中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T220.1—2006
移动多媒体广播第1部分:广播信道结构、信道编码和调制
Mobile Multimedia Broadcasting Part 1: Framing Structure, Channel Coding andModulationforBroadcasting Channel2006-10-24发布
2006-11-01实施
国家广播电影电视总局发布
TTKAONTKAca-
1范围
2规范性引用文件
3术语、定义、缩略语、符号和约定3.1术语和定义
3.2缩略语。
3.3符号和操作符,
4系统描述
4.1综述:
4.2物理层结构
4.3物理层顿结构,
4.4物理层的输入和输出
5子系统说明。
5.1RS编码和字节交织
5.2LDPC编码
5.3比特交织
5.4星座映射
5.5频域OFDM符号形成
5.6扰码
5.7OFDM调制
5.8成顿
5.9调制后的射频信号
(规范性附录)
(规范性附录)
(规范性附录)
(规范性附录)
(资料性附录)
发射机标识序列
RS(240,K)生成方式
LDPC码字比特映射向量
LDPC码奇偶校验矩阵H.
系统净荷数据率
图1移动多媒体广播系统广播信道物理层逻辑信道图2物理层功能框图
图3基于时隙划分的顿结构,
图4信标结构.
图5同步信号伪随机序列生成器:图6OFDM符号
图7保护间隔间的交叠
图8保护间隔信号选取.
图9字节交织器与RS(240,K)编码.图10比特交织.
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图11BPSK星座映射
图12QPSK星座映射.
图1316QAM星座映射
图14信号分布图案
图15产生扰码的线性反馈移位寄存器,图16OFDM符号子载波结构示意图(Br=8MHz)图17OFDM符号子载波结构示意图(Br=2MHz)图18广播信道调制信号理论功率谱(B,=8MHz)图19广播信道调制信号理论功率谱(B,=2MHz)图20调制信号频谱模板(Br=8MHz)图21调制信号频谱模板(Br=2MHz)表1T.和T取值
表2字节交织器参数Mi
表3LDPC编码配置.
表4比特交织器参数取值.
表5连续导频在OFDM符号中的位置表6用于传输系统信息的连续导频.表7传输指示信息:
表8扰码移位寄存器初始值.
表9带内功率定义为0dB时频谱模板中各点相对功率值(B=8MHz)表10带内功率定义为0dB时频谱模板中各点相对功率值(B=2MHz)表A1
发射机标识序列
RS(240,240)生成多项式系数
RS(240,224)生成多项式系数.
RS(240,192)生成多项式系数..
RS(240,176)生成多项式系数..
系统净荷数据率
TKAOTKAca
本标准为GY/T220移动多媒体广播标准系列的第1部分。本标准的附录A、B、C、D为规范性附录,本标准的附录E为资料性附录。
本标准由全国广播电视标准化技术委员会归口。GY/T220.1—2006
本标准起草单位:国家广播电影电视总局广播科学研究院、北京泰美世纪科技有限公司。本标准主要起草人:杨庆华、陶涛、葛启宏、梁毅斌、宋挥师、白栋。II1
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本标准的发布机构提请注意如下事实,使用者声明符合本标准时,可能使用涉及本标准有关内容的相关授权的和正在申请的专利。本标准的发布机构对于专利的范围、有效性和验证资料不提出任何看法。专利持有人已向本标准的发布机构保证,愿意同任何申请人在合理和无歧视的条款和条件下,就使用授权许可进行协商。该专利持有人的声明已向本标准的发布机构提交下表列出专利权利人的信息:
专利权利人
联系地址
北京泰美世纪科技有限公司
北京市海淀区蓝靛厂东路2号,2号院2号楼2单元11F(100097)联系人:叶睿睿
通信地址:北京市海淀区蓝靛厂东路2号,2号院2单元2号楼11F邮政编码:100097
电子邮件:
[email protected]电话:010-88865631
请注意除标准专利许可声明中已经识别出的专利外,GY/T220的本部分的某些内容有可能涉及其它专利。GY/T220本部分的发布机构不应承担识别这些专利的责任IV
YKAONIKAca-
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移动多媒体广播第1部分:广播信道顿结构、信道编码和调制1范围
本标准规定了在30MHz~3000MHz的频率范围内,移动多媒体广播系统广播信道传输信号的顿结构、信道编码和调制。
本标准适用于在30MHz~3000MHz的频率范围内,通过卫星和/或地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T7400.2广播电视名词术语无线电广播GB/T7400.11数字电视术语
3术语、定义、缩略语、符号和约定3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1.1
保护间隔guardinterval
发送符号之间的过渡信号,用于符号间平滑。3.1.2
导频pilot
OFDM符号中位于特定位置上的一部分子载波,用来发送辅助终端解调的信号。3.1.3
发射机标识信号transmitteridentifier signa位于物理层信号顿中每个时隙开始处的一段信号,用于区分不同的发射机。3.1.4
符号星座映射constellationmapping将待传输的符号对应到星座图上信号矢量的过程。3.1.5
控制逻辑信道controllogicalchannel用于传送系统控制信息的物理层逻辑信道,信道参数固定不变。3.1.6
离散导频scatteredpilot
在相邻OFDM符号中具有不同位置的导频3.1.7
连续导频continualpilot
在相邻OFDM符号中具有相同位置的导频。3.1.8
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前向纠错码forwarderror correction code利用增加元余信息获得纠错能力的编码结构。3.1.9
扰码scramblecode
用于数据随机化的二进制序列。3.1.10
上层数据流upper-layerdatastream由上层协议分配的、经由物理层某一逻辑信道向终端广播的数据流。3.1.11
时隙timeslot
物理层信号顿中的具有固定时间长度的信号片断,可由终端单独接收。3.1.12
数据子载波data sub-carrier
OFDM符号中用于承载上层数据流的子载波。3.1.13
物理层逻辑信道physicallogicalchannel物理层承载上层业务数据流的传输通道,每个物理层逻辑信道独立编码调制,可以占用一个或多个时隙。
信标beacon
每个时隙开始处的一段信号,包括发射机标识信号和同步信号。3.1.15
虚拟子载波virtual sub-carrier不承载任何信号的OFDM子载波,载波发送功率为0。3.1.16
循环前缀cyclicprefix
位于OFDM数据体前的一段数据,其内容是OFDM数据体尾部数据的拷贝。3.1.17
业务逻辑信道servicelogicalchannel用于传送业务的物理层逻辑信道,信道参数可配置。3.1.18
有效子载波validsub-carrier
OFDM符号中承载实际信号的子载波,包括数据子载波、离散导频和连续导频。3.2缩略语
下列缩略语适用于本标准。
(Binary Phase Shift Keying)
(CyclicPrefix)循环前缀
(Control Logical Channel)
(Forward Error Correction)
(Guard Interval)
保护间隔
(Inverse Fourier Transform)
(Low Density Parity Check)
(Least Significant Bit)
(Most Significant Bit)
二进制相移键控
控制逻辑信道
前向纠错码
逆傅立叶变换
低密度奇偶校验码
最低有效位
最高有效位
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(Multiplex)
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)(PhysicalLogicalChannel):物理层逻辑信道(Pseudo-randomNoiseSequence)伪随机噪声序列
正交频分复用
(QuadratureAmplitude Modulation)正交幅度调制
(QuadraturePhaseShiftKeying)(Reed-Solomon Codes)
正交相移键控
里德一所罗门码
(Service Logical Channel)
(Transmitter Identifier)
(TimeSlot)时隙
3.3符号和操作符
以下符号适用于本标准。
物理层带宽
LDPC奇偶校验矩阵
比特交织器列数
比特交织器行数
字节交织器行数
同步信号的子载波数
发射机标识信号的子载波数
OFDM符号的子载波数
OFDM符号的有效子载波数
s, (t)
复伪随机扰码序列
物理层射频信号
同步信号
发射机标识信号
免费标准bzxz.netOFDM符号
同步信号的符号长度
OFDM符号的循环前缀长度
保护间隔长度
发射机标识信号的符号长度
OFDM符号的符号长度
OFDM符号的数据体长度
保护间隔长度
窗函数
同步信号频域伪随机序列
业务逻辑信道
发射机标识
发射机标识信号频域伪随机序列同步信号的子载波间隔
发射机标识信号的子载波间隔
OFDM符号的子载波间隔
以下操作符适用于本标准。
矩阵转置操作符
卷积操作符
4系统描述
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4.1综述
本标准定义了在30MHz~3000MHz频率范围内,移动多媒体广播系统广播信道物理层各功能模块,给出了移动多媒体广播信道物理层传输信号的顿结构、信道编码、调制技术以及传输指示信息。本标准定义的广播信道物理层带宽(B,)包括8MHz和2MHz两种选项。广播信道物理层以物理层逻辑信道的形式向上层业务提供传输速率可配置的传输通道,同时提供一路或多路独立的广播信道。物理层逻辑信道支持多种编码和调制方式用以满足不同业务、不同传输环境对信号质量的不同要求。本标准定义的广播信道物理层支持单频网和多频网两种组网模式,可根据应用业务的特性和组网环境选择不同的传输模式和参数。物理层支持多业务的混合模式,达到业务特性与传输模式的匹配,实现业务运营的灵活性和经济性。
4.2物理层结构
本节概括描述移动多媒体广播系统广播信道物理层结构。广播信道物理层通过物理层逻辑信道(PLCH)为上层业务提供广播通道。物理层逻辑信道分为控制逻辑信道(CLCH)和业务逻辑信道(SLCH)。控制逻辑信道用于承载广播系统控制信息,业务逻辑信道用于承载广播业务。物理层只有一个固定的控制逻辑信道,占用系统的第0时隙发送。业务逻辑信道由系统配置,每个物理层带宽内业务逻辑信道的数目可以为139个,每个业务逻辑信道占用整数个时隙,见图1。CLCH
信道编码、调制、时隙分配
图1移动多媒体广播系统广播信道物理层逻辑信道时障
物理层对每个物理层逻辑信道进行单独的编码和调制,其中控制逻辑信道采用固定的信道编码和调制模式:RS编码采用RS(240,240),LDPC编码采用1/2码率,星座映射采用BPSK映射,扰码初始值为选项0。业务逻辑信道的编码和调制模式根据系统需求可灵活配置,配置模式通过系统控制信息向终端广播。根据编码和调制参数不同,物理层可提供不同的传输净荷,具体参数参见附录E。物理层逻辑信道的编码和调制功能框图见图2,各子模块的详细内容在第5章中定义。来自上层的输入数据流经过前向纠错编码、交织和星座映射后,与离散导频和连续导频复接在一起进行OFDM调制。调制后的信号插入帧头后形成物理层信号顿,再经过基带至射频变换后发射。4
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上层数据流1
上层数据流2
上层数据流N
RS编码和
字节交织
RS编码和
字节交织
RS编码
学节交织
4.3物理层帧结构
4.3.1顿结构
LDPC编
LDPC编
LDPC编
比特交
比特交
比特交
传输指
示信息
虽座映
星座映
显座映
连续导
高散导
OFDM频
域符号
物理层功能框图
OFDN调
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基带到
射频的
射频发射
物理层信号每1秒为1顿,划分为40个时隙。每个时隙的长度为25mS,包括1个信标和53个0FDM符号,基于时隙划分的顿结构见图3。
4.3.2信标
OFDI径号0
OFI号1
图3基于时隙划分的顿结构
信标结构见图4,包括发射机标识信号(TxID)以及2个相同的同步信号Tx
4.3.2.1发射机标识信号
同步信
图4信标结构
OFDJ裕号 52
同步信号
发射机标识信号Sp(t)为频带受限的伪随机信号,用于标识不同发射机。Sp(t)长度记为Tp,取值为36.0us。发射机标识信号见式(1):S(t)=
mean(-TostsTi
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式中:
发射机标识信号的子载波数
承载发射机标识序列的BPSK调制信号发射机标识信号的子载波间隔,取值为39.0625kHz发射机标识信号的循环前缀长度,取值为10.4us发射机标识信号的子载波数N,根据不同物理层带宽(B,)取值如下:Np
{,256,B,=8MHz
164,
B,=2MHz
承载发射机标识序列的BPSK调制信号X,(i)由发射机标识序列TxID(k)映射产生,映射方式见式(3)和式(4):
B,=8MHz:
1- 2x TxID(i-1),
X()=30,
l≤i≤95
i=0或96≤i≤159
/1-2×TxID(i-65),160≤i≤255B,=2MHz :
[1-2× TxID(i-1),
Xm()=30,
1≤i≤18
i=0或19≤i≤44.
1- 2x TxID(i-27),
45≤i≤63
发射机标识序列TxID(k)长度为191比特(B,=8MHz)或37比特(B,=2MHz),定义见附录A。4.3.2.2同步信号
同步信号S,(t)为频带受限的伪随机信号,长度记为T,取值为204.8us。同步信号见式(5):eo
式中:
同步信号的子载波数
0≤t≤T
一承载二进制伪随机序列PN(k)的BPSK调制信号同步信号的子载波间隔,取值为4.8828125kHz同步信号的子载波数N。根据不同物理层带宽(B,)取值如下:N
[2048,B,=8MHz
B,=2MHz
512,
承载二进制序列伪随机PN,(k)的BPSK调制信号X(i)由PN(k)映射产生,映射方式见式(6)和式(7):
B,=8MHz:
1-2× PN,(i-1),
x,()=30,
1≤i≤768
i=0或769≤i≤1279.
[1-2xPN,(i-512),1280≤i≤2047B,=2MHz:
1-2x PN,(i-D),
x()=30,
1≤i≤157
i=0或158≤i≤354.
(1-2x PN,(i-198),
355≤i≤511
二进制伪随机序列PN.(k)由图5所示线性反馈移位寄存器产生,生成多项式为:x\+x+1。移位6
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