高 劍，陳為剛，楊晉生

(天津大學(xué)微電子學(xué)院,天津 300072)

1 引言

地面數(shù)字廣播主要用于承載音視頻傳輸，憑借其較低的成本與接收機(jī)復(fù)雜度，具有非常廣大的用戶群；地面數(shù)字廣播也承擔(dān)著在應(yīng)急情況下信息發(fā)布的作用[1 - 4]，具有重要的社會(huì)效益。但是，在一些特殊情況下，例如地面廣播設(shè)施遭到損壞，應(yīng)急情況下的信息發(fā)布由于發(fā)射功率的限制，難于支持廣大用戶的可靠接收[5]?；诖?，本文以歐洲地面數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)為例，研究基于地面數(shù)字廣播系統(tǒng)的高可靠應(yīng)急信息傳輸?shù)姆椒?，根?jù)DVB-T系統(tǒng)傳輸參數(shù)信令信號(hào)的特點(diǎn)，提出了一種基于數(shù)字廣播信令聚合的高可靠應(yīng)急傳輸方法，實(shí)現(xiàn)利用較小功率傳輸高可靠的短消息數(shù)據(jù)。DVB-T是目前世界上應(yīng)用廣泛的地面數(shù)字電視信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)之一，獲得了巨大的成功[6]。該標(biāo)準(zhǔn)利用開(kāi)路地面?zhèn)鬏斆浇檫M(jìn)行MPEG-2數(shù)字電視傳輸，采用了編碼正交頻分復(fù)用COFDM(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)作為調(diào)制方式，并結(jié)合高可靠的糾錯(cuò)編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)具有較高頻譜利用率與較強(qiáng)抗多徑干擾能力的傳輸。DVB-T信號(hào)按功能進(jìn)行劃分，除包含需要傳輸?shù)臄?shù)字電視信號(hào)外，還包括3種類型的輔助信號(hào)，分別為離散導(dǎo)頻信號(hào)、連續(xù)導(dǎo)頻信號(hào)和傳輸參數(shù)信令TPS(Transmission Parameter Signalling)[7]。

DVB-T系統(tǒng)傳輸短消息數(shù)據(jù)，通常所采用的方法是將短消息數(shù)據(jù)插入到由MPEG-2信源編碼復(fù)用器輸出的傳輸流TS(Transport Stream)中，利用TS流傳輸實(shí)現(xiàn)短消息的廣播服務(wù)，但是該傳輸方式仍然受限于TS流的可靠接收。為提高短消息傳輸?shù)目煽啃?，本文選擇預(yù)先設(shè)定的固定廣播模式，利用DVB-T標(biāo)準(zhǔn)中用于傳輸參數(shù)信令(TPS)的子載波承載短消息數(shù)據(jù)，采用重復(fù)編碼和多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼LDPC(Low Density Parity Check Codes)編碼作為信道編碼方案，以二進(jìn)制相移鍵控BPSK(Binary Phase Shift Keying)作為調(diào)制方式，設(shè)計(jì)了一種高可靠性的應(yīng)急短消息傳輸方案。進(jìn)一步，在軟件無(wú)線電平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)DVB-T系統(tǒng)，將DVB-T標(biāo)準(zhǔn)中的傳輸信令(TPS)子載波用于承載短消息數(shù)據(jù)，并且完成了數(shù)據(jù)的收發(fā)與性能測(cè)試。實(shí)際測(cè)試情況表明，本文提出的基于數(shù)字廣播信令聚合的應(yīng)急傳輸方法能實(shí)現(xiàn)短消息數(shù)據(jù)的高可靠傳輸。

2 DVB-T系統(tǒng)中的傳輸參數(shù)信令(TPS)

DVB-T系統(tǒng)采用COFDM多載波調(diào)制方式進(jìn)行信號(hào)傳輸，具有兩種傳輸模式，分別是2K模式和8K模式，本文以2K模式作為傳輸模式。在2K模式下，總載波數(shù)目為1 705個(gè)，其中傳輸參數(shù)信令(TPS)占用17個(gè)子載波，剩余的載波為數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波。TPS子載波映射采用查找表的方式將TPS調(diào)制符號(hào)映射到17個(gè)TPS子載波上實(shí)現(xiàn)TPS信號(hào)多載波映射。傳輸參數(shù)信令(TPS)所傳輸?shù)男畔ǎ赫{(diào)制方式、等級(jí)調(diào)制信息、保護(hù)間隔、糾錯(cuò)保護(hù)碼、傳輸模式、超幀中的幀序號(hào)以及發(fā)射機(jī)所覆蓋的蜂窩標(biāo)識(shí)等系統(tǒng)信息。

在DVB-T系統(tǒng)中，傳輸參數(shù)信令(TPS)塊定義在連續(xù)傳輸?shù)?8個(gè)COFDM符號(hào)中，即一個(gè)COFDM幀中。其中，每個(gè)COFDM符號(hào)中承載一個(gè)TPS調(diào)制符號(hào)。每幀第一個(gè)COFDM符號(hào)承載的傳輸參數(shù)信令(TPS)比特為差分二進(jìn)制相移鍵控DBPSK(Differential Binary Phase Shift Keying)調(diào)制的參考位，用于DBPSK調(diào)制的初始化。之后每個(gè)COFDM符號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)傳輸參數(shù)信令(TPS)比特，每個(gè)傳輸參數(shù)信令(TPS)塊包含68個(gè)傳輸參數(shù)信令(TPS)比特。傳輸參數(shù)信令(TPS)塊比特分配如下：1個(gè)初始化比特、16個(gè)同步字比特、37個(gè)系統(tǒng)參數(shù)比特和14個(gè)BCH碼差錯(cuò)校驗(yàn)比特。相比于16進(jìn)制正交幅度調(diào)制16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64進(jìn)制正交幅度調(diào)制64QAM和正交相移鍵控QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)調(diào)制，DBPSK調(diào)制方式具有更好的抗干擾能力，可以保證收端接收TPS信號(hào)的門(mén)限比QPSK還要低，因此TPS塊信號(hào)采用DBPSK調(diào)制。DBPSK調(diào)制方式如下：

l=0:Re{cm,l,k}=1-2ωk,

lm{cm,l,k}=0

l>0:sl=0→ Re{cm,l,k}=Re{cm,l-1,k},

lm{cm,l,k}=0

sl=1→Re{cm,l,k}=-Re{cm,l-1,k},

lm{cm,l,k}=0

(1)

其中，m為幀序號(hào)，k為T(mén)PS對(duì)應(yīng)的子載波序號(hào)，l為COFDM符號(hào)序號(hào)，ωk為DVB-T標(biāo)準(zhǔn)定義的偽隨機(jī)比特序列。

DBPSK解調(diào)方式如下：

i=suml×suml-1

(2)

3 基于數(shù)字廣播信令字段聚合的傳輸方案

本文采用DVB-T標(biāo)準(zhǔn)中用于傳輸參數(shù)信令(TPS)的子載波承載應(yīng)急短消息數(shù)據(jù)，采用重復(fù)編碼和多進(jìn)制LDPC編碼作為信道編碼方案，實(shí)現(xiàn)高可靠短消息數(shù)據(jù)的傳輸。DVB-T系統(tǒng)采用固定收發(fā)模式，傳輸模式選擇2K模式，采用非等級(jí)調(diào)制，內(nèi)碼選擇碼率為1/2的卷積碼，以QPSK作為星座映射方式，并且保護(hù)間隔長(zhǎng)度為COFDM符號(hào)長(zhǎng)度的1/4。因此，傳輸參數(shù)信令(TPS)不再需要包含與傳輸模式相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)。

相對(duì)于采用TS流傳輸?shù)腄VB-T系統(tǒng)，本文所提出的傳輸方法使用BPSK調(diào)制方式替代原標(biāo)準(zhǔn)中TPS的DBPSK調(diào)制方式，并將原標(biāo)準(zhǔn)中的信道編碼方式由BCH編碼替換為多進(jìn)制LDPC編碼。因此，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，需要對(duì)DVB-T系統(tǒng)中的TPS生成模塊、TPS包構(gòu)成、TPS解調(diào)模塊和超幀同步模塊進(jìn)行修改，并在接收端增加信道噪聲估計(jì)、多進(jìn)制LDPC譯碼模塊和應(yīng)用層同步模塊。TPS生成模塊主要在發(fā)送端實(shí)現(xiàn)短消息數(shù)據(jù)的多進(jìn)制LDPC碼編碼、數(shù)據(jù)成幀和BPSK調(diào)制；TPS解調(diào)模塊在接收端實(shí)現(xiàn)對(duì)所有TPS子載波的BPSK解調(diào)并獲取TPS解調(diào)序列；超幀同步模塊根據(jù)超幀中分段插入的同步字序列實(shí)現(xiàn)超幀起始位置捕獲；信道噪聲估計(jì)對(duì)加性高斯白噪聲AWGN(Additive White Gaussian Noise)信道噪聲進(jìn)行估計(jì)，供BPSK軟解調(diào)使用；多進(jìn)制LDPC譯碼模塊實(shí)現(xiàn)TPS載波解調(diào)數(shù)據(jù)的截取和多進(jìn)制LDPC譯碼，恢復(fù)TPS包；應(yīng)用層同步模塊用于捕獲TPS包的起始位置并提取出短消息數(shù)據(jù)。

3.1 TPS生成模塊

TPS生成模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)短消息數(shù)據(jù)的多進(jìn)制LDPC編碼、數(shù)據(jù)成幀和BPSK調(diào)制，生成長(zhǎng)度為2 720的復(fù)數(shù)域符號(hào)的BPSK調(diào)制序列。

多進(jìn)制LDPC碼采用基于圖論的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在中短碼長(zhǎng)下具有優(yōu)越的性能，因此在本文中用于短消息數(shù)據(jù)的編碼傳輸[8,9]。對(duì)短消息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼過(guò)程中，首先將連續(xù)的1 040比特分成10組長(zhǎng)度為104比特的序列作為信息序列；其次，對(duì)每組信息序列在GF(16)域上進(jìn)行多進(jìn)制LDPC編碼，編碼碼率為1/2；最后，將10組編碼碼字序列合并成長(zhǎng)度為2 048比特的編碼序列。

本文中每幀短消息數(shù)據(jù)幀，由連續(xù)的10組長(zhǎng)度為104比特的信息序列經(jīng)過(guò)多進(jìn)制LDPC編碼得到的長(zhǎng)度為208比特的編碼碼字序列組成，幀長(zhǎng)度為2 080比特。其中，連續(xù)的10組長(zhǎng)度為104比特的信息序列構(gòu)成應(yīng)用層數(shù)據(jù)包。短消息數(shù)據(jù)幀由10幀超幀組成，每一超幀包括4個(gè)COFDM幀，每一COFDM幀包含16比特同步字序列和52比特編碼序列。其中，超幀中分散插入的4段16比特同步字序列組成64比特的超幀同步序列，供接收端實(shí)現(xiàn)超幀同步。同步序列選用的是CCSDS標(biāo)準(zhǔn)中長(zhǎng)度為64比特的同步字。超幀中的編碼序列長(zhǎng)度為208比特，是由104比特信源序列經(jīng)1/2碼率、GF(16)域上多進(jìn)制LDPC編碼得到，并且平均分成4段，分散插入至16比特同步字序列之后。

在完成數(shù)據(jù)成幀之后，對(duì)每個(gè)子載波所承載的數(shù)據(jù)采用BPSK調(diào)制。由于每個(gè)COFDM符號(hào)中包含17個(gè)TPS子載波，每個(gè)TPS子載波傳輸相同的編碼序列，因此短消息數(shù)據(jù)在完成一次多進(jìn)制LDPC編碼后又經(jīng)過(guò)17次重復(fù)傳輸，進(jìn)一步提高信息傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

DVB-T系統(tǒng)的信道帶寬為7 MHz，采用固定收發(fā)模式進(jìn)行傳輸，COFDM符號(hào)周期Tcofdm=320 μs，因此，10個(gè)連續(xù)超幀的周期為：

Tm=68×4×10×Tcofdm=870.4 ms

(3)

由此可得，信源數(shù)據(jù)的傳輸比特速率為:

R=1040/Tm=1.195 Kbps

(4)

3.2 信道噪聲方差估計(jì)

本文中TPS解調(diào)模塊采用BPSK軟解調(diào)，因此需要對(duì)信道噪聲方差進(jìn)行估計(jì)。本方法采用一種低復(fù)雜度的基于經(jīng)驗(yàn)特征函數(shù)ECF(Empirical Characteristic Function)的信道噪聲方差估計(jì)算法[10]對(duì)信道噪聲方差進(jìn)行估計(jì)。該方法適用于多進(jìn)制相移鍵控MPSK(Multiple Phase Shift Keying)和多進(jìn)制正交幅度調(diào)制MQAM(Multiple Quadrature Amplitude Modulation)，且無(wú)需預(yù)知調(diào)制方式?；贓CF的信道噪聲方差估計(jì)算法的實(shí)現(xiàn)步驟為：

(1)假設(shè)接收端接收序列是長(zhǎng)度為N的復(fù)數(shù)域序列R={r1,r2,…,rN}。其中，rk為接收序列R中的第k個(gè)元素，可表示為rk=rk,I+rk,Qj的形式，rk,I為同相分量，rk,Q為正交分量。則經(jīng)驗(yàn)特征方程定義為:

(5)

(6)

(3)計(jì)算噪聲方差估計(jì)值，公式如下:

(7)

其中，當(dāng)參數(shù)t→0時(shí)，噪聲方差的估計(jì)值與實(shí)際噪聲方差的吻合度越大。參數(shù)t→0時(shí)，據(jù)歐拉公式可得ejtrk,I和ejtrk,Q趨向于1，因此可用常數(shù)1代替公式(6)中的ejtrk,I和ejtrk,Q，則噪聲方差的估計(jì)值計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為:

σ2(RI,RQ)=

(8)

3.3 TPS解調(diào)模塊

TPS解調(diào)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)接收COFDM符號(hào)中全部17個(gè)TPS子載波的BPSK軟解調(diào)。TPS解調(diào)模塊的輸入數(shù)據(jù)為均衡后的頻域COFDM符號(hào)，輸出為當(dāng)前COFDM符號(hào)對(duì)應(yīng)的TPS比特。解調(diào)的具體過(guò)程為：

(1)對(duì)每個(gè)COFDM符號(hào)對(duì)應(yīng)的17個(gè)TPS子載波進(jìn)行解調(diào)，對(duì)每個(gè)TPS子載波分別計(jì)算接收的比特為1和0的概率:

(9)

其中,σ2為信道噪聲方差的估計(jì)值，yi為17個(gè)TPS子載波中第i個(gè)子載波承載的TPS比特經(jīng)過(guò)信道加噪后的信道信息。

(2)根據(jù)計(jì)算所得的17個(gè)子載波接收比特為0和1的概率Pi(0)和Pi(1)，得到比特級(jí)對(duì)應(yīng)0和1的概率，并將其作為L(zhǎng)DPC譯碼器的概率信息輸入進(jìn)行LDPC譯碼，計(jì)算公式為:

(10)

(3)比特判決。當(dāng)P(1)>P(0)時(shí)，該比特解調(diào)輸出為1；否則，解調(diào)輸出0。

3.4 超幀同步

TPS信號(hào)經(jīng)過(guò)BPSK軟解調(diào)后輸出二進(jìn)制比特信息，超幀同步模塊借助移位寄存器采用滑動(dòng)相關(guān)的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)超幀起始位置的捕獲。相比于DVB-T標(biāo)準(zhǔn)的超幀同步，由于本方法中TPS塊采用BPSK調(diào)制代替原標(biāo)準(zhǔn)中的DBPSK調(diào)制，因此，DVB-T標(biāo)準(zhǔn)中COFDM幀中起始位置的TPS初始比特被刪除，同步字起始位置即為超幀起始位置。超幀同步模塊的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

Figure 1 TPS super-frame synchronization圖1 TPS超幀同步

超幀同步實(shí)現(xiàn)步驟如下：

(1)將解調(diào)輸出的TPS比特序列按位輸入容量為272比特的寄存器，并按上文所述的TPS超幀結(jié)構(gòu)分四段提取64比特同步字序列。

(2)將提取的64比特同步字序列與本地存儲(chǔ)的64比特同步字序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。若經(jīng)過(guò)相關(guān)運(yùn)算后輸出為“1”的個(gè)數(shù)大于設(shè)定閾值，則表示超幀同步，并標(biāo)記超幀的起始位置；否則進(jìn)行下一步。

(3)若經(jīng)過(guò)相關(guān)運(yùn)算，未獲取超幀的同步位置，則將272比特的移位寄存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，并返回(1)，直到滿足判決條件。寄存器數(shù)據(jù)更新是指將寄存器末位移出寄存器，新輸入的1比特TPS比特作為寄存器的首位，寄存器中其余位依次進(jìn)行移位。

超幀中具有64比特同步序列，本文定義相關(guān)運(yùn)算閾值為56，即64比特同步序列滑動(dòng)相關(guān)時(shí)允許出錯(cuò)的最大比特?cái)?shù)為8。

3.5 多進(jìn)制LDPC譯碼模塊

在完成超幀同步之后，多進(jìn)制LDPC譯碼模塊對(duì)定義在GF(16)域上，碼率為1/2的多進(jìn)制LDPC編碼序列進(jìn)行譯碼，恢復(fù)發(fā)送的原始短消息數(shù)據(jù)。

本文采用基于快速傅里葉變換FFT(Fast Fourier Transformation)的多進(jìn)制LDPC譯碼算法，實(shí)現(xiàn)步驟如下：

(1)初始化。將TPS解調(diào)模塊輸出的208比特編碼序列對(duì)應(yīng)的軟信息作為多進(jìn)制LDPC譯碼器的輸入，計(jì)算每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)信息，并利用所得的先驗(yàn)信息初始化變量節(jié)點(diǎn)傳遞給與之關(guān)聯(lián)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的信息。

(2)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新。對(duì)于每個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)與其相關(guān)聯(lián)的變量節(jié)點(diǎn)，引入16×16的Hadamard矩陣，采用基于FFT的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新方法計(jì)算校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)傳遞給變量節(jié)點(diǎn)的信息。

(3)變量節(jié)點(diǎn)更新。對(duì)于每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)與其相關(guān)聯(lián)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，計(jì)算變量節(jié)點(diǎn)傳遞給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的信息。

(4)計(jì)算后驗(yàn)判決信息，生成譯碼碼字向量X。如果譯碼碼字向量滿足校驗(yàn)方程H×X=0,則結(jié)束譯碼，其中，H為校驗(yàn)矩陣;否則,返回校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新步驟繼續(xù)迭代，直到達(dá)到最大迭代次數(shù)。多進(jìn)制LDPC碼譯碼后得到二進(jìn)制譯碼序列。按每10組譯碼序列組合的方式得到發(fā)送的TPS包數(shù)據(jù)。

3.6 應(yīng)用層同步

在完成多進(jìn)制LDPC譯碼之后，應(yīng)用層同步模塊采用相關(guān)的方法實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層同步，從而獲取1 040比特的應(yīng)用層數(shù)據(jù)包起始位置。

待傳輸?shù)膽?yīng)用層數(shù)據(jù)包在編碼前，固定TPS包的前22比特作為應(yīng)用層同步字。接收端接收并譯碼10幀超幀數(shù)據(jù)后，將得到的1 040比特?cái)?shù)據(jù)包按各自對(duì)應(yīng)的超幀分為10部分。將每部分?jǐn)?shù)據(jù)的前22比特與本地存儲(chǔ)的22比特應(yīng)用層同步字進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。若進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算后正確比特?cái)?shù)目大于設(shè)定閾值，則對(duì)該段進(jìn)行標(biāo)記，所標(biāo)記的位置為應(yīng)用層同步位置，即應(yīng)用層數(shù)據(jù)包的起始位置；否則，對(duì)下一超幀進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。最后根據(jù)標(biāo)記的TPS包起始位置提取出連續(xù)的1 040比特，則該1 040比特即為所發(fā)送的應(yīng)急短消息數(shù)據(jù)。

4 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析

4.1 系統(tǒng)測(cè)試

本文采用通用軟件無(wú)線電平臺(tái)USRP對(duì)用于短消息數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕跀?shù)字廣播參數(shù)信令聚合的應(yīng)急傳輸方法性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試平臺(tái)如圖2所示。該測(cè)試平臺(tái)由發(fā)射端和接收端組成，圖2左圖為發(fā)送端，右圖為接收端。在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，發(fā)射端在傳輸由攝像頭采集的實(shí)時(shí)信息的同時(shí)，采用TPS子載波傳輸應(yīng)急短消息數(shù)據(jù)；接收端接收由發(fā)送端發(fā)送的TS包和TPS短消息數(shù)據(jù)包，并且分別統(tǒng)計(jì)在不同發(fā)射功率下接收的TS包的誤包率和采用TPS子載波傳輸?shù)亩滔?shù)據(jù)的誤包率，通過(guò)對(duì)比在不同發(fā)射功率下的TS包和TPS包的誤包率確定本文所提方法的性能。

Figure 2 Experimental platform圖2 測(cè)試平臺(tái)

實(shí)際測(cè)試在如圖3所示的開(kāi)放環(huán)境下進(jìn)行。圖中“T”表示DVB-T發(fā)射機(jī)天線的位置，“R”表示DVB-T接收機(jī)天線位置，發(fā)射機(jī)天線和接收機(jī)天線之間的距離為2.0 m，且傳輸過(guò)程中不考慮信號(hào)的直射路徑。DVB-T系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置如表1所示。

Figure 3 Experimental scenario圖3 實(shí)際測(cè)試場(chǎng)景

測(cè)試參數(shù)參數(shù)值信號(hào)帶寬7MHz載波模式2K星座映射方式QPSK保護(hù)間隔模式1/4內(nèi)碼碼率1/2USRP子板WBX寬帶子板射頻中心頻率474MHz

4.2 結(jié)果分析

本文在軟件無(wú)線電平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)字廣播信令聚合的應(yīng)急傳輸，圖4為接收端接收到的由

發(fā)送端利用TPS子載波傳輸?shù)亩滔?shù)據(jù)在界面中的顯示情況。在傳輸過(guò)程中，發(fā)送端采用TPS聚合的方法總共發(fā)送了三條“TPS short message data!”的應(yīng)急短消息，接收端接收到由發(fā)送端發(fā)送的信息，通過(guò)前文所述的對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行TPS解調(diào)、超幀同步、LDPC譯碼等操作準(zhǔn)確地恢復(fù)出TPS短消息數(shù)據(jù)包，并在界面右欄中顯示。由于軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，發(fā)射端和接收端都采用多線程模式，發(fā)射端在利用TPS傳輸短消息數(shù)據(jù)的同時(shí)仍在不斷地采集視頻數(shù)據(jù)并進(jìn)行發(fā)送，而接收端不僅能夠接收并播放視頻，還能夠在同一時(shí)間獲取應(yīng)急短消息數(shù)據(jù)。故本文所提出的基于數(shù)字廣播信令字段聚合的應(yīng)急傳輸方法能夠在不影響DVB-T系統(tǒng)正常工作的情況下，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急短消息傳輸。

為測(cè)試本文所提方法性能，同時(shí)傳輸1 040比特TPS包和188字節(jié)TS包，在完成300個(gè)TPS包傳輸時(shí)，統(tǒng)計(jì)在不同發(fā)射功率下TS包的誤包率和TPS包的誤包率，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出，在不同發(fā)射功率下，TPS包的誤包率均遠(yuǎn)小于TS包的誤包率。其中，當(dāng)發(fā)射功率為-46 dBm時(shí)，接收端已無(wú)法正確接收TS包，但接收TPS包的誤包率為5.667×10-2。由此可以看出，本文所提出的設(shè)計(jì)方案能夠很好地實(shí)現(xiàn)短消息數(shù)據(jù)的高可靠傳輸。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文依據(jù)地面數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，采用固定收發(fā)模式，利用DVB-T標(biāo)準(zhǔn)中用于傳輸參數(shù)信令的TPS子載波，采用重復(fù)編碼和多進(jìn)制LDPC編碼作為信道編碼方案，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種高可靠的應(yīng)急短消息傳輸方案。本方案中，由于采用了固定的收發(fā)模式，傳輸信令不再需要包含與傳輸模式相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)，借助空閑的TPS載波，通過(guò)重新設(shè)計(jì)TPS幀結(jié)構(gòu)傳輸短消息數(shù)據(jù)。實(shí)際測(cè)試表明，本文所提出的設(shè)計(jì)方案能夠很好地實(shí)現(xiàn)應(yīng)急短消息數(shù)據(jù)的高可靠傳輸。本文方法借助已有地面數(shù)字廣播收發(fā)設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，支持在應(yīng)急情況下使用較低發(fā)射功率的可靠信息發(fā)布。

Table 2 Experimental results of TS packets and TPS packets

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