多载频数字多媒体无线广播跳频传输逻辑信道映射方法技术

本发明专利技术提供一种数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，将数字多媒体无线广播中采用跳频传输时的逻辑信道分配问题建模为着色问题；构建着色子图；对当前着色子图着色，并判断着色是否成功；若否，在当前着色子图的参数能够调整时，调整当前着色子图的参数，再构建着色子图；若是，对剩余的着色子图进行着色，若所有着色子图的着色成功，则逻辑信道分配成功；若有一个着色子图着色失败，则逻辑信道分配失败。本发明专利技术的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法使得来自同种类型的广播的同一个逻辑信道的帧在各个载频上的时间间隔至少大于跳频保护时间，使同一个逻辑信道组内的广播帧在多个载频上也满足跳频保护时间的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及广播电视通信的
，特别是涉及一种数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法。
技术介绍
随着信息技术突飞猛进的发展，在全球范围内电视已经开始了由第一代数字电视(DVB-C、DVB-S、DVB-T、ATSC、ISDB-T、CMMB以及DTMB)向第二代数字电视(DVB-C2、DVB-S2、DVB-T2和ATSC3.0)的迅速发展。在国内，早在2010年就提出了“决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合”，还指出，“推进电信网、广播电视网和互联网融合发展，实现三网互联互通、资源共享，为用户提供话音、数据和广播电视等多种服务，对于促进信息和文化产业发展，提高国民经济和社会信息化水平，满足人民群众日益多样的生产、生活服务需求，拉动国内消费，形成新的经济增长点，具有重要意义”。为了配合国家三网融合的信息产业发展战略目标，国家广播电影电视总局已经全面启动了下一代广播电视网(NextGenerationBroadcasting，NGB)的战略部署，将“适合我国国情、三网融合、有线无线相结合、全程全网”确定为我国下一代广播电视网的战略目标。NGB-W(NextGenerationBroadcasting-Wireless)是我国下一代广播电视网的无线部分，它需要在很长一段时间内满足国家、社会和人民群众对无线广播电视等各类公众信息服务的各种已有要求和新型需求，从而实现对现有广播电视网络体系的全面升级换代。为了提高NGB-W系统的传输速度以及传输效率，一般采用多载频跳频传输机制。要求在多载频数字多媒体无线广播系统的每个载频上都可以传输多种不同类型广播的帧，以时分复用的模式在各个载频上传输，以此来满足帧的灵活传输要求。为了支持灵活的资源映射和指示接收端接收其需要的数据，又引进了逻辑信道的概念。逻辑信道是由相同或相关的业务数据组成。在接收端采用单调谐接收机接收，并要求无线广播信号在多载频跳频传输时，同种类型的广播的同一逻辑信道或属于同一逻辑信道组的逻辑信道在映射至不同载频的帧在时间上保持一定的跳频时间(不小于5ms)，以保证单调谐接收机有时间完成跳频处理。给各个广播的帧分配逻辑信道的问题与图论中的顶点着色问题类似，因此将多载频数字多媒体无线广播跳频传输逻辑信道映射问题建模成图论中的顶点着色问题。将帧建模成顶点，将逻辑信道建模成颜色，如果两个帧属于同一个逻辑信道组或同一种广播的同一个逻辑信道，且他们在不同载频上，但它们的时间间隔小于跳频保护时间，则将这两个帧对应的顶点之间用一条边连接起来。着色完成以后所有的顶点均着上一种颜色，且有边相连的顶点颜色不同。现有技术中，在获得帧结构分配图样的基础上，利用经典回溯算法来解决着色问题，优点是算法简单，缺点是不支持逻辑信道组跳频传输、计算时间较长。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，针对跳频传输模式下多载频帧结构分配图样，设计支持包含逻辑信道组的逻辑信道标识映射方法，提出更有效的着色方案，使得数字多媒体无线广播能够灵活地传送不同类型的广播的帧，并且来自同种类型的广播的同一个逻辑信道的帧在各个载频上的时间间隔至少大于跳频保护时间，同时使同一个逻辑信道组内的广播帧在多个载频上也要满足跳频保护时间的要求，最终使得单调谐接收机能够成功接收各种广播来自各个逻辑信道的帧。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，包括以下步骤：步骤S1、将数字多媒体无线广播中采用跳频传输时的逻辑信道分配问题建模为着色问题；步骤S2、构建着色子图；步骤S3、对当前着色子图进行着色，并判断着色是否成功；若否，转入步骤S4；若是，转入步骤S5；步骤S4、判断当前着色子图的参数是否能够调整，若是，则调整当前着色子图的参数，再转入步骤S2；若否，则逻辑信道分配失败；步骤S5、对剩余的着色子图进行着色，若所有着色子图的着色成功，则逻辑信道分配成功；若有一个着色子图着色失败，则逻辑信道分配失败。根据上述的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其中：所述步骤S1中，将数字多媒体无线广播中各个广播的帧建模成顶点，将每个广播的逻辑信道建模成颜色。根据上述的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其中：所述步骤S2中，构建着色子图时，遵循以下规则：21)将载频上的所有广播的帧根据广播类型分成不同的子集，每一个子集内包含且仅包含该种广播的所有帧；22)若某种广播与其他广播构成逻辑信道组，则将构成逻辑信道组的广播的帧子集合并，构成联合子图；否则，该广播的帧子集独自构成一个子图；每一个子图或联合子图构成一个着色子图；23)在每个着色子图内若两个顶点对应的帧在不同的载频上且它们的时间间隔小于跳频保护时间，则用一条边将这两个顶点连接起来，且有边相连的顶点称为彼此的邻点；24)给每个着色子图内的所有顶点分配颜色集，每个顶点的颜色集中的颜色数目与其所在广播的当前逻辑信道数目相同；同一个广播的所有顶点的颜色集均相同，不同广播的顶点彼此之间若未构成逻辑信道组，则没有相同的颜色，若有逻辑信道组，则它们颜色集中相同颜色的数目与它们所在的广播构成逻辑信道组的数目相同。根据上述的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其中：所述步骤S3包括以下步骤：31)为着色子图内的每一个顶点配置可用颜色集；32)判断当前着色子图内的所有顶点是否着色成功，若是，则当前着色子图着色成功，若否，则转入步骤33)；33)选择着色顶点；34)若当前选择的顶点的未着色邻点的个数大于1个，则将当前着色的顶点作为一个分支点；35)选择颜色；36)给当前顶点着色后，更新该顶点及其邻点的可用颜色集；其中，当前着色顶点的可用颜色集更新时，将该顶点当前使用的颜色从其可用颜色集中删除；当前着色顶点的邻点的可用颜色集更新时，用该邻点的颜色集减去该邻点以及其所有已着色邻点使用的颜色；37)判断当前顶点着色是否成功；若是，则转入步骤32)，直至所有顶点着色成功，即该子图着色成功；若否，则转入步骤38)；其中，判断当前顶点着色是否成功的标准如下：若当前着色顶点的所有未着色邻点的可用颜色集均不为空集，则该顶点着色成功；否则，该顶点着色失败；38)调整已着色的顶点的颜色，使着色失败的顶点能成功着色，若调整成功，转入步骤33)；若调整失败，则该子图着色失败，将该子图内的所有顶点颜色重置为0，转入步骤S4。根据上述的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其中：所述步骤31)中，着色子图内的每一个顶点都有一个颜色集和可用颜色集，每个顶点的颜色集在着色子图内根据其所在广播的逻辑信道数和系统的逻辑信道组参数进行分配，初始化每个顶点的可用颜色集与其颜色集相同；颜色集内包含的是初始可以使用的颜色，可用颜色集内包含的是当前每个顶点可以使用的颜色。进一步地，根据上述的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其中：所述步骤33)中，a、第一个着色顶点是当前着色子图中度数最大的点，若这样的顶点有多个，则选择其中可用颜色集最小的一个；其中，度数指的是与当前顶点有边相连的顶点的数目；b、若不是选择第一个着色顶点，则选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、将数字多媒体无线广播中采用跳频传输时的逻辑信道分配问题建模为着色问题；步骤S2、构建着色子图；步骤S3、对当前着色子图进行着色，并判断着色是否成功；若否，转入步骤S4；若是，转入步骤S5；步骤S4、判断当前着色子图的参数是否能够调整，若是，则调整当前着色子图的参数，再转入步骤S2；若否，则逻辑信道分配失败；步骤S5、对剩余的着色子图进行着色，若所有着色子图的着色成功，则逻辑信道分配成功；若有一个着色子图着色失败，则逻辑信道分配失败。

【技术特征摘要】
1.一种数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、将数字多媒体无线广播中采用跳频传输时的逻辑信道分配问题建模为着色问题；步骤S2、构建着色子图；步骤S3、对当前着色子图进行着色，并判断着色是否成功；若否，转入步骤S4；若是，转入步骤S5；步骤S4、判断当前着色子图的参数是否能够调整，若是，则调整当前着色子图的参数，再转入步骤S2；若否，则逻辑信道分配失败；步骤S5、对剩余的着色子图进行着色，若所有着色子图的着色成功，则逻辑信道分配成功；若有一个着色子图着色失败，则逻辑信道分配失败。2.根据权利要求1所述的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其特征在于：所述步骤S1中，将数字多媒体无线广播中各个广播的帧建模成顶点，将每个广播的逻辑信道建模成颜色。3.根据权利要求1所述的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其特征在于：所述步骤S2中，构建着色子图时，遵循以下规则：21)将载频上的所有广播的帧根据广播类型分成不同的子集，每一个子集内包含且仅包含该种广播的所有帧；22)若某种广播与其他广播构成逻辑信道组，则将构成逻辑信道组的广播的帧子集合并，构成联合子图；否则，该广播的帧子集独自构成一个子图；每一个子图或联合子图构成一个着色子图；23)在每个着色子图内若两个顶点对应的帧在不同的载频上且它们的时间间隔小于跳频保护时间，则用一条边将这两个顶点连接起来，且有边相连的顶点称为彼此的邻点；24)给每个着色子图内的所有顶点分配颜色集，每个顶点的颜色集中的颜色数目与其所在广播的当前逻辑信道数目相同；同一个广播的所有顶点的颜色集均相同，不同广播的顶点彼此之间若未构成逻辑信道组，则没有相同的颜色，若有逻辑信道组，则它们颜色集中相同颜色的数目与它们所在的广播构成逻辑信道组的数目相同。4.根据权利要求1所述的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下步骤：31)为着色子图内的每一个顶点配置可用颜色集；32)判断当前着色子图内的所有顶点是否着色成功，若是，则当前着色子图着色成功，若否，则转入步骤33)；33)选择着色顶点；34)若当前选择的顶点的未着色邻点的个数大于1个，则将当前着色的顶点作为一个分支点；35)选择颜色；36)给当前顶点着色后，更新该顶点及其邻点的可用颜色集；其中，当前着色顶点的可用颜色集更新时，将该顶点当前使用的颜色从其可用颜色集中删除；当前着色顶点的邻点的可用颜色集更新时，用该邻点的颜色集减去该邻点以及其所有已着色邻点使用的颜色；37)判断当前顶点着色是否成功；若是，则转入步骤32)，直至所有顶点着色成功，即该子图着色成功；若否，则转入步骤38)；其中，判断当前顶点着色是否成功的标准如下：若当前着色顶点的所有未着色邻点的可用颜色集均不为空集，则该顶点着色成功；否则，该顶点着色失败；38)调整已着色的顶点的颜色，使着色失败的顶点能成功着色，若调整成功，转入步骤33)；若调整失败，则该子图着色失败，将该子图内的所有顶点颜色重置为0，转入步骤S4。5.根据权利要求5所述的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其特征在于：所述步骤31)中，着色子图内的每一个顶点都有一个颜色集和可用颜色集，每个顶点的颜色集在着色子图内根据其所在广播的逻辑信道数和系统的逻辑信道组参数进行分配，初始化每个顶点的可用颜色集与其颜色集相同；颜色集内包含的是初始可以使用的颜色，可用颜色集内包含的是当前每个顶点可以使用的颜色。6.根据权利要求5所述的数字多媒体无线广播采用跳频传输时逻辑信道分配方法，其特征在于：所述步骤33)中，a、第一个着色顶点是当前着色子图中度数最大的点，若这样的顶点有多个，则选择其中可用颜色集最小的一个；其中，度数指的是与当前顶点有边相连的顶点的数目；b、若不是选择第一个着色顶点，则选择的顶点为与上一个着色顶点相连的未着色顶点中可用颜色集最小的一个顶点，若这样的顶点有多个，则选择有效度数最大的一个顶点；
\t其中，有效度数指的是与当前顶点有边相连的未着色顶点的个数；c、若上一个着色顶点没有相连的未着色的顶点，则从最后一个分支点开始，按照分支点从后往前的顺序查找是否有未着色邻点的分支点，若存在有未着色邻点的分支点，则在该分支点的未着色的相连邻点中选择可用颜色集最小的未着...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿霏，田金凤，李明齐，封松林，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31