适用于高速运动接收的数据帧的设计方法和传输系统技术方案

本发明专利技术提供了一种适用于高速运动接收的数据帧的设计方法和传输系统，其特征在于，包括：数据帧包含相级联的自引导程序、前置码和至少一个数据子帧，上述自引导程序并不需要每个数据帧都传输，当数据帧中不发射自引导程序时留有空隙用于获得额外信息容量，其中，按照数据帧持续时间长短将时域均匀分割为若干时间片段，避免技术模式组合TMC的变更时刻前后一定范围的时间内跳过，在其他剩余时间内均匀分配设置至少一个可跳过的时间片段，该可跳过的时间片段中数据帧不传输所述自引导程序，能够实现不影响技术组合模式变更的前提下，在稳健性增强和信息容量增加两方面都增益。

【技术实现步骤摘要】
适用于高速运动接收的数据帧的设计方法和传输系统
本专利技术属于通信领域，尤其涉及一种适用于高速运动接收的数据帧的设计方法和传输系统。
技术介绍
ATSC(AdvancedTelevisionSystemCommittee)在2016年03月和2016年09月先后发布A/321自引导程序和A/322物理层协议两个标准，该两个标准分别为A/321标准，systemdiscoveryanddetection，2016年3月23日；以及A/322标准，physicallayerprotocol，2016年9月7日。其中，A/321的自引导程序(bootstrap)和A/322的前置码(Preamble)部分具有相当优秀的性能，已经为启动ATSC3.0新服务做好准备，该标准适用于6,7,8和2*5＝10MHz频道带宽，优点显著性能比较优秀，在韩国已经率先启动。但是，优点中同时带来不足，该标准在高速运动接收的情形下并未充分利用频谱资源，尤其是额外信息容量的获取上。此处高速运动接收选择针对数据帧时间＝50ms和自引导程序时间＝2ms而言，但并非限定于此。例如不同频带宽度的国家/地区而言，对于6MHz频道国家/地区，有效频谱闲置率10.4％；动用时可获得额外信息容量+0.418％。对于8MHz频道国家/地区，有效频谱闲置率10.0％；动用时可获得额外信息容量+0.402％。加上为数极少的7MHz频道国家/地区，全球在近5年内若采用ATSC3.0,都可有此额外信息容量。已知的是，A/321占用4.5MHz是为2*5＝10MHz定制的，该2*5MHz的来由是因为2016-06美国FCC启动第二轮700MHz频段的电视频谱拍卖，其中有10对(pairs)频道是按照2*5MHz占拍卖频谱的绝大多数，其政策要把美国每个广播业者拥有的2*6MHz许可证，通过拍卖和优惠政策改革为2*5MHz频道。除了上述2*5MHz带宽，其他频道的有效带宽利用率分析进行以下表格分析，按照A/321文件对符号-2中对bsr_coefficient之N选取，可得“基带取样率”等数据，见表1如下：表1自引导程序的频谱闲置率值得重要说明的是：在高速运动接收和未考虑功分复用(PDM)时，特别是发射功率不变时，尽管额外信息容量看似为数不多，但在频谱使用密集的大城市中心地区(如纽约、东京、上海、香港等地)，可发送电子购物广告等，可见，额外信息容量的获取是十分可观且必要的，但并未出现针对性的技术方案考量。需要说明的是，上述仅只是结合利用ATSC3.0标准中具体参数来体现并未充分利用频谱资源、未充分获取额外信息容量这样的
技术介绍
问题，并非仅仅局限于仅能解决ATSC3.0标准中的问题，而是也适用于其他传输协议标准中所遇到的相同原理的技术问题。
技术实现思路
为了解决上述现有技术问题和实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种适用于高速运动接收的数据帧的设计方法和传输系统。本专利技术提供了一种适用于高速运动接收的数据帧的设计方法，其特征在于，包括：数据帧包含相级联的自引导程序、前置码和至少一个数据子帧，上述自引导程序并不需要每个数据帧都传输，当数据帧中不发射自引导程序时留有空隙用于获得额外信息容量，其中，按照数据帧持续时间长短将时域均匀分割为若干时间片段，避免技术模式组合TMC的变更时刻前后一定范围的时间内跳过，在其他剩余时间内均匀分配设置至少一个可跳过的时间片段，该可跳过的时间片段中数据帧不传输所述自引导程序。进一步可选的，在本专利技术提供的上述设计方法中，其特征在于，其中，TMC的变更时刻前后一定范围的时间内是指前后一或二或三个时间片段内不进行跳过模式。进一步可选的，在本专利技术提供的上述设计方法中，其特征在于，其中，数据帧不传输所述自引导程序该可跳过的时间片段占全部时间片段中的少数，该少数是指在划分出的总体量的时间片段中所选取出来进行自引导程序跳过模式的时间片段的数量为一半以下。进一步可选的，在本专利技术提供的上述设计方法中，其特征在于，适用于高速运动接收则数据帧的持续时间短，以最短数据帧持续时间为20ms，则将每秒分割为20个时间片段。进一步可选的，在本专利技术提供的上述设计方法中，其特征在于，其中，所设置至少一个可跳过的时间片段进行跳过模式包含B-6/20跳过模式、B-8/20跳过模式、以及B-10/20跳过模式，即20个时间片段中避开TCM变更的关键时刻且均匀分配分别选取出来6个、8个及10个进行自引导程序跳过模式。进一步可选的，在本专利技术提供的上述设计方法中，其特征在于，其中，高速运动接收的速度范围包含地面车辆的行驶速度、高速动车的行驶速度，及航空/航天业速度：发送端和接收端相对至少百公里每小时。进一步可选的，在本专利技术提供的上述设计方法中，其特征在于，其中，跳过自引导程序模式所需的用于指示跳过部分、数据帧持续长度、时间片段个数、可跳过的时间片段的各种参数，即跳过模式的参数承载于信令的设计之中。进一步可选的，在本专利技术提供的上述设计方法中，其特征在于，进一步，数据帧中除了上述以自引导程序的整体为单位进行跳过，还可以可在自引导程序的内部进行局部跳过。本专利技术还提供了一种适用于高速运动接收的数据帧传输系统，其特征在于，包括：在发射端和接收端两侧的调制器和解调器中添加跳过程序，并使用现有的芯片样片及硬件，该添加跳过程序用于对数据帧进行设计，得到的数据帧包含相级联的自引导程序、前置码和至少一个数据子帧，上述自引导程序并不需要每个数据帧都传输，当数据帧中不发射自引导程序时留有空隙用于获得额外信息容量，其中，按照数据帧持续时间长短将时域均匀分割为若干时间片段，避免技术模式组合TMC的变更时刻前后一定范围的时间内跳过，在其他剩余时间内均匀分配设置至少一个可跳过的时间片段，该可跳过的时间片段中数据帧不传输所述自引导程序。进一步可选的，在本专利技术提供的上述设计系统中，其特征在于，其中，数据帧不传输所述自引导程序该可跳过的时间片段占全部时间片段中的少数，该少数是指在划分出的总体量的时间片段中所选取出来进行自引导程序跳过模式的时间片段的数量为一半以下。专利技术的作用和效果通过本专利技术这种既可以涵盖互联网也可以涵盖广播网中，尤其适合用于高速运动接收情况下，通过跳过自引导程序、前置码“跳过模式，且避开了在技术模式组合(TMC)可能有变更这样的“时间标记”关键时刻进行跳过，TMC可能变更的关键时刻前后不跳过，那么，可以实现所传输的节目内容发生变更时，在不影响表示技术组合模式变更的前提下，在稳健性增强和信息容量增加两方面都增益。本专利技术中，既可以单独设计自引导程序的跳过模式，也可以单独设计前置码的跳过模式，进一步还可以设计为自引导程序和前置码跳过的模式。另外本专利技术中，还提供了一种在功分复用(PDM)基础上，再采用B/P跳过模式组合，这样把自引导程序B和前置码P两类跳过模式组合后，在引入PDM创新技术，可以获得“跳过较少的”、“跳过中等的”，“跳过较多的”的几种典型组合跳过模式，其稳健性增强特别适用于抵御短脉冲干扰；如自然闪电、汽车引擎火花、电气火车火花等；但不适用于Gauss噪声模型和霓虹灯宽谱噪声(其SNR门限值不变)，获得的额外信息容量潜力十分大，例如在没有引入PDM时，与ATSC3.0与1.0相比的+36％的信道增益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于高速运动接收的数据帧的设计方法，其特征在于，包括：数据帧包含相级联的自引导程序、前置码和至少一个数据子帧，上述自引导程序并不需要每个数据帧都传输，当数据帧中不发射自引导程序时留有空隙用于获得额外信息容量，其中，按照数据帧持续时间长短将时域均匀分割为若干时间片段，避免技术模式组合TMC的变更时刻前后一定范围的时间内跳过，在其他剩余时间内均匀分配设置至少一个可跳过的时间片段，该可跳过的时间片段中数据帧不传输所述自引导程序。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高速运动接收的数据帧的设计方法，其特征在于，包括：数据帧包含相级联的自引导程序、前置码和至少一个数据子帧，上述自引导程序并不需要每个数据帧都传输，当数据帧中不发射自引导程序时留有空隙用于获得额外信息容量，其中，按照数据帧持续时间长短将时域均匀分割为若干时间片段，避免技术模式组合TMC的变更时刻前后一定范围的时间内跳过，在其他剩余时间内均匀分配设置至少一个可跳过的时间片段，该可跳过的时间片段中数据帧不传输所述自引导程序。2.如权利要求1所述的适用于高速运动接收的数据帧的设计方法，其特征在于，其中，TMC的变更时刻前后一定范围的时间内是指前后一或二或三个时间片段内不进行跳过模式。3.如权利要求1所述的适用于高速运动接收的数据帧的设计方法，其特征在于，其中，数据帧不传输所述自引导程序该可跳过的时间片段占全部时间片段中的少数，该少数是指在划分出的总体量的时间片段中所选取出来进行自引导程序跳过模式的时间片段的数量为一半以下。4.如权利要求3所述的适用于高速运动接收的数据帧的设计方法，其特征在于，适用于高速运动接收则数据帧的持续时间短，以最短数据帧持续时间为20ms，则将每秒分割为20个时间片段。5.如权利要求4所述的适用于高速运动接收的数据帧的设计方法，其特征在于，其中，所设置至少一个可跳过的时间片段进行跳过模式包含B-6/20跳过模式、B-8/20跳过模式、以及B-10/20跳过模式，即20个时间片段中避开TCM变更的关键时刻且均匀分配分别选取出来6个、8个及10个进行自引导程序跳过模式。6.如权利要求1所述的适用于高速运...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文军，陈科，徐孟侠，
申请(专利权)人：上海数字电视国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31