[发明专利]一种应用于数字广播单频网的协同发射系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种应用于数字广播单频网的协同发射系统及方法。

背景技术

地面数字音频广播和地面数字视频广播系统中采用的单频组网技术是指这些系统中的相邻发射机以相同的频率同步发射相同的广播码流。采用单频组网的地面数字音频广播和地面数字视频广播系统中相邻发射机不但不相互干扰，反而会获得叠加增益。单频组网产生这种效果的一个因素是OFDM调制中保护间隔的引入，在这样的措施采取之后，可以有效地抑制或避免ISI。

采用单频组网(SFN)的地面数字音频广播和地面数字视频广播系统中相邻发射机以相同的频率同步发射相同的广播码流可以获得组网增益的事实已经得到场测验证，单频组网的基于编码正交频分复用(COFDM)调制的地面视频广播系统(DVB-T)和地面音频广播系统的实测结果表明，在单频组网的视频、音频广播系统中，当接收机接收到的各个相邻发射机发射信号的功率相当时，相邻发射机发射信号的引入可以显著提高接收信号的功率均值、有效降低信号衰落的方差和降低信号的误码率。测试表明，当由3个发射机组成单频网时，最大SFN增益(分集增益)接近6dB。这里的SFN增益是指在同样的接收效果下，单个发射机时接收机需要的接收信号功率与单频网时接收机需要的接收信号功率之比。

作为对单频网性能的进一步改进，通过在发射天线对发射信号引入特定的时变相位旋转来人为增加信道的时间频率选择性，能够达到提高SFN分集增益的效果，并且其方法与现有视频(DVB-T)、音频(DAB)标准兼容。通过采用循环延迟发射和双天线最大比合并技术，可以使SFN网络增益获得显著的改善，并且和现有标准，如DVB-T标准，完全兼容。

空时编码技术自问世以来受到愈来愈多的关注，该技术既可侧重于提高传输性能，又可侧重于提高传输速率，为无线通信技术的发展打开了一个全新的领域。采用正交空时分组编码方案，能带来额外的编码增益和分集增益，从而提高系统性能，且收发机结构简单实用。此外，空时编码技术可以获得比SFN宏分集更好的分集效果。

目前在WIMAX系统里面已经采用了多基站联合空时编码广播(Multi-BS-MBS)方式，Multi-BS-MBS要求参加同一Multi-BS-MBS服务的多个BS同步传输共同的组播/广播数据。由于多个BS间同步的组播服务使MS可以从多个BS接收组播/广播数据，从而提高了接收的可靠性和频谱效率。在使用多个基站进行联合空时编码的空时编码方法和收发机结构中，融合了分层空时码和空时分组码的思想，并能够使具有不同接收天线数量的接收机可获得不同的传输速率和差错性能。

从网络架构上看，目前用于数字广播的单频网都是采用如图1所示的一般结构形式：发射机101A～101N发射的信号覆盖区域A～N，广播码流通过馈缆(或者无线链路)103配送到各个发射机101A～101N。在一些边远地区或者特殊地理环境导致的发射机101A～101N无法良好覆盖的区域a～n，采用中继器(或直放站)102a～102n进行补充。在图1所示的单频网网络架构中，发射机101A～101N和中继器(或直放站)102a～102n以相同的频率、按照所需的同步关系发射相同的信息符号。在这种单频网网络架构中，只有在一些覆盖区域的边缘，如A1、A2、A3，才会存在正交频分复用的数字移动单频网较好的SFN增益。

现有SFN技术只是在同一个系统内的各个基站之间采用单频组网，其缺点在于：只是小区边沿有一些地区可以获得SFN增益，更多的区域内SFN增益很小或者没有SFN增益。

现有的多基站空时编码技术讨论的是同一个系统内(或者单层网内)同一个基站的不同通道之间，或者各个基站之间的联合空时编码，对分层系统的层间协同空时编码缺少相应的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种应用于数字广播单频网的协同发射系统及方法，达到综合改善数字广播系统的频谱效率、移动性、覆盖性能的效果。通过层间协同发射对频谱效率的提高，为频谱管理和频谱使用提供更为灵活的方式。

本发明提供一种应用于数字广播单频网的协同发射系统，包括：

第一双层协同同频发射结构，和第二双层协同同频发射结构，所述两个双层协同同频发射结构纵向叠加在一起；