具体实施方式

现结合附图和实例对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种基于功率复用的帧信令传输方法，具体地涉及一种物理层信令的传输方法，该方法基于功率复用方法，将由物理层信令码PLSC生成的下一传输帧的物理层信令符号叠加在当前帧的数据符号上并行传输。下一传输帧的物理层信令符号与当前帧的数据符号按比例分配传输功率，并通过功率域叠加编码，实现下一帧的物理层信令符号与当前帧的数据符号在同一个信道中并行传输，如图1所示。

在接收端，利用连续干扰消除(SIC)方法，首先解调解码当前帧的数据符号，此时将下一传输帧的信令传输符号视为传输干扰；之后，从接收端接收的接收符号中去除数据符号，获得物理层信令符号，从而获得物理层信令码PLSC，并对PLSC解码获得下一帧的编码调制组合CODMOD，如图2所示。该方法可支持实时的可变/自适应编码调制传输，使接收端在接收下一传输帧数据之前，能够预知包含在下一帧信令码PLSC中携带的下一帧编码调制组合的参数信息，从而能够及时配置接收端的解调解码器，避免不必要的重新同步，降低处理时延，提高传输的连续性。

如图3所示，该方法用于在可变编码调制(VCM)/自适应编码调制(ACM)传输体制下，向接收端传输包含编码调制组合(CODMOD)信息的物理层信令码(PLSC)，该方法包括：

传输帧的物理层信令码PLSC经过特定的调制映射形成物理层信令符号序列，对下一传输帧的物理层信令符号序列重复编码并增加填充符号，得到下一传输帧的信令传输序列；其中，信令传输序列中包括多个重复的信令符号序列；每个信令符号序列中均携带该帧中数据符号所采用的编码调制组合的参数信息；

具体地，假设当前传输帧的帧长为M+N，其中传输N个数据符号，下一传输帧的物理层信令符号序列的长度为K，将下一传输帧的物理层信令符号序列重复次(完成重复编码)，并在其后增加位填充符号后，生成下一传输帧的信令传输序列y；其中，y的长度为N，表示向下取整。

其中，重复编码和填充符号的目的是为了使信令传输序列的长度与传输帧中的数据符号位数一致，以便实现功率域叠加编码，同时能够提升PLSC在较低信噪比条件下的传输质量；

由于使用了重复编码，整个传输帧中包括着多个重复的PLSC，接收端无须完成整个传输帧的接收就可以获得足够准确的下一帧的信令码PLSC。

利用功率分配和功率域叠加编码，使下一传输帧的信令传输符号和当前帧的数据符号在同一信道中并行传输；接收端在获得当前帧的数据符号的同时，并行地获得下一传输帧的物理层信令码，从而预先获得下一帧编码调制组合的参数信息，使接收端及时对数据解调器和解码器进行相应的配置，保持接收解调解码的连续性。

具体地，利用功率分配和功率域叠加编码，将下一传输帧的信令传输符号叠加在当前传输帧的数据符号上，在一个通道中输出叠加后的传输符号；

具体地，假设传输功率为P，第一分配功率β₁P给当前传输帧的数据符号，用于输出当前帧的数据符号；第二分配功率β₂P给下一传输帧的信令传输符号，用于传输该信令传输符号；其中，β₁+β₂＝1；β₁＜＜β₂；

假设当前传输帧的数据符号d[n](0<n<N-1)，根据其选用的数字调制星座映射方式，d[n]可以表示为复符号，即d[n]＝a_n+jb_n；其中，实部a_n为同相分量，即d[n]对应的星座点投影到I轴的分量；j为复数虚部；虚部b_n为正交分量，即d[n]对应的星座点投影到Q轴的分量。

其中，在本实施例中，可选用的数字调制方式包括但不限于QPSK、8PSK、16QAM、32QAM、16APSK、32APSK调制方式；接收和发射端中存有CODMOD和PLSC的映射关系，通过某种特定的方法由CODMOD码生成PLSC。

对下一传输帧的信令传输符号y[M+N+n]和当前传输帧的数据符号d[n]进行功率域叠加编码，生成叠加后的传输符号s[n]：

从而在一个通道中并行同步输出下一传输帧的信令传输符号y[M+N+n]和当前传输帧的数据符号d[n]，即叠加后的传输符号s[n]。

发射端将叠加后的传输符号加调在载波上，生成射频传输波形，并送入信道；接收端在完成接收、采样和同步之后，得到接收符号；

接收端采用连续干扰消除方法，对该接收符号进行功率域解码，从而在获得当前帧的数据符号的同时，并行地获得下一传输帧的物理层信令码，从而在下一帧数据到来之前，预先获得下一帧编码调制组合的参数信息。

具体地，接收端接收到射频传输波形后，通过数模转换、采样之后，识别同步帧头，完成同步之后，得到接收符号，记作r[n]，0<n<N-1；

接收端采用连续干扰消除方法，将接收符号中的信令传输符号视为弱功率的干扰噪声，对强功率的当前帧的数据符号进行功率域解调解码，恢复出的数据符号，记为从该接收符号r[n]中消除从而恢复出下一帧的信令传输符号

对恢复出的信令符号进行解调解码，从而预先得到下一传输帧的物理层信令码PLSC，并从其中预先获取下一帧编码调制组合的参数信息。

由于物理层信令码PLSC采用了次重复编码，即一个传输帧对应的序列中包含个物理层信令码PLSC。这种设计可以在信噪比较低的环境中，提供准确的物理层信令码PLSC。

其中，所述下一帧编码调制组合的参数信息包括：下一传输帧中的传输帧数据所采用的信道编码码率和调制方式。

将下一帧的物理层信令码PLSC与当前帧数据并行传输，可以预先获知下一帧的编码调制组成参数信息，以便接收端及时调整设置，避免传输的中断。

所述方法还包括：

接收端判断下一帧编码调制组合的参数信息是否和当前传输帧所使用的编码调制组合的参数信息一致：

若下一帧编码调制组合的参数信息与当前传输帧所使用的编码调制组合的参数信息保持一致，则接收端直接对下一传输帧进行处理，无须进行重新同步；

若下一帧编码调制组合的参数信息与当前传输帧中所使用的编码调制组合的参数信息不同，由于接收端在接收下一帧之前，预先得到下一帧编码调制组合的参数信息，当接收到下一帧时，对下一传输帧进行帧头检测和同步的同时，便可以及时调整接收端的解调解码器的参数设置，无间断地进行数据的解调和解码。

实施例1.

在本例中，根据CCSDS《可变编码调制协议》(131.5-M-1.1)，基于ETSI DVB-S2标准设计可变编码调制的物理层信令码PLSC。以一个传输帧为VCM或ACM的最小单元，即一个传输帧内数据的编码和调制方式保持一致，不同传输帧的数据可能采用不同的编码和调制方式。

设传输帧采用DVB-S2标准定义的物理层信号码(PLSC)生成方法，由5-bits的编码调制组合CODMOD码通过图5所示的方式生成64-bits的PLSC。其中，CODMOD表示该传输帧中信道编码码率和调制方式，如表1所示。PLSC以π/2BPSK星座映射为由复符号(如图4所示)组成的物理层信令符号序列，其长度为K＝64。

表1 CODMOD码与编码调制方式的对应关系

在本实施例中，设同步帧头位数M＝32，一个传输帧中传输QPSK调制的数据符号位数N＝32400。首先，将信令符号序列重复次，并在其后填补A＝16位填充符号后，生成下一传输帧的信令传输序列y；其中，y的长度为32400。

利用功率分配和功率域叠加编码，将下一传输帧的信令传输符号叠加在当前传输帧的数据符号上，在一个通道中输出叠加后的传输符号；

具体地，假设每个符号的传输功率为P＝1。取β₁＝0.95，分配功率β₁P给当前传输帧的数据符号，用于输出当前帧的数据符号；取β₂＝0.05分配功率β₂P给下一传输帧的信令传输符号，用于传输该信令传输符号。系统设计时，可根据编码与调制方式的选用，设计最优的功率分配。

假设当前传输帧的数据符号d[n](0<n<N-1)，采用QPSK调制方式，调制映射星座图如图4所示。

对下一传输帧的信令传输符号y[M+N+n]和当前传输帧的数据符号d[n]进行功率域叠加编码，生成叠加后的传输符号s[n]：

从而在一个通道中并行同步输出下一传输帧的信令传输符号y[M+N+n]和当前传输帧的数据符号d[n]，即叠加后的传输符号s[n]。传输符号序列s[n](0<n<N-1)的映射星座如图4所示。

发射端将叠加后的传输符号加调在载波上，生成射频传输波形，并送入信道；接收端在完成接收、采样和同步之后，得到接收符号；

接收端采用连续干扰消除(SIC)方法，对该接收符号进行功率域解码，从而在获得当前帧的数据符号的同时，并行地获得下一传输帧的物理层信令码，在下一帧数据到来之前，预先获得下一帧编码调制组合的参数信息。

具体地，接收端接收到射频传输波形后，通过数模转换、采样之后，识别同步帧头，完成同步之后，得到接收符号，记作r[n]，0<n<N-1；

接收端采用连续干扰消除方法，将接收符号中的信令传输符号视为弱功率的干扰噪声，对强功率的当前帧的数据符号进行功率域解调解码，恢复出的数据符号，记为从该接收符号r[n]中消除从而恢复出下一帧的信令传输符号 传输时需选用合适的编码调制组合CODMOD保证数据的传输质量；

对恢复出的信令符号进行解调解码，从而预先得到下一传输帧的物理层信令码PLSC，并从其中预先获取下一帧编码调制组合的参数信息，从中获知下一帧的编码调制组合CODMOD。

由于物理层信令符号序列经过了506次重复编码，即一个传输帧对应的序列中包含506个物理层信令码PLSC。这种设计可以在信噪比较低的环境中，提供准确的物理层信令码PLSC。

接收端可以并行地处理对强功率的数据符号的解调解码和对PLSC的恢复，无须完成整个传输帧的接收，就可以获得足够准确的PLSC。从而预先获知了下一帧所使用的调制和编码方式。

若下一传输帧的编码调制组合CODMOD与当前参数帧中的编码调制组合CODMOD保持一致，则接收端可以直接对下一传输帧进行处理，无须进行重新同步；

若下一帧编码调制组合的参数信息与当前传输帧中所使用的编码调制组合的参数信息不同，由于接收端在接收下一帧之前，预先得到下一帧编码调制组合的参数信息，当接收到下一帧时，对下一传输帧进行帧头检测和同步的同时，便及时调整接收端的解调解码器的参数设置，无间断地进行数据的解调和解码，保持流畅的数据接收。

本发明的方法是基于功率复用的帧信令传输方法，用于在VCM/ACM传输体制下，向接收端传输包含CODMOD信息的PLSC信令码。利用功率分配和功率域叠加编码，实现下一传输帧的PLSC与当前帧的数据符号在同信道中同时传输。支持接收端并行处理，在解调解码当前帧的数据符号的同时，可以获取下一传输帧的CODMOD信息。根据相邻两帧的CODMOD是否变化，对接收端的解调解码器的设置做出相应的调整。对于相邻两帧的CODMOD不变的情况，避免了不必要的重新同步，对于相邻两帧的CODMOD发生变化的情况，可以及时完成调制器和编码器的配置，降低处理延时，提高传输的连续性。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。