GY/T 220.1-2006 移动多媒体广播 第1部分：广播信道帧结构、信道编码和调制

GY

中华人民共和国广播电影电视行业标准

GY/T220.1—2006

移动多媒体广播第1部分：广播信道

帧结构、信道编码和调制

MobileMultimediaBroadcastingPart1:FramingStructure,ChannelCodingand

ModulationforBroadcastingChannel

2006-10-24发布2006-11-01实施

国家广播电影电视总局发布

GY/T220.1—2006

目次

前言................................................................................III

引言.................................................................................IV

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语、定义、缩略语、符号和约定......................................................1

3.1术语和定义........................................................................1

3.2缩略语............................................................................2

3.3符号和操作符......................................................................3

4系统描述............................................................................3

4.1综述..............................................................................4

4.2物理层结构........................................................................4

4.3物理层帧结构......................................................................5

4.4物理层的输入和输出................................................................8

5子系统说明..........................................................................8

5.1RS编码和字节交织..................................................................8

5.2LDPC编码..........................................................................9

5.3比特交织.........................................................................10

5.4星座映射.........................................................................10

5.5频域OFDM符号形成.................................................................12

5.6扰码.............................................................................15

5.7OFDM调制.........................................................................16

5.8成帧.............................................................................17

5.9调制后的射频信号.................................................................17

附录A（规范性附录）发射机标识序列..............................................21

附录B（规范性附录）RS（240，K）生成方式........................................28

附录C（规范性附录）LDPC码字比特映射向量........................................30

附录D（规范性附录）LDPC码奇偶校验矩阵H.........................................53

附录E（资料性附录）系统净荷数据率.............................................159

图1移动多媒体广播系统广播信道物理层逻辑信道..........................................4

图2物理层功能框图....................................................................5

图3基于时隙划分的帧结构..............................................................5

图4信标结构..........................................................................5

图5同步信号伪随机序列生成器..........................................................7

图6OFDM符号..........................................................................7

图7保护间隔间的交叠..................................................................7

图8保护间隔信号选取..................................................................8

图9字节交织器与RS（240，K）编码......................................................9

图10比特交织........................................................................10

I

GY/T220.1—2006

图11BPSK星座映射....................................................................11

图12QPSK星座映射....................................................................11

图1316QAM星座映射...................................................................12

图14信号分布图案....................................................................13

图15产生扰码的线性反馈移位寄存器....................................................16

图16OFDM符号子载波结构示意图（Bf=8MHz）.............................................17

图17OFDM符号子载波结构示意图（Bf=2MHz）.............................................17

图18广播信道调制信号理论功率谱（Bf=8MHz）...........................................18

图19广播信道调制信号理论功率谱（Bf=2MHz）...........................................19

图20调制信号频谱模板（Bf=8MHz）.....................................................19

图21调制信号频谱模板（Bf=2MHz）.....................................................20

表1T0和T1取值........................................................................7

表2字节交织器参数MI..................................................................9

表3LDPC编码配置......................................................................9

表4比特交织器参数取值...............................................................10

表5连续导频在OFDM符号中的位置.......................................................13

表6用于传输系统信息的连续导频.......................................................14

表7传输指示信息.....................................................................14

表8扰码移位寄存器初始值.............................................................15

表9带内功率定义为0dB时频谱模板中各点相对功率值（Bf=8MHz）...........................20

表10带内功率定义为0dB时频谱模板中各点相对功率值（Bf=2MHz）..........................20

表A1发射机标识序列................................................................21

表B1RS(240,240)生成多项式系数......................................................28

表B2RS(240,224)生成多项式系数......................................................28

表B3RS(240,192)生成多项式系数......................................................28

表B4RS(240,176)生成多项式系数......................................................29

表E1系统净荷数据率...............................................................159

II

GY/T220.1—2006

前言

本标准为GY/T220移动多媒体广播标准系列的第1部分。

本标准的附录A、B、C、D为规范性附录。

本标准的附录E为资料性附录。

本标准由全国广播电视标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：国家广播电影电视总局广播科学研究院、北京泰美世纪科技有限公司。

本标准主要起草人：杨庆华、陶涛、葛启宏、梁毅斌、宋挥师、白栋。

III

GY/T220.1—2006

引言

本标准的发布机构提请注意如下事实，使用者声明符合本标准时，可能使用涉及本标准有关内容的

相关授权的和正在申请的专利。

本标准的发布机构对于专利的范围、有效性和验证资料不提出任何看法。

专利持有人已向本标准的发布机构保证，愿意同任何申请人在合理和无歧视的条款和条件下，就使

用授权许可进行协商。该专利持有人的声明已向本标准的发布机构提交。

下表列出专利权利人的信息：

专利权利人联系地址

北京泰美世纪科技有限公司北京市海淀区蓝靛厂东路2号，2号院2号楼2单元11F（100097）

联系人：叶睿睿

通信地址：北京市海淀区蓝靛厂东路2号，2号院2单元2号楼11F

邮政编码：100097

电子邮件：ruirui.ye@

电话：010-88865631

请注意除标准专利许可声明中已经识别出的专利外，GY/T220的本部分的某些内容有可能涉及其

它专利。GY/T220本部分的发布机构不应承担识别这些专利的责任。

IV

GY/T220.1—2006

移动多媒体广播第1部分：广播信道帧结构、信道编码和调制

1范围

本标准规定了在30MHz～3000MHz的频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道传输信号的帧结构、

信道编码和调制。

本标准适用于在30MHz～3000MHz的频率范围内，通过卫星和/或地面无线发射电视、广播、数据信

息等多媒体信号的广播系统。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的

修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T7400.2广播电视名词术语无线电广播

GB/T7400.11数字电视术语

3术语、定义、缩略语、符号和约定

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1.1

保护间隔guardinterval

发送符号之间的过渡信号，用于符号间平滑。

3.1.2

导频pilot

OFDM符号中位于特定位置上的一部分子载波，用来发送辅助终端解调的信号。

3.1.3

发射机标识信号transmitteridentifiersignal

位于物理层信号帧中每个时隙开始处的一段信号，用于区分不同的发射机。

3.1.4

符号星座映射constellationmapping

将待传输的符号对应到星座图上信号矢量的过程。

3.1.5

控制逻辑信道controllogicalchannel

用于传送系统控制信息的物理层逻辑信道，信道参数固定不变。

3.1.6

离散导频scatteredpilot

在相邻OFDM符号中具有不同位置的导频。

3.1.7

连续导频continualpilot

在相邻OFDM符号中具有相同位置的导频。

3.1.8

1

GY/T220.1—2006

前向纠错码forwarderrorcorrectioncode

利用增加冗余信息获得纠错能力的编码结构。

3.1.9

扰码scramblecode

用于数据随机化的二进制序列。

3.1.10

上层数据流upper-layerdatastream

由上层协议分配的、经由物理层某一逻辑信道向终端广播的数据流。

3.1.11

时隙timeslot

物理层信号帧中的具有固定时间长度的信号片断，可由终端单独接收。

3.1.12

数据子载波datasub-carrier

OFDM符号中用于承载上层数据流的子载波。

3.1.13

物理层逻辑信道physicallogicalchannel

物理层承载上层业务数据流的传输通道，每个物理层逻辑信道独立编码调制，可以占用一个或多个

时隙。

3.1.14

信标beacon

每个时隙开始处的一段信号，包括发射机标识信号和同步信号。

3.1.15

虚拟子载波virtualsub-carrier

不承载任何信号的OFDM子载波，载波发送功率为0。

3.1.16

循环前缀cyclicprefix

位于OFDM数据体前的一段数据，其内容是OFDM数据体尾部数据的拷贝。

3.1.17

业务逻辑信道servicelogicalchannel

用于传送业务的物理层逻辑信道，信道参数可配置。

3.1.18

有效子载波validsub-carrier

OFDM符号中承载实际信号的子载波，包括数据子载波、离散导频和连续导频。

3.2缩略语

下列缩略语适用于本标准。

BPSK（BinaryPhaseShiftKeying）二进制相移键控

CP（CyclicPrefix）循环前缀

CLCH（ControlLogicalChannel）控制逻辑信道

FEC（ForwardErrorCorrection）前向纠错码

GI（GuardInterval）保护间隔

IFT（InverseFourierTransform）逆傅立叶变换

LDPC（LowDensityParityCheck）低密度奇偶校验码

LSB（LeastSignificantBit）最低有效位

MSB（MostSignificantBit）最高有效位

2

GY/T220.1—2006

MUX（Multiplex）复接

OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）正交频分复用

PLCH（PhysicalLogicalChannel）物理层逻辑信道

PN（Pseudo-randomNoiseSequence）伪随机噪声序列

QAM（QuadratureAmplitudeModulation）正交幅度调制

QPSK（QuadraturePhaseShiftKeying）正交相移键控

RS（Reed-SolomonCodes）里德－所罗门码

SLCH（ServiceLogicalChannel）业务逻辑信道

TxID（TransmitterIdentifier）发射机标识

TS（TimeSlot）时隙

3.3符号和操作符

以下符号适用于本标准。

Bf物理层带宽

HLDPC奇偶校验矩阵

Ib比特交织器列数

Mb比特交织器行数

MI字节交织器行数

Nb同步信号的子载波数

NID发射机标识信号的子载波数

NSOFDM符号的子载波数

NVOFDM符号的有效子载波数

Pc()i复伪随机扰码序列

St()物理层射频信号

Stb()同步信号

StID()发射机标识信号

Stn()OFDM符号

Tb同步信号的符号长度

TCPOFDM符号的循环前缀长度

TGI保护间隔长度

TID发射机标识信号的符号长度

TSOFDM符号的符号长度

TUOFDM符号的数据体长度

TGI保护间隔长度

wt()窗函数

Xib()同步信号频域伪随机序列

XiID()发射机标识信号频域伪随机序列

f同步信号的子载波间隔

(Δ)b

Δf发射机标识信号的子载波间隔

()ID

fOFDM符号的子载波间隔

()ΔS

以下操作符适用于本标准。

T矩阵转置操作符

⊗卷积操作符

4系统描述

3

GY/T220.1—2006

4.1综述

本标准定义了在30MHz～3000MHz频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道物理层各功能模块，给

出了移动多媒体广播信道物理层传输信号的帧结构、信道编码、调制技术以及传输指示信息。本标准定

义的广播信道物理层带宽（Bf）包括8MHz和2MHz两种选项。广播信道物理层以物理层逻辑信道的形式

向上层业务提供传输速率可配置的传输通道，同时提供一路或多路独立的广播信道。物理层逻辑信道支

持多种编码和调制方式用以满足不同业务、不同传输环境对信号质量的不同要求。本标准定义的广播信

道物理层支持单频网和多频网两种组网模式，可根据应用业务的特性和组网环境选择不同的传输模式和

参数。物理层支持多业务的混合模式，达到业务特性与传输模式的匹配，实现业务运营的灵活性和经济

性。

4.2物理层结构

本节概括描述移动多媒体广播系统广播信道物理层结构。广播信道物理层通过物理层逻辑信道

（PLCH）为上层业务提供广播通道。物理层逻辑信道分为控制逻辑信道（CLCH）和业务逻辑信道（SLCH）。

控制逻辑信道用于承载广播系统控制信息，业务逻辑信道用于承载广播业务。物理层只有一个固定的控

制逻辑信道，占用系统的第0时隙发送。业务逻辑信道由系统配置，每个物理层带宽内业务逻辑信道的

数目可以为1～39个，每个业务逻辑信道占用整数个时隙，见图1。

CLCHSLCH0SLCH1SLCHSLCH

PLCH

信道编码、调制、时隙分配

时隙时隙时隙时隙时隙时隙时隙时隙时隙时隙时隙

012345kk＋1k＋23839

图1移动多媒体广播系统广播信道物理层逻辑信道

物理层对每个物理层逻辑信道进行单独的编码和调制，其中控制逻辑信道采用固定的信道编码和调

制模式：RS编码采用RS(240,240)，LDPC编码采用1/2码率，星座映射采用BPSK映射，扰码初始值为选项

0。业务逻辑信道的编码和调制模式根据系统需求可灵活配置，配置模式通过系统控制信息向终端广播。

根据编码和调制参数不同，物理层可提供不同的传输净荷，具体参数参见附录E。

物理层逻辑信道的编码和调制功能框图见图2，各子模块的详细内容在第5章中定义。来自上层的输

入数据流经过前向纠错编码、交织和星座映射后，与离散导频和连续导频复接在一起进行OFDM调制。调

制后的信号插入帧头后形成物理层信号帧，再经过基带至射频变换后发射。

4

GY/T220.1—2006

上层数据流1

RS编码和LDPC编比特交星座映

字节交织码织射

上层数据流2RS编码和LDPC编比特交星座映

字节交织码织射

OFDM频基带到

OFDM调射频发射

域符号扰码成帧射频的

上层数据流N制

RS编码和LDPC编比特交星座映形成变换

字节交织码织射

传输指连续导

示信息频

离散导

频

图2物理层功能框图

4.3物理层帧结构

4.3.1帧结构

物理层信号每1秒为1帧，划分为40个时隙。每个时隙的长度为25ms，包括1个信标和53个OFDM符号。

基于时隙划分的帧结构见图3。

图3基于时隙划分的帧结构

4.3.2信标

信标结构见图4，包括发射机标识信号（TxID）以及2个相同的同步信号。

图4信标结构

发射机标识信号

发射机标识信号StID()为频带受限的伪随机信号，用于标识不同发射机。StID()长度记为TID，取值

为36.0μs。发射机标识信号见式（1）：

1NID−1

jif2(πΔ−)(IDtTIDCP)......................（1）

StIDIDID()=≤≤∑Xie(),0tT

NIDi=0

5

GY/T220.1—2006

式中：

NID——发射机标识信号的子载波数

XID()i——承载发射机标识序列的BPSK调制信号

()ΔfID——发射机标识信号的子载波间隔，取值为39.0625kHz

TIDCP——发射机标识信号的循环前缀长度，取值为10.4μs

发射机标识信号的子载波数NID根据不同物理层带宽(Bf)取值如下：

⎪⎧256,BMHzf=8

NID=⎨................................（2）

⎩⎪64,BMHzf=2

承载发射机标识序列的BPSK调制信号XID()i由发射机标识序列TxID()k映射产生，映射方式见式（3）

和式（4）：

BMHzf=8：

⎧12−×TxID(i−1),1≤≤i95

⎪

XiID()==≤≤⎨0,i0或96i159.......................（3）

⎪

⎩1−×2TxID(i−65),160≤≤i255

BMHzf=2：

⎧12−×TxID(i−1),1≤≤i18

⎪

XiID()==≤≤⎨0,i0或19i44........................（4）

⎪

⎩12−×TxID(i−27),45≤≤i63

发射机标识序列TxID()k长度为191比特（BMHzf=8）或37比特（BMHzf=2），定义见附录A。

同步信号

同步信号Stb()为频带受限的伪随机信号，长度记为Tb，取值为204.8μs。同步信号见式（5）：

1Nb−1

jift2(πΔ)b........................（5）

Stbb()=≤≤∑Xie(),0tTb

Nbi=0

式中：

Nb——同步信号的子载波数

Xb()i——承载二进制伪随机序列PNb()k的BPSK调制信号

()Δfb——同步信号的子载波间隔，取值为4.8828125kHz

同步信号的子载波数Nb根据不同物理层带宽(Bf)取值如下：

⎪⎧2048,BMHzf=8

Nb=⎨.............................（6）

⎩⎪512,BMHzf=2

承载二进制序列伪随机PNb()k的BPSK调制信号Xb()i由PNb()k映射产生，映射方式见式（6）和式

（7）：

BMHzf=8：

⎧12−×PNb(i−1),1≤≤i768

⎪

Xib()==≤≤⎨0,i0或769i1279......................（7）

⎪

⎩1−×2PNb(i−512),1280≤≤i2047

BMHzf=2：

⎧12−×PNb(i−1),1≤≤i157

⎪

Xib()==≤≤⎨0,i0或158i354......................（8）

⎪

⎩1−×2PNb(i−198),355≤≤i511

119

二进制伪随机序列PNb()k由图5所示线性反馈移位寄存器产生，生成多项式为：xx++1。移位

6

GY/T220.1—2006

寄存器初始值对每个同步信号均相同，为01110101101（见图5）。

+

01110101101

图5同步信号伪随机序列生成器

4.3.3OFDM符号

OFDM符号由循环前缀（CP）和OFDM数据体构成(见图6)。OFDM数据体长度（TU）为409.6μs，循环

前缀长度（TCP）为51.2μs，OFDM符号长度（TS）为460.8μs。OFDM符号的生成方法见5.7节。

CPOFDM数据体

TCPTU

T

S

图6OFDM符号

4.3.4保护间隔

发射机标识信号、同步信号和相邻OFDM符号之间，通过保护间隔（GI）相互交叠，保护间隔的长度

（TGI）为2.4μs。相邻符号经过窗函数wt()加权后，前一个符号的尾部GI与后一个符号的头部GI相互

叠加，叠加方式见图7。窗函数wt()定义见式（9）：

图7保护间隔间的交叠

⎧0.5++0.5cos(ππtT/GI),0≤≤tTGI

⎪

wt()=<<++⎨1,TGIt()T01TTGI......（9）

⎪

⎩0.5+0.5cos(ππ+(TTtT01+−)/GI),()TT01++TGI≤≤++t()TT012TGI

式中：

T0——数据体长度，取值见表1

T1——循环前缀长度，取值见表1

表1T0和T1取值

T0T1

信号

(μs)(μs)

发射机标识信号25.610.4

同步信号1）409.60

OFDM符号409.651.2

1）注：符号交叠时，每时隙中两段同步信号作为一段信号处理，两段同步信号间不加保护间隔

7

GY/T220.1—2006

保护间隔信号的选取方式见图8。

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GICPGI

数据体

TGIT1T0TGI

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