專利名稱：正交頻分復(fù)用多載波調(diào)制數(shù)字廣播信號(hào)的方法及發(fā)送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使用時(shí)域同步正交頻分復(fù)用(OFDM)發(fā)送器OFDM多載波調(diào)制數(shù)字廣播信號(hào)的方法，更具體地說，涉及一種使用OFDM發(fā)送器OFDM多載波調(diào)制數(shù)字廣播信號(hào)的方法，在此方法中，通過設(shè)置子載波的數(shù)量、子載波之間的頻率間隔、和用于整形濾波器的滾降(roll-off)因子，可以提高OFDM信號(hào)的頻譜效率，以便通過多子載波來發(fā)送OFDM信號(hào)。
背景技術(shù)：
通常，一個(gè)數(shù)字高清晰度電視(HDTV)的廣播系統(tǒng)可以分解為一個(gè)視頻編碼器和一個(gè)調(diào)制器。視頻編碼器把從高清晰度的視頻源獲得的大約1GHz的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮成15Mbps到18Mbps之間的數(shù)據(jù)。調(diào)制器通過6MHz到8MHz的有限帶寬的信道，將幾十Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給接收方。數(shù)字HDTV廣播系統(tǒng)采用地面廣播系統(tǒng)，所述的地面廣播系統(tǒng)使用用于現(xiàn)有TV廣播的甚高頻率(VHF)/超高頻率(UHF)。
用于此類數(shù)字廣播的調(diào)制系統(tǒng)的例子包括一個(gè)正交幅度調(diào)制(QAM)系統(tǒng)和一個(gè)殘留邊帶(VSB)調(diào)制系統(tǒng)。在歐洲，先進(jìn)HDTV地面廣播系統(tǒng)采用了可以獲得雙重的效果的調(diào)制系統(tǒng)，所述的雙重的效果是指單位帶寬的傳輸速率的提高和對(duì)干擾的防止之類的效果。
OFDM調(diào)制系統(tǒng)具有與白高斯噪聲相等的信號(hào)波形。相應(yīng)地，OFDM調(diào)制系統(tǒng)具有比其它廣播服務(wù)系統(tǒng)更小的干擾的優(yōu)點(diǎn)，所述的其它廣播服務(wù)系統(tǒng)是指逐行倒相(PAL)系統(tǒng)和順序與存儲(chǔ)彩色電視(SECAM)系統(tǒng)。同樣地，OFDM調(diào)制系統(tǒng)在每個(gè)載波上可以具有不同的調(diào)制系統(tǒng)，從而能夠分級(jí)傳輸。
通常，使用TDS傳輸OFDM信號(hào)的OFDM發(fā)送器通過所分配的頻率波段來提供服務(wù)。在這種情況中，為諸如OFDM信號(hào)之類的信號(hào)分配8Mz的頻率帶寬。OFDM發(fā)送器沿時(shí)間軸將關(guān)于頻率軸產(chǎn)生的OFDM信號(hào)重新安排，并且，將用于抑制信號(hào)之間的干擾的保護(hù)間隔(GI)，插入到沿時(shí)間軸形成的OFDM信號(hào)的前面，以及將同步信息插入到GI的前面。
在傳統(tǒng)的TDS-OFDM發(fā)送器中，提供了3780個(gè)子載波，并且，子載波之間的頻率間隔被設(shè)置在2KHz。圖1示出了采用3780 IFFT的傳統(tǒng)的OFDM發(fā)送器。為了簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)，以及為了處理3780個(gè)子載波，傳統(tǒng)的TDS-OFDM發(fā)送器采用3780 IFFT。
如圖1中所示，該發(fā)送器包括前向糾錯(cuò)(FEC)編碼單元100、映射器120、串行/并行(S/P)轉(zhuǎn)換器140、3780逆快速傅立葉變換(IFFT)單元160、GI插入單元180、并行/串行轉(zhuǎn)換器(P/S)200、PN序列插入單元220、脈沖整形濾波器240、以及無線頻率(RF)上變換器260。
FEC編碼單元100把將要被發(fā)送的廣播信號(hào)編碼，以便糾正在傳輸中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
映射器120將FEC編碼的信號(hào)映射到串行的傳輸流(TS)。
串行/并行轉(zhuǎn)換器140將為了糾錯(cuò)而被FEC編碼單元100編碼的串行的傳輸流(TS)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的TS信號(hào)。
3780 IFFT單元160執(zhí)行來自串行/并行轉(zhuǎn)換器140的并行的TS信號(hào)的3780 IFFT，以便獲得OFDM多載波調(diào)制的子載波。
GI插入單元180插入保護(hù)間隔(GI)，以便限制與OFDM多載波調(diào)制的子載波鄰近的OFDM碼元之間的干擾，所述的OFDM多載波調(diào)制的子載波是從3780 IFFT單元160輸出的并行的TS信號(hào)。作為一個(gè)例子，GI插入單元180在3780 IFFT單元160輸出的信號(hào)的塊尺寸的每1/6、1/9、1/12、1/20、和1/30就插入GI。
并行/串行轉(zhuǎn)換器200把來自GI插入單元180的并行的TS信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行的TS信號(hào)，所述的并行的TS信號(hào)的數(shù)量與IFFT的點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)。
PN序列插入單元220將PN序列插入到具有插入的GI的OFDM信號(hào)中，PN序列是指用于估計(jì)同步信號(hào)的、和用于估計(jì)由OFDM接收器接收的OFDM信號(hào)的信道的同步信息，所述的OFDM接收器接收被發(fā)送的OFDM信號(hào)。PN序列插入單元200產(chǎn)生與OFDM信號(hào)相對(duì)應(yīng)的脈沖頻率，所述的OFDM信號(hào)被插入了PN序列。
脈沖整形濾波器240根據(jù)所設(shè)置的滾降因子對(duì)具有插入的PN序列的OFDM信號(hào)進(jìn)行整形濾波。
RF上變換器260，把整形濾波器240整形濾波過的OFDM信號(hào)上變換成RF信號(hào)。所獲得的RF信號(hào)通過天線280發(fā)送給接收器。
圖2是說明根據(jù)圖1的OFDM發(fā)送器而調(diào)制的OFDM信號(hào)多載波的例子的圖。參考圖2，為OFDM廣播分配的帶寬是8MHz，信號(hào)帶寬是7.56MHz，可以被使用在脈沖整形濾波器中的額外帶寬是0.44MHz(在帶寬的兩側(cè)分別為0.22MHz)。與有效帶寬相對(duì)應(yīng)的OFDM信號(hào)的子載波的數(shù)量是‘N(＝3780’，而子載波之間的頻率間隔是‘d’Hz(＝2kHz)。
所以，在傳統(tǒng)的TDS-OFDM發(fā)送器中，當(dāng)3780 IFFT單元160被用于TDS傳輸時(shí)，用于IFFT的計(jì)算操作量極大。在這種情況中，需要能執(zhí)行增加的計(jì)算操作量的電路。由于這種原因，如圖1中所示的傳統(tǒng)的OFDM發(fā)送器具有用于IFFT的復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，并且，在硬件上變得復(fù)雜。而且，從OFDM發(fā)送器接收OFDM信號(hào)的OFDM接收器在硬件上也變得復(fù)雜。
而且，用于傳輸?shù)膹V播信號(hào)的占用帶寬占所分配的8MHz的7.56MHz。在這種情況中，在所分配的8MHz之內(nèi)可以被使用在脈沖整形濾波器中的滾降因子近似低于0.0582。這樣，在7.56MHz的占用帶寬上，脈沖整形濾波器240就需要具有低于0.0582的滾降因子的靈敏的發(fā)送帶寬。如果脈沖整形濾波器240執(zhí)行這種靈敏的整形濾波，就會(huì)產(chǎn)生在通過脈沖整形濾波器240的信號(hào)的兩側(cè)出現(xiàn)波動(dòng)的問題。在信號(hào)中出現(xiàn)了波動(dòng)的信號(hào)相對(duì)于原始的發(fā)送信號(hào)就出現(xiàn)了失真，并且，接收了失真的信號(hào)的接收側(cè)就不能夠恢復(fù)該原始信號(hào)。
如果用于整形濾波的滾降因子被設(shè)置得太小，在整形濾波器的接收側(cè)就會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，因此而破壞接收性能。
由上述可知，根據(jù)子載波的數(shù)量，在圖1中所示的傳統(tǒng)的OFDM發(fā)送器中，IFFT點(diǎn)的數(shù)量是3780。在本領(lǐng)域中，人們知道，3780 IFFT不容易用硬件和/或軟件來實(shí)現(xiàn)，并且，用于3780 IFFT的計(jì)算量非常大。同樣地，脈沖整形濾波器240的性能不能被最優(yōu)化，因?yàn)?，脈沖整形濾波器的滾降因子不能被合適地設(shè)置。
所以，需要一種高計(jì)算速度的、且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、和接收性能提高的改進(jìn)的OFDM發(fā)送器。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明的主要目的是提供一種OFDM發(fā)送器，該OFDM發(fā)送器能減少用于IFFT的計(jì)算，且能提高脈沖整形濾波的性能。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種OFDM發(fā)送器，通過插入保護(hù)帶寬，該OFDM發(fā)送器能進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸性能。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種用于使用OFDM發(fā)送器OFDM多載波調(diào)制數(shù)字廣播信號(hào)的方法，在該方法中，可以避免由于用于多載波調(diào)制以發(fā)送OFDM信號(hào)的IFFT而引起的硬件上的復(fù)雜，并且，可以獲得脈沖整形濾波的改善的性能。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種用于OFDM多載波調(diào)制數(shù)字廣播信號(hào)的方法，通過插入保護(hù)帶寬，該方法能進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸性能。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供了一種用于使用OFDM發(fā)送器OFDM多載波調(diào)制數(shù)字廣播信號(hào)的方法，該方法包括步驟(a)根據(jù)子載波的數(shù)量，執(zhí)行經(jīng)前向糾錯(cuò)編碼的TS信號(hào)的正交幅度調(diào)制(QAM)，以產(chǎn)生串行碼元，其中，所述的子載波的數(shù)量被設(shè)置成與OFDM信號(hào)的一個(gè)被分配的帶寬相對(duì)應(yīng)；(b)聚集所述的串行碼元，并將其轉(zhuǎn)換成并行碼元；(b’)將GB插入到所述的步驟(b)的所述的并行碼元的兩側(cè)，以產(chǎn)生插入了GB的并行碼元；(c)對(duì)插入了GB的并行碼元執(zhí)行2N個(gè)點(diǎn)的逆快速傅立葉變換(IFFT)，以便從并行碼元獲得OFDM碼元，其中，N是一個(gè)正整數(shù)；(d)將GI插入到所述的2NIFFT處理過的碼元中，以產(chǎn)生具有插入的GI的并行的OFDM碼元；(e)將具有插入的GI的所述的并行的OFDM碼元轉(zhuǎn)換成串行的OFDM碼元；(f)將PN序列插入到所述的串行的OFDM碼元中；(g)用SRRC濾波器對(duì)插入了PN的信號(hào)進(jìn)行脈沖整形濾波；以及(h)將經(jīng)所述的SRRC濾波的信號(hào)進(jìn)行上變換并發(fā)送出去。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種OFDM發(fā)送器。該OFDM發(fā)送器包括FEC編碼單元，用于把將要被發(fā)送的廣播信號(hào)編碼，以便糾正在傳輸中出現(xiàn)的錯(cuò)誤；正交幅度調(diào)制(QAM)調(diào)制單元，用于根據(jù)子載波的數(shù)量，執(zhí)行FEC編碼的信號(hào)的正交幅度調(diào)制(QAM)，以產(chǎn)生串行碼元，其中，所述的子載波的數(shù)量被設(shè)置成與OFDM信號(hào)的一個(gè)被分配的帶寬相對(duì)應(yīng)；串行/并行轉(zhuǎn)換器，用于聚集所述的串行碼元，并將其轉(zhuǎn)換成并行碼元；GB插入單元，用于從所述的串行/并行轉(zhuǎn)換器接收所述的并行碼元，并將GB插入到所述的并行碼元的兩側(cè)，以及產(chǎn)生插入了GB的并行碼元。2NIFFT單元，用于對(duì)來自所述的GB插入單元的所述的插入了GB的并行碼元執(zhí)行2N個(gè)點(diǎn)的IFFT運(yùn)算，以獲得并行的OFDM碼元，其中，N是一個(gè)整數(shù)；GI插入單元，用于將GI插入到從所述的2NIFFT單元(300)輸出的所述的并行的OFDM碼元中；并行/串行轉(zhuǎn)換器，用于把來自所述的GI插入單元(180)的插入了GI的并行的OFDM碼元轉(zhuǎn)換成串行的OFDM碼元；PN序列插入單元，用于將PN序列插入到具有插入的GI的所述的串行的OFDM碼元中；脈沖整形濾波器，用于根據(jù)所設(shè)置的滾降因子，對(duì)具有插入的PN序列的串行的OFDM碼元進(jìn)行整形濾波；RF上變換器，用于把被所述的脈沖整形濾波器整形濾波了的串行的OFDM信號(hào)上變換成RF信號(hào)，并將其通過天線發(fā)送給接收器。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可以通過2NIFFT來執(zhí)行TS信號(hào)的OFDM多載波調(diào)制，這樣，就可以減少OFDM多載波調(diào)制所需要的計(jì)算量。在這種情況下，就可以簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)系統(tǒng)的電路，并獲得簡(jiǎn)單的硬件。


通過結(jié)合附圖參考下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)變得更好理解而變得容易清楚了，其中，同樣的標(biāo)號(hào)表示相同的或相似的組件，其中圖1是說明應(yīng)用了3780 IFFT的一個(gè)傳統(tǒng)的OFDM發(fā)送器的方框圖；圖2是說明圖1的多載波調(diào)制了的OFDM信號(hào)的一個(gè)例子的圖；圖3A是說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的應(yīng)用了2NIFFT的OFDM發(fā)送器的方框圖；圖3B說明了在圖3A中所示的OFDM發(fā)送器中插入了保護(hù)帶寬的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
圖4是說明用于使用圖3A的OFDM發(fā)送器OFDM多載波調(diào)制數(shù)據(jù)廣播信號(hào)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的用于OFDM多載波調(diào)制數(shù)據(jù)廣播信號(hào)的OFDM發(fā)送器及其方法。
圖3A是說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的OFDM發(fā)送器的方框圖，該OFDM發(fā)送器應(yīng)用了用于為TDS傳輸而OFDM多載波調(diào)制數(shù)字廣播信號(hào)的方法。
如圖3中所示的根據(jù)本發(fā)明的OFDM發(fā)送器與圖1中所示的OFDM發(fā)送器具有相似的結(jié)構(gòu)。參考圖3A，該發(fā)送器包括前向糾錯(cuò)(FEC)編碼單元100、映射器120、串行/并行(S/P)轉(zhuǎn)換器140、2NIFFT單元300(那里，N是整數(shù))、GI插入單元180、并行/串行轉(zhuǎn)換器(P/S)200、PN序列插入單元220、脈沖整形濾波器320、以及無線頻率(RF)上變換器260。
FEC編碼單元100把將要被發(fā)送的廣播信號(hào)編碼，以便糾正在傳輸中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
映射器120將FEC編碼的信號(hào)映射到串行的傳輸流(TS)中。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，正交幅度調(diào)制(QAM)調(diào)制單元的例子是映射器120。QAM調(diào)制單元，根據(jù)子載波的數(shù)量，執(zhí)行經(jīng)前向糾錯(cuò)編碼的TS信號(hào)的正交幅度調(diào)制(QAM)，以產(chǎn)生串行碼元，其中，所述的子載波的數(shù)量被設(shè)置成與OFDM信號(hào)的一個(gè)被分配的帶寬相對(duì)應(yīng)。
串行/并行轉(zhuǎn)換器140聚集已編碼的串行碼元，并將其轉(zhuǎn)換成并行碼元，所述的串行碼元為了糾錯(cuò)而被FEC編碼單元100編碼。
2NIFFT單元300對(duì)來自串行/并行轉(zhuǎn)換器140的并行碼元執(zhí)行2N的IFFT運(yùn)算，以便獲得OFDM碼元。在這里，用于IFFT的點(diǎn)的數(shù)目至少為2048(＝211)、4096(＝212)、和8192(＝213)之中的一個(gè)，即，N是值為11、12、或13的一個(gè)整數(shù)。本領(lǐng)域內(nèi)的人們知道，與傳統(tǒng)的3780 IFFT相比，個(gè)數(shù)為2的整數(shù)冪的由IFFT所處理的點(diǎn)的數(shù)目可以使硬件和/或軟件IFFT的實(shí)現(xiàn)顯著地簡(jiǎn)化。
GI插入單元180插入保護(hù)間隔(GI)，以便限制與2NIFFT單元300輸出的OFDM碼元鄰近的OFDM碼元之間的干擾。
并行/串行轉(zhuǎn)換器200把來自GI插入單元180的經(jīng)2NIFFT處理的并行的OFDM碼元轉(zhuǎn)換成串行的OFDM碼元，所述的經(jīng)2NIFFT處理的并行的OFDM碼元的數(shù)量與IFFT的點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)。
PN序列插入單元220將PN序列插入到具有插入的GI的串行的OFDM碼元中。PN序列是指用于估計(jì)同步信號(hào)的、和用于估計(jì)由OFDM接收器接收的OFDM信號(hào)的信道的同步信息。
脈沖整形濾波器320根據(jù)所設(shè)置的滾降因子對(duì)具有插入的PN序列的OFDM碼元進(jìn)行整形濾波。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，平方根升余弦(SRRC)濾波器被用作脈沖整形濾波器320，并且，滾降因子的范圍是從0.08到0.12之間。最好是，滾降因子是0.12。
RF上變換器260把整形濾波器240整形濾波過的OFDM信號(hào)上變換成RF信號(hào)。所獲得的RF信號(hào)通過天線280發(fā)送給接收器。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，2NIFFT單元300被提供用于TS信號(hào)的多載波調(diào)制，這樣，OFDM多載波調(diào)制所需要的計(jì)算能顯著減少。在這種情況下，可以簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)系統(tǒng)的電路，且可以獲得簡(jiǎn)單的硬件。
在根據(jù)本發(fā)明的基于多載波的OFDM信號(hào)調(diào)制中，串行/并行轉(zhuǎn)換器140將串行的地輸入的碼元序列轉(zhuǎn)換成預(yù)定的塊單位的并行的數(shù)據(jù)，并將并行碼元與不同的子載波復(fù)用。在這個(gè)時(shí)候，多載波具有相互的正交性。正交性的意思是兩個(gè)載波的乘積為‘0’。相應(yīng)地，正交性對(duì)于多載波來說是必要的。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，OFDM調(diào)制系統(tǒng)可以通過發(fā)送器的IFFT和接收器的FFT來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的經(jīng)OFDM多載波調(diào)制的信號(hào)包括每一個(gè)都具有小帶寬的多子載波。根據(jù)被分配的帶寬的OFDM信號(hào)的整個(gè)頻譜具有方形的形狀。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的OFDM多載波調(diào)制系統(tǒng)比基于單一載波的OFDM調(diào)制系統(tǒng)具有相對(duì)較好的頻率效率。
同時(shí)，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于OFDM發(fā)送器的OFDM多載波調(diào)制系統(tǒng)中，不同于圖1的3780個(gè)子載波，這里用于IFFT的子載波被提供了2N個(gè)(譬如2048、4096、8192個(gè))。也就是說，在本發(fā)明的實(shí)施例中，與分配來用于廣播的8MHz的帶寬相對(duì)應(yīng)的子載波的數(shù)量是2N個(gè)。
現(xiàn)在，將給出根據(jù)本發(fā)明的用于滾降因子的選擇的描述。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，子載波之間的頻率間隔‘d’被可變地設(shè)置在預(yù)定的范圍之內(nèi)，這樣，從2N個(gè)子載波中，包括實(shí)際OFDM信號(hào)的有效帶寬的子載波的數(shù)量被用于多載波調(diào)制。
對(duì)于具有子載波的有效的塊，GI插入單元180以1/4、1/8、1/16、以及1/32的一個(gè)間隔將GI插入到從2NIFFT單元300輸出的并行的OFDM碼元中。
假定子載波的總數(shù)‘N’被設(shè)置成2048、4096、以及8192，子載波之間的頻率間隔是‘d’，且SRRC濾波器的滾降因子是‘r’，SRRC濾波器的有效的帶寬與額外的帶寬的總和可以按如下表示(d×N)+(d×N)r≤8MHz……………….(1)滾降因子按如下獲得r≤8MHz-(d×N)d×N---(2)]]>
作為常識(shí)，頻率間隔d應(yīng)當(dāng)大于0.85KHz，這樣，子載波就可以被充分地分開，并且，可以減少子載波之間的干擾。
考慮到關(guān)于頻率間隔‘d’的上述分析，OFDM信號(hào)的帶寬被假定是在7.14MHz到7.4MHz之間的范圍，以便增加脈沖整形濾波器的滾降因子。
在具有7.14MHz帶寬的OFDM發(fā)送器的情況中，頻率間隔d是7.14MHz/N＝3.49KHz、1.74KHz、或0.87KHz，所述的3.49KHz、1.74KHz、或0.87KHz分別與2048、4096、以及8196的N值相對(duì)應(yīng)。從公式(2)可以看出，對(duì)于‘N’的三個(gè)值，在前述方程(2)中的右面的項(xiàng)是0.12，即，所計(jì)算出的‘r’值為小于或等于0.12。其結(jié)果給出如下當(dāng)r≤0.12時(shí)，對(duì)于SRRC濾波器，滾降因子越大，則SRRC濾波器的失真就越小。同樣地，濾波器的硬件復(fù)雜度可以顯著地簡(jiǎn)化。所以，在本發(fā)明的實(shí)施例中使用值為0.12的滾降因子。
更具體地說，由于可以在SRRC濾波器700的兩側(cè)減小信號(hào)失真，所以，可以減小由位于兩端的子載波所承載的數(shù)據(jù)的失真。然后，通過RF上變換器260，在SRRC濾波器320濾波的OFDM信號(hào)被發(fā)送到無線信道。
而且，隨著SRRC濾波器的滾降因子被合適地選擇，可以顯著地提高SRRC濾波的性能。還有，如果使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于調(diào)制多載波的方法來調(diào)制OFDM信號(hào)，就可以改善單頻率網(wǎng)絡(luò)(SFN)的性能。該SFN用于以單一頻率來廣播一個(gè)廣播節(jié)目。在這種情況下，在一個(gè)信道上的干擾會(huì)顯著增加。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于調(diào)制系統(tǒng)的OFDM信號(hào)對(duì)于SFN來說是強(qiáng)壯的。從而，可以改善在該SFN下的OFDM信號(hào)的性能。
作為另一個(gè)例子，保護(hù)帶寬(GB)插入單元320位于S/P轉(zhuǎn)換器140與2NIFFT單元300之間。在輸入數(shù)據(jù)為M(＜2N)(在那里，N是一個(gè)整數(shù))的情況下，S/P轉(zhuǎn)換器140聚集串行碼元M(＜2N)，并將其轉(zhuǎn)換成并行碼元。并行碼元在進(jìn)入2NIFFT單元300之前，會(huì)先通過GB插入單元320。具體地講，GB插入單元320接收串行碼元M(＜2N)，并將GB(=2N-M2)]]>插入到串行碼元M(＜2N)的兩側(cè)，2NIFFT單元300從GB插入單元320接收插入了GB的并行碼元，并執(zhí)行用于調(diào)制的2NIFFT。得到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖3B中所示。例如，GB從GB數(shù)據(jù)(通常為零)供給器(未示出)來提供。
基帶頻率(＝系統(tǒng)工作頻率)是(2N*子載波間隔)MHz。所以，PN序列具有(2N*子載波間隔)MHz的碼元速率。因此，脈沖整形濾波器的額外帶寬小于(8-2N*子載波間隔)MHz。脈沖整形濾波器的滾降因子具有 的范圍。脈沖整形濾波器的滾降因子越大，硬件復(fù)雜度和諸如碼元間干擾(ISI)之類的信號(hào)失真就越小。如上所述，GB具有的范圍是GB≥(滾降因子*2N*子載波間隔，其為額外帶寬)，以便避免由于脈沖整形濾波器而引起的OFDM信號(hào)的失真。例如，如果滾降因子是0.12，且N是12，則2N×子載波間隔≈7.14MHz。子載波間隔大約是1.74KHz。在這種情況下，GB可以具有的范圍是GB≤0.85MHz。通過使用以上數(shù)據(jù)，可以容易地確定數(shù)據(jù)的數(shù)量M。
從上述可知，通過在串行碼元的兩側(cè)插入GB，數(shù)據(jù)承載于載波的有效的帶寬上。因此，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不會(huì)丟失，這使得數(shù)據(jù)的傳輸更加可靠。
圖4是說明用于使用圖3A的OFDM發(fā)送器OFDM多載波調(diào)制數(shù)字廣播信號(hào)的方法的流程圖。
參考圖3A和圖4，在步驟S100中，F(xiàn)EC編碼單元100把將要被傳輸?shù)膹V播信號(hào)編碼，以便糾正在傳輸中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
接著，在步驟S110中，映射器120將經(jīng)FEC編碼的信號(hào)映射到包含碼元的串行的傳輸流(TS)。在QAM調(diào)制單元被用作為映射器120的情況中，根據(jù)子載波的數(shù)量，對(duì)前向糾錯(cuò)編碼的TS信號(hào)執(zhí)行正交幅度調(diào)制(QAM)，以產(chǎn)生串行碼元。
在步驟S120中，串行/并行轉(zhuǎn)換器140聚集串行碼元，并將其轉(zhuǎn)換成并行碼元，所述的串行碼元是為糾錯(cuò)而被FEC編碼單元100編碼的碼元。
在步驟S130中，2NIFFT單元300對(duì)來自串行/并行轉(zhuǎn)換器140的并行碼元進(jìn)行2N個(gè)點(diǎn)的IFFT運(yùn)算，以獲得OFDM碼元。在這里，用于IFFT的點(diǎn)的數(shù)量是2048(＝211)、4096(＝212)、和8192(＝213)之中的至少一個(gè)。
接下來，在步驟S140中，GI插入單元180插入保護(hù)間隔(GI)，以便限制與從2NIFFT單元300輸出的OFDM碼元鄰近的OFDM碼元之間的干擾。
接著，在步驟S150中，并行/串行轉(zhuǎn)換器200把從GI插入單元180輸出的經(jīng)2NIFFT處理的并行碼元轉(zhuǎn)換成串行的OFDM碼元。
在步驟S160中，PN序列插入單元220將PN序列插入到具有插入的GI的串行的OFDM碼元中。
接著，在步驟S170中，脈沖整形濾波器320根據(jù)所設(shè)置的滾降因子，用SRRC濾波器，對(duì)具有插入的PN序列的串行的OFDM碼元進(jìn)行整形濾波，所述的滾降因子的范圍是從0.08到0.12之間。最好是，該滾降因子為0.12。
最后，在步驟S180中，RF上變換器260把經(jīng)過脈沖整形濾波器320整形濾波了的OFDM信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)。所獲得的RF信號(hào)通過天線280發(fā)送給接收器。
在GB插入的情況中，本發(fā)明的方法在步驟S120之后還包括一個(gè)步驟S190。更具體地說，在步驟S190中，來自S/P轉(zhuǎn)換器140的串行碼元M(＜2N)在進(jìn)入2NIFFT單元300之前會(huì)先通過GB插入單元320，在那里，GB插入單元320在來自S/P轉(zhuǎn)換器140的串行碼元M(＜2N)的兩側(cè)插入GB(=2N-M2).]]>接下來，處理過程進(jìn)行到步驟S130，在那里，插入了GB的并行碼元在2NIFFT單元300中經(jīng)受用于調(diào)制的2NIFFT運(yùn)算。得到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖3B中所示。例如，GB從GB數(shù)據(jù)(通常為零)供給器(未示出)來提供。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可以通過2NIFFT來執(zhí)行TS信號(hào)的OFDM多載波調(diào)制，這樣，就可以顯著地減少OFDM多載波調(diào)制所需要的計(jì)算。在這種情況下，系統(tǒng)的電路可以簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)，且可以獲得簡(jiǎn)單的硬件。而且，用最優(yōu)化的滾降因子的脈沖整形濾波器，脈沖整形濾波器就能執(zhí)行靈敏的整形濾波，并且，可以使在通過脈沖整形濾波器的信號(hào)的兩側(cè)出現(xiàn)的波動(dòng)最小化。
而且，根據(jù)帶GB插入單元的OFDM發(fā)送器，通過在串行碼元的兩側(cè)插入GB，數(shù)據(jù)就可以被承載在載波的有效的帶寬上。因此，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將不會(huì)丟失，這使得數(shù)據(jù)的傳輸更加可靠，并且，進(jìn)一步提高了傳輸性能。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)限制在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，而是，在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍之內(nèi)，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于使用OFDM發(fā)送器OFDM多載波調(diào)制數(shù)字廣播信號(hào)的方法，包括步驟(a)根據(jù)子載波的數(shù)量，執(zhí)行經(jīng)前向糾錯(cuò)編碼的TS信號(hào)的正交幅度調(diào)制(QAM)，以產(chǎn)生串行碼元，其中，所述的子載波的數(shù)量被設(shè)置成與OFDM信號(hào)的一個(gè)被分配的帶寬相對(duì)應(yīng)；(b)聚集所述的串行碼元，并將其轉(zhuǎn)換成并行碼元；(b’)將GB插入到所述的步驟(b)的所述的并行碼元的兩側(cè)，以產(chǎn)生插入了GB的并行碼元；(c)對(duì)插入了GB的并行碼元執(zhí)行2N個(gè)點(diǎn)的逆快速傅立葉變換(IFFT)，以便從并行碼元獲得OFDM碼元，其中，N是一個(gè)正整數(shù)；(d)將GI插入到所述的2NIFFT處理過的碼元中，以產(chǎn)生具有插入的GI的并行的OFDM碼元；(e)將具有插入的GI的所述的并行的OFDM碼元轉(zhuǎn)換成串行的OFDM碼元；(f)將PN序列插入到所述的串行的OFDM碼元中；(g)用SRRC濾波器對(duì)插入了PN的信號(hào)進(jìn)行脈沖整形濾波；以及(h)將經(jīng)所述的SRRC濾波的信號(hào)進(jìn)行上變換并發(fā)送出去。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中，N是11、12和13之中的任意一個(gè)。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中，OFDM信號(hào)的被分配的帶寬約為7.14MHz，而與所分配的帶寬相對(duì)應(yīng)的子載波的數(shù)量是2048、4096、和8192之中的任意一個(gè)。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中，以子載波所占用的帶寬的1/4、1/8、1/16、和1/32的一個(gè)間隔插入保護(hù)間隔。
5.如前述的權(quán)利要求的任意一個(gè)的方法，其中，所述的SRRC濾波器的滾降(roll-off)因子是從0.08到0.12的范圍。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中，所述的SRRC濾波器的滾降因子是0.12。
7.一種OFDM發(fā)送器，包括FEC編碼單元，用于把將要被發(fā)送的廣播信號(hào)編碼，以便糾正在傳輸中出現(xiàn)的錯(cuò)誤；正交幅度調(diào)制(QAM)調(diào)制單元，用于根據(jù)子載波的數(shù)量，執(zhí)行FEC編碼的信號(hào)的正交幅度調(diào)制(QAM)，以產(chǎn)生串行碼元，其中，所述的子載波的數(shù)量被設(shè)置成與OFDM信號(hào)的一個(gè)被分配的帶寬相對(duì)應(yīng)；串行/并行轉(zhuǎn)換器，用于聚集所述的串行碼元，并將其轉(zhuǎn)換成并行碼元；GB插入單元，用于從所述的串行/并行轉(zhuǎn)換器接收所述的并行碼元，并將GB插入到所述的并行碼元的兩側(cè)，以及產(chǎn)生插入了GB的并行碼元。2NIFFT單元，用于對(duì)來自所述的GB插入單元的所述的插入了GB的并行碼元執(zhí)行2N個(gè)點(diǎn)的IFFT運(yùn)算，以獲得并行的OFDM碼元，其中，N是一個(gè)整數(shù)；GI插入單元，用于將GI插入到從所述的2NIFFT單元(300)輸出的所述的并行的OFDM碼元中；并行/串行轉(zhuǎn)換器，用于把來自所述的GI插入單元(180)的插入了GI的并行的OFDM碼元轉(zhuǎn)換成串行的OFDM碼元；PN序列插入單元，用于將PN序列插入到具有插入的GI的所述的串行的OFDM碼元中；脈沖整形濾波器，用于根據(jù)所設(shè)置的滾降因子，對(duì)具有插入的PN序列的串行的OFDM碼元進(jìn)行整形濾波；RF上變換器，用于把被所述的脈沖整形濾波器整形濾波了的串行的OFDM信號(hào)上變換成RF信號(hào)，并將其通過天線發(fā)送給接收器。
8.如權(quán)利要求7的發(fā)送器，其中，N是11、12、和13之中的任意一個(gè)。
9.如權(quán)利要求8的發(fā)送器，其中，OFDM信號(hào)的被分配的帶寬約為7.14MHz，而與所分配的帶寬相對(duì)應(yīng)的子載波的數(shù)量是2048、4096、和8192之中的任意一個(gè)。
10.如權(quán)利要求9的發(fā)送器，其中，以子載波所占用的帶寬的1/4、1/8、1/16、1/32的一個(gè)間隔插入保護(hù)間隔。
11.如權(quán)利要求7到權(quán)利要求10之中的任意一個(gè)的發(fā)送器，其中，所述的脈沖整形濾波器的滾降因子是從0.08到0.12的范圍。
12.如權(quán)利要求11的發(fā)送器，其中，所述的脈沖整形濾波器的滾降因子是0.12。
13.如權(quán)利要求11的發(fā)送器，其中，所述的脈沖整形濾波器是SRRC濾波器。
全文摘要
一種使用OFDM發(fā)送器OFDM多載波調(diào)制數(shù)字廣播信號(hào)的方法和OFDM發(fā)送器。該方法包括步驟根據(jù)子載波數(shù)量執(zhí)行經(jīng)前向糾錯(cuò)編碼的TS信號(hào)的正交幅度調(diào)制，產(chǎn)生串行碼元；聚集串行碼元，將其轉(zhuǎn)換成并行碼元；將GB插入到并行碼元的兩側(cè)，產(chǎn)生插入GB的并行碼元；對(duì)插入GB的并行碼元執(zhí)行文檔編號(hào)H04N7/015GK1467998SQ0310180
公開日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者丁海主, 金才鉉, 鄭晉熙 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社