專(zhuān)利名稱(chēng)：調(diào)整偽隨機(jī)噪聲序列并插入碼元中的正交頻分復(fù)用發(fā)射機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一4殳涉及一種正交頻分復(fù)用(OFDM)發(fā)射機(jī)及其一種OFDM發(fā) 射方法，更具體而言涉及在時(shí)域同步(TDS )發(fā)送一個(gè)OFDM碼元之前在所 述OFDM碼元中插入偽隨機(jī)噪聲(PN)序列和保護(hù)間隔(GI)的OFDM發(fā) 射機(jī)及其OFDM發(fā)射方法。
背景技術(shù)：
一般而言，高清晰度電視(HDTV)的廣播系統(tǒng)可以被大致劃分為圖像 編碼單元和圖像調(diào)制單元。圖像編碼單元將從高清晰度的圖像源輸入的大約 1Gbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮為15 18 Mbps的數(shù)據(jù)。所述圖像調(diào)制單元通過(guò)大約 6 8 MHz的一個(gè)限帶信道向接收端發(fā)送幾十Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。HDTV使用 地面廣播系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)使用被分配用于電視廣播目的的甚高頻/超高頻 (VHF/UHF )。在歐洲，作為數(shù)字調(diào)制方法之一的正交頻分復(fù)用(OFDM)方法已經(jīng)被 采納用作可以獲得諸如提高每帶寬的傳輸速度和防止干擾的優(yōu)點(diǎn)的下一代電 一見(jiàn)地面廣l番方法。OFDM系統(tǒng)將串行輸入的碼元流轉(zhuǎn)換為以塊為單位的并行數(shù)據(jù)，并將并 行的碼元復(fù)用為不同的子載波頻率。這樣的OFDM系統(tǒng)使用多載波，與使用 單一載波的現(xiàn)有的系統(tǒng)非常不同。所述多載波之間具有正交屬性。通過(guò)多載 波的正交屬性，兩個(gè)載波的相乘將產(chǎn)生0值，這是4吏用多載波的必要條件之 一。OFDM系統(tǒng)通過(guò)兩個(gè)變換來(lái)實(shí)現(xiàn) 一個(gè)是快速傅立葉變換(FFT)，另一 個(gè)是逆快速傅立葉變換(IFFT )，它們是通過(guò)在子載波之間的正交性和快速傅3立葉變換(FFT)的定義而容易地獲得的。申請(qǐng)?zhí)枮?9907836.3的歐洲專(zhuān)利公開(kāi)了 一種OFDM接收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括調(diào)諧器，將通過(guò)天線接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)；乘法器，將中頻信 號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶的OFDM信號(hào)；FFT電路，將對(duì)OFDM信號(hào)執(zhí)行FFT處理， 從而OFDM解調(diào)基帶OFDM信號(hào)；均衡電路，對(duì)經(jīng)過(guò)FFT處理的信號(hào)進(jìn)行 均衡；解碼單元，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼。OFDM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下根據(jù)電視地面?zhèn)鬏敺椒ǖ谋举|(zhì)，電視地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量嚴(yán) 重依賴(lài)于反射波和在同 一信道或在相鄰信道之間的干擾。因此對(duì)于傳輸系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)的要求是非常復(fù)雜的。相反，OFDM系統(tǒng)對(duì)于多徑屬性很健壯。換句 話(huà)說(shuō)，由于OFDM系統(tǒng)使用各種載波，因此可以延長(zhǎng)碼元傳輸時(shí)間。因此， 數(shù)據(jù)傳輸變得對(duì)于由于多徑的干擾信號(hào)抗擾，甚至對(duì)于發(fā)生較長(zhǎng)時(shí)間的回波 信號(hào)也如此。而且，OFDM系統(tǒng)也對(duì)現(xiàn)有的信號(hào)類(lèi)型4艮健壯，因此它受在同 一信道之間的干擾的影響較小。由于上述的OFDM系統(tǒng)的這樣的特點(diǎn)，可以 實(shí)現(xiàn)一個(gè)單一頻率網(wǎng)絡(luò)(SFN)，通過(guò)它， 一個(gè)廣播站可以以一個(gè)單一的頻率 進(jìn)行全國(guó)的廣播。在傳輸期間，在同一信道中的干擾可能很強(qiáng)，但是在OFDM 系統(tǒng)中可以克服，OFDM系統(tǒng)對(duì)于這樣的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境是健壯的。由于使用 了單一頻率網(wǎng)絡(luò)，可以更有效地使用有限的頻率資源。OFDM信號(hào)包括多載波，每個(gè)具有小帶寬。由于整個(gè)的頻譜的形狀實(shí)質(zhì) 上是方形的，頻率效率好于使用單一載波。OFDM系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是， OFDM信號(hào)的波形與白高斯噪聲相同。即，由于OFDM信號(hào)具有與白高斯噪 聲類(lèi)似的波形，因此與諸如以線改變相位(PAL)、順序與存儲(chǔ)彩色電視系統(tǒng) (SECAM)等的其他的廣播業(yè)務(wù)相比，它具有較小的干擾。由于在OFDM 系統(tǒng)中可以對(duì)于每個(gè)載波的調(diào)制是可能的，因此使能了分層數(shù)據(jù)傳輸。一般，利用時(shí)域同步發(fā)送OFDM信號(hào)的OFDM發(fā)射機(jī)時(shí)域同步地將提 供對(duì)于預(yù)定頻帶的預(yù)定業(yè)務(wù)的相對(duì)于頻率軸產(chǎn)生的OFDM信號(hào)轉(zhuǎn)換為相對(duì)于 時(shí)間軸的數(shù)據(jù)。在傳輸OFDM信號(hào)之前，OFDM發(fā)射機(jī)在沿著時(shí)間軸形成的 OFDM信號(hào)之前插入一個(gè)保護(hù)間隔GI以便抑制信號(hào)間干擾，并在保護(hù)間隔 GI之前插入同步信息。圖1是示出 一個(gè)OFDM信號(hào)幀的結(jié)構(gòu)的圖，它在數(shù)據(jù)傳輸期間由 一個(gè)傳 統(tǒng)的TDS型的OFDM發(fā)射機(jī)形成。OFDM信號(hào)的幀被構(gòu)建成使得GI和PN序列被插入到包含要發(fā)送的數(shù)據(jù) 的OFDM碼元中。換句話(huà)說(shuō)，OFDM碼元包含要發(fā)送到OFDM接收機(jī)的數(shù) 據(jù)。GI是分配的某個(gè)區(qū)域，用于抑制碼元間干擾。PN序列是對(duì)于每個(gè)OFDM 碼元的同步信息。PN序列在OFDM接收機(jī)被用于同步和信道估計(jì)。包括在由傳統(tǒng)的OFDM發(fā)射機(jī)發(fā)送的OFDM信號(hào)的幀中的OFDM碼元 被設(shè)置為由具有3,780個(gè)點(diǎn)的多個(gè)子載波進(jìn)行逆離散傅立葉變換。而且在 OFDM的IDFT之后，GI被以對(duì)應(yīng)于OFDM碼元的3，780個(gè)點(diǎn)的1/6、 1/9、 1/20或1/30的大小插入到OFDM碼元中。PN序列以對(duì)應(yīng)于255個(gè)碼元的大 小被插入到插入GI的OFDM碼元中。問(wèn)題是，與包括在多個(gè)子載波中的3,780個(gè)點(diǎn)的OFDM碼元的大小相比， PN序列的大小255個(gè)碼元相當(dāng)小。因此，接收具有這樣的幀的OFDM信號(hào) 的OFDM接收機(jī)難于利用包括在所接收的OFDM信號(hào)中的PN序列來(lái)執(zhí)行對(duì) 于所接收的OFDM信號(hào)的同步和信道估計(jì)。結(jié)果，OFDM^妄收才幾經(jīng)常不準(zhǔn)確 地還原所接收的OFDM信號(hào)。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種正交頻分復(fù)用(OFDM)發(fā)射機(jī)， 它能夠在發(fā)送OFDM信號(hào)之前調(diào)整被插入到OFDM碼元中的PN序列的大 小，以便OFDM接收機(jī)可以基于插入到所接收的OFDM碼元中的PN序列而 更準(zhǔn)確地執(zhí)行同步和信道估計(jì)，本發(fā)明還提供了一種對(duì)應(yīng)的OFDM的發(fā)送方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種正交頻分復(fù)用發(fā)射機(jī)，該正交頻分復(fù)用發(fā) 射機(jī)包括前向糾錯(cuò)編碼單元，用于編碼所輸入的數(shù)據(jù)；逆離散傅立葉變換 單元，用于將所述編碼的數(shù)據(jù)變換為正交頻分復(fù)用碼元；偽隨機(jī)噪聲序列插 入單元，用于所述正交頻分復(fù)用碼元中插入多個(gè)偽隨^/L噪聲序列之中選定的 大小超過(guò)255個(gè)碼元的偽隨機(jī)噪聲序列；脈沖整形單元，用于對(duì)插入偽隨機(jī) 噪聲序列的正交頻分復(fù)用碼元進(jìn)行脈沖整形濾波；射頻上變頻單元，用于將 所述正交頻分復(fù)用碼元上變換為射頻信號(hào)。優(yōu)選的是，在所述的正交頻分復(fù)用發(fā)射機(jī)中，所述的偽隨機(jī)噪聲序列為511或1023長(zhǎng)度的偽隨機(jī)噪聲序列。而且，提供一種正交頻分復(fù)用發(fā)射方法，該正交頻分復(fù)用發(fā)射方法包括 步驟編碼所輸入的數(shù)據(jù)；將所編碼的數(shù)據(jù)逆離散傅立葉變換為正交頻分復(fù)用碼元；所述正交頻分復(fù)用碼元中插入多個(gè)偽隨機(jī)噪聲序列之中選定的大小 超過(guò)255個(gè)碼元的偽隨機(jī)噪聲序列；對(duì)插入偽隨機(jī)噪聲序列的正交頻分復(fù)用 碼元進(jìn)行脈沖整形濾波；將脈沖整形濾波的正交頻分復(fù)用碼元上變換為射頻信號(hào)。優(yōu)選的是，在所述的正交頻分復(fù)用發(fā)射方法中，所述的偽隨機(jī)噪聲序列 為511或1023長(zhǎng)度的偽隨機(jī)噪聲序列。由于在傳輸所述OFDM碼元之前，所述大小為511碼元或1,023碼元的 PN序列被插入到所述OFDM碼元中，用于接收端的同步和信道估計(jì)，因此，果，OFDM接收機(jī)可以更準(zhǔn)確地還原所接收的數(shù)據(jù)。而且，由于4妻收才幾可以/人插入到所述OFDM碼元中的大小為511碼元或 1,023碼元的PN序列中更準(zhǔn)確地執(zhí)行所接收的OFDM碼元的同步和信道估 計(jì)，因此可以減小插入來(lái)抑制碼元間干擾的GI的大小。結(jié)果，可以提高OFDM 碼元的傳輸率。


通過(guò)參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的上述目的和特點(diǎn)將會(huì) 變得更加清楚，其中圖l是示出OFDM信號(hào)幀的結(jié)構(gòu)的圖，所述OFDM信號(hào)幀在OFDM信 號(hào)傳輸期間由一個(gè)傳統(tǒng)的TDS型OFDM發(fā)射^L形成；圖3 (a)是包括9個(gè)線性反饋移位寄存器的一個(gè)PN發(fā)生器； 圖3 (b)是包括10個(gè)線性反饋移位寄存器的一個(gè)PN發(fā)生器； 圖4是示出由圖2形成的OFDM信號(hào)幀的結(jié)構(gòu)的圖； 圖5是示出用于使用按照本發(fā)明的OFDM發(fā)射機(jī)發(fā)送OFDM信號(hào)的方 法的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 如圖2所示，按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 一種OFDM發(fā)射機(jī)包括前向糾 錯(cuò)(FEC)單元100、逆離散傅立葉變換(IDFT)單元20Q,保護(hù)間隔(GI)插入單元300、 PN發(fā)生器400、偽隨機(jī)噪聲(PN)序列插入單元500、脈沖 整形單元600和射頻(RF)上變換單元700。FEC單元100編碼OFDM碼元，用于糾正在傳輸期間發(fā)生的錯(cuò)誤。IDFT當(dāng)在IDFT單元200的IDFT之后，GI插入單元300在OFDM碼元中插 入一個(gè)保護(hù)間隔(GI),以抑制信號(hào)間干擾。此時(shí)，GI的大小模式對(duì)應(yīng)于在 IDFT單元200被逆離散傅立葉變換的OFDM碼元的1/6、 1/9、 1/12、 1/20或 1/30。作為一種選擇，GI插入單元300可以以對(duì)應(yīng)于1/12、 1/20、 1/30、 1/36 或1/40的大小模式插入GI。因此，可以提高在OFDM信號(hào)幀中的OFDM碼 元的傳輸有效比率。PN發(fā)生器400產(chǎn)生長(zhǎng)度為511或1023的PN序列。然后，PN插入單元500在被以預(yù)定的大小模式插入GI的OFDM碼元中 插入PN序列。此時(shí)，PN插入單元400在插入GI的OFDM碼元中插入大小 超過(guò)255碼元的PN序列。優(yōu)選的是，PN插入單元400在插入GI的OFDM 碼元中插入511碼元或1,023碼元的PN序列。在如上所述511碼元或1,023碼元的PN序列被插入到OFDM碼元中的 之后，脈沖整形單元500按照OFDM碼元的預(yù)定的滾降因數(shù)來(lái)脈沖整形濾波 OFDM碼元。RF上變換單元700高頻轉(zhuǎn)換脈沖整形的OFDM碼元，以便通過(guò)天線800 和傳輸信道向OFDM接收機(jī)發(fā)送它們。由于用于在接收一方同步和信道估計(jì)的511碼元或1,023碼元的PN序列 被包括在要發(fā)送的OFDM碼元中，因此OFDM接收機(jī)可以更準(zhǔn)確地執(zhí)行對(duì) 于所接收的OFDM信號(hào)的同步和信道估計(jì)。結(jié)果，OFDM接收機(jī)可以更準(zhǔn)確 地還原所接收的OFDM信號(hào)。而且，由于在OFDM碼元中插入大小為511碼元或1,023碼元的PN序 列使得接收一方能夠更準(zhǔn)確地執(zhí)行對(duì)于所接收的OFDM信號(hào)的同步和信道估 計(jì)，因此可以減小插入來(lái)抑制碼元間干擾的GI的大小。結(jié)果，改進(jìn)了 OFDM 碼元的傳輸率。1023的PN序列的PN發(fā)生器。如圖3(a)所示，PN發(fā)生器包括一個(gè)XOR和含有9個(gè)移位寄存器D的線 性反饋移位寄存器(LFSR)電路，因此它構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)511 PN序列發(fā)生器。如圖3(b)所示，PN發(fā)生器包括一個(gè)XOR和含有10個(gè)移位寄存器D的 LFSR,因此構(gòu)成了本發(fā)明的一個(gè)1023PN序列發(fā)生器。圖4是示出由圖2形成的OFDM信號(hào)幀的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的圖。如圖4所示，OFDM信號(hào)的幀包括一個(gè)包含要發(fā)送的數(shù)據(jù)的OFDM碼 元，以及插入到OFDM碼元的 一個(gè)GI和一個(gè)PN序列。按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，由OFDM發(fā)射機(jī)發(fā)送的OFDM碼元被N點(diǎn) 的多個(gè)子載波進(jìn)行逆離散傅立葉變換。所述N點(diǎn)包括3,780點(diǎn)、2,048點(diǎn)，4,096 點(diǎn)和8,192點(diǎn)，并且2,048點(diǎn)，4,096點(diǎn)、8,192點(diǎn)的多個(gè)子載波的模式分別為 2K才莫式、4K模式和8K模式。GI以對(duì)應(yīng)于相對(duì)于OFDM碼元的確定大小的大小被插入到N點(diǎn)的多個(gè) 子載波的OFDM碼元中。所述相對(duì)于OFDM碼元的確定的大小是OFDM碼 元的1/6、 1/9、 1/12、 1/20或1/30，或者也可以是OFDM碼元的1/12、 1/20、 1/30、 1/36或1/40之一。圖5是一流程圖，示出了按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)利用OFDM發(fā)射 機(jī)發(fā)送OFDM信號(hào)的方法。首先，F(xiàn)EC編碼單元100編碼要發(fā)送的OFDM碼元，以糾正在數(shù)據(jù)傳輸 期間發(fā)生的錯(cuò)誤(步驟S100)。在由FEC編碼單元100編碼之后，IDFT單元 200對(duì)于被編碼的OFDM碼元執(zhí)行IDFT (步驟S120 )。在OFDM碼元的IDFT之后，GI插入單元300在OFDM碼元中插入GI， 以便抑制碼元間干擾(步驟S140)。此時(shí)，GI插入單元300插入GI，其大小 對(duì)應(yīng)于一個(gè)確定的模式，即OFDM碼元的1/6、 1/9、 1/12、 1/20或1/30,或 者是OFDM碼元的1/12、 1/20、 1/30、 1/36或1/40。因此，可以提高OFDM 信號(hào)幀的OFDM碼元的傳輸率。PN發(fā)生器400產(chǎn)生長(zhǎng)度為511或1023的PN序列(步驟S160)。PN插入單元500在插入GI的OFDM碼元中插入PN序列，其大小為超 過(guò)255碼元(步驟S180 )。優(yōu)選的是，PN插入單元500在插入GI的OFDM 碼元中插入511碼元或1,023碼元的PN序列。脈沖整形單元600按照預(yù)定的滾降因子來(lái)脈沖整形濾波被插入511碼元或1,023碼元的PN序歹'J的OFDM碼元(步驟S200 )。RF上變換單元700高頻轉(zhuǎn)換脈沖整形濾波的OFDM碼元，以經(jīng)由傳輸 信道來(lái)向OFDM接收4幾發(fā)送OFDM碼元(步驟S220 )。按照本發(fā)明，由于在傳輸OFDM碼元之前在OFDM碼元中插入了大小 為511碼元或1,023碼元的PN序列以用于在接收端的同步和信道估計(jì)，因此 可以減小插入來(lái)抑制碼元間干擾的GI的大小，結(jié)果，可以提高OFDM碼元 的傳輸率。雖然已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本 發(fā)明不限于所述的優(yōu)選實(shí)施例，在所附的權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi)可以作出各種改進(jìn)和改變。
權(quán)利要求
1、一種接收機(jī)，包括用于將從調(diào)協(xié)器接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的ADC單元，用于將從ADC單元接收到的數(shù)字信號(hào)下變換到基帶的下變換單元，用于通過(guò)使用接收到的信號(hào)中插入的PN序列來(lái)執(zhí)行碼元定時(shí)和頻率同步的同步單元，用于將從同步單元的輸出的信號(hào)分為PN序列和數(shù)據(jù)塊并輸出的去多路復(fù)用單元，用于對(duì)從去多路復(fù)用單元輸出的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行FFT并輸出變換后的數(shù)據(jù)塊的FFT單元，用于根據(jù)預(yù)定的誤差檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)變換的數(shù)據(jù)塊中的誤差并校正檢測(cè)到的誤差的FEC單元，其中，所述PN序列具有前同步或后同步信號(hào)。
2、 如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其中，所述PN序列的大小超過(guò)255個(gè)碼元。
3、 如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其中，所述PN序列的大小為511和1023個(gè)碼元。
全文摘要
提供了一種正交頻分復(fù)用發(fā)射機(jī)。該正交頻分復(fù)用發(fā)射機(jī)包括前向糾錯(cuò)編碼單元，用于編碼所輸入的數(shù)據(jù)；逆離散傅立葉變換單元，用于將所述編碼的數(shù)據(jù)變換為正交頻分復(fù)用碼元；偽隨機(jī)噪聲序列插入單元，用于所述正交頻分復(fù)用碼元中插入多個(gè)偽隨機(jī)噪聲序列之中選定的大小超過(guò)255個(gè)碼元的偽隨機(jī)噪聲序列；脈沖整形單元，用于對(duì)插入偽隨機(jī)噪聲序列的正交頻分復(fù)用碼元進(jìn)行脈沖整形濾波；射頻上變頻單元，用于將所述正交頻分復(fù)用碼元上變換為射頻信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N7/015GK101257475SQ20081007410
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2002年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月17日
發(fā)明者丁海主, 郭征元 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社