專利名稱：在數(shù)字廣播系統(tǒng)中用于降低前導碼信號的峰均功率比的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及在數(shù)字廣播系統(tǒng)中的傳輸裝置和方法。更具體地，雖然不是 排他性的，但是本發(fā)明涉及一種在數(shù)字廣播系統(tǒng)中用于降低前導碼信號的峰均功率比 (PAPR)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字廣播系統(tǒng)是使用諸如數(shù)字音頻廣播(DAB)、數(shù)字視頻廣播(DVB)和數(shù)字多 媒體廣播(DMB)的數(shù)字傳輸技術(shù)的廣播系統(tǒng)。在它們當中，作為歐洲數(shù)字廣播技術(shù)的DVB系統(tǒng)是支持對于固定終端的現(xiàn)有數(shù) 字廣播服務(wù)和對于移動和便攜終端的數(shù)字多媒體服務(wù)的傳輸標準。在DVB系統(tǒng)中，可以復(fù)用基于運動圖像專家組2傳輸流(MPEG 2TS)的廣播數(shù) 據(jù)并且同時發(fā)送基于因特網(wǎng)協(xié)議(IP)的數(shù)據(jù)流。另外，在DVB系統(tǒng)中，多個服務(wù)能夠 被復(fù)用為一個IP流并發(fā)送。在接收發(fā)送的IP流的數(shù)據(jù)之后，用戶終端能夠解復(fù)用接收的 數(shù)據(jù)為各個服務(wù)，解調(diào)所述服務(wù)，并且在用戶終端的屏幕上顯示解調(diào)的服務(wù)。在這種情 況下，用戶終端要求關(guān)于在DVB系統(tǒng)中提供的各種類型的服務(wù)、在每個服務(wù)中包含的詳 情等的信息。DVB系統(tǒng)使用正交頻分復(fù)用(OFDM)傳輸方案。雖然OFDM傳輸方案類似于 傳統(tǒng)的頻分復(fù)用(FDM)方案，但是OFDM方案不同于傳統(tǒng)傳輸方案之處在于OFDM 能夠在高速數(shù)據(jù)傳輸期間通過維持在多個子載波之間的正交性而實現(xiàn)最優(yōu)傳輸效率。同 樣，高頻的使用效率和對多徑衰落的魯棒性的優(yōu)點顯著地有助于該最佳傳輸效率。此外，OFDM傳輸方案，由于它重疊頻譜，所以能有效地使用頻率，對頻率選 擇衰落具有魯棒性，能夠通過使用保護間隔減少碼元間干擾(ISI)的影響，使得能夠簡化 硬件均衡器的設(shè)計，以及對脈沖噪聲具有魯棒性。因此，OFDM傳輸方案被廣泛地用于 通信系統(tǒng)。盡管OFDM傳輸方案的所述優(yōu)點，但是OFDM傳輸方案的多載波調(diào)制造成高的 峰均功率比(PAPR)。由于OFDM傳輸方案使用多載波來發(fā)送數(shù)據(jù)，所以最終的OFDM 信號在幅度上發(fā)生顯著的改變，這是因為其幅度的電平是由各個載波的幅度電平之和來 確定的。當載波在相位上相等時，OFDM信號將具有非常高的幅度。這種高PAPR信號 可能偏離高功率線性放大器的線性操作范圍，并且已經(jīng)通過該高功率線性放大器的信號 可能常常發(fā)生失真，這造成系統(tǒng)性能的下降。已經(jīng)提出解決在OFDM系統(tǒng)中發(fā)生的高PAPR問題的各種辦法，且這些辦法包 括幾種PAPR降低技術(shù)，諸如削波、編碼、選擇映射(SLM)、部分發(fā)送序列(PTS)和音 調(diào)注入(Tl)。PAPR降低技術(shù)中其中之一的音調(diào)保留(Tone Reservation)方案保留(reserve)在
子載波中的一些音調(diào)，并且保留的音調(diào)被用于降低PAPR而非發(fā)送數(shù)據(jù)。接收器使不攜帶信息信號的保留音調(diào)旁路，并且恢復(fù)僅在不同于保留音調(diào)的數(shù)據(jù)音調(diào)中的信息信號， 由此有助于接收器的簡化結(jié)構(gòu)。梯度算法是在TR方案中使用保留音調(diào)降低PAPR的方 法中的典型的一個。通過將類似于削波技術(shù)的方法應(yīng)用于TR方案來定義梯度算法。梯 度算法用來使用不攜帶信息信號的保留音調(diào)來創(chuàng)建具有脈沖特性的信號(或內(nèi)核)，并且 對快速傅立葉逆變換(IFFT)單元的輸出信號進行削波。當具有脈沖特性的信號被添加到 IFFT單元的輸出信號時，數(shù)據(jù)的失真僅在保留音調(diào)中發(fā)生，而在其他頻率范圍中的數(shù)據(jù) 不會失真，即，TR方案不同于削波技術(shù)之處在于由削波造成的噪聲僅對一些保留的子載 波有影響而不影響全部子載波。梯度算法優(yōu)化脈沖波形從而IFFT輸出信號的峰值在時域 中降低。其PAPR通過將由梯度算法優(yōu)化的脈沖波形之和與IFFT單元的輸出信號相加而 被降低的信號發(fā)送到接收器。接收器僅需要接收在剩余子載波上的數(shù)據(jù)，這是因為接收 器被提前通知了保留音調(diào)的位置。

圖1說明對其應(yīng)用了一般TR方案的發(fā)送器的結(jié)構(gòu)。參考圖1，具有N-L點(其中N表示IFFT的尺寸)的輸入信號X 105和L個保 留音調(diào)信號C 110 (由L個保留音調(diào)組成的信號)被輸入到音調(diào)保留單元120，并且音調(diào) 保留單元120在先前在發(fā)送器和接收器之間商定的子載波位置中保留L個保留音調(diào)。該 L個保留音調(diào)不攜帶數(shù)據(jù)并且具有插入其中的零。當并行數(shù)據(jù)X和L個保留音調(diào)之和被 輸入到N點IFFT單元130時，該輸入和在N點IFFT單元130中經(jīng)歷IFFT計算，然后通 過并到串(P/S)轉(zhuǎn)換單元140產(chǎn)生時域輸出信號χ。接下來，梯度單元150通過根據(jù)梯 度算法優(yōu)化脈沖波形來創(chuàng)建信號c從而IFFT輸出信號的峰值被降低，并且將創(chuàng)建的信號 c和已經(jīng)通過IFFT單元130和P/S轉(zhuǎn)換單元140的輸出信號χ相加。梯度單元150的輸 出信號被發(fā)送到接收器。梯度單元150使用從存儲器160讀取的脈沖波形計算被加到輸 出信號χ中的信號c從而輸出信號χ的PAPR被降低。為了參考，在圖1中大寫的X和 C表示被輸入到IFFT單元130的頻域信號，而小寫的χ和c表示從IFFT單元130輸出的 時域信號。如下確定在保留音調(diào)中被加到輸出信號χ以降低PAPR的信號C。提前保留L個 子載波并且用來確定用于計算信號c的代碼C，在初始發(fā)送期間通過音調(diào)保留單元120固 定L個子載波的位置，并且在數(shù)據(jù)傳輸期間依然保持不變。代碼C表示保留音調(diào)信號， 而Ck表示保留音調(diào)的子載波位置，如在下面公式(1)中定義的。
權(quán)利要求
1.一種用于降低數(shù)字廣播系統(tǒng)中的峰均功率比(PAPR)的方法，包括確定用于在不與幀中的前導碼的導頻信號沖突的子載波的位置中發(fā)送具有脈沖特性 的信號的保留音調(diào)；以及在發(fā)送前導碼的碼元時間段中通過保留音調(diào)發(fā)送具有脈沖特性的信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中發(fā)送具有脈沖特性的信號的步驟還包括使用用 于PAPR降低的梯度算法，將具有脈沖特性的信號添加到在前導碼中通過數(shù)據(jù)音調(diào)發(fā)送的 信息信號中。
3.—種用于降低數(shù)字廣播系統(tǒng)中的峰均功率比(PAPR)的傳輸裝置，包括音調(diào)保留單元，用于確定保留音調(diào)，該保留音調(diào)用于在不與幀中的前導碼的導頻信 號沖突的子載波的位置中發(fā)送具有脈沖特性的信號；以及傳輸單元，用于在發(fā)送前導碼的碼元時間段中通過保留音調(diào)發(fā)送具有脈沖特性的信號。
4.如權(quán)利要求3所述的傳輸裝置，其中傳輸單元還包括梯度單元，它使用用于 PAPR降低的梯度算法，將具有脈沖特性的信號添加到在前導碼中通過數(shù)據(jù)音調(diào)發(fā)送的信 息信號中。
5.—種用于降低數(shù)字廣播系統(tǒng)中的峰均功率比(PAPR)的傳輸裝置，包括 傳輸單元，用于發(fā)送其中包括前導碼的幀；存儲器，用于存儲用于在不與前導碼的導頻信號沖突的子載波的位置中發(fā)送具有脈 沖特性的信號的保留音調(diào)的索引，和控制器，用于根據(jù)保留音調(diào)的索引產(chǎn)生具有脈沖特性的信號并且控制傳輸單元從而 在發(fā)送前導碼的碼元時間段中通過保留音調(diào)發(fā)送具有脈沖特性的信號。
6.如權(quán)利要求1所述的方法或如權(quán)利要求3或權(quán)利要求5所述的傳輸裝置，其中數(shù)字 廣播系統(tǒng)使用正交頻分復(fù)用(OFDM)作為傳輸方案，以及保留音調(diào)的位置根據(jù)快速傅立 葉變換(FFT)尺寸而變化。
7.如權(quán)利要求1所述的方法或如權(quán)利要求3或權(quán)利要求5所述的傳輸裝置，其中FFT 尺寸是8K，依據(jù)下面表5來確定保留音調(diào)的位置表5FFT模式(保留 音調(diào)的數(shù)量)保留音調(diào)的索引8K (72)106, 109, 110, 112, 115，118, 133，142，163, 184, 206, 247, 445, 461，503, 565, 602, 656，766’ 800, 922, 1094，1108，1199，1258, 1726, 1793, 1939， 2128, 2714, 3185, 3365, 3541，3655, 3770, 3863, 4066, 4190, 4282, 4565, 4628, 4727, 4882，4885, 5143, 5192, 5210, 5257, 5261, 5459, 5651, 5809, 5830, 5986，6020, 6076, 6253, 6269, 6410，6436, 6467，6475, 6509, 6556， 6611, 6674, 6685，6689, 6691，6695, 6698, 6701
8.如權(quán)利要求1所述的方法或如權(quán)利要求3或權(quán)利要求5所述的傳輸裝置，其中FFT 尺寸是16K，依據(jù)下面表6來確定保留音調(diào)的位置 表6
9.如權(quán)利要求1所述的方法或如權(quán)利要求3或權(quán)利要求5所述的傳輸裝置，其中FFT 尺寸是32K，依據(jù)下面表7來確定保留音調(diào)的位置 表7
10.如權(quán)利要求1所述的方法或如權(quán)利要求3或權(quán)利要求5所述的傳輸裝置，其中當 OFDM支持多個FFT尺寸時，依據(jù)下面表8來確定保留音調(diào)的位置 表8
11.如權(quán)利要求ι所述的方法或如權(quán)利要求3或權(quán)利要求5所述的傳輸裝置，其中前 導碼包括P2碼元，其攜帶DVB系統(tǒng)的物理層的信令信息。
全文摘要
提供一種用于降低數(shù)字廣播系統(tǒng)中的峰均功率比(PAPR)的方法和裝置。確定保留音調(diào)，并且所確定的保留音調(diào)被用來在不與幀中的前導碼的導頻信號沖突的子載波的位置中發(fā)送具有脈沖特性的信號。在發(fā)送前導碼的碼元時間段中通過保留音調(diào)發(fā)送具有脈沖特性的信號。
文檔編號H04N7/08GK102017618SQ200980115091
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者尹圣烈, 明世澔, 權(quán)桓準, 李學周, 林妍周, 鄭鴻實, 金宰烈 申請人:三星電子株式會社