Ofdm系統(tǒng)中利用離散和連續(xù)導(dǎo)頻來(lái)發(fā)射和接收的發(fā)射器、接收器和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)內(nèi)容涉及在OFDM通信系統(tǒng)中發(fā)射和接收的發(fā)射器、接收器和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 存在許多其中數(shù)據(jù)使用正交頻分復(fù)用(OFDM)來(lái)傳送的無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)的實(shí)例。 已經(jīng)設(shè)置為根據(jù)數(shù)字視頻廣播(DVB)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)操作的系統(tǒng)例如利用OFDM。OFDM通??梢员?描述為提供并行調(diào)制的K個(gè)窄頻帶子載波(其中K是整數(shù)),每個(gè)子載波傳送調(diào)制的數(shù)據(jù)符 號(hào),諸如正交振幅調(diào)制(QAM)符號(hào)或正交相移鍵控(QPSK)符號(hào)。子載波的調(diào)制形成在頻域 中并且被變換到時(shí)域以供發(fā)射。因?yàn)閿?shù)據(jù)符號(hào)在子載波上并行傳送,所以在延長(zhǎng)期可以在 每個(gè)子載波上傳送相同的調(diào)制符號(hào),該延長(zhǎng)期可以長(zhǎng)于無(wú)線(xiàn)電信道的相干時(shí)間。子載波被 同時(shí)并行調(diào)制,使得結(jié)合調(diào)制的載波來(lái)形成OFDM符號(hào)。因此OFDM符號(hào)包括多個(gè)子載波,多 個(gè)子載波中的每個(gè)子載波同時(shí)調(diào)制有不同的調(diào)制符號(hào)。
[0003] 為了便于在接收器處檢測(cè)和恢復(fù)數(shù)據(jù),OFDM符號(hào)可以包括傳送接收器已知的數(shù)據(jù) 符號(hào)的導(dǎo)頻子載波。導(dǎo)頻子載波提供相位和定時(shí)基準(zhǔn),該相位和定時(shí)基準(zhǔn)可用于估計(jì)傳送 OFDM符號(hào)的信道的脈沖響應(yīng)并且執(zhí)行諸如信道估計(jì)和校正、頻偏估計(jì)等的任務(wù)。這些估計(jì) 便于在接收器處檢測(cè)和恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)。在一些實(shí)例中,OFDM符號(hào)包括保持在OFDM符號(hào)中 的同一相對(duì)頻率位置處的連續(xù)導(dǎo)頻(CP)載波和離散導(dǎo)頻(SP)兩者。SP改變它們?cè)贠FDM 符號(hào)中的連續(xù)符號(hào)之間的相對(duì)位置,為以減少的冗余度來(lái)更精確地估計(jì)信道的脈沖響應(yīng)提 供便利。然而,需要在接收器處已知導(dǎo)頻的位置,所以接收器可以從跨OFDM子載波的正確 位置提取導(dǎo)頻符號(hào)。
[0004] 利用OFDM符號(hào)傳送數(shù)據(jù)的通信系統(tǒng)的發(fā)展能夠體現(xiàn)重大而復(fù)雜的任務(wù)。具體地, 特別是對(duì)于頻率規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)部署的通信參數(shù)的優(yōu)化可呈現(xiàn)出重要的技術(shù)問(wèn)題,該技術(shù)問(wèn)題 是需要相當(dāng)大的努力來(lái)確定適合于利用OFDM的通信系統(tǒng)的通信參數(shù)。如將理解的,已進(jìn)行 了許多工作來(lái)優(yōu)化DVB標(biāo)準(zhǔn)并且尤其是DVB T2的參數(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 接收器從正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)恢復(fù)數(shù)據(jù),OFDM符號(hào)包括多個(gè)子載波信號(hào)。 一些子載波信號(hào)攜帶數(shù)據(jù)符號(hào)并且一些子載波信號(hào)攜帶導(dǎo)頻符號(hào),導(dǎo)頻符號(hào)包括離散導(dǎo)頻 符號(hào)和連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)。連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)根據(jù)連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)圖案跨子載波信號(hào)分布并且離散導(dǎo) 頻符號(hào)根據(jù)離散導(dǎo)頻信號(hào)圖案跨子載波信號(hào)分布。接收器包括解調(diào)器,該解調(diào)器被配置為 檢測(cè)表示OFDM符號(hào)的信號(hào)并且生成OFDM符號(hào)的時(shí)域的采樣數(shù)字版本。傅里葉變換處理器 被配置為接收OFDM符號(hào)的時(shí)域數(shù)字版本并且形成OFDM符號(hào)的頻域版本,從頻域版本中能 夠恢復(fù)承載導(dǎo)頻符號(hào)的子載波和承載數(shù)據(jù)符號(hào)的子載波。檢測(cè)器被配置為從OFDM符號(hào)的 承載數(shù)據(jù)的子載波信號(hào)恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)并且根據(jù)離散導(dǎo)頻符號(hào)圖案和連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)圖案從 OFDM符號(hào)的承載導(dǎo)頻的子載波信號(hào)恢復(fù)導(dǎo)頻符號(hào)。離散導(dǎo)頻符號(hào)圖案是多個(gè)離散導(dǎo)頻符號(hào) 圖案中的一個(gè)并且連續(xù)導(dǎo)頻圖案與離散導(dǎo)頻符號(hào)圖案獨(dú)立。檢測(cè)器包括:存儲(chǔ)器,該存儲(chǔ)器 被配置為存儲(chǔ)主連續(xù)導(dǎo)頻圖案;以及處理器,該處理器被配置為檢測(cè)多個(gè)子載波信號(hào)中的 子載波信號(hào)的數(shù)量并且基于子載波信號(hào)的數(shù)量從主導(dǎo)頻圖案導(dǎo)出連續(xù)導(dǎo)頻圖案。
[0006] 當(dāng)存在多個(gè)離散導(dǎo)頻圖案時(shí),與離散導(dǎo)頻圖案獨(dú)立地提供連續(xù)導(dǎo)頻圖案意味著可 以使得必需在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的連續(xù)導(dǎo)頻圖案更少。此外,根據(jù)子載波的數(shù)量從主導(dǎo)頻圖案 導(dǎo)出連續(xù)導(dǎo)頻圖案的能力可以允許在子載波的數(shù)量從符號(hào)到符號(hào)變化時(shí)在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ) 的連續(xù)導(dǎo)頻圖案更少。
[0007] 在以下實(shí)例中,多個(gè)子載波信號(hào)中的子載波信號(hào)的數(shù)量是子載波信號(hào)數(shù)量的集中 的一個(gè)并且主導(dǎo)頻符號(hào)圖案是OFDM符號(hào)的包括子載波信號(hào)數(shù)量的集中的最高數(shù)量的子載 波信號(hào)的用于連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)的導(dǎo)頻符號(hào)圖案。
[0008] 提供用于最高級(jí)子載波模式的主導(dǎo)頻圖案意味著可以在沒(méi)有存儲(chǔ)單獨(dú)的導(dǎo)頻圖 案的情況下得出具有較少的子載波的模式的導(dǎo)頻子載波圖案。因此可以允許存儲(chǔ)覆蓋所有 的可能的子載波數(shù)量的單個(gè)導(dǎo)頻圖案,從而節(jié)省針對(duì)每個(gè)模式進(jìn)行存儲(chǔ)所需要的連續(xù)導(dǎo)頻 圖案的存儲(chǔ)器。
[0009] 在一些實(shí)例中,子載波數(shù)量的集包括大約8k個(gè)子載波、16k個(gè)子載波和32k個(gè)子載 波,主導(dǎo)頻圖案被設(shè)置用于32k個(gè)子載波,并且從用于32k個(gè)子載波的連續(xù)導(dǎo)頻圖案到出用 于8k個(gè)子載波和16k個(gè)子載波的連續(xù)導(dǎo)頻圖案。
[0010] 本技術(shù)的各種另外的方面和特征在所附權(quán)利要求中限定并且包括用于發(fā)射OFDM 符號(hào)的發(fā)射器,用于發(fā)射OFDM符號(hào)的方法和用于接收OFDM符號(hào)的方法。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 現(xiàn)將參考附圖,僅通過(guò)實(shí)例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施方式,附圖中相似的部件設(shè) 置有相應(yīng)的參考標(biāo)號(hào):
[0012] 圖1提供不例性O(shè)FDM發(fā)射器的不意圖;
[0013] 圖2提供示例性O(shè)FDM超幀;
[0014] 圖3提供示例性O(shè)FDM接收器的示意圖;
[0015] 圖4提供示例性O(shè)FDM幀的部分的示圖;
[0016] 圖5提供示出DVB-T2系統(tǒng)中的與離散導(dǎo)頻位置不重合的連續(xù)導(dǎo)頻位置的分布的 圖。
[0017] 圖6提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的8k模式的連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)子載波位置的表;
[0018] 圖7提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的8k模式的連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)子載波位置的圖示;
[0019] 圖8提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的8k模式的連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)子載波位置的間隔的直方 圖;
[0020] 圖9提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的施加至連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)子載波位置的顫抖(dither) 的直方圖;
[0021] 圖10提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的16k模式的連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)子載波位置的表;
[0022] 圖11提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的16k模式的連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)子載波位置的圖示;
[0023] 圖12提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的16k模式的連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)子載波位置的間隔的直 方圖;
[0024] 圖13提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的32k模式的連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)子載波位置的表;
[0025] 圖14提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的32k模式的連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)子載波位置的圖示;
[0026] 圖15提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的32k模式的連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)子載波位置的間隔的直 方圖;
[0027] 圖16提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的發(fā)射器的操作的流程圖;以及
[0028] 圖17提供根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的接收器的操作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 圖1提供可以用于例如根據(jù)所提議的ATSC 3標(biāo)準(zhǔn)或DVB-T、DVB-H、DVB-T2或 DVB-C2標(biāo)準(zhǔn)來(lái)發(fā)射視頻圖像和音頻信號(hào)的OFDM發(fā)射器的示例性框圖。在圖1中,節(jié)目源生 成將要通過(guò)OFDM發(fā)射器發(fā)射的數(shù)據(jù)。視頻寫(xiě)碼器(video coder)2、音頻寫(xiě)碼器4和數(shù)據(jù)寫(xiě) 碼器6生成饋送至節(jié)目復(fù)用器10的待發(fā)射的視頻、音頻以及其他數(shù)據(jù)。節(jié)目復(fù)用器10的 輸出形成具有傳送視頻、音頻以及其他數(shù)據(jù)需要的其他信息的復(fù)用流。復(fù)用器10提供連接 信道12上的流。存在許多饋送至不同的分支A、B等的這樣的復(fù)用流。為簡(jiǎn)單起見(jiàn),將僅描 述分支A。
[0030] 如圖1所示,OFDM發(fā)射器20在復(fù)用器適配和能量擴(kuò)散塊22處接收流。復(fù)用器適 配和能量擴(kuò)散塊22使數(shù)據(jù)隨機(jī)化并且將適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)饋送至進(jìn)行流的糾錯(cuò)編碼的前向糾錯(cuò) 編碼器24。比特交織器26被設(shè)置為交織編碼的數(shù)據(jù)比特,該編碼的數(shù)據(jù)比特對(duì)于DVB-T2 系統(tǒng)中的實(shí)例是LDCP/BCH編碼器輸出。來(lái)自比特交織器26的輸出被饋送至比特至星座映 射器28,該比特至星座映射器28將比特的組映射到將被用于傳達(dá)編碼的數(shù)據(jù)比特的調(diào)制 方案的星座點(diǎn)上。來(lái)自比特至星座映射器28的輸出是表示實(shí)分量和虛分量的星座點(diǎn)標(biāo)記。 星座點(diǎn)標(biāo)記表示根據(jù)使用的調(diào)制方案由兩個(gè)或更多比特形成的數(shù)據(jù)符號(hào)。這些可以稱(chēng)為數(shù) 據(jù)單元。這些數(shù)據(jù)單元穿過(guò)時(shí)間交織器30,該時(shí)間交織器的作用是交織從多個(gè)LDPC碼字所 得的數(shù)據(jù)單元。
[0031] 數(shù)據(jù)單元經(jīng)由其他信道31與圖1中的分支B等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)單元一起被幀生成器 32接收。幀生成器32然后將許多數(shù)據(jù)單元形成將在OFDM符號(hào)上傳送的序列,其中OFDM符 號(hào)包括大量數(shù)據(jù)單元,每個(gè)數(shù)據(jù)單元被映射到多個(gè)子載波中的一個(gè)上。子載波的數(shù)量將取 決于系統(tǒng)的操作模式,系統(tǒng)的操作模式可以包括8k、16k或32k中的一個(gè)或多個(gè),每個(gè)操作 模式提供不同數(shù)量的子載波以及因此的快速傅里葉變換(FFT)大?。╯ize,采樣數(shù))。
[0032] 然后每個(gè)OFDM符號(hào)中攜帶的數(shù)據(jù)單元的序列被傳送至符號(hào)交織器33。然后通過(guò) OFDM符號(hào)生成器塊37生成OFDM符號(hào),該OFDM符號(hào)生成器塊37根據(jù)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)頻符號(hào) 圖案導(dǎo)入由導(dǎo)頻和嵌入信號(hào)形成器36生成且從導(dǎo)頻和嵌入信號(hào)形成器36饋送的導(dǎo)頻和同 步信號(hào)。OFDM調(diào)制器38然后形成時(shí)域的OFDM符號(hào),該時(shí)域的OFDM符號(hào)被饋送至保護(hù)插入 處理器40,該保護(hù)插入處理器40用于生成符號(hào)之間的保護(hù)間隔,并且然后饋送至數(shù)模轉(zhuǎn)換 器42并且最終饋送至RF前端44內(nèi)的RF放大器以便最終通過(guò)COFDM發(fā)射器從天線(xiàn)46廣 播。
[0033] 幀格式
[0034] 對(duì)于圖1的系統(tǒng),每個(gè)OFDM符號(hào)的子載波的數(shù)量可以根據(jù)導(dǎo)頻和其他保留的載波 的數(shù)量而變化。在圖2中示出"超幀"的示例性圖示。
[0035] 例如,在DVB-T2中,與DVB-T中不同,攜帶數(shù)據(jù)的子載波的數(shù)量不是固定的。廣播 公司可以從lk、2k、4k、8k、16k、32k的操作模式中選擇一個(gè),每個(gè)操作模式為每個(gè)OFDM符 號(hào)的數(shù)據(jù)提供子載波的范圍,可用于這些模式中的每個(gè)的最大值分別是1〇24、2048、4096、 8192、16384、32768。在DVB-T2中,物理層幀由許多OFDM符號(hào)組成。通常幀開(kāi)始于如圖2中 所示的前導(dǎo)碼或Pl符號(hào),該前導(dǎo)碼或Pl符號(hào)提供與DVB-T2部署的構(gòu)造有關(guān)的信令信息, 包括模式的指示。Pl符號(hào)后面是一個(gè)或多個(gè)P2 OFDM符號(hào)64,然后后面是攜帶OFDM符號(hào) 的許多有效載荷66。物理層幀的結(jié)束由幀結(jié)束符號(hào)(FCS)68標(biāo)記。對(duì)于每個(gè)操作模式,子 載波的數(shù)量對(duì)每個(gè)類(lèi)型的符號(hào)可以是不同的。此外,子載波的數(shù)量可以根據(jù)是否選擇帶寬 延伸、是否支持音調(diào)保留以及根據(jù)已選擇哪個(gè)導(dǎo)頻子載波模式中的每一個(gè)而變化。
[0036] 接收器圖3提供可以用于接收從在圖1中示出的發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)的OFDM接收 器的示例性圖示。如圖3所示,OFDM信號(hào)由天線(xiàn)100接收并且由調(diào)諧器102檢測(cè)并且通過(guò) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器10