專利名稱：按業(yè)務模式調(diào)節(jié)偽噪聲序列電平值的正交頻分復用發(fā)射機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種正交頻分復用(OFDM)發(fā)射機，更具體而言涉及一種時域同步(TDS)OFDM發(fā)射機，其中所述OFDM發(fā)射機在按照OFDM信號的業(yè)務模式來改變偽噪聲(PN)序列的同時進行數(shù)據(jù)傳輸，所述偽噪聲序列是OFDM信號的同步信息。
背景技術：
一般而言，高清晰度電視(HDTV)的廣播系統(tǒng)可以被大致劃分為一個圖像編碼單元和一個調(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)字數(shù)據(jù)壓縮為15～18Mbps的數(shù)據(jù)。調(diào)制單元通過大約6～8MHz的一個限帶信道向接收端發(fā)送幾十Mbps的數(shù)字數(shù)據(jù)。HDTV使用地面同時廣播方法，這個方法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)點的下一代電視地面廣播方法。
OFDM方法是這樣的多路復用方法之一，即它將串行輸入的碼元流轉(zhuǎn)換為預定塊的并行數(shù)據(jù)，并將并行的碼元數(shù)據(jù)復用為不同的子載波頻率。這樣的OFDM方法使用多載波，與使用單一載波的現(xiàn)有的方法實質(zhì)上不同。所述多載波之間具有正交性。這個“正交性”指兩個載波的相乘將產(chǎn)生0，這是使用多載波的一個必要條件。OFDM方法通過快速傅里葉變換(FFT)和逆快速傅里葉變換(IFFT)來實現(xiàn)，它們通過在載波之間的正交性和FFT的定義而容易地被獲得。
使用OFDM方法的優(yōu)點如下由于根據(jù)電視地面?zhèn)鬏敺椒ň哂幸环N信道特性，根據(jù)此特性，傳輸質(zhì)量嚴重依賴于在信號傳輸期間的反射波，并依賴于在同一信道或在相鄰信道中的干擾，因此對于傳輸系統(tǒng)的設計的要求是非常復雜的。但是，OFDM在多徑環(huán)境中很健壯。換句話說，由于OFDM方法使用各種載波，因此可以延長碼元傳輸時間。于是，系統(tǒng)變得對于干擾信號較為抗擾，因此即使對于長時間發(fā)生的回波信號也具有小的質(zhì)量惡化。OFDM方法也對現(xiàn)有的信號類型很健壯，因此同一信道中的干擾的影響較小。由于這樣的特點，可以建立一個單一頻率網(wǎng)絡(SFN)。如上所述，通過使用單一頻率網(wǎng)絡，可以有效地利用有限數(shù)量的頻率資源。
同時，OFDM信號包括多載波，每個具有較小帶寬。由于整個的頻譜的形狀被限定為方形，因此實質(zhì)上頻率效率好于單一載波。由于OFDM方法可以對于每個載波變化地使用調(diào)制方式，因此使能了分層傳輸。
一般，時域同步OFDM發(fā)射機將對于預定頻帶提供一個給定業(yè)務的相對于頻率軸的OFDM信號轉(zhuǎn)換為相對于時間軸的信號。OFDM發(fā)射機在沿著時間軸形成的OFDM信號之前插入一個保護間隔GI以便抑制信號間干擾，并在插入保護間隔GI的OFDM信號之前插入同步信息，然后發(fā)送OFDM信號。
圖1是示出一個傳統(tǒng)的時域同步OFDM發(fā)射機的方框圖。OFDM發(fā)射機具有一個逆離散傅立葉變換(IDFT)單元10、一個保護間隔(GI)插入單元20、一個偽噪聲(PN)序列插入單元30和一個脈沖整形濾波器40。
IDFT單元10逆離散傅立葉變換OFDM信號。GI插入單元20插入保護間隔(GI)以便抑制在IDFT單元10被逆離散傅立葉變換的OFDM信號的相鄰碼元之間的干擾。PN插入單元30在插入GI的OFDM碼元中插入PN序列。PN序列包括用于估計在OFDM接收機接收的OFDM信號的同步和信道的同步信息。PN插入單元30產(chǎn)生與插入PN序列的OFDM信號相對應的脈沖波。
脈沖整形濾波器40對OFDM信號的脈沖波進行濾波，以便脈沖波可以對應于OFDM信號的所分配的占用帶寬而形成。在脈沖整形濾波之后，OFDM信號被放大到高頻，然后通過一個天線50被輸出。
同時，時域同步OFDM發(fā)射機可以利用OFDM信號的相同的幀結(jié)構(gòu)而提供各種業(yè)務。
傳統(tǒng)的OFDM發(fā)射機利用被插入到插入GI的OFDM信號的PN序列的預定電平值來發(fā)送OFDM信號。在此，預定的電平值是與業(yè)務模式無關的固定值。傳統(tǒng)上，PN序列以相對于插入GI的OFDM信號的電功率的6dB的電功率比率被插入OFDM信號中。然后，在脈沖整形濾波和射頻上變換之后，OFDM信號被向外輸出。
在傳統(tǒng)的OFDM發(fā)射機中，由于PN序列和插入GI的OFDM信號的電功率的比率被設定在固定的電平值，因此OFDM碼元必須被解調(diào)來用于確定由OFDM發(fā)射機提供的業(yè)務的類型。
在OFDM信號被傳統(tǒng)的OFDM發(fā)射機發(fā)送的同時，每次在OFDM接收機接收到碼元的時候，OFDM接收機必須解調(diào)OFDM碼元，以便確定所接收的OFDM碼元是否為所期望的。
利用傳統(tǒng)的OFDM發(fā)射機，插入GI的OFDM信號被插入固定電平值的PN序列。由于PN序列的電平值是固定的而與所提供的業(yè)務的類型無關，因此即使對于容許利用較小的電平值的一些業(yè)務也可以使用相同的電平值。結(jié)果，存在功耗提高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種OFDM發(fā)射機及其OFDM發(fā)射方法，所述OFDM發(fā)射機通過可變地設置偽噪聲(PN)序列和插入保護間隔(GI)的OFDM信號的電功率的比率而使得OFDM接收機能夠容易地確定所提供的業(yè)務的類型。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠解決不必要的功耗問題的OFDM發(fā)射機以及一種使用這樣的OFDM發(fā)射機的方法，其中所述不必要的功耗問題的引起是由于與業(yè)務模式類型無關地在插入GI的OFDM信號中插入恒定電平值的PN序列。
上述目的的實現(xiàn)是通過一種時域同步(TDS)正交頻分復用(OFDM)發(fā)射機，所述時域同步(TDS)正交頻分復用(OFDM)發(fā)射機用于發(fā)送一個OFDM信號，其中所述OFDM信號中被按照本發(fā)明插入作為同步信息的偽噪聲(PN)序列，所述時域同步(TDS)正交頻分復用(OFDM)發(fā)射機包括一FEC編碼單元，用于編碼要發(fā)送的各個業(yè)務的數(shù)據(jù)；一保護間隔(GI)插入單元，用于在所述OFDM信號中插入一保護間隔(GI)，以便抑制在OFDM碼元之間的干擾；一PN電平設定單元，用于按照所述OFDM信號的業(yè)務模式而可變地設置PN序列的一個電平值；一附加信息插入單元，用于在所述OFDM信號中插入具有按照插入GI的OFDM信號的業(yè)務模式設定的電平值的PN序列；一脈沖整形濾波器，用于對其中以所述設定的電平值插入PN序列的所述OFDM信號進行脈沖整形濾波；一RF上變換單元，用于在脈沖整形濾波后將所述OFDM信號轉(zhuǎn)換為射頻，以通過一個信道發(fā)送所述OFDM信號。
由所述PN電平設定單元設定的PN序列的電平值是在所述業(yè)務模式中插入GI的OFDM信號的電功率與PN序列的電功率的比值。
所述業(yè)務模式包括至少數(shù)字電視廣播模式、移動通信模式和移動消息業(yè)務之一。當所述業(yè)務模式被確定為數(shù)字電視廣播模式的時候，所述PN電平設定單元將PN序列的電平值設置在從0dB到2dB。當所述業(yè)務模式被確定為移動通信模式的時候，所述PN電平設定單元將PN序列的電平值設置在從2dB到4dB。當所述業(yè)務模式被確定為移動消息業(yè)務模式的時候，所述PN電平設定單元將PN序列的電平值設置在從4dB到6dB。
按照本發(fā)明，一種使用時域同步(TDS)OFDM發(fā)射機的正交頻分復用(OFDM)發(fā)送方法，用于發(fā)送其中插入作為同步信息的偽噪聲(PN)序列的OFDM信號，所述方法包括步驟編碼要發(fā)送的業(yè)務的信息；將所述編碼的數(shù)據(jù)逆離散傅立葉變換為OFDM信號；在所述OFDM信號中插入一個保護間隔(GI)，以抑制在OFDM碼元之間的干擾；可變地按照所述OFDM信號的一個業(yè)務模式設置所述PN序列的電平值；以按照所述業(yè)務模式設置的電平值在插入GI的OFDM信號中插入所述PN序列；脈沖整形濾波其中插入所述設定的電平值的PN序列的所述OFDM信號；以及在脈沖整形濾波之后將所述OFDM信號RF上變換為射頻。
按照本發(fā)明，PN序列的電平值是按照被提供的OFDM信號的業(yè)務模式而可變地被設定的，并且PN序列被以這樣的設定電平值插入到插入GI的OFDM信號中。因此，可以在解調(diào)所接收的OFDM信號之前，根據(jù)插入到OFDM信號中的被設定的電平值的PN序列而在OFDM接收機確定OFDM信號的業(yè)務模式SM。
因此，不需要還原OFDM信號，OFDM接收機可以被提供所需要的業(yè)務，因為它能夠輕易地識別業(yè)務。而且，通過可變地按照所提供的業(yè)務模式而設置偽噪聲信息的電平值，節(jié)省了用于插入偽噪聲序列信息的功率，結(jié)果降低了功耗。


通過參照附圖而說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的上述目的和特點將更清楚，其中圖1是示出一種傳統(tǒng)的時域同步(TDS)正交頻分復用(OFDM)發(fā)射機的方框圖；圖2是示出按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的一種OFDM發(fā)射機的方框圖；圖3是示出從圖2的附加信息插入單元輸出的OFDM信號的幀結(jié)構(gòu)的示圖；圖4是用于說明按照本發(fā)明的使用OFDM發(fā)射機發(fā)送OFDM信號的方法的流程圖；和圖5是用于詳細說明按照本發(fā)明的圖4的設置步驟的流程圖。
具體實施例方式
以下，將參照附圖更詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖2是示出按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的OFDM發(fā)射機的方框圖。
所述OFDM發(fā)射機包括一個前向糾錯(FEC)編碼單元100、一個逆離散傅立葉變換(IDFT)單元200、一個保護間隔(GI)插入單元300、一個PN電平設定單元400、一個附加信息插入單元500、一個脈沖整形濾波器600和一個射頻(RF)上變換單元700。
FEC編碼單元100對要發(fā)送的OFDM信號的各個業(yè)務的信息進行編碼，以便糾正在數(shù)據(jù)發(fā)送期間發(fā)生的誤差。
IDFT單元200逆離散傅立葉變換OFDM信號。
GI插入單元300將一個保護間隔(GI)插入到在IDFT單元200被逆傅立葉變換的OFDM信號中，以便抑制在OFDM信號的相鄰OFDM碼元之間的干擾。
PN電平設定單元400可變地按照所提供的業(yè)務的模式而設置包含GI和用于同步的PN序列的OFDM信號的電平值PN’。PN序列包括用于估計在OFDM接收機接收的OFDM信號的同步和信道狀態(tài)的同步信息。
在這個實施例中，PN序列不是被提供一個固定電平值，而是被提供了一個可變的電平值PN’，它按照所提供的業(yè)務模式而可變。因此，OFDM接收機可以根據(jù)已經(jīng)對于PN序列可變地設置的電平值PN’而確定所接收的OFDM信號的業(yè)務的模式。
附加信息插入單元500在由GI插入單元300插入GI的OFDM信號中插入電平值為PN’的PN序列，PN’由PN電平設定單元400按照OFDM信號的業(yè)務模式而設定。
當OFDM信號在附加信息插入單元500被插入GI并隨后被插入在PN電平設定單元400設定的電平值PN’的PN序列之后，脈沖整形濾波器600執(zhí)行OFDM信號的脈沖整形濾波。
在脈沖整形濾波器600脈沖整形之后，RF上變換單元700高頻變換OFDM信號。然后在放大之后，OFDM信號通過天線800被輸出。
按照被提供的OFDM信號的業(yè)務模式SM，PN序列的電平值PN’被改變和設定，然后如此可變地設定的電平值PN’的PN序列被插入到插入GI的OFDM信號中。因此，在解調(diào)在OFDM接收機接收的OFDM信號之前，可以根據(jù)插入OFDM信號的某個電平值PN’的PN序列而確定OFDM信號的業(yè)務模式SM。結(jié)果，不必解調(diào)在OFDM接收機接收的OFDM信號，就確定了OFDM信號的業(yè)務模式SM，并且準確地提供了所要求的業(yè)務。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，按照業(yè)務模式SM可變地改變的PN序列的電平值PN’被表示為PN序列的電功率相對于插入GI的OFDM信號的電功率的比率。即，PN電平設定單元400按照業(yè)務模式SM調(diào)整PN序列的電功率的電平，并利用附加信息插入單元500將其提供。
同時，業(yè)務模式SM可以包括例如數(shù)字電視廣播模式、移動通信模式和移動消息業(yè)務模式。在PN電平設定單元400提供數(shù)字電視廣播模式、移動通信模式和移動消息業(yè)務模式作為OFDM信號的業(yè)務模式SM的情況下，PN序列的電平值PN’最好設置在數(shù)字電視廣播模式的最低值，而移動通信模式和移動消息模式被分別提供增大的電平值PN’。按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當業(yè)務模式SM是數(shù)字電視廣播模式的時候，PN電平設定單元400將PN序列的電平值PN’設定在從0dB到2dB的范圍內(nèi)。當業(yè)務模式SM是移動通信模式的時候，PN電平設定單元400將PN序列的電平值設定在從2dB到4dB的范圍內(nèi)。當業(yè)務模式SM是移動消息業(yè)務模式的時候，PN電平設定單元400將PN序列的電平值PN’設定在從4dB到6dB的范圍內(nèi)。
按照業(yè)務模式SM，可變地設定了PN序列的電平值，即PN序列的電功率相對于插入GI的OFDM信號的電功率的比率。然后，通過在插入GI的OFDM信號中插入這樣設定的電平值的PN序列，可以根據(jù)某個電平值的PN序列在OFDM接收機輕易地確定所提供的業(yè)務模式SM。由于PN序列的電平值按照業(yè)務模式SM而可以改變，因此可以降低插入PN序列的不必要的功耗。
圖3是示出從圖2的附加信息插入單元輸出的OFDM信號的幀結(jié)構(gòu)的示圖。OFDM信號的幀具有一個PN序列、一個保護間隔GI和一個OFDM碼元。OFDM碼元是需要在OFDM接收機還原的信息。GI是一個分配的區(qū)域。用于防止在被發(fā)送的OFDM碼元之間的干擾。從PN電平設定單元400輸出的PN序列PN’具有一個按照業(yè)務模式SM改變的可變的電平值。
圖4是用于說明按照本發(fā)明的實施例使用OFDM發(fā)射機發(fā)送OFDM信號的方法的流程圖。
首先，F(xiàn)EC編碼單元100編碼要發(fā)送的OFDM信號的業(yè)務的信息，以便糾正在發(fā)送期間發(fā)生的誤差(步驟S110)。IDFT單元200將頻率軸的OFDM信號逆離散傅立葉變換為時間軸的信號，以便糾正誤差(步驟S120)。
在IDFT單元200的逆離散傅立葉變換之后，GI插入單元300插入GI以抑制在OFDM信號的相鄰OFDM碼元之間的干擾(步驟S130)。PN電平設定單元400可變地按照OFDM信號的業(yè)務模式SM而設置要插入到插入GI的OFDM信號中的PN序列的電平值(步驟S140)。
附加信息插入單元500在插入GI的OFDM信號中插入具有按照OFDM信號的業(yè)務模式SM而可變地設定的電平值的PN序列PN’(步驟S150)。
在PN序列PN’以某個電平值被插入到插入GI的OFDM信號中之后，脈沖整形濾波器600對OFDM信號進行濾波(步驟S160)。在脈沖整形濾波之后，RF上變換單元700將OFDM信號變換為射頻(步驟S170)。
如上所述，由于PN序列不是以固定的電平值、而是以按照所提供的業(yè)務的模式可變的值被插入，因此，可以根據(jù)PN序列PN’的這樣的可變值在OFDM接收機輕易地確定所接收的OFDM信號的業(yè)務模式SM。換句話說，不必還原OFDM信號，可以向OFDM接收機提供所期望的業(yè)務，因為它可以輕易地識別業(yè)務模式。
圖5是詳細示出圖4的設置步驟S140的流程圖。PN電平設置單元400接收所提供的業(yè)務模式SM，并分析所接收的業(yè)務模式SM(步驟S141)。因此，模式設定單元400確定是否業(yè)務模式SM是數(shù)字電視廣播模式(步驟S142)。當確定業(yè)務模式SM是數(shù)字電視廣播模式的時候，PN電平設定單元400將PN序列的電平值設定在2dB(步驟S143)。
同時，當在步驟S142確定業(yè)務模式不是數(shù)字電視廣播模式的時候，PN電平設定單元400確定業(yè)務模式是否是移動通信模式(步驟S144)。當業(yè)務模式被確定為移動通信模式的時候，PN電平設定單元400將PN序列的電平值設定在4dB(步驟S145)。
當確定業(yè)務模式不是移動通信模式的時候(步驟S146)，PN電平設定單元400確定業(yè)務模式是否是移動消息業(yè)務模式(步驟S146)。當業(yè)務模式被確定為移動消息業(yè)務模式的時候，PN電平設定單元400將輸出的PN序列的電平值設定在6dB(步驟S147)。
因此，通過按照所提供的業(yè)務模式SM而可變地設置PN序列的電平值，可以節(jié)省用于插入PN序列的功率，因此可以降低功耗。
根據(jù)本發(fā)明，PN序列的電平值是按照所提供的OFDM信號的業(yè)務模式而可變地被設定的，并且這樣設定的電平值被插入到插入GI的OFDM信號中。因此，根據(jù)插入到OFDM信號中的具有某個電平值的PN序列PN’，可以在解調(diào)所接收的OFDM信號之前在OFDM接收機確定OFDM信號的業(yè)務模式SM。
雖然已經(jīng)說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領域的技術人員可以理解，本發(fā)明不限于所述的優(yōu)選實施例，在所附的權利要求中限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以作出各種改進和改變。
權利要求
1.在一種時域同步(TDS)正交頻分復用(OFDM)發(fā)射機中，所述時域同步(TDS)正交頻分復用(OFDM)發(fā)射機用于發(fā)送一個OFDM信號，其中所述OFDM信號中被插入作為同步信息的偽噪聲(PN)序列，所述OFDM發(fā)射機包括一FEC編碼單元，用于編碼要發(fā)送的各個業(yè)務的數(shù)據(jù)；一IDFT單元，用于將所述編碼的數(shù)據(jù)變換為OFDM信號；一保護間隔(GI)插入單元，用于在所述OFDM信號中插入一保護間隔(GI)，以便抑制在OFDM碼元之間的干擾；一PN電平設定單元，用于按照所述OFDM信號的業(yè)務模式而可變地設置PN序列的一個電平值；一附加信息插入單元，用于在所述OFDM信號中插入具有按照插入GI的OFDM信號的業(yè)務模式設定的電平值的PN序列；一脈沖整形濾波器，用于對其中以所述設定的電平值插入PN序列的所述OFDM信號進行脈沖整形濾波；一RF上變換單元，用于在脈沖整形濾波后將所述OFDM信號轉(zhuǎn)換為射頻，以通過一個信道發(fā)送所述OFDM信號。
2.權利要求1的OFDM發(fā)射機，其中所述業(yè)務模式包括至少數(shù)字電視廣播模式、移動通信模式和移動消息業(yè)務模式之一。
3.權利要求1的OFDM發(fā)射機，其中由所述PN電平設定單元設定的PN序列的電平值是在所述業(yè)務模式中插入GI的OFDM信號的電功率與PN序列的電功率的比值。
4.權利要求3的OFDM發(fā)射機，其中當所述業(yè)務模式被確定為數(shù)字電視廣播模式的時候，所述PN電平設定單元將PN序列的電平值設置在從0dB到2dB。
5.權利要求4的OFDM發(fā)射機，其中當所述業(yè)務模式被確定為移動通信模式的時候，所述PN電平設定單元將PN序列的電平值設置在從2dB到4dB。
6.權利要求5的OFDM發(fā)射機，其中當所述業(yè)務模式被確定為移動消息業(yè)務模式的時候，所述PN電平設定單元將PN序列的電平值設置在從4dB到6dB。
7.一種使用時域同步(TDS)OFDM發(fā)射機的正交頻分復用(OFDM)發(fā)送方法，用于發(fā)送其中插入作為同步信息的偽噪聲(PN)序列的OFDM信號，所述OFDM發(fā)射方法包括步驟編碼要發(fā)送的業(yè)務的信息；將所述編碼的數(shù)據(jù)逆離散傅立葉變換為OFDM信號；在所述OFDM信號中插入一個保護間隔(GI)，以抑制在OFDM碼元之間的干擾；可變地按照所述OFDM信號的一個業(yè)務模式設置所述PN序列的電平值；以按照所述業(yè)務模式設置的電平值在插入GI的OFDM信號中插入所述PN序列；脈沖整形濾波其中插入所述設定的電平值的PN序列的所述OFDM信號；以及在脈沖整形濾波之后將所述OFDM信號RF上變換為射頻。
8.權利要求7的OFDM發(fā)射方法，其中所述業(yè)務模式包括至少數(shù)字電視廣播模式、移動通信模式和移動消息業(yè)務之一。
9.權利要求8的OFDM發(fā)射方法，其中在設定步驟設定的PN序列的電平值是插入GI的OFDM信號的電功率與PN序列的電功率的比值。
10.權利要求9的OFDM發(fā)射方法，其中當所述業(yè)務模式被確定為數(shù)字電視廣播模式的時候，所述設定步驟將PN序列的電平值設置在從0dB到2dB。
11.權利要求10的OFDM發(fā)射方法，其中當所述業(yè)務模式被確定為移動通信模式的時候，所述設定步驟將PN序列的電平值設置在從2dB到4dB。
12.權利要求11的OFDM發(fā)射方法，其中當所述業(yè)務模式被確定為移動消息業(yè)務模式的時候，所述設定步驟將PN序列的電平值設置在從4dB到6dB。
全文摘要
一種OFDM發(fā)射機，按照提供的業(yè)務模式改變偽噪聲序列的電平值并以設定的電平值在OFDM信號中插入PN序列，包括FEC編碼單元，編碼要發(fā)送的各個業(yè)務的數(shù)據(jù)；IDFT單元，將編碼的數(shù)據(jù)變換為OFDM信號；保護間隔(GI)插入單元，在OFDM信號中插入GI，以抑制OFDM碼元間干擾；PN電平設定單元，按OFDM信號業(yè)務模式可變地設置PN序列電平值；附加信息插入單元，在OFDM信號中插入具有設定的電平值的PN序列；脈沖整形濾波器，對插入了PN序列的OFDM信號進行脈沖整形濾波；RF上變換單元，在將濾波后OFDM信號轉(zhuǎn)換為射頻，以通過信道發(fā)送OFDM信號。
文檔編號H04J11/00GK1463150SQ02149820
公開日2003年12月24日 申請日期2002年11月6日 優(yōu)先權日2002年5月30日
發(fā)明者權容植 申請人:三星電子株式會社