时域同步正交频分多路复用发射机及其信号处理方法

文档序号:7935643阅读:245来源:国知局
专利名称:时域同步正交频分多路复用发射机及其信号处理方法
技术领域
本发明涉及正交频分多路复用(OFDM)发射机,尤其涉及TDS(时域同步)-OFDM(正交频分多路复用)发射机。
背景技术
OFDM(正交频分多路复用)技术通常被广泛地应用于如DAB(数字音频广播)、WLAN(无线局域网)和WATM(无线异步传送模式)的数字传输技术。该OFDM方法是一种分离和调制数据之后发送数据的多副载波技术。该OFDM技术与传统的FDM(频分复用)相似,但由于大多数副载波之间的正交特性,当数据被快速发送时,发送速率被优化。
图1示出了传统的TDS-OFDM的方框图。
输入数据比特流被编码以在被FEC(前向纠错)单元10所建立的错误检测方法在接收单元处检测到错误之后,校正错误。之后,该输入串行数据被串/并变换单元20变换为3780个并行数据之后被输出。这里,3780是频域和副载波的索引(index)。另外,3780个并行数据被定义为频域中单个OFDM码元。然后,3780点逆离散傅立叶变换单元30通过将3780个并行数据加载在3780个具有2KHz副载波间隔的副载波上而执行逆傅立叶变换。
如图2所示,副载波之间的间隔是2KHz,这样单个OFDM码元的频带是7.56MHz(3780×2KHz=7.56MHz)。同时,对于8MHz的通用带宽,可用频带是0.44MHz,对于7.56MHz带宽的两端是0.22MHz。
使用3780-IDFT单元30调制OFDM码元数据之后,时域中的信号输出是具有7.56MHz取样率的3780个取样数据。
作为来自3780-IDFT单元30的并行数据而输出的该3780个取样数据,在并/串变换单元40中被变换为串行数据之后被输出。GI(保护间隔)插入单元50以3780个取样数据为单位,即单个OFDM码元的单位,插入保护间隔之后,输出该串行数据。该GI是复制由3780个取样数据所组成的OFDM码元之间的最后端的一些取样数据、并被插入至OFDM码元的前端的数据。然后,PN单元60将PN序列插入至具有GI的信号的GI的前面。
SRRC(平方根升余弦)滤波器70被提供以将PN序列形成对于信号的预定的波形,插入PN序列的OFDM帧被SRRC滤波器70滤波,该OFDM信号经过RF单元80被发送至无线信道。
在如上所述的TDS-OFDM发射机中,使用3780-IDFT单元30调制后输出的时域中的取样数据的取样率是7.56MHz。
当3780个并行数据由单个OFDM码元组成时,通常频域中副载波的带宽将不超过8MHz。因此,SRRC滤波器70的滚降系数(r)被定义。换句话说,频域中的3780个副载波按照2KHz的频率间隔放置,这样,整个载波的频带是7.56MHz。换句话说,当副载波的带宽是7.56MHz时,SRRC滤波器70的滚降系数是0.05。
上述结果通过以下程序获得。当使用具有0.05的滚降系数的SRRC滤波器70时,因为7.56MHz×0.05=0.378MHz,整个带宽是7.56+0.378=7.938MHz,于是要不超出8MHz的通用带宽,SRRC滤波器70的滚降系数必须不超过0.05。
如上所述,滚降系数(r)越小,SRRC滤波器70两端越宽(sloppy),这样经过该区域的OFDM码元被失真。为减小该失真,SRRC滤波器70两端的波纹现象应当通过加大抽头数而被减小。因此,传统地,在设计具有0.05的滚降系数的SRRC滤波器70过程中,通过设计具有多于100个抽头而减小该失真。

发明内容
本发明被作出以克服上述现有技术的问题。因此,本发明的目的在于提供一种具有不复杂结构的SRRC滤波器,并能够由于TDS-OFDM发射机的SRRC滤波器而减小信号失真的TDS-OFDM发射机。
为了实现上述目的,提供一种TDS-OFDM发射机,包括前向纠错(FEC)编码单元,用于编码输入数据以校正传输过程中所发生的接收机处的错误;串/并变换单元,用于将串行编码数据变换为N数目并行数据;N点逆离散傅立叶变换(IDFT)单元,用于为了允许频率间隔D在2KHz范围以内而信号处理副载波之间的频率间隔D,并将频域中的N数目的并行数据逆离散傅立叶变换为时域中的N数目并行取样数据;并/串变换单元,用于将N数目的并行取样数据变换为串行数据,该N数目的串行数据被定义为OFDM码元;保护间隔(GI)插入单元,用于将GI插入所述OFDM码元中用于抑制ISI(码元间干扰);PN插入单元,用于将PN序列插入所述具有GI的OFDM码元中;滤波单元,用于滤波所述具有PN序列的OFDM码元,其中,滤波单元的滚降系数“r”满足r>0.05的表达式;RF上变频单元,用于将所述OFDM码元上变频为RF信号。
同时,提供一种TDS(时域同步)-OFDM发射机中的信号处理方法,包括步骤(1)编码输入数据用于校正传输过程中在接收机处所发生的错误;(2)将串行编码数据变换为N数目的并行数据;(3)为了允许频率间隔D在2KHz范围以内而信号处理副载波之间的频率间隔D,并将频域中的N数目的并行数据逆离散傅立叶变换为时域中的N数目并行取样数据;(4)将N数目的并行取样数据变换为串行数据,该N数目的串行数据被定义为OFDM码元;(5)将GI插入所述OFDM码元中用于抑制ISI(码元间干扰);(6)将PN序列插入所述具有GI的OFDM码元中;(7)滤波所述具有PN序列的OFDM码元,其中,滤波单元的滚降系数“r”满足r>0.05的表达式;以及(8)将所述OFDM码元上变频为RF信号。频域中N数目的副载波的带宽X最好通过数学表达式X<=8MHz/(1+r)获得。
频率间隔D最好满足表达式D=X/N。
因此,副载波之间的间隔在频域中被减小为预定的频率,在SRRC滤波器两端的频带处所产生的信号失真被减小。另外,处于两端的副载波所承载的数据的失真被减小。


通过参考附图的优选实施例的描述,本发明的上述目的和特性将会更明显,其中
图1示出了传统TDS-OFDM发射机的方框图;图2示出了依据图1的频域中的OFDM码元的频谱;图3示出了依据本发明的TDS-OFDM发射机的方框图;图4示出了依据图2的频域中的OFDM码元的频谱;图5示出了依据图3的TDS-OFDM发射机的信号处理方法;图6示出了比较图1和图3的SRRC滤波器的信号失真状态的结果。
具体实施例方式
下文将参考附图,详细描述本发明的优选实施例。
图3示出了依据本发明的TDS-OFDM发射机的方框图。该TDS-OFDM发射机具有FEC(前向纠错)单元100,串/并变换单元200,3780-IDFT(逆离散傅立叶变换)单元300,并/串变换单元400,GI(保护间隔)插入单元500,PN单元600,SRRC滤波器700和RF单元800。
FEC单元100编码输入数据比特流,通过建立的对于OFDM码元的错误检测方法以校正在发送期间在接收机处所发生的错误。
串/并变换单元200将串行编码数据变换为N数目的并行数据,并输出该变换后的并行数据。
然后,N点逆傅立叶变换(IDFT)单元300,为了允许频率间隔D在2KHz范围以内而对副载波之间的频率间隔D进行信号处理,并将频域中的N数目的并行数据逆离散傅立叶变换为时域中的N数目并行取样数据。这里,副载波之间的频率间隔(D)可用例如通过将给定的带宽(8MHz)除以副载波数目(3780),依照以下数学表达式(1)和(2)而获得 D=X/N (2)其中,“X”是整个副载波的带宽,“给定带宽”是通用的“8MHz”带宽,以及“r”是SRRC滤波器的滚降系数,N是副载波的数目3780。当数学表达式1的滚降系数(r)是0.11时,副载波的带宽“X”是7.182MHz,以及副载波的间隔D是1.9KHz(7.182/3780)。
因此,如图所示,频域中副载波的间隔D是1.9KHz,频带是3780×1.9KHz=7.182MHz。因此,对于8MHz的通用带宽,有0.818MHz的可用频带,它大于传统的0.44MHz的可用频带。换句话说,0.409MHZ的可用频带被提供在副载波的7.182MHz频带的两端。
如上所述,具有1.9KHz间隔的3780 OFDM码元数据被n点IDFT单元300调制,变为具有7.182MHz取样率的3780个取样数据。系统的操作频率是7.182MHz。
并/串变换单元400将N数目的并行取样数据变换为串行数据,该N数目的串行数据被定义为OFDM码元。这里,从n-IDFT单元300输出作为并行数据的3780个取样数据,在并/串变换单元400处被变换为串行数据之后被输出并被定义为一个OFDM码元。
保护间隔(GI)插入单元500,将GI插入所述OFDM码元中用于抑制ISI(码元间干扰)。该GI插入单元500在以3780为单位即单个OFDM码元的单位,将GI插入至取样数据之后,输出该串行数据。该GI是从在由3780个取样数据所组成的OFDM码元间的最后端的一些取样数据所复制、并被插入至OFDM码元的前端的数据。
然后,PN单元600将用于预测信道的PN序列插入具有GI的信号的GI的前面。
为了将PN序列形成对于信号的预定波形,提供SRRC滤波器700,该SRRC滤波器700滤波具有PN序列的OFDM码元,其中,滤波单元的滚降系数“r”满足表达式r>0.05。
如果SRRC滤波器700的滚降系数如图6所示是0.11,在50抽头SRRC滤波器700的情况下,比0.05的滚降系数,信号失真减小了。因此,由于在SRRC滤波器700两端的频带处的信号失真可被减小,处于两端的副载波所承载的数据的失真可被减小。
然后,在SRRC滤波器700处滤波的OFDM信号经过RF单元800被送往无线信道。
如上所述,副载波之间的间隔D在频域中被减小,这样SRRC滤波器的滚降系数(r)被极大地应用。因此,不需要为了防止在OFDM码元数据的两端频带处的信号的信号失真而严格地设计SRRC滤波器两端的频带。
下文将通过参考图5,描述依据本发明的TDS-OFDM发射机的信号处理方法。
首先,在步骤S10中,输入数据被前向纠错(FEC)编码单元100编码,用于校正传输过程中在接收机处所发生的错误。在步骤S20中,串/并变换单元200将串行编码数据变换为N数目的并行数据。
在步骤S30中,N点逆傅立叶变换(IDFT)单元300为了允许频率间隔D在2KHz范围以内而信号处理副载波之间的频率间隔,并将频域中的N数目的并行数据逆离散傅立叶变换为时域中的N数目并行取样数据。
然后,在步骤S40中,并/串变换单元400将N数目的并行取样数据变换为串行数据,该N数目的串行数据被定义为OFDM码元。
然后,在步骤S50中,保护间隔(GI)插入单元500将GI插入所述OFDM码元中用于抑制ISI(码元间干扰)。
然后,在步骤S60中,PN插入单元600将PN序列插入所述具有GI的OFDM码元中。在步骤S70中,SRRC滤波器700滤波具有PN序列的OFDM码元,其中,滤波单元的滚降系数“r”满足表达式r>0.05。
在步骤S80中,RF单元800将所述OFDM码元上变频为RF信号并经过天线(没示出)发送该变换后的OFDM码元。
这里,编码后的OFDM码元数据在串/并变换单元200中被变换为3780个并行数据。然后,n点IDFT单元300允许3780个并行数据具有1.9KHz的副载波频率间隔。副载波的频率间隔D是通过表达式(1)和(2)获得的频率。
如上所述,具有1.9KHz的副载波间隔的3780 OFDM码元,在n-IDFT单元300被调制,时域中的输出信号被输出作为具有7.182MHZ取样率的3780个取样数据。
该从n-IDFT单元300输出的3780个取样数据在并/串变换单元400处被变换为串行数据,GI插入单元500,以单个OFDM码元的单位,即3780为单位将GI插入至工作于7.182MHz取样率的取样数据中(S50),然后,PN单元600将PN序列插入至具有GI的信号的GI的前面(S60)。
该OFDM信号是被具有r=0.11的滚降系数的SRRC滤波器成形的波形(S70)。因此,如图6中的数字(B)所示,当滚降系数r=0.11时,SRRC滤波器700两端频带处的信号失真可被减小,这样,处于两端的副载波所承载的数据的失真可被减小。然后,在SRRC滤波器700处滤波的OFDM信号经过RF单元800被送往无线信道(S80)。
如上所述,当副载波之间的间隔在频域中被减小时,SRRC滤波器的滚降系数(r)被极大地应用。因此,不需要为了防止在OFDM码元数据的两端频带的信号的信号失真而严格地设计SRRC滤波器两端的频带。
依据本发明,由于副载波之间的间隔在频域中被减小为预定的频率,在SRRC滤波器两端频带处所产生的信号失真可被减小。另外,处于两端的副载波所承载的数据的失真可被减小。
尽管已经描述了本发明的优选实施例,本领域的技术人员将理解本发明不限于上述优选实施例。在所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下,可以作出各种改变和修改。因此,本发明的范围并不限于描述的范围而在于所附的权利要求书。
权利要求
1.一种TDS(时域同步)-OFDM发射机,包括前向纠错(FEC)编码单元,用于编码输入数据以校正传输过程中所发生的接收机处的错误;串/并变换单元,用于将串行编码数据变换为N数目并行数据;n点逆离散傅立叶变换(IDFT)单元,用于为了允许频率间隔D在2KHz范围以内而对副载波之间的频率间隔进行信号处理,并将频域中的N数目的并行数据逆离散傅立叶变换为时域中的N数目并行取样数据;并/串变换单元,用于将N数目的并行取样数据变换为串行数据,该N数目的串行数据被定义为OFDM码元;保护间隔(GI)插入单元,用于将GI插入所述OFDM码元中用于抑制ISI(码元间干扰);PN插入单元,用于将PN序列插入所述具有GI的OFDM码元中;滤波单元,用于滤波所述具有PN序列的OFDM码元,其中,滤波单元的滚降系数“r”满足r>0.05的表达式;RF上变频单元,用于将所述OFDM码元上变频为RF信号。
2.如权利要求1所述的TDS-OFDM发射机,其中,频域中N数目副载波的带宽X通过数学表达式X<=8MHz/(1+r)获得。
3.如权利要求2所述的TDS-OFDM发射机,其中,所述频率间隔D满足表达式D=X/N。
4.一种TDS(时域同步)-OFDM发射机中的信号处理方法,包括(1)编码输入数据用于校正传输过程中在接收机处所发生的错误;(2)将串行编码数据变换为N数目的并行数据;(3)为了允许频率间隔D在2KHz范围以内,而对副载波之间的频率间隔进行信号处理,并将频域中的N数目的并行数据逆离散傅立叶变换为时域中的N数目并行取样数据;(4)将N数目的并行取样数据变换为串行数据,该N数目的串行数据被定义为OFDM码元;(5)将GI插入所述OFDM码元中用于抑制ISI(码元间干扰);(6)将PN序列插入所述具有GI的OFDM码元中;(7)滤波所述具有PN序列的OFDM码元,其中,滤波的滚降系数“r”满足r>0.05的表达式;以及(8)将所述OFDM码元上变频为RF信号。
5.如权利要求4所述的信号处理方法,其中,频域中N数目的副载波的带宽X通过数学表达式X<=8MHz/(1+r)获得。
6.如权利要求5所述的信号处理方法,其中,所述频率间隔D满足表达式D=X/N。
全文摘要
一种TDS-OFDM发射机,包括FEC编码单元,用于编码输入数据以校正传输过程中发生的接收机处的错误;串/并变换单元,用于将串行编码数据变换为并行数据;N点IDFT单元,用于为了允许频率间隔D在2KHz范围以内而信号处理副载波之间的频率间隔,并将频域中的N数目并行数据IDFT变换为时域中的N数目并行取样数据;并/串变换单元,用于将N数目并行取样数据变换为串行数据,该N数目串行数据被定义为OFDM码元;GI插入单元,用于将GI插入该OFDM码元中用于抑制ISI;PN插入单元,用于将PN序列插入具有GI的OFDM码元;滤波单元,用于滤波具有PN序列的OFDM码元,其中,滤波单元的滚降系数满足r>0.05的表达式;RF上变频单元,用于将所述OFDM码元上变频为RF信号。
文档编号H04J11/00GK1463095SQ0214753
公开日2003年12月24日 申请日期2002年10月14日 优先权日2002年5月28日
发明者丁海主, 朴赞燮 申请人:三星电子株式会社
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