专利名称：在数字广播系统中用于降低前导码信号的峰均功率比的装置和方法
技术领域：
本发明一般涉及在数字广播系统中的传输装置和方法。更具体地，虽然不是 排他性的，但是本发明涉及一种在数字广播系统中用于降低前导码信号的峰均功率比 (PAPR)的装置和方法。
背景技术：
数字广播系统是使用诸如数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)和数字多 媒体广播(DMB)的数字传输技术的广播系统。在它们当中，作为欧洲数字广播技术的DVB系统是支持对于固定终端的现有数 字广播服务和对于移动和便携终端的数字多媒体服务的传输标准。在DVB系统中，可以复用基于运动图像专家组2传输流(MPEG 2TS)的广播数 据并且同时发送基于因特网协议(IP)的数据流。另外，在DVB系统中，多个服务能够 被复用为一个IP流并发送。在接收发送的IP流的数据之后，用户终端能够解复用接收的 数据为各个服务，解调所述服务，并且在用户终端的屏幕上显示解调的服务。在这种情 况下，用户终端要求关于在DVB系统中提供的各种类型的服务、在每个服务中包含的详 情等的信息。DVB系统使用正交频分复用(OFDM)传输方案。虽然OFDM传输方案类似于 传统的频分复用(FDM)方案，但是OFDM方案不同于传统传输方案之处在于OFDM 能够在高速数据传输期间通过维持在多个子载波之间的正交性而实现最优传输效率。同 样，高频的使用效率和对多径衰落的鲁棒性的优点显著地有助于该最佳传输效率。此外，OFDM传输方案，由于它重叠频谱，所以能有效地使用频率，对频率选 择衰落具有鲁棒性，能够通过使用保护间隔减少码元间干扰(ISI)的影响，使得能够简化 硬件均衡器的设计，以及对脉冲噪声具有鲁棒性。因此，OFDM传输方案被广泛地用于 通信系统。尽管OFDM传输方案的所述优点，但是OFDM传输方案的多载波调制造成高的 峰均功率比(PAPR)。由于OFDM传输方案使用多载波来发送数据，所以最终的OFDM 信号在幅度上发生显著的改变，这是因为其幅度的电平是由各个载波的幅度电平之和来 确定的。当载波在相位上相等时，OFDM信号将具有非常高的幅度。这种高PAPR信号 可能偏离高功率线性放大器的线性操作范围，并且已经通过该高功率线性放大器的信号 可能常常发生失真，这造成系统性能的下降。已经提出解决在OFDM系统中发生的高PAPR问题的各种办法，且这些办法包 括几种PAPR降低技术，诸如削波、编码、选择映射(SLM)、部分发送序列(PTS)和音 调注入(Tl)。PAPR降低技术中其中之一的音调保留(Tone Reservation)方案保留(reserve)在
子载波中的一些音调，并且保留的音调被用于降低PAPR而非发送数据。接收器使不携带信息信号的保留音调旁路，并且恢复仅在不同于保留音调的数据音调中的信息信号， 由此有助于接收器的简化结构。梯度算法是在TR方案中使用保留音调降低PAPR的方 法中的典型的一个。通过将类似于削波技术的方法应用于TR方案来定义梯度算法。梯 度算法用来使用不携带信息信号的保留音调来创建具有脉冲特性的信号(或内核)，并且 对快速傅立叶逆变换(IFFT)单元的输出信号进行削波。当具有脉冲特性的信号被添加到 IFFT单元的输出信号时，数据的失真仅在保留音调中发生，而在其他频率范围中的数据 不会失真，即，TR方案不同于削波技术之处在于由削波造成的噪声仅对一些保留的子载 波有影响而不影响全部子载波。梯度算法优化脉冲波形从而IFFT输出信号的峰值在时域 中降低。其PAPR通过将由梯度算法优化的脉冲波形之和与IFFT单元的输出信号相加而 被降低的信号发送到接收器。接收器仅需要接收在剩余子载波上的数据，这是因为接收 器被提前通知了保留音调的位置。
图1说明对其应用了一般TR方案的发送器的结构。参考图1，具有N-L点(其中N表示IFFT的尺寸)的输入信号X 105和L个保 留音调信号C 110 (由L个保留音调组成的信号)被输入到音调保留单元120，并且音调 保留单元120在先前在发送器和接收器之间商定的子载波位置中保留L个保留音调。该 L个保留音调不携带数据并且具有插入其中的零。当并行数据X和L个保留音调之和被 输入到N点IFFT单元130时，该输入和在N点IFFT单元130中经历IFFT计算，然后通 过并到串(P/S)转换单元140产生时域输出信号χ。接下来，梯度单元150通过根据梯 度算法优化脉冲波形来创建信号c从而IFFT输出信号的峰值被降低，并且将创建的信号 c和已经通过IFFT单元130和P/S转换单元140的输出信号χ相加。梯度单元150的输 出信号被发送到接收器。梯度单元150使用从存储器160读取的脉冲波形计算被加到输 出信号χ中的信号c从而输出信号χ的PAPR被降低。为了参考，在图1中大写的X和 C表示被输入到IFFT单元130的频域信号，而小写的χ和c表示从IFFT单元130输出的 时域信号。如下确定在保留音调中被加到输出信号χ以降低PAPR的信号C。提前保留L个 子载波并且用来确定用于计算信号c的代码C，在初始发送期间通过音调保留单元120固 定L个子载波的位置，并且在数据传输期间依然保持不变。代码C表示保留音调信号， 而Ck表示保留音调的子载波位置，如在下面公式(1)中定义的。
权利要求
1.一种用于降低数字广播系统中的峰均功率比(PAPR)的方法，包括确定用于在不与帧中的前导码的导频信号冲突的子载波的位置中发送具有脉冲特性 的信号的保留音调；以及在发送前导码的码元时间段中通过保留音调发送具有脉冲特性的信号。
2.如权利要求1所述的方法，其中发送具有脉冲特性的信号的步骤还包括使用用 于PAPR降低的梯度算法，将具有脉冲特性的信号添加到在前导码中通过数据音调发送的 信息信号中。
3.—种用于降低数字广播系统中的峰均功率比(PAPR)的传输装置，包括音调保留单元，用于确定保留音调，该保留音调用于在不与帧中的前导码的导频信 号冲突的子载波的位置中发送具有脉冲特性的信号；以及传输单元，用于在发送前导码的码元时间段中通过保留音调发送具有脉冲特性的信号。
4.如权利要求3所述的传输装置，其中传输单元还包括梯度单元，它使用用于 PAPR降低的梯度算法，将具有脉冲特性的信号添加到在前导码中通过数据音调发送的信 息信号中。
5.—种用于降低数字广播系统中的峰均功率比(PAPR)的传输装置，包括 传输单元，用于发送其中包括前导码的帧；存储器，用于存储用于在不与前导码的导频信号冲突的子载波的位置中发送具有脉 冲特性的信号的保留音调的索引，和控制器，用于根据保留音调的索引产生具有脉冲特性的信号并且控制传输单元从而 在发送前导码的码元时间段中通过保留音调发送具有脉冲特性的信号。
6.如权利要求1所述的方法或如权利要求3或权利要求5所述的传输装置，其中数字 广播系统使用正交频分复用(OFDM)作为传输方案，以及保留音调的位置根据快速傅立 叶变换(FFT)尺寸而变化。
7.如权利要求1所述的方法或如权利要求3或权利要求5所述的传输装置，其中FFT 尺寸是8K，依据下面表5来确定保留音调的位置表5FFT模式(保留 音调的数量)保留音调的索引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.如权利要求1所述的方法或如权利要求3或权利要求5所述的传输装置，其中FFT 尺寸是16K，依据下面表6来确定保留音调的位置 表6
9.如权利要求1所述的方法或如权利要求3或权利要求5所述的传输装置，其中FFT 尺寸是32K，依据下面表7来确定保留音调的位置 表7
10.如权利要求1所述的方法或如权利要求3或权利要求5所述的传输装置，其中当 OFDM支持多个FFT尺寸时，依据下面表8来确定保留音调的位置 表8
11.如权利要求ι所述的方法或如权利要求3或权利要求5所述的传输装置，其中前 导码包括P2码元，其携带DVB系统的物理层的信令信息。
全文摘要
提供一种用于降低数字广播系统中的峰均功率比(PAPR)的方法和装置。确定保留音调，并且所确定的保留音调被用来在不与帧中的前导码的导频信号冲突的子载波的位置中发送具有脉冲特性的信号。在发送前导码的码元时间段中通过保留音调发送具有脉冲特性的信号。
文档编号H04N7/08GK102017618SQ200980115091
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月28日 优先权日2008年4月28日
发明者尹圣烈, 明世澔, 权桓准, 李学周, 林妍周, 郑鸿实, 金宰烈 申请人:三星电子株式会社