具有嵌入签名序列的ofdm前导码中的隐式信令及循环前缀和后缀辅助签名检测的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及使用正交频分复用（0FDM)信号来发送和接收有效载荷数据的发射 器、接收器以及方法。
[0002] 本公开要求英国专利申请1312048. 0和1403392. 2的巴黎公约优先权，将上述申 请的内容通过引用结合于此。
【背景技术】
[0003] 具有其中使用正交频分复用（0FDM)传递数据的无线电通信系统的很多实例。设 置为根据例如数字视频广播（DVB)标准运行的电视系统将0FDM用于地面和电缆传输。0FDM 可以通常描述为提供被并行调制的K个窄带子载波（其中，K是整数），每个子载波传送调 制的数据符号，例如，例如正交调幅（QAM)符号或正交相移键控（QPSK)符号。子载波的调 制形成在频域内并且转换成时域以用于传输。由于数据符号在子载波上并行传送，所以相 同的调制符号在每个子载波上传送更长的时间。子载波同时并行调制，以便调制的载波共 同形成0FDM符号。因此，0FDM符号包括多个子载波，每个子载波利用不同的调制符号同时 调制。在传输期间，由0FDM符号的循环前缀填充的保护间隔位于每个0FDM符号之前。在 存在时，保护间隔的尺寸适合于吸收可能由多路传播引起的传输信号的任何回声。
[0004] 如上所述，根据通信系统的操作要求，在0FDM符号内的窄带载波K的数量可以变 化。保护间隔表示开销，并且因此优选地尽可能减小为0FDM符号持续时间的一小部分，以 便提高频谱效率。对于给定的保护间隔部分，通过增大子载波的数量K从而增大0FDM符号 的持续时间，可以提高处理增加的多路传播同时保持给定频谱效率的能力。然而，在与较少 量的子载波相比，在接收器可能难以恢复使用大量子载波传输的数据的意义上，还可能减 小稳健性，这是因为对于固定的传输带宽，增大子载波K的数量，也表示减小每个子载波的 带宽。在子载波之间的分离度的减小，使得会更加难以从子载波中调制数据，例如，在存在 多普勒频率时。即，虽然更大量的子载波（高阶操作模式）可以提供更大的频谱效率，但是 对于一些传播条件，传送数据的目标误码率可能需要更高的信噪比以实现比需要的更低数 量的子载波。
[0005] 要理解的是，因此，提供其中信令数据传输用于检测携载0FDM符号的有效载荷数 据的信息的设置，会呈现重大的挑战。
【发明内容】
[0006] 在所附权利要求中提供本公开的各种进一步方面和实施方式，包括但不限于一种 用于使用正交频分复用（0FDM)符号来传输有效载荷数据的发射器，所述发射器包括：帧构 造器，被配置为接收待传输的有效载荷数据且接收信令数据（其用于在接收器处检测和恢 复有效载荷数据），并且将有效载荷数据与信令数据形成为用于传输的帧。发射器还包括： 调制器，被配置为利用信令数据调制第一 0FDM符号，并且利用有效载荷数据调制一个或多 个第二OFDM符号；签名序列电路，用于提供签名序列；组合器电路，用于组合签名序列和第 一OFDM符号；前缀电路，用于在第一OFDM符号之前加上保护间隔以形成前导码；以及发射 电路，用于发送前导码以及一个或多个第二OFDM符号。组合器被配置为组合签名序列和第 一OFDM符号，并且保护间隔由签名序列的一部分的时域样本形成。
[0007] 本技术的实施方式可设置为形成携载信令数据的0FDM符号的保护间隔以包括仅 由签名序列的一部分形成的样本，0FDM符号和保护间隔形成一个或多个第二0FDM符号的 前导码。通过将携载信令数据的0FDM符号的保护间隔设置为包括仅由签名序列的一部分 构成的样本，接收器具有检测签名序列的更大可能性，例如，使用匹配滤波器。而且，通过组 合签名序列和携载信令数据的0FDM符号，则相应提高在接收器处使用签名序列的信道脉 冲响应估计的精度。
[0008] 根据本技术，发射器适合于形成前导码，该前导码包括携载形成传输帧的一部分 的信令数据的0FDM符号。为在存在由显著的回声路径造成的信道间干扰时，检测与前导码 组合的签名序列并且允许解码信令数据，本技术的实施方式将前导码的保护间隔设置为完 全由样本形成，该样本由从与携载信令数据的第一 0FDM符号组合的时域样本中复制的签 名序列的一部分构成。签名序列可通过较低功率添加到携载信令数据的0FDM符号的时域 样本中。因此，用于检测信道脉冲响应的在时域中的相关性可包括在整个前导码中存在的 签名序列部分。
[0009] 而且，为提高正确检测信令数据的可能性，在一个实例中，后缀样本由签名序列的 另一部分形成，签名序列的一部分形成保护间隔。因此，形成保护间隔/前缀的签名序列的 一部分的样本和形成后缀的签名序列的另一部分的样本是与携载信令数据的第一 0FDM符 号组合的签名序列或签名序列的一部分不同的部分。通过这种设置，通过在携载信令数据 的0FDM符号的期望样本中合成和去除造成信道间干扰的后缀部分，可以消除在接收器上 会造成信道间干扰的明显回声路径。
[0010] 因此，根据本技术的所述一些实施方式，前导码可由携载信令数据的第一 0FDM符 号、保护间隔以及后缀形成，所述保护间隔形成仅由也通过更低的功率电平与携载信令数 据的0FDM符号组合的签名序列的时域样本生成的前缀，所述后缀由与第一 0FDM符号组合 的签名序列的时域样本的另一部分构成，以形成保护间隔。
[0011] 在一些实例中，发射器可从一组签名序列中选择该发射器使用的签名序列，并且 接收器可以从保护间隔中检测哪个签名序列与第一 0FDM符号组合。因此，可以仅仅从保护 间隔中检测由签名序列的选择传输的消息，无需检测第一 0FDM符号的内容。
[0012] 在另一个实施方式中，所述签名序列可由伪随机二进制序列发生器、Μ序列发生器 或Gold码序列发生器产生。
[0013] 使用这种二进制序列，允许执行已接收保护间隔的不同匹配滤波，而不减小签名 序列检测的精度。在接收信号内具有频率偏移时，使用差分编码，允许将匹配滤波用于帧同 步或者前导码检测。
[0014] 在另一个实施方式中，由所述签名序列的选择提供的消息是预警信号（EWS)的指 不。
[0015] 使用传输的签名序列的选择来传送EWS消息，使0FDM接收器能够快速、可靠并且 有效地检测EWS，因此，给接收器的用户提供EWS和相关信息。在保护间隔上执行EWS检测， 允许低复杂度方法可执行EWS的检测，而接收器处于更低的功率或备用状态中。因此，这允 许间断执行EWS检测，而不会消耗大量功率。
[0016] 在另一个实施方式中，提供了一种用于从接收信号中检测和恢复有效载荷数据的 接收器，所述接收器包括用于检测所述接收信号的检测器电路。所述接收信号包括有效载 荷数据、用于检测和恢复所述有效载荷数据的信令数据，所述信令数据由第一正交频分复 用（0FDM)符号携载并且所述有效载荷数据由一个或多个第二0FDM符号携载，并且所述第 一0FDM符号与签名序列组合并且在前面加上保护间隔，所述保护间隔包括所述签名序列 的一部分，在所述符号之后具有由形成保护间隔的签名序列的另一部分形成的后缀样本， 以形成前导码。
[0017] 接收器还包括：同步电路，所述同步电路包括匹配滤波器；以及解调器电路，用于 从所述第一0FDM符号中恢复信令数据以从所述第二0FDM符号中恢复有效载荷数据。匹配 滤波电路包括保护间隔持续时间匹配滤波器，所述保护间隔持续时间匹配滤波器具有脉冲 响应，所述脉冲响应与签名序列的时域样本的差分编码预定部分匹配。匹配滤波的下过在 于，所述保护间隔持续时间匹配滤波器的输出生成表示签名序列的时域样本的所述差分编 码预定部分与对应于所述保护间隔的所述接收信号的差分编码部分的相关性的信号。因 此，这允许匹配滤波电路检测所述签名序列，所述接收信号的保护间隔由所述签名序列形 成并且所述第一0FDM符号与所述签名序列组合。通过这种方式，接收器可以从保护间隔中 检测哪个签名序列与第一0FDM符号和信道脉冲响应组合。
[0018] 在一个实例中，可从保护间隔中检测由签名序列传输的消息，无需检测和处理整 个前导码。因此，这减少了在接收器上需要的处理，以确定传输哪个签名序列，从而对于检 测传输的消息，减少处理时间和复杂度。
[0019] 在所附权利要求中限定本公开的各种进一步方面和特征，所附权利要求包括传输 有效载荷数据的方法以及检测和恢复有效载荷数据的方法。
【附图说明】
[0020] 现在，参照附图，仅仅通过实例，描述本公开的实施方式，在附图中，相似的部件具 有相应的参考标号，并且其中，
[0021] 图1提供了示出广播传输网络的设置的示意图；
[0022]图2提供了示出用于通过图1的传输网络传输广播数据的实例传输链的示意性方 框图；
[0023] 图3提供了在包括保护间隔的时域内的0FDM符号的示意图；
[0024] 图4提供了用于使用0FDM接收由图1的广播传输网络广播的数据的典型接收器 的示意性方框图；
[0025]图5提供了用于传输由携载信令数据的前导码分离的广播数据和有效载荷数据 的传输帧序列的不意图；
[0026] 图6提供了示出用于通过信令或前导码0FDM符号发送信令数据的发射器的方框 图；
[0027]图7提供了示出用于通过信令或前导码0FDM符号接收信令数据的接收器的示意 图；
[0028] 图8提供了示出用于通过信令或前导码OFDM符号发送信令数据并且通过选择签 名序列来发送消息的发射器的示意图；
[0029] 图9提供了示出用于通过信令或前导码0FDM符号发送信令数据并且通过选择两 个签名序列中的一个来发送消息的发射器的示意图；
[0030] 图10提供了示出用于在时域中可构思的前导码0FDM符号中通过信令或前导码 0FDM符号传输信令数据并且通过选择签名序列来发送消息的发射器的示意图；
[0031] 图11提供了示出用于在前导码0FDM符号中通过选择签名序列来传输信令数据和 消息的前导码的示意图；
[0032] 图12提供了示出在前导码0FDM符号中通过选择签名序列来传输的预警信号的发 送和接收的可能排序的示图；
[0033] 图13提供了示出用于在时域中可构思的前导码0FDM符号的保护周期内通过信令 或前导码0FDM符号发送信令数据并且通过选择签名序列来发送消息的根据本技术的实施 方式的发射器的示意图；
[0034] 图14提供了示出用于在前导码0FDM符号的保护周期内通过选择签名序列来发送 信令数据和消息的根据本技术的实施方式的前导码的示意图；
[0035] 图15提供了示出用于在前导码0FDM符号的保护周期内通过信令或前导码0FDM 符号发送信令数据并且通过选择签名序列来发送消息的根据本技术的实施方式的发射器 的不意图；
[0036] 图16提供了示出用于在前导码0FDM符号的保护周期内通过信令或前导码0FDM 符号接收信令数据并且接收签名序列消息的选择的根据本技术的实施方式的接收器的示 意图；
[0037] 图17提供了根据本技术的实施方式的差分保护间隔匹配滤波器的示意图；
[0038] 图18提供了差分编码器的示意图；
[0039] 图19提供了根据本技术的实施方式的差分保护间隔匹配滤波器的示意图；
[0040] 图20提供了示出用于在时域中可构思的前导码0FDM符号的保护周期内通过信令 或前导码0FDM符号发送信令数据并且通过选择签名序列来发送消息的根据本技术的实施 方式的发射器的示意图；
[0041] 图21提供了示出用于在前导码0FDM符号的保护周期内通过签名序列来发送信令 数据和消息的根据本技术的实施方式的前导码的示意图；
[0042] 图22提供了示出用于在保护周期内传输信令数据和签名序列的根据本技术的实 施方式的前导码0FDM符号的不意图；
[0043] 图23是在接收器上组合的实例前导码0FDM符号的示图表示，作为穿过具有重要 回声路径的信道脉冲响应的结果，以形成在接收器上的接收信号；
[0044] 图24是形成为在图23中表不的接收信号的实例前导码0FDM符号的不意图表不， 示出了从签名序列中形成信道间干扰和噪声；
[0045] 图25提供了对应于在图15中显示的实例的并且也包括后缀插入电路的根据本技 术的实施方式的发射器的示意图；
[0046] 图26提供了示出用于在前导码0FDM符号的保护周期内传输信令数据和签名序列 并且包括由图25的发射器从保护间隔的样本中构成的后缀的根据本技术的实施方式的前 导码的示意图；
[0047] 图27a至图27d提供了通过使用FFT来使用前导码0FDM符号的后缀恢复信令数 据的接收器的实例操作的示图表示；以及
[0048] 图28提供了示出用于在前导码0FDM符号的保护周期内传输信令数据和签名序列 并且包括从与构成保护间隔的样本不同的签名序列的样本中构成的后缀的根据本技术的 实施方式的前导码的示意图。
【具体实施方式】
[0049] 本公开的实施方式可设置为形成传输网络，以传输表示数据（包括视频数据和音 频数据）的信号，以便传输网络能够例如形成广播网络，以给电视接收装置传输电视信号。 在一些实例中，用于接收电视信号的音频/视频的装置可以是其中在移动的同时接收电视 信号的移动装置。在其他实例中，音频/视