专利名称：能够改善接收性能的多载波发射系统及其信号处理方法
技术领域：
本发明涉及一种数字广播系统，更具体地说，涉及一种能够改善接收性能的多载波发射系统。
背景技术：
OFDM(正交频分复用)是一种多载波调制方法，该方法在多径和移动条件下具有良好的性能。
OFDM方法采用具有相互正交特性的多个载波来提高频率的使用率。如同在有线或者无线信道中使用多载波途径一样，OFDM方法适用于以高数据速率发射。当在具有多径衰落的无线通信信道上，使用单一载波途径来发射具有短码元间隔的高速率数据时，随着码间的干扰变坏，接收端的复杂度显著提高。另一方面，因为多载波途径可以将每个副载波的码元间隔延长至副载波的数目同时保持数据发射速率，所以通过使用具有一个抽头(tap)的简单的均衡器就可容易地解决由于多径而引起的、具有严重的频率衰落的信道。
在OFDM方法中采用具有相互正交性的多个载波，可以在发射/接收端通过使用IFFT/FFT(快速傅立叶逆变换/快速傅立叶变换)以高速率来调制/解调该多个载波，该IFFT/FFT与执行IDFT/DFT(离散傅立叶逆变换/离散傅立叶变换)具有相同的结果。
作为一种OFDM方法的TDS-OFDM发射系统(时域同步-正交频分复用)，具有如下特性，例如该系统将PN(伪噪声)序列插入时域中，该PN序列是发射系统和接收系统之间的同步信息。
图1是示出采用TDS-OFDM方法的数字广播系统的示意方框图，该TDS-OFDM方法是一种OFDM方法。
TDS-OFDM发射系统包括FEC(前向纠正错误)单元10，用于对数据进行编码以便使接收端检测和纠正错误；映射单元20，用于通过使用QPSK(四相移相键控)、16QAM(正交调幅)、64QAM等映射经编码的数据；3780点IDFT单元30，用于将频域OFDM调制成为时域OFDM信号；保护间隔插入单元40，用于将由调制后的OFDM信号的尾(tail)所构成的GI(保护间隔)插入OFDM信号之前，以便防止在多径环境下的ISI(码间干扰)；同步信息插入单元50，用于将同步信号插入时域中，这是TDS-OFDM方法的特征；整形滤波器60，用于为了脉冲整形而对于插入的同步信息进行整形滤波；和RF(射频)单元70，用于在期望的频段上发射OFDM信号。
因为TDS-OFDM发射系统将同步信息插入时域，所以接收端必须通过仅使用时域同步信号，在时域和频域中执行信道均衡和同步，由此引起接收端的接收性能的下降。
发明内容
因此，本发明的一个目的是通过提供多载波发射系统及其信号处理方法解决上述问题，该多载波发射系统及其信号处理方法可以通过将PN序列或者一般的同步信息插入频域OFDM信号的每一个码元，来改善接收端的接收性能。
根据本发明的一个方面，多载波发射系统包括FEC单元，用于对频域数据执行编码，以便使接收端检测和纠正错误；映射单元，用于通过使用预定的映射方法，映射经编码的频域数据；串/并转换单元，用于累积映射后的数据至N次，以便输出并行数据；第一同步信息插入单元，用于向该并行数据分别地插入具有相同长度的、不同的第一同步信息；IDFT单元，用于对插入有该第一同步信息的N个数据执行IDFT，以便输出时域OFDM信号；保护间隔插入单元，用于将保护间隔插入时域OFDM信号之前；和第二同步信息插入单元，用于将第二同步信息插入时域OFDM信号之前，该时域OFDM信号插入有保护间隔。
根据本发明的另一个方面，该多载波发射系统的信号处理方法包括步骤对频域数据执行编码，以便使接收端检测和纠正错误；通过使用预定的映射方法，映射经编码的频域数据；累积映射后的频域数据，以便输出并行数据；向该并行数据分别地插入具有相同长度的、不同的第一同步信息；对插入有该第一同步信息的并行数据执行IDFT，以便输出时域OFDM信号；将保护间隔插入时域OFDM信号之前；和将第二同步信息插入时域OFDM信号之前，该时域OFDM信号插入有保护间隔。
如上所述，将PN序列插入频域数据，由此使接收性能较传统的TDS-OFDM发射系统要好。
将参照附图详细说明本发明，在附图中相同的标号代表相同的元件图1是示出传统的TDS-OFDM发射系统的示意方框图；图2是示出根据本发明的实施例的TDS-OFDM发射系统的示意方框图；图3是示出图2中的第一同步信息插入单元230的细节的方框图；图4说明根据本发明的TDS-OFDM发射系统的信号处理方法的流程图；图5是解释图4中插入第一同步信息的步骤的流程图；图6a到6e是详细地说明图5所示的、插入第一同步信息的步骤的图。
具体实施例方式
图2是示出根据本发明的实施例的TDS-OFDM发射系统的示意方框图。下面将参照附图3来详细地说明本发明的实施例。
该TDS-OFDM发射系统包括FEC(前向纠错)单元100和OFDM调制器200。
FEC单元100执行编码以便使接收端检测和纠正错误。
OFDM调制器200，包括映射单元210，串/并转换单元220，第一同步信息插入单元230，3780点IDFT单元240，保护间隔插入单元250，并/串转换单元260，第二同步信息插入单元270，整形滤波器280和RF(射频)单元290。
映射单元210将经差错编码的OFDM数据映射到诸如QPSK、16QAM和64QAM一样的码元星位(constellation)图上。通常的OFDM发射系统的码元星位图采用64QAM。
串/并转换单元220累积预定数目的映射后的串行码元，以便输出并行数据。在该并行数据中的数据数目由PN序列的长度所确定，该PN序列由第一同步信息插入单元230插入。例如，假如PN序列的长度为63(2n-1)，则该并行数据具有63个串行数据。这里，该数据是以码元为单位，并且长度63的PN序列相当于63个码元。
第一同步信息插入单元230向3780插入PN序列，或者同步信息，例如将输入IDFT单元240的数据。这里，将要参照图3更加详细地说明将PN序列插入3780个数据的过程。
第一同步信息插入单元230包括扩频器231、乘法器233和缓冲器235。
扩频器231对来自串/并转换单元220的63个数据中的每一个进行扩频，以便获得长度63，该长度是PN序列的长度，通过乘法器233将该PN序列乘以该数据。
乘法器233将长度为63倍的、63个扩频数据中的每一个乘以不同的、长度为63的PN序列，由此将每个PN序列插入63个数据中的每一个。
缓冲器235将乘以了PN序列的63个数据缓冲多达60次，以便输出3780(3780＝63×60)个数据至IDFT单元240。
在本实施例中，从串/并转换单元220输出的数据的数目与乘以每个数据的PN序列的长度相同，并且缓冲器235的大小由PN序列的长度确定。
3780点IDFT单元240调制插入有PN序列、来自第一同步信息插入单元230的3780个数据，以便输出时域OFDM信号。这里，该OFDM信号由3780个采样数据构成。
并/串转换单元250将并行OFDM码元转换为串行OFDM码元。
保护间隔插入单元260将GI插入OFDM码元之前以防止在多径条件下的ISI，该GI拷贝自从该OFDM码元的尾部所截取的采样数据。GI的长度可以是3780个采样数据的1/6、1/9、1/12、1/20或1/30。
根据TDS-OFDM方法，在时域中，第二同步信息插入单元270将如PN序列一样的同步信息插入GI之前。
整形滤波器280根据插入了PN序列的OFDM码元对该PN序列进行整形滤波，并且RF单元290在RF信道上发射该OFDM信号。
图4示出说明TDS-OFDM发射系统的信号处理方法的流程图。
FEC单元100执行信道编码以便使接收端检测和纠正错误(S10)。
映射单元210将经编码的数据映射到诸如QPSK、16QAM和64QAM一样的码元星位图上(S20)。
串/并转换单元220累积预定数目的映射后的串行码元，以便输出并行码元(S30)。这里，例如并行码元的数目是63(PN序列的长度)。
第一同步信息插入单元230向3780个数据中的每一个插入PN序列或者同步信息，该数据将输入IDFT单元240(S40)。图5是详细地解释步骤S40(向3780个码元插入PN序列或者第一同步信息)的流程图。下面将参照图6a到6e说明将PN序列PN1、PN2等插入3780个码元D1、D2等的步骤。
扩频器231对来自串/并转换单元220的并行数据中的每一个进行扩频，以获得与PN序列同样长的长度。具体地说，如6a所示，串/并转换单元220累积来自映射单元210的映射后的串行数据D1、D2等，以便输出并行数据D1、D2等(S30)。如图6c所示，扩频器231对63个码元中的每一个进行扩频，以获得与PN序列同样的长度。即，将来自串/并转换单元220的并行数据中的数据数目设为与PN序列同样的长度，63。乘法器233将长度为63倍的、63个扩频码元D1、D2等分别乘以不同的、长度为63的PN序列PN1、PN2等(S43)。图6e示出分别乘以PN序列的63个码元。
缓冲器235将乘以了PN序列PN1、PN2等的63个数据D1、D2等缓冲多达60次，以便输出3780(3780＝63×60)个码元至IDFT单元240(S45)。
3780点IDFT单元240将插入有PN序列、来自第一同步信息插入单元230的3780个码元调制为时域OFDM码元(或者3780个采样数据)(S50)。
并/串转换单元250将并行OFDM码元转换为串行形式(S60)。
保护间隔插入单元260将GI插入OFDM码元之前，该GI拷贝自从该OFDM码元的尾部所截取的采样数据(S70)。
第二同步信息插入单元270将如PN序列一样的同步信息插入GI之前(S80)。
整形滤波器280关于插入了PN序列的OFDM码元对该PN序列进行整形滤波，并且RF单元290在RF信道上发射该OFDM信号(S90)。
如上所述，将预定长度的PN序列或者同步信息加到每个频域码元。这使得接收端的诸如同步捕获和信道均衡一样的接收性能得以改善。
根据本发明，将PN序列插入多个频域码元中，由此使接收性能较传统的TDS-OFDM发射系统要好。
尽管已经参照其某些优选实施例对于本发明进行了说明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行形式上和细节上的各种修改。
上述实施例和优点仅是范例性的，并且不限制本发明。本发明思想可用于其他类型的装置。本发明的说明书是例证性的，而非限制权利要求的范围。对于本领域的技术人员许多选择、改进和变化是显然的。在权利要求中，装置加功能语句用于包括此处所说明的、完成所述功能的结构，和不仅包括结构上等效的装置，而且包括等效于该结构的装置。
权利要求
1.一种多载波发射系统包括FEC单元，用于对频域数据执行编码，以便使接收端检测和纠正错误；映射单元，用于通过使用预定的映射方法，映射经编码的频域数据；串/并转换单元，用于累积映射后的数据至N次，以便输出并行数据；第一同步信息插入单元，用于向该并行数据分别地插入具有相同长度的、不同的第一同步信息；IDFT单元，用于对插入有该第一同步信息的N个数据执行IDFT，以便输出时域OFDM信号；保护间隔插入单元，用于将保护间隔插入时域OFDM信号之前；和第二同步信息插入单元，用于将第二同步信息插入时域OFDM信号之前，该时域OFDM信号插入有保护间隔。
2.如权利要求1所述的多载波发射系统，其中来自串/并转换单元的并行数据由K个数据组成，其中所述N＝K×M，这里N、K和M是自然数，并且第一同步信息插入单元包括扩频器，用来对该K个数据进行扩频，以便获得与第一同步信息相同的长度；乘法器，用于将扩频后的K个数据乘以第一同步信息，以便向该K个数据插入该第一同步信息；和缓冲器，用于将乘以了该第一同步信息的K个数据缓冲多达M次，以便输出N个数据。
3.如权利要求2所述的多载波发射系统，其中第一同步信息是PN序列，并且K，该并行数据的数目相当于该PN序列的长度。
4.如权利要求2所述的多载波发射系统，其中该PN序列的长度是2n-1，并且K是2n-1，其中n是自然数。
5.如权利要求2所述的多载波发射系统，其中N是3780，K是63并且M是60。
6.一种多载波发射系统的信号处理方法，包括步骤对频域数据执行编码，以便使接收端检测和纠正错误；通过使用预定的映射方法，映射经编码的频域数据；累积映射后的频域数据，以便输出并行数据；向该并行数据分别地插入具有相同长度的、不同的第一同步信息；对插入有该第一同步信息的并行数据执行IDFT，以便输出时域OFDM信号；将保护间隔插入时域OFDM信号之前；和将第二同步信息插入时域OFDM信号之前，该时域OFDM信号插入有保护间隔。
7.如权利要求6所述的信号处理方法，其中当执行IDFT的步骤对N个数据执行IDFT处理并且N＝K×M时，该并行数据由K个数据组成，这里N、K和M是自然数，其中插入第一同步信息的步骤包括对该K个数据进行扩频，以便获得与第一同步信息相同的长度；将扩频后的K个数据乘以第一同步信息，以便向该K个数据插入该第一同步信息；和将乘以了该第一同步信息的K个数据缓冲多达M次，以便输出N个数据。
8.如权利要求7所述的信号处理方法，其中第一同步信息是PN序列，并且K，该并行数据的数目相当于该PN序列的长度。
9.如权利要求7所述的信号处理方法，其中该PN序列的长度是2n-1，并且K是2n-1，其中n是自然数。
10.如权利要求7所述的信号处理方法，其中N是3780，K是63，M是60。
全文摘要
提供一种多载波系统及其方法。该多载波发射系统包括FEC单元，用于对频域数据执行编码，以便使接收端检测和纠正错误；映射单元，用于通过使用预定的映射方法，映射经编码的频域数据；串/并转换单元，用于累积映射后的数据至N次，以便输出并行数据；第一同步信息插入单元，用于向该并行数据分别地插入具有相同长度的、不同的第一同步信息；IDFT单元，用于对插入有该第一同步信息的N个数据执行IDFT，以便输出时域OFDM信号；保护间隔插入单元，用于将保护间隔插入时域OFDM信号之前；和第二同步信息插入单元，用于将第二同步信息插入时域OFDM信号之前，该时域OFDM信号插入有保护间隔。因此，将PN序列插入频域数据，由此使接收性能较传统的多载波发射系统要好。
文档编号H03M13/35GK1490950SQ0310720
公开日2004年4月21日 申请日期2003年3月17日 优先权日2002年10月19日
发明者金俊守 申请人:三星电子株式会社