专利名称：：Ofdm信号传输设备和方法
技术领域：
：本发明涉及一种正交频分复用(OFDM)信号传输设备和方法，更具体地，涉及一种当发送数字广播时提高了数据传输率的OFDM信号传输设备和方法。
背景技术：
：欧洲采用的用于地面数字广播的地面数字视频广播(DVB-T)标准使用正交频分复用(OFDM):忮术。OFDM是一种多载波调制，并在多径和便携式接收环境两者中都具有较好的性能。因此，OFDM作为适合于地面数字电视和数字音频广播的调制方法而著名。已经主要在通信领域中研究了OFDM，但是由于OFDM已经净皮欧洲广播联盟(EBU)采用作为数字音频广播系统调制方法，故已经将研究引入广播领域。通过将多个数字调制波组合来产生OFDM传输信号。各个载波调制使用正交相移键控(QPSK)用于音频广播，使用多级调制(诸如64正交幅度调制(QAM))用于地面数字电视广播。当使用OFDM发送数据时，基本单位是符号。每个符号包括有效符号间隔和保护间隔(GI)。有效符号间隔用于发送数据，而需要保护间隔来减少多径信道之间的干扰。如果保护间隔足够长，则减少多径信道之间的干扰。由于数据不在保护间隔内发送，故如果每个符号中的保护间隔的比例大于有效符号间隔的比例，则增加数据率的丟失。保护间隔的长度应被保持与信道环境相应，以减少由保护间隔的使用SI起的数据传输率的恶化。
发明内容5技术问题本发明提供了一种用于发送正交频分复用(OFDM)信号的设备和方法，其中，通过减少快速傅里叶变换/快速傅里叶逆变换(FFT/IFFT)的大小来降低数据中的保护间隔的比例，从而提高了数据传输率。技术方案根据本发明的一个示例性方面，提供了一种正交频分复用(OFDM)信号传输设备，所述设备包括傅里叶逆变换(IFT)单元，根据4K、16K和32K的传输模式中的一个将频域OFDM信号变换为时域OFDM信号；保护间隔插入单元，根据预定的保护间隔插入率将保护间隔插入到变换的时域OFDM信号；发送单元，发送具有保护间隔的OFDM信号。IFT单元可使用根据4K、16K和32K的传输模式中的一个的IFT系数对频域OFDM信号执4于IFT。如果传输模式是4K，则IFT系数是4x1024,如果传输模式是16K,则IFT系数是16x1024，如果传输模式是32K,则IFT系数是32x1024。保护间隔插入率可以是1/4、1/8、1/16、1/32和1/64中的一个。如果传输^莫式是4K，则IFT单元可#_用1705x2个载波来处理频域OFDM信号，如果传输模式是16K，则IFT单元可使用6817x2个载波来处理频域OFDM信号，如果传输模式是32K，则IFT单元可使用6817x4个载波来处理频域OFDM信号。如果使用8MHz的带宽并且传输模式是4K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是224x2jas,如果使用8MHz的带宽并且传输模式是16K，则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是896x2jus，如果使用8MHz的带宽并且传输模式是32K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是896x4"s。如果使用6MHz的带宽并且传输模式是4K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是298.667x2jus，如果使用6MHz的带宽并且传输模式是16K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1194.667x2ns，如果使用6MHz的带宽并且传输模式是32K，则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1194.667x4ns。如果^吏用7MHz的带宽并且传输模式是4K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是256x2jLis，如果使用7MHz的带宽并且传输模式是16K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1024x2ps,如果使用7MHz的带宽并且传输模式是32K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1024x4jas。所述设备还可包括数模转换器(DAC),将从保护间隔插入单元输出的具有保护间隔的OFDM信号转换为模拟信号。根据本发明的一个示例性方面，提供了一种用于发送正交频分复用(OFDM)信号的方法，所述方法包括根据4K、16K和32K的传输模式中的一个将频域OFDM信号变换为时域OFDM信号；根据预定的保护间隔插入率将保护间隔插入到变换的时域OFDM信号；发送具有保护间隔的OFDM信号。所述变换可使用根据4K、16K和32K的传输模式中的一个的IFT系数对频域OFDM信号执行IFT。如果传输模式是4K,则IFT系数是4x1024，如果传输模式是16K,则IFT系数是16x1024，如果传输模式是32K,则IFT系数是32x1024。保护间隔插入率可以是1/4、1/8、1/16、1/32和1/64中的一个。如果传输模式是4K，则所述变换可包括使用1705><2个载波处理频域OFDM信号，如果传输模式是16K，则所述变换可包括使用6817x2个载波处理频域OFDM信号，如果传输模式是32K，则所述变换可包括使用6817x4个载波处理频i或OFDM信号。如果使用8MHz的带宽并且传输模式是4K，则所述变换可包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是224x2)is，如果使用8MHz的带宽并且传输模式是16K，则所述变换可包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是896x2jas，如果使用8MHz的带宽并且传输模式是32K，则所述变换可包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是896x4|Js。如果使用6MHz的带宽并且传输模式是4K，则所述变换可包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是298.667x2ias，如果使用6MHz的带宽并且传输模式是16K，则所述变换可包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1194.667x2jlis，如果使用6MHz的带宽并且传输模式是32K，则所述变换可包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1194.667x4jus。如果使用7MHz的带宽并且传输模式是4K,则所述变换可包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是256x2jas，如果使用7MHz的带宽并且传输模式是16K,则所述变换可包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1024x2ps,如果使用7MHz的带宽并且传输模式是32K,则所述变换可包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1024x4ms。所述方法还可包括将从保护间隔插入单元输出的具有保护间隔的OFDM信号转换为模拟信号。有益效果根据本发明示例性实施例的OFDM信号传输设备可通过增加FFT/IFFT的大小和减小数据中的保护间隔的比例来提高数据传输率。此外，保持了与传统系统(诸如DVB-T标准)采用的发送器的兼容性。图1是示出根据本发明示例性实施例的OFDM信号传输设备的框图；图2是被提供以解释根据本发明示例性实施例的发送OFDM信号的方法的流程图。*附图标号的描述*100传输流产生单元200:传输流处理单元201第一扰码器203:第一外编码器205第一外交织器207:第一内编码器209第二扰码器211:第二外编码器213第二外交织器215:第二内编码器217内交织器219:映射单元221帧适应单元223:傅里叶逆变纟奐(IFT)单元225保护间隔插入单元227:数模转换器(DAC)229发送单元具体实施方式将参照附图对本发明进行详细解释。图1是示出根据本发明示例性实施例的正交频分复用(OFDM)信号传输设备的框图。参照图1,根据本发明示例性实施例的OFDM信号传输设备可包括传输流产生单元100和传输流处理单元200。传输流产生单元100可包括第一编码器110、第二编码器120、第一复用器(MUX)130、第三编码器140、第四编码器150和第二复用器(MUX)160。根据本发明示例性实施例的OFDM信号传输设备4吏用地面数字视频广播(DVB-T)标准，因此使用分级调制(hierarchicalmodulation)。分级调制用于减少由多径引起的干扰，并通过将以高等级发送的流调制到低等级使数据丢失减小。在糟糕天气期间也可很好地发送分配到低等级的流，然而将通过该流发送的信息量减少。在本发明的该示例性实施例中，调制到高等级的流被称为高优先级(HP)流，被调制到低等级的流被称为低优先级(LP)流。第一编码器110和第二编码器120对HP流进行编码，第一MUX130复用第一编码器110和第二编码器120编码的各个HP流。第三编码器140和第四编码器150对LP流进ff编石马，第二MUX160复用第三编码器140和第四编码器150编码的各个LP流。接收器可接收HP流和LP流两者，或可接收HP流。HP流和LP流可包含关于相同内容或不同内容的数据。传输流处理单元200可包括第一扰码器201、第一外编码器203、第一外交织器205、第一内编码器207、第二扰码器209、第二外编码器211、第二外交织器213、第二内编码器215、内交织器217、映射单元219、帧适应单元(frameadaptationunit)221、傅里叶逆变换(IFT)单元223、保护间隔插入单元225、数模转换器(DAC)227和发送单元229。第一扰码器201对第一MUX130输入的HP流进4亍加扰。加扰表示随机化流以避免由于重复的相同比特而丢失同步信号。第一外编码器203对加扰的HP流进行编码。第一外编码器203可使用里德-所罗门(RS)石马。第一外交织器205对第一外编码器203编码的HP流进行交织。第一外交织器205可^f吏用巻积交织。第一内编码器207对第一外交织器205交织的HP流进行编码。第一内编码器207可使用收缩巻积码。第二扰码器209、第二外编码器211、第二外交织器213和第二内编码器215分别执行与第一扰码器201、第一外编码器203、笫一外交织器205和第9一内编码器207相同的功能。第二扰码器209、第二外编石马器211、第二外交织器213和第二内编码器215处理LP流。内交织器217分别从第一内编码器207和第二内编码器215接收HP流和LP流，并对接收的HP流和LP流进行交织。映射单元219将导频信号和传输参数信令(TPS)4言号插入到内交织的传输流，并映射包括导频和TPS信号的流。使用导频信号，从而接收器可在频域和时域中估计信道。TPS信号包括关于保护间隔的长度的信息或发送参数(诸如调制或编码率)，使用TPS信号，从而接收器可快速接收信号。帧适应单元221形成从映射单元219输出的传输流的帧。所述帧包括连续导频、分散导频、传输参数信令(TPS)载波和数据。可根据符号改变帧内的导频的位置。IFT单元223从帧适应单元221接收传输流，并对传输流执行IFT。输入到IFT单元223的传输流是频域OFDM信号，通过执行IFT,频域OFDM信号被转换为时域OFDM信号。尽管根据本发明示例性实施例的IFT单元223执行IFT，IFT单元223也可选择性地执行快速傅里叶逆变换(IFFT)。IFT单元223根据4K、16K和32K的传输模式中的一个将频域OFDM信号变换为时域OFDM信号。具体地，IFT单元223使用根据4K、16K和32K的传输模式中的一个的IFT系数将频域OFDM信号变换为时域OFDM信如果IFT单元223使用4K的传输模式，则IFT系凄t可以是4x1024,如果IFT单元223使用16K的传输模式，则IFT系数可以是16x1024，如果IFT单元223使用32K的传输模式，则IFT系数可以是32x1024。根据本发明的该示例性实施例，使用4K、16K和32K的传输模式执行IFT，从而提供应用大于2K或8K(由预定义的DVB-T标准采用)的传输才莫式的离散傅里叶变换或离散傅里叶逆变换(DFT/IDFT)。当使用预定义的DVB-T标准采用的传输模式时，2K的传输模式的IFT系数是2x1024，8K的传输模式的IFT系数是8xi024。推荐增加IFT系数以提高数据传输率。本发明的该示例性实施例使用比DVB-T标准采用的传输一莫式快一倍的传输模式以提高数据传输率。IFT单元223使用4K、16K和32K的传输模式中的一个执行IFT，从而数据传输率高于预定义的DVB-T标准的数据传输率。16K的传输模式被改变为32K传输模式，从而数据传输率翻倍。当使用8MHz的带宽时，IFT单元223根据传输模式处理频域OFDM信号。例如，如果使用4K的传输模式，则频域OFDM信号被1705x2个载波处理，如果使用16K的传输模式，则频域OFDM信号被6817x2个载波处理，如果使用32K的传输模式，则频域OFDM信号被6817x4个载波处理。如果使用4K的传输模式，则IFT单元223处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是224x2ns，如果使用16K的传输模式，则IFT单元223处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是896x2lis,如果使用32K的传输模式，则IFT单元223处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是896x4jus。表1示出当IFT单元223将频域OFDM信号变4奐为时域OFDM信号时使用的参数。假设带宽是8MHz。表1参数4K16K32K载波的数量(K)1705x26817x26817x4载波的最小值(Kmin)000载波的最大值(Kmax)1705x2-16817x2-16817x4-1符号持续时间(Tu)224x2ps896x2|is896x4ps载波间隔(1/Tu)4464/2HzlU6/2Hzll腦Hz载波的最小值与最大值之间的间隔((K陽1)/Tu)7.61MHz7.61MHz7.61MHz保护间隔插入单元225根据预定比例将保护间隔4翁入从IFT单元223输_出的时域OFDM信号。有必要使用保护间隔信号来减小针对OFDM的特性发生的多径信道之间的干扰。预定义的DVB-T标准使用1/4、1/8、1/16或1/32的保护间隔插入率。然而，由于根据本发明示例性实施例的有效符号间隔的符号持续时间比2K或8K的传输模式快一倍，故保护间隔插入率可变为1/2,从而不发生符号间ii干扰(ISI)地进行操作。因此，除了传统DVB-T标准使用的1/4、1/8、1/16或1/32的保护间隔插入率之外，还可使用1/64的保护间隔插入率。也就是i兌，在本发明的该示例性实施例中使用1/4、1/8、1/16、1/32和1/64的保护间隔插入率。表2概括上述信息。^i殳带宽是8MHz,"T"表示带宽。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>DAC227将由保护间隔插入单元225插入了保护间隔的OFDM信号转换为模拟信号，并输出转换的模拟信号。发送单元229经由天线发送转换的OFDM信号。发送单元229可包括本领域^l支术人员公知的滤波器(未示出)和前端处理器(未示出)，故为了简洁在此省略更详细的描述。表1和表2示出当使用8MHz的带宽转换OFDM信号时使用的参数和关于保护间隔插入率的参数。所述参数可根据带宽来变化。在表3到表6示出当使用6MHz和7MHz的带宽转换OFDM信号时使用的参数和关于保护间隔插入率的参数。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表3示出当使用6MHz的带宽转换OFDM信号时使用的参数。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表4示出当使用6MHz的带宽时关于保护间隔插入率的参数。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表5示出当使用7MHz的带宽转换OFDM信号时4吏用的参数。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表6示出当使用7MHz的带宽时关于保护间隔插入率的参数。可如表1到表6所示根据各个国家的带宽来改变当IFT单元223对OFDM信号执行IFT时使用的参数和关于保护间隔插入单元225使用的保护间隔插入率的参lt。图2是被提供以解释根据本发明示例性实施例的发送OFDM信号的方法的流程图。将参照图1和图2对根据本发明示例性实施例的发送OFDM信号的方法进行解释。传输流产生单元100产生传输流。具体地，第一编码器110、第二编码器120和第一MUX130产生HP流，第三编码器140、第四编码器150和第二MUX160产生LP流(S301)。第一扰码器201和第二扰码器209接收HP流和LP流，并对各个输入流进行加扰(S303)。第一外编码器203和第二外编码器211接收加扰的HP流和LP流，并对各个接收的流进行编码(S305)。第一外交织器205和第二外交织器213.接收外编码的HP流和LP流，并对各个接收的流进行交织(S307)。第一内编码器207和第二内编码器215"^妻收外交织的HP流和LP流，并对各个接收的流进行编码(S309)。内交织器217对HP流和LP流进行交织，完成上述处理，即加扰、外编码、外交织和内编码(S311)。映射单元219接收导频信号和传输参数信令(TPS)信号，并通过将导频信号和TPS信号添加到从内交织器217输出的传输流来映射所述信号(S313)。帧适应单元221形成映射单元219输出的包括导频信号和TPS信号的传输流的帧(S315)。从帧适应单元221输出的信号可以是频域OFDM信号。IFT单元223根据4K、16K和32K的传输模式中的一个将由帧适应单元221输入的频域OFDM信号变换为时域OFDM信号(S317)。保护间隔插入单元225根据预定保护间隔插入率将保护间隔插入变换的时域OFDM信号(S319)。具有保护间隔的OFDM信号被DAC227转换为^^莫拟信号，并通过发送单元229被发送(S321)。由于有效符号间隔与保护间隔的比例降低，故通过执行上述处理产生的OFDM信号包括更多数据。虽然已经示出和描述了本发明总体构思的几个实施例，但是本领域的技术人员应该理解在不脱离由权利要求及其等同物限定范围的本发明总体构思的原理和精神的情况下可对这些实施例进行改变。产业上的可利用性15本发明可应用于使用OFDM技术的各种通信领域，具体地讲，可应用于欧洲数字广播传输系统。权利要求1、一种正交频分复用OFDM信号传输设备，所述设备包括傅里叶逆变换IFT单元，根据4K、16K和32K的传输模式中的一个将频域OFDM信号变换为时域OFDM信号；保护间隔插入单元，根据预定的保护间隔插入率将保护间隔插入到变换的时域OFDM信号；发送单元，发送具有保护间隔的OFDM信号。2、如权利要求l所述的设备，其中，IFT单元使用根据4K、16K和32K的传输模式中的一个的IFT系数对频域OFDM信号执行IFT。3、如权利要求2所述的设备，其中，如果传输模式是4K,则IFT系数是4x1024,如果传输模式是16K，则IFT系数是16x1024,如果传输模式是32K,则IFT系数是32x1024。4、如权利要求l所述的设备，其中，保护间隔插入率是1/4、1/8、1/16、1/32和1/64中的一个。5、如权利要求l所述的设备，其中，如果传输模式是4K,则IFT单元使用1705x2个载波来处理频域OFDM信号，如果传输"溪式是16K，则IFT单元使用6817x2个载波来处理频域OFDM信号，如果传输模式是32K，则IFT单元使用6817x4个载波来处理频域OFDM信号。6、如权利要求1所述的设备，其中，如果使用8MHz的带宽并且传输模式是4K，则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是224x2ps,如果使用8MHz的带宽并且传输模式是16K，则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是896x2ns,如果使用8MHz的带宽并且传输模式是32K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是896x4ys。7、如权利要求1所述的设备，其中，如果使用6MHz的带宽并且传输模式是4K，则IFT单元处理频域OFDM信号，4吏得符号持续时间是298.667x2jis,如果使用6MHz的带宽并且传输模式是16K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1194.667x2ias，如果使用6MHz的带宽并且传输模式是32K，则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1194.667x4jus。8、如权利要求1所述的设备，其中，如果使用7MHz的带宽并且传输模式是4K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是256x2jus，如果使用7MHz的带宽并且传输才莫式是16K,则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1024x2us,如果使用7MHz的带宽并且传输模式是32K，则IFT单元处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1024x4|us。9、如权利要求1所述的设备，还包括数模转换器DAC，将从保护间隔插入单元输出的具有保护间隔的OFDM信号转换为模拟信号。10、一种用于发送正交频分复用OFDM信号的方法，所述方法包括根据4K、16K和32K的传输模式中的一个将频域OFDM信号变换为时域OFDM信号；根据预定的保护间隔插入率将保护间隔插入到变换的时域OFDM信号；发送具有保护间隔的OFDM信号。11、如权利要求10所述的方法，其中，所述变换使用根据4K、16K和32K的传输模式中的一个的IFT系数对频域OFDM信号执行IFT。12、如权利要求11所述的方法，其中，如果传输模式是4K,则IFT系数是4x1024，如果传输模式是16K，则IFT系数是16x1024,如果传输模式是32K，则IFT系数是32x1024。13、如权利要求10所述的方法，其中，保护间隔插入率是1/4、1/8、1/16、1/32和1/64中的一个。14、如权利要求10所述的方法，其中，如果传输才莫式是4K,则所述变换包括使用1705x2个载波来处理频域OFDM信号，如果传输模式是16K,则所述变换包括使用6817x2个载波来处理频域OFDM信号，如果传输模式是32K，则所述变换包括使用6817x4个载波来处理频域OFDM信号。15、如权利要求10所述的方法，其中，如果使用8MHz的带宽并且传输模式是4K,则所述变换包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是224x2ps，如果使用8MHz的带宽并且传输模式是16K,则所述变换包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是896x2)as，如果使用8MHz的带宽并且传输模式是32K，则所述变换包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是896x4jLis。16、如权利要求10所述的方法，其中，如果使用6MHz的带宽并且传输模式是4K,则所述变换包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是，298.667x2ias,如果使用6MHz的带宽并且传输模式是16K,则所述变换包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1194.667x2jus，如果使用6MHz的带宽并且传输模式是32K，则所述变换包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1194.667x4ms。17、如权利要求IO所述的方法，其中，如果使用7MHz的带宽并且传输模式是4K,则所述变换包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是256x2)us,如果使用7MHz的带宽并且传输模式是16K,则所述变换包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1024x2ns,如果使用7MHz的带宽并且传输^t式是32K，则所述变换包括处理频域OFDM信号，使得符号持续时间是1024x4ias。18、如权利要求IO所述的方法，还包括将从保护间隔插入单元输出的具有保护间隔的OFDM信号转换为模拟信号。全文摘要公开了一种正交频分复用(OFDM)信号传输设备和方法。所述OFDM信号传输设备包括傅里叶逆变换(IFT)单元，根据4K、16K和32K的传输模式中的一个将频域OFDM信号变换为时域OFDM信号；保护间隔插入单元，根据预定的保护间隔插入率将保护间隔插入到变换的时域OFDM信号；发送单元，发送具有保护间隔的OFDM信号。因此，提高数据传输率。文档编号H04L27/26GK101663872SQ200880013065公开日2010年3月3日申请日期2008年4月25日优先权日2007年6月1日发明者朴义俊,金世准,金宗勋,金纪甫申请人:三星电子株式会社