专利名称：有线数字视频广播系统和处理预留音的方法
技术领域：
本发明一般地涉及通信技术，并且更具体地，涉及基于正交频分复用(OFDM)的有线数字视频广播(Digital Video Broadcasting Cable, DVB-C)系统和处理其中的预留音的方法。
背景技术：
当前的通信系统提供具有高速率数据传输和改进的服务质量OioS)的各种增强的通信服务。这些当前的通信系统中的一些基于OFDM。OFDM是允许通过多个子载波进行数据传输的多载波技术，所述多个子载波被布置为在所述子载波中保持正交性。典型地，OFDM具有比各种其它复用方案更高的频率使用效率，并且耐受多径衰落。因此，OFDM已经广泛地应用在大量通信系统的标准中，如数字音频广播(DAB)系统和无线数字视频广播(Digital Video Broadcasting Terrestrial，DVB_T) 系统。DVB-T系统使用单一信道频带来提供广播服务。然而，传统的有线数字视频广播(DVB-C)系统基于允许通过单一子载波进行数据传输的单载波技术。与DVB-T系统相反，DVB-C系统使用多个信道频带来提供广播服务，并且因此DVB-C具有更高的频率使用效率。在DVB-C系统中，信道频带被组织成简单的链式结构(link structure)，如图1所示。因此，随着信道频带数量的增加，位于每个信道频带两侧的保护频带的数量也随之增加。例如，如果DVB-C系统中使用了四个信道频带，则实际用于广播服务的带宽被限制在排除了八个保护频带的四个信道频带的总和。鉴于以上描述的带宽限制，第二代DVB-C(DVB_C2)系统不仅使用至少一个信道频带来提供广播服务，并且还基于0FDM。在DVB-C2系统中，信道频带组合到多信道束 (multi-channel bundle)中，如图2所示。因此，即使当信道频带的数量增加时，保护频带的数量也不会改变。例如，根据图2的DVB-C2系统图示，当使用四个信道频带时，实际可用于广播服务的带宽仅排除了两个保护频带。因此，DVB-C2系统可以具有比传统的DVB-C系统或DVB-T系统更好的频率效率。
发明内容
然而，DVB-C2系统也有缺点，由于OFDM的采用，DVB-C2系统与别的系统相比具有峰值对平均功率比(PAPR)相对较高的缺点。具体地，由于基于OFDM的广播信号的振幅等于子载波振幅的总和，因此这样的广播信号在振幅上固有地经受显著的波动。另外，当子载波的相位彼此重合(coincide)时，磁振幅波动会变得显著。因此，由于振幅波动，DVB-C2系统的性能会恶化。相应地，本发明的目的是解决上述问题和/或缺点并提供至少下述优点。根据本发明的一个方面，提供了一种处理广播信号的方法。该方法包括当在包括沿频域划分的多个组合频带的帧接收广播信号时，确定所述帧的每个组合频带中预留音的位置；以及考虑到所确定的预留音的位置，从广播信号中提取广播数据。
根据本发明的另一个方面，提供了一种处理广播信号的方法。该方法包括确定包括沿频域划分的组合频带的帧的每个组合频带中预留音的位置；以及考虑到所确定的预留音的位置，将预留音和广播数据插入到广播信号中。根据本发明的又一个方面，提供了一种用于广播信号的接收器。该接收器包括位置确定单元，配置来当在包括多个沿着频域划分的组合频带的帧中接收广播信号时，确定在帧的每个组合频带中预留音的位置；以及广播数据处理单元，配置来考虑到所确定的预留音的位置，从广播信号中提取广播数据。根据本发明的再一个方面，提供了一种用于广播信号的发送器。该发送器包括符号生成器，配置来确定包括沿频域划分的组合频带的帧的每个组合频带中预留音的位置； 以及广播信号生成单元，配置来考虑到所确定的预留音的位置，将预留音和广播数据插入到广播信号中。本发明的各个方面允许将预留音插入到由组合信道频带组成的整个多信道束中， 由此能够补偿将通过多信道束发送的广播数据的峰值功率。这可以允许减少DVB-C系统中广播信号的PAPR。因此，本发明的各个方面可以通过减小广播信号的PAPR改善DVB-C系统的性能，同时仍然采用OFDM。
根据结合了附图和本发明公开的实施例的以下详细描述，本发明的其它方面、优点和显著的特征对本领域技术人员来说将变得清楚。图1是示出在传统DVB-C系统中使用的信道频带的示例的图表；图2是示出在根据本发明实施例的DVB-C系统中使用的信道频带的示例的图表；图3是示出在根据本发明实施例的DVB-C系统中的发送器的配置的框图；图4是示出在根据本发明实施例的DVB-C系统的发送器中处理预留音的方法的流程图；图5是示出在根据本发明实施例的DVB-C系统中的接收器的配置的框图；图6是示出图5中所示接收器的操作示例的视图；以及图7是示出在根据本发明实施例的DVB-C系统的接收器中处理预留音的方法的流程图。
具体实施例方式现在将参照附图更全面地描述本发明的非限制性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式体现，而不应被解释为局限于这里所描述的实施例。而且，所公开的实施例被提供以使此公开充分和完整，并且将向本领域技术人员全面地传达本发明的范围。在不脱离本发明范围的情况下，可以以各种各样和众多的实施例中使用本发明的原则和特征。熟知或被广泛使用的技术、元件、结构和过程可以不详细描述或说明，以避免模糊本发明的本质。尽管附图表现了本发明的实施例，附图并不必依比例绘制，并且为了更好的说明和解释本发明，某些特征可以被扩大或省略。根据本发明实施例的有线数字视频广播(DVB-C)系统被配置来提供广播服务。根据本发明实施例的DVB-C系统是第二代DVB-C(DVB-C2)系统，其通过由至少一个信道频带(通常由若干信道频带组成)组成的多信道束提供广播服务，如图2所示。这样的DVB-C系统包括发送器和接收器。发送器被配置来创建和发送具有广播数据的广播信号。接收器被配置来接收广播信号，并且还配置来处理在所接收的广播信号中的广播数据。以这种方式， DVB-C系统允许用户访问广播服务。特别地，根据本发明实施例的DVB-C系统提供基于OFDM的广播服务，同时通过预留音方案(Tone Reservation scheme)减少PAPR。根据本发明实施例的DVB-C系统和处理预留音的方法可以允许将预留音插入到具有组合信道频带的整个多信道束中，由此能够补偿将要通过多信道束发送的广播数据的峰值功率。这可进一步允许有利地减小DVB-C系统中广播信号的PAPR。因此，本发明可以通过减小的PAPR改善DVB-C系统的性能，同时仍然采用OFDM。此外，为了维持与DVB-T系统的通用性(commonality)，DVB-C系统可以使用与 DVB-T系统所使用的相同的标准。例如，利用DVB-T系统，DVB-C系统可以使用8MHz的信道频带，并且还可以使用4K快速傅里叶变换(FFT)，作为OFDM参数中的调制和解调单元。通过组合N个信道频带，DVB-C系统可以使用具有N倍8MHz的大小以及2N+1K FFT的调制/解调单元的多信道束。这里，DVB-C系统可以组合多达32个的信道频带。以下描述的是每个信道频带都由3408个子载波组成的情况。然而，本领域技术人员应当理解，本发明不限于以下情况的示例。以下参照图3描述DVB-C系统中发送器的配置。图3是示出在根据本发明实施例的DVB-C系统中发送器的配置的框图。参考图3，根据本发明实施例的发送器300包括多个广播数据生成单元310、广播信号生成单元330、以及帧组织单元350。广播数据生成单元310的数量对应于符号中信道频带的数量。每个广播数据生成单元310被配置来使用输入信号产生将要通过每个信道频带发送的广播数据。具体地，在每个广播数据生成单元310中，基频带(BB)扰频器311将输入信号扰频到特定频率频带。 然后，博斯、乔赫里、霍克文黑姆(Bose，Chaudhuri, Hocquenghem, BCH)编码器313将输入信号编码到BCH码中，而低密度奇偶校验(LDPC)编码器315将输入信号编码到LDPC码中。 比特交织器317和正交幅度调制(QAM)编码器319也基于来自输入信号的复数产生星座映射信号(constellation signal) 0然后，时间交织器321和频率交织器323将输入信号交织到时域和频域中。广播信号生成单元330被配置来使用广播数据产生广播信号。广播信号生成单元 330根据具有组合信道频带的多信道束创建广播信号。具体地，在广播信号生成单元330 中，OFDM符号生成器(builder) 333将广播数据组合在各个信道频带中，并为每个信道频带形成符号。OFDM符号生成器333确定每个信道频带中导频的位置、广播数据的位置和预留音的位置。这时，OFDM符号生成器333使用每个子载波的索引(index)以确定所述位置。 OFDM符号生成器333还可以包括存储单元(未示出)。在确定所述位置之后，该OFDM符号生成器333将在导频插入器331中产生的导频和在广播数据生成单元310中产生的广播信号分别插入到它们的确定的位置中，并执行反向快速傅里叶变换(IFFT)。另外，PAI5R减小器335将用于减小广播数据的PAPR的预留音插入到它们的确定的位置中。然后，保护间隔插入器337将保护频带插入到多信道束的两边。
帧组织单元350被配置来形成具有多信道束的帧。具体地，在帧组织单元350中， 陷波(notch)插入器351将陷波插入到帧中。训练序列发生器353和Ll信令(signaling) 发生器355分别将训练序列和Ll信号加入到帧中。在训练序列和Ll信号被加入到帧之后， 前同步码(preamble)插入器357将前同步码插入到帧中，而帧生成器359确定具有前同步码、多信道束等的帧。参照图4描述根据本发明实施例的在前述发送器发送广播信号时处理预留音的方法。图4是示出在根据本发明实施例的DVB-C系统的发送器中处理预留音的方法的流程图。在这个实施例中，根据帧执行这种在发送器中处理预留音的方法。参考图4，在步骤411中，发送器300确定是否将提供广播服务。如果将提供广播服务，在步骤413中，发送器300创建广播数据。具体而言，在步骤413中，发送器300从输入信号中产生多信道束的广播数据。更具体地，发送器300通过信道频带创建广播数据，然后将它们组合。在步骤415中，发送器300确定广播数据的位置和预留音的位置。对于每个信道频带确定位置。这里，发送器300确定这样的位置，以使在每个信道频带内安排的任一子载波中的任一导频、广播数据、以及预留音将不会相互冲突。更具体地，确定预留音的位置的方式不止一种。发送器300可以考虑到子载波的数量通过预定义的初始信道频带的大小来确定广播数据的位置和预留音的位置。确定预留音位置的一种方式是使用在多信道束的信道频带之间的移位值(shift value)。在每个符号中，最前面的信道频带将被称为初始信道频带，并且在初始信道频带之后的至少一个信道频带将被称为随后(subsequent)信道频带。发送器300确定在初始信道频带中广播数据的位置和预留音的位置。具体地，发送器300在初始信道频带上分散导频，并由此确定它们的位置。然后，发送器300考虑到导频之间的距离确定预留音的位置。预留音的位置不应与导频的位置相重合。发送器300还在不同于导频的位置和预留音的位置的位置处确定广播数据的位置。在初始信道频带中， 通过以下数学公式1确定预留音的位置。可选择的，初始信道频带中的预留音的位置可以被预定并存储在存储单元中，如下表1中所示。数学公式1[公式1]S1 = {ik+DxX (lmod DY) | in e S0,0 ^ η < Nkt，Np2 ^ 1 < NP2+Lnormal}‘S’表示预留音位置的组合。‘1’指示符号的索弓丨，而‘i’指示预留音的索引。Dx 表示导频之间的频率间隙，而Dy表示导频之间的符号间隙。Nkt表示预留音的数量，Np2表示帧内P2符号的数量，而Lnmial表示排除了 P2符号的所有符号的数量。表 1[表 1]
权利要求
1.一种处理广播信号的方法，所述方法包括当在包括沿着频域划分的多个组合频带的帧中接收所述广播信号时，在接收器确定所述帧的每个组合频带中预留音的位置；以及在所述接收器考虑到所确定的所述预留音的位置，从所述广播信号中提取广播数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述预留音的位置包括根据以下表格的子载波的索引组合预留音的位置组合161, 243, 296,405, 493, 584,697, 741, 821934, 1021, 1160, 1215,1312,1417,1462, 1591, 1693, 1729, 1845,1910,1982, 2127, 2170, 23392365,2499,2529, 2639, 2745, 2864, 2950,2992,3119, 3235, 3255, 35593620,3754,3835, 3943, 3975, 4061,4210,4270,4371, 4417, 4502, 46404677,4822，4904, 5026, 5113, 5173, 5271,5317,5426, 5492, 5583, 57405757,5839,5935，6033, 6146，6212,6369,6454,6557, 6597, 6711, 69837047,7173,7202, 7310, 7421, 7451,7579,7666,7785, 7831, 7981, 8060,8128,8251,8326, 8369, 8445, 8569,8638,8761,8873, 8923, 9017, 91049239,9283,9368, 9500, 9586, 9683, 9782, 9794, 99089989,10123,10327,1044210535,10658,10739,10803,109251100611060,11198,11225,1132611474’11554,11663,11723,118101190211987’12027,12117,1226112320’12419,12532,12646,126761280812915,12941,13067,1311313246,13360,13426,13520,138111386213936,14073,14102,1420614305,14408,14527，14555,146501475514816,14951,15031,1510715226,15326’15392,15484,155531562315734,15872,15943,1604316087,16201,16299,16355,164441651416635,16723,16802,1691217150,17285’17387,17488,175331760317708,17793,17932,1802618081,18159’18285,18356,183951853218644,18697,18761,1887418937,19107,19119,19251,193791941419522,19619,19691,1974819875,19935,20065,20109,202612031520559，20703,20737,2087620950,21069,21106,21231,213232137921494,21611,21680,2179621805,21958’22027,22091,221672232422347,22459,22551,2269122761,22822’22951,22981,230892321623290,23402,23453,2352923668,23743’24019,24057,242142424924335,24445,24554,2461924704,24761,24847,24947,250892520525274,25352,25474,2553725612,25711,25748,25874,259842607826155,26237,26324,2637826545,26623,26720, 26774,26855,26953,27021, 27123
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，每个组合频带被沿着频域划分为八个信道频带，并且每个信道频带由3408个子载波形成。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述预留音的位置通过以下公式扩展[kmod(8 · KL1)]-Dx(ImodDy) e S0，0 彡 1 < Ldata其中‘k’表示子载波的索引，Kli表示通过信道频带的子载波的数量，Dx表示在所述帧中导频之间的频率间隙，‘1’表示在所述帧中符号的索引，Dy表示在所述帧中导频之间的符号间隙，Ldata表示在所述帧中数据符号的数量，而&表示所述预留音的位置。
5.一种处理广播信号的方法，优选地如权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括 在发送器确定所述帧的每个组合频带中所述预留音的位置；以及在所述发送器考虑到所确定的所述预留音的位置，将所述预留音和广播数据插入到所述广播信号中。
6.一种处理广播信号的设备，所述设备包括位置确定单元，配置为当在包括沿着频域划分的多个组合频带的帧中接收所述广播信号时，在接收器确定所述帧的每个组合频带中预留音的位置；以及广播数据处理单元，配置为在所述接收器考虑到所确定的所述预留音的位置，从所述广播信号中提取广播数据。
7.如权利要求6所述的设备，其中，所述预留音的位置包括根据以下表格的子载波的索引组合预留音的位置组合
8.如权利要求6或7所述的设备，其中，每个组合频带被沿着频域划分为八个信道频带，并且每个信道频带由3408个子载波形成。
9.如权利要求6至8中任一项所述的设备，其中，所述预留音的位置通过以下公式扩展[kmod(8 · KL1)]-Dx(ImodDy) e S0，0 彡 1 < Ldata其中‘k’表示子载波的索引，Kli表示通过信道频带的子载波的数量，Dx表示在所述帧中导频之间的频率间隙，‘1’表示在所述帧中符号的索引，Dy表示在所述帧中导频之间的符号间隙，Ldata表示在所述帧中数据符号的数量，而&表示所述预留音的位置。
10. 一种处理广播信号的设备，优选地如权利要求6至9中任一项所述的设备，所述设备还包括符号生成器，配置为在发送器确定所述帧的每个组合频带中所述预留音的位置；以及广播信号生成单元，配置为在所述发送器考虑到所确定的所述预留音的位置，将所述预留音和广播数据插入到所述广播信号中。
全文摘要
本发明提供了有线数字视频广播(DVB-C)系统和预留音的处理方法。发送器确定帧中广播数据的位置和预留音的位置，并且发送在其中插入了广播数据和预留音的广播信号。接收器确定所接收的广播信号中预留音的位置，并且考虑到所确定的预留音的位置，从广播信号中提取广播数据。通过将预留音插入到具有组合信道频带的整个多信道束中，所述系统和方法可以补偿将要通过多信道束发送的广播数据的峰值功率。这可以减小DVB-C系统中广播信号的峰值对平均功率比(PAPR)，并由此改善DVB-C系统的性能，同时仍然采用正交频分复用(OFDM)。
文档编号H04N7/015GK102301706SQ201080005976
公开日2011年12月28日 申请日期2010年2月1日 优先权日2009年1月30日
发明者尹圣烈, 明世澔, 李学周, 林妍周, 金宰烈 申请人:三星电子株式会社