发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题是提供一种用于OFDM系统的多路复用装置。
在一些实施例中,所述多路复用传输装置包括将N路差分调制符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波的第一单元;和,进行多个子载波的IFFT以完成对多路差分调制符号序列的频分复用的第二单元。所述多路复用传输装置不仅可以实现在差分OFDM系统中对多路信号进行复用传输,而且该装置实现起来非常简单。
在一些实施例中,第一单元按下述方式将N路差分调制符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波:
其中,z
m,l,w表示在第m个传输帧中的第l个OFDM符号的第w个子载波上传输的经过相位补偿的差分调制符号;
表示在第i路差分调制符号序列的第m个传输帧中的第l个OFDM符号的第k个子载波上传输的差分调制符号;K表示每路符号序列对应的OFDM有效子载波个数,
为相邻两路差分调制符号对应的子载波的中心频率间隔,T
u为子载波间隔的倒数。
在一些实施例中,
其中,B为差分调制符号序列占用的有效带宽,
表示相邻两个子载波的频率间隔,n=1、2、3......。
在一些实施例中,n=1。
在一些实施例中,N=5。
在一些实施例中,每路差分调制符号序列占用的有效带宽B为1.536MHz。
在一些实施例中,相邻两个子载波的频率间隔
为1kHz、2kHz、4kHz或者8kHz;
在一些实施例中,相邻两个子载波的频率间隔
为8kHz,n=1。可以看出,当
n=1时,在例如8MHz的有限带宽内可以传输更多路的数据,从而大大提高了频谱利用率。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种用于OFDM系统的多路复用方法。
在一些实施例中,所述方法包括:将N路差分调制符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波;进行多个子载波的IFFT以完成对多路差分调制符号序列的频分复用。
在一些实施例中,按下述方式将N路差分调制符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波:
其中,z
m,l,w表示在第m个传输帧中的第l个OFDM符号的第w个子载波上传输的经过相位补偿的差分调制符号;
表示在第i路差分调制符号序列的第m个传输帧中的第l个OFDM符号的第k个子载波上传输的差分调制符号;K表示每路符号序列对应的OFDM有效子载波个数,
为相邻两路差分调制符号对应的子载波的中心频率间隔,T
u为子载波间隔的倒数。
说明书附图
图1是现有的一种正交频分多路复用的发射系统示意图;
图2是本发明提供的一个多路复用装置实施例的示意图;
图3a是T-MMB系统发射端的结构示意图;
图3b是T-MMB系统发射端信号单元传输帧产生模块的结构示意图;
图4是本发明提供的另一个多路复用装置实施例的示意图;
图5是本发明提供的另一个多路复用装置实施例的示意图;
图6是本发明提供的一个多路复用方法实施例的流程图。
具体实施方式
图2示出了一种可选的用于OFDM系统的多路复用装置200,该多路复用装置200包括第一单元S21和第二单元S22。
第一单元S21用于将N路差分调制符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波,其中N为大于1的整数。第二单元S22用于进行多个子载波的IFFT,以完成对多路差分调制符号序列的频分复用。
一种可选的将N路差分调制符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波的方式是:
其中,z
m,l,w表示在第m个传输帧中的第l个OFDM符号的第w个子载波上传输的差分调制符号;
表示在第i路差分调制符号序列的第m个传输帧中的第l个OFDM符号的第k个子载波上传输的差分调制符号;K表示每路符号序列对应的OFDM有效子载波个数,
为相邻两个频点的频率间隔,T
u为子载波间隔的倒数。这里所述的频点是指,每路差分调制符号对应的OFDM有效子载波的中心频率。
一种可选的设置
的方式是,按能够使所有的传输子载波保持正交性的要求设置
例如,可以按
设置
其中,B为差分调制符号序列占用的有效带宽,
表示相邻两个子载波的频率间隔,n=1、2、3......。可以看出,n的值越小频带的利用率越高,当n=1时频带的利用率最高。
第一单元S21将N路差分调制符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波后,第二单元S22进行
以完成多个子载波的IFFT。
第二单元S22完成多个子载波的IFFT后,即完成对多路差分调制符号序列的频分复用。
图2所示的多路复用装置200可以被用于数字音频广播(Digital AudioBroadcast,DAB)系统或者地面数字移动广播(Terrestrial Digital MobileBroadcasting,T-DMB)系统,也可以被用于地面移动多媒体广播(TerrestrialMobile Multimedia Broadcasting,T-MMB)系统。下面,对在T-MMB系统中应用多路复用装置200的情况进行说明。
图3a示出了T-MMB系统发射端的一种结构,图3b示出了T-MMB系统发射端信号单元传输帧产生模块S31的结构。信号单元传输帧产生模块S31包括业务复用单元S301、多个第一能量扩散单元S302、多个低密度奇偶校验(LowDensity Parity Check,LDPC)编码单元S303、多个时域交织单元S304、主业务信道复用单元S305、第二能量扩散单元S306、删余卷积编码单元S307、比特传输帧复用单元S308、符号映射单元S309、频域交织单元S310、差分调制单元S311、OFDM符号生成单元S312和符号传输帧复用单元S313。
业务复用单元S301用于将上层数据进行业务复用,获得业务数据及其配置信息。一个第一能量扩散单元S302和一个LDPC编码单元S303、一个时域交织单元S304依次串联,用于对一路子信道中的业务数据进行能量扩散、LDPC编码和时域交织。主业务信道复用单元S305用于将各时域交织单元S304输出的数据比特组成公共交织帧(Common Interleaved Frame,CIF),然后将获得的CIF进行复用。
第二能量扩散单元S306和删余卷积编码单元S307串联,用于对业务复用单元S301获得的配置信息数据进行能量扩散和删余卷积编码。
比特传输帧复用单元S308用于将删余卷积编码单元S307编码后的数据同所述CIF进行比特传输帧复用。符号映射单元S309、频域交织单元S310和差分调制单元S311分别用于对获得的比特传输帧的比特流进行符号映射、频域交织和差分调制。OFDM符号生成单元S312用于将差分调制单元S311获得的差分调制符号序列连同相位参考符号和空符号分别生成各自的OFDM符号。符号传输帧复用单元S313用于将OFDM符号生成单元S312生成的连续OFDM符号复用成信号单元传输帧。
T-MMB系统可以工作在两种方式下,第一种为1.7MHz工作方式,第二种为8MHz工作方式。当工作在8MHz工作方式时,在发射端可以利用多路复用装置200将多路差分调制符号序列进行频分复用发送。
当工作在8MHz工作方式时,每一路差分调制符号序列所占用的有效带宽为1.536MHz,即B=1.536MHz。T-MMB系统存在多种工作模式,每种工作模式都有其对应的子载波间隔
可以按照最大的8kHz的子载波间隔来设定相邻两个频点的频率间隔
即
以使得在各个工作模式下所有的子载波都可以保持正交性。为尽量提高频带的利用率,可以设置
在8MHz的频道带宽内,最多可以将5路差分调制符号序列按
进行频分复用。
第一单元S21将按
将各路符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波,第二单元S22进行多个子载波的IFFT。
在T-MMB系统,为能够将复用后的多路信号发送,还需要在IFFT后的符号序列插入保护间隔GI,然后在每个传输帧之前插入空符号。经过数/模转换和上变频后,多路信号被发送。
图4示出了另一种可选的用于OFDM系统的多路复用装置400,与装置200相比,在装置400中增加了用于在IFFT后的符号序列插入保护间隔的第三单元S41,和用于在每个传输帧之前插入空符号的第四单元S42。
可以看出,如果将装置400、数/模转换器和上变频器进行串联,就可以获得完整的多路信号复用传输系统。
在DAB系统中,一路差分调制符号序列所占用的有效带宽也为1.536MHz,同理,也可以改造DAB系统使其以8MHz频道带宽方式工作,利用多路复用装置200或多路复用装置400将5路差分调制符号序列在8MHz的频道带宽内按
进行频分复用,然后进行传输。
另外,如前面所述T-MMB系统可以工作在两种方式下,第一种为1.7MHz工作方式,第二种为8MHz工作方式。当工作在1.7MHz工作方式时,发射端只发送一路信号,当工作在8MHz工作方式时,发射端需要将多路信号进行频分复用发送。相应地,接收端需要针对两种不同的方式进行接收,这样不仅会增加接收端的复杂度而且还会提高接收端的功耗。为使接收端可以相同的方式接收发射端在不同方式下发送的信号,达到降低接收端的复杂度和功耗的目的,可以在第一单元之前增加一个相位补偿单元,如图5所示。
相位补偿单元S51用于对N路差分调制符号序列分别进行相位补偿。相位补偿单元S51将相位补偿后的N路符号序列发送给所述第一单元S21。相位补偿单元S51可以根据每一路差分调制符号序列所处的频点位置,分别对每一路差分调制符号序列进行相位补偿。
一种可选的方式是,相位补偿单元S51按下述方式对每路差分调制符号序列进行相位补偿:
其中,
表示相位补偿后获得的符号序列,
为保护间隔GI的长度。
增加相位补偿单元S51后,第一单元S21按下述方式将N路相位补偿后的符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波:
第一单元S21将N路相位补偿后的符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波后,第二单元S22进行
以完成多个子载波的IFFT,对多路差分调制符号序列的频分复用。
在T-MMB系统中,由于一路业务数据只在一固定小频带内被发送,因此当工作在8MHz工作方式时,发射端对每一路差分调制符号序列分别进行相位补偿后,接收端即可按与1.7MHz工作方式相同的方式在某一固定小频带接收发射端在8MHz工作方式下发送的相关业务数据,从而做到接收兼容。由于接收端可以使用1.7MHz系统接收机兼容接收发射端在1.7MHz或8MHz工作方式下发送的信号,而按1.7MHz系统接收机的复杂度和功耗都要比8MHz接收机低,从而不但降低了接收端的复杂度和功耗,也可满足用户一台接收机接收两个系统节目的需求,有效节省用户成本。
可以看出,采用该装置不仅可以用于T-MMB系统,还可以用于DAB系统。如果将来也需要DAB系统能够工作于8MHz频道带宽方式下,将该装置用于DAB系统同样能够达到降低复杂度和功耗、一台接收机接收两个系统节目的目的。
图6示出了一种可选的用于OFDM系统的多路复用方法。
在步骤61,将N路差分调制符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波。
在步骤62,进行多个子载波的IFFT。进行多个子载波的IFFT后,即完成对多路差分调制符号序列的频分复用。
一种可选的将N路差分调制符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波的方式是:
将N路差分调制符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波后,进行
以完成多个子载波的IFFT。
上述方法可以被用于DAB系统,也可以被用于T-MMB系统。下面,对在T-MMB系统中应用该方法的情况进行说明。
T-MMB系统可以工作在两种方式下,第一种为1.7MHz工作方式,第二种为8MHz工作方式。当工作在8MHz工作方式时,在发射端可以利用所述方法将多路差分调制符号序列进行频分复用发送。
当工作在8MHz工作方式时,每一路差分调制符号序列所占用的有效带宽为1.536MHz,即B=1.536MHz。T-MMB系统存在多种工作模式,每种工作模式都有其对应的子载波间隔
可以按照最大的8kHz的子载波间隔来设定相邻两个频点的频率间隔
即
以使得在各个工作模式下所有的子载波都可以保持正交性。为尽量提高频带的利用率,可以设置
在8MHz的频道带宽内,最多可以将5路差分调制符号序列按
进行频分复用。
将按
将各路符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波,然后进行多个子载波的IFFT。
在T-MMB系统,为能够将复用后的多路信号发送,还需要在IFFT后的符号序列插入保护间隔GI,然后在每个传输帧之前插入空符号。经过数/模转换和上变频后,多路信号被发送。
在DAB系统中,一路差分调制符号序列所占用的有效带宽也为1.536MHz,同理,也可以改造DAB系统使其以8MHz工作方式工作,利用上述方法将5路差分调制符号序列在8MHz的频道带宽内按
进行频分复用,然后进行传输。
另外,如前面所述T-MMB系统可以工作在两种方式下,第一种为1.7MHz工作方式,第二种为8MHz工作方式。当工作在1.7MHz工作方式时,发射端只发送一路信号,当工作在8MHz工作方式时,发射端需要将多路信号进行频分复用发送。相应地,接收端需要针对两种不同的方式进行接收,这样不仅会增加接收端的复杂度而且还会提高接收端的功耗。为使接收端可以相同的方式接收发射端在不同方式下发送的信号,达到降低接收端的复杂度和功耗的目的,在将各路差分调制符号序列进行组合映射之前可以先对各路差分调制符号序列分别进行相位补偿。
可以根据每一路差分调制符号序列所处的频点位置,分别对每一路差分调制符号序列进行相位补偿。一种可选的方式是,按下述方式对每路差分调制符号序列进行相位补偿:
对每一路差分调制符号序列分别进行相位补偿后,按下述方式将N路相位补偿后的符号序列进行组合并映射到IFFT的子载波:
然后进行
以完成多个子载波的IFFT,对多路差分调制符号序列的频分复用。
在T-MMB系统中,由于一路业务数据只在一固定小频带内被发送,因此当工作在8MHz工作方式时,发射端对每一路差分调制符号序列分别进行相位补偿后,接收端即可按与1.7MHz工作方式相同的方式在某一固定小频带接收发射端在8MHz工作方式下发送的相关业务数据,从而做到接收兼容。由于接收端可以使用1.7MHz系统接收机兼容接收发射端在1.7MHz或8MHz工作方式下发送的信号,而按1.7MHz系统接收机的复杂度和功耗都要比8MHz接收机低,从而不但降低了接收端的复杂度和功耗,也可满足用户一台接收机接收两个系统节目的需求,有效节省用户成本。
可以看出,上述方法不仅可以用于T-MMB系统,还可以用于DAB系统。如果将来也需要DAB系统能够工作于8MHz频道带宽方式下,将该装置用于DAB系统同样能够达到降低复杂度和功耗、一台接收机接收两个系统节目的目的。
本发明还提供一种集成电路,用于实现上述任一实施例项所述的装置或方法。
本发明还提供一种计算机可读介质,存储有用于实现上述任一实施例所述方法的程序。
本领域技术人员可以明白,这里结合所公开的实施例描述的各种示例性的方法步骤和装置单元均可以电子硬件、软件或二者的结合来实现。为了清楚地示出硬件和软件之间的可交换性,以上对各种示例性的步骤和单元均以其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实现依赖于特定的应用和整个系统所实现的设计约束。本领域技术人员能够针对每个特定的应用,以多种方式来实现所描述的功能性,但是这种实现的结果不应解释为倒是背离本发明的范围。
利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程的逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者他们之中的任意组合,可以实现或执行结合这里公开的实施例描述的各种示例性的单元。通用处理器可能是微处理器,但是在另一种情况中,该处理器可能是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可能被实现为计算设备的组合,例如,DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或者更多结合DSP核心的微处理器或者任何其他此种结构。
结合上述公开的实施例所描述的方法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合,从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息,且可向该存储媒质写信息。在替换实例中,存储媒质是处理器的组成部分。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中,处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。
根据所述公开的实施例,可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说,这些实施例的各种修改是显而易见的,并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。