CN103918216A

CN103918216A - 具有辅助信令的可变频带调制ofdm信号的产生和处理

Info

Publication number: CN103918216A
Application number: CN201280049941.3A
Authority: CN
Inventors: R·鲍里; F·克瑞斯皮; A·佩洛蒂
Original assignee: CSP INNOVAZIONE NELLE ICT SCARL; Sisvel Technology SRL
Current assignee: Sisvel SpA
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2032-10-10
Also published as: JP6061155B2; EP2767027A1; KR20140089545A; JP2014532370A; ITTO20110906A1; CN103918216B; WO2013054266A1; US20140294105A1; US9768994B2; EP2767027B1

Abstract

本发明涉及用于产生可变频带被调制信号（x′）的方法；所述被调制信号（x′）的调制数字信号（X′）包含至少一个分量（C、S、P）；关于所述可变频带的数字信息（R）重复或周期性地重叠于所述至少一个分量（C、S、P）上或所述调制信号（X′）上。当处理接收的被调制信号（x″）时，提取被调制的数字信号（X″），获得重叠的数字信息（R），并且，所述提取的数字信息（R）被用于确定所述被调制信号（x″）的频带并完成所述被调制信号（x″）的解调和解码。

Description

具有辅助信令的可变频带调制OFDM信号的产生和处理

技术领域

本发明涉及用于产生被调制信号的方法和系统，并涉及用于在接收到被调制信号之后对其进行处理的方法和系统。

特别地，本发明在被应用于OFDM信号时是特别有用的（基于电信领域的当前状态）；出于这种原因，以下的描述将几乎专门指的是这种应用；但是这不应被视为限制性的因素。

背景技术

多年来，OFDM[正交频分复用]技术在电信领域中是已知的；根据该技术，信息通过调制多个频率相邻载波（形成单一频带）被从发射器传送到接收器，这些频率相邻载波被本领域技术人员称为“子载波”。

近年来，已经考虑通过非相邻的子载波实现OFDM技术，以形成或多或少地彼此分开的至少两个子带。以这种方式，两个子带之间的频率可被用于其它的通信；这种实现可被归于“NC-OFDM技术”[非连续OFDM]名下。

在大多数（理论和实践）情况下，通过使用一个固定频带（在OFDM技术的最常规实现的情况下）或多个固定频带（在OFDM技术的“非连续”实现中）实现这些技术。

与NC-OFDM技术不同，文献WO2008/089402描述了基于OFDM技术的方案，该方案涉及IEEE802.11族标准并使用动态频带分配；根据该方案，发射器向接收器产生具有预先未知的可变频带的OFDM信号；为了接收器正确地接收所述信号，以信号表明在发送期间发射器的载波使用的附加字段已被添加到IEEE802.11协议的PPDU[物理层协议数据单元]容器的PLCP[物理层会聚协议]头部中；对于可用的48个子载波，对于它们中的每一个，以信号表明它是否被使用以及它根据哪种调制方案被调制。

发明内容

这种方案要求修改上述的标准，并且不是向后兼容的，即，假如实现这种修改，则适于根据当前标准操作的接收器将不再工作，原因是它们不能解码PLCP头部。因此，该方案应在当前实现这种协议的频率范围以外的频率范围中被实现。

称为“非连续按需OFDM（Non Contiguous On Demand-OFDM）”（NCOD-OFDM）的本发明的一般目的是克服现有技术的限制。通过具有在要成为本发明的整体部分的所附权利要求中阐述的特征的方法和系统，实现该目的以及其它目的。

作为本发明的基础的思想是在被调制信号（特别是OFDM信号）的分量上重叠（不是添加）关于由被调制信号（特别是OFDM信号）所占据的频带的信息。在NC-OFDM信号的情况下，这种信息指的是构成所述信号的频带的各种子带。

以这种方式，信号所占据的频带可变化。这种变化可以是自适应的变化，即，发射器可例如随操作条件和/或用户的请求改变频带。接收器可自动使自身适合于频带变化。典型地，这种变化将相对较慢，特别地，OFDM信号的频带将在通信的开始被确定，并且，如果不存在特别的要求或请求，它将具有预先定义的标准值。

众所周知，OFDM信号可被视为包含由与用户消息有关的第一多个分量（C）、与信令有关的第二多个分量（S）、与引导载波有关的第三多个分量（P）；所述第一和第二以及第三多个分量（C、S、P）相关联以形成调制信号的第四多个分量（X），

关于由OFDM信号占据的频带的信息重复地或周期性地重叠于所述第一和第二以及第三和第四多个分量中的至少之一上。

如果这样修改的OFDM信号要被标准接收器接收到（即，根据现有技术），那么重叠的信息将被视为类似于“干扰”或“噪声”，并且，接收器然后必须采取适当的措施以便即使在存在噪声的情况下也能够操作。因此，如果根据本发明的OFDM要被标准接收器接收，则必须确保不存在由重叠的频带信息导致的过量的“干扰”或“噪声”。

当由此修改的OFDM信号被根据本发明的接收器接收时，接收器可区分重叠的“噪声”和重叠的“信息”，因此可提取并使用这种信息以确定OFDM信号的频带并完成其解调和解码。

一般地，根据本发明的用于产生可变频带被调制信号的方法要求所述被调制信号的调制数字信号包含至少一个分量，并且，该方法的特征在于，关于所述可变频带的数字信息被重复地或周期性地重叠于所述至少一个分量或所述被调制信号上。

所述频带可缓慢地或快速地改变。

可变性可涉及带宽和/或位置和/或分段（segmentation）；甚至可设想在不同的子带上使用不同的调制。

特别地，如果该方法用于产生可变频带OFDM信号，那么所述OFDM信号的调制信号包含与要发送的用户消息（数据的形式）有关的第一多个分量、与要发送的信令（数据的形式）有关的第二多个分量、与要发送的引导载波有关的第三多个分量；所述第一和第二以及第三多个分量被相关联以致于形成调制信号的第四多个分量；关于所述可变频带的信息重复地或周期性地重叠于所述第一和第二以及第三和第四多个分量中的至少之一上。

关于所述可变频带的所述信息可对应于所述可变频带的宽度或所述可变频带的至少一个子带的宽度。

关于所述可变频带的所述信息可对应于所述可变频带的位置或所述可变频带的至少一个子带的位置。

关于所述可变频带的所述信息可对应于构成所述可变频带的子带的数量。

关于所述可变频带的所述信息可被编码以形成多个信息分量；在这种情况下，所述信息分量将分别被添加到所述第一和第二以及第三和第四多个分量之一的分量上。

所述信息分量的数量可小于或等于所述第一和第二以及第三和第四多个分量之一的分量的数量。

有利地，所述信息分量的数量可等于2的幂。

有利地，所述信息分量从如下编码导出，根据该编码，所述分量中的仅仅一个或两个或三个分量（即，小数量的分量）每次（at a time）与零不同。

有利地，所述信息分量具有依赖于所述第一和第二以及第三和第四多个分量之一的分量的最大宽度的最大宽度。

有利地，通过PPM技术产生所述信息分量。

关于所述可变频带的所述信息可重叠于与要发送的用户消息有关的所述第一多个分量上。

关于所述可变频带的所述信息可重叠于与要发送的信令有关的所述第二多个分量上。

关于所述可变频带的所述信息可重叠于与要发送的引导载波有关的所述第三多个分量上。

关于所述可变频带的所述信息重叠于调制信号的所述第四多个分量上。

紧密地与上述方法相关的本发明的一个方面是用于产生被调制信号的系统。

这种用于产生可变频带OFDM信号的系统一般包括：

－适于以使得形成调制信号的第四多个分量的方式使所述第一和第二以及第三多个分量相关联的装置；和

－在其输入处接收调制信号的所述第四多个分量并输出所述可变频带OFDM信号的OFDM调制器，

该系统还可包括适于在所述第一和第二以及第三和第四多个分量中至少之一上重复地或周期性地重叠关于所述可变频带的所述信息的装置。

与上述方法配对（dual to）的本发明的一个方面是用于在接收被调制信号之后处理它的方法。

一般地，这种方法要求被调制信号的调制数字信号包含至少一个分量，并且该方法包括以下的步骤：

－从所述被调制数字信号提取重叠于一个分量上或重叠于所述调制信号上的数字信息；和

－使用所述提取的数字信息以确定所述被调制信号的频带并完成所述被调制信号的解调和解码。

特别地，如果该方法用于处理OFDM信号（包含与用户消息有关的第一多个分量、与信令有关的第二多个分量和与引导载波有关的第三多个分量，该第一多个分量、第二多个分量和第三多个分量被相关联以致于形成第四多个分量），该方法包括以下步骤：

B）从所述OFDM信号提取重叠于所述第一和第二以及第三和第四多个分量中至少一个上的信息；和

C）使用所述提取的信息以确定所述OFDM信号的频带并完成所述OFDM信号的解调和解码。

该方法可有利地在所述步骤B之前包括以下的步骤：

A）确定所述OFDM信号是否包含重叠于所述第一和第二以及第三和第四多个分量中至少一个上的信息。

必须指出，虽然在概念上是相异的，但步骤A和B可集成到单一处理步骤中。

可通过相关或误差解码操作实施所述步骤A。

根据哪个分量经受重叠，可能出现以下的三种情况。

第一种情况：该方法可包括以下步骤：

－接收与引导载波有关的所述OFDM信号的预定数量的分量并提取引导信息；

－通过相关操作（correlation operation）确定所述提取的引导信息是否包含重叠的信息；

－（特别地通过相关操作）从所述提取的引导信息提取所述重叠的信息；

－解码所述提取的信息；和

－使用所述解码的信息以确定所述OFDM信号的频带并完成所述OFDM信号的解调和解码。

第二种情况：该方法可包括以下步骤：

－接收与用户消息有关的所述OFDM信号的预定数量的分量并提取用户消息数据；

－通过误差解码操作确定所述提取的用户消息数据是否包含重叠的信息；

－（特别地通过误差检测和识别操作）从所述提取的用户消息数据提取所述重叠的信息；

－解码所述提取的信息；和

第三种情况：该方法可包括以下步骤：

－接收与信令有关的所述OFDM信号的预定数量的分量并提取信令数据；

－通过误差解码操作确定所述提取的信令数据是否包含重叠的信息；

－（特别地通过误差检测和识别操作）从所述提取的信令数据提取所述重叠的信息；

－解码所述提取的信息；和

紧密地与上述的方法相关的本发明的一个方面是用于处理被调制信号的系统。

这种用于在接收到OFDM信号之后对其进行处理的系统一般包括：

－适于从所述OFDM信号提取重叠于所述第一和第二以及第三和第四多个分量中至少之一上的信息（r）的装置；和

－适于使用所述提取的信息以确定所述OFDM信号的频带并完成所述OFDM信号的解调和解码的装置。

附图说明

参照附图阅读以下的描述，本发明的技术特征和优点将变得更加清晰，其中，

图1示出已知OFDM系统的发送侧的在物理层的框图，

图2示出根据本发明的OFDM系统的发送侧的在物理层的框图，

图3示出已知OFDM系统的接收侧的在物理层的框图，

图4示出根据本发明的OFDM系统的接收侧的在物理层的框图。

具体实施方式

本说明书和所述附图两者应仅被视为出于解释性目的，因此应被视为出于非限制性目的。此外，应考虑所述附图是示意性的并且被简化；因此，本发明也可根据本发明的其它的和不同的实施例实现。

出于本发明的目的，如图1所示，可在物理层以及在发射侧示意性示出已知的OFDM系统。要被发送的用户消息、即“应用信息”（例如，音频信号或视频信号或音频-视频信号）被变换成数字格式，即，数字化采样值的序列；所述序列被划分成具有恒定长度K的块（由此形成矢量序列），这些块在图1中由附图标记B表示；块B被输入到编码器COD，该编码器COD以保护要被发送的这些数据免受可能沿“通道”（即沿从发射器到接收器的路径）引入的任何噪声或其它干扰的方式执行“通道编码”；编码器COD输出具有恒定长度N的块（或矢量）C的序列。连同用户消息一起，规定例如用户消息编码模式的发送参数的其它信息也被传送，该信息被称为“信令（signalling）”并在本公开中被称为“一次信令（primary signalling）”；该信息被适当地编码并被分成恒定长度的块（由此形成矢量序列），这些块在图1中由附图标记S表示（应当注意，图1没有示出产生块S的编码器）；“信令”具有预定的格式，使得接收器可在不需要任何其它的信息的情况下解码它。最后，与用户消息与信令一起，二进制序列（被预先确定，并且对于发射器和接收器两者是已知的）也被发送，该二进制序列在被适当地选择时允许接收器特别地确定（或者，更切换地说，估计）“通道”的特性；该序列被称为“引导序列”并被分成恒定长度的块（由此形成矢量序列），这些块在图1中由附图标记P表示；为了发送块P，使用被称为“引导载波（pilot carrier）”的特殊频率（“引导载波”的使用对于本领域技术人员来说是已知的，而不管是连续的还是不连续的）。通过在图1中由附图标记MUX表示的多路复用器，块C、S、P的数据被关联在一起以形成集合块（或矢量）X。块X被输入到在图1中由附图标记MOD表示的OFDM调制器。MOD调制器输出要通过一个天线或多个天线辐射的OFDM信号，该OFDM信号在图1中由附图标记x表示。

必须指出，参数K和参数N之间的比率被称为“编码率”，并且由符号RC＝K/N表示。在OFDM系统中，一般使用与不同的误差校正容量（error correction capacity）和不同的发送速度对应的若干个编码率，并且，系统可例如被配置为基于在其上正进行发送的通道的瞬时条件选择和使用编码率。“一次信令”也被发射器使用以向接收器通信在用于编码用户消息的时刻正在使用哪个编码率以及在用于发送的时刻正在使用哪种调制类型。

在其输入，调制器MOD对于符号矢量“X”中的每一个产生（实数或复数）采样“x”的序列；典型地，通过计算逆离散傅立叶变换[IDFT]或其优化的版本（即，逆快速傅立叶变换[IFFT]）实施该产生步骤。

x＝IFFT[X]

这里，x＝（x₁、…、x_Q）是调制器MOD的输出处的采样的一般序列，Q是OFDM信号中的可用的子载波的数量，并且，X＝（X₁、…、X_Q）是输入到调制器MOD的一般符号矢量；各符号传递数据C、S、P的一部分并由此传递关于用户消息、“信令”和“引导序列”的（编码）信息的一部分。应提醒，数据B（还没有编码）从“上层”流向这里描述的物理层，这种数据典型地来自“应用层”即来自“用户应用”。

为了提高连接的质量，通道编码典型地需要使用误差检测和校正技术。为了允许接收侧检测和校正（或者至少尝试校正）存在于所接收的序列中的任何误差，通道编码向信息流添加冗余数据。

引导序列由符号矢量P构成，该符号数量P典型地是恒定的、被预先确定并且对于发射器和接收器两者而言是已知的。其在发送期间被加入，以便允许接收器实施用于估计通道的物理参数的操作并有利于同步化操作。

在接收器中，从引导载波接收的符号与各被发送的符号（为接收器所知，原因是它们是预先确定的符号）相比较，并且，通过下式估计通道系数h_k,_n（其表征通道）：

h_{k, n} = \frac{p_{k, n}^{(r)}}{p_{k}}

这里，p_k是被发送的并与OFDM引导载波“k,n”相关联的一般引导符号，是被接收的并与也称为单元（k,n）的第n个OFDM信号的第k个载波相关联的相应的引导符号；必须指出，由于与p_k之间的差异可能不仅由通道传播导致而且还由噪声和/或其它干扰导致，因此，这仅是通道系数的估计。

对于传递引导符号的那些OFDM信号子载波，可通过使用上式重复进行通道系数的计算；根据现有技术，对传递引导符号的所有那些OFDM信号子载波（即，对于所有引导子载波）重复该计算。

对于OFDM信号的剩余的子载波，典型地基于直接在引导子载波上实施的估计通过使用内插技术间接地估计通道系数h_k,n；特别地，基于在接近的频率上和/或在最近时间实施的直接估计计算这些间接估计是有利的；事实上，与某个频带有关的通道系数随时间的变化非常慢，并且仅与和相邻的或附近的频带有关的通道系数稍有不同。

将从后面的内容变得更清楚，根据本发明的优选实施例，OFDM信号的引导序列是预定确定的并且优选恒定的并且通道系数在时间和频率上缓慢变化的事实允许对传递“辅助信令”或“二次信令（secondary signalling）”使用引导载波。

信令由符号矢量S构成，并在出于向接收器通信用于发送的参数的目的在发送期间被加入。通过使用预定的格式发送该信息，使得接收器可在不需要它的任何其它信息的情况下解码它。该信息还优选以即使在大大劣化的传播和接收条件下也可被解码的方式被编码。例如，在DVB-T标准中，在数十个子载波上重复信令信息（发送参数信令或TPS）以使得它更容易和更可能被接收到；并且，为了产生矢量S，通过BCH代码使用通道编码将信令信息编码。

将从后面的内容变得更清楚，根据本发明的一个实施例，发送“一次信令”的冗余允许使用OFDM信号的该分量以传递“辅助信令”或“二次信令”。

如上所述，通过误差检测和校正技术，与用户消息有关的数据B在发送之前被编码；换句话说，为了产生数据C，向数据B添加冗余数据。

将从后面的内容变得更清楚，根据本发明的一个实施例，分量C的冗余允许使用OFDM信号的该分量以传递“辅助信令”或“二次信令”。

从以上的内容可以理解，根据本发明的一个实施例，源自分量C、S、P的集合的分量X包含许多冗余，并且，分量X的该冗余允许使用OFDM信号的该分量以传递“辅助信令”或“二次信令”。

本发明考虑这样一种情况，即，OFDM信号的频带不被预先定义而是可变（不管是缓慢变化还是迅速变化），因此对接收器而言是先前未知的；例如，这种可变性涉及带宽和/或子带的数量。

在这种情况下，“辅助信令”或“二次信令”应对从发射器向接收器传送关于OFDM信号的频带的信息。

为了这样做，本发明提出在OFDM信号上重叠所述“辅助信令”或“二次信令”（而不是将其添加到特定的分量内）；要被传送的信息的量和传送速度依赖于本发明的特定的实际实现。

如前文所提及的，不同的分量与OFDM信号相关联：与用户消息有关的第一多个分量C、与信令（“一次信令”）有关的第二多个分量S、与引导载波有关的第三多个分量P；还存在源自前三者的集合的第四多个分量X。

可通过在这些分量中至少之一上重叠“辅助信令”或“二次信令”实现本发明；典型地，所述重叠仅出现于这些中的一个上；通过预先布置编码“辅助信令”或“二次信令”的矢量R的序列并通过将该序列与矢量C、S、P、X的序列中的至少一个相加以求矢量和，完成重叠。

图2示出在“引导序列”的矢量P上完成重叠的情况；矢量R以矢量的方式加到矢量P上，从而作为结果获得矢量P′，即被修改的矢量P；矢量P′然后正如矢量P被用于图3的系统中那样被用于图4的系统中；因此，在多路复用器MUX的输出，将存在与图1的矢量X不同的矢量X′，并且，在调制器MOD的输出，将存在与图1的信号x不同的信号x′。

必须指出，矢量P和矢量R在概念上具有相同的长度。根据本发明的特定实现，可选择矢量R的一定数量的元素（例如，最后十个）总是为零，或者，只有矢量R的一定数量的元素（例如，前十个）是有效的；在实际中，这意味着，仅仅一些引导载波而不是所有理论上可用的引导载波被用于发送“辅助信令”或“二次信令”。

如果标准OFDM信号接收器（例如，不实现本发明的接收器）接收图2的信号x′，那么它将提取矢量P′并使用其元素以进行通道系数的估计；可定义误差矢量E，该误差矢量E对应于标准接收器在没有任何二次信令的情况下接收的矢量P与作为实际接收到的矢量的矢量P′之间的差；所述误差将导致与用于用户消息和“一次信令”的各种子载波有关的通道系数的估计的误差。

矢量E（事实上与矢量R对应）的分量的平均值应小；将在后面详细描述的一个选项是，矢量E（由此，矢量R）的只有一个或者很少的分量与零不同并且小；在这种情况下，仅仅非常少的子载波的通道系数将受估计误差影响。

通道系数估计误差将导致矢量X的估计的误差，并由此导致矢量C的估计的误差；但是，如果这种误差仅是几个（即，比使用中的通道代码的校正容量少），那么，由于通道编码，接收器将能够识别并校正它们。

例如，可通过脉冲位置调制（PPM）产生矢量R以实现图2的方案；该调制仅需要矢量R的一个非零元素。此外，矢量R的元素可例如仅由单个位构成；换句话说，如果矢量R长64（即，它包含64个元素），那么它可编码64个不同的符号即6位二进制字；如果信令需要例如1024个信息位，那么整个信令发送将需要连续发送1024/64＝16个矢量R；在这种情况下，矢量E仅包含一个非零元素（即，逻辑值为“1”的一个位），使得尽管重叠矢量R，标准接收器也将最可能能够在没有任何问题的情况下操作。

必须指出，矢量R必须不仅基于非零元素而且基于其元素的宽度被考虑，该宽度与矢量R重叠于其上的矢量（在上述的情况中的矢量P）的元素的宽度有关。

就其它的矢量C、S和X而言，可以总体上与前面参照矢量P描述的方式类似的方式完成矢量R的重叠和产生。

在所有情况下，一个重要的方面是，接收器可区分矢量R与任何噪声和/或其它干扰。如后面将更详细地解释的那样，进行这种区别并因此估计和提取矢量R的可能性大大依赖于发送分量C、S、P并由此发送X的冗余；特别地，关于分量P，所述可能性还与OFDM信号的引导序列被预先确定并且优选恒定以及通道系数随时间和频率缓慢变化的事实有关；特别地，关于分量C和S，所述可能性与它们源自用于编码相应数据的操作的事实有关，这些操作以允许误差检测和校正（在计划中限定的某些限度内）的方式被实施。

例如，在DVB-T标准的情况下，几十个子载波要用于“一次信令”，即，矢量S的数据；因此，改变少量的子载波将导致接收信号的可忽略不计的质量劣化；另外，为了允许校正任何误差，通过FEC[正向误差校正]技术将“一次信令”信息编码。仍然参照DVB-T标准的情况，例如，用户消息数据（即，矢量B的数据）被编码，以通过使用由通过用参数（N,k,m）＝（255，239，8）缩短Reed-Solomom代码获得的一个外部代码构成的链接编码方案形成矢量C的数据；所述代码通过卷积交错器与具有1/2的比率和7的约束长度的二进制卷积代码链接；卷积编码器的输出然后被突破（puncture），以获得不同的冗余量，并由此获得不同的比率和相应的校正容量；源自编码和随后的突破的全局比率处于1/2～7/8的范围中；换句话说，矢量C的数据包含许多冗余。矢量X的数据的冗余依赖于集合矢量C、S和P的冗余。

以上的描述可适用于所有OFDM系统，包括无线电-电视广播系统（例如，DVB-T）、无线LAN系统（例如，符合IEEE802.11标准的大多数系统）和具有蜂窝结构的无线数据连接系统（例如，LTE和LTE-Advanced）。

虽然由相同的OFDM信号结构表征（存在一次信令和引导符号），但上述的系统在几个方面是不同的：子载波的数量；对子载波采用的调制方案；引导符号的数量、位置和调制；用于一次信令的子载波的数量、位置和调制。

在具有不同的特性的情况下，上述的系统或多或少地对引导符号、信令符号和数据的改变敏感。因此，必须重叠什么、在哪里重叠以及如何重叠的特定选择也可依赖于这些方面；例如，在IEEE802.11发送中，仅存在几个引导载波；因此，难以将它们用于“辅助信令”重叠，而在DVB-T发送中，存在可被容易地用于“辅助信令”重叠的许多引导载波。

这里描述的所有技术在物理层均是向后兼容的（即，就纯发送技术而论）；事实上，由于在标准信号上完成附加信号（即，“辅助信令”）的“重叠”而不是修改标准信号的结构，因此标准接收器将仍能够接收它；并且，由于使用“适当的重叠”，因此尽管性能劣化，但标准接收器将仍能够正确地接收信号，原因是它将以降低的信号噪声比操作（信号噪声比应被理解为依赖于根据本发明的特定实现涉及应用信息、一次信令或引导载波的参数）。

如果适当使用的话，这里描述的所有技术也可在应用层是向后兼容的。事实上，例如，本发明可被用于发送被分解成2D视频分量（3D视频内容的2D版本）和附加的视频分量的3D视频内容；对于2D视频分量，使用第一子频带，该第一子频带被以常规的方式发送（除了“辅助信令”已重叠在其上这一事实以外），使得标准接收器可接收、解码并将其呈现给用户；对于附加的视频分量，使用第二子带；改进的接收器（即，3D接收器）将能够接收在第一子带中发送的信号并检索2D视频分量以及“辅助信令”；基于检索到的“辅助信令”，改进的接收器将能够确定第二子带（例如，其下端和上端）以及例如在这里使用的编码和调制方案的特性，并然后检索附加的视频分量并向用户呈现3D视频内容。

换句话说，为了确保在应用层也向后兼容，必须将被调制信号处理为分解成至少两个相异的部分并分解到相异的子频带；第一标准部分（除了“辅助信令”的重叠之外）和第二“非标准”部分（可包含不重叠的“辅助信令”）；在一些操作条件下，子带也可以是相邻的。

到目前为止，已经参照发送侧描述了本发明，但本发明也适于接收侧。出于本发明的目的，如图3所示，可在接收侧在物理层示意性示出已知的OFDM系统；该图与图1所示的示图配对。

除了由于传播信号x已在其中传播的“通道”导致的变换以及在信号x的传播期间重叠于信号x上的任何噪声和其它干扰以外，图3的信号x′′等同于图1的信号x。

除了由通道中的传播、噪声和其它干扰导致的修改以外，图3的矢量B′′、C′′、S′′、P′′、X′′分别等同于图1的矢量B、C、S、P、X。

图3的解调器DEMOD、解复用器DEMUX和解码器DECOD块分别与图1的调制器MOD、多路复用器MUX和编码器COD块对应（具有相反功能）。

根据本发明的接收器本质上在用于在接收到OFDM信号之后对其进行处理的方法方面与已知的OFDM信号接收器不同；实质上，所述方法提供：

－从OFDM信号提取与信号自身的频带有关的重叠于分量C、S、P、X中的至少一个上的信息（图4中的附图标记R），然后，

－使用提取的信息（图4中的附图标记R）以确定OFDM信号的频带并完成OFDM信号的解调和解码。

所述两个操作在根据本发明的接收器的示图中（更特别地，在处理接收器接收到的信号的部分中）找到对应。

图4的示图与图3的示图对应，并包含一些修改，以在关于OFDM信号的频带的信息重叠于矢量P上（即，通过引导载波传递的“引导序列”上）的情况下实现以上的规范。

如图4所示，通过块REXT处理从接收的信号x′′获得的矢量P′′′（除了由通道传播、噪声和其它干扰导致的修改以外，其与图2的矢量P′等同），以便提取与信号x′′的频带信息对应的矢量R；然后从矢量P′′′减去矢量R以获得矢量P′′（除了由通道传播、噪声和其它干扰导致的修改以外，与图2的矢量P等同）；向解复用器DEMUX和/或向解调器DEMOD供给通过解码矢量R的序列获得的信号FB，以完成OFDM信号的解调（即，通过考虑其实际频带和全部频带来完全解调OFDM信号）。

应当注意，如前面参照图1和图2所述，图3和图4不示出对于与OFDM信号的信令有关的分量S操作的解码块。

在“辅助信令”重叠于与引导载波有关的分量P上的情况下，以下的考虑将适用（参见图3和图4）。

各OFDM信号的仅几个引导单元需要通过重叠被改变。

标准接收器计算被改变的单元处的错误通道估计。所述估计误差等同于在通道解码器DECOD的上游的被解调信号中的误差群（burstof error）的存在。如果信号噪声比足够高，则所述误差群可被检测并且也通过解码器被校正。如果在编码和发送阶段中使用适当的误差校正代码（诸如例如Reed-Solomon代码）和/或适当的交错器（interleaver），那么可完成这一点。

根据本发明的接收器知晓一些引导单元的符号已通过发射器被改变。

为了解码这种信号，一种可能的方案是计算在相邻的引导单元获得的通道估计之间的相关性。通过用h_n＝（h_1,n、…、h_P,n）表示在第n个OFDM符号中发送的引导单元处估计的通道系数的矢量，使用下式计算矢量r_n＝（r_1,n、…、r_P-1,n）：

r_{i, n} = \frac{h_{i, n} h_{i, n + 1}^{*}}{| h_{i, n} | | h_{i, n + 1} |}

由于系数h_i,n之间的相关性，假定以下的假设：

E[r_i，n]≈1

这里，E[.]表示“期望值”算子。

考虑例如DVB-T标准，该假定由以下的考虑支持：

无线电通道的相干带如下：

{Δf}_{c} = \frac{1}{τ_{\max}} &cong; 184430 Hz

这里，τ_max＝max_i[τ_i]是传播延迟的分散性，在DVB-T的ETSI标准中定义的通道模型中等于约5.42×10⁶s。在8k DVB-T模式（8192OFDM子载波）中，所述带对应于约165个子载波的间隔。由于两个接近的引导单元之间的频率距离等于16个子载波（即，远小于相干带的间隔），因此，以上的假设得到验证。

现在考虑P′＝P+R的情况，这里，P＝（p₁、…、p_k-1、p_k、p_k+1、…、p_P）且P′＝（p′₁、…、p′_k-1、-p′_k、p′_k+₁、…、p′_P）。在这种情况下，R=（0、…、0、-2p_k、0、…、0）。

除了相位为约π弧度的元素r_k-1,n和r_k,n以外，矢量r_n由相位为约0的元素表征。

以这种方式，能够估计矢量R中的脉冲的位置，并由此执行辅助信令符号的解调。

最后，一旦R被估计，就能够检索原始引导序列P＝P′-R并由此最佳地接收一次信号。

当“辅助信令”重叠于与“一次信令”有关的分量S上时，以下的考虑将适用。

通过使用非常鲁棒的（即，能够在非常低的信号噪声比（典型地远低于数据所需要的最小信号噪声比）下操作的）编码和调制方案，传送一次信令符号。

在DVB-T标准中，例如，在17个子载波（2k模式）上或者在68个子载波（8k模式）上重复信令符号的同一块。此外，通过使用添加14个冗余位并且可校正包含每个块最多两个错误位的所有错误配置的缩短BCH代码（127、113、t＝2）将各块编码。

在与一个DVB-T帧对应（与68个连续的OFDM符号对应）的时间间隔中传送一次信令块。

为了使源自重叠的劣化最小化，可在多个块上分布二次信令符号，使得每个BCH代码块只有一个位被改变。以这种方式，即使在在信令子载波中的一个上执行接收的最简单的情况下，标准接收器也可校正与该改变对应的误差。

通过这样做，使得在各帧中17位字（2k模式）或68位字（8k模式）可用于二次信令。

标准接收器将仅校正在一次信令中检测的任何误差。根据本发明的接收器将解码一次信令块并且将校正由重叠导致的误差，从而以这种方式估计一次信令信息。一次信令字然后通过使用标准代码被重新编码并与原代码字相比较。差异是二次信令的代码字，该代码字然后可被解码以获得二次信令信息。

当“辅助信令”重叠于与用户消息有关的分量C上时，以下的考虑将适用。

系统以与在一次信令上重叠的情况类似的方式操作：通道解码器可校正任何发送误差（如果其量小于校正容量），而不管这种误差是由噪声导致、由其它的干扰导致还是由重叠引起的改变所导致。

标准接收器将仅校正在数据中检测的任何误差。

根据本发明的接收器将与标准接收器类似地执行通道解码。通过标准解码获得的信息序列然后被重新编码并且从接收的字中被减去，以获得与编码的二次信令对应的字代码，该字代码又可被解码以获得二次信令信息。

到这里为止，大体上已经提及了“辅助信令”和“关于OFDM信号的频带的信息”。

所述信息可被以许多不同的方式构建：例如，假定OFDM信号最多可扩展到四个子带，则可提供以下的字段：

-b1：是/否（第一子带的有无）

-freq_inf_b1：b1的下限

-freq_sup_b1：b1的上限

-b2：是/否（第二子带的有无）

-freq_inf_b2：b2的下限

-freq_sup_b2：b2的上限

-b3：是/否（第三子带的有无）

-freq_inf_b3：b3的下限

-freq_sup_b3：b3的上限

-b4：是/否（第四子带的有无）

-freq_inf_b4：b4的下限

-freq_sup_b4：b4的上限

否则，例如，可以使用以下的字段：

-n_b：指示使用中的子带的数量的数量（1～4）

-freq_inf_b1：第一子带的下限

-freq_sup_b1：第一子带的上限

-freq_inf_b2：第二子带的下限

-freq_sup_b2：第二子带的上限

-freq_inf_b3：第三子带的下限

-freq_sup_b3：第三子带的上限

-freq_inf_b4：第四子带的下限

-freq_sup_b4：第四子带的上限

如果对仅使用具有可变宽度的一个频带的OFDM系统实现本发明，那么辅助信令信息可简单地被减少为：

-freq_inf_b：OFDM信号的频带的下限

-freq_sup_b：OFDM信号的频带的上限

从以上的讨论可以看出，本发明的核心包括关于OFDM信号的频带并且还可能关于其子带的信息的发送和接收的模式。

用于确定哪些频率可用于OFDM信号的模式和/或用于决定哪些频率应实际被分配给OFDM发送的模式超出本发明的范围；它们可考虑例如通道的质量和/或来自用户应用或用户的请求。

可例如通过测量频带中的射频信号的功率来验证频带的利用；如果功率较高，那么该带已处于使用中；相反，如果功率低于预定阈值，那么该带没有使用并且因此可被用于新OFDM发送。

例如，可通过使用与已在电子计算机中使用的向过程分配存储器或存储区域的技术类似的技术，向OFDM信号分配频率或频带。

Claims

1.一种用于产生可变频带被调制信号（x）的方法，其中，所述被调制信号（x）的调制数字信号（X）包含至少一个分量（C、S、P），

其特征在于，

关于所述可变频带的数字信息被重复地或周期性地重叠于所述至少一个分量（C、S、P）上或所述调制信号（X）上。

2.根据权利要求1的用于产生可变频带OFDM信号的方法，其中，所述OFDM信号的调制信号包含与要被发送的用户消息有关的第一多个分量（C）、与要被发送的信令有关的第二多个分量（S）、与要被发送的引导载波有关的第三多个分量（P），其中，所述第一、第二和第三多个分量（C、S、P）相关联以形成调制信号的第四多个分量（X），

其特征在于，

关于所述可变频带的信息重复地或周期性地重叠于所述第一、第二、第三和第四多个分量（C、S、P、X）中至少之一上。

3.根据权利要求1或2的方法，其中，关于所述可变频带的所述信息对应于所述可变频带的宽度或所述可变频带的至少一个子带的宽度。

4.根据权利要求1或2或3的方法，其中，关于所述可变频带的所述信息对应于所述可变频带的位置或所述可变频带的至少一个子带的位置。

5.根据权利要求1或2或3或4的方法，其中，关于所述可变频带的所述信息对应于构成所述可变频带的子带的数量。

6.根据权利要求2或从属于权利要求2的先前权利要求3～5中的任一项的方法，其中，关于所述可变频带的所述信息被编码以形成多个信息分量（R），并且，所述信息分量（R）分别被添加到所述第一、第二、第三和第四多个分量（C、S、P、X）中的一个的分量上。

7.根据权利要求6的方法，其中，所述信息分量（R）的数量小于或等于所述第一、第二、第三和第四多个分量（C、S、P、X）中的所述一个的分量的数量。

8.根据权利要求6或7的方法，其中，所述信息分量（R）的数量等于2的幂。

9.根据权利要求6或7或8的方法，其中，所述信息分量（R）从编码导出，根据该编码，所述分量中的仅仅一个或两个或三个分量每次与零不同。

10.根据权利要求6或7或8或9的方法，其中，所述信息分量（R）具有依赖于所述第一、第二、第三和第四多个分量（C、S、P、X）中之一的分量的最大宽度的最大宽度。

11.根据权利要求9或10的方法，其中，通过PPM技术产生所述信息分量（R）。

12.根据权利要求2或从属于权利要求2的先前权利要求3～10中的任一项的方法，其中，关于所述可变频带的所述信息重叠于与要被发送的用户消息有关的所述第一多个分量（C）上。

13.根据权利要求2或从属于权利要求2的先前权利要求3～10中的任一项的方法，其中，关于所述可变频带的所述信息重叠于与要被发送的信令有关的所述第二多个分量（S）上。

14.根据权利要求2或从属于权利要求2的先前权利要求3～10中的任一项的方法，其中，关于所述可变频带的所述信息重叠于与要被发送的引导载波有关的所述第三多个分量（P）上。

15.根据权利要求2或从属于权利要求2的先前权利要求3～10中的任一项的方法，其中，关于所述可变频带的所述信息重叠于调制信号的所述第四多个分量（X）上。

16.一种用于产生可变频带OFDM信号的系统，其中，所述OFDM信号的调制信号包含与要被发送的用户消息有关的第一多个分量（C）、与要被发送的信令有关的第二多个分量（S）、与要被发送的引导载波有关的第三多个分量（P），所述系统具有用于接收关于所述可变频带的信息的输入，所述系统包括：

－适于以使得形成调制信号的第四多个分量（X）的方式使所述第一、第二和第三多个分量（C、S、P）相关联的装置；和

－在其输入处接收调制信号的所述第四多个分量（X）并输出所述可变频带OFDM信号的OFDM调制器，

其特征在于，所述系统包括适于在所述第一、第二、第三和第四多个分量（C、S、P、X）之一上重复地或周期性地重叠关于所述可变频带的所述信息的装置。

17.根据权利要求16的系统，包括适于实现根据权利要求3至15中的一项的方法的功能的装置。

18.一种用于在接收到被调制信号（x′′）之后对所述被调制信号（x′′）进行处理的方法，其中，所述被调制信号（x′′）的调制数字信号（X）包含至少一个分量（C、S、P），该方法包括以下的步骤：

－从所述被调制数字信号（X）提取重叠于一个分量（C、S、P）上或所述调制信号（X）上的数字信息；和

－使用所述提取的数字信息确定所述被调制信号（x′′）的频带并完成所述被调制信号（x′′）的解调和解码。

19.根据权利要求18的用于在接收到OFDM信号之后处理该OFDM信号的方法，其中，所述OFDM信号的调制信号包含与用户消息有关的第一多个分量（C）、与信令有关的第二多个分量（S）、与引导载波有关的第三多个分量（P），其中，所述第一、第二和第三多个分量（C、S、P）相关联以形成调制信号的第四多个分量（X），该方法包括以下步骤：

B）从所述OFDM信号提取重叠于所述第一、第二、第三和第四多个分量（C、S、P、X）中至少之一上的信息；和

20.根据权利要求19的方法，在所述步骤B之前包括以下的步骤：

A）确定所述OFDM信号是否包含重叠于所述第一、第二、第三和第四多个分量（C、S、P、X）中至少之一上的信息。

21.根据权利要求20的方法，其中，通过误差相关或解码操作实施所述步骤A。

22.根据权利要求19～21中的任一项的方法，包括以下的步骤：

－接收与引导载波有关的所述OFDM信号的预定数量的分量（P）并提取引导信息（R）；

－通过相关操作确定所述提取的引导信息（P）是否包含重叠的信息（R）；

－从所述提取的引导信息（P）提取所述重叠的信息（R）；

－解码所述提取的信息（R）；和

23.根据权利要求19～21中的任一项的方法，包括以下步骤：

－接收与用户消息有关的所述OFDM信号的预定数量的分量（C）并提取用户消息数据；

－通过误差解码操作确定所述提取的用户消息数据是否包含重叠的信息（R）；

－从所述提取的用户消息数据提取所述重叠的信息（R）；

－解码所述提取的信息（R）；和

24.根据权利要求19～21中的任一项的方法，包括以下步骤：

－接收与信令有关的所述OFDM信号的预定数量的分量（S）并提取信令数据；

－通过误差解码操作确定所述提取的信令数据是否包含重叠的信息（R）；

－从所述提取的信令数据提取所述重叠的信息（R）；

－解码所述提取的信息（R）；和

25.一种用于在接收到OFDM信号之后对所述OFDM信号进行处理的系统，其中，所述OFDM信号的调制信号包含与用户消息有关的第一多个分量（C）、与信令有关的第二多个分量（S）、与引导载波有关的第三多个分量（P），其中，所述第一、第二和第三多个分量（C、S、P）相关联以形成调制信号的第四多个分量（X），系统包括：

－适于从所述OFDM信号提取重叠于所述第一、第二、第三和第四多个分量（C、S、P、X）中至少之一上的信息的装置；和

－适于使用所述提取的信息确定所述OFDM信号的频带并完成所述OFDM信号的解调和解码的装置。

26.根据权利要求25的系统，包括适于实现根据权利要求20或21或22或23或24的方法的功能的装置。