CN105075207A - Ofdm系统中利用离散和连续导频来发射和接收的发射器、接收器和方法 - Google Patents

Abstract

接收器从正交频分复用(OFDM)符号恢复数据，OFDM符号包括多个子载波信号。一些子载波信号携带数据符号并且一些子载波信号携带导频符号，导频符号包括离散导频符号和连续导频符号。连续导频符号根据连续导频符号图案跨子载波信号分布并且离散导频符号根据离散导频信号图案跨子载波信号分布。接收器包括解调器，该解调器被配置为检测表示OFDM符号的信号并且生成OFDM符号在时域上的采样数字版本。傅里叶变换处理器被配置为接收OFDM符号的时域数字版本并且形成OFDM符号的频域版本，从频域版本中能够恢复承载导频符号的子载波和承载数据符号的子载波。检测器被配置为从OFDM符号的承载数据的子载波恢复数据符号并且根据离散导频符号图案和连续导频符号图案从OFDM符号的承载导频的子载波恢复导频符号。离散导频符号图案是多个离散导频符号图案中的一个并且连续导频图案与离散导频符号图案独立。检测器包括：存储器，该存储器被配置为存储主连续导频图案；以及处理器，该处理器被配置为检测多个子载波信号中的子载波信号的数量并且基于子载波信号的数量从主导频图案导出连续导频图案。

Description

OFDM系统中利用离散和连续导频来发射和接收的发射器、接收器和方法

技术领域

本公开内容涉及在OFDM通信系统中发射和接收的发射器、接收器和方法。

背景技术

存在许多其中数据使用正交频分复用(OFDM)来传送的无线电通信系统的实例。已经设置为根据数字视频广播(DVB)标准来操作的系统例如利用OFDM。OFDM通常可以被描述为提供并行调制的K个窄频带子载波(其中K是整数)，每个子载波传送调制的数据符号，诸如正交振幅调制(QAM)符号或正交相移键控(QPSK)符号。子载波的调制形成在频域中并且被变换到时域以供发射。因为数据符号在子载波上并行传送，所以在延长期可以在每个子载波上传送相同的调制符号，该延长期可以长于无线电信道的相干时间。子载波被同时并行调制，使得结合调制的载波来形成OFDM符号。因此OFDM符号包括多个子载波，多个子载波中的每个子载波同时调制有不同的调制符号。

为了便于在接收器处检测和恢复数据，OFDM符号可以包括传送接收器已知的数据符号的导频子载波。导频子载波提供相位和定时基准，该相位和定时基准可用于估计传送OFDM符号的信道的脉冲响应并且执行诸如信道估计和校正、频偏估计等的任务。这些估计便于在接收器处检测和恢复数据符号。在一些实例中，OFDM符号包括保持在OFDM符号中的同一相对频率位置处的连续导频(CP)载波和离散导频(SP)两者。SP改变它们在OFDM符号中的连续符号之间的相对位置，为以减少的冗余度来更精确地估计信道的脉冲响应提供便利。然而，需要在接收器处已知导频的位置，所以接收器可以从跨OFDM子载波的正确位置提取导频符号。

利用OFDM符号传送数据的通信系统的发展能够体现重大而复杂的任务。具体地，特别是对于频率规划和网络部署的通信参数的优化可呈现出重要的技术问题，该技术问题是需要相当大的努力来确定适合于利用OFDM的通信系统的通信参数。如将理解的，已进行了许多工作来优化DVB标准并且尤其是DVBT2的参数。

发明内容

接收器从正交频分复用(OFDM)符号恢复数据，OFDM符号包括多个子载波信号。一些子载波信号携带数据符号并且一些子载波信号携带导频符号，导频符号包括离散导频符号和连续导频符号。连续导频符号根据连续导频符号图案跨子载波信号分布并且离散导频符号根据离散导频信号图案跨子载波信号分布。接收器包括解调器，该解调器被配置为检测表示OFDM符号的信号并且生成OFDM符号的时域的采样数字版本。傅里叶变换处理器被配置为接收OFDM符号的时域数字版本并且形成OFDM符号的频域版本，从频域版本中能够恢复承载导频符号的子载波和承载数据符号的子载波。检测器被配置为从OFDM符号的承载数据的子载波信号恢复数据符号并且根据离散导频符号图案和连续导频符号图案从OFDM符号的承载导频的子载波信号恢复导频符号。离散导频符号图案是多个离散导频符号图案中的一个并且连续导频图案与离散导频符号图案独立。检测器包括：存储器，该存储器被配置为存储主连续导频图案；以及处理器，该处理器被配置为检测多个子载波信号中的子载波信号的数量并且基于子载波信号的数量从主导频图案导出连续导频图案。

当存在多个离散导频图案时，与离散导频图案独立地提供连续导频图案意味着可以使得必需在存储器中存储的连续导频图案更少。此外，根据子载波的数量从主导频图案导出连续导频图案的能力可以允许在子载波的数量从符号到符号变化时在存储器中存储的连续导频图案更少。

在以下实例中，多个子载波信号中的子载波信号的数量是子载波信号数量的集中的一个并且主导频符号图案是OFDM符号的包括子载波信号数量的集中的最高数量的子载波信号的用于连续导频符号的导频符号图案。

提供用于最高级子载波模式的主导频图案意味着可以在没有存储单独的导频图案的情况下得出具有较少的子载波的模式的导频子载波图案。因此可以允许存储覆盖所有的可能的子载波数量的单个导频图案，从而节省针对每个模式进行存储所需要的连续导频图案的存储器。

在一些实例中，子载波数量的集包括大约8k个子载波、16k个子载波和32k个子载波，主导频图案被设置用于32k个子载波，并且从用于32k个子载波的连续导频图案到出用于8k个子载波和16k个子载波的连续导频图案。

本技术的各种另外的方面和特征在所附权利要求中限定并且包括用于发射OFDM符号的发射器，用于发射OFDM符号的方法和用于接收OFDM符号的方法。

附图说明

现将参考附图，仅通过实例的方式描述本发明的实施方式，附图中相似的部件设置有相应的参考标号：

图1提供示例性OFDM发射器的示意图；

图2提供示例性OFDM超帧；

图3提供示例性OFDM接收器的示意图；

图4提供示例性OFDM帧的部分的示图；

图5提供示出DVB-T2系统中的与离散导频位置不重合的连续导频位置的分布的图。

图6提供根据本公开的实例的8k模式的连续导频符号子载波位置的表；

图7提供根据本公开的实例的8k模式的连续导频符号子载波位置的图示；

图8提供根据本公开的实例的8k模式的连续导频符号子载波位置的间隔的直方图；

图9提供根据本公开的实例的施加至连续导频符号子载波位置的颤抖(dither)的直方图；

图10提供根据本公开的实例的16k模式的连续导频符号子载波位置的表；

图11提供根据本公开的实例的16k模式的连续导频符号子载波位置的图示；

图12提供根据本公开的实例的16k模式的连续导频符号子载波位置的间隔的直方图；

图13提供根据本公开的实例的32k模式的连续导频符号子载波位置的表；

图14提供根据本公开的实例的32k模式的连续导频符号子载波位置的图示；

图15提供根据本公开的实例的32k模式的连续导频符号子载波位置的间隔的直方图；

图16提供根据本公开的实例的发射器的操作的流程图；以及

图17提供根据本公开的实例的接收器的操作的流程图。

具体实施方式

图1提供可以用于例如根据所提议的ATSC3标准或DVB-T、DVB-H、DVB-T2或DVB-C2标准来发射视频图像和音频信号的OFDM发射器的示例性框图。在图1中，节目源生成将要通过OFDM发射器发射的数据。视频写码器(videocoder)2、音频写码器4和数据写码器6生成馈送至节目复用器10的待发射的视频、音频以及其他数据。节目复用器10的输出形成具有传送视频、音频以及其他数据需要的其他信息的复用流。复用器10提供连接信道12上的流。存在许多馈送至不同的分支A、B等的这样的复用流。为简单起见，将仅描述分支A。

如图1所示，OFDM发射器20在复用器适配和能量扩散块22处接收流。复用器适配和能量扩散块22使数据随机化并且将适当的数据馈送至进行流的纠错编码的前向纠错编码器24。比特交织器26被设置为交织编码的数据比特，该编码的数据比特对于DVB-T2系统中的实例是LDCP/BCH编码器输出。来自比特交织器26的输出被馈送至比特至星座映射器28，该比特至星座映射器28将比特的组映射到将被用于传达编码的数据比特的调制方案的星座点上。来自比特至星座映射器28的输出是表示实分量和虚分量的星座点标记。星座点标记表示根据使用的调制方案由两个或更多比特形成的数据符号。这些可以称为数据单元。这些数据单元穿过时间交织器30，该时间交织器的作用是交织从多个LDPC码字所得的数据单元。

数据单元经由其他信道31与图1中的分支B等产生的数据单元一起被帧生成器32接收。帧生成器32然后将许多数据单元形成将在OFDM符号上传送的序列，其中OFDM符号包括大量数据单元，每个数据单元被映射到多个子载波中的一个上。子载波的数量将取决于系统的操作模式，系统的操作模式可以包括8k、16k或32k中的一个或多个，每个操作模式提供不同数量的子载波以及因此的快速傅里叶变换(FFT)大小(size，采样数)。

然后每个OFDM符号中携带的数据单元的序列被传送至符号交织器33。然后通过OFDM符号生成器块37生成OFDM符号，该OFDM符号生成器块37根据一个或多个导频符号图案导入由导频和嵌入信号形成器36生成且从导频和嵌入信号形成器36馈送的导频和同步信号。OFDM调制器38然后形成时域的OFDM符号，该时域的OFDM符号被馈送至保护插入处理器40，该保护插入处理器40用于生成符号之间的保护间隔，并且然后馈送至数模转换器42并且最终馈送至RF前端44内的RF放大器以便最终通过COFDM发射器从天线46广播。

帧格式

对于图1的系统，每个OFDM符号的子载波的数量可以根据导频和其他保留的载波的数量而变化。在图2中示出“超帧”的示例性图示。

例如，在DVB-T2中，与DVB-T中不同，携带数据的子载波的数量不是固定的。广播公司可以从lk、2k、4k、8k、16k、32k的操作模式中选择一个，每个操作模式为每个OFDM符号的数据提供子载波的范围，可用于这些模式中的每个的最大值分别是1024、2048、4096、8192、16384、32768。在DVB-T2中，物理层帧由许多OFDM符号组成。通常帧开始于如图2中所示的前导码或P1符号，该前导码或P1符号提供与DVB-T2部署的构造有关的信令信息，包括模式的指示。P1符号后面是一个或多个P2OFDM符号64，然后后面是携带OFDM符号的许多有效载荷66。物理层帧的结束由帧结束符号(FCS)68标记。对于每个操作模式，子载波的数量对每个类型的符号可以是不同的。此外，子载波的数量可以根据是否选择带宽延伸、是否支持音调保留以及根据已选择哪个导频子载波模式中的每一个而变化。

接收器图3提供可以用于接收从在图1中示出的发射器发射的信号的OFDM接收器的示例性图示。如图3所示，OFDM信号由天线100接收并且由调谐器102检测并且通过模数转换器104转换成数字形式。在结合信道估计器和校正器110、嵌入信号解码单元111和一个或多个导频符号图案，使用快速傅里叶变换(FFT)处理器108从OFDM符号恢复有效载荷数据和导频数据之前，保护间隔移去处理器106从接收的OFDM符号移去保护间隔。解调的数据从解映射器112恢复并且馈送至符号解交织器114，符号解交织器114操作为实现所接收的数据符号的逆映射，以便重新生成具有解交织的数据的输出数据流。相似地，比特解交织器116逆转通过比特交织器26进行的比特交织。在图3中示出的OFDM接收器的剩余部分被设置为实现纠错解码118，以纠错并恢复源数据的估计。

本技术的实施方式提供了一种利用OFDM发射数据并且重复利用DVB-T2标准已采用的大量系统设计和配置参数的通信系统。然而通信系统适用于在6MHz而不是用于DVBT2标准的8MHz的信道内发射OFDM符号并且利用8k、16k和32k模式。因此，本公开提供对6MHz的OFDM系统的参数适配，但在可能的情况下使针对DVBT2标准开发的参数合理化，以简化通信系统的架构和实现方式。

导频符号

它们除包括信令数据和有效载荷数据、OFDM帧和单元之外，还可以包括已在发射器处插入的导频符号。这些导频符号可以例如已由导频和嵌入信号形成器36生成并且由符号生成器37插入。导频符号利用已知的振幅和相位发射，并且传输它们的子载波可以被称为导频子载波。接收器处为了一系列不同的目的需要导频符号，例如，信道估计、同步、粗频偏估计和精频偏估计。由于导频符号的振幅和相位的先验知识，信道脉冲响应可以基于所接收的导频符号来估计，然后该估计的信道被用于诸如均衡的目的。

为了使接收器接收导频符号并且将导频信号从其他信令符号和数据符号中区分出，导频符号可以根据子载波导频符号图案跨OFDM帧的子载波和符号分布。因此，如果接收器已知导频符号图案并且与OFDM帧同步，则其能够从OFDM符号和帧中的适当的位置或子载波提取所接收的导频符号。

导频相对于OFDM子载波的分布可以分成两种：连续导频和离散导频。连续导频由以下导频符号形成，其位置相对于子载波不从符号到符号变化，因此它们每次都在相同的子载波上传输。离散导频广义上描述其位置可能根据一些重复模式从符号到符号改变的导频符号。

图4示出一系列OFDM符号，其中圆圈表示OFDM单元并且着色圆圈表示导频符号。在图4中，水平方向表示频率或者子载波数，并且垂直方向表示时间或符号数。连续导频符号120每次都位于相同的子载波(CP)上，然而离散导频122从符号到符号位于不同的子载波上。离散导频的重复可以由变量Dx和Dy表示。Dx表示从一个OFDM符号至另一个时在频域上的离散导频之间的距离，使得第一个OFDM符号上的离散导频符号相对下一个OFDM符号中的子载波在频域上偏移了等于Dx的子载波的数量。Dy表示一指示在下一次再次使用相同的子载波来携带导频符号之前的OFDM符号的数量的参数。例如，在图4中，离散导频符号的位置可以由Dy＝8，并且Dx＝10来表示。离散导频是提供导频符号的有效方法，因为离散导频符号之间的子载波和符号的信道估计可以通过已知的导频符号或信道估计在时间和频率两者上插值来估计。因此，导频符号不需要为了获得OFDM帧内的每个子载波和单元的信道估计而存在于所有子载波上。

导频符号占据另外携带数据的子载波和单元，因此导频符号会不利地影响系统的容量，所以最小化导频符号的数量是有利的。因此，支持使用较少数量的导频符号的同时获得跨整个OFDM帧的信道估计等的良好设计的导频图案是备受期望的。

为OFDM信号选择离散导频图案可以取决于许多因素，诸如信道相对于时间和频率变化的速率。例如，如果要获得精确的信道估计，则导频的密度必须在时间和频率两者上满足采样定理，即最大信道脉冲响应长度确定频率方向上的导频符号重复，并且信道的最大多普勒频率确定时域上的导频符号重复。在一些示例性OFDM系统中，保护间隔是通过信道脉冲响应的长度确定的，并且因此频率方向上的导频符号重复同样会取决于保护间隔持续时间。

如果连续导频符号和离散导频符号的位置不重叠或重合，使得每个帧存在大约恒定数量的导频符号并且不存在显著的“盲点”，这是重要的。在存在不包括导频符号的大量的相邻单元的OFDM帧中，这个区域可以称为盲点。通常期望避免这样的情况，因为它们会导致降低精度的信道估计和插值，以及可能不能检测并补偿诸如模拟TV或其他窄带干扰的有色噪声。图5提供DVB-T2系统中的与离散导频位置不重合的连续导频位置的图并且示出上述问题，其中盲点124被示出为缺少导频符号的区域。并且在图5中还示出的是经由导频符号对这些区域进行测量所在的频带126的边缘会经受增加的噪声和衰减，并且因此如果可能的话应当避免。

连续导频符号和离散导频符号重合的程度的度量可以称为利用比率，并且可以使用以下公式计算

其中CPnSP表示在OFDM帧期间与离散导频子载波不重合的连续导频符号的数量。因此，由于以上给处的理由，尽力最大化利用比率是有益的。当确定离散导频图案和连续导频图案时还存在必须考虑到的许多其他因素，例如，让导频符号接近OFDM信号的外部子载波是没有用处的，因为很可能这些子载波在调谐滤波器的过渡带内并且经受如上所述的额外的噪声。使导频符号的位置在一定程度上随机化同样是有益的，以便确保充分仿效(modelled)干扰并且获得可靠的信道估计。此外，由于离散导频图案与诸如保护间隔持续时间和多普勒扩散的因素的依赖性，OFDM系统可以具有可用的多个离散导频图案，每个均通过重复率Dx和Dy指定。

由于离散导频图案的可能的变化，所以为了最大化利用比率、最小化盲点并且避免导频符号接近外部子载波处设置，一个或多个离散导频图案可能需要不同的连续导频图案。例如，在DVB-T2中，一些模式中存在八个离散导频图案和八个对应的连续导频图案。在一些OFDM系统中，可能存在每个模式多于一个图案并且不同的图案跨不同的模式，使得总计存在很多数量的导频图案。

在发射器处嵌入导频符号的导频信号嵌入器36和在接收器处提取导频符号的导频信号提取器111需要知道导频图案。因此，很可能系统中可以使用的所有导频图案都将必须存储在发射器和接收器两者处的ROM中，因而如果存在多个模式和每个模式有多个导频图案，则需要大量的存储器。存储器的需求尤其与广播系统中的接收器有关，这是因为与发射器相比可能存在大量接收器并且接收器的成本可能低于发射器的成本。因此，减少存储器需求将很可能是有益的，特别是对于系统的接收器侧。

除存储器需求之外，在系统中利用大量不同的离散导频图案和连续导频图案还使得系统更复杂，这是因为发射器必须选择最适合于当前信道条件和信号属性的导频图案，并且接收器需要确定正在使用那个导频图案。接收器可以经由指定一个或多个导频图案和操作模式的信令信息来完成上述动作，或者接收器可以经由信号的特性检测模式和导频图案。然而，当更多导频图案在系统中可用时这些方法都会变得更复杂并且具有更大的开销。因此，期望减少用于系统中的导频图案的数量，同时最大化利用比率、避免盲点并且最小化在外部子载波附近的导频的数量。

根据本技术的实例，具有6MHz带宽和8k、16k和32k模式的OFDM系统具有单个连续导频子载波图案用于每个模式，该单个连续导频子载波图案适合于与在每个模式内的多个不同的离散导频符号图案一起使用。在一个实例中，存在适合与以下表2中给出的一个或多个离散导频图案一起使用的连续导频图案。

离散导频图案	Dx	Dy
			P4,2	4	2
P4,4	4	4
			P8,2	8	2
P16,2	16	2
			P32,2	32	2

表2：离散导频图案

在利用以上表2中给出的离散导频序列的(正常的或扩展的)8k模式的OFDM系统中，连续导频的分布可以由图6中的表给出。如图6中给出的相同的位置也按照扩展带宽模式中的子载波位置由41、173、357、505、645、805、941、1098、1225、1397、1514、1669、1822、1961、2119、2245、2423、2587、2709、2861、3026、3189、3318、3510、3683、3861、4045、4163、4297、4457、4598、4769、4942、5113、5289、5413、5585、5755、5873、6045、6207、6379、6525、6675、6862给出。对于正常的8k模式中的操作，导频图案可以通过丢弃最后的子载波位置得出。连续导频符号相对于图6中给出的子载波的位置与以上表2中给出的离散导频的位置不重合并且因此连续导频图案获得100％的利用比率。图7图示了扩展的8k模式的图6的连续导频的位置并且示出存在在没有任何显著盲点的情况下跨扩展的8k模式的子载波的连续导频的基本均匀的分布。图8提供相对于子载波的连续导频符号间隔的直方图。直方图再一次证明存在跨子载波的连续导频符号的基本一致的分布，因而强化了盲点的不存在。尽管跨子载波的导频符号的分布基本均匀，但它们的位置已通过引入颤抖而在一定程度上随机化了。图9示出已施加至图6中的连续导频符号的安排的颤抖。

在利用以上表2中给出的离散导频序列的(正常的或扩展的)16k模式的OFDM系统中，连续导频的分布可以由图10中的表给出。如图10中给出的相同的位置也按照扩展带宽模式中的子载波位置由82、243、346、517、714、861、1010、1157、1290、1429、1610、1753、1881、2061、2197、2301、2450、2647、2794、2899、3027、3159、3338、3497、3645、3793、3923、4059、4239、4409、4490、4647、4847、5013、5175、5277、5419、5577、5723、5895、6051、6222、6378、6497、6637、6818、7021、7201、7366、7525、7721、7895、8090、8199、8325、8449、8593、8743、8915、9055、9197、9367、9539、9723、9885、10058、10226、10391、10578、10703、10825、10959、11169、11326、11510、11629、11747、11941、12089、12243、12414、12598、12758、12881、13050、13195、13349、13517、13725、13821给出。对于正常的16k模式中的操作，导频图案可以通过丢弃最后两个子载波位置得出。连续导频符号相对于图10中给出的子载波的位置与以上表2中给出的离散导频的位置不重合并且因此连续导频图案获得100％的利用比率。图11图示了扩展的16k模式的图10的连续导频的位置并且示出存在在没有任何显著盲点的情况下跨扩展的16k模式的子载波的连续导频的基本均匀的分布。图12提供相对于子载波的连续导频符号间隔的直方图。直方图再一次证明存在跨子载波的连续导频符号的基本一致的分布，因而加强了盲点的不存在。就8k模式而言，尽管跨子载波的导频符号的分布是基本均匀的，但它们的位置已经通过引入颤抖在一定程度上随机化了。与施加至8k连续导频符号安排的相同的颤抖同样被施加至16k连续导频符号安排(placement)，并且因此图9示出了已施加至图10中的连续导频符号的安排的颤抖。

在利用以上表2中给出的离散导频序列的(正常的或扩展的)32k模式的OFDM系统中，连续导频的分布可以例如由图13中的表给出。如图13中给出的相同的位置也按照扩展的带宽模式中的子载波位置由163、290、486、605、691、858、1033、1187、1427、1582、1721、1881、2019、2217、2314、2425、2579、2709、2857、3009、3219、3399、3506、3621、3762、3997、4122、4257、4393、4539、4601、4786、4899、5095、5293、5378、5587、5693、5797、5937、6054、6139、6317、6501、6675、6807、6994、7163、7289、7467、7586、7689、7845、8011、8117、8337、8477、8665、8817、8893、8979、9177、9293、9539、9693、9885、10026、10151、10349、10471、10553、10646、10837、10977、11153、11325、11445、11605、11789、11939、12102、12253、12443、12557、12755、12866、12993、13150、13273、13445、13635、13846、14041、14225、14402、14571、14731、14917、15050、15209、15442、15622、15790、15953、16179、16239、16397、16533、16650、16750、16897、17045、17186、17351、17485、17637、17829、17939、18109、18246、18393、18566、18733、18901、19077、19253、19445、19589、19769、19989、20115、20275、20451、20675、20781、20989、21155、21279、21405、21537、21650、21789、21917、22133、22338、22489、22651、22823、23019、23205、23258、23361、23493、23685、23881、24007、24178、24317、24486、24689、24827、25061、25195、25331、25515、25649、25761、25894、26099、26246、26390、26569、26698、26910、27033、27241、27449、27511、27642、27801给出。对于正常的32k模式中的操作，导频图案可以通过丢弃最后四个子载波位置得出。连续导频符号相对于图14中给出的子载波的位置与以上表2中给出的离散导频的位置不重合并且因此连续导频图案获得100％的利用比率。图14图示了扩展的32k模式的图13的连续导频的位置并且示出存在在没有任何显著盲点的情况下跨扩展的8k模式的子载波的连续导频的基本均匀的分布。图15提供相对于子载波的连续导频符号间隔的直方图。直方图再一次证明存在跨子载波的连续导频符号的基本一致的分布，因而加强了盲点的不存在。就8k和16k模式而言，尽管跨子载波的导频符号的分布是基本均匀的，但它们的位置已经通过引入颤抖在一定程度上随机化了。与施加至8k和16k连续导频符号安排的颤抖相同的颤抖同样被施加至32k连续导频符号的安排并且因此图9示出了已施加至图13中的连续导频符号的安排的颤抖。

正如前面提到的那样，上述提出的连续导频图案同样可以实现基本100％的利用比率，然而，它们同样实现了诸如先前描述的提议的ATSC3系统的系统中的约0.65％的容量损失。

以上指定的连续导频图案可以提供相对现有的连续导频图案有利的优点，因为仅单个连续导频图案需要与表2中指定的五个离散导频图案一起操作。此外，这些导频图案与诸如DVB-T2中指定的那些连续导频图案相比，还减少了盲点的数量。因为与如果使用传统的连续导频图案的五个相比，仅一个连续导频图案需要被存储在发射器和接收器两者处，所以存储器需求已减少了约80％。然而，当存在多于一个操作模式例如，8k、16k、32k，并且正常的模式和扩展的模式两者均可用时，仍然需要多个连续导频图案的存储器。因此，在诸如存在三个模式的提议的ATSC3系统的系统中，很可能仍需要存储三个连续导频图案。

根据本技术的另一实例，在图6、图10和图13中示出的连续导频图案是相关的，使得8k模式和16k模式的连续导频图案可从32k模式连续导频符号图案得出。因此允许发射器和接收器仅存储最高级模式的单个主连续导频图案，然后当它们需要时，得出较低级模式的连续导频图案。

例如，在发射器处，导频和嵌入信号形成器36可包括处理器，该处理器可操作为检测或接收传送OFDM系统的操作模式的数据并且然后基于子载波的数量从主导频图案得出适当的连续导频图案，其中主导频图案存储在导频和嵌入信号形成器36处的存储器中。在以上论述的连续导频图案的情况下，主连续导频图案将是32k导频图案，并且16k连续导频图案和8k连续导频图案将通过处理器根据以下等式从32k导频图案得出，其中主导频图案是由以下扩展带宽模式的子载波位置给出的：163、290、486、605、691、858、1033、1187、1427、1582、1721、1881、2019、2217、2314、2425、2579、2709、2857、3009、3219、3399、3506、3621、3762、3997、4122、4257、4393、4539、4601、4786、4899、5095、5293、5378、5587、5693、5797、5937、6054、6139、6317、6501、6675、6807、6994、7163、7289、7467、7586、7689、7845、8011、8117、8337、8477、8665、8817、8893、8979、9177、9293、9539、9693、9885、10026、10151、10349、10471、10553、10646、10837、10977、11153、11325、11445、11605、11789、11939、12102、12253、12443、12557、12755、12866、12993、13150、13273、13445、13635、13846、14041、14225、14402、14571、14731、14917、15050、15209、15442、15622、15790、15953、16179、16239、16397、16533、16650、16750、16897、17045、17186、17351、17485、17637、17829、17939、18109、18246、18393、18566、18733、18901、19077、19253、19445、19589、19769、19989、20115、20275、20451、20675、20781、20989、21155、21279、21405、21537、21650、21789、21917、22133、22338、22489、22651、22823、23019、23205、23258、23361、23493、23685、23881、24007、24178、24317、24486、24689、24827、25061、25195、25331、25515、25649、25761、25894、26099、26246、26390、26569、26698、26910、27033、27241、27449、27511、27642、27801。

为了从图13及以上给出的32k导频位置得出16k连续导频位置，取每隔一个的32k连续导频位置，将位置除以二并且将结果四舍五入(roundedup)。就计算机可实现的等式而言，这个由以下等式给出

CP_16K_pos＝round(CP_32K_pos(l:2:last_32k_cp_pos)/2)。

为了从图13及以上给出的32k导频位置得出8k连续导频位置，取每隔3个的32k连续导频位置，将位置除以四并且将结果四舍五入。就计算机可实现的等式而言，这个由以下等式给出

CP_8K_pos＝round(CP_32K_pos(l:4:last_32k_cp_pos)/4)。

使用以上等式，可能的是，从单主集得出8k、16k和32k连续导频图案，并且因此OFDM系统能够有效地与跨所有模式的单连续导频图案和所有离散导频图案一起操作。因此在存储器需求方面可以简化OFDM系统的操作以及还简化了所需要的处理，因为其不再需要在不相关的独立的连续导频图案之间切换。尽管在前述段落中连续导频图案的得出发生在发射器处，但相似的过程也可以在接收器处进行。例如，嵌入信号解码单元111也可以包括处理器，该处理器与参照导频和嵌入信号形成器36描述的处理器基本相似。处理器将可操作为检测或接收传送OFDM系统的操作模式的数据，即每个OFDM符号的子载波的数量，并且然后从如先前描述的主导频图案得出适当的连续导频图案。

由于上述导出过程的计算简单性，ROM存储器需求减少，即存储8k和16k连续导频图案需要的存储器减少，所以可以仅利用增加微小的计算复杂性来实现。在根据本技术的一些实例中，发射器和接收器中的导出可以通过导频相关的元件内的现有的计算元件进行，并且因此在这些情况下将不需要额外的组件。

在根据本技术的其他实例中，8k、16k和32k模式的连续导频图案可以在诸如ATSC3.0系统的OFDM系统中使用，以便利用连续导频符号图案的内在优点。例如，与导频位置的有规律的分布和外部子载波附近的导频位置的减少有关的优点可以通过具有以下索引的连续导频子载波图案中的一个实现：对于8k模式的41、173、357、505、645、805、941、1098、1225、1397、1514、1669、1822、1961、2119、2245、2423、2587、2709、2861、3026、3189、3318、3510、3683、3861、4045、4163、4297、4457、4598、4769、4942、5113、5289、5413、5585、5755、5873、6045、6207、6379、6525、6675、(6862)；对于16k模式的82、243、346、517、714、861、1010、1157、1290、1429、1610、1753、1881、2061、2197、2301、2450、2647、2794、2899、3027、3159、3338、3497、3645、3793、3923、4059、4239、4409、4490、4647、4847、5013、5175、5277、5419、5577、5723、5895、6051、6222、6378、6497、6637、6818、7021、7201、7366、7525、7721、7895、8090、8199、8325、8449、8593、8743、8915、9055、9197、9367、9539、9723、9885、10058、10226、10391、10578、10703、10825、10959、11169、11326、11510、11629、11747、11941、12089、12243、12414、12598、12758、12881、13050、13195、13349、13517、(13725、13821)；以及对于32k模式的163、290、486、605、691、858、1033、1187、1427、1582、1721、1881、2019、2217、2314、2425、2579、2709、2857、3009、3219、3399、3506、3621、3762、3997、4122、4257、4393、4539、4601、4786、4899、5095、5293、5378、5587、5693、5797、5937、6054、6139、6317、6501、6675、6807、6994、7163、7289、7467、7586、7689、7845、8011、8117、8337、8477、8665、8817、8893、8979、9177、9293、9539、9693、9885、10026、10151、10349、10471、10553、10646、10837、10977、11153、11325、11445、11605、11789、11939、12102、12253、12443、12557、12755、12866、12993、13150、13273、13445、13635、13846、14041、14225、14402、14571、14731、14917、15050、15209、15442、15622、15790、15953、16179、16239、16397、16533、16650、16750、16897、17045、17186、17351、17485、17637、17829、17939、18109、18246、18393、18566、18733、18901、19077、19253、19445、19589、19769、19989、20115、20275、20451、20675、20781、20989、21155、21279、21405、21537、21650、21789、21917、22133、22338、22489、22651、22823、23019、23205、23258、23361、23493、23685、23881、24007、24178、24317、24486、24689、24827、25061、25195、25331、25515、25649、25761、25894、26099、26246、26390、26569、26698、26910、27033、27241、(27449、27511、27642、27801)，其中括号中的值指的是扩展带宽模式。

操作总结

在图16所示的是示出根据本技术的发射器的操作的示例性流程图，在图17中提供从接收的OFDM符号检测并恢复数据的接收器的操作。在图15中示出的过程步骤总结如下：

S1：作为使用OFDM符号发射数据的第一个步骤，数据格式器接收用于传输的数据，并且将数据形成到各个OFDM符号的数据符号的集中进行传输。因而。数据符号被形成为集，每个集具有对应于可以由OFDM符号携带的数据量的大量数据符号。

S2：OFDM符号生成器然后接收来自数据格式器的各个数据符号的集，并且根据预定的离散导频图案和连续导频图案将数据符号与导频符号相结合。根据本技术，导频图案由针对离散导频的表2和针对连续导频的图6、图10和图13给出，其中图6和图10中的子载波位置可以从图13中给出的位置得出。预定图案排列(setout)携带导频符号的OFDM符号的子载波。OFDM符号的剩余子载波携带数据符号。因此OFDM符号均包括多个子载波符号，一些子载波符号携带数据符号并且一些子载波符号携带导频符号。

S4：调制器根据数据符号和导频符号的值将数据符号和导频符号映射到调制符号上。利用调制符号，每个子载波然后被调制为形成频域的OFDM符号。

S6：逆傅里叶变换器然后在6MHz或约6MHz的通信系统的带宽以内将频域的OFDM符号转换成时域的。

S8：保护间隔插入器通过复制OFDM符号的包含数据符号或导频符号的有用的部分的一部分并且在时域中顺次将复制的部分附加至OFDM符号，将保护间隔添加至每个时域OFDM符号。被复制的部分具有对应于保护间隔的长度，该保护间隔是预定的保护间隔持续时间。

S10：然后射频传输单元调制射频载波与时域OFDM符号并且经由发射器的天线发射OFDM符号。

从由该传输方法所发射的OFDM符号中检测并恢复数据的接收器的操作在图17中呈现，并概述如下：

S12：解调器接收来自天线和射频降频转换器的信号并且检测表示OFDM符号的信号。解调器生成在时域上的OFDM符号的采样数字版本。根据本技术的在频域上的OFDM符号的带宽大致是6MHz，即约6MHz。

S14：保护间隔相关器将对应于OFDM符号的保护间隔的采样集相关，以检测OFDM符号的有用部分的时序。所接收的对应于保护间隔的信号采样的部分被复制并存储，并且然后与相同接收的信号采样相关，以检测确定重复的保护间隔存在于OFDM符号的有用部分的相关峰值。

S16：然后，傅里叶变换处理器使用傅里叶变换将所接收的信号用于通过由保护间隔相关器检测的时序所确定的OFDM符号的有用部分的时域采样的部分转换成频域。从频域的OFDM符号，导频符号可以从承载导频符号的子载波恢复并且数据符号可以从承载数据的子载波恢复。根据本技术，导频子载波位置由针对离散导频的表2和针对连续导频的图6、图10和图13给出，其中图6和图10中的子载波位置可以从图13中给出的位置得出。

S18：信道估计和校正单元从恢复的导频符号估计传送OFDM符号的信道的脉冲响应并且使用估计的信道脉冲响应校正所接收的承载数据符号的子载波。通常这是根据均衡技术，其中所接收的信号在频域除以信道脉冲响应的频域表示。

S20：解映射器通过进行与发射器处所进行的映射相逆的映射从OFDM符号的数据承载子载波恢复数据符号。

如将理解的，分别在图1和图3中示出的发射器和接收器仅作为图示提供而不旨在限制。例如，将理解，本技术可以适用于不同的发射器和接收器架构。

如上所述的，本发明的实施方式获得了关于诸如通过引用结合在本文中的ATSC3.0的ATSC标准的应用。例如本发明的实施方式可以用于根据手持式移动终端操作的发射器或接收器。可以提供的服务可包括语音、消息、因特网浏览、无线电广播、静止和/或移动视频图像、电视服务、交互服务、视频或点播的准视频和多种选择。服务可以彼此结合地来经营。

Claims (17)

1.一种用于从正交频分复用(OFDM)符号恢复数据的接收器，所述正交频分复用符号包括多个子载波信号，一些所述子载波信号携带数据符号并且一些所述子载波信号携带导频符号，所述导频符号包括离散导频符号和连续导频符号，所述连续导频符号根据连续导频符号图案跨所述子载波信号分布并且所述离散导频符号根据离散导频信号图案跨所述子载波信号分布，所述接收器包括：

解调器，被配置为检测表示所述正交频分复用符号的信号，并且生成所述正交频分复用符号在时域上的采样数字版本，

傅里叶变换处理器，被配置为接收所述正交频分复用符号的时域数字版本并且形成所述正交频分复用符号的频域版本，从所述频域版本中能够恢复承载所述导频符号的子载波和承载所述数据符号的子载波，以及

检测器，被配置为从所述正交频分复用符号的承载数据的所述子载波信号恢复所述数据符号，并且根据所述离散导频符号图案和所述连续导频符号图案从所述正交频分复用符号的承载导频的所述子载波信号恢复所述导频符号，其中，所述离散导频符号图案是多个离散导频符号图案中的一个并且所述连续导频图案与所述离散导频符号图案独立，并且所述检测器包括：存储器，被配置为存储主连续导频图案；以及处理器，被配置为检测所述多个子载波信号中的子载波信号的数量并且基于所述子载波信号的数量从主导频图案导出所述连续导频图案。

2.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述多个子载波信号中的子载波信号的数量是子载波信号数量的集中的一个，并且所述主导频符号图案是正交频分复用符号的包括所述子载波信号数量的集中的最高数量的子载波信号的用于所述连续导频符号的导频符号图案。

3.根据权利要求2所述的接收器，其中，所述子载波数量的集包括大约8k个子载波信号、大约16k个子载波信号和大约32k个子载波信号，所述主导频图案被设置用于所述32k个子载波信号，并且用于所述8k和16k个子载波信号的所述连续导频图案从用于所述32k个子载波的连续导频图案导出。

4.根据权利要求3所述的接收器，其中，用于8k个子载波的所述连续导频符号图案按照子载波信号位置由以下给出：41、173、357、505、645、805、941、1098、1225、1397、1514、1669、1822、1961、2119、2245、2423、2587、2709、2861、3026、3189、3318、3510、3683、3861、4045、4163、4297、4457、4598、4769、4942、5113、5289、5413、5585、5755、5873、6045、6207、6379、6525、6675、6862。

5.根据权利要求3所述的接收器，其中，用于16k个子载波信号的所述连续导频符号图案按照子载波信号位置由以下给出：82、243、346、517、714、861、1010、1157、1290、1429、1610、1753、1881、2061、2197、2301、2450、2647、2794、2899、3027、3159、3338、3497、3645、3793、3923、4059、4239、4409、4490、4647、4847、5013、5175、5277、5419、5577、5723、5895、6051、6222、6378、6497、6637、6818、7021、7201、7366、7525、7721、7895、8090、8199、8325、8449、8593、8743、8915、9055、9197、9367、9539、9723、9885、10058、10226、10391、10578、10703、10825、10959、11169、11326、11510、11629、11747、11941、12089、12243、12414、12598、12758、12881、13050、13195、13349、13517、13725、13821。

6.根据权利要求3所述的接收器，其中，用于32k个子载波信号的所述连续导频符号图案按照子载波信号位置由以下给出：163、290、486、605、691、858、1033、1187、1427、1582、1721、1881、2019、2217、2314、2425、2579、2709、2857、3009、3219、3399、3506、3621、3762、3997、4122、4257、4393、4539、4601、4786、4899、5095、5293、5378、5587、5693、5797、5937、6054、6139、6317、6501、6675、6807、6994、7163、7289、7467、7586、7689、7845、8011、8117、8337、8477、8665、8817、8893、8979、9177、9293、9539、9693、9885、10026、10151、10349、10471、10553、10646、10837、10977、11153、11325、11445、11605、11789、11939、12102、12253、12443、12557、12755、12866、12993、13150、13273、13445、13635、13846、14041、14225、14402、14571、14731、14917、15050、15209、15442、15622、15790、15953、16179、16239、16397、16533、16650、16750、16897、17045、17186、17351、17485、17637、17829、17939、18109、18246、18393、18566、18733、18901、19077、19253、19445、19589、19769、19989、20115、20275、20451、20675、20781、20989、21155、21279、21405、21537、21650、21789、21917、22133、22338、22489、22651、22823、23019、23205、23258、23361、23493、23685、23881、24007、24178、24317、24486、24689、24827、25061、25195、25331、25515、25649、25761、25894、26099、26246、26390、26569、26698、26910、27033、27241、27449、27511、27642、27801。

7.根据权利要求6所述的接收器，其中，所述子载波信号的数量大约是16k，并且所述处理器被配置为根据以下等式导出16k连续导频图案：

CP_16K_pos＝round(CP_32K_pos(l:2:last_32k_cp_pos)/2)。

8.根据权利要求6所述的接收器，其中，所述子载波信号的数量大约是8k，并且所述处理器被配置为根据以下等式导出8k连续导频图案：

CP_8K_pos＝round(CP_32K_pos(l:4:last_32k_cp_pos)/4)。

9.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述多个离散导频图案包括以下离散导频图案：Dx＝4，Dy＝4；Dx＝8，Dy＝2；Dx＝16，Dy＝2；和Dx＝32，Dy＝2。

10.根据权利要求1所述的接收器，其中，跨所述多个离散导频符号图案的离散导频的位置与连续导频相对于所述子载波信号的位置基本不重合。

11.一种用于从正交频分复用(OFDM)符号接收并且恢复数据的方法，所述正交频分复用符号包括多个子载波信号，一些所述子载波信号携带数据符号并且一些所述子载波信号携带导频符号，所述导频符号包括离散导频符号和连续导频符号，所述连续导频符号根据连续导频符号图案跨所述子载波信号分布并且所述离散导频符号根据离散导频信号图案跨所述子载波信号分布，所述方法包括：

检测表示所述正交频分复用符号的信号；

生成所述正交频分复用符号在时域上的采样数字版本；

接收所述正交频分复用符号的时域数字版本并且形成所述正交频分复用符号的频域版本，从所述频域版本能够恢复承载所述导频符号的子载波信号和承载所述数据符号的子载波信号；

从所述正交频分复用符号的承载数据的所述子载波信号恢复所述数据符号；以及

根据所述离散导频符号图案和所述连续导频符号图案从所述正交频分复用符号的承载导频的所述子载波信号恢复所述导频符号，其中，所述离散导频符号图案是多个离散导频符号图案中的一个并且所述连续导频图案与所述离散导频符号图案独立，并且所述方法包括：

检测所述多个子载波信号中的子载波信号的数量；并且

基于所述子载波信号的数量从存储的主连续导频图案导出所述连续导频图案。

12.一种用于发射正交频分复用(OFDM)符号的发射器，所述正交频分复用符号包括多个子载波信号，一些所述子载波信号携带数据符号并且一些所述子载波信号携带导频符号，所述导频符号包括离散导频符号和连续导频符号，所述连续导频符号根据连续导频符号图案跨所述子载波信号分布并且所述离散导频符号根据离散导频信号图案跨所述子载波信号分布，所述发射器包括：

导频信号形成器，被配置为生成导频符号，

符号生成器，被配置为接收频域的数据符号流并且根据所述离散导频符号图案和所述连续导频符号图案将来自所述导频信号形成器的所生成的导频符号嵌入到所述数据符号流的所述子载波信号中导频符号，以及

正交频分复用调制器，被配置为生成嵌入有导频符号的信号的时域版本，

其中，所述离散导频符号图案是多个离散导频符号图案中的一个并且所述连续导频图案与所述离散导频符号图案独立，并且所述导频信号形成器包括：存储器，被配置为存储主连续导频图案；以及处理器，被配置为检测所述多个子载波信号中的子载波信号的数量并且基于所述子载波信号的数量从主导频图案导出所述连续导频图案。

13.一种用于发射正交频分复用(OFDM)符号的方法，所述正交频分复用符号包括多个子载波信号，一些所述子载波信号携带数据符号并且一些所述子载波信号携带导频符号，所述导频符号包括离散导频符号和连续导频符号，所述连续导频符号根据连续导频符号图案跨所述子载波信号分布并且所述离散导频符号根据离散导频信号图案跨所述子载波信号分布，所述方法包括：

生成导频符号；

接收频域的数据符号流并且根据所述离散导频符号图案和所述连续导频符号图案将所生成的导频符号嵌入到所述数据符号流的所述子载波信号中；并且

生成嵌入有所述导频符号的所述符号流的时域版本，其中，所述离散导频符号图案是多个离散导频符号图案中的一个并且所述连续导频图案与所述离散导频符号图案独立，并且所述方法包括：

检测所述多个子载波信号中的子载波信号的数量；并且

基于所述子载波信号的数量从存储的主连续导频图案导出所述连续导频图案。

14.一种具有计算机可执行指令的计算机程序，所述计算机可执行指令在被加载到计算机上时使得所述计算机执行根据权利要求12所述的方法。

15.一种基本如下文中参考附图描述的接收器。

16.一种基本如下文中参考附图描述的发射器。

17.一种基本如下文中参考附图描述的方法。