CN106063210A - 发送设备、接收设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种发送设备、接收设备和控制这些设备的方法。发送设备包括：构造器，被配置为产生包括正交频分复用(OFDM)符号的传输流，并将信令数据添加到传输流；发送器，被配置为将至少一个导频插入到OFDM符号，确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量，将插入了导频的OFDM符号映射到确定的数量的有效载波上，并发送映射后的OFDM符号。

Description

发送设备、接收设备及其控制方法

技术领域

与示例性实施例一致的设备和方法涉及使用正交频分复用(OFDM)方法的信号传输。

背景技术

最近的通信服务已具有多功能和高质量。具体地说，电子技术的发展已使便携式广播装置(诸如高清数字电视(TV)、高规格智能电话等)广泛分布。因此，对于广播服务的各种接收方法和各种服务支持的需求已增加。

根据这些需求，作为示例，已开发了诸如第二代地面数字视频广播(DVB-T2)的广播通信标准。DVB-T2是第二代欧洲地面数字广播标准，其提高了在世界的35个或更多个国家(包括欧洲)中作为标准被采用的DVB-T的性能。DVB-T2采用了诸如低密度奇偶检验(LDPC)码、256-正交幅度调制(256QAM)方法等的最近技术来实现传输量和高带宽效率的提高。因此，DVB-T2可在有限的频带中提供各种高质量服务(诸如高清TV(HDTV))。

发明内容

技术问题

根据DVB-T2，有效载波的数量与快速傅里叶变换(FFT)大小的增加成比例地增加，并且带宽边缘的旁瓣的大小随着FFT大小而变化。这里，DVB-T2根据最小FFT大小来确定有效载波的数量，并与FFT大小成比例地增加并使用有效载波的数量。如果有效载波的数量如上所述与FFT大小成比例地被增加并被使用，则仍有可能使用更多个有效载波。因此，现有DVB-T2的效率可能不高。

因此，需要一种用于确定可用有效载波的数量的准则和方法。

技术方案

示例性实施例解决了至少一个上述问题和/或缺点以及在上面未描述的其它缺点。然而，示例性这施例不需要克服上述的缺点，示例性实施例可不克服任何上述问题。

示例性实施例提供了一种有效地确定有效载波的数量的发送设备、接收设备及其控制方法。

根据示例性实施例的一方面，提供了一种发送设备，可包括：构造器，被配置为产生包括正交频分复用(OFDM)符号的传输流，并将信令数据添加到传输流；发送器，被配置为将至少一个导频插入到OFDM符号，确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量，将插入了导频的OFDM符号映射到确定的数量的有效载波上，并发送映射后的OFDM符号。

发送器可调整存在于所述预设频谱掩模中的所述频谱的大小以确定有效载波的数量。发送器还可通过调整存在于所述预设频谱掩模中的所述频谱的大小来增加或减少用于OFDM符号的子载波的数量以确定有效载波的数量。

发送器可基于能够被插入到OFDM符号的离散导频的排列模式来确定有效载波的数量。

发送器可基于指示被插入到OFDM符号的离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数中的至少一个参数来确定有效载波的数量。

信令数据可包括关于有效载波的数量的信息。

发送器还可包括：导频产生器，被配置为将导频提供给确定有效载波的数量的信元复用器；逆快速傅里叶变换(IFFT)处理器，被配置为响应于插入了导频的OFDM符号通过信元复用器被映射到有效载波，对插入了导频的OFDM符号执行IFFT；峰均功率比(PAPR)减小器，被配置为减小从IFFT处理器输出的信号的PAPR；保护间隔插入器，被配置为将保护间隔插入从PAPR减小器输出的信号；数模转换器(DAC)，被配置为将插入了保护间隔的信号转换为模拟信号。

根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种接收设备，可包括：接收器，被配置为接收包括OFDM符号的传输流；检测器，被配置为从OFDM符号检测至少一个导频和信令数据；信道估计器，被配置为基于导频执行信道估计；信号处理器，被配置为从信令数据获得关于OFDM符号被映射到的有效载波的数量的信息，并基于获得的信息对OFDM符号进行信号处理。

关于有效载波的数量的信息可包括与包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量有关的信息。

有效载波的数量可基于被插入到OFDM符号的离散导频的排列模式被确定。

有效载波的数量可基于指示被插入到OFDM符号的离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数中的至少一个参数被确定。

根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种控制发送设备的方法，所述方法包括：产生包括OFDM符号的传输流，并将信令数据添加到传输流；将至少一个导频插入OFDM符号，并确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量；将插入了导频的OFDM符号映射到确定的数量的有效载波上，并发送映射后的OFDM符号。

有效载波的数量可基于能够插入到OFDM符号的离散导频的排列模式被确定。

有效载波的数量可基于指示将被插入到OFDM符号的离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数中的至少一个参数被确定。

信令数据可包括关于有效载波的数量的信息。

所述方法还可包括：对插入了导频的OFDM符号执行IFFT；减小由IFFT处理器处理的信号的PAPR；将保护间隔插入到PAPR被减小的信号；为将插入了保护间隔的信号转换为模拟信号。

根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种控制接收设备的方法，所述方法包括：接收包括OFDM符号的传输流；从OFDM符号检测至少一个导频和信令数据；基于导频执行信道估计；从信令数据获得关于OFDM符号被映射到的有效载波的数量的信息，并基于获得的信息对OFDM符号进行信号处理。

关于有效载波的数量的信息可包括与包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量有关的信息。

有效载波的数量可基于被插入到OFDM符号的离散导频的排列模式被确定。

有效载波的数量可基于指示被插入到OFDM符号的离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数中的至少一个参数被确定。

有益效果

附图说明

通过参照附图描述特定示例性实施例，以上和/或其它方面将更加明显，其中：

图1是示出根据示例性实施例的发送设备的结构的框图；

图2是示出根据示例性实施例的先进电视系统委员会(ATSC)3.0系统的结构的框图；

图3是示出根据示例性实施例的在ATSC 3.0系统中使用的信令产生器的结构的框图；

图4是示出根据示例性实施例的第二代地面数字视频广播(DVB-T2)发送系统的结构的框图；

图5是示出根据示例性实施例的发送器的详细结构的框图；

图6是示出根据示例性实施例的确定有效载波的数量的方法的曲线图；

图7是示出根据示例性实施例的导频的排列模式的示图；

图8至图19是布置根据示例性实施例的根据快速傅里叶变换(FFT)大小和导频的排列模式而确定的有效载波的数量的表；

图20是示出根据示例性实施例的产生信令数据的元件的框图；

图21是示出根据示例性实施例的接收设备的结构的框图；

图22是示出根据另一示例性实施例的接收设备的详细结构的框图；

图23是详细示出根据示例性实施例的信号处理器的框图；

图24是示出根据示例性实施例的信令处理器的详细结构的框图；

图25是示出根据示例性实施例的控制发送设备的方法的流程图；

图26是示出根据示例性实施例的控制接收设备的方法的流程图。

实施本发明的最佳模式

具体实施方式

参照附图更详细地描述示例性实施例。

在下面的描述中，即使在不同的附图中，相同的附图标号也用于相同的元件。在描述中定义的事项(诸如详细结构和元件)被提供以帮助对示例性实施例的全面理解。因此，明显的是可在没有这些具体定义的事项的情况下实施示例性实施例。此外，由于公知功能或结构将以不必要的细节来模糊示例性实施例，因此不对公知功能或结构进行详细描述。此外，将在下文中描述的术语考虑在本发明构思中的功能而被定义，并可根据用户或操作者的意图、习惯等而改变。因此，可基于本实施例的整体内容给出术语的定义。

图1是示出根据示例性实施例的发送设备100的结构的框图。

参照图1，发送设备100包括构造器110和发送器120。

构造器110产生包括正交频分复用(OFDM)符号的传输流，并将信令数据添加到传输流。这里，信令数据包括在传输流的接收设备对数据符号进行解码所需的信息，诸如参数等，这将在下面进行描述。此外，在构造器110产生包括OFDM符号的传输流之前，先进电视系统委员会(ATSC)3.0系统的输入处理器(未示出)和比特交织编码调制(BICM)处理器(未示出)产生基带帧，并对产生的基带帧进行处理。该处理也将在稍后被详细描述。

发送器120将至少一个导频插入到OFDM符号，并确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量。

这里，导频可被用于信道估计、均衡、共同相位估计(CPE)和同步。

导频可包括至少一个离散导频、至少一个连续导频、帧结束符号的至少一个帧结束导频等。

导频可根据特定排列模式被插入，例如，离散导频的排列模式可如下面的表1定义。

表1

[表1]

例如，P4,4指示D_x＝4，D_y＝4的模式，其中，该模式指示离散导频在4个列中按照相同间隔16被布置。将示例性地描述被插入到数据符号中的离散导频。如果离散导频在数据符号的第一列中按照相同的间隔16被布置，则在数据符号的第二列中的离散导频不在与数据符号的第一列相同的位置按照相同间隔16被布置。因此，被插入到第二列中的离散导频按照与被插入到数据符号的第一列中的离散导频相隔4行被布置。因此，离散导频可在4列中的每一列中按照相隔4行以相同间隔16来布置。

此外，发送器120可调整或控制与插入了导频的OFDM符号相应的频谱来符合预设条件。这里，预设条件为与插入了导频的OFDM符号相应的频谱存在于预设频谱掩模中。

预设频谱掩模根据国家、地区等被不同地设置，并被设置为使相邻传输信道之间的干扰最小化。换句话说，如果与插入了导频的OFDM符号相应的频谱(即，在快速傅里叶变换(FFT)之后在频域中形成的波形(也被称为频谱、波形谱或频率谱))没有被限制在预设频谱掩模的标准内，则相邻传输信道之间的干扰会增大。因此，难以稳定地发送数据。

不是与FFT大小相应的所有部分中的所有子载波都被用于发送信息，而是子载波中的一些子载波被用于发送信息。实际被用于发送信息或数据的子载波被称为有效载波。

如果有效载波的数量增加，则被用于发送信息的子载波随着有效载波的数量而增加。因此，数据传输速率增加。

因此，发送器120可确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量。如上所述，发送器120可通过调整在频域中形成的且存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的波形，来最大限度地增加在发送数据时可用的子载波的数量。

理由如下。如果有效载波的数量增加，则在频域中形成的与OFDM符号相应的波形的带宽增加，并且出现旁瓣的频率位置变得远离中心频率。然而，如果有效载波的数量减少，则在频域中形成的与OFDM符号相应的波形的带宽减小，并且出现旁瓣的频率位置变得靠近中心频率。

此外，旁瓣的大小随着FFT大小的增加而减小，但随着FFT大小的减小而增大。

然而FFT大小的增加使得有效载波的数量增加，从而增大了在频域中形成的与OFDM符号相应的波形的带宽，并且旁瓣的大小可减小，因此，波形可能偏离预设频谱掩模的范围。这里，与最大限度地增大的带宽相应的子载波的数量可被确定为最大限度地增加的有效载波的数量。

旁瓣与从带宽的边缘开始减小并且随着FFT大小的增加而增大的部分相应，因此，旁瓣的大小相对减小。然而，该部分随着FFT大小的减小而减小，因此，旁瓣的大小相对增大。

如上所述，发送器120可调整或控制在频域中形成的存在于频谱掩模中的与传输流的OFDM符号相应的波形，并考虑旁瓣和子载波数量之间的关系来确定有效载波的数量。

发送器120还可将插入了导频的OFDM符号映射到确定数量的有效载波上，并发送映射后的OFDM符号。如上所述的构造器110和发送器120被包括在ATSC 3.0系统中，因此，现在将描述ATSC 3.0系统。

图2是示出根据示例性实施例的ATSC 3.0系统200的结构的框图。

参照图2，ATSC 3.0系统200包括输入处理器210、BICM处理器220、构造器230和OFDM波形产生器240。

输入处理器210可将多个输入流划分为多个基带帧。具体地，输入处理器210输出被分配给多个基带帧的至少一个物理层管道(PLP)。根据示例性实施例，DVB-T2系统应用将具有不同调制方法、信道编码率、时间和信元交织长度等的各种广播服务提供给一个广播信道的PLP概念。

这里，PLP是指被独立处理的信号路径。换句话说，各个服务(例如，视频、扩展视频、音频、数据流等)可通过多个射频(RF)信道被发送和接收，因此，PLP是发送这些服务所通过的路径或者是通过该路径发送的流。此外，PLP可位于按时间间隔分布在多个RF信道上的间隙中，或者可按时间间隔分布在一个RF信道上。换句话说，一个PLP可按时间间隔分布在将被发送的一个RF信道或多个RF信道上。

PLP结构包括提供一个PLP的输入模式A和提供多个PLP的输入模式B。具体地说，如果支持输入模式B，则强健的特定服务可被提供，并且一个流可被分散并被发送以增加时间交织长度，从而获得时间分集增益。此外，如果仅接收到特定流，则接收器可在其余时间内被关闭以在低功率下被使用，使得适合于提供便携式的移动广播服务。

这里，时间分集是指发送侧按照预设时间间隔发送同样的信号若干次以降低移动通信传输路径上的传输质量的恶化，并且接收侧合成接收到的信号以获取高的传输质量。

可被共同发送到多个PLP的信息可被包括在将被发送的一个PLP中以提高传输效率。这里，PLP0执行该操作。这样的PLP可被称为公共PLP，除了PLP0之外的其它PLP可被用于发送数据，并被称为数据PLP。

如果使用这样的PLP，则在家接收HDTV节目的同时，还可在便携式的移动装置提供标清电视(SDTV)节目。此外，各种广播服务可通过广播站或广播内容提供商被提供给观众，并且差异性的服务可被提供使得即使在接收不好的边缘地区也能够接收到广播。

换句话说，输入处理器210将将被发送的数据映射到至少一个信号处理路径上以产生帧，并对至少一个信号处理路径中的每个信号处理路径执行信号处理。例如，信号处理可包括输入流同步、延迟补偿、空包删除、循环冗余校验(CRC)编码、头插入、编码、交织和调制中的至少一个。根据每个信号处理路径进行信号处理的帧与信令信息一起被产生为一个传输帧，产生的传输帧被发送到接收设备(未示出)。

BICM处理器220对多个基带帧中的每个基带帧执行前向纠错(FEC)、星座映射和交织，并随后输出多个基带帧。

具体地，如果多个随机化的基带帧被输入到BICM处理器220，则多个随机化的基带帧被编码为BCH码，并随后被编码为LDPC码。多个编码的基带帧通过比特交织器被交织，并且经过交织的比特根据正交相移键控(QPSK)、16-QPSK或更高的正交幅度调制(QAM)星座尺寸被映射到星座符号。如上产生的多个帧被称为FEC帧。FEC帧被交织。

构造器230将信令数据添加到从BICM处理器220输出的多个基带帧以产生OFDM符号。

具体地，构造器230将经过时间交织的帧调度为数据信元的流。数据信元在频率轴上被交织。ATSC 3.0帧是从在频率轴上交织的数据信元产生的。被称为L1信令的物理层信令作为8K前导符号被插入到每个ATSC 3.0帧的起始点中。L1信令被用于快速使每个帧同步。

OFDM波形产生器240对插入了前导符号的ATSC 3.0帧执行逆FFT(IFFT)，以将ATSC3.0帧转换为时间轴上的信号。OFDM波形产生器240还将保护间隔插入到每个符号以避免符号之间的干扰，并对时间轴上的信号执行数模转换以产生并发送基带模拟信号。

具体地，OFDM波形产生器240基于FFT大小和保护间隔部分从多个导频模式之中选择至少一个导频模式，根据选择的导频模式将至少一个导频插入到OFDM符号，并发送包括插入了导频的OFDM符号的流。

OFDM波形产生器240将数据信元、至少一个连续导频和至少一个离散导频插入到ATSC 3.0帧。因此，接收设备(未示出)可通过使用导频执行信道估计并对频率偏移进行补偿。用于减小峰均功率比(PAPR)的子载波预留可被选择性地插入。

具体地，被插入到ATSC 3.0帧的各种类型的信元被调制为接收设备已知的多条参考信息，由这些信元发送的信息具有至少一个离散导频、连续导频、边缘导频、帧起始导频或帧结束导频的形式。

这里，根据示例性实施例的构造器110和发送器120可分别与图2的构造器230和OFDM波形产生器240相应。

发送设备100可将包括OFDM信号的传输流与关于由发送器120确定的有效载波的数量的信息一起发送到接收设备。这里，发送设备100可将关于有效载波的数量的信息包括在信令数据中，并随后，发送信令数据。这里，现在将参照图3详细描述产生包括关于有效载波的数量的信息的信令数据的信令产生器。

图3是示出根据示例性实施例的在ATSC 3.0系统中使用的信令产生器300的结构的框图。

参照图3，信令产生器300包括信令产生处理器310、信令BICM处理器320、频率交织器330和前导产生器340。

信令产生处理器310产生在接收设备(未示出)对包括在数据符号区中的各种类型的PLP进行解码所需的所有类型的信令数据。信令产生处理器310可将关于应急预警系统(EWS)的数据插入到信令数据。接收设备可仅简单地对前导符号进行处理以检测关于EWS的数据。

信令BICM处理器320和频率交织器330分别以比特为单位和以频率为单位对产生的信令数据进行交织。此外，前导产生器340产生并输出包括交织后的信令数据的前导符号。

图4是示出根据示例性实施例的DVB-T2发送系统100的结构的框图。

参照图4，DVB-T2发送系统1000可包括输入处理器1100、BICM编码器1200、帧构建器1300和调制器1400。

将简要描述DVB-T2发送系统1000的元件，其中，DVB-T2发送系统1000的内容可与作为欧洲数字广播标准之一的DVB-T2中定义的内容相同。对于详细的内容，参考“数字视频广播(DVB)；对于第二代数字地面电视广播系统(DVB-T2)的帧结构信道编码和调制(2012-04)”。

输入处理器1100从将被服务的数据的输入帧产生基带帧。这里，输入流可以是运动图像专家组-2(MPEG-2)传输流(TS)、通用流(GS)等。

BICM编码器1200根据将发送将被服务的数据的区(例如，固定PHY帧或移动PHY帧)来确定FEC率和星座阶以执行编码。关于将被服务的数据的信令信息可通过附加的BICM编码器(未示出)被编码，或可根据实现与将被服务的数据共享以通过BICM编码器1200被编码。

帧构建器1300和调制器1400确定针对信令区的OFDM参数和针对将发送将被服务的数据的区的OFDM参数以形成帧，并添加同步区来产生帧。执行调制以将产生的帧调制为RF信号，并且RF信号被发送到接收设备。

参照图2描述的ATSC 3.0系统200的输入处理器210、BICM处理器220、构造器230和OFDM波形产生器240可分别与图4的输入处理器1100、BICM编码器1200、帧构建器1300和调制器1400相应。由参照图1描述的构造器110执行的操作可由帧构建器1300执行，由发送器1200执行的操作可由调制器1400执行。

发送器120包括信元复用器，其中，信元复用器确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了至少一个导频的OFDM信号相应的频谱中的有效载波的数量。

这里，信元复用器是构成参照图2描述的OFDM波形产生器240的多个元件之一，并执行对从子载波预留信元和导频产生器提供的数据信元以及至少一个连续导频和至少一个离散导频进行复用以及将复用后的数据信元、连续导频和离散导频插入到ATSC 3.0帧的操作。

具体地，发送器120除了可包括信元复用器之外，还可另外包括多个元件，并因此现在将参照图5描述发送器120的详细结构。

图5是示出根据示例性实施例的发送器120的详细结构的框图。

参照图5，发送器120包括导频产生器121、信元复用器122、IFFT处理器123、PAPR减小器124、保护间隔插入器125、频谱整形器126和数模转换器(ADC)127。

导频产生器121产生至少一个导频和至少一个子载波预留信元，并将导频(包括至少一个连续导频和至少一个离散导频)和子载波预留信元提供给信元复用器122。信元复用器122对数据信元和导频进行复用，并将复用后的数据信元和导频插入到ATSC 3.0帧。因此，接收设备(未示出)可通过使用导频执行信道估计和对频率偏移的补偿。此外，子载波预留信元可被选择性地使用以减小PAPR。

如果信元复用器122将插入了导频和子载波预留信元的OFDM符号映射到ATSC 3.0帧上，则IFFT处理器123将插入了导频和子载波预留信元的ATSC3.0帧变换为时间轴上的信号。

PAPR减小器124从变换后的在时间轴上的信号计算PAPR导频的大小以减小PAPR的大小。具体地，PAPR是指峰值功率与平均功率之比，是用于显示在发送器端基带传输信号的效果的标准。换句话说，通常，发送器的功率是指平均功能，但是峰值功率存在于实际发送的功率。如果该峰值功率没有被适当地设计，则会发生引起广播质量恶化的互调。因此，发送设备100可发送能够使PAPR减小的广播信号。

保护间隔插入器125将保护间隔插入到从PAPR减小器124输出的信号的每个符号以防止符号之间的干扰。

频谱整形器126可对从保护间隔插入器125输出的信号执行滤波以使相邻传输信道之间的干扰最小化。具体地，在产生OFDM符号之后，频谱的整形改善，并且滤波被提供以将相邻信道与另一信道清楚地区分。然而，通常，用于对频谱进行整形的滤波的脉冲响应减小了有效信号的长度，因此，滤波器长度可被缩短。然而，无波纹(ripple)的平面滤波器可以是具有更高阶的滤波器。因此，OFDM信号的有效频谱可被整形，并且滤波器的长度可被缩短以使滤波器的长度和有效保护间隔的损失最小化。

DAC 127可将频谱被整形的信号转换为模拟信号，并发送模拟信号。

图6是示出根据示例性实施例的确定有效载波的数量的方法的曲线图。

参照图6，频域中的与OFDM符号相应的波形(也被称为频谱、波形谱或频率谱)可被限制在预设频谱掩模610内或可不被限制在预设频谱掩模610内。

例如，与第一OFDM符号相应的频谱620在频域中被限制在预设频谱掩模610内，特别是在功率频谱密度(PSD)曲线图中，与第二OFDM符号相应的频谱630不被限制在预设频谱掩模610内。

此外，与第一OFDM符号相应的频谱620的有效载波的数量相应于与第一OFDM符号相应的频谱620的带宽部分650。换句话说，如果有效载波的数量增加，则与第一OFDM符号相应的频谱620的带宽部分650的长度增加。如果有效载波的数量减小，则与第一OFDM符号相应的频谱620的带宽部分650的长度减小。这等同地适用于与第二OFDM符号相应的频谱630的带宽670。

与预设频谱掩模610相比，与第一OFDM符号相应的频谱620能够增加有效载波的数量。因此，信元复用器122可增加有效载波的数量使得与第一OFDM符号相应的频谱620能够变为与第三OFDM符号相应的频谱640。结果。与第一OFDM符号相应的频谱620的带宽部分650的长度增加到与第三OFDM符号相应的频谱640的带宽部分660的长度。

由于与第二OFDM符号相应的频谱630没有被限制在预设频谱掩模610内，因此有效载波的数量可被减少。信元复用器122可减少有效载波的数量使得与第二OFDM符号相应的频谱620能够变成与第三OFDM符号相应的频谱640。因此，与第二OFDM符号相应的频谱620的带宽部分670的长度减小到与第三OFDM符号相应的频谱640的带宽部分660的长度。

具体地，信元复用器122可基于可被插入到OFDM符号的至少一个离散导频的排列模式来增加或减少有效载波的数量，以确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量。

换句话说，信元复用器122可基于指示将被插入到OFDM符号的至少一个离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数中的至少一个参数，确定有效载波的数量。

具体地，信元复用器122可通过下面的等式1或等式2来确定有效载波的数量：

有效载波的数量＝[最大(Dx×Dy)的倍数+1] (1)

有效载波的数量＝[最大(Dx)的倍数+1] (2)

其中，Dx和Dy表示构成导频的排列模式的导频的布置间隔和在导频位于OFDM符号上的相同位置处之前所需要的OFDM符号的数量，并且由于被插入到有效载波的起始部分和结束部分的导频(即，边缘导频)而加1。这里，Dx和Dy可以与在“数字视频广播(DVB)；第二代数字地面电视广播系统(DVB-T2)的帧结构信道编码和调制(2012-04)”中定义的Dx和Dy相同。由于被插入到有效载波的起始部分的边缘导频与至少一个离散导频的起始相同，因此有效载波的数量不增加。然而，由于被插入到有效载波的结束部分的边缘导频不与离散导频重叠，因此针对该边缘导频需要再多一个有效载波。

这将参照示出布置导频的排列模式的示图来更详细地描述。

图7是示出根据示例性实施例的导频的排列模式的示图。

参照图7，在预设模式下，导频710被插入到数据符号区，导频720被插入到数据符号区的前端处的帧起始符号，导频730被插入到数据符号区的后端处的帧结束符号。

在图7中示出的导频的排列模式为Dx＝3，Dy＝4。因此，信元复用器122可通过使用上面的等式1来将1与12(即，Dx×Dy)的倍数相加以确定有效载波的数量。在图7中示出的有效载波的数量可被计算为12×3+1。

此外，信元复用器122可将1与Dx＝3的倍数相加以确定有效载波的数量，在图7中示出的有效载波的数量可被计算为3×12+1。

具体地，为了在至少一个连续导频被插入到数据符号时均匀地使用与数据符号相应的有效载波的数量，信元复用器122可通过等式1来确定有效载波的数量。此外，信元复用器122可通过等式2来确定有效载波的数量以使接收设备能够简单地执行信号处理而不需要执行特别的处理。

图8至图19是布置根据示例性实施例的根据FFT大小和导频的排列模式而确定的有效载波的数量的表。

参照图8，如果Dx×Dy的最大值或Dx的最大值是64，则FFT大小被改变为8192、16384和32768。因此，通过64×107+1、64×217+1和64×439+1(其中，1与64的倍数相加)，有效载波的数量可被计算为6849、13889和28097。

图9示出在Dx×Dy的最大值或Dx的最大值是32的情况下随着FFT大小被改变为8192、16384和32768而计算的有效载波的数量。在图8中示出的Dx×Dy的最大值或Dx的最大值(为64)与Dx×Dy的最大值或Dx的最大值(为32)不同。因此，图8和图9分别示出基于不同导频的排列模式而计算的有效载波的数量。

如图8和图9所示，图10和图11示出在Dx×Dy的最大值或Dx的最大值是64或32的情况下当FFT大小被改变为8192、16384和32768时被计算的有效载波的数量。然而，分别与64和32相乘的乘数不同于图8和图9的乘数。因此，在图10和图11中示出的计算出的有效载波的数量不同于在图8和图9中示出的计算出的有效载波的数量。在效果方面，在图10和图11的情况下获得的数据传输速度要高于在图8和图9的情况下获得的数据传输速度。

类似地，图12至图15示出在Dx×Dy的最大值或Dx的最大值是128和256(即，导频的排列模式被改变)的情况下计算的有效载波的数量。

如果构成导频的排列模式的Dx被表示为一个整数M的倍数，则信元复用器122可通过上面的等式1或等式2来计算有效载波的数量。如果Dx不被表示为一个整数M的倍数，即Dx被表示为整数M1和整数M2的倍数，则信元复用器122可计算被表示为整数M1和整数M2的倍数的最大Dx1和最大Dx2的最小公共倍数R，如下面的等式3所示。信元复用器133可将1与通过将计算出的最小公共倍数R和最大Dy相乘所获得的数字的倍数相加，以确定有效载波的数量。

有效载波的数量＝[((最小公共倍数R)×(最大Dy))的倍数+1] (3)

例如，如果Dx是被表示为3的倍数的3、6、12和24，则信元复用器122可将1与通过采用Dx(＝24)×Dy的最大值而获得的数字的倍数相加，或者将1与最大Dx 24的倍数相加，以确定有效载波的数量。

然而，如果Dx是被表示为3和4的倍数的3、4、6、8、12、16、24和32，则信元复用器122可获得32和24的最小公共倍数96，并将1与通过将最小公共倍数96和最大Dy相乘而获得的数字的倍数相加以确定有效载波的数量，其中，32是被表示为4的倍数的最大Dx，24是被表示为3的倍数的最大Dx。

如果构成导频的排列模式的Dx被表示为整数M1和整数M2的倍数，则信元复用器122还可计算可用离散导频的排列模式之中的使用被表示为整数M1的倍数Dx1的离散导频的排列模式之中的Dx1×Dy1的最大值与使用被表示为整数M2的倍数的Dx2的离散导频的排列模式之中的Dx2×Dy2的最大值的最小公共倍数R’，如下面的等式4。此外，信元复用器122可将1与最小公共倍数R’相加以确定有效载波的数量。

有效载波的数量＝[(最小公共倍数R’)的倍数+1] (4)

例如，如果Dx是被表示为3和4的倍数的3、4、6、8、12、16、24和32，Dy为2和4，使用的离散导频的排列模式之中的除了Dx＝32之外的Dx为3、4、6、8、12、16和24允许Dy＝2和Dy＝4，Dx＝32仅允许Dy＝2，则信元复用器122可获得被表示为3的倍数的最大(Dx1×Dy1)的96(＝24×4)和被表示为4的倍数的最大(Dx2×Dy2)的64(＝32×2)的最小公共倍数192，并将1与最小公共倍数192的倍数相加以确定有效载波的数量。

图16至图19示出在Dx为3、4、6、8、12、16、24和32并且Dy为2或4的情况下通过上述方法计算的有效载波的数量。

信元复用器122可将关于确定的有效载波的数量的信息添加到信令数据，并将包括该信息的信令数据发送到接收设备(未示出)。信令数据可以是被插入到前导符号的L1信令信息，现在将对此进行描述。

图20是示出根据示例性实施例的产生信令数据的元件的框图。

具体地，图20示出产生在如图4所示的DVB-T2系统中使用的L1信令信息的元件。产生这样的L1信令信息的处理可同样应用于根据示例性实施例的ATSC 3.0系统中使用的信令产生器300的处理。

参照图20，输入处理器1100和BICM编码器1200被示出。输入处理器110可包括调度器1110。BICM编码器1200可包括L1信令产生器1210、FEC编码器1220-1和1220-2、比特交织器1230、解复用器1240和星座映射器1250-1和1250-2。BICM编码器1200还可包括时间交织器(未示出)。此外，L1信令产生器1210可被包括在输入处理器1100中。

服务数据被分别映射到PLP0至PLPn上。调度器1110确定每个PLP的位置以及调制和码率以将多个PLP映射到T2的物理层上。换句话说，调度器1110产生L1信令。调度器1110可将当前帧的L1后信令的动态信息输出到帧构建器1300。调度器1110还可将该L1信令发送到BICM编码器1200。L1信息包括L1预信令和L1后信令。

L1信令产生器1210有区别地输出L1预信令和L1后信令。FEC编码器1220-1和1220-2分别对L1预信令和L1后信令执行包括缩短和描绘的FEC。比特交织器1230以比特为单位对编码的L1后信令执行交织。解复用器1240调整构成信元的比特的顺序以控制比特的鲁棒性，并输出包括比特的信元。星座映射器1250-1和1250-2分别将L1预信令和L1后信令的信元映射到星座上。通过上述处理而被处理的L1预信令和L1后信令被输出到帧构建器1300。因此，L1预信令和L1后信令可被插入到帧中。

产生L1信令的该处理可同样由图3的信令产生器300执行。关于由信元复用器1220确定的有效载波的数量的信息可被包括在产生的L1信令中。

图21是示出根据示例性实施例的接收设备2000的结构的框图。

参照图21，接收设备2000包括接收器2010、检测器2020、信道估计器2030和信号处理器2040。

接收器2010接收包括OFDM符号的传输流。

检测器2020从OFDM符号检测至少一个导频和信令数据。

信道估计器2030可基于检测到的导频执行信道估计。信号处理器2030可从信令数据获得关于OFDM符号被映射到的有效载波的数量的信息，并基于获得的信息对OFDM信号进行信号处理。

换句话说，信号处理器2040可获得关于有效载波的数量的信息以检查多少有效载波被用于发送信息。因此，信号处理器2040可快速地对OFDM符号进行信号处理。

这里，关于有效载波的数量的信息包括关于包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量的信息。

基于可被插入到OFDM符号的离散导频的排列模式来确定有效载波的数量。还基于从指示被插入到OFDM符号的离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数中选择的至少一个参数来确定有效载波的数量。上面已描述了通过发送设备100确定有效载波的数量的方法，因此，这里省略对其的详细描述。

图22是示出根据另一示例性实施例的接收设备2100的详细结构的框图。

换句话说，接收设备2100还包括对接收到的信令数据进行处理的信令处理器2050。上面已描述了接收器2010、检测器2020、信道估计器2030和信号处理器2040，因此，这里省略对其的详细描述。

信令处理器2050可从接收到的OFDM符号的前导符号提取信令数据。具体地，信令处理器2050可提取L1信令。

图23是详细示出根据示例性实施例的信号处理器2040的框图。

参照图23，信号处理器2040包括解调器2041、信号解码器2042和流产生器2043。

解调器2041根据用于执行同步检测的OFDM参数对接收到的RF信号执行调制。如果检测到同步，则解调器2041从同步区中存储的信息识别是接收移动帧还是固定帧。

在这种情况下，如果预设了用于信令区和数据区的OFDM参数，则解调器2041可获得存储在同步区中的用于信令区和数据区的OFDM参数，以获得用于紧接着同步区的信令区和数据区的OFDM参数信息，并对该OFDM参数信息进行解调。

信号解码器2042对输入数据进行解码。在这种情况下，信号解码器2042可通过使用从信令处理器2050检测到的信令数据来获得存储在每个数据区中的数据的FEC方法、调制方法等的参数以执行解码。信号解码器2042还可基于包括在可配置的后信令和动态后信令中的数据信息来计算数据的起始位置。换句话说，信号解码器2042可计算帧中的发送相应PLP的位置。

流产生器2043可对从信号解码器2042接收到的基带帧进行处理以产生将被服务的数据。

流产生器2043可从L1包产生L2包，其中，L2包基于从信令处理器2050提供的帧的协议版本的信息、关于帧的类型的信息和关于数据的插入方法的信息的值进行纠错。

具体地，流产生器2043可包括抖动缓冲器。抖动缓冲器可基于从信令处理器2050提供的帧的协议版本的信息、关于帧的类型的信息和关于数据的插入方法的信息等的值，重新产生用于恢复输出流的准确时间。因此，由于多个PLP之间的同步而产生的延迟可被补偿。

图24是示出根据示例性实施例的信令处理器2050的详细结构的框图。

参照图24，信令处理器2050包括解调器2051、复用器2052、解交织器2053和解码器2054。

解复用器2051从发送设备100接收信号，并对信号进行解调。具体地，解调器2051对接收到的信号进行解调以产生与LDPC码字相应的值，并将该值输出到复用器2052。

在这种情况下，与LDPC码字相应的值可被表示为接收到的信号的信道值。这里，可根据各种方法来确定信道值，例如，可使用确定对数似然比(LLR)值的方法。

这里，LLR值可被表示为通过将从发送设备100发送的比特将为0的概率和该比特将为1的概率之间的比率转换为对数分度而获得的值。可替换地，LLR值可以是根据硬判决而确定的比特值，或可以是根据从发送设备100发送的比特将为0或1的概率所属的分数而确定的代表性值。

复用器2052将解调器2051的输出值复用，并将复用后的输出值输出到解交织器2053。这里，解调器2051的输出值是与LDPC码字相应的值，例如，可以是LLR值。

具体地，复用器2052是与包括在发送设备100中的图20的解复用器1240相应的元件，并可反向地执行由解复用器1240执行的解复用操作。换句话说，复用器2050对与从解调器2051输出的LDPC码字相应的值执行并串转换以对与LDPC码字相应的值进行复用。

解交织器2053对复用器2052的输出值进行解交织，并将经过解交织的值输出到解码器2054。

具体地，解交织器2053是与包括在发送设备100中的图20的比特交织器1230相应的元件，并可反向地执行由图20的比特交织器1230执行的操作。换句话说，解交织器2053可对与LDPC码字相应的值执行解交织以使该解交织能够与由图20的比特交织器1230执行的交织操作相应。这里，与LDPC码字相应的值可以是例如LLR值。

解码器2054是与发送设备100的FEC编码器1220-2相应的元件，并可反向地执行由FEC编码器1220-2执行的操作。具体地，解码器2054可基于经过解交织的LLR值来执行解码以输出L1信令。

图25是示出根据示例性实施例的控制发送设备的方法的流程图。

参照图25，在操作S2510，发送设备产生包括OFDM符号的传输流，并将信令数据添加到传输流。

在操作S2520，发送设备将至少一个导频插入到OFDM符号，并确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量。

在操作S2530，发送设备将插入了导频的OFDM符号映射到确定的数量的有效载波上，并发送映射后的OFDM符号。

这里，在操作S2520，发送设备基于将被插入到OFDM符号的至少一个离散导频的排列模式来确定有效载波的数量。

在操作S2520，发送设备可基于指示将被插入到OFDM符号的离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数之中的至少一个参数，确定有效载波的数量。

信令数据包括关于有效载波的数量的信息。

根据示例性实施例的控制发送设备的方法还包括：对插入了导频的OFDM符号执行IFFT；减小通过IFFT处理的信号的PAPR；将保护间隔插入到PAPR被减小的信号；将插入了保护间隔的信号转换为模拟信号。

图26是示出根据示例性实施例的控制接收设备的方法的流程图。

参照图26，在操作S2610，接收设备接收包括OFDM符号的传输流。

在操作S2620，接收设备从OFDM符号检测至少一个导频和信令数据。在操作S2630，接收设备基于导频执行信道估计。接收设备从信令数据获得关于OFDM符号被映射到的有效载波的数量的信息，并基于获得的信息对OFDM符号进行信号处理。

这里，关于有效载波的数量的信息包括关于包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量。

基于可插入的离散导频的排列模式来确定有效载波的数量。

可基于指示被插入到OFDM符号的离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数中的至少一个参数来确定有效载波的数量。

根据上述的各种示例性实施例，可在不偏离频谱掩模的情况下使用的有效载波的数量可被确定，并被用于增加数据传输速率。

可提供一种存储顺序地执行根据本发明构思的控制方法的程序的非暂时性计算机可读介质。

例如，可提供一种存储执行以下操作的程序的非暂时性计算机可读介质：产生包括OFDM符号的传输流，并将信令数据添加到传输流；将至少一个导频插入到OFDM符号，并确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量；将插入了导频的OFDM符号映射到确定的数量的有效载波上，并发送映射后的OFDM符号。

此外，例如，可提供一种存储执行以下操作的程序的非暂时性计算机可读介质：从OFDM符号检测至少一个导频和信令数据；基于导频执行信道估计；从信令数据获得关于OFDM符号被映射到的有效载波的数量的信息，并基于获得的信息对OFDM符号进行信号处理。

非暂时性计算机可读介质是指不是像寄存器、高速缓冲器、内存等短时间存储数据，而是半永久地存储数据并可由装置读取的介质。具体地，上述应用或程序可被存储并提供在非暂时性计算机可读介质(例如，致密盘(CD)、数字通用盘(DVD)、硬盘、蓝光盘、通用串行总线(USB)、存储卡、只读存储器(ROM)等)上。

根据示例性实施例，由如图1-图5和图20-图24中示出的块所表示的组件、元件或单元中的至少一个可被实现为执行上述各种功能的各种数量的硬件、软件和/或固件结构。例如，这些组件、元件或单元中的至少一个可使用可通过一个或更多个微处理器或其它控制设备的控制执行各种功能的直接电路结构，诸如存储器、处理、逻辑、查找表等。此外，这些组件、元件或单元中的至少一个可专门由包含用于执行特定逻辑功能的一个或更多个可执行结构的模块、程序或一部分代码实现。此外，这些组件、元件或单元中的至少一个还可包括执行各种功能的处理器(诸如中央处理器(CPU))、微处理器等。此外，虽然在上述框图中未示出总线，但是可通过总线执行组件、元件或单元之间的通信。可用在一个或更多个处理器上执行的算法实现上述示例性实施例的功能方面。此外，由块或处理步骤表示的组件、元件或单元可采用用于电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等的任意数量的现有技术。

上述示例性实施例和优点仅是示例性的，并不被解释为限制。本发明构思可容易地应用于其它类型的设备。此外，对示例性实施例的描述意于说明，而非限制权利要求的范围，并且对于本领域的技术人员将明显的是可进行许多替换、修改和改变。

工业应用

自由文本顺序表

Claims (15)

1.一种发送设备，包括：

构造器，被配置为产生包括正交频分复用(OFDM)符号的传输流，并将信令数据添加到传输流；

发送器，被配置为将至少一个导频插入到OFDM符号，确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量，将插入了导频的OFDM符号映射到确定的数量的有效载波上，并发送映射后的OFDM符号。

2.如权利要求1所述的发送设备，其中，发送器被配置为调整存在于所述预设频谱掩模中的所述频谱的大小以确定有效载波的数量。

3.如权利要求1所述的发送设备，其中，发送器被配置为通过调整存在于所述预设频谱掩模中的所述频谱的大小来增加或减少用于OFDM符号的子载波的数量以确定有效载波的数量。

4.如权利要求1所述的发送设备，其中，发送器被配置为基于能够被插入到OFDM符号的离散导频的排列模式来确定有效载波的数量。

5.如权利要求1所述的发送设备，其中，发送器被配置为基于指示将被插入到OFDM符号的离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数中的至少一个参数来确定有效载波的数量。

6.如权利要求1所述的发送设备，其中，信令数据包括关于有效载波的数量的信息。

7.如权利要求1所述的发送设备，其中，发送器还包括：

导频产生器，被配置为将导频提供给确定有效载波的数量的信元复用器；

快速傅里叶逆变换(IFFT)处理器，被配置为响应于插入了导频的OFDM符号通过信元复用器被映射到有效载波，对插入了导频的OFDM符号执行IFFT；

峰均功率比(PAPR)减小器，被配置为减小从IFFT处理器输出的信号的PAPR；

保护间隔插入器，被配置为将保护间隔插入到从PAPR减小器输出的信号；

数模转换器(DAC)，被配置为将插入了保护间隔的信号转换为模拟信号。

8.一种接收设备，包括：

接收器，被配置为接收包括正交频分复用(OFDM)符号的传输流；

检测器，被配置为从OFDM符号检测至少一个导频和信令数据；

信道估计器，被配置为基于导频执行信道估计；

信号处理器，被配置为从信令数据获得关于OFDM符号被映射到的有效载波的数量的信息，并基于获得的信息对OFDM符号进行信号处理。

9.如权利要求8所述的接收设备，其中，关于有效载波的数量的信息包括：与包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量有关的信息。

10.如权利要求9所述的接收设备，其中，有效载波的数量是基于被插入到OFDM符号的离散导频的排列模式而被确定的。

11.如权利要求9所述的接收设备，其中，有效载波的数量是基于指示被插入到OFDM符号的离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数中的至少一个参数而被确定的。

12.一种控制发送设备的方法，所述方法包括：

产生包括正交频分复用(OFDM)符号的传输流，并将信令数据添加到传输流；

将至少一个导频插入到OFDM符号，并确定将被包括在存在于预设频谱掩模中的与插入了导频的OFDM符号相应的频谱中的有效载波的数量；

将插入了导频的OFDM符号映射到确定的数量的有效载波上，并发送映射后的OFDM符号。

13.如权利要求12所述的方法，其中，有效载波的数量是基于能够插入到OFDM符号的离散导频的排列模式而被确定的。

14.如权利要求12所述的方法，其中，有效载波的数量是基于指示将被插入到OFDM符号的离散导频和至少一个边缘导频的排列模式的多个参数中的至少一个参数而被确定的。

15.一种控制接收设备的方法，所述方法包括：

接收包括正交频分复用(OFDM)符号的传输流；

从OFDM符号检测至少一个导频和信令数据；

基于导频执行信道估计；

从信令数据获得关于OFDM符号被映射到的有效载波的数量的信息，并基于获得的信息对OFDM符号进行信号处理。