CN106797491A - 用于ofdm系统的滤波标识符 - Google Patents

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Abstract

广播TV信号是基于DVB‑T2的系统。DVB‑T2发送器在发送前检查OFDM码元以确定邻近信道干扰(ACI)的等级。如果ACI的等级过高，即，在阈值以上，则OFDM码元在发送之前被滤波。否则，OFDM码元被发送而无需滤波。滤波字段被添加到广播DVB‑T2信号的L1前信令表以用信号向DVB‑T2接收器表达所接收的OFDM码元在何时已被滤波。

Description

用于OFDM系统的滤波标识符
技术领域
本发明一般地涉及通信系统，并且更具体地涉及电视(TV)系统。
背景技术
对于正交频分复用(OFDM)型系统，数据在被称为OFDM码元的群组中发送。每个OFDM码元由若干个单独的载波组成，这些单独的载波可以在每个载波上具有相同或不同的调制。由于每个OFDM码元是不同的，因此它们具有不同的频率特性。这样的系统的一个示例是数字视频地面广播(DVB-T)型系统，诸如DVB-T2。对于DVB-T2系统，在生成每个OFDM码元时使用的快速傅里叶变换(FFT)可以具有以下规模：1K、2K、8K、16K或32K(其中K＝1024)，这在DVB-T2中也被称为载波模式，如8K载波模式。此外，对于8K、16K或32K FFT规模，可以有标准载波模式和扩展载波模式。在扩展载波模式中，将附加的载波添加在信道谱的两端处以允许信道的最佳使用。
在任何通信系统中，可能呈现各种类型的干扰，诸如码元间干扰(ISI)、邻近信道干扰(ACI)等。在OFDM型系统的上下文中，ACI是由来自发送的信号的外部功率进入邻近信道(对于DVB-T2，信道间隔可以例如是8MHz)导致的干扰。有利地是，对于DVB-T2系统，较大规模的快速傅里叶变换(FFT)导致发送的信号的频谱在信道频带外更快地下降——从而限制了对邻近信道的影响。此外，通常在发送天线之前具有模拟RF(射频)滤波器，以进一步限制发送的信号对邻近信道的影响。
尽管有以上优点，但即使在DVB-T2系统中仍然可能有出现ACI的情况。一种已知的解决方案是使信道偏移。例如，如果有3个邻近信道A、B和C，并且例如在信道A和B之间有潜在的干扰，则这可以通过使B向C偏移来解决。但是，这之后可能导致信道B和C之间的冲突。
发明内容
我们已意识到另一种用以进一步减少ACI的影响而不必偏移信道的方式。具体地，每个OFDM码元可以以某种方式进一步滤波，使得信号不与邻近信道发生干扰。但是，OFDM信号的进一步滤波可能导致OFDM码元中的某些失真，其可能降低性能。因而，根据本发明的原理，执行每个OFDM码元的选择性滤波。说明性地，每个OFDM码元在发送之前被检查以确定ACI等级。可以通过估计落入邻近信道的信号功率的等级来获得由当前OFDM码元导致的ACI等级。这可以通过模拟典型发送器放大器和发送器输出滤波器以及在其后的用于邻近信道的典型接收器滤波器来数字地完成。在模拟的接收器中看到的信号功率量是发送的ACI等级的估计量。如果ACI的等级过高，则OFDM码元在发送之前被滤波。否则，OFDM码元被发送而无需滤波。用信号表达(signal)滤波器的使用作为信令信息的部分(例如，在DVB-T2型系统中的L1信令信息)，以警示接收器对任意接收的OFDM码元补偿滤波器的使用。因此，OFDM码元中的滤波失真通过仅在需要预防ACI时滤波而减小。
在本发明的说明性实施例中，广播TV信号是基于DVB-T2的系统。DVB-T2发送器在发送之前检查OFDM码元以确定ACI等级。如果ACI等级过高，即，在阈值以上，则OFDM码元在发送之前被滤波。否则，OFDM码元被发送而无需滤波。滤波字段被添加到广播DVB-T2信号的L1前信令表以用信号向DVB-T2接收器表达“所接收的OFDM码元在何时已被滤波”。根据本发明的特征，滤波字段还可以传达在OFDM码元上执行的滤波的类型。
在本发明的另一说明性实施例中，DVB-T2接收器包括用于接收OFDM广播信号的OFDM接收器，所接收的OFDM广播信号传达帧，每个帧包括前导码部分和随后数据部分；其中，至少一个前导码部分向接收器传达“随后数据部分是否已在发送之前被滤波”的信息；以及处理器，响应于“随后数据部分是否已在发送之前被滤波”的信息，用于控制滤波器处理随后数据部分以在发送之前补偿滤波。根据本发明的特征，传达该信息的前导码部分是DVB-T2L1前信令表的一部分。
鉴于以上所述，并且将通过阅读具体实施方式显见的是，其它实施例和特征也是可能的并且落入本发明的原理。
附图说明
图1示出了根据本发明的原理的说明性DVB-T2可兼容信号格式；
图2示出了根据本发明的原理的说明性DVB-T2L1前信令(pre-signaling)表；
图3示出了根据本发明的原理的说明性发送器；
图4示出了根据本发明的原理的说明性DVB-T2发送器的一部分；
图5示出了根据本发明的原理的用于在DVB-T2发送器中使用的说明性流程图；
图6示出了根据本发明的原理的用于在DVB-T2发送器中使用的说明性阈值；
图7示出了根据本发明的原理的用于在DVB-T2发送器中使用的说明性流程图；
图8示出了根据本发明的原理的设备或接收器的说明性实施例；
图9示出了根据本发明的原理的说明性DVB-T2接收器的一部分；以及
图10示出了根据本发明的原理的用于在DVB-T2接收器中使用的说明性流程图。
具体实施方式
除了发明构思外，图中所示的元件是公知的并且将不进行具体描述。例如，除了发明构思外，机顶盒或数字电视(DTV)及其组件，诸如前端、Hilbert滤波器、载波跟踪环路、视频处理器、遥控器等，是公知的并且不在本文具体描述。此外，除了发明构思外，假定熟悉网络化、OFDM以及当前和拟议的TV标准建议，并且这些不在本文描述。诸如例如，NTSC(国家电视系统委员会)；PAL(相位交替线)；SECAM(顺序传送与存储彩色电视系统)；ATSC(高级电视系统委员会)(例如，ATSC标准：地面广播和电缆(PSIP)的程序和系统信息协议的文件A/65)；中国数字电视系统(GB)20600-2006；数字视频广播(DVB-T2)和DVB-H。具体地，假定熟悉以下DVB-T2标准：ETSI EN 302 755V1.3.1：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；ETSI TS 108 831V1.2.1：数字视频广播(DVB)；第二代数字地面电视广播系统(DVB-T2)的实施指导原则；ETSI TS 102 992：数字视频广播(DVB)；用于和DVB-T2第二代数字地面电视广播系统一起使用的可选发送器签名(T2-TX-SIG)的结构和调制；以及ETSI EN 300 468：数字视频广播(DVB)；DVB系统中的服务信息(SI)的说明书。还应当注意，本发明构思可以使用传统编程技术来实现，传统编程技术将不在本文描述。最后，相同的附图标记表示相同的元件。
如上所述，我们已经意识到另一种用于在无需使偏移信道的情况下进一步减少ACI的影响的方法。具体地，每个OFDM码元可以以一些方式进一步滤波，使得该信号不与邻近信道发生干扰。然而，OFDM信号的进一步滤波可能导致在OFDM码元中的一些失真，这可能降低性能。因此，根据本发明的原理，执行对每个OFDM码元的选择性滤波。说明性地，每个OFDM码元在发送之前被检查以确定ACI的等级。如果ACI的等级过高，则OFDM码元在发送之前被滤波。否则，OFDM码元被发送而无需滤波。用信号表达(signal)滤波器的使用作为信令信息的部分(例如，在DVB-T2型系统中的L1信令信息)，以警示接收器对任何接收到的OFDM码元补偿滤波器的使用。因此，OFDM码元中的滤波失真通过仅在需要预防ACI时进行滤波来减少。
现将在DVB-T2系统的上下文中描述本发明的说明性实施例。在当前DVB-T2型系统中，存在在主OFDM数据码元之前被发送的前导码(preamble)。在图1中示出了根据本发明的原理的DVB-T2可兼容信号格式。如图1所示，DVB-T2可兼容信号格式由超帧(由椭圆表示)序列构成，每个超帧至多包括256个T2帧(从0编号到255)。每个T2帧至多是250毫秒长。此外，每个超帧还可以包括一个或多个未来扩展帧(FEF)。每个T2帧承载对于物理层管道(PLP)的P1信令、L1前信令、L1后信令和数据码元(例如，参见ETSI EN 302 755和ETSI TS 102831)。PLP承载服务，例如，用于用户观看的节目。如图1所示，将L1前信令数据作为在T2帧的起始部分中的前导码的一部分而先于数据码元发送。
根据本发明的原理，图1的L1前信令数据被修改为包括FILTER字段，该FILTER字段用于向DVB-T2接收器用信号表达：随后的OFDM码元在发送之前是否被施加了滤波器。如图2所示，DVB-T2的L1前信令表100被修改为现在包括具有32比特(bit)长度的FILTER字段，如箭头101所示。说明性地，该32比特字段代表二进制值，例如0值与未滤波相关联，而非0值与滤波相关联。还应当注意，其它的变化是可能的，例如0值仍与未滤波相关联，但特定非0值指示施加到OFDM码元的特定类型的滤波。
现参考图3，示出了根据本发明的原理的发送器150的说明性实施例。仅示出了与本发明构思相关的发送器150的那部分，例如数据105的处理。后面的部分表示T2帧的信息序列，即，如图1所示的P1信令、L1前信令和数据码元。数据105的L1前信令部分被修改为包括如图2所示的FILTER字段。如之前所述，该FILTER字段向DVB-T2型接收器指示随后的OFDM码元是否已被滤波。除了发明构思外，发送器150符合DVB-T2标准，例如，参见在ETSI TS102 831和ETSI EN 302 755中所述的DVB-T2实施指南。发送器150代表用于发送信号的任何基于处理器的平台。在此方面，发送器150包括如以图3中的虚线框的形式示出的处理器190和存储器195所表示的一个或多个处理器和相关联的存储器。在此上下文下，将计算机程序或软件(例如，表示图5和图7的流程图)存储在存储器195中以用于由处理器190运行。再后面的部分代表一个或多个存储程序的控制处理器，并且这些处理器不必专用于发送器功能，例如处理器190还可以控制发送器150的其它功能。存储器195代表任意存储设备，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等；存储器195可以在发送器150的内部和/或外部；并且存储器195根据需要是易失性和/或非易失性的。发送器150包括DVB-T2发送器160。再后面的部分代表在DVB-T2中的编码、成帧、调制等。对于该示例，假定使用8K载波模式。这些组件的任意或全部可以以如处理器190和存储器195所表示的软件来实现。最后，DVB-T2发送器160选择性地对OFDM码元进行滤波并且经由天线(未示出)提供用于发送的信号161。
现转向图4，本发明的说明性实施例被示出用于选择性地对OFDM码元进行滤波。仅示出了与发明构思相关的DVB-T2发送器160的那部分。DVB-T2发送器160包括OFDM生成元件205、开关210和220、OFDM滤波器215、ACI估计器230和广播发送器225。说明性地，假定开关210包括用于存储DVB-T2帧的缓冲器(未示出)，而ACI估计器230处理该帧以在发送之前确定ACI的存在。如以上针对图3所述，可以经由处理器190和存储器195以软件来实现图4的一个或多个功能。OFDM生成元件205接收数据105并且提供本领域已知的按照图1所示的T2超帧格式化的OFDM码元206。将OFDM码元206施加到ACI估计器230，ACI估计器230估计OFDM码元的邻近信道干扰量，并且向处理器190提供ACI指示符231(下文进一步描述)。ACI估计器230可以通过估计落入邻近信道的信号功率的等级来确定由当前OFDM码元所导致的ACI等级。这可以通过模拟典型发送器放大器和发送器输出滤波器以及在其后的用于邻近信道的典型接收器滤波器来数字地完成。在模拟的接收器中看到的信号功率量是发送的ACI的等级的估计。如果ACI指示符231指示可能存在ACI，则处理器190经由控制信号299控制开关210以将OFDM码元206经由信号路径212施加到OFDM滤波器215。假定OFDM滤波器215是数字滤波器。OFDM滤波器215向开关220提供OFDM已滤波的码元216，开关220也在控制信号299的控制之下，OFDM滤波器215将OFDM已滤波的码元216经由信号路径221提供到广播发送器225。OFDM滤波器215表示根据本发明的原理的OFDM码元的附加滤波。如之前所述，可以是以下情况：OFDM滤波器215是不同滤波器的组(bank)，其中，基于由ACI估计器230提供的估计的ACI的量来选择组中的每个滤波器。如另一示例，可以存在用于DVB-T2信号的不同载波模式的不同滤波器。
另一方面，如果ACI指示符231未指示可能存在ACI，则处理器190经由控制信号299来控制开关210和220，使得OFDM码元206被施加到广播发送器225而无需滤波。广播发送器225经由信号路径221接收OFDM码元(已滤波的或未滤波的)并且将该信号上变频(upconvert)到特定射频(rf)信道，并且经由天线(未示出)提供用于发送的信号161。广播发送器225可以在广播之前对模拟域中的rf信号进行附加地滤波。
如上所述，元件210和220被指定为开关。但是，应当注意到，这些不必要是实际的开关，更确切的是，提供切换功能的直观阐述以易于解释。例如，根据本发明的原理，可以是以下情况：为了代替切换用于OFDM码元206的信号处理的路径，由处理器190执行附加的处理以对OFDM码元进行滤波，来实现OFDM滤波器215的功能。
现参考图5，示出了用于在ACI估计器230中使用的说明性的流程图。在步骤305中，ACI估计器230估计OFDM码元206的ACI的可能等级。在步骤310中，ACI估计器230将所估计的ACI等级与该信号的边带的阈值相比较。如果所估计的边带ACI的等级在阈值以上，则在步骤315中，ACI估计器230经由信号231向处理器190指示可能存在ACI。另一方面，如果所估计的边带ACI的等级在阈值以下或等于阈值，则在步骤320中，ACI估计器230经由信号231向处理器190指示不存在ACI。简略地转向图6，示出了说明性阈值301。对于按箭头322的方向的、虚线321右侧的频率，与阈值301(即，右边带)相比较。图6中，该频率范围(由标记323指示)中的信号直观地在阈值301以下并且不存在ACI。将类似的注释应用于如虚线317、箭头318和标记319所指示的左边带。
现转向图7，示出了根据本发明的原理由处理器使用的另一说明性流程图。在步骤405中，处理器190检查由ACI估计器230用信号表达的ACI的存在。如果已检测到ACI，则在步骤410中，处理器190在L1前信令表中设置FILTER字段以指示OFDM码元的滤波。然后，在步骤415中，处理器190控制开关210和210，使得OFDM码元206在施加到发送器225之前被OFDM滤波器215滤波。另一方面，如果未检测到ACI，则在步骤420中，处理器190在L1前信令表中设置FILTER字段以指示OFDM码元的未滤波。然后，在步骤425中，处理器190控制开关210和210，使得OFDM码元206在施加到广播发送器225之前未被OFDM滤波器215滤波。应当注意的是，步骤410和415以及步骤420和425的顺序是不相关的，例如步骤415可以在步骤410之前开始。
鉴于以上所述，并且根据本发明的原理，DVB-T2型发送器在发送之前选择性地对OFDM码元进行滤波。因此，OFDM码元中的滤波失真通过仅在需要预防ACI时进行滤波来减少。
图8中示出了根据本发明的原理的说明性设备或接收器的高级框图。设备700(例如，电视)包括DVB-T2接收器710和显示器720。DVB-T2接收器710(例如，经由未示出的天线)接收广播DVB-T2信号701以用于处理而从中恢复例如用于施加到用于在其上观看视频内容的显示器720的HDTV(高清晰度TV)视频信号。此外，DVB-T2接收器710取回L1前信令表用以根据本发明的原理使用FILTER字段以选择性地处理接收到的OFDM码元。设备700是基于处理器的系统并且包括如以图8的虚线框的形式示出的处理器760和存储器765所表示的一个或多个处理器和相关联的存储器。在此上下文下，将计算机程序或软件(例如，表示图10的流程图)存储在存储器765中以用于由处理器760执行。如所述，处理器760代表一个或多个存储程序的控制处理器，并且这些不必专用于设备700的任一个特定功能，例如处理器760还可以控制该设备的其它功能。存储器765代表任意存储设备，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等；存储器765可以在设备的内部或外部；并且存储器765根据需要是易失性和/或非易失性的。
现在转向图9，示出了本发明的说明性实施例，用于选择性地处理OFDM码元以免OFDM码元已被滤波。仅示出了与发明构思相关的DVB-T2接收器710的那部分。DVB-T2接收器710包括广播接收器905、开关910和920、OFDM滤波器补偿915和OFDM解调器925。如以上针对图8所述，可以经由处理器760和存储器765以软件来实现图9的一个或多个功能。广播接收器905从rf信道接收DVB-T2广播信号，并且将该信号进行下变频(downconvert)以提供接收的OFDM码元906，所述接收的OFDM码元906按照图1所示的超帧进行格式化。将所述接收的OFDM码元906施加到开关910。处理器760确定在L1前信令表中的FILTER字段的值，并且经由控制信号761适当地控制开关910和920。如果FILTER字段指示接收的OFDM码元已被OFDM滤波，则处理器760控制开关910以将接收的OFDM码元施加到OFDM滤波器补偿915。之后执行图4的OFDM滤波器215的逆向功能。然后OFDM滤波器补偿915将已补偿的OFDM码元916施加到开关920，所述开关920也在控制信号761的控制之下，OFDM滤波器补偿915经由信号路径921向OFDM解调器925提供补偿的OFDM码元。如之前所述，可以是以下情况：图4的OFDM滤波器215是不同滤波器的组。在此情况下，FILTER字段将向接收器指示要使用哪个免费(complimentary)的OFDM滤波器补偿。
另一方面，如果FILTER字段未指示接收的OFDM码元已被OFDM滤波，则处理器760经由控制信号761控制开关910和920，使得接收的OFDM码元906被施加到OFDM解调器925而无需OFDM滤波器补偿。OFDM解调器925经由信号路径921接收OFDM码元(已补偿的或未补偿的)并且提供解调的数据711，从所述解调的数据711恢复例如HDTV视频信号以用于施加到用于在其上观看视频内容的显示器720。
如之前关于图4所述，图9的元件910和920被指定为开关。但是，应当注意，这些不必要是实际的开关，更确切的是，提供切换功能的直观阐述以易于解释。
现参考图10，示出了根据本发明的原理用于在接收器中使用的说明性流程图。步骤505中，处理器760确定是否对来自接收的T2帧的接收的L1前信令表的FILTER字段的接收的OFDM码元执行滤波。如果滤波被执行，则步骤510中，处理器760经由控制信号761控制开关910和920以在将OFDM码元施加到OFDM解调器925之前经由OFDM滤波器补偿915补偿滤波。但是，如果滤波未被执行，则步骤515中，处理器760经由控制信号761控制开关910和920以将接收的OFDM码元906施加到OFDM解调器925而无需执行任何OFDM滤波器补偿。
鉴于以上所述，前面的内容仅示出本发明的原理，并且因此将理解的是，本领域技术人员将能够想出在本发明的精神和范围内实施其原理的许多替换的布置，尽管这些替换的布置未明确地在本文描述。因此将要理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对该说明性实施例做出许多修改，并且可以想出其它布置。

Claims (14)

1.一种接收器，包括：
正交频分复用OFDM接收器，用于接收OFDM广播信号，所接收的OFDM广播信号传达帧，每个帧包括前导码部分和随后数据部分；其中至少一个前导码部分向所述接收器传达“随后数据部分是否在发送之前已被滤波”的信息；以及
处理器，响应于“随后数据部分是否在发送之前已被滤波”的信息，用于控制滤波器处理所述随后数据部分以补偿在发送之前的滤波。
2.如权利要求1所述的接收器，其中所述OFDM广播信号按照DVB-T2进行格式化。
3.如权利要求2所述的接收器，其中每个帧是T2帧并且所述前导码部分是L1前信令表。
4.一种在接收器中使用的方法，所述方法包括：
接收正交频分复用OFDM广播信号，所接收的OFDM广播信号传达帧，每个帧包括前导码部分和随后数据部分；其中至少一个前导码部分向所述接收器传达“随后数据部分是否在发送之前已被滤波”的信息；以及
响应于“随后数据部分是否在发送之前已被滤波”的信息，对所述随后数据部分进行滤波以补偿在发送前的滤波。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述OFDM广播信号按照DVB-T2进行格式化。
6.如权利要求5所述的方法，其中每个帧是T2帧并且所述前导码部分是L1前信令表。
7.一种用于发送正交频分复用OFDM广播信号的装置，所述装置包括：
邻近信道干扰ACI估计器，用于估计所述OFDM广播信号的ACI的等级；以及
滤波器，用于在ACI的等级高于阈值时，选择性地对所述OFDM广播信号进行滤波。
8.如权利要求7所述的装置，其中所述OFDM广播信号按照DVB-T2进行格式化。
9.如权利要求7所述的装置，进一步包括：
处理器，用于修改所述OFDM广播信号中的信令信息以指示所述OFDM广播信号在何时已被滤波。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述OFDM广播信号按照DVB-T2进行格式化并且所述信令信息是L1前信令表。
11.一种在用于发送正交频分复用OFDM广播信号的发送器中使用的方法，所述方法包括：
估计所述OFDM广播信号的邻近信道干扰ACI的等级；以及
当ACI的等级高于阈值时，选择性地对所述OFDM广播信号进行滤波。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述OFDM广播信号按照DVB-T2进行格式化。
13.如权利要求11所述的方法，进一步包括：
修改所述OFDM广播信号中的信令信息以指示所述OFDM广播信号在何时已被滤波。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述OFDM广播信号按照DVB-T2进行格式化并且所述信令信息是L1前信令表。
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