CN107735992A - 确定预留音调的方法和使用音调预留执行papr降低的发送器 - Google Patents

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Abstract

一种确定将用于降低信号的峰均功率比(PAPR)的预留音调的方法，包括：随机地选择预留音调的载波索引并且基于随机地选择的载波索引来产生核信号；计算核信号的比较参考平均值，将计算出的比较参考平均值与预先存储的比较参考平均值进行比较，并且基于所述比较初步确定预留音调的载波索引；随机地重新排列初步确定的预留音调的载波索引的顺序，并且将计算出的比较参考平均值变为最小值的载波索引确定为预留音调的载波索引。

Description

确定预留音调的方法和使用音调预留执行PAPR降低的发送器
技术领域
与发明构思的示例性实施例一致的设备和方法涉及一种确定预留音调的方法和一种使用音调预留执行峰均功率比(PAPR)降低的发送器，更具体地，涉及一种确定针对PAPR降低而预留的载波索引并且使用音调预留执行PAPR降低的发送器。
背景技术
近来，广播和通信服务变得多功能且宽带质量高。此外，根据电子技术的发展，诸如高清数字电视、高规格智能电话等的各种广播接收装置已经被引进并且越来越多地被使用。作为结果，对于针对广播服务的各种接收方法和各种服务支持的需求已经增加。
同时，许多发送和接收系统通过正交频分复用(OFDM)方案提供广播服务。由于OFDM方案在预定的频带中使用多个载波(或子载波)执行数据发送，因此可高速发送数据并且具有强力地抵抗多径衰减的特征。
然而，在OFDM方案中，发送信号有时具有大的峰均功率比(PAPR)。数据通过对频域信号执行快速傅立叶逆变换(IFFT)通过多载波被发送。这里，OFDM信号的幅度的大小可由多载波的幅度之和来表示。因此，在多载波的相位相同的情况下，具有高的最大值的OFDM信号被产生，这表现出非常高的PAPR。
具有非常高的PAPR的OFDM信号使高功率放大器的效率恶化，并且高功率放大器在其线性操作范围之外的非线性区域中被操作，因此，OFDM信号失真。因此，存在发送和/或接收系统的性能恶化的问题。作为结果，需要对于用于降低PAPR的方法的研究。
发明内容
技术问题
发明构思的示例性实施例可克服以上问题和以上未描述的其它缺点。然而，示例性实施例不需要克服以上描述的缺点，并且可不克服以上描述的问题。
示例性实施例提供一种确定为了PAPR降低而预留的载波索引的方法，并且还提供了一种使用预留的载波索引执行PAPR降低的发送器。
技术方案
根据示例性实施例，提供一种确定将用于降低信号的峰均功率比(PAPR)的预留音调的方法，所述方法可包括：随机地选择预留音调的载波索引并且基于随机地选择的载波索引来产生核信号；计算核信号的比较参考平均值，将计算出的比较参考平均值与预先存储的比较参考平均值相比较，并且基于所述比较而初步确定预留音调的载波索引；随机地重新排列初步确定的预留音调的载波索引的顺序；在改变预留音调的重新排列的载波索引中的每个载波索引的情况下计算比较参考平均值，将计算出的比较参考平均值变为最小值的载波索引最终确定为预留音调的载波索引。
在基于随机地选择的预留音调的载波索引来产生核信号的步骤中，核信号可通过以下操作产生：在除了被插入了导频的载波索引之外的载波索引之中随机地选择预留音调的载波索引，将一(1)插入随机地选择的载波索引的载波中，并对插入了一(1)的载波执行快速傅立叶逆变换IFFT。
核信号的比较参考平均值可以是核信号的多个峰值信号之中的除了具有最大幅度的峰值信号之外的满足预定条件的峰值信号的幅度的平均值。
所述预定条件可以是如下条件：在核信号的所述多个峰值信号之中，除了具有最大幅度的峰值信号之外的峰值信号属于预定的高幅度范围以及基于具有第二大幅度的峰值信号的幅度的另一预定的高幅度范围。
在初步确定预留音调的载波索引的步骤中，计算出的比较参考平均值和预先存储的比较参考平均值之中的较小的比较参考平均值可与预设值相比较，并且具有小于所述预设值的所述较小的比较参考平均值的核信号的载波索引被初步确定为预留音调的载波索引。
比较参考平均值可通过以下操作被计算：将预留音调的重新排列的载波索引中所包括的各个载波索引顺序地改变为导频未位于并且初步确定的预留音调未位于的其它载波索引。
根据示例性实施例，提供了一种发送器，其中，所述发送器可包括：帧产生器，被配置为产生包括快速傅里叶变换(FFT)大小为32K的多个正交频分复用(OFDM)符号的帧；导频插入器，被配置为将导频分别插入所述多个OFDM符号的第一载波中；峰均功率比(PAPR)降低器，被配置为将用于降低PAPR的信号插入在被插入了导频的所述多个OFDM符号中的至少一个OFDM符号中预留的第二载波中，其中，第二载波具有如表4中所限定的载波索引。
帧可包括：前导符号、子帧边界符号、以及数据符号。
当前导符号中的将被插入前导导频的位置和子帧边界符号中的将被插入子帧边界导频的位置基于导频插入模式(Dx＝6、8、12、16、24、32)被限定，并且边缘导频将被插入子帧边界符号中的每个子帧边界符号中的第一个载波和最后一个载波中时，第二载波可具有表4中所限定的载波索引，其中，Dx是将被插入导频的相邻载波之间的载波索引的差值。
当数据符号中的将被插入离散导频的位置基于导频插入模式(Dx＝3、4、6、8、12、16、24、32以及Dy＝2、4)被限定，并且边缘导频将被插入数据符号中的每个数据符号中的第一个载波和最后一个载波中时，第二载波具有如表4中所限定的载波索引，其中，Dx是将被插入导频的相邻载波之间的载波索引的差值，Dy是特定载波上的连续导频之间的符号索引的差值。
根据示例性实施例，提供了一种发送器，其中，所述发送器可包括：帧产生器，被配置为产生包括快速傅里叶变换(FFT)大小为32K的多个正交频分复用(OFDM)符号的帧；导频插入器，被配置为将导频分别插入所述多个OFDM符号的第一载波中；峰均功率比(PAPR)降低器，被配置为将用于降低PAPR的信号插入在被插入了导频的所述多个OFDM符号中的至少一个OFDM符号中预留的第二载波中，其中，第二载波具有如表5中所限定的载波索引。
帧可包括：前导符号、子帧边界符号、以及数据符号。
当前导符号中的将被插入前导导频的位置和子帧边界符号中的将被插入子帧边界导频的位置基于导频插入模式Dx＝3、4被限定，并且边缘导频将被插入子帧边界符号中的每个子帧边界符号中的第一个载波和最后一个载波中时，第二载波可具有表5中所限定的载波索引，其中，Dx是将被插入导频的相邻载波之间的载波索引的差值。
发明的有益效果
根据各种示例性实施例，当PAPR降低被执行时，可防止产生新的峰值，从而更加有效地降低PAPR。
附图说明
通过参照附图描述发明构思的特定示例性实施例，示例性实施例的以上和/或其它方面将更加清楚，其中：
图1是示出根据示例性实施例的用于降低PAPR的方法的示图；
图2是示出根据示例性实施例的当PAPR被降低时能够发生的问题的示图；
图3是示出根据示例性实施例的帧结构的示图；
图4至图9是示出根据示例性实施例的用于确定预留音调的方法的示图；
图10是示出根据示例性实施例的用于确定预留音调的方法的流程图；
图11是示出根据示例性实施例的发送器的配置的框图；
图12是示出根据示例性实施例的接收器的配置的框图；
图13是示出根据示例性实施例的发送器使用预留音调降低PAPR的方法的流程图。
具体实施方式
实施发明的最佳实施方式
-
发明的实施方式
以下，将参照附图更加详细地描述发明构思的示例性实施例。
示例性实施例涉及一种用于在信号通过OFDM方案被发送的系统中使用音调预留(TR)方案来降低PAPR的方法。具体地，根据示例性实施例，为了通过考虑存在导频的载波在OFDM符号中的位置在避免与导频的冲突的情况下有效地降低PAPR，特定位置的载波被用作预留音调。
首先，一种用于根据音调预留方法来降低PAPR的方法如下。在音调预留方法中，针对载波中的一些载波预留音调。这里，预留的音调不发送数据并且用于降低PAPR。在这种情况下，由于接收器忽略不发送数据的预留音调，并且仅从数据的音调位置处的信号恢复数据，因此存在接收器的结构简单的优点。
同时，在音调预留方法中，梯度算法用于降低峰值。以下，将参照图1更加详细地描述用于使用梯度算法来降低峰值的方法。
图1示出使用音调预留方法来降低PAPR的发送器的配置示图。
参照图1，预留音调10和数据(即，广播数据、包括与广播数据有关的信令信息的L1信令、导频等)20被输入到音调接收器30，并且通过音调预留器30，音调预留信号被音调预留器30分配给发送器和接收器之间已知的预定载波位置。
同时，如果预留音调10与输入数据20之和被输入到快速傅立叶逆变换(IFFT)单元40，则IFFT被执行，并且随后，时域的输出信号x由并行/串行(P/S)转换器50产生。在这种情况下，峰值降低器60降低输出信号x的PAPR。
峰值降低器60使用预留的音调产生具有脉冲特征的核信号。这里，核信号用于修剪(clip)输出信号x。
具体地，峰值降低器60检测输出信号x的峰值。也就是说，峰值降低器60检测输出信号x的峰值的位置、幅度和相位。此外，为了降低输出信号x的峰值，峰值降低器60基于输出信号x的峰值的位置、幅度和相位对核信号执行循环移位、缩放和相位旋转中的至少一个，然后将结果与输出信号x相加。
此后，峰值降低器60计算具有降低的峰值的输出信号x的PAPR。此外，如果计算出的PAPR不满足目标(或期望的)PAPR水平，则峰值降低器60可重复前述处理，直到输出信号x的PAPR满足目标PAPR水平为止，或者可将前述处理重复由系统预先定义的次数(例如，N)。
如此，根据音调预留方法，数据信号的峰值通过将核信号与数据信号相加而被降低。然而，当核信号与数据信号相加时，在数据信号中也可能产生新的峰值。这里，数据信号可以是OFDM信号。
例如，如图2中所示，当在1(一)被插入被分配了预留音调的载波之后IFFT在频域中被执行时，在时域中的特定时间点具有峰值的核信号可被产生。
在这种情况下，如果核信号与数据信号相加，则数据信号的峰值可被减小核信号的第一峰值(即，幅度的最高峰值)。然而，由于除了第一峰值之外的其它部分被与数据信号相加，因此当除了第一峰值之外的其它峰值的幅度大时，由于所述其它峰值而可能在数据信号中出现新的峰值。
因此，根据示例性实施例，可使除了核信号的第一峰值之外的核信号的其它峰值的幅度最小化的预留音调的位置(即，预留音调的载波索引)被确定，并且这些载波索引被用作预留音调以便降低数据信号的PAPR。
以下，将描述根据示例性实施例的确定音调被预留的载波索引的方法。
首先，根据示例性实施例，由于信号通过在高级电视系统协会(ATSC)3.0标准中限定的帧被发送，因此将参照图3来描述在ATSC 3.0标准中限定的帧结构。
根据ATSC 3.0标准，如图3中所示，帧包括：引导310、前导320、以及一个或更多个子帧330-1、…、子帧330-n。
具体地，引导310位于每个帧的开始处，前导320位于引导310之后，所述一个或更多个子帧330-1、…、子帧330-n位于前导320之后。
引导310、前导320、以及一个或更多个子帧330-1、…、子帧330-n包括一个或更多个OFDM符号，并且针对每个OFDM符号的载波的数量可根据FFT模式(即，按照FFT大小，FFT大小可以是32K)被确定。
同时，每个子帧可包括子帧边界符号和数据符号。子帧边界符号位于与其它子帧的边界，数据符号位于子帧边界符号之间。也就是说，构成每个子帧的OFDM符号之中的第一个OFDM符号和最后一个OFDM符号是子帧边界符号，除了子帧边界符号之外的其余OFDM符号是数据符号。
同时，根据ATSC 3.0标准，导频被插入前导和子帧中，以进行信道估计和同步。
插入前导和子帧中的导频的类型如以下的表1中所示。
[表1]
符号类型 前导导频 离散导频 子帧边界导频 连续导频 边缘导频
前导 √ √
数据 √ √ √
子帧边界 √ √ √
参照表1，前导导频被插入前导中，离散导频(SP)被插入数据符号中，子帧边界导频被插入子帧边界符号中。此外，连续导频(CP)被插入前导符号、数据符号以及子帧边界符号中，边缘导频被插入数据符号和子帧边界符号中。
同时，将被插入导频的位置可通过将被插入导频的载波的索引来限定，或者可基于特定导频模式(例如，Dx和Dy)来确定。这里，Dx意指在频率方向上的将被插入导频的相邻载波之间的载波索引的差值(对此，在ATSC 3.0中，被限定为导频承载载波的间隔(即，在频率方向上)，在数字视频陆地广播版本2(DVB-T2)中，被限定为相邻的离散导频承载载波之间的载波索引的差值)，并且Dy意指在时间方向上的在特定载波上的连续导频之间的符号的数量的差值(对此，在ATSC 3.0中，被限定为形成一个离散导频序列的符号的数量(时间方向)，在DVB-T2中，被限定为在给定载波上的连续的离散导频之间的符号数量的差值)。
首先，将被插入前导导频的位置可基于Dx来确定。在前导导频的情况下，由于Dy是1(Dy＝1)，因此前导导频被插入到每个前导符号的相同位置。具体地，前导导频可被插入前导符号中具有满足k mod Dx＝0的载波索引k的信元(即，载波)中。这里，Dx可以是3、4、6、8、12、16、24和32，并且系统可根据信道环境选择这些值中的一个值。
将被插入离散导频的位置可基于Dx和Dy来确定。具体地，离散导频可被插入第一OFDM符号中具有满足以下数学表达式1的索引k的载波中。
k mod(DXDY)＝DX(I mod DY)...(1)
这里，Dx和Dy可如以下的表2中所示被限定，SPa_b意指导频模式，其中，a是Dx(a＝Dx)，b是Dy(b＝Dy)。
[表2]
同时，系统可根据信道环境选择表2中限定的SPa_b中的一个。
将被插入子帧边界导频的位置可基于Dx来确定。具体地，子帧边界导频可被插入子帧边界符号中具有满足k mod Dx＝0的载波索引k的信元中(除了当k＝0和k＝NoC–1时，子帧边界符号中k＝0或k＝NoC–1的的信元应该是边缘导频)。这里，Dx可以是3、4、6、8、12、16、24和32，系统可根据信道环境选择这些值中的一个值。然而，边缘导频被分别插入子帧边界符号的第一个载波和最后一个载波中。
将被插入连续导频的位置通过被插入了连续导频的载波的索引本身被限定。
具体地，连续导频可根据FFT大小而被插入不同位置，在32K的FFT大小下，将被插入连续导频的载波的索引可如以下的表3中所示被限定。
[表3]
因此，在FFT大小是32K的情况下，系统可基于表3插入连续导频。
边缘导频可被插入除了前导符号之外的符号的第一个载波和最后一个载波(即，构成数据符号和子帧边界符号的OFDM符号的第一个载波和最后一个载波)中。
同时，载波索引可被视为绝对载波索引或相对载波索引。绝对载波索引对载波的最大可能数量进行索引而不管载波降低是否已经被配置，因此，范围从0(即，第一个载波的索引)到NoCmax–1(即，最后一个载波的索引)(这里，NoCmax＝27649)。相对载波索引对经过配置的载波的数量进行索引，因此范围从0(即，第一个载波的索引)到NoC–1(即，最后一个载波的索引)(这里，NoC＝27649、27265、26881、26497或26113)。前导导频、离散导频、子帧边界导频和边缘导频的位置取决于相对载波索引。连续导频的位置取决于绝对载波索引。
同时，在如上所述至少一个导频被插入的情况下，将参照图4至图9描述根据示例性实施例的用于确定预留音调的方法。
首先，预留音调的索引被随机地选择。这里，预留音调的索引表示将分配给预留音调的载波索引。同时，分配给预留音调的载波的数量NTR可根据FFT大小而具有不同值。例如，在FFT大小是32K的情况下，NTR是288(NTR＝288)。
具体地，预留音调的载波索引从除了被插入了导频的载波的索引之外的索引之中被随机地选择。
也就是说，随机地选择预留音调的索引(S410)，并确定选择的索引是否与导频的索引重合(S420)，从而能够在除了被插入了导频的载波的索引之外的索引之中随机地选择预留音调的索引。
这里，导频可包括：前导导频、离散导频、子帧边界导频、连续导频、以及边缘导频，被插入了各个导频的位置如上所述。
此后，基于随机地选择的预留音调的索引产生核信号。具体地，在随机地选择的索引未与导频的索引重合的情况下(S420中的否)，如图2中所示，可通过将一(1)插入随机地选择的索引的载波中并且执行IFFT来产生核信号(S430)。
此外，计算核信号的幅度的比较参考平均值，将计算出的比较参考平均值与预先存储的比较参考平均值相比较，并基于比较来初步确定预留音调的索引。
具体地，如果计算出的核信号的比较参考平均值小于预先存储的比较参考平均值(S440中的是)，则用计算出的比较参考平均值替代预先存储的比较参考平均值(S450)。这里，预先存储的比较参考平均值可以是在执行上述处理之前基于随机地选择的预留音调的索引而计算并存储的比较参考平均值。在这种情况下，随机地选择的预留音调的索引也可被存储，在S450，也可更新预先存储的索引。
此外，如果核信号的比较参考平均值小于预设值(S460中的是)，则形成比较参考平均值的计算的基础的索引可被初步确定为将用于PAPR降低的预留音调的索引(S470)。
也就是说，计算出的比较参考平均值和预先存储的比较参考平均值之中的较小的比较参考平均值被与所述预设值相比较，并且作为比较的结果，如果比较参考平均值小于所述预设值，则形成产生具有比较参考平均值的核信号的基础的索引被初步确定为预留音调的索引。
然而，如果计算出的核信号的比较参考平均值不小于预先存储的比较参考平均值，则预留音调的索引可通过重复上述处理直到计算出的比较参考平均值变为小于预先存储的比较参考平均值为止并且确定计算出的比较参考平均值是否小于所述预设值而被初步确定。
此外，在预先存储的比较参考平均值被计算出的比较参考平均值替代之后，如果比较参考平均值大于或等于所述预设值，则预留音调的索引可通过重复上述处理直到比较参考平均值变为小于所述预设值为止而被初步确定。
根据示例性实施例，核信号的比较参考平均值是基于随机地选择的预留音调的索引而产生的核信号的多个峰值信号之中的除了具有最大幅度的峰值信号之外的满足预定条件的峰值信号的幅度的平均值。
根据示例性实施例，所述预定条件可以是如下条件：基于随机地选择的预留音调的索引而产生的核信号的除了具有最大幅度的峰值信号之外的峰值信号属于预定幅度范围(例如，在最高的10％之内)并且属于基于具有第二大幅度的峰值信号的幅度的另一预定幅度范围(例如，在最高的20％之内)。然而，上述数值仅仅是示例。
以下，将参照图5至图8更加详细地描述计算比较参考平均值的方法。
首先，假设基于随机地选择的预留音调的索引而产生的核信号如图5中所示。参照图5，核信号包括在时域中具有各种幅度的多个峰值信号。在这种情况下，核信号的多个峰值信号根据幅度被分类，示出根据幅度的峰值信号的数量的直方图可如图6中所示。
此后，核信号的比较参考平均值可基于如图6中所示的直方图来计算。
具体地，如图7中所示，使用直方图来确定除了具有最大幅度的峰值信号(即，第一峰值信号)之外的峰值信号之中的按照幅度排序属于前10％的第一组峰值信号。此外，如图8中所示，使用直方图来确定具有作为第二大幅度的峰值信号(即，第二峰值信号)的幅度的80％或更高比例的幅度的第二组峰值信号。
此外，共同属于第一组和第二组的峰值信号通过对分别属于第一组和第二组的峰值信号进行比较来确定，共同属于第一组和第二组的峰值信号的幅度的平均值被计算。如上所述计算出的值是针对随机地选择的预留音调的索引的比较参考平均值。
如此，根据本示例性实施例，比较参考平均值使用峰值信号之中的如下峰值信号来计算：所述峰值信号在属于按照幅度排序的特定范围之内的同时具有基于第二峰值信号的幅度的特定百分比或更高百分比的幅度，如果比较参考平均值小于预定值，则形成计算比较参考平均值的基础的索引被初步确定为预留音调的索引。
这里，当核信号被与数据信号相加以便降低PAPR时，作为通过仿真获得的值的所述预设值可被设置为这样的值，其中，该值可防止由于构成核信号的多个峰值信号之中的除了第一峰值信号之外的峰值信号而出现新峰值，其中，所述多个峰值信号之中的除了第一峰值信号之外的峰值信号包括第二峰值信号并具有特定幅度或更高幅度。
同时，如果预留音调的载波索引被初步确定，则预留音调的载波索引可使用初步确定的载波索引而被最终确定。其详细描述将参照图9来提供。
首先，随机地重新排列初步确定的预留音调的索引的顺序(S910)。在这种情况下，K可被设置为0(K＝0)并且N_nochange可被设置为0(N_nochange＝0)。
例如，在初步确定的预留音调的索引是“1、4、8和9”时，这些索引的顺序可被随机地重新排列，诸如“8、1、9和4”。
此外，随机地重新排列的索引可被改变为其它索引，核信号基于改变后的索引而产生。另外，核信号的比较参考平均值被计算并且彼此进行比较，作为比较的结果，产生具有最小比较参考平均值的核信号所基于的索引被最终确定为将用于降低数据信号的PAPR的预留音调的索引。
具体地，可在将预留音调的随机地重新排列的索引中所包括的各个索引顺序地改变为载波索引之中的导频未位于并且初步确定的预留音调未位于的索引的情况下计算比较参考平均值，并且针对计算出的比较参考平均值之中的最小的比较参考平均值的索引可被最终确定为将用于降低数据信号的PAPR的预留音调的索引。
为此，首先，执行针对预留音调的随机地重新排列的索引之中的第K索引的优化(S920)。
这里，优化意指：当在将第K索引顺序地改变为其它索引的情况下计算比较参考平均值时，确定产生最小比较参考平均值的索引的处理。
具体地，可通过将预留音调的随机地重新排列的索引之中的第K索引顺序地改变为载波索引之中的导频未位于并且初步确定的预留音调未位于的索引并且每当索引被改变时就计算比较参考平均值，确定产生最小的比较参考平均值的索引。
如在以上描述的示例中，假设初步确定的预留音调的索引是“1、4、8和9”，并且初步确定的预留音调的索引被随机地重新排列的状态是“8、1、9和4”。这里，假设针对一个OFDM符号的载波的数量是10，被插入了导频的载波的索引是“3和7”。然而，这仅仅是示例以方便解释。
具体地，在K＝0的方式下，可通过将随机地重新排列的索引(即，“8、1、9和4”)之中的作为第0索引(即，随机地重新排列的索引“8、1、9和4”之中的第一个值)的索引8改变为除了作为导频所位于的索引的“3和7”和作为其它预留音调所位于的索引的“1、9和4”之外的索引，计算比较参考平均值。
也就是说，在索引是“0、1、9和4”的情况下，可通过将1插入索引是0、1、9和4的载波之中并且执行IFFT来产生核信号，并且可计算产生的核信号的比较参考平均值。类似地，也可分别针对索引是“2、1、9和4”、“5、1、9和4”、“6、1、9和4”和“8、1、9和4”的情况来计算比较参考平均值。
此外，确定计算出的比较参考平均值之中的具有最小值的比较参考平均值，并且确定当比较参考平均值具有最小值时的索引之中的第K索引是否被改变(S930)。也就是说，确定当比较参考平均值具有最小值时的第K索引是否是与现有的第K索引不同的值。
在上述示例中，在当比较参考平均值具有最小值时的索引是“5、1、9和4”的情况下，可估计出基于“8、1、9和4”的第0索引从8改变为5。
如此，如果第K索引被改变(S930中的是)，则将N_nochange设置为0(N_nochange＝0)(S940)，将K设置为(K+1)mod NTR(K＝(K+1)mod NTR)(S950)，并且针对第K索引被改变的索引(即，在上述示例中，“5、1、9和4”)的第(K+1)mod NTR索引重复上述处理。这里，NTR是用于预留音调的载波的数量。
然而，在上述示例中，在当最小的比较参考平均值被产生时的索引是“8、1、9和4”的情况下，可估计出基于“8、1、9和4”的第0索引未被改变。
如此，如果第K索引未被改变(S930中的否)，则将N_nochange设置为N_nochange+1(N_nochange＝N_nochange+1)(S960)，并确定是否满足N_nochange＝NTR(S970)。
相应地，如果满足N_nochange＝NTR(S970中的是)，则确定K＝0，随机地重新排列索引的顺序(S980)，并且重复上述处理。
然而，如果不满足N_nochange＝NTR(S970中的否)，则确定是否满足N_nochange＝2*NTR(S990)。
相应地，如果不满足N_nochange＝2*NTR(S990中的否)，则将K设置为(K+1)mod NTR(K＝(K+1)mod NTR)(S995)，并且重复上述处理。然而，如果满足N_nochange＝2*NTR(S990中的是)，则将从S990输出的索引最终确定为预留音调的索引(S997)。
在根据以上描述的方法确定预留音调的索引并且基于确定的预留音调的索引执行PAPR降低的情况下，通常可降低核信号中的第二峰值信号和幅度排序在其之后的峰值信号的幅度。相应地，当核信号被与数据信号相加以便降低PAPR时，由于核信号中的第二峰值信号和幅度排序在其之后的峰值信号之间的差值被减小，因此不会产生新的峰值。
同时，根据上述方法确定的预留音调的索引如以下的表4和表5中所示。也就是说，表4和表5示出在FFT大小是32K的情况下为了PAPR降低而预留的一组载波。
具体地，表4示出为除了在Dx是3和Dx是4的情况下的前导符号和子帧边界符号之外的所有符号而预留的一组载波。也就是说，表4示出为数据符号和除了Dx是3和Dx是4的情况的前导符号和子帧边界符号而预留的一组载波。
具体地，在数据符号中的将被插入离散导频的位置基于导频插入模式Dx＝3、4、6、8、12、16、24和32且Dy＝2和4而被限定，并且边缘导频将被插入数据符号中的每个数据符号中的第一个载波和最后一个载波中的情况下，以及在前导符号中的将被插入前导导频的位置以及子帧边界符号中的将被插入子帧边界导频的位置基于导频插入模式Dx＝6、8、12、16、24和32而被限定，并且边缘导频将被插入子帧边界符号中的每个中的第一个载波和最后一个载波中的情况下，将为前导符号、子帧边界符号和数据符号而预留的一组载波如表4中所示。
表5示出在Dx是3以及Dx是4的情况下为前导符号和子帧边界符号而预留的一组载波。
具体地，在前导符号中的将被插入前导导频的位置和子帧边界符号中的将被插入子帧边界导频的位置基于导频插入模式(Dx＝3和4)而被限定，并且边缘导频将被插入子帧边界符号中的每个子帧边界符号中的第一个载波和最后一个载波中的情况下，为前导符号和子帧边界符号而预留的一组载波如表5中所示。
也就是说，在表4和表5中，在将被插入数据符号中的离散导频的情况下，Dy是2和4。
此外，在表4中，在将被插入数据符号中的离散导频的情况下，Dx是3、4、6、8、12、16、24和32，并且在表4中，在将被插入前导符号和子帧边界符号中的前导导频和子帧边界导频的情况下，Dx是6、8、12、16、24和32。此外，在表5中，在将被插入前导符号和子帧边界符号中的前导导频和子帧边界导频的情况下，Dx是3和4。
此外，在表4和表5中，边缘导频将被插入子帧边界符号和数据符号中的每个中的第一个载波和最后一个载波中。
[表4]
[表5]
同时，针对数据符号，具有表4中限定的载波索引的载波被预留，这些索引值被循环移位，从而使得能够限定为PAPR降低而预留的其它载波索引。这里，循环移位的索引值的量可通过Dx和Dy来确定。
具体地，在与索引1对应的数据符号中，预留的载波的集合Sl可基于以下的数学表达式2来计算。
Sl＝ik+DX＊(I mod DY)，in∈S0，0≤n＜NTR，d0≤l＜dend...(2)
这里，S0表示与表4中限定的载波索引对应的预留载波的集合，NTR表示每个OFDM符号预留的信元的数量，d0表示子帧的第一个OFDM符号的索引，dend表示最后一个数据符号的索引。
同时，当前导符号中的被插入了前导导频的位置和子帧边界符号中的被插入了子帧边界导频的位置基于导频插入模式Dx＝6、8、12、16、24、32来限定时，将为前导符号和子帧边界符号而预留的载波的集合如表4中所示。
同时，除了以上情况，即使在前导符号中的被插入了前导导频的位置和子帧边界符号中的被插入了子帧边界导频的位置基于导频插入模式Dx＝6、12、16、24、32而被限定的情况下，将为前导符号和子帧边界符号而预留的载波的集合如表4中所述。
在这种情况下，当前导符号中的被插入了前导导频的位置和子帧边界符号中的被插入了子帧边界导频的位置基于Dx＝3、4、8来限定时，将为前导符号和子帧边界符号而预留的载波的集合如表5中所述。
图10是示出根据示例性实施例的确定预留音调的方法的流程图。
首先，随机地选择预留音调的索引，基于随机地选择的索引来产生核信号(S1010)。
此后，计算产生的核信号的比较参考平均值，将计算出的比较参考平均值与预先存储的比较参考平均值相比较，并且初步确定预留音调的索引(S1020)。
此外，随机地重新排列预留音调的初步确定的索引的顺序(S1030)，在改变预留音调的随机地重新排列的索引中的每个索引的情况下计算比较参考平均值，并且将形成最小的比较参考平均值的基础的索引最终确定为预留音调的索引(S1040)。
这里，在S1010，可通过如下操作产生产生核信号：在除了被插入了导频的载波索引之外的索引之中随机地选择预留音调的载波索引，将1插入随机地选择的索引的载波中，并且执行IFFT。
核信号的比较参考平均值是基于随机地选择的预留音调的索引而产生的核信号的多个峰值信号之中的除了具有最大幅度的峰值信号之外的满足预定条件的峰值信号的幅度的平均值。预定条件可以是如下条件：核信号的多个峰值信号之中的除了具有最大幅度的峰值信号之外的峰值信号属于基于幅度的预定的高范围，并且属于基于具有第二大幅度的峰值信号的幅度的另一预定的高范围。
在S1020，可将计算出的比较参考平均值和预先存储的比较参考平均值之中的较小的比较参考平均值与预设值相比较，并可将具有小于所述预设值的比较参考平均值的核信号的索引初步确定为预留音调的索引。
此外，在S1040，可在将预留音调的随机地重新排列的索引中所包括的各个索引顺序地改变为载波的索引之中的导频未位于并且初步确定的预留音调未位于的索引的情况下计算比较参考平均值，并且可将产生计算出的比较参考平均值之中的最小比较参考平均值的索引最终确定为将用于降低数据信号的PAPR的预留音调的索引。
同时，用于确定预留音调的载波索引的方法如上所述。
同时，根据本示例性实施例，如表4和表5中所示限定的载波索引可为预留音调而预留，并且可使用预留的载波索引来降低数据信号的PAPR，以便被发送到接收器。
图11示出根据示例性实施例的发送器的配置的框图。
参照图11，发送器1100包括：帧产生器1110、导频插入器1120以及PAPR降低器1130。
帧产生器1110产生帧。具体地，帧产生器可产生包括FFT大小为32K的多个OFDM符号的帧。
这里，帧包括前导符号、子帧边界符号和数据符号，其详细结构如图3中所示。
在这种情况下，帧产生器1110可通过考虑将被插入导频的位置和预留音调的位置而将L1信令和广播数据插入符号中。
具体地，帧由频域中的载波和时域中的整数个OFDM符号构成。在这种情况下，帧产生器1110可将L1信令插入前导符号的多个载波之中的导频和预留音调将不位于的载波中，并且可将广播数据插入子帧符号的多个载波之中的导频和预留音调将不位于的载波中。同时，将被插入导频的载波和为了PAPR降低而预留的载波如上所述。
导频插入器1120将导频插入帧中。具体地，导频插入器1120可将导频分别插入多个OFDM符号的第一载波中。
在这种情况下，导频可包括：前导导频、连续导频、子帧边界导频、离散导频和边缘导频。
相应地，导频插入器1120可将前导导频和连续导频插入前导符号中，可将子帧边界导频、连续导频和边缘导频插入子帧边界符号中，并且可将离散导频、连续导频和边缘导频插入数据符号中。
这里，导频插入器1120可基于系统中预先定义的特定导频模式(例如，Dx和Dy)或基于系统中预先定义的载波索引来确定将被插入导频的位置。同时，取决于导频类型的将被插入导频的位置如上所述。
PAPR降低器1130使用预留音调执行PAPR降低。具体地，PAPR降低器1130可将用于降低PAPR的信号插入在被插入了导频的多个OFDM符号中的至少一个OFDM符号中预留的第二载波中。也就是说，PFPR降低器1130可将音调预留信号(例如，不包括数据和L1信令的信元)插入为了PAPR降低而预留的载波中，以便降低输出波形的PAPR。
为此，发送器1100还可包括用于对频域中的被插入了导频的帧和数据执行IFFT以产生时域信号的IFFT单元(未示出)。
在这种情况下，PAPR降低器1130可使用如以上参照图1描述的梯度算法。然而，这仅仅是一个示例，PAPR降低器1130可使用根据音调预留方法的各种算法。
同时，预留的第二载波可如表4和表5中所示被限定。
例如，当前导符号中的将被插入前导导频的位置和子帧边界符号中的将被插入子帧边界导频的位置基于导频插入模式(Dx＝6、8、12、16、24、32)来限定，并且边缘导频将被插入子帧边界符号中的每个子帧边界符号中的第一个载波和最后一个载波中时，预留的第二载波具有如表4中所限定的载波索引。
此外，在将被插入离散导频的位置基于导频插入模式(Dx＝3、4、6、8、12、16、24、32以及Dy＝2、4)被限定，并且边缘导频将被插入数据符号中的每个数据符号中的第一个载波和最后一个载波中的情况下，预留的第二载波在数据符号中具有如表4中所示被限定的载波索引。
同时，当前导符号中的将被插入前导导频的位置和子帧边界符号中的将被插入子帧边界导频的位置基于导频插入模式(Dx＝3和4)而被限定，并且边缘导频将被插入子帧边界符号中的每个子帧边界符号中的第一个载波和最后一个载波中时，预留的第二载波具有如表5中所限定的载波索引。
这里，Dx是将被插入导频的相邻载波之间的载波索引的差值，Dy是特定载波上的连续导频之间的符号索引的差值。
如此，发送器1100可使用预留音调执行PAPR降低，并且可将PAPR被降低的信号发送到接收器(未示出)。
同时，发送器1100还可包括除了图11中示出的组件之外的组件。
例如，发送器1100还可包括用于对数据和L1信令进行编码和调制的组件。
具体地，发送器110还可包括：用于对广播数据和L1信令进行编码的编码器(未示出)、用于对经过编码的广播数据和L1信令进行交织的比特交织器(未示出)、用于将经过交织的广播数据和L1信令映射到星座以产生调制的符号的星座映射器(未示出)、以及分别用于对时域和频域中的广播数据和L1信令进行交织的时间交织器(未示出)和频率交织器(未示出)。
此外，发送器1100还可包括对被插入了导频的广播数据、L1信令和帧执行IFFT的IFFT单元(未示出)，并且还可包括用于将保护间隔插入PAPR降低被执行的信号中的保护间隔插入器(未示出)、用于在保护间隔被插入之后将与L1信令有关的信息插入引导符号中的引导单元(未示出)、以及用于将被插入了引导符号的信号上转换为射频(RF)带的信号并且将经过上转换的信号发送到接收侧的发送单元(未示出)。
图12是示出根据示例性实施例的接收器的配置的框图。
参照图12，接收器1200包括：接收单元1210、预留音调去除器1220和信号处理器1230。
接收器1210接收从发送器1100发送的帧。具体地，接收单元1210可使帧同步，可通过分配的频带接收信号，并且可将接收到的RF带信号下转换为基带信号。此外，接收单元1210可执行快速傅立叶变换(FFT)以将映射到频域的符号恢复。也就是说，接收单元1210可将映射到帧的多个OFDM符号恢复。
预留音调去除器1220将预留音调从构成帧的多个OFDM符号去除。
具体地，预留音调去除器1220确定预留音调在符号中的位置并且将预留音调从对应位置去除。因此，预留音调去除器1220可去除预留音调并且可仅提取数据。
这里，与为预留音调分配的载波索引有关的信息可被预先存储在接收器1200中，或者可从发送器1100被提供。同时，为预留音调分配的载波索引如以上描述的表4和表5中所示。
信号处理器1230处理预留音调被去除的多个OFDM符号。也就是说，信号处理器1230可对预留音调被去除时接收到的数据进行处理。
具体地，信号处理器1230可使用频率解交织器(未示出)和时间解交织器(未示出)对频域和时域中的广播数据和L1信令进行解交织，可使用星座解映射器(未示出)提取映射到星座的信号，可使用比特解交织器(未示出)和解码器(未示出)对广播数据和L1信令进行解交织和解码，并且可存储广播数据和L1信令。在这种情况下，由于L1信令包括与广播数据有关的信令信息，因此在恢复广播数据时可使用L1信令。
图13是示出根据本公开的示例性实施例的用于插入预留音调信号的方法的流程图。
首先，产生包括FFT大小为32K的多个OFDM符号的帧(S1310)。
此后，将导频分别插入所述多个OFDM符号的第一载波中(S1320)。
此外，将用于降低PAPR的信号插入在被插入了导频的所述多个OFDM符号中的至少一个OFDM符号中预留的第二载波中(S1330)。
这里，帧包括：前导符号、子帧边界符号和数据符号。
在这种情况下，预留的第二载波可具有如表4和表5中限定的载波索引。
当前导符号中的将被插入前导导频的位置和子帧边界符号中的将被插入子帧边界导频的位置基于导频插入模式(Dx＝6、8、12、16、24、32)被限定，并且边缘导频将被插入子帧边界符号中的每个子帧边界符号中的第一个载波和最后一个载波中时，预留的第二载波具有如表4中限定的载波索引。此外，在将被插入离散导频的位置基于导频插入模式(Dx＝3、4、6、8、12、16、24、32和Dy＝2、4)被确定，并且边缘导频将被插入数据符号中的每个数据符号中的第一个载波和最后一个载波中的情况下，预留的第二载波在数据符号中具有如表4中所示被限定的载波索引。
此外，当前导符号中的将被插入前导导频的位置和子帧边界符号中的将被插入子帧边界导频的位置基于Dx＝3和4被限定，并且边缘导频将被插入子帧边界符号中的每个子帧边界符号中的第一个载波和最后一个载波中时，预留的第二载波具有如表5中限定的载波索引。
这里，Dx是将被插入导频的相邻载波之间的载波索引的差值，Dy是特定载波上连续导频之间的符号索引的差值。
同时，可提供一种非暂时性计算机可读介质，其中，所述非暂时性计算机可读介质中存储有程序，其中，所述程序顺序地执行根据示例性实施例的用于确定预留音调的方法。
非暂时性计算机可读介质不意指短期存储数据的介质(诸如，寄存器、缓存、内存等)，而是意指半永久性地存储数据的机器可读介质。具体地，以上描述的各种应用或程序可被存储在非暂时性计算机可读介质(诸如，压缩盘(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)中并且被提供。
此外，虽然未在示出发送器和接收器的框图中示出总线，但是发送器和接收器中的各个组件之间的通信也可经由总线来执行。此外，各个设备还可包括执行以上描述的各种操作的处理器(诸如，中央处理器(CPU)、微处理器等)，并且还可包括用于执行以上描述的各种操作的存储器。
在示例性实施例中，如由图1、图11和图12中的方框表示的术语“模块”、“单元”、“部件”等是用于指执行至少一个功能或操作的术语，这样的组件可以以硬件或软件、或硬件与软件的组合实现。此外，多个“模块”、“单元”、“部件”等可被整合为至少一个模块或芯片，并且除了它们需要被分别在单独的专用硬件中实现的情况之外，可以以至少一个处理器(未示出)(诸如，微处理器)或由至少一个处理器实现。
在上文中，虽然已经示出并描述了示例性实施例，但是应该理解，发明构思不限于公开的实施例，并且在不脱离发明构思的精神和范围的情况下可被不同地改变。因此，示例性实施例应该被解释为包括：在本公开的精神和范围内包括的所有改变、等同物和替代物。
工业适用性
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序列表自由文本
-

Claims (15)

1.一种确定将用于降低信号的峰均功率比PAPR的预留音调的方法，所述方法包括：
随机地选择预留音调的载波索引并且基于随机地选择的载波索引来产生核信号；
计算核信号的比较参考平均值，将计算出的比较参考平均值与预先存储的比较参考平均值相比较，并且基于所述比较初步确定预留音调的载波索引；
随机地重新排列初步确定的预留音调的载波索引的顺序；
在改变预留音调的重新排列的载波索引中的每个载波索引的情况下计算比较参考平均值，将计算出的比较参考平均值变为最小值的载波索引最终确定为预留音调的载波索引。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在基于随机地选择的预留音调的载波索引来产生核信号的步骤中，核信号通过以下操作产生：在除了被插入了导频的载波索引之外的载波索引之中随机地选择预留音调的载波索引，将一(1)插入随机地选择的载波索引的载波中，并对插入了一(1)的载波执行快速傅立叶逆变换IFFT。
3.如权利要求1所述的方法，其中，核信号的比较参考平均值是核信号的多个峰值信号之中的除了具有最大幅度的峰值信号之外的满足预定条件的峰值信号的幅度的平均值。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述预定条件是如下条件：在核信号的所述多个峰值信号之中，除了具有最大幅度的峰值信号之外的峰值信号属于预定的高幅度范围以及基于具有第二大幅度的峰值信号的幅度的另一预定的高幅度范围。
5.如权利要求1所述的方法，其中，在初步确定预留音调的载波索引的步骤中，计算出的比较参考平均值和预先存储的比较参考平均值之中的较小的比较参考平均值被与预设值相比较，并且具有小于所述预设值的所述较小的比较参考平均值的核信号的载波索引被初步确定为预留音调的载波索引。
6.如权利要求1所述的方法，其中，比较参考平均值通过以下操作被计算：将预留音调的重新排列的载波索引中所包括的各个载波索引顺序地改变为导频未位于并且初步确定的预留音调未位于的其它载波索引。
7.一种发送器，包括：
帧产生器，被配置为产生包括快速傅里叶变换FFT大小为32K的多个正交频分复用OFDM符号的帧；
导频插入器，被配置为将导频分别插入所述多个OFDM符号的第一载波中；
峰均功率比PAPR降低器，被配置为将用于降低PAPR的信号插入在被插入了导频的所述多个OFDM符号中的至少一个OFDM符号中预留的第二载波中，
其中，第二载波具有如下限定的载波索引：
8.如权利要求7所述的发送器，其中，帧包括：前导符号、子帧边界符号、以及数据符号。
9.如权利要求8所述的发送器，其中，当前导符号中的将被插入前导导频的位置和子帧边界符号中的将被插入子帧边界导频的位置基于导频插入模式被限定，并且边缘导频将被插入子帧边界符号中的每个子帧边界符号中的第一个载波和最后一个载波中时，第二载波具有所述限定的载波索引。
10.如权利要求9所述的发送器，其中，导频插入模式基于Dx＝6、12、16、24、32来确定，
其中，Dx是将被插入导频的相邻载波之间的载波索引的差值。
11.如权利要求8所述的发送器，其中，当数据符号中的将被插入离散导频的位置基于导频插入模式被限定，并且边缘导频将被插入数据符号中的每个数据符号中的第一个载波和最后一个载波中时，第二载波具有所述限定的载波索引。
12.如权利要求11所述的发送器，其中，导频插入模式基于Dx＝3、4、6、8、12、16、24、32来确定，
其中，Dx是将被插入导频的相邻载波之间的载波索引的差值。
13.如权利要求11所述的发送器，其中，导频插入模式基于Dy＝2、4来确定，
其中，Dy是特定的连续导频之间的符号索引的差值。
14.一种发送器，包括：
帧产生器，被配置为产生包括快速傅里叶变换FFT大小为32K的多个正交频分复用OFDM符号的帧；
导频插入器，被配置为将导频分别插入所述多个OFDM符号的第一载波中；
峰均功率比PAPR降低器，被配置为将用于降低PAPR的信号插入在被插入了导频的所述多个OFDM符号中的至少一个OFDM符号中预留的第二载波中，
其中，第二载波具有如下限定的载波索引：
15.如权利要求14所述的发送器，其中，帧包括：前导符号、子帧边界符号、以及数据符号。
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