CN1463152A - 带逐行倒相信号抑制滤波的时域同步正交频分复用发送机 - Google Patents

带逐行倒相信号抑制滤波的时域同步正交频分复用发送机 Download PDF

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Abstract

一种OFDM发送机及其信号处理方法。OFDM发送机包括：FEC单元，编码传输流(TS)数据；帧形成单元，将导频信号或传输参数信令(TPS)插入编码TS数据，或者插入零信号，并将导频信号或TPS插入在编码的TS数据中；IDFT(离散傅立叶逆变换)单元，将频域的具有插入零信号的编码数据变成时域的OFDM符号；GI(保护间隔)插入单元，将GI插入IDFT单元输出的OFDM符号；同步插入单元，将伪噪声序列插入已插入了GI的OFDM符号中；PAL抑制滤波器，从同步插入单元输出的OFDM符号中去除PAL分量，或传递该OFDM符号而不进行滤波；脉冲成形滤波单元，对从PAL抑制滤波器输出的OFDM符号滤波，或对从同步插入单元输出的OFDM符号滤波；及射频单元，上变换经滤波的OFDM符号形成RF信号。

Description

带逐行倒相信号抑制滤波的时域同步正交频分复用发送机
技术领域
本发明涉及TDS-OFDM(时域同步正交频分复用)发送机，并且更具体地涉及一种能够发送数字广播信号，而不受PAL(逐行倒相)广播信号影响的TDS-OFDM发送机。
背景技术
通常，OFDM(正交频分复用)技术广泛地用于诸如DAB(数字音频广播)、WLAN(无线局域网)和WATM(无线异步传输模式)的发送技术中。OFIM涉及使用FDM(频分调制)技术将数据调制到大量的载波上。OFDM方法类似于传统的FDM，但其通过发送在大多数的子载波之间保持正交特性的数据来高数据率发送，因而具有更高的频率效率。
目前的数字广播信道占用频谱中现存的模拟广播频道的下一个频道。当数字广播信号位于频谱中的模拟广播信号之间时，就产生了相邻频道的干扰。当数字广播信号的频谱和模拟广播信号的频谱相同时，同频道干扰就产生了。图1示出了作为现有的图像、色彩和声音信号的模拟广播信号的分布频带。这些模拟广播信号的一个问题是会在数字广播信号中产生失真，因为模拟广播信号具有比数字广播信号强的发送功率。
为解决上述问题，在ATSC(高级电视系统委员会)系统中，通过图2所示的具有延迟单元10的梳状滤波器在预定的时段内延迟信号，使用单个载波通过消除模拟广播信号来防止数字信号中的信号失真，如图3所示。
而且，在DVB-T(数字视频地面广播标准)系统中，使用图4所示的多载波技术，图像信号(V)、色彩信号(C)和声音信号(A)按照与频谱中OFDM子载波重叠来分布。在这种情况中，通过FEC(向前纠错)单元(未示出)校正错误，并且可以通过FEC来恢复包含在被模拟信号破坏的子载波中数据。
使用单载波的ATSC系统采用梳状滤波器，广泛地消除了在相同频带中的模拟信号。但是，在使用OFDM调制的DVB-T系统中，被模拟广播信号覆盖的子载波严重地失真。
而且，当梳状滤波器用于去除DVB-T系统中的模拟广播信号时，在和模拟广播信号的相同频率中的子载波将被除去。则包含在去除的子载波中的大部分数据被损失。在DVB-T系统中，根据从相邻的未失真的子载波中恢复的数据，通过纠错处理来恢复损失的数据。但是纠错算法的恢复能力是有限的，因此一些损失数据无法恢复。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中上述问题。因此，本发明的目的是提供一种用于数字广播的OFDM的发送机以防止由现存的PAL模拟广播信号所造成的信号失真。
实现本发明上述目的的一种OFDM发送机包括：
FEC(前向纠错)单元，用于编码传输流(TS)数据以校正发送过程中接收机中出现的错误；
帧形成单元，用于当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中；当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，插入零(null)信号并安排零信号，并将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中；
IDFT(离散傅立叶逆变换)单元，用于将频域中的从帧形成单元中输出的编码数据离散傅立叶逆变换成时域中的OFDM符号；
GI(保护间隔)插入单元，用于将GI插入到从IDFT单元输出的OFDM符号中；
同步插入单元，用于将PN(伪噪声)序列插入到从GI插入单元输出的、具有在GI插入单元中插入的GI的OFDM符号中；
PAL抑制滤波器，用于当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，从同步插入单元中输出的OFDM符号中去除时域中的PAL模拟信号分量；当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，传递从同步插入单元中输出的OFDM符号而不进行滤波操作；
脉冲成形滤波单元，用于当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，对从PAL抑制滤波器中输出的OFDM符号进行滤波；当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，对从同步插入单元输出的OFDM符号进行滤波；以及
RF(射频)单元，用于对经滤波的OFDM符号进行上变换，形成通过频道发送的RF信号。
帧形成单元将零信号插入在PAL抑制滤波器的频率响应为零附近的频率处。
实现本发明目的OFDM发送机的信号处理方法包括步骤：
编码传输流(TS)数据以校正发送过程中接收机中出现的错误；
当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中；当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，插入零信号并安排零信号，并将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中；
对在帧形成步骤中得到的频域中的数据进行离散傅立叶逆变换，变换成时域中的OFDM符号；
将GI插入到在IDFT变换步骤中得到的OFDM符号中；
将PN序列插入到具有插入的GI的OFDM符号中；
当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，对具有插入的PN序列的OFDM符号进行PAL抑制滤波以去除时域中的PAL模拟信号分量；当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，传递所述OFDM符号而不进行滤波操作；
当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，对经过PAL抑制滤波器的OFDM符号进行脉冲成形滤波；当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，对未经过PAL抑制滤波器的OFDM符号进行脉冲成形滤波；以及
对经脉冲成形滤波的OFDM符号进行上变换，形成通过频道发送的RF信号。
其中，在插入零信号的步骤中，零信号插入在PAL抑制滤波器的频率响应为零附近的频率处。
附图说明
通过参考附图对本发明的优选实施例进行的描述，本发明的上述目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了模拟广播信号的一般频带；
图2示出了在传统的ATSC系统中用于去除模拟广播信号的梳状滤波器的结构；
图3示出了通过图2的梳状滤波器除去的模拟广播信号；
图4示出了在传统的DVB-T系统中OFDM子载波和模拟广播信号相互重叠的情况；
图5是根据本发明优选实施例的带有PAL抑制滤波器的OFDM发送机的原理方框图；
图6示出了图5中PAL抑制滤波器的原理方框图；
图7示出了根据本发明的DVB-T系统中OFDM子载波和PAL模拟广播信号彼此相互重叠的情况；以及
图8示出了图5的OFDM发送机的信号处理方法的流程图。
具体实施方式
下面，将参照附图对本发明的优选实施例进行更详细的描述。
图5是根据本发明的OFDM发送机的优选实施例。OFDM发送机具有FEC(向前纠错)单元100、帧形成单元400、IDFT(离散傅立叶逆变换)单元500、GI(保护间隔)插入单元600、同步插入单元700、PAL抑制滤波器200、脉冲成形滤波单元800以及RF单元900。
FEC单元100编码输入的TS数据，以校正在发送过程中产生的错误。
当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，帧形成单元400将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中；当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，帧形成单元400将零信号插入在PAL抑制滤波器的频率响应为零附近的频率处并安排零信号，并将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中。
IDFT单元500对从帧形成单元400中输出的频域中的编码数据进行离散傅立叶逆变换，变换成时域中的OFDM符号，所得的OFDM符号是数字广播信号。
GI插入单元600将GI插入在对预定长度进行离散傅立叶逆变换之后的在时域中排列的OFDM符号中。
同步插入单元700将特定代码，即PN序列，插入在其中具有在GI插入单元600中插入的GI的OFDM符号中，用于OFDM接收机中的频道估计和同步。
当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，PAL抑制滤波器200从同步插入单元中输出的OFDM符号中去除时域中的PAL模拟信号分量；当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，PAL抑制滤波器200传递从同步插入单元中输出的OFDM符号而不进行滤波操作。
之后，脉冲成形滤波单元800滤波OFDM符号，并且，经滤波的OFDM符号在RF单元900中被上变换成RF信号，并被发送到频道中。
如上所述，由于帧形成单元400和PAL抑制滤波器200的操作是在PAL抑制滤波器信号的控制之下进行的，因此，OFDM发送机能够根据实际情况选择灵活的方式，并提供通过使用PAL抑制滤波器200而抑制PAL模拟信号的功率的能力。
图6示出了图5的PAL抑制滤波器200的原理方框图。PAL抑制滤波器200包括具有延迟N＝15或16的梳状滤波器、以及在PAL抑制滤波器信号控制之下的多路转换器(MUX)。当PAL抑制滤波器信号是ON时，经过梳状滤波的OFDM符号通过MUX；并且当PAL抑制滤波器信号是OFF时，输入到PAL抑制滤波器200的OFDM符号通过MUX而不执行滤波操作。
如上所述，当PAL抑制滤波器信号是ON时，帧形成单元400将零信号插入到PAL抑制滤波器的频率响应为零附近的频率处，并安排零信号，将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中。因此，能够防止与具有较大传输功率的模拟广播信号重叠的OFDM子载波的失真。
同时，接收机接收发送的OFDM信号，并通过类似传统OFDM接收机中的信号处理恢复原始信号。但是，在离散傅立叶变换之后，位于与模拟广播信号的频率相同的频率上的子载波的数据将不被恢复，而是被忽略。为此目的，接收机应该具有在频谱中由于存在模拟广播信号而使OFDM子载波失真的在先信息。换言之，失真的子载波是具有插入的零信号的子载波。
图7示出了在根据本发明的DVB-T系统中，OFDM子载波和模拟广播信号相互重叠的情况，分别以理想情况和实际情况示出。
图8是图5中根据本发明的OFDM发送机的信号处理方法的流程图。
如图8所示，在步骤S10，FEC单元100编码输入的TS数据以校正发送过程中接收机产生的错误。
在步骤S20，判断PAL抑制滤波器信号是否是ON。当步骤S20的判断结果是“是”时，流程前进到步骤S30-1；当步骤S20的判断结果是“否”时，流程前进到S30-2。
在步骤S30-1，帧形成单元400将零信号插入到PAL抑制滤波器的频率响应为零附近的频率处，并安排零信号，将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中。接着流程前进到步骤S40。
在步骤S30-2，帧形成单元400将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的数据中。接着步骤前进到S40。
在步骤S40，IDFT单元500将从帧形成单元400中输出的频域中的编码数据进行离散傅立叶逆变换，变换成时域中的OFDM符号，所得到的OFDM符号是数字广播信号。接着流程前进到步骤S50。
在步骤S50，GI插入单元600将GI插入在步骤S40对预定长度进行离散傅立叶逆变换之后的在时域中排列的OFDM符号中。接着流程前进到步骤S60。
在步骤S60，同步插入单元700将特定代码，即PN序列，插入在其中具有在步骤S50中插入的GI的OFDM符号中，用于OFDM接收机中的频道估计和同步。接着流程前进到步骤S70。
在步骤S70，判断PAL抑制滤波器信号是否是ON。当步骤S70的判断结果是是时，流程前进到步骤S80；当步骤S70的判断结果是否时，流程前进到S90。
在步骤S80，PAL抑制滤波器200从步骤S60所得的OFDM符号中去除时域中的PAL模拟信号分量。接着流程前进到步骤S90。
在步骤S90，脉冲成形滤波器800滤波OFDM符号，前进到步骤S100。
在步骤S100，经滤波的OFDM符号在RF单元900中被上变换成RF信号，并被发送到频道中。
如上所述，当PAL抑制滤波器信号是ON时，帧形成单元400将零信号插入到PAL抑制滤波器的频率响应为零附近的频率处，并安排零信号，将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中。因此，能够防止与具有较大传输功率的模拟广播信号重叠的OFDM子载波的失真。
因此，在使用与模拟和数字广播的频率相同的频率的广播系统中，能够防止由于与具有较大的发送功率的模拟广播信号的重叠而造成的OFDM子载波的失真，因此能够改善OFDM信号的接收能力。
尽管已经详细地描述了本发明的优选实施例，本领域技术人员将理解本发明应不限于所述的优选实施例。在本发明的实质和范围内，能够产生各种改变和修改。因此，本发明的范围不限于所描述的内容，而由后附的权利要求书限定。

Claims (3)

1.一种OFDM发送机，包括：
FEC单元，用于编码传输流(TS)数据以校正发送过程中接收机中出现的错误；
帧形成单元，用于当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中；当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，插入零信号并安排零信号，并将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中；
IDFT(离散傅立叶逆变换)单元，用于将频域中的从帧形成单元中输出的编码数据离散傅立叶逆变换成时域中的OFDM符号；
GI(保护间隔)插入单元，用于将GI插入到从IDFT单元输出的OFDM符号中；
同步插入单元，用于将PN(伪噪声)序列插入到从GI插入单元输出的、具有在GI插入单元中插入的GI的OFDM符号中；
PAL抑制滤波器，用于当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，从同步插入单元中输出的OFDM符号中去除时域中的PAL模拟信号分量；当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，传递从同步插入单元中输出的OFDM符号而不进行滤波操作；
脉冲成形滤波单元，用于当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，对从PAL抑制滤波器中输出的OFDM符号进行滤波；当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，对从同步插入单元输出的OFDM符号进行滤波；以及
RF(射频)单元，用于对经滤波的OFDM符号进行上变换，形成通过频道发送的RF信号，
其中，帧形成单元将零信号插入在PAL抑制滤波器的频率响应为零附近的频率处。
2.如权利要求1所述的OFDM发送机，其中PAL抑制滤波器是具有15或16个符号延迟的梳状滤波器。
3.一种OFDM发送机的信号处理方法，包括步骤：
编码传输流(TS)数据以校正发送过程中接收机中出现的错误；
当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中；当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，插入零信号并安排零信号，并将导频信号或传输参数信令(TPS)插入在编码的TS数据中；
对在帧形成步骤中得到的频域中的数据进行离散傅立叶逆变换，变换成时域中的OFDM符号；
将GI插入到在IDFT变换步骤中得到的OFDM符号中；
将PN序列插入到具有插入的GI的OFDM符号中；
当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，对具有插入的PN序列的OFDM符号进行PAL抑制滤波以去除时域中的PAL模拟信号分量；当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，传递所述OFDM符号而不进行滤波操作；
当PAL抑制滤波器信号是ON状态时，对经过PAL抑制滤波器的OFDM符号进行脉冲成形滤波；当PAL抑制滤波器信号是OFF状态时，对未经过PAL抑制滤波器的OFDM符号进行脉冲成形滤波；以及
对经脉冲成形滤波的OFDM符号进行上变换，形成通过频道发送的RF信号，
其中，在插入零信号的步骤中，零信号插入在PAL抑制滤波器的频率响应为零附近的频率处。
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