專利名稱：有線數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)和處理預留音的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及通信技術(shù)，并且更具體地，涉及基于正交頻分復用(OFDM)的有線數(shù)字視頻廣播(Digital Video Broadcasting Cable, DVB-C)系統(tǒng)和處理其中的預留音的方法。
背景技術(shù)：
當前的通信系統(tǒng)提供具有高速率數(shù)據(jù)傳輸和改進的服務質(zhì)量OioS)的各種增強的通信服務。這些當前的通信系統(tǒng)中的一些基于OFDM。OFDM是允許通過多個子載波進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩噍d波技術(shù)，所述多個子載波被布置為在所述子載波中保持正交性。典型地，OFDM具有比各種其它復用方案更高的頻率使用效率，并且耐受多徑衰落。因此，OFDM已經(jīng)廣泛地應用在大量通信系統(tǒng)的標準中，如數(shù)字音頻廣播(DAB)系統(tǒng)和無線數(shù)字視頻廣播(Digital Video Broadcasting Terrestrial，DVB_T) 系統(tǒng)。DVB-T系統(tǒng)使用單一信道頻帶來提供廣播服務。然而，傳統(tǒng)的有線數(shù)字視頻廣播(DVB-C)系統(tǒng)基于允許通過單一子載波進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯屋d波技術(shù)。與DVB-T系統(tǒng)相反，DVB-C系統(tǒng)使用多個信道頻帶來提供廣播服務，并且因此DVB-C具有更高的頻率使用效率。在DVB-C系統(tǒng)中，信道頻帶被組織成簡單的鏈式結(jié)構(gòu)(link structure)，如圖1所示。因此，隨著信道頻帶數(shù)量的增加，位于每個信道頻帶兩側(cè)的保護頻帶的數(shù)量也隨之增加。例如，如果DVB-C系統(tǒng)中使用了四個信道頻帶，則實際用于廣播服務的帶寬被限制在排除了八個保護頻帶的四個信道頻帶的總和。鑒于以上描述的帶寬限制，第二代DVB-C(DVB_C2)系統(tǒng)不僅使用至少一個信道頻帶來提供廣播服務，并且還基于0FDM。在DVB-C2系統(tǒng)中，信道頻帶組合到多信道束 (multi-channel bundle)中，如圖2所示。因此，即使當信道頻帶的數(shù)量增加時，保護頻帶的數(shù)量也不會改變。例如，根據(jù)圖2的DVB-C2系統(tǒng)圖示，當使用四個信道頻帶時，實際可用于廣播服務的帶寬僅排除了兩個保護頻帶。因此，DVB-C2系統(tǒng)可以具有比傳統(tǒng)的DVB-C系統(tǒng)或DVB-T系統(tǒng)更好的頻率效率。

發(fā)明內(nèi)容
然而，DVB-C2系統(tǒng)也有缺點，由于OFDM的采用，DVB-C2系統(tǒng)與別的系統(tǒng)相比具有峰值對平均功率比(PAPR)相對較高的缺點。具體地，由于基于OFDM的廣播信號的振幅等于子載波振幅的總和，因此這樣的廣播信號在振幅上固有地經(jīng)受顯著的波動。另外，當子載波的相位彼此重合(coincide)時，磁振幅波動會變得顯著。因此，由于振幅波動，DVB-C2系統(tǒng)的性能會惡化。相應地，本發(fā)明的目的是解決上述問題和/或缺點并提供至少下述優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種處理廣播信號的方法。該方法包括當在包括沿頻域劃分的多個組合頻帶的幀接收廣播信號時，確定所述幀的每個組合頻帶中預留音的位置；以及考慮到所確定的預留音的位置，從廣播信號中提取廣播數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種處理廣播信號的方法。該方法包括確定包括沿頻域劃分的組合頻帶的幀的每個組合頻帶中預留音的位置；以及考慮到所確定的預留音的位置，將預留音和廣播數(shù)據(jù)插入到廣播信號中。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種用于廣播信號的接收器。該接收器包括位置確定單元，配置來當在包括多個沿著頻域劃分的組合頻帶的幀中接收廣播信號時，確定在幀的每個組合頻帶中預留音的位置；以及廣播數(shù)據(jù)處理單元，配置來考慮到所確定的預留音的位置，從廣播信號中提取廣播數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供了一種用于廣播信號的發(fā)送器。該發(fā)送器包括符號生成器，配置來確定包括沿頻域劃分的組合頻帶的幀的每個組合頻帶中預留音的位置； 以及廣播信號生成單元，配置來考慮到所確定的預留音的位置，將預留音和廣播數(shù)據(jù)插入到廣播信號中。本發(fā)明的各個方面允許將預留音插入到由組合信道頻帶組成的整個多信道束中， 由此能夠補償將通過多信道束發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)的峰值功率。這可以允許減少DVB-C系統(tǒng)中廣播信號的PAPR。因此，本發(fā)明的各個方面可以通過減小廣播信號的PAPR改善DVB-C系統(tǒng)的性能，同時仍然采用OFDM。


根據(jù)結(jié)合了附圖和本發(fā)明公開的實施例的以下詳細描述，本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點和顯著的特征對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得清楚。圖1是示出在傳統(tǒng)DVB-C系統(tǒng)中使用的信道頻帶的示例的圖表；圖2是示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的DVB-C系統(tǒng)中使用的信道頻帶的示例的圖表；圖3是示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的DVB-C系統(tǒng)中的發(fā)送器的配置的框圖；圖4是示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的DVB-C系統(tǒng)的發(fā)送器中處理預留音的方法的流程圖；圖5是示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的DVB-C系統(tǒng)中的接收器的配置的框圖；圖6是示出圖5中所示接收器的操作示例的視圖；以及圖7是示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的DVB-C系統(tǒng)的接收器中處理預留音的方法的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述本發(fā)明的非限制性實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式體現(xiàn)，而不應被解釋為局限于這里所描述的實施例。而且，所公開的實施例被提供以使此公開充分和完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地傳達本發(fā)明的范圍。在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以以各種各樣和眾多的實施例中使用本發(fā)明的原則和特征。熟知或被廣泛使用的技術(shù)、元件、結(jié)構(gòu)和過程可以不詳細描述或說明，以避免模糊本發(fā)明的本質(zhì)。盡管附圖表現(xiàn)了本發(fā)明的實施例，附圖并不必依比例繪制，并且為了更好的說明和解釋本發(fā)明，某些特征可以被擴大或省略。根據(jù)本發(fā)明實施例的有線數(shù)字視頻廣播(DVB-C)系統(tǒng)被配置來提供廣播服務。根據(jù)本發(fā)明實施例的DVB-C系統(tǒng)是第二代DVB-C(DVB-C2)系統(tǒng)，其通過由至少一個信道頻帶(通常由若干信道頻帶組成)組成的多信道束提供廣播服務，如圖2所示。這樣的DVB-C系統(tǒng)包括發(fā)送器和接收器。發(fā)送器被配置來創(chuàng)建和發(fā)送具有廣播數(shù)據(jù)的廣播信號。接收器被配置來接收廣播信號，并且還配置來處理在所接收的廣播信號中的廣播數(shù)據(jù)。以這種方式， DVB-C系統(tǒng)允許用戶訪問廣播服務。特別地，根據(jù)本發(fā)明實施例的DVB-C系統(tǒng)提供基于OFDM的廣播服務，同時通過預留音方案(Tone Reservation scheme)減少PAPR。根據(jù)本發(fā)明實施例的DVB-C系統(tǒng)和處理預留音的方法可以允許將預留音插入到具有組合信道頻帶的整個多信道束中，由此能夠補償將要通過多信道束發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)的峰值功率。這可進一步允許有利地減小DVB-C系統(tǒng)中廣播信號的PAPR。因此，本發(fā)明可以通過減小的PAPR改善DVB-C系統(tǒng)的性能，同時仍然采用OFDM。此外，為了維持與DVB-T系統(tǒng)的通用性(commonality)，DVB-C系統(tǒng)可以使用與 DVB-T系統(tǒng)所使用的相同的標準。例如，利用DVB-T系統(tǒng)，DVB-C系統(tǒng)可以使用8MHz的信道頻帶，并且還可以使用4K快速傅里葉變換(FFT)，作為OFDM參數(shù)中的調(diào)制和解調(diào)單元。通過組合N個信道頻帶，DVB-C系統(tǒng)可以使用具有N倍8MHz的大小以及2N+1K FFT的調(diào)制/解調(diào)單元的多信道束。這里，DVB-C系統(tǒng)可以組合多達32個的信道頻帶。以下描述的是每個信道頻帶都由3408個子載波組成的情況。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，本發(fā)明不限于以下情況的示例。以下參照圖3描述DVB-C系統(tǒng)中發(fā)送器的配置。圖3是示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的DVB-C系統(tǒng)中發(fā)送器的配置的框圖。參考圖3，根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)送器300包括多個廣播數(shù)據(jù)生成單元310、廣播信號生成單元330、以及幀組織單元350。廣播數(shù)據(jù)生成單元310的數(shù)量對應于符號中信道頻帶的數(shù)量。每個廣播數(shù)據(jù)生成單元310被配置來使用輸入信號產(chǎn)生將要通過每個信道頻帶發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)。具體地，在每個廣播數(shù)據(jù)生成單元310中，基頻帶(BB)擾頻器311將輸入信號擾頻到特定頻率頻帶。 然后，博斯、喬赫里、霍克文黑姆(Bose，Chaudhuri, Hocquenghem, BCH)編碼器313將輸入信號編碼到BCH碼中，而低密度奇偶校驗(LDPC)編碼器315將輸入信號編碼到LDPC碼中。 比特交織器317和正交幅度調(diào)制(QAM)編碼器319也基于來自輸入信號的復數(shù)產(chǎn)生星座映射信號(constellation signal) 0然后，時間交織器321和頻率交織器323將輸入信號交織到時域和頻域中。廣播信號生成單元330被配置來使用廣播數(shù)據(jù)產(chǎn)生廣播信號。廣播信號生成單元 330根據(jù)具有組合信道頻帶的多信道束創(chuàng)建廣播信號。具體地，在廣播信號生成單元330 中，OFDM符號生成器(builder) 333將廣播數(shù)據(jù)組合在各個信道頻帶中，并為每個信道頻帶形成符號。OFDM符號生成器333確定每個信道頻帶中導頻的位置、廣播數(shù)據(jù)的位置和預留音的位置。這時，OFDM符號生成器333使用每個子載波的索引(index)以確定所述位置。 OFDM符號生成器333還可以包括存儲單元(未示出)。在確定所述位置之后，該OFDM符號生成器333將在導頻插入器331中產(chǎn)生的導頻和在廣播數(shù)據(jù)生成單元310中產(chǎn)生的廣播信號分別插入到它們的確定的位置中，并執(zhí)行反向快速傅里葉變換(IFFT)。另外，PAI5R減小器335將用于減小廣播數(shù)據(jù)的PAPR的預留音插入到它們的確定的位置中。然后，保護間隔插入器337將保護頻帶插入到多信道束的兩邊。
幀組織單元350被配置來形成具有多信道束的幀。具體地，在幀組織單元350中， 陷波(notch)插入器351將陷波插入到幀中。訓練序列發(fā)生器353和Ll信令(signaling) 發(fā)生器355分別將訓練序列和Ll信號加入到幀中。在訓練序列和Ll信號被加入到幀之后， 前同步碼(preamble)插入器357將前同步碼插入到幀中，而幀生成器359確定具有前同步碼、多信道束等的幀。參照圖4描述根據(jù)本發(fā)明實施例的在前述發(fā)送器發(fā)送廣播信號時處理預留音的方法。圖4是示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的DVB-C系統(tǒng)的發(fā)送器中處理預留音的方法的流程圖。在這個實施例中，根據(jù)幀執(zhí)行這種在發(fā)送器中處理預留音的方法。參考圖4，在步驟411中，發(fā)送器300確定是否將提供廣播服務。如果將提供廣播服務，在步驟413中，發(fā)送器300創(chuàng)建廣播數(shù)據(jù)。具體而言，在步驟413中，發(fā)送器300從輸入信號中產(chǎn)生多信道束的廣播數(shù)據(jù)。更具體地，發(fā)送器300通過信道頻帶創(chuàng)建廣播數(shù)據(jù)，然后將它們組合。在步驟415中，發(fā)送器300確定廣播數(shù)據(jù)的位置和預留音的位置。對于每個信道頻帶確定位置。這里，發(fā)送器300確定這樣的位置，以使在每個信道頻帶內(nèi)安排的任一子載波中的任一導頻、廣播數(shù)據(jù)、以及預留音將不會相互沖突。更具體地，確定預留音的位置的方式不止一種。發(fā)送器300可以考慮到子載波的數(shù)量通過預定義的初始信道頻帶的大小來確定廣播數(shù)據(jù)的位置和預留音的位置。確定預留音位置的一種方式是使用在多信道束的信道頻帶之間的移位值(shift value)。在每個符號中，最前面的信道頻帶將被稱為初始信道頻帶，并且在初始信道頻帶之后的至少一個信道頻帶將被稱為隨后(subsequent)信道頻帶。發(fā)送器300確定在初始信道頻帶中廣播數(shù)據(jù)的位置和預留音的位置。具體地，發(fā)送器300在初始信道頻帶上分散導頻，并由此確定它們的位置。然后，發(fā)送器300考慮到導頻之間的距離確定預留音的位置。預留音的位置不應與導頻的位置相重合。發(fā)送器300還在不同于導頻的位置和預留音的位置的位置處確定廣播數(shù)據(jù)的位置。在初始信道頻帶中， 通過以下數(shù)學公式1確定預留音的位置?？蛇x擇的，初始信道頻帶中的預留音的位置可以被預定并存儲在存儲單元中，如下表1中所示。數(shù)學公式1[公式1]S1 = {ik+DxX (lmod DY) | in e S0,0 ^ η < Nkt，Np2 ^ 1 < NP2+Lnormal}‘S’表示預留音位置的組合?！?’指示符號的索弓丨，而‘i’指示預留音的索引。Dx 表示導頻之間的頻率間隙，而Dy表示導頻之間的符號間隙。Nkt表示預留音的數(shù)量，Np2表示幀內(nèi)P2符號的數(shù)量，而Lnmial表示排除了 P2符號的所有符號的數(shù)量。表 1[表 1]
權(quán)利要求
1.一種處理廣播信號的方法，所述方法包括當在包括沿著頻域劃分的多個組合頻帶的幀中接收所述廣播信號時，在接收器確定所述幀的每個組合頻帶中預留音的位置；以及在所述接收器考慮到所確定的所述預留音的位置，從所述廣播信號中提取廣播數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預留音的位置包括根據(jù)以下表格的子載波的索引組合預留音的位置組合161, 243, 296,405, 493, 584,697, 741, 821934, 1021, 1160, 1215,1312,1417,1462, 1591, 1693, 1729, 1845,1910,1982, 2127, 2170, 23392365,2499,2529, 2639, 2745, 2864, 2950,2992,3119, 3235, 3255, 35593620,3754,3835, 3943, 3975, 4061,4210,4270,4371, 4417, 4502, 46404677,4822，4904, 5026, 5113, 5173, 5271,5317,5426, 5492, 5583, 57405757,5839,5935，6033, 6146，6212,6369,6454,6557, 6597, 6711, 69837047,7173,7202, 7310, 7421, 7451,7579,7666,7785, 7831, 7981, 8060,8128,8251,8326, 8369, 8445, 8569,8638,8761,8873, 8923, 9017, 91049239,9283,9368, 9500, 9586, 9683, 9782, 9794, 99089989,10123,10327,1044210535,10658,10739,10803,109251100611060,11198,11225,1132611474’11554,11663,11723,118101190211987’12027,12117,1226112320’12419,12532,12646,126761280812915,12941,13067,1311313246,13360,13426,13520,138111386213936,14073,14102,1420614305,14408,14527，14555,146501475514816,14951,15031,1510715226,15326’15392,15484,155531562315734,15872,15943,1604316087,16201,16299,16355,164441651416635,16723,16802,1691217150,17285’17387,17488,175331760317708,17793,17932,1802618081,18159’18285,18356,183951853218644,18697,18761,1887418937,19107,19119,19251,193791941419522,19619,19691,1974819875,19935,20065,20109,202612031520559，20703,20737,2087620950,21069,21106,21231,213232137921494,21611,21680,2179621805,21958’22027,22091,221672232422347,22459,22551,2269122761,22822’22951,22981,230892321623290,23402,23453,2352923668,23743’24019,24057,242142424924335,24445,24554,2461924704,24761,24847,24947,250892520525274,25352,25474,2553725612,25711,25748,25874,259842607826155,26237,26324,2637826545,26623,26720, 26774,26855,26953,27021, 27123
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，每個組合頻帶被沿著頻域劃分為八個信道頻帶，并且每個信道頻帶由3408個子載波形成。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述預留音的位置通過以下公式擴展[kmod(8 · KL1)]-Dx(ImodDy) e S0，0 彡 1 < Ldata其中‘k’表示子載波的索引，Kli表示通過信道頻帶的子載波的數(shù)量，Dx表示在所述幀中導頻之間的頻率間隙，‘1’表示在所述幀中符號的索引，Dy表示在所述幀中導頻之間的符號間隙，Ldata表示在所述幀中數(shù)據(jù)符號的數(shù)量，而&表示所述預留音的位置。
5.一種處理廣播信號的方法，優(yōu)選地如權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，還包括 在發(fā)送器確定所述幀的每個組合頻帶中所述預留音的位置；以及在所述發(fā)送器考慮到所確定的所述預留音的位置，將所述預留音和廣播數(shù)據(jù)插入到所述廣播信號中。
6.一種處理廣播信號的設(shè)備，所述設(shè)備包括位置確定單元，配置為當在包括沿著頻域劃分的多個組合頻帶的幀中接收所述廣播信號時，在接收器確定所述幀的每個組合頻帶中預留音的位置；以及廣播數(shù)據(jù)處理單元，配置為在所述接收器考慮到所確定的所述預留音的位置，從所述廣播信號中提取廣播數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述預留音的位置包括根據(jù)以下表格的子載波的索引組合預留音的位置組合
8.如權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其中，每個組合頻帶被沿著頻域劃分為八個信道頻帶，并且每個信道頻帶由3408個子載波形成。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項所述的設(shè)備，其中，所述預留音的位置通過以下公式擴展[kmod(8 · KL1)]-Dx(ImodDy) e S0，0 彡 1 < Ldata其中‘k’表示子載波的索引，Kli表示通過信道頻帶的子載波的數(shù)量，Dx表示在所述幀中導頻之間的頻率間隙，‘1’表示在所述幀中符號的索引，Dy表示在所述幀中導頻之間的符號間隙，Ldata表示在所述幀中數(shù)據(jù)符號的數(shù)量，而&表示所述預留音的位置。
10. 一種處理廣播信號的設(shè)備，優(yōu)選地如權(quán)利要求6至9中任一項所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括符號生成器，配置為在發(fā)送器確定所述幀的每個組合頻帶中所述預留音的位置；以及廣播信號生成單元，配置為在所述發(fā)送器考慮到所確定的所述預留音的位置，將所述預留音和廣播數(shù)據(jù)插入到所述廣播信號中。
全文摘要
本發(fā)明提供了有線數(shù)字視頻廣播(DVB-C)系統(tǒng)和預留音的處理方法。發(fā)送器確定幀中廣播數(shù)據(jù)的位置和預留音的位置，并且發(fā)送在其中插入了廣播數(shù)據(jù)和預留音的廣播信號。接收器確定所接收的廣播信號中預留音的位置，并且考慮到所確定的預留音的位置，從廣播信號中提取廣播數(shù)據(jù)。通過將預留音插入到具有組合信道頻帶的整個多信道束中，所述系統(tǒng)和方法可以補償將要通過多信道束發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)的峰值功率。這可以減小DVB-C系統(tǒng)中廣播信號的峰值對平均功率比(PAPR)，并由此改善DVB-C系統(tǒng)的性能，同時仍然采用正交頻分復用(OFDM)。
文檔編號H04N7/015GK102301706SQ201080005976
公開日2011年12月28日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者尹圣烈, 明世澔, 李學周, 林妍周, 金宰烈 申請人:三星電子株式會社