Ofdm調(diào)制解調(diào)方法及數(shù)字信號發(fā)射、接收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種包含時域訓(xùn)練序列的OFDM調(diào)制解調(diào)方法及數(shù)字信號發(fā)射、接收系統(tǒng)，其原理為將輸入數(shù)據(jù)符號以N個為一組分組進(jìn)行時域變換，其中N為OFDM符號的子載波個數(shù)；構(gòu)建每組輸入數(shù)據(jù)符號的循環(huán)前綴，將輸入數(shù)據(jù)符號擴(kuò)展到長度為N+P的時域數(shù)據(jù)，其中P為循環(huán)前綴的長度；對每組時域數(shù)據(jù)生成長度為P的時域訓(xùn)練序列，以及該時域訓(xùn)練序列的取反序列；將該時域訓(xùn)練序列以及時域訓(xùn)練序列的取反序列疊加到每組時域數(shù)據(jù)上，得到基帶時域符號。采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，可以降低重構(gòu)CP-OFDM符號的復(fù)雜度，減小重構(gòu)帶來的噪聲，提高信道估計的性能，從而對使用本發(fā)明調(diào)制解調(diào)方法的數(shù)字信號發(fā)射、接收系統(tǒng)能有更好的抗噪聲能力。
【專利說明】OFDM調(diào)制解調(diào)方法及數(shù)字信號發(fā)射、接收系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)方法及使用該調(diào)制解調(diào)方法的系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種基于多載波的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM調(diào)制解調(diào)方法，以及使用該調(diào)制解調(diào)方法的數(shù)字信號發(fā)射、接收系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]CP-OFDM技術(shù)在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中已廣泛使用。而與之不同的TDS-OFDM系統(tǒng)，如DTMB的多載波模式，則在OFDM符號之間插入時域訓(xùn)練序列，利用時域訓(xùn)練序列完成接收端的同步與信道估計等功能。TDS-OFDM技術(shù)有效地提高了頻率資源利用率。然而，由于不使用循環(huán)前綴，TDS-OFDM系統(tǒng)在恢復(fù)頻域的數(shù)據(jù)時必須重構(gòu)CP-OFDM符號。而在重構(gòu)的過程中，也必然會引入相于CP-OFDM更多的噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在提供一種包含時域訓(xùn)練序列的OFDM調(diào)制解調(diào)方法及數(shù)字信號發(fā)射、接收系統(tǒng)，有效地結(jié)合了 CP-OFDM與TDS-0FDM，改進(jìn)現(xiàn)有的數(shù)字信號發(fā)射、接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
[0004]依據(jù)上述目的，實施本發(fā)明的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM調(diào)制方法，包括以下步驟:步驟一，將輸入數(shù)據(jù)符號以N個為一組分組進(jìn)行時域變換，其中N為OFDM符號的子載波個數(shù)；步驟二，構(gòu)建每組輸入數(shù)據(jù)符號的循環(huán)前綴，將輸入數(shù)據(jù)符號擴(kuò)展到長度為N+P的時域數(shù)據(jù)，其中P為循環(huán)前綴的長度；步驟三，對每組時域數(shù)據(jù)生成長度為P的時域訓(xùn)練序列，以及該時域訓(xùn)練序列的取反序列；步驟四，將該時域訓(xùn)練序列以及時域訓(xùn)練序列的取反序列疊加到每組時域數(shù)據(jù)上，得到基帶時域符號。
[0005]依據(jù)上述主要特征，步驟四將該時域訓(xùn)練序列和時域訓(xùn)練序列的取反序列的其中之一疊加到時域數(shù)據(jù)的前P個數(shù)據(jù)上，將另一個疊加到時域數(shù)據(jù)的后P個數(shù)據(jù)上。
[0006]依據(jù)上述主要特征，經(jīng)過步驟四的疊加得到的基帶時域符號為;其中k表示第k組時域數(shù)據(jù)，是時域的輸入
數(shù)據(jù)符號，是基帶時域符號，PtT,是時域訓(xùn)練序列。
[0007]依據(jù)上述目的，實施本發(fā)明的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM解調(diào)方法，包括同步、信道估計和均衡，同步步驟將基帶數(shù)據(jù)組做變換，得到基帶同步符號組經(jīng)過信道響應(yīng)的時域數(shù)據(jù)，其中每組基帶同步符號的最后P個數(shù)據(jù)是不受干擾的2倍的時域訓(xùn)練序列；信道估計步驟利用不受干擾的時域訓(xùn)練序列做信道估計，得到信道沖擊響應(yīng)；均衡步驟將經(jīng)過信道沖擊響應(yīng)的時域訓(xùn)練序列從基帶數(shù)據(jù)中減去，得到基帶時域符號。
[0008]依據(jù)上述主要特征，同步步驟將后接收到的基帶數(shù)據(jù)減去先接收到的基帶數(shù)據(jù)，消去循環(huán)前綴得到2倍的時域訓(xùn)練序列。[0009]依據(jù)上述主要特征，該后接收到的基帶數(shù)據(jù)減去先接收到的基帶數(shù)據(jù)，得到的基帶同步符號為:
【權(quán)利要求】
1.一種包含時域訓(xùn)練序列的OFDM調(diào)制方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一，將輸入數(shù)據(jù)符號以N個為一組分組進(jìn)行時域變換，其中N為OFDM符號的子載波個數(shù)； 步驟二，構(gòu)建每組輸入數(shù)據(jù)符號的循環(huán)前綴，將該輸入數(shù)據(jù)符號擴(kuò)展到長度為N+P的時域數(shù)據(jù)，其中P為循環(huán)前綴的長度； 步驟三，對每組時域數(shù)據(jù)生成長度為P的時域訓(xùn)練序列，以及該時域訓(xùn)練序列的取反序列； 步驟四，將該時域訓(xùn)練序列以及時域訓(xùn)練序列的取反序列疊加到每組時域數(shù)據(jù)上，得到基帶時域符號。
2.如權(quán)利要求1所述的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM調(diào)制方法，其特征是，步驟四將該時域訓(xùn)練序列和時域訓(xùn)練序列的取反序列的其中之一疊加到該時域數(shù)據(jù)的前P個數(shù)據(jù)上，將另一個疊加到該時域數(shù)據(jù)的后P個數(shù)據(jù)上。
3.如權(quán)利要求1所述的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM調(diào)制方法，其特征是，經(jīng)過步驟四的疊加得到的基帶時域符號為:
4.一種包含時域訓(xùn)練序列的OFDM解調(diào)方法，包括同步、信道估計和均衡，其特征是: 同步步驟將基帶數(shù)據(jù)組做變換`，得到基帶同步符號組經(jīng)過信道響應(yīng)的時域數(shù)據(jù)，其中每組基帶同步符號的最后P個數(shù)據(jù)是不受干擾的2倍的時域訓(xùn)練序列； 信道估計步驟利用不受干擾的時域訓(xùn)練序列做信道估計，得到信道沖擊響應(yīng)； 均衡步驟將經(jīng)過信道沖擊響應(yīng)的時域訓(xùn)練序列從基帶數(shù)據(jù)中減去，得到基帶時域符號。
5.如權(quán)利要求4所述的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM解調(diào)方法，其特征是，同步步驟將后接收到的基帶數(shù)據(jù)減去先接收到的基帶數(shù)據(jù)，消去循環(huán)前綴得到2倍的時域訓(xùn)練序列。
6.如權(quán)利要求5所述的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM解調(diào)方法，其特征是，該后接收到的基帶數(shù)據(jù)減去先接收到的基帶數(shù)據(jù)，得到的基帶同步符號為:
7.如權(quán)利要求4所述的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM解調(diào)方法，其特征是，對于每組時域訓(xùn)練序列相同的基帶數(shù)據(jù)，信道估計步驟對連續(xù)多組基帶數(shù)據(jù)做平均，得到2P長度的序列做信道估計，其中該2P長度的序列包括一個時域訓(xùn)練序列和一個時域訓(xùn)練序列的取反序列。
8.如權(quán)利要求7所述的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM解調(diào)方法，其特征是，信道估計步驟對連續(xù)M組基帶數(shù)據(jù)做平均，得到:
9.如權(quán)利要求4所述的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM解調(diào)方法，其特征是，對于每組時域訓(xùn)練序列不同的基帶數(shù)據(jù)，信道估計步驟利用該不受干擾的2倍的時域訓(xùn)練序列做信道估計。
10.如權(quán)利要求4所述的包含時域訓(xùn)練序列的OFDM解調(diào)方法，其特征是，對于一組基帶數(shù)據(jù)，均衡步驟將接收到的基帶數(shù)據(jù)分解為
11.一種應(yīng)用權(quán)利要求1的調(diào)制方法的數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)，其特征是，該發(fā)射系統(tǒng)包括隨機(jī)化單元、前向糾錯編碼單元、星座映射與交織單元、系統(tǒng)信息生成單元、復(fù)用單元、CP-OFDM構(gòu)建單元、時域訓(xùn)練序列疊加單元、幀頭形成單元、組幀單元、基帶后處理單元及正交上變頻單元；其中，輸入數(shù)據(jù)碼流經(jīng)過隨機(jī)化單元用擾碼進(jìn)行加擾，之后進(jìn)入前向糾錯編碼單元進(jìn)行前向糾錯編碼，然后進(jìn)入星座映射與交織單元，形成符號流，并進(jìn)行星座映射，之后進(jìn)行交織，再與系統(tǒng)信息經(jīng)復(fù)用單元復(fù)用形成輸入數(shù)據(jù)符號，進(jìn)入CP-OFDM構(gòu)建單元，再經(jīng)過時域訓(xùn)練序列疊加單元，利用幀頭作為時域訓(xùn)練序列疊加，形成幀體，之后幀體與幀頭形成單元生成的幀頭經(jīng)過組幀單元復(fù)接為信號幀，經(jīng)過基帶后處理單元轉(zhuǎn)換為輸出信號，并經(jīng)過正交上變頻單元變頻轉(zhuǎn)換為射頻信號。
12.—種應(yīng)用權(quán)利要求1的解調(diào)方法的數(shù)字信號接收系統(tǒng)，其特征是，該接收系統(tǒng)包括同步單元、均衡單元、信道估計單元、解復(fù)用單元、解系統(tǒng)信息單元、星座解映射與解交織單元、解編碼單元；其中，同步單元將基帶數(shù)據(jù)組做同步，得到基帶同步符號組；信道估計單元將不受干擾的時域訓(xùn)練序列做信道估計，得到信道沖擊響應(yīng)；均衡單元將經(jīng)過信道沖擊響應(yīng)的時域訓(xùn)練序列從基帶數(shù)據(jù)中減去，得到基帶時域符號；解復(fù)用單元將基帶時域符號做變換并分解，得到系統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)符號；解系統(tǒng)信息單元根據(jù)系統(tǒng)信息提取數(shù)據(jù)符號；星座解映射與解交織單元對數(shù)據(jù)符號做解映射與解交織；解編碼單元最后解編碼得到最終的數(shù)據(jù)信息。
13.一種應(yīng)用權(quán)利要求1的調(diào)制方法的數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)，其輸入為一路控制信息和至少一路業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，其特征是，該發(fā)射系統(tǒng)包括擾碼單元、前向糾錯編碼單元、星座映射與符號交織單元、幀頭生成單元、CP-OFDM符號構(gòu)建單元、時域訓(xùn)練序列疊加單元、復(fù)幀同步信道生成單元、復(fù)幀組幀單元、基帶后處理單元和正交上變頻單元；其中，每一路業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)使用獨立的編碼和調(diào)制，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和控制信息分別經(jīng)過擾碼單元進(jìn)行加擾，之后進(jìn)入前向糾錯編碼單元進(jìn)行前向糾錯編碼，然后進(jìn)入星座映射與交織單元，形成符號流，并進(jìn)行星座映射，之后進(jìn)行交織，形成輸入數(shù)據(jù)符號，進(jìn)入CP-OFDM構(gòu)建單元，再經(jīng)過時域訓(xùn)練序列疊加模塊疊加時域訓(xùn)練序列，利用幀頭作為時域訓(xùn)練序列疊加形成子幀，子幀與復(fù)幀同步信道經(jīng)過復(fù)幀組幀單元組合成復(fù)幀，經(jīng)過基帶后處理單元轉(zhuǎn)換為輸出信號，并經(jīng)過正交上變頻單元變頻轉(zhuǎn)換為射頻信號。
14.一種應(yīng)用權(quán)利要求1的解調(diào)方法的數(shù)字信號接收系統(tǒng)，其特征是，該接收系統(tǒng)包括解復(fù)幀單元、同步單元、均衡單元、信道估計單元、解復(fù)用單元、控制信息星座解映射與解交織單元、控制信息解編碼單元、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)星座解映射與解交織單元、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)解編碼單元；其中，解復(fù)幀單元將收到的復(fù)幀分解為多個子幀；對于每個子幀，同步單元將基帶數(shù)據(jù)組做同步，得到基帶同步符號組；信道估計單元將不受干擾的時域訓(xùn)練序列做信道估計，得到信道沖擊響應(yīng)；均衡單元將經(jīng)過信道沖擊響應(yīng)的時域訓(xùn)練序列從基帶數(shù)據(jù)中減去，得到基帶時域符號；解復(fù)用單元將基帶時域符號做變換并分解，得到控制信息與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；控制信息星座解映射與解交織單元對控制信息進(jìn)行星座解映射與解交織；控制信息解編碼單元解編碼后得到每一路的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制、編碼等信息；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)星座解映射與解交織單元對每一路業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)做解映射與解交織；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)解編碼單元解編碼后得到每一路業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04L27/26GK103581096SQ201310096449
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月25日
【發(fā)明者】張文軍, 管云峰, 史毅俊, 何大治, 徐胤, 堯勇仕, 李虎, 趙善坤 申請人:上海數(shù)字電視國家工程研究中心有限公司