[发明专利]在数字广播系统中用于降低前导码信号的峰均功率比的装置和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及在数字广播系统中的传输装置和方法。更具体地，虽然不是排他性的，但是本发明涉及一种在数字广播系统中用于降低前导码信号的峰均功率比(PAPR)的装置和方法。

背景技术

数字广播系统是使用诸如数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)和数字多媒体广播(DMB)的数字传输技术的广播系统。

在它们当中，作为欧洲数字广播技术的DVB系统是支持对于固定终端的现有数字广播服务和对于移动和便携终端的数字多媒体服务的传输标准。

在DVB系统中，可以复用基于运动图像专家组2传输流(MPEG 2TS)的广播数据并且同时发送基于因特网协议(IP)的数据流。另外，在DVB系统中，多个服务能够被复用为一个IP流并发送。在接收发送的IP流的数据之后，用户终端能够解复用接收的数据为各个服务，解调所述服务，并且在用户终端的屏幕上显示解调的服务。在这种情况下，用户终端要求关于在DVB系统中提供的各种类型的服务、在每个服务中包含的详情等的信息。

DVB系统使用正交频分复用(OFDM)传输方案。虽然OFDM传输方案类似于传统的频分复用(FDM)方案，但是OFDM方案不同于传统传输方案之处在于：OFDM能够在高速数据传输期间通过维持在多个子载波之间的正交性而实现最优传输效率。同样，高频的使用效率和对多径衰落的鲁棒性的优点显著地有助于该最佳传输效率。

此外，OFDM传输方案，由于它重叠频谱，所以能有效地使用频率，对频率选择衰落具有鲁棒性，能够通过使用保护间隔减少码元间干扰(ISI)的影响，使得能够简化硬件均衡器的设计，以及对脉冲噪声具有鲁棒性。因此，OFDM传输方案被广泛地用于通信系统。

尽管OFDM传输方案的所述优点，但是OFDM传输方案的多载波调制造成高的峰均功率比(PAPR)。由于OFDM传输方案使用多载波来发送数据，所以最终的OFDM信号在幅度上发生显著的改变，这是因为其幅度的电平是由各个载波的幅度电平之和来确定的。当载波在相位上相等时，OFDM信号将具有非常高的幅度。这种高PAPR信号可能偏离高功率线性放大器的线性操作范围，并且已经通过该高功率线性放大器的信号可能常常发生失真，这造成系统性能的下降。

已经提出解决在OFDM系统中发生的高PAPR问题的各种办法，且这些办法包括几种PAPR降低技术，诸如削波、编码、选择映射(SLM)、部分发送序列(PTS)和音调注入(TI)。

PAPR降低技术中其中之一的音调保留(Tone Reservation)方案保留(reserve)在子载波中的一些音调，并且保留的音调被用于降低PAPR而非发送数据。接收器使不携带信息信号的保留音调旁路，并且恢复仅在不同于保留音调的数据音调中的信息信号，由此有助于接收器的简化结构。梯度算法是在TR方案中使用保留音调降低PAPR的方法中的典型的一个。通过将类似于削波技术的方法应用于TR方案来定义梯度算法。梯度算法用来使用不携带信息信号的保留音调来创建具有脉冲特性的信号(或内核)，并且对快速傅立叶逆变换(IFFT)单元的输出信号进行削波。当具有脉冲特性的信号被添加到IFFT单元的输出信号时，数据的失真仅在保留音调中发生，而在其他频率范围中的数据不会失真，即，TR方案不同于削波技术之处在于由削波造成的噪声仅对一些保留的子载波有影响而不影响全部子载波。梯度算法优化脉冲波形从而IFFT输出信号的峰值在时域中降低。其PAPR通过将由梯度算法优化的脉冲波形之和与IFFT单元的输出信号相加而被降低的信号发送到接收器。接收器仅需要接收在剩余子载波上的数据，这是因为接收器被提前通知了保留音调的位置。

图1说明对其应用了一般TR方案的发送器的结构。