Устройство обработки сигнала, способ обработки сигнала и приемная система

Устройство обработки сигнала, способ обработки сигнала и приемная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству обработки сигнала, способу обработки сигнала и приемной системе. Более конкретно, изобретение относится к устройству обработки сигнала, способу обработки сигнала и приемной системе, предназначенным для быстрой и с требуемой точностью оценки ошибок несущей, используемых, например, для демодуляции сигнала OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением).

Описание предшествующего уровня техники

В наземных системах цифровой широковещательной передачи и в подобных системах широковещательной передачи применяют OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) в качестве способа модуляции данных (то есть, сигнала).

В соответствии с OFDM, множество ортогональных поднесущих предусмотрено в пределах полосы пропускания, причем каждой поднесущей назначают данные, относящиеся к ее амплитуде и фазе для цифровой модуляции, такой как PSK (фазовая манипуляция) и QAM (квадратурная амплитудная модуляция).

В соответствии с OFDM, полоса пропускания разделена на большое количество поднесущих. Это означает, что для каждой поднесущей полоса пропускания узкая, и скорость модуляции низкая. Однако, при этом достигается такая же общая скорость передачи данных (по всем поднесущим), как при использовании обычных способов модуляции.

Поскольку данные, в соответствии с OFDM, выделяют для множества поднесущих, как указано выше, модуляция данных может быть выполнена с использованием вычисления IFFT (обратное быстрое преобразование Фурье). Сигнал OFDM, получаемый в результате такой модуляции, может быть демодулирован путем вычисления FFT (быстрое преобразование Фурье).

Отсюда следует, что передающее устройство, предназначенное для передачи сигнала OFDM, может состоять из схем, выполняющих вычисление IFFT, а приемное устройство, предназначенное для приема сигнала OFDM, может быть выполнено из схем, выполняющих вычисление FFT.

В соответствии с OFDM фрагменты сигнала, называемые защитными интервалами, предусмотрены для улучшения устойчивости к многолучевой интерференции. Кроме того, в соответствии с OFDM, пилотные сигналы (то есть, сигналы, известные устройству приема), время от времени вставляют для указания времени, а также для указания частоты. Эти пилотные сигналы используются устройством приема для синхронизации и для оценки характеристик канала передачи.

Из-за высокой устойчивости к многолучевой интерференции OFDM используют, в частности, для наземной цифровой широковещательной передачи, которая чувствительна к воздействию многолучевой интерференции. Стандарты наземной цифровой широковещательной передачи, в которых используется OFDM, включают, например, DVB-T (Цифровое видеовещание - наземное) и ISDB-T (Комплексная служба цифрового вещания - наземная).

В соответствии с OFDM данные передают блоками, называемыми символами OFDM.

Обычно символ OFDM образуют из эффективных символов, которые составляют период сигнала, в течение которого выполняют IFFT, используя модуляцию, и защитного интервала, составленного из частичного сигнала последней половины эффективных символов, которые копируют без изменения в начало эффективных символов.

Защитный интервал, присоединенный к началу символа OFDM, помогает повысить устойчивость к многолучевой интерференции.

Стандарты наземной цифровой широковещательной передачи, в которых используют OFDM, определяют модуль, называемый фреймом (фрейм передачи OFDM), который состоит из множества символов OFDM. Данные затем передают в единицах фреймов.

Устройство приема, предназначенное для приема описанного выше сигнала OFDM, использует несущую сигнала OFDM для обеспечения цифровой ортогональной демодуляции сигнала OFDM.

Обычно, однако, несущая сигнала OFDM, используемая в устройстве приема для цифровой ортогональной демодуляции, не совпадает с несущей сигнала OFDM, используемой устройством передачи, передающим сигнал OFDM; несущая содержит ошибки. А именно, частота сигнала OFDM, используемая для цифровой ортогональной демодуляции, сдвинута относительно центральной частоты сигнала OFDM (то есть, ее сигнала IF (промежуточной частоты)), принимаемого устройством приема.

По этой причине, устройство приема выполнено с возможностью выполнения двух процессов: процесса детектирования величины сдвига несущей, предназначенного для детектирования величины сдвига несущей, которая представляет собой ошибку несущей сигнала OFDM, используемого для цифровой ортогональной демодуляции, и процесса коррекции (то есть, коррекции смещения) для коррекции сигнала OFDM таким образом, чтобы устранить величину сдвига несущей.

В то же время, разрабатывается стандарт DVB-T2 (Цифровое телевидение - второе поколение, наземное в Европе) в качестве стандарта наземной цифровой широковещательной передачи, при которой используют OFDM.

Так называемая публикация BlueBook (DVB BlueBook A122) описывает DVB-Т2 ("Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)," DVB Document A122, июнь 2008 г.; называемая ниже Непатентным документом 1).

В соответствии с DVB-T2 (как описано в BlueBook), определяют фрейм, называемый фреймом Т2. Данные передают в единицах фреймов Т2.

Фрейм Т2 (представляющий сигнал OFDM) включает в себя два сигнала преамбулы, называемые Р1 и Р2, которые содержат информацию, необходимую для таких процессов, как демодуляция сигнала OFDM.

На фиг.1 схематично показан вид, представляющий формат фрейма Т2. Фрейм Т2 содержит символы Р1, символы Р2 и символы данных, в указанном порядке.

Символы Р1 представляют собой символы, предназначенные для передачи сигналов Р1, включающих в себя тип передачи и основные параметры передачи.

Более конкретно, сигналы Р1 (символы Р1) включают в себя параметры S1 и S2, указывающие, передаются ли символы Р2, используя способ SISO (один вход, один выход (что означает одну передающую и одну приемную антенны)) или способ MISO (множество входов, один выход (что означает множество передающих антенн, но одну приемную антенну)). Параметры также указывают размер FFT (то есть, количество выборок (символов), подвергаемых одному вычислению FFT) для выполнения вычисления FFT для Р2.

Из этого следует, что для демодуляции Р2 может потребоваться предварительное выполнение демодуляции Р1.

Символы Р2 представляют собой символы, предназначенные для передачи предварительных сигналов L1 и последующих сигналов L1.

Предварительные сигналы L1 включают в себя информацию, предназначенную для обеспечения возможности приема и декодирования устройством приема, принимающим фреймы Т2, последующих сигналов L1. Последующие сигналы L1 включают в себя параметры, требуемые устройством приема при получении доступа к физическому уровню (то есть, к каналам физического уровня).

Один фрейм Т2 может иметь Р2, состоящий из 1-16 символов OFDM, расположенных в нем.

Символы Р1 и Р2 включают в себя известные пилотные сигналы. В частности, пилотные сигналы Р1 расположены на поднесущих, которые не размещены периодически, в то время как пилотные сигналы Р2 расположены на поднесущих, которые размещены периодически. Среди пилотных сигналов те, которые расположены периодически через интервалы, состоящие из заданного количества поднесущих (символов), называются SP (рассеянными пилотными) сигналами; пилотные сигналы, расположенные на поднесущих одной частоты, называются СР (последовательными пилотными) сигналами.

Кроме того, устройство приема выполняет расчет FFT сигнала OFDM на символ OFDM. DVB-T2 определяет шесть размеров FFT - 1K, 2K, 4K, 8K, 16K и 32K, причем каждый размер FFT представляет собой количество символов (поднесущих), составляющих один символ OFDM.

Промежуток между поднесущими символов OFDM (то есть, расстояние между поднесущими) обратно пропорционален размеру FFT символа OFDM. Таким образом, в соответствии с DVB-T2, определение размера FFT эквивалентно заданию промежутка между поднесущими.

В DVB-T2 также предусмотрено, что из шести упомянутых выше размеров FFT 1К следует использовать для символов OFDM Р1. Кроме того, предусмотрено, что для Р2 и других символов OFDM, кроме Р1, можно использовать любой один из шести размеров FFT, указанных выше.

Отсюда следует, что в отношении символов OFDM P1 используют исключительно поднесущие, имеющие самый широкий промежуток между поднесущими (соответствует размеру FFT 1K), определенный в соответствии с DVB-T2.

Что касается Р2 и других символов OFDM, кроме Р1, то есть, символ OFDM P2 и символ OFDM данных (Нормальный), становится возможным использовать не только поднесущие, имеющие самый широкий промежуток между поднесущими, определенный в соответствии с DVB-T2, но также и поднесущие, имеющие другой промежуток между поднесущими, кроме самого широкого промежутка между поднесущими (то есть, любой один из промежутков, соответствующих размерам FFT 2K, 4K, 8K, 16K и 32K).

На фиг.2 показан схематичный вид, представляющий сигнал OFDM Р1.

Сигнал OFDM P1 имеет 1K (=1024) символов в качестве своих эффективных символов.

Этот сигнал имеет циклическую структуру, в которой начальная часть А1 эффективных символов А сдвинута по частоте к сигналу С, скопированному перед эффективными символами, а остальная часть А2 эффективных символов А сдвинута по частоте к сигналу В, скопированному позади эффективных символов.

Сигнал OFDM P1 имеет 853 поднесущие в качестве своих эффективных поднесущих. В соответствии с DVB-T2 информация расположена на 384 поднесущих из 853 поднесущих.

Рекомендации по реализации DVB-T2 (ETSI TR 102831: IG) определяют, что, если полоса пропускания для передачи сигнала OFDM, например, составляет 8 МГц, тогда корреляцию размещения информации упомянутых выше 384 поднесущих в отношении сигнала OFDM P1 можно использовать для оценки "грубого" смещения частоты несущей с точностью до ±500 кГц.

В рекомендациях по реализации также упоминается, что в случае P1, пояснявшуюся выше со ссылкой на фиг.2 циклическую структуру можно использовать для оценки "тонкого" смещения несущей частоты с точностью до величины ±0,5, умноженной на промежуток между поднесущими.

В DVB-T2 предусмотрено, что размер FFT P1 должен составлять 1K выборок (символов), как упомянуто выше.

В DVB-T2 также предусмотрено, что, если полоса пропускания, например, составляет 8 МГц, тогда период дискретизации для P1 с размером FFT 1К выборок должен составлять 7/64 мкс.

Таким образом, когда полоса пропускания, например, составляет 8 МГц, эффективная длина T_u символа для P1 составляет 1024×7/64 мкс.

В то же время, существует взаимосвязь, определенная выражением D=1/T_u, где T_u (в секундах) обозначает длину эффективных символов среди символов OFDM (то есть, длину эффективного символа, исключая защитные интервалы), а D (Гц) представляет промежуток между поднесущими для поднесущих сигнала OFDM.

Таким образом, если полоса пропускания составляет 8 МГц, промежуток D между поднесущими для поднесущих P1 приблизительно составляет 8929 Гц, что представляет собой обратную величину от эффективной длины T_u символов=1024×7/64 мкс.

Как описано выше, поскольку промежуток D между поднесущими P1 составляет приблизительно 8929 Гц, "тонкую" величину сдвига несущей можно оценить, используя P1 с точностью до ±8929/2 Гц.

В этом случае, диапазон захвата P1, то есть, диапазон, в котором несущая сигнала OFDM, используемая для цифровой ортогональной демодуляции, может быть захвачена путем коррекции сигнала OFDM в соответствии с "тонкой" величиной сдвига несущей, полученной из Р1, находится в пределах ±8929/2 Гц (между -8929/2 Гц и +8929/2 Гц) относительно истинного значения несущей сигнала OFDM.

Учитывая оценку величины сдвига несущей, полученную с помощью Р1 с размером FFT 1K, становится возможным выполнить захват несущей символов OFDM, имеющих размер FFT 1K, в диапазоне ±0,5 × промежуток D между поднесущими, в результате чего демодулируют символы OFDM.

Сущность изобретения

Однако, что касается символов OFDM, имеющих другой размер FFT, отличный от 1K, то есть, символов OFDM с размером FFT 2K, 4K, 8K, 16K или 32K, может не быть невозможным выполнять захват несущей в диапазоне ±0,5 × промежуток D между поднесущими в зависимости от оценки величины сдвига несущей с помощью Р1 с размером FFT 1K.

Например, если полоса пропускания составляет 8 МГц, промежуток D между поднесущими для символов OFDM с размером FFT 32K составляет 279 Гц.

Из этого следует, что даже если несущая может быть захвачена в диапазоне ±8,929/2 Гц на основе оценки величины сдвига несущей с помощью Р1 с размером FFT 1K, величина сдвига несущей (то есть, его значение) может все еще превышать 279 Гц умноженных на ±0,5, составляющих промежуток D между поднесущими для символов OFDM с размером FFT 32K.

Как описано выше, невозможно демодулировать символы OFDM при наличии величины сдвига несущей (одной поднесущей или более), превышающей промежуток D между поднесущими для символов OFDM, умноженный на ±0,5.

В среде, где существуют такие внешние возмущения, как многолучевая интерференция или незатухающие волны (CW), проявляется тенденция ошибочного детектирования Р1. Если ошибочно детектированный Р1 используют для оценки "тонкой" величины сдвига несущей, получаемая точность существенно ухудшается. В результате, существует высокая вероятность того, что символы OFDM с размером FFT 2K, 4K, 8K, 16K или 32K не будут демодулированы.

Как отмечено выше, в отношении символов OFDM с размером FFT 2K, 4K, 8K, 16K или 32K, возникают случаи, в которых символы OFDM могут не быть демодулированы из-за невозможности захвата несущей в диапазоне ±0,5, умноженном на промежуток D между поднесущими, в зависимости от оценки величины сдвига несущей, полученной с помощью Р1 с размером FFT 1K.

Для захвата несущей в диапазоне ±0,5, умноженном на промежуток D между поднесущими в отношении символов OFDM с размером FFT 2K, 4K, 8K, 16K или 32K, может потребоваться выполнить оценку "грубой" величины сдвига несущей для каждого из размеров FFT 2K, 4K, 8K, 16K и 32K, в дополнение к оценке величины сдвига несущей, полученной используя Р1.

Рекомендации по реализации вводят общие способы для оценки "грубой" величины сдвига несущей для каждого размера FFT, например, в соответствии с DVB-T (Цифровое телевидение - наземное в Европе).

В частности, в рекомендациях по реализации раскрыт способ оценки смещения несущей частоты, используя места расположения сигналов СР, а также способ оценки смещения несущей частоты, в котором используются импульсные отклики сигналов SP.

После захвата несущей в диапазоне ±0,5, умноженном на промежуток D между поднесущими в отношении символов OFDM с каждым размером FFT, оценка "тонкой" величины сдвига несущей относительно каждого размера FFT может быть получена, например, с использованием коррелятора, который использует длину защитного интервала, или коррелятора, который использует разность фаз в направлении символов OFDM сигналов СР (в направлении времени).

В то же время, устройство приема, предназначенное для приема сигнала OFDM в соответствии с DVB-T2, демодулирует сигнал Р1 и выполняет оценку длины защитного интервала во фрейме Т2, в котором вначале был детектирован Р1 во время так называемого сканирования канала.

Затем устройство приема распознает размер FFT для сигнала Р2 для детектирования начального местоположения для расчета FFT (местоположение запуска окна FFT) для Р2 в следующем фрейме Т2. Устройство приема затем выполняет расчет FFT для Р2 для получения сигнала OFDM в частотной области. После того как начинают получать сигнал OFDM в частотной области, становится возможным демодулировать предварительные сигналы L1 (фиг.1), включенные в Р2, после чего следует демодуляция данных.

Предположим теперь, что размер FFT для Р2 составляет 2K, 4K, 8K, 16K или 32K, то есть, промежуток между несущими Р2 уже, чем у Р1, и что точность оценки величины сдвига несущей с помощью Р1 упала. В таком случае может быть необходимым выполнить оценку "грубой" величины сдвига несущей для размера FFT сигнала Р2 для коррекции сигнала OFDM.

Например, фрейм Т2 может содержать два или больше символа Р2. В таком случае можно выполнить оценку "грубой" величины сдвига несущей для размера FFT Р2 на основе корреляции между двумя соседними символами Р2.

Однако, если фрейм Т2 содержит только один символ Р2, тогда, очевидно, корреляция между двумя соседними символами Р2 не может быть получена. В таком случае "грубую" величину сдвига несущей нельзя оценить на основе двух соседних символов Р2 до тех пор, пока не будет передан фрейм Т2, включающий в себя, по меньшей мере, два символа Р2.

В то же время оценка "грубой" величины сдвига несущей в отношении размера FFT символа Р2 может быть получена, например, используя места расположения сигналов СР.

В соответствии с DVB-T2 определяют восемь схем мест расположения сигналов СР. Предварительные сигналы L1 в символе Р2 (фиг.1) включают в себя информацию о том, какая из восьми схем мест расположения сигналов СР соответствуют схеме мест расположения сигналов СР, содержащейся в представляющем интерес сигнале OFDM. Таким образом, когда предварительные сигналы L1 нельзя демодулировать при сканировании канала, невозможно применить способ оценки смещения несущей частоты на основе мест расположения сигналов СР.

Настоящее изобретение было разработано с учетом описанных выше обстоятельств и обеспечивает устройство обработки сигнала, способ обработки сигнала и приемную систему для быстрой оценки величины сдвига несущей с требуемой точностью.

При выполнении настоящего изобретения и в соответствии с одним вариантом его выполнения предусмотрено устройство обработки сигнала, включающее в себя: средство обработки для выполнения процесса детектирования величины сдвига несущей для детектирования величины сдвига несущей, составляющей ошибку несущей, используемую для демодуляции сигнала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, известного как сигнал OFDM; и средство коррекции, предназначенное для коррекции сигнала OFDM в соответствии с величиной сдвига несущей; причем сигнал OFDM включает в себя: сигнал первой преамбулы, включающий в себя поднесущие; и сигнал второй преамбулы, включающий в себя поднесущие, промежуток между которыми уже, чем промежуток между поднесущими, включенными в сигнал первой преамбулы; при этом сигнал второй преамбулы включает в себя пилотные сигналы, которые представляют собой известные сигналы, расположенные через интервалы с заданным количеством поднесущих; причем средство обработки детектирует величину сдвига несущей, используя корреляцию поднесущих, включенных в один такой сигнал второй преамбулы.

В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения, предложен способ обработки сигнала, включающий в себя следующие этапы: обеспечивают выполнение устройством обработки сигнала обработки процесса детектирования величины сдвига несущей для детектирования величины сдвига несущей, составляющей ошибку несущей, используемую для демодуляции сигнала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, известного как сигнал OFDM; и обеспечивают выполнение устройством обработки сигнала коррекции сигнала OFDM в соответствии с величиной сдвига несущей; причем сигнал OFDM включает в себя: сигнал первой преамбулы, включающий в себя поднесущие; и сигнал второй преамбулы, включающий в себя поднесущие, промежуток между которыми уже, чем промежуток между поднесущими, включенными в сигнал первой преамбулы; при этом сигнал второй преамбулы включает в себя пилотные сигналы, которые представляют собой известные сигналы, расположенные через интервалы с заданным количеством поднесущих; причем в процессе детектирования величины сдвига несущей детектируют величину сдвига несущей, используя корреляцию поднесущих, включенных в один такой сигнал второй преамбулы.

В соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения предложена приемная система, включающая в себя: блок обработки декодирования канала передачи, выполненный с возможностью выполнения процесса декодирования канала передачи для сигнала, получаемого через канал передачи, причем процесс декодирования канала передачи включает в себя по меньшей мере процесс коррекции ошибок, возникающих в канале передачи; и блок обработки декодирования источника информации, выполненный с возможностью выполнения процесса декодирования источника информации для сигнала, прошедшего упомянутой процесс декодирования канала передачи, причем процесс декодирования источника информации включает в себя по меньшей мере процесс раскрытия сжатой информации обратно в исходную информацию; при этом сигнал, получаемый через канал передачи, представляет собой сигнал мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, известный как сигнал OFDM, получаемый в результате выполнения по меньшей мере кодирования со сжатием для сжатия информации и кодирования с коррекцией ошибок для коррекции ошибок, возникающих в канале передачи; причем блок обработки декодирования канала передачи включает в себя: средство обработки для выполнения обработки детектирования величины сдвига несущей для детектирования величины сдвига несущей, составляющей ошибку несущей, используемую для демодуляции сигнала OFDM; и средство коррекции для коррекции сигнала OFDM в соответствии с величиной сдвига несущей; при этом сигнал OFDM включает в себя: сигнал первой преамбулы, включающий в себя поднесущие; и сигнал второй преамбулы, включающий в себя поднесущие, промежутки между которыми уже, чем промежутки между поднесущими, включенными в сигнал первой преамбулы; причем сигнал второй преамбулы включает в себя пилотные сигналы, каждый из которых представляет собой известные сигналы, расположенные через интервалы, составляющие заданное количество поднесущих; при этом средство обработки детектирует величину сдвига несущей, используя корреляцию поднесущих, включенных в один такой сигнал второй преамбулы.

В соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения предложена приемная система, включающая в себя: блок обработки декодирования канала передачи, выполненный с возможностью выполнения процесса декодирования канала передачи для сигнала, получаемого через канал передачи, причем процесс декодирования канала передачи включает в себя по меньшей мере процесс коррекции ошибок, возникающих в канале передачи; и блок вывода, выполненный с возможностью вывода изображений и звуков на основе сигнала, прошедшего процесс декодирования канала передачи; при этом сигнал, получаемый через канал передачи, представляет собой сигнал мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, известный как сигнал OFDM, получаемый в результате выполнения, по меньшей мере, кодирования с коррекцией ошибок для коррекции ошибок, возникающих в канале передачи; причем блок обработки декодирования канала передачи включает в себя: средство обработки для выполнения обработки детектирования величины сдвига несущей для детектирования величины сдвига несущей, составляющей ошибку несущей, используемую для демодуляции сигнала OFDM; и средство коррекции, предназначенное для коррекции сигнала OFDM в соответствии с величиной сдвига несущей; при этом сигнал OFDM включает в себя: сигнал первой преамбулы, включающий в себя поднесущие; и сигнал второй преамбулы, включающий в себя поднесущие, промежуток между которыми уже, чем промежуток между поднесущими, включенными в сигнал первой преамбулы; причем сигнал второй преамбулы включает в себя пилотные сигналы, которые представляют собой известные сигналы, расположенные через интервалы с заданным количеством поднесущих; при этом средство обработки детектирует величину сдвига несущей, используя корреляцию поднесущих, включенных в один такой сигнал второй преамбулы.

В соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения предложена приемная система, включающая в себя: блок обработки декодирования канала передачи, выполненный с возможностью выполнения процесса декодирования канала передачи для сигнала, получаемого через канал передачи, причем процесс декодирования канала передачи включает в себя, по меньшей мере, процесс коррекции ошибок, возникших в канале передачи; и блок записи, выполненный с возможностью записи сигнала, прошедшего обработку декодирования канала передачи; при этом сигнал полученный через канал передачи, представляет собой сигнал мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, известный как сигнал OFDM, получаемый в результате выполнения, по меньшей мере, кодирования с коррекцией ошибок для коррекции ошибок, возникающих в канале передачи; причем блок обработки декодирования канала передачи включает в себя: средство обработки для выполнения обработки детектирования величины сдвига несущей для детектирования величины сдвига несущей, составляющей ошибку несущей, используемую для демодуляции сигнала OFDM; и средство коррекции, предназначенное для коррекции сигнала OPDM в соответствии с величиной сдвига несущей; при этом сигнал OFDM включает в себя: сигнал первой преамбулы, включающий в себя поднесущие; и сигнал второй преамбулы, включающий в себя поднесущие, промежуток между которыми уже, чем промежуток между поднесущими, включенными в сигнал первой преамбулы; причем сигнал второй преамбулы включает в себя пилотные сигналы, которые представляют собой известные сигналы, расположенные через интервалы, составляющие заданное количество поднесущих; при этом средство обработки детектирует величину сдвига несущей, используя корреляцию поднесущих, включенных в один такой сигнал второй преамбулы.

В соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения предложена приемная система, включающая в себя: средство получения, предназначенное для получения сигнала через канал передачи; и блок обработки декодирования канала передачи, выполненный с возможностью выполнения обработки декодирования канала передачи для сигнала, полученного через канал передачи, причем процесс декодирования канала передачи включает в себя, по меньшей мере, процесс коррекции ошибок, возникших в канале передачи; при этом сигнал, полученный через канал передачи, представляет собой сигнал мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, известный как сигнал OFDM, полученный в результате выполнения, по меньшей мере, кодирования с коррекцией ошибок для коррекции ошибок, возникших в канале передачи; причем блок обработки декодирования канала передачи включает в себя: средство обработки для выполнения обработки детектирования величины сдвига несущей для детектирования величины сдвига несущей, составляющей ошибку несущей, используемую для демодуляции сигнала OFDM; и средство коррекции для коррекции сигнала OFDM в соответствии с величиной сдвига несущей; при этом сигнал OFDM включает в себя: сигнал первой преамбулы, включающий в себя поднесущие; и сигнал второй преамбулы, включающий в себя поднесущие, промежуток между которыми уже, чем промежуток между поднесущими, включенными в сигнал первой преамбулы; причем сигнал второй преамбулы включает в себя пилотные сигналы, которые представляют собой известные сигналы, расположенные через интервалы, составляющие заданное количество поднесущих; при этом средство обработки детектирует величину сдвига несущей, используя корреляцию поднесущих, включенных в один такой сигнал второй преамбулы.

В случае, когда используют любой из описанных выше в общем виде вариантов выполнения в соответствии с настоящим изобретением, процесс детектирования величины сдвига несущей выполняют для детектирования величины сдвига несущей, составляющей ошибку несущей, используемую для демодуляции сигнала OFDM (сигнал мультиплексирования с ортогональным частотным разделением). Сигнал OFDM корректируют в соответствии с детектированной величиной сдвига несущей. Сигнал OFDM имеет сигнал первой преамбулы, включающий в себя поднесущие, и сигнал второй преамбулы, включающий в себя поднесущие, промежуток между которыми уже, чем промежуток между поднесущими, включенными в сигнал первой преамбулы. Сигнал второй преамбулы, кроме того, включает в себя пилотные сигналы, которые представляют собой известные сигналы, расположенные через интервалы, составляющие заданное количество поднесущих. Величину сдвига несущей детектируют, используя корреляцию поднесущих, включенных в один такой сигнал второй преамбулы.

Устройство обработки сигнала и приемная система в соответствии с настоящим изобретением могут быть выполнены каждое как независимое устройство. В качестве альтернативы, устройство обработки сигнала в соответствии с изобретением и система приема могут представлять собой внутренние блоки или блоки, составляющие часть независимого устройства.

В соответствии с настоящим изобретением, выполненным, как упомянуто выше, оценку величины сдвига несущей можно, например, получать с требуемой точностью и с высокой скоростью.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематично показан вид, представляющий формат фрейма Т2;

на фиг.2 схематично показан вид, представляющий сигнал OFDM для символа Р1;

на фиг.3 показана блок-схема, представляющая типичную структуру устройства обработки сигнала в качестве одного варианта выполнения настоящего изобретения;

на фиг.4 показана схема, представляющая значения мощности сигнала OFDM в частотной области;

на фиг.5А и 5В показаны схемы, представляющие символ Р2 с нулевой величиной сдвига несущей и символ Р2 с величиной сдвига несущей -1;

на фиг.6А и 6В показаны схемы, представляющие символ Р2, включенный в сигнал OFDM частотной области (то есть, фактический символ Р2), и фактический символ Р2 с поднесущими, подвергнутыми вычислению корреляции несущих;

на фиг.7 показана блок-схема, представляющая типичную структуру блока обработки преамбулы для детектирования величины сдвига несущей с помощью первого способа оценки;

на фиг.8 показана блок-схема последовательности операций, поясняющая процесс детектирования величины сдвига несущей для детектирования величины сдвига несущей с помощью первого способа оценки;

на фиг.9А, 9В, 9С и 9D схематично показаны виды, поясняющие второй способ оценки для оценки величины сдвига несущей;

на фиг.10 показана схема, представляющая значения мощности символов Р1 и Р2;

на фиг.11 показана блок-схема, представляющая типичную структуру блока обработки преамбулы для детектирования величины сдвига несущей с помощью второго способа оценки;

на фиг.12 показана схема, поясняющая обработку, выполняемую блоком модуляции BPSK;

на фиг.13 показана блок-схема, представляющая типичную установку, в которой реализуются блок генерирования PRBS, блок модуляции BPSK, блок умножения и блок детектирования фазы;

на фиг.14 показана блок-схема, представляющая другую типичную установку, в которой реализуются блок генерирования PRBS, блок модуляции BPSK, блок умножения и блок детектирования фазы;

на фиг.15 показана блок-схема последовательности операций, поясняющая процесс детектирования величины сдвига несущей детектирования величины сдвига несущей с помощью второго способа оценки;

на фиг.16А, 16В, 16С, 16D и 16Е схематично показаны виды, поясняющие третий способ оценки для оценки величины сдвига несущей;

на фиг.17 показана блок-схема, представляющая типичную структуру блока обработки преамбулы для детектирования величины сдвига несущей с помощью третьего способа оценки;

на фиг.18 показана блок-схема последовательности операций, поясняющая процесс детектирования величины сдвига несущей для детектирования величины сдвига несущей с помощью третьего способа оценки;

на фиг.19 показана блок-схема, представляющая типичную структуру устройства обработки сигнала в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг.20 показана блок-схема, представляющая типичную структуру первого варианта выполнения приемной системы, в которой применяется настоящее изобретение;

на фиг.21 показана блок-схема, представляющая типичную структуру второго варианта выполнения приемной системы, в которой применяется настоящее изобретение;

на фиг.22 показана блок-схема, представляющая типичную структуру третьего варианта выполнения приемной системы, в которой применяется настоящее изобретение; и

на фиг.23 показана блок-схема, представляющая типичную структуру компьютера, в которой применяется настоящее изобретение.

Подробное описание изобретения

Типичная структура устройства обработки сигнала

На фиг.3 показана блок-схема, представляющая типичную структуру устройства обработки сигнала в качестве одного варианта выполнения настоящего изобретения.

На фиг.3 устройство обработки сигнала выполняет функцию устройства демодуляции, которое демодулирует сигнал OFDM в соответствии с DVB-T2.

Более конкретно, устройство обработки сигнала по фиг.3 включает в себя блок 11 ортогональной демодуляции, блок 12 расчета FFT, блок 13 коррекции смещения, буфер 14, блок 15 коррекции смещения, блок 16 обработки преамбулы, блок 17 синхронизации символа, блок 18 оценки типа символа и блок 19 обработки преамбулы.

В блок 11 ортогональной демодуляции подают сигнал OFDM (то есть, его сигнал IF (промежуточной частоты)) из устройства передачи, которое передает данный сигнал OFDM.

Блок 11 ортогональной демодуляции выполняет цифровую ортогональную демодуляцию подаваемого сигнала OFDM, используя несущую с заданной частотой (несущая частота; в идеальном случае, несущая должна быть той же, которая используется устройством передачи), и сигнал, ортогональный этой несущей. Полученный в результате сигнал OFDM основной полосе частот затем выводят с помощью блока 11 ортогональной демодуляции.

Следует отметить, что сигнал OFDM, выводимый блоком 11 ортогональной демодуляции, представляет собой сигнал во временной области, по сути дела, перед расчетом FFT (то есть, немедленно после расчета IFFT для символов совокупности IQ (то есть, данных, передаваемых на одной поднесущей)). Такой сигнал ниже, в соответствующих случаях, будет называться сигналом OFDM во временной области.

Сигнал OFDM во временной области представляет собой комплексный сигнал, выраженный в виде комплексных чисел, включающих в себя компоненту действительной оси (I (синфазная) компонента) и компоненту мнимой оси (Q (квадратурная) компонента).

Сигнал OFDM во временной области подают из блока 11 ортогональной демодуляции в блок 12 расчета FFT и в блок 16 обработки преамбулы.

В соответствии с информацией запуска FFT, подаваемой из блока 17 синхронизации символа, блок 12 расчета FFT извлекает сигнал OFDM во временной области с размером FFT (данные выборки сигнала) из сигнала OFDM во временной области, поступающего из блока 11 ортогональной демодуляции, и выполняет расчет FFT, то есть, быстрое вычисление DFT (дискретное преобразование Фурье).

А именно, информация запуска FFT, подаваемая из блока 17 синхронизации символа в блок 12 расчета FFT, представляет место начала того сегмента сигнала OFDM во временной области, который подвергают вычислению FFT, а также размер данного фрагмента сигнала (размер FFT).

В соответствии с информацией запуска FFT, подаваемой таким образом из блока 17 синхронизации символа, блок 12 расчета FFT извлекает, начиная с начального положения, обозначенного информацией запуска FFT, фрагмент сигнала OFDM во временной области, соответствующий размеру FFT, указанному той же информацией запуска FFT, в качестве фрагмента сигнала OFDM во временной области, подлежащего расчету FFT (ниже называется фрагментом FFT в соответствующих случаях).

Как описано выше, символы с эффективной длиной символа, не включающей защитные интервалы (то есть, собственно символы), в идеале, выделяют из символов, составляющих одиночный символ OFDM, включенный в сигнал OFDM во временной области сигнал OFDM в области времени сегмента FFT.

Блок 12 расчета FFT переходит к выполнению расчета FFT для фрагмента FFT сигнала OFDM во временной области (символы с эффективной длиной символа).

Расчет FFT, выполняемый блоком 12 расчета FFT для сигнала OFDM во временной области, обеспечивает информацию, передаваемую поднесущими, то есть, сигнал OFDM, представляющий символы в совокупности IQ.

Сигнал OFDM, получаемый в результате расчета FFT для сигнала OFDM во временной области, представляет собой сигнал в частотной области и, таким образом, далее, в соответствующих случаях, может называться сигналом OFDM в частотной области.

Блок 12 расчета FFT подает в бло