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CN103532573B - 数字信号发射方法及装置 - Google Patents

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CN103532573B CN201310358002.3A CN201310358002A CN103532573B CN 103532573 B CN103532573 B CN 103532573B CN 201310358002 A CN201310358002 A CN 201310358002A CN 103532573 B CN103532573 B CN 103532573B
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何大治
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Abstract

本发明揭示了一种数字信号发射方法及装置，其包括将待传输信息分割并转换为数据符号；在数据符号前添加帧头形成信号帧，其中所述帧头包括第一同步头、信令符号和第二同步头，所述第二同步头是所述第一同步头的频移序列，所述信令符号位于第一同步头和第二同步头之间，并且所述信令符号包括用于解调所述数据符号的基础信令信息；将连续的信号帧合并成数据流进行发射。采用了本发明的技术方案，可以在广播系统中得到一种具有新的帧头结构的信号帧，简化了帧结构，改善了系统同步性能，同时不失灵活性。

Description

数字信号发射方法及装置
技术领域
本发明涉及一种通信方法及装置，更具体地说，涉及一种用于广播系统的数字信号发射方法及装置。
背景技术
在DVB-T2中，一个T2帧包括P1、P2和数据符号，其中P1具有“C-A-B”结构，不仅用于初步同步，还用于承载解调P2的信令，结构较复杂，且PAPR较高。在中国地面数字电视标准中（GB2006-20600），一个信号帧包括PN序列、系统信令和数据符号，PN序列不承载任何用于解调其他部分的信令，但可用于系统同步，然而同步性能不足，系统信令设计不够灵活。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种数字信号发射方法及装置，来解决现有广播系统中信号帧结构复杂，并且帧头同步性能不佳的问题。
依据上述目的，实施本发明的一种数字信号发射方法，其包括以下步骤：将待传输信息分割并转换为数据符号；在数据符号前添加帧头形成信号帧，其中所述帧头包括第一同步头、信令符号和第二同步头，所述第二同步头是所述第一同步头的频移序列，所述信令符号位于第一同步头和第二同步头之间，并且所述信令符号包括用于解调所述数据符号的基础信令信息；将连续的信号帧合并成数据流进行发射。
依据上述目的，实施本发明的一种数字信号发射装置，其包括：数据符号生成模块，将待传输信息分割并转换为数据符号；第一同步头生成模块，生成第一同步头；第二同步头生成模块，将所述第一同步头做频率偏移，从而生成第二同步头；信令符号生成模块，生成信令符号，所述信令符号包括用于解调所述数据符号的基础信令信息；帧头生成模块，将所述第一同步头、信令符号和所述第二同步头组成帧头，其中信令符号位于第一同步头和第二同步头之间；组帧模块，在所述数据符号前添加所述帧头形成信号帧；发射模块，将连续的信号帧合并成数据流进行发射。
优选的，第一同步头为Sn，其可以是PN序列、CAZAC序列、m序列或正交互补序列等；第二同步头为其中fSH为第二同步头相对于第一同步头的频率偏移量。
优选的，相邻两个信号帧帧头中的fSH的符号相同或相反。
优选的，第一同步头和第二同步头不承载任何信息，用于系统同步、时钟恢复、初步的信道估计。
优选的，信令符号为至少一个OFDM符号，OFDM符号包括信令符号循环前缀和信令符号主体，并且信令符号循环前缀和信令符号主体的长度可变。
优选的，基础信令信息包括本帧数据符号的长度、循环前缀大小、FFT大小、调制模式、交织模式和信道编码模式、导频图案模式等信息。
优选的，数据符号为至少一个OFDM符号，所述OFDM符号包括数据符号循环前缀和数据符号主体。
采用了本发明的技术方案，可以在广播系统中得到一种具有新的帧头结构的信号帧，简化了帧结构，改善了系统同步性能，同时不失灵活性。
附图说明
在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1是本发明数字信号发射装置的结构示意图；
图2是本发明信号帧的结构示意图；
图3是多个信号帧的结构示意图；
图4是信号帧帧头的另一种等效表达方式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明首先公开一种数字信号发射装置10，其核心为四层结构，按照信号帧生成和发送的顺序，第一层结构是数据符号生成模块11、第一同步头生成模块12、信令符号生成模块13、第二同步头生成模块14，第二层结构是帧头生成模块15，第三层结构是组帧模块16，第四层结构是传输模块17。
本发明的传输方法的总体流程是：
数据符号生成模块11将待传输信息分割并转换为数据符号。同时，第一同步头生成模块12和信令符号生成模块分别生成同步头1和信令符号，随后第二同步头生成模块14将同步头1做频率偏移，从而生成同步头2。因此，同步头2是同步头1的频移序列。
帧头生成模块15将同步头1、信令符号和同步头2组成帧头，组帧模块16将每一个帧头配上若干个数据符号，从而组成一个个信号帧，随后传输模块17将多个信号帧连续地合并成数据流进行传输。
数字信号发射装置10的核心单元是帧头生成模块15生成的帧头，如图2所示，每一个信号帧均包括一个帧头，而每一个帧头由3部分组成，即同步头1、信令符号和同步头2。同步头2是同步头1的频移序列，若将同步头1表示为Sn，则同步头2可以表示为其中fSH为同步头2相对于同步头1的频率偏移量，其具体取值可以由系统自定义。同步头1和同步头2不承载任何信令信息，用于系统同步、时钟恢复、初步的信道估计。本发明的同步头1和同步头2可以是PN序列（伪随机噪声序列，Pseudo-noise Sequence）、CAZAC序列（恒包络零自相关序列，Constant Amplitude Zero Auto Correlation）、m序列或正交互补序列等各种类型的序列，均可以使本发明的数字信号发射方法和数字信号发射装置成立，因此不对同步头1和同步头2所选择的具体序列做限定。另外，同步头1和同步头2可以采用恒幅序列，对于降低峰均比（PAPR，peak-to-average powerratio）性能更优。
在第一同步头生成模块12和第二同步头生成模块14分别生成同步头1和同步头2之后，帧头生成模块15在同步头1和同步头2之间插入信令符号生成模块13生成的信令符号，信令符号包括用于解调数据符号的基础信令信息。本发明的基础信令信息包括但不限于指示本帧（即当前信号帧）数据符号的长度、循环前缀模式、FFT（快速傅立叶变换，Fast Fourier Transformation）大小、调制模式、交织模式和信道编码模式、导频图案模式等相关信息。
继续参照图2，信令符号由至少一个OFDM（正交频分复用，OrthogonalFrequency Division Multiplexing）符号构成，并且所述OFDM符号是定长或可变长的。构成信令符号的每一个OFDM符号均包括信令符号主体和信令符号循环前缀，因此，信令符号所述携带的基础信令信息实际上是由上述各个OFDM符号的信令符号主体所携带的。在本实施例中，定长或可变长表示信令符号循环前缀的长度和信令符号主体的长度（或者说FFT的长度）都是可变的，例如，FFT大小可以为4k，8k，16k，32k等，信令符号循环前缀长度可以是FFT长度的1/4，1/8等。
在帧头生成模块15生成完帧头的同时，数据符号生成模块11将若干个（至少一个）OFDM符号组成数据符号，组帧模块16再将数据符号配上帧头，从而组成一个完整的信号帧。类似于信令符号的结构，构成数据符号的每一个OFDM符号均包括数据符号循环前缀和数据符号主体，数据符号循环前缀用以对抗多径引起的符号间串扰，数据符号主体用于传递数据信息。
对于不同的信号帧之间，例如信号帧1和信号帧2，其帧头的结构可以略有不同，如图3所示。对于信号帧1，其帧头依次由同步头1、信令符号和同步头2构成，其中同步头1为Sn，同步头2为而对于信号帧2，其帧头结构与信号帧1相比表现为同步头1和同步头2位置的互换，即信号帧2的帧头依次由同步头2、信令符号和同步头1构成，其中同步头1仍然是Sn，同步头2仍然是
如图4所示，事实上，信号帧2的这种帧头结构可以有另一种等效表达的方式，即同步头1表示为Sn，同步头1之后为信令符号，信令符号之后为同步头2，此时同步头2可以表示为换句话说，相对于信号帧1，信号帧2的同步头2是相对于同步头1频率偏移-fSH得到的。
由图3和图4所示的多个信号帧的结构可以看出，帧头生成模块15既可以使相邻的两个信号帧帧头的fSH符号相同，也可以使相邻的两个信号帧帧头的fSH符号相反，并且不同信号帧的数据符号所包含的OFDM符号的数量也可以相同或不同。
通过上述技术方案可以看出，本发明将同步头分成两部分，其中一部分是另一部分的频移序列，可以对抗单频干扰，简化了帧结构，改善了系统同步性能，同时不失灵活性。
所属领域的技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。

Claims (12)

1.一种数字信号发射方法，其特征在于，包括：
将待传输信息分割并转换为数据符号；
在数据符号前添加帧头形成信号帧，其中所述帧头包括第一同步头、信令符号和第二同步头，所述第二同步头是所述第一同步头的频移序列，所述信令符号位于第一同步头和第二同步头之间，并且所述信令符号包括用于解调所述数据符号的基础信令信息；
将连续的信号帧合并成数据流进行发射，
其中，所述第一同步头和所述第二同步头完全不承载任何信令信息，用于系统同步、时钟恢复、初步的信道估计。
2.如权利要求1所述的数字信号发射方法，其特征在于，第一同步头为SnSn，其可以是PN序列、CAZAC序列、m序列或正交互补序列等；第二同步头为其中fSH为第二同步头相对于第一同步头的频率偏移量。
3.如权利要求2所述的数字信号发射方法，其特征在于，相邻两个信号帧帧头中的fSH的符号相同或相反。
4.如权利要求1所述的数字信号发射方法，其特征在于，所述信令符号为至少一个OFDM符号，所述OFDM符号包括信令符号循环前缀和信令符号主体，并且所述信令符号循环前缀和信令符号主体的长度可变。
5.如权利要求4所述的数字信号发射方法，其特征在于，所述基础信令信息包括本帧数据符号的长度、循环前缀大小、FFT大小、调制模式、交织模式和信道编码模式、导频图案模式等信息。
6.如权利要求1所述的数字信号发射方法，其特征在于，所述数据符号为至少一个OFDM符号，所述OFDM符号包括数据符号循环前缀和数据符号主体。
7.一种数字信号发射装置，其特征在于，包括：
数据符号生成模块，将待传输信息分割并转换为数据符号；
第一同步头生成模块，生成第一同步头；
第二同步头生成模块，将所述第一同步头做频率偏移，从而生成第二同步头；
信令符号生成模块，生成信令符号，所述信令符号包括用于解调所述数据符号的基础信令信息；
帧头生成模块，将所述第一同步头、信令符号和所述第二同步头组成帧头，其中信令符号位于第一同步头和第二同步头之间；
组帧模块，在所述数据符号前添加所述帧头形成信号帧；
发射模块，将连续的信号帧合并成数据流进行发射，
其中，所述第一同步头和第二同步头完全不承载任何信令信息，用于系统同步、时钟恢复、初步的信道估计。
8.如权利要求7所述的数字信号发射装置，其特征在于，第一同步头为Sn，其可以是PN序列、CAZAC序列、m序列或正交互补序列等；第二同步头为其中fSH为第二同步头相对于第一同步头的频率偏移量。
9.如权利要求8所述的数字信号发射装置，其特征在于，相邻两个信号帧帧头中的fSH的符号相同或相反。
10.如权利要求7所述的数字信号发射装置，其特征在于，所述信令符号为至少一个OFDM符号，所述OFDM符号包括信令符号循环前缀和信令符号主体，并且所述信令符号循环前缀和信令符号主体的长度可变。
11.如权利要求10所述的数字信号发射装置，其特征在于，所述基础信令信息包括本帧数据符号的长度、循环前缀大小、FFT大小、调制模式、交织模式和信道编码模式、导频图案模式等信息。
12.如权利要求7所述的数字信号发射装置，其特征在于，所述数据符号为至少一个OFDM符号，所述OFDM符号包括数据符号循环前缀和数据符号主体。
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