[发明专利]利用单频网在数字广播系统中发送和接收数据的方法、设备和系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及在正交频分复用(OFDM)系统中发送和接收数据的方法、设备和系统。更具体而言，本发明涉及用于在基于OFDM的数字广播系统中发送和接收数据的方法、设备和系统。

背景技术

用于应用多载波调制方案的典型无线通信系统为正交频分复用(OFDM)系统，在该系统中多个正交副载波重叠。OFDM系统将串行输入的码元流变换为并行，然后通过多个正交副载波将并行码元调制并发送。与传统的单一载波调制方案相比较，OFDM对频率选择性多径衰落信道具有鲁棒性。

由于从接收机一端来看，在频带中存在被多个副载波占用的频率选择性信道以及在每个副载波带宽中存在非频率选择性信道，因而可以通过简单的信道均衡化处理很容易地对信道进行补偿。更具体地，OFDM系统复制每一个OFDM码元的后半部分，将复制部分附为OFDM码元的循环前缀(CP)，并发送该OFDM码元，从而去除来自于前一个码元的码间干扰(ISI)。由于上述的OFDM对多径衰落信道具有鲁棒性，因而它的传输方案适合于数字音频广播(DAB)系统、无线局域网(WLAN)等的宽带数字传输技术。

近年来受到关注的数字广播系统为包含所有音频、视频及数字服务的数字多媒体广播(Digital Multimedia Broadcasting，DMB)系统。该DMB系统被划分为用于通过在地面上的地面中继来接收广播服务的地面DMB和利用人造卫星作为中继的人造卫星DMB。对融合了地面DMB和人造卫星DMB的系统的研究也在进行。DMB系统能够将用于声音和视频的各种多媒体信号的数字广播服务提供给固定的、便携的以及车辆的接收机。由于DMB系统能够通过个人数字助理(PDA)或在移动中的车辆终端提供基于光盘(CD)和数字视频光盘(DVD)水平的高音质和高画质广播，因此DMB系统的使用在未来会极大发展。

以下文中，将数字广播系统解释为意指DAB和DMB系统。另一方面，基于OFDM的DAB系统的典型例子为欧洲研究协调组织(Eureka)147计划(project-147)的系统。更具体地，根据数字广播与通信和移动广播的会聚(convergence)需要，Eureka 147计划的系统近年来已被应用到用于服务的地面DMB系统。Eureka 147计划的系统利用多个广播发射机配置单频网(Single Frequency Network，SFN)。

SFN在OFDM系统中的使用是指，多个发射机以同一频率发射同一数据信号。因为从发射机发射的信号在传输定时上被同步，所以它们不会充当彼此的干扰成分，而展现出像在多径信道中那样的效果，从而在接收机中所接收到的信号的质量被提高。由于此原因，使用SFN的OFDM系统能够被应用到数字广播系统。该数字广播系统中配置有这样的网络，其中所有的发射机以同一频率发送同一广播数据，并且在多个用户必须接收数据的条件下，能够利用同频网络的概念容易地实现该数字广播系统。

但是，近年来被讨论的广播服务要求这样的功能：根据用户的服务需要和资格，可选择地提供不同内容而非同一广播。通过开发条件接收系统(conditional access system)使此功能得以实现。条件接收系统被定义为这样的控制系统：其被用于当将数据从发射机发送到多个终端时根据接收条件限制接收。该条件接收系统能够执行控制操作，能够根据终端的接收许可证，有选择地接收部分或全部所发送的广播或数据服务。

例如，广播服务提供商能够通过控制每个使用该条件接收系统的终端的服务接收条件实现区别记帐系统(differential billing system)。关于此，地面DMB系统更有优势，因为它能够向更多的查看者提供免费服务，就像在传统的地面TV广播中那样。当在盲区(shadow region)中等情况需要额外的中继时，可以对根据专用条件接收系统的介绍的、与记帐等相关的服务条件进行讨论。

为了实现上述条件接收系统，需要将广播网与中继网(relay network)区分开来，其中所述的广播网可操作用于位于非盲区中的广播发射机，所述的中继网可操作用于位于盲区中的像中继一样的广播发射机。当广播网与中继网被区分开时，终端必须能够确定是从广播网还是从中继网接收广播或数据服务。非常需要用于区分网络的系统。也就是说，存在对用于发送和接收数据的改进方法的需求，该方法能够利用数字广播系统中的SFN区分广播网和中继网，并同时提高数据的接收质量。

发明内容