Оцінка мультиплексованих з ортогональним частотним розділенням каналів

1. Приймач для прийому сигналу цифрового відеомовлення (DVB), мультиплексованого з ортогональним частотним розділенням (OFDM), що включає в себе набори OFDM-символів, які містять символи даних і пілотні символи, що передаються з використанням множини піднесучих, причому OFDM DVB-сигнал передається приймачу по каналу передачі, при цьому приймач включає в себе вхідний модуль, виконаний з можливістю приймати OFDM DVB-сигнал по каналу передачі, і модуль оцінки каналу, підключений до вхідного модуля і виконаний з можливістю обчислювати оцінки каналу для каналу передачі шляхом виконання перетворень Фур'є над наборами OFDMсимволів для одержання перетворених наборів символів в частотній зоні, і шляхом виконання корекції за мінімальною середньоквадратичною помилкою (MMSE) для перетворених наборів символів, використовуючи підмножину пілотних символів в OFDM DVB-сигналі. 2. Приймач за п. 1, в якому модуль оцінки каналу виконує одне перетворення Фур'є для кожного прийнятого набору OFDM-символів. 3. Приймач за п. 1, в якому підмножина пілотних символів суттєво менше, ніж всі пілотні символи в наборі OFDM-символів. 4. Приймач за п. 3, в якому модуль оцінки каналу виконаний з можливістю вибирати, як підмножину пілотних символів, N найближчих пілотних симво 2 (11) 1 3 92664 4 виконання MMSE-корекції для перетворених набоR 0 R M 12 R M 24 R M 36 рів символів з використанням підмножини пілотних R 12 R0 R M 12 R M 24 2 символів в OFDM DVB-сигналі. R I, R 24 R 12 R0 R M 12 18. Спосіб за п. 17, в якому обчислення оцінок каналу включає в себе обчислення оцінок каналу R 36 R 24 R 12 R0 шляхом виконання одного перетворення Фур'є для і кожного прийнятого набору OFDM-символів. ml L 1 j2 19. Спосіб за п. 17, який додатково включає вибір, 2 M , 0 m M 1, Rm l e як підмножини пілотних символів, N найближчих l 0 пілотних символів, що передаються з використанде М - загальна кількість піднесучих, представленям піднесучих з меншими частотами, ніж частота, них в OFDM DVB-сигналі, l - індекс, що показує використовувана для передачі контрольованого кожний відповідний промінь багатопроменевого символу даних, і N найближчих пілотних символів, OFDM DVB-сигналу, L - число, що являє собою що передаються з використанням піднесучих з розширення затримки каналу 115, m - ціле число, більшими частотами, ніж частота, використовуващо являє собою кількість проміжних каналів між на для передачі контрольованого символу даних. двома вибраними каналами, для яких обчислюва20. Спосіб за п. 18, який додатково включає вибір, лася кореляція, і як підмножини пілотних символів, N найближчих 2 2 пілотних символів, що передаються з використанE hl k , l ням піднесучих з меншими частотами, ніж частота, де hl(k) - імпульсна характеристика каналу в мовикористовувана для передачі контрольованого мент часу k для l-того променя в каналі передачі. символу даних. 11. Приймач за п. 1, в якому модуль оцінки каналу 21. Спосіб за п. 18, який додатково включає вибір, виконаний з можливістю обчислювати величину як підмножини пілотних символів, N найближчих міжканальних перешкод (ІСІ), в частотній зоні, відпілотних символів, що передаються з використанносно каналу передачі. ням піднесучих з більшими частотами, ніж частота, 12. Приймач за п. 11, в якому модуль оцінки канавикористовувана для передачі контрольованого лу виконаний з можливістю виконувати оцінку касимволу даних. налу, використовуючи величину ІСІ. 22. Спосіб за п. 17, в якому обчислення оцінок ка13. Приймач за п. 12, в якому модуль оцінки кананалів включає в себе обчислення оцінок каналів лу виконаний з можливістю виконувати MMSEпаралельно для більше ніж одного символу даних. корекцію після віднімання величини ІСІ з прийня23. Спосіб за п. 17, в якому обчислення оцінки катого OFDM DVB-сигналу. налу включає в себе обчислення оцінки каналу 14. Приймач за п. 1, в якому модуль оцінки каналу для цікавлячого символу даних з N, що дорівнює виконаний з можливістю обчислювати оцінки ка2, за формулою: налів, шляхом оцінки значення кореляції каналу за 4 формулою: ˆ ˆ Hm c pH mp , 1 ~ p 1 ˆ ˆ Rm H k1 H k 2 , K k 2 k1 m ˆ M де ср - відповідний коефіцієнт фільтрації, H mp де K - число випадків, для яких виконується (k2оцінка каналу для відповідного одного з підмножиk1)М=m, і М - загальне число піднесучих, представни пілотних символів, і р - індекс відповідного одлених в OFDM DVB-сигналі. ного з підмножини пілотних символів. 15. Приймач за п. 14, в якому оцінене значення 24. Спосіб за п. 23, в якому обчислення оцінки какореляції каналу усереднюється за формулою: налу включає в себе обчислення коефіцієнтів фі~ ~ ~ Rm 1 Rm Rm , льтрації за формулою: с(m)=[с1(m)с2(m)с3(m)с4(m)]= де β - попередньо визначений відомий параметр. [R((m-m1)м)R((m-m2)м)R((m-m3)м)R((m-m4)м)]R-1, 16. Приймач за п. 1, в якому модуль оцінки каналу де виконаний з можливістю використовувати декодер Вітербі. R 0 R M 12 R M 24 R M 36 17. Спосіб обчислення оцінки каналу для каналу R 12 R0 R M 12 R M 24 2 , R I передачі, використовуваного для передачі сигналу R 24 R 12 R0 R M 12 цифрового відеомовлення (DVB), мультиплексоR 36 R 24 R 12 R0 ваного з ортогональним частотним розділенням (OFDM), що включає в себе набори OFDMі символів, які містять символи даних і пілотні симml L 1 j2 2 воли, що передаються з використанням множини M , 0 m M 1, Rm e l піднесучих, причому спосіб включає етапи, на яких l 0 приймають OFDM DVB-сигнал в приймачі по канаде М - загальне число піднесучих, представлених лу передачі, і в OFDM DVB-сигналі, l - індекс, що представляє обчислюють оцінки каналу для каналу передачі, в кожний відповідний промінь багатопроменевого частотній зоні, шляхом виконання перетворення OFDM DVB-сигналу, L - число, що представляє Фур'є для наборів OFDM-символів для одержання розширення затримки каналу 115, m - ціле значенперетворених наборів символів в частотній зоні, і ня, що представляє кількість проміжних каналів між двома вибраними каналами, для яких обчислювалася кореляція, і 5 92664 6 29. Спосіб за п. 17, в якому обчислення оцінки ка2 E hl k l , налу додатково включає в себе обчислення оцінки де hl(k) - імпульсна характеристика каналу в моканалу шляхом оцінки значення кореляції каналу мент часу k для l-того променя в каналі передачі. за формулою: 25. Спосіб за п. 11, в якому обчислення оцінки ка1 ~ ˆ ˆ Rm H k1 H k 2 , налу включає в себе обчислення оцінки каналу K k 2 k1 m M для кожної відповідної піднесучої, використовуваде K - число випадків, для яких виконується (k2ної для передачі OFDM DVB-сигналу. k1)М=m, М - загальна кількість піднесучих, пред26. Спосіб за п. 11, який додатково включає обчиставлених в OFDM DVB-сигналі. слення величини міжканальних перешкод (ІСІ), в 30. Спосіб за п. 29, в якому обчислення оцінки качастотній зоні, відносно каналу передачі. налу додатково включає в себе усереднення оці27. Спосіб за п. 26, в якому обчислення оцінки каненого значення кореляції каналу за формулою: налу включає в себе обчислення оцінки каналу ~ ~ ~ для каналу передачі з використанням величини Rm 1 Rm Rm , ІСІ. де β - раніше визначений відомий параметр. 28. Спосіб за п. 27, в якому обчислення оцінки ка31. Спосіб за п. 17, в якому обчислення оцінки каналу включає в себе виконання MMSE-корекції налу додатково включає в себе виконання декодупісля віднімання величини ІСІ з OFDM DVBвання за алгоритмом Вітербі. сигналу. 2 У сучасному світі багато які види інформації передаються від джерел інформації, таких як постачальники телевізійних програм, до приймачів, таких як телевізійні приймачі в житлових будинках. Таким чином, прикладом такої інформації є інформація цифрового телебачення (DTV). Передача цифрової інформації, як правило, включає в себе перетворення цифрової інформації в аналоговий сигнал і модулювання амплітуди і/або фази радіочастотної несучої частоти, використовуючи аналоговий сигнал, і передачу модульованого сигналу через середовище поширення, таке як повітря, в напрямі приймача. На Фіг. 1 зображена комунікаційна система 1, яка містить передавач 2 і приймач 4. Передавач 2 і приймач 4 забезпечені антенами, відповідно 6 і 8, які тут показані зовнішніми відносно передавача 2 і приймача 4, хоч антени 6 і 8 можуть вважатися складовими частинами передавача 2 і приймача 4. Передавач 2 виконаний з можливістю передавати інформацію через середовище поширення, в цьому випадку по системі наземного мовлення, до приймача 4 (наприклад, у вигляді сигналів 14, 16 і 18). При передачі інформації через середовище поширення відбувається спотворення сигналу, яке викликається шумом (наприклад, статичним), змінами інтенсивності (завмирання сигналу), змінами фазового зсуву, доплерівським розширенням, доплерівським завмиранням сигналу, багатопроменевими затримками і т. д. Багатопроменеві затримки відбуваються через те, що сигнали, які передаються, надходять від передавача до приймача через середовище поширення по різних шляхах, наприклад, внаслідок відбиття від будівлі 10 і/або будучи ретрансльованими за допомогою ретрансляційної станції 12. Різні шляхи сигналу p(t), що передається (наприклад, сигнали 14, 16 і 18), мають наслідком різні коефіцієнти посилення і різні часи затримки, внаслідок чого затримані за часом копії сигналу p(t) приходять в приймач 4 в різний час (подібно ехо-сигналам), якщо порівнювати з сигналом 16, переданим напряму. Прийнятий сигнал r(t) є комбінацією сигналу, що переда ється напряму, і/або його реплік, якщо вони є. Багатопроменеві перешкоди приводять до міжсимвольних спотворень (ISI), коли до поточного символу додаються внески від інших символів з ваговими коефіцієнтами, і/або до міжканальних спотворень, коли окремі піднесучі інтерферують між собою. Шум і/або перешкоди в сигналі г (і) можуть також створюватися іншими джерелами, наприклад, передавачем. Ці ефекти можуть викликати помилки при передачі і/або інтерпретації інформації між передавачем 2 і приймачем 4. Коли частота помилкових бітів (BER) системи перевищує порогове значення і пригнічує її стійкість до помилок, система виходить з ладу. Мультиплексування з ортогональним частотним розділенням (OFDM) може використовуватися для передачі множини сигналів DTV через середовище поширення. Системи OFDM передають сигнал, наприклад телевізійний, паралельно на одній або декількох піднесучих, використовуючи один або декілька часових інтервалів в кожній піднесучій. Кожна піднесуча займає відмінну частину частотного спектра, використовуваного для передачі сигналу DTV. Рознесення піднесучих є таким, що кожна частота піднесучої ортогональна будьякій іншій частоті піднесучої (наприклад, частотне рознесення піднесучих є досить близьким до зворотної величини тривалості символу OFDM). Ортогональність частот піднесучих забезпечує більш високу стійкість до радіочастотних взаємних перешкод і до багатопроменевих спотворень, ніж при використанні неортогональних частот як піднесучих. Кожна піднесуча включає в себе, наприклад, символи даних, пілотні символи і символи сигналів параметрів передачі (TPS), які є спеціальним типом символів даних. Пілотні символи є попередньо визначеними відомими сигналами, використовуваними для допомоги приймачу в оцінці каналів передачі. При одержанні приймачем 4 OFDM-сигналу (наприклад, r(t)) використовується оцінка каналу для пригнічення ефектів спотворення в переданому сигналі (наприклад, p(t)). Наприклад, оскільки 7 92664 8 p(t) є лінійною комбінацією сигналів 14, 16 і 18, найближчих пілотних символів, переданих на підспіввідношення між p(t) і r(t) може визначатися несучих з меншими частотами, ніж частота, викоконкретною математичною функцією (тобто переристовувана для передачі контрольованого симдавальною функцією). Коли передавальна функція волу даних. Модуль оцінки каналу обчислює оцінку середовища поширення відома, для зменшення каналу для кожної відповідної піднесучої, викорисвнесених середовищем поширення спотворень товуваної для передачі кожного набору OFDMможе бути застосований фільтр, який є зворотною символів. функцією до передавальної функції середовища Також варіанти реалізації даного винаходу поширення. Оскільки середовище поширення посможуть включати в себе одну або декілька наступтійно міняється (наприклад, об'єкти, що викликаних ознак. Модуль оцінки каналу виконаний з можють багатопроменеві помилки, можуть переміщаливістю обчислювати оцінку каналу паралельно тися, погода може змінюватися, рівень шуму може для більше ніж одного символу даних. Константа змінюватися, і т. д.), передавальна функція будьN дорівнює 2, і модуль оцінки каналу виконаний з якого даного середовища поширення також посможливістю виконувати оцінку каналу для кожного тійно змінюється. Коли середовище поширення символу даних за формулою: змінюється швидко, r(t) стає каналом передачі «зі 4 швидким завмиранням сигналу», що може збільˆ ˆ Hm c pH mp , шити складність процесу оцінки. Коли середовище p 1 поширення має велике розширення затримки, з'являються «довгі канали». Наприклад, якщо відсде ср - відповідний коефіцієнт фільтрації, тань, що долається сигналом 18, щоб досягнути приймача 4, суттєво більша відстані для сигналу ˆm H p - оцінка каналу для відповідного одного з 16, то символ в сигналі 18 може надійти в приймач підмножини пілотних символів, і p - індекс відпові4 після надходження того ж символу через сигнал дного одного з підмножини пілотних символів. Мо16, що створить ISI. дуль оцінки каналу виконаний з можливістю обчиПриймач для прийому сигналу цифрового віслювати коефіцієнти фільтрації за формулою: деомовлення (DVB), мультиплексованого з ортогональним частотним розділенням (OFDM), який c(m)=[c1(m)c2(m)c3(m)c4(m)]=[R((m-m1)M)R((mвключає в себе набори OFDM-символів, що місm2)M)R((m-m3)M)R((m-m4)M)]R-1, тять символи даних і пілотні символи, які передаються на декількох піднесучих, де вказаний OFDM дe DVB-сигнал передається приймачу по каналу передачі, причому приймач включає в себе вхідний R(0) R M 12 R M 24 R M 36 модуль, виконаний з можливістю приймати OFDM DVB-сигнал по каналу передачі, і модуль оцінки R 12 R0 R M 12 R M 24 2 R I, каналу, підключений до вхідного модуля і виконаR 24 R 12 R0 R M 12 ний з можливістю обчислювати оцінки каналу для R 36 R 24 R 12 R0 каналу передачі шляхом виконання перетворення Фур'є для наборів OFDM-символів для одержання перетворених наборів символів в частотній зоні, і i шляхом виконання корекції за мінімальною середньоквадратичною помилкою (MMSE) для перетвоml L 1 j2 2 рених наборів символів, використовуючи підмноM , 0 m M - 1, Rm le жину пілотних символів в OFDM DVB-сигналі. l 0 Варіанти реалізації даного винаходу можуть включати в себе одну або декілька нижченаведеде Μ - загальна кількість піднесучих в OFDM них ознак. Модуль оцінки каналу виконує одне DVB-сигналі, l - індекс, що представляє кожний перетворення Фур'є для кожного прийнятого набовідповідний промінь багатопроменевого OFDM ру OFDM-символів. Підмножина пілотних символів DVB-сигналу, L - число, що представляє розшиє суттєво меншою, ніж всі пілотні символи в наборі рення затримки каналу 115, m - ціле число, що OFDM-символів. Модуль оцінки каналу виконаний представляє кількість проміжних каналів між двоз можливістю вибирати, як підмножину пілотних ма вибраними каналами, для яких обчислювалася символів, N найближчих пілотних символів, перекореляція, і даних на піднесучих з меншими частотами, ніж частота, використовувана для передачі контро2 2 E hl k l , льованого символу даних, і N найближчих пілотних символів, переданих на піднесучих з більшими частотами, ніж частота, використовувана для передачі контрольованого символу даних. Модуль де hl(k) - імпульсна характеристика каналу в оцінки каналу виконаний з можливістю вибирати, момент часу k для l-того променя в каналі передаяк підмножину пілотних символів, N найближчих чі. пілотних символів, переданих на піднесучих з біВаріанти реалізації даного винаходу можуть льшими частотами, ніж частота, використовувана також включати в себе одну або декілька наступдля передачі контрольованого символу даних. них ознак. Модуль оцінки каналу виконаний з можМодуль оцінки каналу виконаний з можливістю ливістю обчислювати величину міжканальних певибирати, як підмножину пілотних символів, N решкод (ІСІ) в частотній зоні, відносно каналу 9 92664 10 передачі. Модуль оцінки каналу виконаний з можналу паралельно для більше ніж одного символу ливістю виконувати оцінку каналу, використовуючи даних. величину ІСІ. Модуль оцінки каналу виконаний з Варіанти реалізації даного винаходу можуть можливістю виконувати MMSE-корекцію після відтакож включати в себе одну або декілька наступнімання величини ІСІ з прийнятого OFDM DVBних ознак. Обчислення оцінки каналу включає в сигналу. Модуль оцінки каналу виконаний з можсебе обчислення оцінки каналу для цікавлячого ливістю обчислювати оцінку каналу, оцінюючи символу даних при N рівному 2 за наступною фозначення кореляції каналу за формулою: рмулою: ~ Rm 1 K ˆ ˆ H* k 1 H k 2 , k 2 k1 M m 1 ˆ Rm ˆ c pH mp , p 1 де K - число випадків, для яких виконується (k2-k1)М=m, і Μ - загальна кількість піднесучих в OFDM DVB-сигналі. Оцінене значення кореляції каналу усереднюється за формулою: ˆ Rm 4 ˆ Hm ~ Rm, де - попередньо визначений відомий параметр. Модуль оцінки каналу виконаний з можливістю використовувати декодер Вітербі. Загалом, в іншому аспекті, даний винахід надає спосіб обчислення оцінки каналу для каналу передачі, використовуваного для передачі сигналу цифрового відеомовлення (DVB), мультиплексованого з ортогональним частотним розділенням (OFDM), яке включає в себе набори OFDMсимволів, що містять символи даних і пілотні символи, які передаються на декількох піднесучих, причому спосіб включає етапи, на яких приймають OFDM DVB-сигнал в приймачі по каналу передачі і обчислюють оцінки каналу для каналу передачі в частотній зоні шляхом виконання перетворення Фур'є для наборів OFDM-символів для одержання перетворених наборів символів в частотній зоні і виконання для перетворених наборів символів корекції за мінімальною середньоквадратичною помилкою (MMSE), використовуючи підмножину пілотних символів в OFDM DVB-сигналі. Варіанти реалізації винаходу можуть включати в себе одну або декілька нижченаведених ознак. Обчислення оцінки каналу включає в себе обчислення оцінок каналу шляхом виконання одного перетворення Фур'є для кожного прийнятого набору OFDM-символів. Спосіб додатково включає в себе вибір, як підмножини пілотних символів, N найближчих пілотних символів, переданих на піднесучих з меншими частотами, ніж частота, використовувана для передачі контрольованого символу даних, і N найближчих пілотних символів, переданих на піднесучих з більшими частотами, ніж частота, використовувана для передачі контрольованого символу даних. Спосіб додатково включає в себе вибір, як підмножини пілотних символів, N найближчих пілотних символів, переданих на піднесучих з меншими частотами, ніж частота, використовувана для передачі контрольованого символу даних. Спосіб додатково включає в себе вибір, як підмножини пілотних символів, N найближчих пілотних символів, переданих на піднесучих з більшими частотами, ніж частота, використовувана для передачі контрольованого символу даних. Обчислення оцінок каналу включає в себе обчислення оцінок ка де ср - відповідний коефіцієнт фільтрації, ˆ H mp - оцінка каналу для відповідного одного з підмножини пілотних символів і p - індекс відповідного одного з підмножини пілотних символів. Обчислення оцінки каналу включає в себе обчислення коефіцієнтів фільтрації за формулою: c(m)=[c1(m)c2(m)c3(m)c4(m)]=[R((m-m1)M)R((mm2)M)R((m-m3)M)R((m-m4)M)]R-1, де R(0) R 12 R 24 R 36 R R M 12 R0 R 12 R 24 R M 24 R M 12 R0 R 12 R M 36 R M 24 R M 12 R0 2 I, і L 1 Rm 2 le j2 ml M ,0 m M - 1, l 0 де Μ - загальна кількість піднесучих в OFDM DVB-сигналі, l - індекс, що представляє кожний відповідний промінь багатопроменевого OFDM DVB-сигналу, L - число, що представляє розширення затримки каналу 115, m - ціле число, що представляє кількість проміжних каналів між двома вибраними каналами, для яких обчислювалася кореляція, і E hl k 2 2 l , де hI(k) - імпульсна характеристика каналу в момент часу k для l-того променя в каналі передачі. Також варіанти реалізації даного винаходу можуть включати в себе одну або декілька наступних ознак. Обчислення оцінки каналу включає в себе обчислення оцінки каналу для кожної відповідної піднесучої, використаної для передачі даного OFDM DVB-сигналу. Спосіб додатково включає в себе обчислення величини міжканальних перешкод (ІСІ) в частотній зоні відносно каналу передачі. Обчислення оцінки каналу включає в себе обчислення оцінки каналу, використовуючи величину ІСІ. Обчислення оцінок каналу включає в себе виконання MMSE-корекції після віднімання величини ІСІ з OFDM DVB-сигналу. Обчислення оцінки кана 11 92664 12 лу включає в себе обчислення оцінки каналу шляпілотні символи. Передавач широкомовно передає хом оцінки значення кореляції каналу за формуOFDM-сигнал в напрямі приймача. Приймач обчилою: слює оцінку каналу, використовуючи MMSEкорекцію в частотній зоні. MMSE-корекція виконується з використанням кореляційної інформації 1 ~ * ˆ ˆ Rm H k1 H k 2 , каналу і підмножини пілот-сигналів, що містяться в K k 2 k1 m M OFDM-сигналі. Оцінки каналу використовуються приймачем для оцінки сигналу, переданого переде K - число випадків, для яких виконується давачем. Передавач видає результуючий сигнал, (k2-k1)М=m, і Μ - загальна кількість піднесучих в по суті подібний сигналу, переданому передаваOFDM DVB-сигналі. Обчислення оцінки каналу чем в напрямі приймача. Інші варіанти здійснення додатково включає в себе усереднення оціненого також входять в об'єм даного винаходу. значення кореляції каналу за формулою: Система 100 OFDM-передачі, показана на Фіг. 2, містить передавач 105 і приймач 110. Система ~ ˆ ˆ 100 включає в себе відповідні апаратні, мікропрогRm 1 Rm Rm, рамні і/або програмні засоби (включаючи зчитувані комп'ютером і переважно виконувані комп'ютером де - попередньо визначений відомий паракоманди) для реалізації описаних нижче функцій. метр. Обчислення оцінки каналу додатково вклюПередавач 105 і приймач 110 можуть бути виконачає в себе виконання декодування за алгоритмом ні з можливістю обмінюватися різними типами інВітербі. формації. У даному документі, тільки як приклад, а Різні аспекти даного винаходу можуть надати не в обмежуючому значенні, передавач 105 є пеодну або більш з наступних можливостей. Обчисредавачем DTV-сигналів, а приймач 110 є DTVлення, виконувані модулем оцінки DTV-каналу, приймачем, таким як цифровий телевізор або можуть бути скорочені в порівнянні з попереднім комбінація телевізійної абонентської приставки і рівнем техніки. Вартість реалізації модуля оцінки цифрового телевізора. Наприклад, система 100 DTV-каналу може бути зменшена в порівнянні з виконана з можливістю передавати і приймати попереднім рівнем техніки. Оцінка каналу може сигнали наземного цифрового телевізійного мовбути виконана шляхом використання одного перелення (DTV) за стандартом DVB-T/H за допомогою творення Фур'є для кожного символу, прийнятого антен (не показаних на Фіг. 2). Передавач 105 і по кожному каналу OFDM DTV-сигналу. Може бути приймач 110 сполучені каналом 115 передачі. Кавиконана одновимірна оцінка каналу в частотній нал 115 передачі є середовищем поширення, тазоні. Оцінка мінімальної середньоквадратичної ким як атмосфера (у випадку наземного мовленпомилки може бути виконана, використовуючи ня), хоч можливі інші види середовища поширення підмножину пілотних символів, забезпечених в (наприклад, кабель, при використанні відповідних OFDM DTV-сигналі. Для обчислення оцінки вибрапередавача і приймача). Передавач 105 сконфігуного каналу може бути використана підмножина рований для прийому вхідного сигналу 120 і широпілотних символів (наприклад, чотири). Викорискомовної передачі OFDM сигналу 125 в напрямі тання об'єднання кожного третього символу (почиприймача 110. Канал передачі 115 може впливати наючи з другий піднесучої з найнижчої частоти) і на сигнал 125, перетворюючи його в сигнал 130. пілотних символів забезпечує ефективність, подіПриймач 110 сконфігурований для прийому сигнабну тій, яка досягається при використанні всіх підлу 130 і видачі вихідного сигналу 135, який перенесучих в системі 8K DVB-T/Ή (цифрового наземважно по суті рівний сигналу 125. ного телевізійного мовлення). Ці і інші можливості Відношення між сигналами 125 і 130 можуть даного винаходу, нарівні з самим винаходом, стабути виражені у часовій зоні як нуть більш зрозумілі після розгляду прикладених креслень, докладного опису і формули винаходу. Фіг. 1 - схематичне представлення каналу передачі. Фіг. 2 - блок-схема системи OFDM базової смуги, що включає в себе передавач і приймач. Фіг. 3 - схема OFDM-кадру, що передається передавачем, зображеним на Фіг. 2. Фіг. 4 - блок-схема функціональних елементів приймача, зображеного на Фіг. 2. Фіг. 5 є блок-схемою послідовності операцій процесу виконання оцінки каналу в системі OFDMпередачі, показаній на Фіг. 2. Варіанти здійснення винаходу забезпечують методи для оцінки і корекції каналів передачі цифрового відеомовлення (DVB) шляхом комбінування в частотній зоні корекції мінімальної середньоквадратичної помилки (MMSE), використовуючи підмножину всіх доступних пілотних символів, і оцінки міжканальних перешкод (ІСІ). Наприклад, система DTV включає в себе передавач і приймач. Передавач генерує OFDM-сигнал, що включає в себе L 1 yk hl k x k l n k ,0 k M-1 (1) l 0 де у(k) - сигнал 130, l - індекс шляху сигналу (в каналі 115 передачі), що представляє відведення каналу у часовій зоні, х(k-І) - сигнал 125, hl(k) - імпульсна характеристика каналу (CIR) в момент часу k для l-того променя в каналі 115 передачі, n(k) (0 k М-1) - незалежні комплексні випадкові гаусові змінні (наприклад, адитивний білий гаусів шум (AWGN)) у часовій зоні, які мають нульове середнє і дисперсію 2 для дійсної і для уявної складової, L - число, що представляє розширення затримки каналу 115, і Μ - кількість піднесучих, використовуваних передавачем 105. CIR hl(k) (0 l L-1) можуть бути незалежними комплексними випадковими змінними для різних променів, які мають гаусів розподіл і представляють канал з 13 92664 14 частотно-вибірним релеєвським завмиранням сигвідеомовлення (DVB) (наприклад, система 2K, 4K налу, де або 8K). Процесор 155 сконфігурований для виконання зворотного дискретного перетворення Фур'є 2 (IFFT) для сигналу 152 для перетворення сигналу 2 (2) E hl k l 145 в сигнал 157 часової зоні, який включає в себе вихідні символи х(0), ..., х(М-1). Процесор 160 скоЗміна каналу 115 передачі за часом може бути нфігурований для додавання циклічного префікса охарактеризована значенням fdTs, де fd - доплерівна початок кожного вихідного символу, що генеруська частота, a Ts - тривалість набору символів ється процесором 155, і одержання сигналу 162. OFDM. Далі, енергетичний спектр процесу релеєвЦиклічний префікс кадру x може повторювати часського завмирання сигналу (наприклад, розширентину кадру х-1 і може бути використаний для зменя за часом сигналу (або дисперсія сигналу) і/або ншення ефектів міжсимвольних перешкод (ISI). зміна за часом характеристик каналу 115 передаP/S-перетворювач 165 сконфігурований для перечі) може бути виражений як: творення сигналу 162 в послідовний сигнал 125, що передається. Передавач 105 сконфігурований 2 для широкомовної передачі сигналу 125 за допо2 l f fd могою антени (не показана на Фіг. 2). Хоч передаSl f 2 (3) вач 105 описаний тут як такий, що включає в себе fd f 2 множину процесорів і апаратних компонентів, фун0 в іншому випадку кціональні можливості, забезпечувані передавачем 105, можуть також бути скомбіновані, наприде кореляція CIR відгалуження (наприклад, клад, в одній мікросхемі, яка містить множину CIR одного променя багатопроменевого сигналу) в програмних модулів для виконання відповідних частотній зоні може бути визначена як: задач. Фіг. 3 показує сигнал 125, який включає в себе 2 OFDM-кадр 205, що містить набори 210 OFDME hl k 1 hl* k 2 J0 2 f d k 1 k 2 Ts / M (4) l символів. Кожний набір 210 OFDM-символів містить множину символів 215, модульованих розрізде J0(·) є нульовим порядком функції Бесселя нюваними частотами піднесучих. Кожний набір 210 першого роду: OFDM-символів містить пілотні символи 220, символи 225 даних і TPS-символи 227 (сигнали пара1k метрів передачі), хоч можливі і інші конфігурації. J0 x x 2k (5) 2k Пілотні символи 220 включають в себе безперервk! 2 k 02 ні (постійні) пілотні символи 221, модульовані однією і тією ж частотою піднесучої в кожному наборі Передавач 105 містить блок 140 модуляції, 210 OFDM-символів, і розсіяні пілотні символи послідовно-паралельний (S/P) перетворювач 150, 222, розташовані в різних позиціях піднесучих в процесори 155 і 160 і паралельно-послідовний різних наборах 210 символів. Відстань між кожним (P/S) перетворювач 165. Блок 140 модуляції сконз розсіяних пілотних символів 222 дорівнює 12 фігурований для прийому сигналу 120 частотної символьним позиціям, так що кожна 12-та симвозоні, який включає в себе інформацію (наприклад, льна позиція в наборі символів зайнята розсіяним інформацію, що представляє відеозображення), і пілотним символом. Появи розсіяних пілотних сидля модулювання сигналу 120 з використанням мволів 222 і постійних пілотних символів 221 мооднієї (або більше) з декількох схем модуляції. жуть співпадати (наприклад пілотний символ 223). Наприклад, блок 140 модуляції може відображати Хоч OFDM-кадр 205 зображений на Фіг. 3 як такий, сигнал 120 на констеляцію, використовуючи схему що має дванадцять наборів 210 OFDM-символів, модуляції, таку як квадратурна маніпуляція зсувом можливі і інші кількості наборів 210 символів. Біфази (QPSK) або квадратурна амплітудна модульше того, розміщення пілотних символів 220, ляція (наприклад, 16-КАМ або 64-КАМ), хоч можсимволів 225 даних і TPS-символів 227 може валиве застосування і інших схем модуляції. Для ріюватися залежно від компонування, показаного різних піднесучих можуть застосовуватися різні на Фіг. 3. схеми модуляції (наприклад, одна піднесуча може Приймач 110 містить S/P-перетворювач 170, модулюватися як 16-КАМ, а інша як QPSK), або ж процесори 175, 180, 185, 190 і 191 і блок 200 дедля всіх піднесучих може використовуватися одна модуляції. Приймач 110 сконфігурований для приі та ж схема модуляції. Блок 140 модуляції сконфійому сигналу 130 і видачі сигналу 135. Сигнал 130 гурований для видачі модульованого сигналу 145, містить інформацію часової зоні (наприклад, симякий може включати в себе декілька змінних комволи у(0), ..., у(М-1), де Μ - число піднесучих, виплексних даних (наприклад, Х(0), ..., Х(М-1), де Μ користаних при передачі сигналу 130). S/Pчисло піднесучих (наприклад, число вибірок в одперетворювач 170 сконфігурований для прийому ному OFDM-символі)). Блок 145 модуляції сконфісигналу 130 і його перетворення в паралельний гурований для подачі модульованого сигналу 140 сигнал 172. S/P-перетворювач 170 сконфігурована S/P-перетворювач 150. S/P-перетворювач 150 ний таким чином, що кожний з паралельних шляхів сконфігурований для перетворення сигналу 145 в 1721 172n сигналу 172 містить символи, передані паралельний інформаційний сигнал 152, який мона різних частотах піднесучих. Число паралельних же подаватися паралельними потоками на процепотоків в сигналі 172 дорівнює кількості символів сор 155. Число паралельних потоків може залежа215 в кожному наборі 210 OFDM-символів, хоч ти від типу реалізовної системи цифрового 15 92664 16 можливі і інші конфігурації. S/P-перетворювач 170 помогою сигналу 130, процесор 190 сконфігуровасконфігурований для забезпечення сигналу 172 в ний, щоб процесор 175. Процесор 175 сконфігурований для - обчислювати попередньо (або витягувати з прийому сигналу 172 і видалення циклічного препам'яті) IFFT для (k - (М-1)/2); фікса, доданого процесором 160. Процесор 175 - обчислювати коефіцієнти MMSE-фільтрації, сконфігурований для забезпечення паралельного використовуючи початкові оцінки кореляції каналу, сигналу 177 часової зоні в процесор 180. Процеінтерполяцію і підмножину пілотних символів, сор 180 сконфігурований для виконання швидкого представлених в сигналі 182; перетворення Фур'є (FFT) для перетворення сиг- виконувати оцінку каналу по MMSE, викорисналу 177 часової зоні в сигнал 182 частотної зоні. товуючи обчислені коефіцієнти MMSE-фільтрації; Процесор 191 сконфігурований для забезпечення - оцінювати сигнал 125, використовуючи ресимвольної синхронізації, за допомогою якої можзультат оцінки каналу по MMSE і однопроменевий на одержати початковий символ набору OFDMкоректор (що міститься в процесорі 190); символів у часовій зоні OFDM для використання в - обчислювати зміну в частотній зоні каналу перетворенні Фур'є. 115 передачі; Операція FFT, виконувана процесором 180, - виконувати схему усунення ІСІ для повторної може бути визначена як: оцінки переданого сигналу 125; - виконувати коректування по MMSE для версії nl сигналу 130, з якого віднято оцінене ІСІ, викорисL 1M 1 j2 M Nm, товуючи обчислені раніше коефіцієнти MMSE; Ym X n HI m n e (6) - одержувати оцінку передавальної функції каl 0n 0 налу 115 передачі, використовуючи остаточні оцін0 m M-1 ки сигналу 125 і сигналу 130; - оцінювати і оновлювати кореляцію каналу в де Y(m) - сигнал 182, Х(n) - сигнал 152, N(m) частотній зоні; адитивний білий гаусів шум (AWGN), описаний в - оновлювати коефіцієнти фільтрації по MMSE; частотній зоні, і Hl(m-n) задається формулою: і - забезпечувати процесору 185 остаточну оціkm n 2 1M 1 нку каналу (наприклад, передавальну функцію). M (7) Hl m n hl k e На Фіг. 2 і 3, процесор 190 сконфігурований Mk 0 для використання апріорі відомих пілотних символів як відомих опорних точок для оцінки характеРівняння (6) може бути переписане у векторній ристик каналу 115 передачі. Приймач 110 сконфіформі як: гурований так, щоб очікувати пілотні символи на визначених частотах і/або в моменти часу в кожY=HX+N (8) ному OFDM-кадрі 205. Процесор 190 сконфігурований для пошуку в сигналі 130 пілотних символів, де елемент в m-тому рядку і n-тому стовпці на які вплинув канал 115 передачі (наприклад, канальної матриці Η є відповідно до передавальної функції, заданої рівнянням (1)). Процесор 190 сконфігурований для l M 1 2 обчислення оцінок каналу 115 передачі з викорис(9) Hm,n Hl m n e M танням підмножини (наприклад, чотирьох) прийняl 0 тих розсіяних пілотних символів 222, в кожному наборі 210 OFDM-символів, переважно навколо і Кожний з процесорів 185 і 190 сконфігурованайближчих до оцінюваного символу 215. Наприний для прийому сигналу 182, забезпечуваного клад, для виконання оцінки каналу для символу процесором 180. Процесор 185 сконфігурований 245 можна використовувати пілотні символи 246, для використання інформації, забезпечуваної про247, 248 і 249. Оцінки каналу для символів 215, що цесором 190 (наприклад, остаточних оцінок каназ'являються поблизу найнижчої і найвищої частоти лу, як описано нижче), для оцінки місцеположення піднесучих (наприклад, символ 250 і символ 255, вибірок в констеляції вибраного способу модулявідповідно), можуть обчислюватися, використовуції. Наприклад, кожний з паралельних інформаційючи менше, ніж чотири пілотні символи. Наприних субпотоків сигналу 182 містить символи модуклад, для обчислення оцінки каналу для символу ляції (наприклад, 16-КАМ, 64-КАМ і/або QPSK), і 253 можуть використовуватися пілотні символи процесор 185 може відображати символи модуля246 і 247 або пілотні символи 246, 247, 248 і 249. ції на відповідні точки констеляції, використовуючи Хоч підмножина пілотних символів була описана остаточні оцінки каналу, забезпечені процесором як два і/або чотири розсіяних пілотних символи 190. Хоч приймач 110 був описаний як такий, що 222, можливі і інші кількості символів. Використовключає в себе множину процесорів і інших апаравуючи підмножину розсіяних пілотних символів тних частин, функціональні можливості, забезпе222, компенсація по MMSE може бути застосована чувані приймачем 110, можуть бути об'єднані, нав частотній зоні для забезпечення алгоритму оцінприклад, в одній мікросхемі, яка має множину ки каналу, який може використовуватися для швипрограмних модулів, що забезпечують відповідні дкозмінних каналів передачі і/або довгих каналів функціональні можливості. передачі. Для кожного набору 210 OFDM-символів, які На Фіг. 4, процесор 190 містить модулі 300 і приймач 110 приймає від передавача 105, за до305, шину 310 і пам'ять 315. Модулі 300 і 305 мо 17 92664 18 жуть бути, наприклад, програмними функціями, низькі індекси піднесучих, ніж цікавляча піднесуча. виконуваними процесором, хоч можливі і інші Наприклад, для обчислення оцінки каналу для конфігурації (наприклад, у вигляді окремих апарасимволу 245, модуль 300 сконфігурований для тних частин). Процесор 190 сконфігурований для вибору пілотних символів 246 і 247 (двох найблиприйому копій кожного з символів 215 в кожному жчих пілотних символів 222, які мають більш низькі наборі 210 OFDM-символів, прийнятому приймаіндекси, ніж цікавляча піднесуча), і вибору пілотних чем 110, і видачі процесору 185 остаточних оцінок символів 248 і 249 (двох найближчих пілотних сигканалу. Пам'ять 315 сконфігурована для зберіганналів 222, які мають більш високі індекси, ніж ціканя копій символів 215, прийнятих від процесора вляча піднесуча). 180. Хоч процесор 190 показаний як такий, що Для «крайових» піднесучих (наприклад, підневключає в себе шину 310, інші топології також мосучих, використовуваних для передачі символів жливі (наприклад, двосторонні з'єднання). Проце215 між піл отними символами 246 і 247) модуль сор 191 сконфігурований для обчислення необхід300 сконфігурований для використання менше ного вікна перетворення Фур'є, основуючись на чотирьох пілотних сигналів в процесі оцінки. Навиході S/P-перетворювача 170. Наприклад, процеприклад, є тільки один пілотний символ 222, пересор 191 сконфігурований для використання власданий на піднесучій з більш низькою частотою, ніж тивості того, що циклічний префікс набору OFDMдля символу 253 (наприклад, пілотний символ символів є повторенням останніх (хвостових) еле246). Аналогічно, є тільки один пілотний символ ментів попереднього набору OFDM-символів. 222, переданий на піднесучій з більш високою часМодуль 300 сконфігурований для виконання тотою, ніж для символу 254, наприклад, пілотний первинної кореляції каналу, використовуючи пілосимвол 256 (припускається, що пілотний символ тні символи 222 і інтерполяцію. Кореляція - це об256 розглядається як «розсіяний» пілотний симчислення того, наскільки добре передавальна фувол). Пілотні символи, використовувані модулем нкція першої піднесучої може бути передбачена на 300 для обчислення оцінок каналів для крайових основі вимірювань передавальної функції другої піднесучих, можуть бути симетричними або несипіднесучої. Високе значення кореляції між двома метричними. Наприклад, для обчислення оцінки піднесучими вказує, що є більш висока імовірність каналу для символу 253, можуть бути використані прогнозу поведінки (наприклад, передавальної пілотні символи 246 і 247; пілотні символи 246 і функції) першої піднесучої, основуючись на спо248; пілотні символи 247 і 248 або пілотні символи стереженнях за другою, піднесучою. Таким чином, 248 і 249. Альтернативно, модуль 300 може бути великі значення кореляції можуть вказувати на те, сконфігурований для знаходження розташування що частоти піднесучих мають дуже схожі одна з чотирьох (або більше) пілотних символів, признаодною передавальні функції, тим самим, забезпечених для використання для оцінки крайових підчуючи більш високий рівень передбачуваності між несучих. Наприклад, модуль 300 може бути скондвома піднесучими. Менше значення кореляції фігурований для вибору пілотних символів 246, може вказувати, що канали незалежні, таким чи247, 248 і 249 для обчислення оцінки каналу для ном, знижуючи рівень передбачуваності між двома символу 253. Використання двох замість чотирьох піднесучими. Модуль 300 сконфігурований для пілотних символів для оцінки крайових піднесучих обчислення початкової кореляції між двома піднеможе знизити об'єм обчислень, використовуваних сучими, використовуючи передбачувану кореляв процесі оцінки. цію, яка задається формулою: Модуль 300 сконфігурований для обчислення щонайменше дванадцяти наборів коефіцієнтів фільтрації по MMSE для кожного з наборів 210 ml L 1 j2 2 M ,0 m M-1 OFDM-символів, прийнятих приймачем 110. Кож(10) Rm e l ний набір коефіцієнтів фільтрації по MMSE відпоl 0 відає одному з символів 215 між пілотними символами 247 і 248, і один набір коефіцієнтів фільтрації де Μ - загальне число піднесучих, L - число, відповідає пілотному символу 248. Більше того, що представляє розширення затримки каналу 115, кожний набір коефіцієнтів фільтрації по MMSE і l - індекс променя каналу (в каналі 115 передачі), відповідає відповідній позиції символу (відносно що представляє відгалуження каналу у часовій навколишніх розсіяних пілотних символів 222). зоні. Переважним чином рівняння (10) застосовуНаприклад, перший набір коефіцієнтів MMSE відється, коли приймачем 110 не було прийнято якихповідає символам 225 даних з індексами на одинебудь попередніх наборів 210 OFDM-символів ницю більше, ніж індекси розсіяних пілотних сим(наприклад, при запуску), хоч рівняння (10) може волів 222 (наприклад, перший набір коефіцієнтів використовуватися і тоді, коли попередні набори MMSE відповідає символам 260, 270, 280, ...); дру210 OFDM-символів були прийняті. гий набір коефіцієнтів MMSE відповідає символам Модуль 300 сконфігурований для визначення 225 даних з індексами на два більше, ніж індекси розташування чотирьох найближчих пілотних сигрозсіяних пілотних символів 222 (наприклад, друналів 222 для кожного символу 215 в кожному нагий набір коефіцієнтів MMSE відповідає символам борі 210 OFDM-символів. Для того, щоб вибрати 261, 271, 281, ...); третій набір коефіцієнтів MMSE чотири пілотних сигнали, найближчих до цікавлявідповідає символам 225 даних з індексами на три чої піднесучої, модуль 300 сконфігурований для більше, ніж індекси розсіяних пілотних символів вибору двох найближчих розсіяних пілотних сим222 (наприклад, третій набір коефіцієнтів MMSE волів 222, які мають більш високі індекси піднесувідповідає символам 262, 272, 282, ...), і т. д. Один чих, ніж цікавляча піднесуча, і двох найближчих з наборів коефіцієнтів (наприклад, дванадцятий розсіяних пілотних символів 222, які мають більш 19 92664 набір) відповідає розсіяним пілотним символам R 222. Модуль 300 сконфігурований для обчислення дванадцяти наборів коефіцієнтів фільтрації по MMSE за наступною формулою: c(m)=[c1(m)c2(m)c3(m)c4(m)]=[R((m-m1)M)R((mm2)M)R((m-m3)M)R((m-m4)M)]R-1 (11) 20 R0 RS R S R0 2 I (12a) де S - відстань між пілотними символами 220, використаними для обчислення оцінки каналу. Наприклад, для OFDM-кадру 213 рівняння 12 може бутип ереписане як: де ( )М - модулярна операція, і R R(0) R 12 R 24 R 36 R 12 R0 R 12 R 24 R 24 R 12 R0 R 12 R 36 R 24 R 12 R0 R0 R 2 I (12) де R переважно обчислюється кожного разу, коли набір 210 OFDM-символів приймається приймачем 110. R, однак, може обчислюватися частіше, ніж один раз на кожний прийнятий набір 210 OFDM-символів. Модуль 300 сконфігурований для обчислення додаткових коефіцієнтів фільтрації по MMSE, відповідних піднесучим поблизу найбільшої і найменшої частот піднесучих, використовуваних для передачі сигналу 125. Кількість додаткових коефіцієнтів MMSE, обчислюваних модулем 300, залежить від шаблона пілотних символів 220. Набори 210 OFDM-символів, показані на Фіг. 3, мають чотири різні конфігурації розсіяних пілотних символів 222. Наприклад, конфігурація розсіяних пілотних символів 222 ідентична в OFDM-кадрах 211 і 216, в OFDM-кадрах 212 і 217, в OFDM-кадрах 213 і 218 і в OFDM-кадрах 214 і 219. Кількість додаткових наборів MMSE-коефіцієнтів, обчислюваних процесором 190, може залежати від кількості символів 225 даних між піднесучою з найнижчою частотою і розсіяним пілотним символом 222, що має найнижчу частоту (або другим від розсіяного пілотного символу 222, що має найнижчу частоту, коли безперервний пілотний символ 221, що має найнижчу частоту, співпадає з розсіяним пілотним символом 222, що має найнижчу частоту). Наприклад, якщо пілотний символ 222 з найнижчою частотою передається на четвертій знизу піднесучій, то обчислюються чотири додаткових набори MMSEкоефіцієнтів. Якщо пілотний символ 222 з найнижчою частотою передається на сьомій знизу піднесучій, то обчислюються сім додаткових наборів MMSE-коефіцієнтів. Аналогічно, кількість обчислюваних процесором додаткових наборів MMSEкоефіцієнтів залежить від кількості символів 225 даних між піднесучою з найвищою частотою і розсіяним пілотним символом 222, що має найвищу частоту (або другим по убуванню частот розсіяним пілотним символом 222, коли безперервний пілотний символ 221, що має найвищу частоту, співпадає з розсіяним пілотним символом 222 найвищої частоти). Рівняння 12 може варіюватися залежно від шаблона пілотних символів 220. Наприклад, якщо для обчислення оцінки каналу для крайових піднесучих використовуються два пілотних символи 220, то рівняння 12 може бути переписане як: R R3 3 2 R0 I (12b) для OFDM-кадру 214 рівняння 12 може бути переписане як: R0 R R R6 6 2 R0 I (12c) для OFDM-кадру 216 рівняння 12 може бути переписане як: R0 R R R9 9 R0 2 I (12d) для OFDM-кадру 217 рівняння 12 може бути переписане як: R0 R 12 R R 12 R0 2 I (12e) Хоч модуль 300 був описаний як такий, що обчислює чотири, сім, десять або тринадцять додаткових MMSE-коефіцієнтів, може обчислюватися і інша кількість додаткових коефіцієнтів. Модуль 300 сконфігурований для обчислення оцінки каналу цікавлячої піднесучоїз використанням вказаних вище коефіцієнтів фільтрації, за формулою: ˆ Hm 4 ˆ c pH mp (13) p 1 ˆ де H mp - оцінки каналів піднесучих, використаних для передачі вибраної підмножини пілотних символів 220 (вибраних як указано вище) ˆ H mp Y mp X mp (13a) і ср(m) - відповідні коефіцієнти MMSEфільтрації. Модуль 300 сконфігурований для оцінки сигналу, що передається передавачем 105 (наприклад, сигнал 125), використовуючи початкові значення оцінок каналу, одержані з використанням рівняння (13). Модуль 300 сконфігурований для оцінки сигналу, що передається передавачем 105, використовуючи оцінки каналів всіх піднесучих, використаних для передачі сигналу 125. Модуль 300 сконфігурований для обчислення оцінки сиг 21 92664 22 налу 125, використовуючи однопроменеву корекде K - кількість випадків, які задовольняють цію за формулою: (k2-k1)М=m. Модуль 300 кореляції каналу сконфігу~ рований для зберігання R m в пам'яті 315. Для Ym ˆ обчислення кореляції каналу переважно викорисXm ,0 m M-1 (14) ˆ Hm товуються пілотні символи 220 і TPS-символи 227, ˆ де X m - оцінена версія переданого сигналу (тут сигналу 125), Y(m) - перетворення Фур'є сигˆ налу 130, і H m - оцінки каналу, одержані з рів няння (13). Модуль 300 сконфігурований для підстановки замість прийнятих пілотних символів дійсно переданих пілотних символів 220 і для заміни прийнятих TPS-символів 227 на оцінені TPS-символи. Заміна прийнятих пілотних символів 220 на дійсні пілотні символи і заміна прийнятих TPS-символів 227 на оцінені TPS-символи може збільшити точність оцінок каналу, обчислюваних процесором 190. Наприклад, на розсіяний пілотний символ 247 вплинув канал 115 передачі (як описано вище). Приймачу 110, однак, апріорі відоме значення пілотного символу 247. Тому модуль 300 може підставити дійсну версію пілотного символу 247 замість прийнятої версії пілотного символу 247. Далі, модуль 300 сконфігурований для заміни прийнятих TPS-символів 227 на оцінені TPS-символи для встановлення додаткових відомих опорних точок. Для заміни прийнятих TPS-символів 227 на оцінені TPS-символи модуль 300 сконфігурований для оцінки TPS-символів 227 шляхом взяття середнього всіх TPS-символів в одному наборі 210 OFDMсимволів за формулою 1 ˆ X TPS X mp 0 p PTPS 1 X mp 0 (15) p PTPS Підвищення точності обчислень кореляції каналу завдяки використанню підставлених пілотних символів 220 і усереднених TPS-символів 227 може збільшити точність процесу оцінки каналу. Таким чином, модуль 300 сконфігурований для зміни початкових значень кореляції каналу, обчислених за рівнянням (10). Модуль 300 сконфігурований для зміни початкової кореляції каналу шляхом обчислення іншої ітерації оцінок каналу за формулою: ˆ Hm оскільки оцінки каналу, одержані з використанням цих символів, є більш достовірними, ніж при використанні символів даних. Знаючи апріорі пілотні символи 220, процесор 190 може більш точно обчислити канальну кореляцію. Наприклад, процесор 190 може обчислити по суті точну оцінку каналу (для конкретного моменту часу і частоти, для кожного відповідного пілотного символу 220) шляхом порівняння дійсно переданого пілотного символу з прийнятою версією переданого пілотного символу. Використовуючи по суті точну оцінку каналу для пілотних символів 220, процесор 190 може досягати більш високої правдоподібності в обчисленні більш точного значення кореляції каналу. Інші канали (наприклад, не пілотні і не TPS-символи) можуть вибиратися як опорні точки, використовуючи, наприклад, відношення сигнал-шум як критерій вибору. Модуль 300 кореляції каналу сконфігурований для одержання оціненої середньої кореляції каналу 115 у часовій зоні за формулою: ˆ Rm 1 m M-1 Для виконання оцінки каналу для швидкозмінного каналу передачі приймач 110 повинен включати ІСІ в обчислення канальних оцінок. Міжканальні перешкоди можуть виникати, коли канал 115 передачі не постійний в межах одного набору 210 OFDM-символів. ІСІ може бути врахований в MMSE-обчисленнях шляхом запису рівняння (6) як: Y(m)=H(m)X(m)+ICI(m)+N(m), 0 m M-1 (19) (16) L 1 ˆ де X m - тепер вже оцінена версія сигналу 125 з підставленими пілотними символами і підставленими TPS-символами. Модуль 300 сконфігурований для обчислення оцінки кореляції каналу (таким чином, замінюючи припущення, зроблені в рівнянні (10)) за формулою: ˆ ˆ H* k 1 H k 2 k 2 k1 (18) дe Ym ,0 ˆ Xm 1 K ~ Rm де - заданий визначений параметр (наприклад, 1/16 або 1/8), використовуваний для заміни частини попередньої оцінки кореляції. Збільшення кількості наборів 210 символів, використовуваних для обчислення середньої кореляції каналу, приводить до кореляції каналу, яка є більш гладкою і/або більш близькою до дійсної кореляції каналу. Модуль 300 кореляції каналу сконфігурований для ˆ зберігання R m в пам'яті 305. Hm ~ Rm ˆ Rm M m l 0 1M 1 hl k e Mk 0 j2 ml M (20) що є FFT усередненою CIR в межах конкретного OFDM-символу, і L 1 M 1 ICI m X n Hl m n e j2 nl M (21) l 0 n 0,n m (17) що є перешкодою, викликаною змінами за часом каналу 115 передачі. 23 92664 24 C Модуль 305 сконфігурований для обліку швидˆ де H - оцінки каналу для поточного набору козмінних каналів шляхом обліку ІСІ, присутньої в ˆ сигналі 130. Модуль 305 сконфігурований для оці210 OFDM-символів, HР - оцінки каналу для понки і віднімання з оціненого сигналу (наприклад, переднього набору 210 OFDM-символів (наприˆ X m ) ІСІ в частотній зоні, присутній в сигналі 130. клад, витягнутого з пам'яті 315), і G - відома апріоМодуль 305 сконфігурований в припущенні, що зміна каналу 115 передачі у часовій зоні, між двома з наборів 210 OFDM-символів, є лінійною, хоч можуть бути зроблені і інші припущення. Використовуючи це припущення, модуль 305 сконфігурований для обчислення різниці між оцінками каналу для набору 210 OFDM-символів, що приймається в даний момент, і оцінками каналу попереднього прийнятого набору 210 OFDM-символів за формулою: ˆ ˆ HC HP M G ˆ H (22) Q Ym Hm Xm Xm q q Q,q 0 ~ де N m включає в себе N(m) і інші елементи для |q|>Q, де q - індекс піднесучої. Використовуючи рівняння (23), модуль 305 сконфігурований для представлення імпульсної характеристики каналу 115 передачі, згідно з формулою: hl k hl k l M 1 2 (25) і l - градієнт зміни каналу. Тому рівняння (22) може бути спрощене таким чином: Hm Xm Q X m q K q M Hslope m q M q ~ Nm (26) j2 hl k e l 0Mk 0 kq m ql j2 Me M ˆ h lC (29) M G де Ηslope є ˆ l , виражене в частотній зоні. Модуль 305 сконфігурований для забезпечення обчисленої інформації модулю 300. Модуль 300 сконфігурований для оцінки переданого сигналу (наприклад, сигналу 125) з використанням інформації, забезпеченої модулем 305 (наприклад, інформації міжканальних перешкод ІСІ). Модуль 300 сконфігурований для оцінки переданого сигналу (наприклад, сигналу 125) відніманням з прийнятого сигналу (наприклад, сигналу 130) інформації міжканальної перешкоди (ІСІ), забезпеченої модулем 305, за формулою: Q Ym ˆ Xm M 1 K qM 1 Mk k 0 M 1 2 kq j2 e M (27) тобто зворотне швидке перетворення Фур'є IFFT для k - (М-1)/2, яке може бути обчислене попередньо (наприклад, збережено в пам'яті при виготовленні приймача 110), і L 1 H slope m qM j2 le l 0 m ql M (28) (23) ˆ hP l Q,q 0 дe ~ Nm тобто Ηslope є оцінкою градієнта каналу в частотній зоні. Модуль 305 сконфігурований для оцінки градієнта імпульсної характеристики каналу (CIR) за формулою: (24) 1M 1 hl k Mk 0 Ym L 11 M 1 ˆl дe hl ˆ ˆ рі тривалість захисного інтервалу. HC і HР можуть бути обчислені, як описано в даному документі. Для розуміння співвідношення між градієнтом каналу і елементом міжканальної перешкоди ІСІ зручно перетворити рівняння (6) у вигляд: q ˆ Xm ˆ q K q M H slope m Q,q 0 qM (30) ˆ Hm де Q - невелике ціле число (наприклад, 1 або 2, хоч можливі і інші цілі числа). Модуль 300 сконфігурований для обчислення подальших ітерацій рівняння (30), що може підвищити ефективність остаточних оцінок каналу. Модуль 300 сконфігурований для виконання оцінки каналу по MMSE в частотній зоні для сигналу, з якого віднята ІСІ, за формулою: ˆ Ym Q Ym q ˆ ˆ X m q K q M Hslope m q M (31) Q,q 0 25 92664 26 послідовно-паралельний (S/P) перетворювач 170 Якщо потрібно, модулі 300 і 305 можуть викоперетворює цей набір 210 OFDM-символів в паранати додаткові ітерації видалення ІСІ і/або додатлельний сигнал 172. Кожний потік (наприклад, з кове MMSE-коректування. Більше того, кореляція 1721 по 172n) відповідає різним піднесучим, викоканалу, обчислена модулем 300 за рівнянням (9), ристаним для передачі сигналу 125 по каналу 115 може бути оновлена, використовуючи рівняння передачі. Процесор 175 приймає сигнал 172 від (12). Модуль 300 сконфігурований для викорисS/P-перетворювача 170. Процесор 175 видаляє тання рівнянь (30) і (31) при обчисленні остаточних циклічний префікс, доданий процесором 160. Прооцінок каналу за формулою: цесор 175 забезпечує сигнал 177 в процесор 180. Процесор 180 виконує швидке перетворення Фур'є (FFT) над сигналом 177, перетворюючи його в сигˆ Ym ˆ Hm нал 182 в частотній зоні. Процесор 182 забезпечує (32) ˆ Xm кожний набір 210 OFDM-символів на процесори 185 і 190. На етапі 410 процесор 190 виконує початкову Модуль 300 сконфігурований для зберігання оцінку кореляції каналу. Модуль 300 обчислює R, ˆ значення H m в пам'яті 315. Пам'ять 315 може відповідне прийнятому набору 210 OFDMбути сконфігурована, щоб для кожної цікавлячої символів, і зберігає R в пам'яті 315. Модуль 300 піднесучої забезпечувати процесору 185 остаточобчислює щонайменше дванадцять наборів коену канальну оцінку, використовуючи рівняння (32). фіцієнтів MMSE-фільтрації, використовуючи рівАльтернативно, пам'ять 315 може бути сконфігуняння (11), причому кожному із згаданих наборів рована таким чином, що остаточні оцінки каналу, MMSE-коефіцієнтів відповідає визначена позиція одержані за рівнянням (32), зберігаються в пам'яті символів 225 даних відносно навколишніх пілотних і витягуються процесором 185, коли потрібно. символів 220. Модуль 300 зберігає коефіцієнти Процесор 185 сконфігурований для обчислення MMSE-фільтрації в пам'яті 315. Модуль 300 обчиостаточної оцінки сигналу 130, використовуючи слює додаткові коефіцієнти MMSE-фільтрації, відінформацію, забезпечувану процесором 190, шляповідні піднесучим поблизу найменшої і найбільхом відображення прийнятих одиниць символів шої частот, використовуваних для передачі 215 на відповідні точки констеляції (наприклад, сигналу 125. Для кадру 205, залежно від конфігуQPSK, 16-КАМ або 64-КАМ констеляції). рації розсіяних пілотних символів 222 в наборі 210 У процесі оцінки каналу може використовувасимволів, модуль 300 обчислює чотири, сім, детися декодер Вітербі, щоб підвищити точність обсять або тринадцять додаткових коефіцієнтів, вичислених канальних оцінок і зменшити ІСІ між підкористовуючи рівняння (11). несучими. Наприклад, модуль 300 На етапі 415 модуль 300 визначає підмножину сконфігурований для аналізу виходу рівняння 23 пілотних сигналів 220, призначену для викорисза допомогою алгоритму Вітербі. Модуль 300 скотання для обчислення оцінок каналу. Для кожного нфігурований, крім того, для кодування бітів, декоз символів 225 даних і TPS-символів 227 модуль дованих за алгоритмом Вітербі, згідно, наприклад, 300 визначає, чи присутні щонайменше два розсізі стандартом DVB-T/H, для одержання оціненого яних пілотних символи 222 між піднесучою, викопереданого сигналу (наприклад, сигналу 125), ристаною для передачі досліджуваного символу представленого точками констеляції. Модуль 300 215, і піднесучими з найбільшою і з найменшою сконфігурований також для виконання усунення частотами, використаними для передачі сигналу міжканальної перешкоди ІСІ за допомогою оцінок 125. Якщо є щонайменше два розсіяних пілотних градієнта каналу, одержаних шляхом аналізу, насимволи 222 між піднесучою, використаною для приклад, апаратних і/або програмних рішень, з передачі досліджуваного символу 215, і піднесувикористанням алгоритму Вітербі. При викорисчими з найбільшою і з найменшою частотою, тоді танні декодера Вітербі модуль 300 сконфігуровамодуль 300 вибирає чотири пілотних символи 222 ний для виконання MMSE, використовуючи сигнадля використання в MMSE-корекції. Наприклад, ли з віднятими міжканальними перешкодами ІСІ модуль 300 вибирає два найближчих розсіяних для одержання додаткових канальних оцінок. Етап пілотних символи 222, що мають частоти піднесуMMSE з використанням сигналів з віднятими з них чих менші, ніж у досліджуваного символу 215, і два міжканальними перешкодами ІСІ може бути опунайближчих розсіяних пілотних символи 222, що щений для зменшення складності процесу оцінки мають частоти піднесучих вище, ніж у досліджуваканалу. ного символу 215. Наприклад, при обчисленні оціПри виконанні, згідно з Фіг. 5 і з посиланнями нки каналу для символу 245 модуль 300 вибирає також на Фіг. 2-4, процес 400 виконання оцінок пілотні символи 246, 247, 248 і 249. Якщо ж для каналу за допомогою системи 100 включає покадосліджуваного символу 215 є менше двох розсіязані етапи. Процес 400, однак, є лише зразковим і них пілотних символів 222 між піднесучою, викоринеобмежуючим. Процес 400 може бути змінений, станою для передачі досліджуваного символу, і наприклад, шляхом додавання, видалення або піднесучими з найбільшою і з найменшою частозміни порядку наявних етапів. тами, використаними для передачі сигналу 125, На етапі 405 приймач 110 приймає сигнал 125 тоді модуль 300 вибирає два найближчих розсія(наприклад, OFDM DVB-T/H сигнал, який був перених пілотних символи 222 (які мають меншу або творений в сигнал 130), переданий передавачем більшу частоту піднесучих). Наприклад, при ви105 по каналу 115 передачі. Для кожного набору значенні, яку підмножину пілотних сигналів 222 210 OFDM-символів, прийнятого приймачем 110, використовувати для обчислення оцінки каналу 27 92664 28 для символу 253, модуль вибирає пілотні символи ложеннях. Наприклад, хоч на Фіг. 4 показане деяке 246 і 247. Модуль 300 виконує MMSE-корекцію на число модулів, кожний з яких був вище описаний кожному з досліджуваних символів 215, викорисяк такий, що виконує конкретні функції, функціонатовуючи рівняння (13), для одержання початкової льні можливості, забезпечувані кожним з цих мооцінки каналу кожної з досліджуваних піднесучих. дулів, можуть бути скомбіновані в одному модулі Для оцінки крайових піднесучих можна використоі/або розподілені в додаткові модулі. Приймач 110 вувати більше двох або менше двох пілотних симможе бути сконфігурований для обробки множини волів 222. оцінок каналу за по суті той же час, використовуюНа етапі 420 модуль 300 обчислює оцінку сигчи паралельну обробку. Хоч пам'ять 305 показана налу 125, використовуючи рівняння (14) і початкові як компонент процесора 190, інші конфігурації таоцінки каналу, одержані на етапі 415. Модуль 300 кож можливі (наприклад, пам'ять 305 може бути замінює оцінені пілотні символи на дійсні пілотні розташована в процесорі 185 або розташована символи. Модуль 300 додатково підвищує точність віддалено через мережне з'єднання). оцінки TPS-символів шляхом усереднення всіх Процес 400, зображений на Фіг. 5, може бути TPS-символів 227 в досліджуваному наборі 210 модифікований для накопичення каналу передачі OFDM-символів, використовуючи рівняння (15). зі змінним за часом енергетичним профілем. НаМодуль 300 обчислює оцінку каналу 115 передачі, приклад, процес 400 може включати в себе етапи, використовуючи оцінку сигналу 125 (із заміненими на яких кореляція основана на поточній оцінці капілотними і TPS-символами) і рівняння (16). Моналу, і перед застосуванням усунення міжканальдуль 300 обчислює оновлену кореляцію каналу за ної перешкоди (ІСІ) виконується додаткове MMSE. рівнянням (17), яка зберігається в пам'яті 315. ПоБільше того, MMSE, виконуване на етапі 420, мотім модуль 300 обчислює оцінену середню кореже бути виконане на етапі 410, і оцінка кореляції ляцію за рівнянням (18). каналу може бути переміщена з етапу 430 на етап На етапі 425 модуль 305 оцінює міжканальну 410. перешкоду (ІСІ) в частотній зоні, присутню в сигХоч винахід був описаний в контексті стандарналі 130, і віднімає її з оціненого сигналу (наприту DVB-T/H, де відстань між піднесучими, використовуваними для передачі розсіяних пілотних симˆ клад, X m ). Модуль 305 передбачає, що зміни за волів 222, дорівнює дванадцяти, можливі і інші часом між двома наборами 210 OFDM-символів конфігурації. Наприклад, винахід може бути адаплінійні, і обчислює різницю між оцінками каналу тований до роботи зі стандартами передачі, в яких набору 210 OFDM-символів, що приймається в відстань між піднесучими, використовуваними для даний момент, і оцінками каналу попереднього передачі розсіяних пілотних символів 222, дорівприйнятого набору 210 OFDM-символів. Модуль нює трьом. 305 обчислює різницю між поточною і попередХоч процесор 190 був описаний як такий, що ньою оцінками каналу за рівнянням (22). Модуль використовує розсіяні пілотні символи 222, можли300 використовує інформацію про міжканальну ве використання і інших пілотних символів. Наприперешкоду (ІСІ), забезпечену модулем 305 (наприклад, процесор 190 може використовувати безпеклад, або безпосередньо по шині 310, або непрярервні пілотні символи 221, навіть, коли вибраний мо через пам'ять 315) для виконання оцінки канаодин з безперервних пілотних символів 221 не лу по MMSE, використовуючи оцінний сигнал з співпадає з розсіяним пілотним символом 222. віднятою з нього ІСІ, за рівнянням (31). Якщо потНаприклад, на Фіг. 3, символ 250 може бути викорібно, за допомогою модулів 300 і 305 можна виристаний для обчислення оцінки каналу для симконати додаткові ітерації усунення міжканальної волу 251. Використання безперервних пілотних перешкоди (ІСІ) і/або додаткове MMSEсимволів 221, не співпадаючих з розсіяними пілоткоректування. ними символами 222, може, однак, збільшити На етапі 430 модуль 300 обчислює остаточні складність обчислень, виконуваних процесором оцінки каналу 115 передачі і оновлює кореляцію 190, наприклад, додати додаткові елементи в рівканалу. Модуль 300 обчислює остаточні оцінки няннях (11) і (12). Хоч конкретні значення і/або каналу 115 передачі за рівнянням (32). величини були описані як обчислювані за одним На етапі 435 процесор 190 визначає, чи приабо декількома рівняннями, можливі і інші конфігуйнятий інший набір 210 OFDM-символів приймарації. Наприклад, замість того, щоб обчислювати чем 110. Якщо так, процес 400 повертається на конкретне значення, його можна попередньо підетап 405. У іншому випадку процес 400 завершурахувати і потім витягувати з пам'яті 315. ється. Хоч винахід був описаний в контексті цифроІнші варіанти здійснення знаходяться в об'ємі і вого телемовлення, винахід також може бути вивідповідають суті винаходу. Наприклад, внаслідок користаний в інших мобільних або безпровідних природи програмного забезпечення, описані вище каналах, наприклад для стільникового зв'язку, суфункції можуть бути реалізовані, використовуючи путникового зв'язку, супутникового радіомовлення, програмне забезпечення, апаратне забезпечення, наземного радіомовлення, безпровідних мереж мікропрограмне забезпечення, фіксований монтаж (наприклад, WiFi) і т. д. або комбінацію будь-яких з них. Ознаки, що реаліДалі, хоч вищенаведений опис посилається на зовують функції, можуть бути фізично розташовані один винахід, даний опис може включати в себе в різних місцеположеннях, включаючи можливість більше ніж один винахід. бути розподіленими таким чином, що частини функцій реалізовуються в різних фізичних місцепо 29 92664 30 31 92664 32 33 92664 34 35 92664 36 В описі до патенту на винахід графічні зображення та текст подаються в редакції заявника Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601