專利名稱：強健傳輸模式的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及OFDM數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
OFDM是一種其中將可用傳輸信道帶寬再分為多個彼此重疊和正交的離散信道或載波的擴展頻譜技術(shù)。數(shù)據(jù)以具有預定持續(xù)時間和包括一定數(shù)量載頻的碼元的形式發(fā)送。利用二相移相鍵控(BPSK)或四相移相鍵控(QPSK)之類的慣用方案可以對通過這些OFDM碼元載波發(fā)送的數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)幅和/或調(diào)相。
現(xiàn)有OFDM數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的一個已知問題是可能在傳送信道上產(chǎn)生差錯突發(fā)的脈沖噪聲，和通常造成頻率選擇性衰減的延遲擴展。為了解決這些問題，現(xiàn)有系統(tǒng)使用了與交織技術(shù)結(jié)合的前向糾錯(FEC)編碼。FEC編碼添加了能夠檢測和糾正碼字中一個或多個差錯的奇偶校驗數(shù)據(jù)。交織技術(shù)在發(fā)送前重新排列一個碼字數(shù)據(jù)塊中的碼字比特的順序，以取得時間和頻率分集。
盡管現(xiàn)有的交織技術(shù)能夠盡量減小脈沖噪聲和延遲擴展對OFDM數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，但是它們不能減輕脈沖噪聲和頻率零位的組合對發(fā)送的OFDM數(shù)據(jù)碼元的影響，這種組合影響可以導致很長的噪聲事件。
發(fā)明綜述在本發(fā)明的一個方面，交織要調(diào)制到用于通過一個傳輸信道傳輸?shù)倪B續(xù)OFDM碼元分組中的OFDM碼元的載波上的編碼數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生在連續(xù)OFDM碼元分組中非連續(xù)OFDM碼元上時間擴展和在非相鄰載載波上頻率擴展的編碼數(shù)據(jù)的拷貝。
在本發(fā)明的另一方面，為了更強健的數(shù)據(jù)傳輸，處理從傳輸信道接收的OFDM數(shù)據(jù)。從傳輸信道接收OFDM數(shù)據(jù)的多個拷貝，多個拷貝是經(jīng)過時間和頻率擴展的。組合多個拷貝的相角信息，以產(chǎn)生要在解碼OFDM數(shù)據(jù)中使用的單一度量值。
本發(fā)明的實施例可以包括一個或多個以下特征。
交織可以包括將編碼數(shù)據(jù)按行存儲在一個交織存儲器中，和按列從交織存儲器讀出編碼數(shù)據(jù)，n連續(xù)次讀出存儲在交織存儲器中的編碼數(shù)據(jù)。
編碼數(shù)據(jù)讀出可以包括一個對除了第一次列讀出之外的全部n次連續(xù)讀出的每一次列讀出的偏移量，和對n次連續(xù)讀出中除了第一次之外的全部讀出的不同附加偏移量。
相角信息可以包括用于四個拷貝的每一個的度量值。作為選擇，相角信息可以包括相角代表值。
可以用下面的方式組合數(shù)據(jù)拷貝的相角代表值。從數(shù)據(jù)拷貝的相角代表計算相位噪聲值。根據(jù)計算的相位噪聲值給相角代表值加權(quán)。將加權(quán)相角代表值相加，并轉(zhuǎn)換成一個單一度量值。
如果使用度量值拷貝，那么可以用下面的方式組合它們。將多個拷貝的相角轉(zhuǎn)換成度量值。從數(shù)據(jù)拷貝的相角計算相位噪聲值。根據(jù)計算的相位噪聲值選擇權(quán)數(shù)并給度量值加權(quán)，和把加權(quán)度量值相加。
作為選擇，可以通過將度量值相加產(chǎn)生一個和數(shù)，并利用這個和數(shù)計算平均度量值作為一個單一度量值而組合度量值拷貝。
作為另一種選擇，組合度量值拷貝可以包括從度量值中選擇一個度量值。
在任意一個組合方法中，可以把拷貝的幅度與一個干擾機檢測閾值比較，并且把比較的結(jié)果用于取代選擇的權(quán)數(shù)，從而能夠?qū)⒆钚?quán)數(shù)應(yīng)用于拷貝的度量值或相位代表值。
本發(fā)明的技術(shù)具有幾種優(yōu)點。它提供了一個冗余級，并且把冗余級與頻率和時間分集組合。結(jié)果，由于每個數(shù)據(jù)比特跨越頻帶在每個碼元中和跨越發(fā)送的碼元在時間上均勻地分布，因為可以使用冗余數(shù)據(jù)的最佳拷貝，因而極有可能恢復噪聲事件造成的數(shù)據(jù)丟失或(延遲擴展造成的)破壞性消除。本發(fā)明技術(shù)也使用相位噪聲，在把拷貝組合成一個單一拷貝之前，給予各個拷貝不同的加權(quán)。給予具有低相位噪聲的強載波以更大的權(quán)數(shù)。因此，整個傳輸更為可靠，即使是在極端嘈雜的環(huán)境中。
從下面的詳細說明和權(quán)利要求中，可以對本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點有更清楚的了解。
附圖簡要說明

圖1是一個具有一個用于以O(shè)FDM碼元發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)射機和一個用于以O(shè)FDM碼元接收數(shù)據(jù)的接收機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；圖2是圖1的發(fā)射機中的用于存儲數(shù)據(jù)的交織器；圖3是交織處理的流程圖；圖4在圖3的交織處理中讀出的四個連續(xù)數(shù)據(jù)拷貝的示意圖；圖5是圖1中所示接收機的解調(diào)器產(chǎn)生的一個軟判定轉(zhuǎn)換值的表；圖6是用于控制圖1所示接收機的去交織器的輸出的控制器的示意圖；圖7是去交織和組合圖3的交織處理產(chǎn)生的拷貝的處理過程；
圖8A和圖8B分別是圖6的控制器執(zhí)行的BPSK相位噪聲和QPSK相位噪聲計算的說明圖；圖9是圖7中所示的在載波和碼元上進行的計算相位噪聲平均值的累加部分的示意圖；圖10是用于根據(jù)載波和碼元相位噪聲平均值確定應(yīng)用到去交織器輸出拷貝的加權(quán)的權(quán)數(shù)表的示意圖；圖11是圖6控制器執(zhí)行的比特度量轉(zhuǎn)換的示意圖；和圖12是為干擾機閾值檢測而改進的(圖7的)組合處理。
詳細說明參考圖1，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)10包括由數(shù)據(jù)傳輸信道16互聯(lián)的一個發(fā)射機12和一個接收機14。發(fā)射機12包括一個編碼器18，一個交織器20，和一個調(diào)制器22。接收機14包括一個解調(diào)器24，一個去交織器26，一個譯碼器28，和一個控制器30。在使用中，數(shù)據(jù)被傳送到編碼器18的輸入端。編碼器18以前向糾錯碼給數(shù)據(jù)編碼，并且將編碼數(shù)據(jù)寫入到交織器20。為此目的，可以使用任何前向糾錯碼，例如，卷積碼。調(diào)制器22從交織器20讀出編碼數(shù)據(jù)，并且根據(jù)慣用的OFDM調(diào)制技術(shù)將編碼數(shù)據(jù)調(diào)制到OFDM碼元中的載波上。這些調(diào)制技術(shù)可以是相干的或是差分的。在本優(yōu)選實施例中，調(diào)制類型可以是二相移相鍵控(BPSK)，或四相移相鍵控(QPSK)。
解調(diào)器24解調(diào)從傳輸信道16接收的OFDM碼元，并且把每個碼元的每個載波中的數(shù)據(jù)的相角轉(zhuǎn)換成度量值。圖中參考號31指出了相角至度量值轉(zhuǎn)換功能。解調(diào)器24將度量值存儲在去交織器26中。譯碼器28從去交織器26讀出度量值，并且將度量值用于譯碼。譯碼器28糾正從編碼器18到譯碼器28的傳輸過程中發(fā)生的比特差錯。在所述實施例中，譯碼器28可以包括一個維特比譯碼器和/或一個里德-索羅門譯碼器。糾錯碼使得均勻分布在所有碼元和頻率載波上的發(fā)生的比特差錯可以容易地糾正。連續(xù)碼元或相鄰頻率中的大量連續(xù)比特是不正確時的突發(fā)差錯比較不容易糾正。
盡管所述解調(diào)器執(zhí)行了一種到度量值的轉(zhuǎn)換，但如下面將說明的，它也可以產(chǎn)生相角代表，并且把相角代表存儲在去交織器中，以便以后轉(zhuǎn)換成度量值。相角代表可以用從一個預期值(例如，0或180度)開始的許多度數(shù)來表示相角。例如，對于BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)，一個具有在0和2π之間的值的接收相角(AR)，如果AR小于或等于π，可以表示為AR-(π/2)的相角代表值，或如果AR大于π，可以表示為2π-AR-(π/2)的相角代表值。這里使用的一般性短語“相角信息”是指度量值或相角代表值。
仍然參考圖1，控制器30耦合到傳輸信道16的接收機一側(cè)，去交織器26，和去交織器26的輸出端。控制器30的功能將在以后參考圖6詳細說明。為了簡潔，在這里省略了熟悉本領(lǐng)域人員所熟知的并且認為是與本發(fā)明的傳輸模式的理解無關(guān)的OFDM發(fā)射機和接收機設(shè)計的詳細說明。
參考圖2，交織器20是一個M列32和N行34的行/列交織存儲器。在本優(yōu)選實施例中，M＝40，N＝84。數(shù)據(jù)按行存儲，和按列讀出，并且用一定量的位移重新給比特排序。根據(jù)方程式(1)計算行號(地址)JJ＝(1+[(K-1)*p])mod N(1)其中K是列數(shù)，p是偏移參數(shù)(指示列比特位移的量)，N是行(或可選存儲單元)的總數(shù)。例如，如果K＝2，p＝8，和N＝84，那么列2的列讀出將在行9開始。
在所示實施例中，交織器20能夠以兩種不同模式操作一種標準傳輸模式和一種強健傳輸模式。在標準傳輸模式中，交織器20存儲要在一個單一數(shù)據(jù)分組或塊中發(fā)送的40個OFDM碼元，并且以下述方式定址。在寫入操作過程中，編碼器18將編碼數(shù)據(jù)的二十個比特寫入在行0開始的連續(xù)行。該二十比特字的最低有效位(LSB)是第一時間(first-in-time)編碼數(shù)據(jù)。在讀出操作過程中，調(diào)制器22在行0開始按列讀出，通過給前一列的開始行加8，從偏移p＝8開始讀出每一連續(xù)列。20-比特字的LSB將是第一時間調(diào)制數(shù)據(jù)。上述技術(shù)提供了在時間和頻率上擴展的數(shù)據(jù)，使得任意一個域中的塊差錯能夠擴展足夠大的間隔，以允許通過譯碼器28糾正。
在強健傳輸模式中，交織器20使用十列(比特0至9)代替二十列。行數(shù)等于每OFDM碼元的可用載波數(shù)。交織器20存儲10個OFDM碼元代替40個碼元，并且連續(xù)4次讀出，以產(chǎn)生一個40碼元分組。
在強健模式期間，并且如圖3中所示，強健模式的交織處理40通過以標準傳輸模式期間的相同方式填充交織器20開始，即，它按行存儲編碼數(shù)據(jù)(FEC碼字)(步驟42)。在讀出操作過程中，調(diào)制器22從交織器20按列讀出數(shù)據(jù)的第一拷貝，并且是通過給前一列的開始行加上8的偏移來讀出每一連續(xù)列(步驟44)。作為一個整體連續(xù)4次讀出交織器20。在第一次讀出從行0開始。在等于(可用載波數(shù))*1/4的行數(shù)開始讀出第二拷貝(步驟46)。在第三次讀出，在等于(可用載波數(shù))*1/2的行數(shù)開始讀出第三拷貝(步驟48)。在第四次(最后)讀出中，在等于(可用載波數(shù))*3/4的行數(shù)開始讀出(步驟50)。
控制讀出和寫入機構(gòu)的交織器控制電路是已知的，因此省略了說明。這種控制電路可以包括在編碼器18和調(diào)制器22中，如所述實施例中假設(shè)那樣，在交織器20本身中，或可以存在于一個獨立的控制單元中。
參考圖4，示出了四個讀出數(shù)據(jù)拷貝60。四個數(shù)據(jù)拷貝60包括一個第一數(shù)據(jù)拷貝62a，一個第二數(shù)據(jù)拷貝62b，一個第三數(shù)據(jù)拷貝62c，和一個第四數(shù)據(jù)拷貝62d。在第一數(shù)據(jù)拷貝62a中，第一讀出數(shù)據(jù)比特對應(yīng)于行0。在第二數(shù)據(jù)拷貝62b中，通過1/4行/地址位移，第一讀出數(shù)據(jù)比特對應(yīng)于行數(shù)21。在第三數(shù)據(jù)拷貝63c中，通過1/2行/地址位移，第一讀出數(shù)據(jù)比特對應(yīng)于行數(shù)42。在最后拷貝62d中，第一讀出數(shù)據(jù)比特對應(yīng)于行數(shù)63，這反映出位移等于3/4*(84行)。從圖中可以看出，在第一數(shù)據(jù)拷貝的列1到9中的比特排序是初始8比特位移的結(jié)果。在數(shù)據(jù)拷貝2至4中，在第一列之后的每一列中的比特排序是8比特位移以及附加偏移(對于數(shù)據(jù)拷貝2是1/4*84，對于數(shù)據(jù)拷貝3是1/2*84，對于數(shù)據(jù)拷貝4是3/4*84)的結(jié)果。
因此，上述交織處理保證了數(shù)據(jù)比特拷貝不被調(diào)制到一個給定碼元或相鄰碼元上的相鄰載波上。而是在時間和頻率上均勻地擴展它們，以保證成功的譯碼。盡管冗余數(shù)據(jù)不需要均勻地擴展，但應(yīng)當知道數(shù)據(jù)拷貝間隔越大越均勻，傳輸可能越強健。
由于可能需要或希望禁止某些可用載波，例如，可能需要禁止84個載波中的一個或多個，從而使傳輸不干擾其它RF業(yè)務(wù)的頻帶，因而可以調(diào)節(jié)交織器移位機構(gòu)以適于不同數(shù)量的可用載波。例如，如果可用載波的數(shù)量是83，那么1/4偏移需要20行位移，而不是用于全部84載波的21行位移，并且要相應(yīng)地調(diào)節(jié)移位機構(gòu)。
由于強健模式具有比標準傳輸模式更低的數(shù)據(jù)率，最好把它的使用限制于某些需要高度可靠性的通信環(huán)境。例如，強健模式可以特別適合于在一些廣播傳輸模式中使用，在這些廣播傳輸模式中由于每個接收節(jié)點具有不同的信道并且這些信道可能在頻帶的不同部分具有頻率零點而使一個發(fā)送節(jié)點不能適配于每個接收節(jié)點。另外的使用將要在通過電力線通信的節(jié)點之間建立初始接觸。在這種初始建立期間，一個發(fā)送節(jié)點不知道哪一個信道將發(fā)送節(jié)點連接到接收節(jié)點，因而將以接收機可以收聽的模式發(fā)送。但是，發(fā)送機不可能總是要以強健模式發(fā)送，因為強健模式可能使用太高的信道百分比。因此，發(fā)送節(jié)點的目標是要盡可能快地遷移到最高數(shù)據(jù)率，以使其它節(jié)點能夠使用該信道。發(fā)送節(jié)點在它建立起與接收機的初始通信之前不會知道數(shù)據(jù)率是什么樣的。
編碼器18在調(diào)制器22通過傳輸信道16向接收機14發(fā)送任何數(shù)據(jù)之前完全地填充交織器20。
返回到圖1，解調(diào)器24利用適合于調(diào)制器22使用的調(diào)制技術(shù)的方案解調(diào)調(diào)制載波。解調(diào)器24的相角至度量轉(zhuǎn)換功能31從發(fā)送載波數(shù)據(jù)的每一比特的相角產(chǎn)生一個代表“0”或“1”比特的可能性的從0到7的3-比特軟判定值，其中7代表“1”，而0代表“0”。利用下面的方程式確定相位差Dk＝mod((2π+θk)-ψk，2π) (2)其中Dk是第k載波相位差，θk是當前碼元的第k載波相位，ψk是前一個碼元的第k載波相位，2π弧度是最大相位值。將相位差Dk轉(zhuǎn)換成一個0-127點的值(2π＝128)。然后，根據(jù)調(diào)制類型，將Dk偏移一個量，以便于一個單一軟判定轉(zhuǎn)換。參考圖5中所示的表，(具有0-127的一個值的第k載波的)偏移相位差Pk被映射到一個3-比特軟判定值(也叫作“比特度量”值)。
(圖1的)去交織器26接收每個數(shù)據(jù)比特的3-比特軟判定值。將全部3-比特軟判定值作為一個組去交織(即，存儲在去交織器中)。將寫入交織器的方法用于讀出去交織器，并且將讀出交織器的方法用于寫入去交織器。寫入操作使用讀出操作期間用于交織器的算法的逆算法。
參考圖6，控制器30包括一個相位噪聲(PN)計算單元70，一個包括一個載波相位噪聲(PNC)存儲器72a和一個碼元相位噪聲(PNS)存儲器72b的相位噪聲存儲器72，包括分別對應(yīng)于74a-74d的選擇器1至4的選擇邏輯電路，和包括對應(yīng)于76a-76d的權(quán)數(shù)表1至4的權(quán)數(shù)查詢表邏輯電路?？刂破?0進一步包括乘法器78a-78d，一個求和單元80，和一個轉(zhuǎn)換單元82。還包括具有一個譯碼單元84和一個RAM地址譯碼器86的譯碼邏輯電路。
將四個發(fā)送的拷貝的度量值組合成一個單一度量值的處理是由控制器30執(zhí)行的，并且示出在圖7的流程圖中。參考圖6和圖7，在從傳輸信道16接收OFDM碼元時，相位噪聲計算單元70監(jiān)視每個OFDM碼元中的每個載波的相位(步驟92)。相位噪聲計算單元70通過執(zhí)行i)相位噪聲估算(步驟96)；ii)相位噪聲估算值的累加和求平均值(步驟98和100)；和iii)閾值比較/轉(zhuǎn)換(步驟102)，計算出與每個載波和每個碼元相關(guān)的相位噪聲(步驟94)。可以對BPSK或QPSK執(zhí)行步驟96的相位噪聲估算，也就是說，無論調(diào)制器使用了何種調(diào)制類型。對于BPSK，一個二進制1造成一個零相位的傳輸，而二進制0造成∏相位的傳輸。由于BPSK僅發(fā)送兩種狀態(tài)(對應(yīng)于“1”和“0”)，相位噪聲計算單元70測量抽樣離開預期的1和0值有多遠。
首先將從調(diào)制器接收的相位轉(zhuǎn)換成極坐標，以給出一個對應(yīng)的相角抽樣?？梢杂枚M制形式表示抽樣的構(gòu)象坐標圖，將0至2∏弧度表示為0至127(或0至255)個點。對于一個給定抽樣X，相位噪聲計算單元70計算出這個抽樣的載頻的相位噪聲估算值。然后，計算出每個載頻以及每個碼元的計算的相位噪聲值的平均值。平均值可以表達為PNavg＝(∑Y1)/(抽樣總數(shù)) (3)其中Y1＝|Y-(∏/2)|，和Y＝mod[X+(∏/2)；∏]。值Y1是相位噪聲，并且表達為離開理想預期調(diào)制值的點數(shù)，在BPSK情況下是零或∏，零或∏狀態(tài)指示沒有噪聲。
相角在二進制形式中表示為0與127(或0與255)之間的一個相位數(shù)。相位噪聲計算單元70建立一個相位數(shù)y的模數(shù)，例如，64(或32)，加上y/2點，和算出X+(y/2)mod y。然后，減去y/2，從而結(jié)果總是一個在-y/2與+y/2之間的值。一旦相位噪聲計算單元70獲得了該值的絕對值，結(jié)果位于構(gòu)象的第一象限(0至y/2)中。
在圖8A中示出了BPSK的示例相位噪聲計算。在所示示例的構(gòu)象坐標圖中，將2∏弧度表示為對應(yīng)于128點的二進制值。對于一個具有80相位數(shù)的抽樣，計算加上32，給出和數(shù)112，并計算(112mod64)。因此，參考方程式(3)，Y等于48，Y1等于(48-32)的絕對值，或16點。
可以對使用間隔∏/2的四狀態(tài)(或相位)的QPSK進行類似的相位噪聲計算。在圖8B中示出了示例QPSK相位噪聲估算。
可以計算作為載波、碼元或二者的函數(shù)的相位噪聲的方程式(3)和(圖7的)步驟100的相位噪聲平均值。為了計算載波相位噪聲平均值，PNC，相位噪聲計算單元70累加所有碼元的一個給定載波的載波值，并且除以碼元的總數(shù)。在所述實施例中，一個OFDM分組中的碼元總數(shù)是40。因此，PNC是與存儲在去交織器中的比特度量相關(guān)的整個數(shù)據(jù)塊的一個載波的平均相位噪聲。此外，對于碼元相位噪聲平均值，PNS，累加一個碼元中所有載波上的相位噪聲，并且除以載波總數(shù)(即，84)。PNS值提供了從碼元到碼元載波相位噪聲如何變化(相對于PNC)的指示。因此，組合在一碼元接一碼元基礎(chǔ)上提供了一個給定載波的信-噪比(S/N)的合理估算。
參考圖9，圖9說明了一個給定載頻的在一時間范圍中并且是逐碼元的相位噪聲值的累加(或求和)(圖7的步驟98)。通過相加四十個OFDM碼元106上的每個載波的相位噪聲值，累計每個載波104的相位噪聲值，以給出一個和數(shù)，SUM(PNC(M))108，其中M是載波0至83中的一個。同樣地，通過相加所有84個載波104的相位噪聲值，累計每個OFDM碼元106的相位噪聲值，以給出一個和數(shù)，SUM(PNS(N))110，其中N是碼元1至40中的一個。因此碼元累加或和數(shù)的總數(shù)是40。將任何沒有在傳輸中使用的載波排除在求和之外。
將計算的相位噪聲平均值(PNC和PNS值)存儲在(圖6的)對應(yīng)存儲器72a和72b中。參考圖7，一旦計算了相位噪聲平均值(步驟100)，相位噪聲計算單元70執(zhí)行相位噪聲平均閾值比較/轉(zhuǎn)換(步驟102)。也就是說，將每個載波相位噪聲平均值PNC與兩個閾值“C1”和“C2”比較，以將PNC轉(zhuǎn)換成3種(2-比特)狀態(tài)或值0，1或2，中的一種。每種狀態(tài)指示抽樣質(zhì)量的一種不同閾值范圍。零值相當于“差”，1值相當于“中等”，2值相當于“優(yōu)”。同樣地，將每個PNS與兩個閾值“S1”和“S2”比較，以將PNS轉(zhuǎn)換成相同的三個值中的一個。PNS和PNC的2-比特值一同形成一個4-比特選擇值，這個4-比特選擇值，在譯碼單元84的控制下，被選擇器74a-d中一個適當選擇器提供到權(quán)數(shù)表76a-d中的對應(yīng)的一個，以為存儲在去交織器中的(與數(shù)據(jù)比特拷貝之一相關(guān)的)比特度量值選擇一個權(quán)數(shù)值(步驟112)。
譯碼單元84為每個比特號和比特拷貝號導出一個載波號和一個碼元號。作為一種選擇，譯碼單元84將選擇器對應(yīng)的比特拷貝的載波號和碼元號提供給每個選擇器74a-74d。例如，如果在碼元1的載波1上發(fā)送了比特拷貝1，那么將比特1和載波1提供給第一選擇器74a，用于選擇載波1的PNC和碼元1的PNS的2-比特值，作為對第一權(quán)數(shù)表76a的輸入。同樣，如果在碼元11的載波21上發(fā)送了比特拷貝2，那么將比特2和載波21提供給第二選擇器76b，用于選擇載波21的PNC和碼元11的PNS的2-比特值，作為對第二權(quán)數(shù)表76b的輸入。經(jīng)過它們對應(yīng)的選擇器74c和74d，以相同的方式，為比特拷貝3和4進行選擇。
RAM地址譯碼器86在從去交織器26取出適當?shù)谋忍囟攘恐禃r也使用譯碼單元84提供的載波和碼元號。
參考圖10的權(quán)數(shù)查詢表和下面的表1進一步說明權(quán)數(shù)選擇。參考圖10和表1，四比特選擇值的形式是S2(比特3)，S1(比特2)，C2(比特1)，和C1(比特0)。選擇值沿它們的邏輯代表如下映射到對應(yīng)的權(quán)數(shù)表1選擇邏輯表達 權(quán)數(shù)1X1XS2C211X01S2C2’C13/41X00S2C2’C1’ 1/2011XS2’S1C23/40101S2’S1C2’C11/20100S2’S1C2’C1’ 1/4001XS2’S1’C21/20001S2’S1’C2’C11/40000S2’S1’C2’C1’ 1/8圖10中所示的權(quán)數(shù)表是在一個用5個權(quán)數(shù)值的每一個作為輸入，和(通過選擇值選定的)選定權(quán)數(shù)作為輸出的5∶1多路復用器中實現(xiàn)的。
通過乘法器78a-78d中對應(yīng)的一個，將為四個拷貝中每個從去交織器讀出的每個度量值拷貝乘以(權(quán)數(shù)表76a-76d中對應(yīng)的一個提供的)對應(yīng)的權(quán)數(shù)值(步驟114)。通過求和單元80將四個加權(quán)度量值相加在一起，以產(chǎn)生一個組合(或單一)10-比特度量值(步驟116)，轉(zhuǎn)換單元82將這個組合10-比特度量值轉(zhuǎn)換成一個“新的”30比特度量值(步驟118)。然后用譯碼器28處理這個“新的”度量值。
因此，上述技術(shù)利用相位噪聲計算給予度量拷貝不同的權(quán)數(shù)。具有較小相位噪聲的拷貝抽樣被給予比具有較大相位噪聲的拷貝抽樣更大的權(quán)數(shù)。
圖11中說明了控制器30執(zhí)行的解調(diào)器產(chǎn)生的初始3-比特值到新的3-比特值的完全轉(zhuǎn)變。首先，盡管在圖6中未示出，當從去交織器讀出3-比特比特度量值時，它們被轉(zhuǎn)換成5-比特值。接下來，給5-比特值適當?shù)丶訖?quán)，以產(chǎn)生一個8-比特加權(quán)值。將四個加權(quán)值相加在一起。截取并向下取整10-比特和數(shù)，以給出一個6-比特值。給6-比特值加上一個+4的值，然后將它限制或下飽和為一個從0至7范圍的3-比特值。比特度量值再次成為一種維特比譯碼器可以使用的形式。
最好將迄今所述的控制器30修改為包括一個干擾機閾值檢測單元88，這個干擾機閾值檢測單元88接收四個拷貝的發(fā)射載波抽樣的幅度，并且如果該載波抽樣拷貝的幅度超過一個最小干擾機檢測閾值電平，可以為四個拷貝的每一個產(chǎn)生一個獨立的取代信號(集合地示為輸出信號89a至89d，它們分別對應(yīng)于拷貝1-4)。如果超過了最小干擾機檢測閾值電平，那么取代信號通過強迫拷貝的對應(yīng)權(quán)數(shù)表輸出最小權(quán)數(shù)(“1/8”)，取代上述PNC/PNS選擇選定的權(quán)數(shù)。
圖12的流程圖示出了一個具有干擾機閾值檢測120的拷貝組合處理(即，將四個發(fā)射拷貝的度量值組合成一個單一度量值的處理)。參考附圖，控制器30執(zhí)行圖7中的步驟92至112(步驟122)。控制器30也接收每個載波抽樣的幅度(步驟124)，并且將這些幅度與一個預定干擾機檢測閾值比較(步驟126)。如果超過了這個預定干擾機檢測閾值，那么控制器30為載波抽樣對應(yīng)的拷貝產(chǎn)生一個取代信號，以迫使在步驟112(圖7)選擇的權(quán)數(shù)為最小權(quán)數(shù)(步驟130)。如果沒有超過閾值，那么控制器30前進到圖7的步驟114。也就是說，如上所述，它將為每個拷貝(在圖7的步驟112)通過PNC/PNS選擇的權(quán)數(shù)提供給對應(yīng)的度量值拷貝。應(yīng)當知道，控制器可以與相位噪聲計算和相關(guān)的權(quán)數(shù)選擇并行地執(zhí)行步驟124至130，只要取代信號(如果產(chǎn)生了的話)可用于在適當?shù)臅r間控制對應(yīng)權(quán)數(shù)表的輸出。其它實施例應(yīng)當知道，盡管本發(fā)明是結(jié)合它的詳細說明解釋的，但上述說明只是說明性的，并不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍是由附屬權(quán)利要求的范圍定義的。其它實施例在附屬權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
例如，相位噪聲計算單元70可以簡單地包括一個用于相加四個值并利用和數(shù)計算平均值(即，與加權(quán)相反，直接求平均值)的組合單元，或一個用于從四個值(拷貝)中選擇最佳載波的選擇器(例如，MUX)。
在另一個替代實施例中，相位噪聲計算單元70可以使用PNC和PNS值估算碼元和載波的S/N，并根據(jù)S/N估算利用查詢表達到考慮到一個特定載波或碼元有多好或多差的新的比特度量值。
在再一個替代實施例中，解調(diào)器24可以把每個拷貝的相角代表存儲在去交織器中，而不是如上所述將拷貝轉(zhuǎn)換成度量值和把度量值拷貝存儲在去交織器中。在這個實施例中，將在求和單元80(圖6)的輸出端執(zhí)行相角至比特度量值的轉(zhuǎn)換功能(相當于圖1中的相角至度量值轉(zhuǎn)換器31)。也就是說，可以把相角至度量值轉(zhuǎn)換器耦合到求和單元80和轉(zhuǎn)換單元82，以便接收來自加法器80的輸出端的組合加權(quán)相角代表，和把該輸出的度量值提供到轉(zhuǎn)換單元82的輸入端。作為替代，相角至度量轉(zhuǎn)換可以包括在轉(zhuǎn)換單元82中。很有可能，系統(tǒng)如果也帶有適當?shù)倪x擇/控制邏輯電路，那么可以包括兩個獨立的轉(zhuǎn)換器——一個在解調(diào)器中，另一個在求和單元80的輸出端，以便支持去交織的度量值拷貝，或相角代表值拷貝。
權(quán)利要求
1.一種交織要調(diào)制到OFDM碼元分組的載波上的編碼數(shù)據(jù)的方法，包括交織所接收的編碼數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生在OFDM碼元分組中的非連續(xù)OFDM碼元上時間擴展的和在OFDM碼元分組中的載波的非相鄰載波上頻率擴展的接收編碼數(shù)據(jù)的多個拷貝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中交織包括將編碼數(shù)據(jù)按行存儲在一個交織存儲器中；和按列從交織存儲器讀出編碼數(shù)據(jù)，存儲在交織存儲器中的編碼數(shù)據(jù)被讀出n連續(xù)次。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中讀出包括給全部n個連續(xù)讀出中的除了第一次列讀出之外的每一個列讀出提供一個偏移量，并且給全部n個連續(xù)讀出中的除了第一次列讀出之外的每一個列讀出提供一個不同的附加偏移量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中n等于4。
5.一種處理通過一個傳輸信道發(fā)送的OFDM數(shù)據(jù)的方法，包括接收來自傳輸信道的OFDM數(shù)據(jù)的多個拷貝，多個拷貝是時間和頻率擴展的；和組合多個拷貝的相角信息，以產(chǎn)生一個在譯碼OFDM數(shù)據(jù)中使用的單一度量值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中相角信息是一個度量值，并且組合包括將多個拷貝的相角轉(zhuǎn)換成度量值；從數(shù)據(jù)拷貝的相角計算相位噪聲值；根據(jù)計算的相位噪聲值選擇一個加權(quán)值，并且把選擇的加權(quán)值應(yīng)用于度量值；和對加權(quán)度量值求和。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中組合包括對度量值求和，以產(chǎn)生一個和數(shù)，并且利用該和數(shù)計算一個平均度量值，作為一個單一的新度量值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中組合包括選擇一個度量值。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中相角信息是一個相角代表，并且其中組合包括從數(shù)據(jù)拷貝的相角計算相位噪聲值；根據(jù)計算的相位噪聲值選擇一個加權(quán)值，并且把選擇的加權(quán)值應(yīng)用于相角代表；對加權(quán)相角代表求和；和將加權(quán)相角代表轉(zhuǎn)換成一個單一度量值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括將多個拷貝的幅度與一個干擾機檢測閾值比較，并產(chǎn)生一個信號，以迫使選擇的加權(quán)值為一個最小加權(quán)值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進一步包括將多個拷貝的幅度與一個干擾機檢測閾值比較，并產(chǎn)生一個信號，以迫使選擇的加權(quán)值為一個最小加權(quán)值。
12.一種用于交織要調(diào)制在連續(xù)OFDM碼元分組中的載波上的編碼數(shù)據(jù)的裝置，包括編碼器，用于把編碼數(shù)據(jù)存儲在一個交織器中；和調(diào)制器，用于從交織器讀出編碼數(shù)據(jù)的多個拷貝，從而使編碼數(shù)據(jù)拷貝在連續(xù)OFDM碼元分組中的非連續(xù)OFDM碼元上時間擴展，和在連續(xù)OFDM碼元分子中的載波的非相鄰載波上頻率擴展。
13.一種用于處理通過一個傳輸信道發(fā)送的OFDM數(shù)據(jù)的裝置，包括解調(diào)器，用于接收來自傳輸信道的OFDM數(shù)據(jù)的多個拷貝，多個拷貝是時間和頻率擴展的；和控制器，用于組合多個拷貝的相角信息，以產(chǎn)生在譯碼OFDM數(shù)據(jù)中使用的單一度量值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中控制器包括相位噪聲計算單元，用于從數(shù)據(jù)拷貝的相角計算相位噪聲值；電路，用于根據(jù)計算的相位噪聲值選擇一個加權(quán)值并且把選擇的加權(quán)值應(yīng)用于相角信息；和求和單元，用于對加權(quán)相角信息求和。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中相角信息包括解調(diào)器從多個拷貝的相角產(chǎn)生的度量值。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中相角信息包括相角代表，并且其中控制器進一步包括相角至度量值轉(zhuǎn)換器，用于將求和的加權(quán)相角信息轉(zhuǎn)換成一個單一度量值。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中控制器包括組合單元，用于對度量值求和以產(chǎn)生一個和數(shù)，并且利用該和數(shù)計算一個平均度量值，作為單一新度量值。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中控制器包括選擇器，用于選擇一個度量值。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中控制器進一步包括干擾機閾值檢測單元，用于將多個拷貝的幅度與一個干擾機檢測閾值電平比較，并且產(chǎn)生一個信號，以迫使選擇的權(quán)數(shù)為一個最小權(quán)數(shù)。
全文摘要
一種用于在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(10)中向OFDM碼元中的數(shù)據(jù)提供具有時間和頻率分集的冗余的交織/去交織方案。在發(fā)射側(cè)(12),通過把編碼數(shù)據(jù)存儲在交織存儲器(20)中和從交織存儲器(20)讀出編碼數(shù)據(jù)的多個拷貝,從而使編碼數(shù)據(jù)拷貝在非連續(xù)碼元上時間擴展和在非相鄰載波上頻率擴展而交織要調(diào)制在OFDM碼元中載波上的編碼數(shù)據(jù)。在接收側(cè)(14),接收OFDM數(shù)據(jù)的多個拷貝,并將相位噪聲計算用于把(度量值或相角形式的)多個拷貝組合為一。從組合的拷貝,產(chǎn)生一個在譯碼OFDM數(shù)據(jù)中使用的單一度量值。
文檔編號H03M13/27GK1359569SQ00805522
公開日2002年7月17日 申請日期2000年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月19日
發(fā)明者勞倫斯W·揚·Iii, 巴特W·布蘭查德, 哈珀·布倫特·馬什伯恩 申請人:因特隆公司