用于通信系統(tǒng)的發(fā)送方案的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于發(fā)送單極性信號的通信系統(tǒng)，以及相關(guān)聯(lián)的發(fā)射機、接收機以及 發(fā)送和接收單極性信號的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)無線通信被認為是用于解決日益增長的無線數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)需求和當(dāng)前的移 動通信系統(tǒng)的帶寬限制之間的矛盾的有前途的備選或互補技術(shù)。
[0003] 光學(xué)無線通信可以有利地使用低成本前端組件，例如發(fā)光二極管（LED)和光電二 極管(PD)。然而，LED通常發(fā)射非相干光，使得難以可靠地調(diào)制或檢測相位和幅度。由此，光 學(xué)無線通信系統(tǒng)經(jīng)常實現(xiàn)為可以使用諸如通斷鍵控(00K)脈沖位置調(diào)制(PPM)和脈沖幅度 調(diào)制(M-PAM)之類的技術(shù)的強度調(diào)制/直接檢測系統(tǒng)。
[0004] 然而，隨著傳輸速率提高，符號之間的干擾會變得更成問題。在這種情況下，使用 更接近正交頻分復(fù)用(0FDM)的調(diào)制方案將會是有利的。然而，0FDM通常產(chǎn)生復(fù)值時域樣本， 而強度調(diào)制需要實數(shù)單極性信號。
[0005] 創(chuàng)建實數(shù)信號的傳統(tǒng)方法是在調(diào)制過程中的逆快速傅里葉變換步驟期間使用埃 爾米特(Hermitian)對稱。備選方法是通過將實部和虛部分離并在兩個不同的流中發(fā)送它 們，來使時域中的復(fù)數(shù)信號變?yōu)閷崝?shù)。
[0006] -旦信號變?yōu)閷崝?shù)，雙極性信號可以轉(zhuǎn)化成單極性信號。已經(jīng)提出了多種適于在 光學(xué)無線通信系統(tǒng)中使用的用于獲得單極性信號的方法。一種方法是使用直流偏置光學(xué) OFDM(DCO-OFDM)，其涉及對所有的樣本添加偏置值，其中，所述偏置值足以使所有的樣本成 為非負的。然而，該方法顯著增大信號的功率耗費。提供單極性信號的技術(shù)的一些其它示例 包括單極正交頻分復(fù)用(U-CFDM)、非對稱限幅光學(xué)OFDM(ACO-OFDM)、脈沖振幅調(diào)制離散多 音調(diào)制(PAM-DMT)、Flip-〇FDM等。U-0FDM在以下文獻中描述:專利申請公開GB2496379和TO/ 2013/064835,以及D.Tsonev，S.Si nan()v，i6and H.Haas的 "Novel Unipolar Orthogonal Frequency Division Multiplexing"，Proc?Of the Vehicular Technology Conference (VTC Spring)，1￡￡￡，丫〇1?)11&1]1&，如卩&11，1￡￡￡，]\^7 6-9 2012。厶〇0-0卩0]\1由]\厶1'11181：1'〇1^等人 在"Power efficient Optical OFDM"，F(xiàn)lectronics Letters，vol.42，no.6，pp.370_372， 16March 2006中描述。PAM-DMT由S.C.J.Lee等人在"PAM-DMT for Intensity Modulated and Direct-Detection Optical Communication Systems"，IEE Photonics Technology Letters，Vol ? 21，no ? 23，pp ? 1749-1751，December 2009中描述。FIip-OFDM由N.Fernando等 人在 "Flip-OFDM for Optical Wireless Communications" in Information Theory Workshop(ITW)，IEEE，Paraty，Brazi 1: IEEE，Oct ? 16-20，2011，pp ? 5-9中描述。上述所有文 獻的內(nèi)容在這里通過引用的方式全文并入本文中。
[0007] 以U-0FDM為例，在發(fā)射機一側(cè)，在應(yīng)用逆快速傅里葉變換之前，將埃爾米特對稱應(yīng) 用到來自傳統(tǒng)調(diào)制方案的符號的塊。這有效地將原始符號映射到所得信號的頻域中的不同 載波。由于應(yīng)用了埃爾米特對稱，逆快速傅里葉變換產(chǎn)生實數(shù)的雙極性信號。然后，時域信 號經(jīng)過變化，以便變?yōu)閱螛O性的。具體地，到單極性信號的變化包括將每個雙極性幀分成兩 個單獨的幀，其中一個幀在另一個幀之后發(fā)送。一個幀（即正幀)保留正的時域樣本，并且包 含0來替代負時域樣本。另一個幀（即負幀)保留負時域樣本的絕對值，并且包含0來替代正 時域樣本。在接收機一側(cè)，可以通過從正幀中的信息減去負幀中的信息來恢復(fù)每個原始雙 極性幀。
[0008] 將會認識到的是，上述內(nèi)容僅僅是U-0FDM方法的實現(xiàn)的一個示例。例如，幀不一定 需要是按順序的。此外，正樣本和負樣本不一定在兩個單獨的幀中發(fā)送。兩個幀的分離是按 照時間來高效地分離的。這可以通過正樣本和負樣本在兩個單獨的信息流中傳遞的任何類 型的分離來實現(xiàn)。其它實現(xiàn)選擇對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是顯然的。
[0009] 雖然U-0FDM、A⑶-(FDM、PAM-DMT和F1 i P-0FDM方案都能夠?qū)崿F(xiàn)比DC0-0FDM方案高 得多的功率，但是當(dāng)與DC0-0FDM相比時，這些方法的頻譜效率減半。
[0010] 由此，有利的是具有一種在單極性信號中發(fā)送數(shù)據(jù)的傳輸方案，使得其能夠與光 學(xué)無線通信或者需要或受益于單極性信號的其它技術(shù)一起使用，但是同時實現(xiàn)好的頻譜效 率和功率效率。
[0011] 本發(fā)明的至少一個實施例的至少一個目的在于:提供對現(xiàn)有技術(shù)的備選或改進， 以及/或者解決現(xiàn)有技術(shù)的至少一個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 根據(jù)本發(fā)明的方案，提供了 一種發(fā)送裝置，其被配置為產(chǎn)生、生成和/或發(fā)送表示 包括一個或多個數(shù)據(jù)部分、數(shù)據(jù)幀或數(shù)據(jù)幀的部分的原始信號的信號。原始信號的一個或 多個數(shù)據(jù)部分、數(shù)據(jù)幀或數(shù)據(jù)幀的部分中的每一個可被轉(zhuǎn)換成一個或多個信息流的多個部 分、幀或幀部分，以及/或者作為一個或多個信息流的多個部分、幀或幀部分來發(fā)送。所述發(fā) 送裝置可以被配置為同時發(fā)送所述一個或多個信息流和至少一個其它信息流。
[0013] 所述信息流中的一個或多個可以被配置為使得能夠根據(jù)多個同時發(fā)送的信息流 獲得、恢復(fù)和/或提取所述一個或多個信息流。
[0014]所述發(fā)送裝置可以被配置為發(fā)送至少2個（例如3個或3個以上）同時發(fā)送的信息 流。所述發(fā)送裝置可以被配置為發(fā)送7個或5個或者更少的同時發(fā)送的信息流。
[0015] 可選地但不是必須地，所述發(fā)送裝置可以是，或可以包括，非MM0發(fā)送裝置，例如， 發(fā)送裝置可能需要也可能不需要能夠在MM0系統(tǒng)下操作，或被配置為或被配置為在MM0系 統(tǒng)下操作。所述發(fā)送裝置可以包括或被配置為只使用單個發(fā)射機單元和/或發(fā)送信道來發(fā) 送信息流，例如，發(fā)射機系統(tǒng)可能不是或不需要具有或使用一個以上的發(fā)射機單元和/或發(fā) 射信道或鏈路。例如，所述發(fā)送裝置可以被配置為在公共的和/或單獨的流、信道、鏈路或信 號（可選地其可以是MM0系統(tǒng)的單獨的流、信道、鏈路或信號）中的每一個上或者一部分上 發(fā)送信息流(例如所述一個或多個信息流和所述至少一個其它信息流）。
[0016]可以對信息流中的一個或多個進行配置，使得所述至少一個其它信息流對所述至 少一個信息流造成的干擾不會對在所述至少一個信息流中攜帶的信息造成不利影響，并 且/或者不禁止對在所述至少一個信息流中攜帶的信息的讀取和/或恢復(fù)。例如，所述至少 一個其它信息流的部分、幀或幀部分的對稱和/或配置和/或內(nèi)容可以是使得所述至少一個 其它信息流對所述至少一個信息流造成的干擾不會對在所述至少一個信息流中攜帶的信 息造成不利影響，并且/或者不禁止對在所述至少一個信息流中攜帶的信息的讀取和/或恢 復(fù)。
[0017] 在可選擇的實施例中，所述至少一個其它信息流的部分、幀或幀部分的對稱和/或 配置和/或內(nèi)容可以使得所述至少一個其它信息流造成的干擾被配置為正交的，或者與至 少一個信息流成正交，并且/或者被配置為在后續(xù)處理中消除。通過這種方式，所述至少一 個其它信息流對所述至少一個信息流造成的干擾不會對在至少一個信息流中攜帶的信息 造成不利影響。
[0018] 信息流的多個部分、幀或幀部分可被處理以獲得原始信號的對應(yīng)幀。所述多個信 息流可被配置，使得通過用于從信息流的多個幀獲得原始信號的對應(yīng)幀的處理操作來消除 或移除或者能夠移除由至少一個其它信息流導(dǎo)致的對所述信息流的部分、幀或幀部分的干 擾的至少一部分以及優(yōu)選地基本消除或移除全部。
[0019] 在與原始信號的給定幀相對應(yīng)的至少一個信息流的一個或多個部分、幀或幀部分 的發(fā)送期間發(fā)送的至少一個其它信息流的幀、幀部分或部分，與在與該原始信號的給定幀 相對應(yīng)的信息流的其它部分、幀或幀部分中的每一個的發(fā)送期間發(fā)送的至少一個其它信息 流的幀、幀部分或部分，可以是相同、相反、對稱、偶對稱、時間對稱、反對稱、奇對稱或時間 反對稱的。
[0020] 換句話說，發(fā)射機可以被配置為使得原始信號的幀可以由多個信號部分來表示， 并且可以被配置為對信息流進行配置，使得落在表示原始信號的幀的這些信號部分上的由 其它信息流造成的干擾具有特定的特性(該特性可以取決于所使用的調(diào)制方案），使得干擾 在后續(xù)處理期間消除，或者保持與有用的或編碼的信息成正交，或不會對有用的或編碼的 信息造成不利影響。例如，所述特定的特性可以包括:落在信號部分中的一個或多個上的由 其它信息流造成的干擾與落在信號部分中的至少另一個上的由其它信息流造成的干擾，是 相同、相反、對稱、偶對稱、時間對稱、反對稱、奇對稱或反時間對稱的。
[0021] 所述發(fā)送裝置可以被配置為使用其它信息流來對原始信號中的一個或多個幀進 行編碼。原始信號的一個或多個幀可以分別在其它信息流的多個部分、幀或幀部分中編碼， 例如，可以使用其它信息流的2個或2個以上的部分、幀或幀部分來對原始信號的給定幀進 行編碼。所述發(fā)送裝置可以包括分離器，用于將原始信號分成多個信號部分，其中，不同的 信號部分使用不同的信息流進行發(fā)送。
[0022] 用于對原始信號的幀進行編碼的信息流的部分、幀或幀部分的數(shù)量可以大于用于 對原始信號的幀進行編碼的至少一個其它信息流的部分、幀或幀部分的數(shù)量。用于對原始 信號的幀進行編碼的一個或多個信息流(例如較大深度信息流)的部分、幀或幀部分的數(shù)量 可以大于用于對原始信號的幀進行編碼的一個或多個其它(例如較小深度)信息流的部分、 幀或幀部分的數(shù)量。
[0023] 例如，原始信號的幀可以在第一信息流的2個部分、幀或幀部分中編碼。第二信息 流可以使用第二信息流的4個部分、幀或幀部分來對原始信號的幀進行編碼。第三信息流可 以使用第三信息流的8個部分、幀或幀部分來對原始信號的幀進行編碼。每個附加的信息流 可以在比所述其它信息流用于對原始信號的幀進行編碼的部分、幀或幀部分的最高數(shù)量的 2倍的部分、幀或幀部分中對原始信號的幀進行編碼。
[0024] 原始信號可以是，或者可以包括，雙極性信號，其可以包括多個雙極性幀。多個信 息流可以是，或者可以包括，單極性信息流，其可以包括多個單極性部分、幀或幀部分。
[0025] 原始信號的幀可以使用U-0FDM方法來編碼，以產(chǎn)生信息流中的一個或多個。原始 信號的幀可以包括使用用于在頻域中的子載波調(diào)制的M-QAM調(diào)制方案來編碼的符號，但是 還將認識到的是還可以可選擇地使用其它合適的調(diào)制方案。符號可以使用4-QAM或更高階 調(diào)制(例如8-QAM、16-QAM以及更高級的調(diào)制)來編碼。
[0026] 在實施例中，原始信號的一個或多個幀可以分別被分成信息流的一個或多個第一 幀和一個或多個第二幀，其中，第一幀或第二幀中的任一者包括正幀，在正幀中保留或保存 了來自原始信號的相應(yīng)幀的正時域樣本并剪除了負時域樣本，第一幀或第二幀中的另一者 包括負的幀，在負幀中保留或保存了來自原始信號的相應(yīng)幀的負時域樣本的絕對值并剪除 了正時域樣本。
[0027] 正樣本或負樣本的剪除可以包括提供0或不提供信號或提供小于閾值的信號來替 代正樣本或負樣本。具體地，將會認識到的是，雖然對于處理效率而言優(yōu)選〇,但是也可以使 用其它可區(qū)別的值來替代〇,例如能夠與時域樣本區(qū)分的預(yù)設(shè)的或計算的值。
[0028] 可以在一個或多個第一幀之后發(fā)送一個或多個第二幀?？梢栽谝粋€或多個第一幀 之后立即發(fā)送一個或多個第二幀(和/或與一個或多個第二幀相關(guān)聯(lián)的循環(huán)前綴）。
[0029] 可以通過從第一幀或第二幀中的一者中減去或加上第一幀或第二幀中的另一者 來恢復(fù)原始幀。
[0030] 其它信息流可以包括其它信息流的至少一個(并且優(yōu)選地是每一個)部分、幀或幀 部分的一個或多個副本。每個部分、幀或幀部分的副本的數(shù)量對于不同的信息流可以是不 同的。例如，每個正幀和負幀可以在第二信息流中復(fù)制一次（即，使得存在每個幀的兩個副 本），在第二彳目息流中復(fù)制二次（即，使得存在每個幀的四個副本），在第四彳目息流中復(fù)制七 次(即，使得存在每個幀的八個副本），并針對更大深度的信息流依此類推，例如使得每個幀 的副本的數(shù)量每次2倍地增大。
[0031]發(fā)射機可以被配置為將原始信號轉(zhuǎn)換成多個信息流中的一個。可以對與原始信息 的每個幀相關(guān)聯(lián)的多個信息流之一的多個幀進行處理，以確定它們源自的原始信號的相關(guān) 聯(lián)的幀。
[0032] 可以使用U-0FDM或AC0-0FDM或PAM-DMT或Flip-(FDM方法中的至少一個來對原始 信號的幀進行編碼，以產(chǎn)生信息流。
[0033] 備選地，可以提供第一和第二部分、幀或幀部分，換句話說，對于每個信息流，第二 部分、幀或幀部分(和/或與第二部分、幀或幀部分相關(guān)聯(lián)的循環(huán)前綴)可以跟在第一部分、 幀或幀部分之后，并且/或