專利名稱：通過正交頻分復(fù)用傳輸數(shù)字信號(hào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通過正交頻分復(fù)用(OFDM)傳輸信號(hào)。特別是，本發(fā)明涉及在傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)用到的OFDM裝置和系統(tǒng)。
相關(guān)技術(shù)描述正交頻分復(fù)用(OFDM)是用于廣播高速率數(shù)字信號(hào)(例如，高清晰度電視)信號(hào)的技術(shù)。在OFDM系統(tǒng)中，將單個(gè)高速率數(shù)據(jù)流分成幾個(gè)并行低速率子流，同時(shí)每個(gè)子流用于調(diào)制各個(gè)副載波頻率。
將在OFDM系統(tǒng)中用到的調(diào)制技術(shù)稱為正交調(diào)幅(QAM)，它同時(shí)調(diào)制載波頻率的相位和幅度。在QAM調(diào)制中，根據(jù)多個(gè)數(shù)據(jù)位生成復(fù)數(shù)QAM碼元，其中每個(gè)碼元包括實(shí)數(shù)項(xiàng)和虛數(shù)項(xiàng)，而且每個(gè)碼元表示多個(gè)數(shù)據(jù)位，根據(jù)上述數(shù)據(jù)位生成每個(gè)碼元。以可用復(fù)數(shù)平面圖解表示的模式，一起發(fā)送多個(gè)QAM位。一般而言，將該模式稱為“星座圖”。通過運(yùn)用QAM調(diào)制，OFDM系統(tǒng)可以提高它的效率。
碰巧當(dāng)廣播信號(hào)時(shí)，它可以通過多條路徑傳播到接收機(jī)。例如，來自單個(gè)發(fā)射機(jī)的信號(hào)可以沿著直線到接收機(jī)，而且也可被物體發(fā)射回以沿著不同路徑傳播到接收機(jī)。此外，碰巧當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)用所謂“蜂窩狀”廣播技術(shù)以增加頻譜效率時(shí)，可通過多個(gè)發(fā)射機(jī)來廣播要被接收的信號(hào)。于是，沿著多個(gè)路徑把相同信號(hào)發(fā)送到接收機(jī)。無論人為(即，通過從多個(gè)接收機(jī)廣播相同信號(hào)所引起的)還是自然的(即，由回波引起)，都將這種信號(hào)的并行傳播稱為“多路徑”。容易理解，雖然蜂窩狀數(shù)字廣播頻譜利用方面是有效的，必須作出一些規(guī)定以有效地考慮到多路徑。
幸運(yùn)的是，在出現(xiàn)多路徑的情況下(如上所述，當(dāng)運(yùn)用蜂窩狀廣播技術(shù)時(shí)，必然會(huì)出現(xiàn)上述情況)，運(yùn)用QAM調(diào)制的OFDM系統(tǒng)比起只用單個(gè)載波頻率的QAM調(diào)制技術(shù)更加有效。特別是，在單個(gè)載波QAM系統(tǒng)中，必須用到復(fù)數(shù)均衡器來均衡具有如主路徑一樣強(qiáng)的回波的信道，而這樣的均衡很難執(zhí)行。相反，在OFDM系統(tǒng)中，通過簡(jiǎn)單地將適當(dāng)長(zhǎng)度的保護(hù)間隔(guard interval)插在每個(gè)碼元的開始部分，可以不需要復(fù)數(shù)均衡器。因此，當(dāng)預(yù)期存在多路徑條件時(shí)，運(yùn)用QAM調(diào)制的OFDM系統(tǒng)是較佳的。
特別參照當(dāng)前OFDM系統(tǒng)來理解為什么本發(fā)明是十分有用的和所需的，在當(dāng)前系統(tǒng)中，對(duì)要廣播的數(shù)據(jù)流編碼兩次，第一次由Reed-Solomon編碼器編碼，然后用格型編碼方案。應(yīng)注意，本發(fā)明同樣可用于只有一次編碼的系統(tǒng)。在典型的格型編碼方案中，由卷積編碼器對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，然后將連續(xù)位組合成位組，它將變成QAM碼元。幾個(gè)位在一組中，其中由整數(shù)“m”來限定每組中的位數(shù)(于是，將每組稱為具有“m-元”維)。一般，“m”的值是4、5、6或7，雖然它可以更多或更少。
在將位組成多位碼元之后，交錯(cuò)碼元?！敖诲e(cuò)”意味著按順序重新排列碼元流，從而使由信道衰減所引起的可能誤差隨機(jī)化。為了便于說明，假設(shè)發(fā)送五個(gè)字。如果，在發(fā)送非交錯(cuò)信號(hào)期間，發(fā)生臨時(shí)信道干擾。在這些情況下，在信道干擾減弱之前可以遺失整個(gè)字，而且如果說不是不可能的話，知道由遺失的字所傳達(dá)的信息是很困難的。
相反，如果在發(fā)送和信道干擾發(fā)生之前，順序重新排列五個(gè)字的字母(即，“交錯(cuò)”)，那么幾個(gè)字母有可能會(huì)遺失，可能是每個(gè)字中有一個(gè)字母會(huì)遺失。一旦對(duì)重新排列的字母進(jìn)行解碼，雖然有幾個(gè)字會(huì)遺失字母，但還是會(huì)出現(xiàn)所有五個(gè)字。應(yīng)理解，在這些情況下，對(duì)于數(shù)字解碼器而言基本全部恢復(fù)數(shù)據(jù)相對(duì)較容易。在交錯(cuò)m-元碼元之后，通過運(yùn)用上述QAM原理將碼元映射在復(fù)數(shù)碼元上、多路復(fù)用成它們各自副載波信道并發(fā)送。
然而，如上所述，運(yùn)用上述格型編碼方案的當(dāng)前OFDM系統(tǒng)在出現(xiàn)一些OFDM副載波嚴(yán)重衰減的多路徑條件的情況下，會(huì)呈現(xiàn)性能缺陷，其中在OFDM系統(tǒng)中在交錯(cuò)之前已將數(shù)據(jù)位組成碼元。如進(jìn)一步所述的那樣，在出現(xiàn)由多路徑條件所引起的副載波衰減的情況下，可以提高OFDM系統(tǒng)的性能。如下所述，通過在接收機(jī)處執(zhí)行軟判決以確定接收到的數(shù)據(jù)值，可以進(jìn)一步提高這種OFDM系統(tǒng)的性能。
發(fā)明概述因此本發(fā)明的目的在于，提供用于在出現(xiàn)多路徑條件下復(fù)數(shù)高速率數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的系統(tǒng)。本發(fā)明還旨于提供用于運(yùn)用OFDM原理的復(fù)數(shù)高速率數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的系統(tǒng)，它在多路徑條件下出現(xiàn)副載波衰減的情況下比較有效地執(zhí)行。本發(fā)明還旨于提供用于接收高速率數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的系統(tǒng)，它允許對(duì)逐個(gè)子信道進(jìn)行軟判決以確定數(shù)據(jù)值。本發(fā)明還旨于提供用于復(fù)數(shù)高速率數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的系統(tǒng)，易于使用并在制造和實(shí)施方面成本較低。
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供正交頻分多路復(fù)用(OFDM)信號(hào)發(fā)射機(jī)，其中在將位分組成多位碼元之前通過內(nèi)部交錯(cuò)器處理數(shù)據(jù)位。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于正交頻分多路復(fù)用(OFDM)發(fā)射機(jī)的裝置，它處理發(fā)送到接收機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位，裝置包括用于處理數(shù)據(jù)位的外部交錯(cuò)器；用于對(duì)經(jīng)處理的位進(jìn)行編碼的編碼器；用于接收來自編碼器的數(shù)據(jù)位并交錯(cuò)數(shù)據(jù)位的內(nèi)部交錯(cuò)器；和用于接收來自內(nèi)部交錯(cuò)器的經(jīng)交錯(cuò)數(shù)據(jù)位并根據(jù)內(nèi)部交錯(cuò)器生成表示“m”連續(xù)位的碼元的裝置，其中“m”是大于1的整數(shù)。
在正交頻分多路復(fù)用(OFDM)發(fā)射機(jī)中，提供體現(xiàn)本發(fā)明的裝置以處理要發(fā)送到接收機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位。在實(shí)施例中，裝置包括用于處理數(shù)據(jù)位的外部交錯(cuò)器(最好是Reed-solomon代碼碼元交錯(cuò)器)，和用于接收來自外部交錯(cuò)器的經(jīng)處理的輸出數(shù)據(jù)位并交錯(cuò)數(shù)據(jù)位的內(nèi)部交錯(cuò)器。此外，該裝置還包括用于接收來自內(nèi)部交錯(cuò)器的經(jīng)交錯(cuò)數(shù)據(jù)位并生成表示來自內(nèi)部交錯(cuò)器的“m”連續(xù)位的碼元，其中“m”是大于1的整數(shù)。
最佳的是，卷積編碼器處理在內(nèi)部交錯(cuò)器和外部交錯(cuò)器之間的位。此外，還提供用于將每個(gè)碼元映射到m-元信號(hào)空間的裝置。如較佳實(shí)施例意圖，映射裝置運(yùn)用正交調(diào)幅(QAM)來生成復(fù)數(shù)碼元。在“m”是至少等于5的奇數(shù)的情況下，映射裝置使在信號(hào)空間的一個(gè)象限中的鄰近碼元之間的漢明距離之和最小。
如下面進(jìn)一步所述，串行到并行變換器將復(fù)數(shù)碼元處理成“n”子流，其中“n”是大于1的整數(shù)。保護(hù)期發(fā)生器在信號(hào)流中建立保護(hù)期。所述裝置與OFDM發(fā)射機(jī)相結(jié)合，而且進(jìn)一步與OFDM系統(tǒng)相結(jié)合。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于運(yùn)用正交頻分多路復(fù)用(OFDM)來發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位的方法，包括下列步驟對(duì)位卷積編碼；然后交錯(cuò)位；然后并行分組“m”個(gè)位以建立各個(gè)碼元。
用于運(yùn)用正交頻分多路復(fù)用(OFDM)發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位的方法包括卷積編碼位，然后交錯(cuò)位。接著，該方法包括并行分組“m”位以建立各個(gè)碼元。
本發(fā)明還提供用于接收機(jī)的裝置，它用于接收包含復(fù)數(shù)相位調(diào)節(jié)碼元的正交頻分多路復(fù)用(OFDM)信號(hào)的“n”子流，其中每個(gè)碼元表示“m”數(shù)據(jù)位，對(duì)于每個(gè)子流該裝置包括用于確定由在子流中每個(gè)碼元所表示的每個(gè)位的二進(jìn)制值的軟判決量化器。計(jì)算機(jī)邏輯裝置可以執(zhí)行這部分計(jì)算機(jī)功能。
本發(fā)明還提供用于正交頻分多路復(fù)用(OFDM)信號(hào)接收機(jī)的計(jì)算機(jī)邏輯裝置，其中所述接收機(jī)用于接收在OFDM信號(hào)中的復(fù)數(shù)碼元，每個(gè)碼元表示“m”數(shù)據(jù)位，計(jì)算機(jī)邏輯裝置包括由數(shù)字處理系統(tǒng)可讀的計(jì)算機(jī)邏輯存儲(chǔ)裝置；和邏輯存儲(chǔ)裝置中所體現(xiàn)的指令，可由用于執(zhí)行方法步驟的數(shù)字處理系統(tǒng)可執(zhí)行指令，其中所述方法用于對(duì)每個(gè)碼元值執(zhí)行軟判決，它包括下列步驟確定對(duì)于每個(gè)碼元的第一組可能值，在第一組中的每個(gè)值在預(yù)定位上都具有二進(jìn)制值“0”；對(duì)于每個(gè)碼元確定在碼元和在第一組可行值中的每個(gè)可能值之間的幅值差；和確定最小幅值差并生成表示它的第一信號(hào)。
用于發(fā)送正交頻分多路復(fù)用(OFDM)信號(hào)的裝置包括正交調(diào)幅(QAM)裝置用于生成多個(gè)QAM碼元。此外，該裝置包括用于將碼元映射到m-元空間的映射裝置，從而使在空間中鄰近碼元之間的漢明距離之和最小，其中m是至少等于5的奇數(shù)。
附圖描述從下列結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中所述的實(shí)施例中，可以顯見本發(fā)明的特性、目的和優(yōu)點(diǎn)，其中相同標(biāo)號(hào)做相應(yīng)表示

圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的數(shù)字信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)的示意圖；圖2是體現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)射機(jī)的相關(guān)部分的示意圖；圖3是體現(xiàn)本發(fā)明的接收機(jī)的相關(guān)部分的示意圖；和圖4是示出接收機(jī)的軟判決邏輯的流程圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述最初參照?qǐng)D1，示出一般標(biāo)為10的系統(tǒng)，它通過多個(gè)空間接口路徑18，20從一個(gè)或多個(gè)基本一致的發(fā)射機(jī)14、16向接收機(jī)12廣播高速率數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。例如，高速率數(shù)字信號(hào)可以是高清晰度電視(HDTV)信號(hào)。系統(tǒng)10是正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)。因此，發(fā)射機(jī)14，16把相同信號(hào)發(fā)送到接收機(jī)12，同時(shí)將每個(gè)信號(hào)多路復(fù)用成多個(gè)“n”子信道，其中“n”是大于1的整數(shù)。按照OFDM原理，每個(gè)子信道表示一系列復(fù)數(shù)正交調(diào)幅(QAM)碼元的各個(gè)子流。據(jù)此，每個(gè)QAM碼元表示“m”數(shù)據(jù)位，其中“m”是大于1的整數(shù)。在一個(gè)當(dāng)前較佳實(shí)施例中，“m”的值是7。應(yīng)注意，雖然按照正交調(diào)幅，描述本發(fā)明，但是它同樣可用于相移鍵控(phase shift keyed)調(diào)制系統(tǒng)。
圖2示出本實(shí)施例的發(fā)射機(jī)14的相關(guān)細(xì)節(jié)。諸如Reed-Solomon編碼器22一類的外部碼元誤差校正編碼器接收到要發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位流，并根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已知的原理對(duì)那些位進(jìn)行編碼。同樣，外部交錯(cuò)器24(最好是Reed-Solomon碼元交錯(cuò)器)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已知的原理交錯(cuò)來自外部編碼器22的數(shù)據(jù)。在G.C.Clark，Jr和J.B.Cain等人所著的“用于數(shù)字通信的誤差校正編碼”(PlenumPress，New York，1981)和S.Lin和D.J.Costello，Jr所著的“誤差控制編碼基本原理和應(yīng)用”(Prentice-Hall，Englewood Cliffs，N.J.1983)中描述了Reed-Solomon編碼系統(tǒng)。
把信號(hào)從外部交錯(cuò)器24送到卷積編碼器26，它根據(jù)已知原理對(duì)數(shù)據(jù)位進(jìn)行卷積編碼。然后，把數(shù)據(jù)位送到內(nèi)部交錯(cuò)器28，它交錯(cuò)位。于是，把經(jīng)交錯(cuò)的位送到信號(hào)空間分組器(space grouper)30。
根據(jù)本發(fā)明，信號(hào)空間分組器30并行分組來自內(nèi)部交錯(cuò)器28的一系列“m”位。于是，信號(hào)空間分組器建立從內(nèi)部交錯(cuò)器28接收到的表示每“m”連續(xù)位的各個(gè)碼元。
因此，現(xiàn)在可理解，發(fā)射機(jī)14(不同于格型編碼OFDM發(fā)射機(jī))在將位分成多位碼元之前處理通過內(nèi)部交錯(cuò)器的數(shù)據(jù)位。我們已發(fā)現(xiàn)根據(jù)這種結(jié)構(gòu)和下述接收機(jī)12的結(jié)構(gòu)，與首先將數(shù)據(jù)位分組成碼元的傳統(tǒng)格型編碼的發(fā)射機(jī)相比，在多路徑情況下改善系統(tǒng)10的分集和性能，而且處理通過內(nèi)部交錯(cuò)器的碼元。
如圖2所示，把來自信號(hào)空間分組器30的碼元送到信號(hào)空間映射元件32。根據(jù)本發(fā)明，信號(hào)空間映射元件32把每個(gè)碼元映射到m-元信號(hào)空間。較佳的是，映射元件與運(yùn)用正交調(diào)幅(QAM)來根據(jù)每個(gè)碼元產(chǎn)生對(duì)幅度和相位的調(diào)制以生成復(fù)數(shù)碼元。
把這些復(fù)數(shù)碼元映射到復(fù)數(shù)平面時(shí)，有時(shí)將它稱為QAM星座圖。因此，可根據(jù)它在復(fù)數(shù)平面中的x-y位置將每個(gè)復(fù)數(shù)碼元表示為“x+jy”，其中j是負(fù)1的平方根 對(duì)于“m”的偶數(shù)值，運(yùn)用對(duì)于x坐標(biāo)的m/2 Gray編碼二進(jìn)制數(shù)字和表示y坐標(biāo)的其余m/2二進(jìn)制數(shù)字(經(jīng)Gray編碼)，來進(jìn)行到復(fù)數(shù)平面的映射。在這種映射中，在復(fù)數(shù)平面的一個(gè)象限內(nèi)的鄰近位的值最好互不相同，之間只相差單個(gè)二進(jìn)制值。換句話說，在一個(gè)象限內(nèi)的鄰近位之間的所謂漢明距離精確地等于1。
相反，對(duì)于“m”的奇數(shù)值，由于QAM星座圖不再是矩形的，所以不再可能把QAM碼元獨(dú)立地用Gray碼編碼成兩維。因此，對(duì)于“m”的奇數(shù)值，運(yùn)用可被認(rèn)為是準(zhǔn)Gray代碼的代碼(如下表1所示)映射QAM碼元，以有利地使在一個(gè)象限內(nèi)的每對(duì)不同的鄰近元(將m位分配給它們)之間的漢明距離總數(shù)最小(即，在表中將相同象限元物理表示為相鄰，沒有任何插入元)。
表1feefgdccdghbaabhhbaabhgdccdgfeef正如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員能容易認(rèn)識(shí)到的那樣，認(rèn)為在表1中所示的星座圖包括四個(gè)象限，其中星座圖的原點(diǎn)在第三行和第四行以及第三列和第四列之間。根據(jù)本發(fā)明，由在碼元象限中的每個(gè)QAM碼元代碼表示兩個(gè)“m”位。于是，在第一象限中QAM碼元的兩個(gè)位是00、在第二象限中每個(gè)碼元的兩個(gè)位是01、在第三象限中每個(gè)碼元的兩個(gè)位是11和在第四象限中每個(gè)碼元的兩個(gè)位是10。
因此，在表1中，由八個(gè)字母a-h中的一個(gè)字母表示每個(gè)碼元的其余三個(gè)位。下面討論第一象限碼元分配，但是應(yīng)理解，如在表1中所示，在其它三個(gè)象限中反映相同的位分配?？梢匀我獾貙⒅怠?00”分配給任一字母，例如，字母“a”可以表示二進(jìn)制值“000”。為了使與在它的象限中的它的鄰居之間的漢明距離保持為一，本發(fā)明分配b＝001和c＝010。這反過來導(dǎo)致d＝011、e＝110和f＝111。
在使象限中的碼元-碼元漢明距離總和最小過程中，存在剩余分配的兩種可能性。第一種是分配g＝100和h＝101，在這種情況下，除了d和g之間漢明距離為了外在象限內(nèi)的鄰居之間的漢明距離是1?；蛘遟＝101和h＝100，在這種情況下除了在d和g之間的漢明距離是2，而在b和h之間的漢明距離也是2外，在象限內(nèi)的鄰居之間的漢明距離是1。然而，這兩種情況都使在象限中的鄰居與鄰居之間的漢明距離總數(shù)最小。
表1是在m＝5的情況下的映射。然而，應(yīng)理解，這里所提出的原理應(yīng)用于更大的“m”奇數(shù)值。例如，對(duì)于“m”＞5和奇數(shù)，在上述表1中的每個(gè)點(diǎn)都由2(m-5)個(gè)點(diǎn)的平方陣列來代替，諸如將每個(gè)碼元的五位用于識(shí)別特定平方陣列，而將剩余m-5位用作兩維Gray代碼以列舉在平方陣列中的點(diǎn)。
在映射之后，由串行到并行轉(zhuǎn)換器34將復(fù)數(shù)碼元流多路復(fù)用成子流。當(dāng)轉(zhuǎn)換器34多路復(fù)用碼元時(shí)，它把導(dǎo)頻碼元插入“n”子流d0…dn-1(如在所示的接收機(jī)14中的導(dǎo)頻碼元插入器(inserter)33表示)。如熟練的技術(shù)人員可知，導(dǎo)頻信號(hào)建立對(duì)接收機(jī)(諸如，接收機(jī)12)的幅度和相位參量以用于確定接收到的復(fù)數(shù)碼元的比例和相位。
在多路復(fù)用之后，由快速傅里葉變換器(FFT)36把子流轉(zhuǎn)換成頻率域。于是，保護(hù)期發(fā)生器(guard period generator)38接收FFT36的輸出信號(hào)并建立在輸出信號(hào)中的保護(hù)期。在較佳實(shí)施例中，通過把信息承載碼元的循環(huán)擴(kuò)展(cyclicextension)插入信號(hào)，來建立保護(hù)期。
現(xiàn)參照?qǐng)D3，可見本發(fā)明的接收機(jī)12的相關(guān)部分。把接收到的信號(hào)送到保護(hù)期刪除器40，它通過只處理在有用的信號(hào)周期內(nèi)接收到的能量來刪除由發(fā)射機(jī)14插入的保護(hù)期。將信號(hào)從刪除器40送到逆FFT42以將信號(hào)轉(zhuǎn)換回時(shí)間域。
如圖3所示，逆FFT42輸出接收到的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)碼元流 在各個(gè)乘法器44中，將每個(gè)碼元與各個(gè)相位旋轉(zhuǎn)校正矢量e-jφ相結(jié)合，其中φ是根據(jù)在發(fā)射機(jī)14處插入的導(dǎo)頻信號(hào)估計(jì)的碼元的相位旋轉(zhuǎn)。
接著，由各個(gè)軟判決量化器46確定由在各個(gè)子流中的每個(gè)復(fù)數(shù)碼元所表示的位值。于是，量化器46將復(fù)數(shù)碼元解碼回到它們各個(gè)表示的數(shù)據(jù)位。下面，參照?qǐng)D4，描述確定每個(gè)碼元的位值的方法。然而，如圖3所示，為了利于給出軟判決，量化器46根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)接收各個(gè)接收到的碼元幅度的估計(jì)“ρ”。
把數(shù)據(jù)位子流從量化器46送到并行到串行變換器48，以將子流組合成單個(gè)數(shù)據(jù)位序列。于是，把數(shù)據(jù)位序列送到去交錯(cuò)器50以按照它們?cè)诒话l(fā)射機(jī)的內(nèi)部交錯(cuò)器28交錯(cuò)之前的序列重新排列這些位。接著，把去交錯(cuò)位送到解碼器52以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已知的卷積編碼方案解碼這些位。卷積編碼器52的一個(gè)可行實(shí)施例是Viterbi解碼器，在現(xiàn)有技術(shù)中已知它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。向重新排列經(jīng)卷積解碼的碼元的外部去交錯(cuò)器51提供編碼器52的輸出。于是，向Reed Solomon解碼器53提供重新排列的碼元，其中Reed Solomon解碼器53如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣解碼經(jīng)重新排列的碼元。
圖4示出本發(fā)明在確定由接收到的復(fù)數(shù)碼元所表示的位的值的過程中軟判決量化器46的邏輯。如參照?qǐng)D3可理解的那樣，每個(gè)量化器46可以是最好包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置53的微處理器，其中所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置53包括量化器46用來執(zhí)行本發(fā)明步驟的指令。因此，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員可認(rèn)識(shí)到，量化器46可以包括可編程中央處理單元(CPU)，或者可編程門陣列芯片，或者專用集成電路(ASIC)。
圖4示出如由存儲(chǔ)裝置53(圖3)的計(jì)算機(jī)可讀邏輯結(jié)構(gòu)體現(xiàn)的本發(fā)明的邏輯的各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員可理解，圖4示出根據(jù)本發(fā)明起作用的邏輯元件的結(jié)構(gòu)。顯然，由機(jī)械元件在一個(gè)實(shí)質(zhì)性實(shí)施例中實(shí)踐本發(fā)明，其中所述機(jī)器元件以指令數(shù)字處理裝置(即，計(jì)算機(jī)或微處理器)執(zhí)行與如圖4所示的那些相對(duì)應(yīng)的操作步驟序列的形式提供邏輯元件。
這些指令將常駐在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的邏輯結(jié)構(gòu)/電路中(即，由它來體現(xiàn))，其中所示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括諸如圖3所示的存儲(chǔ)裝置53一類的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體。機(jī)器元件可以是由存儲(chǔ)裝置53體現(xiàn)的邏輯元件的組合，它可以有利地是電子只讀存儲(chǔ)器(ROM)或者電子隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或者其它適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。作為替代，可以在半導(dǎo)體裝置上、磁帶上、光盤上、DASD陣列上、傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動(dòng)器上、電子只讀存儲(chǔ)器上或電子隨機(jī)存取存儲(chǔ)器上或其它適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置上的計(jì)算機(jī)程序代碼組成的形式來體現(xiàn)命令。
以框54開始，由本發(fā)明的量化器46從上述乘法器44接收到對(duì)于每個(gè)接收到的復(fù)數(shù)碼元的相位調(diào)節(jié)信號(hào) (表示第i個(gè)碼元的i的值)。然后，在框56中，確定接收到的復(fù)數(shù)碼元可具有的第一組可能值ρjα。預(yù)先已知α的值，這是因?yàn)槊總€(gè)值都與在預(yù)定幾何星座圖中的幾何位置相對(duì)應(yīng)。這第一組包括2m-1個(gè)元素ρjα，每個(gè)元素在第k位(k＝1至m)都為二進(jìn)制“0”。換句話說，在框56中，對(duì)于每個(gè)碼元都確定第一組的可能值，其中在第一組中的每個(gè)值在預(yù)定位上都有二進(jìn)制值“0”。
同樣，在框58中，確定接收到的復(fù)數(shù)碼元可具有的第二組的可能值ρjα。這第二組包括2m-1個(gè)元素ρjα，每個(gè)元素在第k位(k＝1至m)都為二進(jìn)制“1”。換句話說，在框58中，對(duì)于每個(gè)碼元都確定第二組的可能值，其中在第二組中的每個(gè)值在預(yù)定位上都有二進(jìn)制值“1”。于是，在表中如上所示的32值星座圖中，在框56處輸出16個(gè)可行值，并在框58處輸出另外16個(gè)可行值。
接著，在框60中，確定在相位調(diào)節(jié)信號(hào) 和在第一組中每個(gè)預(yù)期的信號(hào)ρjα之差的絕對(duì)值，而且選擇最小絕對(duì)值作為第一信號(hào)。此外，在框60中，確定在相位調(diào)節(jié)信號(hào) 和在第二組中每個(gè)預(yù)期的信號(hào)ρjα之差的絕對(duì)值，而且選擇最小絕對(duì)值作為第二信號(hào)?？?0的輸出可表示為min| -ρjα(在第k位上的0)|2-| -ρjα(在第k位上的1)|2(1)雖然這里所示并詳細(xì)描述的在發(fā)送數(shù)字信號(hào)過程中正交頻分多路復(fù)用的特定位交錯(cuò)器完全能夠獲得本發(fā)明的上述目的，但是應(yīng)理解它是本發(fā)明的當(dāng)前較佳實(shí)施例，而且代表了本發(fā)明廣泛考慮到的主題、本發(fā)明的范圍完全包括了對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的其它人員而言是顯而易見的其它實(shí)施例、和本發(fā)明的范圍與所附權(quán)利要求書所相對(duì)的范圍相一致。
權(quán)利要求
1.一種用于運(yùn)用正交頻分多路復(fù)用(OFDM)發(fā)送系統(tǒng)傳播數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的方法，其中所述OFDM發(fā)送系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其特征在于，包括所述方法下列步驟交錯(cuò)第一位序列以產(chǎn)生第二位序列；編碼所述第二位序列以產(chǎn)生第三位序列；交錯(cuò)所述第三位序列以產(chǎn)生第四位序列；產(chǎn)生表示所述第四位序列中的“m”個(gè)連續(xù)位的多個(gè)復(fù)數(shù)碼元，其中“m”是大于1的整數(shù)值；把所述多個(gè)復(fù)數(shù)碼元多路復(fù)用成多個(gè)子流。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生表示所述第四位序列中的“m”個(gè)連續(xù)位的所述多個(gè)復(fù)數(shù)碼元的所述步驟包括運(yùn)用正交調(diào)幅(QAM)來產(chǎn)生所述多個(gè)復(fù)數(shù)碼元的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，“m”等于七(7)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在交錯(cuò)所述第一位序列的所述步驟之前是編碼所述第一位序列的所述步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟用快速傅里葉變換(FFT)轉(zhuǎn)換所述多個(gè)子流中的每個(gè)子流；和產(chǎn)生多個(gè)保護(hù)期，所述多個(gè)保護(hù)期中的每個(gè)保護(hù)期都與所述多個(gè)經(jīng)變換子流中的一個(gè)子流相關(guān)。
6.一種用于接收機(jī)的裝置，它接收包括復(fù)數(shù)相位調(diào)節(jié)碼元的正交頻分多路復(fù)用(OFDM)信號(hào)的“n”子流，每個(gè)碼元表示“m”數(shù)據(jù)位，其特征在于，所述裝置包括對(duì)于每個(gè)子流，用于確定由在所述子流中的每個(gè)碼元所表示的每個(gè)位的二進(jìn)制值的軟判決量化器。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述軟判決量化器包括；用于確定對(duì)于每個(gè)碼元的第一組可能值的裝置，在所述第一組中的每個(gè)值在預(yù)定位上具有一個(gè)二進(jìn)制“0”；用于對(duì)于每個(gè)碼元確定在所述碼元和在第一組可能值中每個(gè)可能值之間的幅值差的裝置；和用于確定最小幅值差以生成代表它的第一信號(hào)的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述軟判決量化器還包括用于確定對(duì)于每個(gè)碼元的第二組可能值的裝置，在所述第二組中的每個(gè)值在預(yù)定位上具有一個(gè)二進(jìn)制“1”；用于對(duì)于每個(gè)碼元確定在所述碼元和在第二組可能值中每個(gè)可能值之間的幅值差的裝置；和用于確定最小幅值差以生成代表它的第二信號(hào)的裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述軟判決量化器還包括用于當(dāng)所述第一信號(hào)大于所述第二信號(hào)時(shí)返回二進(jìn)制“1”，否則返回二進(jìn)制“0”的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述軟判決量化器還包括用于返回與所述第一和第二信號(hào)之差的所述幅值或正比的置信值的裝置。
11.如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，結(jié)合接收機(jī)，它包括用于在將所述OFDM信號(hào)輸入到所述軟判決量化器之前，刪除在所述OFDM信號(hào)中的保護(hù)期的保護(hù)期刪除器。
12.一種用于正交頻分多路復(fù)用(OFDM)信號(hào)接收機(jī)的計(jì)算機(jī)邏輯裝置，其中接收機(jī)接收在所述OFDM信號(hào)中的復(fù)數(shù)碼元，每個(gè)碼元表示“m”數(shù)據(jù)位，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)邏輯裝置包括由數(shù)字處理系統(tǒng)可讀的計(jì)算機(jī)邏輯存儲(chǔ)裝置；和在所述邏輯存儲(chǔ)裝置中所體現(xiàn)的命令，由用于執(zhí)行方法步驟的所述數(shù)字處理系統(tǒng)執(zhí)行所述命令，其中所述方法步驟對(duì)每個(gè)碼元值進(jìn)行軟判決，它包括確定對(duì)于每個(gè)碼元的第一組可能值，在所述第一組中的每個(gè)值在預(yù)定位上具有一個(gè)二進(jìn)制值“0”；和對(duì)每個(gè)碼元，確定每個(gè)碼元和第一組可能值中每個(gè)可能值之間的幅度差值，以及確定所述最小幅值差并生成表示它的第一信號(hào)。
全文摘要
在運(yùn)用外部Reed－Slolomon編碼器和交錯(cuò)器(24)以及內(nèi)部卷積編碼器(26)的正交頻分多路復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)(10)中，在內(nèi)部卷積編碼之后，由內(nèi)部交錯(cuò)器(28)交錯(cuò)編碼數(shù)據(jù)位并分組成碼元，每個(gè)碼元具有“m”位。在分組之后，運(yùn)用正交調(diào)幅(QAM)將碼元映射在復(fù)數(shù)平面上。于是，由內(nèi)部交錯(cuò)器(28)交錯(cuò)位，而不是交錯(cuò)碼元。接收機(jī)(12)對(duì)接收到的每個(gè)復(fù)數(shù)QAM碼元中的每個(gè)位的值進(jìn)行軟判決。
文檔編號(hào)H03M13/31GK1496036SQ0315940
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期1998年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月19日
發(fā)明者R·維賈揚(yáng), R 維賈揚(yáng), J·P·奧登瓦爾德, 奧登瓦爾德, J·K·沃爾夫, 沃爾夫, E·策哈維, 李, C·U·李 申請(qǐng)人:夸爾柯姆股份有限公司