强健传输模式制造技术

一种用于在数据传输系统（１０）中向ＯＦＤＭ码元中的数据提供具有时间和频率分集的冗余的交织／去交织方案。在发射侧（１２），通过把编码数据存储在交织存储器（２０）中和从交织存储器（２０）读出编码数据的多个拷贝，从而使编码数据拷贝在非连续码元上时间扩展和在非相邻载波上频率扩展而交织要调制在ＯＦＤＭ码元中载波上的编码数据。在接收侧（１４），接收ＯＦＤＭ数据的多个拷贝，并将相位噪声计算用于把（度量值或相角形式的）多个拷贝组合为一。从组合的拷贝，产生一个在译码ＯＦＤＭ数据中使用的单一度量值。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及OFDM数据传输系统。OFDM是一种其中将可用传输信道带宽再分为多个彼此重叠和正交的离散信道或载波的扩展频谱技术。数据以具有预定持续时间和包括一定数量载频的码元的形式发送。利用二相移相键控(BPSK)或四相移相键控(QPSK)之类的惯用方案可以对通过这些OFDM码元载波发送的数据进行编码和调幅和/或调相。现有OFDM数据传输系统的一个已知问题是可能在传送信道上产生差错突发的脉冲噪声，和通常造成频率选择性衰减的延迟扩展。为了解决这些问题，现有系统使用了与交织技术结合的前向纠错(FEC)编码。FEC编码添加了能够检测和纠正码字中一个或多个差错的奇偶校验数据。交织技术在发送前重新排列一个码字数据块中的码字比特的顺序，以取得时间和频率分集。尽管现有的交织技术能够尽量减小脉冲噪声和延迟扩展对OFDM数据传输的影响，但是它们不能减轻脉冲噪声和频率零位的组合对发送的OFDM数据码元的影响，这种组合影响可以导致很长的噪声事件。专利技术综述在本专利技术的一个方面，交织要调制到用于通过一个传输信道传输的连续OFDM码元分组中的OFDM码元的载波上的编码数据，以产生在连续OFDM码元分组中非连续OFDM码元上时间扩展和在非相邻载载波上频率扩展的编码数据的拷贝。在本专利技术的另一方面，为了更强健的数据传输，处理从传输信道接收的OFDM数据。从传输信道接收OFDM数据的多个拷贝，多个拷贝是经过时间和频率扩展的。组合多个拷贝的相角信息，以产生要在解码OFDM数据中使用的单一度量值。本专利技术的实施例可以包括一个或多个以下特征。交织可以包括将编码数据按行存储在一个交织存储器中，和按列从交织存储器读出编码数据，n连续次读出存储在交织存储器中的编码数据。编码数据读出可以包括一个对除了第一次列读出之外的全部n次连续读出的每一次列读出的偏移量，和对n次连续读出中除了第一次之外的全部读出的不同附加偏移量。相角信息可以包括用于四个拷贝的每一个的度量值。作为选择，相角信息可以包括相角代表值。可以用下面的方式组合数据拷贝的相角代表值。从数据拷贝的相角代表计算相位噪声值。根据计算的相位噪声值给相角代表值加权。将加权相角代表值相加，并转换成一个单一度量值。如果使用度量值拷贝，那么可以用下面的方式组合它们。将多个拷贝的相角转换成度量值。从数据拷贝的相角计算相位噪声值。根据计算的相位噪声值选择权数并给度量值加权，和把加权度量值相加。作为选择，可以通过将度量值相加产生一个和数，并利用这个和数计算平均度量值作为一个单一度量值而组合度量值拷贝。作为另一种选择，组合度量值拷贝可以包括从度量值中选择一个度量值。在任意一个组合方法中，可以把拷贝的幅度与一个干扰机检测阈值比较，并且把比较的结果用于取代选择的权数，从而能够将最小权数应用于拷贝的度量值或相位代表值。本专利技术的技术具有几种优点。它提供了一个冗余级，并且把冗余级与频率和时间分集组合。结果，由于每个数据比特跨越频带在每个码元中和跨越发送的码元在时间上均匀地分布，因为可以使用冗余数据的最佳拷贝，因而极有可能恢复噪声事件造成的数据丢失或(延迟扩展造成的)破坏性消除。本专利技术技术也使用相位噪声，在把拷贝组合成一个单一拷贝之前，给予各个拷贝不同的加权。给予具有低相位噪声的强载波以更大的权数。因此，整个传输更为可靠，即使是在极端嘈杂的环境中。从下面的详细说明和权利要求中，可以对本专利技术的其它特征和优点有更清楚的了解。附图简要说明附图说明图1是一个具有一个用于以OFDM码元发送数据的发射机和一个用于以OFDM码元接收数据的接收机的数据传输系统；图2是图1的发射机中的用于存储数据的交织器；图3是交织处理的流程图；图4在图3的交织处理中读出的四个连续数据拷贝的示意图；图5是图1中所示接收机的解调器产生的一个软判定转换值的表；图6是用于控制图1所示接收机的去交织器的输出的控制器的示意图；图7是去交织和组合图3的交织处理产生的拷贝的处理过程；图8A和图8B分别是图6的控制器执行的BPSK相位噪声和QPSK相位噪声计算的说明图；图9是图7中所示的在载波和码元上进行的计算相位噪声平均值的累加部分的示意图；图10是用于根据载波和码元相位噪声平均值确定应用到去交织器输出拷贝的加权的权数表的示意图；图11是图6控制器执行的比特度量转换的示意图；和图12是为干扰机阈值检测而改进的(图7的)组合处理。详细说明参考图1，数据传输系统10包括由数据传输信道16互联的一个发射机12和一个接收机14。发射机12包括一个编码器18，一个交织器20，和一个调制器22。接收机14包括一个解调器24，一个去交织器26，一个译码器28，和一个控制器30。在使用中，数据被传送到编码器18的输入端。编码器18以前向纠错码给数据编码，并且将编码数据写入到交织器20。为此目的，可以使用任何前向纠错码，例如，卷积码。调制器22从交织器20读出编码数据，并且根据惯用的OFDM调制技术将编码数据调制到OFDM码元中的载波上。这些调制技术可以是相干的或是差分的。在本优选实施例中，调制类型可以是二相移相键控(BPSK)，或四相移相键控(QPSK)。解调器24解调从传输信道16接收的OFDM码元，并且把每个码元的每个载波中的数据的相角转换成度量值。图中参考号31指出了相角至度量值转换功能。解调器24将度量值存储在去交织器26中。译码器28从去交织器26读出度量值，并且将度量值用于译码。译码器28纠正从编码器18到译码器28的传输过程中发生的比特差错。在所述实施例中，译码器28可以包括一个维特比译码器和/或一个里德-索罗门译码器。纠错码使得均匀分布在所有码元和频率载波上的发生的比特差错可以容易地纠正。连续码元或相邻频率中的大量连续比特是不正确时的突发差错比较不容易纠正。尽管所述解调器执行了一种到度量值的转换，但如下面将说明的，它也可以产生相角代表，并且把相角代表存储在去交织器中，以便以后转换成度量值。相角代表可以用从一个预期值(例如，0或180度)开始的许多度数来表示相角。例如，对于BPSK调制数据，一个具有在0和2π之间的值的接收相角(AR)，如果AR小于或等于π，可以表示为AR-(π/2)的相角代表值，或如果AR大于π，可以表示为2π-AR-(π/2)的相角代表值。这里使用的一般性短语“相角信息”是指度量值或相角代表值。仍然参考图1，控制器30耦合到传输信道16的接收机一侧，去交织器26，和去交织器26的输出端。控制器30的功能将在以后参考图6详细说明。为了简洁，在这里省略了熟悉本领域人员所熟知的并且认为是与本专利技术的传输模式的理解无关的OFDM发射机和接收机设计的详细说明。参考图2，交织器20是一个M列32和N行34的行/列交织存储器。在本优选实施例中，M＝40，N＝84。数据按行存储，和按列读出，并且用一定量的位移重新给比特排序。根据方程式(1)计算行号(地址)JJ＝(1+)mod N(1)其中K是列数，p是偏移参数(指示列比特位移的量)，N是行(或可选存储单元)的总数。例如，如果K＝2，p＝8，和N＝84，那么列2的列读出将在行9开始。在所示实施例中，交织器20能够以两种不同模式操作一种标准传输模式和一种强健传输模式。在标准传输模式中，交织器20存储要在一个单一数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交织要调制到ＯＦＤＭ码元分组的载波上的编码数据的方法，包括：交织所接收的编码数据，以产生在ＯＦＤＭ码元分组中的非连续ＯＦＤＭ码元上时间扩展的和在ＯＦＤＭ码元分组中的载波的非相邻载波上频率扩展的接收编码数据的多个拷贝。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯W扬，III，巴特W布兰查德，哈珀布伦特马什伯恩，
申请(专利权)人：因特隆公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]