專利名稱：副載波重定位和保護(hù)間隔插入的多載波傳輸系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多載波傳輸系統(tǒng)，并具體涉及利用正交頻分復(fù)用(OFDM)的多載波傳輸系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，OFDM是一種多載波調(diào)制，包括利用M陣列正交調(diào)幅(M-QAM)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為復(fù)用碼元(complex symbol)，通過(guò)串并轉(zhuǎn)換將該復(fù)用碼元序列轉(zhuǎn)換為多個(gè)并行復(fù)用碼元，對(duì)所述多個(gè)并行復(fù)用碼元取矩形脈沖，并用多個(gè)副載波調(diào)制所述矩形脈沖形狀的碼元。在OFDM中，典型設(shè)置副載波之間的頻率間隔，使得該經(jīng)副載波調(diào)制的并行矩形脈沖形狀的信號(hào)彼此正交。
當(dāng)不使用OFDM通過(guò)無(wú)線衰落信道發(fā)送M-QAM調(diào)制信號(hào)、且由多徑時(shí)延導(dǎo)致的信道時(shí)延擴(kuò)展大于調(diào)制信號(hào)的碼元周期時(shí)，可導(dǎo)致碼元間干擾(ISI)，并很難在接收機(jī)正確恢復(fù)信號(hào)。因此，可采用均衡器來(lái)補(bǔ)償隨機(jī)時(shí)延擴(kuò)展。然而，該均衡器的配置可能很復(fù)雜，而且由于接收機(jī)的輸入噪聲，該傳輸性能可能大大退化。
相反，由于OFDM允許每一并行方波信號(hào)的碼元周期大大長(zhǎng)于該信道時(shí)延擴(kuò)展，所以可降低ISI。另外，因?yàn)榭蓪⒃摫Ｗo(hù)間隔設(shè)置得長(zhǎng)于OFDM中的時(shí)延擴(kuò)展，所以可基本上去除ISI，并且可保持副載波彼此正交，從而降低信道之間的干擾。因此，由于OFDM在通過(guò)無(wú)線衰落信道的數(shù)據(jù)傳輸中有效，所以現(xiàn)在采用其作為歐洲地面(TERRESTRIAL)數(shù)字電視和音頻廣播系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸方法。另外，在利用例如數(shù)字用戶環(huán)路系統(tǒng)或電力線通信系統(tǒng)的有線信道的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中頻繁使用OFDM，以降低由于多徑反射而引起的傳輸性能退化。
圖1示出了利用OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送部分。參考圖1，該利用OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送部分10包括編碼器11、副載波重定位單元12、逆快速傅里葉變換(IFFT)單元13、保護(hù)間隔插入器14、低通濾波器15和數(shù)模變換器16。該編碼器11以M-QAM、移相鍵控(PSK)和差分PSK(DPSK)的形式將要發(fā)送的數(shù)據(jù)編碼為與副載波對(duì)應(yīng)的編碼碼元。該編碼器11可利用許多方法以執(zhí)行包括卷積編碼、分組編碼、透平(turbo)編碼等的信道編碼。該副載波重定位單元12重定位與編碼器11提供的各副載波信道對(duì)應(yīng)的碼元，使其適合于該IFFT單元13(出于本說(shuō)明的目的，將與各副載波信道對(duì)應(yīng)的碼元稱為“副載波”)。該IFFT單元13基于抽樣定理在頻域變換碼元。該保護(hù)間隔插入器14在該IFFT單元13輸出的每一幀中插入保護(hù)間隔，以去除ISI。該低通濾波器15去除從該保護(hù)間隔插入器14輸出的信號(hào)中包含的噪聲分量。該數(shù)模變換器16將該低通濾波器15輸出的數(shù)字信號(hào)變換為模擬信號(hào)。將經(jīng)數(shù)模變換器16變換的模擬信號(hào)通過(guò)有線或無(wú)線信道發(fā)送。
圖2示出了利用OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的接收部分。該接收部分20可包括模數(shù)變換器21、低通濾波器22、保護(hù)間隔去除器23、快速傅里葉變換(FFT)單元24、副載波重定位單元25和解碼器26。該模數(shù)變換器21將通過(guò)有線或無(wú)線信道接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。該保護(hù)間隔去除器23從通過(guò)低通濾波器22供給的信號(hào)中去除保護(hù)間隔。該FFT單元24在時(shí)域變換從該保護(hù)間隔去除器23輸出的信號(hào)。該副載波重定位單元25重定位從該FFT單元24輸出的頻域中的副載波的線性排列，以使其適于該解碼器26。該解碼器26包括去交織器和維特比(Viterbi)解碼器。
如圖1和2所示，發(fā)送部分10和接收部分20中包含的部件彼此互補(bǔ)工作。所以，可做出關(guān)于發(fā)送部分10的下列說(shuō)明，而省略接收部分20的說(shuō)明。
將參考圖3描述副載波重定位單元12的配置和操作。參考圖3，該副載波重定位單元12重定位該編碼器11提供的副載波的線性排列，并將該重定位的副載波提供給IFFT單元13。
在該說(shuō)明書中，假設(shè)IFFT單元13和FFT單元24的維數(shù)都為X64。然而，IFFT單元13和FFT單元24的尺寸可能變化，并且每一變化的部件依賴于它們各自的尺寸。另外，所述數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng)遵循802.11a無(wú)線LAN標(biāo)準(zhǔn)。在下列說(shuō)明中，將參考和列舉IEEE802.11a無(wú)線LAN標(biāo)準(zhǔn)中公開的內(nèi)容。
該編碼器11順序輸出與角頻率0到π對(duì)應(yīng)的副載波x0-x31，和與角頻率π到2π對(duì)應(yīng)的副載波x32-x63。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)明白，IFFT13可順序接收與角頻率π到2π(即角頻率-π到0)對(duì)應(yīng)的副載波x32-x63，和與角頻率0到π對(duì)應(yīng)的副載波x0-x31。該副載波重定位單元12將編碼器11輸出的副載波x0-x63的線性排列重定位為如上所述的新線性排列(x32-x63，x0-x31)。
圖4示出了副載波重定位單元12的內(nèi)部電路配置，圖5示出了副載波重定位單元12的操作的定時(shí)圖。參考圖4，該副載波重定位單元12包括控制器C1、存儲(chǔ)器M1和M2、和多路復(fù)用器U1。從編碼器11向副載波重定位單元12順序提供與角頻率0到π對(duì)應(yīng)的副載波x0-x31，和與角頻率π到2π(即角頻率-π到0)對(duì)應(yīng)的副載波x32-x63。當(dāng)編碼器11提供副載波x0-x31時(shí)，該控制器C1控制副載波x0-x31以在存儲(chǔ)器M1中存儲(chǔ)。隨后，當(dāng)編碼器11提供副載波x32-x63時(shí)，該控制器C1控制副載波x32-x63以通過(guò)多路復(fù)用器U1輸出。當(dāng)輸出所有副載波x32-x63時(shí)，控制器C1控制讀出存儲(chǔ)器M1中存儲(chǔ)的副載波x0-x31，并通過(guò)多路復(fù)用器U1輸出。
如果當(dāng)通過(guò)多路復(fù)用器U1輸出副載波x0-x31時(shí)，從編碼器11提供屬于下一幀的所述副載波x0-x31，則控制器C1控制副載波x0-x31以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器M2中。隨后，當(dāng)從編碼器11提供副載波x32-x63時(shí)，該控制器C1控制副載波x32-x63，以通過(guò)多路復(fù)用器U1輸出。當(dāng)輸出所有副載波x32-x63時(shí)，控制器C1控制讀出存儲(chǔ)器M2中存儲(chǔ)的副載波x0-x31，并通過(guò)多路復(fù)用器U1輸出。該副載波重定位單元12重定位從該編碼器11提供的副載波的線性排列，以使其適于該IFFT單元13，并輸出如上所述副載波的重定位的線性排列。
然而，如上所述，傳統(tǒng)副載波重定位單元12可能需要兩個(gè)存儲(chǔ)器M1和M2。當(dāng)一幀的副載波的數(shù)目為N且在每個(gè)時(shí)鐘周期從該副載波重定位單元12輸出一個(gè)副載波時(shí)，由于該副載波重定位單元12可能發(fā)生N/2的時(shí)延。
圖6示出了圖1所示的保護(hù)間隔插入器14的操作。參考圖6，該保護(hù)間隔插入器14將最后16個(gè)副載波x48-x63拷貝到該幀的前面，并配置包括80個(gè)副載波x48-x63和x0-x63的新幀。
圖7是示出了保護(hù)間隔插入器14的內(nèi)部電路配置的方框圖。圖8是示出保護(hù)間隔插入器14的操作的定時(shí)圖。參考圖7，該保護(hù)間隔插入器14包括控制器C2、存儲(chǔ)器M3和M4，和多路復(fù)用器U2。該控制器C2控制該64個(gè)副載波x0-x63以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件M3中。如果從IFFT單元13輸出的副載波的索引為48或更高，則控制器C2控制從IFFT單元13輸出的副載波以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器M3中，并另外輸出到低通濾波器15。當(dāng)從IFFT單元13輸出的所有副載波x48-x63通過(guò)多路復(fù)用器U2輸出時(shí)，該控制器C2控制讀出存儲(chǔ)器M3中存儲(chǔ)的副載波x0-x63并通過(guò)多路復(fù)用器U2輸出。所以，該保護(hù)間隔插入器14輸出副載波x48、x49、...x63、x0、x1、...x63作為重新配置的幀。
如果當(dāng)通過(guò)多路復(fù)用器U2輸出存儲(chǔ)器M3中存儲(chǔ)的副載波x0-x63時(shí)，從IFFT單元13輸入屬于下一幀的副載波x0-x63，則控制器C2將輸入的副載波x0-x63存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器M4中。在存儲(chǔ)器M3中存儲(chǔ)的所有副載波x0-x63被讀出并通過(guò)多路復(fù)用器U2輸出之后，控制器C2控制從IFFT單元13輸入的下一幀的副載波x48-x63，以通過(guò)多路復(fù)用器U2輸出。如果通過(guò)多路復(fù)用器U2輸出副載波x63，則控制器C2控制存儲(chǔ)器M4中存儲(chǔ)的副載波x0-x63。在存儲(chǔ)器M3中存儲(chǔ)的所有副載波x0-x63被讀出并通過(guò)多路復(fù)用器U2輸出之后，控制器C2控制下一幀的副載波x48-x63以通過(guò)多路復(fù)用器U2輸出。當(dāng)通過(guò)多路復(fù)用器U2輸出副載波x63時(shí)，控制器C2控制存儲(chǔ)器M4中存儲(chǔ)的副載波x0-x63被讀出并通過(guò)多路復(fù)用器U2輸出。
如上所述，傳統(tǒng)保護(hù)間隔插入器14可通過(guò)利用兩個(gè)存儲(chǔ)器M3和M4將一個(gè)保護(hù)間隔插入一幀的前面而降低ISI。然而，假設(shè)一幀中副載波的數(shù)目和屬于保護(hù)間隔的副載波的數(shù)目分別為N和G，在每個(gè)時(shí)鐘周期從該副載波重定位單元12輸出一個(gè)副載波，則傳統(tǒng)保護(hù)間隔插入器14可引入N-G時(shí)鐘周期的時(shí)延。上述副載波重定位單元12的時(shí)延和由于保護(hù)間隔插入器14的時(shí)延的總和可為N/2+(N-G)。所以，發(fā)送部分10和接收部分20的總時(shí)延可為N/2+(N-G)+N/2＝2N-G。這樣的時(shí)延可惡化整個(gè)通信系統(tǒng)的傳輸效率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提出了一種多載波傳輸系統(tǒng)，可基本消除由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的特定實(shí)施例在于多載波傳輸系統(tǒng)。該多載波傳輸系統(tǒng)可包括(a)編碼器，用于將長(zhǎng)度N的數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)換為與各副載波對(duì)應(yīng)的編碼碼元；(b)第一(或時(shí)間)移位器，用于重新安排編碼碼元以定義保護(hù)間隔長(zhǎng)度G；(c)逆快速傅里葉變換(IFFT)單元，用于對(duì)重新安排的碼元進(jìn)行逆快速傅里葉變換；(d)第二(或頻率)移位器，用于處理變換后的碼元，以產(chǎn)生頻移來(lái)補(bǔ)償由IFFT單元產(chǎn)生的頻移；和(e)保護(hù)間隔插入器，用于根據(jù)保護(hù)間隔長(zhǎng)度用處理后的碼元來(lái)交織碼元復(fù)制品。
在特定實(shí)施例中，該第一(或時(shí)間)移位器包括(a)移相器，用于偏移所編碼碼元的角頻率；(b)計(jì)數(shù)器，響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而增加計(jì)數(shù)值；和(c)多路復(fù)用器，響應(yīng)于該計(jì)數(shù)值而輸出編碼碼元和移相后的碼元。
在特定實(shí)施例中，第一(或時(shí)間)移位器中包含的移相器根據(jù)方程式x(n-i)↔X(k)e-j2πkiN]]>將編碼碼元乘以一個(gè)乘數(shù)，其中i是按照N的保護(hù)間隔的長(zhǎng)度。例如，在保護(hù)間隔長(zhǎng)度G為N/4的一些實(shí)施例中，該第一(或時(shí)間)移位器包括三個(gè)移相器。該第一移相器根據(jù)上述方程式將特定編碼碼元的角頻率偏移-90°；第二偏移-180°，第三偏移90°。在保護(hù)間隔長(zhǎng)度G為N/2的其他實(shí)施例中，該第一(或時(shí)間)移位器僅包括一個(gè)移相器，用于根據(jù)上述方程式，將特定編碼碼元的角頻率偏移180°。
在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第二(或頻率)移位器包括(a)乘法器，用于根據(jù)方程式x(n)e-j2πmnN↔X(k-m)]]>相乘變換后的碼元，其中m＝N/2；(b)計(jì)數(shù)器，用于響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而增加計(jì)數(shù)值；和(c)多路復(fù)用器，響應(yīng)于該計(jì)數(shù)值而輸出變換后的碼元和相乘后的碼元。
在其他實(shí)施例中，該保護(hù)間隔插入器包括(a)控制器，用于確定從第二(或頻率)移位器輸出的碼元是否與保護(hù)間隔相對(duì)應(yīng)；(b)移位寄存器，用于存儲(chǔ)由控制器確定的與保護(hù)間隔對(duì)應(yīng)的碼元；和(c)多路復(fù)用器，用于輸出從第二(或頻率)移位器輸出的碼元和移位寄存器中存儲(chǔ)的碼元。
本發(fā)明的其他實(shí)施例提出了一種發(fā)送多載波信號(hào)的方法。該方法可包括(a)將長(zhǎng)度N的數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)換為與各副載波對(duì)應(yīng)的編碼碼元；(b)重新安排編碼碼元以定義保護(hù)間隔長(zhǎng)度G；(c)對(duì)重新安排的編碼碼元執(zhí)行逆快速傅里葉變換；(d)處理變換后的碼元，以產(chǎn)生頻移來(lái)補(bǔ)償由逆快速傅里葉變換產(chǎn)生的頻移；和(e)根據(jù)保護(hù)間隔長(zhǎng)度用處理后的碼元來(lái)交織碼元復(fù)制品。
在特定實(shí)施例中，重新安排編碼碼元以定義保護(hù)間隔長(zhǎng)度G包括(a)接收編碼碼元；(b)確定與所接收碼元的每一個(gè)相關(guān)的索引；和(c)基于與每一碼元相關(guān)的索引而移位一些所接收碼元的角頻率。
在其他實(shí)施例中，重新安排編碼碼元以定義保護(hù)間隔長(zhǎng)度G包括移位編碼碼元以將與保護(hù)間隔對(duì)應(yīng)的最后G個(gè)碼元定位到數(shù)據(jù)序列的前部。
在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，處理變換后的碼元以產(chǎn)生頻移包括(a)接收變換后的碼元；(b)確定與所接收碼元的每一個(gè)相關(guān)的索引；和(c)根據(jù)方程式x(n)e-j2πmnN↔X(k-m)]]>而將某些接收碼元乘以-1，其中k是碼元的索引，m是N/2。
在某些實(shí)施例中，根據(jù)保護(hù)間隔長(zhǎng)度用處理后的碼元來(lái)交織碼元復(fù)制品包括(a)接收處理后的碼元；(b)確定是否處理后的碼元的每一個(gè)都對(duì)應(yīng)于該保護(hù)間隔；(c)在移位寄存器中存儲(chǔ)該保護(hù)間隔；(d)輸出處理后的碼元；和(e)在輸出處理碼元的后面輸出在移位寄存器中存儲(chǔ)的保護(hù)間隔碼元。
本發(fā)明的其他實(shí)施例提出了多載波接收系統(tǒng)和接收多載波信號(hào)的方法。該多載波接收系統(tǒng)可包括(a)保護(hù)間隔去除器，用于去除接收信號(hào)中包括的保護(hù)間隔；(b)移位器，用于處理剩余碼元以產(chǎn)生頻移；(c)快速傅里葉變換(FFT)單元，用于對(duì)處理后的碼元進(jìn)行快速傅里葉變換；和(d)解碼器，用于解調(diào)變換后的碼元，并對(duì)解調(diào)后的碼元執(zhí)行信道解碼。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的接收多載波信號(hào)的方法包括(a)去除接收信號(hào)中包含的保護(hù)間隔；(b)處理剩余碼元以產(chǎn)生頻移；(c)對(duì)處理后的碼元進(jìn)行快速傅里葉變換；(d)解調(diào)變換后的碼元；和(e)對(duì)解調(diào)后的碼元執(zhí)行信道解碼。


該申請(qǐng)中合并了附圖，和本發(fā)明的示例實(shí)施例一起構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，用于更全面理解本發(fā)明、解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1示出了利用OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送部分；圖2示出了利用OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的接收部分；圖3是圖1所示副載波重定位單元的方框圖；圖4是圖1所示副載波重定位單元的方框圖；圖5是示出副載波重定位單元的操作的定時(shí)圖；圖6圖示了圖1所示的保護(hù)間隔插入器的操作；圖7是示出保護(hù)間隔插入器的內(nèi)部電路配置的方框圖；圖8是示出保護(hù)間隔插入器的操作的定時(shí)圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送部分的方框圖；圖10是示出圖9所示的發(fā)送部分的例子的流程圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的接收部分的方框圖；圖12是示出圖9所示的接收部分的示例操作的流程圖；
圖13A和13B是要輸入到IFFT單元的信號(hào)的頻譜；圖14是移頻器的方框圖；圖15是示出移頻器的示例操作的流程圖；圖16A和16B是圖9所示的時(shí)間移位器的實(shí)施例；圖17是示出圖16A所示的時(shí)間移位器的示例操作的流程圖；圖18是圖9所示保護(hù)間隔插入器的方框圖；圖19是圖18所示保護(hù)間隔插入器的定時(shí)圖；和圖20是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)間隔插入器的示例操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖更全面描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以不同形式實(shí)現(xiàn)，并不應(yīng)解釋為受限于所述實(shí)施例。相反，提出這些實(shí)施例是為了使得本公開更全面徹底，并將本發(fā)明的范圍完全通知本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。相同附圖標(biāo)記表示相同元件。
還應(yīng)理解，當(dāng)指出一個(gè)元件與另一個(gè)元件“連接”或“耦合”時(shí)，可與另一元件直接連接或耦合，或可以出現(xiàn)中間(intervening)元件。相反，當(dāng)指出一個(gè)元件與另一個(gè)元件“直接連接”或“直接耦合”時(shí)，不存在中間元件。
圖9是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的利用OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送部分的方框圖。圖10是示出了圖9所示發(fā)送部分100的示例操作的流程圖。參考圖9，該發(fā)送部分100包括編碼器110、時(shí)間移位器120、逆快速傅里葉變換(IFFT)單元130、移頻器140、保護(hù)間隔插入器150、低通濾波器160和數(shù)模變換器170。
參考圖10，在方塊S300中，該編碼器110將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為M-QAM、移相鍵控(PSK)、差分PSK等形式的與副載波對(duì)應(yīng)的編碼數(shù)據(jù)。該編碼器110可使用包括卷積編碼、分組編碼、透平(turbo)編碼等的任何不同編碼。
在塊S310，該時(shí)間移位器120重定位從該編碼器提供的副載波碼元的序列。在塊S320，該IFFT單元130基于抽樣定理在頻域變換從該時(shí)間移位器120輸出的副載波信號(hào)。
在塊S330，該移頻器140對(duì)IFFT單元130輸出的時(shí)域的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)該計(jì)算，能獲得與改變輸入到IFFT130的副載波碼元的序列相同的效果。
在塊S340，該保護(hù)間隔插入器150在移頻器140輸出的各幀的末尾插入各保護(hù)間隔。因此，G(小于N的整數(shù)值)個(gè)保護(hù)間隔被插入到移頻器140輸出的N個(gè)副載波碼元的前面。
在塊S350，該低通濾波器160去除通過(guò)保護(hù)間隔插入器150輸出的信號(hào)中包含的噪聲分量。在塊S360，該數(shù)模變換器170將低通濾波器160輸出的數(shù)字信號(hào)變換為模擬信號(hào)。在塊S370，將通過(guò)數(shù)模變換器170變換的模擬信號(hào)通過(guò)有線或無(wú)線信道發(fā)送。
圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的接收部分的方框圖。圖12是示出接收部分的示例操作的流程圖。參考圖11，該接收部分200包括模數(shù)變換器210、低通濾波器220、保護(hù)間隔插入器230、移頻器240、快速傅里葉變換(FFT)單元250、和解碼器260。
參考圖12，在塊S400，接收部分200通過(guò)無(wú)線或有線信道接收模擬信號(hào)。在塊S410，模數(shù)變換器210將通過(guò)有線或無(wú)線信道接收的模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)。在塊S420，低通濾波器220去除所接收信號(hào)中包含的噪聲分量。在塊S430，該保護(hù)間隔去除器230從通過(guò)低通濾波器220提供的信號(hào)中去除保護(hù)間隔。在塊S440，該移頻器240在時(shí)域重定位從保護(hù)間隔去除器230輸出的信號(hào)。在塊S450，該FFT單元250在時(shí)域變換從該移頻器240輸出的信號(hào)。在塊S460，該解碼器260解調(diào)所接收信號(hào)并執(zhí)行信道解碼。該解碼器260包括去交織器和維特比(Viterbi)解碼器。
參考圖9，下面將描述發(fā)送部分100的移頻器140的配置和操作。為了方便起見，假設(shè)從編碼器110輸出的副載波碼元被直接輸入IFFT單元130，而無(wú)需經(jīng)過(guò)時(shí)間移位器120。后面將詳細(xì)描述時(shí)間移位器120。
x(n) X(k) (1)如表達(dá)式(1)所述，當(dāng)通過(guò)傅里葉變換將時(shí)域的函數(shù)x(n)變換為頻域的函數(shù)X(k)時(shí)，這對(duì)函數(shù)稱為傅里葉對(duì)。在表達(dá)式(1)中，x(n)是以預(yù)定間隔相對(duì)于時(shí)間t采樣模擬信號(hào)x(t)而獲得的采樣值的第n個(gè)值。X(k)是與X(f)的第k個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的值，其中X(f)是關(guān)于x(t)的頻率f的頻譜。該雙向箭頭象征傅里葉變換。這里，n和k分別是時(shí)域和頻域的索引(indices)。
x(n-i)↔X(k)e-j2πkiN------(2)]]>x(n)e-j2πmnN↔X(k-m)-------(3)]]>表達(dá)式(2)和(3)分別表示時(shí)移和頻移的特性。
從表達(dá)式(2)可知，在時(shí)域?qū)⑿盘?hào)x(n)移位i個(gè)采樣等同于在頻域?qū)⑾辔幌鄬?duì)于角頻率旋轉(zhuǎn) 可替換地，如表達(dá)式(3)所述，在頻域?qū)⑿盘?hào)X(k)移位m等同于在時(shí)域?qū)⑿盘?hào)x(n)的每一采樣的相位旋轉(zhuǎn) 在本發(fā)明中，可利用表達(dá)式(2)和(3)的原理來(lái)改變從IFFT單元130輸出的數(shù)據(jù)序列。
為了描述改變從IFFT單元130輸出的數(shù)據(jù)序列的方法，圖13A和13B示出了要輸入到IFFT單元130的信號(hào)的示例頻譜。首先，參考圖13A，從-π到π的角頻率對(duì)應(yīng)于從x32到x63和從x0到x31的副載波。另外，從頻譜可知，虛圖像位于2π的整數(shù)倍。
傳統(tǒng)副載波重定位單元12改變從編碼器11提供的數(shù)據(jù)序列x0-x63，以生成新的數(shù)據(jù)序列x32-x63，x0-x31。換言之，將對(duì)應(yīng)于從0到2π的角頻率的數(shù)據(jù)序列x0-x63改變?yōu)閷?duì)應(yīng)于從-π到π的角頻率的新數(shù)據(jù)序列x32-x63，x0-x31。
在本發(fā)明中，將從編碼器110輸出且對(duì)應(yīng)于從0到2π的角頻率的數(shù)據(jù)序列x0-x63本身輸入到IFFT單元130。然后，通過(guò)在時(shí)域改變從IFFT單元130輸出的數(shù)據(jù)序列，可獲得對(duì)數(shù)據(jù)序列x32-x63，x0-x31執(zhí)行IFFT的相同效果。圖13B中示出了對(duì)應(yīng)于從0到2π的角頻率的數(shù)據(jù)序列x0-x63的頻譜。
輸入與從0到2π的角頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)序列x0-x63等同于將與從-π到π的角頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)序列x32-x63，x0-x31移位N/2(該實(shí)施例中，N＝64)采樣。替換表達(dá)式(3)中的m＝N/2可得到下列方程式ej2πmn/N＝ejπn，并且這可通過(guò)將ejπn乘以IFFT單元130的輸出值而獲得。
s(n)=x(n)ej2πmnN=x(n)ejπn=x(n)(ejπ)n=(-1)nx(n)---(4)]]>換言之，通過(guò)將IFFT單元130輸出的數(shù)據(jù)序列的第奇數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)x1，x3，x5，...乘以-1，并將IFFT單元130輸出的數(shù)據(jù)序列的第偶數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)x0，x2，x4，...乘以+1，可獲得該結(jié)果。
圖14是示出了移頻器140的內(nèi)部構(gòu)造的方框圖。參考圖14，該移頻器140包括乘法器141、多路復(fù)用器142和1比特計(jì)數(shù)器143。該乘法器141將IFFT 130輸出的數(shù)據(jù)乘以-1。該1比特計(jì)數(shù)器143響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)CLK輸出0，1，0，1，...交替的計(jì)數(shù)值。該多路復(fù)用器142響應(yīng)于計(jì)數(shù)器143的計(jì)數(shù)值而輸出從IFFT單元130輸出的數(shù)據(jù)碼元和從IFFT單元130輸出、已乘以-1的數(shù)據(jù)碼元之一。所以，從IFFT單元130輸出的數(shù)據(jù)序列的第奇數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)被乘以-1并輸出，而從IFFT單元130輸出的數(shù)據(jù)序列的第偶數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)被原樣輸出。
圖15示出了移頻器140的示例操作。在塊S331，該移頻器140接收從該IFFT單元130輸出的數(shù)據(jù)。在塊S332，該移頻器140確定所接收數(shù)據(jù)的索引(index)k。
在塊S334，該移頻器140將與奇數(shù)索引對(duì)應(yīng)的接收數(shù)據(jù)，即2i+1的索引，其中i＝0，1，2，...，(N-1)/4，乘以-1并作為重定位數(shù)據(jù)輸出。與偶數(shù)索引對(duì)應(yīng)的接收數(shù)據(jù)，即2i的索引，前進(jìn)到塊S333，其中輸出接收數(shù)據(jù)本身作為重定位數(shù)據(jù)，即該數(shù)據(jù)不乘以-1。在塊S335，當(dāng)確定已接收了所有數(shù)據(jù)序列時(shí)，該移頻器140終止重定位。否則其返回塊S331。
如上所述，該移頻器140在時(shí)域?qū)FFT單元130輸出的數(shù)據(jù)序列執(zhí)行相乘。結(jié)果是，獲得與對(duì)對(duì)應(yīng)于從-π到π的角頻率的數(shù)據(jù)序列x32-x63，x0-x31進(jìn)行IFFT計(jì)算相同的效果。
現(xiàn)在描述發(fā)送部分的保護(hù)間隔插入函數(shù)。將上述表達(dá)式(3)應(yīng)用于本發(fā)明的保護(hù)間隔插入函數(shù)。本發(fā)明的移位器120將從編碼器110輸出的數(shù)據(jù)序列x0-x63改變?yōu)樾聰?shù)據(jù)序列x48-x63，x0-x47并輸出該新數(shù)據(jù)序列。為了完成這些，該時(shí)間移位器120將編碼器110輸出的數(shù)據(jù)乘以 例如，當(dāng)該副載波數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度N是保護(hù)間隔數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度G的兩倍時(shí)，乘到該副載波的乘數(shù)(multiplier)如表達(dá)式(5)所示。當(dāng)該副載波數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度N是保護(hù)間隔數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度G的四倍時(shí)，乘到該副載波的乘數(shù)如表達(dá)式(6)所示。
e-j2πkN2N=e-jπk=(-1)n={-1,1}-----(5)]]>e-j2πkN4N=e-jπk2=(-1)n={-1,-j,j,1}-------(6)]]>在表達(dá)式(5)獲得的乘數(shù){-1，1}意味著將作為復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的副載波的相位旋轉(zhuǎn){180°，0°}。在表達(dá)式(6)獲得的乘數(shù){-1，-j，j，1}意味著將副載波的相位旋轉(zhuǎn){-180°，-90°，90°，0°}。表達(dá)式(7)示出了符合保護(hù)間隔插入長(zhǎng)度G的乘數(shù)。
圖16A和16B示出了圖9所示時(shí)間移位器120的實(shí)施例，用于分別定義N/4和N/2的保護(hù)間隔長(zhǎng)度G。參考圖16A，該時(shí)間移位器12a包括乘法器121a、122a和123a，多路復(fù)用器124a，和2比特計(jì)數(shù)器125a。
發(fā)送部分100通過(guò)I-信道和Q-信道發(fā)送副載波碼元，從而發(fā)送信號(hào)可在接收部分200被精確解調(diào)。所以，編碼器110輸出包括I-信道副載波WI和Q-信道副載波WQ的副載波W(WI，WQ)。該乘法器121a將從編碼器110輸出的副載波W(WI，WQ)的碼元乘以-j。該乘法器122a將從編碼器110輸出的副載波W(WI，WQ)的碼元乘以-1。該乘法器123a將從編碼器110輸出的副載波W(WI，WQ)乘以j。該2比特計(jì)數(shù)器125a響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)CLK按0，1，2，3，0，1，2，3，...的順序改變?cè)撚?jì)數(shù)值。該多路復(fù)用器124a響應(yīng)于計(jì)數(shù)器125a的計(jì)數(shù)值而輸出從編碼器110輸入的副載波W(WI，WQ)之一的碼元和從乘法器121a、122a和123a輸出的副載波的碼元作為時(shí)移信號(hào)Z(ZI，ZQ)。
根據(jù)時(shí)間移位器120a，從編碼器110輸出的第0、4、8、12...個(gè)副載波碼元通過(guò)多路復(fù)用器124a被原樣輸出。從編碼器110輸出的第1、5、9、13...個(gè)副載波碼元在乘法器121a被乘以-j。從編碼器110輸出的第2、6、10、14...個(gè)副載波碼元在乘法器122a被乘以-1。從編碼器110輸出的第3、7、11、15...個(gè)副載波在乘法器123a被乘以j。因此，從IFFT單元130輸出的時(shí)域的數(shù)據(jù)序列為x48-x63，x0-x47。
圖17是示出了圖16A所示時(shí)間移位器120a的操作流程的流程圖。參考圖17，在塊311，該時(shí)間移位器120a從編碼器110接收副載波碼元。在塊S312，該時(shí)間移位器120a確定所接收副載波的索引k。作為該檢查的結(jié)果，如果所接收副載波的索引k是4的倍數(shù)，即4i(i＝0，1，2，3，...，(N-1)/4)，則控制進(jìn)到塊S313，并輸出所接收副載波本身作為移相副載波。如果該檢查的結(jié)果是所接收副載波的索引k是4i+1，則控制進(jìn)到塊S314，將所接收副載波乘以-j并作為移相副載波輸出。如果該檢查的結(jié)果是所接收副載波的索引k是4i+2，則控制進(jìn)到塊S315，將所接收副載波乘以-1并作為移相副載波輸出。如果該檢查的結(jié)果是所接收副載波的索引k是4i+3，則控制進(jìn)到塊S316，將所接收副載波乘以j并作為移相副載波輸出。在塊S317，該時(shí)間移位器120a確定是否已接收了一幀的所有副載波的碼元。如果已接收了一幀的所有副載波的碼元，則時(shí)間移位器120a停止操作。否則，控制返回塊311。
在其他實(shí)施例中，如圖16B所示，用于創(chuàng)建N/2的保護(hù)間隔長(zhǎng)度G的時(shí)間移位器120b包括乘法器121b和122b，多路復(fù)用器123b和124b，以及2比特計(jì)數(shù)器125b。該乘法器121b將編碼器110提供的I-信道副載波WI的碼元乘以-1。該乘法器122b將編碼器110提供的Q-信道副載波WQ的碼元乘以-1。該2比特計(jì)數(shù)器125b響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)CLK按0，1，2，3，0，1，2，3，...的順序改變?cè)撚?jì)數(shù)值。該多路復(fù)用器123b響應(yīng)于計(jì)數(shù)器125a的計(jì)數(shù)值而輸出I-信道副載波WI、Q-信道副載波WQ、乘以-1的I-信道副載波WI和乘以-1的Q-信道副載波WQ之一作為I-信道副載波ZI。該多路復(fù)用器124b響應(yīng)于計(jì)數(shù)器125a的計(jì)數(shù)值而輸出Q-信道副載波WQ、乘以-1的I-信道副載波WI、乘以-1的Q-信道副載波WQ和I-信道副載波WI之一作為Q-信道副載波ZQ。
根據(jù)時(shí)間移位器120b，從編碼器110輸出的第0、2、4、6...個(gè)副載波通過(guò)多路復(fù)用器123b和124b被原樣輸出。從編碼器110輸出的第1、3、5、7...個(gè)副載波被乘以-1并通過(guò)多路復(fù)用器123b和124b被輸出。因此，從IFFT單元130輸出的時(shí)域的數(shù)據(jù)序列為x32-x63，x0-x31。
圖18是圖9所示保護(hù)間隔插入器150的實(shí)施例的方框圖。圖19是圖18所示保護(hù)間隔插入器150的定時(shí)圖。參考圖18，該保護(hù)間隔插入器150包括移位寄存器151、多路復(fù)用器152和控制器153。如上所述，基于時(shí)間移位器120執(zhí)行的重定位，而從移頻器140輸入到保護(hù)間隔插入器150的副載波序列為x48-x63，x0-x47(假設(shè)G＝N/4)。當(dāng)其為x48-x63(即保護(hù)間隔數(shù)據(jù))時(shí)，該控制器153控制從移頻器140輸出的、將存儲(chǔ)在移位寄存器151中的數(shù)據(jù)。該移位寄存器151響應(yīng)于控制器153提供的控制信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)CLK，而將移頻器140提供的數(shù)據(jù)移位1并存儲(chǔ)它。同時(shí)，在將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到移位寄存器151的同時(shí)，控制器153控制從移頻器140輸出的數(shù)據(jù)x48-x63，以通過(guò)多路復(fù)用器152輸出。當(dāng)移頻器140提供的數(shù)據(jù)為x0-x47時(shí)，控制器153控制從移頻器140提供的數(shù)據(jù)不存儲(chǔ)在移位寄存器151中，而通過(guò)多路復(fù)用器152輸出。然而，在通過(guò)多路復(fù)用器152輸出數(shù)據(jù)x47之后，控制器153控制移位寄存器151中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)x48-x63，以通過(guò)多路復(fù)用器152一個(gè)接一個(gè)地順序輸出。
結(jié)果，在一些實(shí)施例中，由于時(shí)間移位器120和保護(hù)間隔插入器150，從保護(hù)間隔插入器150輸出的一幀的數(shù)據(jù)為x47-x63，x0-x63。
如果該副載波數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度N是保護(hù)間隔數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度G的整數(shù)倍(例如2倍或4倍)，則時(shí)間移位器120的電路結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜。否則，時(shí)間移位器120的電路結(jié)構(gòu)可能很復(fù)雜。為了解決這個(gè)問(wèn)題，例如如果0≤G≤N/4，則時(shí)間移位器120利用表達(dá)式6改變?cè)摳陛d波序列。該保護(hù)間隔插入器150在移位寄存器151中存儲(chǔ)N/4-G個(gè)數(shù)據(jù)，并輸出N/4-G個(gè)數(shù)據(jù)之后輸入的數(shù)據(jù)。該保護(hù)間隔插入器150讀取并輸出移位寄存器151中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。作為另一個(gè)例子，如果N/4≤G≤N/2，則時(shí)間移位器120利用表達(dá)式5改變?cè)摳陛d波序列。該保護(hù)間隔插入器150在移位寄存器151中存儲(chǔ)N/2-G個(gè)數(shù)據(jù)，并輸出N/2-G個(gè)數(shù)據(jù)之后輸入的數(shù)據(jù)。該保護(hù)間隔插入器150讀取并輸出移位寄存器151中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些方法，即使副載波數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度N不是保護(hù)間隔數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度G的整數(shù)倍，仍可保持該復(fù)雜性。
圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)間隔插入器150的示例操作的流程圖。參考圖20，在塊341，該保護(hù)間隔插入器150接收從移頻器140輸出的數(shù)據(jù)。在塊S342，確定所接收數(shù)據(jù)是否屬于該保護(hù)間隔。作為確定結(jié)果，如果所接收數(shù)據(jù)屬于該保護(hù)間隔，則控制進(jìn)行到塊S344，并將所接收的保護(hù)間隔數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到移位寄存器151中。然后在塊S343輸出該保護(hù)間隔數(shù)據(jù)的復(fù)制品。如果所接收的數(shù)據(jù)不屬于該保護(hù)間隔，則控制直接進(jìn)行到塊S343，輸出所接收的數(shù)據(jù)。
在塊S345，該保護(hù)間隔插入器150確定是否已接收了所有數(shù)據(jù)序列。如果是，則控制進(jìn)行到塊S346。否則，控制返回塊S341。在塊S346，該保護(hù)間隔插入器150讀取并輸出移位寄存器151中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
同時(shí)，在接收部分200，該保護(hù)間隔去除器230去除附于從信道接收且通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器210和低通濾波器220輸出的一幀的前面的保護(hù)間隔x47-x63。另外，由移頻器將從保護(hù)間隔去除器230輸出的副載波序列重定位到x0-x63中。
根據(jù)上述本發(fā)明的一些實(shí)施例的多載波傳輸系統(tǒng)可減少重定位副載波和插入保護(hù)間隔所需的時(shí)間。例如，根據(jù)圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)，重定位副載波和插入保護(hù)間隔所需的時(shí)間可為2N-G個(gè)時(shí)鐘周期。然而，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，該延遲時(shí)間幾乎為零。因此，減少多載波傳輸系統(tǒng)的發(fā)送部分和接收部分的數(shù)據(jù)處理時(shí)間可增強(qiáng)整個(gè)通信系統(tǒng)的傳輸效率。另外，本發(fā)明的多載波傳輸系統(tǒng)具有相對(duì)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)。例如，傳統(tǒng)副載波重定位單元需要存儲(chǔ)N/2個(gè)副載波的存儲(chǔ)器，但本發(fā)明的移頻器不需要任何存儲(chǔ)器。傳統(tǒng)保護(hù)間隔插入器需要存儲(chǔ)N-G個(gè)副載波的兩個(gè)存儲(chǔ)器，但本發(fā)明的保護(hù)間隔插入器只需要一個(gè)16比特移位寄存器。
已利用示例實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，應(yīng)理解本發(fā)明的范圍不限于該說(shuō)明書所公開的實(shí)施例。而且，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)明白可對(duì)本發(fā)明作出各種修改和變形。因此，本發(fā)明意欲覆蓋所附權(quán)利要求及其等效的范圍內(nèi)的本發(fā)明的各種修改和變形。
根據(jù)本發(fā)明，多載波傳輸系統(tǒng)可減少數(shù)據(jù)處理時(shí)間。結(jié)果，可增強(qiáng)整個(gè)通信系統(tǒng)的傳輸效率。另外，本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)利用相對(duì)簡(jiǎn)單的元件執(zhí)行副載波重定位功能和保護(hù)間隔插入功能。所以，降低了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的價(jià)格，并減小了電路面積。
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求2002年11月7日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?002-68872的優(yōu)先權(quán)，其公開的內(nèi)容在這里全部引用，以供參考。
權(quán)利要求
1.一種多載波發(fā)送系統(tǒng)，包括編碼器，用于將數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)換為與各副載波對(duì)應(yīng)的編碼碼元；第一移位器，用于重新安排編碼碼元以定義保護(hù)間隔長(zhǎng)度；逆快速傅里葉變換(IFFT)單元，用于對(duì)重新安排的編碼碼元進(jìn)行逆快速傅里葉變換；第二移位器，用于處理變換后的碼元，以產(chǎn)生頻移來(lái)補(bǔ)償由該IFFT單元產(chǎn)生的頻移；和保護(hù)間隔插入器，用于根據(jù)保護(hù)間隔長(zhǎng)度，用處理后的碼元來(lái)交織碼元復(fù)制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的多載波發(fā)送系統(tǒng)，其中該第一移位器包括多個(gè)移相器，用于偏移至少一個(gè)編碼碼元的角頻率；計(jì)數(shù)器，響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而增加計(jì)數(shù)值；和多路復(fù)用器，響應(yīng)于該計(jì)數(shù)值而輸出編碼碼元和移相后的碼元之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的多載波發(fā)送系統(tǒng)，其中多個(gè)移相器的每一個(gè)包括乘法器，用于根據(jù)方程式x(n-i)↔X(k)e-j2πkiN]]>將編碼碼元相乘，其中N是數(shù)據(jù)序列的長(zhǎng)度，i是按照N的保護(hù)間隔的長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的多載波發(fā)送系統(tǒng)，其中該保護(hù)間隔長(zhǎng)度為數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度的1/4，并且其中該第一移位器包括第一移相器，將至少一個(gè)編碼碼元的角頻率偏移-90°；第二移相器，將至少一個(gè)編碼碼元的角頻率偏移-180°；第三移相器，將至少一個(gè)編碼碼元的角頻率偏移90°；計(jì)數(shù)器，響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而增加計(jì)數(shù)值；和多路復(fù)用器，響應(yīng)于該計(jì)數(shù)值而輸出編碼碼元和從該第一、第二和第三移相器輸出的移相后的碼元之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的多載波發(fā)送系統(tǒng)，其中該第一、第二和第三移相器的每一個(gè)包括乘法器，用于根據(jù)方程式x(n-i)↔X(k)e-j2πkiN]]>將編碼碼元相乘，其中N是數(shù)據(jù)序列的長(zhǎng)度，i是N/4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的多載波發(fā)送系統(tǒng)，其中該保護(hù)間隔長(zhǎng)度為數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度的1/2，并且其中該第一移位器包括第一移相器，將至少一個(gè)編碼碼元的角頻率偏移180°；計(jì)數(shù)器，響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而增加計(jì)數(shù)值；和多路復(fù)用器，響應(yīng)于該計(jì)數(shù)值而輸出編碼碼元和移相后的碼元之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的多載波發(fā)送系統(tǒng)，其中該第一移相器包括乘法器，用于根據(jù)方程式x(n-i)↔X(k)e-j2πkiN]]>將編碼器輸出的多個(gè)碼元相乘，其中N是該數(shù)據(jù)序列的長(zhǎng)度，i是N/2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的多載波發(fā)送系統(tǒng)，其中該第二移位器包括乘法器，用于根據(jù)方程式x(n)e-j2πmnN↔X(k-m)]]>而相乘變換后的碼元，其中N是該數(shù)據(jù)序列的長(zhǎng)度且m是N/2；計(jì)數(shù)器，用于響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而增加計(jì)數(shù)值；和多路復(fù)用器，用于響應(yīng)于該計(jì)數(shù)值而輸出變換后的碼元和相乘后的碼元之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的多載波發(fā)送系統(tǒng)，其中該保護(hù)間隔插入器包括控制器，用于確定從第二移位器輸出的碼元是否與保護(hù)間隔相對(duì)應(yīng)；移位寄存器，用于存儲(chǔ)由控制器確定的與保護(hù)間隔對(duì)應(yīng)的碼元；和多路復(fù)用器，用于輸出從第二移位器輸出的碼元和移位寄存器中存儲(chǔ)的碼元。
10.一種發(fā)送多載波信號(hào)的方法，該方法包括將數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)換為與各副載波對(duì)應(yīng)的編碼碼元；重新安排編碼碼元以定義保護(hù)間隔長(zhǎng)度；對(duì)重新安排的編碼碼元執(zhí)行逆快速傅里葉變換；處理變換后的碼元，以產(chǎn)生頻移來(lái)補(bǔ)償由逆快速傅里葉變換產(chǎn)生的頻移；和根據(jù)保護(hù)間隔長(zhǎng)度，用處理后的碼元來(lái)交織碼元復(fù)制品。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)送多載波信號(hào)的方法，其中將數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)換為編碼碼元的步驟還包括將即將發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行排列的多個(gè)碼元；將串行排列的多個(gè)碼元轉(zhuǎn)換為并行排列的多個(gè)碼元；對(duì)并行排列的多個(gè)碼元取矩形脈沖；和用多個(gè)副載波調(diào)制多個(gè)矩形脈沖形狀的碼元。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)送多載波信號(hào)的方法，其中重新安排編碼碼元以定義保護(hù)間隔長(zhǎng)度的步驟包括接收編碼碼元；確定與所接收碼元的每一個(gè)相關(guān)的索引；基于與每一碼元相關(guān)的索引而移位至少一個(gè)所接收碼元的角頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)送多載波信號(hào)的方法，其中根據(jù)方程式x(n-i)↔X(k)e-j2πkiN]]>而執(zhí)行移位至少一個(gè)所接收信號(hào)的角頻率，其中N是數(shù)據(jù)序列的長(zhǎng)度，k是碼元的索引，i是按照N的保護(hù)間隔的長(zhǎng)度。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)送多載波信號(hào)的方法，其中該數(shù)據(jù)序列的長(zhǎng)度為N(正整數(shù))，并且其中該保護(hù)間隔長(zhǎng)度為G(小于N的正整數(shù))。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)送多載波信號(hào)的方法，其中該保護(hù)間隔對(duì)應(yīng)于該數(shù)據(jù)序列的最后G個(gè)碼元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)送多載波信號(hào)的方法，其中該第一移位器移位編碼碼元，以將與保護(hù)間隔對(duì)應(yīng)的最后G個(gè)碼元定位在該數(shù)據(jù)序列的前部。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)送多載波信號(hào)的方法，其中G是N的1/4，并且其中重新安排編碼碼元以定義保護(hù)間隔長(zhǎng)度的步驟包括接收編碼碼元；確定與所接收碼元的每一個(gè)相關(guān)的索引；根據(jù)方程式x(n-i)↔X(k)e-j2πkiN]]>而移位至少一個(gè)所接收碼元的角頻率，其中k為碼元的索引，i為N/4。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)送多載波信號(hào)的方法，其中G是N的1/2，并且其中重新安排編碼碼元以定義保護(hù)間隔長(zhǎng)度的步驟包括接收編碼碼元；確定與所接收碼元的每一個(gè)相關(guān)的索引；根據(jù)方程式x(n-i)↔X(k)e-j2πkiN]]>而移位至少一個(gè)所接收碼元的角頻率，其中k為碼元的索引，i為N/2。
19.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)送多載波信號(hào)的方法，其中處理變換后的碼元以產(chǎn)生頻移的步驟包括接收變換后的碼元；確定與所接收碼元的每一個(gè)相關(guān)的索引；和根據(jù)方程式x(n)e-j2πmnN↔X(k-m)]]>而將某些接收碼元乘以-1，其中N是該數(shù)據(jù)序列的長(zhǎng)度，k是碼元的索引，m是N/2。
20.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)送多載波信號(hào)的方法，其中根據(jù)保護(hù)間隔長(zhǎng)度用處理后的碼元來(lái)交織碼元復(fù)制品的步驟包括接收處理后的碼元；確定是否處理后的碼元的每一個(gè)都符合該保護(hù)間隔；在移位寄存器中存儲(chǔ)所述保護(hù)間隔碼元；輸出不符合保護(hù)間隔的處理后的碼元和保護(hù)間隔碼元的復(fù)制品；和在輸出碼元的后面輸出移位寄存器中存儲(chǔ)的保護(hù)間隔碼元。
21.一種多載波接收系統(tǒng)，包括保護(hù)間隔去除器，用于去除接收信號(hào)中包括的保護(hù)間隔；移位器，用于處理剩余碼元以產(chǎn)生頻移；快速傅里葉變換(FFT)單元，用于對(duì)處理后的碼元進(jìn)行快速傅里葉變換；和解碼器，用于解調(diào)變換后的碼元，并對(duì)解調(diào)后的碼元執(zhí)行信道解碼。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的多載波接收系統(tǒng)，其中該移位器包括乘法器，用于根據(jù)方程式x(n)e-j2πmnN↔X(k-m)]]>而相乘從該保護(hù)間隔去除器輸出的碼元，其中N是該數(shù)據(jù)序列的長(zhǎng)度，m是N/2；計(jì)數(shù)器，用于響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而增加計(jì)數(shù)值；和多路復(fù)用器，用于響應(yīng)于計(jì)數(shù)值而輸出來(lái)自該保護(hù)間隔去除器的碼元和相乘后的碼元。
23.一種接收多載波信號(hào)的方法，該方法包括去除接收信號(hào)中包含的保護(hù)間隔；處理剩余碼元以產(chǎn)生頻移；對(duì)處理后的碼元進(jìn)行快速傅里葉變換；解調(diào)變換后的碼元；和對(duì)解調(diào)后的碼元執(zhí)行信道解碼。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的接收多載波信號(hào)的方法，其中處理碼元以產(chǎn)生頻移的步驟包括接收來(lái)自保護(hù)間隔去除器的碼元；確定與所接收碼元的每一個(gè)相關(guān)的索引；和根據(jù)方程式x(n)e-j2πmnN↔X(k-m)]]>而將某些接收碼元乘以-1，其中N是該數(shù)據(jù)序列的長(zhǎng)度，k是碼元的索引，m是N/2。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多載波傳輸系統(tǒng)，包括編碼器，用于將數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)換為與各副載波對(duì)應(yīng)的編碼碼元；第一移位器，用于重新安排編碼碼元以定義保護(hù)間隔長(zhǎng)度；逆快速傅里葉變換(IFFT)單元，用于對(duì)重新安排的編碼碼元進(jìn)行逆快速傅里葉變換；第二移位器，用于處理變換后的碼元，以產(chǎn)生頻移來(lái)補(bǔ)償由該IFFT單元產(chǎn)生的頻移；和保護(hù)間隔插入器，用于根據(jù)該保護(hù)間隔長(zhǎng)度、用處理后的碼元來(lái)交織碼元復(fù)制品。為了減少數(shù)據(jù)處理時(shí)間，本發(fā)明的數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng)利用相對(duì)簡(jiǎn)單的元件執(zhí)行副載波重定位功能和保護(hù)間隔插入功能。結(jié)果，可增強(qiáng)整個(gè)通信系統(tǒng)的傳輸效率。
文檔編號(hào)H04J1/05GK1499754SQ20031011481
公開日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月7日
發(fā)明者樸埈鉉, 金東奎, 樸 鉉 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社