專利名稱：用于未壓縮視頻的無線通信的具有前同步碼設(shè)計(jì)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信息的無線傳輸，具體地，涉及在無線信道上傳輸未壓 縮的高清晰度視頻信息。
背景技術(shù)：
在2006年7月12日發(fā)布的無線HD規(guī)范版本O.l中已提出了前同步碼 序列。該前同步碼有八個(gè)正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)長度。前四個(gè)OFDM 符號(hào)被定義在時(shí)域，并用于包檢測(cè)、幀同步和自動(dòng)增益控制(AGC)訓(xùn)練。 從長度255 m序列(來自偽噪聲代碼產(chǎn)生器的最大長度移相寄存器)產(chǎn)生時(shí) 域序列，填補(bǔ)六個(gè)零并被1.5倍上采樣。結(jié)果序列是具有382.5的周期的擬周 期。無線HD規(guī)范的長度表17為前同步碼的前四個(gè)符號(hào)提供時(shí)域值。后四個(gè) OFDM符號(hào)被定義在頻域，并用于頻率偏移和信道估計(jì)。無線HD規(guī)范的表 18為前同步碼的后四個(gè)符號(hào)提供頻域值。在轉(zhuǎn)換為時(shí)域序列之前，將符號(hào)5、 6和7的頻域值乘以常數(shù)1，將符號(hào)8的頻域值乘以常數(shù)-1。通過采用相應(yīng)的 頻域值的512點(diǎn)快速傅立葉逆變換UFFT)來獲得時(shí)域采樣，在第一采樣之 前通過重復(fù)采樣448-511 (IFFT輸出的最后64采樣)來形成576采樣符號(hào)。 由于每個(gè)OFDM符號(hào)大約具有230ns的持續(xù)時(shí)間，故八個(gè)OFDM符號(hào)具有 1.84us的持續(xù)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
隨著高質(zhì)量視頻的發(fā)展，越來越多的電子裝置(例如，消費(fèi)電子裝置) 利用可能需要數(shù)千兆比特每秒(Gbps)的帶寬的高清晰度(HD)視頻來進(jìn)行 傳輸。這樣，當(dāng)在裝置之間傳輸這種HD視頻時(shí)，傳統(tǒng)傳輸方法將HD視頻 壓縮為其大小的幾分之一來降低所需的傳輸帶寬。隨后，壓縮的視頻被解壓 縮用于消費(fèi)。然而，隨著對(duì)視頻數(shù)據(jù)的每次壓縮以及隨后的解壓縮， 一些視 頻信息會(huì)丟失且圖像質(zhì)量會(huì)降低。高清晰度多媒體接口 (HDMI)規(guī)范允許在裝置之間經(jīng)由線纜來傳輸未 壓縮的HD信號(hào)。雖然消費(fèi)電子制造商開始提供兼容HDMI的裝備，但是還 沒有適合的能夠傳輸未壓縮的HD視頻信號(hào)的無線(例如，射頻)技術(shù)。當(dāng) 不具有足夠的帶寬來負(fù)載未壓縮的HD信號(hào)的若干裝置連接時(shí)，無線局域網(wǎng) (WLAN)和相似的技術(shù)會(huì)遇到干擾問題。 技術(shù)方案
在一個(gè)實(shí)施例中，具有一種在無線信道上將未壓縮的視頻信息從發(fā)送器 發(fā)送到接收器的方法，該方法包括在發(fā)送器提供未壓縮的視頻信息位；將 視頻信息位打包到一個(gè)或多個(gè)包；在每個(gè)包中的數(shù)據(jù)之前提供前同步碼，其 中，該前同步碼包括一組短訓(xùn)練序列和一組長訓(xùn)練序列；以及在無線信道上 將多個(gè)包從發(fā)送器發(fā)送到接收器。
在符號(hào)成形、上轉(zhuǎn)換和發(fā)送之前將所述前同步碼插入到包中。前同步碼 的總長度是五個(gè)正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)長度。每組短訓(xùn)練序列可以是 256個(gè)樣本，每組長訓(xùn)練序列可以是512個(gè)樣本。 一組短訓(xùn)練序列包括七個(gè) 短訓(xùn)練序列， 一組長訓(xùn)練序列包括兩個(gè)長訓(xùn)練序列。 一組短訓(xùn)練序列可包括 特定序列的重復(fù)，最后的重復(fù)被旋轉(zhuǎn)180度。 一組短訓(xùn)練序列可包括特定序 列的重復(fù)，最后的重復(fù)未被旋轉(zhuǎn)180度。長度64的保護(hù)間隔可將所述一組短 訓(xùn)練序列和所述一組長訓(xùn)練序列分離。前同步碼總長度是五個(gè)OFDM符號(hào)， 并且可包括七個(gè)長度256的短訓(xùn)練序列、 一個(gè)長度64的保護(hù)間隔和兩個(gè)長度 512的長訓(xùn)練序列?？墒褂谜幌嘁奇I控(QPSK)信號(hào)在頻域上定義每個(gè)短 訓(xùn)練序列，可使用二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)信號(hào)在頻域上定義每個(gè)長訓(xùn)練序 列。
在另 一 實(shí)施例中，存在一種用于未壓縮的高清晰度視頻的無線通信的具 有前同步碼設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)送器，被配置用于產(chǎn)生與高清晰度 視頻流相應(yīng)的信號(hào)包，其中，所述每個(gè)信號(hào)包包括頭部分和視頻數(shù)據(jù)部分， 其中，所述頭部分開始于具有一組短訓(xùn)練序列和一組長訓(xùn)練序列的前同步碼； 無線信道，被配置用于發(fā)送表示未壓縮的高清晰度視頻流的信號(hào)包。
使用正交相移#;控(QPSK)信號(hào)在頻域上定義每個(gè)短訓(xùn)練序列，使用二 進(jìn)制相移鍵控(BPSK)信號(hào)在頻域上定義每個(gè)長訓(xùn)練序列。前同步碼的總長 度是五個(gè)正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)長度。每個(gè)短訓(xùn)練序列可以是256個(gè) 樣本，每個(gè)長訓(xùn)練序列可以是512個(gè)樣本。 一組短訓(xùn)練序列可包括七個(gè)短訓(xùn)練序列，所述一組長訓(xùn)練序列可包括兩個(gè)長訓(xùn)練序列。 一組短訓(xùn)練序列可包
括特定序列的重復(fù)，最后的重復(fù)被旋轉(zhuǎn)180度。 一組短訓(xùn)練序列可包括特定 序列的重復(fù)，最后的重復(fù)未被旋轉(zhuǎn)180度。長度64的保護(hù)間隔可將所述一組 短訓(xùn)練序列和所述一組長訓(xùn)練序列分離。前同步碼總長度是五個(gè)OFDM符號(hào)， 并且可包括七個(gè)長度256的短訓(xùn)練序列、 一個(gè)長度64的保護(hù)間隔和兩個(gè)長度 512的長訓(xùn)練序列。
在另一實(shí)施例中，具有一種在無線信道上將未壓縮的視頻信息從發(fā)送器 發(fā)送到接收器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在發(fā)送器提供未壓縮的視頻信息位的裝 置；將視頻信息位打包到一個(gè)或多個(gè)包的裝置；在每個(gè)包中的數(shù)據(jù)之前提供 前同步碼的裝置，其中，該前同步碼包括一組短訓(xùn)練序列和一組長訓(xùn)練序列； 以及在無線信道上將多個(gè)包從發(fā)送器發(fā)送到接收器的裝置。
每個(gè)短訓(xùn)練序列可以是256個(gè)樣本，每個(gè)長訓(xùn)練序列可以是512個(gè)樣本。 前同步碼總長度是五個(gè)OFDM符號(hào)，并且可包括七個(gè)長度256的短訓(xùn)練序列、 一個(gè)長度64的保護(hù)間隔和兩個(gè)長度512的長訓(xùn)練序列。可使用正交相移鍵控 (QPSK )信號(hào)在頻域上定義每個(gè)短訓(xùn)練序列，可使用二進(jìn)制相移鍵控(BPSK )
圖1是示出根據(jù)系統(tǒng)和方法的實(shí)施例的在無線裝置之間執(zhí)行未壓縮的 HD視頻傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)的示例性配置的功能框圖2是示出根據(jù)系統(tǒng)和方法的實(shí)施例的用于在無線介質(zhì)上傳輸未壓縮的 HD視頻的示例通信系統(tǒng)的功能框圖3是諸如在圖1和圖2中示出的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)中使用的包的實(shí)施例的示
圖4是諸如在圖3中示出的包中使用的前同步碼設(shè)計(jì)的實(shí)施例的示圖； 圖5是示出如圖4所示的256個(gè)樣本的短長度序列的一位量化相關(guān)輸出 的示例的曲線圖6是示出諸如在之前的前同步碼設(shè)計(jì)中使用的383個(gè)樣本的序列的一 位量化相關(guān)輸出的示例的曲線圖7是諸如在圖3所示的包中使用的前同步碼設(shè)計(jì)的可選實(shí)施例的示圖； 圖8是諸如在圖2所示的發(fā)送器中使用的組件的發(fā)送器鏈的實(shí)施例的框


圖9是諸如在圖2所示的接收器中使用的組件的接收器鏈的實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施例方式
以下特定實(shí)施例的詳細(xì)描述給出本發(fā)明的特定實(shí)施例的各種描述。然而， 本發(fā)明可以以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同的方法實(shí)現(xiàn)。在該描述中， 參照相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的部件的附圖。
不應(yīng)以任何限制或限制性的方式解釋在本描述中使用的術(shù)語，僅由于結(jié) 合本發(fā)明特定實(shí)施例的詳細(xì)描述使用該術(shù)語。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可包括 幾個(gè)新穎特點(diǎn)，它們中沒有單獨(dú)一個(gè)獨(dú)自負(fù)責(zé)其期望的屬性或其本質(zhì)上實(shí)踐 了在此所述的本發(fā)明。
特定實(shí)施例提供了一種在無線信道上將未壓縮的HD視頻信息從發(fā)送器 發(fā)送到接收器的方法和系統(tǒng)。視頻信息被放置在具有包括前同步碼的頭的包 中。以下描述的前同步碼比之前描述的前同步碼更加有效，在相關(guān)性方面具 有更好的性能，且更易于實(shí)施。
現(xiàn)將描述無線高清晰度(HD)音頻/視頻(AZV)系統(tǒng)的實(shí)施例的示例實(shí) 現(xiàn)。圖1是示出根據(jù)特定實(shí)施例的在A/V裝置(諸如，A/V裝置協(xié)調(diào)器和A/V 站)之間執(zhí)行未壓縮的HD視頻傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)100的功能框圖。在另一實(shí) 施例中， 一個(gè)或多個(gè)裝置可以是計(jì)算機(jī)(諸如，個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC))。網(wǎng)絡(luò)IOO 包括裝置協(xié)調(diào)器112和多個(gè)A/V站114 (例如，裝置l...裝置N)。
AZV站114使用低速率(LR)無線信道116 (圖1中虛線)，或可使用高 速率(HR)信道118 (圖1中實(shí)線)以在任意裝置之間通信。裝置協(xié)調(diào)器112 使用低速率信道116和高速率無線信道118以與站114通信。每個(gè)站114使 用低速率信道116以與其它站114通信。高速率信道118在通過波束形成建 立的定向波束上支持具有例如多Gb/s帶寬的單向單播傳輸，以支持未壓縮的 HD視頻傳輸。例如，^L頂盒可在高速率信道118上將未壓縮的視頻發(fā)送到 HD電視(HDTV)。在特定實(shí)施例中，低速率信道116可支持例如吞吐量最 多為40Mbps的雙向傳輸。低速率信道116主要用于發(fā)送控制幀(諸如，確 認(rèn)(ACK)幀)。例如，低速率信道116可將確認(rèn)從HDTV發(fā)送到機(jī)頂盒。 同樣能夠直接在兩個(gè)裝置之間在低速率信道上發(fā)送像音頻和壓縮的視頻的低速率數(shù)據(jù)。時(shí)分雙工(TDD)被應(yīng)用于高速率信道和低速率信道。在特定實(shí) 施例中，在任何時(shí)間，不能并行使用低速率信道和高速率信道用于傳輸。波 束形成技術(shù)可被用于低速率信道和高速率信道。低速率信道也可支持全向傳輸。
在一個(gè)實(shí)施例中，裝置協(xié)調(diào)器112是視頻信息的接收器(以下稱為"接 收器112"),站114是視頻信息的發(fā)送器(以下稱為"發(fā)送器114")。例如， 接收器112可以是諸如在作為WLAN類型的家庭無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的HDTV中 實(shí)施的視頻和/或音頻的接收裝置。發(fā)送器114可以是未壓縮的視頻或音頻的 源。發(fā)送器114的示例包括機(jī)頂盒、DVD播放機(jī)或錄像機(jī)、數(shù)字相機(jī)、便 攜式攝像機(jī)等。
圖2是示出示例通信系統(tǒng)200的功能框圖。系統(tǒng)200包括無線發(fā)送器202 和無線接收器204。發(fā)送器202包括物理(PHY )層206、介質(zhì)訪問控制(MAC ) 層208和應(yīng)用層210。相似地，接收器204包括PHY層214、 MAC層216和 應(yīng)用層218。 PHY層通過無線介質(zhì)201經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)天線在發(fā)送器202與 接收器204之間提供無線通信。
發(fā)送器202的應(yīng)用層210包括A/V預(yù)處理模塊211和音頻視頻控制 (AV/C )模塊212。 A/V預(yù)處理模塊211能夠執(zhí)行音頻/視頻的預(yù)處理(諸如， 未壓縮的視頻的分割)。AV/C模塊212提供了交換A/V容量信息的標(biāo)準(zhǔn)方法。 在連接開始之前，AV/C模塊協(xié)商將被使用的A/V格式，且當(dāng)完成連接的需 求時(shí)，使用AVZC命令停止連接。
在發(fā)送器202中，PHY層206包括用于與MAC層208和射頻(RF )模 塊207通信的低速率(LR)信道203和高速率(HR)信道205。在特定實(shí)施 例中，MAC層208可包括打包模塊(未示出)。發(fā)送器202的PHY/MAC層 將PHY和MAC頭添加到包并通過無線信道201將包發(fā)送到接收器204。
在無線接收器204中，PHYZMAC層214、 216處理接收的包。PHY層 214包括連4妾到一個(gè)或多個(gè)天線的RF才莫塊213。 LR信道215和HR信道217 用于與MAC層216和RF模塊213通信。接收器204的應(yīng)用層218包括A/V 后處理模塊219和AVZC模塊220。模塊219可執(zhí)行模塊211的反處理方法， 例如重建未壓縮的視頻。AV/C模塊220與發(fā)送器202的AV/C模塊212以互 補(bǔ)方式4喿作。
在特定實(shí)施例中，每個(gè)包具有作為包頭的一部分的前同步碼。在PHY層中處理前同步碼。
參照?qǐng)D3，將描述包300的實(shí)施例。包300包括物理層會(huì)聚協(xié)議(PLCP ) 頭310和視頻數(shù)據(jù)部分330。 PLCP頭310包括前同步碼330和其它字段。在 特定實(shí)施例中，其它字段包括高速率層(HRP)頭、MAC頭和可以是頭校驗(yàn) 序列(HCS )的MAC頭擴(kuò)展。在特定實(shí)施例中，視頻數(shù)據(jù)部分330包括MAC 協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU)數(shù)據(jù)字段、循環(huán)冗余校驗(yàn)(CYC)信息、尾部位和 墊位。
參照?qǐng)D4，將描述前同步碼400 (諸如，圖3所示的前同步碼320 )的實(shí) 施例。前同步碼400包括七個(gè)短訓(xùn)練序列410和420，以及兩個(gè)長訓(xùn)練序列 440。在特定實(shí)施例中，每個(gè)短訓(xùn)練序列是256個(gè)樣本(每個(gè)樣本可以是復(fù)數(shù)) 長，短訓(xùn)練序列的最后序列420被轉(zhuǎn)動(dòng)180度以指示短序列的結(jié)束和長序列 的開始。每個(gè)長訓(xùn)練序列是512個(gè)樣本長，具有位于短訓(xùn)練序列410和420 與長訓(xùn)練序列440之間的公知為循環(huán)前綴的64個(gè)樣本保護(hù)間隔(GI) 430。 前同步碼400的總長度是五個(gè)OFDM符號(hào)長(256 x 7+64+512 x 2=2880=576 x5)。前同步碼的持續(xù)時(shí)間是5 x 230ns=l.5 ns，優(yōu)于之前所知的前同步碼 的1.84jas的持續(xù)時(shí)間。在另一實(shí)施例中，可以使用用于短訓(xùn)練序列和/或長 訓(xùn)練序列的其它樣本數(shù)。在另一其它實(shí)施例中，長訓(xùn)練序列中的樣本數(shù)是短 訓(xùn)練序列中的樣本數(shù)的兩倍。
使用具有插入的零的正交相移鍵控(QPSK)信號(hào)在頻域上定義長256 的短訓(xùn)練序列410。在QPSK中，兩個(gè)數(shù)據(jù)位映射到一個(gè)符號(hào)(復(fù)數(shù))。QPSK 信號(hào)被放置在音調(diào)(tone) [-178:2:-2 2:2:178](即，音調(diào)索引-178， 176,…， -2， 2， 4，…，178)上，零被插入到其它音調(diào)上。每個(gè)音調(diào)表示小波段或子 載波(諸如，從59GHz到61GHz之間的帶寬)。在特定實(shí)施例中，使用了 512 個(gè)波段。通過隨機(jī)搜索獲得QPSK信號(hào)以將時(shí)域峰值最小化到平均比率和動(dòng) 態(tài)范圍(峰值到谷值)比率，以使得信號(hào)可發(fā)送，并提高捕獲性能。在一個(gè) 實(shí)施例中，隨^U叟索產(chǎn)生以下短訓(xùn)練序列 STF—178,178=Sqrt(l/2)
{1+i，0,1+i，0，-1-i，0,H0，1+i,0,-1+i,0，-1-i,0,-1+i,0，1+i，0,1-i，0，1-i，0,-1-i,0,-1-
1,0,l十i,0，-l-i，0,-l-i，0，l-i,0,-l+i,0,l+i,0,l+i，0,-l+i，0,-l-i,0,-l+i，0,l-i，0，l+i，0,-l-i，0，1
-i,0，-l+i,0,-l-i,0，-
1+i,0,1-i,0,陽1+i，0,-1-i,0,-1-i,0,1+i,0,-1-i,0,1+i，0，-1+i,0,-1+i,0，1+i,0,-1+i,0,-1-i,0,-1-i,0,-l-i,0,l+i,0,l-i,0,-
l+i,0，l-i，0,l+i,0,l-i,0,-l+i，0,-l+i,0，-l-i，0,-HO,-l-i,0,-l-i,0，l-i,0,-l+i,0,l+i,0,-l+i, 0,l+i，0，-l+i，0,l-i,0，-
-l+i,0,l+i,0,l-i，0,l+i,0,-l-i，0,l-i,0,l-i,0,l-i,0,-l+i,0,l-i，0,l-i，0,HO，-l-i，0,l+i,0,l-i ,0,l+i,0,l+i,0，l-i,0，-
-l+i,0，-l+i，0,l-i,0，H0,-l-i,0，l-i,0,-H0,-H0,0,0,-l+i,0,l+i,0,l-i,0,l-i,0,l-i,0,-l +i,0,l-i,0,l-i，0，-l+i,0，-
-l+i,0,-l-i，0,l+i，0，-l+i,0,l-i,0,-l-i,0,-l-i，0，l+i,0,-l-i，0,l-i,0,l+i,0,l+i,0,-l+i，0,l-i, 0,-l-i，0，H0,l+i，0,-l-
-i,0,-l-i,0，l-i,0,l-i,0,-l+i,0,l+i,0,-l-i，0,l-i,0，l-i,0,-l-i，0，-l-i,0,l-i,0,l+i,0,l-i,0,H
0. 1-i,O,l-i,O,-l畫
1.0. 1+i,0，l+i，0,-l-i,0,-HO,HO,-l-i，0，陽l-i,0,l-i,0，l-i,0，-l+i,0,-l+i,0,-l-i，0,l+i,0,-l -i,0,l+i,0,-l+i，0，l-
-i，0,l-i,0,-l+i,0,l-i，0,-l-i，0,-l+i,0，-l+i,0,l-i,0,-l+i，0，l+i，0,-l+i,0,l+i，0，HO，l-i，0,l 十i，O,l-i，0,l+i,0,-l+i,0，-
-l+i，0，l-i,0,-l-i,0,l+i，0，l-i,0，-l+i，0,l+i,0，-l+i，0,-l-i，0,l-i,0,l+i}
短訓(xùn)練序列的最后序列420被旋轉(zhuǎn)180度。這導(dǎo)致如圖5所示的在相關(guān) 輸出處的反向峰值520。反向峰值520可幫助決定前同步碼的短序列的結(jié)尾 和前同步碼的長序列的開始。
使用二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)信號(hào)在頻域上產(chǎn)生長512的長訓(xùn)練序列 440。在BPSK中， 一個(gè)數(shù)據(jù)位映射到一個(gè)符號(hào)(特殊的復(fù)數(shù)=實(shí)數(shù))。通過隨 機(jī)搜索產(chǎn)生BPSK信號(hào)序列以最小化時(shí)域PAPR。頻域序列被放置在OFDM 音調(diào)上且被如下定義
LTF—177, 177={-U,-U,-1，U,-1,1,-1,-1，-l,l，-l，l，-l,-U,
i，-i,-i,l,-i,l,l，-l,-l,-i,-l，l，-l,l,l,-l,-l,l，l,-
l，-l，l,l，l，l，l,l,l，l,l,l,-l，l，-l，-l,l,l,l,l,l,-l,-l,-l,-l,l,-l,-l,l,-l,-l,-l,-l,-l,-l,-1,1 ,-1,-1,-1,1,1,-1,-
l,l,l，l,-l,-l，l,l，-l，U，l,-l,l，U,-l，l，l,-l,-l,l，-U,-l,-l,l,-l,-l,U,l,l，l,-l,-l,扁l,-
1, -1,-1，1，-1,1-,1，-l,-l,l，-1,1,-1,-
1.1, -l,-l，l,-l，-l,l，l,-l,-l,-l,-l，l,l,-l,l,U,l,l,l,U,-l，-l，l，-U,-l,-l,-l,U,-l,-U ,l，-l，l，l,-l，l,-l,-l，l，-<formula>formula see original document page 12</formula>64個(gè)樣本的GI430是長訓(xùn)練序列440的循環(huán)前綴，用于處理由信道延時(shí) 擴(kuò)展引起的符號(hào)間干擾。
參照?qǐng)D5，將描述示出256個(gè)樣本的短長序列的1位量化相關(guān)輸出的曲 線圖500。曲線圖500的x軸表示時(shí)間延遲，y軸表示相關(guān)值。使用短序列 410 (圖4),從曲線圖500可看出使用1位量化相關(guān)的短序列具有非常好的 相關(guān)屬性。曲線圖500顯示具有良好性能的良好序列的設(shè)計(jì)。與使用之前的 前同步碼設(shè)計(jì)相比，相關(guān)峰值510具有更容易地檢測(cè)的在曲線圖500上的近 似512的相關(guān)值。此外，與使用之前的前同步碼^:計(jì)相比，反向Jf值520具 有更容易檢測(cè)的在曲線圖500上的近似-512的相關(guān)值。
前同步碼400 (圖4)比之前的前同步碼設(shè)計(jì)產(chǎn)生更高的效率和更好的相 關(guān)性。效率比之前的前同步碼設(shè)計(jì)更高是由于相比于在之前的設(shè)計(jì)中的用 于1.84 u s的持續(xù)時(shí)間的八個(gè)OFDM符號(hào)，僅需要用于1.15 y s的持續(xù)時(shí)間的 五個(gè)OFDM符號(hào)。因?yàn)榍巴酱a被認(rèn)為是開銷，故具有更短的前同步碼更有 效率。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是相比之前的設(shè)計(jì)，交叉相關(guān)處理(由于被相關(guān)相加) 產(chǎn)生更大的峰值。前同步碼400的另一優(yōu)點(diǎn)是相比于無線HD規(guī)范版本O.l 中示出的長度表的前四個(gè)OFDM符號(hào)和后四個(gè)OFDM符號(hào)，短序列和長序 列的定義筒潔。因此，對(duì)于實(shí)施者來說容易理解前同步碼的結(jié)構(gòu)并設(shè)計(jì)相應(yīng) 的接收器。例如，使用前同步碼400比使用之前的設(shè)計(jì)需要更少的音調(diào)。
參照?qǐng)D6，將描述示出383個(gè)樣本的序列的1位量化相關(guān)輸出的曲線圖 600。曲線圖600的x軸表示時(shí)間延遲，y軸表示相關(guān)值。曲線圖600示出用 于先前的前同步碼設(shè)計(jì)的相關(guān)輸出。與使用在圖4和圖5中示出的前同步碼 設(shè)計(jì)相比，相關(guān)峰值610具有更難以檢測(cè)的在曲線圖600上的近似3 83的相關(guān)值和小于300的值的相關(guān)峰值615。
參照?qǐng)D7,將描述前同步碼700的實(shí)施例(諸如，圖3中示出的前同步 碼320)。在該設(shè)計(jì)中，最后的短訓(xùn)練序列不像圖4中的序列420被轉(zhuǎn)動(dòng)180 度。通過相關(guān)最后短序列與第一長訓(xùn)練序列的前256個(gè)樣本來檢測(cè)短序列的 結(jié)束。當(dāng)通過相關(guān)沒有峰值被檢測(cè)到時(shí)，其被作為短訓(xùn)練序列的結(jié)束。
前同步碼700包括七個(gè)短訓(xùn)練序列710和兩個(gè)長訓(xùn)練序列740。在特定 實(shí)施例中，每個(gè)短訓(xùn)練序列是256個(gè)樣本長。每個(gè)長訓(xùn)練序列是512個(gè)樣本 長，具有位于短訓(xùn)練序列710和長訓(xùn)練序列740之間的64個(gè)樣本保護(hù)間隔 (GI) 730。前同步碼700的總長度是五個(gè)OFDM符號(hào)長(256 x 7+64+512 x 2=2880=576 x 5 )。
參照?qǐng)D8，將描述模塊、子系統(tǒng)或裝置(諸如，在PHY塊206 (圖2) 中使用的)的發(fā)送器鏈800。應(yīng)該理解可使用硬件、軟件或二者的組合來 實(shí)現(xiàn)這些模塊、子系統(tǒng)或裝置。具有視頻數(shù)據(jù)(諸如，來自視頻播放器或其 它裝置)的視頻序列810被輸入加擾器815。加擾器815調(diào)換或轉(zhuǎn)化信號(hào)， 或編碼數(shù)據(jù)以使數(shù)據(jù)在未裝備相應(yīng)解擾裝置的接收器中無法被識(shí)別。通過將 分量添加進(jìn)原始信號(hào)或改變?cè)夹盘?hào)的 一 些重要分量來實(shí)現(xiàn)加擾，從而難以 提取原始信號(hào)。后者的示例包括移除或改變視頻信號(hào)中的垂直或水平同步脈 沖。
前向糾錯(cuò)(FEC)子系統(tǒng)820從加擾器接收輸出并在無線數(shù)據(jù)傳輸期間 提供差錯(cuò)保護(hù)。FEC子系統(tǒng)820將冗余數(shù)據(jù)添加到輸入到子系統(tǒng)的加擾的視 頻數(shù)據(jù)。冗余數(shù)據(jù)允許接收器檢測(cè)和改正錯(cuò)誤，不必對(duì)發(fā)送器請(qǐng)求附加數(shù)據(jù)。 將冗余數(shù)據(jù)添加到視頻數(shù)據(jù)，F(xiàn)EC子系統(tǒng)820可使用差錯(cuò)編碼編碼器(諸如， 里德-索羅門(RS)編碼器和巻積碼(CC)編碼器)。在另一實(shí)施例中，F(xiàn)EC 子系統(tǒng)820可使用各種其它編碼器，包括但不限于戈萊編碼器、漢明編碼 器和BCH編碼器。
FEC子系統(tǒng)820的輸出被發(fā)送到位交織器825。位交織器825重新排列 從FEC 820接收的數(shù)據(jù)位的序列。位交織器825對(duì)在無線介質(zhì)上發(fā)送的視頻 數(shù)據(jù)提供進(jìn)一步的差錯(cuò)保護(hù)。位交織器825的輸出被發(fā)送到映射器830。映 射器830將數(shù)據(jù)位映射到復(fù)數(shù)(IQ )符號(hào)(頻域數(shù)據(jù))。復(fù)數(shù)符號(hào)被用于為上 述的無線傳輸調(diào)制載波。映射器830可使用各種調(diào)制方式，包括但不限于 二進(jìn)制相移4建控(BPSK)、正交相移鍵控(QPSK )和正交幅度調(diào)制(QAM )。在一個(gè)實(shí)施例中，映射器830是QAM映射器(例如，16-QAM映射器或 64-QAM映射器)。QAM是通過調(diào)制兩個(gè)載波的振幅來轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的調(diào)制方式。 這兩個(gè)通常是正弦曲線的波形纟皮此偏移90的相位，4皮稱為正交載波。在
"QAM"前的數(shù)字16或64表示映射器能夠映射數(shù)據(jù)位組的符號(hào)的總數(shù)量。 例如，16-QAM映射器將4位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為24=16符號(hào)。典型地，對(duì)于QAM映 射器，使用星座圖(constellation)來表示這些符號(hào)。
映射器830的輸出被發(fā)送到重新排列從映射器輸出的復(fù)數(shù)符號(hào)的序列的 符號(hào)交織器835。示出的符號(hào)交織器835位于映射器830之后。在其它實(shí)施 例中，符號(hào)交織器835可位于FEC與映射器830之間的位交織器處。在這些 實(shí)施例中，符號(hào)交織器序列改變預(yù)定的位數(shù)作為符號(hào)組。例如，在QAM映 射器將四個(gè)數(shù)據(jù)位映射到復(fù)數(shù)符號(hào)的實(shí)施例中，符號(hào)交織器被配置用于交織 四個(gè)數(shù)據(jù)位的組。
在符號(hào)交織器835位于映射器830之后的實(shí)施例中，符號(hào)交織器重新排 列從映射器830輸出的符號(hào)的序列。在一個(gè)實(shí)施例中，符號(hào)交織器835可包 括使用固定隨機(jī)排列順序并根據(jù)排列順序交織符號(hào)的隨機(jī)交織器。例如，隨 機(jī)交織器可使用Radix-2 FF操作。在其它實(shí)施例中，符號(hào)交織器835可包括 塊交織器。塊交織器接受一組符號(hào)并在不重復(fù)或遺漏組中的任何一個(gè)符號(hào)的 情況下重新排列它們。在給定的交織器中每組中的符號(hào)的數(shù)量固定。交織器 在一組符號(hào)上的操作獨(dú)立于其在其它組符號(hào)上的操作。
符號(hào)交織器835的輸出被發(fā)送到快速傅立葉逆變換(IFFT )模塊840。IFFT 840將來自錯(cuò)誤檢測(cè)模塊、映射模塊和交織模塊的頻域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的時(shí) 域數(shù)據(jù)。IFFT模塊840將表示頻域中的信號(hào)的大量復(fù)數(shù)符號(hào)轉(zhuǎn)換為等效的時(shí) 域信號(hào)。IFFT模塊840也用于確保產(chǎn)生的載波信號(hào)是正交的。IFFT模塊840 的輸出被發(fā)送到循環(huán)前綴加法器845以減小接收器的復(fù)雜度。循環(huán)前綴加法 器845也可以被稱為保護(hù)間隔加法器。循環(huán)前綴加法器845將循環(huán)前綴間隔 (或保護(hù)間隔)添加到IFFT處理的信號(hào)塊的前端。該循環(huán)前綴間隔的持續(xù)時(shí) 間可以是原始信號(hào)塊持續(xù)時(shí)間的1/32、 1/16、 1/8或1/4。
在發(fā)送器鏈800的這點(diǎn)上，前同步碼850 (諸如，前同步碼400 (圖4)) 作為頭310的一部分且先于IFFT處理的信號(hào)塊被插入包(諸如，包300 (圖 3))中。前同步碼850由系統(tǒng)200 (諸如之前所述)的設(shè)計(jì)者選擇并被標(biāo)準(zhǔn) 化，從而使系統(tǒng)的所有裝置理解前同步碼850。符號(hào)成形模塊855將從IFFT模塊840、循環(huán)前綴加法器845和前同步碼 850產(chǎn)生的包信號(hào)插值并低通濾波。符號(hào)成形模塊855的輸出是IFFT模塊840 的輸出信號(hào)的復(fù)數(shù)基帶。上變換器860將符號(hào)成形模塊855的輸出上變換為 中頻(IF)。上變換器860還被配置用于將上變換的信號(hào)上變換為射頻(RF)。 一組發(fā)送天線865在無線介質(zhì)(諸如，無線信道201 (圖2))上將從上變換 器860輸出的信號(hào)發(fā)送到接收器。發(fā)送天線865可包括適用于無線發(fā)送未壓 縮的HD視頻信號(hào)的任何天線系統(tǒng)或模塊。
參照?qǐng)D9,將描述模塊、子系統(tǒng)或裝置(諸如，在PHY塊214 (圖2) 中使用的)的接收器鏈900。接收器鏈模塊執(zhí)行圖8的發(fā)送器鏈800的反處 理。接收器900在接收天線910經(jīng)由無線信道201 (圖2)從發(fā)送器800的發(fā) 送天線865接收RF信號(hào)。下變換器915將RF信號(hào)下變換為適合于處理的頻 率。然后，模擬到數(shù)字變換器(未示出)將信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)。前同步碼 搜尋器920隨后定位數(shù)字信號(hào)的前同步碼部分。在特定實(shí)施例中，前同步碼 搜尋器920包括能夠?qū)η巴酱a(圖4和圖7)的短訓(xùn)練序列進(jìn)行操作的相 關(guān)器和包開始搜尋算法。在前同步碼被搜尋器920識(shí)別之后，當(dāng)前信號(hào)包的 前同步碼部分被發(fā)送到信道估計(jì)、同步和時(shí)序恢復(fù)組件925，將在以下描述。 循環(huán)前綴移除器930從信號(hào)中移除前同步碼的循環(huán)前綴。在特定實(shí)施例中， 也具有用于包的視頻數(shù)據(jù)部分的循環(huán)前綴，從而每個(gè)OFDM符號(hào)中都具有循 環(huán)前綴以減小由信道延時(shí)擴(kuò)展引起的符號(hào)間干擾。該循環(huán)前綴不同于前同步 碼中的循環(huán)前綴。然而，將循環(huán)前綴添加到前同步碼的兩個(gè)目的也包括能夠 處理信道延時(shí)擴(kuò)展和使用長前同步碼獲得更好的信道估計(jì)。接下來，快速傅 里葉變換(FFT)模塊935將信號(hào)(時(shí)域信號(hào))變換為頻域信號(hào)。為解映射 器945重新排列FFT輸出的符號(hào)解交織器940使用FFT 935的輸出。解映射 器945將頻域信號(hào)(復(fù)數(shù)信號(hào))轉(zhuǎn)換為時(shí)域中的位流。位解交織器950如之 前圖8的位交織器825 —樣重新排列原始位流序列中的位流。
緊隨位解交織，F(xiàn)EC解碼器955解碼位流，從而移除由圖8的FEC 820 添加的冗余。在一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)EC解碼器955包括解復(fù)用器、復(fù)用器和位 于解復(fù)用器與復(fù)用器之間的多個(gè)巻積碼(CC)解碼器。最后，解擾器960接 收來自FEC解碼器955的輸出并將其解擾，從而重新產(chǎn)生由圖8的發(fā)送器800 發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)。視頻裝置965現(xiàn)在可使用視頻數(shù)據(jù)來顯示視頻。視頻裝置 的示例包括，但并不限于CRT電視、LCD電視、背投電視和等離子顯示電視。應(yīng)該理解，音頻數(shù)據(jù)也能夠通過上述的無線HD A/V系統(tǒng)^皮與視頻數(shù)據(jù) 一起以相同的方式處理和發(fā)送。可使用不同的無線傳輸方式將音頻數(shù)據(jù)處理 和發(fā)送。接收器鏈900的解擾器960、 FEC解碼器955、位解交織器950、解 映射器945、符號(hào)解交織器940、 FFT 935、循環(huán)前綴移除器930、下變換器 915和接收天線910執(zhí)行與發(fā)送器鏈800的加擾器815、 FEC 820、位交織器 825、映射器830、符號(hào)交織器835、 IFFT840、循環(huán)前綴加法器845、上變換 860和發(fā)送天線865類似的但是反向的功能。
在特定實(shí)施例中，信道估計(jì)、同步和時(shí)序恢復(fù)組件925包括數(shù)字電路(諸 如，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的一部分)。組件925通過處理短訓(xùn)練序列 并隨后處理長訓(xùn)練序列(圖4和圖7)來提取信道狀態(tài)。信道狀態(tài)能夠根據(jù) 包改變并反映當(dāng)前信道狀態(tài)。無線信道可由環(huán)境因素(諸如，房間中人或?qū)?物的移動(dòng)等)而改變。信道狀態(tài)影響數(shù)據(jù)決定且可被圖9中的虛線所示的一 些或全部組件930到960所使用。通過處理短訓(xùn)練序列獲得的信道狀態(tài)包括 粗頻偏估計(jì)、粗時(shí)序估計(jì)和自動(dòng)增益控制。通過處理長訓(xùn)練序列獲得的信道 狀態(tài)包括信道估計(jì)、精頻偏估計(jì)和精時(shí)序估計(jì)。
結(jié)論
以上的詳細(xì)描述示出、描述并指出了應(yīng)用于各種實(shí)施例的本發(fā)明的基礎(chǔ) 新穎性特點(diǎn)，應(yīng)該理解在不脫離由本發(fā)明的用意的情況下，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種省略、替代和改變。
權(quán)利要求
1、一種在無線信道上將未壓縮的視頻信息從發(fā)送器發(fā)送到接收器的方法，該方法包括在發(fā)送器提供未壓縮的視頻信息位；將視頻信息位打包到一個(gè)或多個(gè)包；在每個(gè)包中的數(shù)據(jù)之前提供前同步碼，其中，該前同步碼包括一組短訓(xùn)練序列和一組長訓(xùn)練序列；以及在無線信道上將多個(gè)包從發(fā)送器發(fā)送到接收器。
2、 如權(quán)利要求1中所述的方法，其中，在符號(hào)成形、上變換和發(fā)送之前 將所述前同步碼插入到包中。
3、 如權(quán)利要求1中所述的方法，其中，所述前同步碼的總長度是五個(gè)正 交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)長度。
4、 如權(quán)利要求1中所述的方法，其中，每個(gè)短訓(xùn)練序列是256個(gè)樣本。
5、 如權(quán)利要求1中所述的方法，其中，每個(gè)長訓(xùn)練序列是512個(gè)樣本。
6、 如權(quán)利要求1中所述的方法，其中，所述一組短訓(xùn)練序列包括七個(gè)短 訓(xùn)練序列，所述一組長訓(xùn)練序列包括兩個(gè)長訓(xùn)練序列。
7、 如權(quán)利要求1中所述的方法，其中，所述一組短訓(xùn)練序列包括特定序 列的重復(fù)，最后的重復(fù)被旋轉(zhuǎn)180度。
8、 如權(quán)利要求1中所述的方法，其中，所述一組短訓(xùn)練序列包括特定序 列的重復(fù)，最后的重復(fù)未被旋轉(zhuǎn)180度。
9、 如權(quán)利要求1中所述的方法，其中，長度64的保護(hù)間隔將所述一組 短訓(xùn)練序列和所述一組長訓(xùn)練序列分離。
10、 如權(quán)利要求1中所述的方法，其中，所述前同步碼包括七個(gè)長度256 的短訓(xùn)練序列、 一個(gè)長度64的保護(hù)間隔和兩個(gè)長度512的長訓(xùn)練序列，總長 度是五個(gè)正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)。
11、 如權(quán)利要求1中所述的方法，其中，使用正交相移鍵控(QPSK)信 號(hào)在頻域上定義每個(gè)短訓(xùn)練序列，使用二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)信號(hào)在頻域 上定義每個(gè)長訓(xùn)練序列。
12、 一種用于未壓縮的高清晰度視頻的無線通信的具有前同步碼設(shè)計(jì)的 系統(tǒng)，該系統(tǒng)包4舌發(fā)送器，被配置為產(chǎn)生與高清晰度視頻流相應(yīng)的信號(hào)包，其中，所述每 個(gè)信號(hào)包包括頭部分和數(shù)據(jù)部分，其中，所述頭部分開始于具有一組短訓(xùn)練序列和一組長訓(xùn)練序列的前同步碼；和無線信道，被配置為發(fā)送表示未壓縮的高清晰度^L頻流的信號(hào)包。
13、 如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其中，使用正交相移鍵控(QPSK) 信號(hào)在頻域上定義每個(gè)短訓(xùn)練序列，使用二進(jìn)制相移^t控(BPSK)信號(hào)在頻 域上定義每個(gè)長訓(xùn)練序列。
14、 如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其中，所述前同步碼的總長度是五個(gè) 正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)長度。
15、 如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其中，每個(gè)短訓(xùn)練序列是256個(gè)樣本。
16、 如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其中，每個(gè)長訓(xùn)練序列是512個(gè)樣本。
17、 如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其中，所述一組短訓(xùn)練序列包括七個(gè) 短訓(xùn)練序列，所述一組長訓(xùn)練序列包括兩個(gè)長訓(xùn)練序列。
18、 如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其中，所述一組短訓(xùn)練序列包括特定 序列的重復(fù)，最后的重復(fù)被旋轉(zhuǎn)180度。
19、 如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其中，所述一組短訓(xùn)練序列包括特定 序列的重復(fù)，最后的重復(fù)未^t旋轉(zhuǎn)180度。
20、 如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其中，長度64的保護(hù)間隔將所述一 組短訓(xùn)練序列和所述一組長訓(xùn)練序列分離。
21、 如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其中，所述前同步碼包括七個(gè)長度 256的短訓(xùn)練序列、 一個(gè)長度64的保護(hù)間隔和兩個(gè)長度512的長訓(xùn)練序列， 總長度是五個(gè)正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)。
22、 一種在無線信道上將未壓縮的視頻信息從發(fā)送器發(fā)送到接收器的系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包才舌在發(fā)送器提供未壓縮的視頻信息位的裝置； 將視頻信息位打包到一個(gè)或多個(gè)包的裝置；在每個(gè)包中的數(shù)據(jù)之前提供前同步碼的裝置，其中，該前同步碼包括一 組短訓(xùn)練序列和一組長訓(xùn)練序列；以及在無線信道上將多個(gè)包從發(fā)送器發(fā)送到接收器的裝置。
23、 如權(quán)利要求22中所述的系統(tǒng)，其中，每個(gè)短訓(xùn)練序列是256個(gè)樣本。
24、 如權(quán)利要求22中所述的系統(tǒng)，其中，每個(gè)長訓(xùn)練序列是512個(gè)樣本。
25、 如權(quán)利要求22中所述的系統(tǒng)，其中，所述前同步碼包括七個(gè)長度 256的短訓(xùn)練序列、 一個(gè)長度64的保護(hù)間隔和兩個(gè)長度512的長訓(xùn)練序列， 總長度是五個(gè)正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)。
26、 如權(quán)利要求22中所述的系統(tǒng)，其中，使用正交相移鍵控(QPSK) 信號(hào)在頻域上定義每個(gè)短訓(xùn)練序列，使用二進(jìn)制相移^:控(BPSK)信號(hào)在頻 域上定義每個(gè)長訓(xùn)練序列。
全文摘要
描述了一種在無線信道上將未壓縮的視頻信息從發(fā)送器發(fā)送到接收器的方法和系統(tǒng)。在發(fā)送器提供未壓縮的視頻信息位并將視頻信息位打包到一個(gè)或多個(gè)包。在每個(gè)包中的數(shù)據(jù)之前提供前同步碼，其中，該前同步碼包括一組短訓(xùn)練序列和一組長訓(xùn)練序列。在無線信道上將多個(gè)包從發(fā)送器發(fā)送到接收器。在一定實(shí)施例中，一組短訓(xùn)練序列包括七個(gè)短訓(xùn)練序列，一組長訓(xùn)練序列包括兩個(gè)長訓(xùn)練序列，前同步碼的總長度是五個(gè)正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)長度。
文檔編號(hào)H04L12/58GK101444051SQ200780017136
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者夏鵬飛, 超 敖, 牛華寧 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社