專利名稱：具有基于快速傅里葉變換信道交織器的未壓縮的視頻的無(wú)線通信的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信息的無(wú)線傳輸，更具體地，涉及在無(wú)線信道上傳輸未壓縮的高清晰度視頻信息。
背景技術(shù)：
隨著高質(zhì)量視頻的發(fā)展，越來(lái)越多數(shù)量的電子裝置(諸如，消費(fèi)者電子
裝置)利用可需要數(shù)千兆bps (比特每秒)的帶寬的高清晰度(HD)視頻來(lái)進(jìn)行傳輸。因此，當(dāng)在裝置之間發(fā)送這些HD視頻時(shí)，傳統(tǒng)傳輸方法將HD視頻壓縮到其大小的幾分之一來(lái)減小所需的傳輸帶寬。隨后，壓縮的視頻被解壓縮以用于消費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
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， 一些數(shù)據(jù)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)范允許經(jīng)由線纜在裝置之間傳輸未壓縮的HD信號(hào)。雖然消費(fèi)者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發(fā)送未壓縮的HD視頻信號(hào)的無(wú)線(例如，射頻)技術(shù)。當(dāng)不具有用于承載未壓縮的HD信號(hào)的帶寬的若干裝置被連接時(shí)，無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)和相似的技術(shù)會(huì)遇到干擾問題。
與其它無(wú)線發(fā)送的信號(hào)相似，在無(wú)線傳輸未壓縮的HD信號(hào)期間，該未壓縮的HD信號(hào)受各種差錯(cuò)的影響。此外，由于高容量的處理的數(shù)據(jù)，用于未壓縮的HD信號(hào)的無(wú)線傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法具有固有的設(shè)計(jì)限制。因此，需要提供一種用于未壓縮的HD信號(hào)的無(wú)線傳輸?shù)挠行液?jiǎn)易的差錯(cuò)保護(hù)方案。技術(shù)方案
一個(gè)實(shí)施例是一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)送器。該發(fā)送器包括符號(hào)交
6織器，被配置以重新排序數(shù)據(jù)流的第一序列來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第二序列；快速傅里葉逆變換(IFFT)子系統(tǒng)。該IFFT子系統(tǒng)包括反向模塊，被配置以重新排序數(shù)據(jù)流的第二序列來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第三序列，以及IFFT操作器，被配置以對(duì)數(shù)據(jù)流的第三序列執(zhí)行IFFT操作。所述符號(hào)交織器被配置以重新排序數(shù)據(jù)流的第 一序列，從而第 一序列與第三序列相同。
可使用基2FFT、基4FFT或分裂基FFT實(shí)現(xiàn)所述IFFT操作。符號(hào)交織器可包括音調(diào)交織器。反向模塊可包括位反向模塊，被配置以重新排序數(shù)據(jù)流的第二序列的位。
由等式1表示的第一索引表示所述第一序列，由等式2表示的第二索引表示所述第二數(shù)據(jù)序列
yt = |^,2' (1)
/=')
/:=§",2"+' (2)
其中，A是第一索引，《是第二索引； .是1或0;其中，IFFT操作器的IFFT大小是N=2n。由第 一 索引表示所述第三序列。
反向模塊可包括位反向模塊，被配置以重新排序數(shù)據(jù)流的第二序列的四位數(shù)。由等式7表示的第一索引表示所述第一序列，由等式8表示的第二索？ 1表示所述第二數(shù)據(jù)序列
m二^4'. (7)
/=()
w = § 4"—'—' (8)
/=0
其中，m是第一索引，w是第二索引；",是0、 1、 2或3;其中，所述IFFT操作器的IFFT大小是N二411。
發(fā)送器還可包括音調(diào)添加器，被配置以提供空音調(diào)、直流(DC)音調(diào)和導(dǎo)頻音調(diào)中的至少一種音調(diào)；映射器，被配置以提供數(shù)據(jù)流；復(fù)用器，被配置以復(fù)用來(lái)自音調(diào)加法器的至少 一種音調(diào)與來(lái)自映射器的數(shù)據(jù)流來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第一序列。所述復(fù)用器可被配置以將至少一種音調(diào)插入到數(shù)據(jù)流的第一序列中的第一預(yù)定的位置，其中，所述第一預(yù)定的位置與數(shù)據(jù)流的第二序列中的第二預(yù)定的位置相應(yīng)。為了確保在被符號(hào)交織器符號(hào)交織之后空/DC/導(dǎo)頻音調(diào)處于正確的位置，復(fù)用器可在相應(yīng)的反向位置插入所述空/DC/導(dǎo)頻音調(diào)。在符號(hào)交織器執(zhí)行重新排序之后，所述空/DC/導(dǎo)頻音調(diào)處于正確的位置以用于IFFT操作。復(fù)用器可被配置以將數(shù)據(jù)流的第一序列提供給符號(hào)交織 器。復(fù)用器可以是正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)框架復(fù)用器。發(fā)送器被配置 以發(fā)送未壓縮的高清晰度視頻數(shù)據(jù)。
另一實(shí)施例是一種視聽裝置，包括如上所述的發(fā)送器；電子電路，被 配置以處理來(lái)自視頻數(shù)據(jù)源的視聽數(shù)據(jù)。
另一實(shí)施例是一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)送器，包括音調(diào)添加器，被 配置以提供空音調(diào)、DC音調(diào)和導(dǎo)頻音調(diào)中的至少一種音調(diào)；映射器，被配置 以提供第一數(shù)據(jù)流；復(fù)用器，被配置以復(fù)用至少一種音調(diào)與第一數(shù)據(jù)流來(lái)產(chǎn) 生第二數(shù)據(jù)流；快速傅里葉逆變換(IFFT)操作器，被配置以從復(fù)用器接收 第二數(shù)據(jù)流并對(duì)第二數(shù)據(jù)流執(zhí)行IFFT操作，其中，所述發(fā)送器不包括被配置 以重新排序輸入到IFFT操作器或從IFFT操作器輸出的數(shù)據(jù)序列的反向模塊。
另一實(shí)施例是一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)送器，包括用于對(duì)數(shù)據(jù)流的 第 一序列中的位第 一次重新排序以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第二序列的裝置；用于對(duì)數(shù) 據(jù)流的第二序列中的位第二次重新排序以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第三序列的裝置，從 而第三序列與第 一序列相同；用于對(duì)數(shù)據(jù)流的第三序列執(zhí)行IFFT操作的裝 置。
另一實(shí)施例是一種無(wú)線發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，該方法包括對(duì)數(shù)據(jù)流的第一 序列中的位第一重新排序以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第二序列；對(duì)數(shù)據(jù)流的第二序列中 的位第二次重新排序以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第三序列，從而第三序列與第一序列相 同；對(duì)數(shù)據(jù)流的第三序列執(zhí)行IFFT操作。
IFFT操作可包括基2 FFT、基4 FFT或分裂基FFT。對(duì)位第二次重新排 序的步驟可包括 一次對(duì)所述位重新排序一位。由等式l表示的第一索引表 示所述第一序列，由等式2表示的第二索引表示所述第二數(shù)據(jù)序列
/( = |^",2' (1)
./=0
《=|^,2"-'-' (2)
,/=()
其中，/t是第一索引，i是第二索引；",是1或0;其中，所述IFFT操 作器的IFFT大小是N=2n。由第 一索引表示所述第三序列。
對(duì)位第二次重新排序的步驟可包括 一次對(duì)所述位重新排序四位。由等 式7表示的第一索引表示所述第一序列，由等式8表示的第二索引表示所述 第二數(shù)據(jù)序列m = 5 4' (7)
./=o
m二^,.4"-卜' (8)
其中，m是第一索引，w是第二索引； .是0、 1、 2或3;其中，所述 IFFT操作器的IFFT大小是N二4"。
所述方法還可包括在對(duì)位第一次重新排序之前將空音調(diào)、直流(DC) 音調(diào)和導(dǎo)頻音調(diào)中的至少一種插入到數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流可包括未壓縮的高清晰 度視頻數(shù)據(jù)。


圖1是根據(jù)系統(tǒng)和方法的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)在無(wú)線裝置之間傳輸未壓縮 的HD視頻的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的功能框圖2是根據(jù)系統(tǒng)和方法的一個(gè)實(shí)施例的用于在無(wú)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是根據(jù)系統(tǒng)和方法的一個(gè)實(shí)施例的用于在無(wú)線介質(zhì)上傳輸未壓縮的 HD視頻的示例發(fā)送器的功能框圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有音調(diào)交織器的圖3的發(fā)送器的部分的功能
框圖5是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有以位反向排序的輸入和以自然排序的 輸出的8點(diǎn)基2時(shí)域抽取快速傅里葉變換的示圖6是示出根據(jù)另一實(shí)施例的具有以自然排序的輸入和以位反向排序的 輸出的32點(diǎn)分裂基時(shí)域抽取快速傅里葉變換的示圖7是示出根據(jù)另一實(shí)施例的具有以自然排序的輸入和以四位反向排序 的輸出的16點(diǎn)基4時(shí)域抽取快速傅里葉變換的示圖8是在一個(gè)實(shí)施例中指示用于圖4的音調(diào)交織器的塊交織器設(shè)計(jì)的表；
圖9是在另 一 實(shí)施例中指示用于圖4的音調(diào)交織器的塊交織器設(shè)計(jì)的表;
圖IO是根據(jù)另一實(shí)施例的圖3的發(fā)送器的部分的功能框圖。
具體實(shí)施例方式
通過下面結(jié)合附圖的以下描述和權(quán)利要求，本發(fā)明的各種方面和特點(diǎn)將 會(huì)變得更加清楚。在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)指示相同或功能相似的部件。
9特定實(shí)施例提供了 一種用于在無(wú)線信道上將未壓縮的HD視頻信息從發(fā)送器傳輸?shù)浇邮掌鞯姆椒ê拖到y(tǒng)?，F(xiàn)在將對(duì)無(wú)線高清晰度(HD)音頻/視頻(A/V)系統(tǒng)中的實(shí)施例的示例實(shí)現(xiàn)進(jìn)行描述。圖1示出根據(jù)特定實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)在A/V裝置(諸如，A/V裝置協(xié)調(diào)器)和A/V站之間傳輸未壓縮的HD視頻的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)100的功能框圖。在其它實(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)100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)。
A/V站114利用低速率(LR)無(wú)線信道116 (圖1中的虛線)，并可使用高速率(HR)無(wú)線信道118 (圖1中的實(shí)線)以用于任何裝置之間的通信。裝置協(xié)調(diào)器U2使用低速率信道116和高速率信道118以與站114進(jìn)行通信。每個(gè)站114使用低速率信道116以與其它站114進(jìn)行通信。高速率信道118在通過波束成形建立的定向波束上支持具有例如多GbZs帶寬的單向單播傳輸，以支持未壓縮的HD ^L頻傳輸。例如，機(jī)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)巾貞)。例如，低速率信道116可將確認(rèn)從HDTV發(fā)送到機(jī)頂盒。還可以直接在兩個(gè)裝置之間的低速率信道上發(fā)送像音頻和壓縮的視頻的一些低速率數(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。波束成形技術(shù)可被用于低速率信道和高速率信道。低速率信道還可支持全向傳輸。
在一個(gè)示例中，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(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的HDTV機(jī)中實(shí)現(xiàn)的視頻和/或音頻數(shù)據(jù)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)或記錄器、數(shù)字相機(jī)、便攜式攝像機(jī)等。
圖2示出示例通信系統(tǒng)200的功能框圖。系統(tǒng)200包括無(wú)線發(fā)送器202和無(wú)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4舌PHY層214、 MAC層216和應(yīng)用層218。 PHY層通過無(wú)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(wú)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AV/C命令以停止連接。
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可包括分包(packetization )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(wú)線信道201將包發(fā)送到接收器204。
在無(wú)線接收器204中，PHY/MAC層214、 216處理接收的包。PHY層214包括連接到一個(gè)或多個(gè)天線的RF模塊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AV/C模塊220。例如，模塊219可執(zhí)行模塊211的反處理方法以重建未壓縮的視頻。AV/C模塊220與發(fā)送器202的AV/C模塊212以互補(bǔ)方式操作。
圖3示出用于在無(wú)線介質(zhì)上傳輸未壓縮的HD視頻的發(fā)送器300的一個(gè)實(shí)施例。所示的發(fā)送器300包括加擾器310、前向糾錯(cuò)(FEC)子系統(tǒng)321、交織器322、映射器323、快速傅里葉逆變換(IFFT)子系統(tǒng)330、循環(huán)前綴添加器340、符號(hào)成形模塊350、上變換器360和發(fā)送天線370。在其它實(shí)施例中，映射器323可被放置在FEC子系統(tǒng)321與交織器322之間。應(yīng)該了解可使用硬件、軟件或它們的組合實(shí)現(xiàn)上述的模塊、子系統(tǒng)或裝置。
加擾器310被配置以從例如視頻播放器接收視頻數(shù)據(jù)301。加擾器310還被配置以調(diào)換或變換信號(hào)或者編碼數(shù)據(jù)以使數(shù)據(jù)在沒有裝備有適當(dāng)設(shè)置的解擾裝置的接收器不可被識(shí)別。通過將分量添加到原始信號(hào)或改變?cè)夹盘?hào)的一些主要分量來(lái)完成加擾，以使原始信號(hào)的提取變得困難。后者的示例可包括去除或改變視頻信號(hào)中的垂直或水平同步脈沖。
FEC子系統(tǒng)321被配置以在無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸期間提供對(duì)差錯(cuò)的保護(hù)。FEC子系統(tǒng)321將冗余數(shù)據(jù)添加到輸入到子系統(tǒng)321的加擾的視頻數(shù)據(jù)。
冗余數(shù)據(jù)允許接收器不向發(fā)送器請(qǐng)求附加數(shù)據(jù)而檢測(cè)并糾正差錯(cuò)。將冗余數(shù)據(jù)添加到視頻數(shù)據(jù)的步驟中，F(xiàn)EC子系統(tǒng)321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。在其它實(shí)施例中， FEC子系統(tǒng)321可使用各種其它編碼器，包括但不限于戈萊(Golay)編碼器 和漢明、BCH編碼器。在特定實(shí)施例中，F(xiàn)EC子系統(tǒng)321可選4奪性地包括交 織器，該交織器被配置以重新排列或重新排序數(shù)據(jù)序列來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)對(duì)抗突發(fā) 傳輸差錯(cuò)。
在將冗余數(shù)據(jù)添加到原始數(shù)據(jù)的步驟中，里德-索羅門(RS)編碼器使用 里德-索羅門(RS)碼。RS碼是基于塊的糾錯(cuò)碼，通過過采樣從原始數(shù)據(jù)構(gòu) 建的多項(xiàng)式來(lái)操作。RS編碼器獲取原始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的塊并將冗余位添加到該 塊。RS碼被通常指定為RS (n， k)。例如，對(duì)8位符號(hào)進(jìn)行操作的RS碼具 有11=28-1=255個(gè)符號(hào)。塊中的數(shù)據(jù)符號(hào)的數(shù)量k (k<n)是設(shè)計(jì)參數(shù)。RS碼 可在11=224-符號(hào)塊中編碼1(=216 8位符號(hào)加8 8位奇偶校驗(yàn)符號(hào)。這被表示 為(n, k) = (224， 216)碼，所述碼能夠每個(gè)塊修正最多4符號(hào)差錯(cuò)。應(yīng)該 了解RS碼的各種其它配置也可被采用以與RS編碼器一起使用。
在將冗余數(shù)據(jù)添加到原始數(shù)據(jù)的步驟中，巻積碼(CC)編碼器(或巻積 編碼器)使用巻積碼。巻積碼是一種類型的糾錯(cuò)碼。在CC編碼器中，將被 編碼的每個(gè)m位信息符號(hào)(每個(gè)m位字符串)被轉(zhuǎn)換為n位符號(hào)(m/n是碼 率(n〉二m))。此外，該轉(zhuǎn)換是最后k信息符號(hào)(k是碼的約束長(zhǎng)度)的功能。
交織器322被配置以重新排列或重新排序數(shù)據(jù)序列來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)以防止突 發(fā)差錯(cuò)。交織器322可包括位交織器和/或符號(hào)交織器。位交織器被配置以重 新排列數(shù)據(jù)位的序列。符號(hào)交織器被配置以重新排列與多個(gè)位的組相應(yīng)的復(fù) 數(shù)(IQ)符號(hào)的序列。在特定實(shí)施例中，符號(hào)交織器重新排列多個(gè)位(例如， 四位)作為符號(hào)組，并獲得與交織復(fù)數(shù)符號(hào)相同的效果。這是由于預(yù)定數(shù)量 的位與單個(gè)復(fù)數(shù)符號(hào)相應(yīng)。
映射器323被配置以將數(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)被用于調(diào)制用于如上所述的無(wú)線傳輸?shù)妮d波。映射器323可使用各種調(diào) 制方案，包括但不限于二相相移鍵控(BPSK)、四相相移鍵控(QPSK)和正 交幅度調(diào)制(QAM)。
在一個(gè)實(shí)施例中，映射器323是正交幅度調(diào)制(QAM)映射器，例如， 16-QAM或64-QAM映射器。正交幅度調(diào)制(QAM )是通過調(diào)制兩個(gè)載波的 振幅來(lái)傳遞數(shù)據(jù)的調(diào)制方案。所述兩個(gè)波形通常是彼此偏移90度相位的正弦
12曲線，因此被稱為正交載波。"QAM"之前的數(shù)字16或64是指映射器可將 數(shù)據(jù)位的組映射到的符號(hào)的總數(shù)。例如，16-QAM映射器將4位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 24=16個(gè)符號(hào)。典型地，對(duì)于QAM映射器，使用星座圖來(lái)表示這些符號(hào)。
快速傅里葉逆變換(IFFT)子系統(tǒng)330被配置以將來(lái)自映射器323的頻 域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的時(shí)域數(shù)據(jù)。IFFT子系統(tǒng)330將表示頻域中的信號(hào)的多個(gè) 復(fù)數(shù)符號(hào)轉(zhuǎn)換為等效的時(shí)域信號(hào)。IFFT子系統(tǒng)330還用于確保產(chǎn)生的載波信 號(hào)是正交的。
循環(huán)前綴添加器340被配置以減小接收器的復(fù)雜度。循環(huán)前綴添加器340 也可以被稱為"保護(hù)間隔添加器"。循環(huán)前綴添加器34(H皮配置以將循環(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。
符號(hào)成形模塊350被配置以將從IFFT子系統(tǒng)330產(chǎn)生的信號(hào)插值并低通 濾波。符號(hào)成形模塊350的輸出是IFFT子系統(tǒng)330的輸出信號(hào)的復(fù)數(shù)基帶。
上變換器360被配置以將符號(hào)成形模塊350的輸出上變換為中頻(IF )。 上變換器360還被配置以將上變換的信號(hào)上變換為射頻(RF )。
發(fā)送天線370被配置以在無(wú)線介質(zhì)上將從上變換器360輸出的信號(hào)發(fā)送 到接收器。發(fā)送天線370可包括適用于無(wú)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。
友好FFT符號(hào)交織器
在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線HD發(fā)送器包括執(zhí)行IFFT操作的IFFT子系統(tǒng)。 IFFT操作是在發(fā)送器的接收器執(zhí)行的快速傅里葉變換(FFT )操作的逆處理。 快速傅里葉變換(FFT)是離散傅里葉變換的快速和有效實(shí)現(xiàn)。快速傅里葉 變換(FFT)可以以多種不同的方式實(shí)現(xiàn)以用于硬件效率。FFT的示例包括但 不限于基2FFT、基4FFT和分裂基操作。
在一個(gè)實(shí)施例中，IFFT子系統(tǒng)包括IFFT操作器和反向模塊。當(dāng)執(zhí)行IFFT 操作時(shí)，IFFT操作器以不同于原始數(shù)據(jù)序列的順序的預(yù)定順序輸出數(shù)據(jù)序列。 反向模塊被配置以將重新排序的數(shù)據(jù)序列重新排列回原始數(shù)據(jù)序列。在重新
排列數(shù)據(jù)序列的步驟中，反向模塊可根據(jù)用于發(fā)送器的IFFT操作的類型來(lái)使 用不同的反向方法。反向模塊可位于IFFT操作器的輸入或輸出。
圖4示出圖3的無(wú)線HD發(fā)送器的部分。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述部分包括符號(hào)交織器。所述的符號(hào)交織器是音調(diào)交織器426。
在所示的實(shí)施例中，無(wú)線發(fā)送器的部分包括QAM映射器423、空/DC/ 導(dǎo)頻添加器424、正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)框架復(fù)用器425、音調(diào)交織器 426和IFFT子系統(tǒng)430。 IFFT子系統(tǒng)430可包括反向模塊431和IFFT操作 器432。在所示的實(shí)施例中，QAM映射器423的輸出連接到復(fù)用器425的輸 入?？?DC/導(dǎo)頻添加器424的輸出連接到復(fù)用器425的另一輸入。復(fù)用器425 的輸出連接到音調(diào)交織器426的輸入。音調(diào)交織器426的輸出連接到反向模 塊431的輸入。反向模塊431的輸出連接到IFFT操作器432的輸入。
QAM映射器423被配置以將位(在時(shí)域中)的組映射到復(fù)數(shù)符號(hào)(在 頻域中)。在一個(gè)實(shí)施例中，QAM映射器423可以是16-QAM映射器或 64-QAM映射器。如上所述，QAM映射器423的配置可以是對(duì)于圖3的映射 器323的配置。
空/DC/導(dǎo)頻添加器424被配置以提供空音調(diào)、直流(DC )音調(diào)和導(dǎo)頻音 調(diào)中的至少 一種。這些音調(diào)與從QAM映射器423輸出的數(shù)據(jù)序列被OFDM 符號(hào)框架復(fù)用器425復(fù)用。為了提高音調(diào)交織器426的效率，在音調(diào)交織器 操作之前插入空音調(diào)和導(dǎo)頻音調(diào)，這將在以下進(jìn)行描述。音調(diào)用于提供附加 位以使交織器輸出大小與IFFT子系統(tǒng)430的IFFT大小相同。
OFDM符號(hào)框架復(fù)用器425被配置以復(fù)用乂人QAM映射器423和空/DC/ 導(dǎo)頻添加器424輸出的信號(hào)。復(fù)用器425隨后提供具有在符號(hào)之間插入的空 音調(diào)、直流(DC)音調(diào)和導(dǎo)頻音調(diào)中的至少一種的復(fù)數(shù)符號(hào)的序列。
在一個(gè)實(shí)施例中，為了確保在音調(diào)交織器426符號(hào)交織之后空/DC/導(dǎo)頻 音調(diào)處于正確的位置，該空/DC/導(dǎo)頻音調(diào)被復(fù)用器425插入到相應(yīng)的反向位 置。如將在以下的描述中被更好地理解，音調(diào)交織器426重新排序數(shù)據(jù)序列。 在音調(diào)交織器426執(zhí)行所述重新排序之后，空/DC/導(dǎo)頻音調(diào)被放置在正確的 位置以用于IFFT操作。例如，在圖6所示的使用32點(diǎn)FFT的發(fā)送器中，如 果兩個(gè)導(dǎo)頻音調(diào)被插入到音調(diào)交織器輸入的位置8和24,則音調(diào)在音調(diào)交織 器輸出的位置2和3輸出。熟練技術(shù)人員應(yīng)該了解根據(jù)IFFT子系統(tǒng)430的 設(shè)計(jì)，復(fù)用器425可將音調(diào)插入到音調(diào)交織器輸入的任何合適的位置。
如將將在以下描述，音調(diào)交織器426被配置以重新排序數(shù)據(jù)序列以取消 反向模塊431的操作。在所示的實(shí)施例中，音調(diào)交織器426被放置在復(fù)用器 425與反向模塊431之間。在一個(gè)實(shí)施例中，IFFT操作器432被配置以基于基2FFT來(lái)操作?；? FFT導(dǎo)致輸入數(shù)據(jù)序列的位反向重新排序。在該實(shí)施例中，反向模塊431可 以是配置以將數(shù)據(jù)序列重新排列回原始順序的位反向模塊431。在一個(gè)實(shí)施 例中，位反向模塊431被配置以通過以下等式1和等式2定義的輸入索引和 輸出索引執(zhí)行位反向重新排序。
h^",2' (1)
7=0
"SS,2一' (2)
在等式1和等式2中，yt是位反向重新排序之前的索引，《是位反向重新 排序之后的索引。 .可以是1或0。 IFFT操作器432的IFFT大小是N二2"。 例如，1=0001的4位反向是1000=8， 5位反向是10000=16。
圖5示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的基于位反向重新排序的輸入和輸出序列。在 所示的實(shí)施例中，輸入序列以位反向排序，輸出序列以自然排序。在圖5中， 左邊的x(n) (n是0到7 )表示位反向重新排序之前的輸入序列。右邊的X(n) (n是O到7)表示位反向重新排序之后的相應(yīng)的輸出序列。例如，在輸出端 的第五位置X(4)的位反向重新排序之后，輸出在輸入的第二位置x(4)的位輸 入。在所示的實(shí)施例中，輸入的總數(shù)是23=8。
在如上所述的實(shí)施例中，音調(diào)交織器426是用于基2 FFT的被配置以取 消位反向模塊431的操作的位反向音調(diào)交織器426。音調(diào)交織器426執(zhí)行與 位反向模塊431的操作相同的搡作。換句話說(shuō)，音調(diào)交織器426執(zhí)行與位反 向模塊431相同的位反向重新排序操作。因此，音調(diào)交織器426可具有以下 等式1和等式2定義的輸入索引和輸出索引。
hl^, (1)
7=0 '
i^",2"-卜' (2)
■/=()
在等式1和等式2中，/t是音調(diào)交織之前的索引，^是音調(diào)交織之后的索 引。",可以是1或0。 IFFT操作器432的IFFT大小是N二2'，。
在另一實(shí)施例中，IFFT操作器432被配置以基于分裂基FFT來(lái)操作。分 裂基FFT導(dǎo)致輸入數(shù)據(jù)序列的位反向重新排序。反向模塊431可以是配置以 將數(shù)據(jù)序列中的位重新排列回原始順序的位反向模塊431。圖6示出用于分 裂基FFT操作的位反向重新排序之前的輸入序列和位反向重新排序之后的輸
15出序列。在所示的實(shí)施例中，輸入序列以自然排序，輸出序列以位反向排序。
在圖6中，輸入的總數(shù)是2 x 42=32。
在所示的實(shí)施例中，音調(diào)交織器426可以是塊交織器。塊交織器被配置 以不重復(fù)或省略組中的任何符號(hào)而接收符號(hào)組并重新排列它們。對(duì)于給定的 交織器，每組中符號(hào)的數(shù)量是固定的。交織器對(duì)符號(hào)組的操作獨(dú)立于對(duì)所有 其它符號(hào)組的操作。
在一個(gè)實(shí)施例中，塊交織器可具有2「x"的塊大小，其中，r=ceilmg(n/2) 且c=floor(n/2)。例如，當(dāng)N (IFFT大小)是8時(shí),塊大小是4x2， n=3, r=3， c=l。當(dāng)N是32時(shí)，塊大小是8x4, n=5， r=3， c=2。在另一實(shí)施例中，當(dāng) N是412時(shí)，塊大小是32x16， n=9, r=5， c=4。
在塊交織器中，逐行寫入輸入，逐列讀出輸出。當(dāng)逐列讀出時(shí)，可以以 跳越模式讀出輸出。在圖8中示出N=32的示例。在圖8中，從左到右連續(xù) 地逐行寫入符號(hào)0-31。在圖8中，在上部示出列讀出模式，在左部示出行讀 出模式。在所述實(shí)施例中，如圖6所示，按照以下序列讀出所述輸出0、 16、 8、 24、 4、 12、 20、 28、 2、 18、 10、 26、…。
在一個(gè)實(shí)施例中，以下等式3和等式4可表示列寫入和讀出模式。
/(,. 二^a,2' (3)
=lifl,2'.—'—' (4)
在等式3和等式4中，/t是寫入列索引，/,.是讀出列索引。在等式3和等 式4中，讀出列索引是寫入列索引的位反向排序。
相似地，以下等式5和等式6可表示行寫入和讀出模式。
、二l^a,2' (5) ,.(,=2fl,2f+' (6)
在等式5和等式6中，^是寫入行索引，，:.是讀出行索引。讀出行索引 是寫入行索引的位反向排序。
在另一實(shí)施例中，IFFT操作器432被配置以基于基4FFT來(lái)操作?；? FFT導(dǎo)致輸入數(shù)據(jù)序列的四位反向重新排序。反向^^莫塊431可以是配置以執(zhí) 行四位反向重新排序操作從而將數(shù)據(jù)序列中的位重新排序回原始順序的四位 反向模塊。四位反向重新排序可使用以下等式7和等式8定義的輸入索引和輸出索引。
<formula>formula see original document page 17</formula> (7)
<formula>formula see original document page 17</formula> (8)
在等式7和等式8中，附是重新排序之前的索引，m是重新排序之后的 索引。",可以是O、 1、2或3。 IFFT子系統(tǒng)430 (圖4)的IFFT大小是N二411。 圖7示出用于基4 FFT操作的反向重新排序之前的輸入序列和反向重新排序 之后的輸出序列。在圖7中，輸入的總數(shù)是42=16。
在如上所述的實(shí)施例中，音調(diào)交織器426被配置以取消四位反向模塊431 的操作以用于基4FFT。音調(diào)交織器426執(zhí)行與反向模塊431的操作相同的 操作。換句話說(shuō)，音調(diào)交織器426與反向模塊431執(zhí)行相同的四位反向重新 排序操作。因此，音調(diào)交織器426可具有以下等式7和等式8定義的輸入索 引和輸出索引。
<formula>formula see original document page 17</formula> (7)
<formula>formula see original document page 17</formula> (8)
在等式7和等式8中，w是音調(diào)交織之前的索引，，"是音調(diào)交織之后的 索引。 .可以是0、 1、 2或3。 IFFT子系統(tǒng)430 (圖4)的IFFT大小是N-411。
在一個(gè)實(shí)施例中，塊交織器可被用于取消反向模塊431排序的四位反向 排序。塊交織器可具有2、2￡的塊大小，其中，r=c=n/2。如圖9所示，操作僅 是逐行寫入并逐列讀出。在所示的實(shí)施例中，N (IFFT子系統(tǒng)430的IFFT大 小)是16。
圖10示出圖3的無(wú)線HD發(fā)送器的部分1000的另一實(shí)施例。所述部分 1000包括QAM映射器1023、空/DC/導(dǎo)頻添加器1024、 OFDM符號(hào)框架復(fù)用 器1025和IFFT子系統(tǒng)1030。 IFFT子系統(tǒng)1030包括IFFT操作器1032。
然而，所述發(fā)送器的示出部分1000在IFFT子系統(tǒng)1030中不包括反向模塊。所述發(fā)送器的示出部分1000也不包括符號(hào)交織器。這種配置將與以上參 照?qǐng)D4描述的發(fā)送器的部分相同的輸入提供給IFFT操作器1032。如上所述， 圖4的音調(diào)交織器426取消IFFT子系統(tǒng)430的反向模塊431的操作。這等效 于在OFDM復(fù)用器425與IFFT操作器432之間沒有操作。
在另 一實(shí)施例中，用于無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)送器可包括用于對(duì)數(shù)據(jù)流的第一序列中的位第 一次重新排序以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第二序列的裝置。用于第 一次
重新排序的裝置可與圖4的音調(diào)交織器426相應(yīng)。發(fā)送器還可包括用于對(duì)數(shù)據(jù)流中的位第二次重新排序以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第三序列的裝置，從而第三序列與第一序列相同。用于第二次重新排序的裝置可與圖4的反向模塊431相應(yīng)。發(fā)送器還可包括用于對(duì)具有第三序列的數(shù)據(jù)流執(zhí)行IFFT操作的裝置。用于執(zhí)行IFFT操作的裝置可與圖4的IFFT操作器432相應(yīng)。應(yīng)該了解上述的裝置不限于圖4的組件。還應(yīng)該了解可使用硬件、軟件或兩者的組合實(shí)現(xiàn)上述的裝置。
上述的實(shí)施例可應(yīng)用于例如正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)。熟練的4支術(shù)人員應(yīng)該了解還可采用上述的實(shí)施例以與其它類型的無(wú)線通信系統(tǒng)一起使用。
上述的描述屬于本發(fā)明的實(shí)施例的描述，在不脫離由4又利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變、修改、組合和子組合。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
無(wú)線HD發(fā)送器還可包括被配置以取消IFFT子系統(tǒng)的反向模塊的操作的符號(hào)交織器。符號(hào)交織器可以是被配置以在符號(hào)內(nèi)交叉數(shù)據(jù)音調(diào)位進(jìn)行對(duì)序列改變的音調(diào)交織器。音調(diào)交織器使用頻域分集交叉音調(diào)并提供了對(duì)窄帶干擾的穩(wěn)健性。在另一實(shí)施例中，如圖10所示，無(wú)線HD發(fā)送器可省略音調(diào)交織器和位反向模塊，從而簡(jiǎn)化發(fā)送器的設(shè)計(jì)。
因此，發(fā)送器1000在復(fù)用器1025與IFFT操作器1032之間可既不包括反向模塊也可不包括符號(hào)交織器，并仍然獲得同樣的效果。該配置可以簡(jiǎn)化發(fā)送器的設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1、一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)送器，包括符號(hào)交織器，被配置以重新排序數(shù)據(jù)流的第一序列來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第二序列；和快速傅里葉逆變換(IFFT)子系統(tǒng)，包括反向模塊，被配置以重新排序數(shù)據(jù)流的第二序列來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第三序列，和IFFT操作器，被配置以對(duì)數(shù)據(jù)流的第三序列執(zhí)行IFFT操作，其中，所述符號(hào)交織器被配置以重新排序數(shù)據(jù)流的第一序列，從而第一序列與第三序列相同。
2、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其中，所述IFFT操作包括基2FFT、 基4FFT或分裂基FFT。
3、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其中，所述符號(hào)交織器包括音調(diào)交織器。
4、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其中，所述反向模塊包括位反向模塊， 被配置以重新排序數(shù)據(jù)流的第二序列的位。
5、 如權(quán)利要求4所述的發(fā)送器，其中，由等式1表示的第一索引表示所 述第一序列，由等式2表示的第二索引表示所述第二數(shù)據(jù)序列/( = |^.2'. (1)一=0^-U。,2"+' (2)/=0其中，所述/t是第一索引，所述i是第二索引；所述。,是1或0; 其中，所述IFFT操作器的IFFT大小是N二211。
6、 如權(quán)利要求5所述的發(fā)送器，其中，由第一索引表示所述第三序列。
7、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其中，所述反向模塊包括位反向模塊， 被配置以重新排序數(shù)據(jù)流的第二序列的四位數(shù)。
8、 如權(quán)利要求7所述的發(fā)送器，其中，由等式7表示的第一索引表示所 述第一序列，由等式8表示的第二索引表示所述第二數(shù)據(jù)序列<formula>formula see original document page 2</formula>其中，所述m是第一索引，所述m是第二索引；所述",.是0、 1、 2或3; 其中，所述IFFT操作器的IFFT大小是N二4"。
9、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，還包括音調(diào)添加器，被配置以提供空音調(diào)、直流(DC)音調(diào)和導(dǎo)頻音調(diào)中的至 少一種音調(diào)；映射器，被配置以提供數(shù)據(jù)流；和復(fù)用器，被配置以復(fù)用來(lái)自音調(diào)添加器的至少一種音調(diào)與來(lái)自映射器的 數(shù)據(jù)流來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第 一序列。
10、 如權(quán)利要求9所述的發(fā)送器，其中，所述復(fù)用器被配置以將至少一 種音調(diào)插入到數(shù)據(jù)流的第一序列中的第一預(yù)定的位置，其中，所述第一預(yù)定 的位置與數(shù)據(jù)流的第二序列中的第二預(yù)定的位置相應(yīng)。
11、 如權(quán)利要求9所述的發(fā)送器，其中，所述復(fù)用器被配置以將數(shù)據(jù)流 的第 一序列提供給符號(hào)交織器。
12、 如權(quán)利要求9所述的發(fā)送器，其中，所述復(fù)用器是正交頻分復(fù)用 (OFDM)符號(hào)框架復(fù)用器。
13、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其中，所述發(fā)送器被配置以發(fā)送未壓 縮的高清晰度視頻數(shù)據(jù)。
14、 一種視聽裝置，包括 權(quán)利要求1的發(fā)送器；和電子電路，被配置以處理來(lái)自視頻數(shù)據(jù)源的視聽數(shù)據(jù)。
15、 一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)送器，包括音調(diào)添加器，被配置以提供空音調(diào)、DC音調(diào)和導(dǎo)頻音調(diào)中的至少一種 音調(diào)；映射器，被配置以提供第一數(shù)據(jù)流；復(fù)用器，被配置以復(fù)用至少 一種音調(diào)與第 一數(shù)據(jù)流來(lái)產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)流；和快速傅里葉逆變換(IFFT)操作器，被配置以從復(fù)用器接收第二數(shù)據(jù)流 并對(duì)第二數(shù)據(jù)流執(zhí)行IFFT操作，其中，所述發(fā)送器不包括被配置以重新排序輸入到IFFT操作器或從IFFT 操作器輸出的數(shù)據(jù)序列的反向模塊。
16、 一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)送器，包括用于對(duì)數(shù)據(jù)流的第 一序列中的位第 一次重新排序以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第二序列的裝置；用于對(duì)數(shù)據(jù)流的第二序列中的位第二次重新排序以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第三序 列的裝置，從而第三序列與第一序列相同；和用于對(duì)數(shù)據(jù)流的第三序列執(zhí)行IFFT操作的裝置。
17、 一種無(wú)線發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，該方法包括對(duì)數(shù)據(jù)流的第 一序列中的位第 一次重新排序以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第二序列； 對(duì)數(shù)據(jù)流的第二序列中的位第二次重新排序以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的第三序列， 從而第三序列與第一序列相同；和對(duì)數(shù)據(jù)流的第三序列執(zhí)行IFFT操作。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述IFFT操作包括基2FFT、 基4 FFT或分裂基FFT。
19、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，對(duì)位第二次重新排序的步驟包括 一次對(duì)所述位重新排序一位。
20、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，由等式1表示的第一索引表示所 述第一序列，由等式2表示的第二索引表示所述第二數(shù)據(jù)序列 <formula>formula see original document page 4</formula>其中，所述/t是第一索引，所述^是第二索引；所述 是1或0; 其中，所述IFFT操作器的IFFT大小是N二2"。
21、 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，由第一索引表示所述第三序列。
22、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，對(duì)位第二次重新排序的步驟包括 一次對(duì)所述位重新排序四位。
23、 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，由等式7表示的第一索引表示所 述第一序列，由等式8表示的第二索引表示所述第二數(shù)據(jù)序列 <formula>formula see original document page 4</formula>其中，所述m是第一索引，所述w是第二索引；所述 是0、 1、 2或3; 其中，所述IFFT操作器的IFFT大小是N=4n。
24、 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在對(duì)位第一次重新排序之前將 空音調(diào)、直流(DC)音調(diào)和導(dǎo)頻音調(diào)中的至少一種插入到數(shù)據(jù)流。
25、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)流包括未壓縮的高清晰 度視頻數(shù)據(jù)。
全文摘要
公開了一種用于OFDM的使用基于快速傅里葉變換(FFT)的音調(diào)交織器的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例包括OFDM發(fā)送器，該OFDM發(fā)送器包括快速傅里葉逆變換(IFFT)子系統(tǒng)。所述IFFT子系統(tǒng)包括被蝶形操作器跟隨的位反向(或根據(jù)實(shí)現(xiàn)的四位反向)模塊。所述位反向(或四位反向)模塊的輸出連接到蝶形操作器的輸入。所述OFDM發(fā)送器還包括具有輸入和輸出的音調(diào)交織器。符號(hào)交織器的輸出連接到所述位反向(或四位反向)模塊的輸入。所述音調(diào)交織器被配置以重新排列輸入的符號(hào)序列，從而輸入到所述音調(diào)交織器的輸入的符號(hào)序列與輸入到所述蝶形操作器的輸入的符號(hào)序列相同。
文檔編號(hào)H04L29/02GK101480011SQ200780024169
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2007年6月27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