数据处理设备和方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200880114241.1

申请日:

2008.10.24

公开号:

CN101843023A

公开日:

2010.09.22

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04L 1/00申请日:20081024|||公开

IPC分类号:

H04L1/00; H04L27/26; H03M13/27

主分类号:

H04L1/00

申请人:

索尼公司

发明人:

塞缪尔·艾散本戈·阿屯斯里; 马修·保罗·安东尔·泰勒; 约翰·尼古拉斯·威尔逊

地址:

日本东京都

优先权:

2007.10.30 GB 0721269.9; 2007.11.16 GB 0722553.5; 2007.11.19 GB 0722645.9; 2007.11.20 GB 0722728.3

专利代理机构:

北京东方亿思知识产权代理有限责任公司 11258

代理人:

李晓冬;南霆

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内容摘要

一种数据处理设备,其将要传送的输入符号映射到正交频分复用(OFDM)符号的预定数目的子载波信号上。数据处理器包括交织器存储器,其读入用于映射到OFDM子载波信号上的预定数目的数据符号。交织器存储器将这些数据符号读出到OFDM子载波上来实现映射,读出的次序与读入的次序不同,次序从地址集确定并使得实现数据符号被交织到子载波信号上的效果。地址集是从地址生成器生成的,地址生成器包括线性反馈移位寄存器和置换电路。提供该线性反馈移位寄存器的生成多项式和已通过仿真分析建立的置换次序,来经由OFDM调制系统的典型无线电信道来优化通信性能,OFDM调制系统例如是诸如第二代地面DVB(DVB-T2)之类的数字视频广播(DVB)标准。

权利要求书

1: 一种数据处理设备, 可操作用于将要传送的输入符号映射到正交频分复用符号的预 定数目的子载波信号上, 所述数据处理设备包括 交织器, 所述交织器可操作用于将用于映射到所述正交频分复用子载波信号上的预定 数目的数据符号读入存储器中, 以及从所述存储器中读出用于所述正交频分复用子载波的 数据符号来实现所述映射, 所述读出的次序与所述读入的次序不同, 所述次序从地址集确 定, 使得实现所述数据符号被交织到所述子载波信号上的效果, 地址生成器, 所述地址生成器可操作用于生成所述地址集, 地址是针对所述输入符号 中的每个输入符号而生成的, 用来指示所述子载波中该数据符号要被映射到的一个子载 波, 所述地址生成器包括 线性反馈移位寄存器, 所述线性反馈移位寄存器包括预定数目的寄存器级, 并且可操 作用于根据生成多项式生成伪随机比特序列, 置换电路, 所述置换电路可操作用于接收所述移位寄存器级的内容, 并且根据置换次 序置换所述寄存器级中存在的比特, 来形成所述正交频分复用子载波中的一个正交频分复 用子载波的地址, 以及 控制单元, 所述控制单元可与地址检查电路相结合操作, 来在所生成的地址超过预定 最大有效地址时重新生成地址, 其特征在于 所述预定最大有效地址约为 500, 所述线性反馈移位寄存器具有 8 个寄存器级, 所述线性反馈移位寄存器的生成多项式 为 并且所述置换次序根据下表, 利用附加比特, 从第 n 个寄存器级 Ri′ [n] 中存在的比特 来形成第 i 个数据符号的 9 比特地址 Ri[n] : R′ i 比特位置 7 Ri 比特位置 3 6 7 5 4 4 6 3 1 2 2 1 0 0 5
2: 如权利要求 1 所述的数据处理设备, 其中, 所述交织器可操作用于执行所述映射, 使 得相邻的数据符号对被映射到相邻的子载波信号上, 来实现数据符号被一对一对地交织到 所述子载波信号上的效果。
3: 如权利要求 1 所述的数据处理设备, 其中, 所述预定最大有效地址是大致在 300 和 512 之间的值。
4: 如权利要求 1、 2 或 3 所述的数据处理设备, 其中, 所述正交频分复用符号包括导频子 载波, 所述导频子载波被布置来携带已知的符号, 并且所述预定最大有效地址取决于所述 正交频分复用符号中存在的导频子载波符号的数目。
5: 如上述任一权利要求所述的数据处理设备, 其中, 所述预定最大有效地址是等于 378 的值。
6: 如权利要求 1 所述的数据处理设备, 其中, 所述交织器存储器可操作用于通过以下 操作来实现所述输入数据符号映射到所述子载波信号上的效果 : 针对偶正交频分复用符 号, 根据由所述地址生成器生成的地址集读入所述数据符号, 并且按照顺序次序读出 ; 针对 2 奇正交频分复用符号, 将所述符号按顺序次序读入所述存储器中, 并且根据由所述地址生 成器所生成的地址集来从所述存储器中读出所述数据符号。
7: 一种用于使用正交频分复用来发送数据的发射机, 所述发射机包括根据任一上述权 利要求的数据处理设备。
8: 如权利要求 7 所述的发射机, 其中, 所述发射机可操作用于根据数字视频广播标准 来发送数据, 所述数字视频广播标准例如是地面数字视频广播、 手持数字视频广播标准或 第二代地面数字视频广播标准。
9: 一种数据处理设备, 可操作用于将从正交频分复用符号的预定数目的子载波信号接 收到的符号映射到输出符号流中, 所述数据处理设备包括 解交织器, 所述解交织器可操作用于将来自所述正交频分复用子载波信号的预定数目 的数据符号读入存储器中, 并且从所述存储器中将所述数据符号读出到所述输出符号流中 来实现所述映射, 所述读出的次序与所述读入的次序不同, 所述次序从地址集确定, 使得实 现所述数据符号从所述正交频分复用子载波信号中被解交织的效果, 地址生成器, 所述地址生成器可操作用于生成所述地址集, 地址是针对所接收到的数 据符号中的每个接收到的数据符号而生成的, 用来指示如下的正交频分复用子载波信号 : 所述接收到的数据符号要从该正交频分复用子载波信号被映射到所述输出符号流, 所述地 址生成器包括 线性反馈移位寄存器, 所述线性反馈移位寄存器包括预定数目的寄存器级, 并且可操 作用于根据生成多项式生成伪随机比特序列, 置换电路, 所述置换电路可操作用于接收所述移位寄存器级的内容, 并且根据置换次 序来置换所述寄存器级中存在的比特, 来形成所述正交频分复用子载波中的一个正交频分 复用子载波的地址, 以及 控制单元, 所述控制单元可与地址检查电路相结合操作, 来在所生成的地址超过预定 最大有效地址时重新生成地址, 其特征在于 所述预定最大有效地址约为 500, 所述线性反馈移位寄存器具有 8 个寄存器级, 所述线性反馈移位寄存器的生成多项式 为 并且所述置换次序根据下表, 利用附加比特, 从第 n 个寄存器级 Ri′ [n] 中存在的比特 来形成第 i 个数据符号的 9 比特地址 Ri[n] : R′ i 比特位置 7 Ri 比特位置 3 6 7 5 4 4 6 3 1 2 2 1 0 0 5
10: 如权利要求 9 所述的数据处理设备, 其中, 所述解交织器可操作用于执行所述映 射, 使得相邻的数据符号对被映射到相邻的子载波信号上, 来实现数据符号被一对一对地 交织到所述子载波信号上的效果。
11: 如权利要求 9 或 10 所述的数据处理设备, 其中, 所述预定最大有效地址是大致在 300 和 512 之间的值。 3
12: 如权利要求 9 或 10 或 11 所述的数据处理设备, 其中, 所述正交频分复用符号包括 导频子载波, 所述导频子载波被布置来携带已知的符号, 并且所述预定最大有效地址取决 于所述正交频分复用符号中存在的导频子载波符号的数目。
13: 如权利要求 9、 10、 11 或 12 中任一项所述的数据处理设备, 其中, 所述预定最大有效 地址是等于 378 的值。
14: 如权利要求 9 至 13 中任一项所述的数据处理设备, 其中, 所述解交织器存储器被布 置为通过以下操作来实现所接收到的数据符号从所述子载波信号映射到所述输出数据流 上的效果 : 针对偶正交频分复用符号, 按照顺序次序读入所述数据符号, 并且根据由所述地 址生成器生成的地址集从存储器读出所述数据符号 ; 针对奇正交频分复用符号, 根据由所 述地址生成器生成的地址集将所述符号读入所述存储器, 并且按照顺序次序从所述存储器 读出所述数据符号。
15: 一种接收机, 用于从正交频分复用信号接收数据, 所述接收机包括根据权利要求 9 至 14 中任一项所述的数据处理设备。
16: 如权利要求 15 中所述的接收机, 其中, 所述接收机可操作用于接收已根据数字视 频广播标准调制的数据, 所述数字视频广播标准例如是地面数字视频广播、 手持数字视频 广播标准或地面数字视频广播 2 标准。
17: 一种用于将要传送的输入符号映射到正交频分复用符号的预定数目的子载波信号 上的方法, 所述方法包括 : 将用于映射到所述正交频分复用子载波信号上的预定数目的数据符号读入存储器, 从所述存储器中读出所述正交频分复用子载波的数据符号来实现所述映射, 所述读出 的次序与所述读入的次序不同, 所述次序从地址集确定, 使得实现所述数据符号被交织到 所述子载波信号上的效果, 生成所述地址集, 地址是针对所述输入符号中的每个输入符号而生成的, 用来指示所 述子载波中该数据符号要被映射到的一个子载波, 所述地址集的生成包括 使用包括预定数目的寄存器级的线性反馈移位寄存器, 来根据生成多项式生成伪随机 比特序列, 使用可操作用于接收所述移位寄存器级的内容的置换电路, 来根据置换次序置换所述 寄存器级中存在的比特来形成地址, 以及 当所生成的地址超过预定最大有效地址时重新生成地址, 其特征在于 所述预定最大有效地址约为 500, 所述线性反馈移位寄存器具有 8 个寄存器级, 所述线性反馈移位寄存器的生成多项式 为 并且所述置换次序根据下表, 利用附加比特, 从第 n 个寄存器级 Ri′ [n] 中所存在的比 特来形成第 i 个数据符号的 9 比特地址 Ri[n] : R′ i 比特位置 7 Ri 比特位置 3 6 7 5 4 4 6 3 1 2 2 1 0 0 5 4
18: 如权利要求 17 所述的方法, 其中, 所述映射使得相邻的数据符号对被映射到相邻 的子载波信号上, 来实现所述数据符号被一对一对地交织到所述子载波信号上的效果。
19: 如权利要求 17 或 18 所述的方法, 其中, 所述预定最大有效地址是大致在 300 和 512 之间的值。
20: 如权利要求 17、 18 或 19 所述的方法, 其中, 所述正交频分复用符号包括导频子载 波, 所述导频子载波被布置来携带已知的符号, 并且所述预定最大有效地址取决于所述正 交频分复用符号中存在的导频子载波符号的数目。
21: 如权利要求 17、 18、 19 或 20 中任一项所述的方法, 其中, 所述预定最大有效地址是 等于 378 的值。
22: 一种将从正交频分复用符号的预定数目的子载波信号接收到的符号映射到输出符 号流中的方法, 所述方法包括 将来自所述正交频分复用子载波信号的预定数目的数据符号读入存储器中, 从所述存储器中将所述数据符号读出到所述输出符号流中来实现所述映射, 所述读出 的次序与所述读入的次序不同, 所述次序从地址集确定, 使得实现所述数据符号从所述正 交频分复用子载波信号中被解交织的效果, 生成所述地址集, 地址是针对所接收到的数据符号中的每个数据符号而生成的, 用来 指示如下的正交频分复用子载波信号 : 所接收到的数据符号要从该正交频分复用子载波信 号被映射到所述输出符号流, 生成所述地址集包括 使用包括预定数目的寄存器级的线性反馈移位寄存器, 来根据生成多项式生成伪随机 比特序列, 使用置换电路来接收所述移位寄存器级的内容, 并且根据置换次序置换所述寄存器级 中存在的比特来形成地址, 以及 当所生成的地址超过预定最大有效地址时重新生成地址, 其特征在于 所述预定最大有效地址约为 500, 所述线性反馈移位寄存器具有 8 个寄存器级, 所述线性反馈移位寄存器的生成多项式 为 并且所述置换次序根据下表, 利用附加比特, 从第 n 个寄存器级 Ri′ [n] 中所存在的比 特来形成第 i 个数据符号的 9 比特地址 Ri[n] : R′ i 比特位置 7 Ri 比特位置 3 6 7 5 4 4 6 3 1 2 2 1 0 0 5
23: 如权利要求 22 所述的方法, 其中, 所述映射使得相邻的数据符号对被映射到相邻 的子载波信号上, 来实现数据符号被一对一对地交织到所述子载波信号上的效果。
24: 如权利要求 22 或 23 所述的方法, 其中, 所述预定最大有效地址是大致在 300 和 512 之间的值。
25: 如权利要求 22、 23 或 24 所述的方法, 其中, 所述正交频分复用符号包括导频子载 波, 所述导频子载波被布置来携带已知的符号, 并且所述预定最大有效地址取决于所述正 5 交频分复用符号中存在的导频子载波符号的数目。
26: 如权利要求 22、 23、 24 或 25 中任一项所述的方法, 其中, 所述预定最大有效地址是 等于 378 的值。
27: 一种地址生成器, 用于被交织到正交频分复用的子载波上的数据符号的发送或接 收, 所述地址生成器可操作用于生成地址集, 每个地址是针对所述数据符号中的每个数据 符号而被生成的, 用来指示所述子载波信号中该数据符号要被映射到的一个子载波, 所述 地址生成器包括 线性反馈移位寄存器, 所述线性反馈移位寄存器包括预定数目的寄存器级, 并且可操 作用于根据生成多项式生成伪随机比特序列, 置换电路, 所述置换电路可操作用于接收所述移位寄存器级的内容, 并且根据置换次 序置换所述寄存器级中存在的比特来形成地址, 以及 控制单元, 所述控制单元可与地址检查电路相结合操作, 来在所生成的地址超过预定 最大有效地址时重新生成地址, 其特征在于 所述预定最大有效地址约为 500, 所述线性反馈移位寄存器具有 8 个寄存器级, 所述线性反馈移位寄存器的生成多项式 为 并且所述置换次序根据下表, 利用附加比特, 从第 n 个寄存器级 Ri′ [n] 中存在的比特 来形成第 i 个数据符号的 9 比特地址 Ri[n] : R′ i 比特位置 7 Ri 比特位置 3 6 7 5 4 4 6 3 1 2 2 1 0 0 5

说明书


数据处理设备和方法

    技术领域 本发明涉及可操作用于将输入符号映射到正交频分复用 (OFDM) 符号的子载波信 号上的数据处理设备。本发明还涉及在将符号写入交织存储器 / 从交织存储器读出符号中 使用的地址生成器。
     本发明还涉及可操作用于将从 OFDM 符号的预定数目的子载波信号接收到的符号 映射到输出符号流中的数据处理设备。
     本发明的实施例可以提供 OFDM 发射机和接收机。
     背景技术
     地面数字视频广播标准 (DVB-T) 利用正交频分复用 (OFDM) 来将表示视频图像和 声音的数据经由广播无线电通信信号传送给接收机。 对于 DVB-T 标准, 已知两种模式, 即 2k 模式和 8k 模式。2k 模式提供 2048 个子载波, 而 8k 模式提供 8192 个子载波。类似地, 对于 手持数字视频广播标准 (DVB-H), 已提供载波数为 4096 的 4k 模式。为了提高使用 DVB-T 或 DVB-H 传送的数据的完整性, 提供符号交织器以在输入数 据符号被映射到 OFDM 符号的子载波信号上时交织这些符号。这样的符号交织器包括与地 址生成器结合的交织器存储器。地址生成器生成输入符号中每个输入符号的地址, 每个地 址指示 OFDM 符号的子载波信号中该数据符号要被映射到那一个子载波信号。对于 2k 模式 和 8k 模式, 在 DVB-T 标准中已经公开了生成用于映射的地址的布置。类似地, 对于 DVB-H 标准的 4k 模式, 已经提供了生成用于映射的地址的布置, 并且在欧洲专利申请 04251667.4 中公开了用于实现该映射的地址生成器。该地址生成器包括置换电路 (permutation circuit) 和可操作用于生成伪随机比特序列的线性反馈移位寄存器。 该置换电路按序置换 线性移位寄存器的内容的次序来生成地址。地址提供对 OFDM 子载波中用于携带交织器存 储器中所存储的输入数据符号的那个子载波的指示, 以将输入符号映射到该 OFDM 符号的 子载波信号上。
     根据地面数字视频广播标准的进一步改进, 即所谓的 DVB-T2, 已经提出了要提供 更多的用于传送数据的模式。
     发明内容
     根据本发明的一个方面, 提供一种数据处理设备, 其可操作用于将要传送的输入 符号映射到正交频分复用 (OFDM) 符号的预定数目的子载波信号上。该数据处理设备包括 交织器, 该交织器可操作用于将用于映射到 OFDM 子载波信号上的预定数目的数据符号读 入存储器中, 并且从所述存储器中读出所述 OFDM 子载波的数据符号来实现所述映射。读出 的次序与读入的次序不同, 次序从地址集确定并使得实现所述数据符号被交织到所述子载 波信号上的效果。地址集由地址生成器确定, 并且地址是针对输入符号中的每个输入符号 被生成来指示这些子载波中该数据符号要被映射到的一个子载波信号的。
     地址生成器包括线性反馈移位寄存器、 置换电路和控制单元, 该线性反馈移位寄存器包括预定数目的寄存器级并且可操作用于根据生成多项式生成伪随机比特序列。 置换 电路可操作用于接收所述移位寄存器级的内容并且根据置换次序置换所述寄存器级中存 在的比特来形成这些 OFDM 子载波中一个 OFDM 子载波的地址。
     控制单元可与地址检查电路相结合操作, 来在所生成的地址超过预定最大有效地 址时重新生成地址。 该数据处理设备其特征在于所述预定最大有效地址约为 500, 所述线性 反馈移位寄存器具有 8 个寄存器级, 所述线性反馈移位寄存器的生成多项式为
     并且所述置换次序根据以下表格, 利用附加比特从第 n 个寄存器级 R′ i[n] 中存 在的比特来形成第 i 个数据符号的 9 比特地址 Ri[n] :R′ i 比特位置 7 Ri 比特位置 3 6 7 5 4 4 6 3 1 2 2 1 0 0 5尽管已知在 DVB-T 标准中提供 2k 模式和 8k 模式并且 DVB-H 标准提供 4k 模式, 但 是提供用于 DVB-T2 的 0.5k 模式交织器将是有益的。模式的阶数越低, 信道估计可以被更 频繁地更新, 使得接收机可以更准确地跟踪由多普勒和其它效应引起的信道时变。在某些 实施例中, 本发明能够提供可作为符号交织器进行操作的数据处理设备, 用于将要传送的 数据符号映射到具有约 500 个子载波信号的 OFDM 符号上。
     在其它实施例中, 本发明能够提供可作为符号交织器进行操作的数据处理设备, 用于将要传送的数据符号映射到具有约 1000 个子载波信号的 OFDM 符号上, 其中, 这些数据 符号被成对地映射到形成子载波对的相邻子载波上。该实施例将允许 1k 模式中输入符号 对到的子载波对上的交织。
     此外, OFDM 符号可以包括导频子载波, 导频子载波被布置来携带已知的符号, 并且 所述预定最大有效地址取决于所述 OFDM 符号中存在的导频子载波符号的数目。在某些示 例中, 预定最大有效地址可以在 300 和约 500 之间变化, 例如 378。 这样, 例如可以提供 0.5k 模式交织器以用于诸如 DVB-T2 之类的 DVB 标准。
     将要发送的数据符号映射到子载波数约为 500 的 OFDM 符号的子载波信号上提出 这样的技术问题, 即, 需要仿真分析和测试建立恰当的线性反馈移位寄存器生成多项式以 及置换次序。 这是因为映射需要这些符号以这样的效果被交织到子载波信号上, 即, 来自输 入数据流的连续的符号在频率上间隔尽可能大的量以优化纠错编码方案的性能。
     已经针对 DVB-T2 提出的诸如 LDCP/BCH 之类的纠错编码在噪声与自通信中产生的 符号值的劣化不相关时执行得更好。地面广播信道可能在时域和频域都经历相关衰减。这 样, 通过将编码后的符号尽可能地分离到 OFDM 符号的不同子载波信号上, 可以增强纠错编 码方案的性能。
     如将说明的, 从仿真性能分析中已经发现, 线性反馈移位寄存器的生成多项式与 上述置换电路次序相结合提供良好的性能。此外, 通过提供改变线性反馈移位寄存器的生 成多项式的抽头和置换次序就可实现针对 1k 模式、 2k 模式、 4k 模式、 8k 模式、 16k 模式和 32k 模式中的每种模式的地址生成的这种安排, 可以提供 0.5k 模式符号交织器的有成本效
     益的实现。 此外, 通过改变生成多项式和置换次序, 发射机和接收机可以在 0.5k 模式、 1k 模 式、 2k 模式、 4k 模式、 8k 模式、 16k 模式和 32k 模式之间变化。这可以用可提供灵活实现的 软件 ( 或通过嵌入信令 ) 来实现。
     用来从线性反馈移位寄存器的内容形成地址的附加比特可以用双态电路产生 (toggle circut), 双态电路针对每个地址从 1 变为 0, 这样来减小地址超过预定最大有效 地址的可能性, 则下一地址将是有效地址。在一个示例中, 附加比特是最高有效位。
     在权利要求中限定了本发明的各个方面和特征。 本发明的更多方面包括可操作用 于将从正交频分复用 (OFDM) 符号的预定数目的子载波信号接收到的符号映射到输出符号 流中的数据处理设备以及发射机和接收机。 附图说明 将参考附图仅通过示例的方式来描述本发明的实施例, 其中对相似的组件提供相 对应的标号, 在附图中 :
     图 1 是例如可以与 DVB-T2 一起使用的编码 OFDM 发射机的示意框图 ;
     图 2 是图 1 中所示的发射机的部件的示意框图, 其中符号映射器和组帧器图示出 交织器的操作 ;
     图 3 是图 2 中示出的符号交织器的示意框图 ;
     图 4 是图 3 中示出的交织器存储器以及接收机中相对应的符号解交织器的示意框 图;
     图 5 是图 3 中针对 0.5k 模式交织器所示的地址生成器的示意框图 ;
     图 6(a) 是图示出交织器针对偶符号使用图 5 中所示的地址生成器的结果的示图 并且图 6(b) 是图示出奇符号的设计仿真结果的示图, 而图 6(c) 是地址生成器针对偶符号 使用不同置换代码的比较结果的示图并且图 6(d) 是针对奇符号的相对应的示图 ;
     图 7 是例如可以与 DVB-T2 标准一起使用的编码 OFDM 接收机的示意框图 ; 以及
     图 8 是图 7 中出现的符号解交织器的示意框图。
     具体实施方式
     已经提出 DVB-T2 标准中可用的模式数应被扩展来包括 1k 模式、 16k 模式和 32k 模 式。已经提出要提供 0.5k 模式交织器, 以用于针对 1k 模式系统将输入数据符号对交织到 子载波信号对上, 或用于为 0.5k 模式系统提供交织器。提供以下描述来说明根据本技术的 符号交织器的操作, 但是, 应当了解, 该符号交织器可以与其它模式或其它 DVB 标准一起使 用。
     图 1 提供例如可以用来根据 DVB-T2 标准发送视频图像和音频信号的编码 OFDM 发 射机的示例框图。在图 1 中, 节目源生成要由 COFDM 发射机发送的数据。视频编码器 2、 音 频编码器 4 和数据编码器 6 生成要被发送的音频、 视频和其它数据, 这些数据被馈送给节目 复用器 10。 节目复用器 10 的输出与传送视频、 音频和其它数据所需的其它信息一起形成复 用流。复用器 10 在连接信道 12 上提供流。可能存在被馈送到不同的分支 A、 B 等中的许多 这样的复用流。为了简单, 仅描述分支 A。
     如图 1 中所示, COFDM 发射机 20 在复用器适配和能量分散块 22 处接收流。复用器适配和能量分散块 22 将数据随机化并且将适合的数据馈送给对流执行纠错编码的前向 纠错编码器 24。 提供比特交织器 26 来交织编码后的数据比特, 以 DVB-T2 为例, 编码后的数 据比特是 LDPC/BCH 编码器输出。比特交织器 26 的输出被馈送给比特到星座映射器 28, 比 特到星座映射器 28 将比特组映射到星座点上, 星座点被用来递送 (convey) 编码后的数据 比特。比特到星座映射器 28 的输出是表示实分量和虚分量的星座点标记 (lable)。星座点 标记表示根据所使用的调制方案从两个或更多比特形成的数据符号。 这些将称为数据单元 (data cell)。这些数据单元被传递经过时间交织器 30, 时间交织器 30 的作用是交织从多 个 LDPC 代码字中产生的数据单元。
     这些数据单元由组帧器 32 经由其它信道 31 接收到, 这些数据单元由图 1 中的分 支 B 等产生。然后, 组帧器 32 将许多数据单元形成要在 COFDM 符号上递送的序列, 其中, COFDM 符号包括许多数据单元, 每个数据单元被映射到子载波中的一个载波上。子载波数 将取决于系统的操作模式, 系统的操作模式可以包括 0.5k、 1k、 2k、 4k、 8k、 16k 或 32k 中的一 种, 根据下表, 每种模式提供不同数目的子载波 :
     模式 0.5k 1k 2k 4k 8k 16k 32k
     优选的子载波数 378 756 1512 3024 6048 12096 24192从 DVB-T/H 适配出的子载波数
     在某些实施例中, 例如运用从 DVB-T/H 适配出的 COFDM 方案的那些实施例, 在上表 中的 “优选的子载波数” 一列中示出了每种模式的优选子载波数。然而, 可以了解, 给定模 式的子载波数可以根据所采用的具体的 DVB 方案的要求而不同。每种模式将具有最大载波 数, 最大载波数例如将根据导频载波数而不同。
     可以理解, 在某些示例中, 约 500 可能是指 378。
     每一帧包括许多这样的 COFDM 符号。每个 COFDM 符号中所要携带的数据单元的 序列之后被传递给符号交织器 33。然后, 由 COFDM 符号组建块 37 生成 COFDM 符号, COFDM 符号组建块 37 使用星座数据标记来生成星座点的实部和虚部, 并且引入从导频和嵌入信 令形成器 36 馈送的导频和同步信号。然后, OFDM 调制器 38 形成时域的 OFDM 符号, 时域的 OFDM 符号之后被馈送给用于生成符号间的保护间隔的保护插入处理器 40, 然后至数模转 换器 42, 最终到达 RF 前端 44 内的 RF 放大器, 以最终由 COFDM 发射机从天线 46 广播。提供 0.5k 模式交织器
     如以上提及的, 0.5k 交织器可以用来将输入数据单元交织到以 0.5k 模式运作的 OFDM 系统的 OFDM 子载波上。此外, 0.5k 交织器可以用来在 1k 模式系统中将输入数据单元 对交织到相邻 OFDM 子载波对上。
     为了创建 0.5k 模式交织器, 要定义若干元件, 当然其中之一是 0.5k 符号交织器 33 自身。在图 2 中更详细地示出了比特到星座映射器 28、 符号交织器 33 和组帧器 32。
     如以上所说明的, 本发明提供用于将数据符号准最优地映射到 OFDM 子载波信号 上的设施。根据该示例技术, 提供符号交织器来根据已通过仿真分析验证的置换代码和生 成多项式影响输入数据符号到 COFDM 子载波信号上的最优映射。
     如图 2 中所示, 提供了对比特到符号星座映射器 28 和组帧器 32 更详细的示例图 解来说明本发明的示例实施例。经由信道 62 从比特交织器 26 接收到的数据比特根据由调 制方案提供的每符号的比特数, 被分成要被映射到数据单元上的比特集。形成一个数据字 的比特组合经由数据信道 64 被并行馈送给映射处理器 66。然后, 映射处理器 66 根据预先 指派的映射来选择这些数据符号中的一个。星座点由虚分量和实分量表示, 但是仅其标记 被提供给输出信道 29, 作为组帧器 32 的一组输入中的一个输入。 组帧器 32 经由输出信道 29 从比特到星座映射器 28 接收数据单元, 以及同时从其 它信道 31 接收数据单元。在组件具有许多 COFDM 单元序列的一帧之后, 在一个实施例中, 为了便利 0.5k 模式, 每个 COFDM 符号的单元之后根据由地址生成器 102 生成的写地址和读 地址被写入交织器存储器 100 并从交织器存储器 100 被读出。可替换地, 在另一实施例中, 为了在 1k 模式中将输入数据符号对交织到子载波对上, COFDM 符号的单元对根据由地址生 成器 102 生成的写地址和读地址被写入交织器存储器 100 并从交织器存储器 100 被读出。 按照写入和读出的次序, 通过生成合适的地址来实现数据单元的交织。将参考图 3、 4和5 来更详细地描述地址生成器 102 和交织器存储器 100 的操作。之后, 交织后的数据单元被 映射成数据符号的实分量和虚分量, 这些数据符号在 COFDM 符号组建块 37 中被与从导频和 嵌入信令形成器 36 接收到的导频和同步符号组合来形成 COFDM 符号, COFDM 符号如上所述 被馈送到 OFDM 调制器 38。
     图 3 提供符号交织器 33 的一部分的示例, 其图示出用于交织符号的本技术。在图 3 中, 来自组帧器 32 的输入数据单元被写入交织器存储器 100。这些数据单元根据从地址 生成器 102 通过信道 104 馈送的写地址被写入交织器存储器 100, 并且根据从地址生成器 102 通过信道 106 馈送的读地址从交织器存储器 100 被读出。地址生成器 102 根据 COFDM 符号是奇还是偶以及根据所选择的模式来如下所述地生成写地址和读地址, COFDM 符号是 奇还是偶是从自信道 108 馈送的信号中识别出的, 所选择的模式是从自信号 110 馈送的信 号中识别出的。如所说明的, 模式可以是 0.5k 模式、 1k 模式、 2k 模式、 4k 模式、 8k 模式、 16k 模式或 32k 模式中的一种。如下所述, 如参考图 4 所说明地针对奇符号和偶符号不同地生 成写地址和读地址, 图 4 提供交织器存储器 100 的示例实现。
     在图 4 中所示的示例中, 示出交织器存储包括上方部分 100 和下方部分 340, 上方 部分 100 说明发射机中交织器存储器的操作, 下方部分 340 说明接收机中解交织器存储器 的操作。在图 4 中一起示出交织器 100 和解交织器 340 以便于理解它们的操作。如图 4 中 所示, 交织器 100 与解交织器 340 之间的经由其它装置和经由传输信道进行的通信的表述
     已经被简化表示为交织器 100 与解交织器 340 之间的部分 140。在以下段落中描述交织器 100 的操作 :
     尽管图 4 提供了将仅 4 个输入数据单元映射到 COFDM 符号的 4 个子载波信号上这 样的示例的说明, 但是可以了解, 图 4 中所图示的技术可以扩展成更大的子载波数目 ( 例 如, 0.5k 模式为 378 个, 1k 模式为 756 个, 2k 模式为 1512 个, 4k 模式为 3024 个, 8k 模式为 6048 个, 16k 模式为 12096 个以及 32k 模式为 24192 个 ), 或者可以如上所述被适配来将数 据单元对交织到子载波对。
     图 4 中所示的交织器 100 的输入和输出寻址被示出为是针对奇符号和偶符号的。 对于偶 COFDM 符号, 数据单元从输入信道 77 被获得并且根据地址生成器 102 为每个 COFDM 符号生成的地址序列 120 被写入交织器存储器 124.1。这些写地址被应用于偶符号, 这样, 如图所示的交织通过写入地址的搅乱 (shuffle) 来起作用。因此, 对于每个交织后的符号, y(h(q)) = y′ (q)。
     对于奇符号, 使用相同的交织器存储器 124.2。然而, 如图 4 中所示, 对于奇符号, 写入次序 132 是用来读出之前的偶符号 126 的相同地址序列。该特征使得奇符号和偶符号 交织器实现仅使用一个交织器存储器 100, 如果针对给定地址的读出操作是在写入操作之 前被执行的话。在奇符号期间被写入交织器存储器 124 的数据单元之后在由地址生成器 102 为下一个偶 COFDM 符号生成的序列 134 中被读出, 等等。因此, 针对奇 / 偶 COFDM 符号 的读出和写入被同时执行, 对于每个符号, 仅生成一个地址。 总而言之, 如图 4 中所示, 已针对所有活动的子载波计算出地址集合 H(q) 之后, 处理输入向量 Y’ = (y0’ , y1’ , y2’ , ..., yNmax-1’ ) 来产生交织后的向量 Y = (y0, y1, y2, ..., yNmax-1), 其被定义如下 :
     对于偶符号, yH(q) = y′ (q), 其中 q = 0, ..., Nmax-1
     对于奇符号, yq = y′ H(q), 其中 q = 0, ..., Nmax-1
     换而言之, 对于偶 OFDM 符号, 输入字以置换方式被写入存储器并且以顺序方式被 读回, 而对于奇符号, 它们被顺序写入并且被置换读回。在以上情况中, 置换式 H(q) 用下表 定义 :
     表格 1 : 针对 Nmax = 4 的简单情况的置换式
     如图 4 中所示, 解交织器 340 操作来通过应用与等同地址生成器所生成地址集的 相同的地址集但相反地应用写入地址和读出地址, 来逆转由交织器 100 应用的交织。这样, 对于偶符号, 写入地址 342 为顺序次序, 而读出地址 344 由地址生成器提供。 相对应地, 对于 奇符号, 写入次序 346 是从地址生成器所生成的地址集中确定的, 而读出 348 是顺序次序。
     0.5k 模式交织器的地址生成
     在图 5 中示出针对 0.5k 模式交织器的用于生成置换函数 H(q) 的算法的示意框 图。
     在图 5 中示出针对 0.5k 模式交织器的地址生成器 102 的实现。在图 5 中, 根据生 成多项式用 8 个寄存器级 200 和连接到移位寄存器 200 的各级的异或门 202 形成线性反馈
     移位寄存器。因此, 根据移位寄存器 200 的内容, 通过根据以下生成多项式对移位寄存器 R[0]、 R[1]、 R[5] 和 R[6] 的内容进行异或来从异或门 202 的输出提供移位寄存器的下一比 特:
     根据该生成多项式, 伪随机比特序列是从移位寄存器 200 的内容生成的。然而, 为 了如图所示地生成 0.5k 模式交织器的地址, 提供置换电路 210, 其将移位寄存器 200.1 中的 比特的次序从次序 R′ i[n] 置换成置换电路 210 输出处的次序 Ri[n]。 来自置换电路 210 的 8 个比特之后被馈送到连接信道 212 上, 并经由信道 214 被添加由双态电路 218 提供的最高 有效位。因此, 在信道 212 上生成 9 比特地址。然而, 为了确保地址的真实性, 地址检查电 路 216 分析所生成的地址来判断其是否超过预定的最大值。预定最大值可以对应于所使用 的模式可用的 COFDM 符号内的数据符号可用的子载波信号或子载波信号对的最大数目。然 而, 0.5k 交织器也可以用于其它模式, 所以, 通过与最大有效地址的数目相对应地调节, 地 址生成器 102 也可以用于 1k 模式、 2k 模式、 4k 模式、 8k 模式、 16k 模式和 32k 模式。然而, 将理解, 为了支持更高的模式, 必须增大图 5 中所示的寄存器级数。
     如果所生成的地址超过预定最大值, 则由地址检查电路 216 生成控制信号, 其经 由连接信道 220 被馈送到控制单元 224。 如果所生成的地址超过预定最大值, 则该地址被拒 绝, 并且针对具体符号的新的地址被生成。
     对于 0.5k 模式交织器, 利用 Nr = log2Mmax 来定义 (Nr-1) 比特字 R′ i, 其中, 使用 LFSR( 线性反馈移位寄存器 ), Mmax = 512。
     用来生成该序列的多项式是 :
     0.5K 模式 :其中, i 从 0 变化到 Mmax-1。
     在已生成一个 R′ i 字之后, 该 R′ i 字经过置换来产生另一个 (Nr-1) 比特字 Ri。 Ri 通过如下给出的比特置换从 R′ i 得出 :
     R′ i 比特位置 7 Ri 比特位置
     6 75 44 63 12 21 00 530.5K 模式交织器的比特置换
     作为示例, 这意味着, 对于模式 0.5K, R′ i 的比特编号 7 在 Ri 的比特位置编号 3 中被发送。
     然后, 通过下式从 Ri 得到地址 H(q) :
     上式中的部分由图 5 中的双态块 T218 表示。之后对 H(q) 执行地址检查来验证所生成的地址在可接受地址的范围内 : 如果 (H(q) < Nmax), 其中例如在 0.5k 模式的优选示例中 Nmax = 378, 则该地址有效。如果该地址无效, 则通知控制单元, 并且将尝试通过递增索引 i 来生成新的 H(q)。
     双态块的作用用来确保在一行中不会两次生成超过 Nmax 的地址。实际上, 如果生 成了超过的值, 则这意味着地址 H(q) 的 MSB( 即, 双态比特 ) 是 1。那么, 所生成的下一个值 将具有被设置为 0 的 MSB, 以保证产生有效的地址。
     以下等式总结了以上行为并帮助理解该算法的循环结构 :
     q=0;
     for(i = 0 ; i < Mmax ; i = i+1)
     if(H(q) < Nmax)q = q+1 ; }
     支持针对 0.5k 模式交织器的地址生成器的分析
     在对交织器的有关性能进行仿真分析之后, 已经识别出以上针对 0.5k 模式交织 器的地址生成器 102 说明的多项式生成器和置换代码的选择。已经使用交织器分离连续符 号的有关能力或 “交织质量” 评估了交织器的有关性能。如上所述, 为了使用单个交织器存 储器, 交织器必须针对奇符号和偶符号两者高效执行。通过定义距离 D( 以子载波计数 ) 来 确定交织器质量的有关测量。选择标准 C 来识别原来在交织器的输入处距离≤ D 并且后来 在交织器的输出处距离≤ D 的子载波的数目, 针对每个距离 D 的子载波的数目之后关于相 对距离被加权。针对奇 COFDM 符号和偶 COFDM 符号两者来评估标准 C。使 C 最小化产生优 越质量的交织器。
     其中,
     Neven(d) =偶符号中在输入处间隔 d 并且在输出处间隔少于 5 个载波的载波数
     Nodd(d) =奇符号中在输入处间隔 d 并且在输出处间隔少于 5 个载波的载波数
     在针对偶 COFDM 符号的图 6(a) 和针对奇 COFDM 符号的图 6(b) 中示出针对 D = 5 的值, 0.5k 模式的上述 0.5k 交织器的分析。根据以上分析, 对于 0.5k 模式, 针对上述置换 代码的 C 的值产生 C = 25.6833 的值, 根据上式, 输出中间隔为 5 或更少的符号的加权子载 波数为 25.6833。
     在图 6(c) 中针对偶 COFDM 符号并且在图 6(d) 中针对奇 COFDM 符号提供针对可替 换的置换代码的相应分析。相比较于图 6(a) 和图 6(b) 中所示的结果可见, 相比于图 6(a) 和图 6(b) 中所示出的结果, 存在更多表示间隔 D = 1, D = 2 之类的小距离的符号的分量, 说明以上针对 0.5k 模式符号交织器的上述置换代码产生质量优越的交织器。
     可替换置换代码
     已经发现以下 7 个可替换的代码 ([n]Ri 比特位置, 其中, n = 1 至 7) 来提供具有 用上述标准 C 确定的那样良好质量的符号交织器。
     14101843023 A CN 101843024说R′ i 比特位置 [1]Ri 比特位置 [2]Ri 比特位置 [3]Ri 比特位置 [4]Ri 比特位置 [5]Ri 比特位置 [6]Ri 比特位置 [7]Ri 比特位置 7 3 3 6 3 4 4 3 6 7 5 7 2 2 3 7明5 4 4 2 5 5 7 6书4 5 7 5 6 7 1 4 3 1 1 1 1 3 6 1 2 2 2 4 7 0 0 2 1 0 0 0 0 1 2 0 0 6 6 3 4 6 5 59/10 页0.5k 模式交织器的比特置换
     接收机
     图 7 提供对可以与本技术一起使用的接收机的示例图解。 如图 7 中所示, COFDM 信 号被天线 300 接收, 被调谐器 302 检测并由模数转换器 304 转换成数字形式。 在根据公知技 术, 使用快速傅里叶变换 (FFT) 处理器 380 并结合与嵌入信号解码单元 311 协作的信道估 计器和校正 310 从 COFDM 符号中恢复数据之前, 保护间隔去除处理器 306 从接收到的 COFDM 符号中去除保护间隔。 解调后的数据从映射器 312 恢复并被馈送到符号解交织器 314, 符号 解交织器 314 操作来影响接收到的数据符号的逆映射, 以利用解交织后的数据来生成输出 数据流。
     符号解交织器 314 是从图 7 中所示的数据处理设备中形成的, 具有交织器存储器 340 和地址生成器 342。交织器存储器如图 4 中所示并如以上所说明地操作来通过利用由 地址生成器 342 生成的地址集影响解交织。地址生成器 342 如图 8 中所示地形成并且被布 置来生成相应的地址, 以将从每个 COFDM 子载波信号中恢复的数据符号映射到输出数据流 中。
     图 7 中所示的 COFDM 接收机的其余部分被提供来影响纠错解码 318 以纠错并恢复 对源数据的估计。
     本技术为接收机和发射机两者提供的一个优势在于 : 通过改变生成多项式和置换 次序, 接收机和发射机中操作的符号交织器和符号解交织器可以在 0.5k、 1k、 2k、 4k、 8k、 16k 和 32k 模式之间切换。因此, 图 8 中所示的地址生成器 342 包括提供对模式的指示的输入 344 和指示是否存在奇 / 偶 COFDM 符号的输入 346。从而提供灵活的实现, 因为利用图 5 中 所示的地址生成器, 可以如图 3 和图 8 中所示地形成符号交织器和解交织器。然而, 可以理 解, 为了支持更高阶模式的交织器, 线性反馈寄存器 200 将需要 8 个以上的寄存器级。 例如, 为了支持 4k 模式, 将需要 10 个寄存器级来提供 2048 个子载波地址。地址生成器可以通过 改变针对每种模式指示的生成多项式和置换次序来适配不同的模式。例如, 这可以使用软
     件更改来实现。可替换地, 在其它实施例中, 指示 DVB-T2 的嵌入信号可以在接收机的嵌入 信号处理单元 311 中被检测到, 并且用来根据所检测到的模式自动配置符号解交织器。
     在不偏离本发明的范围的情况下, 可以对上述实施例进行各种修改。 具体地, 用来 表示本发明各个方面的生成多项式和置换次序的示例表述并不意欲是限制性的, 而是可扩 展到等同形式的生成多项式和置换次序。
     应了解, 图 1 和图 7 中所示的发射机和接收机仅仅作为图解来提供并且不意欲是 限制性的。 例如, 应了解, 可以改变符号交织器和解交织器关于例如比特交织器和映射器的 位置。 应了解, 交织器和解交织器的作用并不因其相对位置而改变, 但是交织器可以是交织 I/Q 符号而不是 v 比特向量。在接收机中可以进行相应的改变。相应地, 交织器和解交织器 可以对不同的数据类型来操作, 并且可以不同地位于示例实施例中所描述的位置。
     如上所述, 已参考具体模式的实现描述了的置换代码和生成多项式可以通过根据 针对其它模式的子载波数改变预定的最大允许地址而等同地应用于那个模式。
     如上所述, 本发明的实施例发现了利用诸如 DVB-T 和 DVB-H 之类的 DVB 标准的应 用, DVB 标准通过应用结合与此。例如, 本发明的实施例可以用在根据 DVB-H 标准操作的发 射机或接收机中、 手持移动终端中。移动终端例如可以与移动电话 ( 不论是第二代、 第三代 还是更高代的 ) 或个人数字助理或平板计算机 (Tablet PC) 整合。这样的移动终端能够在 建筑物内或在行进中 ( 例如在汽车或火车中 ) 接收与 DVB-T 或 DVB-H 兼容的信号。移动终 端例如可以由电池、 市电或低压直流电源供电或从车载电池供电。可由 DVB-H 提供的服务 可以包括语音、 消息、 因特网浏览、 无线电、 静止的和 / 或运动的视频图像、 电视服务、 交互 式服务、 按照需要和选择的视频或接近按照需要和选择的视频。这些服务可以相互结合来 操作。应了解, 本发明不限于利用 DVB 的应用, 而是可以扩展到针对固定和移动两者的发送 或接收的其它标准。

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一种数据处理设备,其将要传送的输入符号映射到正交频分复用(OFDM)符号的预定数目的子载波信号上。数据处理器包括交织器存储器,其读入用于映射到OFDM子载波信号上的预定数目的数据符号。交织器存储器将这些数据符号读出到OFDM子载波上来实现映射,读出的次序与读入的次序不同,次序从地址集确定并使得实现数据符号被交织到子载波信号上的效果。地址集是从地址生成器生成的,地址生成器包括线性反馈移位寄存器和置换。

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