СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к способу передачи/приема сигнала и к устройству для передачи/приема сигнала, а более конкретно - к способу передачи/приема сигнала и к устройству для передачи/приема сигнала, которые могут увеличивать скорость переноса данных.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Когда была разработана технология цифрового широковещания, стало возможно передавать/принимать широковещательный сигнал, включающий в себя видеоизображения высокой четкости (HD) и высококачественный цифровой звук. При непрерывном развитии алгоритмов сжатия и высокой эффективности аппаратных средств система цифрового широковещания быстро развивается. Система цифрового телевидения (DTV) может принимать цифровой широковещательный сигнал и обеспечивать пользователям множество дополнительных услуг, а также видеосигнал и звуковой сигнал.

Когда цифровое вещание стало широко использоваться, увеличился спрос на такие услуги, как более высококачественный видео- и звуковой сигнал, и объем данных или количество каналов телевизионного вещания, которые необходимы пользователями, постепенно увеличивается.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

Однако при существующем способе передачи/приема сигнала нельзя увеличивать объем передаваемых/принимаемых данных или количество широковещательных каналов. Соответственно существует потребность в новом способе передачи/приема сигнала, который может улучшить эффективность использования полосы пропускания канала и уменьшать стоимость создания сети для передачи/приема сигнала, по сравнению с существующим способом передачи/приема сигнала.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа передачи/приема сигнала и устройства для передачи/приема сигнала, которые могут увеличить скорость передачи данных и использовать существующую сеть для передачи/приема сигнала.

Дополнительные преимущества, задачи и особенности изобретения будут сформулированы частично в последующем описании, а частично станут очевидными для специалистов после изучения последующего описания, или их можно узнать из практического применения изобретения. Задачи и другие преимущества изобретения можно реализовать и обеспечить с помощью структуры, которая, в частности, указана в данном описании и в формуле изобретения, а также на прилагаемых чертежах.

Техническое решение

Для достижения этих задач и других преимуществ и в соответствии с целью изобретения, которое воплощено и подробно описано в данной работе, обеспечивают устройство для передачи сигнала и устройство для приема сигнала. Устройство для передачи сигнала включает в себя кодер с прямой коррекцией ошибок (FEC), первый перемежитель, блок отображения символов, второй перемежитель, кодер, блок вставки пилотного символа и передатчик.

Кодер с прямой коррекцией ошибок (FEC) выполняет кодирование с прямой коррекцией ошибок (FEC) входных данных согласно схеме кодирования Боуза-Чоудхури-Хоквенгема (BCH) и схеме кодирования с малой плотностью проверок на четность (LDPC). Первый перемежитель перемежает FEC-кодированные данные, блок отображения символов преобразовывает перемежаемые данные в символы данных, и второй перемежитель перемежает символы данных. Кодер кодирует символы данных, перемежаемые вторым перемежителем. Блок вставки пилотного символа вставляет по меньшей мере один пилотный символ в кадр данных, включающий в себя кодированные символы данных, и передатчик передает кадр данных, включающий в себя пилотные символы и символы данных.

Блок вставки пилотного символа вставляет по меньшей мере один пилотный символ в начальную часть кадра данных. Второй перемежитель хранит в памяти преобразованные символы данных по строкам, а считывает хранимые символы данных по столбцам.

Кодер принимает последовательные первый и второй символы и кодирует символы таким образом, что Y_tx1 (t)=S0, Y_tx1 (t+T)=S1, Y_tx2 (t)=-S1* и Y_tx2 (t+T)=S0*, где S0 представляет первый символ, S1 представляет второй символ, * представляет комплексное сопряжение, Y_tx1 представляет кодированные символы для передачи через первую антенну, Y_tx2 представляет кодированные символы для передачи через вторую антенну, t представляет время, когда передают символы, и T представляет период времени между передачей первого символа и второго символа соответственно.

Устройство для приема сигнала включает в себя приемник, анализатор (1330) кадра, декодер, первый деперемежитель, блок обратного отображения символов, второй деперемежитель и декодер с прямой коррекцией ошибок (FEC).

Анализатор кадра анализирует символы данных в принимаемом кадре данных, декодер декодирует проанализированные символы данных. Первый деперемежитель деперемежает декодированные символы данных, блок обратного отображения символов преобразовывает деперемежаемые символы данных в битовые данные и второй деперемежитель деперемежает преобразованные битовые данные. Декодер с прямой коррекцией ошибок (FEC) выполняет декодирование с прямой коррекцией ошибок (FEC) относительно деперемежаемых битовых данных согласно схеме декодирования Боуза-Чоудхури-Хоквенгема (BCH) и схеме декодирования с малой плотностью проверок на четность (LDPC).

По меньшей мере один пилотный символ может быть включен в начальную часть кадра данных. Декодер декодирует проанализированные символы данных согласно алгоритму Аламоути. Первый деперемежитель хранит в памяти декодированные символы данных по строкам, а считывает хранимые символы данных по столбцам.

В другом аспекте обеспечивают способ передачи и приема сигнала. Способ включает в себя выполнение кодирования с прямой коррекцией ошибок (FEC) входных данных согласно схеме кодирования Боуза-Чоудхури-Хоквенгема (BCH) и схеме кодирования с малой плотностью проверок на четность (LDPC), перемежение FEC-кодированных данных, преобразование перемежаемых данных в символы данных, перемежение символов данных, кодирование перемежаемых символов данных, вставку по меньшей мере одного пилотного символа в кадр данных, включающий в себя кодированные символы данных, и передачу кадра данных, включающего в себя пилотные символы и символы данных.

Преобразованные символы данных перемежают таким образом, что преобразованные символы данных хранят в памяти по строкам, а считывают хранимые символы данных по столбцам.

При кодировании перемежаемых символов данных первый и второй символы в перемежаемых символах данных кодируют таким образом, чтобы Y_tx1(t)=S0, Y_tx1 (t+T)=S1, Y_tx2 (t)=-S1*, Y_tx2 (t+T)=S0*, где S0 представляет первый символ, S1 представляет второй символ, * представляет комплексное сопряжение, Y_tx1 представляет кодированные символы для передачи через первую антенну, Y_tx2 представляет кодированные символы для передачи через вторую антенну, t представляет время, когда передают символы, и T представляет период времени между передачей первого символа и второго символа соответственно.

Способ включает в себя прием кадра данных, включающего в себя символы данных и по меньшей мере один пилотный символ, поиск символов данных в принятом кадре данных, декодирование проанализированных символов данных, деперемежение декодированных символов данных, преобразование деперемежаемых символов данных в битовые данные, деперемежение преобразованных битовых данных и выполнение декодирования с прямой коррекцией ошибок (FEC) деперемежаемых битовых данных согласно схеме декодирования Боуза-Чоудхури-Хоквенгема (BCH) и схеме декодирования с малой плотностью проверок на четность (LDPC).

Проанализированные символы данных декодируют согласно алгоритму Аламоути. Декодированные символы данных перемежают таким образом, что декодированные символы данных хранят в памяти по строкам, а считывают хранимые символы данных по столбцам.

Дополнительные преимущества, задачи и особенности изобретения будут сформулированы частично в последующем описании, а частично станут очевидны специалистам после изучения последующего описания, или их можно изучать из практического применения изобретения. Задачи и другие преимущества изобретения можно реализовывать и обеспечивать с помощью структуры, которая, в частности, указана в данном описании и в формуле изобретения, а также на прилагаемых чертежах.

Полезные результаты

Согласно способу передачи/приема сигнала и устройству для передачи/приема сигнала настоящего изобретения можно упростить переключение системы передачи/приема сигнала, используя существующую сеть передачи/приема сигнала, и уменьшать стоимость.

Кроме того, можно улучшить скорость переноса данных, так как можно получить выигрыш в ОСШ (отношение сигнал-шум), и оценивать канал по отношению к каналу передачи, имеющему свойство большого разброса задержки, для увеличения расстояния передачи сигнала. Соответственно можно улучшать эффективность передачи/приема сигнала в системе передачи/приема.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 является схематической структурной схемой, на которой показано устройство для передачи сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 является схематической структурной схемой, на которой показан кодер с прямой коррекцией ошибок согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 3 является представлением, на котором показан перемежитель для перемежения входных данных согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 является схематической структурной схемой, на которой показан модулятор решетчатого кодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 5 является схематической структурной схемой, на которой показан линейный предварительный кодер согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 6-8 являются представлениями, на которых показана кодовая матрица для распределения входных данных согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 9 является представлением, на котором показана структура переносимого кадра согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 10 является структурной схемой, на которой показано устройство передачи сигнала, имеющее множество передающих трактов, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 11-15 являются представлениями, на которых показаны примеры кодовых матриц 2x2 для распределения входных символов согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 16 является представлением, на котором показан пример способа перемежения согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 17 является представлением, на котором подробно показан пример способа перемежения, показанный на фиг. 16, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 18 является представлением, на котором показан пример способа кодирования с множеством входов и выходов согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 19 является представлением, на котором показана структура интервала пилотного символа согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 20 является представлением, на котором показана другая структура интервала пилотного символа согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 21 является схематической структурной схемой, на которой показано устройство для приема сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 22 является схематической структурной схемой, на которой показан пример декодера линейного предварительного кодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 23 является схематической структурной схемой, на которой показан другой пример декодера линейного предварительного кодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 24-26 являются представлениями, на которых показаны примеры кодовых матриц 2х2 для восстановления распределенных символов согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 27 является схематической структурной схемой, на которой показан декодер решетчатого кодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 28 является схематической структурной схемой, на которой показан декодер с прямой коррекцией ошибок согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 29 является структурной схемой, на которой показан пример устройства приема сигнала, имеющего множество приемных трактов согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 30 является представлением, на котором показан пример способа декодирования с множеством входов и выходов согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 31 является представлением, на котором подробно показан пример на фиг. 30 согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 32 является схематической структурной схемой, на которой показан другой пример устройства для передачи сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 33 является схематической структурной схемой, на которой показан другой пример устройства для приема сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 34 является последовательностью операций, показывающей способ передачи сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 35 является последовательностью операций, показывающей способ приема сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ передачи/приема сигнала и устройство для передачи/приема сигнала согласно настоящему изобретению будут подробно описаны в отношении сопроводительных чертежей.

Фиг. 1 - схематическая структурная схема, на которой показано устройство для передачи сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Устройство для передачи сигнала на фиг. 1 может быть системой передачи широковещательного сигнала, предназначенной для передачи широковещательного сигнала, включающего в себя видеоданные и т.д. На фиг. 1, например, теперь будет описана система передачи сигнала согласно системе передачи цифрового видеосигнала (DVB). В варианте осуществления на фиг. 1 будет описана система передачи сигнала, концентрируясь на операции обработки сигнала.

Вариант осуществления на фиг. 1 включает в себя кодер 100 с прямой коррекцией ошибок (FEC), первый перемежитель 110, блок 120 отображения символов, линейный предварительный кодер 130, второй перемежитель 140, кодер 150 с множеством входов и выходов, формирователь 160 кадра, модулятор 170 и передатчик 180.

Кодер 100 FEC кодирует входной сигнал и выводит кодированный сигнал. Кодер 100 FEC предоставляет возможность системе приема сигнала обнаружить ошибку, которая возникает в передаваемых данных, и корректировать эту ошибку. Данные, кодированные кодером 100 FEC, вводят в первый перемежитель 110. Подробный пример кодера 100 FEC показан на фиг. 2.

Первый перемежитель 110 перемешивает данные, выводимые из кодера 100 FEC, по случайным позициям, так, чтобы они стали устойчивы к пачке ошибок, которые возникают в данных при передаче данных. Первый перемежитель 110 может использовать сверточный перемежитель или блочный перемежитель, который можно изменить в соответствии с передающей системой. Вариант осуществления первого перемежителя 110 подробно показан на фиг. 3.

Данные, перемежаемые первым перемежителем 110, вводят в блок 120 отображения символов. Блок 120 отображения символов может быть модулятором решетчатого кодирования, в дальнейшем, когда блок 120 отображения символов отображает данные в символ в соответствии с решетчатым кодированием. Модулятор 120 решетчатого кодирования преобразовывает входные данные в кодированные данные символа. Модулятор 120 решетчатого кодирования может кодировать передаваемый сигнал, и он может быть блоком отображения символов, отображающим кодированный сигнал в символ в соответствии со схемой, такой как схема QAM (квадратурной амплитудной модуляции) или схема QPSK (квадратурной фазовой манипуляции). Подробный пример модулятора 120 решетчатого кодирования показан на фиг. 4.

Линейный предварительный кодер 130 распределяет входные данные символа по нескольким частям выходных данных символа для уменьшения вероятности того, что вся информация будет потеряна из-за замираний, когда она подвергается частотно-избирательным замираниям в канале. Подробный пример линейного предварительного кодера 130 показан на фиг. 5-8.

Второй перемежитель 140 перемежает данные символа, выводимые из линейного предварительного кодера 130. Таким образом, если перемежение выполняют с помощью второго перемежителя 140, то можно исправить ошибку, которая возникает, когда данные символа подвергают одинаковому частотно-избирательному замиранию в определенной позиции. Второй перемежитель 140 может использовать сверточный перемежитель или блочный перемежитель. Вариант осуществления второго перемежителя 110 также подробно показан на фиг. 3.

Линейный предварительный кодер 130 и второй перемежитель 140 обрабатывает данные для передачи так, чтобы они стали устойчивы к частотно-избирательным замираниям в канале, и их можно называть кодером для частотно-избирательных замираний.

Кодер 150 с множеством входов и выходов кодирует данные, перемежаемые вторым перемежителем 140, так что данные обрабатывают через множество передающих трактов. Устройство для передачи/приема сигнала может обрабатывать сигнал согласно способу с множеством входов и выходов. В дальнейшем способ с множеством входов и выходов включает в себя способ с множеством входов и множеством выходов (MIMO), способ с одним входом и множеством выходов (SIMO) и способ с множеством входов и одним выходом (MISO).

В качестве способа кодирования с множеством входов и выходов можно использовать способ пространственного мультиплексирования и способ пространственного разнесения. При способе пространственного мультиплексирования данные, содержащие отличающуюся информацию, передают одновременно, используя множество передающих и приемных антенн. Соответственно данные можно более быстро передавать без дополнительного увеличения полосы пропускания системы. При способе пространственного разнесения данные, имеющие ту же самую информацию, передают через множество передающих антенн, так что может быть получен эффект разнесения.

В это время в качестве кодера 150 с множеством входов и выходов, который использует способ пространственного разнесения, может использоваться пространственно-временной блочный кодер (STBC), пространственно-частотный блочный кодер (SFBC) или пространственно-временной решетчатый кодер (STTC). В качестве кодера 150 с множеством входов и выходов, который использует способ пространственного мультиплексирования, способ деления потока данных на множество передающих антенн и передачи потоков данных, можно использовать полноскоростной кодер с полным разнесением (FDFR), линейный дисперсный кодер (LDC), вертикальный многоуровневый пространственно-временной кодер лаборатории Бэлла (VBLAST) или диагональный BLAST (D-BLAST).

Формирователь 160 кадра вставляет предварительно кодированный сигнал в пилот-сигнал в предопределенную позицию кадра и формирует кадр, определенный в системе передачи/приема. Формирователь 160 кадра может размещать интервал символа данных и интервал пилотного символа, который является преамбулой интервала символа данных, в кадре. Соответственно в дальнейшем формирователь 160 кадра можно называть блоком вставки пилотного символа.

Например, формирователь 160 кадра может размещать пилотные несущие, позиции которых во времени сдвинуты и распределены, в интервале данных несущей. Формирователь кадра может размещать повторные пилотные несущие, позиции которых во времени зафиксированы, в интервале данных.

Модулятор 170 модулирует данные с помощью способа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM), так что генерируют символы OFDM. И модулятор 170 вставляет защитный интервал в модулируемые данные.

Передатчик 180 преобразовывает цифровой сигнал, имеющий защитный интервал и интервал данных, который выводят из модулятора 170, в аналоговый сигнал, и передает аналоговый сигнал.

Фиг. 2 является схематической структурной схемой, на которой показан кодер FEC, показанный на фиг. 1. Кодер FEC включает в себя кодер 102 Боуза-Чоудхури-Хоквенгема (BCH) и кодер 104 с малой плотностью проверок на четность (LDPC) в качестве внешнего кодера и внутреннего кодера соответственно.

Код LDPC является кодом коррекции ошибок, который может уменьшать вероятность того, что информация будет потеряна. Кодер 104 LDPC кодирует сигнал в состоянии, в котором длина блока кодирования является такой большой, что передаваемые данные устойчивы к ошибкам передачи. Чтобы препятствовать увеличению аппаратной сложности из-за увеличения размера блока, плотность битов четности уменьшают для уменьшения сложности кодера.

Чтобы препятствовать возникновению области насыщения вероятности ошибки в выходных данных приемника, кодер 102 BCH присоединяют перед кодером 104 LDPC в качестве дополнительного внешнего кодера. Если пренебрежимо малая область насыщения вероятности ошибки возникает, даже когда используется только кодер 104 LDPC, то кодер 102 BCH можно не использовать. Альтернативно в качестве внешнего кодера вместо кодера BCH можно использовать другие кодеры.

В случае, когда используют два кодера с коррекцией ошибок, контрольные разряды четности (контрольные разряды четности BCH) для кодирования BCH добавляют к входному кадру данных, и контрольные разряды четности (контрольные разряды четности LDPC) для кодирования LDPC добавляют к контрольным битам четности BCH. Длина контрольных битов четности BCH, добавляемых к кодируемому кадру данных, может изменяться от длины ключевого слова LDPC и скорости кодирования LDPC.

Данные, которые FEC-кодируют с помощью кодера 102 BCH и кодера 104 LDPC, выводят к первому перемежителю 110.

Фиг. 3 является представлением, на котором показан первый (второй) перемежитель, показанный на фиг. 1. В качестве первого (второго) перемежителя на фиг. 3, например, можно использовать блочный перемежитель.

Перемежитель на фиг. 3 хранит входные данные в области памяти, имеющей форму матрицы, в предопределенной структуре, и считывает, и выводит данные в структуре, отличающейся от структуры, используемой для хранения данных. Например, перемежитель на фиг. 3 имеет объем памяти NrxNc, состоящий из Nr строк и Nc столбцов, и данные, вводимые в перемежитель, заполняют от позиции, соответствующей первой строке и первому столбцу объема памяти. Данные хранят с первой строки и первого столбца до Nr-ой строки и первому столбцу, а если первый столбец заполнен, тогда хранят от первой строки до Nr-й строки следующего столбца (второго столбца). Данные можно хранить до Nr-й строки Nc-го столбца в этой последовательности (т.е. данные хранят по столбцам).

В случае, когда данные, которые хранят, как показано на фиг. 3, считывают, данные считывают и выводят от первой строки и первого столбца к первой строке и Nc-му столбцу. Если все данные первой строки считаны, то данные считывают и выводят с первого столбца следующей строки (второй строки) в направлении Nc-го столбца. Данные можно считывать и выводить до Nc-го столбца Nr-й строки в этой последовательности (т.е. данные считывают построчно). В это время позиция старшего значащего бита (MSB) блока данных является левым самым верхним краем, а позиция младшего значащего бита (LSB) блока данных является правым самым нижним краем.

Размер блока памяти, шаблон хранения и шаблон считывания перемежителя являются только примерами, и их можно изменять согласно реализуемым вариантам осуществления. Например, размер блока памяти первого перемежителя может изменяться в соответствии с размером блока FEC-кодирования. В примере на фиг. 2 количество строк Nr и столбцов Nc блока, которые определяют размер блока, перемежаемого первым перемежителем, могут изменяться согласно длине блока кода LDPC. Если длина блока кода LDPC увеличивается, то длину блока (т.е. длину строки блока) можно увеличить.

Фиг. 4 является схематической структурной схемой, на которой показан модулятор решетчатого кодирования. Решетчатое кодирование является способом отображения символов, в котором можно максимизировать минимальное Евклидово расстояние между символами. Модулятор 120 решетчатого кодирования включает в себя элемент задержки и блок поразрядной операции. На фиг. 4, для удобства описания, например, используют два элемента задержки (первый элемент задержки 122 и второй элемент задержки 124) и поразрядный сумматор 126. Таким образом, количество элементов задержки и блоков выполнения поразрядной операции может изменяться согласно количеству состояний или количеству входных битов, которые будут кодировать с помощью решетчатого кодирования. Модулятор 120 решетчатого кодирования принимает входные биты X1-Xn и выводит n (Y1-Yn) MSB (старших значащих битов) через маршрут обычного кодирования. Модулятор решетчатого кодирования принимает входной LSB (младший значащий бит) X1 и выводит выходной бит Y1 и дополнительный бит Y0, которые кодированы с помощью решетчатого кодирования.

Поразрядный сумматор 126 поразрядно складывает входное значение X1 и выходное значение от первого элемента задержки 122 и выводит суммированное значение. Второй элемент задержки 124 задерживает значение, выводимое от поразрядного сумматора 126, и выводит Y0. Значение, выводимое от второго элемента задержки 124, возвращают к первому элементу задержки 122.

Среди выходных битов Y0-Yn, Y1 и Y0 используются для выбора сомножества, которое является подмножеством решетчатой кодированной модуляции кодирующей совокупности, а остальные биты Y2-Yn используют для определения совокупности в сомножестве.

Модулятор 120 решетчатого кодирования может уменьшать битовые ошибки из-за выбора сомножества, когда увеличивают количество состояний или увеличивают количество входных битов, которые будут кодировать с помощью решетчатого кодирования.

Линейный предварительный кодер 130 распределяет входные данные символа по нескольким частям выходных данных символа для уменьшения вероятности того, что вся информация будет потеряна из-за замираний, когда она подвергается частотно-избирательным замираниям в канале.

Фиг. 5 является схематической структурной схемой, на которой показан линейный предварительный кодер, показанный на фиг. 1. Линейный предварительный кодер 130 может включать в себя последовательно-параллельный преобразователь 132, кодер 134 и параллельно-последовательный преобразователь 136.

Последовательно-параллельный преобразователь 132 преобразовывает входные данные в параллельные данные. Кодер 134 распределяет значения преобразованных параллельных данных по нескольким частям данных через оперирование кодирующей матрицы.

Кодирующую матрицу разрабатывают с помощью сравнения передаваемого символа с принимаемым символом так, чтобы минимизировать попарную ошибочную вероятность (PEP), что эти два символа отличаются друг от друга. Если кодирующую матрицу разрабатывают таким образом, чтобы минимизировать PEP, то выигрыш разнесения и выигрыш кодирования, полученные через линейное предварительное кодирование, становятся максимальными.

Если минимальное Евклидово расстояние линейно предварительно кодированного символа делают максимальным через кодирующую матрицу, то вероятность ошибки можно минимизировать, когда приемник использует декодер по методу максимального правдоподобия (ML).

Фиг. 6 является представлением, на котором показан пример кодирующей матрицы, используемой кодером 134, т.е. кодовой матрицы для распределения входных данных. Фиг. 6 показывает пример кодирующей матрицы для распределения входных данных по нескольким частям выходных данных, которую также называют матрицей Вандермонда.

Входные данные можно упорядочивать параллельно по длине числа (L) выходных данных.

матрицы можно выражать следующим уравнением и можно определять другими способами. Если матрица Вандермонда используется в качестве кодирующей матрицы, то элемент матрицы определяют в соответствии с математической формулой 1.

Кодирующая матрица математической формулы 1 вращает фазу входных данных с помощью математической формулы на фиг. 1 в соответствии с входными данными, и генерирует выходные данные.

Математическая формула 1

В математической формуле 1 L обозначает количество выходных данных. Если группой входных данных, которые вводят на кодер на фиг. 5, является x, а группой данных, которую кодируют и выводят с помощью кодера 134 с использованием матрицы по математической формуле 1, являются y, то y выражают в соответствии с математической формулой 2.

Математическая формула 2

Фиг. 7 показывает другой пример кодирующей матрицы. Фиг. 7 показывает другой пример кодирующей матрицы для распределения входных данных по нескольким частям выходных данных, которую также называют матрицей Адамара. Матрица на фиг. 7 является матрицей, имеющей обычную форму, в которой L расширяют на 2k. В данном случае L обозначает количество выходных символов, по которым будут распределять входные символы.

Выходные символы матрицы на фиг. 7 можно получать с помощью суммирования и вычитания L выходных символов. Другими словами, входные символы можно распределять по L выходным символам соответственно.

Даже в матрице на фиг. 7, если входной группой данных, вводимой на кодер 134 на фиг. 5, является x, а группой данных, которую кодируют и выводят с помощью кодера 134 с использованием описанной выше матрицы, является y, то y является произведением описанной выше матрицы и x.

Фиг. 8 показывает другой пример кодирующей матрицы для распределения входных данных. Фиг. 8 показывает другой пример кодирующей матрицы для распределения входных данных по нескольким частям выходных данных, которую также называют матрицей Золотого кода. Матрица Золотого кода является матрицей 4x4, имеющей специальную форму. Альтернативно можно использовать две различные матрицы 2x2.

C на фиг. 8 обозначает кодовую матрицу Золотого кода, и x1, x2, x3 и x4 в кодовой матрице обозначают данные символа, которые можно параллельно вводить на кодер 134 на фиг. 5. Константы в кодовой матрице могут определять характеристики кодовой матрицы, а значения строк и столбцов, вычисленные с помощью данных констант кодовой матрицы и входных данных символа, могут быть выражены с помощью выходных данных символа. Последовательность выходных данных символа может изменяться согласно вариантам осуществления реализации. Соответственно в этом случае параллельно-последовательный преобразователь 136 на фиг. 5 может преобразовывать параллельные данные в последовательные данные согласно последовательности позиций данных в параллельном наборе данных, выводимом из кодера 134, и выводить последовательные данные.

Фиг. 9 является представлением, на котором показана структура переносимого кадра, кодированного с помощью канала передачи данных описанного выше варианта осуществления. Переносимый кадр, сформированный согласно настоящему варианту осуществления, может включать в себя пилотный символ, включающий в себя информацию пилотной несущей, и символ данных, включающий в себя информацию данных.

В примере на фиг. 9 кадр включает в себя М (М является натуральным числом) интервалов, и разделен на M-1 интервалов символа данных и интервал пилотного символа, который используют в качестве преамбулы. Кадры, имеющие описанную выше структуру, повторяют.

Каждый интервал символа включает в себя информацию несущей через некоторое число поднесущих OFDM. Информация пилотной несущей интервала пилотного символа состоит из случайных данных для уменьшения отношения пиковой к средней мощности (PAPR). Значение автокорреляции информации пилотной несущей имеет форму импульса в частотной области. Значение корреляции между символами несущих файла может быть близко к 0.

Соответственно интервал пилотного символа, используемый в качестве преамбулы, предоставляет возможность приемнику быстро распознавать кадр сигнала на фиг. 9, и он может использоваться для корректировки и синхронизации при уходе частоты. Так как интервал пилотного символа представляет начало кадра сигнала, можно устанавливать параметр системы передачи для предоставления возможности быстро синхронизировать принимаемый сигнал. Формирователь кадра формирует интервалы символа данных и вставляет интервал пилотного символа перед интервалами символов данных, таким образом формируя передаваемый кадр.

Если отдельный интервал, включающий в себя информацию пилотной несущей, присутствует в переносимом кадре, как показано на фиг. 9, то интервалы символа данных могут не включать в себя информацию пилотной несущей. Соответственно можно увеличивать информационную емкость. В DVB, например, так как процент пилотной несущей во всех допустимых несущих составляет приблизительно 10%, величину увеличения информационной емкости выражают в соответствии с математической формулой 3.

Математическая формула 3

В математической формуле 3 Δ обозначает величину увеличения, а М обозначает количество интервалов, которые включает в себя кадр.

Фиг. 10 является структурной схемой, на которой показано устройство передачи сигнала, которое обрабатывает сигналы, используя множество передающих трактов, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. В дальнейшем, для удобства описания предполагают, что количество передающих трактов равно двум.

Вариант осуществления на фиг. 10 включает в себя кодер 800 с прямой коррекцией ошибок (FEC), первый перемежитель 810, блок 820 отображения символов (модулятор решетчатого кодирования), линейный предварительный кодер 830, второй перемежитель 840, кодер 850 с множеством входов и выходов, первый формирователь 860 кадра, второй формирователь 865 кадра, первый модулятор 870, второй модулятор 875, первый передатчик 880 и второй передатчик 885.

Кодер 800 FEC, первый перемежитель 810, линейный предварительный кодер 830, второй перемежитель 840 и кодер 850 с множеством входов и выходов выполняют те же самые функции, как блоки на фиг. 1.

Кодер 800 FEC включает в себя кодер BCH и кодер LDPC. Кодер 800 FEC выполняет FEC-кодирование входных данных и выводит кодированные данные. Выходные данные перемежают первым перемежителем 810 таким образом, что последовательность потока данных изменяется. В качестве первого перемежителя 810 можно использовать сверточный перемежитель или блочный перемежитель.

Модулятор 820 решетчатого кодирования может преобразовывать входные данные в кодированные данные символа. Таким образом, модулятор 820 решетчатого кодирования может кодировать передаваемый сигнал и отображать кодированный сигнал на символ согласно схеме QAM или QPSK. Например, если сигнал отображают на символ для генерации 128QAM, то символ может включать в себя 7-битовые данные, а если сигнал отображают на символ для генерации 256QAM, то символ может включать в себя 8-битовые данные.

Линейный предварительный кодер 830 включает в себя последовательно-параллельный преобразователь, кодер и параллельно-последовательный преобразователь. Кодовая матрица, с кодированным линейным предварительным кодером 830, показана на фиг. 11-15.

Второй перемежитель 840 перемежает данные символа, выводимые из линейного предварительного кодера 830. В качестве второго перемежителя 840 можно использовать сверточный перемежитель или блочный перемежитель. Второй перемежитель 840 перемежает данные символа таким образом, что данные символа, которые распределяют по данным, выводимым из линейного предварительного кодера 830, не подвергаются тому же самому частотно-избирательному замиранию. Способ перемежения можно менять согласно вариантам осуществления реализации. Пример способа перемежения показан на фиг. 16-17.

Перемежаемые данные выводят на кодер 850 с множеством входов и выходов, и кодер 850 с множеством входов и выходов кодирует входные данные символа и выводит кодированные данные таким образом, что данные передают через множество передающих антенн. Например, если существуют два передающих тракта, то кодер 850 с множеством входов и выходов выводит предварительно кодированные данные к первому формирователю 860 кадра или второму формирователю 865 кадра.

В способе пространственного разнесения данные, имеющие ту же самую информацию, выводят к первому формирователю 860 кадра и второму формирователю 865 кадра. Если кодирование выполняют способом пространственного мультиплексирования, то различные данные выводят к первому формирователю 860 кадра и второму формирователю 865 кадра.

Первый формирователь 860 кадра и второй формирователь 865 кадра формирует кадры, в которые вставляют пилотные несущие, так что принимаемые сигналы модулируют способом OFDM.

Первый модулятор 870 и второй модулятор 875 модулируют данные, выводимые из первого формирователя 860 кадра и второго формирователя 865 кадра, так что модулированные данные передают в состоянии, когда их переносят в поднесущих OFDM соответственно.

Первый передатчик 880 и второй передатчик 885 преобразовывают цифровые сигналы, выводимые из первого модулятора 870 и второго модулятора 875, в аналоговые сигналы и передают преобразованные аналоговые сигналы.

Фиг. 11-15 являются представлениями, на которых показаны примеры кодовых матриц 2x2 для распределения входных символов в качестве примеров кодирующих матриц линейного предварительного кодера. Кодовые матрицы на фиг. 11-15 распределяют две части данных, вводимых в блок кодирования линейного предварительного декодера 730, по двум частям выходных данных.

Матрица на фиг. 11 является примером матрицы Вандермонда, описанной в отношении фиг. 6, в которой L равно 2. В матрице на фиг. 11 складывают первые входные данные и вторые входные данные, фазу которых вращают на 45 градусов (), из двух частей входных данных, и выводят первые выходные данные. Затем складывают первые входные данные и вторые входные данные, фазу которых вращают на 225 градусов (), и выводят вторые выходные данные. Выходные данные делят на для масштабирования.

Кодовая матрица на фиг. 12 является примером матрицы Адамара, показанной на фиг. 7.

В матрице на фиг. 12 складывают первые входные данные и вторые входные данные из двух частей входных данных, и выводят первые выходные данные. Затем вторые входные данные вычитают из первых входных данных, и выводят вторые выходные данные. Выходные данные делят на для масштабирования.

Фиг. 13 показывает другой пример кодовой матрицы для распределения входных символов. Матрица на фиг. 13 является примером кодовой матрицы, отличающейся от матрицы, описанной в отношении фиг. 6, 7 и 8.

В матрице на фиг. 13 складывают первые входные данные, фазу которых вращают на 45 градусов (), и вторые входные данные, фазу которых вращают на -45 градусов (-), из двух частей входных данных, и выводят первые выходные данные. Затем вторые входные данные, фазу которых вращают на -45 градусов, вычитают из первых входных данных, фазу которых вращают на 45 градусов, и выводят вторые выходные данные. Выходные данные делят на для масштабирования.

Фиг. 14 показывает другой пример кодовой матрицы для распределения входных символов. Матрица на фиг. 14 является примером кодовой матрицы, отличающейся от матрицы, описанной со ссылкой к фиг. 6, 7 и 8.

В матрице на фиг. 14 складывают первые входные данные, которые умножают на 0,5, и вторые входные данные, и выводят первые выходные данные. Затем вторые входные данные, которые умножают на 0,5, вычитают из первых входных данных, и выводят вторые выходные данные. Выходные данные делят на для масштабирования.

Фиг. 15 показывает другой пример кодовой матрицы для распределения входных символов. Матрица на фиг. 15 является примером кодовой матрицы, отличающейся от матрицы, описанной в отношении фиг. 6, 7 и 8. "*" на фиг. 15 обозначает комплексное сопряжение входных данных.

В матрице на фиг. 15 складывают первые входные данные, фазу которых вращают на 90 градусов (), и вторые входные данные из двух частей входных данных, и выводят первые выходные данные. Затем складывают комплексное сопряжение первых входных данных и комплексное сопряжение вторых входных данных, фазу которых вращают на -90 градусов (-), и выводят вторые выходные данные. Выходные данные делят на для масштабирования.

Фиг. 16 является представлением, на котором показан пример способа перемежения с помощью перемежителя. Способ перемежения на фиг. 16 является примером перемежителя системы OFDM, имеющего длину символа N, который может использоваться во втором перемежителе 840 передающего устройства, показанного на фиг. 10.

N обозначает длину перемежителя, а i имеет значение, соответствующее длине перемежителя, т.е. целого числа от 0 до N-1. n обозначает количество допустимых несущих передачи в передающей системе. Π(i) обозначает перестановку, полученную с помощью операции контроля по модулю -N, а dn имеет значение Π(i), которое расположено в области допустимых несущих передачи, исключая значение N/2 в последовательности. k обозначает значение индекса фактической несущей передачи. N/2 вычитают из dn таким образом, что центром полосы пропускания передачи становится DC. P обозначает константу перестановки, которую можно изменять согласно вариантам осуществления реализации.

Фиг. 17 является представлением, которое показывает переменную, которая изменяется согласно способу перемежения, показанному на фиг. 16. В примере на фиг. 17 длина символа OFDM и длина N перемежителя установлены в 2048, а количество допустимых несущих передачи установлено в 1536 (1792-256).

Соответственно i является целым числом от 0 до 2047, а n является целым числом от 0 до 1535. Π(i) обозначает перестановку, полученную с помощью операции контроля по модулю 2048. dn имеет значение Π(i), с учетом значения 256 ≤ Π(i) ≤1792, исключая значение 1024(N/2) в последовательности. k обозначает значение, полученное с помощью вычитания 1024 из dn. P имеет значение 13.

Используя перемежитель согласно описанному выше способу, данные, соответствующие последовательности i входных данных, можно менять на последовательность k перемежаемых данных по отношению к длине N перемежителя.

Фиг. 18 является представлением, на котором показан пример способа кодирования кодера с множеством входов и выходов. Вариант осуществления на фиг. 18 является STBC, который является одним из способов кодирования с множеством входов и выходов и может использоваться в передающем устройстве, показанном на фиг. 10.

В примере кодера STBC T обозначает период передачи символа, s обозначает входной символ, который будут передавать, а y обозначает выходной символ. * представляет комплексное сопряжение, и первая антенна (Tx #1), и вторая антенна (Tx #2) обозначают первую передающую антенну и вторую передающую антенну соответственно.

В примере на фиг. 18 в момент времени t первая антенна Tx #1 передает s0, а вторая антенна Tx #2 передает s1. В момент времени t+T первая антенна Tx #1 передает -s1*, а вторая антенна Tx #2 передает s0*. Передающие антенны передают данные, имеющие одинаковую информацию s0 и s1 в период передачи. Соответственно приемник может получать эффект пространственного разнесения, используя сигналы, выводимые из кодера с множеством входов и выходов согласно способу, показанному на фиг. 18.

Сигналы, передаваемые первой антенной и второй антенной, показанными на фиг. 18, являются примерами кодированных сигналов с множеством входов и выходов. Когда фиг. 18 описывают с другой точки зрения, сигналы, передаваемые первой антенной и второй антенной, можно передавать способом с множеством входов и одним выходом.

В примере на фиг. 18 можно полагать, что два последовательных во времени сигнала s0 и -s1* вводят к тракту первой антенны, и сигналы s1 и s0* вводят к тракту второй антенны. Соответственно, поскольку сигналы s0 и -s1* последовательно выводят к первой антенне, и сигналы s1 и s0* выводят ко второй антенне, можно полагать, что выводимые символы передают способом с множеством входов и одним выходом. Фиг. 18 показывает самый простой пример с использованием двух антенн. Сигналы можно передавать в соответствии со способом, показанном на фиг. 18, используя большее количество антенн.

Таким образом, когда пример на фиг. 18 описывают способом с множеством входов и одним выходом, последовательные первый и второй символы вводят с помощью множественного ввода, и одновременно выводят минус комплексное сопряжение второго символа и комплексное сопряжение первого символа. Символы с множественным вводом можно кодировать в соответствии с алгоритмом Аламоути и можно выводить кодированные символы.

Кодер с множеством входов и выходов может передавать сигналы, которые перемежаются вторым перемежителем в частотной области, способом с множеством входов и одним выходом. Способ с множеством входов и выходов (который включает в себя способ с множеством входов и одним выходом), показанный на фиг. 17, не применяют к интервалу пилотного символа, показанному на фиг. 18 и 19, а применяют только к интервалу символа данных.

Фиг. 19 является представлением, на котором показана структура пилотных несущих в интервалах пилотных символов, сформированных первым и вторым формирователями кадра на фиг. 10. Интервалы пилотных символов, сформированные с помощью формирователей кадра на фиг. 10, можно выводить, как показано на фиг. 9.

Пилотные несущие, включенные в кадры, которые выводят из первого и второго формирователей кадра, выводят к первой и второй антеннам соответственно. Соответственно фиг. 19 показывает соответствующие пилотные символы, сформированные с помощью первого и второго формирователей кадра в качестве сигналов, выводимых от первой и второй антенн.

В соответствующих интервалах пилотных символов, выводимых из первого и второго формирователей кадра на фиг. 10, пилотную несущую с четным номером и пилотную несущую с нечетным номером соответственно перемежают, как показано на фиг. 19, и перемежаемые несущие можно выводить к первой и второй антеннам #1 и #2.

Например, интервал пилотного символа, сформированный первым формирователем кадра, включает в себя только информацию пилотной несущей с четным номером из сгенерированных пилотных несущих, и ее передают через первую антенну #1. Интервал пилотного символа, сформированный вторым формирователем кадра, включает в себя только информацию пилотной несущей с нечетным номером из сгенерированных пилотных несущих, и ее передают через вторую антенну. Соответственно приемник может различать между собой передающие тракты, используя индексы несущей интервалов пилотных символов, принимаемых через два тракта сигналов. Структура интервалов пилотных символов на фиг. 19 может использоваться, когда кодирование с множеством входов и выходов выполняют, чтобы иметь два передающих тракта, как показано на фиг. 12.

В варианте осуществления на фиг. 19 канал, соответствующий поднесущей половины кадра, можно оценивать из символа. Соответственно высокая эффективность оценки канала может быть получена по отношению к каналу передачи, имеющему короткое время когерентности.

Фиг. 20 является представлением, на котором показана другая структура пилотных несущих в интервалах пилотных символов, сформированных первым и вторым формирователями кадра на фиг. 10. Даже в примере на фиг. 20 различные пилотные несущие передают к интервалам пилотных символов в зависимости от тракта в соответствии со способом кодирования с множеством входов и выходов.

Это можно объяснить наряду с интервалами пилотных символов, включающих в себя интервалы с четным номером и интервалы с нечетным номером. В интервалах с четным номером антенны #0 и #1 передают одинаковые пилотные несущие соответственно, а в интервалах с нечетным номером антенны #0 и #1 передают пилотные несущие, фазы которых противоположны друг другу. Приемник может использовать сумму и разность пилотных несущих, соответственно передаваемых через два тракта.

Интервалы пилотных символов включают в себя интервалы с четным номером и интервалы с нечетным номером, которые упорядочены во времени. Пилотная несущая, соответствующая сумме информации пилотной несущей, которую будут передавать через первый тракт (первую антенну (обозначенную антенна #0)), и информации пилотной несущей, которую будут передавать через второй тракт (вторую антенну (обозначенную антенна #1)), передают к интервалу с четным номером. Пилотная несущая, соответствующая разности между информацией пилотной несущей, которую будут передавать через первый тракт (первую антенну (обозначенную антенна #0)), и информацией пилотной несущей, которую будут передавать через второй тракт (вторую антенну (обозначенную антенна #1)), передают к интервалу с нечетным номером. Приемник может распознавать сумму или разность между двумя частями информации пилотной несущей через принимаемый индекс пилотной несущей и различать передающие тракты.

В данном варианте осуществления можно оценивать канал, соответствующий всем поднесущим, и длину оценки разброса задержки канала, которую можно обрабатывать с помощью каждого передающего тракта, можно расширять на длину символа.

Пример на фиг. 20 показан для обеспечения отличия между двумя частями информации пилотной несущей, и он показывает две части информации пилотной несущей в частотной области. В интервале символа с четным номером и в интервале символа с нечетным номером импульсы двух частей информации пилотной несущей расположены в той же самой точке частоты.

Варианты осуществления на фиг. 19 и 20 являются примерами наличия двух передающих трактов. Если количество передающих трактов больше 2, то информацию пилотных несущих можно делить так, чтобы она отличалась по номеру передающего тракта, аналогично фиг. 19, или можно подвергать преобразованию Адамара в единицах интервалов символа, и преобразованную информацию можно передавать аналогично фиг. 20.

Фиг. 21 является структурной схемой, на которой показано устройство для приема сигнала согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Данное устройство для передачи/приема сигнала может быть системой для передачи/приема широковещательного сигнала в соответствии с системой DVB.

Вариант осуществления на фиг. 21 включает в себя приемник 1400, блок 1410 синхронизации, демодулятор 1420, анализатор 1430 кадра, декодер 1440 с множеством входов и выходов, первый деперемежитель 1450, декодер 1460 линейного предварительного кодирования, блок 1470 обратного отображения символов (декодер решетчатого кодирования), второй деперемежитель 1480 и декодер 1490 с прямой коррекцией ошибок (FEC). Вариант осуществления на фиг. 21 будет описан, концентрируясь на процессе обработки сигнала с помощью системы приема сигнала.

Приемник 1400 преобразовывает с понижением частоты принимаемый РЧ (радиочастотный) сигнал, преобразовывает данный сигнал в цифровой сигнал и выводит цифровой сигнал. Блок 1410 синхронизации запрашивает синхронизацию принимаемого сигнала, выводимого из приемника 1400 в частотной области и временной области, и выводит синхронизацию. Блок 1410 синхронизации может использовать результат смещения в частотной области данных, выводимых из демодулятора 1420, для определения синхронизации сигнала в частотной области.

Демодулятор 1420 демодулирует принимаемые данные, выводимые из блока 1410 синхронизации, и удаляет защитный интервал. Демодулятор 1420 может преобразовывать принимаемые данные в частотной области и получать значения данных, распределенные по поднесущим.

Анализатор 1430 кадра может выводить данные символа интервала символа данных, исключая пилотный символ, согласно структуре кадра сигнала, демодулируемого с помощью демодулятора 1420. Анализатор 1430 кадра может анализировать кадр, используя по меньшей мере одну из рассредоточенных пилотных несущих, позиции которых во времени сдвинуты в интервале данных, и существующих пилотных несущих, позиции которых во времени постоянны в интервале данных.

Декодер 1440 с множеством входов и выходов принимает данные, выводимые из анализатора 1430 кадра, декодирует данные и выводит поток данных. Декодер 1440 с множеством входов и выходов декодирует поток данных, принимаемый через множество передающих антенн, в соответствии со способом, соответствующим способу передачи кодера с множеством входов и выходов, показанного на фиг. 1, и выводит поток данных.

Первый деперемежитель 1450 деперемежает поток данных, выводимый из декодера 1440 с множеством входов и выходов, и восстанавливает данные в последовательность данных перед перемежением. Первый деперемежитель 1450 деперемежает поток данных в соответствии со способом, который соответствует способу перемежения второго перемежителя, показанного на фиг. 1, и восстанавливает последовательность потока данных.

Декодер 1460 линейного предварительного кодирования выполняет обратный процесс от процесса распределения данных в устройстве для передачи сигнала. Соответственно данные, распределенные в соответствии с линейным предварительным кодированием, можно восстанавливать в данные перед распределением. Вариант осуществления декодера 1460 линейного предварительного кодирования показан на фиг. 22-23.

Блок 1470 обратного отображения символов может восстанавливать кодированные данные символов, выводимые из декодера 1460 линейного предварительного кодирования, в битовый поток. Блок 1470 обратного отображения символов в дальнейшем также называют декодером решетчатого кодирования при выполнении обратного отображения символов согласно декодированию решетчатого кодирования. Пример декодера 1470 решетчатого кодирования показан на фиг. 27.

Второй деперемежитель 1480 деперемежает поток данных, выводимый из декодера 1470 решетчатого кодирования, и восстанавливает данные в последовательность данных перед перемежением. Второй деперемежитель 1480 деперемежает данные в соответствии со способом, который соответствует способу перемежения первого перемежителя, показанного на фиг. 1, и восстанавливает последовательность потока данных.

Декодер 1490 FEC выполняет FEC-декодирование данных, в которых восстановлена последовательность потока данных, обнаруживает ошибку, которая возникает в принимаемых данных, и исправляет ошибку. Пример декодера 1490 FEC показан на фиг. 28.

Фиг. 22 является схематической структурной схемой, на которой показан пример декодера линейного предварительного кодирования, показанного на фиг. 11. Декодер 1460 линейного предварительного кодирования включает в себя последовательно-параллельный преобразователь 1462, первый декодер 1464 и параллельно-последовательный преобразователь 1466.

Последовательно-параллельный преобразователь 1462 преобразовывает входные данные в параллельные данные. Первый декодер 1464 может восстанавливать данные, которые линейно предварительно кодируют и распределяют по параллельным данным, как исходные данные, через декодирующую матрицу. Декодирующая матрица для выполнения декодирования является обратной матрицей от кодирующей матрицы устройства для передачи сигнала. Например, когда устройство для передачи сигнала выполняет операцию кодирования, используя матрицу Вандермонда, матрицу Адамара и матрицу Золотого кода, которые показаны на фиг. 6, 7 и 8, первый декодер 1464 восстанавливает распределенную информацию, как исходные данные, используя обратные матрицы от данных матриц.

Параллельно-последовательный преобразователь 1466 преобразовывает параллельные данные, принимаемые первым декодером 1464, в последовательные данные, и выводит последовательные данные.

Фиг. 23 является схематической структурной схемой, на которой показан другой пример декодера линейного предварительного кодирования. Декодер 1460 линейного предварительного кодирования включает в себя последовательно-параллельный преобразователь 1461, второй декодер 1463 и параллельно-последовательный преобразователь 1465.

Последовательно-параллельный преобразователь 1461 преобразовывает входные данные в параллельные данные, параллельно-последовательный преобразователь 1465 преобразовывает параллельные данные, принимаемые от второго декодера 1463, в последовательные данные, и выводит последовательные данные. Второй 1463 декодер может восстанавливать исходные данные, которые линейно предварительно кодируют и распределяют по параллельным данным, выводимым из последовательно-параллельного преобразователя 1461, используя декодирование по методу максимального правдоподобия (ML).

Второй декодер 1463 является ML-декодером для декодирования данных в соответствии со способом передачи передатчика. Второй декодер 1463 выполняет ML-декодирование принимаемых данных символа в соответствии со способом передачи и восстанавливает данные, распределенные по параллельным данным, в исходные данные. Таким образом, ML-декодер выполняет ML-декодирование принимаемых данных символа в соответствии со способом кодирования передатчика.

Фиг. 24-26 являются представлениями, на которых показаны примеры кодовых матриц 2х2 для восстановления распределенных символов. Кодовые матрицы на фиг. 24-26 показывает обратные матрицы, соответствующие кодирующим матрицам 2х2 на фиг. 13-15. Согласно фиг. 24-26, кодовые матрицы восстанавливают данные, которые распределяют по двум частям данных, вводимых в блок декодирования декодера 1460 линейного предварительного кодирования, и выводят восстановленные данные.

Более конкретно, кодовая матрица 2x2 на фиг. 24 является декодирующей матрицей, соответствующей кодирующей матрице на фиг. 13.

В матрице на фиг. 24 складывают первые входные данные, фазу которых вращают на -45 градусов (-), и вторые входные данные, фазу которых вращают на -45 градусов (-), из двух частей входных данных, и выводят первые выходные данные. Затем вторые входные данные, фазу которых вращают на -45 градусов, вычитают из первых входных данных, фазу которых вращают на 45 градусов, и выводят вторые выходные данные. Выходные данные делят на для масштабирования.

Фиг. 25 показывает другой пример кодовой матрицы 2х2. Матрица на фиг. 25 является декодирующей матрицей, соответствующей кодирующей матрице на фиг. 14. В матрице на фиг. 14 складывают первые входные данные, которые умножают на 0,5, и вторые входные данные, и выводят первые выходные данные. Затем вторые входные данные, которые умножают на 0,5, вычитают из первых входных данных, и выводят вторые выходные данные. Выходные данные делят на для масштабирования.

Фиг. 26 показывает другой пример кодовой матрицы 2х2. Матрица на фиг. 26 является декодирующей матрицей, соответствующей кодирующей матрице на фиг. 15. "*" на фиг. 26 обозначает комплексное сопряжение входных данных.

В матрице на фиг. 26 складывают первые входные данные, фазу которых вращают на -90 градусов (-), и комплексное сопряжение вторых входных данных, и выводят первые выходные данные. Затем складывают первые входные данные и комплексное сопряжение вторых входных данных, фазу которых вращают на -90 градусов (-), и выводят вторые выходные данные. Выходные данные делят на для масштабирования.

Фиг. 27 является схематической структурной схемой, на которой показан пример декодера решетчатого кодирования. Декодер 1470 решетчатого кодирования включает в себя эквалайзер 1472 и решетчатый декодер 1474 алгоритма Витерби с «мягким» выходом (SOVA).

Так как решетчатое кодирование выполняют на уровне символов, шум в канале можно компенсировать по отношению к принимаемым данным символа. Эквалайзер 1472 компенсирует шум в канале передачи и выводит данные символа. Расположение эквалайзера на уровне символов не ограничено примером на фиг. 27. Например, как показано на фиг. 21, декодер 1460 линейного предварительного кодирования может выполнять выравнивание по отношению к декодированным данным символа предварительного кодирования, или эквалайзер может быть расположен на выходе первого деперемежителя 1450, на выходе декодера 1440 с множеством входов и выходов и на выходе анализатора 1430 кадра. Таким образом, расположение эквалайзера 1472 может меняться согласно вариантам осуществления реализации.

В примере на фиг. 27 выровненные данные символов вводят на решетчатый декодер 1474 SOVA. Решетчатый декодер 1474 SOVA выполняет решетчатое декодирование принимаемых данных символов, выполняет обратное отображение передаваемых данных символов на битовые данные и декодирует данные. Если код LDPC используется в качестве кода FEC, то для обеспечения эффективности декодирования LDPC решетчатый декодер 1474 SOVA выводит отношение логарифмического правдоподобия (LLR) для выходных битов.

Для решетчатого декодирования, как показано на фиг. 27, можно использовать решетчатый декодер SOVA, или с учетом сложности можно использовать решетчатый декодер с «жестким» решением.

Фиг. 28 является схематической структурной схемой, на которой показан декодер FEC. Декодер 1490 FEC соответствует кодеру FEC на фиг. 1. Он включает в себя в качестве внутреннего декодера и внешнего декодера декодер 1492 LDPC и декодер 1494 BCH соответственно.

Декодер 1492 LDPC обнаруживает ошибки передачи, которые возникают в канале, и исправляет ошибки, а декодер 1494 BCH исправляет оставшиеся ошибки в данных, декодированных декодером 1492 LDPC, и устраняет область насыщения вероятности ошибки.

Фиг. 29 является структурной схемой, на которой показан в качестве варианта осуществления устройства приема сигнала пример устройства приема сигнала, которое обрабатывает сигнал через множество приемных трактов. В дальнейшем, для удобства описания, будет описан случай, в котором количество приемных трактов равно двум.

Вариант осуществления на фиг. 29 включает в себя первый приемник 1900, второй приемник 1905, первый блок 1910 синхронизации, второй блок 1915 синхронизации, первый демодулятор 1920, второй демодулятор 1925, первый анализатор 1930 кадра, второй анализатор 1935 кадра, декодер 1940 с множеством входов и выходов, третий деперемежитель 1950, декодер 1960 линейного предварительного кодирования, декодер 1970 решетчатого кодирования, четвертый деперемежитель 1980 и декодер 1990 FEC.

Первый приемник 1900 и второй приемник 1905 принимают РЧ сигналы, преобразовывают с понижением частоты, преобразовывает сигналы в цифровые сигналы и выводят цифровые сигналы соответственно. Первый блок 1910 синхронизации и второй блок 1915 синхронизации запрашивают синхронизацию принимаемых сигналов, выводимых из первого приемника 1900 и второго приемника 1905 в частотной области и временной области, и выводят синхронизацию соответственно. Первый блок 1910 синхронизации и второй блок 1915 синхронизации могут использовать результаты смещения данных, выводимых из первого демодулятора 1920 и второго демодулятора 1925, в частотной области для определения синхронизации сигнала в частотной области соответственно.

Первый демодулятор 1920 демодулирует принимаемые данные, выводимые из первого блока 1910 синхронизации. Первый демодулятор 1920 преобразовывает принимаемые данные в частотной области и декодирует данные, распределенные по поднесущим, в данные, назначенные поднесущим. Второй демодулятор 1925 демодулирует принимаемые данные, выводимые из второго блока 1915 синхронизации.

Первый анализатор 1930 кадра и второй анализатор 1935 кадра определяют отличия между приемными трактами согласно структурам кадра сигналов, демодулируемых первым демодулятором 1920 и вторым демодулятором 1925, и выводят данные символа интервала символа данных, исключая пилотный символ соответственно.

Декодер 1940 с множеством входов и выходов принимает данные, выводимые из первого анализатора 1930 кадра и второго анализатора 1935 кадра, декодирует данные и выводит поток данных.

Фиг. 30 является представлением, на котором показан пример способа декодирования декодера с множеством входов и выходов. Таким образом, на фиг. 30 показан пример декодирования приемника, когда передатчик с множеством входов и выходов кодирует данные способом STBC и передает кодированные данные. Передатчик может использовать две передающие антенны. Это является только примером, и можно применять другой способ с множеством входов и выходов.

В уравнении r (k), h (k), s (k) и n (k) представляют символ, принимаемый приемником, характеристику канала, значение символа, передаваемого передатчиком, и шум в канале соответственно. Нижние индексы s, i, 0 и 1 представляют s-й символ передачи, i-ю приемную антенну, 0-ю передающую антенну и 1-ю передающую антенну соответственно. "*" представляет комплексное сопряжение. Например, h_s,1,i(k) представляет отклик канала, на который воздействовал передаваемый символ, когда s-й символ, передаваемый через первую передающую антенну, принимают i-й приемной антенной. R_s+1,i(k) представляет s+1-й принимаемый символ, принимаемый i-й приемной антенной.

Согласно уравнению на фиг. 30, R_s,i(k), который является s-м принимаемым символом, принимаемым i-й приемной антенной, становится значением, полученным с помощью сложения s-го значения символа, передаваемого через канал от 0-й передающей антенны к i-й приемной антенне, s-го значения символа, передаваемого через канал от 1-ой передающей антенны к i-й приемной антенне, и суммы n_s(k) шума в канале для каналов.

R_s+1,i(k), который является s+1-м принимаемым символом, принимаемым i-й приемной антенной, становится значением, полученным с помощью сложения s+1-го символа значения h_s+1,0,i, передаваемого через канал от 0-й передающей антенны к 1-й приемной антенне, s+1-го значения символа h_s+1,1,i, передаваемого через канал от 1-й передающей антенны к i-й приемной антенне, и суммы n_s+1(k) шума в канале для каналов.

Фиг. 31 является представлением, на котором подробно показан пример принимаемого символа, показанного на фиг. 30. Фиг. 31 показывает пример декодирования, когда передатчик с множеством входов и выходов кодирует данные способом STBC и передает кодированные данные, т.е. показывает уравнение, с помощью которого можно получать принимаемый символ, когда данные передают с использованием двух передающих антенн, и данные, передаваемые через две передачи данных, принимают с использованием одной антенны.

Передатчик передает сигнал, используя две передающие антенны, а приемник принимает сигнал, используя одну передающую антенну, количество каналов передачи может быть два. В уравнении h0 и s0 соответственно представляют характеристику канала передачи от 0-й передающей антенны к приемной антенне, и символ, передаваемый от 0-й передающей антенны, и h1 и s1 соответственно представляют отклик канала передачи от 1-й передающей антенны к приемной антенне, и символ, передаваемый от 1-й передающей антенны. "*" представляет комплексное сопряжение, и s0' и s1' следующего уравнения представляют восстановленные символы.

Кроме того, r₀ и r₁ соответственно представляют символ, принимаемый приемной антенной в момент времени t, и символ, принимаемый приемной антенной в момент времени t+T после того, как период передачи T закончен, и n₀ и n₁ представляют значения сумм шумов в канале передающих трактов во время приема.

Как выражено уравнением на фиг. 31, сигналы r₀ и r_1, принимаемые приемной антенной, могут быть представлены значениями, полученными с помощью сложения сигналов, передаваемых передающими антеннами, и значений распределенных в каналах передачи. Восстановленные символы s0' и s1' вычисляют, используя принятые сигналы r₀ и r₁, и значение отклика канала h₀ и h₁.

Фиг. 32 является схематической структурной схемой, на которой показан другой пример устройства для передачи сигнала. Фиг. 33 является схематической структурной схемой, на которой показан другой пример устройства для приема сигнала.

На фиг. 32 и 33 показаны примеры применения способа с одним входом и одним выходом (SISO) к системе вместо способа с множеством входов и выходов.

Устройство передачи сигнала на фиг. 32 включает в себя кодер 2200 c коррекцией ошибок FEC, первый перемежитель 2210, модулятор 2220 решетчатого кодирования, линейный предварительный кодер 2230, второй перемежитель 2240, формирователь 2250 кадра, модулятор 2260 и передатчик 2270.

Устройство приема сигнала на фиг. 33 включает в себя приемник 2300, блок 2310 синхронизации, демодулятор 2320, анализатор 2330 кадра, первый деперемежитель 2340, декодер 2350 линейного предварительного кодирования, декодер 2360 решетчатого кодирования, второй деперемежитель 2370 и декодер 2380 FEC.

Устройство передачи сигнала и устройство приема сигнала выполняют те же самые процессы, как соответствующие описанные выше устройства. Однако, поскольку устройство передачи и устройство приема, показанные на фиг. 32 и 33, используют способ SISO вместо способа с множеством входов и выходов, процесс кодирования с множеством входов и выходов и процесс декодирования с множеством входов и выходов не используются.

Таким образом, данные символа, которые подвергают операции линейного предварительного кодирования и операции перемежения, чтобы они стали устойчивы к частотно-избирательным замираниям в канале, вводят в формирователь 2250 кадра. Формирователь 2250 кадра формирует данные кадра, который имеет структуру, показанную на фиг. 9, на основе входных данных символа, и выводит данные сформированного кадра. В способе SISO не нужно различать передающие тракты согласно способу с множеством входов и выходов, показанному на фиг. 19 и 20.

В устройстве приема сигнала данные символа, проанализированные с помощью анализатора 2330 кадра, выводят к первому деперемежителю 2340, так что выполняют процесс, обратный процессу обработки данных передающего устройства для того, чтобы они стали устойчивы к частотно-избирательным замираниям в канале.

Фиг. 34 является последовательностью операций, показывающей способ передачи сигнала согласно настоящему изобретению.

Кодирование FEC выполняют относительно входных данных таким образом, что ошибку передачи при передаче данных находят и исправляют (S2400). Кодер BCH может использоваться в качестве внешнего кодера для предотвращения области насыщения вероятности ошибки, и способ кодирования LDPC можно выполнять после выполнения способа кодирования BCH для кодирования FEC.

Кодированные данные перемежают, чтобы они стали устойчивы к пачке ошибок в канале передачи, и перемежаемые данные преобразовывают в данные символа согласно системе передачи/приема (S2402). Для преобразования в кодированные данные символа можно использовать кодер решетчатого кодирования. В качестве формы символа можно использовать QAM или QPSK.

Чтобы данные символа стали устойчивы к частотно-избирательным замираниям в канале, отображаемые данные символа предварительно кодируют для распределения их по нескольким выходным символам в частотной области (S2404), и предварительно кодированные данные символа перемежают (S2406). Соответственно можно уменьшать вероятность, что данные будут потеряны при частотно-избирательных замираниях в канале. При перемежении можно использовать сверточный перемежитель или блочный перемежитель, который можно выбирать согласно вариантам осуществления реализации.

Соответственно можно уменьшать вероятность того, что вся информация будет потеряна при замираниях, когда существуют частотно-избирательные замирания в канале, и не подвергать распределенные данные символа одинаковым частотно-избирательным замираниям. При перемежении можно использовать сверточный перемежитель или блочный перемежитель, который можно выбирать согласно вариантам осуществления реализации.

Перемежаемые данные символа кодируют с множеством входов и выходов для передачи через множество антенн (S2408). Количество трактов передачи данных можно определять согласно количеству антенн. В способе пространственного разнесения через тракты передают данные, имеющие ту же самую информацию, а в способе пространственного мультиплексирования через тракты передают различные данные.

Кодированные данные преобразуют в передаваемый кадр согласно количеству передающих трактов с множеством входов и выходов, передаваемый кадр модулируют, и модулированный передаваемый кадр передают (S2410). Передаваемый кадр включает в себя интервал символа пилотной несущей и интервал символа данных. Интервал символа пилотной несущей может иметь информацию, которая может различать передающие тракты. Например, когда сигнал передают через две антенны, несущие с четным номером и несущие с нечетным номером сгенерированных пилотных несущих можно передавать через различные антенны. Альтернативно, когда сигнал передают через две антенны, сумму пилотных несущих передают в позициях символа с четным номером, и разность между пилотными несущими передают в позициях символа с нечетным номером, так что может быть получен эффект разнесения.

Однако в системе передачи/приема сигнала, которая использует способ SISO вместо способа с множеством входов и выходов, модулированный сигнал передают через одну антенну, не выполняя этап кодирования с множеством входов и выходов S2408.

Фиг. 35 является последовательностью операций, которая показывает способ приема сигнала.

Сигнал, принимаемый через передающий тракт, синхронизируют, и синхронизированный сигнал демодулируют (S2500).

Демодулируемый кадр данных анализируют, и сигнал с множеством входов декодируют в соответствии со способом декодирования с множеством входов и выходов для получения потока данных символа (S2502).

Данные символов, которые перемежают, чтобы они стали устойчивы к частотно-избирательным замираниям в канале, деперемежают с помощью обратного процесса от процесса перемежения (S2504). Поток данных, который восстанавливают с помощью деперемежения, декодируют с помощью обратного процесса от процесса предварительного кодирования, и исходные данные символа, которые распределяют по нескольким частям данных символа, восстанавливают в частотной области (S2506).

Для восстановленных данных символа выполняют обратное отображение символов в соответствии со способом отображения символов, и декодируют в битовые данные, и битовые данные деперемежают для восстановления в исходную последовательность (S2508). В качестве способа обратного отображения и декодирования кодированных данных символа можно использовать способ решетчатого декодирования. Выравнивание можно выполнять на уровне символа, и процесс выравнивания может меняться согласно вариантам осуществления реализации.

Декодирование FEC выполняют по отношению к восстановленным данным таким образом, что исправляют ошибку передачи (S2510). Для декодирования FEC можно использовать декодер LDPC, а в качестве внешнего декодера для предотвращения области насыщения вероятности ошибки можно выполнять способ декодирования BCH после выполнения способа декодирования LDPC.

Однако в системе передачи/приема сигнала, которая использует способ SISO вместо способа с множеством входов и выходов, выполняют прием сигнала через один передающий тракт, не выполняя этап декодирования с множеством входов и выходов S2502.

Способ передачи/приема сигнала и устройство для передачи/приема сигнала согласно настоящему изобретению доступны в областях техники передачи и связи.

Согласно способу передачи/приема сигнала и устройству для передачи/приема сигнала настоящего изобретения, можно упростить переключение системы передачи/приема сигнала, используя существующую сеть передачи/приема сигнала, и уменьшение стоимости.

Кроме того, можно улучшать скорость переноса данных, так как можно получать выигрыш в ОСШ, и оценивать канал по отношению к каналу передачи, имеющему свойство большого разброса задержки, для увеличения расстояния передачи сигнала. Соответственно можно улучшать эффективность передачи/приема сигнала в системе передачи/приема.

ВАРИАНТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты изобретения также описаны в разделе предпочтительного варианта осуществления изобретения.

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Настоящее изобретение имеет промышленное применение в области техники цифрового вещания, области техники цифровой связи и в относящихся к ним областях техники.