Система і процесор перемежовування

1. Спосіб перемежовування каналів в системі безпровідного зв'язку, який містить: перемежовування піднесучих чергування шляхом реверсування бітів, і перемежовування чергувань шляхом реверсування бітів. 2. Спосіб за п. 1, в якому спосіб реверсування бітів є операцією реверсування бітів скороченого набору, якщо кількість піднесучих не є степенем двійки. 3. Спосіб за п. 2, в якому кількість піднесучих дорівнює 500. 4. Спосіб за п. 3, в якому кількість чергувань дорівнює восьми. C2 2 90481 1 3 комплексні символи КАМ генеруються з множини бітів даних, де кожний символ включає в себе складову дійсною числа і складову уявного числа, і де кожний символ представляє множину бітів даних, з яких він був згенерований. Множина бітів КАМ передаються разом в кодовій комбінації, яка може бути графічно представлена комплексною площиною. Як правило, кодова комбінація згадується як "сукупність". Завдяки використанню модуляції КАМ, система OFDM може поліпшувати свою ефективність. Трапляється, що коли сигнал є сигналом широкомовної передачі, він може розповсюджуватися до приймача більше ніж одним шляхом. Наприклад, сигнал від єдиного передавача може розповсюджуватися до приймача по прямій лінії, і він також може відбиватися від фізичних об'єктів, розповсюджуючись до приймача по іншому шляху. Крім того, трапляється, що коли система використовує так звану методику "стільникової" широкомовної передачі, щоб збільшити спектральну ефективність, сигнал, призначений для прийому, може передаватися за допомогою широкомовної передачі більше ніж одним передавачем. Отже, один і той же сигнал буде передаватися до приймача більше ніж по одному шляху. Таке паралельне поширення сигналів, чи є воно штучним (тобто, викликаним широкомовною передачею одного і того ж сигналу більше ніж від одного передавача) або природним (тобто, викликаним лунасигналом), називається "багатопроменевим поширенням". Можна з готовністю оцінити, що хоч стільникова цифрова широкомовна передача зі спектральної точки зору с ефективною, повинні бути виконані деякі умови, щоб ефективно звернути увагу на міркування багатопроменевого поширення. На щастя, системи OFDM, які використовують модуляцію КАМ. більш ефективні в присутності умов багатопроменевого поширення (які, як заявлено вище, повинні виникати, коли використовуються методики стільникової широкомовної передачі), ніж методики модуляції КАМ, в яких використовується тільки одна несуча частота. Більш конкретно, в системах КАМ з єдиною несучою повинен використовуватися комплексний вирівнювач, щоб зрівнювати канали, які мають лунасигнали такі ж сильні, як первинний шлях, і таке зрівнювання важко виконувати. Навпаки, в системах OFDM потреба в комплексних вирівнювачах може бути абсолютно усунена за допомогою простого введення захисного інтервалу відповідної довжини на початку кожного символу. Відповідно, коли очікуються умови багатопроменевого поширення, переважними є системи OFDM, які використовують модуляцію ΚАΜ. У типовій схемі ґратчастого кодування, потік даних кодується за допомогою згорткового кодера, а потім послідовні біти об'єднуються в групі бітів, яка син символом КАМ. У групі знаходиться декілька бітів, з кількістю бітів в групі, цілим числом, що визначається "m" (отже, кожна група згадується як така, що має "піковий" розмір). Як правило, значення "m" становить чотири, п'ять, шість або сім. хоч воно може бути більшим або меншим. 90481 4 Після групування бітів в багаторозрядні символи, ці символи перемежовуються. Під терміном "перемежовування" мається на увазі, що потік символів перестроєнується в послідовності, щоб таким чином рандомізувати потенційні помилки, що викликаються погіршенням характеристик каналу. Щоб проілюструвати це, уявимо, що повинні бути передані п'ять слів. Якщо під час передачі сигналу, що не перемежовується, в каналі виникають тимчасові перешкоди. При цих обставинах, може бути втрачене ціле слово, перш ніж перешкоди в каналі поменшають, і може бути важко дізнатися, якщо не неможливо, яка інформація була передана цим втраченим словом. Навпаки, якщо букви цих п'яти слів до передачі послідовно перестроєні (тобто, піддані "перемежовуванню"), і в каналі виникають перешкоди, декілька букв можуть бути втрачені, можливо, по одній букві в слові. Однак, після декодування перебудованих букв, всі п'ять слів можуть з'явитися, хоч з декількома пропущеними буквами в словах. Повинно бути зрозумілим, що при цих обставинах було б відносно просто для цифрового декодера відновити дані по суті повністю. Після перемежовування m-кових символів, символи відображаються в комплексні символи з використанням відмічених вище принципів КАМ. мультиплексуються в їх відповідні канали піднесучих і передаються. Короткий опис креслень Фіг.1А показує пристрій перемежовування каналів відповідно до варіанту здійснення; Фіг.1В показує пристрій перемежовування каналів відповідно до іншого варіанту здійснення; Фіг.2А показує біти коду пакету швидкого режиму, розміщеного в буфері перемежовування, відповідно до варіанту здійснення; Фіг.2В показує буфер пристрою перемежовування, виконаний у вигляді матриці з N/m рядків на m стовпців, відповідно до варіанту здійснення; Фіг.3 ілюструє таблицю чергувань, що перемежовуються, відповідно до варіанту здійснення; Фіг.4 показує схематичне зображення формування каналів відповідно до варіант) здійснення; Фіг.5 показує схематичне зображення формування каналів з послідовністю зміщення всіх одиниць, що приводить до тривалих періодів оцінок хороших і поганих каналів для конкретного відрізка часу, відповідно до варіанту здійснення; і Фіг.6 показує схематичне зображення формування каналів з послідовністю зміщення всіх двійок, що приводить до рівномірно поширених чергувань оцінок хороших і поганих каналів; і Фіг.7 показує безпровідний пристрій, виконаний з можливістю реалізації перемежовування відповідно до варіанту здійснення. У варіанті здійснення, пристрій перемежовування каналів містить пристрій перемежовування бітів і пристрій перемежовування символів. Фіг.1 показує два типи схем перемежовування каналів. Обидві схеми використовують перемежовування і чергування бітів для досягнення максимального рознесення каналів. Фіг.1А показує пристрій перемежовування каналів відповідно до варіанту здійснення. Фіг.1В показує пристрій перемежовування каналів відпо 5 відно до іншого варіанту здійснення. Пристрій перемежовування Фіг.1В використовує виключно пристрій перемежовування бітів для досягнення рознесення m-кової модуляції, і використовує двовимірну таблицю чергувань, що перемежовуються, і відображення чергування відрізків часу в чергування під час виконання, щоб досягати частотного рознесення, яке забезпечує кращу ефективність перемежовування без необхідності в явному перемежовуванні символів. Фіг.1А зображає закодовані турбо-кодом біти 102. що вводяться в блок 104 перемежовування бітів. Блок 104 перемежовування бітів виводить піддані перемежовуванню біти, які вводяться в блок 106 відображення символів сукупності. Блок 106 відображення символів сукупності виводить біги символів сукупності, що відображаються, які вводяться в блок 108 перемежовування символів сукупності. Блок 108 перемежовування символів сукупності виводить піддані перемежовуванню біти символів сукупності в блок 110 формування каналів. Блок 110 формування каналів чергує піддані перемежовуванню біти символів сукупності, використовуючи таблицю 112 чергувань, і виводить символи 114 OFDM. Фіг.1В показує закодовані турбо-кодом біти 152. що вводяться в блок 154 перемежовування бітів Блок 154 перемежовування бітів виводить піддані перемежовуванню біти, які вводяться в блок 156 відображення символів сукупності. Блок 15 відображення символів сукупності виводить біти символів сукупності, що відображаються, які вводяться в блок 158 формування каналів Блок 158 формування каналів розділяє на окремі канали піддані перемежовуванню біти символів сукупності, використовуючи блок 160 таблиці чергувань, що перемежовуються, і динамічного відображення чергування відрізків час), і виводить символи 162 OFDM. Пристрій перемежовування Фіг.1В використовує перемежовування 154 бітів для досягнення рознесення модуляції. Біти 152 коди з пакету швидкого режиму перемежовуються в такій кодовій комбінації, що суміжні біти коду відображаються в символи різних сукупностей. Наприклад, для 2mкової модуляції, буфер пристрою перемежовування N бітів розділений на N/m блоків. Суміжні біти коду послідовно записуються в суміжні блоки, а потім зчитуються один за одним з початку буфера до кінця в послідовному порядку, як показано на Фіг.2А (зверху). Це гарантує, що суміжні біти коду будуть відображатися в символи різних сукупностей. Еквівалентно цьому, як ілюструється на Фіг.2В (знизу), буфер пристрою перемежовування виконаний у вигляді матриці з N/m рядків на m стовпців. Біти коду записуються в буфер стовпець за стовпцем і зчитуються рядок за рядком. Щоб уникати відображення суміжного біта коду в таку ж позицію біта символу сукупності внаслідок того, що деякі біти символу сукупності більш достовірні, ніж інші, для 16-КАМ (квадратурної амплітудної модуляції з 16 значущими позиціями амплітуди і фази), де в залежності від відображення, наприклад, перший і третій біти є більш достовірними, 90481 6 ніж другий і четвертий біти, рядки повинні зчитуватися навперемінно зліва направо і справа наліво. Фіг.2А показує біти коду пакету 202 швидкого режиму, що вміщуються в буфер 204 перемежовування відповідно до варіанту здійснення. Фіг.2В представляє ілюстрацію операції перемежовування бітів відповідно до варіанту здійснення. Біти коду пакету 250 швидкого режим) вміщуються в буфер 252 перемежовування, як показано на Фіг.2В. Буфер 252 перемежовування перетворюється за допомогою перестановки другого і третьою стовпців, таким чином створюючи буфер 254 перемежовування, в якому m=4, відповідно до варіанту здійснення. Піддані перемежовуванню біти коду пакету 256 швидкого режиму зчитуються з буфера 254 перемежовування. Для простоти, можна використовувати фіксоване значення m=4, якщо найвищий рівень модуляції становить 16 і якщо довжина біта коду завжди ділиться на 4. В цьому випадку, щоб поліпшити розділення для QPSK (квадратурної фазової маніпуляції), середні два стовпці перед зчитуванням перестановляються. Ця процедура зображена на Фіг.2В (знизу). Фахівцям в даній галузі техніки повинно бути очевидним, що можна переставляти будь-які два стовпці. Фахівцям в даній галузі техніки також повинно бути очевидним, що стовпці можна вміщувати в будь-якому порядку. Фахівцям в даній галузі техніки також повинно бути очевидним, що рядки можна вміщувати в будь-якому порядку. У іншому варіанті здійснення, як перший етап, біти коду пакету 202 швидкого режиму розподіляються в групи. Потрібно зазначити, що варіанти здійснення і Фіг.2А, і Фіг.2В також розподіляють біти коду в групи. Однак, біти коду всередині кожної групи швидше чергуються відповідно до порядку бітів групи для кожної даної групи, ніж просто викопується перестановка рядків або стовпців. Таким чином, порядок чотирьох груп з 16 бітів після розподілу в групи може бути наступним {1, 5, 9, 13} {2, 6, 10, 14} {3, 7, 11, 15} {4, 8, 12, 16}, при використанні простого лінійного впорядкування груп, а порядок чотирьох груп 16 бітів коду після перетасовування може бути наступним {13, 9, 5, 1} {2, 10, 6, 14} {11, 7, 15, 3} {12, 8, 4, 16}. Потрібно зазначити, що перестановка рядків або стовпців може бути регресивним випадком цього перетасовування всередині групи. Відповідно до варіанту здійснення, пристрій перемежовування каналів використовує чергування для перемежовування символів сукупності, що перемежовується, щоб досягати частотного рознесення. Це усуває необхідність в явному перемежовуванні символів сукупності. Перемежовування виконується на двох рівнях: У межах або всередині чергування, що перемежовується: У варіанті здійснення, 500 піднесучих чергування перемежовуються способом реверсування бітів. Між або серед чергувань, що перемежовуються: У варіанті здійснення, вісім чергувань перемежовуються способом реверсування бітів. Фахівцям в даній галузі техніки повинно бути очевидним, що кількість піднесучих може відрізня 7 тися від 500. Фахівцям в даній галузі техніки також повинно бути очевидним, що кількість чергувань може відрізнятися від восьми. Потрібно зазначити, що оскільки 500 не є ступенем 2. відповідно до варіанту здійснення повинна використовуватися операція реверсування бітів скороченого набору. Наступний код показує цю операцію: vectorreducedSetBitRev(int n) { int m=exponеnt(n); vectory(n), for(int i=0,j=0;i=n;j-+-r); { int k; for(;k=bitRev(j,m))>=n;j++); y[i]=k; } return у; } де n=500, m - найменше ціле число, таке, що 2m>n, яке становить 8, a bitRev є регулярною операцією реверсування бітів. Символи послідовності символів сукупності каналу передачі даних відображаються у відповідні піднесучі послідовним лінійним способом відповідно до призначеного індексу відрізка часу, пристроєм формування каналів, що визначається з використанням таблиці чергувань, як зображено на Фіг.3, згідно з варіантом здійснення. Фіг.3 ілюструє таблицю чергувань, що перемежовуються, відповідно до варіанту здійснення На ній показані пакет 302 швидкого режиму, символи 304 сукупності і таблиця 306 чергувань, що перемежовуються також показані чергування 3 (308), чергування 4 (310), чергування 2 (312), чергування 6 (314), чергування 1 (316), чергування 5 (318), чергування 3 (320) і чергування 7 (322). У варіанті здійснення, одне з цих восьми чергувань використовується для контрольного сигналу, тобто, для контрольною сигналу навперемінно використовуються чергування 2 і чергування 6. В результаті, пристрій формування каналів може використовувати сім чергувань для планування. Для зручності, пристрій формування каналів використовує Відрізок часу як одиницю планування. Відрізок часу визначається, як одне чергування символу OFDM. Таблиця чергувань використовується для відображення відрізка часу в конкретне чергування. Оскільки використовуються вісім чергувань, тому є вісім відрізків часу. Сім відрізків часу будуть відкладені для використання для формування каналів, а один відрізок часу - для контрольного сигналу. Без втрати спільності, відрізок часу 0 використовується для контрольного сигналу, а відрізки часу з 1 по 7 використовуються для формування каналів, як показано на Фіг.4, де вертикальна вісь представляє індекс 402 відрізка часу, горизонтальна вісь - індекс 404 символу OFDM, а накреслений напівжирно об'єкт - індекс чергування, призначений для відповідного відрізка часу в момент часу символу OFDM. Фіг.4 показує схематичне зображення формування каналів відповідно до варіанту здійснення. 90481 8 Фіг.4 показує індекси відрізків часу, зарезервовані для планувальника 406. і індекси відрізків часу, зарезервовані для контрольного сигналу 408. Накреслені напівжирно об'єкти являють собою номери індексів чергування. Номер з квадратом є чергуванням, суміжним з контрольним сигналом, і отже, з хорошою оцінкою каналу. Номер, оточений квадратом, є чергуванням, суміжним з контрольним сигналом, і отже, з хорошою оцінкою каналу. Оскільки планувальник завжди призначає ділянку безперервних відрізків часу і символів OFDM для каналу передачі даних, ясно, що через перемежовування між чергуваннями, безперервні відрізки часу, які призначені для каналу передачі даних, будуть відображені в переривисті чергування. Тоді може бути досягнутий більший коефіцієнт посилення при частотному рознесенні. Однак, це статичне призначення (тобто, відрізок часу для таблиці 1 відображення фізичного чергування через якийсь час не змінюється) містить одну проблему Тобто, якщо блок призначення каналу передачі даних (припустимо, прямокутний) займає множину символів OFDM, чергування, призначені для каналу передачі даних, не змінюються через якийсь час. приводячи до втрати частотного рознесення. Засіб для усунення цього полягає в тому, щоб просто циклічно зсувати таблицю чергувань планувальника (тобто, виключаючи чергування контрольного сигналу; від символу OFDM до символу OFDM. Фіг.5 зображає операцію зміщення таблиці чергувань планувальника по одному разу на символ OFDM. Ця схема успішно усуває проблем) статичного призначення чергування, тобто, конкретний відрізок часу відображається в різні чергування в різний час символів OFDM. Фіг.5 показує схематичне зображення формування каналів з послідовністю зміщення всіх одиниць, що приводить до тривалих періодів оцінок хороших і поганих каналів для конкретного відрізка часу 502. відповідно до варіант) здійснення. Фіг.5 показує індекси відрізків часу, зарезервовані для планувальника 506, і індекс відрізка часу, зарезервований для контрольного сигналу 508. Індекс 504 символів відрізків часу показаний на горизонтальній осі. Однак, потрібно зазначити, що відрізки часу призначаються чотирьом безперервним чергуванням з оцінками хороших каналів, які супроводжуються тривалими періодами чергувань з оцінками поганих каналів, на відміну від переважних кодових комбінацій коротких періодів виконання чергувань оцінок хороших каналів і коротких періодів виконання чергувань з оцінками поганих каналів. На кресленні, чергування, яке є суміжним з чергуванням контрольного сигналу, відмічене квадратом. Рішення для тривалих періодів оцінок хороших і поганих каналів мас проблему, яка полягає в тому, щоб використовувати послідовність зміщення, іншу ніж послідовність всіх одиниць. Існує багато послідовностей, які можна використовувати для виконання цієї задачі. Найпростіша послідовність складається з послідовності всіх двійок, тобто, таблиця чергувань планувальника зсувається 9 двічі замість одного разу на символ OFDM. Результат показаний на Фіг.6, який значно поліпшує кодову комбінацію чергування пристрою формування каналів. Потрібно зазначити, що ця кодова комбінація повторюється кожні 2×7=14 символів OFDM, де 2 - період розташування в шаховому порядку чергувань контрольного сигналу, а 7 - період зміщення чергувань пристрою формування каналів. Щоб спростити операцію і в передавачах, і в приймачах, можна використовувати просту формулу для визначення відображення з відрізка часу в чергування в даний момент часу символу OFDM Таблиця відрізків часу планувальникане включає в себе відрізок часу контрольного сигналу. і= ’{(N-((R×t)%N)+s-1)%N}, де N=I-1 - кількість чергувань, які використовуються для планування даних інформаційного обміну, де I - загальна кількість чергувань; і {0,1,…,l-1}, виключаючи чергування контрольного сигналу, є індексом чергування, в який відрізок часу s відображається в символ t OFDM; t=0,1,…,T-1 - індекс символу OFDM в суперкадрі, де Τ - загальна кількість символів OFDM в кадрі 2; s=1,2,...,S-1,s - індекс відрізка часу, де S - загальна кількість відрізків часу; R - кількість зсувів на символ OFDM; ’ - оператор реверсування бітів скороченого набору. Тобто, чергування, що використовується контрольним сигналом, повинне бути виключене з операції реверсування бітів. Індекс символу OFDM в суперкадрі замість кадру дає додаткове рознесення для кадрів, оскільки кількість символів OFDM в кадрі в сучасній конструкції не ділиться на 14. Приклад У варіанті здійснення, І=8, R=2. Відповідна формула відображення відрізків часу в чергування приймає вигляд і= ’{(7-((2×t)%7)+s-1)%7}, де ’ відповідає наступній таблиці: х ’{х} 0 0 1 4 2 2 або 6 3 1 5 3 6 7 Ця таблиця може генеруватися за допомогою наступного коду: int reducedSetBitRev(int x, int exclude, int n) { int m=exponеnt(n); int y; for(int i=0,j=0;i