НОВАЯ СТРУКТУРА ФРЕЙМА И ТРЕНИРОВОЧНАЯ СТРУКТУРА ДЛЯ СИСТЕМ С МНОЖЕСТВОМ НЕСУЩИХ
NEW FRAME AND TRAINING STRUCTURE FOR MULTI-CARRIER SYSTEMS

Настоящее изобретение направлено на новую структуру фрейма и тренировочную структуру для систем с множеством несущих.
Настоящее изобретение, таким образом, в основном, направлено (но не ограничивается этим) на системы широковещательной передачи, такие как, например, кабельные системы, основанные на наземных цифровых системах широковещательной передачи, в которых данные содержания, данные сигнализации, пилотные сигналы и т.д. отображают на множество несущих частот, которые затем передают в заданной общей или полной полосе пропускания передачи. Приемник обычно настраивают на частичный канал (часть общей полосы пропускания передачи) из всей полосы пропускания передачи (иногда называется сегментированным приемом) для того, чтобы принимать только данные содержания, которые необходимы или желательны для соответствующего приемника. Например, в стандарте ISDB-T (КСЦВ-Н, комплексная служба наземного цифрового вещания), общую полосу пропускания канала, таким образом, разделяют на 13 фиксированных сегментов равной длины (равное количество несущих частот).
Цель настоящего изобретения, таким образом, состоит в том, чтобы обеспечить устройство и способ передачи, а также структуру сигнала для системы с множеством несущих, которая обеспечивает для приемника возможность гибкой настройки на любую требуемую часть общей полосы пропускания передачи.
Описанная выше цель достигается с помощью устройства передачи по п.1. Устройство передачи в соответствии с настоящим изобретением выполнено с возможностью передавать сигналы в системе с множеством несущих на основе структуры фрейма, причем каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две тренировочные структуры, расположенные рядом друг с другом в направлении частоты, и, по меньшей мере, две структуры данных, в результате чего устройство передачи содержит средство отображения пилотных сигналов, выполненное с возможностью отображения одной и той же последовательности пилотных сигналов на несущие частоты каждой из упомянутых, по меньшей мере, двух тренировочных структур во фрейме, причем каждая тренировочная структура имеет одинаковую длину, средство отображения данных, выполненное с возможностью отображения данных на несущие частоты упомянутых, по меньшей мере, двух структур данных во фрейме, средство преобразования, выполненное с возможностью преобразования упомянутых тренировочных структур и упомянутых структур данных из области частот в область времени для того, чтобы сгенерировать сигнал передачи в области времени, и средство передачи, выполненное с возможностью передачи упомянутого сигнала передачи в области времени.
Описанная выше цель дополнительно достигается с помощью способа передачи по п.11. Способ передачи в соответствии с настоящим изобретением выполнен с возможностью передачи сигналов в системе с множеством несущих на основе структуры фрейма, причем каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две тренировочные структуры, расположенные рядом друг с другом в направлении частоты и, по меньшей мере, две структуры данных, в результате чего способ содержит этапы: отображают одну и ту же последовательность пилотных сигналов на несущие частоты каждой из упомянутых, по меньшей мере, двух тренировочных структур во фрейме, причем каждая тренировочная структура имеет одинаковую длину, отображают данные на несущие частоты в упомянутых, по меньшей мере, двух структурах данных во фрейме, преобразуют упомянутые тренировочные структуры и упомянутые структуры данных в область времени для того, чтобы сгенерировать сигнал передачи в области времени, и передают упомянутый сигнал передачи в области времени.
Описанная выше цель дополнительно достигается с помощью структуры фрейма по п.12. Структура фрейма в соответствии с настоящим изобретением адаптирована для системы с множеством несущих и содержит, по меньшей мере, две тренировочные структуры, расположенные рядом друг с другом в направлении частот, и, по меньшей мере, две структуры данных, в которой одинаковую последовательность пилотных сигналов отображают на несущие частоты каждой из упомянутых, по меньшей мере, двух тренировочных структур во фрейме, каждая тренировочная структура имеет одинаковую длину, и в которой данные отображают на несущие частоты упомянутых, по меньшей мере, двух структур данных во фрейме.
Цель настоящего изобретения дополнительно состоит в том, чтобы предоставить устройство и способ приема, а также систему и способ для передачи и приема сигналов в системе с множеством несущих, которые обеспечивают возможность гибкой настройки на любую требуемую часть полосы пропускания передачи.
Описанная выше цель достигается с помощью устройства приема по п.13. Устройство приема в соответствии с настоящим изобретением выполнено с возможностью приема сигналов в системе с множеством несущих на основе структуры фрейма в полосе пропускания передачи, причем каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две тренировочные структуры, расположенные рядом друг с другом в направлении частоты, каждая с одинаковой последовательностью пилотных сигналов, отображенных на несущие частоты, и, по меньшей мере, две структуры данных с данными, отображенными на несущие частоты, причем каждая из упомянутых, по меньшей мере, двух тренировочных структур имеет одинаковую длину, в которой упомянутое устройство приема содержит средство приема, выполненное с возможностью настройки на и приема выбранной части упомянутой полосы пропускания передачи, упомянутая выбранная часть упомянутой полосы пропускания передачи имеет, по меньшей мере, длину одной из упомянутых тренировочных структур и охватывает, по меньшей мере, одну структуру данных, предназначенную для приема, и средство корреляции, выполненное с возможностью выполнения корреляции на основе пилотных сигналов, принимаемых в упомянутой выбранной части упомянутой полосы пропускания передачи.
Описанная выше цель дополнительно достигается с помощью способа приема по п.23. Способ приема в соответствии с настоящим изобретением выполнен с возможностью принимать сигналы, передаваемые в системе с множеством несущих на основе структуры фрейма в полосе пропускания передачи, причем каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две тренировочные структуры, расположенные рядом друг с другом в направлении частоты, каждая с одинаковой последовательностью пилотных сигналов, отображенных на несущие частоты, и, по меньшей мере, две структуры данных с данными, отображенными на несущие частоты, причем каждая из упомянутых, по меньшей мере, двух тренировочных структур имеет одинаковую длину, таким образом, способ содержит этапы: принимают выбранную часть упомянутой полосы пропускания передачи, упомянутая выбранная часть упомянутой полосы пропускания передачи имеет, по меньшей мере, длину одной из упомянутых тренировочных структур и охватывает, по меньшей мере, одну структуру данных, предназначенную для приема, и выполняют корреляцию на основе пилотных сигналов, принятых в упомянутой выбранной части упомянутой полосы пропускания передачи.
Описанная выше цель дополнительно достигается с помощью системы, предназначенной для передачи и приема сигналов по п.24, содержащей устройство передачи, предназначенное для передачи сигналов в системе с множеством несущих на основе структуры фрейма, каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две тренировочные структуры, расположенные рядом друг с другом в направлении частот, и, по меньшей мере, две структуры данных, причем упомянутое устройство передачи содержит:
средство отображения пилотной структуры, выполненное с возможностью отображения одной и той же последовательности пилотных сигналов на несущие частоты каждой из упомянутых, по меньшей мере, двух тренировочных структур во фрейме, причем каждая тренировочная структура имеет одинаковую длину,
средство отображения данных, выполненное с возможностью отображения данных на несущие частоты упомянутых, по меньшей мере, двух структур данных во фрейме,
средство преобразования, выполненное с возможностью преобразования упомянутых тренировочных структур и упомянутых структур данных из области частот в область времени для того, чтобы сгенерировать сигнал передачи в области времени, и
средство передачи, выполненное с возможностью передачи упомянутого сигнала передачи в области времени,
причем упомянутая система дополнительно содержит устройство приема в соответствии с настоящим изобретением, выполненное с возможностью принимать упомянутый сигнал передачи в области времени из упомянутого устройства передачи.
Описанная выше цель дополнительно достигается с помощью способа для передачи и приема сигналов по п.25 формулы изобретения, содержащего способ передачи для передачи сигналов с множеством несущих на основе структуры фрейма, причем каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две тренировочные структуры, расположенные рядом друг с другом в направлении частот и, по меньшей мере, две структуры данных, причем упомянутый способ передачи содержит следующие этапы:
отображают одну и ту же последовательность пилотных сигналов на несущие частоты каждой из упомянутых, по меньшей мере, двух тренировочных структур во фрейме, каждая тренировочная структура имеет одинаковую длину,
отображают данные на несущие частоты упомянутых, по меньшей мере, двух структур данных во фрейме,
преобразуют упомянутые тренировочные структуры и упомянутые структуры данных из области частот в область времени для того, чтобы сгенерировать сигнал передачи в области времени, и
передают упомянутый сигнал передачи в области времени,
упомянутый способ дополнительно содержит способ приема в соответствии с настоящим изобретением, выполненный с возможностью приема упомянутого сигнала передачи в области времени.
В настоящем изобретении, поэтому, предложена система с множеством несущих, в которой используется структура фрейма или последовательность фрейма в области частот, а также в области времени. В области частот каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две идентичные тренировочные структуры (которые также можно называть структурами преамбулы), которые, соответственно, переносят идентичные пилотные сигналы по несущим частотам и, соответственно, имеют одинаковую длину (или полосу пропускания). После преобразования в область времени, в полученном в результате сигнале в области времени, каждый фрейм затем содержит соответствующий символ преамбулы (или тренировочный символ), а также символы данных. Каждая структура фрейма охватывает всю или общую полосу пропускания передачи в направлении частот таким образом, что общая полоса пропускания передачи, поэтому, в равной степени разделена на соответствующие идентичные тренировочные структуры. Структуры данных каждого фрейма затем соответствуют тренировочной последовательности по времени. Устройство приема может быть свободно и гибко настроено на любую желательную часть полосы пропускания передачи при условии, что эта часть полосы пропускания передачи, на которую может быть настроено устройство приема, имеет, по меньшей мере, длину одной из тренировочных структур. Таким образом, устройство приема всегда имеет возможность принимать пилотные сигналы всей тренировочной структуры таким образом, что корреляция принимаемых пилотных сигналов для предоставления синхронизации по времени, то есть для определения точки синхронизации или начала следующего фрейма и/или расчета смещения частоты и/или оценки канала возможна в устройстве приема.
Предпочтительно, длина, по меньшей мере, некоторых из структур данных отличается друг от друга, и длина каждой из структур данных меньше или равна длине каждой из тренировочных структур. В качестве альтернативы, длина всех структур данных одинакова и меньше или равна длине каждой из тренировочных структур.
Таким образом, устройство приема может быть гибко и без ограничений настроено на любую желательную часть полосы пропускания передачи, в результате чего всегда возможна корреляция и, таким образом, синхронизация по времени, поскольку пилотные сигналы всей тренировочной структуры могут быть приняты, так что устройство приема может принимать любую желаемую структуру данных.
Кроме того, предпочтительно, длину структуры данных в устройстве передачи регулируют динамически. Система с множеством несущих со структурой фрейма, как предполагается в соответствии с настоящим изобретением, таким образом, обеспечивает очень гибкую передачу содержания данных, в которой длина структур данных, и, таким образом, количество данных на структуру данных может динамически изменяться, например, от фрейма к фрейму или любым другим требуемым способом. В качестве альтернативы, длина структур данных может быть фиксированной или постоянной.
Кроме того, предпочтительно, по меньшей мере, две структуры данных следуют после упомянутых, по меньшей мере, двух тренировочных структур в измерении времени, в которых каждый фрейм содержит дополнительные структуры данных, следующие после упомянутых, по меньшей мере, двух структур данных в измерении времени, причем каждая из упомянутых структур данных дополнительно имеет соответствующую такую же длину, как и соответствующая одна из упомянутых предыдущих, по меньшей мере, двух структур данных. Другими словами, структура последовательностей данных в каждом фрейме, предпочтительно, установлена таким образом, что, по меньшей мере, две структуры данных скомпонованы рядом друг с другом в измерении частоты так, что охватывается вся полоса пропускания передачи. Дополнительные структуры данных затем компонуют в том же фрейме, но так, что они следуют после, по меньшей мере, двух структур данных в направлении времени, в результате чего каждая дополнительная или следующая структура данных имеет такую же длину (в измерении или в направлении частоты), что и предыдущая структура данных. Таким образом, если устройство приема будет настроено на определенную часть полосы пропускания передачи, будут приняты, по меньшей мере, две структуры данных на фрейм, причем каждая из упомянутых структур данных имеет одинаковую длину, но следует одна за другой в измерении времени.
Кроме того, предпочтительно, каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две структуры сигнализации, в результате чего данные сигнализации отображают на несущие частоты каждой структуры сигнализации во фрейме. Каждая структура сигнализации может, таким образом, иметь одинаковую длину в измерении частоты. Например, каждая структура сигнализации во фрейме, таким образом, может иметь идентичные данные сигнализации, отображенные на соответствующие несущие частоты. В качестве альтернативы, данные сигнализации каждой структуры сигнализации во фрейме могут содержать место расположения структуры сигнализации во фрейме, и в этом случае каждая структура во фрейме имеет идентичные данные сигнализации, отображенные на несущие частоты, за исключением информации о местоположении, которая отличается, по меньшей мере, для некоторых из каждых структур сигнализации в каждом фрейме. Таким образом, даже если устройство приема принимает только часть всей полосы пропускания передачи, все еще возможно принимать все данные сигнализации. Таким образом, дополнительно предпочтительно, чтобы длина каждой структуры сигнализации была такой же, как и длина тренировочных структур, и чтобы структуры сигнализации были выровнены с тренировочными структурами в направлении частоты. В конкретных вариантах воплощения, однако, может быть предпочтительным, чтобы длина каждой структуры сигнализации была меньше, чем длина каждой из упомянутых тренировочных структур. Таким образом, может быть особенно предпочтительно, чтобы длина каждой структуры сигнализации составляла половину длины каждой из упомянутых тренировочных структур.
Кроме того, предпочтительно, чтобы данные сигнализации отображались на несущие частоты каждой структуры сигнализации с детектированием ошибки и/или кодированием коррекции ошибок. Таким образом, даже если устройство приема не сможет принять всю структуру сигнализации, устройство приема все еще имеет возможность получить всю информацию сигнализации, содержащуюся в структуре сигнализации.
Предпочтительно выполняют автокорреляцию на основе пилотных сигналов, принимаемых в выбранной части полосы пропускания передачи. Хотя приемник может быть гибко настроен на любую желательную часть полосы пропускания передачи, всегда возможно принимать пилотные сигналы всей тренировочной структуры, благодаря новой структуре фрейма, предложенной в настоящем изобретении. Даже если выбранная часть полосы пропускания передачи, на которую настроен приемник, не полностью и не корректно соответствует одной из тренировочных структур (в направлении частоты), приемник в этом случае все еще будет принимать последнюю часть (в направлении частоты) предыдущей тренировочной структуры и первую часть (в направлении частоты) следующей тренировочной структуры. Поскольку каждая из тренировочных структур идентична, приемник имеет возможность выполнить автокорреляцию для получения желаемой синхронизации по времени без каких-либо проблем, даже без необходимости какого-либо изменения порядка или другой обработки принимаемых пилотных сигналов. В качестве альтернативы, в случае, когда устройство приема имеет информацию (в измерении частот) о смещении от структуры тренировочной последовательности в каждом фрейме, оно может иметь возможность изменения порядка принимаемых пилотных сигналов в исходной последовательности пилотных сигналов, и в этом случае может быть выполнена взаимная корреляция путем сравнения сохраняемой версии тренировочной структуры с принятой (с измененным порядком) версией тренировочной структуры, принятой в выбранной части полосы пропускания передачи. В некоторых вариантах воплощения взаимная корреляция может привести к еще более точному определению времени синхронизации по сравнению с автокорреляцией.
Кроме того, предпочтительно, в случае, когда каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две структуры сигнализации (в дополнение к тренировочной структуре и структуре данных), в результате чего каждая структура сигнализации содержит данные сигнализации, отображенные на несущие частоты, приемник в соответствии с настоящим изобретением выполнен с возможностью реконструировать исходную структуру сигналов по принятой выбранной части полосы пропускания передачи. Каждая структура сигнализации может, таким образом, иметь одинаковую длину в измерении частоты. Например, каждая структура сигнализации во фрейме может, таким образом, иметь идентичные данные сигнализации, отображенные на их несущие частоты. В качестве альтернативы, данные сигнализации каждой структуры сигнализации во фрейме могут содержать место расположения структуры сигнализации во фрейме, и в этом случае каждая структура сигнализации во фрейме имеет идентичные данные сигнализации, отображенные на несущие частоты, за исключением информации о местоположении, которая отличается, по меньшей мере, для некоторых из каждой структуры сигнализации в каждом фрейме. Например, в случае, когда часть полосы пропускания передачи, на которую настроен приемник, не соответствует структуре последовательности сигналов (в измерении частоты), приемник может иметь информацию о своем смещении от исходной структуры сигнализации и, поэтому, может иметь возможность изменить последовательность принимаемых сигналов и привести их к исходной последовательности или порядку таким образом, что все необходимые данные сигнализации будут корректно идентифицированы и в дальнейшем использованы. В качестве альтернативы, приемник может иметь возможность выполнения детектирования ошибок и/или декодирования коррекции ошибок для принимаемых сигналов для того, чтобы реконструировать исходную структуру сигналов. Таким образом, передаваемые структуры сигнализации могут содержать дополнительное кодирование ошибки, избыточность или тому подобное, что обеспечивает для приемника возможность реконструировать исходную структуру сигналов, даже если только часть структуры сигнализации может быть принята.
Предпочтительно, приемник выполнен с возможностью настройки на выбранную часть упомянутой полосы пропускания передачи и ее приема таким образом, что обеспечивается оптимизированный прием структуры сигнализации в выбранной части полосы пропускания передачи. В частности, если структура в измерении частоты для структур данных и структур сигнализации во фрейме не соответствуют друг другу, и если выбранная часть полосы пропускания передачи, предназначенная для приема в приемнике, больше (в измерении частоты), чем структура (структуры) данных, предназначенных для приема, становится возможным оптимизировать настройку таким образом, чтобы получить наилучший возможный прием структуры сигнализации, например, путем регулирования настройки так, чтобы была принята максимальная часть всей структуры сигнализации, в то время как все еще происходит прием всей желательной структуры (структур) данных.
Обычно может быть предпочтительным настраивать приемник таким образом, чтобы избираемая часть полосы пропускания передачи была принята так, чтобы, по меньшей мере, одна структура данных, которая будет принята, была установлена по центру относительно избираемой части полосы пропускания передачи.
Кроме того, предпочтительно, приемник может быть настроен для приема избираемой части упомянутой полосы пропускания передачи на основе информации сигнализации принимаемых в структуре сигналов предыдущего фрейма.
Следует понимать, что настоящее изобретение можно применять в любом виде системы с множеством несущих, в которой устройство передачи выполнено с возможностью передавать данные во всей полосе пропускания передачи, и устройство приема выполнено с возможностью избирательно принимать только часть упомянутой всей полосы пропускания передачи. Не ограничительные примеры таких систем могут представлять собой существующие или будущие однонаправленные или двунаправленные системы широковещательной передачи, такие как кабельные или беспроводные (например, на основе кабеля, наземные системы на основе кабеля и т.д.) цифровые системы широковещательной передачи видеоданных. Не ограничительный пример систем с множеством несущих может представлять собой систему мультиплексирования с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM, МОЧР), однако можно использовать любую другую из соответствующих систем, в которых данные, пилотные сигналы и т.п. отображают на множество несущих частот. Несущие частоты, таким образом, могут быть эквидистантными и, соответственно, иметь одинаковую длину (полосу пропускания). Однако настоящее изобретение также можно использовать в системах с множеством несущих частот, в которых несущие частоты не эквидистантны и/или не имеют одинаковую соответствующую длину. Кроме того, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается каким-либо видом конкретного диапазона частот ни общей полосы пропускания передачи, применяемой на стороне передачи, ни выбранной частью полосы пропускания передачи, на которую настраивается сторона приема. Однако в некоторых вариантах применения может быть предпочтительным использовать принимаемую полосу пропускания на стороне приема, то есть полосу пропускания для части полосы пропускания передачи, на которую может быть настроен приемник, которая соответствует полосе пропускания приемных устройств существующих систем (цифровой широковещательной передачи видеоданных или других) систем. Не ограничительный пример полосы пропускания приемника может составлять 8 МГц, то есть сторона приема может быть настроена на любую желаемую полосу пропускания шириной 8 МГц из общей полосы пропускания передачи. Таким образом, общая полоса пропускания передачи может составлять значение, кратное 8 МГц, например 8 МГц, 16 МГц, 24 МГц, 32 МГц и т.д., так что сегментация общей полосы пропускания передачи, то есть длина каждой тренировочной структуры, может составлять 8 МГц. Однако возможны другие размеры сегментации, например, (но без ограничений) длина каждой тренировочной структуры может быть равна 6 МГц.
Обычно, в случае не ограничительного примера 8 МГц для полосы пропускания приемника, длина каждой из тренировочных структур, используемых в структуре фрейма в соответствии с настоящим изобретением, также может быть 8 МГц (или меньше).
Настоящее изобретение более подробно поясняется в следующем описании предпочтительных вариантов воплощения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
на фиг. 1 показана схема всей полосы пропускания передачи, из которой избираемая часть может быть избирательно и гибко приниматься приемником,
на фиг. 2 показан пример сегментации общей полосы пропускания передачи,
на фиг. 3 показано схематичное представление в области времени структуры фрейма в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг. 4A показан пример тренировочной структуры в области частот,
на фиг. 4B показано представление в области времени тренировочной структуры по фиг. 4A,
на фиг. 5A показано представление в области частот дополнительного примера тренировочной структуры,
на фиг. 5B показано представление в области времени тренировочной структуры по фиг. 5A,
на фиг. 6 показано схематичное представление в области частот общей полосы пропускания передачи с повторяющимися тренировочными структурами в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг. 7 представлен результат моделирования автокорреляции системы с множеством несущих, в которой полоса пропускания передачи равна полосе пропускания приема,
на фиг. 8 показан результат моделирования для автокорреляции, в которой полоса пропускания приема совпадает с тренировочной структурой в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг. 9 показан результат моделирования автокорреляции в случае, когда полоса пропускания приема не совпадает с тренировочной структурой в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг. 10 показан схематичный пример структуры или последовательности фрейма в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг. 11 представлена часть структуры фрейма по фиг. 10 с пояснением реконструирования структуры сигнализации,
на фиг. 12 представлен схематичный пример характеристики фильтра приемника,
на фиг. 13 показан дополнительный пример структуры последовательности фрейма в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг. 14 показана часть дополнительного примера структуры или последовательности фрейма в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг. 15 схематично показан пример структуры фрейма в соответствии с настоящим изобретением в измерении времени,
на фиг. 16 схематично показана блок-схема примера устройства передачи в соответствии с настоящим изобретением, и
на фиг. 17 схематично показана блок-схема примера устройства приема в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 1 схематично показано представление всей полосы пропускания 1 передачи, в которой устройство передачи в соответствии с настоящим изобретением, например устройство 54 передачи, схематично показанное на фиг. 16, передает сигналы в системе с множеством несущих, в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 1, кроме того, схематично показана блок-схема устройства 3 приема в соответствии с настоящим изобретением, которая выполнена с возможностью его настройки и избирательного приема выбранной части 2 полосы 1 пропускания передачи. Таким образом, устройство 3 приема содержит тюнер 4, который выполнен с возможностью его настройки на и избирательного приема желательной части 2 полосы 1 пропускания передачи, а также средство 5 дополнительной обработки, которое выполняет дополнительную необходимую обработку принимаемых сигналов в соответствии с соответствующей системой передачи данных, такую как демодуляцию, декодирование канала и т.п. Более проработанный пример устройства приема в соответствии с настоящим изобретением показан в виде блок-схемы на фиг. 17, на которой представлено устройство 63 приема, содержащее интерфейс 64 приема, который может, например, представлять собой антенну, антенную структуру, кабельный или на основе кабеля приемный интерфейс, или любой другой соответствующий интерфейс, выполненный с возможностью принимать сигналы в соответствующей системе передачи или системе передачи данных. Приемный интерфейс 64 устройства 63 приема соединен со средством 65 приема, которое содержит средство настройки, такое как средство 4 настройки, показанное на фиг. 1, а также элементы дополнительной необходимой обработки, в зависимости от соответствующей системы передачи или передачи данных, такие как средство преобразования с понижением частоты, выполненное с возможностью преобразования с понижением частоты принимаемого сигнала до промежуточной частоты или основной полосы пропускания.
Как отмечено выше, настоящее изобретение обеспечивает возможность гибкого и изменяемого приема желательной части 2 полосы 1 пропускания передачи в приемнике благодаря тому, что предусматривается специфичная и новая структура фрейма для системы с множеством несущих. На фиг. 2 схематично представлена общая полоса 1 пропускания передачи, в которой устройство 54 передачи в соответствии с настоящим изобретением выполнено с возможностью передавать содержание данных, таких как видеоданные, аудиоданные или данные любого другого вида, в разных сегментах или частях 6, 7, 8, 9 и 10. Например, части 6, 7, 8, 9 и 10 могут использоваться устройством 54 передачи для передачи различных частей данных, данных из разных источников, данных, предназначенных для различных получателей и т.д. Части 6 и 9 имеют, например, максимальную полосу пропускания, то есть максимальную полосу пропускания, которая может быть принята соответствующим устройством 63 приема. Части 7, 8 и 10 имеют меньшие полосы пропускания. В настоящем изобретении теперь предлагается применять структуру фрейма или последовательность фрейма ко всей полосе 1 пропускания передачи, в результате чего каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две тренировочных структуры, расположенные рядом друг с другом в направлении частоты, и множество структур данных. Каждая тренировочная структура фрейма будет иметь одинаковую длину и идентичные пилотные сигналы. Другими словами, общую полосу 1 пропускания передачи разделяют на равные части для тренировочные структуры, в результате чего максимальная полоса пропускания, на которую может быть настроен приемник, например полоса пропускания, показанная для частей 6 и 9 на фиг. 2, должна быть равна или больше, чем длина каждой тренировочной структуры. Таким образом, путем правильного приема всей тренировочной структуры, устройство 63 приема в соответствии с настоящим изобретением может корректно синхронизироваться с устройством 54 передачи и настраиваться на и принимать желательные данные гибко и без ограничений. Кроме того, на основе такой принимаемой тренировочной структуры в устройстве 63 приема возможны расчет смещения частоты и/или оценка канала. Кроме того, понятно, что длина различных частей данных в полосе пропускания передачи не может превышать длину (количество несущих частот) тренировочных структур в соответствующем фрейме, как дополнительно более подробно поясняется ниже.
На фиг. 3 показано схематичное представление структуры в области времени фреймов 11, 11´, 11" в соответствии с настоящим изобретением. Каждый фрейм 11, 11´, 11" содержит символ 12, 12´, 12" преамбулы (или тренировочный символ), один или больше символов 13, 13´ сигналов и несколько символов 14, 14´ данных. Таким образом, в области времени, символы преамбулы или тренировочные символы следуют перед символами сигналов, которые следуют перед символами данных. Каждый фрейм 11, 11´, 11" может иметь множество символов данных, при этом возможны системы, в которых изменяется количество символов данных в каждом фрейме 11, 11, ', 11". Символы преамбулы используют в устройстве 63 приема для выполнения синхронизации по времени и, в конечном итоге, для выполнения дополнительных задач, таких как оценка канала и/или расчет смещения частоты. Символы 13, 13´ сигнализации содержат информацию сигнализации, например всю информацию физического уровня, которая необходима для устройства 63 приема, для декодирования принимаемых сигналов, такую как, но без ограничений, данные сигнализации L1. Данные сигнализации могут, например, содержать распределение содержания данных для различных структур данных, то есть, например, какие услуги, потоки данных, модуляция, установки коррекции ошибок и т.д. расположены и на каких несущих частотах, так что устройство 63 приема может получать информацию, на какую часть всей полосы пропускания передачи оно должно быть настроено. Кроме того, символы сигнализации могут содержать данные сигнализации, обозначающие смещение соответствующей структуры данных от преамбулы или тренировочной структуры, и/или структуры сигнализации таким образом, что устройство 63 приема может оптимизировать настройку в желательной части частоты передачи таким способом, что будет оптимизирован прием тренировочных структур и/или структур сигнализации. Использование структуры фрейма в соответствии с настоящим изобретением имеет дополнительное преимущество, состоящее в том, что в результате разделения потока данных на логические блоки, изменения структуры фрейма могут быть переданы в виде сигналов от фрейма к фрейму таким образом, что предыдущий фрейм содержит сигналы об измененной структуре фрейма для следующего или одного из следующих фреймов. Например, структура фрейма позволяет без стыков изменять параметры модуляции без образования ошибок.
На фигурах 4A, 4B, 5A и 5B показаны не ограничительные примеры структур преамбулы, которые можно использовать в настоящем изобретении. Следует, однако, понимать, что другие возможные структуры преамбулы также можно использовать. На фиг. 4A показано представление в области частот структуры 15 преамбулы или тренировочной структуры, в которой множество несущих 16 частот (в представленном примере 2048 несущих), соответственно, переносят пилотный сигнал. Другими словами, все несущие частота тренировочной структуры 15 переносят пилотный сигнал. На фиг. 4B показана тренировочная структура по фиг. 4A после преобразования в области времени. Тренировочный символ в области времени содержит множество выборок 17 в области времени (в представленном примере 2048 выборок) за одно повторение. Другими словами, тренировочный символ в области времени не имеет каких-либо повторений в выборках в области времени. На фиг. 5A показан дополнительный, не ограничительный, пример структуры 18 преамбулы в области частоты, содержащий множество несущих частот (в представленном примере 512 несущих). В показанном примере только каждая четвертая поднесущая переносит пилотный сигнал 19, все другие поднесущие 20 не переносят пилотные сигналы. После преобразования в область времени преамбула в области времени или тренировочный символ 21, показанный на фиг. 5B, представляет четыре повторения 22, каждое повторение 22 имеет идентичные выборки 23 (одинаковое значение и количество). В представленном примере тренировочный символ в области времени имеет длину 2048 временных выборок, и каждое повторение 22 содержит 512 выборок. Общее правило состоит в том, что количество повторений в области времени соответствует частоте повторений пилотных сигналов в области частот. В случае, когда расстояние пилотных сигналов в области частот велико, количество повторений в области времени увеличивается. Повторения в преамбуле или тренировочном символе в области времени иногда называют "сокращенными" тренировочными символами. В примере по фиг. 5B символ в области времени, таким образом, содержит четыре сокращенных тренировочных символа. В некоторых вариантах применения может быть предпочтительным использовать псевдошумовые последовательности пилотного сигнала для того, чтобы получать структуры сигнала, аналогичные псевдошумовым последовательностям в области времени. Кроме того, можно использовать, так называемую, последовательность CAZAC (ПАНАК, постоянная амплитуда нулевая автокорреляция) для пилотных сигналов, или любую другую соответствующую последовательность, получаемую в структурах сигнала, аналогичных псевдошумовым и имеющих хорошие свойства корреляции как в области частот, так и в области времени. Такие последовательности обеспечивают возможность синхронизации по времени в устройстве 63 приема в соответствии с настоящим изобретением. В дополнение к этому, такие последовательности позволяют выполнять надежную оценку канала в устройстве 63 приема в случае выполнения критерия Найквиста в измерении частоты. Кроме того, такие последовательности позволяют рассчитывать смещения по частоте и/или выполнять оценку канала в устройстве 63 приема.
Как отмечено выше, в настоящем изобретении предлагается структура или последовательность фрейма в области частоты для всей полосы пропускания передачи устройства 54 передачи, в которой идентичные тренировочные структуры повторяются по всей полосе пропускания передачи, то есть в непосредственной близости друг к другу в направлении частоты. На фиг. 6 схематично представлена такая последовательность идентичных и расположенных рядом друг с другом тренировочных структур 25, 26, 27, 28 во всей полосе 24 пропускания передачи. Другими словами, одну и ту же последовательность пилотных сигналов отображают на несущую частоту каждой тренировочной структуры 25, 26, 27, 28 таким образом, что каждая тренировочная структура имеет одинаковую длину (или полосу пропускания) и одинаковое количество несущих частот (если предполагать, что поднесущие частоты расположены эквидистантно и, соответственно, имеют одинаковую длину или полосу пропускания). Предпочтительно, как показано на фиг. 6, общая полоса 24 пропускания передачи равномерно разделена на тренировочные структуры 25, 26, 27, 28, имеющие, соответственно, одинаковую длину. Длина тренировочных структур 25, 26, 27 и 28 также соответствует минимальной полосе пропускания настройки, на которую может быть настроено устройство 63 приема в соответствии с настоящим изобретением для приема сигналов для того, чтобы обеспечить постоянную возможность приема устройством 63 приема всей тренировочной структуры для синхронизации (и оценки канала, и/или расчета смещения по частоте).
Настоящее изобретение, поэтому, обеспечивает возможность настройки устройства 63 приема на любое положение в общей полосе 24 пропускания канала весьма гибким образом, сохраняя при этом возможность выполнять надежную синхронизацию путем корреляции принимаемых пилотных сигналов, например, в средстве 67 корреляции устройства 63 передачи, как показано на фиг.17. И снова, в изобретении предлагается разделять всю полосу 24 пропускания частоты передачи на расположенные рядом друг с другом подблоки или сегменты, каждый из которых имеет тренировочную структуру, содержащую повторение идентичной последовательности пилотного сигнала и, таким образом, имеет одинаковую длину. Длина каждой из тренировочных структур, таким образом, предпочтительно соответствует полосе пропускания, на которую может быть настроено устройство 63 приема. Например, как показано на фиг. 17, устройство 63 приема содержит интерфейс 64 приема, такой как антенна, кабельный интерфейс приема или тому подобное, в котором принимают сигналы в средстве 65 приема, который содержит тюнер. Если устройство 63 приема настроено на часть полосы пропускания передачи, которая соответствует или совпадает к одной из тренировочных структур, последовательность пилотного сигнала принимают в первоначальном порядке. Если устройство 63 приема настроено на произвольную часть полосы пропускания передачи или, например, между двумя тренировочными структурами, все пилотные сигналы тренировочной структуры все еще принимают, однако, не в первоначальной последовательности. Однако учитывая циклическое поведение последовательностей пилотной последовательности, все еще существуют очень хорошие свойства корреляции, в частности, если используют псевдошумовые последовательности для пилотных сигналов в каждой тренировочной структуре, и средство 67 корреляции устройства 63 приема в соответствии с настоящим изобретением все еще получает хорошие результаты при выполнении автокорреляции, то есть корреляции принимаемых пилотных сигналов с самими собой. В частности, в проводных системах, таких как кабельные системы, ожидается, что автокорреляция позволяет получать хорошие результаты из-за высокого отношения сигнал/шум. Кроме того, такие последовательности обеспечивают возможность расчета смещения по частоте и/или оценки канала в устройстве 63 приема.
На фиг. 7 показан пример результата моделирования для псевдошумовой последовательности из 64 выборок для системы с множеством несущих без сегментации тренировочной структуры, то есть когда полоса пропускания передачи идентична полосе пропускания приема. Пик корреляции явно виден. На фиг. 8 показан дополнительный пример результата моделирования для системы в соответствии с настоящим изобретением, в которой вся полоса пропускания передачи содержит идентичные тренировочные структуры, и приемник настроен на часть полосы пропускания передачи. В ситуации, показанной на фиг. 8, приемник был настроен и идентично сопряжен с первым сегментом, то есть с первой тренировочной структурой всей полосы пропускания передачи. Другими словами, моделирование показывает результат автокорреляции для ситуации, в которой приемник принимает пилотные сигналы тренировочной структуры в первоначальной последовательности. И снова, явно виден пик корреляции. На фиг. 9 теперь показан результат моделирования для системы по фиг. 8, когда приемник был настроен на положение между двумя тренировочными структурами так, что приемник не принимает пилотные сигналы в оригинальной последовательности, но принимает последнюю часть предыдущей тренировочной структуры перед первой частью следующей тренировочной структуры. Однако учитывая циклическое поведение пилотных последовательностей и тренировочных структур, все еще возможно получить пик автокорреляции, который показан на фиг. 9.
В случае, когда в устройстве 63 приема известно его местоположение настройки, то есть известна величина смещения от начала фрейма или от соответствующего начала каждой тренировочной структуры, предусматриваемое в случае необходимости средство 66 изменения компоновки может изменять компоновку принимаемых пилотных сигналов на оригинальную последовательность и выполнять взаимную корреляцию на основе сравнения с сохраненной версией ожидаемой тренировочной структуры для того, чтобы получить результат взаимной корреляции. Такой результат взаимной корреляции обычно имеет лучшее качество, чем результат автокорреляции, поскольку на него в меньшей степени влияют шумы. Таким образом, для систем с низким отношением сигнал - шум взаимная корреляция была бы лучшим выбором.
На фиг. 10 показана схема примера представления в области частот структуры или последовательности 29 фрейма в соответствии с настоящим изобретением. Структура 29 фрейма охватывает всю полосу пропускания 24 передачи в направлении частоты и содержит по меньшей мере, две тренировочные структуры 30, расположенные рядом друг с другом в направлении частоты, по каждой из которой передают идентичную последовательность пилотных сигналов на соответствующих несущих частотах, и которые имеют одинаковую длину. В примере, показанном на фиг. 4, вся полоса 24 пропускания передачи дополнительно разделена на четыре тренировочных структуры 30, но может быть соответствующим образом разделена на любое другое большее или меньшее количество тренировочных структур. В устройстве 54 передачи в соответствии с настоящим изобретением, как показано на фиг. 16, средство 55 отображения пилотного сигнала выполнено с возможностью отображать пилотные сигналы на несущие частоты каждой тренировочной структуры. Предпочтительно, используют псевдошумовая последовательность или последовательность ПАНАК для пилотных сигналов, но можно применять любую другую последовательность с хорошими свойствами псевдошумовой последовательности и/или корреляции. Кроме того, средство 55 отображения пилотного сигнала может быть выполнено с возможностью отображать пилотный сигнал на каждую несущую частоту в тренировочных структурах, как пояснялось со ссылкой на фиг. 4. В качестве альтернативы, средство 55 отображения пилотного сигнала может быть выполнено с возможностью отображать пилотный сигнал на каждую m-ую несущую частоту (m представляет собой натуральное число больше 1), как для примера, пояснявшегося со ссылкой на фиг. 5. Длина или полоса пропускания 39 каждой тренировочной структуры 30 совпадает с полосой пропускания 38, на которую может быть настроен тюнер устройства 63 приема. Однако часть полосы пропускания передачи, на которую может быть настроен тюнер устройства 63 приема, может быть большей, чем длина тренировочной структуры 30. Кроме того, для корреляции, выполняемой в средстве 67 корреляции для устройства 63 приема, принимаемые пилотные сигналы можно дополнительно (после преобразования в области частоты в средстве 68 преобразования) использовать для оценки канала, для несущих частот во фрейме, в средстве 69 оценки канала, что обеспечивает для средства 70 обратного отображения необходимую информацию оценки канала, обеспечивающую возможность правильного обратного отображения данных в принятых сигналах данных. Кроме того, принимаемые пилотные сигналы можно использовать в устройстве 63 приема для расчета смещения частоты в соответствующем средстве, которое не показано на фиг. 17.
Структура или последовательность 29 фрейма дополнительно содержит, по меньшей мере, две структуры 31 сигнализации, расположенные рядом друг с другом в направлении частоты, которые соответствуют тренировочным структурам 30 в направлении времени. Каждая структура 31 сигнализации имеет такую же длину и полосу пропускания, как и соответствующая предыдущая тренировочная структура 30, и начало, и конец каждой структуры 31 сигнализации в направлении частоты идентичны началу и концу соответствующей (в области времени) предыдущей тренировочной структуре 30, таким образом, что структура частоты структур 31 сигнализации идентична структуре частоты тренировочных структур 30. Другими словами, структуры 31 сигнализации выровнены с тренировочными структурами 30. Передающее устройство 54 в соответствии с настоящим изобретением, представленное на фиг. 16, содержит средство 57 отображения данных сигнализации, которое выполнено с возможностью отображать данные сигналы на несущие частоты каждой структуры 31 сигнализации. Таким образом, каждая структура 31 сигнализации содержит, например, местоположение структуры 31 сигнализации во фрейме. Например, каждая структура 31 сигнализации в каждом фрейме имеет и переносит идентичные данные сигнала, за исключением местоположения соответствующей структуры сигнализации во фрейме, которая отличается в каждой структуре 31 сигнализации во фрейме. Данные сигнализации представляют собой, например, данные сигнализации L1, которые содержат всю информацию о физическом уровне, которая необходима для устройства 63 приема, для декодирования принимаемых сигналов. Однако любые другие соответствующие данные сигнализации могут содержаться в структурах 31 сигнализации. Структуры 31 сигнализации могут, например, содержать местоположение соответствующих сегментов 32, 33, 34, 35, 36 данных таким образом, что устройство 63 приема имеет информацию о том, где расположены желаемые сегменты данных так, что тюнер устройства 63 приема может настраиваться на соответствующее местоположение для приема желаемых сегментов данных. Как показано на фиг. 17, устройство 63 приема после средства 65 приема с тюнером содержит средство 68 преобразования, предназначенное для преобразования принимаемых сигналов из области времени в область частот, где после того как данные сигнала (после необязательной реконструкции в средстве 71 реконструирования) будут обратно отображены в средстве 72 обратного отображения, затем будет выполнена их оценка в средстве 73 оценки. Средство 73 оценки выполнено с возможностью извлечения необходимой и требуемой информации сигнализации из принятых данных сигнализации. В случае необходимости, могут быть предусмотрены дополнительные структуры сигнализации в направлении времени, непосредственно после структур 31 сигнализации.
Структура или последовательность 29 фрейма дополнительно содержит, по меньшей мере, два сегмента данных, продолжающихся по всей полосе 24 пропускания частоты в направлении частоты и после структур 31 сигнализации в направлении времени. Во временном интервале, следующем непосредственно после временного интервала, в котором расположены структуры 31 сигнализации, структура 29 фрейма представляет несколько сегментов 32, 33, 34, 35, 36 и 37 данных с различными длинами, то есть с различным количеством соответствующих несущих частот, на которые отображают данные. Структура 29 фрейма дополнительно содержит дополнительные сегменты данных в последовательных временных интервалах, в результате чего дополнительные структуры данных, соответственно, имеют такую же длину и количество несущих частот, как и в соответствующей предыдущей структуре данных. Например, структуры 32´, 32" и 32´" данных имеют ту же длину, как и в первой структуре 32 данных. Структуры 33´, 33" и 33´" данных имеют ту же длину, как и у сегмента 33 данных. Другими словами, дополнительные структуры данных имеют ту же структуру в измерении частот, как у нескольких структур 32, 33, 34, 35, 36 и 37 данных в первом временном интервале после структур 31 сигнализации. Таким образом, если устройство 63 приема, например, настроится на часть 38 полосы пропускания передачи для того, чтобы принять структуру 35 данных, все последовательные в области времени структуры 35´, 35" и 35´" данных, которые имеют такую же длину, что и у структуры 35 данных, могут быть правильно приняты.
Гибкая и переменная структура последовательности данных для структуры или последовательности 29 фрейма, как предлагается в соответствии с настоящим изобретением, может быть, например, воплощена в устройстве 54 передачи в соответствии с настоящим изобретением, как показано на фиг. 16, путем отображения различных потоков данных, например различного вида данных и/или данных из различных источников, как представлено ответвлениями данных 1, данных 2 и данных 3 на фиг. 16. Соответствующие данные затем отображают на несущие частоты в соответствующих структурах данных, используя соответствующие средства 58, 58´ и 58" отображения данных. Как упомянуто, по меньшей мере, некоторые из различных структур данных могут иметь различную длину, то есть различное количество несущих частот, в случае, когда несущие частоты расположены эквидистантно и имеют одинаковую полосу пропускания, соответственно. В качестве альтернативы, количество структур данных в направлении частоты может быть таким же, как и количество тренировочных структур, при этом длина (или полоса пропускания) каждой из структур данных могут быть идентичны длине каждой из тренировочных структур, и структуры могут быть выровнены друг с другом (могут иметь одинаковую структуру в направлении частоты). В качестве альтернативы, каждая структура данных может иметь одинаковую длину, и количество структур данных может быть кратно количеству тренировочных структур, в то время как они все еще имеют одинаковую структуру частоты и выровнены. Таким образом, например, 2, 3, 4 или больше структур данных могут быть выровнены с каждой из тренировочных структур. В общем случае, длина структур данных должна быть меньше или максимум равна эффективной полосе пропускания приемника таким образом, чтобы структуры данных можно было принимать в устройстве 63 приема. Кроме того, устройство 54 передачи может быть выполнено с возможностью динамического изменения последовательности структуры данных, например длины и/или количества структур данных. В качестве альтернативы, структура последовательностей данных может быть фиксированной или постоянной.
Кроме того, следует отметить, что структуры данных, предпочтительно, содержат пилотные сигналы, отображенные на некоторые из несущих частот для того, чтобы обеспечить возможность тонкой оценки канала на стороне приема. Таким образом, пилотный сигнал может быть рассеян среди несущих с данными в виде регулярной или не регулярной структуры.
В устройстве 54 передачи несущие частоты с пилотными сигналами из средства 55 отображения пилотного сигнала, несущие частоты с данными сигнализации из средства 57 отображения сигнализации и несущие частоты с данными из различных средств 58, 58´, 58" отображения данных затем комбинируют в виде структуры или последовательности 29 фрейма в соответствии с настоящим изобретением в средстве 59 формирования фрейма.
Обычно структура фрейма в соответствии с настоящим изобретением может быть фиксированной или постоянной, то есть общая полоса пропускания, так же, как и расширение каждого фрейма в направлении времени, должны быть фиксированными и всегда одинаковыми. В качестве альтернативы, структура фрейма также может быть гибкой, то есть, общая полная полоса пропускания и/или расширение каждого фрейма в направлении времени может быть гибкой и изменяться время от времени в зависимости от требуемого применения. Например, количество временных интервалов со структурами данных может гибко изменяться. Таким образом, изменения могут быть переданы в виде сигналов в устройство приема в данных сигнализации, размещенных в структурах сигнализации.
На фиг. 10 можно видеть, что часть 38, на которую настроено устройство 63 приема, не соответствует структуре частоты тренировочных структур 30 и структур 31 сигнализации. Однако, как пояснялось выше, благодаря циклической природе последовательностей пилотного сигнала в тренировочных структурах 30, средство 67 корреляции устройства 63 приема все еще может иметь возможность выполнить авто- (или взаимную) корреляцию. Кроме того, в этой ситуации, показанной на фиг. 10, для устройства 63 приема требуется информация о смещении части 38 относительно структуры частоты структуры 29 фрейма для того, чтобы обеспечить возможность изменения компоновки принимаемых несущих сигналов с получением исходной последовательности сигналов для структур 31 сигнализации, которое выполняется в средстве 71 реконструирования. Это связано с тем фактом, что структуры сигнализации 31 имеют ту же структуру длины и частоты, что и тренировочные структуры 30.
Во время фазы запуска или фазы инициирования устройства 63 приема устройство 63 приема может настраиваться на произвольную часть частоты в общей полосе пропускания передачи. В не ограничительном примере кабельной системы широковещательной передачи тренировочная структура 30 может иметь, например, полосу пропускания 8 МГц. Таким образом, во время фазы запуска устройство 63 приема может принимать всю тренировочную структуру 30 в оригинальной последовательности или с повторно измененным порядком, а также полную структуру 31 сигнализации в оригинальной последовательности или в последовательности с измененным порядком из принятой тренировочной структуры 30. Устройство 63 приема выполнено с возможностью выполнения корреляции в средстве 67 корреляции для того, чтобы получать синхронизацию по времени, а также выполнить оценку канала (обычно грубую оценку канала) в средстве 69 оценки канала и/или выполнить расчет смещения частоты после преобразования принятых сигналов в области времени в область частот в средстве 68 преобразования. В средстве 73 оценки устройства 63 приема принятые данные сигнализации оценивают, например получают местоположение принятой структуры сигнализации во фрейме таким образом, что приемник может свободно и гибко настраиваться на соответствующее желаемое положение частоты, такое как часть 38, показанная на фиг. 10. В новом положении настройки, которое обычно не обязательно должно соответствовать структуре частоты тренировочных структур 30 и структур 31 сигнализации, устройство 63 приема все еще может выполнять синхронизацию, оценку канала и расчет смещения частоты на основе пилотных сигналов тренировочных структур 30, благодаря их циклическое природе. Однако для того, чтобы обеспечить возможность правильной оценки данных сигнализации структур 31 сигнализации, порядок принятых сигналов сигнализации должен быть повторно изменен, что выполняют с помощью средства 71 реконструирования, как описано выше. На фиг. 11 представлено такое изменение порядка в виде схематичного примера. Последнюю часть 31' предыдущей структуры сигнализации принимают до того, как будет принята первая часть 31" последующей структуры сигнализации, после чего средство 71 реконструирования помещает часть 31' после части 31" для того, чтобы реконструировать оригинальную последовательность данных сигнализации, после чего структуру данных сигнализации с измененным порядком оценивают в средстве 73 оценки после соответствующего обратного отображения данных сигнализации из несущих частот в средстве 72 обратного отображения. Следует помнить, что содержание каждой структуры 31 сигнализации одинаково, поэтому возможно такое изменение порядка.
Часто устройство приема не обеспечивает одинаковый частотный отклик по всей полосе пропускания приема, на которую настроен приемник. Кроме того, в системе передачи обычно возникает повышенное затухание на границах окна полосы пропускания приема. На фиг. 12 схематично показано представление типичного примера формы фильтра. Можно видеть, что фильтр не является прямоугольным, поэтому, например, вместо полосы пропускания 8 МГц, устройство приема выполнено с возможностью эффективно принимать только в полосе пропускания 7,4 МГц. Вследствие этого устройство 63 приема может не иметь возможности выполнять изменение порядка данных сигнализации, как описано со ссылкой на фиг. 11, в случае, когда структуры 31 сигнализации имеют такую же длину и полосу пропускания, как и полоса пропускания приема устройства 63 приема, поэтому некоторые сигналы будут потеряны и не могут быть приняты на границе полосы пропускания приема. Для того чтобы преодолеть эту проблему и другие проблемы, и для того, чтобы обеспечить для устройства 63 приема постоянную возможность приема одной полной структуры сигнализации в оригинальной последовательности и без необходимости выполнять изменение порядка или повторно изменять компоновку принимаемых сигналов сигнализации, в настоящем изобретении в качестве альтернативы или дополнительно предложено использовать структуры 31a сигнализации, которые имеют уменьшенную длину по сравнению с тренировочными структурами 30. В примере, показанном на фиг. 13, предложено использовать структуры 31a сигнализации, которые имеют ровно половину длины тренировочной структуры 30, но, тем не менее, имеют ту же структуру частоты, что и тренировочные структуры 30. Другими словами, соответствующие две (то есть, пара) структуры 31a сигнализации половинной длины сопрягают и выравнивают друг с другом для тренировочных структур 30, как показано в фиг. 13. Таким образом, каждая пара структур 31a сигнализации будет иметь идентичные данные сигнализации, включающие в себя местоположение структур 31a сигнализации в соответствующем фрейме. Однако что касается других пар структур сигнализации, в этих других парах, поскольку они имеют соответствующее другие места положения во фрейме, данные сигнализации могли бы быть идентичными, за исключением информации о местоположении. В результате, для того, чтобы обеспечить передачу такого же количества данных сигнализации, как ранее, может потребоваться добавить дополнительные структуры 31b сигнализации половинной длины во временном интервале, который следует после структур 31a сигнализации и перед структурами 32, 34, 35, 36 и 37 данных. Дополнительные структуры 31b сигнализации имеют такую же компоновку/выравнивание по времени и частоте, что и структуры 31a сигнализации, но содержат дополнительную и отличающуюся информацию сигнализации от информации сигнализации, содержащейся в структурах 31a сигнализации. Таким образом, устройство 63 приема получает возможность принимать структуры 31a и 31b сигнализации полностью и в первоначальной последовательности таким образом, что нет необходимости выполнять реконструкцию или изменение порядка. В этом случае средство 71 реконструирования может быть исключено из устройства 63 приема. Также возможно предусмотреть только структуры 31a сигнализации в одном временном интервале с половиной длины, если все необходимые данные сигнализации могут быть переданы в половине длины, и дополнительные структуры 31b сигнализации не нужны. В качестве альтернативы, еще большее количество структур сигнализации половинной длины можно использовать в следующем временном интервале после структур 31b сигнализации.
В общем, можно отметить (для всех вариантов воплощения настоящего изобретения), что длина (или полоса пропускания) тренировочных структур, структуры данных и/или структуры сигнализации может быть адаптирована к, например, может быть меньше или, самое большее, может быть равна эффективной полосе пропускания приема устройства 63 приема, например, в выходной полосе пропускания полосового фильтра приема, как описано выше.
Кроме того, в общем, следует отметить, что тренировочные структуры, структуры сигнализации и/или структуры данных для структуры фрейма, описанной в соответствии с настоящим изобретением, могут содержать дополнительные защитные полосы, то есть, не используемые несущие в начале и/или в конце соответствующей структуры или фрейма. Например, каждая тренировочная структура может содержать защитную полосу вначале и в конце каждой структуры. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах применения может быть предпочтительным, чтобы только первая тренировочная структура в каждом фрейме, в примере, показанном на фиг. 10, тренировочная структура в положении 39, могла содержать защитную полосу только в начале структуры, и последняя тренировочная структура в каждом фрейме может содержать защитную полосу только в конце структуры. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах применения, только первая тренировочная структура в каждом фрейме, в примере по фиг. 10 тренировочная структура в положении 39, может содержать защитную полосу вначале, а также в конце структуры, и последняя тренировочная структура в каждом фрейме может содержать защитную полосу вначале, а также в конце структуры. Длина защитной полосы, содержащейся в некоторых или во всех тренировочных структурах, может быть, например, меньшей, или самое большее, может быть равна максимальному смещению частоты, с которым может работать устройство приема. В упомянутом примере полосы пропускания 8 МГц для каждой тренировочной структуры защитная полоса может иметь, например, длину 250 - 500 кГц или любую другую соответствующую длину. Кроме того, длина каждой из защитных полос, содержащихся в тренировочных структурах, может составлять, по меньшей мере, длину несущих частот, которые не принимают в устройстве приема из-за характеристик фильтра, как описано со ссылкой на фиг. 12. Кроме того, в случае, когда структуры сигнализации имеют защитные полосы, длина каждой из защитных полос, содержащейся в тренировочных структурах, может составлять, по меньшей мере, длину каждой из защитных полос структуры сигнализации.
Кроме того, или в качестве альтернативы, каждая структура сигнализации может содержать защитную полосу с не используемыми несущими в начале и в конце каждой структуры. Таким образом, длина каждой из защитных полос, содержащихся в структурах сигнализации, может составлять, по меньшей мере, длину несущих, которые не были приняты в устройстве приема из-за характеристик фильтра, как описано со ссылкой на фиг. 12, таким образом, чтобы длина данных сигнализации в каждой структуре сигнализации была равна (или может быть меньше) эффективной полосе пропускания приемника.
Кроме того, или в качестве альтернативы, каждая структура данных может содержать защитную полосу с не используемыми несущими в начале и в конце каждой структуры. Таким образом, длина защитных полос может быть, например, такой же, как длина защитных полос структур сигнализации, если структуры сигнализации содержат защитные полосы. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах применения, только соответствующие первые структуры данных в каждом фрейме в направлении частоты, в примере, показанном на фигурах 10 и 13, структуры 32, 32', 32", 32'" данных могут содержать защитную полосу только в начале структуры данных, и последние структуры данных в каждом фрейме в направлении частоты, в примере, показанном на фигурах 10 и 13, структуры 37, 37', 37", 37'" данных, могут содержать защитную полосу в конце структуры данных. Таким образом, длина защитных полос несущих данных может быть такой же, как (или может отличаться от) длина защитных полос структур сигнализации.
В качестве альтернативы или в дополнение, для того, чтобы преодолеть проблему, состоящую в том, что части структур 31 сигнализации не могут быть приняты в устройстве 63 приема, устройство 54 передачи может, в случае необходимости, содержать средство 56 кодирования ошибки, выполненное с возможностью добавления определенного вида кодирования ошибки, избыточности, такого как кодирование повторения или тому подобное для данных сигнализации, которые отображают на несущие частоты структур сигнализации, используя средство 57 отображения сигнализации. Дополнительное кодирование ошибки может обеспечить возможность для устройства 54 передачи использовать структуры 31 сигнализации той же длины, что и тренировочные структуры 30, как показано на фиг. 10, поскольку устройство 63 приема выполнено с возможностью, например, с помощью средства 71 реконструирования выполнять определенного рода детектирование и/или коррекцию ошибок для реконструирования первоначальной структуры сигнализации.
Для того чтобы обеспечить еще лучший прием структур сигнализации в устройстве 63 приема, в настоящем изобретении дополнительно предложено оптимизировать положение настройки устройства 63 приема. В примерах, показанных на фиг. 10 и 13, приемник настроен на часть 38 полосы пропускания передачи путем установки по центру части 38 вокруг полосы пропускания частот в структурах данных, предназначенных для приема. В качестве альтернативы, устройство 63 приема может быть настроено таким образом, чтобы прием структуры 31 сигнализации был оптимизирован, благодаря размещению части 38 таким образом, чтобы максимальная часть структуры 31 сигнализации была принята, в то время как желательная структура данных при этом будет полностью принята. В качестве альтернативы, в настоящем изобретении предложено, чтобы длина соответствующих структур данных не отличалась от длины соответствующих структур 30 преамбулы и структур 31 сигнализации больше на определенный процент, например на 10%. Пример такого решения можно найти на фиг. 14. Границы между структурами 42, 43, 44 и 45 данных не отклоняются (в направлении частоты) от границ между структурами 30 преамбулы и структурами 31 сигнализации больше на определенный процент, например (но без ограничения) на 10%. Такой небольшой процент может затем быть скорректирован с использованием описанного выше дополнительного кодирования ошибки в структурах 31 сигнализации.
На фиг. 15 показано представление в области времени примера фрейма 47 в соответствии с настоящим изобретением. В устройстве 54 передачи, после того как структура или последовательность фрейма будет сгенерирована в средстве 59 формирования фрейма, структуру фрейма в области частоты преобразуют в область времени с помощью средства 60 преобразования. Пример полученного в результате фрейма в области времени теперь показан на фиг. 15. Фрейм 47 содержит множество сокращенных тренировочных символов 48, полученных в результате отображения пилотных сигналов только на каждую m-ю несущую частоту (m представляет собой натуральное число, большее или равное 2) с помощью средства 55 отображения пилотного сигнала, после чего следует защитный интервал 49, символ 50 сигналов, дополнительный защитный интервал 51 и множество символов 52 данных, которые, соответственно, разделены защитными интервалами 53. В случае присутствия соответствующих двух структур 31a, 31b сигнализации, как пояснялось со ссылкой на фиг. 13, фрейм 47 может содержать два символа сигнализации, разделенных защитным интервалом. Защитные интервалы могут, например, представлять собой циклические расширения полезных частей соответствующих символов. Надежность синхронизации, в общем, может быть улучшена благодаря инверсии последнего тренировочного символа, то есть, инверсии фазы в последнем тренировочном символе относительно предыдущих тренировочных символов (которые все имеют одинаковую фазу). Фреймы в области времени затем пересылают в средство 61 передачи, которое обрабатывает сигнал в области времени, в зависимости от используемой системы с множеством несущих, например, применяя преобразование сигнала с повышением частоты до желаемой частоты передачи. Сигналы передачи затем передают через интерфейс 62 передачи, который может представлять собой кабельный интерфейс или беспроводный интерфейс, такой как антенна или тому подобное.
Количество сокращенных тренировочных символов 48 во фрейме 47 зависит от желаемого варианта воплощения и используемой системы передачи. В не ограничительном примере количество сокращенных тренировочных символов 48 может составлять 8, что представляет собой хороший компромисс между сложностью корреляции и надежностью синхронизации.
На фиг. 15 дополнительно показано, что соответствующее количество фреймов может быть скомбинировано в суперфреймы. Количество фреймов на суперфрейм, то есть, длина каждого суперфрейма в направлении времени может быть фиксированной или может изменяться. Таким образом, может быть установлена максимальная длина, до которой суперфреймы могут быть установлены динамически. Кроме того, может быть предпочтительным, чтобы данные сигнализации в структурах сигнализации для каждого фрейма в суперфрейме были одинаковы и, чтобы изменения в данных сигнализации происходили только от суперфрейма к суперфрейму. Другими словами, модуляция, кодирование, количество структур данных и т.д. могли бы быть одинаковыми в каждом фрейме суперфрейма, но могли бы затем отличаться в последующем суперфрейме. Например, длина суперфреймов в системах широковещательной передачи может быть больше, поскольку данные сигнализации могут не меняться так часто, и в интерактивной системе длина суперфрейма может быть короче, поскольку оптимизация параметров передачи и приема может быть выполнена на основе обратной связи от приемника к передатчику.
Элементы и функции устройства 54 передачи, блок-схема которого показана на фиг. 16, пояснялись выше. Следует понимать, что фактическое воплощение устройства 54 передачи будет содержать дополнительные элементы и функции, необходимые для фактической работы устройства передачи в соответствующей системе. На фиг. 16 показаны только элементы и средства, необходимые для пояснения и понимания настоящего изобретения. То же относится к устройству 63 приема, блок-схема которого показана на фиг. 17. На фиг. 17 показаны только элементы и функции, необходимые для понимания настоящего изобретения. Дополнительные элементы будут необходимы для фактической работы устройства 63 приема. Кроме того, следует понимать, что элементы и функции устройства 54 передачи, а также устройство 63 приема, могут быть воплощены в устройстве, системе и т.д. любого типа, адаптированных для выполнения функций, описанных и заявленных в настоящем изобретении.
Настоящее изобретение, кроме того, направлено на структуру фрейма (и соответственно, на адаптированное устройство передачи и приема, и на способ, как описано выше), которое, в качестве альтернативы к описанным выше вариантам воплощения, имеет множество (две или больше) структур данных, в которых, по меньшей мере, одна структура данных имеет длину, отличающуюся от длины другой структуры (структур) данных. Такая структура последовательностей данных с переменной длиной может быть скомбинирована, либо в виде последовательностей тренировочных структур с идентичной длиной и содержанием, как описано выше, или в виде последовательности тренировочных структур, в которых, по меньшей мере, одна тренировочная структура имеет длину и/или содержание, отличающееся от других тренировочных структур, то есть переменную длину тренировочной структуры. В обоих случаях для устройства 63 приема потребуется некоторая информация об изменяющейся длине структуры данных, которая может быть передана с помощью отдельного канала передачи данных сигнализации или с использованием данных сигнализации, содержащихся в структурах данных сигнализации, содержащихся в структуре фрейма, как описано выше. В последнем случае возможно такое воплощение, если первая тренировочная структура и первая структура сигнализации в каждом фрейме всегда имеет одинаковую длину, в котором устройство приема всегда может получать информацию о переменных структурах данных путем приема первой тренировочной структуры и структуры сигнализации в каждом или в необходимых фреймах. Конечно, возможны другие варианты воплощения. В остальном, все еще применима остальная часть приведенного выше описания в отношении тренировочных структур, структур данных и структур сигнализации, а также возможных вариантов воплощения устройства 54 передачи и устройства 63 приема.