НОВАЯ СТРУКТУРА КОДОВОЙ КОМБИНАЦИИ ДЛЯ СИСТЕМ С МНОЖЕСТВОМ НЕСУЩИХ
NOVEL CODE PATTERN STRUCTURE FOR MULTI-CARRIER SYSTEMS

Настоящее изобретение направлено на новую структуру кодовой комбинации для передачи фреймов и данных в системах с множеством несущих.
Настоящее изобретение, таким образом, в основном, направлено (но не ограничивается этим) на системы широковещательной передачи данных, такие как, например, кабельная система широковещательной передачи данных или наземные цифровые системы широковещательной передачи данных, в которых данные содержания, данные сигналов, пилотные сигналы и т.д. отображают на множество несущих частот, которые затем передают в заданной общей или полной полосе пропускания. Приемник обычно настраивают на частичные каналы (часть общей полосы пропускания передачи) из общей полосы пропускания каналов (иногда называется сегментированным приемом) для приема только данных содержания, которые необходимы или желательны в соответствующем приемнике. Например, в стандарте ISDB-T (КСЦВ-Н, комплексная служба цифрового вещания, наземная передача) общую полосу пропускания канала, таким образом, разделяют на 13 фиксированных сегментов равной длины (равное количество несущих частот).
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать устройство и способ передачи, а также структуру сигнала для системы с множеством несущих, которые обеспечивают возможность гибкой настройки на любую требуемую часть полосы пропускания передачи, которые обеспечивают малый объем служебных данных и которые обеспечивают возможность передачи и приема с высокими скоростями передачи данных.
Описанная выше цель достигается с помощью устройства передачи по п.1 формулы изобретения. Устройство передачи данных в соответствии с настоящим изобретением выполнено с возможностью передавать сигналы в системе со множеством несущих на основе структуры фрейма, причем каждый фрейм содержит, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию сигналов и одну или больше из кодовых комбинаций данных, упомянутое устройство передачи содержит средство формирования фрейма, выполненное с возможностью размещения упомянутых первых данных сигналов в упомянутой, по меньшей мере, одной кодовой комбинации сигналов во фрейме, таким образом, что данные упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных содержат данные содержания и информацию сортировки, обеспечивающую возможность сортировки данных содержания в правильном временном порядке, средство преобразования, выполненное с возможностью преобразования упомянутой, по меньшей мере, одной кодовой комбинации сигналов и упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных из области частоты в область времени, для генерирования сигнала 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.6 формулы изобретения. 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, одну кодовую комбинацию сигналов и одну или больше кодовых комбинаций данных, упомянутый способ содержит этапы: размещают первые данные сигналов в упомянутой, по меньшей мере, одной кодовой комбинации сигналов во фрейме, и выполнен с возможностью размещения данных в упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных во фрейме, в результате чего данные упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных содержат данные содержания и информацию сортировки, обеспечивающую возможность сортировки данных содержания в правильном временном порядке, преобразуют упомянутую, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию сигналов и упомянутую одну или больше кодовых комбинаций данных из области частоты в область времени для генерирования сигнала передачи в области времени и передают упомянутый сигнал передачи в области времени.
Описанная выше цель дополнительно достигается с помощью кодовой комбинации фрейма для системы с множеством несущих по п.7 формулы изобретения, содержащей, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию сигналов и одну или больше кодовых комбинаций данных, в которой первые данные сигналов расположены в упомянутой, по меньшей мере, одной кодовой комбинации сигналов, и данные расположены в упомянутой одной или больше кодовых комбинациях данных во фрейме, в результате чего данные упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных содержат данные содержания и информацию сортировки, обеспечивающую возможность сортировки данных содержания в правильном временном порядке.
Цель настоящего изобретения дополнительно состоит в том, чтобы обеспечить устройство и способ приема, а также систему и способ передачи и приема, которые обеспечивают возможность гибкой настройки на любую требуемую часть полосы пропускания передачи, которые имеют малый объем служебных данных и которые обеспечивают возможность передачи и приема с высокими скоростями передачи данных.
Описанная выше цель достигается с помощью устройства приема, предназначенного для приема сигналов в системе с множеством несущих на основе структуры фрейма в полосе пропускания передачи по п.8 формулы изобретения, причем каждый фрейм содержит, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию сигналов, содержащую первые данные сигналов и одну или больше кодовых комбинаций данных, в результате чего данные упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных содержат данные содержания и информацию сортировки, обеспечивающую возможность сортировки данных содержания в правильном временном порядке, упомянутое устройство приема содержит средство приема, выполненное с возможностью его настройки на и приема одной или больше из выбранных частей упомянутой полосы пропускания передачи, упомянутая выбранная часть упомянутой полосы пропускания передачи охватывает, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию данных, предназначенную для приема, и средство сортировки, выполненное с возможностью сортировки данных содержания в правильном временном порядке на основе упомянутой информации сортировки.
Описанная выше цель дополнительно достигается с помощью способа приема, предназначенного для приема сигналов в системе с множеством несущих на основе структуры фрейма в полосе пропускания передачи по п.12 формулы изобретения, причем каждый фрейм содержит, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию сигналов, содержащую первые данные сигналов, и одну или больше кодовых комбинаций данных, в результате чего данные упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных содержат данные содержания и информацию сортировки, обеспечивающую возможность сортировки соответствующих данных содержания в правильном временном порядке, упомянутый способ приема содержит этапы: принимают одну или больше выбранных частей упомянутой полосы пропускания передачи, причем упомянутая выбранная часть упомянутой полосы пропускания передачи охватывает, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию данных, предназначенных для приема, и сортируют данные содержания в правильном временном порядке на основе упомянутой информации сортировки.
Описанная выше цель дополнительно достигается с помощью системы, предназначенной для передачи и приема сигналов по п.13, содержащей устройство передачи, предназначенное для передачи сигналов в системе с множеством несущих на основе структуры фрейма, причем каждый фрейм содержит, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию сигналов и одну или больше кодовых комбинаций данных, упомянутое устройство (82) передачи содержит средство (59) формирования фрейма, выполненное с возможностью размещения первых данных сигналов в упомянутой, по меньшей мере, одной кодовой комбинации сигналов во фрейме, и выполненное с возможностью размещения данных в упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных во фрейме таким образом, что данные упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных содержат данные содержания и информацию сортировки, обеспечивающую возможность сортировки данных содержания в правильном временном порядке, средство (60) преобразования, выполненное с возможностью преобразования упомянутой, по меньшей мере, одной кодовой комбинации сигналов и упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных из области частоты в область времени, для генерирования сигнала передачи в области времени, и средство (61) передачи, выполненное с возможностью передачи упомянутого сигнала передачи в области времени, причем упомянутая система дополнительно содержит устройство (83) приема в соответствии с настоящим изобретением, выполненное с возможностью приема упомянутого сигнала передачи в области времени из упомянутого устройства (82) передачи.
Описанная выше цель дополнительно достигается с помощью способа передачи и приема сигналов по п.14 формулы изобретения, содержащего способ передачи, предназначенный для передачи сигналов в системе с множеством несущих на основе структуры фрейма, причем каждый фрейм содержит, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию сигналов и одну или больше кодовых комбинаций данных, упомянутый способ содержит следующие этапы: размещают первые данные сигналов в упомянутой, по меньшей мере, одной кодовой комбинации сигналов во фрейме, и выполнен с возможностью размещения данных в упомянутой одной или больше кодовых комбинациях данных во фрейме, в результате чего данные упомянутой одной или больше кодовых комбинаций данных содержат данные содержания и информацию сортировки, обеспечивающую возможность сортировки данных содержания в правильном временном порядке, преобразуют упомянутую, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию сигналов и упомянутую одну или больше из кодовых комбинаций данных из области частоты в область времени для генерирования сигнала 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.
Предпочтительные свойства определены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
В настоящем изобретении, таким образом, предложена система с множеством несущих, в которой используется структура фрейма или кодовая комбинация фрейма в области частот, а также в области времени. В области частоты каждый фрейм содержит, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию сигналов, которая переносит первые данные сигналов на несущих частотах. По меньшей мере, одна кодовая комбинация сигналов может иметь дополнительные пилотные сигналы на несущих частотах. В качестве альтернативы, каждый фрейм может иметь специально выделенную тренировочную последовательность или кодовую комбинацию, которая расположена перед (по времени), по меньшей мере, одной кодовой комбинацией сигналов, в результате чего тренировочная последовательность или кодовая комбинация переносят исключительно пилотные сигналы. В этом случае, по меньшей мере, для одной кодовой комбинации сигналов не требуются (но могут быть предусмотрены) пилотные сигналы. Кроме того, каждый фрейм содержит одну или больше кодовых комбинаций данных, которые следуют, по меньшей мере, за одной кодовой комбинацией сигналов по времени в каждой кодовой комбинации фрейма. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением одна или больше кодовых комбинаций данных фрейма в области частоты содержит, по меньшей мере, один пилотный сигнал, расположенный среди упомянутых данных кодовой комбинации данных. По меньшей мере, один пилотный сигнал в каждой кодовой комбинации данных обеспечивает для стороны приема возможность простого выполнения тонкой оценки канала для несущих частот, переносящих данные в кодовых комбинациях данных, поскольку размещение пилотного сигнала в сетке время/частота, в области частот, известно в приемнике.
Предоставление информации сортировки в кодовых комбинациях данных вместе с данными содержания обеспечивает возможность передачи и приема с высокими скоростями передачи данных и с высокими скоростями передачи битов, соответственно, поскольку теперь становится возможным передавать данные содержания, которые принадлежат определенному потоку данных, независимо от их исходного временного порядка в потоке данных. Другими словами, данные содержания определенного потока данных могут быть переданы с использованием гибкого и неограниченного ничем распределения по кодовым комбинациям данных во фрейме в соответствии с настоящим изобретением, поскольку устройство приема будет иметь возможность повторного установления порядка данных содержания в соответствующем потоке данных на основе информации сортировки. В результате этого размещение информации сортировки среди данных содержания и кодовых комбинаций данных обеспечивает решение, позволяющее достигать передачи с высокой скоростью данных с малым объемом служебных данных и незначительной сложностью воплощения в передатчике, а также в приемнике. Типичное устройство приема настраивают на определенную выбранную часть полосы пропускания передачи, и оно принимает данные сигналов и кодовые комбинации данных в пределах выбранной части полосы пропускания передачи. Для достижения более высоких скоростей передачи данных также возможно расширить полосу пропускания настройки, то есть, увеличить полосу пропускания настройки устройства приема, или воплотить более чем один тюнер, например, два, три, четыре, пять или больше тюнеров в устройстве приема, с тем, чтобы устройство приема получило возможность одновременно принимать различные выбранные части полосы пропускания передачи, которые могут быть расположены рядом друг с другом, но также могут быть полностью не соединены и находиться на расстоянии друг от друга. Данные содержания для конкретного потока данных, для которого требуется высокая скорость передачи данных, теперь могут быть распределены по различным частям полосы пропускания, на которые может быть настроено устройство приема. На основе информации сортировки устройство приема может изменять порядок данных содержания на исходный временный порядок таким образом, что поток данных может быть правильно воспроизведен. Оригинальный или правильный временной порядок, таким образом, представляет собой порядок по времени, в котором данные содержания были размещены в исходном потоке данных. Информация сортировки содержит обозначение, в каком положении по времени соответствующие данные содержания были размещены в исходном потоке данных. Информация сортировки может представлять информацию счетчика или времени (или любые другие соответствующие данные), обеспечивающую для приемника возможность сортировать принимаемые данные содержания обратно в правильном и исходном временном порядке. Предпочтительно, каждый фрейм содержит информацию идентификации, то есть, данные, идентифицирующие, какому соответствующему потоку данных принадлежат соответствующие данные содержания. Хотя возможен случай, когда данные содержания в пределах одного фрейма принадлежат одному потоку данных, и в этом случае не требуется идентифицировать каждые отдельные данные содержания, и для приемника потребуется только отсортировать принятые данные обратно в исходном порядке, также возможен случай, когда один фрейм содержит данные содержания из различных отличающихся друг от друга потоков данных. Каждый поток данных может иметь специфическую идентификацию таким образом, что устройство приема может идентифицировать, какому потоку данных принадлежат соответствующие принятые данные содержания, на основе информации идентификации. Также предпочтительно, данные одной или большей кодовых комбинаций данных в структуре фрейма в соответствии с настоящим изобретением расположены во фреймах данных, в которых каждый фрейм данных содержит упомянутую информацию сортировки, и данные содержания, а также, возможно, вторые данные сигналов с упомянутой информацией идентификации. Вторые данные сигналов и/или информация сортировки могут, например, каждые формировать (или составлять) часть заголовка каждого фрейма данных. В качестве альтернативы информация идентификации может состоять из упомянутых первых данных сигналов и может не находиться в кодовых комбинациях данных. Эта альтернатива может, например, использоваться в случаях, в которых все данные содержания последовательности кодовых комбинаций данных (которые имеют одинаковую полосу пропускания по частоте и следуют друг за другом по времени) принадлежат одному и тому же потоку данных. Информация идентификации в первых данных сигналов может затем, например, представлять собой указатель на первые данные содержания в первой (временной) кодовой комбинации данных. В этом случае данные содержания могут быть размещены или могут не быть размещены во фреймах данных в пределах кодовых комбинаций данных (но без вторых данных сигналов во фреймах данных). Устройство приема может содержать средство выделения, выполненное с возможностью идентифицировать и выделять фреймы данных из принятых кодовых комбинаций данных перед оценкой информации идентификации и ее использованием для выделения данных содержания для конкретного потока данных. Следует отметить, что предоставление информации сортировки (или данных сортировки), как определено выше, можно применять в любом соответствующем способе размещения данных содержания в пределах кодовых комбинаций данных структуры фрейма в соответствии с настоящим изобретением. Упомянутый пример размещения данных содержания во фреймах данных, содержащих вторые данных сигналов (с упомянутой информацией идентификации), информацией сортировки и данными содержания не представляет собой ограничение, и можно использовать другие компоновки и структуры данных содержания в пределах кодовых комбинаций данных.
В одном аспекте настоящее изобретение относится к размещению данных в одной или больше кодовых комбинациях данных во фреймах данных, в котором каждый фрейм данных содержит данные содержания, упомянутую информацию сортировки и, в конечном итоге, вторые данные сигналов. Таким образом, в настоящем изобретении предполагается разделить размещение и, таким образом, передачу и прием данных сигналов на первые данные сигналов, которые передают, по меньшей мере, в одной кодовой комбинации сигналов во фрейме, и вторые данные сигналов, которые размещают во фреймах данных. Таким образом, становится возможным передавать соответствующие идентичные данные сигналов первыми в каждой из, по меньшей мере, одной кодовой комбинации сигналов. Другими словами, если несколько кодовых комбинаций сигналов будут предусмотрены во фрейме, каждая из кодовых комбинаций сигналов может переносить идентичные первые данные сигналов. Такие данные сигналов затем представляют собой данные сигналов, которые являются действительными для всего фрейма. Вторые данные сигналов, с другой стороны, содержат данные сигналов, которые действительны только для соответствующего фрейма данных. Таким образом, модуляция, кодирование, а также другие параметры фрейма данных могут быть индивидуально переданы в виде сигналов со вторыми данными сигналов. Настоящее изобретение, поэтому, предполагает систему, которая является очень гибкой, но при этом эффективной, с учетом служебных данных, передаваемых в виде сигналов.
Во время преобразования из области частоты в область времени выполняют отображение первых данных сигналов (так же, как и, в конечном итоге, пилотных сигналов) одной или больше кодовых комбинаций сигналов, так же, как и отображение данных содержания, сортировку данных (информации) и, в конечном итоге, вторых пилотных сигналов (так же, как и, в конечном итоге, пилотных сигналов) кодовых комбинаций данных на несущие частоты. Такое преобразование, например, воплощено с помощью средства обратного преобразования Фурье или любого другого соответствующего средства преобразования. В полученном в результате сигнале в области времени каждый фрейм затем содержит соответствующий символ сигнала (перед которым может быть расположен тренировочный символ), а также один или больше символов данных. Каждая кодовая комбинация фрейма охватывает полную или всю полосу пропускания передачи в направлении частоты. Поскольку каждая кодовая комбинация данных равна одной или множеству из минимальной длины кодовой комбинации данных, общая полоса пропускания передачи может составлять кратное число минимальной длины кодовой комбинации данных. Устройство приема может быть свободно, гибко и быстро 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 кодовых комбинаций сигналов. Таким образом, устройство приема всегда обладает возможностью принимать первые данные сигналов всей кодовой комбинации сигналов так, что на основе, и, используя первые данные сигналов, содержащие информацию физического уровня, необходимую для приема последующих кодовых комбинаций данных, кодовые комбинации данных могут быть приняты в устройстве приема. В случае если каждая кодовая комбинация сигналов не только содержит первые данные сигналов, но также и пилотные сигналы, нет необходимости предусматривать специальные преамбулы или тренировочные кодовые комбинации, состоящие только из пилотных сигналов, поскольку пилотные сигналы, содержащиеся в кодовых комбинациях сигналов, обеспечивают необходимое детектирование смещения частоты и компенсацию (и возможно, детектирование начала фрейма) в устройстве приема, таким образом, что общее количество служебных данных может быть уменьшено. Однако также возможно предоставить специально выделенные преамбулы для тренировочных кодовых комбинаций с пилотными сигналами, которые предшествуют кодовым комбинациям сигналов, в которых в данном случае не содержатся пилотные сигналы. Настоящее изобретение, в частности, предпочтительно применять в системах, имеющих относительно высокое отношение сигнал-шум, таких как, но без ограничений, в системах, работающих на основе кабеля. Хотя приемник может быть гибко настроен на любую желательную часть полосы пропускания передачи, всегда возможно принимать первые данные сигналов, другие данные (данные содержания), благодаря новой структуре фрейма, предложенной в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, новая структура фрейма обеспечивает возможность быстрой настройки устройства приема на желательную часть полосы пропускания передачи. Поскольку данные содержания передают во фреймах данных, в которых каждый фрейм данных содержит данные содержания, а также вторые данные сигналов, устройство приема выполнено с возможностью приема данных содержания очень гибким способом, поскольку вторые данные сигналов, содержащиеся в каждом фрейме данных, обеспечивают возможность передачи индивидуальных сигналов, содержащих параметры каждого фрейма данных.
Предпочтительно, вторые данные сигналов в каждом фрейме данных расположены в заголовке фрейма данных. Также предпочтительно, вторые данные сигналов содержат последовательность синхронизации. Последовательность синхронизации может представлять собой, например, псевдошумовую последовательность, PRBS (ПШБП, псевдошумовая бинарная последовательность) или любую другую соответствующую последовательность. Таким образом, предпочтительно, вторые данные сигналов расположены в символах, и часть упомянутой последовательности синхронизации вставлена в каждый символ. Таким образом, старший значимый бит каждого символа может содержать упомянутую часть упомянутой последовательности синхронизации. Кроме того, другие биты каждого символа можно использовать для передачи упомянутой части упомянутой последовательности синхронизации.
В качестве альтернативы, вторые данные сигналов расположены в символах, и часть упомянутой последовательности синхронизации модулирована, по меньшей мере, на часть каждого символа. Например, на один бит каждого символа может быть модулирована одна часть (например, один бит) последовательности синхронизации.
Предпочтительно после, по меньшей мере, одной из упомянутых кодовых комбинаций данных во фрейме следует, по меньшей мере, одна дополнительная кодовая комбинация данных в направлении времени с такой же структурой частоты (размещение в пределах фрейма, а также количество несущих частот), как и у упомянутой, по меньшей мере, одной из упомянутых кодовых комбинаций данных, в которой фреймы данных, расположенные в упомянутой, по меньшей мере, одной из упомянутых кодовых комбинаций данных и, по меньшей мере, одной дополнительной кодовой комбинации данных, расположены, следуя друг за другом, независимо от их частотной структуры. Другими словами, фреймы данных расположены в пределах кодовых комбинаций данных, но со структурой, которая не ограничена структурой (не зависит от структуры) кодовых комбинаций данных. Таким образом, в случае фрейма, который содержит множество кодовых комбинаций данных, которые следуют друг за другом в направлении времени и имеют одинаковую структуру частот, другими словами выровнены друг с другом, фреймы данных, содержащие содержание данных (и, в конечном итоге, вторые данные сигналов), расположены в пределах этих кодовых комбинаций данных, следующих друг за другом, совершенно свободным и гибким образом. Таким образом, длину каждого фрейма данных, а также параметров фрейма данных, таких как кодирование ошибки, модуляция и т.д., можно гибко устанавливать и использовать для каждого фрейма данных, например, они могут отличаться для каждого фрейма данных или, по меньшей мере, для некоторых из фреймов данных. Соответствующая информация о параметре для каждого отдельного фрейма данных может содержаться во вторых данных сигналов (если присутствуют) таким образом, что данные содержания во фрейме данных могут быть правильным образом приняты, декодированы, демодулированы т.д. в устройстве приема. Кроме того, вторые данные сигналов могут содержать упомянутую информацию идентификации, то есть информацию, обеспечивающую возможность для устройства приема идентифицировать, принадлежат ли переданные данные содержания в соответствующем фрейме данных определенному потоку данных, который должно принимать устройство приема. Таким образом, широковещательная передача, однонаправленная передача, передача из точки в точку и т.д. поддерживаются настоящим изобретением. Используя последовательность синхронизации, содержащуюся во вторых данных сигналов, в каждом фрейме данных, устройство приема имеет возможность находить вторые данные сигналов в пределах фрейма данных для оценки содержания вторых данных сигналов и затем для декодирования, демодуляции и т.д. данных содержания, содержащихся в соответствующем фрейме данных. Для исключения каких-либо ошибок и расхождений следует обеспечить, чтобы вторые данные сигналов в каждом фрейме данных были кодированы с использованием надежной схемы кодирования ошибки, а также надежной модуляции.
Предпочтительно, вторые данные сигналов содержат модуляцию данных в принятом фрейме данных, в результате чего средство оценки выполнено с возможностью получения модуляции и упомянутое средство обратного отображения данных выполнено с возможностью демодуляции данных содержания с несущих частот принятого фрейма данных на основе полученной модуляции. Кроме того, предпочтительно, вторые данные сигналов содержат кодирование ошибки данных содержания в принятом фрейме данных, в результате чего средство оценки выполнено с возможностью получения кодирования ошибки и прямого кодирования ошибки для средства декодирования ошибки, выполненного с возможностью декодирования ошибки в данных содержания принятого фрейма данных.
Предпочтительно, вторые данные сигналов содержат идентификацию соединения и упомянутое средство оценки выполнено с возможностью получения упомянутой идентификации соединения. Идентификация соединения представляет собой, например, информацию о широковещательной передаче, однонаправленной передаче данных, передаче данных из точки в точку и т.п. и обеспечивает для устройства приема возможность идентификации, предназначены ли данные содержания во фрейме данных для приема данным устройством приема или нет.
Предпочтительно, устройство приема содержит средство корреляции, выполненное с возможностью корреляции по последовательности синхронизации, содержащейся во вторых данных сигналов принятого фрейма данных, в результате чего средство обратного отображения данных выполнено с возможностью обратного отображения упомянутых данных содержания с несущих частот принятого фрейма данных на основе результата корреляции.
Таким образом, используя последовательность синхронизации, которая может, например, представлять собой псевдошумовую последовательность или любую другую соответствующую последовательность, обеспечивающую правильную корреляцию в устройстве приема, устройство приема выполнено с возможностью поиска вторых данных сигналов в пределах фрейма данных для оценки содержания вторых данных сигналов с последующим декодированием, демодуляцией и т.д. данных содержания, содержащихся в соответствующем фрейме данных. Это особенно необходимо в случаях, когда, по меньшей мере, после одной из упомянутых кодовых комбинаций данных во фрейме следует, по меньшей мере, одна дополнительная кодовая комбинация данных в направлении времени, имеющая такую же частотную структуру (размещение в пределах фрейма, а также количество несущих частот), как и, по меньшей мере, в одной из упомянутых кодовых комбинаций данных, в которых фреймы данных, расположенные в упомянутой, по меньшей мере, одной из упомянутых кодовых комбинаций данных и, по меньшей мере, одной дополнительной кодовой комбинации данных, расположены так, что они следуют друг за другом, независимо от структуры частот. Другими словами, фреймы данных расположены в пределах кодовых комбинаций данных, но со структурой, которая не ограничивается и которая не зависит от структуры кодовых комбинаций данных. Таким образом, в случае фрейма, который содержит множество кодовых комбинаций данных, которые следуют друг за другом в направлении времени и имеют одинаковую структуру частот (другими словами выровнены друг с другом), фреймы данных, содержащие содержание данных и, возможно, вторые данные сигналов, расположены в пределах этих кодовых комбинаций данных, следуя друг за другом, гибким и свободным образом. Таким образом, длину каждого из фреймов данных, а также параметры фрейма данных, такие как кодирование ошибки, модуляция и т.д., можно гибко устанавливать и использовать для каждого фрейма данных, например, они могут отличаться для каждого фрейма данных или, по меньшей мере, для некоторых фреймов данных. Для исключения каких-либо ошибок и расхождений, следует обеспечить, чтобы вторые данные сигналов в каждом фрейме данных были кодированы с использованием надежной схемы кодирования ошибки, а также чтобы для них использовалась надежная модуляция.
Однако должно быть понятно, что фреймы данных в таких выровненных кодовых комбинациях данных необязательно должны содержать вторые данные сигналов, если все данные содержания во фреймах данных принадлежат одному и тому же потоку данных. В этом случае, может быть достаточно предоставить упомянутую информацию идентификации в первых данных сигналов, которые обозначают (частотное) положение первого фрейма данных. Приемник затем может правильно принять данные содержания, поскольку все фреймы данных будут иметь одинаковую длину, модуляцию и т.д.
Предпочтительно, по меньшей мере, одна кодовая комбинация данных зависит от минимальной длины кодовой комбинации данных (в направлении частоты), а именно, равна одной или составляет кратное минимальной длины кодовой комбинации данных. Таким образом, в случае, когда две или больше, или множество кодовых комбинаций данных предусмотрены во фрейме, кодовые комбинации данных могут иметь разные длины. Однако длина кодовых комбинаций данных зависит от минимальной длины кодовой комбинации данных, как указано. Поэтому, хотя длина кодовых комбинаций данных изменяется или может изменяться, уменьшается количество первых служебных данных, то есть, количество данных сигналов, которые требуется передавать со стороны передатчика на сторону приема, уменьшается по сравнению с системой, в которой длина кодовой комбинации данных является полностью переменной и может быть установлена равной любому требуемому значению. Поскольку каждая кодовая комбинация данных равна одному или составляет множество минимальных длин кодовых комбинаций данных, общая полоса пропускания передачи может составлять множество минимальных длин кодовых комбинаций данных.
Предпочтительно, каждый фрейм содержит, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию данных сигналов, содержащую первые данные сигналов, расположенные на несущих частотах, упомянутые первые данные сигналов содержат длину каждой упомянутых одной или больше кодовых комбинаций данных, в соответствии с упомянутой минимальной длиной кодовой комбинации данных, упомянутое устройство приема дополнительно содержит средство оценки, выполненное с возможностью выделения упомянутой длины из принятых первых данных сигналов. Кроме того, предпочтительно, количество рассеянных пилотных сигналов в каждой кодовой комбинации данных прямо пропорционально количеству минимальных длин кодовой комбинации данных в соответствующей кодовой комбинации данных. Предпочтительно, средство оценки канала выполнено с возможностью выполнения оценки канала на основе упомянутых пилотных сигналов. Таким образом, поскольку специфичное и фиксированное количество пилотных сигналов выделено и содержится в минимальной длине кодовой комбинации данных, например, один пилотный сигнал, два пилотных сигнала, три пилотных сигнала или любое соответствующее количество пилотных сигналов, каждая кодовая комбинация данных содержит полученное в результате количество рассеянных пилотных сигналов, отображенных на его несущие частоты.
Термин рассеянные пилотные сигналы в настоящем описании относится к пилотным сигналам, которые расположены в кодовых комбинациях данных среди данных содержания в виде регулярной или нерегулярной кодовой комбинации в сетке время-частота. Этот термин не включает в себя непрерывные пилотные сигналы, то есть, не включает в себя пилотные сигналы, которые расположены непосредственно рядом друг с другом в направлении частоты и/или времени, хотя такие непрерывные пилотные сигналы могут дополнительно присутствовать в кодовых комбинациях данных. В случае, когда присутствуют непрерывные пилотные сигналы, некоторые из непрерывных пилотных сигналов могут в некоторых вариантах воплощения накладываться или совпадать с некоторыми из рассеянных пилотных сигналов. Другими словами, некоторые из рассеянных пилотных сигналов могут быть сформированы некоторыми из непрерывных пилотных сигналов. Все пояснения и определения пилотных сигналов, содержащихся в кодовых комбинациях данных в данном описании, приведены в отношении исключительно таких рассеянных пилотных сигналов.
Предпочтительно, пилотные сигналы размещены в одной или больше кодовых комбинациях данных с использованием кодовых комбинаций пилотных сигналов, в которых упомянутая минимальная длина кодовой комбинации данных зависит от плотности упомянутых пилотных сигналов в кодовой комбинации пилотных сигналов. В результате, кодовая комбинация пилотного сигнала должна определять определенную структуру и компоновку пилотных сигналов в сетке время/частота фрейма (в области частоты), в результате чего вся кодовая комбинация пилотного сигнала или, по меньшей мере, некоторые ее части, содержит пилотные сигналы, расположенные в виде регулярной кодовой комбинации в направлении времени и/или частоты. Предпочтительно, минимальная длина кодовой комбинации данных зависит от плотности рассеянных пилотных сигналов в кодовой комбинации пилотных сигналов. Таким образом, чем ниже плотность пилотного сигнала, тем больше может быть минимальная длина кодовой комбинации данных и наоборот. Поэтому, в системе, в которой меньшее количество пилотных сигналов (более низкая плотность пилотных сигналов) необходимо для достижения надежной оценки канала на стороне приемника, может использоваться большая минимальная длина кодовой комбинации данных по сравнению с системами, в которых требуется более высокая плотность пилотных сигналов. Предпочтительно, пилотные сигналы в кодовой комбинации пилотных сигналов имеют регулярные промежутки в направлении частоты, в результате чего минимальная длина кодовой комбинации данных соответствует промежутку между двумя расположенными рядом друг с другом рассеянными пилотными сигналами в направлении частоты (после интерполяции по времени). Таким образом, обеспечивается то, что минимальная длина кодовой комбинации данных содержит только один рассеянный пилотный сигнал. Конечно, также возможно, чтобы минимальную длину кодовой комбинации данных можно было выбрать так, чтобы два или больше рассеянных пилотных сигнала содержались в каждой кодовой комбинации данных. Кроме того, предпочтительно, каждая кодовая комбинация данных имеет одинаковую длину в направлении времени. В то время как длина кодовой комбинации данных может быть (но необязательно должна) переменной в направлении времени, такой предпочтительный вариант предполагает обеспечение каждой кодовой комбинации данных с одинаковой длиной в направлении времени (также называется областью времени). В результате, длина кодовых комбинаций данных в направлении времени может предпочтительно соответствовать промежутку между двумя соседними рассеянными пилотными сигналами в направлении времени.
Предпочтительно, в устройстве приема предусмотрено средство обратного перемежения в области времени, которое выполнено с возможностью обратного перемежения в каждом из блоков принятых кодовых комбинаций данных, причем длина блока соответствует значению, кратному длине кодовой комбинации данных в направлении времени.
Как пояснялось выше, в соответствии с одним вариантом настоящего изобретения, структура фрейма в соответствии с настоящим изобретением может содержать кодовые комбинации сигналов, имеющие пилотные сигналы. Таким образом, предпочтительно, структура фрейма может содержать, по меньшей мере, две кодовые комбинации сигналов, расположенные рядом друг с другом в направлении частоты, и, по меньшей мере, одну кодовую комбинацию данных, следующую после кодовых комбинаций в направлении времени, таким образом, что первые данные сигналов и пилотные сигналы расположены в упомянутых, по меньшей мере, двух кодовых комбинациях сигналов во фрейме, причем каждая кодовая комбинация сигналов имеет одинаковую длину. Предпочтительно, упомянутые пилотные сигналы, расположенные в упомянутых, по меньшей мере, двух кодовых комбинациях сигналов во фрейме, формируют последовательность пилотного сигнала. Другими словами, все пилотные сигналы фрейма формируют последовательность пилотного сигнала. В качестве альтернативы, упомянутые пилотные сигналы в каждой из упомянутых, по меньшей мере, двух кодовых комбинациях сигналов, предпочтительно, формируют последовательность пилотного сигнала, в которой последовательности пилотных сигналов отличаются друг от друга. Предпочтительно, упомянутые пилотные сигналы модулированы с использованием псевдослучайной двоичной последовательности. Предпочтительно, упомянутое средство формирования фрейма выполнено с возможностью размещения упомянутых пилотных сигналов в упомянутых, по меньшей мере, двух кодовых комбинациях сигналов с дифференциальной схемой модуляции. Предпочтительно, упомянутое средство формирования фрейма выполнено с возможностью размещения упомянутых пилотных сигналов так, чтобы пилотный сигнал был отображен на каждую m-ю несущую частоту упомянутых, по меньшей мере, двух кодовых комбинаций сигналов с помощью средства преобразования, где m представляет собой целое число >1. Предпочтительно, каждая из упомянутых, по меньшей мере, двух кодовых комбинаций сигналов содержит, по меньшей мере, одну пилотную полосу, содержащую упомянутые пилотные сигналы.
Также предпочтительно, как указано выше, каждый фрейм содержит, по меньшей мере, одну дополнительную кодовую комбинацию данных, которая следует после упомянутой, одной или больше кодовой комбинации данных в измерении (т.е. направлении) времени, причем каждая из упомянутых дополнительных кодовых комбинаций данных имеет такую же длину, что и соответствующая одна из упомянутых предыдущих кодовых комбинаций данных. Другими словами, структура кодовой комбинации (комбинаций) данных в каждом фрейме, предпочтительно, установлена таким образом, что одна или больше кодовая комбинация данных расположена в измерении частоты так, что охватывается вся полоса пропускания. По меньшей мере, одну дополнительную кодовую комбинацию данных затем размещают в том же фрейме, но так, что она следует, по меньшей мере, после одной кодовой комбинации данных в направлении времени, в результате чего каждая дополнительная или следующая кодовая комбинация данных имеет такую же длину (в измерении или в направлении частоты), что и предыдущая кодовая комбинация данных в том же положении частоты. Таким образом, если устройство приема будет настроено на определенную часть полосы пропускания передачи, несколько кодовых комбинаций данных во фрейм могут быть приняты, таким образом, что упомянутые несколько кодовых комбинаций данных имеют одинаковую длину (в измерении частоты) и следуют друг за другом в измерении времени.
В измерении частоты длина каждой из кодовых комбинаций данных, переданных устройством передачи, может быть фиксированной (постоянной) или может корректироваться динамически. В качестве альтернативы или в дополнение, количество дополнительных кодовых комбинаций данных в направлении времени можно регулировать динамически. Также, длина кодовых комбинаций данных в одном фрейме в направлении времени, то есть длина временных интервалов может быть фиксированной или может изменяться. Таким образом, важно, чтобы все кодовые комбинации сигналов в следующем фрейме начинались в одной и той же точке времени. Любые динамические изменения, относительно кодовых комбинаций данных, затем будут переданы с помощью сигналов в кодовых комбинациях сигналов. Система со множеством несущих со структурой фрейма, такой как предполагается в настоящем изобретении, таким образом обеспечивает возможность очень гибкой передачи содержания данных, в которой длина кодовых комбинаций данных и, таким образом, количество данных на кодовую комбинацию данных можно динамически изменять, например от фрейма к фрейму, или любым другим требуемым способом. В качестве альтернативы, длина и/или количество кодовых комбинаций данных могут быть фиксированными или постоянными.
Следует понимать, что настоящее изобретение можно применять к любому виду системы со множеством несущих, в которой устройство передачи выполнено с возможностью передачи во всей полосе пропускания передачи, и устройство приема выполнено с возможностью избирательно принимать только часть упомянутой всей полосы пропускания передачи. Не ограничительные примеры для таких систем могут представлять собой существующие или будущие однонаправленные или двунаправленные системы широковещательной передачи данных, такие как кабельные или беспроводные (например, на основе кабеля, наземные и т.д.) цифровые системы широковещательной передачи видеоданных. Не ограничительный пример со множеством несущих может быть представлен системой ортогонального мультиплексирования с частотным разделением каналов (OFDM, ОМЧР), однако, можно использовать любую другую соответствующую систему, в которой данные, пилотные сигналы и т.п. отображают на множество несущих частот. Несущие частоты, таким образом, могут быть расположены эквидистантно и, соответственно, имеют одинаковую длину (полосу пропускания). Однако настоящее изобретение также можно использовать в системах со множеством несущих, в которых несущие частоты не эквидистантны и/или не имеют, соответственно, одинаковую длину. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается ни каким-либо видом конкретного частотного диапазона, ни общей полосой пропускания передачи, применяемой на стороне приема, ни выбранной частью полосы пропускания передачи, на которую настраивается сторона приема. Однако в некоторых вариантах применения может быть предпочтительным использовать полосу приема на стороне приема, то есть полосу пропускания, составляющую часть полосы пропускания передачи, на которую может быть настроен приемник, которая соответствует полосе пропускания устройств приема существующих (цифровых широковещательной передачи видеоданных или других) систем. Не ограничительный пример полосы пропускания приемника может составлять 7,61 МГц, 8 МГц или любое другое соответствующее значение, то есть сторона приема может быть настроена на любую желаемую полосу пропускания размером 7,61 МГц или 8 МГц и т.д. в общей полосе пропускания передачи. Таким образом, общая полоса пропускания может составлять число, например, кратное 7,61 МГц (или 8 МГц), например, 7,61 МГц (или 8 МГц), 15,22 МГц (или 16 МГц), 22,83 МГц (или 24 МГц), 30,44 МГц (или 32 МГц), 60,88 МГц (или 64 МГц), 243,52 МГц (или 256 МГц) и т.д., так, что сегментирование общей полосы пропускания передачи, то есть длина каждой кодовой комбинации сигналов может составлять 7,61 МГц или 8 МГц. Однако другие числа, варианты сегментирования и кратные значения возможны, например (но без ограничений), длина каждой кодовой комбинации сигналов, соответствующая 4 МГц или 6 МГц или любому другому соответствующему значению.
Обычно, в случае не ограничительного примера 8 МГц для полосы пропускания приемника, длина каждой из кодовых комбинаций сигналов, используемых в структуре фрейма в соответствии с настоящим изобретением, может составлять 8 МГц, 7,61 МГц, 6 МГц, 4 МГц (или меньше).
Настоящее изобретение более подробно поясняется в следующем описании предпочтительных вариантов воплощения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых
на фиг.1 представлена схема общей полосы пропускания передачи, из которой выбранная часть может быть избирательно и гибко принята приемником,
на фиг.2 представлен пример сегментирования общей полосы пропускания передачи,
на фиг.3 представлено схематическое представление в области времени структуры фрейма в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг.4 показан схематический пример структуры фрейма или кодовой комбинации в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг.5 показана часть структуры фрейма по фиг.4 с пояснением реконструирования кодовой комбинации сигналов,
на фиг.6 показан схематичный пример характеристики фильтра приемника,
на фиг.7 показан дополнительный пример структуры фрейма кодовой комбинации в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг.8 показана часть дополнительного примера структуры фрейма или кодовой комбинации в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг.9 показан первый пример размещения пилотных сигналов по кодовым комбинациям сигналов,
на фиг.10 показан второй пример размещения пилотных сигналов по кодовым комбинациям сигналов,
на фиг.11 показан дополнительный пример реконструирования кодовой комбинации сигналов,
на фиг.12 показан пример адаптации разных полос пропускания канала,
на фиг.13 схематично представлен пример структуры фрейма в соответствии с настоящим изобретением в измерении времени,
на фиг.14 схематично представлена блок-схема примера устройства передачи в соответствии с настоящим изобретением, и
на фиг.15 схематично показана блок-схема примера устройства приема в соответствии с настоящим изобретением, и
на фиг.16 схематично показана часть структуры фрейма в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг.17 схематично представлен фрейм данных в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг.18 схематично представлены несколько кодовых комбинаций данных, имеющих одинаковую частотную структуру и расположенных  непосредственно друг за другом в направлении времени,
на фиг.19 показано схематичное представление части устройства передачи, показанного на фиг.14, в которой формируют фреймы данных в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг.20 показан первый пример варианта выполнения части устройства передачи в соответствии с настоящим изобретением, в которой формируют заголовки фреймов данных в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг.21 показан второй пример варианта выполнения, который формирует заголовки фреймов данных в соответствии с настоящим изобретением,
на фиг.22 показан пример варианта выполнения части устройства приема в соответствии с настоящим изобретением, для детектирования пика синхронизации по заголовкам фреймов данных,
на фиг.23 показан пример варианта выполнения части устройства приема в соответствии с настоящим изобретением для получения вторых данных сигналов,
на фиг.24 показан другой схематичный пример структуры фрейма, и
на фиг.25 схематично показана блок-схема части устройства приема в соответствии с настоящим изобретением, со средством выделения и средством размещения.
На фиг.1 схематично показано представление всей полосы 1 пропускания передачи, в которой устройство передачи в соответствии с настоящим изобретением, такое как, например, устройство 82 передачи, схематично показанное на фиг.14, передает сигналы в системе со множеством несущих, в соответствии с настоящим изобретением. В среде кабельного телевидения вся полоса 1 пропускания передачи может, например, называться полосой пропускания, в которой передают сигналы цифрового телевидения для одного или больше получателя, и может, например, иметь полосу пропускания 64 МГц или любую другую соответствующую полосу пропускания. Полоса 1 пропускания передачи, таким образом, может составлять часть большей полосы пропускания среды, в которой передают различные виды сигналов через соответствующую беспроводную или кабельную среду передачи. В примере кабельного телевидения полоса пропускания среды может продолжаться от 0 МГц до 862 МГц (или даже выше), и полоса 1 пропускания передачи может составлять собой ее часть. На фиг.1 дополнительно схематично показана блок-схема устройства 3 приема в соответствии с настоящим изобретением, которое выполнено с возможностью его настройки на 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 избирательный прием желательной части 2 полосы 1 пропускания передачи, а также дополнительное средство 5 обработки, которое выполняет дополнительную необходимую обработку принятых сигналов в соответствии с соответствующей системой передачи данных, такую как демодуляция, декодирование канала и т.п. Более проработанный пример устройства приема в соответствии с настоящим изобретением схематично показан в блок-схеме на фиг.15, на которой представлено устройство 83 приема, содержащее интерфейс 64 приема, который может, например, представлять собой антенну, диаграмму направленности, кабельный или на основе кабеля приемный интерфейс или любой другой соответствующий интерфейс, выполненный с возможностью приема сигналов в соответствующей системе передачи или в системе связи. Приемный интерфейс 64 устройства 83 приема соединен со средством 65 приема, которое содержит средство настройки, такое как средство 4 настройки, показанное на фиг.1, а также дополнительные необходимые элементы обработки, в зависимости от соответствующей системы передачи или системы связи, такое как средство преобразования с понижением частоты, выполненное с возможностью преобразования с понижением частоты принимаемых сигналов до промежуточной частоты или основной полосы пропускания.
Как указано выше, настоящее изобретение обеспечивает возможность гибкого и изменяющегося приема желательной части 2 полосы пропускания 1 передачи в приемнике, благодаря предоставлению специфичной и новой структуры фрейма для системы со множеством несущих. На фиг.2 показано схематичное представление всей полосы 1 пропускания передачи (например, 32 МГц, 64 МГц или любое другое соответствующее число), в пределах которого устройство 82 передачи (фиг.14) в соответствии с настоящим изобретением выполнено с возможностью передавать содержание данных, таких как видеоданные, аудиоданные или данные любого другого типа в различных сегментах или частях 6, 7, 8, 9 и 10. Например, части 6, 7, 8, 9 и 10 могут использоваться устройством 82 передачи для передачи различных видов данных, данных из разных источников, разных потоков данных, данных, предназначенных для разных получателей и т.д. Части 6 и 9 имеют, например, максимальную полосу пропускания, то есть максимальную полосу пропускания, которая может быть принята соответствующим устройством 83 приема (например, 8 МГц или 7,61 МГц или любое другое соответствующее значение). Части 7, 8 и 10 имеют меньшие полосы пропускания. Теперь, предлагается применять структуру или кодовую комбинацию фрейма для всей полосы 1 пропускания передачи, в результате чего каждый фрейм содержит, по меньшей мере, две кодовые комбинации сигналов, расположенные рядом друг с другом в направлении частоты и множество кодовых комбинаций данных. Каждая кодовая комбинация сигналов имеет одинаковую длину и содержит первые данные сигналов, а также пилотный сигнал, отображенный на ее несущие частоты (поднесущие частоты в случае системы ОМЧР). Другими словами, общая полоса 1 пропускания передачи разделена на равные части для кодовых комбинаций сигналов, 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 равной или большей, чем длина каждой из кодовых комбинаций сигналов. Новая структура фрейма может, поэтому содержать только кодовые комбинации сигналов и кодовые комбинации данных, но не содержать какие-либо отдельные тренировочные комбинации или другие кодовые комбинации, в которых содержатся пилотные сигналы. В качестве альтернативы, кодовые комбинации сигналов могут не содержать пилотные сигналы, но перед ними могут следовать тренировочные комбинации с пилотными сигналами.
Следует отметить, что длина различных частей данных в полосе пропускания передачи не может превышать длину (количество несущих частот) максимальной полосы пропускания, на которую может быть настроен приемник, как более подробно поясняется ниже.
На фиг.3 схематично представлен пример структуры фреймов 11, 11', 11'' в области времени в соответствии с настоящим изобретением. Каждый фрейм 11, 11', 11'' содержит один или больше символов 13, 13' передачи сигналов и несколько символов 14, 14' данных. Таким образом, в области времени символы передачи сигналов предшествуют символам данных. Каждый фрейм 11, 11', 11'' может иметь множество символов данных, причем возможны системы, в которых количество символов данных в каждом фрейме 11, 11', 11'' изменяется. Пилотные сигналы, содержащиеся в символах передачи сигналов, используют в устройстве 83 приема для выполнения оценки канала и/или расчета целочисленного смещения частоты, а также детектирования начала фрейма (можно детектировать начало фрейма в области частоты, а также в области времени). Синхронизация по времени может, например, быть выполнена, путем выполнения корреляции защитного интервала (или с помощью любой другой соответствующей технологии) по защитным интервалам принимаемых символов сигналов и/или символов данных в области времени. Символы 13, 13' сигналов дополнительно содержат информацию передачи сигналов (первые данные сигналов), например, всю информацию физического уровня, которая необходима для устройства 83 приема для декодирования принятых сигналов, такую как, но без ограничений, данные сигналов L1. Первые данные сигналов могут, например, содержать размещение содержания данных по различным кодовым комбинациям данных, то есть, например, какие услуги, потоки данных, модуляция, установки коррекции ошибки и т.д. размещены по каким несущим частотам, таким образом, что устройство 83 приема может получать информацию, на какую часть всей полосы пропускания передачи оно должно быть настроено. Возможно, чтобы все кодовые комбинации сигналов во фрейме содержали идентичные первые данные сигналов. В качестве альтернативы, каждая из кодовых комбинаций сигналов может (дополнительно) содержать данные сигналов, обозначающие смещение или расстояние соответствующей кодовой комбинации сигналов от начала фрейма таким образом, что устройство 83 приема может оптимизировать настройку на желательную часть частоты передачи так, что прием кодовых комбинаций сигналов и кодовых комбинаций данных будет оптимизирован. С другой стороны, смещение или расстояние соответствующих кодовых комбинаций сигналов от начала фрейма также может быть кодировано в пилотных сигналах, в последовательностях пилотных сигналов или в защитных диапазонах, выделенных для или содержащихся в кодовых комбинациях сигналов, таким образом, что каждая кодовая комбинация сигналов в одном фрейме может иметь идентичные данные сигналов. Использование структуры фрейма в соответствии с настоящим изобретением имеет дополнительное преимущество, состоящее в том, что в результате разделения потока данных на логические блоки, можно передавать сигналы об изменении структуры фрейма от фрейма к фрейму, в результате чего, предыдущий фрейм сигнализирует об измененной структуре фрейма следующих фреймов или одного из следующих фреймов. Например, структура фрейма обеспечивает возможность изменения без стыков параметров модуляции, без возникновения ошибок.
На фиг.4 схематично показан пример представления в области частоты структуры фрейма или кодовой комбинации 29 в соответствии с настоящим изобретением. Структура 29 фрейма охватывает всю полосу 24 пропускания передачи в направлении частоты и содержит, по меньшей мере, две (или, по меньшей мере, три, или, по меньшей мере, четыре и т.д.) кодовые комбинации 31 сигналов, расположенных рядом друг с другом в направлении частоты, каждая из которых переносит идентичные или почти идентичные первые данные сигналов, отображенные на соответствующие несущие частоты, и имеет одинаковую длину. На примере, показанном на фиг.4, первый временной интервал всей полосы пропускания 24 передачи дополнительно разделяют на четыре кодовые комбинации 31 сигналов, но любое другое, большее или меньшее количество кодовых комбинаций сигналов может быть соответствующим. В устройстве 82 передачи в соответствии с настоящим изобретением, как показано на фиг.14, средство 59 формирования фрейма выполнено с возможностью размещения первых данных сигналов (полученных из средства 55 модуляции), а также пилотных сигналов (переданных из соответствующего средства в устройстве 82 передачи) в каждой кодовой комбинации сигналов. Данные сигналов заранее модулируют с помощью средства 55 модуляции, используя соответствующую схему модуляции, такую как, например, модуляция QAM (КАМ, квадратурная амплитудная модуляция) или любая другая. Предпочтительно, псевдошумовую последовательность, последовательность CAZAC (КПАНА, колебания с постоянной амплитудой и нулевой автокорреляцией), ПШБП или тому подобное используют для пилотных сигналов, но любая другая последовательность с хорошими псевдошумовыми свойствами и/или свойствами корреляции может быть соответствующей. Каждая кодовая комбинация сигналов фрейма может содержать различные последовательности пилотных сигналов, но в качестве альтернативы, пилотные сигналы кодовой комбинации сигналов одного фрейма могут формировать одну последовательность пилотного сигнала.
Следует понимать, что средство 59 формирования фрейма может быть воплощено как один модуль, блок или тому подобное, или может быть воплощено в нескольких модулях, блоках, устройствах и т.д. Кроме того, следует понимать, что средство 59 формирования фрейма может не формировать полную структуру фрейма или кодовую комбинацию 29, как показано на фиг.4 (или структуру или кодовую комбинацию 29' фрейма, как показано на фиг.7) в одной точке времени, но может быть выполнено с возможностью формирования одной части структуры 29 (или 29') фрейма, после другой, в направлении времени, то есть, временной интервал после временного интервала. Например, средство 59 формирования фрейма может быть выполнено с возможностью вначале компоновать кодовые комбинации 31 сигналов, как показано на фиг.4, рядом друг с другом, а также добавлять пилотные сигналы, как описано выше и ниже по всей ширине полосы 24 пропускания передачи (то есть в примере, показанном на фиг.4: четыре кодовые комбинации 31 сигналов). Затем, эта часть фрейма 24 (первый временной интервал) может быть дополнительно обработана, например, путем преобразования ее из области частоты в область времени в средстве 60 преобразования частоты во время, путем построения, получаемого в результате символа в области времени (например, символа ОМЧР) и т.д. Затем, на следующем этапе, средство 59 формирования фрейма может быть выполнено с возможностью обработки строки или последовательности кодовых комбинаций 32, 33, 34, 35, 36, 37 данных (то есть следующего временного интервала) таким образом, как будет описано ниже, по всей полосе 24 пропускания передачи, после чего эти кодовые комбинации данных дополнительно обрабатывают, например, путем их преобразования из области частоты в область времени, путем формирования символа области времени (например, символа ОМЧР) и т.д. Таким образом, в представлении, показанном на фиг.4, структура 29 фрейма может быть сформирована с помощью средства 59 формирования фрейма построчно или по временным интервалам. Каждая часть структуры 29 фрейма, которая продолжается по всей полосе 24 пропускания передачи в направлении частоты, будет сформирована и будет обработана как один блок, но части, следующие друг за другом в направлении времени (временные интервалы), будут сформированы и обработаны одна за другой.
Средство 59 формирования фрейма может быть выполнено с возможностью размещения упомянутых пилотных сигналов таким образом, что пилотный сигнал будет отображен на каждую m-ю несущую 17 частоты (m представляет собой натуральное число больше 1) в каждой кодовой комбинации сигналов так, что несущие частоты 16 между пилотными сигналами переносят первые данные сигналов, как более подробно поясняется ниже со ссылкой на фиг.9. Кроме того, или в качестве альтернативы, средство 59 формирования фрейма может быть выполнено с возможностью компоновки упомянутых пилотных сигналов таким образом, что пилотные сигналы отображают на несущие частоты 20, 21, по меньшей мере, одной полосы 18, 19 пилотных сигналов, содержащихся в кодовых комбинациях сигналов, как более подробно поясняется ниже со ссылкой на фиг.10. Пилотная полоса 18, 19 состоит из множества расположенных непосредственно рядом несущих частот, на которые отображают пилотные сигналы. В результате, каждая кодовая комбинация сигналов может иметь одну пилотную полосу 18 или может иметь две пилотные полосы 18, 19, одну в начале и одну в конце кодовой комбинации сигналов в направлении частот. Длина пилотных полос (количество несущих частот, выделенных для пилотной полосы), предпочтительно, одинакова для каждой кодовой комбинации сигналов. Длина полосы 39 пропускания каждой кодовой комбинации 30 сигналов может быть такой же, как и полоса 38 пропускания, на которую может быть настроен тюнер устройства 83 приема. Однако часть полосы пропускания передачи, на которую может быть настроен тюнер устройства 83 приема, может быть больше, чем длина кодовой комбинации 30 сигналов. Отображение данных сигналов и пилотных сигналов на несущие частоты выполняют с помощью средства 60 преобразования частоты в ходе преобразования из области частоты в область времени. Все утверждения, представленные выше и ниже в отношении пилотных сигналов, содержащихся в кодовых комбинациях сигналов, также можно применять к пилотным сигналам, содержащимся в кодовых комбинациях данных, как поясняется ниже, например, со ссылкой на фиг.16.
Принятые пилотные сигналы, отображенные на каждую m-ю несущую частоту и/или содержащиеся в пилотных полосах принятых кодовых комбинациях сигналов (после преобразования в область частот в средстве 68 преобразования времени в частоту, которое представляет собой, например, средство преобразования Фурье), используются для оценки канала несущих частот во фрейме в средстве 69 оценки канала, которое предоставляет в средство 70 устранения отображения необходимую информацию оценки канала, обеспечивающую возможность правильной демодуляции данных содержания с несущих частот в принятых кодовых комбинациях данных. Также, принятые пилотные сигналы используют в устройстве 83 приема для детектирования целочисленного смещения частоты в соответствующем средстве 67 детектирования целочисленного смещения по частоте, которое обеспечивает возможность детектирования и затем компенсации целочисленного смещения частоты принятых сигналов. Целочисленное смещение частоты представляет собой отклонение от исходной (переданной) частоты в виде чисел, кратных промежуткам между несущими частотами. Принятые пилотные сигналы дополнительно используют для детектирования начала фрейма 29, 29' (начало фрейма, в области времени и в области частоты).
Каждая кодовая комбинация 31 сигналов содержит, например, место расположения кодовой комбинации 31 сигналов во фрейме. Например, каждая кодовая комбинация 31 сигналов в каждом фрейме 29, 29' имеет и переносит идентичные первые данные сигналов, за исключением места расположения соответствующей кодовой комбинации сигналов во фрейме, которая отличается в каждой кодовой комбинации 31 сигналов во фрейме. Данные сигналов представляют собой, например, данные сигналов L1, которые содержат всю информацию физического уровня, которая необходима для устройства 83 приема для декодирования принятых сигналов. Однако любые другие соответствующие данные сигналов могут содержаться в кодовых комбинациях 31 сигналов. Кодовые комбинации 31 сигналов могут содержать, например, место расположения соответствующих сегментов 32, 33, 34, 35, 36 данных таким образом, что устройство 83 приема имеет информацию, где расположены требуемые сегменты данных так, что тюнер устройства 83 приема может настроиться на соответствующее местоположение для приема требуемых сегментов данных. В качестве альтернативы, как отмечено выше, каждая кодовая комбинация сигналов во фрейме может содержать идентичные первые данные сигналов, и местоположение соответствующей кодовой комбинации сигналов во фрейме передают, используя сигналы (если передают вообще), другим способом, например, с помощью последовательности пилотного сигнала кодовых комбинаций сигналов или используя информацию, закодированную в защитных полосах или тому подобное. Как отмечено выше, каждая из кодовых комбинаций 31 сигналов может содержать информацию о каждой из кодовых комбинаций данных, содержащихся во фрейме. Эта информация может включать в себя длину кодовой комбинации данных, количество и/или размещение пилотных сигналов, содержащихся в кодовых комбинациях данных, и/или положение по положению настройки (например, центр полосы пропускания настройки, начало полосы пропускания настройки или тому подобное) и/или любую другую соответствующую информацию. В результате, информацию о длине кодовых комбинаций данных, например, выражают в виде или со ссылкой на минимальную длину кодовой комбинации данных. Однако, для того, чтобы уменьшить количество служебной информации, каждая кодовая комбинация 31 сигналов может содержать информацию только о части или некоторых кодовых комбинациях данных, например, но без ограничений, тех, которые расположены в пределах (или размещены в пределах и рядом) полосы частот, на которой расположена кодовая комбинация 31 сигналов. В примере, показанном на фиг.4, первая кодовая комбинация 31 сигналов во фрейме может содержать информацию о кодовых комбинациях 32 и 33 данных (и в направлении времени следующие кодовые комбинации данных 32', 32''… 33', 33'' и т.д). Вторая кодовая комбинация сигналов во фрейме может содержать информацию о кодовых комбинациях данных 33, 34 и 35 (и в направлении следующие кодовые комбинации данных 33', 33''… 34', 34''… 35', 35'' и т.д.).
Как описано выше, первые кодовые комбинации 31 сигналов также могут содержать положение настройки, то есть полосу пропускания частоты, на которую настроен приемник, такой как устройство 83 приема, для приема соответствующих кодовых комбинаций данных. Такое положение настройки может, например, быть передано с помощью сигналов, как центр полосы пропускания настройки, начало полосы пропускания настройки или любое другое соответствующее положение по частоте, что позволяет принимать требуемые кодовые комбинации данных в приемнике. Это дает преимущество, состоящее в том, что длину (в направлении частоты) кодовых комбинаций данных можно изменять от фрейма к фрейму в пределах текущей полосы пропускания настройки, без необходимости или потребности в настройке устройства 83 приема от фрейма к фрейму. Другими словами, путем передачи сигналов о положении настройки в первых кодовых комбинациях 31 сигналов, устройство приема может легко работать с кодовыми комбинациями данных различной длины в пределах текущей полосы пропускания настройки. Кроме того, такой вариант воплощения может иметь преимущество, состоящее в том, что при этом нет необходимости обеспечивать защитные полосы (в области частот) между соседними полосами пропускания канала передачи. Каждая полоса пропускания канала передачи (каждая полоса пропускания канала передачи, например, выраженная как кратное целому числу полос пропускания настройки) содержит кодовую комбинацию сигналов, в которой каждая кодовая комбинация сигналов, например, имеет идентичные (или почти идентичные) данные сигналов. Данные сигналов в первых кодовых комбинациях 31 сигналов о соседних полосах пропускания каналов передачи, однако, могут отличаться друг от друга. В результате, благодаря наличию информации о начале полосы пропускания настройки для каждого соответствующего приемника, который содержит данные сигналов о первых кодовых комбинациях 31 сигналов, может быть обеспечено ясное и однозначное расположение первых данных сигналов для соответствующего приемника, и поэтому защитные полосы между соседними полосами пропускания каналов передачи могут больше не потребоваться. Кроме того, благодаря передаче сигналов в положениях настройки можно исключить настройку приемника на положение, в котором часть первого вида кодовых комбинаций сигналов и часть второго вида комбинаций сигналов принимают в пределах полосы пропускания настройки, в результате чего можно не изменять порядок следования в частях или можно не использовать изменение их комбинации, поскольку они содержат разное содержание сигналов. Дополнительная возможность состоит в том, чтобы дополнительно включить информацию в данные сигналов первых кодовых комбинаций 31 сигналов, о том, присутствует ли вырез в следующей кодовой комбинации данных. В предпочтительном варианте воплощения вырез всегда имеет длину минимальной кодовой комбинации данных или ее целочисленного кратного. В этом случае вырез всегда можно обрабатывать как кодовую комбинацию данных с логической точки зрения. Включение информации о положениях вырезов в данные сигналов может иметь дополнительное преимущество, состоящее в том, что приемник автоматически будет получать информацию о том, что, например, непрерывные пилотные сигналы присутствуют на границах выреза в соседних кодовых комбинациях данных, в результате чего уменьшается емкость, требуемая для этих кодовых комбинаций данных.
В дополнение к выделенным кодовым комбинациям 31 сигналов, как пояснялось выше, структура фрейма также может содержать дополнительные вторые данные сигналов, внедренные или содержащиеся в кодовых комбинациях данных. В соответствии с настоящим изобретением, данные содержания в кодовых комбинациях данных расположены в виде фреймов данных, в которых каждый фрейм данных содержит вторую кодовую комбинацию сигналов и данные содержания. Например, каждая колонка из кодовых комбинаций данных (то есть кодовых комбинаций данных, имеющих такую же структуру частоты и следующих друг за другом в направлении времени), например, 33, 33', 33'', 33''', 33'''', могут содержать фреймы данных с данными содержания и вторыми данными сигналов, обозначающими модуляцию, использованную для данных содержания в соответствующем фрейме данных, их кодирование ошибок и/или информацию обозначения соединения, обеспечивающую для устройства приема возможность определения, предназначены ли эти данные для приема или нет. Это уменьшает сложность воплощения в приемнике, а также гарантирует короткие задержки для интерактивных услуг. Такая возможность применяется ко всем вариантам выполнения настоящего изобретения и поясняется более подробно со ссылкой на фиг.17-20.
Как показано на фиг.15, устройство 83 приема, после средства 65 приема с тюнером содержит, средство 66 синхронизации по времени, выполненное с возможностью выполнять синхронизацию по времени, и средство 67 детектирования дробного смещения по частоте, выполненное с возможностью выполнять детектирование дробного смещения по частоте и компенсацию принятых символов в области времени. Принятые символы в области времени затем передают в средство 68 преобразования времени в частоту для преобразования принятых сигналов в области времени в область частот, где первые данные сигналов (после необязательного реконструирования в средстве 71 реконструирования) демодулируют в средстве 72 устранения отображения, и затем выполняют их оценку в средстве 73 оценки. Средство 73 оценки выполнено с возможностью выделения необходимой и требуемой информации сигналов из принятых первых данных сигналов. В случае необходимости, дополнительная структура сигналов может быть предусмотрена в направлении времени, непосредственно после структур 31 сигналов.
Структура или кодовая комбинация 29 фрейма дополнительно содержит одну или больше кодовую комбинацию (комбинаций) или сегмент (сегментов) данных, продолжающуюся по всей полосе 24 пропускания частот в направлении частоты, и следующие кодовые комбинации 31 сигналов в направлении времени. Во временном интервале, который следует непосредственно после временного интервала, в котором размещены кодовые комбинации 31 сигналов, структура 29 фрейма, показанная на фиг.4, содержит несколько сегментов 32, 33, 34, 35, 36 и 37 данных с разной длиной, 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 кодовые комбинации данных, соответственно, имеют такую же длину и количество несущих частот, что и соответствующая предшествующая кодовая комбинация данных. Например, кодовые комбинации 32', 32'', 32''' и 32'''' данных имеют такую же длину, что и первая структура 32 данных. Структуры 33', 33''', 33''' и 33'''' данных имеют такую же длину, что и сегмент 33 данных. Другими словами, дополнительные кодовые комбинации данных имеют такую же структуру в измерении частот, что и несколько кодовых комбинаций 32, 33, 34, 35, 36 и 37 данных в первом временном интервале после кодовых комбинаций 31 сигналов. Таким образом, если устройство 83 приема, например, настраивается на часть 38 полосы пропускания передачи для приема кодовой комбинации 35 данных, все последующие в направлении времени кодовые комбинации 35', 35'' и 35''' данных, которые имеют такую же длину, что и кодовая комбинация 35 данных, могут быть правильно приняты до следующего фрейма.
Как отмечено выше, средство 59 формирования фрейма может формировать соответствующие строки кодовых комбинаций данных, продолжающиеся по всей полосе 24 пропускания передачи, одну за другой (временной интервал за временным интервалом). Например, кодовые комбинации 32, 33, 34, 35, 36, 37 данных будут сформированы средством 59 формирования фрейма и затем преобразованы из области частоты в область времени. После этого, кодовые комбинации 32', 33', 34', 35', 36', 37' данных будут сформированы средством 59 формирования фрейма и затем преобразованы из области частоты в область времени. После этого, кодовые комбинации 32'', 33'', 34'', 35'', 36'', 37'' данных будут сформированы средством 59 формирования фрейма и затем преобразованы из области частоты в область времени и т.д. Преобразование из области частоты в область времени будет выполнено отдельным средством, например, средством 60 преобразования из области частоты в область времени, в котором данные отображают на несущие частоты во время преобразования из области частоты в область времени.
В соответствии с настоящим изобретением, данные, содержащиеся в кодовых комбинациях данных структуры фрейма в соответствии с настоящим изобретением, содержат информацию сортировки (или данные сортировки), обеспечивающую возможность сортировки соответствующих данных содержания в правильном (например, оригинальном) временном порядке в приемнике, таком как приемное устройство 83 в соответствии с настоящим изобретением. Каждый фрейм может дополнительно содержать информацию идентификации, обеспечивающую возможность идентификации, которому соответствующему потоку данных принадлежат соответствующие данные содержания в кодовых комбинациях данных. На фиг.4 и 7 показаны примеры положения 38 настройки приемника, то есть, пример части выбора полосы пропускания передачи, на которую может быть настроено устройство 83 приема в соответствии с настоящим изобретением, для приема кодовой комбинации сигналов и кодовых комбинаций данных в полосе пропускания в положении настройки. Таким образом, например, устройство 83 приема принимает все кодовые комбинации 35, 35', 35'', 35''' и 35'''' данных, размещенные в пределах положения 38 настройки приемника по фиг.4 и 7, и они могут быть воспроизведены, соответственно. В случае, когда все данные содержания, состоящие из кодовых комбинаций 35, 35', 35'', 35''', 35'''' данных, представляют собой часть одного и того же потока данных, устройство приема будет обрабатывать эти данные на основе информации сортировки и будет выполнено с возможностью вывода потока данных в правильном временном порядке. Однако в случае, когда полоса пропускания настройки ограничена, например, 8 или 7,61 МГц, как поясняется дополнительно ниже, становится невозможным передавать потоки данных с более широкой полосой пропускания, которая, например, требуется для определенных приложений, таких как доступ к Интернету, поскольку полоса пропускания приемника слишком ограничена. В таком случае, в настоящем изобретении, путем предоставления информации сортировки (а также информации идентификации), в соответствии с определением, обеспечивается возможность передачи данных, принадлежащих потоку данных с более высокой скоростью передачи данных или частотой передачи битов. Поэтому данные содержания, принадлежащие определенному потоку данных, могут быть переданы в пределах кодовых комбинаций данных фреймов 29, 29' в соответствии с настоящим изобретением в любой доступной частоте или с любым распределением по времени в пределах фрейма. Например, что касается структуры 29 или 29' фрейма, как показано на фиг.4 и 7, соответственно, данные содержания, принадлежащие определенному потоку данных, могут состоять из кодовых комбинаций 33', 35'' и 36' данных. С помощью соответствующим образом выделенной информации сортировки и информации идентификации, устройство 83 приема затем получает возможность идентифицировать, что данные содержания принадлежат тому же потоку данных и будут выполнены с возможностью изменения порядка данных содержания на исходный временной порядок таким образом, что поток данных может быть воспроизведен в соответствии с потребностью. Однако для того, чтобы обеспечить возможность приема данных содержания, распределенных по различным кодовым комбинациям данных, тюнер (такой как тюнер, воплощенный в средстве 65 приема устройства 83 приема), либо должен быть выполнен с возможностью приема более широкой полосы пропускания, или устройство 83 приема должно содержать более чем один тюнер, например, два, три, четыре, пять или больше тюнеров в случае, когда тюнеры имеют ограниченную полосу пропускания. В таком случае структура обработки, такая как показано на фиг.15 для устройства 83 приема, должна быть представлена для каждого из тюнеров, в результате чего любое из средства 64 одиночного интерфейса должно быть предоставлено для всех различных тюнеров, или каждый из тюнеров может иметь специально выделенное средство интерфейса. На фиг.24 показан схематический пример структуры 29 фрейма в соответствии с настоящим изобретением, в котором данные 107, 108, 109 содержания передают в разные моменты времени и в разных местах расположения по частоте в пределах структуры 29 фрейма, то есть, в разных частотных полосах, а также в разных или накладывающихся друг на друга, или, по меньшей мере, частично накладывающихся друг на друга частотных диапазонах. В случае, когда устройство 83 приема имеет несколько тюнеров, например, таких как первый, второй, третий или больше тюнеров, каждый из тюнеров может быть настроен на определенную частотную полосу пропускания, в которой передают каждые из данных 107, 108, 109 содержания и, после необходимой обработки, информацию идентификации или данные, выделенные для соответствующих данных 107, 108 и 109 содержания, можно использовать для идентификации того, что данные содержания принадлежат одному и тому же потоку данных, и информацию сортировки можно использовать для изменения порядка данных содержания с получением исходного временного порядка в пределах одного и того же потока данных. Информация идентификации, идентифицирующая, которому из потоков данных принадлежат данные содержания, может состоять из кодовых комбинаций данных или из первых данных сигналов. Информация сортировки, обеспечивающая возможность сортировки данных содержания потока данных в правильном временном порядке, состоит из кодовой комбинации данных. Как показано на фиг.24, данные 107, 108 и 109 содержания имеют соответствующие разные полосы пропускания частот, разные выделения частот, а также различную длительность по времени и различные размещения по времени в пределах структуры 29 фрейма, но могут быть идентифицированы, выделены, и их порядок может быть изменен на основе информации идентификации и информации сортировки в устройстве 83 приема.
Как упомянуто выше, длина одной или больше кодовых комбинаций данных, например, каждая кодовая комбинация данных, показанная в структурах фрейма на фиг.4 и фиг.7, содержащаяся в структуре фрейма в соответствии с настоящим изобретением, может содержать, по меньшей мере, один пилотный сигнал, в результате чего длина каждой из одной или больше кодовых комбинаций данных может быть равна или может составлять кратное минимальной длины кодовой комбинации данных. Минимальная длина кодовой комбинации данных может, например, быть установлена таким образом, что, по меньшей мере, один пилотный сигнал может содержаться в каждой кодовой комбинации данных фрейма. В качестве альтернативы, два, три, четыре, пять или любое другое соответствующее количество пилотных сигналов может содержаться в одной минимальной длине кодовой комбинации данных. Таким образом, в некоторых вариантах воплощения может быть, предпочтительно, выбирать относительно малые длины кодовых комбинаций данных, для того, чтобы обеспечить большую гибкость при размещении кодовых комбинаций данных для передачи данных содержания.
Поэтому, в некоторых вариантах воплощения может быть более предпочтительным выбирать минимальную длину кодовой комбинации данных таким образом, чтобы только один или возможно два пилотных сигнала содержались в ней. Однако возможны другие варианты воплощения. Кроме того, в некоторых вариантах воплощения может быть полезным устанавливать минимальную длину кодовой комбинации данных в зависимости от плотности или количества пилотных сигналов, содержащихся во всем фрейме. Например, в случае, если когда пилотные сигналы среди кодовых комбинаций данных выбирают таким образом, чтобы обеспечить хорошую и надежную оценку канала на стороне приема, без излишней потери пропускной способности при передаче (в результате размещения пилотных сигналов на несущих частотах кодовых комбинаций данных вместо данных). Например, в системах, в которых возникновение эффектов многолучевого распространения или других отрицательных эффектов заставляет использовать относительно большое количество (и в результате получают высокую плотность) пилотных сигналов, результат обычно состоит в том, что пилотные сигналы располагаются ближе друг к другу (в направлении частоты и/или времени), так, что минимальная длина кодовой комбинации данных может быть относительно короткой, если только один пилотный сигнал будет содержаться в ней. С другой стороны, в случае систем, в которых меньшее количество (и плотность) пилотных сигналов требуется для обеспечения надежной оценки канала на стороне приема, промежуток в направлении частоты и времени между пилотными сигналами может быть сравнительно большим, так, что полученная в результате минимальная длина кодовой комбинации данных может быть больше. Обычно, в области времени, защитные интервалы предусмотрены между символами данных, или символы данных содержат защитные интервалы, для того, чтобы противостоять эффекту многолучевого распространения или другим отрицательным эффектам. Таким образом, возможна корреляция между длиной защитных интервалов, между символами данных и плотностью пилотных сигналов в кодовых комбинациях данных фрейма. Чем длиннее защитные интервалы, тем обычно большее количество пилотных сигналов требуется среди кодовых комбинаций данных, и наоборот. Таким образом, плотность пилотных сигналов и их количество среди кодовых комбинаций данных во фрейме может быть установлено в зависимости от длины защитного интервала, таким образом, что минимальная длина кодовой комбинации данных может зависеть от длины защитных интервалов. Таким образом, минимальная длина кодовой комбинации данных может быть передана через сигналы в данных сигналов, независимо от длины защитного интервала, например, как кратная базовой длины, например, из 12 несущих частот или любого другого соответствующего количества (аналогично в направлении времени, если длина в направлении времени не фиксирована). Таким образом, необходимое количество сигналов может быть уменьшено.
Обеспечение минимальной длины кодовой комбинации данных, которая определяет длину каждой из кодовых комбинаций данных в пределах фрейма, уменьшает количество используемых сигналов, поскольку длину кодовых комбинаций данных требуется передавать только со ссылкой на минимальную длину кодовых комбинаций данных из передатчика в приемник. С другой стороны, расположение кодовых комбинаций данных в пределах фрейма известно для приемника, поскольку вся полоса пропускания передачи представляет собой кратное минимальной длины кодовой комбинации данных. Таким образом, выравнивание по частоте, то есть, места расположения по частоте в сетке время/частота в области частоты всегда одинаково для кодовых комбинаций данных и поэтому известно в приемнике, таком, как устройство 83 приема, как показано и пояснялось со ссылкой на фиг. 15. Кроме того, в частности, в случае, когда пилотные сигналы формируют кодовую комбинацию пилотных сигналов с регулярным промежутком между соседними пилотными сигналами в направлении частоты и времени, места расположения пилотных сигналов в сетке время/частота также известны для приемного устройства, поэтому их также не требуется передавать. На фиг.16 показан пример кодовой комбинации пилотного сигнала в сетке время/частота. В частности, на фиг.16 показана часть всей полосы пропускания частот, например, часть данных фрейма, показанного на фиг.4 или фиг.7, с подробным представлением несущих частот в направлении частоты (горизонтальное направление) и временных интервалов (вертикальное направление), причем каждый временной интервал соответствует символу данных после преобразования частоты во время. В примере, показанном на фиг.16, промежутки между пилотными сигналами в направлении частоты равны 12, то есть, каждая 12-я несущая частота переносит пилотный сигнал (все другие несущие частоты переносят данные). Однако, как можно видеть на фиг.16, "соседние" пилотные сигналы не являются соседними в одном и том же временном интервале, но находятся в соседних или в расположенных непосредственно рядом друг с другом временных интервалах. Это обеспечивает лучшую оценку канала в устройстве 83 приема и в направлении времени. В качестве альтернативы, соседние пилотные сигналы в направлении частоты могли быть выделены для одного и того же временного интервала или могут быть расположены с промежутком один, два или любое другое соответствующее количество временных интервалов. В направлении времени соседние пилотные сигналы расположены, как, например, показано на фиг.16, с промежутком 4 временных интервала, то есть, каждый 4-й временной интервал переносит пилотный сигнал. Таким образом, соседние пилотные сигналы в представленном примере расположены на одной и той же несущей частоте. В качестве альтернативы, "соседние" пилотные сигналы в направлении времени могут быть размещены на непосредственно соседних несущих частотах или с промежутками 1, 2, 3 или любое другое соответствующее количество несущих частот. Таким образом, случай, когда минимальная длина кодовой комбинации данных установлена как промежуток между соседними пилотными сигналами в направлении частоты, а также в направлении времени, один пилотный сигнал может содержаться в пределах минимальной длины кодовой комбинации данных, которая содержит 12 несущих частота в направлении частоты и 4 временных интервала в направлении времени. Таким образом, минимальная кодовая комбинация данных содержит 48 пилотных сигналов (что соответствует плотности пилотного сигнала 1/48). На фиг.16 представлены два примера возможных кодовых комбинаций данных. Первая кодовая комбинация данных имеет длину, соответствующую минимальной длине кодовой комбинации данных, то есть, содержит 48 несущих частот, тогда как вторая кодовая комбинация данных содержит 3 минимальных длины или размера кодовой комбинации данных, то есть, содержит 144 несущие частоты. В общем, использование такой пилотной кодовой комбинации, имеющей регулярное распределение в направлении времени и/или в направлении частоты, или аналогичной пилотной кодовой комбинации обеспечивает то, что места расположения пилотных комбинаций в пределах кодовых комбинаций данных проще прогнозировать в устройстве 83 приема.
Таким образом, пилотный сигнал может быть рассеян среди несущих частот с данными в виде регулярной или нерегулярной структуры по всем кодовым комбинациям данных в одном временном интервале фрейма 29, 29', то есть во всей полосе пропускания передачи. Кроме того, каждая из первой и последней несущих частот всей полосы пропускания передачи всегда может переносить пилотный сигнал таким образом, что непрерывные пилотные сигналы присутствуют в несущих частотах в направлении времени. Кроме того, дополнительные непрерывные пилотные сигналы, то есть пилотные сигналы, расположенные непосредственно рядом друг с другом в направлении времени, могут присутствовать, по меньшей мере, в некоторых из кодовых комбинаций данных, в выбранных несущих частотах в направлении времени. Определение и пояснения минимальной длины кодовой комбинации данных, приведенные выше и ниже, относятся только и исключительно к рассеянным пилотным сигналам, а не к непрерывным пилотным сигналам. Рассеянные пилотные сигналы, таким образом, представляют собой пилотный сигнал, который расположен в виде регулярной или нерегулярной кодовой комбинации в сетке время-частота, в котором каждый из пилотных сигналов изолирован друг от друга, то есть, не имеют расположенных в непосредственной близости соседей в направлении времени и частоты. Следует отметить, что возможны варианты воплощения, в которых некоторые рассеянные пилотные сигналы совпадают с некоторыми непрерывными пилотными сигналами в сетке время-частота. Другими словами, непрерывные пилотные сигналы (непрерывные в направлении времени или частоты) могут присутствовать в местах расположения время-частота, в которых могли бы присутствовать рассеянные пилотные сигналы или регулярные, или нерегулярные пилотные кодовые комбинации. На фиг.16 показаны два примера непрерывных пилотных сигналов, содержащих расположенные непосредственно рядом друг с другом пилотные сигналы в направлении времени. Первые непрерывные пилотные сигналы расположены на 4-й несущей частоте 2-й кодовой комбинации данных. Как можно видеть на фиг.16, каждая несущая частота в расположенных непосредственно рядом друг с другом временных интервалах переносит пилотный сигнал таким образом, что формируется ряд или последовательность непрерывных пилотных сигналов. Второй ряд непрерывных пилотных сигналов, показанных в примерах на фиг.16, расположен на 25-й несущей частоте 2-й кодовой комбинации данных и также содержит пилотный сигнал в каждом, расположенном в непосредственной близости друг к другу временном интервале. Однако, в этом втором ряду или последовательности непрерывных пилотных сигналов, некоторые из пилотных сигналов совпадают с рассеянными пилотными сигналами, то есть, некоторые из непрерывных пилотных сигналов расположены в местах расположения, где были размещены рассеянные пилотные сигналы в виде регулярной кодовой комбинации пилотных сигналов. Однако для определения минимальной длины кодовой комбинации данных в настоящей заявке следует рассматривать и соответствующими являются только рассеянные пилотные сигналы, включающие в себя пилотные сигналы, которые представляют собой часть непрерывных пилотных сигналов, но которые находятся в местах расположения, в которых могли бы быть расположены рассеянные пилотные сигналы.
Пилотные сигналы в кодовых комбинациях данных могут быть сформированы, например, последовательностью пилотного сигнала, которая может представлять собой любой тип соответствующей последовательности с хорошими свойствами корреляции, например, псевдошумовую последовательность, ПСДП (псевдослучайная двоичная последовательность) или тому подобное. Последовательность пилотных сигналов может быть, например, одинаковой в каждом фрейме (в области частоты), или один пилотный сигнал можно использовать для всей полосы 1 пропускания передачи или даже всей полосы пропускания среды (или, по меньшей мере, для ее части). Генератор ПСДП используют в устройстве 82 передачи, при этом пилотный сигнал может быть сгенерирован для каждой несущей частоты, но будут использованы только те из них, которые предназначены для пилотных сигналов. В случае пилотной последовательности для всей полосы пропускания среды передачи генератор ПСДП может быть инициализирован только один раз на (виртуальной) частоте 0 МГц, таким образом, что последовательность пилотного сигнала будет уникальной. В качестве альтернативы, последовательность пилотного сигнала может повторяться несколько раз в области частоты, но должна быть однозначной в соответствующей полосе пропускания передачи (например, последовательность пилотного сигнала может повторяться каждые 200 МГц или любым другим соответствующее число раз).
Устройство 83 приема, показанное на фиг.15, содержит средство 69 оценки канала, которое выполнено с возможностью проведения оценки канала на основе пилотных сигналов, принятых в кодовых комбинациях данных, и для предоставления в средство 70 обратного отображения необходимой информации оценки канала. Средство 70 обратного отображения, таким образом, выполнено с возможностью правильного обратного отображения или демодуляции данных из несущих частот (после устранения перемежения) на основе информации оценки канала.
Кроме того, если каждая кодовая комбинация данных имеет одинаковую длину в направлении времени, это обеспечивает постоянное количество символов данных (в области времени) независимо от положения настройки устройства 83 приема. В дополнение к этому, благодаря установке длины кодовой комбинации данных, равной или кратной минимальной длине кодовой комбинации данных, обеспечивается более простая и лучше прогнозируемая настройка перемежителей 63, 63', 63'' по времени устройства 82 передачи и блока 77 устранения перемежения по времени, содержащегося в устройстве 83 приема. Перемежители 63, 63', 63'' по времени расположены, соответственно, между средствами 54, 54', 54'' формирования фрейма данных и средством 59 формирования фрейма и выполнены с возможностью перемежения данных по времени. Блок 77 устранения перемежения по времени устройства 83 приема расположен после средства 68 преобразования время-частота и перед средством 70 обратного отображения (а также перед средством 78 корреляции) и выполняет устранение перемежения по времени, соответственно. В частности, перемежители 63, 63', 63'' по времени и блок 77 устранения перемежения по времени, предпочтительно, могут быть реализованы как перемежители в блоках, имеющие размер, который зависит от минимальной длины кодовой комбинации данных в направлении времени. Предпочтительно, размер блока, таким образом, составляет кратное минимальной длины кодовой комбинации данных, то есть, кодовых комбинаций данных, имеющих одинаковую длину в направлении времени (например, равную значению, кратному 4, как показано на фиг.16).
Гибкая и переменная структура кодовой комбинации данных для структуры фрейма или кодовой комбинации 29 фрейма, как предложено в соответствии с настоящим изобретением, может быть, например, воплощена в устройстве 82 передачи данных в соответствии с настоящим изобретением, которое показано на фиг.14, путем отображения различных, отличающихся друг от друга потоков данных, например, используя различные виды данных и/или данные из различных источников, как визуально представлено данными 1 ответвления, данными 2 ответвления, данными 3 и данными 4 ответвления на фиг.14. Данные 1 ответвления, таким образом, представляют пример высокой скорости передачи данных или потока данных с высокой скоростью передачи битов, данные содержания, из которых должна быть выполнена передача на другой частоте и/или в другом местоположении по времени в пределах структуры 29, 29' фрейма. Таким образом, данные содержания потоковых данных 1 передают в и обрабатывают в средстве 105 информации сортировки, которое выполнено с возможностью генерировать и суммировать информацию сортировки (или данные сортировки) с данными содержания потоков данных. Например, средство 105 информации сортировки может быть выделено вначале обработки основной полосы пропускания в устройстве 82 передачи. Информация сортировки, генерируемая средством 105 информации сортировки, представляет собой, например, информацию сортировки, обозначающую временной порядок данных содержания в пределах потока данных, для того, чтобы обеспечить для устройства 83 приема возможность правильной повторной сортировки или изменения компоновки данных содержания, в оригинальном или соответствующим образом измененном желательном порядке на стороне приема. Информация сортировки представляет собой любой соответствующий вид информации времени, например, информации счетчика или таймера, и т.д., обеспечивающей возможность для устройства 83 приема заказывать соответствующие данные содержания в правильные моменты времени относительно других данных содержания в определенном потоке данных. Например, средство 105 информации сортировки может содержать или использовать счетчик или часы, которые вырабатывают импульсы синхронизации со скоростью передачи импульсов синхронизации, используемой в устройстве 82 передачи, например 7/64 микросекунды, или с любым другим соответствующим значением. Тем самым, например, информация сортировки может содержать младшие значащие биты счетчика в момент времени, когда обрабатывают соответствующие данные содержания соответствующего входного потока данных. В случае, когда данные содержания расположены во фреймах 84 данных (в кодовых комбинациях данных), как пояснялось со ссылкой на фиг.17, информация сортировки или данные сортировки могут быть расположены в заголовке 84а' заголовка полосы пропускания фрейма 84 данных. Таким образом, информация сортировки может составлять часть поля синхронизатора входного потока (ISSY, СИВП) заголовка 84а' основной полосы пропускания. Поле синхронизатора входного потока, таким образом, может содержать поле ссылки входного потока (ISCR, ПСВП), содержащее информацию сортировки, обеспечивающую возможность изменения порядка данных содержания в правильном временном порядке. Информация сортировки также может быть выделена для любого соответствующего местоположения для данных содержания, например, в конце фрейма данных. Кроме того, упомянутое выше поле СИВП не должно составлять часть заголовка 84' основной полосы пропускания, но может быть расположено в другом месте в данных содержания, например, на конце фрейма данных. Данные содержания вместе с генерируемой информацией сортировки затем разбивают с помощью средства 105 информации сортировки устройства 82 передачи данных, как показано на фиг.14, на два (или больше) путей данных. Каждый путь данных содержит средство 106, 106' буфера, в котором данные содержания и информацию сортировки размещают в буфере и, в конечном итоге, смешивают с данными содержания из других потоков данных, таких как, например, потоки 2 и 4 данных, соответственно. Полученные в результате смешанные данные содержания и информацию сортировки затем передают в соответствующее средство 58, 58' модуляции. Следует отметить, что потоки данных для ответвлений данных 2 и данных 4 также могли бы содержать соответствующую информацию сортировки в отношении считанных данных содержания в той же манере, как описано выше для данных 1. Данные содержания для потока данных, показанного как данные 3, не смешивают и не мультиплексируют с другими данными, но непосредственно передают в средство 58'' модуляции. Однако, в случае необходимости, также возможно добавить информацию сортировки так, как описано выше, к данным содержания для потока 3 данных, для того, чтобы обеспечить возможность изменения сортировки содержания с получением исходного временного порядка в устройстве приема. В общем, следует отметить, что возможно, чтобы фреймы данных имели одинаковую длину (и модуляцию). В этом случае, было бы не нужно предоставлять вторые данные сигналов (а также заголовок сигналов), а только предоставлять заголовок в основной полосе пропускания в каждом фрейме данных и указанную информацию сортировки где-либо в каждом из фреймов данных. Первые данные сигналов могут в этом случае содержать указатель на первый фрейм данных, то есть, информацию о несущей частоте, на которой начинается первая кодовая комбинация данных, после чего устройство 83 приема может определять, в каком месте располагаются следующие фреймы данных, поскольку все они имеют одинаковую длину (в направлении частоты). Кроме того, было бы возможно комбинировать вариант воплощения, в котором фреймы данных содержат вторые данные сигналов (с информацией идентификации), информацию сортировки и данные содержания с вариантом воплощения, в котором фреймы данных не содержат информацию вторых сигналов, а только данные содержания и информацию сортировки. Фрейм 29, 29' затем мог бы содержать фреймы данных обоих упомянутых типов. В отношении примера устройства 82 передачи, данные 3 разветвления данных могли бы, например, быть обработаны с получением второго типа фреймов данных, то есть, без вторых данных сигналов, в то время как данные 1 разветвления данных (в конечном итоге с данными 2 и 4) могли бы быть, например, обработаны с получением из них первого вида фреймов данных, то есть, со вторыми данными сигналов.
Данные содержания каждого ответвления модулируют в соответствии с воплощенной схемой модуляции, например, КАМ или любой другой соответствующей модуляцией, в соответствующем средстве 58, 58', 58'' модуляции. Соответствующие фреймы данных с (модулированными) данными содержания и вторыми данными сигналов формируют в соответствующих средствах 54, 54', 54'' формирования фрейма данных, которые формируют фреймы данных в направлении частоты. Данные содержания в каждом фрейме данных, таким образом, принадлежат одному конкретному потоку данных, но (как отмечено выше) несколько фреймов данных могут содержать данные содержания из одного и того же потока данных. Вторые данные сигналов каждого фрейма данных, таким образом, содержат информацию (или данные) идентификации, которые идентифицируют, какому соответствующему потоку данных принадлежат эти данные содержания во фрейме. Такая информация идентификации может быть, например, добавлена ко вторым данным сигналов в соответствующем средстве 110 и 110' добавления идентификации, содержащимся в устройстве 82 передачи, как показано на фиг.14. Дополнительное содержание вторых данных сигналов поясняется ниже, например, со ссылкой на фиг.17 и 18. Например, эта информация идентификации может содержаться в заголовке 84а сигналов соответствующего фрейма 84 данных, как показано на фиг.17 в форме информации идентификации канала физического уровня (PLP, КФУ). Как отмечено выше, в вариантах выполнения без вторых данных сигналов, данные содержания могут все еще быть расположены в виде фреймов данных (в конечном итоге с упомянутым заголовком в основной полосе пропускания), причем каждый фрейм данных имеет одинаковую с длину, модуляцию и т.д., и данные содержания всех фреймов данных последовательности выровненных кодовых комбинаций данных, принадлежащих одному потоку данных. В этом случае, информация идентификации может состоять из первых кодовых комбинаций сигналов, например, в форме указателя, обозначающего первый фрейм данных, в выровненной последовательности кодовых комбинаций данных.
Вторые данные сигналов уже модулированы с использованием соответствующей модуляции, и перед соответствующей модуляцией, данные содержания, так же как и вторые данные сигналов уже были кодированы с использованием соответствующей схемы кодирования (ошибок). Соответствующие данные содержания с информацией сортировки и вторыми данными сигналов фреймов данных, а также с пилотными сигналами (получаемыми из соответствующего источника в пределах устройства 82 передачи) затем размещают в виде кодовых комбинаций данных в средстве 59 формирования фрейма, например, используя средство формирования кодовой комбинации данных, состоящее из средства 59 формирования фрейма или любого другого соответствующим образом воплощенного модуля, средства, блока или тому подобное. Как отмечено выше, средство 59 формирования фрейма также формирует кодовые комбинации сигналов с первыми данными сигналов и пилотными сигналами (которые передают в средство 59 формирования фрейма, используя соответствующий модуль генерирования пилотного сигнала), например, с помощью средства формирования кодовых комбинаций сигналов или с помощью любого другого подходящего блока, модуля или элемента, содержащегося в средстве 59 формирования фрейма. Средство 59 формирования фрейма затем формирует фреймы, имеющие структуры 29, 29' фрейма с кодовыми комбинациями сигналов и кодовыми комбинациями данных, как описано. Как отмечено выше, средство формирования фрейма 59 может быть воплощено в одном или нескольких модулях, или может также представлять собой часть других модулей обработки или модулей блоков обработки. Кроме того, средство 59 формирования фрейма может быть выполнено с возможностью формирования фрейма 29 часть за частью в последовательные периоды времени, например, путем формирования, вначале, последовательности кодовых комбинаций 31 сигналов в первом временном интервале и с расширением на всю полосу 24 пропускания передачи, затем путем формирования последовательности кодовых комбинаций 32, 33, 34, 35, 36, 37 данных во втором временном интервале и с расширением на всю полосу 24 пропускания передачи и т.д. Данные сигналов и данные содержания, а также соответствующие пилотные сигналы затем (по отдельности и друг за другом) преобразуют из области частоты в область времени и отображают на несущие частоты в средстве 60 преобразования частоты во время (которое, например, представляет собой средство обратного быстрого преобразования Фурье или тому подобное). Таким образом, следует отметить, что структура 29, 29' фрейма формирует основу для преобразования частоты во время. Данные сигналов и данные содержания, а также пилотные сигналы каждого из временных интервалов (модули времени в направлении времени структур 29, 29' фрейма) всей полосы 24 пропускания отображают на несущие частоты. Другими словами, все структуры всей полосы 24 пропускания передачи в каждом временном интервале всегда отображают на необходимое количество несущих частот. Например, первый временной интервал (то есть, все кодовые комбинации 31 сигналов) структуры фрейма 29 по фиг.4 затем приводит к получению символа сигналов, второй временной интервал (то есть, все кодовые комбинации 32, 33, 34, 35, 36, 37 данных) структуры фрейма приводит к получению символа данных и т.д. Соответствующим образом сформированные символы в области времени (например, символы ОМЧР) затем передают из средства 60 преобразования частоты во время, в средство 57 добавления защитного интервала, которое добавляет защитные интервалы к символам в области времени. Таким образом, сформированные символы передачи затем передают с помощью средства 61 передачи через интерфейс 62 передачи, который представляет собой, например, соответствующую антенну, диаграмму направленности антенны, кабель или тому подобное.
Как отмечено выше, по меньшей мере, некоторые из различных кодовых комбинаций данных могут иметь разную длину, то есть разное количество несущих частот, в случае, когда несущие частоты расположены эквидистантно и имеют одинаковую полосу пропускания, соответственно. В качестве альтернативы, количество кодовых комбинаций данных в направлении частоты может быть таким же, что и количество кодовых комбинаций сигналов, при этом длина (или полоса пропускания) каждой из кодовых комбинаций данных может быть идентичной длине каждой кодовой комбинации сигналов, и они могут быть выровнены друг с другом (могут иметь одинаковую структуру в направления частоты). В качестве альтернативы, каждая кодовая комбинация данных может иметь такую же длину, и количество кодовых комбинаций данных может составлять целочисленное кратное количество кодовых комбинаций сигналов, так что они при этом все еще имеют одинаковую структуру частоты и выравнивание. Таким образом, например, 2, 3, 4 или больше кодовых комбинаций данных могут быть выровнены с кодовыми комбинациями сигналов. Обычно, длина кодовых комбинаций данных в направлении частоты должна быть меньше или, максимум, равна эффективной полосе пропускания приемника таким образом, чтобы кодовые комбинации данных можно было принимать в устройстве 83 приема. Кроме того, устройство 82 передачи может быть выполнено с возможностью динамического изменения структуры кодовой комбинации данных, например, длины и/или количества кодовых комбинаций данных (в направлении частоты и/или времени). В качестве альтернативы, структура кодовых комбинаций данных может быть фиксированной или постоянной.
Обычно (для всех вариантов воплощения, описанных здесь) устройство 82 передачи может быть выполнено с возможностью только генерировать и передавать кодовые комбинации сигналов, если необходимо передать соответствующие кодовые комбинации данных (в направлении времени). Другими словами, генерируют только кодовые комбинации сигналов в местах расположения, где передают данные. Таким образом, кодовые комбинации сигналов, продолжающиеся над кодовыми комбинациями данных (в направлении частоты), могут быть вырезаны (не переданы), если возможна повторная сортировка в приемнике, и одна полная кодовая комбинация сигналов может быть получена в результате повторной сортировки принятых частей. В качестве альтернативы, кодовые комбинации сигналов могут быть переданы, даже если не требуется передавать какие-либо кодовые комбинации данных, следующие за ними в направлении времени. На практике может быть воплощена комбинация любого типа из этих двух возможных.
В устройстве 82 передачи данные из средства 55 модуляции и несущие частоты с данными (и пилотными сигналами) из различных средств 58, 58', 58'' модуляции затем перемежают по времени с использованием соответствующих перемежителей 63, 63', 63'' по времени и затем их комбинируют с пилотными сигналами, получая кодовую комбинацию или структуру 29 фрейма в соответствии с настоящим изобретением в средстве 59 формирования фрейма. Сформированные фреймы затем преобразуют в символы в области времени с использованием средства 60 преобразования частота-время и передают в средство 57 добавления защитного интервала, который добавляет защитный интервал к сигналам и символам данных. Таким образом, сформированные при этом символы передачи затем передают с помощью средства 61 передачи через интерфейс 62 передачи.
Обычно структура фрейма в соответствии с настоящим изобретением может быть фиксированной или постоянной, то есть общая полоса пропускания, а также протяженность каждого фрейма в направлении времени может быть фиксированной и всегда одинаковой. В качестве альтернативы, структура фрейма также может быть гибкой, то есть общая полоса пропускания и/или протяженность каждого фрейма в направлении времени может быть гибкой и меняться время от времени в зависимости от требуемого варианта применения. Например, количество временных интервалов с кодовыми комбинациями данных может гибко изменяться. В результате изменения могут быть переданы с помощью сигналов устройства приема в данные сигналов кодовых комбинаций сигналов.
В устройстве 83 приема информацию или данные идентификации в принятых данных первого сигнала или данных второго сигнала используют для размещения данных содержания в определенном исходном потоке данных. Таким образом, в устройстве 83 приема, после необходимой обработки данных содержания, данных сортировки и, в конечном итоге, информации идентификации, включающей в себя обратное отображение, выполняемое средством 70 обратного отображении, возможное декодирование ошибки в средстве 80 декодирования ошибки и т.д., данные содержания, информацию сортировки и информацию идентификации, обрабатывают в устройстве 83 приема, в соответствующем средстве 102, 102', 102'' выделения и средстве размещения (содержит средство 103, 103', 103'' фильтрации и средство 104 сортировки), как показано в блок-схеме по фиг.25. На фиг.25 представлена визуализация различных путей передачи данных: данные А, данные В и данные N. Каждый из путей передачи данных предназначен для использования в качестве примера кодовых комбинаций данных и данных содержания, принимаемых в пределах соответствующих разных полос пропускания настройки. Например, путь А данных может начинаться от кодовых комбинаций, принимаемых через тюнер 1 (фиг.24), кодовые комбинации данных для пути данных В могут быть приняты тюнером 2 (фиг.24), и кодовые комбинации данных пути данных N могут быть приняты тюнером 3 (фиг.24). Другими словами, устройство 83 приема содержит несколько тюнеров (или один тюнер с большой полосой пропускания настройки при приеме, по сравнению с ограниченной полосой пропускания настройки 8 или 7,61 МГц), выполненных с возможностью одновременного приема различных частей общей полосы пропускания передачи. Данные каждого из путей данных: данные А, данные В, данные N, передают в соответствующие средства 102, 102' и 102'' выделения, соответственно, которые выполнены с возможностью идентификации и выделения фреймов данных в пределах принимаемых кодовых комбинаций данных (в описанном выше варианте выполнения), в котором некоторые фреймы данных не содержат вторые данные сигналов, и при этом нет необходимости обеспечивать средство 102, 102' и 102'' выделения (по меньшей мере, не на путях данных, по которым принимают кодовые комбинации данных с фреймами данных без вторых данных сигналов). Соответствующее, следующее после этого, средство 103, 103', 103'' фильтра выполнено с возможностью оценки информации идентификации (которое, например, содержится во вторых данных сигналов фреймов данных или, например, которое передает в средство 73 оценки, выполненное с возможностью оценки первых данных сигналов) для идентификации, какому исходному потоку данных принадлежат принятые данные содержания данных пути данных А. В средстве 103, 103', 103'' фильтра данные содержания, которые не принадлежат соответствующему желательному и требуемому потоку данных, удаляют, используя информацию идентификации. Другими словами, из средства 103, 103', 103'' фильтра только данные содержания, принадлежащие соответствующим желательному и требуемому потокам данных, передают в средство 104 сортировки, в котором порядок данных содержания изменяют или их сортируют с получением исходного или, соответственно, желательного временного порядка, на основе информации сортировки, содержащейся во фрейме данных. Например, в случае, когда средство 105 сортировки информации устройства 82 передачи использует средство часов или средство счетчика для установления информации временной сортировки, средство 104 сортировки может содержать такие же или аналогичные часы или средство счетчика, которые работают с такой же частотой выборки. Средство 104 сортировки также может быть выполнено с возможностью компенсации различной неустойчивости синхронизации, задержек и т.д. для разных путей передачи данных: данных А, данных В, данных N. Поэтому счетчик или средство часов в средстве 104 сортировки должно работать с опозданием после счетчика или средства часов в средстве 105 сортировки информации со значительной задержкой по времени или разностью, и средство буфера соответствующего размера должно быть предусмотрено для компенсации этих задержек по времени.
Во время фазы запуска или фазы инициирования устройства 83 приема устройство 83 приема настраивается на произвольную часть частоты общей полосы пропускания частот. В неограниченном примере кабельной системы широковещательной передачи кодовая комбинация 30 сигналов может иметь полосу пропускания 7,61 МГц или 8 МГц (следует понимать, однако, что кодовые комбинации сигналов также могут иметь любую другую полосу пропускания, такую как 4 МГц, 6 МГц и т.д.). Таким образом, во время фазы запуска, устройство 83 приема выполнено с возможностью приема всей кодовой комбинации 30 сигналов в исходной или с измененным порядком последовательности, и выполнять синхронизацию по времени в средстве 66 синхронизации по времени, например, путем выполнения корреляции защитного интервала по защитным интервалам принятых символов сигналов (или символов данных), или используя любую другую соответствующую технологию для обеспечения синхронизации по времени. Устройство 83 приема дополнительно содержит упомянутое средство 67 детектирования дробного смещения по частоте, которое выполнено с возможностью выполнять детектирование и расчет дробного смещения по частоте принятых сигналов по фракциям промежутков между несущими частотами для того, чтобы обеспечить возможность компенсации дробной частоты. Получаемую в результате информацию о дробном смещении по частоте можно затем передавать в тюнер, содержащийся в средстве 65 приема, который выполняет компенсацию дробной частоты. Компенсация дробной частоты также может быть выполнена с помощью любой другой соответствующей технологии. После преобразования принятых сигналов в области времени в область частот средством 68 преобразования времени в частоту (которое представляет собой, например, средство быстрого преобразования Фурье или тому подобное) пилотные сигналы в принятых структурах сигналов используют для выполнении оценки канала (обычно, грубой оценки канала) в средстве 69 оценки канала и/или для расчета целочисленного смещения частоты. Расчет целочисленного смещения частоты выполняют в средстве 74 детектирования целочисленного смещения частоты, которое выполнено с возможностью детектировать и рассчитывать смещение частоты принятых сигналов от исходной структуры частот, в котором смещение по частоте подсчитывают в виде целочисленных кратных значений промежутков между несущими частотами (таким образом, получают целочисленное смещение частоты). Полученная таким образом информация о целочисленном смещении частоты может быть затем передана в тюнер, который содержится в средстве 65 приема, который затем выполняет компенсацию целочисленной частоты. Компенсация целочисленной частоты также может быть выполнена с использованием другой соответствующей технологии. Поскольку смещение дробной частоты уже было рассчитано и компенсировано с помощью средства 67 детектирования дробного смещения по частоте, поэтому может быть достигнута полная компенсация смещения частоты. В средстве 73 оценки устройства 83 приема, принятые первые данные сигналов оценивают, например, местоположение принятых кодовых комбинаций сигналов во фрейме получают таким образом, что приемник может свободно и гибко настраиваться на соответствующее желательное положение частоты, такое как часть 38, показанная на фиг.4. Однако, для обеспечения возможности правильной оценки первых данных сигналов кодовых комбинаций 31 сигналов в случае, когда положение настройки устройства 83 приема не соответствует структуре кодовых комбинаций сигналов, порядок принимаемых сигналов должен быть повторно изменен, что выполняется в средстве 71 реконструирования, как описано выше. На фиг.5 показано такое повторное изменение порядка в виде схематичного примера. Последнюю часть 31' предыдущей кодовой комбинации сигналов принимают перед первой частью 31'' последующей кодовой комбинации сигналов, после чего средство 71 реконструирования размещает часть 31' после части 31'' для реконструирования исходной последовательности данных сигналов, после чего кодовую комбинацию сигналов с измененным порядком оценивают в средстве 73 оценки, после соответствующего устранения отображения первых данных сигналов на несущие частоты в средстве 72 устранения отображения. Следует помнить, что содержание каждой кодовой комбинации 31 сигналов будет одинаковым (или практически одинаковым), поэтому такое изменение порядка возможно.
Часто, устройство приема не обеспечивает плоский отклик частоты по всей полосе пропускания приема, на которую настроен приемник. Кроме того, система передачи обычно сталкивается с повышенным ослаблением на границе окна полосы пропускания приема. На фиг.6 показано схематичное представление примера типичной формы фильтра. Можно видеть, что фильтр не является прямоугольным, поэтому, например, вместо полосы пропускания 8 МГц, устройство приема имеет возможность эффективно принимать только полосу пропускания 7,61 МГц. Вследствие этого, устройство 83 приема может не иметь возможности выполнять повторное изменение порядка данных сигналов, как описано со ссылкой на фиг.5, в случае, когда структура 31 сигналов имеет такую же длину и полосу пропускания, что и полоса пропускания приема устройства 83 приема, поэтому некоторые сигналы будут потеряны и не будут приняты на границе полосы пропускания приема. Для исключения этой проблемы и других проблем и для обеспечения для устройства 83 приема возможности всегда принимать одну из полных кодовых комбинаций сигналов в исходной последовательности, без необходимости выполнять изменение порядка или компоновки принятых сигналов, в настоящем изобретении в качестве альтернативы или в дополнение предлагается использовать кодовые комбинации 31а сигналов, которые имеют уменьшенную длину, такую как, например, 7,61 МГц или любую другую подходящую длину, по сравнению с полосой пропускания приемника.
В соответствии с примером, показанным на фиг.7, предполагается использовать кодовые комбинации 31а сигналов, которые имеют половину длины полосы пропускания приемника, но все еще ту же структуру частот. Другими словами, соответствующие две (или пара) кодовые комбинации 31а сигналов половинной длины отображают и выравнивают в полосе пропускания приемника. В результате, каждая пара из кодовых комбинаций 31а сигналов может иметь идентичные первые данные сигналов или почти идентичные первые данные сигналов, включающие в себя (изменяющееся) местоположение кодовых комбинаций 31а сигналов в соответствующем фрейме. Однако, в отношении к другим парам кодовых комбинаций сигналов, в этих других парах, поскольку они имеют соответствующее другое местоположение во фрейме, данные сигнала должны быть идентичными, за исключением информации местоположения. В описанном выше примере устройства 83 приема, имеющего полосу пропускания или длину 8 МГц, каждая кодовая комбинация 31а сигналов затем может иметь полосу или полосу пропускания 4 МГц. Таким образом, для обеспечения возможности передачи того же количества первых данных сигналов, что и раньше, может быть необходимым добавить дополнительные кодовые комбинации 31b сигналов половинной длительности во временной интервал, предшествующий кодовым комбинациям сигналов 31а и перед кодовыми комбинациями 32, 34, 35, 36 и 37 данных. Дополнительные кодовые комбинации 31b сигналов имеют ту же компоновку/совмещение в области частоты, что и кодовые комбинации 31а сигналов, но содержат дополнительную и отличающуюся информацию сигналов такую, как информация сигналов, содержащаяся в кодовых комбинациях 31а сигналов. Таким образом, устройство 83 приема будет выполнено с возможностью принимать полные кодовые комбинации 31а и 31b сигналов, и средство 71 реконструирования устройства приема будет выполнено с возможностью комбинировать первые данные сигналов кодовых комбинаций 31а и 31b сигналов в исходной последовательности. В этом случае средство 71 реконструирования в устройстве 83 приема может быть исключено.
Также, предпочтительно, возможно предусмотреть только один временной интервал с кодовыми комбинациями 31а сигнала половинной длины, если все необходимые первые данные сигналов могут быть переданы в половине длины, и дополнительные кодовые комбинации 31b сигналов не требуются. В этом случае каждая кодовая комбинация 31а сигналов содержит идентичные (или почти идентичные) первые данные сигналов, и каждая принимаемая кодовая комбинация 31а сигналов обеспечивает возможность для устройства 83 приема всегда настраиваться и принимать любую желательную часть полосы пропускания передачи и, таким образом, желательную кодовую комбинацию (комбинации) данных. В качестве альтернативы, кодовую комбинацию сигналов, большую, чем половина длины, можно использовать в последующем временном интервале после кодовых комбинаций 31b сигналов.
В общем (для всех вариантов воплощения настоящего изобретения), следует отметить, что длину (или полосу пропускания) кодовых комбинаций данных и/или кодовых комбинаций сигналов можно адаптировать, например, она может быть меньшей чем или, максимум, может быть равна эффективной полосе пропускания устройства 83 приема, например, выходной полосе пропускания полосового фильтра приема, как описано выше.
Кроме того, для всех вариантов воплощения настоящего изобретения может быть предпочтительным, если после одной или больше кодовых комбинаций 31; 31а, 31b сигналов в направлении времени следует одна или больше дополнительных кодовых комбинаций сигналов такой же длины и с таким же местом расположения во фрейме. Например, первая кодовая комбинация сигналов во фрейме может иметь одну или больше дополнительных кодовых комбинаций сигналов в последующих временных интервалах. Дополнительные кодовые комбинации сигналов, таким образом, могут иметь идентичную или почти идентичную информацию сигналов с первой кодовой комбинацией сигналов. Таким образом, другие кодовые комбинации сигналов во фрейме необязательно могут иметь дополнительные кодовые комбинации сигналов. Обычно количество кодовых комбинаций сигналов в каждом месте расположения по частоте во фрейме может изменяться. Например, может быть предпочтительным, чтобы в каждом месте расположения по частоте во фрейме было предусмотрено множество кодовых комбинаций сигналов, которые необходимы с учетом режекции частоты или других нарушений. В качестве альтернативы или дополнительно, количество кодовых комбинаций сигналов в каждом местоположении по частоте во фрейме может изменяться в зависимости от количества данных сигналов. Таким образом, например, если большее количество кодовых комбинаций данных необходимо передать как сигналы, дополнительные кодовые комбинации сигналов могут потребоваться в направлении времени. Длина этих кодовых комбинаций сигналов в направлении времени, таким образом, может составлять часть первых данных сигналов, содержащихся в кодовых комбинациях сигналов.
U
U
В не ограничительном примере передача и прием данных сигналов, например, данных сигналов L1 (Уровень 1), и дополнительных пилотных сигналов, которые используют для целочисленной синхронизации частоты и выравнивания каналов, а также кодовых комбинаций данных, основаны на ОМЧР. Данные сигналы передают в виде блоков или кодовых комбинаций, например, по 4 МГц, но можно использовать любой другой соответствующий размер. Единственное необходимое условие состоит в том, чтобы получить одну полную кодовую комбинацию сигналов в пределах окна настройки, но это условие может быть выполнено путем использования двух или больше кодовых комбинаций сигналов, имеющих меньший размер, следующих друг за другом в направлении времени, как описано со ссылкой на фиг.7. Поэтому, максимальная полоса пропускания кодовой комбинации сигналов может составлять, например, окно настройки тюнера предшествующего уровня техники, например 7,61 МГц. Некоторые численные примеры приведены ниже. В первом примере каждая кодовая комбинация 31; 31a, 31b сигналов охватывает точно 4 МГц, причем это соответствует 1792 несущим частотам ОМЧР и имеет при этом длительность T полезной части символа ОМЧР 448 мкс. Во втором примере каждая кодовая комбинация сигналов охватывает 7,61 МГц (точно 3409/448 мкс), в то время как это соответствует 3409 несущим ОМЧР и имеет длительность T полезной части символа ОМЧР 448 мкс.
^
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, пилотный сигнал отображают на каждую m-ю несущую частоту 17 кодовой комбинации 31а сигналов, как схематично показано на фиг.9 (m представляет собой целое число >1). Также, однако, должно быть понятно, что эта возможность в равной степени относится к кодовым комбинациям 31 сигналов, показанным на фиг.4, или, в общем случае, к кодовым комбинациям сигналов любой соответствующей длины (то есть 4 МГц, 6 МГц, 7,61 МГц, 8 МГц и т.д.). Несущие частоты 16 между несущими частотами, которые переносят пилотный сигнал, переносят данные сигналов. Отображение данных сигналов на несущие частоты 16 и отображение пилотных сигналов 17 на каждую m-ю несущую частоту выполняют с помощью средства 60 преобразования частоты во время, которое содержится в устройстве 82 передачи, как показано на фиг.14. Обычно, как отмечено выше, пилотные сигналы формируют последовательность пилотных сигналов. В результате, пилотные сигналы, например, модулируют относительно друг друга с помощью схемы модуляции, которая может быть дифференциальной, такой как, но без ограничений, D-BPSK (Д-ДФМн, дифференциальная двоичная фазовая манипуляция). Пилотную последовательность, например, получают с помощью ПСДП (регистра псевдослучайной двоичной последовательности, например, 223-1). Частота m повторения должна обеспечить возможность однозначного декодирования Д-ДФМн на стороне приема, такой как устройство 83 приема в соответствии с настоящим изобретением, как показано на фиг.15, даже для каналов многолучевой передачи. Частота m повторения составляет, например, 7, 14, 28… для кодовых комбинаций сигналов 4 МГц, поскольку 7, 14, 28… представляют собой делители числа 1792 (= количество несущих частот в кодовой комбинации сигналов размером 4 МГц). В этом примере предпочтительное значение повторения представляет собой m=7. Другими словами, каждая m-я несущая частота переносит пилотный сигнал, даже между соседними кодовыми комбинациями сигналов, то есть частота повторения относится ко всем кодовым комбинациям сигналов, даже от кодовой комбинации к кодовой комбинации, а не только внутри кодовых комбинаций. В данном примере получают 256 пилотных сигналов на кодовую комбинацию сигналов длиной 4 МГц. Однако другие значения повторения, кроме приведенных выше примеров, могут быть предпочтительными, в зависимости от соответствующей длины кодовой комбинации сигналов и/или других факторов. Например, в случае длины или кодовой комбинации сигналов 7,61 МГц (имеющей, например, 3408 несущих ОМЧР) предпочтительное значение повторения может составлять 6 или 12 (m=6 или 12), но можно использовать другие соответствующие значения. В случае, когда кодовая комбинация (комбинации) данных также переносит пилотные сигналы, отображенные на некоторые несущие частоты между несущими частотами с данными, может быть предпочтительным, чтобы пилотные сигналы были отображены на несущих частотах кодовой комбинации (комбинаций) данных в местах расположения, которые соответствуют несущим частотам в кодовой комбинации (комбинациях) сигналов, на которую отображены пилотные сигналы. Таким образом, плотность пилотных сигналов в кодовой комбинации (комбинациях) данных необязательно должна быть такой же высокой, как и плотность пилотных сигналов в кодовой комбинации (комбинациях) сигналов. Например, если пилотный сигнал отображают на каждую m-ю несущую частоту в кодовой комбинации (комбинациях) сигналов (m представляет собой целое число >1), пилотный сигнал может быть отображен на каждую n-ю несущую частоту кодовой комбинации (комбинаций) данных, где n представляет собой целое число >1 и целое число, кратное m. В качестве предпочтительного примера, если m=6, тогда n=12 (или 24, или любое другое соответствующее число). Пилотные сигналы в кодовой комбинации (комбинациях) данных также могут формировать последовательность пилотного сигнала, как пояснялось для кодовой комбинации (комбинаций) сигналов.
Что касается формирования последовательности пилотного сигнала для кодовой комбинации (комбинаций) сигналов или кодовой комбинации (комбинаций) данных, которая представляет собой, например, PN-последовательность (ПШ, псевдошумовую), существуют два варианта выбора:
- Вариант 1: Каждая кодовая комбинация сигналов в каждом фрейме переносит разные последовательности пилотных сигналов. В представленном выше примере инициализацию регистра ПСДП совмещают с частотой передачи. 3408/6 пилотных сигналов размещены в каждом блоке частот 7,61 МГц. Последовательность пилотного сигнала в каждом блоке 7,61 МГц рассчитывают отдельно. Это позволяет обеспечить эффективное по объему памяти воплощение на стороне приемника.
- Вариант 2: Последовательность пилотного сигнала применяют один раз для всех кодовых комбинаций сигналов, содержащихся во всей полосе пропускания передачи или даже в полосе пропускания среды передачи. Приемник, например, приемное устройство 63, сохраняет эту известную последовательность, например, в средстве сохранения или генерирует в соответствующем средстве генерирования пилотной последовательности, которое может представлять собой часть или может быть внешним для средства 74 детектирования целочисленного смещения частоты, и выделяет блок частот, который соответствует его текущему положению настройки.
Как показано на фиг.14, пилотные сигналы для кодовых комбинаций сигналов передают в средство 59 формирования фрейма, которое комбинирует данные сигналов с пилотными сигналами для кодовых комбинаций сигналов в соответствии с настоящим изобретением. Пилотные сигналы для данных сигналов, таким образом, например, генерируют в пределах устройства 82 передачи, используя, например, соответствующее средство генерирования пилотных сигналов, такое как, но без ограничений, ПСДП. Генерируемую последовательность затем, например, модулируют с помощью схемы модуляции, такой как схема модуляции с двоичной фазовой манипуляцией, или схема модуляции с дифференциальной двоичной фазовой манипуляцией, или используют любую другую схему, в то время как модулированную последовательность пилотного сигнала передают в средство 59 формирования фрейма. Как отмечено выше, средство 59 формирования фрейма комбинирует пилотные сигналы и данные сигналов в кодовые комбинации сигналов. В результате, данные сигналов обрабатывают соответствующим образом, например, используя кодирование ошибки (как отмечено выше), а также модулируют, используя, например, но без ограничений, схему модуляции 16 КАМ. В качестве дополнительной возможности, кодовые комбинации сигналов, содержащие данные сигналов и пилотные сигналы, после средства 59 формирования фрейма, могут быть подвергнуты скремблированию в соответствующем средстве скремблирования, которое выполнено с возможностью скремблировать пилотные сигналы в кодовых комбинациях сигналов, используя дополнительные ПСДП, сгенерированные с помощью соответствующего регистра псевдослучайной двоичной последовательности. Такую возможность можно применять к описанному выше варианту 1, а также к варианту 2 или к любым другим соответствующим вариантам воплощения. Скремблирование кодовых комбинаций сигналов может, например, быть выполнено от фрейма к фрейму, или может быть выполнено по всей полосе пропускания передачи или, даже, по всей полосе пропускания передачи среды, как отмечено выше. В случае, когда используют последовательность пилотного сигнала по всей полосе пропускания среды передачи, так как отмечено выше в варианте 2, или в случае скремблирования кодовых комбинаций сигналов, такая последовательность пилотных сигналов может быть, например, сгенерирована с помощью соответствующего регистра псевдослучайной двоичной последовательности, который инициирует последовательность на (виртуальной) частоте 0 МГц, вплоть до верхнего порядка полосы пропускания среды передачи, которая может составлять, например, 862 МГц или даже выше, в зависимости от варианта воплощения. Скремблированные кодовые комбинации сигналов затем передают в средство 60 преобразования частоты во время и дополнительно обрабатывают.
Все другие несущие 16 в пределах кодовой комбинации сигналов используются для передачи данных сигналов L1. Начало данных сигналов в каждой кодовой комбинации сигналов всегда выровнено по структуре 7,61 МГц (или 4 МГц, или 8 МГц и т.д.), то есть всегда начинается с положения, кратного 7,61 МГц (или 4 МГц, или 8 МГц и т.д.) в представленном примере. Каждая кодовая комбинация сигнала 7,61 МГц (или 4 МГц, или 8 МГц и т.д.) может переносить точно одинаковую информацию, поскольку последовательности пилотного сигнала или последовательность пилотного сигнала передает в устройство 83 приема информацию о месте расположения соответствующей кодовой комбинации сигналов в каждом фрейме. В качестве альтернативы, каждая кодовая комбинация сигналов дополнительно может содержать место расположения кодовой комбинации сигналов во фрейме. Кроме того, для уменьшения отношения "пиковой" мощности к среднему значению мощности выходного сигнала в области времени данные сигналов в каждой кодовой комбинации сигналов могут быть скремблированы в передатчике, используя уникальную последовательность скремблирования, которая может быть получена с помощью числа кодовой комбинации сигналов.
В устройстве 83 приема пилотные сигналы, содержащиеся в кодовой комбинации 31, 31a, 31b сигналов, используют (после преобразования времени в частоту принятых символов в области времени средства 68 преобразования времени в частоту) в средстве детектирования целочисленного смещения 74 частоты для детектирования целочисленного смещения частоты, результат которого затем используют в устройстве 83 приема для выполнения компенсации целочисленного смещения частоты в области частоты. Более конкретно, пилотные сигналы (которые, например, модулированы для Д-ДФМН), содержащиеся в кодовых комбинациях сигналов, в принятом диапазоне частот (в конечном итоге, после дескремблирования) демодулируют в средстве 75 демодуляции (которое, например, выполняет демодуляцию Д-ДФМН), содержащемся в средстве 74 детектировании целочисленного смещения частоты. В случае дифференциальной модуляции пилотных сигналов, например, Д-ДФМН, нет необходимости выполнять оценку канала для пилотных сигналов, поскольку относительно короткие эхо канала приводят к очень медленным изменениям в направлении частот. Затем, средство 76 корреляции, содержащееся в средстве 74 детектирования целочисленного смещения частоты, выполняет корреляцию демодулируемого пилотного сигнала (последовательности пилотного сигнала) с сохраненной или сгенерированной (ожидаемой) последовательностью пилотного сигнала, например, последовательностью ПСДП, для выравнивания с точным смещением частоты. Корреляцию выполняют с последовательностью ПСДП, которую ожидают в начале кодовой комбинации сигналов (может быть представлена в виде списков в таблицах на стороне приема). Если эта последовательность будет найдена в принятом символе, получают пик синхронизации, так что устройство 83 приема имеет точную информацию о смещении частоты и может его компенсировать. Более конкретно, полученное целочисленное смещение частоты может быть передано и может использоваться в средстве 71 реконструирования, и в средстве 72 устранения отображения для правильной демодуляции первых данных сигналов, а также может быть передано и может использоваться в средстве 69 оценки канала для выполнения оценки канала и поэтому выравнивания. Кроме того, детектирование пика синхронизации обеспечивает возможность детектирования начала фрейма.
Необходимую синхронизацию по времени, а также детектирование дробного смещения частоты и компенсацию выполняют, например, в области времени по принятым символам в области времени, в средстве 66 синхронизации по времени и в средстве 67 детектирования дробного смещения по частоте, используя корреляцию защитного интервала, используя защитные интервалы принятых символов сигналов и/или символов данных (см. фиг.13, на которой показано представление в области времени фрейма с символами сигналов, символами данных и защитными интервалами). Синхронизация по времени, в качестве альтернативы, может быть выполнена путем корреляции абсолютных значений между принятыми символами в области времени и символами в области времени, сгенерированными приемником, в которых модулированы только пилотные сигналы. Пик корреляции принятых символов и символа сгенерированного приемником обеспечивает возможность точной синхронизации по времени.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, который схематично показан на фиг.10, каждая кодовая комбинация 31а сигналов (или кодовая комбинация 31 сигналов) содержит, по меньшей мере, одну полосу 18, 19 пропускания пилотного сигнала, содержащую пилотные сигналы, отображенные на несущие частоты 20, 21 полосы 18, 19 пилотных сигналов. Полосы 18, 19 пилотных сигналов, соответственно, содержат множество непосредственно расположенных рядом друг с другом несущих частот, на которые отображают пилотные сигналы. Каждая полоса 18, 19 пилотных сигналов может иметь одинаковое количество несущих частот или разное количество несущих частот. Таким образом, каждая кодовая комбинация 31а сигналов может содержать пилотные полосы 18, 19 в ее начале или в ее конце (в направлении частоты). В качестве альтернативы, каждая кодовая комбинация сигналов может содержать пилотные полосы 18, 19 на каждой границе, то есть в начале и в конце кодовой комбинации. Все другие утверждения и определения, приведенные выше в отношении первого аспекта настоящего изобретения, также применимы ко второму аспекту, включая в себя Вариант 1 и Вариант 2. Следует понимать, что первый и второй аспекты изобретения могут быть скомбинированы, то есть каждая кодовая комбинация сигналов может содержать, по меньшей мере, одну пилотную полосу 18, 19, как описано выше, а также пилотные сигналы, отображенные на каждую m-ю несущую частоту 12.
В обоих аспектах настоящего изобретения, описанных выше, взаимосвязь между количеством несущих частот с пилотными сигналами и количеством несущих частот с первыми данными сигналов в каждой кодовой комбинации сигналов может быть переменной и может соответствовать соответствующим требованиям передачи сигналов и компенсации смещения.
Как схематично показано на фиг.11, устройство 82 передачи может оставлять пустыми (вырезать) определенные области 22, 23 общей полосы пропускания передачи для предотвращения попадания нарушений из кабельной сети в другие услуги, например, в радиостанцию самолета. Поэтому, некоторая часть спектра может не быть модулирована. В этом случае, затронутые несущие частоты в пределах кодовой комбинации 31; 31а, 31b сигналов также не будут модулированы.
Поскольку синхронизация, предложенная в соответствии с настоящим изобретением, очень сильна, это не влияет на рабочие характеристики синхронизации частоты с использованием пилотных сигналов, модулированных с помощью Д-ДФМН. Отсутствующая часть первых данных сигналов восстанавливается средством повторения данных сигналов (каждая кодовая комбинация 31; 31a, 31b сигналов во фрейме содержит идентичные или почти идентичные первые данные сигналов), например, путем комбинирования частей из двух, расположенных рядом друг с другом кодовых комбинаций сигналов, как показано на фиг.11, и, в конечном итоге, с использованием сильной защиты от ошибок, добавленной к кодовым комбинациям сигналов средством 56 кодирования ошибки, содержащимся в устройстве 82 передачи. Отсутствующие части первых данных сигналов на кромках полосы пропускания передачи следует рассматривать как очень широкие вырезы.
Альтернативная или дополнительная возможность работы с вырезами или другими проблемами может состоять в дополнительном разделении кодовой комбинации 31, 31a, 31b сигналов на две или больше части и инвертировании этой последовательности из двух или больше частей в каждой кодовой комбинации сигналов (фрейма) от фрейма к фрейму. Например, если первая кодовая комбинация сигналов во фрейме будет подразделена на первую и вторую (последующую часть) часть, (соответствующая) первая кодовая комбинация сигналов, расположенная в непосредственной близости к фрейму, будет иметь вторую часть вначале и первую часть сигналов, следующую за ней, то есть инвертированную последовательность. Таким образом, если, например, вторая часть будет содержать вырезы, или на нее повлияют какие-либо нарушения, приемник может быть вынужден ожидать прихода следующего фрейма, в котором вторая часть может быть принята без проблем (поскольку последующая первая часть может быть принята с нарушениями).
Адаптация кодовых комбинаций 31; 31a, 31b сигналов к разным полосам пропускания настройки на стороне приема может быть выполнена, например, путем изменения нарушения несущих частот в кодовых комбинациях сигналов. В качестве альтернативы, возможно поддерживать постоянное расстояние между несущими частотами и можно вырезать части кодовых комбинаций сигналов на кромках полосы пропускания передачи, например, благодаря тому, что не будут модулированы соответствующие частоты, как схематично показано на фиг.12, на которых представлена адаптация схемы со структурами сигналов от 4 МГц до 6 МГц, причем полоса пропускания настройки, таким образом, обеспечивает прием кодовых комбинаций данных, имеющих длину, вплоть до 6 МГц.
В конечном итоге, каждая кодовая комбинация 31; 31а, 31b сигналов, в случае необходимости, содержит защитную полосу в начале и в конце каждой кодовой комбинации. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах воплощения может быть предпочтительным, чтобы только первая кодовая комбинация сигналов в каждом фрейме, в примере, показанном на фиг.4, кодовая комбинация сигналов в позиции 39, могла бы содержать защитную полосу только в начале кодовой комбинации, и последняя кодовая комбинация сигналов в каждом фрейме должна содержать защитную полосу только в конце кодовой комбинации. В качестве альтернативы, в некоторых приложениях только первая кодовая комбинация сигналов в каждом фрейме, в примере на фиг.4 кодовая комбинация сигналов в положении 39, может содержать защитную полосу в начале, а также в конце кодовой комбинации, и, по меньшей мере, последняя кодовая комбинация сигналов в каждом фрейме может содержать защитную полосу в начале, а также в конце кодовой комбинации. Длина защитной полосы, содержащаяся в некоторых или во всех кодовых комбинациях сигналов, может быть, например, меньше или максимум равна максимальному смещению частоты, с которым может работать устройство приема. В отмеченном примере полосы пропускания приемника 8 МГц защитная полоса может, например, иметь длину от 250 до 500 кГц или любую другую соответствующую длину. Также, длина каждой из защитных полос, содержащихся в кодовых комбинациях сигналов, может быть, по меньшей мере, равна длине несущих, которые не принимают в устройстве приема из-за характеристик фильтра, как описано со ссылкой на фиг.6.
Например, в системе ОМЧР, в которой общая полоса пропускания передачи кратна 8 МГц (режим 4nk: k представляет собой размер окна Фурье из 1024 несущих/выборок, n=1, 2, 3, 4…), и каждая кодовая комбинация сигналов имеет длину 4 МГц, длина каждой защитной полосы в начале и в конце каждой кодовой комбинации сигналов может составлять 343 несущих частот (которые представляют собой количество не используемых несущих частот в кодовых комбинациях данных в начале и в конце каждого фрейма, в каждом режиме 4nk). Полученное в результате количество пригодных для полезного использования несущих частот в каждой кодовой комбинации сигналов могло бы составлять 3584/2-2×343=1106 несущих частот. Следует понимать, однако, что эти числа используются только как примеры и не означают ограничение в каком-либо смысле. Поэтому длина каждой из защитных полос, содержащихся в кодовых комбинациях сигналов, может составлять, по меньшей мере, длину несущей частоты, которую не принимают в устройстве приема из-за характеристик фильтра, как описано со ссылкой на фиг.6, так что длина данных сигналов в каждой кодовой комбинации сигналов равна (или может быть меньшей чем) эффективной полосе пропускания приемника. Следует отметить, что, если дополнительные кодовые комбинации 31b сигналов будут присутствовать, они будут иметь идентичные защитные полосы, как и у кодовых комбинаций 31а сигналов.
В качестве дополнения или в качестве альтернативы, каждая кодовая комбинация данных может содержать защитную полосу с неиспользуемыми несущими частотами в начале и в конце каждой кодовой комбинации. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах применения только соответствующие первые кодовые комбинации данных в каждом фрейме в направлении частоты, в примере по фиг.10 и 13, кодовые комбинации 32, 32', 32'', 32''', 32'''' данных могут содержать защитную полосу в начале кодовой комбинации данных, и последние кодовые комбинаций данных в каждом фрейме в направлении частоты, в примере, показанном на фиг.4 и 7, кодовые комбинации 37, 37', 37'', 37''', 37'''' данных могут содержать защитную полосу в конце каждой кодовой комбинации данных. Таким образом, длина защитных полос кодовых комбинаций данных могла бы, например, быть такой же, как и длина защитных полос кодовых комбинаций сигналов, если кодовые комбинации сигналов содержат защитные полосы.
Как отмечено выше, первые данные сигналов, содержащиеся в кодовых комбинациях 31, 31а и/или 31b сигналов (или в других кодовых комбинациях сигналов в соответствии с настоящим изобретением), содержат информацию физического уровня, которая обеспечивает для устройства 83 приема в соответствии с настоящим изобретением возможность получения информации о структуре фрейма и возможность принимать и декодировать желаемые кодовые комбинации данных. В качестве не ограничительного примера, первые данные сигналов могут содержать параметры, такие как общая или полная полоса пропускания передачи, место расположения соответствующих кодовых комбинаций сигналов во фрейме, длина защитной полосы для кодовых комбинаций сигналов, длина защитной полосы для кодовых комбинаций данных, количество фреймов, которые составляют суперфреймы, количество присутствующих фреймов в пределах суперфрейма, количество кодовых комбинаций данных в измерении частоты общей полосы пропускания фрейма, количество дополнительных кодовых комбинаций данных в измерении времени фрейма и/или отдельных данных сигналов для каждой кодовой комбинации данных в каждом фрейме. Таким образом, место расположения соответствующих кодовых комбинаций сигналов во фрейме может, например, обозначать положение кодовой комбинации сигналов относительно сегментации общей полосы пропускания. Например, в случае, показанном на фиг.4, первые данные сигналов содержат показатель, расположена ли кодовая комбинация сигналов в первом сегменте (например, в первом сегменте размером 8 МГц), или во втором сегменте и т.д. В случае, когда кодовая комбинация сигналов имеет половину длины сегментации полосы пропускания, как, например, пояснялось со ссылкой на фиг.7, каждая пара расположенных рядом друг с другом кодовых комбинаций сигналов имеет одинаковую информацию местоположения. В любом случае, устройство приема будет иметь возможность настраиваться на желательную полосу частот в следующем фрейме, используя информацию о месте расположения. Отдельные (первые) данные сигналов представляют собой отдельный блок данных, индивидуально предусмотренный для каждой кодовой комбинации данных, присутствующей во фрейме, и могут содержать параметры, такие как первая несущая частота кодовой комбинации данных, количество несущих частот, выделенных для кодовой комбинации данных (или длина кодовой комбинации данных, выраженная как кратное минимальной длины кодовой комбинации данных в направлении частоты), модуляция, используемая для кодовой комбинации данных (также может быть включена в данные сигналов, внедренные в кодовые комбинации данных), код защиты от ошибок, используемый для кодовой комбинации данных, использование перемежителя по времени для кодовой комбинации данных, количество вырезов частот (несущие частоты, которые не используются для передачи данных в кодовой комбинации данных) в кодовой комбинации данных, положение вырезов частот и/или ширина вырезов частот. Средство 60 преобразования устройства 82 передачи выполнено с возможностью отображения соответствующих первых данных сигналов на несущие частоты каждой кодовой комбинации сигналов. Средство 73 оценки устройства 83 приема выполнено с возможностью оценки принятых данных сигналов и использования или передачи информации, содержащейся в первых данных сигнала, для последующей обработки в устройстве 83 приема.
В случае, когда первые данные сигналов содержат упомянутую информацию индивидуальных сигналов для каждых данных, присутствующих во фрейме, структура кодовых комбинаций сигналов поддерживает максимальное ограниченное количество кодовых комбинаций данных в направлении частоты на фрейм для ограничения размера каждой кодовой комбинации сигналов максимальным размером. Таким образом, хотя количество кодовых комбинаций данных в направлении частоты в каждом фрейме может динамически и гибко изменяться, это может быть справедливо только в пределах определенного максимального количества кодовых комбинаций данных. Дополнительные кодовые комбинации данных в направлении времени каждого фрейма, соответственно, выровнены с предыдущими кодовыми комбинациями данных, как пояснялось выше. Таким образом, каждая дополнительная следующая кодовая комбинация данных имеет такое же положение, длину, модуляцию и т.д., что и предыдущая кодовая комбинация данных так, что данные сигналов для предыдущей кодовой комбинации данных также являются справедливыми для следующей кодовой комбинации данных. В результате, количество дополнительных кодовых комбинаций данных в направлении времени в каждом фрейме может быть фиксированным или гибким, и эта информация также может содержаться в данных сигналов. Аналогично, структура кодовых комбинаций сигналов может поддерживать только максимальное ограниченное количество вырезов частоты в каждой кодовой комбинации данных.
В качестве альтернативы или дополнительно, для преодоления проблемы, состоящей в том, что части кодовых комбинаций 31 сигналов могут не быть приняты в устройстве 83 приема, устройство 82 передачи, в случае необходимости, может содержать средство 56 кодирования ошибки, установленное перед средством 55 модуляции и выполненное с возможностью добавлять некоторые виды кодирования ошибки, избыточность, такую как кодирование с повторением, кодирование с циклической избыточностью, или тому подобное, к первым данным сигналам. Дополнительное кодирование ошибки может обеспечить для устройства 82 передачи возможность использовать кодовые комбинации 31 сигналов такой же длины, как и тренировочные кодовые комбинации 30, как показано на фиг.4, поскольку устройство 83 приема выполнено с возможностью, например, с помощью средства 71 реконструирования выполнять детектирование и/или коррекцию ошибок некоторого вида для реконструирования исходной комбинации сигналов.
Для упомянутого примера кодовых комбинаций сигналов, имеющих длину 4 МГц и которые выровнены по сегментам 8 МГц в системе ОМЧР, далее описан конкретный (не ограничительный) пример структуры сигналов.
Для длительности символа ОМЧР 448 мкс, каждый блок 4 МГц построен из 3408 поднесущих ОМЧР. Если пилотный сигнал в области частоты используется на каждой 7-й несущей ОМЧР в пределах символов сигналов, 2840 несущих ОМЧР остаются для передачи данных сигналов L1 в каждом символе ОМЧР сигналов.
Эти несущие ОМЧР могут быть, например, модулированы с использованием модуляции 16КАМ, в результате чего в сумме получают 11360 передаваемых битов в пределах сигналов L1. Часть передаваемых битов необходимо использовать с целью коррекции ошибки, например, для кода LDPC (МППЧ, код с малой плотностью проверок на четность) или кода Рида-Соломона. Остальные "чистые" биты затем используют для передачи сигналов, например, как описано в представленной ниже таблице.
Длина защитного интервала
Номер фрейма
Общая полоса пропускания
Общее количество срезов данных
Номер таблицы подсигналов L1
Количество срезов данных, содержащихся в таблицах
Цикл по срезам данных {
Номер среза данных
Положение настройки
Частота начальной поднесущей
Количество поднесущих на срез
Снижение мощности
Глубина перемежения по времени
Индикатор выреза
Повторная обработка PSI/SI
Количество вырезов
} Конец цикла по срезу данных
Цикл по вырезам {
Начало несущей выреза
Ширина выреза
} Конец цикла по вырезам
Зарезервированные биты
CRC_32
Далее параметры данных сигналов, упомянутые в приведенной выше таблице, описаны более подробно:
Длина защитного интервала:
Определяет длину используемого защитного интервала
Номер фрейма:
Счетчик, который увеличивается с каждым фреймом, то есть с каждым символом сигналов
Общая полоса пропускания:
Полная полоса пропускания передачи используемого канала
Общее количество срезов данных:
Этот параметр сигнализирует об общем количестве срезов данных, то есть кодовых комбинаций данных в используемом канале.
Номер таблицы подсигналов L1:
Количество таблиц подсигналов в пределах данных сигналов
Количество срезов данных, содержащихся в таблицах:
Количество срезов данных, которые представлены в виде сигналов в этой таблице сигналов L1
Номер среза данных:
Номер текущего среза данных
Положение настройки:
Этот параметр указывает положение (частоту) полосы пропускания настройки (например, центральная частота, начальная частота или тому подобное из полосы пропускания настройки)
Частота начальной поднесущей:
Начальная частота среза данных (например, в целочисленных кратных значениях минимальной длины кодовой комбинации данных), например в форме абсолютного номера несущей или относительно положения настройки
Количество поднесущих на срез:
Количество поднесущих в срезе данных (например, в целочисленных кратных значениях минимальной длины кодовой комбинации данных), или номер последней несущей или относительно положения настройки
Индикатор среза:
Этот параметр указывает присутствие соседнего среза
Снижение мощности:
Это поле обозначает уровень мощности поля данных (например, полную мощность, мощность, сниженную на 3 дБ, 6 дБ, и т.д.).
Глубина перемежителя по времени:
Глубина перемежения по времени в пределах текущего среза данных
Повторная обработка PSI/SI:
Сигнализирует, была ли выполнена повторная обработка PSI/SI в передатчике для текущего среза данных.
Количество вырезов:
Количество вырезов в пределах текущего среза данных
Начальная несущая выреза:
Начальное положение выреза (например, в целочисленных значениях, кратных минимальной длине кодовой комбинации данных), например в форме абсолютного номера несущей
Ширина выреза:
Ширина выреза
Зарезервированные биты:
Зарезервированные биты для будущего использования
CRC_32:
32-х битное кодирование CRC (ЦИК, циклический избыточный код) для блока сигналов L1
Для того чтобы обеспечить еще лучший прием кодовых комбинаций сигналов в устройстве 83 приема, в настоящем изобретении дополнительно предложено оптимизировать положение настройки устройства 83 приема. В примерах, представленных на фиг.4 и 7, приемник настраивают на часть 38 полосы пропускания передачи путем установки по центру части 38 полосы пропускания вокруг полосы пропускания частот кодовых комбинаций данных, предназначенных для приема. В качестве альтернативы, устройство 83 приема может быть настроено таким образом, что прием кодовой комбинации 31 сигналов будет оптимизирован путем размещения части 38 таким образом, чтобы была принята максимальная часть кодовой комбинации 31 сигналов, в то время как желаемая кодовая комбинация данных все еще будет полностью принята. В качестве альтернативы, длина соответствующих кодовых комбинаций данных не отличается от длины соответствующих кодовых комбинаций 31 сигналов, более чем на определенный процент, например 10%. Пример этого решения можно найти на фиг.8. Границы между кодовыми комбинациями 42, 43, 44 и 45 данных (в направлении частоты) не отклоняются от границ между кодовыми комбинациями 31 сигналов, более чем на определенный процент, такой как (но без ограничений) 10%. Такой малый процент может быть затем скорректирован с помощью описанного выше дополнительного кодирования ошибки в кодовых комбинациях 31 сигналов.
На фиг.13 показано представление в области времени примера фрейма 47 в соответствии с настоящим изобретением. В устройстве 82 передачи, после того, как будет сгенерирована кодовая комбинация или структура фрейма в средстве 59 формирования фрейма, кодовая комбинация фрейма в области частоты будет преобразована в область времени с помощью средства 60 преобразования частоты во время. Пример полученного в результате фрейма в области времени показан на фиг.13 и, теперь, содержит 49, символ 50 передачи сигналов, дополнительный защитный интервал 51 и множество символов 52 данных, которые соответственно разделены защитными интервалами 53. Хотя ситуация, в которой только один символ сигналов присутствует в области времени, соответствует примеру, показанному на фиг.4, где только один временной интервал с кодовой комбинацией сигналов присутствует в структуре фрейма в области частоты, пример по фиг.7 с двумя временными интервалами с кодовыми комбинациями 31а и 31b сигналов, соответственно, мог бы привести к присутствию двух кодовых комбинаций сигналов в области времени, которые, в конечном итоге, могут быть разделены защитным интервалом. Защитные интервалы могли бы, например, представлять собой цикличное продолжение полезных частей соответствующих символов. В примере системы ОМЧР символы сигналов и символы данных, включающие в себя свои предусмотренные, в конечном итоге, защитные полосы, могли бы, соответственно, иметь длину символа ОМЧР. Фреймы в области времени затем передают в средство 61 передачи, которое обрабатывает сигнал в области времени, в зависимости от используемой системы со множеством несущих, например, путем преобразования с повышением частоты сигнала 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. Как отмечено выше, перед кодовой комбинацией (комбинациями) сигналов могут следовать одна или больше тренировочных кодовых комбинаций, что может привести к присутствию тренировочного символа, предшествующего символу сигнала в области времени.
На фиг.13 дополнительно показано, что соответствующее количество фреймов может быть скомбинировано в суперфреймы. Количество фреймов в суперфрейме, то есть длина каждого суперфрейма в направлении времени, может быть фиксированным или может изменяться. Поэтому, может существовать максимальная длина, до которой могут быть динамически установлены суперфреймы. Кроме того, может быть предпочтительным, чтобы данные сигналов в кодовых комбинациях сигналов для каждого фрейма в суперфрейме были одинаковыми, и чтобы изменения в данных сигналов возникали только от суперфрейма к суперфрейму. Другими словами, модуляция, кодирование, количество кодовых комбинаций данных и т.д. могли бы быть одинаковыми в каждом фрейме суперфрейма, но также могут быть другими в следующем суперфрейме. Например, длина суперфреймов в системах широковещательной передачи может быть большей, поскольку, данные сигналов могут не меняться так часто, и в интерактивных системах длина фрейма может быть короче, поскольку оптимизация параметров передачи и приема может быть выполнена на основе обратной связи от приемника в передатчик. Как отмечено выше, тренировочный символ может предшествовать каждому символу сигнала в каждом фрейме.
Элементы и функции устройства 82 передачи, блок-схема которого показана на фиг.14, пояснялись выше. Следует понимать, что фактическое воплощение устройства 82 передачи будет содержать дополнительные элементы и функции, необходимые для реальной работы устройства передачи в соответствующей системе. На фиг.14 показаны только элементы и средства, необходимые для пояснения и понимания настоящего изобретения. То же относится к устройству 83 приема, блок-схема которого показана на фиг.15. На фиг.15 представлены только элементы и функции, необходимые для понимания настоящего изобретения. Дополнительные элементы будут необходимы для фактической работы устройства 83 приема. Следует также понимать, что элементы и функции устройства 82 передачи, а также устройства 83 приема могут быть воплощены в устройстве любого типа, системе и т.д., выполненном с возможностью выполнения функций, описанных и заявленных в соответствии с настоящим изобретением.
Как отмечено выше, данные в кодовых комбинациях данных в соответствии с настоящим изобретением, такие как кодовые комбинации данных во фреймах со структурами 29 и 29' фрейма, как показано на фиг.4 и 7, соответственно, располагают во фреймах данных, в которых каждый фрейм данных содержит вторые данные сигналов и данные содержания. Вторые данные сигналов, таким образом, представляют собой данные сигналов с индивидуальными параметрами данных содержания соответствующего фрейма данных, такими как, но без ограничений модуляция, используемая для данных содержания во фрейме данных, код защиты от ошибки, используемый для данных содержания во фрейме данных, идентификация соединения с информацией для устройства приема, предназначены ли данные содержания и данные фрейма для устройства приема или нет, и т.д.
Как показано на фиг.17, фрейм 84 данных в соответствии с настоящим изобретением может содержать вторые данные сигналов в заголовке 84а, после которых следуют данные 84b содержания (в направлении времени). Таким образом, на фиг.17 показан фрейм 84 данных в соответствии с настоящим изобретением, который сформирован средством 54, 54', 54'' формирования фрейма данных устройства 82 передачи, как показано на фиг.14.
На фиг.18 схематично показано, как несколько фреймов данных выделяют для и вставляют в кодовые комбинации данных, которые имеют одинаковое размещение по частоте и которые расположены рядом друг с другом в направлении времени, такие как кодовые комбинации 34, 34', 34'', 34''' и 34'''' данных фреймов со структурами 29 и 29' фреймов, показанными на фиг.4 и 7, соответственно. Как показано на фиг.18, несколько фреймов 85, 85', 85'' и 85''' данных соответствующей различной длины (и/или различные данные и/или содержание сигналов, и/или разная модуляция, и/или разное кодирование) размещают в кодовых комбинациях 34, 34', 34'', 34''' и 34'''' данных совершенно независимым и гибким образом. Другими словами, длина (количество несущих частот) фреймов 85, 85', 85'' и 85''' данных полностью не зависит от длины (количества несущих частот) кодовых комбинаций 34, 34', 34'', 34''' и 34'''' данных, и фреймы 85, 85', 85'' и 85'''' данных располагают так, что они следуют друг за другом в кодовых комбинациях 34, 34', 34'', 34''' и 34'''' данных. Таким образом, структура фреймов данных обычно полностью не зависит от общей структуры фрейма (например, фреймов со структурами 29 и 29' фрейма). Однако структура частоты, то есть, первая несущая частота и последняя несущая частота кодовых комбинаций 34', 34'', 34''' и 34'''' данных также представляет собой структуру частоты фреймов 85, 85', 85'' и 85''' данных. Кодовые комбинации данных, имеющие одинаковое размещение по частоте и расположенные рядом друг с другом в направлении времени, таким образом, формируют своего рода контейнер для фреймов данных, которые могут быть вставлены в этот контейнер совершенно свободно и независимо. Следует отметить, что на фиг.18, для ясности, показаны фреймы 85, 85', 85'' и 85''' данных, без перемежения по времени и/или частоте. В фактическом варианте выполнения, фреймы 85, 85', 85'' и 85''' данных могут быть вставлены в кодовые комбинации 34, 34', 34'', 34''' и 34'''' данных в форме с перемежением по времени и/или по частоте.
Вторые данные сигналов, содержащиеся в каждом заголовке 85а, 85а', 85а'' и 85а''' каждого из фреймов 85, 85', 85'', 85''' данных, содержат индивидуальные вторые данные сигналов для соответствующего фрейма данных. Другими словами, вторые данные сигналов, содержащиеся в заголовке 85а, 85а', 85а'' и 85а''', по меньшей мере, частично отличаются друг от друга. Длина каждого фрейма 85, 85', 85'' и 85''' данных может быть передана в виде сигналов либо во вторых данных сигналов фрейма, или в первых данных сигналов, описанных выше. Как отмечено выше, вторые данные сигналов могут содержать модуляцию данных содержания в соответствующем фрейме данных, кодирование (для защиты от ошибок) данных содержания в соответствующем фрейме данных. Дополнительное или альтернативное содержание сигналов, такое как информация, идентификация, идентифицирующая, какому соответствующему потоку данных принадлежат данные содержания соответствующего фрейма данных, как пояснялось выше, также могут содержаться во вторых данных сигналов, в зависимости от желаемого варианта выполнения. Например, вторые данные сигналов могут (в скрытой или в явной форме) содержать некоторое обозначение длины данных содержания во фрейме данных. В некоторых вариантах выполнения, если модуляция и кодирование остаются одинаковыми, длина данных содержания также будет одинаковой. Таким образом, в случае, когда модуляция и кодирование данных содержания в следующих фреймах данных остается одинаковой, может стать ненужным передавать снова в сигналах (или в заголовке следующего фрейма данных) те же модуляцию и кодирование, а можно только обозначить, что модуляция и кодирование остаются такими же, как и прежде. В качестве альтернативы, возможен вариант выполнения, в котором заголовок последующего фрейма данных может быть исключен, если модуляция и кодирование не меняются относительно предшествующего фрейма данных.
Вторые данные сигналов каждого фрейма 85, 85', 85'', 85''' данных, предпочтительно, содержат последовательность синхронизации, такую как псевдошумовая последовательность или любая другая соответствующая последовательность, которую используют в средстве 78 корреляции устройства 83 приема для выполнения корреляции для детектирования начала каждого заголовка 85а, 85а', 85а'''. Поскольку синхронизация символа уже произошла (была достигнута, например, в результате демодуляции множества несущих частот), результат корреляции, выполняемый в средстве 78 корреляции, обеспечивает для средства 70 обратного отображения возможность правильного обратного отображения и демодуляции вторых данных сигналов и соответствующего фрейма данных. В примере воплощения вторые данные сигналов расположены в символах, и каждый из символов содержит часть последовательности синхронизации (каждый символ содержит определенное количество битов). Например, старший значимый бит (или старшие значимые биты, например, 2, 3 или 4 и т.д. биты) каждого символа содержит часть упомянутой последовательности синхронизации. Например, в случае, когда вторые данные сигналов модулируют с использованием 16-КАМ, и в этом случае полученные в результате символы 16-КАМ, соответственно, содержат 4 бита, старший значимый бит каждого из символов КАМ, содержащийся в каждом из заголовков 85а, 85а', 85а'', 85а''', может содержать часть (один бит) последовательности синхронизации. Вместо старшего значимого бита (битов) можно использовать другой бит или другие биты. Последовательность синхронизации может представлять собой любой вид соответствующей последовательности, например, ПШ, ПШБП или любой другой последовательности.
На фиг.19 более подробно показан пример части устройства 82 передачи. Таким образом, вторые данные сигналов кодируют в средстве 86 кодирования и после этого модулируют, например, используя КАМ, QPSK (КФМН, квадратурная фазовая манипуляция) или любой другой соответствующий способ модуляции в средстве 87 модуляции, после чего модулированные и кодированные вторые данные сигналов передают в средство 54 или 54' или 54'' формирования фрейма данных. Данные содержания кодируют в средстве 88 кодирования, которое представляет собой, например, кодер МППЧ (проверка на четность с низкой плотностью) или любой другой соответствующий кодер, после чего выполняют перемежение с помощью перемежителя 89 битов и затем модулируют в средстве 58, 58', 58'' модуляции, которое представляет собой, например, кодер КАМ или любой другой соответствующий кодер. Кодированные после перемежения и модулированные данные содержания затем передают в средство 54 (или 54' или 54'') формирования фрейма данных. Средство 54, 54', 54'' формирования фрейма данных затем формирует соответствующие фреймы данных, как пояснялось со ссылкой на фиг.17 и 18. Поэтому размер блока кодирования, выполняемого средством 88 кодирования для данных содержания в каждом фрейме данных, может изменяться для каждого фрейма данных, обеспечивая, таким образом, возможность изменения уровня надежности для фреймов данных. Кодирование, выполняемое в средство 88 кодирования, а также модуляцию, выполняемую в средстве 90 модуляции, соответствующим образом передают в виде сигналов во вторых данных сигналов соответствующего заголовка фрейма данных. Модуляция, выполняемая средством 87 модуляции по вторым данным сигналов, представляет собой, например, модуляцию 16 КАМ (как более подробно описано со ссылкой на фиг.20) или модуляцию КФМН (как более подробно описано со ссылкой на фиг.21), но можно использовать любую другую надежную модуляцию.
На фиг.20 показан первый пример более подробного варианта воплощения генерирования заголовка со вторыми данными сигналов. В показанном примере модуляцию 16 КАМ выполняют с помощью средства 87 модуляции по вторым данным сигналов. Таким образом, символ КАМ имеет 4 бита. Старший значимый бит в каждом из символов используют для части псевдошумовой последовательности (ПШ последовательности). Другие три бита каждого символа КАМ несут полезную нагрузку данных сигналов, такую как кодирование (для защиты от ошибок) данных содержания, модуляцию данных содержания и/или идентификацию соединения. Например, информация о модуляции содержится в 3 битах, идентификация соединения содержится в 8 битах, и информация кодирования содержится в 4 битах, в результате чего получают полезную нагрузку длиной 15 битов для вторых данных сигналов. Эти 15 битов повторяют в повторителе 91, например 3 раза. Затем вторые данные сигналов кодируют в средстве 86 кодирования, которое представляет собой, например, средство кодирования Рида-Соломона, и затем передают в средство 87 модуляции. Средство 87 модуляции, поэтому, выводит 45 символов (псевдошумовая последовательность имеет длину 45 битов, и каждый из битов используется как старший значимый бит каждого из 45 символов). Однако следует отметить, что представленное количество представляет собой только примеры, и оно может быть изменено в зависимости от соответствующего варианта выполнения.
На фиг.21 показан второй пример более подробного воплощения генерирования заголовка фрейма данных со вторыми данными сигналов. В отличие от первого примера, показанного на фиг.20, в котором последовательность синхронизации вставляют во вторые данные сигналов, в этом втором примере предложено модулировать последовательность синхронизации на вторые данные сигналов. Кроме того, во втором примере предлагается подавать вторые данные сигналов в путях I и Q средства модуляции и изменять сортировку (то есть, изменять порядок) данных в путях I или Q (например, путем их задержки или путем их сдвига), при модуляции последовательности синхронизации в одном из путей. Таким образом, достигается разнос вторых данных сигналов, в результате чего улучшаются свойства декодирования на стороне приема. Во втором примере модуляцию, например, модуляцию КФМН выполняют с помощью средства 87 модуляции по вторым данным сигналов. Модуляция КФМН более надежная, чем модуляция 16 КАМ, как описано в примере, показанном на фиг.20. Символ КФМН содержит 2 бита, в результате чего каждый символ несет часть последовательности синхронизации, которая может представлять собой, например, ПШ последовательность, последовательность ПШБП или любую другую соответствующую последовательность с хорошими свойствами корреляции, как, в общем, поясняется со ссылкой на фиг.19. В примере воплощения, показанном на фиг.21, средство 86 кодирования представляет собой, например, кодер ВСН (КБК, кодер блочного кода), который кодирует вторые данные сигналов, которые могут быть, например, представлены 15 битами, 18 битами или тому подобное (например, кодер КБК может представлять собой кодер КБК (18, 45). Средство 86 кодирования затем выводит, например, 45 битов кодированных вторых данных сигналов, которые затем подают по путям I и Q средством 87 модуляции. На пути I 45 кодированных битов сигналов подают в средство 87 модуляции в неизменной форме. Однако, на пути Q, кодированные биты сигналов пересортируют с использованием любой соответствующей обработки изменения сортировки, (например, задерживают со сдвигом на цикл одного бита), сдвигают, изменяя их порядок или тому подобное, в средстве 90 изменения сортировки, где после того, как последовательность синхронизации (например, ПШ последовательность, последовательность ПШБП и любую другую соответствующую последовательность синхронизации с хорошими свойствами корреляции) модулируют на биты, полученные после изменения сортировки с использованием средства 92 комбинирования, которое выполняет, например, операцию XOR (исключающее ИЛИ) или любую другую соответствующую операцию. Последовательность синхронизации, например, также содержит 45 битов, таким образом, что в случаях, когда средство 90 изменения сортировки вводит сдвиг на цикл одного бита, каждый сдвинутый бит по пути Q модулируют одним битом последовательности синхронизации. Биты с измененной сортировкой, с модулированной последовательностью синхронизации, затем подают в путь Q средства 87 модуляции, которое выполняет, например, модуляцию КФМН по сигналам, подаваемым через пути I и Q. Средство 87 модуляции затем выводит модулированную информацию вторых сигналов в форме символов, в данном примере 45 символов в каждом заголовке каждого фрейма данных. Каждый символ содержит множество битов (в примере КФМН два бита), в которых, в настоящем примере, один из битов модулируют с одним битом из последовательности синхронизации. Обычно часть последовательности синхронизации модулируют на один или больше из битов каждого символа. Следует понимать, что вместо пути Q задержка и модуляция последовательности синхронизации может быть выполнена в пути I. Как показано на фиг.19, модулированные вторые данные сигналов затем подают из средства 87 модуляции в средство 54 (или 54', или 54'') формирования фрейма данных, как показано и описано со ссылкой на фиг.19.
На фиг.22 представлено подробное воплощение устройства 83 приема, как показано на фиг.15 для примера воплощения, представленного на фиг.21. На фиг.22, таким образом, представлен пример воплощения для детектирования синхронизации фреймов данных с помощью последовательности синхронизации, содержащейся в каждом заголовке фрейма данных. Как показано на фиг.22, данные, выводимые из обратного перемежителя 77 по времени, передают в средство 93 демодуляции, например, средство демодуляции с жестким решением, такое как в контексте примера, показанного на фиг.21, например, средство обратного отображения КФМН, которое выполняет демодуляцию КФМН для вторых данных сигналов, и выводит эти демодулированные данные в пути I и Q. Средство 94 изменения сортировки в пути I изменяет сортировку, например, выполняет задержку, сдвиг или тому подобное данных, для того, чтобы, по меньшей мере, частично компенсировать изменение сортировки, введенное в данные на пути Q средством 90 изменения сортировки, как показано на фиг.21. Следует отметить, что операция, выполняемая средством 94 сортировки, может, но необязательно должна быть полностью обратимой для операции, выполняемой средством сортировки 90. Кроме того, если средство 90 изменения сортировки будет расположено на пути I, средство 94 изменения сортировки будет расположено на пути Q. Затем данные на пути I умножают на данные на пути Q в средстве 95 умножения, в результате чего получают последовательность синхронизации, которая была модулирована на заголовок фрейма данных и которую выводят в средство 78 корреляции, которое выполняет корреляцию с новой (ожидаемой) последовательностью синхронизации и выводит пик синхронизации, обеспечивающий возможность детектирования заголовка фрейма данных и, таким образом, начала фрейма данных. Полученную в результате информацию затем, например, передают в средство 70 обратного отображения, как показано и описано со ссылкой на фиг.15.
На фиг.23 подробно показан вариант выполнения устройства 83 приема, представленного на фиг.15, со ссылкой на примеры, показанные на фиг.21 и 22. Таким образом, на фиг.23 предлагается выполнить вариант воплощения для получения и оценки вторых данных сигналов, содержащихся в заголовках фрейма данных (как, например, в общем, описано со ссылкой на средство 79 оценки устройства 83 приема, показанного на фиг.15). В результате, в примере по фиг.23, поток данных, поступающих из обратного перемежителя 77 по времени устройства 83 приема по фиг.15, подают в средство 96 обратного отображения, которое, например, представляет собой средство обратного отображения КФМН с мягким принятием решения. Средство 96 обратного отображения КФМН демодулирует данные и выводит их в пути I и Q. Предпочтительно, данные выводят в форме отношения логарифмической вероятности. По пути Q данные модулируют в средстве 97 комбинирования с ожидаемой копией (или соответствующим образом обработанной копией) последовательности синхронизации, содержащейся в заголовках фрейма данных (модулированных на вторые данные сигналов в устройстве 82 передачи), после чего выполняют изменение сортировки данных (например, выполняют задержку, сдвиг или тому подобное) в средстве 98 изменения сортировки для ввода обратной сортировки и изменения сортировки, введенной средством 90 изменения сортировки в данные на пути Q, как показано на фиг.21. Следует отметить, что изменение сортировки, выполняемое средством 98 изменения сортировки, должно быть полностью обратимым для изменения сортировки, вводимой средством 90 изменения сортировки. Кроме того, средство 98 изменения сортировки, так же, как и средство 97 комбинирования, должны быть расположены в пути I, в случае, когда средство 90 изменения сортировки и средство 92 комбинирования расположены в пути I. Далее данные путей I и Q суммируют в средстве 99 суммирования, после чего применяют жесткое решение к суммированным данным в средстве 100 принятия жесткого решения. Выход принятия жесткого решения затем декодируют в средстве 101 декодирования, например, в средстве декодирования с использованием блочного кода, которое декодирует кодировку, введенную средством 86 кодирования по фиг.21. Выход средства 101 декодирования затем представляет собой оригинальные вторые данные сигналов, такие, как, например, вторые данные сигналов размером 15 бит или 18 бит, которые подавали в средство 86 кодирования по фиг.21. Эти вторые данные сигналов затем используют для дальнейшей обработки, например, передают в средство 70 обратного отображения и/или в средство 80 декодирования ошибки устройства 83 приема по фиг.15. Следует отметить, что средство 98 задержки, в качестве альтернативы, может быть воплощено в пути I. Кроме того, кроме того или в качестве альтернативы, пути I и Q могут быть декодированы отдельно, и путь с лучшим результатом декодирования может в последующем использоваться.
Упорядочивание вторых данных сигналов и данных содержания во фреймах данных, и для выделения фреймов данных по кодовым комбинациям данных преднамеренным и гибким образом имеет преимущество, состоящее в уменьшении объемов необходимой обработки в устройстве 83 приема. Кроме того, гарантируются только короткие задержки для интерактивных услуг. Как показано на фиг.15, устройство 83 приема, после средства 78 корреляции, обеспечивающего корреляцию последовательности синхронизации (псевдошумовой последовательности) вторых данных сигналов, содержит средство 79 оценки, которое выполнено с возможностью оценки принятых вторых данных сигналов, в конечном итоге, после необходимого декодирования, соответствующего кодированию, выполняемому средством 86 кодирования, демодуляции (например, КАМ демодуляции), соответствующей модуляции, выполненной средством 87 модуляции, или другой необходимой обработки. Однако информацию сигналов, получаемую с помощью средство 79 оценки, передают в средство 70 обратного отображения. Например, средство 79 оценки может быть выполнено с возможностью получения модуляции данных содержания из вторых данных сигналов и предоставления в средство 70 обратного отображения информации о модуляции таким образом, что средство 70 обратного отображения может выполнять соответствующую необходимую демодуляцию по данным содержания для фрейма данных. Затем средство 79 оценки может быть выполнено с возможностью получения кодирования ошибки данных содержания во фрейме данных и предоставления в средство 80 декодирования ошибки, расположенное в устройстве 83 приема таким образом, что средство 80 декодирования ошибки будет выполнено с возможностью выполнения декодирования ошибки по данным содержания принятого фрейма данных. Кроме того, средство 79 оценки может быть выполнено с возможностью получения информации соединения во вторых данных сигналов принятого фрейма данных и предоставления для соответствующего средства обработки устройства 83 приема информации о соединении, которая информирует устройство приема 83, предназначены ли в действительности данные содержания принятого фрейма данных для приема данным устройством 83 приема или нет.
Следует отметить, что настоящее изобретение предназначено для охвата структуры фрейма (и соответствующим образом выполненных устройств передачи и приема, и способа, как описано выше), которая, в качестве альтернативы к описанным выше вариантам воплощения, не имеет множество (две или больше) кодовых комбинаций данных, в которых, по меньшей мере, одна кодовая комбинация данных имеет длину, отличающуюся от длины другой кодовой комбинации (комбинаций) данных. Такая структура кодовых комбинаций данных с переменной длиной может быть скомбинирована, либо с последовательностью кодовых комбинаций сигналов с идентичной длиной и (идентичным или практически идентичным) содержанием, как описано выше, или с последовательностью кодовых комбинаций сигналов, в которых, по меньшей мере, одна кодовая комбинация сигналов имеет длину и/или содержание, отличающиеся от других кодовых комбинаций сигналов, то есть переменную длину кодовой комбинации сигналов. В обоих случаях, устройству 83 приема потребуется некоторая информация об изменяющейся длине кодовой комбинации данных, которая может быть передана с помощью отдельного канала сигнальных данных или с помощью сигнальных данных, содержащихся в кодовых комбинациях сигнальных данных, которые содержатся в структуре фрейма, как описано выше. В последнем случае возможен вариант воплощения, в котором первая кодовая комбинация сигналов в каждом фрейме всегда имеет одинаковую длину таким образом, что устройство приема всегда может получать информацию об изменяющихся кодовых комбинациях данных путем приема первых кодовых комбинаций сигналов в каждом или необходимых фреймах. Конечно, также возможны другие варианты воплощения. В остальном, все еще применима остальная часть описанного выше описания в отношении кодовых комбинаций данных и кодовых комбинаций сигналов, а также в отношении возможных вариантов воплощения в устройстве 82 передачи и в устройстве 83 приема.