мультиплексирование и передача нескольких потоков данных в системе радиосвязи с несколькими несущими

Формула изобретения

1. Способ широковещания и многопунктовой передачи данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что:

обрабатывают множество потоков данных для получения множества потоков символов данных, одного потока символов данных для каждого потока данных,

выделяют элементы передачи каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных в каждом потоке символов данных на элементы передачи, выделенные соответствующему потоку данных,

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, причем каждый поток данных является независимо восстанавливаемым приемником на основе символов данных, включенных в составной поток символов для потока данных, и

мультиплексируют символы дополнительной служебной сигнализации в составной поток символов, причем символы дополнительной служебной сигнализации несут сигнализацию, указывающую элементы передачи, выделенные каждому из множества потоков данных.

2. Способ широковещания и многопунктовой передачи данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что:

обрабатывают множество потоков данных для получения множества потоков символов данных, одного потока символов данных для каждого потока данных,

выделяют элементы передачи каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных в каждом потоке символов данных на элементы передачи, выделенные соответствующему потоку данных, и формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, причем каждый поток данных является независимо восстанавливаемым приемником на основе символов данных, включенных в составной поток символов для потока данных, в котором каждый из множества потоков символов данных несет сигнализацию, указывающую элементы передачи, выделенные потоку данных в последующем интервале передачи.

3. Способ по п.2, в котором нескольким потокам данных выделяют различные группы поддиапазонов в каждом периодесимвола, который используют для широковещания и многопунктовой передачи.

4. Способ по п.3, в котором поддиапазоны в каждой группе распределяют по Т поддиапазонам в целом, и в котором поддиапазоны в каждой группе чередуют с поддиапазонами в других группах в одном периоде символа.

5. Способ широковещания и многопунктовой передачи данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что:

обрабатывают множество потоков данных для получения множества потоков символов данных, одного потока символов данных для каждого потока данных,

выделяют элементы передачи каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных в каждом потоке символов данных на элементы передачи, выделенные соответствующему потоку данных, и

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, причем каждый поток данных является независимо восстанавливаемым приемником на основе символов данных, включенных в составной поток символов для потока данных,

при этом каждый поток данных обрабатывают независимо с использованием схемы кодирования и модуляции, выбранной для потока данных, для получения соответствующего потока символов данных,

при этом схему кодирования и модуляции для каждого потока данных выбирают на основе ожидаемой зоны обслуживания для потока данных.

6. Способ широковещания и многопунктовой передачи данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что:

обрабатывают множество потоков данных для получения множества потоков символов данных, одного потока символов данных для каждого потока данных,

выделяют элементы передачи каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных в каждом потоке символов данных на элементы передачи, выделенные соответствующему потоку данных, и

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, причем каждый поток данных является независимо восстанавливаемым приемником на основе символов данных, включенных в составной поток символов для потока данных,

при этом каждый поток данных обрабатывают независимо с использованием схемы кодирования и модуляции, выбранной для потока данных, для получения соответствующего потока символов данных,

при этом схему кодирования и модуляции для каждого потока данных выбирают на основе скорости передачи данных для потока данных.

7. Способ широковещания и многопунктовой передачи данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что:

обрабатывают множество потоков данных для получения множества потоков символов данных, одного потока символов данных для каждого потока данных,

выделяют элементы передачи каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных в каждом потоке символов данных на элементы передачи, выделенные соответствующему потоку данных, и

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, причем каждый поток данных является независимо восстанавливаемым приемником на основе символов данных, включенных в составной поток символов для потока данных,

при этом каждый поток данных обрабатывают независимо с использованием схемы кодирования и модуляции, выбранной для потока данных, для получения соответствующего потока символов данных,

при этом схему кодирования и модуляции, которая используется для каждого потока данных, поддерживают, даже если варьируется мгновенная скорость передачи данных информации потока данных.

8. Способ широковещания и многопунктовой передачи данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что:

обрабатывают множество потоков данных для получения множества потоков символов данных, одного потока символов данных для каждого потока данных,

выделяют элементы передачи каждому из множества потоков данных,

причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных в каждом потоке символов данных на элементы передачи, выделенные соответствующему потоку данных, и

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, причем каждый поток данных является независимо восстанавливаемым приемником на основе символов данных, включенных в составной поток символов для потока данных, в котором множество потоков данных содержит первый поток данных для составляющей видеосигнала мультимедийной программы и второй поток данных для звуковой составляющей мультимедийной программы, и при этом первый и второй потоки данных являются независимо восстанавливаемыми приемником.

9. Способ по п.8, в котором множество потоков данных дополнительно содержит третий поток данных для составляющей данных мультимедийной программы.

10. Способ по п.8, в котором первый поток данных обрабатывают с использованием первой схемы кодирования и модуляции для получения первого потока символов данных, и при этом второй поток данных обрабатывают с использованием второй схемы кодирования и модуляции для получения второго потока символов данных.

11. Способ широковещания и многопунктовой передачи данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что:

обрабатывают множество потоков данных для получения множества потоков символов данных, одного потока символов данных для каждого потока данных,

выделяют элементы передачи каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных в каждом потоке символов данных на элементы передачи, выделенные соответствующему потоку данных, и

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, причем каждый поток данных является независимо восстанавливаемым приемником на основе символов данных, включенных в составной поток символов для потока данных, в котором каждый из, по меньшей мере, одного потока данных, среди множества потоков данных, содержит основной поток и расширенный поток, несущие различную информацию для потока данных.

12. Способ по п.11, в котором основной поток и расширенный поток для каждого из по меньшей мере одного потока данных имеют различные зоны обслуживания.

13. Способ по п.11, в котором основной поток и расширенный поток для каждого из по меньшей мере одного потока данных обрабатывают с использованием схемы кодирования и модуляции, выбранной для потока данных, и передают с различными уровнями мощности передачи.

14. Способ по п.11, в котором основной поток и расширенный поток для каждого из по меньшей мере одного потока данных обрабатывают с использованием схемы кодирования и модуляции, выбранной отдельно для основного потока и расширенного потока.

15. Устройство в широковещательной системе радиосвязи с несколькими несущими, содержащее:

процессор данных, выполненный с возможностью обработки множества потоков данных для получения множества потоков символов данных, одного потока символов данных для каждого потока данных,

контроллер, выполненный с возможностью выделения элементов передачи каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных, и

мультиплексор, выполненный с возможностью отображения символов данных в каждом потоке символов данных на элементы передачи, выделенные соответствующему потоку данных, и формирования составного потока символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, причем каждый поток данных является независимо восстанавливаемым приемником на основе символов данных, включенных в составной поток символов для потока данных,

в котором Т поддиапазонов в целом являются используемыми для передачи символов данных в каждом периоде символа, который используется для широковещания, и могут быть выделены нескольким потокам данных, где Т>1, и

в котором нескольким потокам данных выделяют различные группы поддиапазонов в каждом периоде символа, который используется для широковещания, причем поддиапазоны в каждой группе распределены по Т поддиапазонам в целом, и при этом поддиапазоны в каждой группе чередуются с поддиапазонами в других группах в одном периоде символа.

16. Устройство в широковещательной системе радиосвязи с несколькими несущими, содержащее:

средство обработки множества потоков данных для получения множества потоков символов данных, одного потока символов данных для каждого потока данных,

средство выделения элементов передачи каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

средство отображения символов данных в каждом потоке символов данных на элементы передачи, выделенные соответствующему потоку данных, и

средство формирования составного потока символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, причем каждый поток данных является независимо восстанавливаемым приемником на основе символов данных, включенных в составной поток символов для потока данных,

в котором Т поддиапазонов в целом являются используемыми для передачи символов данных в каждом периоде символа, который используется для широковещания, и могут быть выделены нескольким потокам данных, где Т>1, и

в котором нескольким потокам данных выделяют различные группы поддиапазонов в каждом периоде символа, который используется для широковещания.

17. Устройство по п.16, в котором поддиапазоны в каждой группе распределены по Т поддиапазонам в целом, и при этом поддиапазоны в каждой группе чередуются с поддиапазонами в других группах в одном периоде символа.

18. Способ передачи множества потоков данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что для каждого суперкадра заданной длительности

идентифицируют множество потоков данных, которые должны быть переданы в суперкадре, обрабатывают по меньшей мере один блок данных для каждого из множества потоков данных для получения по меньшей мере одного кодового блока для потока данных, одного кодового блока для каждого блока данных, причем каждый кодовый блок содержит множество символов данных,

выделяют элементы передачи в суперкадре каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных по меньшей мере в одном кодовом блоке для каждого потока данных на элементы передачи, выделенные этому потоку данных, и

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, и

мультиплексируют, для каждого суперкадра, символы дополнительной служебной сигнализации в составной поток символов, причем символы дополнительной служебной сигнализации несут сигнализацию, указывающую элементы передачи, выделенные каждому из множества потоков данных в суперкадре.

19. Способ передачи множества потоков данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что для каждого суперкадра заданной длительности

идентифицируют множество потоков данных, которые должны быть переданы в суперкадре,

обрабатывают по меньшей мере один блок данных для каждого из множества потоков данных для получения по меньшей мере одного кодового блока для потока данных, одного кодового блока для каждого блока данных, причем каждый кодовый блок содержит множество символов данных,

выделяют элементы передачи в суперкадре каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных по меньшей мере в одном кодовом блоке для каждого потока данных на элементы передачи, выделенные этому потоку данных, и

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, в котором по меньшей мере один кодовый блок для каждого потока данных в текущем суперкадре несет сигнализацию, указывающую элементы передачи, выделенные потоку данных в последующем суперкадре.

20. Способ передачи множества потоков данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что:

для каждого суперкадра заданной длительности

идентифицируют множество потоков данных, которые должны быть переданы в суперкадре,

обрабатывают, по меньшей мере, один блок данных для каждого из множества потоков данных для получения, по меньшей мере, одного кодового блока для потока данных, одного кодового блока для каждого блока данных, причем каждый кодовый блок содержит множество символов данных,

выделяют элементы передачи в суперкадре каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных по меньшей мере в одном кодовом блоке для каждого потока данных на элементы передачи, выделенные этому потоку данных,

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, в котором каждый суперкадр содержит множество кадров, причем каждый кадр имеет определенную длительность,

для каждого суперкадра разбивают каждый кодовый блок для каждого потока данных на множество субблоков, один субблок для каждого кадра, формируют множество наборов субблоков для каждого потока данных, один набор субблоков для каждого кадра, причем каждый набор субблоков содержит один субблок для каждого из по меньшей мере одного кодового блока для потока данных, и

для каждого кадра суперкадра выделяют элементы передачи в кадре каждому из множества потоков данных, и

мультиплексируют символы данных в наборе субблоков для кадра для каждого потока данных в элементы передачи в кадре, выделенные данному потоку,

назначают определенные элементы передачи в кадре каждому потоку данных, причем символы данных в наборе субблоков для кадра для каждого потока данных мультиплексируют в определенные элементы передачи, назначенные потоку данных, в котором назначение определенных элементов передачи в кадре каждому потоку данных включает в себя этапы, на которых

разделяют кадр на множество двумерных (2-D) полос, причем каждая 2-D полоса содержит различный набор поддиапазонов и распространяется на множество периодов символа в кадре,

отображают каждый из множества потоков данных на одну из множества 2-D полос, и

назначают элементы передачи в каждой 2-D полосе каждому потоку данных, отображенному на 2-D полосу.

21. Способ по п.20, в котором элементы передачи в каждой 2-D полосе отображают на одномерную (1-D) полосу, и при этом каждому потоку данных, отображенному на 2-D полосу, назначают сегмент непрерывных элементов передачи в соответствующей 1-D полосе.

22. Способ по п.21, в котором элементы передачи в каждой 2-D полосе отображают на соответствующую 1-D полосу с использованием вертикального зигзагообразного шаблона, причем вертикальный зигзагообразный шаблон выбирает элементы передачи в 2-D полосе в последовательном порядке по поддиапазонам, для одного периода символа одномоментно, и в последовательном порядке по множеству периодов символа для кадра.

23. Способ по п.20, в котором нескольким потокам данных, соответствующим совместному приему, назначают смежные элементы передачи в единой 2-D полосе.

24. Способ передачи множества потоков данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что

для каждого суперкадра заданной длительности

идентифицируют множество потоков данных, которые должны быть переданы в суперкадре,

обрабатывают, по меньшей мере, один блок данных для каждого из множества потоков данных для получения по меньшей мере одного кодового блока для потока данных, одного кодового блока для каждого блока данных, причем каждый кодовый блок содержит множество символов данных,

выделяют элементы передачи в суперкадре каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных по меньшей мере в одном кодовом блоке для каждого потока данных на элементы передачи, выделенные этому потоку данных,

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, в котором каждый суперкадр содержит множество кадров, причем каждый кадр имеет определенную длительность,

для каждого суперкадра разбивают каждый кодовый блок для каждого потока данных на множество субблоков, один субблок для каждого кадра,

формируют множество наборов субблоков для каждого потока данных, один набор субблоков для каждого кадра, причем каждый набор субблоков содержит один субблок для каждого из по меньшей мере одного кодового блока для потока данных, и

для каждого кадра суперкадра выделяют элементы передачи в кадре каждому из множества потоков данных, и

мультиплексируют символы данных в наборе субблоков для кадра для каждого потока данных в элементы передачи в кадре, выделенные данному потоку, в котором каждый блок данных для каждого потока данных обрабатывают с использованием каскадного кода, составленного из внешнего кода и внутреннего кода, для получения соответствующего кодового блока.

25. Способ по п.24, в котором внешний код обеспечивают избирательно для каждого потока данных.

26. Способ по п.24, в котором каждый блок данных содержит

множество пакетов данных, и при этом обработка по меньшей мере одного блока данных для каждого из множества потоков данных включает в себя этапы, на которых

кодируют множество пакетов данных для каждого блока данных с использованием внешнего кода для получения по меньшей мере одного пакета контроля по четности для блока данных, и

кодируют множество пакетов данных и по меньшей мере один пакет контроля по четности для блока данных с использованием внутреннего кода, отдельно для каждого пакета, для получения множества кодированных пакетов для соответствующего кодового блока.

27. Способ по п.24, в котором внешним кодом является блочный код, и внутренним кодом является Турбо код.

28. Способ по п.26, в котором каждый суперкадр содержит множество кадров равной длительности, причем каждый кодовый блок для каждого потока данных разбивают на множество субблоков, имеющих равное количество кодированных пакетов, и при этом множество субблоков для каждого кодового блока передают в множестве кадров суперкадра, один субблок на кадр.

29. Способ по п.28, в котором каждый кодированный пакет в каждом субблоке для каждого потока данных передают по возможности в меньшем количестве периодов символа на основе элементов передачи, выделенных потоку данных, для понижения требований на буферизацию.

30. Способ по п.28, в котором каждый кодированный пакет в каждом субблоке для каждого потока данных передают по возможности в большем количестве периодов символа на основе

элементов передачи, выделенных потоку данных, для улучшения временного разнесения.

31. Способ по п.28, в котором В кодовых блока получают для первого потока данных для текущего суперкадра, где В>1, и первый поток данных является одним из множества потоков данных, причем каждый из В кодовых блоков разбивают на F субблоков для F кадров текущего суперкадра, где F>1, причем каждый субблок содержит Р кодированных пакетов, где Р>1, и при этом для первого потока данных Р×В кодированных пакетов в В субблоках передают в каждом кадре текущего суперкадра.

32. Способ по п.31, в котором для каждого кадра текущего суперкадра Р кодированных пакетов в каждом из В субблоков, которые должны быть переданы в кадре, для первого потока данных, распределяют по элементам передачи кадра, выделенным первому потоку данных, для получения временного разнесения.

33. Способ по п.31, в котором для каждого кадра текущего суперкадра В субблоков, которые должны быть переданы в кадре, для первого потока данных, осуществляют циклический проход и, для каждого цикла выбирают один кодированный пакет в последовательном порядке из каждого из В субблоков и мультиплексируют в элементы передачи кадра, выделенные первому потоку данных.

34. Способ передачи множества потоков данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, заключающийся в том, что:

для каждого суперкадра заданной длительности

идентифицируют множество потоков данных, которые должны быть переданы в суперкадре,

обрабатывают по меньшей мере один блок данных для каждого из множества потоков данных для получения по меньшей мере одного кодового блока для потока данных, одного кодового блока для каждого блока данных, причем каждый кодовый блок содержит множество символов данных,

выделяют элементы передачи в суперкадре каждому из множества потоков данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных,

отображают символы данных по меньшей мере в одном кодовом блоке для каждого потока данных на элементы передачи, выделенные этому потоку данных,

формируют составной поток символов символами данных для множества потоков данных, отображенными на выделенные элементы передачи, в котором заданная длительность суперкадра составляет одну секунду.

35. Способ приема данных в системе радиосвязи с несколькими несущими, включающий:

выбирают по меньшей мере один поток данных для восстановления из множества потоков данных, широковещаемых передатчиком в системе,

определяют элементы передачи, которые используют для каждого выбранного потока данных, причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в одном периоде символа и может использоваться для передачи одного символа данных, при этом символы данных для каждого из множества потоков данных до передачи отображают на элементы передачи, выделенные потоку данных, и при этом каждый поток данных является независимо восстанавливаемым на основе символов данных для потока данных,

получают обнаруженные символы данных для каждого выбранного потока данных, причем каждый обнаруженный символ данных является оценкой соответствующего символа данных, широковещаемого передатчиком,

демультиплексируют обнаруженные символы данных из элементов передачи, которые используют для каждого выбранного потока данных, на поток обнаруженных символов данных для выбранного потока данных, причем получают по меньшей мере один поток обнаруженных символов данных по меньшей мере для одного потока данных, выбранного для восстановления,

обрабатывают каждый из по меньшей мере одного потока обнаруженных символов данных для получения соответствующего декодированного потока данных, и

получают информацию дополнительной служебной сигнализации, указывающую элементы передачи, выделенные каждому выбранному потоку данных, и при этом демультиплексирование основано на информации дополнительной служебной сигнализации.

Приоритет по пунктам:

02.09.2003 по пп.1-28;

05.04.2004 по пп.29-35.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится, в основном, к связи, и более конкретно к способам мультиплексирования и передачи нескольких потоков данных в системе радиосвязи с несколькими несущими.

Уровень техники

Система связи с несколькими несущими использует для передачи данных несколько несущих. Эти несколько несущих могут быть обеспечены мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), некоторыми другими способами модуляции нескольких несущих или некоторой другой структурой. OFDM эффективно разбивает полный диапазон рабочих частот системы на несколько ортогональных поддиапазонов. Эти поддиапазоны также определяют, как тональные сигналы, несущие, поднесущие, бины и частотные каналы. При OFDM каждый поддиапазон ассоциирован с соответствующей поднесущей, которая может быть модулирована данными.

Базовая станция в системе с несколькими несущими может одновременно передавать несколько потоков данных для услуг широковещания, многопунктовой (многоадресной) передачи и/или однонаправленной передачи. Поток данных является потоком данных, прием которого составляет отдельный интерес для устройства радиосвязи. Широковещание передается всем устройствам радиосвязи внутри обозначенной зоны обслуживания, многопунктовая передача передается группе устройств радиосвязи, и однонаправленная передача передается определенному устройству радиосвязи. Например, базовая станция может осуществлять широковещание некоторого количества потоков данных для мультимедийных программ (например, телевидения) через наземную линию радиосвязи для приема устройствами радиосвязи. Эта система может использовать стандартную схему мультиплексирования и передачи, например, такую как Наземное Цифровое Видео Широковещание (DVB-T, Н-ЦВШ) или Наземное Цифровое Широковещание с Комплексными Услугами (ISDB-T, Н-ЦШКУ). Такая схема сначала должна мультиплексировать все потоки данных, которые должны быть переданы, в единый составной высокоскоростной поток, и затем обрабатывать (например, кодировать, модулировать и преобразовывать с повышением частоты) составной поток для формирования модулированного сигнала для широковещания через линию радиосвязи.

Устройство радиосвязи внутри зоны обслуживания базовой станции может быть заинтересовано в приеме только одного или малого количества определенных потоков данных из нескольких потоков данных, которые несет составной поток. Устройство радиосвязи должно обработать (например, преобразовать с понижением частоты, демодулировать и декодировать) принятый сигнал для получения высокоскоростного декодированного потока данных и затем демультиплексировать этот поток для получения одного или малого количества определенных потоков данных, представляющих интерес. Этот вид обработки не может быть проблемой для блоков приемника, предназначенных для постоянного питания, таких как используют в домашних условиях. Однако многие устройства радиосвязи являются переносными и питаются от внутренних батарей. Непрерывная демодуляция и декодирование составного высокоскоростного потока для восстановления только одного или малого количества потоков данных, представляющих интерес, потребляют существенное количество энергии. Это может существенно сократить время "ВКЛЮЧЕНИЯ" для устройств радиосвязи, что является нежелательным.

Следовательно, в технике существует потребность в способах передачи нескольких потоков данных в системе с несколькими несущими так, чтобы они могли приниматься устройствами радиосвязи с минимальным потреблением энергии.

Сущность изобретения

Здесь описаны способы мультиплексирования и передачи нескольких потоков данных таким образом, чтобы способствовать эффективному в отношении мощности и надежному приему отдельных потоков данных устройствами радиосвязи. Каждый поток данных обрабатывают отдельно на основе схемы кодирования и модуляции (например, внешнего кода, внутреннего кода и схемы модуляции), выбранной для этого потока, для формирования соответствующего потока символов данных. Это обеспечивает возможность независимого восстановления потоков данных устройствами радиосвязи. Каждому потоку данных также выделяют некоторое количество ресурсов для передачи этого потока. Выделенные ресурсы задают на временно - частотной плоскости в "элементах передачи", причем каждый элемент передачи соответствует одному поддиапазону в периоде одного символа и может использоваться для передачи одного символа данных. Символы данных для каждого потока данных отображают непосредственно на выделенные потоку элементы передачи. Это обеспечивает возможность независимого восстановления устройствами радиосвязи каждого потока данных, без необходимости обрабатывать другие потоки данных, передаваемые одновременно.

В варианте осуществления передача нескольких потоков данных происходит в "суперкадрах", с каждым суперкадром, имеющим заданную длительность (например, порядка секунды или нескольких секунд). Каждый суперкадр дополнительно разделен на несколько (например, два, четыре или некоторое другое количество) кадров. Для каждого потока данных каждый блок данных обрабатывают (например, внешне кодируют (кодируют внешним кодом)) для формирования соответствующего кодового блока. Каждый кодовый блок разбивают на несколько субблоков, и каждый субблок обрабатывают дополнительно (например, внутренне кодируют (кодируют внутренним кодом) и модулируют) для формирования соответствующего субблока символов модуляции. Каждый кодовый блок передают в одном суперкадре, и несколько субблоков для кодового блока передают в нескольких кадрах суперкадра, один субблок на кадр. Разбиение каждого кодового блока на несколько субблоков, передача этих субблоков по нескольким кадрам и использование блочного кодирования по субблокам кодового блока обеспечивают выполнение надежного приема в медленно изменяющихся во времени каналах с замираниями.

Каждому потоку данных может быть "выделено переменное количество элементов передачи в каждом суперкадре в зависимости от полезной нагрузки потока в суперкадре, доступности элементов передачи в суперкадре и, возможно, других факторов. Каждому потоку данных также "назначают определенные элементы передачи внутри каждого суперкадра с использованием схемы назначения, которая осуществляет попытку (1) по возможности более эффективной упаковки элементов передачи для всех потоков данных (2) сокращения времени передачи для каждого потока данных, (3) обеспечения адекватного временного разнесения и (4) минимизации количества сигнализации для указания определенных элементов передачи, назначенных для каждого потока данных. Дополнительная служебная сигнализация для различных параметров потоков данных (например, кодирования и схемы модуляции, используемых для каждого потока данных, определенных элементов передачи, назначенных каждому потоку данных, и так далее) может передаваться до каждого суперкадра и также может быть внедрена внутрь полезной нагрузки данных каждого потока данных. Это обеспечивает возможность определения устройством радиосвязи временно-частотного местоположения каждого требуемого потока данных в наступающем суперкадре. С использованием внедренной дополнительной служебной сигнализации устройство радиосвязи может включаться только, когда передается требуемый поток данных, и вследствие этого минимизируется расход энергии.

Ниже более подробно описаны различные аспекты и варианты осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Признаки и сущность настоящего изобретения станут более очевидны из подробного описания, изложенного ниже, рассматриваемого совместно с чертежами, в которых использованы подобные ссылочные позиции.

Фиг.1 изображает систему радиосвязи с несколькими несущими.

Фиг.2 изображает возможную структуру суперкадра.

Фиг.3A и фиг.3B иллюстрируют передачу одного блока данных и нескольких блоков данных, соответственно, на канале физического уровня (PLC,КФУ) в суперкадре.

Фиг.4 изображает структуру кадра в частотно-временной плоскости.

Фиг.5A изображает схему импульсного TDM (МВР) (мультиплексирования с временным разделением).

Фиг.5B изображает схему циклического TDM.

Фиг.5C изображает схему импульсивного TDM/FDM (МЧР) (мультиплексирования с частотным разделением).

Фиг.6 изображает структуру чередуемых поддиапазонов.

Фиг.7A изображает назначение временных интервалов для каналов PLC в прямоугольных шаблонах.

Фиг.7B изображает назначение временных интервалов для каналов PLC в "зигзагообразных" сегментах.

Фиг.7C изображает назначение временных интервалов двум присоединенным PLC в прямоугольных шаблонах.

Фиг.8 иллюстрирует кодирование блока данных внешним кодом.

Фиг.9A и фиг.9B изображают назначение временных интервалов для одного блока данных с использованием одной группы поддиапазонов и максимально допустимое количество групп поддиапазонов, соответственно.

Фиг.9C изображает назначение временных интервалов для шести блоков данных.

Фиг.9D и фиг.9E изображают назначение временных интервалов двум присоединенным PLC прямоугольными шаблонами, состыкованными горизонтально и вертикально, соответственно.

Фиг.10 изображает процесс широковещания нескольких потоков данных.

Фиг.11 изображает блок-схему базовой станции.

Фиг.12 изображает блок-схему устройства радиосвязи.

Фиг.13 изображает блок-схему процессора данных передачи (TX), объединителя каналов и модулятора OFDM в базовой станции.

Фиг.14 изображает блок-схему диаграмма процессора потоков данных для одного потока данных.

Осуществление изобретения

Слово "возможный" используется здесь в значении "служащий в качестве возможного варианта, образца или иллюстрации". Любой вариант осуществления или проект, описанный здесь как "возможный", не должен обязательно рассматриваться как предпочтительный или имеющий преимущество перед другими вариантами осуществления или проектами.

Описанные здесь способы мультиплексирования и передачи могут использоваться для различных систем радиосвязи с несколькими несущими. Эти способы могут также использоваться для услуг широковещания, многопунктовой передачи и однонаправленной передачи. Для ясности эти способы описаны для возможной широковещательной системы с несколькими несущими.

Фиг.1 изображает широковещательную систему 100 радиосвязи с несколькими несущими. Система 100 содержит несколько базовых станций 110, которые распределены по системе. Базовая станция, в основном, является стационарной станцией и может быть определена также, как точка доступа, передатчик или с использованием некоторой другой терминологии. Соседние базовые станции могут осуществлять широковещание идентичного или различного содержимого. Устройства 120 радиосвязи располагаются по всей зоне обслуживания системы. Устройство радиосвязи может быть стационарным или мобильным и может быть определено также, как терминал пользователя, мобильная станция, оборудование пользователя или с использованием некоторой другой терминологии. Устройство радиосвязи также может быть переносным блоком, таким как сотовый телефон, карманное устройство, блок радиосвязи, персональный цифровой ассистент (PDA) и так далее.

Каждая базовая станция 110 может осуществлять широковещание нескольких потоков данных одновременно в устройства радиосвязи внутри зоны обслуживания. Эти потоки данных могут быть потоками для мультимедийного содержимого, такого как видеосигнал, звуковой сигнал, телетекст, данные, видео/звуковые клипы и так далее. Например, единая мультимедийная (например, телевизионная) программа может передаваться в трех отдельных потоках данных для видеосигнала, звукового сигнала и данных. Единая мультимедийная программа также может иметь несколько потоков звуковых данных, например, на различных языках. Для простоты, каждый поток данных передают на отдельном канале физического уровня (PLC). Соответственно, существует взаимно-однозначная зависимость между потоками данных и каналами PLC. PLC может также называться каналом передачи данных, каналом трафика или с использованием некоторой другой терминологии.

Фиг.2 изображает возможную структуру суперкадра, которая может использоваться для широковещательной системы 100. Передача данных происходит в блоках суперкадров 210. Каждый суперкадр имеет заданную длительность, которая может быть выбрана на основе различных факторов, например, таких как требуемое статистическое мультиплексирование для потоков данных, требуемое количество временного разнесения, время захвата для потоков данных, требования для буфера для устройств радиосвязи и так далее. Больший размер суперкадра обеспечивает большее временное разнесение и лучшее статистическое мультиплексирование передаваемых потоков данных, так что может требоваться меньшая буферизация для отдельных потоков данных в базовой станции. Однако больший размер суперкадра также приводит к более длительному времени захвата для нового потока данных (например, при включении питания или при переключении между потоками данных), требует больших буферов в устройствах радиосвязи и также имеет более длительное время ожидания или задержку декодирования. Размер суперкадра приблизительно в одну секунду может обеспечивать хороший компромисс между различными факторами, описанными выше. Однако также могут использоваться другие размеры суперкадра (например, в четверть, половину, две или четыре секунды). Каждый суперкадр дополнительно разделен на несколько кадров 220 равного размера. Для варианта осуществления, изображенного на фиг.2, каждый суперкадр разделен на четыре кадра.

Поток данных для каждого PLC кодируют и модулируют на основе схемы кодирования и модуляции, выбранной для этого PLC. В основном, схема кодирования и модуляции содержит все из различных видов кодирования и модуляции, которые должны выполняться на потоке данных. Например, схема кодирования и модуляции может содержать определенную схему кодирования и определенную схему модуляции. Схема кодирования может содержать кодирование с обнаружением ошибок (например, контроль циклическим избыточным кодом (CRC)), кодирование с прямым исправлением ошибок и так далее или их комбинацию. Схема кодирования может также указывать определенную скорость кодирования основного кода. В варианте осуществления, который описан ниже, поток данных для каждого PLC кодируют каскадным кодом, составленным из внешнего кода и внутреннего кода, и дополнительно модулируют на основе схемы модуляции. Как здесь принято, "режим" относится к комбинации скорости внутреннего кода и схемы модуляции.

Фиг.3A иллюстрирует передачу блока данных на PLC в супер-кадре. Поток данных, который должен передаваться на PLC, обрабатывают в блоках данных. Каждый блок данных содержит определенное количество информационных битов и сначала кодируется с использованием внешнего кода для получения соответствующего кодового блока. Каждый кодовый блок разбивают на четыре субблока, и биты в каждом субблоке дополнительно кодируют с использованием внутреннего кода и затем отображают на символы модуляции на основе режима, выбранного для PLC. Затем четыре субблока символов модуляции передают в четырех кадрах одного суперкадра, один субблок на кадр. Передача каждого кодового блока по четырем кадрам обеспечивает временное разнесение и выполнение надежного приема в медленно изменяющемся во времени канале с замираниями.

Фиг.3B иллюстрирует передачу нескольких (N_bl) блоков данных на PLC в суперкадре. Каждый из N_bl блоков данных кодируют отдельно с использованием внешнего кода для получения соответствующего кодового блока. Каждый кодовый блок дополнительно разбивают на четыре субблока, которые кодируют внутренним кодом и моделируют на основе режима, выбранного для PLC, и затем передают в четырех кадрах одного суперкадра. Для каждого кадра N_bl субблоков для N_bl кодовых блоков передают в части кадра, которая была выделена PLC.

Каждый блок данных может быть кодирован и модулирован различным образом. Ниже описана возможная схема каскадного кодирования. Для упрощения выделения и назначения ресурсов для каналов PLC каждый кодовый блок может быть разделен на четыре субблока равного размера, которые затем передают в одной части или местоположении четырех кадров в одном суперкадре. В этом случае выделение суперкадра каналам PLC эквивалентно выделению кадра каналам PLC. Следовательно, ресурсы могут выделяться каналам PLC один раз каждый суперкадр.

Каждый PLC может передаваться непрерывным или прерывистым образом в зависимости от характера потока данных, который несет этот PLC. Соответственно, в любом заданном суперкадре может передаваться PLC или может не передаваться PLC. Для каждого суперкадра "активным" PLC является PLC, который передается в этом суперкадре. Каждый активный PLC может нести одни или несколько блоков данных в суперкадре.

Вновь, согласно фиг.2, каждому суперкадру 210 предшествует секция 230 пилот-сигнала или дополнительной служебной сигнализации. В варианте осуществления секция 230 содержит (1) один или большее количество символов OFDM пилот-сигнала, используемых устройствами радиосвязи для синхронизации кадров, захвата частоты, захвата синхронизации, оценки канала и так далее, и (2) один или большее количество символов OFDM дополнительной служебной сигнализации, используемых для переноса информации дополнительной служебной сигнализации для ассоциированного (например, непосредственно следующего) суперкадра. Информация дополнительной служебной сигнализации указывает, например, определенные каналы PLC, передаваемые в ассоциированном суперкадре, определенную часть суперкадра, используемую для передачи блока(ов) данных для каждого PLC, скорость внешнего кода и режим, используемые для каждого PLC и так далее. Символ(ы) OFDM дополнительной служебной сигнализации несут дополнительную служебную сигнализацию для всех PLC, передаваемых в суперкадре. Передача пилот-сигнала и информации дополнительной служебной сигнализации, мультиплексированными с временным разделением (TDM), обеспечивает возможность обработки устройствами радиосвязи этой секции с минимальным временем ВКЛЮЧЕНИЯ. Дополнительно, информация дополнительной служебной сигнализации, имеющая отношение к передаче каждого PLC в следующем суперкадре, может быть внедрена в один из передаваемых блоков данных PLC в текущем суперкадре. Внедренная информация дополнительной служебной сигнализации обеспечивает возможность восстановления устройством радиосвязи передачи PLC в следующем суперкадре без необходимости проверки символа(ов) OFDM дополнительной служебной сигнализации, передаваемого в этом суперкадре. Соответственно, устройства радиосвязи первоначально могут использовать символы дополнительной служебной сигнализации для определения временно-частотного местоположения каждого требуемого потока данных, и следовательно, с использованием внедренной дополнительной служебной сигнализации могут включаться только в течение времени передачи требуемого потока данных. Эти способы сигнализации могут обеспечивать существенную экономию потребляемой мощности и обеспечивают возможность приема содержимого устройствами радиосвязи с использованием стандартных батарей. Так как скорость внешнего кода и режим, используемые для каждого PLC, обычно не изменяются на основе суперкадра, скорость внешнего кода и режим могут передаваться на отдельном канале управления и не требуется их передача в каждом суперкадре.

Фиг.2 изображает определенную структуру суперкадра. В основном, суперкадр может быть определен, как имеющий произвольную длительность, и может быть разделен на произвольное количество кадров. Информация пилот-сигнала и дополнительной служебной сигнализации также может передаваться другим образом, отличным от изображенного на фиг.2. Например, информация дополнительной служебной сигнализации может передаваться на выделенных поддиапазонах с использованием мультиплексирования с частотным разделением (FDM).

Фиг.4 изображает структуру одного кадра на частотно-временной плоскости. Горизонтальная ось представляет время, и вертикальная ось представляет частоту. Каждый кадр имеет заданную длительность, которая задана в единицах периодов символа OFDM (или просто, периодов символа). Каждый период символа OFDM является длительностью передачи одного символа OFDM (описано ниже). Определенное количество периодов символа на кадр (N _spf) определяется длительностью кадра и длительностью периода символа, которые в свою очередь определяются различными параметрами, такими как полный диапазон рабочих частот системы, общее количество поддиапазонов (N_tsb) и длина циклического префикса (описано ниже). В варианте осуществления каждый кадр имеет длительность в 297 периодов символа (или N_spf = 297). Каждый кадр также охватывает N_tsb поддиапазонов в целом, которым заданы индексы от 1 до N_tsb.

При OFDM один символ модуляции может передаваться на каждом поддиапазоне в каждом периоде символа, т.е. в каждом элементе передачи. Из N_tsb поддиапазонов в целом, N_dsb поддиапазонов может использоваться для передачи данных и определены как поддиапазоны "данных", N_pSb поддиапазонов могут использоваться для пилот-сигнала и определены как поддиапазоны "пилот-сигнала", и оставшиеся N_gsb поддиапазонов могут использоваться как "защитные" поддиапазоны (т.е. не для передачи данных или пилот-сигнала), где N_tsb = N_dsb + N _psb + N_gsb. Количество "используемых" поддиапазонов равно количеству поддиапазонов данных и пилот-сигнала, или N_usb, = N_dsb + N_psb. В варианте осуществления широковещательная система 100 использует структуру OFDM, имеющую 4096 поддиапазонов в целом (N_tsb = 4096), 3500 поддиапазонов данных (N_dsb = 3500), 500 поддиапазонов пилот-сигнала (N_psb = 500) и 96 защитных поддиапазонов (N_gsb = 96). Могут использоваться также другие структуры OFDM с другим количеством поддиапазонов в целом, поддиапазонов данных, пилот-сигнала, используемых поддиапазонов. В каждом периоде символа OFDM N_dsb символов данных могут передаваться на N_dsb поддиапазонах данных, N_psb символов пилот-сигнала могут передаваться на N_psb поддиапазонах пилот-сигнала, и N_gsb защитных символов передаются на N_gsb защитных поддиапазонах. Как здесь принято, "символ данных" является символом модуляции для данных, "символ пилот-сигнала" является символом модуляции для пилот-сигнала, и "защитный символ" является нулевым значением сигнала. Символы пилот-сигнала известны устройствам радиосвязи априорно. N_dsb символов данных в каждом символе OFDM могут быть символами для одного или нескольких PLC.

В основном, в каждом суперкадре может передаваться любое количество PLC. Для заданного суперкадра каждый активный PLC может нести один или несколько блоков данных. В одном варианте осуществления используют определенный режим и определенную скорость внешнего кода для каждого активного PLC, и все блоки данных для PLC кодируют и модулируют в соответствии с этими скоростью внешнего кода и режимом для формирования соответствующих кодовых блоков и субблоков символов модуляции, соответственно. В другом варианте осуществления каждый блок данных может быть кодирован и модулирован в соответствии с определенными скоростью внешнего кода и режимом для формирования соответствующего кодового блока и субблоков символов модуляции, соответственно. В любом случае каждый кодовый блок содержит определенное количество символов данных, которое определено режимом, используемым для этого кодового блока.

Каждому активному PLC в заданном суперкадре выделяют определенное количество ресурсов для передачи этого PLC в этом суперкадре. Количество ресурсов, выделенных каждому активному PLC, зависит (1) от количества кодовых блоков, которые должны передаваться на PLC в суперкадре, (2) от количества символов данных в каждом кодовом блоке и (3) от количества кодовых блоков, совместно с количеством символов данных на кодовый блок, которое должно передаваться на других PLC. Ресурсы могут выделяться различным образом. Ниже описаны две возможные схемы выделения.

Фиг.5A изображает схему выделения импульсного TDM. Для этой схемы каждому активному PLC выделяют все N_dsb поддиапазонов данных в одном или большем количестве периодов символа OFDM. Для возможного варианта, изображенного на фиг.5A, PLC 1 выделяют все поддиапазоны данных в периодах символа с 1 по 3, PLC 2 выделяют все поддиапазоны данных в периодах символа 4 и 5, и PLC 3 выделяют все поддиапазоны данных в периодах символа с 6 по 9. Для этой схемы каждый символ OFDM содержит символы данных только для одного PLC. Пачки импульсов символов OFDM для различных PLC являются мультиплексированными с временным разделением внутри кадра.

Если каждому активному PLC назначают последовательные символы OFDM, то импульсное TDM может минимизировать время передачи для каналов PLC. Однако малое время передачи для каждого PLC также приводит к меньшему временному разнесению. Так как весь символ OFDM выделяют одному PLC, крупность разбиения выделения ресурсов (т.е. наименьший элемент, который может быть выделен PLC) для каждого кадра составляет один символ OFDM. Количество информационных битов, которые могут передаваться в одном символе OFDM, зависит от режима, используемого для обработки информационных битов. Тогда для импульсного TDM крупность разбиения выделения зависит от режима. Крупность разбиения больше для режимов более высокого порядка, которые обеспечивают возможность переноса большего количества информационных битов на символ данных. В основном, большая крупность разбиения неблагоприятно влияет на эффективность упаковки, которая относится к доле кадра, которая фактически используется для переноса данных. Если активный PLC не требует емкости, переносящей данные, всего символа OFDM, то избыточная емкость теряется впустую и уменьшает эффективность упаковки.

Фиг.5B изображает схему выделения циклического TDM. Для этой схемы активные PLC в суперкадре организуются в L групп, где L > 1. Кадр также разделяют на L секций, и каждой группе PLC назначают соответствующую секцию кадра. Для каждой группы каналы PLC в группе зацикливаются, и каждому PLC выделяют все N_dsb поддиапазонов данных в одном или большем количестве периодов символа OFDM в назначенной секции. Для возможного варианта, изображенного на фиг.5B, PLC 1 выделяют все поддиапазоны данных в периоде 1 символа, PLC 2 выделяют все поддиапазоны данных в периоде 2 символа, PLC 3 выделяют все поддиапазоны данных в периоде 3 символа, PLC 1 выделяют все поддиапазоны данных в периоде 4 символа и так далее. По сравнению с импульсным TDM схема циклического TDM может обеспечить большее временное разнесение, снизить требования на буферизацию приемника и пиковую скорость декодирования, но увеличить время включенного состояния приемника для приема заданного PLC.

Фиг.5C изображает схему выделения импульсного TDM/FDM. Для этой схемы каждому активному PLC выделяют один или большее количество поддиапазонов данных в одном или большем количестве периодов символа. Для возможного варианта, изображенного на фиг.5C, PLC 1 выделяют поддиапазоны данных с 1 по 3 в периодах символа с 1 по 8, PLC 2 выделяют поддиапазоны данных 4 и 5 в периодах символа с 1 по 8 и PLC 3 выделяют поддиапазоны данных с 6 по 9 в периодах символа с 1 по 8. Для схемы импульсного TDM/FDM каждый символ OFDM может содержать символы данных для нескольких PLC. Пачки импульсов символов данных для различных PLC мультиплексируют с временным и частотным разделением внутри кадра.

Так как полезная нагрузка каждого PLC может быть распределена по времени, а также по частоте, схема импульсного TDM/FDM может увеличить время передачи для PLC. Однако, это также обеспечивает большее временное разнесение. Время передачи для каждого PLC может быть уменьшено посредством выделения большего количества поддиапазонов PLC. Для схемы импульсного TDM/FDM, крупность разбиения выделения ресурсов может быть выбрана на основе компромисса между эффективностью упаковки и дополнительной служебной сигнализацией. В основном, меньшая крупность разбиения приводит к лучшей эффективности упаковки, но также требует большего количества дополнительной служебной сигнализации для указания ресурсов, выделенных каждому PLC. При большей крупности разбиения, в основном, верно обратное. В описании, приведенном ниже, предполагается, что используется схема импульсного TDM/FDM.

В варианте осуществления N_usb используемых поддиапазонов разделяют на N _gr группы используемых поддиапазонов. Тогда одна из N _gr групп может содержать поддиапазоны пилот-сигнала. Для оставшихся групп, крупность разбиения выделения ресурсов определяется количеством поддиапазонов данных в одной группе. N_usb используемых поддиапазонов могут быть организованы в N_gr групп различным образом. В одной схеме группирования поддиапазонов каждая группа содержит N_spg последовательных используемых поддиапазонов, где N_usb = N_gr * N_spg . В другой схеме группирования поддиапазонов каждая группа содержит N_spg используемых поддиапазонов, которые распределены псевдослучайным образом по N_usb используемым поддиапазонам. В еще одной схеме группирования поддиапазонов каждая группа содержит N_spg используемых поддиапазонов, которые расположены равномерно по N_usb используемым поддиапазонам.

Фиг.6 изображает структуру чередуемых поддиапазонов, которая может использоваться для схемы импульсного TDM/FDM. N _usb используемых поддиапазонов организованы в N_gr непересекающихся групп, которые помечены, как группы поддиапазонов с 1 по N_gr. N_gr групп поддиапазонов не пересекаются в том смысле, что каждый из N_usb используемых поддиапазонов принадлежит только одной группе. Каждая группа поддиапазонов содержит N_spg используемых поддиапазонов, которые равномерно распределены по N_usb используемым поддиапазонам в целом так, что последовательные поддиапазоны в группе расположены разделенными N_sp поддиапазонами. В варианте осуществления 4000 используемых поддиапазонов (N _usb = 4000) организованы в восемь групп (N_gr = 8), каждая группа содержит 500 используемых поддиапазонов (N_spg = 500), и используемые поддиапазоны для каждой группы расположены разделенными восьмью поддиапазонами (N _sp = 8). Соответственно, используемые поддиапазоны в каждой группе чередуются с используемыми поддиапазонами в других N _gr - 1 группах. Каждая группа поддиапазонов также определена как "чередующаяся".

Структура чередуемых поддиапазонов обеспечивает различные преимущества. Во-первых, достигается лучшее частотное разнесение, так как каждая группа содержит используемые поддиапазоны из всего диапазона рабочих частот системы. Во-вторых, устройство радиосвязи может восстанавливать символы данных, передаваемые на каждой группе поддиапазонов, посредством выполнения "частичного" (например, 512-точечного) быстрого преобразования Фурье (FFT, БПФ) вместо полного (например, 4096-точечного) FFT, что может уменьшить расход энергии устройством радиосвязи. Способы выполнения частичного FFT описаны в заявке на патент США, регистрационный номер 10/775.719, называемой "Subband-Based Demodulator for an OFDM-based Communication System", зарегистрированной 9 февраля 2004 г. В последующем описании предполагается, что используется структура чередуемых поддиапазонов, изображенная на фиг.6.

Каждому PLC могут быть выделены ресурсы на суперкадре на основе суперкадра. Количество ресурсов, которое должно быть выделено каждому PLC в каждом суперкадре, зависит от полезной нагрузки PLC для этого суперкадра. PLC может нести поток данных постоянной скорости или поток данных переменной скорости. В варианте осуществления для каждого PLC используется идентичный режим, даже если изменяется скорость передачи данных потока данных, который переносится этим PLC. Это гарантирует, что зона обслуживания для потока данных остается приблизительно постоянной независимо от скорости передачи данных, так что выполнение приема не зависит от скорости передачи данных. Переменный характер скорости потока данных обрабатывается посредством изменения количества ресурсов, выделяемых PLC в каждом суперкадре.

Каждому активному PLC выделяют ресурсы из частотно-временной плоскости, как изображено на фиг.4. Выделенные ресурсы для каждого активного PLC могут быть заданы в единицах "временных интервалов передачи" (или просто "временных интервалов"). Временной интервал соответствует одной группе (например, 500) поддиапазонов данных или, эквивалентно, одной группе символов модуляции в одном периоде символа. В каждом периоде символа доступны N_gr временных интервалов и им могут быть назначены индексы временного интервала с 1 по N_gr. Каждый индекс временного интервала может быть отображен на одну группу поддиапазонов в каждом периоде символа на основе схемы отображения временного интервала на чередование. Один или большее количество индексов временного интервала может использоваться для FDM пилот-сигнала, и оставшиеся индексы временного интервала могут использоваться для каналов PLC. Отображение временного интервала на чередование может быть таким, что группы поддиапазонов (или чередования), используемые для FDM пилот-сигнала, имеют изменяющиеся расстояния до группы поддиапазонов, используемых для индекса каждого временного интервала. Это обеспечивает возможность достижения подобного выполнения для всех индексов временного интервала, используемых для каналов PLC.

Каждому активному PLC выделяют по меньшей мере один временной интервал в суперкадре. Каждому активному PLC также назначают определенный временной интервал(ы) в суперкадре. Процесс "выделения" обеспечивает каждый активный PLC количеством ресурсов, в то время как процесс "назначения" обеспечивает каждый активный PLC определенными ресурсами внутри суперкадра. Для ясности, выделение и назначение могут рассматриваться, как отдельные процессы. Практически, выделение и назначение, обычно, выполняют совместно, так как назначение может воздействовать на выделение и наоборот. В любом случае, назначение может выполняться так, чтобы достигать следующих целей:

1. Минимизировать время передачи для каждого PLC, чтобы уменьшить время ВКЛЮЧЕНИЯ и расход энергии устройством радиосвязи на восстановление PLC.

2. Максимизировать временное разнесение для каждого PLC, чтобы обеспечить выполнение надежного приема.

3. Ограничить каждый PLC в пределах определенной максимальной скорости передачи битов.

4. Минимизировать требования на буферизацию для устройств радиосвязи.

Максимальная скорость передачи битов указывает максимальное количество информационных битов, которые могут передаваться в каждом символе OFDM для одного PLC. Максимальная скорость передачи битов обычно устанавливается возможностями декодирования и буферизации устройств радиосвязи. Ограничение каждого PLC в пределах максимальной скорости передачи битов гарантирует, что PLC может восстанавливаться устройствами радиосвязи, имеющими заданные возможности декодирования и буферизации.

Некоторые из целей, перечисленных выше, находятся в противоречии друг с другом. Например, цели 1 и 2 противоречивы, и цели 1 и 4 противоречивы. Схема выделения/назначения ресурсов пытается достичь согласования между находящимися в противоречии целями и может обеспечивать гибкость в установке приоритета.

Каждому активному PLC в суперкадре выделяют некоторое количество временных интервалов на основе полезной нагрузки PLC. Различным каналам PLC могут быть выделены различные количества временных интервалов. Определенные временные интервалы для назначения каждому активному PLC могут быть определены различным образом. Ниже описаны некоторые возможные схемы назначения временных интервалов.

Фиг.7A изображает назначение временных интервалов каналам PLC в прямоугольных шаблонах, в соответствии с первой схемой назначения временных интервалов. Каждому активному PLC назначают временные интервалы, организованные в двумерном (2-D) прямоугольном шаблоне. Размер прямоугольного шаблона определен количеством временных интервалов, выделенных PLC. Вертикальный размер (или высоту) прямоугольного шаблона определяют различные факторы, такие как максимальная скорость передачи битов. Горизонтальный размер (или ширину) прямоугольного шаблона определяют количество выделенных временных интервалов и вертикальный размер.

Для минимизации времени передачи активному PLC может быть назначено по возможности больше групп поддиапазонов при согласовании с максимальной скоростью передачи битов. Максимальное количество информационных битов, которое может передаваться в одном символе OFDM, может быть кодировано и модулировано с использованием различных режимов для получения различного количества символов данных, которые затем требуют различных количеств поддиапазонов данных для передачи. Соответственно, максимальное количество поддиапазонов данных, которое может использоваться для каждого PLC, может зависеть от режима, используемого для PLC.

В варианте осуществления прямоугольный шаблон для каждого активного PLC содержит непрерывные группы поддиапазонов (в индексах) и непрерывные периоды символа. Такой тип назначения уменьшает количество дополнительной служебной сигнализации, необходимой для определения прямоугольного шаблона, и дополнительно делает назначения временных интервалов для каналов PLC более компактными, что затем упрощает упаковку PLC внутри кадра. Частотный размер прямоугольного шаблона может быть определен начальной группой поддиапазонов и количеством групп поддиапазонов в целом для прямоугольного шаблона. Временной размер прямоугольного шаблона может быть определен начальным периодом символа и количеством периодов символа в целом для прямоугольного шаблона. Соответственно, прямоугольный шаблон для каждого PLC может быть определен четырьмя параметрами.

Для возможного варианта, изображенного на фиг.7A, PLC 1 назначают 8 временных интервалов в прямоугольном шаблоне 712 2x4, PLC 2 назначают 12 временных интервалов в прямоугольном шаблоне 714 4×3 и PLC 3 назначают 6 временных интервалов в прямоугольном шаблоне 716 1x6. Оставшиеся временные интервалы в кадре могут быть назначены другим активным PLC. Как изображено на фиг.7A, для различных активных PLC могут использоваться различные прямоугольные шаблоны. Для повышения эффективности упаковки временные интервалы в кадре могут назначаться активным PLC, одному PLC одномоментно, и в последовательном порядке, определенном количеством временных интервалов, выделенных каждому PLC. Например, временные интервалы в кадре сначала могут назначаться PLC с наибольшим количеством выделенных временных интервалов, затем PLC со следующим наибольшим количеством выделенных временных интервалов и так далее, и затем в заключение PLC с наименьшим количеством выделенных временных интервалов. Временные интервалы могут также назначаться на основе других факторов, например, таких как приоритет каналов PLC, зависимости между каналами PLC и так далее.

Фиг.7B изображает назначение временных интервалов каналам PLC в "синусоидальных" или "зигзагообразных" сегментах, в соответствии с второй схемой назначения временных интервалов. Для этой схемы кадр разделяют на N_st "полос". Каждая полоса охватывает по меньшей мере одну группу поддиапазонов и дополнительно распространяется на непрерывное количество периодов символа до максимального количества периодов символа в кадре. N_st полос могут содержать одинаковые или различные количества групп поддиапазонов. Каждый из активных PLC отображают на одну из N_st полос на основе различных факторов. Например, для минимизации времени передачи каждый активный PLC может быть отображен на полосу с наибольшим количеством групп поддиапазонов, допустимых для этого PLC.

Активным PLC для каждой полосы назначают временные интервалы в полосе. Временные интервалы могут назначаться каналам PLC в определенном порядке, например, с использованием вертикального зигзагообразного шаблона. Этот зигзагообразный шаблон выбирает временные интервалы с меньшего до большего индексов группы поддиапазонов, для одного периода символа одномоментно, и из периодов символа с 1 по N _spf. Для возможного варианта, изображенного на фиг.7B, полоса 1 содержит группы поддиапазонов с 1 по 3. PLC 1 назначают сегмент 732, содержащий 10 временных интервалов с группы поддиапазонов 1 в периоде символа 1 по группу поддиапазонов 1 в периоде символа 4. PLC 2 назначают сегмент 734, содержащий 4 временных интервала с группы поддиапазонов 2 в периоде символа 4 по группу поддиапазонов 2 в периоде символа 5. PLC 3 назначают сегмент 736, содержащий 6 временных интервалов с группы поддиапазонов 3 в периоде символа 5 по группу поддиапазонов 2 в периоде символа 7. Оставшиеся временные интервалы в полосе 1 могут быть назначены другим активным PLC, отображенным на эту полосу.

Вторая схема назначения временных интервалов эффективно отображает все временные интервалы в двухмерной (2-D) полосе на одномерную (1-D) полосу и затем выполняет 2-D назначение временных интервалов с использованием одной размерности. Каждому активному PLC назначают сегмент внутри полосы. Назначенный сегмент может быть определен двумя параметрами: началом сегмента (которое может быть задано начальным поддиапазоном и периодом символа) и длиной сегмента. Для указания определенной полосы, на которую отображен PLC, используется дополнительный параметр. В основном, сегмент, назначенный каждому активному PLC, может содержать любое количество временных интервалов. Однако, если размеры сегмента ограничены несколькими (например, 2 или 4) временными интервалами, то для идентификации назначенных сегментов требуется меньшее количество дополнительной служебной сигнализации.

Вторая схема назначения временных интервалов может назначать временные интервалы активным каналам PLC простым образом. Также, для каждой полосы может быть достигнута плотная упаковка, так как временные интервалы внутри полосы могут назначаться каналам PLC последовательно. Вертикальные размеры N_st полос могут быть определены в соответствии с профилем всех активных PLC в суперкадре, так чтобы (1) передавалось по возможности максимальное количество PLC с использованием наибольшего количества поддиапазонов данных, допустимого для каналов PLC, и (2) N_st полос были упакованы по возможности полностью.

Фиг.7A и фиг.7B изображают две возможные схемы назначения временных интервалов. Эти схемы способствуют эффективной упаковке каналов PLC в каждом кадре. Эти схемы также уменьшают количество дополнительной служебной сигнализации, необходимой для указания определенных временных интервалов, назначенных каждому активному PLC. Могут также использоваться другие схемы назначения временных интервалов, и они входят в контекст изобретения. Например, схема назначения временных интервалов может разбивать кадр на полосы, активные PLC для кадра могут отображаться на доступные полосы, и каналам PLC для каждой полосы могут быть назначены прямоугольные шаблоны внутри полосы. Полосы могут иметь различные высоты (т.е. различные количества групп поддиапазонов). Прямоугольные шаблоны, назначенные каналам PLC для каждой полосы, могут иметь высоту, идентичную высоте полосы, но могут иметь другие ширины (т.е. другое количество периодов символа), определенные количеством временных интервалов, выделенных каналам PLC.

Для простоты, фиг.7A и фиг.7B изображают назначение временных интервалов отдельным PLC. Для некоторых услуг несколько каналов PLC могут совместно декодироваться устройствами радиосвязи и определены, как "присоединенные" каналы PLC. Это может иметь место, например, если несколько PLC используются для видео и звуковой составляющих одной мультимедийной программы и совместно декодируются для восстановления программы. Присоединенным PLC может выделяться одинаковое или разное количество временных интервалов в каждом суперкадре в зависимости от их полезных нагрузок. Для минимизации времени ВКЛЮЧЕНИЯ, присоединенным PLC могут быть назначены временные интервалы в последовательных периодах символа так, чтобы усройству радиосвязи не требовалось запускаться несколько раз внутри кадра для приема этих PLC.

Фиг.7C изображает назначение временных интервалов двум присоединенным PLC 1 и 2 на основе первой схемы назначения временных интервалов. В первом варианте осуществления присоединенным PLC назначают временные интервалы в прямоугольных шаблонах, которые стыкуются горизонтально или примыкающим образом. Для возможного варианта, изображенного на фиг.7C, PLC 1 выделяют 8 временных интервалов в прямоугольном шаблоне 752 2x4, и PLC 2 выделяют 6 временных интервалов в прямоугольном шаблоне 754 2x3, который расположен непосредственно справа от шаблона 752. Этот вариант осуществления обеспечивает по возможности наиболее быстрое декодирование каждого PLC, что может уменьшить требования на буферизацию в устройствах радиосвязи.

Во втором варианте осуществления присоединенным PLC назначают временные интервалы в прямоугольных шаблонах, которые стыкуются вертикально. Для возможного варианта, изображенного на фиг.7C, PLC 3 выделяют 8 временных интервалов в прямоугольном шаблоне 762 2x4, и PLC 4 выделяют 6 временных интервалов в прямоугольном шаблоне 764 2x3, который расположен непосредственно над шаблоном 762. В целом количество групп поддиапазонов, используемых для присоединных PLC, может быть таким, чтобы эти присоединенные PLC вместе соответствовали максимальной скорости передачи битов. Для второго варианта осуществления устройства радиосвязи могут хранить принятые символы данных для присоединенных PLC в отдельных буферах, пока они не будут готовы для декодирования. По сравнению с первым вариантом осуществления второй вариант осуществления может уменьшить время ВКЛЮЧЕНИЯ для присоединенных PLC.

В основном, совместно декодироваться может произвольное количество каналов PLC. Прямоугольные шаблоны для присоединенных PLC могут распространяться на одинаковые или разные количества групп поддиапазонов, которые могут быть ограничены максимальной скоростью передачи битов. Прямоугольные шаблоны также могут распространяться на одинаковые или разные количества периодов символа. Прямоугольные шаблоны для некоторых наборов присоединенных PLC могут быть состыкованы горизонтально, в то время как прямоугольные шаблоны для других наборов присоединенных PLC могут быть состыкованы вертикально.

Присоединенным PLC могут быть назначены также зигзагообразные сегменты. В одном варианте осуществления нескольким PLC, которые должны декодироваться совместно, назначают последовательные сегменты в одной полосе. В другом варианте осуществления нескольким PLC назначают сегменты в различных полосах, и сегменты по возможности максимально перекрываются во времени для уменьшения времени ВКЛЮЧЕНИЯ для восстановления этих PLC.

В основном, каждый поток данных может быть кодирован различным образом. В варианте осуществления каждый поток данных кодируют каскадным кодом, составленным из внешнего кода и внутреннего кода. Внешним кодом может быть блочный код, такой как код Рида-Соломона (RS, РС) или некоторый другой код. Внутренним кодом может быть Турбо код (например, параллельный каскадный сверточный код (PCCC, ПКСК) или последовательный каскадной сверточный код (SCCC, ПКСК)), сверточный код, разреженный код с контролем по четности (LDPC) или некоторый другой код.

Фиг.8 изображает возможную схему внешнего кодирования с использованием кода Рида-Соломона. Поток данных для PLC разбивают на пакеты данных. В варианте осуществления каждый пакет данных содержит предварительно определенное количество (L) информационных битов. В виде определенного возможного варианта, каждый пакет данных может содержать 976 информационных битов. Могут также использоваться другие форматы и размеры пакета. Пакеты данных для потока данных записывают в строки памяти, один пакет на строку. После записи K пакетов данных в K строк выполняют блочное кодирование по столбам, один столбец одномоментно. В варианте осуществления каждый столбец содержит K байтов (один байт на строку) и кодируется кодом (N, K) Рида-Соломона для формирования соответствующего кодового слова, которое содержит N байтов. Первые K байтов кодового слова являются байтами данных (которые также называют систематическими байтами) и последние N-K байтов являются байтами контроля по четности (которые могут использоваться устройством радиосвязи для исправления ошибок). Кодирование Рида-Соломона формирует N-K байтов контроля по четности для каждого кодового слова, которые записывают в памяти в строки с K+1 по N после K строк данных. Блок RS содержит K строк данных и N-K строк контроля по четности. В варианте осуществления N=16 и K является конфигурируемым параметром, например, K {12, 14, 16}. Когда K=N, код Рида-Соломона не применим. Затем к каждому пакету данных (или строке) блока RS присоединяют в конце значение CRC, например, 16-битов в длину, за чем следует добавление (например, 8) нулевых (хвостовых) битов, для восстановления внутреннего кодера в известное состояние. Возникающий в результате более длинный (например, 1000 битов) пакет впоследствии кодируют внутренним кодом для формирования соответствующего кодированного внутренним кодом пакета. Кодовый блок содержит N кодированных внешним кодом пакетов для N строк блока RS, где каждый кодированный внешним кодом пакет может быть пакетом данных или пакетом контроля по четности. Кодовый блок разделен на четыре субблока, и, если N = 16, то каждый субблок содержит четыре кодированных внешним кодом пакета.

В варианте осуществления каждый поток данных может передаваться с наложенным кодированием или без наложенного кодирования, где термин "кодирование" в этом контексте относится скорее к канальному кодированию, чем к исходному кодированию в передатчике. Поток данных может быть составлен из двух подпотоков, которые называются основным потоком и расширенным потоком. В одном варианте осуществления основной поток может нести информацию, передаваемую всем устройствам радиосвязи внутри зоны обслуживания базовой станции. Расширенный поток может нести дополнительную информацию, передаваемую устройствам радиосвязи, обнаруживающим лучшие условия канала. При наложенном кодировании, основной поток кодируют и модулируют в соответствии с первым режимом для формирования первого потока символов модуляции, и расширенный поток кодируют и модулируют в соответствии со вторым режимом для формирования второго потока символов модуляции. Первый и второй режимы могут быть идентичны или различны. Затем два потока символов модуляции комбинируют для получения одного потока символов данных.

Таблица представляет возможный набор из восьми режимов, которые могут поддерживаться системой. Пусть m обозначает режим, где m = 1, 2,..., 8. Каждый режим ассоциирован с определенной схемой модуляции (например, QPSK или 16-QAM) и определенной скоростью внутреннего кода R_in(m) (например, 1/3, 1/2 или 2/3). Первые пять режимов являются режимами для "регулярного" кодирования только для основного потока, и последние три режима являются режимами для наложенного кодирования для основного и расширенного потоков. Для простоты используется одинаковая схема модуляции и скорость внутреннего кода и для основного и для расширенного потоков для каждого наложенного режима кодирования.

Режим m	Схема модуляции	Скорость внутреннего кода Rm(m)	Количество временных интервалов / пакетов Nspp(m)	Количество временных интервалов / субблоков Nsps(m)
1	QPSK	1/3	3	12
2	QPSK	1/2	2	8
3	16-QAM	1/3	1.5	6
4	16-QAM	1/2	1	4
5	16-QAM	2/3	0.75	3
6	QPSK/QPSK	1/3	3	12
7	QPSK/QPSK	1/2	2	8
8	QPSK/QPSK	2/3	1.5	6

Таблица также изображает различные параметры передачи для каждого режима. Четвертый столбец Таблицы указывает количество временных интервалов, необходимое для передачи одного пакета для каждого режима, при этом предполагается размер пакета около 1000 информационных битов и 500 поддиапазонов данных на временной интервал. Пятый столбец указывает количество временных интервалов, необходимое для передачи одного субблока из четырех пакетов для каждого режима. Для всех режимов для PLC могут использоваться различные количества групп поддиапазонов. Использование большего количества групп поддиапазонов приводит к меньшему времени передачи, но также обеспечивает меньшее временное разнесение.

В виде возможного варианта для режима 1 один блок данных с K пакетами данных может быть кодирован для формирования 16 кодированных пакетов. Каждый пакет данных содержит 1000 информационных битов. Так как режим 1 использует скорость кода R_in(1) = 1/3, то каждый кодированный пакет содержит 3000 битов кода и может передаваться на 1500 поддиапазонах данных (или трех группах поддиапазонов) с использованием QPSK, которые могут нести два бита кода на символ данных. Четыре кодированных пакета для каждого субблока могут передаваться в 12 временных интервалах. Каждый субблок может передаваться в прямоугольном шаблоне, например, размером 4x3, 3x4, 2x6 или lx12, где первое значение P в размере PxQ является значением для количества групп поддиапазонов, и второе значение Q является значением для количества периодов символа для прямоугольного шаблона.

Таблица изображает возможный проект, который обеспечен для представления различных параметров, которые могут влиять на выделение и назначение поддиапазонов. В основном, система может поддерживать любое количество режимов, и каждый режим может соответствовать отличной схеме кодирования и модуляции. Например, каждый режим может соответствовать отличной комбинации схемы модуляции и скорости внутреннего кода. Для упрощения проекта устройств радиосвязи система может использовать единый внутренний код (например, со скоростью основного кода 1/3 или 1/5), и разные скорости кода могут быть получены посредством выкалывания или удаления некоторых из битов кода, сформированных внутренним кодом. Однако система может также использовать несколько внутренних кодов. Максимально допустимое количество групп поддиапазонов для каждого режима может быть различным и, возможно, основываться на максимальной скорости передачи битов.

В основном, на активном PLC в каждом суперкадре могут передаваться один или несколько блоков данных. Количество блоков данных, которые должны передаваться на суперкадр, зависит от скорости передачи данных потока данных, передаваемого на PLC. Количество временных интервалов (N_slot) для выделения каналу PLC на кадр равно количеству блоков данных (N_bl), передаваемых на PLC в суперкадре, умноженному на количество временных интервалов, требуемых для одного субблока, или N_slot = N_bl · N_sps(m), где N_sps(m) зависит от режима, используемого для PLC. Если PLC несет большое количество блоков данных в одном суперкадре (для высокоскоростного потока данных), то предпочтительно использовать по возможности больше групп поддиапазонов для минимизации времени передачи для PLC. Например, если PLC несет 16 блоков данных в одном суперкадре, то время передачи на кадр, при использовании режима 1, составляет 192 = 16 · 12 периодов символа с использованием одной группы поддиапазонов (что составляет 65% длительности кадра) и только 48 = 192/4 периодов символа с использованием четырех групп поддиапазонов (что составляет 16,25% длительности кадра). Соответственно время передачи для PLC, по существу, может быть уменьшено с использованием большего количества групп поддиапазонов.

Фиг.9A изображает назначение временных интервалов в суперкадре для одного кодового блока (N_bl = 1) с использованием одной группы поддиапазонов, что эквивалентно назначению временных интервалов в кадре для одного субблока. Для варианта осуществления, описанного выше, каждый субблок содержит четыре пакета, которые на фиг.9A помечены 1, 2, 3 и 4. Для каждого из режимов с 1 по 5 в Таблице каждый пакет передают в различном количестве временных интервалов. Четыре пакета с 1 по 4 для одного субблока могут передаваться на одной группе поддиапазонов в 12 периодах символа для режима 1, в 8 периодах символа для режима 2, в 6 периодах символа для режима 3, в 4 периодах символа для режима 4 и в 3 периодах символа для режима 5. Для режимов 3 и 5 два пакета могут совместно использовать один временной интервал. Каждый пакет может быть декодирован, как только принят весь пакет.

Фиг.9B изображает назначение временных интервалов в суперкадре для одного кодового блока (N_bl = 1) с использованием 4, 4, 3, 2 и 1 групп поддиапазонов для режимов m = 1, 2, 3, 4 и 5, соответственно. Четыре пакета в одном субблоке могут передаваться в прямоугольном шаблоне 932 4x3 для режима 1, в прямоугольном шаблоне 934 4x2 для режима 2, в прямоугольном шаблоне 936 3x2 для режима 3, в прямоугольном шаблоне 938 2x2 для режима 4 и в прямоугольном шаблоне 940 1x4 для режима 5.

В одном варианте осуществления четыре пакета в одном субблоке передают в вертикальном зигзагообразном шаблоне 942 внутри прямоугольного шаблона, как изображено на фиг.9B. Этот вариант осуществления снижает требования на буферизацию, так как каждый пакет передается в по возможности меньшем количестве периодов символа и существует только один частичный пакет в любом заданном периоде символа. В другом варианте осуществления четыре пакета передают в горизонтальном зигзагообразном шаблоне 944. Этот вариант осуществления обеспечивает большее временное разнесение, так как каждый пакет передается по возможности большему количеству периодов символа. Однако количество групп поддиапазонов, которые могут использоваться, может быть ограничено максимальной скоростью передачи битов, или может быть необходима дополнительная буферизация, так как с использованием горизонтального зигзагообразного шаблона в одном периоде символа может быть принято полностью до двух пакетов.

Фиг.9C изображает назначение временных интервалов в суперкадре для шести кодовых блоков (N _bl = 6) с использованием четырех групп поддиапазонов. В этом возможном варианте для PLC используется режим 2, каждый пакет передают в двух временных интервалах, 24 пакета передают в каждом кадре для шести кодовых блоков, и PLC выделяют 48 временных интервалов в прямоугольном шаблоне 952 4x12 для каждого кадра. 24 пакета могут передаваться различным образом внутри прямоугольного шаблона 952.

В первом варианте осуществления, который изображен на фиг.9C, пакеты передают в прямоугольном шаблоне циклически по шести кодовым блокам. Для каждого цикла по шести кодовым блокам выбирают один пакет из каждого кодового блока, и шесть пакетов для шести кодовых блоков передают с использованием вертикального зигзагообразного шаблона. Шесть пакетов 1 для кодовых блоков передают в клетке 954a, шесть пакетов 2 для кодовых блоков передают в клетке 954b, шесть пакетов 3 для кодовых блоков передают в клетке 954c, и шесть пакетов 4 для кодовых блоков передают в клетке 954d. J-й пакет для i-го кодового блока на фиг.9C помечен как Bi Pj.

Первый вариант осуществления обеспечивает большее временное разнесение по каждому кодовому блоку, так как четыре пакета для кодового блока передают по большему количеству периодов символа. Пакеты, передаваемые в одном периоде символа, вероятно, должны претерпевать коррелированное разрушение. Например, глубокое замирание в течение периода символа может вызвать декодирование с ошибкой всех пакетов, передаваемых в этом периоде символа. При передаче пакетов из различных кодовых блоков в одном периоде символа коррелированные разрушения (пакета) будут распределены по нескольким кодовым блокам. Это повышает возможность коррекции этих разрушений блочным декодером. Первый вариант осуществления также располагает четыре пакета для каждого кодового блока по возможности дальше друг от друга во времени, что улучшает временное разнесение по кодовому блоку. Например, четыре пакета для кодового блока 1 передают в периодах символа 1, 4, 7 и 10 и располагают отдельно с интервалами в три периода символа. Первый вариант осуществления также снижает требования на буферизацию, так как каждый пакет передают по возможности меньшему количеству периодов символа.

Во втором варианте осуществления, который не изображен на чертежах, пакеты выбирают циклически по N _bl кодовым блокам, подобно первому варианту осуществления, но N_bl пакетов для каждого цикла передают с использованием горизонтального зигзагообразного шаблона внутри клетки 954. Этот вариант осуществления может обеспечить большее временное разнесение каждому пакету. В третьем варианте осуществления сначала передают четыре пакета для одного кодового блока, затем передают четыре пакета для другого кодового блока и так далее. Этот вариант осуществления обеспечивает возможность предварительного восстановления некоторых кодовых блоков. Соответственно, несколько кодовых блоков могут передаваться на PLC различным образом.

Как отмечено выше, несколько PLC может быть предназначено для совместного декодирования. Каждый из присоединенных PLC может нести любое количество кодовых блоков на суперкадр в зависимости от скорости передачи данных потока данных, передаваемого на PLC. В целом количество групп поддиапазонов, которые должны использоваться для присоединенных PLC, может быть ограничено максимальной скоростью передачи битов.

Фиг.9D изображает назначение временных интервалов в суперкадре двум присоединенным PLC с использованием горизонтально состыкованных прямоугольных шаблонов. В этом возможном варианте PLC 1 несет два кодовых блока с использованием режима 4 (например, для потока видеосигнала), и восемь пакетов передается в восьми временных интервалах для каждого кадра. PLC 2 несет один кодовый блок с использованием режима 2 (например, для звукового потока), и четыре пакета передается в восьми временных интервалах для каждого кадра. Восемь пакетов для PLC 1 передают в прямоугольном шаблоне 962 2x4, циклически проходя по двум кодовым блокам и с использованием вертикального зигзагообразного шаблона, как описано выше согласно фиг.9C. Четыре пакета для PLC 2 передают в прямоугольном шаблоне 964 2x4 с использованием вертикального зигзагообразного шаблона. Шаблон 964 пристыкован справа к шаблону 962.

Фиг.9E изображает назначение временных интервалов в суперкадре двум присоединенным PLC с использованием вертикально состыкованных прямоугольных шаблонов. Восемь пакетов для PLC 1 передают в прямоугольном шаблоне 972 1x8, циклически проходя по двум кодовым блокам и с использованием вертикального зигзагообразного шаблона, хотя только с одной группой поддиапазонов. Четыре пакета для PLC 2 передают в прямоугольном шаблоне 974 2x4 с использованием вертикального зигзагообразного шаблона. Шаблон 974 пристыкован сверху шаблона 972. Использование прямоугольного шаблона 1x8 для PLC 1 гарантирует, что в каждом периоде символа передается только два пакета, что может быть ограничением, накладываемым максимальной скоростью передачи битов. Если позволяет максимальная скорость передачи битов, то для PLC 1 может использоваться прямоугольный шаблон 2x4 для уменьшения общего времени передачи и для PLC 1 и для PLC 2.

Возможные варианты, изображенные на фиг.9D и 9E, могут быть расширены для охвата произвольного количества присоединенных PLC, произвольного количества кодовых блоков для каждого PLC и произвольного режима для каждого PLC. Временные интервалы могут назначаться присоединенным PLC так, чтобы минимизировалось время передачи в целом для этих PLC при соответствии с максимальной скоростью передачи битов.

Для схемы внешнего кодирования, изображенной на фиг.8, первые K пакетов каждого кодового блока предназначены для данных, и последние N-K пакетов предназначены для битов контроля по четности. Так как каждый пакет содержит значение CRC, устройство радиосвязи может определять, декодирован ли каждый пакет правильно или с ошибкой, посредством повторного вычисления значения CRC с использованием принятых информационных битов пакета и сравнения повторно вычисленного значения CRC с принятым значением CRC. Для каждого кодового блока, если первые K пакетов декодированы правильно, то устройству радиосвязи не требуется обрабатывать последние N-K пакетов. Например, если N=16, K=12 и последние четыре пакета кодового блока передают в четвертом кадре, то устройству радиосвязи не требуется запускаться в последнем кадре, если 12 пакетов данных, переданных в первых трех кадрах, декодированы правильно. Кроме того, декодером Рида-Соломона может быть скорректирована любая комбинация из до N-K неправильно (внутренне) декодированных пакетов.

Для ясности приведенное выше описание основано на схеме каскадного кодирования, составленной из внешнего кода и внутреннего кода, и на параметрах, заданных в Таблице. Для системы также могут использоваться другие схемы кодирования. Кроме того, для системы могут использоваться идентичные или другие параметры. Выделение и назначение поддиапазонов может выполняться использованием описанных здесь способов и в соответствии с определенной схемой кодирования и параметрами, применимыми к системе.

Фиг.10 изображает блок-схему процесса 1000 широковещания нескольких потоков данных с использованием описанных здесь способов мультиплексирования и передачи. Процесс 1000 может выполняться для каждого суперкадра.

Первоначально идентифицируют активные PLC для текущего суперкадра (блок 1012). Для каждого активного PLC обрабатывают по меньшей мере один блок данных в соответствии с внешним кодом (и скоростью), выбранных для PLC, для получения по меньшей мере одного кодового блока, одного кодового блока для каждого блока данных (блок 1014). Каждому активному PLC выделяют определенное количество элементов передачи на основе полезной нагрузки PLC для текущего суперкадра (блок 1016). В основном, элементы передачи в текущем суперкадре могут быть выделены активным PLC с любым уровнем крупности разбиения. Например, элементы передачи могут выделяться активным PLC во временных интервалах, с каждым временным интервалом, содержащим 500 элементов передачи. Затем каждому активному PLC назначают определенные элементы передачи в каждом кадре текущего суперкадра (блок 1018). Блок 1016 определяет количество ресурсов, выделенное для каждого активного PLC. Блок 1018 обеспечивает выделение определенных ресурсов каждому активному PLC и может быть выполнен на основе схемы назначения. Например, для блока 1018 может использоваться схема, которая назначает прямоугольные шаблоны, или схема, которая назначает зигзагообразные сегменты внутри полос. Выделение и назначение элементов передачи также могут выполняться совместно, так как выделение может зависеть от эффективности упаковки, полученной при назначении.

Каждый кодовый блок для каждого активного PLC разбивают на несколько субблоков, один субблок для каждого кадра (блок 1020). Затем каждый пакет в каждом субблоке кодируют внутренним кодом и отображают на символы модуляции (блок 1022). Скорость внутреннего кода и схему модуляции, используемые для каждого PLC, определяет режим, выбранный для этого PLC. Затем несколько субблоков для каждого кодового блока передают в нескольких кадрах текущего суперкадра для получения временного разнесения. Для каждого кадра текущего суперкадра символы данных в субблоке(ах), который должен передаваться в этом кадре, для каждого активного PLC, отображают на элементы передачи, назначенные PLC (блок 1024). Затем формируют составной поток символов (1) мультиплексированными символами данных для всех активных PLC и (2) символами пилот-сигнала, дополнительной служебной сигнализации и защитными символами (блок 1026). Составной поток символов дополнительно обрабатывают (например, согласуют с определенными условиями и модулируют OFDM) и широковещают устройствам радиосвязи в системе.

Описанные здесь способы мультиплексирования и передачи обеспечивают возможность передачи нескольких потоков данных в каждом суперкадре, которые могут независимо восстанавливаться устройством радиосвязи. Заданный поток данных, представляющий интерес, может быть восстановлен посредством (1) выполнения демодуляции OFDM на всех поддиапазонах или только на поддиапазонах, используемых для этого потока данных, (2) демультиплексирования обнаруженных символов данных для этого потока данных и (3) декодирования обнаруженных символов данных для этого потока данных. Для приема требуемого потока данных не требуется полного или частичного декодирования других потоков данных. В зависимости от схемы выделения и назначения, выбранной для использования, устройство радиосвязи для восстановления потока данных, представляющего интерес, может выполнять частичную демодуляцию и/или частичное декодирование другого потока данных. Например, если несколько потоков данных совместно используют один символ OFDM, то демодуляция выбранного потока данных может привести к частичной демодуляции невыбранного потока данных.

Фиг.11 изображает блок-схему базовой станции 110x, которая является одной из базовых станций в системе 100. В базовой станции 110x, процессор 1110 (обработки) данных передачи (TX) принимает несколько (N_plc) потоков данных (обозначенных, как {d_l } по {d_Npic)} из одного или большего количества источников 1108 данных, например, нескольких источников данных для различных услуг, где каждая услуга может переноситься в одном или большем количестве PLC. TX процессор 1110 данных обрабатывает каждый поток данных в соответствии с режимом, выбранным для этого потока, для формирования соответствующего потока символов данных и обеспечивает N_plc потоков символов данных (обозначенных, как {s _l}, по {s_Npic}) на мультиплексор 1120 (Mux) символов/объединитель каналов. TX процессор 1110 данных также принимает данные дополнительной служебной сигнализации (которые обозначены, как {d_O}) из контроллера 1140, обрабатывает данные дополнительной служебной сигнализации в соответствии с режимом, используемым для данных дополнительной служебной сигнализации, и обеспечивает поток символов дополнительной служебной сигнализации (обозначенный, как {s_O}} на объединитель 1120 каналов. Символ дополнительной служебной сигнализации является символом модуляции для данных дополнительной служебной сигнализации.

Объединитель 1120 каналов мультиплексирует символы данных в N_plc потоках символов данных на назначенные им элементы передачи. Объединитель 1120 каналов также обеспечивает символы пилот-сигнала на поддиапазонах пилот-сигнала и защитные символы на защитных поддиапазонах. Объединитель 1120 каналов дополнительно мультиплексирует символы пилот-сигнала и символы дополнительной служебной сигнализации в секцию пилот-сигнала и дополнительной служебной сигнализации, предшествующую каждому суперкадру (см. фиг.2). Объединитель 1120 каналов обеспечивает составной поток символов (обозначенный, как {s_C}), который несет данные, дополнительную служебную сигнализацию, пилот-сигнал и защитные символы на соответствующих поддиапазонах и периодах символа. Модулятор 1130 OFDM выполняет модуляцию OFDM на составном потоке символов и обеспечивает поток символов OFDM на блок 1132 передатчика (TMTR). Блок 1132 передатчика согласует с определенными условиями (например, преобразует в аналоговый вид, фильтрует, усиливает и преобразует с повышением частоты) поток символов OFDM и формирует модулированный сигнал, который затем передается из антенны 1134.

Фиг.12 изображает блок-схему устройства 120x радиосвязи, которое является одним из устройств радиосвязи в системе 100. В устройстве 120x радиосвязи антенна 1212 принимает модулированный сигнал, переданный базовой станцией 110x, и обеспечивает принятый сигнал на блок 1214 приемника (RCVR). Блок 1214 приемника согласует с определенными условиями, оцифровывает и обрабатывает принятый сигнал и обеспечивает поток дискретов на демодулятор l220 OFDM. Демодулятор 1220 OFDM выполняет демодуляцию OFDM на потоке дискретов и обеспечивает (1) принятые символы пилот-сигнала на устройство 1222 оценки канала и (2) принятые символы данных и принятые символы дополнительной служебной сигнализации на детектор 1230. Устройство 1222 оценки канала получает оценку ответа канала для линии радиосвязи между базовой станцией 110x и устройством 120x радиосвязи на основе принятых символов пилот-сигнала. Детектор 1230 с использованием оценки ответа канала выполняет обнаружение (например, компенсацию или согласованное фильтрование) на принятых символах данных и дополнительной служебной сигнализации. Детектор 1230 обеспечивает на демультиплексор 1240 (Demux) символов/разделитель каналов "обнаруженные" символы данных и дополнительной служебной сигнализации, которые являются оценками переданных символов данных и дополнительной служебной сигнализации, соответственно. Обнаруженные символы данных/дополнительной служебной сигнализации могут быть представлены логарифмическими отношениями правдоподобия (LLR, ЛОП) для битов кода, используемых для формирования символов данных/дополнительной служебной сигнализации, или другими представлениями. Устройство 1222 оценки канала также может обеспечивать информацию синхронизации и частоты на демодулятор 1220 OFDM.

Контроллер 1260 получает указание относительно (например, выбор пользователя для) одного или большего количества определенных потоков данных/каналов PLC, которые должны быть восстановлены. Затем контроллер 1260 определяет выделение и назначение ресурсов для каждого выбранного PLC. Если устройство 120x радиосвязи захватывает сигнал впервые (например, вхождение в синхронизм), то информацию сигнализации получают из символов OFDM дополнительной служебной сигнализации, декодированных процессором 1250 данных приема (RX). Если устройство 120x радиосвязи успешно принимает блоки данных в суперкадрах, то информация сигнализации может быть получена через внедренную дополнительную служебную сигнализацию, которая является частью по меньшей мере одного блока данных, передаваемого в каждом суперкадре. Эта внедренная дополнительная служебная сигнализация указывает выделение и назначение соответствующего потока данных/PLC в следующем суперкадре. Контроллер 1260 обеспечивает управление MUX_RX на разделитель 1240 каналов. Разделитель 1240 каналов на основе управления MUX_RX выполняет демультиплексирование обнаруженных символов данных или дополнительной служебной сигнализации для каждого периода символа и обеспечивает один или большее количество потоков обнаруженных символов данных или поток обнаруженных символов дополнительной служебной сигнализации, соответственно, на RX процессор 1250 данных. В случае символов OFDM дополнительной служебной сигнализации RX процессор 1250 обрабатывает поток обнаруженных символов дополнительной служебной сигнализации в соответствии с режимом, используемым для дополнительной служебной сигнализации, и обеспечивает декодированную дополнительную служебную сигнализацию на контроллер 1260. Для потока(ов) символов данных, RX процессор 1250 данных обрабатывает каждый поток обнаруженных символов данных, представляющий интерес, в соответствии с режимом, используемым для этого потока, и обеспечивает соответствующий декодированный поток данных на сток 1252 данных. В основном, обработка в устройстве 120x радиосвязи является дополнительной к обработке в базовой станции 110x.

Контроллеры 1140 и 1260 управляют работой на базовой станции 110x и устройстве 120x радиосвязи, соответственно. Блоки 1142 и 1262 обеспечивают хранение кодов программ и данных, используемых контроллерами 1140 и 1260, соответственно. Контроллер 1140 и/или планировщик 1144 выделяют ресурсы активным PLC и дополнительно назначают элементы передачи каждому активному PLC.

Фиг.13 изображает блок-схему варианта осуществления TX процессора 1110 данных, объединителя 1120 каналов и модулятора 1130 OFDM в базовой станции 110x. TX процессор 1110 данных содержит N_plc TX процессоров 1310a и 1310p потоков данных для N_plc потоков данных и процессор 1310q потоков данных для данных дополнительной служебной сигнализации. Каждый TX процессор 1310 потоков данных независимо кодирует, чередует и модулирует соответствующий поток данных {d_i}, для формирования соответствующего потока символов данных {s_i}.

Фиг.14 изображает блок-схему TX процессора 1310i потоков данных, который может использоваться для каждого из TX процессоров 1310 потоков данных на фиг.13. TX процессор 1310i потоков данных обрабатывает один поток данных для одного PLC. Процессор 1310i потоков данных содержит процессор 1410a основных потоков, процессор 1410b расширенных потоков и блок 1430 отображения бита в символ. Процессор 1410a обрабатывает основной поток для PLC, и процессор 1410b обрабатывает расширенный поток (если существует) для PLC.

Внутри процессора 1410a основных потоков внешний кодер 1412a кодирует каждый блок данных из данных основного потока в соответствии, например, с кодом Рида-Соломона, для формирования кодового блока RS. Кодовый блок RS состоит из N пакетов, кодированных внешним кодом. Кодер 1412a также присоединяет в конце каждого пакета, кодированного внешним кодом, значение CRC. Это значение CRC может использоваться устройством радиосвязи для обнаружения ошибок (т.е. определения, декодирован ли пакет правильно или с ошибкой). Внешний перемежитель 1414a разбивает каждый кодовый блок на субблоки, чередует (т.е., переупорядочивает) пакеты среди различных субблоков, которые передаются в каждом кадре, и буферизует субблоки, передаваемые в различных кадрах суперкадра. Затем внутренний кодер 1416a кодирует каждый пакет субблока, кодированный внешним кодом, в соответствии, например, с Турбо кодом для формирования пакета, кодированного внутренним кодом. Внутренний перемежитель 1418a битов чередует биты внутри каждого пакета, кодированного внутренним кодом, для формирования соответствующего пакета с чередованием. Кодирование внешним кодером 1412a и внутренним кодером 1416a повышает надежность передачи основного потока. Перемежение внешним 1414a и внутренним перемежителем 1418a обеспечивает временное и частотное разнесение, соответственно, для передачи основного потока. Скремблер 1420a рандомизирует биты в каждом кодированном пакете с перемежением битов с использованием PN последовательности и обеспечивает скремблированные биты на блок 1430 отображения.

Процессор 1410b расширенных потоков выполняет подобную обработку на расширенном потоке (если существует) для PLC. Процессор 1410b может использовать внутренний код, внешний код и схему модуляции, идентичные используемым для процессора 1410a или отличные от них. Процессор 1410b обеспечивает скремблированные биты для расширенного потока на блок 1430 отображения.

Блок 1430 отображения принимает скремблированные биты для основного и расширенного потоков, усиление G_bs для основного потока и усиление G_es для расширенного потока. Усиления G_bs и G_es определяют количество мощности передачи, которое должно использоваться для основного и расширенного потоков, соответственно. Различные зоны обслуживания могут быть достигнуты для основного и расширенного потоков посредством передачи этих потоков на различных уровнях мощности. Блок 1430 отображения отображает принятые скремблированные биты на символы данных на основе выбранной схемы отображения и усилений G _bs и G_es. Отображение символов может быть получено посредством (1) группирования наборов B скремблированных битов для формирования B-битных двоичных значений, где B 1, и (2) отображения каждого B-битного двоичного значения в символ данных, который является комплексным значением для точки в констелляции сигналов для выбранной схемы модуляции. Если не используется наложенное кодирование, то каждый символ данных соответствует точке в констелляции сигналов, такой как М-PSK или М-QAM, где М = 2^B. Если наложенное кодирование используется, то каждый символ данных соответствует точке в комплексной констелляции сигналов, которая может быть сформирована или не сформирована суперпозицией двух масштабированных констелляций сигналов. Для описанного выше варианта осуществления основной и расширенный потоки несут одинаковое количество кодовых блоков для каждого суперкадра. Кодовые блоки для основного и расширенного потоков могут передаваться одновременно, как изображено на фиг.14, или передаваться с использованием TDM и/или FDM.

Вновь, согласно фиг.13, объединитель 1120 каналов реализован мультиплексором 1320, который принимает N_plc потоков символов данных, поток символов дополнительной служебной сигнализации, символы пилот-сигнала и защитные символы. Мультиплексор 1320 обеспечивает символы данных, символы дополнительной служебной сигнализации, символы пилот-сигнала и защитные символы на соответствующие поддиапазоны и периоды символа на основе управления MUX_TX из контроллера 1140 и выводит составной поток символов, {s_C }. При назначении символов модуляции группам поддиапазонов может быть выполнен дополнительный уровень перемежения (символов) посредством назначения символов модуляции поддиапазонам внутри каждой группы поддиапазонов в псевдослучайном режиме. Для упрощения назначения поддиапазонов каналам PLC могут назначаться временные интервалы, как описано выше. Затем временные интервалы могут отображаться на различные группы поддиапазонов, например, в псевдослучайном режиме, от одного периода символа к следующему. Это отображение временного интервала на группу поддиапазонов гарантирует, что символы модуляции, ассоциированные с определенным индексом временного интервала, имеют различные расстояния от поддиапазонов пилот-сигнала для различных периодов символа, что может улучшить функционирование.

Модулятор 1130 OFDM содержит блок 1330 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) и генератор 1332 циклических префиксов. Для каждого периода символа блок 1330 IFFT преобразовывает каждый набор N_tsb символов для N_tsb поддиапазонов в целом в временную область с использованием N_tsb-точечного IFFT, для получения "преобразованного" символа, который содержит N_tsb дискретов временной области. Для борьбы с межсимвольными помехами (ISI), которые вызывает избирательное по частоте замирание, генератор 1332 циклических префиксов повторяет часть каждого преобразованного символа для формирования соответствующего символа OFDM. Повторяемую часть часто называют циклическим префиксом или защитным интервалом. Генератор 1332 циклических префиксов обеспечивает поток дискретов данных (обозначенный, как {c}) для составного потока символов {s_C}.

Описанные здесь способы мультиплексирования и передачи могут быть реализованы различными средствами. Например, эти способы могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении, или их комбинации. Для аппаратной реализации процессоры, используемые для выполнения мультиплексирования и/или передачи в базовой станции, могут быть реализованы внутри одной или большего количества специализированных интегральных схем (ASIC, СИС), цифровых процессоров сигнала (DSP, ЦПС), устройств цифровой обработки сигналов (DSPD, УЦОС), программируемых логических устройств (PLD, ПЛУ), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA, ППВМ), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, других электронных блоков, разработанных для выполнения описанных здесь функций или их комбинации. Процессоры, используемые для выполнения дополнительной обработки в устройстве радиосвязи, также могут быть реализованы внутри одной или большего количества ASIC, DSP и так далее.

Для программной реализации описанные здесь способы могут быть реализованы модулями (например, процедурами, функциями и так далее), которые выполняют описанные здесь функции. Коды программного обеспечения могут храниться в блоке памяти (например, блоке 1142 или 1262 памяти фиг.11) и выполняться процессором (например, контроллером 1140 или 1260). Блок памяти может быть реализован внутри процессора или быть внешним относительно процессора, в этом случае он может быть коммуникативно связанным с процессором через различные известные средства.

Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления приведено для обеспечения возможности любому специалисту в данной области техники произвести или использовать настоящее изобретение. Для этих специалистов в данной области техники будут очевидны различные изменения указанных вариантов осуществления, и не удаляясь от сущности и не выходя из объема изобретения, определенные здесь общие принципы могут быть применены к другим вариантам осуществления. Следовательно, настоящее изобретение предназначено для представления в широком объеме, согласованном с раскрытыми здесь принципами и новыми признаками, а не ограничивается продемонстрированными здесь вариантами осуществления.