Передача цифровых сигналов посредством мультиплексирования с ортогональным частотным разделением

Передача цифровых сигналов посредством мультиплексирования с ортогональным частотным разделением

Реферат

 

В системе мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР), которая использует внешний кодер Рида-Соломона и блок чередования и внутренний сверточный кодер, после внутреннего сверточного кодирования биты данных подвергаются чередованию посредством внутреннего блока чередования, а затем группируются в символы, каждый из которых имеет m битов. После группирования символы отображаются на комплексную плоскость с использованием квадратурной амплитудной модуляции (КАМ). Таким образом, биты, но не символы, чередуются посредством внутреннего блока чередования. Приемник осуществляет мягкое решение с учетом значения каждого бита в каждом принимаемом комплексном символе КАМ. Техническим результатом является создание системы для передачи высокоскоростных цифровых данных в условиях многолучевого распространения. 5 с. и 16 з.п.ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Область техники Настоящее изобретение относится к передаче цифрового сигнала посредством мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР), более конкретно изобретение относится к устройствам и системам МОЧР, которые используются при передаче цифровых сигналов.

Предшествующий уровень техники Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (МОЧР) представляет собой способ широковещательной трансляции передачи высокоскоростных цифровых сигналов, например сигналов телевидения высокой четкости (ТВВЧ). В системах МОЧР один высокоскоростной поток данных делится на несколько параллельных низкоскоростных подпотоков, причем каждый подпоток используется для модуляции соответствующей поднесущей частоты.

Способ модуляции, используемый в системах МОЧР, определяется как квадратурная амплитудная модуляция (КАМ), при которой модулируется как фаза, так и амплитуда несущей частоты. При модуляции КАМ из множества битов данных формируются комплексные символы КАМ, причем каждый символ включает в себя действительную составляющую и мнимую составляющую, и при этом каждый символ представляет множество битов данных, из которых он был сформирован. Множество битов КАМ передаются совместно в конфигурации, которую можно графически представить с помощью комплексной плоскости. В типовом случае такая конфигурация называется "созвездием". Использование КАМ позволяет повысить эффективность системы МОЧР.

Передаваемый в широковещательном режиме сигнал может распространяться к приемнику более чем одним путем. Например, сигнал от единственного передатчика может распространяться к приемнику по прямой линии, а также после отражений от физических объектов. Кроме того, когда система использует способ так называемой "сотовой" трансляции для увеличения спектральной эффективности, принимаемый сигнал может транслироваться более чем одним передатчиком. Поэтому один и тот же сигнал будет передаваться к приемнику более чем одним путем. Такое параллельное распространение сигналов, как искусственное (т.е. обусловленное трансляцией одного и того же сигнала от более чем одного передатчика), так и естественное (т.е. обусловленное отражениями), определяется как "многолучевое распространение". Ясно, что, хотя сотовая цифровая трансляция является спектрально эффективной, следует принять меры для учета эффектов многопутевого распространения.

Системы МОЧР, использующие КАМ, более эффективны при наличии условий многолучевого распространения (которые должны возникать при использовании сотовых методов трансляции), чем способы КАМ, основанные на использовании только одной несущей частоты. В системах КАМ с одной несущей должен использоваться комплексный выравниватель для выравнивания характеристик каналов, которые имеют эхосигналы, сравнимые по уровню с сигналом прямого распространения, причем такое выравнивание является трудным для осуществления. В противоположность этому, в системах МОЧР необходимость в комплексных выравнивателях можно исключить, просто вводя защитные интервалы подходящей длины в начале каждого символа. Соответственно, системы МОЧР, которые используют КАМ, имеют преимущество в условиях, когда имеется многолучевое распространение.

Что касается современных систем МОЧР, то при оценке настоящего изобретения следует учитывать, что в современных системах поток данных, подлежащий трансляции, кодируется дважды, сначала с помощью кодера Рида-Соломона, а затем с помощью схемы решетчатого кодирования. Заметим, что настоящее изобретение в равной степени применимо к системам, в которых имеет место только одно кодирование. В обычной схеме решетчатого кодирования поток данных кодируется с помощью сверточного кодера, а затем последовательные биты комбинируются в группу битов, которая образует символ КАМ. В группе имеется несколько битов, причем число битов на группу определяется целым числом m (следовательно, каждая группа именуется имеющей m-ичную размерность), обычно значение m составляет четыре, пять, шесть или семь, хотя оно может быть больше или меньше.

После группирования битов в многобитные символы символы подвергаются чередованию. "Чередование" означает, что поток символов переупорядочивается в последовательности, чтобы тем самым рандомизировать потенциальные ошибки, обусловленные искажениями в канале. В иллюстративных целях, положим, что необходимо передать пять слов. Если в ходе передачи сигнала без чередования возникают временные искажения в канале, в таких обстоятельствах, еще до исключения искажений в канале, может быть потеряно целое слово, и может оказаться затруднительным или вообще невозможным распознать, какая информация была передана посредством потерянного слова.

В противоположность этому, если буквы пяти слов последовательно переупорядочиваются (т.е. "чередуются") до передачи, и возникает помеха в канале, то может потеряться несколько букв, возможно, по одной букве на слово. Однако после декодирования переупорядоченных букв будут получены все пять слов, хотя в нескольких словах могут быть пропущены буквы. Совершенно ясно, что в этих обстоятельствах цифровому декодеру было бы относительно легко, практически полностью, восстановить данные. После чередования m-ичных символов символы отображаются на комплексные символы с использованием вышеупомянутых принципов КАМ, мультиплексируются в соответствующих каналах поднесущей, и передаются.

Было обнаружено, что современные системы МОЧР, которые используют вышеупомянутую схему решетчатого кодирования, в которой биты данных группируются в символы до чередования, оказываются недостаточно эффективными в условиях многолучевого распространения, когда некоторые из поднесущих МОЧР значительно ослаблены. Кроме того, было обнаружено, что можно повысить эффективность систем МОЧР в присутствии ослабления поднесущей, обусловленного условиями многолучевого распространения. Также было обнаружено, что эффективность подобной системы МОЧР можно дополнительно повысить за счет мягкого принятия решения в приемнике при определении значений принимаемых данных.

Сущность изобретения Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание системы для передачи высокоскоростных цифровых данных в условиях многолучевого распространения. Также задачей настоящего изобретения является создание системы для передачи высокоскоростных цифровых данных с использованием принципов МОЧР, которая функционирует сравнительно эффективно при ослаблении поднесущей в условиях многолучевого распространения. Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание системы для приема высокоскоростных цифровых данных, которая позволяет использовать мягкое принятие решения на базе каждого подканала для определения значения данных. Задачей настоящего изобретения также является создание системы для передачи высокоскоростных данных, характеризуемой простотой в использовании и экономичностью в производстве и обслуживании.

В одном из аспектов изобретение предусматривает передатчик сигнала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР сигнала), в котором биты данных обрабатываются посредством внутреннего блока чередования до группирования битов в многобитные символы.

В другом аспекте изобретение предусматривает устройство для передатчика МОЧР-сигнала для обработки битов цифровых данных для передачи их на приемник, при этом устройство содержит внешний блок чередования для обработки битов данных; кодер для кодирования упомянутых обработанных битов; внутренний блок чередования для приема битов данных из кодера и чередования битов данных; и средство приема чередованных битов данных из внутреннего блока чередования и генерирования символа, представляющего m последовательных битов из внутреннего блока чередования, где m есть целое число, большее единицы.

В передатчике МОЧР предусмотрено устройство, реализующее изобретение, для обработки битов цифровых данных для передачи их на приемник. В этом варианте реализации устройство включает в себя внешний блок чередования, предпочтительно, блок чередования символов кода Рида-Соломона для обработки битов данных, и внутренний блок чередования для приема обработанных выходных битов данных от внешнего блока чередования и чередования битов данных. Устройство также включает в себя средство приема чередованных битов данных от внутреннего блока чередования и генерирования символа, представляющего m последовательных битов от внутреннего блока чередования, где m есть целое число, большее единицы.

Предпочтительно, сверточный кодер обрабатывает биты между внутренним и внешним блоками чередования. Кроме того, может быть предусмотрено средство отображения каждого символа в m-ичное сигнальное пространство, согласно предпочтительному варианту осуществления, средство отображения использует квадратурную амплитудную модуляцию (КАМ) для генерирования комплексных символов. Если m - нечетное целое, равное по меньшей мере пяти (5), средство отображения минимизирует сумму расстояний Хэмминга между соседними символами в квадранте сигнального пространства.

Как описано ниже более подробно, последовательно-параллельный преобразователь обрабатывает комплексные символы в m подпотоков, где m есть целое число, большее единицы. Генератор защитного периода устанавливает защитный период в потоках сигнала. Данное устройство раскрывается в комбинации с передатчиком МОЧР и в дополнительной комбинации с системой МОЧР.

В еще одном аспекте изобретение предусматривает способ передачи битов цифровых данных с использованием мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР), включающий значения сверточного кодирования битов, чередования битов, группирования m битов параллельно, для формирования соответствующего символа.

Способ передачи битов цифровых данных, использующий МОЧР, включает в себя сверточное кодирование битов и затем чередование битов. Затем, способ включает группирование m битов параллельно для формирования соответствующего символа.

Изобретение также предусматривает устройство для приемника, предназначенное для приема n подпотоков сигнала, мультиплексированного с ортогональным частотным разделением (МОЧР-сигнала), содержащего комплексные отрегулированные по фазе символы, где каждый символ представляет m битов данных, которое включает в себя для каждого подпотока квантователь мягкого решения для определения двоичного значения каждого бита, представляемого каждым символом в подпотоке. Эту часть функции приемника может принимать на себя компьютерное логическое устройство.

Изобретение, таким образом, также предусматривает компьютерное логическое устройство для приемника МОЧР-сигнала, предназначенного для приема комплексных символов в МОЧР-сигнале, каждый из которых представляет m битов данных, при этом компьютерное логическое устройство содержит компьютерное логическое устройство хранения, считываемое системой цифровой обработки; и команды, реализованные в логическом устройстве хранения, команды, исполняемые системой цифровой обработки для выполнения этапов способа для принятия мягкого решения с учетом значения каждого символа, при этом этапы способа включают определение первого набора возможных значений для каждого символа, причем каждое значение в первом наборе имеет двоичное значение "0" в предварительно определенном бите; определение, для каждого символа, модуля разности между символом и каждым возможным значением в первом наборе возможных значений; и определение наименьшего модуля разности и генерирование первого сигнала, представляющего его.

Устройство для передачи МОЧР-сигналов содержит средство квадратурной амплитудной модуляции (КАМ) для генерирования символов КАМ. Также, устройство включает в себя средство отображения для отображения символов на m-ичное пространство так, чтобы сумма расстояний Хэмминга между соседними символами в пространстве была минимизирована, где m - нечетное целое, равное по меньшей мере пяти (5).

Краткое описание чертежей Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем подробном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее: фиг.1 - блок-схема системы передачи цифрового сигнала, выполненной в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 - блок-схема передатчика, выполненного в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 3 - блок схема приемника, выполненного в соответствии с настоящим изобретением; и фиг. 4 - блок-схема последовательности операций, реализуемой логикой мягкого решения в приемнике.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления На фиг. 1 изображена система 10 для передачи высокоскоростных цифровых данных на приемник 12 от одного или более, по существу, одинаковых передатчиков 14, 16 посредством множества каналов 18, 20 эфирного интерфейса. Высокоскоростные цифровые сигналы могут представлять собой, например, сигналы телевидения высокой четкости (ТВВЧ). Система 10 является системой мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР). Соответственно, передатчики 14, 16 передают на приемник 12 одинаковые сигналы, причем каждый сигнал мультиплексируется во множество из n подканалов, где n - целое число, большее единицы (1). В соответствии с принципами МОЧР, каждый подканал представляет соответствующий подпоток последовательности комплексных квадратурно-амплитудно-модулированных (КАМ) символов. В свою очередь, каждый символ КАМ представляет m битов данных, где m - целое число, большее единицы (1). В одном из предпочтительных вариантов осуществления значение m составляет шесть (6). В другом предпочтительном варианте осуществления значение m составляет семь (7). Хотя рассматриваемый вариант осуществления описывается в терминах квадратурной амплитудной модуляции, он в равной степени применим к системам модуляции с использованием манипуляции фазовым сдвигом.

Фиг. 2 изображает существенные фрагменты передатчика 14 рассматриваемого варианта осуществления. Внешний символьный кодер с исправлением ошибок, например кодер Рида-Соломона 22, принимает поток битов цифровых данных, подлежащих передаче, и кодирует биты согласно принципам, известным в технике. Аналогично, внешний блок чередования 24, предпочтительно блок чередования символов Рида-Соломона, чередует данные из внешнего кодера 22 в соответствии с принципами, известными в технике. (См. например, G.C. Clark, Jr. аnd J.B. Cain, "Error-Correcting Coding for Digital Communications", Plenum Press, New York, 1981; S. Lin and D.J. Costello, Jr., "Error Control Coding: Fundamentals and Applications", Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J. 1983).

Из внешнего блока чередования 24 сигнал подается на сверточный кодер 26, который сверточно кодирует биты данных по общеизвестным принципам. Биты данных затем передаются на внутренний блок чередования 28, который чередует биты. Затем чередованные биты подаются на блок группирования 30 сигнального пространства.

Согласно настоящему изобретению, блок группирования 30 сигнального пространства группирует параллельно последовательность m битов из внутреннего блока чередования 28. Таким образом, блок группирования сигнального пространства формирует соответствующий символ, который является представителем каждого из m последовательных битов, принимаемых из внутреннего блока чередования 28.

Очевидно, что передатчик 14, в отличие от передатчиков МОЧР с решетчатым кодированием, обрабатывает биты данных посредством внутреннего блока чередования до группирования битов в многобитные символы. Заявителем было обнаружено, что при помощи этой структуры передатчика и структуры приемника 12, обсуждаемой ниже, характеристики разнесения и эффективность системы 10 улучшается в условиях многолучевого распространения, по сравнению с традиционными передатчиками с решетчатым кодированием, которые сначала группируют биты данных в символы, а затем обрабатывают символы посредством внутреннего блока чередования.

Как показано на фиг. 2, символы из блока группирования 30 сигнального пространства посылаются на элемент 32 отображения сигнального пространства. В соответствии с настоящим изобретением, элемент 32 отображения сигнального пространства отображает каждый символ на m-ичное сигнальное пространство. Предпочтительно, элемент отображения использует квадратурную амплитудную модуляцию (КАМ), для осуществления модуляции как по амплитуде, так и по фазе на базе каждого символа, для генерирования комплексных символов.

Эти комплексные символы отображаются на комплексную плоскость, иногда называемую созвездием КАМ. Соответственно, каждый комплексный символ может быть выражен в терминах его положения x-y на комплексной плоскости как "х+jy", где j есть квадратный корень из отрицательной единицы Для четных значений m отображение на комплексную плоскость осуществляется с использованием m/2 кодированных по Грею двоичных цифр для x-координат и с использованием оставшихся m/2 двоичных цифр (кодированных по Грею) для представления y-координаты. При таком отображении смежные биты в квадранте комплексной плоскости отличаются друг от друга по значению только одним двоичным значением. Другими словами, так называемое расстояние Хэмминга между смежными битами в квадранте в точности равно единице (1).

В противоположность этому, для нечетных значений m, поскольку созвездие КАМ уже не является прямоугольным, символы КАМ уже не могут независимо кодироваться по Грею в двух измерениях. Соответственно, для нечетных значений m символы КАМ отображаются с использованием квази-Греевского кода, изображенного в нижеприведенной таблице, для минимизации суммы расстояний Хэмминга между m битами, присвоенными каждой различающейся паре соседних символов в квадранте (то есть, элементами одного и того же квадранта, которые физически представлены в таблице как следующие друг за другом, без каких-либо промежуточных элементов).

Специалистам будет очевидно, что созвездие, изображенное в таблице, можно рассматривать как включающее в себя четыре квадранта, причем начало координат созвездия находится между третьей строкой и четвертой строкой и между третьим столбцом и четвертым столбцом. Согласно настоящему изобретению два из m битов, из представляемых каждым символом КАМ, кодируют квадрант символа.

Таким образом, два из битов из символов КАМ в первом квадранте есть 00, два бита из каждого символа во втором квадранте есть 01, два бита из каждого символа в третьем квадранте есть 11 и два бита из каждого символа в четвертом квадранте есть 10.

Соответственно, в таблице три оставшихся бита каждого символа обозначаются одной из восьми букв a-h. Распределения для символа в первом квадранте обсуждаются ниже, но следует иметь в виду, что, как показано в таблице, распределение одного и того же бита отражается в других трех квадрантах. Каждой букве можно произвольно присвоить значение "000"; например буква "а" может представлять двоичное значение "000". Чтобы поддерживать расстояние Хэмминга до соседних элементов в квадранте равным единице, в настоящем изобретении используется распределение b=001 и с=010. Это, в свою очередь, приводит к d=011 и f=111.

Для оставшихся распределений существуют две возможности минимизации суммы межсимвольных расстояний Хэмминга в квадранте. Первая состоит в распределении g=100 и h=101. В этом случае расстояние Хэмминга между всеми соседними элементами в квадранте равно 1, за исключением расстояния Хэмминга между d и g, которое равно трем. Или же, g=101 и h=100. В этом случае расстояние Хэмминга между соседними элементами в квадранте равно 1, за исключением расстояния Хэмминга между d и g, которое равно двум, и расстояния Хэмминга между b и h, которое равно двум. Оба случая, так или иначе, минимизируют сумму расстояний Хэмминга от одного соседнего элемента к другому соседнему элементу в квадранте.

Таблица является отображением для случая m=5. Следует иметь в виду, однако, что изложенные здесь принципы применимы к большим нечетным значениям m. Например, для нечетного m>5 каждая точка в приведенной таблице замещается квадратной матрицей из 2^(m-5) точек, так, что пять из битов каждого символа используются для идентификации отдельных квадратных матриц, а оставшиеся m-5 битов используются в качестве двумерного кода Грея, чтобы обозначать точки в квадратной матрице.

После отображения поток комплексных символов мультиплексируется в подпотоки последовательно-параллельным преобразователем 34. По мере того, как преобразователь 34 мультиплексирует символы, он вставляет символы пилот-сигнала в n подпотоков d₀....d_n-1 (что представлено блоком вставки 33 символа пилот-сигнала в передатчике 14, как показано на чертеже). Для специалиста очевидно, что пилот-сигналы создают стандарт амплитуды и фазы для приемника, например приемника 12, чтобы использовать их для определения масштаба и фазы принимаемых комплексных символов.

После мультиплексирования подпотоки преобразуются в частотную область блоком 36 быстрого преобразования Фурье (БПФ). Затем генератор 38 защитного периода принимает выходной сигнал блока 36 БПФ и создает в выходном сигнале защитные периоды. В предпочтительном варианте осуществления защитные периоды создаются путем вставления в сигнал циклического расширения символа, несущего информацию.

На фиг.3 изображены существенные элементы приемника 12, соответствующего настоящему изобретению. Принимаемый сигнал посылается на блок удаления 40 защитного периода, который удаляет защитные периоды, вставленные передатчиком 14 путем обработки только энергии, принимаемой в течение периода полезного сигнала. Из блока удаления 40 сигнал посылается на блок 42 обратного БПФ для преобразования сигнала обратно во временную область.

Как показано на фиг.3, блок 42 обратного БПФ выводит подпотоки принимаемых комплексных символов данных Каждый символ комбинируется в соответствующем умножителе 44 с соответствующим вектором коррекции поворота фазы e = ^-j, где - поворот фазы символа, оцениваемый на основе пилот-сигнала, введенного в передатчике 14.

Затем значение битов, представляемых каждым комплексным символом в соответствующих подпотоках, определяется соответствующими квантователями 46 мягкого решения. Таким образом, квантователи 46 декодируют комплексные символы обратно в биты данных, которые они соответственно представляют. Способ, посредством которого определяются значения битов каждого символа, излагается ниже со ссылками на фиг.4. Как указано на фиг.3, однако, чтобы облегчить принятие мягких решений, квантователи 46 принимают соответствующие оценки "р" амплитуд принимаемых сигналов, основанные на пилот-сигналах.

Из квантователей 46 подпотоки битов данных посылаются на параллельно-последовательный преобразователь 48, чтобы комбинировать подпотоки в единую последовательность битов данных. Затем последовательность битов данных посылается на блок удаления чередования 50 для переупорядочения битов в порядок, в котором они находились до осуществления чередования посредством внутреннего блока чередования 28 передатчика. После удаления чередования биты посылаются на декодер 52 для декодирования битов в соответствии со схемами сверточного кодирования, широко известными в технике. Возможный вариант осуществления сверточного декодера 52 - это декодер Витерби, конструкция которого широко известна в технике. Выходной сигнал декодера 52 подается на внешний блок дечередования 51, который переупорядочивает сверточно декодированные символы. Переупорядоченные символы затем подаются на декодер 53 Рида-Соломона, который декодирует переупорядоченные символы так, как хорошо известно в технике.

Фиг. 4 иллюстрирует логику соответствующего настоящему изобретению квантователя 46 мягкого решения при определении значений битов, представляемых принимаемым комплексным символом. Как следует из фиг.3, каждый квантователь 46 может представлять собой микропроцессор, который, предпочтительно, включает в себя устройство 53 хранения данных, которое содержит команды, используемые квантователем 46, для осуществления этапов настоящего изобретения. Соответственно, для специалистов очевидно, что квантователь 46 может включать в себя программируемый центральный блок обработки (ЦБО) или программируемую микросхему матрицы вентилей или специализированную интегральную схему.

На фиг.4 изображена структура различных вариантов осуществления логики, согласно настоящему изобретению, в виде реализованной на структурах считываемой компьютером логики в устройстве хранения 53 (фиг.3). Для специалистов очевидно, что фиг. 4 иллюстрирует структуры логических элементов, которые функционируют согласно данному изобретению. Очевидно, что изобретение реализуется в одном из основных вариантов осуществления на базе машинного компонента, который реализует логические элементы в форме, выдающей команды блоку цифровой обработки (то есть компьютеру или микропроцессору) для выполнения последовательности этапов работы, соответствующих тем, которые показаны на фиг.4.

Эти команды могут находиться в логических структурах/схемах в устройстве хранения данных (или реализоваться посредством этих структур), которое содержит носитель хранения данных, например в устройстве хранения 53, показанном на фиг.3. Машинный компонент может являться комбинацией логических элементов, которые реализуются в устройстве хранения 53, которое может представлять собой электронное постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), или электронное оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или другое подходящее устройство хранения данных. Альтернативно, команды могут быть реализованы в форме элементов компьютерного программного кода на полупроводниковых устройствах, на магнитной ленте, на оптических дисках, на матрице запоминающих устройств прямого доступа (ЗУПД), на магнитной ленте, на традиционном дисководе жесткого диска, на электронном постоянном запоминающем устройстве, или на электронном оперативном запоминающем устройстве, или другом подходящем устройстве хранения данных.

Начиная с блока 58, отрегулированный по фазе сигнал (значение i обозначает i-ый символ) для каждого принимаемого комплексного символа принимается из умножителя 44, как изложено выше, квантователем 46 настоящего изобретения. Затем, в блоке 56 определяется первый набор возможных значений p_i, которые может иметь принимаемый комплексный символ. Значения величин известны заранее, поскольку каждое из них соответствует положению в заданной геометрии созвездия. Этот первый набор включает в себя 2^m-1 элементов p_i, каждый из которых имеет двоичный "0" в k-ом бите, k=1,...,m. Другими словами, в блоке 56 первый набор возможных значений определяется для каждого символа, причем каждое значение в первом наборе имеет двоичное значение "0" в заданном бите.

Аналогично, в блоке 58 определяется второй набор возможных значений p_i, которые может иметь принимаемый комплексный символ. Этот второй набор включает в себя 2^m-1 элементов p_i, каждый из которых имеет двоичную "1" в k-ом бите, k=1,...,m. Другими словами, в блоке 58 второй набор возможных значений определяется для каждого символа, причем каждое значение во втором наборе имеет двоичное значение "1" в заданном бите. Таким образом, в созвездии 32 значений, показанном выше в таблице, шестнадцать возможных значений выводятся в блоке 56, и другие шестнадцать выводятся в блоке 58.

Затем в блоке 60 определяются абсолютные значения разностей между отрегулированным по фазе сигналом и каждым ожидаемым сигналом p_i в первом наборе, и наименьшее абсолютное значение выбирается в качестве первого сигнала. Также в блоке 60 определяются абсолютные значения разностей между отрегулированным по фазе сигналом и каждым ожидаемым сигналом p_i во втором наборе, и наименьшее абсолютное значение выбирается в качестве второго сигнала. Выходной сигнал блока 60 имеет вид: Хотя конкретный блок чередования битов для мультиплексирования с ортогональным частотным разделением при передаче цифровых сигналов, подробно описанный выше, обеспечивает решение вышеописанных задач изобретения, следует иметь в виду, что в настоящее время это характеризует преимущественный вариант осуществления настоящего изобретения, представляющий в широком смысле сущность настоящего изобретения. При этом настоящее изобретение охватывает другие варианты осуществления, которые могут быть очевидными для специалистов, т. е. объем настоящего изобретения ограничивается только формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки битов цифровых данных для передачи их на приемник, содержащее внешний блок чередования для обработки битов данных, кодер для кодирования обработанных битов, внутренний блок чередования для приема битов данных из кодера и чередования битов данных и средство приема чередованных битов данных из внутреннего блока чередования и генерирования символа, представляющего m последовательных битов из внутреннего блока чередования, где m - целое число, большее 1.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешний блок чередования является блоком чередования Рида-Соломона.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем что дополнительно содержит средство отображения каждого символа на m-ичное сигнальное пространство.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что средство отображения использует квадратурную амплитудную модуляцию (КАМ) для генерирования комплексных символов.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что содержит последовательно-параллельный преобразователь для обработки комплексных символов в n подпотоков, где n - целое число, большее 1.

6. Устройство по любому из пп. 3-5, отличающееся тем, что m - нечетное целое число, равное по меньшей мере 5, при этом средство отображения минимизирует сумму расстояний Хэмминга между соседними символами в квадранте сигнального пространства.

7. Устройство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что дополнительно содержит генератор защитного периода для формирования защитного периода в сигнальных потоках.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что использует принцип мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР).

9. Способ передачи битов цифровых данных с использованием мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР), включающий этапы сверточного кодирования битов, чередования битов, группирования m битов параллельно для формирования соответствующего символа.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что дополнительно включает этап отображения символа на m-ичное пространство с использованием квадратурной амплитудной модуляции для генерирования комплексного символа.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что m = 7.

12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что дополнительно включает этап кодирования битов данных и чередования битов данных с использованием внешнего кодера перед этапом сверточного кодирования.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы подразделения комплексных символов в n подпотоков, выполнения быстрого преобразования Фурье для подпотоков для формирования преобразованного выходного сигнала и формирования множества защитных периодов в преобразованном выходном сигнале.

14. Устройство для приемника, предназначенного для приема n подпотоков сигнала, мультиплексированного с ортогональным частотным разделением (МОЧР), содержащего комплексные отрегулированные по фазе символы, каждый из которых представляет m битов данных, причем устройство содержит для каждого подпотока квантователь мягкого решения для определения двоичного значения каждого бита, представляемого каждым символом в подпотоке.

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что квантователь мягкого решения содержит средство определения первого набора возможных значений для каждого символа, причем каждое значение в первом наборе имеет двоичное значение "0" в предварительно определенном бите, средство определения для каждого символа модуля разности между символом и каждым возможным значением в первом наборе возможных значений и средство определения наименьшего модуля разности и формирования первого сигнала, представляющего его.

16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что квантователь мягкого решения дополнительно содержит средство определения второго набора возможных значений для каждого символа, причем каждое значение во втором наборе имеет двоичное значение "1" в предварительно определенном бите, средство определения для каждого символа модуля разности между символом и каждым возможным значением во втором наборе возможных значений и средство определения наименьшего модуля разности и формирования второго сигнала, представляющего его.

17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что квантователь мягкого решения дополнительно содержит средство возврата двоичной "1", когда первый сигнал больше, чем второй сигнал, и возврата двоичного "0" в противном случае.

18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что квантователь мягкого решения дополнительно содержит средство возврата доверительного значения, пропорционального модулю разности между первым и вторым сигналами.

19. Устройство по п. 9 или 18 в комбинации с приемником, содержащим блок удаления защитного периода для удаления защитных периодов в сигнале МОЧР перед вводом сигнала МОЧР в квантователь мягкого решения.

20. Компьютерное логическое устройство для приемника сигнала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР) для приема комплексных символов в сигнале МОЧР, причем каждый из упомянутых символов представляет m битов данных, содержащее компьютерное логическое устройство хранения, считываемое системой цифровой обработки, и команды, реализованные в упомянутом логическом устройстве хранения, причем команды предназначены для исполнения системой цифровой обработки для выполнения мягкого решения с учетом значения каждого символа, при этом мягкое решение включает определение первого набора возможных значений для каждого символа, причем каждое значение в первом наборе имеет двоичное значение "0" в предварительно определенном бите, определение для каждого символа модуля разности между символом и каждым возможным значением в первом наборе возможных значений и определение наименьшего модуля разности и формирование первого сигнала, представляющего его.

21. Передатчик сигнала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР), в котором биты данных обрабатываются посредством внутреннего блока чередования перед группированием битов в многобитные символы.

РИСУНКИ