Устройство для передачи ofdm сигнала и устройство для приема ofdm сигнала

Устройство для передачи ofdm сигнала и устройство для приема ofdm сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для передачи сигнала OFDM, выполненному с возможностью передачи сигнала OFDM, и к устройству для приема сигнала OFDM, выполненному с возможностью приема сигнала OFDM.

Уровень техники

В обычных системах радиосвязи для снижения вероятности ошибок приема битов, возникающих вследствие замираний сигнала, после кодирования с возможностью коррекции ошибок применяется перемежение. В операции перемежения следующие подряд кодированные символы назначаются либо различным символам на оси времени, либо поднесущим, отстоящим друг от друга на оси частот на максимально возможное расстояние.

Например, в системе WCDMA имеется возможность перемежения данных, предназначенных для передачи в TTI (Transmission Time Interval, временной интервал передачи), длительность которого может составлять, например, 20 мс либо 60 мс.

В то же время в схеме модуляции OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) данные передаются на нескольких поднесущих. Поэтому, как показано на фиг.1, перемежение данных может выполняться как на оси частот, так и на оси времени. Соответственно, структурным элементом, в котором осуществляется перемежение, служит блок передаваемых данных, состоящий из всех символов OFDM, предназначенных для передачи в каждом TTI, в дальнейшем называемый блоком временного интервала передачи.

Непатентный документ 1: 3GPP TS25.212 V7.3.0 (December, 2006).

Однако в системах WCDMA, использующих обычный способ перемежения, существует проблема, заключающаяся в том, что приемное устройство не может выполнить операции снятия перемежения и декодирования до тех пор, пока не будут получены все данные, содержащиеся в структурном элементе, которым является блок временного интервала передачи, в результате чего имеет место задержка входной обработки.

Влияние задержки, связанной с обработкой данных, может быть настолько существенным, что его невозможно оставить без внимания, особенно в таких системах, как LTE (Long Term Evolution), имеющих жесткие ограничения по задержке.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение сделано с учетом описанных выше проблем, его целью является предложение устройства для передачи сигнала OFDM и устройства для приема сигнала OFDM, которые могут сократить задержку входной обработки даже при использовании перемежения.

Первый аспект настоящего изобретения обобщенно представлен как устройство для передачи сигнала OFDM, выполненное с возможностью передачи сигнала OFDM, включающее модуль перемежения, выполненный с возможностью проведения операции перемежения в структурном элементе, которым является блок перемежения; и модуль формирования сигнала OFDM, выполненный с возможностью формирования сигнала OFDM с использованием данных, содержащихся в блоке перемежения, с которым была выполнена операция перемежения, и с возможностью передачи сформированного таким образом сигнала OFDM, причем блок перемежения является частью блока временного интервала передачи, содержащего данные, предназначенные для передачи в течение временного интервала передачи.

В первом аспекте устройство для передачи сигнала OFDM может включать модуль кодирования, выполненный с возможностью проведения операции кодирования принятых данных в структурном элементе, которым является блок кодирования, причем блоком перемежения может быть блок кодирования.

В первом аспекте блоком перемежения может быть блок, содержащий данные, предназначенные для передачи на заранее определенном числе поднесущих в заранее определенном числе периодов длительности символа OFDM.

Второй аспект настоящего изобретения обобщенно представлен как устройство для приема сигнала OFDM, выполненное с возможностью приема сигнала OFDM, включающее модуль приема, выполненный с возможностью проведения операции входной обработки принятого сигнала OFDM для каждого периода длительности символа OFDM; ряд модулей снятия перемежения, каждый из которых выполнен с возможностью проведения операции снятия перемежения с данными, полученными в результате проведения операции входной обработки, в структурном элементе, которым является блок перемежения; и ряд модулей декодирования, каждый из которых выполнен с возможностью проведения операции декодирования данных, переданных из соответствующего модуля снятия перемежения, входящего в ряд модулей снятия перемежения, причем блок перемежения является частью блока временного интервала передачи, содержащего данные, предназначенные для передачи в течение временного интервала передачи.

Во втором аспекте устройство для передачи сигнала OFDM может быть выполнено с возможностью проведения операции кодирования принятых данных в структурном элементе, которым является блок кодирования, причем блоком перемежения может быть блок кодирования.

Во втором аспекте блоком перемежения может быть блок, содержащий данные, предназначенные для передачи на заранее определенном числе поднесущих в заранее определенном числе периодов длительности символа OFDM.

Как описано выше, настоящее изобретение позволяет предложить устройство для передачи сигнала OFDM и устройство для приема сигнала OFDM, которые могут сократить задержку при входной обработке даже при применении перемежения. При этом возможность сокращения задержки существует даже для периода высокоскоростной передачи, хотя эффект перемежения во временной области при этом снижается.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой диаграмму, поясняющую функционирование модуля перемежения в устройстве для передачи сигнала OFDM на существующем уровне техники.

Фиг.2 представляет собой функциональную блок-схему устройства для передачи сигнала OFDM в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой диаграмму, поясняющую функционирование модуля перемежения в устройстве для передачи сигнала OFDM в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой функциональную блок-схему устройства для приема сигнала OFDM в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой диаграмму, поясняющую функционирование модуля перемежения в устройстве для передачи сигнала OFDM в соответствии с модифицированным примером 1 настоящего изобретения.

Фиг.6 представляет собой диаграмму, поясняющую функционирование модуля перемежения в устройстве для передачи сигнала OFDM в соответствии с модифицированным примером 2 настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

(Устройство для передачи сигнала OFDM в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения)

Далее со ссылкой на фиг.2 и фиг.3 представлено описание конструкции устройства 10 для передачи сигнала OFDM в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.2, устройство 10 для передачи сигнала OFDM в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения включает модуль 11 добавления CRC, модуль 12 сегментирования, модуль 13 кодирования, модуль 14 согласования скорости передачи, модуль 15 перемежения, модуль 16 скремблирования, модуль 17 перекомпоновки созвездия, модуль 18 модуляции, модуль 19 отображения OFDM и модуль 20 формирования сигнала OFDM.

Модуль 11 добавления CRC выполнен с возможностью добавления битов CRC (Cyclic Redundancy Check, циклический избыточный код) к переданным с верхнего уровня данным (строке битов) в структурном элементе транспортного блока.

Модуль 12 сегментирования выполнен с возможностью сегментирования данных, к которым добавлены биты CRC, на структурные элементы, которыми являются блоки кодирования.

Модуль 13 кодирования выполнен с возможностью проведения операции кодирования данных, подвергнутых сегментированию. Более конкретно, модуль 13 кодирования выполнен с возможностью проведения операции кодирования принятых данных в структурном элементе, которым является блок кодирования. Для кодирования могут быть применены, например, сверточное кодирование, турбо-кодирование или другие подобные способы.

Модуль 14 согласования скорости передачи выполнен с возможностью проведения операции согласования скорости передачи кодированных данных.

Модуль 15 перемежения выполнен с возможностью проведения операции перемежения данных, прошедших согласование скорости передачи.

Более конкретно, модуль 15 перемежения выполнен с возможностью проведения операции перемежения в структурном элементе, которым является блок перемежения. Здесь, как показано на фиг.3, блок временного интервала передачи представляет собой блок, состоящий из данных, которые могут быть переданы на всех символах OFDM, предназначенных для передачи в TTI.

Блок перемежения здесь является частью блока временного интервала передачи, состоящего из данных, предназначенных для передачи в каждом TTI. Например, блоком перемежения может быть блок (блок кодирования), содержащий данные, которые могут быть переданы на всех символах OFDM, образующих каждый из блоков от А до D, показанных на фиг.3.

В примере, показанном на фиг.3, операция кодирования принятых данных выполняется в структурном элементе, которым является блок, состоящий из данных, которые могут быть переданы на всех символах OFDM, составляющих блоки от А до D.

Модуль 16 скремблирования выполнен с возможностью проведения операции скремблирования на уровне битов для данных (строки битов), подвергнутых перемежению.

Модуль 17 перекомпоновки созвездия выполнен с возможностью проведения операции перекомпоновки созвездия в скремблированных данных. Например, модуль 17 перекомпоновки созвездия может быть выполнен с возможностью добавления к скремблированным данным индикатора, извещающего о типе компоновки созвездия, которое будет использоваться в описываемой далее операции модуляции данных.

Модуль 18 модуляции выполнен с возможностью проведения операции модуляции с данными, для которых была произведена операция перекомпоновки созвездия, например, по схеме QPSK, 16QAM или 64QAM.

Модуль 19 отображения OFDM выполнен с возможностью отображения модулированных данными данных на символы OFDM в блоке ресурсов, отведенном устройству 10 для передачи сигнала OFDM. Блок ресурсов здесь представляет собой блок, отведенный устройству 10 для передачи сигнала OFDM и состоящий из символов OFDM, которые могут быть переданы в TTI.

Более конкретно, модуль 19 отображения OFDM выполнен с возможностью последовательного отображения модулированных данными данных на символы OFDM в периоде длительности символа, начиная с символа OFDM, соответствующего поднесущей с наименьшим номером.

Модуль 20 формирования сигнала OFDM выполнен с возможностью проведения операции формирования сигнала OFDM с использованием данных, содержащихся в подвергнутом перемежению блоке перемежения, и передачи сформированного сигнала OFDM.

Более конкретно, модуль 20 формирования сигнала OFDM выполнен с возможностью формирования сигнала OFDM путем применения к данным, отображенным на символы OFDM, обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) и последующего добавления защитных интервалов.

Следует заметить, что конструкция устройства 10 для передачи сигнала OFDM в соответствии с настоящим изобретением не ограничена конструкцией, представленной на фиг.2, и может существовать иная конструкция при условии выполнения ей функции модуля 15 перемежения.

(Устройство для приема сигнала OFDM в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения)

Далее со ссылкой на фиг.4 представлено описание конструкции устройства 30 для приема сигнала OFDM в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.4, устройство 30 для приема сигнала OFDM в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения включает модуль 31 приема, модуль 32 демодуляции, модуль 33 дескремблирования, ряд модулей 34₁…34_n снятия перемежения, ряд модулей 35₁…35_n согласования скорости передачи, ряд модулей 36₁…36_n декодирования, модуль 37 объединения и модуль 38 проверки CRC.

Модуль 31 приема выполнен с возможностью проведения операции входной обработки принятого сигнала OFDM для каждого периода длительности символа OFDM.

Более конкретно, модуль 31 приема выполнен с возможностью извлечения символов OFDM, соответствующих поднесущим, путем удаления защитных интервалов из принятого сигнала OFDM, преобразования параллельных данных в последовательные и последующего применения быстрого преобразования Фурье.

Модуль 32 демодуляции выполнен с возможностью проведения операции демодуляции извлеченных символов OFDM для каждой поднесущей и последующего преобразования параллельных данных в последовательные.

Здесь модуль 32 демодуляции может быть выполнен с возможностью передачи данных, демодулированных в структурном элементе, которым является блок перемежения, в модуль 33 дескремблирования. Иными словами, модуль 32 демодуляции может быть выполнен с возможностью передачи всех данных, образующих описанный выше структурный элемент, который является блоком перемежения, в модуль 33 дескремблирования сразу по завершении демодуляции данных, не дожидаясь окончания демодуляции всех данных, образующих описанный выше структурный элемент, который является блоком временного интервала передачи.

Модуль 33 дескремблирования выполнен с возможностью проведения операции дескремблирования демодулированных данных (строки битов).

Здесь модуль 33 дескремблирования может быть выполнен с возможностью передачи дескремблированных данных в описанном выше структурном элементе, которым является блок перемежения, в любой модуль из ряда модулей 34₁…34_n снятия перемежения. Иными словами, модуль 33 дескремблирования может быть выполнен с возможностью передачи всех данных, образующих описанный выше структурный элемент, являющийся блоком перемежения, в любой модуль из ряда модулей 34₁…34_n снятия перемежения сразу по завершении дескремблирования данных, не дожидаясь окончания дескремблирования всех данных, образующих описанный выше структурный элемент, являющийся блоком временного интервала передачи.

Каждый модуль из ряда модулей 34₁…34_n снятия перемежения выполнен с возможностью снятия перемежения с данных, переданных из модуля 33 дескремблирования, в описанном выше структурном элементе, которым является блок перемежения.

Здесь каждый модуль из ряда модулей снятия перемежения 34₁…34_n может быть выполнен с возможностью запуска операции снятия перемежения после получения всех данных, образующих блок перемежения, из модуля 33 дескремблирования. Иными словами, каждый из ряда модулей снятия перемежения 34₁…34_n может быть выполнен с возможностью снятия перемежения со всех данных, образующих описанный выше структурный элемент, который является блоком перемежения, сразу по завершении приема указанных данных, не дожидаясь окончания приема всех данных, образующих описанный выше структурный элемент, которым является блок временного интервала передачи.

Каждый модуль из ряда модулей 35₁…35_n согласования скорости передачи выполнен с возможностью проведения операции согласования скорости передачи, соответствующей описанной выше операции согласования скорости передачи, проводимой устройством 10 для передачи сигнала OFDM, для данных, переданных из соответствующего модуля ряда модулей 34₁…34_n снятия перемежения.

Каждый модуль из ряда модулей декодирования 36₁…36_n выполнен с возможностью проведения операции декодирования, соответствующей описанной выше операции кодирования, проводимой устройством 10 для передачи сигнала OFDM, с данными, переданными из соответствующего модуля ряда модулей 35₁…35_n согласования скорости передачи.

Модуль 37 объединения выполнен с возможностью объединения данных, переданных из ряда модулей декодирования 36₁…36_n.

Модуль 38 проверки CRC выполнен с возможностью проведения операции коррекции ошибок с использованием битов CRC, добавленных к данным, переданным из модуля 37 объединения. Модуль 38 проверки CRC также выполнен с возможностью удаления битов CRC из данных после проведения операции коррекции ошибок для восстановления данных (строки битов) в структурном элементе транспортного блока и передачи данных на верхний уровень.

Следует заметить, что конструкция устройства 10 для передачи сигнала OFDM и устройства 30 для приема сигнала OFDM в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается представленными выше вариантами, и могут существовать другие варианты конструкции.

В описанном выше варианте осуществления устройство 10 для передачи сигнала OFDM раздельно выполняет операцию согласования скорости передачи и операцию перемежения соответственно в модуле 14 согласования скорости передачи и в модуле 15 перемежения. Устройство 10 для передачи сигнала OFDM может, тем не менее, быть выполнено с возможностью проведения операции согласования скорости передачи, включающей и перемежение, например, только в модуле 14 согласования скорости передачи. В этом случае устройство 30 для приема сигнала OFDM может быть выполнено с возможностью проведения операции согласования скорости передачи, включающей снятие перемежения, в каждом модуле ряда модулей согласования скорости передачи 35₁…35_n.

(Преимущества устройства для передачи сигнала OFDM и устройства для приема сигнала OFDM в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения)

Устройство 10 для передачи сигнала OFDM и устройство 30 для приема сигнала OFDM в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения могут выполнять декодирование последовательно и параллельно в структурном элементе, которым является блок перемежения, до того, как будут получены все данные, образующие блок временного интервала передачи, благодаря чему задержка при входной обработке может быть значительно сокращена.

(Модифицированный пример 1)

В модифицированном примере 1 блок перемежения состоит из данных, предназначенных для передачи на заранее определенном числе поднесущих в заранее определенном числе периодов длительности символа OFDM, причем не имеет значения, является ли указанный блок блоком кодирования.

Иными словами, модуль 15 перемежения выполнен с возможностью проведения операции перемежения в структурном элементе, которым является блок, состоящий из данных, предназначенных для передачи на заранее определенном числе поднесущих в заранее определенном числе периодов длительности символа OFDM.

Например, как показано на фиг.5, модуль 15 перемежения может быть выполнен с возможностью проведения операции перемежения в структурном элементе, которым является блок Х1, состоящий из данных, предназначенных для передачи на всех поднесущих в одном периоде длительности символа OFDM.

В то же время, когда в одном периоде длительности символа OFDM мультиплексируются несколько блоков кодирования Х2, как показано на фиг.5, модуль 15 перемежения может быть выполнен с возможностью проведения операции перемежения в структурном элементе, которым являются указанные блоки кодирования, или, выражаясь иначе, может быть выполнен с возможностью проведения операции перемежения в структурном элементе, которым является блок, содержащий все блоки кодирования, мультиплексируемые в данном периоде длительности символа OFDM.

Как вариант, модуль 15 перемежения может быть выполнен с возможностью проведения операции перемежения в структурном элементе, которым является блок X3, либо в структурном элементе, которым является блок Х4, каждый из которых состоит из данных, предназначенных для передачи на заранее определенном числе поднесущих в заранее определенном числе периодов длительности символа OFDM, и не зависит от структурного элемента, который был использован в качестве блока кодирования.

(Модифицированный пример 2)

Далее со ссылкой на фиг.6 описывается модифицированный пример 2 настоящего изобретения.

В модифицированном примере 2 модуль 15 перемежения выполнен с возможностью проведения операции перемежения в структурном элементе, который является блоком перемежения, входящим в состав заранее определенного количества фрагментов данных. Иными словами, в модифицированном примере 2 количество фрагментов данных, состоящих из каждого блока перемежения, постоянно независимо от скорости передачи данных.

В модифицированном примере 2, как показано на фиг.6(a), модуль 15 перемежения выполнен с возможностью проведения операции перемежения, например, в структурном элементе, которым является блок, состоящий из данных, предназначенных для передачи на всех поднесущих в одном периоде длительности символа OFDM в периоде высокоскоростной передачи (т.е. с возможностью проведения операции перемежения для каждого из блоков перемежения #1…#4). Благодаря этому задержка, связанная с обработкой данных в устройстве 30 для приема сигнала OFDM, может быть сокращена.

С другой стороны, как показано на фиг.6(b), модуль 15 перемежения выполнен с возможностью проведения операции перемежения в течение всего TTI, то есть, например, в структурном элементе, которым является блок, состоящий из данных, предназначенных для передачи на заранее определенном числе поднесущих в TTI в периоде низкоскоростной передачи (т.е. с возможностью проведения операции перемежения для блока перемежения А). Благодаря этому результат перемежения во временной области может быть получен без какого-либо увеличения задержки, связанной с обработкой данных.

«Периодом высокоскоростной передачи» здесь названа ситуация передачи данных, предназначенных для передачи в ТTI на всех символах OFDM, образующих четыре блока перемежения #1…#4, как показано на фиг.6(a), а «периодом низкоскоростной передачи» названа ситуация передачи данных, предназначенных для передачи в TTI на всех символах OFDM, образующих один блок перемежения А, как показано на фиг.6(b).

Как показано на фиг.6(a), в периоде высокоскоростной передачи устройство 30 для приема сигнала OFDM завершает входную обработку данных, переданных в TTI, по истечении периода задержки после приема блока временного интервала передачи. Здесь период задержки получается добавлением «периода задержки Х1, обусловленного операцией демодуляции данных и подобными операциями», и «периода задержки Х2, обусловленного операцией декодирования данных».

В то же время, как показано на фиг.6(b), и в периоде низкоскоростной передачи устройство 30 для приема сигнала OFDM завершает входную обработку данных, переданных в TTI, по истечении периода задержки после приема блока временного интервала передачи. И в этом случае период задержки получается добавлением «периода задержки Х1, обусловленного операцией демодуляции данных и подобными операциями», и «периода задержки Х2, обусловленного операцией декодирования данных».

Соответственно, период задержки при входной обработке, выполняемой устройством 30 для приема сигнала OFDM, имеет равную продолжительность как в периоде высокоскоростной передачи, так и в периоде низкоскоростной передачи. Здесь период задержки Х2, обусловленный операцией декодирования данных, предполагается равным одному периоду длительности символа OFDM.

Как следствие, в операции HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request, гибридный автоматический запрос повторной передачи), осуществляемой устройством 10 для передачи сигнала OFDM и устройством 30 для приема сигнала OFDM, параметр RTT (Round Trip Time, время оборота сообщения) имеет небольшую и постоянную величину, которая может быть установлена независимо от скорости передачи данных.

Несмотря на то, что настоящее изобретение подробно описано выше на примере варианта осуществления, для специалиста в данной области очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными в данном документе. Настоящее изобретение может быть осуществлено в модифицированной форме либо в измененной форме без выхода за пределы сущности или рамок настоящего изобретения, определяемых рамками формулы изобретения. Соответственно, необходимо понимать, что описание настоящего изобретения выполнено лишь с иллюстративной целью и не содержит намерения ограничить настоящее изобретение.

Содержание патентной заявки Японии №2007-057753, поданной 07 марта 2007 года, полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

Промышленная применимость

Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением предлагаются устройство для передачи сигнала OFDM и устройство для приема сигнала OFDM, которые могут сократить задержку при входной обработке даже при использовании перемежения. Как следствие, устройство для передачи сигнала OFDM и устройство для приема сигнала OFDM в соответствии с настоящим изобретением являются полезными, поскольку дают возможность сократить задержку даже в периоде высокоскоростной передачи, хотя при этом эффект перемежения во временной области снижается.

1. Устройство для передачи сигнала OFDM, выполненное с возможностью передачи сигнала OFDM, включающее модуль перемежения, выполненный с возможностью проведения операции перемежения в структурном элементе, которым является блок перемежения; и модуль формирования сигнала OFDM, выполненный с возможностью проведения операции формирования сигнала OFDM с использованием данных, содержащихся в блоке перемежения, с которым была выполнена операция перемежения, и с возможностью передачи сформированного таким образом сигнала OFDM, причем блок перемежения является частью блока временного интервала передачи, содержащего данные, предназначенные для передачи в течение временного интервала передачи.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно включает модуль кодирования, выполненный с возможностью проведения операции кодирования принятых данных в структурном элементе, которым является блок кодирования, причем блоком перемежения является блок кодирования.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок перемежения представляет собой блок, содержащий данные, предназначенные для передачи на заранее определенном числе поднесущих в заранее определенном числе периодов длительности символа OFDM.

4. Устройство для приема сигнала OFDM, выполненное с возможностью приема сигнала OFDM, включающее модуль приема, выполненный с возможностью проведения операции входной обработки принятого сигнала OFDM для каждого периода длительности символа OFDM; ряд модулей снятия перемежения, каждый из которых выполнен с возможностью проведения операции снятия перемежения с данными, полученными в результате проведения операции входной обработки, в структурном элементе, которым является блок перемежения; и ряд модулей декодирования, каждый из которых выполнен с возможностью проведения операции декодирования данных, переданных из соответствующего модуля снятия перемежения, причем блок перемежения является частью блока временного интервала передачи, содержащего данные, предназначенные для передачи в течение временного интервала передачи.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что устройство для передачи сигнала OFDM выполнено с возможностью проведения операции кодирования принятых данных в структурном элементе, которым является блок кодирования, причем блоком перемежения является блок кодирования.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок перемежения представляет собой блок, содержащий данные, предназначенные для передачи на заранее определенном числе поднесущих в заранее определенном числе периодов длительности символа OFDM.