用于对差分调制的符号进行解码的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于对差分调制的接收符号进行解码的方法，所述差分调制的接收符号与一组可能码字中的码字的差分调制版本的传输相对应，所述接收符号在信道的资源上传输，所述资源被相等地隔开。针对每个可能码字，接收器：通过对差分调制的接收符号进行差分解调而获得差分解调的符号的向量，所述差分调制的接收符号通过组合两个连续的差分调制的接收符号而获得；通过码字的元素的共轭来计算每个差分解调的符号的乘积，该元素在该码字内与差分解调接收的符号具有相同的秩；计算所述乘积的总和；通过选择乘积的总和是最大的的码字来对对差分解调的符号的所述向量进行解码。
【专利说明】用于对差分调制的符号进行解码的方法和装置
[0001] 本发明总体涉及一种用于对差分调制的符号进行解码的方法和装置。
[0002] 本发明涉及利用差分调制技术的电信系统，并且其中相位误差影响差分调制的符 号。
[0003] 本发明的目的是，提供一种使得能够对差分调制的符号进行解码的方法和装置， 该差分调制的符号可以映射到0FDM系统的不相等地分布的子载波上，该0FDM系统的接收 器受定时偏移误差的影响，或者该差分调制的符号可以经由连续的时分复用传输来发送， 其中数据符号不是必须是连续的，并且其中接收器受产生相位斜坡（ramp)偏移的频率同 步误差的影响。
[0004] 为此目的，本发明涉及一种用于对差分调制的接收符号进行解码的方法，所述差 分调制的接收符号与一组可能码字中的码字的差分调制版本的传输相对应，每个码字是由 预定数目的元素组成的向量，所述接收符号在发送器和接收器之间的信道的资源上传输， 所述资源被相等地隔开，其特征在于，所述方法包括通过所述接收器针对每个可能码字执 行的如下步骤：
[0005] -通过对所述差分调制的接收符号进行差分解调而获得差分解调的符号的向量， 每个差分解调的符号通过组合两个连续的差分调制的接收符号而获得，
[0006] -计算通过组合两个连续的调制接收的符号而获得的每个差分解调的符号的乘 积，所述两个连续的调制接收的符号在相等地隔开码字的元素的共轭（conjugate)的资源 上传输，所述元素在所述码字内与所述差分解调接收的符号在所述差分解调的符号的所述 向量内具有相同的秩，
[0007] -计算所述乘积的总和的模数（module)，
[0008] -通过选择所述乘积的总和的模数在所计算的所述乘积的总和的模数中是最大的 的码字来对差分解调的符号的所述向量进行解码。
[0009] 本发明还涉及一种用于对差分调制的接收符号进行解码的装置，所述差分调制的 接收符号与一组可能码字中的码字的差分调制版本的传输相对应，每个码字是由预定数目 的元素组成的向量，所述接收符号在发送器和接收器之间的信道的资源上传输，所述资源 被相等地隔开，其特征在于，用于解码的所述装置被包括在所述接收器中，并且针对每个可 能码字包括：
[0010]-用于通过对所述差分调制的接收符号进行差分解调而获得差分解调的符号的向 量的装置，每个差分解调的符号通过组合两个连续的差分调制的接收符号而获得，
[0011]-用于计算通过组合两个连续的调制接收的符号而获得的每个差分解调符号的 乘积的装置，所述两个连续的调制接收的符号在相等地隔开所述码字的元素的共轭的资源 上传输，该元素在该码字内与差分解调接收的符号在差分解调的符号的向量内具有相同的 秩，
[0012] -用于计算所述乘积的总和的模数的装置，
[0013] -用于通过选择所述乘积的总和的模数在所计算的所述乘积的总和的模数中是最 大的的码字来对所述对差分解调的符号的向量进行解码的装置。
[0014] 因此，改进了受类似于相位斜坡的相位误差影响的差分调制的符号的解码性能。
[0015] 根据具体特征，如果接收的符号在可以不是相等地隔开的资源上传输，则所述接 收器：
[0016] -将差分解调的符号分组成差分解调的符号的多个组，差分解调的符号的每个组 包括通过组合两个连续的差分调制的接收符号而获得的符号，所述两个连续的差分调制的 接收符号在隔开预定数目的资源的资源上传输，
[0017] 针对每个可能码字，对获得的差分解调的符号的每个组执行所述乘积和总和的模 数的计算，
[0018] -针对每个可能码字，所述接收器对针对差分解调的符号的所有组所计算的总和 的模数进行求和，
[0019] 并且通过选择乘积的总和的模数在乘积的总和的模数的总和中是最大的的码字 来对差分解调的符号的向量来执行解码。
[0020] 因此，改进了对差分调制的符号的解码，所述差分调制的符号映射到0FDM系统的 不相等地分布的子载波上，该0FDM系统的接收器受定时偏移误差的影响，或者所述差分调 制的符号可以经由连续时分复用传输来发送，在连续时分复用传输中数据符号不连续并且 其接收器受频率同步误差影响。
[0021] 根据具体特征，所述接收符号是正交频分复用符号的频率元素，并且所述差分调 制的符号在子载波上传输。
[0022] 根据具体特征，所述接收符号是时分复用符号并且所述差分调制的符号在时隙上 传输。
[0023] 根据具体特征，所述接收器：
[0024] -获得与在同步期间在所述差分调制的接收符号上可能发生或发生的相位误差斜 坡相关的信息，
[0025] -检查与所述相位误差相关的信息是否在预定值之上，
[0026] -如果与所述相位误差相关的信息不在所述预定值之上，则中止所述乘积和所述 总和的模数的计算。
[0027] 因此，仅当算法提供重要性能提高时才执行该算法，并且在接收器处的计算的次 数受限。
[0028] 根据又一个方面，本发明涉及一种计算机程序，当在可编程装置上执行所述计算 机程序时，所述计算机程序能够直接地加载到可编程装置中，所述计算机程序包括指令或 代码部分，所述指令或代码部分用于执行根据本发明的方法的步骤。
[0029] 因为与所述计算机程序有关的特征和优点，与上述根据本发明的方法和装置的特 征和优点相同，所以这里将不重复。
[0030] 通过阅读以下的实施方式的示例的描述，本发明的特征将更加清楚，通过参考附 图来进行所述描述，在附图中：
[0031] 图1表示实施本发明的电信网络；
[0032] 图2公开了有效子载波的一组索引的示例，其上，通过源传输的符号P1映射在384 个有效的子载波上；
[0033] 图3是表示隔开根据图2的示例的有效子载波的所有距离的表；
[0034] 图4是表示与之后的有效子载波具有1的距离的那些有效子载波的所述384个有 效子载波内的索引的表；
[0035] 图5是表示与之后的有效子载波具有2的距离的那些有效子载波的所述384个有 效子载波内的索引的表；
[0036] 图6是表示与之后的有效子载波具有3的距离的那些有效子载波的所述384个有 效子载波内的索引的表；
[0037] 图7是表示与之后的有效子载波具有4的距离的那些有效子载波的所述384个有 效子载波内的索引的表；
[0038] 图8是表示与之后的有效子载波具有5的距离的那些有效子载波的所述384个有 效子载波内的索引的表；
[0039] 图9表示符号P1及其保护间隔的结构的示例；
[0040] 图10是表示实施本发明的接收器的架构的示图；
[0041] 图11公开了接收器的无线接口的组件的框图；
[0042] 图12公开了接收器的无线接口的解码器模块的组件的框图；
[0043] 图13是表示源的架构的示图；
[0044] 图14公开了源的无线接口的组件的框图；
[0045] 图15公开了由根据本发明的接收器执行的算法的示例；
[0046] 图16公开了通过根据本发明的接收器执行的算法的实现的具体模式。
[0047] 图1表示实施本发明的电信网络。
[0048] 该电信网络例如是如下电信网络，其中，在至少一个接收器Rec位于其中的区域 内，至少一个源Srct传输或广播信号。
[0049] 源Srct例如是地面站或卫星，其广播与DVB (数字视频广播）标准兼容的信号。
[0050] 电信网络例如是蜂窝电信网络，其中基站向移动终端传输信号或向至少两个移动 终端广播信号。源Srct可以是向基站传输信号的移动终端。
[0051] 接收器Rec可以是向其广播如视频信号的数据的移动终端，或者是与如移动电话 的远程电信装置通信的、或者与服务器或基站或家用基站（其从移动终端接收信号）通信 的移动终端。
[0052] 为简明起见，在图1中仅示出一个源Srct，但是网络可以包括更多数目的源Srct。
[0053] 为简明起见，在图1中仅示出一个接收器Rec，但是信号可以传输或广播到更多数 目的接收器Rec。
[0054] 由源Src传输或广播的信号可以是例如与DVB-NGH广播规范兼容的OFDM符号。
[0055] 将在信号是0FDM(正交频分复用）符号的示例中公开本发明。当使用时分复用方 案来传输或广播信号时本发明也适用，如将在下面公开的。
[0056] 例如，在 DVB 中，在标准 ETSI ΕΝ 302755ν1· 2. 1(2010-10)/'Digital Video Broadcasting(DVB) ；Frame structure channel coding and modulation for a second generation DVB system (DVB-T2)(数字视频广播（DVB);用于第二代 DVB 系统（DVB-T2)的 框架结构信道编码和调整）"中，存在一些特别的同步。
[0057] 通过将前缀/后缀附加到包含1024个子载波的0FDM符号来形成以P1表示的同 步符号。在所述1024个子载波中，在频带的中间的853个子载波是有用子载波，其余的是 保护子载波。在所述853个有用子载波中，仅使用384个，它们被命名为有效（active)子 载波，使被命名为未用子载波的其它子载波设置为零。
[0058] 源Srct基于比特信息序列S产生P1同步符号，比特信息序列S包含被纠错编码 以形成384个比特序列的p = 7比特的信息。
[0059] 比特信息序列S由分别包含三个比特和四个比特的两个字段S1和S2组成。在互 补序列集（CSS)的形式下传输纠错码，互补序列集（CSS)由两个图案CSS1和CSS2构成。 CSS1图案基于长度8的8个互补序列的8个正交集对S1进行编码。然后每个CSS1图案的 总长度是64,同时CSS2图案基于长度16的16个互补序列的16个正交集对S2进行编码。
[0060] 然后，每个CSS2图案的总长度是256。对应于S = [SI S2]的序列b被生成为b =[CSS1 CSS2 CSS1]，并且因此具有384的长度。该二进制序列b能够被转置（transpose) 成对应的+1/-1码字d。
[0061] 例如，使用差分二进制相移键控（DBPSK)x = MSS_DIFF来对b进行调制，并且然 后对b加扰以获得由待映射到384个有效子载波的384个符号组成的xSCK = MSS_SCR。在 DVB-T2中描述的特别情况中，所有的码字d以相同的值1开始。在差分编码序列X的起始 处，不需伪插入（du_y insertion)。因此，X和d具有相同的大小。在一般情况下，差分编 码序列X可以具有比码字d的长度多1的长度，并且因此长度M-1的码字将在差分调制之 后映射到Μ个有效子载波上。下面，我们将考虑如下情况：d仅具有M-1个有用元素，并且 我们能够从计算得出初始值1。
[0062] 通过如在图2中给出的长度Μ = 384的不规则载波分布序列（⑶S)来给出子载波 映射图案。
[0063] 在本发明可以使用其它类型的差分调制。
[0064] 根据本发明，接收器Rec :
[0065]-通过对差分调制接收符号进行差分解调而获得差分解调的符号的向量，每个差 分解调的符号通过组合两个连续的差分调制接收符号而获得，
[0066]-计算通过组合两个连续的调制接收符号而获得的每个差分解调符号的乘积，所 述两个连续的调制接收符号在相等地隔开码字的元素的共轭的资源上传输，该元素在码字 内与差分解调接收符号在差分解调符号的向量内具有相同的秩，
[0067]-计算乘积的总和的模数，
[0068]-通过选择乘积的总和的模数在所计算的乘积的总和的模数中是最大的的码字来 对差分解调符号的向量进行解码。
[0069] 如果在可以不是相等地隔开的资源上传输接收符号，则接收器：
[0070] -将差分解调符号分组成多组差分解调符号，每一组差分解调符号包括通过组合 两个连续的差分调制接收符号而获得的符号，所述两个连续的差分调制接收符号在由预定 数目的资源间隔的资源上传输，
[0071] 针对每个可能码字，对获得的每一组差分解调的符号执行总和的模数和乘积的计 算，
[0072] -对针对所有所述多组差分解调的符号所计算的总和的模数进行求和，
[0073] 并且通过选择乘积的总和的模数的总和在乘积的总和的模数的总和中是最大的 的码字来对差分解调符号的向量来执行解码。
[0074] 图2公开了有效子载波的一组索引的示例，其上，通过源传输的符号P1映射在384 个被认为有效的子载波上。
[0075] 在图2中示出的所述384个索引的编号被理解为从零并且相对于853个有用子载 波的组开始。例如，由图2中的表中的第一索引指示的第一有效子载波在P1符号的853个 有用子载波的组内具有索引44,并且因为子载波编号从索引0开始，因此是第45个有用子 载波。
[0076] 行20给出前64个有效子载波的索引。
[0077] 行21给出之后的256个有效子载波的索引。
[0078] 行22给出最后的64个有效子载波的索引。
[0079] 图2中的索引的组从在标称带宽的中间的884个有用载波的组中识别出Μ = 384 个有效载波。在Ν= 1024-点逆离散傅立叶变换之前执行补零直到1024个子载波。将前 缀和后缀两者都附加到IDFT输出，如图14所示。
[0080] 所述853个有用子载波内的索引kg的第i有效子载波和索引ki的第i+Ι有效子 载波之间的距离a i不是必需恒定的，如图2的示例所示。
[0081] 使a = [ a . . a M_J是包含每个有效子载波和随后的有效子载波之间的距离的 向量。
[0082] 该距离被理解为对应索引的差，为1的距离对应于连续子载波，为2的距离对应于 由1个未使用子载波间隔开的2个有效子载波，为3的距离对应于由2个未使用子载波间 隔开的2个有效子载波，为4的距离对应于由3未使用子载波间隔开的2个有效子载波，并 且为5的距离对应于由4个未使用子载波间隔开的2个有效子载波。 Q
[0083] 距离％能够取由六卜.。表示的Q个不同值。每个值六1被采用1)， ?=1 并且在向量α内的这些q个值的索引的组由Ii表示。这里，形成组Ii的索引被理解为从 1到M-1计数。
[0084] 在图2的示例中，α是长度M-1 = 383、具有元素 a i的向量，元素 a i能够取Q = 5个从1到5的值，如图3到图8所示。
[0085] 图3是表示间隔根据图2的示例的有效子载波的所有距离的表。
[0086] 更精确地，该表表示包含有效子载波之间的距离的向量α的元素。
[0087] 图4是表示与之后的有效子载波具有1的距离的那些有效子载波的所述384个有 效子载波内的索引的表。
[0088] 所述384个有效子载波内的索引的编号从1开始。
[0089] 更精确地，图4表示组1丨的值。
[0090] 例如，因为索引9在L中，这意味着相对于图2中给出的有用子载波索引65和66 的索引的第9与第10有效子载波之间距离是1。
[0091] 图5是表示与之后的有效子载波具有2的距离的那些有效子载波的所述384个有 效子载波内的索引的表。
[0092] 所述384个有效子载波内的索引的编号从1开始。
[0093] 更精确地，图5表示组12的值。
[0094] 例如，因为索引7在12中，这意味着相对于图2中给出的有用子载波索引62和64 的索引的第7与第8有效子载波之间距离是2。
[0095] 图6是表示与之后的有效子载波具有3的距离的那些有效子载波的所述384个有 效子载波内的索引的表。
[0096] 所述384个有效子载波内的索引的编号从1开始。
[0097] 更精确地，图6表示组13的值。
[0098] 例如，因为索引4在13中，这意味着相对于图2中给出的有用子载波索引51和54 的索引的第4与第5有效子载波之间距离是3。
[0099] 图7是表示与之后的有效子载波具有4的距离的那些有效子载波的所述384个有 效子载波内的索引的表。
[0100] 所述384个有效子载波内的索引的编号从1开始。
[0101] 更精确地，图7表示组14的值。
[0102] 例如，因为索引3在14中，这意味着相对于图2中给出的有用子载波索引47和51 的索引的第3与第4有效子载波之间距离是4。
[0103] 图8是表示与之后的有效子载波具有5的距离的那些有效子载波的所述384个有 效子载波内的索引的表。
[0104] 所述384个有效子载波内的索引的编号从1开始。
[0105] 更精确地，图8表示组15的值。
[0106] 例如，因为索引5在15中，这意味着相对于图2中给出的有用子载波索引47和51 的索引的第5与第6有效子载波之间距离是5。
[0107] 图9表示符号P1及其保护间隔的结构的示例。
[0108] 前缀34和后缀35是保护间隔，该保护间隔在符号P1的有用部分的两侧处限定。 代替如传统0FDM(正交频分复用）符号的循环延拓，使用符号的频移版本。因此，将35指 示为第一保护间隔，34为符号主要部分，36为符号的最后保护间隔，最后保护间隔36承载 符号34的最后542个样本的频移版本，同时第一保护间隔35传达符号34的前482个样本 的频移版本。
[0109] 这里应当注意的是，对于如当具有单个保护间隔或简单传统循环前缀时的任何类 型的保护间隔而言，本发明也适用。
[0110] 图10是表示实施本发明的接收器的架构的示图。
[0111] 例如，接收器Rec具有基于通过由图15中公开的程序控制的总线101和处理器 100连接在一起的组件的架构。
[0112] 这里应当注意的是，接收器Rec可以具有基于专用集成电路的架构。
[0113] 总线101将处理器100链接到只读存储器ROM 102、随机存取存储器RAM 103以及 无线接口 105。
[0114] 存储器103包含寄存器，寄存器旨在接收与图15中公开的算法相关的程序的指令 和变量。
[0115] 处理器100控制无线接口 105的操作。
[0116] 只读存储器102包含与图15中公开的算法相关的程序的指令，当接收器Rec激活 时，这些指令被传输到随机存取存储器103。
[0117] 无线接口 105包括用于接收由源Srct传输或广播的无线电信号的装置。
[0118] 无线接口 105连接到用于接收传输或广播的信号的至少一个天线Ant。
[0119] 图11公开了接收器的无线接口的组件的框图。
[0120] 接收器Rec的无线接口 105包括执行同步的时间频率同步模块110。
[0121] 这里应当注意的是，同步可能受定时偏移误差的影响，如以下将要公开的。
[0122] 接收器Rec的无线接口 105包括前缀和/或后缀移除模块111，前缀和/或后缀移 除模块111移除用于同步的接收符号的图9中公开的前缀35和后缀36。
[0123] 当以0FDM传输方案实施本发明时，接收器Rec的无线接口 105包括DFT模块112， DFT模块112对接收到的移除了前缀35和后缀36的符号执行离散傅立叶变换。
[0124] 接收器Rec的无线接口 105包括子载波解映射和解扰模块113,子载波解映射和解 扰模块113通过移除保护子载波而对DFT模块112的输出进行解映射，以获得有用子载波。
[0125] 子载波解映射和解扰模块113根据如图2的示例所示的子载波映射图案取得Μ个 有效子载波。
[0126] 在子载波解映射之后进行解扰。
[0127] 接收器Rec的无线接口 105包括差分解调器114,差分解调器114对由子载波解映 射和解扰模块113提供的信号进行解调。
[0128] 更精确地，差分解调器114通过对差分调制接收符号进行差分解调而获得差分解 调符号的向量，每个差分解调符号通过组合两个连续的差分调制接收符号而获得。
[0129] 接收器Rec的无线接口 105包括解码模块115,解码模块115对差分解调器114的 输出进行解码。
[0130] 如已经提到的，时间频率同步模块110是有缺点的，并且引入T0个样本的定时偏 移。
[0131] T0是正数或负数。
[0132] 在对索引&的有用子载波进行了 DFT和子载波解映射之后（其中&不是必须连 续或等间距分布，如图2所示），在子载波解映射和解扰模块113的输出处的信号能够被如 下表示：
[0133]
【权利要求】
1. 一种用于对差分调制的接收符号进行解码的方法，所述差分调制的接收符号在可以 不是相等地隔开的资源上传输，所述差分调制的接收符号与一组可能码字中的码字的差分 调制版本的传输相对应，每个码字是由预定数目的元素组成的向量，所述接收符号在发送 器和接收器之间的信道的资源上传输，所述资源被相等地隔开，其特征在于，所述方法包括 通过所述接收器针对每个可能码字执行的如下步骤： -将所述差分解调的符号分组成多组差分解调的符号，每一组差分解调的符号包括通 过组合两个连续的差分调制的接收符号而获得的符号，所述两个连续的差分调制的接收符 号在隔开预定数目的资源的资源上传输， -通过对所述差分调制的接收符号进行差分解调而获得差分解调的符号的向量，每个 差分解调的符号通过组合两个连续的差分调制的接收符号而获得， -针对每一组差分解调的符号，计算通过组合两个连续的调制的接收符号而获得的每 个差分解调的符号的乘积，所述两个连续的调制的接收符号在相等地隔开所述码字的元素 的共轭的资源上传输，所述元素在所述码字内与所述差分解调的接收符号在所述差分解调 的符号的所述向量内具有相同的秩， -针对每一组差分解调的符号并且针对每个可能符号，计算所述乘积的总和的模数， -针对每一组差分解调的符号并且针对每个可能符号，对针对所有所述多组差分解调 的符号计算出的总和的模数进行求和， -通过选择所述乘积的总和的模数在所计算的所述乘积的总和的模数当中是最大的的 码字来对差分解调的符号的所述向量进行解码。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收符号是正交频分复用符号的频 率元素，并且特征在于所述差分调制的符号在子载波上传输。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收符号是时分复用符号，并且特征 在于所述差分调制的符号在时隙上传输。
4. 根据权利要求1到3中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括如 下步骤： -获得与在所述差分调制的接收符号上可能发生或发生的相位斜坡误差相关的信息， -检查与所述相位斜坡误差相关的信息是否在预定值之上， -如果与所述相位斜坡误差相关的信息不在所述预定值之上，则中止所述乘积和所述 总和的模数的计算。
5. -种用于对差分调制的接收符号进行解码的装置，所述差分调制的接收符号在可以 不是相等地隔开的资源上传输，所述差分调制的接收符号与一组可能码字中的码字的差分 调制版本的传输相对应，每个码字是由预定数目的元素组成的向量，所述接收符号在发送 器和接收器之间的信道的资源上传输，所述资源被相等地隔开，其特征在于，用于解码的所 述装置被包括在所述接收器中，并且针对每个可能码字包括： -用于将所述差分解调的符号分组成多组差分解调的符号的装置，每一组差分解调的 符号包括通过组合两个连续的差分调制的接收符号而获得的符号，所述两个连续的差分调 制的接收符号在隔开预定数目的资源的资源上传输， -用于通过对所述差分调制的接收符号进行差分解调而获得差分解调的符号的向量的 装置，每个差分解调的符号通过组合两个连续的差分调制的接收符号而获得， -用于针对每一组差分解调的符号，计算通过组合两个连续的调制的接收符号而获得 的每个差分解调的符号的乘积的装置，所述两个连续的调制的接收符号在相等地隔开所述 码字的元素的共轭的资源上传输，所述元素在所述码字内与所述差分解调的接收符号在差 分解调的符号的所述向量内具有相同的秩， -用于针对每一组差分解调的符号并且针对每个可能符号，计算所述乘积的总和的模 数的装置， -用于针对每一组差分解调的符号并且针对每个可能符号，对针对所有的所述多组差 分解调的符号计算出的总和的模数进行求和的装置， -用于通过选择所述乘积的总和的模数在所计算的所述乘积的总和的模数当中是最大 的码字来对差分解调的符号的所述向量进行解码的装置。
6. -种计算机程序，当在可编程装置上执行所述计算机程序时，所述计算机程序能够 直接地加载到可编程装置中，所述计算机程序包括指令或代码部分，所述指令或代码部分 用于执行根据权利要求1到4所述的方法的步骤。
【文档编号】H04L27/20GK104145461SQ201380011747
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年2月25日 优先权日:2012年2月29日
【发明者】D·卡斯特莱因, C·西奥奇纳 申请人:三菱电机研发中心欧洲有限公司, 三菱电机株式会社