专利名称：电信方法和系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于编码和解码电信信号的方法和系统。
背景技术：
大多数的0FDM(正交频分复用)系统都包括多个经过调制的数据子载波，这些子载波是在很大的频率带宽上传送的。OFDM的优点在于通过简单地传送更多子载波，降低了每个子载波上的数据速率，但却提升了数据吞吐量，并且由此改善了数据吞吐量。当存在噪声或信道问题时，通过降低每一个子载波上的数据速率，可以允许存在增加的数据传送。 在很多无线和固网系统中，例如在xDSL、IEEE 802. IUIEEE 802. 16和LTE系统中，这些技术已经证明是很有效的。由此，高数据速率是可以实现的。通过包含保护间隔或循环前缀扩展，或者在N个子载波帧传输内部的固定位置的子载波上插入导频音调，还可以引入减小符号间干扰和多信道衰落的附加方法。虽然OFDM提供了很多优点，但是有两个与此类系统相关联的两个问题，即PAPR(峰均功率比)的高瞬时值以及快衰落多径移动信道。由于在发射机的输出端将单个子载波累加在了一起，因此有可能存在很高的功率瞬时值。不幸的是，发射机的高功率放大器(HPA)的动态范围通常低于PAI^R变化的动态范围，由此导致信号严重失真。此外，由于大多数的HPA本质上是非线性的，因此，高PAPR信号的失真始终是存在的。PAI^R值很高的结果是在接收机上引入了比特差错，此外，HPA失真所引起的频谱飞散还会导致产生潜在的信道间或频率间干扰。目前有很多用于减小OFDM 系统中的PAPR的解决方案，这些解决方案包括消波、滤波、相移、分组编码、选择性映射以及音调插入技术。但是，这些解决方案具有自身的缺陷，这些缺陷包括引入了失真，尤其是需要传送边信息或额外信息。该额外信息是允许接收机知道如何修改数据或导频来减小导致吞吐量降低并影响PAPR自身的PAI^R所必需的。移动OFDM系统会受到多径信道衰落的存在性的影响。当衰落变得严重时，尤其是在移动速度很高或是传输载波处于很高的高GHz频率的情况下，多径衰落将会变得更加难以消除，从而因为比特差错率(BER)的增大和数据速率的减小而导致服务质量急剧下降。 用于帮助消除多径衰落的解决方案是在OFDM系统内部插入导频音或训练序列。这些导频音允许接收机均衡器评估信道状况并校正数据。导频音的主要问题是其校正数据的能力非常有限。在衰落变化很快的环境中，信道状况有可能会随着载波的不同以及帧的不同而显著变化，由此并未限制BER的下限。在这里引入作为参考的WO 2004/084513中描述了在OFDM传输中嵌入不同形式的导频的想法。在该想法中，控制数据块被引入到多个实际数据块内部。实际数据块是用一个或多个传输子载波信号调制的，控制数据块则是用每一个用以调制实际数据块的传输子载波调制的。W02004/084513中描述的技术允许在不知道控制相位角的情况下对接收到的
信号进行解码。虽然WO 2004/084513解决了时间帧之间的动态变化的问题，但其并未解决OFDM 帧内部的单个子载波之间的动态变化的问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于对在电信网络上传送的数据进行编码的方法，包括在频域中，在多个实际数据块内部嵌入至少一个控制数据块；使用一个或多个传输子载波信号来调制实际数据块；以及使用用以调制实际数据块的每一个传输子载波来调制控制数据块。根据本发明的另一个方面，提供了一种用于对在电信网络上传送的数据进行编码的方法，包括在频域中，在多个实际数据块内部嵌入至少一个控制或导频数据块；使用导频数据块中的控制或导频数据来卷积实际数据块中的实际数据；以及使用一个或多个传输子载波来调制实际数据块以及控制或导频数据块。该方法可以包括通过将两个或多个实际数据块以及至少一个控制数据块集中在一起来形成一个群集或群组，以及在所述群集内部，使用控制数据块中的至少一些控制数据来卷积每一个实际数据块中的实际数据。多个群集或群组可被形成。在每一个群集或群组中可以提供多个控制数据块，并且每一个实际数据块都可以用每一个控制数据块中的至少一些控制数据来卷积。在这里可以提供多个相同的控制数据块。卷积步骤可以包括使用控制数据块中的相应条目的相位角来对每一个数据块执行相位角卷积。用于控制数据块的每一个相位角可以是随机指定的。控制数据块的每个条目都可以具有一个相位角，该相位角可以取决于实际数据块中的相应条目的相位角。控制数据块中的每个条目的相位角可以是实际数据块中的相应条目的相位角的总和。卷积处理可以包括从每一个实际数据子载波的相位角中减去所有其他实际数据子载波的所有相应条目的所有相位角。基本上，控制或导频数据可以嵌入到实际数据块中部。该方法可以包括为每一个控制或导频施加相移，以使相位遵循预定序列。该方法可以包括对将要传送的实际和控制数据进行加密。这其中可以包括为控制数据使用一个相位扩缩因子，以及为实际数据使用一个不同的相位扩缩因子。根据本发明的另一个方面，提供了一种对在电信网络上接收的数据进行解码的方法，该方法包括在频域中，接收嵌入到多个已调制的实际数据块中的已调制控制块，识别所接收的控制数据块，以及使用接收到的控制数据块和接收到的数据块中的相应条目来估计实际数据。所述估计可以包括使用控制数据的相应条目来划分接收到的实际数据中的每一个条目。根据本发明的另一个方面，提供了一种用于优化电信网络上传送的数据的PAPR 的方法，该方法包括在多个实际数据块中嵌入控制数据块；使用一个或多个传输子载波信号来调制实际数据块；使用每一个用以调制实际数据块的传输子载波来调制控制数据块；为每一个经过调制的数据块添加相移，并且确定该相移的PAPR ；改变所添加的相移，并且确定该相移的PAPR，以及通过重复执行该处理来确定提供最优PAI^R的相移。该处理既可以在时域中进行，也可以在频域中进行。根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在电信网络上传送数据的方法，包括
6在频域和时域中，在多个实际数据块内部嵌入至少一个控制数据块，以便形成一个mXn群集，其中m和η全都大于1 ；使用一个或多个传输子载波信号来调制实际数据块；以及使用每一个用以调制实际数据块的传输子载波来调制至少一个控制数据块。在提供单个控制块的情况下，它可以位于群集内部的任何位置，举例来说，如果群集是对称的，那么该控制块可以位于中心。在提供多个控制数据块的情况下，它们可以是相同的。作为补充或替换，在提供多个控制数据块的情况下，控制数据块的数量与实际数据块的数量可以是相同的。根据本发明的另一个方面，提供了一种在电信网络上传送数据的方法，包括在多个实际数据块内部嵌入至少两个相同的控制数据块，以便形成一个群集；使用一个或多个传输子载波信号来调制实际数据块；以及使用每一个用以调制实际数据块的传输子载波来调制至少两个控制数据块。实际数据块可以位于频域和时域，所述群集可以是mXn群集，其中m和η是大于 1的整数。控制数据块的数量与实际数据块的数量可以是相同的。此外，控制块的数量可以超出实际数据块的数量。根据本发明的更进一步的方面，提供了一种通过使用两个或多个相同的已调制控制数据块来解码所传送的信号的方法，该方法包括识别至少两个已调制控制块，以及使用这些控制块来提供关于传输信道失真或变化的估计。该方法可以包括用接收到的已调制控制块中的一个除以接收到的控制块中的另一个。由于所传送的控制块是相同的，因此，在没有信道变化或失真的情况下，该除法的结果应该是1。然而在实践中，这种情况是不可能发生的，且与归一值的任何偏离都指示了信道变化的相对度量。这个相对度量可以用于对实际数据块解码进行校正。本发明的各种方法可以在任何基于硬件、软件或计算机的系统或设备中实施。举例来说，所述设备可以是任何电信设备，例如个人移动通信设备或移动/无线电电话、具有远程通信能力的计算机、数字广播无线电或数字电视、机顶盒、或是任何无线网络设备。
现在将仅以示例形式以及通过参考附图来举例描述本发明的各个方面，其中图1是用于2 1帧内嵌入式卷积调制(ECM)技术的时域子载波图；图2是用于2 1帧内ECM的频域时域子载波图；
图3是PAPR优化处理的流程图；图4是用于4 1帧内ECM的频域时域的子载波图；图5是显示不同的连续帧内ECM实施方式的频域时域子载波图；图6是显示帧间帧内ECM群集处理的频域-时域子载波图；图7是显示具有更多嵌入导频的帧间帧内ECM群集处理的频域时域子载波图；图8显示的是在帧内群组中的一个以上的位置放置相同的嵌入导频；图9显示的是位于标准的移动WiMax导频下行链路群集内部的相同嵌入导频的示例，以及
图10显示的是常规的64QAM移动WiMax传输以及经过加密的64QAM移动WiMax ECM传输。
具体实施例方式本发明以WO 2004/084513的基本原理为基础。现在将对W02004/084513的一些基本技术进行描述。在这里将这些基本技术称为嵌入式卷积调制(ECM)。在WO 2004/084513中，在OFDM中的一个具有N个块和M个子载波的数据传输流的内部嵌入了一个具有控制/校准信息的导频符号数据块。所有的M个子载波都会在传输导频/控制符号自身的过程中使用。每一个数据块优选用导频符号信息卷积。数据块和导频控制块可以用所传送的所有子载波数据相位角卷积。在接收端，接收到的数据是用导频控制块去分离的。如下所示，在具有M个子载波的OFDM系统中，一系列的N个数据块是按顺序传送和接收的
数据1数据3导频k数据N-I数据N假设对每一个子载波而言存在差异的信道失真在N个块的传输中始终保持恒定。 块k是一个导频控制数据块，该数据块作为N个数据块之一而被嵌入并用作控制信息来实施解码处理以及信道失真消除处理。更复杂的实施方式可以在任何常规的N个数据块的传输中包含一个以上的导频控制数据块。在这里假设这样的OFDM子载波表示，其中N个数据块中的每一个都具有M个子载波，每一个子载波都包括经过调制的信息，这些信息可以用散布图中的点来表示，所述散布图则是通过恰当的I和Q坐标值表示的。在OFDM中，在N个块的传输中，每一个子载波中经过编码的元素可以表示为Xnm0 = ImiO+JQnm0 = AnillQexp (j Φ _) η = 1，2· · · N ;m = 1,2. . .M其中Xnmtl =数据块η和子载波m中的初始编码正交信号；1_ =数据块η和子载波 m中的初始的I编码数据=数据块η和子载波m中的初始Q编码数据。下标“0”表示任一分量的初始真实值。也就是说，上述信息可以用N个块内部的子载波传输序列的形式表不。数据块1 数据块2 导频数据块k 数据块N
^llO^210^klO^NlO^120Y A 220γYγ_XkM0 _γ _ΑΝΜ0其中X11(I =数据块1和子载波1中的初始编码正交信号，X210 =数据块2和子载波1中的初始编码正交信号，……。为了编码消息，首先，导频控制数据块k具有M个子载波，这些子载波具有如下给出的预定正交传输值Xkm0 = IhllO+JQkn1O其中Ikm0 = Akm0COscKm0 并且 Qkm0 = Akm0Sin Φ !^(m = 1，2…Μ)。通常，导频数据块k应该在N个块的传输的中间发送，由此其代表的是信道失真和衰减的实际“中间”量度。当然，基于信道失真状况的严重程度，该系统也可以取决于自适应的N和k。除了数据块k中的子载波之外，在N个数据块中传送的所有的M个子载波都用导频控制数据块相位角ΦΜ来执行相位角卷积。在第一示例中，所述卷积非常简单，就是执行新的编码和转发到IFFT的处理之前，将块k的第m个子载波相位角，也就是Φ kffl0,添加到其他N个数据块的第m个子载波相位角上。换句话说，在调制之前，用于调制到子载波m上的星座图中的每个数据点都被旋转ΦΜ，以便提供调制到子载波上的新的且经过卷积的I和Q值。由此，所要传送的新的卷积编码数据块是如下给出的Xnm0 = Anm0 exp(7(^m0 + )) = Icnm0 + JQcnm0 η = 1，2· · · N (η 乒 k) ;m = 1，2· · · M 其
中A:和GL。是执行了卷积之后所要调制的数据的真实正交值。现在，所传送的具有子载波信息的数据块序列可以表示如下，其中导频数据可以被认为是导频数据子载波块数据块1 数据块2 导频数据块k
权利要求
1.一种对在电信网络上传送的数据进行编码的方法，包括在频域中，在多个实际数据块内部嵌入至少一个控制或导频数据块；使用控制或导频数据块中的控制或导频数据来卷积实际数据块；以及使用一个或多个传输子载波信号来调制实际数据块以及控制或导频数据块。
2.如权利要求1所述的方法，包括通过将两个或多个实际数据块以及至少一个控制数据块集中在一起来形成一个群集或群组，以及在所述群集内部，使用控制数据块中的至少一些控制数据来卷积每一个实际数据块中的实际数据。
3.如权利要求2所述的方法，其中形成了多个群集或群组。
4.如权利要求2或权利要求3所述的方法，其中在每一个群集或群组中提供多个控制数据块，并且每一个实际数据块都用每一个控制数据块中的至少一些控制数据来卷积。
5.如前述任一权利要求所述的方法，包括提供多个相同的控制数据块。
6.如前述任一权利要求所述的方法，其中卷积步骤包括使用控制数据块中的相应条目的相位角来对每一个数据块执行相位角卷积。
7.如前述任一权利要求所述的方法，其中用于控制数据块的每一个相位角是随机指定的。
8.如权利要求1-7中任一权利要求所述的方法，其中控制数据块的每个条目具有一个相位角，该相位角取决于实际数据块中的相应条目的相位角。
9.如权利要求8所述的方法，其中控制数据块中的每个条目的相位角是实际数据块中的相应条目的相位角的总和。
10.如权利要求8所述的方法，其中卷积步骤包括从每一个实际数据子载波的相位角中减去所有其他实际数据子载波的所有相应条目的所有相位角。
11.如前述任一权利要求所述的方法，其中控制或导频数据实质上被嵌入到实际数据块中间。
12.如前述任一权利要求所述的方法，包括为每一个控制或导频应用一个相移，以使相位遵循预定序列。
13.如前述任一权利要求所述的方法，包括对将要传送的实际和控制数据进行加密。
14.如权利要求13所述的方法，包括为控制数据使用一个相位扩缩因子，以及为实际数据使用一个不同的相位扩缩因子。
15.一种编码器，其被适配成执行前述任一权利要求的编码方法。
16.一种计算机程序产品，其具有用于实施权利要求1-14中任一权利要求的编码方法的代码或指令。
17.—种对在电信网络上接收的数据进行解码的方法，该方法包括在频域中，接收嵌入到多个已调制的实际数据块中的已调制控制块，识别所接收的控制数据块，以及使用接收到的控制数据块和接收到的数据块中的相应条目来估计实际数据。
18.如权利要求17所述的方法，其中估计步骤包括使用控制数据的相应条目来划分接收到的实际数据中的每一个条目。
19.一种解码器，其被适配成实施权利要求17或权利要求18的解码方法。
20.一种计算机程序产品，其具有用于实施权利要求17-19中的任一权利要求的解码方法的代码或指令。
21.一种设备，其中包括权利要求15所述的编码器和/或如权利要求19所述的解码器。
22.如权利要求21所述的设备，其中该设备是任何电信设备，例如个人移动通信设备， 移动/无线电电话，具有远程通信能力的计算机，数字广播无线电或数字电视，机顶盒，或是任何无线联网设备。
23.一种用于优化电信网络上传送的数据的PAPR的方法，该方法包括在多个实际数据块中嵌入控制数据块；使用一个或多个传输子载波信号来调制实际数据块；使用每一个用以调制实际数据块的传输子载波来调制控制数据块；为每一个经过调制的数据块添加相移，并且确定该相移的PAPR ；改变所添加的相移，并且确定该相移的PAPR，以及通过重复执行该处理来确定提供最优PAPR的相移。
24.一种用于在电信网络上传送数据的方法，包括在频域和时域中，在多个实际数据块内部嵌入至少一个控制数据块，以便形成一个mXn群集，其中m和η全都大于1 ；使用一个或多个传输子载波信号来调制实际数据块；以及使用每一个用以调制实际数据块的传输子载波来调制至少一个控制数据块。
25.如权利要求M所述的方法，其中群集是对称的，其中具有一个单独的控制块，并且该控制块位于中心。
26.如权利要求M所述的方法，其中提供了多个相同的控制数据块。
27.如权利要求25或权利要求27所述的方法，其中多个控制数据块将被提供，并且控制数据块的数量与实际数据块的数量是相同的。
28.—种编码器，其被适配成执行权利要求Μ-27中任一权利要求的编码方法。
29.一种计算机程序产品，其具有用于实施权利要求Μ-27中任一权利要求的编码方法的代码或指令。
30.一种在电信网络上传送数据的方法，包括在多个实际数据块内部嵌入至少两个相同的控制数据块，以便形成一个群集；使用一个或多个传输子载波信号来调制实际数据块；以及使用每一个用以调制实际数据块的传输子载波来调制至少两个控制数据块。
31.如权利要求30所述的方法，其中实际数据块位于频域和时域中，并且群集是一个 mXn群集，其中π^Πη是大于1的整数。
32.如权利要求30或权利要求31所述的方法，其中控制数据块的数量与实际数据块的数量是相同的。
33.如权利要求32所述的方法，其中控制块的数量超出实际数据块的数量。
34.如权利要求30-33中任一权利要求所述的方法，包括使用控制数据块中的至少某些控制数据来卷积实际数据块中的实际数据。
35.如权利要求34所述的方法，其中卷积步骤包括使用控制块中的相应条目的相位角来对每一个实际数据块中的每一个条目执行相位角卷积。
36.如权利要求35所述的方法，其中相位角卷积步骤包括将控制数据块的每一个条目的相位角添加给每一个实际数据块中的相应条目的相位角。
37.如权利要求27-33中任一权利要求所述的方法，其中用于控制数据块中的控制数据的每一个相位角都是随机指定的。
38.如权利要求30-37中任一权利要求所述的方法，其中控制数据块的每一个条目都具有一个相位角，该相位角取决于实际数据块中的相应条目的相位角。
39.如权利要求38所述的方法，其中控制数据块中的每一个条目的相位角是实际数据块中的相应条目的相位角的总和。
40.如权利要求30-37中任一权利要求所述的方法，包括使用其他实际数据块中的相应条目的相位角来对每一个数据块中的每一个条目执行相位角卷积。
41.如权利要求40所述的方法，其中卷积步骤包括从每一个实际数据条目的相位角中减去所有其他实际数据块中的所有相应条目的所有相位角。
42.如权利要求30-41中任一权利要求所述的方法，其中控制数据块实质上被嵌入到实际数据块中间。
43.如权利要求30-42中任一权利要求所述的方法，其中在实际数据块内部嵌入了多个控制数据块。
44.如权利要求M-43中任一权利要求所述的方法，包括将相移应用于每一个控制或导频，以使相位遵循预定序列。
45.如权利要求23-44中任一权利要求所述的方法，包括对将要传送的实际和控制数据进行加密。
46.如权利要求45所述的方法，包括为控制数据使用一个相位扩缩因子，以及为实际数据使用一个不同的相位扩缩因子。
47.一种编码器，其被适配成执行权利要求30-46中任一权利要求的编码方法。
48.一种计算机程序产品，其具有用于实施权利要求30-46中任一权利要求的编码方法的代码或指令。
49.一种通过使用两个或多个相同的已调制控制数据块来解码所传送的信号的方法， 该方法包括识别至少两个已调制控制块，以及使用这些控制块来提供关于传输信道失真或变化的估计。
50.如权利要求49所述的方法，包括用其中一个接收到的调制控制块除以接收到的另一个控制数据块。
全文摘要
一种对在电信网络上传送的数据进行编码的方法，包括在频域中，在多个实际数据块内部嵌入至少一个控制或导频数据块；使用控制或导频数据块中的控制或导频数据来卷积实际数据块；以及使用一个或多个传输子载波信号来调制实际数据块以及控制或导频数据块。
文档编号H04L27/26GK102257781SQ200980150632
公开日2011年11月23日 申请日期2009年10月16日 优先权日2008年10月16日
发明者刘平宇, 布莱恩·斯图尔特, 斯科特·迈克米金 申请人:格拉斯哥喀里多尼亚大学之大学行政评议会