CN103856295A - 传输器与传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传输器与传输方法。其中提供了一种经由线缆网络接收使用正交频分复用（OFDM）符号在下行传输的有效载荷数据的接收器。所述接收器包括被构造成接收表示调制到一个或多个OFDM符号上的所述有效载荷数据的下行信号的信号接收部。一种解调器被构造成解调每个帧的所述OFDM符号以使用所述物理层信令数据来检测和恢复所述有效载荷数据。

Description

传输器与传输方法

技术领域

本公开涉及经由线缆网络将数据传输给接收器的传输器以及用于从线缆网络接收数据的接收器。

背景技术

存在能够通信数据的各种媒介，其中包括用于广播系统与蜂窝式移动通信系统（其中无线电信号使用移动终端与基站的网络进行通信）的陆地和卫星射频信号。用于通信数据的另一媒介可以是线缆网络，其可以是数据被调制并且通过线缆通信的同轴线缆或者光纤。线缆系统可以用于形成广播系统，其中线缆调制解调器终端系统（CMTS）或者头端（head-end）将数据调制到用于通过线缆网络传输给称为线缆调制解调器（CM）的接收器的信号上。用于经由线缆网络通信包括电视信号的数据而开发的线缆调制解调器系统的示例为由线缆实验室管理的线缆上数据服务接口规范（DOCSIS）系统。DOCSIS3.0例如提供用于布置将经由线缆网络通信的数据的物理层和媒体访问层规范。该规范提供了在CMTS与CM之间的各种通信技术以便有效使用线缆网络内的可用带宽。

存在用于经由线缆网络通信数据的各种应用。通常，这些应用增加了多样性并且包括视频传输、声音传输、游戏和数据通信。为了使CM访问上行通信资源，需要提供线缆网络系统的布置使得CM能够请求访问用于将数据从CM通信给CMTS的上行通信资源。

因此，应当认识到，希望已知的线缆网络通信系统提供改进的线缆网络通信系统，从而通过降低信令（signaling）开销使得有效使用通信资源并且优化用于访问上行通信资源的往返行程延迟时间。

发明内容

根据本技术的一方面，提供了用于经由线缆网络接收使用正交频分复用（OFDM）符号在下行传输的有效载荷数据的接收器。接收器包括被构造成接收表示调制到一个或多个OFDM符号上的有效载荷数据的下行信号的信号接收部。下行信号包括在调度间隔内传输的一个或多个数据档（profile），一个或多个数据档中的每个均根据不同的接收器档提供有效载荷数据并且在调度间隔内由OFDM符号的不同下行通信资源携带。下行信号还包括在每个调度间隔每对数据档的下行通信资源进行识别的物理层信令数据。解调器被构造成解调数据档中的一个的OFDM符号，以使用物理层信令数据检测和恢复有效加载数据。物理层信令数据作为调度间隔中的一个的前导码被接收，并且信号接收部和解调器接收一个或多个调度间隔，该一个或多个调度间隔在下行信号的分开的通信资源内包含表示有关数据从接收器到传输器的传输的上行消息的媒体访问控制（MAC）信号。

根据示列实施方式，下行信号包括调度间隔和不频繁的前导码符号，每个调度间隔包括形成为一个或多个数据档的有效载荷数据，前导码符号包括物理层信令。

相应地，因为上行的MAC信号与提供物理层信令的前导码的通信分离，所以为线缆网络通信系统提供用于在下行通信并且有关上行通信资源的授权的MAC信令消息的能力能够适合于连接至网络的接收器的要求的布置。

从以下描述中应当认识到，调度间隔是各个数据档可以被分配用于传输的下行通信资源的时间段或者准传输帧（但是可能不包括所有的数据档）。

随着线缆网络系统的应用和用途的增加，降低往返行程延迟时间，即，CM请求和接收在上行传输给CMT的通信资源的授权的时间变得越来越重要。本技术的实施方式能够提供其中将有效载荷数据传输给接收器的下行调度间隔包括一个或多个不同时间段（其中根据不同档将有效载荷数据传输到接收器）的布置。有效载荷数据根据各个档使用不同的传输参数而传输，例如，根据即将接收有效载荷数据的接收器的档的调制方案、编码率或者传输功率。在这方面，本发明的实施方式被布置成根据用于接收传输的有效载荷数据的相对环境来传输有效载荷数据。因而，根据接收器接收传输的有效载荷数据的相对能力，接收器被广泛地划分成不同组的接收器。这可能是接收器的能力或者接收器接收传输的有效载荷数据的环境的结果。例如，连接至相对接近传输器的线缆网络的接收器具有提供高信噪比的相对良好的接收环境，使得能够使用高频谱效率调制方案，然而连接至距传输器相对比较长距离的线缆网络的接收器可能经受导致相对低信噪比的更困难的接收环境。在接收环境更困难的情况下，可以使用更健全而且较低频谱效率的调制方案和/或用于提供更大冗余的纠错的较低编码率。因此接收器可以根据它们的从传输信号和与传输参数的预定档匹配的分组检测和恢复有效载荷数据能力来分组。

根据一些实施方式，以周期性但不频繁的时间间隔提供前导码这在调度间隔内提供了一个或多个时间分离的档。前导码在下列调度间隔提供有关一个或多个数据档的时间方位的位置指示。本技术周期性地提供传输的OFDM符号或以与上行有关的信令消息（称之为上行信令）调制的符号的时间段或者脉冲。上行信令消息可以形成用于请求并且授权访问上行通信资源的媒体访问控制层的一部分。因此，根据本技术，一个调度间隔的一段包括用于将用于传输的上行消息从传输器传达至一个或多个接收器的部分，上行消息可以与数据档交错。分配给上行信令消息的容量可以与提供层一信息的前导码信令分离。

根据一些实施例，传输器形成线缆调制解调器终端系统或者线缆网络的头端，并且接收器包括用于以诸如因特网协议包等数据包的形式经由线缆网络通信有效载荷数据的线缆调制解调器。

根据本技术的另一方面，提供了经由线缆网络接收使用正交频分复用（OFDM）符号在下行传输的有效载荷数据的接收器。接收器包括被构造成接收表示调制到一个或多个OFDM符号上的有效载荷数据的下行信号，下行信号包括在调度间隔中传输的一个或多个数据档，一个或多个数据档中的每个均根据不同的接收器档提供有效载荷数据并且在调度间隔内由OFDM符号的不同下行通信资源携带。解调器被构造成解调数据档中的一个的OFDM符号，以从OFDM符号的通信资源检测和恢复编码的有效载荷数据。纠错解码器被构造成从恢复的编码数据中恢复有效载荷数据的估计。有效载荷数据作为多个数据块被传输，每个数据块编码成前向纠错FEC包等，每个FEC包从被分配给数据档的OFDM符号的通信资源接收，并且纠错解码器被构造成从FEC包恢复有效载荷数据。

根据一些实施方式，提供编码的有效载荷数据的每个数据档与FEC标头一起传输，该FEC标头识别档的标识符、档中的FEC包的数量以及最后包的长度中的至少一个。接收器被构造成检测和恢复档的标识符、FEC包的数量以及档中最后FEC包长度中的一个或者两个，并且被构造成控制纠错解码器以使用档的标识符和数据档中的FEC包的数量来恢复有效载荷数据。

本发明的各种进一步方面和特性在所附权利要求中定义并且包括传输器和接收器以及传输和接收方法。

附图说明

仅参照其中相似部件包含相同参考数字的附图通过示例方式描述本发明的实施方式，其中：

图1是示出了本技术的一个实施例的线缆网络的示意框图；

图2是图1所示的网络内线缆调制解调器终端系统（CMTS）和线缆调制解调器（CM）之间的通信的更为简化的视图；

图3提供在图1和图2中示出的系统的一个示例中操作的CMTS和CM的协议栈的说明示图；

图4是示出了用于线缆网络系统的上行和下行通信的频带的图形示图；

图5是示出了使用正交频分调制（OFDM）的下行通信调度间隔的组成的说明示图；

图6是示出了根据本技术的传输器的示意框图；

图7是示出了根据本技术进行操作的接收器的示意框图；

图8是示出了在媒体访问控制（MAC）层上的CMTS和CM之间的消息交换的流程图；

图9是由根据使用时间切片的一个示例的从CMTS至CM的由传输器产生的下行信号的示意图；

图10是示出了根据本技术的使用数据档之间的时间切片的下行信号的布置的示意图；

图11是示出了根据本技术的使用数据档之间的时间切片的下行信号的另一示例布置的示意图；

图12是示出了根据本技术的使用数据档之间的时间切片的下行信号的另一示例布置的示意图；

图13是示出了对多个数据档A、B、C、D中每个使用正交频分复用（OFDM）符号的下行通信调度间隔的组成的说明示图；

图14是示出了根据本技术的使用数据档之间的频率切片的下行信号的示例布置的示意图；

图15是使用多个数据档A、B、C、D之间的频率切片而形成的下行信号的示意图；

图16是编码为多个前向纠错（FEC）包并且包括FEC标头的档的有效载荷数据的示意图；以及

图17是形成前导码符号的物理层数据的数据的示图。

具体实施方式

本技术的实施方式布置成形成传输网络以用于将有效载荷数据传输给例如将因特网协议栈通信给接收装置的接收器。接收装置包括或者形成线缆调制解调器的一部分。在一些实施例中，传输器和接收器形成例如根据DOCSIS标准操作的线缆网络的一部分。

图1中示出了线缆调制解调器系统的示例。在图1中，线缆调制解调器终端系统（CMIS）或者头端1连接至广域网2。广域网可以提供通信媒介，通过该通信媒介，数据可以从源访问以便由CMTS经由混合光纤同轴网络4传输给线缆调制解调器（CM）6。一个或多个服务器10连接至广域网2以将数据通信给CMTS1以便经由混合纤维同轴网络4传输给CM6。CM6连接至用于接收可以在使用诸如IPV4或者IPV6的因特网协议的传输层中运行的数据传输的设备12。设备12可以是用户设备，诸如用于经由CM接收用户数据的电视、个人计算机或者任何其他设备。

图1示出了从同轴线缆和光纤的组合形成并且因此可以称为混合光纤同轴（HFC）网络形成混合光纤同轴线缆的示例线缆网络。混合光纤同轴网络4因此用于提供将数据从CMTS1传输给CM6并且从CM6传输给CMTS1的传输媒介，CMTS1形成线缆网络系统的头端。图2示出了根据本技术的用于通信数据的组件的简化说明。

在图2中，CMTS1示出为经由通过HFC网络形成的20连接至CM6。个人计算机（PC）12连接至线缆调制解调器，尽管应当认识到各种用户设备可以连接至CM6以用于传输和接收数据。同样，服务器10连接至CMTS1以传递包括诸如在线缆网络上传输给PC12的视频流的广播数据的服务。

本技术能够在诸如根据DOCSIS标准传输和接收数据的线缆网络的通信系统中找到应用性。DOCSIS标准由线缆实验室（CableLabs）管理，线缆实验室发布用于各种版本的标准的同意的规范。例如，DOCSIS3.0在文档CM-SP-PHYV3.0-I10-11117中提供物理层规范，并且在文档CM-SP-MULPIV3.0-I20-121113中提供媒体访问层规范。因此，除其他有关规范之外，DOCSIS规范还提供媒体访问层和物理层的规范以用于通过诸如图1和图2中示出的线缆网络等通信数据。

在示例实施方式的下列描述中，术语调度间隔将用于指各个数据档的数据的传输在轮询布置中可用，但可以不针对所有的数据档传输数据的阶段。图3中示出了用于CMTS和CM的OSI模型中的各个层的协议栈。如图3所示，协议栈包括应用层30、表示层32、会话层34、传输层36以及网络层38。网络层38由因特网协议形成并且提供CMTS和CM之间线缆网络中的层。例如，规定为DOCSIS MAC层的媒体访问控制层40从网络层将数据通信给可以根据DOCSIS物理层42来规定的物理层42。提供协议栈的布置以经由线缆网络传输和接收数据，使得例如在PC上运行的应用层程序能够从服务器10接收数据。与本公开中提供的技术特别相关的是MAC层40和物理层42。现在将解释物理层42的示例。

图4提供示出了示例系统的上行和下行频带的说明图。如图4所示，示出的上行频带介于5MHz到65MHz之间，而介于112MHz到858MHz之间的下行频带大得多。尽管应当认识到这些频率范围仅是示例，并且在其他示例实施方式中，其他上行和下行频率以及频带的位置可能不同，然而图4示出的布置基本对应于欧洲DOCSIS3.0标准。

在用于线缆网络系统的物理层的示例实现中，正交频分复用（OFDM）能够用于提供在线缆网络系统的上行和下行的数据的带宽有效通信。图5中示出了基本对应于DVB-C2标准中所公开的布置的用于通信数据的下行结构的示例。如图5所示，帧结构呈现曲线图的形式，其中频率位于x轴上并且时间位于y轴时间上，时间从页面的顶端向下到底端。在图5中，帧的第一部分在前导码中对调度间隔层一（L1）提供L1块50中的数据。每个L1块均包括描述携带切片52、54、56、58和60的数据的方位和位置的相同信息。根据图5中示出的并且与DVB-C2标准一致的布置，携带不同编号的通信信道中的每个的数据的数据切片具有在预定最大带宽（即接收器的使用带宽）内改变的不同带宽。因此，在信道的可用带宽内，每个数据切片的宽度可以改变，使得一些服务可以被提供比其他服务更多的带宽。因此，层一（L1）信令块50提供描述各个数据切片的方位和位置的层一数据。

还如图5所示，尽管从以下说明中应当认识到上行信令脉冲62能够出现在调度间隔内的任何其他方位并且可能重复，然而第二下行信令脉冲或者块62仅在L1块50之后出现。如将简短说明的，上行信令块62提供传递消息的调度间隔的一部分，该消息与用于请求和分配在上行的资源的MAC层消息相关联。

图5中示出的用于产生传输帧的传输器显示在图6中。如图6所示，传递用于传输的数据的各个数据流对应于图5中示出的数据切片中的一个。因此，如图6所示。数据流72、74、76、78中的每个生成用于经由线缆网络系统传输的数据并且对应于图5中示出的数据切片的一个。对于每个数据流提供纠错编码器80，以根据适当的纠错码编码待传输的数据。交错器82则在将已编码数据反馈给帧建立器90之前在时间域内执行数据的交错。传输器的更低分支提供信令数据，该信令数据可以包括例如来自块92的层一信令数据，层一信令数据在由交错器98时间交错并且馈给帧建立器90之前用纠错编码器94来纠错编码。帧建立器90形成诸如图5所示的数据的调度间隔。数据的调度间隔则由快速傅里叶逆变换被转化到频域中，添加循环前缀，并且信号随后使用数模转换器转换成模拟格式，并且最终由RF调制器将频率转化成所需的传输频率。为简化起见，这些操作由OFDM调制器98表示并且经由如参照图1和图2所解释的线缆网络传输。因此，如图6所示，OFDM调制器98在OFDM符号上调制数据切片以及信令数据，它们在频率域中调制并且使用FFT逆变换器100变换到时域中。

在CM6中的接收器处检测和恢复一个或多个数据切片的传输数据。图7中示出了接收器的示例框图。在图7中，接收部119包括接收器滤波器120、模数转换器122以及快速傅里叶变换器123。接收滤波器120从线缆网络4接收信号并且将已接收信号传递给模数转换器122。数字域数据则由快速傅里叶变换123从时间域转化成频域并且使用OFDM解调器124解调。根据层一信令信息能够检测和恢复来自一个或多个数据切片的数据，层一信令信息在来自下行信号的信令块的数据切片之前被接收。数据则由解交错器126解交错并且在反馈给接口130以通信给例如图2所示的个人计算机之前使用纠错解码器128进行解码。

如图7所示，提供控制器154以控制OFDM解调器124、解交错器128与纠错解码器128，以检测层一数据并且然后使用层一数据从一个或多个数据切片来检测和恢复数据。因此，接收器布置成首先从层一数据块50恢复层一数据，以将接收器滤波器120调整到将恢复特定信道的数据的数据切片。

如图6所示，传输器包括与用于请求和授权访问的媒体访问控制（MAC）层消息的交换相关联的上行信令，从而在上行通信资源上传输数据。上行信令块150示出为将上行信令数据馈给调度间隔建立器90，但是还可以包括如针对其他数据流示出的纠错编码器和交错器。因此，控制器152控制帧建立器从而将上行信令数据的脉冲包括在例如图5所示的块62中。在接收器中，控制器154从层L1块50接收层一信令数据并且控制包括接收器滤波器120、OFDM解调器、解交错器126与纠错解码器128的接收器，以从L1块50恢复层一数据，从而从数据切片检测和恢复数据。此外，控制器154布置成请求和接收对上行通信资源的访问的授权。

对上行通信资源的请求取决于对诸如上行缓冲器156中存在的数据的那些资源的需求。因此，控制器154在操作中检测缓冲器156中的上行数据的存在并且当CMTS通过下行发送MAC消息来通知有机会这样做时，将访问上行资源的请求传输给CMTS。因此提供上行信令150来通信授权访问上行通信资源并且将这些资源分配给图7所示的接收器的消息，因此该接收器形成线缆调制解调器6的一部分。

图8中示出了用于对CM6请求和授权上行通信资源的MAC层消息的布置。在第一消息200中，上行信令消息调查（poll）一个或多个CM6以确定是否需要对上行通信资源的访问。然后CM6以请求上行资源的消息202来响应。在下行消息204中，CMTS在例如图6所示的上行信令消息150中授权上行资源。CM则将上行数据208传输给CMTS1。

取决于在连接至CM的用户设备上运行的应用，可以存在通信上行数据的各种原因。

图9提供对应于图5中所示的帧结构的进一步说明，尽管图5仅示出了单一调度间隔。图9包括传输调度间隔被划分成段的进一步增强，每个段均对应于应用到不同的接收器CM组中的一个的脉冲传输。这些CM组根据CM接收器的从下行检测和恢复数据的能力和/或CM被操作为检测和恢复下行数据的环境来划分。应当认识到，希望使用最高频谱效率调制方案以提高经由线缆网络通信数据的效率。例如，希望使用诸如4096QAM等具有很高星座数的调制方案。对于经由提供非常高信噪比的线缆网络来通信信号的相对良性环境，可以使用该频谱效率调制方案。然而，接收环境取决于例如接收器距CMTS或者头端的接近程度而改变。如果接收器非常接近，则能够获得非常高的信噪比并且因此能够使用高频谱效率调制方案。然而如果接收器距CMTS一定距离，则接收环境可能是苛刻的，在这种情况下因为信噪比可能不够高所以不可能使用非常高频谱效率调制方案。相应地，对于这些接收器，将适合使用可以通过提高编码的冗余的量来降低纠错编码率的不同调制方案。如此，建议根据接收器的档将接收器划分成不同的类别并且使用不同的传输参数，例如调制方案、编码率和传输功率等。相应地，图9中示出的调度间隔被划分成四个可能的档A、B、C、D。

如从示列实施方式理解的，档是可用于传达OFDM信道中每个子载波的调制列表的项，并且切片是具有CM的特定成员组的下行OFDM信道的片段。

在第一调度间隔300中，档在四个可能类别A、B、C、D之间时间均等地划分，在第二调度间隔302中，类别A和类别D接收相对小的分配而其余部分被划分成类别B和C。不同的布置在第三调度间隔304中示出并且最后的调度间隔仅提供对文件B的分配。相应地，在调度间隔内或者在调度间隔之间的通信资源的分配对应于接收器接收正在通信的数据的能力来提供。在各个档A、B、C、D中传输的数据可以是在例如正在将数据广播给所有CM的传输环境中的相同有效载荷数据（诸如电视广播数据），或各个档可以是传输的不同数据。

图10提供根据本技术的示出例如三个调度间隔的下行信号的示图。在图10示出的基本符合图9所示的下行信号中，每个调度间隔均包括跟随有提供上行信令的MAC信令资源的前导码。因此，在每个调度间隔中示出如图5所示的位于调度间隔起始处的前导码块50。前导码跟随有在下行传输上提供的用于通知在上行上的通信资源分配的分开的MAC信号62。因此，如图8所示，上行信令脉冲62可以提供用于使各个CM确定是否需要访问上行资源的调查消息200或者在消息204中提供上行资源的许可。

根据本技术，分开的MAC信号62携带如已经解释的用于上行传输的MAC层信息。然而，前导码符号50和上行信令脉冲62的时序彼此独立。因此，尽管前导码符号50出现在每个调度间隔的起始处，上行信令脉冲62也可以出现在调度间隔的任一部分。在一个示例中，一个或多个OFDM符号或OFDM符号内的一个或多个信元（cell）包含以间隔定期发送的MAC层消息，以支持CM和CMTS的请求和授权循环。上行信令脉冲可能经常出现在调度间隔内或者调度间隔之间，以降低用于请求和授权访问上行通信资源的往返行程延迟。根据本技术，上行脉冲62中的前导码物理层信令和MAC上行信令因此彼此分离。应当认识到，前导码、MAC脉冲和档数据的时序因此彼此独立，使得信令开销得到优化并且数据尽可能有效地传输。在一些示例中，MAC信令可以与数据档一致，使得各个数据档均具有其自身的MAC信令脉冲。

图11和图12中示出了根据本技术产生的传输调度间隔的进一步示例。图11和图12的传输调度间隔示出MAC信令资源可以与数据档交错并且可以贯穿调度间隔地分布。MAC信号可以在调度间隔内出现多于一次或者备选地每几个调度间隔出现一次，并且根据连接至线缆网络的CM的数量和所需上行信令的容量来调整容量。对于下一调度间隔，上行信令脉冲62的位置可以由当前调度间隔的前导码中的L1信令脉冲50来通知。

参照图11，示出了三个调度间隔的时间切片结构被示出为根据不同的档A、B、C、D来传输数据。每个调度间隔均提供循环布置以根据一个或多个数据档来传输数据，这些数据档被调度成接收调度间隔的下行传输。然而，应当注意，前导码并不需要针对每个调度间隔来传输，从而事实上，前导码可以不频繁地传输并且与调度间隔无关。根据图10所示的示例，调度间隔包括一个或多个MAC信令脉冲62。MAC信令脉冲62的数量及其相对调度间隔的频率独立于对通信MAC层消息的请求而确定，MAC层消息用于根据各个数据档A、B、C、D来请求和对各个接收器授权上行资源。

除提供用于各个数据档A、B、C、D的MAC信令脉冲62之外，图12还提供了图11所示的示例的相似说明。如本示例所示，每个数据档均提供有其自身MAC信令脉冲以用于将MAC层消息通信给与数据档相关联的接收器。

在进一步示例中，比根据下行通信资源的时间切片来通信各个不同数据档的数据更好的是，通过在频率上切分通信资源，数据可以在下行上传输给各个数据档。

除用于频率切片的调度间隔被示出为针对每个数据档具有专用的OFDM符号以外，图13基本对应于图5。然而，图13中示出的示例示出了时间切片的缺点，因为传输给特定档的数据可能不适合完整数目的OFDM符号。相应地，在另一实施方式中，频率切片用于在各个不同数据档之间划分下行通信资源。图14中示出了频率切片的详细示例。

在图14中，在频率位于垂直轴上并且时间位于水平轴上的情况下示出了多个OFDM符号400。如图14所示，每个OFDM符号均包括多个OFDM信元以及引导符号，OFDM信元表示携带在OFDM符号上的数据的子载波。OFDM符号还包括标记切片的起始的标记或者标头符号。因此，如图14所示，各个数据切片A、B、C、D均将子载波分配在连续的OFDM符号上，使得以频率将资源切分并且分配给各个数据档。因此，例如，切片A从OFDM符号2开始并且延续至OFDM符号3并且由两个标头子载波404分离，此后，随后的OFDM符号分配给延续至OFDM符号4的切片B。图14所示的图表在图15中复制，其也许以更清晰的形式示出了对各个数据档的频率切片分配。图15中还输出了相对不频繁地出现并且与调度间隔无关的前导码OFDM符号50。每个数据档在频域中由标头500分开，标头500可以是前向纠错（FEC）标头的一个示例。

因此，本技术的实施方式提供以包为形式的数据通过将数据划分成数据块并且将数据编码到如图16所示的分开的FEC包中而被划分成前向纠错（FEC）包的布置。

在图16中，FEC标头500引领由最后FEC包504终止的多个FEC包502，最后FEC包504可以被缩短或者击穿（puncture）以适合在下行上的通信资源的可用分配。FEC标头500包括例如被划分成档ID506、数据档切片508中的多个FEC包以及最后FEC包长度510的16比特数据。因此，通过各个数据档切片A、B、C、D，FEC标头500和FEC包520被映射到如图15所示的频域中的OFDM符号的子载波上。

根据本技术，各个数据档均在频域内包含如之前所述的MAC信令脉冲或者块62。然而，并非占用分开的时间部分，MAC信号块62形成分配给各个不同的数据档A、B、C、D的频率切片的一部分。因此，在本示例中，每个档被分配分开的资源以便MAC信令将MAC消息通信至与档有关的接收器。

图17提供包含在携带层L1块50的前导码符号的参数的说明。前导码符号包括指示传输前导码符号的时间的时间戳600、起始频率602、保护间隔持续时间604、信道带宽606、子载波608和多个信道610之间的间隔。对于频率信道的每个编号，都给出了带宽612、信道614中的多个档、时间间隔深度616以及保留域618的指示。对于每个信道，指示了多个信号音，以提供调制星座图620、载波组长度622以及应当在域626中激活的各个CM的唤醒标志624。

在一些实施方式中，用于传输数据的档可以基本占用来自线缆网络的整个可用带宽。上行信号可以与各个不同数据档的各个下行数据传输交错。上行信令脉冲可以在几个OFDM信元中传输。各个上行信令脉冲均包含调度间隔中用于所有档的信令信息。

本技术的实施方式因而提供用于接收有效载荷数据并且用于响应于上行MAC层消息以使用由上行消息分配的上行通信资源传输上行的数据的接收器。在一个示例中，调度间隔中的上行信令脉冲针对一个或多个数据档中的每个来提供MAC层消息，并且控制器被构造成检测接收器的数据档并且从用于接收器的数据档的上行信令脉冲检测和恢复上行信令消息。

本发明的各种进一步方面和特性在所附权利要求中定义。可以对上述实施方式做出各种改造。例如，尽管参照DOCSIS标准提出上述实施方式，但是应当认识到，本技术的实施方式同样适用于其他线缆网络和通信系统。

Claims (27)

1.一种经由线缆网络接收使用正交频分复用（OFDM）符号在下行传输的有效载荷数据的接收器，所述接收器包括：

信号接收部，被构造成接收表示调制到一个或多个OFDM符号上的所述有效载荷数据的下行信号，所述下行信号包括在调度间隔中传输的一个或多个数据档，所述一个或多个数据档中的每个均根据不同的接收器档提供所述有效载荷数据并且在调度间隔内由所述OFDM符号的不同下行通信资源携带，并且接收物理层信令数据，所述物理层信令数据在各个所述调度间隔中对所述数据档的所述下行通信资源进行识别；

解调器，被构造成解调所述数据档中的一个的所述OFDM符号，以使用所述物理层信令数据检测和恢复所述有效载荷数据，其中，所述物理层信令数据作为所述调度间隔中的一个的前导码被接收，并且所述信号接收部与所述解调器接收一个或多个所述调度间隔，所述一个或多个所述调度间隔在所述下行信号的分开的通信资源内包括表示与从所述接收器到所述传输器的数据的所述传输有关的上行消息的媒体访问控制（MAC）信号。

2.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述接收器包括被构造成响应所述上行消息并且响应于由所述上行消息提供的上行通信资源的授权在所述线缆网络的上行信道上传输数据的控制器。

3.根据权利要求1或2所述的接收器，其中，所接收的信号在一个或多个所述调度间隔中包括多个MAC信号使得所述接收器请求和被授权访问上行通信资源的时间减少。

4.根据权利要求2或3所述的接收器，其中，所述MAC信号提供与所述上行通信资源的所述请求和所述授权有关的至少一个MAC信令消息。

5.根据任一前述权利要求所述的接收器，其中，每个所述调度间隔均包括与每个所述数据档的所述有效载荷数据交错的多个MAC信号。

6.根据权利要求5所述的接收器，其中，所述调度间隔内的所述MAC信号为所述一个或多个数据档中的每个提供媒体访问控制消息，并且所述控制器被构造成检测所述接收器的所述数据档，从而从所述接收器的所述数据档的所述MAC信号检测和恢复所述上行信令消息。

7.根据任一前述权利要求所述的接收器，其中，所述物理层信令数据在各个调度间隔内提供时间和频率通信资源中的所述一个或多个数据档中的每个的位置以及所述一个或多个MAC信号的位置的指示，并且所述控制器被构造成结合所述接收部来使用所述物理层信令数据检测和恢复用于所述接收器的所述有效载荷数据和所述MAC信号，并且使用所述物理层信令数据检测和恢复所述上行消息。

8.根据任一前述权利要求所述的接收器，其中，对所述MAC信号的下行通信资源分配与对所述前导码物理层信令的下行通信资源分配分离。

9.一种经由线缆网络使用正交频分复用（OFDM）符号在下行传输有效载荷数据的传输器，所述传输器包括：

帧建立器，被构造成接收待传输的所述有效载荷数据并且接收用于在接收器处检测和恢复所述有效载荷数据的物理层信令数据，并且将所述有效载荷数据和所述物理层信令数据形成为用于传输的调度间隔，所述物理层信令数据形成至少一个所述调度间隔的前导码并且所述有效载荷数据形成一个或多个数据档，所述一个或多个数据档中的每个均根据不同的接收器档提供所述有效载荷数据并且在所述调度间隔内由所述OFDM符号的不同下行通信资源携带，

调制器，被构造成以所述有效载荷数据和所述物理层信令数据调制一个或多个OFDM符号；以及

传输单元，用于传输所述OFDM符号，其中，所述帧建立器和所述调制器被布置成形成所传输的OFDM符号，使得所述至少一个调度间隔的所述前导码提供所述物理层信令数据，并且一个或多个所述调度间隔在所述下行信号的分开的通信资源中包括表示与从所述接收器到所述传输器的数据的所述传输有关的上行消息的媒体访问控制（MAC）信号。

10.根据权利要求9所述的传输器，其中，所述帧建立器、所述调制器与所述传输单元被构造成传输具有多个MAC信号的一个或多个所述调度间隔从而使得所述接收器请求和被授权访问上行通信资源的时间减少。

11.根据权利要求9或10所述传输器，其中，所述MAC信号表示与上行通信资源的请求和授权有关的至少一个媒体访问控制层信令消息。

12.根据权利要求9、10或11所述的传输器，其中，所述MAC信号在所述调度间隔内针对一个或多个所述档提供用于一个或多个所述接收器的媒体访问控制消息。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的传输器，其中，每个所述调度间隔均包括与每个所述数据档的所述有效载荷数据交错的多个MAC信号。

14.根据权利要求13所述的传输器，其中，所述帧建立器、所述调制器与所述传输单元被构造成传输针对所述一个或多个数据档中的每个提供媒体访问控制消息的调度间隔中的所述MAC信号。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的传输器，其中，使用在所述线缆网络的下行传输的预定带宽内可用的所有所述频率来传输所述一个或多个数据档中的每个的所述有效载荷数据。

16.根据权利要求9至15中任一项所述的传输器，其中，所述物理层信令数据在各个调度间隔内提供所述一个或多个数据档中的每个的时间位置以及所述一个或多个MAC信号的位置的指示。

17.根据权利要求9至16中任一项所述的传输器，其中，在每个所述调度间隔内传输的所述一个或多个MAC信号调制到一个或多个OFDM符号或者OFDM符号的一个或多个信元上。

18.根据权利要求9至17中任一项所述的传输器，其中，对所述MAC信号的下行通信资源分配与对所述前导码物理层信令的下行通信资源分配分离。

19.一种经由线缆网络接收使用正交频分复用（OFDM）符号在下行传输的有效载荷数据的方法，所述方法包括：

接收表示调制到一个或多个OFDM符号上的所述有效载荷数据的下行信号，所述下行信号包括在调度间隔中传输的一个或多个数据档和物理层信令数据，所述一个或多个数据档中的每个均根据不同的接收器档提供所述有效载荷数据并且在所述调度间隔内由所述OFDM符号的不同下行通信资源携带，并且接收物理层信令数据，所述物理层信令数据在各个调度间隔中对所述数据档的所述下行通信资源进行识别，

解调一个所述数据档的所述OFDM符号以使用所述物理层信令数据来检测和恢复所述有效载荷数据，其中，所述物理层信令数据作为一个所述调度间隔以及一个或多个所述调度间隔中的前导码来接收，并且所述接收包括接收在所述下行信号的分开的通信资源中接收表示与从所述接收器到所述传输器的数据的所述传输有关的上行消息的媒体访问控制(MAC）信号。

20.一种经由线缆网络使用正交频分复用（OFDM）符号在下行传输有效载荷数据的方法，所述方法包括：

接收待传输的所述有效载荷数据并且接收物理层信令数据以在接收器处检测和恢复所述有效载荷数据，

将所述有效载荷数据和所述物理层信令数据形成为用于传输的调度间隔，所述物理层信令数据形成至少一个所述调度间隔的前导码并且所述有效载荷数据形成为一个或多个档，所述一个或多个档中的每个均根据不同的接收器档提供所述有效载荷数据并且在所述调度间隔内形成不同的时间部分，并且在所述调度间隔内由所述OFDM符号的不同下行通信资源携带，

以所述有效载荷数据和所述信令数据调制一个或多个OFDM符号，以及

传输所述OFDM符号，其中，所述传输包括传输所传输的OFDM符号，使得所述至少一个调度间隔的所述前导码提供所述物理层信令数据，并且一个或多个所述调度间隔在所述下行信号的分开的通信资源内包括表示与从所述接收器到所述传输器的数据的所述传输有关的上行消息的媒体访问控制（MAC）信号。

21.一种经由线缆网络接收使用正交频分复用（OFDM）符号在下行传输的有效载荷数据的接收器，所述接收器包括：

信号接收部，被构造成接收表示调制到一个或多个OFDM符号上的所述有效载荷数据的下行信号，所述下行信号包括在调度间隔中传输的一个或多个数据档，所述一个或多个数据档中的每个均根据不同的接收器档提供所述有效载荷数据并且在所述调度间隔内由所述OFDM符号的不同下行通信资源携带，

解调器，被构造成解调所述数据档中的一个的所述OFDM符号，以从所述OFDM符号的所述通信资源检测和恢复编码的有效载荷数据；以及

纠错解码器，被构造成从所恢复的编码数据恢复对所述有效载荷数据的估计，其中，所述有效载荷数据作为多个数据块传输，每个所述数据块编码为前向纠错FEC包，每个所述FEC包从分配给所述数据档的所述OFDM符号的所述通信资源接收，并且所述纠错解码器被构造成从所述FEC包恢复所述有效载荷数据。

22.根据权利要求21所述的接收器，其中，提供所述编码有效载荷数据的每个所述数据档与FEC标头一起传输，所述FEC标头识别所述档的标识符、所述档中的FEC包的数量以及最后包的长度中的至少一个，并且所述接收器被构造成检测和恢复所述档的所述标识符、FEC包的数量以及所述档中的最后FEC包的长度中的一个或两个，并且控制所述纠错解码器以使用所述档的所述标识符以及所述数据档中FEC包的所述数量来恢复所述有效载荷数据。

23.一种经由线缆网络使用正交频分复用（OFDM）符号在下行传输有效载荷数据的传输器，所述传输器包括：

纠错编码器，被构造成根据前向纠错FEC码来编码所述有效载荷数据并且从所编码的有效载荷数据形成多个FEC编码包；

帧建立器，被构造成接收用于待传输的所编码有效载荷的所述FEC包并且根据多个数据档将所述FEC包形成为用于传输的调度间隔，所述一个或多个数据档中的每个均根据不同的接收器档提供所述有效载荷数据并且在所述调度间隔内由所述OFDM符号的不同下行通信资源携带；

调制器，被构造成以所编码的有效载荷数据调制一个或多个OFDM符号；以及

传输单元，用于传输所述OFDM符号。

24.根据权利要求23所述的传输器，其中，所述传输器被构造成形成提供具有FEC标头的所编码的有效载荷数据的各个所述数据档，所述FEC标头识别所述档的标识符、所述档中的FEC包的数量以及最后FEC包的长度中的至少一个。

25.一种提供计算机可执行指令的计算机程序，当所述计算机可执行指令被加载到计算机上时致使所述计算机执行根据权利要求19或20所述的方法。

26.一种基本如下文中参照附图描述的传输器或者接收器。

27.一种基本如下文中参照附图描述的传输或者接收方法。

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