CN105897380A - 无线ofdm收发器中的分组接收方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线OFDM收发器中的分组接收方法和装置。信头编码技术包括：利用前向纠错码，编码多个位；产生包括多个编码位的FEC码字；以及使该FEC码字的第一拷贝和该FEC码字的第二拷贝连结，其中该连结包括使该FEC码字的第二连结拷贝相对于该FEC码字的第一连结拷贝循环移位两位，其中该FEC码字的第一拷贝和第二拷贝的编码位被调制在至少一个OFDM符号上。信头解码技术包括：接收包括FEC码字的至少两个连结拷贝的多个编码位；解码该FEC码字的第一拷贝，以产生第一多个解码位；以及解码该FEC码字的第二拷贝，以产生第二多个解码位。

Description

无线OFDM收发器中的分组接收方法和装置
本申请是申请日为2009年8月25日、申请号为200980142473.2、发明名称为“在基于分组的OFDM系统中识别在多个重叠频带工作的各种设备发送的分组业务”的原案申请的分案申请。
相关申请信息
根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求于2008年8月25日提交的名称为“Methods to Identify Packet Traffic Transmitted by Various Devices Operated inMultiple Overlapped Frequency Bands in Packet-Based OFDM Systems”的第61/091,621号美国专利申请以及于2008年10月14日提交的名称为“Methods toIdentify Packet Traffic Transmitted by Various Devices Operated in MultipleOverlapped Frequency Bands and Packet-Based OFDM Systems”的第61/196,068号美国专利申请的权益和优先权，这两篇美国专利申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明的典型方面涉及通信系统。更具体地说，本发明的典型方面涉及采用根据正交频分复用(OFDM)的基于分组的传输进行信息交换的通信系统。更具体地说，本发明的典型方面涉及识别分组业务，以支持在多个频带工作的设备之间的互操作性，在所述多个频带中，采用根据正交频域复用的基于分组的传输。
背景技术
考虑到两个或者多个用户通过共享信道(例如单一频带)采用根据OFDM的基于分组的传输而互相通信的多用户通信环境，分组通常由前导信号、信头和负载构成，并且利用分时的或者基于竞争的介质访问方法传送分组。这样的系统的示例包括IEEE 802.11(无线局域网WLAN)和IEEE 802.16(WiMAX)。
OFDM还被称为离散多音(DMT)通信或者多载波通信，它将传输频带划分为多个子载波(子载波还被称为音或者子信道)，其中每个子载波分别调制一位或者一些位。
发明内容
本文使用的术语发射机、发送收发信机和发送调制解调器可以互换使用，同样，术语接收机、接收收发信机和接收调制解调器可以互换使用，以及术语调制解调器和收发信机可以互换使用。
此外，定义了本文使用的如下术语：
域：包括可以在物理层互相直接地通信或者交互的所有节点的网络。
域主控(Domain Master，DM)：管理(协调)域中所有其它节点(例如，分配带宽、资源和管理属性)的同一域的节点。
规格：规定OFDM调制参数(诸如频率范围、子载波间距、循环前缀等等)的带规划，在两个不同的规格之间一定存在一个或多个重叠区域。
高规格设备：相对于低规格，采用具有较高带宽的规格工作的设备。
低规格设备：相对于高规格，采用具有较低带宽的规格工作的设备。
Fsc：子载波间距。
N：在带宽B(B＝N×Fsc)的规格中子载波的最大数量。
Fus：在定义用于基带传输的IDFT中使用的上移频率。
Fuc：在定义用于通带传输或者射频(RF)传输的IDFT中使用的上变频率。
Fc：在定义用于通带传输或者RF传输的IDFT中使用的中心频率。
Fc＝Fuc+Fus。
本发明的典型方面涉及识别分组业务。
本发明的另外方面涉及，识别在基于分组的OFDM环境下在多个重叠频带工作的各种设备发送的分组业务。
本发明的另外方面涉及，域主控管理域中多个设备之间的业务，其中，域中的所有设备都能够识别通过它们的所有业务。
本发明的另外方面涉及，在单个域中兼容多种规格。
本发明的另外方面还涉及，将关于规格(带规划)的信息添加到前导信号中，使得作为前导信号检测处理的一部分，接收机能够识别发射机以哪种规格工作。
本发明的另外方面涉及，旁路信头解码处理。
本发明的另外方面涉及，具有用于所有规格的公共子载波索引，使得高规格设备能够解码低规格设备的一部分子载波，且低规格设备能够解码高规格设备的一部分子载波。
另外的方面涉及，通过子载波再分配增强信头的可解码性。
本发明的另外方面涉及，在前导信号音和非前导信号音之间分布信头信息。
本发明的方面还涉及，使得单一一组信头信息位所映射到的子载波的数量，和非前导信号音的数量与前导信号音的数量的比值，是互质数，或者是奇偶对。
本发明的另外方面涉及，例如随着信头块的拷贝在整个带宽上重复而改变音映射，使得每个信头块中的子载波循环移位。
本发明的这些以及其它特征和优点，描述在下面对典型实施方式的详细描述中，或者从下面对典型实施方式的详细描述中变得清楚。
附图说明
下面参考附图，详细描述本发明的典型实施方式，附图中：
图1示出根据本发明的典型域；
图2示出根据本发明的运行多种规格(profile)的域的典型实施方式；
图3示出根据本发明的一组典型的通带规格和基带规格；
图4示出根据本发明的典型的两部分前导信号；
图5示出根据本发明的分组的典型部分；
图6示出根据本发明的典型的前导信号生成系统；
图7示出根据本发明的前导信号装配的典型方法的流程图；
图8示出根据本发明的规格检测的典型方法的流程图；
图9示出根据本发明的用于分组传输的规格选择的典型方法的流程图；
图10是示出根据本发明的分组接收的典型方法的流程图；
图11示出基于IDFT的定义的用于不同的基带规格和通带规格的子载波索引的示例；
图12示出根据本发明的用于不同的基带规格和通带规格的变型的子载波索引的示例；
图13示出根据本发明的用于不同的通带规格的子载波索引的另一个示例；
图14示出根据本发明的典型的收发信机；
图15是示出根据本发明的典型的信头识别方法的流程图；
图16是示出根据本发明的典型的信头识别和解调方法的流程图；
图17是示出根据本发明的另一个典型的信头识别方法的流程图；
图18是示出根据本发明的另一个典型的信头识别和解调方法的流程图；
图19示出基带规格和通带规格中采用的信头重复方案的示例；
图20示出典型的信头重复方案；
图21示出具有奇数信头信息块大小的典型的信头重复方案；
图22示出采用音转换的典型的信头重复方案；
图23示出根据本发明的另一个典型的通信系统；
图24是示出根据本发明的用于增强的信头技术的典型方法的流程图；
图25是示出根据本发明的用于增强的信头技术的另一种典型方法的流程图；
图26和图27是分别示出根据本发明的另一个典型实施方式进行信头编码和信头解码的典型方法的流程图；以及
图28示出根据本发明的通带OFDM通信的另一种典型方法。
具体实施方式
将根据OFDM通信系统以及识别分组的协议、技术和方法，描述本发明的典型实施方式。然而，应当明白，通常，本发明的系统和方法同样适用于其它类型的通信环境和/或协议。
将根据多载波有线或者无线调制解调器，诸如电力线调制解调器、同轴线缆调制解调器、电话线调制解调器(诸如xDSL调制解调器和vDSL调制解调器)、无线调制解调器(诸如802.11和802.16调制解调器)以及相关的通信硬件、软件和通信信道，描述本发明的典型系统和方法。然而，为了避免不必要地使得本发明难以理解，下面的描述省略众所周知的结构和设备，但是可能以方框图形式示出它们，也可能概括描述它们或者它们是公知的。
为了说明的目的，描述了许多细节，从而有助于透彻理解本发明。然而，应当明白，本发明可以以各种方式实施，而不局限于本文描述的具体细节。
此外，尽管本文所示的典型实施方式示出系统的各种部件被并置在一起，但是应当明白，该系统的各种部件可以位于分布式网络(诸如通信网和/或因特网)的远隔的部分上，或者位于专用保密、非保密和/或加密的系统中。因此，应当明白，该系统的部件可以被组合为一个或者多个设备(诸如调制解调器、线卡、台、域主控(domain master)、节点)，或者被并置在分布式网络诸如电信网络的特定节点上。根据下面的描述可以理解，并且因为计算效率的原因，该系统的部件可以布置在分布式网络的任意位置，而不影响其工作。例如，各种部件可以位于域主控、节点、域管理设备或者它们的某种组合上。同样，该系统的一个或者多个功能部分可以分布在调制解调器与相关的计算设备之间。
此外，应当明白，各种链路(包括连接到元件(未示出)的通信信道)可以是有线链路，也可以是无线链路，也可以是它们的任意组合，还可以是任何其它公知的或者之后开发的元件，所述元件能够对送到和来自所连接的元件的数据进行发送和/或传输。本文使用的术语模块可以指，能够执行与该元件相关的功能的任何公知的或者之后开发的硬件、软件、固件或者它们的组合。本文使用的术语确定、运算和计算以及它们的变型可以互换使用，并且它们包括任何类型的方法、处理、技术、数学运算或者协议。术语发送调制解调器和发送收发信机以及接收调制解调器和接收收发信机在本文中也可以互换使用。
此外，尽管所描述的一些典型实施方式涉及执行特定功能的收发信机的发射机部分，但是本公开意在包括同一个收发信机和/或者另一个收发信机内的相应接收机端功能，反之亦然。
本发明的特定典型实施方式涉及多载波通信链路诸如离散多音(DMT)。此外，术语收发信机和调制解调器具有相同的含义，并且可以互换使用。
图1示出域1中的典型通信环境。该通信环境包括多个交换基于分组的OFDM通信的节点20－60。在图2中，示出在单一域中运行两种规格的多个设备的示例。作为示例，可以存在两个高规格设备(A和B)、两个低规格设备(C和D)以及一个域主控，在该典型实施方式中，该域主控也是高规格设备。在采用高规格的发射机A和接收机B之间，可以建立一条单向通信链路，在采用低规格的发射机C和接收机D之间，可以形成另一条单向通信链路。该域主控可以管理采用两种规格的这些设备之间的业务。由于所有设备可以采用共享信道同时工作，所以它们应当能够识别通过该域的所有业务。即，B和D应当能够识别A和C发送的分组。
图3示出两个基带规格和两个通带规格的示例，其中低规格具有50MHz的带宽，而高规格具有100MHz的带宽。为了在单一域内兼容多种规格，所有设备都应当能够识别全部业务的源和目的地。为了实现此：
1.以不同规格运行的设备应当能够检测彼此的前导信号。
例如，如果在图2所示的单一域中，A与B通信，C与D通信，则B应当能够检测到来自A和C的前导信号。这同样适用于D。
2.以不同规格运行的设备可能需要解码彼此的信头。
例如，如果在图2所示的单一域中，A与B通信，C与D通信，则B可能需要解码来自A和C的信头。这同样适用于D。这是为了识别该分组的源和目的地。然而，如果该设备可以从本文描述的接收到的前导信号中提取关于该规格的信息，则可以选择省略本步骤。
根据本发明的典型实施方式是将关于该规格(带规划(band plan))的信息添加到前导信号中的方法，使得作为前导信号检测处理的一部分，接收机能够识别发射机使用哪种规格。这种方法至少可以使接收机旁路信头解码处理。
图4示出用在各种标准诸如IEEE 802.11中的前导信号结构的一个示例。该前导信号包括用t表示的S个短OFDM符号和后面的用T表示的L个长OFDM符号。在图4中，作为该结构的一个可能的示例，S＝8，而L＝2。在短(或者长)符号中，不存在保护间隔(Guard Inteval，GI)，但是在短符号和长符号之间存在一个保护间隔。短OFDM符号采用较少数量的具有较长音间距(tonespacing)(k1)的子载波(N1)，这样做的结果是短时长，而长OFDM符号采用较多数量的具有较小音间距(k2)的子载波(N2)，这样做的结果是长时长。然而，短OFDM符号和长OFDM符号覆盖相同的频带(B＝N1×k1＝N2×k2)。应当注意，相同的信号用于S个短OFDM符号(例如，信号是周期性的)，并且这同样适用于L个长OFDM符号，但是短OFDM符号和长OFDM符号不一定具有相同的信号。
根据一个典型实施方式，技术利用长OFDM符号的信号承载关于规格的信息。例如，如果QPSK用于全部前导信号的符号，则可以利用不同相表示不同类型的规格。例如，对于4种规格，图4所示的前导信号可以具有不同的两部分前导信号：
Profile#1:t1(+,+),t2(+,+),…,t8(+,+),T1(+,+),T2(+,+)
Profile#2:t1(+,+),t2(+,+),…,t8(+,+),T1(–,+),T2(–,+)
Profile#3:t1(+,+),t2(+,+),…,t8(+,+),T1(–,–),T2(–,–)
Profile#4:t1(+,+),t2(+,+),…,t8(+,+),T1(+,–),T2(+,–)
“t1(+,+)”表示t1短符号中的全部音装载了(+,+)。
然而，上面以及图4所示的该前导信号的结构不被认为是限制性的。更明确地说，并且根据图5，所示分组的一部分包括：前导信号部分，具有规格信息；以及信头部分和数据部分－通常，该前导信号可以承载关于该规格的信息。例如，分组的前导信号部分可以含有发射机发送的和接收机接收的信息，其中该信息指示使用的是哪种规格，或者更通常地，指示关于发送或者接收该分组所使用的规格的任何信息。例如，用于指示关于分组的信息的方法可以基于如下项中的一项或者多项：
该前导信号中子载波的相位，
该前导信号中子载波的振幅，
该前导信号中子载波的子载波间距，
该前导信号中子载波的数量，以及
该前导信号中的发送的子载波的索引。
例如，图6示出根据本发明的典型收发信机600。收发信机600包括：前导信号生成模块610、规格嵌入模块620、规格解码模块630、控制器640、发射机模块650、接收机模块660、分组生成模块670和存储器680以及其它众所周知的部件(未示出)。
在操作中，对于分组传输，分组生成模块670与前导信号生成模块610和规格嵌入模块620配合，将信息包括在表示传送该分组的发射机模块650要使用的规格的前导信号中。例如，如上所述，可以利用不同的相位表示不同类型的规格，可以利用子载波的不同振幅表示不同类型的规格，可以利用子载波的不同子载波间距表示不同规格，可以利用选择的子载波的数量表示不同类型的规格，以及可以利用发送子载波的索引表示不同规格，所有这些均出现在该前导信号中。
在接收机上，在收到包括该前导信号中的规格信息的分组时，规格解码模块630可以选择性地并且与控制器640和存储器680配合解码出该信息的上述部分中的任何一个或者多个，以确定发送所采用的规格。
图7示出根据本发明典型实施方式的用于在分组前导信号中嵌入规格信息的典型方法。特别地，控制过程在步骤S700开始，然后，进入步骤S710。在步骤S710，确定进行分组传输要采用的规格。接着，在步骤S720，分组生成开始。然后，在步骤S730，前导信号生成开始。然后，控制过程进入步骤S740。
在步骤S740，下面的一项或者多项技术被用于编码，或者指示发送该分组使用的是哪种规格。例如，在步骤S750，可以根据该前导信号上的子载波的相位，指示该规格信息。在步骤S752，根据该前导信号上的子载波的振幅，指示该规格信息。在步骤S754，根据该前导信号上的子载波的子载波间距，指示该规格信息。在步骤S756，根据该前导信号上的子载波的数量，指示该规格信息。在步骤S758，根据该前导信号上的发送子载波的索引，指示该规格信息。
例如，关于这些技术中的每种技术的信息可以存储在表格和例如存储器680中。这样，发射机和接收机都能使所采用的技术和该前导信号中的信息与特定规格相关。
在步骤S760，完成分组生成，而在步骤S770，发送分组，在步骤S780，该控制续发过程结束。
图8概括示出根据本发明典型实施方式的规格检测的典型方法。特别地，控制过程在步骤S800开始，然后，进入步骤S810。在步骤S810，接收机接收分组。步骤S812－S819示出一个或者多个可以执行的检测步骤。
在步骤S812，根据该前导信号上的子载波的相位，可以检测传输分组采用的规格。在步骤S814，根据该前导信号上的子载波的振幅，可以检测传输分组采用的规格。在步骤S816，根据该前导信号上的子载波的子载波间距，可以检测传输分组采用的规格。在步骤S818，根据该前导信号上的子载波的数量，可以检测传输分组采用的规格。在步骤S819，根据该前导信号上的发送子载波的索引，可以检测传输分组采用的规格。
然后，在步骤S830，根据该检测，选择规格。然后，控制过程进入步骤S840。
在步骤S840，可以选择性地旁路信头解码，控制过程进入步骤S850，该控制续发过程结束。
图9示出根据本发明典型实施方式的分组传输的典型方法。在步骤S900，控制过程开始，然后，进入步骤S910。在步骤S910，选择传输分组要采用的规格A和规格B之一。接着，在步骤S920，确定是要采用规格A还是要采用规格B。如果要采用规格A，则控制过程进入步骤S930。如果要采用规格B，则控制过程进入步骤S940。
在步骤S930，并且如果选择规格A，则采用步骤S932－S939中的一个或者多个指示该前导信号上的规格：
步骤S932－该前导信号上的子载波的一个或者多个相位的第一值，
步骤S934－该前导信号上的子载波的一个或者多个振幅的第一值，
步骤S936－该前导信号上的子载波的子载波间距的第一值，
步骤S938－该前导信号上的子载波的数量的第一值，
步骤S939－该前导信号上的发送子载波的第一组索引。
在步骤S940，并且如果选择规格B，则采用步骤S942－S949中的一个或者多个指示该前导信号上的规格：
步骤S942－该前导信号上的子载波的一个或者多个相位的第二值，
步骤S944－该前导信号上的子载波的一个或者多个振幅的第二值，
步骤S946－该前导信号上的子载波的子载波间距的第二值，
步骤S948－该前导信号上的子载波的数量的第二值，
步骤S949－该前导信号上的发送子载波的第二组索引。
在步骤S950，完成分组生成，而在步骤S960，发送该分组。然后，控制过程进入步骤S970，该控制续发过程结束。
图10示出根据本发明典型实施方式的分组接收的典型方法。控制过程在步骤S1000开始，然后，进入步骤S1010。在步骤S1010，接收利用规格A或者规格B发送的分组。接着，在步骤S1020，检测步骤S1022－S1029中的一个或者多个中的值：
步骤S1022－该前导信号上的子载波的一个或者多个相位的第一值或者第二值，
步骤S1024－该前导信号上的子载波的一个或者多个振幅的第一值或者第二值，
步骤S1026－该前导信号上的子载波的子载波间距的第一值或者第二值，
步骤S1027－该前导信号上的子载波的数量的第一值或者第二值，
步骤S1029－该前导信号上的发送子载波的第一组索引或者第二组索引。
然后，控制过程进入步骤S1030。
在步骤S1030，根据上述检测，确定传输采用的规格，其中该第一值对应于规格A，而该第二值对应于规格B。然后，控制过程进入步骤S1040，该控制续发过程结束。
信头识别
本发明的另一个典型实施方式涉及的方法允许公共子载波索引全部规格，使得例如高规格设备可以解码低规格设备的子载波的一部分，且低规格设备可以解码高规格设备的子载波的一部分。
例如，并且再次参考图2，C应当能够解码A发送的分组中的子载波的一部分，反之亦然。前提是，解码彼此的信头信息，以识别数据分组的源和目的地。音索引确定多个位映射到(或者装载到)子载波的顺序。因此，公共音索引对于采用不同规格的设备之间的通信是重要的。
下面是根据传统IDFT定义的音索引的一个示例。
子载波应当从i＝0到i＝N-1索引。从i＝0到i＝N/2-1索引的子载波应当以频率F(i)＝Fuc+Fus+i×Fsc为中心，而从i＝N/2到i＝N-1索引的子载波应当以频率F(i)＝Fuc+Fus–(N–i)×Fsc为中心。在基带传输中，Fuc＝0，而在通带传输中，Fc＝Fuc+Fus。
根据上面描述的定义，图11示出该子载波索引。注意到，该重叠频率范围内的子载波索引在两种不同规格下不匹配，这样使得两种规格之间的通信不可能发生。
图12示出根据本发明的变型的子载波索引的典型实施方式，其使得该重叠频率范围内的所有子载波索引都在这两种规格下匹配。可以有许多不同方式实现该相同目标。值得注意的是，公共重叠频率区域上的子载波索引应当对于所有不同规格均匹配。
设N＝K×M，其中K是频段的数量，它表示规格的最大数量，而M是每个频段内的子载波的数量。在图5所示的示例中，N＝512，K＝2，M＝256。
基带：
如果i＝0,…,N–1，则F(i)＝i×Fsc。
通带：
对于每个频段k＝0,1,…,K–1,
如果i＝k×M,…,k×M+M/2–1，则F(i)＝Fc+(i–k×M/2)×Fsc。
如果i＝k×M+M/2,…,(k+1)×M–1，则F(i)＝Fc–(k×3M/2+M–i)×Fsc。
其中Fc＝Fuc+Fus且j＝i–k×M.
图13示出通带子载波索引的另一个示例，其使得该重叠频率范围内的全部子载波索引在多个规格下均匹配。这种方法比先前的方法有明显的优势，因为从中心频率到外部方向(左侧和右侧)，索引单调升高，这样使得该方案更具伸缩性。
通带：
如果i＝0,2,4,…,N–2，则F(i)＝Fc+(i/2)×Fsc。
如果i＝1,3,5,…,N–1，则F(i)＝Fc–(i+1)/2×Fsc。
其中Fc＝Fuc+Fus.
图14示出根据本发明的典型实施方式，在OFDM通信中索引子载波的典型收发信机1200。收发信机1200包括：子载波管理模块1210、信头解码模块1220、发射机模块1250、接收机模块1260、控制器1230和存储器1240以及其它众所周知的部件(未示出)。
在操作中，子载波管理模块1210与控制器1230和存储器1240配合将多个位按特定的顺序装载到子载波上，例如，如图13所示。
在任何接收机上，并且可以与信头解码模块一起，解码该信头信息，以识别该数据分组的源和目的地。
例如，图15概括示出为了在通带OFDM通信中进行传输而索引子载波的方法。
具体地说，控制过程在步骤S1500开始，然后，进入步骤S1510。在步骤S1510，根据如下，为具有偶数索引的子载波分配频率F(ieven)：
F(ieven)＝Fc+(i/2)×Fsc
接着，在步骤S1520，根据如下，为具有奇数索引的子载波分配频率F(iodd)：
F(iodd)＝Fc–(i+1)/2×Fsc
其中Fc＝Fuc+Fus，并且其中i是索引，Fuc是第一频率值，Fus是第二频率值，Fsc是第三频率值。
然后，在步骤S1530，多个位以所述索引确定的顺序装载到所述子载波上。然后，控制过程进入步骤S1540，该控制续发过程结束。
在图16中示出为了在通带OFDM通信中进行接收而索引子载波的一种典型方法。具体地说，控制过程在步骤S1600开始，然后，进入步骤S1610。在步骤S1610，根据如下，为具有偶数索引的子载波分配频率F(ieven)：
F(ieven)＝Fc+(i/2)×Fsc；
接着，在步骤S1620，根据如下，为具有奇数索引的子载波分配频率F(iodd)：
F(iodd)＝Fc–(i+1)/2×Fsc；其中Fc＝Fuc+Fus，并且
其中i是索引，Fuc是第一频率值，Fus是第二频率值，Fsc是第三频率值。
然后，在步骤S1630，以所述索引确定的顺序对所述子载波中的多个位进行解调。然后，控制过程进入步骤S1640，该控制续发过程结束。
在图17中概括示出为了在通带OFDM通信中进行传输而索引子载波的另一种典型方法。
具体地说，控制过程在步骤S1700开始，然后，进入步骤S1710。在步骤S1710，以预定索引技术规定的顺序，将位调制和/或编码和/或装载到子载波上。预定索引技术规定：
根据如下，为具有偶数索引的子载波分配频率F(ieven)：
F(ieven)＝Fc+(i/2)×Fsc；以及
根据如下，为具有奇数索引的子载波分配频率F(iodd)：
F(iodd)＝Fc–(i+1)/2×Fsc；
其中Fc＝Fuc+Fus，并且其中i是索引，Fuc是第一频率值，Fus是第二频率值，Fsc是第三频率值。然后，控制过程进入步骤S1720，该控制续发过程结束。
在图18中示出为了在通带OFDM通信中进行接收而索引子载波的另一种典型方法。具体地说，控制过程在步骤S1800开始，然后，进入步骤S1810。
在步骤S1810，以预定索引技术规定的顺序，解调和/或解码所述子载波中的多个位。该预定索引技术规定：
根据如下，为具有偶数索引的子载波分配频率F(ieven)：
F(ieven)＝Fc+(i/2)×Fsc；
根据如下，为具有奇数索引的子载波分配频率F(iodd)：
F(iodd)＝Fc–(i+1)/2×Fsc；其中Fc＝Fuc+Fus，
其中i是索引，Fuc是第一频率值，Fus是第二频率值，Fsc是第三频率值。
然后，控制过程进入步骤S1820，该控制续发过程结束。
信头的可解码性增强
本发明的又一个典型实施方式涉及通过子载波再分配增强信头的可解码性的方法。这些技术可以独立于上述方法也可以与上述方法一起使用。然而，这些方法也可以用作补偿方式，例如用于减缓图13所示通带子载波索引的副作用，以及为接收机提供估计信道的更好机会。
如图4所示，与信头或者负载相比，传统的前导信号设计采用的子载波间距较大，以减少开销(即，k1,k2>1)。结果，这样使得接收机的设计复杂，因为只能从承载前导信号的相邻子载波(“前导信号音”)，获得没有承载前导信号的子载波(“非前导信号音”)的信道响应。因此，非前导信号音的SNR低于前导信号音的SNR。根据该前导信号，可以对所有子载波，精确估计该信道，因为该信头和负载利用所有子载波承载信息。
传统的信头设计通常在给定的带宽内含有固定数量(并且通常是少量)的信头信息位(信头块)的多个拷贝，以提高频率分集。通常就是这样，因为信头信息位的数量较少，而信头信息通常通过一个或者多个具有非常高容量的OFDM符号来承载。图19中示出低规格和高规格含有相同数量的信头信息，但是信头块的拷贝数量不同。即，仅解码子载波的一部分的低规格设备仍然可以解码全部信头信息，但是降低了频率分集。
图12和图13所示的索引规则分别用于基带规格和通带规格。
如果信头信息的特定部分始终是最后被装载到非前导信号音上，则它可能降低整个信头的可解码性。为了避免发生这样的情况发生，一种典型的实施方式提供了随着单个信头块在整个带宽上重复多次，信头的各种子载波进行再分配的方法。这样可以保证信头信息在前导信号音和非前导信号音之间均匀分布。
传统的信头重复方案
假定信头信息位被r速率FEC编码和M位星座(constellation)调制。编码器的输出被重复多次，以填充满一个或者多个OFDM符号，并且被映射到子载波。即，KH信头信息位被编码为NH FEC码字(NH＝1/r×KH)，并且第一位至第M位被装载在第一音上，而第(M+1)位至第(2M)位被装载在第二音上，等等。对应于单一一组信头信息的音块(tone block)被称为“信头音块”，并且每块内的音索引被称为“信头音索引”。
为了说明的目的，采用下面的参数：
子载波的最大数量：N＝2048。
前导信号结构：如§4.3.2中描述的两部分前导信号。
前导信号的音间距：Fsc_preamble＝8×Fsc。
对于基带的带规划，前导信号音位于(k×Fsc_preamble)，其中k＝4,12,20,…,2044(总共256个音)。
对于RF的带规划，前导信号音位于(Fc+k×Fsc_preamble)，其中k＝±4,±12,±20,…,±1020(总共256个音)。
信头信息块大小：KH＝168。
QPSK调制的1/2速率FEC(r＝1/2,M＝2)。
FEC编码信头信息块大小＝168×2＝336。
信头的音间距：Fsc_header＝FSC。
信头的一个OFDM符号。
基带子载波索引(图10)和通带子载波索引(图11)。
对于这样的情况，利用r＝1/2码，对单一一组信头信息(168位)进行FEC编码，这样在FEC编码器的输出获得大小为336的FEC编码信头信息块。在每位调制2位(M＝2)的情况下，这336个FEC编码位(或者FEC位)将被映射到168个子载波上。由于在给定的带宽上总共存在2048个音，所以如果全部子载波有效，则信头信息在一个OFDM符号的整个带宽上重复的次数稍大于12次。对于i＝0,…,2047的全部子载波，每个信头音块都被映射为{0,1,2,…,167},{0,1,2,…,167},…。
图20示出在传统的信头重复方案中，信头块上的每个子载波是如何映射到实际频率上的。
该重复方案至少存在两个典型问题：
1.在基带情况下，容易明白，前导信号音始终承载信头信息的特定部分。即，分别对应于FEC位对(8，9)、(24，25)、……和(228，229)的第4、第12、……、第164个信头索引始终承载在前导信号音上，而FEC位的其余部分始终承载在非前导信号音上。这种事情同样发生在通带情况下。这是因为，信头信息位的数量是8的倍数(在给定带宽上非前导信号音的数量与前导信号音的数量的比值)。这不是所希望的，因为信头的性能受非前导信号音承载的信息的限制。
2.在通带情况下，对应于偶数信头音索引的信头信息始终是最后位于中心频率的右侧，同样，奇数信头音索引始终是最后位于左侧。这就是交替奇数－偶数音索引方案的副作用。
增强的信头重复方案
在每个信头块中循环移位子载波
一种典型的技术是，随着信头块的拷贝在整个频带上重复，改变音映射。例如，随着每个信头信息块重复，可以对FEC码字位或者信头索引执行循环移位。例如，每个信头音块都可以被映射，使得对于所有子载波i＝0,…,2047，信头索引遵循如下形式：{0,1,…,166,167},{1,2,…,167,0},{2,3,…,167,0,1},…。同样，在每个连续码字被连在一起后，FEC编码器的输出可被循环移位2位。注意到，这种方法的结果与上述方法的结果相同。
图22示出FEC编码位对如何映射到子载波上。注意到，对于信头块的第二拷贝，不同编码位装载在前导信号音上。更具体地说，在第一组前导信号子载波上，调制FEC码字的第一拷贝中的第一组位，而在第二组前导信号子载波上，调制FEC码字的第二拷贝中的不同的第二组位。这是对FEC编码的信头信息块的位进行循环移位(cyclically shifting)的结果。
此外，对于通带情况，围绕中心频率平均分配偶数索引和奇数索引。
图23示出能够执行本文披露的增强的信头技术的收发信机2300的示例。收发信机2300包括：FEC编码器/解码器2310、信头编码器2320、信头解码器2330、控制器2340、存储器2350、发射机模块2360、接收机模块2370和调制器/编码器/解调器/解码器模块2380以及其它众所周知的部件(未示出)。
在一个典型发射机实施方式中，对于多载波通信，根据下面的技术，编码信头。具体地说，FEC编码器2310利用前向纠错码编码多个位，然后产生包括多个编码位的FEC码字。信头编码器2330使FEC码字的至少第一拷贝与FEC码字的至少第二拷贝连结在一起，其中连结包括：使FEC码字的第二连结拷贝相对于FEC码字的第一连结拷贝循环移位两位。然后，调制模块2380将FEC码字的第一拷贝和第二拷贝调制在发射机模块2360传输的至少一个OFDM符号上。
在另一个典型发射机实施方式中，对于多载波通信，根据下面的技术，编码信头。具体地说，FEC编码器2310利用前向纠错码编码多个位，然后产生包括多个编码位的FEC码字。信头编码器2320将FEC码字的多个拷贝连结在一起，其中该连结包括：使FEC码字的至少一个连结拷贝相对于该FEC码字的前一连结拷贝循环移位两位。然后，调制模块2380将FEC码字的多个拷贝调制在发射机模块2360传输的至少一个OFDM符号上。
在一个典型接收机实施方式中，根据下面的典型技术，解码该信头。收发信机2300与接收机模块2370配合接收包括FEC码字的至少两个连结拷贝的多个编码位。FEC解码器2310对所述多个编码位中的FEC码字的第一拷贝进行解码，以产生第一多个解码位。FEC解码器2310对所述多个编码位中的FEC码字的第二拷贝进行解码，以产生第二多个解码位，其中该解码包括：使FEC码字的第二拷贝相对于FEC码字的第一拷贝循环移位两位。
在另一个典型接收机实施方式中，根据下面的典型技术，解码该信头。收发信机2300与接收机模块2370配合接收包括FEC码字的多个连结拷贝的多个编码位。FEC解码器2310对该FEC码字的多个连结拷贝中的至少两个进行解码，其中该解码包括：使该FEC码字的至少一个连结拷贝相对于该FEC码字的前一连结拷贝循环移位两位。
图24和图25分别示出根据本发明典型实施方式进行信头编码和信头解码的典型方法。
在图24中，对多载波通信中的信头编码的控制过程在步骤S2400开始，然后，进入步骤S2410。在步骤S2410，利用前向纠错码，编码多个位。接着，在步骤S2420，产生包括多个编码位的FEC码字。然后，在步骤S2430，该FEC码字的第一拷贝与该FEC码字的第二拷贝连结，其中该连结包括：使该FEC码字的第二连结拷贝相对于该FEC码字的第一连结拷贝循环移位两位。接着，在步骤S2440，该FEC码字的第一拷贝和第二拷贝的编码位被调制在至少一个OFDM符号上。然后，控制过程进入步骤S2450，该控制续发过程结束。
在图25中，控制过程在步骤S2500开始，然后，进入步骤S2510。在步骤S2510，接收包括FEC码字的至少两个连结拷贝的多个编码位。接着，在步骤S2520，解码该FEC码字的第一拷贝，以产生第一多个解码位。接着，在步骤S2530，解码该FEC码字的第二拷贝，以产生第二多个解码位，其中该解码包括：使该FEC码字的第二拷贝相对于该FEC码字的第一拷贝循环移位两位。然后，控制过程进入步骤S2540，该控制续发过程结束。
图26和图27分别示出根据本发明的另一个典型实施方式，进行信头编码和信头解码的典型方法。
在图26中，对多载波通信中的信头编码的控制过程在步骤S2600开始，然后，进入步骤S2610。在步骤S2610，利用前向纠错码，编码多个位。接着，在步骤S2620，产生包括多个编码位的FEC码字。然后，在步骤S2630，将该FEC码字的多个拷贝连结，其中该连结包括：使该FEC码字的至少一个连结拷贝相对于该FEC码字的前一连结拷贝循环移位两位。接着，在步骤S2640，该FEC码字的多个拷贝被调制在至少一个OFDM符号上。然后，控制过程进入步骤S2450，该控制续发过程结束。
在图27中，控制过程在步骤S2700开始，然后，进入步骤S2710。在步骤S2710，接收包括FEC码字的多个拷贝的多个编码位。接着，在步骤S2720，解码该FEC码字的多个拷贝中的至少两个，以产生第一多个解码位，其中该解码包括：使该FEC码字的至少一个连结拷贝相对于该FEC码字的前一连结拷贝循环移位两位。然后，控制过程进入步骤S2730，该控制续发过程结束。
图28示出根据本发明的通带通信的另一种典型方法。控制过程在步骤S2800开始，然后，进入步骤S2810。在步骤S2810，一系列位被以预定顺序调制和/或编码和/或装载在子载波上，其中该预定顺序包括：
将该系列位中的各位第一调制和/或编码和/或装载到其频率值大于中心频率值的子载波上，以及
将该系列位中的各位第二调制和/或编码和/或装载到其频率值小于该中心频率值的子载波上。作为一种选择，或者此外，该系列位被以预定顺序调制和/或编码和/或装载在子载波上，其中该预定顺序包括：交替进行将各位调制和/或编码和/或装载到大于中心频率的子载波频率上和将各位调制和/或编码和/或装载到小于该中心频率的子载波频率上。大于该中心频率值的子载波频率值是Fc+n×Fsc，而小于该中心频率值的子载波频率值是Fc-n×Fsc，其中Fc是以Hz为单位的中心频率值，Fsc是以Hz为单位的子载波间距值，n是整数。接着，在步骤S2820，第一收发信机发送该系列位。然后，控制过程进入步骤S2830。
在步骤S2830，第二接收机接收该系列位。接着，在步骤S2840，以预定顺序从子载波上解码和/或解调出该系列位，其中该预定顺序包括：从其频率值大于中心频率值的子载波上第一解码和/或解调出该系列位中的各位；以及从其频率值小于该中心频率值的子载波上第二解码和/或解调出该系列位中的各位。大于该中心频率值的子载波频率值是Fc+n×Fsc，并且其中小于该中心频率的子载波频率值是Fc-n×Fsc，其中Fc是以Hz为单位的中心频率值，Fsc是以Hz为单位的子载波间距值，n是整数。作为一种选择或者此外，可以预定顺序，从子载波上解码和/或解调出该系列位，其中该预定顺序包括：交替进行从大于中心频率的子载波频率上解码和/或解调出各位和从小于该中心频率的子载波频率上解码和/或解调出各位。然后，控制过程进入步骤S2850，该控制续发过程结束。
上面描述的方法和系统可以在软件模块、软件和/或硬件测试模块、电信测试设备、DSL调制解调器、ADSL调制解调器、xDSL调制解调器、VDSL调制解调器、线卡、G.hn收发信机、MOCA收发信机、Homeplug收发信机、电力线调制解调器、有线或无线调制解调器、测试装置、多载波收发信机、有线和/或无线广域网/局域网系统、卫星通信系统、基于网络的通信系统(诸如IP、以太网或者ATM系统)、具备诊断能力的调制解调器等等中实现，或者在具有通信设备的或者结合下面任一通信协议的独立程控通用计算机上实现：CDSL,ADSL2,ADSL2+,VDSL1,VDSL2,HDSL,DSL Lite,IDSL,RADSL,SDSL,UDSL,MOCA,G.hn,等等。
此外，本发明的系统、方法和协议可以在：专用计算机，程控微处理器或者微控制器和(各)外围集成电路元件，ASIC或者其它集成电路，数字信号处理器，闪存器件，硬布线电子器件或者逻辑电路诸如分立元件电路，可编程逻辑器件诸如PLD、PLA、FPGA、PAL，调制解调器，发射机/接收机，任何兼容设备等等上实现。通常，能够实现状态机(状态机能够实现本文所述的方法)的任何设备都可以用于实现根据本发明的各种通信方法、协议和技术。尽管根据执行的各种功能，描述了本文披露的系统和装置，但是应当明白，所述系统和装置可能不始终执行所有这些各种功能，但是能够执行所披露的功能中的一项或者多项。
此外，利用提供在各种计算机或者工作站平台上可用的可移植源代码的对象软件开发环境或者面向对象的软件开发环境，可以以软件方式容易地实现所披露的方法。作为一种选择，利用标准逻辑电路或者VLSI设计，可以部分地或者全部地以硬件方式实现所披露的系统。是利用软件还是利用硬件实现根据本发明的系统取决于：该系统的速度和/或效率要求、特殊功能以及使用的特殊的软件系统或者硬件系统或者微处理器系统或者微计算机系统。根据本文提供的功能描述并利用计算机以及电信领域的一般的基本知识，适当领域内的技术人员可以利用任何公知的或者之后开发的系统或者结构、设备和/或软件，以硬件和/或软件方式，容易地实现本文所述的通信系统、方法和协议。
此外，以可以存储在计算机可读介质上的，可以在与控制器和存储器配合的程控通用计算机、专用计算机、微处理器等等上执行的软件，可以容易地实现所披露的方法。在这些例子中，本发明的系统和方法可以实现为嵌入个人计算机上的程序诸如applet、或CGI脚本，实现为常驻在服务器或者计算机工作站上的资源，实现为嵌入专用通信系统或者系统部件上的例程等等。该系统还可以通过将系统和/或方法实际并入到软件和/或硬件系统(诸如通信设备的硬件系统和软件系统)中来实现。
尽管根据典型实施方式描述了本发明，但是应当明白，本发明的各方面是单独请求保护的，并且各种实施方式的一个或者多个特征可以组合在一起。
尽管根据执行的各种功能，描述了本文所披露的系统和装置，但是应当明白，所述系统和装置可以不始终执行所有各种功能，但是能够执行所披露功能中的一项或者多项。
尽管本文所述的典型实施方式披露了并置的各种部件，但是应当明白，该系统的各种部件可以位于分布式网络(诸如电信网和/或因特网)的远隔部分上或者位于专用通信网内。因此，应当明白，该系统的部件可被组合为一个或者多个设备，或者被并置在分布式网络诸如电信网络的特殊节点上。根据下面的描述可以明白，并且因为计算效率的原因，通信网络的部件可以被布置在该分布式网络的任意位置，而不影响该系统工作。
因此，显然根据本发明提供了用于PSD管理的系统和方法。尽管结合大量实施方式描述了本发明，但是，显然，许多变型、修改和变更对于适用技术领域内的技术人员是显而易见的。因此，意在包括落入本发明实质范围内的所有这些变型、修改、等同和变更。

Claims (12)

1.一种无线OFDM收发器中的分组接收方法，包括：
接收利用第一规格或者第二规格通过无线通信信道发送的分组，其中，所述分组包括前导信号，所述前导信号之后是信头；以及
检测下面的值中的一个或者多个值：
该前导信号上的子载波的一个或者多个相位的第一值或者第二值，
该前导信号上的子载波的一个或者多个振幅的第一值或者第二值，
该前导信号上的子载波的子载波间距的第一值或者第二值，
该前导信号上的子载波的数量的第一值或者第二值，以及
该前导信号上的发送的子载波的第一组索引或者第二组索引，
其中，所述第一值对应于所述第一规格，而所述第二值对应于所述第二规格，
其中，所述第二规格具有比所述第一规格更宽的带宽，以及
其中，所述第一规格和所述第二规格具有一个或多个重叠频率范围。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述重叠频率范围内用于解码所述信头的子载波索引对于所述第一规格和所述第二规格不匹配，其中，所述子载波索引确定信头位映射到子载波的顺序。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，所述前导信号包括一个或多个短OFDM符号，所述一个或多个短OFDM符号之后是一个或多个长OFDM符号。
4.根据权利要求1、2和3中任一项所述的方法，其中，针对所述前导信号的至少一个长OFDM符号，检测所述一个或者多个相位的所述第一值和所述第二值。
5.根据权利要求1、2、3和4中任一项所述的方法，其中，所述第二规格的带宽是所述第一规格的带宽的两倍。
6.根据权利要求1、2、3和5中任一项所述的方法，其中，针对所述前导信号的至少一个长OFDM符号，检测所述一个或者多个振幅的所述第一值和所述第二值。
7.一种无线OFDM收发器中的分组接收装置，包括：
用于接收利用第一规格或者第二规格通过无线通信信道发送的分组的装置，其中，所述分组包括前导信号，所述前导信号之后是信头；以及
用于检测下面的值中的一个或者多个值的装置：
该前导信号上的子载波的一个或者多个相位的第一值或者第二值，
该前导信号上的子载波的一个或者多个振幅的第一值或者第二值，
该前导信号上的子载波的子载波间距的第一值或者第二值，
该前导信号上的子载波的数量的第一值或者第二值，以及
该前导信号上的发送的子载波的第一组索引或者第二组索引，
其中，所述第一值对应于所述第一规格，而所述第二值对应于所述第二规格，
其中，所述第二规格具有比所述第一规格更宽的带宽，以及
其中，所述第一规格和所述第二规格具有一个或多个重叠频率范围。
8.根据权利要求7所述的分组接收装置，其中，在所述重叠频率范围内用于解码所述信头的子载波索引对于所述第一规格和所述第二规格不匹配，其中，所述子载波索引确定信头位映射到子载波的顺序。
9.根据权利要求7和8中任一项所述的分组接收装置，其中，所述前导信号包括一个或多个短OFDM符号，所述一个或多个短OFDM符号之后是一个或多个长OFDM符号。
10.根据权利要求7、8和9中任一项所述的分组接收装置，其中，针对所述前导信号的至少一个长OFDM符号，检测所述一个或者多个相位的所述第一值和所述第二值。
11.根据权利要求7、8、9和10中任一项所述的分组接收装置，其中，所述第二规格的带宽是所述第一规格的带宽的两倍。
12.根据权利要求7、8和9中任一项所述的分组接收装置，其中，针对所述前导信号的至少一个长OFDM符号，检测所述一个或者多个振幅的所述第一值和所述第二值。
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