CN110226300A - 用于柔性带宽利用的重复方案 - Google Patents

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Abstract

一种网络装置实施重复方案以产生用于FEC码字的重复编码FEC码字。所述重复编码FEC码字包含级联在一起的一组位序列。所述组位序列对应于一组OFDM符号。在一些实施例中，每一位序列由所述FEC码字的M个副本形成，且应用偏移以移位所述位序列，其中所述偏移针对每一位序列是不同的。在一个实施例中，右循环移位用于偏移每一符号中的所述位。每一移位位序列在指示域的操作频带的频率范围上被分配到OFDM符号的子载波中，以形成相应OFDM符号。所述组OFDM符号经变换成时域信号以用于发射。

Description

用于柔性带宽利用的重复方案
相关申请案的交叉参考
本申请主张2017年3月16日申请的标题为用于柔性带宽利用的重复方案(REPETITION SCHEME FOR FLEXIBLE BANDWIDTH UTILIZATION)的第62/472,199号美国临时专利申请案及2017年3月17日申请的标题为用于柔性带宽利用的重复方案的第62/472,614号美国临时专利申请案，所述申请案出于所有目的以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及数据网络，且特定来说，涉及在数据网络中实施的重复方案。
背景技术
数据网络是允许节点共享资源的数字电信网络。在数据网络中，装置或节点使用节点之间的连接(数据链路)彼此交换数据。这些数据链路通过有线媒体(如电线或光缆)或无线媒体(例如WiFi)建立。发起、路由及终止数据的网络装置称为网络节点。节点可包含例如个人计算机的主机、电话、服务器以及联网硬件。
数据网络通常实施某种媒体访问方案以防止使用相同通信线路的多个网络节点之间的冲突并确保服务质量。举例来说，一些数据网络，例如HPNA(家庭电话线网络联盟)v.3、家庭插电AV(HomePlug AV)及G.hn网络，实施资源预留方案以分配及保证媒体资源到通过共享媒体进行通信的网络节点。在一些实例中，使用媒体访问计划(MAP)，其中每一MAP指示每一装置或节点何时可访问共享媒体。媒体访问计划由中央协调器定期发射到网络中的装置，中央协调器有时称为域主机。
已经开发家庭联网技术以在住宅中实现以太网连接，而不需要用Cat-5缆线有线连接房屋。虽然基于IEEE 802.11标准的无线局域网(WLAN)已经得到广泛采用，但是WLAN受到性能限制，例如不良射频传播及干扰，尤其是在多个住宅单元中，这限制WLAN针对例如高清视频流式传输的应用提供具有严格服务质量(QoS)要求的高速服务的能力。因此，开发已经转向有线家庭联网技术，其在所有类型的家用布线上操作，例如电话布线、家用电力线、同轴缆线及Cat-5缆线。举例来说，G.hn是一种高速有线家庭联网规范，其数据速率高达2Gbit/s，并具有通过四种旧有家用布线的操作，其包含电话布线、家用电力线、同轴缆线及塑料光纤(POF)。G.hn网络由一或多个域组成，其中每一域包含域主机及多达250个节点。例如G.hn标准的多线标准的益处包含通过允许容易的用户自安装来降低装备成本及降低部署成本。
附图说明
在以下详细描述及附图中揭示本发明的各种实施例。
图1说明通信域的示意图，其中在一些实施例中可实施本发明的重复方案。
图2是在一些实例中可在图1的域中使用的通信节点的示意图。
图3说明在一些实例中域的频带及域中的节点的操作带宽。
图4是说明可在本发明的实施例中的网络装置的发射器中实施的码字重复方法的示意图。
图5是说明本发明的实施例中的码字重复方法的流程图。
图6说明一个实例中的重复编码FEC码字的发射及接收操作。
图7说明在一些实例中用于G.hn标准的MAP-A控制帧的重复编码FEC码字。
图8说明在一些实例中用于G.hn标准的MAP-D控制帧的重复编码FEC码字。
图9说明在一些实例中用于G.hn标准的MAP-D控制帧的重复编码FEC码字。
具体实施方式
可以众多方式实施本发明，其包含实施为过程；设备；系统；物质的组合物；计算机程序产品，其体现在计算机可读存储媒体上；及/或处理器，例如硬件处理器或处理器装置，其经配置以执行存储在耦合到处理器的存储器上及/或由耦合到处理器的存储器提供的指令。在本说明书中，这些实施方案或本发明可采用的任何其它形式可称为技术。一般来说，可在本发明的范围内改变所揭示过程的步骤的顺序。除非另有说明，否则例如经描述为经配置以执行任务的处理器或存储器的组件可被实施为临时经配置以在给定时间执行任务的通用组件或者经制造以执行任务的特定组件。如本文所使用，术语'处理器'是指经配置以处理数据(例如计算机程序指令)的一或多个装置、电路及/或处理核。
下文提供本发明的一或多个实施例的详细描述以及说明本发明原理的附图。结合此类实施例描述本发明，但是本发明不限于任何实施例。本发明的范围仅由权利要求书限制，并且本发明涵盖诸多替代、修改及等效物。在以下描述中阐述众多具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。提供这些细节是出于实例的目的，并且可在没有这些特定细节中的部分或全部的情况下根据权利要求书来实践本发明。为清楚起见，没有详细描述与本发明相关的技术领域中已知的技术材料，使得不会不必要地模糊本发明。
根据本发明的实施例，网络装置实施重复方案以产生包含一或多个重复编码前向错误校正(FEC)码字的经编码有效载荷块。在一些实施例中，每一重复编码FEC码字为级联在一起的一组位序列。所述组位序列对应于一组正交频分多路复用(OFDM)符号。在一些实施例中，每一位序列由FEC码字的M个副本及经施加以移位位序列的偏移形成，其中偏移针对每一位序列是不同的。在一个实施例中，右循环移位用于偏移每一符号中的位。具有相应偏移的每一位序列在指示域的操作频带的频率范围上被分配到OFDM符号的子载波中，以形成相应OFDM符号。
网络装置发射表示对应于重复编码FEC码字的所述组OFDM符号的时域信号。在一些情况下，网络装置具有发射带带宽，其仅为网络装置在其中耦合的网络域的整个通信带宽能力的一部分。在这种情况下，即使重复编码FEC码字的位被分配到域的整个操作频率的子载波中，网络装置也发射与发射器的传输频带中的子载波相关联的时域信号。
在本发明的实施例中，发射含有所述组OFDM符号的消息的网络装置是网络域中的第一网络装置，并且同一域中的第二网络装置接收所发射消息。第二网络装置可具有接收带带宽，其仅为网络域的整个通信带宽能力的一部分。此外，第二网络装置可具有与发送消息的第一网络装置的发射带重叠的接收带。第二网络装置在接收带的重叠带中接收消息，并通过解码重叠带中的子载波中的位来对消息进行解码。
以此方式，网络装置可在实际上不知道与每一个别节点相关联的特定带宽的情况下向域中的所有网络节点发射广播消息。每一个别节点在其相应接收带带宽中接收及解码广播消息。可在域中的节点之间成功地交换广播消息，而每一节点不必知道域中所有其它节点的接收带宽信息。
在本发明的实施例中，重复方案在经配置以在家庭联网环境中操作的网络装置中实施。在一个实施例中，重复方案在经配置以在G.hn标准下在家庭网络中操作的网络装置中实施。
图1说明通信域的示意图，在所述通信域中在一些实施例中可实施本发明的重复方案。如本文所使用，数据网络可包含一或多个通信域。通信域(在下文称为“域”)1由所有节点4形成，所有节点4利用相同的共享通信媒体2与其它节点4直接通信。图1说明代表性域模型。在某些情况下，域中的所有节点都可相互通信。然而，在某些其它情况下，域中可能存在无法与同一域中的某些其它节点通信的一些节点，这种现象有时被称为隐藏节点现象。
每一域1中的节点4中的一者被指定为域主机(DM)，其控制域中节点的操作，例如向域注册及接纳新节点，带宽预留及其它管理操作。为避免共享媒体上的节点之间的干扰，域主机可在给定媒体访问控制方案下协调节点的传输时间。举例来说，域主机可创建媒体访问计划(MAP)，其以规则的间隔与域中的节点共享。媒体访问计划指定每一节点访问共享媒体的传输机会。在一个实例中，在G.hn网络中，实施同步媒体访问，其中节点向共享媒体上的数据传输由域主机协调并与媒体访问控制(MAC)循环同步。
域1中的节点4(也称为网络节点或通信节点)在相同的联网协议下操作以通过通信媒体2彼此交换数据。在一些实例中，节点4包含计算装置或网络装置，例如计算机、平板计算机、移动电话及其它便携式计算装置。节点4还可包含网络装置，例如路由器、交换机及网关。在许多情况下，通信节点是单独装置，例如调制解调器，其经配置以连接(例如，通过以太网)到主机(例如，计算机或电视机或其它装置)。在域1是家庭网络的情况下，节点4可为例如住宅网关或机顶盒的网络装置。在其它实例中，节点4可为家庭自动化装置、智能家庭装置或家庭安全装置。
在一些实例中，共享通信媒体2(或“媒体”)可为有线媒体，例如电话布线、家用电力线、同轴缆线及塑料光纤(POF)。在其它实例中，共享通信媒体2可为无线通信信道。
域1可经配置以在任何合适的联网标准下操作。在一个实施例中，域1经配置以在G.hn家庭联网标准下操作。G.hn标准基于快速傅立叶变换(FFT)正交频分多路复用(OFDM)调制及作为前向错误校正(FEC)码的低密度奇偶校验码(LDPC)指定单个物理层。OFDM调制系统将经传输信号分成多个正交子载波。在G.hn标准下，使用正交幅度调制(QAM)调制子载波中的每一者。G.hn标准基于时分多址(TDMA)架构实施媒体访问控制，其中域主机调度可由域中的节点使用的传输机会(TXOP)。举例来说，域主机在以规则的间隔向所有节点广播的媒体访问计划(MAP)中向节点提供传输机会。
在G.hn家庭联网标准下，域主机可控制向域注册及接纳新节点。域主机还可控制由域的节点对媒体的利用。域主机可发射控制帧，例如G.hn标准中指定的MAP-A消息或其它控制消息，其意在由域的节点直接或间接地接收。另外或替代地，域主机可发射控制帧，例如G.hn标准中指定的MAP-D消息，其意在由希望向域注册的新节点直接或间接地接收。不是域主机的节点可称为端节点。
图1的数据网络或域可支持三种主要类型的传输：单播、多播及广播。单播传输是域的两个节点之间的直接传输，例如在一个节点从另一节点下载数据时。多播传输是从域中的一个节点到少数几个其它节点的传输，例如在多个“客户端”请求从“源”接收常规报告时(例如，客户端到新闻馈送)。广播传输是从一个节点到域中所有其它节点的传输，例如从域主机到所有其它节点的网络控制信息。在任何给定域中，所有节点共享相同的通信媒体，但并非所有节点都需要与所有其它节点通信。在大多数情况下，域中的节点的部分与一些其它节点通信。
图2是在一些实例中可在图1的域中使用的通信节点的示意图。在一个实施例中，节点可经配置以根据G.hn标准操作。在其它实施例中，节点可经配置以在其它合适联网标准下操作。参考图2，节点10经说明为收发器装置，其用以将数据传发射到共享媒体上并从共享媒体接收数据。节点(或收发器)10包含发射器12及接收器14，发射器12在本文也可称为发射路径，接收器14在本文也可称为接收路径。在本实施例中，发射器12包含FEC编码器22、重复编码器24、符号调制器26、OFDM调制器28及发射器前端30。发射器12接收传入有效载荷数据帧并产生经编码有效载荷块以用于发射到共享媒体上。在本实施例中，接收器14包含接收器前端40、OFDM解调器38、符号解调器36、重复组合器34及FEC解码器32。在一些情况下，也可将符号调制器及解调器分别称为映射器及解映射器。
在发射器12的一个实例中，FEC编码器22是块FEC编码器，例如LDPC编码器，或任何其它合适编码器。FEC编码器22接收指示待发射到共享媒体上的数据的传入有效载荷数据帧，并产生FEC码字作为输出。在本描述中，FEC码字也称为“FEC码字块”或“FEC块”。由FEC编码器22产生的每一FEC码字中的编码位的数目表示为NFEC位。重复编码器24从FEC编码器22接收FEC码字，并产生重复编码FEC码字，如下文将更详细解释。重复编码FEC码字可表示为位或编码位的块。
符号调制器26将由重复编码器24产生的编码位映射成复杂符号。符号调制器26可为QAM调制器，或任何其它合适调制器。符号调制器26将重复编码FEC码字的位布置成位的群组，并将位的每一群组调制成复杂符号，例如复杂QAM符号。OFDM调制器28接收由符号调制器26产生的复杂符号，将其分组为频域OFDM符号，其中每一复杂符号对应于OFDM符号的子载波，并将每一频域OFDM符号变换成时域OFDM符号，其中频域OFDM符号内的每一复杂符号为时域OFDM符号的相应子载波。
发射器前端30将时域OFDM符号级联成连续时域信号，并通过通信媒体发射连续时域信号。举例来说，在发射器前端30处，频域OFDM符号内的连续复杂符号被变换成由发射器所利用的电磁频谱或发射频带(TX带)的部分内的连续子载波。
在接收器14的一个实例中，接收器前端40接收来自通信媒体的传入信号并将其分段成时域OFDM符号。OFDM解调器38将每一接收时域OFDM符号变换成包括复杂符号的频域OFDM符号。符号解调器36解调接收到的复杂符号，并产生对应于重复编码位的相应位的软位。在一些实例中，每一个软位可表示为对数似然比(LLR)。重复组合器34将由符号解调器产生的软位组合成对应于相应编码位的组合软位，其中对应于给定编码位的重复的一组软位经组合成对应于给定编码位的组合软位。在一些实例中，重复组合器可通过对对应于给定编码位的重复的LLR求和来组合LLR。FEC解码器32对组合软位进行解码以恢复有效载荷数据。
节点10的发射器12包含重复编码器24，重复编码器24实施根据本发明实施例的重复方案以复制FEC码字。重复编码器从FEC编码器22接收FEC码字，并产生包含原始FEC码字的副本的重复编码FEC码字。如下文将更详细解释，重复编码器24产生FEC块的一或多个副本，将偏移应用于所述副本，并将一或多个副本的位递送到符号调制器26。递送到符号调制器26的位被调制成复杂符号，然后由OFDM调制器将复杂符号变换成OFDM符号的子载波。
在发射器12具备重复编码器24的情况下，接收器14具备重复组合器34。重复组合器34与重复编码器24反向地操作，以从符号解调器36接收软位并组合软位以产生组合软位，然后将组合软位提供给FEC解码器32以进行解码以恢复有效载荷数据。
下文将更详细地描述用以产生重复编码FEC码字的重复方案的操作。在本描述中，重复方案也称为“码字重复方案”或“码字重复方法”。
在本描述中，频带是指电磁频谱的一部分，其可包含无线电频谱或光学频谱。频带内的频率范围称为带宽。在数据网络中，例如图1中所展示的域1，节点在预定义或指定频带内交换数据。在许多情况下，域的所有节点经配置以在相同频带上操作。然而，在一些情况下，同一域中的不同节点可经配置以在不同频带上操作。
举例来说，在一些数据网络中，域可具有给定的域频带，但域中的一些节点可仅在域的整个带宽的一部分上操作。为网络装置提供有限带宽的一个原因是降低成本。举例来说，智能家庭灯开关装置可仅在域的整个带宽的一小部分上进行通信，这是因为灯开关装置仅需要偶发地交换少量数据。为网络装置提供有限带宽的另一原因是地理限制。频带可能在某些地理区中被阻塞，但在其它地理区中被允许。新出现的的G.hn标准2.0解决域包含仅在域的整个带宽的一部分上操作的节点的情况。
图3说明在一些实例中域的频带及域中的节点的操作带宽。参考图3，域具有0到1200MHz的频带。作为域主机的节点1在域的整个带宽上操作。也就是说，节点1具有0到1200MHz的频带。同时，节点2具有0到600MHz的操作频带，节点3具有300到900MHz的操作频带，并且节点4具有600到1200MHz的操作频带。
如此配置，图3的域内的节点1到4可仅在重叠频带上通信。举例来说，节点1(域主机)可与域中的所有节点通信，因为节点1在域的整个带宽上传输。同时，节点2可在300到600MHz的重叠频带上与节点3通信。同时，节点2不能直接与节点4通信，因为没有重叠频带。节点2可通过透过节点1或节点3中继消息来与节点4通信。
在域的节点之间的单播传输中，源节点发送意在由一个特定目的节点接收的传输。在图3中所说明的域中，从节点2到节点3(反之亦然)的单播传输可在300到600MHz的重叠带上进行，并且从节点3到节点4(反之亦然)的单播传输可在600到900MHz的重叠带上进行。在单播传输中，源发射器及目的地接收器都知道重叠频带。节点可学习彼此的能力，例如在节点被添加到域时凭借与域主机的注册过程。因此，在单播传输中，发射器可将编码位分配到对应于重叠带的子载波，并且接收器可从相同子载波获得编码位的相应对数似然比(LLR)。
在域的节点之间的广播传输中，源节点发送意在由域中的若干其它节点接收的传输。广播传输可为，例如意在由域中注册的所有节点接收的控制帧，例如G.hn标准中指定的MAP-A(活动媒体访问计划)帧。在其它实例中，广播传输可为意在由尚未在域中注册的节点接收的控制帧，例如在G.hn标准中指定的MAP-D(默认媒体访问计划)帧。在本描述中，广播传输还可指单播帧的一部分，其也意在由目的地节点旁边的其它节点接收，例如帧的标头部分。在广播传输中，接收器可能不知道发射器的操作频带，反之亦然。也就是说，发射器也可能不知道接收器的操作频带。举例来说，节点2可能希望发射广播消息，但是节点2可能不知晓域中的其它节点的接收带宽。
根据本发明的实施例，在网络装置的发射器中实施重复方案以产生包含FEC码字的拷贝的经编码有效载荷块，其将允许接收发射的目的地接收器在不知道发射器的操作带宽的情况下检测及解码发射。
图4是说明可在本发明的实施例中的网络装置的发射器中实施的码字重复方法的示意图。在一个实例中，重复方案在图2中的网络装置10的发射器12中的重复编码器24中实施。将参考图5对图4进行描述，图5是说明在本发明的实施例中的码字重复方法的流程图。
参考图4及5，码字重复方法60接收具有NFEC编码位的FEC码字块52(62)。举例来说，FEC码字块52可由图2中的网络装置10的发射器12中的FEC编码器22提供。在64处，方法60通过复制FEC码字块M次来产生基本序列54。在图4中，Rep 1到Rep M表示FEC块52的M个重复或副本。M个重复Rep 1到Rep M经级联以形成位序列作为基本序列54。换句话说，基本序列54是含有FEC码字的M个重复的位序列。
在66处，方法60产生基本序列54的NSYM拷贝，其表示为拷贝CI至CNSYM。基本序列54的拷贝C1到CNSYM未在图4中明确说明。因此，每一拷贝Ci本身是位的序列或位序列，其中i是具有值1到NYSM的索引。基本序列54的拷贝C1至CNSYM有时被称为基本序列拷贝。基本序列54的基本序列拷贝CI到CNSYM中的位将被分配到OFDM符号的虚拟子载波中以形成NSYM OFDM符号，其中NSYM是一或大于一的正整数。在本描述中，术语“虚拟子载波”是指与节点或网络装置正在其中操作的域的操作频带相关联的子载波，而不管节点或网络装置的实际带宽能力如何。举例来说，域可具有0到1200MHz的频带，并且节点X可具有仅300到900MHz的实际带宽能力。实施本发明的码字重复方法60的节点X将操作以将基本序列的拷贝的位分配到0到1200MHz的整个频带的子载波中，即使节点X可能仅在一组有限的子载波中传输。域的整个操作频带的子载波在本文称为虚拟子载波。
在68处，方法60将一组循环移位应用于基本序列的拷贝，以产生一组循环移位的位序列，其表示为位序列CS_C1到CS_CNSYM。应用于拷贝i的通过循环移位而移位的位数被称为偏移yi。也就是说，方法60将yi数目个位的偏移应用于基本序列54的每一拷贝Ci，其中yi是0或更大的整数。因此，利用yi位的偏移来执行将位分配到OFDM符号i的虚拟子载波中。在一个实施例中，将偏移作为右循环移位应用于基本序列54的每一拷贝Ci。也就是说，位序列向右移位偏移位量并且位在右侧包裹处移位出序列的末端到位序列的前面以用作偏移位。
在图4所展示的实施例中，使用右循环移位。使用右循环移位仅为说明性的而不希望是限制性的。在其它实施例中，可使用用于将基本序列移位偏移位量的其它方法。在一个实施例中，可将偏移应用为位序列的左移位或左循环移位。值得注意的是，由于基本序列的重复结构，y位的左移位相当于NFEC-J位的右移位，反之亦然。
在本发明的实施例中，每一拷贝Ci被应用不同量的偏移或不同数目个偏移位。举例来说，拷贝Ci到CNSYM可以增加的方式从拷贝Ci到拷贝CNSYM被应用0位到Y数目个位的偏移。在另一实例中，Noffset位的偏移被应用于第一副本Ci，并且偏移位的数目增加为针对剩余副本的Noffset的倍数。因此，第二拷贝C2可被应用2xNoffset数目个位，第三拷贝C3可被应用3xNoffset数目个位，并且最后拷贝CNSYM可被应用NsYMxNoffset数目个位。
在图4所展示的实例中，使用右循环移位将偏移应用于基本序列54的每一拷贝。在本实例中，第一拷贝CI没有偏移。因此，在没有偏移的情况下执行将位分配到与拷贝CI相关联的第一OFDM符号中，这意味着基本序列的第n位(或位群组，这取决于调制)被映射到第n个虚拟子载波。同时，第二副本C2具有k个数目的位的偏移1。因此，利用k个数目的位的偏移1执行位到与拷贝C2相关联的第二OFDM符号的分配，这意味着基本序列的第(fc+n)位(或位的群组，这取决于由符号调制器采用的调制顺序)被映射到第n个虚拟子载波，其中k是偏移。剩余OFDM符号C3到CNYSM以增加的方式被应用Offset2到Offset-NYSM数目个位的偏移。当应用循环移位时，位序列向右移位，且移位出序列的位作为偏移位被包裹到位序列的前面。
借助于由此用相应偏移产生的基本序列的NSYM拷贝CI到CNSYM，方法60将循环移位的序列CS_C1级联到CS_CNSYM以形成重复编码FEC码字(70)。
利用由此产生的重复编码FEC码字，方法60通过将重复编码FEC码字的位分配到OFDM符号的虚拟子载波中来将重复编码FEC码字调制成OFDM符号(72)。由此产生对应于循环移位序列CS_C1到CS_CNSYM的一组OFDM符号。然后，可将所述组OFDM符号变换成时域信号以用于发射到传输媒体上(74)。
实际上，执行虚拟子载波到实际频率的转换，使得虚拟子载波将至少覆盖域的每一个潜在节点的操作频带。在一个实施例中，虚拟子载波覆盖域的整个频带。因此，即使发射器不知道域中所有节点的接收带，域中的发射器也可发射广播消息。举例来说，在发现过程期间可发送广播消息以邀请新节点加入域。
在一些实施例中，码字重复方法的参数，例如OFDM符号NSYM的数目及待应用的偏移组，以及其它相关参数，例如调制顺序及到实际频率的转换，对于可能潜在地参与广播传输的域中的所有节点都是已知的。
在一些实施例中，可重复方法60以产生一或多个重复编码FEC码字，其对应于由FEC编码器产生的一或多个FEC码字。一或多个重复编码FEC码字可级联在一起以形成编码有效载荷块以用于发射到媒体上。
图6说明一个实例中的重复编码FEC码字的发射及接收操作。参考图6，循环移位的位序列CS_C1到CS_CNYSM经调制成OFDM符号以用于发射。虽然OFDM符号被映射到表示域的整个带宽的虚拟子载波，但是发射器可具有仅为域带宽的一部分的发射带(TX带)。在实际发射中，发射器仅发射其发射带(TX带)内的子载波。同时，接收发射的域中的接收器可具有仅为域带宽的一部分的接收带(RX带)。在所展示的实例中，接收器的接收带与发射器的发射带重叠。因此，接收器可接收处于重叠带中的发射中的子载波。然后，接收器对接收的子载波进行解调制及解码以恢复原始编码位。
更具体来说，尽管重复编码FEC码字的编码位被分配给作为域的整个带宽的虚拟子载波，但是发射器发射分配给发射器的操作带(TX带)内的频率的位。同时，接收器导出分配给接收器的操作带(RX带)内的频率的位的对数似然比(LLR)。因此，接收器能够为分配给发射器及接收器的重叠带内的频率的位导出有用LLR。
在本发明的实施例中，确定码字重复方法的参数，例如OFDM符号NSYM的数目及待应用的偏移组，以便于确保由经发射消息的任何潜在接收器导出的有用LLR组足以促进消息的可靠解码。下文呈现若干实例。
以下描述提供实例以进一步说明实际实施方案中的本发明的码字重复方案。本文呈现的实例可用于传输G.hn标准的新出现的2.0版本的MAP-A及/或MAP-D控制帧。然而，本文提供的实施例仅为说明性的而不意在为限制性的。举例来说，用于传输G.hn标准的新出现的2.0版本的MAP-A及/或MAP-D控制帧的参数可能与下文实例中描述的参数不同。本文呈现的实例是为便于解释适用于具有与实例中论述的特性类似的其它情况的方法及技术。
MAP-A实例
图7说明在一些实例中用于G.hn标准的MAP-A控制帧的重复编码FEC码字。图7中所展示的MAP-A实例可参考G.hn标准的新出现的2.0版本的MAP-A传输，并且还可参考具有类似条件的其它控制帧。
在MAP-A传输中，所有涉及的节点(发射器及潜在接收器)被注册到域主机，并且熟悉域的参数。因此，发射器及潜在接收器两者都知晓域及掩码子载波(即，其中不允许传输的子载波)的总操作带。如上文参考图3所解释，所涉及的节点的操作带可小于域的总操作带，并且可在节点之间不同。因此，发射器可能不知晓潜在接收器的操作带，并且接收器可能不知晓发射器的操作带。然而，域主机知晓所有节点的操作带，且因此域主机可计算任何潜在发射器-接收器对之间的最小重叠带宽。此外，域主机可通过控制域接纳新节点来将最小重叠带维持在期望值之上。
以下符号适用于MAP-A重复方案：
·NFEC-每FEC块的编码位的数目；
·NREP-每一编码位所需的最小接收LLR数目；
·BWmin–任何节点对之间最小重叠带中的子载波数目；
·Kmin-在最小重叠带上加载的位的数目；及
·NSYM–通过其传输FEC块的OFDM符号的数目。在一个实例中，用于MAP-A传输的调制方案是QPSK，且因此Kmin＝2xBWmin。
以上参考图4及5描述的本发明的重复方案可适用于MAP-A传输。在一个实例中，编码位仅被分配给非掩蔽子载波(即，允许传输的子载波)。在那种情况下，参数BWmin及Kmin分别表示除掩蔽子载波之外的最小重叠带中的子载波的数目及位的数目。在另一实例中，编码位被分配给所有子载波，包含掩蔽子载波。在那种情况下，参数BWmin及Kmin分别表示包括掩蔽子载波的最小重叠带中的子载波的数目及位的数目。
OFDM符号的数目由下式给出：
其中函数ceiling(x)是大于或等于x的最小整数，且Kmin是加载最小重叠带的位的数目。在本实例中，用于移位位序列的偏移是Kmin或低于Kmin的某个数字。
图7说明针对NREP＝2且2xKmin<2xNFEC≤3xKmin并且因此NSYM＝3的情况的针对MAP-A的重复方案的实例。应注意，图7、8及9中呈现的实例说明为左移位，而不是图4及6中所说明的右移位。还应注意，如上文解释，右移位及左移位是等效的，具有对偏移值的适当调整，这是归因于基本序列的重复结构。
图7说明在重叠带的重叠宽度是BWmin且因此从每一OFDM符号导出的LLR的数目仅为Kmin时的最坏情况条件。在图7所展示的实例中，连续OFDM符号之间的偏移是Kmin。也就是说，针对拷贝CI的第一个偏移是0，针对拷贝C2的第二个偏移是Kmin，且针对拷贝C3的第三个偏移是2*Kmin，依此类推。在图7中展示循环移位位序列CS_C1到CS_C3。然而，由于偏移也是Kmin，因此从每一OFDM符号导出的LLR涉及基本序列内的不同位置，并且接收器为每一编码位导出足够的LLR值。
在编码位仅被分配给非掩蔽子载波的情况下，所有LLR都从非掩蔽子载波导出并且可用于解码。在编码位被分配给包含掩蔽子载波的所有子载波的情况下，LLR中的部分可从掩蔽子载波导出并且不用于解码。举例来说，掩蔽子载波可被认为是擦除。然而，此类擦除可通过由FEC及重复方案组成的编码结构的擦除校正能力来处置。
MAP-D实例
图8说明在一些实例中用于G.hn标准的MAP-D控制帧的重复编码FEC码字。图8中所展示的MAP-D实例可参考G.hn标准的新出现的2.0版本的MAP-D传输，并且还可参考具有类似条件的其它控制帧。
在MAP-D传输中，涉及节点中的部分可能未注册到域主机，因此所述节点不熟悉域的参数。因此，发射器及/或潜在接收器中的部分可能不知晓域的总操作带以及掩蔽的子载波(即，其中不允许传输的子载波)的总操作带。此外，如上文参考图3所解释，操作带可在节点之间不同。因此，发射器可能不知晓潜在接收器的操作带，并且接收器可能不知晓发射器的操作带。然而，假设存在其操作带未完全分离的任何两个节点之间的潜在重叠带的下限，并且假设存在针对任何掩蔽区内的子载波的数目的上限。
除上面参考MAP-A重复方案引入的符号之外，以下符号也适用于MAP-D重复方案：
·X_BWmax-最大掩蔽区中的子载波的数目；及
·Xmax-在最大掩蔽区上加载的位的数目。应注意，用于MAP-D传输的调制方案是QPSK，且因此Xmax＝2xX_BWmax。
图8说明可用于MAP-D传输的重复方案。重复方案是基于上文参考图4及5描述的码字重复方案。在本实例中，编码位被分配给所有子载波，无论子载波是否被掩蔽。利用两个群组的OFDM符号来分配基本序列的位。循环移位位序列CS_C11到CS_C13及CS_C21到CS_C23对应于相应OFDM符号。任何群组内的OFDM符号的数目如下：
其中函数ceiling(x)是大于或等于x的最小整数，且Kmin是加载最小重叠带的位的数目。在本实例中，用于移位每一群组内的位序列的偏移是Kmin或低于Kmin的某个数字。两个群组之间的偏移是Xmax。
图9说明在一些实例中用于G.hn标准的MAP-D控制帧的重复编码FEC码字。图9说明针对NREP＝2且NFEC<2xKmin≤2xNFEC且因此NSYM＝2的情况应用图8所说明的重复方案的实例。图9说明在重叠带的重叠宽度是Bwmin并且重叠带内的掩蔽区的宽度是X_BWmax时的最坏情况条件。为便于解释，将两个群组呈现为交织在彼此之内，使得群组2的符号1的位序列说明为在群组1的符号1的位序列旁边。应注意，OFDM符号在图中呈现的顺序不一定是其被发射的顺序。应进一步注意，发射(及接收)OFDM符号的顺序对于重复方案来说并不重要，只要接收器导出足够LLR值即可。
图9说明由于群组之间的偏移是Xmax，因此在群组2的符号n中接收未在群组1的符号n中接收的LLR值，且因此这两个符号一起提供至少Kmin LLR值。遵循与参考图7相同的分析，显然两个群组的所有符号一起提供所有所需LLR值。
在替代实例中，MAP-D重复方案可用于一个群组而不是用于两个群组，这类似于上文描述的重复方案，其中编码位被分配给所有子载波，其包含掩蔽子载波。在那种情况下，基本序列的LLR中的部分从不携载信号的子载波导出。然而，在某些情况下，此不足可通过由FEC及重复方案组成的超码的错误校正能力来处置。
上文具体实施方式经提供以说明本发明的特定实施例，并且不意在是限制性的。在本发明的范围内的众多修改及变化是可能的。本发明由所附权利要求书界定。

Claims (20)

1.一种包含发射器及接收器的网络装置，所述发射器包括：
前向错误校正FEC编码器块，其经配置以产生对应于指示待发射的数据的有效载荷数据帧的一或多个FEC码字，每一FEC码字具有第一数目个编码位；及
重复编码器，其经配置以针对所述一或多个FEC码字中的每一者产生重复编码FEC码字，每一重复编码FEC码字包括级联在一起的一组位序列，所述组位序列对应于一组正交频分多路复用OFDM符号，每一位序列由相应FEC码字的M个副本及应用于移位所述位序列的偏移形成，所述组位序列具有应用于其的一组偏移，其中所述偏移针对每一位序列是不同的，具有所述相应偏移的每一位序列将在指示域的操作频带的频率范围上被分配到子载波中，以形成对应OFDM符号。
2.根据权利要求1所述的网络装置，其中所述发射器进一步包括：
符号调制器，其经配置以将所述重复编码FEC码字中的编码位映射成复杂符号；
OFDM调制器，其经配置以通过在指示域的所述操作频带的频率范围上将所述复杂符号分配到OFDM符号的子载波中来将所述复杂符号布置成频域OFDM符号，所述OFDM调制器进一步经配置以将所述频域OFDM符号变换成时域OFDM符号；及
发射器前端，其经配置以将所述时域OFDM符号级联成连续时域信号，并将所述时域信号发射到通信媒体上。
3.根据权利要求2所述的网络装置，其中所述发射器具有作为所述域的所述操作带的一部分的发射频带，并且所述发射器前端经配置以发射与所述发射器的所述发射频带中的子载波相关联的所述时域信号。
4.根据权利要求1所述的网络装置，其中所组偏移中的每一偏移包括y数目个偏移位，y是0或更大的整数。
5.根据权利要求4所述的网络装置，其中所述组偏移包括偏移位值，其针对所述组位序列中的第一位序列到最后位序列增加。
6.根据权利要求4所述的网络装置，其中所述组偏移中的所述第一偏移包括第一偏移位值，并且所述组偏移中的剩余偏移包括所述第一偏移位值的倍数。
7.根据权利要求1所述的网络装置，其中所述重复编码器通过使用右循环移位来应用所述偏移以移位每一位序列。
8.一种用于发射包括重复编码FEC码字的消息的方法，所述方法包括：
接收具有第一数目个编码位的前向错误校正FEC码字；
将重复编码方案应用于所述FEC码字以产生重复编码FEC码字，其中所述重复编码FEC码字包括级联在一起的一组位序列，所述组位序列对应于一组正交频分多路复用OFDM符号，每一位序列由相应FEC码字的M个副本及应用于移位所述位序列的偏移形成，所述组位序列具有应用于其的一组偏移，其中所述偏移针对每一位序列是不同的，具有所述相应偏移的每一位序列将在指示域的操作频带的频率范围上被分配到子载波中，以形成对应OFDM符号；
通过在指示域的所述操作频带的所述频率范围上将所述位序列的编码位分配到所述OFDM符号的子载波中，将所述重复编码FEC码字的所述组位序列调制成OFDM符号组；以及
通过通信媒体发射表示对应于所述重复编码FEC码字的所述OFDM符号组的时域信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中将所述重复编码方案应用于所述FEC码字以产生重复编码FEC码字包括：
复制所述FEC码字以产生包括所述FEC码字的M个副本的基本位序列；
提供所述基本位序列的N个拷贝作为所述组位序列，每一拷贝与OFDM符号相关联；
将偏移应用于所述基本位序列的每一拷贝以偏移所述位序列，所述偏移针对所述基本位序列的每一拷贝是不同的；以及
级联所述基本位序列的所述N个移位拷贝以形成所述重复编码FEC码字。
10.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：
发射表示与所述发射器的发射频带中的子载波相关联的所述OFDM符号组的所述时域信号，所述发射频带是所述域的所述操作频带的一部分。
11.根据权利要求9所述的方法，其中将所述偏移应用于所述基本位序列的每一拷贝以移位所述位序列包括：
将所述偏移应用于所述基本位序列的每一副本，其中所述偏移包括y数目个偏移位，y是0或更大的整数。
12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述偏移应用于所述基本位序列的每一拷贝以移位所述位序列包括：
将针对所述基本位序列的第一拷贝增加的偏移位值应用于所述组位序列中的所述基本位序列的最后拷贝。
13.根据权利要求11所述的方法，其中将所述偏移应用于所述基本位序列的每一拷贝以移位所述位序列包括：
将第一偏移位值应用于所述基本位序列的第一拷贝，并将所述第一偏移位值的倍数应用于所述组位序列中的所述基本位序列的剩余拷贝。
14.根据权利要求8所述的方法，其中将所述偏移应用于所述基本位序列的每一拷贝以移位所述位序列包括：
使用右循环移位将所述偏移应用于所述基本位序列的每一副本。
15.一种用于发射包括重复编码FEC码字的消息的方法，所述方法包括：
接收具有第一数目个编码位的前向错误校正FEC码字；
基于所述FEC码字产生重复编码FEC码字；
将所述重复编码FEC码字调制成一组OFDM符号；以及
通过通信媒体发射表示对应于所述重复编码FEC码字的所述组OFDM符号的时域信号，
其中所述重复编码FEC码字与通过将重复编码方案应用于所述FEC码字而产生的第二重复编码FEC码字相同，且
其中将所述重复编码方案应用于所述FEC码字以产生所述第二重复编码FEC码字包括：
复制所述FEC码字以产生包括所述FEC码字的M个副本的基本位序列；
提供所述基本位序列的N个拷贝作为所述组位序列，每一副本与OFDM符号相关联；
将偏移应用于所述基本位序列的每一拷贝以偏移所述位序列，所述偏移针对所述基本位序列的每一拷贝是不同的；以及
级联所述基本位序列的所述N个移位拷贝以形成所述重复编码FEC码字。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括：
发射表示与所述发射器的发射频带中的子载波相关联的所述组OFDM符号的所述时域信号，所述发射频带是所述域的所述操作频带的一部分。
17.根据权利要求15所述的方法，其中将所述偏移应用于所述基本位序列的每一拷贝以移位所述位序列包括：
将所述偏移应用于所述基本位序列的每一副本，其中所述偏移包括y数目个偏移位，y是0或更大的整数。
18.根据权利要求17所述的方法，其中将所述偏移应用于所述基本位序列的每一拷贝以移位所述位序列包括：
将针对所述基本位序列的第一拷贝增加的偏移位值应用于所述组位序列中的所述基本位序列的最后拷贝。
19.根据权利要求17所述的方法，其中将所述偏移应用于所述基本位序列的每一拷贝以移位所述位序列包括：
将第一偏移位值应用于所述基本位序列的第一拷贝，并将所述第一偏移位值的倍数应用于所述组位序列中的所述基本位序列的剩余拷贝。
20.根据权利要求15所述的方法，其中将所述偏移应用于所述基本位序列的每一拷贝以移位所述位序列包括：
使用右循环移位将所述偏移应用于所述基本位序列的每一副本。
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