CN1174573C - 正交频分复用发送/接收系统及其块编码方法 - Google Patents

Abstract

提供了一个正交频分复用(OFDM)发送/接收系统，及其一个块编码方法。OFDM发送系统包括一个块编码器；一个串行到并行转换器；一个V-ary调制器；和一个发送器。在这个方法中，Q-ary数据被块编码和Q-ary调制，以使当发送一个OFDM符号时可以减少其峰值功率对平均功率的比，从而使与将二进制数据进行块编码的现有技术相比，可以使用一更高的数据传送速率来发送OFDM信号。

Description

正交频分复用发送/接收系统及其块编码方法

本发明涉及一个正交频分复用(OFDM)发送/接收系统及其一个块编码方法。

OFDM，是一个复用载波调制方法，能够很好地经受多径衰减问题和符号间串扰问题，并且能够提供一低信噪比(SNR)。在OFDM中，即使在出现一个严重的暂时色散的一个信道上，也能够很轻易地使用高数据传送速率来发送数据。特别地，OFDM技术适合于无线通信领域，并且已经用于无线LAN和数字音频或者视频广播。

但是，OFDM技术有一个缺点，即在发送一个OFDM信号后，将得到最高的峰值对平均功率比(以后称作一个PAR)。当使用N个子载波发送数据时，在将N个同相信号相加时，可以获得比一个平均功率大N倍的一个峰值功率。这个比平均功率大的峰值功率成为一个非线性因子，并且激发了子载波之间的互调制，这样在一个接收器上就使SNR恶化，并且产生不希望出现的带外辐射。如果一个功率放大器或者混频器工作时具有小的补偿(back-off)，就不可能维持由电信管理局所限制的带外功率，这样在接收器上的SNR就恶化。所以，功率放大器优选具有大的补偿，来防止因为子载波之间的互调制而产生一个OFDM信号的谱再生，并防止产生带外辐射。这意味着放大器没有有效地进行工作。所以，发送器的成本增加。

为了解决这个问题，优选通过执行快速傅立叶变换(FFT)或者改变一个信号的相位的一个方法，或者使用一个块编码的一个方法来减少PAR。在使用FFT的方法中，通过在一个快速傅立叶变换器(FFT)前、增加在仅一个任意子载波上具有一值的一个块和交替进行FFT和反FFT(IFFT)，来搜寻减少PAR的一个值。但是，在这个方法中，在每一个发送数据重复相同的工作，来发现减少PAR的一个值。所以，这个方法的实现变得复杂，并且产生时间延迟，以致于这个方法不适合于电信系统。

改变相位的方法是为了防止N个信号具有相同的相位，而合适地改变N个信号的相位。这个相位改变方法包括使用Golay码和Reed-Muller码的互补码。互补码使用可以被表示为一个指数函数的一个移相器，来将N个信号的相位转换为一组相位码。但是，移相器的问题是其硬件实现是很复杂的。

块编码方法的一个缺点是因为需要码本，所以编码器和解码器均很大。另外，在这个方法中仅考虑了用于二进制调制数据的一个块编码，所以数据传送速率低。

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一个正交频分复用(OFDM)发送系统和一个OFDM接收系统和一个块编码方法，这个正交频分复用系统OFDM将具有一个预定长度的二进制数据编码成可以被表示为一组n比特的V-ary数据，并且调制被编码的二进制数据，这个OFDM接收系统用于解调和解码一个接收的OFDM信号，这个块编码方法用于将二进制数据编码成V-ary(2ⁿ，其中n是自然数)数据。

为了达到上述目的，本发明提供了一个正交频分复用(OFDM)发送系统，它包括：一个块编码器，用于根据一个预定的匹配规则，将U长度的二进制数据编码成可以被表示为一组n比特的V-ary数据；一个串行到并行转换器，用于将V-ary数据转换成并行数据；一个V-ary调制器，用于对并行接收的V-ary数据进行V-ary调制，以产生具有U个子符号的一个正交频分复用(OFDM)符号；和一个发送器，用于对OFDM符号进行后处理，以使OFDM符号适合于电信系统，并且发送所产生的OFDM符号。

为了达到上述目的，本发明提供了一个正交频分复用(OFDM)接收系统，它包括：一个预处理器，用于对经过U个载波而被发送的一个OFDM符号进行预处理，以使OFDM符号适合于解调；一个V-ary解调器，用于对被预处理的OFDM信号进行V-ary解调，以产生可以被表示为一组n比特的V-ary数据；一个并行到串行转换器，以将V-ary数据转换成串行数据；和一个块解码器，以用于根据一个预定的匹配规则，将串行V-ary数据解码成U长度的二进制数据。

为了达到上述目的，本发明提供了一个用于OFDM传送的块编码方法，它包括：产生可以被表示为一组n比特的V-ary数据；通过对V-ary数据进行调制和反快速傅立叶变换来产生一个OFDM符号，并且判断OFDM符号是否满足一预定条件，并且如果OFDM符号满足这个预定条件，将OFDM符号划分为一个候选码字；从候选码字中抽取数目为可接收二进制数据数目的码字，以具有一小比特变化的码字的顺序进行；并且通过将被抽取的码字与每一个可接收的二进制数据进行匹配来形成一个码本。

通过参考附图来详细地描述本发明的一个优选实施方式，可以更清楚本发明的上述目的和优点，其中：

图1A和1B分别是根据本发明的一个正交频分复用(OFDM)发送系统和根据本发明的一个OFDM接收系统的框图；

图2A是描述设计分别被显示在图1A和1B中的块编码器和块解码器的一个方法的一个流图；

图2B是用于设计一个块编码器的一个装置的一个框图；

图3描述了通过执行图2A中所显示的步骤来形成一个码本的一个示例；和

图4描述了本发明所使用的一分段码本的一个示例。

参考图1A，根据本发明的一个正交频分复用(OFDM)发送系统包括一个块编码器100，一个串行到并行转换器(SPC)101，一个Q-ary调制器102，一个反快速傅立叶变换器(IFFT)103，一个循环前缀增加器104，一个数字到模拟转换器(DAC)105，和一个低通滤波器(LPF)106。

块编码器100使用一预定的码速率来对具有一预定长度的二进制数据进行块编码。在一个传送系统具有8个子载波的情形下，使用一个1/2码速率来对8比特二进制数据A₀，A₁，...，A₇进行块编码，并且被转换为16比特二进制数据C₀，C₁，...，C₁₅。这个转换是根据一个预定匹配规则进行的。SPC101将被块编码器100所转换的数据转换成并行数据。

Q-ary调制器102根据可以被表示成一对两比特的一个Q-ary数据值，来调制16比特二进制数据C₀，C₁，...，C₁₅，以形成8个子符号。一个正交幅度调制器或者一个正交相移键控装置适合于用作Q-ary调制器102。在本发明中，Q-ary调制器仅被用作进行一个简单解释的一个示例，但是可以根据块编码器100的编码结果，将它扩展成一个V-ary调制器。

IFFT103对被Q-ary调制器102所调制的数据进行8-IFFT，以形成一个OFDM符号。循环前缀增加器104将一个循环前缀加到OFDM符号上。DAC105将其上被加有循环前缀的OFDM符号转换成一个模拟信号，LPF106对模拟进行低通滤波。

图1B是用于接收从图1A的发送系统传送来的一个信号的一个OFDM接收系统的一个框图。图1B中的这个OFDM接收系统包括一个LPF110，一个模拟到数字转换器(ADC)111，一个循环前缀去除器112，一个FFT113，一个Q-ary解调器114，一个并行到串行转换器(PSC)115，和一个块解码器116。

接收系统中的LPF110的频带与发送系统的LPF106的频带相同，并且对被发送的OFDM信号进行滤波。ADC111将一个被滤波信号转换为一个数字信号，循环前缀去除器112去除在发送系统中增加的循环前缀。FFT113，Q-ary解调器114，PSC115和块编码器116执行与由发送系统中相应部分所执行的操作相反的操作，由此恢复一个OFDM信号。

上面的描述参考了使用8个子载波来进行发送和接收的一个系统。在使用16个子载波进行发送的情形下，发送系统进一步在一个块编码器100和一个SPC101之间包括一个交织器(没有显示)。如果依次接收了16比特二进制数据A₀，...，A₇，A₈，...，A₁₅，块编码器100以一个1/2的码速率对16比特二进制数据A₀，...，A₇，A₈，...，A₁₅进行块编码，以输出C₀C₁...，C₁₄C₁₅和C₁₆C₁₇，...，C₃₀C₃₁。交织器将C₀C₁...。，C₁₄C₁₅和C₁₆C₁₇，...，C₃₀C₃₁交织成C₀C₁C₁₆C₁₇C₂C₃C₁₈C₁₉...C₁₄C₁₅C₃₀C₃₁。在这个时刻，Q-ary调制器102的输出是具有16个子符号的一个OFDM符号

在使用16个子载波来执行发送的情形下，接收系统进一步在PSC116和块解码器116之间包括一个解交织器(没有显示)。解交织器将C₀C₁C₁₆C₁₇C₂C₃C₁₈C₁₉...C₁₄C₁₅C₃₀C₃₁解交织成C₀C₁...，C₁₄C₁₅和C₁₆C₁₇，...，C₃₀C₃₁。

图2A是描述用于设计分别显示在图1A和1B中的块编码器和块解码器的一个方法的一个流图。设计被显示在图1A和1B中的块编码器和块解码器的这个方法包括一个V-ary数据产生方法200，一个OSDM符号产生步骤202，一个判断步骤(204和206)，一个匹配规则产生步骤(208到214)，和一个硬件设计步骤216。

图2B是用于执行图2A中所显示步骤的一个装置的一个框图。图2B中的装置包括一个V-ary数据产生器240，一个OFDM符号产生器242，一个判断器244，一个码字提取器246，一个码本保存单元248，一个匹配规则产生器250和一个硬件252。

将参考图2A和2B来详细描述根据本发明的、设计一个块编码器和一个块解码器的这个方法。

当将要以子符号为单位被发送的数据所需子符号数目U，和调制方法，V-ary已经被决定时，V-ary数据产生器240在步骤200中产生具有一长度为U的V-ary数据。OFDM符号产生器242对V-ary数据进行V-ary调制，并且对V-ary数据执行IFFT，由此产生一个OFDM符号，在步骤201中。在步骤204中，判断器244判断OFDM符号是否满足一个预定的条件，例如，OFDM符号的PAR是否小于或者等于一个所需的PAR_de。如果OFDM符号满足这个预定条件，在步骤206中，判断器244将一个OFDM符号分类为一个候选码字。

如果具有8个子符号的Q-ary数据被调制和被发送，在总数为4⁸(＝45536)的Q-ary数据中有640个数据满足条件PAR_u＝8≤1.03dB。如果发送了具有16个子符号的Q-ary数据，判断Q-ary数据可以被划分为一个候选码字的条件是PAR_de≈6dB。

PAR可以被根据方程1来进行计算：

$\mathrm{PAR}=\frac{\max {\left(\right|X\left(t\right)\left|\right)}^2}{\frac{I}{T}{\∫}_0^T{\left(\right|X\left(t\right)\left|\right)}^2\mathrm{dt}}--\left(1\right)$

其中X(t)表示一个OFDM符号，T表示一个OFDM符号的持续时间。

在步骤208中，码字提取器246从被划分的候选码字中，提取数目与被接收二进制数据的总数相同的码字，这可以减少一个编码器或者一个解码器的尺寸，即可以减少构成编码器或者解码器的门的数目，因为数据间仅有一小部分比特发生变化，并且将被提取的码字设置为最终码字。如果接收了长度为8的二进制数据，即8比特数据，就提取2⁸(＝256)个码字。在步骤210中，码本保存单元248保存用于将这些码字匹配到二进制数据的一个码本。图3描述了通过执行这些步骤而形成的一个码本的一个示例，它显示了一个编码器或者一个解码器的输入和输出之间的关系。码本中所显示的数字以16进制的形式来表示，MS表示一个编码器的4个最高比特A₀A₁A₂A₃，LS表示编码器的4个最低比特A₄A₅A₆A₇。其余部分被使用16进制的形式表示成16比特输出数据C0C1...C14C15，它与包括MS和LS的一个编码器的输入中的每一个相应。

码本保存单元248可以被认为是一个块编码器。即，所接收的二进制数据用作一个地址，被保存在由这个地址所表示的一个位置处的一个码字被读取和输出。为了较快地执行这个操作，从码本中提取一个预定匹配规则，并且一个块编码器可以用一个硬件来实现，以使可以满足被提取的匹配规则。为了做到这个，匹配规则产生器250在步骤212中将码本分段成预定区域。图4显示了本发明所使用的一个分段码本的一个示例。如图4所显示的，码本被分段成区域G，H，J，K，L，M，N，P，Q，和R。例如，64个码字满足区域G。根据众所周知的Karnaugh map来简化分段区域G，由此建立下述布尔逻辑方程2：

$G=\stackrel{\‾}{A_0{A}_1{A}_4{A}_5}+\stackrel{\‾}{A_0}{A}_1\stackrel{\‾}{A_4{A}_5}+A_0\stackrel{\‾}{A_1}{A}_4{A}_5+A_0{A}_1{A}_4\stackrel{\‾}{A_5}--\left(2\right)$

类似地，区域H，J，K，L，M，N，P，Q和R可以被表示为下述步尔逻辑方程3：

$H=\stackrel{\‾}{A_0{A}_1}{A}_4\stackrel{\‾}{A_5}+\stackrel{\‾}{A_0}{A}_1{A}_4{A}_5+A_0\stackrel{\‾}{A_1{A}_4{A}_5}+A_0{A}_1\stackrel{\‾}{A_4}{A}_5$

$K=\stackrel{\‾}{A_0{A}_1}{A}_2\stackrel{\‾}{A_4{A}_5}+\stackrel{\‾}{A_0}{A}_1{A}_2\stackrel{\‾}{A_4}{A}_5$

$J=\stackrel{\‾}{A_0{A}_1{A}_2{A}_4{A}_5}+\stackrel{\‾}{A_0}{A}_1\stackrel{\‾}{A_2{A}_4}{A}_5$

$L=A_0\stackrel{\‾}{A_1{A}_2}{A}_4\stackrel{\‾}{A_5}+A_0{A}_1\stackrel{\‾}{A_2}{A}_4{A}_5$

$M=A_0\stackrel{\‾}{A_1}{A}_2{A}_4\stackrel{\‾}{A_5}+A_0{A}_1{A}_2{A}_4{A}_5$

$N=\stackrel{\‾}{A_0{A}_1{A}_2}{A}_4{A}_5+\stackrel{\‾}{A_0}{A}_1\stackrel{\‾}{A_2}{A}_4\stackrel{\‾}{A_5}$

$P=\stackrel{\‾}{A_0{A}_1}{A}_2{A}_4{A}_5+\stackrel{\‾}{A_0}{A}_1{A}_2{A}_4\stackrel{\‾}{A_5}$

$Q=A_0\stackrel{\‾}{A_1{A}_2{A}_4}{A}_5+A_0{A}_1\stackrel{\‾}{A_2{A}_4{A}_5}$

$R=A_0\stackrel{\‾}{A_1}{A}_2\stackrel{\‾}{A_4}{A}_5+A_0{A}_1{A}_2\stackrel{\‾}{A_4{A}_5}--\left(3\right)$

在步骤214中，根据方程2和3的、将A₀，...，A₇编码为C₀，...，C₁₅的一个匹配规则可以被表示为下述步尔逻辑方程4：

C₀＝A₀G+A₀H+A₀J+A₀K+A₀L+A₀M+A₀N+A₀P+A₀Q+A₀R

C₁＝A₁G+A₁H+A₁J+A₁K+A₁L+A₁M+A₁N+A₁P+A₁Q+A₁R

C₂＝A₂G+A₂H+A₂J+A₂K+A₂L+A₂M+A₂N+A₂P+A₂Q+A₂R

C₃＝A₃G+A₃H+A₃J+A₃K+A₃L+A₃M+A₃N+A₃P+A₃Q+A₃R

C₄＝A₄G+A₄H+A₄J+A₄K+A₄L+A₄M+A₄N+A₄P+A₄Q+A₄R

C₅＝A₅G+A₅H+A₅J+A₅K+A₅L+A₅M+A₅N+A₅P+A₅Q+A₅R

$C_6=A_{6}G+A_{6}H+\stackrel{\‾}{A_4}J+A_{4}K+A_{0}L+\stackrel{\‾}{A_0}M+A_{0}N+A_{4}P+A_{4}Q+A_{0}R$

$C_7=A_{7}G+A_{7}H+\stackrel{\‾}{A_3}J+\stackrel{\‾}{A_3}K+\stackrel{\‾}{A_3}L+\stackrel{\‾}{A_3}M+A_{3}N+A_{3}P+A_{3}Q+A_{3}R$

$C_8=[(\stackrel{\‾}{A_0{A}_2}+A_0{A}_2)\stackrel{\‾}{A_6}+(\stackrel{\‾}{A_0}{A}_2+A_0\stackrel{\‾}{A_2})A_6]G+[(\stackrel{\‾}{A_0{A}_3}+A_0{A}_3)A_7+(\stackrel{\‾}{A_0}+\stackrel{\‾}{A_3})(A_0+A_3)\stackrel{\‾}{A_7}]H$

$+A_{6}J+A_{6}K+A_{6}L+A_{6}M+A_{6}N+A_{6}P+A_{6}Q+A_{6}R$

$C_9=[(\stackrel{\‾}{A_1{A}_2}+A_1{A}_2)A_6+(\stackrel{\‾}{A_1}+\stackrel{\‾}{A_2})(A_1+A_2)\stackrel{\‾}{A_6}]G+[(\stackrel{\‾}{A_1{A}_3}+A_1{A}_3)\stackrel{\‾}{A_7}+(\stackrel{\‾}{A_1}+\stackrel{\‾}{A_3})(A_1+A_3)A_7]H$

$+(\stackrel{\‾}{A_1{A}_6}+A_1{A}_6)J+(\stackrel{\‾}{A_1{A}_6}+A_1{A}_6)K+(\stackrel{\‾}{A_1}{A}_6+A_1\stackrel{\‾}{A_6})L+(\stackrel{\‾}{A_1}{A}_6+A_1\stackrel{\‾}{A_6})M$

$+(\stackrel{\‾}{A_5}{A}_6+A_5\stackrel{\‾}{A_6})N+(\stackrel{\‾}{A_5}{A}_6+A_5\stackrel{\‾}{A_6})P+(A_5{A}_6+\stackrel{\‾}{A_5{A}_6})Q+(A_5{A}_6+\stackrel{\‾}{A_5{A}_6})R$

$C_{10}=A_{2}G+\stackrel{\‾}{A_2}H+\stackrel{\‾}{A_6}{A}_{7}J+(A_6+A_7)K+A_6{A}_{7}L+(\stackrel{\‾}{A_6}+A_7)M+A_6{A}_{7}N$

$+\left(\stackrel{\‾}{A_6}{+A}_7\right)P+\stackrel{\‾}{A_6}{A}_{7}Q+(A_6+A_7)R$

$C_{11}=\stackrel{\‾}{A_3}G+A_{3}H+[\stackrel{\‾}{A_3}{A}_6{A}_7+A_3(\stackrel{\‾}{A_6}+A_7)]J+[\stackrel{\‾}{A_3}{A}_6\stackrel{\‾}{A_7}+A_3(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})]K+$

$[\stackrel{\‾}{A_3{A}_6}{A}_7+A_3(A_6+A_7)]L+[\stackrel{\‾}{A_3{A}_6{A}_7}+A_3(A_6+\stackrel{\‾}{A_7})]M+[\stackrel{\‾}{A_3{A}_6}{A}_7+A_3(A_6+A_7)]N$

$+[\stackrel{\‾}{A_3{A}_6{A}_7}+A_3(A_6+\stackrel{\‾}{A_7})]P+[\stackrel{\‾}{A_3}{A}_6{A}_7+A_3\left(\stackrel{\‾}{A_6}{+A}_7\right)]Q+[\stackrel{\‾}{A_3}{A}_6\stackrel{\‾}{A_7}+A_3(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})]R$

$C_{12}=[(\stackrel{\‾}{A_0{A}_2}+A_0{A}_2)\stackrel{\‾}{A_6}+(\stackrel{\‾}{A_0}{A}_2+A_0\stackrel{\‾}{A_2})A_6]G+[(\stackrel{\‾}{A_0{A}_3}+A_0{A}_3)\stackrel{\‾}{A_7}+(A_0+A_3)(\stackrel{\‾}{A_0}+\stackrel{\‾}{A_3})A_7]H$

$+(\stackrel{\‾}{A_3}{A}_6\stackrel{\‾}{A_7}+A_3{A}_6{A}_7)J+(\stackrel{\‾}{A_3}{A}_6{A}_7+A_3{A}_6\stackrel{\‾}{A_7})K+[\stackrel{\‾}{A_3}(A_6+A_7)+A_3(A_6+\stackrel{\‾}{A_7})]L$

$+[\stackrel{\‾}{A_3}(A_6+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3(A_6+A_7)]M+(\stackrel{\‾}{A_6}+A_7)N+(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})P+\stackrel{\‾}{A_6{A}_7}Q+\stackrel{\‾}{A_6}{A}_{7}R$

$C_{13}=[(\stackrel{\‾}{A_1{A}_2}+A_1{A}_2)\stackrel{\‾}{A_6}+(A_1+A_2)(\stackrel{\‾}{A_1}+\stackrel{\‾}{A_2})A_6]G+[(\stackrel{\‾}{A_1{A}_3}+A_1{A}_3)\stackrel{\‾}{A_7}+(A_1+A_3)(\stackrel{\‾}{A_1}+\stackrel{\‾}{A_3})A_7]H$

$+[\stackrel{\‾}{A_1{A}_5{A}_6{A}_7}+A_1{A}_5(A_6+A_7)]J+[\stackrel{\‾}{A_1{A}_5{A}_6}{A}_7+A_1{A}_5(A_6+\stackrel{\‾}{A_7})]K+[\stackrel{\‾}{A_1{A}_5}{A}_6\stackrel{\‾}{A_7}+(\stackrel{\‾}{A_6}+A_7)]L$

$+[\stackrel{\‾}{A_1{A}_5}{A}_6{A}_7+A_1{A}_5(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})]M+[\stackrel{\‾}{A_3}{A}_5(A_6+A_7)+A_3{A}_5(A_6+\stackrel{\‾}{A_7})+\stackrel{\‾}{A_1{A}_5{A}_6{A}_7}+A_3\stackrel{\‾}{A_5{A}_6}{A}_7]N$

$+[\stackrel{\‾}{A_1{A}_3}(A_6+\stackrel{\‾}{A_7})+\stackrel{\‾}{A_1}{A}_3(A_6+A_7)+A_1\stackrel{\‾}{A_3{A}_6}{A}_7+A_1{A}_3\stackrel{\‾}{A_6{A}_7}]P$

$+[\stackrel{\‾}{A_3}{A}_5(\stackrel{\‾}{A_6}+A_7)+A_3{A}_5(\stackrel{\‾}{A_6}+A_7)+\stackrel{\‾}{A_3{A}_5}{A}_6\stackrel{\‾}{A_7}+A_3\stackrel{\‾}{A_5}{A}_6{A}_7]Q+$

$[\stackrel{\‾}{A_3}{A}_5(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3{A}_5(\stackrel{\‾}{A_6}+A_7)+\stackrel{\‾}{A_3{A}_5}{A}_6{A}_7+A_3\stackrel{\‾}{A_5}{A}_6{A}_7]R$

$C_{14}=A_{6}G+A_{6}H+[\stackrel{\‾}{A_3}(A_6{A}_7+\stackrel{\‾}{A_6{A}_7})+A_3\stackrel{\‾}{A_7}]J+[\stackrel{\‾}{A_3}(A_6{A}_7+\stackrel{\‾}{A_6{A}_7})+A_3{A}_7]K+$

$[(A_6+A_7)+\stackrel{\‾}{A_3}(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3\stackrel{\‾}{A_7}]L+[(A_6+A_7)\stackrel{\‾}{A_3}(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3\stackrel{\‾}{A_7}]M--\left(4\right)$

$+[\stackrel{\‾}{A_3}(A_6{A}_7+\stackrel{\‾}{A_6{A}_7})+A_3{A}_7]N+[\stackrel{\‾}{A_3}(A_6{A}_7+\stackrel{\‾}{A_6{A}_7})+A_3{A}_7]P$

$+[(A_6+A_7)+\stackrel{\‾}{A_3}(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3{A}_7]Q+[(A_6+A_7)\stackrel{\‾}{A_3}(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3{A}_7]R$

$C_{15}=\mathrm{AG}+\mathrm{AH}+[(A_6+A_7)\stackrel{\‾}{A_3}(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3\stackrel{\‾}{A_7}]J+[(A_6+A_7)\stackrel{\‾}{A_3}(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3{A}_7]K+$

$[\stackrel{\‾}{A_3}(A_6{A}_7+\stackrel{\‾}{A_6{A}_7})+A_3\stackrel{\‾}{A_7}]L+[(A_6+A_7)\stackrel{\‾}{A_3}(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3{A}_7]M$

$+[(A_6+A_7)\stackrel{\‾}{A_3}(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3{A}_7]N+[\stackrel{\‾}{A_3}(A_6{A}_7+\stackrel{\‾}{A_6{A}_7})+A_3\stackrel{\‾}{A_7}]P$

$+[\stackrel{\‾}{A_3}(A_6{A}_7+\stackrel{\‾}{A_6{A}_7})+A_3{A}_7]Q+[(A_6+A_7)\stackrel{\‾}{A_3}(\stackrel{\‾}{A_6}+\stackrel{\‾}{A_7})+A_3\stackrel{\‾}{A_7}]R$

作为一个块编码器的硬件252由多个或门，多个与门，和多个非门构成，以使能够满足上述逻辑方程，并且在步骤216中输出与接收二进制数据相应的一个码字。

下面，为了从上述方程建立用作一个块解码器的硬件252，与C₀，...，C₁₅相应的值G，...，R可以从下述方程获得，下述方程可以被表示为下述步尔逻辑方程5：

$G=(C_9+C_{13})(C_8+\stackrel{\‾}{C_{12}})$

$H=(C_8+C_{12})(C_9+\stackrel{\‾}{C_{13}})$

$J=\stackrel{\‾}{C_0{C}_2{C}_4}{C}_6$

$K=\stackrel{\‾}{C_0}{C}_2\stackrel{\‾}{C_4{C}_6}$

$L=C_0\stackrel{\‾}{C_2}{C}_4{C}_6$

$M=C_0{C}_2{C}_4\stackrel{\‾}{C_6}$

$N=\stackrel{\‾}{C_0{C}_2}{C}_4\stackrel{\‾}{C_6}$

$P=\stackrel{\‾}{C_0}{C}_2{C}_4{C}_6$

$Q=C_0\stackrel{\‾}{C_2{C}_4{C}_6}$

$R=C_0{C}_2\stackrel{\‾}{C_4}{C}_6$

根据方程将C₀，...，C₁₅解码成A₀，...，A₇的一个匹配规则可以被表示为下述步尔逻辑方程6：

A₀＝C₀G+C₀H+C₀J+C₀K+C₀L+C₀M+C₀N+C₀P+C₀Q+C₀R

A₁＝C₁G+C₁H+C₁J+C₁K+C₁L+C₁M+C₁N+C₁P+C₁Q+C₁R

A₂＝C₂G+C₂H+C₂J+C₂K+C₂L+C₂M+C₂N+C₂P+C₂Q+C₂R

A₃＝C₃G+C₃H+C₃J+C₃K+C₃L+C₃M+C₃N+C₃P+C₃Q+C₃R

A₄＝C₄G+C₄H+C₄J+C₄K+C₄L+C₄M+C₄N+C₄P+C₄Q+C₄R

A₅＝C₅G+C₅H+C₅J+C₅K+C₅L+C₅M+C₅N+C₅P+C₅Q+C₅R

A₆＝C₆G+C₆H+C₈J+C₈K+C₈L+C₈M+C₈N+C₈P+C₈Q+C₈R

$A_7=C_{7}G+C_{7}H+[(C_{10}+C_{11})\stackrel{\‾}{C_3}+C_3\stackrel{\‾}{C_{15}}]J+[C_3{C}_{15}+\stackrel{\‾}{C_3}{C}_{10}\stackrel{\‾}{C_{11}}]K$

$+[(C_{10}+C_{11})\stackrel{\‾}{C_3}+C_3\stackrel{\‾}{C_{15}}]L+[C_3{C}_{15}+\stackrel{\‾}{C_3}{C}_{10}\stackrel{\‾}{C_{11}}]M+[(C_{10}+C_{11})\stackrel{\‾}{C_3}+C_3{C}_{15}]N$

$+[C_3{C}_{14}+\stackrel{\‾}{C_3}{C}_{10}\stackrel{\‾}{C_{11}}]P+[(C_{10}+C_{11})\stackrel{\‾}{C_3}+C_3{C}_{15}]Q+[C_3{C}_{14}+\stackrel{\‾}{C_3}{C}_{10}\stackrel{\‾}{C_{11}}]R$

在步骤216中，块解码器根据用于块解码的匹配规则由多个或门，多个与门，多个非门构成。

在根据图3所显示的码本，将8数据比特A0，...，A7与16码字比特C0，...，C15进行匹配的一个规则中，可以有不同的规则来减少用于减少PAR和按一个1/2码速率来构成一个编码器和一个解码器所需要的逻辑方程的数目。即，可以存在一个方法来形成与本发明方程不同的输入/输出匹配逻辑方程的公式。另外，也存在一个方法来对根据本发明所给出的一个逻辑方程实现一个逻辑门电路进行优化。

根据本发明，Q-ary数据被块编码和Q-ary调制，以当发送一个OFDM信号时减少其峰值功率对平均功率的比，以使与将二进制数据进行块编码的现有技术相比，可以使用一高的数据传送速率来发送OFDM信号。

使用关于编码和解码的一个码本，可以更轻易地发现一个所希望的输出值，并且通过输入输出关系表达式，一个编码器和一个解码器可以仅有与门，或门和非门构成。所以，硬件结构更简单，也更小，并且通过利用系统响应延迟的减少，也可以进行高速数据传送。

Claims (10)

1.一个正交频分复用(OFDM)发送系统，包括：

一个块编码器，用于根据一个预定的匹配规则将长度为U的二进制数据编码成由U个V-ary数值构成的V-ary数据，其中每个V-ary数值等于n比特所表示的2ⁿ，n是自然数；

一个串行到并行转换器，用于将V-ary数据转换成并行数据；

一个V-ary调制器，用于对并行接收的V-ary数据进行V-ary调制，以产生具有U个子符号的一个正交频分复用(OFDM)符号；和

一个发送器，用于发送OFDM符号。

2.如权利要求1的OFDM发送系统，其中块编码器是用于保存V-ary数据并输出被所接收的二进制数据寻址的V-ary数据的一个码本保存单元，其中V-ary数据被表示为一组n比特并且相应于可接收的二进制数据而输出。

3.如权利要求2的OFDM发送系统，其中在码本保存单元前面，块编码器进一步包括：

一个V-ary数据产生器，用于产生可以被表示为一组n比特的V-ary数据；

一个OFDM符号产生器，用于通过对V-ary数据进行V-ary调制和反快速傅立叶变换(IFFT)来产生一个OFDM符号；

一个判断器，用于判断OFDM符号是否满足一个预定条件，如果OFDM符号满足预定条件，就将OFDM符号划分为一个候选码字；和

一个码字提取器，用于从候选码字中提取具有一小比特改变的2U个码字，

其中被提取的码字被作为V-ary数据，被保存在码本保存单元中、用二进制数据作为一个地址的相应位置上。

4.如权利要求3的OFDM发送系统，其中判断器判断OFDM符号的峰值功率对平均功率的比是否小于或者等于一个预定值。

5.如权利要求1的OFDM发送系统，其中如果用于保存对应于可接收二进制数据而输出V-ary数据的一个码本被分段成预定区域，分段区域可以用通过根据Karnaugh map的二进制数据的每一个比特来建立的一第一逻辑方程来表示，通过使用第一逻辑方程和二进制数据比特的一第二逻辑方程可以表示V-ary数据的每一个比特，块编码器由多个与门，多个或门和多个非门构成以满足第二逻辑方程。

6.一个正交频分复用(OFDM)接收系统，包括：

一个预处理器，用于对经过U个载波被发送的一个OFDM符号进行预处理，以使OFDM符号能够适合于解调；；

一个V-ary解调器，用于对被预处理的OFDM信号进行V-ary解调，以产生可以被表示为由V-ary数值构成V-ary数据，其中每个V-ary数值等于n比特所表示的2ⁿ，n是自然数；

一个并行到串行转换器，用于将V-ary数据转换为串行数据；和

一个块解码器，用于根据一个预定匹配规则，将串行V-ary数据解码为N个长U的二进制数据。

7.如权利要求6的OFDM接收系统，其中块解码器是一个码本保存单元用于保存将相应于所接收的V-ary数据输出的二进制数据，以帮助输出与所接收的V-ary数据相应的、长度为U的二进制数据。

8.如权利要求6的OFDM接收系统，其中如果用于保存对应于将被接收的V-ary数据而输出的二进制数据的一个码本被分段成预定区域，分段区域可以用通过根据Karnaugh map的V-ary数据的每一个比特来建立的一第一逻辑方程来表示，通过使用第一逻辑方程和V-ary数据比特的一第二逻辑方程可以表示二进制数据的每一个比特，块解码器由多个与门，多个或门和多个非门构成以满足第二逻辑方程。

9.用于OFDM发送的一个块编码方法，包括：

产生可以表示为由V-ary数值构成V-ary数据，其中每个V-ary数值等于n比特所表示的2ⁿ，n是自然数；

通过对V-ary数据进行调制和反快速傅立叶变换，来产生一个OFDM符号；

判断OFDM符号是否满足该OFDM符号的峰值功率对平均功率的比小于或者等于一预定值，并且如果OFDM符号满足，就将OFDM符号划分为一个候选码字；

从候选码字中提取数目与可接收二进制数据总数相同的码字，提取顺序是其比特发生小部分改变的码字；和

通过将被提取的码字与每一个可接收二进制数据进行匹配来形成一个码本。

10.如权利要求9的用于OFDM发送的一个块编码方法，进一步包括：

将码本分段成预定区域；

用通过二进制数据的每一个比特而建立的第一逻辑方程来表示分段区域；

用通过分段区域和二进制数据比特而建立的一第二逻辑方程来表示码字的每一个比特；和

用多个与门，多个或门和多个非门来构造满足第一和第二逻辑方程的一个块编码器，以使当接收二进制数据时输出码字。

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