DE112017000223B4

DE112017000223B4 - Signalverarbeitungsverfahren, Vorrichtung und Speichermedium

Info

Publication number: DE112017000223B4
Application number: DE112017000223.0T
Authority: DE
Inventors: Hailong Zhang; Xuan Liu; Yue Tang
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: WO2018103471A1; GB201805152D0; CN106603457B; GB2562375B; DE112017000223T5; CN106603457A; GB2562375A

Abstract

Signalverarbeitungsverfahren, aufweisend:
- Empfangen von Daten von einer Verbindungsschicht und Teilen der Daten in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten;
- Durchfuhren einer Kanalkodierung an den Frame-Steuerdaten und den Nutzlastdaten und Modulieren der kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf einen Subträger;
- Anwendung einer inversen schnellen Fourier-Transformation auf die modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten sowie Durchführen einer Stromsteuerung, um so ein Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und ein Zeitdomänen-Nutzlastsymbol zu generieren, und
- Hinzufügen von zyklischen Präfixen und einem Zeitdomänen-Präambelsymbol zum Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und zum Zeitdomänen-Nutzlastsymbol sowie anschließendes Durchführen einer Fensterung, um so ein Übertragungssignal auf einer physikalischen Schicht zu generieren.

Description

Die Offenbarung betrifft das technische Gebiet einer Trägerfrequenzanlage (Power Line Communications, PLC) und insbesondere ein bei einem PLC-System angewendeten Verfahren zum Generieren eines auf einem orthogonalen Frequenzmultiplexverfahren (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) beruhenden Übertragungssignals auf der physikalischen Übertragungsebene der PLC.
Hintergrund
Die PLC ist eine Kabelkommunikationstechnologie zum Senden und Empfangen von Kommunikationssignalen unter Verwendung von Stromkabeln. Da Stromleitungsnetze stark verbreitet sind, ist es nicht notwendig, wenn eine Stromleitung als Kommunikationsmedium verwendet wird, ein Kommunikationsnetzwerk durch Verlegen und Verkabeln in Innenräumen zu rekonstruieren. Die PLC hat insbesondere die Vorteile geringer Kosten und praktischer Verbindung. Daher gewinnt die Anwendung der Stromleitung bei intelligenten Stromnetzen und Breitbandanschluss zunehmend an Aufmerksamkeit.
Die Leistung der PLC ist vorwiegend durch einen PLC-Kanal begrenzt. Aufgrund einer guten Hochspannungs-Stromleitungskanalumgebung von 10 kV oder mehr wurde überwiegend ein Stromleitungsträgertelefon, das eine Mittel- und-Hochspannungsstromleitung als Signalübertragungskanal verwendet, angewendet. Niederspannungsstromnetze sind nicht zum Senden von Hochgeschwindigkeitsdaten gestaltet und Baugruppen im Niederspannungsstromnetz sind zum Minimieren eines elektrischen Energieübertragungsverlustes und zuverlässigen Sendens eines Niederfrequenzstroms gestaltet. Daher entstehen während einer Signalübertragung auf einer Niederspannungsstromleitung viele Probleme wie komplexes Interferenzrauschen, eine kleine Leitungsimpedanz und starke Signaldämpfung.
Das Dokument WO 2014 / 128 567 A1 betrifft eine Kommunikationsvorrichtung, die eingerichtet ist, eine Dateneinheit gemäß einem Powerline-Kommunikationsprotokoll zu empfangen, Daten innerhalb der Dateneinheit zu extrahieren, um extrahierte Daten bereitzustellen, und um die extrahierten Daten gemäß einem Nicht-Powerline-Kommunikationsprotokoll zu verarbeiten. Des Weiteren ist eine Kommunikationsvorrichtung offenbart, die eingerichtet ist. Daten gemäß einem Nicht-Powerline-Kommunikationsprotokoll als Teil einer Dateneinheit zu formatieren, die einem Powerline-Kommunikationsprotokoll entspricht, um die Dateneinheit über mehrere Unterträger gemäß dem zweiten Kommunikationsprotokoll redundant zu codieren und die Dateneinheit gemäß dem zweiten Kommunikationsprotokoll an ein anderes Kommunikationsgerät zu übertragen.
Im Dokument EP 2 509 248 A2 werden Ausführungen beschrieben, die sich auf Datenkommunikation unter Verwendung eines Frames beziehen, der mindestens zwei Datenpakete enthält. In einer Ausführung enthält ein erstes der Datenpakete mindestens eine Nutzlast mit wiederholten Nutzlastteilen, um den Diversity-Gewinn zu erhöhen. Ein zweites der Datenpakete enthält mindestens eine Nutzlast mit wiederholten Nutzlastteilen, um den Diversity-Gewinn zu erhöhen. Die wiederholten Nutzlastteile des zweiten Datenpakets werden in Bezug auf die wiederholten Nutzlastteile des ersten Datenpakets gemischt oder gedreht. In einer Ausführung wird der Frame in einem PLC-System übertragen.
Das Dokument DE 199 33 535 A1 betrifft ein Verfahren zur Synchronisation der Datenübertragung mittels eines Frequenzmultiplexverfahrens, bei dem kodierte Daten blockweise auf mehrere Trägerfrequenzen innerhalb eines oder mehrerer bestimmter Frequenzbänder moduliert und an einen Empfänger übertragen werden, wobei im Empfänger der Anfang eines Signalblocks mittels eines mit dem Signal übertragenen Synchronisationssignals bestimmt wird. Insbesondere soll das Synchronisationsverfahren bei der Datenübertragung in Stromnetzen mittels eines orthogonalen Frequenzmultiplexverfahrens (OFDM - orthogonal frequency-division multiplexing, DMT - discrete multitone) geeignet sein.
Das Dokument CN 106 100 697 A betrifft ein Niederspannungs-Powerline-Kommunikationssystem, das eine Sendeeinheit, einen Funkkanal und eine Empfangseinheit umfasst. Die Sendeeinheit sendet Daten über den Funkkanal an die Empfangseinheit; die Sendeeinheit umfasst ein Frame-Control-Datencodierungsmodul, ein Ladedatencodierungsmodul, ein Modulationsmodul und ein Sendesimulations-Front-End-Modul; und die Empfangseinheit umfasst ein Empfangssimulations-Front-End-Modul, ein Demodulationsmodul, ein Frame-Control-Datendecodiermodul und ein Ladedatendecodiermodul.
Im Dokument CN 102 202 030 A sind ein Datenübertragungssystem und -verfahren zur drahtgebundenen und drahtlosen Zusammenführung einer AMI (Advanced Metering Infrastructure) offenbart. Das System umfasst einen Vorwärtsfehlerkorrektur-Codierteil, einen Modulationsteil und einen Analog-Front-End-Übertragungsteil, wobei der Vorwärtsfehlerkorrektur-Codierteil verwendet wird zum Durchführen von Scrambling und einer RS (Reed-Solomon)-Codierungsverarbeitung von zu übertragenden Daten, zum unabhängig Durchführen von Faltungscodierung, Interweaving und wiederholter Codierung der Daten, die einer RS-Codierungsverarbeitung und einem Rahmensteuerkopf unterzogen werden, und zur Ausgabe an den Modulationsteil.
Kurzdarstellung
Die Ausführungsformen der Offenbarung sehen ein Signalverarbeitungsverfahren und eine Signalverarbeitungsvorrichtung sowie ein Speichermedium vor, die imstande sind, ein Signal mit einer hohen Bandnutzungsrate, Übertragungsrate, einer hohen Störfestigkeit hinsichtlich Intersymbolinterferenz (ISI) und Kanal-Fading-Festigkeit auszustatten.
Die technischen Lösungen in den Ausführungsformen der Offenbarung werden wie folgt implementiert.
Die Ausführungsform der Offenbarung sieht ein Signalverarbeitungsverfahren vor, das die folgenden Schritte enthält.
Daten von einer Verbindungsschicht werden empfangen und die Daten werden in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten geteilt. An den Frame-Steuerdaten und den Nutzlastdaten wird eine Kanalkodierung durchgeführt und die kanalkodierten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten werden auf einen Subträger moduliert.
Auf die modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten wird eine inverse schnelle Fourier-Transformation (Inverse Fast Fourier Transform, IFFT) bzw. Stromsteuerung angewendet, um so ein Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und ein Zeitdomänen-Nutzlastsymbol zu generieren.
Dem Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und dem Zeitdomänen-Nutzlastsymbol werden zyklische Präfixe (Cyclic Prefixes, CP) hinzugefügt, ein Zeitdomänen-Präambelsymbol wird hinzugefügt und anschließend eine Fensterung (Windowing) durchgeführt, um ein Übertragungssignal auf der physikalischen Schicht zu generieren.
In den obengenannten Lösungen enthält der Schritt, dass eine Kanalkodierung an den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten durchgeführt wird, die folgenden Teilschritte.
An den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten wird eine Turbokodierung durchgeführt.
An den turbokodierten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten wird ein Kanalinterleaving (Kanalverschränkung) durchgeführt.
An den kanalverschränkten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten wird ein Diversitätskopieren durchgeführt.
In den obengenannten Lösungen enthält das Verfahren vor dem Durchführen einer Turbocodierung an den Nutzlastdaten ferner: Scrambling der Nutzlastdaten.
In den obengenannten Lösungen enthält der Schritt, dass eine Turbokodierung an den Frame-Steuerdaten durchgeführt wird, den folgenden Teilschritt.
Die Frame-Steuerdaten werden unter Verwendung eines ersten Komponentenkodierers bzw. eines zweiten Komponentenkodierers kodiert, wobei ein Eingangssignal des zweiten Komponentenkodierers zuerst einem Turbointerleaving unterzogen wird.
In den obengenannten Lösungen wird das Turbointerleaving in Dual-Bits durchgeführt, wobei eine Interleavinglänge gleich einer Zahl von Dual-Bits einer ursprünglichen Datenblocklänge ist.
Wenn in den obengenannten Lösungen ein Kanalinterleaving an den turbokodierten Frame-Steuerdaten durchgeführt wird, werden Informationsbits und Prüfbits der Frame-Steuerdaten separat verschränkt, wobei, wenn die Informationsbits der turbokodierten Frame-Steuerdaten verschränkt werden, werden die Informationsbits desorganisiert, indem verschiedene Reihen in einem Column-in Row-out-Modus gelesen werden; und wenn die Prüfbits verschränkt werden, werden die Informationsbits desorganisiert, indem verschie-dene Reihen aus einer Offsetadresse in einem Column-in Row-out-Modus gelesen werden.
In den obengenannten Lösungen, wird, nachdem die Informationsbits und Prüfbits der Frame-Steuerdaten separat verschränkt wurden, ein Interleaving zwischen den Informationsbits und den Prüfbits durchgeführt.
Wenn in den obengenannten Lösungen ein Diversitätskopieren an den kanal-verschränkten Frame-Steuerdaten durchgeführt wird, werden Eingangsbitdaten zu einem Frequenzdomänensubträger kopiert und eine Kopiezahl nach Bedarf bestimmt, sodass eine Offset-differenz zwischen einem I-Pfad und einem Q-Pfad eingestellt wird. Wenn in den obenge-nannten Lösungen eine Turbokodierung an den Nutzlastdaten durchgeführt wird, werden ein Zustand eines Registers und eine Tail-Biting-Matrix im Komponentenkodierer zur Korrelation turbokodiert, wobei die Tail-Biting-Matrix durch die Größe eines physikalischen Blocks (PB) und ein erzeugendes Polynom des Komponentenkodierers bestimmt wird.
In den obengenannten Lösungen enthalten Daten der Verbindungsschicht eine Trägerabbildungstabelle, in der eine Kodierrate, ein Modulationsmodus, ein Kopiermodus und Informationen über die verwendete PB-Art für die physikalische Schicht spezifiziert sind; und die physikalische Schicht führt ein Kodieren in einem Modus durch, der in Indizes der Trägerabbildungstabelle spezifiziert ist.
Wenn in den obengenannten Lösungen ein Diversitätskopieren an den kanalverschränkten Nutzlastdaten durchgeführt wird, ist ein Verhältnis zwischen einer Kopierzahl und der Zahl von Interleavern zum Kopieren wie folgt.
Wenn eine Diversitätszahl gleich 2 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 8 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 4.
Wenn die Diversitätszahl gleich 4 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 8 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 2.
Wenn die Diversitätszahl gleich 5 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 10 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 2.
Wenn die Diversitätszahl gleich 7 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 14 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 2.
Wenn die Diversitätszahl gleich 11 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 11 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 1.
In den obengenannten Lösungen werden die Nutzlastdaten in mehrere Teile geteilt, die jeweils kopiert werden, wobei jeder Teil einen oder mehrere Interleaver aufweist. Des Weiteren dient ein Ergebnis, das durch den Interleaver ausgegeben wird, als Abbildungsadresse eines Subträgers während des Kopierens jedes Teils und verschiedene Interleaver werden für jedes Kopieren gewählt.
In den obengenannten Lösungen enthält der Schritt, dass die kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf einen Subträger moduliert werden, die folgenden Teilschritte.
Es wird eine Konstellationsabbildung an den kanalkodierten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten durchgeführt.
Die abgebildeten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten werden verwürfelt (gescrambelt) und auf einen entsprechenden Subträger moduliert.
In den obengenannten Lösungen werden, nachdem eine IFFT an den modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten durchgeführt wurde, die Realteile der Frame-Steuerdaten und der Nutzlastdaten, die einer IFFT unterzogen wurden, jeweils zur Durchführung einer Stromsteuerung herangezogen.
In den obengenannten Lösungen werden Phasenrotationsfaktoren den konstellationsabgebildeten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten hinzugefügt, ein Phasenrotationsreferenzwert wird pseudozufällig generiert,eine reelle Phase ist eine Referenzphase multipliziert mit π/4 und ein Scramblingschema mit der Formel
eingesetzt wird, wobei
(k) einen Konstellationspunkt eines gescrambelten Nutzlastdatums darstellt, k eine Trägerzahl darstellt, X(k) einen Konstellationspunkt eines nicht gescrambelten Nutzlastdatums darstellt und φ(k) einen zufällig generierten Rotationsfaktor darstellt und eine Gruppe von Folgen von Pseudozufallszahlen ist.
In den obengenannten Lösungen enthält die Referenzphase Träger 1 bis Träger 511.
Wenn in den obengenannten Lösungen Band 0 verwendet wird, besteht ein Bandbereich des Bandes 0 von 1,953 bis 11,96 MHz und die Anzahl von Trägern liegt zwischen 80 und 490. und wenn Band 1 verwendet wird, besteht ein Bandbereich des Bandes 1 von 2,441 bis 5,615 MHz und die Anzahl von Trägern liegt zwischen 100 und 230.
In den obengenannten Lösungen werden den Frame-Steuerdaten und den Nutzlastdaten CPs hinzugefügt, sodass ein OFDM-Symbol generiert wird, wobei OFDM-Symbole der Frame-Steuerdaten und der Nutzlastdaten eine Zeitdomänen-Punktzahl von 1024 haben, was einer Zeit von 40,96 µs entspricht; ein Roll-off-Intervall hat 124 Punkte, was einer Zeit von 4,96 µs entspricht; ein Schutzintervall der Frame-Steuerdaten hat 458 Punkte, was einer Zeit von 18,32 µs entspricht; ein Schutzintervall zwischen einem ersten Symbol und einem zweiten Symbol der Nutzlastdaten hat 458 Punkte, was einer Zeit von 18,32 µs entspricht; und ein Schutzintervall nach einem dritten Symbol der Nutzlastdaten hat 264 Punkte, was einer Zeit von 10,8 µs entspricht.
In den obengenannten Lösungen wird das Zeitdomänen-Präambelsymbol wie folgt generiert.
Ein Frequenzdomänen-Präambelsymbol wird in einer Frequenzdomäne gemäß einer Präambelphasentabelle generiert.
Eine IFFT wird auf das Frequenzdomänen-Präambelsymbol angewendet und ein Realteil wird zur Durchführung einer Stromsteuerung herangezogen, um das Zeitdomänen-Präambelsymbol zu generieren.
In den obengenannten Lösungen wird eine Präambelfolge in einer Frequenzdomäne gemäß einer Präambelphasentabelle mittels der Formel $\begin{matrix} X (k) = e^{j \frac{π}{8} ϕ (k)} & 0 \leq k \leq N - 1 \end{matrix}$
generiert, wobei X(k) eine Präambelfolge darstellt, die in einer Frequenzdomäne generiert wird, k ein Subträgersymbol ist, φ(k) eine zufällig generierte Referenzphase darstellt und eine entsprechende Phasennummer eine Gruppe von Folgen von Pseudozufallszahlen ist.
In den obengenannten Lösungen hat die Präambel ein Datenformat bestehend aus 10,5 „A“-Symbolen und 2,5 „-A“-Symbolen, wobei ein anfängliches halbes „A“-Symbol der 10,5 „A“-Symbole eine zweite Hälfte eines „A“-Symbols ist und ein abschließendes halbes „-A“-Symbol der 2,5 „-A“-Symbole eine erste Hälfte eines „-A“-Symbols darstellt.
In den obengenannten Lösungen ist eine Zeitdomänen-Punktzahl der Präambel 1024 und die Zeit ist 40,96 µs.
In den obengenannten Lösungen korreliert die Zahl von Frame-Steuersignalen mit einem verwendeten Band, wobei, falls das Band 0 verwendet wird, die Anzahl von Frame-Steuersignalen 4 beträgt; und falls das Band 1 verwendet wird, die Anzahl von Frame-Steuersignalen 12 beträgt.
Die Offenbarung betrifft auch ein Signalverarbeitungsverfahren, das folgende Schritte enthält.
Ein Datensignal wird von einem analogen Frontend empfangen und anschließend das Datensignal verstärkt.
Eine Takt/Frame-Synchronisation wird an dem verstärkten Datensignal durchgeführt.
Eine Fourier-Transformation wird auf das Datensignal angewendet, das einer Takt/Frame-Synchronisation unterzogen wurde.
Das Datensignal, auf das eine Fourier-Transformation angewendet wurde, wird demoduliert, um so einen Frame-Steuerungsausgang und einen Nutzlastausgang zu generieren.
In den obengenannten Lösungen enthält der Schritt, dass das Datensignal, auf welches eine Fourier-Transformation angewendet wurde, demoduliert wird, die folgenden Teilschritte.
Das Datensignal, auf welches eine Fourier-Transformation angewendet wurde, wird in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten geteilt.
An den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten wird eine Diversitätskombination durchgeführt.
An den diversitätskombinierten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten wird ein Kanal-Deinterleaving durchgeführt.
An den Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten nach dem Kanal-Deinterleaving wird eine Turbodekodierung durchgeführt.
Turbodekodierte Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten werden jeweils ausgegeben.
In den obengenannten Lösungen enthält das Verfahren, nachdem eine Turbodekodierung an den Nutzlastdaten durchgeführt wurde, ferner ein Descrambling der turbodekodierten Nutzlastdaten.
Die Ausführungsform der Offenbarung sieht auch eine Signalverarbeitungsvorrichtung vor, enthaltend:

- einen ersten Speicher, der zum Speichern eines ausführbaren Programms konfiguriert ist; und
- einen ersten Prozessor, der zum Implementieren der folgenden Operationen konfiguriert ist durch Ausführen des ausführbaren Programms, das im ersten Speicher gespeichert ist:
- - Empfangen von Daten von einer Verbindungsschicht und Teilen der Daten in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten;
- - Durchführen einer Kanalkodierung an den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten und Modulieren der kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf einen Subträger;
- - Anwendung einer IFFT auf die modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten bzw. Durchführen einer Stromsteuerung, um so ein Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und ein Zeitdomänen-Nutzlastsymbol zu generieren; und
- - Hinzufügen von CPs und einem Zeitdomänen-Präambelsymbol zum Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und zum Zeitdomänen-Nutzlastsymbol und dann Durchführen einer Fensterung, um so ein Übertragungssignal auf der physikalischen Schicht zu generieren.

Die Ausführungsform der Offenbarung sieht auch eine Signalverarbeitungsvorrichtung vor, enthaltend:

- einen zweiten Speicher, der zum Speichern eines ausführbaren Programms konfiguriert ist; und
- einen zweiten Prozessor, der zum Implementieren der folgenden Operationen konfiguriert ist durch Ausführen des ausführbaren Programms, das im zweiten Speicher gespeichert ist:
- - Empfangen eines Datensignals von einem analogen Frontend und dann Verstärken des Datensignals;
- - Durchführen einer Takt/Frame-Synchronisation an dem verstärkten Datensignal;
- - Anwendung einer Fourier-Transformation auf das Datensignal, das einer Takt/Frame-Synchronisation unterzogen wurde; und
- - Demodulieren des Datensignals, das einer Fourier-Transformation unterzogen wurde, um so einen Frame-Steuerungsausgang und einen Nutzlastausgang zu generieren.

Die Ausführungsform der Offenbarung sieht auch ein Speichermedium vor, das ein ausführbares Programm speichert, wobei, wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, der Prozessor die folgenden Operationen ausführt:

- Empfangen von Daten von einer Verbindungsschicht und Teilen der Daten in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten;
- Durchführen einer Kanalkodierung an den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten und Modulieren der kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf einen Subträger;
- Anwendung einer IFFT auf die modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten bzw. Durchführen einer Stromsteuerung, um so ein Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und ein Zeitdomänen-Nutzlastsymbol zu generieren; und
- Hinzufügen von CPs und einem Zeitdomänen-Präambelsymbol zum Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und zum Zeitdomänen-Nutzlastsymbol und dann Durchführen einer Fensterung, um so ein Übertragungssignal auf der physikalischen Schicht zu generieren.

- Empfangen eines Datensignals von einem analogen Frontend und dann Verstärken des Datensignals;
- Durchführen einer Takt/Frame-Synchronisation an dem verstärkten Datensignal;
- Anwendung einer Fourier-Transformation auf das Datensignal, das einer Takt/Frame-Synchronisation unterzogen wurde; und
- Demodulieren des Datensignals, auf das eine Fourier-Transformation angewendet wurde, um so einen Frame-Steuerungsausgang und einen Nutzlastausgang zu generieren.

Das Signalverarbeitungsverfahren gemäß der Offenbarung hat eine hohe Bandnutzungsrate, eine hohe Übertragungsrate, Übertragungsrate, Störfestigkeit hinsichtlich Intersymbolinterferenz (ISI) und Kanal-Fading-Festigkeit. Die Offenbarung, die Schemata wie Turbokodierung und Kanalinterleaving verwendet, hat ein hohes Fehlerkorrekturvermögen und eine hohe Kanal-Fading-Festigkeit, führt ein Diversitätskopieren zum Senden verschiedener Kopien derselben Daten aus, erhöht die Diversitätsverstärkung eines Systems und verbessert die Robustheit des Systems. Während der Konstellationsabbildung wird ein pseudozufälliger Phasenrotationsfaktor hinzugefügt, sodass die Phase eines OFDM-Symbols randomisiert ist. Daher ist das Verhältnis von Scheitelwert zu Durchschnittswert des OFDM-Symbols verringert und die Leistungsverstärkungseffizienz des Systems kann verbessert werden.
Figurenliste

1 ein Blockdiagramm eines Generierungsablaufs eines Übertragungssignals auf der physikalischen Schicht gemäß der Offenbarung;
2 eine beispielhafte Ausführungsform einer Empfangsdemodulierung entsprechend einem Frame-Signal gemäß der Offenbarung;
3 ein Bedienungsmodul der physikalischen Schicht gemäß der Offenbarung;
4 ein Strukturdiagramm von Frame-Daten gemäß der Offenbarung;
5 ein Flussdiagramm eines Vorwärts-Fehlerkorrekturcodes von Frame-Steuerdaten gemäß der Offenbarung;
6 ein Flussdiagramm eines Vorwärts-Fehlerkorrekturcodes von Nutzlastdaten gemäß der Offenbarung;
7 ein Strukturdiagramm eines Turbokodierers gemäß der Offenbarung;
8 ein Strukturdiagramm eines Turbokomponentenkodierers gemäß der Offenbarung;
9 ein Flussdiagramm eines Scrambelns gemäß der Offenbarung;
10 ein schematisches Formatdiagramm von Präambeldaten gemäß der Offenbarung;
11 eine Zeitdomänengrafik einer Präambelfolge, die unter Verwendung einer Präambelphasentabelle gemäß der Offenbarung generiert wird;
12 eine Eigenkorrelationscharakteristik einer Präambelfolge, die unter Verwendung einer Präambelphasentabelle gemäß der Offenbarung generiert wird;
13 eine Zeitdomänengrafik einer Frame-Steuerfolge, die unter Verwendung einer Frame-Steuer- und Nutzlastphasentabelle gemäß der Offenbarung generiert wird;
14 eine Eigenkorrelationscharakteristik einer Frame-Steuerfolge, die unter Verwendung einer Frame-Steuer- und Nutzlastphasentabelle gemäß der Offenbarung generiert wird,
15 eine Parameterdefinitionsgrafik während des Diversitätskopierens gemäß der Offenbarung;
16 eine Ausführungsform während des Diversitätskopierens gemäß der Offenbarung;
17 eine Zeitabfolge eines OFDM-Symbols gemäß der Offenbarung.

Die Offenbarung wird in der Folge mit den Zeichnungen und speziellen Ausführungsformen näher veranschaulicht, sodass Fachleute auf dem Gebiet die Offenbarung besser verstehen und die Offenbarung implementieren können, aber die Ausführungsformen dienen nicht der Einschränkung der Offenbarung.
Die OFDM-Technologie implementiert eine parallele Datenübertragung durch Konvertieren eines seriellen Hochgeschwindigkeitsübertragungsdatenstroms in parallele Niedergeschwindigkeitsdatenströme und Modulieren von Daten in den parallelen Niedergeschwindigkeitsdatenströmen auf wechselseitig orthogonale Subträger. Die OFDM-Technologie hat die Vorteile einer hohen Störfestigkeit hinsichtlich Intersymbolinterferenz, einer hohen Fading-Festigkeit, eines hohen Burst-Rauschwiderstands und einer hohen Spektrumnutzungsrate. Mit Hilfe der Stromleitungskanalkennung kann einer Dämpfung eines Stromleitungskanals und verschiedener eingeführter Geräusche und Störungen in einer PLC durch Verwendung der OFDM-Technologie widerstanden werden, um so Anforderungen intelligenter Stromnetze etwa bezüglich Zuverlässigkeit, Sicherheit, Pünktlichkeit zu erfüllen.
Die Offenbarung sieht vorwiegend ein Verfahren zum Generieren eines auf OFDMberuhenden PLC-Übertragungssignals auf der physikalischen Schicht vor.
Kommunikationsbänder, die in der Offenbarung verwendet werden, sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1: Kommunikationsband

Band Bandbereich (MHz) Mindestanzahl von Trägern Höchstanzahl von Trägern

0 1,953-11,96 80 490

1 2,441-5,615 100 230

2-4 Reserviert - -
Hier sind Band 0 und Band 1 aktuell verwendete Bänder und Bänder 2 bis 4 sind reservierte Bänder.

Ein OFDM-Symbol, das in der Offenbarung verwendet wird, wird einer auf 25MHz beruhenden Taktabtastung in der Zeitdomäne unterzogen und eine Zeitdomänen-Punktzahl dafür ist wie in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: OFDM-Symbolkenngröße

Symbolparameter	Zeitdomänen-Punktzahl	Zeit (µs)
Präambel-IFFT-Länge	1024	40,96
Frame-Steuerungs-/Nutzlastdaten-IFFT-Länge	1024	40,96
Roll-off-Intervall	124	4,96
Schutzintervall der Frame-Steuerung	458	18,32
Schutzintervall zwischen ersten und zweiten Symbolen von Nutzlastdaten	458	18,32
Schutzintervall hinter dem dritten Symbol von Nutzlastdaten	264	10,8
CP der Frame-Steuerung	582	23,28
CPs der ersten und zweiten Symbole von Nutzlastdaten	582	23,28
CP hinter dem dritten Symbol von Nutzlastdaten	388	15,52

Ein Übertragungssignal in einer physikalischen Schicht in der Offenbarung besteht strukturell aus einer Präambel, einer Frame-Steuerung und einer Nutzlast, wobei die Präambel aus 13 OFDM-Symbolen besteht und ein Datenformat wie in 10 dargestellt aufweist. D. h. die Präambel hat ein Datenformat bestehend aus 10,5 „A“-Symbolen und 2,5 „-A“-Symbolen, wobei ein anfängliches halbes „A“-Symbol der 10,5 „A“-Symbole eine zweite Hälfte eines „A“-Symbols ist und ein abschließendes halbes „-A“-Symbol der 2,5 „-A“-Symbole eine erste Hälfte eines „-A“-Symbols darstellt. Bei dem „A“-Symbol und dem „-A“-Symbol handelt es sich um OFDM-Symbole. Die Zahl von Symbolen, die in einem Frame-Steuerungssignal verwendet wird, ist in Tabelle 3 dargestellt. Es werden 4 Frame-Steuersymbole in Band 0 verwendet und 12 Frame-Steuersymbole in Band 1 verwendet. Tabelle 3: Frame-Steuerungszahl

Band Bandbereich (MHz) Frame-Steuerungszahl

0 1,953-11,96 4

1 2,441-5,615 12

2-4 Reserviert --
Wie in 1 dargestellt, enthält das Verfahren zum Generieren eines auf OFDM beruhenden PLC-Übertragungssignals auf der physikalischen Schicht in der Offenbarung die folgenden speziellen Implementierungsschritte.
In Schritt 1 empfängt eine physikalische Schicht eine Eingabe von einer Datenverbindungsschicht, insbesondere eine Eingabe von einer Medienzugangssteuerungs- (Media Access Control, MAC) Teilschicht.
In Schritt 2 teilt die physikalische Schicht Daten aus der MAC-Teilschicht in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf, wobei die Frame-Steuerdaten und die Nutzlastdaten separat kodiert werden.
In Schritt 3 werden die Frame-Steuerdaten kodiert.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Vorwärts-Fehlerkorrekturcodes einer Frame-Steuerung. Aus dieser Figur ist erkennbar, dass ein Frame-Steuerungskodierungsablauf wie folgt abläuft: Durchführen einer Turbokodierung, anschließend Durchführen eines Kanalinterleavings und schließlich Durchführen eines Diversitätskopierens. Der Frame-Steuerungskodierungsablauf enthält insbesondere die folgenden Schritte.
In Schritt 3a) wird eine Turbokodierung der Frame-Steuerdaten durchgeführt.
Die Länge eines Turbokodierungsblocks einer Frame-Steuerung ist PB16, eine Coderate ist 1/2 und ein abschließender Turboausgang ist 256 Bits, wo die ersten 128 Bits Informationscodes sind und die letzten 128 Bits Prüfcodes sind. 7 ist ein Strukturdiagramm eines Turbokodierers. Der Arbeitsablauf des Turbokodierers ist: jedes Mal, wenn ein Paar von Informationsbits [u0,u1] eingegeben wird, gibt ein Ausgangssystem dieses Paar von Informationsbits aus und in der Zwischenzeit gibt ein erster Komponentenkodierer ein Prüfbit p0 gemäß dem Eingangsbitpaar [u0,u1] aus; und die zwei Eingangsinformationsbits [u0,u1] werden über einen Turbo-Interleaver in einen zweiten Komponentenkodierer eingegeben und ein Prüfbit q0 wird ausgegeben. Der Eingang [u0,u1] wird auf [u0,u1,p0,q0] durch Turbokodierung kodiert. Der Turbo-Interleaver wird zum Interleaving ursprünglicher Daten verwendet, die dann als Eingang des zweiten Komponentenkodierers dienen. Der Turbo-Interleaver führt ein Interleaving in Dual-Bits aus, wobei eine Interleavinglänge gleich einer Zahl von Dual-Bits einer ursprünglichen Datenblocklänge ist, wobei sich das Dual-Bit auf zwei Bits bezieht, und während des Interleavings werden zwei Bits als eine Einheit für das Interleaving herangezogen. Aufgrund des Interleavings in Dual-Bits ist die Interleavinglänge gleich einer Gruppe von Dual-Bits. Falls eine Datenbitzahl 128 ist und 2 Bits als eine Einheit angenommen werden, ist die Interleavinglänge gleich 64.
8 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Komponentenkodierers. In der Ausführungsform wird eine Binärkodierung verwendet, es sind drei Zustandsregister vorhanden, wobei ein erzeugendes Polynom davon als G = [15 13 11] angegeben werden kann und einem binären Polynom [1111,1101,1011] entspricht.
In Schritt 3b) wird ein Kanalinterleaving an den turbokodierten Frame-Steuerdaten ausgeführt.
Die Abfolge von Dateninformationsbits und Prüfbits, die durch Turbokodierung generiert wird, ist mit jener vor dem Kodieren identisch und die Informationsbits liegen vor den Prüfbits.
Falls K die Zahl von Informationsbits darstellt, stellt N-K die Zahl von Prüfbits dar. K Informationsbits werden in vier Teilblöcke geteilt, wobei die Größe jedes Teilblocks K/4 Bits ist; und N-K Prüfbits werden in vier Teilblöcke geteilt und die Größe jedes Teilblocks ist (N-K)/4 Bits.
Wenn Informationscodes verschränkt werden, werden die Informationscodes, die durch Turbokodierung ausgegeben werden, in einen Matrixspeicherraum geschrieben, ein Kodierer gibt der Reihe nach einen ersten Block (K/4 Bit) Informationsbits in einen Block 1 aus, gibt einen zweiten Block (K/4 Bit) in einen Block 2 aus, gibt einen dritten Block (K/4 Bit) in einen Block 3 aus und gibt einen vierten Block (K/4 Bit) in einen Block 4 aus. Die Informationsbits werden äquivalent in einer K/4-Reihen 4-Spalten-Matrix gespeichert, wo die erste Spalte den Block 1 darstellt, die zweite Spalte den Block 2 darstellt, die dritte Spalte den Block 3 darstellt und die vierte Spalte den Block 4 darstellt. Während des Interleavings werden vier Bits in jeder Reihe gleichzeitig ausgelesen. Wenn Daten aus der Matrix ausgelesen werden, beginnend mit Reihe 0 wird eine Interleaving-Schrittweite (StepSize) immer dann erhöht, wenn eine erste Reihenadresse gelesen wird, sodass eine Lesefolge der Reihenadresse der ersten Runde (0, StepSize, 2*StepSize, ...) ist; sobald [K/4]/StepSize-Reihen gelesen sind, ist das Ende der Matrix erreicht und dann wird eine nächste Leserunde einer ersten Adresse einer Reihe mit 1 hinzugefügt; dann wird eine Interleaving-StepSize immer dann erhöht, wenn eine Reihenadresse gelesen ist, [K/4]/StepSize-Reihen werden gelesen und dann wird wieder das Ende erreicht; eine Lesefolge der Reihenadresse der zweiten Runde ist (1, 1+StepSize, 1+2*StepSize, ...) und anschließend wird eine Reihenadresse der dritten Runde mit 1 hinzugefügt, sodass sie 2 ist; und durch diese Analogie sind alle Reihen nach StepSize vielen Runden vollständig gelesen.
Wenn die Prüfcodes verschränkt sind, ist ein Modus zum Speichern der Prüfcodes in einem Matrixspeicherraum derselbe wie ein Modus zum Speichern der Informationscodes. Wenn eine Coderate 1/2 ist, ist ein Prüfbit-Leseverfahren einem Informationsbit-Leseverfahren ähnlich. Der Unterschied liegt darin, dass die Prüfbits das erste Mal beginnend von einer Reihe gelesen werden, die durch einen Interleavingoffset definiert ist, und eine Interleavingschrittweite ist StepSize. In der vorliegenden Ausführungsform ist T=(N-K)/4 definiert, eine Lesefolge einer Reihe der ersten Runde ist (offset, (offset+StepSize) mod T, (offset+2*StepSize)mod T, ...), dann wird eine erste Reihe der zweiten Runde mit 1 hinzugefügt, StepSize-1-Runden werden wiederholt und schließlich sind StepSize viele Runden vollendet. T/StepSize-Reihen von Daten werden in jeder der StepSize vielen Runden gelesen, wobei insgesamt T Reihen von Daten gelesen werden. Wenn eine Coderate 16/18 ist, wird ein Reihen-Pointer nach dem Lesen in jeder Runde nicht initialisiert, sondern mit dem Lesen wird kontinuierlich für (offset, (offset+StepSize)mod T, (offset+2*StepSize)mod T, ...) begonnen, bis T Reihen vollständig gelesen sind.
Sobald die Informationsbits und die Prüfbits separat verschränkt sind, ist es notwendig, mit der Durchführung eines Interleavings zwischen den Informationsbits und den Prüfbits fortzufahren. Es sind verschiedene Interleavingmodi gemäß verschiedenen Coderaten eingestellt. Wenn zum Beispiel eine Coderate 1/2 ist, sind die ersten vier ausgegebenen Bits Informationscodes und die folgenden vier Bits sind Prüfcodes und so weiter. Nach dem Interleaving wird eine Verschiebung in 4 Bits ausgeführt und die Abfolge wird alle zwei Vier-Bits angepasst.
In Schritt 3c) wird ein Diversitätskopieren an den kanalverschränkten Frame-Steuerdaten durchgeführt.
Diversitätskopieren ist ein Kopieren eingegebener ursprünglicher Bitdaten in verschiedene Frequenzdomänensubträger, was zu einer weiteren Konstellationspunktabbildung beiträgt. Falls eine Eingangsbitzahl einer Frame-Steuerung 256 ist, ist eine Offsetdifferenz zwischen einer I-Pfadadresse und einer Q-Pfadadresse mit 128 zum Kopieren eingestellt; falls vier Frame-Steuerungs-OFDM-Symbole verwendet werden, ist ein I-Pfad-Offset des ersten Frame-Steuersymbols 0, ein Q-Pfad-Offset des ersten Frame-Steuersymbols ist 128, ein I-Pfad-Offset des zweiten Frame-Steuersymbols ist 192, ein Q-Pfad-Offset des zweiten Frame-Steuersymbols ist 64, ein I-Pfad-Offset des dritten Frame-Steuersymbols ist 160, ein Q-Pfad-Offset des dritten Frame-Steuersymbols ist 32, ein I-Pfad-Offset des vierten Frame-Steuersymbols ist 96 und ein Q-Pfad-Offset des vierten Frame-Steuersymbols ist 224. Der Offset bedeutet: während des Kopierens des ersten Frame-Steuersymbols sind Daten, die auf einen a-ten Träger kopiert werden, die ((a+offset) mod 256)-ten.
In der Offenbarung ist bei Band 0 eine verfügbare Subträgerzahl einer Frame-Steuerung 411, die Anzahl von Subträgern ist zwischen 90 und 490, es wird ein QPSK-Modulationsmodus verwendet sowie vier Frame-Steuersymbole. I-Pfad- und Q-Pfad-Offsetwerte sind in Tabelle 4 dargestellt. Bei Band 1 ist eine verfügbare Subträgerzahl einer Frame-Steuerung 131, die Anzahl von Subträger ist zwischen 100 und 230, es wird ein QPSK-Modulationsmodus verwendet sowie 12 Frame-Steuersymbole. I-Pfad- und Q-Pfad-Offset sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 4: I-Pfad- und Q-Pfad-Offset der Frame-Steuerung bei Band 0

Symbol 1 2 3 4

I-Pfad 0 192 160 96

Q-Pfad 128 64 32 224

Tabelle 5: I-Pfad- und Q-Pfad-Offset der Frame-Steuerung bei Band 1

Symbol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

I-Pfad 0 192 160 96 144 80 46 240 24 184 136 40

Q-Pfad 1 64 32 224 16 208 176 112 152 56 8 168

2

8
In Schritt 4 werden die Nutzlastdaten kodiert.
Die Turbokodierung einer Frame-Steuerung unterstützt nur PB16 und eine Coderate 1/2 und die Turbokodierung einer Nutzlast unterstützt Modi wie PB72, PB136 und PB256 und unterstützt zwei Coderaten 1/2 und 16/18. Während der Turbokodierung jedoch sind ein Kodierungsschema und ein Ablauf für die Nutzlast dieselben wie jene für die Frame-Steuerung, während Kodierungsparameter unterschiedlich sind.
6 ist ein Flussdiagramm eines Vorwärts-Fehlerkorrekturcodes der Nutzlast. In dieser Figur ist erkennbar, dass ein Nutzlast-Kodierungsablauf wie folgt ist: Durchführen eines Scramblings, Durchführen einer Turbokodierung, dann Durchführen eines Kanalinterleavings und schließlich Durchführen eines Diversitätskopierens. Der Ablauf enthält im Speziellen folgende Schritte.
In Schritt 4a) werden Nutzlastdaten gescrambelt.
Ein Scramblingschema ist: Ausführen einer exklusiven ODER-Operation an einem Datenstrom und einer wiederholten pseudozufälligen Rauschfolge. Ein Scramblingpolynom der pseudozufälligen Rauschfolge wird durch ein primitives Polynom erzeugt. Ein Beispiel für das Scramblingpolynom ist $s (x) = x^{10} + x^{3} + 1.$
Die obenstehende Formel zeigt, dass bei jeder Eingabe eines Datums das Scramblingpolynom ein Bit nach links verschoben wird, die XOR-Operation am dritten und zehnten Bit ausgeführt wird und die XOR-Operation auch an einem ausgegebenen Ergebnis und eingegebenen Daten ausgeführt wird, sodass Ausgangsdaten erhalten werden können. Das Flussdiagramm ist in 9 dargestellt.
In Schritt 4b) wird eine Turbokodierung an den gescrambelten Nutzlastdaten durchgeführt.
Während der Turbokodierung an der Nutzlast ist das verwendete Kodierungsschema ähnlich dem Kodierungsschema für eine Frame-Steuerung. Jedes Mal, wenn ein Paar von Informationsbits [u0,u1] eingegeben wird, gibt ein Ausgangssystem dieses Paar von Informationsbits aus und in der Zwischenzeit gibt ein erster Komponentenkodierer ein Prüfbit p0 gemäß dem Eingangsbitpaar [u0,u1] aus; und die zwei Eingangsinformationsbits [u0,u1] werden über einen Turbo-Interleaver in einen zweiten Komponentenkodierer eingegeben und ein Prüfbit q0 wird ausgegeben. Der Eingang [u0,u1] wird zu [u0,u1,p0,q0] turbokodiert.
Der Komponentenkodierer der Nutzlastdaten ist derselbe wie der Komponentenkodierer der Frame-Steuerung und ein Polynom [15,13,11] kann noch verwendet werden, wobei ein Verfahren zum Berechnen eines Zustandsregisters des Komponentenkodierers wie folgt ist: zuerst wird ein Anfangszustand als S0=[S01,S02,S03] = [0,0,0] eingestellt; ein Informationscode wird eingegeben, bis das letzte Bit eingegeben ist; ein Komponentenkodierer 1 gibt einen Informationscode direkt ein, um so einen abschließenden Zustand des Zustandsregisters zu erhalten, und ein Komponentenkodierer 2 gibt einen Informationscode über einen Turbo-Interleaver ein, um so einen abschließenden Zustand des Zustandsregisters zu erhalten, wobei der abschließende Zustand des Registers durch SN=[SN1,SN2,SN3] angegeben ist; und schließlich wird eine Tail-Biting-Matrix des Zustandsregisters gemäß einer PB-Größe bestimmt, falls die PB-Größe 264 ist, ist die Tail-Biting-Matrix $M = [\begin{matrix} 1 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 1 \\ 1 & 1 & 0 \end{matrix}],$
und Ŝ0 = SN*M dient als anfänglicher Zustand des Komponentenkodierers.
Das Turbointerleaving von Nutzlastdaten unterstützt Modi wie PB72, PB136, PB264 und PB520, wobei PB72, PB136 und PB264 eine Coderate von 1/2 unterstützen und PB520 zwei Coderaten von 1/2 und 16/18 unterstützt. Das Turbointerleaving wird in Dual-Bits durchgeführt, wobei die Länge eines Interleavers gleich der Zahl von Dual-Bits einer ursprünglichen Datenblocklänge ist. Verschiedene PBs entsprechen verschiedenen Interleavinglängen, wie in Tabelle 6 dargestellt. Tabelle 6 Turbolnterleavingparametertabelle

PB (Bytes) N M L

16 8 8 64

72 18 16 288

136 34 16 544

264 33 32 1056

520 40 52 2080

Die Turbointerleavingadressenabbildung ist definiert als:

I (x) = [S (x mod N) - (x div N) * N + L] mod L, x = 0,1, \dots, L

wobei I(x) eine Turbointerleavingadressenabbildung darstellt, S ( ) eine Nachschlagetabelle darstellt, mod eine Modulo-Operation darstellt, div eine exakte Divisionsoperation darstellt, N die Länge eines Interleavingblocks darstellt und L eine Interleavinglänge von Dual-Bits darstellt, wobei Nachschlagetabellen von S von PB16, PB72, PB136, PB264 und PB520 respektive in den Tabellen 7 bis 11 dargestellt sind. Tabelle 7: S Nachschlagetabelle von PB16

x	0	1	2	3	4	5	6	7
S(x)	53	20	9	32	62	39	51	18

Tabelle 8: S Nachschlagetabelle von PB72

x	0	1	2	3	4	5	6	7
S(x)	1	200	255	166	221	132	187	98
x	8	9	10	11	12	13	14	15
S(x)	153	64	119	30	85	284	51	250
x	16	17
S(x)	17	21 6

Tabelle 9: S Nachschlagetabelle von PB136

x	0	1	2	3	4	5	6	7
S(x)	383	68	262	180	484	363	302	152
x	8	9	10	11	12	13	14	15
S(x)	405	529	97	11	333	509	40	198
x	16	17	18	19	20	21	22	23
S(x)	236	454	428	124	273	493	73	389
x	24	25	26	27	28	29	30	31
S(x)	162	293	2	211	467	252	411	183
x	32	33
S(x)	310	86

Tabelle 10: S Nachschlagetabelle von PB264

x	0	1	2	3	4	5	6	7
S(x)	309	175	737	667	1024	224	622	962
x	8	9	10	11	12	13	14	15
S(x)	527	845	926	1052	366	54	249	784
x	16	17	18	19	20	21	22	23
S(x)	108	551	410	479	823	866	442	654
x	24	25	26	27	28	29	30	31
S(x)	321	33	85	610	730	765	1038	352
x	32
S(x)	954

Tabelle 11: S Nachschlagetabelle von PB520

x	0	1	2	3	4	5	6	7
S(x)	1183	32	425	1434	165	331	1574	1039
x	8	9	10	11	12	13	14	15
S(x)	1084	1332	1513	536	213	1908	761	1231
x	16	17	18	19	20	21	22	23
S(x)	1659	476	1842	809	2007	895	1717	1950
x	24	25	26	27	28	29	30	31
S(x)	101	937	618	1606	704	1786	570	843
x	32	33	34	35	36	37	38	39
S(x)	349	2038	1102	1260	235	40	648	1347

In Schritt 4c) wird ein Kanalinterleaving an den turbokodierten Nutzlastdaten durchgeführt.
Der Kanalinterleavingmodus einer Nutzlast ist einem Kanalinterleavingmodus von Frame-Steuerdaten ähnlich. Der Unterschied liegt darin, dass ein Datenblockmodus, der durch das Kanalinterleaving für Frame-Steuerdaten unterstützt wird, PB16 ist, eine Coderate 1/2 ist und ein Kanalinterleaving für Nutzlastdaten Datenblockmodi wie B72, PB135, PB264 und PB520 unterstützt, wobei PB72, PB136 und PB264 die Coderate 1/2 unterstützen, PB520 zwei Coderaten von 1/2 und 16/18 unterstützt, verschiedene Prüfbitversätze gemäß verschiedenen PB-Modi während des Kanalinterleavings vorhanden sein können und ein Kanalinterleavingparameter in Tabelle 12 wählen kann, wobei PB16 ein Kanalinterleavingmodus einer Frame-Steuerung ist. Tabelle 12: Kanalinterleavingparameter

PB-Größe (Bytes) Coderate Interleaving-offset Interleavingschrittgröße (StepSize)

16 1/2 16 4

72 1/2 72 16

136 1/2 136 16

264 1/2 264 16

520 1/2 520 16

520 16/18 60 11
In Schritt 4d) wird ein Diversitätskopieren an den kanalverschränkten Nutzlastdaten durchgeführt.
Da die Frame-Steuerung nur PB16 und eine Coderate 1/2 unterstützt, wird eine Bitzahl der Frame-Steuerung bestimmt, eine Symbolzahl wird vorbestimmt und auch ein Offset wird vorbestimmt, sodass eine Kopierposition entsprechend dem Diversitätskopieren an der Frame-Steuerung ebenso bestimmt wird.
Die Zahl von Symbolen, die für ein Diversitätskopieren an einer Nutzlast erforderlich ist, ein Offset, der beim Kopieren verwendet wird, und dergleichen werden nach Parametern wie der Größe eines Datenblocks, einer Kodierrate und einer Kopierzahl bestimmt und ein Kopierschema wird nach bekannten Parametern und berechneten Parametern bestimmt.

Das Diversitätskopieren wird für Diversität und Abbildung ursprünglicher Signale verwendet und wenn eine Diversitätszahl 1 ist, kann diese Verbindung unterlassen werden. Eine physikalische Schicht empfängt MAC-Teilschichtinformationen gemäß einem Bedienungsmodell in 3, wobei die MAC-Teilschichtinformationen eine Trägerabbildungstabelle, eine Kodierrate der physikalischen Schicht, einen Modulationsmodus, eine Diversitätskopierzahl und verwendete Informationen vom PB-Typ enthalten, wie in der Trägerabbildungstabelle spezifiziert, und die physikalische Schicht ein Diversitätskopieren gemäß den Modi durchführt, die in der Trägerabbildungstabelle vorgesehen sind. Ein Diversitätskopiergrundmodus, der in der Offenbarung unterstützt wird, ist in Tabelle 13 dargestellt, und ein unterstützter, erweiterter Diversitätskopiermodus ist in Tabelle 14 dargestellt. Tabelle 13: Diversitätskopierengrundmodus

Modusnummer	Name des Diversitätskopiermodus	PB-Größe (Bytes)	Diversitätszahl	Modulationsmodus	Coderate	PB-Nummer
0	Modus 0	520	4	QPSK	1/2	1-4
1	Modus 1	520	2	QPSK	1/2	1-4
2	Modus 2	136	5	QPSK	1/2	1-4
3	Modus 3	136	11	BPSK	1/2	1-4
4	Modus 4	136	7	BPSK	1/2	1-4
5	Modus 5	136	11	QPSK	1/2	1-4
6	Modus 6	136	7	QPSK	1/2	1-4
7	Modus 7	520	7	BPSK	1/2	1-3
8	Modus 8	520	4	BPSK	1/2	1-4
9	Modus 9	520	7	QPSK	1/2	1-4
10	Modus 10	520	2	BPSK	1/2	1-4
11	Modus 11	264	7	QPSK	1/2	1-4
12	Modus 12	264	7	BPSK	1/2	1-4
13	Modus 13	72	7	QPSK	1/2	1-4
14	Modus 14	72	7	BPSK	1/2	1-4

Tabelle 14: Erweiterter Diversitätskopiermodus

Nummer des erweiterten Modus	Name	PB-Art (Bytes)	Diversitätszahl	Modulations-modus	Coderate	PB-Nummer
1	Erweiterter Modus 1	520	1	16QAM	16/18	1-4
2	Erweiterter Modus2	520	2	16QAM	16/18	1-4
3	Erweiterter Modus3	520	1	16QAM	1/2	1-4
4	Erweiterter Modus4	520	2	16QAM	1/2	1-4
5	Erweiterter Modus5	520	4	16QAM	1/2	1-4
6	Erweiterter Modus6	520	1	QPSK	1/2	1-4
10	Erweiterter Modus10	136	5	16QAM	1/2	1-4
11	Erweiterter Modus11	136	2	QPSK	1/2	1-4
12	Erweiterter Modus12	136	2	16QAM	1/2	1-4
13	Erweiterter Modus13	136	1	QPSK	1/2	1-4
14	Erweiterter Modus14	136	1	16QAM	1/2	1-4

In der Offenbarung sind während des Diversitätskopierens die Zahl von Interleavern zum Kopieren und ein Interleavingschema eines Interleavers gemäß einer Kopierzahl vorgesehen, wobei die Zahl von Interleavern in Tabelle 15 dargestellt ist. Das Interleavingschema ist: Bestimmen einer Interleavinglänge gemäß der Zahl von praktisch verfügbaren Subträgern und der Zahl von Interleavern und Durchführen eines Interleavings in einem Row-in Column-out-Modus. Tabelle 15: Diversitätszahl- und Interleavingzahl-Abbildungstabelle

Diversitätszahl 2 4 5 7 11

Zahl von Interleavern 8 8 10 14 11

Zahl von Interleavern in jedem Teil 4 2 2 2 1
Während des Diversitätskopierens ist es notwendig, Parameter während des Kopierens zu berechnen, wobei Parameter, die durch die physikalische Schicht gemäß den Trägerabbildungstabelleninformationen erhalten werden können, enthalten: eine Nutzlastkodierrate der physikalischen Schicht, eine Diversitätszahl und eine verwendete PB-Art. Parameter, die während des Diversitätskopieren erforderlich sind, können mit Hilfe der Parameter berechnet werden, die in der Trägerabbildungstabelle, wie in 15 dargestellt, erhalten werden, wobei PadBitsNum die Zahl von Bits darstellt, die während des Kopierens zu füllen sind. Es wird vorgeschlagen, dass N-Diversitätskopien vorhanden sind. Daten der ersten Diversität stammen von Bit 0 bis Bit PadBitsNum-1, Daten der zweiten Diversität stammen von Bit PadBitsNum bis Bit 2*PadBitsNum-1 und die N-te Diversität wird analogisiert. UsedCarrierNum stellt die Zahl tatsächlich verwendeter Träger dar, die gemäß der Zahl von Interleavern bestimmt wird, CarrierNumPerGroup stellt die Zahl von Subträgern in jedem Teil dar, CarrierNumPer-Inter stellt die Zahl von Subträgern entsprechend jedem Interleaver dar und BitsInLastOFDM stellt eine Bitzahl ursprünglicher Daten dar, die im letzten OFDM-Symbol während des Kopierens enthalten sind.
Das Diversitätskopierschema wird unten mit der Ausführungsform vorgestellt. Wie in 16 dargestellt, werden in der Ausführungsform zu kopierende Daten in sechs Teile G1 bis G6 geteilt und sollen viermal kopiert werden. Ein Verschiebungsparameter während des Kopierens ist [0,0,1,1]. G1 stellt alle Daten im ersten Teil dar und I1 stellt eine Trägeradresse dar, die durch eine erste Gruppe von Interleavern generiert wird. Falls Diversität viermal durchgeführt wird, ist die Zahl erforderlicher Interleaver in jedem Teil gleich 2. Während der ersten Diversität ist ein Interleavingparameter eine Trägeradresse, die durch die erste und zweite Gruppe von Interleavern generiert wird. Ergebnisse, die durch Interleavingdaten im ersten Teil erhalten werden, sind G1(I1) und G1(I2), und anschließend werden alle Teile während der ersten Diversität gemäß der Trägeradresse kopiert, die durch die erste und zweite Gruppe von Interleavern generiert wird. Während der zweiten Diversität ist ein Interleavingparameter eine Trägeradresse, die durch eine dritte und vierte Gruppe von Interleavern generiert wird. Ergebnisse, die durch Interleavingdaten im ersten Teil erhalten werden, sind G1(I3) und G1(I4). G1(I3) und G1(I4) werden gemäß dem Verschiebungsparameter während des Kopierens verschoben. Dann werden alle Teile während der zweiten Diversität gemäß der Trägeradresse kopiert, die durch die dritte und vierte Gruppe von Interleavern generiert werden. Ein Modus für jedes Diversitätskopieren ist einem Modus des zweiten Diversitätskopierens ähnlich, bis das Kopieren endet.
In Schritt 5 werden die Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten moduliert, wobei insbesondere die folgenden Schritte enthalten sind.
In Schritt 5a) werden die Frame-Steuerdaten bzw. die Nutzlastdaten abgebildet.
In der Offenbarung werden verschiedene Abbildungsmodi für die Frame-Steuerdaten und die Nutzlastdaten verwendet. Zum Beispiel können die Frame-Steuerdaten unter Verwendung von QPSK abgebildet werden, ein Nutzlastdatenmodulationsmodus kann erweitert werden und Modi wie BPSK, QPSK und 16QAM werden unterstützt. Aufgrund verschiedener Modulationsmodi ist die Zahl von Bits der Frame-Steuerdaten und der Nutzlastdaten auf jedem Träger unterschiedlich. In Bezug auf QPSK zum Beispiel ist die Zahl von Bits, die auf jedem Träger getragen wird, gleich 2 und in Bezug auf BPSK ist die Zahl von Bits, die auf jedem Träger getragen wird, gleich 1.
In Schritt 5b) werden die abgebildeten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten gescrambelt und auf einen entsprechenden Subträger moduliert.
Nach Beendigung der Abbildung werden die Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten gescrambelt und ein Scramblingschema ist: Hinzufügen eines Rotationsfaktors zu jedem Subträger. In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine pseudozufällige Folge gewählt werden. Eine gescrambelte Phasennummer ist in Tabelle 16 dargestellt. Ein Scramblingschema mit der Formel
wird eingesetzt, wobei (k) einen Konstellationspunkt gescrambelter Nutzlastdaten darstellt, X(k) einen Konstellationspunkt eines nicht gescrambelten Nutzlastdatums darstellt und φ(k) einen Rotationsfaktor darstellt, der zufällig entsprechend einer Phasennummer in Tabelle 8 generiert wird. In der Praxis, falls Band 0 verwendet wird, werden Phasenzahlen entsprechend Trägerzahlen von 100 bis 230 angenommen und falls Band 1 verwendet wird, werden Phasenzahlen entsprechend Trägerzahlen von 80 bis 490 angenommen.
Die gescrambelten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten werden auf entsprechenden Subträgern platziert und der Wert eines nicht verwendeten Subträgers wird mit 0 eingestellt.
Nach Beendigung der Modulation werden Frame-Steuersymbole und Nutzlastsymbole erhalten.
13 zeigt eine Zeitdomänenwellenform einer Frame-Steuerfolge, die durch Modulation erhalten wird. In der Figur stellt eine horizontale Achse eine Zeitdomänen-Punktzahl eines Frame-Steuerungssignals dar und eine Längsachse stellt eine Zeitdomänenamplitude eines Frame-Steuerungssignals dar. 14 zeigt eine Eigenkorrelationscharakteristik eines Frame-Steuerungssignals. In dieser Figur ist erkennbar, dass eine Rotationsphase, die zu diesem Zeitpunkt hinzugefügt wird, sicherstellen kann, dass das Frame-Steuerungssignal eine gute Eigenkorrelationscharakteristik hat.
In Schritt 6 wird eine IFFT an den modulierten Frame-Steuersymbolen bzw. Nutzlastsymbolen durchgeführt und Realteile werden jeweils zur Stromsteuerung verwendet, um so ein Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und ein Zeitdomänen-Nutzlastsymbol zu generieren.
Während der Stromsteuerung sind Stromnormalisierungsfaktoren gemäß verschiedenen Modulationsmodi unterschiedlich. Falls zum Beispiel QPSK verwendet wird, ist der Stromnormalisierungsfaktor gleich $1 \sqrt{2} .$
Falls BPSK verwendet wird, ist der Stromnormalisierungsfaktor gleich 1.
In Schritt 7 werden CPs den Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol bzw. dem Zeitdomänen-Nutzlastsymbol hinzugefügt, um so vollständige OFDM Frame-Steuersymbole und OFDM Nutzlastsymbole zu generieren.
Wenn die CPs hinzugefügt werden, haben das Frame-Steuersymbol und das Nutzlastsymbol unterschiedliche CP-Längen, eine CP-Länge einer Frame-Steuerung ist 582 Datenpunkte, CP-Längen der ersten und zweiten Symbole einer Nutzlast sind 582 Datenpunkte, eine CP-Länge anderer Nutzlasten ist 388 Datenpunkte und eine CP-Länge eines OFDM-Symbols ist die Summe eines Schutzintervalls und eines Roll-off-Intervalls des OFDM-Symbols, wie in 17 dargestellt. Wenn ein CP hinzugefügt wird, werden Datensymbole der CP-Länge am Ende des Symbols zum Frontend des Symbols kopiert.
Nachdem die CPs vollständig hinzugefügt wurden, können die vollständigen OFDM-Frame-Steuersymbole und OFDM-Nutzlastsymbole erhalten werden.
In Schritt 8 wird ein Frequenzdomänen-Präambelsymbol in der Frequenzdomäne gemäß einer Präambelphasentabelle generiert und nachdem eine IFFT durchgeführt wurde, wird ein Realteil zur Stromsteuerung verwendet, sodass ein Zeitdomänen-Präambelsignal generiert wird.
Das Format des Präambelsignals ist in 10 dargestellt und besteht aus 10,5 „A“-Symbolen und 2,5 „-A“-Symbolen, wobei ein anfängliches halbes „A“-Symbol der 10,5 „A“-Symbole eine zweite Hälfte eines „A“-Symbols ist und ein abschließendes halbes „-A“-Symbol der 2,5 „-A“-Symbole eine erste Hälfte eines „-A“-Symbols darstellt.
Eine serielle Folge B wird in der Frequenzdomäne generiert und ein Generierungsmodus ist $\begin{matrix} X (k) = e^{j \frac{π}{8} ϕ (k)} & 0 \leq k \leq N - 1 \end{matrix},$
wobei X(k) eine Präambelfolge darstellt, die in einer Frequenzdomäne generiert wird, k ein Subträgersymbol ist, φ(k) eine zufällig generierte Referenzphase entsprechend eine Phasennummer in Tabelle 9 darstellt und die Referenzphase eine wählbare Folgen von Pseudozufallszahlen ist. In der Praxis, falls Band 0 verwendet wird, werden Phasenzahlen entsprechend Trägerzahlen 100 bis 230 verwendet, und falls Band 1 verwendet wird, werden Phasenzahlen entsprechend Trägerzahlen 80 bis 490 verwendet.
11 zeigt eine Zeitdomänenwellenform eines modulierten Präambelsymbols. In 11 stellt eine horizontale Achse eine Zeitdomänen-Punktzahl eines Präambelsignals dar und eine Längsachse stellt eine Zeitdomänenamplitude eines Präambelsignals dar. 12 zeigt eine Eigenkorrelationscharakteristik eines Präambelsignals. In 12 ist erkennbar, dass ein Präambelsignal eine gute Eigenkorrelationscharakteristik hat.
Sobald mehrere Folgen B in der Frequenzdomäne generiert sind, wird eine N-Punkt-IFFT durchgeführt, um entsprechendes Zeitdomänenfolgen A zu generieren, die Zeitdomänenfolgen A werden gemäß einem Präambefformat in 10 angeordnet, Realteile werden aus den angeordneten Folgen genommen und eine Stromsteuerung wird durchgeführt, sodass ein Präambelsignal erhalten werden kann.
Eine Phasenreferenztabelle ist in Tabelle 17 dargestellt und eine reelle Phase ist eine Referenzphase multipliziert mit π/8.
In Schritt 9 werden das Zeitdomänen-Präambelsignal, alle OFDM Frame-Steuersymbole und alle OFDM Nutzlastsymbole einer Fensterung unterzogen.

Eine Fensterfunktionsdefinition ist in Tabelle 18 dargestellt. In Bezug auf eine Präambel werden Daten in einem vorderen Roll-off-Intervall zwischen einer Frame-Steuerung und einer Nutzlast einer Aufwärtsfensterung unterzogen und Daten in einem hinteren Roll-off-Intervall werden einer Abwärtsfensterung unterzogen. In Bezug auf Präambeldaten wird die gesamte Präambel einer Fensterung unterzogen, der vordere Teil überlappt nicht und der hintere Teil überlappt mit dem vorderen Teil eines ersten OFDM-Symbols der Frame-Steuerung. Hinsichtlich Frame-Steuerungs- und Nutzlastdaten wird jedes OFDM-Symbol einer Fensterung unterzogen, der hintere Teil des letzten OFDM-Symbols der Frame-Steuerungs- und Nutzlastdaten überlappt nicht und die hinteren Teile anderer OFDM-Symbole werden mit dem vorderen Teil eines nächsten OFDM-Symbols überlappt. Tabelle 18: Fensterfunktionsdefinition

Punktzahl	Aufwärtsfensterung	Abwärtsfensterung
1	0	1
2	0,011764	0,988235
3	0,023529	0,976470
4	0,035294	0,964705
5	0,047058	0,952941
6	0,058823	0,941176
7	0,070588	0,929411
8	0,082352	0,917647
9	0,094117	0,905882
10	0,105882	0,894117
11	0,117647	0,882352
12	0,129411	0,870588
13	0,141176	0,858823
14	0,152941	0,847058
15	0,164705	0,835294
16	0,176470	0,823529
17	0,188235	0,811764
18	0,200000	0,800000
19	0,206741	0,793258
20	0,213483	0,786516
21	0,220224	0,779775
22	0,226966	0,773033
23	0,233707	0,766292
24	0,240449	0,759550
25	0,247191	0,752808
26	0,253932	0,746067
27	0,260674	0,739325
28	0,267415	0,732584
29	0,274157	0,725842
30	0,280898	0,719101
31	0,287640	0,712359
32	0,294382	0,705617
33	0,301123	0,698876
34	0,307865	0,692134
35	0,314606	0,685393
36	0,321348	0,678651
37	0,328089	0,671910
38	0,334831	0,665168
39	0,341573	0,658426
40	0,348314	0,651685
41	0,355056	0,644943
42	0,361797	0,638202
43	0,368539	0,631460
44	0,375280	0,624719
45	0,382022	0,617977
46	0,388764	0,611235
47	0,395505	0,604494
48	0,402247	0,597752
49	0,408988	0,591011
50	0,415730	0,584269
51	0,422471	0,577528
52	0,429213	0,570786
53	0,435955	0,564044
54	0,442696	0,557303
55	0,449438	0,550561
56	0,456179	0,543820
57	0,462921	0,537078
58	0,469662	0,530337
59	0,476404	0,523595
60	0,483146	0,516853
61	0,489887	0,510112
62	0,496629	0,503370
63	0,503370	0,496629
64	0,510112	0,489887
65	0,516853	0,483146
66	0,523595	0,476404
67	0,530337	0,469662
68	0,537078	0,462921
69	0,543820	0,456179
70	0,550561	0,449438
71	0,557303	0,442696
72	0,564044	0,435955
73	0,570786	0,429213
74	0,577528	0,422471
75	0,584269	0,415730
76	0,591011	0,408988
77	0,597752	0,402247
78	0,604494	0,395505
79	0,611235	0,388764
80	0,617977	0,382022
81	0,624719	0,375280
82	0,631460	0,368539
83	0,638202	0,361797
84	0,644943	0,355056
85	0,651685	0,348314
86	0,658426	0,341573
87	0,665168	0,334831
88	0,671910	0,328089
89	0,678651	0,321348
90	0,685393	0,314606
91	0,692134	0,307865
92	0,698876	0,301123
93	0,705617	0,294382
94	0,712359	0,287640
95	0,719101	0,280898
96	0,725842	0,274157
97	0,732584	0,267415
98	0,739325	0,260674
99	0,746067	0,253932
100	0,752808	0,247191
101	0,759550	0,240449
102	0,766292	0,233707
103	0,773033	0,226966
104	0,779775	0,220224
105	0,786516	0,213483
106	0,793258	0,206741
107	0,800000	0,200000
108	0,811764	0,188235
109	0,823529	0,176470
110	0,835294	0,164705
111	0,847058	0,152941
112	0,858823	0,141176
113	0,870588	0,129411
114	0,882352	0,117647
115	0,894117	0,105882
116	0,905882	0,094117
117	0,917647	0,082352
118	0,929411	0,070588
119	0,941176	0,058823
120	0,952941	0,047058
121	0,964705	0,035294
122	0,976470	0,023529
123	0,988235	0,011764
124	1	0

In Schritt 10 wird ein auf OFDM beruhendes Übertragungssignal auf der physikalischen Schicht generiert und tritt in ein analoges Frontend ein.
Das Format des auf OFDM beruhenden Übertragungssignals auf der physikalischen Schicht wird in 4 dargestellt. Das Übertragungssignal auf der physikalischen Schicht besteht strukturell aus einer Präambel, einer Frame-Steuerung und einer Datennutzlast. Wie in 4 dargestellt, ist die Länge der Präambel 13*1024, die Längen sowohl der Frame-Steuerung wie auch der Datennutzlast sind 1024, ein Roll-off-Intervall der Präambel ist 124, ein Roll-off-Intervall der Frame-Steuerung ist auch 124, ein Schutzintervall der Frame-Steuerung ist 458, Schutzintervalle einer Datennutzlast 1 und einer Datennutzlast 2 sind 458 und die anderen Nutzlastintervalle sind 264, wobei ein Frame-Steuersignal eine unterschiedliche Zahl von Symbolen gemäß verschiedenen Bändern hat. Bei Band 0, nämlich in einem Bereich von 1,953 bis 11,96 MHz, ist die Zahl von Frame-Steuersymbolen gleich 4. Bei Band 1, nämlich in einem Bereich von 2,441 bis 5,615 MHz, ist die Zahl von Frame-Steuersymbolen gleich 12.
Dementsprechend, wie in 2 dargestellt, enthält ein Verfahren zur Verarbeitung eines auf OFDM beruhenden PLC-Empfangssignals der physikalischen Schicht die folgenden Schritte.
Ein Datensignal wird von einem analogen Frontend empfangen und dann wird das Datensignal verstärkt.
An dem verstärkten Datensignal wird eine Takt/Frame-Synchronisation durchgeführt.
An Daten, die einer Takt/Frame-Synchronisation unterzogen wurden, wird eine Fourier-Transformation durchgeführt.
Die Daten, die einer Fourier-Transformation unterzogen wurden, werden demoduliert, um so einen Frame-Steuerungsausgang und einen Nutzlastausgang zu generieren.
Hier enthält der Schritt, dass die Daten, die einer Fourier-Transformation unterzogen wurden, demoduliert werden, die folgenden Teilschritte.
Die Daten, die einer Fourier-Transformation unterzogen wurden, werden in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten geteilt.
An den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten wird eine Diversitätskombination durchgeführt.
An den diversitätskombinierten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten wird ein Deinterleaving durchgeführt.
An den Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten nach. Deinterleaving wird eine Turbodekodierung durchgeführt.
Turbodekodierte Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten werden jeweils ausgegeben.
In der Folge enthält das Verfahren nach Durchführung der Turbodekodierung an den Nutzlastdaten ferner ein Descrambling der turbodekodierten Nutzlastdaten.
Die Ausführungsform der Offenbarung sieht auch eine Signalverarbeitungsvorrichtung vor, beinhaltend:

- einen ersten Speicher, der zum Speichern eines ausführbaren Programms konfiguriert ist; und
- einen ersten Prozessor, der zum Implementieren, durch Ausführen des ausführbaren Programms, das im ersten Speicher gespeichert ist, der folgenden Operationen konfiguriert ist:
- - Empfangen von Daten von einer Verbindungsschicht und Teilen der Daten in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten;
- - Durchführen einer Kanalkodierung an den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten und Modulieren der kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf einen Subträger;
- - Durchführen einer IFFT an den modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten bzw. Durchführen einer Stromsteuerung, um so ein Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und ein Zeitdomänen-Nutzlastsymbol zu generieren; und
- - Hinzufügen von CPs und einem Zeitdomänen-Präambelsymbol zum Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und zum Zeitdomänen-Nutzlastsymbol und dann Durchführen einer Fensterung, um so ein Übertragungssignal auf der physikalischen Schicht zu generieren.

Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgenden Operationen auszuführen:

- Durchführen einer Turbokodierung an den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten;
- Durchführen eines Kanalinterleavings an den turbokodierten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten; und
- Durchführen eines Diversitätskopierens an den kanalverschränkten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten.

Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgende Operation auszuführen: Scrambling der Nutzlastdaten.
Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgende Operation auszuführen:

- Kodierung der Frame-Steuerdaten durch Verwenden eines ersten Komponentenkodierers bzw. eines zweiten Komponentenkodierers, wobei ein Eingangssignal des zweiten Komponentenkodierers zuerst einem Turbointerleaving unterzogen wird.

Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgende Operation auszuführen: Durchführen des Turbointerleavings in Dual-Bits, wobei eine Interleavinglänge gleich einer Zahl von Dual-Bits einer ursprünglichen Datenblocklänge ist.
Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgende Operation auszuführen:

- wenn ein Kanalinterleaving an den turbokodierten Frame-Steuerdaten durchgeführt wird, separates Interleaving von Informationsbits und Prüfbits der Frame-Steuerdaten,
- wenn die Informationsbits der turbokodierten Frame-Steuerdaten verschränkt sind, werden die Informationsbits desorganisiert, indem verschiedene Reihen in einem Column-in Row-out-Modus gelesen werden; und wenn die Prüfbits verschränkt werden, werden die Informationsbits desorganisiert, indem verschiedene Reihen aus einer Offsetadresse in einem Column-in Row-out-Modus gelesen werden.

Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgende Operation auszuführen:

nachdem die Informationsbits und Prüfbits der Frame-Steuerdaten separat verschränkt wurden, Durchführen eines Interleavings zwischen den Informationsbits und den Prüfbits.

wenn ein Diversitätskopieren an den kanalverschränkten Frame-Steuerdaten durchgeführt wird, Kopieren von Eingangsbitdaten zu einem Frequenzdomänensubträger und Bestimmen einer Kopiezahl nach Bedarf, um so eine Offsetdifferenz zwischen einem I-Pfad und einem Q-Pfad einzustellen.

wenn eine Turbokodierung an den Nutzlastdaten durchgeführt wird, Durchführen einer Turbokodierung am Zustand eines Registers und einer Tail-Biting-Matrix im Komponentenkodierer zur Korrelation, wobei die Tail-Biting-Matrix durch die Größe eines PB und ein erzeugendes Polynom des Komponentenkodierers bestimmt wird.

Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgende Operation auszuführen.
Daten der Verbindungsschicht enthalten eine Trägerabbildungstabelle, in der eine Kodierrate, ein Modulationsmodus, ein Kopiermodus und verwendete Informationen vom PB-Typ für die physikalische Schicht spezifiziert sind; und die physikalische Schicht führt eine Kodierung in einem Modus aus, der in den Indizes der Trägerabbildungstabelle spezifiziert ist.
Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgende Operation auszuführen.
Wenn ein Diversitätskopieren an den kanalverschränkten Nutzlastdaten durchgeführt wird, ist ein Verhältnis zwischen einer Kopierzahl und der Zahl von Interleavern zum Kopieren wie folgt bestimmt:

Wenn eine Diversitätszahl gleich 2 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 8 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 4;
Wenn eine Diversitätszahl gleich 4 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 8 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 2;
Wenn eine Diversitätszahl gleich 5 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 10 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 2;
Wenn eine Diversitätszahl gleich 7 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 14 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 2; und
Wenn eine Diversitätszahl gleich 11 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 11 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 1.

Teilen der Nutzlastdaten in mehrere Teile, die jeweils kopiert werden, wobei jeder Teil einen oder mehrere Interleaver hat, ein Ergebnis, das durch den Interleaver ausgegeben wird, während des Kopierens jedes Teils als Abbildungsadresse eines Subträgers dient und jedes Mal verschiedene Interleaver für jedes Kopieren gewählt werden.

Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgenden Operationen auszuführen.
Der Schritt, dass die kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf einen Subträger moduliert werden, enthält die folgenden Teilschritte.
Es wird eine Konstellationsabbildung an den kanalkodierten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten durchgeführt.
Die abgebildeten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten werden gescrambelt und auf einen entsprechenden Subträger moduliert.
Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgende Operation auszuführen:

Nachdem eine IFFT an den modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten durchgeführt wurde, werden Realteile der Frame-Steuerdaten und der Nutzlastdaten, die einer IFFT unterzogen wurden, jeweils zur Durchführung einer Stromsteuerung herangezogen.

Hinzufügen von Phasenrotationsfaktoren zu den konstellationsabgebildeten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten, wobei ein Phasenrotationsreferenzwert pseudozufällig generiert wird, eine reelle Phase eine Referenzphase multipliziert mit π/4 ist und ein Scramblingschema mit der Formel
eingesetzt wird, wobei (k) einen Konstellationspunkt eines gescrambelten Nutzlastdaturns darstellt, k eine Trägerzahl darstellt, X(k) einen Konstellationspunkt eines nicht gescrambelten Nutzlastdatums darstellt und φ(k) einen zufällig generierten Rotationsfaktor darstellt.

Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert durch Betreiben des Computerprogramms die folgende Operation auszuführen.
Die Referenzphase enthält Träger 1 bis Träger 511.
Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert durch Betreiben des Computerprogramms die folgenden Operationen auszuführen.
Falls Band 0 verwendet wird, ist der Bandbereich von 1,953 bis 11,96MHz, die Anzahl von Trägern von 80 bis 490.
Falls Band 1 verwendet wird, ist der Bandbereich von 2,441 bis 5,615MHz, die Anzahl von Trägern von 100 bis 230.
Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert durch Betreiben des Computerprogramms die folgende Operation auszuführen:

Hinzufügen von CPs zu den Frame-Steuerdaten und den Nutzlastdaten, um so ein OFDM-Symbol zu generieren;
OFDM-Symbole der Frame-Steuerdaten und der Nutzlastdaten haben eine Zeitdomänen-Punktzahl 1024, was eine Zeit von 40,96 µs bedeutet; ein Roll-off-Intervall ist 124 Punkte, was eine Zeit von 4,96 µs bedeutet; ein Schutzintervall der Frame-Steuerdaten ist 458 Punkte, was eine Zeit von 18,32 µs bedeutet;
ein Schutzintervall zwischen einem ersten Symbol und einem zweiten Symbol der Nutzlastdaten ist 458 Punkte, was eine Zeit von 18,32 µs bedeutet; und ein Schutzintervall nach einem dritten Symbol der Nutzlastdaten ist 264 Punkte, was eine Zeit von 10,8 µs bedeutet.

Generieren des Zeitdomänen-Präambelsymbols durch die folgenden Verfahren;
Generieren eines Frequenzdomänen-Präambelsymbols in einer Frequenzdomäne gemäß einer Präambelphasentabelle; und
Durchführen einer IFFT am Frequenzdomänen-Präambelsymbol und Verwenden eines Realteils zur Durchführung der Stromsteuerung, um so das Zeitdomänen-Präambelsymbol zu generieren.

Generieren eine Präambelfolge in einer Frequenzdomäne gemäß einer Präambelphasentabelle unter Verwendung eines Verfahrens mit der Formel $\begin{matrix} X (k) = e^{j \frac{π}{8} ϕ (k)} & 0 \leq k \leq N - 1 \end{matrix},$
wobei X(k) eine Präambelfolge darstellt, die in einer Frequenzdomäne generiert wird, k ein Subträgersymbol ist und φ(k) eine zufällig generierte Referenzphase darstellt.

Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert durch Betreiben des Computerprogramms die folgende Operation auszuführen. Die Präambel hat ein Datenformat bestehend aus 10,5 „A“-Symbolen und 2,5 „-A“-Symbolen, wobei ein anfängliches halbes „A“-Symbolen der 10,5 „A“-Symbole eine zweite Hälfte eines „A“-Symbols ist und ein abschließendes halbes „-A“-Symbol der 2,5 „-A“-Symbole eine erste Hälfte eines „-A“-Symbols darstellt.
Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert durch Betreiben des Computerprogramms die folgende Operation auszuführen. Eine Zeitdomänen-Punktzahl der Präambel ist 1024 und die Zeit ist 40,96 µs.
Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgende Operation auszuführen: Korrelieren der Zahl von Frame-Steuersignalen zu einem verwendeten Band, wobei
falls Band 0 verwendet wird, die Zahl von Frame-Steuersignalen gleich 4 ist; und falls Band 1 verwendet wird, die Zahl von Frame-Steuersignalen gleich 12 ist.
Die Ausführungsform der Offenbarung sieht auch eine Signalverarbeitungsvorrichtung vor, enthaltend:

- einen zweiten Speicher, der zum Speichern eines ausführbaren Programms konfiguriert ist; und
- einen zweiten Prozessor, der zum Implementieren, durch Ausführen des ausführbaren Programms, das im zweiten Speicher gespeichert ist, der folgenden Operationen konfiguriert ist:
- - Empfangen eines Datensignals von einem analogen Frontend und dann Verstärken des Datensignals;
- - Durchführen einer Takt/Frame-Synchronisation an dem verstärkten Datensignal;
- - Durchführen einer Fourier-Transformation an Daten, die einer Takt/Frame-Synchronisation unterzogen wurden; und
- - Demodulieren der Daten, die einer Fourier-Transformation unterzogen wurden, um so einen Frame-Steuerungsausgang und einen Nutzlastausgang zu generieren.

Der zweite Prozessor ist ferner konfiguriert durch Betreiben des Computerprogramms die folgenden Operationen auszuführen:

- Teilen der Daten, die einer Fourier-Transformation unterzogen wurden, in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten;
- Durchführen einer Diversitätskombination an den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten;
- Durchführen eines Kanal-Deinterleavings an den diversitätskombinierten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten;
- Durchführen einer Turbodekodierung an den rame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten nach Deinterleaving; und
- Ausgeben turbodekodierter Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten.

Der zweite Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, ein Descrambling der turbodekodierten Nutzlastdaten auszuführen.
Die Ausführungsform der Offenbarung sieht auch ein Speichermedium vor, das ein ausführbares Programm speichert, wobei, wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, der Prozessor die folgenden Operationen ausführt:

- Empfangen von Daten von einer Verbindungsschicht und Teilen der Daten in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten;
- Durchführen einer Kanalkodierung an den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten und Modulieren der kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf einen Subträger;
- Durchführen einer IFFT an den modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten, bzw. Durchführen einer Stromsteuerung, um so ein Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und ein Zeitdomänen-Nutzlastsymbol zu generieren; und
- Hinzufügen von CPs und einem Zeitdomänen-Präambelsymbol zum Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und zum Zeitdomänen-Nutzlastsymbol und dann Durchführen einer Fenstertechnik, um so ein Übertragungssignal auf der physikalischen Schicht zu generieren.

Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor die folgenden Operationen aus:

Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor ein Scrambling der Nutzlastdaten aus.
Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor eine Kodierung der Frame-Steuerdaten unter Verwendung eines ersten Komponentenkodierers bzw. eines zweiten Komponentenkodierers aus, wobei ein Eingangssignal des zweiten Komponentenkodierers zuerst einem Turbointerleaving unterzogen wird.
Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor ein Turbointerleaving in Dual-Bits aus, wobei eine Interleavinglänge gleich einer Zahl von Dual-Bits einer ursprünglichen Datenblocklänge ist.
Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor die folgende Operation aus: wenn ein Kanalinterleaving an den turbokodierten Frame-Steuerdaten durchgeführt wird, separates Interleaving von Informationsbits und Prüfbits der Frame-Steuerdaten, wobei, wenn die informationsbits der turbokodierten Frame-Steuerdaten verschränkt sind, die Informationsbits desorganisiert werden, indem verschiedene Reihen in einem Column-in Row-out-Modus gelesen werden; und wenn die Prüfbits verschränkt werden, werden die Informationsbits desorganisiert, indem verschiedene Reihen aus einer Offsetadresse in einem Column-in Row-out-Modus gelesen werden.
Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor ein Interleavings zwischen den Informationsbits und den Prüfbits nach separatem Interleaving der Informationsbits und Prüfbits der Frame-Steuerdaten durch.
Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor die folgende Operation aus:

Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor die folgende Operation aus:

Wenn eine Turbokodierung an den Nutzlastdaten durchgeführt wird, Turbo-Kodierung eines Zustands eines Registers und einer Tail-Biting-Matrix im Komponentenkodierer zur Korrelation, wobei die Tail-Biting-Matrix durch die Größe eines PB und ein erzeugendes Polynom des Komponentenkodierers bestimmt wird.

Daten der Verbindungsschicht enthalten eine Trägerabbildungstabelle, in der eine Kodierrate, ein Modulationsmodus, ein Kopiermodus und verwendete Informationen vom PB-Typ für die physikalische Schicht spezifiziert sind; und die physikalische Schicht führt eine Kodierung in einem Modus aus, der in Indizes der Trägerabbildungstabelle spezifiziert ist.

Wenn ein Diversitätskopieren an den kanalverschränkten Nutzlastdaten durchgeführt wird, ist ein Verhältnis zwischen einer Kopierzahl und der Zahl von Interleavern zum Kopieren:
- Wenn die Diversitätszahl gleich 2 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 8 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 4;
- Wenn die Diversitätszahl gleich 4 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 8 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 2;
- Wenn die Diversitätszahl gleich 5 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 10 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 2;
- Wenn die Diversitätszahl gleich 7 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 14 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 2; und
- Wenn die Diversitätszahl 11 gleich ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 11 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil ist gleich 1.

Teilen der Nutzlastdaten in mehrere Teile, die jeweils kopiert werden, wobei jeder Teil einen oder mehrere Interleaver hat, ein Ergebnis, das durch den Interleaver ausgegeben wird, als Abbildungsadresse eines Subträgers während des Kopierens jedes Teils dient und verschiedene Interleaver für jedes Kopieren gewählt werden.

Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor die folgende Operation aus.
Der Schritt, dass die kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf einen Subträger moduliert werden, enthält die folgenden Teilschritte.
An den kanalkodierten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten wird eine Konstellationsabbildung durchgeführt.
Die abgebildeten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten werden gescrambelt und auf einen entsprechenden Subträger moduliert.
Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor die folgende Operation aus:

Nach dem Durchführen einer IFFT an den modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten, Verwenden von Realteilen der Frame-Steuerdaten und der Nutzlastdaten, die einer IFFT unterzogen wurden, zur Durchführung einer Stromsteuerung.

Die Referenzphase enthält Träger 1 bis Träger 511.

Falls Band 0 verwendet wird, ist ein Bandbereich des Bandes 0 von 1,953 bis 11,96 MHz, wobei die Zahl von Trägern bei 80 beginnt und mit 490 endet.
Falls Band 1 verwendet wird, ist ein Bandbereich des Bandes 1 von 2,441 bis 5,615 MHz, wobei die Zahl von Trägern bei 100 beginnt und mit 230 endet.

Hinzufügen von CPs zu den Frame-Steuerdaten und den Nutzlastdaten, um so ein OFDM-Symbol zu generieren,
OFDM-Symbole der Frame-Steuerdaten und der Nutzlastdaten haben eine Zeitdomänen-Punktzahl 1024, was eine Zeit von 40,96 µs bedeutet; eine Roll-off-Intervall ist 124 Punkte, was eine Zeit von 4,96 µs bedeutet; ein Schutzintervall der Frame-Steuerdaten ist 458 Punkte, was eine Zeit von 18,32 µs bedeutet;
ein Schutzintervall zwischen einem ersten Symbol und einem zweiten Symbol der Nutzlastdaten ist 458 Punkte, was eine Zeit von 18,32 µs bedeutet; und ein Schutzintervall nach einem dritten Symbol der Nutzlastdaten ist 264 Punkte, was eine Zeit von 10,8 µs bedeutet.

Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor die folgende Operation aus.
Das Zeitdomänen-Präambelsymbol wird wie folgt generiert.
Ein Frequenzdomänen-Präambelsymbol wird in einer Frequenzdomäne gemäß einer Präambelphasentabelle generiert.
IFFT wird an dem Frequenzdomänen-Präambelsymbol durchgeführt und ein Realteil wird zur Durchführung einer Stromsteuerung herangezogen, um so das Zeitdomänen-Präambelsymbol zu generieren.
Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor die folgende Operation aus:

Generieren einer Präambelfolge in einer Frequenzdomäne gemäß einer Präambelphasentabelle unter Verwendung einer Formel $\begin{matrix} X (k) = e^{j \frac{π}{8} ϕ (k)} & 0 \leq k \leq N - 1 \end{matrix},$
wobei X(k) eine Präambelfolge darstellt, die in einer Frequenzdomäne generiert wird, k ein Subträgersymbol ist und φ(k) eine zufällig generierte Referenzphase darstellt.

Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor die folgende Operation aus.
Der erste Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms, die folgende Operation auszuführen: die Präambel hat ein Datenformat bestehend aus 10,5 „A“-Symbolen und 2,5 „-A“-Symbolen, wobei ein anfängliches halbes „-A“-Symbol der 10,5 „A“-Symbole eine zweite Hälfte eines „A“-Symbols ist und ein abschließendes halbes „-A“-Symbol der 2,5 „-A“-Symbole eine erste Hälfte eines „-A“-Symbols darstellt.
Der Prozessor ist ferner konfiguriert, durch Betreiben des Computerprogramms die folgende Operation auszuführen: eine Zeitdomänen-Punktzahl der Präambel ist 1024, was eine Zeit von 40,96 µs bedeutet.
Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor die folgende Operation aus.
Die Zahl von Frame-Steuersignalen wird mit einem verwendeten Band korreliert;
falls Band 0 verwendet wird, ist die Zahl von Frame-Steuersignalen gleich 4; und
falls Band 1 verwendet wird, ist die Zahl von Frame-Steuersignalen gleich 12.
Die Ausführungsform der Offenbarung sieht auch ein Speichermedium vor, das ein ausführbares Programm speichert, wobei, wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, der Prozessor die folgenden Operationen ausführt:

- Empfangen eines Datensignals von einem analogen Frontend und dann Verstärken des Datensignals;
- Durchführen einer Takt/Frame-Synchronisation an dem verstärkten Datensignal;
- Durchführen einer Fourier-Transformation an Daten, die einer Takt/Frame-Synchronisation unterzogen wurden; und
- Demodulieren der Daten, die einer Fourier-Transformation unterzogen wurden, um so einen Frame-Steuerungsausgang und einen Nutzlastausgang zu generieren.

Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, der Prozessor die folgenden Operationen ausführt:

- Teilen der Daten, die einer Fourier-Transformation unterzogen wurden, in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten;
- Durchführen einer Diversitätskombination an den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten;
- Durchführen eines Kanal-Deinterleavings an den diversitätskombinierten Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten;
- Durchführen einer Turbodekodierung an den Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten nach Deinterleaving; und
- Ausgeben turbodekodierter Frame-Steuerdaten bzw. Nutzlastdaten.

Wenn das ausführbare Programm durch einen Prozessor betrieben wird, führt der Prozessor ein Descrambling der turbodekodierten Nutzlastdaten aus.
Falls sie in Form eines Softwarefunktionsmoduls implementiert und als unabhängiges Produkt verkauft oder verwendet wird, kann die obengenannte Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der Offenbarung auch in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden. Basierend auf diesem Wissen können die technischen Lösungen der Ausführungsform der Offenbarung, die wesentlich oder teilweise zum herkömmlichen Stand der Technik beitragen, in der Form eines Softwareprodukts verkörpert sein und das Computersoftwareprodukt wird in einem Speichermedium gespeichert, das mehrere Anweisungen enthält, die dazu verwendet werden, ein Computergerät (das ein Personal Computer, ein Server, ein Netzgerät oder dergleichen sein kann) zu befähigen, das Verfahren in jeder Ausführungsform der Offenbarung zur Gänze oder zum Teil auszuführen. Das oben erwähnte Speichermedium enthält: verschiedene Medien, die imstande sind, Programmcodes zu speichern, wie eine mobile Festplatte, einen Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory, RAM), einen schreibgeschützten Speicher (Read-Only Memory, ROM), eine Magnetplatte oder eine Bildplatte.
Die oben erwähnten Ausführungsformen sind nur bevorzugte Ausführungsformen zur vollständigen Veranschaulichung der Offenbarung und der Schutzumfang der Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Äquivalente Ersetzungen oder Abänderungen, die von Fachleuten auf Grundlage der Offenbarung vorgenommen werden, fallen in den Schutzumfang der Offenbarung. Der Schutzumfang der Offenbarung bezieht sich auf die Ansprüche.
Industrielle Anwendbarkeit
In den Ausführungsformen der Offenbarung werden Daten von einer Verbindungsschicht empfangen und die Daten in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten geteilt; an den Frame-Steuerdaten bzw. den Nutzlastdaten wird eine Kanalkodierung durchgeführt und die kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten werden auf einen Subträger moduliert; auf die modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten wird eine IFFT angewendet bzw. eine Stromsteuerung durchgeführt, um so ein Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und ein Zeitdomänen-Nutzlastsymbol zu generieren; CPs werden dem Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und dem Zeitdomänen-Nutzlastsymbol hinzugefügt, ein Zeitdomänen-Präambelsymbol wird hinzugefügt; und anschließend wird eine Fensterung durchgeführt, um so ein Übertragungssignal auf der physikalischen Schicht zu generieren. Das Verfahren hat eine hohe Bandnutzungsrate, eine hohe Übertragungsrate, eine hohe Störfestigkeit hinsichtlich Intersymbolinterferenz und eine hohe Kanal-Fading-Festigkeit.

Claims

Signalverarbeitungsverfahren, aufweisend: - Empfangen von Daten von einer Verbindungsschicht und Teilen der Daten in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten; - Durchfuhren einer Kanalkodierung an den Frame-Steuerdaten und den Nutzlastdaten und Modulieren der kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf einen Subträger; - Anwendung einer inversen schnellen Fourier-Transformation auf die modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten sowie Durchführen einer Stromsteuerung, um so ein Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und ein Zeitdomänen-Nutzlastsymbol zu generieren, und - Hinzufügen von zyklischen Präfixen und einem Zeitdomänen-Präambelsymbol zum Zeitdomänen-Frame-Steuersymbol und zum Zeitdomänen-Nutzlastsymbol sowie anschließendes Durchführen einer Fensterung, um so ein Übertragungssignal auf einer physikalischen Schicht zu generieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Durchführen einer Kanalkodierung an den Frame-Steuerdaten und den Nutzlastdaten aufweist: - Durchführen einer Turbokodierung an den Frame-Steuerdaten und den Nutzlastdaten; - Durchführen eines Kanalinterleavings an den turbokodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten, und - Durchführen eines Diversitätskopierens an den kanalverschränkten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Verfahren vor dem Durchführen der Turbokodierung an den Nutzlastdaten ferner ein Scrambling der Nutzlastdaten aufweist
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Durchführen einer Turbokodierung an den Frame-Steuerdaten eine Kodierung der Frame-Steuerdaten unter Verwendung eines ersten Komponentenkodierers und eines zweiten Komponentenkodierers aufweist, wobei ein Eingangssignal des zweiten Komponentenkodierers zuerst einem Turbointerleaving unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Turbointerleaving in Dual-Bits durchgeführt wird, wobei eine Interleavinglänge gleich einer Zahl von Dual-Bits einer ursprünglichen Datenblocklänge ist
Verfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn ein Kanalinterleaving an den turbokodierten Frame-Steuerdaten durchgeführt wird, auf die Informationsbits und Prüfbits der Frame-Steuerdaten separat ein Kanalinterleaving angewendet wird; wobei, wenn auf die Informationsbits der turbokodierten Frame-Steuerdaten ein Kanalinterleaving angewendet wird, die Informationsbits desorganisiert werden, indem verschiedene Reihen in einem Column-in Row-out-Modus gelesen werden, und wenn auf die Prüfbits ein Kanalinterleaving angewendet wird, die Informationsbits desorganisiert werden, indem verschiedene Reihen aus einer Versatzadresse in einem Column-in Row-out-Modus gelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei nachdem auf die Informationsbits und Prüfbits der Frame-Steuerdaten separat das Kanalinterleaving angewendet wird, ein Kanalinterleaving zwischen den Informationsbits und den Prüfbits durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn das Diversitätskopieren an den kanalverschränkten Frame-Steuerdaten durchgeführt wird, Eingangsbitdaten zu einem Frequenzdomänensubträger kopiert werden und eine Kopiezahl nach Bedarf bestimmt wird, um so eine Versatzdifferenz zwischen einem I-Pfad und einem Q-Pfad einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn die Turbokodierung an den Nutzlastdaten durchgeführt wird, ein Zustand eines Registers und eine Tail-Biting-Matrix im Komponentenkodierer zur Korrelation turbokodiert werden, wobei die Tail-Biting-Matrix durch eine Große eines physikalischen Blocks und ein erzeugendes Polynom des Komponentenkodierers bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Daten der Verbindungsschicht eine Trägerabbildungstabelle enthalten, in der eine Kodierrate, ein Modulationsmodus, ein Kopiermodus und verwendete Informationen vom Typ physikalischer Block für die physikalische Schicht spezifiziert sind; und die physikalische Schicht eine Kodierung in einem Modus ausführt, der in Indizes der Trägerabbildungstabelle spezifiziert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn das Diversitätskopieren an den kanalverschränkten Nutzlastdaten durchgeführt wird, ein Verhältnis zwischen einer Kopierzahl und einer Anzahl von Interleavern zum Kopieren wie folgt bestimmt ist: - wenn eine Diversitätszahl gleich 2 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 8 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil gleich 4; - wenn die Diversitätszahl gleich 4 ist, ist die Zahl von interleavern gleich 8 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil gleich 2; - wenn die Diversitätszahl gleich 5 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 10 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil gleich 2; - wenn die Diversitätszahl gleich 7 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 14 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil gleich 2; und - wenn die Diversitätszahl gleich 11 ist, ist die Zahl von Interleavern gleich 11 und die Zahl von Interleavern in jedem Teil gleich 1.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Nutzlastdaten in mehrere Teile geteilt sind, die jeweils kopiert werden, wobei jeder Teil einen oder mehrere Interleaver hat, ein Ergebnis, das durch den Interleaver ausgegeben wird, als Abbildungsadresse eines Subträgers zum Kopieren jedes Teils dient und verschiedene Interleaver für jedes Kopieren gewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Modulieren der kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten auf einen Subträger aufweist: - Durchführen einer Konstellationsabbildung an den kanalkodierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten, und - Scrambling der abgebildeten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten sowie Modulieren der Daten auf einen entsprechenden Subträger.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei, nachdem die inverse schnelle Fourier-Transformation auf die modulierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten angewendet wurde, Realteile der Frame-Steuerdaten und der Nutzlastdaten, auf die eine inverse schnelle Fourier-Transformation angewendet wurden, jeweils zur Durchführung einer Stromsteuerung herangezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei Phasenrotationsfaktoren den konstellationsabgebildeten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten hinzugefügt werden, ein Phasenrotationsreferenzwert pseudozufällig generiert wird, eine reelle Phase eine Referenzphase multipliziert mit π/4 ist und ein Scramblingschema mit der Formel
eingesetzt wird, wobei (k) einen Konstellationspunkt eines gescrambelten Nutzlastdatums darstellt, k eine Trägerzahl, X (k) einen Konstellationspunkt eines nicht gescrambelten Nutzlastdatums und φ(k) einen zufällig generierten Rotationsfaktor darstellt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Referenzphase Träger 1 bis Träger 511 enthält.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei, wenn ein Band 0 verwendet wird, ein Bandbereich des Bandes 0 von 1,953 bis 11,960 MHz besteht, eine Anzahl von Trägern zwischen 80 und 490 liegt; und wenn ein Band 1 verwendet wird, ein Bandbereich des Bandes 1 von 2,441 bis 5,615 MHz besteht, die Zahl von Trägern zwischen 100 und 230 liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei CPs den Frame-Steuerdaten und den Nutzlastdaten hinzugefügt werden, um so ein Symbol gemäß einem orthogonalen Frequenzmultiplexverfahren zu generieren, wobei die Symbole des orthogonalen Frequenzmultiplexverfahrens der Frame-Steuerdaten und der Nutzlastdaten eine Zeitdomänen-Punktzahl von 1024 haben, was eine Zeit von 40,96 µs bedeutet; ein Roll-off-Intervall 124 Punkte hat, was eine Zeit von 4,96 µs bedeutet; ein Schutzintervall der Frame-Steuerdaten 458 Punkte hat, was eine Zeit von 18,32 µs bedeutet; ein Schutzintervall zwischen einem ersten Symbol und einem zweiten Symbol der Nutzlastdaten 458 Punkte hat, was eine Zeit von 18.32 µs bedeutet, und ein Schutzintervall nach einem dritten Symbol der Nutzlastdaten 264 Punkte hat, was eine Zeit von 10,80 µs bedeutet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zeitdomänen-Präambelsymbol wie folgt generiert wird: - Generieren eines Frequenzdomänen-Präambelsymbols in der Frequenzdomäne gemäß einer Präambelphasentabelle; und - Anwenden einer inversen schnellen Fourier-Transformation auf das Frequenzdomänen-Präambelsymbol, und Heranziehen eines Realteils zur Durchführung einer Stromsteuerung, um so das Zeitdomänen-Präambelsymbol zu generieren.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei eine Präambelsequenz in der Frequenzdomäne gemäß einer Präambelphasentabelle anhand der Formel $\begin{matrix} X (k) = e^{j \frac{π}{8} ϕ (k)} & 0 \leq k \leq N - 1 \end{matrix}$
generiert wird, wobei X(k) eine Präambelfolge darstellt, die in einer Frequenzdomäne generiert wird, k ein Subträgersymbol ist, und φ(k) eine zufällig generierte Referenzphase darstellt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Präambel ein Datenformat hat, bestehend aus 10,5 „A“-Symbolen und 2,5 „-A“-Symbolen, wobei ein anfängliches halbes „A“-Symbol der 10,5 „A“-Symbole eine zweite Hälfte eines „A“-Symbols ist und ein abschließendes halbes „-A“-Symbol der 2,5 „-A“-Symbole eine erste Hälfte eines „-A“-Symbols darstellt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei eine Zeitdomänen-Punktzahl der Präambel 1024 ist, was eine Zeit von 40,96 µs bedeutet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Zahl von Frame-Steuersignalen mit einem verwendeten Band korreliert wird; wenn Band 0 verwendet wird, die Zahl von Frame-Steuersignalen gleich 4 ist; und wenn Band 1 verwendet wird, die Zahl von Frame-Steuersignalen gleich 12 ist.
Signalverarbeitungsverfahren, aufweisend: - Empfangen eines Datensignals von einem analogen Frontend und dann Verstärken des Datensignals; - Durchführen einer Takt / Frame-Synchronisation an dem verstärkten Datensignal; - Anwenden einer Fourier-Transformation auf Daten, die einer Takt / Frame-Synchronisation unterzogen wurden; und - Demodulieren der Daten, die einer Fourier-Transformation unterzogen wurden, um so einen Frame-Steuerungsausgang und einen Nutzlastausgang zu generieren.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Demodulieren der Daten, auf die eine Fourier-Transformation angewandt wurde, aufweist: - Aufteilen der Daten, auf die eine Fourier-Transformation angewandt wurde, in Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten; - Durchführen einer Diversitätskombination an den Frame-Steuerdaten und den Nutzlastdaten; - Durchführen eines Kanaldeinterleavings an den diversitätskombinierten Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten; - Durchführen einer Turbodekodierung an den Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten nach Durchführen des Deinterleavings; und - Ausgeben turbodekodierter Frame-Steuerdaten und Nutzlastdaten.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Verfahren nach dem Durchführen der Turbodekodierung an den Nutzlastdaten ferner ein Descrambling der turbodekodierten Nutzlastdaten aufweist.
Signalverarbeitungsvorrichtung, aufweisend: - einen ersten Speicher, der zum Speichern eines ausführbaren Programms konfiguriert ist, und - einen ersten Prozessor, der zum Ausführen des ausführbaren Programms konfiguriert ist, das im ersten Speicher gespeichert ist, um das Signalverarbeitungsverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 23 durchzuführen.
Signalverarbeitungsvorrichtung, aufweisend: - einen zweiten Speicher, der zum Speichern eines ausführbaren Programms konfiguriert ist, und - einen zweiten Prozessor, der zum Ausführen des ausführbaren Programms konfiguriert ist, das im ersten Speicher gespeichert ist, um das Signalverarbeitungsverfahren nach den Ansprüchen 24 bis 26 durchzuführen.
Speichermedium, das ein ausführbares Programm speichert, das, wenn es durch einen Prozessor ausgeführt wird, das Signalverarbeitungsverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 23 implementiert.
Speichermedium, das ein ausführbares Programm speichert, das, wenn es durch einen Prozessor ausgeführt wird, das Signalverarbeitungsverfahren nach den Ansprüchen 24 bis 26 implementiert.