TWI478547B - 處理訊頻圖內插的方法及其通訊裝置 - Google Patents

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Description

處理訊頻圖內插的方法及其通訊裝置
本發明關於一種用於一通訊系統之方法及其通訊裝置，尤指一種用來處理訊頻圖內插的方法及其通訊裝置。
由於正交分頻多工(orthogonal frequency-division multiplexing，OFDM)或離散多頻調變(discrete multi-tone modulation，DMT)技術具有高頻譜使用效率及強健的衰減抵抗能力，非對稱式數位用戶迴路(asymmetric digital subscriber line，ADSL)系統及電力通訊(power line communication，PLC)系統等近代高速通訊系統皆採用正交分頻多工或離散多頻調變技術來傳送及接收訊號，以提高訊號被正確還原的機會。正交分頻多工或離散多頻調變技術係於各子載波(subcarrier)上配置相異數量的位元(bits)，以充分地利用靜態通道(stationary channel)之通道容量。其中，位元配置(bit allocation)的方式係記錄於一訊頻圖(tone map)中。一般而言，訊頻圖係指任何載波相依(carrier-dependent)資訊之各頻映射(per-tone mapping)。此外，因為訊頻圖之設計需於通道使用效率及實現複雜度之間取捨，難以同時兼顧兩者。
影響實現複雜度之因素係訊頻圖之大小及數量。訊頻圖之大小會隨著訊頻的數量及位元解析度(bit resolution)而增加。對於一靜 態(stationary)通道而言，例如使用非對稱式數位用戶迴路系統之電話線路，僅需要一訊頻圖即可充分描其述通道特性。另一方面，電力線係一循環靜態(cyclostationary)通道，其通道特性會隨著交流(AC)循環而改變。為了能充分地利用循環靜態通道，訊頻圖亦需隨著時間循環地改變，所需的的時間解析度(time resolution)會因此增加額外的複雜度。對於一使用共享介質的網路系統來說，如電力線通訊系統，一站台可與其他多個站台間擁有多個連結，因此需管理各連結所屬的訊頻圖。因此，在訊頻圖的總體大小會隨著位元解析度、頻率解析度、時間解析度及連結的數目增加的情形下，高解析度的訊頻圖更會花費較大的儲存空間、管理冗餘(overhead)及通訊冗餘。
進一步地，在使用相同的訊頻圖來傳送封包時，訊頻圖的週期會對媒體存取控制(medium access control，MAC)層及實體(physical)層產生相互矛盾的效能影響。也就是說，在使用同一訊頻圖的情形下，難以同時提昇媒體存取控制層及實體層的效能。舉例來說，當訊頻圖的週期較長時，由於配置位元時需考慮最低的訊雜比(signal to noise ratio，SNR)，會造成較低的實體層資料速率。相反地，當訊頻圖的週期較短時，需切割封包以符合訊頻圖的週期，不僅會產生大量傳輸所需的冗餘，也需使用更大的空間來儲存更多的訊頻圖。
於現有的電力線通訊標準中，如IEEE 1901及Homeplug AV標 準，一個旗標週期(beacon period)可為多個電力線循環，可分割為較短的區段(segment)，其中每一區段可分別使用相異的訊頻圖。使用於一區段的訊頻圖需考量每一訊頻的最低訊雜比，區段的長度越長，越有機會遇到具有較低的訊雜比的訊頻，此種訊頻會被配置較少的位元。相反地，區段的長度越短，儲存訊頻圖所需的空間則越大。進一步地，由於一個封包僅能使用一個訊頻圖，較短的區段亦表示較短的封包長度，會降低傳輸效率。更進一步地，訊頻圖解析度係影響效能及儲存空間的重要因素。不良的設計甚至會因為提高解析度，而同時降低媒體存取控制層及實體層的傳輸率。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種方法及其通訊裝置，用於處理訊頻圖內插，以解決上述問題。
本發明揭露一種決定具有一訊頻指標(tone index)之一訊頻配置(tone allocation)的方法，用於一通訊系統中一發射端及一接收端，該方法包含有根據該訊頻指標及至少一基本訊頻指標(base tone index)間至少一關係，從複數個基本訊頻指標中選擇該至少一基本訊頻指標；以及根據複數個基本訊頻配置(base tone allocations)中具有該至少一基本訊頻指標之至少一基本訊頻配置，以及該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，產生該訊頻配置；其中一基本訊頻圖(base tone map)包含有該複數個基本訊頻指標及該複數個基本訊頻配置。
本發明另揭露一種通訊裝置，用於一通訊系統中，用來處理具有一訊頻指標(tone index)之一訊頻配置(tone allocation)，該通訊裝置包含有一處理器，用來執行一程式；以及一儲存裝置，耦接於該處理器，用來儲存該程式；其中該程式用來指示該處理器執行以下步驟：根據該訊頻指標及至少一基本訊頻指標(base tone index)間至少一關係，從複數個基本訊頻指標中選擇該至少一基本訊頻指標；以及根據複數個基本訊頻配置(base tone allocations)中具有該至少一基本訊頻指標之至少一基本訊頻配置，以及該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，產生該訊頻配置；其中一基本訊頻圖(base tone map)包含有該複數個基本訊頻指標及該複數個基本訊頻配置。
為清楚說明訊頻圖及訊頻配置的用途，以下所述係以位元配置來說明訊頻圖之訊頻配置。需注意的是，訊頻配置並不限於位元配置。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一通訊系統10之示意圖。通訊系統10可為任何使用正交分頻多工(orthogonal frequency-division multiplexing，OFDM)或離散多頻調變(discrete multi-tone modulation，DMT)技術的通訊系統，簡略地係由一發射端TX及一接收端RX所組成。在第1圖中，發射端TX及接收端 RX係用來說明通訊系統10之架構。舉例來說，通訊系統10可為IEEE 802.11b/g/n、IEEE 802.16等無線通訊系統，或為非對稱式數位用戶迴路(asymmetric digital subscriber line，ADSL)系統及電力通訊(power line communication，PLC)系統等有線通訊系統。此外，發射端TX及接收端RX可設置於行動電話、筆記型電腦、平板電腦、電子書及可攜式電腦系統等裝置中，不限於此。
請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一通訊裝置20之示意圖。通訊裝置20可為第1圖中之發射端TX或接收端RX，包含一處理裝置200、一儲存單元210以及一通訊介面單元220。處理裝置200可為一微處理器或一特定應用積體電路(application-specific integrated circuit，ASIC)。儲存單元210可為任一資料儲存裝置，用來儲存一程式碼214，並透過處理裝置200讀取及執行程式碼214。舉例來說，儲存單元210可為用戶識別模組(subscriber identity module，SIM)、唯讀式記憶體(read-only memory，ROM)、隨機存取記憶體(random-access memory，RAM)、光碟唯讀記憶體(CD-ROM/DVD-ROM)、磁帶(magnetic tape)、硬碟(hard disk)及光學資料儲存裝置(optical data storage device)等，而不限於此。控制通訊介面單元220係用來傳送及接收處理裝置200的處理結果。
請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一流程30之流程圖。流程30用於第1圖中通訊系統10之發射端TX及接收端RX中，用 來產生一符元(symbol)之訊頻圖。流程30可被編譯成程式碼214，其包含以下步驟：
步驟300：開始。
步驟302：根據一訊頻指標及至少一基本訊頻指標(base tone index)間至少一關係，從複數個基本訊頻指標中選擇該至少一基本訊頻指標。
步驟304：根據複數個基本訊頻配置(base tone allocations)中具有該至少一基本訊頻指標之至少一基本訊頻配置，以及該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，產生一訊頻配置。
步驟306：結束。
根據流程30，為了產生訊頻圖中具有訊頻指標之訊頻配置，發射端TX首先根據訊頻指標及至少一基本訊頻指標間至少一關係，從複數個基本訊頻指標中選擇至少一基本訊頻指標。接著，發射端TX根據複數個基本訊頻配置中具有至少一基本訊頻指標之至少一基本訊頻配置，以及訊頻指標及至少一基本訊頻指標間至少一關係，產生訊頻配置。其中一基本訊頻圖(base tone map)包含有複數個基本訊頻指標及複數個基本訊頻配置。另一方面，接收端RX亦依據相同的流程來產生訊頻圖中之訊頻配置，以解碼所接收的符元。
更詳細來說，至少一關係可以是訊頻指標及至少一基本訊頻指標間至少一距離。因此，發射端TX可從複數個基本訊頻指標中， 選擇與訊頻指標具有一最短距離之至少一基本訊頻指標。基本訊頻圖可儲存於發射端TX或接收端RX中。當基本訊頻圖儲存於接收端RX時，可由接收端RX回傳基本訊頻圖至該發射端TX，使發射端TX可執行上述流程。
需注意的是，訊頻指標及至少一基本訊頻指標除了可以是二維指標之外，亦可同為時域(time domain)或頻域(frequency domain)上之指標，亦即訊頻指標及至少一基本訊頻指標同時位於二維空間中一直線上。換句話說，一訊頻指標係一頻域指標、時域指標或二維指標，而不限於此。因此，根據流程30，發射端TX可產生訊頻圖，而接收端RX亦可解碼所接收的符元。進一步地，以下另以數個流程及實施例來更具體地說明本發明。
請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一流程40之流程圖。流程40用於第1圖中通訊系統10之發射端TX及接收端RX中，用來產生一符元(symbol)之訊頻圖。流程40可被編譯成程式碼214，其包含以下步驟：
步驟400：開始。
步驟402：決定一第一基本頻率指標(frequency index)及一第二基本頻率指標，用於具有一頻率指標之一頻率配置(frequency allocation)，該頻率指標係位於該第一基本頻率指標及該第二基本頻率指標之間。
步驟404：根據具有該第一基本頻率指標之一第一基本頻率配 置及具有該第二基本頻率指標之一第二基本頻率配置，產生該頻率配置。
步驟406：判斷是否已產生訊頻圖中所有的頻率配置，若是，執行步驟408；若否，執行步驟402。
步驟408：根據訊頻圖，傳送或解碼該符元。
步驟410：結束。
根據流程40，發射端TX會決定第一基本頻率指標及第二基本頻率指標，用於具有一頻率指標之一頻率配置，使頻率配置之頻率指標位於第一基本頻率指標及第二基本頻率指標之間，以及發射端TX可根據具有第一基本頻率指標之第一基本頻率配置及具有第二基本頻率指標之第二基本頻率配置，產生該頻率配置。接著，發射端TX會持續上述運作直到產生訊頻圖中所有的頻率配置為止，以根據訊頻圖傳送符元，接收端RX則依據相同的流程來產生訊頻圖中之頻率配置，以解碼所接收的符元。
需注意的是，流程40之精神在於根據鄰近的基本頻率配置來產生頻率配置，產生之方法係未有所限。舉例來說，請參考第5圖，其為本發明實施例符元SB_n之訊頻圖TM_n及基本訊頻圖BTM_n之示意圖。位於時間n之符元SB_n之訊頻圖TM_n包含有頻率配置b(n’,k’)，其係指配置(或相關)於時間指標n’及頻率指標k’(縮寫為指標(n’,k’))的位元數量。基本訊頻圖BTM_n係訊頻圖TM_n之子集合(subset)，其包含有位於時間n且為發射端TX 所知悉之基本頻率配置。更詳細來說，於第5圖中，斜紋方塊係用來表示分別位於頻率指標k1、k2、k3及k4之基本頻率配置b(n,k1)、b(n,k2)、b(n,k3)及b(n,k4)，以及空白方塊係用來表示未知的頻率配置。在不失一般性的前提下，假設第5圖中頻率軸上之數值由下往上遞增，即k1<k2<k<k3<k4。
需注意的是，第5圖僅簡略地繪示說明所需的頻率配置及基本頻率配置，其餘頻率配置則未繪示以簡化圖示。實際上，頻率指標之數量通常係256、512及1024等較大數值。此外，基本訊頻圖BTM_n通常係建立於一準則上，即較大的基本頻率配置b(n’,k’)係對應於具有較高的訊雜比(signal-to-noise ratio，SNR)之指標(n’,k’)；較小的基本頻率配置b(n’,k’)係對應於具有較低的訊雜比之指標(n’,k’)。基本訊頻圖BTM_n可為發射端TX所知悉，或由接收端RX回傳至發射端TX，以供發射端TX使用。進一步地，接收端RX除了可直接回傳基本訊頻圖BTM_n至發射端TX之外，亦可藉由回傳一指標至發射端TX，以指示發射端TX使用一對應的基本訊頻圖BTM_n。此外，在傳送符元SB_n之前，發射端TX需具有或產生訊頻圖TM_n中所有頻率配置，以將符元SB_n所包含的位元依據頻率配置所指示的數量，配置於對應的指標上。
以第5圖中頻率配置b(n,k)(點紋方塊)為例，在考慮頻域距離的情形下，可藉由結合最接近的基本頻率配置b(n,k2)及b(n,k3)來獲得頻率配置b(n,k)。結合基本頻率配置b(n,k2)及b(n,k3)的方法 係未有所限，只要頻率配置b(n,k)可正比於指標(n,k)上的訊雜比即可。也就是說，當指標(n,k)上的訊雜比係較高時，對應地將頻率配置b(n,k)設定為較大的數值；當指標(n,k)上的訊雜比係較低時，對應地將頻率配置b(n,k)設定為較小的數值。舉例來說，以基於反距離權重法(inverse distance weighting)的線性內插(linear interpolation)為例，反距離權重法會給予距離頻率配置b(n,k)較近的基本頻率配置較大的權重，給予距離頻率配置b(n,k)較遠的基本頻率配置較小的權重。因此，根據反距離權重法，頻率配置b(n,k)可藉由以下線性內插方程式b(n,k)=(k3-k)/(k3-k2)．b(n,k2)+(k-k2)/(k3-k2)．b(n,k3)來獲得。在產生訊頻圖TM_n中所有頻率配置之後，發射端TX可根據頻率配置，配置位元於對應的頻率指標，接著傳送符元SB_n至該接收端RX。接收端RX則依據相同的流程來產生訊頻圖TM_n中之頻率配置，以解碼所接收的符元SB_n。
需注意的是，使用基本頻率的方式不限於反距離權重法，內插的方式亦不限於線性內插，亦即可使用需要較多基本頻率配置的高階內插(high-order)。或者，亦可使用僅需一個鄰近基本頻率配置的零階(zero-order)內插。此外，決定兩個最近基本頻率配置的方法亦有很多種。舉例來說，發射端TX可先決定具有小於頻率指標k之最大基本頻率指標的基本頻率配置為第一基本頻率配置(如基本頻率配置b(n,k2))，接著直接以第一基本頻率配置的下一個基本頻率配置(如基本頻率配置b(n,k3))來做為第二基本頻率配置。
因此，根據流程40及第5圖之說明，發射端TX可產生訊頻圖TM_n，以及根據訊頻圖TM_n配置符元SB_n的位元。藉由結合兩個最接近的基本頻率配置，每個頻率配置b(n’,k’)可精確地相關於訊雜比。也就是說，較多的位元會被配置於具有較佳訊雜比之指標(n’,k’)；較少的位元會被配置於具有較差訊雜比之指標(n’,k’)。因此，不僅可減少所需的儲存空間及通訊冗餘，通訊系統10的輸出率亦可因此接近系統容量。相較之下，習知技術需要將所有的頻率配置儲存於發射端，或由接收端回傳所有的頻率配置至發射端，發射端才可使用所有的頻率配置，因此需要大量的儲存空間及通訊冗餘。
另一方面，描述時變通道所需的冗餘數量係相當龐大，習知技術係將時域劃分為數個區間，再根據區間中最差的通道狀況計算訊頻圖。換句話說，於同一區間中傳送的符元不論所遇到的通道狀況為何，發射端會使用相同的訊頻圖來傳送該符元，因而降低系統的輸出率。因此，為了能以符合通道狀況(亦即訊雜比)的頻率配置來傳送符元，可使用時域內插來使頻率配置精確地相關於通道狀況，使通訊系統10之輸出率接近系統容量。請參考第6圖，第6圖為本發明實施例一流程60之流程圖。流程60用於第1圖中通訊系統10之發射端TX及接收端RX中，用來產生一符元之訊頻圖。流程60可被編譯成程式碼214，其包含以下步驟：
步驟600：開始。
步驟602：決定一第一基本時間指標(time index)及一第二基 本時間指標，用於具有一時間指標之一訊頻圖，該時間指標係位於該第一基本時間指標及該第二基本時間指標之間。
步驟604：根據具有該第一基本時間指標之一第一基本訊頻圖及具有該第二基本時間指標之一第二基本訊頻圖，產生該訊頻圖。
步驟606：根據該訊頻圖，傳送或解碼該符元。
步驟608：結束。
根據流程60，發射端TX會決定第一基本時間指標及第二基本時間指標，用於具有一時間指標之一訊頻圖，使時間指標位於第一基本時間指標及第二基本時間指標之間，以及發射端TX可根據具有第一基本時間指標之第一基本訊頻圖及具有第二基本時間指標之第二基本訊頻圖，產生該訊頻圖。接著，發射端TX根據訊頻圖傳送符元，接收端RX則依據相同的流程來產生訊頻圖，以解碼所接收的符元。
需注意的是，流程60之精神在於根據鄰近的基本訊頻圖來產生訊頻圖，產生之方法係未有所限。舉例來說，請參考第7圖，其為本發明實施例符元SB_na之訊頻圖TM_na以及基本訊頻圖BTM_na1~BTM_na4之示意圖，其中基本訊頻圖BTM_na1~BTM_na4係分別為符元SB_na1~SB_na4之訊頻圖。在位於時間na之符元SB_na之訊頻圖TM_na中，所有頻率配置係未知，且不包 含有任何基本頻率配置。另一方面，分別位於時間na1~na4之基本訊頻圖BTM_na1~BTM_na4係完全由基本頻率配置所組成，其為發射端TX所知悉。相似地，於第7圖中，斜紋方塊係用來表示基本頻率配置，以及空白方塊係用來表示未知的頻率配置。此外，包含於訊頻圖TM_na中訊頻配置之特性，以及包含於基本訊頻圖BTM_na1~BTM_na4中基本訊頻配置之特性，可參考前述，於此不贅述。
請參考第7圖，在考慮時域距離的情形下，可藉由結合最接近的基本訊頻圖BTM_na2及BTM_na3來獲得訊頻圖TM_na，結合基本訊頻圖的方法係未有所限。舉例來說，以基於反距離權重法的線性內插為例，反距離權重法會給予距離訊頻圖TM_na較近的基本訊頻圖較大的權重，給予距離訊頻圖TM_na較遠的基本訊頻圖較小的權重。因此，根據反距離權重法，訊頻圖TM_na可藉由以下線性內插方程式TM_na=(na3-na)/(na3-na2)．BTM_na2+(na-na2)/(na3-na2)．BTM_na3來獲得。在產生訊頻圖TM_na之後，發射端TX可根據訊頻圖TM_na中之頻率配置，配置位元於對應的頻率指標，接著傳送符元SB_na至該接收端RX。接收端RX則依據相同的流程來產生訊頻圖TM_na，以解碼所接收的符元SB_na。相似地，基於基本訊頻圖產生訊頻圖的方法不限於反距離權重法，內插的方式亦不限於線性內插，例如零階內插或高階內插亦可使用於產生訊頻圖。
需注意的是，當結合基本訊頻圖BTM_na2及BTM_na3來獲得 訊頻圖TM_na時，係指結合基本訊頻圖BTM_na2及BTM_na3中具有同一頻率指標之頻率配置，來獲得訊頻圖TM_na中具有該頻率指標之頻率配置。此外，決定兩個最近基本訊頻圖的方法係未有所限。舉例來說，發射端TX可先決定具有小於時間指標na之最大基本時間指標的基本訊頻圖為第一基本訊頻圖(如基本訊頻圖BTM_na2)，接著直接以第一基本訊頻圖的下一個基本訊頻圖(如基本訊頻圖BTM_na3)來做為第二基本訊頻圖。
因此，根據流程60及第7圖之說明，發射端TX可產生訊頻圖TM_na，以及根據訊頻圖TM_na配置符元SB_na的位元。藉由結合兩個最接近的基本訊頻圖，訊頻圖TM_na可精確地相關於訊雜比。也就是說，較多的位元會被配置於具有較佳訊雜比之頻率指標；較少的位元會被配置於具有較差訊雜比之頻率指標，通訊系統10的輸出率可因此接近系統容量。
進一步地，當缺少充滿基本頻率配置之基本訊頻圖時，可同時使用流程40及60來產生一訊頻圖。請參考第8圖，第8圖為本發明實施例一流程80之流程圖。流程80用於第1圖中通訊系統10之發射端TX及接收端RX中，用來產生一符元之訊頻圖。流程80可被編譯成程式碼214，其包含以下步驟：
步驟800：開始。
步驟802：決定一第一時間指標及一第二時間指標，用於具有一時間指標之一訊頻圖，該時間指標係位於該第一 時間指標及該第二時間指標之間。
步驟804：決定一第一基本頻率指標及一第二基本頻率指標，用於具有一頻率指標之一頻率配置，其位於具有該第一時間指標之一第一訊頻圖或具有該第二時間指標之一第二訊頻圖中，該頻率指標係位於該第一基本頻率指標及該第二基本頻率指標之間。
步驟806：根據具有該第一基本頻率指標之一第一基本頻率配置及具有該第二基本頻率指標之一第二基本頻率配置，產生該頻率配置。
步驟808：判斷是否已產生該第一訊頻圖及該第二訊頻圖中所有頻率配置，若是，執行步驟810；若否，執行步驟804。
步驟810：根據該第一訊頻圖及該第二訊頻圖，產生該訊頻圖。
步驟812：根據該訊頻圖，傳送或解碼該符元。
步驟814：結束。
根據流程80，發射端TX會決定第一時間指標及第二時間指標，用於具有一時間指標之一訊頻圖，使該時間指標位於該第一時間指標及該第二時間指標之間。接著，對於第一訊頻圖中每一訊頻指標，發射端TX會決定第一基本頻率指標及第二基本頻率指標，使該頻率指標係位於該第一基本頻率指標及該第二基本頻率指標之間，以根據具有該第一基本頻率指標之第一基本頻率配置及具有該第二基本頻率指標之第二基本頻率配置，產生具有該頻率指標之該頻率配 置，如此可產生第一訊頻圖。相似地，發射端TX產生第二訊頻圖中每一頻率配置。最後，發射端TX可根據第一訊頻圖及第二訊頻圖產生該訊頻圖，以及根據該訊頻圖傳送符元，接收端RX則依據相同的流程來產生訊頻圖，以解碼所接收的符元。
需注意的是，流程80之精神在於使用流程40及60來產生一訊頻圖。進一步說明，請參考第9圖，其為本發明實施例符元SB_nb之訊頻圖TM_nb以及訊頻圖TM_nb1~TM_nb4之示意圖，其中基本訊頻圖TM_nb1~TM_nb4係分別為符元SB_nb1~SB_nb4之訊頻圖。在位於時間nb之符元SB_nb之訊頻圖TM_nb中，所有頻率配置係未知，且不包含有任何基本頻率配置。另一方面，分別位於時間nb1~nb4之基本訊頻圖TM_nb1~TM_nb4則包含有未知的頻率配置以及為發射端TX所知悉的基本頻率配置。相似地，於第9圖中，斜紋方塊係用來表示基本頻率配置，以及空白方塊係用來表示未知的頻率配置。此外，包含於訊頻圖TM_nb及訊頻圖TM_nb1~TM_nb4中訊頻配置之特性，可參考前述，於此不贅述。
請參考第9圖，在考慮時域距離的情形下，可藉由結合最接近的訊頻圖TM_nb2及TM_nb3來獲得訊頻圖TM_nb。然而，訊頻圖TM_nb2及TM_nb3中大量的頻率配置係未知，藉由使用流程40及其相關說明，可獲得訊頻圖TM_nb2及TM_nb3中的未知頻率配置(點紋方塊)。在獲得完整的訊頻圖TM_nb2及TM_nb3後，可進一步地使用流程60及其相關說明來獲得訊頻圖TM_nb。
因此，根據流程80及第9圖之說明，發射端TX可產生訊頻圖TM_nb，以及根據訊頻圖TM_nb配置符元的位元。藉由結合兩個最接近的訊頻圖，訊頻圖TM_nb中每個頻率配置可精確地相關於訊雜比。也就是說，較多的位元會被配置於具有較佳訊雜比之頻率指標；較少的位元會被配置於具有較差訊雜比之頻率指標，通訊系統10的輸出率可因此接近系統容量。
進一步地，藉由使用鄰近基本訊頻圖中最接近的四個基本頻率配置，可更精確地獲得一頻率配置。請參考第10圖，第10圖為本發明實施例一流程100之流程圖。流程100用於第1圖中通訊系統10之發射端TX及接收端RX中，用來處理一符元之一訊頻配置。流程100可被編譯成程式碼214，其包含以下步驟：
步驟1000：開始。
步驟1002：決定一第一基本時間指標及一第二基本時間指標，用於具有一頻率指標及一時間指標之一頻率配置，使該時間指標係位於該第一基本時間指標及該第二基本時間指標之間，以及決定一第一基本頻率指標及一第二基本頻率指標，使該頻率指標係位於該第一基本頻率指標及該第二基本頻率指標之間。
步驟1004：根據四個基本頻率配置產生該頻率配置，其中該四個基本頻率配置之中每一基本頻率配置係對應於該第一基本時間指標及該第二基本時間指標其中一者 與該第一基本頻率指標及該第二基本頻率指標其中一者。
步驟1006：結束。
根據流程100，發射端TX會決定一第一基本時間指標及一第二基本時間指標，用於具有一頻率指標及一時間指標之頻率配置，使時間指標係位於第一基本時間指標及第二基本時間指標之間，以及決定一第一基本頻率指標及一第二基本頻率指標，使頻率指標係位於第一基本頻率指標及第二基本頻率指標之間。接著，發射端TX根據四個基本頻率配置產生該頻率配置，其中該四個基本頻率配置之中每一基本頻率配置係對應於第一基本時間指標及第二基本時間指標其中一者與第一基本頻率指標及第二基本頻率指標其中一者。發射端TX會持續上述運作直到產生訊頻圖中所有的頻率配置為止，以根據訊頻圖傳送符元，接收端RX則依據相同的流程來產生訊頻圖中之頻率配置，以解碼所接收的符元。
需注意的是，流程100之精神在於根據鄰近的四個基本頻率配置來產生頻率配置，產生之方法係未有所限。舉例來說，請參考第11圖，其為本發明實施例符元SB_nc之訊頻圖TM_nc以及基本訊頻圖BTM_nc1及BTM_nc2之示意圖。位於時間nc之符元SB_nc之訊頻圖TM_nc包含有頻率配置b(nc,kc)，其係指配置(或相關)於指標(nc,kc)的位元數量。基本訊頻圖BTM_nc1及BTM_nc2分別包含有位於時間nc1及nc2且為發射端TX所知悉之基本頻率配置。 更詳細來說，於第11圖中，在考慮時域距離的情形下，基本訊頻圖BTM_nc1及BTM_nc2係最接近訊頻圖TM_nc的兩個基本訊頻圖。基本訊頻圖BTM_nc1包含有多個基本頻率配置，在同時考慮時域及頻域距離的情形下(即二維距離)，基本頻率配置b(nc1,kc1)及b(nc1,kc2)係基本訊頻圖BTM_nc1中最接近頻率配置b(nc,kc)的兩個基本頻率配置。此外，基本訊頻圖BTM_nc2亦包含有多個基本頻率配置，在同時考慮時域及頻域距離的情形下(即二維距離)，基本頻率配置b(nc2,kc1)及b(nc2,kc2)係基本訊頻圖BTM_nc2中最接近頻率配置b(nc,kc)的兩個基本頻率配置。此外，點紋方塊及空白方塊分別用來表示基本頻率配置及未知的頻率配置。
以第11圖中頻率配置b(nc,kc)(點紋方塊)為例，在考慮二維距離的情形下，可藉由結合最接近的基本頻率配置b(nc1,kc1)、b(nc1,kc2)、b(nc2,kc1)及b(nc2,kc2)來獲得頻率配置b(nc,kc)。結合基本頻率配置b(nc1,kc1)、b(nc1,kc2)、b(nc2,kc1)及b(nc2,kc2)的方法係未有所限，只要頻率配置b(nc，,c)可正比於指標(nc,kc)上的訊雜比即可。也就是說，當指標(nc,kc)上的訊雜比係較高時，對應地將頻率配置b(nc,kc)設定為較大的數值；當指標(nc,kc)上的訊雜比係較低時，對應地將頻率配置b(nc,kc)設定為較小的數值。舉例來說，以基於反距離權重法的線性內插為例，反距離權重法會給予距離頻率配置b(nc,kc)較近的基本頻率配置較大的權重，給予距離頻率配置b(nc,kc)較遠的基本頻率配置較小的權重。在產生頻率配置b(nc,kc)之後，發射端TX可根據頻率配置b(nc,kc)，配置位元於指標(nc,kc)。 藉由結合四個最接近的基本訊頻配置，發射端TX可更精確地配置位元至指標(nc,kc)。
需注意的是，使用基本頻率的方式不限於反距離權重法，內插的方式亦不限於線性內插，亦可使用零階內插或高階內插。此外，決定四個最近基本頻率配置的方式亦不限於以上所述之方式。
綜上所述，本發明可用於發射端及接收端中，用來使用一或多個訊頻圖中的鄰近基本頻率配置來估測未知的訊頻資訊(如頻率配置)。當產生訊頻圖中所有的頻率配置後，發射端及接收端可分別根據該訊頻圖，配置或解碼位元，通訊系統的輸出率可因此接近系統容量。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧通訊系統
20‧‧‧通訊裝置
200‧‧‧處理裝置
210‧‧‧儲存單元
214‧‧‧程式碼
220‧‧‧通訊介面單元
30、40、60、80、100‧‧‧流程
300、302、304、306、400、402、404、406、408、410、600、602、604、606、608、800、802、804、806、808、810、812、814、1000、1002、1004、1006‧‧‧步驟
BTM_n、BTM_na1、 BTM_na2、BTM_na3、BTM_na4、BTM_nc1、BTM_nc2‧‧‧基本訊頻圖
TM_n、TM_na、TM_nb、TM_nb1、TM_nb2、TM_nb3、TM_nb4、TM_nc‧‧‧訊頻圖
n、na1、na2、na3、na4、nb、nb1、nb2、nb3、nb4、nc、nc1、nc2‧‧‧時間
k、k1、k2、k3、k4、kc、kc1、kc2‧‧‧頻率
b(n,k)、b(nc,kc)‧‧‧頻率配置
b(n,k1)、b(n,k2)、b(n,k3)、b(n,k4)、b(nc1,kc1)、b(nc1,kc2)、b(nc2,kc1)、b(nc2,kc2)‧‧‧基本頻率配置
TX‧‧‧發射端
RX‧‧‧接收端
第1圖為本發明實施例一通訊系統之示意圖。
第2圖為本發明實施例一通訊裝置之示意圖。
第3圖為本發明實施例一流程之示意圖。
第4圖為本發明實施例一流程之示意圖。
第5圖為本發明實施例於頻域產生訊頻圖之示意圖。
第6圖為本發明實施例一流程之示意圖。
第7圖為本發明實施例於時域產生訊頻圖之示意圖。
第8圖為本發明實施例一流程之示意圖。
第9圖為本發明實施例於時域及頻域產生訊頻圖之示意圖。
第10圖為本發明實施例一流程之示意圖。
第11圖為本發明實施例於時域及頻域產生頻率配置之示意圖。
30‧‧‧流程
300、302、304、306‧‧‧步驟

Claims (28)

  1. 一種決定具有一訊頻指標(tone index)之一訊頻配置(tone allocation)的方法，用於一通訊系統中一發射端及一接收端，該方法包含有：根據該訊頻指標及至少一基本訊頻指標(base tone index)間至少一關係，從複數個基本訊頻指標中選擇該至少一基本訊頻指標；以及根據複數個基本訊頻配置(base tone allocations)中具有該至少一基本訊頻指標之至少一基本訊頻配置，以及該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，藉由使用內插產生該訊頻配置；其中一基本訊頻圖(base tone map)包含有該複數個基本訊頻指標及該複數個基本訊頻配置。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該至少一關係係該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間至少一距離。
  3. 如請求項2所述之方法，其中根據該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，從該複數個基本訊頻指標中選擇該至少一基本訊頻指標之步驟，包含有：從該複數個基本訊頻指標中，選擇與該訊頻指標具有一最短距離之該至少一基本訊頻指標。
  4. 如請求項1所述之方法，另包含有：從該複數個基本訊頻指標中選擇一第一基本訊頻指標及一第二基本訊頻指標，該訊頻指標位於該第一基本訊頻指標及該第二基本訊頻指標之間；以及根據該複數個基本訊頻配置中具有該第一基本訊頻指標之一第一基本訊頻配置及具有該第二基本訊頻指標之一第二基本訊頻配置，產生具有該訊頻指標之該訊頻配置。
  5. 如請求項4所述之方法，其中從該複數個基本訊頻指標中選擇該第一基本訊頻指標及該第二基本訊頻指標，該訊頻指標位於該第一基本訊頻指標及該第二基本訊頻指標之間之步驟，包含有：從該複數個基本訊頻指標中選擇該第一基本訊頻指標，該第一基本訊頻指標係小於該訊頻指標之一最大基本訊頻指標；以及從該複數個基本訊頻指標中選擇該第二基本訊頻指標，該第一基本訊頻指標係大於該訊頻指標之一最小基本訊頻指標。
  6. 如請求項4所述之方法，另包含有：從該複數個基本訊頻指標中選擇一第三基本訊頻指標及一第四基本訊頻指標，該訊頻指標位於該第三基本訊頻指標及該第四基本訊頻指標之間；以及 根據該複數個基本訊頻配置中該第一基本訊頻配置、該第二基本訊頻配置、具有該第三基本訊頻指標之一第三基本訊頻配置及具有該第四基本訊頻指標之一第四基本訊頻配置，產生具有該訊頻指標之該訊頻配置。
  7. 如請求項1所述之方法，其中根據該複數個基本訊頻配置中具有該至少一基本訊頻指標之該至少一基本訊頻配置，以及該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，產生該訊頻配置之步驟，包含有：根據該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，從該至少一基本訊頻配置獲得至少一權重；以及根據該至少一權重，產生具有該訊頻指標之該訊頻配置。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該基本訊頻圖係儲存於該發射端或該接收端中。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該基本訊頻圖係由該接收端回傳至該發射端。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該接收端回傳一指標以指示該基本訊頻圖。
  11. 如請求項1所述之方法，其中該訊頻配置及該至少一基本訊頻 配置係分別相關於配置於該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標之位元(bits)之一數量。
  12. 如請求項1所述之方法，其中該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標係位於一相同時域(time domain)或一相同頻域(frequency domain)上。
  13. 如請求項1所述之方法，其中該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標係二維指標。
  14. 如請求項1所述之方法，其中該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標係同時位於二維空間中一直線上。
  15. 一種通訊裝置，用於一通訊系統中，用來處理具有一訊頻指標(tone index)之一訊頻配置(tone allocation)，該通訊裝置包含有：一處理器，用來執行一程式；以及一儲存裝置，耦接於該處理器，用來儲存該程式；其中該程式用來指示該處理器執行以下步驟：根據該訊頻指標及至少一基本訊頻指標(base tone index)間至少一關係，從複數個基本訊頻指標中選擇該至少一基本訊頻指標；以及根據複數個基本訊頻配置(base tone allocations)中具有該 至少一基本訊頻指標之至少一基本訊頻配置，以及該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，藉由使用內插產生該訊頻配置；其中一基本訊頻圖(base tone map)包含有該複數個基本訊頻指標及該複數個基本訊頻配置。
  16. 如請求項15所述之通訊裝置，其中該至少一關係係該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間至少一距離。
  17. 如請求項16所述之通訊裝置，其中根據該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，從該複數個基本訊頻指標中選擇該至少一基本訊頻指標之步驟，包含有：從該複數個基本訊頻指標中，選擇與該訊頻指標具有一最短距離之該至少一基本訊頻指標。
  18. 如請求項15所述之通訊裝置，另包含有：從該複數個基本訊頻指標中選擇一第一基本訊頻指標及一第二基本訊頻指標，該訊頻指標位於該第一基本訊頻指標及該第二基本訊頻指標之間；以及根據該複數個基本訊頻配置中具有該第一基本訊頻指標之一第一基本訊頻配置及具有該第二基本訊頻指標之一第二基本訊頻配置，產生具有該訊頻指標之該訊頻配置。
  19. 如請求項18所述之通訊裝置，其中從該複數個基本訊頻指標中選擇該第一基本訊頻指標及該第二基本訊頻指標，該訊頻指標位於該第一基本訊頻指標及該第二基本訊頻指標之間之步驟，包含有：從該複數個基本訊頻指標中選擇該第一基本訊頻指標，該第一基本訊頻指標係小於該訊頻指標之一最大基本訊頻指標；以及從該複數個基本訊頻指標中選擇該第二基本訊頻指標，該第一基本訊頻指標係大於該訊頻指標之一最小基本訊頻指標。
  20. 如請求項18所述之通訊裝置，另包含有：從該複數個基本訊頻指標中選擇一第三基本訊頻指標及一第四基本訊頻指標，該訊頻指標位於該第三基本訊頻指標及該第四基本訊頻指標之間；以及根據該複數個基本訊頻配置中該第一基本訊頻配置、該第二基本訊頻配置、具有該第三基本訊頻指標之一第三基本訊頻配置及具有該第四基本訊頻指標之一第四基本訊頻配置，產生具有該訊頻指標之該訊頻配置。
  21. 如請求項15所述之通訊裝置，其中根據該複數個基本訊頻配置中具有該至少一基本訊頻指標之該至少一基本訊頻配置，以及該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，產生該訊頻配置之步驟，包含有： 根據該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標間該至少一關係，從該至少一基本訊頻配置獲得至少一權重；以及根據該至少一權重，產生具有該訊頻指標之該訊頻配置。
  22. 如請求項15所述之通訊裝置，其中該基本訊頻圖係儲存於該通訊裝置中，或儲存於該通訊裝置所通訊之該通訊系統中另一通訊裝置中。
  23. 如請求項15所述之通訊裝置，其中該基本訊頻圖係由該通訊系統中另一通訊裝置回傳至該通訊裝置。
  24. 如請求項15所述之通訊裝置，其中該通訊系統中另一通訊裝置回傳一指標以指示該基本訊頻圖。
  25. 如請求項15所述之通訊裝置，其中該訊頻配置及該至少一基本訊頻配置係分別相關於配置於該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標之位元(bits)之一數量。
  26. 如請求項15所述之通訊裝置，其中該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標係位於一相同時域(time domain)或一相同頻域(frequency domain)上。
  27. 如請求項15所述之通訊裝置，其中該訊頻指標及該至少一基本 訊頻指標係二維指標。
  28. 如請求項15所述之通訊裝置，其中該訊頻指標及該至少一基本訊頻指標係同時位於二維空間中一直線上。
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