NO324299B1 - Overforing av digitalsignaler i tidsmultipleks med ortogonal frekvensfordeling - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder generelt digitalsignaloverføring i et sambandssystem i kategori OFDM, dvs. multipleksordning med ortogonal frekvensdeling. Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen både OFDM-systemer og tilhørende enheter som brukes ved overføring av digitalsignaler.

OFDM er en teknikk for overføring av digitalsignaler ved stor overføringshastighet, blant annet fjernsynssignaler som gir spesielt god avbildningsoppløsning, idet slike signaler ofte benevnes høyoppløsningssignaler (HDTV-signaler). I OFDM-systemer deles en enkelt høyhastighets datastrøm (dvs. en binærsifferstrøm) opp i flere parallelle understrømmer som går med lavere hastighet. Hver slik understrøm brukes for å modulere sin respektive subbærebølge for den trådløse overføring.

Den modulasjonsteknikk som brukes i OFDM-systemer kalles gjerne kvadraturamplitudemodulasjon (QAM), og der moduleres både bærebølgens fase og amplitude. Videre frembringes ved slik modulasjon komplekse QAM-symboler som utgjør tallfølger med et bestemt antall binærsifre (benevnelse bit), og hvert symbol har som et generelt komplekst tall en realdel og en imaginærdel. Hvert komplekst symbol har videre samme antall binærsifre som de som inngikk i den opprinnelige genereringen av QAM-symbolene. Flere sifre sendes samtidig i et mønster som grafisk kan illustreres i et komplekst plan, og typisk kalles gjerne dette mønsteret en konstellasjon. Ved å bruke modulasjonstypen QAM kan et OFDM-system overføre informasjon mer effektivt.

Det forekommer ofte at når et signal sendes ut via radiobølger skjer overføringen til et mottaker via mer enn én overføringsvei. Et signal fra en enkelt sender kan f.eks. gå i tilnærmet rett linje til en mottaker, men samtidig kan det også komme til mottakeren via refleksjoner fra fysiske gjenstander, slik at overføringsveien blir lenger. Videre er det slik at når et system bruker en kringkastingsteknikk basert på tilstøtende dekningsområder eller "celler" i et nett for å øke utnyttelsen av frekvensspekteret best mulig, kan et signal som er tiltenkt en bestemt mottaker også sendes ut via flere sendere. Følgelig vil ett og samme signal sendes til mottakeren over flere kanaler, og slik parallellutbredelse av signaler, enten det er menneskerfembrakt (f.eks. forårsaket ved å sende samme signal fra mer enn én sender) eller har naturlige årsaker (ved forskjellige refleksjonsveier) kalles fenomenet "flerveis". Det er innlysende at når et områdenett sender ut flerveissignaler for å utnytte frekvensspekteret må det være bestemte forskrifter for effektivt å adressere signalene til mottakeren uten forstyrrelser som følge av flerveisoverføringen.

Heldigvis er OFDM-systemer som bruker modulasjonstypen QAM mer effektive når det gjelder flerveisoverføring (som altså forekommer når man har et områdenett) enn tilsvarende QAM-teknikk hvor bare en enkelt bærebølge brukes. Nærmere bestemt må man i QAM-systemer med enkel bærebølge bruke en kompleks utjevner for å jevne ut mellom overføringskanaler som har signalekkoer som er like sterke som hovedsignalet i en hovedoverføringsvei, og slik utjevning er vanskelig å utføre. I kontrast kan man i OFDM-systemer utelate slike komplekse utjevnere, selv om man likevel må sette inn et beskyttelsesintervall med passende lengde i starten av hvert symbol. Følgelig foretrekkes OFDM-systemer som bruker modulasjonstypen QAM når man forventer flere overføringsveier til en mottaker.

Med særlig fokus på dagens aktuelle OFDM-systemer skal her gjennomgås hvorfor oppfinnelsens overføring av digitalsignaler i et slikt system er så anvendelig og tilfredsstiller flere behov, og først fastslås at man i aktuelle systemer må kode den datastrøm som skal sendes ut to ganger, først med en såkalt Reed-Solomon-koder og deretter med et såkalt trellis kodeskjema, idet benevnelsen "trellis" henspeiler på koordinering eller sammenstilling på tilsvarende måte som i et gitterverk). Det skal bemerkes at oppfinnelsen også kan passe i systemer hvor det bare er en enkelt kodetype. I et typisk trellis kodeskjema kodes datastrømmen med en omhylningskoder, hvoretter påfølgende binærsifre kombineres til grupper som danner de allerede omtalte QAM-symboler. Flere sifre i samme gruppe danner en "dimensjon" hvis orden er lik antallet sifre i gruppen, idet dette antall angis med heltallet m, og følgelig benevnes gruppen som en gruppe av m-te dimensjon. Typisk kan m være fire, fem, seks eller syv, men verdien kan også være både mindre og større enn dette.

Etter grupperingen av sifrene til flersiffersymboler utføres en såkalt innfelling av symbolene, og med dette menes at symbolstrømmen omordnes i sekvens for deretter å tilfeldiggjøre potensielle feil som forårsakes ved kanaldegradering. For å illustrere dette kan man anta at fem ord skal overføres. Ved overføringen av et ikke innfellingsordnet signal kan det forekomme en midlertidig kanalforstyrrelse, og da vil kanskje et helt ord tapes før forstyrrelsen opphører. Det kan ved denne overføring være vanskelig om ikke umulig å vite hvilken informasjon som har gått tapt med dette ord. Hvis derimot bokstavene i de fem ordene ordnes i sekvenser etter hverandre (det er denne omordning som går under benevnelsen innfelling) før sendingen og en tilsvarende kanalforstyrrelse finner sted under overføringen kan nok flere bokstaver tapes, kanskje en bokstav per ord. Ved dekoding av de tilbakeordnede bokstaver kan man likevel få frem alle fem ordene, selv om enkelte av dem mangler bokstaver. Det er åpenbart at det ville være ganske lett for en digital dekoder å hente inn den manglende informasjon på forskjellig måte når man bruker en slik omordning eller innfelling. Etter innfellingen av symbolene med dimensjon m gjøres de om (transformeres) til komplekse symboler ved å bruke de QAM-prinsipper som er angitt ovenfor, deretter multipleksbehandles de slik at de blir tilordnet sine respektive subkanaler med tilhørende subbærebølge, hvoretter de sendes ut.

Det er imidlertid slik at også aktuelle OFD-systemer som bruker et slikt trelliskodeskjema hvor sifre omgrupperes til symboler før innfelling, også fremviser ulemper når det gjelder flerveisoverføring, særlig der flere av OFDM-subbærebølgene blir kraftig svekket. Videre er det klart at det er fullt mulig å forbedre ytelsen av OFDM-systemer når man har slik kraftig svekking, og det er her oppfinnelsen kommer inn i bildet. Endelig kan man utføre ytterligere forbedringer ved å bruke såkalt "mykbeslutning" på mottakersiden ved undersøkelsen av de mottatte digitalsignaler.

I følge oppfinnelsen, løses de overnevnte problemer ved et system angitt i krav 1 og som har de karakteristiske trekk som angitt i den kjennetegnende del av kravet; en fremgangsmåte angitt i krav 11 og som har de karakteristiske trekk som angitt i den kjennetegnende del av kravet; en mottaker angitt i krav 16 og som har de karakteristiske trekk som angitt i den kjennetegnende del av kravet; en fremgangsmåte angitt i krav 21 og som har de karakteristiske trekk som angitt i den kjennetegnende del av kravet; og et datalesbart medium angitt i krav 27 og som har de karakteristiske trekk som angitt i den kjennetegnende del av kravet.

Oppfinnelsen ser det altså som sin oppgave å tilveiebringe et system for overføring av digitalsignaler ved store hastigheter, også under forhold hvor man har flere overføringsveier. Det foreslås videre bruk av OFDM-prinsippene, idet disse viser seg relativt effektive ved subbærebølgedempning under slike overføringsforhold, og man vil gjøre bruk av mykbestemmelse på mottakersiden fra den ene subkanal til den neste for å bestemme de mottatte binærsifre korrekt. Endelig tar oppfinnelsen sikte på å frembringe et overføringssystem slik som angitt ovenfor, men som i tillegg både er lett å bruke og kostnadseffektivt å fremstille og sette i drift.

I et første aspekt av oppfinnelsen inngår en sender for OFDM-signaler hvor digitalsignalenes binærsifre behandles i en indre innfeller før de grupperes til flersiffersymboler.

I et annet aspekt foreslås kretser for en slik sender for korrekt digital prosessering før sendingen til en mottaker, og disse kretser omfatter:

en ytre innfeller for prosessering av sifrene,

en koder for å kode sifrene etter prosesseringen,

en indre innfeller for å motta de kodede sifre fra koderen og omordne dem, og

kretser for å motta de omordnede sifre fra den indre innfeller og generere et symbol som er representativt for antallet m påfølgende sifre fra denne indre innfeller, idet m er et heltall større enn en.

Det er altså i en sender som benytter tidsmultipleks med ortogonal frekvensdeling satt opp kretser for prosessering av digitalsignaler, for overføring til en mottaker. I en særlig utførelse omfatter disse kretser en ytre innfeller, fortrinnsvis av typen Reed-Solomon, for prosessering av sifrene, og en indre innfeller for å motta sifrene fra den ytre innfeller og på ny innføre innfelling. Kretsene omfatter også kretser for å motta de sifre som er underlagt innfellingen og frembringe et symbol som er bygget opp med antallet m etterfølgende binærsifre fra den indre innfeller.

Fortrinnsvis brukes en omhylningskoder for sifferbehandlingen mellom den indre og ytre innfeller. Videre kan man ha et transformeringselement for å overføre hvert symbol til et m-te ordens signalrom. Som angitt i den foretrukne utførelse bruker dette transformeringselement kvadraturamplitudemodulasjon (QAM) for å frembringe komplekse symboler, og i det tilfelle hvor antallet m er et odde heltall på minst fem reduserer elementet summen av de såkalte Hammingavstander mellom nabosymboler i en kvadrant av dette signalrom.

Som beskrevet nærmere nedenfor brukes en serie/parallellomvandler for omvandling av de komplekse symboler til antallet n subkanaler, idet n er et heltall større enn en. En generator for beskyttelsesperioder setter opp slike perioder i signalstrømmene. Kretsene brukes i kombinasjon med OFDM-senderen og i ytterligere kombinasjon innenfor et større OFDM-system.

I et annet aspekt av oppfinnelsen er det skaffet tilveie en fremgangsmåte for overføring av data i form av digitalsignaler som utgjør en strøm av binærsifre, ved hjelp av tidsmultipleks med ortogonal frekvensdeling (OFDM), og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved:

omhylningskoding av sifrene,

omordning av dem i en innfellingsprosess, og

gruppering av antallet m binærsifre i parallell for å etablere sitt respektive symbol.

En fremgangsmåte for å sende binærsifre ved hjelp av OFDM omfatter altså omhylningskoding og deretter innfelling. Deretter omfatter fremgangsmåten gruppering av m sifre i parallell for å etablere symboler.

Oppfinnelsen sørger også for kretser på mottakersiden, for å motta antallet n subkanaler med OFDM-signaler som inneholder komplekse faseregulerte symboler, idet hvert symbol representerer m sifre, og kretsene på mottakersiden omfatter for hver subkanal en kvantiseringskrets som utfører mykbestemmelse av verdien av hvert binærsiffer i hvert symbol i subkanalen. En logikkprosessor av en eller annen type kan håndtere denne del av mottakerfunksjonen.

Oppfinnelsen skaffer også tilveie en logikkprosessor for en mottaker for å motta digitalsignaler i tidsmultipleks med ortogonal frekvensdeling, idet mottakingen går ut på å ta imot komplekse symboler i digitalsignalet, hvor hvert symbol representerer antallet m binærsifre og hvor logikkprosessoren er kjennetegnet ved: et lager som kan leses av et digitalt prosessorsystem, idet lageret har lagret instruksjoner som kan formidles av det digitale prosesseringssystem for å utføre mykbestemmelse av en verdi for hvert symbol, i henhold til en fremgangsmåte som omfatter: bestemmelse av et første sett mulige verdier for hvert symbol, idet hver verdi i det første sett har en sifferverdi lik null for et bestemt siffer,

bestemmelse for hvert symbol av en størrelsesforskjell mellom symbolet og hver mulig verdi av det første sett mulige verdier, og

bestemmelse av den minste størrelsesforskjell og generering av et første signal som er representativt for denne.

Kretser for å overføre OFDM-signaler bruker altså kvadraturamplitudemodulasjon for å frembringe flere QAM-symboler. Videre foregår en transformasjon til et rom av m-te orden slik at summen av Hammingavstandene mellom nabosymboler i rommet blir redusert til et minimum, idet m er et odde heltall på minst lik fem.

Oppfinnelsens enkelte trekk, mål og fordeler vil fremgå tydeligere av den beskrivelse som følger nedenfor, og beskrivelsen støtter seg til tegningene hvor samme henvisningstall går igjen i en viss utstrekning og da indikerer samme element.

Fig. 1 viser skjematisk oppfinnelsens sambandssystem av kategori OFDM for overføring av informasjon fra i det viste tilfelle to sendere, til en mottaker, fig. 2 viser et skjema over de enkelte kretser i en av senderne, fig. 3 viser de tilsvarende kretser i mottakeren, og fig. 4 viser en sekvens av trinn for den såkalte mykbestemmelseslogikk som utføres i mottakeren.

Oversiktsskjemaet på fig. 1 viser altså et OFDM-system 10 for kringkasting av digitalsignaler ved store overføringshastigheter til en mottaker 12, idet det inngår en eller flere like sendere 14, 6 i systemet, og hvor overføring skjer via flere radiooverføringsveier 18, 20. Signalene som overføres kan f.eks. være HDTV-signaler for fjernsyn med ekstremt god bildeoppløsning. Systemet 10 er altså et OFDM-system, hvilket betyr at det arbeider i tidsmultipleks med ortogonal frekvensdeling, og følgelig sender alle senderne 14, 16 identiske signaler til mottakeren 12, men hvor hvert signal er tidsmessig fordelt i i alt n subkanaler, idet n er et heltall større enn en. I samsvar med OFDM-prinsippene representerer hver subkanal en tilhørende understrøm av en sekvens av komplekse kvadraturamplitudemodulerte (QAM) symboler. På sin side representerer hvert slikt symbol antallet m binærsifre, idet også m er et heltall større enn en. I en foretrukket utførelse m=6. I en annen foretrukket utførelse er m=7. Det skal bemerkes at selv om oppfinnelsen her beskrives i forbindelse med QAM kan den eller oppfinnelsens system likeledes brukes for fasenøklede modulasjonssystemer

(PSK).

Fig. 2 viser de enkelte detaljer i en sender 14 som arbeider i samsvar med oppfinnelsens system. De enkelte detaljer angir blokker med spesifikke funksjoner, og blokkene kan representere enheter, kretser eller sammenstillinger, uten at dette behøver bety noe for eksempelet. En koder 22 av typen feilkorrigerende ytre symbolkoder, gjerne av typen Reed-Solomon-koder, mottar en datastrøm, dvs. en binærsifferstrøm, som skal sendes ut. Denne sifferstrøm kodes siffer for siffer i henhold til prinsipper som er kjent innenfor denne teknikk. Tilsvarende er en ytre innfeller 24 innkoplet, og denne kan også være av kategori Reed-Solomon. Innfelleren feller inn data fra den ytre koder 22 i samsvar med de tilsvarende kjente prinsipper. Kodesystemer i henhold til Reed-Solomon er nærmere beskrevet i G.C. Clark, Jr. og J.B. Cain, "Error-Correction Coding for Digital Communications", Plenum Press, New York, 1981; S. Lin og D.J. Costello, JR.; "Error Control Coding: Fundamentals and Applications", Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J. 1983.

Fra den ytre innfeller 24 videreføres signalet til en omhylningskoder 26 som utfører omhylningskoding av de enkelte sifre, også i henhold til velkjente prinsipper. De på denne måte kodede binærsifre videreføres til en indre innfeller 28, og etter dette sendes sifferstrømmen videre til en ordner 30 som er en "signalromgrupperingskrets" som parallellordner en sekvens på i alt m sifre fra den indre innfeller 28 og derved setter opp et tilordnet symbol som representerer hvert av de m sekvensordnede sifre som er mottatt fra denne innfeller.

I og med oppfinnelsen utfører altså senderen 14 prosessering av sifre ved hjelp av en indre innfeller før ordningen av sifrene til flersiffersymboler, i motsetning til de allerede omtalte trellis kodede OFDM-sendere. I om med oppfinnelsen ble det videre oppdaget at man med denne mekanisme og en tilsvarende mekanisme i en mottaker 12 (som skal gjennomgås nedenfor) fikk bedre flerveismottaking og totalytelse i sambandssystemet 10 vis-å-vis konvensjonelle trelliskodede sender/mottaker systemer hvor det i senderen først sørges for gruppering av sifre til symboler, hvoretter symbolene prosesseres i en indre innfeller.

Som vist på fig. 2 sendes symbolene fra ordneren 30 til et etterfølgende transformeringselement 32 som utfører "signal space mapping", dvs. at elementet "avbilder" hvert symbol i et signalrom av m-te orden. Fortrinnsvis bruker elementet 32 QAM for å etablere en modulasjon som gjelder både amplitude og fase og basert på hvert symbol slik at det således frembringes komplekse symboler.

Disse komplekse symboler transformeres eller avbildes til et komplekst plan, ofte benevnt en QAM-konstellasjon, og følgelig kan hvert symbol uttrykkes som et komplekst tall relatert til to ortogonale akser x og y i det komplekse plan: x + jy, idet j som sedvanlig betyr kvadratroten av -1.

For liketallsverdier av m utfører transformasjonen til det komplekse plan ved hjelp av m/2 Graykodede binærsifre for x-verdiene, hvoretter de resterende m/2 binærsifre (Graykodede) representerer y-verdiene. Ved en slik transformasjon vil tilstøtende binærsifre i en kvadrant av det komplekse plan fortrinnsvis skille seg fra hverandre i verdi med bare en enkelt binærverdi, med andre ord vil den såkalte Hammingavstand mellom tilstøtende binærsifre i en kvadrant være eksakt lik en. I motsetning til dette vil QAM-symbolene for oddeverdier av m ikke lenger kunne Graykodes uavhengig i to dimensjoner, siden QAM-konstellasjonen ikke lenger er rektangulær, og følgelig vil QAM-symbolene da måtte transformeres i henhold til det man kan kalle en kvasi-Graykode slik det er vist i tabell 1 nedenfor, for på fordelaktig måte å bringe summen av Hammingavstandene mellom hvert distinkt par naboelementer i en kvadrant til et minimum, idet hvert par angis ved de m sifre som er tilordnet paret, og hvor elementer i en og samme kvadrant også fysisk gjenfinnes i

tabellen som naboelementer (og altså ikke har noe mellomelement).

Som det tør være åpenbart for den som er bevandret i denne teknikk kan den konstellasjon som er vist i tabell 1 betraktes å inneholde fire kvadranter, idet konstellasjonens origo eller sentrum ligger mellom den tredje og fjerde linje og mellom den tredje og fjerde spalte, dvs. mellom de fire a-er i midten av tabellen, på samme måte som i et koordinatsystem. Ifølge oppfinnelsen koder to av de i alt m sifre i tabellen og som representeres ved hvert QAM-symbol, symbolets kvadrant. Følgelig er to av sifrene for QAM-symbolene i den første kvadrant lik 00, to i hvert symbol i den andre kvadrant er 01, to i den tredje kvadrant er 11 og to i den fjerde kvadrant er 10.

Videre er det i henhold til tabell 1 slik at de tre resterende sifre i hvert symbol er angitt ved en av åtte bokstaver a-h. Første kvadrant symbolet er gjennomgått nedenfor, men her skal forstås at det som illustrert i tabell 1 fremgår av samme siffertildeling gjenfinnes i de øvrige tre kvadranter. En vilkårlig bokstav i tabellen kan tilordnes verdien 000, f.eks. kan a representere binærverdien 000. For å holde Hammingavstanden til naboene i kvadranten lik én, tilordnes ifølge oppfinnelsen b=001 og c=010. Dette fører på sin side til: d=011, e=l 10 og f=lll.

To muligheter for de resterende tilordninger foreligger for å redusere summen av Hammingavstandene i kvadranten når det gjelder symbol til symbol til et minimum, og den første mulighet går ut på å tilordne g=100 og h=101, i hvilket tilfelle Hammingavstanden mellom samtlige naboer i kvadranten blir 1 med unntak av Hammingavstanden mellom d og g som blir tre. Imidlertid er g=101 og h=100, og i dette tilfelle blir avstanden mellom naboer i kvadranten lik 1, med unntak av avstanden mellom d og g som er lik to, og likeledes avstanden mellom b og h som også er lik to. I begge tilfeller reduseres summen av avstandene i kvadranten.

Tabell 1 viser altså en kartlegging eller transformasjon for det tilfelle hvor m=5. Det er klart at de samme prinsipper kan brukes for større oddeverdier av m, f.eks. vil hvert punkt i tabell 1 ovenfor erstattes av en kvadrantgruppe på 2(m-5) punkter dersom m>5, slik at fem av sifrene i hvert symbol brukes for å identifisere bestemte kvadratgrupper, mens de øvrige m-5 sifre brukes som en todimensjonal Graykode for å angi punktene i gruppen.

Etter transformasjonen multipleksbehandles strømmen av komplekse symboler til understrømmer i en serie/parallellomvandler 34. Etterhvert som multipleksbehandlingen foregår settes pilotsymboler inn i de n understrømmer d0...dn-1 (som representert av en pilotsymbol innsetter 33 i mottakeren 14 som vist). På kjent måte etablerer pilotsignalene en amplitude- og fasereferanse for mottakeren, slik at denne kan fastlegge amplitude (skaleringen) og fase av de mottatte komplekse symboler.

Etter multipleksbehandlingen transformeres understrømmene til frekvensplanet ved forsert Fouriertransformasjon (FFT) i et FFT-ledd 36, og deretter mottar en generator 38 for beskyttelsesperioder utgangssignalet fra leddet 36 og etablerer beskyttelsesperioder i utgangssignalet. I den foretrukne utførelse etableres disse perioder ved innsetting av en syklisk utvidelse av det informasjonsbærende symbol, i signalet.

Fig. 3 viser de relevante deler av mottakeren 12 i systemet 10 ifølge oppfinnelsen. Det mottatte signal føres til en beskyttelsesperiodesletter 40 som sletter periodene som ble satt inn av senderen 14 ved bare å prosessere den energi som mottas i løpet av nyttesignalperiodene. Fra sletteren 40 går signalet til et ledd 42 for invers forsert Fouriertransformasjon (IFFT) slik at signalet kommer tilbake til tidsplanet igjen.

Som vist på fig. 3 går signalet fra leddet 42 ut i form av understrømmer av mottatte komplekse datasymboler d0...dn-l. Hvert symbol kombineres i sin respektive multiplikator 44 med en tilhørende korreksjonsvektor e-jcp for fasedreiningskorreksjon, idet (p er den antatte fasedreining av symbolet, basert på det pilotsignal som ble innsatt i senderen 14.

Deretter bestemmes verdien av de binærsifre som representeres ved hvert komplekse symbol i de enkelte understrømmer, ved hjelp av tilordnede mykbestemmelseskvantiseringskretser 46 som dekoder de komplekse symboler og fører dem tilbake til de binærsifre som de opprinnelig representerte. Den måte de enkelte sifferverdier for hvert symbol bestemmes på er gjennomgått nedenfor i forbindelse med fig. 4. For å gjøre mykbestemmelsene lettere å utføre er det imidlertid på fig. 3 indikert at kvantiseringskretsene 46 mottar sine respektive estimatverdier p for de mottatte symbolers amplitude, basert på pilotsignalene.

Fra kvantiseringskretsene 46 går understrømmene med data til en etterfølgende parallell/serieomvandler 48 for å kombinere dem til en enkelt sekvens med binærsifre. Denne sekvens sendes til den etterfølgende indre oppløser 50 for å løse opp innfellingen eller sifferordningen som ble utført i den siste innfeller, hvorved de enkelte sifre får den rekkefølge de hadde før de ble sendt ut av senderen. Deretter sendes de riktig ordnede sifre til en første dekoder 52 som utfører dekoding i samsvar med velkjente omhylningsdekode skjemaer. En mulig utførelse av dekoderen 52 er Viterbitypen som også er velkjent innenfor faget. Dekoderens utgang går til en ytre oppløser 51 som omordner de omhylningsdekodede symboler for deretter å føre dem videre til en etterfølgende andre dekoder av Reed-Solomontypen, angitt med henvisningstallet 53. Denne andre dekoder dekoder de omordnede symboler på slik måte det er kjent innenfor faget. Fig. 4 viser den logiske rekkefølge i en kvantiseringskrets 46 for å bestemme sifferverdiene representert ved et mottatt komplekst symbol. Det fremgår av fig. 3 at hver kvantiseringskrets 46 kan være en mikroprosessor som fortrinnsvis omfatter et lager 47 som mottar instruksjoner som brukes av kvantiseringskretsen 46 for å ivareta de enkelte trinn ifølge oppfinnelsen. Det er videre kjent at en slik kvantiseringskrets 46 kan omfatte en sentral prosessorenhet (CPU) eller en programmerbar portgruppebrikke, eventuelt en anvendelsesspesifisert integrert krets (ASIC). Fig. 4 illustrerer hvordan de enkelte utførelser av den logiske sekvens 66 som der er satt opp, arter seg for å bestemme verdiene av de enkelte binærsifre som representeres av et mottatt komplekst symbol. De enkelte utførelser ifølge oppfinnelsen er alle slik at de arbeider i henhold til oppfinnelsen. Særlig kan oppfinnelsen foregå ved hjelp av maskinkomponenter som setter opp de logiske elementer i en form som gir instruksjon til et digitalt prosesseringsapparat (f.eks. en datamaskin eller en mikroprosessor) for å utføre den sekvens 66 som er vist med sine enkelte driftstrinn på fig. 4.

Disse instruksjoner kan være bygget på logiske sammenstillinger/kretser i et lager, f.eks. slik lageret 47 er illustrert på fig. 3. Maskinkomponenten kan være bygget opp som en kombinasjon av logiske elementer som er lagt inn i lageret 47, >idet dette fortrinnsvis kan være et elektronisk leselager (ROM), et arbeidslager (RAM) eller en annen type lager. Alternativt kan instruksjonene legges inn i form av kodeelementer i et maskinprogram for kjøring i apparat bestykket med halvledere, for lagring på magnetbånd, på optiske plater, i DASD-grupper, eller i konvensjonelle masselagre tilhørende datamaskiner, på elektronisk form i lager av den typen som er nevnt ovenfor, eller på annen måte.

Sekvensen 66 starter med en blokk 54 hvor det faseregulerte signal die-j<p (idet verdien av indeksen i angir det i-te symbol) for hvert mottatt komplekst symbol fra multiplikatoren 44, av kvantiseringskretsen 46 ifølge oppfinnelsen. I blokk 56 fastlegges det første sett mulige verdier pia som det mottatte komplekse symbol kan ha. a-verdiene er allerede kjent, siden hver av disse tilsvarer en posisjon i den gitte konstellasjon. Det første sett omfatter 2m-l elementer pia, idet hvert element har sifferverdien null i siffer k, idet k=l...m. Med andre ord settes i blokk 56 et første sett mulige verdier for hvert symbol og med hver verdi i det første sett med sifferverdien null i et vilkårlig siffer opptil siffer m.

Tilsvarende gjøres i blokk 58, dvs. at det finnes et andre sett mulige verdier pia som det mottatte komplekse symbol kan ha. Dette andre sett innbefatter 2m-l elementer pia, og hvert element har sifferverdien 1 i siffer k, idet k som før er fra 1 til m. Med andre ord bestemmes i blokk 58 et andre sett med mulige verdier for hvert symbol, og med hver verdi i det andre sett med binærverdien 1 for et vilkårlig binærsiffer. Følgelig kommer seksten mulige verdier ut i den 32 verdikonstellasjon som er vist ovenfor i tabellen, fra blokk 56, og tilsvarende ytterligere seksten mulige verdier fra blokk 58.

I den etterfølgende blokk 60 bestemmes absoluttverdiene av forskjellene mellom det faseregulerte signal die-jcp(i) og hvert forventet signal pia i det første sett, og den minste absoluttverdi velges som et første signal. I blokk 60 bestemmes også absoluttverdiene mellom samme faseregulerte signaler og hvert forventet signal pia i det andre sett, og den minste verdi føres på tilsvarende måte ut som et andre signal. Utgangssignalet som samlet går ut fra blokk 60 kan uttrykkes som :

min {[die-jc<p>(i)-pia(0 i siffer k)]2-[die-j<q>>(i)-pia(l i siffer k)]2} (1)

Selv om den bestemte innfeller for OFDM ved overføringen av digitalsignaler og som her er vist og beskrevet i detalj er fullt funksjonsdyktig for å oppnå de mål som er satt opp for oppfinnelsen skal det forstås at det er den i øyeblikket foretrukne utførelse av oppfinnelsen og som således er representativ for det konsept som dekkes, som egentlig er oppfinnelsens mål, og likeledes vil andre utførelser som kan være åpenbare for en fagperson, så lenge disse utførelser også dekkes av rammen om de patentkrav som er satt opp nedenfor, vil gjelde.

Claims (27)

1. Sambandssystem (10) for tidsmultipleksbehandling med ortogonal frekvensdelt multipleksing (OFDM) og som har en sender (14, 16) for overføring av digitalsignaler som utgjør en strøm av bit, til en mottaker (12), karakterisert ved at senderen (14, 16) omfatter: en ytre innfeller (24) for prosessering av bitene, en koder (26) for å kode bitene etter prosesseringen, en indre innfeller (28) for å motta de kodede bit fra koderen (26) og innfelle dem, og kretser for å motta de innfellede bit fra den indre innfeller og gruppere bitene til multibitsymboler ved å generere et symbol som er representativt for antallet m påfølgende bit fra denne indre innfeller, idet m er et heltall større enn en.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at den ytre innfeller (24) er en Reed-Solomon-innfeller.

3. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved en enkelt sender (14).

4. System ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved et transformeringselement (32) for overføring av hvert symbol til et signalrom av m-te orden.

5. System ifølge krav 4, karakterisert ved at transformeringselementet (32) bruker kvadraturamplitudemodulasjon (QAM) for å frembringe komplekse symboler.

6. System ifølge krav 5, karakterisert ved en serie/parallell omvandler (34) for å omvandle til komplekse symboler til antallet n understrømmer, idet n er et heltall større enn en.

7. System ifølge krav 4, 5 eller 6, hvor m er et heltall på minst fem, karakterisert ved at transformeringselementet (32) er innrettet for å redusere summen av Hammingavstandene mellom nabosymboler i en kvadrant av signalrommet til et minimum.

8. System ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved en generator (38) for å legge inn beskyttelsesperioder i signalstrømmen.

9. System ifølge krav 8, karakterisert ved å omfatte minst én OFDM-sender (14,16).

10. System ifølge krav 9, karakterisert ved kombinasjon med et ytterligere system for tidsmultipleks behandling med ortogonal frekvensdelt multipleksing (OFDM).

11. Fremgangsmåte for sending av data i form av digitalsignaler som utgjør en strøm av bit, i et system som bruker ortogonal frekvensdelt multipleksing (OFDM), og denne fremgangsmåte er karakterisert ved å: prosessere av bit-ene i en ytre innfeller (24) omhylningskode bitene i en koder (26), innfelle bitene i en indre innfeller (28), og gruppere av antallet m bit i parallell for å etablere sitt respektive multibitsymbol, idet m er større enn en.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved transformasjon av symbolet til rommet av m-te orden ved hjelp av kvadraturamplitudemodulasjon for derved å frembringe et komplekst symbol.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at m=7.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12 eller 13, karakterisert ved koding av de enkelte bit og innfelling av disse ved hjelp av en ytre koder (22) før omhylningskodingen.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved: oppdeling av de komplekse symboler i antallet n understrømmer, utførelse av FFT (forsert Fouriertransformasjon) for understrømmene for å frembringe en transformert utgang, og frembringelse av flere beskyttelsesperioder i denne utgang.

16. Mottaker (12) tilhørende et sambandssystem (10) for tidsmultipleks behandling med ortogonal frekvensdelt multipleksing (OFDM), for å motta antallet n understrømmer av et tidsmultipleks behandlet og ortogonalt frekvensdelt signal med komplekse symboler, idet hvert symbol representerer antallet m bit idet m er et heltall større enn en, karakterisert ved : for hver understrøm, en mykbestemmelses kvantiseringskrets (46) for å dekode de komplekse symboler til bit, en indre oppløser (50) for å ta imot bitene fra mykbestemmelses kvantiseringskretsen (46) og løse opp bitene, en dekoder (52) for å dekode de oppløste bit, og en ytre oppløser (51) for å løse opp de dekodede bit.

17. Mottaker ifølge krav 16, karakterisert ved dekoderen (52) er en omhylningsdekoder.

18. Mottaker ifølge krav 17, karakterisert ved en enkelt mottaker (12).

19. Mottaker ifølge krav 16 - 18, karakterisert ved ytterligere å omfatte en parallell/serieomvandler (48) for å kombinere understrømmene til en enkelt sekvens av bit.

20. Mottaker ifølge krav 16-19, karakterisert ved en periodesletter (40) for å slette beskyttelsesperioder i de mottatte signalunderstrømmer.

21. Fremgangsmåte for å motta understrømmer av et tidsmultipleks behandlet og ortogonalt frekvensdelt multipleks (OFDM) signal med komplekse symboler, karakterisert ved å: avgruppere et multibit symbol til m bit, idet m er et heltall større enn en, oppløse bitene i en indre oppløser (50), dekode de oppløste bit i en dekoder (52), og oppløse de dekodede bit i en ytre oppløser (51)

22. Fremgangmåte ifølge krav 21, karakterisert ved at dekodingstrinnet utføres som et omhylningsdekodingstrinn.

23. Fremgangmåte ifølge krav 21 eller 22, karakterisert ved å dekode bit-ene etter oppløsing i den ytre oppløser (51).

24. Fremgangmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at dekodingen utføres i en Reed-Solomon-dekoder (53).

25. Fremgangmåte ifølge krav 21 - 24, karakterisert ved å kombinere understrømmene inn en enkelt bitsekvens før oppløsing i den indre oppløser (50).

26. Fremgangmåte ifølge krav 21 - 25, karakterisert ved å slette beskyttelsesperioder i de mottatte signalunderstrømmer i en periodesletter (40).

27. Et datalesbart medium karakterisert ved at et program deri for en fremgangsmåte som når programmet utføres i en elektronisk anordning resulterer i utførelsen av trinnene i fremgangsmåtene i krav 11 -15 og 21 - 26.