用于测距与数据的OFDM或OFDMA信令

摘要

本发明公开了一种用于测距与数据的OFDM或OFDMA信令。其中，公开了一种通信装置进行操作，以生成包括一个或多个数据与测距调制符号的正交频分复用（OFDM）符号。所述数据与测距调制符号可包含在OFDM符号的不同子载波内。OFDM符号用于在频域（FDOM）内生成OFDM符号对。在从FDOM转换成时域（TDOM）之后，然后，在传输之前，OFDM符号对可在TDOM中进行后处理。这种后处理可包括在TDOM中将循环前缀（CP）和循环后缀（CS）加入OFDM符号对中以及使用窗口函数来进行过滤。可生成OFDM符号，作为正交频分多址接入（OFDMA）符号，并且两个或多个OFDM符号或OFDMA符号可设置在帧内。

说明书

相关专利/专利申请的交叉引用

本申请要求以下专利申请的优先权，这些申请案之全文在此并入本文 中，以作参考，并且实际上构成本申请的一部分：

1.于2012年12月20日提交的题为“Preamble design for upstream  ranging”的未决的美国临时专利申请序列号61/740,051。

2.于2013年10月10日提交的题为“OFDMA frame for ranging and  data”的未决的美国临时专利申请序列号61/889,086。

3.于2013年12月04日提交的题为“OFDM or OFDMA signaling for  ranging and data”的未决的美国临时专利申请序列号61/911,878。

4.于2013年12月12日提交的美国专利申请第14/104,044号。

技术领域

本公开总体上涉及通信系统；更具体而言，涉及在这种通信系统内的 测距。

背景技术

数据通信系统已经持续发展多年。在这种通信系统内的首要目标在于 在装置之间成功地传输信息。在装置之间的通信可由多个操作参数管控。 测距为一种处理，通过该处理，可确定在第一和第二通信装置之间的通信 路径的特征。

第一通信装置将测距信号发送给第二通信装置，第二通信装置处理该 测距信号以确定在第一和第二通信装置之间的通信路径的一个或多个特 征。然后，第二通信装置使用根据该通信路径的一个或多个特征选择的一 个或多个操作参数来与第一通信装置进行通信。这种操作参数的实例可与 基于第一和第二通信装置之间的距离的定时、传输功率、以及在第一和第 二通信装置之间的通信路径的任何特定的特征相关。

发明内容

根据本发明的一个方面，公开了一种通信装置，包括：处理器，被配 置为：生成正交频分复用（OFDM）符号，所述正交频分复用符号包括在 第一一个或多个子载波内的一个或多个数据调制符号以及在第二一个或 多个子载波内的一个或多个测距调制符号；在频域内使用所述正交频分复 用符号以及所述正交频分复用符号的副本来生成频域正交频分复用符号 对；将所述频域正交频分复用符号对转换成时域正交频分复用符号对；将 循环前缀放置在所述时域正交频分复用符号对的前面并且将循环后缀放 置在所述时域正交频分复用符号对的后面，以生成修改的时域正交频分复 用符号对；以及使用窗口函数来过滤所述修改的时域正交频分复用符号 对，以生成经过滤的时域正交频分复用符号对；和通信接口，被配置为发 送所述经过滤的时域正交频分复用符号对。

优选地，该通信装置，进一步包括：所述处理器被配置为：使用第一 前置均衡器系数来处理一个或多个其他数据调制符号，以生成所述一个或 多个数据调制符号；以及使用第二前置均衡器系数来处理一个或多个其他 测距调制符号，以生成所述一个或多个测距调制符号。

优选地，该通信装置，进一步包括：所述处理器被配置为：生成所述 正交频分复用符号作为正交频分多址接入（OFDMA）符号；在频域内复 制所述正交频分多址接入符号，以生成频域正交频分多址接入符号对；将 所述频域正交频分多址接入符号对转换成时域正交频分多址接入符号对； 将循环前缀放置在所述时域正交频分多址接入符号对的前面并且将循环 后缀放置在所述时域正交频分多址接入符号对的后面，以生成修改的时域 正交频分多址接入符号对；使用所述窗口函数来过滤所述修改的时域正交 频分多址接入符号对，以生成经过滤的时域正交频分多址接入符号对；以 及生成包括所述经过滤的时域正交频分多址接入符号对的正交频分多址 接入帧；所述通信接口被配置为发送所述正交频分多址接入帧。

优选地，该通信装置，进一步包括：所述处理器被配置为：生成另一 个正交频分复用符号，所述另一个正交频分复用符号包括一个或多个额外 的数据调制符号；在频域内复制所述另一个正交频分复用符号，以生成另 一个频域正交频分复用符号对；将所述另一个频域正交频分复用符号对转 换成另一个时域正交频分复用符号对；将另一个循环前缀放置在所述另一 个时域正交频分复用符号对的前面并且将另一个循环后缀放置在所述另 一个时域正交频分复用符号对的后面，以生成另一个修改的时域正交频分 复用符号对；使用所述窗口函数过滤所述另一个修改的时域正交频分复用 符号对，以生成另一个经过滤的时域正交频分复用符号对；以及生成包括 所述经过滤的时域正交频分复用符号对和所述另一个经过滤的时域正交 频分复用符号对的正交频分复用帧；和所述通信接口被配置为发送所述正 交频分复用帧。

优选地，该通信装置，进一步包括：所述处理器被配置为：选择前导 码序列，以从一个或多个其他通信装置中识别所述通信装置；选择所述第 二一个或多个子载波，以消除或减少在所述通信装置的传输与所述一个或 多个其他通信装置的一个或多个其他传输之间的干扰；使用所选择的前导 码序列生成所述一个或多个测距调制符号；以及使用所选择的第二一个或 多个子载波生成上述正交频分复用符号。

优选地，该通信装置，进一步包括：所述处理器被配置为：选择位于 所述正交频分复用符号的结尾或开头的多个连续子载波作为上述循环前 缀；选择位于所述正交频分复用符号的上述副本的结尾或开头的多个连续 子载波作为所述循环后缀；以及使用所述窗口函数过滤所述循环前缀和所 述循环后缀的至少一些子载波，以生成所述经修改的时域正交频分复用符 号对。

优选地，该通信装置，进一步包括：线缆调制解调器；以及所述通信 接口被配置为将所述经过滤的时域正交频分复用符号对发送至线缆前端 发送器或线缆调制解调器终端系统（CMTS）。

优选地，该通信装置，进一步包括：所述通信接口被配置为支持在卫 星通信系统、无线通信系统、有线通信系统、光纤通信系统、以及移动通 信系统中的至少一个内通信。

根据本发明的另一方面，公开了一种通信装置，包括：处理器，被配 置为：生成第一正交频分多址接入（OFDMA）符号，所述第一正交频分 多址接入符号包括在第一一个或多个子载波内的第一一个或多个数据调 制符号以及在第二一个或多个子载波内的一个或多个测距调制符号；在频 域内使用所述第一正交频分多址接入符号以及所述第一正交频分多址接 入符号的副本生成第一频域正交频分多址接入符号对；将所述第一频域正 交频分多址接入符号对转换成第一时域正交频分多址接入符号对；生成第 二正交频分多址接入符号，所述第二正交频分多址接入符号包括在所述第 一一个或多个子载波和所述第二一个或多个子载波内的第二一个或多个 数据调制符号；在频域内使用所述第二正交频分多址接入符号以及所述第 二正交频分多址接入符号的副本来生成第二频域正交频分多址接入符号 对；将所述第二频域正交频分多址接入符号对转换成第二时域正交频分多 址接入符号对；生成正交频分多址接入帧，所述正交频分多址接入帧包括 所述第一时域正交频分多址接入符号对和第二时域正交频分多址接入符 号对；以及通信接口，被配置为发送所述正交频分多址接入帧。

优选地，该通信装置，进一步包括：所述处理器被配置为：将循环前 缀放置在所述第一时域正交频分多址接入符号对的前面并且将循环后缀 放置在所述第一时域正交频分多址接入符号对的后面，以生成第一修改的 时域正交频分多址接入符号对；使用窗口函数过滤所述第一修改的时域正 交频分多址接入符号对，以生成第一经过滤的时域正交频分多址接入符号 对；将另一个循环前缀放置在所述第二时域正交频分多址接入符号对的前 面并且将另一个循环后缀放置在所述第二时域正交频分多址接入符号对 的后面，以生成第二修改的时域正交频分多址接入符号对；使用所述窗口 函数来过滤所述第一修改的时域正交频分多址接入符号对，以生成第一经 过滤的时域正交频分多址接入符号对；生成包括所述第一经过滤的时域正 交频分多址接入符号对和第二经过滤的时域正交频分多址接入符号对的 另一个正交频分多址接入帧；以及通信接口，被配置为发送所述另一个正 交频分多址接入帧。

优选地，该通信装置，进一步包括：所述处理器被配置为：选择前导 码序列，以从一个或多个其他通信装置中识别所述通信装置；选择所述第 二一个或多个子载波，以消除或减少在所述通信装置的传输与所述一个或 多个其他通信装置的一个或多个其他传输之间的干扰；使用所选择的前导 码序列生成所述一个或多个测距调制符号；以及使用所选择的第二一个或 多个子载波生成所述第一正交频分多址接入符号。

优选地，该通信装置，进一步包括：线缆调制解调器；以及所述通信 接口被配置为将所述经过滤的时域正交频分复用符号对发送至线缆前端 发送器或线缆调制解调器终端系统（CMTS）。

优选地，该通信装置，进一步包括：所述通信接口被配置为在卫星通 信系统、无线通信系统、有线通信系统、光纤通信系统、以及移动通信系 统的至少一个内支持通信。

根据本发明的另一方面，提供了一种由通信装置执行的方法，所述方 法包括：生成正交频分复用（OFDM）符号，所述正交频分复用符号包括 在第一一个或多个子载波内的一个或多个数据调制符号以及在第二一个 或多个子载波内的一个或多个测距调制符号；在频域内使用所述正交频分 复用符号以及所述正交频分复用符号的副本生成频域正交频分复用符号 对；将所述频域正交频分复用符号对转换成时域正交频分复用符号对；将 循环前缀放置在所述时域正交频分复用符号对的前面并且将循环后缀放 置在所述时域正交频分复用符号对的后面，以生成修改的时域正交频分复 用符号对；使用窗口函数过滤所述修改的时域正交频分复用符号对，以生 成经过滤的时域正交频分复用符号对；以及经由所述通信装置的通信接口 发送所述经过滤的时域正交频分复用符号对。

优选地，该方法，进一步包括：使用第一前置均衡器系数处理一个或 多个其他数据调制符号，以生成所述一个或多个数据调制符号；以及使用 第二前置均衡器系数来处理一个或多个其他测距调制符号，以生成所述一 个或多个测距调制符号。

优选地，该方法，进一步包括：生成所述正交频分复用符号作为正交 频分多址接入（OFDMA）符号；在频域内复制所述正交频分多址接入符 号，以生成频域正交频分多址接入符号对；将所述频域正交频分多址接入 符号对转换成时域正交频分多址接入符号对；将循环前缀放置在所述时域 正交频分多址接入符号对的前面并且将循环后缀放置在所述时域正交频 分多址接入符号对的后面，以生成修改的时域正交频分多址接入符号对； 使用所述窗口函数过滤所述修改的时域正交频分多址接入符号对，以生成 经过滤的时域正交频分多址接入符号对；生成包括所述经过滤的时域正交 频分多址接入符号对的正交频分多址接入帧；以及经由所述通信装置的所 述通信接口发送所述正交频分多址接入帧。

优选地，该方法，进一步包括：选择前导码序列以从一个或多个其他 通信装置中识别所述通信装置；选择第二一个或多个子载波，以消除或减 少在所述通信装置的传输与所述一个或多个其他通信装置的一个或多个 其他传输之间的干扰；使用所选择的前导码序列生成所述一个或多个测距 调制符号；以及使用所选择的第二一个或多个子载波生成正交频分复用符 号。

优选地，该方法，进一步包括：选择位于所述正交频分复用符号的结 尾或开头的多个连续子载波作为所述循环前缀；选择位于所述正交频分复 用符号的所述副本的结尾或开头的多个连续子载波作为所述循环后缀；以 及使用所述窗口函数过滤所述循环前缀和所述循环后缀的至少一些子载 波，以生成所述经修改的时域正交频分复用符号对。

优选地，该方法，其中，所述通信装置为线缆调制解调器，并且进一 步包括：将所述经过滤的时域正交频分复用符号对发送至线缆前端发送器 或线缆调制解调器终端系统（CMTS）。

优选地，该方法，进一步包括：操作所述通信装置的所述通信接口， 以在卫星通信系统、无线通信系统、有线通信系统、光纤通信系统、以及 移动通信系统的至少一个内支持通信。

附图说明

图1A为示出一个或多个通信系统的一个实施方式的示图。

图1B为示出在一个或多个通信系统内的测距信令的一个实例的示 图。

图2为示出一个或多个通信系统的另一个实施方式的示图。

图3A为示出在一个或多个通信系统内操作的通信装置的一个实例的 示图。

图3B为示出在一个或多个通信系统内操作的通信装置的另一个实例 的示图。

图4A为示出正交频分复用（OFDM）和/或正交频分多址接入 （OFDMA）的一个实例的示图。

图4B为示出OFDM和/或OFDMA的另一个实例的示图。

图4C为示出OFDM和/或OFDMA的另一个实例的示图。

图5A为示出在一个或多个通信系统内操作的通信装置的另一个实例 的示图。

图5B为示出在一个或多个通信系统内操作的通信装置的另一个实例 的示图。

图6为示出在一个或多个通信系统内的各种通信装置之间的上游 （US）和下游（DS）通信的一个实例的示图。

图7为示出测距符号对结构的一个实例的示图。

图8为示出测距符号对结构的另一个实例的示图。

图9A为示出由一个或多个通信装置执行的方法的一个实施方式的示 图。

图9B为示出由一个或多个通信装置执行的方法的另一个实施方式的 示图。

具体实施方式

图1A为示出一个或多个通信系统的一个实施方式101的示图。一个 或多个网络段190为至少两个通信装置110和120提供通信互联性。一般 而言，在一个或多个通信系统内包含任意所需数量的通信装置（例如，如 通信装置130所示）。一些或所有各种的通信装置110-130包括生成测距 信号以供传输给通信装置110-130的另一个的能力。从指定装置（例如， 装置110）的角度来看，包括相结合的数据与测距信息的一个或多个信号 可上游（US）传输给通信装置110-130的另一个。接收装置（例如，装置 120）被配置为处理所接收的信号并且将一个或多个响应信号下游（DS） 传输给装置110。通常，接收装置（例如，装置120）使用测距信息来确 定一个或多个操作参数，通过这些操作参数，可与发送装置（例如，装置 110）进行通信。

使用各种通信媒介中的任一个，可实现在一个或多个网络段190内的 各种通信链路，这些通信媒介包括作为无线、有线、光学（例如，包括光 纤）、卫星、微波等通信链路实现的通信链路。而且，在某些情况下，不 同类型的通信链路可协同地在任意两个通信装置之间形成连接路径。考虑 一个可能的实例，在装置110和120之间的通信路径可包括几段有线通信 链路以及其他几段光学通信链路。还要注意的是，装置110-130可为各种 类型的装置，包括固定式装置、移动装置、便携式装置等，并且可支持多 个服务或服务流中的任何一个的通信，包括数据、电话、电视、互联网、 媒体、同步等。

在一个操作实例中，装置110包括支持与一个或多个其他装置 120-130进行通信的通信接口。该通信可双向进入和源自一个或多个其他 装置120-130或单向（或主要是单向）源自一个或多个其他装置120-130。

装置110可实现为包括处理器与通信接口。该处理器被配置为生成一 个或多个正交频分复用（OFDM）符号，该符号包括在第一子载波内的数 据调制符号以及在第二子载波内的测距调制符号。该处理器被配置为在频 域（FDOM）内执行大部分这种处理。通过生成在FDOM内包括数据与测 距信息的合成OFDM符号，该处理器被配置为对这种合成的OFDM符号 进行单一转换，从FDOM转换成时域（TDOM）。例如，该处理器可被配 置为执行第一操作，以使用在FDOM内包括数据与测距信息的OFDM符 号来生成OFDM符号对，然后，执行快速傅立叶逆变换（IFFT）操作， 以从FDOM转换成TDOM，然后，在TDOM内执行第二操作，以生成要 发送的最终信号。

在一个操作实例中，装置120从装置110中接收一个或多个第一测距 信号，并且从装置130中接收一个或多个第二测距信号。然后，装置120 处理那些测距信号，以确定在装置110和120之间的第一通信路径以及在 装置120和130之间的第二通信路径的一个或多个特征。装置120可选择 一个或多个操作参数，用于随后与装置110和130进行通信。这种操作参 数可与这种通信的传输功率和定时相关。

图1B为示出在一个或多个通信系统内的测距信令的一个实例102的 示图。第一装置（例如，通信装置110）将测距信号发送给第二装置（例 如，通信装置120）。可将测距处理视为分成多个步骤。在第一步骤中，初 始测距由前端或上游（US）通信装置（例如，如图2中所述的线缆调制解 调器终端系统（CMTS）或通信装置120）用于识别新确认（admitting） 的下游（DS）通信装置（例如，如图2中所述的线缆调制解调器（CM） 或通信装置110），并且用于进行粗糙的功率与时间测距。然后，在已经完 成初始测距之后，精细的测距用于微调定时与功率。在确认DS通信装置 以及稳态运行期间，宽带探测用于预均衡配置以及定期发送（TX）功率 与时移测距。

前端或上游US通信装置使用所接收的测距信号，来确定在该通信装 置与新确认的下游DS通信装置之间的通信路径的一个或多个特征，然后， 可根据那些特征中的一个或多个，选择一个或多个操作参数，以管控后续 通信。通常，测距处理为逐步处理，通过该处理，确认一个新装置，并且 该新装置向通信系统注册，以支持与该系统内一个或多个其他装置进行后 续通信。

图2为示出一个或多个通信系统的另一个实施方式200的示图。线缆 前端发送器230经由线缆网络段298为机顶盒（STB）220提供服务。STB 220为具有显示功能的装置210提供输出。线缆前端发送器230可支持多 个服务流中的任一个，例如，音频、视频、本地访问通道以及线缆系统的 任何其他服务。例如，线缆前端发送器230可为具有显示功能的装置提供 媒体（例如，视频和/或音频）。

线缆前端发送器230可提供线缆调制解调器终端系统（CMTS）240a 的操作。例如，线缆前端发送器230可执行这种CMTS功能，或CMTS （例如，如参考数字240所示）可与线缆前端发送器230分开实现。CMTS 240可经由线缆调制解调器（CM）网络段299为任何数量的线缆调制解 调器（示为CM1、CM2，直到CM n）提供网络服务（例如，互联网、 其他网络访问等）。线缆网络段298和CM网络段299可为一个或多个共 同网络的一部分。线缆调制解调器网络段299使线缆调制解调器1-n与 CMTS（显示为240或240a）耦接。这种线缆系统（例如，线缆网络段298 和/或CM网络段299）可总体上称为线缆设备，并且可（至少部分地）作 为混合式光纤同轴（HFC）网络（例如，包括各种有线和/或光纤通信段、 光源、光或光电探测补充等）来实现。

CMTS240（或者240a）为与在线缆调制解调器网络段299上的线缆 调制解调器1-n交换数字信号的元件。每个线缆调制解调器耦接至线缆调 制解调器网络段299，并且在线缆调制解调器网络段299内可包含多个部 件。例如，在线缆调制解调器网络段299内可包含路由器、拆分器、耦合 器、中继以及放大器。一般而言，下游信息可被视为从CMTS240流入连 接的线缆调制解调器（例如，CM1、CM2等）的信息，并且上游信息可 被视为从线缆调制解调器流入CMTS240的信息。

在实施方式200内的各种通信装置的任一个可被配置为包括处理器， 该处理器被配置为生成包括数据与测距信息的测距信号。该处理器可被配 置为在频域（FDOM）内进行某些操作并且在时域（TDOM）内进行其他 操作。例如，该处理器可被配置为生成一个或多个包括数据调制符号的 OFDM符号，并且可在FDOM内生成测距调制符号。该处理器还可被配 置为在FDOM内复制包括数据与测距信息的这种OFDM符号，以生成 FDOM OFDM符号对。然后，该处理器可被配置为将FDOM OFDM符号 对从FDOM转换成TDOM，以生成TDOM OFDM符号对。然后，该处理 器可被配置为对于TDOM OFDM符号对进行一个或多个后续处理操作。

在一个操作实例中，各种线缆调制解调器1、2一直到n可被配置为 将测距信号发送给上游（US）通信装置，例如，线缆前端发送器230或 CMTS240。然后，US通信装置处理测距信号，以确定在该通信装置与线 缆调制解调器1-n之间的通信路径的一个或多个特征。然后，US通信装 置根据一个或多个那种特征，选择一个或多个操作参数，以管控随后与线 缆调制解调器1-n进行的通信。

而且，从任一个线缆调制解调器1-n发送的测距信号可被用于标识发 送该测距信号的特定线缆调制解调器。例如，指定的线缆调制解调器可选 择一个特定的前导码序列，以从其他线缆调制解调器中标识出该线缆调制 解调器。同样，US通信装置可适当地选择一个或多个操作参数，用于随 后传送给特定的线缆调制解调器。US通信装置还可选择不同的操作参数， 用于随后传送给各个线缆调制解调器1-n中的每一个。

图3A为示出在一个或多个通信系统内操作的通信装置110的一个实 例301的示图。装置110包括通信接口320和处理器330。通信接口320 包括发送器322和接收器324的功能，用于支持与通信系统内的一个或多 个其他装置进行通信。装置110还可包括存储器340，用于储存包括信号 的信息，这些信号包括由装置110生成的测距和/或数据信息或经由一个或 多个通信信道从其他装置中接收的这种信息。存储器340还可包括并且储 存供处理器330使用的各种操作指令，这些操作指令与包括在本文中所描 述的测距和/或数据信息的信号的生成有关。

在一个实现方式中，处理器330被配置为生成正交频分复用（OFDM） 符号，该符号包括在第一一个或多个子载波内的一个或多个数据调制符号 以及在第二一个或多个子载波内的一个或多个测距调制符号。然后，处理 器330在频域（FDOM）内使用OFDM符号以及OFDM符号的副本来生 成频域OFDM符号对。然后，处理器330将频域OFDM符号对转换成时 域OFDM符号对（例如，使用单一快速傅立叶逆变换（IFFT）处理）。然 后，在时域（TDOM）中，处理器330将循环前缀放置在时域OFDM符 号对的前面及其后，以生成修改的时域OFDM符号对。然后，处理器330 使用窗口函数来过滤经修改的时域OFDM符号对，以生成经过滤的时域 OFDM符号对。通信接口320被配置为支持进入和源自一个或多个其他装 置（例如，通信装置120）的通信，并且被配置为发送经过滤的时域OFDM 符号对。

要注意的是，处理器330被配置为生成包括测距与数据信息的OFDM 符号对。处理器330可被配置为生成另一个OFDM符号对，该符号对仅 仅包括数据信息而不包括任何测距信息。处理器330可被配置为生成包括 多个OFDM符号对的OFDM帧，以便一些OFDM符号对包括测距与数据 信息，而其他OFDM符号对仅仅包括数据信息。

图3B为示出在一个或多个通信系统内操作的通信装置110的另一个 实例302的示图。通信装置110（例如，线缆调制解调器）可被配置为根 据介质访问控制（MAC）协议进行操作，其能够在相同的正交频分复用 （OFDM）或正交频分多址接入（OFDMA）符号上或内发送精密的测距 与数据调制符号。而且，多于一个的OFDM符号可设置在OFDM帧内， 或者多于一个的OFDMA符号可设置在OFDMA帧内。OFDMA为下述 OFDM的特定实现方式，并且对于OFDM的一般引用包括OFDMA。

通过在频域（FDOM）或时域（TDOM）内进行的处理，可生成OFDM 符号（或帧）。在一些情况下，在通信装置110实现为在时域（TDOM） 内进行某些操作时，通信装置110可引起明显增大的复杂性，这也可增加 这种装置的成本。通信装置110可实现为在频域（FDOM）内（而非在时 域（TDOM）内）进行所选择的操作，以与在时域（TDOM）内执行所有 操作相比，具有较低的复杂性。

在该示图中，一个或多个数据调制符号和一个或多个测距调制符号经 处理，以在FDOM内生成一个或多个OFDM符号，如参考数字350所示。 数据调制符号可包含在OFDM符号的第一子载波内，并且测距调制符号 可包含在OFDM符号的第二子载波内。一个或多个OFDM符号进行从 FDOM到TDOM的转换，例如，通过使用快速傅立叶逆变换（IFFT）处 理360。然后，在TDOM内可进行后处理，如参考数字370所示。通常， 在TDOM内进行某些操作，并且在FDOM内进行某些其他操作，以便通 信装置可包括IFFT处理360的单一例示。

图4A为示出正交频分复用（OFDM）和/或正交频分多址接入 （OFDMA）的一个实例401的示图。OFDM的调制可被视为将可用频谱 分成多个窄带子载波（例如，数据速率较低的载波）。通常，这些子载波 的频率响应非重叠并且正交。使用各种调制编码技术（例如，如调制数据 的垂直轴所示）中的任一种，可调制每个子载波。

通信装置可被配置为将一个或多个比特进行编码，以产生用于生成调 制数据的一个或多个编码比特。例如，通信装置的处理器可被配置为执行 一个或多个比特的前向纠错（FEC）和/或错误校正码（ECC），以生成一 个或多个编码比特。FEC和/或ECC的实例可包括涡轮码、卷积码、涡轮 网格编码调制（TTCM）、低密度奇偶校验（LDPC）码、里德-所罗门（RS） 码、BCH（Bose、Ray-Chaudhuri以及Hocquenghem）码等。然后，一个 或多个编码比特可进行调制或符号映射，以生成调制符号。调制符号可包 括测距与数据调制符号。测距调制符号可包含在OFDM符号的第一一个 或多个子载波内，并且数据调制符号可包含在OFDM符号的第二一个或 多个子载波内。还要注意的是，一些OFDM符号可包括测距与数据信息， 而其他OFDM符号可仅仅包括数据信息。这种调制编码技术的实例可包 括二进制相移键控（BPSK）、正交相移键控（QPSK）、八相移键控（PSK）、 16正交调幅（QAM）、32振幅和相移键控（APSK）等、未编码的调制和 /或任何其他所需类型的调制，包括可包含甚至更大数量的星座点的更高阶 调制（例如，1024QAM等）。

图4B为示出OFDM和/或OFDMA的另一个实例402的示图。发送 装置经由子载波发送调制符号。OFDM和/或OFDMA调制可通过同时传 输大量窄带载波（或多频音）来进行操作。有时在各种OFDM符号之间 使用保护间隔（GI）或保护距离，以试图将可由在通信系统内的多径效应 造成的ISI（符号间干扰）的影响减小到最小程度，这在无线通信系统中 尤其重要。此外，在保护间隔内，还可使用CP（循环前缀）和/或可作为 CP的副本的循环后缀（CS）（显示在图4A的右手边），以允许切换时间， 例如，在跳转到一个新通信信道或子信道时，并且有助于保持OFDM和/ 或OFDMA符号的正交性。一般而言，OFDM和/或OFDMA系统设计是 基于在通信系统内的预期延迟扩展（例如，通信信道的预期延迟扩展）。 数据调制符号可包含在OFDM符号的第一一个或多个子载波内，这些子 载波位于包括测距调制符号的OFDM符号的第二子载波之间。要注意的 是，与包含在位于包括测距调制符号的子载波的右边的子载波内的数据 （显示为数据’）不同的数据可包含在位于包括测距调制符号的子载波的 左边的子载波内。

图4C为示出OFDM和/或OFDMA的另一个实例403的示图。比较 OFDMA和OFDM，OFDMA为流行的正交频分复用（OFDM）数字调制 方案的多用户版本。通过将子载波的子集分配给用户的单独接收装置，在 OFDMA内实现多路访问。例如，可将第一子载波/音调分配给用户1，可 将第二子载波/音调分配给用户2，以此类推，直到分配给任何所需数量的 用户。此外，这种子载波/音调分配可在各自不同的传输之间为动态（例如， 针对第一帧的第一分配、针对第二帧的第二分配等）。OFDM帧可包括多 于一个的OFDM符号。同样，OFDMA帧可包括多于一个的OFDMA符 号。此外，这种子载波/音调分配可在指定的帧或超帧内在各自不同的符号 之间为动态（例如，针对帧内的第一OFDMA符号的第一分配、针对该帧 内的第二OFDMA符号的第二分配等）。一般而言，OFDMA符号为一种 特定类型的OFDM符号，并且在本文中对于OFDM符号的一般引用包括 OFDM和OFDMA符号（并且在本文中对于OFDM帧的一般引用包括 OFDM和OFDMA帧）。

通常，通信装置可被配置为包括处理器，以生成一个或多个帧（例如 OFDM和/或OFDMA帧），用于发送给一个或多个其他通信装置，以便那 些帧的至少一个包括测距与数据信息。此外，在根据OFDMA实现方式进 行操作时，不同的数据与不同的测距信息可包含在OFDMA帧内，用于两 个以上接收通信装置。而且，通信装置可被配置为在FDOM内进行某些 操作并且在TDOM内进行其他操作。

图5A和图5B与图3B的实例302具有某些相似处，该实例包括在 FDOM内进行某些操作并且在TDOM内进行其他操作，这些操作允许 IFFT处理360进行单一例示。

图5A为示出在一个或多个通信系统内操作的通信装置的另一个实例 501的示图。在该示图中，一个或多个数据调制符号以及一个或多个测距 调制符号经处理，以在FDOM内生成一个或多个OFDM符号，如参考数 字350所示（例如，可包括在OFDM符号的第一子载波内的数据调制符 号以及在OFDM符号的第二子载波内的测距调制符号）。一个或多个 OFDM符号进行从FDOM到TDOM的转换，例如，通过使用快速傅立叶 逆变换（IFFT）处理360。然后，如参考数字570所示，进行循环前缀（CP） 和循环后缀（CS）添加与过滤（例如，在TDOM内开窗口）。

图5B为示出在一个或多个通信系统内操作的通信装置的另一个实例 502的示图。在该示图中，数据信息与测距信息进行编码与符号映射，如 参考502所示。必要时，第一编码器/符号映射器504可被配置为生成一个 或多个数据’调制符号，并且第二编码器/符号映射器506可被配置为生成 一个或多个测距’调制符号（其中，基本指标或’表示在数据或测距调制 符号均衡之前的调制符号）。各个不同的编码和/或调制技术可分别用于生 成一个或多个数据’调制符号以及一个或多个测距’调制符号。

均衡器514使用第一前置均衡器系数来处理一个或多个数据’调制符 号，以生成一个或多个数据调制符号，并且均衡器516使用第二前置均衡 器系数来处理一个或多个测距’调制符号，以生成一个或多个测距’调制 符号。‘具有基本符号的’一个或多个数据’调制符号以及一个或多个数 据’调制符号可被视为还未经历均衡器处理的那些调制符号。

在已经进行均衡器处理之后，一个或多个数据调制符号以及一个或多 个测距调制符号经历处理，以在FDOM内生成一个或多个OFDM符号， 如参考数字350所示（例如，可包括在OFDM符号的第一子载波内的数 据调制符号以及在OFDM符号的第二子载波内的测距调制符号）。在 FDOM内可生成一个或多个OFDM符号对。然后，一个或多个OFDM符 号（或者使用第一前置均衡器系数的符号）进行从FDOM到TDOM的转 换，例如，通过使用快速傅立叶逆变换（IFFT）处理360。然后，如参考 数字570所示，进行循环前缀（CP）和循环后缀（CS）添加与过滤（例 如，在TDOM内开窗口）。

通信装置110可实现为仅仅包括IFFT处理360的单一例示。在FDOM 内进行OFDM符号或OFDM符号对生成，并且在进行从FDOM到TDOM 的转换（例如，使用IFFT处理360的单一例示）之后，单个处理链可按 照要求进行额外的后处理，包括CP和CS添加与过滤。要注意的是，随 后，在已经为由编码器/符号映射器502（或者，分别由编码器/符号映射 器504和506）生成的每个数据’调制符号与测距’调制符号使用不同的 前置均衡器系数或序列来进行不同的均衡器处理之后，所有处理对于测距 与数据信息相同。

图6为示出在一个或多个通信系统内的各种通信装置之间的上游 （US）和下游（DS）通信的一个实例600的示图。多个不同的通信装置 110、120和/或直到130可被配置为将数据与测距通信上游（US）发送给 通信装置840。装置110-130可为线缆调制解调器，并且装置840可为线 缆调制解调器终端系统（CMTS）。每个装置110-130被配置为将数据与测 距通信发送给唯一识别该发送装置的装置840。例如，装置110将数据与 测距信号发送给唯一识别装置110的装置840，并且装置120将不同的数 据与测距信号发送给唯一识别装置120的装置840。然后，装置840处理 来自装置110和120的不同的数据与测距信号，以分别确定在装置840和 装置110和120之间的通信路径的一个或多个特征以及一个或多个操作参 数，用于随后与装置110和120进行通信。然后，装置840将一个或多个 下游（DS）通信发送给装置110和120。

装置110可被配置为选择前导码序列，以从其他装置120-130中识别 该装置本身。装置110还可选择一个或多个特定的子载波，在这些子载波 上发送在一个或多个OFDM符号内的测距和/或调制符号。在某些实现方 式中，以下规则可用于构成前导码序列，供装置110-130使用。对于给定 的装置，适当选择的前导码序列c与由其他装置使用的其他前导码序列在 频率仓（bin）上具有零（或接近零）用户交叉干扰以及统一的自相关：

$c_u^{\left(m\right)}\left(q\right)=c_{u,t}\left(m\right)c_{u,f}\left(q\right)$

$\underset{m=0}{\overset{M-1}{\Sigma }}{c}_{u,t}\left(m\right)c_{v,t}^{*}\left(m\right)=0,u\ne v$（等式），其中

$\underset{m=0}{\overset{M-1}{\Sigma }}{c}_{u,t}\left(m\right)c_{u,t}^{*}\left(m\right)=M,\left|c_{u,f}\left(q\right)\right|=\mathrm{1,0}\le q<N_c$

u=用户

m=调制符号指数

q=子载波/频率指数

在以上（等式）的第一行内，二维序列分成TDOM部分（例如，用 于特定用户的规定的列）以及FDOM部分（例如，行向量）。在以上（等 式）的第二行内，选择每个前导码序列，以与在TDOM中的其他前导码 序列正交。可替换地，在FDOM内反而可构成这种前导码序列，其中， 可使用相同的或共同的序列来构成。只要前导码序列在TDOM内彼此正 交，那么根据这些设计规则，这个或这些前导码序列就是可能的候选者。 在以上（等式）的第三行内，符号（TDOM）域的自相关等于M，M为在 M个测距隙上的总数，并且频率序列显示为具有统一振幅（例如， |c_u,f(q)|=1）。装置可被配置为生成两个以上前导码序列，用于唯一识别两个 以上装置。选择前导码序列，以便这些前导码序列在TDOM内彼此正交， 并且以便消除或减少在不同装置的传输之间的干扰。

下面根据上述设计规则，提供前导码序列选择的实例。通过使列时域 （TDOM）序列乘以行频域（FDOM）序列，以生成二维（2-D）序列， 可生成矩阵。矩阵的每一列与用于指定用户（例如，装置）的前导码序列 对应。例如，可选择矩阵的第一列，作为装置110的TDOM序列，可选 择矩阵的第二列，作为装置120的TDOM序列，等等。最后，然后，每 个用户具有包括TDOM和FDOM的唯一的2-D序列，并且也满足以上（等 式）的特性或规则。下面介绍满足在上面提供的设计规则的前导码序列的 一个实例。

实例：

阿达马序列用作时域（TDOM）序列，这是因为在该序列仅仅具有值 1、-1，并且通过BPSK调制可简单地进行调制。为了进行说明，该实例 假设M=8，那么具有长度8的8个正交阿达马序列，如在下面矩阵中所定 义的：

H=[1  1  1  1  1  1  1  1

1 -1  1 -1  1 -1  1 -1

1  1 -1 -1  1  1 -1 -1

1 -1 -1  1  1 -1 -1  1

1  1  1  1 -1 -1 -1 -1

1 -1  1 -1 -1  1 -1  1

1  1 -1 -1 -1 -1  1  1

1 -1 -1  1 -1  1  1 -1]

可选择上面矩阵H的第u列作为用于指定用户（例如，CM u）的 TDOM序列。设计者选择FDOM序列的灵活性很大。例如，Cazac序列可 用于时间扩展的紧密性。再如，为简单起见，可选择单位振幅的伪噪声（PN） 序列。要注意的是，不同的FDOM序列或相同的FDOM序列可用于该系 统中的所有用户。通过在TDOM中保持正交性，以在不同的用户之间进 行区分，共同的FDOM序列可用于该系统中的所有用户。然而，不同的 FDOM序列还可用于在该系统中的不同用户，以在用户之中以及之间进行 甚至更大的区分。

图7为示出测距符号对结构的一个实例700的示图。OFDM符号X0 包括测距和/或数据调制符号。测距调制符号可包含在第一子载波内，并且 数据调制符号可包含在第二子载波内。包括测距调制符号的子载波可具有 连续性并且位于包括数据调制符号的两组非连续的子载波之间。要注意的 是，一些OFDM符号可包括测距与数据信息，而其他OFDM符号可仅仅 包括数据信息。

在FDOM中，复制或重复每个发送的符号X₀，以生成FDOM OFDM 符号对。在第一符号（例如，显示为左边的符号X₀）的前面放置循环前 缀（显示为循环前缀CP X₀），并且在第二相同的符号（例如，显示为右边 的符号X₀）的后面放置循环后缀（显示为循环后缀CS X₀）。可将第二符 号视为第一符号的循环移位，该移位为样品的CP长度。要注意的是，通 过频率旋转，在时域内，可实现循环移位。通过使每个子载波或音调k乘 以以下内容，可实现循环移位：

c(k)=exp(j*2*pi*k*CP_length/FFT_Size)，或

c(k)=e^{(j×2×π×k×CP_length/FFT_Size)}，其中

c=实现循环移位的系数

k=子载波指数

CP_length=循环移位的长度

FFT_Size=快速傅里叶变换（FFT）和/或快速傅里叶逆变换（IFFT） 的尺寸。

每个测距OFDM（或OFDMA）符号重复两次。在第一重复的OFDMA 符号之前，添加Ncp样品的循环前缀，并且在第二重复的OFDM/A符号 之后，添加Nrcp（例如，Nrcp=Ncp+Nrp）样品的循环后缀。Nt对应于 与窗口函数相关的样品的数量。Nrp对应于与窗口函数相关的转降样品的 数量。

使用窗口函数，在时域内进行过滤。该窗口函数同样适用于包括数据 与测距信息的OFDM（或OFDMA）符号或者仅仅包括数据信息的符号。 由于第二符号的第一Nrp样品与第一符号的Nrp循环后缀样品相同，所以 在重叠相加操作之后，窗口转降变成统一。同样，沿着该示图的中心可见， 在第一和第二符号之间的接口彼此对准。使用窗口函数进行过滤，也截短 了位于符号对的两端的CP与CS的一部分。

在FDOM中复制或重复符号X0。然后，所产生的FDOM OFDM符 号对从FDOM转换成TDOM，以生成TDOM OFDM符号对。在TDOM 中将CP与CS添加到TDOM OFDM符号对中，并且在TDOM中也可使 用窗口函数来进行过滤，以生成经过滤的TDOM OFDM符号对。然后， 将所产生的经过滤的TDOM OFDM符号对发送给另一个通信装置，用于 测距操作。

图8为示出测距符号对结构的另一个实例800的示图。该实例800 使用尺寸为4000的IFFT来进行操作，Ncp=96并且Nrp=32。该示图还 显示了从OFDM符号X中生成的OFDM符号对，包括4096个子载波（例 如，显示为X₀到X₄₀₉₅）。通过复制与Ncp=96子载波（例如，显示为X₄₀₀₀到X₄₀₉₅）相关的样品，生成CP到第一符号（例如，显示为左边符号X（偶 数））。要注意的是，从第一符号的最后以及最右边的子载波中，复制这些 样品。通过复制与Nrcp=128子载波（例如，显示为X₀到X₁₂₇）相关的 样品，生成CS到第二符号（例如，显示为右边符号X（奇数））。要注意 的是，从第二符号的第一以及最左边的子载波中，复制这些样品。

然后，使用窗口函数，进行额外的平移与数据处理，Nrp=32。由于 第二符号的第一Nrp样品与第一符号的Nrp循环后缀样品相同，所以在由 重叠相加操作进行窗口转降过滤之后，添加到第一符号（例如，左边符号 X（偶数））的右手边的与第一Nrp=32子载波相关的样品以及放置在第 二符号（例如，右边符号X（奇数））的开头的前面的与CS的第一Ncp= 96子载波相关的样品变成统一。

图9A为示出由一个或多个通信装置执行的方法901的一个实施方式 的示图。通过在频域（FDOM）内生成包括测距与数据信息的一个或多个 OFDM符号（方框910），方法901开始。要注意的是，一些OFDM符号 可包括测距与数据信息，而其他OFDM符号可仅仅包括数据信息。两个 以上OFDM符号可布置为OFDM帧。

通过将一个或多个OFDM符号从FDOM转换成时域（TDOM），方 法901继续（方框920）。然后，通过在TDOM内进行一个或多个OFDM 符号的任何后处理，方法901进行操作（方框930）。这种后处理的一个实 例可包括分别放置在前面以及后面的CP和CS。这种后处理的另一个实例 可包括使用窗口函数来进行过滤。

通过发送所产生的一个或多个OFDM符号，方法901继续（方框940）。 可从第一通信装置到第二通信装置进行这种传输。在一个样品中，可从线 缆调制解调器到CMTS进行这种传输。

图9B为示出由一个或多个通信装置执行的方法902的另一个实施方 式的示图。通过生成正交频分复用（OFDM）符号，方法902开始（方框 911）。OFDM符号可在第一一个或多个子载波内包括一个或多个数据调制 符号（方框913）并且在第二一个或多个子载波内包括一个或多个测距调 制符号（方框915）。

然后，在频域中，通过使用OFDM符号以及OFDM符号的副本来生 成频域OFDM符号对，方法901继续（方框921）。通过将频域OFDM符 号对转换成时域OFDM符号对，方法901继续（方框931）。

通过将循环前缀（CP）放置在时域OFDM符号对的前面并且将循环 后缀（CS）放置在其后，以生成修改的时域OFDM符号对，方法901继 续（方框941）。然后，通过使用窗口函数来过滤修改的时域OFDM符号 对，以生成经过滤的时域OFDM符号对，方法901进行操作（方框951）。

通过发送经过滤的时域OFDM符号对（例如，经由通信装置的通信 接口），方法901继续（方框961）。

在方法902中，在FDOM中进行符号复制，而在TDOM中进行CP/CS 添加和过滤（使用窗口函数）。

在本文中可使用的术语“大致”和“大约”为其相应的术语提供工业 上可接受的容差和/或物品之间的相关性。这种工业上可接受的容差的范围 从不到1%到50%，并且对应于但不限于元件值、集成电路处理变化、温 度变化、升降时间和/或热噪声。在物品之间的这种相关性的范围从几个百 分比的差别到大幅的差别。在本文中还可使用的术语“被配置为”、“可操 作地耦接到”、“耦接到”、和/或“耦接”包括在物品之间的直接耦接和/ 或在物品之间通过中间物品（例如，物品包括但不限于元件、部件、电路 和/或模块）进行间接耦接，其中，对于间接耦接而言，中间物品未修改信 号信息，但是可调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。在本文中可进 一步使用的推断耦接（即，一个部件与另一个部件通过推断耦接）包括在 两个物品之间进行直接和间接耦接，其方式与“耦接到”相同。在本文中 甚至可进一步使用的术语“被配置为”、“可操作到”、“耦接到”或“可操 作地耦接到”表示物品包括一个或多个功率连接、输入、输出等，以便在 激活时，执行其一个或多个相应的功能，并且可进一步包括推断耦接到一 个或多个其他的物品。在本文中依然可进一步使用的术语“相关联”表示 单独的物品和/或嵌入另一个物品内的一个物品进行直接和/或间接耦接。

在本文中可使用的术语“有利地比较”表示在两个或多个物品、信号 等等之间的比较提供所需要的关系。例如，在所需要的关系为信号1的幅 度比信号2的幅度更大时，在信号1的幅度比信号2的幅度更大或信号2 的幅度比信号1的幅度更小时，可实现有利的比较。

在本文中还可使用的术语“处理模块”、“处理电路”、“处理器”、和/ 或“处理单元”可为一个处理装置或多个处理装置。这种处理装置可为微 处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、现场可 编程门阵列、可编程逻辑装置、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路、 和/或根据电路的硬编码和/或操作指令操纵（模拟或数字）信号的任何装 置。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可为或进一步包括存储器和 /或集成存储器部件，其可为单个存储器装置、多个存储器装置、和/或另 一个处理模块、模块、处理电路和/或处理单元的嵌入式电路。这种存储器 装置可为只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、 静态存储器、动态存储器、闪速存储器、高速存储器、和/或储存数字信息 的任何装置。要注意的是，如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元 包括一个以上的处理装置，那么可集中定位（例如，通过有线和/或无线总 线结构直接耦接在一起）或分布定位（例如，通过局域网和/或广域网进行 间接耦接，从而进行云计算）这些处理装置。而且，要注意的是，如果处 理模块、模块、处理电路和/或处理单元通过状态机、模拟电路、数字电路、 和/或逻辑电路执行其一个或多个功能，那么储存相应的操作指令的存储器 和/或存储器部件可嵌入包括状态机、模拟电路、数字电路、和/或逻辑电 路的电路内或位于该电路的外部。依然要注意的是，存储器部件可储存并 且处理模块、模块、处理电路和/或处理单元执行硬编码的和/或操作的指 令，这些指令与在一个或多个图中所阐述的至少一些步骤和/或功能相应。 这种存储器装置或存储器部件可包含在制品内。

上面已经借助于阐述规定的功能和其关系的性能的方法步骤，描述了 本发明的一个或多个实施方式。为了便于描述，在本文中已经任意地限定 了这些功能性构件和方法步骤的界限和顺序。只要适当地执行所规定的功 能和关系，就可限定替代的界限和顺序。因此，任何这种替代的界限或顺 序在权利要求的范围和精神内。而且，为了便于描述，已经任意地限定了 这些功能性构件的界限。只要适当地执行某些重要的功能，就可限定替代 的界限。同样，在本文中也已经任意地限定了流程图方框，以阐述某些重 要的功能。在使用的程度上，可另外限定流程图方框的界限和顺序，并且 这些界限和顺序依然执行某个重要的功能。因此，功能性构件和流程图方 框的这种替换的定义在所要求的本发明的范围和精神内。本领域的技术人 员还会认识到，如图所示，或通过离散元件、专用集成电路、执行适当的 软件的处理器等或其任意组合，可实现在本文中的功能性构件以及其他阐 述性方框、模块和元件。

一个或多个实施方式在本文中用于阐述本发明的一个或多个方面、一 个或多个功能、一个或多个概念、和/或一个或多个实例。设备、制品、机 器、和/或处理的物理实施方式可包括根据在本文中所讨论的一个或多个实 施方式进行描述的方面、功能、概念、实例等中的一个或多个。而且，在 所有图中，这些实施方式可包含可使用相同或不同的参考数字的具有相同 或相似名称的功能、步骤、模块等，同样，这些功能、步骤、模块等可为 相同或相似的或不同的功能、步骤、模块等等。

除非明确规定相反，否则在本文中所示的任何一幅图中，发送给部件 的信号、从部件中发送的信号、和/或在部件之间的信号可为模拟或数字、 连续时间或离散时间、以及单端或差分信号。例如，如果将信号路径显示 为单端路径，那么该信号路径也表示差分信号路径。同样，如果将信号路 径显示为差分路径，那么该信号路径也表示单端信号路径。本领域的技术 人员会认识到，虽然在本文中描述一个或多个特定的架构，但是也可实现 其他架构，这些架构使用未明确显示的一个或多个数据总线、在部件之间 的直接连接、和/或在其他部件之间的间接耦接。

在描述一个或多个实施方式时，使用术语“模块”。模块包括储存储 存操作指令的处理模块、处理器、功能块、硬件、和/或存储器，用于执行 可在本文中描述的一个或多个功能。要注意的是，如果通过硬件实现该模 块，那么硬件可单独地和/或与软件和/或固件相结合地进行操作。还如在 本文中所使用的，模块可包含一个或多个子模块，每个子模块可为一个或 多个模块。

虽然在本文中已经明确地描述了所述一个或多个实施方式的各种功 能和特征的特定组合，但是这些特征和功能也能具有其他组合。发明的本 公开不受到在本文中所公开的特定实例的限制，并且明确地包含这些其他 的组合。