用于动态地选择正交传输系统的正交函数的方法和装置

摘要

本发明涉及交织方法(1)，并涉及数据符号的频率交织器(EF)。数据符号为用于到在多载波传输器装置(EM)中通过正交函数的多路复用和调制的模块的一组N

说明书

技术领域

本发明涉及电信领域。在所述领域内，本发明更加具体地涉及所谓的数字通信。特别地，数字通信包括无线通信；然而所述数字通信也包括通过有线的通信。原先参考无线电信道，并且通过扩展参考任何信道，通常将通信传输介质称作为传输或传播信道。

背景技术

本发明涉及与从多个函数选择函数的方法结合的交织技术，而所述多个函数用于在传输系统中传输有用的信息，其中基于所谓的正交函数来投射所述有用的信息。能够把基于外部准则来选择一个或更多的函数看作为对通过选择获得分集的技术的扩展。通常实现的分集技术开始于复写将被传输的信息，随后由依赖于导致在性能中的改进的外部准则，而在接收时选择信号中的一个。当基于维度大于将被传输的信号的维度的正交函数来分解信号时，本方法不复写用于传输的信息，但是作适于传送数据的函数的先验选择。由携带信息的分量和不携带信息的分量构成信号。在服从于频率选择传输信道的系统中，选择在于不使用噪声太大的函数来传送数据。本方法导致在接收时降低噪声或导致影响函数中的一个的干扰信号的消除。

特别地，本发明应用于任何类型的、具有多个正交载波的传输系统，而对于所述系统，已将其变为数据符号的形式(已将其正交振幅调制(QAM)、正交相移键控(QPSK)、……的单元)的信息在来自N_FFT个副载波之中的N_pm个正交副载波上被多路复用，而所述N_FFT个副载波对应于维度为N_FFT的传输系统的瞬时带宽的频率细分。把在各种副载波上执行数据符号多路复用的的模块称作为OFDM多路复用(正交频分多路复用模块)。所述模块在系统的通带之内分配数据符号和导引(pilot)符号。导引符号具有为接收器所知的和用于估计传输介质或用于在频域中获得同步的值。空值保护载波随意地位于频谱的边缘处，并且还在中央载波上。来自OFDM多路复用的、由将调制符号的N_FFT个副载波求和而产生的输出组成时变的、没有保护间隔的OFDM信号。通过将大小为N_FFT的间接傅立叶变换(IFT)应用于OFDM多路复用来获得所述OFDM信号。OFDM调制器包含OFDM多路复用、将N_FFT个被调制的符号求和的操作、和插入相应于复制来自OFDM多路复用的输出的末端的保护间隔。通过类比，下面在本文档中还由术语“正交多路复用”来指称由正交函数来多路复用并调制被传输的符号的模块。

一般地，被传输的信息遭受时间选择和频率选择的频率干扰，而所述频率干扰表示具有因传播信道的多路径效应而非常伪装的(colored)传递函数H(f，t)的传输信道的效应，并且还表示由在环境中在时间上的变量产生的或由影响传输系统的一些副载波的干扰信号产生的、强的多普勒交织散射的效应。由随时间为可变的并且过滤来自OFDM调制器的输出的频率选择滤波器来表示所述干扰。

在接收时，在消除保护间隔Tcp之后，将OFDM信号投射到与k个副载波相关联的傅立叶分量之上，并累计OFDM信号(来自OFDM多路复用的输出)的采样中的全部来提供被分配至OFDM多路复用的载波k的符号C′_n，k的估计Y_n，k，而由投射到OFDM多路复用的基向量之上并与白噪声分量相关联的信道传递函数的第k个分量(H_n，k)来对所述估计Y_n，k加权：

Y_n，k＝H_n，k·C′_n，k+B_n，k                  (1)

“迫零”类型的多载波均衡在于由所估计的复增益H_n，k来将频率接收信号Y_n，k分开，以提取与由H^-1_n，k伪装的噪声分量相关联的数据符号C′_n，k的值。然后，判决电路作出在M个可能的值之中估计已传输哪个符号的判决，而所述M个可能的值属于与正被使用的调制(M-PSK、M-QAM等)相关联的字母表。

判决已在基带中传输哪些符号的电路的性能依赖于用于传输介质的传递函数的值，而在考虑中所述值与调制符号C′_n，k的载波k相关联。

此外，在接收时，传输介质在频域和时域中产生在副载波之间的关联。频率关联影响副载波，并且时间关联在具有达到信道的相干时间的长度的持续时间的观测窗之上，导致几乎为常数振幅的副载波。相干时间相应于对确保在代表传输介质的信号和其时移形式之间的解关联所必需的时差的平均值。

在接收时，所述两个关联限制判决采取电路的性能。

时间关联在被传输的数据符号的判决采取之后和在将所估计的被传输的比特解码之后，导致误差的爆发。

频率关联同时为引入过滤效应的多径效应、多普勒效应、和在射频(RF)阶段中的相位噪声的结果，而所述射频(RF)阶段引发在正交多路复用的副载波之间的正交性的损失。

弥补所述两个关联的方法在于在传输时、在二进制数据上或在数据符号上执行交织。

更加具体地，本发明涉及所谓的“频率”交织，也就是在频域中、在被分配至正交多路复用的载波的数据符号上执行的交织。所述类型的交织发生在到正交多路复用的输入处。在等价的方式中，通常谈及交织载波或副载波。

包括交织正交多路复用的副载波的、现有的多载波系统使用静态规律I(k)，而k在范围0至N_pm-1上变化，其中对于特定的传输模式(编码，调制、傅立叶变化的大小)，N_pm指定每一OFDM多路复用的数据符号的数目。文档ETSI300 401“Radio broadcasting systems；digital audio broadcasting(DAB)to mobile，portable and fixed receivers”，1997年5月，182页给定对于DAB多载波系统的静态频率交织算法的描述。被应用于从k＝0至N_pm-1标定索引的数据符号的交织规律I(k)为这样的以致于在通过如下关系来交织之前，将传送由交织操作产生的符号X_n，k’的多路复用的分支k′与符号C′_n，k相关联：

X_n，k’＝C′_n，I(k)’，I(k)∈{0，...，N_pm-1}

其中I(k)描述在交织之后，在载波的位置索引的输入序列中的读取次序。

通过在已交织多路复用的数据的副载波之后、在OFDM多路复用上写入用于符号X_n，k’的位置索引的k′，并且在交织之前写入用于与载波k相关联的数据符号的C′_n，k，在OFDM解调之后的并且与载波k′相关联的、相应的所接收的符号具有如下形式：

$Y_{n,k^{\prime }}=X_{n,k^{\prime }}·{\hat{H}}_{n,k^{\prime }}+B_{n,k^{\prime }}\mathrm{with}{k}^{\prime }=\{0,....N_{\mathrm{pm}}-1\}---\left(2\right)$

由函数I^-1(k)指定的将副载波解交织的操作产生如下这样的信号：

$Y_{n,k}={C^{\prime }}_{n,k}·H_{n,I^{-1}\left(k\right)}+B_{n,I^{-1}\left(k\right)},k=\{0,...,N_{\mathrm{pm}}-1\}---\left(3\right)$

如在信道传递函数的复增益H_n，k’上执行的解交织操作虽然用来降低传输介质的瞬时频率关联，但是不降低限制处于本方法的上游的二进制的交织的性能的时间关联。

由于不修改传输介质的时间选择特性，因此交织的静态特征限制交织方法的解关联的特性。

在2005年12月7日提交的并且题名为“Dynamic interleaving methodand device”的法国专利申请FR 05 53763提出改进静态交织算法。所述申请提出被应用于OFDM多路复用的载波的、大小为K的时变的块的交织规律。在图1中用图解法展示含具体的OFDM系统的方法的实现。系统SY包含传送器装置EM和接收器装置RE。传送器装置包括信道编码CC、二进制交织EB、符号二进制编码CBS、交织器ES、调帧器MT、和OFDM调制器MX。由传输信道CN来传送被传输的信号Sn(t)。在传输中将白噪声B添加至信号。接收器RE包含OFDM解调器DMX、解交织器DES、符号二进制解码器DCBS、二进制解交织器DEB、和解码器DCC。在被实现的配置中的一个中，由与一个或更多的OFDM符号相关联的一组数据符号来组成用于大小为K的交织的块，并且所述块每N个OFDM符号变化一次，其中K为N_pm’的倍数。基于块大小K定义NN个交织规律，其中K为每一OFDM多路复用的数据符号的数目N_pm的倍数，并将基于在所交织的数据项之间的规定的交织规律和交织散布(interleavingspreading)的交织算法的最优参数定义所述NN个交织规律。

优选地选择的交织为有turbo码结构的、由三个整数参数K、p和q以及由算法的迭代j确定的、迭代的交织。所述turbo码结构交织组成于2006年7月7日公布的、申请号为2880483的法国专利申请的主题。所述turbo码结构交织为这样的以致于对算法的参数或迭代的修改用来修改交织型式，并且还修改如下定义的交织散布：

Δ_effI_p，q^(j)(s)

将交织散布定义为在两个输入数据位置索引之间交织之后的最小距离，而由s-1个数据项来将所述两个索引在来自交织模块的输出处分开。由如下关系给定交织散布：

ΔI_eff(s)＝Min_k，k∈S|I(k+s)-I(k)|

函数|X|提供X的绝对值。基于对于交织散布施加的最小值来选择交织规律；所选择的交织规律使获得大于上述最小的交织散布成为可能。

对于在图2中所示的具体的配置，在交织过程中，交织方法在OFDM符号的级别被执行，并且合并OFDM多路复用的保护载波的一部分。然后，交织块的大小为大小N′_pm，其中N′_pm处于范围N_pm至N_FFT中。N_pm相应于每一OFDM多路复用的数据载波的数目。N′_pm的值为N_pm个数据载波加n₀个保护载波的和。典型地，n₀能够在范围零至数N_max上改变，而所述数N_max相应于数据符号的数目N_pm的大约10％，或典型地相应于(N_FFT-N_pm-N_pilot)/2，其中N_pilot相应于每一OFDM多路复用的导引符号的数目，而将所述OFDM多路复用专用于信道估计和同步或信令装置。根据经验设置所述限制nmax。

本方法用来使由传输介质经由交织的动态特性引入的频率扰动变白，而在OFDM多路复用上多路复用符号之前，将所述交织应用于数据符号。由于通过修改每N个OFDM符号的交织规律In(k)，在与更高的变化的速率的结合中，将增加的频率选择性引入至传输介质，因此在动态交织过程中考虑到n₀个空值载波用来改进传输系统的整体性能。所述名义上附加的变化的速率未引发任何附加的多普勒交织散射。此外，它通过将空值载波插入到两个数据载波之间来降低在副载波之间的正交性的损失，由此增加在两个邻近的数据载波之间的载波间的间距，而不降低系统的整体的频谱效率。

然而，由所述动态的交织以空值载波的插入而引入的载波的位置分集不足够消除在传输中噪声非常大的或受干扰信号影响的载波。在经由排列规律而不经由在多路复用的每一副载波上的噪声的估计的多路复用中，多路复用该空值载波。

因而，由本发明的主题将解决的技术问题为提供比用于于传送器装置的(其包括依靠已知为正交多路复用，特别是OFDM多路复用的正交函数的多路复用和调制的模块)、已知的方法更加有效的频率交织的方法，以便在通过信道的传输中消除噪声非常大的或受干扰信号影响的载波。

发明内容

为此，本发明提供一种混合的符号交织方法，其中将符号分配到多载波传送器装置(包含通过N_FFT个正交函数来多路复用和调制的模块)的载波，而所述传送器装置实现由数据载波和空值载波构成的一组载波，并且本方法包含如下步骤：

·基于用于被传输的信号的传输信道的传递函数的估计，以时变的方式从这组载波选择N_pm个专用于传送数据符号的载波，而所述被传输的信号相应于由多路复用和调制的模块从数据符号产生的、被调制的正交的符号；

·在前述的选择之内，将n₀个空值载波插入到基于传递函数的估计确定的位置处，以便形成专用于传输符号块的N′_pm个载波的块；以及

·动态地交织包含N_pm个数据载波的载波的块。

本发明还提供将被分配到多载波传送器装置的载波的符号的、混合的交织器，而所述多载波传送器装置包括通过N_FFT个正交函数的多路复用和调制的模块，交织器装置实现由数据载波和空值载波构成的一组载波，并且包含：

·以时变方式从这组载波选择N_pm个载波的部件，而将所选择的载波专用于传输数据符号，并且是基于用于被传输的信号的传输信道的传递函数的估计而选择的，而所述被传输的信号相应于由多路复用和调制的模块从数据符号产生的、被调制的正交符号；

·在前述的选择之内，将n₀个空值载波插入到基于传递函数的估计而确定的位置处，以便形成专用于传输符号块的N′_pm个载波的块的部件；和

·动态地交织包含N_pm个数据载波的载波的块的部件。

本发明还提供包含传送器装置和接收器装置的系统。传送器装置包括如上所定义的频率交织器。接收器装置包括通过适合于将其实部等于1并且其虚部等于0的估计量符号解调的N_FFT个正交函数来解复用并解调符号，以便估计传输信道的传递函数的模块，和用来在为由传送器装置实现的交织规律的相逆的规律的应用中解交织所解调的符号的解交织器，而由于对于给定的传输模式交织规律随时间变化，因此所述解交织器适合于在确定的时刻计算解交织规律。

混合的交织使用置于OFDM多路复用的末端处的保护载波的一小部分，来在OFDM多路复用的有用的频带中消除某些载波，并以空值保护载波代替它们。在优选的实施例中，将保护载波变成数据载波，以便避免使系统的整体的频谱效率退化。与先前已知的方法不同，在OFDM多路复用的有用的频带中的空值载波的位置考虑到在所述载波上的信道的传递函数的复增益的先验估计。

因而，选择用于在OFDM多路复用上传输数据符号的副载波，并以空值载波代替在接收时噪声非常大的副载波的本发明的混合的交织用来在接收时改进判决采取电路的性能。能够在数据成帧MT期间将所述载波安置在OFDM多路复用中。

对于给定的传输模式，在于使用对到数据符号的应用随时间变化的交织规律的、被执行的动态的交织使在传输信道中产生名义上的时变性成为可能，由此在这告知将趋向高斯噪声的统计特性。这使降低影响传输系统，特别是OFDM系统的时间关联成为可能，在所述传输系统中多路复用并且然后调制数据符号，以及因此用来改进接收时的判决采取。

根据本发明的交织还特别地使强调相干带的相连接的修改的、有利的方式成为可能，而所述修改涉及正交多路复用的频域，其中信道的相干带相应于需要来确保在传输信道的传递函数的两个频率分量之间的解关联的频差的平均值，以及所述修改涉及相干长度，该相干长度涉及传输信道的时域或空间域，并且还涉及降低RF阶段的影响。特别地为了所述目的，在成帧MT期间设置为零的、噪声非常大的载波上消除所述载波的任何多路复用的同时，本方法执行由用于正交多路复用的数据符号和先前插入在块的末端处的空值符号构成的块的动态的块交织。这在因动态的交织而随时间改变的位置处，特别具有将空值符号引入到正交多路复用，特别是OFDM正交多路复用的通带中的效应。

在特定实施例中，使用例如依赖于被讨论的迭代而变化的交织规律，依靠应用于空值符号和数据符号的迭代的交织算法来获得该连接的修改。所述算法组成申请号为FR 04 14113的法国专利申请的主题。典型地，遵照传输系统的整体优化和约束，在N个被调制的正交的符号之后，算法使用在迭代的数目中或在交织参数中不同的交织规律。

用于大小为K的块的交织规律I(k)为给定次序的双射函数，而必需的是按所述次序在输出处读取由0至K-1变化的索引k标定索引的K个数据项形成的输入序列。将到具有交织规律I(k)的交织器的输入序列写为X(k)。将在来自交织器的输出处的序列写为Y(k)。然后，Y(k)＝X(I(k))：具有位置索引k-1的、被交织的序列的第k个数据项相应于输入序列X(0)，...，X(K-1)的索引I(k-1)的数据项。在本文档中，除了相反规定外，那么下面由其索引k唯一地表示所述被输入至交织器的数据项和在输出处的被交织的数据项。

在由非空值数据符号和由空值符号组成的N′pm个符号的块上执行动态的交织，而在正交多路复用中所述块相应于被调制的正交的符号，特别是OFDM符号的N′pm个副载波。N′pm处于数据载波的数目Npm’和正交多路复用的大小NFFT’的范围中。将所述N′pm个符号分配到由携带被调制的正交的符号(特别是OFDM符号)的数据载波，和位于被调制的正交的符号的频谱(特别是OFDM)的末端的空值载波的一小部分构成的一组载波。

在特定实施例中，交织规律的时变性依赖于正交多路复用的符号的时间索引。所述符号中的每一个占有与在正交多路复用中的载波的位置相关联的索引，和与在时间型式中的正交的信号的传输的瞬间相关联的索引。在本文档中，下面由术语“被调制的正交的符号”来指称所述信号。特别地，在调制N个被调制的正交的符号，特别是OFDM符号的块之后交织规律能够变化，其中一般基于传输信道的特性和数据成帧来确定参数N，而N≥1。在另一个特定实施例中，交织应用于M个符号的块，并且在已交织M个符号的块之后交织规律的时变性发生。更加具体地，M为正交多路复用的载波的数目N′_pm的倍数，N′_pm≤N_FFT’，并且M为N的约数。

如已经由动态的交织获得的这样，通过将空值载波移动到在系统的通带之中的、变化的位置，插入空值载波加强修改传输信道的特性的效应。

相对于实现动态的频率交织的优化所述载波的位置使将选择分集技术与动态的交织结合成为可能。由于本方法使用位于频谱的边缘处的空值载波，因此不改变系统的总的频谱效率，也就是有用的数据率与系统的总的带宽的比。因而，与先前已知的、面对多普勒变化时引起它们的低效率的交织装置(事实上将所述装置应用于对传输有用的数据，而不应用于专用于信令、传输信道估计、或同步的数据)不同，本发明的方法能够使用无用的数据，即正交多路复用的一些空值载波。

特别地当传输信道为分散的时，特别地通过增加在正交多路复用的空值载波邻近的载波间的间距，在系统的通带中确定的和随时间变化的位置处合并空值载波改进载波的解关联，并降低载波的正交性的损失。所述方法使消除受干扰信号影响的载波或噪声非常大的载波成为可能，并使在时域和频域中修改传输信道的特性并共同地降低影响系统，特别是OFDM类型的系统的频率关联和时间关联成为可能。所述方法被认为是对传送高的数据速率的短程系统特别有利的，并且因而要求本发明的上游所执行的、浅的交织深度。这应用于诸如由MBOA联盟(多频带OFDM联盟)组成的工作组802.15.3a TG定义的系统(所述工作组具有参考文献“Physical layer submission to 802.15task group 3a：multiband orthogonal frequency divisionmultiplexing”，MBOA的网站，2004年9月14日)这样的超宽带系统，或应用于在毫米波带(宽带和超宽带)中定义的系统，或真正地应用于如在IEEE标准802.16-2004(对于局域网和城域网的IEEE标准，第16部分：固定的宽带的无线接入系统的空中接口，2004年10月)中定义的这样的无线电本地环路类型的系统。本方法还被认为是与受大量的多普勒交织散布影响的系统有关的。在随时间变化的位置处引入空值载波使在确保由传输信道在通信信号上产生的扰动的变白的同时，降低在载波之间的正交性的损失成为可能。典型地，基于传输信道的关联特性的先验的知识并基于按照惯例在OFDM调制期间添加的空值载波的数目，来调整在频率交织期间添加的空值符号的数目。

所添加的符号为空值的事实用来避免添加附加的噪声。

在实施例中，依靠估计量调制的正交的符号来估计传输信道的传递函数。依靠处于范围N_pm至N_FFT’中的载波的数目N″_pm，从调制导出所述传递函数，其中N_pm为在传送器装置中的非空值载波的初始数。估计量调制的正交的符号的N″_pm个数据符号的实部等于一，而其虚部等于零。因而，在所述实施例中，本方法周期性地将估计量OFDM符号插入到由NN₀个OFDM符号构成的帧结构中，而在所述NN₀个OFDM符号中第一个OFDM符号已知为估计量OFDM符号，而随后的NN₀-1个OFDM符号为用于传送信息的。由其中实部等于一，并且虚部为零的N″_pm个符号构成相应的估计量OFDM多路复用。将估计量OFDM符号用来估计在帧的持续时间上的信道的传递函数的复增益。所述估计使选择N_pm个载波成为可能，该载波被分配来在OFDM多路复用中、在交织选择的符号之前传输数据符号。根据经验来设置N″_pm，并且所述N″_pm处于范围N′_pm＝N_pm+n₀+N_pilot至多载波调制解调器的傅立叶变换的大小N_FFT’中，其中n₀为在交织之前所插入的空值载波的数目。

在OFDM多路复用中分配来传送数据符号和n₀个空值载波的位置的载波的时变的选择使用判决阈值S′，其如从估计量符号的OFDM解调推断的一样、应用于传播信道的噪声传递函数的复增益。所述阈值S′处于调和平均值S₀和算术平均值S₁之间，其中S₁是信道的传递函数的复增益的模平方的移动调和平均值MH的S₁。从相应于估计量OFDM多路复用的、所接收的符号H_n′，k^estim来确定信道的传递函数的复增益。由传输信道的传递函数的复增益H_n’k的分量k和高斯噪声B_n’，k’的分量，来构成所接收的符号H_n′，k^estim的每一分量k，其中n′Ts指定诸如$H_{n^{\prime },k}^{\mathrm{estim}}=H_{n^{\prime },k}+B_{n^{\prime }k}$这样的估计量符号的传输的时刻。由于调整阈值S′，从而在N′_pm个副载波之中的N_pm个副载波具有比所述阈值更大的幂(power)，并且因此选择n₀个副载波以具有在阈值下的幂。调和平均值等于观测值的倒数的算术平均值的倒数。由下列公式给定在估计量符号的复增益的模平方上估计的、移动调和平均值：

$\frac{1}{\mathrm{MH}(n^{\prime },k_0)}=\frac{1}{n_0}\underset{k=0}{\overset{k=n_0-1}{\Sigma }}\frac{1}{{|H_{n^{\prime },k+k_0}+B_{n^{\prime },k+k_0}|}^2}---\left(4\right)$

在具有n₀个采样的观测窗上，对N′_pm个采样计算调和平均值。对于估计量符号的有噪声的传递函数的最新近的n₀个采样，在具有步长的负增量-1的、可变的观测窗之上，从等于n₀的初始值开始计算移动平均值。

在利用交织优化的优选实现中，在与选择交织规律的合作中执行分配来传输数据的、载波的动态的选择和空值载波的动态定位，以便产生大小为N′_pm的正交多路复用的符号的动态的频率交织，如此最优化关于传输系统的在副载波之间的交织散布。对于合并N_pm个数据载波和n₀个空值载波的、规定的交织大小N′_pm，产生相对于交织算法的NN′个交织规律，而将在两个邻近的载波或由s-1个副载波分开的两个载波之间的目标交织散布用作为约束，来实现所述交织算法。本方法如下面那样从上面的NN′个规律之中选择NN个规律。对于从NN′个规律之中获得的每一个规律，在来自估计量的符号的OFDM解调器的输出处，本方法继续进行估计量符号的有噪声的传递函数的复增益的大小为N′_pm的解交织。然后，将阈值S′与估计量符号的解交织的复增益的模平方的分布比较。对其复增益的模平方小于阈值的并位于频谱中的采样确定在所交织的块中调为零的载波的位置。基于所述信号来计算在空值载波之间的最小距离。只要交织规律在解交织之后确保在大于比值N_pm/n₀的估计量符号的空值载波之间的交织散布，所述交织规律就适合于选择。

本发明在将空值载波插入到由用于在OFDM多路复用的N′pm个符号之上定位空值载波的算法给定的位置中之后，实现NN个频率交织规律。在正交多路复用中的空值载波的插入和定位依赖判决阈值，并依赖在最优的方式中、在接收时相对于多载波均衡的多路复用的有用的部分内定位所述保护载波的交织算法。通过选择具有在两个邻近的载波或由s-1个副载波分开的两个载波之间的目标交织散布的NN′个交织规律，预先执行在正交多路复用的符号上的交织操作的优化。在传输时实现的规律的数目NN为NN₀-1的约数。

从参考附图的、给定为非限制的实例的下列的描述，本发明的其他特征和优势出现。

附图说明

图1和2为展示现有技术的交织方法的图。

图3为本发明的方法的流程图。

图4为展示实现本发明的混合的交织方法的传送器系统的实例的图。

图5为展示实现迭代的交织算法的交织装置的原理的图，而对于本发明的方法，所述交织算法使能获得的随时间变化的交织规律。

具体实施方式

图3为本发明的混合符号交织方法的流程图。符号用于到包含通过N_FFT个正交函数的多路复用和调制的模块的多载波传送器装置的载波的分配。装置实现由数据载波和由空值载波形成的一组载波。

在第一步骤中，本方法1基于用于被传输的信号的传输信道的传递函数的估计，以时变方式从这组载波选择2N_pm个载波，而所选择的是专用于传送数据符号的载波，而所述被传输的信号对应于由多路复用器和调制器模块从数据符号产生的、所调制的正交的符号。

在第二步骤中，本方法在基于传递函数的估计确定的先前的选择中的位置处插入3n₀个空值载波，以便形成专用于传送符号的块的N′pm个载波的块。

在第三步骤中，本方法动态地交织(4)包含N_pm个数据载波的载波的块。

图4为展示实现本发明的交织方法的传输系统SY的实例的图。传输系统包含多载波传送器装置EM和接收器装置RE。传送器装置EM包含用于产生源数据的模块SC、用于信道编码的模块CC、用于二进制的交织的模块EB、用于符号二进制编码的模块CBS、频率交织器EF、调帧器装置MT、用于产生估计量符号的模块SE、和OFDM调制器MX。

频率交织器EF包含选择专用于传输的载波的模块SPM、将空值载波插入在所确定的位置中的模块IPN、和频率交织器模块MEF。

特别地，符号频率交织器模块MEF包含这样的计算交织规律的装置，以致于对于多载波传送器装置EM的、给定的传输模式，所计算的块交织规律随时间变化。

调帧器装置MT在OFDM调制器MX的多路复用中分发数据符号和导引符号。

产生估计量符号的模块SE产生N″pm个数据符号，来构成周期性地将其插入在由NN₀个OFDM符号构成的帧结构中的估计量OFDM符号。N″pm个数据符号的实部等于一，并且其虚部等于零。

OFDM调制器MX包含多路复用。调制器包含N_FFT个载波，而N_pm≤N_FFT。

接收器装置RE包含OFDM解调器、解交织器模块DMEF、和消除空值载波的模块DIPN，而OFDM解调器包含解复用器。解交织器模块DMEF使用为交织规律的相反的规律，来执行被解调的符号的解交织。对于给定的传输模式，解交织模块适合于在给定的时刻计算随时间变化的解交织规律。模块DIPN消除在传输时由模块IPN插入的空值载波。

由传送器装置EM的频率交织器EF来实现本发明的交织方法1。它应用于来自于符号二进制编码CBS的数据符号Sd。

本发明的方法基于传输信道的传递函数的估计，在基带中选择N_pm个邻接的数据符号Sd，而由转换成复信号的形式的m个代码信息单位构成所述符号。在N_pm个符号的每一块中，由在范围0至N_pm-1上变化的并相应于载波的索引的整数k来为符号的位置编索引。

本发明的方法将交织规律I_n(k)应用于N_pm符号的每一块。交织规律I_n(k)具有大小N_pm和在范围1至NN上变化的时间索引n的，其中NN相应于由本方法实现的不同的交织规律的数目。使用中的规律随时间变化，例如，每N个OFDM符号一次。

本方法将n₀个空值符号以给定的分布插入到N_pm个被交织的数据符号之中，以便形成由N′pm个符号构成的块。典型地，n₀可以在范围零至相应于数据符号的数目N_pm的大约10％，或典型地相应于(N_FFT-N_pm-N_pilot)/2的数目n_max上变化，其中N_pilot相应于每一专用于信道估计、同步装置、或信令装置的OFDM多路复用的导引符号的数目。根据经验来设置所述极限n_max。基于传输信道的传递函数的估计确定n₀个空值符号的位置；定位n₀个空值符号，以便将噪声非常大的载波调到零。

将N′pm个符号置入帧中。

根据传统的OFDM信号随时间的产生，如依靠大小为N_FFT’的傅立叶逆变换实现的那样，在成帧期间随意地添加导引符号，并且将n₁个空值符号对称地插入到由N′pm+N_pilot个分支构成的多路复用的末端，以便形成具有N_FFT个分支的OFDM多路复用，其中N′pm≤N_FFT。

OFDM多路复用的索引k的每一载波fk在如下傅立叶分量的帮助下调制分支k的符号：

$w_{N_{\mathrm{FFT}}}^{k_m}=\exp \left(j2\pi \frac{k_m}{N_{\mathrm{FFT}}}\right)$

其中只要在来自傅立叶逆变换的输出处由(-1)^m与采样交替相乘，k就在范围0至N_FFT-上变化，并且其中m相应于在来自OFDM多路复用MX的输出处的采样的索引。

在成帧之后将其添加至多路复用的末端的空值符号的数目n₁依赖于傅立叶逆变换(IFT)的大小N_FFT、一组数据符号的大小N_pm、添加来形成大小为N′pm的符号的块的空值符号的数目n₀、和在成帧期间被添加的导引符号的数目N_pilot，

n₁＝N_FFT-N′pm-N_pilot＝N_FFT-(N_pm+n₀)-N_pilot

因而，对其施加空值符号的所谓空值载波的数目等于n₀加n₁。

在本方法的变体中，将n₁个空值载波的一小部分n₀′添加至N_pm个被选择的载波，以形成在其上执行动态的交织的载波的块。

图5给定展示实现迭代的交织算法的交织器装置ET的原理的图，而所述算法用来获得随时间变化的交织规律。对于本发明的交织方法，交织器装置ET用来通过修改算法的参数和/或算法的迭代的数目以获得时变的交织规律。

实现算法的交织器装置ET具有与它具有的迭代同样多的基元I。相应于第j个迭代的第j个基元I的输出I_j陈述在如下形式中表达的交织型式：

I_p，q^(j)(k)

其中p和q为两个描述基函数I的整数参数，并且j为与I相关联的迭代。实现算法用来以索引j的J个迭代来执行大小为K的块交织，其中在由变量k＝{0，...，K-1}标示索引的数字输入数据上，J大于或等于1。

交织器装置ET的每一基元I呈现相同的结构：两个输入、一个输出、和两个独立的单元L_0，p和L_1，p，q。整数p和q为用来产生期望的规律的、交织规律的两个参数。每一独立的单元L_0，p和L_1，p，q具有两个输入和一个输出。两个单元L_0，p和L_1，p，q的两个输入中的一个对于所述两个函数是一致的，并对应于在交织之前的改变采样的索引。独立的单元L_0，p的两个输入相应于其属于的基元I的两个输入，独立的单元L_1，p，q的输出相应于其属于的基元I的输出。将来自独立的单元L_0，p的输出连接至独立的单元L_1，p，q的第一输入。将独立的单元L_1，p，q的第二输入连接至其属于的基元I的第一输入；一般地，以将其呈现为从0至K-1的斜坡形式的、用于交织的索引k来供给基元I的所述输入。除第一基元以外，将基元I的第二输入连接至来自前述的基元I的输出，其中将两个输入连接在一起，并且所述两个输入相应于索引k。

因而，交织算法I_p，q^(j)(k)依赖迭代的结构，而对于所述结构，交织规律依赖于三个参数(K，p，q)和考虑j的迭代。K相应于将被交织的块的大小，p和q为修改交织器装置的特性的两个参数，特别地，将交织规律和交织散布写为：

Δ_effI_p，q^(j)(s).

交织散布相应于在由s-1个项分开的输入数据项的位置索引的交织之后的最小距离。在保存大小为p的型式的同时，选择迭代以便修改交织规律和交织散布。通过依赖于用于优化规律的准则或依赖于与传输系统相关联的约束，修改迭代或交织器装置的参数p和q中的一个，来获得在交织规律中随时间的变化。

依赖结合“turbo”码结构的两个代数函数L_0，p和L_1，p，q的所述交织具有保存型式的特性，也就是保存在交织之后的p个数据流的多路复用的次序的特性，其中p为交织算法的参数，并为块交织大小K的约数，并且q为使交织规律和交织散布变化成为可能的整数参数。在典型的实现中，为了简单的缘故而任意地将q设置成二，并且p设置型式的大小。

对于如交织操作的被执行的上游或下游那样，依赖多路复用p个数据项而保存优化操作，所述型式保存的特性原来是有很大优势的。

对于迭代(j)，由来自交织器模块I的输出给定的交织规律I_p，q^(j)(k)为结合两个双输入和单输出的代数函数L_0，p和L_1，p，q的结果，如下面描述的那样：

L_0，p(k，k1)＝[-k-k₁·p]_K  k＝{0，....，K-1}

L_1，p，q(k，k₂)＝[K-p+k+q·p·k₂]_K，k＝{0，....，K-1}   (5)

I_p，q(k，k1)＝L_1，p，q(k，L_0，p(k，k1))

对于迭代j＝1，函数L_0，p的输入k和k₁为同样的，并相应于在对于交织方法的输入处的数据的位置索引。这引发下列的、对于大小p的型式和参数q的表达式：

L_0，p(k，k)＝[-k-p·k]_K

I_p，q(k)＝L_1，p，q(k，L_0，p(k))＝[K-p+k+q·p·L_0，p(k，k)]_K  k＝{0，....，K-1} (6)

I_p，q(k)＝[K-p+k+q·p·[-k-p·k]_K]_K  k＝{0，....，K-1}

对于迭代(j)，分别由规律L_0，p^(j)(k，k₁)和L_1，p，q^(j)(k，k₂)给定来自代数函数L_0，p和L_1，p，q的输出，而对于所述规律，分别由前述的迭代的交织规律I_p，q^(j-1)(k)和对于当前的迭代(j)的函数L_0，p的输出来供给变量k₁和k₂。

对于迭代j，公式块(2)具有如下的形式：

$L_{0,p}^{\left(j\right)}\left(k\right)={[-k-p·I_{p,q}^{(j-1)}\left(k\right)]}_K,k=\{0,....,K-1\}$

$I_{p,q}^{\left(j\right)}\left(k\right)=L_{1,p,q}(k,L_{0,p}^{\left(j\right)}\left(k\right))={[K-p+k+q·p·L_{0,p}^{\left(j\right)}\left(k\right)]}_K,k=\{0,....,K-1\}---\left(7\right)$

$I_{p,q}^{\left(j\right)}\left(k\right)={[K-p+k+q·p·{[-k-p·I_{p·q}^{(j-1)}\left(k\right)]}_K]}_K,k=\{0,....,K-1\}$

通过下列关系，将被交织的输出数据序列Y(k)与在交织之前的输入数据序列X(k)相关联：

$Y\left(k\right)=X\left(I_{p,q}^{\left(j\right)}\left(k\right)\right)$

算法的伪周期的和代数的结构使预计算在由s-1个项分开的数据项之间的交织散布$\underset{0\le k\le K-1}{\mathrm{Min}}|I_{p,q}^{\left(j\right)}(k+s)-I_{p,q}^{\left(j\right)}\left(k\right)|$成为可能。

交织散布相应于在交织之后的输入序列中由s-1个项分开的数据项的位置索引之间的最小距离。

从多项式P_{j，p，q，s}(k)来确定对于交织规律I_p，q^(j)(k)的迭代(j)的交织散布Δ_effI_p，q^(j)(s)：

$P_{j,p,q,s}\left(k\right)=I_{p,q}^{\left(j\right)}(k+s)-I_{p,q}^{\left(j\right)}\left(k\right)=s-{[q·p·(s+p·P_{j-1,p,q,s}\left(k\right))]}_K$

${\Delta }_{\mathrm{eff}}{I}_{p,q}^{\left(j\right)}\left(s\right)={\mathrm{Min}}_k\left\{\right|P_{j,p,q,s}\left(k\right)|,K-|P_{j,p,q,s}\left(k\right)\left|\right\}---\left(8\right)$

${\Delta }_{\mathrm{eff}}{I}_{p,q}^{\left(j\right)}\left(s\right)={\mathrm{Min}}_k\left\{\right|s-{[q·p(s+p·P_{j,p,q,s}\left(k\right))]}_K|,K-|s-{[q·p·(s+p·P_{j,p,q,s}\left(k\right))]}_K\left|\right\}$

所述代数方程P_{j，p，q，s}(k)依赖于交织参数p和q，其中p相应于更大的、被保存的型式的大小，q为修改交织规律的参数，并且(j)为在考虑中的迭代。

在具体的实现中，本发明的方法包含这样的迭代交织算法，并且本发明的、用于频率交织符号的模块MEF包括具有大小K的交织装置ET，而所述K相应于每块将被交织的符号的数目N_pm或N_pm+n₀′。通过修改迭代的数目或用于给定的传输模式的交织装置ET的参数p和q中的一个，交织规律随时间变化，例如，每N个符号一次。然后，由时间索引n来为迭代交织算法的参数标定索引，而每K个符号的和最大值的M个块增加所述时间索引n，所述最大值相应于不同的交织规律的数目，也就是，NN′-1，其中N＝K×M。

修改由公式块(2)和(3)给定的交织规律如下，以考虑到所述规律的动态性质：p_n，q_n，和j_n是为具有时间索引n的规律In(k)而选择的参数，并且NN′相应于在考虑中的规律的数目：

$I_n\left(k\right)=I_{p_n,q_n}^{\left(j_n\right)}\left(k\right)$

$I_{p_n,q_n}^{\left(j_n\right)}\left(k\right)={[K-p_n+k+q_n·p_n·{[-k-p_n·I_{p_n,q_n}^{(j_n-1)}\left(k\right)]}_K]}_K$

k＝{0，....，K-1}