基于信噪比的自适应解码的制作方法
【专利摘要】本发明涉及基于信噪比的自适应解码。一种通信设备自适应地配置为基于在经由通信信道传输期间可能对信号产生不利影响的噪声来处理接收信号。所述设备可以配置为识别所述信号的受噪声影响的那些部分（例如，正交频分复用（OFDM）信号的受噪声影响的子载波），或者所述设备可以从一个或多个其他设备接收识别信号的受噪声影响的那些部分的信息。所述设备可以配置为对所接收的信号执行调制处理以生成用于解码所述信号的对数似然比（LLR）。与信号的受噪声影响的部分相关联的这些LLR以不同于与信号的不受噪声影响的部分相关联的LLR的方式进行处理。所述LLR可以基于与信号相关联的信噪比（SNR）（例如，其基于背景噪声、突发噪声等）进行比例缩放。
【专利说明】基于信噪比的自适应解码
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求以下美国专利申请的优先权，这些专利申请为了所有目的通过引用全部并入本文并构成本申请的一部分:
[0003]1、于 2012 年 12 月 3 日提交的第 61/732，901 号、题目为“All bit coded lowdensity parity check (LDPC) forward error correction (FEC) ” 的未决美国临时专利申请。
[0004]2、于 2013年 4 月 17 日提交的第 61/812,785 号、题目为“All bit coded lowdensity parity check (LDPC) forward error correction (FEC) ” 的未决美国临时专利申请。
[0005]3、于 2013 年 10 月 3 日提交的第 61/886,346 号、题目为“Adaptive decodingbased on signal to noise ratio (SNR) ”的未决美国临时专利申请。
[0006]4、于2013年10月31日提交的第14/069，258号的美国专利申请。
【技术领域】
[0007]本发明总体上涉及通信系统，并且更具体地，涉及这样的通信系统内的信号解码。【背景技术】
[0008]数据通信系统多年以来一直在不断发展。这些通信系统的主要目标是在设备之间成功传输信息。不幸的是，很多东西都可能会对在这些系统内传输的信号产生有害影响，由此导致通信衰落或甚至彻底失败。这些不利影响的示例包括:可能由各种来源(包括其他通信、低质量的通信链路、劣化或损坏的接口和连接器等)导致的干扰和噪声。
[0009]本技术解决了可存在且对这些通信系统内的通信有不利影响的一些(但肯定不是全部)缺陷。与识别并减轻通信内出现的不利影响有关的改进仍然存在很大空间以提高通信系统的性能。因为这些不利影响可被有效地减少或甚至被消除，所以可以在给定时间内在设备之间成功传输更大量的信息。
【发明内容】
[0010]本发明提供了一种通信设备，包括:通信接口，被配置为接收根据正交频分复用(OFDM)来格式化的信号；以及处理器，被配置为:处理所述信号以生成多个对数似然比(LLR);使用基于背景噪声的信噪比(SNR)和基于突发噪声的SNR来对所述多个LLR中的与受噪声不利影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放(scaling)以生成一个或多个比例缩放LLR ;并且使用所述一个或多个比例缩放LLR以及所述多个LLR中的与不受所述噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的任意LLR来解码所述信号，以对经由受所述噪声不利影响的一个或多个OFDM子载波传输的所述信号内的一个或多个信息位做出一个或多个估计。
[0011]优选地，所述通信设备进一步包括:处理器，被配置为:确定突发噪声事件的持续时间以及受所述突发噪声事件影响的所述信号的一个或多个OFDM符号的持续时间；当所述信号的一个OFDM符号受所述突发噪声事件影响时，使用所述突发噪声事件的持续时间相对一个OFDM符号的持续时间的第一比例来计算基于所述突发噪声的SNR;并且当所述信号的两个OFDM符号受所述突发噪声事件影响时，使用所述突发噪声事件的持续时间与OFDM循环前缀(CP)的持续时间的差相对一个OFDM符号的持续时间的第二比例来计算基于所述突发噪声的SNR。
[0012]优选地，所述通信设备进一步包括:处理器，被配置为使用作为基于所述背景噪声的SNR和基于所述突发噪声的SNR的函数的另一个SNR来对所述多个LLR中的与受所述突发噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放。
[0013]优选地，所述通信设备进一步包括:处理器，被配置为使用一个或多个比例缩放LLR来对所述信号执行低密度奇偶校验(LDPC)解码，以对在所述信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计，其中，所述信号是LDPC编码信号。
[0014]优选地，所述通信设备进一步包括:处理器，被配置为:基于预定交织器深度来解交织所述信号以生成解交织信号；并且基于所述解交织信号内的OFDM子载波的相对幅值来识别受所述突发噪声影响的一个或多个OFDM子载波。
[0015]优选地，所述通信设备进一步包括:处理器，被配置为:基于256正交幅度调制(QAM)、512QAM、1024QAM、2048QAM或4096QAM来解调所述信号内的OFDM子载波以生成解调信号；对所述解调信号添加一个或多个填充位以生成解缩短信号(de-shortened signal),其中，所述一个或多个填充位基于由其他通信设备用于生成所述信号的组合编码和缩短；并且对所述解缩短信号执行低密度奇偶校验(LDPC)解码以对在所述信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计，其中，所述信号是LDPC编码信号。
[0016]优选地，所述通信设备进一步包括:线缆调制解调器；以及通信接口，被配置为从线缆头端发射器或线缆调制解调器终端系统(CMTS)接收所述信号。
[0017]优选地，所述通信设备进一步包括: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的通信。
[0018]本发明还提供了一种通信设备，包括:通信接口，被配置为从受噪声影响的通信信道接收来自另一通信设备的基于正交频分复用(OFDM)的信号；以及处理器，被配置为:处理所述信号以生成多个对数似然比(LLR);使用第一信噪比(SNR)来对所述多个LLR中的与受背景噪声和突发噪声两者影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放以生成第一一个或多个比例缩放LLR ;使用基于所述背景噪声的第二 SNR来对所述多个LLR中的与不受所述突发噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放以生成第二一个或多个比例缩放LLR;并且使用所述第一一个或多个比例缩放LLR和所述第二一个或多个比例缩放LLR以及所述多个LLR中的与不受噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的任意LLR来解码所述信号，以对在所述信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计。
[0019]优选地，所述通信设备进一步包括:所述处理器，被配置为:使用基于导致所述突发噪声的突发噪声事件和所述突发噪声事件的持续时间的第三SNR来计算所述第一 SNR ；并且使用基于所述通信信道的加性高斯白噪声(AWGN)和所述突发噪声事件的持续时间的第四SNR来计算所述第二 SNR。[0020]优选地，所述通信设备进一步包括:所述处理器，被配置为对所述信号执行低密度奇偶校验(LDPC)解码，以对在所述信号内编码的一个或多个信息位的所述一个或多个估计做出一个或多个估计，其中，所述信号是LDPC编码信号。
[0021]优选地，所述通信设备进一步包括:线缆调制解调器，其中，所述另一通信设备是线缆头端发射器或线缆调制解调器终端系统(CMTS)。
[0022]优选地，所述通信设备进一步包括: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的通信。
[0023]本发明还提供了一种由通信设备执行的方法，所述方法包括:经由所述通信设备的通信接口，接收根据正交频分复用(OFDM)来格式化的信号；处理所述信号以生成多个对数似然比(LLR);使用基于背景噪声的信噪比(SNR)和基于突发噪声的SNR来对多个LLR中的与受噪声不利影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放以生成一个或多个比例缩放LLR ;以及使用所述一个或多个比例缩放LLR以及所述多个LLR中的与不受所述噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的任意LLR来解码所述信号，以对经由受所述噪声不利影响的一个或多个OFDM子载波传输的所述信号内的一个或多个信息位做出一个或多个估计。
[0024]优选地，所述方法进一步包括:确定突发噪声事件的持续时间以及受所述突发噪声事件影响的所述信号的一个或多个OFDM符号的持续时间；当所述信号的一个OFDM符号受所述突发噪声事件影响时，使用所述突发噪声事件的持续时间相对一个OFDM符号的持续时间的第一比例来计算基于所述突发噪声的SNR ;并且当所述信号的两个OFDM符号受所述突发噪声事件影响时，使用所述突发噪声事件的持续时间与OFDM循环前缀(CP)的持续时间的差相对一个OFDM符号的持续时间的第二比例来计算基于所述突发噪声的SNR。
[0025]优选地，所述方法进一步包括:使用作为基于所述背景噪声的SNR和基于所述突发噪声的SNR的函数的另一个S·NR来对所述多个LLR中的与受所述突发噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放。
[0026]优选地，所述方法进一步包括:使用一个或多个比例缩放LLR来对所述信号执行低密度奇偶校验(LDPC)解码，以对在所述信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计，其中，所述信号是LDPC编码信号。
[0027]优选地，所述方法进一步包括:基于256正交幅度调制(QAM)、512QAM、1024QAM、2048QAM或4096QAM来解调所述信号内的OFDM子载波以生成解调信号；对所述解调信号添加一个或多个填充位以生成解缩短信号，其中，所述一个或多个填充位基于由另一通信设备用于生成所述信号的组合编码和缩短；并且对所述解缩短信号执行低密度奇偶校验(LDPC)解码以对在所述信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计，其中，所述?目号是LDPC编码/[目号。
[0028]优选地，所述通信设备是线缆调制解调器，并且所述另一通信设备是线缆头端发射器或线缆调制解调器终端系统(CMTS)。
[0029]优选地，所述方法进一步包括:操作所述通信设备的通信接口以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的通?目。【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是示出了一个或多个通信系统的实施方式的示图。
[0031]图2是示出了图1中的一个或多个通信系统的实施方式的示例基于线缆的通信系统的示图。
[0032]图3是示出了在一个或多个通信系统内操作的至少一个通信设备的示图。
[0033]图4是示出了通信设备的另一个示例的示图。
[0034]图5是示出了正交频分复用(OFDM)的示例的示图。
[0035]图6A是示出了具有受噪声影响的子载波(SC)的交织信号的一个示例的示图。
[0036]图6B是示出了具有受噪声影响的子载波(SC)的交织信号的另一个示例的示图。
[0037]图7A是示出了信噪比(SNR)计算的一个示例的示图。
[0038]图7B是示出了信噪比(SNR)计算的另一个示例的示图。
[0039]图8是示出了基于受噪声影响的子载波(SC)的对数似然比(LLR)修改的示例的示图。
[0040]图9A是示出了由一个或多个通信设备执行的方法的一个实施方式的示图。
[0041]图9B是示出了由一个或多个通信设备执行的方法的另一个实施方式的示图。
【具体实施方式】
[0042]图1是示出了一个或多个通信系统的实施方式100的示图。一个或多个网段190为至少两个通信设备Iio和120提供通信互连。网段190的示例可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线局域网(WLAN)、公共交换电话网(PSTN)、互联网、蜂窝通信网络等中的任意一个或多个。一般来说，一个或多个通信系统内包括任意所需数量的通信设备(例如，如通信设备130所示)。各种通信设备110至130中的一些或全部包括本文所描述的使用前向纠错(FEC)和/或错误校正码(ECC)进行操作的能力。
[0043]一个或多个网段190内的各种通信基础设施可以使用各种通信介质中的任意来实现，这些通信介质包括被实现为无线通信链路、有线通信链路、光学通信链路、卫星通信链路、微波通信链路等的通信链路。而且，在一些情况下，不同类型的通信链路可以协作地在任意两个通信设备之间形成连接路径。考虑一个可能的示例，设备110和120之间的通信路径可以包括一些区段的有线通信链路以及另一些区段的光学通信链路。还要注意的是，设备110至130可以是包括静止设备、移动设备、便携式设备等的各种设备，并且可以支持包括数据、电话、电视、互联网、媒体、同步等的大量业务或业务流中的任意的通信。设备110至130中的一些可以是用户设备(例如，手机、膝上型电脑等)，设备110至130中的其他一些可以是基于基础设施的设备(例如，WLAN中的访问点(AP)、基于线缆的系统中的线缆调制解调器终端系统(CMTS)等)。
[0044]在操作示例中，设备110包括支持与其他设备120至130中的一个或多个进行通信的通信接口。该通信可以是双向的(去往和来自其他设备120至130中的一个或多个)的或者是单向的(或者主要是单向的)(来自其他设备120至130中的一个或多个)。当设备110与设备120通信时，设备110和120之间的一个或多个通信链路可能会受一个或多个噪声源(例如，背景噪声、突发噪声、脉冲噪声、加性高斯白噪声(AWGN)等)的不利影响。受噪声不利影响的通信可能会遭受信噪比(SNR)降低。当SNR降至一定水平以下时，接收此类通信的设备可能难以或可能无法适当处理通信以恢复其中的信息。而且，当SNR降至一定水平以下时，可能存在信息估计包括一个或多个误差的情况。当设备110接收已经受噪声的不利影响的信号时，设备110可以自适应地处理此信号以减轻或消除噪声的影响。当信号基于正交频分复用(OFDM)时，可能只有某些子载波才受此噪声影响。当识别出这些子载波时，设备110可以以与不受噪声影响的子载波不同的方式来自适应地应对这些子载波的处理。
[0045]当设备110对信号执行解码时，比如当信号使用前向纠错(FEC)和/或错误校正码(ECC)方式来编码时，设备110可以计算用于生成信号内的编码的一个或多个位的一个或多个估计。与受噪声影响的子载波相关联的LLR可以基于受噪声影响的子载波的SNR、不受噪声影响的子载波的SNR、或某个比例缩放因数(其是这些SNR的比例)进行比例缩放。设备110然后采用已经适当进行比例缩放的任意LLR以及不需要进行比例缩放的LLR (例如，不与受噪声影响的子载波相关联)来对信号执行解码以生成信号内编码的一个或多个位的估计。
[0046]图2是示出了图1中的一个或多个通信系统的实施方式100的示例基于线缆的通信系统200的示图。线缆头端发射器230经由线缆网段298为机顶盒(STB)220提供服务。STB220为能够显示的设备210提供输出。线缆头端发射器230可以支持多个业务流中的任意，比如音频、视频、本地访问信道，以及线缆系统的任意其他服务。例如，线缆头端发射器230可以为能够显示的设备提供媒体(例如，视频和/或音频)。
[0047]线缆头端发射器230可以提供线缆调制解调器终端系统(CMTS) 240a的操作。例如，线缆头端发射器230可以执行该CMTS功能，或者CMTS可以与线缆头端发射器230分开实现(例如，如参考标号240所示)。CMTS240可以经由线缆调制解调器(CM)网段299为任意数量的线缆调制解调器(示为CM1、CM2……CMn)提供网络服务(例如，互联网、其他网络访问等)。线缆网段298和CM网段299可以是公用网络的一部分或多个公用网络。线缆调制解调器网段299将线缆调制解调器I至η耦接至CMTS (示为240或240a)。此线缆系统(例如，线缆网段298和/或CM网段299)通常可以被称为线缆设备(cable plant)并且可以至少部分地实现为混合光纤同轴(HFC)网络(例如，包括各种有线和/或光纤通信区段、光源、光或图像检测补充物等)。
[0048]CMTS240 (或240a)是与线缆调制解调器网段299上的线缆调制解调器I至η交换数字信号的部件。每一个线缆调制解调器都与线缆调制解调器网段299耦接，并且线缆调制解调器网段299内可以包括大量元件。例如，线缆调制解调器网段299内可以包含路由器、分线器、耦合器、中继器和放大器。一般来说，下行信息可以被视为从CMTS240流至所连接的线缆调制解调器(例如，CM1、CM2等)的下行信息，上行信息可以被视为从线缆调制解调器流至CMTS240的上行信息。
[0049]该示图内的至少一些设备实现为对从其他设备接收的信号执行接收处理。例如，CMTS240 (或240a)可以将信号传输至一个线缆调制解调器(CM1)。线缆调制解调器可以包括配置为接收此信号的通信接口，此信号可以使用OFDM进行传输。线缆调制解调器可以包括处理器，被配置为处理此信号以生成用于解码该信号的对数似然比(LLR)以便对信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计。基于信号内受噪声影响的子载波，该处理器可以配置为对LLR中的一个或多个进行比例缩放。该比例缩放可以是与受噪声影响的子载波相关联的第一 SNR、与不受噪声影响的子载波相关联的第二 SNR、或作为第一 SNR和第二 SNR这两者的比例的某些比例缩放因数的函数。
[0050]图3是示出了在一个或多个通信系统内操作的至少一个通信设备110的示图300。该设备110包括通信接口 320和处理器330。通信接口 320包括发射器322和接收器324的功能以支持与通信系统内的一个或多个其他设备(例如，通信设备120)的通信。设备110还可以包括存储器340，该存储器340用于存储包括由设备110生成的LLR的信息或经由一个或多个通信信道从其他设备接收的其他信息。存储器340还可以包括并存储由处理器330使用的关于如本文所述的计算LLR、比例缩放LLR、解码信号等的各种操作指令。存储器340还可以包括并存储与可以计算并用于执行本文所述的LLR的比例缩放的各种SNR有关的信息。
[0051]通信接口 320配置为支持去往和来自一个或多个其他设备(例如，通信设备120)的通信。当信号在设备Iio和120之间传输时，任意数量的噪声源可能会对此信号产生不利影响。此噪声可以是由背景噪声、突发噪声、脉冲噪声、加性高斯白噪声(AWGN)等造成的。在基于OFDM的通信系统中，可能存在可以识别其频率位置的某些类型的噪声。当识别这些频率位置时，与这些频率位置相关联的子载波可以以不同于与不受噪声影响的频率相关联的子载波的方式进行处理。例如，通信接口 320可以配置为经由受噪声影响的通信信道从设备120接收OFDM信号。处理器330可以配置为处理所接收的信号以生成用于解码信号的LLR，以便对信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计。要注意的是，任意数量的不同类型的前向纠错(FEC)和/或错误校正码(ECC)可以至少部分地使用LLR进行操作。可以采用的FEC和/或ECC的一些示例包括卷积码、Turbo码、低密度奇偶校验(LDPC)码、Turbo网格编码调制(TTCM)码、里德-所罗门(RS)码、BCH (Bose, Ray-Chaudhuri以及Hocquenghem)码等(和/或其任意组合)。
[0052]处理器330可以配置为对与受噪声影响的一个或多个频率对应的一个或多个LLR进行比例缩放。某些频率不受任何噪声源的影响。并且与这些频率相关联的LLR可以以不同于与不受噪声影响的频率相关联的LLR的方式进行处理。处理器330然后可以采用一个或多个比例缩放LLR和其他LLR来解码信号以生成对信号内编码的一个或多个信息位的一个或多个估计。
[0053]图4是示出了通信设备110的另一个示例的示图。设备110包括通信接口 320和处理器330。通信接口 320可以执行通常与通信设备的模拟前端(AFE)相关联的操作(例如，比如使用模数转换器(ADC)进行的模数转换、增益调节或比例缩放、频率转换比如下转换、滤波等)。在该示例中，通信接口 320被示为包括一个或多个接收滤波器410、配置为执行频率转换的一个或多个混频器412、执行数字采样的一个或多个ADC414。一般来说，通信接口 320配置为对来自通信信道的连续时间信号执行处理以生成可能经历处理器330的后继处理的数字信号，比如基带信号。
[0054]处理器330包括执行LLR计算422 (例如，比如使用度量生成器)、LLR修改(比如比例缩放)424、以及解码426 (基于任意一个或多个所需的ECC和/或FEC)的能力。在某些示例中，处理器330还包括解交织器(π-ΟΑΖΟ。当采用解交织器420时，识别接收信号的受噪声影响的部分可能相对容易。在解码426之后，处理器330生成对接收信号内编码的一个或多个信息位的一个或多个估计。[0055]处理器330配置为基于对接收信号产生不利影响的噪声来对LLR进行自适应处理。例如，可存在噪声只影响OFDM信号的一个或多个子载波的情况。当已知此信息时,与受噪声影响的子载波相关联的LLR可以以不同于与不受噪声影响的子载波相关联的LLR的方式进行处理。一般来说，与受噪声影响的子载波相关联的LLR和与不受噪声影响的子载波相关联的LLR以不同方式进行处理。处理器330可以配置为基于受噪声影响的子载波来对一个或多个LLR进行比例缩放。该比例缩放可以是与受噪声影响的子载波相关联的第一SNR、与不受噪声影响的子载波相关联的第二 SNR、或某个比例缩放因数(其是第一 SNR和第二 SNR这两者的比例)的函数。
[0056]而且，存在接收信号将在生成此信号的发射器设备内经历添加一个或多个域位、缩短、凿孔等。在这些情况下，处理器330可以配置为对解调信号添加一个或多个域位以生成解缩短信号。该一个或多个域位可以基于在生成信号时由发射器设备使用的组合编码和缩短。然后，在适应可能已经在发射器设备内执行的任意这些操作之后，处理器330可以配置为对解缩短信号执行解码以对信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计。
[0057]图5是示出了正交频分复用(OFDM)的示例500的示图。OFDM调制可以视为将可用频谱划分为多个窄带子载波(例如，较低数据速率载波)。通常，这些子载波的频率响应是重叠且正交的。每个子载波可以使用各种调制和/或编码技术的任一种进行调制。调制的一些示例包括256正交幅度调制(QAM)、512QAM、1024QAM、2048QAM或4096QAM。而且，诸如二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)/4-QAM、8-PSK、23幅度相移键控(APSK)等其他调制可以交替使用或者也可以结合这些调制一起使用。
[0058]OFDM调制可以通过执行大量窄带载波(或多音调)的同步传输来进行操作。OFDM符号可以包括用于信道估计表征的引导段音调和携带有从一个设备传输至另一个设备的信息的信息携带音调。OFDM符号内可以包括无信息音调以执行干扰抵消。在各种OFDM符号之间有时采用保护间隔(GI)或保护区间来试图将ISI (符号间干扰)的影响降到最低，ISI可能是由通信系统内的多路径效应造成的，在无线通信系统中这尤其值得关注。要注意的是，OFDMA帧可以包括多于一个的OFDM符号。另外，保护间隔内还可以采用CP (循环前缀)以允许切换时间(比如当跳至新通信信道或子信道时)，并帮助维持OFDM符号的正交性。一般来说，OFDM系统设计基于在通信系统内扩展的期望延迟(例如，通信信道的期望延迟扩展)。
[0059]某些类型的噪声可能只对一个或多个OFDM符号的一个或多个子载波产生影响。例如，考虑示图的右下部分，一个或多个噪声事件可能只影响最少一个子载波或多于一个的子载波。某些类型的噪声事件，比如脉冲或突发噪声事件，可能影响相邻定位的子载波。可能存在受噪声影响的子载波根本不连续定位的一些情况，原因是，在至少两个受噪声影响的子载波之间存在不受噪声影响的至少一个插入子载波。通信设备可以自适应地配置为基于如何受噪声不利影响以不同方式来处理子载波。例如，通信设备可以基于各种子载波内包括的调制数据来计算LLR。与受噪声影响的子载波相关联的LLR可以以不同于与不受噪声不利影响的子载波相关联的LLR的方式进行处理。设备然后可以采用全部LLR (包括与其他不同地处理的那些)来生成信号内编码的一个或多个信息位的一个或多个估计。
[0060]图6A是不出了具有受噪声影响的子载波(SC)的交织信号的一个不例601的不图。在通信系统内可以执行交织和解交织。例如，在经由通信信道将信号传输至接收器设备之前，发射器设备可以交织信号。接收器设备然后可以基于发射器设备所采用的交织器模式来解交织接收信号。当在基于OFDM的通信系统内执行此交织相关的操作时，识别受噪声影响的子载波可能相对容易。例如，如果突发或脉冲噪声在经由通信信道传输信号期间影响若干相邻定位的子载波，则在解交织此信号之后，将基于一个或多个交织器参数(例如，交织器样式、交织的类型、交织器深度等)来分开这些受噪声影响的子载波。
[0061]该示图示出了基于交织器深度N的一个OFDM符号受噪声不利影响的情况。当一个OFDM符号受到影响时，这些受噪声影响的子载波将相距N个子载波定位。受噪声影响的OFDM符号的那些受噪声影响的子载波将通过与交织器深度N对应的多个子载波分散在不受影响的子载波间。
[0062]图6B是示出了具有受噪声影响的子载波(SC)的交织信号的另一个示例602的示图。该示图示出了基于交织器深度N的两个连续OFDM符号受噪声不利影响的情况。当两个OFDM符号受到影响时，在解交织信号内将存在相邻定位的两个受噪声影响的子载波，并且它们将再次由交织器深度N隔开，如该示图中所示。可以看出，通信系统内的交织和解交织可以帮助识别可能会受噪声影响的那些子载波。
[0063]然而，要注意的是，尽管作为一个示例示出了可以帮助识别受噪声影响的子载波的交织和解交织，但是若干不同构件中的任意可以用于识别受噪声不利影响的那些子载波。而且，某些设备可以实现为不一定对受噪声影响的子载波执行识别，但要从该系统内的一个或多个其他设备接收此信息。作为示例，第一设备可以从第二设备接收有关子载波受噪声影响的信息，并且第一设备可以使用此接收的信息来自适应地处理LLR以生成用于解码信号的一个或多个比例缩放LLR。
[0064]图7A是示出了信噪比(SNR)计算的一个示例701的示图。该示图示出了可以在噪声事件对一个OFDM符号产生不利影响时计算SNR的示例。突发噪声事件可以发生在特定持续时间内，从而对OFDM符号产生不利影响。在该周期内，信号(例如，信号幅值(MAG))与噪声之比(例如，SNR)可以降至通信设备可能难以或无法处理信号的那些受不利影响的部分以恢复OFDM符号内的信息的点。在一些情况下，所有加性高斯白噪声(AWGN)可能会影响信号的所有部分，并且可能存在信号的同样受突发噪声事件影响的部分。突发噪声事件在频率上可以有局部性，使得其出现在某些部分的频谱中并且影响某些子载波比影响其他子载波更多。这些突发噪声事件影响的子载波的SNR可以降至OFDM符号中的信息也许不能被适当恢复的点。还要注意的是，位于突发噪声事件的这些部分频谱的外侧的一些子载波可能不受突发噪声事件的影响。
[0065]在该示图中，一个OFDM符号的持续时间被示为T_，噪声事件或突发持续时间被示为Tburet,由于加性高斯白噪声(AWGN)导致的SNR被示为SNRam,脉冲SNR被示为SNRimpulse。
[0066]在此示例中，OFDM符号中的所有子载波所经历的只由于突发噪声导致的SNR可以如下计算:
[0067]SNRburst-SNRimpulse-1Olog (Tburst/T0FDM)
[0068]Tofdm:无循环前缀的OFDM符号持续时间
[0069]Tcp:循环前缀的持续时间
[0070]Tburst:突发持续时间
[0071]SNRimpulse:脉冲 SNR[0072]—个OFDM符号中的所有子载波所经历的只由于背景噪声导致的SNR可以如下计算:
[0073]SNRbackground-SNRAffGN-101og (1~ [Tburst/T0FDM])
[0074]图7B是示出了信噪比(SNR)计算的一个示例702的示图。该示图示出了 SNR可以在噪声事件对两个连续OFDM符号产生不利影响时进行计算的示例。一个OFDM符号的持续时间被示为T_M，噪声事件或突发持续时间被示为Tburst,由于加性高斯白噪声(AWGN)导致的SNR被示为SNRam，脉冲SNR被示为SNRimpulse，循环前缀的持续时间被示为TCP。
[0075]在此示例中，两个OFDM符号中的所有子载波所经历的只由于突发噪声导致的SNR可以如下计算:
[0076]SNRburst-SNRimpulse-1Olog (0.5* (Tburst-TCP)/Tofdm)
[0077]Tofdm:无循环前缀的OFDM符号持续时间
[0078]Tcp:循环前缀的持续时间
[0079]Tburst:突发持续时间
[0080]SNRimpulse:脉冲 SNR
[0081]两个OFDM符号中的所有子载波所经历的只由于背景噪声导致的SNR可以如下计算:
[0082]SNRbackground-SNRAffGN-101og (1~ [0.5* (Tburst-Tcp)/Tofdm]) [0083]存在背景AWGN的情况下受突发噪声影响的子载波的SNR可以如下计算:
[0084]SNRsnb.carrier = 40 Log (10 卜腿^層]+ IO h猶bac_瞧/10i)
[0085]SNRsub_carrier:0FDM符号中的所有子载波所经历的SNR
[0086]SNRbackgromd:背景(热)加性高斯白噪声贡献量
[0087]SNRburst:脉冲 SNR 贡献量
[0088]一般情况下，与受噪声影响的子载波相关联的LLR和与不受噪声影响的子载波相关联的LLR以不同方式进行处理。处理器330可以配置为基于受噪声影响的子载波来对一个或多个LLR进行比例缩放。该比例缩放可以是与受噪声影响的子载波相关联的第一SNR、与不受噪声影响的子载波相关联的第二 SNR、或某个比例缩放因数(其是第一 SNR和第二 SNR这两者的比例)的函数。
[0089]在一个操作示例中，根据是一个OFDM符号还是两个OFDM符号受噪声影响，适当选择的(例如，一个或两个OFDM符号受到影响)的SNRburet可以用于对受噪声影响的那些子载波的LLR进行比例缩放，适当选择的(例如，一个或两个OFDM符号受到影响)的SNRbadtg_d可以用于对不受噪声影响的那些子载波的LLR进行比例缩放。在该示例中，受噪声影响的那些子载波的LLR将只用SNRburst进行比例缩放，而不受噪声影响的那些子载波的LLR将只用SNRbadtgraund进行比例缩放。
[0090]在另一个操作示例中，适当选择的(例如，一个或两个OFDM符号受到影响)的SNRbadtgromd可以用于对所有子载波的LLR进行比例缩放，然后SNRburet可以用于对受噪声影响的那些子载波的LLR进行比例缩放。在该示例中，受噪声影响的那些子载波的LLR将用SNRbadtgraund和SNRbmst这两者进行比例缩放，而不受噪声影响的那些子载波的LLR将只用SNRbackgromd进行比例缩放。该操作示例可以被视为基于背景噪声的一类标准。[0091]在又一个操作示例中，受噪声影响的那些子载波的那些LLR可以用SNRsul^miw进行比例缩放，而不受噪声影响的那些子载波的LLR不进行比例缩放。
[0092]图8是示出了基于受噪声影响的子载波(SC)的对数似然比(LLR)修改的示例800的示图。设备对信号进行处理以计算若干LLR。设备然后对与受噪声影响的子载波相关联的那些LLR进行修改。示出了 LLR修改块424以对与受噪声影响的子载波相关联的那些LLR进行修改。例如，LLR3至LLRx被示为使用LLR修改块424进行修改，比如进行比例缩放，以生成LLR3’ -LLRx'。该修改可基于使用本文所描述的任意一个或多个SNR的比例缩放。
[0093]设备使用已经经历修改的那些LLR和尚未生成对信号内包括的一个或多个信息位的一个或多个估计的那些LLR来执行解码426。
[0094]图9A是示出了一个或多个通信设备执行的方法901的一个实施方式的示图。该方法901通过经由受噪声影响的通信信道接收OFDM信号来进行操作(方框910)。该方法901继续解调OFDM信号以生成LLR (方框920)。这些解调操作可与通常由通信设备的通信接口(例如，通信设备的模拟前端(AFE))执行的操作相关联以生成数字信号(比如基带信号)以及与度量生成相关联(比如由通信设备的处理器执行的)以生成LLR。
[0095]方法901继续对与受噪声影响的那些OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放以生成一个或多个比例缩放LLR (方框930)。方法901然后通过采用一个或多个比例缩放LLR和其他LLR来解码OFDM信号来操作从而对OFDM信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计(方框940)。
[0096]图9B是示出了一个或多个通信设备执行的方法902的另一个实施方式的示图。该方法902通过经由受噪声影响的通信信道接收OFDM信号来进行操作(方框911)。该方法902通过识别受噪声影响的OFDM信号的一个或多个符号来继续(方框921)。
[0097]基于受噪声影响的O·FDM符号的数量(例如，一个符号、两个符号等)，该方法902继续计算一个或多个SNR (方框931)。这些SNR的示例可与如本文所描述的背景、突发、子载波等有关。该方法902然后通过使用一个或多个所计算的SNR对与受噪声影响的子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放以生成一个或多个比例缩放LLR来进行操作。该方法902然后通过采用一个或多个比例缩放LLR来解码OFDM信号以对其中编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计来进行操作(方框951)。
[0098]如本文可使用的，术语“基本上”和“近似地”提供了相应术语的行业接受的容差和/或项间的相关性。行业接受的容差的范围从小于1%到50%并对应于(但不限于)分量值、集成电路工艺变量、温度变量、上升和下降时间和/或热噪声。项之间的相关性的范围为几个百分点的差别至数量级的差别。如本文还可使用的，术语“配置为”、“可操作地耦接至”、“耦接至”和/或“耦接”包括项之间直接耦接和/或项之间通过干扰项间接耦接(例如，项包括(但不限于)部件、元件、电路和/或模块)，其中，对间接耦接的示例而言，插入项不修改信号信息但可以调节其电流电平、电压电平和/或功率电平。如本文进一步可使用的，意指的耦接(即，当一个元件通过推断与另一个元件耦接)包括以与“耦接至”相同的方式在两个项之间直接和间接耦接。如本文更进一步可使用的，术语“配置为”、“可操作用于”或“可操作地耦接至”表明项包括一种或多种电源连接、输入、输出等以便在激活时执行一个或多个对应功能且可以进一步包括与一个或多个其他项的推测耦接。如本文更进一步可使用的术语“与……相关联”包括另一项中嵌入的独立项和/或一个项的直接和/或间接耦接。[0099]如本文可使用的，术语“与……有利比较”表明两个或两个以上项、信号等之间的比较提供所需关系。例如，当所希望关系为信号I具有比信号2大的幅值时，有利比较可以在信号I的幅值比信号2的幅值大时或当信号2的幅值比信号I的幅值小时实现。
[0100]如本文同样可使用的，术语“处理模块”、“处理电路”、“处理器”和/或“处理单元”可以是单个处理设备或多个处理设备。这种处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理器、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于电路的硬编码和/或操作指令操作信号(模拟和/或数字)的任何设备。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可以是或可进一步包括存储器和/或集成存储元件，该存储器和/或集成存储元件可以是单个存储设备、多个存储设备和/或另一个处理模块的嵌入电路、模块、处理电路和/或处理单元。这种存储设备可以是只读存储器、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、闪存、高速缓冲存储器和/或存储数字信息的任意设备。要注意的是，如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元包括多于一个的处理设备，那么处理设备就可以中心定位(例如，通过有线和/或无线总线结构直接耦接在一起)或可以分布式定位(例如，通过局域网和/或广域网进行的间接耦接云计算)。进一步要注意的是，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/或逻辑电路实现一种或多种功能，可以将存储有相应操作指令的存储器和/或存储器元件嵌在包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路内或外部。进一步要注意的是，存储器元件可以存储，处理模块、模块、处理电路和/或处理单元执行对应于一个或多个图中示出的至少一部分步骤和/或功能的硬编码和/或操作指令。制品中可以包括有这种存储器设备或存储器元件。
[0101]上文在示出了指定功能的性能及其关系的方法步骤的帮助下已对本发明的一个或多个实施方式进行了描述。为了便于描述，本文任意限定了这些功能构建块和方法步骤的界限和顺序。只要适当执行指定功能和关系，就可以限定备选界限和顺序。任何备选界限和顺序都在权利要求的范围和实质范围内。进一步地，为了便于描述，人为限定了这些功能构建块的界限。 只要适当执行某些重要功能，就可以限定备选界限。类似地，本文也人为限定了流程框图以便示出某些重要功能。从所用的程度来看，另外规定了流程框图界限和顺序，并仍然执行某些重要功能。功能构建块和流程图块和顺序的备选定义在要求保护的本发明的范围和实质范围内。本领域的普通技术人员还将明白，本文中的功能构建块及其他说明性块、模块和部件可以被实现为使用离散部件、专用集成电路、执行适当软件等的处理器或其任意组合来示出。
[0102]一个或多个实施方式在本文中用来说明本发明的一个或多个方面、一个或多个特点、一个或多个概念和/或一个或多个示例。装置、制品、机器和/或工艺的物理实施方式可以包括参照文中所讨论的一个或多个实施方式描述的一个或多个方面、特点、概念、示例等。进一步地，根据各个图，实施方式可以并入可以使用相同或不同参考标号的相同或类似命名的功能、步骤、模块等，正因如此，所述功能、步骤、模块等可以是相同或类似的功能、步骤、模块等或可以是不同的功能、步骤、模块等。
[0103]除非从反面特别说明，否则本文中所显示的任何一个图中的元件的信号、来自该元件的信号和/或元件之间的信号可以是模拟信号或数字信号、连续时间信号或离散时间信号以及单端信号或差分信号。例如，如果信号路径被显示为单端路径，则还表示差分信号路径。类似地，如果信号路径被显示为差分路径，则还表示单端信号路径。尽管本文对一个或多个特定架构进行了描述，但同样可以实现其他架构，其他架构使用如本领域的普通技术人员认可的一个或多个数据总线(未明确示出)、元件之间的直接连接和/或其他元件之间的间接耦接。
[0104]术语“模块”用于对一个或多个实施方式进行描述。模块包括处理模块、处理器、功能块、硬件和/或存储用于执行一个或多个功能的存储器，如与本文中描述的一样。要注意的是，如果通过硬件实现模块，硬件可以独立地和/或结合软件和/或固件进行操作。如本文可使用的模块可以包含一个或多个子模块，每个子模块可以是一个或多个模块。
[0105]尽管本文明确描述了一个或多个实施方式的各种功能和特点的特定组合，但这些特点和功能的其他组合同样是可能的。本发明的公开内容不受本文所公开的特定示例的限制并明确结合其他组合。
【权利要求】
1.一种通信设备，包括: 通信接口，被配置为接收根据正交频分复用(OFDM)来格式化的信号；以及 处理器，被配置为: 处理所述信号以生成多个对数似然比(LLR)； 使用基于背景噪声的信噪比(SNR)和基于突发噪声的SNR来对所述多个LLR中的与受噪声不利影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放以生成一个或多个比例缩放LLR ;并且 使用所述一个或多个比例缩放LLR以及所述多个LLR中的与不受所述噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的任意LLR来解码所述信号，以对经由受所述噪声不利影响的一个或多个OFDM子载波传输的所述信号内的一个或多个信息位做出一个或多个估计。
2.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括: 处理器，被配置为: 确定突发噪声事件的持续时间以及受所述突发噪声事件影响的所述信号的一个或多个OFDM符号的持续时间；当所述信号的一个OFDM符号受所述突发噪声事件影响时，使用所述突发噪声事件的持续时间相对一个OFDM符号的持续时间的第一比例来计算基于所述突发噪声的SNR ;并且当所述信号的两个OFDM符号受所述突发噪声事件影响时，使用所述突发噪声事件的持续时间与OFDM循环前缀(CP)的持续时间的差相对一个OFDM符号的持续时间的第二比例来计算基于所述突发噪声·的SNR。
3.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括: 处理器，被配置为使用作为基于所述背景噪声的SNR和基于所述突发噪声的SNR的函数的另一个SNR来对所述多个LLR中的与受所述突发噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放。
4.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括: 处理器，被配置为使用一个或多个比例缩放LLR来对所述信号执行低密度奇偶校验(LDPC)解码，以对在所述信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计，其中，所述?目号是LDPC编码/[目号。
5.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括: 处理器，被配置为: 基于预定交织器深度来解交织所述信号以生成解交织信号；并且基于所述解交织信号内的OFDM子载波的相对幅值来识别受所述突发噪声影响的一个或多个OFDM子载波。
6.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括: 处理器，被配置为: 基于256正交幅度调制(QAM)、512QAM、1024QAM、2048QAM或4096QAM来解调所述信号内的OFDM子载波以生成解调信号； 对所述解调信号添加一个或多个填充位以生成解缩短信号，其中，所述一个或多个填充位基于由其他通信设备用于生成所述信号的组合编码和缩短；并且 对所述解缩短信号执行低密度奇偶校验(LDPC)解码以对在所述信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计，其中，所述信号是LDPC编码信号。
7.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括: 线缆调制解调器；以及 通信接口，被配置为从线缆头端发射器或线缆调制解调器终端系统(CMTS)接收所述信号。
8.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括: 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的通信。
9.一种通信设备，包括: 通信接口，被配置为经受噪声影响的通信信道从另一个通信设备接收基于正交频分复用(OFDM)的信号；以及 处理器，被配置为: 处理所述信号以生成多个对数似然比(LLR)； 使用第一信噪比(SNR)来对所述多个LLR中的与受背景噪声和突发噪声两者影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放以生成第--个或多个比例缩放LLR ； 使用基于所述背景噪声的第二 SNR来对所述多个LLR中的与不受所述突发噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放以生成第二一个或多个比例缩放LLR ;并且 使用所述第一一个或多个比例缩放LLR和所述第二一个或多个比例缩放LLR以及所述多个LLR中的与不受噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的任意LLR来解码所述信号，以对在所述信号内编码的一个或多个信息位做出一个或多个估计。
10.一种由通信设备执行的方法，所述方法包括: 经由所述通信设备的通信接口，接收根据正交频分复用(OFDM)来格式化的信号； 处理所述信号以生成多个对数似然比(LLR)； 使用基于背景噪声的信噪比(SNR)和基于突发噪声的SNR来对所述多个LLR中的与受噪声不利影响的一个或多个OFDM子载波相关联的一个或多个LLR进行比例缩放以生成一个或多个比例缩放LLR ；以及 使用所述一个或多个比例缩放LLR以及所述多个LLR中的与不受所述噪声影响的一个或多个OFDM子载波相关联的任意LLR来解码所述信号，以对经由受所述噪声不利影响的一个或多个OFDM子载波传输的所述信号内的一个或多个信息位做出一个或多个估计。
【文档编号】H04L27/26GK103856434SQ201310641999
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2012年12月3日
【发明者】沈八中, 理查德·S·普罗丹, 阿维·克利格尔, 利奥·蒙特勒伊, 乔纳森·S·明, 李德群, 凯利·布赖恩·卡梅伦, 豪·蒂恩·德兰 申请人:美国博通公司