專利名稱：由分組傳輸系統(tǒng)中的終端利用返回信道發(fā)送的初始分組的恢復的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于TDMA類型分組傳輸系統(tǒng)的接收機，該傳輸系統(tǒng)包含至少一個適于在按照預定分配計劃分配的時間間隔內發(fā)送稱之為發(fā)送分組的符號分組給接收機的終端，所述發(fā)送分組包含一個有用部分和一個已知報頭，該接收機包括-用于相應于分配的時間間隔接收稱之為接收符號的符號分組的裝置，-用于從接收符號中產生附加抽樣的附加抽樣裝置，以及-用于恢復在分配時間間隔內重現(xiàn)發(fā)送分組位置的所述發(fā)送分組的裝置。
本發(fā)明還涉及包含這樣一個接收機的分組傳輸系統(tǒng)。
本發(fā)明又涉及一種確定稱之為發(fā)送分組的符號分組位置的接收方法，該系統(tǒng)包含由TDMA類型分組傳輸系統(tǒng)的終端按照預定分配計劃在分配的時間間隔內發(fā)送的有用數(shù)據和已知報頭，該方法包括步驟-接收稱之為接收分組的分組，相應于分配的時間間隔并包含稱之為接收符號的符號，被發(fā)送的分組存在于其中，-附加抽樣以從所述接收符號產生附加抽樣，-移位以在接收分組中選擇可變的計算窗口，-搜索最佳抽樣時刻用于基于所產生的附加抽樣來選擇相應于包含在當前窗口中的接收符號的最佳附加抽樣，以及-在當前窗口中所選擇的附加抽樣與發(fā)送分組的已知報頭之間作連續(xù)相關，并且-決定檢測計算窗口中發(fā)送分組的存在和在所分配的時間間隔內導出其位置。
本發(fā)明進一步涉及包含具有執(zhí)行上述方法的指令的計算機程序，和能夠傳送執(zhí)行該方法的這些指令的信號。
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星或者電纜傳輸且特別是以返回信道傳輸領域的重要應用，其中多個終端適于按照時間分割結構發(fā)送數(shù)據分組給網絡前端。它尤其涉及兼容DVB-RCS(數(shù)字視頻廣播-通過衛(wèi)星的返回信道)類型標準的系統(tǒng)，諸如以索引“DVB藍皮書A54 rev.1”出版的建議以及按照ETSI(歐洲電信標準協(xié)會)建議的系統(tǒng)，當前在其2000年7月版本中仍為索引“草案ETSI EN 301 790V.1.2.1”的批準段。
背景技術：
在交互式衛(wèi)星系統(tǒng)中，通過使用一個向上連接或者返回信道，幾個終端能夠發(fā)送信號給一個且相同的接收機，稱之為網絡前端。按照分配及劃分用在返回信道中的資源的模式，在通過不同終端發(fā)送的數(shù)據的接收機/網絡前端那一級處的恢復形成了不同問題。在按照上述DVB-RCS標準的時分系統(tǒng)的實例中，系統(tǒng)中到一個新終端的入口受第一數(shù)據分組傳輸?shù)挠绊?，稱之為CSC(公共信令信道)，在按照預定分配計劃之目的分配的時間間隔內的向上信道中。但是，考慮可能出現(xiàn)在傳輸期間的大量時間、頻率和功率誤差，分組不可能恰好在最初設想的時間間隔內被發(fā)送。為避免這一分組的丟失，分配給返回信道的時間間隔具有重要的保證間隔以確保分組傳輸期間足夠的誤差容限。在接收端必需在時間間隔內重現(xiàn)分組的精確位置以恢復有用數(shù)據。這個第一分組的正確恢復是在終端和網絡之間建立連接的所有條件當中最重要的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個特別目的是當與系統(tǒng)網絡前端的連接被建立時使得以小的計算復雜性很快恢復由終端發(fā)送的第一分組。
最后，本發(fā)明涉及如開頭段落描述的接收機，其特征在于恢復裝置包含-移位裝置，用于在分配的時間間隔內選擇可變的計算窗口，-用于搜索最佳抽樣時刻的裝置，根據所產生的附加抽樣決定相應于包含在當前計算窗口中的接收符號的最佳附加抽樣，-用于連續(xù)相關當前計算窗口中的最佳附加抽樣和發(fā)送分組的已知報頭的裝置，以及-決定裝置，用于在一個計算窗口中檢測發(fā)送分組的存在和位置，作為連續(xù)相關結果的函數(shù)。
本發(fā)明的這些及其他目的將通過非限制性實例，從參照以下描述的實施例的說明中變得明顯。


附圖中圖1是按照本發(fā)明傳輸系統(tǒng)實施例的框圖，圖2是按照本發(fā)明接收機實施例的一般框圖，圖3圖解了本發(fā)明的一個實施例，圖4是表示按照本發(fā)明方法實施例的流程圖。
實施例說明按照本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)通過圖1中的實例被表示出來。它包含一個網絡前端1和多個交互式終端2，其適于通過使用傳輸媒介3與網絡前端收發(fā)數(shù)據。傳輸媒介3可以是不同種類的電纜、無線電、衛(wèi)星等等。從終端到網絡前端的傳輸由向上傳輸或返回信道限定。從網絡前端到終端的傳輸由向下傳輸限定。在向上傳輸中，網絡前端1具有接收機的功能。在向下傳輸中，每個終端2具有接收機的功能。終端到傳輸媒介的接入受到，例如使用可能與FDMA頻率分割(頻分多址)相結合的TDMA結構(時分多址)的影響。
在時分分組傳輸系統(tǒng)中，數(shù)據分組或符號可以以按照預定分配計劃分配的連續(xù)的時間間隔通過不同終端被發(fā)送到一個及相同的接收機，特別是在交互式傳輸系統(tǒng)中被稱為網絡前端的。由于這些分組來自不同的終端且由于它們的位置不是一直精確已知的，在通過網絡前端從這些終端接收的分組中存在暫時的頻率和功率電平不確定。一個特殊問題存在于由進入系統(tǒng)的一個終端所發(fā)送的第一分組自身。實際上，在接收端這些第一分組中的誤差非常敏感，特別是在衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)中，因為終端位置沒有以足夠的精確度為網絡前端所知。但是，需要嘗試恢復第一發(fā)送分組，其為在終端與系統(tǒng)之間建立連接的條件。這一恢復意味著分組的位置必須在分配的時間間隔內被精確確定，其包含用于正確提高發(fā)送分組存在于該間隔內的可能性的重要保證間隔。
不同的終端具有不同的抽樣時刻，因為它們的傳輸時鐘不是同步的，并且對每個接收分組來說相應于發(fā)送分組的最佳抽樣時刻也必須被確定。此外，由于這些時鐘可具有一定抖動，通過一個及相同的傳輸終端發(fā)送的連續(xù)分組不必具有相同的最佳抽樣時刻。而且，信道中的失真可能使得在到達后引起偏移。為確定接收分組的位置，網絡前端或接收機(其在點到點系統(tǒng)中可以是另一終端)必須因此實現(xiàn)接收數(shù)據的附加抽樣。附加抽樣使用多個理論上的抽樣頻率的時鐘以重現(xiàn)在發(fā)送分組的發(fā)送端使用的抽樣時刻。例如，附加抽樣頻率可以比符號頻率高16倍，其意味著16個抽樣在接收符號期間必須被提取，同時這些抽樣之一是最佳抽樣，即它位于發(fā)送符號開始的時刻附近。
按照本發(fā)明接收機10的簡化概要電路框圖示于圖2中。接收機包含一個本地振蕩器12和一個混頻器13，用于在符號頻率FS以這樣一種方式變換接收信號14被變換信號的頻譜集中于零加上或減去頻率誤差，其由用于傳輸?shù)谋镜卣袷幤髟谳d波頻率不準確引起。被變換的信號隨后由帶阻濾波器16濾波以消除2FP附近的圖象頻率，這里FP為傳輸載波頻率，以及用于系統(tǒng)中的其它載頻。在帶阻濾波器16的輸出端獲得的信號被附加抽樣裝置18以整數(shù)因子M抽樣，其意為產生M個附加抽樣，由被變換信號的每個符號S0到SM-1來表示。按照本發(fā)明，附加抽樣在頻率MXFS產生，M≥3。
附加抽樣隨后通過用于在期間DXTS濾波抽樣的低通濾波器19被濾波，這里D是分組中的符號數(shù)且TS是一個符號的持續(xù)時間。濾波器19的輸出端提供的抽樣被存儲于存儲器20，圖2中表示為RAM，從而由恢復初始分組22的裝置來處理，意在重現(xiàn)相應于發(fā)送分組的最佳抽樣時刻，以及相應于分配給終端發(fā)送數(shù)據的時間間隔在接收分組內由終端發(fā)送的分組的位置。存儲在存儲器20中的抽樣數(shù)為DXM，這里M是每個符號的附加抽樣數(shù)。它們相應于DXTS的持續(xù)時間。
用于恢復初始分組的裝置22包含一個計算單元CAL和一個移位單元SELECT。計算單元CAL用于計算最佳抽樣時刻和實現(xiàn)與已知數(shù)據報頭的相關，其意在重現(xiàn)由終端在接收分組中相應于分配時間間隔發(fā)送的第一分組的位置。移位單元SELECT用于實現(xiàn)存儲在存儲器20中的數(shù)據的移位，其意味著選擇接收數(shù)據的可變計算窗口，以使計算單元CAL能夠在執(zhí)行重現(xiàn)搜索分組報頭的位置之前確定每個窗口中的最佳附加抽樣。在選擇器SELECT的輸出端，數(shù)據具有符號頻率FS。對接收機來說，頻率和相位誤差將被估計且接收數(shù)據將被解碼。由于這些步驟獨立于本發(fā)明，它們將不被詳細描述。
本實施例允許這樣的處理，其中單個分組由終端在被網絡前端確定的分配計劃所提供的每個時間間隔內發(fā)送。在其它情況下，下文將詳細描述，沒有或者，反之，若干分組在相同時間間隔內被發(fā)送，必須有算法中的微小修改，其并非完全修改上述原理，特別是在選擇單元SELECT、存儲單元RAM和計算單元CAL之間的交互電平。
用于恢復初始分組的裝置22的實施例的操作參照圖3和4被詳細說明。圖3示出一種算法的實例，其執(zhí)行從表示為RB的接收分組中恢復第一發(fā)送分組的方法且相應于分配的時間間隔。這一實例表明單個分組由終端在被考慮的時間間隔內發(fā)送的理想情況。也可能有兩種情況。網絡前端可接收一個空的分組，即沒有終端在時間間隔內發(fā)送任何數(shù)據，或者接收一個包含由至少兩個終端發(fā)送的多于單個分組的分組。這些其它情況使特殊處理成為需要，其將在下面被詳細描述。
按照所示實例由網絡前端接收的分組包含符號數(shù)B，其一部分含有表示為陰影矩形的P個符號，代表由終端發(fā)送的分組。接收分組的其它數(shù)據(B-P個符號)對應于噪聲，因為本例中單個分組已在由網絡前端分配的時間間隔內被發(fā)送。這些B-P個符號特別用來確保保證間隔，其足以允許在時間間隔內由終端發(fā)送的分組位置有一定的誤差容限。
按照本發(fā)明，算法被首先應用于表示為F1的第一窗口，含有分組的P+S個第一符號，且假定搜索分組有效地處于這一窗口之內。S個補充符號意在減輕用于相關的算法所固有的不確定。最佳抽樣時刻的估計和最佳附加抽樣的選擇表示為圖3中的雙箭頭。其被實現(xiàn)于所選窗口的最后數(shù)據，除了表示為正方形的S個最后符號外，因為它是發(fā)現(xiàn)發(fā)送分組的可能性最大的窗口側。隨后，實際的搜索狀態(tài)通過將被恢復的已知分組報頭與所選最佳附加抽樣之間的連續(xù)相關開始。
按照本發(fā)明的第一變量，稱之為門限基本變量，由水平線移位塊表示的相關沿著整個窗口F1被實現(xiàn)，優(yōu)選地從單個符號相關前進，直至到達表示為T的固定相關門限。當?shù)竭_這一門限T時，搜索分組被認為找到。如果門限在窗口F1中沒有到達，則選擇另一窗口F2，其中新的最佳抽樣時刻的計算也和第一窗口實施的相關類似，且以此類推直至恢復搜索分組，通過確認窗口間存在足夠的重疊。優(yōu)選地，重疊包含S個附加符號至少為相關間隔的大小，其至少對應于發(fā)送分組報頭的大小。門限基本變量的可靠性大部分基于門限T的精確度，已知最佳門限緊密依賴于信噪比和接收信號的幅度。
按照本發(fā)明的另一變量，稱之為最大值變量，對所有窗口實施相關且因此貫穿接收分組的長度，不論每一相關的結果如何從而最終只保存相應于存儲器中搜索分組的最大值，同時相應于它所處的窗口進行附加抽樣。但是，這一變量需要記住對應于所有計算窗口的最佳抽樣時刻。盡管如此，最大值變量比已知方法保留了更多優(yōu)點，因為相關直接作用于符號而非附加抽樣。實際上，由于最佳抽樣時刻已經被計算，最好的附加抽樣即是已知的并且它足以導出前面已被存儲的對應符號。在示意性實例中，附加抽樣因子是每個符號16個附加抽樣，然而最大值變量允許因子162計算數(shù)的減少。
上述情況之一，沒有分組在設想的時間間隔內被發(fā)送，接收分組僅包含噪聲。按照門限基本變量并且前提是門限已被參照信道中的噪聲正確定義，每一相關的結果必須處于固定門限之下從而得出沒有分組被發(fā)現(xiàn)的結論。反之，按照最大值變量，最大值將必須被獲得并且分組數(shù)據將不得不被解碼從而確定它不包含任何有效數(shù)據。為避免這一問題，有可能組合兩種方法，即通過提供在被檢測結果無效以下的最小值門限確定所有相關的最大值。
另一情況下，也已在上面描述過，若干分組在相同的時間間隔被發(fā)送給網絡前端，會出現(xiàn)兩種不同的情況。
第一種情況，分組重疊。按照一個或另一變量，第一分組的位置必須被找到且數(shù)據必須被解碼以確認它們是無效的。
第二種情況，分組不相連。按照門限基本變量，指示第一分組存在的第一門限必須被首先檢測。隨后，為能夠檢測其它分組，解決方案為繼續(xù)進行上述P個符號向前，即簡單忽略構成被發(fā)現(xiàn)分組的P個符號。相同方法可因此用于間隔內的所有分組從而恢復所有分組。按照最大值變量，該方法必須以連續(xù)層應用，第一層使得檢測到具有最強功率的分組并以此類推，直至具有最弱強度的分組。每個發(fā)送分組的檢測之后，構成被檢測分組的P個符號在隨后的計算中被刪除或者忽略以許可新的最大值。
圖4更詳細地表示如圖3所述方法的優(yōu)選實施例的不同步驟，理想情況下單個分組在時間間隔內被發(fā)送給接收機。不影響原理的較小修改將有必要考慮被引證的其它情況，沒有或者，反之，若干分組在相同的時間間隔內被發(fā)送。該方法可通過裝置中的計算機程序方便地實施，表示為圖2中的參考標記22。它包括下述步驟，由圖4中的方框代表·步驟40接收包含D個符號的數(shù)據分組，·步驟41在基帶中的符號頻率FS變換接收信號，·步驟42在基帶中附加抽樣信號以獲得每個符號M個抽樣，M＞2，·步驟43在等于DXTS的時期內低通濾波附加抽樣，這里D是分組中的符號數(shù)且TS是符號持續(xù)時間，·步驟44在存儲器(RAM)中存儲被濾波的附加抽樣，·步驟45移位存儲器中的存儲數(shù)據以選擇接收分組中含有P+S個符號的計算窗口(WIN)；在該方法開始期間，第一窗口優(yōu)選地位于接收分組的開始(由此WIN＝F1)，·步驟45a執(zhí)行測試以確定是否已到達分組末端(WIN＝end)，即當至少P+S個符號在末端之前被發(fā)現(xiàn)時，在此情況下，該方法以未發(fā)現(xiàn)搜索分組(KO)而結束，·步驟46按照任意已知的方法在處于預先選擇窗口末端的數(shù)據上執(zhí)行最佳抽樣時刻的計算(OPT)，除了最后的S個符號外，并且選擇相應于這一窗口的最佳附加抽樣，·步驟47與對應于報頭長度的窗口數(shù)據部分中發(fā)送的已知分組報頭進行相關(CORR)并只考慮在先前步驟中確定的對應于最佳附加抽樣的符號，計算開始于計算窗口的開始，·步驟48測試相關結果R，考慮到表示為T的固定確定門限；若該結果高于固定門限(R＞T)，則分組已被重現(xiàn)(OK)，并僅在相應于通過相關找到分組的先前所選窗口中由存儲器選擇附加抽樣，且若不然，該方法進行到下一步驟，·步驟49通過優(yōu)選地采用只多于一個新符號在后面的窗口數(shù)據中移位相關位置(CORR+1)，·步驟49a執(zhí)行測試以查明是否已到達窗口末端(CORR＝end)，其中本方法進行到步驟45移位存儲器的數(shù)據從而選擇具有重疊于多于S個最后符號的先前窗口的另一窗口，且若不然，本方法進行到步驟47以繼續(xù)貫穿窗口長度的相關，排除最后S個符號。
權利要求
1.一種用于TDMA類型分組傳輸系統(tǒng)的接收機，該分組傳輸系統(tǒng)包含至少一個適于在按照預定分配計劃分配的時間間隔內發(fā)送稱之為發(fā)送分組的符號分組給接收機(1)的終端(2)，所述發(fā)送分組包含一個有用部分和一個已知報頭，該接收機包括-用于相應于分配的時間間隔接收稱之為接收符號的符號分組的裝置(13)，-用于從接收符號中產生附加抽樣(S0至SM-1)的附加抽樣裝置(18)，以及-用于恢復在分配時間間隔內重現(xiàn)發(fā)送分組位置的所述發(fā)送分組的裝置(22)，包括-移位裝置(SELECT)，用于在分配的時間間隔內選擇可變的計算窗口，-用于搜索最佳抽樣時刻的裝置(CAL)，根據所產生的附加抽樣決定相應于包含在當前計算窗口中的接收符號的最佳附加抽樣，-用于連續(xù)相關當前計算窗口中的最佳附加抽樣和發(fā)送分組的已知報頭的裝置(CAL)，以及-決定裝置(CAL)，用于在一個計算窗口中檢測發(fā)送分組的存在和位置，作為連續(xù)相關結果的函數(shù)。
2.如權利要求1所述的接收機，其特征在于，計算窗口包含多個大于被發(fā)送分組大小的符號，符號數(shù)的差異用以減輕與相關結果有關的不確定性。
3.如權利要求2所述的接收機，其特征在于，根據位于當前窗口末端的接收符號搜索最佳抽樣時刻，除了數(shù)量上對應于所述差異的最后符號。
4.如權利要求1所述的接收機，其特征在于，在每一相關之間連續(xù)相關增加至多一個符號。
5.一種TDMA類型的分組傳輸系統(tǒng)，包含至少一個發(fā)射機(2)和一個接收機(1)，發(fā)射機適于在按照預定分配計劃分配的時間間隔內發(fā)送稱之為發(fā)送分組的符號分組給接收機，所述發(fā)送分組包含一個有用部分和一個已知報頭，該接收機包括-用于相應于分配的時間間隔接收稱之為接收符號的符號分組的裝置(13)，-用于從接收符號中產生附加抽樣(S0至SM-1)的附加抽樣裝置(18)，以及-用于恢復在分配時間間隔內重現(xiàn)發(fā)送分組位置的所述發(fā)送分組的裝置(22)，包括-移位裝置(SELECT)，用于在分配的時間間隔內選擇可變的計算窗口，-用于搜索最佳抽樣時刻的裝置(CAL)，根據所產生的附加抽樣決定相應于包含在當前計算窗口中的接收符號的最佳附加抽樣，-用于連續(xù)相關當前計算窗口中的最佳附加抽樣和發(fā)送分組的已知報頭的裝置(CAL)，以及-決定裝置(CAL)，用于在一個計算窗口中檢測發(fā)送分組的存在和位置，作為連續(xù)相關結果的函數(shù)。
6.一種確定稱之為發(fā)送分組的符號分組位置的接收方法，系統(tǒng)包含有用數(shù)據和已知報頭，由TDMA類型分組傳輸系統(tǒng)的終端按照預定分配計劃在分配的時間間隔內發(fā)送，該方法包括步驟-接收(40)稱之為接收分組的分組，相應于分配的時間間隔并包含稱之為接收符號的符號，在被發(fā)送的分組中，-附加抽樣(42)以從所述接收符號產生附加抽樣，-移位以在接收分組中選擇可變的計算窗口，-搜索最佳抽樣時刻(46)以基于所產生的附加抽樣來選擇相應于包含在當前窗口中的接收符號的最佳附加抽樣，以及-在當前窗口中所選擇的附加抽樣與發(fā)送分組的已知報頭之間作連續(xù)相關(47)，并且-決定(48)檢測計算窗口中發(fā)送分組的存在并在所分配的時間間隔內導出其位置。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，決定步驟實施每一相關結果的門限檢測以導出發(fā)送分組的存在和位置。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，決定步驟實施連續(xù)相關的所有結果之間的最大值計算以導出發(fā)送分組的存在和位置。
9.一種用于接收機的計算機程序，該計算機程序包含一旦加載于接收機就使之執(zhí)行如權利要求6所述方法的指令。
10.一種用于傳送計算機程序的信號，該程序包含執(zhí)行如權利要求6所述方法的指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種終端和網絡前端之間帶有返回信道的TDMA類型的交互式分組傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明提出一種恢復由連接到系統(tǒng)的終端發(fā)送的第一分組的方法,按照它通過沿著使用已知報頭的接收分組在可變計算窗口中執(zhí)行連續(xù)相關搜索發(fā)送數(shù)據。相關計算單獨在最佳附加抽樣上進行,同時初始抽樣時刻的估計被預先實施于每個被考慮的窗口。請求:帶有DVB－RCS標準的返回信道的TDMA類型分組傳輸系統(tǒng)。
文檔編號H04B7/185GK1357983SQ0114517
公開日2002年7月10日 申請日期2001年12月1日 優(yōu)先權日2000年12月5日
發(fā)明者A·布拉杰, D·勒格蘭德, A·肖利 申請人:皇家菲利浦電子有限公司