[发明专利]基于DMT的高速1553B通信总线发送方法与装置

摘要

本发明涉及高速有线数字通信装置。为提供一种既能提高现有总线系统的传输速度同时又能够与原有总线通信兼容使用的高速系统解决方案，为达到上述目的，本发明采取的技术方案是，基于DMT的高速1553B通信总线发送装置，由一片FPGA内依次串接的如下模块构成：并行加扰模块、RS编码模块、QAM星座映射模块、块交织模块、导频插入模块、IFFT模块及共轭对称变换模块、循环扩展模块、训练符号生成模块。本发明主要应用于高速有线数字通信。

主权项

一种基于DMT的高速1553B通信总线发送装置，其特征是，由一片FPGA内依次串接的如下模块构成，Field Programmable Gate Array即现场可编程门阵列，以下简称FPGA：并行加扰模块，通过随机序列生成器并行产生多路伪随机码流，将这些并行伪随机码流与接收到的多比特码元分别对应进行异或运算，后将多路并行加扰后的码元同时输出；RS编码模块，Reed‑Solomon即里德‑所罗门编码简称RS编码，加扰后的数据被送入RS编码模块，采用面向字节的RS(246，200)对数据进行编码；QAM星座映射模块，Quadrature Amplitude Modulatio即正交幅度调制，简称QAM，用于对数字信号进行MQAM映射，采用64QAM星座映射；块交织模块，用于将原始数据序列结构按一定规律打乱，目的是将相邻的多个数据变得尽量隔得更远，经过这种处理后的数据序列发生长串的突发错误时可以将原本连续的错误序列变的离散化；导频插入模块，用于在每个DMT符号中若干个导频子载波位置传送数据1+j，用以在收端完成频偏估计；IFFT模块及共轭对称变换模块，Inverse Discrete Fourier Transform即逆快速傅立叶变换，简称IFFT，使用IDFT将星座编码器的输出调制到DMT子载波上，Inverse Discrete Fourier Transform即逆傅立叶变换，简称IDFT，由星座编码器产生的N个表示频域的复数值，变换为2N个表示时域的实数值，该实数值序列是一个DMT符号的时域采样，且恰好满足奈奎斯特采样定理，对星座编码器输出的复数序列进行共轭扩展以使得输入序列具有共轭对称性：Si＝Zi，i＝0，1，...，N‑1Si＝conj(Z2N‑i)，i＝N+1，N+2，...，2N‑1其中，Zi表示功率归一化后星座编码器输出的复数序列，Si表示对Zi进行共轭扩展得到的复数序列，conj()表示取共轭复数，N表示星座编码器产生的复数序列的个数，i表示共轭扩展得到的复数序列的下标，取值范围是i＝0，1，...，2N‑1；随后对Si实施2N点的IFFT： x n = Σ i = 0 2 N - 1 exp ( j · 2 · π n · i 2 · N ) · S i 其中，xn表示经过逆快速傅立叶变换得到的2N个表示时域的实数，n表示xn的下标，取值范围是n＝0，1，...，2N‑1，exp()表示求自然指数；IFFT变换后得到调制波形的实值采样点，采样点经过数字模拟转换器D/A转换、滤波放大等操作后即可注入信道发送；循环扩展模块：将IDFT输出的xn最后的Lcp个样值添加到2N个输出IDFT样值xn上，作为循环前缀CP，xn的开头的Lcs个样值添加到xn+Lcp样值块上，作为循环后缀CS，循环扩展CE部分的长度为LCE＝LCP+LCS；训练符号生成模块，在包含多个DMT符号每一个数据帧开始处插入一个DMT符号大小的训练符号，以便接收端利用这一已知的训练符号进行帧同步和符号同步操作，同时也用于 信道估计及频域均衡。