專利名稱：在分層調(diào)制系統(tǒng)中用于解碼的裝置和方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及通信系統(tǒng)，更具體而言，涉及基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)。
如在1999年10月12日頒發(fā)給Ramaswamy的美國專利No.5,966,412中描述的，分層調(diào)制(hierarchical modulation)可以作為一種方式在衛(wèi)星系統(tǒng)中使用，以繼續(xù)支持現(xiàn)有的傳統(tǒng)接收機(jī)，但是也提供了用于提供新業(yè)務(wù)的增長途徑。換句話說，無需現(xiàn)有的用戶購買新的衛(wèi)星接收機(jī)，向后兼容的基于分層調(diào)制的衛(wèi)星系統(tǒng)允許附加的特性或者服務(wù)被添加給該系統(tǒng)。在基于分層調(diào)制的通信系統(tǒng)中，至少兩個信號，例如一個上層(upper layer)(UL)信號和一個下層(lowerlayer)(LL)信號被相加在一起，以產(chǎn)生一個用于傳輸?shù)耐秸{(diào)制的衛(wèi)星信號。在提供向后兼容的基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)的背景下，該LL信號提供附加業(yè)務(wù)，同時該UL信號提供傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，即該UL信號實(shí)際上是與先前傳送的相同的信號，從而，該衛(wèi)星傳輸信號可以繼續(xù)發(fā)出而對具有傳統(tǒng)接收機(jī)的用戶沒有影響。因而，在用戶決定升級到可以恢復(fù)該LL信號以提供附加業(yè)務(wù)的接收機(jī)或者盒(box)的上述的時間以前，已經(jīng)具有傳統(tǒng)接收機(jī)的該用戶可以繼續(xù)使用該傳統(tǒng)接收機(jī)。
在分層調(diào)制接收機(jī)中，所接收的信號被順序地解碼，即所接收的信號首先被處理以恢復(fù)在該UL信號中傳送的數(shù)據(jù)，然后，其被用于恢復(fù)在該LL信號中傳送的數(shù)據(jù)。尤其是，所接收的信號首先被解調(diào)，并且該上層(UL)被從其中解碼，這提供了在該UL中傳送的數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)，即所解碼的UL信號然后被重新編碼，以提供一個重新編碼的UL信號。該重新編碼的UL信號然后從該解調(diào)的接收信號中被減去以顯現(xiàn)該LL信號，然后其被解碼以恢復(fù)在其中傳送的數(shù)據(jù)。因此，該LL信號的解調(diào)和解碼取決于該UL信號。
發(fā)明概要我們已經(jīng)注意到，如果由于在UL解碼過程中的誤差，從而將誤差引入到所恢復(fù)的LL信號中，使得所恢復(fù)的上層(UL)信號與原來傳送的UL信號不符合，則在分層調(diào)制接收機(jī)中的順序解碼不僅增加了該接收機(jī)的復(fù)雜性，而且可能降低接收機(jī)性能。因此，按照本發(fā)明的原理，接收機(jī)接收基于分層調(diào)制的接收信號，該信號包括至少第一信號層和第二信號層，并且從其中同時恢復(fù)在第一信號層中傳送的數(shù)據(jù)和在第二信號層中傳送的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器和接收機(jī)。該發(fā)射機(jī)發(fā)送一個上行鏈路基于分層調(diào)制的信號給該衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，該衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器將該基于分層調(diào)制的信號下行鏈路廣播給該接收機(jī)。該接收機(jī)處理接收的基于分層調(diào)制的信號，使得在該UL中傳送的數(shù)據(jù)和在該LL中傳送的數(shù)據(jù)從其中被同時恢復(fù)。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器和接收機(jī)。該發(fā)射機(jī)傳送一個上行鏈路基于分層調(diào)制的信號給該衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，該衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器將該基于分層調(diào)制的信號下行鏈路廣播給該接收機(jī)。該接收機(jī)處理接收的基于分層調(diào)制的信號，使得該UL和LL被彼此無關(guān)地處理。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，用于接收包括至少第一信號層和第二信號層的基于分層調(diào)制的信號的接收機(jī)構(gòu)造一個軟度量值(softmetric value)的查找表。尤其是，該接收機(jī)從端點(diǎn)接收一個訓(xùn)練信號，并且計(jì)算作為合成信號空間和接收的訓(xùn)練信號的函數(shù)的軟度量值，其中該合成信號空間是第一信號層的信號空間和第二信號層的信號空間的組合。該接收機(jī)然后將所計(jì)算的軟度量值存儲在該查找表中。
附圖簡述

圖1示出一個實(shí)施本發(fā)明原理的說明性的衛(wèi)星通信系統(tǒng)；圖2示出一個經(jīng)由圖1的衛(wèi)星15的傳輸路徑的說明性的框圖；圖3示出一個用于在圖1的發(fā)射機(jī)5中執(zhí)行分層調(diào)制的說明性的實(shí)施例；圖4示出一個供上層和下層中使用的說明性的符號星座(constellation)；圖5示出一個用于基于分層調(diào)制的信號的說明性的符號星座；圖6示出另一個用于在圖1的發(fā)射機(jī)5中執(zhí)行分層調(diào)制的說明性的實(shí)施例；圖7示出一個按照本發(fā)明原理的接收機(jī)的說明性的框圖8示出一個按照本發(fā)明原理的圖7的同時(simultaneous)解調(diào)器/解碼器320的說明性的框圖；圖9示出圖8的解調(diào)器330的一個說明性的框圖；圖10示出一個說明性的信號空間；圖11示出一個按照本原理的說明性的對數(shù)似然查找表；圖12示出一個說明性的符號星座；圖13和14說明對數(shù)似然運(yùn)算；圖15示出一個供圖1的接收機(jī)30中使用的說明性的流程圖；和圖16示出另一個按照本發(fā)明原理的說明性的實(shí)施例。
詳細(xì)說明除了本發(fā)明的構(gòu)思之外，在附圖中示出的單元是眾所周知的，并且將不詳細(xì)描述。此外，假定熟悉基于衛(wèi)星的系統(tǒng)，并且不在此處詳細(xì)描述。例如，除了本發(fā)明的構(gòu)思之外，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、下行鏈路信號、符號星座、射頻(rf)前端，或者接收機(jī)部分，比如低噪聲塊下變頻器，用于產(chǎn)生傳送比特流的格式化和信源編碼的方法(比如運(yùn)動圖像專家組(MPEG)-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 13818-1))以及解碼方法，比如對數(shù)似然比、軟輸入軟輸出(SISO)解碼器、維特比譯碼器，以上這些是眾所周知的，并且不在此處描述。此外，本發(fā)明構(gòu)思可以利用常規(guī)編程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，因而在此對其將不進(jìn)行描述。最后，在附圖上，相同的數(shù)字代表同樣的單元。
在圖1中示出一個按照本發(fā)明原理的說明性的通信系統(tǒng)50。通信系統(tǒng)50包括發(fā)射機(jī)5、衛(wèi)星信道25、接收機(jī)30和電視機(jī)(TV)35。雖然在下文進(jìn)行更詳細(xì)地描述，但下面是通信系統(tǒng)50的簡要概述。發(fā)射機(jī)5接收如由信號4-1至4-K表示的多個數(shù)據(jù)流，并提供基于分層調(diào)制的信號6給衛(wèi)星傳輸信道25。說明性地，這些數(shù)據(jù)流代表衛(wèi)星電視系統(tǒng)的控制信令、內(nèi)容(例如視頻)等等，并且可以是彼此獨(dú)立的，或者彼此有關(guān)，或者是其組合。該基于分層調(diào)制的信號6具有K層，其中K≥2。應(yīng)當(dāng)注意，在此處詞語“層”和“級”可互換地使用。衛(wèi)星信道25包括發(fā)射天線10、衛(wèi)星15和接收天線20。發(fā)射天線10(代表地面發(fā)射臺)提供基于分層調(diào)制的信號6以作為上行鏈路信號11給衛(wèi)星15。簡要地參考圖2，對于信號示出了一個經(jīng)由衛(wèi)星15的傳輸路徑的說明性的框圖。衛(wèi)星15包括一個輸入濾波器155、一個行波管放大器(TWTA)165和一個輸出濾波器175。該上行鏈路信號11首先由輸入濾波器155濾波，然后被放大以用于由TWTA 165重傳。來自TWTA 165的輸出信號然后由輸出濾波器175濾波，以提供下行鏈路信號16(其典型地是在不同于該上行鏈路信號的頻率上)。因而，衛(wèi)星15提供經(jīng)由下行鏈路信號16將該接收的上行鏈路信號重傳給廣播區(qū)域。這個廣播區(qū)域典型地覆蓋預(yù)定的地理區(qū)域，例如美國大陸的一部分。轉(zhuǎn)回到圖1，下行鏈路信號16是由接收天線20接收的，該接收天線提供接收信號29給接收機(jī)30，按照本發(fā)明的原理，該接收機(jī)解調(diào)和同時解碼接收信號29以提供例如內(nèi)容給TV 35，供在其上觀看。應(yīng)當(dāng)注意，雖然未在此描述，但是發(fā)射機(jī)5可以在傳輸之前進(jìn)一步預(yù)矯正(predistort)該信號，以補(bǔ)償在該信道中的非線性。
在圖3中示出一個供發(fā)射機(jī)5使用的分層調(diào)制器的說明性的框圖。分層調(diào)制被簡單地描述為一種同步調(diào)制系統(tǒng)，其中下層信號被同步地嵌入上層信號中，以便產(chǎn)生高階調(diào)制符號(alphabet)。在這個說明書的剩余部分中，說明性地假設(shè)有兩個數(shù)據(jù)流，即K＝2。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不局限于K＝2，并且實(shí)際上，諸如信號4-1之類的特定數(shù)據(jù)流可能已經(jīng)代表其它數(shù)據(jù)流(未示出)的一個集合。
在圖3中，該分層調(diào)制發(fā)射機(jī)包括UL編碼器105、UL調(diào)制器115、LL編碼器110、LL調(diào)制器120、乘法器(或者放大器)125和130、合成器(或者加法器)135和上變頻器140。該上層(UL)路徑是由UL編碼器105、UL調(diào)制器115和放大器125表示的，而該下層(LL)路徑是由LL編碼器110、LL調(diào)制器120和放大器130表示的。如在此處使用的，術(shù)語“UL信號”指的是在該UL路徑中的任何信號，并且根據(jù)上下文其將是顯而易見的。例如，在圖3的背景下，這是信號4-1、106和116中的一個或多個。類似地，術(shù)語“LL信號”指的是在該LL路徑中的任何信號。同樣，在圖3的背景下，這是信號4-2、111和121中的一個或多個。此外，該編碼器中的每個執(zhí)行已知的檢錯/糾錯碼(例如卷積碼或格碼；串聯(lián)的前向糾錯(FEC)方案，其中速率1/2、2/3、4/5或6/7卷積碼被用作內(nèi)碼，以及里德-索羅蒙(ReedSolomon)碼被用作外碼；LDPC碼(低密度奇偶校驗(yàn)碼)；等等)。例如，典型地，UL編碼器105使用卷積碼或者短塊碼；而LL編碼器110使用特播(turbo)碼或者LDPC碼。為了本描述的目的，假定LL編碼器110使用LDPC碼。此外，也可以使用一個卷積交織器(未示出)。
如可以從圖3中看出的，將信號4-2施加于LL編碼器110，該LL編碼器提供一個編碼信號111給LL調(diào)制器120。同樣地，將信號4-1施加于UL編碼器105，該UL編碼器提供一個編碼信號106給UL調(diào)制器115。編碼信號106表示每個符號時間間隔T為N個比特；而編碼信號111表示每個符號時間間隔T為M個比特，其中N可以等于或者可以不等于M。調(diào)制器115和120調(diào)制其相應(yīng)的編碼信號以分別提供已調(diào)制信號116和121。應(yīng)當(dāng)注意，由于存在兩個調(diào)制器115和120，所以該調(diào)制在UL路徑和LL路徑中可以是不同的。再者，為了本描述的目的，假定UL編碼數(shù)據(jù)比特的數(shù)目是二，即N＝2，以及UL調(diào)制器115產(chǎn)生一個已調(diào)制信號116，該調(diào)制信號處于信號空間的四個象限之一中。也就是，UL調(diào)制器11映射兩個編碼數(shù)據(jù)比特為四個符號之一。類似地，LL編碼數(shù)據(jù)比特的數(shù)目也被假定為二，即M＝2，以及LL調(diào)制器120也產(chǎn)生一個已調(diào)制信號121，該調(diào)制信號處于信號空間的四個象限之一中。在圖4中示出一個供UL和LL兩者中使用的說明性的符號星座89。應(yīng)當(dāng)注意，信號空間89僅僅是說明性的，而且可以使用其他尺寸和形狀的符號星座。
但是，來自UL調(diào)制器115和LL調(diào)制器120的輸出信號分別通過預(yù)定的UL增益和預(yù)定的LL增益經(jīng)由放大器125和130進(jìn)一步在幅度方面調(diào)整。應(yīng)當(dāng)注意，下層和上層信號的增益確定該點(diǎn)在該信號空間中最終的位置。例如，UL增益可以被設(shè)置為一，即1，而LL增益可以被設(shè)置為.5。該UL信號和該LL信號然后經(jīng)由合成器或者加法器135被合成，該合成器或者加法器提供合成信號136。因此，圖3的調(diào)制器，例如放大器125和130連同合成器135一起有效地進(jìn)一步重新布置和分割該信號空間，使得該UL信號指定該信號空間的四個象限的一個；同時該LL信號指定該信號空間的特定的象限的多個子象限的一個，如在圖5中通過信號空間79所說明的。
實(shí)際上，所得的信號空間79，在此處也稱為合成信號空間79，包括16個符號，在該信號空間中每個符號位于特定的信號點(diǎn)，并且與特定的四比特有關(guān)。例如，符號83與四比特序列“01 01”有關(guān)。較低的兩個比特部分81與UL有關(guān)，并且指定信號空間79的一個象限；而較高的兩個比特部分82與LL有關(guān)，并且指定由兩個比特部分81指定的象限的一個子象限。應(yīng)當(dāng)注意，由于該UL信號識別象限，因此該LL信號實(shí)際上對于該UL信號看來像噪聲。在這方面，合成信號空間79表示該概念，并且在其中符號之間的距離不是按比例的。返回到圖3，該合成信號136被施加于上變頻器140，其在適當(dāng)?shù)陌l(fā)射頻率上提供多電平調(diào)制信號6。簡要地轉(zhuǎn)向圖6，示出了另一個用于在發(fā)射機(jī)5中執(zhí)行分層調(diào)制的說明性的實(shí)施例。除了分層調(diào)制器180執(zhí)行將下層和上層比特映射進(jìn)該合成信號空間之外，圖6類似于圖3。例如，該上層可以是QPSK(四相移相鍵控)信號空間，而該下層是BPSK(二進(jìn)制移相鍵控)信號空間。
如上所述，在由接收天線20接收該下行鏈路信號16之后，接收機(jī)30解調(diào)和解碼接收信號29以提供例如內(nèi)容給TV 35，以供在其上觀看。在圖7中示出一個按照本發(fā)明原理的接收機(jī)30的說明性部分。接收機(jī)30包括前端濾波器305、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器310和同時解調(diào)器/解碼器320。前端濾波器305下變頻和濾波接收信號29，以提供一個準(zhǔn)基帶信號給A/D 310，該A/D 310采樣該下變頻信號，以變換該信號為數(shù)字域，并且提供一個采樣序列311(也稱為分層信號311)給同時解調(diào)器/解碼器320。后者執(zhí)行分層信號311的解調(diào)，并且按照本發(fā)明的原理，對所得的已解調(diào)信號執(zhí)行同時的或者獨(dú)立的解碼，以提供代表在K層上由分層信號311傳送的數(shù)據(jù)的多個輸出信號321-1至321-K。來自這些輸出信號的一個或多個的數(shù)據(jù)經(jīng)由信號31被提供給電視機(jī)35。(關(guān)于這一點(diǎn)，接收機(jī)30可以在數(shù)據(jù)應(yīng)用到電視機(jī)35之前另外處理該數(shù)據(jù)，和/或直接將該數(shù)據(jù)提供給電視機(jī)35)。在以下的例子中，層的數(shù)目是二，即K＝2，但是本發(fā)明構(gòu)思不受此限制。例如，同時解調(diào)器/解碼器320提供UL信號321-1和LL信號321-2。前者理論上表示在上層上傳送什么，即圖3的信號4-1，而后者理論上表示在下層上傳送什么，即圖3的信號4-2。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8，示出了一個同時解調(diào)器/解碼器320的說明性框圖。統(tǒng)一的解調(diào)器/解碼器320包括UL解調(diào)器330、UL解碼器335、對數(shù)似然比(LLR)查找表(LUT)570和LL解碼器340。分層信號311被施加于UL解調(diào)器330，該UL解調(diào)器解調(diào)這個信號，并且從其中提供一個解調(diào)的UL信號，如由解調(diào)的UL信號點(diǎn)流333所表示的?，F(xiàn)在參考圖9，示出了一個UL解調(diào)器330的說明性框圖。UL解調(diào)器330包括數(shù)字重采樣器415、匹配濾波器420、去旋轉(zhuǎn)器(derotator)425、定時恢復(fù)單元435和載波恢復(fù)單元440。將分層信號311施加于數(shù)字重采樣器415，該重采樣器使用UL定時信號436對分層信號311進(jìn)行重新采樣，以提供重采樣的分層信號316，該UL定時信號436是由定時恢復(fù)單元435提供的。將重采樣的分層信號316施加于匹配濾波器420。后者是一個帶通濾波器，用于在該UL載頻周圍濾除重采樣的分層信號316，以向去旋轉(zhuǎn)器425和以上提到的定時恢復(fù)單元435提供濾波的信號，該定時恢復(fù)單元435從其中產(chǎn)生UL定時信號436。去旋轉(zhuǎn)器425去旋轉(zhuǎn)，即從該濾波信號中除去該載波，以提供一個解調(diào)的UL信號點(diǎn)流333。載波恢復(fù)單元440使用該解調(diào)的UL信號點(diǎn)流333，以從其中恢復(fù)UL載波信號332，該UL載波信號332被施加于去旋轉(zhuǎn)器425。
回來參考圖8，UL解碼器335以與發(fā)射機(jī)5的相應(yīng)UL編碼器105互補(bǔ)的方式起作用，并且解碼該解調(diào)的UL信號點(diǎn)流333以提供UL信號321-1。如上所述，UL信號321-1表示在該上層上傳送的數(shù)據(jù)，例如如由圖3的信號4-1表示的。應(yīng)該注意到，UL解碼器321-1實(shí)際上通過將該LL信號視為在該UL信號上的噪聲來恢復(fù)在該UL中傳送的數(shù)據(jù)。換句話說，UL解碼器321-1的操作就像是UL信號321-1表示從圖4的信號空間89中選擇的符號一樣。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向該LL信號，并且按照本發(fā)明原理，也將UL信號點(diǎn)流333提供給LLR LUT 570。UL信號點(diǎn)流333是一個接收的信號點(diǎn)的流，每個接收的信號點(diǎn)在信號空間中具有同相(IREC)分量(572)和正交(QREC)分量(571)。這將進(jìn)一步在用于接收的信號點(diǎn)z的圖10中進(jìn)行說明，其中z＝Irec+jQrec。
(1)將每個接收的信號點(diǎn)的IREC和QREC分量應(yīng)用于LLR LUT 570。后者存儲一個預(yù)先算出的LLR值的LUT 599，如在圖11中所說明的。尤其是，LUT 599的每行與特定的I分量值(一個I行值)有關(guān)，而LUT 599的每列與特定的Q分量值(一個Q列值)有關(guān)。LUT 599具有L行和J列。LLR LUT 570量化接收的信號點(diǎn)的IREC和QREC分量值以形成一個輸入地址，該輸入地址被用作一個進(jìn)入LUT 599的索引，以用于從其中選擇相應(yīng)的預(yù)先算出的LLR。在每個符號時間間隔T，所選擇的LLR經(jīng)由信號396被提供給LL解碼器340。例如，如果該IREC分量值被量化為第一行，并且該QREC分量值被量化為第一列，那么LLR 598將被選擇，并且經(jīng)由信號396被提供給圖8的LL解碼器340。
不同于本發(fā)明構(gòu)思，并且如在本領(lǐng)域中已知的，對于給定的比特到符號映射M(bi)，這里M是目標(biāo)符號，以及bi＝0，1，...B-1是要被映射的比特，其中B是在每個符號中比特的數(shù)目(例如，對于QPSK，B可以是兩個比特，對于8-PSK，B可以是三個比特，等等)，對于B比特值的第i個比特的對數(shù)似然比函數(shù)是LLR(i，z)＝log[(prob(bi＝1|z))/(prob(bi＝0|z))]； (2)其中bi是第i個比特，并且z是在該信號空間中所接收的信號點(diǎn)。記號“prob(bi＝1|z)”表示假定信號點(diǎn)z被接收時第i個比特是“1”的概率。類似地，記號“prob(bi＝0|z)”表示假定信號點(diǎn)z被接收時第i個比特是“0”的概率。
對于二維的信號空間，在等式(2)內(nèi)的概率被假設(shè)為是基于具有以下的概率密度函數(shù)(PDF)的加性高斯白噪聲(AWGN)prob(n)=exp(-|n|22σ2)2πσ2---(3)]]>因此，用于給定比特和接收的信號點(diǎn)的LLR被定義為
從等式(4)中可以看出，用于給定的接收信號點(diǎn)z的LLR是z、目標(biāo)符號M和均方根噪聲電平σ的函數(shù)。LLR也是“軟量度(softmetric)”的一個例子。
計(jì)算LLR比的圖示說明在圖12和13中示出。圖12示出一個說明性的符號星座。為簡單起見，示出了一個4符號QPSK(正交相移鍵控)的星座，但是，應(yīng)當(dāng)注意，還可以使用其他尺寸和形狀的符號星座，例如，3比特用于8-PSK，4比特用于16-QAM、分層的16-QAM等等。如可以從圖12中看出的，在信號空間89中存在四個符號，每個符號與特定的二比特映射[b1，b0]有關(guān)。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖13，一個與該信號空間89的符號有關(guān)的接收信號點(diǎn)z被示出。從圖13中可以看出，該接收信號點(diǎn)z位于離信號空間89的每個符號不同的距離di上。例如，該接收信號點(diǎn)z位于離與二比特映射“01”有關(guān)的符號一個距離d4。因而，LLR(b0)是ln[(b0是1的概率)/(b0是0的概率)]；或者 (5A)ln[(概率(符號01或11))/(概率(符號00或10))]；或者(5B)ln[{exp(-d42/(2σ2))+exp(-d32/(2σ2))}/{exp(-d22/(2σ2))+exp(-d12/(2σ2))}]。
(5C)而LLR(b1)是ln[(b1是1的概率)/(b1是0的概率)]；或者(6A)ln[(概率(符號10或11))/(概率(符號00或01))]；或者(6B)ln[{exp(-d12/(2σ2))+exp(-d32/(2σ2))}/{exp(-d22/(2σ2))+exp(-d42/(2σ2))}]。
(6C)返回到圖8，可以觀察到，LLR LUT 570(即LUT 599)被初始化為一組分層的LLR值573。按照本發(fā)明的原理，這些值相對于該合成的符號星座被先驗(yàn)地計(jì)算，所述符號星座比如是在圖5中說明的那個，并且再次在圖14中示出。換句話說，用于該LL的LLR不是相對于該LL信號空間(例如圖4的信號空間89)，而是相對于該合成信號空間(例如圖5的信號空間79)確定的。對于每個接收信號點(diǎn)z，確定在信號空間79的每個符號和該接收信號點(diǎn)z之間的距離，并且將其用于計(jì)算LLR。為簡單起見，在圖14中僅示出這些距離di的一部分。該分層的LLR值573可以以許多方式形成。例如，接收機(jī)30可以通過使用在兩個端點(diǎn)(發(fā)射機(jī)5和接收機(jī)30)之間通信的啟動或重新初始化期間例如由發(fā)射機(jī)5提供的訓(xùn)練信號來執(zhí)行該計(jì)算。如在本領(lǐng)域中已知的，訓(xùn)練信號是一個預(yù)定義的信號，例如一個預(yù)定義的符號序列，其是該接收機(jī)先驗(yàn)已知的?？梢粤硗舛x一個預(yù)定義的“握手”序列，其中在其間傳送數(shù)據(jù)之前，該端點(diǎn)交換信令。作為選擇，該計(jì)算可以遠(yuǎn)程地執(zhí)行，例如在發(fā)射機(jī)5的位置上，并且經(jīng)由帶內(nèi)或帶外信令信道(這甚至可以是經(jīng)由撥號設(shè)施(有線和/或無線)(未示出))發(fā)送給接收機(jī)30。
回來參考圖8，LL解碼器340經(jīng)由信號396接收LLR的序列(軟輸入數(shù)據(jù))，并且從其中提供LL信號321-2。LL解碼器340以與LL編碼器110互補(bǔ)的方式工作。還應(yīng)該注意，LL解碼器340也可以是一個軟輸入軟輸出解碼器，并且提供軟輸出值，該軟輸出值然后被另外進(jìn)行處理(未示出)以形成LL信號321-2。
因此，按照本發(fā)明的原理，接收機(jī)30從接收的基于分層調(diào)制的信號中直接確定LL信號。在此處這被稱為解碼的同時模式。尤其是，該UL信號點(diǎn)流333被處理以產(chǎn)生軟輸入數(shù)據(jù)(例如LLR)以從其中恢復(fù)LL數(shù)據(jù)。換句話說，接收機(jī)30處理接收的基于分層調(diào)制的信號，使得彼此無關(guān)地處理UL和LL。
現(xiàn)在應(yīng)該注意圖15，其示出一個按照本發(fā)明原理的供圖1的接收機(jī)30中使用的過程的說明性流程圖。在步驟605，接收機(jī)30開始(或者重新啟動)與發(fā)射機(jī)5通信，并且接收一個預(yù)定義的基于分層調(diào)制的訓(xùn)練信號，該訓(xùn)練信號包括預(yù)定義的UL符號和LL符號。在步驟610，接收機(jī)30從接收的訓(xùn)練信號中相對于合成信號空間79計(jì)算分層的LLR。在步驟615，接收機(jī)30在LLR LUT 570中存儲所計(jì)算的分層的LLR。最后，在步驟620，接收機(jī)30切換到數(shù)據(jù)通信模式，并且開始接收從圖1的發(fā)射機(jī)5傳送的數(shù)據(jù)。
應(yīng)當(dāng)注意，雖然以上描述的實(shí)施例將LL解碼器340描述為接收軟量度，但是LL解碼器340可以接收如由信號點(diǎn)流333表示的信號點(diǎn)，并且因而進(jìn)一步處理接收的信號點(diǎn)數(shù)據(jù)，以如上所述從其中導(dǎo)出LLR，例如LLR解碼器340包括LLR LUT 570。相反地，UL解調(diào)器330可以被改變以在其中包括LLR LUT 570，用于將該軟量度提供給LL解碼器340。
在圖16中示出另一個本發(fā)明構(gòu)思的說明性的實(shí)施例。但是，僅僅那些與本發(fā)明構(gòu)思有關(guān)的部分被示出。例如，為簡單起見，沒有示出模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、濾波器、解碼器等等。在這個說明性的實(shí)施例中，一個供接收機(jī)(未示出)中使用的集成電路(IC)705包括同時解調(diào)器/解碼器320和至少一個寄存器710，其被連接到總線751。后者提供與如由處理器750表示的該接收機(jī)的其它部件的通信。寄存器710代表IC 705的一個或者多個寄存器，其中每個寄存器包括一個或者多個比特，如由比特709所表示的。IC 705的寄存器或其部分可以是只讀、只寫或者讀/寫。按照本發(fā)明的原理，同時解調(diào)器/解碼器320同時地解碼接收的分層的調(diào)制信號，以及至少一個比特(例如寄存器710的比特709)是可編程的比特，其可以例如由處理器750設(shè)置，以用于控制這種操作方式。在圖16的情況下，IC 705經(jīng)由IC 705的輸入引腳或者引線接收一個用于處理的IF信號701。這個信號的導(dǎo)出311被施加于同時解調(diào)器/解碼器320。后者提供輸出信號321-1直至321-K，如上所述。同時解調(diào)器/解碼器320經(jīng)由內(nèi)部總線711連接到寄存器710，該內(nèi)部總線711代表IC 705的其它信號通路和/或部件，如在本領(lǐng)域已知的，用于連接同時解調(diào)器/解碼器320到寄存器710。
鑒于以上所述，也應(yīng)注意，雖然在接收機(jī)連接到如由TV 35表示的顯示器的背景下進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明構(gòu)思不受此限制。例如，接收機(jī)30可以被設(shè)置在分配系統(tǒng)中較遠(yuǎn)的上游，例如在頭端上，然后其重發(fā)內(nèi)容給網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)和/或接收機(jī)。此外，雖然在提供的向后兼容的通信系統(tǒng)的背景下描述了分層的調(diào)制，但這不是本發(fā)明構(gòu)思的要求。也應(yīng)注意，在此處描述和示出的用于特定單元的部件分組僅僅是說明性的。例如，UL解碼器335和LL解碼器340二者之一或全部可以是在單元320的外部，然后其實(shí)質(zhì)上是一個提供解調(diào)信號的解調(diào)器。
因而，上述僅僅說明本發(fā)明的原理，因此，應(yīng)該理解，雖然未明確地在此描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將能設(shè)計(jì)許多備選方案，其實(shí)施本發(fā)明的原理并且是在其精神和范圍之內(nèi)。例如，雖然在分離的功能單元的背景下進(jìn)行說明，但這些功能單元可以被包含在一個或多個集成電路(IC)上。類似地，雖然顯示為分離的單元，但這些單元的任何一個或全部可以在存儲程序控制處理器中實(shí)現(xiàn)，所述處理器例如是數(shù)字信號處理器(DSP)或者微處理器，其執(zhí)行相關(guān)的軟件，例如對應(yīng)于在圖15中示出的一個或多個步驟。此外，雖然顯示為分離的單元，但是在其中的這些單元可以以其任何的組合分布在不同的單元中。例如，接收機(jī)30可以是TV 35的一部分。因此，應(yīng)該明白，可以對所述說明性的實(shí)施例進(jìn)行許多修改，并且可以設(shè)計(jì)其它的方案，而不脫離如由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種供在接收機(jī)中使用的方法，該方法包括接收基于分層調(diào)制的接收信號，該基于分層調(diào)制的信號包括至少第一信號層和第二信號層；和從所接收的基于分層調(diào)制的接收信號中同時恢復(fù)在第一信號層中傳送的數(shù)據(jù)和在第二信號層中傳送的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一信號層是上信號層，而第二信號層是下信號層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中同時恢復(fù)的步驟包括以下步驟解碼該基于分層調(diào)制的信號，以恢復(fù)在第一信號層中傳送的數(shù)據(jù)；從該基于分層調(diào)制的信號中產(chǎn)生作為該基于分層調(diào)制的信號的合成信號空間的函數(shù)的軟量度；和解碼該基于分層調(diào)制的信號，以恢復(fù)在第二信號層中傳送的作為產(chǎn)生的軟量度的函數(shù)的數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該軟量度是對數(shù)似然比。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該合成信號空間是第一信號層的信號空間和第二信號層的信號空間的組合。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中產(chǎn)生步驟包括將該基于分層調(diào)制的信號用作一個進(jìn)入軟量度的查找表的索引的步驟。
7.一種供在接收機(jī)中使用的方法，用于接收包括至少第一信號層和第二信號層的基于分層調(diào)制的信號，該方法包括從端點(diǎn)接收一個訓(xùn)練信號；計(jì)算作為合成信號空間和接收的訓(xùn)練信號的函數(shù)的軟度量值，其中該合成信號空間是第一信號層的信號空間和第二信號層的信號空間的組合；和將所計(jì)算的軟度量值存儲在查找表中。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括接收該基于分層調(diào)制的信號；解碼該基于分層調(diào)制的信號，以恢復(fù)在該第一信號層中傳送的數(shù)據(jù)；和解碼該基于分層調(diào)制的信號，以恢復(fù)在第二信號層中傳送的作為存儲的量度值的函數(shù)的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該軟度量值是對數(shù)似然比。
10.一種接收機(jī)，包括一個用于解調(diào)接收的信號以提供包括至少兩個信號層的基于分層調(diào)制的信號的解調(diào)器；對該基于分層調(diào)制的信號操作的第一解碼器，用于解碼至少兩個信號層的一個以從其中提供數(shù)據(jù)；和用于從至少兩個信號層的另一個中提供數(shù)據(jù)的第二解碼器；其中該第二解碼器與該第一解碼器無關(guān)地工作。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中該至少兩個信號層包括上信號層和下信號層。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，進(jìn)一步包括一個用于在其中存儲軟量度的查找表，其中該軟量度被確定為該至少兩個信號層的合成信號空間的函數(shù)，并且其中該查找表提供該軟量度給第二解碼器以供在其中使用，以用于從該至少兩個信號層的另一個中提供數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中該軟量度是對數(shù)似然比。
14.裝置，包括一個用于顯示視頻內(nèi)容的電視機(jī)；和一個連接到電視機(jī)的接收機(jī)，用于接收傳送視頻內(nèi)容的基于分層調(diào)制的信號，其中該接收機(jī)同時解碼所接收的基于分層調(diào)制的信號的至少兩個信號層，以用于提供該視頻內(nèi)容給該電視機(jī)。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所接收的基于分層調(diào)制的信號是一個衛(wèi)星信號。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中該接收機(jī)包括一個用于存儲軟量度的查找表，該軟量度被確定為該至少兩個信號層的合成信號空間的函數(shù)。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中該軟量度是對數(shù)似然比。
18.裝置，包括同時解調(diào)器/解碼器，用于處理包括至少第一信號層和第二信號層的基于分層調(diào)制的接收信號；和至少一個用于控制該同時解調(diào)器/解碼器的寄存器，用于從該基于分層調(diào)制的接收信號中同時恢復(fù)在第一信號層中傳送的數(shù)據(jù)和在第二信號層中傳送的數(shù)據(jù)。
19.裝置，包括一個用于接收包括至少第一信號層和第二信號層信號的基于分層調(diào)制的接收信號的引線(lead)；和一個用于處理該基于分層調(diào)制的接收信號的同時解調(diào)器/解碼器，用于從其中同時恢復(fù)在第一信號層中傳送的數(shù)據(jù)和在第二信號層中傳送的數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種衛(wèi)星接收機(jī)接收基于分層調(diào)制的接收信號，該信號具有至少一個上層(UL)和下層(LL)，并且從其中同時地或獨(dú)立地恢復(fù)在UL信號中傳送的數(shù)據(jù)和在LL信號中傳送的數(shù)據(jù)。
文檔編號H04L25/06GK1784878SQ200480012039
公開日2006年6月7日 申請日期2004年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月5日
發(fā)明者J·科斯洛夫, W·高 申請人:湯姆森許可公司