專利名稱：將不等錯(cuò)誤保護(hù)應(yīng)用于通過無線信道傳輸?shù)奈磯嚎s視頻的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信，更具體地講，涉及通過無線信道進(jìn)行^L頻傳輸。
背景技術(shù)：
隨著高質(zhì)量視頻的擴(kuò)展，越來越多的高質(zhì)量視頻的電子器件、越來越多
的電子裝置(如消費(fèi)電子裝置)利用高清晰度(HD)視頻，這對(duì)多Gbp的次 序有總體數(shù)據(jù)吞吐量要求。在大多數(shù)無線通信中，在通過無線媒介進(jìn)行傳輸 之前，首先對(duì)HD視頻進(jìn)行壓縮。由于與原始的未壓縮視頻的傳輸相比，能 夠顯著減少總體所需要的通信帶寬和功率，所以HD視頻的壓縮引人注目。 然而，隨著視頻的每一次壓縮以及隨后的解壓縮， 一些視頻信息可能丟失， 從而畫面質(zhì)量降低。此外，視頻信號(hào)的壓縮和解壓縮導(dǎo)致相當(dāng)大的^_件成本。 在特定情況下期望傳輸未壓縮的HD視頻。高清晰多媒體接口 (HDMI) 規(guī)范定義了用于通過HDMI線纜(有線鏈路)在裝置之間進(jìn)行未壓縮HD的 傳輸?shù)慕涌凇Ｈ齻€(gè)單獨(dú)的信道被用于傳輸三個(gè)像素分量流(如R、 G和B)。 對(duì)于每一信道而言，針對(duì)每一視頻行按照逐像素的順序傳輸像素，針對(duì)每個(gè) 視頻幀或場按照逐行的順序傳輸像素。HDMI提供一次或多次重復(fù)每個(gè)像素 的像素重復(fù)功能。在每個(gè)像素分量信道上進(jìn)行傳輸期間，每個(gè)像素的拷貝直 接跟隨原始像素。
然而，目前的無線局域網(wǎng)(WLAN)和類似的技術(shù)不具有支持未壓縮HD 視頻的帶寬。此外，目前的無線網(wǎng)絡(luò)可能遭受來自同一網(wǎng)絡(luò)或其他網(wǎng)絡(luò)中的 附近/相鄰裝置的不期望的干擾。因此，為了通過無線信道進(jìn)行未壓縮HD視 頻的傳輸，需要新的頻帶。
此外，前向糾錯(cuò)(FEC )碼被廣泛使用在無線通信系統(tǒng)中以用于錯(cuò)誤保 護(hù)，并允許糾正由于噪聲、信道衰減以及其他系統(tǒng)不足所引起的比特錯(cuò)誤。 通常，所有信息比特具有同等的重要性，因此，被同等地保護(hù)。然而，對(duì)于 未壓縮視頻的通信，信息比特按照其所代表的視覺信息的重要性，具有不同 的優(yōu)先級(jí)。與低優(yōu)先級(jí)比特相比，在傳輸中丟失高優(yōu)先級(jí)比特會(huì)導(dǎo)致更大程
度的^L覺降級(jí)。因此，需要一種有效可靠地對(duì)未壓縮HD ^f見頻進(jìn)^f亍無線傳輸 的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)方案
本發(fā)明提供一種對(duì)通過無線信道進(jìn)行的未壓縮^L頻的通信進(jìn)行有效可靠
的處理的方法和系統(tǒng)，其中，特定比特與其他比特相比，具有更高的重要等級(jí)。
有益效果
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于傳輸和錯(cuò)誤恢復(fù)，重要比特凈皮提供更多的保護(hù)。 本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，根據(jù)本發(fā)明的上述示例性架構(gòu)可以以許多方式來
實(shí)施，如通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序指令、邏輯電路、專用集成電路、固件等。 已經(jīng)參照本發(fā)明的特定優(yōu)選版本對(duì)其進(jìn)行了相當(dāng)詳細(xì)的描述，然而，其
他版本也是可行的。因此，權(quán)利要求的精神和范圍不應(yīng)該局限于這里所包含
的優(yōu)選版本的描述。
最佳實(shí)施方式
在一個(gè)實(shí)施例中，這樣的通信處理包括將不等保護(hù)應(yīng)用于不同重要等 級(jí)的比特，從而對(duì)于傳輸和錯(cuò)誤恢復(fù)，重要的比特被提供更多保護(hù)。應(yīng)用不 等保護(hù)的步驟還包括使用傾斜星座將不等保護(hù)應(yīng)用于不同重要等級(jí)的比特， 從而對(duì)于傳輸錯(cuò)誤恢復(fù)，更重要的比特被提供更多保護(hù)。這樣，使用用于視 頻信號(hào)的無線傳輸(具體地講，未壓縮HD視頻的無線傳輸)的非對(duì)稱編碼 和/或非對(duì)稱星座映射來實(shí)施不等錯(cuò)誤保護(hù)(UEP)方案。
UEP機(jī)制使得能夠通過通信鏈路(如無線信道)來進(jìn)行^L頻(如未壓縮 HD視J頁)的有效通信。
通過參照下面的描述、權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的這些和其他實(shí)施例、 方面和優(yōu)點(diǎn)將^L理解。


圖1示出在無線通信系統(tǒng)中用于QPSK調(diào)制的傳統(tǒng)星座距離計(jì)算； 圖2示出傳統(tǒng)的沖各雷編碼的16 QAM星座；
圖3示出用于計(jì)算圖2中接收的碼元的軟Viterbi解碼的軟判決度量的判
決區(qū)域；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的16 QAM星座示例，其中，通過用于不等 錯(cuò)誤保護(hù)的四個(gè)獨(dú)立的設(shè)計(jì)參數(shù)來確定星座點(diǎn)；
圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將輸入比特映射到輸出星座的[SNI]不等錯(cuò) 誤保護(hù)函數(shù)模塊；
圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的不等錯(cuò)誤保護(hù)函數(shù)模塊的另 一示例；
圖7a和圖7b示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于QPSK調(diào)制的不等錯(cuò)誤保護(hù) 星座的示例以及判決區(qū)域；
圖8a和圖8b示出根據(jù)本發(fā)明的用于16 QAM調(diào)制的不等錯(cuò)誤保護(hù)星座 的示例以及判決區(qū)域；
圖9示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在采用不等錯(cuò)誤保護(hù)的無線通信系統(tǒng)中的 發(fā)送器的編碼部分的功能框圖10示出示例性接收器的功能框圖11示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性無線通信系統(tǒng)的功能框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種通過無線信道有效可靠地傳輸未壓縮視頻的方法和系 統(tǒng)。對(duì)于視頻信號(hào)的無線傳輸，具體地講，對(duì)于未壓縮HD視頻的無線傳輸， 使用非對(duì)稱編碼和/或非對(duì)稱星座映射(constellation mapping )來實(shí)施不等錯(cuò) 誤保護(hù)(UEP)方案。
一種實(shí)施方式包括輸入信息比特(其中，特定比特具有比其他比特更 高的重要性(優(yōu)先級(jí)))，并根據(jù)信息比特的重要等級(jí)將使用FEC編碼的不等 錯(cuò)誤保護(hù)應(yīng)用于這些比特。FEC編碼通過添加一些冗余比特來對(duì)信息比特進(jìn) 行編碼。原始信息比特和冗余比特均經(jīng)無線信道從發(fā)送方被發(fā)送，并在接收 方被收集。隨后，接收方確定信息比特的類型。使用冗余比特可以糾正至少 一部分比特錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致可控制的比特錯(cuò)誤率。
除了 FEC編碼之外，還可以通過調(diào)節(jié)FRC編碼的比特的星座映射來控 制信息比特的錯(cuò)誤保護(hù)，這同樣改變了目標(biāo)信息比特的信噪比(SNR)。更高 的SNR直接導(dǎo)致信息比特的更好的錯(cuò)誤保護(hù)。
由于如上所述未壓縮視頻比特具有不同的重要等級(jí)，所以通過對(duì)重要比 特添加強(qiáng)保護(hù)而對(duì)相對(duì)不重要的比特添加相對(duì)較弱的保護(hù)來應(yīng)用UEP，可以
在接收方糾正重要比特，而無需發(fā)送方重新發(fā)送，從而提高了效率。
.在一種實(shí)施方式中，對(duì)于最高有效比特(MSB)和最低有效比特(MLB) 信息使用不同的編碼率。通過星座映射實(shí)現(xiàn)另外的不等錯(cuò)誤保護(hù)，其中，非 對(duì)稱星座映射用于無線傳輸。
下面描述根據(jù)本發(fā)明的用于未壓縮視頻的無線傳輸?shù)氖褂脙?yōu)先級(jí)編碼和 星座映射的不等錯(cuò)誤保護(hù)方案的示例。在該示例中，用每像素24比特，即， 每像素分量(如紅、綠和藍(lán))8比特來表示未壓縮一見頻。還可以用每像素30 比特，對(duì)應(yīng)于每像素分量(紅、綠和藍(lán))10比特來表示未壓縮視頻，或者用 每像素36比特，對(duì)應(yīng)于每像素分量(紅、綠和藍(lán))12比特來表示未壓縮視 頻。也可以用更多或更少的比特來表示未壓縮視頻，本發(fā)明不限于任何具體 的表示方法。
與低視頻重要等級(jí)的比特相比，高視頻重要等級(jí)的比特對(duì)視頻信息的貢 獻(xiàn)更大。在用每像素24比特表示未壓縮視頻的該示例中，在每像素分量8比 特中，MSB比LSB處于更高的重要等級(jí)。使比特7為最高有效比特，比特0 為最低有效比特。因此，比特7、 6、 5、 4比比特3、 2、 1、 0更重要。為此， 更強(qiáng)的錯(cuò)誤保護(hù)被應(yīng)用于比特7、 6、 5、 4,而相對(duì)較弱的錯(cuò)誤保護(hù)(或者沒 有錯(cuò)誤保護(hù))被應(yīng)用于比特3、 2、 1、 0。在該示例中，通過非對(duì)稱正交幅值 調(diào)制(QAM)碼元映射來實(shí)現(xiàn)不等錯(cuò)誤保護(hù)。
該示例中的通信系統(tǒng)輸入-輸出模型可以被表示為少=/^+",其中，y表示 接收的信號(hào)，A表示復(fù)雜的無線信道系數(shù)，s表示根據(jù)輸入的信息比特從星座 中選擇的傳輸?shù)拇a元，w表示附加白高斯噪聲。在接收方，通過按照(1)經(jīng) 對(duì)數(shù)似然比(LLR)找到接收的碼元y與所有星座點(diǎn)之間的距離，可以計(jì)算 軟比特判決解碼度量。<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，cf表示星座點(diǎn)的子集，從而對(duì)于該子集中的每個(gè)星座點(diǎn)，比特Z 等于值/ , / ￡{0,1}。圖1示出使用正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制的傳統(tǒng)距離 計(jì)算處理10的圖解示例。每個(gè)星座點(diǎn)(示出為實(shí)心圓* )由兩個(gè)二進(jìn)制比特 b0、 bl表示。圖l還示出了比特bO、 bl的判決區(qū)域。
圖2示出傳統(tǒng)的^^各雷編碼的16 QAM星座，而圖3示出用于計(jì)算圖2中
接收的碼元的軟Viterbi解碼的軟判決度量的判決區(qū)域。對(duì)于規(guī)則的QPSK星
座映射，所有四個(gè)星座點(diǎn)關(guān)于星座的中心形成對(duì)稱的正方形。能夠示出，這 樣的對(duì)稱QPSK映射導(dǎo)致對(duì)所有信息比特的均等錯(cuò)誤保護(hù)。由于視頻信號(hào)的 不同比特具有不同的優(yōu)先級(jí)，所以應(yīng)用均等錯(cuò)誤保護(hù)會(huì)導(dǎo)致對(duì)MSB的保護(hù)不 足，或者導(dǎo)致對(duì)LSB過保護(hù)，從而導(dǎo)致效率低下。
根據(jù)本發(fā)明，星座的形狀可以被最優(yōu)化(這通常導(dǎo)致非對(duì)稱星座映射)， 以對(duì)不同的比特提供不等錯(cuò)誤保護(hù)。具體地講，通過傾斜星座映射(如圖4-6 示出的傾斜星座映射)來實(shí)現(xiàn)不等錯(cuò)誤保護(hù)。圖4示出16QAMUEP示例星 座40，其中，16個(gè)星座點(diǎn)42 (示出為實(shí)心圓 ) ^皮表示為由四個(gè)獨(dú)立的i殳 計(jì)參凄t(dh rl5 dQ, rQP角定的((d!+n士ij, dQ+rQ±rQ)， (-d廣r!士n， dQ+rQ±rQ), (-d廠ij士rj, -dQ-rQ±rQ), (d!+ij土rb -dQ-rQ±rQ)}。
通過兩個(gè)分離且正交的信道來傳輸星座點(diǎn)。例如，為了傳輸星座點(diǎn) 42(d什2r!， dQ)，通過一個(gè)信道(也被稱為I信道)來傳輸x軸分量(或I分量) d,+2rt，通過與I信道正交的另 一個(gè)信道(也被稱為Q信道)來傳輸y軸分量 (或Q分量)dQ。在參數(shù)d尸r「d(^rQ的特殊情況下，實(shí)現(xiàn)了理想的正方形16 QAM。
注意，通常存在兩種情況的不等錯(cuò)誤保護(hù)。在第一種情況下，通過使 dj^尸d(^rQ無效，為I信道和Q信道上的不同比特創(chuàng)建不等錯(cuò)誤保護(hù)。在第 二種情況下，即使d產(chǎn)r尸dQ^Q有效，對(duì)于I信道和Q信道上的不同比特仍然 存在特定程度的不等錯(cuò)誤保護(hù)。這可以從圖2和圖3證實(shí)。圖2示出drrrdQHQ 的情況下才各雷編碼的Q各雷標(biāo)示的(Gray labeled ))正方形16 QAM星座20 的示例，圖3示出在軟Viterbi碼元解碼中用于計(jì)算軟判決度量的每個(gè)碼元的 四個(gè)比特b0、 bl、 b2、 b3的判決區(qū)域30、 32、 34、 36。比特b0和b2只有 一個(gè)最近的鄰點(diǎn)，而比特bl和b3有兩個(gè)最近的鄰點(diǎn)。通常，鄰點(diǎn)越近，不 正確的解碼判決的可能性越高。因此，比特b0和b2將^支錯(cuò)誤地解碼的可能 性不高，因此，相對(duì)于比特b 1和b3 ，比特b0和b2 ^皮更好地保護(hù)。
創(chuàng)建不等錯(cuò)誤保護(hù)的所述兩種情況之間的差別在于第 一種情況通過調(diào) 節(jié)系統(tǒng)參數(shù)d!、 ri、 dQ和rQ，能夠控制錯(cuò)誤保護(hù)不等的程度，而第二種情況不 得不接受固定程度的錯(cuò)誤保護(hù)不等。此外，不等錯(cuò)誤保護(hù)的第一種情況可以 應(yīng)用于所有可能的星座，而不等保護(hù)的第二種情況不能應(yīng)用于QPSK星座映 射。在下面的示例中，由于第一種情況在調(diào)節(jié)錯(cuò)誤保護(hù)不等方面的靈活性， 利用第一種情況來應(yīng)用不等錯(cuò)誤保護(hù)。通過選擇不同的設(shè)計(jì)參數(shù)4、 rt、 dQ 和rQ,可以產(chǎn)生不同的星座形狀，從而不同等級(jí)的不等錯(cuò)誤保護(hù)可以被提供
給I信道和Q信道上的數(shù)據(jù)。
圖5示出基于四個(gè)獨(dú)立的參數(shù){4， rb dQ, ~}將輸入比特映射到輸出星座 的示例性的UEP函數(shù)50。通過改變四個(gè)獨(dú)立的參數(shù)(d!, rh dQ, rQ}，可以開發(fā) 許多不同的UEP方案。由d產(chǎn)dQ, ^Q來定義UEP映射的一個(gè)示例，從而對(duì) 于I信道(或Q信道)上的每兩個(gè)比特而言，這些比特被不等地保護(hù)。所生 成的星座通常為正方形。
由d「r!， dQ-rQ來定義UEP映射的另一示例，從而同一信道(I信道或Q 信道)上的每兩個(gè)比特相對(duì)于彼此被均等地保護(hù)。然而，與Q信道上的比特 作為整體相比，I信道上的比特作為整體被提供不同的保護(hù)。所生成的星座通 常為矩形。圖6示出利用分別用于調(diào)節(jié)I信道和Q信道的錯(cuò)誤保護(hù)等級(jí)的增 益參數(shù)g^dfr!和g2^dQ^rQ的用于第二示例性的UEP映射方案(即，dm, dQ=rQ)的示例函數(shù)60。在圖6中，輸入為應(yīng)用UEP之前當(dāng)前星座點(diǎn)的I分 量和Q分量(即，上述x軸分量和y軸分量)。I分量和Q分量分別與增益因 子gl和g2相乘，^^而產(chǎn)生應(yīng)用了 UEP的I分量和Q分量。
盡管在上面兩種示例性UEP映射方案中，16QAM調(diào)制^f皮用作示例，但L 是本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，可以針對(duì)64 QAM或其他調(diào)制開發(fā)類似的UEP映射 方案。
圖7a和圖7b圖解性地示出了根據(jù)本發(fā)明用于QPSK星座的UEP的示例 性應(yīng)用。具體地講，圖7a示出具有增強(qiáng)的不等錯(cuò)誤保護(hù)的QPSK星座70， 圖7b示出分別用于比特bl和bO的判決區(qū)域72和74。對(duì)于比特bl,水平線 72A上面的所有接收的碼元被判決為bl=0。類似地，對(duì)于比特bO，垂直線 74A左邊的所有接收的碼元被判決為bO=0。由于與bO相比，bl的0和1之 間的距離較大，所以比特bl相對(duì)于比特b(H皮更好地保護(hù)。
圖8a和圖8b圖解性地示出了才艮據(jù)本發(fā)明用于16 QAM星座的UEP的示
例性應(yīng)用。具體地講，圖8a示出具有不等錯(cuò)誤保護(hù)的16 QAM星座80,圖
8b示出分別用于星座80的比特bO、 bl、 b2和b3的判決區(qū)域82、 84、 86和
88。在圖8b中，比特b0和b2相對(duì)于比特bl和b3 ^皮更好地保護(hù)。對(duì)于比特
b0,垂直線82A左邊的所有接收的碼元被判決為0。類似地，對(duì)于比特b2，
水平線84A下面的所有才妄收的碼元被判決為0。另一方面，對(duì)于比特bl,與
比特b0和b2相比，0和1之間的內(nèi)部距離短得多，/人而與比特b0和b2相
比，對(duì)比特bl提供了較少的錯(cuò)誤保護(hù)。比特b3與比特bl具有相似的錯(cuò)誤性
能。對(duì)于64QAM星座，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，也可以應(yīng)用類似的不等保護(hù)。 具體地講，對(duì)于16QAM星座映射，圖3示出了傳統(tǒng)的星座映射方案，而圖 8b示出根據(jù)本發(fā)明的相應(yīng)的UEP星座映射方案。
根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的工作方式是通過無線信道將用于傳輸?shù)?信息比特從發(fā)送方輸入到接收方。由于特定的輸入比特相對(duì)于其他比特具有 較高的重要等級(jí)，所以不等保護(hù)被應(yīng)用于不同重要等級(jí)的比特，從而對(duì)于傳 輸和錯(cuò)誤恢復(fù)而言，更重要的比特被提供更多的保護(hù)。應(yīng)用不等保護(hù)涉及使 用傾斜星座，從而更重要的比特被提供更多的錯(cuò)誤恢復(fù)保護(hù)。
輸入的比特被解析到不同的數(shù)據(jù)路徑，并基于重要等級(jí)被編碼。隨后， 使用所選擇的復(fù)用模式將從不同路徑被編碼的比特復(fù)用為一個(gè)流。隨后，應(yīng) 用傾斜星座映射，以根據(jù)編碼的比特各自的重要等級(jí)對(duì)其產(chǎn)生不等保護(hù)。這 樣，更重要的比特被提供更多保護(hù)來進(jìn)行傳輸，從而提供更好的錯(cuò)誤恢復(fù)。
傾斜映射的比特通過無線信道作為碼元被傳輸。在接收方，使用判決解 碼度量和解調(diào)來處理接收的碼元以確定發(fā)送的信息比特。
圖9示出在根據(jù)本發(fā)明采用不等錯(cuò)誤保護(hù)的無線通信系統(tǒng)中的示例性發(fā) 送器的編碼部分100的功能框圖。
編碼部分100包括解析器102、兩個(gè)數(shù)據(jù)路徑103A和103B、復(fù)用器108、 交織器110和QAM映射器112。第一數(shù)據(jù)^各徑103A包括FEC編碼器104A 和打孔器(puncturer) 106A。第二數(shù)據(jù)路徑103B包括FEC編碼器104B和 打孔器106B。
解析器102將輸入的比特流分離為兩個(gè)空間流，即，用于第一數(shù)據(jù)路徑 103A的MSB流和用于第二數(shù)據(jù)路徑103B的LSB流。在第一數(shù)據(jù)路徑103A 中，F(xiàn)EC編碼器104A可以是1/2速率巻積編碼(或者可以是其他速率的巻積 編碼或者可以是其它編碼)，打孔器106A用于對(duì)編碼的MSB比特打孔以改 變MSB的整個(gè)編碼速率。在第二數(shù)據(jù)路徑103B中，F(xiàn)EC編碼器104B也可 以是1/2速率巻積編碼(或者可以是其他速率的巻積編碼或者可以是其它編 碼)，打孔器106B用于對(duì)比特打孔以改變LSB的編碼速率。在該示例中，四 個(gè)編碼的MSB(即，每8比特像素分量的比特7、 6、 5、 4)被映射為16 QAM 星座的比特b0和b2，四個(gè)編碼的LSB(即，比特3、 2、 1、 0)纟皮映射為16 QAM星座的比特bl和b3。不同的映射和/或多于兩個(gè)(2 )的流也是可行的。
具體地講，解析器102從較高層接收視頻數(shù)據(jù)流，并且對(duì)于一個(gè)像素的
每種顏色內(nèi)的8比特，將4個(gè)MSB(即，比特7、 6、 5、 4)解析到第一數(shù)據(jù) 路徑103A,將其余4個(gè)LSB(即，比特3、 2、 1、 O)解析到第二數(shù)據(jù)路徑 103B。根據(jù)較高層的視頻數(shù)據(jù)格式，解析器102可以是比特解析器或組解析器。
隨后，每個(gè)數(shù)據(jù)路徑執(zhí)行FEC編碼和打孔。根據(jù)比特重要等級(jí)，每個(gè)數(shù) 據(jù)路徑可以利用與另一數(shù)據(jù)路徑不同的編碼和打孔模式。此外，盡管圖9只 示出了兩個(gè)數(shù)據(jù)路徑，但是根據(jù)比特的重要等級(jí)的數(shù)量，本發(fā)明預(yù)期將輸入 比特解析到不止兩個(gè)數(shù)據(jù)路徑(例如，數(shù)據(jù)路徑的數(shù)量可以等于重要等級(jí)的 數(shù)量)。；陂打孔和編碼的比特隨后一皮提供給復(fù)用器108。
在數(shù)據(jù)3各徑103A和103B上，MSB和LSB可以4妄照不同的編碼速率^皮 編碼，這導(dǎo)致在數(shù)據(jù)路徑103A和103B上編碼的比特的數(shù)量不同。利用復(fù)用 器來處理兩個(gè)數(shù)據(jù)路徑上的任何數(shù)據(jù)速率的失配。
信道交織器IIO提供信道交織，以將相鄰的信道系數(shù)去相關(guān)并降低整體 的錯(cuò)誤率概率。交織操作保持MSB和LSB的比特模式。QAM映射器112可 以使用標(biāo)準(zhǔn)未傾斜星座映射(如圖2和圖3)或者傾斜的不等錯(cuò)誤保護(hù)星座 (如圖4至圖6 )。詳細(xì)的星座設(shè)計(jì)和標(biāo)記(即，星座如何非對(duì)稱)取決于信 道條件和實(shí)施，而且可以由用于16 QAM調(diào)制的系統(tǒng)參數(shù)(如{山，rh dQ, rQ}) 來配置。
參照?qǐng)D10，根據(jù)本發(fā)明的示例性接收器150執(zhí)行與發(fā)送器相反的步驟。 解映射器152將接收的碼元解映射(或解調(diào))為解調(diào)的二進(jìn)制比特。解映射 器152可以實(shí)施硬判決或軟判決處理。信道去交織器154隨后對(duì)解調(diào)的比特 去交織，以將比特恢復(fù)到其原始位置。隨后，解析器156將去交織的比特反 解析(de-parse)為兩個(gè)或更多個(gè)比特流，每個(gè)比特流包括相對(duì)于其他比特流 重要等級(jí)不同的比特(如，比特流1包括重要等級(jí)為1的比特，...，比特流 n包括重要等級(jí)為n的比特)。在圖10的示例中，示出了兩個(gè)比特流MSB和 LSB。每個(gè)比特流被相應(yīng)的FEC解碼器(如Viterbi解碼器)解碼。這樣， MSB比特流;波解碼器158A解碼，LSB比特流;波解碼器158B解碼。復(fù)用器 (解復(fù)用器)160將單獨(dú)解碼的比特復(fù)用到一起以恢復(fù)所發(fā)送的信息。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括用作發(fā)送方(發(fā)送機(jī))的無線通信站 202和用作接收方204的無線通信站的示例性無線通信系統(tǒng)200的功能框圖，
送方202包括PHY層206和MAC層208。類似地，接收方204包括PHY層 214和MAC層216。 PHY層和MAC層經(jīng)天線通過無線信道201提供發(fā)送方 202和接收方204之間的無線通信。
發(fā)送方202還包括解析模塊210,基于重要等級(jí)將輸入的視頻比特解 析為單獨(dú)的流，如上述解析器102 (圖9)的功能；編碼模塊212，對(duì)不同的 比特流實(shí)施編碼，如上述編碼器104A和104B的功能；復(fù)用才莫塊211,將編 碼的比特流組合為一個(gè)流，如復(fù)用模塊108的功能；映射模塊213，使用用 于不等錯(cuò)誤保護(hù)的傾斜星座執(zhí)行星座映射，如QAM映射器112的功能。隨 后，比特被轉(zhuǎn)換為頻帶信號(hào)，所述頻帶信號(hào)由PHY層206經(jīng)一個(gè)或多個(gè)天線 通過無線信道201發(fā)送給接收方204。上述解析、編碼、復(fù)用和映射步驟發(fā) 生在PHY層206中。
在無線接收方204中，PHY層214接收信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為比特。解映射 模塊221隨后通過實(shí)施與發(fā)送方的映射模塊213相反的步驟將接收的比特解 映射。隨后，解復(fù)用模塊219通過執(zhí)行與復(fù)用器211相反的步驟將比特解復(fù) 用為不同優(yōu)先級(jí)的不同的流。隨后，解碼模塊217通過執(zhí)行與編碼模塊212 相反的步驟將每個(gè)流中的比特解碼。隨后，反解析模塊218通過執(zhí)行與解析 模塊210相反的步驟將多個(gè)比特流反解析為一個(gè)視頻比特流，從而重構(gòu)發(fā)送 的^L頻。反解析、解碼、解復(fù)用和解映射步驟發(fā)生在PHY層214中。
接收方204還包括錯(cuò)誤檢測(cè)模塊222和錯(cuò)誤糾正模塊224。錯(cuò)誤檢測(cè)模 塊222 (例如，使用發(fā)送方提供的循環(huán)冗余碼(CRC)信息)4全測(cè)丟失或損 壞的比特。錯(cuò)誤糾正模塊224利用編碼和UEP信息來補(bǔ)償丟失或損壞的比特。
盡管圖11中將站202和204分別描述為發(fā)送方和接收方，但是站202和 204中的每個(gè)是無線通信系統(tǒng)中能夠通過無線信道發(fā)送和/或接收的一種無線 通信站(如所提到的)。因此，這里的無線通信站可以用作發(fā)送方、發(fā)送機(jī)、 接收方、啟動(dòng)器(initiator)和/或響應(yīng)器(responder)。因此，本發(fā)明無需另 外大的實(shí)施成本而提供不等錯(cuò)誤保護(hù)，并提高了未壓縮視頻質(zhì)量。
權(quán)利要求
1、一種無線通信方法，該方法包括以下步驟:輸入視頻信息比特，其中，特定比特與其他比特相比具有更高的重要等級(jí)；基于比特的重要等級(jí)來解析比特；根據(jù)重要等級(jí)將不等保護(hù)應(yīng)用于比特，從而對(duì)于傳輸錯(cuò)誤恢復(fù)，更重要的比特被提供更多保護(hù)。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，應(yīng)用不等保護(hù)的步驟還包凌舌使用 非對(duì)稱編碼和/或包括傾斜星座的非對(duì)稱星座映射將不等保護(hù)應(yīng)用于不同重 要等級(jí)的比特，從而對(duì)于傳輸錯(cuò)誤恢復(fù)，更重要的比特被提供更多保護(hù)。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，信息比特包括由每視頻像素多個(gè)比 特表示的未壓縮視頻信息，從而每像素的較高階的比特具有較高的視頻重要 性。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，應(yīng)用不等保護(hù)的步驟還包括通過 正交幅值調(diào)制(QAM)碼元映射對(duì)較高階的比特應(yīng)用不等錯(cuò)誤保護(hù)。
5、 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，應(yīng)用不等保護(hù)的步驟還包括使用 傾斜星座對(duì)較高階的比特提供更好的保護(hù)，而對(duì)較低階的比特提供較少的保護(hù)。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括以下步驟 接收發(fā)送的比特；檢測(cè)接收的比特并對(duì)其解碼。
7、 一種無線發(fā)送器，包括解析器，被構(gòu)造為將輸入比特解析為不同的流，其中，不同流中的比特具有不同的重要等級(jí)；多個(gè)編碼器，被構(gòu)造為對(duì)來自不同流的比特編碼；復(fù)用器，被構(gòu)造為復(fù)用來自不同流的編碼的比特以形成單個(gè)流；映射器，被構(gòu)造為將不等保護(hù)應(yīng)用于流中不同重要等級(jí)的比特，從而對(duì)于傳輸錯(cuò)誤恢復(fù)，更重要的比特被提供更多保護(hù)。
8、 如權(quán)利要求7所述的發(fā)送器，其中，映射器還被構(gòu)造為使用傾斜星座 將不等保護(hù)應(yīng)用于不同重要等級(jí)的比特，從而對(duì)于傳輸錯(cuò)誤恢復(fù)，更重要的 比特被提供更多保護(hù)。
9、 如權(quán)利要求8所述的發(fā)送器，其中，信息比特表示未壓縮視頻信息。
10、 如權(quán)利要求8所述的發(fā)送器，其中，信息比特包括由每視頻像素多 個(gè)比特表示的未壓縮視頻信息，從而每像素的較高階的比特具有較高的視頻 重要性。
11、 如權(quán)利要求IO所述的發(fā)送器，其中，映射器還被構(gòu)造為通過QAM 碼元映射對(duì)較高階的比特應(yīng)用不等錯(cuò)誤保護(hù)。
12、 如權(quán)利要求8所述的發(fā)送器，其中，映射器還被構(gòu)造為相對(duì)于較 低階的比特，使用傾斜星座對(duì)較高階的比特提供更好的傳輸錯(cuò)誤恢復(fù)。
13、 一種無線通信系統(tǒng)，包括 無線發(fā)送器，包括解析器，被構(gòu)造為將輸入比特解析為多個(gè)流，其中，不同流中的比 特對(duì)于編碼具有不同的重要等級(jí)；多個(gè)數(shù)據(jù)路徑，對(duì)應(yīng)于多個(gè)數(shù)據(jù)路徑流，其中，每個(gè)數(shù)據(jù)路徑包括 4皮構(gòu)造為對(duì)相應(yīng)流中的比特編碼以產(chǎn)生編碼的比特的編碼器；復(fù)用器，被構(gòu)造為逐比特復(fù)用來自多個(gè)流的編碼的比特；映射器，被構(gòu)造為將不等保護(hù)應(yīng)用于不同重要等級(jí)的復(fù)用的比特， 從而對(duì)于傳輸，更重要的比特被提供更多保護(hù)；發(fā)送模塊，用于通過無線信道將比特發(fā)送給無線接收器， 無線接收器，被構(gòu)造為接收發(fā)送的比特并對(duì)接收的比特解碼。
14、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，映射器還被構(gòu)造為使用傾斜星座 將不等保護(hù)應(yīng)用于不同重要等級(jí)的比特，從而對(duì)于傳輸錯(cuò)誤恢復(fù)，更重要的 比特被提供更多保護(hù)。
15、 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，每個(gè)數(shù)據(jù)路徑還包括對(duì)編碼的比 特打孔以改變編碼速率的打孔器。
16、 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括復(fù)用器和映射器之間的交織器， 其中，交織器被構(gòu)造為執(zhí)行交織以提高信道噪聲魯棒性。
17、 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，輸入比特包括由每視頻^象素多個(gè) 比特表示的未壓縮視頻信息，從而每像素分量的較高階的比特具有較高的視 頻重要等級(jí)。
18、 如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，每像素分量的MSB比特比LSB 比特具有更高的視頻重要等級(jí)。 .
19、 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，解析器還被構(gòu)造為將比特解析到多個(gè)數(shù)據(jù)路徑，其中，每個(gè)數(shù)據(jù)路徑傳輸與其他數(shù)據(jù)路徑不同重要等級(jí)的比特。 '
20、 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，解析器還被構(gòu)造為將MSB比特 解析到第 一數(shù)據(jù)路徑，將LSB比特解析到第二數(shù)據(jù)路徑。
21、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，接收器包括 接收模塊，被構(gòu)造為接收作為碼元被發(fā)送的比特； 解映射器，被構(gòu)造為將接收的碼元解映射為二進(jìn)制比特。
22、 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，接收器還包括解析器，被構(gòu)造為將二進(jìn)制比特解析為多個(gè)流，其中，不同流中的比特 具有不同的重要等級(jí)；多個(gè)解碼器，被構(gòu)造為對(duì)每個(gè)流中的比特解碼。
23、 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，接收器中的解碼器包括FEC解 碼器。
24、 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，還包括去交織器，被構(gòu)造為在解碼之 前將解映射的比特恢復(fù)到其原始位置。
25、 一種無線接收器，包括接收模塊，被構(gòu)造為接收作為碼元被發(fā)送的比特，所述比特包4舌基于比 特重要等級(jí)被編碼和不等保護(hù)的比特；解映射器，被構(gòu)造為將接收的碼元解映射為二進(jìn)制比特； FEC解碼器，對(duì)最終的二進(jìn)制比特解碼。
26、 如權(quán)利要求25所述的接收器，還包括解析器，被構(gòu)造為將二進(jìn)制比特解析為多個(gè)流，其中，不同流中的比特 具有不同的重要等級(jí)；多個(gè)解碼器，被構(gòu)造為將每個(gè)流中的比特解碼為單獨(dú)解碼的比特。
27、 如權(quán)利要求26所述的接收器，還包括去交織器，被構(gòu)造為在解碼 之前將解映射的比特恢復(fù)到其原始位置。
28、 如權(quán)利要求26所述的接收器，還包括解復(fù)用器，被構(gòu)造為復(fù)用單 獨(dú)解碼的比特以恢復(fù)發(fā)送的信息。
29、 一種無線通信方法，該方法包括以下步-驟輸入視頻信息比特，其中，特定比特與其他比特相比具有更高的重要等級(jí)；基于比特的重要等級(jí)來解析比特；使用傾斜星座映射將不等保護(hù)應(yīng)用于不同重要等級(jí)的比特，從而對(duì)于傳 輸錯(cuò)誤恢復(fù)，更重要的比特被提供更多保護(hù)。
30、 如權(quán)利要求29所述的方法，其中，使用傾斜星座映射應(yīng)用不等保護(hù) 的步驟還包括對(duì)比特b0、 bl執(zhí)行QPSK傾斜星座映射，其中對(duì)于比特 bl,判決區(qū)域中所有接收的碼元被判決為bl二O,對(duì)于比特b0，另一判決區(qū)域 中所有接收的碼元被判決為b0=0,其中，由于相對(duì)于b0， bl的0和1之間 的距離較大，所以相對(duì)于比特b0,比特bl被更好地保護(hù)。
31、 如權(quán)利要求29所述的方法，其中，使用傾斜星座映射應(yīng)用不等保護(hù) 的步驟還包括對(duì)比特b0、 bl、 b2、 b3執(zhí)行16 QAM傾斜星座映射，從而對(duì) 于比特b0，判決區(qū)域中所有接收的碼元被判決為0，對(duì)于比特b2，另一判決 區(qū)域中所有接收的碼元被判決為0，其中，相對(duì)于比特b0和b2，比特bl的 0和1之間的內(nèi)部距離短得多，從而與比特b0和b2相比，對(duì)比特bl提供更 少的錯(cuò)誤保護(hù)，比特b3與比特bl具有相同的錯(cuò)誤性能。
32、 如權(quán)利要求29所述的方法，其中在16QAM調(diào)制中，每個(gè)星座點(diǎn)通過兩個(gè)單獨(dú)且正交的信道，即，I信 道和Q信道來傳輸，星座映射被表示為基于獨(dú)立的設(shè)計(jì)參數(shù)(d!, r!, dQ， r(^的集合Kd!+r,土rj， dQ+rQ±rQ), (-d廣^士rb dQ+rQ±rQ), (-d廣n士n, -dQ-rQ±rQ), (drhr!士r!, -dQ-rQ±rQ)}，其中， 比特被不等地保護(hù)。
33、 如權(quán)利要求32所述的方法，其中，利用分別用于調(diào)節(jié)I信道和Q信 道的錯(cuò)誤保護(hù)等級(jí)的增益參數(shù)ghdf^和g2^d(^rQ，在d尸rp dQ可Q的情況下 執(zhí)行UEP映射，從而I分量和Q分量分別與增益因子gl和g2相乘，以產(chǎn)生 應(yīng)用了 UEP的I分量輸出和Q分量輸出。
全文摘要
提供了一種無線通信方法和系統(tǒng)，該方法包括輸入信息比特，其中，特定比特與其他比特相比具有更高的重要等級(jí)；將不等保護(hù)應(yīng)用于不同重要等級(jí)的比特。因此，對(duì)于傳輸和錯(cuò)誤恢復(fù)，重要的比特被提供更多保護(hù)。應(yīng)用不等保護(hù)涉及使用傾斜星座，從而更重要的比特被提供更多錯(cuò)誤恢復(fù)保護(hù)。
文檔編號(hào)H04N7/64GK101385357SQ200780005590
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者夏鵬飛, 超 敖, 牛華寧 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社