專利名稱：用于在一分層調(diào)制系統(tǒng)中解碼數(shù)據(jù)的方法和裝置的制作方法
用于在一分層調(diào)制系統(tǒng)中解碼數(shù)據(jù)的方法和裝置本申請是申請?zhí)枮?00680004722. 8,PCT國際申請?zhí)枮镻CT/US2006/000996、國際 申請日為2006年1月10日、題為“用于在一分層調(diào)制系統(tǒng)中解碼數(shù)據(jù)的方法和裝置”的申 請的分案申請。相關(guān)申請的交叉參照本申請要求2005年1月11日提交的題為“LAYERED MODULATION(分層調(diào)制)”的 美國臨時申請No. 60/643，263的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容援引包含于此。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)不斷力求增大數(shù)據(jù)帶寬以使信息能在耦合到該通信系統(tǒng)的設(shè)備之 間迅速交換。限制了各設(shè)備可用數(shù)據(jù)帶寬的參數(shù)中的一部分包括分配給這些設(shè)備的頻譜帶 寬、以及鏈接這些設(shè)備的信道的質(zhì)量。無線通信系統(tǒng)使用各種技術(shù)來補償對于數(shù)據(jù)帶寬的各種約束。有一種無線通信系 統(tǒng)可納入多種編碼技術(shù)，并可基于信道所支持的數(shù)據(jù)率來選擇一種編碼技術(shù)。在這一系統(tǒng) 中，各通信設(shè)備可基于信道的能力來協(xié)商數(shù)據(jù)率。這一通信系統(tǒng)對于多點對點鏈路可能是 有利的，但是在單個發(fā)射機向多個接收機提供基本相同數(shù)據(jù)的分布式廣播系統(tǒng)中就可能不 那么理想了。無線通信系統(tǒng)可納入分級調(diào)制，也稱為分層調(diào)制，其中多個數(shù)據(jù)流跨數(shù)據(jù)層分級 結(jié)構(gòu)被同時發(fā)送。這多個數(shù)據(jù)流可包括一基層，它是在幾乎所有接收機工作狀況下均能成 功接收的穩(wěn)健通信鏈路。這多個數(shù)據(jù)流還可包括一增強層，它在低于、等于、或高于基層數(shù) 據(jù)率的數(shù)據(jù)率下廣播。與基層相比，在增強層上的通信可能要求在接收機處有較高的信號 質(zhì)量。因此，增強層可能對信道質(zhì)量中的變動更加敏感。接收機通常被確保具有在基層通信的能力，并且通?？山庹{(diào)基層上的數(shù)據(jù)。在足 以支持增強層的信道狀況下，接收機還能解調(diào)在增強層上調(diào)制的附加數(shù)據(jù)以提供更高質(zhì)量 的服務(wù)或提供附加的數(shù)據(jù)帶寬。分層調(diào)制信號的使用相當(dāng)程度地使得接收機操作復(fù)雜化。但是接收機可能是具有 受限功率容量或受限處理能力的便攜式接收機。因分層調(diào)制的納入導(dǎo)致的接收機的復(fù)雜化 與減小接收機的尺寸、功耗及成本的努力背道而馳。發(fā)明概述用于分層調(diào)制系統(tǒng)的一種解碼器可被配置成獨立且并發(fā)地解碼基層和增強層中 的每一個?；鶎咏獯a器和增強層解碼器可基本平行地配置，并可各自對相同的接收分層調(diào) 制星座點并發(fā)地進行操作。基層解碼器和增強層解碼器中的每一個可配置有一比特度量模 塊，該模塊被配置成基于該接收星座點來確定信號質(zhì)量度量。在具有turbo編碼數(shù)據(jù)的系 統(tǒng)中，該比特度量模塊可被配置成確定對數(shù)似然比。該比值部分地基于信道估計以及在該 分層調(diào)制星座中使用的能量比。本發(fā)明的各方面包括一種被配置成解碼具有分層調(diào)制信號的接收信號的接收機。 該接收機包括RF處理器，它被配置成接收該分層調(diào)制數(shù)據(jù)，并被配置成將該分層調(diào)制數(shù) 據(jù)變頻成基本是基帶頻率；基層解碼器，耦合到該RF處理器并被配置成解碼來自該分層調(diào)制數(shù)據(jù)的基層數(shù)據(jù)；以及增強層解碼器，耦合到該RF處理器并被配置成解碼來自該分層調(diào) 制數(shù)據(jù)的增強層數(shù)據(jù)，該增強層解碼器基本上獨立于基層解碼器工作。本發(fā)明的各方面包括一種被配置成解碼具有分層調(diào)制數(shù)據(jù)的接收信號的接收機。 該接收機包括RF處理器，它被配置成接收一 OFDM碼元，其中該OFDM碼元中的至少一個副 載波攜帶分層調(diào)制數(shù)據(jù)；FFT模塊，耦合到該RF處理器并被配置成將該OFDM碼元變換成多 個副載波；基層解碼器，耦合到該FFT模塊并被配置成解碼來自該攜帶分層調(diào)制數(shù)據(jù)的至 少一個副載波的基層數(shù)據(jù)；以及增強層解碼器，耦合到該FFT模塊并被配置成解碼來自該 攜帶分層調(diào)制數(shù)據(jù)的至少一個副載波的增強層數(shù)據(jù)，該增強層解碼器基本獨立于基層解碼 器工作。本發(fā)明的各方面包括一種被配置成解碼具有分層調(diào)制數(shù)據(jù)的接收信號的接收機。 該接收機包括RF處理器，它被配置成接收該分層調(diào)制數(shù)據(jù)；基層解碼器，耦合到該RF處理 器并被配置成解碼來自該分層調(diào)制數(shù)據(jù)的基層數(shù)據(jù)，該基層解碼器包括被配置成確定來自 該分層調(diào)制數(shù)據(jù)的基層數(shù)據(jù)的對數(shù)似然比的基比特度量模塊；以及增強層解碼器，耦合到 該RF處理器并被配置成解碼來自該分層調(diào)制數(shù)據(jù)的增強層數(shù)據(jù)，該增強層解碼器包括被 配置成確定來自該分層調(diào)制數(shù)據(jù)的增強層數(shù)據(jù)的對數(shù)似然比的增強比特度量模塊。本發(fā)明的各方面包括一種解碼分層調(diào)制信號的方法。該方法包括接收該分層調(diào) 制信號，解碼來自該分層調(diào)制信號的基層數(shù)據(jù)；以及與解碼該基層數(shù)據(jù)基本并發(fā)地解碼來 自該分層調(diào)制信號的增強層數(shù)據(jù)。本發(fā)明的各方面包括一種被配置成存儲一條或多條處理器可使用指令的機器可 讀存儲裝置。這些指令包括接收一包括分層調(diào)制信道中的數(shù)據(jù)的OFDM碼元；部分地基于 該OFDM碼元生成一信道估計；解碼來自該分層調(diào)制信道的基層數(shù)據(jù)；以及與解碼基層數(shù)據(jù) 并發(fā)地、并且基本上獨立于該基層解碼地解碼來自該分層調(diào)制信道的增強層數(shù)據(jù)。本發(fā)明的各方面包括一種被配置成編碼具有分層調(diào)制數(shù)據(jù)的信號的發(fā)射機。該發(fā) 射機包括基層編碼器，它被配置成將基層數(shù)據(jù)編碼成基層碼元；增強層編碼器，它被配置 成將增強層數(shù)據(jù)編碼成增強層碼元；信號映射器，耦合到該基層編碼器和增強層編碼器，并 被配置成將至少一個基層碼元與至少一個增強層碼元相組合地映射到一分層調(diào)制星座點； 以及副載波分配模塊，它被配置成基于從多個能量比中選擇的一個能量比以該分層調(diào)制星 座點來調(diào)制來自一邏輯信道的至少一個音調(diào)。本發(fā)明的各方面包括一種發(fā)送具有分層調(diào)制數(shù)據(jù)的信號的方法。該方法包括將基 層信號編碼成基層碼元，將增強層信號編碼成增強層碼元，并將一基層碼元與一增強層碼 元一起映射到具有從多個能量比中選擇的一個能量比的分層調(diào)制星座中的一個星座點。本發(fā)明的各方面包括一種被配置成解碼具有分層調(diào)制數(shù)據(jù)的接收信號的接收機。 該接收機包括用于接收分層調(diào)制信號的裝置；用于解碼來自該分層調(diào)制信號的基層數(shù)據(jù) 的裝置；以及用于與解碼該基層數(shù)據(jù)基本上并發(fā)地解碼來自該分層調(diào)制數(shù)據(jù)的增強層數(shù)據(jù) 的裝置。本發(fā)明的各方面包括一種被配置成編碼具有分層調(diào)制數(shù)據(jù)的信號的發(fā)射機。該發(fā) 射機包括用于將基層信號編碼成基層碼元的裝置；用于將增強層信號編碼成增強層碼元 的裝置；以及用于將一基層碼元與一增強層碼元一起映射到層中的一個星座點的裝置。附圖簡要說明
通過結(jié)合附圖領(lǐng)會以下闡述的詳細(xì)說明，本公開的各實施例的特征、目的和優(yōu)點 將變得更加顯而易見，在附圖中相似的要素標(biāo)有相同的參考標(biāo)號。

圖1是納入分層調(diào)制的無線通信系統(tǒng)的一個實施例的功能框圖。圖2A到2B是分層調(diào)制的一個實施例的星座圖。圖3是一分層編碼調(diào)制系統(tǒng)中的發(fā)射機的一個實施例的功能框圖。圖4是被配置用于在一分層調(diào)制系統(tǒng)中工作的接收機的一個實施例的功能框圖。圖5是對應(yīng)于增強層數(shù)據(jù)的一個實施例的LLR與接收信號的相關(guān)部分的關(guān)系的標(biāo) 繪圖。圖6是對應(yīng)于基層的LLR與接收信號的相關(guān)部分的關(guān)系的標(biāo)繪圖。圖7A到7B是接收和發(fā)送分層調(diào)制信號的實施例的簡化流程圖。圖8是一分層編碼調(diào)制系統(tǒng)中的發(fā)射機的一個實施例的簡化功能框圖。圖9是被配置用于在一分層調(diào)制系統(tǒng)中工作的接收機的一個實施例的簡化功能 框圖。發(fā)明具體說明一種接收機以及接收機中的多個解碼器可被配置成解碼分級或分層調(diào)制數(shù)據(jù)。該 接收機的操作和處理負(fù)荷被簡化，因為一基層解碼器可被配置成與一增強層解碼器基本并 行地工作。該基層解碼器和增強層解碼器可被配置成在一分層調(diào)制星座中的相同接收星座 點上并發(fā)地工作。該增強層解碼器可基本上獨立于該基層解碼器工作，并且在解碼增強層 時不依賴于來自基層解碼器的結(jié)果。該接收機可被配置成解碼已被turbo編碼的分層調(diào)制數(shù)據(jù)。在這一實施例中，接 收機可包括被基本上并行地配置的基層解碼器和增強層解碼器?；鶎咏獯a器和增強層解碼 器各自可包括一比特度量模塊，該比特度量模塊可被配置成確定信號質(zhì)量度量，諸如對數(shù) 似然比等。對數(shù)似然比值至少部分地基于接收信號以及信道估計。這些比特度量模塊可被配 置成對照預(yù)定閾值比較信道估計，以確定在確定LLR值時是要使用該實際信道估計還是一 預(yù)定值。通過對基層和增強層LLR確定均使用相同的信道估計閾值可簡化接收機操作?；?于不同的分層調(diào)制能量比，可使用不同的信道估計閾值。圖1是納入了分級調(diào)制——或稱為分層調(diào)制——的無線通信系統(tǒng)100的一個實施 例的功能框圖。該系統(tǒng)包括可與用戶終端110通信的一個或多個固定的元件。用戶終端 110可以是例如被配置成根據(jù)一種或多種使用分層調(diào)制的通信標(biāo)準(zhǔn)操作的無線電話。例如， 用戶終端110可被配置成接收來自第一通信網(wǎng)絡(luò)的無線電話信號，并可被配置成接收來自 第二通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)和信息。在一些實施例中，這兩個通信網(wǎng)絡(luò)均可實現(xiàn)分層調(diào)制，而在其 它實施例中，其中一個通信網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)分層編碼調(diào)制。用戶終端110可以是便攜式單元、移動單元、或固定單元。用戶終端110也可被稱 為移動單元、移動終端、移動臺、用戶設(shè)備、手提、電話，諸如此類。盡管圖1中僅示出了單個 用戶終端110，但是可以理解，典型的無線通信系統(tǒng)100具有與多個用戶終端110通信的能 力。用戶終端110通常與在此被描繪為分扇區(qū)蜂窩塔的一個或多個基站120a或120b 通信。用戶終端110通常將與在用戶終端110內(nèi)的接收機處提供最強信號強度的那個基站——例如120b——通信?；?20a和120b各自可被耦合到基站控制器(BSC) 140，該BSC 140路由往返于 適當(dāng)基站120a和120b的通信信號。BSC 140被耦合到移動交換中心(MSC) 150，該MSC 150 可被配置成作為用戶終端110與公共交換電話網(wǎng)(PSTN) 150之間的接口來工作。MSC還可 被配置成作為用戶終端110與一網(wǎng)絡(luò)160之間的接口來工作。網(wǎng)絡(luò)160可以是例如局域網(wǎng) (LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)。在一個實施例中，網(wǎng)絡(luò)160包括因特網(wǎng)。因此，MSC 150被耦合到 PSTN 150和網(wǎng)絡(luò)160。MSC150還可被耦合到一個或多個媒體源170。媒體源170可以是例 如由系統(tǒng)供應(yīng)商提供的可供用戶終端110訪問的媒體庫。例如，系統(tǒng)供應(yīng)商可提供可供用 戶終端110點播訪問的視頻或某種其它形式的媒體。MSC 150還可被配置成協(xié)調(diào)與其它通 信系統(tǒng)(未示出)的系統(tǒng)間換手。在一個實施例中，基站120a和120b可被配置成向用戶終端110發(fā)送分層調(diào)制信 號。例如，基站120a和120b可被配置成發(fā)送可被導(dǎo)向用戶終端110以及其它接收機(未 示出)的多播信號。分層調(diào)制信號可包括穩(wěn)健配置的基層信號、以及在較低鏈路裕量下工 作并因而對信道中的變化更為敏感的增強層信號。增強層可被配置成向在基層上提供的數(shù) 據(jù)提供補充數(shù)據(jù)，或提供具有較低服務(wù)質(zhì)量要求的獨立數(shù)據(jù)。無線通信系統(tǒng)100還可包括被配置成向用戶終端110發(fā)送分層調(diào)制信號的廣播發(fā) 射機180。在一個實施例中，廣播發(fā)射機180可與基站120a和120b相關(guān)聯(lián)。在另一實施例 中，廣播發(fā)射機180可以不同于并且獨立于包含基站120a和120b的無線電話系統(tǒng)。廣播 發(fā)射機180可以是但不限于是音頻發(fā)射機、視頻發(fā)射機、無線電發(fā)射機、電視發(fā)射機，諸如 此類，或者這些發(fā)射機的某種組合。盡管在無線通信系統(tǒng)100中僅示出了一個廣播發(fā)射機 180，但是無線通信系統(tǒng)100可被配置成支持多個廣播發(fā)射機180。多個廣播發(fā)射機180可 在重疊的覆蓋區(qū)域中發(fā)送信號。用戶終端110可并發(fā)地接收來自多個廣播發(fā)射機180的信 號。這多個廣播發(fā)射機180可被配置成廣播相同的、不同的或是相似的廣播信號。例如，覆 蓋區(qū)域與第一廣播發(fā)射機的覆蓋區(qū)域重疊的第二廣播發(fā)射機也可廣播第一廣播發(fā)射機所 廣播的部分信息。廣播發(fā)射機180可被配置成接收來自廣播媒體源182的數(shù)據(jù)，并可被配置成分級 地編碼該數(shù)據(jù)，基于該分級編碼數(shù)據(jù)調(diào)制一信號，并將該已調(diào)制分級編碼數(shù)據(jù)廣播到該數(shù) 據(jù)可被用戶終端Iio接收到的服務(wù)區(qū)域。廣播發(fā)射機180可從接收自廣播媒體源182的數(shù) 據(jù)生成例如基層數(shù)據(jù)和增強層數(shù)據(jù)。如果增強層不攜帶對基層上所攜帶的數(shù)據(jù)而言冗余的數(shù)據(jù)，則該分層調(diào)制數(shù)據(jù)配 置將可是有利的。另外，接收機不能解碼增強層不會導(dǎo)致服務(wù)丟失。例如，基層可被配置成 放送標(biāo)準(zhǔn)視頻分辨率下的視頻，而增強層可提供提高接收視頻信號的分辨率或SNR的附加 數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，基層可被配置成提供具有預(yù)定質(zhì)量的信號，諸如15幀每秒下的 視頻信號，而增強層可被配置成補充基層上所攜帶的信息。例如，增強層可被配置成攜帶用 于支持30幀每秒下的視頻信號的信息。在這一配置中，不能解碼增強層數(shù)據(jù)導(dǎo)致較低分辨 率的信號、較低的信號質(zhì)量或SNR，但不會導(dǎo)致信號的完全丟失。用戶終端110可被配置成解調(diào)接收信號并解碼基層。用戶終端110中的接收機作 為基層解碼器的一標(biāo)準(zhǔn)部分可實現(xiàn)差錯控制機制。用戶終端110中的接收機可使用基層解 碼器的差錯控制機制來確定成功解碼增強層的概率。用戶終端110中的接收機然后可基于基層解碼中使用的差錯控制機制中生成的統(tǒng)計數(shù)據(jù)或度量來確定是否要解碼增強層。在另一個實施例中，用戶終端110可被配置成基本并發(fā)地解碼基層和增強層，而 在解碼增強層時不依賴于基層信息。例如，用戶終端110可被配置成確定單一解碼器閾值， 并在解碼基層和增強層兩者時使用該單一解碼器閾值。該解碼器閾值可部分地基于分層調(diào) 制數(shù)據(jù)的特性。例如，該解碼器閾值可基于增強層與基層的功率或能量比。該解碼器閾值 還可部分地基于期望差錯率，諸如碼元差錯率、比特差錯率、分組差錯率、或幀差錯率等。該 解碼器閾值可以是固定的，或可基于例如變化的期望服務(wù)質(zhì)量或是變化的分層調(diào)制數(shù)據(jù)特 性而改變。圖2A是分層調(diào)制實現(xiàn)的一個實施例的星座圖200。作為一示例，圖1的無線通信 系統(tǒng)100可按圖2A中所示的方式實現(xiàn)分層調(diào)制。該分層調(diào)制實現(xiàn)可被稱為正交相移鍵控 (QPSK)疊QPSK。該實現(xiàn)包括一 QPSK調(diào)制基層。盡管圖2A中示出了一種QPSK疊QPSK分層 調(diào)制實現(xiàn)，但是本文中所公開的解碼器裝置和方法并不限定于任何特定類型的分層調(diào)制。 例如，其它分層調(diào)制實施例可使用16-QAM疊QPSK、或其它某種形式的分層調(diào)制。QPSK基層由4點202a-202d定義。但是，如稍后所述，這些點無須對應(yīng)于分層調(diào)制 中的實際星座點。增強層也被QPSK調(diào)制。經(jīng)QPSK調(diào)制的增強層在QPSK基層星座之上出 現(xiàn)。對應(yīng)于增強層的QPSK星座包括4個位置，但是該星座可將基層的4個星座點202a-202d 中任何一個作為中心。作為一個示例，一基層點202b出現(xiàn)在第二象限，在此同相(I)信號分量為負(fù)而正 交(Q)信號分量為正。在基層點202b之上是增強層的4個星座點210a-210d。類似地，對 應(yīng)于基層的點202a-202d的每一象限有增強層的4個星座點?；鶎雍驮鰪妼訑?shù)據(jù)可基于預(yù)定映射或算法被映射到一星座點。例如，基層數(shù)據(jù)和 增強層數(shù)據(jù)各自可包括每碼元2比特，從而基層與增強層數(shù)據(jù)的組合是4比特。映射操作 可取這4比特并將它們映射到來自諸如16-QAM星座或QPSK疊QPSK星座等預(yù)定星座的一 星座點。圖2B是一特定分層調(diào)制實現(xiàn)的一個實施例的星座圖260。圖2B的星座圖260基 本上是一 16-QAM星座，其中基層數(shù)據(jù)映射到該星座的一特定象限，而增強層數(shù)據(jù)映射到該 星座內(nèi)的該特定位置。16-QAM星座260無須一致地間隔，但可被修改為在每一象限內(nèi)具有 一致的間隔，而在不同象限內(nèi)最近點之間有不同的間隔。此外，該星座中的一些點可關(guān)于該 象限的中點鏡像反射。信號映射塊的輸入包括來自基層的2比特Od1 b0)和來自增強層的2比特(ei e0)。 基層流以與增強層流相比較高的功率電平發(fā)射，并且能量比r滿足以下關(guān)系
γ 2r =—
β通過將平均星座點能量(=2 α 2+2 β 2)歸一化到1，α和β可用能量比r的形式 表達為a = ~-~
V2(1 + r)β= \~-~
V2(1 + r)
一 OFDM系統(tǒng)的同一邏輯信道中的多個音調(diào)可使用相同的能量比，其中一個邏輯 信道可包括來自該OFDM音調(diào)組的一個或多個音調(diào)。但是，能量比在邏輯信道之間可以改 變。因此，信號映射塊可根據(jù)能量比將相同數(shù)據(jù)映射到不同星座，其中星座由能量比決定。 由此，一 OFDM碼元可包括多個邏輯信道。一特定邏輯信道的音調(diào)相對于與同一 OFDM碼元 中的另一邏輯信道相對應(yīng)的音調(diào)可具有不同的能量比。例如，一信號映射塊可被配置成將基層和增強層數(shù)據(jù)映射到兩個星座之一，在此 這兩個星座對應(yīng)于能量比4和9。注意，該分層調(diào)制信號星座遵循Gray映射，并且用于分層 調(diào)制的信號星座在能量比r等于4時等效于16-QAM的信號星座。在其它實施例中，用于分層調(diào)制的信號星座是兩個定標(biāo)QPSK信號星座的簡單相 加。QPSK星座的這一簡單相加并不像圖2B中所示的星座那樣遵循Gray映射規(guī)則。不遵循 Gray映射的信號星座與遵從Gray映射的星座相比可能會提供降低的性能。定義基層和增強層的各個象限的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可使用一個或多個編碼過程來編碼。所 使用的編碼過程可以是任何編碼過程，并且編碼的類型不對本文中所公開的解碼裝置和 方法構(gòu)成限定，除非是該解碼器專用于一特定編碼器。該編碼器可包括例如卷積編碼器、 turbo編碼器、塊編碼器、交織器、CRC編碼器、這些編碼器的組合，諸如此類，或是其它某種 用于編碼數(shù)據(jù)的過程或裝置。圖3是被配置成用于一分層調(diào)制系統(tǒng)的發(fā)射機300的一個實施例的功能框圖。在 一個實施例中，發(fā)射機300可用圖1系統(tǒng)的廣播發(fā)射機實現(xiàn)。圖3的發(fā)射機300可被配置 用于使用圖2B星座的正交頻分多址(OFDMA)或正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的分層調(diào)制。 但是，圖3中所示的發(fā)射機300代表了一個實施例，而不對所公開的解碼器裝置和方法構(gòu)成 限定。例如，一單載波系統(tǒng)可用分層調(diào)制數(shù)據(jù)調(diào)制，并且接收機中相應(yīng)的解碼器可被配置成 對具有分層調(diào)制的單載波進行操作。發(fā)射機300可分別包括基本相似的基層和增強層處理塊310和320。基層處理塊 310可被配置成將基層數(shù)據(jù)處理成所需的調(diào)制格式，例如QPSK。增強層處理塊320可被類 似地配置成將增強層數(shù)據(jù)處理成所需的調(diào)制格式，例如QPSK?；鶎犹幚韷K310和增強層處理塊320從源編碼器(未示出)接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)，該 源編碼器可以是圖1的廣播媒體源。在一個實施例中，基層數(shù)據(jù)和增強層數(shù)據(jù)可包括視頻 信號、音頻信號、或視頻與音頻信號的某種組合?；鶎又械囊曨l/音頻信號對應(yīng)于在接收機 處再現(xiàn)基本服務(wù)質(zhì)量所需的數(shù)據(jù)。增強層中的視頻/音頻信號對應(yīng)于在接收機處生成更高 服務(wù)質(zhì)量所需的附加數(shù)據(jù)。因此，能夠解碼兩個層(基層和增強層)的用戶可充分享受增 強質(zhì)量的視頻/音頻信號，而能夠解碼基層的用戶可獲得最小質(zhì)量的視頻/音頻信號。在基層處理塊310和增強層處理塊320各自內(nèi)部，數(shù)據(jù)被耦合到Reed Solomon編 碼器301或311以進行塊編碼。Reed Solomon編碼器301和311的輸出被耦合到相應(yīng)的 turbo編碼器303和313。turbo編碼器303和313可被配置成根據(jù)預(yù)定編碼率來對數(shù)據(jù)進 行turbo編碼。該編碼率可以是固定的，或可從多個編碼器速率中選擇。例如，turbo編碼 器303和313可被獨立配置成提供1/3、1/2或2/3的編碼率。turbo編碼器303和313的輸出被耦合到相應(yīng)的比特交織器305和315以提高抗 猝發(fā)差錯能力。比特交織器305和315的輸出被耦合到相應(yīng)的時隙分配模塊307和317。 時隙分配模塊307和317可被配置成使已編碼碼元與預(yù)定時隙——諸如在時分復(fù)用系統(tǒng)中是交織時隙——時間對齊。時隙分配模塊307和317的輸出被耦合到相應(yīng)的擾碼器309和 319。擾碼器309和319的輸出代表了已編碼的基層和增強層碼元。來自這兩個層的碼元在信號映射塊330處被組合。信號映射塊330可被配置成將 基層和增強層碼元映射到星座中一特定點以進行分層調(diào)制。例如，信號映射塊330可被配 置成將一個或多個基層碼元連同一個或多個增強層碼元映射到分層調(diào)制星座中的單個點。 信號映射塊330可被配置成將每個邏輯信道映射到一具有預(yù)定能量比的星座。但是，不同 的邏輯信道可被映射到具有不同能量比的星座。信號映射塊330的輸出被耦合到時間交織器340，該時間交織器340被配置成將 所映射的星座點交織到一特定邏輯信道。如前所述，該系統(tǒng)可實現(xiàn)時分復(fù)用配置，在此單個 邏輯信道與多個其它邏輯信道時間復(fù)用。邏輯信道的集合可被時間交織，或使用諸如循環(huán) (round robin)分配等預(yù)定時間復(fù)用算法被時間復(fù)用。時間交織器340的輸出被耦合到副載波分配模塊350。該副載波分配模塊可被配 置成將來自一 OFDM音調(diào)集的一個或多個音調(diào)、頻率、或副載波分配給每組時間交織邏輯信 道。分配給一組時間交織邏輯信道的副載波子集的范圍可從一個信道到多個信道直至所有 可用副載波。副載波分配模塊350可根據(jù)一預(yù)定算法將串行時間交織的一組邏輯信道映射 到一副載波子集。該預(yù)定算法可被配置成以持久化方式分配這些邏輯信道，或可被配置成 根據(jù)跳頻算法來分配副載波。副載波分配模塊350的輸出被耦合到OFDM碼元模塊360，該OFDM碼元模塊360被 配置成基于所分配的分層調(diào)制碼元來調(diào)制副載波。來自O(shè)FDM碼元模塊360的已調(diào)制OFDM 副載波被耦合到IFFT模塊370，該IFFT模塊370可被配置成生成一 OFDM碼元并在后部或 前部附加預(yù)定長度的循環(huán)前綴。來自IFFT模塊370的OFDM碼元被耦合到整形塊380，在此OFDM碼元可被整形、削 波、開窗，或進行其它處理。整形塊380的輸出被耦合到發(fā)射RF處理器390以轉(zhuǎn)換到期望 工作頻帶來發(fā)射。例如，發(fā)射RF處理器390的輸出可包括或被耦合到一天線(未示出)以 進行無線發(fā)射。圖4是被配置成解碼由圖3的發(fā)射機生成的分層調(diào)制數(shù)據(jù)的接收機400的功能框 圖。在一個實施例中，接收機400可在圖1系統(tǒng)的用戶終端中實現(xiàn)。接收機400包括接收RF處理器，該接收RF處理器被配置成接收這些發(fā)射RF的 OFDM碼元，對它們進行處理并將它們變頻成基帶OFDM碼元、或變頻成基本為基帶信號。如 果從基帶信號的頻率偏移是信號帶寬的一個零頭，或者如果信號在足夠低的中頻處以允許 直接處理該信號而無須進一步變頻，則信號可被稱為基本為基帶信號。來自接收RF處理器 410的OFDM碼元被耦合到FFT模塊420，該FFT模塊420被配置成將這些OFDM碼元變換到 這些分層調(diào)制頻域副載波。FFT模塊420可被配置成將諸如預(yù)定的導(dǎo)頻副載波等一個或多個副載波耦合到信 道估計器430。這些導(dǎo)頻副載波可以是例如等間隔的一組或多組OFDM副載波。信道估計 器430被配置成利用這些導(dǎo)頻副載波來估計對接收OFDM碼元有影響的各個信道。在一個 實施例中，信道估計器430可被配置成確定與每一副載波相對應(yīng)的信道估計。一特定副載 波處的信道估計可被用作例如在導(dǎo)頻副載波的預(yù)定相干帶寬內(nèi)的那些副載波等鄰近副載 波的信道估計。
9
來自FFT模塊420的副載波以及這些信道估計被耦合到副載波碼元解交織器440。 碼元解交織器440可被配置成反轉(zhuǎn)由圖3的副載波分配模塊執(zhí)行的碼元映射。接收機400被配置成對每個OFDM副載波或音調(diào)執(zhí)行基層解碼和增強層解碼。為 清楚和簡明起見，圖4示出了一種單基層解碼器和增強層解碼器。該基層解碼器和增強層解碼器可基本并行地操作。每一解碼器模塊可被配置成在 相同的接收星座點上并發(fā)地操作。增強層解碼器由此可基本上獨立于基層解碼器操作，并 且在解碼增強層數(shù)據(jù)時不依賴于基層解碼器的結(jié)果。只要增強層解碼器不依賴于從基層解 碼器獲得的解碼結(jié)果，基層解碼器和增強層解碼器就可被視為基本獨立地操作，即便這些 解碼器共用某些子模塊。由此，基層解碼器和增強層解碼器可共用信道估計，并且甚至可共 用單個比特度量模塊，例如450。然而，如果增強層解碼器在解碼增強層數(shù)據(jù)時不依賴于基 層解碼器的結(jié)果，則這兩個解碼器可被視為是基本獨立的。圖4的接收機400的實施例中所示的這些解碼器被配置成對經(jīng)turbo編碼的分層 調(diào)制數(shù)據(jù)進行解碼。當(dāng)然，如果發(fā)射機被配置成生成其它某種類型的編碼，則接收機400中 的解碼器將與該解碼器類型相匹配。例如，發(fā)射機可被配置成使用turbo編碼、卷積編碼、 低密度奇偶校驗(LDPC)編碼、或其它某種編碼類型來編碼數(shù)據(jù)。在這一實施例中，接收機 400配置有互補的解碼器。由此，接收機400中的基層解碼器和增強層解碼器各自可被配置 成提供turbo解碼、諸如使用維特比解碼的卷積解碼、LDPC解碼、或其它某種解碼器或這些 解碼器的組合。每一分層調(diào)制音調(diào)被耦合到基層比特度量模塊450和增強層比特度量模塊460。 比特度量模塊450和460可對分層調(diào)制音調(diào)操作，以確定指示接收星座點的質(zhì)量的度量。在星座點中表示的碼元被turbo編碼的一個實施例中，比特度量模塊450和460 可被配置成確定由星座點表示的接收碼元的對數(shù)似然比(LLR)。LLR是似然比的對數(shù)。該比 值可被定義為原始比特為1的概率比上原始比特等于0的概率。或者，該比值可用相反方 式定義，其中LLR是原始比特為0的概率比上原始比特等于1的概率。這兩種定義之間沒 有本質(zhì)差異。比特度量模塊450和460可利用例如星座點幅值和信道估計來確定這些LLR 值。每個比特度量模塊450和460利用信道估計和接收信號來確定LLR值。也可利用 噪聲估計。但是，如果使用了無論噪聲估計為何均提供相同結(jié)果的turbo解碼方法，則噪聲 估計項可被基本忽略。在這一實施例中，比特度量模塊450和460的硬件在計算LLR值時 可使用預(yù)定值作為噪聲估計?；忍囟攘磕K450的輸出被耦合到基層處理器470。增強層比特度量模塊460 的輸出被耦合到在功能上基本與基層處理器470相似地工作的增強層處理器480。例如， LLR值從比特度量模塊450和460被耦合到相應(yīng)的基層或增強層處理器470和480。 基層處理器470包括解擾碼器472，該解擾碼器472被配置成對接收LLR值進行操 作以反轉(zhuǎn)在編碼器中執(zhí)行的碼元擾碼。碼元解擾碼器472的輸出被耦合到配置成將先前交 織的碼元解交織的比特交織器474。比特解交織器474的輸出被耦合到turbo解碼器476， 該turbo解碼器476被配置成根據(jù)turbo編碼器所使用的編碼率來將經(jīng)turbo編碼的碼 元解碼。例如，turbo解碼器476可被配置成對經(jīng)1/3、1/2或2/3速率turbo編碼的數(shù)據(jù) 執(zhí)行解碼。turbo編碼器476對LLR值進行操作。來自turbo解碼器476的解碼輸出被耦合到Reed Solomon解碼器478，該Reed Solomon解碼器478可被配置成部分地基于Reed Solomon編碼比特來恢復(fù)基層比特。結(jié)果所得的基層比特被傳送到源解碼器(未示出)。增強層處理器480與基層處理器470類似地操作。解擾碼器482從增強比特度量 模塊460接收LLR值。其輸出被耦合到比特解交織器484和turbo解碼器486。turbo解 碼器486的輸出被耦合到Reed Solomon解碼器488。結(jié)果所得的增強層比特被傳送到源解 碼器(未示出)。LLR的確切表達式由下式給出
權(quán)利要求
一種被配置成編碼具有分層調(diào)制數(shù)據(jù)的信號的發(fā)射機，所述發(fā)射機包括基層編碼器，它被配置成將基層數(shù)據(jù)編碼成若干基層碼元；增強層編碼器，它被配置成將增強層數(shù)據(jù)編碼成若干增強層碼元；信號映射器，耦合到所述基層編碼器和增強層編碼器，并被配置成將至少一個基層碼元與至少一個增強層碼元相組合地映射到一分層調(diào)制星座點；以及副載波分配模塊，它被配置成基于從多個能量比中選擇的一個能量比以所述分層調(diào)制星座點來調(diào)制來自一邏輯信道的至少一個音調(diào)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機，其特征在于，所述多個能量比包括約為4的能量比和約 為9的能量比。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機，其特征在于，所述副載波分配模塊進一步被配置成將 所述邏輯信道分配給OFDM副載波的一個子集，其中所述OFDM副載波子集包括所述至少一 個音調(diào)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機，其特征在于，所述副載波分配模塊進一步被配置成將 所述來自邏輯信道的至少一個音調(diào)與以具有獨特能量比的一獨特星座點調(diào)制的獨特副載 波相組合。
5.一種發(fā)送具有分層調(diào)制數(shù)據(jù)的信號的方法，所述方法包括將一基層信號編碼成若干基層碼元；將一增強層信號編碼成若干增強層碼元；以及將一基層碼元與一增強層碼元一起映射到具有從多個能量比中選擇的一個能量比的 分層調(diào)制星座中的一個星座點。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，進一步包括以所述星座點來調(diào)制一副載波。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述副載波是從一OFDM碼元的多個副載波 中選擇的。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進一步包括發(fā)送包括所述副載波的OFDM碼兀。
9.一種被配置成編碼具有分層調(diào)制數(shù)據(jù)的信號的發(fā)射機，所述發(fā)射機包括用于將一基層信號編碼成若干基層碼元的裝置；用于將一增強層信號編碼成若干增強層碼元的裝置；以及用于將一基層碼元與一增強層碼元一起映射到具有從多個能量比中選擇的一個能量 比的分層調(diào)制星座中的一個星座點的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)射機，其特征在于，進一步包括用于以所述星座點來調(diào)制來 自多個OFDM副載波的一個副載波的裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)射機，其特征在于，進一步包括用于發(fā)送包含所述多個副 載波的OFDM碼元的裝置。
全文摘要
用于分層調(diào)制系統(tǒng)的一種解碼機可被配置成獨立且并發(fā)地解碼基層和增強層中的每一個?；鶎咏獯a器和增強層解碼器可基本平行地配置，并可各自對相同的接收分層調(diào)制碼元并發(fā)地進行操作?；鶎咏獯a器和增強層解碼器中的每一個可配置有一比特度量模塊，該模塊被配置成基于該接收碼元來確定信號質(zhì)量度量。在具有經(jīng)turbo編碼數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中，該比特度量模塊可被配置成確定對數(shù)似然比。該比值部分地基于信道估計以及在該分層調(diào)制星座中使用的能量比。
文檔編號H04L27/34GK101945080SQ20101028908
公開日2011年1月12日 申請日期2006年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月11日
發(fā)明者R·維加嚴(yán), T·孫, 昌圣泰 申請人:高通股份有限公司