含这四个象限中的任一个象限的 星座点（在权利要求中由"第一象限"的定义表示）。由于对称性（略微提供对称性，但是 位标签不容易看到；星座点相对于象限总体上对称），这造成具有不同的位映射但是具有 相同的性能的星座。因此，在本文中限定的表格中的星座位置向量W应视为具有不同的位 映射但是具有相同的性能的全部4个对称星座的实例。
[0046] 要理解的是，本公开的上述总体描述以及以下详细描述对本公开具有示例性，而 非限制性。
【附图说明】
[0047] 由于在结合附图考虑时，参照以下详细描述，更好地了解本公开的更完整的理解 及其很多附随优点，所以容易获得本公开的更完整的理解及其很多附随优点，其中：
[0048]图1示出了根据本公开的编码和调制设备的实施方式；
[0049] 图2示出了根据本公开的传输设备的实施方式；
[0050] 图3示出了根据本公开的通信系统的实施方式；
[0051] 图4示出了作为星座的简单实例的规则4-QAM星座；
[0052] 图5示出了 8-PAM非均匀星座和64-QAM非均匀星座；
[0053] 图6示出了通常限定星座点的64-QAM非均匀星座的星座；
[0054] 图7示出了非均匀16-QQAM星座；
[0055] 图8示出了说明非均匀N2_QAM星座的性能的示图；
[0056] 图9示出了根据本公开的实施方式的1D压缩的实例；
[0057] 图10示出了根据本公开的实施方式的2D压缩的实例；
[0058] 图11示出了说明非均匀1024-QAM星座的示图；
[0059] 图12示出了说明非均匀64-QQAM星座的示图；
[0060] 图13示出了组E的星座的示图；
[0061] 图14示出了说明上述非均匀8进制QAM星座的成形增益的示图；以及
[0062] 图15示出了优化了公开的星座的LDPC码的实例。
【具体实施方式】
[0063] 现在，参照附图，其中，在这几幅图中，相似的参考数字表示相同或相应的部分，图 1示出了根据本公开的编码和调制设备10的实施方式。该备包括：编码器11，将输入数据 编码成单元字；以及调制器12,将所述单元字调制成非均匀星座的星座值。所述调制器12 配置为根据星座的星座点的总数Μ和编码速率，使用来自几组星座中的一组星座的非均匀 星座。下面更详细地解释那些不同组星座的细节。
[0064] 在编码和调制设备10的其他实施方式中，可提供额外元件，例如，BCH编码器、 LDPC编码器（其编码速率对由在本文中公开的调制选择和使用优选的星座有兴趣）、位交 错器和/或多路分用器（用于将编码数据的位多路分用成单元字）。一些或所有这些元件 可分离元件或者可能是编码器11的一部分。例如，在DVB系统的传输设备中通常使用的 BICM装置可用作编码和调制设备10。
[0065] 图2示出了根据本公开的传输设备20的实施方式，包括：在本文中提出的编码和 调制设备21 (在图1中由10参考），将输入数据编码和调制成星座值；转换器22,将所述 星座值转换成要传输的一个或多个传输流；以及传输器23,传输所述一个或多个传输流。 在示例性实施方式中，转换器22可包括一个或多个元件，例如，时间、单元和/或频率交错 器、帧构造器、OFDM调制器等，例如，如在与DVB相关的各种标准中所描述的，并且如在即将 推出的ATSC标准中在编码和调制设备中可提供的。根据其他标准（例如，DVB-S2或后续 DVB-Sx标准）的其他编码和调制可不包括这些元件中的一个或多个。星座和星座值通常是 预定的，并且例如，储存在星座存储器24内或者从外部源中检索。
[0066] 在传输设备20的其他实施方式中，可提供额外元件，例如，输入处理单元、帧构造 单元和/或0FDM生成单元，例如，如在DVB系统的传输设备中通常使用的。
[0067] 图3示出了根据本公开的通信系统30的实施方式，包括在图2中显示的一个（或 多个）传输设备20(Tx)以及一个或多个接收设备40、40'（Rx)。
[0068] 接收设备40通常包括：接收器41，接收一个或多个传输流；解转换器42,将所接 收的一个或多个传输流解转换成星座值；以及解调和解码设备43,将所述星座值解调和解 码成输出数据。解调和解码设备43通常包括：解调器44,用于将非均匀星座的星座值解调 成单元字；以及解码器45,用于将单元字解码成输出数据字，其中，根据星座的星座点的总 数Μ和编码速率，从包括相同的预定星座的一组或几组星座中，选择非均匀星座，如在编码 和调制设备10中所使用的。
[0069] 优选的解调和解码考虑软价值，与硬决定值（0和1)相反。软价值通过不止两种 状态（与在二进制（应）决定的情况中一样）表示连续分布的接收值（可能在A/D转换之 后，包括量化）。原因在于，对于硬决定，NUC通常并非最佳。如今，BICM接收器无论如何都 通常是软接收器。
[0070] 通常，数据（例如，通信数据、广播数据等）通过传输信道50、50'从传输设备20 中传输给一个或多个所述接收设备40。传输信道50、50'可以是单播信道、多播信道、广播 信道，并且可用作单向或双向信道（即，具有从接收设备到传输设备的返回信道）。
[0071] 在实施方式中，调制器12配置为根据星座的星座点的总数Μ、以dB为单位进行无 误差解码所需要的信噪比SNR以及信道特征，使用非均匀星座。在广播应用中，通常不根据 在接收器内的SNR，而是根据通过为预期的信道特征（例如，静态接收或多径衰落）所使用 的信道代码（如果使用代码，例如，在DVB第二代传输系统的情况下，LDPC码）进行无误差 解码所需要的SNR，选择星座。
[0072] 对于广播器，可具有权衡：使用小星座尺寸Μ和/或低编码速率R，允许稳健传输 (也通过低SNR接收），但是系统的吞吐量随着log2(M)*R缩放。例如，具有编码速率R= 3/4的16-QAM对于每个编码的QAM符号可以传输3个信息位。这造成较小的光谱效率。另 一方面，高（光谱）效率需要大SNR。因此，星座应允许减小成功解码所需要的SNR，同时使 效率恒定。这是优化星座的所谓的"成形增益"。
[0073] 通常，根据期望的有效载荷吞吐量以及FEC编码器的编码速率，选择星座点的总 数M。用于典型的信道特征的无误差解码的SNR众所周知，例如，通过模拟。在广播中，不了 解接收器的信道特征，即，选择折中。例如，在广播中，对于FEC编码器的每个编码速率，选 择一个非均匀星座，优化用于作为所有信道特征的折中的SNR。
[0074] 传输器通常针对某个场景。例如，由于通常接收几个回声，所以通过电缆或卫星的 广播传输将信道视为仅仅非衰落AWGN(合适的信道模型），而地面广播器将信道视为衰落 信道，例如，通过瑞利分布。优选地，所提出的星座考虑最相关的信道特征。
[0075] 在另一个实施方式中，调制器12配置为根据星座的星座点的总数M、以dB为单位 的信噪比SNR以及信道特征，自适应地选择非均匀星座，其中，从接收装置40中接收以dB为单位的所述信噪比SNR和信道特征，数据传输给该接收装置。星座的这种自适应选择通 常仅仅可能在单播环境中通过返回信道进行。非均匀星座可调整，例如，在时域和/或频域 中，例如，对于不同的OFDM子载波。
[0076] 信道特征描述信道的统计性能，例如，在传输器与接收器之间的传输信道的多径 传播的程度。如果信道的特征在于没有多径传播，对应于AWGN信道，那么无误差解码所需 要的SNR较低，S卩，必须为最佳性能相应地选择NUC。如果传输信道的特征在于强烈的多径 传播，那么与没有多径传播的信道相比，无误差解码所需要的SNR更大，S卩，必须使用为更 高的SNR优化的NUC。进一步，应优化NUC，考虑衰落特征，下面进行讨论。
[0077] 如上所述，根据期望的有效载荷吞吐量，选择星座的星座点的总数M。更大值Μ允 许更高的数据吞吐量，但是需要更大的SNR，用于无误差接收。如果使用任何FEC编码器，那 么这受到FEC编码器的编码速率的进一步影响。
[0078] 另一个解释（与优化任务密切相关）在于，应优化与具有某个编码速率的前向纠 错码（例如，LDPC和/或BCH码）相结合的星座的性能。因此，对于各种代码，提出了编码 速率优化的星座。另一个优化目标是容量。对于期望的SNR，例如，应保证15dB的SNR，选择 M，其中，相应的优化的NUC产生最大容量。在一般情况下，对于低SNR，确实应选择低值M， 反之亦然。但是从理论的角度来看，结果是高Μ通常最佳，例如，优选选择Μ= 4096或Μ= 1024,这是因为甚至对于低SNR，在几个点重叠时，优化的NUC"看起来（几乎）像"具有有 效地更小Μ的星座。然而，调制和解调复杂度随着Μ的增大而增大，因此，考虑权衡。另一个 目标在于，与使用"正常"（未优化的）星座的情况相比，减小BER(误码率）和/或FER(误 帧率）和/或通过更低的SNR实现相同的BER和/或FER。
[0079] 在图4中显示了星座的简单实例。在此处，描述由星座点（e]It/4、e]7lt/4、e3ll/4、 θ]5π/4)构成的规则4-QAM。平均符号功率是1(在此处，所有符号位于单位圆上）。以上符号 向量（eW4、e]7lt/4、eW4、e]W4)要理解为第一条目（eW4)属于位向量00,第二条目（e]W4) 属于位向量01，以此类推，S卩，这些条目属于具有更大值的位向量，其中，第一位位置是最高 有效位（MSB)，并且最后一个位位置是最低有效位（LSB)。这个4-QAM是N2-QAM的特定情 况，N= 2。要注意的是，这个定义（作为N2QAM)不仅仅要求N2是平方数，而且星座对称并 且可以由两个独立的N-PAM星座描述，在此处是2-PAM;同相部件（复杂符号的实数部分） 是具有符号向量（l/sqrt(2)、-l/sqrt(2))的2-PAM，并且描述4-QAM的第一位，然而，正交 相位部件（复杂符号的虚数部分）是相同的2-PAM，这次描述了 4-Q