专利名称：通信系统中载波恢复的方法与装置的制作方法
背景技术：
本发明一般涉及通信系统，特别是以卫星为基础的通信系统。在一个以分层调制为基础的通信系统中，一个发射机将至少两个数据携带信号(databearing signals)，例如一个上层(UL)信号和一个下层(LL)信号，(可能相互不同步地)调制在相同的载波和不同的载波上，再通过两个发射机应答器分别发送该上层(UL)信号和下层(LL)信号，这样该下层(LL)信号将以比上层(UL)信号低得多的功率电平进行发送。这样的发送可以采用朝着卫星上行发送形式，然后，卫星提供朝着接收机下行传输的发送(一般，下行传输的发送频率与上行传输的频率不同)。后者，即接收机，将处理下行传输的发送—接收信号，以恢复发送—接收信号中所传送的数据(例如提供一个在与该信号相连的电视机上观看的选定电影)。在接收机上，所接收信号有一个UL信号分量和一个LL信号分量，即接收信号是上层和下层(信号分量)的复合，接收机还处理信号，以从信号里恢复上层数据(在UL信号分量中传送)和下层信号数据(在LL信号分量中传送)。关于上层数据的恢复，因为UL信号的功率电平比LL信号的高得多，所以接收机简单地解调和处理接收信号，就好象接收信号只有UL信号分量和信道噪音组成那样，而实际上，将接收信号的LL信号分量看作为噪音。相比之下，既然LL信号的功率电平较低，接收机处理所接收的信号，首先从该信号中提取LL信号分量。然后，接收机处理被提取的LL信号，以恢复下层数据。为了提取LL信号分量，接收机再生UL信号，将再生的UL信号从接收信号里去掉。在这方面，接收机采用处理上层早已得到的各种信号，诸如接收UL载波并恢复上层数据。后者被按符号(symbols)被重新编码和重新变址，以在基带(baseband)形成再生UL信号，也就是说，再生的UL信号的符号(symbols)没有与其有关的相位或频率偏差(offset)。因此，被恢复的UL载波首先被用来消旋(derotate)接收信号，以从接收信号里除去UL载波。
于是，通过从消旋型接收信号里去掉再生UL信号就形成被提取LL信号分量。通过硬判决(hard decision)(如各个接收信号点和取自UL符号星座(symbol constellation)的各个限制符号(slicedsymbols)(最近的符号)之间的相位差)所驱动的载波恢复处理来产生经恢复UL载波。
发明概述如上所指出，恢复载波是通过硬判决驱动的载波恢复处理而产生的。但是，已观察到，使用这样的恢复载波产生一个反旋型接收信号又会降低下层信号分量。因而进一步妨碍下层数据的精确恢复。
所以，按照本发明的原理，一个接收机接收一个有至少两个信号层的分层调制信号，并从该分层调制信号里恢复一个载波，而该载波随有关至少二层其中一层的软判决(soft decisions)而变化。在本发明的一个实施例中，一个卫星通信系统由一个发射机、一个卫星发射机应答器和一个接收机构成。发射机向卫星发射机应答器发送一个上行分层调制信号(an uplink layered modulationsignal)，该卫星发射机应答器向一个或多个接收机播送下行传输的分层调制信号。接收机接收分层调制信号(接收信号)并通过用恢复载波对接收信号进行反旋(derotate)，而对该分层调制信号的低层信号分量进行解调和解码，其中，关于接收信号的上层信号分量的软判决驱动的载波恢复处理产生了恢复载波。
附图简要描述
图1是实施本发明原理的卫星通信系统的示意图；图2表示在图1的发射机5中使用的一个现有技术的调制器；图3表示一个现有技术的载波恢复电路；图4表示一个现有技术的环路滤波器；图5说明一个现有技术的硬判决处理，该处理与一个接收信号点和4个符号的星座空间(constellation space)有关；图6是根据本发明原理的一个接收机的方框示意图；图7是图5解调器/解码器320的方框示意图；图8是图5解调器330的方框示意图；图9是根据本发明原理并以载波恢复电路为基础的一个软判决方框示意图；图10是图6解调器375的方框示意图；图11是根据本发明原理的流程示意图；图12是根据本发明原理的另一个实施例的示意图；详细说明除了发明概念之外，在各个图中所示的部件都是人所共知的，将不作详细描述。同样，文中假定基于卫星的系统被为人所共知而作详细描述。例如，除了本发明概念之外，卫星发射机应答器、下行传输信号、符号星座、锁相环(PPL)、射频(rf)调谐器或接收部分(诸如低噪音单元下变频器)、产生输送比特流的格式化方法和编码方法(诸如电影专家组(MPEG)-2系统标准(ISO/IEC13818-1))和解码方法(诸如对数似然比(log-likelihood ratios)、软-输入-软-输出(SISO)解码器和Viterbi解码器都是人所共知的，将不在这里描述。此外，本发明概念可以通过使用常规的编程技术进行实施。因此，在这里将不描述该常规编程技术。
最后，图上相同的数字代表相同的部件。图1是实施本发明原理的卫星通信系统的示意图。通信系统50包括发射机5、卫星信道25、接收机30和电视机(TV)35。虽然在下面将更详细描述，接下去将简要地概述通信系统50。发射机5接收由信号4-1到4-k所代表的许多数据流并向卫星发送信道25提供一个分层调制信号6。在示意图上，这些数据流代表一个卫星TV系统的控制信令(signaling)和内容(如电视)等等，并且可以相互无关或相互有关或与其组合有关。分层调制信号6有K层，其中K＞2。应该指出的是，文中词汇“layer”(“层”)和“level”(“电平”)可以互换使用。卫星信道25包括一根发射天线10、一个卫星15和一根接收天线20。发射天线10(代表地面发射站)向卫星15提供分层调制信号6(作为向上传输信号11)，该卫星15通过下行传输信号16(其频率一般与向上传输信号不同)向一个播放区再发送被接收的上行信号。这个播放区一般覆盖一个预定的地理区域(如美国大陆的一部分)。下行传输信号16被接收天线20接收，该天线向接收机30提供一个接收信号29。该接收机30根据本发明的原理对接收信号29解调和解码，以通过信号31向电视机35提供例如内容，以在电视机上观看。应该指出的是，虽然这里没有描述，发射机5还可以在发射前使信号预失真，以补偿信道中的非线性。在以下描述中，在示意图上假设有两个数据流，即K＝2。应该指出的是，本发明不限于K＝2，而事实上，一个特别数据流，如信号4-1就可代表其它数据流的一个集合(未图示)。图2所示的是一个现有技术分层调制器方框示意图，该调制器用于图1发射机5中。这里发射机5有两个单独的发射机通路。
上层(UL)通路包括UL编码器105、UL调制器115和上变频器125。
下层(LL)通路包括LL编码器110、LL调制器120和上变频器130。
如文中所使用的，“UL信号”这个名称系指UL通道中的任何信号，从上下文看是明显的。例如，在图2的上下文中，该信号是信号4-1、106和116中的一个或几个信号。同样，“LL信号”这个名称系指LL通道中的任何信号。同样，在图2的从上下文中，该信号是信号4-2、111和121中的一个或几个信号。而且每一个编码器执行众人所知的误差检测/修正码(例如，卷积码或格码；级联前向纠错(FEC)方案，其中，一个比率为1/2、2/3、4/5或6/7的卷积码被用作一个内码，而一个Reed Solomon码被用作外码；LDPC码等等)。例如，UL编码器105可以使用一个卷积码或一个短分组码；LL编码器110可以使用一个特播码(turbo code)或LDPC码。对本说明书来说，假设UL编码器105和LL编码器110都使用了一个特播码。此外，还可以使用一个卷积交织器(未示出)。
如图2所示，信号4-2被加到LL编码器110，该LL编码器110产生一个编码信号111。同样，信号4-1被加到UL编码器105，该UL编码器105产生一个编码信号106。编码信号106每个上层符号空间TUL有N位，而编码信号111每个下层符号空间TLL有M位，其中，N可以等于或不等于M，TUL可以等于或不等于TLL。一般，在LDPC编码的上下文中，各编码信号代表数据流加上奇偶检验位。调制器115和120对其上被施加的相应信号进行变址和调制，分别产生调制信号116和121。本说明中，调制器115和120执行正交移相键控(QPSK)调制。必须指出的是，既然有两个调制器115和120，在UL通路和LL通路以及上层和下层的载波频率方面调制会不同。于是，调制信号116和121分别通过变频器125和130被上变频到合适的频带。由图2可观察到，发射机5发送两个信号，即，分层调制信号6由UL信号6-1和LL信号6-2构成。
一般，发射LL信号6-2的功率电平要比发射UL信号6-1低一些。因为LL信号的功率电平较低，这也有效地降低LL通路的SNR(信噪比)。在这一方面观察到，在处理接收信号期间，接收机能够进一步降低与LL信号相关的较低SNR(信噪比)。特别是，如果接收信号的LL信号分量由从对复合信号进行工作并基于硬判决的载波恢复电路得到的恢复载波处理(例如反旋)，附加的和不合乎需要的相位抖动(phase jitter)会加到该LL信号分量。例如，设想图3所示现有技术的载波恢复电路200用于图示接收信号(调制在载波频率fc上)206的接收机中。应该指出的是，接收信号206可能是接收机中其它没有表示的其他处理的结果，如下变频、带通滤波等等其他处理。还假设图3所示的接收信号206和处理是在数字域(虽然并不需要这样)，也就是说，载波恢复电路200包括一个由硬判决驱动的数字锁相环(DPLL)。载波恢复电路200包括复数乘法器(complex multiplier)210、相位误差检测器(phaseerror detector)215、环路滤波器(loop filter)、相位积分器(phaseintegrator)235和正弦/余弦(sin/cos)表240。接收信号206是一个含有同相分量(1)和正交分量(Q)的复数取样流。应该指出的是，在图3中，复数信号通路特别表示为双线。复数乘法器210接收上述接收信号206的复数取样流，并通过恢复载波信号241对复数取样流进行反旋。特别是上述接收信号206的同相分量和正交分量被旋转恢复载波信号241的一个相位，该恢复载波信号241具体代表由正弦/余弦(sin/cos)表240产生的正弦值和余弦值(下面将描述)。复数乘法器210产生的信号是一个下变频的接收信号211，例如在基带上的，并代表一个接收信号点的反旋复数取样流。正如图3所示，下变频的接收信号211还被加到相位检测器215，该相位检测器215将计算下变频的接收信号211中仍然存在的相位偏差，并产生显示下变频的接收信号211的相位误差估计信号226。该相位误差估计信号226被加到环路滤波器230，以进一步对相位误差估计信号226进行滤波，产生一个滤波信号231。滤波信号231被加到相位积分器235。图4所示的是环路滤波器230的方框示意图。环路滤波器230包括第一级增益部件255、第二级增益部件260、第二级积分器265和合成器(combiner)280。第二级积分器265包括合成器270和寄存器275。相位误差估计信号226被加到第一级增益部件255和第二级增益部件260这两方。第一级增益部件255的输出信号256被加到合成器280。第二级增益部件260的输出信号261被加到第二级积分器265，以通过合成器270和寄存器275对加到该积分器的信号进行积分，产生输出信号266。合成器280将输出信号256和输出信号266合在一起，产生滤波信号231。回到图3，相位积分器235进一步对滤波信号231进行积分，给正弦/余弦(sin/cos)表240提供一个输出相角信号(output phase angle signal)236。正弦/余弦(sin/cos)表240给复数乘法器210一个相关的正弦值和余弦值，以反旋接收信号206来产生下变频接收信号211。可将一个频率偏移FOFFSET加到环路滤波器230或相位积分器235，以增加搜索速度(为简明起见未示出)。还应该指出的是，载波恢复电路200可以用多个接收信号206的符号速率(例如二倍)进行工作。因此，相位积分器235可在所有采样时间连续进行积分。应该指出的是，相位检测器215包括两个部件相位误差估计器(phse error estimator)225和限制器(slicer)220。如本领域所知，后者对下变频信号211的每个接收信号点的同相分量和正交分量所代表的可能的符号(目标符号)作出硬判断。特别是对于下变频信号211的每个接收信号点，限制器220从一个预定的符号星座里选择最近的符号(目标符号)。因此，由相位误差估计器225产生的相位误差估计信号226代表每个接收信号点和相对应的目标符号之间的相位差。特别是相位误差估计信号226代表相差估计值的一个序列即Φerror_estimate，其中，每一个具体的Φerror_estimate是通过计算接收信号点与关联限制符号的共轭值之积的虚部值而确定的，即，Φerror_estimate＝imag(z·z*sliced)＝|z|·|zsliced|sin(∠z-∠zsliced) (1)在上述等式中，Z表示接收信号点的复矢量，Zsliced表示关联限制信号点的复矢量，以及Zsliced表示关联限制信号点的复矢量的共轭值。但是，在低信噪比SNR时，由于接收信号点被限制(sliced)成不正确的目标符号，相位监测器215所产生的这些相差估计值可能是不正确的。例如，设想图5所示的QPSK星座89。QPSK星座89有四个符号(1，1)、(1，-1)、(-1，-1)和(-1，1)。数值为(1，1)的发送符号会有信道所加的噪声，这样接收机的接收数值将是如接收信号点81所表示的(0.8，-1.0)。因此，限制器220将符号(1，-1)选作如虚线箭头82所示的目标符号，以代替点线箭头83所示的正确符号(1，1)。结果，接收信号点和目标符号之间的相位误差估计值就会是错的。这又在恢复载波信号241里产生有害的相位抖动，结果载波恢复电路200所作的不正确的判决使得下变频接收信号211退化。在分层调制的上下文中，既然上层达到较高的功率电平，上层纠错电路(未示出)将完全能够非常好地对这个抖动的信号进行解码，但这取决于信号退化的程度。相比之下，下层信号所达到的功率电平比上层信号要低得多，恢复上层载波中的任何缺陷都会在提取下层信号中产生误差，从而在下层信号的解调或解码中造成困难。所以，根据本发明的原理，一个接收机接收一个具有至少两个信号层的分层调制信号，然后从该分层调制信号里恢复载波，该恢复随有关至少二层其中一层的软判决而变化。图6所示的是根据本发明的原理的接收机30的示意图。接收机30包括前端滤波器305、模数转换器310和解调-解码器320。根据本发明的原理，后者包括至少一个以软判决为基础的载波恢复部件(电路和/或处理)。前端滤波器305(例如从卫星发送频带)对接收信号29进行下变频和滤波，给模数转换器310一个近基带信号，该模数转换器310对下变频信号取样，将信号转换到数字域并给解调-解码器320一个取样序列311(也称为多层信号311或接收信号311)。后者进行多层信号311的分层解码，产生许多代表K层上多层信号311所传送数据的输出信号321-1至321-K。通过信号31，向电视机提供来自这些输出信号中的一个或多个的数据。(在这方面，接收机30可在施加到电视机35之前另外处理这些数据和/或直接将这些数据提供给电视机35)。现在来看图7解调-解码器320的示意图。解调-解码器320包括UL解调器330、UL解码器335、映射器(mapper)340、以软判决为基础的载波恢复部件345、延迟部件350、延迟部件355、乘法器360、延迟部件365、合成器370、LL解调器375、LL解码器380、滤波器385和滤波器390。多层信号311被加到UL解调器330，该解调器330对该信号进行解调，产生一个再取样多层信号316和由解调UL信号点流333所代表的解调UL信号。图7所示的各种延迟部件被用来对处理进行时间同步，即考虑各种处理延迟。例如，延迟部件350给再取样多层信号316一个时间延迟，这样，接收信号点(信号391)被正确地与相应的符号(信号341)进行比较(下面将详细描述)。参照图8UL解调器330的方框示意图。UL解调器330包括数字再取样器405、滤波器410、反旋器(derotator)415、定时恢复部件420和载波恢复部件425。多层信号311被加到数字再取样器405，它使用定时恢复部件420所产生的UL定时信号421，对多层信号311再取样，产生再取样多层信号316。再取样多层信号316被加到滤波器410，同时被提供给图7中的延迟部件350。滤波器410是一个带通滤波器，用于对再取样多层信号316进行关于UL载波频率的滤波，给反旋器415和上述定时恢复部件420双方提供一个滤波信号411。定时恢复部件420从滤波信号411中产生UL定时信号421。反旋器415进行反旋，即从滤波信号411里除去载波，产生一个解调UL信号点流333。载波恢复部件425用解调UL信号点流333来恢复UL载波信号426，该信号被加到反旋器415上。应当指出，反旋器415和载波恢复部件425的组合虽然显示为不同形式，但在功能上与图3的载波恢复电路200相当。回到图7，UL解码器335将解调UL信号点流336进行软解码，产生UL信号321-1，该信号是每上层符号空间TUL的N位的一个位流。UL信号321-1代表传送到上层的恢复编码数据，例如包括如图2的信号106所代表的恢复用户数据加上奇偶校验。如先前指出的那样，UL解码器335可通过实际上将LL信号看作为UL信号里的噪音来恢复UL中传送的数据。UL信号321-1的数据部分可供接收机30的其它部分进行另外的处理(如果有的话)。UL信号321-1(数据及奇偶校验)也被加到映射器340，它将UL信号321-1再变址到从符号的上层星座(即符号空间)(未示出)中选取的符号。换句话说，映射器340以和图2中的调制器115的该部分相同的方式工作，以将位映射为符号，并将UL信号321-1再映射而产生符号流341。因为符号流341基于UL信号321-1并在软解码之后，符号流341在本文中被称为基于“软判决”。在这方面，而且根据本发明的原理，基于软判决的载波恢复部件345接收符号流341并对多层信号316再取样来(通过延迟部件350和滤波器390)产生基于软判决的恢复载波信号346。虽然滤波器390与上述图8的滤波器410相同，但滤波器390最好能消除复合信号的UL分量的符号间干扰(ISL)。现在回到图9根据本发明原理的基于软判决的载波恢复部件435的方框示意图。图9所示的部件代表了一种形式的可在硬件和/或软件中实现的基于软判决的载波恢复部件。基于软判决的载波恢复部件435包括复数乘法器210、相位误差估计器525、环路滤波器230、相位积分器235和正弦/余弦(sin/cos)表240。一个延迟和滤波型的再取样多层信号316(信号391)被加到复数乘法器210。从图9可以看到，假定所产生的再取样多层信号316为一个包含同相分量(1)和正交分量(Q)的复数取样流。应该指出，复数信号路径专门表示为图9中的双线。复数乘法器210用恢复载波信号346对信号391进行反旋。特别是信号391的同相分量和正交分量被旋转恢复载波信号346的一个相位，该恢复载波信号346具体代表由正弦/余弦(sin/cos)表240产生的正弦值和余弦值。复数乘法器210的输出信号是一个下变频接收信号511，它代表接收信号点的反旋复数取样流。从图9可以看到，下变频接收信号511还被加到相位误差估计器525，依据发明的一个特征，相位误差估计器525计算下变频信号511中仍然存在的任何相位偏差，并产生一个表示该下变频信号511的相位误差估计信号526。相位误差估计信号526被加到环路滤波器230，该滤波器进一步对相位误差估计信号526进行滤波，以产生一个滤波信号531。该滤波信号531被加到相位积分器235。后者，即相位积分器235，给正弦/余弦表240一个输出相角信号536，该正弦/余弦表240给复数乘法器210提供关联的正弦和余弦值，以对信号391进行反旋来产生下变频接收信号511。正如从图9所观察到的那样，根据本发明的原理，相位误差估计器525接收符号流341，理想的话，该符号流代表图1发射机5所发送的实际符号。因此，在工作期间，下变频接收信号511的信号点与相应的实际发送符号进行比较，产生改善的相位误差估计值并降低恢复载波信号346中的抖动。因此，本发明的概念为去减法处理方面的改进提供保证，从而导致更好的调制和更好的下层信号的位错误率。特别是相位误差估计信号526代表一个相位误差估计值Φerror_estimate的序列，其中各具体的Φerror_estimate是通过算接收信号点与有关的基于软判决的符号的共轭值之积的虚部值确定的，即Φerror_estimate≌imag(z·z*soft)＝|z|·|zsoft|sin(∠z-∠zsoft).(2)在上述等式中，Z代表接收信号点复矢量，Zsoft*表示以有关的软判决为基础的符号的复矢量，而Zsoft表示以有关的软判决为基础的符号的复矢量的共轭值。应该指出，基于软判决的载波恢复部件345可以在符号流345的多倍(例如二倍)的符号速率下工作。因此，相位积分器235继续在所有的取样时间里进行积分。如上所述，接收机将经解码上层位(decoded upper-layer bits)再映射为符号，以产生上层发送符号的最佳估计值。然后，该估计值用来产生一个在下层信号处理中使用的恢复载波。因此，通过在载波恢复电路和/或处理中使用重建符号(与限制接收符号相对)，不正确的判决对载波恢复的影响被降低或消除。回到图7，所述处理的余下部份是明确的。乘法器360用基于软判决的恢复载波信号346来对延迟型的多层信号316进行反旋，产生一个反旋信号361。
在示图上，延迟部件355所产生的延迟与滤波器390和基于软判决的载波恢复部件345所发生的处理延迟相一致。同样，反旋信号361适合于在加到合成器370之前用延迟部件365加以延迟。后者(即合成器370)通过减去一个滤波型符号流341，从反旋信号361里提取LL分量信号371。滤波型符号流341由滤波器385产生，其脉冲对符号流341进行整形。LL分量信号371被加到LL解调器375，而LL解调器375从LL分量信号371里恢复解调由LL信号点流376所代表的解调LL信号。图10所示的是LL解调器375的方框示意图。LL解调器375包括数字再取样器605、滤波器610、定时恢复部件620、反旋器615和载波恢复部件625。LL调制信号371被加到数字再取样器605，用LL定时信号621对LL调制信号371再取样，使LL信号达到LL初始处理率(一般LL初始处理率是下层符号速率的整数倍)。数字再取样器605与定时恢复部件620一起工作。再取样LL调制信号606被加到滤波器610，而滤波器610是一个带通滤波器，它将再取样LL调制信号606关于LL载波频率进行滤波和整形，以给反旋器615和上述定时恢复部件620双方提供一个滤波信号，而上述定时恢复部件620从该滤波信号里产生LL定时信号621。反旋器615对滤波信号进行反旋而产生一个解调LL信号点流376，该信号点流也被加到载波恢复部件625。后者(载波恢复部件625)用解调LL信号点流376来给反旋器615提供一个恢复LL载波信号。应该指出，虽然表示形式不同，但反旋器615和载波恢复部件625的组合在功能上与图3中的载波恢复电路200相当。应指出的是，从图7的合成器370里对信号再取样，会涉及上取样级(upsampling stage)和有关的滤波，而这取决于上下二层的相对符号速率。此外且取决于传输通道中的线形失真，比如调谐器中信号通路中的倾斜(tilt)，例如可用接收机30中一个或多个补偿器(未示出)来消除线形失真。再回到图7，LL解码器380将解调LL信号点流376软解码而产生LL信号321-2，该LL信号321-2包括在下层传送的数据(例如图2中的信号4-2所表示的那样)。现在来看图11接收机30所用的流程示意图。在605步骤中，接收机30对接收信号进行解调和解码，以恢复在接收信号中传送的数据(UL数据)。在610步骤中，根据本发明的原理，接收机30进行基于软判决的载波产生。特别是，接收机30对恢复UL数据(再编码UL数据)进行再编码，并用再编码UL数据从接收信号里恢复载波。在步骤615中，接收机30对接收信号进行解调来产生一个LL分量信号，其中包括用基于软判决的恢复载波对接收信号进行反旋。图12是根据本发明原理另一个实施例的示意图。该实施例与图7所示的实施例相同，除了UL解码器335产生只代表图2的输入数据流4-1的位流之外。因此，UL解码器335包括一个其执行的功能与图2的UL解码器105的功能互补的解码器。结果，编码/映射器e335对位流进行再编码和映射，产生上述的符号流341。鉴于以上所述，应该指出虽然以上在卫星通信的域里作了描述，但是本发明的概念并不受限于此，还可应用到地球广播等等。同样，本发明的概念还可应用到其它形式的多电平调制(multi-levelmodulation)，例如，在这种多电平调制中，多电平调制的一层或多层将分层地进行调制。同样地，虽然本发明概念在采用基于软判决的载波恢复电路的下层处理域里作了描述，但是本发明概念并不受此限制而是可适用于处理多电平调制系统中的任何一层。例如，多电平调制不少于二层，其中一层或多层可以用基于对预定符号星座的软判决的载波恢复电路进行处理。同样，虽然以上就使用一个基于软判决的恢复载波进行反旋的语境里作了描述，但是一个基于软判决的恢复载波还能被用来对一个信号进行再旋(re-rotate)。例如，为了提取LL信号分量，接收机再生UL信号并用基于软判决的恢复载波对再生UL信号进行再旋。然后，将经再旋的再生UL信号从接收信号里除去，以提取LL信号分量。本发明的概念确实还适用于连续的或同时的接收机体系结构，诸如美国临时申请(编号60/467,946，申请日期2003年5月5日)中所述的体系结构和诸如美国临时申请书(编号60/471,167，申请日期2003年5月16日)中所述的统一接收机体系结构。以上仅仅说明了本发明的原理，因此将会懂得，本领域技术人员将能想出许多另外可选择的配置。这些配置，虽然没有在这里非常清楚地描述，但是它们实施了本发明的原理并在本发明的精神和范围之内。例如，这些功能部件虽然在单独的功能部件的范围内说明，但是它们可在一个或几个集成电路(IC)中实施。同样，虽然没有作为单独部件而显示出来，但是任一或全部部件可以在一个存储-编程-控制处理器(例如，一个实施与图11所示的一个或多个步骤相对应的有关软件的数字信号处理器(DSP)或微处理器)中实现。而且这些处理器中的部件，虽然没有作为单独部件而显示出来，但是可以分布在不同的单元而与这些单元合在一起。例如，接收机30可以是电视机35的一部分，或接收机30还可以更上游地位于分配系统中，如位于前端设备中。然后，该前端设备再将内容发送到网络的其它接点和/或接收机。同样，UL解码器335和LL解码器380中的一个或两个可以在部件320的外部，部件320实质上是一个产生至少一个解调上层信号和至少一个解调下层信号的解调器。所以要懂得，可以对图示实施例做许多改进，并且可以想出其它的配置而不背离附加权利要求中所规定的本发明的精神和范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1。一种接收机中使用的方法，所述方法包括接收一个具有至少两个信号层的多电平调制信号；从接收多电平调制信号中恢复一个载波，该载波随对于至少两层中的第一层的软判决而变化；以及用所述恢复载波恢复所述至少两个信号层中的一个不同层。
2.根据上述权利要求1所述的方法，其中，所述多电平调制信号是分层调制信号。
3.根据上述权利要求2所述的方法，其中，所述恢复步骤还包括解调第一层接收分层调制信号，产生代表信号点流的经解调第一层信号；对所述经解调第一层信号进行软解码，产生经解码第一层信号；从所述经解码第一层信号中产生再映射第一层信号，所述再映射第一层信号代表一个符号流；用所述再映射第一层信号从所述接收分层调制信号中恢复一个载波；其中，使用步骤包括用所述恢复载波处理所述接收分层调制信号，以从中提取至少两层所述接收分层调制信号中的第二层。
4.根据上述权利要求3所述的方法，其中，产生步骤包括对所述经解码第一层信号再编码，以产生再编码第一层信号；以及对所述再编码第一层信号再映射，以产生再映射第一层信号。
5.根据上述权利要求3所述的方法，其中，产生步骤对所述经解码第一层信号再映射，以产生再映射第一层信号。
6.根据上述权利要求3所述的方法，其中，处理步骤包括对所述接收分层调制信号进行滤波以去除与所述第一层信号有关的符号间干扰的步骤。
7.根据上述权利要求3所述的方法，其中，处理步骤包括用所述恢复载波对所述接收分层调制信号进行反旋，以产生一个反旋型接收分层调制信号；对所述经映射第一层信号进行滤波；以及从所述反旋型接收分层调制信号中去掉所述经滤波经映射第一层信号，以从所述反旋型接收分层调制信号中提取所述第二层。
8.根据上述权利要求3所述的方法，其中，所述处理步骤包括用所述恢复载波对所述再映射第一层信号进行再旋，以产生一个再旋再映射第一层信号；对所述再旋再映射第一层信号进行滤波；以及从所述接收分层调制信号中去掉所述经滤波再旋再映射第一层信号，以从所述接收分层调制信号中提取所述第二层。
9.根据上述权利要求1所述的方法，其中，所述第一层信号是上层信号，而所述第二层信号是下层信号。
10.一种接收机中使用的方法，所述的方法包括对一个接收多电平调制信号的第一层信号分量进行解调和软解码，产生经解码第一层信号；对所述经解码第一层信号进行再映射，产生再映射第一层信号；从所述接收多电平调制信号中产生一个基于软判决的载波，该基于软判决的载波随所述再映射第一层信号而变化；以及用所述基于软判决的载波对所述接收多电平调制信号中的第二层信号分量进行解调。
11.根据上述权利要求10所述的方法，其中，所述接收多电平调制信号是接收分层调制信号。
12.根据上述权利要求10所述的方法，其中，所述第一层信号分量是上层分量，而所述第二层信号分量是下层分量。
13.根据上述权利要求10所述的方法，其中，解调步骤包括用基于软判决的载波对所述接收多电平调制信号进行反旋的步骤。
14.根据上述权利要求10所述的方法，其中，产生步骤包括对所述接收多电平调制信号进行滤波以去除与所述第一层信号分量有关的符号间干扰的步骤。
15.根据上述权利要求10所述的方法，其中，再映射步骤包括对所述经解码第一层信号进行第一次再编码的步骤。
16.一种接收机中使用的方法，所述的方法包括接收多电平调制信号；实施由对于所述接收多电平调制信号的第一层信号分量的软判决驱动的载波恢复处理，以产生一个恢复载波；以及对所述接收多电平调制信号的第二层信号分量进行解调和解码，该第二层信号分量随所述恢复载波而变化。
17.根据上述权利要求16所述的方法，其中，所述第一层信号分量是上层信号分量，而所述第二层信号分量是下层信号分量。
18.根据上述权利要求16所述的方法，其中，所述多电平调制信号是分层调制信号。
19.在接收机中使用的装置，所述装置包括为产生经解调第一层信号而对接收信号进行解调的第一解调器；为产生经解码第一层信号而对所述经解调第一层信号进行解码的第一解码器；为产生再映射第一层信号而对所述经解码第一层信号进行再映射的再映射器；为产生基于软判决的载波而对所述再映射第一层信号和所述接收信号作出响应的载波恢复部件；为产生反旋型接收信号而用基于软判决的载波对所述接收信号进行反旋的反旋器；以及为产生接收信号的第二层信号分量而对所述反旋接收信号和所述再映射第一层信号作出响应的提取器。
20.根据上述权利要求19所述装置，其中，所述提取器包括对所述经映射第一层信号进行滤波的滤波器和将所述经滤波再映射第一层信号从所述反旋型接收信号中去掉的减法部件。
21.根据上述权利要求19所述装置，还包括为产生经解调第二层信号而对所述接收信号的第二层信号分量进行解调的第二解调器。
22.根据上述权利要求21所述装置，还包括为产生经解码第二层信号而对所述经解调第二层信号进行解码的第二解码器。
23.根据上述权利要求19所述装置，其中，所述装置是集成电路。
24.根据上述权利要求19所述装置，其中，所述载波恢复部件包括对所述接收信号和所述再映射第一层信号作出响应而估计它们之间的相位误差的相位误差估计器。
25.根据上述权利要求19所述装置，其中，所述再映射器包括用于对所述经解码第一层信号进行再编码的编码器。
26.根据上述权利要求19所述装置，其中，所述接收信号是分层调制信号。
27.根据上述权利要求19所述装置，其中，所述载波恢复部件还包括从所述接收信号中去除与所述第一层信号分量有关的符号间干扰的滤波器。
权利要求
1.一种接收机中使用的方法，所述方法包括接收一个具有至少两个信号层的多电平调制信号；以及从接收多电平调制信号中恢复一个载波，该载波随对于所述至少两层中的第一层的软判决而变化。
2.根据上述权利要求1所述的方法，其中，所述多电平调制信号是一个分层调制信号。
3.根据上述权利要求2所述的方法，其中，恢复步骤还包括解调接收分层调制信号的所述第一层，产生代表信号点流的经解调第一层信号；对所述经解调第一层信号进行软解码，产生经解码第一层信号；从所述经解码第一层信号中产生经再映射第一层信号，所述经再映射第一层信号代表一个符号流；用所述经再映射第一层信号从所述接收分层调制信号中恢复一个载波；用恢复载波处理所述接收分层调制信号，以从中提取所述至少两层接收分层调制信号中的第二层。
4.根据上述权利要求3所述的方法，其中，产生步骤包括如下步骤对所述经解码第一层信号再编码，以产生一个经再编码第一层信号；以及对所述经再编码第一层信号再映射，以产生经再映射第一层信号。
5.根据上述权利要求3所述的方法，其中，产生步骤对所述经解码第一层信号再映射，以产生所述经再映射第一层信号。
6.根据上述权利要求3所述的方法，其中，恢复步骤包括对所述接收分层调制信号进行滤波以去除与所述第一层信号有关的符号间干扰的步骤。
7.根据上述权利要求3所述的方法，其中，处理步骤包括如下步骤用所述恢复载波对所述接收分层调制信号进行反旋，以产生反旋型接收分层调制信号；对所述经映射第一层信号进行滤波；以及从所述反旋型接收分层调制信号中去掉所述经滤波反旋第一层信号，以从所述反旋型接收分层调制信号中提取所述第二层。
8.根据上述权利要求3所述的方法，其中，处理步骤包括如下步骤用所述恢复载波对所述经再映射第一层信号进行再旋，以产生再旋再映射第一层信号；对所述再旋再映射第一层信号进行滤波；以及从所述接收分层调制信号中去掉所述经滤波再旋再映射第一层信号，以从所述接收分层调制信号中提取所述第二层。
9.根据上述权利要求3所述的方法，其中，所述第一层信号是上层信号，而所述第二层信号是下层信号。
10.一种接收机中使用的方法，所述方法包括对接收多电平调制信号的第一层信号分量进行解调和软解码，产生经解码第一层信号；对所述经解码第一层信号进行再映射，产生再映射第一层信号；从所述接收多电平调制信号中产生一个基于软判决的载波，该载波随所述再映射第一层信号而变化；以及用所述基于软判决的载波对所述接收多电平调制信号的第二层信号分量进行解调。
11.根据上述权利要求10所述的方法，其中，所述接收多电平调制信号是接收分层信号。
12.根据上述权利要求10所述的方法，其中，所述第一层信号分量是上层分量而所述第二层信号分量是下层分量。
13.根据上述权利要求10所述的方法，其中，解调步骤包括用基于软判决的载波对所述接收多电平调制信号进行反旋的步骤。
14.根据上述权利要求10所述的方法，其中，产生步骤包括对所述接收多电平调制信号进行滤波以去除与所述第一层信号分量有关的符号间干扰的步骤。
15.根据上述权利要求10所述的方法，其中，再映射步骤包括对所述经解码第一层信号进行第一次再编码的步骤。
16.一种接收机中使用的方法，所述方法包括接收多电平调制信号；实施由对于所述接收多电平调制信号的第一层信号分量的软判决驱动的载波恢复处理，以产生恢复载波；对所述接收多电平调制信号的随所述恢复载波而变化的第二层信号分量进行解调和解码。
17.根据上述权利要求16所述的方法，其中，所述第一层信号分量是上层信号分量，而所述第二层信号分量是下层信号分量。
18.根据上述权利要求16所述的方法，其中，所述多电平调制信号是分层调制信号。
19.在接收机中使用的装置，所述装置包括为产生解调信号而对接收信号进行解调的解调器；为产生解码信号而对所述解调信号进行解码的软判决解码器；为产生再映射而对所述解码信号进行再映射的再映射器；以及响应所述再映射信号和所述接收信号而产生基于软判决的载波的载波恢复部件。
20.根据上述权利要求19所述装置，其中，所述载波恢复部件包括用于估计所述接收信号和所述再映射第一层信号之间相位误差而对所述信号作出响应的相位误差估计器。
21.根据上述权利要求19所述装置，其中，所述装置是集成电路。
22.根据上述权利要求19所述装置，其中，所述再映射器包括用于对所述经解码信号进行再编码的编码器。
23.根据上述权利要求19所述装置，其中，所述接收信号是多电平调制信号。
24.根据上述权利要求23所述装置，其中，所述多电平调制信号是分层调制信号。
25.在接收机中使用的装置，所述装置包括为产生解调第一层信号而对接收信号进行解调的第一解调器；为产生经解码第一层信号而对所述经解调第一层信号进行解码的第一解码器；为产生经再映射第一层信号而对所述经解码第一层信号进行再映射的再映射器；以及为产生基于软判决的载波而对所述再映射第一层信号和所述接收信号作出响应的载波恢复部件。
26.根据上述权利要求25所述装置，还包括一个为产生一个反旋型接收信号而用基于软判决的载波对所述接收信号进行再反旋的反旋器。
27.根据上述权利要求26所述装置，还包括为产生所述接收信号的第二层信号分量而对所述经反旋被接受信号和所述再映射第一层信号作出响应的提取器。
28.根据上述权利要求27所述装置，其中，所述提取器包括对所述映射第一层信号进行滤波的滤波器和将所述经滤波再映射第一层信号从所述反旋型接收信号中去掉的提取器。
29.根据上述权利要求27所述装置，还包括为产生经解调第二层信号而对所述接收信号的第二层信号分量进行解调的第二解调器。
30.根据上述权利要求29所述装置，还包括为产解码第二层信号而对所述经解调第二层信号进行解码的第二解码器。
31.根据上述权利要求25所述装置，其中，所述装置是集成电路。
32.根据上述权利要求25所述装置，其中，所述载波恢复部件包括用于估计所述接收信号和所述再映射第一层信号之间相位误差而对所述信号作出响应的相位误差估计器。
33.根据上述权利要求25所述装置，其中，所述再映射器包括用于对所述经解码第一层信号再编码的编码器。
34.根据上述权利要求25所述装置，其中，所述接收信号是分层调制信号。
35.根据上述权利要求25所述装置，其中，所述载波恢复部件还包括用于从所述接收信号中去除与所述第一层信号分量有关的符号间干扰的滤波器。
全文摘要
一个卫星通信系统由一个发射机、一个卫星发射机应答器和一个接收机构成。发射机向卫星发射机应答器发送一个上行的分层调制信号，该卫星发射机应答器向一个或多个接收机下行播送分层调制信号。所述接收机接收所述分层调制信号(接收信号)并用恢复载波来反旋接收信号，对该分层调制信号的低层信号分量进行解调和解码，其中，恢复载波由载波恢复处理产生，该载波恢复处理由对于接收信号的上层信号分量的软判决驱动。
文档编号H04L27/34GK1918873SQ200480041816
公开日2007年2月21日 申请日期2004年2月19日 优先权日2004年2月19日
发明者J·科斯洛夫 申请人:汤姆森许可公司