專利名稱：用于減輕共頻道干擾的變動(dòng)的頻道特性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及用于最小化信號(hào)干擾的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
圖1A和圖1B示出相關(guān)技術(shù)中典型的基于衛(wèi)星的廣播系統(tǒng)。
圖1A示出一種通信系統(tǒng)，具體說(shuō)來(lái)，是一種經(jīng)由衛(wèi)星發(fā)送和接收音頻、視頻和數(shù)據(jù)信號(hào)的電視廣播系統(tǒng)20。盡管在基于衛(wèi)星的電視廣播系統(tǒng)的環(huán)境中描述本發(fā)明，但是這里所述的技術(shù)可等同地應(yīng)用于節(jié)目?jī)?nèi)容傳送的其它方法，諸如地面的無(wú)線電系統(tǒng)、基于線纜的系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)。此外，盡管主要對(duì)于電視內(nèi)容(即，音頻和視頻內(nèi)容)來(lái)描述本發(fā)明，但是可使用各種節(jié)目?jī)?nèi)容素材來(lái)實(shí)踐本發(fā)明，所述素材包括視頻內(nèi)容、音頻內(nèi)容、與音頻和視頻相關(guān)的內(nèi)容(例如，電視觀眾頻道)或數(shù)據(jù)內(nèi)容。
電視廣播系統(tǒng)20包括發(fā)射臺(tái)26、上行鏈路碟形天線30、至少一個(gè)衛(wèi)星32以及接收機(jī)臺(tái)34A-34C(共同稱為接收機(jī)臺(tái)34)。發(fā)射臺(tái)26包括多個(gè)輸入22以接收各種信號(hào)，所述信號(hào)諸如模擬電視信號(hào)、數(shù)字電視信號(hào)、視頻帶信號(hào)、原始節(jié)目安排信號(hào)以及計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的、包含HTML內(nèi)容的信號(hào)。此外，輸入22從具有硬盤或其它數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)字視頻服務(wù)器接收信號(hào)。發(fā)射臺(tái)26還包括多個(gè)定時(shí)輸入24，其提供關(guān)于各個(gè)電視頻道的定時(shí)和內(nèi)容的電子日程信息，諸如在報(bào)紙和電視指南中包含的電視日程中找到的信息。發(fā)射臺(tái)26將來(lái)自定時(shí)輸入24的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為節(jié)目指南數(shù)據(jù)。還可在發(fā)射臺(tái)26的地點(diǎn)手動(dòng)地輸入節(jié)目指南數(shù)據(jù)。節(jié)目指南數(shù)據(jù)包括多個(gè)“對(duì)象”。節(jié)目指南數(shù)據(jù)對(duì)象包括用于構(gòu)成最終顯示在用戶的電視上的電子節(jié)目指南的數(shù)據(jù)。
發(fā)射臺(tái)26接收并處理在輸入22和定時(shí)輸入24上接收的各種輸入信號(hào)，將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)形式，將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)組合成單個(gè)輸出數(shù)據(jù)流28，并連續(xù)地將輸出數(shù)據(jù)流28發(fā)送到上行鏈路碟形天線30。輸出數(shù)據(jù)流28是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，盡管可使用其它壓縮方案，但是典型地使用MPEG2編碼來(lái)壓縮所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
在輸出數(shù)據(jù)流28中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被劃分為多個(gè)包，每個(gè)這樣的包標(biāo)記有服務(wù)頻道標(biāo)識(shí)(SCID)號(hào)。之后，由接收機(jī)64(圖1B中所示)使用所述SCID來(lái)識(shí)別與每個(gè)電視頻道相應(yīng)的包。輸出數(shù)據(jù)流28中還包括糾錯(cuò)數(shù)據(jù)。
輸出數(shù)據(jù)流28是由發(fā)射臺(tái)26使用標(biāo)準(zhǔn)的頻率和極化調(diào)制技術(shù)調(diào)制的復(fù)用信號(hào)。輸出數(shù)據(jù)流28優(yōu)選地包括16個(gè)頻帶，每個(gè)頻帶經(jīng)過(guò)左極化或右極化?；蛘撸墒褂么怪睒O化和水平極化。
上行鏈路碟形天線30連續(xù)地從發(fā)射臺(tái)26接收輸出數(shù)據(jù)流28，放大接收的信號(hào)并將信號(hào)31發(fā)送到至少一個(gè)衛(wèi)星32。盡管在圖1中示出單個(gè)上行鏈路碟形天線和衛(wèi)星，但是優(yōu)選的是，使用多個(gè)碟形天線和衛(wèi)星來(lái)提供附加的帶寬，以幫助保證信號(hào)的連續(xù)傳送。
衛(wèi)星32在關(guān)于地球的地球同步中軌道旋轉(zhuǎn)。衛(wèi)星32均包括多個(gè)應(yīng)答器，其接收由上行鏈路碟形天線30發(fā)送的信號(hào)31，放大接收的信號(hào)31，將接收的信號(hào)31頻移到較低的頻帶，隨后將放大的頻移信號(hào)33發(fā)送回接收機(jī)臺(tái)34。
接收機(jī)臺(tái)34接收并處理由衛(wèi)星32發(fā)送的信號(hào)33。以下將對(duì)于圖1B進(jìn)一步詳細(xì)描述接收機(jī)臺(tái)34。
圖1B是接收機(jī)臺(tái)34之一的框圖，所述接收機(jī)臺(tái)接收并解碼音頻、視頻和數(shù)據(jù)信號(hào)。典型地，接收機(jī)臺(tái)34是“機(jī)頂盒”，也稱為集成接收機(jī)解碼器(IRD)，其通常駐留在家庭或多居住單元中，以接收衛(wèi)星廣播的電視信號(hào)。接收機(jī)碟形天線60可以是室外單元(ODU)，其通常是安裝在家庭或多居住單元上的較小的碟形天線。然而，如果需要的話，則接收機(jī)碟形天線60還可以是較大的安裝在地面上的碟形天線。
接收機(jī)臺(tái)34包括接收機(jī)碟形天線60、供替代的內(nèi)容源62、接收機(jī)64、監(jiān)視器66、記錄裝置68、遙控器86和存取卡88。接收機(jī)64包括調(diào)諧器70/解調(diào)器/前向糾錯(cuò)(FEC)解碼器71、數(shù)模(D/A)變換器72、CPU 74、時(shí)鐘76、存儲(chǔ)器78、邏輯電路80、接口82、紅外(IR)接收機(jī)84和存取卡接口90。接收機(jī)碟形天線60接收由衛(wèi)星32發(fā)送的信號(hào)33，放大信號(hào)33并將所述信號(hào)33傳遞到調(diào)諧器70。調(diào)諧器70和解調(diào)器/FEC解碼器71在CPU 74的控制下操作。
CPU 74在存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78或CPU 74內(nèi)的輔助存儲(chǔ)器內(nèi)的操作系統(tǒng)的控制下操作。由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中的一個(gè)或多個(gè)控制程序或應(yīng)用程序來(lái)控制由CPU 74執(zhí)行的功能。操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序包括如下指令當(dāng)由CPU 74讀取并執(zhí)行所述指令時(shí)，其促使接收機(jī)64執(zhí)行實(shí)現(xiàn)和/或使用本發(fā)明所必需的功能和步驟，典型地，通過(guò)存取和處理存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行所述操作。將實(shí)現(xiàn)這種應(yīng)用程序的指令有形地包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)諸如存儲(chǔ)器78或存取卡88。CPU 74還可通過(guò)接口82或接收機(jī)碟形天線60與其它裝置通信，以接受將被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中的命令或指示，由此可制成根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或制造商品。同樣，如這里使用的術(shù)語(yǔ)“制造商品”、“程序存儲(chǔ)裝置”和“計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品”試圖包含任何可由CPU 74從任何計(jì)算機(jī)可讀裝置或介質(zhì)訪問(wèn)的應(yīng)用程序。
存儲(chǔ)器78和存取卡88存儲(chǔ)用于接收機(jī)64的各種參數(shù)，諸如接收機(jī)64被批準(zhǔn)處理和顯示的頻道的列表、使用接收機(jī)64的區(qū)域的郵政編碼和區(qū)域號(hào)碼、接收機(jī)64的機(jī)型名稱和編號(hào)、接收機(jī)64的序列號(hào)、存取卡88的序列號(hào)、接收機(jī)64的擁有者的姓名、地址及電話號(hào)碼、以及接收機(jī)64的制造者的名稱。
存取卡88是可從接收機(jī)64移除的(如圖1B中所示)。當(dāng)存取卡88被插入接收機(jī)64時(shí)，其被耦合到存取卡接口90，所述存取卡接口90經(jīng)由接口82與客戶服務(wù)中心(未示出)通信。存取卡88基于用戶的特定帳戶信息，從客戶服務(wù)中心接收存取授權(quán)信息。此外，存取卡88和客戶服務(wù)中心就服務(wù)的計(jì)費(fèi)和定制進(jìn)行通信。
時(shí)鐘76向CPU 74提供當(dāng)前的本地時(shí)間。優(yōu)選的是，將接口82耦合到在接收機(jī)臺(tái)34的地點(diǎn)的電話插座83。接口82允許接收機(jī)64經(jīng)由電話插座83與如圖1A所示的發(fā)射臺(tái)26通信。接口82還可用于向諸如互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)，并從所述網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。
從接收機(jī)碟形天線60發(fā)送到調(diào)諧器70的信號(hào)是多個(gè)調(diào)制的射頻(RF)信號(hào)。隨后，由調(diào)諧器70將期望的RF信號(hào)下變換為基帶，還產(chǎn)生同相和正交(I和Q)信號(hào)。隨后，將所述兩種信號(hào)傳遞到解調(diào)器/FEC專用集成電路(ASIC)71。解調(diào)器ASIC 71隨后解調(diào)所述I和Q信號(hào)，F(xiàn)EC解碼器正確地識(shí)別每個(gè)發(fā)送的符號(hào)。接收的四相移鍵控(QPSK)或8PSK信號(hào)的符號(hào)分別攜帶2或3個(gè)數(shù)據(jù)比特。如果需要的話，則可使用諸如16幅度移位鍵控(16ASK)的其它移位鍵控方案。將糾正的符號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)比特，其接著組合為凈荷數(shù)據(jù)字節(jié)，并最終形成數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包可攜帶130個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)或188個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)(187個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)和1個(gè)同步字節(jié))。
除了由接收機(jī)碟形天線60接收的數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)之外，優(yōu)選地，還使用其它電視內(nèi)容的源。例如，供替代的內(nèi)容源62向監(jiān)視器66提供附加電視內(nèi)容。供替代的內(nèi)容源62耦合到調(diào)諧器70。供替代的內(nèi)容源62可以是用于接收停播的信號(hào)(即，國(guó)家電視系統(tǒng)委員會(huì)(NTSC)信號(hào))的天線、用于接收美國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(ATSC)信號(hào)的線纜、或其它內(nèi)容源。盡管僅示出一個(gè)供替代的內(nèi)容源62，但是可使用多個(gè)源。
最初，當(dāng)數(shù)據(jù)進(jìn)入接收機(jī)64時(shí)，CPU 74尋找初始化數(shù)據(jù)，其在該行業(yè)內(nèi)通常被稱為引導(dǎo)對(duì)象。引導(dǎo)對(duì)象識(shí)別可找到所有其它節(jié)目指南對(duì)象的SCID?？偸且韵嗤腟CID來(lái)發(fā)送引導(dǎo)對(duì)象，所以CPU 74知道其必須尋找標(biāo)記有該SCID的包。由CPU 74使用來(lái)自所述引導(dǎo)對(duì)象的信息來(lái)識(shí)別節(jié)目指南數(shù)據(jù)的包，并將它們發(fā)送到存儲(chǔ)器78。
遙控器86發(fā)射紅外(IR)信號(hào)85，由接收機(jī)64中的紅外接收機(jī)84接收該信號(hào)85?？蛇x擇性地使用其它類型的數(shù)據(jù)輸入裝置，作為示例而不是限制，所述數(shù)據(jù)輸入裝置諸如超高頻(UHF)遙控器、接收機(jī)64上的鍵盤、遠(yuǎn)程鍵盤和遠(yuǎn)程鼠標(biāo)。當(dāng)用戶通過(guò)按下遙控器86上的“指南”按鈕來(lái)請(qǐng)求顯示節(jié)目指南時(shí)，由IR接收機(jī)84來(lái)接收指南請(qǐng)求信號(hào)，并將其發(fā)送到邏輯電路80。邏輯電路80將指南請(qǐng)求通知CPU 74。響應(yīng)于所述指南請(qǐng)求，CPU 74促使存儲(chǔ)器78將節(jié)目指南數(shù)字圖像傳送到D/A變換器72。D/A變換器72將節(jié)目指南數(shù)字圖像變換為標(biāo)準(zhǔn)的模擬電視信號(hào)，隨后將其發(fā)送到監(jiān)視器66。監(jiān)視器66然后顯示TV視頻和音頻信號(hào)。可選擇地，監(jiān)視器66可以是數(shù)字電視，在這種情況下，不必要在接收機(jī)64中進(jìn)行數(shù)模變換。
用戶使用遙控器86與電子節(jié)目指南交互作用。用戶交互作用的示例包括選擇特定頻道或請(qǐng)求附加指南信息。當(dāng)用戶使用遙控86器選擇頻道時(shí)，IR接收機(jī)84將用戶的選擇中繼到邏輯電路80，其隨后將所述選擇傳遞到存儲(chǔ)器78，所述存儲(chǔ)器78可通過(guò)CPU 74進(jìn)行存取。CPU 74對(duì)從FEC解碼器71接收的音頻、視頻和其它包執(zhí)行MPEG2解碼步驟，并將所選擇的頻道的音頻和視頻信號(hào)輸出到D/A變換器72。D/A變換器72將數(shù)字信號(hào)變換為模擬信號(hào)，并將模擬信號(hào)輸出到監(jiān)視器66。
在這里以例子的方式作為電視廣播系統(tǒng)20示出的這種通信系統(tǒng)20由于數(shù)字技術(shù)而可能需要進(jìn)行高質(zhì)量傳輸。當(dāng)包和其它數(shù)據(jù)從上行鏈路碟形天線30被發(fā)送到接收機(jī)64時(shí)，典型地在相同的頻率上，將打算送往其它接收機(jī)臺(tái)34的包中的符號(hào)和比特從衛(wèi)星32向下發(fā)送到接收機(jī)64，這是因?yàn)榘l(fā)送頻率受控于衛(wèi)星32的限制，可用的發(fā)送頻率受控于用于在頻譜內(nèi)以特定頻率進(jìn)行傳輸?shù)闹湓S可。
此外，數(shù)據(jù)幀以它們會(huì)彼此干擾的方式被編碼，接收機(jī)64無(wú)法得出其應(yīng)該解碼哪些數(shù)據(jù)包，并將它們呈現(xiàn)在監(jiān)視器66上。這種干擾稱為“共頻道”干擾，其中，某一頻道的數(shù)據(jù)與另一頻道的數(shù)據(jù)的接收和解調(diào)發(fā)生干擾。在實(shí)際應(yīng)用中，共頻道干擾還會(huì)源于以下設(shè)施的傳輸其它系統(tǒng)操作者、在相鄰軌道間隙中工作的衛(wèi)星32、或者其它點(diǎn)波束衛(wèi)星廣播系統(tǒng)20中的其它點(diǎn)傳輸波束。
當(dāng)通信系統(tǒng)20發(fā)送更多的數(shù)據(jù)(即，可在監(jiān)視器66上觀看的衛(wèi)星廣播節(jié)目系統(tǒng)上的更多頻道的節(jié)目安排)時(shí)，數(shù)據(jù)包之間的干擾將增加，由此，信號(hào)接收的質(zhì)量將變差。
為了實(shí)現(xiàn)可用頻譜的最優(yōu)化使用，并且傳送大數(shù)量的不同頻道的節(jié)目安排，可將使用相同頻率的rf傳輸指向不同的地理區(qū)域。然而，在接近不同服務(wù)區(qū)域的區(qū)域，有可能的是，接收機(jī)臺(tái)可檢測(cè)想要的傳輸，以及其它同頻率傳輸。不想要的傳輸成為干擾，并且會(huì)使想要的頻道接收機(jī)的整體性能嚴(yán)重降級(jí)。
傳統(tǒng)上，已通過(guò)重新設(shè)計(jì)分配給各個(gè)應(yīng)答器或衛(wèi)星32的頻率分配來(lái)最小化共頻道干擾的負(fù)面影響。但是，在超過(guò)某一程度之后，這就無(wú)法再減輕所述問(wèn)題了。
從而可以看出，本領(lǐng)域需要最小化廣播系統(tǒng)中的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
為了最小化現(xiàn)有技術(shù)的限制，并且最小化將在閱讀和理解該說(shuō)明書時(shí)變得明顯的其它限制，本發(fā)明公開用于最小化通信系統(tǒng)中的共頻道干擾的方法和設(shè)備。一種根據(jù)本發(fā)明的方法包括將第一信號(hào)的特性相對(duì)于第二信號(hào)的類似特性變動(dòng)，以減輕共頻道干擾；以及通過(guò)通信系統(tǒng)的不同頻道發(fā)送第一信號(hào)和第二信號(hào)。
本發(fā)明的可選附加要素包括所述特性是第一信號(hào)的幀開始(SOF)的開始時(shí)間；將開始時(shí)間至少變動(dòng)SOF中的比特的一部分；所述特性是傳輸碼方案；傳輸碼方案是從包括QPSK、8PSK和16ASK的組中選擇的；所述特性是第一信號(hào)的同相(I)部分和第一信號(hào)的正交相位(Q)部分；第一信號(hào)的I和Q部分相對(duì)于第二信號(hào)的I部分和Q部分反轉(zhuǎn)；所述特性是第一信號(hào)的傳輸?shù)念l率；所述特性是第一信號(hào)的幀開始(SOF)的內(nèi)容；所述內(nèi)容是從預(yù)先選擇的一組SOF的內(nèi)容中選擇的；以及將與變動(dòng)的特性有關(guān)的信息發(fā)送到通信系統(tǒng)內(nèi)的接收機(jī)。
本發(fā)明的其它方面、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)固有地包含在所公開的要求保護(hù)的系統(tǒng)和方法中，或者將通過(guò)以下的詳細(xì)描述和附圖而變得清楚。詳細(xì)的描述和附圖僅僅示出本發(fā)明的特定實(shí)現(xiàn)和實(shí)施例，然而，本發(fā)明還能夠有其它不同的實(shí)施例，以及可在各個(gè)方面對(duì)其幾處細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，而所有這些都不脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，基本上將附圖和描述看作示例性的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。


在附圖的圖中，作為示例而不是限制來(lái)示出本發(fā)明，附圖中相同的標(biāo)號(hào)指的是相同的部件，其中圖1A和圖1B示出現(xiàn)有技術(shù)中典型的基于衛(wèi)星的廣播系統(tǒng)；圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、能夠最小化共頻道干擾的數(shù)字廣播系統(tǒng)的示圖；圖2B是圖2A的系統(tǒng)的數(shù)字發(fā)送設(shè)施中采用的示例性發(fā)射機(jī)的示圖；圖3是圖2A的系統(tǒng)中的示例性解調(diào)器的示圖；圖4A和圖4B分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、在圖2A的系統(tǒng)中使用的幀結(jié)構(gòu)的示圖，以及對(duì)于通過(guò)相鄰共頻道發(fā)送的各個(gè)幀用不同的獨(dú)特字(UW)對(duì)幀頭部進(jìn)行加擾的邏輯的示圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的用于分離共頻道干擾的加擾器的示圖；圖6是在圖5的加擾器中使用的示例性加擾序列產(chǎn)生器的示圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在共頻道幀之間的互相關(guān)的周期特性的示圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于產(chǎn)生不同物理層序列的處理的流程圖；
圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于產(chǎn)生加擾的物理頭部的處理的流程圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于發(fā)送加擾參數(shù)的處理的流程圖；圖11是示出用于管理加擾參數(shù)的本發(fā)明的各種實(shí)施例的示圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于基于預(yù)先指定的若干加擾參數(shù)組對(duì)接收的幀進(jìn)行加擾的流程圖；以及圖13是示出本發(fā)明的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
描述一種用于減少數(shù)字廣播和交互系統(tǒng)中的共頻道干擾的設(shè)備、方法和軟件。在以下的描述中，將參照形成所述內(nèi)容一部分的附圖，所述附圖作為示例示出本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可采用其它實(shí)施例并且可進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改變。
概述在本發(fā)明中，從發(fā)射臺(tái)26經(jīng)由信號(hào)31、衛(wèi)星32和信號(hào)33發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包含三個(gè)主要成分?jǐn)?shù)據(jù)幀的頭部，稱為物理層頭部或PL頭部；凈荷數(shù)據(jù)；以及可選地，附加的插入符號(hào)，稱為導(dǎo)頻符號(hào)，接收機(jī)64使用所述符號(hào)在接收機(jī)臺(tái)34中減輕降級(jí)的有害影響，主要是相位噪聲的影響。通過(guò)使用PL頭部，解調(diào)器/FEC解碼器71可在每個(gè)數(shù)據(jù)幀的開始快速地捕獲正確相位。對(duì)于許多8PSK和QPSK傳輸方式，還需要導(dǎo)頻符號(hào)來(lái)更加精確地跟蹤相位噪聲。然而，在特定示例中，當(dāng)用于期望的信號(hào)和干擾同頻率信號(hào)的PL頭部在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)時(shí)，干擾很強(qiáng)，以致解調(diào)器/FEC解碼器71不能以必要的精度確定與想要的信號(hào)相關(guān)的載波頻率的相位。這表示當(dāng)解調(diào)器71設(shè)法保持對(duì)期望的信號(hào)鎖相時(shí)，不期望的信號(hào)呈現(xiàn)出相同的頭部符號(hào)或?qū)ьl符號(hào)，解調(diào)器71會(huì)由于不期望的信號(hào)的存在而混亂，因此不能跟蹤期望的信號(hào)的相位。解調(diào)器71中的這種混亂在本領(lǐng)域中稱為使解調(diào)器71“脫離”期望的信號(hào)。如果將解調(diào)器71從QPSK傳輸?shù)淖罴研亲c(diǎn)拉開45度，則解調(diào)器無(wú)法正確識(shí)別符號(hào)。這將引起差錯(cuò)，如果不很快將其糾正的話，則數(shù)據(jù)差錯(cuò)將被識(shí)別為鎖定丟失。這反過(guò)來(lái)將導(dǎo)致微處理器74命令解調(diào)器71重新捕獲信號(hào)，重新捕獲信號(hào)將導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，直到捕獲到期望的信號(hào)。這種數(shù)據(jù)的丟失將在監(jiān)視器66上呈現(xiàn)不正確的數(shù)據(jù)，可能在觀眾看來(lái)將是監(jiān)視器66上的服務(wù)中斷。共頻道干擾將造成觀眾看到給定的監(jiān)視器66淡變?yōu)楹谄?，或看到錯(cuò)亂的畫面，或聽(tīng)到錯(cuò)亂的聲音，而無(wú)法在監(jiān)視器上觀看具有動(dòng)作和對(duì)話的期望的電視頻道。很明顯共頻道干擾會(huì)對(duì)電視廣播系統(tǒng)20產(chǎn)生有害影響。
本發(fā)明提供幾個(gè)因素，其將減輕這種共頻道干擾的影響。
第一種方法是向那些可被這種共頻道干擾影響的頻道提供不同的幀開始(SOF)序列和/或加擾碼。隨之，解調(diào)器71可當(dāng)被要求調(diào)諧至數(shù)據(jù)幀中的一個(gè)或者另一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)尋找特定SOF，并且能夠得出它們之間的差別?？蛇x地，或者相結(jié)合地，用于加擾這種干擾信號(hào)的代碼的差異可足夠大，以致兩個(gè)數(shù)據(jù)幀之間的互相關(guān)被減少到某種程度，其中，解調(diào)器71可鎖定期望的傳輸并忽略干擾頻道的有害影響。此外，不同的加擾技術(shù)可用于不同頻道上的PL頭部，并且/或者不同的加擾技術(shù)或不同的加擾碼可應(yīng)用于凈荷數(shù)據(jù)，對(duì)凈荷數(shù)據(jù)的所述加擾處理或者與PL頭部的加擾結(jié)合，或者與PL頭部的加擾分開，以上處理將減少或消除所述脫離效應(yīng)。
另一種用于減少共頻道干擾影響的方法是感測(cè)當(dāng)解調(diào)器71被從跟蹤給定信號(hào)的特定相位的狀態(tài)拉走的時(shí)刻。這種拉走或相位跟蹤的脫離將指示干擾數(shù)據(jù)幀的存在，解調(diào)器71可隨之選擇不通過(guò)PL頭部或?qū)ьl符號(hào)來(lái)更新相位跟蹤。
本發(fā)明的另一方法是將調(diào)制的rf信號(hào)的傳輸頻率偏移一小的量，例如，1MHz，從而對(duì)于給定的數(shù)據(jù)幀，解調(diào)器71可在不同頻率空間搜索PL頭部的SOF部分。偏移的數(shù)量以及例如關(guān)于頻率向上或向下的方向可基于獨(dú)立rf傳輸?shù)臄?shù)量或衛(wèi)星32的下行鏈路波束，獨(dú)立rf傳輸或衛(wèi)星32的下行鏈路波束將同時(shí)存在并潛在地造成共頻道干擾。此外，信號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)幀可在時(shí)間上進(jìn)行偏移，例如，一數(shù)據(jù)幀首先開始，而將干擾數(shù)據(jù)幀延遲特定數(shù)量的符號(hào)，從而對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)幀，PL頭部的SOF部分將出現(xiàn)在不同的時(shí)間。這將允許解調(diào)器71基于已知的數(shù)據(jù)幀的偏移而知道已經(jīng)接收到哪個(gè)數(shù)據(jù)幀，隨后解調(diào)正確的信號(hào)。
本發(fā)明的另一方法是在每個(gè)數(shù)據(jù)幀內(nèi)使用不同的移位鍵控模式。典型地，QPSK傳輸模式將比8PSK傳輸模式對(duì)于共頻道干擾影響更加有抵抗能力。
系統(tǒng)2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，能夠最小化共頻道干擾的數(shù)字廣播系統(tǒng)100。數(shù)字通信系統(tǒng)100包括數(shù)字發(fā)送設(shè)施101，其產(chǎn)生經(jīng)由通信頻道103廣播到一個(gè)或更多接收機(jī)105的信號(hào)波形。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，通信系統(tǒng)100是衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其例如支持音頻和視頻廣播以及交互服務(wù)。這種通信系統(tǒng)在圖1A和圖1B中示出，并在以上描述過(guò)。交互服務(wù)包括例如，電子節(jié)目指南(EPG)、高速互聯(lián)網(wǎng)接入、交互廣告、電話以及電子郵件服務(wù)。這些交互服務(wù)還可包含諸如付費(fèi)節(jié)目、TV商務(wù)、視頻點(diǎn)播、近視頻點(diǎn)播和音頻點(diǎn)播服務(wù)的電視服務(wù)。在這種情況下，接收機(jī)105是衛(wèi)星接收機(jī)。典型地，衛(wèi)星接收機(jī)駐留在“機(jī)頂盒”中，也稱為集成接收機(jī)/解碼器(IRD)。
在廣播應(yīng)用中，連續(xù)模式接收機(jī)105被廣泛使用。關(guān)于同步(例如，載波相位和載波頻率)，在低信噪比(SNR)環(huán)境下執(zhí)行得較好的代碼與這些接收機(jī)105相沖突。物理層頭部和/或?qū)ьl符號(hào)可用于這種同步。因此，關(guān)于系統(tǒng)性能的重要考慮在于對(duì)物理層頭部和/或?qū)ьl符號(hào)的共頻道干擾的考慮。因?yàn)槲锢韺宇^部和/或?qū)ьl用于捕獲和/或跟蹤載波相位和載波頻率，所以這種干擾會(huì)使接收機(jī)性能降級(jí)。
許多數(shù)字廣播系統(tǒng)100需要使用除幀結(jié)構(gòu)中的正常開銷比特以外的附加訓(xùn)練符號(hào)來(lái)進(jìn)行它們的同步處理。當(dāng)信噪比(SNR)低時(shí)尤其需要這種開銷上的增加；當(dāng)高性能代碼結(jié)合高階調(diào)制使用時(shí)，以上情況是典型的。傳統(tǒng)上，連續(xù)模式接收機(jī)采用反饋控制環(huán)路來(lái)捕獲和跟蹤載波頻率和相位。這些完全基于反饋控制環(huán)路的方法易遭受強(qiáng)烈的射頻(RF)相位噪聲和熱噪聲，造成關(guān)于整個(gè)接收機(jī)性能的高周跳率和差錯(cuò)基底。因此，這些方法除具有有限的捕獲范圍和需要較長(zhǎng)的捕獲時(shí)間之外，還負(fù)擔(dān)在訓(xùn)練用于特定性能目標(biāo)的符號(hào)方面增加的開銷。此外，這些傳統(tǒng)的同步技術(shù)取決于特定的調(diào)制方案，由此阻礙了在調(diào)制方案使用上的靈活性。
在系統(tǒng)100中，接收機(jī)105通過(guò)檢查嵌入廣播數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)(如圖4A所示)中的前導(dǎo)、頭部和/或獨(dú)特加擾碼或獨(dú)特字(UW)來(lái)實(shí)現(xiàn)載波同步，由此減少專門用于訓(xùn)練目的指定的額外開銷的使用。以下將對(duì)于圖3進(jìn)行更加全面地描述接收機(jī)105。
在該離散通信系統(tǒng)100中，發(fā)送設(shè)施101產(chǎn)生離散的一組表示媒體內(nèi)容(例如，音頻、視頻、文本信息、數(shù)據(jù)等)的可能消息；每個(gè)可能消息具有相應(yīng)的信號(hào)波形。這些信號(hào)波形經(jīng)由通信頻道103而被衰減，或以其它方式被改變。為了對(duì)付廣播頻道103中的噪聲，發(fā)送設(shè)施101采用前向糾錯(cuò)碼，諸如低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼或不同F(xiàn)EC碼的鏈接。
LDPC或其它FEC碼、或者由發(fā)送設(shè)施101產(chǎn)生的其它代碼有助于高速執(zhí)行，而不會(huì)引起任何性能損失。從發(fā)送設(shè)施101輸出的這些構(gòu)造的LDPC碼避免了將少量的檢查節(jié)點(diǎn)分配給已經(jīng)由于調(diào)制方案(例如，8PSK)而易受信道差錯(cuò)危害的比特節(jié)點(diǎn)。這種LDPC碼具有可平行化的解碼處理(不同于turbo碼)，其有利地涉及諸如加法、比較和表查找的簡(jiǎn)單運(yùn)算。此外，精心設(shè)計(jì)的LDPC碼不會(huì)顯示差錯(cuò)基底的任何跡象，例如，即使信噪比增加，差錯(cuò)方面也不會(huì)減少。如果存在差錯(cuò)基底，則可使用諸如Bose/Chaudhuri/Hocquenghem(BCH)碼等的其它碼來(lái)有效地抑止這種差錯(cuò)基底。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，發(fā)送設(shè)施101使用如以下在圖2中解釋的相對(duì)簡(jiǎn)單的編碼技術(shù)來(lái)產(chǎn)生基于奇偶校驗(yàn)矩陣的LDPC碼(其有助于解碼期間的高效存儲(chǔ)器訪問(wèn))，以與衛(wèi)星接收機(jī)105通信。
發(fā)射機(jī)功能圖2B是在圖2A的系統(tǒng)100的數(shù)字發(fā)送設(shè)施中采用的示例性發(fā)射機(jī)的示圖。發(fā)送設(shè)施101中的發(fā)射機(jī)200配備有LDPC/BCH編碼器203，其從信息源201接受輸入，并輸出適合在接收機(jī)105進(jìn)行糾錯(cuò)處理的較高冗余度的編碼流。信息源201從離散字母表X產(chǎn)生k個(gè)信號(hào)。用奇偶校驗(yàn)矩陣來(lái)指定LDPC碼。通常，進(jìn)行LDPC碼的編碼需要指定生成矩陣。將BCH包括其中以減少系統(tǒng)20的差錯(cuò)基底，這提高了糾錯(cuò)性能。
編碼器203使用簡(jiǎn)單編碼技術(shù)來(lái)從字母表Y產(chǎn)生信號(hào)，并將其輸出到調(diào)制器205，所述簡(jiǎn)單編碼技術(shù)通過(guò)將結(jié)構(gòu)加于奇偶校驗(yàn)矩陣上而僅利用奇偶校驗(yàn)矩陣。具體說(shuō)來(lái)，通過(guò)將矩陣的特定部分約束為三角陣而對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣施加限制。這種限制導(dǎo)致可以忽略的性能損失，因此，成為吸引人的折衷方案。
加擾器209對(duì)根據(jù)本發(fā)明的FEC編碼符號(hào)進(jìn)行加擾，以最小化共頻道干擾，這將在以下全面描述。
調(diào)制器205將來(lái)自加擾器209的加擾消息映射成被發(fā)送到發(fā)射天線207的信號(hào)波形，所述發(fā)射天線207通過(guò)通信頻道103發(fā)射這些波形。如下所討論的，將來(lái)自發(fā)射天線207的發(fā)送信號(hào)傳播到解調(diào)器。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)的情況下，經(jīng)由衛(wèi)星來(lái)中繼從天線207發(fā)送的信號(hào)。
解調(diào)器圖3是在圖1的系統(tǒng)中的示例性解調(diào)器/FEC解碼器71的示圖。解調(diào)器/FEC解碼器71包括解調(diào)器301、載波同步模塊/解擾器302和LDPC/BCH解碼器307，并且支持經(jīng)由天線303從發(fā)射機(jī)200接收信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，解調(diào)器301對(duì)從天線303接收的LDPC編碼信號(hào)提供濾波和符號(hào)定時(shí)同步，以及載波同步模塊302對(duì)從解調(diào)器301輸出的信號(hào)提供頻率和相位捕獲和跟蹤，及解擾。在解調(diào)之后，所述信號(hào)被轉(zhuǎn)送到LDPC解碼器307，其嘗試通過(guò)產(chǎn)生消息X’來(lái)重構(gòu)原始源消息。
至于接收端，如果期望的載波和干擾載波兩者均使用相同的調(diào)制和編碼配置(或模式)，則當(dāng)幀頭部(如圖4A所示)恰好在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)而它們的相對(duì)頻率偏移較小時(shí)，在解調(diào)器的相位估計(jì)中，所述干擾會(huì)造成顯著的差錯(cuò)，結(jié)果，解調(diào)器會(huì)周期性產(chǎn)生差錯(cuò)。當(dāng)所述信號(hào)的頻率和符號(hào)時(shí)鐘足夠接近時(shí)，盡管它們可相對(duì)于彼此漂移，但是還是會(huì)出現(xiàn)上述情況。
幀結(jié)構(gòu)圖4A是在本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的示例性幀結(jié)構(gòu)的示圖。作為示例，示出的LDPC編碼幀400例如可支持衛(wèi)星廣播和交互服務(wù)。幀400包括物理層頭部(表示為“PL頭部”)401并占用一時(shí)隙，幀400還包括用于數(shù)據(jù)或其它凈荷的其它時(shí)隙403。此外，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，幀400在每16個(gè)時(shí)隙之后采用導(dǎo)頻塊405，以幫助載波相位和頻率的同步。應(yīng)注意到，導(dǎo)頻塊405是可選的。盡管在16個(gè)時(shí)隙403之后示出可表示加擾的塊的導(dǎo)頻塊(或?qū)ьl序列)405，但是其可插入沿幀400的任何位置。
在示例性實(shí)施例中，導(dǎo)頻插入處理每1440個(gè)符號(hào)插入導(dǎo)頻塊。在這種情況下，導(dǎo)頻塊包括36個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)。例如，在物理層幀400中，這樣地，在PL頭部401之后，在1440個(gè)凈荷符號(hào)之后插入第一導(dǎo)頻塊，在2880個(gè)凈荷符號(hào)之后插入第二導(dǎo)頻塊等。如果導(dǎo)頻塊位置與下一PL頭部401的開始一致，則不插入導(dǎo)頻塊405。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，載波同步模塊302(圖3)采用PL頭部401和/或?qū)ьl塊405來(lái)進(jìn)行載波頻率和相位同步。PL頭部401和/或?qū)ьl塊405可用于載波同步，即，用于幫助頻率捕獲和跟蹤的操作，并且可用于相位跟蹤環(huán)路。由此，將PL頭部401和導(dǎo)頻塊405看作“訓(xùn)練”或“導(dǎo)頻”符號(hào)，并單獨(dú)或共同地構(gòu)成訓(xùn)練塊。
每個(gè)PL頭部401典型地包括幀開始(SOF)部分，其包括26個(gè)符號(hào)；以及物理層信令碼字段(PLS碼)字段，其包括64個(gè)符號(hào)。典型地，對(duì)于在沒(méi)有進(jìn)一步加擾的情況下所發(fā)送的所有信號(hào)的所有PL頭部401而言，SOF部分是相同的。
對(duì)于QPSK、8PSK和其它調(diào)制，導(dǎo)頻序列405是36符號(hào)長(zhǎng)的段(每個(gè)符號(hào)為(1+j)/)；即，36個(gè)符號(hào)(PSK)。在幀400中，可在1440個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)之后插入導(dǎo)頻序列405。在這種情況下，PL頭部401可具有64種可能的格式，其取決于調(diào)制、編碼和導(dǎo)頻配置。
當(dāng)干擾載波和期望的載波(即，共頻道)的PL頭部401在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)時(shí)，來(lái)自干擾PL頭部401的相干影響會(huì)引入明顯的相位差錯(cuò)，造成不可接受的性能上的降級(jí)。同樣，如果兩個(gè)共頻道均使用導(dǎo)頻符號(hào)(兩者均使用相同的用于導(dǎo)頻塊405的黃金碼)，則將以完全相同的方式對(duì)導(dǎo)頻塊405進(jìn)行加擾，以致干擾載波(或共頻道)中導(dǎo)頻塊的相干影響仍然是個(gè)問(wèn)題。
為了減輕共頻道干擾的影響，以導(dǎo)頻模式對(duì)幀400進(jìn)行加擾。通常，在這種模式下，用對(duì)于發(fā)射機(jī)而言獨(dú)特的黃金碼序列對(duì)非頭部分407進(jìn)行加擾。然而，在廣播模式下，使用公共碼對(duì)包括導(dǎo)頻塊405的整個(gè)幀400進(jìn)行加擾；例如，向所有的接收機(jī)105提供相同的黃金序列。將對(duì)于圖4B、圖5、圖6、圖8和圖9來(lái)進(jìn)一步解釋加擾處理。如這里所使用的，還將加擾的導(dǎo)頻序列表示為幀400的“導(dǎo)頻段”。
I和Q交換可根據(jù)本發(fā)明使用的另一種方法是在保持共頻道相位完好的同時(shí)，交換一個(gè)信號(hào)的同相(I)和正交相位(Q)部分。這種相位交換將破壞共頻道數(shù)據(jù)幀400中的相位相干性，這最小化或防止了共頻道中兩個(gè)數(shù)據(jù)幀400之間的干擾。
對(duì)PL頭部應(yīng)用不同的加擾碼如圖4B所示，為了減少共頻道干擾的影響，各個(gè)共頻道可采用與PL頭部401相同長(zhǎng)度的幾種不同的獨(dú)特字(UW)模式以加擾PL頭部401。例如，對(duì)于期望的載波和干擾載波(即，共頻道)，可執(zhí)行不同UW模式411、413與PL頭部401的異或(經(jīng)由XOR邏輯409)。以這種方法，與干擾載波的PL頭部401相關(guān)的功率不再相干地添加到期望的載波的PL頭部401。
盡管對(duì)于支持衛(wèi)星廣播和交互服務(wù)(并與數(shù)字視頻廣播(DVB)-S2標(biāo)準(zhǔn)兼容)的結(jié)構(gòu)描述了幀400，但是應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的載波同步技術(shù)可應(yīng)用于其它幀結(jié)構(gòu)。
此外，可在將PL頭部401附加到幀400之前，對(duì)單個(gè)的PL頭部401進(jìn)行加擾，并且可在其它PL頭部401沒(méi)有進(jìn)行加擾的情況下，對(duì)單個(gè)的PL頭部401進(jìn)行加擾。本發(fā)明預(yù)計(jì)基于兩個(gè)數(shù)據(jù)幀400之間的預(yù)料的共頻道干擾來(lái)選擇加擾碼(或者產(chǎn)生加擾碼的種子)，或者，可選擇地，選擇不采用加擾碼。如圖5所示，可將PL頭部作為數(shù)據(jù)幀400加擾的一部分，再次進(jìn)行加擾，或者，使用加密方案對(duì)其進(jìn)行加密。
在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，用于加擾PL頭部401的代碼411和413可以是如這里所述的黃金碼，其它種子產(chǎn)生的代碼或者其它編碼方案。這種代碼或用于這種代碼的種子可以從有限數(shù)量的代碼或種子中進(jìn)行選擇，可將這種代碼或種子發(fā)送到接收機(jī)64，以在對(duì)數(shù)據(jù)幀400進(jìn)行解擾時(shí)用于解調(diào)和解擾幀400。可基于幾個(gè)因素來(lái)選擇所述有限數(shù)量的代碼或種子，所述因素包括通信系統(tǒng)100中衛(wèi)星32的數(shù)量或者預(yù)料的共頻道干擾的數(shù)量。
共頻道加擾圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于分離共頻道干擾的序列加擾器的示圖。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，加擾碼是可從黃金碼構(gòu)建的復(fù)雜序列。即，加擾器209產(chǎn)生加擾序列Rn(i)。根據(jù)圖6的加擾器序列產(chǎn)生器，表1定義加擾序列Rn(i)如何使用加擾器209對(duì)幀進(jìn)行加擾。具體說(shuō)來(lái)，表1示出基于加擾器209的輸出，輸入符號(hào)到輸出符號(hào)的映射。

表1對(duì)于這樣兩種m序列產(chǎn)生器中的任何一個(gè)使用不同種子會(huì)產(chǎn)生不同的黃金序列。通過(guò)將不同種子用于不同服務(wù)，可減少相互干擾。
在廣播模式下，對(duì)于特定物理信道，90個(gè)符號(hào)的物理層頭部401可保持恒定。黃金序列在每個(gè)幀的開始被復(fù)位，因此，加擾的導(dǎo)頻也是周期性的，其周期等于幀長(zhǎng)。因?yàn)樵趲袛y帶信息的數(shù)據(jù)隨機(jī)地變化和出現(xiàn)，所以共頻道干擾是隨機(jī)的并且使工作的信噪比降級(jí)。在沒(méi)有使用所述方案的情況下，由于原始物理層頭部401和導(dǎo)頻塊405的非時(shí)變特性，所以對(duì)于接收機(jī)而言，載波和相位估計(jì)將是歪斜的，這取決于用于這種捕獲和跟蹤的導(dǎo)頻和物理層頭部。這還將使除與隨機(jī)數(shù)據(jù)相關(guān)的信噪比降級(jí)的性能之外的性能降級(jí)。
加擾器209采用不同的加擾序列(在圖6中的n)，以進(jìn)一步分離共頻道干擾。一個(gè)加擾序列用于物理層頭部，一個(gè)加擾序列用于導(dǎo)頻。根據(jù)來(lái)自于n個(gè)值的黃金序列的不同種子來(lái)指定不同導(dǎo)頻。
這樣，本發(fā)明預(yù)計(jì)分開加擾PL頭部401、導(dǎo)頻塊405和凈荷403的幾個(gè)組合，以用于共頻道干擾的減輕。根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜性，可在不加擾凈荷403的情況下，使用與共頻道不同的代碼對(duì)給定頻道的PL頭部401和導(dǎo)頻塊405(如果存在的話)進(jìn)行加擾?；旧?，使用一個(gè)代碼對(duì)存在于一個(gè)頻道400中的所有非凈荷403的符號(hào)進(jìn)行加擾，使用不同的代碼對(duì)存在于另一頻道400中的所有非凈荷403的符號(hào)進(jìn)行加擾。
此外，可使用不同加擾碼對(duì)用于兩個(gè)不同頻道的PL頭部401和導(dǎo)頻塊405(如果存在的話)進(jìn)行加擾，可使用其它代碼對(duì)用于所述頻道的凈荷403進(jìn)行加擾。例如，第一加擾序列可應(yīng)用于第一PL頭部401，第二加擾序列可應(yīng)用于第二PL頭部401。第三加擾序列(典型地為黃金碼)應(yīng)用于第一凈荷403，第四加擾序列(也典型地為黃金碼)應(yīng)用于第二凈荷。
在本發(fā)明的范圍之內(nèi)還預(yù)計(jì)，可存在將配對(duì)的代碼對(duì)用于PL頭部401和凈荷403的系統(tǒng)。因此，用于PL頭部401的給定加擾碼總是和用于加擾所述PL頭部401的凈荷403的加擾碼一同使用。這些代碼對(duì)可應(yīng)用于任何信號(hào)400，并且可按照需要將所述代碼對(duì)從一個(gè)信號(hào)400重新分配到另一信號(hào)400。
在本發(fā)明的范圍之內(nèi)還預(yù)計(jì)，系統(tǒng)20內(nèi)的每個(gè)凈荷403信號(hào)接收獨(dú)特的加擾碼。此外，每個(gè)PL頭部401可接收獨(dú)特的加擾碼，如果需要，則所述獨(dú)特的加擾碼可與用于凈荷403的加擾碼配對(duì)。
盡管所描述的是單個(gè)加擾序列用于給定的頻道400的情況，但是本發(fā)明還預(yù)計(jì)，可在給定數(shù)量的幀被發(fā)送之后，改變或輪換加擾序列。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可按照需要以隨機(jī)或周期性的基礎(chǔ)輪換用于PL頭部401、凈荷403或者這兩者的加擾序列。
黃金序列產(chǎn)生器示6是在圖5的加擾器中使用的示例性加擾序列產(chǎn)生器的示圖。盡管在圖6中示出黃金序列產(chǎn)生器，但是可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，在本發(fā)明之內(nèi)使用其它序列產(chǎn)生器。通過(guò)對(duì)于共頻道使用不同序列，即，對(duì)于每個(gè)共頻道使用不同初始化種子，可減輕干擾。在該示例中，黃金序列產(chǎn)生器700采用的優(yōu)選多項(xiàng)式為1+X7+X18和1+Y5+Y7+Y10+Y18。例如，為了支持n個(gè)共頻道，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，可將種子編程為m序列產(chǎn)生器701?；谟糜谒龉差l道的給定種子來(lái)初始化多項(xiàng)式。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，使用搜索算法來(lái)產(chǎn)生種子，所述搜索算法最小化每對(duì)共頻道導(dǎo)頻段之間的最差互相關(guān)。
產(chǎn)生不同的PL序列圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于產(chǎn)生不同的物理層序列的處理的流程圖。在步驟801，將不同的初始化種子分配到各個(gè)共頻道。接著，經(jīng)步驟803，基于所述種子產(chǎn)生黃金序列。然后，如步驟805，從用于每個(gè)不同服務(wù)的黃金序列構(gòu)建加擾序列。在步驟807，通過(guò)加擾器209輸出物理層序列。
本發(fā)明可對(duì)于每個(gè)頻道使用不同的初始化種子，因此，每個(gè)信號(hào)中的任何導(dǎo)頻信號(hào)405將包含不同的符號(hào)，這大大減少了兩個(gè)干擾共頻道之間的互相關(guān)。一旦導(dǎo)頻符號(hào)405是可區(qū)分的，解調(diào)器71可基于幾乎整個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)405來(lái)跟蹤一個(gè)數(shù)據(jù)幀400，這最小化了數(shù)據(jù)幀400之間的干擾。
圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于產(chǎn)生加擾的物理頭部的處理的流程圖。如步驟901，(圖2A的)發(fā)射機(jī)200接收與物理頭部或?qū)ьl序列相關(guān)的輸入符號(hào)。在步驟903，發(fā)射機(jī)根據(jù)由加擾器209產(chǎn)生的加擾序列映射輸入符號(hào)。然后，經(jīng)步驟905，產(chǎn)生輸出符號(hào)。此后，發(fā)射機(jī)輸出帶有加擾的物理序列和/或加擾的導(dǎo)頻序列的幀(步驟907)。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于發(fā)送加擾參數(shù)的處理的流程圖。如上所述，對(duì)于導(dǎo)頻模式，對(duì)于不同的服務(wù)采用不同的黃金序列以減少共頻道干擾。此外，使用與頭部401相同長(zhǎng)度的不同的UW模式可最小化頭部401的相關(guān)加性。因此，接收機(jī)需要適當(dāng)?shù)腢W來(lái)對(duì)PL頭部401進(jìn)行去擾，還需要適當(dāng)?shù)狞S金序列來(lái)對(duì)凈荷數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻塊進(jìn)行去擾。
在步驟1001，發(fā)射機(jī)(例如，發(fā)射機(jī)200)將用于每個(gè)支持的載波(共頻道)的加擾參數(shù)發(fā)送到接收機(jī)64。典型地通過(guò)將加擾參數(shù)嵌入凈荷403的高級(jí)節(jié)目指南(APG)部分來(lái)實(shí)現(xiàn)上述處理，在來(lái)自衛(wèi)星32的至少一個(gè)應(yīng)答器上可得到所述凈荷403的高級(jí)節(jié)目指南部分。典型地，在來(lái)自衛(wèi)星32的每個(gè)應(yīng)答器上可得到所述凈荷403的APG部分，可指導(dǎo)接收機(jī)64在啟動(dòng)時(shí)接收特定應(yīng)答器上的APG，如果這種對(duì)于接收機(jī)64的指導(dǎo)是必要的話。此外，發(fā)射機(jī)200可使用用于發(fā)送加擾碼的其它方法，諸如通過(guò)經(jīng)由接口82與接收機(jī)64交互作用的電話線路。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述加擾參數(shù)包括加擾碼，以及用于每個(gè)載波或頻道的加擾序列號(hào)的索引。缺省的載波支持PL頭部401沒(méi)有經(jīng)過(guò)加擾以及凈荷數(shù)據(jù)403(如果存在的話，則連同導(dǎo)頻塊405)由諸如序列No.0的缺省黃金序列進(jìn)行加擾的幀。如步驟1003，接收機(jī)65最初調(diào)諧至所述載波以獲得加擾參數(shù)，并存儲(chǔ)用于將接收的所有載波的加擾參數(shù)組(經(jīng)步驟1005)。如步驟1007，當(dāng)接收機(jī)切換至另一載波時(shí)，經(jīng)步驟1009，檢索用于所述載波的特定加擾參數(shù)。具體說(shuō)來(lái)，檢索存儲(chǔ)的索引以找到正確的UW以及存儲(chǔ)的黃金序列號(hào)。在步驟1011，通過(guò)特定載波接收的幀被適當(dāng)?shù)亟鈹_。
圖11是示出用于管理加擾參數(shù)的本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的示圖。在該示例中，衛(wèi)星系統(tǒng)20包括發(fā)射臺(tái)26，其對(duì)于系統(tǒng)20中使用的所有載波，將加擾參數(shù)1100存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器，即，數(shù)據(jù)庫(kù)1102中?？墒褂脙煞N方法將加擾參數(shù)經(jīng)由衛(wèi)星32傳送到接收機(jī)臺(tái)34A-34C。
在第一種方法中，接收機(jī)34保存與分配給接收機(jī)34的載波相應(yīng)的所有加擾參數(shù)組。以這種方式，發(fā)射臺(tái)26僅需要指示與正確的加擾參數(shù)組相關(guān)的特定條目，接收機(jī)34將所述正確的加擾參數(shù)組用于特定載波。更新命令僅指示接收機(jī)34的數(shù)據(jù)庫(kù)1102中用于這些UW和黃金序列號(hào)的索引。
如圖12中所解釋的，第二種方法采用超高速緩存機(jī)制以用于預(yù)先選擇或預(yù)先指定的加擾參數(shù)條目。同樣，接收機(jī)34包括存儲(chǔ)器78，以存儲(chǔ)預(yù)先指定的參數(shù)組。
圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、基于預(yù)先指定的加擾參數(shù)組對(duì)接收的幀進(jìn)行解擾的流程圖。使用這種方法，如步驟1201，預(yù)先選擇或預(yù)先指定與接收機(jī)34將使用的載波相應(yīng)的k個(gè)加擾參數(shù)組。換言之，僅將k個(gè)預(yù)先選擇的UW和k個(gè)黃金序列號(hào)存儲(chǔ)在表中。可根據(jù)存儲(chǔ)器78的大小來(lái)配置k的值。結(jié)果，對(duì)于每個(gè)載波，發(fā)射臺(tái)26僅需要發(fā)送2log2k個(gè)比特。此外，如果UW和黃金序列號(hào)之間的固定聯(lián)系被保存，則可進(jìn)一步減少發(fā)送的比特的數(shù)量—對(duì)于每個(gè)載波發(fā)送一倍的log2k個(gè)比特的號(hào)。因此，經(jīng)步驟1203，接收機(jī)34僅將k個(gè)加擾參數(shù)組存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中。
使用這種“超高速緩存”構(gòu)思，不需要由發(fā)射臺(tái)26就特定的加擾參數(shù)組指示接收機(jī)34。在這一點(diǎn)上，經(jīng)步驟1205，如果接收機(jī)34確定發(fā)射臺(tái)26已經(jīng)指出了這種指示，則如步驟1207，接收機(jī)34從存儲(chǔ)器78檢索適當(dāng)?shù)募訑_參數(shù)，并對(duì)通過(guò)所述特定載波接收的幀進(jìn)行解擾。
或者，如步驟1209，，假設(shè)k足夠小，不致于給接收機(jī)34的處理能力造成過(guò)重的負(fù)擔(dān)，則接收機(jī)34可自己在存儲(chǔ)器78內(nèi)的加擾參數(shù)表中確定有效的條目。當(dāng)接收機(jī)第一次調(diào)諧至特定載波時(shí)，接收機(jī)34可執(zhí)行搜索進(jìn)程以單步調(diào)試存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中的所有可能的k個(gè)預(yù)先選擇的UW和黃金序列號(hào)組，而不必經(jīng)由缺省的載波接收這些參數(shù)。一旦在搜索之后對(duì)于特定載波找到了有效或正確的UW和黃金序列號(hào)組，則可經(jīng)步驟1211，對(duì)于所述載波，將所述信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中。然后，可采用所述信息來(lái)解擾所述幀(步驟1213)。因此，在以后使用有效的加擾參數(shù)組，而不必當(dāng)需要時(shí)再搜索。
在上述方法下，對(duì)于如何將加擾參數(shù)傳遞給接收機(jī)34，提供最大的靈活性。發(fā)射臺(tái)26可通過(guò)無(wú)線電的節(jié)目安排更新有限的k個(gè)UW和黃金序列號(hào)組。盡管存在存儲(chǔ)在接收機(jī)34的存儲(chǔ)器78中的k個(gè)內(nèi)部UW和黃金序列號(hào)組，但是所述組中的每一個(gè)可在發(fā)射臺(tái)26的遠(yuǎn)程命令下被新的UW和黃金序列號(hào)代替。例如，在無(wú)線電方式的超高速緩存更新中，UW的全部長(zhǎng)度以及黃金序列號(hào)(例如，18比特)連同索引被發(fā)送。
圖8到圖10，以及圖12的處理有利地提供減少的共頻道干擾，由此增強(qiáng)接收機(jī)性能。如圖13所解釋的，可將這些處理實(shí)現(xiàn)為軟件和/或硬件。
交替移位鍵控模式本發(fā)明的另一方法是在每個(gè)數(shù)據(jù)幀400內(nèi)使用不同的移位鍵控模式。典型地，QPSK傳輸模式將比8PSK傳輸模式對(duì)于PL頭部401干擾影響更加有抵抗力。同樣，可以以第一PSK模式發(fā)送一些數(shù)據(jù)幀400，以第二PSK模式或諸如16ASK的ASK模式發(fā)送其它幀400，這將減少在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生干擾的數(shù)據(jù)幀400內(nèi)的比特/符號(hào)的數(shù)量。此外，可以以不同的PSK或ASK模式來(lái)發(fā)送各個(gè)時(shí)隙403、導(dǎo)頻塊405或PL頭部401，以進(jìn)一步減少結(jié)構(gòu)干擾，因此，減少或消除共頻道干擾。
感測(cè)相位跟蹤脫離用于減少共頻道干擾影響的根據(jù)本發(fā)明的另一種方法是感測(cè)何時(shí)解調(diào)器71或典型地解調(diào)器71內(nèi)的載波同步模塊302被從跟蹤給定編碼幀400的特定相位的狀態(tài)突然或異常地拉走。這種拉走或相位跟蹤的“脫離”將指示干擾數(shù)據(jù)幀的存在，載波同步模塊302可隨之選擇不更新來(lái)自PL頭部401或?qū)ьl符號(hào)405的相位跟蹤。盡管給定信號(hào)或編碼幀400的相位可緩慢改變，但是如果需要，則載波同步模塊402可使用參考相位跟蹤來(lái)保持對(duì)給定符號(hào)的相位跟蹤。
同樣，本發(fā)明可使用載波同步模塊302來(lái)確定干擾的編碼幀400的存在，并且本發(fā)明可以選擇更新載波同步模塊302相位跟蹤信息，或者忽略相位跟蹤信息，以允許載波同步模塊302跟蹤已經(jīng)捕獲的給定的編碼幀400的載波頻率。載波同步模塊302可使用統(tǒng)計(jì)模型或其它方法來(lái)確定如何跟蹤期望的編碼幀400的相位，而不是遵循由不期望的干擾編碼幀400的存在所產(chǎn)生的相位跟蹤信息。
SOF序列中的改變本發(fā)明還預(yù)計(jì)對(duì)于那些可被這種共頻道干擾影響的編碼幀400，干擾編碼幀400可具有不同的幀開始(SOF)序列和/或加擾碼。典型地，SOF是90比特的PL頭部401的開始26個(gè)比特，但是SOF可以是更大或更小數(shù)量的比特。此外，盡管描述了SOF序列中的改變，但是如果需要的話，則可將這些技術(shù)應(yīng)用于PL頭部401的任何部分。解調(diào)器71隨之可在被要求調(diào)諧至一個(gè)或者另一個(gè)數(shù)據(jù)幀400時(shí)在PL頭部401中尋找不同的SOF，并且能夠持續(xù)對(duì)期望的信號(hào)的鎖定，而不因?yàn)楣差l道干擾而脫離。
此外，可從一組有限數(shù)量的SOF序列中選擇不同的SOF序列，可將所述有限數(shù)量的SOF序列存儲(chǔ)在接收機(jī)64中，從而接收機(jī)64可當(dāng)需要時(shí)在PL頭部401中檢測(cè)或找到特定SOF序列。
傳輸幀定時(shí)偏移如圖7所示，可能在時(shí)間上有兩個(gè)幀601、605的偏移。數(shù)據(jù)幀400可根據(jù)如圖7所示的時(shí)間進(jìn)行偏移，例如，一個(gè)數(shù)據(jù)幀400首先開始，干擾數(shù)據(jù)幀400延遲符號(hào)的特定部分或整個(gè)數(shù)量的符號(hào)，從而，對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)幀，PL頭部401的SOF部分將在不同的時(shí)間發(fā)生，并且不會(huì)在結(jié)構(gòu)上彼此干擾。這將允許調(diào)諧器70或解調(diào)器71基于用于數(shù)據(jù)幀的已知時(shí)間和/或頻率偏移，或者通過(guò)處理作為推測(cè)的想要信號(hào)的最強(qiáng)信號(hào)來(lái)知道已經(jīng)接收了哪些數(shù)據(jù)幀400，隨后解調(diào)正確的數(shù)據(jù)幀400。數(shù)據(jù)幀400可偏移長(zhǎng)于一個(gè)符號(hào)間隔的任何長(zhǎng)度。
傳輸頻率偏移本發(fā)明的另一方法是將數(shù)據(jù)幀601、606的傳輸頻率偏移一小的量，例如，1MHz，從而對(duì)于給定的數(shù)據(jù)幀400，解調(diào)器71可在不同頻率空間中搜索PL頭部401的SOF部分。偏移的數(shù)量以及例如關(guān)于頻率向上或向下的方向可基于數(shù)據(jù)幀400的數(shù)量或衛(wèi)星32的下行鏈路波束，數(shù)據(jù)幀400或衛(wèi)星32的下行鏈路波束將同時(shí)存在并潛在地造成共頻道干擾。
流程13是示出本發(fā)明的步驟的流程圖。
方框1300表示將第一信號(hào)的至少一個(gè)特性相對(duì)于第二信號(hào)的類似特性變動(dòng)，以減輕共頻道干擾。
方框1302表示通過(guò)通信系統(tǒng)的不同頻道發(fā)送第一信號(hào)和第二信號(hào)。
結(jié)論總之，本發(fā)明包括用于最小化通信系統(tǒng)中的共頻道干擾的方法和設(shè)備。一種根據(jù)本發(fā)明的方法包括將第一信號(hào)的特性相對(duì)于第二信號(hào)的類似特性變動(dòng)，以減輕共頻道干擾；以及通過(guò)通信系統(tǒng)的不同頻道發(fā)送第一信號(hào)和第二信號(hào)。
本發(fā)明的可選附加要素包括所述特性是第一信號(hào)的幀開始(SOF)的開始時(shí)間；將開始時(shí)間至少變動(dòng)SOF中的比特的一部分；所述特性是傳輸碼方案；傳輸碼方案是從包括QPSK、8PSK和16ASK的組中選擇的；所述特性是第一信號(hào)的同相(I)部分和第一信號(hào)的正交相位(Q)部分；第一信號(hào)的I和Q部分相對(duì)于第二信號(hào)的I部分和Q部分反轉(zhuǎn)；所述特性是第一信號(hào)的傳輸?shù)念l率；所述特性是第一信號(hào)的幀開始(SOF)的內(nèi)容；所述內(nèi)容是從預(yù)先選擇的一組SOF的內(nèi)容中選擇的；以及將與變動(dòng)的特性有關(guān)的信息發(fā)送到通信系統(tǒng)內(nèi)的接收機(jī)。
期望的是，本發(fā)明的范圍并不受限于所述詳細(xì)的描述，而是由所附權(quán)利要求及其等同物來(lái)限定。上述說(shuō)明、示例和數(shù)據(jù)提供對(duì)制造和使用本發(fā)明的組分的全面描述。由于在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多種實(shí)施例，因此，本發(fā)明存在于所附的權(quán)利要求及其等同物。
權(quán)利要求
1.一種用于最小化通信系統(tǒng)中的共頻道干擾的方法，該通信系統(tǒng)至少具有第一信號(hào)和第二信號(hào)，在所述通信系統(tǒng)內(nèi)的不同頻道上發(fā)送每個(gè)信號(hào)，所述方法包括將第一信號(hào)的特性相對(duì)于第二信號(hào)的類似特性變動(dòng)，以減輕共頻道干擾；以及通過(guò)通信系統(tǒng)的不同頻道發(fā)送第一信號(hào)和第二信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述特性是第一信號(hào)的幀開始(SOF)的開始時(shí)間。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，將開始時(shí)間至少變動(dòng)SOF中的比特的一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述特性是傳輸碼方案。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，傳輸碼方案是從包括QPSK、8PSK和16ASK的組中選擇的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述特性是第一信號(hào)的同相(I)部分和第一信號(hào)的正交相位(Q)部分。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，第一信號(hào)的I和Q部分相對(duì)于第二信號(hào)的I部分和Q部分反轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述特性是第一信號(hào)的傳輸?shù)念l率。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟將與變動(dòng)的特性有關(guān)的信息發(fā)送到通信系統(tǒng)內(nèi)的接收機(jī)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述特性是第一信號(hào)的幀開始(SOF)的內(nèi)容。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述內(nèi)容是從預(yù)先選擇的一組SOF的內(nèi)容中選擇的。
12.一種用于最小化基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)中的共頻道干擾的方法，該通信系統(tǒng)至少具有第一信號(hào)和第二信號(hào)，每個(gè)信號(hào)至少包括頭部和凈荷，在所述通信系統(tǒng)內(nèi)的不同頻道上發(fā)送每個(gè)信號(hào)，所述方法包括將第一信號(hào)的至少一個(gè)特性相對(duì)于第二信號(hào)的相應(yīng)特性變動(dòng)，以減輕第一信號(hào)和第二信號(hào)之間的共頻道干擾；以及通過(guò)通信系統(tǒng)的不同頻道發(fā)送第一信號(hào)和第二信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，所述特性是傳輸碼方案。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，傳輸碼方案是從包括QPSK、8PSK和16ASK的組中選擇的。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述特性還包括第一信號(hào)的幀開始(SOF)的開始時(shí)間。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，將開始時(shí)間至少變動(dòng)比特的一部分。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述特性還包括第一信號(hào)的同相(I)部分和第一信號(hào)的正交相位(Q)部分。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，第一信號(hào)的I和Q部分相對(duì)于第二信號(hào)的I部分和Q部分反轉(zhuǎn)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述特性是第一信號(hào)的傳輸?shù)念l率。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括步驟將與變動(dòng)的特性有關(guān)的信息發(fā)送到通信系統(tǒng)內(nèi)的接收機(jī)。
全文摘要
公開了用于最小化通信系統(tǒng)中的共頻道干擾的方法和設(shè)備。一種根據(jù)本發(fā)明的方法包括將第一信號(hào)的特性相對(duì)于第二信號(hào)的類似特性變動(dòng)，以減輕共頻道干擾；以及通過(guò)通信系統(tǒng)的不同頻道發(fā)送第一信號(hào)和第二信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N7/16GK101049018SQ200580018561
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2005年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月12日
發(fā)明者約瑟夫·桑托, 歐內(nèi)斯特·C·陳, 沙米克·梅特, 丹尼斯·萊, 周廣財(cái), 林同生 申請(qǐng)人:直視集團(tuán)公司