CN101584130B - 具有子信道的前向卫星链路 - Google Patents
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- H04B7/18578—Satellite systems for providing broadband data service to individual earth stations
- H04B7/18582—Arrangements for data linking, i.e. for data framing, for error recovery, for multiple access
Abstract
本发明描述了用于通过卫星在网关和用户终端之间发送和接收宽带信号的系统、设备、处理器和方法。在一组实施例中，生成并发送无线信号，所述信号包括一系列的物理层帧。每个帧包括物理层头和有效载荷。子信道识别符可以包括在物理层头中用于识别用于有效载荷的子信道，并且在用户终端允许各种新的过滤技术。可以生成持续时间基本相同的帧。描述了新型用户终端配置来平衡该格式化。
Description
相关申请的交叉引用
本申请主张共同受让的审查中的于2006年10月3日申请的名称为“Aggregate Rate Modem”的美国临时申请第60/827985号的权益、于2006年10月3日申请的名称为“Downstream Waveform Modification”的美国临时申请第60/827992号的权益、以及于2006年10月3日申请的名称为“BroadbandDemodulator For Modified Downstream Waveform”的美国临时申请第60/827997号的权益，在整个本申请的文件中对于所有的目的结合上述申请作为参考。
本申请将下面的各专利申请的全部内容结合于此作为参考：
与本PCT申请同日申请的名为“Improved Spot Beam Satellite GroundSystems”(临时参考代理登记号017018-009510PC)的PCT申请第______号；
与本PCT申请同日申请的名为“Multi-Service Provider SubscriberAuthentication”(临时参考代理登记号017018-007710PC)的PCT申请第____号；
与本PCT申请同日申请的名为“Large Packet Concatenation In SatelliteCommunication System”(临时参考代理登记号017018-008210PC)的PCT申请第______号；
与本PCT申请同日申请的名为“Upfront Delayed Concatenation In SatelliteCommunication System”(临时参考代理登记号017018-010510PC)的PCT申请第______号；
与本PCT申请同日申请的名为“Map-Trigger Dump Of Packets In SatelliteCommunication System”(临时参考代理登记号017018-010610PC)的PCT申请第______号；
与本PCT申请同日申请的名为“Web/Bulk Transfer Preallocation OfUpstream Resources In A Satellite Communication System”(临时参考代理登记号017018-010710PC)的PCT申请第______号；
与本PCT申请同日申请的名为“Improved Spot Beam Satellite Systems”(临时参考代理登记号017018-008010PC)的PCT申请第______号；
与本PCT申请同日申请的名为“Packet Reformatting For DownstreamLinks”(临时参考代理登记号026258-002700PC)的PCT申请第_______号；以及
与本PCT申请同日申请的名为“Upstream Resource Allocation For SatelliteCommunications”(临时参考代理登记号026258-002800PC)的PCT申请第_____号。
技术领域
本申请总地涉及无线通信，特别涉及卫星通信网络。
背景技术
随着使用Ka波段卫星的网络业务的启动，消费者宽带卫星业务在北美正在获得吸引力。虽然这样的第一代卫星系统可以提供每卫星每秒多个千兆比特(Gbps)的全部容量，但这样的系统的当前设计固有地限制了可以被以足够带宽服务的消费者的数量。由于该容量可以跨越多个覆盖区域被分散，因此每个用户的带宽受到限制。
尽管现有的设计有多个容量限制，但对于这样的宽带业务的需求仍持续增长。过去若干年已经看到了通信和处理技术中的强大优势。结合选定的子信道化技术，该基础技术可以被利用来产生新的卫星通信系统和元件来解决这个需求。
发明内容
描述了用于通过卫星在网关和用户终端之间发送和接收宽带信号的系统、设备、处理器和方法。在一组实施例中，生成无线信号并将所述无线信号从网关发送到卫星，所述信号包括一系列的物理层帧。每个帧包括物理层头和有效载荷。子信道识别符包括在物理层头中用于识别用于有效载荷的子信道。
从卫星接收到无线信号。处理接收到的信号以产生代表无线信号的数字化的数据流。处理所述数字化的数据流以检测头识别符，所述头识别符用于识别数字化的数据流中的物理层帧的物理层头。解调和解码头部以识别用于和头相关联的物理层有效载荷的子信道识别符。在一个实施例中，确定子信道识别符是否和与将被解调和解码的有效载荷相关联的子信道识别符相匹配。基于所述确定，可以将物理层有效载荷转发用于解调和解码，或者可以过滤物理层有效载荷。
另一组实施例采用了自适应编码调制，并且可以在网关设置帧的调制和编码格式。所述格式可用于确定物理层帧的有效载荷的块大小，所述块大小被设置来产生持续时间基本相同的物理层帧。以设置的块大小封装数据以产生帧的有效载荷。将物理层头附加到物理层帧的有效载荷上。在特定实施例中，头被格式化以具有子信道识别符，从而允许在接收器侧的过滤。生成无线信号并从网关向卫星发送无线信号，所述信号包括一系列物理层帧。
在另一组实施例中，可以从卫星(例如由用户终端)接收这样的无线信号。如同在其它实施例中，处理接收到的信号以产生代表无线信号的数字化的数据流。所述数字化的数据流因而可以包括多个在时间上基本等距地间隔的物理层头，每个物理层头和各自的物理层有效载荷相关联。分析数字化的信号以检测第一头识别符，所述第一头识别符用于识别数字化的信号的第一物理层头。解调和解码第一物理层头部以识别用于相关联的第一物理层有效载荷的第一子信道识别符。省略在一个或多个已知的头识别符位置处的头识别符检测分析，所述省略至少部分地基于第一子信道识别符。在有的实施例中，至少部分地基于第一子信道识别符和已知的头与头之间的间隔来识别用于头识别符检测分析的下一位置。
附图说明
通过参考附图可以实现对本发明的本质和优势的进一步的理解。在附图中，相似的元件或特征具有相同的附图标记。进一步地，可以通过在该附图标记之后带破折号和用于区分这些相似元件的第二标记来区分相同类型的各种元件。如果在说明书中只使用了第一附图标记，不论第二附图标记是什么，相应描述可应用于具有相同第一附图标记的相似元件中的任意一个。
图1是根据本发明的不同实施例配置的卫星通信系统的框图；
图2是根据本发明的不同实施例配置的网关的地面系统的框图；
图3是根据本发明的不同实施例配置的卫星的框图；
图4是根据本发明的不同实施例配置的网关的框图；
图5是根据本发明的不同实施例格式化的帧的框图；
图6A是根据本发明的不同实施例的修改的DVB-S2格式的框图；
图6B是根据本发明的不同实施例的网关中的处理单元的框图；
图7是根据本发明的不同实施例的下行数据流信道图的信道图；
图8A-8C是根据本发明实施例格式化的各种信道和子信道结构的图；
图9A-9F是根据本发明实施例的各种信道和子信道格式的扩展图；
图10是根据本发明不同实施例配置的用户终端的框图；
图11是根据本发明不同实施例的用户终端的可选配置的框图；
图12是说明根据本发明不同实施例的、用于确定和物理层头相关联的有效载荷是否应当被从解调和解码中过滤的方法的流程图；
图13是说明根据本发明不同实施例的、用于确定和物理层头相关联的有效载荷是否应当被从解调和解码中过滤的可选方法的流程图；
图14是说明根据本发明不同实施例的、用于确定和物理层头相关联的有效载荷是否应当被从解调和解码中过滤的另一可选方法的流程图；
图15是根据本发明不同实施例配置的可选网关的框图；
图16A是可选网关配置的实施例的框图；
图16B是根据本发明不同实施例的、被格式化来确定部分物理层帧的块大小的表的框图；
图17是说明根据本发明不同实施例的用于为物理层帧格式化数据的方法的流程图；
图18是说明根据本发明不同实施例的用于为物理层帧格式化数据的可选方法的流程图；
图19是说明根据本发明不同实施例的用于为物理层帧格式化数据的另一可选方法的流程图；
图20是说明根据本发明不同实施例的用于确定是否对一或多个物理层头执行特定处理的方法的流程图；
图21是说明根据本发明不同实施例的用于确定是否对一或多个物理层头和它们的相关联的有效载荷执行特定处理和分析的方法的流程图；
图22是说明根据本发明不同实施例的用于确定是否对一或多个物理层头和它们的相关联的有效载荷执行头识别符检测分析的方法的流程图；
图23是说明根据本发明不同实施例的用于过滤数字化数据流以防止对特定物理层有效载荷解调或解码的方法的流程图；和
图24是根据本发明不同实施例配置的用户终端的特定元件的框图。
具体实施方式
具体实施方式只提供示意性的实施例，并且不意欲限制本发明的范围、应用性或配置。相反的，下面对实施例的描述会向本领域普通技术人员提供用于实施本发明实施例的可行的描述。在不偏离本发明的精神和范围的前提下能够对元件的功能和布置进行各种改变。
由此，不同实施例可以恰当地省略、减去或增加各种过程或元件。例如，应该意识到，在可替换的实施例中，可以通过与所描述的方法不同顺序来执行方法，并且可以增加、省略或合并不同步骤。而且，针对某些实施例所描述的特征也可以被合并到不同的其他实施例中。可以以相似的方式合并实施例的不同方面和组件。
还应该意识到，下面的系统、方法、和软件可以分别或共同是更大的系统的元件，其中其他过程可以优先地进行或者修改它们的应用。此外，可以在下面的实施例之前、之后或同时需要多个步骤。
首先参考图1，图1是根据本发明的各实施例配置的示意性的卫星通信系统100的框图。尽管使用卫星通信系统来说明本发明的各个方面，但值得注意这里提出的特定原理也可应用于多个其它的无线系统。该卫星通信系统100包括例如因特网的网络120，网络120与网关115相接口连接，网关115用于通过卫星105与一个或多个用户终端130通信。
网络120可以是任意类型的网络，并且可以包括例如因特网、IP网、内联网、广域网(WAN)、局域网(LAN)、虚拟专用网(VPN)、公共交换电话网(PSTN)或支持这里所描述的任何设备之间的数据通信的任意其它类型的网络。网络120可以包括有线和无线连接，包括光链路。根据本公开对于本领域的普通技术人员来说许多其他的例子是可能的和明显的。网络可以通过也与卫星105通信并且可以共享与链路情况和其它网络度量有关的信息的其他网关(未图示)来连接网关115。
网关115提供网络120和用户终端130之间的接口。网关115可以用于接收指向一个或多个用户终端130的数据和信息，并且可以将该数据和信息进行格式化(例如使用自适应编码调制(ACM，adaptive coding and modulation)以通过卫星105将下行数据流传送到各个用户终端130。类似地，网关115可以用于从指向网络120中的目的地的卫星105(从一个或多个用户终端)接收上行数据流信号，并且可以将接收的信号进行格式化以通过网络120传输。
因此，连接至网络120的设备(未图示)可以通过网关115与一个或多个用户终端130通信。可以从网络120中的设备向网关115发送数据和信息，例如IP数据报。网关115可以根据物理层定义将媒体接入控制(MAC)帧进行格式化以便通过下行数据流链路135传输到卫星105。本发明的某些实施例可以使用各种物理层传输调制和编码技术，包括DVB-S2和WiMAX标准定义的那些技术。在多个实施例中，网关115使用ACM结合这里描述的一或多个通信量控制和整形技术来将通信量指向到各个终端。网关115可以使用具有调制和编码(模码，modcode)格式的广播信号，该调制和编码格式使每个数据包适合于其所指向的终端130或终端130组的链路条件(例如，说明从卫星105至各个终端130的可变业务链路150条件)。
网关115可以使用天线110来将信号发送至卫星105。在一个实施例中，天线110包括抛物面反射器，该抛物面发射器在卫星方向具有高定向性并且在其他方向具有低定向性。下行数据流信号135，150可以包括例如一个(或多个)单载波信号。每个单载波信号可以在时间上被划分(例如使用TDMA或其它时分复用技术)为多个子信道。子信道可以是相同大小或不同大小，并且下面将解释选项范围。在有的实施例中，其它信道化方案，例如本领域公知的频分多址接入(FDMA)、正交频分多址接入(OFDMA)、码分多址接入(CDMA)或上述任意技术的混合或者其它方案，可以与按时间划分的子信道结合或者替代按时间划分的子信道而使用。
在一个实施例中，对地静止的卫星105用于从天线110的位置并且在发送的频带和特定极化中接收信号。例如，卫星105可以使用反射器天线、透镜天线、阵列天线、有源天线或现有技术中已知的其他机制来接收和/或发送信号。卫星105可以处理从网关115接收的信号，并且将来自网关115的信号发送到一个或多个用户终端130。在一个实施例中，卫星105以多波束模式操作，发送每个指向地球的不同区域的多个窄波束，允许频率重用。通过这样的多波束卫星105，对卫星可以存在任意数目的不同信号切换配置，允许来自单个网关115的信号在不同点波束之间切换。在一个实施例中，卫星105可以被配置为“弯管(bent pipe)”卫星，其中卫星在将接收到的载波信号重新发送到它们的目的地之前将这些信号进行频率变换，而对信号的内容几乎不执行或不执行其他处理。根据本发明的某些实施例，卫星105可以使用各种物理层传输调制和编码技术，包括DVB-S2和WiMAX标准定义的那些技术。对于其他实施例，对本领域普通技术人员来说显而易见的是，多个配置是可能的(例如，使用LEO卫星或使用代替星形网络(star network)的网状网络(mesh network))。
一个或多个用户终端130可以通过各自的用户天线125来接收从卫星105发送的业务信号。在一个实施例中，天线125和终端130一起构成甚小孔径终端(Very Small Apeture Terminal，VSAT)。在其他实施例中，在用户终端130可以使用各种其它类型的天线125来从卫星105接收信号。每个用户终端130可以是单个用户终端，或者可选地是连接到多个用户终端的集线器或路由器(未图示)。每个用户终端130可以连接至用户端设备(Consumer PremisesEquipment，CPE)160(例如计算机、局域网、因特网装置、无线网络等)。
在一个实施例中，多频时分多址(MF-TDMA)方案用于上行数据流链路140、145，允许通信量的有效流动同时在每个用户终端130之间维持分配容量的灵活性。在这个实施例中，可以分配多个频道，该多个频道是固定的或者被以更动态的方式分配。然后在每个频道中应用时分多址(TDMA)方案。在该方案中，每个频道可以被划分为可以被分配给连接(例如，用户终端130)的多个时隙。在其他实施例中，可以以其他方案，例如TDMA、FDMA、OFDMA、CDMA或现有技术已知的任意数目的混合或者其它方案，来配置一个或多个上行数据流链路140、145。
用户终端130，可以通过卫星105将和信号质量相关的信息发送到网关115。信号质量可以是测量的信噪比、估计的信噪比、误码率、接收的功率电平或任何其它通信链路质量指标。用户终端130本身可以测量或估计信号质量或可以传送其它设备测量或估计的信息。用户终端130还可以通过卫星105和网关115将数据和信息发送到网络120目的地。用户终端130使用天线125通过上行数据流链路145向卫星105发送信号。用户终端130可以根据各种物理层传输调制和编码技术，包括DVB-S2和WiMAX标准中定义的技术来发送信号。在不同实施例中，对于每个链路135、140、145和150，物理层技术可以相同或者可以不同。在有的实施例中，网关115可以使用该信号质量信息来实施自适应编码调制(ACM)，基于每个终端或终端组的链路条件来调节它们的模码格式。
在一个实施例中，网关115包括卫星调制解调器端接系统(Satellite ModemTermination System，SMTS)，其至少部分地基于有线电缆数据服务接口规范(Data-Over-Cable Service Interface Standard，DOCSIS)。在这个实施例中的SMTS包括一系列的调制器和解调器，用于向用户终端130发送信号和从用户终端130接收信号。网关115中的SMTS通过卫星105执行信号通信量的实时调度，并且提供连接到网络120的接口。在其它实施例中可以由采用其它标准的其它元件或设备来执行该调度操作。
在本实施例中，用户终端135也使用部分的基于DOCSIS的调制解调器电路。由此，SMTS可以使用基于DOCSIS的资源管理、协议和调度器以有效地提供消息。在不同的实施例中，可以修改基于DOCSIS的元件以适合于用于其中。由此，某些实施例可以利用DOCSIS规范的某些部分，同时定制其他部分。
虽然上面概括地描述了能够用于不同实施例的卫星通信系统100，但现在将描述这样的系统100的特定实施例。在该特定例子中要使用大约2千兆赫兹(GHz)的带宽，包括相邻频谱的四个500兆赫兹(MHz)的带宽。双圆极化的应用导致包括具有总可用频带4GHz的8个500MHz的不重叠频带的可用频率。该特定实施例应用与网关115和用户点波束物理分离的多波束卫星105，并且允许对在不同链路135、140、145、150的频率重用。对在下行数据流下行链路上的每个业务链路点波束使用单个行波管放大器(TWTA)，并且每个TWTA在完全饱和或适当后延(backoff)的状态下操作以达到最大效率。单个宽带载波信号，例如使用一个500MHz频带的全部，填充TWTA的整个带宽，由此允许最小数目的空间硬件组件。点波束尺寸和TWTA功率可以被优化以获得地球表面上的最大通量密度-118分贝瓦每平方米每兆赫兹(dbW/m2/MHz)。
下面参考图2，以框图形式示出了网关115的地面系统200的实施例。例如，一个实施例可以具有十五个有源网关115(和可能的备用网关)以生成六十个业务点波束。地面系统200包括分别连接至天线110的多个网关115。每个网关115连接至例如因特网的网络120。
在一个实施例中，网关115(例如图1的网关115)可以将基带信号(包括从网络120或另一网关接收到的数据)上变频和放大，用于经由天线110通过下行数据流链路135传输。每个网关115也可以将上行数据流链路140下变频并执行如下所述的其它操作(可能通过网络120转发)。每个网关115可以处理信号以允许用户终端130请求和接收信息，并且调度用于前向和返向信道的带宽。此外，网关115提供配置信息并从用户终端130接收状态。任何请求或接收的信息可以通过网络转发。
下面参考图3，以框图形式示出了卫星105的实施例。该实施例中的卫星105使用六十个馈线和业务点波束来与十五个网关115以及多个用户终端130通信。其他实施例可以使用或更多或更少的网关/点波束。在业务链路点波束之间可以有以地域划分的任何数目的用户终端130。使用例如化学燃料、核燃料和/或声纳功率的能源提供巴氏(buss)能量315。卫星控制器320用于维持姿态(attitude)并且从其它方面控制卫星105。可以从网关115上传卫星105的软件更新，并且由卫星控制器320执行该软件更新。
信息通过卫星105在两个方向上传递。下行数据流转发器310从十五个网关115接收信息，使用六十个业务点波束来将信息中继到用户终端130。上行数据流转发器305从占用该六十个点波束区域的用户终端130接收信息，并且将该信息中继到该十五个网关115。本实施例的卫星可以以“弯管”配置的方式切换下行数据流或上行数据流处理器310、305中的载波频率，但是其他实施例可以在不同的前向和返向信道之间进行基带切换。每个点波束的频率和极化可以是可编程的或预先配置的。
下面参考图4，以框图形式示出了网关115-b(例如图1的网关115)的实施例。在该实施例中，网关115-b包括接收器单元405、处理单元410和发送器单元415，每个单元之间都彼此直接或间接地通信。该设备的这些单元可以分别地或共同地在适于在硬件中执行一些或所有的可应用功能的一个或多个特定用途集成电路(ASIC)中实现。可选地，可以在一个或多个集成电路上，由一个或多个其它处理单元(或者核芯(core))执行该功能。在其他实施例中，可以使用其他类型的集成电路(例如，结构/平台ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)和其他半定制IC)，其可以通过现有技术中已知的任意方式编程。每个单元的功能也可以全部或部分通过存储器中包含的指令来实现，该指令被进行格式化以由一个或多个通用或特定用途处理器执行。
接收器单元405可以被配置来(例如从网络120)接收将通过卫星105发送的并且目的地是一个或多个用户终端130的一组数据。接收器单元405也可以被配置来接收用于识别一个或多个用户终端130的链路条件的数据。该信息可以通过上行数据流链路140、145从用户终端130发送到网关115。可选地，可以从网络120上的一个或多个设备接收链路条件，该一个或多个设备编译从用户终端130或其它源传递的链路条件信息。
例如，接收到的链路条件信息可以被组织和存储到地址/链路条件表中，该表位于存储器(图未示)中。网关115的处理单元410可以基于目的地地址来使用该表以查找作为数据包目的地的用户终端130的信号质量。可以使用各种地址机制来识别特定用户终端，包括目的地MAC目的地VLAN-ID，目的地英特网协议(Destination Internet Protocol，DIP)地址，私有寻址ID，或者包括目的地地址或与目的地地址相关联的任何其它的一组数据。在数据包到达网关115之后可以从接收到的数据包中解析、在路由表中查找或以现有技术已知的任何其它方式接收要由下行数据流135、150传送的数据的数据地址。也值得注意的是也可以使用多个其它的数据结构将地址和信号质量相关联。
此外，处理单元410(例如其中的ACM单元)可以维护和访问模码表(或与信号质量和模码相关联的其它数据结构)。处理单元410可以使用模码表来确定要用于目的地是在给定信号质量范围内操作的用户终端130的数据包的模码。该表可以包含多个模码格式，每个格式对应于指定的信号质量范围。不同的模码格式可以具有不同的码字大小、编码率、调制方案、以及导频插入。因此，使用具有数据包的目的地链路的属性的信号质量，可以识别包括链路的信号质量范围，并且可以选择适当的模码。尽管特定实施例使用ACM，但这里描述的多个实施例也应用于非ACM系统、设备和元件。
通过选择了可应用的模码，处理单元410可以将从网络接收到的要通过卫星105发送到用户终端130的数据封装起来。图5是说明可以使用的示意性的帧格式500的框图。物理层头505包括头识别符510和信令数据515。头识别符510可以是一组唯一的识别符中的一个，从而能够容易地识别它的已知的序列。例如，目的地用户终端130可以使用已知的模式(一个或多个有效的头识别符)来与接收到的信号相关联。目的地终端130也可以被配置来存储不同组的头识别符510，并且因而可以基于头识别符510过滤帧。
头505的其余部分，即信令数据515，包括模码数据和子信道识别符。模码数据识别用于附加到头505的编码和调制的有效载荷数据520的调制和编码(例如，特定码字大小、编码率、调制方案和导频插入)。可以通过非常低的编码率来保护头505(或者头505的部分)，从而可以在差的SNR条件下可靠地接收到头505(或者头505的部分)。然而，编码和调制的有效载荷数据520在许多实施例中是以每个终端(或者每个终端组)为基础被自适应地编码的。例如，在非常低的SNR接收发送的信号的用户终端130可以接收帧500，在该帧500中已经以非常低的编码率和非常低阶的调制对该编码和调制的有效载荷数据520进行了编码。相反，在非常高的SNR接收发送的信号的终端130可以接收帧500，在该帧500中已经以非常高的编码率和非常高阶的调制对该编码和调制的有效载荷数据520进行了编码。
此外，信令数据包括子信道识别符，子信道识别符用于识别不同的属于特定子信道的帧。通过使用物理层头505中的子信道识别符，接收设备(例如用户终端130)可以基于子信道识别符而不解调或解码有效载荷520来过滤数据包。因而，可以限制或进而过滤(在下文中将会更加详细地讨论)要被解调和解码的信息(例如指向其它子信道和其它用户终端130的有效载荷520)。因此，给定的子信道可以是下行数据流信道的一部分(例如1/4，1/8，1/16)。用户终端130可以被配置来过滤帧500，仅当信令数据515的子信道识别符和终端的一个或多个子信道匹配时才解调和解码有效载荷520。
返回图4，发送器单元415可以从处理单元接收(例如，在图5的帧格式中)封装的数据。然后发送器单元415可以对封装的数据进行上变频和放大以产生要被通过天线110和卫星105发送到可应用的用户终端的信号。
返回图6A，举出DVB-S2系统的帧的帧格式600来说明本发明的不同方面。可以用下述方式修改和使用DVB-S2帧格式以实现参考图5描述的帧500。值得注意在其它实施例中，可以使用DVB-S、DVB-S2、WiMax或其它标准，并且修改的DVB-S2格式只用于示例的目的。
在一个实施例中，每个帧被广播到所有的终端130，但是(例如使用子信道识别符)只指向选定的用户终端130(或小组的终端130)。例如，波形可以是从图1的系统100中的网关115向用户终端130下行发送的单载波波形。如上所述，DVB-S2系统只用于示例的目的，这里指定的原理可以应用于一系列的系统。
图5的头识别符510可以被实现为图6A的帧开始标志(Start of Frame，SOF)655，并且信令数据515可以被实现为修改的物理层信令码(PLS码)660。SOF 655是已知的26个符号形式。PLS码是64比特线性二进制码，其传送7比特信息。总计，SOF 655和PLS码660占用90个符号。在一个实施例中，根据DVB-S2标准修改PLS码660的格式，从而所承载的7个比特将模码(4比特)通知给接收器并且提供子信道识别符信息(3比特)。在其它实施例中，也可以用其它格式，尽管信令数据515具有不同大小和格式。可以通过非常低的编码率来保护PLS码660以确保即使在非常差的SNR条件下也能正确地读取PLS码660。
图6A的基带帧620由基带头605、数据域610、填充(padding)615组成。数据域中的数据可以包括一个或多个以MAC帧封装的IP数据包，或者也可以包括其它类型的数据。数据域可以包括指示数据包将被指向的一个终端或多个终端(子信道内)的寻址信息(例如IP地址，MAC地址等)。在有的实施例中，根据该较低阶的模码，可以在相同的基带帧620中发送和不同模码相关联的IP数据包。DVB-S2规范规定，特定帧不论使用的模码如何都是固定大小(即普通FEC帧是64800比特，缩短的FEC帧是16200比特)，从而导致了具有不同持续时间的帧。然而，在有的实施例中，帧大小会根据为帧所选的模码的不同而变化，从而产生具有一致的持续时间的帧。
然后对基带帧620执行交织和FEC编码(例如BCH和LDCP)。这产生了FEC帧640，FEC帧640由编码的基带帧625构成，编码的基带帧625附加了外部的编码奇偶校验比特630和内部的编码奇偶校验比特635。尽管如上所述，DVB-S2规范规定了FEC帧640是固定数据大小，然而在其它实施例中，FEC帧640的大小可以根据为帧所选的模码的不同而变化，从而产生基本上一致的持续时间的帧。
FEC帧640被比特映射到可应用的群集(Constellation)(例如BPSK，QPSK，8PSK，16APSK，32APSK或任何其它调制/群集格式)，以产生XFEC帧645。XFEC帧645可以是图5所示的有效载荷数据520。将PL头650附加到XFEC帧645，以共同形成PL帧665。PL头650(可以是图5的头505)被如上所述格式化和编码。PL帧665然后被基带整形并正交调制，以及被放大和上变频，从而成为将被传输的下行数据流。
图6B是说明图4的网关115-b的处理单元410的所选单元的例子的框图，该所选单元被配置来执行参考图6A描述的格式化。在该实施例中，处理单元410包括基带封装单元670、编码单元675、映射单元680、PL成帧单元685、以及基带整形和正交单元690。为了描述的目的，假设图1的系统100使用从网关115-b下行发送到用户终端130的单载波ACM波形。然而，值得注意的是在不同实施例中，可以由一系列的元件进行上述封装和调制技术。
在一个实施例中，对于每个子信道将PL帧665(因而其中封装的每个对应的基带帧620)一对一地映射。因而，值得引入与子信道指派和分配相关的特定原则，注意到这些将会在图7-9中逐步阐明。考虑到网关115-b已经接收到并且封装了目的地是用户终端130的数据。为了讨论的目的，指定了用于发送到接收第一子信道的用户终端130的一组帧(PLF1a，PLF1b，PLF1c，...PLF1n)。假设有8个子信道。在一个实施例中，使用了轮询(round-robin)技术，其中第一帧(PLF1a)被映射到第一子信道，第二帧(目的地不是终端)被映射到第二子信道，如此类推，直到第八帧被映射到第八子信道。目的地是终端的第二帧(PLF1b)然后被映射到第一子信道，然后继续轮询格式(即在每一轮后，每个PLF1c，...PLF1n都顺序被映射到第一子信道)。在这个实施例中，每个子信道对应于一组用户终端130。
也可以使用多个其它的将帧映射到子信道的技术。例如，代替轮询技术，可以不需重复顺序地附加子信道识别符(例如基于终端对子信道的带宽要求或者QoS)。因而，子信道的分配和指派可以动态地变化(例如对于多个连续帧可以使用给定的子信道识别符，或者对给定子信道的分配可以大于对其他子信道的分配)。本领域普通技术人员会理解也可以使用多个混合方案，因而在网关可以使用各种复用技术。
在该实施例中，网关115-b的接收器单元405从网络120接收IP数据包。在初始处理之后，基带封装单元670接收封装的IP数据包，并识别用于数据包指向的用户终端的模码。在一个实施例中，根据DVB-S2标准，数据域610和填充615的块大小是固定的。在另一实施例中，基带封装单元670可以查找用于数据域610和填充615的适当的块大小，从而产生相对于其它物理层帧665具有固定持续时间的物理层帧665。注意到该持续时间可以是固定的(永久或半永久)，或者可以动态地变化来说明通信量组成或其它因素。
基带封装单元670根据可应用的块大小封装接收到的数据包，以产生基带层帧620，该基带层帧620包括基带头605、数据域610和填充615。数据域中的数据包括IP数据包。编码单元675根据附加了奇偶校验比特(630，635)的可应用的编码(例如使用BCH和LDCP)来编码数据包，以产生编码的帧640(例如FEC帧640)。然后编码的帧640前进到映射单元680，映射单元680将帧640的内容映射到可应用的调制格式的群集，以产生由代表编码的帧640的内容的符号组成的帧645。由PL成帧单元685增加指示了所使用的模码并包括了子信道识别符的编码的物理层帧头(例如修改的PL头650)，以产生物理层帧665。物理层帧665然后被基带整形和正交单元690基带整形并分离为同相并正交的分量，然后由发送器单元415的一个或多个放大器和上变频器处理，以作为下行数据流广播信号135发送。该信号可以是通过卫星105至用户终端130的广播下行数据流135，150。
下面参考图7，图7示出了本发明实施例的说明子信道结构的前向信道图700。所说明的信道705从网关天线110到业务波束区域715中的用户终端天线125。在这个实施例中，前向信道705以大概500Mbps操作，从而业务波束区域715接收该带宽，但是在其它实施例中可以是或者高于100Mbps，250Mbps，750Mbps，1Gbps，或1.5Gps。使用单个载波传送前向信道705，但是其它实施例可以使用多个载波。该实施例的用户终端130以全速(例如500Mbps)跟踪，但是不是以全速完全解调和解码。只对前向信道705中的指派的子信道710使用完全解调和解码。
在该实施例中，前向信道705被示为封装了n个虚线箭头的箭头，该n个虚线箭头是n个子信道710。每个子信道710可以是超帧的部分。在一个实施例中，超帧的持续时间不会改变，但是在其它实施例中超帧的大小会变化。对于子信道710的每个帧的重复块大小可以是相同的，或者帧的数量和大小可以变化。有的实施例不使用超帧，而是简单地具有目的地是多组用户终端130的子信道。
用户终端130可以被配置来能够处理不同数量的前向信道705。有的实施例的用户终端130可以被配置来以1/16的数据速率、1/8数据速率、1/4数据速率、1/2数据速率、全速或全速的任何分数的数据速率处理。在有的情况下，用户终端130可以被配置来不能超过全速的指定分数或者尽管能够具有更高速度但是被人工地给定了上限。
图8A-8C说明信道705的不同实施例的各种选项。首先参考图8A，示出了下行数据流信道705-a的实施例。该实施例使用在每个超帧805-a中的具有相同块大小的子信道710，由于ACM，每个子信道(因而每个帧)的持续时间可以变化。因而，尽管在这个实施例中每个超帧的持续时间会经常变化，但每个超帧中的帧的数目和帧的顺序会保持稳定。
下面参考图8B，示出了下行数据流信道705-b的可选实施例。该实施例使用在每个超帧805-b中具有不同块大小的子信道710，根据可应用的模码适配块大小以产生持续时间基本相同的子信道(和帧)。因而，在这个实施例中每个超帧的数据大小可能变化，但是每个超帧805-b的帧的数目和每个超帧805-b内的子信道的顺序会保持稳定。在其它实施例中，超帧805可以持续时间稳定，每个超帧805的帧的数目和每个超帧805内的子信道的顺序可以变化。
下面参考图8C，示出了下行数据流信道705-c的可选实施例。该实施例使用不同块大小的子信道710，根据可应用的模码适配块大小以产生持续时间基本相同的帧。然而，在这个实施例中没有超帧，子信道710的顺序会变化。在一个实施例中，子信道可以是任何顺序。在其它实施例中，可以将系统设置为具有用于选定子信道的特定时隙，或者具有不会重复超过特定阈值(例如每2个帧中多于1个，或每3个帧中多于1个)的各个子信道。
图9A-9F说明信道705、子信道710和超帧格式的各可选实施例。首先参考图9A，示出了参考图8A描述的信道705-a具有多个连续超帧805-a。如上所述，在每个超帧805-a中该实施例使用相同块大小(例如根据DVB-S2标准)的子信道710，从而每个子信道(因而每个帧)的持续时间会变化。因而，尽管在该实施例中每个超帧的持续时间经常会变化，但每个超帧中的帧的数目和帧的顺序会保持稳定。
下面参考图9B，示出了参考图8B描述的信道705-b具有多个连续超帧805-b的例子。如上所述，该实施例使用不同块大小的子信道710，根据可应用的模码适配块大小以产生持续时间基本相同的子信道(和帧)。因而，在这个实施例中每个超帧805-b的数据大小可能变化，但是每个超帧805-b中的帧的数目和子信道的顺序会保持稳定。
下面参考图9C，示出了参考图8C描述的信道705-c的例子。如上所述，在这个实施例中没有超帧805。该实施例使用不同块大小的子信道710，根据可应用的模码适配块大小以产生持续时间基本相同的帧。如图所示，子信道710的顺序可以变化。
也可以使用多个其它的可选实施例。例如，图9D是没有超帧805的信道705-d的例子。子信道710的顺序可以变化。该实施例使用相同块大小(例如根据DVB-S2标准)的子信道710。因而，在该实施例中每个帧的持续时间经常会变化。图9E是具有稳定持续时间的超帧805-e的信道705-e的例子。每个超帧805-e中子信道710的顺序和帧的数目可以变化。该实施例使用相同块大小(例如根据DVB-S2标准)的子信道710。因而，在该实施例中每个帧的持续时间经常会变化，从而必须变化每个超帧805-e中的帧710以产生稳定持续时间的超帧805-e。图9F是具有稳定持续时间的超帧805-f的信道705-f的例子。每个超帧805-f中子信道710的顺序和帧的数目可以变化。该实施例使用不同块大小的子信道710，根据可应用的模码适配块大小以在每个超帧805中产生持续时间基本相同的子信道(和帧)。然而，在该实施例中不同超帧中的每个帧的持续时间会变化，从而必须变化每个超帧805-f中的帧710的数目以产生稳定持续时间的超帧805-f。本领域普通技术人员会认识到一系列的可用选项。
下面参考图10，以框图形式示出了用户终端130-b(例如图1中的用户终端130)的实施例。在该实施例中，用户终端130-b包括接收器单元1005，头处理单元1010以及过滤器单元1015，这些单元中每个之间都直接或间接地相互通信。该设备的这些单元可以分别地或共同地在适于在硬件中执行一些或所有的可应用功能的一个或多个特定用途集成电路(ASIC)中实现。可选地，可以由在一个或多个集成电路上的一个或多个其它处理单元(或者核芯)执行该功能。在其他实施例中，可以使用其他类型的集成电路(例如，结构/平台ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)和其他半定制IC)，其可以通过现有技术中已知的任意方式编程。每个单元的功能也可以全部或部分通过存储器中包含的指令来实现，该指令被进行格式化以由一个或多个通用或特定用途处理器执行。每个单元可以包括存储器，或者所访问的存储器可以在终端130上或者和终端130分离。在一个实施例中，头处理单元1010和过滤器单元1015组成单个处理器。
接收器单元1005可以被配置来接收通过卫星发送的无线信号。该无线信号可以是例如如上参考图1和图4描述的通过卫星105从网关115发送的并通过用户终端天线125接收的信号。接收器单元1005将信号下变频和数字化。在对接收到的信号进行数字化时，接收器可以在解调之前继续执行符号定时恢复(symbol timing recovery)和过程载波频率恢复(course carrier frequencyrecovery)。数字化的信号可以被接收器单元转发到头处理单元1010。因此，头处理单元1010可以接收代表了接收到的无线信号的数字化的物理层信号。该数字化数据流可以由同相和正交的分量组成。头处理单元1010可以处理数字化的数据流以检测第一头识别符，该第一头识别符用于识别数字化的数据流的第一头部。然后头处理单元1010可以解调和解码第一头部以识别用于与第一头部相关联的物理层有效载荷的第一子信道识别符。
过滤器单元1015被配置用于存储一个或多个子信道识别符(例如，例如图5信令数据515中的或图6A的修改的PLS码中的子信道识别符)，所存储的子信道识别符指示了与特定子信道识别符相关联的物理层有效载荷是否将由用户终端130-b解调和解码。过滤器单元1015可以包括存储信息的存储器，或者可以访问外部或其它片内存储器。过滤器单元1015可以确定第一子信道识别符与指示相关联的物理层有效载荷应该在进一步的解调和解码之前被过滤的一个或多个所存储的识别符相匹配。过滤器单元1015然后可以过滤和第一头部相关联的物理层有效载荷以阻止解调和解码。
在有的实施例中，头处理单元1010可以被进一步配置来对数字化的数据流之后的第二头部进行解调和解码，以检测用于和第二头部相关联的物理层有效载荷的第二子信道识别符。在该实施例中，过滤器单元1015被进一步配置来确定第二子信道识别符与指示有关的物理层有效载荷要被解调和解码的一个或多个存储的识别符相匹配。过滤器单元1015可以转发和第二头部相关联的物理层有效载荷，用于解调和解码。
为了进一步地说明用户终端130-b可以被如何配置的目的，假设子信道被编号为1-8的实施例(例如见图9B和其描述)。在该实施例中，使用轮询技术，其中第一帧(具有第一子信道识别符)被映射到第一子信道，第二帧(具有不同的子信道识别符)被映射到第二子信道，如此类推，直到第八帧被映射到第八虚拟信道。然后下一帧(具有第一子信道识别符)被映射到第一虚拟信道，继续轮询格式，对每个子信道1-8，1-8，1-8地映射物理层帧。头处理单元1010可以解调、解码和处理物理层头(例如图5的物理层头505)以提取子信道识别符。该子信道识别符可以用于指示期望的帧相对于当前帧的位置。例如，如果子信道识别符是第七号，并且期望的子信道是第一号，则头处理单元1010可以简单地跳过2个(或10或18个)帧周期。
在任何不同层可以使用多个附加识别符以允许在用户终端130-b上的附加的过滤。在有的实施例中，物理层帧被2∶1，3∶1，4∶1等地映射到每个子信道。也可以没有(或可能很少)形式或规则来将物理层帧映射到子信道时隙，从而允许增加的或减少的带宽被分配到各个子信道。可以自适应地映射物理层帧以打开虚拟信道时隙。在不同实施例中，指示“相关”帧之间的帧的数目的信息可以(但不需要)被包括在例如物理层头中。因而，用户终端130-b可以被配置来或可配置为接收这些不同类型的帧格式。
在采用固定块大小的DVB-S2标准下，用户终端130-b跳过物理层头至下一“相关”帧。为了确定下一中间帧头在时间上的位置，头处理单元1010解调和解码物理层头，从而可以识别帧持续时间、结构和模码。假设帧间持续时间变化，则中间物理层头也需要被解调。“相关”帧之间的帧的数目可以是接收用户终端130-b已知的，或者可以和帧本身通信。
通过CCM，或者在特定修改的DVB-S2和其它系统中，产生跨一系列不同帧的、具有固定持续时间的帧。在该系统中，用户终端130-b不必解码每个物理层头，因为帧间时间可以被配置为保持稳定。因而，替代跳过每个头，该系统会允许省略中间头。参考图15-24更加详细地讨论对该帧的格式化和处理的方面。然而，值得注意到在该系统中，在有的实施例中每个物理层头可以继续被解调和解码。
下面参考图11，以框图形式示出了用户终端130-c(例如图1或10的用户终端130)的实施例。在该实施例中，用户终端130-c再次包括接收器单元1005、头处理单元1010和过滤器单元1015，这些单元可以如同参考图10所描述的那样被实现。这些单元中的每个以及它们的元件可以彼此之间直接或间接通信。尽管其它实施例可能包括这些元件的不同组合，但每个单元的特定元件也需要说明，并将在下面详细讨论。用户终端130-c被配置来接收通过卫星105发送的无线信号1105。该无线信号可以是例如如上参考图1、图4或图10描述的、通过卫星105从网关115发送的并通过用户终端天线125接收的信号。
在一个实施例中，用户终端130-c接收的信号是被操作作为具有分配给帧的时隙(子信道)的单个载波的波形(例如修改的DVB-S2波形)。在物理层头中具有子信道识别符的每个帧可以被广播，从而允许用户终端130-c在解调和解码帧有效载荷之前过滤出不可应用的子信道。
接收器单元1005可以包括A/D单元1110和匹配过滤器单元1115。A/D单元1110可以被配置来将接收的(可能已经被放大和下变频的)信号数字化，并且可以输出包括同相和正交分量的数据的数据流。匹配过滤器单元1115(例如内插过滤器)可以进一步处理和均衡数据的数据流以产生例如每符号流一个抽样。
由匹配过滤器单元1115产生的数字化的数据流代表了接收到的一系列物理层帧，该帧包括具有头识别符和子信道识别符的物理层头。为了后面讨论的目的，假设除非另有指出，用户终端130-c正在处理的帧是图5的帧格式，包括物理层头505和有效载荷520。该数字化的数据流从匹配过滤器单元1115转发至头处理单元1010，头处理单元1010包括头检测单元1120、头提取单元1125和头内容单元1130。
头检测单元1120可以初始地通过将输入信号(数字化数据流)和一个或多个已知的头识别符相关联而开始处理。头识别符510可以和已知的识别符相关联，因而，在修改的DVB-S2实施例中，图6A的SOF 655可以与已知SOF形式相关联。头识别符510可以用于估计并移除相位和频率误差。因而，头检测单元1120可以处理数字化的数据流以检测第一头识别符，该第一头识别符用于识别第一头部和与数字化的数据流相关联的有效载荷。头提取单元1125可以提取物理层头信息(例如图5的信令数据515，或图6A的修改的PLS码660)，缓存单元1155可以缓存相关联的有效载荷(例如图5的有效载荷520，或图6A的XFEC帧645)。
然后，头内容单元1130可以解调和解码提取的物理层头信息。这样，头内容单元1130捕获用于和第一头部相关联的物理层有效载荷的第一子信道识别符。提取的物理层头信息也可以提供帧的有效载荷所用的模码的信息。
该捕获的子信道识别符然后被转发到过滤器单元1015，并且过滤器单元1015可以访问在存储器中存储的一个或多个子信道识别符的列表，该识别符用于指示和每个列出的子信道识别符相关联的物理层有效载荷是否将被解调和解码。过滤器单元1015可以确定，第一子信道识别符与一个或多个列出的、表示相关的物理层有效载荷不被解调和解码的识别符相匹配。过滤器单元1015然后可以过滤和第一头部相关联的被缓冲的物理层有效载荷，以防止解调和解码器单元1150解调或解码所过滤的有效载荷。例如，可以控制缓存单元1155来在物理层有效载荷被转发(或另外获取)用于解调和解码之前重写所存储的部分的、包括该物理层有效载荷的数字化的数据流。
可选地，过滤器单元1015可以确定，第一子信道识别符与一个或多个列出的、表示相关联的物理层有效载荷将被解调或解码的识别符相匹配。在这种情况下，可以将被缓冲的物理层有效载荷转发(或引出)到解调单元1135和解码器单元1140用于解调和解码处理。解调单元1135可以使用来自头处理单元1010执行的处理的相位和频率信息，该信息可以使用自适应逐帧处理(adaptive frame-by-frame process)来校正。控制器1145可以控制数据流的多个方面，并且可以控制并进一步处理解调的和解码的数据(例如将数据转发到图1的CPE 160)。
如上所述，在特定格式中，数字化的数据流包括在时间上的间隔基本相同的多个头。这可能是因为在ACM系统中动态指派的模码，或者可能是因为系统以稳定编码调制(constant coding and modulation，CCM)操作。在一组实施例中，头处理单元1010进一步被配置来处理数字化的数据流，以允许用于识别数字化的数据流的其它头部的其它头识别符无需检测地通过，从而提供在解调和解码之前过滤数据包的额外的途径。在另一组实施例中，头处理单元1010被进一步配置来省略对第一头部之后的在一个或多个已知的头识别符位置上的数字化的数据流进行头识别符检测分析。这是可能因为给定的终端只操作在一个子信道或子信道的子集上(例如，通过轮询系统)。可选地，可以执行格式化以确保子信道识别符不重复多于例如每两帧中一个(或1/3，1/4，1/8等)。这将在下面参考图20-24进一步讨论。在其它实施例中，在其它层中可以包括其它识别符(例如图6A的BB头605)以在额外处理之前进一步过滤帧。
在一个实施例中，解调单元1135和解码器单元1140每个被配置来只解调和解码数字化的数据流中的物理层有效载荷的子集。例如，在有的实施例中，这些单元可以被配置来最多解调和解码数字化的数据流中的多个物理层有效载荷的一部分(例如1/4，1/8或1/16)。尽管以上的描述说明了一系列的实施例，但本领域普通技术人员会认识到该描述的目的只是作为示例。
下面参考图12，示出了说明用于确定和物理层头相关联的有效载荷是否应该过滤而不被解调和解码的方法1200的流程图。例如，可以通过参考图1、10或11描述的用户终端130全部或部分地执行该方法。
在框1205，接收数字化的物理层信号，该信号代表从卫星接收的无线信号。该无线信号可以是卫星中继由参考图4描述的网关115-b产生的信号而得到的信号。数字化的物理层信号可以由无线信号的同相和正交分量组成。在框1210，处理接收到的数字化的信号以检测用于识别数字化的信号的第一头部的头识别符(例如图5的头识别符510或者图6A的SOF数据655)。
在框1215，解调并解码所识别的第一头部，以识别用于和第一头部相关联的物理层有效载荷的子信道识别符(例如包括在图5的信令数据515中或者在图6A的修改的PLS码660数据中)。在框1220，确定所识别的子信道识别符是否是指明相关联的物理层有效载荷将被过滤而不被解调和解码的子信道识别符组中的一个。
下面参考图13，示出了说明用于确定和物理层头相关联的有效载荷是否应当被过滤而不被解调和解码的可选方法1300的流程图。例如，可以通过参考图1、10或11描述的用户终端130全部或部分地执行该方法。
在框1305，从卫星接收无线信号(例如通过天线125)。该无线信号可以是卫星中继由参考图4描述的网关115-b产生的信号而得到的信号。在框1310，对从卫星接收的无线信号的下变频版本执行模数转换，从而产生代表物理层信号的数字化的数据流。在框1315，处理数字化的数据流以检测用于识别数字化的数据流的第一头部的头识别符。检测到的头识别符可以用于估计和移除头的其余部分的相位和频率误差。
在框1320，解调和解码头部的其余部分以检测用于和头部相关联的物理层有效载荷的子信道识别符。在框1325，访问一个表，该表包括一个或多个存储的子信道识别符，存储的子信道识别符指示和子信道识别符相关联的物理层有效载荷将被解调和解码。在框1330，确定子信道识别符是否与一个或多个存储的子信道识别符相匹配。如果是，在框1335转发和第一头部相关联的物理层有效载荷用于解调和解码。如果否，在框1340过滤和第一头部相关联的物理层有效载荷以防止被解调和解码。
下面参考图14，示出了说明用于确定和物理层头相关联的有效载荷是否应当被过滤而不被解调和解码的另一可选方法1300的流程图。例如，通过参考图1、10或11描述的用户终端130可以全部或部分地执行该方法。
在框1405，接收数字化的物理层信号，该信号代表从卫星接收的无线信号(例如是卫星中继由参考图4描述的网关115-b产生的信号而得到的信号)。在框1410，处理数字化的信号以检测用于识别数字化的信号的第一头部的第一头识别符。在框1415，缓存部分数字化的数据流而不对其解调和解码，该部分数字化的数据流组成和第一头部相关联的物理层有效载荷。缓存的信号可以被存储为同相和正交抽样。
在框1420，确定第一子信道识别符是指定相关联的物理层有效载荷将被过滤而不被解调和解码的子信道识别符组中的一个。在框1425，组成和第一头部相关联的物理层有效载荷的、数字化的数据流的被缓存部分被重写，而不解调或解码有效载荷。在框1430，省略在一个或多个已知的物理层头识别符位置上的头识别符检测分析。例如，由于头在时间上的间隔基本相同，从而头识别符位置是已知的，因此可以省略头识别符检测。子信道识别符可以指示和省略的头识别符相关联的有效载荷的目的地不是接收终端。
在框1435，处理数字化的信号以检测第二头识别符，该第二头识别符用于识别数字化的信号的第二头部。在框1440，组成和第二头部相关联的物理层有效载荷的、数字化的数据流部分被缓存而不被解调和解码。在框1445，确定第一子信道识别符是指示相关联的物理层有效载荷将被转发用于解调和解码的子信道识别符组中的一个。在框1450，解调和解码组成和第二头部相关联的物理层有效载荷的、数字化的数据流的被缓存部分。
下面参考图15，以框图形式示出了网关115-c(图1或图4的网关115)的实施例。在该实施例中，网关115-c再次包括接收器单元405、处理单元410和发送器单元415，这些单元可以如参考图4的网关115-b所描述的那样被实现。这些单元中的每个都直接或间接地彼此通信。也说明了处理单元410的特定元件，即自适应编码调制(ACM)单元1510以及封装单元1515。下面将更加详细地讨论这些元件，尽管其它实施例可以包括元件的不同组合。
接收器单元405可以再次被配置来(例如从网络120)接收一组数据，该组数据将通过卫星105发送并且目的地是一个或多个用户终端130。接收器单元405也可以被配置来接收用于识别一个或多个用户终端130的链路状况的数据。该信息可以通过上行数据流链路140、145从用户终端130发送到网关115。可选地，可以从网络120上的一个或多个设备接收链路状况，该一个或多个设备编译从用户终端130或其它源传送的链路状况信息。
与接收器单元405通信的自适应编码和解调单元1510被配置来至少部分地基于所接收的链路状况动态地对该组数据指派调制和编码格式。与接收器单元410和ACM单元1510通信的封装单元1515可以接收对该组数据指派的调制和编码格式。
封装单元1515可以使用指派的调制和编码格式来为选定的物理层帧(例如图5的帧500或图6A的PL帧665)设置有效载荷的块大小。可以设置块大小，从而产生持续时间与将被从网关115-c发送的其它物理层帧基本相同的物理层帧。然后封装单元1515可以以选定的物理层帧的有效载荷(例如图5的有效载荷520或图6A的XFEC帧645)的设定的块大小来封装该组数据的一部分。物理层帧包括物理层头(例如图5的物理层头505或图6A的PL头650)。物理层头也可以包括子信道识别符(例如图5的信令数据515中的子信道识别符)，该子信道识别符被进行格式化以允许用户终端过滤(subscriberterminal filting)。
发送器单元415和封装单元1515通信，并且被配置来接收封装的物理层帧，并对该物理层帧进行上变频和放大用于传输至卫星。在一个实施例中，ACM单元1510和封装单元1515被实现为单个处理器。
下面参考图16A，以框图形式示出了网关115-d(图1或图4或15的网关115)的实施例。在该实施例中，该网关包括接收器单元405、处理单元410、发送器单元415和存储器单元1610，这些单元可以如对图4或15网关115所描述的那样被实现。这些单元中的每个和它们的元件都直接或间接地彼此通信。也说明了处理单元410的特定元件，即自适应编码调制(ACM)单元1510，封装单元1515，以及带宽分配单元1605。下面将更加详细地讨论这些元件，尽管其它实施例可以包括元件的不同组合。
如在其它实施例中那样，接收器单元405可以再次被配置来(例如从网络120)接收一组数据，该组数据将通过卫星105发送并且目的地是一个或多个用户终端130。接收器单元405也可以被配置来接收用于识别一个或多个用户终端130的链路状况的数据。该信息可以通过图1的上行数据流链路140、145从用户终端130发送到网关115。可选地，可以从网络120上的一个或多个设备接收该链路状况，该一个或多个设备编译从用户终端130或其它源传送的链路状况信息。
接收到的链路状况信息例如可以被组织和存储在地址/链路状况表中，该表位于存储器单元1610中。ACM单元1510可以基于目的地地址使用该表来查找数据包的目的地用户终端130的信号质量。可以使用各种地址机制来识别特定用户终端，包括目的地MAC目的地VLAN-ID，目的地英特网协议(DIP)地址、私有寻址ID、子信道识别符或者包括目的地地址或和目的地地址相关联的任何其它的一组数据。将由下行数据流135、150传送的数据的目的地数据地址可以从到达网关115后的接收的数据包中解析出、在路由表中查找到或以现有技术的任何其它方式接收到。还值得注意的是，也可以使用多个其它的数据结构将地址和信号质量相关联。
存储器单元1610也可以存储模码表(或者，与信号质量和模码相关联的其它数据结构)。可以访问模码表来确定要用于目的地是在给定信号质量范围内操作的用户终端130的数据包的模码。该表可以包含多个模码格式，每个格式对应于指定的信号质量范围。不同的模码格式可以具有不同的码字大小、编码率、调制方案、以及导频插入。
和存储器单元1610通信的ACM单元1510被配置来至少部分地基于接收的链路状况动态地对该组数据指派调制和编码格式。在一个实施例中，ACM单元1510可以访问地址/链路状况表和模码表来将特定用户终端130和模码相关联。在其它实施例中，可以使用其它查找表设定模码，或者可以从网关115-d本地或远程的另一设备接收模码。
封装单元1515可以使用指派的调制和编码格式来为选定的物理层帧(例如图5的帧500)设置有效载荷的块大小。可以设置块大小，从而产生持续时间与将被从网关115-d发送的其它(例如相邻)物理层帧基本相同的物理层帧。图16B示出了可以用于设定块大小的长度表1650，尽管在其它实施例中可以使用其它格式。各模码1655每个都和不同的块大小1660(例如图5的有效载荷520或图6A的数据域610的数据大小)相关联。封装单元1515知道可应用于帧的模码，可以访问或查询表1650以识别产生稳定持续时间的帧(例如每个帧包括相同数量的符号)所需的域长度1660从而处理当使用不同模码时的情况。尽管使用简化表1650来说明该实施例，但本领域普通技术人员应当理解可用的查找表和搜索机制的范围。
然后封装单元1515可以以选定的物理层帧的有效载荷(例如图5的有效载荷520)的设定块大小封装该组数据的一部分。物理层帧包括物理层头(例如图5的物理层头505)。物理层头可以包括头识别符(例如图5的头识别符510或图6A的SOF 655)以允许用户终端识别头和/或第一物理层帧的界限。这可以通过执行上述的头识别符检测分析(例如见图5中描述头识别符检测的讨论)实现。
物理层头还可以包括子信道识别符(例如图5的信令数据515中的子信道识别符)，该子信道识别符被格式化以允许用户终端130过滤。如之前所讨论的，子信道识别符可以被进行格式化来提供信息，从而允许用户终端130识别物理层帧的有效载荷是否将被解调或解码，或者识别物理层帧的有效载荷是否将被过滤以防止有效载荷被解调或解码。
在一个实施例中，子信道识别符被格式化来提供信息，从而允许用户终端130省略在已处理的物理层帧之后接收到的一组物理层帧中的已知头识别符位置处的头识别符检测分析。例如，假设一个实施例，其中，给定的子信道不会重复多于每四个帧一个(即在每个具有相同子信道识别符的帧之间至少具有三个帧)。在具有头与头之间的已知时间间隔的格式中，省略对每次“命中”(“hit”)之后的三个后续帧中的给定子信道进行在特定的已知识别符位置处的头识别符检测分析。
此外，子信道识别符可以被格式化来提供信息，从而允许用户终端130识别在第一物理层帧之后接收到的一组物理层帧中的、用于下一头识别符检测分析的位置。又例如，在具有头与头之间的已知时间间隔的轮询格式中(例如图9B的格式)，由于重复顺序(可能跳过已知的中间位置)，子信道识别符可以指示下一可应用的子信道头位置。因而，重复顺序或两个相同子信道识别符之间的最小间隔可以允许搜索将被提炼的子信道识别符(通过省略或将特定头识别符检测分析作为目标)。
物理层头还可以包括其它信息。例如，物理层头中的数据可以包括不同的或补充的信息，该不同的或补充的信息同在当前头与其它物理层帧的下一个头或后面的头之间的间隔有关。物理层头中的数据也可以动态地发信号通知头与头之间的间隔的当前的或未来的变化。因而，可以改变在基本上等距的物理层头之间的间隔。
除了上述功能之外，网关115-c还可以包括带宽分配单元1605，带宽分配单元1605被配置来通过指派子信道识别符来动态地改变各个用户终端的带宽。这样，网关115-c或带宽分配单元1605可以确定用户终端130或用户终端130组的增加的(或减少的)带宽需求。在接收和/或处理该信息之后，带宽分配单元1605可以增加(或减少)物理层帧的分配比例，该物理层帧包括了和其相关联的子信道识别符。因而从在给定的时间周期内要被发送的有限帧池中，带宽分配单元1605可以增加或减少包括了子信道识别符的帧的分配比例。然后带宽分配单元1605可以控制封装单元1515以增加的(或减少的)比例来生成具有子信道识别符的物理层帧。该增加的或减少的比例也可以是基于其它因素的，例如业务优先级的质量或业务属性的类别。
发送器单元单元415和封装单元1515通信，并且被配置来接收封装的物理层帧，并将物理层帧上变频和放大用于传输至卫星。在一个实施例中，发送至用户终端130的信号是操作作为具有分配给帧的时隙(子信道)的单载波的波形(例如修改的DVB-S2波形)。可以通过物理层头中的子信道识别符广播每个帧，从而允许用户终端130在解调和解码帧有效载荷之前过滤出不可应用的子信道。
因而，发送的信号可以包括一系列具有动态地指派的模码的物理层帧。信号中每个帧的有效载荷的数据的块大小可以被动态地设置以产生持续时间基本上相同的物理层帧。信号中的帧可以每个都包括具有第一子信道识别符的物理层头，该第一子信道识别符被格式化以允许在解调或解码第一有效载荷之前对数据包进行用户终端过滤。在一个实施例中，ACM单元1510、封装单元1515和带宽分配单元1605被实现为单个处理器。
下面参考图17，示出了用于说明为物理层帧格式化数据的方法1700的流程图。例如，可以通过参考图15或16A描述的网关115或者这里描述的其他网关115配置(例如图1)全部或部分地执行该方法。
在框1705，接收用于将被发送到第一用户终端的数据的调制和编码格式，至少部分地基于第一用户终端的链路状况动态地指派该格式。该动态指派可以由网关115的另一个单元(例如ACM单元)或外部设备进行。在框1710，使用接收到的格式来动态地设置用于第一物理层帧的有效载荷的块大小，设置该块大小来产生持续时间与邻近物理层帧基本上相同的物理层帧。该持续时间可以被预先设置或者可以是可配置的。
在框1715，封装所设置的块大小的数据量以产生第一物理层帧的有效载荷。在框1720，将头附加到物理层帧的有效载荷，该头被进行格式化以具有允许在解调或解码有效载荷之前对数据包进行用户终端过滤的子信道识别符。然后可以将物理层帧上变频和放大，以通过卫星105发送到用户终端130。
下面参考图18，示出了说明用于为物理层帧格式化数据的可选方法1800的流程图。例如，可以通过参考图15或16A描述的网关115或者这里描述的其他网关115配置(例如图1)来全部或部分地执行该方法。
在框1805，接收一组数据(例如从网络120)，该组数据将通过卫星发送到第一用户终端。在框1810，接收(例如从网络120或者从第一用户终端)用于识别第一用户终端的链路状况的数据。在框1815，接收用于将被发送的该组数据的、动态地指派的调制和编码格式，该格式至少部分地基于链路状况。在框1820，使用该格式来动态地设置用于第一物理层帧的有效载荷的块大小，设置该块大小来产生持续时间和其它帧基本相同的物理层帧。
在框1825，以设置的块大小封装将被发送的该组数据中的至少一个子集以产生第一物理层帧的有效载荷。在框1830，对第一物理层帧进行上变频，在框1835将上变频的物理层帧发送到卫星以转发到第一用户终端。
下面参考图19，示出了说明用于为物理层帧格式化数据的另一可选方法1900的流程图。例如，可以通过参考图15或16A描述的网关115或者这里描述的其他网关115配置(例如图1)来全部或部分地执行该方法。
如上所述，在有的实施例中在接收设备(例如用户终端130)处的特定信号质量范围可以与特定调制和编码格式(模码)相关联。在框1905，存储了将该模码和块大小相关联从而允许产生持续时间基本相同的物理层帧的表。除了此表外，在其它实施例中还可以使用其它数据结构。在框1910，将额外的带宽分配给和第一子信道信识别符相关联的第一用户终端。在框1915，响应于该额外带宽的分配，对第一子信道识别符增加物理层帧的分配比例。
在框1920，对将被发送到第一用户终端的的一组数据动态地指派调制和编码格式，该指派至少部分地基于终端的链路状况。在框1925，访问表以设置将被发送到第一用户终端的物理层帧的有效载荷的块大小。在框1930，以设置的块大小封装将被发送到第一用户终端的该组数据中的至少一些数据，以产生第一用户终端的第一有效载荷。在框1935，生成第一用户终端的第一物理层头，该第一物理层头具有子信道识别符，该子信道识别符被格式化以指示接收用户终端相关联的有效载荷是否将被解调和解码。在框1940，发送第一头和附上的第一有效载荷。
随着和图15-19相关的信号封装和发送的描述的基本结束，应该转到讨论在用户终端130处的信号接收。首先参考图10，图10的用户终端130-b可以接收从网关115(如参考图1，15或16B描述的)发送的信号。因而，用户终端130-b可以具有上面参考图10描述的功能的全部或任何子集，以及下面描述的任何额外的功能。
接收器单元1005可以被配置来接收通过卫星发送的无线信号。该无线信号可以是例如如上参考图1、4、15或16A描述的通过卫星105从网关115发送的并通过用户终端天线125接收的信号。接收器单元1005将信号下变频并数字化。在数字化接收到的信号时，接收器可以在解调之前继续执行符号定时恢复和过程载波频率恢复。接收器单元1010可以将数字化的信号转发到头处理单元1010。因此，头处理单元1010可以接收代表了接收到的无线信号的数字化的物理层信号。该数字化的数据流可以包括多个物理层头(例如在多个物理层帧中的每个中)，这些头在时间上等距间隔并且每个头和各自的物理层有效载荷(例如图1，15，16A或16B描述的)相关联。该数字化的数据流可以由同相和正交的分量组成。头处理单元1010可以处理数字化的数据流以检测第一头识别符，该第一头识别符用于识别数字化的数据流的第一头部。头处理单元1010可以解调和解码第一头部以识别用于和第一头部相关联的物理层有效载荷的第一子信道识别符。
头处理单元1010可以确定数字化的数据流中的、用于第二头识别符检测分析的搜索位置。头处理单元1010可以对在第一物理层头部和搜索位置之间的一个或多个已知的头识别符位置处的数字化的数据流省略头识别符检测分析。除了其他因素之外，对该搜索位置的确定和/或对头识别符检测分析的省略还可以基于第一子信道识别符以及头与头之间的持续时间。
过滤器单元1015被配置来排除对和被省略的标识符检测分析位置相关联的数字化的数据流中的一个或多个物理层有效载荷进行解调或解码。过滤器单元1015也可以被配置来转发或允许解调或解码与搜索位置相关联的物理层有效载荷。
在一个实施例中，过滤器单元1015可以确定第一子信道识别符是否是将被从解调和解码过滤出去的有效载荷的识别符。如果是，则过滤器单元1015可以将和第一子信道识别符相关联的物理层有效载荷(可能存储在存储器中)识别为将被过滤以防止解调和解码的数据。然后过滤器单元1015可以过滤数字化的数据流以将识别的物理层有效载荷从解调和解码中排除出来。然而，可选地，过滤器单元1015可以将和第一子信道相关联的物理层有效载荷(可能存储在存储器中)识别为将被过滤以防止解调和解码的数据。在那种情况下，可以将所识别的物理层有效载荷转发(或送出)用于解调和解码。
一系列在时间上的间隔基本等距的物理层头中的每个都因此包括一个或多个子信道识别符(例如在图5的信令数据515中的或在图6A的PLS码660中的识别符)。在数字化的数据流中，一个或多个子信道识别符可以以规则的时间间隔重复出现。通过使用该重复出现，头处理单元1010可以被配置来基于规则的间隔确定数字化的数据流中用于头识别符检测的未来的搜索位置。然而，应该注意到不需要子信道识别符中的任何或者所有子信道识别符都以规则的时间间隔重复出现。相反，可以以更加随机的方式指派一个或多个子信道，从而允许动态地分配特定子信道的带宽。在另外的实施例中，可以用混合方案，其中头处理单元1010被配置来至少部分地基于相同子信道识别符之间的最小间隔来省略在已知的头识别符位置处的头识别符检测。
如参考图15和16A的讨论所提到的，在发送器(例如图15或16的网关115)可以配置一系列物理层头之间的间隔。因此，头处理单元1010可以被进一步配置来接收用于识别多个物理层头之间的修改的间隔的数据(例如从图15或16的网关115)。由于该修改的间隔，头处理单元1010可以改变每个头识别符检测分析之间的时间间隔。
下面参考图20，说明用于确定是否对一或多个物理层头执行特定处理的方法2000的流程图。例如，可以通过参考图1、10或11描述的用户终端130来全部或部分地执行该方法。
在框2005，接收数字化的物理层信号，该信号代表了从卫星接收的无线信号。该无线信号可以是卫星中继由参考图4、15或16A描述的网关115产生的信号而得到的信号。数字化的信号包括多个在时间上基本等距地间隔的物理层头，每个物理层头和各自的物理层有效载荷相关联。在框2010，分析数字化的信号以检测用于识别数字化的信号的第一物理层头部的第一头识别符。在框2015，解调和解码第一物理层头部以识别第一子信道识别符，该第一子信道识别符用于相关联的第一物理层有效载荷。在框2020，省略在一个或多个已知的头识别符位置处的头识别符检测分析，该省略至少部分地基于第一子信道识别符。
下面参考图21，说明用于确定是否要对一或多个物理层头及其相关联的有效载荷执行特定处理和分析的方法2100的流程图。例如，可以通过参考图1、10或11描述的用户终端130来全部或部分地执行该方法。
在框2105，从卫星接收无线信号。该无线信号可以是卫星中继由参考图1、4、15或16A描述的网关115产生的信号而得到的信号。该信号包括多个在时间上基本等距地间隔的物理层头，每个物理层头和各自的物理层有效载荷相关联。在框2110，对接收到的无线信号执行模数转换以产生代表该信号的数字化的数据流。
在框2115，处理数字化的数据流以检测头识别符，该头识别符用于识别该数字化的信号的物理层帧的第一头部。在框2120，解调和解码第一物理层头部以识别用于相关联的第一物理层有效载荷的第一子信道识别符。在框2125，识别数字化的数据流中用于第二头识别符检测分析的搜索位置。在框2130，省略在第一头部和搜索位置之间的一个或多个已知的头识别符位置处的头识别符检测分析。在框2135，将和被省略的识别符检测分析位置相关联的一个或多个物理层有效载荷从解调和解码中排除出来。
下面参考图22，说明用于确定是否要对一或多个物理层头及其相关联的有效载荷执行头识别符检测分析的方法的流程图。例如，可以通过参考图1、10或11描述的用户终端130来全部或部分地执行该方法。
在框2205，接收数字化的物理层信号，该数字化的物理层信号代表了从卫星接收到的信号。该数字化的信号包括多个在时间上基本等距地间隔的物理层头，每个物理层头和各自的物理层有效载荷相关联。在框2210，分析数字化的信号以检测用于识别该数字化的信号的第一物理层头部的第一头识别符。在框2215，解调和解码第一物理层头部以识别用于相关联的第一物理层有效载荷的第一子信道识别符。
在框2220，在数字化的数据流中具有已知的头识别符位置的一个或多个后续物理层头中识别具有和第一子信道识别符不同的子信道识别符的物理层头。该识别可以至少部分地基于第一子信道识别符。在框2225，对所确定的一个或多个后续头省略在已知的头识别符位置处的头识别符检测分析。在框2230，将和所确定的一个或多个后续头相关联的物理层有效载荷从解调或解码中排除出来。
下面参考图23，示出了说明用于过滤数字化的数据流以防止对特定物理层有效载荷进行解调或解码的方法2300的流程图。例如，可以通过参考图1、10或11描述的用户终端130全部或部分地执行该方法。
在框2305，检测第一头识别符，第一头识别符用于识别数字化的物理层信号的物理层头部，该数字化的物理层信号代表了从卫星接收到的无线信号。在框2310，解调和解码第一物理层头部以识别和第一物理层有效载荷相关联的第一子信道识别符。在框2315，至少部分地基于第一子信道识别符将第一物理层有效载荷识别作为数字化的数据流中将被解调和解码的部分。在框2320，识别该数字化的数据流的、和不同子信道识别符相关联的其它物理层有效载荷。该识别至少部分地基于第一子信道识别符。在框2325，过滤数字化的数据流以防止对所识别的、和不同子信道识别符相关联的其它物理层有效载荷进行解调或解码。
下面参考图24，以框图形式示出了用户终端(例如图1的用户终端130)的特定元件2400的实施例。在该实施例中，元件包括A/D 2405、内插过滤器2410、PL头检测器2415、缓存2420以及分数率(fractional rate)元件2425。该设备的这些单元可以分别地或共同地在适于在硬件中执行一些或所有的可应用功能的一个或多个特定用途集成电路(ASIC)中实现。可选地，可以由在一个或多个集成电路上的一个或多个其它处理单元(或者核芯)执行该功能。在其他实施例中，可以使用其他类型的集成电路(例如，结构/平台ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)和其他半定制IC)，其可以通过现有技术中已知的任意方式编程。每个单元的功能也可以全部或部分地通过存储器中包含的指令来实现，该指令被进行格式化以由一个或多个通用或特定用途处理器执行。每个单元可以包括存储器，或者所访问的存储器可以在终端130上或者和终端130分离。在一个实施例中，在单个处理器上实现内插过滤器2410、PL头检测器2415、缓存2420以及至少一些分数率元件2425。
通过包括元件2400的用户终端130接收通过卫星根据参考图6A讨论的修改的DVB-S2格式发送的无线信号。该信号可以是图1的采用ACM的下行数据流135，150，并且包括在时间上基本等距地间隔的多个物理层头(PL头650)，每个物理层头和各自的物理层有效载荷相关联。每个物理层头都包括修改的PLS码660，该修改的PLS码660包括子信道识别符，该子信道识别符被格式化来允许接收器过滤有效载荷以防止不可应用的子信道的有效载荷被解调或解码。
接收到的无线信号被下变频，被分离为同相和正交分量，由A/D 2405接收，并且可以输出数据流。内插过滤器2410可以进一步处理和均衡数据的数据流以产生每符号输出一个抽样。内插过滤器2410的输出由PL头检测器2415接收，头检测器2415被配置来识别(例如通过将已知的SOF形式和SOF 665相关联)并且提取PL头650用于转发至分数率元件2425。在该实施例中，分数率元件2425可以包括头内容单元1130、解调单元1135和解码器单元1140，这些单元可以被配置来仅以部分速度(例如1/8或1/4速度)运行。然后XFEC帧645(或可能是整个PL帧665)可以被缓存在缓存2420中。
然后可以以部分速度进行头内容处理，其中可以从PLS码660提取子信道识别符。基于该子信道识别符和头与头之间已知的间隔，PL头检测器2415可以识别用于头识别符检测分析的下一搜索位置，并且在有的实施例中省略在中间位置的头识别符检测分析。
应该注意的是上面讨论的系统、方法和软件实质上仅作为示例。必须强调不同实施例可以恰当地省略、替代或增加不同的处理或元件。例如，应该意识到在可选实施例中，可以以不同于上述的顺序执行方法，可以加上、省略或合并不同的步骤。同样，对于某个实施例描述的特征也可以与不同的其他实施例结合。可以以相似的方式合并实施例的不同的方面和组件。此外，应该强调的是，技术在发展，由此许多组件仅用于示例而不应被解释为限制本发明的范围。
在说明书中给出了特定细节以提供实施例的完整理解。然而，本领域的普通技术人员应该理解到实施例可以不需要这些特定细节而被实施。例如，示出了公知的电路、处理、算法、结果和技术而没有不必要的细节，以避免难以理解实施例。
此外，还应该注意到，实施例可以被描述为由流程图、结构图、或框图表述的处理。虽然它们可以将操作描述为时序过程，但许多操作可以并行或同时发生。此外，操作的顺序可以被重新排列。处理在完成操作时终止，但是处理可能有额外的没有包括在图中的步骤。
此外，在此术语“存储介质”或“存储装置”可以表示一个或多个用于存储数据的装置，包括只读存储器(ROM)、随机读写存储器(RAM)、磁性RAM、核心存储器、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置或其他用于存储信息的计算机可读介质。术语“计算机可读介质”包括但不局限于便携或固定存储装置、光存储装置、无线信道、SIM卡、其他智能卡，以及能够存储、包含或承载指令或数据的各种其他介质。
此外，可以由硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其组合来实现实施例。当以软件、固件、中间件或微代码实现时，执行必要任务的程序代码或代码段可以被存储在例如存储介质的机器可读介质中。处理器可以执行必要的任务。
已经描述了一些实施例，本领域的普通技术人员应该意识到可以使用各种修改、可选结构或等效替换而不偏离本发明的精神。例如，上面的组件可以仅是更大系统的元件，其中其他规则可以替换原来的规则或者修改本发明的应用。此外，可以在考虑上述组件之前需要多个步骤。由此，上面的描述不应当被认为是限制由权利要求定义的本发明的范围。
Claims (31)
1.一种从卫星接收信号的终端，所述终端包括：
接收器，用于接收通过卫星发送的信号；
头处理器，与接收器通信地连接，并且用于：
接收数字化的数据流，所述数字化的数据流包括物理层信号，所述物理层信号代表了接收到的信号；
处理所述数字化的数据流以检测所述数字化的数据流的第一物理层头部；和
解调和解码第一物理层头部以识别用于和第一物理层头部相关联的物理层有效载荷的第一子信道识别符；以及
过滤器，与头处理器通信地连接，并且用于：
存储一个或多个子信道识别符，所述一个或多个子信道识别符用于指示相关联的物理层有效载荷是否将由所述终端解调和解码；
确定第一子信道识别符是否与用于指示相关联的物理层有效载荷将在被解调和解码前被过滤的一个或多个存储的识别符相匹配；和
过滤和第一物理层头部相关联的物理层有效载荷以防止解调和解码。
2.根据权利要求1所述的终端，其中，
头处理器进一步用于解调和解码数字化的数据流的第二物理层头部以检测用于和第二物理层头部相关联的物理层有效载荷的第二子信道识别符；以及
过滤器进一步用于：
确定第二子信道识别符是否与指示相关联的物理层有效载荷将被解调和解码的一个或多个存储的识别符相匹配；和
转发和第二物理层头部相关联的物理层有效载荷用于解调和解码。
3.根据权利要求2所述的终端，进一步包括：
解调器，用于接收和解调被转发的与第二物理层头部相关联的物理层有效载荷；以及
解码器，用于解码被解调的物理层有效载荷，
其中，解调器和解码器每个用于仅解调和解码数字化的数据流中的多个物理层有效载荷的子集。
4.根据权利要求3所述的终端，其中，解调器和解码器每个用于解调和解码数字化的数据流中的多个物理层有效载荷中的至多每4个中的1个物理层有效载荷。
5.根据权利要求1所述的终端，进一步包括：
缓存器，与接收器和过滤器通信地连接，并且用于存储数字化的数据流的至少一部分，所述数字化的数据流包括和第一物理层头部相关联的物理层有效载荷，
其中，过滤器进一步用于通过控制缓存器在物理层有效载荷被转发用于在解调和解码之前重写包括所述物理层有效载荷的、数字化的数据流的所存储的部分，来过滤和第一物理层头部相关联的物理层有效载荷。
6.根据权利要求1所述的终端，其中，头处理器进一步用于处理数字化的数据流，以允许数字化的数据流中的其它物理层头部不被检测而通过。
7.根据权利要求1所述的终端，其中，
接收到的信号包括在单个载波上承载的修改的数字视频广播信号；
第一物理层头部包括开始帧标志(SOF)形式以及具有子信道识别符信息的修改的物理层信令(PLS)码。
8.根据权利要求1所述的终端，其中，包括了和第一物理层头部相关联的物理层有效载荷的、数字化的数据流的子集不被解调或解码。
9.一种对从卫星接收到的信号的数字化的表示进行处理的处理器，所达处理器包括：
头处理器，用于：
接收数字化的数据流，所述数字化的数据流包括物理层信号，所述物理层信号代表了从卫星接收到的信号；
处理所述数字化的数据流以检测所述数字化的数据流的第一物理层头部；和
从第一物理层头部检测用于和第一物理层头部相关联的物理层有效载荷的第一子信道识别符；以及
过滤器，与头处理器通信地连接，并且用于：
访问指示相关联的物理层有效载荷是否将被解调和解码的一个或多个子信道识别符的所存储的列表；
确定第一子信道识别符是否与用于指示相关联的物理层有效载荷将被解调和解码的一个或多个列出的识别符相匹配；和
过滤包括了和第一物理层头部相关联的物理层有效载荷的数字化的数据流，以防止所过滤的有效载荷被解调和解码。
10.根据权利要求9所述的处理器，其中
头处理器进一步用于解调和解码数字化的数据流的第二物理层头部以检测用于和第二物理层头部相关联的物理层有效载荷的第二子信道识别符；以及
过滤器进一步用于：
确定第二子信道识别符是否与指示相关联的物理层有效载荷将被解调和解码的一个或多个列出的识别符相匹配；和
转发和第二物理层头部相关联的物理层有效载荷用于解调和解码。
11.根据权利要求9所述的处理器，进一步包括：
解调器，用于接收和解调被转发的与第二物理层头部相关联的物理层有效载荷；以及
解码器，用于解码被解调的物理层有效载荷，
其中，解调器和解码器每个用于仅解调和解码数字化的数据流中的多个物理层有效载荷的子集。
12.一种对从卫星接收到的信号的数字化的表示进行处理的方法，所述方法包括：
接收数字化的数据流，所述数字化的数据流包括物理层信号，所述物理层信号代表了从卫星接收到的信号；
识别所述数字化的数据流的第一物理层头部；
解调和解码所述物理层头部以识别用于和所述物理层头部相关联的物理层有效载荷的子信道识别符；以及
确定子信道识别符是否与相关联的物理层有效载荷将被过滤而不被解调和解码的指示相对应。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
响应于确定步骤，过滤包括物理层有效载荷的数字化的数据流以防止所述有效载荷被解调或解码。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
缓存包括物理层有效载荷的数字化的数据流的至少一部分，
其中，过滤步骤包括：重写包括物理层有效载荷的数字化的数据流的被缓存部分而不先转发有效载荷用于解调或解码。
15.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
响应于确定步骤，转发物理层有效载荷用于解调和解码。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
解调被转发的和所述物理层头部相关联的物理层有效载荷；以及
解码被解调的物理层有效载荷，
其中，解调步骤和解码步骤以低于通过数字化的数据流接收有效载荷数据的速率的速率而执行。
17.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
处理数字化的数据流以允许用于识别数字化的数据流的其它物理层头部的其它头识别符不被检测而通过，其中所述其它头识别符包括和第一头识别符不同的识别符。
18.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
省略在一个或多个已知的物理层头识别符位置处的物理层头部检测分析。
19.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
执行符号定时恢复和过程载波频率恢复以产生数字化的信号。
20.一种卫星通信系统，包括：
网关，用于将发送到卫星的信号发出，以中继到终端；
卫星，与终端和网关通信，用于从网关接收信号并将接收到的信号中继到终端；以及
终端，包括：
接收器，用于接收从卫星中继的信号；
头处理器，与接收器通信地连接，并且用于：
接收数字化的数据流，所述数字化的数据流包括物理层信号，所述物理层信号代表了来自卫星的信号；
处理数字化的数据流以认出用于识别数字化的数据流的物理层头部的头识别符；和
解调和解码物理层头部以识别用于和物理层头部相关联的有效载荷的子信道识别符；以及
过滤器，与头处理器通信地连接，并且用于：
访问指示相关联的物理层有效载荷是否将被解调和解码的一个或多个子信道识别符的列表；
确定所识别的子信道识别符和用于指示相关联的有效载荷将防止被解调和解码的至少一个列出的识别符相匹配；和
过滤包括有效载荷的数字化的数据流以防止所述有效载荷被解调和解码。
21.一种卫星通信系统，包括：
网关，用于将发送信号到卫星，以中继到终端；
卫星，与终端和网关无线通信地连接，并用于从网关接收信号并将所述信号中继到终端；以及
终端，包括：
接收器，用于接收由卫星发送的所述信号；
头处理器，与接收器通信地连接，并且用于：
接收包括代表了所述信号的物理层信号的数字化的数据流，所述数字化的数据流包括多个物理层头，所述多个物理层头在时间上基本等距地间隔并且每个都和各自的物理层有效载荷相关联；
分析数字化的数据流以检测第一头识别符，所述第一头识别符用于识别数字化的数据流的第一物理层头部；
解调和解码第一物理层头部以识别用于相关联的第一物理层有效载荷的第一子信道识别符；
响应于第一子信道识别符，确定数字化的数据流中的一个或多个后续头识别符位置，数字化的数据流具有和第一子信道识别符不同的其他子信道识别符；和
确定不在所确定的一个或多个后续头识别符位置处执行头识别符检测分析；以及
过滤器，与头处理器通信地连接，并且用于将数字化的数据流中的、和所述其他子信道识别符相关联的一个或多个物理层有效载荷从解调和解码中排除出来。
22.一种处理从卫星接收的信号的数字表示的方法，所述方法包括：
检测用于识别数字化的数据流的物理层头部的第一头识别符，所述数字化的数据流包括代表了从卫星接收到的信号的物理层信号；
解调和解码第一物理层头部以识别和第一物理层有效载荷相关联的第一子信道识别符；
响应于第一子信道识别符将第一物理层有效载荷识别为数字化的数据流中将被解调和解码的部分；
响应于第一子信道识别符，识别数字化的数据流中的、和不同于第一子信道识别符的其他子信道识别符相关联的其它物理层有效载荷；以及
确定不对和所述其他子信道识别符相关联的所述其它物理层有效载荷执行解调和解码。
23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括：
确定第一子信道识别符是否是和将被从解调和解码过滤出来的物理层有效载荷相关联的识别符。
24.根据权利要求22所述的方法，进一步包括：
解调和解码数字化的数据流的第二物理层头部以识别和第二物理层有效载荷相关联的第二子信道识别符；
将和第二子信道识别符相关联的物理层有效载荷识别为将被过滤以防止解调和解码的数据；以及
过滤数字化的数据流以将所识别的、和第二子信道识别符相关联的物理层有效载荷从解调或解码中排除出来。
25.根据权利要求22所述的方法，其中，
数字化的数据流包括在时间上基本等距地间隔的多个物理层头，其中至少物理层头的子集中的每个物理层头包括多个子信道识别符中的一个子信道识别符；以及
至少所述多个子信道识别符的子集中的每个子信道识别符在数字化的数据流中以规则的时间间隔重复出现。
26.根据权利要求25所述的方法，进一步包括：
响应于所述规则的时间间隔来确定数字化的数据流中用于第二头识别检测分析的搜索位置。
27.根据权利要求25所述的方法，进一步包括：
响应于所述规则的时间间隔而不对已知的物理层头部位置执行头识别符检测分析。
28.根据权利要求22所述的方法，进一步包括：
响应于相同子信道识别符之间的最小间隔而不执行头识别符检测分析。
29.根据权利要求22所述的方法，进一步包括：
响应于第一子信道识别符来确定数字化的数据流中的用于第二头识别符检测分析的搜索位置。
30.根据权利要求22所述的方法，进一步包括：
接收用于识别所述多个物理层头之间的修改的间隔的数据；以及
由于修改的间隔，改变每个头识别符检测分析之间的时间间隔。
31.一种从卫星接收信号的终端，所述终端包括：
接收器，用于接收由卫星发送的信号；以及
头处理器，与接收器通信地连接，并且用于：
接收包括物理层信号的数字化的数据流，所述物理层信号代表了接收到的信号；
解调和解码数字化的数据流的第一物理层头部以识别用于和第一物理层头部相关联的第一物理层有效载荷的第一子信道识别符；和
基于第一子信道识别符，识别数字化的数据流中的、和不同于第一子信道识别符的其他子信道识别符相关联的其它物理层头；以及
过滤器，与头处理器以及接收器通信地连接，并且用于将和所识别的其他子信道识别符相关联的每个物理层有效载荷从解调和解码中排除出来。
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