CN106165364A - 使用分层划分多路复用的信号多路复用装置和信号多路复用方法 - Google Patents

使用分层划分多路复用的信号多路复用装置和信号多路复用方法 Download PDF

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Abstract

公开了使用分层划分多路复用的信号多路复用装置和方法。根据本发明一个实施例的信号多路复用方法包括：组合器，用于按照彼此不同的功率电平来组合核心层信号和增强层信号；和时间交织器，用于执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织。

Description

使用分层划分多路复用的信号多路复用装置和信号多路复用 方法
技术领域
本发明涉及适于在广播系统中使用的广播信号传送/接收技术，并更具体地，涉及多路复用/解多路复用并然后传送/接收两个或多个信号的广播信号传送/接收系统。
背景技术
比特交织编码调制(BICM)是带宽有效的传送技术，并且按照这样的方式实现，使得误差校正编码器、逐比特交织器和高阶调制器彼此组合。
BICM能使用简单结构提供卓越性能，因为其使用低密度奇偶校验(LDPC)编码器或涡式编码器作为误差校正编码器。此外，BICM能提供高级别灵活性，因为其能按照各种形式选择误差校正码的调制阶数和长度和码率。由于这些优点，所以BICM已在诸如DVB-T2和DVB-NGH的广播标准中使用，并且具有在其它下一代广播系统中使用的强概率。
一般，为了对信号进行多路复用，广泛使用时分复用(TDM)或频分复用(FDM)。最近，存在对于可应用到下一代广播系统并提供比TDM和FDM更大的灵活性和性能的新多路复用技术的紧迫需求。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供能够比TDM和FDM提供更大的灵活性和性能的新的信号多路复用技术。
本发明的另一目的是通过按照不同的各个功率电平组合信号、来对与两个或更多层对应的信号进行有效多路复用/解多路复用。
技术方案
为了实现以上目的，本发明提供了一种信号多路复用设备，包括：组合器，被配置为按照不同功率电平来组合核心层信号和增强层信号；和时间交织器，被配置为执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织。
在该情况下，该信号多路复用设备可进一步包括注入电平控制器，被配置为通过降低增强层信号的功率来生成功率降低的增强层信号；并且该组合器可通过组合核心层信号和功率降低的增强层信号，来生成多路复用的信号。
在该情况下，该信号多路复用设备可进一步包括：核心层比特交织编码调制(BICM)单元，被配置为对应于核心层信号；和增强层BICM单元，被配置为执行与核心层BICM单元的编码不同的比特交织编码调制(BICM)编码。
在该情况下，该核心层BICM单元可具有比该增强层BICM单元更低的比特率，并且可以比该增强层BICM单元更鲁棒。
在该情况下，该信号多路复用设备可进一步包括功率归一化器，被配置为将多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率。
在该情况下，该功率归一化器可对应于归一化因子，并且可将多路复用的信号的功率降低该组合器已将该功率增加的量。
在该情况下，该注入电平控制器可对应于缩放因子；该归一化因子和该缩放因子的每一个可以是大于0并小于1的值；当与该注入电平控制器对应的功率的降低变大时，该缩放因子可减小；和当与该注入电平控制器对应的功率的降低变大时，该归一化因子可增大。
在该情况下，该注入电平控制器可按照0.5dB的步长在3.0dB和10.0dB之间改变注入电平。
在该情况下，该增强层信号可对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、所恢复的增强层数据。
在该情况下，该核心层BICM单元可包括：核心层误差校正编码器，被配置为对核心层数据执行误差校正编码；核心层比特交织器，被配置为执行与核心层数据对应的比特交织；和核心层码元映射器，被配置为执行与核心层数据对应的调制。
在该情况下，该增强层BICM单元可包括：增强层误差校正编码器，被配置为对增强层数据执行误差校正编码；增强层比特交织器，被配置为执行与增强层数据对应的比特交织；和增强层码元映射器，被配置为执行与增强层数据对应的调制。
在该情况下，该增强层误差校正编码器可具有比该核心层误差校正编码器更高的比特率；并且该增强层码元映射器可以比该核心层码元映射器更不鲁棒。
在该情况下，该组合器可组合具有比核心层信号和增强层信号更低的功率电平的一个或多个扩展层信号、以及核心层信号和增强层信号。
本发明的实施例提供了一种信号多路复用方法，包括：按照不同功率电平来组合核心层信号和增强层信号；和执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织。
在该情况下，该信号多路复用方法可进一步包括：通过降低增强层信号的功率来生成功率降低的增强层信号；和该组合步骤可包括：通过组合核心层信号和功率降低的增强层信号，来生成多路复用的信号。
在该情况下，该信号多路复用方法可进一步包括：将多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率。
在该情况下，所述降低多路复用的信号的功率的步骤可包括：将多路复用的信号的功率降低已通过该组合步骤将该功率增加的量。
在该情况下，所述生成功率降低的增强层信号的步骤可包括：按照0.5dB的步长在3.0dB和10.0dB之间改变注入电平。
在该情况下，所述组合步骤可包括：组合具有比核心层信号和增强层信号更低的功率电平的一个或多个扩展层信号、以及核心层信号和增强层信号。
有利效果
根据本发明，提供了能够比TDM和FDM提供更大的灵活性和性能的新的信号多路复用技术。
此外，根据本发明，能通过按照不同的各个功率电平组合与两个或更多层对应的信号，来对信号进行有效多路复用/解多路复用。
附图说明
图1是图示了根据本发明实施例的广播信号传送/接收系统的框图；
图2是图示了根据本发明实施例的广播信号传送/接收方法的操作流程图；
图3是图示了图1中图示的信号多路复用器的示例的框图；
图4是图示了图1中图示的信号多路复用器的另一示例的框图；
图5是图示了图1中图示的信号解多路复用器的示例的框图；
图6是图示了图1中图示的信号解多路复用器的另一示例的框图；
图7是示出了归因于核心层信号和增强层信号的组合的、功率的增加的图；
图8是图示了图1中图示的信号多路复用器的另一示例的框图；
图9是图示了图1中图示的信号多路复用器的另一示例的框图；
图10是图示了图1中图示的信号解多路复用器的另一示例的框图；
图11是图示了图1中图示的信号解多路复用器的另一示例的框图；和
图12是图示了根据本发明实施例的信号多路复用方法的操作流程图。
具体实施方式
下面将参考附图来详细描述本发明的实施例。下面将省略已被认为使得本发明的要义不必要地模糊的重复描述以及公知功能和配置的描述。本发明的实施例意欲向具有本发明所属领域的一般知识的技术人员全面描述本发明。因此，可夸大图中的组件的形状、尺寸等，以使得描述清楚。
参考附图来详细描述根据本发明的优选实施例。
图1是图示了根据本发明实施例的广播信号传送/接收系统的框图。
参考图1，根据本发明实施例的广播信号传送/接收系统包括广播信号传送设备110、无线信道120、和广播信号接收设备130。
广播信号传送设备110包括用于对核心层数据和增强层数据进行多路复用的信号多路复用器111、和OFDM发射器113。
信号多路复用器111按照不同功率电平来组合与核心层数据对应的核心层信号以及与增强层数据对应的增强层信号，并通过执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织，来生成多路复用的信号。
OFDM发射器113经由天线117使用OFDM通信方法传送多路复用的信号，由此允许通过无线信道120经由广播信号接收设备130的天线137接收所传送的OFDM信号。
广播信号接收设备130包括OFDM接收器133和信号解多路复用器131。当经由天线137接收到通过无线信道120所传送的信号时，OFDM接收器133通过同步、信道估计和均衡来接收OFDM信号。
信号解多路复用器131首先从经由OFDM接收器133所接收的信号恢复核心层数据，并然后经由与恢复的核心层数据对应的消除，来恢复增强层数据。
尽管图1中没有明确图示，但是根据本发明实施例的广播信号传送/接收系统可对除了核心层数据和增强层数据之外的一条或多条扩展层数据进行多路复用/解多路复用。在该情况下，可按照比核心层数据和增强层数据的功率电平更低的功率电平，来对扩展层数据进行多路复用。此外，当包括两个或多个扩展层时，第二扩展层的注入功率电平可低于第一扩展层的注入功率电平，并且第三扩展层的注入功率电平可低于第二扩展层的注入功率电平。
图2是图示了根据本发明实施例的广播信号传送/接收方法的操作流程图。
参考图2，在根据本实施例的广播信号传送/接收方法中，在步骤S210按照不同功率电平组合核心层信号和增强层信号，以对这些信号进行多路复用。
此外，在根据本实施例的广播信号传送/接收方法中，在步骤S220对多路复用的信号进行OFDM传送。
此外，在根据本实施例的广播信号传送/接收方法中，在步骤S230对传送的信号进行OFDM接收。
在该情况下，在步骤S230，可执行同步、信道估计和均衡。
此外，在根据本实施例的广播信号传送/接收方法中，在步骤S240从接收的信号恢复核心层数据。
此外，在根据本实施例的广播信号传送/接收方法中，在步骤S250通过核心层信号的消除，来恢复增强层数据。
具体地，图2中图示的步骤S240和S250可对应于与步骤S210对应的解多路复用操作。
图3是图示了图1中图示的信号多路复用器的示例的框图。
参考图3，根据本发明实施例的信号多路复用器可包括核心层比特交织编码调制(BICM)单元310、增强层BICM单元320、注入电平控制器330、组合器340、和时间交织器350。
一般，比特交织编码调制(BICM)装置包括误差校正编码器、比特交织器、和码元映射器。图3中图示的核心层BICM单元310和增强层BICM单元320的每一个可包括误差校正编码器、比特交织器、和码元映射器。
如图3中图示的，核心层数据和增强层数据经过不同的各个BICM单元，并然后由组合器340组合。
即，核心层数据经过核心层BICM单元310，增强层数据经过增强层BICM单元320并然后经过注入电平控制器330，并且核心层数据和增强层数据由组合器340组合。在该情况下，增强层BICM单元320可执行与核心层BICM单元310的BICM编码不同的BICM编码。即，增强层BICM单元320可执行比核心层BICM单元310更高比特率的误差校正编码或码元映射。此外，增强层BICM单元320可执行比核心层BICM单元310更不鲁棒的误差校正编码或码元映射。
例如，核心层误差校正编码器可展现比增强层误差校正编码器更低的比特率。在该情况下，增强层码元映射器可比核心层码元映射器更不鲁棒。
组合器340可被看作起作用以按照不同功率电平来组合核心层信号和增强层信号。
核心层数据使用具有低码率的前向纠错(FEC)码以便执行鲁棒接收，而增强层数据使用具有高码率的FEC码以便实现高数据传送率。
即，在相同接收环境中，核心层数据可具有比增强层数据更宽的覆盖范围。
已经过增强层BICM单元320的增强层数据由注入电平控制器330在增益(或功率)上调整，并且由组合器340与核心层数据组合。
即，注入电平控制器330通过降低增强层信号的功率，来生成功率降低的增强层信号。
在该情况下，组合器340可被看作通过组合核心层信号和功率降低的增强层信号，来生成多路复用后的信号。
通过组合器340的组合获得的数据经过时间交织器350，用于分散信道上出现的脉冲串(burst)误差，并经由对于多径和多普勒现象鲁棒的OFDM发射器传送。
在该情况下，能看出时间交织器350执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织。即，核心层和增强层共享时间交织器，由此防止存储器的不必要使用，并且还降低接收器处的等待时间。
尽管稍后将更详细地描述，但是增强层信号可对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、所恢复的增强层数据。
图4是图示了图1中图示的信号多路复用器的另一示例的框图。
参考图4，能看出的是，信号多路复用器对除了核心层数据和增强层数据之外的与N(N是等于或大于1的自然数)个扩展层对应的数据一起进行多路复用。
即，除了核心层BICM单元310、增强层BICM单元320、注入电平控制器330、组合器340、和时间交织器350之外，图4中图示的信号多路复用器包括N个扩展层BICM单元410、……、430和注入电平控制器440、……、460。
图4中图示的核心层BICM单元310、增强层BICM单元320、注入电平控制器330、组合器340、和时间交织器350已结合图3进行了详细描述。
N个扩展层BICM单元410、……、430的每一个独立执行BICM编码，并且注入电平控制器440、……、460的每一个执行与对应扩展层对应的功率降低，由此使得功率降低的扩展层信号能经由组合器340与其它层信号组合。
具体地，优选的是，与注入电平控制器440、……、460的每一个对应的功率降低高于注入电平控制器330的功率降低。即，图4中图示的注入电平控制器330、440、……、460的较低者可对应于较大功率降低。
在本发明中，功率调整可以是增加或减少输入信号的功率，并且可以是增加或减少输入信号的增益。
时间交织器350通过对组合器340组合的信号进行交织，来执行向层的信号等同应用的交织。
图5是图示了图1中图示的信号解多路复用器的示例的框图。
参考图5，根据本发明实施例的信号解多路复用器包括时间解交织器510、核心层BICM解码器520、增强层码元提取器530、和增强层BICM解码器540。
在该情况下，图5中图示的信号解多路复用器可对应于图3中图示的信号多路复用器。
时间解交织器510从用于执行诸如同步、信道估计和均衡的操作的OFDM接收器接收接收信号，并且执行与信道上出现的脉冲串误差的分散相关的操作。
时间解交织器510的输出被提供到核心层BICM解码器520，并且核心层BICM解码器520恢复核心层数据。
在该情况下，核心层BICM解码器520包括核心层码元解映射器、核心层比特解交织器、和核心层误差校正解码器。核心层码元解映射器计算与码元相关的对数似然比(LLR)值，核心层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且核心层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特，或者可输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部(whole)比特。在该情况下，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特作为核心层数据，并且可向增强层码元提取器530输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
核心层误差校正解码器的核心层BICM解码器520向增强层码元提取器530提供全部比特，并且增强层码元提取器530从时间解交织器510的输出信号提取增强层码元。
在该情况下，增强层码元提取器530包括缓冲器、减法器、核心层码元映射器、和核心层比特交织器。缓冲器存储时间解交织器510的输出信号。核心层比特交织器接收核心层BICM解码器的全部比特(信息比特+奇偶校验比特)，并执行与发射器相同的核心层比特交织。核心层码元映射器从交织的信号生成与发射器相同的核心层码元。减法器通过从缓冲器中存储的信号减去核心层码元映射器的输出信号而获得增强层码元，并且将增强层码元传递到增强层BICM解码器540。
在该情况下，增强层码元提取器530中包括的核心层比特交织器和核心层码元映射器可以与图3中图示的核心层比特交织器和核心层码元映射器相同。
增强层BICM解码器540接收增强层码元，并恢复增强层数据。
在该情况下，增强层BICM解码器540可包括增强层码元解映射器、增强层比特解交织器、和增强层误差校正解码器。增强层码元解映射器计算与增强层码元相关的对数似然比(LLR)值，增强层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且增强层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
即，图5中图示的信号解多路复用器首先恢复核心层数据，通过消除接收的信号码元中的核心层码元而留下仅增强层码元，并然后恢复增强层数据。由于按照不同功率电平来组合与各个层对应的信号，所以如结合图3和4所描述的，仅当恢复以按照最高功率电平组合的信号开始时，实现具有最低误差的数据恢复。
图6是图示了图1中图示的信号解多路复用器的另一示例的框图。
参考图6，根据本发明实施例的信号解多路复用器包括时间解交织器510、核心层BICM解码器520、增强层码元提取器530、增强层BICM解码器540、一个或多个扩展层码元提取器650和670、以及一个或多个扩展层BICM解码器660和680。
在该情况下，图6中图示的信号解多路复用器可对应于图4中图示的信号多路复用器。
时间解交织器510从执行诸如同步、信道估计和均衡的操作的OFDM接收器接收接收信号，并且执行分散信道上出现的脉冲串误差的操作。
时间解交织器510的输出被提供到核心层BICM解码器520，并且核心层BICM解码器520恢复核心层数据。
在该情况下，核心层BICM解码器520包括核心层码元解映射器、核心层比特解交织器、和核心层误差校正解码器。核心层码元解映射器计算与码元相关的LLR值，核心层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且核心层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特，或者可输出其中信息比特已与奇偶校验比特组合的全部比特。在该情况下，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特作为核心层数据，并且可向增强层码元提取器530输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
增强层码元提取器530从核心层BICM解码器520的核心层误差校正解码器接收全部比特，并且从时间解交织器510的输出信号提取增强层码元。
在该情况下，增强层码元提取器530包括缓冲器、减法器、核心层码元映射器、和核心层比特交织器。缓冲器存储时间解交织器510的输出信号。核心层比特交织器接收核心层BICM解码器的全部比特(信息比特+奇偶校验比特)，并执行与发射器的交织相同的核心层比特交织。核心层码元映射器从交织的信号生成与发射器的码元相同的核心层码元。减法器通过从缓冲器中存储的信号减去核心层码元映射器的输出信号而获得增强层码元，并且将增强层码元传递到增强层BICM解码器540。
在该情况下，增强层码元提取器530中包括的核心层比特交织器和核心层码元映射器可以与图4中图示的核心层比特交织器和核心层码元映射器相同。
增强层BICM解码器540接收增强层码元，并恢复增强层数据。
在该情况下，增强层BICM解码器540可包括增强层码元解映射器、增强层比特解交织器、和增强层误差校正解码器。增强层码元解映射器计算与增强层码元相关的LLR值，增强层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且增强层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，增强层误差校正解码器可输出仅信息比特，并且可输出其中信息比特已与奇偶校验比特组合的全部比特。在该情况下，增强层误差校正解码器可输出仅信息比特作为增强层数据，并且可向扩展层码元提取器650输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
扩展层码元提取器650从增强层BICM解码器540的增强层误差校正解码器接收全部比特，并从增强层码元提取器530的减法器的输出信号提取扩展层码元。
在该情况下，扩展层码元提取器650包括缓冲器、减法器、增强层码元映射器、和增强层比特交织器。缓冲器存储增强层码元提取器的减法器的输出信号。增强层比特交织器接收增强层BICM解码器的全部比特信息(比特+奇偶校验比特)，并执行与发射器的交织相同的增强层比特交织。增强层码元映射器从交织的信号生成与发射器的码元相同的增强层码元。减法器通过从缓冲器中存储的信号减去增强层码元映射器的输出信号而获得扩展层码元，并且将扩展层码元传递到扩展层BICM解码器660。
在该情况下，增强层码元提取器650中包括的增强层比特交织器和增强层码元映射器可以与图4中图示的增强层比特交织器和增强层码元映射器相同。
扩展层BICM解码器660接收扩展层码元，并恢复扩展层数据。
在该情况下，扩展层BICM解码器660可包括扩展层码元解映射器、扩展层比特解交织器、和扩展层误差校正解码器。扩展层码元解映射器计算与扩展层码元相关的LLR值，扩展层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且扩展层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，如果扩展层的数目是两个或更多，则扩展层码元提取器和扩展层BICM解码器的每一个可包括两个或更多提取器或解码器。
即，在图6中图示的示例中，扩展层BICM解码器660的扩展层误差校正解码器可输出仅信息比特，并且可输出其中信息比特已与奇偶校验比特组合的全部比特。在该情况下，扩展层误差校正解码器输出仅信息比特作为扩展层数据，并且可向随后扩展层码元提取器670输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
根据上述扩展层码元提取器650和扩展层BICM解码器660的配置和操作，能容易地理解扩展层码元提取器670和扩展层BICM解码器680的配置和操作。
能看出的是，图6中图示的信号解多路复用器首先恢复核心层数据，使用核心层码元的消除来恢复增强层数据，并使用增强层码元的消除来恢复扩展层数据。可提供两个或更多扩展层，在该情况下，以按照较高功率电平组合的扩展层开始恢复。
由于图3和4中图示的信号多路复用器被配置为使得按照不同功率电平来组合两个或更多信号，所以，可能必须在组合之后调整功率电平。即，当通过组合器组合核心层信号和增强层信号时，获得的多路复用信号的功率电平可高于组合之前的核心层信号或增强层信号的功率电平，并由此在信号传送/接收期间可出现归因于这样的功率增加的诸如信号失真的问题。
图7是示出了归因于核心层信号和增强层信号的组合的功率的增加的图。
参考图7，能看出的是，当通过组合核心层信号与功率降低了注入电平的增强层信号来生成多路复用的信号时，多路复用的信号的功率电平大于核心层信号或增强层信号的功率电平。
在该情况下，图3或4中图示的注入电平控制器所调整的注入电平可按照0.5dB的步长从3.0dB调整到10.0dB。当注入电平为3.0dB时，增强层信号的功率比核心层信号的功率低3dB。当注入电平为10.0dB时，增强层信号的功率比核心层信号的功率低10dB。该关系不仅在核心层信号和增强层信号之间应用，而且在增强层信号和扩展层信号之间或在扩展层信号之间应用。
图8是图示了图1中图示的信号多路复用器的另一示例的框图。
参考图8，根据本发明实施例的信号多路复用器可包括核心层BICM单元310、增强层BICM单元320、注入电平控制器330、组合器340、功率归一化器810、和时间交织器350。
一般，BICM装置包括误差校正编码器、比特交织器、和码元映射器。图8中图示的核心层BICM单元310和增强层BICM单元320的每一个可包括误差校正编码器、比特交织器、和码元映射器。
如图8中图示的，核心层数据和增强层数据经过不同的各个BICM单元，并然后由组合器340组合。
即，核心层数据经过核心层BICM单元310，增强层数据经过增强层BICM单元320并然后经过注入电平控制器330，并且核心层数据和增强层数据由组合器340组合。在该情况下，增强层BICM单元320可执行与核心层BICM单元310的BICM编码不同的BICM编码。即，增强层BICM单元320可执行比核心层BICM单元310更高比特率的误差校正编码或码元映射。此外，增强层BICM单元320可执行比核心层BICM单元310更不鲁棒的误差校正编码或码元映射。
例如，核心层误差校正编码器可展现比增强层误差校正编码器更低的比特率。在该情况下，增强层码元映射器可以比核心层码元映射器更不鲁棒。
组合器340可被看作起作用以按照不同功率电平来组合核心层信号和增强层信号。
核心层数据使用具有低码率的前向纠错(FEC)码以便执行鲁棒接收，而增强层数据使用具有高码率的FEC码以便实现高数据传送率。
即，在相同接收环境中，核心层数据可具有比增强层数据更宽的覆盖范围。
已经过增强层BICM单元320的增强层数据由注入电平控制器330在增益(或功率)上调整，并且由组合器340与核心层数据组合。
即，注入电平控制器330通过降低增强层信号的功率，来生成功率降低的增强层信号。
在该情况下，注入电平控制器330可按照0.5dB的步长从3.0dB到10.0dB控制注入电平。
在该情况下，组合器340可被看作通过组合核心层信号和功率降低的增强层信号，来生成多路复用的信号。
通过组合器340的组合获得的信号被提供到功率归一化器810，使得信号的功率能被降低由核心层信号和增强层信号的组合所引起的功率的增加，并然后执行功率调整。即，功率归一化器810将通过组合器340的多路复用获得的信号的功率降低到与核心层信号对应的功率电平。由于组合的信号的电平高于一个层信号的电平，所以需要功率归一化器810的功率归一化，以便防止在广播信号传送/接收系统的剩余部分中的幅度剪切等。
假设当增强层信号SE按照预置注入电平被注入到核心层信号SC中时、核心层信号和增强层信号的功率电平被归一化为1，则组合信号可由SC+αSE表达。
在该情况下，α是与各个注入电平对应的缩放因子。即，注入电平控制器330可对应于该缩放因子。
例如，当增强层的注入电平是3dB时，组合信号可由表达。
由于与核心层信号相比组合信号(多路复用的信号)的功率增加，所以功率归一化器810需要减轻功率的增加。
功率归一化器810的输出可由β(SC+αSE)表达。
在该情况下，β是基于增强层的各个注入电平的归一化因子。
当增强层的注入电平是3dB时，组合信号的功率与核心层信号的功率相比增加50％。因此，功率归一化器810的输出可由表达。
下面的表格1列出了用于各个注入电平的缩放因子α和归一化因子β(CL:核心层，EL:增强层)：
表格1
即，功率归一化器810对应于归一化因子，并将多路复用的信号的功率降低该组合器340已将功率增加的量。
在该情况下，归一化因子和缩放因子的每一个可以是大于0并小于1的有理数。
在该情况下，当与注入电平控制器330对应的功率的降低变大时，该缩放因子可减小，而当与注入电平控制器330对应的功率的降低变大时，该归一化因子可增大。
功率归一化后的信号经过时间交织器350，用于分散在信道上出现的脉冲串误差，并经由对于多径和多普勒现象鲁棒的OFDM发射器传送。
在该情况下，能看出，时间交织器350执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织。即，核心层和增强层共享时间交织器，由此防止存储器的不必要使用并且还降低接收器处的等待时间。
尽管稍后将更详细地描述，但是增强层信号可对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、所恢复的增强层数据。组合器340可组合具有比核心层信号和增强层信号的功率电平更低的功率电平的一个或多个扩展层信号、以及核心层信号和增强层信号。
图9是图示了图1中图示的信号多路复用器的另一示例的框图。
参考图9，能看出的是，信号多路复用器对除了核心层数据和增强层数据之外的与N(N是等于或大于1的自然数)个扩展层对应的数据一起进行多路复用。
即，除了BICM单元310、增强层BICM单元320、注入电平控制器330、组合器340、功率归一化器810、和时间交织器350之外，图9中图示的信号多路复用器包括N个扩展层BICM单元410、……、430和注入电平控制器440、……、460。
图9中图示的核心层BICM单元310、增强层BICM单元320、注入电平控制器330、组合器340、和时间交织器350已结合图3进行了详细描述。
N个扩展层BICM单元410、……、430的每一个独立执行BICM编码，并且注入电平控制器440、……、460的每一个执行与对应扩展层对应的功率降低，由此使得功率降低的扩展层信号能经由组合器340与其它层信号组合。
具体地，优选的是，与注入电平控制器440、……、460的每一个对应的功率的降低高于注入电平控制器330的功率的降低。即，图9中图示的注入电平控制器330、440、……、460的较低者可对应于较大功率降低。
在本发明中，功率调整可以是增加或减少输入信号的功率，并且可以是增加或减少输入信号的增益。
功率归一化器810减轻由组合器340对于多个层信号的组合所引起的功率增加。
时间交织器350通过对归一化的信号进行交织，来执行向多层的信号等同应用的交织。
图10是图示了图1中图示的信号解多路复用器的另一示例的框图。
参考图10，根据本发明实施例的信号解多路复用器包括时间解交织器510、解归一化器1010、核心层BICM解码器520、增强层码元提取器530、解注入电平控制器1020、和增强层BICM解码器540。
在该情况下，图10中图示的信号解多路复用器可对应于图8中图示的信号多路复用器。
时间解交织器510接收来自用于执行诸如同步、信道估计和均衡的操作的OFDM接收器的接收信号，并且执行与信道上出现的脉冲串误差的分散相关的操作。
解归一化器1010对应于发射器的功率归一化器，并将功率增加与该功率归一化器已将功率减少的量。
尽管解归一化器1010被图示为在图10中图示的示例中调整时间交织器510的输出信号的功率，但是解归一化器1010可位于时间交织器510之前，使得在一些实施例中在交织之前执行功率调整。
即，解归一化器1010可被看作位于时间交织器510之前或之后，并且为了核心层码元解映射器的LLR计算的目的而放大信号的幅度。
时间解交织器510的输出(或解归一化器1010的输出)被提供到核心层BICM解码器520，并且核心层BICM解码器520恢复核心层数据。
在该情况下，核心层BICM解码器520包括核心层码元解映射器、核心层比特解交织器、和核心层误差校正解码器。核心层码元解映射器计算与码元相关的LLR值，核心层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且核心层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特，或者可输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。在该情况下，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特作为核心层数据，并且可向增强层码元提取器530输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
核心层误差校正解码器的核心层BICM解码器520向增强层码元提取器530提供全部比特，并且增强层码元提取器530从时间解交织器510的输出信号提取增强层码元。
在该情况下，增强层码元提取器530包括缓冲器、减法器、核心层码元映射器、和核心层比特交织器。缓冲器存储时间解交织器510或解归一化器1010的输出信号。核心层比特交织器接收核心层BICM解码器的全部比特(信息比特+奇偶校验比特)，并执行与发射器相同的核心层比特交织。核心层码元映射器从交织的信号生成与发射器相同的核心层码元。减法器通过从缓冲器中存储的信号减去核心层码元映射器的输出信号而获得增强层码元，并且将增强层码元传递到解注入电平控制器1020。
在该情况下，增强层码元提取器530中包括的核心层比特交织器和核心层码元映射器可以与图8中图示的核心层比特交织器和核心层码元映射器相同。
解注入电平控制器1020接收增强层码元，并将输入信号的功率增加与该发射器的注入电平控制器已将功率减少的量。即，解注入电平控制器1020放大输入信号，并将放大的输入信号提供到增强层BICM解码器540。例如，如果在发射器处、用来组合增强层信号的功率比用来组合核心层信号的功率低3dB，则解注入电平控制器1020起作用以将输入信号的功率增加3dB。
增强层BICM解码器540接收其功率已被解注入电平控制器1020增加的增强层码元，并恢复增强层数据。
在该情况下，增强层BICM解码器540可包括增强层码元解映射器、增强层比特解交织器、和增强层误差校正解码器。增强层码元解映射器计算与增强层码元相关的LLR值，增强层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且增强层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
即，图10中图示的信号解多路复用器首先恢复核心层数据，通过消除接收的信号码元中的核心层码元而留下仅增强层码元，并然后通过增加增强层码元的功率来恢复增强层数据。
图11是图示了图1中图示的信号解多路复用器的另一示例的框图。
参考图11，根据本发明的实施例的信号解多路复用器包括时间解交织器510、解归一化器1010、核心层BICM解码器520、增强层码元提取器530、增强层BICM解码器540、一个或多个扩展层码元提取器650和670、一个或多个扩展层BICM解码器660和680、以及解注入电平控制器1020、1150和1170。
在该情况下，图11中图示的信号解多路复用器可对应于图9中图示的信号多路复用器。
时间解交织器510接收来自用于执行诸如同步、信道估计和均衡的操作的OFDM接收器的接收信号，并且执行与信道上出现的脉冲串误差的分散相关的操作。
解归一化器1010对应于发射器的功率归一化器，并将功率增加与该功率归一化器已将功率减少的量。
尽管解归一化器1010被图示为在图11中图示的示例中调整时间交织器510的输出信号的功率，但是解归一化器1010可位于时间交织器510之前，使得在一些实施例中在交织之前执行功率调整。
即，解归一化器1010可被看作位于时间交织器510之前或之后，并且为了核心层码元解映射器的LLR计算的目的而放大信号的幅度。
时间解交织器510的输出(或解归一化器1010的输出)被提供到核心层BICM解码器520，并且核心层BICM解码器520恢复核心层数据。
在该情况下，核心层BICM解码器520包括核心层码元解映射器、核心层比特解交织器、和核心层误差校正解码器。核心层码元解映射器计算与码元相关的LLR值，核心层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且核心层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特，或者可输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。在该情况下，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特作为核心层数据，并且可向增强层码元提取器530输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
核心层误差校正解码器的核心层BICM解码器520向增强层码元提取器530提供全部比特，并且增强层码元提取器530从时间解交织器510的输出信号提取增强层码元。
在该情况下，增强层码元提取器530包括缓冲器、减法器、核心层码元映射器、和核心层比特交织器。缓冲器存储时间解交织器510或解归一化器1010的输出信号。核心层比特交织器接收核心层BICM解码器的全部比特(信息比特+奇偶校验比特)，并执行与发射器相同的核心层比特交织。核心层码元映射器从交织的信号生成与发射器相同的核心层码元。减法器通过从缓冲器中存储的信号减去核心层码元映射器的输出信号，而获得增强层码元，并且将增强层码元传递到解注入电平控制器1020。
在该情况下，增强层码元提取器530中包括的核心层比特交织器和核心层码元映射器可以与图9中图示的核心层比特交织器和核心层码元映射器相同。
解注入电平控制器1020接收增强层码元，并将输入信号的功率增加与该发射器的注入电平控制器已将功率减少的量。即，解注入电平控制器1020放大输入信号，并将放大的输入信号提供到增强层BICM解码器540。
增强层BICM解码器540接收其功率已被解注入电平控制器1020增加的增强层码元，并恢复增强层数据。
在该情况下，增强层BICM解码器540可包括增强层码元解映射器、增强层比特解交织器、和增强层误差校正解码器。增强层码元解映射器计算与增强层码元相关的LLR值，增强层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且增强层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，增强层误差校正解码器可输出仅信息比特，并且可输出其中信息比特已与奇偶校验比特组合的全部比特。在该情况下，增强层误差校正解码器可输出仅信息比特作为增强层数据，并且可向扩展层码元提取器650输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
扩展层码元提取器650从增强层BICM解码器540的增强层误差校正解码器接收全部比特，并从解注入电平控制器1020的输出信号提取扩展层码元。
在该情况下，解注入电平控制器1020可放大增强层码元提取器530的减法器的输出信号的功率。
在该情况下，扩展层码元提取器650包括缓冲器、减法器、增强层码元映射器、和增强层比特交织器。缓冲器存储该解注入电平控制器1020的输出信号。增强层比特交织器接收增强层BICM解码器的全部比特信息(比特+奇偶校验比特)，并执行与发射器的交织相同的增强层比特交织。增强层码元映射器从交织的信号生成与发射器的码元相同的增强层码元。减法器通过从缓冲器中存储的信号减去增强层码元映射器的输出信号而获得扩展层码元，并且将扩展层码元传递到扩展层BICM解码器660。
在该情况下，扩展层码元提取器650中包括的增强层比特交织器和增强层码元映射器与图9中图示的增强层比特交织器和增强层码元映射器相同。
解注入电平控制器1150将功率增加在发射器处对应层的注入电平控制器已将功率减少的量。
扩展层BICM解码器660接收其功率已由解注入电平控制器1150增加的扩展层码元，并恢复扩展层数据。
在该情况下，扩展层BICM解码器660可包括扩展层码元解映射器、扩展层比特解交织器、和扩展层误差校正解码器。扩展层码元解映射器计算与扩展层码元相关的LLR值，扩展层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且扩展层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，如果存在两个或更多扩展层，则扩展层码元提取器和扩展层BICM解码器的每一个可包括两个或更多提取器或解码器。
即，在图6中图示的示例中，扩展层BICM解码器660的扩展层误差校正解码器可输出仅信息比特，并且可输出其中信息比特已与奇偶校验比特组合的全部比特。在该情况下，扩展层误差校正解码器输出仅信息比特作为扩展层数据，并且可向随后扩展层码元提取器670输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
根据上述扩展层码元提取器650、扩展层BICM解码器660和解注入电平控制器1150的配置和操作，能容易地理解扩展层码元提取器670、扩展层BICM解码器680和解注入电平控制器1170的配置和操作。
图11中图示的解注入电平控制器1020、1150和1170中的较低者可对应于功率的较大增加。即，解注入电平控制器1150可比解注入电平控制器1020更多地增加功率，并且解注入电平控制器1170可比解注入电平控制器1150更多地增加功率。
能看出的是，图11中图示的信号解多路复用器首先恢复核心层数据，使用核心层码元的消除来恢复增强层数据，并使用增强层码元的消除来恢复扩展层数据。可提供两个或更多扩展层，在该情况下，以按照较高功率电平组合的扩展层开始恢复。
图12是图示了根据本发明实施例的信号多路复用方法的操作流程图。
参考图12，在根据本实施例的信号多路复用方法中，在步骤S1210向核心层数据应用BICM。
此外，在根据本实施例的信号多路复用方法中，在步骤S1220向增强层数据应用BICM。
在步骤S1220应用的BICM可与在步骤S1210应用的BICM不同。在该情况下，在步骤S1220应用的BICM可比向步骤S1210应用的BICM更不鲁棒。在该情况下，在步骤S1220应用的BICM的比特率可比向步骤S1210应用的BICM的比特率更不鲁棒。
在该情况下，增强层信号可对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、所恢复的增强层数据。
此外，在根据本实施例的信号多路复用方法中，在步骤S1230通过降低增强层信号的功率，来生成功率降低的增强层信号。
在该情况下，在步骤S1230，注入电平可按照0.5dB的步长从3.0dB改变为10.0dB。
此外，在根据本实施例的信号多路复用方法中，在步骤S1240，通过组合核心层信号和功率降低的增强层信号，来生成多路复用的信号。
即，在步骤S1240，按照不同功率电平来组合核心层信号和增强层信号，使得增强层信号的功率电平低于核心层信号的功率电平。
在该情况下，在步骤S1240，可连同核心层信号和增强层信号一起，组合具有低于核心层信号和增强层信号的功率电平的一个或多个扩展层信号。
此外，在根据本实施例的信号多路复用方法中，在步骤S1250，降低多路复用的信号的功率。
在该情况下，在步骤S1250，多路复用的信号的功率可被降低为核心层信号的功率。在该情况下，在步骤S1250，多路复用的信号的功率可被降低在步骤S1240功率已被增加的量。
此外，在根据本实施例的信号多路复用方法中，在步骤S1260，执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织。
图12中图示的信号多路复用方法可对应于图2中图示的步骤S240和S250。
如上所述，针对根据本发明的信号多路复用设备和方法，不局限性地应用上述实施例的配置和操作，而是可选择性组合和配置这些实施例的全部或一些，使得可按照各种方式来修改实施例。

Claims (20)

1.一种信号多路复用设备，包括：
组合器，被配置为按照不同功率电平来组合核心层信号和增强层信号；和
时间交织器，被配置为执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织。
2.根据权利要求1的信号多路复用设备，其中：
该信号多路复用设备进一步包括注入电平控制器，被配置为通过降低增强层信号的功率来生成功率降低的增强层信号；和
该组合器通过组合核心层信号和功率降低的增强层信号，来生成多路复用的信号。
3.根据权利要求2的信号多路复用设备，其中该信号多路复用设备进一步包括：
核心层比特交织编码调制(BICM)单元，被配置为对应于核心层信号；和
增强层BICM单元，被配置为执行与核心层BICM单元的编码不同的比特交织编码调制(BICM)编码。
4.根据权利要求3的信号多路复用设备，其中该核心层BICM单元具有比该增强层BICM单元更低的比特率，并且比该增强层BICM单元更鲁棒。
5.根据权利要求2的信号多路复用设备，其中该信号多路复用设备进一步包括功率归一化器，被配置为将多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率。
6.根据权利要求5的信号多路复用设备，其中该功率归一化器对应于归一化因子，并且将多路复用的信号的功率降低该组合器已将该功率增加的量。
7.根据权利要求6的信号多路复用设备，其中：
该注入电平控制器对应于缩放因子；
该归一化因子和该缩放因子的每一个是大于0并小于1的值；
当与该注入电平控制器对应的功率的降低变大时，该缩放因子减小；和
当与该注入电平控制器对应的功率的降低变大时，该归一化因子增大。
8.根据权利要求2的信号多路复用设备，其中该注入电平控制器按照0.5dB的步长在3.0dB和10.0dB之间改变注入电平。
9.根据权利要求1的信号多路复用设备，其中该增强层信号对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、所恢复的增强层数据。
10.根据权利要求9的信号多路复用设备，其中该核心层BICM单元包括：
核心层误差校正编码器，被配置为对核心层数据执行误差校正编码；
核心层比特交织器，被配置为执行与核心层数据对应的比特交织；和
核心层码元映射器，被配置为执行与核心层数据对应的调制。
11.根据权利要求10的信号多路复用设备，其中该增强层BICM单元包括：
增强层误差校正编码器，被配置为对增强层数据执行误差校正编码；
增强层比特交织器，被配置为执行与增强层数据对应的比特交织；和
增强层码元映射器，被配置为执行与增强层数据对应的调制。
12.根据权利要求11的信号多路复用设备，其中：
该增强层误差校正编码器具有比该核心层误差校正编码器更高的比特率；并且
该增强层码元映射器比该核心层码元映射器更不鲁棒。
13.根据权利要求12的信号多路复用设备，其中该组合器组合具有比核心层信号和增强层信号更低的功率电平的一个或多个扩展层信号、以及核心层信号和增强层信号。
14.一种信号多路复用方法，包括：
按照不同功率电平来组合核心层信号和增强层信号；和
执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织。
15.根据权利要求14的信号多路复用方法，其中：
该信号多路复用方法进一步包括：通过降低增强层信号的功率来生成功率降低的增强层信号；和
该组合步骤包括：通过组合核心层信号和功率降低的增强层信号，来生成多路复用的信号。
16.根据权利要求15的信号多路复用方法，其中该信号多路复用方法进一步包括：将多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率。
17.根据权利要求16的信号多路复用方法，其中所述降低多路复用的信号的功率的步骤包括：将多路复用的信号的功率降低该组合步骤已将该功率增加的量。
18.根据权利要求17的信号多路复用方法，其中所述生成功率降低的增强层信号的步骤包括：按照0.5dB的步长在3.0dB和10.0dB之间改变注入电平。
19.根据权利要求18的信号多路复用方法，其中该增强层信号对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、所恢复的增强层数据。
20.根据权利要求18的信号多路复用方法，其中所述组合步骤包括：组合具有比核心层信号和增强层信号更低的功率电平的一个或多个扩展层信号、以及核心层信号和增强层信号。
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