CN1274123C - 用于分级正交幅度调制传输系统的错误检测校正编码 - Google Patents

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CN1274123C CNB008182159A CN00818215A CN1274123C CN 1274123 C CN1274123 C CN 1274123C CN B008182159 A CNB008182159 A CN B008182159A CN 00818215 A CN00818215 A CN 00818215A CN 1274123 C CN1274123 C CN 1274123C
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Abstract

由第一和第二错误检测/校正电路使用的各自代码的能力具有这样的效果：第一数据流的编码比特错误率更接近地匹配第二数据流的编码比特错误率。一种分级QAM传输系统通过嵌入相对星座点，允许对不同的源进行传输。该分级QAM发射器使用具有第一检测/校正能力的代码对第一数据流进行编码，并且使用具有第二检测/校正能力的代码对第二数据流进行编码。

Description

用于分级正交幅度调制传输系统 的错误检测校正编码
技术领域
本发明涉及分级正交幅度调制传输系统。
背景技术
分级正交幅度调制(Quadrature amplitude modulation，QAM)传输系统是众所周知的。例如，1999年10月12日授予给Ramaswamy的美国专利5,966,412公开了一种调制系统，它在可以与较旧的正交相移键控(quadrature phase shift keyed，QPSK)保持向后兼容的同时，进一步允许用于提供更高数据速率或更高精度数据的附加数据流，以可由更高级的接收器进行接收。图1是示出此专利所公开的分级QAM传输系统的方框图。图1公开一种通过传输信道200连接到数据接收器300的数据发射器100。
图1中，第一输入端DATA(数据)1与第一数据信号源(未示出)相连接，并且第二输入端DATA(数据)2与第二数据信号源(未示出)相连接。第一和第二数据信号可以代表分开且独立的数据，或者可以代表相关的数据信号，例如，携带同一数据信号的各个部分(用于提高传输系统的吞吐量)或同一数据信号的基本数据部分和辅助数据部分(用于在与现有较旧的接收器保持向后兼容的同时传输增强信号，下面将进行更详细的描述)。第一输入端DATA 1连接到第一错误检测/校正编码器102的输入端。第一编码器102的输出端连接到级别1QPSK调制器104的输入端。级别1QPSK调制器104的输出端连接到信号组合器106的第一输入端。
第二输入端DATA 2连接到第二错误检测/校正编码器108的输入端。第二编码器108的输出端连接到级别2QPSK调制器110的输入端。级别2QPSK调制器110连接到可变增益放大器111的输入端，增益为G。可变增益放大器111的输出端连接到信号组合器106的第二输入端。信号组合器106的输出端产生一个组合调制信号，并且连接到传输信道200。在所示实施例中，该信道为直接卫星电视信号传输系统，并且该传输信道包括位于发射器100的地面传输站(用虚发射天线表示)、用于从地面站接收数据并且将该数据重新广播到多个地面接收站的通信卫星(未示出)，其中一个地面接收站(300)如图1所示，如虚接收天线所示，接收并处理重新广播的数据信号。
传输信道200的输出连接到级别1QPSK解调器302的输入端。级别1解调器302的输出端分别连接到第一错误检测/校正解码器304和延时电路306的输入端。第一解码器304的输出端连接到输出端DATA 1’和重编码器(reencoder)308的输入端。重编码器308的输出端连接到减法器310的减数输入端。延时电路306的输出端连接到减法器310的被减数输入端。减法器310的差值输出端连接到第二错误检测/校正解码器312的输入端。第二解码器312的输出端连接到第二数据输出端DATA 2’。
操作中，第一编码器102对第一数据信号DATA 1进行编码，以采用已知的方式提供错误检测/校正能力。可以由编码器/解码器对102/304、108/312实现任何一种已知的错误检测/校正码，并且可以对这些码进行串联，如上述专利所述。第一编码器102产生表示编码第一数据信号DATA 1的编码比特流。级别1调制器104处理连续的两个编码数据比特组，每组称作一个码元，以采用已知方式生成位于四个象限之一的QPSK信号。类似地，第二编码器108对第二数据信号DATA 2进行编码，以采用已知的方式提供错误检测/校正能力。级别2调制器110对两个编码数据比特组进行处理，以也生成位于四个象限之一的QPSK信号。本领域的技术人员理解，附加数据信号(DATA 3等)可以各自通过附加编码器进行错误检测/校正编码，并且附加QPSK调制器(级别3等)可以响应各自的附加两个编码数据比特组，以生成附加QPSK信号。来自级别1调制器104的QPSK信号所分配的权值为1；由可变增益放大器111分配给来自级别2调制器110的QPSK信号的权值或增益为0.5；第三权值为0.25，等等。所有加权QPSK信号然后由信号组合器106组合为单个调制信号，并且通过传输信道200进行传输。
级别1QPSK调制器104使组合信号位于四个象限之一，以响应来自第一编码器102的两个编码数据比特组。每个象限依次又可以被考虑分为四个子象限。级别2QPSK调制器110使组合信号位于级别1QPSK调制器104所选象限的子象限之一，以响应来自第二编码器108的两个输入数据比特组。该子象限可以进一步被考虑分为四个次子象限，并且使组合信号位于这些次子象限之一，以响应来自第三编码器(未示出)的两个输入数据比特组，等等。
较旧的接收器(如图1的虚线300’所示)只包括级别1QPSK解调器302，它可以检测所接收的信号位于I-Q平面的哪个位置。从该信息，错误检测/校正解码器304可以确定所接收的第一数据流中对应的两个编码比特。错误检测/校正解码器304可以进一步校正由传输信道引入的任何错误，以生成表示原始第一数据信号DATA 1的接收数据信号DATA 1’。因此，当存在额外调制数据信号DATA 2、(DATA 3)等的情况下，这种接收器可以正确地对第一数据信号DATA 1进行接收、解码和处理。由级别2(和级别3等)QPSK调制器包括的信号对于这种接收器，被简单地看作噪声。
另一方面，更高级的接收器300可以检测所接收的调制信号位于哪个象限，并且因此可以对表示第一数据信号DATA 1的连续两个数据比特组进行接收、解码和处理。更高级接收器中的重编码器308然后重新生成一个位于所示象限中间的理想信号，从所接收的调制信号减去该信号。此操作将所传输信号象限的中心平移到原点。剩下的是用.5进行加权、表示第二数据信号DATA 2的QPSK调制信号。该信号然后通过第二解码器312进行解码，以确定该信号位于哪个子象限，这表示对应于该信号的两比特组。因此对表示第二数据信号DATA 2的连续两个接收数据比特组进行接收、解码和处理，等等。这种传输系统通过用看起来象容许码元的星座(constellation)对正交载波进行调制来工作，它是正交幅度调制(QAM)的一种形式。这种系统称作分级QAM传输系统，因为它可以用来在与较旧接收器保持向后兼容的同时，传输其它级别的数据信号，或单个信号中其它级别的细节。
图2a是示出用于如上述专利所示的分级16QAM传输系统的容许码元的I-Q平面内的星座的图。图2a中，第一两比特组确定所生成的码元位于哪个象限。如果第一两比特为“00”，那么该码元位于右上象限，并且级别1调制器104产生I＝1并且Q＝1的I-Q信号；如果第一两比特为“01”，那么该码元位于左上象限，并且级别1调制器104产生I＝-1并且Q＝1的I-Q信号；如果第一两比特为“10”，那么该码元位于右下象限，并且级别1调制器104产生I＝1并且Q＝-1的I-Q信号；并且如果第一两比特为“11”，那么该码元位于左下象限，并且级别1调制器104产生I＝-1并且Q＝-1的I-Q信号。这在图2a中用在相关象限的中间的适当比特对表示。
如上所述，每个象限本身可以被考虑分为四个子象限，如图2a的右上象限所示。第二两比特组确定该码元位于哪个子象限。使用与上述确定象限相同的映射来确定子象限。也就是，如果第二两比特为“00”，那么该码元位于右上子象限，并且级别2调制器生成I＝1并且Q＝1的I-Q信号；如果第二两比特为“01”，那么该码元位于左上子象限，并且级别2调制器生成I＝-1并且Q＝1的I-Q信号；如果第二两比特为“10”，那么该码元位于右下子象限，并且级别2调制器生成I＝1并且Q＝-1的I-Q信号；并且如果第二两比特为“11”，那么该码元位于左下子象限，并且级别2调制器生成I＝-1并且Q＝-1的I-Q信号。可变增益放大器111(图1)以0.5的权值对来自级别2调制器110的信号进行加权，从而子象限的点位于围绕象限中心点的±.5。每个这些位置如图2a中的实心圆所示，四比特二进制数表示第一和第二两比特组的组合，第一两比特为右边两比特对，而第二两比特为左边两比特对。
通过如上所述分级QAM系统的不同级别的各个数据流的比特错误率性能不同是已知的。一般，级别1数据流的比特错误率好于级别2(或更高)数据流的比特错误率。然而，当通过不同级别的各个数据流的比特错误率相同时，分级QAM传输功率的总性能得以优化。因此，不仅优化传输系统的总比特错误率，而且更接近地匹配传输系统中不同级别的各自比特错误率，这是理想的。
发明内容
本发明者已认识到，不同级别的QPSK调制遭受不同级别的降级。由于在卫星广播时采用非线性高能放大器，在直接卫星电视传输系统中这更得以恶化。这种放大器倾向于压缩更高级别调制中的星座点之间的距离。本发明者已认识到，与低级别流相比，这将在高级别数据流中导致更高的比特错误率。
根据本发明的原理，一种分级QAM传输系统包括响应于第一和第二数据流的分级QAM发射器。该分级QAM发射器发射分级QAM信号，该信号包括：级别1信号，表示第一数据流，并且具有未编码第一比特错误率性能；和级别2信号，表示第二数据流，并且具有低于第一比特错误率性能的未编码第二比特错误率性能。分级QAM接收器连接到分级QAM发射器。分级QAM接收器接收分级QAM信号，并且产生第一和第二接收数据流。第一错误检测/校正电路通过使用具有第一检测/校正能力的代码对第一数据流进行编码，处理第一数据流。第二错误检测/校正电路通过使用具有第二检测/校正能力的代码对第二数据流进行编码，处理第二数据流。由第一和第二错误检测/校正电路各自使用的代码的能力具有这样的效果：第一数据流的编码比特错误率更接近地匹配于第二数据流的编码比特错误率。
附图说明
图1是根据本发明原理的传输系统的方框图；
图2是示出用于分级16QAM传输系统的容许码元星座的图；
图3a和c是各自示出图1所示传输系统各部分的更详细方框图，并且进一步包括灰码映射器，并且图3b是包含控制灰码映射器操作的数据的表；
图4是示出图1所示传输系统的一部分的更详细方框图，示出用于不同级别的不同错误检测/校正码操作；
图5是所接收星座图；
图6是由于传输信道而造成畸变的所接收星座的一个象限的图；
图7是用于确定所接收数据点星座的一个象限的重心的电路方框图。
具体实施方式
图3a和c是各自示出图1所示传输系统各部分的更详细方框图，并且进一步包括灰码(gray code)映射器，并且图3b是示出图3a和c所示灰码映射器操作的表。首先参照图2b，图中示出其中所有位置的相邻点都表示只在一个比特位置上不同的数据值的星座。要产生这个星座，将编码级别2数据信号中的两比特组映射到子象限内的位置依赖于子象限位于哪个象限。图2b的右上象限(00)与图2a的相同。然而，在左上象限，左右列发生交换。在右下象限，上下行发生交换，并且在左下象限，左右列和上下行均发生交换。这可以通过在对编码的第二数据信号DATA 2进行调制之前发射器100中的一个简单映射操作、然后是在对所接收编码第二数据信号进行解调之后接收器300中的一个简单解映射操作来执行。
图3a中，示出发射器100的一部分。级别1码元(来自图1的第一编码器102的两比特)各自连接到级别1调制器104和灰码映射器112的输入端。来自级别1调制器104的同相(I)信号连接到第一加法器106(I)的第一输入端，并且来自级别1调制器104的正交(Q)信号连接到第二加法器106(Q)的第一输入端。第一加法器106(I)与第二加法器106(Q)的组合形成图1的信号组合器106。级别2码元(来自第二编码器108的两比特)连接到级别2调制器110的输入端。级别2调制器110的I输出端连接到灰码映射器112的I输入端。级别2调制器110的Q输出端连接到灰码映射器112的Q输入端。灰码映射器112的I输出端连接到第一加法器106(I)的第二输入端，并且灰码映射器112的Q输出端连接到第二加法器106(Q)的第二输入端。为简化图起见，没有示出衰减因子为.5且连接在灰码映射器112和信号组合器106之间的可变增益放大器111。
操作中，从级别1编码102(图1)接收由两个编码数据比特表示的级别1码元。级别1码元由级别1调制器104进行QPSK调制，以采用已知的方式生成表示调制信号象限的I和Q分量信号组。例如，如果码元为0，即两比特为00，那么表示右上象限(I＝1，Q＝1)；如果码元为1，即两比特为01，那么表示左上象限(I＝-1，Q＝1)；如果码元为2，即两比特为10，那么表示右下象限(I＝1，Q＝-1)；并且如果码元为3，即两比特为11，那么表示左下象限(I＝-1，Q＝-1)。采用类似方式，级别2码元是由级别2调制器110进行QPSK调制，以采用已知的方式生成表示调制信号子象限的I和Q分量信号组。级别2调制器以与级别1调制器104完全相同的方式生成调制信号，即如果两比特为00(0)，那么表示右上子象限(I＝1，Q＝1)；如果两比特为01(1)，那么表示左上子象限(I＝-1，Q＝1)；如果两比特为10(2)，那么表示右下子象限(I＝1，Q＝-1)；并且如果两比特为11(3)，那么表示左下象限(I＝-1，Q＝-1)。然后用0.5对该调制信号进行加权(未示出)。
组合这两个调制信号而产生的星座如图2a所示。灰码映射器112对来自级别2调制器110的I和Q信号进行操作，以产生图2b所示的星座。图3b示出由灰码映射器112使用的映射。如果级别1码元为0，表示右上象限，那么子象限不发生改变，也就是，来自级别2调制器的I和Q输出信号不发生改变。因此，来自灰码映射器112的I输出信号Iout与I输入信号Iin相同(Iout＝Iin)，并且来自灰码映射器112的Q输出信号Qout与Q输入信号Qin相同(Qout＝Qin)。然而，如果级别1码元为1，表示左上象限，那么参照图2，这些列发生交换。也就是，正I值变负，并且反之亦然。因此当级别1码元为1时，I输出信号为I输入信号的负值(Iout＝-Iin)，而Q输出信号与Q输入信号保持相同(Qout＝Qin)。如果级别1码元为2，表示右下象限，那么行发生交换。也就是，正Q值变负，并且反之亦然。因此，当级别1码元为2时，I输出信号与I输入信号相同(Iout＝Iin)，而Q输出信号为Q输入信号的负值(Qout＝-Qin)。如果级别1信号为3，表示左下象限，那么列和行都发生交换。也就是，正I值变负，并且正Q值变负，并且反之亦然。因此，当级别1码元为3时，I输出信号是I输入信号的负值(Iout＝-Iin)，并且Q输出信号是Q输入信号的负值(Qout＝-Qin)。灰码映射器112提供这种功能。如上所述用0.5的权值对从灰码映射器112产生的I和Q值进行加权(为简洁起见未示出)，并且通过信号组合器106将它们与表示级别1码元的I和Q值进行组合。所产生的星座如图2b所示。
这种映射在使用类似灰码映射器的接收器300中是可逆的。图3c示出包括这种灰码映射器314的接收器300的一部分。图3c中，重编码器308的输出端连接到灰码映射器314的输入端。来自减法器310(图1)的I信号连接到灰码映射器314的I输入端，并且来自减法器310的Q信号连接到灰码映射器314的Q输入端。灰码映射器314的I输出端连接到第二解码器312的I输入端，并且灰码映射器314的Q输出端连接到第二解码器312的Q输入端。
操作中，重编码器308生成一个作为所接收级别1码元的理想表示的信号。也就是，如果所接收的级别1信号被确定位于右上象限的某个位置，那么重编码器308产生一个表示0值的信号；如果位于左上象限的某个位置，那么产生一个表示1值的信号；如果位于右下象限的某个位置，那么产生一个表示2值的信号；并且如果位于左下象限的某个位置，那么产生一个表示3值的信号。该码元提供给灰码映射器314。来自减法器310的各自I和Q信号采用如上所述和如图3b所示的方式由灰码映射器314进行处理。本领域的技术人员理解，接收器300中的灰码映射器314与图3a的灰码映射器112操作相同，并且执行发射器100中所执行的反向功能。
在发射器100和接收器300中使用灰码映射器(112和312)允许以上面对图3a所述的方式，使用如图2b所示的星座。使用上述灰码映射功能以产生相邻星座点相差不大于一个比特的传输系统，将增加系统的比特错误率。模拟显示，使用如上所述的灰编码，将使级别2比特错误次数减半。这将提供大约1/4dB的信噪比(SNR)额外容限。这一改善，虽然不大，但是与其它增强一起，在整体上提供改善的传输系统性能。
图4是示出图1所示传输系统的一部分的更详细方框图，示出用于不同级别的不同错误检测/校正码操作。如上所示，由于在卫星广播时所使用的非线性高能放大器压缩更高级别调制中的星座点之间的距离，因此不同级别的QPSK调制遭受不同级别的降级。更具体地说，在分级调制更高级别出现的比特错误固有地比在更低级别出现的多。为了更接近地匹配级别1和级别2信号的比特错误率，在各个数据流中使用具有不同性能特征的错误检测/校正码。更具体地说，在更高级别数据流中使用能力更强的错误检测/校正编码，而在更低级别数据流中使用能力更弱的错误检测/校正编码。这将优化传输系统的总性能和信息传输能力。
图4中，与图1所示相同的那些元件用相同的参考标号表示，并且在下面不作详细描述。图4中，发射器100中的第一错误检测/校正编码器102分为串联在一起的外部编码器102(O)和内部编码器102(I)。类似地，第二错误检测/校正编码器108分为串联在一起的外部编码器108(O)和内部编码器108(I)。采用对应的方式，接收器300中的第一错误检测/校正解码器304分为串联在一起的内部解码器304(I)和外部解码器304(O)。类似地，第二错误检测/校正解码器312分为串联在一起的内部解码器312(I)和外部解码器312(O)。如上述专利所述，外部编码器/解码器对实现分块编码技术，如汉明码、哈德曼码、循环码和里德-索洛蒙(RS)码，而内部编码器/解码器对实现卷积码。
图4中，用于级别2数据流的编码比用于级别1数据流的编码能力更强。具体地说，在级别2数据流的内部编码器/解码器对中使用的卷积码比在级别1数据流的内部编码器/解码器对中使用的卷积码能力更强。例如，在一个优选实施例中，处理级别1数据流的第一内部编码器/解码器实现穿孔(puncture)到速率7/8的、速率为1/2、约束长度为7的卷积码。处理级别2数据流的第二内部编码器/解码器对实现没有穿孔的速率1/2卷积码。级别2数据流的编码比级别1数据流的编码能力更强。这将更接近地匹配级别1和级别2数据流的比特错误率性能，并且在整体上优化传输系统的性能。
如上所述，并且如图1所示，级别1解调器302和解码器304合作从所接收的星座检测DATA 1信号。然后从所接收的星座减去来自重编码器308的表示该检测到的DATA 1信号的重构理想信号，并且在理想的情况下将导致所接收星座的平移，以形成另一所检测象限内的子象限星座。然而，该平移操作对所接收象限的实际“中心点”和由重编码器308假定的理想中心点(偏离级别1星座原点的±1处)之间的任何不匹配都非常敏感。所接收星座和理想星座之间的任何大小不匹配，都将导致所接收象限的实际中心点偏离假定中心点，并且当所接收星座由重编码器308和减法器310进行平移时，导致移位子象限的实际中心点偏离由第二解码器312假定的原点。因此，必须准确地适应所接收信道的增益，从而将子象限的中心点置于正确的位置(原点)，以由第二解码器312进行准确的解码。
在已知的传输系统中，通过将所接收的数据点星座与已知的理想数据点星座进行比较，确定系统增益。然而准确地维护这种方式的增益，存在几个问题。第一，在某些传输系统中，星座点的位置可能故意地从它们的理想位置产生畸变。如此产生的星座没有图2所示的等间距点。第二，传输信道不固定，并且可能带有不同非线性量的噪声。为了在这种系统中确定象限中心点的位置，以及系统的增益，确定象限内所有数据点的重心。
图7是用于确定所接收数据点星座的一个象限的重心的电路方框图。图7中，旋转器321从级别1解调器302(图1)接收表示连续接收数据点的I和Q分量的I和Q值。旋转器321的I输出端连接到I低通滤波器(low passfilter，LPF)320的输入端。旋转器321的Q输出端连接到Q LPF 322的输入端。I LPF 320和Q LPF 322的输出端各自连接到量度计算电路324的对应输入端。量度计算电路324的输出端连接到重编码器308。
操作中，旋转器321采用已知的方式将所有接收到的来自任何象限的值旋转到右上象限。图5是所接收星座图，并且示出多个连续接收到的调制数据点的位置。所接收的数据点在所有四个象限中所接收星座点的假定位置的各处周围形成分散区。图6是所有数据点已通过旋转器321旋转到右上象限的所接收星座的右上象限图。图6所示的象限表示由于传输星座点的故意预畸变和/或传输信道200的操作而产生畸变的星座。
来自旋转器321的所旋转数据点的I分量用n点的滑动变化均值(sliding moving average)在LPF 320中进行低通滤波。在所示实施例中，使用前面500个数据点计算滑动变化均值。来自旋转器321的所旋转数据点的Q分量类似地用滑动变化均值进行低通滤波。本领域的技术人员理解，可以使用各自的IIR数字滤波器构造低通滤波器320、322。低通滤波操作产生象限内所接收数据点重心的各自I和Q分量。在量度计算电路324中计算重心量度的估计值。例如，如果ri[n]是经过滤波的同相I分量，而rq[n]是经过滤波的正交Q分量，那么重心量度的计算公式为 M = r i [ n ] 2 + r q [ n ] 2 . 重心量度M理想上应为 2 = 1.4 . 对来自重编码器308的理想重构信号的量度进行调整，以响应所计算的重心量度M。通过适当调整来自重编码器308的重构理想信号的量度，通过减法器310将各个所接收象限的中心平移到原点，并且考虑到对级别2和更高级别数据信号的准确解码。
图7所示的电路独立于不管是线性还是非线性的传输方法进行操作。它还可以在存在预畸变传输星座或使用非标准分群因子(下面将进行更详细的描述)的情况下正确操作。已经发现，与准确知道象限中心位置相比，当在通过线性信道的分级16QAM传输系统上使用时，该电路在实践中工作良好，没有明显的降级现象。该电路在存在噪声，特别是存在由于非线性信道而造成的信道畸变，如在直接卫星电视信号传输系统中所见到的信道畸变，的情况下，也工作良好。这种电路改善了更高级别数据流的性能，并且因此改善了传输系统的总性能。
再次参照图1，在已知的分级QAM传输系统中，由级别2调制器110生成的星座在可变增益放大器111中用0.5的因子进行加权之后，在信号组合器106中与由级别1调制器104生成的星座进行组合。0.5的加权因子称作分群因子，并且可以发生变化，以改变级别1和级别2数据流的相对性能，下面将对此进行更详细的描述。参照图2a，所产生的星座包括等间距星座点。如上所述，这种方案导致在传输系统中级别1数据流的性能在比特错误率方面好于级别2数据流的性能。通过改变分群因子，可以更接近地匹配级别1和级别2数据流的相对性能。
参照图8a，可变增益放大器(图1的111)的增益设为0.3。如此产生的星座点离象限的中心点的距离仅为0.3。本领域的技术人员知道，在图8a所示的星座中，与图2a所示的星座相比，象限内的星座点离其它象限内的星座点更远。相反，一个象限内的星座点与图2a所示相比，彼此离得更近。这种系统在牺牲更准确地确定象限内级别2数据信号的星座点的代价下，允许更加准确地确定级别1数据信号位于哪个象限，因此，与图2a的系统相比，提高级别1数据流的性能并且降低级别2数据流的性能。
参照图8b，可变增益放大器(图1的111)的增益设为0.7。如此产生的星座点离象限的中心点的距离为0.7。本领域的技术人员知道，在图8b所示的星座中，与图2a所示的星座相比，象限内的星座点离其它象限内的星座点更近。相反，一个象限内的星座点与图2a所示相比，彼此离得更远。这种系统在牺牲更加准确地确定级别1数据信号位于哪个象限的代价下，允许更加准确地确定象限内级别2数据信号的星座点，因此，与图2a的系统相比，提高级别2数据流的性能并且降低级别1数据流的性能。
通过适当设置可变增益放大器(图1)111的增益，可以最优地用各个群集(cluster)对星座点进行分群，以更接近地匹配级别1和级别2数据流的性能。已经确定，对于通过非线性直接卫星电视信道的16QAM传输系统，分群因子约为0.6到0.7将更接近地匹配级别1和级别2数据流的比特错误率性能。这将在整体上改善传输系统的总性能。

Claims (19)

1.一种分级QAM(正交幅度调制)传输系统，包括：
分级QAM发射器，响应第一和第二数据流，用于发射分级QAM信号，该信号包括：级别1信号，表示第一数据流，并且具有未编码第一比特错误率性能；和级别2信号，表示第二数据流，并且具有低于第一比特错误率性能的未编码第二比特错误率性能；
分级QAM接收器，连接到分级QAM发射器，用于接收分级QAM信号，并且产生所接收的第一和第二数据流；
第一错误检测/校正电路，处理第一数据流，用于通过具有第一检测/校正能力的代码对第一数据流进行编码；和
第二错误检测/校正电路，处理第二数据流，用于通过具有第二检测/校正能力的代码对第二数据流进行编码，从而第一数据流的编码比特错误率更接近地匹配于第二数据流的编码比特错误率。
2.如权利要求1所述的系统，其中，分级QAM接收器，包括：
输入端，连接到分级QAM发射器，用于接收分级QAM信号；和
用于产生所接收的第一数据流的第一输出端和用于产生所接收的第二数据流的第二输出端；其中：
第一错误检测/校正电路包括第一错误检测/校正解码器，连接在分级QAM接收器的输入端和第一输出端之间，用于对编码的第一数据流进行解码；并且
第二错误检测/校正电路包括第二错误检测/校正解码器，连接在输入端和第二输出端之间，用于对编码的第二数据流进行解码。
3.如权利要求2所述的系统，其中：
使用各不相同的卷积码对第一和第二数据流进行编码；并且
第一和第二错误检测/校正解码器分别对用不同卷积码进行编码的数据进行解码。
4.如权利要求3所述的系统，其中：
第一错误检测/校正电路用穿孔到速率7/8的、速率为1/2、约束长度为7的卷积码，对第一数据流进行编码；并且
第二错误检测/校正电路用速率为1/2、约束长度为7的卷积码，对第二数据流进行编码；其中
第一错误检测/校正解码器用穿孔到速率7/8的、速率为1/2、约束长度为7的卷积码，对第一数据流进行解码；并且
第二错误检测/校正解码器用速率为1/2、约束长度为7的卷积码，对第二数据流进行解码。
5.如权利要求1所述的系统，其中分级QAM发射器包括：
连接到第一数据流源的第一输入端和连接到第二数据流源的第二输入端；和
输出端，连接到分级QAM接收器，用于产生分级QAM信号；其中：
第一错误检测/校正电路包括第一错误检测/校正编码器，连接在分级QAM发射器的第一输入端和输出端之间，用于使用具有第一错误检测/校正能力的错误检测/校正码对第一数据流进行编码；和
第二错误检测/校正电路包括第二错误检测/校正编码器，连接在分级QAM发射器的第二输入端和输出端之间，用于使用具有第二错误检测/校正能力的错误检测/校正码对第二数据流进行编码。
6.如权利要求5所述的系统，其中，第一和第二错误检测/校正编码器是用各不相同的卷积码进行编码的卷积码编码器。
7.如权利要求6所述的系统，其中：
第一错误检测/校正编码器用穿孔到速率7/8的、速率为1/2、约束长度为7的卷积码进行编码；并且
第二错误检测/校正编码器用速率为1/2、约束长度为7的卷积码进行编码。
8.如权利要求5所述的系统，其中，分级QAM接收器，包括：
输入端，连接到分级QAM发射器，用于接收分级QAM信号；和
用于产生所接收的第一数据流的第一输出端和用于产生所接收的第二数据流的第二输出端；其中：
第一错误检测/校正电路进一步包括第一错误检测/校正解码器，连接在输入端和第一输出端之间，用于对编码的第一数据流进行解码；并且
第二错误检测/校正电路进一步包括第二错误检测/校正解码器，连接在输入端和第二输出端之间，用于对编码的第二数据流进行解码。
9.如权利要求8所述的系统，其中：
第一和第二错误检测/校正编码器是用各不相同的卷积码进行编码的卷积码编码器；并且
第一和第二错误检测/校正解码器分别是对用第一和第二错误检测/校正编码器进行编码的数据进行解码的卷积解码器。
10.如权利要求9所述的系统，其中：
第一错误检测/校正编码器和第一错误检测/校正解码器对穿孔到速率7/8的速率为1/2、约束长度为7的卷积码进行编码和解码；
第二错误检测/校正编码器和第二错误检测/校正解码器对速率为1/2、约束长度为7的卷积码进行编码和解码。
11.如权利要求8所述的系统，进一步包括：
卫星，用于从地面站接收信号并且将该信号重新广播到多个接收站；其中：
分级QAM发射器进一步包括卫星地面接收站发射天线，连接到分级QAM发射器的输出端，用于将QAM信号传输到卫星；
分级QAM接收器进一步包括卫星接收天线，连接到分级QAM接收器的输入端，用于从卫星接收QAM信号。
12.一种分级QAM发射系统，包括：
第一和第二数据流的源；
分级QAM发射器，响应于第一和第二数据流，用于发射分级QAM信号，该信号包括：级别1信号，表示第一数据流，并且具有未编码第一比特错误率性能；和级别2信号，表示第二数据流，并且具有低于第一比特错误率性能的未编码第二比特错误率性能；
第一错误检测/校正电路，处理第一数据流，用于通过具有第一检测/校正能力的码对第一数据流进行编码；和
第二错误检测/校正电路，处理第二数据流，用于通过具有第二错误检测/校正能力的代码对第二数据流进行编码，从而第一数据流的编码比特错误率更接近地匹配于第二数据流的编码比特错误率。
13.如权利要求11所述的发射系统，其中分级QAM发射器包括：
连接到第一数据流源的第一输入端和连接到第二数据流源的第二输入端；和
输出端，连接到分级QAM接收器，用于产生分级QAM信号；其中：
第一错误检测/校正电路包括第一错误检测/校正编码器，连接在分级QAM发射器的第一输入端和输出端之间，用于使用具有第一错误检测/校正能力的错误检测/校正码对第一数据流进行编码；和
第二错误检测/校正电路包括第二错误检测/校正编码器，连接在分级QAM发射器的第二输入端和输出端之间，用于使用具有第二错误检测/校正能力的错误检测/校正码对第二数据流进行编码。
14.如权利要求12所述的发射系统，其中，第一和第二错误检测/校正编码器是用各不相同的卷积码进行编码的卷积码编码器。
15.如权利要求13所述的发射系统，其中：
第一错误检测/校正编码器用穿孔到速率7/8的、速率为1/2、约束长度为7的卷积码进行编码；并且
第二错误检测/校正编码器用速率为1/2、约束长度为7的卷积码进行编码。
16.一种分级QAM接收系统，包括：
分级QAM信号源，包括：级别1信号，表示第一数据流，并且具有未编码第一比特错误率性能，并且用具有第一错误检测/校正能力的代码进行编码；和级别2信号，表示第二数据流，并且具有低于第一比特错误率性能的未编码第二比特错误率性能，并且用具有第二错误检测/校正能力的代码进行编码，从而第一数据流的编码比特错误率更接近地匹配于第二数据流的编码比特错误率；
分级QAM接收器，连接到分级QAM发射器，用于接收分级QAM信号和产生所接收的第一数据流和第二数据流。
17.如权利要求2所述的接收系统，其中，分级QAM接收器，包括：
输入端，连接到分级QAM信号源，用于接收分级QAM信号；和
用于产生所接收的第一数据流的第一输出端和用于产生所接收的第二数据流的第二输出端；
第一错误检测/校正解码器，连接在输入端和第一输出端之间，用于对编码的第一数据流进行解码；和
第二错误检测/校正解码器，连接在输入端和第二输出端之间，用于对编码的第二数据流进行解码。
18.如权利要求3所述的接收系统，其中：
使用各不相同的卷积码对第一和第二数据流进行编码；并且
第一和第二错误检测/校正解码器分别对用不同卷积码进行编码的数据进行解码。
19.如权利要求4所述的接收系统，其中：
用穿孔到速率7/8的、速率为1/2、约束长度为7的卷积码，对第一数据流进行编码；并且
用速率为1/2、约束长度为7的卷积码，对第二数据流进行编码；其中
第一错误检测/校正解码器用穿孔到速率7/8的、速率为1/2、约束长度为7的卷积码，对第一数据流进行解码；并且
第二错误检测/校正解码器用速率为1/2、约束长度为7的卷积码，对第二数据流进行解码。
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