CN1421087A

CN1421087A - 分级正交调幅发送系统的重心控制

Info

Publication number: CN1421087A
Application number: CN00818216A
Authority: CN
Inventors: 蒂莫西·F·塞特尔; 托马斯·P·克劳斯; 库马尔·拉马斯瓦米
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS; International Digital Madison Patent Holding SAS
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2020-11-22
Also published as: WO2001039453A1; MXPA02005143A; JP4677160B2; BR0015783B1; KR100684231B1; EP1232621B1; AU767126B2; DE60017587D1; JP2003515975A; BR0015783A; AU1787001A; KR20020068354A; CN1197318C; DE60017587T2; EP1232621A1

Abstract

一种QAM接收器计算连续接收的数据点在象限中的重心的位置。第1级解码器检测所接收数据点在I－Q平面中的象限。另外，电路在I－Q平面中平移所接收数据点，使得被检测象限的重心被平移到I－Q平面的原点。接着，第2级解码器响应于所平移的数据点，用于检测所平移的数据点的象限。通过嵌入相关星状构象点，分级QAM系统允许发送不同的源。在所述分级QAM接收器中，计算电路确定连续接收数据点在象限中的重心。当确定所述信号数据流属于不同的源时，在解码程序中使用所述重心的偏移。

Description

分级正交调幅发送系统的重心控制

技术领域

本发明涉及分级正交调幅发送系统。

背景技术

分级正交调幅(QAM)发送系统是公知的。例如，1999年10月12日授予Ramaswarmy的第5966412号美国专利公开了一种能够与较早期的正交相移键控(QPSK)接收器保持向后兼容的调制系统，同时还允许附加数据流，用于提供可被较高级的接收器接收的较高的数据率或较高精度的数据。图1是说明如该发明所公开的分级QAM发送系统的方框图。图1公开了经由发送信道200耦合到数据接收器300的数据发送器100。

在图1中，第一输入端DATA1耦合于第一数据信号源(未示出)，并且第二输入端DATA2耦合于第二数据信号源(未示出)。所述第一和第二信号可以代表分立的和独立的数据，或者可以代表相关数据信号，诸如承载相同数据信号的相应部分(用于增加发送系统的通过量(throughput))、或者相同数据信号的基本部分和辅助部分的信号(用于如以下更详细描述的那样，在与现存的较早期的接收器保持向后兼容的同时发送增强信号)。第一输入端DATA1耦合于第一误差检测/纠正编码器102的输入端。第一编码器102的输出端耦合于第1级QPSK调制器104的输入端。第1级QPSK调制器104的输出端耦合于信号合并器(combiner)106的第一输入端。

第二输入端DATA2耦合于第二误差检测/纠正编码器108的输入端。第二编码器108的输出端耦合于第2级QPSK调制器110的输入端。第2级QPSK调制器110的输出端耦合于具有增益G的可变增益放大器111的输入端。可变增益放大器111的输出端耦合于信号合并器106的第二输入端。信号合并器106的输出端产生经合并调制的信号并且耦合于发送信道200。在所说明的实施例中，该信道是直接卫星电视信号发送系统，并且该发送信道包括在发送器100(由在平台中的发送天线代表)处的地面发射站、通信卫星(未示出)，用于接收来自地面站的数据并且将这些数据重新广播到多个地面接收站，其中之一(300)如图1所示，如所述经由平台中的接收天线接收和处理重新广播的数据信号。

发送信道200的输出耦合于第1级QPSK解调器302的输入端。第1级QPSK解调器302的输出端耦合于第一误差检测/纠正解码器304和延迟电路306的相应输入端。第一解码器304的输出端耦合于输出端DATA1′，并且耦合于重编码器308的输入端。重编码器308的输出端耦合于减法器310的减数输入端。延迟电路306的输出端耦合于减法器310的被减数输入端。减法器310的不同输出端耦合于第二误差检测/纠正解码器312的输入端。第二误差检测/纠正解码器312的输出端耦合于第二数据输出端DATA2′。

在操作中，第一编码器102编码第一数据信号DATA1，以用公知的方式提供误差检测/纠正能力。任何已知的误差检测/纠正代码可以由编码器/解码器对102/304、108/312来实现，并且可以如以上专利中所述将这些代码链接(concatenate)起来。第一编码器102产生代表已编码的第一数据信号DATA1的编码位流。第1级调制器104处理两个编码数据位的连续组以产生以公知的方式位于四个象限之一的QPSK信号，每个组称为一个符号。类似地，第二编码器108编码第二数据信号DATA2，以用公知的方式提供误差检测/纠正能力。第2级调制器110处理两个编码数据位的连续组，以还产生位于四个象限之一的QPSK信号。本领域的普通技术人员应该理解附加的数据信号(DATA3等)可以分别由附加的编码器和附加的QPSK调制器进行误差检测/纠正编码；(第3级等)可以响应于两个编码数据位的附加相关组，产生附加QPSK信号。给予来自第1级调制器104的QPSK信号权数1；通过可变增益放大器111给予来自第2级调制器110的QPSK信号的权数或增益0.5；给予来自第3级调制器的QPSK信号的权数0.25等等。接着通过信号合并器106将所有加权信号合并成单一的调制信号并且经由发送信道200发送。

响应于来自第一编码器102的两个编码数据位的组，第1级QPSK调制器104引起合并信号位于四个象限之一内。每个象限，依次地可以被认为分为四个子象限。每个象限，依次地可以被认为分为四个子象限。响应于来自第二编码器108的两个编码数据位的组，第2级QPSK调制器110引起合并信号位于由第1级QPSK调制器104所选择的象限内的子象限之一。该子象限还可以被认为分为四个子象限，并且响应于来自第三编码器(未示出)的两个输入数据位的组，所引起的合并信号位于那些子象限之一内，等等。

较早期的接收器(在图1中用破折线300′表示)仅包括能够检测所接收的信号位于I-Q平面的何处的第1级QPSK解调器302。从该信息中，误差检测/纠正解码器304能够在所接收的第一数据流中确定对应的两个编码位。该误差检测/纠正解码器304还能够纠正由发送信道导入的任何误差，以生成代表初始第一数据信号DATA1的接收数据信号DATA1′。由此，在有附加调制的数据信号DATA2(DATA3)等的情况下，这样的接收器能够合适地接收、解码、和处理第一数据信号DATA1。包括第2级(以及第3级等)QPSK调制器的该信号看上去就像对这样的接收器的噪声。

在另一方面，较高级的接收器300能够检测所接收的调制信号位于哪一个象限内，并且由此能够接收、解码、和处理代表第一数据信号DATA1的两个数据位的连续组。在该较高级的接收器中的重编码器308接着重新生成位于所指示的象限中间的、从接收的调制信号中减去的理想信号。该操作将所发送信号象限的中心平移到原点。所保留的是权数0.25、代表第二数据信号DATA2的QPSK调制信号。接着通过第二解码器312对该信号解码，以确定该信号位于哪一个子象限内，指示对应该信号的两位的组。由此，代表第二数据信号DATA2的两个接收数据位的连续组得以接收、解码和处理等等。这样的发送系统是通过调制与所看到的在相位上相差90度的载体作为容许的符号的星状构象(constellation)而操作的，并且是一种正交幅度调制(QAM)的形式。这样的系统被称为分级QAM发送系统，因为它可以用于发送其它等级的数据信号、或在单个信号中的其它细节等级，同时保持与较早接收器的向后兼容。

图2a是说明如在上述专利中所述的在分级16QAM发送系统的容许符号的I-Q平面中的星状构象的图。在图2a中，第一个两位组确定所生成的符号位于哪一象限内。如果第一两位组是“00”，则该符号位于右上象限内，并且1级调制器104产生I-Q信号，使得I＝1并且Q＝1；如果第一两位组是“01”，则该符号位于左上象限内，并且1级调制器104产生I-Q信号，使得I＝-1并且Q＝1；如果第一两位组是“10”，则该符号位于右下象限内，并且1级调制器104产生I-Q信号，使得I＝1并且Q＝-1；如果第一两位组是“11”，则该符号位于左下象限内，并且1级调制器104产生I-Q信号，使得I＝-1并且Q＝-1。这些在图2a中通过在相关象限中的合适的位对来表示。

如上所述，可以认为每个象限本身可以被分为四个子象限，如图2a中右上象限中所示。第二两位组确定所述符号位于哪个子象限内。用于确定子象限的映射图(mapping)与上述用于确定象限的映射图是相同的。即，如果第二两位组是“00”，则所述符号位于右上子象限内，并且2级调制器104产生I-Q信号，使得I＝1并且Q＝1；如果第二两位组是“01”，则该符号位于左上子象限内，并且2级调制器104产生I-Q信号，使得I＝-1并且Q＝1；如果第二两位组是“10”，则该符号位于右下子象限内，并且2级调制器104产生I-Q信号，使得I＝1并且Q＝-1；如果第二两位组是“11”，则该符号位于左下子象限内，并且2级调制器104产生I-Q信号，使得I＝-1并且Q＝-1。(图1的)可变增益放大器111加权来自2级调制器110的信号为权数0.5，所以在该子象限中的点位于象限中心点±0.5周围。每个这样的位置在图2a中显示为具有说明第一和第二两位组的组合的四位二进制数的一实心圆，其中前两位是右边的一对位，并且后两位是左边的一对位。

公知地，经过诸如上述的分级QAM系统的不同等级的相应数据流的位误差率特性是不同的。一般地说，第1级数据流的位误差率好于第二级(或更高级)数据流的位误差率。然而，当经过不同等级的相应数据流的位误差率相同时，分级QAM发送系统的总体特性得以优化。由此，有必要不仅优化发送系统的总体位误差率，而且要更近似地匹配在发送系统中的不同等级的相应位误差率。

发明内容

发明者认识到，当解码接收到的信号时，恰当地控制增益是绝对必要的，以便在星状构象中的接收点的值是在要精确检测的恰当范围中。然而，由于在直接卫星电视发送系统中固有的非线性，以及由于为改善特性有目的地变形星状构象中的数据点的位置的实践，将所接收的星状构象与理想的星状构象相比较、并且调整增益以最大化两者之间的相关性的标准方法将不导致优化操作。

根据本发明的原则，QAM接收器包括所接收的分级QAM信号的源。该分级QAM信号代表在I-Q平面中的连续数据点，每个数据点在四个象限之一中。耦合到该分级QAM信号源的电路计算在象限中的连续接收的数据点的重心在I-Q平面中的位置。第1级解码器响应于接收的数据点，并且检测在接收数据点在I-Q平面中的象限。耦合到分级QAM信号源的另一电路，并且响应于计算电路，在I-Q平面中平移所接收的数据点，使得所检测象限的重心平移到I-Q平面的原点上。第2级解码器接着响应于经平移的数据点，用于检测所平移的数据点的象限。

这样的系统能够适应所接收的星状构象，而不管是由发送信道中的非线性引入到星状构象数据点中的任何变形，还是有意引入到所发送的星状构象的任何变形。

附图说明

图1是根据本发明的原理的发送系统的方框图；

图2是说明分级16QAM发送系统的容许符号的星状构象的图；

图3a和c是在图1中所示的发送系统的相关部分的更详细的方框图，并且还包括灰代码(gray code)映射器，并且图3b是包含控制该灰代码映射器的操作的数据的表；

图4是说明不同误差的操作的在图1中所示的发送系统部分的更详细的方框图；

图5是所接收的星状构象，以及图6是所接收的由发送信道变形的星状构象的一个象限的图；

图7是用于确定所接收的数据点的星状构象的一个象限的重心的电路的方框图；以及

图8是说明改变在分级QAM信号中的不同等级信号的相对比特率性能的组因子的用途的星状构象的图。

具体实施方式

图3a和c是在图1中所示的发送系统的相关部分的更详细的方框图，并且还包括灰代码映射器，并且图3b是说明在图3a和c所示的灰代码映射器的操作的表。首先参见图2b，说明了其中在所有代表仅一位位置不同的数据值的位置处的邻近点的星状构象。为了产生该星状构象，在已编码的第2级数据信号中的两位组对在子象限的位置的映射取决于该子象限位于哪个象限。在图2b中的右上象限(00)等同于在图2a中的右上象限(00)。然而，在左上象限中，对调了左右列。在右下象限中，对调了上下行，以及在左下象限中，对调了左右列和上下行。这可以通过先于调制编码的第二数据信号DATA2在发送器100中的简单映射操作、并且接着在解调所接收的编码第二数据信号DATA2之后在接收器300中的简单逆映射(demap)操作来执行。

在图3a中，说明了发送器100的一部分。第1级符号(来自图1的第一编码器102的两位)耦合于第1级调制器104和灰代码映射器112的相应输入端。来自第1级调制器104的同相(I)信号耦合于第一加法器106(I)第一输入端，并且来自第1级调制器104的正交(Q)信号耦合于第二加法器106(Q)的第一输入端。第一加法器106(I)和第二加法器106(Q)的组合构成图1的信号合并器106。第2级符号(来自第二编码器108的两位)耦合于第2级调制器110的输入端。该第2级调制器110的I输出端耦合于灰代码映射器112的I输入端，并且该第2级调制器110的Q输出端耦合于灰代码映射器112的Q输入端。灰代码映射器112的I输出端耦合于第一加法器106(I)的第二输入端，并且灰代码映射器112的Q输出端耦合于第一加法器106(Q)的第二输入端。未示出具有0.5的衰减因子的条件、并且耦合于灰代码映射器112和信号合并器106之间的可变增益放大器111，以简化该图。

在操作中，从第1级编码器102中接收由两个已编码的数据位组代表的第1级符号。所述第1级符号由第1级调制器104进行QPSK调制以产生公知的代表所调制信号的象限的一组I和Q分量信号。例如，如果该符号是0，即，两位是00，则指示右上象限(I＝1，Q＝1)；如果该符号是1，即，两位是01，则指示左上象限(I＝-1，Q＝1)；如果该符号是2，即，两位是10，则指示右下象限(I＝1，Q＝-1)；如果该符号是3，即，两位是11，则指示左下象限(I＝-1，Q＝-1)。以类似的方式，第2级符号由第2级调制器110进行QPSK调制以产生公知的代表所调制信号的子象限的一组I和Q分量信号。该第2级调制器以与第1级调制器104完全相同的方式产生所调制的信号，即，如果该两位是00(0)，则指示右上子象限(I＝1，Q＝1)；如果该两位是01(1)，则指示左上子象限(I＝-1，Q＝1)；如果该两位是10(2)，则指示右下子象限(I＝1，Q＝-1)；如果该两位是11(3)，则指示左下子象限(I＝-1，Q＝-1)。接着将该所调制的信号加权0.5(未示出)。

从这两个所调制信号的合并中得到的星状构象应该是如图2a中所示。灰代码映射器112操作来自第2级调制器110的I和Q信号，以产生图2b中所示的星状构象。图3b说明由灰代码映射器112所施加的映射。如果第1级符号是0，指示右上象限，则子象限不改变，即来自第2级调制器的I和Q输出信号保留不变。由此，来自代码映射器112的I输出信号Iout与I输入信号Iin是相同的(Iout＝Iin)，并且来自代码映射器112的Q输出信号Qout与Q输入信号Qin是相同的(Qout＝Qin)。然而，如果第1级符号是1，指示左上象限，则参见图2，列被对调。即，正I值变为负I值，反之亦然。由此，当第1级符号是1时，I输出信号是I输入信号的负数(Iout＝-Iin)，同时Q输出信号与Q输入信号保持相同(Qout＝Qin)。如果第1级符号是2，指示右下象限，则行被对调。即，正Q值变为负Q值，反之亦然。由此，当第1级符号是2时，I输出信号与I输入信号相同(Iout＝Iin)，同时Q输出信号是Q输入信号的负数(Qout＝-Qin)。如果第1级符号是3，指示左下象限，则列和行都被对调。即，正I值变为负I值，以及正Q值变为负Q值，反之亦然。由此，当第1级符号是3时，I输出信号是I输入信号的负数(Iout＝-Iin)，同时Q输出信号是Q输入信号的负数(Qout＝-Qin)。灰代码映射器112提供此功能。从灰代码映射器112中得到的I和Q值被加以如上所述的权重0.5(为简明起见未示出)并且由信号合并器106将代表第1级符号的I和Q值合并。所得到的星状构象如图2b所示。

利用类似的灰代码映射器，这样的映射在接收器300中是可逆的。图3c说明了包括这样的灰代码映射器314的接收器300的一部分。在图3c中，重编码器(reencoder)308的输出端耦合于灰代码映射器314的输入端。来自(图1的)减法器310的I信号耦合于灰代码映射器314的I输入端，并且来自减法器310的Q信号耦合于灰代码映射器314的Q输入端。灰代码映射器314的I输出端耦合于第二解码器312的I输入端，并且灰代码映射器314的Q输出端耦合于第二解码器312的Q输入端。

在操作中，重编码器308产生作为所接收的第1级符号的理想表示的信号。即，如果确定所接收的第1级信号位于右上象限中的任一处，则该重编码器308产生具有0值的信号；如果在左上象限中的任一处，则值为1；如果在右下象限中的任一处，则值为2；如果在左下象限中的任一处，则值为3。将该信号提供给灰代码映射器314。来自减法器310中的相应I和Q信号由灰代码映射器314按以上述方式进行处理，并且如图3b所示。本领域的普通技术人员应该估计到在接收器300中的灰代码映射器314操作上等同于图3a中的灰代码映射器112，并且将执行在发送器100中所执行的相反功能。

在发送器100和接收器300中灰代码映射器(112和312)的使用允许以根据图3a的上述方式来使用如图2b中所示的星状构象。使用上述灰代码映射功能以产生其中相邻星状构象点仅在单个位上不同的星状构象的发送系统将增加该系统的位误差率。模拟分析已经显示如上所述使用灰代码将削减一半第2级位误差数量。这将提供在信噪比(SNR)上大约1/4分贝的额外范围。该改进同时适度地伴随其它增强将整体上提供改进性能的发送系统。

图4是图1所示的说明不同等级的不同误差检测/纠正编码的操作的发送系统的一部分的更详细的方框图。如上所述，由于在由在卫星广播中应用的非线性高功率放大器进行的较高等级的调制中的星状构象点之间的距离的压缩，不同等级的QPSK调制受到不同等级的衰减。更具体地说，在较高等级的等级调制中比在较低等级中固有地更经常发生位误差。为了更接近地匹配第1级和第2级信号的位误差率，在相应的数据流中使用具有不同性能特征的误差检测/纠正代码。更具体地说，在较高级数据流中将使用更强大的误差检测/纠正代码，而在较低级数据流中将使用较不太强的误差检测/纠正代码。这将优化发送系统的总体性能和信息发送容量。

在图4中，给与图1中所示的那些元素相同的这些元素指定相同的编号，并且以下不再详细描述。在图4中，在发送器100中的第一误差检测/纠正编码器102被分区为串联的外部编码器102(O)和内部编码器102(I)。类似地，第二误差检测/纠正编码器108被分区为串联的外部编码器108(O)和内部编码器108(I)。以对应的方式，在接收器300中的第一误差检测/纠正解码器304被分区为内部检测解码器312(I)和外部解码器312(O)。类似地，第二误差检测/纠正解码器312被分区为内部编解码器312(I)和外部编码器312(O)。如在上述专利中所公开的那样，所述一对外部编码器/解码器实现块编码技术，诸如汉明编码(Hamming)、哈达玛(Hadmard)编码、循环(Cyclic)编码以及里德-索罗蒙(Reed-Solomon(RS))编码，而一对内部标码器/解码器实现卷积编码。

在图4中，用于第2级数据流的编码比用于第1级数据流的编码更强大。更具体地说，在第2级数据流中的内部编码器/解码器对中使用的卷积编码比在第1级数据流中的内部编码器/解码器对中使用的卷积编码更强大。例如，在一优选实施例中，处理第1级数据流的第一内部编码器/解码器对实现速率1/2、约束长度7被穿孔(punctured)到□速率的卷积编码。处理第2级数据流的第二内部编码器/解码器对实现速率1/2不带穿孔的卷积编码。第2级数据流的编码比第1级数据流的编码更强大。这更接近地匹配第1级和第二级数据流的位误差率性能，并且整体上优化发送系统的性能。

如上所述，和在图1中所示，第1级解调器302和解码器304从所接收的星状构象中协同检测DATA1信号。接着来自重编码器308代表该被检测到的DATA1信号的所重建的理想信号被接着从所接收星状构象中减去，并且理想地导致转换所接收的星状构象以形成另一个在所检测的象限内的子象限的另一个星状构象。然而，该转换操作对在如所接收的实际在象限中的“中心点”与由重编码器308假定的理想中心点之间的任何不匹配(偏移第1级星状构象的原点±1)是非常敏感的。在所接收的星状构象与理想的星状构象之间在尺寸上的任何不匹配将导致在所接收的象限的实际中心点偏移假定的中心点，并且当由重编码器308和减法器310转换所接收的星状构象时，导致被偏移的子象限的实际中心点偏移由第二解码器312假定的原点。由此，必须精确地配置所接收信道的增益，以将子象限的中心点放置在合适的位置(原点)，以由第二级解码器312精确地进行解码。

在公知的发送系统中，该系统的增益是由比较所接收的星状构象的数据点与公知的理想星状构象的数据点来确定。然而，存在与以该方式精确保持增益相关的几个问题。首先，在一些发送系统中，可以有意地将星状构象点的位置从它的理想位置上变形。得到的星状构象不具有图2中所示的等距离(equi-spaced)点。其次，该发送信道是不稳定的，并且可以是随非线性量变化的噪声。为了确定象限的中心点的位置，并且由此确定在这样的系统中的系统增益，要确定在该象限中所有数据点的重心。

图7是用于确定所接收的数据点的星状构象的象限的重心的电路的方框图。在图7中，旋转器321接收代表从(图1的)第1级解码器302所连续接收的数据点I和Q分量的I和Q值。旋转器321的I输出端耦合于I低通滤波器(LPF)320的输入端。旋转器321的Q输出端耦合于Q LPF 322的输入端。I和Q LDF 320和322的相应输出端耦合于幅度计算电路324的对应输入端。幅度计算电路324的输出端耦合于重编码器308。

在操作中，旋转器321以公知的方式旋转从它们被接收的象限接收的所有值到右上象限。图5是所接收的星状构象图，并且示出多个所连续接收的被调制数据点的位置。所接收的数据点在所有四个象限中的所接收星状构象的相应假定位置附近形成散点。图6是其所有数据点已经通过旋转器321旋转到该象限的所接收星状构象的右上象限的图。在图6中所示的象限代表其已经通过有意地预变形所发送的星状构象点和/或通过发送信道200的操作而变形的星状构象。

在LPF 320中利用n个点的滑动移动平均(sliding moving average)来低通滤波来自旋转器321的被旋转数据点的I分量。在所示实施例中，利用在先的500个数据点计算该滑动移动平均。利用滑动移动平均类似地低通滤波来自旋转器321的被旋转数据点的Q分量。本领域的普通技术人员应该理解可以使用相应的IIR数字滤波器来构造低通滤波器320、322。该低通滤波操作产生在该象限中的接收数据点的重心的相应I和Q分量。在幅度计算电路324中计算该重心的幅度估计值。例如，如果r_i[n]是经滤波的同相I分量，并且r_q[n]是经滤波的正交Q分量，则以

M = \sqrt{r_{i} {[n]}^{2} + r_{q} {[n]}^{2}}

来计算重心的幅度。重心M的幅度理想地应该是

\sqrt{2} = 1.4 .

响应于所计算的重心M的幅度调整来自重编码器308的理想重构信号。通过恰当地调整来自重编码器308的重构理想信号，相应的所接收象限的中心将通过减法器310被合适地平移到原点，并且供精确的第2级解码和较高的数据信号之用。

图7所示的电路将独立地操作不论是线性还是非线性的发送方法。它也在有预变形的发送星状构象的情况下、或利用非标准分组因子(以下将详细描述)恰当地操作。已经发现，当与该象限的中心位置的精确知识相比较时，当用于跨越线性信道的分级16QAM发送系统，该电路在实践中没有可测量的衰减而工作良好。该电路在有噪声的情况下也操作良好，尤其诸如在直接卫星电视信号发送系统中所发现的由非线性信道所引起的信道变形的情况下操作良好。这样的电路提高了较高级数据流的性能，并且由此提高了该发送系统的整体性能。

再参见图1，在公知的分级QAM发送系统中，在可变增益放大器111中通过因子0.5加权之后，由第2级调制器产生的星状构象在信号合并器中与第1级调制器104产生的星状构象在信号合并器106中合并。0.5的加权因子被称为分组因子，并且可以变化以改变第1级和第2级数据流的相对性能，如以下详细所述。参见图2a，得到的星状构象包括等距离星状构象点。如上所述，这样一种安排产生一发送系统，其中第1级数据流的性能在位误差率方面优于第2级数据流的性能。通过改变该分组因子，第1级和第2级数据流的相对性能可以更接近匹配。

参见图8a，可变增益放大器(图1的111)的增益被规定为0.3。得到的星状构象点离开象限的中心点的距离仅0.3。本领域的普通技术人员将认识到，在图8a中所示的星状构象中，在一象限中的星状构象点比在图2a所示星状构象中更加远离在其它象限中的星状构象点。相反地，在象限内的星状构象点比在图2a中所示的星状构象点更加接近。这样的系统允许以较不精确地在象限内确定第2级数据信号的星状构象点的代价而更精确地确定第1级数据信号在哪个象限，由此，当与图2a的系统相比时，增加了第1级数据流的性能，而减少了第2级数据流的性能。

参见图8b，可变增益放大器(图1的111)的增益被规定为0.7。得到的星状构象点离开象限的中心点的距离是0.7。本领域的普通技术人员将认识到，在图8b中所示的星状构象中，在一象限中的星状构象点比在图2a所示星状构象中更加接近在其它象限中的星状构象点。相反地，与在图2a中所示的星状构象点相比，在象限内的星状构象点之间更加远离。这样的系统允许以较不精确地在象限内确定第1级数据信号的星状构象在哪个象限的代价而更精确地在象限内确定第2级数据信号，由此，当与图2a的系统相比时，增加了第2级数据流的性能，而减少了第1级数据流的性能。

通过恰当地设置可变增益放大器111(图1的)的增益，成组星状构象点、并且可以优化地放置每组，以更接近地匹配第1级和第2级数据流的性能。已经确定对于经由非线性直接卫星电视信道发送的16QAM发送系统，大约0.6至大约0.7的分组因子将更接近地匹配第1级和第2级数据流的位误差率性能。这将整体上提高该发送系统的总体性能。

Claims

1.一种QAM接收器，包括：

用于接收分级QAM信号的输入，代表在I-Q平面中的连续数据点，每个数据点在四个象限之一中；

耦合于所述分级QAM信号输入的电路，用于计算在一象限中连续接收的数据点的重心在I-Q平面中的位置；

第1级解码器，响应于所接收的数据点，用于检测所接收的数据点在I-Q平面中的象限；

耦合于分级QAM信号输入并且响应于所述计算电路的电路，用于在所述I-Q平面中平移所接收的数据点，使得被检测象限的重心会平移到所述I-Q平面的原点；以及

第2级解码器，响应于所接收的数据点，用于检测所平移数据点的象限。

2.根据权利要求1所述的接收器，其中：

分级QAM输入接收代表在I-Q平面中连续数据点的相应I和Q分量的信号；以及

计算电路，包括：

第一低通滤波器，响应于所述I分量，用于计算连续接收的数据点

的重心在I-Q平面的象限中的I分量；

第二低通滤波器，响应于所述Q分量，用于计算连续接收的数据点

的重心在I-Q平面的象限中的Q分量；以及

幅度计算电路，耦合于所述第一和第二低通滤波器，用于计算在I-Q平面的象限中的重心的幅度；其中：

所述平移电路将所接收的数据点平移与所计算的幅度相等的距离。

3.根据权利要求2所述的接收器，其中所述第一和第二低通滤波器是IIR滤波器。

4.根据权利要求2所述的接收器，其中所述第一和第二低通滤波器包括用于计算滑动移动平均的电路。

5.根据权利要求4所述的接收器，其中所述幅度计算电路计算幅度

M = \sqrt{r_{i} {[n]}^{2} + r_{q} {[n]}^{2}},

其中r_i[n]代表跨越n个点的I分量的滑动移动平均，并且r_q[n]代表跨越n个点的Q分量的滑动移动平均。

6.根据权利要求4所述的接收器，其中所述滑动移动平均是跨越500个点计算的。

7.根据权利要求1所述的接收器还包括：耦合于所述分级QAM信号输入和所述计算电路之间的旋转器，用于将每个连续接收数据点的象限旋转到单个预定象限；其中

所述计算电路计算被旋转的连续接收数据点在I-Q平面的预定象限中的重心的位置。

8.根据权利要求1所述的接收器，其中分级QAM信号源包括卫星接收天线，被装配用于接收负载所述分级QAM信号的卫星信号。

9.在QAM接收器中，信号处理方法包括以下步骤：

接收代表在I-Q平面中的连续数据点的分级QAM信号；

计算在象限中的连续接收的数据点的重心在I-Q平面中的位置；

在第一级上检测所接收数据点在I/Q平面中的象限；

响应于所述计算步骤，将在I/Q平面中的数据点平移，使得检测到的象限的重心被平移到I/Q平面的原点；以及

在第二级上检测在所平移的数据的象限。