CN1957539A - 用于最小化共信道干扰的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于最小化通信系统(100)中的共信道干扰的方法。根据第一唯一字(411、413)加扰第一帧的信头(401)。根据第二唯一字(411、413)加扰第二帧的信头(401)。在通信系统(100)的相邻的共信道上分别传输包括相应的加扰信头(401)的第一帧和包括相应的加扰信头(401)的第二帧。每一帧还包括净荷(403)和导频块(405)。根据第一加扰序列加扰第一帧的净荷(403)和导频块(405)。根据第二加扰序列加扰第二帧的净荷(403)和导频块(405)。上述配置尤其适用于数字卫星广播和交互系统(100)。

Description

用于最小化共信道干扰的方法和装置
技术领域
本发明涉及通信系统，尤其涉及防止信号干扰的通信系统。
背景技术
广播系统包含了通过数字技术而成为可能的高质量传输的需求。数字革命改变了宽带服务的传送，包括音频和视频编程以及数据传输。作为用于支持这种宽带服务的可行方案，卫星通信系统已经出现。因此，对于卫星通信系统，为了通过有噪声的通信信道提供可靠的通信，对功率和带宽的有效调制和编码具有极大的需求。共信道干扰也对接收机的性能产生了负面影响。由于频率的频谱位置是有限的并且是昂贵的，因此，由于频率的重复使用极大地出现了这种干扰。在实际应用中，共信道干扰来源于其它系统操作者的传输、在相邻轨道槽操作的卫星、或点波束卫星系统中的其它点波束。
一般来讲，通过重新设计频率分配或(通过升级)改变传输设备以限制信号的扩散已经减小了共信道干扰的负面效应。这些方法需要极大的工程投资(假设技术方案是可能的)；这必须投入极大的成本。
因此，需要一种能最小化共信道干扰而不需要重新设计基本系统的通信系统。
发明内容
通过本发明解决了这些和其它需求，其中，提供一种用于最小化数字广播和交互系统中的共信道干扰的方法。可以认为，共信道帧之间的交叉相关本质上是周期性的。根据第一唯一字(UW，uniqueword)来加扰第一帧的信头。根据第二唯一字来加扰第二帧的信头。在通信系统的相邻共信道上分别传输包括相应的加扰后的信头的第一帧和相应的加扰后的信头的第二帧。每一帧还包括净荷和导频块。根据第一加扰序列来加扰第一帧的净荷和导频块。根据第二加扰序列来加扰第二帧的净荷和导频块。将与唯一字和加扰序列有关的信息通过默认载波传输到通信系统内的接收机。根据本发明的一个实施例，加扰序列基于Gold序列。上述配置有利地减少了共信道干扰的影响，从而提高了接收机性能。
根据本发明实施例的一个方面，公开了一种用于最小化通信系统的共信道干扰的方法。该方法包括：根据第一唯一字来加扰第一帧的信头；根据第二唯一字来加扰第二帧的信头；在通信系统的相邻共信道上分别传输包括相应的加扰后的信头的第一帧和包括相应的加扰后的信头的第二帧。
根据本发明的实施例的另一方面，公开了一种用于最小化通信系统的共信道干扰的装置。该装置包括加扰器，其被配置成根据第一唯一字来加扰第一帧的信头，和根据第二唯一字来加扰第二帧的信头。在通信系统的相邻共信道上分别传输包括相应的加扰后的信头的第一帧和相应的加扰后的信头的第二帧。
根据本发明的实施例的另一方面，公开了一种通信方法，该方法包括：调谐到默认载波以便接收加扰信息。所述加扰信息包括相应于多个相邻载波中的特定载波的唯一字和加扰序列。选择唯一字和加扰序列以最小化相对于相邻载波的共信道干扰。该方法还包括调谐到用于接收包括信头、净荷和导频块的加扰后的帧的特定载波。进一步，该方法包括：通过唯一字来解扰信头；以及通过加扰序列来解扰净荷和导频块。
还有其它方面，根据以下详细描述，仅仅通过说明多个特定实施方式，包括实施本发明所构思的最佳模式，本发明的优点将显而易见。本发明还可以是其它不同的实施例，并且其几个细节可以采用各种显而易见的方式进行修改，均不偏离本发明的精神和范围。因此，可以认为，附图和具体描述是对本发明本身进行说明，而不构成限制。
附图说明
采用举例的方式而不是通过限制的方式描述本发明，附图中相似的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是根据本发明的一个实施例，能最小化共信道干扰的数字广播系统的示图；
图2是在图1的系统的数字传输设备中采用的示例性发射机的示图；
图3是图1的系统中的示例性数字调制解调器的示图；
图4A和4B分别表示根据本发明的实施例，在图1的系统中使用的帧结构的示图，和对于在相邻共信道上传输的各个帧，通过不同唯一字(UW)来加扰帧头的逻辑的示图；
图5A和5B分别表示根据本发明的各种实施例，用于隔离共信道干扰的加扰器的示图，和用于输出用于构成加扰码的Gold代码的Gold序列发生器的示图；
图6是表示根据本发明的实施例，共信道帧之间的交叉相关的周期特性的示图；
图7是图6的加扰器中使用的示例性Gold序列发生器的示图；
图8是根据本发明的实施例，用来产生不同物理层序列的过程的流程图；
图9是根据本发明的实施例，用来产生加扰后的物理信头的过程的流程图；
图10是根据本发明的实施例，用来传输加扰参数的过程的流程图；
图11是表示用于管理加扰参数的本发明的各种实施例的示图；
图12是根据本发明的实施例，根据预先指定的加扰参数组来解扰接收的帧的流程图；
图13和14是示出每对共信道的导频段的最差情况交叉相关的表，用于确定图7的m-发生器的初始化种子；和
图15是根据本发明的实施例，执行用来隔离共信道干扰的各种过程的硬件平台的示图。
具体实施方式
本发明描述了一种用于减少数字广播和交互系统中的共信道干扰的装置、方法和软件。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了大量的具体细节以提供对本发明的充分理解。然而，对本领域的技术人员来说，可以不采用这些具体细节或采用等同配置来实现本发明。在其它例子中，以方框图的形式表示众所周知的结构和设备，以避免不必要的使本发明难以理解。
图1是根据本发明的实施例，能最小化共信道干扰的数字广播系统的示图。数字通信系统100包括产生信号波形以便通过传输信道103广播到一个或多个数字调制解调器105的数字传输设备101。根据本发明的一个实施例，通信系统100是支持例如音频和视频广播服务和交互服务的卫星通信系统。交互服务包括例如电子节目指南(EPG)、高速因特网访问、交互广告、电话和email服务。这些交互服务也可以包括例如Pay Per view、Tv Commerce、Video On Demand、Near VideoOn Demand和Audio On Demand服务。在这种情况下，调制解调器105是卫星调制解调器。
在广播应用中，广泛使用连续模式调制解调器105。关于同步，在低信噪比(SNR)环境中执行得好的代码与这些调制解调器不一致(例如载波相位和载波频率)。物理层信头和/或导频符号可用于这种同步。因此，对于系统性能的重要考虑是关于物理层信头和/或导频符号的共信道干扰的考虑。因为物理层信头和/或导频符号被用来获取和/或跟踪载波相位、载波频率，所以这种干扰可能使接收机性能退化。
一般的数字广播系统(未示出)需要采用超过帧结构内的正常开销位的附加训练符号用于它们的同步过程。当信噪(SNR)比低时，尤其需要开销的增加；当结合高阶调制采用高性能代码时，这种环境是典型的。一般来讲，连续模式调制解调器采用反馈控制环来获取和跟踪载波频率和相位。在这种同步过程中，可以简单地忽略包含已知数据符号的FEC(前向纠错)编码的数据段，例如块码的前置码。这种完全基于反馈控制环的传统方法倾向于强射频(RF)相位噪声和热量噪声，在接收机整体性能方面造成高的跳周率和误差基数(floor)。这样，除了有限的获取范围和较长的获取时间外，由于根据用于某种性能目标的训练符号而增加了开销，使得这些方法负担加重。此外，这些常用的同步技术依赖于特定的调制方案，从而防碍在使用调制方案方面的灵活性。
在图1的系统100中，调制解调器105通过检查嵌入广播系统帧结构中的前置码和/或唯一字(UW)来实现载波同步(如图4A所示)，从而减少专门指定用于培训目的的附加开销的使用。下面将参考图3更充分地描述数字调制解调器105。
在该离散通信系统100中，传输设备101产生代表介质内容(例如，视频、音频、文本信息、数据等)的可能消息的离散组；每一个可能消息具有相应的信号波形。通过通信信道103，这些信号波形被衰减或产生其它方面的改变。为了防止噪声信道103，传输设备101采用低密度奇偶校验(LDPC，low density parity check)码。
由传输设备101产生的LDPC码能高速实现而不会引起任何性能损失。这些从传输设备101输出的结构化LDPC码避免了将少量检查节点分配给由于调制方案(例如，8PSK)而容易受到信道误差影响的位节点。这种LDPC码具有可平行化的解码处理(与Turbo码不同)，其优点在于包括例如相加、比较和查找表的简单操作。另外，仔细设计的LDPC码不会表现出任何误差基数的迹象。
根据本发明的一个实施例，采用以下描述的如图2中的相对简单的编码技术，传输设备101根据奇偶校验矩阵来产生LDPC码(其便于解码期间的有效存储器访问)，以便与卫星调制解调器105通信。
图2是在图1的系统的数字传输设备中采用的示例性发射机的示意图。发射机200配置有LDPC编码器203，接收来自信息源201的输入，并输出适于接收机105中的误差校正处理的较高冗余的编码流。信息源201从离散字母表X产生k信号。LDPC码是采用奇偶校验矩阵指定的。另一方面，一般情况下，编码LDPC码需要指定发生器矩阵。即使可以采用高斯消元法从奇偶校验矩阵得到发生器矩阵，得到的矩阵不再稀疏并且存储大的发生器矩阵可以是复杂的。
通过将结构施加到奇偶校验矩阵、使用仅利用奇偶校验矩阵的简单编码技术，编码器203从字母表Y产生信号至调制器205。具体来讲，通过限制矩阵的某一部分为三角形来对奇偶校验矩阵进行约束。这一约束带来可忽略的性能损失，因此构成具有吸引力的折衷方案。这种奇偶校验矩阵的构成在申请日为2003年7月3日，名称为“Method andSystem for Providing Low Density Parity Check(LDPC) Encoding”(代理卷号No.PD-203016；序列号No.10/613823)的共同未决专利申请中作了更充分的描述。
调制器205将来自编码器203的已编码消息映射到被传输给传输天线207的信号波形，传输天线207在通信信道103上发射这些波形。因此，调制已编码消息并分配给传输天线207。将来自传输天线207的传输传播到数字调制解调器，如下所述。在卫星通信系统中，来自天线207的传输信号通过卫星中继。发射机200还包括用于改变传输符号的加扰器209以便最小化共信道干扰，以下将更详细地描述。
图3是图1的系统的示例性数字调制解调器的示图。数字调制解调器300作为调制器/解调器，支持来自发射机200的信号的传输和接收。根据本发明的一个实施例，调制解调器300具有对从天线303接收的LDPC已编码的信号提供滤波和符号时序同步的前端模块301，对从前端模块301输出的信号提供频率和相位获取和跟踪的载波同步模块302。去映射处理器305对从载波同步模块302输出的接收信号执行去映射。在解调之后，信号向前传输到LDPC解码器307，试图通过产生消息X′来重构原始源消息。
对于接收端，如果所需的和干扰的载波采用相同的调制和编码配置(或模式)，当帧头(如图4A所示)在时间上准确对齐而它们的相对频率偏移较小时，干扰能引起对解调器相位估计的极大误差。因此，解调器周期性地输出错误。当有问题的信号的频率和符号时钟十分接近但彼此漂移时，这种情况出现。
在发射端，调制解调器300利用LDPC编码器309来对输入信号编码。然后，已编码的信号通过调制器311调制，调制器311可以采用各种调制方案，例如，二相相移键控(BPSK)、四相相移键控(QPSK)、8PSK、16幅度相移键控(APSK)、32APSK、高阶正交幅度调制(QAM)、或其它高阶调制方案。
图4A是图1的系统中使用的示例性帧结构的示图。通过举例的方式，示出了可以支持例如卫星广播和交互服务的LDPC已编码的帧400。帧400包括物理层信头(表示为“PLHEADER”)401并占据一个时隙，其它时隙403用于数据或其它净荷。另外，根据本发明的一个实施例，帧400采用导频块405来辅助载波相位和频率的同步。注意：导频块405是可选的，并通过导频插入处理被插入。
虽然被示出在16个时隙403之后，但是可将表示唯一字(UW)的导频块(或导频序列)405插入到沿帧400的任何地方。
在示例性实施例中，导频插入过程每隔1440个符号插入导频块。在这种情况下，导频块包括36个导频符号。例如，在物理层帧400中，在PLHEADER之后1440个符号插入第一导频块，在2880个符号之后插入第二导频块，依此类推。如果导频块位置与下一个PLHEADER的开始相一致，那么不插入导频块。上述导频插入过程在名称为“Methodand Apparatus for Providing Carrier Synchronization in DigitalBroadcast and Interactive Systems”(申请日为2004年5月10日，序列号为10/842325)的共同未决申请中作了进一步的详细描述。
根据本发明的实施例，载波同步模块302(图3)利用PLHEADER401和/或UW405用于载波频率和相位同步。如前面所述，一般来讲，在连续模式调制解调器中，忽略包含已知数据符号的(例如，PLHEADER401)的FEC已编码数据。也就是说，将PLHEADER401和/或UW405用于载波同步，例如，用于协助频率获取和跟踪以及相位跟踪环的操作。这样，PLHEADER401和/或UW405被认为是“训练”或“导频”符号，并单独或一起构成训练块。
对于8PSK调制，导频序列405是36-符号长的段(每一个符号是(1+j)/)；即，36个符号(PSK)。在帧400中，能将导频序列405插入到数据的1440个符号之后。在这种情况下，PLHEADER401可以有取决于调制、编码和导频配置的64种可能的格式。
如上所述，当干扰载波和所需载波(即，相邻的共信道)的信头在时间上对准时，来自干扰的PLHEADER401的相干贡献能引起极大的相位误差，导致性能方面不可接受的退化。同样，如果两个共信道使用导频符号(两个都使用相同的加扰序列用于导频块405)，则导频块405将以相同方式准确地加扰，使得干扰载波(或共信道)中的导频块的相干贡献还是有问题。
为了减轻共信道干扰效应，帧400以导频模式加扰。一般来讲，在这种模式下，只加扰非信头部分407。然而，在广播模式下，使用公共码来加扰包括导频块405的整个帧400；例如，对所有调制解调器105提供相同的Gold序列。该加扰过程在图5A、5B、8和9中作了进一步的解释。正如这里所使用的，加扰后的导频序列也被表示为帧400的“导频段”。此外，尽管帧400表示为8PSK调制帧的结构，当以长帧模式传输(例如，64800数据位/帧)时，QPSK调制帧可以包含22个导频段。
如图4B所示，为了进一步减少共信道干扰的影响，可以使用与PLHEADER401相同长度的几种不同的唯一字(UW)图案用于各共信道以便加扰信头401。例如，可以对所需和干扰载波(即，共信道)执行不同UW图案411、413与PLHEADER401的异或(通过XOR逻辑409)。使用这种方法，与干扰载波的PLHEADER401相关的功率不再相干地加到所需载波的PLHEADER401。
尽管描述了关于支持卫星广播和交互服务的结构的帧400(并符合数字视频广播(DVB)—S2标准)，可以知道，可以将本发明的载波同步技术应用于其它帧结构。
图5A是根据本发明实施例，用于隔离共信道干扰的加扰器的示图。根据本发明的实施例，加扰码可以是由Gold码构成的复杂序列。即，加扰器209产生加扰序列Rn(i)。根据图7的加扰器逻辑，表1定义了加扰序列Rn(i)如何采用加扰器209对帧进行加扰。表1尤其示出了根据加扰器209的输出，将输入符号映射到输出符号的。
表1
  Rn(i)   Input(i)   Output(i)
  0   I+jQ   I+jQ
  1   I+jQ   -Q+jI
  2   I+jQ   -I-jQ
  3   I+jQ   Q-jI
可以通过使用用于两个m-序列发生器的任一个的不同种子来产生不同的Gold序列。通过使用用于不同服务的不同种子，可以减小相互干扰。
在广播模式下，对于特定物理信道，90个符号的物理层信头401可以保持恒定。在每帧的起始处复位Gold序列，这样，加扰后的导频是周期性的并具有与帧长度相等的周期。因为帧中的信息承载数据改变并呈现为任意的，共信道干扰是任意的并降低了操作信噪比。但是，由于物理层信头401和导频块405的时间不变特性，载波和相位估计被歪斜用于取决于这些导频和物理层信头的接收器以便这种获取和跟踪。这将降低在与随机数据相关的信噪比降低的性能之外的性能。
加扰器209利用不同的加扰序列(n是数目)来进一步隔离共信道干扰。每个加扰序列或导频序列与不同的种子n相对应。通过举例的方式，提供了17种可能的配置，如下表2所示。在每种配置中，提供一个加扰序列用于物理层信头和一个加扰序列用于导频。根据Gold序列的不同种子来指定不同导频。
根据本发明的实施例，图5B提供了用于输出被用来组成加扰码的Gold码的Gold序列发生器的示图。如图所示，Gold序列发生器500采用两个伪噪声(PN)序列发生器501、503来产生序列的“优选对”。可以通过“优选多项式”来指定“优选对”(如图7的加扰器所示)。将这些PN序列发生器501、503的输出传送给XOR逻辑505，该XOR逻辑对输出序列执行异或功能以产生Gold序列。Gold序列发生器500从展现出良好周期交叉相关特性的大量序列中产生Gold序列。采用周期N＝2″-1的指定序列对u和v来定义Gold序列；将这种对称作“优选对”。将Gold序列的组G(u，v)定义如下：
G(u，v)＝{u，v，uv，uTv，uT2v，…，uTN-1v}，方程(1)
其中T表示周期性地将向量由左移一位的算子，以及表示模2加法。注意，G(u，v)包含周期N的N+2序列。Gold序列具有在任意两个之间或它们的移位变体之间的交叉相关假设三个值：-t(n)、-1或t(n)-2中的一个的特性，其中，
Figure A20058001707600151
方程(2)
再回到加扰器209，在操作中，使用不同的种子或物理层序列用于“相邻的共信道”。通过在物理层信令和代表不同Gold序列的不同种子之间进行一对一关联，加扰器209的加扰机制有利地减少了信令。表2以八进制格式列举了用于物理层信头的加扰序列的选择。
表2
  000000000000000000000000000000017441442073372365611356321532265426356443536276670211411740252227554465164204771634274377776172163477102134531155722252723677114643600327625322063065530630226523726003613144773627414501457322433557672435620361436023561273755661226751405141152764667421361462275664347537765716133572231436421733137254475506033002140572621247123361436624712423275014200660305571546402134245534407404410536306306365041101701165512164201315417456000231306236305251032641413260452506362306462000351741
假设数据在共信道中是独立的。因此，共信道干扰仅包括相应于信道的导频段之间的交叉相关的项。一个信道的数据和另一个信道上的导频段也是不相关的。根据交叠的程度，相关可以是完全的或者部分的。导频段x(n)和y(n)的相关CXY(n)在方程3中表达，其中，总和超过交叠符号的数目。
C XY ( n ) = 1 36 Σ k x ( k ) y * ( k - n ) 方程(3)
此外，重要的是注意到这些交叉相关本质上是周期性的；也就是说，它们以帧速率重现。如图6所示，与共信道1有关的帧601、603相对于共信道2的帧605、607简单地移位。
如果共信道使用相同的种子并且正好对齐(具有对齐的帧边界)，那么它们的导频段的交叉相关产生如下：
CXY(0)＝AxAyejφ                  方程(4)
其中，Ax和Ay分别是向量x(k)和y(k)的幅度，φ是向量x(k)和y(k)之间的相位差。该相关具有旋转所需用户信号的效果，从而引起严重的干扰。
图7是图6的加扰器中使用的示例性Gold序列发生器的图。通过使用不同Gold序列用于共信道，即，不同初始化种子用于每个共信道，可以减轻干扰。在这个例子中，Gold序列发生器700采用优选多项式1+X7+X18和1+Y5+Y7+Y10+Y18。继续图5的例子，为了保持17个共信道，在本发明的示例性实施例中，表3和4的种子能被编程为m序列发生器701。多项式被初始化如下：X(0)＝1，和X(1)＝X(2)＝...X(17)＝0；和Y(0)＝Y(1)＝Y(2)＝...Y(17)＝1。相应于初始化的Gold码序列号“n”也列在表3中。
根据本发明的一个实施例，使用最小化每对共信道导频段之间的最差交叉相关的次最优搜索算法来产生种子。
表3
  共信道#        种子X   序列#(n)
十进制 十六进制
  1   1   00001   0
  2   42348   0A56C   189063
  3   55204   0D7A4   153751
  4   57415   0E047   238776
  5   74129   12191   62994
  6   88022   157D6   95552
  7   111487   1B37F   2553
  8   112625   1B7F1   227369
  9   123876   1E3E4   26392
  10   137205   217F5   214455
  11   145515   2386B   51921
  12   151841   25121   208647
  13   166238   2895E   27314
  14   174767   2AAAF   104754
  15   183101   2CB3D   76683
  16   186848   2D9E0   146239
  17   188914   2E1F2   96364
表4
  共信道#         种子X
  十进制   十六进制
  1   13   0000D
  2   53   00035
  3   70   00046
  4   74   0004A
  5   126   0007E
  6   159   0009F
  7   179   000B3
  8   216   000D8
  9   236   000EC
  10   238   000EE
  11   244   000F4
  12   262   00106
  13   278   00116
  14   536   00218
  15   628   00274
  16   737   002E1
  17   771   00303
在图13和14中分别给出了表3和4列出的共信道的任意两个之间的最差情况(case)相关。图13中示出的最大交叉相关是-2.78dB(以黑体使其突出)。对于图14，该最大交叉相关出现在-2.92dB。可以看出，尽管Gold序列本身具有良好的交叉相关属性，但是导频段表现出差的交叉相关特性。这是由于该段只是36个符号长并且种子选择过程受到最差交叉相关的抑制。
现在在图8和9中进一步阐述加扰过程。
图8是根据本发明的实施例，用来产生不同物理层序列的过程的流程图。在步骤801，将不同初始化种子分配给各自的共信道。接下来，在每一步803，根据种子产生Gold序列。然后在步骤805，根据用于每个不同服务的Gold序列来构建加扰序列。在步骤807，通过加扰器209输出物理层序列(图2)。
图9是根据本发明的实施例，用来产生加扰后的物理信头的过程的流程图。
在步骤901，(图2的)发射机200接收与物理信头或导频序列有关的输入符号。在步骤903，发射机根据加扰器209所产生的加扰序列来映射输入符号。然后，通过步骤905产生输出符号。此后，发射机输出具有加扰的物理信头和/或加扰的导频序列的帧(步骤907)。
图10是根据本发明的实施例，用来传输加扰参数的过程的流程图。如上所述，对于导频模式，采用不同的Gold序列用于不同的服务以减少共信道干扰。另外，采用相同长度的不同UW图案作为信头401可以最小化信头401的相干加法。因此，接收机需要适当UW来解扰PLHEADER，以及需要适当Gold序列来解扰净荷数据和导频块。
在步骤1001，发射机(例如发射机200)在默认载波上发送加扰参数用于每个支持的载波或共信道。根据本发明的一个实施例，加扰参数包括UW的索引和用于每个载波的加扰序列号。默认载波支持其PLHEADER没被加扰并且净荷数据(和导频块，如果有的化)被默认Gold序列，例如0号序列加扰的帧。在步骤1003中，接收机初始调谐到该载波以获得加扰参数(例如，UW索引和Gold序列号)，并存储所接收的用于所有载波的加扰参数(通过步骤1005)。例如在步骤1007，当接收机切换到另一个载波时，通过步骤1009检索用于载波的特定加扰参数。尤其是，检索存储的索引以找到正确的UW以及存储的Gold序列号。在步骤1011，适当地解扰通过特定载波接收的帧。
图11是表示用于管理加扰参数的本发明的各种实施例的图。在该例子中，卫星系统1100包括中心站1101，该中心站1101在外部存储器，即数据库1103中存储加扰参数，用于系统1100中所采用的所有载波。可以采用两种方法通过卫星1107将加扰参数传送到卫星终端1103、1105。
根据第一种方法，终端1103保持与分配给终端1103的载波对应的所有加扰参数组。以这种方式，中心站1101只需要指示与用于终端1103的适当加扰参数组有关的特定表目以便用于特定载波。更新命令只指示终端1103的数据库1109中的这些UW的索引和Gold序列号。
第二种方法采用高速缓冲机制用于预先选择或预先指定的加扰参数表目，如图12所示。这样，终端1105包括高速缓冲存储器1111，用来存储预先指定的参数组。
图12是根据本发明的实施例，用来根据预先指定的加扰参数组来解扰接收的帧的流程图。采用这种方法，在步骤1201中，预先选择或预先指定相应于将由终端1105使用的载波的k组加扰参数。换句话说，在表中只有k个预先选择的UW和k个Gold序列号。可以根据高速缓冲存储器1111的大小来配置k值。因此，中心站1101只需要传输2log2k位用于每个载波。另外，如果保持UW和Gold序列号之间的固定关联，则可以进一步减少传输的位的数目—一个log2k位数用于每个载波。这样，通过步骤1203，终端1105在高速缓冲存储器1111中只存储k组加扰参数。
通过这种“高速缓冲存储器”概念，不需要由中心站1101来指令终端1105特定的加扰参数组。在这点上，如果终端1105通过步骤1205确定中心站1101已经指示了这种指令，则终端1105从高速缓冲存储器1111中检索适当的加扰参数，并在步骤1207中，解扰通过特定载波接收的帧。
作为替换，在步骤1209中，终端1105自身可以在高速缓冲存储器1111的加扰参数表中确定有效表目，假设k足够小而没有超过终端1105的处理能力。当接收机首先调谐到特定载波时，终端1105可以执行搜索程序，以便步进通过在高速缓冲存储器1111中存储的所有可能的k个预先选择的UW和Gold序列号组，而不通过默认载波接收这些参数。一旦在搜索之后发现用于特定载波的有效或正确的UW和Gold序列号组，那么，可以通过步骤1211，将该信息存储在高速缓冲存储器1111中用于该载波。然后，利用该信息来解扰帧(步骤1213)。因此，当需要时，将来使用该有效加扰参数组而不必进一步搜索。
根据上述方法，对如何将加扰参数传送到终端1105提供了较大的灵活性。中心站1101可以通过空中编程来更新受限的k个UW和Gold序列号组。当终端1105的高速缓冲存储器1111中存储k个UW和Gold序列号的内部组时，可以根据中心站1101的远程命令，用新的UW和Gold序列号来代替每一组。例如，在通过空中的高速缓冲存储器更新中，与索引一起传输UW的整个长度和Gold序列号(例如，18位)。
图8-10和12的过程有利地提供了减小的共信道干扰，从而提高了接收机的性能。可以作为软件和/或硬件来执行这些过程，如图15所示。
图15描述了可以执行根据本发明的实施例的示例性硬件。计算系统1500包括总线1501或其它用于传输信息的通信机构，和耦合到总线1501用于处理信息的处理器1503。计算系统1500还包括主存储器1505，例如随机访问存储器(RAM)或其它动态存储设备，与总线1501耦合用于存储信息和将由处理器1503执行的指令。主存储器1505还用来存储处理器1503执行指令期间的临时变量或其它中间信息。计算系统1500还可以包括与总线1501耦合，用于存储静态信息和用于处理器1503的指令的只读存储器(ROM)1507或其它静态存储设备。存储设备1509，例如磁盘或光盘与总线1501耦合，用于永久存储信息和指令。
计算系统1500可以通过总线1501耦合到显示器1511，例如液晶显示器或有源矩阵显示器，用于向用户显示信息。输入设备1513，例如包括字母和其它键的键盘，可以与总线1501耦合，用于向处理器1503传输信息和命令选择。输入设备1513可以包括光标控制，例如鼠标、跟踪球或光标方向键，用于向处理器1503传输方向信息和命令选择，并用于控制光标在显示器1511上的移动。
根据本发明的实施例，可以通过计算系统1500响应于处理器1503执行包含在主存储器1505中的指令排列来提供图8-10和12的处理。可以将该指令从另一个计算机可读介质，例如存储设备1509读入主存储器1505。包含在主存储器1505中的指令排列的执行使处理器1503执行这里描述的处理步骤。可以采用多处理配置中的一个或多个处理器来执行包含在主存储器1505中的指令。在替换实施例中，可以采用硬线电路来替代或与软件指令相结合来执行本发明的实施例。在另一个例子中，可以采用可重新配置的硬件，例如现场可编程门阵列(FPGA)，其中，其逻辑门的功能和连接拓扑在运行时是可定制的，一般通过对存储器查找表进行编程来实现。因此，本发明的实施例并不局限于硬件电路和软件的任一特定组合。
计算系统1500还包括至少一个与总线1501耦合的通信接口1515。通信接口1515提供与网络链路耦合(未示出)的双向数据通信。通信接口1515发送并接收承载表示各种类型信息的数字数据流的电子、电磁或光学信号。另外，通信接口1515还包括外围接口设备，例如通用串行总线(USB)接口、PCMCIA(个人计算机存储卡国际协会)接口等。
处理器1503可以执行通过通信接口1515接收的代码，和/或将代码存储在存储设备1509或其它非易失性存储器中用于以后执行。以这种方式，计算系统1500可以获得载波形式的应用码。
在此采用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器1503提供指令以便执行的任何介质。例如可以采用许多形式的介质，包括但不局限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括，例如光盘或磁盘，例如存储设备1509。易失性介质包括动态存储器，例如主存储器1505。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线1501的导线。传输介质还可以采用声学、光学或电磁波的形式，例如在射频(RF)和红外(IR)数据通信中产生的那些形式。计算机可读介质的一般形式包括，例如，软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM、CDRW、DVD、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、光学标记表(optical mark sheets)、任何其它具有孔或其它光学可识别标签类型的物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储芯片或磁带、载波或任何计算机可以读取的其它介质。
在向处理器提供指令以便执行过程中可以包含各种形式的计算机可读介质。例如，用于执行本发明的至少部分的指令可以最初在远程计算机的磁盘上。在这种情况下，远程计算机将指令加载到主存储器中，并使用调制解调器通过电话线发送指令。本地系统的调制解调器接收电话线上的数据，并采用红外发射机将数据转换成红外信号并将红外信号传输到便携式计算设备，例如个人数字助理(PDA)或膝上电脑。便携式计算设备上的红外探测器接收由红外信号产生的信息和指令并将数据置于总线上。总线将数据传送到主存储器，处理器从主存储器检索并执行指令。通过主存储器接收的指令可以在由处理器执行之前或之后可选地存储在存储设备上。
因此，本发明的各种实施例提供了用于最小化数字广播和交换系统中的共信道干扰的方法。可以认为，共信道帧之间的交叉相关本质上是周期性的。根据第一唯一字(UW)来加扰第一帧的信头。根据第二唯一字来加扰第二帧的信头。通过通信系统的相邻共信道分别传输包括相应的加扰后的信头的第一帧和包括相应的加扰后的信头的第二帧。每一帧还包括净荷和导频块。根据第一加扰序列来加扰第一帧的净荷和导频块。根据第二加扰序列来加扰第二帧的净荷和导频块。通过默认载波将与唯一字和加扰序列有关的信息传输到通信系统内的接收机。根据本发明的一个实施例，加扰序列基于Gold序列。上述配置有利地减少了共信道干扰的影响，从而提高了接收机的性能。
尽管结合多个实施例描述了本发明，但是本发明并不局限于此，而是覆盖各种显而易见的修改和等同配置，其均落入附属的权利要求的范围之内。

Claims (39)

1.一种用于最小化通信系统(100)中的共信道干扰的方法，该方法包括以下步骤：
根据第一唯一字(411、413)，加扰第一帧的信头(401)；
根据第二唯一字(411、413)，加扰第二帧的信头(401)；
其中，通过通信系统(100)的相邻的共信道，分别传输包括相应的加扰信头(401)的第一帧和包括相应的加扰信头(401)的第二帧。
2.根据权利要求1的方法，其中，每一帧还包括净荷(403)和导频块(405)，该方法还包括以下步骤：
根据第一加扰序列，加扰第一帧的净荷(403)和导频块(405)；
根据第二加扰序列，加扰第二帧的净荷(403)和导频块(405)。
3.根据权利要求2的方法，还包括以下步骤：
通过默认载波将与唯一字(411、413)和加扰序列有关的信息传输到通信系统(100)内的接收机(105)。
4.根据权利要求2的方法，还包括以下步骤：
产生多组相应于通信系统(100)所支持的载波的唯一字(411、413)和加扰序列。
5.根据权利要求4的方法，其中，组的数量是预定值。
6.根据权利要求5的方法，其中，将组的一部分存储在接收机(105)，该方法还包括以下步骤：
指令接收机(105)有关使用哪些存储的组。
7.根据权利要求2的方法，其中，将组的一部分存储在接收机(105)，并且接收机(105)从存储的组确定用于特定载波的有效组。
8.根据权利要求2的方法，其中，将所述组存储在与接收机(105)耦合的数据库(1103、1109)中，并且接收机(105)包括配置成存储所述组的一部分的高速缓冲存储器(1111)。
9.根据权利要求8的方法，其中，将所述组的一部分存储在接收机(105)，该方法还包括以下步骤：
指令接收机(105)更新所述高速缓冲存储器(1111)。
10.根据权利要求2的方法，其中，所述加扰序列基于Gold序列。
11.根据权利要求1的方法，其中，所述通信系统(100)包括支持数字广播和交互应用的卫星(1107)。
12.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤：
根据调制方案来传输每一帧，所述调制方案包括二相相移键控(BPSK)、四相相移键控(QPSK)、8PSK、16幅度相移键控(APSK)、32APSK和高阶正交幅度调制(QAM)之一。
13.根据权利要求1的方法，其中，每个帧包括根据低密度奇偶校验(LDPC)编码而被编码的信息。
14.一种承载用于最小化通信系统(100)中的共信道干扰的指令的计算机可读介质，根据执行来配置所述指令，以便使一个或多个处理器执行权利要求1的方法。
15.一种用于最小化通信系统(100)中的共信道干扰的装置，包括：
加扰器(209)，配置成根据第一唯一字(411、413)加扰第一帧的信头(401)，以及根据第二唯一字(411、413)加扰第二帧的信头(401)，
其中，通过通信系统(100)的相邻的共信道，分别传输包括相应的加扰信头(401)的第一帧和包括相应的加扰信头(401)的第二帧。
16.根据权利要求15的装置，其中，每一帧还包括净荷(403)和导频块(405)，加扰器(209)根据第一加扰序列加扰第一帧的净荷(403)和导频块(405)，以及根据第二加扰序列加扰第二帧的净荷(403)和导频块(405)。
17.根据权利要求16的装置，其中，通过默认载波将与唯一字(411、413)和加扰序列有关的信息传输到通信系统(100)内的接收机(105)。
18.根据权利要求16的装置，其中，所述加扰器(209)产生多组相应于通信系统(100)所支持的载波的唯一字(411、413)和加扰序列。
19.根据权利要求18的装置，其中，组的数量是预定值。
20.根据权利要求19的装置，其中，将组的一部分存储在接收机(105)，指令接收机(105)有关使用哪些存储的组。
21.根据权利要求16的装置，其中，将组的一部分存储在接收机(105)，并且接收机(105)从存储的组确定用于特定载波的有效组。
22.根据权利要求16的装置，其中，将所述组存储在与接收机(105)耦合的数据库(1103、1109)中，并且接收机(105)包括配置成存储所述组的一部分的高速缓冲存储器(1111)。
23.根据权利要求22的装置，其中，将所述组的一部分存储在接收机(105)，以及指令接收机(105)更新所述高速缓冲存储器(1111)。
24.根据权利要求16的装置，其中，所述加扰序列基于Gold序列。
25.根据权利要求15的装置，其中，所述通信系统(100)包括支持数字广播和交互应用的卫星(1107)。
26.根据权利要求15的装置，还包括：
调制器(311)，配置成根据调制方案来调制所述帧，所述调制方案包括二相相移键控(BPSK)、四相相移键控(QPSK)、8PSK、16幅度相移键控(APSK)、32APSK和高阶正交幅度调制(QAM)之一。
27.根据权利要求15的装置，其中，每个帧包括根据低密度奇偶校验(LDPC)编码而被编码的信息。
28.一种通信方法，包括以下步骤：
调谐到默认载波以接收加扰信息，其中，所述加扰信息包括相应于多个相邻载波中的特定载波的唯一字(411、413)和加扰序列，选择所述唯一字(411、413)和加扰序列，以便最小化相对于相邻载波的共信道干扰；
调谐到用于接收包括信头(401)、净荷(403)和导频块(405)的加扰帧的特定载波；
通过唯一字(411、413)解扰所述信头(401)；和
通过加扰序列解扰所述净荷(403)和导频块(405)。
29.根据权利要求28的方法，其中，所述加扰信息是对应于不同的相邻载波的多个加扰信息组之一。
30.根据权利要求29的方法，其中，组的数量是预定值。
31.根据权利要求29的方法，还包括：
接收加扰信息组的一部分；和
将加扰信息组的一部分存储在高速缓冲存储器(1111)中。
32.根据权利要求29的方法，还包括：
调谐到载波中的另一个；和
从存储的加扰信息组确定用于一个载波的有效组。
33.根据权利要求29的方法，还包括：
接收加扰信息组；和
将加扰信息组存储在数据库(1103、1109)中。
34.根据权利要求33的方法，还包括：
将加扰信息组的一部分存储在高速缓冲存储器(1111)中。
35.根据权利要求34的方法，还包括：
接收更新高速缓冲存储器(1111)的命令。
36.根据权利要求28的方法，其中，所述加扰序列基于Gold序列。
37.根据权利要求28的方法，其中，所述通信系统(100)包括支持数字广播和交互应用的卫星(1107)。
38.根据权利要求28的方法，其中，所述唯一字(411、413)具有与信头(401)相同的长度，根据与唯一字(411、413)的异或函数，来确定加扰帧中的加扰信头(401)。
39.一种承载用于通信系统(100)中的通信的指令的计算机可读介质，所述指令被配置成一旦执行，使一个或多个处理器执行权利要求28的方法。
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