用於健壯和高效的fec幀報頭恢復的方法和裝置的製作方法

2023-06-20 00:44:26 1

專利名稱：用於健壯和高效的fec幀報頭恢復的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本原理涉及用於恢復前向糾錯O^orward Error Correction,FEC)幀報頭的方法， 例如用於DVB-C2傳輸標準中。
背景技術：
數字傳輸技術常常使用正交相移鍵控(QPSK)或正交調幅(QAM)來調製數據。所調製的數據有時候在調製之前經受另外的加密方法以便使得它的恢復精確和健壯。數字視頻廣播(DVB)標準使用QPSK和QAM技術用於數據傳輸。數字視頻廣播標準聯盟是定義用於各種傳輸系統的標準的組織。那些標準之一用於數字電纜傳輸，即DVB-C標準。第二代數字電纜標準(DVB-C2標準)使用信息的 Reed-Muller編碼，然後與偽噪聲(PN)序列混合。接收者需要在恢復信息位之前移除PN序列的影響。前向糾錯(FEC)的幀報頭用於DVB-C2傳輸標準中以便支持每一個FEC塊中的自適應編碼和調製(ACM)或可變編碼和調製(VCM)。FEC幀報頭(FECFrame)附著在每一個 FECFrame或兩個連續的FECFrame的前面以便向接收者表示編碼率、調製類型和物理層管道標識符。因此，在DVB-C2接收者處需要FECFrame檢測。可在編碼者處生成兩種類型的 FEC幀報頭。首先，在健壯模式中，使用正交相移鍵控(QPSK)生成FEC幀報頭。其次，在高效率模式中，使用16進位正交調幅(16-QAM)生成FEC幀報頭。基於FECFrame的報頭類型， 在本發明中描述適用於DVB-C2標準的FECFrame檢測方法和裝置。

發明內容
本原理針對適用於DVB-C2傳輸標準的用於FEC幀報頭檢測的方法和裝置。根據本原理的方面，提供了用於恢復FEC幀報頭的方法。方法包括步驟解調所接收的複數數據符號，然後計算所估計的32位偽噪聲序列；和計算二元相關性。比較相關性輸出和閾值以便確定繼續對當前符號的恢復方法還是解調下一個符號。如果方法針對當前符號繼續，那麼解碼所估計的32位Reed-Muller碼字，然後對碼字最後10位進行多數邏輯解碼，並且計算Reed-Muller(RM)對稱性測量。比較對稱性測量與閾值以便確定繼續對當前符號的恢復方法還是解調下一個符號。如果方法針對當前符號繼續，那麼執行多數邏輯解碼以便恢復FEC報頭的16個信息位。根據本原理的另一個方面，提供了一種裝置。裝置包括解調器，用於解調所接收的複數數據符號(例如用解映射器)；用於使用解調的複數數據符號計算所估計的偽噪聲序列的電路；處理器，用於計算所估計偽噪聲序列和Reed-Muller碼字的二元相關性；第一比較器，用於比較二元相關性和第一閾值；解碼器，用於在二元相關性大於或等於第一閾值時生成所估計的32位RM碼字；多數邏輯解碼電路，用於對所估計的32位RM碼字操作；用於計算RM對稱性測量的電路；第二比較器，用於比較對稱性測量與第二閾值；和用於恢復 FEC幀報頭的16個信息位的多數邏輯解碼的電路。根據本原理的另一個方面，提供了另一種用於恢復FEC幀報頭的方法。方法包括步驟使用正交相移鍵控(QPSK)解調所接收的複數數據符號(例如用QPSK解映射器)，然後計算所估計的32位偽噪聲序列；和計算二元相關性。比較相關性輸出和閾值以便確定繼續對當前符號的恢復方法還是解調下一個符號。如果恢復方法針對當前符號繼續，那麼解碼所估計的32位Reed-Muller碼字，然後對碼字最後10位進行多數邏輯解碼，並且計算 Reed-Muller(RM)對稱性測量。比較對稱性測量與閾值以便確定繼續對當前符號的恢復方法還是解調下一個符號。如果恢復方法針對當前符號繼續，那麼執行多數邏輯解碼以便恢復FEC報頭的16個信息位。方法還包括，與先前步驟並行地執行以下步驟通過16進位正交調幅來解調所接收的複數數據符號，然後計算所估計的32位偽噪聲序列；和計算二元相關性。比較相關性輸出和閾值以便確定繼續對當前符號的恢復方法還是解調下一個符號。 如果恢復方法針對當前符號繼續，那麼解碼所估計的32位Reed-Muller碼字，然後對碼字最後10位進行多數邏輯解碼，並且計算Reed-Muller (RM)對稱性測量。比較對稱性測量與閾值以便確定繼續對當前符號的恢復方法還是解調下一個符號。如果恢復方法針對當前符號繼續，那麼執行多數邏輯解碼以便恢復FEC報頭的16個信息位。取決於FEC幀報頭以健壯還是高效率模式被發送，同時執行的兩個方法的對應路徑將給出表示FEC幀檢測的判定統計。根據本原理的另一個方面，提供了一種實現前述方法的裝置。根據本發明的另一個方面，提供了一種用於FEC幀報頭恢復的方法。方法包括步驟使用QPSK解調所接收的複數數據符號(例如使用解映射器)；然後計算軟相關性以測量偽隨機噪聲；然後換算軟相關性輸出。比較換算後的軟相關性輸出和閾值以便確定繼續對當前符號的恢復方法還是解調下一個符號。如果恢復方法針對當前符號繼續，那麼解碼所估計的32位Reed-Muller碼字，然後對碼字最後10位進行多數邏輯解碼，並且計算 Reed-Muller(RM)對稱性測量。比較對稱性測量與閾值以便確定繼續對當前符號的恢復方法還是解調下一個符號。如果恢復方法針對當前符號繼續，那麼執行多數邏輯解碼以便恢復FEC報頭的16個信息位。根據本發明的另一個方面，提供了一種裝置。裝置包括解調器，用於解調所接收的複數數據符號(例如用QPSK解映射器)；用於計算軟相關性以測量偽噪聲序列的電路； 換算器，用於換算軟相關性輸出；第一比較器，用於比較換算後的軟相關性和第一閾值；解碼器，用於在換算後的軟相關性大於或等於第一閾值時生成所估計的32位RM碼字；多數邏輯解碼電路，用於對所估計的32位RM碼字操作；用於計算RM對稱性測量的電路；第二比較器，用於比較對稱性測量與第二閾值；和用於恢復FEC幀報頭的16個信息位的多數邏輯解碼的電路。根據本發明的另一個方面，提供了一種FEC幀報頭檢測的方法。方法包括形成所接收數據符號與偽噪聲序列的第一換算後相關性；形成Reed-Muller碼字與所接收數據符號版本的第二換算後相關性；合計第一和第二換算後相關性以生成判定統計；和比較判定統計與閾值以便確定是否檢測到FEC幀報頭。根據本發明的另一個方面，提供了一種用於FEC幀報頭檢測的裝置。裝置包括用於分別形成所接收數據符號與PN序列以及RM碼字與所接收數據符號版本的換算後相關性的第一和第二電路。裝置還包括加法器，用於合計兩個換算後相關性；和比較器，用於比較總和與閾值以便確定是否檢測到FEC幀報頭。根據示例實施例的以下詳細描述，本原理的特徵和優點將變得明顯，示例實施例應當結合附圖來閱讀。


圖1 (a)示出了健壯FECFrame報頭的實施例；圖1 (b)示出了高效率FECFrame報頭的實施例；圖1(c)示出了 FEC幀報頭在數據片分組內的位置。圖2示出了 RM(32，16)碼的生成矩陣。圖3示出了本原理下用於FEC報頭恢復的方法的一個實施例的流程圖。圖4示出了本原理下恢復FEC報頭的裝置。圖5示出了健壯或高效率模式的本原理下用於FEC報頭恢復的方法。圖6示出了使用健壯或高效率模式的本原理下恢復FEC報頭的裝置。圖7示出了使用健壯模式和軟相關性的用於FEC報頭恢復的方法。圖8示出了使用健壯模式和軟相關性的用於FEC報頭恢復的裝置。圖9示出了本原理下用於確定FEC報頭判定統計的方法。圖10示出了本原理下用於確定FEC報頭判定統計的裝置。
具體實施例方式這裡描述了一種適用於數字視頻廣播C2廣播標準的用於FEC幀報頭處理的方法。圖1(a)和1(b)中示出了兩種用於生成FECFrame報頭的方案。開始，Ll信令部分 1的16位是Reed-Muller (32，16)編碼器所編碼的FEC0隨後，分開32位Reed-Muller碼字中的每一位以形成上分支和下分支。下分支在每一個Reed-Muller碼字內應用循環移位並且使用特定的PN序列(稱為MPS序列)編碼結果數據。兩種編碼方案的區別在於QPSK 組用於健壯的FECFrame報頭而16進位QAM組用於高效率的FECFrame報頭。FEC幀報頭內的信息位的結構和數據片分組內報頭的位置在圖1(c)中示出。因此，在接收者處，根據健壯模式下的所接收QPSK符號或高效率模式下的所接收16-QAM符號，要生成所估計的32位 RM碼字，你將需要移除PN序列的影響。健壯FECFrame報頭檢測可按以下步驟來執行1.假設 32 符號複數序列(Sq、Si.....s31) = (r^ri+1.....ri+31)是健壯的 FECFrame
報頭並且通過QPSK解映射器將它們解調為64位的序列(徹、 ..... 3)。複數符號α是
移除其相應的信道增益後的所接收數據符號。2.通過 VV(^J)M =fl2Jt 十叫2*+5)64，一0，1，...，31 計算所估計的 32 位 PN 序列 -RM^RM iiJRMj ,. -RMj，其中⑴y是χ以y為模的結果，並且使用了異或操作。3.通過Cp = Σ 1ο(2拓r-l)(2wfM)計算保RM和W 的二元相關性。變量W
7表示作為Reed-Muller碼的FEC幀報頭編碼器的下分支中的32位編碼序列，並且^rm是所接收的碼字。如果Cp < T1,那麼去往步驟1並且將符號索引增加1，例如i = i+1。如果Cp彡T1,那麼執行步驟4。4.通過組合上分支位和它相應的下分支位的對數似然比來解碼32位RM 碼字中的每一位。在某些簡單的簡化之後，通過以下解碼所估計的32位RM碼字
λ = (Iq> 義31):
(0, Re{sk)+Im^2) 1) > 04 = k 徹⑷+加『^^；^)^^0，1，…，315.可通過3階段多數邏輯解碼來解碼所估計的32位RM碼字 λ= (Ιο,Ι，...，^)。在第一階段中，根據所接收的碼矢5 =( ，
來解碼最後 ο位(56，Ili..., ^15)。從χ移除這 ο位以形成所修改的碼矢
tm νrmmm
λ = λ—(0，Oj..., 0，b6, 67，·.」 &i5) G。6.所修改的碼矢λ⑴具有對稱結構並且它可用於加倍確認32位符號複數序列 (sQ、S1.....S31)是FECFrame報頭。所接收的所修改碼矢的RM自相關性通過以下計算
2*-1 I4k-Iw幻=ΣΣ·O+八
/WaasO n=0然後通過〔ΒΜ=Σ =θΙ Μ{/0|計算冊對稱性測量。如果Ckm < T2,那麼去往步驟1並且將符號索引增加1，例如i = i+1。如果Ckm彡T2,這意味著檢測到FECFrame報頭，那麼執行步驟7。7.在步驟6執行多數邏輯解碼的第一階段。執行多數邏輯解碼過程的剩餘兩個階段以便獲得16個信息位。可通過以下步驟執行高效率FECFrame報頭檢測1.假設 16 符號複數序列(Sq、Si.....s15) = (r^ri+1.....ri+15)是健壯的 FECFrame
報頭並且通過16進位QAM解映射器將它們解調為64位的序列(a0, B1.....a63)。複數符
號ri是移除其相應的信道增益後的所接收數據符號。2.通過= alk十叫2科5)64，Λ=0，1,…,31計算所估計的32位PN序列 -RM氣該嚴-嚴，…，還^)，其中(x)y是x Wy為模的結果。3.通過Cp = Σ ο(2還計算保RM和Wkm的二元相關性。如果Cp
< T1,那麼去往步驟1並且將符號索引增加1，例如i = i+1。如果Cp彡T1,那麼執行步驟4。4.通過組合上分支位和它相應的下分支位的對數似然比來解碼32位RM碼字中的
每一位。在某些簡單的簡化之後，通過計算k = 0、1.....15來解碼所估計的32位RM碼字
λ = ( ), 了 1，, ·，^31):
權利要求
1.一種用於處理FEC幀報頭數據的方法，包括 解調接收的複數數據符號；使用解調後的複數數據符號來計算估計的偽噪聲序列； 計算估計的偽噪聲序列與Reed-Muller碼字的二元相關性；將所述二元相關性與第一閾值相比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號；如果所述二元相關性等於或大於所述第一閾值，則根據所述解調後的複數數據符號來解碼估計的Reed-Muller碼字；對估計的Reed-Muller碼字進行多數邏輯解碼； 對所述估計的Reed-Muller碼字計算Reed-Muller對稱性測量； 將所述對稱性測量與第二閾值相比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號；以及如果所述對稱性測量大於或等於所述第二閾值，則執行多數邏輯解碼以產生幀報頭數據。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述解調步驟利用正交相移鍵控解映射器來執行。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述解調步驟利用16進位正交調幅解映射器來執行。
4.一種用於處理FEC幀報頭數據的裝置，包括 解調器，用於利用解映射器解調接收的複數數據符號；處理器，用於使用解調後的複數數據符號來計算估計的偽噪聲序列； 用於計算估計的偽噪聲序列與Reed-Muller碼字的二元相關性的電路； 第一比較器，用於將所述二元相關性和第一閾值相比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號；解碼器，用於在所述二元相關性等於或大於所述第一閾值的情況中解碼估計的32位 Reed-Muller 碼字；用於對估計的32位Reed-Muller碼字執行多數邏輯解碼的電路； 用於計算Reed-Muller對稱性測量的電路；第二比較器，用於將所述對稱性測量與第二閾值相比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號；以及用於執行多數邏輯解碼以產生幀報頭數據的電路。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述解調器使用正交相移鍵控解映射器。
6.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述解調器使用16進位正交調幅解映射器。
7.一種用於處理FEC幀報頭數據的方法，包括使用正交相移鍵控(QPSK)解調接收的複數數據符號； 使用QPSK解調後的複數數據符號來計算第一估計的偽噪聲序列； 計算所述第一估計的偽噪聲序列與Reed-Muller碼字的第一二元相關性； 將所述第一二元相關性和第一閾值相比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號；如果所述第一二元相關性等於或大於所述第一閾值，則根據所述解調後的複數數據符號來解碼第一估計的Reed-Muller碼字；對所述第一估計的Reed-Muller碼字進行多數邏輯解碼； 對所述估計的Reed-Muller碼字計算第一 Reed-Muller對稱性測量； 將所述第一 Reed-Muller對稱性測量與第二閾值相比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號；和如果所述第一 Reed-Muller對稱性測量大於或等於所述第二閾值，則執行多數邏輯解碼以產生第一組幀報頭數據；使用16進位正交調幅(QAM)來解調接收的複數數據符號； 使用QAM解調後的複數數據符號來計算第二估計的偽噪聲序列； 計算所述第二估計的偽噪聲序列與Reed-Muller碼字的二元相關性； 將所述第二二元相關性和第三閾值相比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號；如果所述第二二元相關性等於或大於所述第三閾值，則解碼第二估計的Reed-Muller碼字；對所述第二估計的Reed-Muller碼字進行多數邏輯解碼； 對所述第二估計的Reed-Muller碼字計算第二 Reed-Muller對稱性測量； 將所述第二對稱性測量與第四閾值相比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號；以及如果所述第二 Reed-Muller對稱性測量大於或等於所述第四閾值，則執行多數邏輯解碼以產生第二組幀報頭數據；取決所產生的是哪一個，來從所述第一組幀報頭數據或所述第二組幀報頭數據提取所述FEC報頭，而不是解調下一個接收的複數數據符號。
8.一種執行權利要求7所述的方法的裝置。
9.一種用於處理FEC幀報頭數據的方法，包括使用正交調幅解映射器來解調接收的複數數據符號； 執行軟相關來測量偽噪聲序列； 換算所述軟相關的輸出；將換算後的軟相關輸出和第一閾值相比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號；如果所述二元相關性等於或大於所述第一閾值，則解碼估計的Reed-Muller碼字； 對所述估計的32位Reed-Muller碼字進行多數邏輯解碼； 對所述估計的Reed-Muller碼字計算Reed-Muller對稱性測量； 將所述Reed-Muller對稱性測量與第二閾值相比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號；以及如果所述第二 Reed-Muller對稱性測量大於或等於所述第二閾值，則執行多數邏輯解碼以產生幀報頭數據。
10.一種用於處理FEC幀報頭數據的裝置，包括解調器，用於利用正交調幅解映射器來解調接收的複數數據符號；用於執行軟相關以測量偽噪聲序列的電路； 用於對所述軟相關的輸出進行換算的電路；用於進行換算後的軟相關輸出與第一閾值的第一比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號的電路；解碼器，用於在所述二元相關性等於或大於所述第一閾值的情況中解碼估計的32位 Reed-Muller 碼字；用於對所述估計的32位Reed-Muller碼字進行多數邏輯解碼的電路； 用於計算Reed-Muller對稱性測量的電路；用於進行所述對稱性測量與第二閾值的第二比較以確定是否應當解調下一個接收的複數數據符號的電路；和用於執行多數邏輯解碼以產生幀報頭數據的電路。
11.一種FEC報頭檢測方法，包括形成接收的數據符號與偽噪聲序列的第一換算後相關性； 形成Reed-Muller碼字與接收的數據符號版本的第二換算後相關性； 合計所述第一換算後相關性和所述第二換算後相關性以生成判定統計；以及將所述判定統計與閾值相比較以確定是否已經檢測到FEC幀報頭。
12.一種用於FEC報頭檢測裝置，包括用於形成接收的數據符號與偽噪聲序列的第一換算後相關性的第一電路； 用於形成Reed-Muller碼字與接收的數據符號版本的第二換算後相關性的第二電路； 加法器，用於合計所述第一換算後相關性和所述第二換算後相關性以生成判定統計；禾口比較器，用於將所述判定統計與閾值相比較以確定是否已經檢測到FEC幀報頭。
全文摘要
提供了適用於DVB-C2接收器的用於FEC幀報頭檢測的方法和裝置。第一方法包括用正交相移鍵控(QPSK)解映射器進行解調，然後是相關和對稱性測量以用於檢測健壯的FEC報頭。第二方法包括用16進位正交調幅(QAM)解映射器進行解調，然後是相關和對稱性測量以用於檢測高效率的FEC報頭。其它實施例包括使用第一和第二方法來查找FEC報頭，因為FEC幀報頭的第一符號可以健壯模式或以高效率模式被發送。還提供了用於生成候選的判定統計以用於確定FEC幀報頭的檢測的方法和裝置。
文檔編號H04L27/22GK102484559SQ201080038869
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月28日 優先權日2009年6月29日
發明者陳厚昕, 高文 申請人:湯姆遜許可證公司