專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)我徽{(diào)制方案疊加編碼組播之系統(tǒng)、方法及計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及到無(wú)線(xiàn)通信，具體來(lái)講，它是一種實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)組播的技術(shù)，該技術(shù)僅需對(duì)發(fā)射器硬件做最小的修改而對(duì)接收器硬件則不需任何改動(dòng)。
背景技術(shù)：
組播，也就是在一組需要相同內(nèi)容(如數(shù)據(jù)、視頻、音頻等)的接收器中分享一個(gè)帶有這些信息的發(fā)射信號(hào)，通常是一種有效、可擴(kuò)展地以無(wú)線(xiàn)方式(甚至是以有線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施方式)傳輸帶寬密集型數(shù)據(jù)的方法，這樣可以避免重復(fù)傳輸相同的數(shù)據(jù)副本?；贗EEE 802. 16 (WiMAX)標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)和可伸縮視頻編碼技術(shù)—— 如H. 264/MPEG4高級(jí)視頻編碼(AVC)——的空前進(jìn)步，使人們能夠提供大規(guī)模無(wú)線(xiàn)視頻組播/廣播服務(wù)，如移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視(IPTV)。一般認(rèn)為，采用視頻組播能獲得傳輸容量的最佳擴(kuò)展使用，其中系統(tǒng)資源分配僅涉及提供的電視頻道數(shù)量以及其帶寬需求，而不涉及接受者的數(shù)量。這有利于大規(guī)模、高品質(zhì)地?zé)o線(xiàn)組播和廣播視頻數(shù)據(jù)，包括定期和直播的電視節(jié)目?jī)?nèi)容，其中多個(gè)接收機(jī)預(yù)期可同時(shí)收到同一視頻流的帶寬密集型數(shù)據(jù)。然而，由于在接收相同的無(wú)線(xiàn)組播信號(hào)方面用戶(hù)之間存在多用戶(hù)信道的多樣性， 如何選擇適當(dāng)?shù)膫鬏斔俾室恢笔且粋€(gè)問(wèn)題。一個(gè)單速率組播信號(hào)可能沒(méi)有充分利用具有良好信道條件的接收器的信道容量，而信道條件不好的接收器無(wú)法將其解碼。一個(gè)簡(jiǎn)單但有點(diǎn)笨的解決辦法是采用保守的傳輸速率，以滿(mǎn)足盡可能多的用戶(hù)，付出的代價(jià)是可共同置備的電視頻道數(shù)量的減少，這當(dāng)然會(huì)導(dǎo)致糟糕的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。疊加編碼(SPC)是一種物理層技術(shù)，它可使發(fā)射器在一個(gè)單層無(wú)線(xiàn)廣播信號(hào)之內(nèi)同步發(fā)送單個(gè)信息到多個(gè)接收器。SPC信號(hào)中包含多分辨率調(diào)制符號(hào)，可使一個(gè)接收器來(lái)解碼自己的信號(hào)，其它同類(lèi)接收器亦如此，信息依其在解碼即時(shí)的信道狀況而定。在寬帶無(wú)線(xiàn)接入(BWA)的網(wǎng)絡(luò)(如WiMAX)中，SPC可被用于一個(gè)跨層設(shè)計(jì)，形成無(wú)線(xiàn)組播信號(hào)，來(lái)為 IPTV服務(wù)傳輸可伸縮視頻碼流，這一視頻碼流帶有多個(gè)品質(zhì)層。這種跨層設(shè)計(jì)的框架可以有效地解決多用戶(hù)信道多樣性的問(wèn)題，產(chǎn)生的多分辨率已調(diào)信號(hào)可擴(kuò)展共用連續(xù)精細(xì)信息的組播/廣播，像可伸縮視頻碼流。通過(guò)將多重品質(zhì)層的信息疊加成一個(gè)單一的SPC已調(diào)信號(hào)，信道差的接收機(jī)可解碼和獲得基本層數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基本的視頻圖像質(zhì)量，同時(shí)具有良好信道條件的接收器可以從更高質(zhì)量層獲取數(shù)據(jù)，以便獲得優(yōu)化后的視頻質(zhì)量。把與每個(gè)接收器對(duì)應(yīng)的已調(diào)信號(hào)疊加成單一信號(hào)，SPC提供了一種將兩個(gè)或更多獨(dú)立接收器的信息傳遞到這些接收器的方法。這種多路信號(hào)的疊加可以通過(guò)向量加法的方式進(jìn)行解讀。例如，可以使用SPC疊加兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)。圖1說(shuō)明了與兩個(gè)接收機(jī)的兩個(gè)SPC信號(hào)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)向量加法，其中帶有接收器1信息的Xl通過(guò)QPSK調(diào)制能過(guò)獲得更高的吞吐量，但對(duì)信道要求更高(即要求更高的信噪比)；帶有接收器2信息的X2是由BPSK調(diào)制以滿(mǎn)足低信道的要求(即降低信噪比的要求)，但在同樣的錯(cuò)誤率下傳輸速度慢了。疊加信號(hào)χ是一個(gè)由X = X1+X2管制的兩個(gè)接收器已調(diào)信號(hào)的矢量和。如圖1(a)所示，向量X表示疊加信號(hào)，包括符號(hào)'0'和符號(hào)'01'。然后信號(hào)χ是作為一個(gè)單一的無(wú)線(xiàn)傳輸塊發(fā)射，并由兩個(gè)相同覆蓋范圍內(nèi)不同信道條件的接收器收到。接收到的信號(hào)可以表示為yi = x+zi;其中Zi是由接收器i感知的噪音。傳統(tǒng)的解碼技術(shù)，即信號(hào)干擾消除(SIC)，是一種通常用于接收器i來(lái)識(shí)別要傳輸給其他接收機(jī)的信號(hào)成分。接收器i通過(guò)把從它接收到的信號(hào)Yi中去除要傳輸給其他接收器的信號(hào)而獲得它自己的信息。例如，接收器2要從y2中解碼它的數(shù)據(jù)，它必須先用SIC來(lái)確定要發(fā)給接收器1的數(shù)據(jù)XI，然后從接收信號(hào)72中減去XI。然而，使用SIC去除后要發(fā)送給x2的結(jié)果通常受接收器2噪音，即z2，的干擾。圖1 (a)和1 (b)分別為這些編碼和解碼過(guò)程的示意圖，為了能夠直觀(guān)的理解，此處忽略噪聲的影響。SPC最好應(yīng)用于組播傳輸連續(xù)的精細(xì)的信息，如可伸縮的(分層)視頻編碼比特流，而不是獨(dú)立的信息。通過(guò)采用可伸縮視頻編碼比特流的SPC，信道條件差的接收器可獲取基本視頻質(zhì)量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)以一個(gè)較小的吞吐量和較低的信道需求調(diào)制，另一個(gè)具有良好的信道條件的接收器可能獲得完整的視頻質(zhì)量，同時(shí)解碼視頻基本層和增強(qiáng)層的數(shù)據(jù)，因?yàn)樗赡苣軌蚪庹{(diào)由更高的吞吐量調(diào)制方案產(chǎn)生的已調(diào)信號(hào)。圖2說(shuō)明了兩層的連續(xù)精細(xì)視頻源的BPSK和QPSK的SPC組播示意圖。使用SPC 調(diào)制方案能支持多分辨率的傳輸速率，以便在良好的信道條件下最大化接收質(zhì)量，但仍能確保來(lái)自同一 SPC組播信號(hào)基本層的保守速率。熟悉該技術(shù)的人都知道在無(wú)線(xiàn)信道視頻組播中利用疊加編碼的高效性可以克服多用戶(hù)信道多樣性的缺點(diǎn)。盡管具有上述優(yōu)勢(shì)特征，很少有商用無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)和無(wú)線(xiàn)視頻組播相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)采用 SPC調(diào)制。視頻組播中沒(méi)有用SPC調(diào)制很可能因?yàn)樾枰~外的系統(tǒng)支持，在這些系統(tǒng)中，需要專(zhuān)用的硬件組件和電路來(lái)把兩個(gè)或多個(gè)已調(diào)信號(hào)疊加在一起，在PHY層形成SPC信號(hào)。 此外，需要修改某些軟件以確保連續(xù)精細(xì)的視頻信號(hào)源和通過(guò)SPC分層調(diào)制之間的跨層映射。目前3G技術(shù)和以前的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)沒(méi)有使用這樣一個(gè)專(zhuān)用的硬件和軟件支持，這主要是由于視頻組播服務(wù)訂閱(如按節(jié)目單播出的IPTV)還沒(méi)有達(dá)到成熟。這些要求為在寬帶無(wú)線(xiàn)接入(BWA)網(wǎng)絡(luò)中針對(duì)可伸縮的無(wú)線(xiàn)視頻組播采用和部署此標(biāo)準(zhǔn)做法造成了重大的技術(shù)障礙和互操作性問(wèn)題。暢想在新興的BWA網(wǎng)絡(luò)上提供帶寬要求的視頻組播服務(wù)將會(huì)流行，定義和定位一個(gè)可行的能夠基本被業(yè)內(nèi)接受的SPC視頻組播變得越來(lái)越重要。因此，我們需要的是這樣一個(gè)SPC的新設(shè)計(jì)架構(gòu)可減輕多用戶(hù)信道多樣性的影響，可以以最小的改動(dòng)用于現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)發(fā)射器，最好是對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)接收器不用任何硬件修改。

發(fā)明內(nèi)容
本本發(fā)明提供了一種通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道將數(shù)據(jù)從一個(gè)發(fā)射器傳送到一個(gè)或多個(gè)接收器的方法，該方法的特點(diǎn)是(一)將數(shù)據(jù)分離到一個(gè)或多個(gè)層，每一層由一個(gè)或多個(gè)比特表示；(二)把這些層的比特組合成一個(gè)比特流，而每一個(gè)可能的比特流組合由一個(gè)唯一的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示；(三)通過(guò)第一種比特流調(diào)制方案調(diào)制產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)，該調(diào)制方案可調(diào)節(jié)至少與可能存在的比特流組合數(shù)量相同的唯一數(shù)據(jù)點(diǎn)；(四)傳輸已調(diào)信號(hào)到一個(gè)或多個(gè)接收器，每個(gè)接收器可解調(diào)至少一個(gè)使用第一種調(diào)制方案或一個(gè)或多個(gè)其他調(diào)制方案的層，其他調(diào)制方案可解調(diào)擁有可能比第一種調(diào)制方案少的數(shù)據(jù)點(diǎn)的信號(hào)。本發(fā)明還提供了一個(gè)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)接收器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特點(diǎn)是一個(gè)發(fā)射器通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道連接到一個(gè)或多個(gè)接收器，其中(一)發(fā)射器包括或連接到一種數(shù)據(jù)分離裝置，該裝置將數(shù)據(jù)分離到一個(gè)或多個(gè)層，每一層由一個(gè)或多個(gè)比特表示；(二)發(fā)射器包括或連接到一個(gè)比特流生成裝置，該裝置把這些層的比特組合成一個(gè)比特流，而每一個(gè)可能的比特流組合由一個(gè)唯一的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示；(三)發(fā)射器包括或連接到一個(gè)調(diào)制器， 通過(guò)第一種比特流調(diào)制方案調(diào)制產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)，該調(diào)制方案可調(diào)節(jié)至少與可能存在的比特流組合數(shù)量相同的獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)點(diǎn)；其中發(fā)射器傳輸已調(diào)信號(hào)傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)接收器，每個(gè)接收器可解調(diào)至少一個(gè)使用第一種調(diào)制方案或一個(gè)或多個(gè)其他調(diào)制方案的層，其他調(diào)制方案可解調(diào)擁有可能比第一種調(diào)制方案少的數(shù)據(jù)點(diǎn)的信號(hào)。本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括電腦指令，當(dāng)加載連接到可通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道傳輸數(shù)據(jù)發(fā)射器的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理器時(shí)，這些指令為數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)與該無(wú)線(xiàn)信道相連接的接收器提供了一種手段，其特點(diǎn)在于計(jì)算機(jī)程序可執(zhí)行步驟(一)將數(shù)據(jù)分離到一個(gè)或多個(gè)層，每一層由一個(gè)或多個(gè)比特表示；(二)把這些層的比特組合成一個(gè)比特流，而每一個(gè)可能的比特流組合由一個(gè)唯一的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示；(三)通過(guò)第一種比特流調(diào)制方案調(diào)制產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)，該調(diào)制方案可調(diào)節(jié)至少與可能存在的比特流組合數(shù)量相同的唯一數(shù)據(jù)點(diǎn)；(四)已調(diào)信號(hào)傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)接收器，每個(gè)接收器可解調(diào)至少一個(gè)使用第一種調(diào)制方案或一個(gè)或多個(gè)其他調(diào)制方案的層，其他調(diào)制方案可解調(diào)擁有可能比第一種調(diào)制方案少的數(shù)據(jù)點(diǎn)的信號(hào)。就此，在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何構(gòu)成部分之前，我們要明白，就其應(yīng)用，本發(fā)明不限于其構(gòu)建細(xì)節(jié)和在下面說(shuō)明中提出或在圖紙上說(shuō)明的其組件的安排設(shè)置。本發(fā)明能夠被其他的組件使用，很實(shí)用，并以各種方式進(jìn)行了實(shí)踐。此外，此處使用的短語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)均出于描述目的，不應(yīng)被視為限制。


圖1說(shuō)明了與兩個(gè)接收機(jī)的兩個(gè)SPC信號(hào)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)向量加法，其中帶有接收器1信息的Xl通過(guò)QPSK調(diào)制能過(guò)獲得更高的吞吐量，但對(duì)信道要求更高(即要求更高的信噪比)；帶有接收器2信息的X2是由BPSK調(diào)制以滿(mǎn)足低信道的要求(即降低信噪比的要求)，但在同樣的錯(cuò)誤率下傳輸速度慢了。圖2說(shuō)明了兩層的連續(xù)精細(xì)視頻源的BPSK和QPSK的SPC組播示意圖。圖3說(shuō)明了兩個(gè)概念品質(zhì)層的3比特包的星座圖，基本層由一比特表示，增強(qiáng)層由兩比特表示。圖4說(shuō)明了修改后的MAC軟件與PHY層中的調(diào)制DSP芯片組之間的交互，產(chǎn)生本發(fā)明提供的邏輯SPC組播信號(hào)。圖5說(shuō)明了上面如圖3所示的星座圖，其中兩個(gè)能量El和E2表示一個(gè)兩層信號(hào)中的基本層與增強(qiáng)層的已調(diào)信號(hào)的能量。圖6說(shuō)明了在假設(shè)的正態(tài)分布用戶(hù)信道條件下，相對(duì)于SPCM-SIC和MONO系統(tǒng)的 L-SPCM的系統(tǒng)吞吐量。圖7說(shuō)明了在假設(shè)的瑞利分布用戶(hù)信道條件下，相對(duì)于SPCM-SIC和MONO系統(tǒng)吞吐量的L-SPCM的系統(tǒng)吞吐量。圖8顯示了 L-SPCM和SPCM-SIC的類(lèi)似的最大系統(tǒng)吞吐量，不管假設(shè)的正態(tài)分布用戶(hù)信道的平均信道質(zhì)量。圖9顯示了 L-SPCM和SPCM-SIC的類(lèi)似的最大系統(tǒng)吞吐量，不管假設(shè)的瑞利分布用戶(hù)信道的平均信道質(zhì)量。
具體實(shí)施例方式鍵本發(fā)明是關(guān)于一個(gè)可以邏輯實(shí)現(xiàn)的疊加編碼組播，以便它能利用典型的疊加編碼組播技術(shù)在現(xiàn)有接收機(jī)硬件上可被操作，而這原本是不能實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明公開(kāi)了邏輯疊加編碼調(diào)制(SPCM)新型的跨層設(shè)計(jì)的架構(gòu)，以便組播傳輸連續(xù)的精細(xì)的信息，緩解多用戶(hù)信道的多樣性的影響，這是個(gè)無(wú)線(xiàn)視頻組播方案遺留的問(wèn)題。該架構(gòu)的特點(diǎn)是不需要對(duì)典型的現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)添加任何額外硬件，來(lái)產(chǎn)生一個(gè)物理層符號(hào)，邏輯上相當(dāng)于(或接近于)傳統(tǒng)的基于硬件的SPCM形成一個(gè)星座。一方面，本發(fā)明可以應(yīng)用于市場(chǎng)上已有的典型無(wú)線(xiàn)接收器，因?yàn)樗恍枰邮掌魇褂肧PCM解調(diào)器。更具體地說(shuō)，本發(fā)明中的接收機(jī)不需要用一個(gè)信號(hào)干擾消除電路。為了達(dá)到這個(gè)目的，另一方面，本發(fā)明提供了一個(gè)發(fā)射器，僅使用一種調(diào)制方案調(diào)制SPCM信號(hào)， 而傳統(tǒng)的SPCM技術(shù)則需要至少兩種調(diào)制方案。本發(fā)明的邏輯SPCM技術(shù)與傳統(tǒng)SPCM技術(shù)對(duì)比如下。傳統(tǒng)SPCM信號(hào)在用來(lái)傳輸連續(xù)的精細(xì)的數(shù)據(jù)層時(shí)，在兩個(gè)層的傳輸中，基本層的數(shù)據(jù)被調(diào)制后能在質(zhì)量差的信道中被接收(通常是一種不能處理帶寬密集型數(shù)據(jù)的調(diào)制方案)，而增強(qiáng)層數(shù)據(jù)使用一種方式被調(diào)制后可處理帶寬密集型數(shù)據(jù)(通常是不能被差質(zhì)量信道接收的一種調(diào)制方案)。這使得接收機(jī)能在信道差時(shí)接收基本層數(shù)據(jù)，在信道好時(shí)能接收增強(qiáng)層的數(shù)據(jù)。但是，本發(fā)明的邏輯SPCM技術(shù)僅使用一種調(diào)制方案就能同時(shí)傳輸這兩層數(shù)據(jù)。選擇該方式能至少傳輸在傳統(tǒng)SPCM模型下所有層能傳輸?shù)那宄狞c(diǎn)(如基本層的點(diǎn)數(shù)乘以增強(qiáng)層的點(diǎn)數(shù))。因?yàn)樵撜{(diào)制方案有策略的選擇星座點(diǎn)的位置，所以不管信道是差還是好，使用邏輯SPCM的接收器都可解碼信息，詳細(xì)說(shuō)明如下。在本發(fā)明的某一方面，通過(guò)提供一種星座點(diǎn)映射策略，使基本層和增強(qiáng)層信息比特成為一個(gè)邏輯疊加編碼(SPC)信號(hào)，這是通過(guò)動(dòng)態(tài)功率分配和相移分配實(shí)現(xiàn)的。因此，其中的一個(gè)方面，本發(fā)明可被應(yīng)用到那些信道特別差或者是特別好的設(shè)備上。在接收端，用戶(hù)只需使用標(biāo)準(zhǔn)的解調(diào)器或者加上MAC層軟件的修改，解碼接收到的邏輯SPC已調(diào)信號(hào)即可， 這可以通過(guò)本發(fā)明的一部分實(shí)現(xiàn)，即在用戶(hù)端安裝一個(gè)軟件(驅(qū)動(dòng)程序)。為了更好地了解本發(fā)明，下面的內(nèi)容討論表示可伸縮視頻碼比特流的分層數(shù)據(jù)。 然而，技術(shù)資深人士期望本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)適應(yīng)連續(xù)數(shù)據(jù)層的多分辨率信號(hào)數(shù)據(jù)的通信。此外， 本發(fā)明可以適用于任何無(wú)線(xiàn)傳輸，包括CDMA、GSM、WiMAX、LTE、SC-TMDA、數(shù)字衛(wèi)星廣播、數(shù)字電視、網(wǎng)絡(luò)電視，或其他任何無(wú)線(xiàn)傳輸。此外，為了更好的理解本發(fā)明，下面內(nèi)容將討論使用BPSK和QPSK調(diào)制方案來(lái)傳輸帶有基本層和增強(qiáng)層的可伸縮視頻編碼內(nèi)容源，其中在信道中使用兩級(jí)SPC調(diào)制。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠明白，本發(fā)明是很容易被模仿以構(gòu)造其他調(diào)制方案、調(diào)制方案組合，以及與其他級(jí)或?qū)訉?duì)應(yīng)的調(diào)制方案。在整個(gè)系統(tǒng)吞吐量方面，與典型SPCM相比，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)同等或更好的性能， 它還有更容易執(zhí)行以及更容易被行業(yè)和市場(chǎng)接受等優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的邏輯疊加調(diào)制本發(fā)明的邏輯SPC調(diào)制方案，不僅提供了一種SPC調(diào)制的可選方法，能夠減輕無(wú)線(xiàn)視頻設(shè)備多用戶(hù)信道多樣性的嚴(yán)重影響，而且它可以在目前被應(yīng)用的接收器上使用，不需要對(duì)硬件進(jìn)行修改。更具體地說(shuō)，可使用本發(fā)明的接收機(jī)不需要執(zhí)行信號(hào)干擾消除(SIC) 手段。然而，本發(fā)明的邏輯SPC調(diào)制方案也可能用在未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)中。發(fā)射機(jī)單一調(diào)制方案如前所述，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)一個(gè)SPC已調(diào)信號(hào)包含并傳輸來(lái)自一個(gè)可伸縮的視頻比特流的兩個(gè)品質(zhì)層的比特信息。然而，本發(fā)明對(duì)任意數(shù)量的品質(zhì)層的任何類(lèi)型的信息都具有可操作性。圖3說(shuō)明了兩個(gè)概念品質(zhì)層的3比特包的星座圖，基本層由一比特和增強(qiáng)層由兩位表示。正如先前圖1所示，疊加信號(hào)χ可以被視為兩個(gè)向量的總和，這兩個(gè)向量是在BPSK 和QPSK的常規(guī)調(diào)制方案形成的星座圖中的相應(yīng)幅度和相位。參照?qǐng)D1，它可以被理解為由此產(chǎn)生的信號(hào)χ的星座圖可能有八個(gè)點(diǎn)，每個(gè)都關(guān)聯(lián)著一個(gè)幅度和相位。這種疊加信號(hào)由星座圖上的點(diǎn)表示，它可直接通過(guò)動(dòng)態(tài)的相移(即星座圖中的角 χ)鍵控在發(fā)射器中產(chǎn)生和能量(或功率)分配(即幅度X)來(lái)傳輸信號(hào)，這在通常情況下， 通過(guò)在發(fā)射器中的MAC層軟件控制，兩者由簡(jiǎn)單硬件功能可實(shí)現(xiàn)。圖5說(shuō)明了上面如圖3所示的星座圖，其中兩個(gè)能量El和E2表示一個(gè)兩層信號(hào)中的基本層與增強(qiáng)層的已調(diào)信號(hào)的能量。每個(gè)星座點(diǎn)的幅度和角度可確定其實(shí)際位置，這可能也取決于采用BPSK和QPSK調(diào)制的已調(diào)信號(hào)的能量分配比例，在每個(gè)傳輸中分別記為 El和E2。在每個(gè)傳輸瞬間，可能有一個(gè)總能量約束E = ，其中在采用的調(diào)制方案中的兩個(gè)能量分配關(guān)是來(lái)自約束，特點(diǎn)是帶有一個(gè)參數(shù)β，如下E1 = β EE2 = (1-β )Ε因此，通過(guò)確定的星座點(diǎn)所需數(shù)量和操縱β值，邏輯SPC調(diào)制能產(chǎn)生等于或優(yōu)于通過(guò)硬件組件疊加BPSK和QPSK信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)SPC所產(chǎn)生的8點(diǎn)星座圖。然而，本發(fā)明提供的這種方法，在產(chǎn)生邏輯上等同于任何普通調(diào)制方案組合的SPC 組播信號(hào)方面，可能更加靈活和有效。如表一所示，首先分別了解基本層和增強(qiáng)層數(shù)據(jù)的調(diào)制方案，然后可能認(rèn)出在星座圖中的總點(diǎn)數(shù)。很明顯，對(duì)那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的調(diào)制方案(即，目前例子中的8-QAM)可導(dǎo)致相類(lèi)似或相同的星座圖，其中相同數(shù)量的星座點(diǎn)使用一個(gè)調(diào)制方案表示，不需要提供兩種已調(diào)信號(hào)的疊加過(guò)程(即在當(dāng)前例子中的 BPSK 和 QPSK 調(diào)制)。表一
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道將數(shù)據(jù)傳送到連接一個(gè)發(fā)射器的一個(gè)或多個(gè)接收器的方法，其特占是·(a)分離數(shù)據(jù)為一個(gè)或多個(gè)層，每個(gè)層由一個(gè)或多個(gè)比特表示；(b)組合各層的比特為比特流，每個(gè)可能的比特流組合由一個(gè)唯一的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示；(c)利用第一種調(diào)制方案，通過(guò)調(diào)制比特流生成一個(gè)已調(diào)信號(hào)，該調(diào)制方案可調(diào)制與可能存在的比特流組合數(shù)一樣多的數(shù)據(jù)點(diǎn)；(d)傳輸已調(diào)信號(hào)到一個(gè)或多個(gè)接收器，每個(gè)接收器可使用該第一調(diào)制方案或其它的一個(gè)或多個(gè)調(diào)制方案解調(diào)至少一層數(shù)據(jù)，使用其它調(diào)制方案可能解調(diào)出比第一調(diào)制方案少的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
2.權(quán)利要求1的方法，特點(diǎn)為其它調(diào)制方案比第一調(diào)制方案有較低的信噪比要求。
3.權(quán)利要求2的方法，特點(diǎn)是層為品質(zhì)層，至少其他調(diào)制方案之一可解調(diào)已調(diào)信號(hào)以重現(xiàn)最低的品質(zhì)層。
4.權(quán)利要求1或權(quán)利要求3的方法，特點(diǎn)是第一調(diào)制方案為8QAM，至少有另一種BPSK 調(diào)制方案。
5.權(quán)利要求4的方法，特點(diǎn)是另一個(gè)調(diào)制方案為QPSK。
6.權(quán)利要求1的方法，其特征在于比特流是一個(gè)疊加的信號(hào)，即是對(duì)應(yīng)于每層比特的向量的總和。
7.權(quán)利要求6的方法，特點(diǎn)是采用動(dòng)態(tài)相移鍵控和功率或能量分配在發(fā)射器端產(chǎn)生疊加信號(hào)。
8.權(quán)利要求1的方法，其特征在于唯一的數(shù)據(jù)點(diǎn)，當(dāng)在星座圖中表示時(shí)是不等距的。
9.權(quán)利要求3的方法，其特征在于選擇唯一數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的距離使得最低品質(zhì)層對(duì)應(yīng)的比特比其他任何品質(zhì)層所對(duì)應(yīng)的距離都大。
10.權(quán)利要求9的方法，其特征在于第一調(diào)制方案至少有與其他調(diào)制方案數(shù)據(jù)點(diǎn)相乘一樣多的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
11.權(quán)利要求1的方法，特點(diǎn)是至少提供三個(gè)層，還包括使用其它調(diào)制方案調(diào)制至少一個(gè)層。
12.—個(gè)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)接收器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特點(diǎn)是一個(gè)發(fā)射器通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道連接到一個(gè)或多個(gè)接收器，其中(a)發(fā)射機(jī)載有或連接到一個(gè)數(shù)據(jù)分離設(shè)備，分離數(shù)據(jù)成一個(gè)或多個(gè)層，每一層由一個(gè)或多個(gè)比特表示；(b)發(fā)射機(jī)載有或連接到一個(gè)比特流生成設(shè)備，合并所有層的比特成一個(gè)比特流，每一個(gè)可能的比特流的組合被一個(gè)唯一的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示；(c)發(fā)射機(jī)載有或連接到一個(gè)調(diào)制器，利用第一調(diào)制方案，通過(guò)調(diào)制比特流生成一個(gè)已調(diào)信號(hào)，該調(diào)制方案可調(diào)制與可能存在的比特流組合數(shù)一樣多的唯一數(shù)據(jù)點(diǎn)；發(fā)射器傳輸已調(diào)信號(hào)到一個(gè)或多個(gè)接收器，每個(gè)接收器可使用該第一調(diào)制方案或其它一個(gè)或多個(gè)調(diào)制方案解調(diào)至少一層數(shù)據(jù)，使用其它調(diào)制方案可能解調(diào)出比第一調(diào)制方案少的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
13.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，特點(diǎn)為其它調(diào)制方案比第一調(diào)制方案有較低的信噪比要求。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，特點(diǎn)是層為品質(zhì)層，至少其他調(diào)制方案之一可解調(diào)已調(diào)信號(hào)以重現(xiàn)最低的品質(zhì)層。
15.權(quán)利要求12或權(quán)利要求14的系統(tǒng)，特點(diǎn)是第一調(diào)制方案為8QAM，至少有另一種 BPSK調(diào)制方案。
16.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，特點(diǎn)是另一個(gè)調(diào)制方案為QPSK。
17.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于比特流是一個(gè)疊加的信號(hào)，即是對(duì)應(yīng)于每層比特的向量的總和。
18.權(quán)利要求17的系統(tǒng)，特點(diǎn)是采用動(dòng)態(tài)相移鍵控和功率或能量分配在發(fā)射器端產(chǎn)生疊加信號(hào)。
19.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于唯一的數(shù)據(jù)點(diǎn)，當(dāng)在星座圖中表示時(shí)是不等距的。
20.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其特征在于選擇唯一數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的距離使得最低品質(zhì)層對(duì)應(yīng)的比特比其他任何品質(zhì)層所對(duì)應(yīng)的距離都大。
21.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其特征在于第一調(diào)制方案至少有與其他調(diào)制方案數(shù)據(jù)點(diǎn)相乘一樣多的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
22.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，特點(diǎn)是至少提供三個(gè)層，還包括使用其它調(diào)制方案調(diào)制至少一個(gè)層。
23.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括電腦指令，當(dāng)加載連接到可通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道傳輸數(shù)據(jù)發(fā)射器的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理器時(shí)，這些指令為數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)與該無(wú)線(xiàn)信道相連接的接收器提供了一種手段，其特點(diǎn)在于計(jì)算機(jī)程序可執(zhí)行步驟(a)分離數(shù)據(jù)為一個(gè)或多個(gè)層，每個(gè)層由一個(gè)或多個(gè)比特表示；(b)組合各層的比特為比特流，每個(gè)可能的比特流組合由一個(gè)唯一的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示；(c)利用第一調(diào)制方案，通過(guò)調(diào)制比特流生成一個(gè)已調(diào)信號(hào)，該調(diào)制方案可調(diào)制與可能存在的比特流組合數(shù)一樣多的數(shù)據(jù)點(diǎn)；(d)傳輸已調(diào)信號(hào)到一個(gè)或多個(gè)接收器，每個(gè)接收器可使用該第一調(diào)制方案或其它一個(gè)或多個(gè)調(diào)制方案解調(diào)至少一層數(shù)據(jù)，使用其它調(diào)制方案可能解調(diào)出比第一調(diào)制方案少的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
24.權(quán)利要求23的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特點(diǎn)為其它調(diào)制方案比第一調(diào)制方案有較低的信噪比要求。
25.權(quán)利要求對(duì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特點(diǎn)是層為品質(zhì)層，至少其他調(diào)制方案之一可解調(diào)已調(diào)信號(hào)以重現(xiàn)最低的品質(zhì)層。
26.權(quán)利要求23或權(quán)利要求25的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特點(diǎn)是第一調(diào)制方案為8QAM，至少有另一種BPSK調(diào)制方案。
27.權(quán)利要求沈的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特點(diǎn)是另一個(gè)調(diào)制方案為QPSK。
28.權(quán)利要求23的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于比特流是一個(gè)疊加的信號(hào)，即是對(duì)應(yīng)于每層比特的向量的總和。
29.權(quán)利要求觀(guān)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特點(diǎn)是采用動(dòng)態(tài)相移鍵控和功率或能量分配在發(fā)射器端產(chǎn)生疊加信號(hào)。
30.權(quán)利要求23的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于唯一的數(shù)據(jù)點(diǎn)，當(dāng)在星座圖中表示時(shí)是不等距的。
31.權(quán)利要求25的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于選擇唯一數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的距離使得最低品質(zhì)層對(duì)應(yīng)的比特比其他任何品質(zhì)層所對(duì)應(yīng)的距離都大。
32.權(quán)利要求31的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于第一調(diào)制方案至少有與其他調(diào)制方案數(shù)據(jù)點(diǎn)相乘一樣多的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
33.權(quán)利要求23的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特點(diǎn)是至少提供三個(gè)層，還包括使用其它調(diào)制方案調(diào)制至少一個(gè)層。
全文摘要
跨層設(shè)計(jì)架構(gòu)是為最后一跳無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)的邏輯疊加編碼(SPC)調(diào)制而設(shè)計(jì)的，旨在克服無(wú)線(xiàn)視頻組播中多用戶(hù)信道多樣性的影響。此方法是通過(guò)將連續(xù)的精細(xì)信息比特映射到分層調(diào)制上，生成邏輯SPC已調(diào)信號(hào)，分層調(diào)制是通過(guò)動(dòng)態(tài)能量分配和相移鍵控實(shí)現(xiàn)的，這模仿了在硬件SPC調(diào)制中產(chǎn)生多級(jí)已調(diào)信號(hào)的疊加過(guò)程。在接收端，接收到的邏輯SPC信號(hào)通過(guò)一個(gè)基于軟件的方法在普通解調(diào)器上進(jìn)行解碼，而不通過(guò)傳統(tǒng)方法所必需的信號(hào)干擾消除(SIC)過(guò)程。此方法提供了可媲美甚至優(yōu)于——在為基本層和增強(qiáng)層信息進(jìn)行的功率分配以及用戶(hù)信道條件不同的多種場(chǎng)景下——使用常規(guī)硬件和基于SIC的SPC調(diào)制的整體系統(tǒng)吞吐量。
文檔編號(hào)H04W80/00GK102301819SQ200980146847
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者皮恩-漢·霍, 許丕文 申請(qǐng)人:皮恩-漢·霍, 許丕文