专利名称：在qam星座映射之前被施加的ldpc编码位的位置换的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于处理数字信号的方法和实现所述方法的发射/接收系统。
背景技术：
本发明主要但非排他地用于接收和发射数字音频和视频信号，具体地说是在通过 电缆网络广播第二代数字电视信号的那些。为了保护信号免于发射信道的失真，宽带卫星 广播的第二代系统(DVB-S》利用与QPSK、8PSK、16APSK和32APSK调制相关联的LDPC (低 密度奇偶校验)编码，分别在图1中从上到下并从左到右按顺序示出，它们适合于通过非 线性信道诸如卫星信道发射。例如可在如下文档中找到DVB-S2标准和LDPC代码的描述 〃DVB_S2: The Second Generation Standard for Satellite Broad-band Services" (A. Morello, V. Mignone, Proceedings of the IEEE, Volume 94, Issue 1, Jan. 2006, pages 210-227)。为了更好地开发代码的潜力，DVB-S2标准提供了在LDPC编码器与8PSK、16APSK和 32APSK星座映射器(mapper)之间插入交织器(interleaver)以便实现编码字的位与由星 座点携带的位之间的改进关联。在图2所示的DVB-S2标准中定义的交织器中，由LDPC编码器输出的编码分组(由 等于16200或64800的位数形成，该数一般用符号“N_E”来表示)由具有N列和N_E/N行 的矩阵中的列写并由行读，其中N是由星座携带的位数(N对于8PSK是3，对于16APSK是4， 对于32APSK是幻；读以标准提供的全代码率从左到右进行，3/5率是个例外，其中在8PSK 调制的情况下读从右到左进行。与星座点或坐标的关联如图1所示进行。在广播第二代数字地面电视信号的当前趋势之后，近来已经考虑使用与在DVB-S2 标准中采用的相同的编码方案，即，相同的LDPC代码，还用于发射和接收在通过电缆网络 广播第二代数字电视信号中所涉及的数字音频和视频信号，然而与QAM (正交幅度调制) 调制相关联；具体地说，电缆网络广播利用10MQAM和4096QAM调制(图北)。申请人:已经认识到，用QAM调制，由DVB-S2标准的LDPC代码提供的性能是好的， 但是不完全满足达到QEF(准无误码)条件所需的信噪比(SNR)；众所周知，这种条件对应 于其中所接收的节目中每小时接收少于一个错误的情况。
发明内容
本发明的一般目的是解决上面提到的问题，并且具体地说是改进由LDPC编码器 输出的位与QAM调制星座坐标之间的关联；更具体地说，本发明处理根据DVB-S2标准的 LDPC编码和10MQAM和4096QAM调制。所述目的通过用于处理数字信号的方法和具有在所附权利要求书中阐述的特征 的发射/接收系统实现，权利要求书意图作为本说明书的整体部分。
现在将参考附图在某些其优选实施例中详细描述本发明，本文通过非限制性示例 提供这些优选实施例，附图中
-图1是在DVB-S2标准中包含的QPSK、8PSK、16APSK和32APSK星座的示意性表示，还
有其它星座；
-图2是参考8PSK调制由DVB-S2标准提供的交织器的说明性图解； -图3是可应用于接收和发射在通过电缆网络广播第二代数字电视信号中所涉及的 音频和视频信号的QPSK、16QAM、64QAM和256QAM星座的示意性表示；
-图北是可应用于接收和发射在通过电缆网络广播第二代数字电视信号中所涉及的 音频和视频信号的10MQAM和4096QAM星座的示意性表示；
-图4是根据本发明用于处理调制数字信号的系统的更简化框图； -图5是图4交织器的说明性一般图解；
-图6a到6d示意性示出了根据与10MQAM调制相关的本发明四个优选实施例的图4 的“多路分解器”块执行的功能；
-图7a到7d示意性示出了根据与4096QAM调制相关的本发明四个优选实施例的图4 的“多路分解器”块执行的功能；
-图8a到8d示出了用于根据图6a中所示的图获得由图4的“多路分解器”块执行的 功能的方法；
-图9a到9d示出了用于根据图7a中所示的图获得由图4的“多路分解器”块执行的 功能的方法；
-图IOa到IOm示出了可应用于接收和发射在通过电缆网络广播第二代数字电视信号 中所涉及的音频和视频信号的QPSK、16QAM、64QAM和256QAM、1024QAM和4096QAM星座的点 的实部和虚部的映射，其中ζ,表示标识具有实部Re (ζ,)和虚部Lii(Zq)的复平面中星座点 的矢量，而q表示映射到由ζ,标识的星座点的N位组的第i位(例如对于4096QAM，N=12 并且 i=0、l、2、. . . .、10、11)。
具体实施例方式现在参考图4，示出了用于处理调制数字信号的系统的更简化框图，其中“编码 器”块接收调制信息流并输出在由Nfeame位组成的分组中组织的编码信息流，Nfkame位可以是 64800或16200 ；所采用的代码是DVB-S2标准的LDPC代码。在“交织器”块中，所述分组被写入具有总大小Nfkame的交织矩阵；所述矩阵由mXN 列和NF_/mXN行构成。“多路分解器”块执行从“交织器”块接收的位的置换；这种位由mXN位组中的 交织矩阵在某时接收，其中N是由星座携带的位数(对于10MQAM，N=10，对于4096QAM， N=12)，并且“m”是大于或等于1的整数。“多路分解器”块将它们在N位的m组中关联，并 通过将调制类型(即QAM级别)、代码和发射信道的类型考虑进去来根据预定方案置换它 们，并且然后它输出它们。“映射器”块将由“多路分解器”块输出的N元位与星座点或坐标相关联，例如图3a 和北中以及图IOa到IOm中对于QAM调制所示出的。
值得指出的是，图4中示出的块只是理解本发明所必须的块；因此不应该排除存 在例如位于“多路分解器”块与“映射器”块之间适合于执行特定信号处理功能的中间块。本发明提出了可用于QAM调制和具有例如由与不同类型交织关联的DVB-S2标准 提供的不同代码率的LDPC代码的具体置换方案。本发明的优选实施例参考1024QAM和4096QAM调制以及DVB-S2标准的LDPC代码。本发明的优选实施例采用与图2所示的DVB-S2标准的相同或类似的交织器，其中 位数/列数取决于QAM调制级别类型。本发明规定使用具有2XN列和ΝρεαμεΛ2ΧΝ)行的矩阵形式的矩阵交织器，由列从 上到下写并由行从左到右读。在这种情况下，“多路分解器”块以m等于2操作。对于10MQAM调制，输入到“多路分解器”块的2XN位如图6a到6d中任一个所 规定地置换，并与10MQAM调制的2个连续符号相关联。给定2XN位b0到bl9，由10MQAM星座y0到yl9携带的2XN位通过应用下面详 细描述的方法来确定。第一符号由位b0、b2、b4、b6、b8、bl0、bl2、bl4、bl6、bl8 组成，并且第二符号由位 bl、b3、b5、b7、b9、bll、bl3、bl5、bl7、bl9组成。通过首先在同相部分(I)上从最低有效 位(LSB)到最高有效位(MSB)并随后在正交部分(Q)上从MSB到LSB排列位单独映射每个 符号，如图8a所示。Ibil和(^1分别表示与由第一符号的同相分量携带的位Iyl和由正交分 量携带的位Qyl关联的位阵列；对于第二符号，Ib2> Qb2> Iy2、Qy2具有相同的意思。
图8b。得。
I
yl6相关联的位分别与正交部分上偶数位置y3、y7、yll、yl5、yl9或奇数位置yl、y5、y9、 yl3、yl7相关联的位交换。由此将从图8c所示的示例中获得图8d。
与10MQAM星座相关的第一优选实施例是图8d列出的和图6a例证的实施例，据 此，给定2XN位b0到bl9，由10MQAM星座y0到yl9携带的2XN位确定如下
其中b0和y0是最高有效位[MSB]，并且bl9和yl9是最低有效位[LSB]。具体地说，“映射器”块首先接收位y0到y9，后面是位ylO到yl9。通过使用上面提到的备选，可以获得三个更优选实施例。
作为一个备选，位可以与QAM符号相关联，如下
然后交换属于对(bl、b3)和(bll、bl9)的位；由此将从图8a所示的示例中获得 然后按照同相和正交部分交错两个符号，例如图8c中所示，其从图8b的示例中获 作为一个备选，位可以与QAM符号相关联，如下
随后，与同相部分上偶数位置y2、y6、ylO、yl4、yl8或奇数位置y0、y4、y8、yl2、
第二优选实施例是图6b中所示的实施例，其中位y0到yl9确定如下 第三优选实施例是图6c中所示的实施例，其中位y0到yl9确定如下 第四优选实施例是图6d中所示的实施例，其中位y0到yl9确定如下仍参考其中“多路分解器”块以m等于2操作的情况，存在已经证明是对于4096QAM 星座有利的一些置换；输入到“多路分解器”块的2XN位如图7a到7d中任一个所规定的 进行置换，用于根据DVB-S2标准的LDPC代码编码的4096QAM调制，并与4096QAM调制的两 个连续符号相关联。现在将详细描述用于获得在图7a到7d所示的配置的方法。给定2XN 位 b0 到 b23，第一符号由位 b0、b2、b4、b6、b8、blO、bl2、bl4、bl6、bl8、 b20、b22 组成，并且第二符号由位 bl、b3、b5、b7、b9、bll、bl3、bl5、bl7、bl9、b21、b23 组 成。通过首先在同相部分⑴上从LSB到MSB并随后在正交部分(Q)上从MSB到LSB排列 位来单独映射每个符号，如图9a所示。作为一个备选，位可以与QAM符号相关联，如下然后交换属于对bl、b3和bl3、b23的位；由此将从图9a所示的示例中获得图％。然后按照同相和正交部分交错两个符号；例如，由此将从图9b中获得图9c的表。作为一个备选，位可以与QAM符号相关联，如下随后，与同相部分上偶数位置y2、y6、ylO、yl4、yl8、y22或奇数位置y0、y4、y8、 yl2、yl6、y20相关联的位分别与正交部分上偶数位置y3、y7、yll、yl5、yl9、y23或奇数位 置yl、y5、y9、yl3、yl7、y21相关联的位交换。例如，由此将从图9c中获得图9d的表。与4096QAM星座相关的第一优选实施例是在图9d列出的和图7a例证的实施例， 据此，给定2XN位b0到1^23，由4096QAM星座y0到y23携带的2XN位确定如下
通过使用上面提到的备选，可以获得三个更优选实施例。第二优选实施例是图7b 所示的实施例，其中位y0到y23确定如下 第三优选实施例是图7c中所示的实施例，其中位y0到y23确定如下 第四优选实施例是图7d中所示的实施例，其中位y0到y23确定如下上面描述的方法可用于有利于用于基于10MQAM或4096QAM调制器发射数字信 号的系统，并更具体地说用于通过电缆网络广播数字电视信号的音频/视频数字信号发射
ο对于本领域技术人员显然的是，如果上面描述的方法应用在发射中，则相反的方 法将必须应用在接收中。众所周知的是，电视信号的发射由射频发射器执行，而电视信号的接收通过通常 安装在电视业务用户的家中的接收器进行。
1权利要求
1.用于处理要发送到QAM调制器的数字信号的方法，所述信号根据LDPC代码编码，其 特征在于在星座映射功能之前执行位置换。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述数字信号是音频和视频信号，其中所述调制器 属于10MQAM类型，其中所述信号根据所述LDPC代码具体地说是DVB-S2标准的代码编码， 并且其中在长度为20位或进一步地说是10位的倍数的字上执行所述位置换。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述置换在20位字上执行，并且在于从按如 下顺序包括位 b0 bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9的字B开始生成按如下顺序包括位yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9的字Y，位yO和bO分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位 yl9和bl9分别是所述字Y和B的最低有效位，并且其中
4.如权利要求1或2所述的方法，其中所述置换在20位字上执行，并且在于从按如 下顺序包括位 b0 bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9的字B开始生成按如下顺序包括位yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9的字Y，位yO和bO分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位 yl9和bl9分别是所述字Y和B的最低有效位，并且其中
5.如权利要求1或2所述的方法，其中所述置换在20位字上执行，并且在于从按如 下顺序包括位 bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9的字B开始生成按如下顺序包括位yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9的字Y，位yO和bO分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位 yl9和bl9分别是所述字Y和B的最低有效位，并且其中
6.如权利要求1或2所述的方法，其中所述置换在20位字上执行，并且在于从按如 下顺序包括位 bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9的字B开始生成按如下顺序包括位yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9的字Y，位yO和bO分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位 yl9和bl9分别是所述字Y和B的最低有效位，并且其中
7.如权利要求1所述的方法，其中所述数字信号是音频和视频信号，其中所述调制器 属于4096QAM类型，其中所述信号根据所述LDPC代码具体地说是DVB-S2标准的代码编码， 并且其中在长度为M位或进一步地说是12位的倍数的字上执行所述位置换。
8.如权利要求1或7所述的方法，其中所述置换在M位字上执行，并且在于从按如 下顺序包括位 b0 bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9 b20 b21 b22 bM的字B开始生成按如下顺序包括位yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9 y20 y21 y22 y23 的字 Y，位 yO 和 bO 分别是 所述字Y和B的最高有效位，并且位y23和b23分别是所述字Y和B的最低有效位，并且其 中
9.如权利要求1或7所述的方法，其中所述置换在M位字上执行，并且在于从按如 下顺序包括位 b0 bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9 b20 b21 b22 bM的字B开始生成按如下顺序包括位yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9 y20 y21 y22 y23 的字 Y，位 yO 和 bO 分别是 所述字Y和B的最高有效位，并且位y23和b23分别是所述字Y和B的最低有效位，并且其 中
10.如权利要求1或7所述的方法，其中所述置换在M位字上执行，并且在于从按如 下顺序包括位 bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9 b20 b21 b22 b23的字B开始生成按如下顺序包括位yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9 y20 y21 y22 y23 的字 Y，位 yO 和 bO 分别是 所述字Y和B的最高有效位，并且位y23和b23分别是所述字Y和B的最低有效位，并且其 中
11.如权利要求1或7所述的方法，其中所述置换在M位字上执行，并且在于从按如 下顺序包括位 b0 bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9 b20 b21 b22 b23的字B开始生成按如下顺序包括位yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9 y20 y21 y22 y23 的字 Y，位 yO 和 bO 分别是 所述字Y和B的最高有效位，并且位y23和b23分别是所述字Y和B的最低有效位，并且其 中
12.用于发射数字信号的系统，包括QAM调制器，其特征在于它实现如权利要求1到 11中任一项所述的方法。
13.用于处理由QAM解调器接收的数字信号的方法，所述信号根据LDPC代码编码，其 特征在于在星座去映射功能之后执行位置换。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述数字信号是音频和视频信号，其中所述解调 器属于10MQAM类型，其中所述信号根据所述LDPC代码具体地说是DVB-S2标准的代码编 码，并且其中在长度为20位或进一步地说是10位的倍数的字上执行所述位置换。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中所述置换在20位字上执行，并且在于从按 如下顺序包括位yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9的字Y开始生成按如下顺序包括位bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9的字B，位yO和bO分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位 yll和bll分别是所述字Y和B的最低有效位，其中
16.如权利要求13或14所述的方法，其中所述置换在20位字上执行，并且在于从按 如下顺序包括位yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9的字Y开始生成按如下顺序包括位bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9的字B，位yO和bO分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位 yll和bll分别是所述字Y和B的最低有效位，其中
17.如权利要求13或14所述的方法，其中所述置换在20位字上执行，并且在于从按如下顺序包括位y0 yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9的字Y开始生成按如下顺序包括位bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9的字B，位yO和bO分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位 yll和bll分别是所述字Y和B的最低有效位，其中yg=b3, y9=bli y!0=bl9, yll=b8, y!2=b6, y!3=bl3, yl4=bl5t yI5=b4, y!6=b2, y17=b!7, yl8=bl1，yi9=b0。
18.如权利要求13或17所述的方法，其中所述置换在20位字上执行，并且在于从按 如下顺序包括位y0 yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9的字Y开始生成按如下顺序包括位bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9的字B，位yO和bO分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位 yll和bll分别是所述字Y和B的最低有效位，其中
19.如权利要求13所述的方法，其中所述数字信号是音频和视频信号，其中所述解调 器属于4096QAM类型，其中所述信号根据所述LDPC代码具体地说是DVB-S2标准的代码编 码，并且其中在长度为M位或进一步地说是12位的倍数的字上执行所述位置换。
20.如权利要求13或19所述的方法，其中所述置换在M位字上执行，并且在于从按 如下顺序包括位 yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9 y20 y21 y22 y23的字Y开始生成按如下顺序包括位bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9 b20 b21 b22 b23 的字 B，位 yO 和 bO 分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位yll和bll分别是所述字Y和B的最低有效位， 其中
21.如权利要求13或19所述的方法，其中所述置换在M位字上执行，并且在于从按 如下顺序包括位 yO yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9 y20 y21 y22 y23的字Y开始生成按如下顺序包括位bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9 b20 b21 b22 b23 的字 B，位 yO 和 bO 分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位yll和bll分别是所述字Y和B的最低有效位， 其中
22.如权利要求13或19所述的方法，其中所述置换在M位字上执行，并且在于从按 如下顺序包括位 y0 yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9 y20 y21 y22 y23的字Y开始生成按如下顺序包括位bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9 b20 b21 b22 b23 的字 B，位 yO 和 bO 分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位yll和bll分别是所述字Y和B的最低有效位， 其中
23.如权利要求13或19所述的方法，其中所述置换在M位字上执行，并且在于从按 如下顺序包括位 y0 yl y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 ylO yll yl2 yl3 yl4 yl5 yl6 yl7 yl8 yl9 y20 y21 y22 y23的字Y开始生成按如下顺序包括位bO bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 blO bll bl2 bl3 bl4 bl5 bl6 bl7 bl8 bl9 b20 b21 b22 b23 的字 B，位 yO 和 bO 分别是所述字Y和B的最高有效位，并且位yll和bll分别是所述字Y和B的最低有效位， 其中
24.用于接收数字信号的系统，包括QAM解调器，其特征在于它实现如权利要求13到 23中任一项所述的方法。
全文摘要
本发明涉及用于处理数字信号的方法和实现所述方法的发射/接收系统；本发明基于结合QAM调制具体地说是1024QAM和4096QAM调制使用LDPC代码具体地说是DVB-S2标准的LDPC代码；在发射中，在QAM星座映射功能之前执行位置换(多路分解)；在接收中，在QAM星座去映射功能之后执行位置换。
文档编号H03M13/11GK102090008SQ200980122476
公开日2011年6月8日 申请日期2009年6月8日 优先权日2008年6月16日
发明者维塔尔 G., 米尼奥内 V. 申请人:Rai意大利无线电视股份有限公司