專利名稱：同時從不同信道中提取數(shù)據(jù)流多個部分的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，特別涉及一種能夠同時從多個數(shù)據(jù)信道中的每個信道接收數(shù)據(jù)流各個部分的接收器。
背景技術(shù)：
對在使用可用帶寬中具有更高數(shù)據(jù)吞吐量和更高效率的通信系統(tǒng)的需要日益增長。在典型的通信系統(tǒng)如衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星向地面接收器提供多個通信信道。每個通信信道均具有與之相關(guān)聯(lián)的例如特定應(yīng)答器、特定極化等。通常，每個所定義的信道以它的最大數(shù)據(jù)速率進行廣播。
當(dāng)要進行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小于信道能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量時，所定義的信道處于未充分利用狀態(tài)。在這種情況下，所定義的信道可以在沒有數(shù)據(jù)可以用來進行傳輸?shù)哪切r間片內(nèi)傳輸空分組。當(dāng)要進行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)所需的帶寬大于信道可用帶寬時，必須選擇具有更大可用容量的其它信道。因此，由于要進行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流數(shù)目和每個流內(nèi)的數(shù)據(jù)量不可能匹配傳輸信道中可用的帶寬，因此通信信道典型地以低于100％的利用級別工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括一種用于同時處理其上調(diào)制有數(shù)據(jù)的多個載波信號中的每個信號的裝置和方法，其中，通過提取至少兩個調(diào)制信號的至少多個部分，并且組合所提取的部分，形成完整的數(shù)據(jù)流。完整數(shù)據(jù)流的每個部分包括多個分別具有與之相關(guān)聯(lián)的流標(biāo)識和順序碼的分組，其中，流標(biāo)識用于標(biāo)識要形成的完整數(shù)據(jù)流，并且順序碼用于標(biāo)識相關(guān)數(shù)據(jù)分組在完整比特流內(nèi)的插入次序或位置。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的一種裝置，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將多個載波信號直接轉(zhuǎn)換為一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流；多個信道處理器，用于同時從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流中提取由各個載波信號攜帶的數(shù)據(jù)；以及處理器，用于至少組合從至少兩個載波信號中提取的數(shù)據(jù)部分，以產(chǎn)生完整比特流，所提取的數(shù)據(jù)具有與之相關(guān)聯(lián)的流標(biāo)識符和順序碼信息，它們分別用于確定對應(yīng)于所提取數(shù)據(jù)的完整比特流和所提取數(shù)據(jù)在完整比特流內(nèi)的順序。


通過下面結(jié)合附圖的詳細描述，本發(fā)明的內(nèi)容將會變得易于理解，其中圖1是示出可以根據(jù)本發(fā)明原理進行使用的示例性接收器的高層方框圖；圖2是示出DBS頻率規(guī)劃的圖形表示，一種可以根據(jù)本發(fā)明原理進行使用的示例性頻率規(guī)劃；圖3示出根據(jù)本發(fā)明原理進行使用的示例性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖4是示出適合用于圖1接收器并且根據(jù)本發(fā)明原理的后端處理器的示例性高層方框圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明原理的方法的示例性流程圖；以及圖6是示出根據(jù)本發(fā)明原理的分組流處理的示例性圖形表示。
為幫助理解，在可能的情況下，將使用相同的標(biāo)號來指定對這些圖共同的相同單元。
具體實施例方式
圖1是示出可以根據(jù)本發(fā)明原理進行使用的示例性接收器的高層方框圖。具體地說，接收器100包括直接廣播衛(wèi)星(direct broadcast satellite，DBS)接收器，由模擬處理部分110、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器120、多個信道處理器1301到130n(統(tǒng)稱為信道處理器130)、后端處理器140以及可選的大容量存儲設(shè)備150組成。
模擬處理器110接收模擬輸入信號S1，包括例如其上調(diào)制有多個模擬載波信號的950-1,450MHz信號，這些模擬載波信號具有24MHz的帶寬，并且相鄰模擬載波信號的中心頻率之間的距離為29.16MHz。模擬處理器110執(zhí)行信號調(diào)節(jié)功能，以產(chǎn)生適合A/D轉(zhuǎn)換器120進行處理的輸出信號S2。
模擬處理部分110包括可選第一模擬增益控制(analog gain control，AGC)功能塊112、帶通濾波器114、放大器116和第二AGC118的串行組合。第一可選AGC(如果需要)對輸入信號S1進行放大。帶通濾波器114抑制頻帶外的頻率分量(例如，大約低于950MHz和高于1,450MHz的那些頻率分量)。放大器116將經(jīng)過通帶限制而產(chǎn)生的信號提高到適合A/D轉(zhuǎn)換器120進行處理的電平。AGC118用來確保所放大的信號在相當(dāng)大的輸入信號范圍內(nèi)保持一致，如從衛(wèi)星系統(tǒng)的“戶外”部分(即，衛(wèi)星圓盤和相關(guān)電路)獲得的輸入信號。輸入信號S2包括例如經(jīng)過處理提供50db增益和45db自動增益控制的輸入信號S1。
A/D轉(zhuǎn)換器120同時接收所有(例如)16個信道，并且在它的輸出產(chǎn)生以數(shù)字格式代表16個信道的數(shù)字比特流S3。在示例性衛(wèi)星接收器實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器120包括大約1.5GHz的8位A/D轉(zhuǎn)換器。因此，給定相關(guān)范圍為950到1,450MHz的信號S2輸入頻率，輸出信號S3包括具有50到550MHz倒譜的數(shù)字信號。A/D轉(zhuǎn)換器120的輸出信號S3連接到多個信道處理器1301到130n內(nèi)的每個混頻器132的輸入。
A/D轉(zhuǎn)換器120包括以抽樣率FS工作的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器120接收信號S2，它包括例如與DBS系統(tǒng)內(nèi)具有相同極化(即，左手或右手)的16個應(yīng)答器中的每個相關(guān)聯(lián)的頻率分量。在DBS系統(tǒng)如directTV的環(huán)境中，以眾所周知的方式利用左手和右手環(huán)向極化，以增加可用的帶寬，并且因此增加可以提供給顧客的總信道數(shù)。
在本發(fā)明的一個實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器120以低于950MHz的抽樣率工作。在本發(fā)明的另一個實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器120不使用下抽樣。具體地說，在本發(fā)明的這個實施例中，以最高頻率的兩倍(即，3GHz)進行抽樣可以滿足奈奎斯特(Nyquist)標(biāo)準(zhǔn)。但是由于帶通濾波器114和模擬處理器110對輸入信號進行頻帶限制，因此使用在此描述的下抽樣技術(shù)可以避免如此高的抽樣率。通過使用更低的抽樣頻率，可以采用更低成本的A/D轉(zhuǎn)換器。
每個信道處理器130包括混頻器132、抽取器/濾波器134、數(shù)字解調(diào)器136以及傳輸處理器138。本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，數(shù)字解調(diào)器136和傳輸處理器138可以合并為稱作鏈接IC的單個集成電路。
每個混頻器132對數(shù)字信號S3與各自的數(shù)值控制振蕩器(numericallycontrolled oscillator，NCO)信號進行混頻，以產(chǎn)生各自的同相I和正交Q信號分量，這些信號分量連接到各個抽取器/濾波器134。選擇各個NCO頻率，以對所需的信號或信道進行反向旋轉(zhuǎn)。每個混頻器132用來執(zhí)行頻率旋轉(zhuǎn)功能，從而所選的信道從經(jīng)過下抽樣的數(shù)字信號S3旋轉(zhuǎn)到基帶。這可以通過使用數(shù)值表來從包括由A/D轉(zhuǎn)換器120進行處理的所有可用頻率的數(shù)字信號中提取(或旋轉(zhuǎn))所需的信道頻率。
抽取器/濾波器134接收各自經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)和選擇的信道的同相I和正交Q分量。抽取器/濾波器134對這些正交分量進行處理，以提取所需的信號。簡單地說，在混頻器132將所選信號反向旋轉(zhuǎn)到基帶(即，通過用正弦和余弦函數(shù)與信號進行相乘)之后，非理想信道能量從經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的信號中得到消除。具體地說，假定同時處理16個信道的示例性實施例，最好只保留與特定所需信道相關(guān)聯(lián)的信道能量。在對經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的基帶信號進行濾波以消除非理想信道能量之后，對剩余信號進行抽取，以刪除與所需信道相關(guān)聯(lián)的過剩能量。例如，由于A/D轉(zhuǎn)換器的抽樣頻率為每秒1.5千兆抽樣，因此可以提供范圍為0到750MHz的頻率分量。與所選信道的(大約)24MHz沒有關(guān)聯(lián)的那些抽樣是不必要的。抽取過程刪除不必要的抽樣。本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，由于反向旋轉(zhuǎn)器或混頻器132的正弦/余弦處理，所選信道的24MHz由于反向旋轉(zhuǎn)器或混頻器132的正弦/余弦處理，實際上為兩個12MHz信道。經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)、濾波和抽取而產(chǎn)生的信號然后提供給各個解調(diào)器136。
解調(diào)器136用來對所提供的信號進行解調(diào)，并且從中提取在其上進行調(diào)制的原始數(shù)據(jù)流。由于每個信道處理器130同時工作，因此各個解調(diào)器136對幾乎同時的傳輸流進行操作。數(shù)字解調(diào)器136將各自的解調(diào)數(shù)據(jù)流提供給各自的傳輸處理器138。
在一個示例性實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器120使用8比特抽樣工作。在DBS系統(tǒng)內(nèi)，4比特抽樣典型地用于QPSK解調(diào)器。更多或更少的比特可以用于其它調(diào)制方案。然而，由于本示例性實施例中的A/D轉(zhuǎn)換器120用來對包括16個信道的經(jīng)過帶寬限制的DBS信號進行下抽樣，并且所需的分辨量是功率關(guān)系的總和，因此相對于使用8個解析比特進行解調(diào)或解碼的大約16個信道，經(jīng)過一般解調(diào)的一個信道用4-6解析比特進行解碼。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以知道，可以在提高或降低A/D轉(zhuǎn)換器120準(zhǔn)確性的情況下采用更多或更少的解析比特，初始編碼方案使用更復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)和其它因素。
在本發(fā)明的一個實施例中，傳輸處理器138將基帶視頻和音頻流提供給后端處理器140。在本發(fā)明的這個實施例中，各個傳輸處理器1381到138n相互進行通信，并且交換信息，從而通過從各個信道中提取多個流部分，并且將所提取的流部分組合為一個或多個完整音視頻流，可以重新創(chuàng)建基帶音視頻流。在本發(fā)明的另一實施例中，每個傳輸處理器138提供輸出傳輸流或隨后組合為單個傳輸流的若干基本流(包括音視頻子流或者組合為完整音視頻子流的音視頻子流部分)的其中之一。
在傳輸處理器138提供基帶視頻和/或音頻信息的實施例中，這種基帶視頻和/或音頻信息在表現(xiàn)之前提供給基帶音視頻處理器，以作標(biāo)準(zhǔn)處理。在傳輸處理器138的輸出包括編碼音視頻信息的情況下，這種編碼音視頻信息在表現(xiàn)之前提供給適當(dāng)?shù)囊纛l和視頻解碼器，以作處理。
可選大容量存儲設(shè)備150可以用來存儲利用多個信道進行傳輸并且在相對長的時期內(nèi)接收的完整比特流部分。例如，服務(wù)器可以用非實時如整夜的方式利用多個信道向接收器傳輸電影或其它內(nèi)容。因此，在本發(fā)明的這個實施例中，大容量存儲設(shè)備150用來逐片斷地存儲文件，以響應(yīng)各個信道處理器130對文件片斷或部分的接收和處理。
下面將參照圖3對適用于實現(xiàn)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)分組結(jié)構(gòu)進行更詳細的描述。簡單地說，圖3的網(wǎng)絡(luò)分組結(jié)構(gòu)300包含來自初始分組流的一個或多個分組的有效荷載部分。另外，在網(wǎng)絡(luò)分組有效荷載部分或頭部分內(nèi)包含適用于重新形成初始分組流順序的信息。另外，還提供標(biāo)識信息，從而可以在一個或多個接收器重新形成多個初始分組流。
除在通信系統(tǒng)內(nèi)選擇編碼和/或調(diào)制所帶來的常規(guī)開銷之外，還可以包含如下信息(1)在通信系統(tǒng)中采用的應(yīng)答器數(shù)目和用來攜帶所需數(shù)據(jù)的那些應(yīng)答器的標(biāo)識；(2)所用應(yīng)答器的使用時刻，包括為鄰接數(shù)據(jù)或相關(guān)數(shù)據(jù)流改變不同應(yīng)答器的相關(guān)信息；(3)傳輸數(shù)據(jù)的次序和這種數(shù)據(jù)的任何冗余，帶一張映射表或其它裝置用來幫助對這些數(shù)據(jù)的重新組合；以及(4)缺省顯示信息。
圖2是示出DBS頻率規(guī)劃的圖形表示，一種可以根據(jù)本發(fā)明原理進行使用的示例性頻率規(guī)劃。具體地說，圖2A示出右手環(huán)向極化(RHCP)信道的額定DSS頻率規(guī)劃，而圖2B示出左手環(huán)向極化(RHCP)信道的額定DSS頻率規(guī)劃。假定總共例如32個信道，16個奇數(shù)信道為RHCP信道，并且在圖2A中示出，而16個偶數(shù)信道為LHCP信道，并且在圖2B中示出。奇數(shù)信道以970.4MHz的信道中心頻率開始(信道1)，并且擴展到1，413.4MHz(信道31)。每個信道的帶寬為24MHz，每個中心頻率與相鄰中心頻率相隔29.16MHz。類似地，偶數(shù)信道以988.5MHz的信道中心頻率開始(信道2)，并且擴展到1，425.98MHz的信道中心頻率(信道32)。DSS是Hughes Electronics的商標(biāo)。適合用在DSS系統(tǒng)內(nèi)的分組結(jié)構(gòu)在“DSS Transport Protocol(DSS傳輸協(xié)議)”版本1.1，1996年2月12日中有描述，在此加入該協(xié)議的全部內(nèi)容，以作參考。
在本發(fā)明的一個實施例中，由圖1的網(wǎng)絡(luò)接口/鏈接130提供的32個信道大體遵循圖2的DSS頻率規(guī)劃。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，本發(fā)明可以采用任何頻率規(guī)劃和任何信道數(shù)目進行實施。注意，由于能夠?qū)⒊跏挤纸M流分裂或分配到兩個或多個傳輸信道中，本主題發(fā)明可以在兩個或更多傳輸信道的環(huán)境中得到特定的應(yīng)用。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明原理進行使用的示例性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。具體地說，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)300包括具有頭部分310和有效荷載部分320的分組結(jié)構(gòu)。
頭部分310包括標(biāo)準(zhǔn)頭數(shù)據(jù)311、流標(biāo)識符數(shù)據(jù)312以及順序碼314。在一個實施例中，頭部分310進一步包括其它數(shù)據(jù)316。
有效荷載部分320用來攜帶來自例如初始分組流的一個或多個分組。通過將有效荷載部分的一個或多個初始分組中的每個分組與一個流標(biāo)識符和順序碼相關(guān)聯(lián)，接收器可以通過重新排列從多個傳輸信道接收的分組，產(chǎn)生初始分組流，以作隨后的處理。采用這種方式，初始分組流可以使用多個傳輸信道進行傳輸，并且在接收器進行重新形成，以作隨后的處理。在網(wǎng)絡(luò)分組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效荷載部分內(nèi)包含多個分組的情況下，該多個分組或者一組分組最好以已知的順序進行排列，從而用一個順序碼就可以表示整組分組在初始比特流內(nèi)的插入點。
在一個實施例中，在網(wǎng)際協(xié)議(Internet Protocol，IP)分組300的有效荷載數(shù)據(jù)部分320內(nèi)攜帶一個或多個初始數(shù)據(jù)流分組如運動圖象專家組(MovingPicture Experts Group，MPEG)傳輸分組。頭部分310的標(biāo)準(zhǔn)頭數(shù)據(jù)311通過包含流標(biāo)識符312和順序碼314得以增強，流標(biāo)識符數(shù)據(jù)312和順序碼314分別表示有效荷載內(nèi)的一個或多個分組所屬的特定初始數(shù)據(jù)流和有效荷載內(nèi)的一個或多個分組在特定初始數(shù)據(jù)流內(nèi)的順序。在此假定載波分組結(jié)構(gòu)的有效荷載內(nèi)的一個或多個MPEG傳輸分組的排列次序與它們一般在MPEG傳輸流本身中的提供次序相同，雖然也可以實現(xiàn)不這樣排列的方案并且仍然包含和實施本發(fā)明的原理。
在本發(fā)明的“信道跳躍”實施例中，與圖3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)300的有效荷載部分內(nèi)的一個或多個分組或者分組集合相關(guān)聯(lián)的流標(biāo)識符數(shù)據(jù)312和順序碼314通過包括信道標(biāo)識符域和傳輸時間域的其它數(shù)據(jù)316得以增強。該信道標(biāo)識符數(shù)據(jù)用來表示使用哪個傳輸信道對在域312中標(biāo)識的流進行傳輸。傳輸時間數(shù)據(jù)用來標(biāo)識該傳輸?shù)膶嶋H時間。采用這種方式，當(dāng)接收器能夠處理更小數(shù)目的傳輸信道時，實現(xiàn)“信道跳躍”機制，從而接收器的一個或多個信道處理器在所標(biāo)識的時間選擇所標(biāo)識的信道，以從中提取在域312中標(biāo)識的流。
為了減少信道處理器的數(shù)目，在本發(fā)明的一個實施例中，只對接收信道的一個子集進行處理。在這個實施例中，發(fā)射器將內(nèi)容插入到若干傳輸信道，以由接收器進行隨后的處理。類似地，接收器處理每個傳輸信道，以提取所插入的內(nèi)容。例如，在一個實施例中，接收器提供例如兩個信道處理器130，其中每個處理器都能夠處理例如16個所接收的傳輸信道中的任何一個。在這個實施例中，除流標(biāo)識和順序碼信息之外，還提供信道信息和傳輸時刻信息，以允許“信道跳躍”方案。在這個信道跳躍方案中，利用多個傳輸信道提供與單個標(biāo)識流相關(guān)聯(lián)的傳輸數(shù)據(jù)。信道信息和時間信息分別表示哪個信道在提供數(shù)據(jù)和在什么時間那個信道在提供數(shù)據(jù)。
采用這種方式，可以使一個或多個信道處理器在不同的時間處理不同的信道，以選擇性提取與所需的標(biāo)識數(shù)據(jù)流相關(guān)聯(lián)的分組。在某些信道在某些時間不能使用的情況下，本發(fā)明的這個實施例特別有用。因此，當(dāng)將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分配到可用傳輸信道中時，實際信道和分配時間是預(yù)定的，并且該預(yù)定時間和信道分配插入到要傳輸給接收器的數(shù)據(jù)流中。接收器必須以足夠的時間接收該信息，以采用特定的信道處理器在適當(dāng)?shù)臅r間提取所需的數(shù)據(jù)。
圖4是示出適合用于圖1接收器并且根據(jù)本發(fā)明原理的后端處理器的示例性高層方框圖。圖4的后端處理器140從信道處理器1301到130n接收多個傳輸流部分T1到Tn。后端處理器140重新組合適當(dāng)?shù)膫鬏斄鞑糠?或基本流部分)，以產(chǎn)生一個或多個傳輸流。對該一個或多個傳輸流進行進一步的處理，以提取包含在其中的基本流，如視頻流、音頻流、數(shù)據(jù)流和其它流(或基本流)。這些基本流然后連接到適當(dāng)?shù)奶幚韱卧?，如解碼器、數(shù)據(jù)處理器等。因此，后端處理器140接收多個傳輸流部分T1到Tn，并且作為響應(yīng)從中產(chǎn)生一個或多個所提取的數(shù)據(jù)流。
后端處理器140包括處理器144以及用于存儲各種程序146P的存儲器146。處理器144與傳統(tǒng)支持電路148，例如電源供應(yīng)、時鐘電路、緩存存儲器等以及幫助執(zhí)行存儲在存儲器146中的軟件例程的電路一起協(xié)作。同樣地，可以考慮，在硬件(例如，與處理器144協(xié)作的電路)內(nèi)實現(xiàn)在此討論的作為軟件過程的一些過程步驟，以執(zhí)行各種步驟。處理器144還包含形成后端處理器140、信道處理器130和任何基本流處理設(shè)備(未示出)間接口的輸入/輸出(input/output，I/O)電路142。雖然圖4的后端處理器140描述為通過編程執(zhí)行本發(fā)明的各種檢測和處理功能的通用計算機，但是本發(fā)明也可以采用硬件進行實現(xiàn)，例如，應(yīng)用特定集成電路(application specific integrated circuit，ASIC)。同樣地，在此描述的過程步驟可以廣泛地解釋為由軟件、硬件或者兩者的結(jié)合進行等同的執(zhí)行。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明原理的方法的示例性流程圖。具體地說，圖5是示出實現(xiàn)圖1的接收器100的各種功能的方法500的流程圖。注意，步驟505-510示出模擬處理器110的功能；步驟515示出A/D轉(zhuǎn)換器120的功能；步驟525-540示出信道處理器130的功能；并且步驟545示出后端處理器140的功能。
在步驟505，接收包括感興趣傳輸或載波信道的載波頻率區(qū)。在步驟510，對所接收的信道區(qū)進行頻帶限制，以消除所需信道區(qū)之外的頻率。在步驟515，最好使用下抽樣技術(shù)對經(jīng)過頻帶限制的頻率區(qū)進行數(shù)字化。上面已對圖1的A/D轉(zhuǎn)換器120的數(shù)字化功能進行過更詳細的描述。上面已對圖1的模擬處理器110的接收和頻帶限制功能505、510進行過更詳細的描述。
在步驟520，對經(jīng)過數(shù)字化和頻帶限制的信道區(qū)內(nèi)的每個感興趣信道進行反向旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生各個經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的提供感興趣信道的流。在步驟525，對每個經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的流進行濾波，以消除其它信道的信道能量(即，與不由特定信道處理器130進行處理的信道相關(guān)聯(lián)的信道能量)。在步驟530，對每個經(jīng)過濾波和反向旋轉(zhuǎn)的流進行抽取，以刪除過剩抽樣。在步驟535，對每個經(jīng)過抽取的流進行解調(diào)，以恢復(fù)各個載波傳輸流。如前面所述，載波傳輸流包括每個分組或分組集合的流標(biāo)識符和順序碼標(biāo)記，用來形成例如MPEG傳輸流。可選地，傳輸流包括信道標(biāo)識和傳輸時間數(shù)據(jù)。上面對圖1的接收器100的信道處理器130的描述中，對步驟520-540的功能進行過更詳細的討論。
在步驟540，從載波傳輸流中提取多個傳輸流部分。在步驟545，這些傳輸流部分使用流ID和順序碼信息組合為完整的傳輸流。經(jīng)過組合的傳輸流然后由視頻解碼器、音頻解碼器、數(shù)據(jù)處理器或其它基本流處理電路以標(biāo)準(zhǔn)方式進行處理。
在本發(fā)明的一個實施例中，只對接收信道的一個子集進行處理。也就是，為降低圖1接收器100的成本和復(fù)雜度，使用兩個或多個信道處理器130。然而，實際使用的信道處理器130數(shù)目小于在A/D轉(zhuǎn)換器120的輸出信號S3內(nèi)提供的信道數(shù)目。在這個實施例中，使用信道標(biāo)識符和信道傳輸時間信息，使至少一個信道處理器130在不同的時間選擇處理不同的信道。采用這種方式，使所選的至少一個信道處理器在不同的信道之間進行“跳躍”，從而可以使用小于信道處理器的全數(shù)來提取重構(gòu)初始比特流所需的所有數(shù)據(jù)。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明原理執(zhí)行的示例性分組流處理的圖形表示。具體地說，額定傳輸信道分組流610被示出包括夾有多個空分組N的多個數(shù)據(jù)分組D1。根據(jù)本發(fā)明進行處理之后，額定傳輸流610的空分組N用來自多個插入流的分組進行替換。具體地說，經(jīng)過修改的流620被示出包括夾有來自各個比特流的插入數(shù)據(jù)分組X1和X2的初始數(shù)據(jù)分組D1。采用這種方式，一旦傳輸經(jīng)過修改的流620，就不會由于傳輸空分組而浪費帶寬。
在接收器，作為數(shù)據(jù)流630提取主要信道數(shù)據(jù)分組D1，作為數(shù)據(jù)流640提取第一插入流分組X1，并且作為數(shù)據(jù)流650提取第二插入流分組X2。注意，插入到流中的每個分組X遵循上面結(jié)合圖1到5所討論的分組結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明原理的一種適合用在系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)射器中的方法、裝置和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在同時提交的美國專利申請(代理事務(wù)所號PU010164)中公開。在那個公開內(nèi)容中，提供一種裝置和方法，其中，包含多個數(shù)據(jù)分組結(jié)構(gòu)的要傳輸給接收器的數(shù)據(jù)流封裝在適用于傳輸介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分組結(jié)構(gòu)內(nèi)。如上所述，包含在封裝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效荷載部分內(nèi)的每個分組或分組集合與一個流標(biāo)識和順序碼相關(guān)聯(lián)。在一個實施例中，經(jīng)過改造的網(wǎng)絡(luò)分組結(jié)構(gòu)頭部分包括用于存儲該信息的流標(biāo)識符域和順序碼域。在一個實施例中，經(jīng)過進一步改造的網(wǎng)絡(luò)分組結(jié)構(gòu)頭部分包括信道標(biāo)識符域和傳輸時間域，這兩個域用于標(biāo)識哪個傳輸信道將攜帶所需數(shù)據(jù)和在什么時間攜帶所需數(shù)據(jù)。在另一實施例中，這些域插入到要進行傳輸?shù)牡讓臃纸M(即，要進行封裝的分組)的頭部分中。另外還公開多個傳輸信道帶寬監(jiān)控和使用裝置和方法，從而可以通過例如插入數(shù)據(jù)流內(nèi)的數(shù)據(jù)分組代替空分組，使用多個信道將待傳輸?shù)膯蝹€數(shù)據(jù)流傳送給接收器。空分組一般在不能獲得要進行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時插入到數(shù)據(jù)流信道內(nèi)。在上面引用的美國專利申請中對空分組的處理有更詳細的討論。
本發(fā)明的接收器通過同時處理多個接收信道并且從中提取完整比特流的各個部分，允許更高效地利用要進行處理的每個信道的可用帶寬。
最好，根據(jù)本發(fā)明原理的接收器消除在直接轉(zhuǎn)換接收器中的典型模擬轉(zhuǎn)換階段。具體地說，避免模擬混頻器和振蕩器。前面方案將單個信道(例如，與由單個應(yīng)答器提供的一個右手或左手環(huán)向極化信道相關(guān)聯(lián)的頻率)轉(zhuǎn)換到基帶。
本發(fā)明不僅提供向下轉(zhuǎn)換或接收一個信道的能力，而且同時接收N個信道。所有N個經(jīng)過向下轉(zhuǎn)換的信道包括在一個數(shù)字比特流內(nèi)，對該比特數(shù)據(jù)流進行數(shù)字處理，以并行恢復(fù)N個原始應(yīng)答器信道中的任何一個。在模擬系統(tǒng)中，這種能力需要使用N個模擬調(diào)諧器，選擇N個模擬信號以作隨后的處理。由于隨后處理的N個模擬調(diào)諧器對由于這種信號的功率域處理而不能進行分裂的RF信號進行操作，因此N個模擬調(diào)諧器將綁在一起。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，多個信道的直接轉(zhuǎn)換處理同時避免這種高成本的調(diào)諧和處理方案。
盡管在此對包含在本發(fā)明內(nèi)容中的各個實施例進行過詳細的描述，但本發(fā)明的技術(shù)人員可以容易地設(shè)計仍包含本發(fā)明內(nèi)容的很多其它變體實施例。
權(quán)利要求
1.一種方法，其特征在于將多個載波信號直接轉(zhuǎn)換(515)為一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流(52)；同時從所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流中提取(535)由至少兩個載波信號攜帶的數(shù)據(jù)；以及組合(545)從所述至少兩個載波信號中提取的至少多個數(shù)據(jù)部分，以形成完整比特流，所述所提取的數(shù)據(jù)具有與之相關(guān)聯(lián)的流標(biāo)識符和順序碼信息，它們分別用于標(biāo)識對應(yīng)于所提取數(shù)據(jù)的完整比特流和確定所提取數(shù)據(jù)在完整比特流內(nèi)的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述完整比特流包括傳輸流，所述方法的特征進一步在于選擇(640；650)流標(biāo)識符(312)對應(yīng)于所述完整比特流的所提取數(shù)據(jù)內(nèi)的那些傳輸分組；以及根據(jù)各個順序碼(314)排列所選分組，以形成所述完整比特流。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所提取的數(shù)據(jù)包括多個根據(jù)第一傳輸格式的傳輸流分組，并且完整比特流包括一個具有第一傳輸格式的傳輸流分組。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所提取的數(shù)據(jù)包括多個根據(jù)第一傳輸格式的傳輸流分組，并且完整比特流包括一個具有第二傳輸格式(300)的傳輸流。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在根據(jù)所述第二傳輸格式的傳輸流分組的有效荷載部分(320)內(nèi)攜帶根據(jù)所述第一傳輸流格式的傳輸流分組。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述流標(biāo)識符和所述順序碼存儲在根據(jù)所述第一格式的所述傳輸流分組的頭部分(310)中。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述直接轉(zhuǎn)換步驟包括對接收信號進行頻帶限制(510)，以通過所述多個載波信號；以及將經(jīng)過頻帶限制的接收信號轉(zhuǎn)換(515)為數(shù)字信號。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述同時提取步驟包括同時對經(jīng)過數(shù)字化的多個載波信號中的每個信號進行反向旋轉(zhuǎn)(520)，以產(chǎn)生各個經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的載波信號；以及同時對至少兩個經(jīng)過濾波的載波信號中的每個信號進行解調(diào)(535)，以從中提取各個數(shù)據(jù)攜帶流。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述同時提取步驟進一步包括同時對經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的載波信號中的每個信號進行濾波(525)，以減小非信道頻譜能量；以及同時對經(jīng)過濾波的信號中的每個信號進行抽取(530)，以減小數(shù)據(jù)代表性抽樣數(shù)目。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一些所述提取數(shù)據(jù)具有與之相關(guān)聯(lián)的信道標(biāo)識和傳輸時間信息(316)，它們分別用于表示所述多個載波信號中的哪個信號將攜帶所述完整比特流部分，和將攜帶所述部分的時間。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述同時提取步驟進一步包括標(biāo)識具有對應(yīng)于所需完整比特流的數(shù)據(jù)的載波信號；以及對所述所標(biāo)識的載波信號進行處理，以提取對應(yīng)于所述所需完整比特流的所述數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述同時提取步驟進一步包括確定所述所標(biāo)識的載波信號將包括對應(yīng)于所述所需完整比特流的所述數(shù)據(jù)的時間，在所述所確定的時間，對所述所標(biāo)識的載波信號進行處理。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，一些所述提取數(shù)據(jù)具有與之相關(guān)聯(lián)的信道標(biāo)識信息，該信息用于表示所述多個載波信號中的哪個信號將攜帶對應(yīng)于所述所需完整比特流的所述數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述所提取的數(shù)據(jù)既與所述信道標(biāo)識信息相關(guān)聯(lián)，又與傳輸時間信息相關(guān)聯(lián)，該信息用于表示所述所標(biāo)識的載波信號將包括對應(yīng)于所述所需完整比特流的所述數(shù)據(jù)的時間。
15.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第一格式的一些所述傳輸流分組在所述頭部分內(nèi)存儲有信道標(biāo)識和傳輸時間信息，它們分別用于表示所述多個載波信號中的哪個信號攜帶所述完整比特流部分，和將攜帶所述部分的時間。
16.一種方法，其特征在于對接收信號進行頻帶限制(510)，以通過多個載波信號，所述載波信號中的每個信號在其上并且在一個信道帶寬內(nèi)調(diào)制有各個數(shù)據(jù)攜帶流；將經(jīng)過頻帶限制的接收信號轉(zhuǎn)換(515)為數(shù)字信號；同時對經(jīng)過數(shù)字化的載波信號中的每個信號進行反向旋轉(zhuǎn)(520)，以產(chǎn)生各個經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的載波信號；同時對至少兩個經(jīng)過濾波的載波信號中的每個信號進行解調(diào)(535)，以從中提取各個數(shù)據(jù)攜帶流；以及將來自至少兩個數(shù)據(jù)攜帶流的數(shù)據(jù)組合(545)為一個結(jié)果數(shù)據(jù)流，所述至少兩個數(shù)據(jù)攜帶流包括所述結(jié)果數(shù)據(jù)流的各個部分。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征進一步在于同時對經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的載波信號中的每個信號進行濾波(530)，以減小非信道頻譜能量；以及同時對經(jīng)過濾波的信號中的每個信號進行抽取(530)，以減小代表每個數(shù)據(jù)攜帶流的抽樣數(shù)目。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述結(jié)果比特流包括一個傳輸流，所述方法的特征進一步在于標(biāo)識流標(biāo)識符(312)對應(yīng)于所述結(jié)果流的所述第一和第二數(shù)據(jù)攜帶流內(nèi)的那些傳輸分組；以及根據(jù)與所述所標(biāo)識的分組相關(guān)聯(lián)的各個順序碼(314)，排列所標(biāo)識的分組，以形成所述結(jié)果比特流。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，每個所述經(jīng)過同時調(diào)制的數(shù)據(jù)攜帶流是根據(jù)第一傳輸格式的傳輸流，并且所述結(jié)果數(shù)據(jù)攜帶流是根據(jù)第二傳輸格式(300)的傳輸流。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)攜帶流包括根據(jù)第一傳輸格式的傳輸流，并且結(jié)果數(shù)據(jù)流包括具有所述第一傳輸格式的傳輸流。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)攜帶流包括根據(jù)第一傳輸格式的傳輸流，并且結(jié)果數(shù)據(jù)流包括具有第二傳輸格式的傳輸流。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，在根據(jù)所述第二傳輸格式的數(shù)據(jù)分組的有效荷載部分(320)內(nèi)攜帶根據(jù)所述第二傳輸流格式的數(shù)據(jù)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第二格式的每個所述數(shù)據(jù)分組在頭部分中包括用于在各自有效荷載部分內(nèi)攜帶的數(shù)據(jù)的流標(biāo)識符和順序碼。
24.一種方法，其特征在于對接收信號進行頻帶限制(510)，以主要通過占據(jù)從第一頻率f1到第二頻率f2的頻譜區(qū)域的那些頻率；使用抽樣率為fS的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對經(jīng)過頻帶限制的信號進行轉(zhuǎn)換(515)，以從中產(chǎn)生一個數(shù)字信號，所述抽樣率fS大于f2；同時對所述數(shù)字信號內(nèi)的多個攜帶數(shù)據(jù)信號中的每個信號進行反向旋轉(zhuǎn)(520)，以產(chǎn)生各個經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的信號；同時對經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的各個載波信號中的每個信號進行濾波(530)，以消除各個所定義信道之外的信道能量；同時對經(jīng)過濾波和反向旋轉(zhuǎn)的信號中的每個信號進行抽取(530)，以減小代表每個攜帶數(shù)據(jù)信號的抽樣數(shù)目；同時對至少兩個經(jīng)過濾波的載波信號中的每個信號進行解調(diào)(535)，以從中提取各個攜帶數(shù)據(jù)信號；以及將至少兩個經(jīng)過抽取而產(chǎn)生的攜帶數(shù)據(jù)信號中的至少各個部分組合(545)為單個數(shù)據(jù)信號。
25.一種裝置，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(120)，用于將多個載波信號直接轉(zhuǎn)換為一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流；多個信道處理器(130)，用于同時從所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流中提取由各個載波信號攜帶的數(shù)據(jù)；以及處理器(140)，用于組合從至少兩個載波信號中提取的至少多個所述數(shù)據(jù)部分，以產(chǎn)生完整比特流，所述所提取的數(shù)據(jù)具有與之相關(guān)聯(lián)的流標(biāo)識符(312)和順序碼(314)信息，它們分別用于確定所述數(shù)據(jù)對應(yīng)的完整比特流和所述數(shù)據(jù)在完整比特流內(nèi)的順序。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述信道處理器中的每個均包括反向旋轉(zhuǎn)器(132)，用于對各自的經(jīng)過數(shù)字化的載波信號(53)進行反向旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生各自的經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的載波信號；以及解調(diào)器(136)，用于對所述各自的經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的載波信號進行解調(diào)，以從中提取一個數(shù)據(jù)流。
27.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述信道處理器中的每個均包括濾波器(134)，用于對各自的經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)的信號進行濾波，以消除各自定義的信道之外的信道能量；以及抽取器(134)，用于對各自的經(jīng)過濾波和反向旋轉(zhuǎn)的信號進行抽取，以減小代表各自數(shù)據(jù)的抽樣數(shù)目。
28.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征進一步在于頻帶限制器(110)，主要只通過多個載波信號和在其上進行調(diào)制的各個數(shù)據(jù)；其特征在于所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器使用低于多個數(shù)據(jù)信道內(nèi)感興趣頻率最大值兩倍的抽樣率(FS)。
29.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征進一步在于多個載波信號大體遵循由應(yīng)答器提供的信道共同極化組(RHCP；LHCP)。
全文摘要
用于接收多個傳輸信道流中的每個流的裝置(100)和方法(500)，其中，至少一個比特流包含在兩個所述傳輸信道流內(nèi)，所述比特流包括具有與之相關(guān)聯(lián)的流標(biāo)識(312)和順序(314)碼的多個分組，所述接收器使用所述流標(biāo)識和順序碼重新形成所述初始比特流。
文檔編號H04L5/06GK1407737SQ0214186
公開日2003年4月2日 申請日期2002年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月30日
發(fā)明者邁克爾·A·帕格爾 申請人:湯姆森特許公司