用于qam數(shù)據(jù)信號(hào)的增強(qiáng)式解碼和解映射方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)實(shí)施例一般設(shè)及QAM數(shù)據(jù)信號(hào)，并尤其設(shè)及在多級(jí)中解映射QAM數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0002] 巧關(guān)巧術(shù)背景
[0003] 正交振幅調(diào)制（QAM)是一種特定類(lèi)型的調(diào)制方案，其可被用于通過(guò)調(diào)制載波信號(hào) 來(lái)發(fā)射數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。QAM"碼元"基于在特定碼元周期期間接收到的QAM信號(hào)的振幅和相位被 映射到二進(jìn)制數(shù)據(jù)位。QAM碼元的映射和解映射一般使用"星座"來(lái)執(zhí)行，其中星座上的每 一點(diǎn)代表QAM碼元（例如，對(duì)應(yīng)于一組振幅和相位信息）和二進(jìn)制位碼型（例如，對(duì)應(yīng)于一 組標(biāo)記位）二者。由此，星座可被用W將二進(jìn)制數(shù)據(jù)位映射到要發(fā)射的QAM碼元，也被用W 恢復(fù)（例如，解映射）來(lái)自接收到的QAM碼元的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。例如，M-QAM星座可被用W將 M個(gè)碼元映射到M個(gè)位碼型，其中每個(gè)位碼型包括L=Iogz(M)個(gè)標(biāo)記位。
[0004] QAM通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率直接隨著QAM星座大小改變。例如，增加星座點(diǎn)的數(shù)目（M) 也增加了可在碼元周期期間傳達(dá)的數(shù)據(jù)位的數(shù)目（L)(例如，L=log2(M))。因?yàn)樾亲兊?被更密集地填充，所W星座點(diǎn)之間的距離（例如，"歐幾里得距離"）變得更小。運(yùn)減小了在 使用該星座來(lái)恢復(fù)來(lái)自接收到的QAM信號(hào)的數(shù)據(jù)位時(shí)系統(tǒng)能容忍的誤差的余裕。進(jìn)一步， 因?yàn)閭鬏斝诺篮徒邮招诺乐写嬖阼Υ?，接收到的信?hào)可能崎變（例如，在形狀上）。運(yùn)可能 引起接收到的信號(hào)中的位差錯(cuò)。 陽(yáng)00引避述
[0006] 提供本概述W便W簡(jiǎn)化形式介紹將在W下的詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概念。 本概述并非旨在標(biāo)識(shí)出要求保護(hù)的主題內(nèi)容的關(guān)鍵特征或必要特征，亦非旨在限定要求保 護(hù)的主題內(nèi)容的范圍。
[0007] 公開(kāi)了可幫助進(jìn)行對(duì)經(jīng)調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)恢復(fù)的設(shè)備和操作方法。更具體地， 該設(shè)備可對(duì)應(yīng)于用于接收正交振幅調(diào)制（QAM)數(shù)據(jù)信號(hào)的接收機(jī)電路。對(duì)于一些實(shí)施例， 該接收機(jī)電路可包括第一解映射器電路，其用W通過(guò)計(jì)算接收到的QAM碼元和多個(gè)可能星 座點(diǎn)中的每一個(gè)星座點(diǎn)之間的多個(gè)距離來(lái)從該QAM數(shù)據(jù)信號(hào)恢復(fù)一組經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)位；W 及第二解映射器電路，其用W至少部分基于由第一解映射器電路計(jì)算出的該多個(gè)距離來(lái)為 接收到的QAM碼元生成一組非經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)位。該設(shè)備還可包括解碼器電路W解碼由第一 解映射器電路恢復(fù)的該組經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)位。第二解映射電路由此可基于此解碼的結(jié)果來(lái)標(biāo) 識(shí)該多個(gè)可能星座點(diǎn)的子集，并且選擇與該多個(gè)距離中最短距離相關(guān)聯(lián)的星座點(diǎn)。
[0008] 對(duì)于一些實(shí)施例，該組經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)位可對(duì)應(yīng)于低密度奇偶校驗(yàn)（LDPC)碼字。解 碼的結(jié)果可包括代表接收到的QAM碼元的諸最低有效位化SB)的一組信息位和一組奇偶校 驗(yàn)位。第二解映射器電路可由此通過(guò)標(biāo)識(shí)包括運(yùn)些LSB的星座點(diǎn)來(lái)標(biāo)識(shí)該可能星座點(diǎn)的子 集。相應(yīng)地，該組非經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)位可對(duì)應(yīng)于選定的星座點(diǎn)的諸最大有效位（MSB)。
[0009] 對(duì)于一些實(shí)施例，第二解映射器電路可選擇性地可操作在第一模式或第二模式 中，其中：當(dāng)操作在第一模式中時(shí)，第二解映射器電路被配置成與第一解映射器電路恢復(fù)該 組經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)位并發(fā)地恢復(fù)該組非經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)位；并且當(dāng)操作在第二模式中時(shí)，第二 解映射器電路配置成在接收關(guān)于由第一解映射器電路計(jì)算出的該多個(gè)距離的信息之后生 成該組非經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)位。該接收機(jī)電路還可包括檢測(cè)QAM數(shù)據(jù)信號(hào)中的噪聲的噪聲檢測(cè) 器。該噪聲檢測(cè)器可配置成基于所檢測(cè)到的噪聲來(lái)選擇第一操作模式抑或第二操作模式。
[0010] 在多級(jí)中執(zhí)行對(duì)接收到的QAM碼元的數(shù)據(jù)恢復(fù)可改善接收機(jī)電路的總體精確度， 例如，因?yàn)镼AM碼元的諸LSB的原始估計(jì)（例如，由第一解映射器電路作出）中的任何差錯(cuò) 都可被LDPC解碼器校正。對(duì)諸LSB的改善的估計(jì)可接著被反饋到第二解映射器中。進(jìn)一 步，選擇性地在第一模式或第二模式中操作第二解映射器電路（即，使用來(lái)自解碼器的反 饋）可使得接收機(jī)能在噪聲電平低時(shí)執(zhí)行對(duì)QAM信號(hào)更高效的解映射和/或當(dāng)噪聲電平高 (并且由此差錯(cuò)的可容忍余裕低）時(shí)對(duì)QAM信號(hào)執(zhí)行更精確的解映射。
[0011] 附圖簡(jiǎn)沐
[0012] 本發(fā)明各實(shí)施例是作為示例來(lái)解說(shuō)的，且不旨在受附圖中各圖的限定，其中：
[0013] 圖1解說(shuō)了根據(jù)一些實(shí)施例的通信系統(tǒng)；
[0014]圖2解說(shuō)了根據(jù)一些實(shí)施例的具有多級(jí)QAM映射電路系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)的框圖；
[0015] 圖3解說(shuō)了根據(jù)一些實(shí)施例的具有多級(jí)QAM解映射電路系統(tǒng)的接收機(jī)的框圖；
[0016]圖4解說(shuō)了根據(jù)其他實(shí)施例的具有多級(jí)QAM解映射電路系統(tǒng)的接收機(jī)的框圖；
[0017] 圖5A-5B解說(shuō)了根據(jù)一些實(shí)施例的可被用于將接收到的QAM碼元映射到標(biāo)記位的 示例性QAM星座。
[001引圖6解說(shuō)了根據(jù)一些實(shí)施例的具有多級(jí)QAM解映射電路系統(tǒng)（其可在多種模式中 操作）的接收機(jī)的框圖；
[0019] 圖7解說(shuō)了根據(jù)其他實(shí)施例的具有多級(jí)QAM解映射電路系統(tǒng)（其可在多種模式中 操作）的接收機(jī)的框圖；
[0020] 圖8是根據(jù)一些實(shí)施例的描繪多級(jí)QAM解映射操作的解說(shuō)性流程圖；W及
[0021] 圖9是根據(jù)一些實(shí)施例的接收機(jī)的框圖。 陽(yáng)0。] 詳細(xì)描沐
[0023]在W下描述中，闡述了眾多具體細(xì)節(jié)（諸如具體組件、電路、和過(guò)程的示例），W提 供對(duì)本公開(kāi)的透徹理解。同樣，在W下描述中并且出于解釋目的，闡述了具體的命名W提供 對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例的透徹理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，可W不需要運(yùn)些具 體細(xì)節(jié)就能實(shí)踐本發(fā)明各實(shí)施例。在其他實(shí)例中，W框圖形式示出公知的電路和設(shè)備W避 免混淆本公開(kāi)。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)"禪合"意指直接連接到、或通過(guò)一個(gè)或多個(gè)居間組 件或電路來(lái)連接。本文所描述的各種總線(xiàn)上所提供的任何信號(hào)可W與其他信號(hào)進(jìn)行時(shí)間復(fù) 用并且在一條或多條共用總線(xiàn)上提供。另外，各電路元件或軟件塊之間的互連可被示為總 線(xiàn)或單信號(hào)線(xiàn)。每條總線(xiàn)可替換地是單信號(hào)線(xiàn)，而每條單信號(hào)線(xiàn)可替換地是總線(xiàn)，并且單線(xiàn) 或總線(xiàn)可表示用于各組件之間的通信的大量物理或邏輯機(jī)制中的任一個(gè)或多個(gè)。本發(fā)明各 實(shí)施例不應(yīng)被解釋為限于本文描述的具體示例，而是在其范圍內(nèi)包括由所附權(quán)利要求所限 定的所有實(shí)施例。
[0024] 圖1解說(shuō)了根據(jù)一些實(shí)施例的通信系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括發(fā)射機(jī)102、接收機(jī)104 和信道106。發(fā)射機(jī)102將經(jīng)調(diào)制（例如，QAM)的信號(hào)發(fā)射到信道106上，并且接收機(jī)104 從信道106接收該信號(hào)。發(fā)射機(jī)102和接收機(jī)104可W是，例如，計(jì)算機(jī)、開(kāi)關(guān)、路由器、集 線(xiàn)器、網(wǎng)關(guān)和/或類(lèi)似設(shè)備。對(duì)于一些實(shí)施例，信道106可W是有線(xiàn)鏈路（例如，同軸電纜、 光纖線(xiàn)、雙絞電纜等）。例如，通信系統(tǒng)100可對(duì)應(yīng)于電纜網(wǎng)絡(luò)、電話(huà)網(wǎng)絡(luò)、或者任何類(lèi)型的 合適的連接網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于其他實(shí)施例，信道106可W是無(wú)線(xiàn)的。
[00巧]通信系統(tǒng)100中的各種組件的瑕疵可W成為信號(hào)損害W及由此的信號(hào)降級(jí)的來(lái) 源。例如，發(fā)射機(jī)102和/或接收機(jī)104中的I/Q失配可能引起信號(hào)損害。信道106中的 瑕疵可能引入信道崎變，其可包括線(xiàn)性崎變、多徑效應(yīng)和/或加性高斯白噪聲（AWGN)。接收 機(jī)104中的載波頻率偏移（其因接收機(jī)104中的本機(jī)振蕩器的頻率不同于發(fā)射機(jī)102中的 對(duì)應(yīng)本機(jī)振蕩器的頻率不同而導(dǎo)致）可引起附加的信號(hào)損害。
[00%] 為了對(duì)抗?jié)撛诘男盘?hào)降級(jí)，發(fā)射機(jī)102和接收機(jī)104可分別包括數(shù)據(jù)編碼器和解 碼器。特別地，發(fā)射機(jī)102可將傳出數(shù)據(jù)的至少一部分編碼W產(chǎn)生可由接收機(jī)104后續(xù)解 碼W恢復(fù)原始數(shù)據(jù)（即，信息位）的碼字。數(shù)據(jù)編碼一般設(shè)及將更多數(shù)據(jù)（例如，奇偶校驗(yàn) 位）添加到要發(fā)射的信息位，運(yùn)在實(shí)效上減小了在發(fā)射機(jī)102與接收機(jī)104之間通信的數(shù) 據(jù)率。由此，對(duì)于一些實(shí)施例，發(fā)射機(jī)102僅編碼要發(fā)射的全部信息位的一子集。接收機(jī) 104解調(diào)（例如，解映射）接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)并且解碼接收到的數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼部分。對(duì)于一 些實(shí)施例，接收機(jī)104可使用來(lái)自解碼的反饋來(lái)驗(yàn)證和/或校正經(jīng)解調(diào)的數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，接 收機(jī)104可W在多級(jí)中解調(diào)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0027] 圖2解說(shuō)了根據(jù)一些實(shí)施例的發(fā)射機(jī)200的框圖。發(fā)射機(jī)200包括低密度奇偶 校驗(yàn)（LDPC)編碼器210、一組串-并（S/巧轉(zhuǎn)換器模塊220 (1)-220 (2)化及M-QAM映射器 230。發(fā)射機(jī)200被禪合W接收要發(fā)射（例如，去往接收設(shè)備）的Q個(gè)信息位并且發(fā)射代表 了運(yùn)些信息位的QAM數(shù)據(jù)信號(hào)。具體地，每個(gè)QAM數(shù)據(jù)信號(hào)可對(duì)應(yīng)于映射到特定的標(biāo)記位 序列的QAM碼元。
[0028] 運(yùn)Q個(gè)信息位由分路器202劃分為兩個(gè)數(shù)據(jù)子集（即，一個(gè)子集包含K個(gè)信息位， 而另一個(gè)子集包含Q-K個(gè)信息位）。運(yùn)K個(gè)信息位被提供給LDPC編碼器210,該LDPC編碼 器210將運(yùn)K個(gè)信息位編碼為N位碼字（即，LDPC編碼器210具有K/N的編碼率）。相應(yīng) 地，由LDPC編碼器210生成的每個(gè)碼字包括運(yùn)K個(gè)信息化也包括可在由接收機(jī)（例如，如 W下所更詳細(xì)地描述的）解碼時(shí)被用W驗(yàn)證和/或校正原始的K個(gè)信息位的N-K個(gè)奇偶校 驗(yàn)位，藉此增加所發(fā)射的數(shù)據(jù)的穩(wěn)健性。如W上所討論的，編碼更多的信息位在實(shí)效上減小 了通信的總體數(shù)據(jù)率。由此，對(duì)于一些實(shí)施例，LDPC編碼器210僅編碼（原始Q個(gè)信息位 中的）會(huì)被映射到對(duì)應(yīng)QAM星座的諸最低有效位化SB)的K個(gè)信息位。（原始的Q個(gè)信息 位中的）將會(huì)被映射到QAM星座的諸最高有效位（MSB)的剩余的Q-K個(gè)信息位被保持非經(jīng) 編碼。
[0029]S/P模塊220 (1)和220 (2)將運(yùn)N個(gè)經(jīng)編碼位和Q-K個(gè)非編碼位分別從串行形式 轉(zhuǎn)換為并行形式。具體地，第一S/P模塊220(1)從LDPC編碼器210串行接收運(yùn)N個(gè)編碼 化并且并行輸出一組或多組1個(gè)標(biāo)記位Ce-Ci1。類(lèi)似地，第二S/P模塊220似串行接收 Q-K個(gè)非經(jīng)編碼位，并且并行輸出一組或多組L-I個(gè)標(biāo)記位Ci-Cu。
[0030] M