[发明专利]具有基带导频注入载波(BPIC)调制/解调以及帧恢复的通信系统及相关方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统领域，更具体地说，涉及信号调制/解调技术和相关方法。

背景技术

卫星通信系统的提供方和用户重点关注的是如何使系统资源的使用最大化。特别地，转发器带宽和有效各向同性辐射功率(EIRP)两者都重要，因为通过转发器发送的每个信号采用这两者各自的某一部分。由于卫星资源费用高昂，对于卫星功率是稀有资源的情况来说，使每个信号所需的功率数量降至最小可通过转发器发送更多的信号，从而降低租用费。一种备选应用是对于相同的转发器功率，减小接收器天线的孔径大小。现有的某些成本相对较低的使用小孔径天线的系统往往是功率受限的，因为它们具有低的G/T值，于是，卫星要求更大的功率。

在转让给本受让人，从而在此整体引为参考的Cobb等的美国专利No.6606357中公开一种特别有利的、在这样的通信系统中提供增强的功率和带宽利用的方法。该专利公开一种在波形，比如QAM或者M-ary相移键控(MPSK)波形(例如，BPSK、QPSK、8PSK等)中注入规定量的载波能量的技术。与非线性再生相反，该基带导频注入载波(BPIC)分量允许在接收器检测和还原该载波。

BPIC调制方法还非常适合于利用现代的前向纠错(FEC)编码方案，比如特播码的增强性能来显著降低为实现较低误码率而需要的信号功率。即，结合高级编码技术，利用规定的BPIC波形使卫星转发器上的小终端用户的数目可被加倍，从而有效地使用户租用费减半。相反，BPIC波形还便于使用较小的天线提供更高的布置灵活性和/或移动性。

尽管BPIC调制方法优点相当多，不过，在某些应用中为了进一步降低与之相关的开销，同时仍然显著地节约功率，可能还期望其它的技术。

发明内容

鉴于上述背景，于是，本发明的一个目的是提供一种具有增强的基带导频注入载波(BPIC)调制/解调特征的通信系统及相关方法。

按照本发明的这一及其它目的、特征和优点是由包括根据输入数据传送调制信号的传送设备，以及从所述传送设备接收所述调制信号的接收设备的通信系统实现的。更具体地说，所述传送设备可包括调制器；BPIC发生器，用于产生BPIC数据；成帧器，用于交织BPIC数据和所述输入数据，以定义输入到所述调制器的数据帧。而且，所述接收设备可包括解调器，帧恢复器以及BPIC检测器，所述BPIC检测器与所述解调器合作，基于所述BPIC数据解调来自所述传送设备的调制信号，并且与所述帧恢复器合作，基于所述BPIC数据恢复所述数据帧。

例如，所述成帧器可在整数倍的帧周期，交织重复的BPIC数据模式与所述输入数据。而且，所述解调器可包括锁相环(PLL)。再者，所述成帧器还包括前向纠错(FEC)码发生器，用于对所述输入数据编码。例如，所述FEC码发生器可以是特播码发生器。

所述调制器可以是M-ary相移键控(MPSK)调制器，诸如BPSK、QPSK、8PSK等调制器，以及正交幅度调制(QAM)调制器。此外，成帧器可以在其间交织BPIC数据和相同的数据部分。

本发明的通信方法方面可包括生成基带注入导频载波(BPIC)数据，交织BPIC数据和输入数据，以定义数据帧，以及调制所述数据帧，以生成调制信号，并且传送所述调制信号。所述方法还可以包括接收所述调制信号，并且基于所述BPIC数据解调所述调制信号，以及基于所述BPIC数据恢复所述数据帧。

附图说明

图1是根据本发明的通信系统的示意方框图，所述通信系统基于第一和第二调制类型，利用BPIC和输入数据的选择性调制；

图2是用于更加详细地示例说明图1的通信系统的传送设备的示意方框图；

图3是用于更加详细地示例说明图1的通信系统的接收设备的示意方框图；

图4是示例说明根据本发明的BPIC通信方法的流程图；

图5是示例说明由不同阶的信号再生过程引起的噪声效应的信号损失-信噪比(Es/No)的示意图；

图6是现有技术的解调器跟踪环的示意方框图；

图7是在各种多普勒速率条件下，比较现有QPSK调制和基于BPIC的QPSK调制的数据速率-Es/No的示意图；

图8是更加详细地示例说明图7的基于BPIC的QPSK调制曲线的一部分的示意图；

图9是根据本发明的通信系统的示意方框图，其中所述通信系统利用用于数据帧重构的BPIC数据；

图10是更加详细地示例说明图9的通信系统的传送设备的示意方框图；