[发明专利]接收机代码率交换设备

说明书

本发明涉及数字卫星通讯系统领域，更具体地说，涉及此类系统接收机中的纠错设备。

目前，卫星可以接收来自发射机的代表音频、视频或数据信息的信号。卫星将该信号放大并通过通信信道在特定频率和带宽下传送给接收机。由于通信信道因信道本身的内部噪声和某些外部信号源而易于出错，故要求纠错。一种减少或消除错误的技术是前向纠错(FEC)。该技术随原始信息一起发送一定数量的附加信息。当出错时，该接收机在不与该发射机进一步通信的情况下用该附加信息来定位并纠正错误。

两种广泛使用的前向纠错系统应用卷积编码和分组编码。卷积编码对串行和连续传送给编码器的连续数据流起作用。卷积编码器，分析当前数据和一定量的在先数据。该编码器将纠错数据加到当前数据上，从而产生新的数据信号。然后该系统以更高速率输出连续的新数据流，不是较多的数据被更快发送，就是较多的数据持续更长的时间周期。该接收机适宜于分析用由发射机使用的卷积误码方法编码的信号。

诸如Reed.Solomon代码的分组式编码用特定的算法对带有附加纠错数据的信号进行编码。在Reed.Solomon编码器中，一般将数据分为大小合适的相等尺寸的单元或块。使用Reed-Solomon算法，这些块具有以由数据本身决定的某种方式加入的数据。这个过程产生了一个可能与原始数据类似，也可能不类似的稍大尺寸的新块，然而，即使在该数据中已产生错误，熟悉该所用编码方案的接收机仍可分析这新的数据块并提取出原始数据。

每种误编码都有基于进入编码器的位数被除以舍去数的相关码率。这样如果750位数据进入，加入250位纠错码，输出1000位(750+250)，码率说成是3/4(750/1000)码率，该设备被认为以3/4纠错编码率运行。有时称其为以3/4速率的前向纠错。

尽管执行相反的操作，这些同样的速率指示由解码器使用的误解码率。例如，输入1000位数据，其中250位是纠错码，剩余的750位是数据。将这250位纠错码从数据信号中除去并用来检测和校正该数据信号中的错误。输出剩余的750位数据。该解码器被认为以3/4纠错解码率运行。

被编码进入数据信号的纠错信息量部分取决于卫星的操作。例如，卫星广播系统可以两种功率模式(低和高)进行操作。在高功率时，卫星收发的信号较强。结果，改善、接收信号的质量，需要较少的纠错编码就能得到所需数据质量。例如，在高功率时，发射数据可能近似25％为纠错数据、和75％为有用数据。类似地，当卫星以低功率操作时，收发信号较弱。因此需要更多的纠错数据以获得所需数据质量。例如，在低功率时，发射的数据中近40％是纠错数据，约60％是有用数据。

一种理想的纠错编码率将使所发射的有用数据最多，而纠错数据最少。如果在所发射的信号中包括的纠错数据不足，则接收机就会因任何原因而不能可靠接收信号。如果包含的纠错数据过量，则信号将被正确接收，但可获得的有效数据占输出信号的百分率比纠错数据与卫星的发射功率匹配情况时要小。

根据本发明原理，在此认可的是：最好使纠错编码率与卫星的不同功率级相匹配。据此，纠错编码率是卫星不同功率级的一个函数，该编码率可不直接通知接收机而变化。接收机检测到已改变发射机的该纠错码率，并因此改变该接收机所用的纠错解码率。

附图中：

图1是包括根据本发明设备的卫星发射/接收系统的框图；

图2是一部分图1中接收机的框图，包括根据本发明的解调器/前向纠错单元；

图3是有助于理解发生在控制图2中所示设备中的一系列事件的流程图；

图4是有助于理解发生在控制图2所示设备中的另一系列事件的流程图。

图1的系统包括一个发射机1，它处理来自源(例如电视信号源)的数据信号并将其发射到卫星13上，卫星13接收该信号并再传送给接收机12。发射机1包括编码器2、调制器/前向纠错器(FEC)3和上行线路单元4。编码器2根据预定的诸如MPEG等标准对来自源14的信号进行压缩和编码(MPEG是一种国际标准，由国际标准化组织动画专家组制定的用于存储在数字存储媒体上的动画及其相关声音的代码表示)。来自单元2的编码信号被加到调制器/前向纠错器(FEC)3，该单元3对带有纠错数据的该信号进行编码，四元相移开关(QPSK)将该编码的信号调制到载波上。卷积和RS分组编码两者都在框3中完成。