專利名稱：用于在8vsb的接收機(jī)中追蹤相位的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于在8VSB的接收機(jī)中追蹤相位的方法和系統(tǒng)
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及在殘余邊帶(“VSB”)接收機(jī)中追蹤相位。ATSC數(shù)字電視(“DTV”) 地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)在1996年被采用。從那時(shí)候起，接收機(jī)發(fā)展了好幾代，它們都努力去改進(jìn)上 一代接收機(jī)的接收性能。在ATSC DTV傳輸系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通過(guò)如

圖1所示的幀10傳輸。每個(gè)幀包括兩個(gè)字 段15和20 ；每個(gè)字段包括313個(gè)片段；并且每個(gè)片段包括832個(gè)碼元，因此總共每個(gè)字段 有260416個(gè)碼元。每個(gè)片段中的前四個(gè)碼元為具有序列[+5，-5，-5，+5]的片段同步碼元 25。每個(gè)字段中的第一片段為如圖2所示的字段同步片段30。字段同步片段30包括 片段同步碼元35,511碼元偽噪聲(“PN511，，)序列40,63碼元偽噪聲(“PN63，，)序列45、 第二 PN63序列50、以及第三PN63序列55，其后是表明傳輸模式是8VSB的M個(gè)碼元60。 在交替字段中，三個(gè)PN63序列是相同的。在剩余字段中，第一和第三PN63序列是相同的， 而第二 PN63序列是相反的。不管在哪種情況下，接收機(jī)預(yù)先知道片段的前7 個(gè)碼元，并 可被用于均衡器訓(xùn)練。在前7 個(gè)碼元之后是包括模式和預(yù)留字段的92個(gè)碼元65。所有 碼元來(lái)自集合{+5-5}。該片段的最后12個(gè)碼元70是來(lái)自集合{-7-5-3-1+1+3+5+7}的預(yù) 編碼碼元，并且是前一數(shù)據(jù)字段的最后12個(gè)碼元的副本。如圖3所示，該字段的相繼312個(gè)片段稱為數(shù)據(jù)片段75，并且包括在四個(gè)片段同步 碼元35之后的828個(gè)網(wǎng)格編碼碼元80。這些網(wǎng)格編碼碼元80通過(guò)例如12相位網(wǎng)格編碼 器編碼，該編碼器從集合{-7-5-3-1+1+3+5+7}中產(chǎn)生8電平碼元。圖4示出了 VSB發(fā)射機(jī)100。在發(fā)射機(jī)100中，數(shù)據(jù)在隨機(jī)數(shù)發(fā)生器105中隨機(jī)產(chǎn) 生，Reed-Solomon (里德-所羅門)字節(jié)在Reed-Solomon編碼器110中合理編碼，然后在 交織器115中進(jìn)行字節(jié)交織。數(shù)據(jù)通過(guò)12相位網(wǎng)格編碼器120進(jìn)行網(wǎng)格編碼。幀格式器 125在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間將片段同步碼元和字段同步碼元添加到網(wǎng)格編碼數(shù)據(jù)中以創(chuàng)建圖1的數(shù) 據(jù)幀結(jié)構(gòu)。導(dǎo)頻載波模塊130隨后將一固定DC電平添加給每個(gè)碼元。調(diào)制器135合并根升余弦脈沖整形(在下面描述)并且調(diào)制該信號(hào)作為具有 10. 76MHz碼元率的8VSB信號(hào)用于RF傳輸。8VSB信號(hào)與通常所用的例如正交調(diào)幅(“QAM”) 的線性調(diào)制方法調(diào)幅的不同之處在于，8VSB碼元為實(shí)但是具有復(fù)脈沖波形，并且只有脈沖 的實(shí)部具有Nyquist (尼奎斯特)形。圖5是8VSB接收機(jī)200的示意圖。在同步和定時(shí)恢復(fù)模塊215中定時(shí)和同步恢 復(fù)之前，調(diào)諧器205和解調(diào)器210將RF信號(hào)解調(diào)至基帶。數(shù)據(jù)隨后在匹配濾波器220中 匹配濾波，在均衡器225中均衡，并經(jīng)相位跟蹤模塊230、網(wǎng)格解碼器235、解交織器M0、 Reed-Solomon解碼器M5、以及解隨機(jī)數(shù)發(fā)生器250發(fā)送。在VSB信號(hào)的下變頻處理期間， 調(diào)諧器205將相位噪聲添加到信號(hào)，其影響匹配濾波器220的輸入。在設(shè)計(jì)優(yōu)良的鎖頻鎖 相環(huán)(“FPLL”)載波恢復(fù)系統(tǒng)中，接收機(jī)200除了能移除由調(diào)諧器205引入的大部分相位 噪聲外還能鎖定于輸入頻率。然而，在FPLL帶寬之外的相位噪聲傳遞給了 VSB接收機(jī)200 中的其余元件。
發(fā)射機(jī)100和接收機(jī)200之間的信道以其基帶等效形式被觀察，來(lái)精確地描述相 位追蹤器230的輸入端上的信號(hào)。基帶信號(hào)模型假設(shè)在同步和定時(shí)恢復(fù)模塊215中載波頻 率和碼元時(shí)鐘頻率得到恢復(fù)。傳輸信號(hào)具有根升余弦譜，且標(biāo)稱帶寬為5. 38MHz，并且有以 四分之一碼元率(即，2. 69MHz)為中心的11. 5%額外帶寬。因此，傳輸脈沖波形q(t)是復(fù) 數(shù)并且由方程1給出。
權(quán)利要求
1.一種在數(shù)字接收機(jī)中跟蹤相位的方法，所述接收機(jī)被配置為接收用包括編碼碼元和 未編碼碼元的數(shù)據(jù)調(diào)制的無(wú)線頻率信號(hào)，所述方法包括在解調(diào)器中解調(diào)所接收的無(wú)線頻率信號(hào)以產(chǎn)生所述編碼碼元和所述未編碼碼元； 在解碼器中解碼所述編碼碼元以產(chǎn)生相應(yīng)的解碼碼元； 產(chǎn)生有關(guān)所接收的無(wú)線頻率信號(hào)的多個(gè)碼元判定； 基于均方誤差確定相位跟蹤閾值； 基于所述多個(gè)碼元判定估計(jì)傳輸信號(hào)的虛部； 基于所述傳輸信號(hào)的虛部和所述多個(gè)碼元判定確定相位估計(jì)值； 在相位跟蹤模塊中，選擇第一相位跟蹤技術(shù)和第二相位跟蹤技術(shù)之一， 其中當(dāng)所述相位估計(jì)值大于所述相位跟蹤閾值時(shí)選擇所述第一相位跟蹤技術(shù)，而當(dāng)所 述相位估計(jì)值小于所述相位跟蹤閾值時(shí)選擇所述第二相位跟蹤技術(shù)；以及 利用所選的相位跟蹤技術(shù)跟蹤相位。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二相位跟蹤技術(shù)是正交調(diào)幅相位跟 蹤技術(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在誤差發(fā)生器處，接收所計(jì)算的均方誤差、所 述傳輸信號(hào)的所估計(jì)的虛部、所述多個(gè)碼元判定、復(fù)消旋接收信號(hào)和所述相位估計(jì)值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述解碼器是Viterbi解碼器。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二相位跟蹤技術(shù)是判定引導(dǎo)相位跟 蹤技術(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳輸信號(hào)的虛部取決于所述傳輸信號(hào) 的實(shí)部。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳輸信號(hào)的虛部的均值為零。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無(wú)線頻率信號(hào)是8電平殘余邊帶 (“SVSB”)調(diào)制信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一相位跟蹤技術(shù)是Horwitz相位跟蹤 技術(shù)。
10.一種在數(shù)字接收機(jī)中跟蹤相位的方法，所述接收機(jī)被配置為接收用包括編碼碼元 和未編碼碼元的數(shù)據(jù)調(diào)制的無(wú)線頻率信號(hào)，所述方法包括在解調(diào)器中解調(diào)所接收的無(wú)線頻率信號(hào)以產(chǎn)生所述編碼碼元和所述未編碼碼元； 產(chǎn)生有關(guān)所接收的無(wú)線頻率信號(hào)的多個(gè)碼元判定； 基于均方誤差確定相位跟蹤閾值； 基于所述多個(gè)碼元判定估計(jì)傳輸信號(hào)的虛部；以及在相位跟蹤模塊中，當(dāng)相位估計(jì)值越過(guò)所述相位跟蹤閾值時(shí)從第一相位跟蹤技術(shù)切換 到第二相位跟蹤技術(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述傳輸信號(hào)的虛部和所述多個(gè)碼元 判定計(jì)算所述相位估計(jì)值。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述相位估計(jì)值大于所述相位跟蹤閾 值時(shí)使用所述第一相位跟蹤技術(shù)，而當(dāng)所述相位估計(jì)值小于所述相位跟蹤閾值時(shí)使用所述 第二相位跟蹤技術(shù)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二相位跟蹤技術(shù)是正交調(diào)幅相位 跟蹤技術(shù)。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，使用Viterbi解碼器解碼所述編碼碼元。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二相位跟蹤技術(shù)是判定引導(dǎo)相位 跟蹤技術(shù)。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述傳輸信號(hào)的虛部取決于所述傳輸信 號(hào)的實(shí)部。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述傳輸信號(hào)的虛部的均值為零。
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述無(wú)線頻率信號(hào)是8電平殘余邊帶 (“SVSB”)調(diào)制信號(hào)。
19.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一相位跟蹤技術(shù)是Horwitz相位跟 蹤技術(shù)。
20.一種用于跟蹤相位的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)被配置為接收用包括編碼碼元和未編碼碼元 的數(shù)據(jù)調(diào)制的無(wú)線頻率信號(hào)，所述系統(tǒng)包括解調(diào)器，其被配置成解調(diào)所接收的無(wú)線頻率信號(hào)以產(chǎn)生所述編碼碼元和所述未編碼碼元；解碼器，其被配置成解碼所述編碼碼元以產(chǎn)生相應(yīng)的解碼碼元；以及相位跟蹤模塊，其被配置成接收有關(guān)所接收的無(wú)線頻率信號(hào)的多個(gè)碼元判定，基于所述解碼碼元的均方誤差確定相位跟蹤閾值，基于所述多個(gè)碼元判定接收傳輸信號(hào)的所估計(jì)虛部，基于所述傳輸信號(hào)的所估計(jì)虛部和所述多個(gè)碼元判定確定相位估計(jì)值；以及選擇第一相位跟蹤技術(shù)和第二相位跟蹤技術(shù)之一，其中，當(dāng)所述相位估計(jì)值大于所述相位跟蹤閾值時(shí)選擇所述第一相位跟蹤技術(shù)，而當(dāng) 所述相位估計(jì)值小于所述相位跟蹤閾值時(shí)選擇所述第二相位跟蹤技術(shù)。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸信號(hào)的所估計(jì)虛部的均值為零。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸信號(hào)的所估計(jì)虛部取決于所述 傳輸信號(hào)的實(shí)部。
23.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述解碼器是Viterbi解碼器。
24.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相位跟蹤模塊包括誤差發(fā)生器，所述 誤差發(fā)生器被配置成接收所述均方誤差、所述傳輸信號(hào)的所估計(jì)虛部、所述多個(gè)碼元判定、 復(fù)數(shù)消旋接收信號(hào)、和所述相位估計(jì)值。
25.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線頻率信號(hào)是8電平殘余邊帶 (“SVSB”)調(diào)制信號(hào)。
26.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一相位跟蹤技術(shù)是Horwitz相位跟 蹤技術(shù)。
27.一種被配置成處理數(shù)字電視信號(hào)的設(shè)備，所述設(shè)備包括 接收機(jī)，包括解調(diào)器、解碼器、均衡器、和相位跟蹤器；所述接收機(jī)被配置為接收用包括編碼碼元和未編碼碼元的數(shù)據(jù)調(diào)制的8電平殘余邊帶(“SVSB”)信號(hào)，所述解調(diào)器被配置為解調(diào)所述8VSB信號(hào)以產(chǎn)生所述編碼碼元和所述未編碼碼元；所述解碼器被配置為解碼所述編碼碼元以產(chǎn)生相應(yīng)的解碼碼元；以及所述相位跟蹤器被配置為接收有關(guān)所接收的無(wú)線頻率信號(hào)的多個(gè)碼元判定，基于所述解碼碼元的均方誤差確定相位跟蹤閾值，基于所述多個(gè)碼元判定接收傳輸信號(hào)的所估計(jì)虛部，基于所述傳輸信號(hào)的所估計(jì)虛部和所述多個(gè)碼元判定確定相位估計(jì)值；以及選擇第一相位跟蹤技術(shù)和第二相位跟蹤技術(shù)之一，其中，當(dāng)所述相位估計(jì)值大于所述相位跟蹤閾值時(shí)選擇所述第一相位跟蹤技術(shù)，而當(dāng) 所述相位估計(jì)值小于所述相位跟蹤閾值時(shí)選擇所述第二相位跟蹤技術(shù)。
28.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是調(diào)諧器、電視機(jī)、PC適配器卡、 機(jī)頂盒、DVD解碼器、HDTV解碼器、電話機(jī)或手持設(shè)備。
29.一種在被配置為接收用包括編碼碼元和未編碼碼元的數(shù)據(jù)調(diào)制的8電平殘余邊帶 (“8VSB”)信號(hào)的數(shù)字接收機(jī)中跟蹤相位的方法，所述方法包括在解調(diào)器中解調(diào)所接收的8VSB信號(hào)以產(chǎn)生所述編碼碼元和所述未編碼碼元； 在解碼器中解碼所述編碼碼元以產(chǎn)生相應(yīng)的解碼碼元； 產(chǎn)生有關(guān)所接收的8VSB信號(hào)的多個(gè)碼元判定； 基于均方誤差確定相位跟蹤閾值； 基于所述多個(gè)碼元判定估計(jì)傳輸信號(hào)的虛部； 基于所述傳輸信號(hào)的虛部和所述多個(gè)碼元判定確定相位估計(jì)值； 在相位跟蹤模塊中，選擇第一相位跟蹤技術(shù)和第二相位跟蹤技術(shù)之一， 其中，當(dāng)所述相位估計(jì)值大于所述相位跟蹤閾值時(shí)選擇所述第一相位跟蹤技術(shù)，而當(dāng) 所述相位估計(jì)值小于所述相位跟蹤閾值時(shí)選擇所述第二相位跟蹤技術(shù)；以及 利用所選的相位跟蹤技術(shù)跟蹤相位。
全文摘要
本發(fā)明諸實(shí)施例涉及用于在使用多種相位跟蹤技術(shù)的接收機(jī)中跟蹤相位的系統(tǒng)和方法。相位跟蹤模塊產(chǎn)生關(guān)于所接收的8電平殘余邊帶(“8VSB”)信號(hào)的多個(gè)碼元判定，基于均方誤差確定相位跟蹤閾值，基于碼元判定接收傳輸信號(hào)的所估計(jì)虛部，以及基于傳輸信號(hào)的虛部和多個(gè)碼元判定確定相位估計(jì)值。相位跟蹤模塊基于相位估計(jì)值選擇第一相位跟蹤技術(shù)和第二相位跟蹤技術(shù)之一。當(dāng)相位估計(jì)值大于相位跟蹤閾值時(shí)選擇第一相位跟蹤技術(shù)，而當(dāng)相位估計(jì)小于相位跟蹤閾值時(shí)選擇第二相位跟蹤技術(shù)。
文檔編號(hào)H04L27/06GK102065044SQ201010545968
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日
發(fā)明者G·J·托姆扎克 申請(qǐng)人:倍威科技有限公司