專利名稱：共道干擾消除器及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種共道干擾消除器及其方法，更具體涉及在一種高清晰度電視(HDTV)接收機中，能可靠消除共道干擾的共道干擾消除器及其方法。
大聯(lián)盟高級電視(GA-ATV)是一種能夠替代NTSC(國家電視制式委員會)標準的新的數(shù)字電視傳輸制式標準。此GA．ATV制式標準(也稱“GA-HDTV”或“GA-VSB”)由高級電視制式委員會(ATSC)制定，采用一種殘留邊帶(VSB)調制方式作為數(shù)字傳輸方式。
一種新的ATV信號與現(xiàn)行模擬電視信號(NTSC信號)一起通過一個電視頻道傳輸。此電視頻道在一給定地域中不被使用(“禁用頻道”)。因此，必須設計一種能抵制NTSC共道干擾的GA-AVT接收機。
一種現(xiàn)行HDTV接收機的方框圖如

圖1所示，此圖公布在美國專利No.5,594,496。
圖1中的一種抗NTSC干擾濾波器(NRF)選擇控制器110可以是上面專利所公開的結構，由一個場梳狀濾波器，一個梳狀濾波器及一個比較器構成；也可以是參考丈獻[1]“HDTV傳輸機制下數(shù)字電視標準使用指南”卷A/54，頁104～107中所公開的結構，它于1995年4月12日提交于美國高級電視制式委員會；或者可以有其它結構。
此處當采用上面專利及ATSC標準所建議的梳狀濾波器作為NRF108，消除NTSC干擾信號的性能是出色的。然而，當信號通過梳狀濾波器時，梳狀濾波器消減全增益的兩種信號，將附加高斯白噪聲(AWGN)功率提高了3分貝，因此引起3分貝的信噪比(SNR)損失。并且，梳狀濾波器將8電平的輸入信號變?yōu)?5電平的信號。
圖1中的NRF選擇控制器110產生一個選擇信號，從不包括NRF108的通路(非NRF通路)和包括NRFl08的通路(NRF通路)中選擇誤差較小的通路，并將選擇結果加到一個選擇器112，一個自適應均衡器114，一個相位跟蹤器116及一個格柵譯碼器118上。選擇器112根據(jù)選擇信號選擇NRF108的輸出信號(15電平)或單元106的輸出信號(8電平)。自適應均衡器114，相位跟蹤器116和格柵譯碼器118適當?shù)靥幚肀贿x中的信號。
以這種方式，圖1接收機中NRF選擇控制器110選中NRFl08的動作先于選中自適應均衡器114、相位跟蹤器116及格柵譯碼器118，這意味著輸入NRF選擇控制器110的輸入信號，不但包括共道干擾信號，還包括AWGN，重影，相位噪聲等。為解決這個問題，據(jù)上面專利所述，含有連續(xù)場場同步的輸入信號利用一個場梳狀濾波器濾波以產生一路已經除去靜態(tài)重影、DC偏置，符號干擾等信號的減法信號。將經過場梳狀濾波器的減法信號與不經過場濾波器的減法信號相比較，從而選擇NRF，就可以消除NTSC共道干擾和其它干擾。
然而，依據(jù)上述專利，運動重影或相位噪聲并沒有消除，因此控制選擇NRF的可靠性仍不容樂觀。
另外，其它現(xiàn)行共道干擾消除器，有美國專利No.5,546,132所公開的NTSC干擾探測器，它使用所有時段上的接收數(shù)據(jù)而不是場同步數(shù)據(jù)基準模式。美國專利No.5,602,583所公開的抗NTSC干擾濾波器帶有一個開關控制的湯姆林遜(tomlinson)預編碼器來減少ATV接收機中的NTSC共道干擾。還有，美國專利No.5,325,188公開一種使用數(shù)字遞歸陷波濾波器的NTSC信號干擾消除器。
本發(fā)明的目的是提供一種高可靠性的共道干擾消除器，它判定在包含共道干擾和其它干擾的輸入信號中除去了其它干擾后，共道干擾是否存在。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種消除共道干擾的高可靠的方法。它通過判定在包含共道干擾和其它干擾的輸入信號中除去了其它干擾后共道干擾是否存在來消除共道干擾。
為實現(xiàn)第一個目的，所提供的一種共道干擾消除器包括一個抗共道干擾濾波器，它從第一輸入信號中除去共道干擾，輸出第二輸入信號；第一后置處理器，它從第二輸入信號中除去非共道干擾；第二后置處理器，它從第一輸入信號中除去非共道干擾；還包括一個選擇控制器，它比較第一和第二后置處理器的輸出，選擇一個誤差較小的后置處理器輸出。
為實現(xiàn)第二個目的，所提供的消除共道干擾的方法包括以下步驟:(a)從輸入信號中除去共道干擾；(b)從已經除去共道干擾的信號中除去非共道干擾，并將輸出結果作為第一信號；(c)從輸入信號中除去非共道干擾，并將輸出結果作為第二信號；(d)從第一和第二信號中選擇誤差較小的信號。
參照附圖，詳細描述優(yōu)選實施例，以上所述本發(fā)明的目的及優(yōu)點將變得明了易懂，其中圖1是包含一個現(xiàn)行共道干擾消除器的HDTV的方框圖；圖2是包含一個依據(jù)本發(fā)明第一實施例的共道干擾消除器的HDTV方框圖；圖3是包含一個依據(jù)本發(fā)明第二實施例的共道干擾消除器的HDTV接收機的方框圖；圖4示出圖3中所示的一個NRF選擇控制器的實例；圖5是包含一個依據(jù)本發(fā)明第三實施例的共道干擾消除器的HDTV接收機的方框圖；圖6示出圖5中所示的一個NRF選擇控制器的實例；圖7是包含一個依據(jù)本發(fā)明第四實施例的共道干擾消除器的HDTV接收機的方框圖。
圖2中，調諧器202把由天線輸入的高清晰度電視(HDTV)信號轉化為預置頻率的中頻(IF)信號。相鄰頻道的信號對所要頻道的信號有干擾。因此，為了預防這種干擾，調諧器202的輸出通過一個帶寬為6MHz的聲表面波濾波器(SAW)204。單元206控制IF信號的振幅，用一個包含在IF信號內的導頻信號將IF信號解調成基帶信號，并將已解調的信號轉化為數(shù)字信號。
為了防止由NTSC信號引起的HDTV信號的劣化，一個抗NTSC干擾濾波器(NRF)208用來除去206單元輸出端的NTSC成份。這里，NRF208可以是文獻[1]中ATSC標準和美國專利No.5,594,496中所公開的梳狀濾波器，或者是其它類型濾波器，如有限脈沖響應(FIR)濾波器或者如美國專利No.5,325,188所公開的陷波濾波器。然而，下面作為實例將說明采用梳狀濾波器的NRF208的情況。
第一后置處理器210中的自適應均衡器212從經過NRF208的15電平信號中除去傳輸路徑中引起的多徑失真(也稱“重影”)。相位跟蹤器214除去由自適應均衡器212輸出的均衡信號中的相位噪聲，即相位誤差。
第二后置處理器216中的自適應均衡器218從未經過NRF208、由單元206輸出的8電平信號中除去重影，相位跟蹤器220除去由自適應均衡器218輸出的均衡信號中的相位誤差。
本發(fā)明的構思是為了更可靠地控制對NRF208的選擇，對不通過NRF的輸入信號(非NRF信號)利用第二后置處理器216除去了其它干擾從而使實際上只帶有共道干擾的輸入信號加到NRF選擇控制器222上。通過NRF的信號(NRF信號)由第一后置處理器210輸出加到NRF選擇控制器222上。結果，NRF選擇控制器222產生一選擇信號，從經后置處理的NRF及非NRF信號中選擇誤差較小的一路信號。此例中的NRF選擇控制器222，也可以不是由文獻[1]所建議方法的其它方法。
選擇器224根據(jù)選擇信號，或選擇由第一后置處理器210輸出的NRF信號，或選擇由第二后置處理器216輸出的非NRF信號，并將選中的信號輸出至格柵譯碼器226。格柵譯碼器226根據(jù)被選擇器224選中的信號的狀態(tài)(8電平或15電平)進行適當?shù)母駯抛g碼。不象圖1中所示的現(xiàn)行接收機中NRF108的輸入或輸出信號均輸入到NRF選擇控制器110，如圖2中所示，將附加的第二后置處理器216的輸出作為NRF選擇控制器222的輸入，處理器216包含自適應均衡器218和相位跟蹤器220，它消除或降低非共道干擾。
一般來說，輸入到NRF選擇控制器222的NRF信號，已經由自適應均衡器212除去了重影，由相位跟蹤器214除去了相位噪聲；輸入到NRF選擇控制器222的非NRF信號，已經由自適應均衡器218除去了重影，由相位跟蹤器220除去了相位噪聲。這里第一和第二后置處理器210和216除了包含自適應均衡器212、218及相位跟蹤器214、220外，還可以包含更多的能夠消除其它干擾的單元，如，減少AWGN干擾的噪聲消減器。這樣，通過第一和第二后置處理器210和216，大部分非共道干擾都可以除去或減少。
當輸入信號包含非共道干擾的其它干擾(重影、相位噪聲等)時會影響對NRF的選擇。然而，通過對相應的干擾類型增加一處理過程能消除或大大減少這些其它干擾。這樣可以較好地消除干擾對NRF選擇控制的影響。更可取的方法是增加一個第二后置處理器216來除去如圖2所示各個路徑的其它干擾，從而控制對NRF的選擇。在這種情況下，可以從NRF路徑和非NRF路徑中除去或減少大部分非共道干擾。因而，對NRF的選擇控制就更可靠。
然而，圖2中兩個后置處理器210和216有相同的復雜度和結構。用兩個重復的后置處理器需消耗大量的硬件。為解決這個問題，可以采用圖3中的結構。
圖3是包含一個依據(jù)本發(fā)明第二實施例的共道干擾消除器的HDTV接收機的方框圖，這里，與圖2中結構相同的部分不再另作解釋。
圖3中，后置處理器318是一個附加的通路，它不在接收機的信號處理通路上。此處，后置處理器318元件的結構和復雜度不同于在信號處理通路上(包含自適應均衡器312和相位跟蹤器314)接收機的后置處理器。
后置處理器318接收NRF 308的輸出信號。然而由于后置處理器318不在信號處理通路上，所以不對所有輸入信號進行處理。也就是說，它只處理已通過NRF 308的已知信號周期的數(shù)據(jù)(GA-VSB信號中的場同步段周期數(shù)據(jù)1。后置處理器318可以包含去重影的自適應均衡器320和去相位誤差的相位跟蹤器322中的一個或兩者，還可以包含能除去其它噪聲的一個單元。因此，后置處理器318與相應于信號處理通路上后置處理器的自適應均衡器和相位跟蹤器314相比具有不同的結構和復雜度。
圖4示出圖3中NRF選擇控制器326的實例。
在圖4中，NRF選擇控制器326接收已經除去重影及相位噪聲干擾、由后置處理器318輸出的NRF信號。逆NRF328與NRF308有相反的特性。因此，NRF選擇判斷器330將后置處理器318輸出的NRF通路與逆NRF328輸出的非NRF通路相比較，從而產生一個選擇信號來選擇條件更好的通路。
NRF選擇判斷器330在對NRF選擇所進行的大部分判斷中，采用一已知信號周期的數(shù)據(jù)(GA-VsB信號中的場同步段周期數(shù)據(jù))來檢測NRF通路與非NRF通路的頻道狀態(tài)，從而選擇狀態(tài)較好的頻道。例如，可以采用不是文獻[1]所建議方法的其它方法。
另外，圖3中所示的NRF選擇控制器326始終接收NRF信號，而圖5中所示的NRF選擇控制器中426可以有選擇地接收NRF或非NRF信號。也就是說，NRF選擇控制器426接收選擇器410的輸出信號，而選擇器410又由NRF選擇控制器426控制，因此，NRF信號或非NRF信號都能輸入到NRF選擇控制器426。
圖6示出圖5中NRF選擇控制器426的實例。
圖6中，當圖5中的后置處理器418輸出的是一個NRF信號，第一選擇開關432從觸點lA選擇后置處理器418的輸出，即NRF通路；第二選擇開關434從觸點2A選擇逆NRF430的輸出，即非NRF通路。相反，當圖5中后置處理器418輸出的是非NRF信號，第一選擇開關432由觸點lB選擇NRF 428的輸出，即NRF通路；第二選擇開關434由觸點2B選擇后置處理器418的輸出，即非NRF通路。此處，第一和第二選擇開關432和434可以由數(shù)字邏輯電路，如多路轉換器構成。
NRF選擇判斷器436始終接收通過第一選擇開關432轉換的NRF通路和通過第二選擇開關434轉換的非NRF通路，從而選擇其中狀態(tài)較好的一個通路。而且，NRF選擇判斷器436通過將選擇結果反饋到選擇開關來控制第一和第二選擇開關432和434，同時控制圖5中的選擇器410，從而利用后置處理信號連續(xù)控制圖5的NRF408。
圖7是包含一個依據(jù)本發(fā)明第四實施例的共道干擾消除器的HDTV接收機的方框圖。
圖7中，由NRF508輸出的NRF信號的已知數(shù)據(jù)(GA-VSB下的場同步段周期數(shù)據(jù))和非NRF信號的已知數(shù)據(jù)在微處理器540的控制下輪流被選擇器518選擇并被貯存到第一存儲器520內。
一個誤差計算器532計算由后置處理器522輸出的NRF信號或非NRF信號的誤差。此處，采用均方差(MSE)算法或符號誤碼率(SER)算法與基準數(shù)據(jù)相比較來計算誤差。
誤差計算器532輪流輸出非NRF信號和NRF信號的誤差，并將各誤差值分別貯存在第二存儲器534和第三存儲器536。最小誤差檢測器538可以由比較器組成。最小誤差檢測器538將由第二存儲器534輸出的非NRF通路誤差與由第三存儲器536輸出的NRF通路誤差進行比較，從而產生一個NRF選擇信號，選擇誤差較小的通路，并把NRF選擇信號輸出到選擇器510，同時也輸出到微處理器540，自適應均衡器512，相位跟蹤器514和格柵譯碼器516。
盡管圖7中的HDTV接收機增加了一個通路，但這一通路不直接影響信號通路，因為已知數(shù)據(jù)周期的使用在微處理器540的控制下，并且有空余的時間。另外，從第二選擇器518到最小誤差檢測器538之間的組件可以在微處理器540內用軟件形式構成。
如上所述，在本發(fā)明的共道干擾消除器及其方法中，輸入信號中的其它干擾，如重影及相位噪聲可以通過有別于信號通路的附加后置處理過程來消減，采用已經消減了其它干擾的信號來控制NRF的選擇，從而將非共道干擾所產生的影響減到最小。結果，可以防止由其它干擾引起的，對NRF選擇的誤操作，從而更可靠地控制NRF的選擇。
權利要求
1.一種共道干擾消除器，包括抗共道干擾濾波器，它從第一輸入信號中除去了共道干擾，輸出第二輸入信號；第一后置處理器，它除去第二輸入信號中的非共道干擾；第二后置處理器，它除去第一輸入信號中的非共道干擾；選擇控制器，它比較第一和第二后置處理器的輸出，從而選擇一個誤差較小的后置處理器的輸出。
2.如權利要求書l中所述的共道干擾消除器，其中第一和第二后置處理器每個至少包括一個除去輸入信號中重影的自適應均衡器。
3.如權利要求書1中所述的共道干擾消除器，其中第一和第二后置處理器每個至少包括從輸入信號中除去重影并輸出均衡信號的自適應均衡器；及從均衡信號中除去相位噪聲的相位跟蹤器。
4.一種共道干擾消除器，包括抗NTSC干擾濾波器(NRF)，它從第一輸入信號中除去共道干擾，輸出第二輸入信號；選擇器，它根據(jù)選擇信號選擇第一或第二輸入信號，并輸出所選中的信號；后置處理器，它除去第二輸入信號中的非共道干擾并輸出后置處理信號；及NRF選擇控制器，它根據(jù)后置處理信號產生選擇信號。
5.如權利要求書4中所述的共道干擾消除器，其中NRF選擇控制器包括逆NRF，它將后置處理信號處理成具有與NRF相反的特性從而輸出非NRF信號；及判斷器，它從后置處理信號與非NRF信號中選擇誤差較小的信號從而產生一選擇信號。
6.如權利要求書4中所述的共道干擾消除器，其中后置處理器至少包括一個除去選中信號中堂影的自適應均衡器。
7.如權利要求書4中所述的共道干擾消除器，其中后置處理器至少包括自適應均衡器，它除去選中信號中的重影，輸出均衡信號。相位跟蹤器，用來除去均衡信號中的相位噪聲。
8．一種共道干擾消除器，包括抗NTSC干擾濾波器(NRF)，它從第一輸入信號中除去共道干擾，輸出第二輸入信號；選擇器，它根據(jù)選擇信號選擇第一或第二輸入信號，并輸出所選中的信號；后置處理器，它除去所選中信號中的非共道干擾并輸出后置處理信號；及NRF選擇控制器，它通過測定后置處理信號中是否含有共道干擾來產生選擇信號。
9.如權利要求書8中所述的共道干擾消除器，其中NRF選擇控制器包括第二NRF，對后置處理信號進行NRF處理；逆NRF，對后置處理信號進行逆向NRF處理；第一選擇器，它根據(jù)選擇信號，通過選擇后置處理信號或第二NRF的輸出，來輸出NRF信號；第二選擇器，它根據(jù)選擇信號，通過選擇后置處理信號或逆NRF的輸出，來輸出非NRF信號；及判斷器，它從NRF和非NRF信號中選擇誤差較小的信號從而產生選擇信號。
10.如權利要求書8中所述的共道干擾消除器，其中后置處理器至少包含一個除去選中信號中重影的自適應均衡器。
11如權利要求書8中所述的共道干擾消除器，其中后置處理器至少包括自適應均衡器，它除去選中信號中的重影，輸出均衡信號；及相位跟蹤器，用來除去均衡信號的相位噪聲。
12.一種共道干擾消除器，包括抗NTSC干擾濾波器(NRF)，它從第一輸入信號中除去共道干擾，輸出第二輸入信號；選擇器，它根據(jù)選擇信號，選擇第一或第二輸入信號，并輸出所選中的信號；及NRF選擇控制器，它利用通過從第一輸入信號的預定信號中除去非共道干擾獲得的信號和通過從第二輸入信號的預定信號中除去非共道干擾所獲得的信號，產生選擇信號。
13.如權利要求書12中所述的共道干擾消除器，其中NRF選擇控制器由微處理器構成。
14.如權利要求書12中所述的共道干擾消除器，其中NRF選擇控制器包括選擇器，用來輪流選擇第一輸入信號和第二輸入信號；第一存儲器，用來存儲選中信號中預定信號周期的數(shù)據(jù)；后置處理器，它除去存于第一存儲器內的數(shù)據(jù)中的非共道干擾；誤差計算器，用來計算輪流由后置處理器輸出的第一和第二輸入信號的誤差。第二存儲器，用來存儲由誤差計算器輸出的第一輸入信號誤差；第三存儲器，用來存儲由誤差計算器輸出的第二輸入信號誤差；及最小誤差檢測器，它比較第一輸入信號的誤差和第二輸入信號的誤差，選擇誤差較小的信號，從而產生選擇信號。
15.如權利要求書14中所述的共道干擾消除器，其中后置處理器至少包括一個除去貯存于第一存儲器的信號中重影的自適應均衡器。
16.如權利要求書14中所述的共道干擾消除器，其中后置處理器至少包括自適應均衡器，它除去貯存于第一存儲器的信號中的重影，并輸出均衡信號；相位跟蹤器，它除去均衡信號中的相位噪聲。
17.一種消除共道干擾的方法，包括以下步驟(a)從輸入信號中除去共道干擾；(b)從已除去共道干擾的信號中除去非共道干擾，并輸出結果作為第一信號；(c)從輸入信號中除去非共道干擾，并輸出結果作為第二信號；及(d)從第一和第二信號中，選擇誤差較小的信號。
18.一種消除共道干擾的方法，包括以下步驟(a)從第一輸入信號中除去共道干擾，并輸出結果作為第二輸入信號；(b)根據(jù)選擇信號，選擇第一或第二輸入信號，并輸出所選中的信號；(c)從第二輸入信號中除去非共道干擾，并輸出結果作為后置處理信號；及(d)根據(jù)后置處理信號產生選擇信號。
19.如權利要求18所述的方法，其中產生選擇信號的步驟(d)包括以下子步驟(d1)對后置處理信號進行逆向抗NTSC干擾濾波器(NRF)特性的處理，從而輸出非NRF信號；及(d2)通過從后置處理信號和非NRF信號中選擇誤差較小的信號，來產生選擇信號。
20.一種消除共道干擾的方法，包括以下步驟(a)從第一輸入信號中除去共道干擾，并輸出結果作為第二輸入信號；(b)根據(jù)選擇信號，選擇第一或第二輸入信號，并輸出所選中的信號；(c)從選中信號中除去非共道干擾從而輸出后置處理信號；及(d)根據(jù)后置處理信號產生選擇信號。
21.如權利要求書20中所述的方法，其中產生選擇信號的步驟(d)包括以下子步驟(d1)對后置處理信號進行NRF操作，輸出第三輸入信號；(d2)對后置處理信號進行逆向NRF操作，并輸出第四輸入信號；(d3)根據(jù)選擇信號，通過選擇后置處理信號或第三輸入信號，來輸出NRF信號；(d4)根據(jù)選擇信號，通過選擇后置處理信號或第四輸入信號，來輸出非NRF信號；及(d5)通過從NRF信號和非NRF信號中選擇誤差較小的信號，來產生選擇信號。
22．一種消除共道干擾的方法，包括以下步驟(a)從第一輸入信號中除去共道干擾，并輸出結果作為第二輸入信號；(b)根據(jù)選擇信號，選擇第一或第二輸入信號，并輸出所選中的信號；及(c)根據(jù)通過從第一輸入信號的預定信號中除去非共道干擾所獲得的信號，以及通過從第二輸入信號的預定信號中除去非共道干擾所獲得的信號，來產生選擇信號。
23.如權利要求書22中所述的方法，其中產生選擇信號的步驟(c)包括以下子步驟(c1)輪流選擇第一輸入信號和第二輸入信號；(c2)從選中的第一輸入信號的預定信號中除去非共道干擾，并輸出結果作為第一處理信號；(c3)從選中的第二輸入信號的預定信號中除去非共道于擾，并輸出結果作為第二處理信號；(c4)通過比較第一和第二處理信號并從中選擇誤差較小的信號，來產生選擇信號。
24．如權利要求22中所述的方法，其中產生選擇信號的步驟(c)包括以下子步驟(c1)輪流選擇第一輸入信號和第二輸入信號；(c2)除去從第一和第二輸入信號中選出的預定信號中的非共道干擾；(c3)參照某一基準信號計算已經除去非共道干擾的第一和第二輸入信號的誤差，并輪流輸出第一輸入信號和第二輸入信號的誤差；及(c4)通過比較第一輸入信號和第二輸入信號的誤差，從中選擇誤差較小的信號，從而產生選擇信號。
全文摘要
一種共道干擾消除器及其方法,其中抗共道干擾濾波器從第一輸入信號中除去共道干擾并輸出第二輸入信號,第一后置處理器除去第二輸入信號中的非共道干擾,第二后置處理器除去第一輸入信號中的非共道干擾,選擇控制器比較第一后置處理器和第二后置處理器的輸出,從中選擇誤差較小的后置處理器輸出。因此,輸入信號中的其它干擾如重影和相位噪聲被消減。從而可以防止由其它干擾引起的對NRF選擇的操作,可靠地控制NRF的選擇。
文檔編號H04N5/21GK1205596SQ98109349
公開日1999年1月20日 申請日期1998年5月28日 優(yōu)先權日1997年7月10日
發(fā)明者李命煥 申請人:三星電子株式會社