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CN101309246A - 处理调幅符号流的接收器装置 - Google Patents

处理调幅符号流的接收器装置 Download PDF

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CN101309246A CNA2007101869866A CN200710186986A CN101309246A CN 101309246 A CN101309246 A CN 101309246A CN A2007101869866 A CNA2007101869866 A CN A2007101869866A CN 200710186986 A CN200710186986 A CN 200710186986A CN 101309246 A CN101309246 A CN 101309246A
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equalizer
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王维廷
崔义明
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Abstract

本发明提供一种处理调幅符号流的接收器装置。该接收器装置包括：同步模块，用以补偿符号流的取样频率偏移并且估计符号流的重取样位置，以根据重取样位置产生补偿符号流；相位位移器，利用时序位移量与载波位移量调整补偿符号流以产生位移符号流；以及均衡器，用以均衡该位移符号流。本发明所揭露的处理调幅符号流的接收器装置具备简单的均衡器设计，降低了成本。

Description

处理调幅符号流的接收器装置
技术领域
本发明涉及复原数字调制信号的装置，特别是指一种复原残边带(Vestigial Sideband，简称为VSB)调制信号的VSB接收器装置。
背景技术
为了补偿有限宽带传输通道的影响，许多数字数据传输系统利用均衡器(Equalizer)来消除接收信号中的符际干扰(Intersymbol Interference，简称为ISI)。ISI使取得符号的值受到先前与后来传送的符号值的影响，且将这样的状况表示为符号″重影(Ghost)″。若无法有效消除ISI，接收器系统将可能无法提供高质量输出，或甚至无法提供有意义的输出。
均衡器对于接收效能有很重要的影响，对于解调器(Demodulator)芯片而言，均衡器需要的硬件成本可能高达50％。因此，有必要提供一种方法来降低均衡器的复杂度。
发明内容
因此，本发明提供一种结构简单且消耗较少功率的接收器装置，其中接收器装置用以处理调幅符号流。
基于上述目的，本发明实施例揭露了一种处理调幅符号流的接收器装置，包括同步模块、相位位移器与均衡器。同步模块改正调幅符号流的取样频率偏移(Disorder)并且估计调幅符号流的重取样位置(Re-samplingPosition)，以根据重取样位置产生补偿符号流。相位位移器利用时序位移量(Timing Shift Amount)与载波位移量(Carrier Shift Amount)调整补偿符号流以产生位移符号流(Shifted Symbol Stream)。均衡器(Equalizer)均衡位移符号流。
本发明实施例还揭露了一种处理调幅符号流的接收器装置，包括时序复原装置、时序相位位移器与均衡器。时序复原装置估计调幅符号流的重取样位置，并且根据重取样位置产生补偿符号流。时序相位位移器利用时序位移量与载波位移量移动补偿符号流以产生位移符号流。均衡器均衡位移符号流。
本发明实施例还揭露了一种处理调幅符号流的接收器装置，包括载波复原装置、载波相位位移器与均衡器。载波复原装置补偿调幅符号流的载波频率偏移以产生载波复原符号流。载波相位位移器根据载波位移量移动载波复原符号流以产生位移符号流。均衡器均衡位移符号流。
本发明所揭露的处理调幅符号流的接收器装置具备简单的均衡器设计，降低了成本。
附图说明
图1是显示本发明实施例接收调幅信号的接收器的架构示意图。
图2是显示本发明另一实施例调幅信号接收器装置的架构示意图。
图3是显示本发明另一实施例调幅信号接收器装置的架构示意图。
图4是显示均衡器反馈均衡结果至控制器的示意图。
图5是显示本发明另一实施例调幅信号接收器装置的架构示意图。
图6是显示本发明另一实施例调幅信号接收器装置的架构示意图，其中载波相位位移量由均衡结果决定。
具体实施方式
为了让本发明的目的、特征、及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示图1至图6，做详细说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各组件的配置仅为说明本发明，并非用以限制本发明。且实施例中附图标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。
本发明实施例揭露了一种处理调幅信号的接收器装置。
图1是显示本发明实施例接收调幅信号的接收器的架构示意图。例如，符合高级电视系统委员会(Advanced Television Systems Committee，简称为ATSC)标准的电视、ATSC电路板、ATSC芯片或用以接收与处理调幅信号的其它类型的接收器。在本实施例中，接收器包括调谐器(Tuner)102、模拟前端104与模数转换器(Analog-to-Digital(A/D)Converter)106，用以接收无线信号并产生对应数字流(Digital Stream)。调谐器102从频带(Frequency Band)选择调幅信号。模拟前端104从中频(IntermediateFrequency)接收输入频谱(Input Spectrum)。此输入频谱包括插入领航信号(Pilot Signal)(例如，“载波”)，其表示为预设频率要素(FrequencyComponent)。模数转换器106将选择的调幅信号数字化而产生数字流。
接着，将数字流提供给载波复原装置108以从该数字流消除载波频率偏移，以产生载波复原符号流(Carrier Recovered Stream)。时序复原装置(Timing Recovery Device)110估计载波复原符号流的重取样位置(Re-sampling Position)，并且重取样此载波复原符号流，以根据估计的重取样位置产生重取样符号流(Re-sampled Symbol Stream)。“装置”一词在本实施例中并非用以限制时序复原装置110与载波复原装置108，而仅是表示两个不同的电路。相反的，时序复原装置与载波复原装置可做为同步模块，且可以通过相同的电路或芯片来实现，以完成时序复原与载波复原。例如，处理器(例如，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)具有两组指令码，其中一组指令码是用来执行时序复原，而另一组指令码是用来执行载波复原。此外，时序复原装置110与载波复原装置108的顺序可因为不同的设计而交换。那就是说，时序复原装置110可设置在载波复原装置108之前。在图1中，接收器包括载波复原装置108与时序复原装置110两者，但对于其它应用来说并非必要。例如，在基频应用中，通常不需要配置载波复原装置108。在其它应用中，接收器可能仅需要时序复原装置。
利用各种不同的现有技术可完成时序复原与载波复原。然而，由于信号经过通道后会发生符际干扰(ISI)，载波与时序复原信号并不总是理想的等化信号，因此，需要对载波与时序复原信号做进一步的调整。
接下来，在时序复原装置110之后加入相位位移器112，相位位移器112根据时序位移量与载波位移量调整该重取样流以产生位移符号流。接着将此位移符号流提供给均衡器114，以均衡该位移符号流。在本实施例中，控制器116提供时序位移量与载波位移量给相位位移器112以做进一步的移位，该进一步移位是指在载波复原装置108与时序复原装置110后进行的较次要的调整。当制作该接收器时，时序位移量与载波位移量可预设为常数(例如，将预设常数刻录至集成电路或写入至闪存(Flash Memory)或只读存储器(Read Only Memory，ROM))，以由相位位移器112进行存取。另一方面，时序位移量与载波位移量可动态调整，或由控制器116来改变，如图1所示。为了决定时序位移量与载波位移量的适当值，接收器还包括通道估计器(未显示)，用以提供此接收调幅信号的通道轮廓(Channel Profile)。典型的通道轮廓指示主通道路径(Main Channel Path)与一个或多个光标通道(Cursor Channel Path)路径间的强度与相对位置。对于不同的通道轮廓，控制器116可参考储存不同时序位移量与载波位移量的表格，此表格所储存的不同时序位移量与载波位移量的值对应不同的通道轮廓。当通道估计器产生对应此数字流的通道轮廓时，控制器116发现表格中的其中一项与此产生的通道轮廓最匹配。接着，将时序位移量与载波位移量的对应值传送给相位位移器112。另一方面，此表格可利用与逻辑条件等同的写入程序代码或对应的数字电路来实现。当需要处理某个信号时，也可在控制器116中使用一个或多个公式来处理。
在图1中，时序位移量与载波位移量从控制器116传送至相位位移器112。控制器116可查询储存在储存器(例如，内存、磁盘或某些电路)中的表格来决定δt值。此表格可包括通道轮廓类型以及与通道轮廓相关的相关位移量。表格1为一范例。在本实施例中，表格1左边的字段描述不同的通道轮廓，根据经验值而得。换句话说，即使利用一般的时序复原与载波复原公式来处理所有类别的接收信号，同步模块后的相位位移器112仍可有效调谐出补偿结果。在本实施例中使用的术语“同步模块”是用于在数据输入至均衡器114之前对其进行预先处理。即使在制作接收装置后，位移量值仍是可以配置的。例如，初始位移量可以为1.15°。移位至某一个区域的接收器产品，其位移量可以调整为1.13°，而移位至另一个区域的接收器产品，其位移量可以调整为1.16°。
  通道轮廓   位移量δt
  Type 1   1.15°/0.02(rad)
  Type 2   2.05°/0.036(rad)
  Type 3   1.75°/0.031(rad)
表格1
图2是显示本发明另一实施例调幅信号接收器装置的架构示意图。其中位移量由均衡结果来决定。均衡器114传送均衡结果，且控制器118根据此均衡结果产生暂时位移量δt。可利用均衡器输出估计器分析此均衡结果。均衡器输出估计器分析该均衡结果，并且输出一指示以指示此均衡结果提供何种信息。控制器118调整暂时位移量δt，直到此均衡结果满足预定需求。例如，在一开始时将暂时位移量δt设为零度(Zero Degree)，且预定需求是指此均衡结果具有小于10-6的误码率(Bit Error Ratio，简称为BER)。在接收第一均衡结果(10-4)后，控制器118以
Figure A20071018698600091
移动符号取样时间，然后均衡器114产生第二均衡结果。若第二均衡结果较佳于第一均衡结果，例如，10-5，控制器118继续以
Figure A20071018698600092
增加暂时位移量δt，否则控制器118以
Figure A20071018698600093
移动符号取样时间。此暂时位移量δt仍维持为相同值，直至此均衡结果达到预定需求。此预定需求并非限定于BER，还可以是其它需求(例如，均衡器收敛位准(Equalizer Convergence level))、均衡结果中的信噪比(Signal-NoiseRatio)以及其它可做为预定需求的需求。
即使接收器包含载波复原装置108与时序复原装置110，不需要同时调整时序复原与载波复原。图3是显示本发明另一实施例调幅信号接收器装置的架构示意图。载波复原装置108接收数字化的信号，从数字化信号移除载波频率偏移以产生载波复原信号。载波相位位移单元120以相位位移量θk移动此时序复原信号的载波相位，其中相位位移量θk可为正数或负数。载波相位位移单元120可利用乘法器实现而得。乘法器将此时序复原信号乘以exp(jθk)，以产生载波相位位移信号。均衡器114对此载波相位位移信号执行均衡操作，以将此载波相位位移信号中的符号间干扰(ISI)消除。
同样地，相位位移量θk是由控制器122来决定。控制器122查表以决定相位位移量θk。例如，初始相位位移量可为3.05°。实际产品可以利用相位位移量3.03°而做较佳的调谐，也可利用相位位移量3.06°来调整。同样地，图4是显示均衡器114将均衡结果反馈至控制器124的示意图。此均衡结果可表示为一指示，其中此指示具有均衡估计量，以决定θt的值。例如，控制器124调整暂时位移量θt，直到均衡结果满足预设条件。初始地，暂时位移量θt可设为零度(Zero Degree)。在接收到第一均衡结果后，控制器124以
Figure A20071018698600101
移动符号取样时间，然后均衡器114产生第二均衡结果。若第二均衡结果较第一均衡结果为佳，控制器124继续以增加暂时位移量θt，否则控制器124以
Figure A20071018698600103
移动符号取样时间。直至均衡结果达到预设等级(Predetermined Level)时即可决定暂时位移量θt的值。
载波复原与时序复原操作是相互独立的，因此，载波相位位移操作先执行，或是时序复原操作先完成均对接收装置不会有任何影响。图5与图6是分别显示本发明另一实施例调幅信号接收器装置的架构示意图。其中，均是在执行时序复原操作之前先执行载波相位位移操作。同样地，控制器122查询先前建立的表格来决定相位位移量θk，或者相位位移量根据均衡结果也可为暂时结果(Tentative Result)。
一般地，传统的残边带(Vestigial Sideband，简称为VSB)接收装置使用复数域均衡器(Complex Number Domain Equalizer)，其是因为复数域均衡器对载波相位偏移的敏感性(Sensitive)较实数域均衡器(Real NumberDomain Equalizer)(实数均衡器)低。此外，传统的残边带接收装置一般使用分数间隔均衡器(Fractional Spaced Equalizer)，是因为其对符号取样时序的敏感性较符号间隔均衡器(Symbol Spaced Equalizer)低。上述接收装置能够在使用符号间隔均衡器或实数域均衡器的情况下，可以得到近似复数域均衡器及分数间隔均衡器的结果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡根据本发明所做的均等变化与修饰，都属于本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置包括：
同步模块，用以补偿所述调幅符号流的取样频率偏移并且估计所述调幅符号流的重取样位置，以根据所述重取样位置产生补偿符号流；
相位位移器，利用时序位移量与载波位移量调整所述补偿符号流以产生位移符号流；以及
均衡器，用以均衡所述位移符号流。
2.如权利要求1所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述时序位移量与所述载波位移量被预设为常数。
3.如权利要求1所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置还包括控制器，用以通过分析所述调幅符号流的通道轮廓来提供所述时序位移量与所述载波位移量。
4.如权利要求1所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置还包括：
通道估计器，用以估计主通道路径与至少一光标通道路径，以提供所述通道轮廓给所述控制器。
5.一种处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置包括：
时序复原装置，用以估计所述调幅符号流的重取样位置，并且根据所述重取样位置产生补偿符号流；
时序相位位移器，其利用时序位移量与载波位移量移动所述补偿符号流以产生位移符号流；以及
均衡器，用以均衡所述位移符号流。
6.如权利要求5所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述时序位移量被预设为常数。
7.如权利要求5所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置还包括控制器，用以通过分析所述符号流的通道轮廓来决定所述时序位移量。
8.如权利要求7所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置还包括：
通道估计器，用以估计主通道路径与至少一光标通道路径，以提供所述通道轮廓给所述控制器。
9.如权利要求7所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置还包括：
储存器，储存对应表格，所述表格储存对应不同通道轮廓的时序位移量的不同值。
10.如权利要求7所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置还包括：
均衡器输出估计器，用以产生关于所述均衡器的均衡结果的指示，所述控制器参考所述指示以决定所述时序位移量。
11.如权利要求10所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述指示表示信噪比或所述均衡器的收敛位准。
12.如权利要求5所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述调幅符号流是由残边带信号推导而得。
13.如权利要求12所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述残边带信号符合高级电视系统委员会标准。
14.一种处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置包括：
载波复原装置，用以补偿所述调幅符号流的载波频率偏移以产生载波复原符号流；
载波相位位移器，根据载波位移量移动所述载波复原符号流以产生位移符号流；以及
均衡器，用以均衡所述位移符号流。
15.如权利要求14所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述载波位移量被预设为常数。
16.如权利要求14所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置还包括控制器，用以通过分析所述调幅符号流的通道轮廓来决定所述载波位移量。
17.如权利要求16所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置还包括：
通道估计器，用以估计主通道路径与至少一光标通道路径，以提供所述通道轮廓给所述控制器。
18.如权利要求16项所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置还包括：
储存器，储存对应表格，所述表格储存对应不同通道轮廓的载波位移量的不同值。
19.如权利要求16所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述接收器装置还包括：
均衡器输出估计器，用以产生关于所述均衡器的均衡结果的指示，所述控制器参考所述指示以决定所述载波位移量。
20.如权利要求19所述的处理调幅符号流的接收器装置，其特征在于，所述指示表示为信噪比或所述均衡器的收敛位准。
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