CN1435952A - 残余边带接收机的载波恢复装置及用其恢复载波的方法 - Google Patents

Abstract

一种载波恢复装置，包括：第一LPF，用于通过使用包括在VSB广播信号的I信号中的导频音，计算依照频率偏移而变化的VSB广播信号的载波；限幅器，用于限制第一LPF计算出的载波幅度，并输出载波的限制幅度；乘法器，用于将来自限幅器的载波限制幅度与VSB广播信号的Q信号相乘；第二LPF，用于从乘法器输出的乘积抽取对应于载波频率误差的DC特性；数控振荡器(NCO)，用于产生对应于来自第二LPF的DC特性的复载波；以及频率误差提供单元，其置于第二LPF和NCO之间，用于存储来自第二LPF的DC特性，并在I信号的已损坏导频使导频音失真时，向NCO提供先前输入并存储在其中的DC特性信号。

Description

残余边带接收机的载波恢复装置及用其恢复载波的方法

技术领域

本发明涉及一种残余边带(vestigial sideband)VSB接收机的载波恢复装置，特别涉及一种基于包括在广播信号导频(pilot)中用来恢复VSB数字广播信号的的导频音(pilot tone)，用于恢复载波的VSB接收机载波恢复装置。

背景技术

目前，对数字广播信号有两种调制系统。一种是残余边带(VSB)调制系统，另一种是编码正交频分多路复用(COFDM，Coded Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)调制系统。VSB调制系统以单载波传送广播信号，而COFDM调制系统对广播信号多重划分(multi-divide)并经多通道(multi-channel)传输。当前，VSB调制系统主要在如韩国和美国的之类的一些国家采用，而COFDM调制系统主要在大多数欧洲国家采用。

图1是用来接收通过传统VSB调制系统调制并发送VSB模拟广播信号的传统数字广播接收机方框图。如图1所示，数字广播接收机包括模数转换器(ADC)10、I/Q分离器12、插值器(interpolator)14、符号定时恢复(STR，SymbolTiming Recovery)单元16、数字频率锁相环(DFPLL，Digital Frequency PhaseLocked Loop)20、匹配滤波器30、均衡器32以及相位跟踪环路(PTL，PhaseTrack Loop)34。

ADC 10将VSB模拟广播信号转换成数字信号。I/Q分离器12将数字信号变换(shift)成基带信号，以将基带信号分离为同相信道信号(I信号)和正交(Q，quadrature)信道信号(Q信号)。由I信号和Q信号组成VSB广播信号。

插值器14用于对在ADC10把VSB模拟广播信号转换成数字信号期间出现的在广播信号的采样偏移(offset)进行补偿，插值器14还探测已被补偿采样偏移的VSB广播信号的时钟信息。STR单元16探测在把VSB模拟广播信号转换成数字信号期间已经出现的关于VSB广播信号的符号定时误差信息。STR单元16把关于所述符号的已被探测到的定时误差信息提供给插值器14。从而，插值器14基于STR单元16提供的定时误差信息补偿VSB广播信号的采样偏移。

DFPLL 20用探测到的时钟信息和包含在VSB广播信号中的导频，恢复VSB广播信号的载波。就是说，DFPLL 20恢复VSB广播信号的载波中出现的频率偏移和相位失真。在恢复频率偏移和相位失真之后，在乘法器18将载波与来自插值器14的I信号和Q信号相乘，然后输出到匹配滤波器30。

匹配滤波器30将来自乘法器18的I信号和Q信号合并成VSB广播信号，并对VSB广播信号滤波，以便可以使合并广播信号的信噪比最大。均衡单元32对传送VSB广播信号的信道中出现的误差进行补偿。PTL 34对VSB广播信号中的剩余相位误差进行补偿。

图2是更详细地展示图1 DFPLL 20的方框图。DFPLL 20包括第一低通滤波器(LPF，Low Pass Filter)21、限幅器(limiter)23、第二乘法器25、第二LPF27、以及数控振荡器(NCO，Numerically-controlled Oscillator)29。

第一LPF 21通过使用导频中的导频音来标明I信号，其中导频包含在被I/Q分离器12变换到基带的VSB广播信号的I信号中，而I信号根据载波的频率偏移而改变。如果I信号的频率偏移为正(+)，那么在载波中出现-90°相变。如果I信号的频率偏移为负(-)，那么在载波中出现+90°相变。限幅器23限制从第一LPF 21输出的I信号的幅度。从而，限幅器23从第一LPF 21输出的I信号，输出值为+1或-1的脉冲波(限制I信号幅度的)。乘法器25将从限幅器23输出的脉冲波与VSB广播信号的Q信号相乘，其中VSB广播信号已由I/Q分离器12变换到基带。第二LPF 27从乘法器25输出的乘积中抽取DC(Direct current，直流)特性。来自第二LPF 27的DC特性标明载波的频率误差。NCO 29产生对应于从第二LPF 27抽取的DC特性的复(complex)载波，并向乘法器18提供所产生的复载波。从而，乘法器18将来自插值器14的I信号和Q信号每个都与从NCO 29产生的复载波相乘，并在恢复了载波的采样偏移之后输出I信号和Q信号。

然而，传统VSB广播信号接收机中，当导频音被损坏时，DFPLL 20的性能迅速恶化。这是因为，VSB广播信号传输信道的地面波(terrestrial wave)传输信道通常是由多路径传输信道传输的。传输信道的频率响应包括多个“零”。从而，如果即使一个导频音的频带与多个“零”中的一个匹配，与所接收的VSB模拟广播信号相比，导频音的损坏变得更差了。由于在可变信道环境下，所接收的VSB模拟广播信号中零的位置是不规则的，所以传统VSB广播信号接收机经DFPLL 20通常得到对载波不精确的恢复。更明确地说，因为传统DFPLL 20基于导频音恢复载波，所以当导频因噪音或误差而消失时，不得不执行单独的处理如跟踪(tracking)。如果即使通过跟踪也没有发现载波，那么对载波的恢复变得不再可能。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种载波恢复装置，即使导频临时或周期性地被损坏，其也能够有效恢复因动态信道环境而损坏的载波。

本发明的其它目的和优点，部分将在随后的描述中阐明，部分将从描述中显而易见，或者可以从对本发明的实践中了解。

上述及其它目的通过根据本发明的一个方面的一种残余边带(VSB)广播信号载波的载波恢复装置完成。该载波恢复装置包括：第一低通滤波器(LPF)，用于通过使用包括在VSB广播信号的I信号中的导频音，计算依照频率偏移而变化的VSB广播信号的载波；限幅器，用于限制第一LPF计算出的载波幅度；乘法器，用于将来自限幅器的载波限制幅度与VSB广播信号的Q信号相乘；第二LPF，用于从乘法器发送的乘积中抽取对应于载波频率误差的DC特性；数控振荡器(NCO)，用于产生与从第二LPF抽取的DC特性对应的复载波；以及频率误差提供单元，用于把从第二LPF抽取的DC特性存储到存储器中，并在I信号的已损坏导频使导频音失真时，向NCO提供先前输入并存储在存储器中的已存储DC特性信号。

频率误差提供单元包括：寄存器，用于依照控制信号，将来自第二LPF的DC特性信号存储预定时间，并输出DC特性信号；切换单元，用于有选择地输出来自寄存器和第二LPF中的一个DC特性；模式控制单元，用于接收来自匹配滤波器的有关因可变信道环境而出现的导频的导频损坏信息，并依照所接收的有关导频损坏信息，控制切换单元的输出；匹配滤波器，用于合并已恢复载波的I信号和Q信号；以及计时单元，用于对模式控制单元的控制时间计时，其中模式控制单元在根据所接收的有关导频损坏的信息确定导频被损坏时，通过产生控制信号，控制切换单元和寄存器，并在被计时的控制时间超过参考控制时间时，向模式控制单元提供时间结束信息，从而，模式控制单元依照时间结束信息，控制切换单元从第二LPF输出DC特性信号。

模式控制单元在根据接收到的有关导频的损坏的信息，确定导频被损坏时，控制切换单元输出来自寄存器的DC特性，而在根据接收到的有关导频的损坏的信息，确定导频未损坏时，控制切换单元输出来自第二LPF的DC特性信号。

当导频被损坏时，NCO响应来自寄存器的DC特性信号，产生固定复载波，从而切换单元响应模式控制单元的控制信号，输出来自寄存器的DC特性。第一LPF是自动频率控制低通滤波器(AFC-LPF)，而第二LPF是自动相控低通滤波器(APC-LPF)。

上述和其它目的还通过提供根据本发明的另一方面的一种残余边带(VSB)广播信号接收机完成。该VSB广播信号接收机包括：模数转换器(ADC)，用于将模拟VSB广播信号转换成数字信号；I/Q分离器，用于将数字信号变换成基带信号，并将基带信号分离为I信号和Q信号，其组成VSB广播信号；符号定时恢复(STR)单元，用于分别探测关于I信号和Q信号的VSB广播信号的符号定时误差；插值器，用于依照STR单元探测到的采样定时误差，对I信号和Q信号的采样偏移进行补偿；乘法器，用于将来自插值器的I信号和Q信号每个都与复载波相乘；载波恢复单元，用于在I信号中包括的导频被损坏时，基于对应于根据导频的导频音计算出的VSB广播信号频率误差的复载波，恢复VSB广播信号的载波；匹配滤波器，用于通过合并从乘法器输出的I信号和Q信号，产生VSB广播信号；以及均衡器，用于补偿VSB广播信号的失真，所述失真在有关来自匹配滤波器的VSB广播信号的传输信道中出现。

载波恢复装置包括：第一低通滤波器(LPF)，用于通过使用包括在I信号中的导频音，计算依照VSB广播信号的频率偏移而变化的载波；限幅器，用于限制来自第一LPF的载波幅度，并输出载波幅度；乘法器，用于将来自限幅器的载波限制幅度与Q信号相乘；第二低通滤波器(LPF)，用于从第二乘法器发送的乘积中抽取对应于载波频率误差的DC特性；数控振荡器(NCO)，用于产生对应于从第二LPF抽取的DC特性的复载波；以及频率误差提供单元，用于在存储器中存储来自第二LPF的DC特性，并在导频音因I信号的已损坏导频而失真时，向NCO提供先前输入并存储在其中的已被存储的DC特性信号。

频率误差提供单元包括：寄存器，用于响应控制信号，将来自第二LPF的DC特性存储预定时间，并输出DC特性；切换单元，用于响应控制信号，选择输出来自寄存器和第二LPF之一的DC特性信号；模式控制单元，用于从匹配滤波器接收有关因为信道环境的变化导致的导频损坏的信息，并依照所接收的有关导频损坏的信息，控制切换单元的输出；以及计时单元，用于对模式控制单元的控制时间计时，其中模式控制单元在根据接收到的有关导频被损坏的信息，确定导频被损坏的基础上，通过产生控制信号，控制寄存器和切换单元，并在计时所得控制时间超过预定的参考时间时，向模式控制单元提供时间结束信息，从而，模式控制单元依照所提供的时间结束信息，控制切换单元从第二LPF输出DC特性。

模式控制单元在根据接收到的有关导频损坏信息，确定导频被损坏时，控制切换单元输出来自寄存器的DC特性，而当根据接收到的有关导频损坏信息，确定导频没有损坏时，控制切换单元输出来自第二LPF的DC特性。当导频被损坏时，NCO响应从寄存器发送的DC特性，产生固定复载波，从而切换单元响应模式控制单元的控制信号，输出来自寄存器的DC特性。第一LPF是自动频率控制低通滤波器(AFC-LPF)，而第二LPF是自动相控低通滤波器(APC-LPF)。还提供了相位跟踪环路(PTL)，用于在均衡器使VSB广播信号均衡化之后，补偿VSB广播信号的剩余相位误差。

上述及其它目的还通过根据本发明另一个方面的一种残余边带(VSB)广播信号的载波恢复方法来完成。该方法包括：在VSB广播信号的载波依照频率偏移而变化之后，通过使用包括在VSB广播信号的I信号中的导频音，计算VSB广播信号的载波；限制被计算的载波的幅度并输出载波的限制幅度；将载波的限制幅度与VSB广播信号的Q信号相乘；从乘法器的乘积中抽取对应于载波的频率误差的DC特性信号；在存储器中存储DC特性信号，并根据I信号是否被损坏的确定，有选择地输出DC特性信号，例如，先前输入并存储在存储器中的第一DC特性信号和响应乘法所得乘积而新产生的第二DC特性信号中的一个；以及产生对应于输出DC特性的复载波，所述输出DC特性不是第一DC特性信号就是第二DC特性信号。

DC特性的有选择性输出包括：依照控制信号，将抽取操作中抽取的第一DC特性存储预定时间，并输出第一DC特性；接收有关因信道环境变化而产生的导频的导频损坏的信息；依照有关导频损坏的信息，有选择地控制第一DC特性和第二DC特性的输出；以及在根据有关导频损坏信息确定导频被损坏时，对被已损坏的导频控制操作的控制时间计时，并在计时所得控制时间超过预定参考时间时，输出第二DC特性。

输出控制操作控制DC特性的输出，使得在根据有关导频损坏的信息确定导频被损坏时，输出第一DC特性，而在根据有关导频损坏的信息确定导频未损坏时，输出第二DC特性。

基于对应于先前计算的频率误差的复载波，恢复具有已损坏的导频的VSB广播信号的载波。从而，有效地执行VSB广播信号的载波恢复。

附图说明

本发明的上述及其它目的和优点，从下文中结合附图对本发明的优选实施例的描述，将变得更加清楚并且更加容易理解，附图包括：

图1是传统VSB广播信号接收机的方框图；

图2是展示图1中所示传统VSB广播信号接收机的DFPLL的方框图；

图3是展示根据本发明的一个实施例，恢复VSB广播信号的载波的VSB广播信号接收机的方框图；

图4是展示图3中所示的VSB广播信号接收机的载波恢复单元的方框图；

图5是图4中所示的载波恢复单元的误差值提供单元的方框图；

图6是展示图5中所示误差值提供单元的控制单元的方框图；

图7是展示根据本发明的另一个实施例，恢复VSB广播信号的载波的方法的流程图；

图8是展示图7中所示的方法中选择输出DC特性的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的优选实施例，附图中图解了其示例，其中相同的标号始终表示相同的元素。为了解释本发明，参考附图描述实施例。

从现在开始，将参考附图非常详细地描述本发明。

图3是展示根据本发明的一个实施例，恢复载波的VSB广播信号接收机的方框图。

VSB广播信号接收机包括模数转换器(ADC)110、同相/正交(I/Q)分离器130、插值器150、符号定时(STR)单元170，载波恢复单元200、匹配滤波器310、均衡器330以及相位跟踪环路350。

ADC 110将VSB模拟广播信号转换成数字信号。I/Q分离器130将数字信号变换成基带信号，以将基带信号分离为同相信号(在下文中称为I信号)和正交(Q)信号(在下文中称为Q信号)。I信号和Q信号组成VSB广播信号。

插值器150补偿VSB广播信号的采样定时偏移，所述采样定时偏移在ADC 10将VSB模拟广播信号转换成数字信号时出现。插值器150在补偿采样定时偏移之后，探测VSB广播信号的时钟信息。STR单元170探测关于VSB广播信号符号的采样定时误差，其在ADC 110将VSB模拟广播信号转换成数字信号时出现。STR单元170向插值器150提供所述符号的采样定时误差信息。从而，插值器150基于STR单元170提供的采样定时误差信息补偿VSB广播信号中出现的采样定时误差。

载波恢复单元200基于在插值器150探测到的时钟信息和包含在VSB广播信号中的导频音，抽取VSB广播信号的频率误差，计算对应于所抽取频率误差的复载波，然后恢复载波。从而，载波恢复单元恢复在VSB广播信号中出现的频率偏移和相位失真。根据本发明的一个方面，载波恢复单元200确定包含在来自插值器150的I信号中的导频是否被损坏。当确定导频被损坏时，基于对应于VSB广播信号的频率误差的复载波，恢复VSB广播信号的载波，其中所述复载波已预先基于导频音计算出。在恢复了频率偏移和相位失真之后，乘法器将载波乘以来自插值器150的I信号和Q信号，然后将乘积输出到匹配滤波器310。

匹配滤波器310将来自乘法器190的I信号和Q信号合并成VSB广播信号，并对VSB广播信号滤波，以便可以使合并广播信号的信噪比最大。根据本发明的另一个方面，匹配滤波器310有可能向载波恢复单元200提供合并VSB广播信号的导频DC特性。匹配滤波器310提供的DC特性相当于有关导频中，因传输信道环境变化而出现的损坏的信息。基于匹配滤波器310提供的有关导频的损坏的信息，载波恢复单元200恢复载波。均衡器330补偿在VSB广播信号的广播信号传输信道中出现的误差。PTL 350补偿在均衡器330补偿误差之后输出的VSB广播信号中的剩余相位误差。

因为基于对应于先前计算的频率误差的复载波，恢复了具有已损坏的导频的VSB广播信号的载波，所以改善了载波恢复单元200的载波恢复效率。特别地，因为基于先前计算的复载波，恢复了具有已损坏的导频的VSB广播信号的载波，其中已损坏的载波在VSB广播信号经动态环境中的传输信道传输时出现，所以增强了VSB广播信号的信号恢复性能。

图4是展示图3中的载波恢复单元200的方框图。载波恢复单元200包括第一低通滤波器(LPF)210、限幅器230、乘法器240、第二LPF 250、错误值提供单元260以及数控振荡器280。

第一LPF 210通过使用导频音来标明I信号，其中导频音包括在被I/Q分离器130变换到基带的VSB广播信号的I信号中，而I信号依照载波的频率偏移而改变。当I信号的频率偏移为正(+)时，在载波中出现-90°相变。当I信号的频率偏移为负(-)时，在载波中出现+90°相变。对于第一LPF 210，使用自动频率控制低通滤波器(AFC-LPF，Automatic Frequency Control Low passFilter)。限幅器230限制从第一LPF 210输出的I信号的幅度。从而，限幅器230输出来自第一LPF 210的I信号的脉冲波(被限制的幅度)。乘法器240将来自限幅器230的脉冲波与VSB广播信号的Q信号相乘，其中VSB广播信号已由I/Q分离器12变换到基带。

第二LPF 250从乘法器240输出的乘积中抽取DC特性。由第二LPF 250抽取的DC特性标明载波的频率误差。对于第二LPF250，使用自动相控低通滤波器(APC-LPF，Automatic Phase Control Low pass Filter)。第一LPF 210、限幅器230、乘法器240、以及第二LPF 250组成滤波单元，用于产生标明VSB广播信号的载波的频率误差的DC特性。在第二LPF 250和NCO 280之间提供了误差值提供单元260，以在存储器中存储第二LPF 250抽取的对应于载波频率误差的DC特性。当I信号的导频被损坏并从而导频音失真时，基于匹配滤波器310提供的有关导频的损坏的信息(导频DC特性)，误差值提供单元260向NCO 280提供先前从第二LPF 250输入并存储在存储器中的DC特性。NCO 280产生对应于由误差值提供单元260提供的DC特性的复载波，并向乘法器190提供所产生的复载波。乘法器190将来自NCO 280产生的复载波与来自插值器150的I信号和Q信号中的每一个相乘，并由此输出已恢复频率偏移的VSB广播信号的已被恢复I信号和Q信号。

图5是详细展示图4中的误差值提供单元260的方框图。误差值提供单元260包括作为存储器的寄存器262、切换单元264以及控制单元266。寄存器262依照控制单元266的控制信号，将来自第二LPF 250的DC特性存储一段预定时间，并向切换单元264输出DC特性。当存储了多个邻近的DC特性时，寄存器262就按输入顺序对DC特性进行存储。寄存器262首先存储第一DC特性，然后继续地存储第一DC特性之后的第二DC特性。寄存器262也按输入顺序输出DC特性。从而，寄存器262首先输出第一DC特性，然后继续地输出第二DC特性。

切换单元264依照控制单元266的控制信号，有选择地输出来自寄存器262和第二LPF 250的DC特性中的一个。控制单元266接收匹配滤波器310提供的导频DC特性，即，接收有关信道环境的变化引起的导频损坏的信息，并依照所接收信息，控制切换单元264的输出。有可能，当根据所接收信息确定导频被损坏时，控制单元266控制切换单元264从寄存器262向NCO 280输出DC特性，例如第一DC特性。当基于所接收信息确定导频没有损坏时，控制单元266控制切换单元264从第二LPF 250向NCO 280输出DC特性，例如第二DC特性。

从而，当导频没有损坏时，NCO 280产生对应于第二LPF 250抽取的新DC特性的复载波，并向乘法器190提供新抽取的DC特性，例如，第二DC特性。同样，当导频被损坏时，NCO 280产生对应于在寄存器262中存储的并且是输出到NCO280的DC特性的复载波。

图6是详细展示图5中控制单元266的方框图。控制单元266包括模式控制单元266a和计时单元266b。模式控制单元266a接收导频DC特性，即，匹配滤波器310提供的，有关因为信道环境的变化而出现的导频损坏的信息，并依照所接收的有关导频损坏的信息，控制切换单元264的输出。当确定导频被损坏时，计始单元266b依照损坏程度，对模式控制单元266a对切换单元264的控制时间计时。当超过预定的控制时间时，计时单元266b向模式控制单元266a提供时间结束信息，代表预定控制时间已过去。根据来自计时单元266b的时间结束信息，模式控制单元266a控制切换单元264从第二LPF250向NCO 262输出DC特性。

图7是展示根据本发明的另一方面的VSB广播信号的载波恢复方法的流程图。

首先，在操作S110，通过使用从插值器150输出的I信号导频音，计算VSB广播信号的载波。此时，被计算出的载波相位误差为-90°或+90°。在操作S150，限幅器230将第一LPF 210计算出的载波限制到预定幅度，并以脉冲波输出载波的限制幅度。在操作S150，乘法器240将被限幅且从限幅器230输出的载波幅度与从插值器150输出的Q信号相乘。在操作S170，第二LPF250基于从乘法器240输出的乘积，抽取对应于载波频率误差的DC特性。

在操作S200，误差值提供单元260按第一DC特性存储来自第二LPF 250的DC特性，，并依照存在导频中的损坏，从先前输入并存储的第一DC特性和在存储第一DC特性之后继续产生的第二DC特性中选择一个输出到NCO280。在操作S310，NCO 280产生对应于从误差值提供单元260输出的第一DC特性或第二DC特性的复载波。从而，乘法器190将已在插值器150补偿了采样定时偏移的I信号和Q信号中的每一个，与NCO 280提供的复载波相乘，从而补偿VSB广播信号的载波失真。

图8是详细展示图7的操作S200中DC特性选择输出的流程图。在操作S210，寄存器262依照控制信号，存储从第二LPF 250传送的第一DC特性，并向切换单元264输出所存储的第一DC特性。同时在操作S220，模式控制单元266a接收有关导频损坏的信息。基于所接收的有关导频损坏的信息，模式控制单元266a确定导频是否被损坏。如果确定导频被损坏，在操作S230，模式控制单元266a控制切换单元264选择并向NCO 280输出来自寄存器262的第一DC特性。

在操作S250，计时单元266b对模式控制单元266a控制切换单元264输出来自寄存器262的第一DC特性的控制时间计时。计时单元266b向模式控制单元266a提供计时所得控制时间。在操作S270，模式控制单元266a确定计时单元266b提供的计时所得控制时间是否超过了预定的变换切换单元264的输出模式的参考控制时间。如果确定计时所得时间没有超过预定的参考控制时间，则重复从S230到S270的处理。如果在S270确定计时所得时间超过了预定的控制时间，则在操作S290，模式控制单元266a控制切换单元264从第二LPF 250选择第二DC特性、并向NCO 280输出来自第二LPF 250的第二DC特性。

当导频被损坏时，在预定时间恢复VSB广播信号的载波，以便将切换单元264的输出模式变换为输出存储在寄存器262中的DC特性，所述DC特性对应于先前计算的VSB广播信号的频率误差。从而，可以解决由于已损坏的导频而产生的对载波恢复的障碍。进一步说，改善了VSB广播信号的信号接收效率。

根据本发明，基于对应于先前计算的频率误差的复载波，恢复具有已损坏导频的VSB广播信号的载波。从而，有效地执行对VSB广播信号的载波恢复。

进一步说，由于在导频被损坏的情况下，利用先前计算的复载波，还原恢复经动态环境传输的VSB广播信号的载波，所以改善了接收机信号恢复性能。

尽管已经描述了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应该明白，本发明不限于所述优选实施例，在所附权利要求及其等价阐述所限定的本发明的精神和范围内，可以进行各种改变和修正。

本发明要求2002年1月29日提交到韩国知识产权局的韩国专利第2002-5234号的优先权，其公开内容在此并入，作为参考。

Claims (29)

1.一种具有I信号和Q信号的残余边带(VSB)广播信号的载波恢复装置，包括：

第一低通滤波器(LPF)，用于通过使用包括在VSB广播信号的I信号中的导频音，计算依照VSB广播信号频率偏移而变化的VSB广播信号的载波；

限幅器，用于限制第一LPF计算出的载波幅度；

乘法器，用于将来自限幅器的载波限制幅度与VSB广播信号的Q信号相乘，产生乘积；

第二LPF，用于从来自乘法器的乘积抽取对应于载波的频率误差的DC特性信号；

数控振荡器(NCO)，用于产生对应于从第二LPF抽取的DC特性的复载波；以及

频率误差提供单元，用于存储从第二LPF抽取的DC特性，并在I信号的已损坏导频使导频音失真时，向NCO提供所存储的DC特性信号。

2.如权利要求1所述的载波恢复装置，还包括匹配滤波器，用于从已被乘以NCO的复载波的I信号和Q信号中生成VSB广播信号，并产生代表因为信道环境的变化而出现的导频损坏的信息，其中频率误差提供单元包括：

寄存器，用于将来自第二LPF的DC特性信号存储预定时间，并输出DC特性信号；

切换单元，用于选择输出来自寄存器的已存储DC特性信号和第二LPF新产生第二DC特性信号中的一个；

模式控制单元，用于接收来自匹配滤波器的信息，并依照所接收信息，控制切换单元的输出；以及

计时单元，用于对模式控制单元的控制时间计时，其中模式控制单元为响应根据接收到的有关导频损坏的信息确定导频被损坏，对寄存器和切换单元进行控制，并在计时所得控制时间超过参考时间时，向模式控制单元提供时间结束信息，其中，模式控制单元依照时间结束信息，控制切换单元从第二LPF输出第二DC特性信号。

3.如权利要求2所述的载波恢复装置，其中模式控制单元对根据接收到的有关导频损坏的信息确定导频被损坏作出的反应是，控制切换单元输出来自寄存器的DC特性信号，而对根据接收到的有关导频的损坏的信息确定没有损坏导频作出的反应是，控制切换单元输出来自第二LPF的第二DC特性信号。

4.如权利要求3所述的载波恢复装置，其中当导频被损坏时，NCO响应来自寄存器的DC特性信号，产生固定复载波，并且因此切换单元为响应模式控制单元的控制信号而从寄存器输出DC特性。

5.如权利要求4所述的载波恢复装置，其中第一LPF包括自动频率控制低通滤波器(AFC-LPF)，而第二LPF包括自动相控低通滤波器(APC-LPF)。

6.一种残余边带(VSB)广播信号接收机，包括：

模数转换器(ADC)，用于将模拟VSB广播信号转换成数字信号；

I/Q分离器，用于将数字信号变换成基带信号，并将基带信号分离为I信号和Q信号，其组成VSB广播信号；

符号定时恢复(STR)单元，用于分别探测关于I信号和Q信号的VSB广播信号的符号定时误差；

插值器，用于依照STR单元探测到的采样定时误差，补偿I信号和Q信号的采样偏移；

载波恢复单元，用于在I信号中包括的导频被损坏时，产生对应于VSB广播信号的频率误差的复载波，所述频率误差从VSB广播信号的导频的导频音计算出；

乘法器，用于将I信号和Q信号中的每一个与复载波相乘以产生乘积，其中基于复载波，恢复VSB广播信号的载波；

匹配滤波器，用于响应乘法器的乘积，通过合并I信号和Q信号，产生VSB广播信号；以及

均衡器，用于补偿VSB广播信号的失真，所述失真在有关来自匹配滤波器的VSB广播信号的传输信道中出现。

7.如权利要求6所述的VSB广播信号接收机，其中载波恢复装置包括：

第一低通滤波器(LPF)，用于通过使用包括在I信号中的导频音，计算依照频率偏移而变化的载波；

限幅器，用于限制来自第一LPF的载波幅度，并输出载波幅度；

第二乘法器，用于将来自限幅器的载波限制幅度与Q信号相乘，产生第二乘积；

第二低通滤波器(LPF)，用于从来自第二乘法器的第二乘积中抽取对应于载波频率误差的DC特性信号；

数控振荡器(NCO)，用于产生对应于从第二LPF中抽取的DC特性信号的复载波；以及

频率误差提供单元，用于存储来自第二LPF的DC特性，并在导频音因为I信号的已损坏的导频而失真时，向NCO提供先前输入并存储在其中的已被存储的DC特性信号。

8.如权利要求7所述的VSB广播信号接收机，其中频率误差提供单元包括：

寄存器，用于将来自第二LPF的DC特性信号存储预定时间，并输出DC特性信号；

切换单元，用于选择输出来自寄存器和第二LPF之一的DC特性信号；

模式控制单元，用于从匹配滤波器接收有关因为信道环境的变化而出现的导频损坏的信息，并依照所接收的有关导频的损坏的信息，控制切换单元的输出；以及

计时单元，用于对模式控制单元的控制时间计时，其中模式控制单元在根据接收到的有关导频被损坏的信息，确定导频被损坏的基础上，控制切换单元和寄存器，并在计时所得控制时间超过参考时间时，向模式控制单元提供时间结束信息，

其中，模式控制单元依照所提供的时间结束信息，控制切换单元从第二LPF输出DC特性信号。

9.如权利要求8所述的VSB广播信号接收机，其中模式控制单元对根据接收到的有关导频损坏的信息确定导频被损坏作出的响应是，控制切换单元从寄存器输出DC特性信号，而对根据接收到的有关导频的损坏的信息确定导频没有损坏作出的响应是，控制切换单元从第二LPF输出DC特性信号。

10.如权利要求9所述的VSB广播信号接收机，其中当导频被损坏时，NCO响应来自寄存器的DC特性信号，产生固定复载波，从而切换单元响应模式控制单元的控制信号，输出来自寄存器的DC特性。

11.如权利要求10所述的VSB广播信号接收机，其中第一LPF包括自动频率控制低通滤波器(AFC-LPF)，而第二LPF包括自动相控低通滤波器(APC-LPF)。

12.如权利要求6所述的VSB广播信号接收机，还包括：

相位跟踪环路(PTL)，用于在均衡器补偿了VSB广播信号的失真之后，补偿VSB广播信号的剩余相位误差。

13.一种残余边带(VSB)广播信号的载波恢复方法，包括：

在VSB广播信号的载波依照频率偏移而变化之后，通过使用包括在VSB广播信号的I信号中的导频音，计算VSB广播信号的载波；

限制计算出的载波的幅度并输出载波的限制幅度；

将载波的限制幅度与VSB广播信号的Q信号相乘，产生乘积；

从乘法器的乘积中抽取对应于载波频率误差的第一DC特性信号；

存储第一DC特性信号，并根据I信号是否被损坏，选择所存储的第一DC特性信号和对应于载波的另一个频率误差而新产生的第二DC特性信号中的一个输出；以及

产生对应于第一DC特性信号和第二DC特性信号中的一个的复载波。

14.如权利要求13所述的载波恢复方法，其中选择第一DC特性信号和第二DC特性信号中的一个输出包括：

将第一DC特性信号存储预定时间，并输出第一DC特性信号；

接收有关因信道环境变化而产生的导频损坏的信息；

依照有关导频损坏的信息选择第一DC特性信号和第二DC特性信号中的一个输出；以及

作为对根据有关导频损坏的信息确定导频被损坏的响应，对已损坏导频的控制时间计时，并作为对计时所得控制时间超过参考时间的响应，输出第二DC特性信号。

15.如权利要求14所述的载波恢复方法，其中输出第一DC特性信号和第二DC特性信号中的一个包括：

作为对根据有关导频损坏的信息确定导频被损坏的响应，输出第一DC特性信号；以及

作为对根据有关导频损坏的信息确定导频未损坏的响应，输出第二DC特性信号。

16.一种在VSB接收机中具有I信号和Q信号的残余边带(VSB)广播信号的载波恢复方法，包括：

响应I信号和Q信号，产生第一DC特性信号，其标明VSB广播信号的载波的第一个频率误差；

在已经产生第一DC特性信号之后，响应I信号和Q信号，产生第二DC特性信号，其标明VSB广播信号的载波的第二个频率误差；

产生代表VSB广播信号导频的导频音信息；

响应该信息，选择第一DC特性信号和第二DC特性信号中的一个输出；

响应第一DC特性信号和第二DC特性信号中的一个，产生复载波；

将I信号和Q信号中的每一个与复载波相乘；以及

将相乘后的I信号和相乘后的Q信号合并为VSB广播信号。

17.如权利要求16所述的方法，其中选择第一DC特性信号和第二DC特性信号中的一个输出包括：

当所述信息代表导频音被损坏时，输出第一DC特性信号。

18.如权利要求16所述的方法，其中选择第一DC特性信号和第二DC特性信号中的一个输出包括：

当所述信息代表导频音未损坏时，输出第二DC特性信号。

19.如权利要求16所述的方法，其中产生第一DC特性信号包括：

在产生第二DC特性之前，在存储器中存储第一DC特性信号。

20.如权利要求19所述的方法，其中选择第一DC特性信号和第二DC特性信号中的一个输出包括：

当所述信息代表导频音被损坏时，输出所存储的第一DC特性信号。

21.如权利要求16所述的方法，其中VSB接收机包括匹配滤波器，用于接收合并VSB广播信号，探测VSB广播信号的载波导频的导频音，并产生标明导频音的信息，而选择第一DC特性信号和第二DC特性信号中的一个输出包括：

当信息代表导频音未损坏时，输出第二DC特性信号；以及

当信息代表导频音被损坏时，输出第一DC特性信号而不考虑第二DC特性信号。

22.一种具有I信号和Q信号的残余边带(VSB)广播信号的载波恢复装置，包括：

滤波单元，用于响应I信号和Q信号，产生第一DC特性信号，其标明VSB广播信号的载波的第一个频率误差，并在产生第一DC特性信号之后，响应I信号和Q信号，产生第二DC特性信号，其标明VSB广播信号的载波的第二个频率误差；

频率误差提供单元，用于响应代表VSB广播信号导频的导频音被损坏的信息，代替第二DC特性而输出第一DC特性信号；

数控振荡器，用于产生对应于第一DC特性信号的复载波；

乘法器，用于将I信号和Q信号中的每一个与复载波相乘，产生乘积；以及

匹配滤波器，用于响应乘法器的乘积，将相乘后的I信号和相乘后的Q信号合并为VSB广播信号，并从合并VSB广播信号产生信息。

23.如权利要求22所述的载波恢复装置，其中频率误差提供单元在滤波单元产生第二DC特性信号时，在存储器中存储第一DC特性信号。

24.如权利要求23所述的载波恢复装置，其中频率误差提供单元在VSB广播信号导频的导频音被损坏时，输出所存储的第一DC特性信号，而不考虑第二特性信号。

25.如权利要求23所述的载波恢复装置，其中频率误差提供单元在VSB广播信号导频的导频音未损坏时，输出第二特性信号。

26.如权利要求23所述的载波恢复装置，其中滤波单元包括：

第一低通滤波器，用于产生VSB广播信号载波的幅度；

限幅器，用于限制载波的幅度；

第二乘法器，用于将载波的限制幅度与Q信号相乘，产生第二乘积；

第二LPF，用于从来自第二乘法器的第二乘积中，抽取对应于载波频率误差的第一DC特性信号和第二DC特性信号。

27.如权利要求23所述的载波恢复装置，其中频率误差提供单元包括：

寄存器，用于将第一DC特性存储预定的时间；

切换单元，用于从寄存器接收所存储的第一DC特性信号，从滤波单元接收第二DC特性；以及

模式控制单元，用于依照所接收的信息，控制切换单元输出来自寄存器的已被存储的第一DC特性信号和来自滤波单元的第二DC特性信号中的一个。

28.如权利要求23所述的载波恢复装置，其中控制单元包括：

计时单元，用于在信息代表导频音被损坏时，对控制时间计时，并在计时所得时间超过参考时间时，向模式控制单元提供时间结束信息，其中模式控制单元依照时间结束信息，控制切换单元从第二LPF输出第二DC特性信号。

29.如权利要求28所述的载波恢复装置，其中模式控制单元在计时所得控制时间没有超过参考时间时，控制切换单元输出第一DC特性信号。

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