[發(fā)明專利]自適應(yīng)頻道均衡器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01101703.1
• 申請日: 2001-01-20
• 公開（公告）號: CN1323140A
• 公開（公告）日: 2001-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿倫·R·博伊萊特;馬修·T·邁耶;約翰·S·斯圖爾特
• 申請（專利權(quán)）人: 湯姆森特許公司
• 主分類號: H04N7/015
• 分類號: H04N7/015
• 代理公司: 柳沈知識產(chǎn)權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 呂曉章

本發(fā)明涉及可以通過比如電視接收機(jī)這樣的圖像處理和顯示裝置處理的代表圖像的信號的自適應(yīng)頻道均衡。

在接收機(jī)中從以符號形式傳送數(shù)字信息的調(diào)制信號中恢復(fù)數(shù)據(jù)通常需要三種功能：用于符號同步的同步恢復(fù)、載波恢復(fù)(頻率解調(diào)為基帶)和頻道均衡。定時恢復(fù)為將接收機(jī)時鐘(時基)與發(fā)射機(jī)時鐘同步的處理過程。這允許在最佳時間點(diǎn)采樣的接收信號以降低與接收符號值的方向判定處理相關(guān)的限幅誤差概率。載波恢復(fù)為將接收的RF信號下變頻為較低的中頻通帶(也就是接近基帶)后頻率轉(zhuǎn)換為基帶以允許恢復(fù)調(diào)制的基帶信息的處理過程。

許多數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)使用自適應(yīng)均衡法以補(bǔ)償改變頻道條件時的失真效應(yīng)和信號傳輸頻道中的干擾。均衡處理過程估計(jì)傳輸頻道的傳遞函數(shù)并對接收的信號施加傳遞函數(shù)的反函數(shù)以降低或消除失真效應(yīng)。頻道均衡法通常使用濾波器去除與傳輸頻道的時變響應(yīng)相關(guān)的頻率導(dǎo)致的幅度和相位失真，比如，從而改善符號判定能力。均衡法去除由包括傳輸頻道的低通濾波效應(yīng)在內(nèi)的傳輸頻道干擾導(dǎo)致的基帶符號間干擾(ISI)。ISI導(dǎo)致由先前的和隨后的符號引起給定符號值失真，并且實(shí)際上代表“重影(ghosts)”符號，這是由于ISI包括在指定判定區(qū)域的相應(yīng)于基準(zhǔn)符號位置的超前和延遲符號。

自適應(yīng)均衡器實(shí)質(zhì)上是具有自適應(yīng)響應(yīng)功能以補(bǔ)償頻道失真的數(shù)字濾波器。幾個公知的算法可用來自適應(yīng)濾波器的系數(shù)并從而自適應(yīng)濾波器響應(yīng)以收斂均衡器。在收斂均衡器系數(shù)的過程中，在最初自適應(yīng)階段一般使用大步長以更快收斂系數(shù)，而在其他時間采用小步長變化以防止系數(shù)值急速改變。本發(fā)明針對支持有效使用此步長變化的過程。

按照本發(fā)明的原理，在自適應(yīng)過程中，作為比如可由FEC錯誤檢測和糾正網(wǎng)絡(luò)的輸出證實(shí)的分組錯誤率的函數(shù)，通過動態(tài)地改變均衡器濾波器的系數(shù)步長，來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)均衡。

圖1為按照本發(fā)明原理的包括自適應(yīng)均衡器的高清晰度電視(HDTV)接收機(jī)的部分方框圖。

圖2為說明按照本發(fā)明原理的自適應(yīng)均衡器的工作流程圖。

在圖1中，地面廣播模擬輸入HDTV信號由包括無線頻率(RF)調(diào)諧電路14和用于產(chǎn)生IF通帶輸出信號的中頻(IF)處理器16的輸入網(wǎng)絡(luò)及合適的自動增益控制(AGC)電路處理。在本實(shí)施例中，接收的信號為按照美國采用的ATSC地面廣播標(biāo)準(zhǔn)的多級8-VSB調(diào)制載波抑制信號。為了簡化圖示，未示出對所示功能塊計(jì)時的時序信號。

來自單元16的通帶IF輸出信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器19轉(zhuǎn)換為數(shù)字符號數(shù)據(jù)流。來自ADC19的輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流由解調(diào)器/載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)22解調(diào)為基帶信號。此工作由鎖相環(huán)響應(yīng)在接收的VSB數(shù)據(jù)流中的小基準(zhǔn)導(dǎo)頻信號載波完成。單元22產(chǎn)生一輸出I相解調(diào)符號數(shù)據(jù)流。單元22可以包括在大聯(lián)盟系統(tǒng)規(guī)范中描述的類型或在由T.J.Wang1998年8月26提交的序列號為第09/140,257的共同未決美國專利申請中描述的類型的解調(diào)器。

與ADC19相聯(lián)系的為段同步發(fā)生器和符號時鐘恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)24。網(wǎng)絡(luò)24恢復(fù)來自接收的隨機(jī)數(shù)據(jù)的每數(shù)據(jù)幀的重復(fù)數(shù)據(jù)段同步分量。段同步用來重新生成用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器19采樣的數(shù)據(jù)流符號的正確定相時鐘，比如每秒10.76兆符。

單元28通過比較每個接收的數(shù)據(jù)段與存儲在接收機(jī)的存儲器中的理想場基準(zhǔn)信號檢測數(shù)據(jù)場同步分量以提供場同步。NTSC同頻道干擾檢測和抑制由單元30執(zhí)行。然后，信號由下面將討論的依照本發(fā)明原理工作的頻道均衡器34自適應(yīng)均衡。均衡器34可以為幾種類型之一，比如在ATSC?HDTV系統(tǒng)規(guī)范中和在1995年8月的IEEE消費(fèi)電子文集(Transactions?on?ConsumerElectronics)上由W.Bretl等發(fā)表的論文“大聯(lián)盟數(shù)字電視接收機(jī)的VSB調(diào)制解調(diào)器子系統(tǒng)設(shè)計(jì)(VSB?Modem?Subsystem?Design?for?Grand?Alliance?DigitalTelevision?Receivers)”中描述的類型。

均衡器34糾正頻道失真，但是相位噪聲隨機(jī)旋轉(zhuǎn)符號群。相位跟蹤網(wǎng)絡(luò)36去除均衡器34的輸出信號中包括前述載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)導(dǎo)頻信號沒有去除的相位噪聲在內(nèi)的殘留相位和增益噪聲。當(dāng)開始獲取信號時，自適應(yīng)均衡器34使用比如常模算法(CMA)的公知的盲目均衡算法工作在盲模式。在過去一段時間后，比如50毫秒，認(rèn)為均衡器的輸出足夠好，足以允許均衡器34工作在穩(wěn)定狀態(tài)的有向判定模式。