專利名稱：數(shù)字agc裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種在對數(shù)字調(diào)制后的信號進行數(shù)字解調(diào)時使用的 數(shù)字AGC ( Automatic Gain Control:自動增益控制)裝置。
背景技術(shù)：
近年來，圖像的數(shù)字化不斷發(fā)展，在衛(wèi)星廣播、CATV、地面廣 播等各領(lǐng)域，各國開始進行數(shù)字廣播。作為其傳輸方式，選擇適用 于各傳輸路徑的特征的方式。例如在美國的地面數(shù)字廣播中使用 VSB (vestigial-sideband:殘留邊帶)調(diào)制方式。已知有這樣一種數(shù) 字AGC電路，其為了處理在上述這種廣播中使用的數(shù)字調(diào)制信號而 對AD轉(zhuǎn)換后的信號進行數(shù)字處理，并將平均振幅保持為恒定(例 如參照專利文獻1 )。
專利文獻l:日本特開平2-237207號公報(圖3)

發(fā)明內(nèi)容
然而，存在根據(jù)傳輸路徑的狀態(tài)(例如存在反射波的情況)，從 數(shù)字AGC裝置輸出的信號的平均振幅不再保持恒定的問題。因此， 存在使用經(jīng)過數(shù)字AGC處理后的信號的解調(diào)電路的性能下降的問題。
本發(fā)明的目的在于，不依賴于傳輸路徑的特性而將信號的平均振 幅大致保持恒定。
本發(fā)明的第一數(shù)字AGC裝置，包括第一乘法器，其將同相信 號和濾波器輸出信號相乘，并輸出其結(jié)果；第二乘法器，其將正交 信號和上述濾波器輸出信號相乘，并輸出其結(jié)果；判斷部，當上述 第一乘法器和第二乘法器的輸出滿足由閾值信號決定的條件時，其使使能信號有效而輸出；均方部，當上述使能信號有效時，其求出
上述第一乘法器的輸出的平方與上述第二乘法器的輸出的平方之和
的時間上的平均值并將其輸出；減法器，其求出基準信號與上述均 方部的運算結(jié)果之間的差并將其輸出；以及環(huán)路濾波部，其將上述 減法器的輸出平滑化，并作為上述濾波器輸出信號而輸出。
由此，當?shù)谝怀朔ㄆ骱偷诙朔ㄆ鞯妮敵霾粷M足條件時，這些輸 出不反映在均方值中，因此，即使存在反射波等時，也能將該數(shù)字 A G C裝置的輸出信號的平均振幅大致保持恒定。
另外，本發(fā)明的第二數(shù)字AGC裝置，包括第一乘法器，其使 同相信號和濾波器輸出信號相乘，并輸出其結(jié)果；第二乘法器，其 使正交信號和上述濾波器輸出信號相乘，并輸出其結(jié)果；傳輸路徑 品質(zhì)推斷部，其根據(jù)上述第一乘法器和第二乘法器的輸出中的至少 一方求傳輸路徑品質(zhì)；基準信號生成部，其根據(jù)上述傳輸路徑品質(zhì) 生成基準信號；均方部，其求出上述第一乘法器的輸出的平方與上 述第二乘法器的輸出的平方的和的時間平均值并將其輸出；減法器， 其求出上述基準信號與上述均方部的運算結(jié)果之間的差并將其輸 出；以及環(huán)路濾波部，其將上述減法器的輸出平滑化，并作為上述 濾波器輸出信號而輸出。
由此，根據(jù)傳輸路徑品質(zhì)生成基準信號，因此，即使存在反射波 等時，也能將該數(shù)字AGC裝置的輸出信號的平均振幅大致保持恒定。
根據(jù)本發(fā)明，能將數(shù)字AGC裝置的輸出信號的平均振幅大致保 持恒定。由于輸出信號的振幅不會過大，因此能夠不降低使用該輸 出信號的解調(diào)電路的性能。


圖1是表示具有本發(fā)明第一實施方式的數(shù)字AGC裝置的解調(diào)裝 置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示存在反射波時的接收信號的值的說明圖。
圖3是表示存在反射波時受到模擬AGC部增益控制的信號的值的說明圖。
圖4是表示不存在反射波時受到模擬AGC部增益控制的信號的 值的說明圖。
圖5是表示存在反射波時(圖3的情況)的信號點分布的曲線圖。 圖6是表示不存在反射波時(圖4的情況)的信號點分布的曲線圖。
圖7是表示本發(fā)明第一實施方式的數(shù)字AGC裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖8是表示信號點和圖7的判斷部的閾值的例子的曲線圖。
圖9是表示本發(fā)明第二實施方式的數(shù)字AGC裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖IO是用于說明基準信號REF的生成的曲線圖。
標號說明
26、 226數(shù)字AGC裝置
31第一乘法器
32第二乘法器
34、 234均方部
35減法器
36環(huán)路濾波器部
38判斷部
48傳輸路徑品質(zhì)推斷部 49基準信號生成部
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。 (第一實施方式)
圖1是表示具有本發(fā)明第一實施方式的數(shù)字AGC裝置的解調(diào)裝 置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖l的解調(diào)裝置包括放大器部12、 A/D轉(zhuǎn)換器14、 IQ檢波部22、載波和時鐘再現(xiàn)部24、數(shù)字AGC裝置26、以及 模擬AGC部28。
放大器部12根據(jù)放大器控制信號AMC對接收到的信號進行放 大，并輸出到A/D轉(zhuǎn)換器14。 A/D轉(zhuǎn)換器14將接收到的信號轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號，并輸出到IQ檢波部22和模擬AGC部28。模擬AGC 部28生成放大器控制信號AMC后將其輸出。放大器部12、 A/D轉(zhuǎn) 換器14和模擬AGC部28構(gòu)成負反饋環(huán)，以進行放大器部12的增 益調(diào)整，因此輸入到A/D轉(zhuǎn)換器14的輸入信號的振幅的時間平均值 (平均振幅)保持大致恒定。
IQ檢波部22對A/D轉(zhuǎn)換器14的輸出進行正交檢波，輸出同相 信號和正交信號。載波和時鐘再現(xiàn)部24對這些同相信號和正交信號 進行數(shù)字解調(diào)處理，并將其結(jié)果作為同相信號BI和正交信號BQ輸 出到數(shù)字AGC裝置26。另外，載波和時鐘再現(xiàn)部24生成碼元使能 信號(symbol enable signal) SYE，將其輸出到數(shù)字AGC裝置26。 數(shù)字AGC裝置26使同相信號BI和正交信號BQ的平均振幅保持大 致恒定。此時，數(shù)字AGC裝置26對用模擬AGC部28無法跟蹤的 振幅變動進4于3艮蹤。
下面作為例子說明接收8值V S B調(diào)制信號并輸入到放大器部12 的情況。8值VSB調(diào)制信號的碼元位置，經(jīng)標準化后用下面的任意 一個，即用(I, Q) = ( — 1, Ql ) , ( -3, Q2) ， ( -5, Q3)， (-7， Q4) ， ( 1， Q5) , (3， Q6) , (5, Q7) , (7, Q8)來表示。
設(shè)存在大小與主波相同且相對于主波的延遲為+T (T為碼元間 隔)的反射波。由于接收的信號是8值VSB調(diào)制信號，所以忽略Q 軸的信息而將I軸的值視為信號值。在圖1的解調(diào)裝置中接收主波與 反射波相加后的信號，所以考慮在主波的值加上反射波的值。
圖2是表示存在反射波時的接收信號的值的說明圖。圖3是表示 存在反射波時受到模擬AGC部28增益控制的信號的值的說明圖。 圖4是表示不存在反射波時受到模擬AGC部28增益控制的信號的值的說明圖。假定8值VSB調(diào)制信號表示的8個值的發(fā)生概率均相同。
在圖2~圖4中示出與主波值和反射波值的組合相對的接收信號 的值。輸入到圖1的解調(diào)裝置中的信號的值如圖2所示，信號的平 均振幅通過模擬AGC部28的控制而保持恒定，因此控制后的信號 的值如圖3所示。
在圖3和圖4中，求各值的平方的總和(平方和)。圖3和圖4 的平方和分別設(shè)為Z3、 Z4,則
Z3=672
Z4=1344
由此可知存在反射波時的平方和Z3比不存在反射波時的平方和 Z4小。這是因為受到反射波的影響，信號點在IQ復(fù)數(shù)平面上集中 在中心。圖5是表示存在反射波時(圖3的情況)的信號點分布的 曲線圖。圖6是表示不存在反射波時(圖4的情況)的信號點分布 的曲線圖。
號，進行數(shù)字AGC處理，則存在反射波時，控制用于進行數(shù)字AGC 處理的負反饋環(huán)以使得信號變大到所需要的程度以上。這是因為， 在不存在反射波時即使使用最佳基準信號，也如存在反射波時參照 圖3說明的那樣，平方和被估計得小。
其結(jié)果是，8值VSB調(diào)制信號比用有效位寬度表示的值大從而 被限幅。因此，產(chǎn)生非線性成分，數(shù)字AGC處理以后的解調(diào)處理性 能惡化。于是，如下那樣構(gòu)成數(shù)字AGC裝置26。
圖7是表示本發(fā)明第 一實施方式的數(shù)字AGC裝置26的結(jié)構(gòu)的框 圖。圖1的數(shù)字AGC裝置26包括第一乘法器31、第二乘法器32、 均方部34、減法器35、環(huán)路濾波器部36、判斷部38。乘法器31、 32分別被輸入基帶的同相信號BI和正交信號BQ。乘法器31將同相 信號BI和環(huán)路濾波器部36的輸出相乘，并將其結(jié)果作為增益控制 后的同相信號GI而輸出。乘法器32將正交信號BQ和環(huán)路濾波器部36的輸出相乘，并將其結(jié)果作為增益控制后的正交信號GQ而輸出。
判斷部38在同相信號GI和正交信號GQ滿足由閾值信號TH決 定的條件時，使使能信號EN有效并輸出到均方部34。均方部34在 使能信號有效時，分別對同相信號GI和正交信號GQ求取平方后再 求和，進而在時間上對其進行平均，并將所得到的均方值(分別取 平方后再求和并在時間上對其進行平均而得3 )J的值)輸出3 ij減法器 35。
減法器35從均方值中減去基準信號REF,將所得到的誤差輸出 到環(huán)路濾波器部36。環(huán)路濾波器部36對誤差進行平滑化后輸出到乘 法器31、 32。即，環(huán)路濾波器部36將誤差乘以預(yù)定的系數(shù)"a", 進而進行積分處理，將其結(jié)果輸出到乘法器31、 32。
這樣，數(shù)字AGC裝置26控制對同相信號BI和正交信號BQ的 增益，使得從減法器35輸出的誤差接近于0,并使輸出信號的平均 振幅大致保持恒定。
圖8是表示信號點和圖7的判斷部38的閾值的例子的曲線圖。 判斷部38在同相信號GI和正交信號GQ中至少一個的振幅大于閾 值信號TH時，使使能信號EN有效，在其他情況下，使使能信號 EN無效。
即，判斷部38在同相信號GI為閾值TIl以上閾^直TI2以下且正 交信號GQ為閣值TQ1以上閾值TQ2以下時(例如，碼元的信號點 為信號點SB時)，使使能信號EN無效，在其他情況下(例如，碼 元的信號點為信號點SA時)，使使能信號EN有效。這里作為例子， :沒閾值TI2、 TQ2等于閾值信號TH的值，闊值TIl、 TQ1等于閾值 信號TH的值的-1倍。
均方部34在使能信號EN有效時，以此時的碼元為對象而進行 求取均方值的運算，在使能信號EN無效時，不以此時的碼元為對象 而進行求取均方值的運算。當存在反射波時，碼元的信號點集中在 復(fù)數(shù)平面的原點附近，但均方部34不使用原點附近的碼元。因此，即使存在反射波，與使用所有碼元的情況相比，由均方部34計算出 的均方值也不太小。因此，能夠防止數(shù)字AGC裝置26的負反饋環(huán) 的增益變?yōu)檫^大的值。
另外，均方部34不使用復(fù)數(shù)平面的原點附近的碼元，所以在不 存在反射波時，與使用所有碼元的情況相比，由均方部34計算出的 均方值成為較大的值。此時，數(shù)字AGC裝置26的負反饋環(huán)的增益 變小，但由于是不存在反射波的情況，所以數(shù)字AGC裝置26以后 的解調(diào)性能降低不大。
如上所述，根據(jù)本實施方式，能夠通過簡單的運算調(diào)整數(shù)字AGC 裝置26的增益，能夠?qū)⑤敵鲂盘柕钠骄穹笾卤３趾愣ǎ灰?賴于傳輸路徑的特性。
圖8所示的閾值Til和閾值TQ1也可以不同，閾值TI2和閾值 TQ2也可以不同。
另外，也可以是判斷部38在同相信號GI的平方與正交信號GQ 的平方之和大于閾值信號TH時，使使能信號EN有效，在其他情況 下，使使能信號EN無效。
另外，輸入到判斷部38的閾值信號TH也可以是固定值、或由 外部動態(tài)設(shè)定。
(第二實施方式)
圖9是表示本發(fā)明第二實施方式的數(shù)字AGC裝置226的結(jié)構(gòu)的 框圖。圖9的數(shù)字AGC裝置226包括第一乘法器31、第二乘法器 32、均方部234、減法器35、環(huán)路濾波器部36、傳輸路徑品質(zhì)推斷 部48、基準信號生成部49。數(shù)字AGC裝置226是在圖1的解調(diào)裝 置中代替圖7的數(shù)字AGC裝置26來使用的。乘法器31、 32以及環(huán) 路濾波器部36與參照圖7說明的相同，因此省略詳細說明。
傳輸路徑品質(zhì)推斷部48根據(jù)分別從乘法器31、32輸出的同相信 號GI和正交信號GQ,求取已知的數(shù)據(jù)模式與實際接收到的數(shù)據(jù)模 式之間的相關(guān)值作為傳輸路徑品質(zhì)。此時，傳輸路徑品質(zhì)推斷部48 與接收波所包含的反射波對應(yīng)地求取相關(guān)值。例如在遵從ATSC標準的VSB調(diào)制信號中，場同步段(field sync segment)部分包括已 知的數(shù)據(jù)模式。
圖IO是用于說明基準信號REF的生成的曲線圖?；鶞市盘柹?部49才艮據(jù)由傳輸路徑品質(zhì)推斷部48分別求出的、與主波對應(yīng)的相 關(guān)值RM和與反射波對應(yīng)的相關(guān)值Rl之間的差來求取基準信號 REF。具體而言，基準信號生成部49使用相關(guān)值RM對相關(guān)值RM 與相關(guān)值Rl之間的差進行標準化，求取標準化相關(guān)值差NR= (RM-R1)/RM。標準化相關(guān)值差NR在不存在反射波時為1，在存 在反射波且主波的大小與反射波的大小相同時為0。
進而，基準信號生成部49將與標準化相關(guān)值差NR對應(yīng)的值作 為基準信號REF。例如圖IO的情況下，REF=10 NR+90。即，反射 波大時，基準信號REF的值變小。圖10所示的基準值REF與標準 化相關(guān)值差NR的關(guān)系是一個例子，也可以具有其他關(guān)系。
均方部234分別求取同相信號GI和正交信號GQ的平方后再求 和，進而在時間上平均，將所得到的均方值輸出到減法器35。減法 器35從均方值中減去基準信號REF，將所得到的誤差輸出到環(huán)路濾 波器部36。
當存在反射波時，碼元的信號點集中在復(fù)數(shù)平面的原點附近，但 基準信號生成部49使基準信號REF的值減小。因此，即使存在反射 波，由減法器35輸出的誤差也不會成為過小的值。因此，能夠防止 圖9的數(shù)字AGC裝置的負反饋環(huán)的增益成為過大的值。
另外，在不存在反射波時，基準信號REF的值不會減小，不會 使圖9的數(shù)字AGC裝置以后的解調(diào)性能降低。
如上所述，根據(jù)本實施方式的數(shù)字AGC裝置，由于適當?shù)乜刂?基準信號REF的值，因此能夠?qū)⑤敵鲂盘柕钠骄穹笾卤３趾愣ǎ?而不依賴于傳輸路徑的特性。
基準信號生成部49也可以根據(jù)波形均衡裝置的抽頭系數(shù)值來求 取基準信號REF。
另外，基準信號生成部49也可以在存在反射波和不存在反射波時切換基準信號REF的值，對于切換動作也可以具有磁滯特性。 傳輸路徑品質(zhì)推斷部48也可以選擇乘法器31 、32的輸出中的任
意一方，并根據(jù)所選擇的輸出求出傳輸路徑品質(zhì)。
在以上各實施方式中，作為例子而對以8值VSB信號為處理對
象的情況進行了說明，但也可以將其他相位調(diào)制(n相PSK)信號、
多值正交調(diào)制UQAM)信號、或n值VSB信號作為處理對象。 工業(yè)上的可利用性
如上所述，本發(fā)明即使在存在反射波的情況下也能夠不使信號振 幅過大，作為數(shù)字AGC裝置等是有用的。
權(quán)利要求
1. 一種數(shù)字AGC裝置，包括第一乘法器，其將同相信號和濾波器輸出信號相乘并輸出其結(jié)果；第二乘法器，其將正交信號和上述濾波器輸出信號相乘并輸出其結(jié)果；判斷部，當上述第一乘法器和上述第二乘法器的輸出滿足由閾值信號決定的條件時使使能信號有效來進行輸出；均方部，當上述使能信號有效時，其求出上述第一乘法器的輸出的平方與上述第二乘法器的輸出的平方之和的時間上的平均值并將其輸出；減法器，其求出基準信號與上述均方部的運算結(jié)果之間的差并將其輸出；以及環(huán)路濾波部，其將上述減法器的輸出平滑化并將其作為上述濾波器輸出信號來進行輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字AGC裝置，其特征在于 在上述第一乘法器和上述第二乘法器的輸出中的至少一個輸出的振幅大于上述閾值信號的情況下，上述判斷部使上述使能信號有 效，在其他情況下，上述判斷部使上述使能信號無效。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字AGC裝置，其特征在于 在上述第一乘法器的輸出的平方與上述第二乘法器的輸出的平方之和大于上述閾值信號的情況下，上述判斷部使上述使能信號有 效，在其他情況下，上述判斷部使上述使能信號無效。
4. 一種數(shù)字AGC裝置，包括第一乘法器，其將同相信號和濾波器輸出信號相乘并輸出其結(jié)果；第二乘法器，其將正交信號和上述濾波器輸出信號相乘并輸出其 結(jié)果；傳輸路徑品質(zhì)推斷部，其根據(jù)上述第一乘法器和上述第二乘法器的輸出中的至少 一方來求出傳輸路徑品質(zhì)；基準信號生成部，其根據(jù)上述傳輸路徑品質(zhì)來生成基準信號； 均方部，其求出上述第一乘法器的輸出的平方與上述第二乘法器的輸出的平方之和的時間上的平均值并將其輸出；減法器，其求出上述基準信號與上述均方部的運算結(jié)果之間的差 并將其輸出；以及環(huán)路濾波部，其將上述減法器的輸出平滑化并將其作為上述濾波 器輸出信號來進行輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字AGC裝置，其特征在于上述傳輸路徑品質(zhì)推斷部求出已知的數(shù)據(jù)模式與接收到的信號 的數(shù)據(jù)模式之間的相關(guān)值作為上述傳輸路徑品質(zhì)，上述基準信號生成部根據(jù)上述相關(guān)值來求出上述基準信號并將 其輸出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字AGC裝置，其特征在于 上述基準信號生成部根據(jù)上述相關(guān)值來將上述基準信號的值切換成2個值中的任意一個值，且關(guān)于切換動作具有磁滯特性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字AGC裝置，其特征在于 上述傳輸路徑品質(zhì)推斷部選擇上述第一乘法器和上述第二乘法器的輸出中的任意一方，并根據(jù)所選擇的輸出來求出上述傳輸路徑品質(zhì)o
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)字AGC裝置，包括第一乘法器，其使同相信號和濾波器輸出信號相乘并輸出其結(jié)果；第二乘法器，其使正交信號和上述濾波器輸出信號相乘并輸出其結(jié)果；判斷部，當上述第一乘法器和第二乘法器的輸出滿足由閾值信號決定的條件時，其使使能信號有效而輸出；均方部，當上述使能信號有效時，其求出上述第一乘法器的輸出的平方與上述第二乘法器的輸出的平方之和的時間上的平均值并將其輸出；減法器，求出基準信號與上述均方部的運算結(jié)果之間的差并將其輸出；以及環(huán)路濾波部，其將上述減法器的輸出平滑化，作為上述濾波器輸出信號而輸出。由此，將信號的平均振幅保持為大致恒定。
文檔編號H03G3/20GK101523718SQ20078003683
公開日2009年9月2日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者長谷川照晃 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社