專利名稱：多標(biāo)準(zhǔn)信道解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于數(shù)字系統(tǒng)的多標(biāo)準(zhǔn)信道解碼器。它有利地應(yīng)用于使用任何傳輸介質(zhì)的任何數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)。
許多非兼容傳輸標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于當(dāng)今的數(shù)字電視廣播市場(chǎng)。使用專用算法的專用實(shí)現(xiàn)被開發(fā)，以便迎合每個(gè)信道解碼標(biāo)準(zhǔn)的高計(jì)算能力需求。具有許多專用的解決方案增加了開發(fā)成本并且導(dǎo)致每個(gè)產(chǎn)品更缺少靈活性。奧若(Oren)半導(dǎo)體在其站點(diǎn)上發(fā)布了一種與所有目前主要的美國(guó)數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)兼容的可編程多標(biāo)準(zhǔn)解調(diào)器具有FEC的OR51220 DVT US多標(biāo)準(zhǔn)解調(diào)器，1998。該裝置使用由一個(gè)特殊DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)核心控制的專用和可編程功能的混合。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種多標(biāo)準(zhǔn)信道解碼器，其與全世界的任何傳輸標(biāo)準(zhǔn)兼容，從而降低了開發(fā)和制造成本。
根據(jù)本發(fā)明，建議了一種在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的接收機(jī)，其包括用于使傳輸?shù)男盘?hào)免于信道傳輸錯(cuò)誤的信道解碼器，所述信道解碼器包括-一套協(xié)處理器，包括用于分別執(zhí)行數(shù)字前端塊(DFE)、信道校正塊(CHN)和前向糾錯(cuò)塊(FEC)的功能的至少三組可編程協(xié)處理器，-一個(gè)通用處理器(DSP)，用于管理信道解碼器的控制、同步和配置，以及-在所述三組協(xié)處理器與通用處理器之間共享的存儲(chǔ)器(SM)。
本發(fā)明還涉及一種在數(shù)字視頻接收機(jī)中信道解碼的方法以及用于執(zhí)行所述方法的步驟的計(jì)算機(jī)程序。它還涉及用于攜帶計(jì)算機(jī)程序的信號(hào)。
通過以下參考附圖的詳細(xì)描述可以闡明本發(fā)明以及可選地用于有利地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的額外的特征。


圖1表示信道解碼器的概念框圖。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字信道解碼器的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)視圖的概念框圖。
圖3到7是說明根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字信道解碼器的實(shí)施例的例子的功能框圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的可編程數(shù)字接收機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖9到11是說明根據(jù)本發(fā)明的接收機(jī)的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的例子的功能框圖。
圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字電視接收機(jī)的例子的框圖。
有許多由不同的廣播媒體使用的例如陸地、電纜、衛(wèi)星媒體的具有不同市場(chǎng)區(qū)域的不同廣播信道解碼標(biāo)準(zhǔn)。例如，歐洲使用DVB(數(shù)字視頻廣播)標(biāo)準(zhǔn)，北美使用ATSC(高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)，并且日本使用ISDB(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)介質(zhì)，使用幾種調(diào)制，如用于陸地傳輸?shù)腃OFDM(編碼正交頻分復(fù)用)、用于電纜傳輸?shù)腝AM(正交幅度調(diào)制)以及用于衛(wèi)星傳輸?shù)腝PSK(正交相移鍵控)。圖1示出了用于在數(shù)字接收機(jī)中的信號(hào)處理和數(shù)據(jù)流表示的通用結(jié)構(gòu)。這已經(jīng)滿足了所有現(xiàn)有的廣播標(biāo)準(zhǔn)。在例如8-VSB(殘留邊帶)、QAM、QPSK的單載波調(diào)制格式與例如COFDM的多載波調(diào)制格式之間進(jìn)行區(qū)分。信號(hào)處理功能被表示在塊中，包括-用于接收模擬IF(中頻)信號(hào)并輸出數(shù)字IF抽樣的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D，-用于將IF抽樣轉(zhuǎn)換成為數(shù)字基帶抽樣的混頻器MIX，-用于輸出時(shí)間同步抽樣的抽樣速率轉(zhuǎn)換器SRC，-用于產(chǎn)生已解調(diào)符號(hào)的在單載波調(diào)制情況下的奈奎斯特濾波器NF或者在COFDM調(diào)制情況下的FFT(快速傅立葉變換)濾波器，-用于輸出已信道校正的符號(hào)的信道校正塊CC，-用于輸出已糾錯(cuò)比特的前向糾錯(cuò)塊FEC，-用于以恰當(dāng)格式輸出例如MPEG(運(yùn)動(dòng)圖像專家組)分組的數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換器FC。
解調(diào)器的信號(hào)處理塊實(shí)際上執(zhí)行三個(gè)主要功能前端調(diào)制、信道校正以及前向糾錯(cuò)。包括A/D、MIX、SRC、奈奎斯特或者FFT濾波器的解調(diào)器的前端在各標(biāo)準(zhǔn)之間是一致的。時(shí)間同步回路“time_sync_loop”的信號(hào)處理和結(jié)構(gòu)的順序大部分是一致的。最大的分歧點(diǎn)是根據(jù)傳輸是多(COFDM)或單載波調(diào)制而使用FFT或奈奎斯特濾波器。載波恢復(fù)的互連是根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)而依賴實(shí)現(xiàn)變化的。因此，為每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)幾個(gè)載波恢復(fù)過程，表示為“carrier_recovery(VSB)”、“carrier_recovery(QAM/QPSK)”以及“carrier_recovery(COFDM)”。關(guān)鍵參數(shù)分歧是整體符號(hào)速率，尤其是在QPSK的情況下。
信道校正CC是被根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)而不同實(shí)現(xiàn)的。除了衛(wèi)星QPSK的所有單載波系統(tǒng)使用一個(gè)用于信道補(bǔ)償?shù)呐卸ǚ答伨馄?，?duì)于VSB標(biāo)準(zhǔn)表示為“equal_error(VSB)”。不過，根據(jù)物理介質(zhì)，自適應(yīng)濾波器的長(zhǎng)度可以變化很大。以一種完全不同的方式，COFDM接收機(jī)使用導(dǎo)頻載波中的信息來內(nèi)插時(shí)間和頻率以估計(jì)信道傳送函數(shù)。為了支持實(shí)現(xiàn)變化并且支持單載波以及多載波信道校正，信道解碼器需要軟件可編程元件，重要的互連靈活性以及可重新分配的計(jì)算資源。
包括來自符號(hào)-比特映射下游的所有信號(hào)處理的前向糾錯(cuò)FEC被就卷積編碼/解碼而言而不同地執(zhí)行。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具有可以用固定硬件最佳達(dá)到的特定需求。例子包括對(duì)于COFDM的內(nèi)部比特和符號(hào)交織或者對(duì)于QAM B(北美電纜廣播標(biāo)準(zhǔn))的校驗(yàn)和檢測(cè)。鄰近的參數(shù)化信號(hào)處理塊可以在多標(biāo)準(zhǔn)前向糾錯(cuò)單元中起重要作用，尤其是對(duì)于糾錯(cuò)、解擾和解交織功能。糾錯(cuò)的位真(bit-true)特性使得它對(duì)于FEC算法中的變化非常敏感。因此，F(xiàn)EC應(yīng)當(dāng)被可編程以支持標(biāo)準(zhǔn)中的變化，尤其是如果新的糾錯(cuò)元件被插入。對(duì)于信道均衡以及校正部分CC的接口需要是靈活的。如果要在對(duì)于均衡的錯(cuò)誤檢測(cè)中使用卷積已編碼符號(hào)的部分解碼，則需要反饋等待時(shí)間以及錯(cuò)誤傳播之間的折衷。
根據(jù)本發(fā)明的多標(biāo)準(zhǔn)信道解碼器的一個(gè)目標(biāo)是還適應(yīng)信道解調(diào)市場(chǎng)的發(fā)展。
圖2表示基于上述考慮的根據(jù)本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)的高級(jí)系統(tǒng)拓?fù)?。多?biāo)準(zhǔn)信道解碼器包括一個(gè)多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字前端、一個(gè)多標(biāo)準(zhǔn)信道校正和多標(biāo)準(zhǔn)前向糾錯(cuò)。因此，多標(biāo)準(zhǔn)信道解碼器包括三個(gè)主要部分·一個(gè)數(shù)字前端解調(diào)器DFE，其作用是在數(shù)模轉(zhuǎn)換A/D之后解調(diào)接收的抽樣，以便使用定時(shí)恢復(fù)和載波恢復(fù)算法以高速率獲得符號(hào)估計(jì)，以找到最佳抽樣時(shí)間以及用于調(diào)制傳輸?shù)男盘?hào)的載波的相位和頻率，·一個(gè)信道校正單元CHN，用于使接收機(jī)適合信道損傷并應(yīng)付回波，·一個(gè)前向糾錯(cuò)單元FEC，用于由于被用于在傳輸期間保護(hù)數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)碼而校正傳輸錯(cuò)誤。
以上三個(gè)塊被以具有用于支持載波恢復(fù)的從信道校正CHN到解調(diào)器DFE以及用于支持均衡器錯(cuò)誤判定的從前向糾錯(cuò)FEC到信道校正CHN的反饋回路的直接鏈鏈接在一起。前向糾錯(cuò)單元FEC輸出可能是例如MPEG分組的數(shù)據(jù)分組。
多標(biāo)準(zhǔn)前端DFE執(zhí)行抽樣速率轉(zhuǎn)換、定時(shí)恢復(fù)、載波恢復(fù)、濾波、解調(diào)和AGC(自動(dòng)增益控制)檢測(cè)。由于載波恢復(fù)被耦合到混頻(外差/頻率變換)和解調(diào)功能，所以它被與數(shù)字調(diào)制一起組合在數(shù)字前端中。載波恢復(fù)拓?fù)湓趩屋d波標(biāo)準(zhǔn)中是一致的。不過，回路參數(shù)值和更新這些參數(shù)的狀態(tài)機(jī)可以變化非常大。在COFDM接收機(jī)實(shí)現(xiàn)中，具有一些硬件支持的DSP構(gòu)成同步回路?？紤]到來自FFT輸出(解調(diào)器)的信息被用于獲得頻率和相位信息，所以盡管如此，拓?fù)湟彩穷愃频?。該信息由DSP處理并且最終反饋回前端。這種一致的拓?fù)浣ㄗh載波恢復(fù)部分只需要參數(shù)靈活性。
圖3所示的拓?fù)浔硎緢D2的數(shù)字前端DFE的拓?fù)?1的例子。該拓?fù)鋺?yīng)當(dāng)滿足前端解調(diào)器實(shí)現(xiàn)。三個(gè)旋轉(zhuǎn)器R1、R2和R3存在，而根據(jù)所考慮的應(yīng)用至多兩個(gè)被使用。包括-一個(gè)自動(dòng)增益控制AGC，用于將進(jìn)入模擬信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍匹配到A/D轉(zhuǎn)換器之一，以便最大幅度地使用A/D轉(zhuǎn)換器，自動(dòng)增益控制AGC的輸出進(jìn)入一個(gè)未示出的可以集成到A/D轉(zhuǎn)換器的可變?cè)鲆娣糯笃鳎?一個(gè)抽樣速率轉(zhuǎn)換器SRC，用于將接收機(jī)的抽樣速率匹配到發(fā)射機(jī)之一；-一個(gè)只在COFDM情況下使用的數(shù)字AGC，用于保持在FFT的輸入端的恒定平均功率信號(hào)，-一個(gè)根據(jù)情況的奈奎斯特濾波器NF或FFT濾波器，用于消除符號(hào)間干擾(奈奎斯特)或者解調(diào)信號(hào)(FFT)，-時(shí)間恢復(fù)回路TR，用于尋找抽樣時(shí)間的適當(dāng)相位和頻率，-載波恢復(fù)回路CR，包括一個(gè)慢回路和一個(gè)快回路，用于尋找用于傳輸?shù)妮d波的相位和頻率。
從抽樣速率轉(zhuǎn)換器SRC及上游，需要重要的參數(shù)靈活性來支持例如QAM A(歐洲電纜傳輸標(biāo)準(zhǔn))和QPSK的不同標(biāo)準(zhǔn)的可變符號(hào)速率。對(duì)于一個(gè)靈活的IF接口，需要未示出的額外濾波和輸入格式。這種數(shù)字解調(diào)器具有一致的拓?fù)洳⑶疑踔潦峭負(fù)渥兓梢员粎?shù)化。
多標(biāo)準(zhǔn)信道校正CHN必須至少包括在圖4到6示出的三個(gè)不同的配置-時(shí)域判定反饋均衡器，-頻域信道估計(jì)和校正以及-混合時(shí)域和頻域均衡器。
圖4表示用于在信道校正塊CHN中的基于時(shí)域抽樣均衡的總體判定反饋均衡器結(jié)構(gòu)41。對(duì)于傳統(tǒng)的已解碼符號(hào)規(guī)定在錯(cuò)誤檢測(cè)以及均衡器之后閉合載波恢復(fù)回路中起作用。該解決方案典型地用于例如QAM、VSB的單載波調(diào)制。在非連續(xù)塊中表示的信道校正塊CHN包括-前饋均衡器FFE，其接收?qǐng)D3的數(shù)字前端的旋轉(zhuǎn)器R3的輸出，以使均衡器的系數(shù)適合隨時(shí)間變化的信道響應(yīng)，-反饋均衡器FBE，用于將符號(hào)間干擾部分從由先前被檢測(cè)的符號(hào)引起的目前估計(jì)中清除，-加法器A1，用于將來自反饋均衡器FBE的反向數(shù)據(jù)與來自前饋均衡器FFE的前向數(shù)據(jù)相加，其被用于校正，-判定裝置DD，用于尋找對(duì)應(yīng)于接收的信號(hào)的發(fā)送的符號(hào)，-匹配算法塊AA，用于尋找必須在FFE和FBE的系數(shù)上實(shí)現(xiàn)的校正。
圖5表示能夠支持對(duì)于VSB的頻域前向均衡器和時(shí)域判定反饋均衡器的信道校正塊CHN的一般拓?fù)?1。它包括-塊積累及成幀BAF，其接收旋轉(zhuǎn)器R3的輸出以創(chuàng)建傳送通過第一FFT單元的數(shù)據(jù)塊，-第一FFT單元FFT1，用于將信號(hào)從時(shí)域變換到頻域，-幀延遲單元FD，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行均衡，-RLS(遞歸最小平方算法)匹配算法，用于尋找已經(jīng)在信號(hào)上實(shí)現(xiàn)的校正，它計(jì)算被更新的系數(shù)以在FD均衡器中乘以頻率，-IFFT單元，用于在進(jìn)行均衡之后將信號(hào)變換到時(shí)域，-乘法器R4，用于由于RLS匹配算法遞歸估計(jì)的校正而對(duì)于來自第一FFT單元FFT1的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，-判定設(shè)備DD，用于尋找對(duì)應(yīng)于接收的信號(hào)的發(fā)射的符號(hào)，-反饋均衡器FBE，用于將符號(hào)間干擾部分從先前檢測(cè)的符號(hào)所引起的目前估計(jì)中清除，
-加法器A2，用于將反饋均衡器FBE和前饋均衡器52的輸出相加，-第二FFT單元FFT2，用于將錯(cuò)誤信號(hào)從時(shí)域變換到頻域。
在圖5中，以混合虛線平行四邊形52示出的第一FFT塊FFT1、乘法器和IFFT塊代替圖4的前饋均衡器FFE，并且以混合虛線平行四邊形53示出的具有RLS算法的第二FFT塊FFT2代替圖4的匹配算法AA塊。
圖6說明依賴于塊處理的信道校正塊CHN中的簡(jiǎn)化COFDM信道均衡器61。它估計(jì)由于導(dǎo)頻的信道并且將這些結(jié)果內(nèi)插以校正完整的信道。信道均衡器包括-部分信道估計(jì)器PCE，其使用離散導(dǎo)頻(分布在符號(hào)間的)估計(jì)信道，-時(shí)間內(nèi)插器TI，用于將PCE的結(jié)果從一個(gè)符號(hào)內(nèi)插到另一個(gè)，-頻率內(nèi)插器FI，用于將TI結(jié)果內(nèi)插到一個(gè)符號(hào)中，以便信道響應(yīng)的估計(jì)對(duì)于一個(gè)符號(hào)中的每個(gè)載波存在，-信道置信度單元CCF，用于給出關(guān)于輸出載波可靠性的某些信息，-信道校正單元CCR，用于根據(jù)信道響應(yīng)的估計(jì)來校正載波，以及-延遲單元DU，用于存儲(chǔ)載波，同時(shí)估計(jì)信道。
圖7表示用于標(biāo)準(zhǔn)FEC的拓?fù)?1的例子。它包括-解映射器(de-mapper)DMP，其接收來自嵌入在信道校正器CHN中的均衡器EQUAL的符號(hào)和置信度估計(jì)流，-只用于COFDM的內(nèi)部解交織器，以允許突發(fā)錯(cuò)誤的校正，-格構(gòu)/維特比解碼器VIT，用于對(duì)在發(fā)射機(jī)中使用的卷積碼解碼，-成幀器FR，用于創(chuàng)建由里德-所羅門解碼器使用的數(shù)據(jù)塊，-一個(gè)外部解交織器ODI，用于允許突發(fā)錯(cuò)誤的校正，-里德-所羅門解碼器RS，用于對(duì)用于發(fā)射機(jī)中的里德-所羅門碼進(jìn)行解碼，-輸出MPEG分組的MPEG格式器。
圖8說明用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的多標(biāo)準(zhǔn)信道解碼器的結(jié)構(gòu)的例子。所建議的結(jié)構(gòu)是包括由特殊的、功率大的、充分可編程的協(xié)處理器協(xié)助的例如DSP的一個(gè)處理器及其內(nèi)存。每個(gè)協(xié)處理器與DSP一起執(zhí)行意義明確的系統(tǒng)功能。結(jié)構(gòu)包括對(duì)應(yīng)于如圖2所示的信道解碼器的三個(gè)主要部分的三組協(xié)處理器一組可編程數(shù)字前端協(xié)處理器PDFE、一組可編程信道校正協(xié)處理器PCHN以及一組可編程前向糾錯(cuò)協(xié)處理器PFEC、例如來自菲利普的REAL DSP的通用處理器DSP以及一個(gè)共享存儲(chǔ)器SM。可編程前端組PDFE被設(shè)計(jì)來執(zhí)行如圖3所述的前端功能，即通過執(zhí)行定時(shí)和載波恢復(fù)及解調(diào)來獲得信號(hào)，以獲得一個(gè)基帶信號(hào)。所述組具有大程度的可編程序性，其特征在于有限的一套參數(shù)。這些參數(shù)應(yīng)當(dāng)包括奈奎斯特滾降因子、FFT的尺寸、所使用的載波恢復(fù)算法、所使用的定時(shí)恢復(fù)算法、用于校正的旋轉(zhuǎn)器。此外，需要有限的拓?fù)潇`活性來重新安排內(nèi)部數(shù)據(jù)流。拓?fù)潇`活性指支持多系統(tǒng)配置的需要，或者用于支持不同的標(biāo)準(zhǔn)或者用于支持不同的接收機(jī)算法。一個(gè)例子是需要從信號(hào)流框圖的幾個(gè)位置閉合載波恢復(fù)回路。信道校正組PCHN被設(shè)計(jì)來執(zhí)行允許補(bǔ)償信道失真和衰減的補(bǔ)償?shù)男诺佬Ｕ途狻Ｋ枰呒?jí)拓?fù)潇`活性，以便實(shí)現(xiàn)如上參考圖4到6所述的各種算法。前向糾錯(cuò)組PFEC被設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)參考圖7所述的功能，即擾頻的倒置、卷積編碼和里德-所羅門編碼，其在編碼器的傳輸過程中被執(zhí)行。它需要中等的拓?fù)浜蛥?shù)靈活性。參數(shù)靈活性指對(duì)于塊設(shè)計(jì)的參數(shù)化的需要以及對(duì)于支持用參數(shù)下載重新配置的硬件的需要。一個(gè)例子是可編程奈奎斯特濾波器，其中濾波器長(zhǎng)度和濾波器系數(shù)是參數(shù)。
與通用處理器DSP組合的每個(gè)組及其共享存儲(chǔ)器SM一起能夠處理圖2所描述的系統(tǒng)的相應(yīng)各部分的需要。協(xié)處理器執(zhí)行高速率操作，而通用處理器DSP處理控制、同步、系統(tǒng)配置和某些低速率算法。因此，通過使用通用處理器DSP作為主要處理元件并且通過將一致和循環(huán)的操作卸載到被用作加速器的協(xié)處理器來獲得軟件可編程序性。第二組協(xié)處理器PCHN可以例如包括一個(gè)自適應(yīng)濾波器組協(xié)處理器和一個(gè)FFT(快速傅立葉變換)協(xié)處理器。第三組協(xié)處理器PFEC可以包括一個(gè)維特比解碼器協(xié)處理器、一個(gè)里德-所羅門解碼器協(xié)處理器和一個(gè)解交織協(xié)處理器。協(xié)處理器的選擇基于計(jì)算位置和處理能力。需要提升計(jì)算位置以便最小化處理元件之間的數(shù)據(jù)通信并且知道處理帶寬以保證獲得最佳的硬件/軟件劃分。
根據(jù)參考圖3到7所描述和定義的拓?fù)?，可以使用四個(gè)特殊的協(xié)處理器。根據(jù)本發(fā)明的解碼器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例在圖9中示出。四個(gè)協(xié)處理器包括-一個(gè)數(shù)字前端處理器DFE，用于計(jì)算基帶解調(diào)器、可編程奈奎斯特濾波器并且用于控制AGC增益和同步回路，-一個(gè)FFT處理器，用于執(zhí)行多載波系統(tǒng)中的解調(diào)或者單載波系統(tǒng)中的頻域均衡；該處理器與數(shù)字前端DFE分開，因?yàn)槠淇赡苡糜谠陬l域中均衡以及可能被從現(xiàn)有設(shè)計(jì)中引入作為可重用核心，-一個(gè)自適應(yīng)濾波器組處理器AFA，用于時(shí)域均衡、抗干擾和COFDM頻率內(nèi)插，-一個(gè)前向糾錯(cuò)處理器FEC，用于對(duì)里德-所羅門和卷積碼解碼并且處理任何復(fù)雜的符號(hào)-比特映射以及進(jìn)一步的位真解碼操作。
除了控制和配置之外，通用處理器DSP還用于執(zhí)行在協(xié)處理器中沒有計(jì)算的功能。DSP及其局部存儲(chǔ)器LM總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇影響DSP與協(xié)處理器之間的接口定義。存儲(chǔ)器也稱作局部存儲(chǔ)器LM，其指例如FFT協(xié)處理器的某些協(xié)處理器能夠有一個(gè)不與DSP或其它部件共享的局部存儲(chǔ)器。DSP的選擇還確定對(duì)于協(xié)處理器和硬件/軟件劃分的接口。DSP應(yīng)當(dāng)有用于軟件開發(fā)的一套恰當(dāng)?shù)墓ぞ?、用于硬?軟件協(xié)同模擬的恰當(dāng)?shù)哪Ｐ鸵约白銐虻挠?jì)算能力。計(jì)算能力依賴于最大時(shí)鐘速度和DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
可編程數(shù)字前端處理器DFE具有有限的拓?fù)潇`活性和重要的參數(shù)靈活性。根據(jù)圖3，它必須計(jì)算-低通濾波器(用于抽樣速率轉(zhuǎn)換器和奈奎斯特濾波器的抗混淆濾波器)，-復(fù)雜相乘(用于頻譜轉(zhuǎn)換以及其它來自同步回路的校正的旋轉(zhuǎn)器)，-用于單載波調(diào)制的高速同步回路(特殊檢測(cè)器、環(huán)路濾波器和數(shù)字控制的振蕩器)。
圖10表示用于允許執(zhí)行上述以及在圖3中示出的功能的前端處理器DFE的可能結(jié)構(gòu)101。該結(jié)構(gòu)包括一個(gè)可編程基帶解調(diào)器BBD、一個(gè)可編程奈奎斯特濾波器NF、一個(gè)數(shù)字控制振蕩器NCO，以及一個(gè)用于獲得載波和時(shí)間同步的同步處理器SP。可編程基帶解調(diào)器BBD和可編程奈奎斯特濾波器NF主要執(zhí)行濾波和相乘。它們是可能共享的硬件。
基帶解調(diào)器BBD包括抗混淆濾波器和在定時(shí)恢復(fù)回路(TR)的控制下執(zhí)行抽樣速率轉(zhuǎn)換(SRC)需要的電路。執(zhí)行對(duì)于頻譜轉(zhuǎn)換和載波恢復(fù)(CR)的旋轉(zhuǎn)和解旋轉(zhuǎn)所需要的所有乘法器都假設(shè)在塊內(nèi)部并且未分開示出。載波恢復(fù)回路(CR)可以從幾個(gè)位置閉合并且這些互連被提供。旋轉(zhuǎn)器R1、R2和R3可以位于塊的輸入端或輸出端，從而將回路定位在恰當(dāng)?shù)奈恢?。在?nèi)部，同步處理器SP含有需要的PLL和用于COFDM情況所需要的任何同步支持硬件。DSP只在COFDM模式中執(zhí)行同步功能?；鶐Ы庹{(diào)器BBD和奈奎斯特濾波器NF塊特別是由低通濾波器和旋轉(zhuǎn)器組成的。這樣，可能在重新配置系統(tǒng)的同時(shí)，將類似乘法器的濾波資源從一個(gè)塊移動(dòng)到另一個(gè)塊。該劃分典型地是通過乘法減少(multiplier-less)濾波器的使用而被區(qū)域優(yōu)化。
圖9的FFT協(xié)處理器應(yīng)當(dāng)適合變化的FFT/IFFT尺寸，例如1K-8K并且多達(dá)三個(gè)同時(shí)的FFT/IFFT操作。在后面的情況中，協(xié)處理器應(yīng)當(dāng)優(yōu)化結(jié)果的高帶寬存儲(chǔ)器事務(wù)。理想地，可以從已經(jīng)在市場(chǎng)上可獲得的幾個(gè)FFT處理器(例如菲利普部件)之一獲得最終設(shè)計(jì)。
圖9的自適應(yīng)濾波器組處理器AFA將需要計(jì)算一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)FIR(有限脈沖響應(yīng))橫向?yàn)V波器，用于-使用不同類型匹配算法的時(shí)域均衡，-用于在COFDM情況中頻域內(nèi)插、抗干擾的多相濾波器，如NTSC同信道濾波器。
為了實(shí)現(xiàn)信道均衡，這個(gè)協(xié)處理器將由執(zhí)行系數(shù)更新計(jì)算的DSP緊密協(xié)調(diào)。與DSP一起，這個(gè)劃分必須被高度可編程以解決需要被均衡的各種信道(媒體)以及不同的均衡器系統(tǒng)拓?fù)洹８鶕?jù)在VSB標(biāo)準(zhǔn)的情況下對(duì)于時(shí)域均衡器的計(jì)算需求，這個(gè)部件可以是一套相同的處理元件，其中的每一個(gè)能夠計(jì)算自適應(yīng)濾波器的一部分。
圖9的前向糾錯(cuò)處理器執(zhí)行卷積解碼、所有的塊解碼、解擾、解交織和輸出格式化功能。可編程碼速率檢測(cè)、前向糾錯(cuò)、同步以及成幀被支持。具有最大預(yù)期易失性的解碼器(如卷積解碼器)塊中需要靈活性。此外，高度靈活性邏輯實(shí)體應(yīng)當(dāng)可獲得用于位真功能中的未來變化，其中標(biāo)準(zhǔn)中的變化的結(jié)果可以是嚴(yán)重的。在后面的情況中，DSP需要在位真糾錯(cuò)功能中起重要作用。否則，需要完全重新配置的邏輯。
FEC處理器的子結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子在圖11中示出。它包括一個(gè)可編程功能單元PFU、一個(gè)卷積解碼單元CDU、一個(gè)里德-所羅門解碼器RSD和一個(gè)解交織器DIL。更多的可編程序性或者分開的子處理器被需要用于在衛(wèi)星傳輸中出現(xiàn)的諸如渦輪碼的碼。在均衡中使用已解碼符號(hào)的可能性將導(dǎo)致對(duì)于產(chǎn)生縮短的回憶符號(hào)的需要以反饋回均衡器。里德-所羅門解碼器RSD是一個(gè)可變符號(hào)長(zhǎng)度解碼器。可以用簡(jiǎn)單參數(shù)可編程序性來執(zhí)行解擾和MPEG格式化功能?？梢岳靡粋€(gè)由訪問共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)所支持的地址發(fā)生器實(shí)現(xiàn)可編程弗內(nèi)(Forney)解交織器。額外的塊，如內(nèi)部符號(hào)和用于OFDM的比特解交織器需要額外的固定塊。
數(shù)字電視接收機(jī)的一個(gè)例子的主要功能塊在圖12中示出。該接收機(jī)被設(shè)計(jì)來接收來自與MPEG標(biāo)準(zhǔn)兼容的數(shù)字廣播電視系統(tǒng)的視頻節(jié)目。所述接收機(jī)包括-一個(gè)調(diào)諧器TUN，用于接收模擬輸入信號(hào)并且用于將其轉(zhuǎn)換成為較低的中頻信號(hào)，-一個(gè)根據(jù)本發(fā)明用于執(zhí)行如上參考圖2到11所述的接收信號(hào)的信道解碼的信道解碼器CHD，包括解調(diào)以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)并且對(duì)這個(gè)信號(hào)解調(diào)，以獲得接收數(shù)據(jù)的同步，和糾錯(cuò)以校正傳輸錯(cuò)誤，-一個(gè)源解碼器SD，用于對(duì)接收的表示視頻圖像的消息解碼，例如一個(gè)MPEG解碼器，-一個(gè)包括電視陰極管的顯示裝置DIS，用于顯示已解碼視頻圖像。
已經(jīng)描述了允許匹配硅面積和功率限制的靈活的多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接收機(jī)。其主要優(yōu)點(diǎn)如下-通過電纜、陸地或者衛(wèi)星媒體有效接收來自任何格式的廣播的能力，-支持對(duì)于現(xiàn)有接收機(jī)的硅后修改的能力，以允許改進(jìn)根據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)上的實(shí)現(xiàn)，-支持對(duì)于現(xiàn)有接收機(jī)的硅后修改的能力，以允許標(biāo)準(zhǔn)中的改變，
-支持對(duì)于現(xiàn)有接收機(jī)的硅后修改的能力，以允許新的廣播標(biāo)準(zhǔn)或應(yīng)用。
上述附圖及其描述說明而非限制了本發(fā)明。顯然，可以有落在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的大量替代實(shí)施例。在這方面，進(jìn)行以下的結(jié)束語(yǔ)評(píng)論。
有多種利用軟件或者硬件或者二者一起實(shí)現(xiàn)功能的方法。在這方面，附圖是非常概略的，只表示本發(fā)明的一個(gè)可能實(shí)施例。因此，盡管一張附圖示出作為不同塊的不同功能，但是這絕不排除執(zhí)行幾個(gè)功能的單一硬件或者軟件。也不排除由硬件或者軟件或者二者的裝置來執(zhí)行一個(gè)功能。
權(quán)利要求
1.一種在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的接收機(jī)，包括用于保護(hù)傳輸信號(hào)免于信道傳輸錯(cuò)誤的信道解碼器，所述信道解碼器包括-一套協(xié)處理器，包括用于分別執(zhí)行數(shù)字前端塊(DFE)、信道校正塊(CHN)和前向糾錯(cuò)塊(FEC)的功能的至少三組可編程協(xié)處理器，-一個(gè)通用處理器(DSP)，用于管理信道解碼器的控制、同步和配置，以及-在所述三組協(xié)處理器與通用處理器之間共享的存儲(chǔ)器(SM)。
2.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其中一套協(xié)處理器包括-一個(gè)數(shù)字前端處理器(DFE)，用于計(jì)算·接收信號(hào)的基帶解調(diào)，·一個(gè)可編程奈奎斯特濾波器，并且用于控制用于時(shí)間和載波恢復(fù)的自動(dòng)增益控制回路(AGC)和同步回路，-一個(gè)快速傅立葉變換處理器(FFT)，用于在多載波系統(tǒng)的情況中執(zhí)行解調(diào)以及在單載波系統(tǒng)的情況中執(zhí)行頻域均衡，-一個(gè)自適應(yīng)濾波器組處理器(AFA)，用于COFDM調(diào)制的情況中的時(shí)域均衡、抗干擾和頻率內(nèi)插，-一個(gè)前向糾錯(cuò)處理器(FEC)，用于解碼在傳輸過程中使用的里德-所羅門和卷積碼。
3.一種在數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)中的包括一個(gè)接收機(jī)和一個(gè)發(fā)射機(jī)的廣播系統(tǒng)，其中接收機(jī)根據(jù)權(quán)利要求1或2的任何一個(gè)。
4.一種在數(shù)字視頻接收機(jī)中用于保護(hù)一個(gè)傳輸信號(hào)免于信道錯(cuò)誤的信道解碼的方法，所述方法包括步驟接收的信號(hào)的基帶解調(diào)、信道校正和前向糾錯(cuò)，每個(gè)步驟由一組可編程協(xié)處理器、具有共享存儲(chǔ)器的被提供用于管理所述三組協(xié)處理器的控制、同步和配置的通用處理器來執(zhí)行。
5.一種用于接收機(jī)計(jì)算一套指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)被加載到內(nèi)存中時(shí)就引起接收機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求4所述的方法。
6.一種用于攜帶一個(gè)計(jì)算機(jī)程序的信號(hào)，所述計(jì)算機(jī)程序被安排來執(zhí)行以下步驟一個(gè)接收的數(shù)字視頻信號(hào)的基帶解調(diào)、信道校正和前向糾錯(cuò)，每個(gè)步驟由一組可編程協(xié)處理器、具有共享存儲(chǔ)器的被提供用于管理所述三組協(xié)處理器的控制、同步和配置的通用處理器來執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)中的多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接收機(jī)。它包括一個(gè)信道解碼器，用于保護(hù)一個(gè)傳輸?shù)男盘?hào)免于信道傳輸錯(cuò)誤，信道解碼器包括一套協(xié)處理器，包括至少三組可編程協(xié)處理器，用于分別執(zhí)行數(shù)字前端塊(DFE)、信道校正塊(CHN)和前向糾錯(cuò)塊(FEC)的功能；一個(gè)通用處理器(DSP)，用于管理信道解碼器的控制、同步和配置；以及一個(gè)在所述三組協(xié)處理器與通用處理器之間共享的存儲(chǔ)器(SM)。
文檔編號(hào)H04N5/00GK1394432SQ01803179
公開日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2001年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月17日
發(fā)明者O·蓋伊－貝利勒, X·馬查爾, G·F·博恩斯, K·維德亞納坦 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司