專利名稱：均衡存在同頻道干擾的殘留邊帶高清晰度電視信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸。它是在用于高清晰度電路(HDTV)的接收機(jī)，例如，按照高級電視系統(tǒng)委員會(ATSC)殘留邊帶(VSB)標(biāo)準(zhǔn)工作的接收機(jī)的前提下公開的，但是，相信它也可用于其它應(yīng)用。
背景技術(shù)：
各種從接收信號中可靠地恢復(fù)碼元流的方法和設(shè)備是已知的。一般來說，這樣的方法和設(shè)備是通過解調(diào)接收信號，把解調(diào)信號模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換成非均衡碼元流，和以可以把碼元可靠地映射到所謂碼元構(gòu)象中的特定點上這樣一種方式使碼元流均衡來工作的。然后，根據(jù)構(gòu)象的復(fù)雜程度，把均衡碼元解碼成位組，例如，二位字節(jié)、四位字節(jié)、六位字節(jié)、八位字節(jié)等。
在這樣的方法和設(shè)備中，均衡處理本身通常是自適應(yīng)的。也就是說，非均衡位流被輸入到監(jiān)視它的輸出碼元流的設(shè)備或系統(tǒng)中，并且，使它自己的傳遞函數(shù)適合于把它的輸出碼元流的點擬合得盡可能地接近碼元構(gòu)象的點。均衡往往是借助于所謂的前饋均衡器(FFE)或前饋濾波器(FFF)和判定反饋均衡器(DFE)或判定反饋濾波器(DFF)進(jìn)行的。在許多情況下，自適應(yīng)均衡處理至少在兩個階段中，或至少在兩種操作模式下進(jìn)行。在往往在初始化接收設(shè)備期間或在接收設(shè)備，例如，HDTV接收機(jī)調(diào)諧到另一個頻道上時進(jìn)行的這些階段之一中，均衡器應(yīng)用諸如戈達(dá)德常模數(shù)算法(Godard′s ContantModulus Algorithm(CMA))之類的算法。請參見，例如，D.N.Godard撰寫的“二維數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的自恢復(fù)均衡和載波跟蹤”(D.N.Godard，″Self-Recovering Equalization and Carrier Tracking in Two DimensionalData Communication Systems″，IEEE Transactions on Communications，Vol.COM-28，pp.1867-1875，November 1980。然后，在初步收斂之后，均衡處理進(jìn)入另一個階段，在這個階段中，不斷采用利用另一種算法，譬如，定向判定算法(decision-directed algorithm)的均衡器傳遞函數(shù)，使解碼碼元在碼元構(gòu)象上的那些相應(yīng)點保持在近距離內(nèi)。這些階段的第一階段有時被稱為盲目階段，而第二階段被稱為定向判定階段。這些類型的方法和設(shè)備是眾所周知的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的原理，使信號達(dá)到均衡的設(shè)備包括含有第一和第二濾波器的均衡器。首先在盲目操作模式期間用第一濾波器使信號達(dá)到均衡，然后在定向判定操作模式期間用第二濾波器使信號達(dá)到均衡。在盲目均衡模式期間，把第二濾波器的預(yù)定抽頭設(shè)置成零值。
在優(yōu)選實施例中，當(dāng)存在同頻道干擾時，把排除NTSC同頻道干擾的濾波器插在均衡器的前面。


參照如下的詳細(xì)說明和附圖，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中圖1和2顯示了可用于理解本發(fā)明的方塊圖；和圖3a-e、4a-e、5a-e、6a-e、7a-e和8a-e顯示了用現(xiàn)有技術(shù)和用本發(fā)明進(jìn)行的測試的比較結(jié)果。
具體實施例方式
在適用于美國高清晰度電視的ATSC VSB傳輸系統(tǒng)中，當(dāng)檢測到強(qiáng)的同頻道NTSC干擾時，在接收機(jī)中，在均衡器22之前接入梳狀濾波器20。具有傳遞函數(shù)Hc(z)＝1-z-12的梳狀濾波器20衰減同頻道NTSC干擾(圖像和聲音載波)。均衡器22看到的新頻道目前是與梳狀濾波器20卷積的原始頻道。當(dāng)梳狀濾波器20位于均衡器22之前并采用利用CMA算法的均衡器22抽頭c(n)，n＝0，1，2，…時，均衡器22產(chǎn)生八電平輸出。事實上，它使頻道和均衡器22之前的梳狀濾波器20兩者達(dá)到均衡。最好，均衡器22通過只使頻道達(dá)到均衡，而不使梳狀濾波器20達(dá)到均衡，產(chǎn)生十五電平輸出。根據(jù)本發(fā)明公開的系統(tǒng)取得了這個結(jié)果。
在圖1中，響應(yīng)與ATSC 8-VSB高清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)兼容的高清晰度電視信號的接收機(jī)把自適應(yīng)均衡器22用于使頻道幅度和相位失真達(dá)到均衡。一般使用的均衡器22結(jié)構(gòu)包括與DFE 26一起使用的FFE 24。FFE部分24用于使前反?；夭?preghost)和落在單位圓之外的頻道零達(dá)到均衡。DFE部分26用于使后反常回波(post-ghost)達(dá)到均衡。圖1和2以方塊的形式顯示了FFE24/DEF 26的結(jié)構(gòu)。
一般用于訓(xùn)練均衡器22的技術(shù)使用盲目均衡，直到均衡器22已經(jīng)達(dá)到一定程度的收斂為止，然后，切換到定向判定均衡。使用的盲目均衡的最普通形式是應(yīng)用CMA算法。在利用CMA時，用如下方程更新FFE 24和DFE 26系數(shù)Cn+1＝Cn+αF*e(n)*XFn(FFE更新)Dn+1＝Dn+αD*e(n)*XDn(DFE更新)在方程中Cn＝FFE 24系數(shù)矢量，Dn＝DFE 26系數(shù)矢量，XFn＝進(jìn)入FFE 24的數(shù)據(jù)矢量，XDn＝進(jìn)入DFE 26的數(shù)據(jù)矢量，和e(n)＝盲目均衡誤差。
盲目均衡誤差按下式計算e(n)＝y(tǒng)0(n)*(|y0(n)|2-R2)在此式中y0(n)＝均衡器輸出(FFE 24+DFE 26輸出)R2＝環(huán)值的平方＝E(s4(n))/E(s2(n))E()＝()的期望值s(n)＝8個VSB構(gòu)象點當(dāng)接入梳狀濾波器20和利用如上所述的傳統(tǒng)CMA算法更新均衡器22抽頭時，均衡器22收斂到它使梳狀濾波器20和傳輸頻道的組合達(dá)到均衡的解上。其結(jié)果是，在均衡器22的輸出端上形成8電平碼元構(gòu)象。對于三種不同的反?；夭?多路徑)情況，這些結(jié)果顯示在圖3a-e、4a-e和5a-e中。圖3a-e顯示了采用dfe(12)的頻道1的結(jié)果。頻道是c(0)＝1。圖4a-e顯示了采用dfe(12)的頻道2的結(jié)果。頻道是c(0)＝1，c(10)＝0.5。圖5a-e顯示了采用dfe(12)的頻道3的結(jié)果。頻道是c(0)＝1，c(5)＝0.6，c(13)＝-0.2。用在這個例子中的參數(shù)列在表2中?？梢钥闯觯馄?2輸出8電平，和均衡器抽頭c(n)，n＝0，1，2，…已經(jīng)使梳狀濾波器20和頻道的組合達(dá)到均衡。梳狀濾波器20的均衡導(dǎo)致第十二DFE抽頭，dfe(12)，被設(shè)置成1.0的值。

表1對于8和15電平輸出，頻道和它們的相應(yīng)均衡器解使均衡器22能夠只使頻道達(dá)到均衡，而不是使梳狀濾波器20達(dá)到均衡的推薦算法把8和15電平解的特性用于控制CMA的自適應(yīng)?？紤]頻道傳遞函數(shù)的兩種情況(1)在位置(碼元)12上的頻道反?；夭ㄖ?以下稱為c(12))是零；和(2)其中c(12)很大。
情況I在位置(碼元)12上的頻道反?；夭ㄖ?，c(12)，是零。
在這種情況中，頻道傳遞函數(shù)具有如下形式C(z)＝1+a1z-n1+a2z-n2+…此處，n1、n2、和Y不等于12。
用梳狀濾波器級聯(lián)的頻道具有如下傳遞函數(shù)Hco(z)＝C(z)(1-z-12)＝(1+a1z-n1+a2z-n2+…)(1-z-12)＝(1+a1z-n1+a2z-n2+Y)-z-12(1+a1z-n1+a2z-n2+…)＝(1+a1z-n1+a2z-n2+Y)+(-z-12-a1z-(n1+12)+a2z-(n2+12)+…)
這個傳遞函數(shù)的一個特性是，它包含項-z-12。如果均衡器使頻道與梳狀濾波器的組合達(dá)到均衡，那么，均衡器將使Hco(z)達(dá)到均衡。換句話來說，均衡器傳遞函數(shù)將是He8(z)＝1/Hco(z)。均衡器傳遞函數(shù)將在它的分母中包含項-z-12。當(dāng)利用如前所述的FFE/DFE結(jié)構(gòu)實現(xiàn)均衡器時，DEF在它的第12號抽頭上將具有1.0的值。也就是說，dfe(12)＝1.0。這是8電平解的特性。
應(yīng)該注意到，如果把DFE輸出加入FFE輸出中，得到組合均衡器輸出，那么，dfe(12)將收斂到1.0。如果從FFE輸出中減去DFE輸出，那么，dfe(12)將收斂到-1.0。在現(xiàn)在的情況中，假定兩個輸出是相加的。同理可應(yīng)用在相減的情況中。
最好是，通過不使梳狀濾波器達(dá)到均衡，均衡器生成15電平解。因此，均衡器應(yīng)該收斂到如下的解He15(z)＝1/(1+a1z-n1+a2Z-n2+…)此處，在頻道在第12碼元上沒有反常回波，即，c(12)＝0的假設(shè)下，n1和n2也是不等于12。在這種情況中，dfe(12)＝0。這是15電平解的特性。
總而言之，8電平解將導(dǎo)致dfe(12)＝1.0。在c(12)＝0的假設(shè)下，15電平解將導(dǎo)致dfe(12)＝0。8電平解與15電平解之間的這種差異被用于控制CMA的自適應(yīng)。
由于15電平解要求dfe(12)是0，因此，通過在CMA自適應(yīng)期間設(shè)置dfe(12)＝0，迫使自適應(yīng)收斂于15電平解。在CMA自適應(yīng)期間設(shè)置dfe(12)＝0可以用幾種方式完成。一種方式就是簡單地把dfe(12)初始化成零，然后，不采用它。另一種方式是在每個碼元上采用它，但是，接著把它復(fù)位為零。由于在幾次更新之后，它并沒有明顯地偏離零，因此，其它變型還包括在每個碼元上采用它，但每隔一個、二個或三個碼元把它復(fù)位為零。
通常，在盲目均衡模式中，首先運(yùn)行CMA，然后，在達(dá)到一定程度的收斂之后，切換到定向判定均衡。一旦作了切換，就可以更新dfe(12)。由于此情況I的基本假設(shè)是頻道在碼元12上沒有能量，因此，由于，例如，線路噪聲、自適應(yīng)噪聲等原因，DFE的第12號抽頭將只呈現(xiàn)很小的值。
在CMA自適應(yīng)期間把dfe(12)設(shè)置成零所得的結(jié)果顯示在圖6a-e、7a-e、和8a-e中。此外，用于這些例子的參數(shù)列在表2中。圖6a-e顯示了迫使dfe(12)為零的頻道1的結(jié)果。頻道是c(0)＝1。圖7a-e顯示了迫使dfe(12)為零的頻道2的結(jié)果。頻道是c(0)＝1、c(10)＝0.5。圖8a-e顯示了迫使dfe(12)為零的頻道3的結(jié)果。頻道是c(0)＝1、c(5)＝0.6、和c(13)＝-0.2。
情況II在位置(碼元)12上的頻道反?；夭ㄖ?，c(12)，不是零。
現(xiàn)在考慮頻道在碼元12上具有能量的情況。即使在碼元12上的反?；夭?，c(12)不等于零，前面在情況I中所述的算法也是能用的。但是，各種模擬證明，在碼元12上的反?；夭ū仨毾喈?dāng)小。具體地說，為了使該算法起作用，c(12)必須比主頻道抽頭低大約17-20dB。在c(12)大于上述值的情況下，算法將不收斂到均衡器輸出誤差。但是，可以料想，在碼元12上恰好具有大能量的概率是相當(dāng)小的。
因此，在CMA自適應(yīng)期間設(shè)置dfe(12)＝0將導(dǎo)致均衡器只使頻道達(dá)到均衡，和產(chǎn)生15電平輸出。

表2總而言之，均衡器22在缺乏梳狀濾波器20的情況下，可以收斂到15電平輸出，或者在存在梳狀濾波器20的情況下，可以收斂到8電平輸出。15電平輸出是優(yōu)選的，并且，在存在梳狀濾波器20的情況下，可以通過在梳狀濾波器存在時，在盲目均衡處理期間把均衡器抽頭12設(shè)置成1(單一)值(幅度)來實現(xiàn)。在傳輸頻道中，當(dāng)碼元12上沒有反?；夭?多路徑)時，由于梳狀濾波器使抽頭12具有1的值，因此，抽頭12很重要。抽頭12的值決定是提供8電平輸出，還是15電平輸出。當(dāng)在抽頭12上頻道具有零能量時，梳狀濾波器以已知方式影響抽頭12。由于取決于頻道多路徑(“反?；夭ā?的作用，因此，它影響其它抽頭的方式是未知的。
當(dāng)插入梳狀濾波器時，由于在均衡器之后的格狀解碼器從8電平模式切換到15電平模式，因此，要求15電平輸出。
權(quán)利要求
1.在處理通過傳輸頻道接收的、包含視頻信息的信號的系統(tǒng)中，應(yīng)用含有第一和第二濾波器(24，26)的均衡器(22)的頻道均衡方法，其特征在于(a)首先，在初始盲目操作模式期間，用所述第一濾波器(24)使接收信號達(dá)到均衡；(b)然后，在定向判定操作模式期間，用所述第二濾波器(26)使信號達(dá)到均衡；和(c)在所述初始盲目均衡模式期間，把所述第二濾波器(26)的預(yù)定抽頭設(shè)置成零值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一濾波器(24)是前饋濾波器；和所述第二濾波器(26)是判定反饋濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包含下列步驟當(dāng)存在同頻道干擾時，把排除所述干擾的濾波器插在所述均衡器的前面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述插入的濾波器(20)是梳狀濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述預(yù)定抽頭是第12抽頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(c)中，在所述盲目模式下把所述抽頭設(shè)置成零值，并且不采用所述抽頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(c)中，在每個信號碼元上采用所述抽頭，但是，接著把它復(fù)位為零值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(c)中，在每個碼元上采用所述抽頭，但是，在每隔幾個碼元之后把它復(fù)位為零值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述視頻信息是與ATSC HDTV標(biāo)準(zhǔn)兼容的高清晰度(HDTV)信息。
10.在視頻信號處理系統(tǒng)中，一種頻道均衡設(shè)備，其特征在于包括梳狀濾波器(20)，用于抑制同信息干擾；和對來自所述梳狀濾波器(20)的輸出信號作出響應(yīng)的頻道均衡器(22)，含有在初始盲目操作模式期間工作的第一濾波器(24)和在隨后定向判定操作模式期間工作的第二濾波器(26)，其中在所述初始盲目均衡模式期間，把所述第二濾波器(26)的預(yù)定抽頭設(shè)置成零值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于所述第一濾波器是前饋濾波器(24)；和所述第二濾波器是判定反饋濾波器(26)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于所述視頻信息包含與ATSC HDTV標(biāo)準(zhǔn)兼容的高清晰度(HDTV)信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于所述預(yù)定抽頭是第12抽頭。
全文摘要
在存在同頻道NTSC干擾的情況下使包含高清晰度信息的信號達(dá)到均衡的方法和設(shè)備,應(yīng)用含有前饋(24)和判定反饋(26)濾波器的均衡器(22)。當(dāng)存在NTSC同頻道干擾時,把梳狀濾波器(20)插在均衡器(20)的前面。當(dāng)在初始盲目操作模式期間正在使信號達(dá)到均衡時,把判定反饋濾波器(26)的所選抽頭設(shè)置成零值。然后,在定向判定操作模式下,更新判定反饋濾波器(26)抽頭。
文檔編號H04B7/005GK1381992SQ0210573
公開日2002年11月27日 申請日期2002年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月16日
發(fā)明者阿道夫·索扎 申請人:湯姆森特許公司