專利名稱：與格柵解碼器結(jié)合的判決反饋均衡器的同步符號重新插入的制作方法
優(yōu)先權(quán)要求本申請要求美國臨時專利申請No.60/370380和60/370413的優(yōu)先權(quán)。
背景均衡器是許多不同的數(shù)字信息應(yīng)用如語音、數(shù)據(jù)和視頻通信中的重要元件。這些應(yīng)用采用各種傳輸媒體。雖然各種媒體具有不同的傳輸特性，但沒有一個是完美的。也就是說，每種媒體都在所傳輸?shù)男盘栔幸肓俗兓?，例如頻率相關(guān)的相位和幅度失真、多徑接收以及諸如語音回波、瑞利衰落等其它各種幻像。除了信道失真之外，實(shí)際上每種傳輸還受到如加性白高斯噪聲(“AWGN”)之類噪聲的影響。因此，均衡器被用作聲回聲消除器(例如在全雙工話筒中)、視頻重影消除器(例如在數(shù)字電視或數(shù)字電纜傳輸中)、無線調(diào)制解調(diào)器和電話的信號調(diào)節(jié)器以及其它這類應(yīng)用。
一個重要的差錯源是符號間干擾(“ISI”)。當(dāng)脈沖信息、如調(diào)幅數(shù)字傳輸通過模擬信道、例如電話線或空中廣播來傳送時，出現(xiàn)ISI。原始信號開始為離散時間序列的適當(dāng)近似值，但接收信號是連續(xù)時間信號。脈沖串的形狀通過傳輸被拖尾或擴(kuò)展成可微分信號，其峰值與原始脈沖的幅度相關(guān)。這個信號由定期對接收信號采樣的數(shù)字硬件來讀取。
各脈沖產(chǎn)生通常接近正弦波的信號。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，正弦波的特征在于以中央波峰為中心的一系列波峰，其中波峰的幅度隨著與中央波峰距離的增加而單調(diào)減小。同樣，正弦波具有一系列波谷，它們具有隨著與中央波峰的距離的增加而單調(diào)減小的幅度。這些波峰的周期通常約為接收硬件的采樣率。因此，在信號的一個采樣點(diǎn)上的幅度不僅受到與傳送信號中的那個點(diǎn)對應(yīng)的脈沖幅度的影響，而且還受到與傳輸流中其它比特對應(yīng)的脈沖的作用的影響。換句話說，被創(chuàng)建為對應(yīng)于傳輸流中一個符號的信號部分往往對與傳輸流中其它符號對應(yīng)的接收信號部分造成不必要的影響。
在理論上，這種影響可通過脈沖的適當(dāng)整形、例如通過以對應(yīng)于采樣率的固定間隔產(chǎn)生具有零值的脈沖來消除。但是，這種脈沖整形將由于信道失真而失效，信道失真在傳輸過程中將使脈沖拖尾或擴(kuò)展。因此，需要另一種差錯控制方法。因此，大多數(shù)的數(shù)字應(yīng)用采用均衡，以便濾除ISI和信道失真。
一般來講，兩種均衡被用來實(shí)現(xiàn)這個目的自動合成和自適應(yīng)。在自動合成方法中，均衡器通常把所接收的時域參考信號與無失真訓(xùn)練信號的存儲副本進(jìn)行比較。通過比較這兩者，確定時域誤差信號，它可用來計算反函數(shù)(濾波器)的系數(shù)。這個反函數(shù)的公式可在時域中嚴(yán)格地實(shí)現(xiàn)，如迫零均衡(“ZFE”)和最小均方(“LMS”)系統(tǒng)中進(jìn)行的那樣。其它方法包括所接收訓(xùn)練信號向頻譜表示的轉(zhuǎn)換。然后，可計算頻譜逆響應(yīng)以補(bǔ)償信道失真。這個逆頻譜則重新轉(zhuǎn)換到時域表示，使得可以提取濾波器抽頭加權(quán)值。
在自適應(yīng)均衡中，均衡器試圖根據(jù)均衡器的輸出與“判決裝置”產(chǎn)生的傳送信號的估算值之間的差異來使誤差信號最小。換句話說，均衡器濾波器輸出一個樣本，判決裝置確定最可能傳送的值。自適應(yīng)邏輯嘗試把兩者之間的差異保持為較小。主要思想在于，接收機(jī)利用對傳送脈沖中可能的離散電平的認(rèn)識。當(dāng)判決裝置對均衡器輸出進(jìn)行量化時，實(shí)質(zhì)上是在丟棄接收的噪聲。自適應(yīng)與自動合成均衡之間的關(guān)鍵區(qū)別在于，自適應(yīng)均衡不需要訓(xùn)練信號。
差錯控制編碼一般屬于兩個主要分類其中之一卷積編碼和分組編碼(例如里德-索羅蒙和戈萊編碼)。均衡的至少一個目的是允許產(chǎn)生一個作為信道失真的反函數(shù)的數(shù)學(xué)“濾波器”，使得接收信號能夠被重新轉(zhuǎn)換成更近似于發(fā)送信號的信號。通過把數(shù)據(jù)編碼成附加符號，附加信息可包含在發(fā)送信號中，解碼器可把它用來提高對接收信號的解釋的準(zhǔn)確度。當(dāng)然，這個附加準(zhǔn)確度是以傳送附加字符所需的附加帶寬為代價或者以較高頻率進(jìn)行傳送所需的附加能量為代價來實(shí)現(xiàn)的。
卷積編碼器包括數(shù)據(jù)被記錄到其中的K級移位寄存器。值K稱作代碼的“約束長度”。移位寄存器在根據(jù)所選代碼多項式的各點(diǎn)上被分接。根據(jù)碼率來選擇若干抽頭組。碼率表示為分?jǐn)?shù)。例如，碼率卷積編碼器產(chǎn)生的輸出的符號數(shù)量正好是輸入的兩倍。分接的數(shù)據(jù)集通常求模2加(即應(yīng)用“異或”運(yùn)算)來創(chuàng)建編碼輸出符號之一。例如，簡單的K＝3、碼率卷積編碼器可通過對3級移位寄存器中的第一和第三位求模2和來形成輸出的一位，以及通過對所有三位求模2和來形成另一位。
卷積解碼器通常通過產(chǎn)生關(guān)于原始發(fā)送數(shù)據(jù)的假設(shè)、通過適當(dāng)?shù)木矸e編碼器的副本運(yùn)行那些假設(shè)、以及把編碼結(jié)果與接收的編碼信號(包含噪聲)進(jìn)行比較來工作。解碼器產(chǎn)生所考慮的各假設(shè)的“量度”?！傲慷取笔桥c解碼器在相應(yīng)假設(shè)中具有的置信度對應(yīng)的數(shù)值。解碼器既可以是串行的也可以是并行的，即，它可以一次跟蹤一個假設(shè)或若干假設(shè)。
分組編碼上的卷積編碼的一個重要優(yōu)點(diǎn)在于，卷積解碼器可容易地使用“軟判決”信息?！败浥袥Q”信息實(shí)質(zhì)上表示產(chǎn)生保持關(guān)于量度的信息的輸出，而不只是選擇一個假設(shè)作為“正確”答案。對于一個極簡單化的實(shí)例，如果單個符號被解碼器確定為在傳送信號中具有80％為“1”的可能，只有20％為“0”的可能，則“硬判決”通常只對那個符號返回值1。但是，“軟判決”則返回值0.8，或者或許是對應(yīng)于那種概率分布的其它某個值，以便允許下游的其它硬件根據(jù)該置信度作進(jìn)一步判決。
另一方面，分組編碼具有處理較大數(shù)據(jù)塊的較強(qiáng)能力以及處理突發(fā)錯誤的較強(qiáng)能力。
以下是對結(jié)合的格柵解碼器和判決反饋均衡器的改進(jìn)的描述，如2001年6月7日提交的美國專利申請No.09/876547中所述，將它完整地結(jié)合到本文中。更具體來講，本發(fā)明提供對判決反饋均衡器(“DFE”)的轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，如同時提交的題為“與格柵解碼器結(jié)合的判決反饋均衡器的轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)”的美國專利申請所述，也將它完整地結(jié)合到本文中。轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)允許極其快速有效地消除幻像，使得均衡器甚至在嚴(yán)重噪聲和信道失真期間也提供優(yōu)質(zhì)信號解析。但是，該申請中所公開的轉(zhuǎn)置濾波器結(jié)構(gòu)沒有處理大多數(shù)數(shù)字信號中的同步符號提供的數(shù)據(jù)符號中的中斷所引起的“角落情況”。例如，數(shù)字電視信號中的幀和場同步符號中斷數(shù)據(jù)符號。因此，為了在數(shù)字電視接收機(jī)中采用轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)DFE，需要對轉(zhuǎn)置濾波器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以便處理那些角落情況。本發(fā)明其中一個目的是滿足這種需要。
發(fā)明概述在第一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種同步符號重插器，其中包括格柵解碼器和鏡像符號延遲線。格柵解碼器包括多個解碼級，每個解碼級具有作為輸出的中間解碼符號。鏡像符號延遲線包括多個3:1復(fù)用器和多個延遲裝置。多個3:1復(fù)用器中的每個具有復(fù)用器輸出，以及每個均接收來自格柵解碼器的下一級的中間解碼符號以及來自格柵解碼器的當(dāng)前級的中間解碼符號作為輸入。對于多個3:1復(fù)用器中的每個，都有一種延遲裝置，它接收多個復(fù)用器輸出之一作為輸入，以及具有復(fù)用器輸出。除最終復(fù)用器以外的延遲裝置中的每個的復(fù)用器輸出被饋送到后續(xù)3:1復(fù)用器。
在第二實(shí)施例中，本發(fā)明提供數(shù)字均衡器，用于解釋包含卷積編碼符號和卷積碼之外的同步符號的數(shù)字信號。數(shù)字均衡器包括組合的格柵編碼器和DFE，其中同步符號被重新插入DFE的輸入，以便恢復(fù)通過消除同步符號創(chuàng)建的時域連續(xù)性。
附圖簡介雖然本發(fā)明的特性特征將在權(quán)利要求書中具體指出，但通過參考結(jié)合作為其組成部分的附圖進(jìn)行的以下描述，可以更好地理解本發(fā)明本身及其實(shí)現(xiàn)方式和使用方式。


圖1是在根據(jù)本發(fā)明的均衡器中的格柵解碼器的正常重新排列操作過程中的等效N×D符號延遲線的圖解。
圖2是在根據(jù)本發(fā)明的均衡器中的段同步相關(guān)角落情況中的重新排列操作過程中的等效N×D符號延遲線的圖解。
圖3是在根據(jù)本發(fā)明的均衡器中的幀同步相關(guān)角落情況中的重新排列操作過程中的等效N×D符號延遲線的圖解。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的同步符號重插器的示圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明為了便于理解本發(fā)明的原理，現(xiàn)在將參照優(yōu)選實(shí)施例以及采用具體語言來描述它。但是要理解，并非由此對本發(fā)明的范圍進(jìn)行任何限定。本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員一般會想到的、本文所述的本發(fā)明的這些備選方案和其它修改方案以及本發(fā)明原理的這類進(jìn)一步應(yīng)用被設(shè)想且希望受到保護(hù)。
本發(fā)明提供對判決反饋均衡器(“DFE”)的轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)允許極其快速有效地消除幻像，使得均衡器甚至在嚴(yán)重噪聲和信道失真期間也提供優(yōu)質(zhì)信號解析。因此，這種數(shù)字接收機(jī)將在先前數(shù)字設(shè)備完全失效的條件下具有清晰的接收。本發(fā)明提供一種通過解決在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視協(xié)議中使用的同步符號所提供的數(shù)據(jù)流中的中斷、在數(shù)字電視應(yīng)用中采用高性能DFE的方式。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，被插入數(shù)字電視信號中的同步符號處于鏈?zhǔn)骄幋a之外。也就是說，卷積編碼首先對數(shù)據(jù)流執(zhí)行，在所得到的符號流中以適當(dāng)間隔插入同步符號。因此，接收信號中的同步符號表示中斷，在沒有解決時，會中斷饋送到DFE中的符號的時間連續(xù)性。
在概念上，DFE需要在各符號時鐘周期中連續(xù)接收N×D+M連續(xù)解碼符號序列，并對所有這些符號加權(quán)以產(chǎn)生幻像估算值。通常，各N×D+M解碼符號輸入必須產(chǎn)生正好比前一個要多一個符號時鐘周期延遲。這種順序的符號延遲關(guān)系被稱作“時間連續(xù)性”。應(yīng)當(dāng)理解，在與格柵解碼器結(jié)合時，具有相同時標(biāo)的符號可改變它們的值，因?yàn)楦駯沤獯a過程可能在中間解碼符號通過當(dāng)前解碼庫(bank)時修改一些中間解碼符號。
在非組合DFE中，在符號被延遲但沒有改變其值的情況下的N×D+M個符號的精確延遲線足以產(chǎn)生待加權(quán)的解碼符號序列。但是，在組合DFE中，最先的N×D解碼符號被保持在格柵解碼器中。當(dāng)這些符號引起延遲時，它們的值被修改，因此可被改變?yōu)楦赡軐?yīng)于原始傳送信號中那些符號的符號(根據(jù)解碼器的優(yōu)化假設(shè))。因此，后續(xù)解碼符號不象在精確延遲線中那樣只是前幾個解碼符號的延遲副本。值變化導(dǎo)致精確延遲線不會與組合DFE配合工作。另一方面，不管值變化如何，都存在一種順序，按照這個順序，可重新排列保持在格柵解碼器中的這些N×D解碼符號，使得連續(xù)解碼符號確實(shí)產(chǎn)生一個符號時鐘延遲。這個重新排列序列是可變值延遲線，稱作“等效N×D符號延遲線”。在最先的N×D符號之后，有剩余的M個符號。各解碼符號具有其最終值-根據(jù)解碼器的解的最佳值。這些符號被延遲但沒有值的變化，因此這M個符號組成精確延遲線，并且可簡單地由標(biāo)準(zhǔn)延遲線來產(chǎn)生。但是，需要第一等效N×D符號延遲線。
在采用多個轉(zhuǎn)置流水線結(jié)構(gòu)的DFE(如圖1和圖2所示)中，如果第一DFE流水線的輸入(來自當(dāng)前庫的回溯鏈中的第一解碼狀態(tài)的解碼符號)具有與輸入到格柵解碼器的未解碼符號相同的時標(biāo)，同時第二DFE流水線的輸入(一般為來自當(dāng)前庫的第二解碼狀態(tài)的解碼符號)具有D符號時鐘周期延遲，依此類推，直到具有N×D符號延遲的最后一個DFE流水線的輸入(一般為最后的解碼符號)，則滿足所需時間連續(xù)性。到多個轉(zhuǎn)置流水線DFE的連續(xù)輸入信號之間必須正好存在D個符號時鐘周期延遲。
如同時提交的題為“與格柵解碼器結(jié)合的判決反饋均衡器的轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)”的申請中所述，被饋送到采用多個轉(zhuǎn)置流水線結(jié)構(gòu)的DFE中的N+1個解碼符號足以產(chǎn)生所有等效的N×D+M個解碼符號延遲線。應(yīng)當(dāng)理解，到多個轉(zhuǎn)置流水線DFE的N+1個解碼符號輸入是整個等效N×D+M解碼符號延遲線的子序列。
在數(shù)字電視應(yīng)用中，在幾種情況下，時間連續(xù)性在正常重新排列的序列中被插入傳送符號流的同步符號破壞。除非這些情況經(jīng)過特殊處理，否則，這將導(dǎo)致來自DFE的幻像估算出錯，因?yàn)榈紻FE濾波器的解碼符號將出現(xiàn)在不正確的位置，并通過錯誤抽頭進(jìn)行加權(quán)。如上所述，在ATSC標(biāo)準(zhǔn)中，段和幀同步符號處于卷積編碼之外。因此，格柵解碼器必須通過中斷正常操作來解決這些符號，使得它對編碼過程所產(chǎn)生的符號流進(jìn)行解碼。要進(jìn)行專門處理的具體“角落”情況為1.段同步符號通過光標(biāo)。光標(biāo)符號具有與格柵解碼器的當(dāng)前輸入的未解碼符號相同的時標(biāo)。當(dāng)這種情況出現(xiàn)時，格柵解碼器暫停解碼。因此，格柵解碼器停止接收新的未解碼符號，回溯以及更新保持在其當(dāng)前庫的內(nèi)部解碼級中的中間解碼結(jié)果。不過，它繼續(xù)輪換庫。解碼的掛起顯然破壞了來自“凍結(jié)”解碼庫的所得中間解碼結(jié)果的時間連續(xù)性。
2.“尾部”區(qū)域跟隨段同步符號。一旦段同步符號通過光標(biāo)，格柵解碼器恢復(fù)解碼過程。但是，在后續(xù)N×D個符號中，被段同步符號中斷的庫沒有保持正常的回溯鏈，其中存儲在連續(xù)級中的兩個符號的時間延遲相等。因此，當(dāng)這些庫之一被輪換到當(dāng)前解碼庫時，包含在回溯鏈中的輸出中間解碼結(jié)果破壞了連續(xù)性規(guī)則。
3.當(dāng)幀同步符號到達(dá)光標(biāo)時。在后續(xù)的N×D符號時鐘周期中，格柵解碼器暫停其解碼過程。它停止接收新的未解碼符號，輪換庫、回溯以及對保持在其當(dāng)前庫的內(nèi)部解碼級中的其余中間解碼結(jié)果進(jìn)行移位。由于沒有新的符號被解碼，以及沒有新的解碼符號被移動到內(nèi)部解碼級，因此保持在所有庫中的中間解碼結(jié)果將逐個變得陳舊，每個符號時鐘周期中一個。在N×D符號時鐘周期之后，保持在所有庫中的中間解碼結(jié)果對于饋送到DFE的第一部分已經(jīng)變得陳舊。這些陳舊的解碼符號具有早于幀同步的時標(biāo)，以及當(dāng)DFE不比幀同步長時(這是正常情況)，停止其時間窗口饋入任何DFE抽頭。
4.在幀同步期間，格柵解碼器仍然暫停其解碼過程；它不接收新的未解碼符號，輪換庫，或者回溯或更新保持在其當(dāng)前庫的內(nèi)部解碼級中的中間解碼結(jié)果。保持在格柵解碼器中的所有中間解碼符號對于饋入DFE變得陳舊。
5.在幀同步符號通過光標(biāo)之后。在后續(xù)的N×D符號時鐘周期中，在最后的幀同步符號通過光標(biāo)之后，格柵解碼器恢復(fù)解碼過程。它接收新的未解碼符號，恢復(fù)輪換庫，以及在其當(dāng)前庫的內(nèi)部解碼級之中回溯。由于新的符號被解碼，以及新的解碼符號被移動到內(nèi)部解碼級，因此在所有庫中的陳舊中間解碼結(jié)果的數(shù)量按照每個符號時鐘周期中一個來減少。在N×D符號時鐘周期之后，所有陳舊的解碼符號從格柵解碼器中移出，然后格柵解碼器返回到正常解碼過程。
6.需要一種機(jī)制來處理以上角落情況(與正常解碼過程一起)，它位于格柵解碼器與DFE之間。正常解碼過程通過正常重新排列的方法來處理，而角落情況則由獨(dú)立的方法來處理。這些方法主要包括把同步符號重新插入正常重新排列方法所產(chǎn)生的重新排序的解碼符號序列。
應(yīng)當(dāng)理解，所有情況屬于三個大類其中之一正常操作、段同步相關(guān)角落情況以及幀同步角落情況。以下方法處理這三類中的每一種。
1.正常重新排列在正常操作過程中，保持在回溯鏈中的所有N×D內(nèi)部中間解碼符號以它們作為輸入進(jìn)入格柵解碼器的順序被重新排列成等效N×D符號延遲線，如圖1所示。如圖1所示，當(dāng)前解碼庫被表示為“相對庫#1”，前一個庫表示為“相對庫#2”，依此類推，直到庫#D-這當(dāng)然也是下一個解碼庫。T(i，j)表示存儲在相對庫#i中的回溯鏈的第j級中的中間解碼符號，其中1≤i≤D，1≤j≤N。應(yīng)當(dāng)理解，符號T(i，j)在光標(biāo)符號之后產(chǎn)生(j-1)D+(i-1)符號延遲。因此，排列順序由以下語法給出Equivalent_N×D_symbol_delay_line(){for(j＝1；j＜N+1；j++)for(i＝1；i＜D+1；i++)T(i，j)；}存儲在回溯鏈的同一級中的數(shù)據(jù)(每級D個符號)組成時間上連續(xù)的延遲線，如圖1中的箭頭鏈所示。這個等效N×D符號延遲線的解碼符號是饋送到DFE的第一組N×D符號。
2.段同步相關(guān)角落情況首先，格柵解碼器中的N×D內(nèi)部中間解碼符號通過正常重新排列的方法被重新排列成等效N×D符號序列。然后，該序列被段同步符號分為兩個部分，其中段同步符號當(dāng)然被格柵解碼器忽略并且實(shí)際上不被保留在其中。丟失的段同步符號必須被重新插入這兩個部分之間，以便恢復(fù)延遲線的時間連續(xù)性。在此過程中，較早部分中的相同數(shù)量的符號、最好是最早的符號必須被丟棄，以便保留延遲線的N×D符號長度。
以上過程在保持于格柵解碼器中的中間解碼符號的布局上產(chǎn)生延遲鏈，如圖2所示。由于庫跳轉(zhuǎn)，因此存儲在跳轉(zhuǎn)的庫的回溯鏈中、在段同步符號之前到達(dá)的解碼符號具有額外的D符號延遲，在圖2中表示為帶斜線陰影的單元。應(yīng)當(dāng)理解，如果為這些符號其中之一，則存儲在單元T(i，j)中的符號在光標(biāo)符號之后產(chǎn)生(j-1)D+(i-1)+D符號時鐘周期延遲，否則，產(chǎn)生(j-1)D+(i-1)符號時鐘周期延遲。在ATSC標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中，段同步長度為4個符號。在當(dāng)前符號的布局中，如果存儲在單元T(1，1)中的符號在最后的段同步符號到達(dá)光標(biāo)時已經(jīng)移動到T(i1，j1)表示的單元(在圖2所示實(shí)例中的單元T(D，2))，并且存儲在單元T(1，1)中的符號在第一段同步符號到達(dá)光標(biāo)時已經(jīng)移動到T(i2，j2)表示的單元(在圖2所示的實(shí)例中的單元T(3，3))，則等效N×D符號延遲線由以下語法給出<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[ Equivalent_N×D_symbol_delay_line(){ for(j＝1；j＜j1；j++){ for(i＝1；i＜N+1；i++){T(i，j)； } } j＝j(luò)1； for(i＝1；i＜i1；i++){ T(i，j)； }segment_sync_pattern；j＝j(luò)2；for(i＝i2+1；i＜D+1；i++){ if(T(i，j-1)為在跳轉(zhuǎn)庫中的段同步之前到達(dá)的符號) T(i，j-1)； elseT(i，j)；}for(j＝j(luò)2+1；j＜N+1；j++){ for(i＝1；i＜D+1；i++){ if(T(i，j-1)為跳轉(zhuǎn)庫中的段同步之前到達(dá)的符號) T(i，j-1)；elseT(i，j)； }}}]]></pre>在圖2所示實(shí)例中，被丟棄的單元為T(1，N)、T(2，N)、T(3，N)和T(D4，N)，表示為帶格子陰影的單元。在圖2中通過箭頭鏈所示的由此獲得的等效N×D符號延遲線在時域中是連續(xù)的。
3.幀同步相關(guān)角落情況首先，格柵解碼器中的N×D內(nèi)部中間解碼符號通過正常重新排列過程再次被重新排列成等效N×D符號序列。然后，與幀同步相關(guān)的角落情況必須通過兩種方式分別解決。
當(dāng)幀同步符號正通過光標(biāo)時出現(xiàn)的這個重新排列序列本身是等效的時間連續(xù)延遲線，但它被凍結(jié)而不是被移位。因此，等效N×D符號延遲線從其后跟隨等效N×D符號序列的所接收幀同步符號來構(gòu)建，然后再通過丟棄其它最早符號來減少到N×D個符號。在當(dāng)前符號的布局中，如果幀同步之前的最后數(shù)據(jù)符號由T(i1，j1)表示(圖3所示實(shí)例中的單元T(D，2))，則等效N×D符號延遲線由以下語法給出<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[Equivalent_N×D_symbol_delay_line(){ arrived_frame_sync_sequence； j＝j(luò)1； for(i＝i1；i＜D+1；i++){ T(i，j)； } for(j＝j(luò)1+1；j＜N+1；j++){for(i＝1；i＜D+1；i++){ T(i，j)；}}}]]></pre>在最后幀同步符號通過光標(biāo)之后，立即出現(xiàn)與幀同步有關(guān)的另一種角落情況。這意味著，光標(biāo)符號是幀同步符號之后到達(dá)的數(shù)據(jù)符號。格柵解碼器恢復(fù)其解碼過程。正常重新排列方法所產(chǎn)生的等效符號序列本身不是等效延遲線。這個序列通過它們之間由幀同步符號產(chǎn)生的間隙分為兩個等效延遲線-幀同步符號當(dāng)然被格柵解碼器忽略并且實(shí)際上不被保留在其中。丟失的幀同步符號必須被重新插入這兩個部分之間的間隙中，以便恢復(fù)等效延遲線的時間連續(xù)性。然后，它通過丟棄較早的符號被減少到預(yù)期的N×D的長度。保持在格柵解碼器中的中間解碼符號的布局如圖3所示。延遲線的較早部分包括具有比幀同步符號更早的時標(biāo)的中間解碼符號，表示為圖3中沒有格子的單元。較后部分表示為帶格子陰影的單元。較早部分中的單元產(chǎn)生附加的L符號延遲，其中L表示幀同步的長度加上兩個相鄰段同步的長度。假定幀同步之前的最后數(shù)據(jù)符號在這時被移動到當(dāng)前符號布局中的T(i2，j2)，則等效N×D符號延遲線由以下語法給出<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[Equivalent_N×D_symbol_delay_line(){ for(j＝1；j＜j2；j++){for(i＝1；i＜N+1；i++){T(i，j)；} } j＝j(luò)2； for(i＝1；i＜i2+1；i++){ T(i，j)； } remaining_frame_sync_sequence；}]]></pre>等效N×D符號延遲線再次由圖3中的箭頭鏈表示，并且在時域中是連續(xù)的。
因此，以上提供的等效解碼符號延遲線始終給出滿足連續(xù)性要求的N×D有效中間解碼符號。當(dāng)N×D+M抽頭DFE在橫向結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)時，等效N×D延遲線通過對最后解碼符號未經(jīng)修改地移位的M抽頭精確延遲線來擴(kuò)展。所有這些N×D+M符號被饋送到DFE。當(dāng)它是在多個轉(zhuǎn)置流水線結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)時，只有N+1解碼符號被饋送到DFE-具體來講，是具有延遲0(即第一符號)、D、2D、...、等等、直到N×D(即最后解碼符號)的那些符號。
采用涵蓋數(shù)字電視接收機(jī)、如ATSC DTV接收機(jī)中的上述角落情況的這些方法的一個示范結(jié)構(gòu)如圖4所示，并且一般表示為400。結(jié)合了DFE(未示出)與格柵解碼器420的同步符號重插器400包括鏡像符號延遲線410。鏡像符號延遲線410僅接收來自格柵解碼器的當(dāng)前庫的回溯鏈的N個中間解碼符號，以及輸出滿足連續(xù)性要求的等效N×D解碼符號延遲線。鏡像符號延遲線410包括在圖4中表示為A1到AN的N個延遲裝置以及在圖4中標(biāo)記為B3到BN以及C1到CN的不超過2N個2:1復(fù)用器。各延遲裝置A1-AN將解碼符號延遲D個符號時鐘周期。除C1和C2之外的所有復(fù)用器被組成對，以便組成3:1復(fù)用器；如圖所示，B3和C3共同組成單個3:1復(fù)用器，B4和C4組成3:1復(fù)用器，依此類推，直到BN和CN。第一對之后的各對相鄰延遲裝置(即以A2和A3開始并包括它們在內(nèi)的各對)通過3:1復(fù)用器之一級聯(lián)。
當(dāng)前一個延遲裝置(A(i-1)，i＝2，3，...，N)的輸出符號(Si，i＝2，3，...，N)被指示為同步符號時，復(fù)用器Ci選擇這個延遲的同步符號。否則，當(dāng)在段相關(guān)角落情況時，如果當(dāng)前解碼庫為跳轉(zhuǎn)庫之一，則在當(dāng)前級(Ri)，i＝2，3，...，N)中存儲的符號在段同步符號之前到達(dá)時，3:1復(fù)用器Bi和Ci轉(zhuǎn)換到來自相鄰后一級(R(i-1)，i＝2，3，...，N)的中間解碼符號。否則，3:1復(fù)用器Bi和Ci通過來自格柵解碼器的當(dāng)前級的輸出符號。應(yīng)當(dāng)理解，同步符號具有最高優(yōu)先級，隨后是來自相鄰后一級的符號，而來自當(dāng)前級的符號具有最低優(yōu)先級。具有較高優(yōu)先級的符號始終忽略較低優(yōu)先級的符號。
N個復(fù)用輸出(xi，i＝2，3，...，N)被饋送到下一個延遲裝置(A(i)，i＝2，3，...，N)，以及輸入符號也被饋送到多個轉(zhuǎn)置流水線DFE。第一復(fù)用器C1沒有跟隨任何先前的延遲裝置，因此其符號輸入之一來自同步符號發(fā)生器，它通常在幀或段同步符號的時標(biāo)到達(dá)時產(chǎn)生預(yù)定的幀或段同步符號。
同步重插器400還包括復(fù)合同步指示器470。復(fù)合同步指示器470是獨(dú)立的單位延遲線，并且被用來確定延遲裝置(A(i-1)，i＝2，3，...，N)的輸出符號(S(i)，i＝2，3，...，N)是否為同步符號。所有同步符號指示器、包括段同步指示器和幀同步指示器都連接到邏輯“或”門而獲得復(fù)合同步指示器。復(fù)合同步指示器則通過N×D復(fù)合同步符號指示器延遲線470進(jìn)行延遲，從而提供與鏡像符號延遲線410中的延遲裝置的輸出符號(S(i)，i＝2，3，...，N)匹配的那些延遲形式。這些延遲形式的每個指明延遲裝置的輸出符號(S(i)，i＝2，3，...，N)是否為同步符號。它們與原始形式一起分別被連接到邏輯“或”門，以便選擇延遲的同步符號(S(i)，i＝2，3，...，N)。段同步指示器及其延遲形式通過級聯(lián)“或”門進(jìn)行連接(F(i)，i＝4，5，...，N)，以便確定是否需要選擇相鄰后一級(R(i-1)，i＝2，3，...，N)而不是當(dāng)前級(R(i)，i＝2，3，...，N)。應(yīng)當(dāng)理解，復(fù)用器B1和B2可以被優(yōu)化掉；這使得結(jié)構(gòu)400的前兩級看來不規(guī)則。
在正常重新排列過程中，N×D鏡像符號延遲線410保持由格柵解碼器中的所有庫的回溯鏈所保持的中間解碼符號的鏡像形式。在角落情況中，鏡像符號延遲線410正確地插入同步符號。實(shí)際上，它是等效N×D解碼符號延遲線。當(dāng)饋送到轉(zhuǎn)置DFE時，僅需要抽頭0、D、2D、...(N-1)D(在圖4中分別表示為解碼符號#1、#2、...、#N)以及最終解碼符號。
在ATSC接收機(jī)的情況下，有12個格柵編碼庫，以及通常有回溯鏈的16級。這種格柵解碼器在給出最終解碼符號之前，保持192個中間解碼結(jié)果。因此，在上述結(jié)構(gòu)中，有16個延遲裝置，各包括12個符號時鐘周期。在這種情況下，在圖4中，N為16，以及D為12。
除了采用重新插入的同步符號來獲取中間解碼符號輸出之外，這個結(jié)構(gòu)還具有另一個有用功能。它可給出一個訓(xùn)練模式指示器，這只是最終延遲的復(fù)合同步信號。這個信號提供對在訓(xùn)練模式與數(shù)據(jù)引導(dǎo)模式之間切換均衡器的理想控制。
雖然在附圖和以上描述中詳細(xì)說明及描述了本發(fā)明，但此描述被認(rèn)為是說明性而不是限制性的。僅表示和描述了優(yōu)選實(shí)施例以及被認(rèn)為有助于進(jìn)一步闡明優(yōu)選實(shí)施例的這類備選實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，可對上述實(shí)施例進(jìn)行變更和修改，只要沒有背離以下權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種同步符號重插器，包括格柵解碼器，其中包括多個解碼級，每個解碼級具有作為輸出的中間解碼符號；鏡像符號延遲線，其中包括多個3:1復(fù)用器，每個復(fù)用器具有復(fù)用器輸出，以及每個復(fù)用器接收來自所述格柵解碼器的下一級的所述中間解碼符號以及來自所述格柵解碼器的當(dāng)前級的所述中間解碼符號作為輸入；對于所述多個3:1復(fù)用器中的每一個，延遲裝置接收所述多個復(fù)用器輸出之一作為輸入，并且具有延遲輸出，除最終復(fù)用器之外的所述延遲裝置中每個的所述復(fù)用器輸出被饋送到下一個3:1復(fù)用器。
2.如權(quán)利要求1所述的同步符號重插器，其特征在于，所述多個3:1復(fù)用器中的每一個被配置為當(dāng)所述在前的延遲裝置的輸出是同步符號時，讓所述在前的延遲裝置的所述復(fù)用器輸出通過；在當(dāng)前解碼庫是跳轉(zhuǎn)的庫時，讓來自所述格柵解碼器的所述相應(yīng)后續(xù)級的所述中間解碼符號通過；以及在其它情況下，讓來自所述格柵解碼器的所述相應(yīng)當(dāng)前級的所述中間解碼符號通過。
3.如權(quán)利要求1所述的同步符號重插器，其特征在于，所述3:1復(fù)用器中每一個均包括一對2:1復(fù)用器。
4.如權(quán)利要求1所述的同步符號重插器，其特征在于還包括復(fù)合同步指示器。
5.如權(quán)利要求1所述的同步符號重插器，其特征在于還包括所述格柵解碼器之后的DFE。
6.如權(quán)利要求5所述的同步符號重插器，其特征在于，所述DFE包括具有轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)的濾波器。
7.一種數(shù)字均衡器，用于解釋包含卷積編碼符號和所述卷積碼之外的同步符號的數(shù)字信號，所述數(shù)字均衡器包括組合的格柵編碼器和DFE，其中所述同步符號被重新插入所述DFE的輸入中，以便恢復(fù)通過消除所述同步符號創(chuàng)建的時域連續(xù)性。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字均衡器，其特征在于，所述DFE包括轉(zhuǎn)置濾波器結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字均衡器，其特征在于，所述數(shù)字信號是數(shù)字電視信號。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字均衡器，其特征在于，所述數(shù)字信號是ATSC信號。
全文摘要
用于解釋包括卷積編碼符號以及卷積碼之外的同步符號的數(shù)字信號的數(shù)字均衡器包括組合的格柵編碼器和DFE。同步符號被重新插入DFE的輸入中，以便恢復(fù)通過消除同步符號創(chuàng)建的時域連續(xù)性。
文檔編號H04L1/00GK1647372SQ03807957
公開日2005年7月27日 申請日期2003年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者S·陳, J·朱, X·楊 申請人:麥克羅納斯半導(dǎo)體公司