專利名稱：用于一種混有ntsc同波道干擾和白噪聲的格子編碼信號的譯碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對一種混入有色噪聲的格子編碼信號進(jìn)行譯碼。
一種目前用于HDTV的8VSB接收機(jī)的設(shè)備依靠一個可交換梳狀濾波器去抑制同波道干擾，例如同波道NTSC干擾，在例如一個ATV服務(wù)區(qū)域的邊緣接收區(qū)中可能存在上述干擾。這樣，當(dāng)檢測到同波道NTSC干擾時，就使梳狀濾波器有效(即接通)，以濾掉同波道NTSC干擾。對所接收數(shù)據(jù)的譯碼，是在梳狀濾波器有效時比在梳狀濾波器無效時要復(fù)雜。因此，當(dāng)未檢測到同波道NTSC干擾時，使梳狀濾波器無效(即斷開)，以提供防止白高斯噪聲的最佳性能。業(yè)已證明，梳狀濾波器是一種用于抑制同波道NTSC干擾的低成本濾波器。
然而，使用上述可交換梳狀濾波器也有一些缺點(diǎn)。首先，雖然梳狀濾波器在抑制同波道NTSC干擾方面是良好的，但存在梳狀濾波器會在出現(xiàn)白高斯噪聲時減低性能。因此，當(dāng)只存在同波道NTSC干擾時，梳狀濾波器是一個有效的濾波器。然而，當(dāng)只存在白高斯噪聲時，就使梳狀過濾器無效。當(dāng)同波道NTSC干擾和白高斯噪聲都存在時，梳狀濾波器是這樣運(yùn)行，以致于允許大量的白高斯噪聲通過。因此，在同波道NTSC干擾和白高斯噪聲都存在的情況下，梳狀濾波器可能不是一個適宜的濾波器。
梳狀濾波器的另一缺點(diǎn)是它是一個或者有效或者無效的可交換濾波器。確定何時接通或斷開梳狀濾波器的已研制的控制電路系統(tǒng)是復(fù)雜的，且可能作出不正確的決定。
本發(fā)明以一種可合理地調(diào)節(jié)同波道NTSC干擾和白高斯噪聲的相對數(shù)量的自適應(yīng)譯碼器為目標(biāo)。因此，本發(fā)明可在同波道NTSC干擾和白高斯噪聲都存在的情況下達(dá)到良好的性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于對從一個發(fā)射臺接收的有噪聲編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的接收機(jī)，包括一個濾波裝置和一個譯碼裝置。濾波裝置依據(jù)編碼數(shù)據(jù)中同波道干擾和噪聲的相對數(shù)量，可變地濾除編碼數(shù)據(jù)中的同波道干擾和噪聲。譯碼裝置可譯碼濾波后的編碼數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于對由一個發(fā)射臺發(fā)射的有噪聲編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的接收機(jī)，包括第一濾波器、第二濾波器和一個譯碼裝置。第一濾波器具有一個用于接收編碼數(shù)據(jù)的輸入端，第一濾波器是一個差分濾波器，并且第一濾波器具有一個第一輸出端，用于提供一種相應(yīng)于編碼數(shù)據(jù)與延遲編碼數(shù)據(jù)之間差值的第一濾波編碼數(shù)據(jù)。第二濾波器具有一個用于接收編碼數(shù)據(jù)的輸入端，第二濾波器是一個相加濾波器，并且第二濾波器具有一個第二輸出端，用于提供一種相應(yīng)于編碼數(shù)據(jù)與延遲編碼數(shù)據(jù)之和值的第二濾波編碼數(shù)據(jù)。譯碼裝置可譯碼第一和經(jīng)二濾波后的編碼數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，一種用于對由一個發(fā)射臺發(fā)射的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的接收機(jī)，包括第一和第二濾波裝置、一個控制裝置、和一個譯碼裝置。第一和第二濾波裝置過濾編碼數(shù)據(jù)，并且提供相應(yīng)的第一和第二濾波后輸出?？刂蒲b置相對地控制第一和第二濾波后輸出，以便提供相應(yīng)的第一和第二相對控制的濾波后輸出，從而抑制編碼數(shù)據(jù)中同波道干擾和噪聲。譯碼裝置可譯碼第一和第二相對控制的濾波后輸出。
結(jié)合附圖詳細(xì)研究本發(fā)明，可更清楚地看出本發(fā)明的這些和另一些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中

圖1說明現(xiàn)有技術(shù)預(yù)編碼器和格子編碼器的實(shí)例，該格子編碼器對要由本發(fā)明譯碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；圖2說明現(xiàn)有技術(shù)梳狀濾波器和維持比譯碼器的實(shí)例，用于對一般由圖1的預(yù)編碼器和格子編碼器編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和譯碼；圖3說明根據(jù)本發(fā)明的濾波器和譯碼器，用于對一般由圖1的預(yù)編碼器和格子編碼器編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和譯碼；圖4是逐次編碼數(shù)據(jù)點(diǎn)的復(fù)合構(gòu)象，用于說明本發(fā)明；圖5是，已按照本發(fā)明原理作了旋轉(zhuǎn)的圖4的復(fù)合構(gòu)象；圖6是圖5的旋轉(zhuǎn)復(fù)合構(gòu)象，說明按照本發(fā)明原理沿著V(n)軸減小增益的影響；
圖7是圖5的旋轉(zhuǎn)復(fù)合構(gòu)象，說明按照本發(fā)明原理沿著V(n)軸零增益的影響；圖8說明格子編碼圖，該圖描述圖1的格子編碼器的操作；圖9說明由圖3的維特比譯碼器實(shí)施的子集構(gòu)象；圖10說明格子譯碼圖，該圖描述圖3的維特比譯碼器的操作；圖11是一個說明圖，描述由圖3的維特比譯碼器譯碼未編碼位；圖12說明當(dāng)沿V(n)軸的增益被置于0時對圖9子集構(gòu)象的影響；圖13說明圖12的子集構(gòu)象的簡化；和圖14是一種可以實(shí)施的設(shè)備，用于確定圖3中可變增益放大器的增益。
圖1說明一個編碼器10，它例如可以是一個8VSB編碼器。編碼器10包括一個預(yù)編碼器12，一個格子編碼器14，和一個符號映象器16。預(yù)編碼器12包括一個加法器18和一個D位延遲元件20。選擇“D”值，以匹配存在于接收機(jī)中的干擾抑制梳狀濾波器的延遲。加法器18是一個MOD-2加法器。加法器18接收一個數(shù)據(jù)位偶X2X1(n)的第一輸入數(shù)據(jù)位X2(n)，并且把這個第一輸入數(shù)據(jù)位X2(n)與早先出現(xiàn)D位的加法器18的輸出相加。加法器18的輸出形成一個中間位Y2(n)，把它作為輸出位Z2(n)而供給符號映象器16。函數(shù)(n)表示一個在離散時間n的相關(guān)值。
一個數(shù)據(jù)位偶X2X1(n)的第二輸入數(shù)據(jù)位X1(n)被供給格子編碼器14，格子編碼器14包括一個加法器22和兩個D位延遲元件24和26。加法器22是一個MOD-2加法器。格子編碼器14把第二輸入數(shù)據(jù)位X1(n)作為輸出位Z1(n)而直接供給符號映象器16。第二輸入數(shù)據(jù)位X1(n)也供給格子編碼器14的加法器22的第一輸入端。加法器22的輸出端被連接于D位延遲元件24。D位延遲元件24延遲加法器22的輸出，并且把這延遲后的輸出作為輸出位Z0(n)而供給符號映象器16。D位延遲元件24的延遲后輸出端還返回地連接于D位延遲元件26。D位延遲元件26的輸出端被連接于加法器22的第二輸入端。因此，位偶X2X1(n)的輸入數(shù)據(jù)位X1(n)和X2(n)進(jìn)入編碼器10。編碼器10的作用是(i)差分地編碼輸入數(shù)據(jù)位X2(n)，用作輸出位Z2(n)；(ii)傳送輸入數(shù)據(jù)位X1(n)，用作沒有修改的輸出位Z1(n)；和(iii)卷積地編碼輸入數(shù)據(jù)位X1(n)，用作輸出位Z0(n)。
符號映象器16映象各組輸出位Z2Z1Z0(n)，用作一個相應(yīng)的符號S(n)。因此，每個符號S(n)可以具有8個可能信號電平之一。然后通過一個發(fā)送波道以常規(guī)方式發(fā)送符號S(n)；在發(fā)送波道中，符號S(n)在被一個接收機(jī)作為接收符號R(n)而接收之前，可能接收到同波道NTSC干擾和白高斯噪聲。
圖1所示的D位延遲元件20、24和26代表例如12位時間延遲(即，D是12)。如上所述，信息位X2X1(n)被差分地和卷積地編碼成符號。這些符號按D倍間隔(在此D可以是例如12)。因此，編碼位流實(shí)際上由12個獨(dú)立編碼的數(shù)據(jù)流組成。譯碼器必須譯碼這些互相獨(dú)立地編碼的數(shù)據(jù)流。
圖1還包括一個輔助狀態(tài)變量Q2(n)，它代表Y1(n)的先前值，從而Q2(n)=Y1(n-D)。實(shí)際上，在編碼器10中不存在值Q2(n)，從而它不影響編碼器10的操作。值Q2(n)只是一個用于本發(fā)明以后描述的方便符號。
接收機(jī)包括一個維特比譯碼器28、一個開關(guān)30和一個梳狀濾波器32，它接收所發(fā)射的符號R(n)。維特比譯碼器28譯碼所接收的符號R(n)，以恢復(fù)原來的位偶X2X1(n)。開關(guān)30檢測同波道NTSC干擾的存在。如果存在同波道NTSC干擾，則開關(guān)30移到它的上位，以便把梳狀濾波器32連接到維特比譯碼器28，使梳狀濾波器32過濾所接收的符號R(n)。
梳狀濾波器32包括一個加法器34和一個D符號延遲元件36。加法器34具有一個直接接收符號R(n)的第一輸入端，和一個接收按D符號時間延遲的符號R(n)的第二輸入端。D值確定使梳狀濾波器置于傳輸頻帶中的標(biāo)記的位置和數(shù)量。選擇D=12給出一組標(biāo)記它們接近干擾NTSC直觀、彩色和聲頻載波。如果D符號延遲元件36是一個12符號延遲元件，則圖1的D位延遲元件20、24和26都是12位延遲元件。
如果接收機(jī)沒有檢測到同波道NTSC干擾，則開關(guān)30移到它的下位，在此，所接收的符號R(n)被直接連接于維特比譯碼器28。
雖然圖2所示的梳狀濾波器32在抑制同波道NTSC干擾方面是有效的，但當(dāng)同波道NTSC干擾和白高斯噪聲都存在時，它的性能是不好的。此外，確定何時啟動開關(guān)30以接通梳狀濾波器32的電路系統(tǒng)是復(fù)雜的，并且可能有時作出不正確的決定。
圖3的譯碼器40在抑制同波道NTSC干擾和白高斯噪聲方面是更有效的，不需要作出開關(guān)判定，并且不明顯增加接收機(jī)的復(fù)雜程度。譯碼器40包括一個第一濾波器42和一個第二濾波器44。第一濾波器42是一個差分濾波器，它包括一個加法器46；加法器46具有一個第一輸入端，用于直接地接收所接收的符號R(n)，和一個第二輸入端，用于接收通過一個D符號延遲元件48接收的符號R(n)。D符號延遲元件48可以把一個12符號延遲施加給所接收的符號R(n)。第二濾波器44是一個和數(shù)濾波器，包括一個加法器50；加法器50具有一個第一輸入端，在此直接地接收所接收的符號R(n)，和一個第二輸入端，用于接收通過一個D符號延遲元件52接收的符號R(n)。D符號延遲元件52也可以把一個12符號延遲施加給所接收的符號R(n)。
第一濾波器42的差分輸出是指定的U(n)，且第二濾波器44的和數(shù)輸出是指定的V(n)。差分輸出U(n)表示在一個符號與一個由于D符號延遲元件48而早先發(fā)生D符號的相應(yīng)符號之間的差值，從而U(n)=R(n)-R(n-D)。同樣，和數(shù)輸出V(n)表示在一個符號與一個由于D符號延遲元件52而早先發(fā)生D符號的相應(yīng)符號之間的和數(shù)，從而V(n)=R(n)+R(n-D)。通過一個第一可變增益放大器54處理差分輸出U(n)，且通過一個第二可變增益放大器56處理和數(shù)輸出V(n)。第一可變增益放大器54具有增益g。且第二可變增益放大器56具有增益g1。這樣，第一可變增益放大器54的輸出是g0U(n)，且第二可變增益放大器56的輸出是g1V(n)。第一可變增益放大器54和第二可變增益放大器56的輸出都連接于一組D維特比譯碼器58。該組D維特比譯碼器58中的每一個維特比譯碼器，都用輸出g0U(n)和g1V(n)來譯碼時間交錯編碼流之一，以便恢復(fù)相應(yīng)的輸入位偶X2X1(n)。
附加的噪聲可能混入那些進(jìn)入譯碼器40的符號R(n)。譯碼器40用第一和第二濾波器42和44過濾這些符號R(n)，以得出差分輸出與和數(shù)輸出U(n)和V(n)。第一和第二可變增益放大器54和56把相應(yīng)的增益g0和g1加到差分與和數(shù)輸出U(n)與V(n)中，以產(chǎn)生輸出g0U(n)和g1V(n)。D維特比譯碼器組58從輸出g0U(n)和g1V(n)中提取信息位X1／X2(n)。第一濾波器42和第二濾波器44可以是或者在普通的均衡器和相位跟蹤系統(tǒng)(未示出)之前，或者在其后；它們都是一個8VSC接收機(jī)中的常規(guī)設(shè)備。
如前所述，從映象輸出位Z2Z1Z0(n)中產(chǎn)生的每個符號都能呈現(xiàn)與任何其它符號無關(guān)的8個可能信號電平之一。當(dāng)用一個梳狀濾波器同時處理兩個符號時(其中一個符號R(n)是剛接收的，而另一個符號R(n-D)是以前接收的D符號時間，就發(fā)生一個64點(diǎn)兩維構(gòu)象。在圖4中作為實(shí)例說明該構(gòu)象。沿著圖4的水平軸示出剛才接收的符號R(n)，且沿著垂直軸示出先前接收的符號R(n-D)。因?yàn)檫@兩個符號都能呈現(xiàn)8個可能的電平，故同時處理的這兩個符號的組合可產(chǎn)生圖4所示的64個可能點(diǎn)。
當(dāng)只有白高斯噪聲混入所接收的符號R(n)中時，白高斯噪聲就是與樣品到樣品無關(guān)的。因此，在圖4所示各個構(gòu)象點(diǎn)周圍由于白高斯噪聲而引起的分布是圓形對稱的。(即，如果符號以上述方式配對且在示波器上觀察，則這些點(diǎn)是模糊圓圈)。
當(dāng)只有同波道NTSC干擾混入所接收的符號R(n)中時，同波道NTSC干擾就不是與樣品到樣品無關(guān)的，并且事實(shí)上，在由12符號時間間隔的諸符號之間有高度相關(guān)性。因此，在圖4所示各個構(gòu)象點(diǎn)周圍由于同波道NTSC干擾而引起的分布是橢圓形的，并且具有一個對準(zhǔn)方程R(n-D)=R(n)所確定直線的主軸。
當(dāng)既有同波道NTSC干擾又有白高斯噪聲混入所接收的符號R(n)中時，在圖4所示各個構(gòu)象點(diǎn)周圍的分布就根據(jù)同波道NTSC干擾和白高斯噪聲之間的相對數(shù)量，在橢圓形與圓形之間改變。
由于存在圖3的第一濾波器42和第二濾波器44，故圖4的64點(diǎn)兩維構(gòu)象逆時針旋轉(zhuǎn)45°，轉(zhuǎn)到一個圖5所示的新坐標(biāo)系統(tǒng)。現(xiàn)在差分輸出U(n)是沿水平軸的，且和數(shù)輸出V(n)是沿垂直軸的。此中描述的譯碼算法是用這個旋轉(zhuǎn)后的兩維構(gòu)象來直接操作的。應(yīng)當(dāng)指出，在此描述的技術(shù)不同于多維格子編碼，因?yàn)樗鶄魉偷男盘柺前凑找痪S構(gòu)象來編碼的。在這技術(shù)中，通過在接收機(jī)中形成(重疊)成對的傳送符號，產(chǎn)生兩維構(gòu)象。
把圖4的64點(diǎn)兩維構(gòu)象逆時針地旋轉(zhuǎn)到圖5所示的新坐標(biāo)系統(tǒng)是偶然的，因?yàn)橥SNTSC干擾也已旋轉(zhuǎn)同樣的數(shù)量，使它的主軸位于垂直軸上。即，上述旋轉(zhuǎn)是有用的，因?yàn)槿绻型ǖ繬TSC干擾存在，則譯碼器相應(yīng)把較小的權(quán)因子加到V方向的誤差上，因?yàn)橐阎@些誤差是有噪聲的。此外，如果只存在白高斯噪聲，則噪聲分布是圓形分布的，從而應(yīng)當(dāng)由譯碼器40把相等的權(quán)因子加給U(n)維和V(n)維的誤差。這樣，增益g0和g1的作用是根據(jù)改變同波道NTSC干擾和白高斯噪聲的條件，合理地加權(quán)第一和第二濾波器42和44的輸出的誤差，以便把正確的權(quán)因子加到U(n)維和V(n)維中每個維的誤差上。
調(diào)節(jié)兩個增益值g0和g1，以便對同波道NTSC干擾和白高斯噪聲的統(tǒng)計(jì)情況起作用。換句話說，可以把增益值g0固定為1，且可以依據(jù)同波道NTSC干擾和白高斯噪聲的相對數(shù)量，在0．0與1．0之間調(diào)節(jié)增益值g1。在假定只有同波道NTSC干擾和白高斯噪聲的這些情況下，這種簡化是適宜的。如果干擾是一種更常見的具有一個未知頻率或一些未知頻率的連續(xù)波干擾，則調(diào)節(jié)兩個增益是適宜的。
圖6說明改變增益值g1對圖5所示64點(diǎn)兩維構(gòu)象的影響。當(dāng)增益值g1被減小到1．0以下時，就在V維上壓縮64點(diǎn)兩維構(gòu)象。在g1的最佳值，在64點(diǎn)兩維構(gòu)象中每個點(diǎn)周圍的干擾是對兩維皆相同的，并且D維特比譯碼器組58的分支度量是以點(diǎn)UV(n)到壓縮構(gòu)象中各個點(diǎn)的距離為基礎(chǔ)的。
當(dāng)增益值g1被減小到零時，64點(diǎn)兩維構(gòu)象中的所有點(diǎn)都被投影到U(n)軸上，如圖7所示。因此，64點(diǎn)兩維構(gòu)象被壓縮成一個15點(diǎn)的一維構(gòu)象。在這種條件下，D維特比譯碼器組58使它的判定只以第一濾波器42的輸出為基礎(chǔ)。
圖8的格子編碼圖描述由圖1的格子編碼器14進(jìn)行的卷積編碼過程。圖8的格子編碼圖示出Q1Q0(n)列中格子編碼器14的當(dāng)前狀態(tài)和Q1Q0(n+D)列中格子編碼器14的所得下一個狀態(tài)。從一個Q1Q0(n)列中的狀態(tài)到一個Q1Q0(n+D)列中的狀態(tài)的轉(zhuǎn)移取決于中間數(shù)據(jù)位Y1(n)。圖8中標(biāo)記Z1Z0(n)顯示在4個子集(00，01，10和11)中哪一個子集要作為一個符號而傳送。例如，如果格子編碼器14的當(dāng)前狀態(tài)是使Q1Q0(n)=00，并且如果Y1(n)是0，則Z1(n)由于Y1(n)是0而變?yōu)?，Z0(n)由于Q0(n)是0而變?yōu)?，并且Q1Q0(n+D)變?yōu)?0。另一方面，如果格子編碼器14的當(dāng)前狀態(tài)是使Q1Q0(n)=00，并且如果Y1(n)是1，則Z1(n)由于Y1(n)是1而變?yōu)?，Z0(n)由于Q0(n)是0而變?yōu)?，并且Q1Q0(n+D)變?yōu)?1。
由Z2Z1Z0(n)位組合選擇的構(gòu)象的8個點(diǎn)被劃分成4個子集，其中每個子集皆有相同的Z1Z0(n)位。例如，子集Z1Z0(n)=00包含點(diǎn)Z2Z1Z0(n)=000和100。在用于傳送的子集Z1Z0(n)=00中的這兩個點(diǎn)之間的選擇是由未編碼的位Z2(n)確定的，并且未示于圖8中。然而，眾所周知，如果Z2(n)是零，則選擇點(diǎn)Z2Z1Z0(n)=000；并且如果Z2(n)是1，則選擇點(diǎn)Z2Z1Z0(n)=100。
D維特比譯碼器組58(圖3)根據(jù)64點(diǎn)兩維構(gòu)象的圖9所示的16個子集，使用相應(yīng)第一和第二濾波器42和44的輸出g0U(n)和g1V(n)，進(jìn)行它的譯碼操作。由用于兩個符號時間n和n-D的Z1Z0輸出位的16種可能的組合，規(guī)定圖9所示的16個子集。圖9的4個行相當(dāng)于Z1Z0(n)=00，01，10和11；并且圖9的4個列相當(dāng)于Z1Z0(n-D)=00，01，10和11。根據(jù)位的十六進(jìn)制表達(dá)式Z1(n)，Z0(n)，Z1(n-D)和Z0(n-D)，諸子集在其右上角被標(biāo)記為S0，S1，S2，…SF。
圖9所示的16個子集形成能出現(xiàn)于兩個符號之間的子集的所有可能的組合。有4個子集可能用于當(dāng)前的符號[Z1Z0(n)]，并且有4個子集可能用于以前的符號[Z1Z0(n-D)]。例如，如果以前的子集是Z1Z0(n-D)=01和當(dāng)前的子集是Z1Z0(n)=10，那么第一和第二濾波器42和44的輸出UV(n)必須處于16個兩維構(gòu)象的子集S9中。
D維特比譯碼器組58根據(jù)圖9所示的子集和圖10所示的格子譯碼圖，進(jìn)行譯碼。通過使用以狀態(tài)變量Q2(n)擴(kuò)大的圖8的格子編碼圖和圖9的子集，構(gòu)成這個格子譯碼圖。D維特比譯碼器組58可以把圖10的這個格子譯碼圖用于，確定16個子集中哪一個子集可達(dá)到各個狀態(tài)轉(zhuǎn)移的目的(狀態(tài)轉(zhuǎn)移是由編碼器10的狀態(tài)Q2Q1Q0(n-D)來規(guī)定的)。因此，D維特比譯碼器組58具有8個狀態(tài)，各個狀態(tài)相當(dāng)于圖1所示的編碼器10的Q2Q1Q0狀態(tài)位。狀態(tài)位Q2只用于管理操作，以保持以前輸入數(shù)據(jù)位Y1(n-D)值的跟蹤。因此，圖10示出狀態(tài)轉(zhuǎn)移和D維特比譯碼器組58接收的數(shù)據(jù)的相關(guān)子集S0-SF。D維特比譯碼器組58使用圖10的格子譯碼圖，以它的正常方式譯碼信號g0U(n)和g1V(n)；D維特比譯碼器組58產(chǎn)生用于各個子集S0-SF的分支度量，使用這些分支度量去更新用于各個譯碼器狀態(tài)的累計(jì)路徑度量，并且保持一個涉及各個狀態(tài)的殘存路徑。具有最小路徑度量的殘存路徑是一個給出譯碼信息位X1(n)和相關(guān)子集(S0-SF)的路徑。由D維特比譯碼器組58進(jìn)行的分支度量的生成，是通過測量各個接收點(diǎn)(g0U(n)，g1V(n))與圖9的各子集中的點(diǎn)之間的距離來完成的；這些子集中的每個子集是由U(n)軸與V(n)軸中增益g0和g1分別定標(biāo)的。換句話說，通過直接測量在定標(biāo)前的所接收點(diǎn)(g0U(n)，g1V(n))與圖9的子集中的各個點(diǎn)之間的距離，和通過把增益g0和g1相應(yīng)地用于U和V距離測量，可計(jì)算分支度量。
如圖9所示，兩維子集中每個子集皆包含4個點(diǎn)。在D維特比譯碼器組58已確定傳送點(diǎn)處于哪一個子集以后，D維特比譯碼器組58就使用這個子集去尋找差分編碼信息位X2。由用于連續(xù)符號偶Z2(n)Z2(n-D)的位Z2(圖1)去確定在這子集的4個點(diǎn)中哪一個點(diǎn)是被接收的。根據(jù)該子集的4個點(diǎn)中哪一個點(diǎn)是最靠近接收點(diǎn)g0U(n)g1V(n)的點(diǎn)，進(jìn)行信息位X2的譯碼。在圖11中示出一個任意子集的4個點(diǎn)和相當(dāng)于每個點(diǎn)的Z2(n)Z2(n-D)位值。Z2(n)Z2(n-D)位的4個可能的置換唯一地標(biāo)識子集內(nèi)的點(diǎn)。這樣，通過確定在接收點(diǎn)g0U(n)g1V(n)與子集的4個點(diǎn)Z2(n)Z2(n-D)之間哪一個歐幾里德距離是最短的，進(jìn)行信息位X2的譯碼。根據(jù)圖11中所示的標(biāo)記，最靠近接收點(diǎn)g0U(n)g1V(n)的點(diǎn)Z2(n)Z2(n-D)確定位X2(n)。
因?yàn)橛形籜2的差分編碼，故上點(diǎn)和下點(diǎn)這兩個點(diǎn)皆有標(biāo)記X2(n)=0，且左點(diǎn)和右點(diǎn)這兩個點(diǎn)皆有標(biāo)記X2(n)=1。因此，如果增益值g0或g1之一被減至零，則仍可確定差分編碼位。例如，如果g1=0，則Z2(n)Z2(n-D)=11和00這兩點(diǎn)合并成一個單點(diǎn)。另一方面，如果g0=0，則Z2(n)Z2(n-D)=01和10這兩點(diǎn)合并成一個單點(diǎn)。幸運(yùn)的是，在各種情況下，各個合并點(diǎn)皆有相同的對應(yīng)X2(n)值。結(jié)果，D維特比譯碼器組58正確地進(jìn)行X2位的譯碼，而沒有災(zāi)難性的誤差傳播。
當(dāng)增益參數(shù)g1被降至零時，D維特比譯碼器組58只對差分濾波器的輸出U(n)起作用。圖12示出當(dāng)增益g1被置于零時對16個兩維子集的影響。諸子集S0-SF合并成一維構(gòu)象。因此，從圖12可知，在圖12中只有7個獨(dú)立的子集是被標(biāo)記的(在左下角)A，B1，B2，C1，C2，D1和D2。圖13示出梳狀濾波器輸出構(gòu)象的7個子集。這樣，圖12和13顯示當(dāng)?shù)谝粸V波器42單獨(dú)運(yùn)行(沒有第二濾波器44)時，D維特比譯碼器組58的操作相同于1994年7月8日存檔的美國專利申請序號08／272，181中公開的程序。
這樣，可以按照所接收符號R(n)中出現(xiàn)的同波道NTSC干擾和白高斯噪聲的相對數(shù)量，沿著從0．0到1．0的連續(xù)區(qū)間調(diào)節(jié)增益值g0和g1。因此，不是僅僅按照呈現(xiàn)的同波道NTSC干擾量去接通和斷開第一濾波器42，而是按照同波道NTSC干擾和白高斯噪聲的相對數(shù)量去相對地調(diào)節(jié)第一濾波器42和第二濾波器44。
圖14說明一個增益設(shè)置裝置60。增益設(shè)置裝置60通過測量訓(xùn)練信號中呈現(xiàn)的干擾和噪聲，設(shè)置增益值g0和g1；該訓(xùn)練信號是定期地發(fā)射的，并且是作為一個接收訓(xùn)練信號TR(n)而接收的。訓(xùn)練信號在傳輸之前，是相同于一個理想的基準(zhǔn)訓(xùn)練信號TS的。訓(xùn)練信號由一個發(fā)射機(jī)生成，并被傳輸?shù)浇邮諜C(jī)；接收機(jī)包含譯碼器40，并接收所接收訓(xùn)練信號TR(n)。沿著發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的傳輸路徑，發(fā)射的訓(xùn)練信號會檢取呈現(xiàn)于發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的任何同波道NTSC干擾和白高斯噪聲。理想基準(zhǔn)訓(xùn)練信號TS是由接收機(jī)在本地生成的。
理想的基準(zhǔn)訓(xùn)練信號TS被直接供給第一和第二加法器62和64，還通過相應(yīng)的D符號延遲元件66和68而供給第一和第二加法器62和64。第一加法器62的輸出TU(n)，代表在基準(zhǔn)訓(xùn)練信號TS(n)與延遲基準(zhǔn)訓(xùn)練信號TR(n-D)之間的差分。因此，第一加法器62的輸出TU(n)代表理想的輸出U(n)。第二加法器64的輸出TV(n)，代表基準(zhǔn)訓(xùn)練信號TS(n)和延遲基準(zhǔn)訓(xùn)練信號TS(n-D)的和數(shù)。因此，第二加法器64的輸出TV(n)代表理想的輸出V(n)。第一和第二加法器62和64的輸出供給相應(yīng)的第三和第四加法器70和72。
所接收的訓(xùn)練信號TR(n)被直接供給第五和第六加法器74和76，還通過相應(yīng)的D符號延遲元件78和80間接供給第五和第六加法器74和76。第五加法器74的輸出，代表在所接收訓(xùn)練信號TR(n)與所延遲接收訓(xùn)練信號TR(n-D)之間的差分。第六加法器76的輸出，代表所接收訓(xùn)練信號TR(n)與所延遲接收訓(xùn)練信號TR(n-D)的和數(shù)。第五加法器74的輸出供給第三加法器70，且第六加法器76的輸出供給第四加法器72。
來自第三加法器70的誤差eU，代表沿U(n)軸的干擾和噪聲，是由所發(fā)射的訓(xùn)練信號沿傳輸路徑而檢取的。誤差eU由平方器82平方，并且由累加器84累加，以產(chǎn)生一個信號PU；PU代表由誤差eU表示的干擾和噪聲的平均功率。來自第四加法器72的誤差eV，代表所發(fā)射的訓(xùn)練信號沿傳輸路徑檢取的干擾和噪聲。誤差eV由平方86平方，并且由累加器88累加，以產(chǎn)生一個信號pV；pV代表由誤差eV表示的干擾和噪聲的平均功率。
平均功率PU和PV被供給一個確定一個參數(shù)θ的部件g0。參數(shù)θ被供給一個把g0的加權(quán)確定為g0=cosθ的部件92，和一個把g1的加權(quán)確定為g1=sinθ的部件94。當(dāng)θ從0變到π／2時，格子碼的最小距離按下列方程變化
格子碼的最小距離是卷積碼的編碼增益的度量。由下列表達(dá)式給出在第一和第二可變增益放大器54和56的輸出端的總噪聲功率N總(θ)=PUcos2θ+PVSin2θ(2)部件90尋找使下列方程達(dá)到最大值的θ值
當(dāng)θ相對于輸出噪聲功率的降低而改變時，方程(3)補(bǔ)償代碼增益的降低。在只有白噪聲的情況下，PU和PV會相等，并且方程(3)在θ=π／4時最大。因此，g0=cosθ=cosπ4=22(4)]]>和g1=Sinθ=Sinπ4=22(5)]]>并且諸增益在U維和V維中皆相等。在PU和PV不相等的更常見的干擾情況下，部件90尋找調(diào)節(jié)相對增益g0和g1的θ值，并且對照各維中的噪聲功率而被償代碼的最小距離。
因此，在訓(xùn)練信號傳輸?shù)窖b有增益設(shè)置裝置60的接收機(jī)期間，根據(jù)由訓(xùn)練信號檢取的同波道NTSC干擾和白高斯噪聲的相對數(shù)量，增益值g0和g1分別相對地調(diào)節(jié)第一濾波器42和第二濾波器44的輸出。例如，這訓(xùn)練信號可以是常規(guī)8VSB幀的幀同步部分。換句話說，可以執(zhí)行一種判定直接算法，從而用一種限制8電平信號或一種限制U(n)和V(n)，去產(chǎn)生TU(n)和TV(n)信號。
第一和第二濾波器42和44很適合于同波道NTSC干擾，因?yàn)楦蓴_關(guān)系有一個D符號延遲的峰值(在此D對圖1和3的全部延遲元件可以是12)。
上面描述了本發(fā)明的某些修改。在本發(fā)明的技術(shù)實(shí)踐中會發(fā)生其它的修改。例如，根據(jù)在構(gòu)象點(diǎn)周圍基本上是橢圓形的同波道NTSC干擾，和根據(jù)在構(gòu)象點(diǎn)周圍基本上是圓形的白高斯噪聲，描述了本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)知道，在構(gòu)象點(diǎn)周圍通常是非圓形的其它干擾情況下，和在構(gòu)象點(diǎn)周圍通常是圓形的其它噪聲情況下，本發(fā)明也是可用的。
此外，可以根據(jù)很可能呈現(xiàn)的噪聲統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使用除了圖3所示的第一和第二濾波器42和44以外的其它濾波器。例如，可以使用其噪聲統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不同于參照圖3描述的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的濾波器偶，它們不恰好是和數(shù)與差分濾波器，而是坐標(biāo)軸稍有不同旋轉(zhuǎn)的濾波器。
此外，依照分立元件公開本發(fā)明。這些元件可以是模擬和／或數(shù)字元件。然而，也可以在一個計(jì)算機(jī)中執(zhí)行這些元件的功能，從而取代之。
此外，雖然對第一和第二濾波器42和44分別示出獨(dú)立的D符號延遲元件48和52，但可以用一個使所接收符號R(n)延遲進(jìn)入加法器46和50的單一D符號延遲元件，去取代D符號延遲元件48和52。
因此，本發(fā)明的描述只是說明性的，其目的在于使本專業(yè)的技術(shù)人員了解實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。可以在不背離本發(fā)明精神的情況下顯著地改變各細(xì)節(jié)，但保留在所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)全部修改的專用權(quán)。
權(quán)利要求
1．一種接收機(jī)，用于對從一個發(fā)射臺接收的有噪聲編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，接收機(jī)包括濾波裝置，用于依照編碼數(shù)據(jù)中同波道干擾和噪聲的相對數(shù)量，對編碼數(shù)據(jù)中的同波道干擾和噪聲進(jìn)行可變的濾除，和包括譯碼裝置，用于對濾波后的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，其中，濾波裝置包括第一和第二濾波器，在此把第一和第二濾波器安排成接收編碼數(shù)據(jù)；和包括濾波器控制裝置，用于依照編碼數(shù)據(jù)中同波道干擾和噪聲的相對數(shù)量，對由第一和第二濾波器進(jìn)行的濾除的相對數(shù)量進(jìn)行控制。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的接收機(jī)，其中第一和第二濾波器皆有一個輸入端和相應(yīng)的第一和第二輸出端，其中第一和第二濾波器的輸入端被安排來接收編碼數(shù)據(jù)，其中濾波器控制裝置包括第一和第二濾波器控制器，其中第一濾波器控制器置于第一輸出端與譯碼裝置之間，和其中第二濾波器控制器置于第二輸出端與譯碼裝置之間。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的接收機(jī)，其中，濾波器控制裝置包括第一電平設(shè)定裝置，用于可變地設(shè)定一個第一濾波器控制器的控制電平；和第二電平設(shè)定裝置，用于可變地設(shè)定一個第二濾波器控制器的控制電平；其中第一濾波器控制器的控制電平和第二濾波器控制器的控制電平，是由第一和第二電平設(shè)定裝置相對地改變的。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，其中，濾波裝置包括一個具有一個輸入端和一個輸出端的延遲元件，其中延遲元件的輸入端接收編碼數(shù)據(jù)，并且其中延遲元件的輸出端提供延遲后的編碼數(shù)據(jù)；一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第一加法器，其中第一加法器的第一輸入端接收編碼數(shù)據(jù)，其中第一加法器的第二輸入端接收延遲后的編碼數(shù)據(jù)，和其中第一加法器的輸出端提供在編碼數(shù)據(jù)與延遲后編碼數(shù)據(jù)之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)；和一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第二加法器，其中第二加法器的第一輸入端接收編碼數(shù)據(jù)，其中第二加法器的第二輸入端接收延遲后的編碼數(shù)據(jù)，和其中第二加法器的輸出端提供編碼數(shù)據(jù)與延遲后編碼數(shù)據(jù)的和數(shù)數(shù)據(jù)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的接收機(jī)，其中濾波裝置包括第一和第二可變增益放大器，其中第一可變增益放大器置于第一加法器輸出端與譯碼裝置之間，并且其中第二可變增益放大器置于第二加法器輸出端與譯碼裝置之間。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的接收機(jī)，其中濾波裝置包括增益設(shè)定裝置，用來相對于第二可變增益放大器的增益可變地設(shè)定第一可變增益放大器的增益，以便可變地濾除編碼數(shù)據(jù)中的同波道干擾和噪聲。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的接收機(jī)，其中延遲元件是一個第一延遲元件，并且其中增益設(shè)定裝置包括一個具有一個輸入端和一個輸出端的第二延遲元件，其中延遲元件的輸入端接收一個發(fā)送訓(xùn)練信號，并且其中延遲元件的輸出端提供一個延遲后的發(fā)送訓(xùn)練信號；一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第三加法器，其中第三加法器的第一輸入端接收一個發(fā)送訓(xùn)練信號，其中第三加法器的第二輸入端接收一個延遲后的發(fā)送訓(xùn)練信號，并且其中第三加法器的輸出端提供一個在發(fā)送訓(xùn)練信號與延遲后發(fā)送訓(xùn)練信號之間的差分信號；一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第四加法器，其中第四加法器的第一輸入端接收一個發(fā)送訓(xùn)練信號，其中第四加法器的第二輸入端接收一個延遲后的發(fā)送訓(xùn)練信號，并且其中第四加法器的輸出端提供一個發(fā)送訓(xùn)練信號與延遲后發(fā)送訓(xùn)練信號的和數(shù)信號；一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第五加法器，其中第五加法器的第一輸入端接收一個基準(zhǔn)訓(xùn)練信號，其中第五加法器的第二輸入端接收一個在發(fā)送訓(xùn)練信號與延遲后發(fā)送訓(xùn)練信號之間的差值信號，并且其中第五加法器的輸出端提供一個能反映出所發(fā)送訓(xùn)練信號中干擾和噪聲的特征的第一誤差信號；一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第六加法器，其中第六加法器的第一輸入端接收一個基準(zhǔn)訓(xùn)練信號，其中第六加法器的第二輸入端接收一個發(fā)送訓(xùn)練信號與延遲后發(fā)送訓(xùn)練信號的和數(shù)信號，并且其中第六加法器的輸出端提供一個能反映出所發(fā)送訓(xùn)練信號中干擾和噪聲的特征的第二誤差信號；用于確定第一誤差信號的平均功率PU的裝置；用于確定第二誤差信號的平均功率PV的裝置；用于依據(jù)下列方程確定一個顯著最大值θ的裝置
和；用于依據(jù)θ確定第一和第二可變增益放大器的增益的裝置。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，其中譯碼裝置包括一個維特比譯碼器，其中維特比譯碼器被安排成對基于一種格子結(jié)構(gòu)的多個子集中的每個子集皆生成分支度量，其中每個子集皆包含一些相當(dāng)于編碼數(shù)據(jù)的可能變換的點(diǎn)，和其中格子結(jié)構(gòu)確定一些由編碼數(shù)據(jù)的可能變換規(guī)定的路徑。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的接收機(jī)，其中濾波裝置包括第一和第二濾波器，其中第一和第二濾波器被安排來接收編碼的數(shù)據(jù)；和濾波器控制裝置，用于依照編碼數(shù)據(jù)中同波道干擾與噪聲的相對數(shù)量，控制由第一和第二濾波器進(jìn)行的濾波的相對數(shù)量。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的接收機(jī)，其中第一和第二濾波器皆有一個輸入端和相應(yīng)的第一和第二輸出端，其中第一和第二濾波器的輸入端被安排來接收編碼的數(shù)據(jù)，其中濾波器控制裝置包括第一和第二濾波器控制器，其中第一濾波器控制器置于第一輸出端與維特比譯碼器之間，并且其中第二濾波器控制器置于第二輸出端與維特比譯碼器之間。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的接收機(jī)，其中濾波器控制裝置包括第一電平設(shè)定裝置，用于可變地設(shè)定一個第一濾波器控制器的控制電平；和第二電平設(shè)定裝置，用于可變地設(shè)定一個第二濾波器控制器的控制電平；其中第一濾波器控制器的控制電平和第二濾波器控制器的控制電平，是由第一和第二電平設(shè)定裝置相對地變更的。
13．根據(jù)權(quán)利要求9的接收機(jī)，其中濾波裝置包括一個具有一個輸入端和一個輸出端的延遲元件，其中延遲元件的輸入端接收編碼的數(shù)據(jù)，并且其中延遲元件的輸出端提供延遲后的編碼數(shù)據(jù)；一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第一加法器，其中第一加法器的第一輸入端接收編碼的數(shù)據(jù)，其中第一加法器的第二輸入端接收延遲后的編碼數(shù)據(jù)，并且其中第一加法器的輸出端提供一個在編碼數(shù)據(jù)與延遲后編碼數(shù)據(jù)之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)；和一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第二加法器，其中第二加法器的第一輸入端接收編碼的數(shù)據(jù)，其中第二加法器的第二輸入端接收延遲后的編碼數(shù)據(jù)，并且其中第二加法器的輸出端提供編碼數(shù)據(jù)與延遲后編碼數(shù)據(jù)的和數(shù)數(shù)據(jù)。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的接收機(jī)，其中濾波裝置包括第一和第二可變增益放大器，其中第一可變增益放大器置于第一加法器輸出端與維特比譯碼器之間，并且其中第二可變增益放大器置于第二加法器輸出端與維特比譯碼器之間。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的接收機(jī)，其中濾波裝置還包括增益設(shè)定裝置，用來相對于第二可變增益放大器的增益可變地設(shè)定第一可變增益放大器的增益，以便可變地濾除所編碼數(shù)據(jù)中的同波道干擾和噪聲。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的接收機(jī)，其中延遲元件是一個第一延遲元件，并且其中增益設(shè)定裝置包括一個具有一個輸入端和一個輸出端的第二延遲元件，其中延遲元件的輸入端接收一個發(fā)送訓(xùn)練信號，并且其中延遲元件的輸出端提供一個延遲后的發(fā)送訓(xùn)練信號；一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第三加法器，其中第三加法器的第一輸入端接收所發(fā)送的訓(xùn)練信號，其中第三加法器的第二輸入端接收延遲后的發(fā)送訓(xùn)練信號，并且其中第三加法器的輸出端提供一個在發(fā)送訓(xùn)練信號與延遲后發(fā)送訓(xùn)練信號之間的差分信號；一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第四加法器，其中第四加法器的第一輸入端接收所發(fā)送的訓(xùn)練信號，其中第四加法器的第二輸入端接收延遲后的發(fā)送訓(xùn)練信號，并且其中第四加法器的輸出端提供一個發(fā)送訓(xùn)練信號與延遲后發(fā)送訓(xùn)練信號的和數(shù)信號；一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第五加法器，其中第五加法器的第一輸入端接收一個基準(zhǔn)訓(xùn)練信號，其中第五加法器的第二輸入端接收一個在發(fā)送訓(xùn)練信號與延遲后發(fā)送訓(xùn)練信號之間的差值信號，并且其中第五加法器的輸出端提供一個能反映出所發(fā)送訓(xùn)練信號中干擾與噪聲的特征的第一誤差信號；一個具有第一和第二輸入端和一個輸出端的第六加法器，其中第六加法器的第一輸入端接收基準(zhǔn)訓(xùn)練信號，其中第六加法器的第二輸入端接收所發(fā)送的訓(xùn)練信號和延遲后的發(fā)送訓(xùn)練信號的和數(shù)信號，并且其中第六加法器的輸出端提供一個能反映出所發(fā)送訓(xùn)練信號中干擾與噪聲的特征的第二誤差信號；用于確定第一誤差信號的平均功率PU的裝置；用于確定第二誤差信號的平均功率PV的裝置；用于依照下列方程確定顯著最大值θ的裝置
和；用于依照θ確定第一和第二可變增益放大器的增益的裝置。
全文摘要
提供一種接收機(jī),用于對由一個發(fā)射臺發(fā)射的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼,它包括(i)和數(shù)與差分濾波器,用于過濾編碼數(shù)據(jù),和用于提供相應(yīng)的和數(shù)與差分濾波輸出;(ii)第一和第二可變增益放大器,用于分別控制和數(shù)與差分濾波輸出,以便提供相應(yīng)的和數(shù)與差分受控濾波輸出,這些輸出沿一個連續(xù)區(qū)間變動,以便抑制所編碼數(shù)據(jù)中的同波道干擾和白高斯噪聲;和(iii)一個維特比譯碼器,用于譯碼和數(shù)與差分受控濾波輸出,以恢復(fù)未編碼的數(shù)據(jù)。
文檔編號H04B1/10GK1205132SQ97191427
公開日1999年1月13日 申請日期1997年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月6日
發(fā)明者戴維·A·威爾明 申請人:齊尼思電子公司