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減少判決反饋均衡器中差錯(cuò)傳播的判決反饋序列估計(jì)裝置及方法

文檔序號:7719672閱讀:222來源:國知局
專利名稱:減少判決反饋均衡器中差錯(cuò)傳播的判決反饋序列估計(jì)裝置及方法
本專利申請中公開的發(fā)明涉及與本專利申請同時(shí)提交的D.Birru的題為“用于網(wǎng)格編碼系統(tǒng)的二級均衡器”的美國專利申請序號[代理人檔案號PHIL06-01429]中所公開的發(fā)明。本專利申請中公開的發(fā)明還涉及與本專利申請同時(shí)提交的K.Wittig等人的題為“高級電視系統(tǒng)委員會標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字高清晰度電視接收機(jī)中利用網(wǎng)格解碼器回溯輸出生成判決反饋均衡器數(shù)據(jù)”的美國專利申請序號[代理人檔案號PHIL06-01720]中所公開的發(fā)明。相關(guān)專利申請共同轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人。相關(guān)專利申請的公開內(nèi)容在此通過引用結(jié)合到本專利申請中,就像在此完整陳述了一樣。
本發(fā)明一般涉及數(shù)字通信裝置,更具體地說,涉及一種通過采用來自網(wǎng)格解碼器的符號流信息來減少ATSC VSB接收機(jī)的判決反饋均衡器中的差錯(cuò)的系統(tǒng)及方法。
數(shù)字高清晰度電視(HDTV)大聯(lián)盟(Grand Alliance)是電視業(yè)中的一批電視制造及研究機(jī)構(gòu)。經(jīng)過多年的共同努力,大聯(lián)盟開發(fā)并提議了數(shù)字HDTV系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。大聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被聯(lián)邦通信委員會(FCC)所采用(經(jīng)過少許修改),作為HDTV的官方廣播標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)被稱作高級電視系統(tǒng)委員會數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)(“ATSC標(biāo)準(zhǔn)”)。
用于地面廣播信道上的HDTV傳輸?shù)腁TSC標(biāo)準(zhǔn)采用這樣一種信號它由調(diào)制為速率為10.76MHz的八(8)級殘留邊帶(VSB)符號流的十二(12)個(gè)獨(dú)立時(shí)分復(fù)用網(wǎng)格編碼數(shù)據(jù)流序列組成。這種信號被轉(zhuǎn)換為六(6)MHz頻帶,對應(yīng)于廣播信號的標(biāo)準(zhǔn)VHF或UHF地面電視信道。
ATSC標(biāo)準(zhǔn)要求HDTV信號的二(2)比特?cái)?shù)據(jù)符號根據(jù)八(8)級(即三(3)比特)一維星座圖進(jìn)行網(wǎng)格編碼。對每個(gè)數(shù)據(jù)符號的一個(gè)比特進(jìn)行預(yù)編碼,對另一比特根據(jù)四(4)狀態(tài)網(wǎng)格編碼采用1/2編碼率產(chǎn)生兩個(gè)編碼比特。為了進(jìn)行交織,十二(12)個(gè)相同的編碼器和預(yù)編碼器依次對每十二個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行操作。將符號0,12,24,36,…編碼為一個(gè)系列。符號1,13,25,37,…編碼為第二系列。符號2,14,26,38,…編碼為第三系列。以此類推,總共十二(12)個(gè)系列。因此,ATSC標(biāo)準(zhǔn)在HDTV接收機(jī)中要求十二(12)個(gè)網(wǎng)格解碼器,用于信號中十二(12)個(gè)系列的時(shí)分交織數(shù)據(jù)符號。HDTV接收機(jī)中的各個(gè)網(wǎng)格解碼器對編碼數(shù)據(jù)符號流中的每第十二(第12)個(gè)數(shù)據(jù)符號進(jìn)行解碼。
在ATSC標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)中,網(wǎng)格解碼器用于檢索原始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)剛在被轉(zhuǎn)換為8-VSB符號、調(diào)制及廣播之前進(jìn)行了網(wǎng)格編碼。網(wǎng)格編碼的使用改善了接收信號的信噪比,而十二(12)個(gè)獨(dú)立流的時(shí)分復(fù)用減少了來自處于相同頻率的模擬NTSC廣播信號的同頻道干擾的可能性。縮寫NTSC表示國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會。
用于四(4)狀態(tài)網(wǎng)格編碼的各個(gè)網(wǎng)格解碼器根據(jù)眾所周知的維特比解碼算法進(jìn)行工作。各個(gè)解碼器包括分支量度生成器單元、加法-比較-選擇單元以及路徑存儲單元。例如,參閱G.Ungerboeck的“冗余信號集的網(wǎng)格編碼調(diào)制,第一部分前言;第二部分技術(shù)現(xiàn)狀”(IEEECommunications Magazine,Vol.25,pp.5-21,F(xiàn)ebruary 1987)。
除了受到噪聲干擾之外,所傳送的信號還易受到確定性信道失真及多徑干擾引起的失真。因此,一般在網(wǎng)格解碼器之前采用自適應(yīng)信道均衡器來對這些影響進(jìn)行補(bǔ)償。目的是創(chuàng)建一種符號流,這種符號流盡量模擬發(fā)射機(jī)中的十二(12)個(gè)網(wǎng)格編碼器所創(chuàng)建的符號流。
一種常用的均衡器體系結(jié)構(gòu)采用了被稱作判決反饋均衡器(DFE)的第二均衡器。在這種體系結(jié)構(gòu)中,由DFE對傳統(tǒng)或前向均衡器(FE)進(jìn)行補(bǔ)充。到DFE的輸入是對整個(gè)均衡器(FE和DFE)的當(dāng)前輸出符號的原始發(fā)送值進(jìn)行的估計(jì)。隨后,判決反饋均衡器(DFE)的輸出被加到前向均衡器(FE)的輸出,以產(chǎn)生輸出符號。在一個(gè)典型實(shí)現(xiàn)中,對輸出符號的這種估計(jì)是通過簡單地對均衡器輸出進(jìn)行“限幅”而得到的。術(shù)語“限幅”是指取最接近實(shí)際輸出的(8-VSBATSC標(biāo)準(zhǔn)指定的八(8)級的)容許符號值的過程。在判決反饋均衡器(DFE)中采用“限幅”符號提供了具有低復(fù)雜度的接近最佳的誤差率性能。不過,這種方法會遇到限幅誤差引起的差錯(cuò)傳播問題。由于用于HIDTV信號的均衡器之后的典型符號誤差率可高達(dá)百分之二十(20%),因此,它在DFE濾波器抽頭數(shù)量較大的情況下會是一個(gè)嚴(yán)重問題。
在均衡器之后,在網(wǎng)格解碼器中對HDTV信號進(jìn)行解碼,其中,網(wǎng)格解碼器采用維特比算法對發(fā)射機(jī)中采用1/2速率網(wǎng)格編碼的符號流進(jìn)行解碼。如上所述,ATSC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以時(shí)分復(fù)用方式并行使用十二(12)個(gè)網(wǎng)格編碼器和解碼器。網(wǎng)格解碼之后是字節(jié)去交織及里德-索羅蒙解碼,以便進(jìn)一步校正信號中的傳輸差錯(cuò)。
本領(lǐng)域需要一種系統(tǒng)及方法,將減少ATSC VSB接收機(jī)中所用的判決反饋均衡器中的差錯(cuò)傳播。
為了解決先有技術(shù)的上述缺陷,本發(fā)明的系統(tǒng)及方法通過采用來自網(wǎng)格解碼器的符號流信息來減少ATSC VSB接收機(jī)的判決反饋均衡器中的差錯(cuò)傳播。
來自自適應(yīng)信道均衡器的輸出符號被輸入到網(wǎng)格解碼器。網(wǎng)格解碼器采用“軟”判決來確定原始傳送的最可能符號值,這種“軟”判決與諸如“限幅”等“硬”判決相對。軟判決方法考慮了值的限制集,其中允許對跟隨了一個(gè)具有給定值的符號的符號由網(wǎng)格編碼器進(jìn)行假設(shè)。軟判決方法采用這個(gè)附加信息來獲取對實(shí)際值更可靠的估計(jì),它比通過僅考慮當(dāng)前符號的硬判決方法所獲取的估計(jì)更為可靠。
本發(fā)明的系統(tǒng)及方法采用來自網(wǎng)格解碼器的信息來產(chǎn)生均衡器輸出的估計(jì),用作判決反饋均衡器(DFE)的輸入。本發(fā)明的系統(tǒng)及方法主要是將網(wǎng)格解碼器結(jié)合到均衡器中,以提供判決反饋均衡器(DFE)所需的對實(shí)際符號值的估計(jì)。維特比算法在由以前接收符號所組成并具有指定長度的路徑上執(zhí)行回溯,由于維特比算法的這種特性,因而不僅對當(dāng)前符號提供了估計(jì),而且還對構(gòu)成該路徑的所有以前符號提供估計(jì)。由于已知維特比算法提供高斯信道噪聲條件下傳送符號數(shù)據(jù)值的最佳估計(jì),因此,這種方法使更可靠的數(shù)據(jù)被輸入到判決反饋均衡器(DFE)中,它比采用對均衡器輸出進(jìn)行簡單限幅而可能得到的數(shù)據(jù)更為可靠。它又得到更好的均衡器性能,進(jìn)而使更可靠的數(shù)據(jù)被輸入到網(wǎng)格解碼器中。
一種相關(guān)方法采用第二均衡器,其判決反饋均衡器(DFE)輸入是該網(wǎng)格解碼器的輸出以及用于均衡器自適應(yīng)的訓(xùn)練序列。由于網(wǎng)格解碼器提供對符號數(shù)據(jù)的最佳估計(jì),因此,其輸出能夠可靠地用作訓(xùn)練序列,即使它只是一個(gè)估計(jì)并且未象已知的訓(xùn)練訓(xùn)練那樣構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)的先驗(yàn)知識。
由十二(12)個(gè)時(shí)分復(fù)用維特比解碼器組成的ATSC網(wǎng)格解碼器系統(tǒng)比較復(fù)雜,并且要求相當(dāng)數(shù)量的硬件來實(shí)現(xiàn)。同時(shí),一般來說,在實(shí)現(xiàn)中所需硬件的數(shù)量方面,自適應(yīng)信道均衡器是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解調(diào)器的最復(fù)雜部件。因此,它也是最昂貴的部件。
根據(jù)本發(fā)明的原理的網(wǎng)格解碼器適用于對多個(gè)數(shù)據(jù)符號交織系列中的每個(gè)系列進(jìn)行解碼,其中,已經(jīng)根據(jù)容許網(wǎng)格編碼值的多級星座對每個(gè)系列進(jìn)行了網(wǎng)格編碼。這種解碼器包括分支量度發(fā)生器,用于為各系列推導(dǎo)出各網(wǎng)格狀態(tài)的分支量度,所述各個(gè)網(wǎng)格狀態(tài)根據(jù)這些系列中的連續(xù)數(shù)據(jù)符號連續(xù)確定。分支量度及網(wǎng)格狀態(tài)信息被提供給加法-比較-選擇(ACS)單元,該單元根據(jù)各系列中依次接收的數(shù)據(jù)符號確定每個(gè)系列依次更新的最佳量度路徑。解碼器還包括連續(xù)路徑存儲級,各級的輸出是下一后續(xù)級的輸入,各級從其上一級接收并存儲一個(gè)指針,該指針標(biāo)識在每個(gè)所述系列中以前所接收數(shù)據(jù)符號的網(wǎng)格上具有最佳量度的路徑,第一級從ACS單元接收并存儲一個(gè)指針,該指針標(biāo)識在每個(gè)所述系列中當(dāng)前所接收數(shù)據(jù)符號的網(wǎng)格上具有最佳測量的路徑。因此,最后的存儲級將存儲這樣一個(gè)網(wǎng)格狀態(tài)指針,它對應(yīng)于所有路徑存儲級中存儲網(wǎng)格狀態(tài)的各個(gè)系列中最早的數(shù)據(jù)符號,從其網(wǎng)格狀態(tài)表示所述最早數(shù)據(jù)符號的完全解碼值。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn),解碼器利用以下事實(shí)對于某些網(wǎng)格編碼,包括ATSC標(biāo)準(zhǔn)的四(4)狀態(tài)碼,網(wǎng)格狀態(tài)可分為多個(gè)不同的組,從而使某個(gè)給定組中任何時(shí)間存在的狀態(tài)只能從同組中在前的網(wǎng)格狀態(tài)產(chǎn)生。另外,任何現(xiàn)有狀態(tài)只能從少量可能的在前狀態(tài)產(chǎn)生。具有這兩種特征的編碼稱作“明確”代碼。具體地說,對于大量明確代碼,可能的在前狀態(tài)數(shù)量取決于網(wǎng)格編碼輸入比特的數(shù)量。在ATSC標(biāo)準(zhǔn)以及目前使用的大多數(shù)網(wǎng)格編碼中,該數(shù)量為1,因而這些代碼中可能的在前狀態(tài)只是2。ATSC標(biāo)準(zhǔn)的四(4)狀態(tài)網(wǎng)格編碼是明確代碼的例示,因而可能提供兩個(gè)ACS子單元,分別僅對相應(yīng)的第一和第二組中的兩個(gè)網(wǎng)格狀態(tài)產(chǎn)生最佳量度路徑。因此,每個(gè)這種ACS子單元在設(shè)計(jì)和操作上都比只有單個(gè)ACS單元用于兩個(gè)所述組的情況簡單。這種方法可用于任何數(shù)量的狀態(tài)的明確代碼。例如,對于八(8)狀態(tài)碼,可以有四個(gè)組,每組二(2)個(gè)狀態(tài),以及四個(gè)ACS單元,每個(gè)單元處理一個(gè)這樣的組。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn),路徑存儲單元由單個(gè)隨機(jī)存取存儲器(RAM)中的連續(xù)存儲段所組成,因?yàn)槁窂酱鎯卧暮喕瘻p少了類似數(shù)量的所需輸入/輸出。
本發(fā)明中所利用的“明確”代碼的另一特點(diǎn)在于簡化了網(wǎng)格編碼的每個(gè)狀態(tài)所需的路徑存儲器。由于從少量的可能在前狀態(tài)“s”就可以得到任何現(xiàn)有狀態(tài),因此不需要存儲指向所有可能在前狀態(tài)的指針。相反,存儲對可能在前狀態(tài)的小集進(jìn)行區(qū)分的指針。它只要求至少等于log2s數(shù)量的存儲元件。使用了標(biāo)識特定集的信息以便清楚地確定指向之前狀態(tài)的指針。它意味著要付出少量代價(jià),即需要額外的邏輯部件以確定指向之前狀態(tài)的指針。但是,明確代碼的第二條件、即不同組的編碼狀態(tài)使任何時(shí)間存在于給定組中的狀態(tài)只能從同組中的之前狀態(tài)得到,保證了額外的邏輯部件實(shí)際上比實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)路徑存儲單元所需要簡單。對于四(4)狀態(tài)ATSC代碼所需的存儲器,這種簡化可實(shí)現(xiàn)二分之一的減少,而在八(8)狀態(tài)碼的情況下,可減少三分之一。因此,存儲容量的節(jié)省是相當(dāng)大的。
本發(fā)明針對四(4)狀態(tài)ATSC碼的另一特點(diǎn)在于簡化了在每一級從可能的在前狀態(tài)中選擇指針?biāo)璧穆窂酱鎯壿嫴考?,從而使?jì)算整個(gè)路徑的各回溯部分所需的組合邏輯部件中的傳播延遲減少了二分之一。這在網(wǎng)格解碼器工作的速度方面具有極大的優(yōu)勢,并且減少了邏輯元件。
根據(jù)本發(fā)明的HDTV接收機(jī)適用于接收具有連續(xù)數(shù)據(jù)幀的數(shù)字HDTV信號,其中,每個(gè)數(shù)據(jù)幀均包含連續(xù)的數(shù)據(jù)段,每段包含連續(xù)的數(shù)據(jù)符號,數(shù)據(jù)符號被交織以形成多個(gè)數(shù)據(jù)流,對各數(shù)據(jù)流根據(jù)具有容許編碼值的多級星座的代碼進(jìn)行網(wǎng)格編碼。這種接收機(jī)包括上述網(wǎng)格解碼器。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng)及方法,通過利用來自網(wǎng)格解碼器的符號流信息減少ATSC VSB接收機(jī)的判決反饋均衡器中的差錯(cuò)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種系統(tǒng)及方法,用于對網(wǎng)格解碼器中的符號“最佳估計(jì)”值進(jìn)行解碼。
本發(fā)明的又一目的是提供一種系統(tǒng)及方法,將來自網(wǎng)格解碼器的符號“最佳估計(jì)”值發(fā)送給ATSC VSB接收機(jī)中的判決反饋均衡器。
本發(fā)明的再一目的是提供一種系統(tǒng)及方法,用于在ATSC VSB接收機(jī)中執(zhí)行信道均衡,其中的判決反饋均衡器使用來自網(wǎng)格解碼器的符號“最佳估計(jì)”值。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng)及方法,通過采用第一均衡器單元和第一網(wǎng)格解碼器的第一組合以及第二均衡器單元和第二網(wǎng)格解碼器的第二組合來減少ATSC VSB接收機(jī)的判決反饋均衡器中的差錯(cuò)。
以上對本發(fā)明的特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行了概述,使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解下面對本發(fā)明的詳細(xì)說明。下面對本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說明,它們構(gòu)成本發(fā)明權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道,他們可以方便地將所公開的概念及具體實(shí)施例作為修改或設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相同目的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)知道,這些等效構(gòu)造在其最廣義形式上并未背離本發(fā)明的精神和范圍。
開始本發(fā)明的詳細(xì)說明之前,有利的是說明本專利文件中所用的單詞和詞組的定義術(shù)語“包含”和“包括”及其派生詞是指包括但不是限制;術(shù)語“或者”是包含的,是指和/或;詞組“與…相關(guān)”和“及相關(guān)的”及其派生詞可表示包括、包含在…中、與…有關(guān)、包含、連接到…、耦合到…、可與…進(jìn)行通信、與…配合、交替、并列、接近、束縛于、具有、具有…屬性等;術(shù)語“控制器”、“處理器”或“設(shè)備”表示控制至少一種操作的任何裝置、系統(tǒng)或其部分,這種裝置可以用硬件、固件或軟件或者其中至少兩個(gè)的組合的形式來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)注意,與任何特定控制器相關(guān)的功能可以是集中式或分布式的,無論是本地的或遠(yuǎn)程的。具體地說,控制器可包含一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器以及相關(guān)的輸入/輸出裝置和存儲器,它們執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序和/或操作系統(tǒng)程序。特定單詞和詞組的定義適用于整個(gè)地專利文件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道,在許多情況(即使不是大多數(shù)情況)下,這些定義適用于這些定義單詞及詞組的以前及將來使用的情況。
為了更全面理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn),結(jié)合附圖來進(jìn)行以下說明,其中,相同的數(shù)字表示相同的對象,在附圖中

圖1說明例示性高清晰度電視(HDTV)發(fā)射機(jī)的方框圖;圖2說明例示性高清晰度電視(HDTV)接收機(jī)的方框圖3說明包含用于十二組交織數(shù)據(jù)符號的十二(12)個(gè)并行網(wǎng)格編碼器和預(yù)編碼器單元的網(wǎng)格編碼器的方框圖;圖4說明一個(gè)例示性網(wǎng)格編碼器及預(yù)編碼器單元(圖3所示十二(12)個(gè)這種單元中的一個(gè))和八(8)級符號映射表的方框圖;圖4A說明星座碼值R的四個(gè)子集a、b、c、d;圖5A、5B及5C分別說明可應(yīng)用于圖4所示例示性ATSC網(wǎng)格編碼器的網(wǎng)格圖、狀態(tài)圖以及網(wǎng)格編碼值表;圖6說明例示性ATSC網(wǎng)格解碼器的方框圖;圖7說明包含前向均衡器(FE)濾波器及判決反饋均衡器(DFE)濾波器的自適應(yīng)信道均衡器的方框圖;圖8說明用于自適應(yīng)信道均衡器的自適應(yīng)有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的方框圖;圖9說明本發(fā)明的方框圖,其中給出前向均衡器(FE)濾波器到網(wǎng)格解碼器的連接以及網(wǎng)格解碼器到判決反饋均衡器(DFE)濾波器的連接;圖10說明本發(fā)明的方框圖,其中給出網(wǎng)格解碼器到判決反饋均衡器(DFE)濾波器的更詳細(xì)連接;圖11說明給出第一均衡器和第一網(wǎng)格解碼器的組合以及第二均衡器和第二網(wǎng)格解碼器的組合的方框圖;以及圖12說明給出本發(fā)明方法的有利實(shí)施例的流程圖。
下述的圖1至12以及用來說明本專利文件中本發(fā)明原理的各種實(shí)施例只是作為描述,而絕不應(yīng)看作是限制本發(fā)明的范圍。在以下例示性實(shí)施例的說明中,本發(fā)明結(jié)合到高清晰度電視系統(tǒng)中或者說與其配合使用。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會知道,本發(fā)明的例示性實(shí)施例可以方便地進(jìn)行修改,以用于其它對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制及解調(diào)的類似系統(tǒng)。
圖1說明例示性高清晰度電視(HDTV)發(fā)射機(jī)100的方框圖。由里德-索羅蒙(RS)編碼器110對MPEG兼容數(shù)據(jù)分組進(jìn)行編碼用于前向糾錯(cuò)(FEC)。然后,每個(gè)數(shù)據(jù)域的連續(xù)段中的數(shù)據(jù)分組由數(shù)據(jù)交織器120進(jìn)行交織,交織數(shù)據(jù)分組再由網(wǎng)格編碼器單元130進(jìn)一步進(jìn)行交織及編碼。網(wǎng)格編碼器單元130產(chǎn)生數(shù)據(jù)符號流,它表示每個(gè)符號的三(3)個(gè)比特。對三個(gè)比特之一進(jìn)行預(yù)編碼,其余二個(gè)比特則由四(4)狀態(tài)網(wǎng)格編碼產(chǎn)生。
如以下將進(jìn)行的更詳細(xì)討論,網(wǎng)格編碼器單元130包括十二(12)個(gè)并行網(wǎng)格編碼器及預(yù)編碼器單元,用于提供十二個(gè)交織編碼數(shù)據(jù)序列。將每個(gè)網(wǎng)格編碼器及預(yù)編碼器單元編碼后的三(3)個(gè)比特與復(fù)用器140中的域和段同步比特序列組合。由導(dǎo)頻插入單元150插入一個(gè)導(dǎo)頻信號。然后,該數(shù)據(jù)流再由VSB調(diào)制器160進(jìn)行殘留邊帶(VSB)抑制載波八(8)級調(diào)制。最后,數(shù)據(jù)流由射頻(RF)變換器170上變頻為射頻。
圖2說明例示性高清晰度電視(HDTV)接收機(jī)200的方框圖。所接收的RF信號由調(diào)諧器210下變頻為中頻(IF)。然后,該信號再由IF濾波器及檢測器220濾波并轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。檢測信號為數(shù)據(jù)符號流的形式,其中的每一個(gè)表示八(8)級星座中的一級。該信號由NTSC拒波濾波器230進(jìn)行濾波,并由均衡器及相位追溯器單元240進(jìn)行均衡及相位追溯?;謴?fù)的編碼數(shù)據(jù)符號則由網(wǎng)格解碼器單元250進(jìn)行網(wǎng)格解碼。解碼數(shù)據(jù)符號再由數(shù)據(jù)去交織器260去交織。然后,數(shù)據(jù)符號由里德-索羅蒙解碼器270進(jìn)行里德-索羅蒙解碼。它恢復(fù)了發(fā)射機(jī)100發(fā)送的MPEG兼容數(shù)據(jù)分組。
圖3說明來自數(shù)據(jù)交織器120的交織數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)格編碼過程期間進(jìn)一步進(jìn)行交織。網(wǎng)格編碼器單元130的去復(fù)用器310在十二(12)個(gè)連續(xù)網(wǎng)格編碼器及預(yù)編碼器單元320A、320B、320C、…、320K以及320L中分配十二(12)個(gè)數(shù)據(jù)符號的各個(gè)連續(xù)系列。然后,十二(12)個(gè)連續(xù)網(wǎng)格編碼器及預(yù)編碼器單元的編碼輸出由復(fù)用器330進(jìn)行時(shí)分復(fù)用,以形成單個(gè)數(shù)據(jù)流。單一數(shù)據(jù)流被發(fā)送到網(wǎng)格編碼器單元130的八(8)級符號映射表430。
圖4說明例示性網(wǎng)格編碼器和預(yù)編碼器單元320A及其到八(8)級符號映射表430的輸出的方框圖。圖4中沒有示出將網(wǎng)格編碼器及預(yù)編碼器單元320A連接到八(8)級符號映射表430的復(fù)用器330。網(wǎng)格編碼器及預(yù)編碼器單元320A包括預(yù)編碼器410和網(wǎng)格編碼器420。要編碼的各數(shù)據(jù)符號均包括二比特X1和X2。比特X1由預(yù)編碼器410進(jìn)行預(yù)編碼,其中預(yù)編碼器410包括產(chǎn)生預(yù)編碼比特Y2的一比特寄存器440。比特Y2沒有被網(wǎng)格編碼器420作進(jìn)一步改變,并作為Z2輸出。
另一輸入比特X1不經(jīng)過預(yù)編碼器410。比特X1(又表示為比特Y1)經(jīng)過網(wǎng)格編碼器420。網(wǎng)格編碼器420利用一比特?cái)?shù)據(jù)寄存器450和460以速率1/2的網(wǎng)格編碼對比特X1進(jìn)行編碼。其結(jié)果作為比特Z0和比特Z1輸出。因此,三比特(即比特Z0、比特Z1及比特Z2)由網(wǎng)格編碼器420輸出到八(8)級符號映射表430。八(8)級符號映射表430將三比特轉(zhuǎn)換為容許碼值的八(8)級星座中的值R。R的容許碼值為-7、-5、-3、-1、+1、+3、+5及+7。這些值對應(yīng)于八(8)級符號映射表430中所示的三比特組合。
對十二個(gè)交織系列的數(shù)據(jù)符號中的每一個(gè)執(zhí)行上述過程。八(8)級符號映射表430包括查找表,用于為三個(gè)輸入比特的給定集選擇正確的R碼值??梢钥吹剑?8)級星座具有四個(gè)可能的比特Z1和Z0子集,每個(gè)子集具有兩個(gè)可能星座值,取值取決于預(yù)編碼比特Z2為零(“0”)還是一(“1”)。這些子集及相應(yīng)的星座值如圖4A所示。ATSC標(biāo)準(zhǔn)的附錄D中提供了編碼器及其工作的詳細(xì)說明。涉及網(wǎng)格編碼及解碼的邏輯運(yùn)算的基本說明,請參閱H.Taub等人的“通信系統(tǒng)原理”(第二版,pp.562-571,McGraw Hill,New York,1986)。
要理解單一網(wǎng)格解碼器如何能夠?qū)腍DTV信號中獲取的十二個(gè)交織系列的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行解碼,可參閱圖5A所示四(4)狀態(tài)網(wǎng)格圖。圖5A及圖5B所示的相應(yīng)狀態(tài)圖省略了圖4中對網(wǎng)格編碼器420進(jìn)行補(bǔ)充的預(yù)編碼器410,因?yàn)轭A(yù)編碼具有極為簡單的逆過程,ATSC標(biāo)準(zhǔn)中對其進(jìn)行了說明。圖5A所示的網(wǎng)格圖在連續(xù)符號周期中涉及圖4所示未編碼比特X1的連續(xù)值。兩個(gè)有效寄存器450和460具有在任何符號周期期間確定四(4)個(gè)可能編碼狀態(tài)“00”、“01”、“10”、“11”的比特值。如果下一X1比特為零(“0”),則當(dāng)前編碼狀態(tài)將改變?yōu)橄乱粻顟B(tài),由離開當(dāng)前狀態(tài)的實(shí)線表示;而如果X1比特為一(“1”),則當(dāng)前編碼狀態(tài)將改變?yōu)橄乱粻顟B(tài),由離開當(dāng)前狀態(tài)的虛線表示。解碼器的輸出是Z1、Z0子集,由狀態(tài)變化線的末端表明各種情況。
因此,例如,如果當(dāng)前編碼狀態(tài)D1,D0為“01”而下一X1比特為零(“0”),則下一編碼狀態(tài)D1,D0會是“10”,而解碼器的Z1,Z0輸出子集則會是“01”。如上所述,解碼器收到的預(yù)編碼比特Z2用于在可從網(wǎng)格狀態(tài)之間的每個(gè)轉(zhuǎn)換中產(chǎn)生的兩個(gè)可能輸出之間進(jìn)行區(qū)分。圖5C的表中給出了從未編碼輸入比特X1產(chǎn)生的可能編碼輸出子集Z1,Z0以及當(dāng)前(PS)和之后(NS)編碼狀態(tài)D1,D0之間的可能轉(zhuǎn)換。對于任何給定的編碼狀態(tài)(即寄存器450和460中的比特值D1,D0),只有兩個(gè)可能轉(zhuǎn)換能夠由輸入比特X1產(chǎn)生,取決于它為零(“0”)還是(“1”)。從圖5A中看到,假如特定初始編碼狀態(tài)D1,D0(通常為“00”),則輸入比特X1的特定序列將選擇網(wǎng)格圖上的特定路徑。輸出Z1,Z0有四個(gè)可能值,構(gòu)成上述如圖4A及圖5A中狀態(tài)轉(zhuǎn)換線上標(biāo)記的四個(gè)子集a、b、c和d。圖5B的狀態(tài)圖中也給出了編碼狀態(tài)和可能轉(zhuǎn)換。其中的每個(gè)轉(zhuǎn)換線均標(biāo)記為(X1)/(Z1Z0) (1)其中,X1是輸入比特值,而Z1Z0是所產(chǎn)生的編碼輸出子集。
網(wǎng)格解碼器必須從發(fā)送序列的接收噪聲干擾編碼形式中重建數(shù)據(jù)符號的發(fā)送序列。第一步是標(biāo)識由接收符號表示的代碼子集。然后,通過使接收符號經(jīng)過閾值正好設(shè)置在兩個(gè)星座點(diǎn)中間的檢測器來選擇與該子集對應(yīng)的兩個(gè)星座點(diǎn)中最近的點(diǎn)。這樣,可以對發(fā)送的編碼符號作出準(zhǔn)確的確定。
為了對編碼符號的接收序列進(jìn)行估計(jì),必須準(zhǔn)確地確定網(wǎng)格圖上的路徑。基本上,必須從網(wǎng)格圖上存在的所有可能路徑中選擇最“接近”實(shí)際接收符號序列的那個(gè)路徑。最初雖然看來似乎需要進(jìn)行過量的計(jì)算,但通過使用維特比算法可實(shí)現(xiàn)極大的簡化。Viterbi等人的課本“數(shù)字通信及編碼原理”(McGrawHill,New York,1979)中對此進(jìn)行了說明。根據(jù)維特比算法,網(wǎng)格解碼過程的每一級中幸存路徑的數(shù)量等于網(wǎng)格編碼的網(wǎng)格狀態(tài)的總數(shù)。也就是說,只有一條由最接近實(shí)際接收序列的匹配所組成的幸存路徑繼續(xù)到網(wǎng)格的下一狀態(tài)。它以以下觀察為基礎(chǔ)接收序列和網(wǎng)格中特定分支之間的匹配可以用量度描述,并且分支量度是加性的。路徑的累計(jì)量度稱作路徑量度,它是該路徑所有分支量度的總和。每個(gè)分支量度對應(yīng)于與圖5A所示網(wǎng)格圖中特定分支相對應(yīng)的輸出以及與該分支相對應(yīng)的實(shí)際接收符號值之間的差。
因此,維特比解碼器需要分支量度發(fā)生器(BMG)單元,它計(jì)算接收比特值和通向該比特周期期間存在的編碼狀態(tài)的所有網(wǎng)格路徑的比特值之間每個(gè)比特周期中的距離(“分支量度”)。分支量度被提供給加法-比較-選擇(ACS)單元,該單元保持累計(jì)路徑量度,一個(gè)量度對應(yīng)于一個(gè)編碼狀態(tài)。對于各個(gè)連續(xù)新的編碼狀態(tài),ACS單元還確定具有到該狀態(tài)的最小(即最佳)路徑量度的路徑,以及該路徑被選取并以指針形式存儲在定義到該編碼狀態(tài)的新路徑的路徑存儲單元(PMU)中。它構(gòu)成到該編碼狀態(tài)的最可能(幸存)網(wǎng)格路徑。最后,回溯單元沿累計(jì)幸存路徑回溯,從而確定構(gòu)成最可能的發(fā)送數(shù)據(jù)序列的比特序列?;厮莶襟E數(shù)稱作解碼深度,回溯路徑中的最早比特則作為解碼比特輸出。因此,回溯單元必須存儲上述的最近回溯步驟的數(shù)量,該數(shù)量為指針或“判決向量”的形式。
根據(jù)以上說明,對于每個(gè)目標(biāo)狀態(tài)(圖5A的右側(cè)),ACS單元必須確定適當(dāng)?shù)姆种Я慷?,以便加到回溯在該目?biāo)狀態(tài)結(jié)束的在前狀態(tài)的已累計(jì)路徑量度中,并選擇具有最小路徑量度結(jié)果的那個(gè)路徑作為幸存路徑。
注意,對幸存路徑中產(chǎn)生的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的描述必須存儲在序列中各個(gè)連續(xù)接收符號之后。它由通向當(dāng)前狀態(tài)的累計(jì)路徑量度,以及所有以前狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的精確序列構(gòu)成,以便到達(dá)當(dāng)前狀態(tài)。顯然,不可能存儲通向給定狀態(tài)的全部可能轉(zhuǎn)換。一個(gè)次優(yōu)方案是存儲到當(dāng)前狀態(tài)之前的特定數(shù)量狀態(tài)為止的全部轉(zhuǎn)換。對應(yīng)于存儲在路徑存儲單元(PMU)中的指針的網(wǎng)格狀態(tài)轉(zhuǎn)換被用來確定解碼符號,其中該指針對應(yīng)于存在于當(dāng)前轉(zhuǎn)換的全部狀態(tài)中的最佳量度所產(chǎn)生的最早分支。如上所述,通過識別預(yù)編碼比特以及子集a、b、c或d中那個(gè)對應(yīng)于編碼比特來描述這種解碼符號。這種網(wǎng)格解碼策略是眾所周知的并在上面引用的Viterbi的教科書以及在題為“維特比檢測器的可編程并行處理器體系結(jié)構(gòu)”(H.Leu等人,Globecom,1990)的技術(shù)論文中對此均進(jìn)行了描述。
各個(gè)幸存路徑量度的轉(zhuǎn)換歷史被存儲在路徑存儲單元(PMU)中。在題為“維特比解碼器中的存儲管理”(C.M.Rader,IEEE Trans.Comms.,Vol.Com-29,No.9,September 1981)的技術(shù)論文中說明了PMU的一種簡化實(shí)現(xiàn),它將基于存儲器的功能與其邏輯功能分離。思路基本上是計(jì)算最符合當(dāng)前狀態(tài)的過去狀態(tài)轉(zhuǎn)換序列。然后,每個(gè)狀態(tài)需要存儲的是指向最符合上一狀態(tài)的選擇性指針。這些指針可以依次用來標(biāo)識在PMU的最早級所選的分支,從而標(biāo)識整個(gè)序列中的初始解碼符號。
圖6說明例示性ATSC網(wǎng)格解碼器250的方框圖。網(wǎng)格解碼器單元250包括分支量度發(fā)生器(BMG)單元610、加法-比較-選擇(ACS)單元620、路徑存儲單元(PMU)630、回溯單元640和子集比特延遲單元650。網(wǎng)格解碼器單元250還包括子集比特復(fù)用器670和輸出解碼邏輯單元680。分支量度發(fā)生器(BMG)單元610中的項(xiàng)“met_a”、“met_b”、“met_c”以及“met_d”是指對應(yīng)于各子集(a,b,c,d)的當(dāng)前輸入符號的分支量度。分支量度發(fā)生器(BMG)單元610中的項(xiàng)“sub_a”、“sub_b”、“sub_c”以及“sub_d”是指對應(yīng)于各子集(a,b,c,d)的當(dāng)前輸入符號的子集(未編碼)比特。加法-比較-選擇(ACS)單元620中的項(xiàng)“svr0”、“svr1”、“svr2”以及“svr3”是指對應(yīng)于各個(gè)可能的當(dāng)前狀態(tài)的幸存路徑的上一網(wǎng)格狀態(tài)的指針。加法-比較-選擇(ACS)單元620中的項(xiàng)“SVR”是指具有最小累計(jì)量度的幸存路徑。指向各幸存路徑中上一狀態(tài)的指針“svr0”、“svr1”、“svr2”及“svr3”均可采用一(1)個(gè)或兩(2)個(gè)比特來實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)該理解,本文所述的網(wǎng)格解碼器單元250的組成部分只是例示性的,通過本文所提供的功能描述,本領(lǐng)域的技術(shù)人員會清楚地知道,可采用網(wǎng)格解碼器單元250的各個(gè)這些組成部分的各種邏輯電路實(shí)現(xiàn)。
到BMG單元610的輸入是從以上結(jié)合圖2所示數(shù)字接收機(jī)所述的發(fā)送八(8)級VSB信號的解調(diào)及檢測中產(chǎn)生的數(shù)字化基帶數(shù)據(jù)符號流。在沒有信道失真或噪聲的理想傳輸?shù)睦硐肭闆r下,流中的每個(gè)符號將會處于構(gòu)成8-VSB解調(diào)器的星座的八(8)個(gè)離散級之一,如圖4中的符號映射表430所示。不過,實(shí)際上,傳輸信道中的噪聲影響各個(gè)符號的值。如果噪聲很低,所檢測的符號值(三(3)比特)則會比其余七(7)級中的任何一級更接近實(shí)際發(fā)送符號的等級,因此,原則上可通過簡單的八(8)級限幅來獲得。但如果噪聲級超過某個(gè)值,所檢測的符號級則可能更接近八(8)個(gè)星座值中不正確的一個(gè)。正是在這些條件下,其中,各個(gè)編碼符號的值取決于當(dāng)前以及之前的符號值,網(wǎng)格編碼實(shí)現(xiàn)對接收機(jī)誤碼率的重大改善。
圖7說明用于均衡器及相位追溯器單元240的先有技術(shù)自適應(yīng)信道均衡器700的方框圖。先有技術(shù)自適應(yīng)信道均衡器單元700包括前向均衡器(FE)濾波器710和判決反饋均衡器(DFE)濾波器720。來自前向均衡器(FE)濾波器710的輸出在加法器單元730中被加到來自的判決反饋均衡器(DFE)濾波器720的輸出上,以形成自適應(yīng)信道均衡器單元700的輸出。
前向均衡器(FE)濾波器710接受未補(bǔ)償信道符號數(shù)據(jù)作為其輸入。相反,判決反饋均衡器(DFE)濾波器720的輸入要求“估計(jì)”在符號被噪聲干擾之前通過信道發(fā)送的符號。
眾所周知,DFE濾波器720能夠僅通過對均衡器輸出進(jìn)行“限幅”來接收對輸出符號的估計(jì)。術(shù)語“限幅”是指取最接近實(shí)際輸出的(8-VSB ATSC標(biāo)準(zhǔn)指定的八(8)級的)容許符號值的過程。在圖7所示的實(shí)施例中,電平限幅器740通過復(fù)用器750向DFE濾波器720提供“限幅”符號。向DFE濾波器720提供輸出符號估計(jì)的方法會遇到限幅差錯(cuò)所產(chǎn)生的差錯(cuò)傳播問題。
大家還知道,DFE濾波器720可適用于“訓(xùn)練模式”或者“盲”模式。在“訓(xùn)練模式”中,DFE濾波器720在某個(gè)已知時(shí)間接收已知符號的“訓(xùn)練序列”(通過復(fù)用器750)。DFE濾波器720將已知的訓(xùn)練序列與“訓(xùn)練自適應(yīng)均衡器差錯(cuò)”進(jìn)行比較。通過從已知訓(xùn)練序列中減去均衡器輸出來獲得訓(xùn)練自適應(yīng)的均衡器差錯(cuò)。然后,DFE濾波器720調(diào)整其操作,使均衡器輸出與訓(xùn)練信號的已知序列相匹配。
或者,DFE濾波器720能夠以“盲模式”進(jìn)行工作。在“盲模式”中,DFE濾波器720從盲差錯(cuò)單元760接收“盲自適應(yīng)的均衡器差錯(cuò)”。盲差錯(cuò)單元760將均衡器輸出與數(shù)據(jù)的預(yù)期統(tǒng)計(jì)分布進(jìn)行比較,以產(chǎn)生均衡器差錯(cuò)盲自適應(yīng)。然后,DFE濾波器720調(diào)整其操作,使均衡器輸出與數(shù)據(jù)的預(yù)期統(tǒng)計(jì)分布相匹配。
圖8說明傳統(tǒng)的自適應(yīng)有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器800,它用于前向均衡器(FE)濾波器710以及判決反饋均衡器(DFE)濾波器720。計(jì)算FIR濾波器800的系數(shù),以便盡可能對信道失真進(jìn)行補(bǔ)償。FIR濾波器800的長度對應(yīng)于最大減損延遲,F(xiàn)IR濾波器800設(shè)計(jì)用來對其進(jìn)行校正。
FIR濾波器800包括多個(gè)濾波器抽頭單元810(又稱作“濾波器抽頭”)。每個(gè)濾波器抽頭810包括數(shù)據(jù)存儲寄存器820、系數(shù)存儲寄存器830和復(fù)用器840。復(fù)用器840的輸出輸入到加法器單元850。加法器單元850對所有加權(quán)抽頭值求和以產(chǎn)生濾波器輸出。濾波器抽頭810還包括系數(shù)自適應(yīng)單元860,它對更新的濾波器系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。系數(shù)自適應(yīng)單元860具有以下輸入(1)當(dāng)前系數(shù)值,(2)數(shù)據(jù)抽頭值,以及(3)均衡器差錯(cuò)的測量(即預(yù)期信號值和實(shí)際輸出信號值之差)。系數(shù)自適應(yīng)單元860僅在執(zhí)行自適應(yīng)過程時(shí)才進(jìn)行工作。
計(jì)算濾波器系數(shù)的常用方法采用眾所周知的最小均方(LMS)算法。LMS算法是一種連續(xù)近似技術(shù),它采用當(dāng)前系數(shù)和數(shù)據(jù)抽頭值以及均衡器差錯(cuò)來計(jì)算新的系數(shù)值。LMS算法重復(fù)該過程,直到各濾波器系數(shù)均收斂于所希望的優(yōu)化值。
在典型的LMS算法中,系數(shù)向量采用以下公式來確定Cn+1=Cn+μEdn(2)其中,Cn是在時(shí)間n時(shí)的系數(shù)向量,μ是自適應(yīng)速率常數(shù),而dn是時(shí)間n時(shí)濾波器中的數(shù)據(jù)向量。E是從均衡器的輸出計(jì)算的差錯(cuò)。E可以采用嵌入在數(shù)據(jù)流中的已知訓(xùn)練序列以判決指導(dǎo)方式進(jìn)行計(jì)算,或可以利用來自均衡器輸出的限幅值以判決指導(dǎo)方式進(jìn)行計(jì)算。或者,可以采用CMA算法以盲方式計(jì)算E。縮寫CMA表示“恒定模數(shù)算法”。
圖9說明本發(fā)明的方框圖,其中給出了前向均衡器(FE)濾波器710與網(wǎng)格解碼器250的連接以及網(wǎng)格解碼器250到判決反饋均衡器(DFE)濾波器720的連接。來自前向均衡器(FE)濾波器710的輸出在加法器單元730中被加到來自判決反饋均衡器(DFE)濾波器720的輸出上,以形成對網(wǎng)格解碼器250的輸入。來自網(wǎng)格解碼器250的路徑存儲器輸出被反饋給判決反饋均衡器(DFE)濾波器720。下面將會更全面說明,來自路徑存儲器輸出的信息被用于減少判決反饋均衡器(DFE)濾波器720中的差錯(cuò)。
ATSC標(biāo)準(zhǔn)指定速率1/2編碼網(wǎng)格解碼器,其中,符號被交織到十二(12)個(gè)不同的網(wǎng)格解碼器中。ATSC標(biāo)準(zhǔn)指定路徑存儲器輸出長度為十二(12)個(gè)符號到十六(16)個(gè)符號。因此,在目前可用的ATSC網(wǎng)格解碼器實(shí)施例中,在進(jìn)行符號判決之前,通常采用十二(12)至十六(16)延遲的路徑存儲器。與交織組合時(shí),延遲達(dá)到一百四十四(144)個(gè)符號(即十二(12)延遲乘以十二(12)個(gè)符號)至一百九十二(192)個(gè)符號(即十六(16)延遲乘以十二(12)個(gè)符號)的等待時(shí)間。由于這些等待時(shí)間,使網(wǎng)格解碼器的輸出對判決反饋均衡器(DFE)濾波器幾乎沒有用。
然而,在本發(fā)明中,在網(wǎng)格解碼器250中的各個(gè)路徑存儲級之后,可產(chǎn)生每個(gè)符號的“最佳估計(jì)”,與對八(8)級均衡器輸出所進(jìn)行的“硬”判決相比,它具有更低的差錯(cuò)概率。這些“最佳估計(jì)”可以在其可用時(shí)立即被反饋到DFE濾波器720中。
網(wǎng)格解碼器250同時(shí)還使十二(12)個(gè)網(wǎng)格編碼數(shù)據(jù)流之一的整個(gè)追溯路徑可用。在網(wǎng)格解碼器250的回溯存儲器的每一級中,分支量度和幸存路徑是可用的,從其中可對符號進(jìn)行解碼。各個(gè)符號的“最佳估計(jì)”可用作待提供給DFE濾波器720的符號的改善“估計(jì)”。
因此,當(dāng)路徑存儲器長度為十六(16)時(shí),網(wǎng)格解碼器250可提供與最近十六(16)個(gè)符號有關(guān)的當(dāng)前信息。與十六(16)個(gè)符號集的第一(或最早的)符號有關(guān)的信息將是準(zhǔn)確的,因?yàn)樵摲栆呀?jīng)被完全解碼。與集合剩下的十五(15)個(gè)符號有關(guān)的當(dāng)前信息則不如這些剩下的十五(15)個(gè)符號被完全解碼之后那么準(zhǔn)確。但是,與從采用先有技術(shù)方法可用的“硬”限幅判決中可得到的信息相比,與集合剩下的十五(15)個(gè)符號有關(guān)的當(dāng)前信息將會更為準(zhǔn)確。
圖10說明更詳細(xì)地給出網(wǎng)格解碼器250到判決反饋均衡器(DFE)濾波器720的連接的方框圖。前向均衡器(FE)濾波器710是具有M個(gè)抽頭的濾波器。判決反饋均衡器(DFE)濾波器720是具有N個(gè)抽頭的均衡濾波器。分支量度發(fā)生器(BMG)單元610和網(wǎng)格解碼器250的加法-比較-選擇(ACS)單元620在圖10中表示為網(wǎng)格解碼器單元1010。
如上所述,來自前向均衡器(FE)濾波器710的輸出在加法器單元730中被加到來自判決反饋均衡器(DFE)濾波器720的輸出上,以形成到網(wǎng)格解碼器單元1010的輸入。最小均方(LMS)計(jì)算單元1020還接收到網(wǎng)格解碼器單元1010的輸入的副本。路徑存儲單元(PMU)630、回溯單元640以及子集位延遲單元650在圖10中示意地表示為連續(xù)級。具體地說,這些級包括第一級(No.1)1030、第二級(No.2)1040、第三級(No.3)1050、…、以及第X級(No.X)1060。在ATSC標(biāo)準(zhǔn)中,值X通常取值十二(12)或十六(16)。
如圖10所示,X級中的各個(gè)級的路徑存儲器輸出連接到N抽頭DFE濾波器720的抽頭延遲線(TDL)。各級提供十二(12)個(gè)符號輸入(ATSC標(biāo)準(zhǔn)中,一個(gè)符號輸入用于每十二(12)個(gè)符號)。各個(gè)抽頭延遲線(TDL)耦合到分別具有數(shù)據(jù)抽頭系數(shù)C
、C[1223]、C[2435]、…、C[12(X-1)N]的相應(yīng)復(fù)用器。相應(yīng)復(fù)用器的輸出在加法器單元1070中求和。加法器單元1070的輸出被反饋到加法器單元730中。
這樣,N抽頭DFE濾波器720接收網(wǎng)格解碼器符號流中各符號的改善估計(jì)或“最佳估計(jì)”,與采用先有技術(shù)方法可用的“硬”限幅判決相比,改善的估計(jì)具有較低的差錯(cuò)概率。
圖11說明本發(fā)明的方框圖,其中給出了第一均衡器單元1110和第一網(wǎng)格解碼器1120的組合以及第二均衡器單元1140和第二網(wǎng)格解碼器1150的組合。第一均衡器單元1110包括前向均衡器(FE)以及上述類型的判決反饋均衡器(DFE)。第二均衡器單元1140包括前向均衡器(FE)以及上述類型的判決反饋均衡器(DFE)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,第一均衡器和網(wǎng)格解碼器組合被用來對符號流進(jìn)行估計(jì),而所接收符號流被用于第二均衡器和網(wǎng)格解碼器組合。第一網(wǎng)格解碼器1120對第一均衡器單元1110的輸出進(jìn)行操作。在第一網(wǎng)格解碼器1120的吞吐量等待時(shí)間之后(即大約為十二(12)倍的回溯深度),輸出硬判決。
在第一均衡器單元1110和第一網(wǎng)格解碼器1120的并行路徑中,數(shù)據(jù)被緩存在“先進(jìn)先出”緩沖器1130中。緩沖器1130對第一均衡器單元1110和第一網(wǎng)格解碼器1120的等待時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償。來自緩沖器1130的信道失真符號則被饋入第二均衡器單元1140。第二均衡器單元1140的自適應(yīng)采用與第一均衡器單元1120不同的差錯(cuò)量度。采用來自第一網(wǎng)格解碼器1120的硬判決對差錯(cuò)進(jìn)行計(jì)算。這樣,第二均衡器單元1140能夠以基于數(shù)據(jù)的判決指導(dǎo)模式來工作。
另外,第二均衡器單元1140的判決反饋均衡器(DFE)部分可采用來自第一網(wǎng)格解碼器1120的硬判決作為輸入,以使第二均衡器單元1140中的差錯(cuò)傳播減到最小。此外,由于可以從第二網(wǎng)格解碼器1150中得到可靠的“最佳估計(jì)”,因此,它們可以被反饋到第二均衡器單元1140的判決反饋均衡器(DFE)部分,以便進(jìn)一步使差錯(cuò)傳播減到最小。第二網(wǎng)格解碼器1150的硬判決輸出則被饋入數(shù)據(jù)去交織器260中,然后再傳遞到里德-索羅蒙解碼器,正如ATSC標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的一樣。
圖12說明給出本發(fā)明方法的有利實(shí)施例的流程圖。該方法的步驟統(tǒng)稱為標(biāo)號1200。網(wǎng)格解碼器250的X個(gè)路徑存儲單元的輸出中的每一個(gè)連接到DFE濾波器720中的X個(gè)濾波器抽頭單元的輸入(步驟1210)。在網(wǎng)格解碼器250的路徑存儲單元630的各級(第一級(No.1)1030、第二級(No.2)1040等)中對表示符號的“最佳估計(jì)”值的符號進(jìn)行解碼(步驟1220)。
X個(gè)解碼的“最佳估計(jì)”符號中的每一符號被發(fā)送到DFE濾波器720中的X個(gè)濾波器抽頭單元的相應(yīng)輸入(步驟1230)。DFE濾波器720采用X個(gè)解碼“最佳估計(jì)”符號值作為執(zhí)行信道均衡的估計(jì)(步驟1240)。對出現(xiàn)在網(wǎng)格解碼器250的路徑存儲單元630中的X個(gè)符號的后續(xù)集合中的每一個(gè)繼續(xù)進(jìn)行該過程(步驟1250)。
雖然結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道,可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變更、替換修改及改造,并不背離本發(fā)明最廣義上的概念及范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于減少判決反饋均衡器中的差錯(cuò)的裝置,它包括網(wǎng)格解碼器;以及判決反饋均衡器,它連接到所述網(wǎng)格解碼器的至少一個(gè)路徑存儲器輸出,所述判決反饋均衡器能夠從所述網(wǎng)格解碼器獲取至少一個(gè)符號值,用作信道均衡中的估計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于所述判決反饋均衡器連接到所述網(wǎng)格解碼器的各個(gè)路徑存儲器輸出,所述判決反饋均衡器能夠從所述網(wǎng)格解碼器的各個(gè)路徑存儲器輸出獲取符號值,用作信道均衡中的估計(jì)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于所述判決反饋均衡器的X個(gè)抽頭延遲線連接到所述網(wǎng)格解碼器的路徑存儲單元的X個(gè)相應(yīng)的級。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置,其特征在于所述網(wǎng)格解碼器的所述路徑存儲單元的所述X個(gè)相應(yīng)級中的各級向所述判決反饋均衡器提供十二(12)個(gè)符號輸入。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置,其特征在于所述接收機(jī)能夠?qū)TSC標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格編碼信號進(jìn)行解碼,以及其中所述X的值是以下值之一十二或十六。
6.一種用于減少判決反饋均衡器中的差錯(cuò)的裝置,它包括第一均衡器單元,包括第一前向均衡器和第一判決反饋均衡器;第一網(wǎng)格解碼器,它連接到所述第一均衡器單元,其中所述第一判決反饋均衡器能夠從所述第一網(wǎng)格解碼器的各個(gè)路徑存儲器輸出獲取符號值,用作信道均衡中的估計(jì);第二均衡器單元,包括第二前向均衡器和第二判決反饋均衡器;第二網(wǎng)格解碼器,它連接到所述第二均衡器單元,其中所述第二判決反饋均衡器能夠從所述第二網(wǎng)格解碼器的各個(gè)路徑存儲器輸出獲取符號值,用作信道均衡中的估計(jì);以及其中將所述第一網(wǎng)格解碼器的輸出提供給所述第二均衡器單元。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于所述第一均衡器單元采用第一差錯(cuò)量度,以及所述第二均衡器單元采用第二差錯(cuò)量度。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于還包括緩沖器,它連接到所述第二均衡器單元,所述緩沖器能夠接收提供給所述第一均衡器單元的輸入的輸入信號,所述緩沖器還能夠?qū)λ鼍馄鲉卧退龅谝痪W(wǎng)格解碼器的等待時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置,其特征在于所述第一網(wǎng)格解碼器將硬判決輸出給所述第二均衡器單元。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置,其特征在于所述第二均衡器單元(1140)的所述第二反饋均衡器利用來自所述第一網(wǎng)格解碼器的硬判決將所述第二均衡器單元中的差錯(cuò)減到最小。
11.一種高清晰度電視接收機(jī),能夠?qū)TSC標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格編碼信號進(jìn)行解碼,所述高清晰度電視接收機(jī)包括用于減少判決反饋均衡器中的差錯(cuò)的裝置,所述裝置包括-網(wǎng)格解碼器;以及-判決反饋均衡器,它連接到所述網(wǎng)格解碼器的至少一個(gè)路徑存儲器輸出,所述判決反饋均衡器能夠從所述網(wǎng)格解碼器獲取至少一個(gè)符號值,用作信道均衡中的估計(jì)。
12.一種高清晰度電視接收機(jī),能夠?qū)TSC標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格編碼信號進(jìn)行解碼,所述高清晰度電視接收機(jī)包括一種用于減少判決反饋均衡器中的差錯(cuò)的裝置,所述裝置包括第一均衡器單元,包括第一前向均衡器和第一判決反饋均衡器;第一網(wǎng)格解碼器,連接到所述第一均衡器單元,其中所述第一判決反饋均衡器能夠從所述第一網(wǎng)格解碼器的各個(gè)路徑存儲器輸出獲取符號值,用作信道均衡中的估計(jì);第二均衡器單元,包括第二前向均衡器和第二判決反饋均衡器;第二網(wǎng)格解碼器,連接到所述第二均衡器單元,其中所述第二判決反饋均衡器能夠從所述第二網(wǎng)格解碼器的各個(gè)路徑存儲器輸出獲取符號值,用作信道均衡中的估計(jì);以及其中將所述第一網(wǎng)格解碼器的輸出提供給所述第二均衡器單元。
13.一種用于減少判決反饋均衡器中的差錯(cuò)的方法,它包括以下步驟將網(wǎng)格解碼器的X個(gè)路徑存儲單元輸出連接到所述判決反饋均衡器中的X個(gè)濾波器抽頭單元;對來自所述網(wǎng)格解碼器的各個(gè)所述X個(gè)路徑存儲單元輸出的符號進(jìn)行解碼;向所述判決反饋均衡器中的X個(gè)濾波器抽頭單元的所述各個(gè)輸入提供所述解碼符號;以及利用所述解碼符號作為所述判決反饋均衡器中執(zhí)行信道均衡的估計(jì)。
14.一種用于減少判決反饋均衡器中的差錯(cuò)的方法,供能夠?qū)W(wǎng)格編碼信號進(jìn)行解碼的接收機(jī)之用,所述方法包括以下步驟利用第一均衡器單元和第一網(wǎng)格解碼器來獲取對符號流的估計(jì);將所述符號流的所述估計(jì)提供給第二均衡器單元和第二網(wǎng)格解碼器;以及利用來自所述第一網(wǎng)格解碼器的判決將所述第二均衡器單元和所述第二網(wǎng)格解碼器中的差錯(cuò)減到最小。
全文摘要
一種用于減少ATSC殘留邊帶(VSB)接收機(jī)的判決反饋均衡器中差錯(cuò)傳播的裝置及方法。本發(fā)明的裝置包括網(wǎng)格解碼器以及與網(wǎng)格解碼器的路徑存儲器輸出(1030 1060)連接的判決反饋均衡器(720)。判決反饋均衡器從網(wǎng)格解碼器接收各符號的最佳估計(jì),利用這些最佳估計(jì)作為信道均衡中的估計(jì)。與先有技術(shù)中反饋限幅電路的輸出相比,這些最佳估計(jì)具有低于來自削波器的硬判決的差錯(cuò)概率,從而減少差錯(cuò)傳播。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,第一均衡器和網(wǎng)格解碼器組合用于對符號流進(jìn)行估計(jì)。第二均衡器和網(wǎng)格解碼器組合則用于通過對第一均衡器和網(wǎng)格解碼器組合的輸出進(jìn)行操作來進(jìn)一步將差錯(cuò)減到最小。
文檔編號H04L25/03GK1463525SQ02802111
公開日2003年12月24日 申請日期2002年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月23日
發(fā)明者M·戈斯, P·D·凱利赫爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司
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