專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)頻譜反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)輔助檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本揭示案的至少一些實(shí)施例大體上涉及在接收器中檢測(cè)頻譜反轉(zhuǎn)，且明確地說(shuō)(但
不限于)，涉及用于第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播(DVB-S2)的接收器。
背景技術(shù)：
數(shù)字接收器通常包含模擬前端和數(shù)字電路部分。模擬前端通常包含射頻(RF)調(diào)諧 器，其將射頻(RF)信號(hào)向下轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行濾波，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓?率調(diào)節(jié)以去除帶外信號(hào)功率并確保信號(hào)振幅處于適當(dāng)電平。
在數(shù)字接收器中，從射頻(RF)調(diào)諧器輸出的模擬基帶信號(hào)由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 取樣并量化，以產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)以供數(shù)字接收器的數(shù)字電路部分進(jìn)行處理。數(shù)字接收器可 執(zhí)行各種處理任務(wù)，例如數(shù)字濾波、取樣速率轉(zhuǎn)換、符號(hào)計(jì)時(shí)同步、載波同歩、幀同步 和前向誤差校正等，以恢復(fù)來(lái)自所接收信號(hào)的數(shù)據(jù)。
在用于第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播(DVB-S2)的典型數(shù)字接收器中，頻譜反轉(zhuǎn)狀態(tài) 由前向誤差校正(FEC)模塊判定，所述FEC模塊計(jì)算位誤差率(BER)并基于計(jì)算出 的位誤差率(BER)來(lái)確定是否已發(fā)生頻譜反轉(zhuǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，如果位誤差率(BER)在 合理范圍之外，那么可認(rèn)為頻譜已被反轉(zhuǎn)；否則，可認(rèn)為頻譜未被反轉(zhuǎn)。當(dāng)頻譜被反轉(zhuǎn) 時(shí)，數(shù)字接收器到達(dá)鎖定工作狀態(tài)的時(shí)間周期將相當(dāng)長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述用以基于載波信號(hào)的估計(jì)頻率偏移來(lái)檢測(cè)頻譜反轉(zhuǎn)的方法和設(shè)備。在這部 分中概述一些實(shí)施例。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中， 一種第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播(DVB-S2)接收器，其包 括調(diào)諧器，其用以提供模擬輸入信號(hào)；模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其用以從所述模擬輸入信號(hào) 中產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)包括同相分量和正交相分量；I/Q交換模塊，其用以交 換所述同相分量與所述正交相分量；直接數(shù)字合成器，其用以產(chǎn)生所述同相分量與所述正交相分量的頻率偏移型式；頻率偏移估計(jì)器，其用以基于幀的標(biāo)頭中的已知符號(hào)來(lái)確 定所述同相分量與所述正交相分量的所述頻率偏移型式中的頻率偏移；以及頻譜反轉(zhuǎn)檢 測(cè)器，其耦合到所述頻率偏移估計(jì)器以基于由所述頻率偏移估計(jì)器產(chǎn)生的所述頻率偏移 來(lái)確定是否指示所述I/Q交換模塊交換所述同相分量與所述正交相分量。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其中當(dāng)所述頻率偏移的絕對(duì)值高于預(yù)定閾值時(shí)，所述頻譜
反轉(zhuǎn)檢測(cè)器指示所述1/Q交換模塊交換所述同相分量與所述正交相分量。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其中所述已知符號(hào)包括所述幀的幀開(kāi)始(SOF)塊的多個(gè) 符號(hào)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其中所述已知符號(hào)進(jìn)一步包括從所述幀的物理層信令代 碼塊中解碼得的多個(gè)符號(hào)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其中當(dāng)通過(guò)符號(hào)率規(guī)格化的所述頻率偏移的絕對(duì)值高于 0.25時(shí)，所述頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器指示所述I/Q交換模塊交換所述同相分量與所述正交相分
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其中所述頻率偏移估計(jì)器包括前饋頻率估計(jì)器。其它的頻 率估計(jì)器也可以適用。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中， 一種接收器，其包括1/Q交換模塊，其用以輸出同相分 量和正交相分量；頻率偏移估計(jì)器，其用以確定所述同相和正交相分量的載波頻率的偏 移；以及頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器，其耦合到所述頻率偏移估計(jì)器和所述I/Q交換模塊，所述頻 譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器用以當(dāng)所述載波頻率偏移的絕對(duì)值高于預(yù)定閾值時(shí)發(fā)信號(hào)通知所述I/Q交 換模塊交換所述同相分量與所述正交相分量。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的接收器進(jìn)一歩包括幀同步器，其耦合到所述頻率 偏移估計(jì)器以使物理層標(biāo)頭的多個(gè)已知符號(hào)與所述同相和正交相分量中的相應(yīng)符號(hào)同 步。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其中所述頻率偏移估計(jì)器包括調(diào)制去除模塊，其用以通 過(guò)將從所述己知符號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)與從所述接收的同相和正交相分量產(chǎn)生的信號(hào)相乘來(lái) 產(chǎn)生調(diào)制去除信號(hào)；以及相位檢測(cè)器，其用以確定所述調(diào)制去除信號(hào)的相位值。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，接收器進(jìn)一步包括直接數(shù)字合成器，其用以從所述接收 的同相和正交相分量中產(chǎn)生所述信號(hào)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中， 一種接收器包括頻率偏移估計(jì)器；以及頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè) 器，其耦合到所述頻率偏移估計(jì)器以基于所述頻率偏移估計(jì)器的輸出來(lái)確定是否已發(fā)生 頻譜反轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，接收器，其中所述頻率偏移估計(jì)器和所述頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器 使用輸入信號(hào)中的在兀/2二進(jìn)制移相鍵控(BPSK)模式下調(diào)制的已知符號(hào)來(lái)確定所述輸 入信號(hào)中是否已發(fā)生頻譜反轉(zhuǎn)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，接收器進(jìn)一步包括1/Q交換模塊，其基于所述頻譜反轉(zhuǎn) 檢測(cè)器的輸出而交換同相分量與正交相分量。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，接收器進(jìn)一步包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其與所述I/Q交換 模塊耦合以向所述I/Q交換模塊提供數(shù)字信號(hào)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器包括比較器，其用以將所述頻率偏移估計(jì) 器的輸出的絕對(duì)值與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；其中當(dāng)所述頻率偏移估計(jì)器的輸出的絕對(duì)值大 于所述預(yù)定閾值時(shí)，所述比較器產(chǎn)生用以指示已經(jīng)發(fā)生頻譜反轉(zhuǎn)的信號(hào)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，頻率偏移估計(jì)器包括調(diào)制去除模塊，其用以從所接收的 信號(hào)和從已知數(shù)據(jù)產(chǎn)生的信號(hào)中產(chǎn)生調(diào)制去除信號(hào)；以及自相關(guān)器，其用以對(duì)所述調(diào)制 去除信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)；累積器，其用以累積所述自相關(guān)器對(duì)多個(gè)幀的輸出；以及 相位檢測(cè)器，其用以基于所述累積器的輸出的相位來(lái)產(chǎn)生估計(jì)頻率偏移。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，接收器進(jìn)一步包括直接數(shù)字合成器，其與所述I/Q交換 模塊耦合以接收輸入信號(hào)，并與所述頻率偏移估計(jì)器耦合以向所述調(diào)制去除模塊提供所 述接收的信號(hào)；以及計(jì)時(shí)恢復(fù)回路，其用以依據(jù)所述直接數(shù)字合成器的輸出而確定符號(hào) 邊界；其中所述預(yù)定閾值基于所述計(jì)時(shí)恢復(fù)回路的容許水平。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，已知數(shù)據(jù)包括幀的物理層標(biāo)頭中的已知符號(hào)。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，接收的信號(hào)經(jīng)由移相鍵控(PSK)調(diào)制。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，接收器的輸入信號(hào)是根據(jù)第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播 (DVB-S2)標(biāo)準(zhǔn)的。


附式中以舉例方式而非限制方式說(shuō)明實(shí)施例，在附圖中相同參考標(biāo)號(hào)指示相似 元件。
圖1展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的接收器； 圖2展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用以檢測(cè)頻譜反轉(zhuǎn)的方法； 圖3說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的支持頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)的幀結(jié)構(gòu)； 圖4說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器；圖5說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的可與頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器一起使用的頻率偏移估計(jì)器； 圖6說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的頻率估計(jì)器。
具體實(shí)施例方式
以下描述內(nèi)容和圖式是說(shuō)明性的且不應(yīng)解釋為限制性的。描述大量特定細(xì)節(jié)以提供 徹底理解。然而，在某些實(shí)例中，未描述眾所周知或常規(guī)的細(xì)節(jié)以免混淆描述內(nèi)容。本 揭示案中提及一個(gè)或一實(shí)施例不一定是提及同一實(shí)施例；且此類(lèi)提及意味著至少一個(gè)。
在用于第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播(DVB-S2)的數(shù)字接收器中，各種模塊即使在所 接收信號(hào)的頻譜被反轉(zhuǎn)時(shí)也可到達(dá)鎖定工作狀態(tài)。如果這些模塊在某一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入鎖 定狀態(tài)，但前向誤差校正(FEC)模塊所計(jì)算出的位誤差率(BER)仍然過(guò)高，那么前 向誤差校正(FEC)(或系統(tǒng)控制器)可推斷出信號(hào)中發(fā)生了頻譜反轉(zhuǎn)，且因此通知某一 模塊在數(shù)據(jù)路徑的適當(dāng)位置中交換同相(I)與正交相(Q)數(shù)據(jù)以消除頻譜反轉(zhuǎn)。鎖定 的模塊經(jīng)復(fù)位以重新開(kāi)始到達(dá)鎖定狀態(tài)的過(guò)程。
本揭示案的一個(gè)實(shí)施例在載波頻率偏移估計(jì)模塊中實(shí)施頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器。在載波頻 率偏移估計(jì)過(guò)程期間，頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器可檢測(cè)頻譜是否反轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，頻譜反 轉(zhuǎn)檢測(cè)器監(jiān)視來(lái)自頻率偏移估計(jì)模塊的計(jì)算結(jié)果以判定頻譜是否反轉(zhuǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器確定頻譜被反轉(zhuǎn)時(shí)，頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器通知I/Q 交換模塊校正頻譜反轉(zhuǎn)，且同時(shí)通知頻率偏移估計(jì)模塊使用已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)來(lái)重新估計(jì) 經(jīng)反轉(zhuǎn)校正的信號(hào)的載波頻率偏移。
本揭示案的一個(gè)實(shí)施例包含一種用于數(shù)字接收器的數(shù)據(jù)輔助(DA)頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè) 方法。提供一種用于數(shù)字接收器的聯(lián)合數(shù)據(jù)輔助(DA)載波估計(jì)與頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)方法。 所述數(shù)據(jù)輔助方法可在數(shù)字接收器中前向誤差校正(FEC)模塊到達(dá)鎖定狀態(tài)之前，估 計(jì)頻率偏移并確定頻譜反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
圖1展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的接收器。在圖1中，接收器包含調(diào)諧器(11)，其將所 接收射頻(RF)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)?；鶐盘?hào)由模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。 自動(dòng)增益控制器(15)用亍將信號(hào)振幅調(diào)節(jié)為適當(dāng)電平。
模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13)的輸出包含同相(I)分量和正交相(Q)分量。在圖1中， 頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器可指示I/Q交換模塊(17)交換同相(I)分量與正交相(Q)分量以校 正頻譜反轉(zhuǎn)。
.在圖1中，直接數(shù)字合成器(19)使用所接收信號(hào)的同相(I)分量和正交相(Q)分量來(lái)根據(jù)頻率偏移估計(jì)器(27)所估計(jì)的頻率偏移值而產(chǎn)生同相(I)分量與正交相(Q) 分量的頻率偏移型式。在濾波器組(21)對(duì)同相(I)分量與正交相(Q)分量的頻率偏 移型式進(jìn)行濾波之后，計(jì)時(shí)恢復(fù)模塊(23)識(shí)別對(duì)所接收信號(hào)的計(jì)時(shí)并確定所接收信號(hào) 中的符號(hào)。幀同步器(25)識(shí)別接收器中所接收的信號(hào)中的幀的邊界，并使頻率偏移估 計(jì)器和頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器(27)的操作與所接收信號(hào)中的幀結(jié)構(gòu)同步。
在圖1中，頻率偏移估計(jì)器和頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器(27)使用載波頻率的估計(jì)偏移來(lái)控 制直接數(shù)字合成器(19);且頻率偏移估計(jì)器和頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器(27)根據(jù)頻譜反轉(zhuǎn)狀 態(tài)來(lái)控制I/Q交換模塊(17)。
在圖1中，載波恢復(fù)回路(28)恢復(fù)所接收信號(hào)的載波；且前向誤差校正(29)計(jì) 算位誤差率(BER)以檢測(cè)誤差。
圖2展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用以檢測(cè)頻譜反轉(zhuǎn)的方法。在圖2中，所接收信號(hào)中的 同相(I)分量和正交相(Q)分量在頻率偏移估計(jì)模塊(31)中使用以估計(jì)載波頻率的 偏移，并在幀同步器(25)中使用以產(chǎn)生同步信號(hào)來(lái)控制頻率偏移估計(jì)模塊(31)的操 作。在一個(gè)實(shí)施例中，與所接收信號(hào)中的幀邊界有關(guān)的已知符號(hào)序列在頻率偏移估計(jì)模 塊(31)中使用以輔助對(duì)偏移的估計(jì)。載波頻率的估計(jì)偏移用于控制直接數(shù)字合成器 (19)。
在圖2中，載波頻率的估計(jì)偏移還在頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器(33)中使用以確定頻譜反轉(zhuǎn) 狀態(tài)。如果檢測(cè)到反轉(zhuǎn)，那么指示I/Q交換模塊(17)交換隨后所接收信號(hào)的同相(I) 分量與正交相(Q)分量。
圖3說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的支持頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)的幀結(jié)構(gòu)。在圖3中，幀包含物理層 標(biāo)頭(41)和多個(gè)數(shù)據(jù)槽(例如，43、 47)。在一些實(shí)施例中，幀可包含可選導(dǎo)頻塊(45)， 其包含已知符號(hào)序列以加速幀同步過(guò)程。
在圖3中，物理層標(biāo)頭(41)包含幀開(kāi)始(SOF)塊(51)和用于物理層信令代碼 的塊(53)。幀開(kāi)始(SOF)塊(51)包含已知符號(hào)序列(例如，55)，其可用于幀同歩。 在實(shí)現(xiàn)幀同歩之后，可對(duì)物理層信令代碼的符號(hào)(例如，57)進(jìn)行解碼。
在圖3中，物理層標(biāo)頭(41)具有90個(gè)符號(hào)；且?guī)_(kāi)始(SOF)塊(51)具有26 個(gè)符號(hào)。
可使用根據(jù)本揭示案的各個(gè)實(shí)施例的接收器來(lái)接收并處理使用圖3中所說(shuō)明的幀結(jié) 構(gòu)傳輸?shù)男盘?hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可使用根據(jù)本揭示案的各個(gè)實(shí)施例的接收器來(lái)接收并處理根 據(jù)第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播(DVB-S2)標(biāo)準(zhǔn)傳輸?shù)男盘?hào)。
在第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播(DVB-S2)中，數(shù)據(jù)消息以逐幀方式傳輸。詳細(xì)定義幀結(jié)構(gòu)；且每一幀包含90符號(hào)標(biāo)頭和數(shù)據(jù)部分。幀標(biāo)頭包含26符號(hào)SOF (幀開(kāi)始)常 數(shù)旗標(biāo)和64符號(hào)物理層信令(PLS)代碼。物理層信令(PLS)代碼依據(jù)調(diào)制模式和信 道編碼方案。在一個(gè)實(shí)施例中，幀標(biāo)頭中的90個(gè)符號(hào)在7i/2BPSK模式下調(diào)制，所述7t/2 BPSK模式可用于估計(jì)載波頻率偏移并確定頻譜反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
此外，在實(shí)施例中，當(dāng)使用導(dǎo)頻塊(例如，45)時(shí)，對(duì)應(yīng)于導(dǎo)頻塊的信號(hào)也可與導(dǎo) 頻塊的已知符號(hào)一起使用以估計(jì)載波頻率偏移。
圖4說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器。在圖4中，頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器(61)包 含絕對(duì)模塊(67)、比較器(63)和預(yù)定閾值(65)。當(dāng)通過(guò)所接收信號(hào)中傳輸?shù)姆?hào)率 規(guī)格化的載波頻率偏移的絕對(duì)值小于閾值(65)時(shí)，比較器(63)產(chǎn)生用以指示未發(fā)生 頻譜反轉(zhuǎn)的信號(hào)。當(dāng)規(guī)格化載波頻率偏移的絕對(duì)值大于閾值(65)時(shí)，比較器(63)產(chǎn) 生用以指示發(fā)生頻譜反轉(zhuǎn)的信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，閾值(65)為預(yù)定值0.25。然而，應(yīng)了解，在一些實(shí)施例中也可 使用偏離預(yù)定值0.25的閾值。
在一個(gè)實(shí)施例中，至少部分基于計(jì)時(shí)恢復(fù)回路(例如，圖1中的23)的容許水平來(lái) 選擇閾值(65)。即使在輸入信號(hào)含有達(dá)到容許水平的載波頻率偏移時(shí)，計(jì)時(shí)恢復(fù)回路 也可找到并跟蹤符號(hào)邊界?？蓪㈤撝?65)設(shè)定為大體上等于容許水平?；蛘撸撝?65) 可選擇為相對(duì)于容許水平偏移。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)閾值(65)等于計(jì)時(shí)恢復(fù)回路的容 許水平時(shí)，系統(tǒng)被配置在針對(duì)頻譜反轉(zhuǎn)的漏失檢測(cè)和頻譜反轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤檢測(cè)的平衡點(diǎn)處。 當(dāng)閾值限度從所述閾值開(kāi)始增加時(shí)，頻譜反轉(zhuǎn)的漏失檢測(cè)增加。當(dāng)閾值限度從所述閾值 開(kāi)始減小時(shí)，頻譜反轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤檢測(cè)增加。通常，閾值(65)是具有0與0.5之間的值的 設(shè)計(jì)參數(shù)。
圖5說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的可與頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器一起使用的頻率偏移估計(jì)器。在圖 5中，頻率偏移估計(jì)器(71)包含調(diào)制去除模塊(73)，其包含標(biāo)頭產(chǎn)生器(83)、共軛 模塊(81)和乘法器(85)。標(biāo)頭產(chǎn)生器(83)根據(jù)標(biāo)頭中的已知符號(hào)和用于幀同歩控 制的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生標(biāo)頭。乘法器(85)將所接收的符號(hào)與標(biāo)頭中的已知符號(hào)的共軛值相乘 以產(chǎn)生調(diào)制去除信號(hào)。
在圖5中，頻率估計(jì)器(83)確定由調(diào)制去除模塊(73)產(chǎn)生的調(diào)制去除信號(hào)的頻 率。通常，可使用任何用以估計(jì)復(fù)合正弦波的頻率的已知方法。圖6說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施 例的頻率估計(jì)器。
在圖5中，標(biāo)頭產(chǎn)生器(83)根據(jù)由幀同歩模塊(例如，圖2中的25)產(chǎn)生的控制
信號(hào)以與所接收符號(hào)同歩的方式產(chǎn)生標(biāo)頭中的已知符號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，已知符號(hào)包含幀開(kāi)始(SOF)塊(51)中的符號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，在解碼物理層信令代碼之后， 已知符號(hào)進(jìn)一步包含用于物理層信令代碼的塊(53)中的符號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制去除模塊(73)進(jìn)一步執(zhí)行以下操作以產(chǎn)生調(diào)制去除信號(hào)Ck。<formula>formula see original document page 11</formula>
在以上表達(dá)式中，Sk是根據(jù)已知符號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)；ccmj (Sk)是Sk的共軛值；且rk是 含有所接收符號(hào)的信號(hào)，其中1^0、 1、 2、……。
在圖6中，頻率估計(jì)器的輸入信號(hào)由自相關(guān)模塊(75)增強(qiáng)并在累積器(79)中進(jìn) 一步累積以改進(jìn)準(zhǔn)確性。相位檢測(cè)器(77)確定累積器(79)的相位以產(chǎn)生載波的估計(jì) 頻率偏移。
舉例來(lái)說(shuō)，自相關(guān)模塊(75)可執(zhí)行以下操作以產(chǎn)生針對(duì)幀s的信號(hào)Rs。 Rs= Cm x conj (C0) + Cm+1 x函j (Ci) + ... + CN-i x conj (CWO
在以上表達(dá)式中，m是設(shè)計(jì)參數(shù)，其可為1或2等。N基于幀中已知符號(hào)的數(shù)目(例 如，當(dāng)物理層信令(PLS)代碼尚未解碼時(shí)為26或更小，或者當(dāng)物理層信令(PLS)代 碼已經(jīng)被解碼時(shí)為90或更小)。
舉例來(lái)說(shuō)，累積器(79)可執(zhí)行以下操作以產(chǎn)生累積信號(hào)R。
R = R。 +…Rs +…+ Rm
在以上表達(dá)式中，M是設(shè)計(jì)參數(shù)，其可為1或2等。
在一個(gè)實(shí)施例中，相位檢測(cè)器(77)執(zhí)行以下操作以產(chǎn)生規(guī)格化頻率偏移Af。 △f = arg(R)/2
在以上表達(dá)式中，arg(R)是R的相角。在一個(gè)實(shí)施例中，將規(guī)格化頻率偏移的絕對(duì) 值IAfl與閾值(例如，0.25)進(jìn)行比較以確定頻譜反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在一個(gè)實(shí)施例中，在兀/2 BPSK模式下調(diào)制符號(hào)；且可確定當(dāng)IAf一 0.25時(shí)，頻譜反 轉(zhuǎn)的概率接近1。
關(guān)于可用于本發(fā)明的頻率偏移估計(jì)器的更多細(xì)節(jié)可參閱Steven A. Tretter， "Estimating the frequency of a noisy sinusoid by linear regression", IEEE信息理論學(xué)報(bào)， 1985年11月，第IT-31巻，第6期，第832-835頁(yè)；Steven Kay， " A fast and accurate single frequency estimator, Acoustics, Speech, and Signal Processing",[同樣見(jiàn)IEEE信號(hào)處理學(xué) 報(bào)，1989年12月，IEEE學(xué)報(bào)第37巻，第12版，第1987-1990頁(yè)；Feng-Wen Sun、 Yimin Jiang禾卩Lin-Nan Lee， "Frame synchronization and pilot structure for DVB-S2", 國(guó)際衛(wèi)星 通信與連網(wǎng)期刊，2004年第22巻，第319-339頁(yè)；以及Jiang Y等人，"Data-aided MLparameter estimators of PSK burst modems and their systolic VLSI implementations", 1999 年12月，巴西里約熱內(nèi)盧，IEEE Globecom'99會(huì)議記錄。以上參考以引用方式并入本 文中。
因此，本揭示案提供一種可用于DVB-S2數(shù)字接收器以使用數(shù)據(jù)輔助方法在載波恢 復(fù)的同時(shí)檢測(cè)頻譜反轉(zhuǎn)狀態(tài)的方案。在一個(gè)實(shí)施例中，可在載波頻率估計(jì)階段期間可靠 地檢測(cè)并校正頻譜反轉(zhuǎn)狀態(tài)?？稍谳^早階段檢測(cè)頻譜反轉(zhuǎn)狀態(tài)，而不必等待前向誤差校 正(FEC)模塊所估計(jì)的位誤差率(BER)。此外，可基于在校正之前所收集的數(shù)據(jù)來(lái)估 計(jì)頻譜反轉(zhuǎn)校正的載波頻率偏移。由于在接收器的較早階段檢測(cè)和處理頻譜反轉(zhuǎn)，因而 當(dāng)頻譜反轉(zhuǎn)情況未知時(shí)將縮短接收器的平均鎖定時(shí)間。這大大縮短了用于信道波動(dòng)的等 待時(shí)間，因此改進(jìn)了用戶體驗(yàn)并使產(chǎn)品在市場(chǎng)上更具競(jìng)爭(zhēng)力。
此外，例如循環(huán)滑移等其它原因也可能導(dǎo)致前向誤差校正(FEC)模塊不能到達(dá)鎖 定工作狀態(tài)。由于本揭示案的方法不依賴(lài)于前向誤差校正(FEC)模塊，因而與使用前 向誤差校正(FEC)模塊中的故障來(lái)檢測(cè)頻譜反轉(zhuǎn)的方法相比，本揭示案的頻譜反轉(zhuǎn)檢 測(cè)方法可改進(jìn)頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)的可靠性。
在前述說(shuō)明書(shū)中，已參考本發(fā)明的具體示范性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。顯然， 在不脫離本發(fā)明的如在所附權(quán)利要求書(shū)中所主張的更廣泛的精神和范疇的情況下，可對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行各種修改。因此，應(yīng)認(rèn)為說(shuō)明書(shū)和圖式是說(shuō)明性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1. 一種接收器，其包括頻率偏移估計(jì)器；以及頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器，其耦合到所述頻率偏移估計(jì)器以基于所述頻率偏移估計(jì)器的輸出來(lái)確定是否已發(fā)生頻譜反轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收器，其中所述頻率偏移估計(jì)器和所述頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器 使用輸入信號(hào)中的在兀/2二進(jìn)制移相鍵控(BPSK)模式下調(diào)制的已知符號(hào)來(lái)確定所述輸 入信號(hào)中是否已發(fā)生頻譜反轉(zhuǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的接收器，其進(jìn)一步包括I/Q交換模塊，其基于所述頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器的輸出而交換同相分量與正交相分
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收器，其進(jìn)一步包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其與所述I/Q交換模塊耦合以向所述I/Q交換模塊提供數(shù)字 信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收器，其中所述頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器包括比較器，其用以將 所述頻率偏移估計(jì)器的輸出的絕對(duì)值與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；其中當(dāng)所述頻率偏移估計(jì)器 的輸出的絕對(duì)值大于所述預(yù)定閾值時(shí)，所述比較器產(chǎn)生用以指示已經(jīng)發(fā)生頻譜反轉(zhuǎn)的信 號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收器，其中所述頻率偏移估計(jì)器包括調(diào)制去除模塊，其用以從所接收的信號(hào)和從己知數(shù)據(jù)產(chǎn)生的信號(hào)中產(chǎn)生調(diào)制去 除信號(hào)；以及自相關(guān)器，其用以對(duì)所述調(diào)制去除信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)；累積器，其用以累積所述自相關(guān)器對(duì)多個(gè)幀的輸出；以及相位檢測(cè)器，其用以基于所述累積器的輸出的相位來(lái)產(chǎn)生估計(jì)頻率偏移。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的接收器，其進(jìn)一步包括直接數(shù)字合成器，其與所述I/Q交換模塊耦合以接收輸入信號(hào)，并與所述頻率 偏移估計(jì)器耦合以向所述調(diào)制去除模塊提供所述接收的信號(hào)；以及計(jì)時(shí)恢復(fù)回路，其用以依據(jù)所述直接數(shù)字合成器的輸出而確定符號(hào)邊界； 其中所述預(yù)定閾值基于所述計(jì)時(shí)恢復(fù)回路的容許水平。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的接收器，其中所述已知數(shù)據(jù)包括幀的物理層標(biāo)頭中的己知 符號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收器，其中所述接收的信號(hào)經(jīng)由移相鍵控(PSK)調(diào)制。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收器，其中所述接收器的輸入信號(hào)是根據(jù)第二代衛(wèi)星數(shù) 字視頻廣播(DVB-S2)標(biāo)準(zhǔn)的。
11. 一種第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播(DVB-S2)接收器，其包括 調(diào)諧器，其用以提供模擬輸入信號(hào)；模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其用以從所述模擬輸入信號(hào)中產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào) 包括同相分量和正交相分量；1/Q交換模塊，其用以交換所述同相分量與所述正交相分量；直接數(shù)字合成器，其用以產(chǎn)生所述同相分量與所述正交相分量的頻率偏移型式； 頻率偏移估計(jì)器，其用以基于幀的標(biāo)頭中的已知符號(hào)來(lái)確定所述同相分量與所述正交相分量的所述頻率偏移型式中的頻率偏移；以及頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器，其耦合到所述頻率偏移估計(jì)器以基于由所述頻率偏移估計(jì)器產(chǎn)生的所述頻率偏移來(lái)確定是否指示所述I/Q交換模塊交換所述同相分量與所述正交相分量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的DVB-S2接收器，其中當(dāng)所述頻率偏移的絕對(duì)值高于預(yù) 定閾值時(shí)，所述頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器指示所述I/Q交換模塊交換所述同相分量與所述正交相
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的DVB-S2接收器，其中所述已知符號(hào)包括所述幀的幀開(kāi) 始(SOF)塊的多個(gè)符號(hào)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的DVB-S2接收器，其中所述已知符號(hào)進(jìn)一步包括從所述 幀的物理層信令代碼塊中解碼得的多個(gè)符號(hào)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的DVB-S2接收器，其中當(dāng)通過(guò)符號(hào)率規(guī)格化的所述頻率 偏移的絕對(duì)值高于0.25時(shí)，所述頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器指示所述I/Q交換模塊交換所述同相分 量與所述正交相分量。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的DVB-S2接收器，其中所述頻率偏移估計(jì)器包括前饋頻 率估計(jì)器。
17.—種接收器，其包括I/Q交換模塊，其用以輸出同相分量和正交相分量；頻率偏移估計(jì)器，其用以確定所述同相和正交相分量的載波頻率的偏移；以及頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器，其耦合到所述頻率偏移估計(jì)器和所述I/Q交換模塊，所述頻 譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器用以當(dāng)所述載波頻率偏移的絕對(duì)值高于預(yù)定閾值時(shí)發(fā)信號(hào)通知所述 I/Q交換模塊交換所述同相分量與所述正交相分量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的接收器，其進(jìn)一步包括幀同步器，其耦合到所述頻率偏移估計(jì)器以使物理層標(biāo)頭的多個(gè)已知符號(hào)與所 述同相和正交相分量中的相應(yīng)符號(hào)同歩。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的接收器，其中所述頻率偏移估計(jì)器包括調(diào)制去除模塊，其用以通過(guò)將從所述已知符號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)與從所述接收的同相 和正交相分量產(chǎn)生的信號(hào)相乘來(lái)產(chǎn)生調(diào)制去除信號(hào)；以及 相位檢測(cè)器，其用以確定所述調(diào)制去除信號(hào)的相位值。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的接收器，其進(jìn)一步包括直接數(shù)字合成器，其用以從所述接收的同相和正交相分量中產(chǎn)生所述信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供用以基于載波信號(hào)的估計(jì)頻率偏移來(lái)檢測(cè)頻譜反轉(zhuǎn)的方法和設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，接收器包含I/Q交換模塊，其用以輸出同相分量和正交相分量；頻率偏移估計(jì)器，其用以確定所述同相和正交相分量的載波頻率的偏移；以及頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器，其耦合到所述頻率偏移估計(jì)器和所述I/Q交換模塊。所述頻譜反轉(zhuǎn)檢測(cè)器經(jīng)配置以當(dāng)所述載波頻率偏移的絕對(duì)值高于預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)信號(hào)通知所述I/Q交換模塊交換所述同相分量與所述正交相分量。
文檔編號(hào)H04N5/44GK101415080SQ200710187158
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
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