專利名稱：地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是移動(dòng)通信領(lǐng)域的一種方法，具體指的是一種分集接收的方法及裝置。
背景技術(shù)：
微波傳輸環(huán)境對(duì)移動(dòng)通信的性能有著極大的限制。在實(shí)際的微波無線通信環(huán)境中，信 道往往具有時(shí)間色散和頻率色散特性，發(fā)送信號(hào)將受到信道的嚴(yán)重干擾。無線信道的這種 時(shí)間色散是由多徑傳播引起的，稱為多徑效應(yīng)。多徑效應(yīng)使得寬帶信號(hào)產(chǎn)生符號(hào)間干擾， 造成頻率選擇性衰落。而信道的頻率色散使信道特性以一定的頻率動(dòng)態(tài)變化。
地面數(shù)字電視廣播單載波接收系統(tǒng)，通常采用自適應(yīng)均衡技術(shù)來對(duì)抗無線信道的這種 動(dòng)態(tài)頻率選擇性衰落。自適應(yīng)均衡技術(shù)能夠有效地克服符號(hào)間干擾的影響，但是隨著信道 的變化，當(dāng)接收機(jī)輸入端的信噪比較低時(shí)，分集信道均衡器判決產(chǎn)生的誤碼率也較高。在 判決反饋分集信道均衡器結(jié)構(gòu)中，這種突發(fā)錯(cuò)誤會(huì)引起誤碼擴(kuò)散，特別是當(dāng)信道幅度衰落 到零時(shí)，這種情況更為嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致分集信道均衡器崩潰。因此，單獨(dú)采用自適應(yīng)均衡 技術(shù)受信道衰落的影響較大。
分集是一種對(duì)抗信道衰落的技術(shù)。通過分集技術(shù)，可以獲得接收信號(hào)的多個(gè)獨(dú)立副本，
在同一時(shí)間段內(nèi)，它們同時(shí)深度衰落的機(jī)會(huì)很小，這樣就可以提高接收信號(hào)的信噪比，獲 得分集增益。因此將分集技術(shù)與自適應(yīng)均衡技術(shù)結(jié)合起來，可以有效地對(duì)抗動(dòng)態(tài)頻率選擇 性衰落，達(dá)到可靠傳輸?shù)哪康摹?br> 經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，在IEEE的論文"Optimum diversity combining with finite-tap decision feedback equalization in digital cellular mobile radio'，中， 采用了等增益合并與單個(gè)分集信道均衡器相結(jié)合的算法。這種算法要求兩個(gè)分集支路的信 道特性一致，即多徑的數(shù)量以及多徑相對(duì)延相同，這就限制了其獲取分集支路的方法。否 則，由于兩支路信道特性的不一致，導(dǎo)致接收信號(hào)所受到的等效信道衰落變得更為復(fù)雜， 雖然由于分集支路的獨(dú)立性可以抑制誤碼擴(kuò)散，但等效信道的復(fù)雜化使得分集信道均衡器 不能獲得有效的分集增益。同時(shí)，該方法也沒有考慮其對(duì)定時(shí)同步模塊的要求。由于需要 對(duì)齊兩路信號(hào)多徑位置，消除兩路信號(hào)的相對(duì)時(shí)延，兩個(gè)定時(shí)同步模塊之間也必須取得同步，這就增加了定時(shí)同步模塊設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，且現(xiàn)有技術(shù)中各個(gè)分集支路的定時(shí)同步模塊 必須要消除各分集支路信號(hào)的相對(duì)時(shí)延，當(dāng)分集支路數(shù)^>2時(shí)，定時(shí)模塊的設(shè)計(jì)會(huì)非常 復(fù)雜，甚至在實(shí)際應(yīng)用中無法實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提出一種新的分集接收的方法及裝 置。主要解決的技術(shù)問題有三個(gè) 一是放寬了對(duì)各個(gè)分集支路的信道獨(dú)立性的要求。各個(gè) 分集支路不僅受到的衰落是獨(dú)立的，而且其所經(jīng)歷的微波傳輸環(huán)境也可以是獨(dú)立的，即信 道的可分辨多徑數(shù)量和多徑相對(duì)時(shí)延可以相互獨(dú)立，這就放寬了該技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境，增加 了接收機(jī)在各種復(fù)雜環(huán)境中的魯棒性；二是降低了對(duì)均衡前定時(shí)同步模塊的技術(shù)要求?，F(xiàn) 有技術(shù)中各個(gè)分集支路的定時(shí)同步模塊必須要消除各分集支路信號(hào)的相對(duì)時(shí)延，當(dāng)分集支 路數(shù)^>2時(shí)，定時(shí)模塊的設(shè)計(jì)會(huì)非常復(fù)雜，甚至在實(shí)際應(yīng)用中無法實(shí)現(xiàn)。而本發(fā)明采用 不同的分集合并方式，使得各分集支路的定時(shí)同步模塊可以獨(dú)立工作，利用信道跟蹤器分 別跟蹤各自的信道的變化，進(jìn)而利用內(nèi)插器調(diào)整多徑位置，使得該支路的信道均衡工作在 最佳狀態(tài)；三是增加了分集信號(hào)的獲取方式。因?yàn)楦鱾€(gè)支路的信道特性和衰落是獨(dú)立的， 即各個(gè)分集支路的微波傳輸環(huán)境可以相互獨(dú)立，所以可以用空間分集、極化分集、角度分 集等等一切分集方式，且采用空間分集對(duì)天線的距離也沒有要求，這樣就增加了接收機(jī)設(shè) 計(jì)的靈活性和開闊了應(yīng)用領(lǐng)域。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是 一種地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng) 分集接收裝置，包括用于跟蹤分集信號(hào)的信道變化的分集信道跟蹤器和與分集信道跟蹤器 相連接的用于對(duì)抗信道中的多徑的分集信道均衡器，所述分集信道跟蹤器包括與N (N大 于等于2)路分集信號(hào)相對(duì)應(yīng)的N個(gè)分集信道跟蹤單元，所述分集信道均衡器包括與N個(gè) 分集信道跟蹤單元相對(duì)應(yīng)的N個(gè)前饋濾波器、與前饋濾波器采用重疊結(jié)構(gòu)的反饋濾波器、 將N個(gè)前饋濾波器的輸出與反饋濾波器的信號(hào)進(jìn)行合并的加和器；所述分集信道跟蹤器利 用時(shí)域PN序列做相關(guān)，并通過相關(guān)峰值，得到信道的初步估計(jì)；針對(duì)不同接收信號(hào)的不 同信道估計(jì)，綜合調(diào)整信道中的多徑變化，最大范圍的利用分集信道均衡器；所述分集信 道跟蹤器利用所接收的數(shù)據(jù)信息中的已知幀頭信息來確定所述分集信道均衡器的中心參 考抽頭位置及啟動(dòng)時(shí)間。所述分集信道跟蹤器包括N個(gè)相互獨(dú)立的分集信道跟蹤單元，所 述分集信道跟蹤單元包括相互連接的內(nèi)插器、相關(guān)器和環(huán)路濾波器；所述分集信道跟蹤器 包括N個(gè)分集信道跟蹤單元，所述分集信道跟蹤單元包括相互連接的內(nèi)插器、相關(guān)器、調(diào) 整器和環(huán)路濾波器，且每兩個(gè)分集信道跟蹤單元共用一個(gè)調(diào)整器和一個(gè)環(huán)路濾波器；所述
5分集信道跟蹤器包括N個(gè)分集信道跟蹤單元，所述分集信道跟蹤單元包括相互連接的內(nèi)插 器、相關(guān)器、調(diào)整器和環(huán)路濾波器，且每兩個(gè)分集信道跟蹤單元共用一個(gè)調(diào)整器；所述分 集信道均衡器的判決中心在前饋濾波器中的除最右端外的任意位置；所述前饋濾波器均采 用分?jǐn)?shù)間隔濾波器結(jié)構(gòu)，并利用MMSE準(zhǔn)則進(jìn)行抽頭系數(shù)的優(yōu)化；所述分集信道均衡器的 抽頭系數(shù)更新采用基于廳SE準(zhǔn)則的自適應(yīng)算法；所述分集信道均衡器中的前饋濾波器可 以采用時(shí)域的橫向?yàn)V波器結(jié)構(gòu)，也可以采用頻域的濾波器結(jié)構(gòu)，所述的頻域的濾波器結(jié)構(gòu) 包括一個(gè)快速傅立葉變換(FFT)模塊， 一個(gè)頻域單抽頭均衡模塊和一個(gè)逆快速傅立葉變 換(IFFT)模塊。
一種地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收的方法，該方法包含以下步驟.-
1) 通過分集接收的形式獲得到N (N大于等于2)路數(shù)字采樣信號(hào)；
2) 上述N路數(shù)字采樣信號(hào)分別經(jīng)過分集信道跟蹤器的跟蹤單元，其首先通過一個(gè)內(nèi) 插器進(jìn)行重采樣，使得采樣時(shí)鐘精確同步，(進(jìn)行信道多徑變化的調(diào)整)，經(jīng)過調(diào)整后的數(shù) 字采樣信號(hào)分為兩路， 一路分別輸出給分集信道均衡器的前饋濾波器；另一路信號(hào)通過相 關(guān)器進(jìn)行信道估計(jì)，通過PN自相關(guān)值得到信道的時(shí)域沖擊響應(yīng)，由此可以得到主徑的位 置偏移值，將其輸入環(huán)路濾波器得到內(nèi)插器控制信號(hào)，控制內(nèi)插器對(duì)分集信道均衡器濾波 器中多徑的位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，將主徑的位置大致固定在判決中心處，使得各分集支路的 均衡都處于最佳狀態(tài)。
3) 上述經(jīng)過調(diào)整后的數(shù)字采樣信號(hào)進(jìn)入分集信道均衡器的N個(gè)前饋濾波器中，當(dāng)其 中一路信號(hào)主徑到達(dá)分集信道均衡器的判決中心處時(shí)分集信道均衡器開始工作，N個(gè)前饋 濾波器的輸出與反饋濾波器的加和作為分集信道均衡器對(duì)信息符號(hào)序列的估計(jì)值，經(jīng)判決 得到判決輸出送入反饋濾波器中。
所述分集信道跟蹤器的跟蹤單元還包括調(diào)整器，其作用是消除兩兩分集支路的多徑時(shí) 延，以降低合并后等效信道的復(fù)雜度，提高均衡器的輸出信噪比。調(diào)整器根據(jù)N路相關(guān)峰 值位置偏差，輸出調(diào)整值，調(diào)整值通過環(huán)路濾波器后控制內(nèi)插器；所述調(diào)整器可以通過對(duì) N個(gè)信道響應(yīng)的之間的位置關(guān)系，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)整，將N路信號(hào)的信道響應(yīng)最大值調(diào)整到相 同的位置，即是通過內(nèi)插器的調(diào)整，將信號(hào)中的主徑信號(hào)間的時(shí)延調(diào)整到0;所述分集信 道均衡器的抽頭系數(shù)采用基于MMSE準(zhǔn)則的自適應(yīng)算法動(dòng)態(tài)更新，根據(jù)分集支路信道衰落 的惡劣程度，動(dòng)態(tài)調(diào)整N個(gè)前饋濾波器輸出在分集信道均衡器估計(jì)值中所占的權(quán)重，使得 分集信道均衡器的均方誤差在信道動(dòng)態(tài)變化過程始終處于一個(gè)較小值；所述前饋濾波器與 反饋濾波器采用重疊結(jié)構(gòu)，分集信道均衡器的判決中心在前饋濾波器中的除最右端外的任
6意位置；所述分集信道均衡器的前饋濾波器均采用分?jǐn)?shù)間隔濾波器結(jié)構(gòu)，所述分集信道均 衡器的抽頭系數(shù)更新采用基于MMSE準(zhǔn)則的自適應(yīng)算法。且本技術(shù)方案中所述分集接收的 分集信號(hào)不需要同步。
即以N3為例，當(dāng)兩個(gè)分集支路的信息符號(hào)序列分別輸入兩個(gè)前饋濾波器，兩個(gè)前饋 濾波器輸出的加和與反饋濾波器的輸出相加作為分集信道均衡器對(duì)當(dāng)前信息符號(hào)的估計(jì) 值。由于分集合并的加和點(diǎn)是在兩條支路前饋濾波器的輸出端，所以不需要兩條支路的信 息符號(hào)序列嚴(yán)格對(duì)齊，在判決符號(hào)一致的情況下，濾波器的抽頭會(huì)根據(jù)輸入的信息序列自 適應(yīng)地調(diào)整。此時(shí)，定時(shí)同步模塊只需要保證該支路信道的主徑盡量靠近判決中心以發(fā)揮 分集信道均衡器的最大功效就可以了，這就簡化定時(shí)同步模塊的設(shè)計(jì)。
同樣，由于采用了兩個(gè)前饋濾波器，各支路的信道特性不需要一致，前饋濾波器的糾 正各自的信道衰落，而它們的抽頭系數(shù)則通過基于MMSE準(zhǔn)則的自適應(yīng)算法動(dòng)態(tài)調(diào)整。當(dāng) 一個(gè)支路深度衰落時(shí)，要保持均方誤差盡量小，則基于miSE準(zhǔn)則的自適應(yīng)均衡算法會(huì)調(diào) 節(jié)抽頭，使得該支路的前饋濾波器的輸出在分集信道均衡器估計(jì)值中的權(quán)重減小，另一個(gè) 支路的權(quán)重增大，對(duì)于整個(gè)均衡系統(tǒng)來說，可以維持最小均方誤差的穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)突發(fā) 的判決錯(cuò)誤，導(dǎo)致誤碼擴(kuò)散。
本發(fā)明可以極大地提高地面數(shù)字電視廣播單載波接收系統(tǒng)的魯棒性，與現(xiàn)有技術(shù)相 比，本發(fā)明可以達(dá)到在惡劣動(dòng)態(tài)信道條件下，大幅提高接收機(jī)靈敏度，降低誤碼率的目的。


通過以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解其發(fā)明的目的、具體
結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為
圖1是本發(fā)明地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置的系統(tǒng)框圖； 圖2是本發(fā)明地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置第二實(shí)施例的系統(tǒng)框圖； 圖3是本發(fā)明地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置第三實(shí)施例的系統(tǒng)框圖； 圖4是本發(fā)明分集信道均衡器的前饋濾波器的頻域結(jié)構(gòu)的示意框圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖具體介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例，圖中相同的結(jié)構(gòu)或功能用相同的數(shù)字標(biāo) 出。應(yīng)該指出的是，附圖的目的只是便于對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的說明，不是一種多余的敘 述或是對(duì)本發(fā)明范圍的限制，此外，附圖沒有必要按比例畫出。
本發(fā)明引入了一種新穎的分集接收方法和接收裝置，本說明書及說明書附圖中以兩路分集支路為例(三路以上原理相同，在此不再贅述)，利用其獨(dú)立衰落特性來對(duì)抗信道的 動(dòng)態(tài)頻率選擇性衰落。
如說明書附l所示，本發(fā)明地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置包括用于跟 蹤分集信號(hào)的信道變化的分集信道跟蹤器和與分集信道跟蹤器相連接的用于對(duì)抗信道中 的多徑的分集信道均衡器，所述分集信道跟蹤器包括與N(N大于等于2，本發(fā)明中以N:2， 為例進(jìn)行詳細(xì)的說明)路分集信號(hào)相對(duì)應(yīng)的2個(gè)相互獨(dú)立的分集信道跟蹤單元，所述分集 信道跟蹤單元包括相互連接的內(nèi)插器、相關(guān)器和環(huán)路濾波器；所述分集信道均衡器包括與 2個(gè)分集信道跟蹤單元相對(duì)應(yīng)的2個(gè)前饋濾波器、與前饋濾波器采用重疊結(jié)構(gòu)的反饋濾波 器、將2個(gè)前饋濾波器的輸出與反饋濾波器的信號(hào)進(jìn)行合并的加和器。所述分集信道跟蹤 器利用時(shí)域PN序列做相關(guān)，利用所接收的數(shù)據(jù)信息中的己知幀頭信息來確定所述分集信 道均衡器的中心參考抽頭位置及啟動(dòng)時(shí)間，并通過相關(guān)峰值，得到信道的初步估計(jì)；針對(duì) 不同接收信號(hào)的不同信道估計(jì)，綜合調(diào)整信道中的多徑變化，最大范圍的利用分集信道均 衡器。
本發(fā)明中所述分集接收裝置可通過任何一種分集接收的形式獲得兩個(gè)獨(dú)立衰落的信
號(hào)副本^，'' = 1，2，經(jīng)過接收濾波的再采樣后，得到兩路數(shù)字采樣信號(hào)乂 1，2，上述兩 路數(shù)字采樣信號(hào)分別經(jīng)過分集信道跟蹤器的兩個(gè)跟蹤單元，其首先通過跟蹤單元的一個(gè)內(nèi) 插器進(jìn)行重采樣，使得采樣時(shí)鐘精確同步，(進(jìn)行信道多徑變化的調(diào)整)，經(jīng)過調(diào)整后的數(shù) 字采樣信號(hào)分為兩路， 一路分別輸出給分集信道均衡器的前饋濾波器；另一路信號(hào)通過相 關(guān)器進(jìn)行信道估計(jì)，通過PN自相關(guān)值得到信道的時(shí)域沖擊響應(yīng)，由此可以得到主徑的位 置偏移值，將其輸入環(huán)路濾波器得到內(nèi)插器控制信號(hào)，控制內(nèi)插器對(duì)分集信道均衡器的濾 波器中多徑的位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，將主徑的位置大致固定在判決中心處，使得各分集支路 的均衡都處于最佳狀態(tài)；上述經(jīng)過調(diào)整后的數(shù)字采樣信號(hào)進(jìn)入分集信道均衡器的兩個(gè)前饋 濾波器中，當(dāng)其中一路信號(hào)主徑到達(dá)分集信道均衡器的判決中心處時(shí)分集信道均衡器開始
工作，兩個(gè)前饋濾波器的輸出與反饋濾波器的加和作為分集信道均衡器對(duì)信息符號(hào)序列A
的估計(jì)值^，經(jīng)判決得到判決輸出"送入反饋濾波器中；即，兩個(gè)分集支路組成等效低通
輸入信號(hào)"(')W (/ =1; 2)通過根升余弦濾波器，再經(jīng)過采樣內(nèi)插后分別送入兩個(gè)前饋濾波器。
這兩個(gè)前饋濾波器的輸出與反饋濾波器的加和值作為分集信道均衡器對(duì)輸入序列^的估
計(jì)值&。兩個(gè)前饋濾波器的抽頭與反饋濾波器的抽頭在時(shí)間序列上存在重疊，即分集信道 均衡器的判決中心在前饋濾波器中的某個(gè)位置而不在最右端，使得在分集信道均衡器開始判決的時(shí)候，估計(jì)值&所對(duì)應(yīng)的信息符號(hào)^的位置不必固定在分集信道均衡器的最右端，
而是在判決中心附近的某個(gè)位置。這樣兩路信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信息符號(hào)^的位置可以不同，即 兩個(gè)分集支路的時(shí)延可以不同。在保證分集信道均衡器判決信息符號(hào)一致的情況下，兩個(gè) 支路的信息符號(hào)系列不需要同歩，這就簡化了內(nèi)插器的設(shè)計(jì)；即所述內(nèi)插器主要完成兩個(gè) 功能 一是根據(jù)對(duì)應(yīng)支路相關(guān)器輸出的峰值位置偏差調(diào)整支路的信息符號(hào)采樣速率，使采 樣時(shí)鐘精確同步。二是根據(jù)支路多徑位置(信道衰落)的變化，調(diào)整采樣速率，使信道的 主徑始終保持在判決中心的位置上，使該路分集信道均衡器達(dá)到最佳功效。在本發(fā)明提出 的這種新結(jié)構(gòu)下，由于兩個(gè)分集支路的信息符號(hào)系列不需要同步，各支路的內(nèi)插器可以獨(dú) 立工作而不相互影響。
從說明書附圖2-3中，所述分集信道跟蹤器的跟蹤單元還可選的包括一調(diào)整器，其作 用是消除兩路分集支路的多徑時(shí)延，以降低合并后等效信道的復(fù)雜度，提高均衡器的輸出 信噪比。調(diào)整器根據(jù)N (N=2)路相關(guān)峰值位置偏差，輸出調(diào)整值，調(diào)整值通過環(huán)路濾波器 后控制內(nèi)插器；所述調(diào)整器可以通過對(duì)N (N=2)個(gè)信道響應(yīng)的之間的位置關(guān)系，進(jìn)行聯(lián)合 調(diào)整，將兩路信號(hào)的信道響應(yīng)最大值調(diào)整到相同的位置，即是通過內(nèi)插器的調(diào)整。
所述分集信道均衡器的抽頭系數(shù)通過基于麗SE準(zhǔn)則的自適應(yīng)算法動(dòng)態(tài)調(diào)整。分集 信道均衡器的兩個(gè)前饋濾波器在糾正信道符號(hào)間干擾的同時(shí)，會(huì)基于醒SE準(zhǔn)則，根據(jù)兩 個(gè)分集支路信道衰落的惡劣程度，動(dòng)態(tài)調(diào)整兩個(gè)前饋濾波器輸出在分集信道均衡器估計(jì)值
&中所占的權(quán)重，以達(dá)到在信道動(dòng)態(tài)變化過程中保持均方誤差始終處于一個(gè)較小值的目 的。這實(shí)際上是一種MMSE分集合并。
本發(fā)明的分集信道均衡器前饋濾波器部分采用分?jǐn)?shù)間隔濾波器結(jié)構(gòu)，且所述前饋 濾波器可以采用時(shí)域的橫向?yàn)V波器結(jié)構(gòu)，也可以采用頻域的濾波器結(jié)構(gòu)，所述的頻域的濾 波器結(jié)構(gòu)可以包括一個(gè)快速傅立葉變換(FFT)模塊， 一個(gè)頻域單抽頭均衡模塊和一個(gè)逆 快速傅立葉變換(IFFT)模塊，如圖4所述；所述的接收濾波器采用與發(fā)送端程序?yàn)V波器 相匹配的根升余弦濾波器，這使得分集信道均衡器可以對(duì)信道固有頻率失真進(jìn)行補(bǔ)償，而 不是補(bǔ)償接收信號(hào)的折疊譜，另外這種結(jié)構(gòu)使得分集信道均衡器對(duì)采樣點(diǎn)的選擇不敏感， 內(nèi)插器不用對(duì)采樣相位進(jìn)行調(diào)整。通過仔細(xì)的設(shè)計(jì)升余旋濾波器的滾降系數(shù)和級(jí)聯(lián)一個(gè)高 性能的時(shí)域分集信道均衡器，采用分?jǐn)?shù)間隔前饋濾波器的均衡結(jié)構(gòu)性能可以接近由匹配濾 波器后接一個(gè)符號(hào)速率分集信道均衡器的最佳線性接收機(jī)。設(shè)兩路信息符號(hào)序列為其中A')是對(duì)匹配濾波器W-,)輸出信號(hào)/)")在/ ="時(shí)刻的采樣， < 和《分別是對(duì) 沖擊響應(yīng)W)4W"(—0 ， v(0 = zW*W-O的采樣，^)為接收信號(hào)的沖激響應(yīng)。采用顧SE
準(zhǔn)則作為分集信道均衡器抽頭自適應(yīng)算法的依據(jù)，選擇分集信道均衡器抽頭系數(shù)^》使得 分集信道均衡器估計(jì)值誤差最小。設(shè)分集信道均衡器前饋濾波器級(jí)數(shù)為《+《，反饋濾波 器級(jí)數(shù)為^，其中&是前饋濾波器和反饋濾波器重疊部分的級(jí)數(shù)，則分集信道均衡器的 加和& ，即對(duì)所傳輸?shù)男畔⑿蛄衈的估計(jì)為
人'3
產(chǎn)A '=1 _/=i (2)
分集信道均衡器的均方誤差為
/ = ￡|^|2=￡1乙_/」2 (3) 將式(2)帶入式(3)中，根據(jù)正交準(zhǔn)則，有
'a力—/
1 2 /仏
(4)
有式(l)、式(2)、式(4)可以得到求解雙前饋濾波器畫SE合并結(jié)構(gòu)的分集信道均衡器 抽頭系數(shù)的方程為
"叫
(5)
=1,2,—《S/"2
(6)
由式(6)可以看到，兩個(gè)前饋濾波器的抽頭系數(shù)實(shí)際上是相互影響的，在麗SE準(zhǔn)則下 達(dá)到系統(tǒng)整體最優(yōu)。此時(shí)分集信道均衡器的均方誤差可以表示為
1-ii>;"
、產(chǎn)—& ,=iv (7)
為了更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以下提供實(shí)事例作進(jìn)一步描述
本發(fā)明所述的分集接收裝置采用任何一種分集接收的形式獲得兩個(gè)獨(dú)立衰落的信號(hào) 副本"/')，'' = 1，2，經(jīng)過接收濾波再采樣后，得到兩路信息符號(hào)序列^')，/ = 1'2。
10信息符號(hào)序列經(jīng)過內(nèi)插器校正采樣時(shí)鐘后，分成兩路， 一路進(jìn)入分集信道跟蹤單元， (相關(guān)器，)另一路進(jìn)入分集信道均衡器前饋濾波器，分集信道跟蹤單元由相關(guān)器、內(nèi)插 器、環(huán)路濾波器以及可選的調(diào)整器所組成，不同的分集信道跟蹤單元(內(nèi)插器)可以獨(dú)立 工作。
分集信道跟蹤單元中的相關(guān)器利用單載波信號(hào)幀中的PN頭的相關(guān)特性，獲得信號(hào)幀 的同步信息，其輸出是相關(guān)峰值位置偏差，經(jīng)過環(huán)路濾波得到內(nèi)插器控制信號(hào)。根據(jù)不同 的實(shí)現(xiàn)方案，相關(guān)峰值位置偏差可選擇地送入調(diào)整器或直接送入環(huán)路濾波器。內(nèi)插器受控 制信號(hào)的影響調(diào)整信號(hào)的采樣頻率， 一方面是消除采樣始終抖動(dòng)，另一方面是拉動(dòng)該路信 號(hào)，使主徑對(duì)齊分集信道均衡器的判決中心以發(fā)揮分集信道均衡器的最大功效。每個(gè)調(diào)整 器將所有分集支路兩兩分成一組，從峰值位置偏差中檢測兩個(gè)支路的多徑時(shí)延，并調(diào)整控 制信號(hào)，使得內(nèi)插器在多徑拉動(dòng)的過程中將這個(gè)時(shí)延消除。這樣就降低了原方案中消除所 有支路多徑時(shí)延的復(fù)雜度，同時(shí)極大地降低了分集合并后等效信道的復(fù)雜度，提高了均衡 器的輸出信噪比。
兩路序列分別輸入分集信道均衡器前饋濾波器，當(dāng)其中一路信號(hào)主徑到達(dá)判決中心處 時(shí)分集信道均衡器開始工作，兩個(gè)前饋濾波器的輸出與反饋濾波器的加和作為分集信道均
衡器對(duì)信息符號(hào)序列A的估計(jì)值& ，經(jīng)判決得到判決輸出^送入反饋濾波器中。
分集信道均衡器抽頭系數(shù)采用基于麗SE準(zhǔn)則的自適應(yīng)算法動(dòng)態(tài)更新，根據(jù)兩個(gè)分集
支路信道衰落的惡劣程度，動(dòng)態(tài)調(diào)整兩個(gè)前饋濾波器輸出在分集信道均衡器估計(jì)值^中所 占的權(quán)重，使得分集信道均衡器的均方誤差在信道動(dòng)態(tài)變化過程始終處于一個(gè)較小值。
本發(fā)明圖2，圖3分別為第二實(shí)施例和第三實(shí)施例的框圖，其與圖l的第一實(shí)施例相 區(qū)別的是分集信道跟蹤器的結(jié)構(gòu)，即圖1所示的第一實(shí)施例中所述分集信道跟蹤器包括2 個(gè)相互獨(dú)立的分集信道跟蹤單元，所述分集信道跟蹤單元包括相互連接的內(nèi)插器、相關(guān)器 和環(huán)路濾波器；而第二實(shí)施例中所述分集信道跟蹤器包括2個(gè)分集信道跟蹤單元，所述分 集信道跟蹤單元包括相互連接的內(nèi)插器、相關(guān)器、調(diào)整器和環(huán)路濾波器，且兩個(gè)分集信道 跟蹤單元共用一個(gè)調(diào)整器和一個(gè)環(huán)路濾波器；而第三實(shí)施例中所述分集信道跟蹤器包括2 個(gè)分集信道跟蹤單元，所述分集信道跟蹤單元包括相互連接的內(nèi)插器、相關(guān)器、調(diào)整器和 環(huán)路濾波器，且兩個(gè)分集信道跟蹤單元共用一個(gè)調(diào)整器；至于調(diào)整器的作用上文已經(jīng)有介 紹，而分集信道均衡器的結(jié)構(gòu)都是相同的上文也有敘述，在此不再贅述。
根據(jù)上述的實(shí)施步驟，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，在惡劣動(dòng)態(tài)信道條件下，可以大 幅提高接收機(jī)靈敏度，降低誤碼率，極大地提高接收機(jī)的魯棒性，同時(shí)降低了定時(shí)同步模
11塊的設(shè)計(jì)要求，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為簡單。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。任何 熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，利用上述揭示的方法內(nèi)容 對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，均屬于權(quán)利要求書保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1、一種地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置，包括用于跟蹤分集信號(hào)的信道變化的分集信道跟蹤器和與分集信道跟蹤器相連接的用于對(duì)抗信道中的多徑的分集信道均衡器，其特征在于所述分集信道跟蹤器包括與N(N大于等于2)路分集信號(hào)相對(duì)應(yīng)的N個(gè)分集信道跟蹤單元，所述分集信道均衡器包括與N個(gè)分集信道跟蹤單元相對(duì)應(yīng)的N個(gè)前饋濾波器、反饋濾波器、將N個(gè)前饋濾波器的輸出與反饋濾波器的信號(hào)進(jìn)行合并的加和器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置，其特征在于所述分集信道跟蹤器利用所接收的數(shù)據(jù)信息中的已知幀頭信息來確定所述分集信道均衡器的中心參考抽頭位置及啟動(dòng)時(shí)間。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置，其特征在于所述分集信道跟蹤器包括N個(gè)相互獨(dú)立的分集信道跟蹤單元，所述分集信道跟蹤單元包括相互連接的內(nèi)插器、相關(guān)器和環(huán)路濾波器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置，其特征在于所述分集信道跟蹤器包括N個(gè)分集信道跟蹤單元，所述分集信道跟蹤單元包括相互連接的內(nèi)插器、相關(guān)器、環(huán)路濾波器和可選的調(diào)整器，且每兩個(gè)分集信道跟蹤單元共用一個(gè)調(diào)整器和/或一個(gè)環(huán)路濾波器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置，其特征在于所述分集信道均衡器的判決中心在前饋濾波器中的除最右端外的任意位置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置，其特征在于所述前饋濾波器均采用分?jǐn)?shù)間隔濾波器結(jié)構(gòu)，并利用麗SE準(zhǔn)則進(jìn)行抽頭系數(shù)的優(yōu)化。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收裝置，其特征在于所述分集信道均衡器中的前饋濾波器可以采用時(shí)域的橫向?yàn)V波器結(jié)構(gòu)，也可以采用頻域的濾波器結(jié)構(gòu)，所述的頻域的濾波器結(jié)構(gòu)包括一個(gè)快速傅立葉變換(FFT)模塊， 一個(gè)頻域單抽頭均衡模塊和一個(gè)逆快速傅立葉變換(IFFT)模塊。
8、 一種地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收的方法，其特征在于該方法包含以下步驟1) 通過分集接收的形式獲得到N (N大于等于2)路數(shù)字采樣信號(hào)；2) 上述N路數(shù)字采樣信號(hào)分別經(jīng)過分集信道跟蹤器的N個(gè)跟蹤單元進(jìn)行信號(hào)調(diào)整，經(jīng)過調(diào)整后的數(shù)字采樣信號(hào)分為兩路， 一路輸出給分集信道均衡器的前饋濾波器；另一路在跟蹤單元內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)信息跟蹤監(jiān)測；3)上述經(jīng)過調(diào)整后的數(shù)字采樣信號(hào)進(jìn)入分集信道均衡器的前饋濾波器中，當(dāng)其中一路信號(hào)主徑到達(dá)分集信道均衡器的判決中心處時(shí)分集信道均衡器開始工作。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收的方法，其特征在于所述分集信道跟蹤器利用所接收的數(shù)據(jù)信息中的已知幀頭信息來確定所述分集信道均衡器的中心參考抽頭位置及啟動(dòng)時(shí)間。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收的方法，其特征在于所述分集信道跟蹤器的跟蹤單元包括相互連接的內(nèi)插器、相關(guān)器、環(huán)路濾波器和可選的調(diào)整器，且每兩個(gè)分集信道跟蹤單元共用一個(gè)調(diào)整器和/或一個(gè)環(huán)路濾波器，
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收的方法，其特征在于上述N路數(shù)字采樣信號(hào)分別經(jīng)過分集信道跟蹤器的跟蹤單元，其首先通過一個(gè)內(nèi)插器進(jìn)行重采樣，使得采樣時(shí)鐘精確同步，經(jīng)過調(diào)整后的數(shù)字采樣信號(hào)分為兩路， 一路分別輸出給分集信道均衡器的前饋濾波器；另一路通過相關(guān)器進(jìn)行信道估計(jì)，通過PN自相關(guān)值得到信道的時(shí)域沖擊響應(yīng)，由此得到主徑的位置偏移值，將其輸入環(huán)路濾波器得到內(nèi)插器控制信號(hào)，控制內(nèi)插器對(duì)分集信道均衡器的前饋濾波器中多徑的位置，將主徑的位置大致固定在判決中心處，所述調(diào)整器可以通過對(duì)N個(gè)信道響應(yīng)的之間的位置關(guān)系，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)整，將N路信號(hào)的信道響應(yīng)最大值調(diào)整到相同的位置，即是通過內(nèi)插器的調(diào)整，將信號(hào)中的主徑信號(hào)間的時(shí)延調(diào)整到0。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收的方法，其特征在于所述前饋濾波器與反饋濾波器采用重疊結(jié)構(gòu)，分集信道均衡器的判決中心在前饋濾波器中的除最右端外的任意位置。
13、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收的方法，其特征在于所述分集信道均衡器的前饋濾波器采用分?jǐn)?shù)間隔濾波器結(jié)構(gòu)，且所述前饋濾波器可以采用時(shí)域的橫向?yàn)V波器結(jié)構(gòu)，也可以采用頻域的濾波器結(jié)構(gòu)，所述的頻域的濾波器結(jié)構(gòu)包括一個(gè)快速傅立葉變換(FFT)模塊， 一個(gè)頻域單抽頭均衡模塊和一個(gè)逆快速傅立葉變換(FFT)模塊。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1或者8所述的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收的方法，其特征在于所述分集接收的分集信號(hào)不需要同步。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)分集接收的裝置及方法，包括用于跟蹤分集信號(hào)的信道變化的分集信道跟蹤器和與分集信道跟蹤器相連接的用于對(duì)抗信道中的多徑的分集信道均衡器，所述分集信道跟蹤器包括與N(N大于等于2)路分集信號(hào)相對(duì)應(yīng)的N個(gè)分集信道跟蹤單元，所述分集信道均衡器包括與N個(gè)分集信道跟蹤單元相對(duì)應(yīng)的N個(gè)前饋濾波器、反饋濾波器、將N個(gè)前饋濾波器的輸出與反饋濾波器的信號(hào)進(jìn)行合并的加和器，本發(fā)明可以極大地提高地面數(shù)字電視廣播單載波接收系統(tǒng)的魯棒性，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以達(dá)到在惡劣動(dòng)態(tài)信道條件下，大幅提高接收機(jī)靈敏度，降低誤碼率的目的。
文檔編號(hào)H04B7/02GK101500105SQ20091004744
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者洋 盧, 戴永清, 梁偉強(qiáng), 鑫 謝, 馬宏偉 申請(qǐng)人:上海高清數(shù)字科技產(chǎn)業(yè)有限公司