用于估計頻道響應(yīng)的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于估計頻道響應(yīng)的裝置及方法。本發(fā)明的方法包含：一接收模塊接收于第一時間區(qū)段抵達(dá)的第一數(shù)據(jù)與第一參考數(shù)據(jù)、于第二時間區(qū)段抵達(dá)的第二數(shù)據(jù)與第二參考數(shù)據(jù)，以及于第三時間區(qū)段抵達(dá)的第三數(shù)據(jù)與第三參考數(shù)據(jù)。一估計模塊估計第一數(shù)據(jù)、第三數(shù)據(jù)、第一參考數(shù)據(jù)、第二參考數(shù)據(jù)及第三參考數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的頻道響應(yīng)。一系數(shù)計算模塊根據(jù)第一參考數(shù)據(jù)、第二參考數(shù)據(jù)及第三參考數(shù)據(jù)所對應(yīng)頻道響應(yīng)進(jìn)行一維納濾波器系數(shù)計算程序，以產(chǎn)生一組時域內(nèi)插系數(shù)。一內(nèi)插模塊根據(jù)該組時域內(nèi)插系數(shù)，利用第一數(shù)據(jù)與第三數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的頻道響應(yīng)內(nèi)插產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)對應(yīng)的頻道響應(yīng)。
【專利說明】用于估計頻道響應(yīng)的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明與數(shù)字信號廣播技術(shù)相關(guān)，且尤其相關(guān)于如何估計綜合服務(wù)數(shù)位地面廣播(integrated services digital broadcasting-terrestrial, ISDB-T)信號的步頁道口向應(yīng)(channel effect)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)位電視廣播的發(fā)展?jié)u趨成熟。除了經(jīng)由電纜線路傳送外，數(shù)位電視信號也可透過基地臺或人造衛(wèi)星等設(shè)備以無線信號的型態(tài)被傳遞。綜合服務(wù)數(shù)位地面廣播(ISDB-T)便是目前該領(lǐng)域中被廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)之一。無線信號在傳遞過程中難免會受到其傳輸環(huán)境的影響及干擾。ISDB-T接收端必須評估出相對應(yīng)的頻道響應(yīng)，進(jìn)而消除頻道響應(yīng)對信號內(nèi)容的影響，始能正確解讀接收到的數(shù)據(jù)。
[0003]ISDB-T信號中的每個數(shù)據(jù)幀(frame)各自包含204個正交分頻多工(orthogonalfrequency division multiplexing, OFDM)符號(symbol),而每個符號又各自包含多個副載波(subcarrier)承載的內(nèi)容位元。圖1為ISDB-T的信號內(nèi)容配置范例，其橫軸為頻率，縱軸為符號編號(編號愈大者的發(fā)送時間愈晚)。如圖1所示，頻率指標(biāo)為3的倍數(shù)(例如
0、3、6、9、...)的副載波每隔四個符號會承載一個分散引導(dǎo)信號(scatterpilot, SP)。
[0004]由于上述分散引導(dǎo)信號的原始內(nèi)容為接收端已知，因此可做為接收端判定頻道響應(yīng)的依據(jù)。舉例而言，ISDB-T接收端可先找出時間指標(biāo)為O、頻率指標(biāo)為O的分散引導(dǎo)信號的頻域頻道響應(yīng)H(t = &_)，以及時間指標(biāo)為4、頻率指標(biāo)為O的分散引導(dǎo)信號的頻域頻道響應(yīng)H(t = 4，f=(l)。隨后，ISDB-T接收端可利用時域內(nèi)插(time-domain interpolation)決定位于 H(t = O, f=0) 和 H(t = 4, f=o)之間的頻域頻道響應(yīng) H(t = ι f=0)、H(t = 2，f=0)、H(t = 3j f=0) o 相似地，ISDB-T
接收端可利用 H(t = i，f=3)和 H(t = 5，f=3) 內(nèi)插出位于兩者之間的 H(t = 2，f=3)、H(t = 3，f=3)、H(t = 4，f=3)。
[0005]一般而言，ISDB-T接收端依據(jù)時間間隔的比例決定時域內(nèi)插系數(shù)，例如令H(t =
1,f=o)=H(t= o,f=o)*0.25+H(t = 4,f=Q)*0.75，也就是令對應(yīng)于 H(t = 1，f=Q)的時域內(nèi)插系數(shù)為 0.25 和
0.75。依此類推，H(t = 2，f=?廠H(t = (?，?=(?)*0.5+H(t = 4，_*0.5，而 H(t = 3，f=?廠H(t = o, f=o)*0.75+H(t =
4,f=0)*0.25。在頻道響應(yīng)會隨著時間演進(jìn)而快速變動的情況下(例如于存在杜卜勒效應(yīng)的傳播環(huán)境中)，這種選擇時域內(nèi)插系數(shù)的方式很容易產(chǎn)生錯誤的內(nèi)插結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提出新的頻道響應(yīng)估計裝置及頻道響應(yīng)估計方法。藉由利用維納濾波器(Wiener filter)系數(shù)計算程序動態(tài)決定時域內(nèi)插系數(shù)，相較于以固定時間間隔比例決定內(nèi)插系數(shù)的先前技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的估計裝置及估計方法能更確實反映頻道響應(yīng)隨著時間演進(jìn)而產(chǎn)生的變動。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例為一種頻道響應(yīng)估計裝置，其中包含一接收模塊、一估計模塊 、一系數(shù)計算模塊及一內(nèi)插模塊。該接收模塊用以接收于一第一時間區(qū)段抵達(dá)的
一第一數(shù)據(jù)與一第一參考數(shù)據(jù)、于一第二時間區(qū)段抵達(dá)的一第二數(shù)據(jù)與一第二參考數(shù)據(jù)，以及于一第三時間區(qū)段抵達(dá)的一第三數(shù)據(jù)與一第三參考數(shù)據(jù)。該第一數(shù)據(jù)、該第二數(shù)據(jù)與該第三數(shù)據(jù)透過一第一副載波傳遞。該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)與該第三參考數(shù)據(jù)透過一第二副載波傳遞。該估計模塊用以估計該第一數(shù)據(jù)、該第三數(shù)據(jù)、該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的一頻道響應(yīng)。該系數(shù)計算模塊用以根據(jù)該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)所對應(yīng)的這些頻道響應(yīng)進(jìn)行一維納濾波器系數(shù)計算程序，以產(chǎn)生一組時域內(nèi)插系數(shù)。該內(nèi)插模塊用以根據(jù)該組時域內(nèi)插系數(shù)，利用該第一數(shù)據(jù)與該第三數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的該頻道響應(yīng)內(nèi)插產(chǎn)生該第二數(shù)據(jù)對應(yīng)的一頻道響應(yīng)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例為一頻道響應(yīng)估計方法。該方法首先執(zhí)行一接收步驟，接收于一第一時間區(qū)段抵達(dá)的一第一數(shù)據(jù)與一第一參考數(shù)據(jù)、于一第二時間區(qū)段抵達(dá)的一第二數(shù)據(jù)與一第二參考數(shù)據(jù)，以及于一第三時間區(qū)段抵達(dá)的一第三數(shù)據(jù)與一第三參考數(shù)據(jù)。該第一數(shù)據(jù)、該第二數(shù)據(jù)與該第三數(shù)據(jù)透過一第一副載波傳遞。該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)與該第三參考數(shù)據(jù)透過一第二副載波傳遞。接著，該方法執(zhí)行一估計步驟，估計該第一數(shù)據(jù)、該第三數(shù)據(jù)、該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的一頻道響應(yīng)。隨后，該方法執(zhí)行一計算步驟，根據(jù)該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)所對應(yīng)的這些頻道響應(yīng)進(jìn)行一維納濾波器系數(shù)計算程序，以產(chǎn)生一組時域內(nèi)插系數(shù)。接著，該方法執(zhí)行一內(nèi)插步驟，根據(jù)該組時域內(nèi)插系數(shù)，利用該第一數(shù)據(jù)與該第三數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的該頻道響應(yīng)內(nèi)插產(chǎn)生該第二數(shù)據(jù)對應(yīng)的一頻道響應(yīng)。
[0009]透過以下 發(fā)明詳述及附圖，可進(jìn)一步了解本發(fā)明的優(yōu)點與精神。
[0010]為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下:
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為ISDB-T的信號內(nèi)容配置范例。
[0012]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實施例中的頻道響應(yīng)估計裝置的功能方塊圖。
[0013]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實施例中的頻道響應(yīng)估計方法的流程圖。
[0014]符號說明
[0015]200:頻道響應(yīng)估計裝置22:接收模塊
[0016]24:估計模塊26:系數(shù)計算模塊
[0017]28:內(nèi)插模塊S3fS34:流程步驟
【具體實施方式】
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一實施例為一頻道響應(yīng)估計裝置，其功能方塊圖如圖2所示。頻道響應(yīng)估計裝置200包含接收模塊22、估計模塊24、系數(shù)計算模塊26和內(nèi)插模塊28。于實際應(yīng)用中，頻道響應(yīng)估計裝置200可被整合在各種ISDB-T無線接收系統(tǒng)內(nèi)，亦可獨立存在。透過以下說明，本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者可理解，頻道響應(yīng)估計裝置200的應(yīng)用領(lǐng)域不限于ISDB-T系統(tǒng)，而是可延伸至各種需要決定頻道響應(yīng)的時域內(nèi)插系數(shù)的無線接收系統(tǒng)。以下實施例主要以頻道響應(yīng)估計裝置200用以配合ISDB-T接收端的情況為例。
[0019]首先，接收模塊22負(fù)責(zé)接收并暫存依序抵達(dá)ISDB-T接收端的各個符號，其內(nèi)容如圖1所示，包含承載于多個頻率不同的副載波的數(shù)據(jù)信號、分散引導(dǎo)信號以及頻率指標(biāo)為P的傳輸及多工組態(tài)控制(transmission and multiplexing configuration control, TMCC)信號。這些符號在時間上具有連續(xù)性，符號編號愈小者的抵達(dá)時間愈早。TMCC信號用以傳遞調(diào)變類型、編碼率、加擾長度、多工方案等資訊，供接收端參考。實務(wù)上，隨著ISDB-T傳輸模式的變化，各符號中的TMCC副載波數(shù)量也可能有所不同。以下說明假設(shè)P為對應(yīng)于某一TMCC副載波的特定數(shù)值。
[0020]在這個實施例中，頻道響應(yīng)估計裝置200利用TMCC信號和分散引導(dǎo)信號做為估計未知頻道響應(yīng)的依據(jù)。更明確地說，頻道響應(yīng)估計裝置200利用TMCC信號做為參考信號，決定時域內(nèi)插系數(shù)，再以分散引導(dǎo)信號的頻道響應(yīng)內(nèi)插產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號的頻道響應(yīng)。以決定時間指標(biāo)為1、頻率指標(biāo)為O的數(shù)據(jù)信號的頻域頻道響應(yīng)H(t = U=C0的情況為例,頻道響應(yīng)估計裝置200首先利用時間指標(biāo)分別為0、1、4，而頻率指標(biāo)為P的三個TMCC信號做為參考信號，決定一組時域內(nèi)插系數(shù)。隨后，頻道響應(yīng)估計裝置200以分散引導(dǎo)信號已知的頻域頻道響應(yīng)H(t = (l,f=(l)和H(t = 4,f=(l)內(nèi)插產(chǎn)生H(t = 1，f=(l)。以下詳述頻道響應(yīng)估計裝置200的運作方式。
[0021]估計模塊24負(fù)責(zé)估計各個分散引導(dǎo)信號和TMCC信號的頻域頻道響應(yīng)。如先前所述,分散引導(dǎo)信號的原始內(nèi)容為接收端已知,估計模塊24因此可直接比較已知內(nèi)容和接收到的內(nèi)容，以產(chǎn)生其頻域頻道響應(yīng)。相對地，TMCC信號的原始內(nèi)容不為接收端所知，估計模塊24可先將各個TMCC信號解調(diào)、解碼，再評估其頻域頻道響應(yīng)。由于ISDB-T傳送端利用差分二兀相位偏移調(diào)變(differential binary phase shift keying, DBPSK)產(chǎn)生 TMCC 信號，也就是說，TMCC信號只有+1及-1兩種，TMCC信號的解碼結(jié)果正確性因此相當(dāng)高。相對應(yīng)地，估計模塊24所產(chǎn)生的TMCC信號的頻域頻道響應(yīng)也具有相當(dāng)高的可信度。須說明的是，已知信號的頻域頻道響應(yīng)的決定方式為本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者所知，于此不再贅述。
[0022]接著，根據(jù)估計模塊24針對時間指標(biāo)分別為O、1、4，而頻率指標(biāo)為P的三個TMCC
信號所產(chǎn)生的頻域頻道響應(yīng)HTMra1、HTMra、HTMrc4，系數(shù)計算模塊26進(jìn)行一維納濾波器(Wienerfilter)系數(shù)計算程序，以產(chǎn)生一組時域內(nèi)插系數(shù)。維納濾波器系數(shù)計算程序的特性的一在于能使估計結(jié)果中的錯誤量被最小化。在這個實施例中，系數(shù)計算模塊26根據(jù)下列方程式產(chǎn)生包含于該組時域內(nèi)插系數(shù)中的第一系數(shù)W1與第二系數(shù)W2:
【權(quán)利要求】
1.一種頻道響應(yīng)估計裝置，包含: 一接收模塊，用以接收于一第一時間區(qū)段抵達(dá)的一第一數(shù)據(jù)與一第一參考數(shù)據(jù)、于一第二時間區(qū)段抵達(dá)的一第二數(shù)據(jù)與一第二參考數(shù)據(jù)，以及于一第三時間區(qū)段抵達(dá)的一第三數(shù)據(jù)與一第三參考數(shù)據(jù)，其中該第一數(shù)據(jù)、該第二數(shù)據(jù)與該第三數(shù)據(jù)透過一第一副載波傳遞，該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)與該第三參考數(shù)據(jù)透過一第二副載波傳遞； 一估計模塊，用以估計該第一數(shù)據(jù)、該第三數(shù)據(jù)、該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的一頻道響應(yīng)； 一系數(shù)計算模塊，用以根據(jù)該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)所對應(yīng)的這些頻道響應(yīng)進(jìn)行一維納濾波器系數(shù)計算程序，以產(chǎn)生一組時域內(nèi)插系數(shù)；以及 一內(nèi)插模塊，用以根據(jù)該組時域內(nèi)插系數(shù)，利用該第一數(shù)據(jù)與該第三數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的該頻道響應(yīng)內(nèi)插產(chǎn)生該第二數(shù)據(jù)對應(yīng)的一頻道響應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的頻道響應(yīng)估計裝置，其特征在于，該組時域內(nèi)插系數(shù)包含一第一系數(shù)W1與一第二系數(shù)W2，該系數(shù)計算模塊根據(jù)下列方程式產(chǎn)生該第一系數(shù)W1與該第二系數(shù)12:
3.如權(quán)利要求2所述的頻道響應(yīng)估計裝置，其特征在于，該內(nèi)插模塊根據(jù)下列方程式產(chǎn)生該第二數(shù)據(jù)對應(yīng)的該頻道響應(yīng)H2:
4.如權(quán)利要求2所述的頻道響應(yīng)估計裝置，其特征在于，該系數(shù)計算模塊包含一平滑化單元，用以于產(chǎn)生該第一系數(shù)與該第二系數(shù)前，對下列矩陣進(jìn)行一平滑化程序:
5.如權(quán)利要求4所述的頻道響應(yīng)估計裝置，其特征在于，該系數(shù)計算模塊利用一李文森遞歸演算法產(chǎn)生該第一系數(shù)與該第二系數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的頻道響應(yīng)估計裝置，其特征在于，該第一數(shù)據(jù)、該第二數(shù)據(jù)、該第三數(shù)據(jù)、該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)由一綜合服務(wù)數(shù)位地面廣播傳送端送出，且該第一數(shù)據(jù)與該第三數(shù)據(jù)各自為一分散引導(dǎo)信號，該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)則包含于一傳輸及多工組態(tài)控制信號中。
7.一種頻道響應(yīng)估計方法，包含: (a)接收于一第一時間區(qū)段抵達(dá)的一第一數(shù)據(jù)與一第一參考數(shù)據(jù)、于一第二時間區(qū)段抵達(dá)的一第二數(shù)據(jù)與一第二參考數(shù)據(jù)，以及于一第三時間區(qū)段抵達(dá)的一第三數(shù)據(jù)與一第三參考數(shù)據(jù)，其中該第一數(shù)據(jù)、該第二數(shù)據(jù)與該第三數(shù)據(jù)透過一第一副載波傳遞，該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)與該第三參考數(shù)據(jù)透過一第二副載波傳遞； (b)估計該第一數(shù)據(jù)、該第三數(shù)據(jù)、該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的一頻道響應(yīng)； (C)根據(jù)該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)所對應(yīng)的這些頻道響應(yīng)進(jìn)行一維納濾波器系數(shù)計算程序，以產(chǎn)生一組時域內(nèi)插系數(shù)；以及 (d)根據(jù)該組時域內(nèi)插系數(shù)，利用該第一數(shù)據(jù)與該第三數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的該頻道響應(yīng)內(nèi)插產(chǎn)生該第二數(shù)據(jù)對應(yīng)的一頻道響應(yīng)。
8.如權(quán)利要求7所述的頻道響應(yīng)估計方法，其特征在于，該組時域內(nèi)插系數(shù)包含一第一系數(shù)W1與一第二系數(shù)W2，步驟(c)包含根據(jù)下列方程式產(chǎn)生該第一系數(shù)W1與該第二系數(shù)W2:
9.如權(quán)利要求8所述的頻道響應(yīng)估計方法，其特征在于，步驟(d)包含根據(jù)下列方程式產(chǎn)生該第二數(shù)據(jù)對應(yīng)的該頻道響應(yīng)H2:
10.如權(quán)利要求8所述的頻道響應(yīng)估計方法，其特征在于，步驟(c)包含于產(chǎn)生該第一系數(shù)與該第二系數(shù)前，對下列矩陣進(jìn)行一平滑化程序:
11.如權(quán)利要求?ο所述的頻道響應(yīng)估計方法，其特征在于，步驟(c)包含利用一李文森遞歸演算法產(chǎn)生該第一系數(shù)與該第二系數(shù)。
12.如權(quán)利要求7所述的頻道響應(yīng)估計方法，其特征在于，該第一數(shù)據(jù)、該第二數(shù)據(jù)、該第三數(shù)據(jù)、該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)由一綜合服務(wù)數(shù)位地面廣播傳送端送出，且該第一數(shù)據(jù)與該第三數(shù)據(jù)各自為一分散引導(dǎo)信號，該第一參考數(shù)據(jù)、該第二參考數(shù)據(jù)及該第三參考數(shù)據(jù)則包含于一傳輸及多工組態(tài)控制信號中。
【文檔編號】H04L25/02GK104009944SQ201310062724
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月27日
【發(fā)明者】蘇俊吉, 藍(lán)景賦, 王俊杰, 童泰來, 林東昇 申請人:晨星半導(dǎo)體股份有限公司