专利名称：用于在8vsb的接收机中追踪相位的方法和系统的制作方法
用于在8VSB的接收机中追踪相位的方法和系统
背景技术：
本发明涉及在残余边带(“VSB”)接收机中追踪相位。ATSC数字电视(“DTV”) 地面传输标准在1996年被采用。从那时候起，接收机发展了好几代，它们都努力去改进上 一代接收机的接收性能。在ATSC DTV传输系统中，数据通过如
图1所示的帧10传输。每个帧包括两个字 段15和20 ；每个字段包括313个片段；并且每个片段包括832个码元，因此总共每个字段 有260416个码元。每个片段中的前四个码元为具有序列[+5，-5，-5，+5]的片段同步码元 25。每个字段中的第一片段为如图2所示的字段同步片段30。字段同步片段30包括 片段同步码元35,511码元伪噪声(“PN511，，)序列40,63码元伪噪声(“PN63，，)序列45、 第二 PN63序列50、以及第三PN63序列55，其后是表明传输模式是8VSB的M个码元60。 在交替字段中，三个PN63序列是相同的。在剩余字段中，第一和第三PN63序列是相同的， 而第二 PN63序列是相反的。不管在哪种情况下，接收机预先知道片段的前7 个码元，并 可被用于均衡器训练。在前7 个码元之后是包括模式和预留字段的92个码元65。所有 码元来自集合{+5-5}。该片段的最后12个码元70是来自集合{-7-5-3-1+1+3+5+7}的预 编码码元，并且是前一数据字段的最后12个码元的副本。如图3所示，该字段的相继312个片段称为数据片段75，并且包括在四个片段同步 码元35之后的828个网格编码码元80。这些网格编码码元80通过例如12相位网格编码 器编码，该编码器从集合{-7-5-3-1+1+3+5+7}中产生8电平码元。图4示出了 VSB发射机100。在发射机100中，数据在随机数发生器105中随机产 生，Reed-Solomon (里德-所罗门)字节在Reed-Solomon编码器110中合理编码，然后在 交织器115中进行字节交织。数据通过12相位网格编码器120进行网格编码。帧格式器 125在适当的时间将片段同步码元和字段同步码元添加到网格编码数据中以创建图1的数 据帧结构。导频载波模块130随后将一固定DC电平添加给每个码元。调制器135合并根升余弦脉冲整形(在下面描述)并且调制该信号作为具有 10. 76MHz码元率的8VSB信号用于RF传输。8VSB信号与通常所用的例如正交调幅(“QAM”) 的线性调制方法调幅的不同之处在于，8VSB码元为实但是具有复脉冲波形，并且只有脉冲 的实部具有Nyquist (尼奎斯特)形。图5是8VSB接收机200的示意图。在同步和定时恢复模块215中定时和同步恢 复之前，调谐器205和解调器210将RF信号解调至基带。数据随后在匹配滤波器220中 匹配滤波，在均衡器225中均衡，并经相位跟踪模块230、网格解码器235、解交织器M0、 Reed-Solomon解码器M5、以及解随机数发生器250发送。在VSB信号的下变频处理期间， 调谐器205将相位噪声添加到信号，其影响匹配滤波器220的输入。在设计优良的锁频锁 相环(“FPLL”)载波恢复系统中，接收机200除了能移除由调谐器205引入的大部分相位 噪声外还能锁定于输入频率。然而，在FPLL带宽之外的相位噪声传递给了 VSB接收机200 中的其余元件。
发射机100和接收机200之间的信道以其基带等效形式被观察，来精确地描述相 位追踪器230的输入端上的信号。基带信号模型假设在同步和定时恢复模块215中载波频 率和码元时钟频率得到恢复。传输信号具有根升余弦谱，且标称带宽为5. 38MHz，并且有以 四分之一码元率(即，2. 69MHz)为中心的11. 5%额外带宽。因此，传输脉冲波形q(t)是复 数并且由方程1给出。
权利要求
1.一种在数字接收机中跟踪相位的方法，所述接收机被配置为接收用包括编码码元和 未编码码元的数据调制的无线频率信号，所述方法包括在解调器中解调所接收的无线频率信号以产生所述编码码元和所述未编码码元； 在解码器中解码所述编码码元以产生相应的解码码元； 产生有关所接收的无线频率信号的多个码元判定； 基于均方误差确定相位跟踪阈值； 基于所述多个码元判定估计传输信号的虚部； 基于所述传输信号的虚部和所述多个码元判定确定相位估计值； 在相位跟踪模块中，选择第一相位跟踪技术和第二相位跟踪技术之一， 其中当所述相位估计值大于所述相位跟踪阈值时选择所述第一相位跟踪技术，而当所 述相位估计值小于所述相位跟踪阈值时选择所述第二相位跟踪技术；以及 利用所选的相位跟踪技术跟踪相位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二相位跟踪技术是正交调幅相位跟 踪技术。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括在误差发生器处，接收所计算的均方误差、所 述传输信号的所估计的虚部、所述多个码元判定、复消旋接收信号和所述相位估计值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解码器是Viterbi解码器。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二相位跟踪技术是判定引导相位跟 踪技术。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输信号的虚部取决于所述传输信号 的实部。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输信号的虚部的均值为零。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线频率信号是8电平残余边带 (“SVSB”)调制信号。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一相位跟踪技术是Horwitz相位跟踪 技术。
10.一种在数字接收机中跟踪相位的方法，所述接收机被配置为接收用包括编码码元 和未编码码元的数据调制的无线频率信号，所述方法包括在解调器中解调所接收的无线频率信号以产生所述编码码元和所述未编码码元； 产生有关所接收的无线频率信号的多个码元判定； 基于均方误差确定相位跟踪阈值； 基于所述多个码元判定估计传输信号的虚部；以及在相位跟踪模块中，当相位估计值越过所述相位跟踪阈值时从第一相位跟踪技术切换 到第二相位跟踪技术。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括基于所述传输信号的虚部和所述多个码元 判定计算所述相位估计值。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，当所述相位估计值大于所述相位跟踪阈 值时使用所述第一相位跟踪技术，而当所述相位估计值小于所述相位跟踪阈值时使用所述 第二相位跟踪技术。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二相位跟踪技术是正交调幅相位 跟踪技术。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，使用Viterbi解码器解码所述编码码元。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二相位跟踪技术是判定引导相位 跟踪技术。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述传输信号的虚部取决于所述传输信 号的实部。
17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述传输信号的虚部的均值为零。
18.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述无线频率信号是8电平残余边带 (“SVSB”)调制信号。
19.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一相位跟踪技术是Horwitz相位跟 踪技术。
20.一种用于跟踪相位的系统，所述系统被配置为接收用包括编码码元和未编码码元 的数据调制的无线频率信号，所述系统包括解调器，其被配置成解调所接收的无线频率信号以产生所述编码码元和所述未编码码元；解码器，其被配置成解码所述编码码元以产生相应的解码码元；以及相位跟踪模块，其被配置成接收有关所接收的无线频率信号的多个码元判定，基于所述解码码元的均方误差确定相位跟踪阈值，基于所述多个码元判定接收传输信号的所估计虚部，基于所述传输信号的所估计虚部和所述多个码元判定确定相位估计值；以及选择第一相位跟踪技术和第二相位跟踪技术之一，其中，当所述相位估计值大于所述相位跟踪阈值时选择所述第一相位跟踪技术，而当 所述相位估计值小于所述相位跟踪阈值时选择所述第二相位跟踪技术。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述传输信号的所估计虚部的均值为零。
22.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述传输信号的所估计虚部取决于所述 传输信号的实部。
23.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述解码器是Viterbi解码器。
24.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述相位跟踪模块包括误差发生器，所述 误差发生器被配置成接收所述均方误差、所述传输信号的所估计虚部、所述多个码元判定、 复数消旋接收信号、和所述相位估计值。
25.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述无线频率信号是8电平残余边带 (“SVSB”)调制信号。
26.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述第一相位跟踪技术是Horwitz相位跟 踪技术。
27.一种被配置成处理数字电视信号的设备，所述设备包括 接收机，包括解调器、解码器、均衡器、和相位跟踪器；所述接收机被配置为接收用包括编码码元和未编码码元的数据调制的8电平残余边带(“SVSB”)信号，所述解调器被配置为解调所述8VSB信号以产生所述编码码元和所述未编码码元；所述解码器被配置为解码所述编码码元以产生相应的解码码元；以及所述相位跟踪器被配置为接收有关所接收的无线频率信号的多个码元判定，基于所述解码码元的均方误差确定相位跟踪阈值，基于所述多个码元判定接收传输信号的所估计虚部，基于所述传输信号的所估计虚部和所述多个码元判定确定相位估计值；以及选择第一相位跟踪技术和第二相位跟踪技术之一，其中，当所述相位估计值大于所述相位跟踪阈值时选择所述第一相位跟踪技术，而当 所述相位估计值小于所述相位跟踪阈值时选择所述第二相位跟踪技术。
28.如权利要求27所述的设备，其特征在于，所述设备是调谐器、电视机、PC适配器卡、 机顶盒、DVD解码器、HDTV解码器、电话机或手持设备。
29.一种在被配置为接收用包括编码码元和未编码码元的数据调制的8电平残余边带 (“8VSB”)信号的数字接收机中跟踪相位的方法，所述方法包括在解调器中解调所接收的8VSB信号以产生所述编码码元和所述未编码码元； 在解码器中解码所述编码码元以产生相应的解码码元； 产生有关所接收的8VSB信号的多个码元判定； 基于均方误差确定相位跟踪阈值； 基于所述多个码元判定估计传输信号的虚部； 基于所述传输信号的虚部和所述多个码元判定确定相位估计值； 在相位跟踪模块中，选择第一相位跟踪技术和第二相位跟踪技术之一， 其中，当所述相位估计值大于所述相位跟踪阈值时选择所述第一相位跟踪技术，而当 所述相位估计值小于所述相位跟踪阈值时选择所述第二相位跟踪技术；以及 利用所选的相位跟踪技术跟踪相位。
全文摘要
本发明诸实施例涉及用于在使用多种相位跟踪技术的接收机中跟踪相位的系统和方法。相位跟踪模块产生关于所接收的8电平残余边带(“8VSB”)信号的多个码元判定，基于均方误差确定相位跟踪阈值，基于码元判定接收传输信号的所估计虚部，以及基于传输信号的虚部和多个码元判定确定相位估计值。相位跟踪模块基于相位估计值选择第一相位跟踪技术和第二相位跟踪技术之一。当相位估计值大于相位跟踪阈值时选择第一相位跟踪技术，而当相位估计小于相位跟踪阈值时选择第二相位跟踪技术。
文档编号H04L27/06GK102065044SQ201010545968
公开日2011年5月18日 申请日期2010年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者G·J·托姆扎克 申请人:倍威科技有限公司