专利名称：信号处理设备、信号处理方法和程序的制作方法
技术领域：
本公开涉及信号处理设备、信号处理方法和程序。更具体地说，本公开涉及以小尺寸接收设备作为用于接收单载波和多载波信号的设备的信号处理设备，并且还涉及该信号处理设备采用的信号处理方法以及实现该信号处理方法的程序。
背景技术：
最近几年，符合各种标准的数字广播已经开始。数字广播的典型标准包括 ISDB (综合业务数字广播)标准，DVB (数字视频广播)标准以及ATSC (先进电视系统委员会)标准。顺便提到，为数字广播提供的方法分类为两大类，S卩，用于发射单载波信号的方法和用于发射多载波信号的方法。在DTMB (地面数字多媒体广播)中，单载波信号和多载波信号都是要发射的信号。 因此，用于接收符合DTMB标准的数字广播的接收设备能够接收单载波信号和多载波信号两者。也就是说，要求这种接收设备能够处理单载波信号和多载波信号两者。用于接收数字广播的接收设备对所接收的信号执行处理。这种处理通常包括将所接收的信号均衡的均衡处理，以从接收信号消除(减小)诸如多径线路之类的传输线的影响。由于用于将单载波信号均衡的均衡处理的实质与用于将多载波信号均衡的均衡处理的实质不同，所以用于接收单载波信号和多载波信号两者的接收设备必须提供有用于将单载波信号均衡的均衡处理电路和用于将多载波信号均衡的均衡处理电路。诸如非专利文件1的文件描述了用于将单载波信号均衡的均衡处理，而非专利文件2和3的文件描述了用于将多载波信号均衡的均衡处理。下面列出非专利文件非专利文件1Dazhi He,Weiqiang Liang,Wenjun Zhang,Ge Huang,Yunfeng Guan and Feng Hu, "Error rotated decision feedback equalizer for Chinese DTTB Receiver,"2008IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting。非专利文件2Liu M，Crussiere M and Helard J. -F.，“A Combined Time and Frequency Algorithm for Improved Channel Estimation in TDS-0FDM，”2010 IEEE International Conference on Communications (ICC)0非专利文件3Zi-Wei Zheng, Zhi-Xing Yang, Chang-Yong Pan and Yi-Sheng Zhu, Senior Member, IEEE, "Novel Synchronization for TDS-OFDM-Based Digital Television Terrestrial Broadcast Systems，” IEEE TRANSACTIONS ON BROADCASTING,VOL. 50,NO. 2, JUNE 2004。
发明内容
然而，在上面描述的用于接收单载波信号和多载波信号两者的接收设备中，如果用于将单载波信号均衡的均衡处理电路与用于将多载波信号均衡的均衡处理电路分开地提供，则接收设备的尺寸增大。为了解决上面描述的情况，希望将用于接收单载波信号和多载波信号两者的接收设备配置为小尺寸。根据本公开的实施方式的信号处理设备具有信号处理单元，配置为利用由单载波信号和多载波信号共享的多个公用滤波器，来对单载波信号和多载波信号执行信号处理。 根据本公开的实施方式的程序是要由计算机执行以执行信号处理设备的功能的程序。根据本公开的实施方式的信号处理方法是信号处理单元根据其利用由单载波信号和多载波信号共享的多个公用滤波器，来对单载波信号和多载波信号执行信号处理的信号处理方法。如上所述，根据本公开的实施方式，利用由单载波信号和多载波信号共享的多个公用滤波器来对单载波信号和多载波信号执行信号处理。请注意，信号处理设备可以是分立设备或者形成设备的内部模块。通过经由传输介质发送程序或者将程序记录在然后提供给用户的记录介质上，而将程序呈现给用户。如上所述，根据本公开文本的实施方式，可以减小用于接收单载波信号和多载波信号两者的接收设备的尺寸。
图1是示出根据本公开的实施例的传输系统的典型配置的框图；图2是示出图1所示的传输系统采用的发射设备的典型配置的框图；图3是在描述由发射设备执行以发射单载波信号的处理时要参考的说明图；图4是示出用作单载波信号的基带信号的帧的典型配置的示意图；图5是在描述由发射设备执行以发射多载波信号的处理时要参考的说明图；图6是示出用作单载波信号的基带信号的帧的典型配置的示意图；图7是示出SRRC滤波器的典型频率特性的示意图；图8是示出图1所示的传输系统中采用的接收设备的典型配置的框图；图9是示出本身用作用于执行单载波均衡处理的均衡器的单载波均衡器的典型配置的框图；图10是示出本身用作用于执行多载波均衡处理的均衡器的多载波均衡器的典型配置的框图；图11示出卷积模块的典型配置的框图；图12A和图12B是在描述由减法器执行的处理时要参考的多个说明图；图13A和图1 是在描述由OFDM波形整形部分执行的处理时要参考的多个说明图；图14是示出均衡部分的典型配置的框图；图15是示出实际执行单载波均衡处理的均衡部分的配置的框图16是示出实际执行多载波均衡处理的均衡部分的配置的框图；图17是示出由均衡部分执行的处理的流程图；以及图18是示出根据本公开的实施例的计算机的典型配置的框图。
具体实施例方式(实现根据本公开的传输系统的实施例)图1是示出根据本公开的实施例的传输系统的典型配置的框图。本公开的说明中采用的技术术语“系统”是指包括多个设备的逻辑聚合(logical confluence)，而与设备是否包含在一壳体内无关。如图1所示，传输系统配置为包括发射设备11和接收设备12。发射设备11将电视节目作为通常符合DTMB标准的数字广播发射。也就是说，发射设备11通过对数据进行数字调制将所谓的实际数据转换为单载波或者多载波信号，并通过采用无线电通信技术通过天线IlA发射信号。实际数据的典型示例是电视节目图像和电视节目声音。为了简化下面的解释，图1所示的传输系统仅包括一个发射设备11作为用于发射数字广播的设备。然而，请注意，传输系统可以包括每个都用于发射数字广播的多个发射设备。在包括具有发射设备11的多个发射设备的传输系统的情况下，通常，广播电视节目的广播公司对于每个发射设备确定发射设备要发射的信号是单载波信号还是多载波信号。接收设备12通过天线12A接收来自发射设备11的单载波信号或者多载波信号， 并且解调该信号以产生实际数据。接收设备12与单载波信号和多载波信号两者兼容，因此，能够接收和处理单载波信号和多载波信号两者。此外，为了简化下面的解释，图1所示的传输系统仅包括一个接收设备12作为用于接收数字广播的设备。然而，请注意，传输系统可以包括每个用于接收数字广播的多个接收设备。[发射设备11的典型配置]图2是示出图1所示的发射设备11的典型配置的框图。如图2所示，发射设备11采用加扰器21、FEC(前向纠错)部分22、映射/交织部分23、系统信息输出部分24、复用部分25、帧主体处理部分沈、帧报头输出部分27、聚合部分观、基带处理部分四和上变频器30。加扰器21接收传输流分组，作为电视节目图像和电视节目声音的实际数据。传输流分组的典型示例是MPEG2TS (运动图像专家组2传输流)分组。加扰器21对提供给其的实际数据执行包括能量扩散处理的加扰处理，并将获得的实际数据输出到FEC部分22。FEC部分22执行纠错编码，以将从加扰器21接收到的实际数据编码为纠错码，并且将获得的纠错码提供到映射/交织部分23。映射/交织部分23以每个由位构成的码元为单位将从FEC部分22接收到的纠错
7码映射到IQ构象(constellation)上的信号点上，该信号点的数量是等于或者大于1的预定值。信号点是通过诸如4QAM(正交幅度调制)、16QAM、32QAM或者64QAM方法之类的预定数字调制方法确定的点。此外，映射/交织部分23对后映射码元执行时间交织处理，以在时间轴方向交织码元。映射/交织部分23将码元的序列提供到复用部分25。该码元的序列是在时间交织处理中通过在时间轴方向上重新排列该后映射码元的序列而获得的码元字符串。系统信息输出部分M将诸如传输参数之类的系统信息的码元序列提供到复用部分25。传输参数包括表示数字调制方法的参数和指示上变频器30要输出的RF(射频)信号是单载波信号还是多载波信号的载波模式。复用部分25将从映射/交织部分23接收到的码元与从系统信息输出部分M接收到的码元复用以形成帧主体，并且将该帧主体提供到帧主体处理部分26。如上所述，从映射/交织部分23接收到的码元是实际数据的码元，而从系统信息输出部分M接收到的码元是系统信息的码元。此外，帧主体是预定数量的码元的聚合。帧主体处理部分沈对从复用部分25接收到的帧主体执行必要的帧主体处理，并且将处理结果提供到聚合部分观。帧报头输出部分27产生预先确定的PN组，并且将该PN组的码元序列提供到聚合部分W作为帧报头。聚合部分观将从帧报头输出部分27接收到的帧报头和从帧主体处理部分沈接收到的帧报头集成，以构成通常符合DTMB标准的帧，并且将该帧提供到基带处理部分四。基带处理部分四将从聚合部分观接收到的帧处理为基带信号，并且对该基带信号执行必要处理。然后，基带处理部分四将处理结果提供到上变频器30。上变频器30通过将基带信号的频率变更为射频来将作为基带信号从基带处理部分四接收到的帧转换为RF信号，并且采用无线电通信技术而通过天线1IA发射该RF信号。[用于发射单载波信号的发射设备11的典型配置]图3是下面描述图2所示发射设备执行以发射单载波信号的处理时要参考的说明图。也就是说，图3是示出图2所示的作为用于发射单载波信号的设备的发射设备11 的典型功能配置的说明图。请注意，在图3中，利用相同的附图标记表示与图2中的各相应要素相同的要素， 并且不重复解释相同要素。在图3 中，FEC 部分 22 配置为具有 BCH(Bose-Chaudhury-Hocquenghen)编码器 41 和LDPC (低密度奇偶校验)编码器42。此外，在图3中，映射/交织部分23配置为具有映射模块43和时间交织模块44。除此之外，在图3中，基带处理部分四配置为具有SRRC(平方根升余弦)滤波器 45。请注意，在图3中，不包括帧主体处理部分沈。这是因为，在单载波信号的传输中， 不需要帧主体处理部分26。也就是说，该图示出由复用部分25产生的帧主体被直接提供到聚合部分观，而绕过帧主体处理部分26。在图3中，加扰器21对提供到其的实际数据执行包括能量扩散处理的加扰处理，并且将获得的实际数据输出到FEC部分22中采用的BCH编码器41。BCH编码器41将从加扰器21接收到的实际数据编码为BCH码，并且将该BCH码提供到LDPC编码器42。LDPC编码器42将从BCH编码器41接收到的BCH码编码为LDPC码，并且将该LDPC 码提供到映射/交织部分23采用的映射模块43。映射模块43以码元为单位将从LDPC编码器42接收到的LDPC码映射到IQ构象上的信号点上，并且将获得的码元提供到时间交织模块44。时间交织模块44对从映射模块43接收到的后映射码元执行时间交织处理，以产生码元序列，并且将该码元序列提供到复用部分25。该码元序列是在时间交织处理中通过在时间轴方向上重新排列该后映射码元的序列而获得的码元字符串。复用部分25将从映射/交织部分23中采用的时间交织模块44接收到的码元与从系统信息输出部分M接收到的码元复用，以形成帧主体，并且将该帧主体提供到聚合部分观。如上所述，从映射/交织部分23接收到的码元是实际数据的码元，而从系统信息输出部分M接收到的码元是系统信息的码元。也就是说，系统信息输出部分M将要复用为帧的系统信息码元提供到复用部分 25。例如，系统信息输出部分M将36个系统信息码元(36sym)提供到复用部分25。复用部分25将从时间交织模块44接收到的3，744个实际数据码元与从系统信息输出部分M接收到的36个系统信息码元复用，以产生由(3，744+36)个码元构成的帧主体，并且将该帧主体提供到聚合部分观。聚合部分观将如下所述从帧报头输出部分27接收到的帧报头与从复用部分25 接收到的(3，744+36)个码元集成作为帧主体，以构成帧，并且将该帧提供到基带处理部分 29。帧报头输出部分27将预先确定的通常420个码元的PN组提供到聚合部分28，作为帧报头。也就是说，聚合部分观将作为帧报头从帧报头输出部分27接收到的420个码元与作为帧主体从复用部分25接收到的(3，744+36)个码元集成，以构成帧，并且将该帧提供到基带处理部分四中采用的SRRC滤波器45。SRRC滤波器45将从聚合部分观接收到的帧处理为基带信号，并且对该帧执行进行滤波的基带处理，以整形基带信号的波形。然后，SRRC滤波器45将波形整形结果提供到上变频器30。上变频器30通过将基带信号的频率变更为射频而将作为基带信号从基带处理部分四接收到的帧变换为作为单载波信号的RF信号，并且采用无线电通信技术通过天线IlA 发射该RF信号。图4是示出用作单载波信号的基带信号的帧的典型配置的示意图。如该图所示，用作单载波信号的基带信号的帧配置为包括用作帧报头的420个PN 组码元G20sym)和用作帧主体的(3，744+36)个码元。如上所述，帧主体包括36个SI (系统信息)码元和3，744个实际数据码元。[用于发射多载波信号的发射设备11的典型配置]图5是在下面描述图2所示发射设备11执行以发射多载波信号的处理时要参考
也就是说，图5是示出作为用于发射多载波信号的设备的图2所示的发射设备11 的典型功能配置的说明图。请注意，在图5中，利用相同的附图标记表示与图2和图3中的各相应要素相同的要素，并且不重复解释相同要素。在图5以及图3中，FEC部分22配置为具有BCH编码器41和LDPC编码器42 ；映射/交织部分23配置为具有映射模块43和时间交织模块44 ；基带处理部分四配置为具有SRRC滤波器45。然而，在图5中，与图3中所示的配置不同，帧主体处理部分沈工作。如图5所示， 帧主体处理部分沈配置为包括频率交织模块51和IFFT (逆FFT (快速傅里叶变换))模块 52。此外，图5所示的发射设备11通常发射0FDM(正交频分多址)信号作为多载波信号。也就是说，在图5所示的典型功能配置中，从加扰器21到复用部分25的各部分与图3所示的典型功能配置执行相同的处理。因此，复用部分25将由3，780( = 3，744+36) 个码元组成的帧主体提供到帧主体处理部分26中采用的频率交织模块51。(3，744+36)个码元由3，744个实际数据码元和36个系统信息码元组成。频率交织模块51执行频率交织，以在频率方向交织构成帧主体的码元，该频率方向是OFDM信号的副载波方向。通过执行频率交织，频率交织模块51产生由3，780个码元构成的帧主体，在频率方向重新排列这些码元的序列。然后，频率交织模块51将所产生的帧主体提供到IFFT模块52。IFFT模块52对频率交织模块51产生的作为由3，780个码元构成的帧主体的帧主体执行3780点(3780pt) IFFT处理，并且将处理结果提供到聚合部分28。也就是说，IFFT模块52将从频率交织模块51接收到的作为由3，780个码元构成的帧主体的帧主体处理为频域信号，并且对该信号执行IFFT处理。然后，IFFT模块52将由作为IFFT处理的结果而获得的时域OFDM信号表示的帧主体提供给聚合部分观。聚合部分观将从帧报头输出部分27接收到的帧报头与从帧主体处理部分沈采用的IFFT模块52接收到的帧报头接合，以构成帧。帧报头由420个码元构成，而帧主体由作为IFFT处理的结果而获得的3，780个码元构成。然后，聚合部分观将所产生的帧提供到基带处理部分四中采用的SRRC滤波器45。SRRC滤波器45将从聚合部分观接收到的帧处理为基带信号，并且对该帧执行用于执行滤波的基带处理，以整形基带信号的波形。然后，SRRC滤波器45将波形整形的结果提供到上变频器30。上变频器30通过将基带信号的频率变更为射频将作为基带信号从基带处理部分四接收到的帧变换为作为多载波信号的RF信号，并且采用无线电通信技术通过天线IlA的方式来将该RF信号发射到接收设备12。图6是示出用作多载波信号的基带信号的帧的典型配置的示意图。如该图所示，用作多载波信号的基带信号的帧配置为包括用作帧报头的420个PN 组码元和用作作为IFFT处理的结果而获得的帧主体的系统信息的3，780个实际数据码元。
[SRRC滤波器45的频率特性]图7是示出图3和图5所示的SRRC滤波器45的典型频率特性H(f)的示意图。SRRC滤波器45的频率特性H(f)通常由下面给出的等式(1)表示。
权利要求
1.一种信号处理设备，包括信号处理单元，配置为利用由单载波信号和多载波信号共享的多个公用滤波器，对所述单载波信号和所述多载波信号执行信号处理。
2.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中在对所述单载波信号执行的所述信号处理中， 所述滤波器用于形成均衡器，某些所述滤波器用于将提供到所述均衡器中的特定均衡器的输入信号均衡，以及所述滤波器中的其余滤波器用于将由所述特定均衡器输出的信号均衡，而在对所述多载波信号执行的所述信号处理中，所述滤波器互相串联连接，并且互相串联连接的所述滤波器用于执行预先确定的信号处理。
3.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中所述滤波器是每个都具有分别用作滤波器系数的可变抽头系数的两个可变系数滤波器，在对所述单载波信号执行的所述信号处理中，所述两个可变系数滤波器中的特定可变系数滤波器形成前馈均衡器，用于对所述单载波信号执行处理，以及所述两个可变系数滤波器中的另一可变系数滤波器形成判定反馈均衡器，用于对由所述前馈均衡器输出的信号执行处理，而在对所述多载波信号执行的所述信号处理中，所述两个可变系数滤波器形成有限冲激响应滤波器，用于利用用于发送所述多载波信号的传输线的特性，对在传输时已经插入所述多载波信号中的伪噪声组执行滤波。
4.根据权利要求3所述的信号处理设备，其中所述信号处理单元包括所述两个可变系数滤波器，加法器，用于将由形成所述前馈均衡器的所述特定可变系数滤波器输出的所述信号与由形成所述判定反馈均衡器的所述另一可变系数滤波器输出的信号相加， 确定器，用于对由所述加法器输出的信号执行硬确定，系数更新模块，用于基于由所述加法器输出的所述信号和由所述确定器作为对由所述加法器输出的所述信号执行的所述硬确定的结果而产生的结果，更新形成所述前馈均衡器的所述特定可变系数滤波器的所述抽头系数和形成所述判定反馈均衡器的所述另一可变系数滤波器的所述抽头系数，伪噪声再现模块，用于再现所述伪噪声组， 推断模块，用于推断所述传输线的所述特性，减法器，用于从作为正交频分复用信号的所述多载波信号减去由所述有限冲激响应滤波器输出的信号，并且作为减法结果输出定义为去除了所述伪噪声组的所述多载波信号的伪噪声消除后信号，以及失真校正部分，用于基于所述传输线的所述特性，从所述伪噪声消除后信号中去除失直ο
5.根据权利要求4所述的信号处理设备，其中在对所述单载波信号执行的所述信号处理中， 所述特定可变系数滤波器形成前馈均衡器，以及所述另一可变系数滤波器、所述加法器和所述确定器形成所述判定反馈均衡器， 所述另一可变系数滤波器对由所述确定器作为对由所述加法器输出的所述信号执行的所述硬确定的结果而产生的所述结果执行滤波，所述加法器将由形成所述前馈均衡器的所述特定可变系数滤波器输出的所述信号与由形成所述判定反馈均衡器的所述另一可变系数滤波器输出的所述信号相加，以及所述确定器对由所述加法器输出的所述信号执行硬确定，以及由所述加法器输出的所述信号用作对所述单载波信号执行的均衡的结果。
6.根据权利要求4所述的信号处理设备，其中在对所述多载波信号执行的所述信号处理中，所述两个可变系数滤波器形成所述有限冲激响应滤波器， 所述推断模块根据所述多载波信号推断所述传输线的所述特性， 所述有限冲激响应滤波器利用所述传输线的所述特性的冲激响应作为所述抽头系数来对所述伪噪声组执行滤波，所述减法器从所述多载波信号减去由所述有限冲激响应滤波器输出的所述信号，并且输出所述伪噪声消除后信号，以及所述失真校正部分通过如下步骤从所述伪噪声消除后信号中去除失真 对所述伪噪声消除后信号和所述传输线的所述特性执行快速傅里叶变换处理，以及将完成所述快速傅里叶变换处理的所述伪噪声消除后信号除以完成所述快速傅里叶变换处理的所述传输线特性。
7.根据权利要求4所述的信号处理设备，其中所述特定可变系数滤波器是N抽头滤波器，包括 N个闩锁电路，N个乘法器，每个用于将所述N个闩锁电路之一内闩锁的数据乘以所述抽头系数之一，以及加法器，用于对由所述N个乘法器输出的信号求和， 所述另一可变系数滤波器是M抽头滤波器，包括 M个闩锁电路，M个乘法器，每个用于将所述M个闩锁电路之一内闩锁的数据乘以所述抽头系数之一，以及加法器，用于对由所述M个乘法器输出的信号求和，以及在对所述多载波信号执行的所述信号处理中由所述两个可变系数滤波器形成的所述有限冲激响应滤波器是(N+M)抽头滤波器。
8.一种信号处理方法，包括驱动信号处理单元，以利用由单载波信号和多载波信号共享的多个公用滤波器，对所述单载波信号和所述多载波信号执行信号处理。
9.一种由用作信号处理单元的计算机执行的程序，所述信号处理单元配置为利用由单载波信号和多载波信号共享的多个公用滤波器，对所述单载波信号和所述多载波信号执行信号处理。
全文摘要
提供了信息处理设备、信号处理方法和程序。该信号处理设备包括信号处理单元，该信号处理单元配置为利用由单载波信号和多载波信号共享的多个公用滤波器来对单载波信号和多载波信号执行信号处理。
文档编号H04L27/34GK102457468SQ20111031993
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月20日 优先权日2010年10月27日
发明者吉持直树, 川内豪纪, 鹰觜和邦 申请人:索尼公司