适用于数字电视广播系统的信号处理方法以及接收器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种适用于数字电视广播系统的信号处理方法以及接收器。本发明提供处理一调制信号的方法，应用于一信号接收器，包含有：以软式决策解调该调制信号，产生多个原始或然值；提供一缩放比，据以分别对这些原始或然值进行缩放以产生多个缩放后或然值；以及，依据这些缩放后或然值的一统计结果，更新该缩放比。
【专利说明】适用于数字电视广播系统的信号处理方法以及接收器
【技术领域】
[0001]本发明有相关于相似比例对数(log likelihood ratio、LLR)的缩放方法与相关装置，尤指可以自动更新使用于相似比例对数的一缩放比的方法以及相关装置。
【背景技术】
[0002]欧规数字电视广播(DVB-T)系统是世界上最普遍使用的数字电视地面广播系统。然而，此系统是早期所订定，近几年调制技术及集成电路设计技术有很大的进步，早期认为计算复杂度太高不符合成本需求的错误更正码(error correction code)技术,其拥有的较佳错误更正能力可以提高系统容量(Capacity)进而提升频宽使用效率，目前也被考量拿来使用在通信系统的接收机中。尤其是近年来高画质电视(HDTV，High Definition TV)的商业需求考量更加速了此一趋势，因而产生订定第二代欧规数字电视广播系统(DVB-T2)的动力。
[0003]相较于DVB-T, DVB-T2 米用 了编码正交分频多工(coded orthogonal frequencydivision multiplexing, C0FDM)，其运用了 QPSK、16_QAM、64_QAM、或 256-QAM 为基础的点座图(constellation)。DVB-T2 中的前向错误更正(Forward Error Correction, FEC)则改采用了相连(concatenated)的低密度奇偶检查(low density parity check, LDPC)码为内部码以及BCH(Bose、Ray-Chaudhur1、and Hocquenghem)码为外部码，码率(coding rate)有 1/2、3/5、2/3、3/4、4/5、以及 5/6。
[0004]图1显示了一种已知用于DVB-T2的解码器，包含有正交振幅(quadratureamplitude modulation, QAM)解调器(demapper) 12、LDPC 解码器 14、以及 BCH 解码器
16。QAM解调器12对应一 QAM通道，可以从调制信号SM-QAM中，依据其自己内定星座图(constellation),以软式决策(soft decision)的方式,产生数个相似比例对数LLRo。如同业界所知，每个相似比例对数大致相关于一个位元为逻辑上的”0”或”1”的或然率。LDPC解码器14可收集相似比例对数LLR。，并依据低密度奇偶检查，解码得出未插入内部码之前的数据。然后，再经由BCH解码器16，求得未附加外部码之前的数据。
[0005]对于一个位元I，其相似比例对数LLRtj的定义如下:
[0006]LLR0=1g (P (I=I) /P (1=0))；
[0007]其中，P(I=I)表示I为逻辑上的I之或然率，P(I=O)表示I为逻辑上的O之或然率。从相似比例对数LLRtj的定义可知，相似比例对数LLRO可能的数值范围，可能从正无穷大到负无穷大。为了使LDPC解码器14有合理的输入数值范围以及足够的输入解析度，因此，缩放器(scaler) 18以缩放比RSCAUNe，对相似比例对数LLR。放大或是缩小，产生缩放后相似比例对数LLRs,作为LDPC解码器14的输入。
[0008]在已知技术中，缩放比Rsmrae在电路设计上为一个预设的固定值。只是，这个固定值到底应该是多少，往往非常难选择。一个固定的缩放比Rsmrae，在相对应的QAM通道的一特定环境下，可能可以让LDPC解码器14解码时收敛。一旦相对应的QAM通道的环境变化了，这固定的缩放比Rsauic,却可能导致LDPC解码器14解码失败。
【发明内容】
[0009] 本发明的实施例提供处理一调制信号的方法，应用于一信号接收器，包含有:以软式决策解调该调制信号，产生多个原始或然值；提供一缩放比，据以分别对这些原始或然值进行缩放以产生多个缩放后或然值；以及，依据这些缩放后或然值之一统计结果，更新该缩放比。
[0010]本发明的实施例提供一种适用于数字电视广播的信号处理方法，包含有:解调一调制信号，以产生多个相似比例对数；提供一缩放比，对这些相似比例对数进行缩放；依据该缩放比以及这些相似比例对数，求得一统计结果；依据该统计结果以及一目标值，更新该缩放比，以使一后续的统计结果接近该目标值；以及，对缩放后的相似比例对数进行解码。
[0011]本发明的实施例另提供一种接收器，其包含有一解调器以及一缩放器。该解调器用以解调一调制信号，以产生多个相似比例对数。该缩放器以一缩放比，对这些相似比例对数进行缩放，以产生多个缩放后相似比例对数。该缩放器包含有一统计值计算器与一调整器。该统计值计算器计算这些缩放后相似比例对数的一统计结果。该依据该统计结果以及一目标值，来更新该缩放比。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1显示了一种已知用于DVB-T2的解码器。
[0013]图2显示适用于DVB-T2的一接收器。
[0014]图3举例图1中的自动缩放器。
[0015]图4A~4E显示可以让LDPC解码器收敛出结果的强度平均值AAve_A的范围。
[0016]主要元件符号说明
[0017]12QAM 解调器
[0018]14LDPC 解码器
[0019]16BCH 解码器
[0020]18缩放器
[0021]20接收器
[0022]22自动增益控制器
[0023]24邻近通道干扰抑制器
[0024]26等化器
[0025]28数据架构框解析器
[0026]29A、29B、29C 解调与缩放装置
[0027]30A256-QAM 解调器
[0028]30B64-QAM 解调器
[0029]32A.32B自动缩放器
[0030]34LDPC 解码器
[0031]36BCH 解码器
[0032]40乘法器
[0033]42统计值计算器[0034]44调整器
[0035]AAVG-A强度平均值
[0036]ATAR-A平均目标值
[0037]LLRo相似比例对数
[0038]LLRS缩放后相似比例对数
[0039]RSCALING缩放比
[0040]RSCALING-A缩放比
[0041]S256-QAM调制信号
[0042]S64-QAM调制信号
[0043]SM-QAM调制信号
[0044]SYNC同步 信号
【具体实施方式】
[0045]图2显示适用于DVB-T2的一接收器20，作为本发明的一实施例。接收器20适用于DVB-T2,包含有自动增益控制器(auto gain controller, AGC) 22、邻近通道干扰(adjacent-channel interference, ACI)抑制器 24、等化器(eqaulizer, EQ) 26、数据架构框解析器(frame demapper) 28、解调与缩放装置(demapping and scaling) 29A、29B…、LDPC解码器34、以及BCH解码器36。
[0046]在DVB-T2所订的规范中，在传送端中，数据是先整备于数个基频数据架构框(baseband frame)BBFRAMEs，然后每个基频数据架构框BBFRAME先以BCH编码，附加上一些外部码。接着依据低密度奇偶检查码，内插入一些内部码，而产生一前向错误更正数据架构框(FECFRAME)。换言之，每个前向错误更正数据架构框FECFRAME就是一基频数据架构框BBFRAME，依据前向错误更正，添加上一些用于除错的讯息的结果。
[0047]接收器20所接收到的信号，经过AGC22而放大或缩小。AGC22控制自动控制信号增益，来限制其输出信号的变动范围。ACI抑制器24，其类似通道滤波器，用以拒绝邻近通道中的信号能量，以避免其干扰此通信通道中信号。等化器26则可以降低符号间干扰(inter-symbol interference, ISI),消除多重路径干扰(mult1-path interference)以及信号传递路径中因遮蔽物阻挡所造成的遮蔽效应(shadow effect)。数据架构框解析器28用来判断当下数据流是否属于同一个前向错误更正数据架构框FECFRAME，并据以提供同步信号SYNC给予解调与缩放装置29A、29B、29C...。
[0048]每个解调与缩放装置对应一通信通道。以下将以解调与缩放装置29A为例，其他的解调与缩放装置可以类推得知，不再累述。解调与缩放装置29A对应了 256-QAM通道，且包含有256-QAM解调器(demapper) 30A以及自动缩放器(auto scaler) 32A。256-QAM解调器30A将调制信号S2k^qam，依据256-QAM的星座图，反映射出一胞字元(cellword)。256-QAM解调器30A以软式决策进行解码，每次输出以8个相似比例对数LLRO所构成一个胞字元。每一个相似比例对数LLRO关联了一胞字元中一个位元为逻辑上的O或I之或然率。相似比例对数LLRO经过自动缩放器32A缩放，成为缩放后相似比例对数LLRS。自动缩放器32A中的缩放比Rsm不会是一个定值，而是会依据先前前向错误更正数据架构框FECFRAME中的缩放后相似比例对数LLRs的一统计结果，而自动更新变动。[0049]LDPC解码器34以及BCH解码器36对缩放后相似比例对数LLRS进行解码。LDPC解码器34收集从解调与缩放装置29A、29B...所输出的缩放后相似比例对数LLRs,并依据低密度奇偶检查，解码得出未插入内部码之前的数据。举例来说，LDPC解码器34以迭代(iterative)可信度传递(belief propagation)演算法,对缩放后相似比例对数LLRs进行解码。然后，LDPC解码器34的输出结果，再经由BCH解码器36，将外部码的部分去除，并还原成外部码未加之前的数据。BCH解码器36的输出数据，经过重组后，可以恢复成为一基频数据架构框roFRAME。
[0050]图3举例图2中的自动缩放器32A。乘法器40依据缩放比Rsm,把相似比例对数LLRtj放大或缩小，成为缩放后相似比例对数LLRS。统计值计算器42计算相似比例对数LLRtj经过缩放后的统计结果。在一实施例中，这个统计结果是缩放后相似比例对数LLRs的强度平均值。举例来说，统计值计算器42先将缩放后相似比例对数LLRs取绝对值作为信号强度，然后收集在同一个前向错误更正数据架构框FECFRAME中所有的信号强度总和，并求取其平均值，得到强度平均值Aatc_a。在同步信号SYNC告知此前向错误更正数据架构框FECFRAME结束时，一但强度平均值k懸偏离了一预设的平均目标值Atak_a，调整器44便自动更新或调整缩放比RSCALING-A，以使之后的一前向错误更正数据架构框FECFRAME中所对应产生的强度平均值Aatc_a，可以近乎或是更靠近平均目标值Atea_a。对于属于同一个前向错误更正数据架构框FECFRAME中的相似比例对数LLRtj,缩放比Rsm都是同一个定值。换言之，同一个前向错误更正数据架构框FECFRAME中的相似比例对数LLRtj全部被同一个缩放比Rsm所缩放后， 缩放比Rsm才可以被更新。在本发明的其他实施例中，缩放比RSw-A可以在每个前向错误更正数据架构框FECFRAME结束时更新一次，或是在数个前向错误更正数据架构框FECFRAME结束时更新一次。
[0051]图4A~4E显示256-QAM的通信通道在不同的通道杂讯状况下，可以让LDPC解码器34收敛出结果的强度平均值Aatc_a。以图4A为例，其模拟所用的通道为256-QAM，杂讯模型为可加性白高斯杂讯(Additive White Gaussion Noise, AWGN),纵轴为强度平均值AAve_A,横轴为讯杂比(signal to noise ratio, SNR)。上曲线60以及下曲线62所包夹的部分，表示LDPC解码器34可以收敛出结果。举例来说，在讯杂比为22dB时，图4A的模拟结果显示强度平均值Aatc_a介于75到20之间时，LDPC解码器34可以收敛，成功地解码。从图4A到图4E中，可以找到一强度平均值Aatc__a，其在不同的杂讯模型下，大致上都可以让LDPC解码器34解码成功。举例来说，从图4A到图4E可以发现，针对256-QAM的通信通道，如果强度平均值Aatc+设定为40附近，在图4A到图4E中的杂讯状况下，大致上都可以让LDPC解码器34成功的解码。因此，图3中的平均目标值ATAR-A可以设定为40，使得强度平均值Aatc+随着前向错误更正数据架构框FECFRAME的增加，逐渐靠近或接近40。
[0052]对于不同的通信通道可以选用一样或是不同的平均目标值。
[0053]在本发明的实施例中的自动缩放器32A追踪与控制的统计结果是强度平均值Aatc__a，但本发明不限于此。举例来说，在其他一实施例中的自动缩放器所追踪的，是缩放后相似比例对数LLRs的平方后的平均值，或是绝对值开根号后的平均值。
[0054]在图2中，每个解调与缩放装置都有一个乘法器40，但本发明不限于此。在其他实施例中，所有的解调与缩放装置可以共用一个乘法器，而这乘法器可以用分时(timedivision)的方法,在不同的时段(time slot),提供不同的缩放比RSCALIN(；_A,来对相对应的解调器所输出的相似比例对数LLRO提供缩放的功能。这些缩放比RSCAUNe_A可以依据在每个时段中，缩放后相似比例对数LLRs的统计结果，而被更新。
[0055]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种处理一调制信号的方法，应用于一信号接收器，包含有: 以软式决策解调该调制信号，产生多个原始或然值； 提供一缩放比，据以分别对这些原始或然值进行缩放以产生多个缩放后或然值；以及 依据这些缩放后或然值的一统计结果，更新该缩放比。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，这些原始或然值为相似比例对数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，依据这些缩放后或然值的一统计结果，更新该缩放比的步骤包含有: 计算这些缩放后或然值的一强度平均值；以及 依据该强度平均值以及一强度平均目标值，更新该缩放比。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，依据该强度平均值以及一强度平均目标值，更新该缩放比的步骤中，该更新后缩放比是使一后续的强度平均值接近该强度平均目标值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，另包含有: 选择一通信通道以及一星座图； 以该星座图以及该软式决策解调该调制信号； 依据该通信通道，决定一统计目标；以及 依据该统计结果来更新该缩放比，以使一后续的统计结果靠近该统计目标。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，这些原始或然值属于一前向错误更正数据架构框，且当这些原始或然值全被缩放后，该缩放比才可以被更新。
7.一种适用于数字电视广播的信号处理方法，包含有: 解调一调制信号，以产生多个相似比例对数； 提供一缩放比，对这些相似比例对数进行缩放； 依据该缩放比以及这些相似比例对数，求得一统计结果； 依据该统计结果以及一目标值，更新该缩放比，以使一后续的统计结果接近该目标值；以及 对缩放后的相似比例对数进行解码。
8.如权利要求7所述的信号处理方法，其特征在于，该统计结果为这些缩放后的相似比例对数的强度平均值。
9.如权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，这些相似比例对数属于一前向错误更正数据架构框，且当这些相似比例对数全依据该缩放比缩放后，该缩放比才可以被更新。
10.一种接收器，包含有: 一解调器，用以解调一调制信号，以产生多个相似比例对数；以及 一缩放器，以一缩放比，对这些相似比例对数进行缩放，以产生多个缩放后相似比例对数； 其中，该缩放器包含有: 一统计值计算器，计算这些缩放后相似比例对数的一统计结果；以及 一调整器，依据该统计结果以及一目标值，来更新该缩放比。
11.如权利要求10所述的接收器，其特征在于，该统计结果为该缩放后的相似比例对数的强度平均值。
12.如权利要求10所述的接收器，其特征在于，这些相似比例对数属于一前向错误更正数据架构框，且当这些相似比例对数全依据该缩放比缩放后，该调整器才更新该缩放比。
13.如权利要求10所述的接收器，其特征在于，另包含有: 一数据架构框解析器，用以提供一同步信号，以判断这些相似比例对数是否属于同一个前向错误更正数据架构框。
14.如权利要求10所述的接收器，其特征在于，该统计结果为该缩放后的相似比例对数的平方后的平均值。
15.如权利要求10所述的接收器，其特征在于，这些相似比例对数属于一前向错误更正数据架构框，该 统计结果为该前向错误更正数据架构框中所有的相似比例对数的统计结果O
【文档编号】H04L27/38GK103973630SQ201310027171
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月24日 优先权日:2013年1月24日
【发明者】赖思翔, 赖科印 申请人:晨星软件研发(深圳)有限公司, 晨星半导体股份有限公司