专利名称：数码tv频道推断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数码TV、尤其涉及在视频频道可以推断更加准确的指定频道脉冲响应的数码TV频道推断装置。
背景技术：
以8 VSB(Vestigial Side Band)方式传送的地面频率TV信号通过动态多重路径频道到达接收端。到达的信号由于受到相邻信号的严重干扰，为了恢复原信号，就不可避免使用均衡器。
目前VSB方式一样的单一反送频率传送系统的接收器大部分时间领域里采用均衡器，其中最具代表性的有非线型判定反馈均衡器(Decision Feedback Equalizer以下为DEF)。
上述的均衡器采用最小均方(LMS；least-mean-squares)方式，虽然有可体现简单的长处，频道的干扰现象严重时产生误差传播现象(Error Propagation)，传送频道的状态虽然有所改变良好，但有不能再收缩的短处。
还有，视频频道上主要路径变更时，无法坚固运作而经常有发生结构(frame)同步断开的缺点。
上面列举的时间领域均衡器的缺点可以利用频道推断装置获取频道的脉冲响应(Impulse response)，在频率领域以零强迫方式(zeroforcing)均衡时，可解决相当一部分问题。
以此方式的频率领域均衡器可以无需管多种路径个数或其歪曲的程度而体现一贯的性能，主要路径时常变更的频道环境中也不会像时间领域均衡器一样产生结构错误，从而有着坚固运行的长处。
同时，均衡的多重路径的范围越大，时间领域均衡器体现的就会更加简洁化。
利用频道推断装置的频率领域均衡器的结构如图1。
它是以首先，推断从接收到的基带信号(y(n))频道脉冲响应(Channel Impulse Response以下称为CIR)(h(n))的频道推断部101；将上述基带信号(y(n))转换为频率领域的第1FFT(FrequencyField Transform)变换部102；将CIR(h(n))转换频率领域的第2FFT转换部103；利用在频率领域转换的基带信号(y(n))和CIR(h(n))以零强迫(zero forcing)方式完成均衡的频率领域均衡部104；还包括将均衡频率领域数据反响转换时间领域的IFFT转换部105所组成。
以零强迫(zero forcing)方式均衡的信号会包含有色杂音(Colored Noise)，而为了解除有色杂音，从上述IFFT转换部105后的IFFT转换部105的输出(X(N))计算杂音预测值(V(N))的杂音预测部106；在上述IFFT变换部105中添加从上述杂音预测部106的杂音预测值(V(N))，从而解除有色杂音的添加器108所组成。
通过频道推断频率领域均衡器的性能事实上取决于频道推断的准确度和频度，因此目前有多种推动发放的研究。
频道推动装置的方法大致分为只利用训练信号推动的方法和有别于训练信号单独运行的盲目(Blind)方式，还有在训练区间利用训练信号，在其外的区间以盲目运行的半盲目(Semi-blind)方式。
其中相对简单的几个方法有，利用所知的训练信号和实际收到的训练信号之间的相互相关值(Cross Correlation)，以频道的脉冲响应推断值使用的方式；最小平方(Least SquareLS)方式；数据和训练符号全部利用的负频道整合方式(Sub-channel ResponseMatchingSRM)等。
在只利用相互相关值的频道推断装置时，虽然简单但是频道推断值相对不正确。
为了提高相互相关值的准确度，可增加在计算相互相关值所要使用的训练符号个数，但是在增加PN63数列的VSB环境下沉部分的结构中，因63符号周期，显示由于PN数列有限性而造成的顶点，所以很难把握正确的频道推断。
这样的制约可使用LS方式的频道推断方法即可克服，这是因为LS方式在相互相关值到训练区间内，可消除用于相互相关值计算的训练符号之间的自我相关关系。
同时，在负频道整合方式(SRM)时，只有在准确获得频道脉冲响应的长度时方可推断正确的频道，因此如地面频率频道一样，在根据频道的特性时间变化大的环境下，则有所不适。
继而，VSB接收环境下，LS方式最可靠。
利用包括LS方式的相互相关值的频道推断装置时，在取得相互相关值的过程当中会包含数据原因所引起的杂音，数据利用平均为0的概率函数，获取时间领域平均值，从而可减少因数据引起的杂音影像。
继而，采用时间平均的频道推断装置时，每个环境下获取推断顺时值和时间领域的平均，从而可以提高频道推断值的准确度。
针对频道推断，为了消除数据影像的其他方法还有极限(thresholding)方法。它是如下数学公式1一样，针对特定等级以下的频道脉冲响应默认为0的方法。
数学式1
否则{}_{}以LS方式推断的频道脉冲响应(CIR)获取时间平均的频道推断装置，针对多重路径的静态频道推断出正确的频道CIR，对比在时间领域盲目运行的均衡器显示出优秀的性能。
但是，上述的以往技术有以下问题。
为了取消包含在频道脉冲响应(CIR)内的数据影像，因为要采取移动平均的特性，视频频道时针对以符号单位更新的时间领域的均衡器，显示出非常薄弱的特性。
同时，当处在极限方法时，即便是超过临界值的频道脉冲响应(CIR)值，也无法激活传送端的跳动整合过滤(pulse sharing filter)和接收端的整合过滤(matched filter)的过滤尾部，而发生严重的性能过热。
还有，实际DTV地面频率接收环境，即便是接收环境良好，仍存在某种程度的频率频谱的动摇，当在DTV接收机采用这些频道推断装置时，就会有同步多重频道(dynamic multipath channel)的接收性能恶劣的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其主要目的在于要提供，激活频道脉冲响应(CIR)的尾部，强制消除数据造成的杂音，在视频频道推断更加准确的频道脉冲响应的数字TV频道推断装置。
本发明的另一个目的是要提供针对频率领域均衡器的视频频道，可提高推断性能的数字TV频道推断装置。
根据本发明的数字TV频道推断装置是以获取从外部接收到基带信号训练区间信号的相互相关值的相互相关值产生部；在上述相互相关值当中用于决定实际频道的脉冲响应所需要的相互相关值的相互相关值最大值检索部；输出相当于CIR推断范围的相互相关值引导的相互相关值引导产生部；输出上述训练区间自我相关值反向行列的存储器部；利用上述相互相关值引导和训练区间信号的自我的反向行列，演算CIR推断值的演算部；根据上述CIR推断值生成隔离信号，利用此信号消除包含在上述CIR推断值内杂音的CIR隔离部所组成为其特点。
上述CIR隔离部是以上述CIR推断值生成拥有在临界值以上区间内规定窗口大小的隔离信号的隔离信号生成部；迎合上述CIR推断值与上述隔离信号同步的CIR延缓部；在CIR推断值执行隔离工作，使其输出上述隔离信号不为0的区间内的上述CIR推断值的隔离处理部所组成为其主要特点。
上述隔离处理部是以根据上述隔离信号，输出上述频道脉冲响应推断值或者选择0输出的多路调解器为其特点。
上述隔离处理部演算上述隔离信号和上述频道脉冲响应推断值，而输出隔离信号不为0的频道脉冲响应推断值的倍频器为其特点。
本发明的其他目的、特征及优点通过参考附图的实例详细说明。
图1为采用以往技术的VSB地面频率领域均衡器的结构图；图2为根据本发明的频道推断装置结构图；图3为图2中的CIR隔离部详细结构图；图4a至图4d为根据本发明CIR隔离工作及显示其信号推移图。
图示说明201训练连续部 202相互相关值产生部203相互相关值最大值索引部 204相互相关值引导产生部205只读存储器 206演算部207 CIR隔离部具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明。
图2是根据本发明的频道推断装置结构图，图3是显示图2的频道脉冲响应(CIR)隔离部的结构图。
如图2所示，根据本发明的频道推断装置是以输出训练区间信号的训练数列(Training Sequence)201；获取从外部收到的地面频率TV信号(y(n))和上述训练区间信号的相互相关值(P(i))的相互相关值产生部(Cross Correlator)202；在上述相互相关值202输出的相互相关值(P(i))当中，在获取实际频道响应(CIR)时所使用的值每个环境只会出现一次，感应这些必要的相互相关值的相互相关值最大值检索部(Max Search)203；在上述相互相关值最大值检索部203，决定用于实际CIR所要使用的值后，输出相当于CIR推断范围的相互相关值引导的相互相关值引导产生部204；输出上述训练区间信号的自我相关值反向行列(R-1)的只读存储器(ROM)205；演算上述自我相关值的反向行列(R-1)和相互相关值引导(p)点(dot)后，求得CIR推断值(h(k))的演算部206；消除包含在上述CIR推断值(h(k))内数据杂音的CIR隔离部207所构成。
上述CIR隔离部207如图3所示，它是以根据CIR(h(k))推断值产生隔离信号的隔离信号产生部(Mask Signal Generator)207a；为了结合上述CIR推断值(h(k))和上述隔离信号同步的CIR延缓部207b；在隔离信号存在的区间内，执行隔离工作，使其输出CIR推断值(h(k))从而消除杂音的隔离处理部207c所组成。
图面上将隔离处理部207c以多路转换器(MUX)来体现，但也可用倍频器来替代上述多路转换器(MUX)。
在使用上述多路转换器(MUX)时上述CIR推断值(h(k))与0以输入信号输入到多路转换器，而上述隔离信号是以输入CIR推断值(h(k))和0之间只能选择一个的控制信号所组成。另外，当选择倍频器时，是以能够输出演算的上述CIR推断值(h(k))和隔离信号所组成。
另外，在上述隔离信号产生部207a中有在隔离信号产生时要决定的两种参数，这是以认证为实际CIR的最低值的CIR临界值和隔离视窗)的尺寸。
上述隔离信号产生部207a如果决定上述CIR临界值和隔离视窗尺寸，就会产生CIR临界值拥有信号大小隔离视窗大小幅度的隔离信号。
CIR临界值要用实验来决定，在没有任何普通因素情况下，把CIR的最大值定为1时，在0.1和0.2之间的值最适当。
同时，普通因素存在的情况下，CIR的临界值可以定为CIR最大值的相对值，而当一定等级的杂音持续进入的情况下，反而会带来性能弱化。
隔离视窗(Mask Window)的大小要考虑对杂音的影响和超过的CIR尾部(tail)的频率，为了激活更多的跳动尾部(pulse tail)，而要提高频道推断的准确度，相对而言会包含较多的杂音，从而无法达到预期效果。
隔离视窗的大小从实验判断，最适当的程度是超过临界值的CIR周边呈+/-10符号，在这种情况下CIR的值越大，考虑到跳动尾部的大小和范围增加的因素，比较CIR的大小，亦可拥有可变值。
例如，CIR隔离部207产生比临界值更大的CIR顶点，会把隔离信号从0转换为1，继而如隔离视窗大小一样维持1的水平。由此产生的隔离信号针对实际CIR，会迟延隔离视窗大小的1/2，所以在CIR延缓部207b会与CIR隔离信号同步。
图4a、图4b是显示CIR信号和隔离信号变化，上述演算部206输出的CIR推断值(h(k))如图4a；利用上述CIR推断值(h(k))在上述隔离信号生成部207a产生的隔离信号损耗如图4b。
另外，图4c显示的是被上述CIR延缓部207b同步化的CIR推断值(h(k))和隔离信号的图片。上述CIR推断值(h(k))和隔离信号会输入到上述隔离处理部207c，而上述隔离处理部207c在上述CIR推断值(h(k))大于隔离信号时，方可输出，当比隔离信号小的时候，则无法输出，继而形成如图4d一样的输出。
推荐的频道推断装置针对获取基本时间平均的LS推断装置，能够期待视频频道性能的提高，以下表1，2，3显示利用实际跳动信号的测试结果。
表1
表2
表3
本实验中使用的CIR临界值和隔离视窗大小各有0.1，±10符号，输出SNR(Signal to Noise Ratio)是在频率领域零强迫(zero forcing)方式由均衡器的输出中所计算的。
表中×是错误产生的现象，以dB表示的值是代表在没有错误的情况下的平均SNR值。
表1是没有普通因素的情况，把CIR推断值如直接用于零强迫(zero forcing)方式的均衡器上，即便没有普通因素的情况下，不获取时间平均也会产生错误。
只有获取2次以上的时间平均时才不会产生错误，但是即便是获取2次以上的时间平均，但是平均SNR呈现17.3dB而显得薄弱。相反，在同样的情况下带上隔离的CIR时，大约能获得27.6dB的SNR。
表2是在1μs中存在0dB接线柱的普通因素的情况，在利用原有的时间平均的频道推断装置时，只有获得8次以上的平均才能到达没有错误的状态，但是如果利用本发明，单单以CIR推断值获取隔离的方法，亦可消除错误。
最后表3是在1μs中存在3dB 1Hz接线柱的普通因素的情况，时间平均的范围越大，即可能够确认平均SNR严重衰弱的现象，相反，根据本发明的试验结果，单单以CIR推断值亦不会产生错误。
根据本发明的数码TV频道推断装置有如下效果。
第一，可消除在获取相互相关值所要使用的PN连续的有限性所带来的杂音，因此可以提高针对CIR推断值的准确度。
第二，能提高CIR推断装置的CIR推断值的正确度，可以提高利用频道推断装置的频率均衡器视频频道的推断性能。
通过以上说明的内容，若是本领域的技术人员在不脱离本发明的技术思想的范围内，可进行多元的变更和修改。
从而，本发明的技术范围不局限于上述记载的内容，而应当取决于专利申请范围。
权利要求
1.一种数码TV频道推断装置，包括是以获取从外部收到的基带信号训练区间信号相互相关值的相互相关值产生部；在上述相互相关值中用于实际频道的脉冲所使用的决定相互相关值的相互相关值最大搜索部；输出相当于CIR(channel Impulse Response)指定范围的相关值引导的相互相关值引导产生部；输出上述训练区间信号的自我相关值域行列的存储器部；利用上述相关值无线电导引和训练区间信号的自我相关值的域行列，运算CIR指定值的演算部；根据上述CIR指定值产生隔离信号，利用此信号除去CIR指定值里包含的杂音的CIR隔离部。
2.如权利要求1所述的数码TV频道推断装置，其特征在于上述CIR隔离部包括上述CIR推断值的值在临界值以上的区间内生成拥有规定视窗大小的视窗信号的视窗信号产生部；上述CIR推断值和上述隔离信号进行同步的CIR延缓部；上述隔离信号输出不为0的区间内上述CIR推断值，而在CIR推断值执行隔离作业的隔离处理部。
3.如权利要求2所述的数码TV频道推断装置，其特征在于上述隔离处理部是根据上述隔离信号选择、输出上述频道脉冲响应推断值或者0为多路调制器。
4.如权利要求2所述的数码TV频道推断装置，其特征在于包括以上述隔离信号和上述频道脉冲响应推断值，而输出隔离信号不为0的频道脉冲响应推断值的倍频器。
全文摘要
本发明是有关数码TV频道推测装置，它是以获得从外部接收的基带信号和训练期间信号的相互相关值的相互相关值产生部；在上述相互相关值中用于实际频道的脉冲所使用的决定相互相关值的相互相关值最大搜索部；输出相当于CIR(channel Impulse Response)指定范围的相关值导引的相互相关值导引产生部；输出上述训练区间信号的自我相关值域行列的存储器；利用上述相关值无线电导引和训练区间信号的自我相关值的域行列，运算CIR指定值的演算部；根据上述CIR指定值产生隔离信号，利用此信号除去CIR指定值里包含的杂音的CIR隔离部所组成为其特点。上述频道指定装置能提高视频频道里的频道脉冲响应指定值的正确度和提高选用此的频率领域平衡器的视频频道跟踪性能。
文档编号H04N5/50GK1722788SQ200410052750
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月12日 优先权日2004年7月12日
发明者金哉亨, 洪性龙 申请人:上海乐金广电电子有限公司