专利名称：数字多媒体广播接收机的频率复原装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于数字多媒体广播(DMB)系统的频率复原的技术，尤其是关于推定接收信号的SNR(信号噪声比)推断器及利用SNR推断器的一种数字多媒体广播(DMB)接收机的频率复原装置。
(2)背景技术数字多媒体广播(Digital Multimedia Broadcasting，以下简称DMB)系统使用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multplexing直角频率分割多路转换)，其利用多个载波，同时传送。
为了制作上述多个载波，需要多个振荡器，用IFFT(Inverse Fast Fourier Transform逆快速傅氏变换)代替使用振荡器，在数字区域里构筑上述多个载波。像这样，利用多个载波进行传送，在接收端为了将其分离，在载波间应该存在直角性。上述所谓的直角性就是如果将相互不同的载波相乘，积分，出现0，只有在相同的载波间存在数值的特性。
因此，如果接收端将接收的信号与各自的载波相乘，积分，由于只出现各个载波对应的信号，可以将信号分离。此时，不使用振荡器，而是使用FFT(快速傅氏变换)，担当上述乘积并积分的作用。
此时，如果在接收的信号中的载波中存在误差，接收的载波间的直角性打破，通过快速傅氏变换算法出现的信号中产生干扰，信号噪音比(SNR)降低。
上述接收信号的相位误差使通过接收机的等级检波器的恒量相位不存在。因此，应该考虑的是频率误差，推断并补正这种频率误差是最重要的问题。
(3)发明内容本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种推断DMB系统接收信号的SNR(信号噪声比)，利用上述推断的SNR值，运用频率复原系统的控制信号的数字多媒体广播接收机接收机的频率复原装置。
为了实现上述目的，本发明的数字多媒体广播接收机的频率复原装置，是在数字多媒体广播接收机中，对通过OFDM调制方式进行传送的特定频道的信号进行检波，为了将其复原成补正频率误差及相位误差的信号，通过搜索和跟踪两种模式，推断并补正频率误差的频率复原装置，就是在通过搜索和跟踪两种模式推断误差并补正的DMB接收机中，包括如下结构并以此为特征为了协调帧同步，利用包含在上述DMB接收机的接收信号里的解除区间求得SNR，根据上述求得的SNR，生成选择上述搜索模式或跟踪模式中一种模式的信号的SNR推断器。
另外，本发明的一种数字多媒体广播接收机的频率复原装置，是在数字多媒体广播接收机中，对通过OFDM调制方式进行传送的特定频道的信号进行检波，为了将其复原成补正频率误差及相位误差的信号，通过搜索和跟踪两种模式，推断并补正频率误差的频率复原装置，其特征在于由以下几个部分构成增益补正上述传送的信号，输入数字转换的信号，将其分离成实数部和虚数部，并向低频频带转换并输出的I/Q分配器；通过在上述低频频带的信号中进行快速傅氏变换运算，转换成频率区域信号的快速傅氏变换FFT部；以上述信号为信号单位进行等级检波，转换成QPSK状态的信号的等级检波器；输入向上述频率区域转换之前的时间区域信号，通过搜索(acquisition)模式推断误差的第1误差推断器；输入上述QPSK状态的信号，通过跟踪(tracking)模式推断误差的第2误差推断器；输入上述低频频带的信号和同步信号，求得SNR，通过将其与已设定的输入的标准SNR值进行比较，信号选择上述第1、第2误差推断器推断的误差值中选择一个的信号的SNR推断器；从上述SNR推断器的选择信号中输入选择的误差值，根据决定的频带幅，累积补正误差的循环过滤器；生成上述补正的数值对应的正弦波和余弦波的数值控制振荡器；将上述生成的正弦及余弦波与上述I/Q分配器输出的低频频带的信号相乘，输出误差补正的信号的乘法器。
上述SNR(信号噪声比)推断器由以下几个部分构成，并以此为特征利用包含在上述DMB接收机的接收信号中的同步信号，求得包含在上述解除区间杂音的功率值的乘法器；输入上述杂音功率值并积分，进行平均，求得平均杂音功率的累积及平均器；通过上述频率复原装置内部AGC(自动增益控制)，通过已设定的功率值求得调整的标准功率值与上述平均杂音功率的差，生成信号功率的减法器；将上述求得的信号功率值除以上述平均杂音功率，求得SNR值的除法器；将上述求得的SNR值与已设定输入的标准SNR值进行比较，生成上述模式选择信号的比较器。
本发明的效果本发明的数字多媒体广播接收机的频率复原装置是利用SNR推断器的频率复原系统，达到如下效果。
第一，利用时间区域的解除区间，求得杂音功率，能够推断SNR，达到将其运用为频率复原系统的控制信号的效果。
第二，不同于根据信号的状态进行推断误差的方法，利用SNR推断器，达到迅速准确地复原频率的效果。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)
图1是本发明包括SNR推断器的频率复原系统的构成示意图。
图2是本发明DMB接收机的频率复原装置中的SNR推断器的内部构成示意图。
附图中主要部分的符号说明1调谐器2AGC(自动增益控制)3A/D转换器 4I/Q分配器5帧，信号同步部6乘法器7FFT(快速傅氏变换)部 8等级检波器9第1误差推断器 10第2误差推断器11多路器(MUX) 12循环过滤器
13数值控制振荡器 14SNR推断器(5)具体实施方式
下面将参照附图对本发明数字多媒体广播接收机的频率复原装置DMB接收机的频率复原装置的实施例进行详细说明。
图1是本发明包括SNR推断器的频率复原系统的示意图。
如图1所示，本发明频率复原系统由以下几个部分构成将通过天线输入的接收信号转换为希望的中间频率(Intermediate Frequency)的传输频带(Pass-band)信号的调谐器1；为了保持以后A/D转换器3输入的信号的一定振幅，将上述调谐的信号与按照标准信号振幅计算的增益相乘的自动增益控制(AGCAutomatic Gain Control自动增益控制)部2；将上述一定振幅的信号进行取样(Sampling)，转换为数字信号的A/D(Analog-Digital模拟/数字)转换器3；将上述转换的数字信号的合成信号(Complex Signal)分离成实数部(Real Part)和虚数部，向低频频带转换的I/Q分配器4；推断上述转换的低频信号的帧及信号同步的帧及信号同步部5；利用上述转换的低频信号和同步信号，通过进行FFT(快速傅氏变换)，转换成频率区域信号的FFT部7；以上述信号为信号单位进行等级检波，转换为发送信号--QPSK状态信号的等级检波器8；输入向上述频率区域转换前的时间区域信号，通过搜索(acquisition)模式推断误差的第1误差推断器9；输入上述QPSK状态的信号，通过跟踪(tracking)模式，推断误差的第2误差推断器10；选择上述各个推断的误差值中一个的多路器(MUX)11；根据决定的频带幅，累积补正上述选择的误差值的循环过滤器12；生成上述补正的值对应的正弦波和余弦波的数值控制振荡器13将上述生成的正弦及余弦波与上述I/Q分配器4输出的低频频带的信号相乘，输出误差补正的信号的乘法器6；输入上述乘法器的输出，推断SNR(信号噪音比)的SNR推断器14。
按照上述结构过程的本发明包括SNR推断器14的频率复原系统的动作关系如下。
最初，200MHz频带接收的信号通过调谐器1转换为中间频率信号，通过自动增益控制部2对信号的增益进行调整。上述增益调整的信号通过ADC9部进行取样，转换为数字信号，通过I/Q分配器4，分离成实数部和虚数部，向低频频带输出。
利用上述低频频带的信号，在第1误差推断器9中推断搜索(acquisition)模式的频率误差。
上述搜索模式是频率复原系统具有的模式之一。本发明频率复原系统由两种模式构成，它们是快速收集大误差的搜索模式和准确收集小误差的跟踪(tracking)模式。
通过上述搜索模式动作的频率复原系统使用在时间区域OFDM信号的特性--保护区间与信号的一定部分相同的方法。
即，由于保护区间(Guard Interval)与信号的一定部分相同，如果存在频率误差，保护区间和信号的一定部分由于频率误差会导致相位发生一定的变化，如果利用相关(correlation)关系值来表现它，只能够通过信号振幅和频率误差表现。
举例来说明，如果OFDM信号的保护区间的任意值是a*exp(j*wn)，与之对应的信号内的信号是a。将上述两个值都减少M大小，如果存在频率误差dW，就是a*exp(j*dWn)和a*exp(j*dW(n+M))。
如果将上述两个值相乘就是a*exp(j*dWn)*a*exp(-j*dW(n+M))＝a2*exp(-j*dWM)。上述乘积的输出就是信号的振幅和频率误差。
如果在上述输出值中取虚数，是sin(dWM)，如果dWM比0大，比π小，是正数，如果比0小，比π大，是负数，利用乘积的输出，能够推断频率误差。
另一方面，上述低频频带的信号利用帧及信号同步部5的同步信号，在FFT(Fast Fourier Transform快速傅氏变换)部7中转换为频率区域的信号。
上述FFT部7的输出信号作为各个载波里装载的DQPSK信号，如果以这个信号为信号单位，通过等级检波器8进行等级检波，能够获得发送信号---QPSK状态的信号。
此时，如果在接收信号中存在频率误差，上述QPSK信号歪曲，由于频率误差，星相点(constellation point)转动。
为了查找到这一误差，第2误差推断器10通过跟踪(tracking)模式推断频率误差。即，上述第2误差推断器10使用通过上述星相点转动的角度来推断频率误差的方法。
这一内容详细说明如下。上述第2误差推断器10的输入信号是等级检波器8的输出---QPSK信号，由于如果在上述信号中存在频率误差，其星相点转动，通过QPSK决定器101决定上述信号。即，举例来说，如果星相点的坐标是(-0.707，0.707)，决定的值是(-1，1)。
利用上述决定值的角度，将上述信号向相反方向旋转。在上面的例子中，由于决定的值是(-1，1)，所以是135度，如果将其旋转-135度，星相点图上的坐标到(1，0)。
如果利用上述方法旋转利用频率误差转动的坐标，在I-Phase(相位)轴的±45度内存在上述等级检波器8的输出信号。
在这种情况下，如果不存在频率误差，坐标位于I-Phase轴，如果坐标位于I-Phase轴的下面，频率误差是正(+)，如果位于I-Phase轴的上面，频率误差是负(-)。
在上述旋转的信号中，只有将虚数部在有效的载波区间相加累积，求得器平均值。上述平均值是第2误差推断器10的输出值，是推断的误差值。
DMB有4种传送模式。在韩国，作为标准采用的传送模式1的有效的载波的个数是1536个。因此，如果使用上述第2误差推断器10的方法，可以获得±100Hz的频率误差，由于求得1536个平均值，分散很小同样，在多路器(MUX)11中选择利用第1、第2误差推断器9、10推断的上述误差值上中的一个，上述选择信号作为SNR推断器14的输出值使用。即，利用上述SNR，用于频率复原系统的控制。
图2显示的是上述SNR推断器14的内部构成示意图。
如图2所示，本发明中的SNR推断器14由以下几个部分构成输入向低频频带转换的信号，计算在上述解除(null)区间一定部分的杂音功率值的乘法器141；将上述计算的功率值积分，求得杂音的平均功率的累积及平均器142；从信号的标准功率中减去上述平均功率，求得纯粹的信号的平均功率的减法器143；将上述求得的信号功率平均值除以上述杂音功率，求得SNR值的除法器144；将上述求得的SNR值与已设定输入的标准SNR值进行比较，生成上述模式选择信号的比较器145，生成的模式选择信号输入到多路器11。
按照上述结构构成的SNR推断器14的动作关系如下。
首先，SNR推断器14内部乘法器141输入上述I/Q分配器4输出，并向低频频带转换的数据信号和同步信号，计算解除区间的杂音功率。
所谓解除区间就是在DMB系统的发送信号中存在的信号，是为了协调帧同步使用的信号。上述解除区间不包括数据信号，只有0(zero)值。
即，由于在上述解除区间里不包括数据信号，利用同步信号，求得在上述解除区间中不受到数据影响的部分的杂音功率。
通过累积及平均器142，在一定区间对上述杂音功率进行积分，进行平均，求得平均杂音功率。
通过减法器143求得上述平均杂音功率与标准功率(reference power)的差，获得纯粹的信号功率。上述标准功率作为通过AGC(AutomaticGain Contro1自动增益控制)，在数据区间，通过已设定的标准功率调整的功率，其包括杂音功率。
因此，通过在上述标准功率中减去在解除区间推断的平均杂音功率，获得纯粹的信号功率。
除法器144将上述求得的信号功率除以平均杂音功率。即，由于SNR(信号噪音比S/N)是信号功率除以平均杂音功率的值，通过上述除法器144，将信号功率除以平均杂音功率，计算SNR值，并输出。
通过比较器145，将上述求得的SNR值与事先设定的输入的标准SNR值进行比较，生成以后向多路器(MUX)11输出的选择信号。
即，如果上述求得的SNR值小于标准SNR值，由于信号状态不好，生成选择第1误差推断器9推断的误差值的信号；如果上述求得的SNR值处于标准SNR值以上，生成选择第2误差推断器10推断的误差值的信号。
在时间区域利用保护区间和信号的相应区间的相关关系值的第1误差推断器9，即使推断值分散大，SNR(信号噪声比)降低的情况下，其也不受到很大影响，相反，利用频率区域里接收的信号的决定值，推断频率误差的第2误差推断器10，尽管推断值分散小，SNR降低，其也受到SNR的很大的影响。即，当SNR好时，使用第2误差推断器10，如果SNR非常不好，使用第1误差推断器9，利用求得的SNR值进行控制。
而且，上述比较器145除了使用比较SNR值的方法，还可以使用如下方法。将标准SNR值对应的杂音功率和通过上述乘法器141及累积，平均器142求得的平均杂音功率进行比较，生成向多路器(MUX)11输出的选择信号的方法。
另一方面，在循环过滤器12中累积补正通过上述选择信号多路器(MUX)11选择的第1误差推断器9或者第2误差推断器10的误差信号值并输出，上述补正的值在数字控制振荡器(NCONumerical Control Oscillator)13中生成与上述补正的数值对应的正弦及余弦波。
通过在乘法器6中将上述生成的正弦及余弦波与上述I/Q分配器4输出的低频频带的信号相乘，生成误差补正的信号。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种数字多媒体广播接收机的频率复原装置，是在数字多媒体广播接收机中，对通过OFDM调制方式进行传送的特定频道的信号进行检波，为了将其复原成补正频率误差及相位误差的信号，通过搜索和跟踪两种模式，推断并补正频率误差的频率复原装置，其特征在于由以下几个部分构成为了协调帧同步，利用包含在所述的数字多媒体广播接收机的接收信号里的解除区间求得信号噪声比SNR，根据上述求得的SNR，生成选择所述的搜索模式或跟踪模式中一种模式的信号的SNR推断器。
2.如权利要求1所述的数字多媒体广播接收机的频率复原装置，其特征在于所述的SNR推断器由以下几个部分构成利用包含在所述的数字多媒体广播接收机的接收信号中的同步信号，求得包含在所述的解除区间的杂音的功率值的乘法器；输入所述的杂音功率值并积分，进行平均，求得平均杂音功率的累积及平均器；通过上述频率复原装置内部自动增益控制AGC，通过已设定的功率值求得调整的标准功率值与所述的平均杂音功率的差，生成信号功率的减法器；将上述求得的信号功率值除以上述平均杂音功率，求得SNR值的除法器；将上述求得的SNR值与已设定输入的标准SNR值进行比较，生成上述模式选择信号的比较器。
3.一种数字多媒体广播接收机的频率复原装置，是在数字多媒体广播接收机中，对通过OFDM调制方式进行传送的特定频道的信号进行检波，为了将其复原成补正频率误差及相位误差的信号，通过搜索和跟踪两种模式，推断并补正频率误差的频率复原装置，其特征在于由以下几个部分构成增益补正上述传送的信号，输入数字转换的信号，将其分离成实数部和虚数部，并向低频频带转换并输出的I/Q分配器；通过在上述低频频带的信号中进行快速傅氏变换运算，转换成频率区域信号的快速傅氏变换FFT部；以上述信号为信号单位进行等级检波，转换成QPSK状态的信号的等级检波器；输入向上述频率区域转换之前的时间区域信号，通过搜索(acquisition)模式推断误差的第1误差推断器；输入上述QPSK状态的信号，通过跟踪(tracking)模式推断误差的第2误差推断器；输入上述低频频带的信号和同步信号，求得SNR，通过将其与已设定的输入的标准SNR值进行比较，信号选择上述第1、第2误差推断器推断的误差值中选择一个的信号的SNR推断器；从上述SNR推断器的选择信号中输入选择的误差值，根据决定的频带幅，累积补正误差的循环过滤器；生成上述补正的数值对应的正弦波和余弦波的数值控制振荡器；将上述生成的正弦及余弦波与上述I/Q分配器输出的低频频带的信号相乘，输出误差补正的信号的乘法器。
4.如权利要求3所述的数字多媒体广播接收机的频率复原装置，其特征在于所述的SNR推断器由以下几个部分构成输入向低频频带转换的信号及同步信号，求得在上述解除区间一定部分的杂音功率值的乘法器；输入并积分上述杂音功率值，进行平均，求得平均杂音功率的累积器及平均器；通过上述频率装置内部自动增益控制AGC，通过已经设定的功率值进行调整的标准功率值与上述平均杂音功率的差，生成信号功率的减法器；将上述求得的信号功率平均值除以上述杂音功率，求得SNR值的除法器；将上述求得的SNR值与已设定输入的标准SNR值进行比较，生成误差选择信号的比较器。
全文摘要
一种数字多媒体广播接收机的频率复原装置，是推定接收信号的信号噪声比SNR推断器及利用SNR推断器的数字多媒体广播接收机的频率复原装置，是在通过搜索和跟踪两种模式推断误差并补正的数字多媒体广播接收机中，包括如下结构为了协调帧同步，利用包含在上述DMB接收机的接收信号里的解除区间求得SNR，根据上述求得的SNR，生成选择上述搜索模式或跟踪模式中一种模式的信号的SNR推断器。本发明的数字多媒体广播接收机的频率复原装置不同于根据信号的状态推断误差的方法，其利用SNR推断器，达到迅速准确地复原频率的效果。
文档编号H04N5/44GK1812388SQ20051003304
公开日2006年8月2日 申请日期2005年1月26日 优先权日2005年1月26日
发明者黄龙硕 申请人:乐金电子(惠州)有限公司