专利名称：码片均衡器和均衡方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，更具体地涉及码片均衡器和均衡方法，其能 够根据接收机的性能最小化信号解调的复杂性并适应性地改变计算量。
背景技术：
最近几年，随着用户对高质量音频和视频业务的需求增加，扩展了 数字广播业务的商业化。数字广播可以分类为卫星广播和陆地广播。
对于卫星数字广播，卫星基站从各个广播站接收广播数据并通过指 定频带的上行发送路径将其向卫星发送，而卫星对从卫星基站接收到的 信号进行放大和变频并将其发送到业务区域。
由此，卫星广播业务区域内的接收机从卫星接收广播信号，并播放 广播的视频和/或音频。同时，为了解决由于建筑物或遮挡物导致的阴影
或阻挡所引起的信号衰减的问题，使用间隙填充器(gap filler)来中继广 播信号。
图1示出了普通卫星广播系统的概念。
参照图1，卫星广播系统包括广播站100、卫星基站110、卫星120、 卫星控制站130、广播接收终端140以及间隙填充器150。
卫星基站IIO从广播站100接收广播数据,并经由Ku频带(12.5 GHz 到18 GHz)的上行发送路径将其发送到卫星120。通过一个或更多个卫 星基站110向卫星120发送广播数据的广播站100可以是多个。
卫星120放大从卫星基站110接收到的Ku频带的广播信号，并将其 转换为S频带的广播信号。接着，卫星将转换后的S频带的广播信号与 Ku频带的广播信号一起向业务区域发送。
卫星控制站130用于监视和控制卫星120的运行状态。
卫星广播业务区域内的广播接收终端140从卫星120接收广播信号
5并将其再现。
然而，间隙填充器150在信号由于建筑物或遮挡物产生的阴影或阻
挡所引起的衰减而严重的位置处中继并发送广播信号。间隙填充器150 从卫星120接收Ku频带的TDM (时分复用)信号，将其转换为S频带 的CDM (码分复用)的信号，接着发送转换后的信号。
卫星广播业务区域内的广播接收终端140对从卫星120接收到的S 频带的CDM信号以及经由间隙填充器150接收到的S频带的CDM信号 进行解调，并且播放广播的视频和/或音频。广播接收终端140可以是便 携式终端(例如移动通信终端、个人数据助理(PDA)、安装在车辆上的 终端等)。
图2示出了普通间隙填充器的基带发送信号的帧结构。 参照图2，帧结构具有12.75 ms的基础帧。6个基础帧构成76.5 ms 的超帧。各个广播信道是由816字节(6528位)组成的QPSK信号，其 中I (同相位)信道和Q (正交相位)信道分别由408字节组成。被分配 为沃尔什O号代码(Walsh O-number code)的导频信道用于帧同步和控制 数据的发送。导频码元(PS)和控制数据(Di)分别由25口个单位组成。 单一导频信道帧由102个包括32位的块组成，(即125口， 2048码片)。 换句话说，单一导频信道帧由51个导频码元(PS)和控制数据(Di， i=l， 2，...， 51)组成。Dl (导频信道的第一控制数据)是用于帧同步的独特码。 导频码元以"11111111 11111111 11111111 11111111"的顺序发送，独特码 (Dl)以"01101010 10110101 01011001 10001010"的顺序发送。导频码 元(PS)和独特码(Dl)是广播接收终端140中已经识别的导频数据。 图3示出了普通卫星广播发送系统的结构。
如图所示，卫星广播发送系统包括Reed-Solomon (RS)编码器 110-l 110-n、字节交织器120-l 120-n、巻积编码器130-l 130-n、以 及位交织器140-l 140-n，这些是用于对音频/视频(AV)信号进行编码 的部件。卫星广播发送系统还包括RS编码器110-x、字节交织器120-x、 以及巻积编码器130x,这些是用于对作为控制信号的导频信号进行编码 的部件。卫星广播发送系统还包括用于对编码后的AV信号和导频信号进行调制的调制器150、以及用于进行上变频以通过天线发送广播信号的上
变频器160。
在这种发送系统中，为了能够进行针对各个广播站和/或内容的独立 广播，利用不同的正交扩频码发送广播信号，接收系统利用沃尔什码来 区分不同的广播/内容信号。
图4示出了普通卫星广播接收系统的结构。
卫星广播接收系统包括调谐器210-l 210-2、 CDM (码分复用)解 调部分220、信道解调部分230、解复用器240、以及导频信道解调部分 250。
CDM解调部分220包括用于根据PN码接收广播信号的多个Rake 支路(finger) 2210-1 2210-2，根据信号强度和延迟从通过Rake支路 2210-1 2210-2接收的信号输出信号的加法器2220-1 2220-2,以及利用 沃尔什码对来自加法器2220-1 2220-2的输出信号进行解扩的解扩器 2230-1 2230-2。 CDM解调部分220的输出信号分为广播信道信号和导 频信道信号。广播信道信号在信道解调部分230中解码，导频信道信号 在导频信道解调部分250中解码。
为此，信道解调部分230包括位解交织器2310-1 2310-2、维特比 (viterbi)解码器2320-1 2320-2、字节解交织器2330-1 2330-2、以及 RS解码器2340-1 2340-2。导频信道解调部分250包括维特比解码器 2510、字节解交织器2520、 RS解码器2530、以及接收机控制器2540。
此外，在信道解调部分230中恢复为音频信号和视频信号的信号在 解复用器240中被解复用，并被播放。
当前的卫星广播接收系统具有的问题是由于接收信号的延迟和多 径信道环境中的频率扩展而引起接收信号的沃尔什码正交性丢失，并且 因此会发生多信道干扰而期望的广播信号不能正确地恢复。这些问题可 以按减少干扰信号的方式克服。然而，在此情况下，广播业务信道受到 限制。
因此，已经研究了一种减少接收信号之间的干扰而不会限制广播信 道的方法。作为一种方案，有一种向接收系统引入均衡器的方法。
7均衡化是一种去除由于多径而引起的信道延迟的信道噪声和信道失 真，由此在整个频带上提供一致的幅度和相位属性的信号处理技术。总
体上，均衡器利用附着有抽头(tap)的固定延迟线来根据输入信号的延
迟特性调节抽头系数，由此补偿码间干扰。抽头系数可以根据信道估计 信息而改变并且可以根据数据信号周围的延迟位置处的噪声信号(即， 延迟信号)分布来确定。换句话说，抽头系数被设定为用于去除噪声信 号的值。
图5示出了利用普通码片均衡器的接收系统。
码片均衡器300包括第一均衡器302，其利用从接收自调谐器的 广播信号中识别出的导频信道信号来获取信道信息，并利用获取的信道 信息首次更新抽头系数；第二均衡器304，其产生根据第一均衡器302中 更新的抽头系数而恢复的导频信号，并利用恢复的导频信号和从接收到 的广播信号中识别出的导频信道信号来第二次更新抽头系数；以及检测 器306，其利用在第二均衡器304中第二次更新的抽头系数来恢复接收到 的广播信号，并将恢复的广播信号发送到信道解调器。
参照图6描述码片均衡器300中的抽头系数更新处理。
图6是示出了图5所示的均衡器的结构的细节图。
如图所示，均衡器包括单位延迟模块312，其以码片单位为间隔 来延迟通过调谐器接收的广播信号；抽头系数估计模块314，其对从单位 延迟模块312的各个输出端子输出的各个信号应用扩频码，累加扩频码 应用结果以计算恢复的导频信号，接着应用当前抽头系数以输出更新后 的抽头系数；加法器316，其根据抽头系数估计模块314的输出信号和从 接收到的广播信号中识别出的导频信道信号来计算误差值；以及步长调 整模块318，其利用计算出的误差值更新步长，并向抽头系数估计模块 314发送步长更新结果以更新抽头系数。
在这种均衡器结构中，单位延迟模块例如通过以码片单位为间隔移 动与64码片相对应的共用导频中所使用的沃尔什码和PN码的序列组合， 将接收到的位信号形成为64个块，其中一个块的和变为位单位。
在韩国专利未审公开No. 2006-39961中公开了上述均衡器的示例。当对接收系统应用均衡器时，可以跟踪多径信道并将相邻信道之间 的干扰降至最小。然而，由于应当对在接收到的信号中包括的全部噪声 信号应用抽头系数以进行补偿，所以接收系统的复杂性增加。
具体地说，由于与例如基站的设备相比，利用卫星广播业务的移动 通信终端具有更差的性能，所以当应用上述码片均衡器时，复杂性增加， 由此降低了运行速度
发明内容
技术问题
提出本发明以解决现有技术中发生的问题。本发明的目的是提供一 种码片均衡器和均衡方法，其能够仅针对包括了主信号分量的部分对噪 声信号进行补偿，由此改善应用了均衡器的接收系统的性能并简化接收 模块。
本发明的另一 目的是根据接收系统的性能适应性地改变噪声信号补 偿的计算量，由此根据用途来修改接收系统的性能。 技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的实施方式，提供了一种码片均衡 器，该码片均衡器包括延迟控制模块，其从接收自调谐器的信号的信 号分布中识别包括主信号的区域，并且根据相邻的主信号之间的延迟差 异来确定噪声补偿区域；至少一个第一单位延迟模块，其在从所述调谐 器接收到的信号中以码片单位为间隔来延迟包括所述主信号的区域的信
号，并且将该信号输出到抽头系数估计模块；以及至少一个第二单位延 迟模块，其在所述延迟控制模块的控制下，在从所述调谐器接收到的信 号中以码片单位为间隔来延迟不包括主信号的区域的信号。
另外，根据本发明的另一实施方式，提供了一种码片均衡器，该码 片均衡器包括延迟控制模块，其从接收自调谐器的信号的信号分布中 识别包括主信号的区域，检查包括主信号的区域的范围，并且根据相邻
的主信号之间的延迟差异来确定噪声补偿区域和范围；至少一个第一单
位延迟模块，其在所述延迟控制模块的控制下，在从所述调谐器接收到
9的信号中以码片单位为间隔来延迟包括所述主信号的频率范围的信号， 并且将该信号输出到抽头系数估计模块；以及至少一个第二单位延迟模 块，其在所述延迟控制模块的控制下，在从所述调谐器接收到的信号中 以码片单位为间隔来延迟不包括主信号的区域的信号。
此外，根据本发明的另一方面，提供了一种均衡方法，该方法包括 如下步骤第一步骤，当通过调谐器接收到信号时，分析接收到的信号
的轮廓(profile)以识别包括主信号的区域，由此确定窗口位置(即，噪 声补偿区域)；第二步骤，根据所述窗口位置来估计包括所述主信号的区 域的抽头系数；第三步骤，通过参考在所述第二步骤中估计的所述抽头 系数和从接收到的信号中识别出的导频信道信号来计算误差值；第四步 骤，根据所述误差值来更新步长；以及第五步骤，根据更新后的步长来 更新所估计的抽头系数。 有益效果
根据本发明，在应用了均衡器的接收系统中将信号解调的计算量降 到最少，使得接收系统的功耗最少并且计算量最少。此外，可以简化接 收系统的结构。
另外，由于可以根据接收系统的性能适应性地改变噪声补偿的计算 量，所以接收系统的性能可以根据其用途而改变。此外，可以在小规模 接收系统中接收和再现各种广播信号而不产生相邻信道的干扰。
本发明的上述和其他目的、特征和优点将根据随后结合附图的详细 描述而变得更加明显，其中
图1示出了普通卫星广播系统的概念；
图2示出了普通间隙填充器的基带发送信号的帧结构；
图3示出了普通卫星广播发送系统的结构；
图4示出了普通卫星广播接收系统的结构；
图5例示了利用普通码片均衡器的接收系统；
图6是示出了图5所示的均衡器的结构的细节10图7示出了根据本发明的实施方式的码片均衡器的结构；
图8示出了根据本发明的另一实施方式的码片均衡器的结构；以及
图9是示出了本发明的均衡方法的流程图。
<附图中重要部件的附图标记说明〉
302:第一均衡器
304:第二均衡器
306:检测器
320:码片均衡器
3210:延迟控制模块
3220， 3240:第一单位延迟模块 3230:第二单位延迟模块 3250:抽头系数估计模块 3260:加法器 3270:步长调整模块
具体实施例方式
下面结合附图将更具体地描述本发明的优选实施方式。 图7示出了根据本发明的实施方式的码片均衡器的结构。 根据本发明的实施方式的码片均衡器320包括:延迟控制模块3210， 其分析从调谐器接收到的信号的轮廓以从接收到的信号的分布中识别出 包括主信号的区域和不包括主信号的区域，并且根据相邻的主信号之间 的延迟差异来确定噪声补偿区域；至少一个第一单位延迟模块3220、 3240，其在从调谐器接收到的信号中以码片单位为间隔来延迟包括主信 号的区域的信号；以及至少一个第二单位延迟模块3230，其在从调谐器 接收到的信号中以码片单位为间隔来延迟不包括主信号的区域的信号。
延迟控制模块3210将包括接收到的信号的主信号的区域确定作为 噪声补偿区域，并向第一单位延迟模块3220、 3240发送包括主信号的区 域的信号。另外，延迟控制模块3210向第二单位延迟模块3230发送不 包括接收到的信号的主信号的区域的信号。
ii抽头系数估计模块3250接收从第一单位延迟模块3220、 3240的各 个输出端子输出的信号，抽头系数估计模块3250对各个输出信号应用扩 频码，累加扩频码应用结果以计算恢复的导频信号，接着应用当前抽头 系数以输出更新后的抽头系数。
加法器3260根据抽头系数估计模块3250的输出信号和从接收到的 广播信号中识别出的导频信道信号来计算误差值。步长调整模块3270利 用在加法器3260中计算出的误差值来更新步长，并向抽头系数估计模块 3250发送步长更新结果来更新抽头系数。在此，步长调整模块3270可以 按自适应最小均方(LMS)方式来实现。
在本实施方式中，考虑到在有延迟差异的状态中包括在接收到的信 号中的全部主信号不是分布在宽范围上而是以突发形式出现的信道特 性，^l仅对包括了主信号分量的区域的噪声进行补偿而不补偿其他区域。 因此，可以在例如移动通信终端的信号处理能力有限的接收系统中将用 于恢复所接收到的信号所必要的计算量减至最少。
图8示出了根据本发明的另一实施方式的码片均衡器的结构。
除了参照图7描述的码片均衡器的构造之外，本实施方式提供了一 种能够控制包括主信号分量的区域的噪声补偿范围的码片均衡器。
具体地说，本实施方式的码片均衡器330包括延迟控制模块3310，
其从通过调谐器接收的信号的信号分布中识别出包括主信号的区域和不 包括主信号的区域，检查包括主信号的区域的范围并根据相邻的主信号 之间的延迟差异来确定噪声补偿区域和范围；至少一个第一单位延迟模 块3320、 3340，其在包括主信号的区域的信号中以码片单位为间隔来延 迟在由延迟控制模块3310确定的范围内所包括的信号；以及至少一个第 二单位延迟模块3330，其在从调谐器接收到的信号中以码片单位为间隔 来延迟不包括主信号的区域的信号。
从第一单位延迟模块3220、 3240的各个输出端子输出的信号被输入 到抽头系数估计模块3350。抽头系数估计模块3350、加法器3360以及 步长调整模块3370执行与图7所述类似的功能。因此，省略对其详细描 述。
12图7所描述的根据本发明的实施方式的码片均衡器320用相同窗口 (抽头系数估计窗口)对包括主信号的频率范围内的信号的噪声进行补 偿。图8所示的码片均衡器还支持根据接收到的信号的特性改变进行噪 声补偿的信号的窗口尺寸。
本实施方式的窗口尺寸具有由图8的虚线包围的第一延迟模块 3220、 3240的尺寸，并且表示向抽头系数估计模块3350输出延迟信号以 补偿接收到的信号的噪声的码片延迟器(Tc)的数量。
描述了一种方法，其中当接收到的信号输入到图7和图8所示的码 片均衡器时估计抽头系数，并且用抽头系数恢复原始信号。
图9是示出了本发明的均衡方法的流程图。
当通过调谐器接收到信号时，延迟控制模块3210、 3310分析接收到 的信号的轮廓(S10)以识别包括主信号的区域和不包括主信号的区域， 并且根据相邻的主信号之间的延迟差异来确定噪声补偿区域，即窗口位 置(S20)。在此，延迟控制模块3210、 3310可以分析接收到的信号的轮 廓并将具有等于或大于接收到的信号的强度的预定值的信号识别为主信号。
根据在步骤S20确定的窗口位置以码片单位为间隔在第一单位延迟 模块3220、 3240、 3320、 3340中对接收到的信号进行延迟，接着将该信 号输入到抽头系数估计模块3250、 3350中，以估计抽头系数(S30)。对 于在步骤S30中的抽头系数的估计，抽头系数估计模块3250、 3350对各 个输出信号应用扩频码，累加扩频码应用结果以计算恢复的导频信号， 接着应用当前抽头系数以输出更新后的抽头系数。
之后，当根据抽头系数估计模块3250、 3350的输出信号和己经识别 出的导频信道信号计算出误差值时(S40)，将该误差值输入到步长调整 模块3270、 3370。由此，当更新了步长时(S50),将该步长输入到抽头 系数估计模块3250、 3350，以更新抽头系数(S60)。
同时，除了在进行步骤S30之前和在步骤S20之后在延迟控制模块 3210、 3310中根据相邻的主信号之间的延迟差异来确定噪声补偿区域之 外，还可以进行用于确定噪声补偿范围(即，窗口尺寸)的步骤S25。在应性地补偿噪声补偿范围，所以可以进一步减少 信号解调的计算量。
尽管参照其特定优选实施方式示出并描述了本发明，本领域技术人 员将理解，可以在不脱离由所附的权利要求限定的本发明的精神和范围 的情况下，对形式和细节做出各种改变。
工业适用性
根据本发明，在应用了均衡器的接收系统中尽可能减少了信号解调 的计算量，使得接收系统的功耗尽可能减少并且计算量尽可能减少。此 外，可以简化接收系统的结构。
另外，由于可以根据接收系统的性能适应性地改变噪声补偿的计算 量，所以接收系统的性能可以根据其用途来改变。此外，可以在小规模 接收系统中接收和再现各种广播信号而不产生相邻信道的干扰。
1权利要求
1、一种用于接收系统的码片均衡器，该码片均衡器包括延迟控制模块，其从接收自调谐器的信号的分布中识别包括主信号的区域，并且根据相邻的主信号之间的延迟差异来确定噪声补偿区域；至少一个第一单位延迟模块，其在从所述调谐器接收到的信号中以码片单位为间隔来延迟包括所述主信号的区域的信号，并且将该信号输出到抽头系数估计模块；以及至少一个第二单位延迟模块，其在所述延迟控制模块的控制下，在从所述调谐器接收到的信号中以码片单位为间隔来延迟不包括主信号的区域的信号。
2、 根据权利要求1所述的码片均衡器，该码片均衡器还包括-抽头系数估计模块，其对从所述至少一个第一单位延迟的各个输出端子输出的各个信号应用扩频码，累加扩频码应用结果以计算恢复的导 频信号，并且接着应用当前抽头系数以输出更新后的抽头系数；加法器，其根据所述抽头系数估计模块的输出信号和从来自所述调 谐器的信号中识别出的导频信道信号来计算误差值；以及步长调整模块，其利用在所述加法器中计算出的误差值来更新步长， 并且向所述抽头系数估计模块发送步长更新结果。
3、 根据权利要求1所述的码片均衡器，其中，所述延迟控制模块分 析接收到的信号的轮廓以识别包括所述接收到的信号中的主信号的区 域。
4、 根据权利要求3所述的码片均衡器，其中，所述延迟控制模块将 具有等于或大于所述接收到的信号的强度的预定值的信号识别为所述主 信号。
5、 根据权利要求1所述的码片均衡器，其中，所述延迟控制模块向 所述第一单位延迟模块发送具有接收到的信号中的主信号的区域的信 号，并且向所述第二单位延迟模块发送没有接收到的信号中的主信号的 区域的信号。
6、 一种用于接收系统的码片均衡器，该码片均衡器包括 延迟控制模块，其从接收自调谐器的信号的分布中识别包括主信号的区域，检査包括主信号的区域的范围，并且根据相邻的主信号之间的 延迟差异来确定噪声补偿区域和范围；至少一个第一单位延迟模块，其在所述延迟控制模块的控制下，在 从所述调谐器接收到的信号中以码片单位为间隔来延迟包括所述主信号 的频率范围的信号，并且将该信号输出到抽头系数估计模块；以及至少一个第二单位延迟模块，其在所述延迟控制模块的控制下，在 从所述调谐器接收到的信号中以码片单位为间隔来延迟不包括主信号的 区域的信号。
7、 根据权利要求6所述的码片均衡器，该码片均衡器还包括 抽头系数估计模块，其对从所述至少一个第一单位延迟的各个输出端子输出的各个信号应用扩频码，累加扩频码应用结果以计算恢复的导 频信号，并且接着应用当前抽头系数以输出更新后的抽头系数；加法器，其根据所述抽头系数估计模块的输出信号和从来自所述调 谐器的信号中识别出的导频信道信号来计算误差值；以及步长调整模块，其利用在所述加法器中计算出的误差值来更新步长， 并且向所述抽头系数估计模块发送步长更新结果。
8、 根据权利要求6所述的码片均衡器，其中，所述延迟控制模块分 析接收到的信号的轮廓以识别包括所述接收到的信号中的主信号的区 域。
9、 根据权利要求8所述的码片均衡器，其中，所述延迟控制模块将 具有等于或大于所述接收到的信号的强度的预定值的信号识别为所述主 信号。
10、 根据权利要求6所述的码片均衡器，其中，所述噪声补偿范围 是所述第一单位延迟模块中的码片延迟器的数量，该码片延迟器向所述 抽头系数估计模块输出以码片单位为间隔而延迟的信号。
11、 根据权利要求6所述的码片均衡器，其中，所述延迟控制模块 向所述第一单位延迟模块发送具有接收到的信号中的主信号的区域的信号，并且向所述第二单位延迟模块发送没有接收到的信号中的主信号的 区域的信号。
12、 一种接收系统中的均衡方法，该方法包括如下步骤 第一步骤，当通过调谐器接收到信号时，分析接收到的信号的轮廓以识别包括主信号的区域，由此确定窗口位置；第二步骤，根据所述窗口位置来估计包括所述主信号的区域的抽头 系数；第三步骤，通过参考在所述第二步骤中估计的所述抽头系数和从接 收到的信号中识别出的导频信道信号来计算误差值； 第四步骤，根据所述误差值来更新步长；以及 第五步骤，根据更新后的步长来更新所估计的抽头系数。
13、 根据权利要求12所述的方法，其中，在第一步骤中具有等于或大于所述接收到的信号的强度的预定值的信号被识别为主信号。
14、 根据权利要求12所述的方法，该方法还包括以下步骤在所述 第一步骤之后执行所述第二步骤之前，确定所述主信号所处的区域的噪 声补偿范围。
全文摘要
本发明公开了一种能够根据接收机的性能来尽可能减少信号解调的复杂性的码片均衡器和均衡方法。该码片均衡器包括延迟控制模块，其从接收自调谐器的信号的信号分布中识别包括主信号的区域，并且根据相邻的主信号之间的延迟差异来确定噪声补偿区域；至少一个第一单位延迟模块，其在从所述调谐器接收到的信号中以码片单位为间隔来延迟包括所述主信号的区域的信号，并且将该信号输出到抽头系数估计模块；以及至少一个第二单位延迟模块，其在从所述调谐器接收到的信号中以码片单位为间隔来延迟不包括主信号的区域的信号。
文档编号H04L27/01GK101502068SQ200780029346
公开日2009年8月5日 申请日期2007年8月7日 优先权日2006年8月7日
发明者任種太, 刘载榥, 吴世铉, 李东学, 李君攝 申请人:Sk电信有限公司