专利名称：共道干扰消除器及其方法
技术领域：
本发明涉及一种共道干扰消除器及其方法，更具体涉及在一种高清晰度电视(HDTV)接收机中，能可靠消除共道干扰的共道干扰消除器及其方法。
大联盟高级电视(GA-ATV)是一种能够替代NTSC(国家电视制式委员会)标准的新的数字电视传输制式标准。此GA．ATV制式标准(也称“GA-HDTV”或“GA-VSB”)由高级电视制式委员会(ATSC)制定，采用一种残留边带(VSB)调制方式作为数字传输方式。
一种新的ATV信号与现行模拟电视信号(NTSC信号)一起通过一个电视频道传输。此电视频道在一给定地域中不被使用(“禁用频道”)。因此，必须设计一种能抵制NTSC共道干扰的GA-AVT接收机。
一种现行HDTV接收机的方框图如
图1所示，此图公布在美国专利No.5,594,496。
图1中的一种抗NTSC干扰滤波器(NRF)选择控制器110可以是上面专利所公开的结构，由一个场梳状滤波器，一个梳状滤波器及一个比较器构成；也可以是参考丈献[1]“HDTV传输机制下数字电视标准使用指南”卷A/54，页104～107中所公开的结构，它于1995年4月12日提交于美国高级电视制式委员会；或者可以有其它结构。
此处当采用上面专利及ATSC标准所建议的梳状滤波器作为NRF108，消除NTSC干扰信号的性能是出色的。然而，当信号通过梳状滤波器时，梳状滤波器消减全增益的两种信号，将附加高斯白噪声(AWGN)功率提高了3分贝，因此引起3分贝的信噪比(SNR)损失。并且，梳状滤波器将8电平的输入信号变为15电平的信号。
图1中的NRF选择控制器110产生一个选择信号，从不包括NRF108的通路(非NRF通路)和包括NRFl08的通路(NRF通路)中选择误差较小的通路，并将选择结果加到一个选择器112，一个自适应均衡器114，一个相位跟踪器116及一个格栅译码器118上。选择器112根据选择信号选择NRF108的输出信号(15电平)或单元106的输出信号(8电平)。自适应均衡器114，相位跟踪器116和格栅译码器118适当地处理被选中的信号。
以这种方式，图1接收机中NRF选择控制器110选中NRFl08的动作先于选中自适应均衡器114、相位跟踪器116及格栅译码器118，这意味着输入NRF选择控制器110的输入信号，不但包括共道干扰信号，还包括AWGN，重影，相位噪声等。为解决这个问题，据上面专利所述，含有连续场场同步的输入信号利用一个场梳状滤波器滤波以产生一路已经除去静态重影、DC偏置，符号干扰等信号的减法信号。将经过场梳状滤波器的减法信号与不经过场滤波器的减法信号相比较，从而选择NRF，就可以消除NTSC共道干扰和其它干扰。
然而，依据上述专利，运动重影或相位噪声并没有消除，因此控制选择NRF的可靠性仍不容乐观。
另外，其它现行共道干扰消除器，有美国专利No.5,546,132所公开的NTSC干扰探测器，它使用所有时段上的接收数据而不是场同步数据基准模式。美国专利No.5,602,583所公开的抗NTSC干扰滤波器带有一个开关控制的汤姆林逊(tomlinson)预编码器来减少ATV接收机中的NTSC共道干扰。还有，美国专利No.5,325,188公开一种使用数字递归陷波滤波器的NTSC信号干扰消除器。
本发明的目的是提供一种高可靠性的共道干扰消除器，它判定在包含共道干扰和其它干扰的输入信号中除去了其它干扰后，共道干扰是否存在。
本发明的另一个目的是提供一种消除共道干扰的高可靠的方法。它通过判定在包含共道干扰和其它干扰的输入信号中除去了其它干扰后共道干扰是否存在来消除共道干扰。
为实现第一个目的，所提供的一种共道干扰消除器包括一个抗共道干扰滤波器，它从第一输入信号中除去共道干扰，输出第二输入信号；第一后置处理器，它从第二输入信号中除去非共道干扰；第二后置处理器，它从第一输入信号中除去非共道干扰；还包括一个选择控制器，它比较第一和第二后置处理器的输出，选择一个误差较小的后置处理器输出。
为实现第二个目的，所提供的消除共道干扰的方法包括以下步骤:(a)从输入信号中除去共道干扰；(b)从已经除去共道干扰的信号中除去非共道干扰，并将输出结果作为第一信号；(c)从输入信号中除去非共道干扰，并将输出结果作为第二信号；(d)从第一和第二信号中选择误差较小的信号。
参照附图，详细描述优选实施例，以上所述本发明的目的及优点将变得明了易懂，其中图1是包含一个现行共道干扰消除器的HDTV的方框图；图2是包含一个依据本发明第一实施例的共道干扰消除器的HDTV方框图；图3是包含一个依据本发明第二实施例的共道干扰消除器的HDTV接收机的方框图；图4示出图3中所示的一个NRF选择控制器的实例；图5是包含一个依据本发明第三实施例的共道干扰消除器的HDTV接收机的方框图；图6示出图5中所示的一个NRF选择控制器的实例；图7是包含一个依据本发明第四实施例的共道干扰消除器的HDTV接收机的方框图。
图2中，调谐器202把由天线输入的高清晰度电视(HDTV)信号转化为预置频率的中频(IF)信号。相邻频道的信号对所要频道的信号有干扰。因此，为了预防这种干扰，调谐器202的输出通过一个带宽为6MHz的声表面波滤波器(SAW)204。单元206控制IF信号的振幅，用一个包含在IF信号内的导频信号将IF信号解调成基带信号，并将已解调的信号转化为数字信号。
为了防止由NTSC信号引起的HDTV信号的劣化，一个抗NTSC干扰滤波器(NRF)208用来除去206单元输出端的NTSC成份。这里，NRF208可以是文献[1]中ATSC标准和美国专利No.5,594,496中所公开的梳状滤波器，或者是其它类型滤波器，如有限脉冲响应(FIR)滤波器或者如美国专利No.5,325,188所公开的陷波滤波器。然而，下面作为实例将说明采用梳状滤波器的NRF208的情况。
第一后置处理器210中的自适应均衡器212从经过NRF208的15电平信号中除去传输路径中引起的多径失真(也称“重影”)。相位跟踪器214除去由自适应均衡器212输出的均衡信号中的相位噪声，即相位误差。
第二后置处理器216中的自适应均衡器218从未经过NRF208、由单元206输出的8电平信号中除去重影，相位跟踪器220除去由自适应均衡器218输出的均衡信号中的相位误差。
本发明的构思是为了更可靠地控制对NRF208的选择，对不通过NRF的输入信号(非NRF信号)利用第二后置处理器216除去了其它干扰从而使实际上只带有共道干扰的输入信号加到NRF选择控制器222上。通过NRF的信号(NRF信号)由第一后置处理器210输出加到NRF选择控制器222上。结果，NRF选择控制器222产生一选择信号，从经后置处理的NRF及非NRF信号中选择误差较小的一路信号。此例中的NRF选择控制器222，也可以不是由文献[1]所建议方法的其它方法。
选择器224根据选择信号，或选择由第一后置处理器210输出的NRF信号，或选择由第二后置处理器216输出的非NRF信号，并将选中的信号输出至格栅译码器226。格栅译码器226根据被选择器224选中的信号的状态(8电平或15电平)进行适当的格栅译码。不象图1中所示的现行接收机中NRF108的输入或输出信号均输入到NRF选择控制器110，如图2中所示，将附加的第二后置处理器216的输出作为NRF选择控制器222的输入，处理器216包含自适应均衡器218和相位跟踪器220，它消除或降低非共道干扰。
一般来说，输入到NRF选择控制器222的NRF信号，已经由自适应均衡器212除去了重影，由相位跟踪器214除去了相位噪声；输入到NRF选择控制器222的非NRF信号，已经由自适应均衡器218除去了重影，由相位跟踪器220除去了相位噪声。这里第一和第二后置处理器210和216除了包含自适应均衡器212、218及相位跟踪器214、220外，还可以包含更多的能够消除其它干扰的单元，如，减少AWGN干扰的噪声消减器。这样，通过第一和第二后置处理器210和216，大部分非共道干扰都可以除去或减少。
当输入信号包含非共道干扰的其它干扰(重影、相位噪声等)时会影响对NRF的选择。然而，通过对相应的干扰类型增加一处理过程能消除或大大减少这些其它干扰。这样可以较好地消除干扰对NRF选择控制的影响。更可取的方法是增加一个第二后置处理器216来除去如图2所示各个路径的其它干扰，从而控制对NRF的选择。在这种情况下，可以从NRF路径和非NRF路径中除去或减少大部分非共道干扰。因而，对NRF的选择控制就更可靠。
然而，图2中两个后置处理器210和216有相同的复杂度和结构。用两个重复的后置处理器需消耗大量的硬件。为解决这个问题，可以采用图3中的结构。
图3是包含一个依据本发明第二实施例的共道干扰消除器的HDTV接收机的方框图，这里，与图2中结构相同的部分不再另作解释。
图3中，后置处理器318是一个附加的通路，它不在接收机的信号处理通路上。此处，后置处理器318元件的结构和复杂度不同于在信号处理通路上(包含自适应均衡器312和相位跟踪器314)接收机的后置处理器。
后置处理器318接收NRF 308的输出信号。然而由于后置处理器318不在信号处理通路上，所以不对所有输入信号进行处理。也就是说，它只处理已通过NRF 308的已知信号周期的数据(GA-VSB信号中的场同步段周期数据1。后置处理器318可以包含去重影的自适应均衡器320和去相位误差的相位跟踪器322中的一个或两者，还可以包含能除去其它噪声的一个单元。因此，后置处理器318与相应于信号处理通路上后置处理器的自适应均衡器和相位跟踪器314相比具有不同的结构和复杂度。
图4示出图3中NRF选择控制器326的实例。
在图4中，NRF选择控制器326接收已经除去重影及相位噪声干扰、由后置处理器318输出的NRF信号。逆NRF328与NRF308有相反的特性。因此，NRF选择判断器330将后置处理器318输出的NRF通路与逆NRF328输出的非NRF通路相比较，从而产生一个选择信号来选择条件更好的通路。
NRF选择判断器330在对NRF选择所进行的大部分判断中，采用一已知信号周期的数据(GA-VsB信号中的场同步段周期数据)来检测NRF通路与非NRF通路的频道状态，从而选择状态较好的频道。例如，可以采用不是文献[1]所建议方法的其它方法。
另外，图3中所示的NRF选择控制器326始终接收NRF信号，而图5中所示的NRF选择控制器中426可以有选择地接收NRF或非NRF信号。也就是说，NRF选择控制器426接收选择器410的输出信号，而选择器410又由NRF选择控制器426控制，因此，NRF信号或非NRF信号都能输入到NRF选择控制器426。
图6示出图5中NRF选择控制器426的实例。
图6中，当图5中的后置处理器418输出的是一个NRF信号，第一选择开关432从触点lA选择后置处理器418的输出，即NRF通路；第二选择开关434从触点2A选择逆NRF430的输出，即非NRF通路。相反，当图5中后置处理器418输出的是非NRF信号，第一选择开关432由触点lB选择NRF 428的输出，即NRF通路；第二选择开关434由触点2B选择后置处理器418的输出，即非NRF通路。此处，第一和第二选择开关432和434可以由数字逻辑电路，如多路转换器构成。
NRF选择判断器436始终接收通过第一选择开关432转换的NRF通路和通过第二选择开关434转换的非NRF通路，从而选择其中状态较好的一个通路。而且，NRF选择判断器436通过将选择结果反馈到选择开关来控制第一和第二选择开关432和434，同时控制图5中的选择器410，从而利用后置处理信号连续控制图5的NRF408。
图7是包含一个依据本发明第四实施例的共道干扰消除器的HDTV接收机的方框图。
图7中，由NRF508输出的NRF信号的已知数据(GA-VSB下的场同步段周期数据)和非NRF信号的已知数据在微处理器540的控制下轮流被选择器518选择并被贮存到第一存储器520内。
一个误差计算器532计算由后置处理器522输出的NRF信号或非NRF信号的误差。此处，采用均方差(MSE)算法或符号误码率(SER)算法与基准数据相比较来计算误差。
误差计算器532轮流输出非NRF信号和NRF信号的误差，并将各误差值分别贮存在第二存储器534和第三存储器536。最小误差检测器538可以由比较器组成。最小误差检测器538将由第二存储器534输出的非NRF通路误差与由第三存储器536输出的NRF通路误差进行比较，从而产生一个NRF选择信号，选择误差较小的通路，并把NRF选择信号输出到选择器510，同时也输出到微处理器540，自适应均衡器512，相位跟踪器514和格栅译码器516。
尽管图7中的HDTV接收机增加了一个通路，但这一通路不直接影响信号通路，因为已知数据周期的使用在微处理器540的控制下，并且有空余的时间。另外，从第二选择器518到最小误差检测器538之间的组件可以在微处理器540内用软件形式构成。
如上所述，在本发明的共道干扰消除器及其方法中，输入信号中的其它干扰，如重影及相位噪声可以通过有别于信号通路的附加后置处理过程来消减，采用已经消减了其它干扰的信号来控制NRF的选择，从而将非共道干扰所产生的影响减到最小。结果，可以防止由其它干扰引起的，对NRF选择的误操作，从而更可靠地控制NRF的选择。
权利要求
1.一种共道干扰消除器，包括抗共道干扰滤波器，它从第一输入信号中除去了共道干扰，输出第二输入信号；第一后置处理器，它除去第二输入信号中的非共道干扰；第二后置处理器，它除去第一输入信号中的非共道干扰；选择控制器，它比较第一和第二后置处理器的输出，从而选择一个误差较小的后置处理器的输出。
2.如权利要求书l中所述的共道干扰消除器，其中第一和第二后置处理器每个至少包括一个除去输入信号中重影的自适应均衡器。
3.如权利要求书1中所述的共道干扰消除器，其中第一和第二后置处理器每个至少包括从输入信号中除去重影并输出均衡信号的自适应均衡器；及从均衡信号中除去相位噪声的相位跟踪器。
4.一种共道干扰消除器，包括抗NTSC干扰滤波器(NRF)，它从第一输入信号中除去共道干扰，输出第二输入信号；选择器，它根据选择信号选择第一或第二输入信号，并输出所选中的信号；后置处理器，它除去第二输入信号中的非共道干扰并输出后置处理信号；及NRF选择控制器，它根据后置处理信号产生选择信号。
5.如权利要求书4中所述的共道干扰消除器，其中NRF选择控制器包括逆NRF，它将后置处理信号处理成具有与NRF相反的特性从而输出非NRF信号；及判断器，它从后置处理信号与非NRF信号中选择误差较小的信号从而产生一选择信号。
6.如权利要求书4中所述的共道干扰消除器，其中后置处理器至少包括一个除去选中信号中堂影的自适应均衡器。
7.如权利要求书4中所述的共道干扰消除器，其中后置处理器至少包括自适应均衡器，它除去选中信号中的重影，输出均衡信号。相位跟踪器，用来除去均衡信号中的相位噪声。
8．一种共道干扰消除器，包括抗NTSC干扰滤波器(NRF)，它从第一输入信号中除去共道干扰，输出第二输入信号；选择器，它根据选择信号选择第一或第二输入信号，并输出所选中的信号；后置处理器，它除去所选中信号中的非共道干扰并输出后置处理信号；及NRF选择控制器，它通过测定后置处理信号中是否含有共道干扰来产生选择信号。
9.如权利要求书8中所述的共道干扰消除器，其中NRF选择控制器包括第二NRF，对后置处理信号进行NRF处理；逆NRF，对后置处理信号进行逆向NRF处理；第一选择器，它根据选择信号，通过选择后置处理信号或第二NRF的输出，来输出NRF信号；第二选择器，它根据选择信号，通过选择后置处理信号或逆NRF的输出，来输出非NRF信号；及判断器，它从NRF和非NRF信号中选择误差较小的信号从而产生选择信号。
10.如权利要求书8中所述的共道干扰消除器，其中后置处理器至少包含一个除去选中信号中重影的自适应均衡器。
11如权利要求书8中所述的共道干扰消除器，其中后置处理器至少包括自适应均衡器，它除去选中信号中的重影，输出均衡信号；及相位跟踪器，用来除去均衡信号的相位噪声。
12.一种共道干扰消除器，包括抗NTSC干扰滤波器(NRF)，它从第一输入信号中除去共道干扰，输出第二输入信号；选择器，它根据选择信号，选择第一或第二输入信号，并输出所选中的信号；及NRF选择控制器，它利用通过从第一输入信号的预定信号中除去非共道干扰获得的信号和通过从第二输入信号的预定信号中除去非共道干扰所获得的信号，产生选择信号。
13.如权利要求书12中所述的共道干扰消除器，其中NRF选择控制器由微处理器构成。
14.如权利要求书12中所述的共道干扰消除器，其中NRF选择控制器包括选择器，用来轮流选择第一输入信号和第二输入信号；第一存储器，用来存储选中信号中预定信号周期的数据；后置处理器，它除去存于第一存储器内的数据中的非共道干扰；误差计算器，用来计算轮流由后置处理器输出的第一和第二输入信号的误差。第二存储器，用来存储由误差计算器输出的第一输入信号误差；第三存储器，用来存储由误差计算器输出的第二输入信号误差；及最小误差检测器，它比较第一输入信号的误差和第二输入信号的误差，选择误差较小的信号，从而产生选择信号。
15.如权利要求书14中所述的共道干扰消除器，其中后置处理器至少包括一个除去贮存于第一存储器的信号中重影的自适应均衡器。
16.如权利要求书14中所述的共道干扰消除器，其中后置处理器至少包括自适应均衡器，它除去贮存于第一存储器的信号中的重影，并输出均衡信号；相位跟踪器，它除去均衡信号中的相位噪声。
17.一种消除共道干扰的方法，包括以下步骤(a)从输入信号中除去共道干扰；(b)从已除去共道干扰的信号中除去非共道干扰，并输出结果作为第一信号；(c)从输入信号中除去非共道干扰，并输出结果作为第二信号；及(d)从第一和第二信号中，选择误差较小的信号。
18.一种消除共道干扰的方法，包括以下步骤(a)从第一输入信号中除去共道干扰，并输出结果作为第二输入信号；(b)根据选择信号，选择第一或第二输入信号，并输出所选中的信号；(c)从第二输入信号中除去非共道干扰，并输出结果作为后置处理信号；及(d)根据后置处理信号产生选择信号。
19.如权利要求18所述的方法，其中产生选择信号的步骤(d)包括以下子步骤(d1)对后置处理信号进行逆向抗NTSC干扰滤波器(NRF)特性的处理，从而输出非NRF信号；及(d2)通过从后置处理信号和非NRF信号中选择误差较小的信号，来产生选择信号。
20.一种消除共道干扰的方法，包括以下步骤(a)从第一输入信号中除去共道干扰，并输出结果作为第二输入信号；(b)根据选择信号，选择第一或第二输入信号，并输出所选中的信号；(c)从选中信号中除去非共道干扰从而输出后置处理信号；及(d)根据后置处理信号产生选择信号。
21.如权利要求书20中所述的方法，其中产生选择信号的步骤(d)包括以下子步骤(d1)对后置处理信号进行NRF操作，输出第三输入信号；(d2)对后置处理信号进行逆向NRF操作，并输出第四输入信号；(d3)根据选择信号，通过选择后置处理信号或第三输入信号，来输出NRF信号；(d4)根据选择信号，通过选择后置处理信号或第四输入信号，来输出非NRF信号；及(d5)通过从NRF信号和非NRF信号中选择误差较小的信号，来产生选择信号。
22．一种消除共道干扰的方法，包括以下步骤(a)从第一输入信号中除去共道干扰，并输出结果作为第二输入信号；(b)根据选择信号，选择第一或第二输入信号，并输出所选中的信号；及(c)根据通过从第一输入信号的预定信号中除去非共道干扰所获得的信号，以及通过从第二输入信号的预定信号中除去非共道干扰所获得的信号，来产生选择信号。
23.如权利要求书22中所述的方法，其中产生选择信号的步骤(c)包括以下子步骤(c1)轮流选择第一输入信号和第二输入信号；(c2)从选中的第一输入信号的预定信号中除去非共道干扰，并输出结果作为第一处理信号；(c3)从选中的第二输入信号的预定信号中除去非共道于扰，并输出结果作为第二处理信号；(c4)通过比较第一和第二处理信号并从中选择误差较小的信号，来产生选择信号。
24．如权利要求22中所述的方法，其中产生选择信号的步骤(c)包括以下子步骤(c1)轮流选择第一输入信号和第二输入信号；(c2)除去从第一和第二输入信号中选出的预定信号中的非共道干扰；(c3)参照某一基准信号计算已经除去非共道干扰的第一和第二输入信号的误差，并轮流输出第一输入信号和第二输入信号的误差；及(c4)通过比较第一输入信号和第二输入信号的误差，从中选择误差较小的信号，从而产生选择信号。
全文摘要
一种共道干扰消除器及其方法,其中抗共道干扰滤波器从第一输入信号中除去共道干扰并输出第二输入信号,第一后置处理器除去第二输入信号中的非共道干扰,第二后置处理器除去第一输入信号中的非共道干扰,选择控制器比较第一后置处理器和第二后置处理器的输出,从中选择误差较小的后置处理器输出。因此,输入信号中的其它干扰如重影和相位噪声被消减。从而可以防止由其它干扰引起的对NRF选择的操作,可靠地控制NRF的选择。
文档编号H04N5/21GK1205596SQ98109349
公开日1999年1月20日 申请日期1998年5月28日 优先权日1997年7月10日
发明者李命焕 申请人:三星电子株式会社