專利名稱：陸上數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)的同信道中繼設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在其中在同信道上(on-channel)中繼高級(jí)電視制式委員會(huì)ATSC陸上數(shù)字電視廣播信號(hào)的同信道中繼設(shè)備和方法，并且，更具體地說(shuō)，涉及一種ATSC陸上數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)的同信道中繼站和方法，其中通過(guò)使用一種高性能均衡器，從主發(fā)射機(jī)發(fā)射的射頻(以下稱為″RF″)廣播信號(hào)被轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)，從已轉(zhuǎn)換的基帶信號(hào)中去除由于主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲和多徑信號(hào)以及由于同信道中繼站的發(fā)射/接收天線的低絕緣生成的反饋信號(hào)，并且已轉(zhuǎn)換的基帶信號(hào)被再次轉(zhuǎn)換成RF廣播信號(hào)如此以使與同信道中繼站的輸入信號(hào)相同的輸出信號(hào)在同信道上被中繼。
背景技術(shù)：
通常，為了提供廣播業(yè)務(wù)，根據(jù)周圍的地形和自然特征并且根據(jù)廣播公司的服務(wù)區(qū)域來(lái)設(shè)置主發(fā)射機(jī)和中繼站。中繼站被安裝在從主發(fā)射機(jī)中接收到弱廣播信號(hào)的區(qū)域處，并且其操作增強(qiáng)了信號(hào)以及拓寬了來(lái)自主發(fā)射機(jī)的信號(hào)傳輸區(qū)域。
圖1是描述了使用傳統(tǒng)中繼站的廣播業(yè)務(wù)示例的視圖，并且說(shuō)明了使用頻率彼此不同的中繼站的中繼方式。
如圖1所示，在使用傳統(tǒng)中繼站的廣播業(yè)務(wù)中，首先，主發(fā)射機(jī)101使用發(fā)射頻率(A)發(fā)射廣播信號(hào)，并且中繼站102到105的每一個(gè)都使用與發(fā)射頻率(A)不同的頻率來(lái)中繼信號(hào)。可是，因?yàn)閳D1的傳統(tǒng)中繼站向中繼站102到105的每一個(gè)指定不同的頻率來(lái)解決從主發(fā)射機(jī)101中接收到的信號(hào)的信號(hào)弱的問(wèn)題或拓寬廣播區(qū)域，所以傳統(tǒng)中繼站在頻率利用方面效率很低，因?yàn)橹欣^站102到105每一個(gè)使用多個(gè)頻帶從而需要許多的頻率資源。
圖2是描述使用傳統(tǒng)中繼站的另一廣播業(yè)務(wù)示例的視圖，并且說(shuō)明了其中同信道中繼站使用相同頻率中繼的廣播業(yè)務(wù)概念視圖。換言之，主發(fā)射機(jī)201使用發(fā)射頻率(A)發(fā)射廣播信號(hào)，并且每一個(gè)同信道中繼站202到205使用與發(fā)射頻率(A)相同的頻率中繼廣播信號(hào)。為了啟用廣播業(yè)務(wù)，接收機(jī)應(yīng)當(dāng)能夠彼此區(qū)別使用同一頻帶從主發(fā)射機(jī)201和同信道中繼站202到205發(fā)射的廣播信號(hào)。
通常，接收機(jī)包括均衡器以便消除多徑信號(hào)并且均衡器還消除被延遲的具有相同頻率的輸入信號(hào)。
可是，如果來(lái)自使用同一頻帶寬度的主發(fā)射機(jī)201和同信道中繼站202到205中的信號(hào)不完全相同，則信號(hào)相對(duì)每一個(gè)其它信號(hào)都變成噪聲信號(hào)。這些噪聲信號(hào)將不被均衡器消除。此外，如果來(lái)自主發(fā)射機(jī)201和同信道中繼站202到205中的每個(gè)信號(hào)都被延遲長(zhǎng)達(dá)一個(gè)不能被均衡器允許的預(yù)確定時(shí)間，那么均衡器將不消除該延遲信號(hào)。
因此，為了使用同信道中繼站提供數(shù)字廣播業(yè)務(wù)，事先的準(zhǔn)備是需要同信道中繼站的輸出信號(hào)應(yīng)該與主發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)相同，并且兩個(gè)輸出信號(hào)的時(shí)間延遲應(yīng)該很低。
將參考圖3到7對(duì)于在使用傳統(tǒng)同信道中繼站中繼陸上數(shù)字TV廣播信號(hào)時(shí)出現(xiàn)的缺點(diǎn)進(jìn)行描述。
圖3是說(shuō)明傳統(tǒng)RF放大同信道中繼站結(jié)構(gòu)的示例性視圖。
如圖3所示，在傳統(tǒng)RF放大同信道中繼站中，RF廣播信號(hào)通過(guò)接收天線301和RF接收單元302從主發(fā)射機(jī)中被接收，接收到的RF信號(hào)經(jīng)過(guò)只在期望信號(hào)頻帶處的RF帶通濾波器303，帶通的RF信號(hào)通過(guò)大功率放大單元304被放大然后通過(guò)同信道中繼站的發(fā)射天線305在同信道上被發(fā)射。RF放大同信道中繼站具有低系統(tǒng)延遲(大約0.5μs)的特性以及簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
圖4是說(shuō)明傳統(tǒng)IF轉(zhuǎn)換同信道中繼站結(jié)構(gòu)的示例性視圖。
如圖4所示，在傳統(tǒng)IF轉(zhuǎn)換同信道中繼站中，RF廣播信號(hào)通過(guò)接收天線401和RF接收單元402從主發(fā)射機(jī)中被接收，并且接收到的RF信號(hào)通過(guò)IF下行鏈路轉(zhuǎn)換單元403被轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)，并且IF信號(hào)經(jīng)過(guò)只在期望信號(hào)頻帶處的IF帶通濾波器404。帶通后的IF信號(hào)通過(guò)RF上行鏈路轉(zhuǎn)換單元405被轉(zhuǎn)換成RF廣播信號(hào)，并且RF廣播信號(hào)通過(guò)大功率放大單元406被放大然后通過(guò)發(fā)射天線407被發(fā)射。IF轉(zhuǎn)換同信道中繼站也具有低系統(tǒng)延遲(大約1μs)和簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。另外，帶通濾波器的選擇特性優(yōu)于圖3的RF放大同信道中繼站。
圖5是說(shuō)明傳統(tǒng)SAW濾波器同信道中繼站結(jié)構(gòu)的示例性視圖。
如圖5所示，在傳統(tǒng)SAW濾波器同信道中繼站中，RF廣播信號(hào)通過(guò)接收天線501和RF接收單元502從主發(fā)射機(jī)中被接收，并且接收到的RF廣播信號(hào)通過(guò)IF下行鏈路轉(zhuǎn)換單元503被轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)。IF信號(hào)經(jīng)過(guò)只在期望信號(hào)頻帶處的IF帶通濾波器504，并且?guī)ǖ腎F信號(hào)通過(guò)RF上行鏈路轉(zhuǎn)換單元505被轉(zhuǎn)換成RF廣播信號(hào)。RF廣播信號(hào)通過(guò)大功率放大單元506被放大然后通過(guò)發(fā)射天線507被發(fā)射。SAW濾波器同信道中繼站也具有低系統(tǒng)延遲(大約2μs)和簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。另外，帶通濾波器的選擇特性優(yōu)于圖4的IF轉(zhuǎn)換同信道中繼站。
圖6是說(shuō)明傳統(tǒng)解調(diào)/調(diào)制同信道中繼站結(jié)構(gòu)的示例性視圖。
如圖6所示，在傳統(tǒng)解調(diào)/調(diào)制同信道中繼站中，RF廣播信號(hào)通過(guò)接收天線601和RF接收單元602從主發(fā)射機(jī)中被接收。接收到的RF廣播信號(hào)通過(guò)IF下行鏈路轉(zhuǎn)換單元603被轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)。IF信號(hào)通過(guò)解調(diào)器604被轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)。由于主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲和多徑信號(hào)在均衡器和前向糾錯(cuò)(FEC)解碼器605中從已轉(zhuǎn)換的基帶信號(hào)中去除。均衡器和FEC解碼器605的輸出信號(hào)通過(guò)FEC編碼單元606被糾錯(cuò)解碼(參見ATSCA.53)，F(xiàn)EC編碼信號(hào)通過(guò)調(diào)制器607被轉(zhuǎn)換成IF廣播波段信號(hào)。已轉(zhuǎn)換的中頻信號(hào)通過(guò)RF上行鏈路轉(zhuǎn)換單元608被轉(zhuǎn)換成RF廣播信號(hào)，并且RF廣播信號(hào)通過(guò)大功率放大單元609被放大然后通過(guò)發(fā)射天線610被發(fā)射。因?yàn)榻庹{(diào)/調(diào)制同信道中繼站能夠去除由主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲和多徑信號(hào)，所以該同信道中繼站的輸出信號(hào)特性優(yōu)于同信道中繼站的輸入信號(hào)特性。
可是，如圖3到6所示在上面提及的傳統(tǒng)同信道中繼站有一些缺點(diǎn)同信道中繼站的發(fā)射輸出由于發(fā)射/接收天線的低絕緣引起的反饋信號(hào)而受到限制。
而且，在圖3到5的傳統(tǒng)同信道中繼站中，同信道中繼站的輸出信號(hào)的特性劣于同信道中繼站的輸入信號(hào)的特性，這是因?yàn)橛捎谥靼l(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲和多徑信號(hào)、由于發(fā)射/接收天線的低絕緣引起的反饋信號(hào)以及從同信道中繼系統(tǒng)中加入的系統(tǒng)噪聲等等無(wú)法去除的原因。另外，由于本地振蕩器(LO)生成的相位噪聲被加到發(fā)射信號(hào)上。
在圖6中的傳統(tǒng)同信道中繼站中，因?yàn)橛捎趫D7的通用ATSC標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格編碼器的不定性生成的輸出信號(hào)被認(rèn)為是噪聲，它不被接收機(jī)均衡器去除。
因此，需要用于解決上述缺點(diǎn)的同信道中繼站，即用于允許它的輸出信號(hào)與主發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)相同、用于允許兩個(gè)輸出信號(hào)的時(shí)間延遲、用于去除由于主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成信噪聲和多徑信號(hào)如此以使同信道中繼站具有像輸入信號(hào)特性的輸出信號(hào)特性、并且用于去除由于發(fā)射/接收天線的低絕緣引起的反饋信號(hào)如此以使能夠提高同信道中繼站的發(fā)射輸出功率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種ATSC陸上數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)的同信道中繼站和方法，用于通過(guò)把從主發(fā)射機(jī)中發(fā)射的射頻廣播信號(hào)轉(zhuǎn)換成為基帶信號(hào)、通過(guò)高性能均衡器從已轉(zhuǎn)換基帶信號(hào)中去除由于主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲和多徑信號(hào)以及由于發(fā)射/接收天線的低絕緣生成的反饋信號(hào)，然后再次把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成為射頻廣播信號(hào)從而在同信道上中繼與同信道中繼站的輸入信號(hào)相同的輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于高級(jí)電視制式委員會(huì)(ATSC)陸上數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)的同信道中繼設(shè)備，其中陸上數(shù)字電視廣播信號(hào)在同信道上被中繼，所述同信道中繼站包括接收單元，用于接收來(lái)自主發(fā)射機(jī)的射頻(RF)廣播信號(hào)；頻率下行鏈路轉(zhuǎn)換單元，用于在第一基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上把接收到的RF廣播信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻(IF)信號(hào)；解調(diào)單元，用于把已轉(zhuǎn)換的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為基帶信號(hào)；均衡單元，用于從已轉(zhuǎn)換的基帶信號(hào)中去除在主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間引起的噪聲和多路徑信號(hào)；調(diào)制單元，用于把從均衡單元中輸出的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻信號(hào)；頻率上行鏈路轉(zhuǎn)換單元，用于在第二基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上把中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為射頻廣播信號(hào)；大功率放大單元，用于放大并中繼已轉(zhuǎn)換的射頻廣播信號(hào)；發(fā)射單元，用于發(fā)射從大功率放大單元中輸出的射頻廣播信號(hào)；和信號(hào)同步單元，用于生成第一基準(zhǔn)頻率，以將用于中頻下行鏈路轉(zhuǎn)換單元的所產(chǎn)生的第一基準(zhǔn)頻率提供到將中頻信號(hào)偏移到基帶信號(hào)的解調(diào)單元，并且在第一基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上生成第二基準(zhǔn)頻率，為射頻上行鏈路轉(zhuǎn)換單元提供所生成的第二基準(zhǔn)頻率，從而發(fā)射/接收信號(hào)被頻率和相位同步。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種同信道中繼站的同信道中繼方法，該同信道中繼方法包括第一步驟，接收來(lái)自主發(fā)射機(jī)的射頻(RF)廣播信號(hào)以便在第一基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上把接收到的射頻廣播信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻(IF)信號(hào)；第二步驟，把下行鏈路已轉(zhuǎn)換中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為基帶信號(hào)，并從已轉(zhuǎn)換基帶信號(hào)中去除在主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間生成的諸如噪聲和多徑信號(hào)之類的預(yù)定不必要信號(hào)；第三步驟，在發(fā)射時(shí)刻，把沒有噪聲和多徑信號(hào)的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻信號(hào)，然后在基于第一基準(zhǔn)頻率的第二基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上把已轉(zhuǎn)換中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為射頻廣播信號(hào)使得利用接收到的廣播信號(hào)執(zhí)行頻率和相位同步；和第四步驟，放大并發(fā)射上行鏈路已轉(zhuǎn)換射頻廣播信號(hào)。


本發(fā)明上述以及其它目的和特征將通過(guò)結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施例的如下說(shuō)明變得更為清楚，其中圖1是描述使用傳統(tǒng)中繼站的廣播業(yè)務(wù)示例的視圖；圖2是描述使用傳統(tǒng)中繼站的另一廣播業(yè)務(wù)示例的視圖；圖3是說(shuō)明傳統(tǒng)RF放大同信道中繼站結(jié)構(gòu)的示例性視圖；圖4是說(shuō)明傳統(tǒng)IF轉(zhuǎn)換同信道中繼站結(jié)構(gòu)的示例性視圖；圖5是說(shuō)明傳統(tǒng)SAW濾波器同信道中繼站結(jié)構(gòu)的示例性視圖；圖6是說(shuō)明傳統(tǒng)解調(diào)/調(diào)制同信道中繼站結(jié)構(gòu)的示例性視圖；圖7是說(shuō)明通用ATSC標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格編碼器結(jié)構(gòu)的示例性視圖；圖8是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同信道中繼站結(jié)構(gòu)的視圖；圖9是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同信道中繼站的均衡單元結(jié)構(gòu)的視圖；和圖10是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同信道中繼站的中繼方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖8是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同信道中繼站結(jié)構(gòu)的示例性視圖。
參見圖8，同信道中繼站包括RF接收單元802、IF下行鏈路轉(zhuǎn)換單元803、解調(diào)單元804、均衡單元805、調(diào)制單元806、RF上行鏈路轉(zhuǎn)換單元807、大功率放大單元808、發(fā)射天線809和本地振蕩器(LO)810。
下面簡(jiǎn)要解釋同信道中繼站的每個(gè)元件。
RF接收單元802通過(guò)接收天線801接收來(lái)自主發(fā)射機(jī)的RF(射頻)廣播信號(hào)。
頻率下行鏈路轉(zhuǎn)換單元803在第一基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上把接收到的RF廣播信號(hào)轉(zhuǎn)換成為IF(中頻)信號(hào)。
解調(diào)單元804把已轉(zhuǎn)換的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為基帶信號(hào)。
均衡單元805從已轉(zhuǎn)換基帶信號(hào)中去除在主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間生成的噪聲和多徑信號(hào)。
調(diào)制單元806把從均衡單元805中輸出的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻信號(hào)。
RF上行鏈路轉(zhuǎn)換單元807在第二基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上把已轉(zhuǎn)換中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為RF廣播信號(hào)。
大功率放大單元808放大并中繼已轉(zhuǎn)換的RF廣播信號(hào)。
發(fā)射天線809發(fā)射從大功率放大單元808中輸出的廣播信號(hào)。
本地振蕩器(LO)810生成第一基準(zhǔn)頻率，以將所產(chǎn)生的用于IF下行鏈路轉(zhuǎn)換單元80的第一基準(zhǔn)頻率提供到把中頻信號(hào)偏移到基帶信號(hào)的解調(diào)單元804，并且在第一基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上生成第二基準(zhǔn)頻率，以提供用于RF上行鏈路轉(zhuǎn)換單元807的所生成的第二基準(zhǔn)頻率，從而使發(fā)射/接收信號(hào)的頻率和相位被同步。
以下將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的同信道中繼站。
首先，接收天線801和RF接收單元802接收來(lái)自主發(fā)射機(jī)的RF廣播信號(hào)。IF下行鏈路轉(zhuǎn)換單元803把接收到RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成為IF信號(hào)并且解調(diào)單元804把IF信號(hào)轉(zhuǎn)換成為基帶信號(hào)。高性能均衡單元805去除由于在主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲和多徑信號(hào)。高性能均衡單元805還從已轉(zhuǎn)換基帶信號(hào)中去除由于同信道中繼站發(fā)射/接收天線的低絕緣生成的反饋信號(hào)。調(diào)制單元806把從中去除了噪聲和多徑信號(hào)以及反饋信號(hào)的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成為IF廣播信號(hào)。RF上行鏈路單元807把IF信號(hào)轉(zhuǎn)換成為RF信號(hào)，并且大功率放大單元808放大RF信號(hào)然后發(fā)射天線809發(fā)射已放大的RF信號(hào)。
下面將描述一種與發(fā)射級(jí)和接收級(jí)的信號(hào)頻率和相信位同步的方法。
LO810作用在于把應(yīng)用到RF接收單元802的信號(hào)偏移到期望的固定IF頻帶。因此，LO810的頻率取決于所選擇的RF信號(hào)頻帶而變化，并且這個(gè)進(jìn)程被稱作″調(diào)諧″。另外，LO810的頻率被保持在與被包括在輸入的RF信號(hào)中的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率和相位同步狀態(tài)。如果LO810不被保持處于頻率和相位同步狀態(tài)，則使用于從IF頻帶到基帶的偏移過(guò)程中的LO810必須與包括在輸入IF頻帶信號(hào)中的導(dǎo)頻信號(hào)被保持在頻率和相位同步狀態(tài)。為了這種同步恢復(fù)，解調(diào)單元804包括用于執(zhí)行與輸入信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率和相位同步的載波恢復(fù)單元，并且使用從載波恢復(fù)單元中生成的控制信號(hào)為了偏移到IF或RF級(jí)允許利用接收信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)同步LO810中的頻率和相位。如果與輸入RF或IF頻帶的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率和相位同步的LO810被使用，則接收RF頻帶信號(hào)可以被轉(zhuǎn)換成頻率和相位同步信號(hào)，即，轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)。換言之，可以執(zhí)行相干解調(diào)。
如上所述，與接收信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)同步的LO信號(hào)允許基帶信號(hào)在發(fā)射級(jí)被偏移到IF頻帶，并且IF頻帶信號(hào)通過(guò)LO信號(hào)被偏移到RF信號(hào)。如上所述，因?yàn)榕c輸入到接收級(jí)的信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率和相位同步LO信號(hào)在接收級(jí)和發(fā)射級(jí)被使用，如此以使來(lái)自同信道中繼站的發(fā)射級(jí)的輸出信號(hào)與接收信號(hào)頻率和相位同步，即使沒有單獨(dú)的基準(zhǔn)信號(hào)，則中繼站的輸出信號(hào)可以被允許與從主發(fā)射機(jī)中生成的信號(hào)頻率和相位同步。
因?yàn)槲词褂眉m錯(cuò)解碼和編碼單元，所以根據(jù)本發(fā)明的同信道中繼站不引起輸入和輸出信號(hào)彼此不同的模糊缺點(diǎn)，并且因?yàn)槭褂酶咝阅芫馄骺扇コ捎谥靼l(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲和多徑，所以輸出信號(hào)比輸入信號(hào)具有更加優(yōu)良的特性。另外，本發(fā)明的同信道中繼站具有提高了的發(fā)射輸出，因?yàn)樵诰馄魈幠軌蛉コ捎诎l(fā)射/接收天線的低絕緣生成的反饋信號(hào)。另外，本發(fā)明的同信道中繼站具有相對(duì)低的系統(tǒng)延遲(小于5μs)。
圖9是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同信道中繼站的均衡單元結(jié)構(gòu)的示例性視圖。
參見圖9，根據(jù)本發(fā)明的同信道中繼站的均衡單元805包括主濾波單元900、改進(jìn)的維特比解碼器910、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算單元920、切換單元930、錯(cuò)誤信號(hào)計(jì)算單元940、輸入到均衡器信號(hào)存儲(chǔ)單元(inputted-to-equalizer signalstoring unit)950、FFF(前饋濾波)抽頭系數(shù)更新單元960和FBF抽頭系數(shù)更新單元970。
在下文中，簡(jiǎn)要地解釋均衡單元805的每個(gè)元件。
主濾波單元900通過(guò)對(duì)從解調(diào)單元804中輸入或應(yīng)用的信號(hào)反復(fù)濾波來(lái)執(zhí)行信道均衡。
通過(guò)使用追溯深度(Trace back Depth)TBD為一并且復(fù)雜性較低的一種改進(jìn)的維特比解碼算法，改進(jìn)的維特比解碼器910檢測(cè)來(lái)自從主濾波單元900中接收到的數(shù)字廣播信號(hào)中的碼元。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算單元920以一種隱蔽的模式計(jì)算必要的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
切換單元930以一種直接判斷模式(decision directed mode)或一種隱蔽模式(blind mode)選擇輸出信號(hào)。
錯(cuò)誤信號(hào)計(jì)算單元940把主濾波單元900的輸出信號(hào)y[k]與改進(jìn)的維特比解碼器910的輸出信號(hào) 或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算單元920的輸出信號(hào)進(jìn)行比較以便計(jì)算錯(cuò)誤信號(hào)e[k]。
輸入到均衡器信號(hào)存儲(chǔ)單元950存儲(chǔ)從解調(diào)單元804中輸入的信號(hào)。
通過(guò)使用輸入到均衡器信號(hào)存儲(chǔ)單元950的輸出信號(hào)以及計(jì)算出的錯(cuò)誤信號(hào)e[k]，前饋濾波FFF抽頭系數(shù)更新單元960更新應(yīng)用到前饋濾波單元FFF901的抽頭系數(shù)bi。
通過(guò)使用改進(jìn)的維特比解碼器910的輸出信號(hào) 和計(jì)算出的錯(cuò)誤信號(hào)e[k]，F(xiàn)BF抽頭系數(shù)更新單元970更新應(yīng)用到反饋濾波單元FBF 902的抽頭系數(shù)at。
在下文中，詳細(xì)地解釋均衡單元805的操作。
首先，通過(guò)對(duì)從外部(解調(diào)器804)輸入或應(yīng)用的信號(hào)反復(fù)濾波，主濾波單元900執(zhí)行信道均衡，并且通過(guò)使用TBD為一并且復(fù)雜性較低的改進(jìn)的維特比解碼算法，改進(jìn)的維特比解碼器910檢測(cè)自主濾波單元900接收的數(shù)字廣播信號(hào)中的碼元。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算單元920以隱蔽模式計(jì)算必要的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且切換單元930以直接判斷模式或隱蔽模式選擇輸出信號(hào)。
錯(cuò)誤信號(hào)計(jì)算單元940把主濾波單元900的輸出信號(hào)y[k]與改進(jìn)的維特比解碼器910的輸出信號(hào) 或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算單元920的輸出信號(hào)進(jìn)行比較以便計(jì)算錯(cuò)誤信號(hào)e[k]。
通過(guò)使用輸入到均衡器信號(hào)存儲(chǔ)單元950的輸出信號(hào)和計(jì)算出的錯(cuò)誤信號(hào)e[k]，F(xiàn)FF抽頭系數(shù)更新單元960更新應(yīng)用到前饋濾波單元(FFF)901的抽頭系數(shù)，并且通過(guò)使用改進(jìn)的維特比解碼器910的輸出信號(hào) 和計(jì)算出的錯(cuò)誤信號(hào)e[k]，F(xiàn)BF抽頭系數(shù)更新單元970更新應(yīng)用到反饋濾波單元(FBF)902的抽頭系數(shù)ai。
使用于根據(jù)本發(fā)明的同信道中繼站中的均衡器的碼元檢測(cè)器也可以使用維特比解碼器、SOVA(軟輸出維特比算法)解碼器和簡(jiǎn)單的限制器以及改進(jìn)的維特比解碼器910。另外，為了去除由于主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲信號(hào)，訓(xùn)練序列在具有訓(xùn)練序列的數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間處被使用作為均衡器的輸出信號(hào)，并且碼元檢測(cè)器的輸出信號(hào)在沒有訓(xùn)練序列的數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間處被使用作為均衡器的輸出信號(hào)。
因此，上述構(gòu)造的同信道中繼站允許從那里的輸出信號(hào)與主發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)相同，允許兩個(gè)輸出信號(hào)的低時(shí)間延遲，允許由于主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲和多徑被去除，從而具有比輸入信號(hào)特性更優(yōu)良的輸出信號(hào)特性，并且允許從那里去除由于發(fā)射/接收天線的低絕緣生成的反饋信號(hào)從而提高它的發(fā)射輸出功率。
圖10是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同信道中繼站的中繼方法的流程圖。
如圖10所示，在根據(jù)本發(fā)明的同信道中繼站的中繼方法中，RF廣播信號(hào)從主發(fā)射機(jī)中被接收(步驟1001)，并且接收RF廣播信號(hào)在步驟1002被轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)。
接下來(lái)，IF信號(hào)在步驟1003被轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)如此以使由于在主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲和多徑信號(hào)以及由于發(fā)射/接收天線的低絕緣生成的反饋信號(hào)在步驟1004從基帶信號(hào)中被去除。
然后，沒有噪聲和多徑信號(hào)以及反饋信號(hào)等等的基帶信號(hào)在步驟1005被轉(zhuǎn)換成IF頻帶廣播信號(hào)，并且IF信號(hào)在步驟1006被轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)以便在步驟1007放大并發(fā)射RF信號(hào)。
如上所述，本發(fā)明的效果即，能夠增加有限頻率資源的使用效率，因?yàn)槊绹?guó)數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)能夠通過(guò)同信道中繼站被中繼。
雖然結(jié)合特定的實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)不偏離在如下權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以進(jìn)行各種變化和修改將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種用于高級(jí)電視制式委員會(huì)(ATSC)陸上數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)的同信道中繼設(shè)備，其中陸上數(shù)字電視廣播信號(hào)在同信道上被中繼，所述同信道中繼站包括接收單元，用于接收來(lái)自主發(fā)射機(jī)的射頻(RF)廣播信號(hào)；頻率下行鏈路轉(zhuǎn)換單元，用于在第一基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上把接收到的RF廣播信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻(IF)信號(hào)；解調(diào)單元，用于把已轉(zhuǎn)換的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為基帶信號(hào)；均衡單元，用于從已轉(zhuǎn)換的基帶信號(hào)中去除在主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間生成的預(yù)定信號(hào)；調(diào)制單元，用于把從均衡單元中輸出的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻信號(hào)；頻率上行鏈路轉(zhuǎn)換單元，用于在第二基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上把中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為射頻廣播信號(hào)；大功率放大單元，用于放大并中繼已轉(zhuǎn)換的射頻廣播信號(hào)；發(fā)射單元，用于發(fā)射從大功率放大單元中輸出的射頻廣播信號(hào)；和信號(hào)同步單元，用于考慮到解調(diào)單元把中頻信號(hào)偏移到基帶信號(hào)，生成第一基準(zhǔn)頻率，為中頻下行鏈路轉(zhuǎn)換單元提供所生成的第一基準(zhǔn)頻率，并且在第一基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上生成第二基準(zhǔn)頻率，為射頻上行鏈路轉(zhuǎn)換單元提供所生成的第二基準(zhǔn)頻率，從而發(fā)射/接收信號(hào)被頻率和相位同步。
2.如權(quán)利要求1所述的同信道中繼站，其中接收單元包括接收天線，用于接收來(lái)自主發(fā)射機(jī)的射頻廣播信號(hào)；和射頻接收單元，用于接收來(lái)自接收天線的射頻廣播信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的同信道中繼站，其中均衡單元的預(yù)定信號(hào)包括由于主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲信號(hào)和多徑信號(hào)；和由于發(fā)射/接收天線的低絕緣生成的反饋信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的同信道中繼站，其中均衡單元包括輸入到均衡器信號(hào)存儲(chǔ)單元，用于在其中存儲(chǔ)從解調(diào)單元中輸入的信號(hào)；濾波器單元，用于通過(guò)反復(fù)濾波從解調(diào)單元中輸入的信號(hào)來(lái)執(zhí)行信道均衡；改進(jìn)的維特比解碼單元，通過(guò)使用改進(jìn)的維特比解碼算法用于檢測(cè)碼元，該碼元表示來(lái)自通過(guò)濾波單元發(fā)射的輸出信號(hào)中的判斷數(shù)據(jù)，該改進(jìn)的維特比解碼算法的追溯深度TBD為一并且復(fù)雜性較低以便以一種直接判斷模式輸出檢測(cè)的碼元；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算單元，用于以一種隱蔽的模式計(jì)算并輸出必要的統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；切換單元，用于選擇直接模式或者隱蔽模式的一輸出信號(hào)；錯(cuò)誤信號(hào)計(jì)算單元，用于把由切換單元選擇的以直接判斷模式或者隱蔽模式表示的判斷數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的輸出信號(hào)與作為濾波單元的判斷反饋均衡數(shù)據(jù)的輸出信號(hào)進(jìn)行比較以便計(jì)算錯(cuò)誤信號(hào)；FFF抽頭系數(shù)更新單元，用于通過(guò)使用輸入到均衡器信號(hào)存儲(chǔ)單元的輸出信號(hào)以及計(jì)算出的錯(cuò)誤信號(hào)來(lái)更新應(yīng)用到反饋濾波器單元(FFF)的抽頭系數(shù)；和FBF抽頭系數(shù)更新單元，用于通過(guò)使用改進(jìn)的維特比解碼單元的輸出信號(hào)以及計(jì)算出的錯(cuò)誤信號(hào)來(lái)更新應(yīng)用到反饋濾波單元(FBF)的抽頭系數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的同信道中繼站，其中均衡單元使用維特比解碼器、改進(jìn)的維特比解碼器、軟輸出維特比算法SOVA解碼器和簡(jiǎn)單的限制器作為碼元檢測(cè)器。
6.如權(quán)利要求5所述的同信道中繼站，其中均衡單元在具有訓(xùn)練序列的數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間處使用訓(xùn)練序列作為輸出信號(hào)，并且在沒有訓(xùn)練序列的數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間處使用碼元檢測(cè)器的輸出信號(hào)作為同信道中繼站的輸出信號(hào)。
7.一種同信道中繼站的同信道中繼方法，該同信道中繼方法包括如下步驟a)接收來(lái)自主發(fā)射機(jī)的射頻(RF)廣播信號(hào)以便在第一基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上把接收到的射頻廣播信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻(IF)信號(hào)；b)把下行鏈路已轉(zhuǎn)換中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為基帶信號(hào)，并從已轉(zhuǎn)換基帶信號(hào)中去除在主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間生成的某一預(yù)定信號(hào)；C)在發(fā)射時(shí)刻，把沒有預(yù)定信號(hào)的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻信號(hào)，然后在基于第一基準(zhǔn)頻率的第二基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上把已轉(zhuǎn)換中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為射頻廣播信號(hào)使得利用接收到的廣播信號(hào)執(zhí)行頻率和相位同步；和D)放大并發(fā)射上行鏈路已轉(zhuǎn)換射頻廣播信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的同信道中繼方法，其中預(yù)定信號(hào)包括由于主發(fā)射機(jī)和同信道中繼站之間的傳輸信道生成的噪聲信號(hào)和多徑信號(hào)；和由于發(fā)射/接收天線的低絕緣生成的反饋信號(hào)。
9.如權(quán)利要求7所述的同信道中繼方法，其中在步驟b)中，維特比解碼器、改進(jìn)的維特比解碼器、軟輸出維特比算法SOVA解碼器和簡(jiǎn)單限制器之一被使用作為碼元檢測(cè)器。
10.如權(quán)利要求9所述的同信道中繼方法，其中在步驟b)中，在包括訓(xùn)練序列的數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間處訓(xùn)練序列被作為輸出信號(hào)使用，并且在沒有訓(xùn)練序列的數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間處碼元檢測(cè)器的輸出信號(hào)被作為同信道中繼站的輸出信號(hào)使用。
11.如權(quán)利要求7所述的同信道中繼方法，其中第四步驟的RF廣播信號(hào)是頻率和相位與接收到的射頻廣播信號(hào)的頻率和相位相同的信號(hào)。
全文摘要
披露了一種用于ATSC陸上數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)的中繼站和方法。同信道中繼站包括接收單元，用于接收來(lái)自主發(fā)射機(jī)的射頻(RF)廣播信號(hào)；頻率下行鏈路轉(zhuǎn)換單元，用于把接收到的RF廣播信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻(IF)信號(hào)；解調(diào)單元，用于把已轉(zhuǎn)換的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為基帶信號(hào)；均衡單元，用于去除從已轉(zhuǎn)換基帶信號(hào)中生成的噪聲和多徑信號(hào)；調(diào)制單元，用于把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成為中頻信號(hào)；頻率上行鏈路轉(zhuǎn)換單元，用于把中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為射頻廣播信號(hào)；大功率放大單元，用于放大并中繼已轉(zhuǎn)換的射頻廣播信號(hào)；發(fā)射單元，用于發(fā)射從大功率放大單元中輸出的射頻廣播信號(hào)；和信號(hào)同步單元，生成第一基準(zhǔn)頻率，并且在第一基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上生成第二基準(zhǔn)頻率從而使發(fā)射/接收信號(hào)被頻率和相位同步。
文檔編號(hào)H04N5/44GK1849822SQ200380110383
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2003年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者樸成益, 李镕臺(tái), 金承源, 陰淏珉, 徐在賢, 李壽寅 申請(qǐng)人:韓國(guó)電子通信研究院