專利名稱：動態(tài)多路徑檢測設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及接收機(jī)，并且具體地，涉及具有檢測動態(tài)多路徑效應(yīng)的能力的接收機(jī)。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，通過信道從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)發(fā)送信息，這引入各種減損。在無線通信中一般遇到的一種類型的減損被稱作多路徑。多路徑被如此命名是由于所發(fā)射信號的多個副本或者“回聲”通過無線介質(zhì)而采用多個路徑到達(dá)接收機(jī)處。在諸如北美的NTSC和歐洲的PAL的模擬電視系統(tǒng)中，多路徑減損導(dǎo)致主圖像以外的多個圖像或者“重影”。在無線數(shù)字通信系統(tǒng)中，包括諸如由以下定義的數(shù)字陸地電視系統(tǒng)1)由高級電視系統(tǒng)委員會 (ATSC)采納的已知標(biāo)準(zhǔn)A/53 ；2)由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(ETSI)采納的已知標(biāo)準(zhǔn)EN300744 ； 或者3)在中國采納的用于數(shù)字電視陸地多媒體廣播(DTMB)的已知標(biāo)準(zhǔn)，通常有必要削弱接收機(jī)中的多路徑以便無差錯地解碼傳入信號。如現(xiàn)有技術(shù)中公知，多路徑減損可以被分類為“平衰落”或者“頻率選擇性衰落”。 通常，平衰落是指在信號頻帶中的全部頻率處導(dǎo)致大約相等的衰減的多路徑減損。此類衰落可以由簡單多路徑削弱設(shè)備(諸如自動增益控制(AGC))來補償。另一方面，頻率選擇性衰落對某些頻率的衰減大于對其他頻率的衰減。這就有必要使用更為復(fù)雜的多路徑削弱設(shè)備，諸如均衡器。通常，接收機(jī)預(yù)先不知曉每個頻率的確切衰減，所以必須使用自適應(yīng)多路徑削弱設(shè)備(諸如，自適應(yīng)均衡器)，該自適應(yīng)多路徑削弱設(shè)備必須被適配以便允許數(shù)據(jù)的無錯恢復(fù)。初始適配發(fā)生在信號接收的開始處。此類適配可以包括編程初始系數(shù)、基于盲式標(biāo)準(zhǔn)或者確定性標(biāo)準(zhǔn)更新系數(shù)，或者其他自適應(yīng)方法。在初始均衡器適配完成之后，假定多路徑是靜態(tài)的，則該適配可以放慢或者停止。然而，如果多路徑是動態(tài)的，諸如當(dāng)接收機(jī)正處于運動的情況下，則不同信號頻率的相關(guān)衰減隨著時間而變化，并且需要由動態(tài)多路徑削弱設(shè)備(諸如，連續(xù)訓(xùn)練自適應(yīng)均衡器)來跟蹤。如現(xiàn)有技術(shù)公知的，設(shè)計動態(tài)多路徑削弱設(shè)備(諸如，連續(xù)訓(xùn)練自適應(yīng)均衡器)的一個挑戰(zhàn)在于，為均衡器選擇適當(dāng)?shù)倪m配速度。然而通常，較快的適配導(dǎo)致對噪聲的敏感度提高，由此在噪聲性能和跟蹤速度之間存在折衷?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)考慮了各種方法用于自動調(diào)整自適應(yīng)均衡器的適配速度。這些方法中的多個依賴于均衡后的誤差水平，基于例如由前向糾錯(FEC)模塊如Reed-Solomon解碼器執(zhí)行的比特誤差校正或者星座距離測量。例如，在一個現(xiàn)有技術(shù)中，均方差(MSE)的連續(xù)值用于調(diào)整均衡器的適配速度。其他現(xiàn)有技術(shù)在一個方向中調(diào)整均衡器的適配速度，以便減小分組誤差率并且在Reed-Solomon解碼器中也是如此。對于依賴于調(diào)整適配速度的誤差水平的問題在于，難以查明誤差水平升高的來源。也即，不知道升高的誤差水平的來源是否是由于動態(tài)多路徑、需要較快的適配速度或者由于隨機(jī)噪聲、需要較慢的適配速度。與不能準(zhǔn)確標(biāo)識所經(jīng)歷的誤差水平升高的來源相關(guān)聯(lián)的問題顯然導(dǎo)致各種問題。例如，可能導(dǎo)致錯誤調(diào)整，并且更重要的是未能削弱動態(tài)多路徑。某些現(xiàn)有技術(shù)沒有解決檢測升高的誤差水平來源的問題，而其他現(xiàn)有技術(shù)依賴于試錯法類型方法。此外，另一方法通過使用均衡器系數(shù)梯度來調(diào)整適配速度。例如，在一個現(xiàn)有技術(shù)方法中，基于系數(shù)梯度來調(diào)整均衡器步長大小。然而，系數(shù)梯度對隨機(jī)噪聲是敏感的，由此，此方法可能導(dǎo)致適配速度不必要并且不期望地增加。在信號處理技術(shù)領(lǐng)域中已知的是為檢測目的而使用具有不同時間常量的多個濾波器，然而將其應(yīng)用于動態(tài)多路徑檢測不是已知的。在已知現(xiàn)有技術(shù)中，在檢測語音活動中，快濾波器和慢濾波器用于區(qū)分真實語音信號和噪聲信號，以及濾波器用于測量整個信號的功率而不用于測量小于輸入信號帶寬的頻帶中的信號度量。使用此方法用于動態(tài)多路徑檢測的問題在于，在許多情況下動態(tài)多路徑導(dǎo)致特定頻帶中信號度量中的顯著變化，然而整個信號功率保持相同。由此，信號度量中的變化將保持未被檢測并且動態(tài)多路徑將不會削弱。對于消除模擬陸地電視幻影，對于數(shù)字電視接收機(jī)的性能需求正在提高。特定感興趣領(lǐng)域是其中數(shù)字電視接收機(jī)是移動裝置的動態(tài)多路徑環(huán)境中的性能。另外，存在的一個需求是，在不以提高對于靜態(tài)信道中附加噪聲靈敏度為代價的情況下，改進(jìn)動態(tài)多路徑性能。在上文的啟示下，需要一種方法和裝置用于檢測動態(tài)多路徑，而用于配置動態(tài)多路徑削弱設(shè)備(諸如連續(xù)訓(xùn)練自適應(yīng)均衡器)的適配速度。

發(fā)明內(nèi)容
概括地，在本發(fā)明的一個實施方式中，一種動態(tài)多路徑檢測設(shè)備包括至少一個窄帶信號度量估計器，其響應(yīng)于輸入信號。所述至少一個估計器中的每一個測量比整體信號帶寬窄的頻帶中的輸入信號的特定特征，并且可操作以生成信號參數(shù)估計信號。動態(tài)多路徑檢測設(shè)備進(jìn)一步公開以包括信號度量比較設(shè)備，其響應(yīng)于一個或者多個信號參數(shù)估計信號，并且可操作以生成動態(tài)多路徑指示信號以用于檢測動態(tài)多路徑。從下文參考附圖中的多個圖示的優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將是易見的。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其包括N個窄帶信號度量估計器以及信號度量比較設(shè)備；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的圖1的信號度量比較設(shè)備的進(jìn)一步細(xì)節(jié)；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的圖1的信號度量比較設(shè)備的進(jìn)一步細(xì)節(jié)；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的、在數(shù)字陸地電視接收機(jī)中的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備的示例應(yīng)用的高級框圖；以及圖5至圖7示出了在ATSC A/53接收機(jī)(諸如圖4中的接收機(jī)400)的示例實現(xiàn)中的動態(tài)多路徑檢測信號的行為的圖示。
具體實施例方式在閱讀并理解本說明書的情況下易見的是，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的限制并且克服其他限制，本發(fā)明公開了一種用于檢測多路徑中的變化速率的裝置和方法，以用于使得相應(yīng)地調(diào)整自適應(yīng)均衡器的速率以有效削弱動態(tài)多路徑。在本發(fā)明的一個實施方式中，本發(fā)明通過提供一種方法和裝置來解決上述一個或者多個問題，該方法和裝置以與檢測多路徑(失真)的變化速率以用于削弱動態(tài)多路徑相一致的方式來檢測傳入信號的所選擇特征(或者參數(shù)或度量)的變化速率，從而降低誤差水平并提高系統(tǒng)性能。應(yīng)當(dāng)注意，術(shù)語“多路徑”、“多路徑失真”以及“多路徑減損”可互換地使用，從而在此對于“多路徑”的任何引用旨在標(biāo)識多路徑失真或者多路徑效應(yīng)。在附于此的權(quán)利要求書中特別闡明了描繪本發(fā)明特征的新穎性特征以及這些和各種其他優(yōu)點，并且該權(quán)利要求書構(gòu)成本發(fā)明的一部分。然而，為了更好地理解本發(fā)明、 通過其使用而獲得的其優(yōu)點和目的，將參考構(gòu)成本發(fā)明另一部分的附圖以及伴隨的描述內(nèi)容，在附圖和描述內(nèi)容中示出并描述了本發(fā)明實施方式的具體示例?，F(xiàn)在參見圖1，其中示出了動態(tài)多路徑檢測設(shè)備10以包括N個窄帶信號度量估計器102，其中N是整數(shù)，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，每個窄帶信號參數(shù)(或者度量或特征) 估計器102示出為耦合至信號度量比較設(shè)備104，該信號度量比較設(shè)備104示出為生成動態(tài)多路徑指示信號105。每個估計器102生成信號參數(shù)估計信號103，該信號參數(shù)估計信號 103被設(shè)備104接收?！罢瓗А笔侵感∮谡麄€信號帶寬的帶寬。盡管將信號度量比較設(shè)備104示出為接收來自估計器102的輸入，但是在其他實施方式中，該信號度量比較設(shè)備104可以接收來自其他源的輸入，包括但不限于“寬帶”或者“信號帶”信號度量估計器。設(shè)備10接收信號輸入101，并且在本發(fā)明的一個實施方式中，接收機(jī)系統(tǒng)的一部分接收來自天線的輸入，其中信號101例如由載波恢復(fù)電路生成。設(shè)備10的示例性應(yīng)用是數(shù)字電視，將在下文中進(jìn)一步詳細(xì)討論。估計器102是與信號相關(guān)聯(lián)的每個特征或者參數(shù)的估計器，諸如但不限于絕對信號電平、信號功率或者其他信號統(tǒng)計數(shù)據(jù)。諸如在信號103 中反映的信號特征。盡管在圖1中示出了 N個估計器102，但是可以使用任意數(shù)目的估計器。實際上， 通過提供跨越頻譜的較精細(xì)檢測能力，附加估計器可以產(chǎn)生改進(jìn)的動態(tài)多路徑檢測。在本發(fā)明的一個實施方式中，尤其是正被測量的參數(shù)是直流(DC)電平時，每個估計器102是低通濾波器(LPF)，其中每個濾波器具有唯一帶寬以及與另一個濾波器不同的范圍。例如，估計器102之一具有比其余N-I個估計器窄的帶寬，并且另一估計器具有比前者大、然而比其余N-I個估計器小的帶寬，以此類推。不同的帶寬范圍允許不同估計器102 的輸出以不同速率變化。與估計器102相關(guān)聯(lián)的不同和唯一帶寬支持檢測多路徑信號102 中的變化速率。由此，在每個估計器正在估計DC電平的情況下，對于信號101的多路徑中的給定變化速率，每個估計器102的DC電平中的變化速率由于不同的帶寬而不同，并且信號101的多路徑中的變化速率可以通過比較(減去)不同估計器102的輸出而進(jìn)行檢測。每個估計器102估計預(yù)定信號頻率周圍的信號參數(shù)或者度量，其中每個估計器 102的帶寬(或者估計帶寬)小于整體信號帶寬，也即信號101的帶寬。出于此原因，估計器102被稱作“窄帶”。在一個實施方式中，估計器102各自具有唯一帶寬，而在另一實施方式中，估計器102全部具有相同的帶寬然而具有不同的中心頻率。在又一實施方式中，估計器102全部具有相同的帶寬和中心頻率，然而各自測量不同的信號參數(shù)或者度量。可以構(gòu)想其他實施方式，在該其他實施方式中估計器102使用帶寬、中心頻率和信號參數(shù)或者度量的各種組合。更具體地，信號度量比較設(shè)備104接收來自估計器102的信號度量估計信號103， 并且響應(yīng)于隨時間出現(xiàn)的信號度量估計中的變化。在本發(fā)明的備選實施方式中，除了接收來自一個或者多個估計器102的輸入，信號度量比較設(shè)備104可以從估計器102以外接收輸入，諸如從類似于寬帶或者信號帶信號度量估計器的源接收，其中估計帶寬大于或者等于輸入信號101的帶寬。信號度量比較設(shè)備104生成動態(tài)多路徑指示信號105，該信號105 指示信號中存在動態(tài)多路徑減損。動態(tài)多路徑指示信號105可以是布爾(真或假)信號， 該布爾信號指示在信號中存在或者不存在動態(tài)多路徑減損；或者可以是多電平數(shù)字或者模擬信號，該信號的幅度與信號中的多路徑減損的程度成比例；或者可以是相關(guān)于多路徑減損的某些其他指示。盡管在圖1中未示出，但是作為示例，動態(tài)多路徑指示信號105可以由接收機(jī)中的動態(tài)多路徑削弱設(shè)備(或者其他設(shè)備)使用，以控制諸如自適應(yīng)均衡器的適配或者跟蹤速度的參數(shù)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的、圖1中信號度量比較設(shè)備104的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。圖2的實施方式在存在兩個窄帶信號度量估計器102時尤其有用，每個窄帶信號度量估計器102配置用于測量相同頻率周圍的信號度量或者參數(shù)，并且僅用于估計的帶寬不同。在一個示例性實施方式中，兩個窄帶信號度量估計器102使用具有不同時間常量的濾波器。圖2中，求和設(shè)備203示出以接收兩個度量估計輸入信號201和202，并且進(jìn)一步示出以生成度量差異信號204。絕對值設(shè)備205接收度量差異信號204，并且生成絕對信號度量差異信號206。閾值比較設(shè)備207接收絕對信號度量差異信號206并生成動態(tài)多路徑指示信號208。在操作中，設(shè)備203將信號201和202相加(或者相減)以生成信號204。信號 204的絕對值通過設(shè)備205來計算以生成信號206，該信號206由設(shè)備207使用以確定信號 206相對于預(yù)定閾值的極性。也即，在本發(fā)明的一個實施方式中，當(dāng)信號206被確定為超過預(yù)定閾值時，信號208在邏輯上處于“真”狀態(tài)；而當(dāng)信號206被認(rèn)為低于預(yù)定閾值時，信號 208在邏輯上處于“假”狀態(tài)。與信號105相同，信號208的“真”和“假”狀態(tài)分別指示多路徑變化的第一速率或者第二速率。由此，在圖2的實施方式中，動態(tài)多路徑的檢測限制于檢測兩個速率，這在處理以下問題時不導(dǎo)致快速動態(tài)多路徑檢測。動態(tài)多路徑檢測設(shè)備中的兩個已知問題是，假檢測和檢測速度。假檢測例如出現(xiàn)在如下情況如果窄帶信號度量估計器102(圖1中的)對于噪聲過于敏感，或者如果在閾值比較設(shè)備207(圖2中的)中使用的閾值過小。降低假檢測概率的一個方法是增加時間要求，例如在斷定動態(tài)多路徑指示信號207之前，要求絕對信號度量差異信號206高于閾值特定時間量。這降低了假檢測的概率但是也降低了檢測速度。圖3示出根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的、圖1的信號度量比較設(shè)備104的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在圖3中，信號度量比較設(shè)備104示出為包括求和設(shè)備303、絕對值設(shè)備305、第一閾值比較設(shè)備307、第二閾值比較設(shè)備309、時間測量設(shè)備311、第三閾值比較信號314以及邏輯設(shè)備315。設(shè)備示出以生成動態(tài)多路徑指示信號316。設(shè)備303示出以接收第一度量估計輸入信號301以及第二度量估計輸入信號302， 這兩個信號由圖1中的信號103提供。設(shè)備303將信號301和302相加(或者相減)并且生成充當(dāng)對設(shè)備305的輸入的度量差異信號304。設(shè)備305對信號304執(zhí)行絕對值操作以生成絕對度量差異信號306，該信號作為輸入提供至設(shè)備307和309。設(shè)備307將信號306 與第一閾值比較，并且向設(shè)備311提供比較結(jié)果為第一閾值比較信號308。設(shè)備309將信號306與第二閾值進(jìn)行比較，并且向設(shè)備315提供比較結(jié)果為第二閾值比較信號310。設(shè)備 311使用信號308來在多路徑中檢測到變化的時間期間進(jìn)行計數(shù)。以此方式避免多路徑中的假變化，這是因為如立刻可見的那樣，多路徑中的變化在預(yù)定時段之后進(jìn)一步被檢測。也即，設(shè)備311向設(shè)備313提供閾值比較時間信號312，其比較信號312與第三閾值，并且向設(shè)備315提供其比較結(jié)果。以此方式，因為在聲明存在(或者不存在)多路徑變化之前等待某些時間并且繼而執(zhí)行另一閾值比較，則所聲明的變化不太可能是假聲明，這是因為多路徑中的變化已經(jīng)被檢測為存在某些時間，由此如果變化不是有效的則該變化不會隨時間而保持。圖3的實施方式在存在兩個或者更多窄帶信號度量估計器(諸如估計器102)的情況下尤其有用，該窄帶信號度量估計器可以各自配置用于測量相同頻率周圍的單一度量，其中每個估計器僅用于估計的帶寬有所不同。應(yīng)當(dāng)注意，盡管示出了兩個閾值比較設(shè)備(諸如設(shè)備307和309)，但是可以使用其他數(shù)目的此類設(shè)備。附加閾值比較設(shè)備可以產(chǎn)生更快的均衡器適配時間以及改進(jìn)的動態(tài)多路徑失真跟蹤。在操作中，設(shè)備303接收信號301和302，并生成信號304。設(shè)備305接收信號304 并生成信號306。設(shè)備307接收信號306并生成信號308。在本發(fā)明的一個實施方式中，信號308在當(dāng)信號306超過第一閾值時處于邏輯“真”狀態(tài)。設(shè)備309接收信號306并生成信號310。在本發(fā)明的一個實施方式中，信號310在當(dāng)信號306超過第二閾值時處于邏輯 “真”，該第二閾值大于第一閾值。使用兩個閾值比較設(shè)備307和309，設(shè)備311和第三閾值比較設(shè)備313允許快速檢測快變化多路徑，并允許在存在慢變化多路徑的情況下不會錯誤檢測到變化。就此，使得耦合至圖1中設(shè)備10的自適應(yīng)均衡器被觸發(fā)以便響應(yīng)于存在快變化多路徑而快速適配，而在存在較慢變化的多路徑時進(jìn)入較慢適配，由此降低誤差水平并提高系統(tǒng)性能。設(shè)備311示出為接收信號308，并測量信號308例如在邏輯“真”狀態(tài)下生成信號 312的時間量。在一個示例性實施方式中，設(shè)備311可以使用計數(shù)器來實現(xiàn)，該計數(shù)器在信號308處于邏輯“真”狀態(tài)時以固定速率遞增，并且例如在每當(dāng)信號308處于邏輯“假”狀態(tài)時或者在預(yù)定時間之后，重置為值“0”。在本發(fā)明的一個示例性實施方式中，在某預(yù)定時間之后計數(shù)器311被重置為“0”， 以便計數(shù)器311類似于測量窗口操作，并且確定測量窗口內(nèi)狀態(tài)為“真”的時間百分比，而不是連續(xù)“真”狀態(tài)。設(shè)備313比較在信號312中反映的閾值比較時間和第三閾值，以生成信號314。設(shè)備315接收信號310和信號314，并生成信號316。在一個示例性實施方式中，設(shè)備315使得信號316在每當(dāng)信號310處于邏輯“真”狀態(tài)、或者信號314處于邏輯“真”狀態(tài)時處于邏輯“真”狀態(tài)，以指示多路徑變化；每當(dāng)信號314和310兩者均處于“假”狀態(tài)時，設(shè)備315 使得信號316處于“假”狀態(tài)，以指示不存在多路徑變化。盡管已經(jīng)在此針對附圖討論了各種類型的邏輯狀態(tài)，但是應(yīng)當(dāng)注意，可以想到與在此討論的信號相關(guān)聯(lián)的其他類型的狀態(tài)， 并且在此討論的狀態(tài)僅作為示例。如前所述，圖1的實施方式的一個應(yīng)用是數(shù)字陸地電視。在數(shù)字陸地電視應(yīng)用中， 數(shù)字陸地電視信號基于由高級電視系統(tǒng)委員會(ATSC)采納的A/53標(biāo)準(zhǔn)來廣播。在A/53 系統(tǒng)中，數(shù)字電視信號包括位于預(yù)定頻率處(也即從帶邊緣起310kHz處)的導(dǎo)頻信號。在典型接收機(jī)中，導(dǎo)頻信號由載波解調(diào)設(shè)備移動至DC。由于導(dǎo)頻信號的存在，在載波解調(diào)之后靠近DC的信號電平是有用的信號度量、參數(shù)或者特征。另外，動態(tài)多路徑檢測可以通過比較短期和長期DC平均來實現(xiàn)。由此有利的是，在ATSC A/53接收機(jī)的載波解調(diào)設(shè)備之后實現(xiàn)圖1的設(shè)備10及其全部其他實施方式。再次參考圖1，將描述對于ATSC A/53接收機(jī)的基本發(fā)明的示例性應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以預(yù)期設(shè)備10對于ATSC A/53接收機(jī)的其他應(yīng)用，包括使用比兩個窄帶信號度量估計器(諸如估計器102)更多或者更少的窄帶信號度量估計器，以及使用DC電平以外的信號度量和不同標(biāo)準(zhǔn)來用于信號度量比較。在使用圖1的實施方式的示例性數(shù)字陸地電視應(yīng)用中，存在兩個信號度量估計器 102 (N = 2)，其中每個測量靠近DC的信號電平。兩個估計器102的時間常數(shù)選擇不同，一個估計器使用較慢的估計，而另一估計器使用較快估計。兩個估計器102中的每一個生成度量估計信號103，該信號103從平均信號電平的估計中獲取。信號度量比較設(shè)備104接收兩個信號度量估計103，并且響應(yīng)于所述信號度量估計隨時間的變化。所述信號度量比較設(shè)備104生成動態(tài)多路徑指示信號105，該信號105指示信號中動態(tài)多路徑減損的存在。 現(xiàn)在進(jìn)一步參見圖4討論設(shè)備10的數(shù)字陸地電視應(yīng)用?，F(xiàn)在參見圖4，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在數(shù)字陸地電視接收機(jī)400中示出了設(shè)備10的一個示例應(yīng)用的高級框圖。接收機(jī)400示出以包括動態(tài)多路徑檢測設(shè)備409，該設(shè)備409類似于圖1的設(shè)備10以及本發(fā)明各種實施方式的全部其他檢測設(shè)備。作為示例，接收機(jī)400用于接收根據(jù)高級電視系統(tǒng)委員會(ATSC)標(biāo)準(zhǔn)A/53廣播的數(shù)字陸地電視信號。示出了在接收機(jī)400內(nèi)包括的、耦合至調(diào)諧器401的、接收射頻(RF) 輸入的解調(diào)器集成電路(IC)402。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，IC 402示出以包括模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器403、基帶混頻器404、載波恢復(fù)電路405、定時恢復(fù)設(shè)備406、自適應(yīng)均衡器407、解碼器408以及根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備409。IC 402示出以耦合至調(diào)諧器401，其向IC 402提供中頻(IF)信號，并且從通信信道接收射頻(RF)信號作為其輸入。A/D轉(zhuǎn)換器403示出以耦合至混頻器404，該混頻器示出為耦合至載波恢復(fù)電路405。混頻器404和載波恢復(fù)電路 405示出為耦合至定時恢復(fù)設(shè)備406，該定時恢復(fù)設(shè)備406繼而示出為耦合至自適應(yīng)均衡器 407。自適應(yīng)均衡器407示出為耦合至解碼器408，并且后者提供輸出傳輸流(化)。動態(tài)多路徑檢測設(shè)備409示出為耦合至定時恢復(fù)設(shè)備406和自適應(yīng)均衡器407兩者。仍然參考圖4，調(diào)諧器401示出以接收RF信號用于將該RF信號下變頻至中頻(IF) 信號，該IF信號充當(dāng)IC 402的輸入，并且示出以耦合至IC 402的A/D轉(zhuǎn)換器403。在本發(fā)明的其他實施方式中，IC 402不必是相關(guān)于圖4示出并討論的芯片、半導(dǎo)體或者集成電路。相反，IC 402可以包括不止一個IC或者是系統(tǒng)的部分或者以軟件實現(xiàn)。在操作中，IC 402處理IF信號以產(chǎn)生數(shù)字視頻傳輸流(化)。A/D轉(zhuǎn)換器403以不同步于遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)的速率采樣模擬IF信號(該遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)在圖4中未示出)，以產(chǎn)生數(shù)字IF信號并將該數(shù)字IF信號提供至基帶混頻器404?；鶐Щ祛l器404將數(shù)字IF信號下變頻到基帶，并且將經(jīng)過下變頻的基帶信號提供至定時恢復(fù)設(shè)備406。載波恢復(fù)電路405將基帶混頻器404同步至IF載波。定時恢復(fù)設(shè)備406以同步于遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)的速率重新采樣經(jīng)下變頻的基帶信號，自動更新其重新采樣速率以保持同步。自適應(yīng)均衡器407從信號中去除多路徑失真和其他形式的符號間干擾(ISI)。解碼器408執(zhí)行柵格(trellis)解碼、解交織、前向糾錯、解隨機(jī)化以及其他功能以產(chǎn)生數(shù)字視頻TS。設(shè)備409以符合在此先前討論和附圖一致的模式，來接收定時恢復(fù)設(shè)備406的輸出信號，并且響應(yīng)于所接收信號中的動態(tài)多路徑失真。設(shè)備409向自適應(yīng)均衡器407提供動態(tài)多路徑檢測信號，使得自適應(yīng)均衡器407根據(jù)信號中的多路徑失真變化速率來調(diào)整其適配速率。應(yīng)當(dāng)理解，在IC 402內(nèi)可以使用其他接收機(jī)配置，包括其中A/D采樣速率同步于遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)的那些。還應(yīng)當(dāng)理解，在IC 402內(nèi)可以包括圖4中示出的其他處理塊，諸如但不限于自動增益控制(AGC)、數(shù)字濾波器以及各種同步電路。還應(yīng)當(dāng)理解，設(shè)備409可以接收定時恢復(fù)設(shè)備406的輸出以外的其他信號作為輸入，諸如由IC 402的其他電路生成的信號。前述示例是基帶混頻器404的輸出，由此基帶混頻器404的輸出而不是定時恢復(fù)設(shè)備406的輸出被提供至設(shè)備409作為輸入。還應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實施方式適用于其他類型的通信系統(tǒng)以及圖4示出以外的其他接收機(jī)配置。圖5、圖6和圖7示出ATSC A/53接收機(jī)(諸如圖4的接收機(jī)400)的示例實現(xiàn)中的動態(tài)多路徑檢測信號的行為的圖示。在此示例中，動態(tài)多路徑檢測器用于利用兩個信號度量估計器。兩個信號度量估計器都估計信號的DC電平。兩個信號度量估計器都包括一極數(shù)字無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器，其后跟隨累積和清空電路。兩個IIR濾波器都可以通過如下離散時間等式描述，其中χ (η)是在時間索引η處的輸入信號，dc (η)是在時間索引η 處的估計的信號DC電平，而y (η)是在時間索引η處的輸出信號，去除了在DC處或者靠近 DC的成分y(n) = x(n)-dc(n_l)等式 1dc(n) = y (η)/8192等式 2濾波器以大約10. 76百萬符號/秒的ATSC Α/53符號速率操作。累積和清空電路計算N個符號的平均dc (η)值，其中對于一個信號度量估計器(“快”估計器)N = 4096(212)， 而對于另一個(“慢”估計器)N = 2，097，152 (221)。在此示例中，使用根據(jù)圖3實施方式的信號度量比較設(shè)備。圖5是用于所仿真的 ATSC信號的兩個DC估計301和302隨時間的圖示，該ATSC信號具有包括單回聲的仿真多路徑減損，全部相對于主信號路徑具有5微秒延遲、衰減5dB、具有IOHz多普勒頻率偏移。 圖5的χ軸是標(biāo)準(zhǔn)化的從而標(biāo)稱A/53導(dǎo)頻級是1.0。圖6是絕對DC差異信號306相對于由兩個閾值比較設(shè)備307和309使用的閾值(大約0. 056和0. 224)的圖示。在此示例中， 時間測量設(shè)備是計數(shù)器，如果第一 DC估計在第一閾值之上，則該計數(shù)器每4096 (212)個符號遞增。每到2，097，152 (221)個符號，計數(shù)器被鎖存至閾值比較時間312，繼而被重置為0。 圖7是閾值比較時間312和由第三閾值比較設(shè)備313使用的閾值(1 )。在本發(fā)明的這一實施方式中，動態(tài)多路徑檢測設(shè)備的輸出是布爾邏輯信號，當(dāng)多路徑正以快于特定速率變化時(由三個閾值確定)，該輸出為真。對于上述仿真信號，輸出總是為真，因為閾值比較時間312總是高于閾值。 盡管已經(jīng)以特定實施方式的形式描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的備選和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員無疑是易見的。由此所附權(quán)利要求書旨在解譯為覆蓋落在本發(fā)明真實精神和范圍內(nèi)的全部此類備選和修改。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，包括至少一個窄帶信號度量估計器，響應(yīng)于具有輸入信號帶寬的輸入信號，至少一個估計器中的每一個測量小于所述輸入信號帶寬的帶寬內(nèi)的所述輸入信號的特定特征，并且可操作以生成參數(shù)估計信號；以及信號度量比較設(shè)備，響應(yīng)于一個或者多個所述參數(shù)估計信號并且可操作以生成動態(tài)多路徑指示信號以用于檢測動態(tài)多路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述動態(tài)多路徑指示信號用于根據(jù)多路徑變化來適配多路徑跟蹤速度，由此使得削弱動態(tài)多路徑并提高系統(tǒng)性能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述信號度量比較設(shè)備包括求和設(shè)備，用于對所述參數(shù)估計信號進(jìn)行求和并且可操作以生成度量差異信號；絕對值設(shè)備，響應(yīng)于所述度量差異信號并且可操作以生成絕對度量差異信號；以及閾值比較設(shè)備，響應(yīng)于所述絕對度量差異信號并且可操作以生成所述動態(tài)多路徑指示信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述信號度量比較設(shè)備進(jìn)一步包括不止一個閾值比較設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述不止一個閾值比較設(shè)備包括第一閾值比較設(shè)備和第二閾值比較設(shè)備，所述第一閾值比較設(shè)備和所述第二閾值比較設(shè)備都耦合以接收所述絕對度量差異信號，所述第一閾值比較設(shè)備可操作以生成第二閾值比較信號，以及所述第二閾值比較設(shè)備可操作以生成第二閾值比較信號，以及所述信號度量比較設(shè)備進(jìn)一步包括計數(shù)器，其響應(yīng)于所述第二閾值比較信號，并且可操作以生成閾值比較時間信號，第三閾值比較設(shè)備，耦合以接收所述閾值比較時間信號，并且可操作以生成第三閾值比較信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述信號度量比較設(shè)備進(jìn)一步包括邏輯設(shè)備，其響應(yīng)于所述第二閾值比較信號以及所述第三閾值比較信號，并且可操作以生成所述動態(tài)多路徑指示信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述動態(tài)多路徑檢測設(shè)備響應(yīng)于所述信號度量估計隨時間的變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述輸入信號是載波恢復(fù)電路的輸出。
9.一種動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，包括估計器裝置，用于測量接收的輸入信號的特定特征，所述接收的輸入信號的輸入信號帶寬所處的帶寬小于輸入信號帶寬，并且可操作以生成參數(shù)估計信號；以及信號度量比較設(shè)備，響應(yīng)于所述信號參數(shù)估計信號并且可操作以生成用于檢測動態(tài)多路徑的動態(tài)多路徑指示信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述動態(tài)多路徑指示信號用于根據(jù)多路徑變化來適配多路徑跟蹤速度，由此使得削弱動態(tài)多路徑并提高系統(tǒng)性能。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述信號度量比較設(shè)備包括求和設(shè)備，用于對所述參數(shù)估計信號進(jìn)行求和并且可操作以生成度量差異信號；絕對值設(shè)備，響應(yīng)于所述度量差異信號并且可操作以生成絕對度量差異信號；以及閾值比較設(shè)備，響應(yīng)于所述絕對度量差異信號并且可操作以生成所述動態(tài)多路徑指示信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述信號度量比較設(shè)備進(jìn)一步包括不止一個閾值比較設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述不止一個閾值比較設(shè)備包括第一閾值比較設(shè)備和第二閾值比較設(shè)備，所述第一閾值比較設(shè)備和所述第二閾值比較設(shè)備都耦合以接收所述絕對度量差異信號，所述第一閾值比較設(shè)備可操作以生成第一閾值比較信號，以及所述第二閾值比較設(shè)備可操作以生成第二閾值比較信號，以及所述信號度量比較設(shè)備進(jìn)一步包括計數(shù)器，其響應(yīng)于所述第一閾值比較信號，并且可操作以生成閾值比較時間信號，第三閾值比較設(shè)備，其耦合以接收所述閾值比較時間信號，并且可操作以生成第三閾值比較信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述信號度量比較設(shè)備進(jìn)一步包括邏輯設(shè)備，其響應(yīng)于所述第二閾值比較信號以及所述第三閾值比較信號，并且可操作以生成所述動態(tài)多路徑指示信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述動態(tài)多路徑檢測設(shè)備響應(yīng)于所述信號度量估計隨時間的變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，其中所述輸入信號是載波恢復(fù)電路的輸出。
17.一種數(shù)字陸地電視接收機(jī)，包括模擬到數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，用于將所接收的中頻(IF)信號轉(zhuǎn)換至數(shù)字形式；載波恢復(fù)電路，可操作以生成載波恢復(fù)信號；基帶混頻器，響應(yīng)于IF信號的數(shù)字形式以及所述載波恢復(fù)信號，并且可操作以生成基帶信號用于由所述載波恢復(fù)電路使用；定時恢復(fù)設(shè)備，響應(yīng)于所述基帶信號并且可操作以生成定時恢復(fù)信號；動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，響應(yīng)于所述定時恢復(fù)信號，并且可操作以生成動態(tài)多路徑指示信號以用于檢測動態(tài)多路徑；以及自適應(yīng)均衡器，可配置以適配其多路徑速度，并且響應(yīng)于所述定時恢復(fù)信號和所述動態(tài)多路徑指示信號，其中所述均衡器利用所述動態(tài)多路徑指示信號來根據(jù)多路徑變化適配其多路徑跟蹤速度，由此使得削弱動態(tài)多路徑并提高系統(tǒng)性能。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字陸地電視接收機(jī)，進(jìn)一步包括解碼器，耦合以接收所述自適應(yīng)均衡器的輸出，并且可操作以生成傳輸流(TS)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的數(shù)字陸地電視接收機(jī)，進(jìn)一步包括調(diào)諧器，耦合至所述模擬到數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，用于接收射頻(RF)信號并且將所述射頻信號轉(zhuǎn)換至IF信號。
20.一種檢測多路徑失真的方法，包括接收輸入信號；基于所述輸入信號的一個或者多個預(yù)定特征生成一個或者多個參數(shù)估計信號，其中所述參數(shù)估計信號相關(guān)于比所述整體信號頻帶窄的一個或者多個頻帶；以及比較所生成的參數(shù)估計信號以生成動態(tài)多路徑指示信號。
全文摘要
在本發(fā)明的一個實施方式中，公開了一種動態(tài)多路徑檢測設(shè)備，以包括至少一個窄帶信號度量估計器，其響應(yīng)于輸入信號。至少一個估計器中的每一個測量比整體信號帶寬窄的頻帶中的輸入信號的特定特征，并且可操作以生成信號參數(shù)估計信號。動態(tài)多路徑檢測設(shè)備進(jìn)一步公開以包括信號度量比較設(shè)備，其響應(yīng)于一個或多個信號參數(shù)估計信號，并且可操作以生成動態(tài)多路徑指示信號以用于檢測動態(tài)多路徑。
文檔編號H04L12/28GK102224710SQ200880131752
公開日2011年10月19日 申請日期2008年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月15日
發(fā)明者J·C·庫克曼, 董平 申請人:卓然公司