CN100505724C - 空符号检测设备 - Google Patents

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Abstract

在空符号检测设备中，当接收地面数字广播时，即使在衰落的情况下也能够稳定地检测空符号。在幅度检测器后提供同步加法缓存器组，以便以空符号重复周期同步地添加OFDM信号。移动平均处理单元用对应于空符号的采样数目对同步加法数据执行移动平均操作，输出移动平均值。传输模式确定单元在校正处理单元中所归一化过的移动平均值中检测最小值，并比较最小值电平以确定接收模式。空位置检测器在空位置产生同步脉冲。

Description

空符号检测设备
技术领域
本发明涉及在数字广播系统中用于接收器的空符号检测设备，在所述数字广播系统中空符号重复周期或空符号宽度根据传输模式而不同。
背景技术
根据地面数字广播系统的某些标准，与包括广播数据的其他符号相比具有更低传输功率的空符号根据传输模式以固定周期被重复发射。
常规空符号检测设备检测空符号的符号宽度。例如在未审查的专利申请公开No.11-27333(1999)和美国专利申请公开号No.2002-0042661中公开了这样的方法。图1是表示常规空符号检测设备结构示例的框图。这种空符号检测设备具有电平检测器1，间隔宽度计数器2，时钟产生器3，空间隔宽度基数计数器(null interval widthbase counter)4，间隔宽度评估器5以及同步信号产生器6。
电平检测器1比较所输入的基带信号的信号电平与阈值，当输入基带信号的信号电平低于阈值时输出高电平信号，而当其信号电平等于或大于阈值时输出低电平信号。间隔宽度计数器2检测电平检测器1输出高电平信号的间隔的时间宽度或时钟数。时钟产生器3生成参考时钟并将其应用于间隔宽度计数器2。空间隔宽度基数计数器4根据传输模式存储空符号间隔宽度的标准数据。间隔宽度评估器5比较间隔宽度计数器2中检测到的间隔宽度数据和空间隔宽度基数计数器4中存储的空宽度数据，以确定当前输入的符号是否是空符号。同步信号产生器6在间隔宽度评估器5确定相应的符号是空符号时产生与空符号同步的同步信号。
通过把为了数字广播检测欧洲数字音频广播(DAB)标准(ETS300401)中的空符号作为例子，具体地描述图1所示的空符号检测设备的操作。在欧洲DAB标准中提供了四种传输模式，即模式1到4。例如，假设已知当前所接收的传输模式是模式1。在模式1中，以96ms的周期发射空符号。空符号的宽度是1.297ms。
当基带信号被输入到电平检测器1中时，在空符号开始的位置上电平检测器1的输出是高电平。然后间隔宽度计数器2开始其记数操作。当空符号结束时，电平检测器1的输出是低电平，并且间隔宽度计数器2停止记数操作。间隔宽度评估器5确定间隔宽度计数器2所检测的间隔宽度是否位于零间隔宽度基数计数器4中所存储的模式1的空符号宽度标准范围内。如果所检测的间隔宽度位于所述标准范围内，那么就确定提供了空符号。同步信号产生器6以这个周期输出与所述空符号同步的同步信号。通过这样的操作，所述空符号被检测并且能够识别传输模式。当使用多个模式时，连续地检测所述多个模式，然后确定当前信号是否在相应模式的空符号宽度的标准范围内。
假设以移动方式接收欧洲DAB标准中的地面数字广播。例如，在车内(in-vehicle)接收器中，直达波和反射波相互干扰，产生多径。另外，在车载(on-vehicle)接收器的运动中产生衰落。这些因素可能极大地改变接收信号的电平。电平检测器1比较基带信号的信号电平和预先确定的阈值。这时，电平检测器1可能在不是空符号的位置上输出高电平信号。
根据具有上述结构的常规空符号检测设备，间隔宽度计数器2在电平检测器1输出高电平信号时检测间隔宽度。间隔宽度评估器5比较这个间隔宽度和预定模式的空符号宽度。因此，空符号检测设备将衰落所产生的信号电平中的波谷(trough)从原始空符号中区分出来。
但是根据常规空符号检测设备的检测方法，必须预先知道接收信号的传输模式。另外，不能同时执行所接收信号传输模式的确定和检测空符号。另外，由衰落所产生的信号电平中波谷的宽度可能近似地等于空符号的宽度。于是可能将不是空符号的间隔错误地检测为空符号。而且，如果在时间上空符号与衰落的波谷一致，那么与原始空符号的宽度相比，信号电平中波谷宽度被显著地扩展了，以至于空符号可能在希望的传输模式中丢失。
发明内容
在地面数字广播中，本发明的空符号检测设备同时确定传输模式和检测空符号，并且即使在衰落的情况下也以更高的可能性通过检测空符号建立早期同步。
根据本发明，提供了一种用于数字广播系统的接收器的空符号检测设备，所述数字广播系统在固定周期期间以比其他符号低的传输功率重复地发射空符号，所述固定周期具有多个传输模式，其中空符号重复周期和空符号宽度中的至少一个根据所述传输模式而不同，并且在所述数字广播系统中，在所述空符号重复周期变得越长时，所述空符号的宽度就变得越宽，所述空符号检测设备包括：
用于检测中频信号和基带信号中的至少一个的包络的幅度检测器；
具有多个同步加法缓存器的同步加法缓存器组，用于对在对应于将被接收的所述传输模式的所述空符号重复周期期间，以固定采样周期对所述幅度检测器的输出进行采样而获得的数据进行同步地相加；
传输模式确定处理器，用于对存储在所述同步加法缓存器组的同步加法缓存器中的所有同步加法数据行执行移动平均操作，并且用于通过根据将被接收的传输模式，检测所述移动平均操作的最小值以及提供所述最小值的同步加法缓存器的地址，确定传输模式；以及
空位置检测器，用于根据在所述传输模式确定处理器中所确定的传输模式，从提供所述移动平均操作的最小值的地址中检测空符号位置，并且用于在所述空符号位置的开始点处产生同步脉冲。
根据DAB地面数字广播，以固定的周期重复发射比其他符号具有更低传输功率的空符号。空符号重复周期或空符号宽度根据传输模式而不同。在本发明中，幅度检测器检测中频信号或基频信号的包络。同步加法缓存器组通过使用多个同步加法缓存器以固定的周期采样幅度检测器的输出，并对应于将被接收的每个传输模式以空符号重复周期同步地增加产生的数据。传输模式确定处理器对存储在同步加法缓存器中的所有同步加法数据行执行移动平均(moving average)操作。通过检测移动平均操作的最小值以及提供将被接收的传输模式最小值的同步加法缓存器的地址，确定传输模式。根据在传输模式确定处理器中确定的传输模式，空位置检测器从提供最小值的地址中检测空符号位置，并且在空符号开始位置产生同步脉冲。
附图说明
图1是常规空符号检测设备的结构图；
图2是根据本发明的第一实施例的空符号检测设备的结构图；
图3是表示根据本发明的第一实施例和第二实施例的同步加法缓存器组的详细情况的框图；
图4A和4B是根据第一和第二实施例当在空符号检测设备中执行移动平均操作时在同步加法缓存器中形成环型缓存器的示意图；
图5是表示传输模式1，2，3和4中常数的图表；
图6是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式1的信号时第一同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图7是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式1的信号时第二同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图8是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式1的信号时第三同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图9是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式4的信号时第一同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图10是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式4的信号时第二同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图11是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式4的信号时第三同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图12是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式2的信号时第一同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图13是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式2的信号时第二同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图14是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式2的信号时第三同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图15是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式3的信号时第一同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图16是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式3的信号时第二同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图17是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收模式3的信号时第三同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；
图18是表示根据第一实施例空符号检测设备中空位置检测器的详细情况的框图；
图19是根据第一实施例当在空符号检测设备中接收受到衰落的模式4的信号时第二同步加法缓存器和移动平均处理单元的输出图表；以及
图20是根据本发明的第二实施例空符号检测设备的结构图。
具体实施方式
下面将参考附图描述根据本发明的实施例描述空符号检测设备。跟描述常规例子的情况一样，以欧洲DAB标准(ETS300401)为例进行描述。
(实施例1)
如图2所示的空符号检测设备10A被设置为包括幅度检测器11，同步加法缓存器组12，传输模式确定处理器13A，采样时钟产生器18以及空位置检测器19。传输模式确定处理器13A具有移动平均处理单元14，校正处理单元15以及传输模式确定单元16。
幅度检测器11检测输入的中频信号或基频信号的包络。这里同步加法缓存器组12包括第一同步加法缓存器12a，第二同步加法缓存器12b以及第三同步加法缓存器12c。第一同步加法缓存器12a是具有96ms加法周期的同步加法缓存器，这个加法周期对应于传输模式1。第二同步加法缓存器12b是具有48ms加法周期的同步加法缓存器，这个加法周期对应于传输模式4。第三同步加法缓存器12c是具有24ms加法周期的同步加法缓存器，这个加法周期对应于传输模式2和3。执行同步加法以便与来自采样时钟产生器18的时钟同步。
相同地址的数据加法数量，即同步加法数量N根据每个同步加法缓存器而不同。这意味着，为同步加法缓存器同步地增加数据的数量N根据传输模式而变化。对于每个同步加法缓存器，使用具有在时间序列上以n＝3072个采样取例如数据的存储能力的缓存器。
传输模式确定处理器13A对存储在同步加法缓存器组12的各个同步加法缓存器中的所有同步加法数据行执行移动平均操作，并且根据将被接收的传输模式检测移动平均操作的最小值以及提供这个最小值的同步加法缓存器的地址。基于所述移动平均操作的最小值以及所述同步加法缓存器的地址确定传输模式。
移动平均处理单元14计算存储在同步加法缓存器组12，即第一到第三同步加法缓存器12a到12c中的所有同步加法数据的移动平均操作值(也被称为移动平均)，并输出移动平均操作的最小值以及提供所述最小值的同步加法缓存器的地址。
现在描述移动平均操作。在移动平均操作中，当时间tk，tk+1，tk+2，...是输入信号的采样时间时，n个采样点被分配到帧(具有帧周期TF)中所接收信号的采样点。然后，增加在m(m<<n)个邻近采样时间tj，tj+1，tj+2，...tj+m-1处的被接收信号xj，xj+1，xj+2，...xj+m-1，并且将所产生的和值作为移动平均值xj。对于移动平均值xj，j的值从初始值开始在时间坐标上向后偏移，因此能够获得在各个模式的每个帧中的n个位置上的移动平均值X1，X2，...Xn。在这n个移动平均值X中，确定最小移动平均值为Xmin，并且将Xmin的地址作为在相应帧中空符号的位置的候选者。由于这个最小值是通过加正数值获得的，所以它是一个正数。
校正处理单元15校正在移动平均处理单元14中计算的每一个同步加法缓存器的移动平均值Xmin。校正处理单元15将移动平均值Xmin除以值(N＊m)。值(N＊m)是通过相同地址的同步加法缓存器存储器中同步增加的数量N和对应于移动平均操作的时间宽度的采样数量m相乘而得到的。在这种方式中，能够将移动平均值Xmin归一化。移动平均值Xmin也是正数。
传输模式确定单元16比较在校正处理单元15中校正的各个传输模式的归一化的移动平均值Ymin＝Xmin/(m＊N)，并通过检测移动平均操作的三或四种结果中最小的一种确定传输模式。空位置检测器19根据传输模式确定单元16中确定的传输模式检测提供移动平均操作的最小值的开始地址作为空符号开始位置。具体而言，空位置号检测器19为开始地址位置输出与采样时钟产生器18同步的脉冲。这样，空位置检测器19检测空位置。
根据实施例，例如，采样时钟产生器18为模式2和3生成的时钟频率为128kHz，模式1的时钟频率为32kHz而模式4的时钟频率为64kHz。模式1的空符号宽度是1.297ms，模式2是0.324ms，模式3是0.168ms，而模式4是0.648ms。即使在具有最短空符号宽度(即0.168ms)的模式3中，也能够在空符号宽度中执行m＝21个采样点的同步加法。能够获得检测空符号位置所要求的时间分辨率。
如图3所示，在具有最短空符号重复周期TF(即24ms)的模式2和3中，需要具有存储能力n＝3072采样的同步加法缓存器。在具有最长空符号重复周期(即96ms)的模式1中，幅度检测器11中所检测的信号的采样频率是128kHz的1/4，即32kHz。在这种情况下，与空符号周期为24ms的情况一样，需要具有存储能力n＝3072采样的同步加法缓存器。类似地，在具有空符号周期48ms的模式4中，采样频率是128kHz的1/2，即64kHz。在这种情况下也需要具有存储能力3072个采样的同步加法缓存器。
如上所述，同步加法缓存器的存储能力(存储器数量)固定为n个采样，而与空符号重复周期TF无关。这样就能够用具有与模式2相同容量的存储器来实现与模式2相比具有更长的同步加法周期的用于模式1和4的同步加法缓存器，这样就减少了存储器。例如，可以为三个同步加法缓存器配备三个存储器，每个存储器都是8位和3072字。另外，当在配置时提前确定存储器字长是24位时，可以将三个同步加法缓存器，每个缓存器有8位，组合起来实现具有24位和3072字宽的存储器。因此，能够节约存储资源。
如图4A所示，每个同步加法缓存器12a到12c都配备具有存储能力3072采样的存储器。对于在可以动平均处理单元14中的移动平均操作，如图4A所示的每个同步加法缓存器被视为是如图4B所示的环型缓存器。加法后的移动平均操作的开始地址连续地偏移，并执行移动平均操作，因此所有存储单元都可能是开始地址。
参考图4B，移动平均操作开始的存储单元地址依次进行，例如(1)→(2)→(3)→...(3071)→(3072)。根据这个实施例，当移动平均操作的时间宽度是每种传输模式空符号宽度t的77％左右时，对于模式1是1.00ms，对于模式2是0.25ms，对于模式3是0.125ms，而对于模式4是0.50ms。当把这些时间宽度转换为移动平均操作的数据数量m时，模式1，2和4是32个采样，而模式3是16个采样。如上所述，图5中表示了传输模式1，2，3和4的常数。
图6到8是表示当输入模式1的信号时空符号检测设备10A操作的时序图。图6-(a)表示将在第一同步加法缓存器12a中进行同步加法的幅度检测器11的输出的两个周期的输出图。图6-(b)表示同步加法后同步加法缓存器的输出图。图6-(c)是对于模式1在移动平均处理单元14中所计算的移动平均值的输出图。图6-(a)和图6-(c)中所示的点划线作为水平轴表示零电平。
图7-(a)表示将在第二同步加法缓存器12b中进行同步加法的幅度检测器11的输出的四个周期的输出图。图7-(b)表示同步加法后同步加法缓存器的输出图。图7-(c)表示对于模式4在移动平均处理单元14中所计算的移动平均值的输出图。作为水平轴的所示点划线也表示零电平。
图8-(a)表示将在第三同步加法缓存器12c中进行同步加法的幅度检测器11的输出的八个周期的输出图。图8-(b)表示同步加法后同步加法缓存器的输出图。图8-(c)表示对于模式2在移动平均处理单元14中所计算的移动平均值的输出图。图8-(d)表示对于模式3在移动平均处理单元14中所计算的移动平均值的输出图。作为水平轴的所示点划线也表示零电平。
参考图8-(a)，对于幅度检测器11的输出，利用虚线省略了重复的部分。同步加法数量是不同的，例如图6中两个，图7中四个，图8中八个。参考图6-(b)，7-(b)和8-(b)，用同步加法数量N对同步加法操作的所示值进行归一化处理，因此消除了由于同步加法数量N的不同所产生的这些数值级的不同。同步加法数量和移动平均操作的采样数量对各个缓存器是相同的，并且在校正处理单元15中用同步加法数量N和移动平均操作的采样数量m相乘所获得的值对结果值进行归一化处理。因此，不会在传输模式确定单元16中产生由这些不同所引起的模式确定中的错误。
比较图6到8中移动平均操作的最小值，最小的最小值，即接近点划线所示零电平的最小值是第一同步加法缓存器12a的输出值。当模式1的信号被输入到第一同步加法缓存器12a中时获得这个值。对于用于模式4的第二同步加法缓存器12b，只在同步加法的交替周期中接收空符号。因此，在同步加法操作中的最小值大于图7-(b)中所示的零电平。因此，如图7-(c)所示，移动平均操作后的最小值大于模式1的最小值。对于用于模式2和3的第三同步加法缓存器12c，如图8-(c)和8-(d)所示，移动平均操作后的最小值变得更大了。
相应地，如图6所示，在对应于各个模式的被校正处理过的移动平均操作的最小值中，模式1的最小值是最小的。因此，在传输模式确定单元16中确定当前所接收的信号在模式1中。
参考图6到8，对于具有比原接收信号更短的空符号周期的传输模式，通过在同步加法缓存器组12中执行同步加法操作，在与原接收信号相同的空符号周期中，同步加法的最小值比同步加法缓存器的最小值更大。因此，传输模式确定单元16几乎不会把传输模式错误地确定为所接收的信号。
图9到11是表示当输入模式4的信号时空符号检测设备10A的操作的各部分的时序图。图9是表示在接收模式4的中频信号时第一同步加法缓存器12a和移动平均处理单元14的操作的示意图。图10是表示在接收模式4的中频信号时第二同步加法缓存器12b和移动平均处理单元14的操作的示意图。图11是表示在接收模式4的中频信号时第三同步加法缓存器12c和移动平均处理单元14的操作的示意图。
除所接收信号的模式外，操作情况与图6到8是相同的。如图11所示，与图8中所述相同，在第三同步加法缓存器12c中，第三同步加法的结果中最小值的数值级增大了，移动平均操作的最小值也增大了。如图9到10所示，对于第一同步加法缓存器12a，同步加法结果中的最小值与第二同步加法缓存器12b的最小值一样很小。在如图10所示的第二同步加法缓存器12b中，移动平均宽度比图9中所示的模式1的空符号宽度宽。因此，第二同步加法缓存器12b的移动平均操作的最小值变得更小。传输模式确定单元16确定当前所接收的信号是在模式4中。
参考图9和10，对于具有比原接收信号更宽的空符号宽度的传输模式，通过在移动平均处理单元14中执行移动平均操作，移动平均操作的最小值变大了。因此，传输模式确定单元16不会把这个传输模式错误地确定为所接收信号的传输模式。
图12到14是表示在输入模式2的信号时空符号检测设备10A的操作的时序图。图12是表示在接收模式2的中频信号时第一同步加法缓存器12a和移动平均处理单元14的操作的示意图。图13是表示在接收模式2的中频信号时第二同步加法缓存器12b和移动平均处理单元14的操作的示意图。图14是表示在接收模式2的中频信号时第三同步加法缓存器12c和移动平均处理单元14的操作的示意图。除了接收信号的模式以外，操作情况以及图中的描述方式与图6到8相同。
在模式2的情况下，所接收信号的空符号周期是24ms。因此如图12到14所示，同步加法缓存器组中的第一，第二和第三同步加法缓存器12a，12b和12c中的最小值变得更小了。然而，如图12和13所示，具有比模式2更宽的移动平均宽度的模式1和4的移动平均操作的最小值变得更大了。
图14-(c)是对应于模式2在移动平均处理单元14中所计算的移动平均值的输出图。图14-(d)是对应于模式3在移动平均处理单元14中所计算的移动平均值的输出图。如这些图所示，模式2和3的移动平均操作的最小值在其他模式的最小值中是最小的。在对于模式2和3，在校正处理单元15中校正过的移动平均操作的最小值幅度实质上是相同时，传输模式确定单元16优先地选择模式2。根据这个例子，传输模式确定单元16确定模式2。
图15到17表示当输入模式3时空符号检测设备10A的操作的时序图。图15是表示在接收模式3中中频信号时第一同步加法缓存器12a和移动平均处理单元14的操作的示意图。图16是表示在接收模式3中中频信号时第二同步加法缓存器12b和移动平均处理单元14的操作的示意图。图17是表示在接收模式3中中频信号时第三同步加法缓存器12c和移动平均处理单元14的操作的示意图。除了所接收信号的模式以外，操作情况以及图中描述的方式与图6到8相同。
在模式3中，所接收信号的原空符号周期是24ms。因此如图15-(b)，16-(b)和17-(b)所示，同步加法缓存器组中的第一到第三同步加法缓存器中的最小值变得更小了。另一方面，如图15和16所示，具有比模式2更宽的移动平均宽度的模式1和4的移动平均操作的最小值变得更大了。另外，对应于模式2的移动平均宽度是模式3的空符号宽度的两倍。因此，图17-(c)所示的模式2中移动平均操作的最小值比图17-(d)中所示模式3的大。因此，模式3中的移动平均操作的最小值变得更小，并且传输模式确定单元16确定模式3。
当在传输模式确定单元16中如上所述地确定所接收信号的模式时，图2所示的空位置检测器19根据所确定的传输模式由提供移动平均操作的最小值的同步加法缓存器地址估计下一个空符号开始的时间。然后，在空符号开始时，空位置检测器19输出信号NULDET。
图18是表示空位置检测器19的内部结构的框图。空位置检测器19包括时钟计数单元19a，空位置估计单元19b以及脉冲产生单元19c。时钟计数单元19a在同步加法开始时同时对时钟进行计数。空位置估计单元19b利用来自地址ADD的值以及同步加法数量N估计下一个空符号开始的时间Tnull。同步加法缓存器的地址ADD根据所确定的传输模式提供移动平均操作的最小值。脉冲产生单元19c比较空位置估计单元19b所估计的空位置计时和来自时钟计数单元19a的值，在空位置与所述值一致时产生脉冲。
空位置根据单元19b根据下面的公式(1)估计下一个空位置：
Tnull＝(N+1)*TF+ADD...............(1)
其中，Tnull表示下一个空符号开始的时间。N表示同步加法数量。TF表示所确定模式的空符号周期，并且其单位是在采样时钟产生器18中时钟的数量。ADD表示提供移动平均操作最小值的同步加法缓存器的地址。公式(1)中的(N+1)是因为提供对应于帧的时间，以保证移动平均操作和模式确定的时间。所加的值可以不是1。
所得到的下一个空符号开始的时间Tnull作为最小值被提供给图6到17中(c)和(d)中所示信号的时间。然而，空符号开始的标准时间比时间Tnull早tull/2采样(其中tull表示间隔宽度，在所述间隔宽度中移动平均值减少)。
如上所述，可以在同步加法缓存器中以与空符号重复周期相同的同步加法周期同时地对中频信号或基带信号进行加法。通过对存储在同步加法缓存器中的数据以对应于各个传输模式的移动平均操作宽度执行移动平均操作，确定传输模式，并且能够估计正确的空符号开始位置。移动平均操作的前述宽度对应于采样的0.5到1.0τ，即m个采样，其中用τ表示传输模式的空符号宽度。
下面，当所接收信号的幅度由于衰落和波峰和波谷而随时间变化时，可能在中频信号或基带信号的电平中产生信号处理方法。图19表示当所接收的信号中发生衰落时空符号检测设备的操作的时序图。
图19-(a)表示在接收模式4中信号时各个输入的幅度变化。图19-(b)表示第二同步加法缓存器12b的同步加法数据。图19-(c)表示对应于模式4的移动平均值。在所示图中，同步加法数量为四。如图19-(a)所示，因为幅度电平由于衰落而变化很大，因此很难以48ms空符号周期检测数据。但是，如图19-(b)所示，通过在第二同步加法缓存器12b中以周期48ms执行同步加法，除了空符号以外波峰和波谷都被平均了，并且降低了除空符号以外的大的衰减。另外，通过对同步加法缓存器对应于模式4执行移动平均操作，提高比模式4的空符号宽度窄的衰减作为移动平均值。另一方面，在同步加法以后，空符号位置的幅度电平变得更小。因此，在移动平均值中模式4的最小值是最小的。
如上所述，同步加法操作具有以下效果，即对由衰落而不规则地产生的信号电平中的波峰和波谷进行平均以及消除大的衰减。另外，通过对同步加法数据根据各个模式执行移动平均操作，可以消除比各个模式的空符号宽度窄的衰减。因此，传输模式确定单元16几乎不会进行错误检测。
传输模式确定单元16为了模式确定可能只使用比预定值小的移动平均操作的最小值。当不能检测到用于确定的移动平均操作的最小值时，传输模式确定单元16输出，不能确定传输模式。由于这个操作，可以通知用户不能接收希望的广播波。
根据第一实施例，设置第一同步加法缓存器12a的采样频率为第三同步加法缓存器12c的采样频率的1/4，并且设置第二同步加法12b的采样频率为第三同步加法缓存器12c的采样频率的1/2。通过使用相同的采样频率可以采样所接收的信号。第一同步加法缓存器12a可以同步地对四个采样的平均值进行加法，并且第二同步加法缓存器12b可以同步地为两个采样的平均值进行加法。
(第二实施例)
下面，描述根据本发明的第二实施例的空符号检测设备。图20是根据本发明的第二实施例的空符号检测设备10B的结构示意图。如第一实施例，这个空符号检测设备10B被设置为包括幅度检测器11，同步加法缓存器组12，传输模式确定处理器13B，采样时钟产生器18以及空位置检测器19。传输模式确定处理器13B包括选择器S，移动平均处理单元14，传输模式确定单元16以及阈值计算单元17。
传输模式确定处理器13B通过使用选择器S连续地切换同步加法缓存器组12中同步加法缓存器的输出，计算存储在每个同步加法缓存器中的同步加法数据的平均值，计算用于从平均值中检测传输模式的阈值以及计算同步加法数据的移动平均。另外，将移动平均操作的最小值与阈值相比较，以确定传输模式。
阈值计算单元17将存储在同步加法缓存器中的，已经在第一，第二和第三同步加法缓存器12a，12b和12c中通过选择器S完成了同步加法操作的数据取出，并计算用于确定传输模式的阈值。传输模式确定单元16比较在移动平均处理单元14中所检测的移动平均操作的最小值和在阈值计算单元17中计算的阈值。如果移动平均操作的最小值比阈值小，那么检测提供移动平均操作最小值的模式作为当前所接收信号的传输模式。
根据这个实施例，同步加法缓存器12a，12b和12c的同步加法数量是固定的。例如，各个同步加法缓存器的同步加法数量是四。第三同步加法缓存器12c在24ms×4，即96ms中完成同步加法。第二同步加法缓存器12b在48ms×4，即192ms中完成同步加法。第一同步加法缓存器12a在94ms×4，即384ms中完成同步加法。即，第三同步加法缓存器首先完成同步加法，然后是第二同步加法缓存器，最后是第一同步加法缓存器。因此，选择器S按这个顺序切换。
阈值计算单元17在采样点将存储在同步加法缓存器中的，已经完成同步加法的数据取出并计算平均值。阈值计算单元17设置比平均值小很多的值作为阈值，例如平均值的1/2。然后，检测移动平均操作的最小值以及提供移动平均操作最小值的同步加法缓存器的地址。
传输模式确定单元16比较在阈值计算单元17中设置的阈值与在移动平均处理单元14中检测的移动平均操作的最小值。然后，如果移动平均操作的最小值小于阈值，那么传输模式确定单元16确定对应于最小值的传输模式为当前所接收信号的传输模式。当在选择器S当前所选择的同步加法缓存器中没有提供小于阈值的移动平均操作的最小值，那么切换选择器S。传输模式确定单元16通过使用还没有被用于确定传输模式的移动平均操作的最小值和相应的阈值继续检测传输模式。
当在传输模式确定单元16中检测到传输模式，那么与第一实施例一样，空位置检测器19根据公式(1)估计空符号开始位置。当存在不同的传输模式具有与欧洲DAB传输模式2和3相同的空符号周期，那么首先检测具有更宽空符号宽度的传输模式。因此，具有宽的空符号宽度的传输模式不会被错误地确定为具有窄空符号宽度的传输模式，并且能够检测正确的传输模式。
根据这个实施例，第三同步加法缓存器12c首先完成其同步加法。因此，检测到对应于24ms空符号重复周期的模式2和3。因为模式2的空符号宽度比模式3的宽，所以传输模式确定单元16首先检测到模式2。当传输模式确定单元16检测到模式2时，空位置检测器19估计空位置，并在所估计的空位置处产生脉冲。
当传输模式确定单元16没有检测到模式2，那么检测模式3。当模式3没有被检测到，那么传输模式确定单元16按模式4和模式1的顺序执行传输模式检测，直到确定一个模式。在检测到其中一个模式时，空位置检测器19产生脉冲，表示空位置。当根本不能检测到模式时，传输模式确定单元16输出不能确定传输模式的消息。在这种情况下，有通知用户没有接收到所希望的广播波的效果。
根据第二实施例，从已经完成同步加法操作的同步加法缓存器连续地执行模式检测。因此能够减少模式确定所需的时间。因此，能够更快地检测到空符号。
应该理解，尽管已经参考本发明的实施例描述了本发明，但是对于本领域的技术人员而言，在本发明的范围和实质内可以存在不同的其他实施例以及变体，并且这些其他实施例和变体被权利要求所覆盖。
本发明的空符号检测设备同时执行传输模式的确定和检测空符号，甚至在衰落的情况下也可以以更高的可能性通过检测空符号建立早期同步。因此，用于接收器的空符号检测设备被应用于数字广播系统，在所述数字广播系统中空符号重复周期或空符号宽度根据传输模式而不同。

Claims (15)

1.一种用于数字广播系统的接收器的空符号检测设备，所述数字广播系统在固定周期期间以比其他符号低的传输功率重复地发射空符号，所述固定周期具有多个传输模式，其中空符号重复周期和空符号宽度中的至少一个根据所述传输模式而不同，并且在所述数字广播系统中，在所述空符号重复周期变得越长时，所述空符号的宽度就变得越宽，所述空符号检测设备包括：
用于检测中频信号和基带信号中的至少一个的包络的幅度检测器；
具有多个同步加法缓存器的同步加法缓存器组，用于对在对应于将被接收的所述传输模式的所述空符号重复周期期间，以固定采样周期对所述幅度检测器的输出进行采样而获得的数据进行同步地相加；
传输模式确定处理器，用于对存储在所述同步加法缓存器组的同步加法缓存器中的所有同步加法数据行执行移动平均操作，并且用于通过根据将被接收的传输模式，检测所述移动平均操作的最小值以及提供所述最小值的同步加法缓存器的地址，确定传输模式；以及
空位置检测器，用于根据在所述传输模式确定处理器中所确定的传输模式，从提供所述移动平均操作的最小值的地址中检测空符号位置，并且用于在所述空符号位置的开始点处产生同步脉冲。
2.根据权利要求1的空符号检测设备，其中
所述传输模式确定处理器包括：
移动平均处理单元，用于执行移动平均操作，在所述移动平均操作中，对于存储在所述同步加法缓存器组的同步加法缓存器中的所有同步加法数据行，计算相邻的m个采样值的平均值，并连续地移动所述采样点，并且还用于检测移动平均操作的最小值以及提供将被接收的传输模式的最小值的、所述同步加法缓存器的地址；
校正处理单元，用于根据同步加法数量和所述移动平均操作的时间宽度，校正在所述移动平均处理单元中所执行的每个传输模式的移动平均操作的最小值；以及
传输模式确定单元，用于比较所校正过的、各个传输模式的移动平均操作的最小值，以确定将被接收的传输模式；
其中在所述移动平均处理单元中的移动平均操作的时间宽度等于或小于具有与所述多个同步加法缓存器的同步加法周期相等的空符号重复周期的传输模式的空符号宽度。
3.根据权利要求2的空符号检测设备，其中在所述同步加法缓存器组中，对于预定数量的同步加法缓存器执行同步加法。
4.根据权利要求2的空符号检测设备，其中所述校正处理单元根据以下等式计算归一化后的最小值Ymin：
Ymin＝Xmin/(N＊m)
其中
Xmin是在所述移动平均处理单元中计算的移动平均操作的最小值；
N是同步加法器的数量；
M是相邻采样点的数量。
5.根据权利要求2的空符号检测设备，其中
所述传输模式确定单元还包括阈值计算单元，所述阈值计算单元用于通过存储在所述多个同步加法缓存器中的同步加法数据，计算用于检测传输模式的阈值，将在所述校正处理单元中校正过的、对应于每个传输模式的移动平均操作的最小值与预定阈值相比较，在小于所述预定阈值的移动平均操作结果中检测最小值以确定传输模式，并且当没有提供小于所述预定阈值的最小值时，确定不可能确定传输模式。
6.根据权利要求1的空符号检测设备，其中所述传输模式确定处理器包括：
移动平均处理单元，用于执行移动平均操作，在所述移动平均操作中，对于存储在所述同步加法缓存器组的所述多个同步加法缓存器中的所有同步加法数据行，计算相邻m个采样值的平均值，并连续地移动所述采样点，并且用于检测所述移动平均操作的最小值以及提供将被接收的传输模式最小值的、所述多个同步加法缓存器的地址；
阈值计算单元，用于通过存储在所述多个同步加法缓存器中的所述同步加法数据来计算用于检测传输模式的阈值；以及
传输模式确定单元，用于将在所述移动平均处理单元中所计算的移动平均操作的最小值和在所述阈值计算单元中所计算的阈值相比较，以确定将被接收的传输模式；
其中所述移动平均处理单元中移动平均操作的时间宽度等于或小于具有与所述多个同步加法缓存器的同步加法周期相等的空符号重复周期的传输模式的空符号宽度。
7.根据权利要求6的空符号检测设备，其中所述同步加法缓存器组以相同的同步加法数量执行同步加法，而与空符号重复周期无关。
8.根据权利要求6的空符号检测设备，其中所述传输模式确定单元检测将被接收的所有传输模式，并且当不能成功地执行传输模式检测时，输出模式未定义消息，用以指示不可能检测出将被接收的传输模式。
9.根据权利要求2的空符号检测设备，其中所述同步加法缓存器组包括三个缓存器，它们分别以周期24ms、48ms和96ms执行同步加法。
10.根据权利要求6的空符号检测设备，其中所述同步加法缓存器组包括三个缓存器，它们分别以周期24ms、48ms和96ms执行同步加法。
11.根据权利要求9的空符号检测设备，其中在所述同步加法缓存器组中，当具有24ms周期的同步加法缓存器中的同步加法数据的采样周期是1时，在具有48ms周期的同步加法缓存器中的同步加法数据的采样周期是2，而在具有96ms周期的同步加法缓存器中的同步加法数据的采样周期是4。
12.根据权利要求6空符号检测设备，其中在所述同步加法缓存器组中，当具有24ms周期的同步加法缓存器中的同步加法数据的采样周期是1时，在具有48ms周期的同步加法缓存器中的同步加法数据的采样周期是2，而在具有96ms周期的同步加法缓存器中的同步加法数据的采样周期是4。
13.根据权利要求12的空符号检测设备，其中在所述同步加法缓存器组中，通过使用在与同步加法周期无关的相同周期中采样的数据，具有96ms周期的同步加法缓存器同步地为四个采样数据的平均值进行加法，具有48ms周期的同步加法缓存器同步地为两个采样数据的平均值进行加法，具有24ms周期的同步加法缓存器同步地为一个采样数据进行加法。
14.根据权利要求2的空符号检测设备，其中所述移动平均处理单元对于对应于0.5τ到1.0τ的采样数量执行移动平均操作，其中τ表示各个传输模式的空符号宽度。
15.根据权利要求6的空符号检测设备，其中所述移动平均处理单元对于对应于0.5τ到1.0τ的采样数量执行移动平均操作，其中τ表示各个传输模式的空符号宽度。
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