CN101360083B - 用于数字地面多媒体广播中的传输参数信令解码系统 - Google Patents

Abstract

本发明是提出一种适用于数字地面多媒体广播中的传输参数信令解码系统，包含一输入信号估测装置、一快速哈达玛转换装置、一遮罩装置、及一字码索引决定装置。本发明可适用于多载波模式(multi-carrier mode)或单载波模式(Single-carrier mode)，可分别由频域或时域取得输入信号，依据所提供已知的信道状态信息(Channel State Information)及通道均衡与否等不同条件，提供最佳的传输参数信令(TPS)解码系统架构。

Description

用于数字地面多媒体广播中的传输参数信令解码系统

技术领域

本发明是关于无线传输的技术领域，尤指一种用于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)中的传输参数信令(Transmission Parameter Signaling，TPS)解码系统。

背景技术

数字电视广播相较于传统的模拟电视广播，除了可以提供更高画质与更好音质的节目以及更佳频谱使用效率之外，更重要是它能够提供各种数据服务。

随着数字化的时代来临，电视广播也逐渐从传统的模拟式系统转换成数字式系统，正如移动通讯从第一代的模拟式系统演进到第二代以语音为主和第三代能够提供多媒体服务的数字式系统。数字式视频广播系统能够克服现有模拟系统因地形地物因素造成接收不良或忽强忽弱的现象，提供更高画质与更佳音质的节目。同时，频谱的使用也更为有效率，使得在有限系统频宽中，可以传送更多的广播节目数据量。更重要的一点，数字视频广播能够提供数据广播(data broadcasting)所衍生的各种增值服务。

目前各国所提议的数字视频广播系统，可分为多载波(Multi-carrier)与单载波(Single-carrier)两大类。前者多采以正交频分复用的调变方式。而于诸广播系统中，传输参数信令(TPS)的接收与解码性能实属重要。

以欧规DVB-T(Terrestrial Digital Video Broadcast，地面数字视频广播)系统为例，该系统的传输模式可分为2k模式和8k模式两种。对2k模式而言，每一个OFDM符号包含有2048个次载波(Subcarrier)，其中，2048个次载波中的1705个次载波被使用，其余靠近频道两旁的次载波则保留以作为防护频带(Guard Band)之用。在这1705个次载波之中只用到1512个次载波来传送QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制)的信号。其余的193个(1705-1512＝193)次载波是用来传送导频(Pilot Signals)。导频包括有17个传输参数信令(TPS)导频(Transmission Parameter Signaling Pilots)、45个连续导频(Continual Pilots)、以及131个分散导频(Scattered Pilots)。

同样地，在8k模式中，每一个OFDM符号包含有8192个次载波，其中，8192个次载波中的6817个次载波，而这6817个次载波之中也只被用到6048个次载波来传送QAM的信号，其余的769(6817-6048＝769)个次载波是被用来传送导频。导频包括有68个传输参数信令(TPS)导频，177个连续导频，以及524个分散导频。

在DVB-T系统中，传输参数信令(TPS)导频是用来传送同步信号及一些与传输有关的参数，例如通道编码率(1/2，2/3，3/4，5/6，7/8)、QAM的调变模式(QPSK，16-QAM，64-QAM)、保护间隔(Guard Interval)长度(1/4TU，1/8TU，1/16TU，1/32TU)、及传输模式(2k，8k)等信息。故在接收端需先能正确地对传输参数信令(TPS)解码，方能确保后续接收数据能正确地被解码。

美国专利早期公开第US 2006/0088111A1号是使用一信道状态信息(Channel State Information，CSI)以辅助对传输参数信令(TPS)执行解码。图1是其方框图。如图1所示，其是拟由维特比输入处理器(Viterbi Input Processor)76提供信道状态信息(CSI)，并将信道状态信息(CSI)输出至传输参数信令解码器66，以供传输参数信令解码器66解码使用。然而，其未揭露如何利用信道状态信息(CSI)及输入信号以获得最佳的传输参数信令(TPS)解码效能，也未揭露在使用均衡器的情况下如何适当及有效地设计以获得最佳的传输参数信令(TPS)解码效能。由此可知，已知用于正交频分复用中的传输参数信令(TPS)解码系统仍有诸多缺点而有予以改善的必要。

发明内容

本发明的目的主要是在提供一种适用于中国所规范的数字地面多媒体广播系统(Digital Terrestrial Multimedia Broadcast，DTMB)中的传输参数信令(TPS)解码系统，并能在已知信道状态信息的协助下，获得最佳的传输参数信令解码效能。本发明的技术亦可适用于以OFDM为基础的系统的传输参数信令解码。

依据本发明的一特色，本发明是提出一种适用于DTMB系统中的传输参数信令(TPS)解码系统，包含一输入信号估测装置、一快速哈答码转换装置、一遮罩装置、及一字码索引决定装置。本发明可依据系统工作于多载波模式(multi-carrier mode)或单载波模式(Single-carrier mode)以决定输入信号源。以多载波模式为例，该输入信号估测装置接收源自于FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶转换)输出，传输参数信令(TPS)所对应的N_TPS个子载波频率域输入信号及N_TPS个通道估测信号，以产生N_TPS个估测输入信号。在DTMB系统中，TPS是以32个子载波传送，故N_TPS＝32。该快速哈达玛转换装置连接至该输入信号估测装置，以对该N_TPS个估测输入信号进行快速哈达玛转换，并产生N_TPS个哈达玛转换信号。该遮罩装置连接至该快速哈达玛转换装置，以对该N_TPS个哈达玛转换信号进行遮罩运算，并产生N_TPS个遮罩后的信号。该字码索引决定装置连接至该遮罩装置，以依据该N_TPS个遮罩后的信号，以检测并决定该N_TPS个频率域输入信号所应对应的字码索引(Codeword Index)。

另一方面，就单载波模式而言，本发明是提出一种用于DTMB系统中的传输参数信令解码系统，包含一输入信号估测装置、一快速哈达玛转换装置、一遮罩装置、及一字码索引决定装置。该输入信号估测装置，用以接收N_TPS个时域输入信号及一个通道估测信号，以产生N_TPS个估测输入信号，其中，该N_TPS个时域输入信号是对应于无线传输的一信号帧的信号。该快速哈达玛转换装置连接至该输入信号估测装置，以对该N_TPS个估测输入信号进行快速哈达玛转换，并产生N_TPS个哈达玛转换后的信号。该遮罩装置连接至该快速哈达玛转换装置，以对该N_TPS个哈达玛转换后的信号进行遮罩运算，并产生N_TPS个遮罩后的信号。该字码索引决定装置连接至该遮罩装置，依据该N_TPS个遮罩后的信号，以检测并决定该N_TPS个时域输入信号所对应的字码索引。

在多载波模式中，本发明依据频率域输入信号及通道估测信号，获得了最佳的传输参数信令(TPS)解码效能，从而通过信道状态信息(CSI)及输入信号获得了最佳的传输参数信令(TPS)解码效能。

在单载波模式中时，本发明依据时域输入信号及一个通道估测信号，进而获得最佳的传输参数信令(TPS)解码效能。

在本发明的进一步技术方案中，子载波输入信号估测装置适当及有效地设计使得在未经均衡时以及使用均衡器的情况下都能够获得最佳的传输参数信令(TPS)解码效能。并且，由于使用均衡器的可能性亦已列入考虑，因此，可较已知技术提供更完整、更富弹性的解决方案，并可获得较佳的解码效能。

由此可知，本发明技术方案对正交频分复用中的传输参数信令(TPS)解码系统的诸多缺点进行了改善。

附图说明

图1是已知传输参数信令执行解码的示意图。

图2是本发明用于DTMB数字电视系统中的传输参数信令解码系统的方框图。

图3是DTMB数字电视系统的传输端所送出的信号的示意图。

图4是DTMB传输参数信令的部分示意图。

图5是本发明子载波输入信号估测装置的方框图。

图6是用于本发明中已知的快速哈达玛转换装置的示意图。

图7是本发明字码索引决定装置的示意图。

图8是本发明正负号修正系数与索引指标及字码索引的示意图。

图9是本发明用于DTMB数字电视系统中的传输参数信令解码系统另一实施例的方框图。

图10是本发明另一实施例子载波输入信号估测装置的方框图。

图11是本发明用于正交频分复用中的传输参数信令解码系统再一实施例的方框图。

图12是本发明再一实施例子载波输入信号估测装置的方框图。

图13是本发明于正交频分复用中的传输参数信令(TPS)解码系统系运用于DTMB数字电视系统的接收端的示意图。

图14是本发明用于DTMB系统中的传输参数信令(TPS)解码系统另一实施例的方框图。

图15是本发明另一实施例子载波输入信号估测装置的方框图。

图16是本发明用于DTMB系统中的传输参数信令(TPS)解码系统又一实施例的方框图。

图17是本发明又一实施例子载波输入信号估测装置的方框图。

图18是本发明用于DTMB系统中的传输参数信令(TPS)解码系统再一实施例的方框图。

具体实施方式

请参见图2，其是本发明用于一DTMB数字电视系统的接收端，在多载波模式下传输参数信令解码系统的方框图。该系统200包含一输入信号估测装置210、一快速哈达玛转换(Fast Hadamard Transform)装置220、一遮罩装置230、一字码索引决定装置240、及一查表装置250。

该输入信号估测装置210用以接收N_TPS个频率域输入信号y_i，k ^m及N_TPS个通道估测信号

以产生N_TPS个估测输入信号

于DTMB系统中，N_TPS＝32，该N_TPS个频率域输入信号是对应于无线传输的一信号帧(Frame)i的信号，i为信号帧的序号(Index)，k为一子载波的序号(Subcarrier Index)，m为该所使用沃尔什字码的序号(Index)。DTMB系统中，共有64个沃尔什字码可以被使用(N_W＝64)。其中，令k为整数，且1≤k≤N_TPS，m为整数，且1≤m≤N_W，该N_TPS个频率域输入信号y_i，k ^m以Y_m表示，亦即 $Y_m=\left\{y_{i,k}^m\right\},$ 该N_TPS个通道估测信号

以

表示，亦即 $\hat{H}=\left\{{\hat{H}}_{i,k}\right\}.$

该信号帧i是DTMB数字电视系统的传输端于第i个时帧(Time Frame)中所送出的信号。令X_m为包含经由N_TPS个子载波所传输的信号x_k ^m，亦即 $X_m=\left\{x_k^m\right\}.$ k为一子载波的序号。m为该所使用的沃尔什字码的序号(Index)。

图3是一已知DTMB数字电视系统的传输端所送出的信号x_k ^m的示意图。其是先经过扰码(scrambling)，华许编码(Walsh coding)后，再使用相移45度后的BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制移相键控)进行调变(Modulation)，故依据图3可知，传输信号x_k ^m可用公式(1)表示：

$x_k^m=b_k\·a_k^m\·e^{j\mathrm{\π}/4},$ $a_k^m=\±1,$ b_k＝±1，1≤k≤32。(1)

其中，a_k ^m为一沃尔什字码(Walsh Codeword)A_m的第k个元素，亦即该传输信号x_k ^m是对应一沃尔什字码A_m，同时在接收端，该传输信号x_k ^m是对应一频率域输入信号y_i，k ^m。该沃尔什字码A_m为一沃尔什字码集(W)的一个元素，亦即 $A_m=\{a_1^m,a_2^m,...,a_{32}^m\}\∈W,$ 该沃尔什字码集(W)可表示为{A_m|1≤m≤N_W＝64}，N_W为该沃尔什字码集(W)的元素数目，在此为64。b_k为一扰码，其集合可表示为B，亦即B＝{b₁，b₂，...，b₃₂}。

依据该沃尔什字码集(W)，定义一主动沃尔什字码集(Active WalshCodeword Set，W_A)，该主动沃尔什字码集(W_A)为沃尔什字码集(W)中所有被系统使用沃尔什字码所构成的集合，亦即， $W_a\⊆W,$ 1≤n_a≤N_W，n_a为该主动沃尔什字码集(W_A)的元素数目。依据该主动沃尔什字码集(W_A)定义一函数M_q。当A_q为W_A中的元素时，M_q为1，否则，M_q为0。该函数M_q可用公式(2)表示：

$M_q=\left\{\begin{array}{cc}1,& A_q{\∈W}_a\\ 0,& A_q\∉W_a\end{array}\right..---\left(2\right)$

图4是已知传输参数信令(TPS)的部分示意图，该传输参数信令(TPS)是为6字节，故该沃尔什字码集(W)的元素数目N_W为64。亦即，该沃尔什字码集的序号(Index)m为整数，且1≤m≤N_W。该传输参数信令(TPS)经过b_k扰码运算后，产生一N_TPS字节的数据。由于使用相移45度后的BPSK进行调变(Modulation)，故一个子载波仅能携带一字节的数据，故需N_TPS个子载波。亦即，该子载波的序号(Subcarrier Index)k为整数，令1≤k≤N_TPS。由于在DTMB系统中，任一所使用的沃尔什字码，皆可成对地找出另一个只差负号的字码。故实际上只需先检测其中N_TPS个字码，再依正负号挑选两者之一即可。

该频率域输入信号y_i，k ^m、通道估测信号、及传输信号x_k ^m的关系可用公式(3)表示：

$y_{i,k}^m=x_k^m\·{\hat{H}}_{i,k}+n_{i,k},---\left(3\right)$

其中，n_i，k为噪声。

该输入信号估测装置210包含N_TPS个TPS子载波输入信号估测装置211。该输入信号估测装置210使用N_TPS个子载波输入信号估测装置211分别接收N_TPS个频率域输入信号y_i，k ^m及N_TPS个对应的通道估测信号

以产生N_TPS个估测输入信号

于本实施例中，该N_TPS个频率域输入信号y_i，k ^m是未经通道均衡。依据最大事后机率(Maximum a Posterior，MAP)法则可知，与该N_TPS个频率域输入信号y_i，k ^m对应字码的索引可用公式(4)表示：

$\hat{I}=\underset{q}{\arg }\underset{A_q\∈W}{\mathrm{Max}}{M}_q\·\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_k^q\·\left\{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Re}\right[y_{i,k}^m\·e^{-j\∠{\hat{H}}_{i,k}}\·e^{-\mathrm{j\π}/4}]\·b_k\·|{\hat{H}}_{i,k}\left|\right\},---\left(4\right)$

其中， $\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Re}[y_{i,k}^m\·e^{-j\∠{\hat{H}}_{i,k}}\·e^{-\mathrm{j\π}/4}]\·b_k\·\left|{\hat{H}}_{i,k}\right|$ 为该N_TPS个子载波输入信号估测装置211所执行的功能，主要用以产生该N_TPS个估测输入信号

图5是该第k个子载波输入信号估测装置211中的运算方框图。如图5所示，该第k个子载波输入信号估测装置211包含一相位旋转装置510、一相位旋转及取值装置520、一第一加权装置530、一第二加权装置540、及一累加装置550。

该相位旋转装置510接收该N_TPS个频率域输入信号之一y_i，k ^m及对应的通道估测信号并依据该通道估测信号

的相位对该频率域输入信号y_i，k ^m执行相位反旋转，以产生一旋转输入信号y_i，k ^m(之前已经定义输入信号y_i，k ^m)。

该相位旋转及取值装置520连接至该相位旋转装置510，以对该旋转输入信号y_i，k ^m执行45度相位反旋转，再取实数值，以产生一实数值输入信号

该第一加权装置530连接至该相位旋转装置510和该相位旋转及取值装置520，依据该通道估测信号的振幅

对该实数值输入信号

执行加权运算，以产生一第一加权输入信号。

该第二加权装置540连接至该第一加权装置530，依据一第一加权参数b_k对该第一加权输入信号执行加权运算，以产生一第二加权输入信号。其中，该第一加权参数b_k是传送端对该传输参数信令(TPS)执行扰码运算时的扰码b_k。该第一加权装置530及该第二加权装置540为乘法器。

该累加装置550连接至该第二加权装置540，以对连续多数个信号帧中的该第二加权输入信号累加，以产生该N_TPS个估测输入信号之一

该快速哈达玛转换装置220连接至该输入信号估测装置210，以对该N_TPS个估测输入信号

进行快速哈达玛转换，并产生N_TPS个哈达玛转换信号HAD_q，m。图6是该快速哈达玛转换装置220的示意图。该快速哈达玛转换装置220依据下列公式以对该N_TPS个估测输入信号

进行快速哈达玛转换，产生该N_TPS个哈达玛转换信号：

${\mathrm{HAD}}_{q,m}=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_k^q{\hat{y}}_k^m,$

其中，

为该N_TPS个估测输入信号，HAD_q，m为N_TPS该个哈达玛转换信号，a_k ^q为一沃尔什字码(Walsh Codeword)A_q的第k个元素，q＝1，...，32。

该遮罩装置230连接至该快速哈达玛转换装置220，以对该N_TPS个哈达玛转换信号HAD_q，m进行遮罩运算，并产生N_TPS个遮罩信号Z_q，m。该遮罩装置230依据下列公式以对该N_TPS该个哈达玛转换信号HAD_q，m进行遮罩运算，并产生该N_TPS个遮罩信号Z_q，m：

Z_q，m＝M_q·HAD_q，m，

如前所述，当A_q为W_A中的元素时，M_q为1，否则，M_q为0。Z_q，m为该N_TPS个遮罩信号，当该N_TPS个频率域输入信号传送时所对应字码A_q属于该主动沃尔什字码集(W_A)时，M_q为1，当该N_TPS个频率域输入信号传送时所对应字码A_q不属于该主动沃尔什字码集(W_A)时，M_q为0。

该字码索引决定装置240连接至该遮罩装置230，以依据该N_TPS个遮罩信号{Z_q，m}，而决定该N_TPS个频率域输入信号y_i，k ^m所对应的字码索引。

图7是该字码索引决定装置240的示意图。该字码索引决定装置240包含一最大绝对值决定装置710、一最大值对应指标决定装置720、一选择装置730、一正负号决定装置740、及一索引指标修正装置750。

该最大绝对值决定装置710连接至该遮罩装置230，依据该N_TPS个遮罩信号Z_q，m，以决定该N_TPS个遮罩信号的最大绝对值。该最大绝对值决定装置710依据下列公式，以产生该N_TPS个遮罩信号{Z_q，m}的最大绝对值：

${\hat{Z}}_m^{\mathrm{Max}}=\underset{A_q\∈W}{\mathrm{Max}}\left|Z_{q,m}\right|,$

其中，{Z_q，m}为该N_TPS个遮罩信号，W为该主动沃尔什字码集(W_A)对应的该沃尔什字码集(W)，A_q为该沃尔什字码集(W)的一个字码，

为该N_TPS个遮罩信号的最大绝对值。

该最大值对应指标决定装置720连接至该最大绝对值决定装置710，依据该最大绝对值

以决定该最大绝对值对应的一索引指标。该最大值对应指标决定装置720依据下列公式，以产生该索引指标：

$\hat{I}=\underset{1\≤q\≤32}{\arg }\left({\hat{Z}}_m^{\mathrm{Max}}\right)=\underset{1\≤q\≤32}{\arg }\left(\underset{A_q\∈W}{\mathrm{Max}}\right|Z_{q,m}\left|\right),$

其中，为该索引指标。

该选择装置730连接至该遮罩装置230及该最大值对应指标决定装置720，依据该索引指标

以由该N_TPS个遮罩信号{Z_q，m}中选择与该索引指标对应的遮罩信号

该正负号决定装置740连接至该选择装置730，以依据该选择装置输出的遮罩信号产生一正负号修正系数

该正负号决定装置740依据下列公式，以产生该正负号修正系数

$\tilde{S}=\mathrm{sgn}\left(Z_{\tilde{I},m}\right)=\left\{\begin{array}{cc}+1& Z_{\tilde{I},m}\&GreaterEqual;0\\ -1& Z_{\tilde{I},m}<0\end{array}\right.,$

其中，为该正负号修正系数，

为该选择装置730输出的遮罩信号。

该索引指标修正装置750连接至该最大值对应指标决定装置720及该正负号决定装置740，以依据该正负号修正系数

来修正该索引指标

而产生该字码索引

该索引指标修正装置750依据所计算得的正负号修正系数与索引指标

以及图8中的内容产生估算的字码索引

该查表装置250连接至该字码索引决定装置240，以依据该字码索引查表，而产生一检测出的TPS相对应字码

图9是本发明用于DTMB系统中的传输参数信令(TPS)解码系统800另一实施例的方框图。于此实施例中，该N_TPS个频率域输入信号每个频率域输入信号

皆事先经过一均衡器执行均衡处理。在此，以一迫零均衡器(ZeroForce Equalizer，ZFE)为例，其它常用的如最小均方误差均衡器(Minimum meansquare error，MMSE)亦可仿此原理采用。

依据最大事后机率(MAP)法则可知，与该N_TPS个频率域输入信号对应字码的索引为：

其中，以大括号包含的部分

为该N_TPS个子载波输入信号估测装置811所执行的功能，主要用以产生该N_TPS个估测输入信号

图9与图2主要区别在于输入信号估测装置810与输入信号估测装置210不相同，其余元件均相同。该输入信号估测装置810包含N_TPS个子载波输入信号估测装置811。图10是该第k个子载波输入信号估测装置811的方框图。如图10所示，该每一子载波输入信号估测装置811包含一相位旋转装置910、一共轭复数(Complex Conjugate)装置920、一第一乘法器930、一第一加权装置940、一第二加权装置950、及一累加装置960。

该相位旋转装置910接收该N_TPS个频率域输入信号之一并对该频率域输入信号

执行45度相位反旋转，以产生一旋转输入信号(之前已经定义输入信号

)。

该共轭复数(Complex Conjugate)装置920接收该N_TPS个频率域输入信号

之一的对应通道估测信号

以产生一共轭通道估测信号

该第一乘法器930连接至该共轭复数(Complex Conjugate)装置920，以将该通道估测信号

与该共轭通道估测信号

相乘，而产生一通道估测信号的振幅平方

该第一加权装置940连接至该相位旋转装置910及该第一乘法器930，以依据该通道估测信号的振幅平方对该旋转输入信号执行加权运算，而产生一第一加权输入信号

该第二加权装置950连接至该第一加权装置940，以依据一第一加权参数b_k对该第一加权输入信号

执行加权运算，而产生一第二加权输入信号。其中，该第一加权参数b_k是传送端对该传输参数信令(TPS)执行扰码运算时的扰码b_k。该第一加权装置940及该第二加权装置950为乘法器。

该累加装置960连接至该第二加权装置950，以对连续多数个信号帧中的该第二加权输入信号累加，而产生该N_TPS个估测输入信号之一

图11是本发明用于DTMB系统单载波模式中的传输参数信令(TPS)解码系统1000再一实施例的方框图。图11与图2主要区别在于输入信号估测装置1010与输入信号估测装置210不相同，其余元件均相同。该输入信号估测装置1010包含N_TPS个子载波输入信号估测装置1011。于此实施例中，输入信号估测装置1010接收N_TPS个TPS时域输入信号

及一个通道估测信号G_i ^H。其中，该通道估测信号G_i ^H可以下列公式表示：

$G_i^H=1/\underset{k}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{{\left|{\hat{H}}_{i,k}\right|}^2},$

其中，为图2的N_TPS个通道估测信号

N为一快速傅利叶转换的点数，在DTMB系统中的N为3780。

依据最大事后机率(MAP)法则可知，与该N_TPS个时域输入信号对应字码的索引为：

其中，以大括号包含的部分

为该N_TPS个子载波输入信号估测装置1011所执行的功能，主要用以产生该N_TPS个估测输入信号

图12是该第k个子载波输入信号估测装置1011的方框图。如图12所示，该每一子载波输入信号估测装置1011包含一相位旋转装置1110、一第一加权装置1120、一第二加权装置1130、及一累加装置1140。

该相位旋转装置1110接收该N_TPS个时域输入信号之一

并对该时域输入信号执行45度相位反旋转，以产生一旋转输入信号。

该第一加权装置1120连接至该相位旋转装置1110并接收该通道估测信号G_i ^H，依据该通道估测信号G_i ^H对该旋转输入信号执行加权运算，以产生一第一加权输入信号。

该第二加权装置1130连接至该第一加权装置1120，依据一第一加权参数b_k对该第一加权输入信号执行加权运算，以产生一第二加权输入信号。其中，该第一加权参数b_k是传送端对该传输参数信令(TPS)执行扰码运算时的扰码b_k。该第一加权装置1120及该第二加权装置1130为乘法器

该累加装置1140连接至该第二加权装置1130，以对多数个信号帧中的该第二加权输入信号累加，而产生该N_TPS个估测输入信号之一

图13是本发明于正交频分复用中的传输参数信令(TPS)解码系统是运用于DTMB数字电视系统的接收端的示意图。如图13所示，其是将图2中的传输参数信令(TPS)解码系统200、图9中的传输参数信令(TPS)解码系统800及图11中的传输参数信令(TPS)解码系统1000整合至图13中的传输参数信令(TPS)解码系统1200。在图13中，虚线的右边为传输参数信令(TPS)解码系统1200，虚线的左边为DTMB数字电视系统的接收端的元件。如图13所示，该接收端包含一天线121、一射频前端122、一模拟至数字转换器123、一滤波器124、一信号帧体处理器129、一同步装置130、一3780点快速傅利叶转换(Fast FourierTransform，FFT)器125、一个单抽头均衡器126、一3780点快速反傅利叶转换器127、一通道估测装置128。

该天线121接收一无线传输信号，该射频前端122将该无线传输信号由射频降频至基频。该模拟至数字转换器123将基频信号执行模拟至数字转换，而产生一余弦分量(In phase)I与一正弦分量(Quadrature phase)Q。该滤波器124对余弦分量I与正弦分量Q执行滤波，以滤除频带外噪声(Outband noise)。同步装置130连接于滤波器输出，以完成系统所需的同步功能。该通道估测装置128，亦连接于滤波器输出，以对传输通道进行估测，而产生通道估测信号

或G_i ^H。该信号帧体处理器129，则依据通道估测装置128所估计的通道估测信号，对一信号帧体(frame body)作处理，包括去除因信号帧头(frame header)所造成的干扰，以及制造信号帧体与所估测通道的循环卷积(circular convolution)效果等。该3780点快速傅利叶转换器125对信号帧体处理器129输出进行傅利叶转换，而产生频率域输入信号{y_i，k ^m}。该单抽头均衡器126依据通道估测信号

对频率域输入信号{y_i，k ^m}执行迫零均衡处理，而产生均衡频率域输入信号该3780点快速反傅利叶转换器127对均衡频率域输入信号执行反傅利叶转换，以产生时域输入信号

图14是本发明用于DTMB系统中的传输参数信令(TPS)解码系统1400另一实施例的方框图。图14与图2主要区别在于输入信号估测装置1410与输入信号估测装置210不相同，并增加一投票决定装置1420，其余元件均相同。该输入信号估测装置1410包含N_TPS个子载波输入信号估测装置1411。图15是该第k个子载波输入信号估测装置1411的方框图。由图15可知，该输入信号估测装置1411与图5中的输入信号估测装置211是减少该累加装置550。亦即本实施例将在输入信号估测装置211中的该累加装置550功能由该投票决定装置1420取代，该投票决定装置1420统计多个信号帧i的字码

并以机率最大的字码输出作为该传输参数信令(TPS)解码系统1400的字码

图16是本发明用于DTMB系统中的传输参数信令(TPS)解码系统1600再一实施例的方框图。图16与图2主要区别在于输入信号估测装置1610与输入信号估测装置210不相同，其余元件均相同。该输入信号估测装置1610包含N_TPS个子载波输入信号估测装置1611。图17是该第k个子载波输入信号估测装置1611的方框图。由图17可知，该输入信号估测装置1611与图5中的输入信号估测装置211是增加一硬决定装置1612。该硬决定装置1612可将该估测输入信号

的字节数目减少至1字节，以降低整个系统晶片面积。

图18是本发明用于DTMB系统中的传输参数信令(TPS)解码系统1800另一实施例的方框图。图18与图2主要区别在于将该N_TPS个子载波输入信号估测装置1811中的累加装置移至该快速哈达玛转换装置220之后。亦即相较于图5的子载波输入信号估测装置211，该N_TPS个子载波输入信号估测装置1811减少了累加装置。

本发明传输参数信令(TPS)解码系统1200可依据需求，可分别由该3780点快速傅利叶转换、该单抽头均衡器126、或该3780点快速反傅利叶转换器127的输出端接收频率域输入信号{y_i，k ^m}、均衡频率域输入信号

或时域输入信号

而执行传输参数信令(TPS)解码。

由上述说明可知，已知技术并未明确揭露如何利用信道状态信息(CSI)而获得最佳的传输参数信令(TPS)解码效能，而在多载波模式中，本发明依据频率域输入信号 $Y_m=\left\{y_{i,k}^m\right\}$ 及通道估测信号 $\hat{H}=\left\{{\hat{H}}_{i,k}\right\},$ 进而获得最佳的传输参数信令(TPS)解码效能。在单载波模式中时，本发明提出依据时域输入信号

及一个通道估测信号G_i ^H，进而获得最佳的传输参数信令(TPS)解码效能。同时，于本发明中，使用均衡器的可能性亦已列入考虑，因此，可较已知技术提供更完整、更富弹性的解决方案，并可获得较佳的解码效能。

由上述可知，本发明无论就目的、手段及效果，均显示其迥异于已知技术的特征，极具实用价值。应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围应以权利要求书为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (20)

1.一种用于数字地面多媒体广播中的传输参数信令解码系统，包含：

一输入信号估测装置，用以接收N_TPS个频率域输入信号及N_TPS个通道估测信号，以产生N_TPS个估测输入信号，其中，该N_TPS个频率域输入信号是对应于无线传输的一信号帧中的传输参数信令信号；

一快速哈达玛转换装置，连接至该输入信号估测装置，以依据第一公式对该N_TPS个估测输入信号进行快速哈达玛转换，进而产生N_TPS个哈达玛转换信号；

一遮罩装置，连接至该快速哈达玛转换装置，以依据第二公式对该N_TPS个哈达玛转换信号进行遮罩运算，进而产生N_TPS个遮罩信号；

一字码索引决定装置，用以依据该N_TPS个遮罩信号，进而决定该N_TPS个频率域输入信号所对应的字码索引；

其中：

所述第一公式为 ${\mathrm{HAD}}_{q,m}=\underset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}{a}_k^q{\hat{y}}_k^m$

其中，

为该N_TPS个估测输入信号，HAD_q，m为该N_TPS个哈达玛转换信号，

为该N_TPS个频率域输入信号传送时所对应的字码，q＝1，...，32；

所述第二公式为Z_q，m＝M_q·HAD_q，m，

其中，Z_q，m为该N_TPS个遮罩信号，当该N_TPS个频率域输入信号传送时所对应字码属于一主动沃尔什字码集W_A时，M_q为1，当该N_TPS个频率域输入信号传送时所对应字码不属于该主动沃尔什字码集时，M_q为0。

2.如权利要求1所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，还包含：

一查表装置，连接至该字码索引决定装置，以依据该字码索引进行查表，进而产生一字码。

3.如权利要求1所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该字码索引决定装置包含：

一最大绝对值决定装置，连接至该遮罩装置，依据该N_TPS个遮罩信号，以决定该N_TPS个遮罩信号的最大绝对值；

一最大值对应指标决定装置，依据该最大绝对值，以决定该最大绝对值相对应的一索引指标；

一选择装置，连接至该遮罩装置及该最大值对应指标决定装置，依据该索引指标，以由该N_TPS个遮罩信号中选择与该索引指标相对应的遮罩信号；

一正负号决定装置，连接至该选择装置，以依据该选择装置输出的遮罩信号，产生一正负号修正系数；以及

一索引指标修正装置，连接至该最大值对应指标决定装置及该正负号决定装置，以依据该正负号修正系数来调整该索引指标，进而产生该字码索引。

4.如权利要求3所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该最大绝对值决定装置依据下列公式，以产生该N_TPS个遮罩信号的最大绝对值：

${\hat{Z}}_m^{\mathrm{Max}}\&equiv;\underset{A_q\&Element;W}{\mathrm{Max}}\left|Z_{q,m}\right|,$

其中，Z_q，m为该N_TPS个遮罩信号，W为该主动沃尔什字码集对应的一沃尔什字码集，A_q为该沃尔什字码集的一个字码，

为该N_TPS个遮罩信号的最大绝对值。

5.如权利要求4所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该最大值对应指标决定装置依据下列公式，以产生该索引指标：

$\tilde{I}\&equiv;\underset{1\&le;q\&le;32}{\arg }\left({\hat{Z}}_m^{\mathrm{Max}}\right)=\underset{1\&le;q\&le;32}{\arg }\left(\underset{A_q\&Element;W}{\mathrm{Max}}\right|Z_{q,m}\left|\right),$

其中，为该索引指标。

6.如权利要求5所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该正负号决定装置依据下列公式，以产生该正负号修正系数：

$\tilde{S}\&equiv;\mathrm{sgn}\left(Z_{\tilde{I},m}\right)=\left\{\begin{array}{cc}+1& Z_{\tilde{I},m}\&GreaterEqual;0\\ -1& Z_{\tilde{I},m}<0\end{array}\right.,$

其中，为该正负号修正系数，

为该选择装置输出的遮罩信号。

7.如权利要求2所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该输入信号估测装置包含N_TPS个子载波输入信号估测装置，该N_TPS个频率域输入信号未经均衡时，该每一子载波输入信号估测装置包含：

一相位旋转装置，是用以接收该频率域输入信号及相对应的通道估测信号，并依据该通道估测信号的相位对该频率域输入信号执行相位旋转，进而产生一旋转输入信号；

一相位旋转及取值装置，用以将对该旋转输入信号执行45度相位反旋转运算后取其实数值，以产生一实数值输入信号；

一第一加权装置，连接至该相位旋转装置和该相位旋转及取值装置，依据该通道估测信号的振幅对该实数值输入信号执行加权运算，进而产生一第一加权输入信号；

一第二加权装置，连接至该第一加权装置，依据一第一加权参数对该第一加权输入信号执行加权运算，以产生一第二加权输入信号；以及

一累加装置，连接至该第二加权装置，以对多数个信号帧中的该第二加权输入信号累加，以产生该估测输入信号。

8.如权利要求7所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该第一加权装置及该第二加权装置为乘法器。

9.如权利要求2所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该输入信号估测装置包含N_TPS个子载波输入信号估测装置，该N_TPS个频率域输入信号经均衡时，该每一子载波输入信号估测装置包含：

一相位旋转装置，接收该频率域输入信号，并对该频率域输入信号执行45度相位反旋转，以产生一旋转输入信号；

一共轭复数装置，接收该频率域输入信号的相对应通道估测信号，以产生一共轭通道估测信号；

一第一乘法器，连接至该共轭复数装置，以将该通道估测信号与该共轭通道估测信号相乘，而产生一通道估测信号的振幅平方；

一第一加权装置，连接至该相位旋转装置及该第一乘法器，以依据该通道估测信号的振幅平方对该旋转输入信号执行加权运算，而产生一第一加权输入信号；

一第二加权装置，连接至该第一加权装置，以依据一第一加权参数对该第一加权输入信号执行加权运算，而产生一第二加权输入信号；以及

一累加装置，连接至该第二加权装置，以对多数个信号帧中的该第二加权输入信号进行累加，而产生该估测输入信号。

10.如权利要求2所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，还包含：

一投票决定装置，连接至该查表装置，以依据查表装置所输出的多个字码，选择一机率最大的字码作为该传输参数信令解码系统的字码。

11.如权利要求10所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该输入信号估测装置包含N_TPS个子载波输入信号估测装置，该每一子载波输入信号估测装置包含：

一相位旋转装置，接收该频率域输入信号及相对应的通道估测信号，并依据该通道估测信号的相位对该频率域输入信号执行相位旋转，以产生一旋转输入信号；

一相位旋转及取值装置，连接至该相位旋转装置，以对该旋转输入信号执行45度相位反旋转后，再取其实数值，以产生一实数值输入信号；

一第一加权装置，连接至该相位旋转装置，依据该通道估测信号的振幅对该实数值输入信号执行加权运算，以产生一第一加权输入信号；以及

一第二加权装置，连接至该第一加权装置，依据一第一加权参数对该第一加权输入信号执行加权运算，以产生一第二加权输入信号，以产生该估测输入信号。

12.如权利要求7所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该每一子载波输入信号估测装置还包含：

一硬决定装置，连接至该累加装置，以对该累加装置输出的该估测输入信号执行硬决定处理，以产生相对应的一字节估测输入信号。

13.一种用于正交频分复用中的传输参数信令解码系统，包含：

一输入信号估测装置，用以接收N_TPS个频率域输入信号及N_TPS个通道估测信号，以产生N_TPS个估测输入信号，其中，该N_TPS个频率域输入信号是对应于无线传输的一信号帧中的传输参数信令信号；

一快速哈达玛转换装置，连接至该输入信号估测装置，以对该N_TPS个累加估测输入信号进行快速哈达玛转换，并产生N_TPS个哈达玛转换信号；

N_TPS个累加装置，连接至该快速哈达玛转换装置，以累加该N_TPS个哈达玛转换信号，并产生N_TPS个累加哈达玛转换信号；

一遮罩装置，连接至该N_TPS个累加装置，以对该N_TPS个累加哈达玛转换信号进行遮罩运算，并产生N_TPS个遮罩信号；

一字码索引决定装置，连接至该遮罩装置，以依据该N_TPS个遮罩信号，而决定该N_TPS个频率域输入信号所对应的字码索引；

其中：

所述第一公式为

其中，

为该N_TPS个估测输入信号，HAD_q，m为该N_TPS个哈达玛转换信号，为该N_TPS个频率域输入信号传送时所对应的字码，q＝1，...，32；

所述第二公式为Z_q，m＝M_q·HAD_q，m，其中，Z_q，m为该N_TPS个遮罩信号，当该N_TPS个频率域输入信号传送时所对应字码属于一主动沃尔什字码集W_A时，M_q为1，当该N_TPS个频率域输入信号传送时所对应字码不属于该主动沃尔什字码集时，M_q为0。

14.一种用于数字地面多媒体广播中的传输参数信令解码系统，包含：

一输入信号估测装置，用以接收N_TPS个时域输入信号及一个通道估测信号，以产生N_TPS个估测输入信号，其中，该N_TPS个时域输入信号是对应于无线传输的一信号帧的信号；

一快速哈达玛转换装置，连接至该输入信号估测装置，以依据第一公式对该N_TPS个估测输入信号进行快速哈达玛转换，并产生N_TPS个哈达玛转换信号；

一遮罩装置，连接至该快速哈达玛转换装置，以依据第二公式对该N_TPS个哈达玛转换信号进行遮罩运算，并产生N_TPS个遮罩信号；

一字码索引决定装置，用以依据该N_TPS个遮罩信号，进而决定该N_TPS个时域输入信号所对应的字码索引；

其中：

所述第一公式为

其中，为该N_TPS个估测输入信号，HAD_q，m为该N_TPS个哈达玛转换信号，为该N_TPS个时域输入信号传送时所对应的字码，q＝1，...，32；

所述第二公式为Z_q，m＝M_q·HAD_q，m，其中，Z_q，m为该N_TPS个遮罩信号，当该N_TPS个时域输入信号传送时所对应字码属于一主动沃尔什字码集W_A时，M_q为1，当该N_TPS个时域输入信号传送时所对应字码不属于该主动沃尔什字码集时，M_q为0。

15.如权利要求14所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，还包含：

一查表装置，连接至该字码索引决定装置，依据该字码索引进行查表，而产生一字码。

16.如权利要求14所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该字码索引决定装置包含：

一最大绝对值决定装置，连接至该遮罩装置，依据该N_TPS个遮罩信号，以决定该N_TPS个遮罩信号的最大绝对值；

一最大值对应指标决定装置，连接至该最大绝对值决定装置，依据该最大绝对值，以决定该最大绝对值对应的一索引指标；

一选择装置，连接至该遮罩装置及该最大值对应指标决定装置，依据该索引指标，以由该N_TPS个遮罩信号中选择与该索引指标对应的遮罩信号；

一正负号决定装置，连接至该选择装置，以依据该选择装置输出的遮罩信号，产生一正负号修正系数；以及

一索引指标修正装置，连接至该最大值对应指标决定装置及该正负号决定装置，依据该正负号修正系数以修正该索引指标，以产生该字码索引。

17.如权利要求16所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该最大绝对值决定装置依据下列公式，以产生该N_TPS个遮罩信号的最大绝对值：

${\hat{Z}}_m^{\mathrm{Max}}\&equiv;\underset{A_q\&Element;W}{\mathrm{Max}}\left|Z_{q,m}\right|,$

其中，Z_q，m为该N_TPS个遮罩信号，W为该主动沃尔什字码集对应的一沃尔什字码集，A_q为该沃尔什字码集的一个字码，

为该N_TPS个遮罩信号的最大绝对值。

18.如权利要求17所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该最大值对应指标决定装置依据下列公式，以产生该索引指标：

$\tilde{I}\&equiv;\underset{1\&le;q\&le;32}{\arg }\left({\hat{Z}}_m^{\mathrm{Max}}\right)=\underset{1\&le;q\&le;32}{\arg }\left(\underset{A_q\&Element;W}{\mathrm{Max}}\right|Z_{q,m}\left|\right),$

其中，为该索引指标。

19.如权利要求18所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该正负号决定装置依据下列公式，以产生该正负号修正系数：

$\tilde{S}\&equiv;\mathrm{sgn}\left(Z_{\tilde{I},m}\right)=\left\{\begin{array}{cc}+1& Z_{\tilde{I},m}\&GreaterEqual;0\\ -1& Z_{\tilde{I},m}<0\end{array}\right.,$

其中，为该正负号修正系数，为该选择装置输出的遮罩信号。

20.如权利要求15所述的传输参数信令解码系统，其特征在于，该输入信号估测装置包含N_TPS个子载波输入信号估测装置，该每一子载波输入信号估测装置包含：

一相位旋转装置，接收该时域输入信号，并对该时域输入信号执行45度相位反旋转，以产生一旋转输入信号；

一第一加权装置，连接至该相位旋转装置并接收该通道估测信号，依据该通道估测信号对该旋转输入信号执行加权运算，以产生一第一加权输入信号；

一第二加权装置，连接至该第一加权装置，依据一第一加权参数对该第一加权输入信号执行加权运算，以产生一第二加权输入信号；以及

一累加装置，连接至该第二加权装置，以对多数个信号帧中的该第二加权输入信号累加，而产生该估测输入信号。

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