CN101431494B

CN101431494B - 空符元检测装置及方法

Info

Publication number: CN101431494B
Application number: CN200710185077A
Authority: CN
Inventors: 何维鸿; 陈进泰
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2027-11-06
Also published as: CN101431494A

Abstract

一种空符元检测装置，适用于检测一输入信号中的一空符元，该空符元检测装置包含一第一滤波器、一第二滤波器及一判断器。该第一滤波器将该输入信号进行滤波，以得到一第一输出信号，且该第一输出信号能跟踪到信道的影响。该第二滤波器将该输入信号进行滤波，以得到一第二输出信号，且该第二输出信号能跟踪到该输入信号的该空符元。该判断器依据该第一输出信号与该第二输出信号，以判断出该输入信号的该空符元。

Description

空符元检测装置及方法

技术领域

发明是涉及一种数字广播系统，特别是涉及一种数字广播系统中的空符元检测装置。

背景技术

参阅图1，一个数字音频广播(digital audio broadcasting，DAB)信号包含多个帧(frame)。且如图2所示，每一帧包括两种参考符元及多个数据符元。第一种参考符元是用于帧同步且强度为零的空符元(null symbol)，且通常位于一帧(frame)的最前端，而第二种参考符元是相位参考符元。

参阅表1，数字音频广播系统支持四种传输模式。且在这四种模式下，每一帧中的空符元长度并不相同。

	模式1	模式2	模式3	模式4
					空符元长度	1.297ms	324μs	168μs	648μs

表1

数字音频广播系统中的接收端需要判断所接收到的信号中所包含的帧的起始点(也就是空符元的起始点)，且该信号为这四种模式中的哪一种。

一现有技术，请参阅美国专利号US 7,006,577 B2提出一种藉由判断空符元的起始点和终止点，来决定出空符元的长度并据以判断出传输模式的装置。

该现有技术的装置包括一个第一窗口缓冲器及一个第二窗口缓冲器，并分别用以储存在一第一周期及一第二周期中取样而来的取样的平方值。由于该现有技术需要两个窗口缓冲器，故相当占用系统资源，且无法实时处理。

其它现有技术，请参阅美国专利号US 6,731,702 B1及US 7,065,171 B1。但这两种方法中，并无法判断信号的传输模式，且接收端必须事先知道信号使用的传输模式及空符元和帧的长度，才能据以判断空符元的起始点。因此这在使用上并不实际。

此外，数字音频广播系统中的接收端若安装在车辆等载具上，且因车速的关系而使传送端与接收端间的通道有衰落(fading)的现象，造成讯号时强时弱(fading)的情形，故在检测空符元时，应该要将此现象考虑进来以避免造成误判。

发明内容

本发明的目的之一在提供一种不需要事先知道信号传输模式的空符元检测装置及方法。

本发明的目的之一在提供一种适用于通道衰落的空符元检测装置及方法。

于是，本发明的空符元检测装置，包含：一第一滤波器、一第二滤波器、一判断器。该第一滤波器将该输入信号进行滤波，以得到一第一输出信号，且该第一输出信号能跟踪信道的影响；该第二滤波器将该输入信号进行滤波，以得到一第二输出信号，且该第二输出信号能跟踪出该输入信号的该空符元；该判断器是依据该第一输出信号与该第二输出信号，以判断出该输入信号的该空符元。

而本发明的空符元检测方法包含以下步骤：将一输入信号进行滤波，以产生一第一输出信号，且该第一输出信号能跟踪信道的影响；将该输入信号进行滤波，以产生一第二输出信号，且该第二输出信号能跟踪该输入信号的空符元；及依据该第一输出信号与该第二输出信号，以判断出该输入信号的空符元。

附图说明

图1说明一数字音频广播信号中包含多个帧的一示意图；

图2说明每一帧包括两种参考符元及多个数据符元的示意图；

图3说明本发明空符元检测装置的实施例的方块图；

图4说明该实施例的第一滤波器和第二滤波器的一种实施例的方块图；

图5说明根据第一输出信号与第二输出信号来判定空符元起始点的示意图；及

图6说明本发明空符元检测方法的实施例的流程图。

附图符号说明

1 第一滤波器

11 第一乘法器

12 第二乘法器

13 第一加法器

14 第一延迟器

2 第二滤波器

21 第三乘法器

22 第四乘法器

23 第二加法器

24 第二延迟器

3 判断器

4 模式决定器

81-86 步骤。

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

本发明空符元检测装置的实施例适用于设置在一接收装置(图未示)中，且该接收装置先将接收到的一模拟信号转成一数字信号，再将该数字信号输入至本发明的空符元检测装置。

请参阅图3，本发明空符元检测装置的实施例包含一第一滤波器1、一第二滤波器2、一判断器3及一模式决定器4。

该数字信号输入至第一滤波器1而成为第一滤波器1的一输入信号，第一滤波器1对该输入信号进行滤波以得到一第一输出信号。在一实施例中，该输入信号与该第一输出信号的关系可表示为下式：

y₁(n)＝y₁(n-1)·(1-α₁)+p(n)·α₁ 方程式(1)

其中，p(n)是输入信号的索引值(index)为n时的值；y₁(n)是第一输出信号的索引值为n时的值；y₁(n-1)是第一输出信号的索引值为n-1时的值；α₁为第一权重值。

而该数字信号也输入至第二滤波器2而成为第二滤波器2的输入信号，第二滤波器2对该输入信号进行滤波以得到一第二输出信号。在一实施例中，该输入信号与该第二输出信号的关系可表示为下式：

y₂(n)＝y₂(n-1)·(1-α₂)+p(n)·α₂ 方程式(2)

其中，y₂(n)是第二输出信号的索引值为n时的值；y₂(n-1)是第二输出信号的索引值为n-1时的值；α₂为第二权重值。

当本发明的空符元检测装置安装在一移动的接收端上时，如：车辆上，则移动的接收端会造成通道衰落，故第一权重值的选择与车速有关。当车速愈大时，第一权重值须愈大，且第一权重值必须要大到能够使第一输出信号跟踪出信道衰落产生的影响，但不能太大到使第一输出信号快速跟踪出该输入信号内的空符元的出现。举例而言，当车速为150Km/h左右时，第一权重值可为2^-11，而当车速为300Km/h左右时，第一权重值可为2^-10。

而第二权重值要大到能够使第二输出信号快速跟踪出空符元的出现，而因为模式三具有最短的空符元长度，故第二权重值要大到能够使第二输出信号可快速跟踪出模式三的空符元的出现。而在此实施例中，第二权重值可选为2^-8。

在此实施例中，该第一输出信号用于跟踪信道(tracking channel)的衰落，该第二输出信号用于快速跟踪该输入信号的空符元(tracking Null)，故第一权重值小于第二权重值。

图4是第一滤波器1和第二滤波器2的一种实作方式，但不以此为限，只要第一滤波器1和第二滤波器2是一种能将输入信号平均的低通滤波器即可，例如是：无限脉冲响应(Infinite-duration impulsere sponse，IIR)滤波器、或是其它种类的滤波器。此外，藉由改变第一滤波器1和第二滤波器2的带宽可达到调整第一权重值和第二权重值的目的。且值得注意的是，第一滤波器1和第二滤波器2也可以软件方式实现。

由方程式(1)可知，图4的第一滤波器1包括有一第一乘法器11、一第二乘法器12、一第一加法器13及一第一延迟器14。其连接关系请参阅第4图。同理，由方程式(2)可知，第二滤波器2的架构与第一滤波器1类似，包括一第三乘法器21、一第四乘法器22、一第二加法器23及一第二延迟器24。在此不再赘述。

判断器3分别接收第一滤波器1和第二滤波器2的第一输出信号和第二输出信号，用以依据第一输出信号和第二输出信号决定出空符元的位置，当然尚可决定出空符元的长度以及帧(frame)的长度。

由于该第一输出信号用于跟踪信道的衰落，该第二输出信号用于跟踪该输入信号的空符元，故第一输出信号与该该第二输出信号相交错的二点即为空符元的起始点与终止点。该判断器3可由一减法器或是一比较器来实现。

在一较佳实施例中，该判断器3包括一乘法器以及一减法器。该判断器3是判断第二输出信号小于第一输出信号乘上一第一比例的时间点，并判定该时间点为空符元的起始点。

且在有空符元出现的情况下，该判断器3并判断第二输出信号大于第一输出信号乘上一第二比例时的时间点，以判定该时间点为空符元的终止点。如图5所示，是在选择第一比例与第二比例都为0.6时，所判断出的空符元起始点与终止点。

一较佳实施例中，是选择第二比例略大于第一比例以避免噪声干扰造成的误判，如在第一比例为0.6时，选择第二比例为0.7，但不以此为限。

在判断出空符元的起始点与终止点后，该判断器3即可计算出空符元的长度。在一实施例中，该判断器3包括二个计数器，一个用以计数空符元的长度，另一用以计数帧的长度。

回归参阅图3，模式决定器4根据判断器3得出的空符元长度，并基于表1的特性，决定信号的传输模式。

参阅图6，本发明空符元检测方法的实施例包含以下步骤：

步骤81：将一输入信号进行滤波，以得到一第一输出信号，且该第一输出信号能跟踪信道衰落的影响。

步骤82：将该输入信号进行滤波，以得到一第二输出信号，且该第二输出信号能快速跟踪出该输入信号内的空符元的出现，换言之，跟踪该输入信号的平均强度。

步骤83：依据第一输出信号与该第二输出信号判断出空符元。综上所述，本发明不需事先知道输入信号使用的传输模式及空符元和帧的长度，就可以判断出帧的起始点(也就是空符元的起始点)、空符元的长度和传输模式。再者，本发明考虑到通道衰落的影响，故能有效应用于实际环境中。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种空符元检测装置，适用于检测一输入信号中的一空符元，该空符元检测装置包含：

一第一滤波器，依据一第一权重值将该输入信号进行滤波，以得到一第一输出信号，且该第一输出信号用于跟踪信道衰落的影响；

一第二滤波器，依据一第二权重值将该输入信号进行滤波，以得到一第二输出信号，且该第二输出信号用于跟踪出该输入信号的该空符元，该第一权重值小于该第二权重值；及

一判断器，是依据该第一输出信号与该第二输出信号，以判断出该输入信号的该空符元。

2.依据权利要求1所述的空符元检测装置，其中，该第二输出信号用于跟踪该输入信号的平均强度。

3.依据权利要求1所述的空符元检测装置，其中，该第一滤波器和该第二滤波器分别是两种具有不同带宽的低通滤波器。

4.依据权利要求1所述的空符元检测装置，其中，该判断器包括一乘法器，以及一减法器与一比较器两者其中之一。

5.依据权利要求1所述的空符元检测装置，其中，该判断器依据该第二输出信号与该第一输出信号，以判断该空符元的一起始点与一终止点，并根据该空符元的该起始点与该终止点以判断出空符元的长度。

6.依据权利要求1所述的空符元检测装置，其中，该判断器更包括一计数器，用以计数该空符元的长度。

7.依据权利要求1所述的空符元检测装置，更包含一模式决定器，该模式决定器根据该判断器所判断出的该空符元来决定出该输入信号的一传输模式。

8.一种空符元检测方法，用以检测一输入信号中的一空符元，该方法包含：

依据一第一权重值将该输入信号进行滤波，以产生一第一输出信号，且该第一输出信号用于跟踪信道衰落的影响；

依据一第二权重值将该输入信号进行滤波，以产生一第二输出信号，且该第二输出信号用于跟踪该输入信号的空符元，该第一权重值小于该第二权重值；及

依据该第一输出信号与该第二输出信号，以判断出该输入信号的空符元。

9.依据权利要求8所述的方法，其中，在产生第二输出信号的步骤中，该第二输出信号用于跟踪该输入信号的平均强度。

10.依据权利要求8所述的方法，其中，在判断出该空符元的步骤还包括有：

依据该第二输出信号与该第一输出信号，以判断出该空符元的一起始点与一终止点；以及

根据该起始点与该终止点以决定出该空符元的长度。

11.依据权利要求10所述的方法，更包含：根据判断出的空符元的长度决定该输入信号的传输模式。

12.依据权利要求8所述的方法，更包含：根据判断出的空符元以决定该输入信号的传输模式。