CN101513052B - 均衡器以及均衡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种根据接收到的信号的曲线以高速收敛抽头系数的均衡器和均衡方法。均衡器包括输入信号位置验证模块，其验证调谐器当前接收到的信号和之前接收到的信号之间的位置变化；以及系数位置调节模块，其通过参照由输入信号位置验证模块验证的当前接收到的信号的位置变化来确定从抽头系数更新模块输出的抽头系数的位置。本发明能够增加抽头系数的收敛速度，并且能够改善接收系统的性能和速度。

Description

均衡器以及均衡方法
技术领域
本发明涉及通信系统。具体地说，本发明涉及一种均衡器和均衡方法，其中抽头系数根据接收到的信号的曲线以高速收敛。
背景技术
最近几年，随着用户对于高质量音频和视频业务的需求的增加，数字广播业务的商业化得到延伸。数字广播可以分类为卫星广播和陆地广播。
对于卫星数字广播来说，卫星基站从各广播站接收广播数据并且经由指定波段的上行发射路径将其发射到卫星，卫星对从卫星基站接收到的信号进行放大和频率转换，并将其发送到业务区域。
由此，卫星广播业务区域内的接收器从卫星接收广播信号，并且播放广播的视频和/或音频。同时，为了解决由于建筑物或遮蔽物体产生的阴影或遮挡对信号造成衰减这一问题，使用了一种中继器(gap filler)来中继广播信号。
图1示出总体的卫星广播发射系统的结构。
如图所示，卫星广播发射系统包括作为用于对音频/视频(AV)信号进行编码的部件的里德-所罗门码(RS)编码器110-1～110-n、字节交错器120-1～120-n、卷积编码器130-1～130-n以及位元交错器140-1～140-n。卫星广播发射系统还包括作为用于对作为控制信号的导频信号进行编码的部件的RS编码器110-x、字节交错器120-x以及卷积编码器130x。卫星广播发射系统还包括用于对编码后的AV信号和导频信号进行调制的调制器150，以及用于进行上变频以通过天线发送广播信号的上变频器160。
在这种发射系统中，为了使得能够针对各广播站和/或内容进行单独广播，利用不同的正交扩频码来发射广播信号，并且接收系统使用沃尔什(Walsh)码来区分不同的广播/内容信号。
图2示出总体的卫星广播接收系统的结构。
卫星广播接收系统包括调谐器210-1～210-2、CDM(Code DivisionMultiplexing：码分复用)解调部220、信道解调部230、解复用器240、以及导频信道解调部250。
CDM解调部220包括根据PN码接收广播信号的多个耙指(Rakefinger)2210-1～2210-2、根据信号强度和延迟输出来自通过耙指2210-1～2210-2接收到的信号中的信号的加法器2220-1～2220-2、以及利用沃尔什码对来自加法器2220-1～2220-2的输出信号进行解扩的解扩器2230-1～2230-2。CDMA解调部220的输出信号分为广播信道信号和导频信道信号。广播信道信号在信道解调部230中进行解码，而导频信道信号在导频信道解调部250中进行解码。
为此，信道解调部230包括位元解交错器2310-1～2310-2、维特比解码器2320-1～2320-2、字节解交错器2330-1～2330-2、以及RS解码器2340-1～2340-2。导频信道解调部250包括维特比解码器2510、字节解交错器2520、RS解码器2530以及接收器控制器2540。
此外，在信道解调部230中被恢复为音频信号和视频信号的信号在解复用器240被解复用，并且被播放。
当前的卫星广播接收系统具有的问题是由于在多径信道环境中接收信号的延迟和频率扩展导致接收到的信号的沃尔什码正交性丢失，由此会发生多信道干扰而不能正确地恢复期望的广播信号。这个问题可以通过减少干扰信号的方式来克服。然而，在此情况下，广播业务信道受到限制。
因此，研究了一种最小化接收到的信号之间的干扰而不限制广播信道的方法。作为一种方案，存在一种向接收系统引入均衡器的方法。
均衡是用于补偿信道上的畸变和干扰使得来自发射端的严重畸变的信号能够在整个频段上具有均匀的振幅和相位属性的技术。为了补偿码元间干扰，通常的均衡器使用具有多个抽头的固定的延迟线以根据输入信号的延迟特性来调节抽头系数。抽头系数可以根据信道估计信息而变化并且由分布在主数据信号周围的延迟位置处的噪声信号(即，延迟信号)来确定。换句话说，设定抽头系数值以消除噪声信号。
图3是用于说明包括常规的均衡器的接收系统的图。
如图所示，均衡器300包括：对调谐器在码片间隔(chip interval)接收到的广播信号进行延迟的单位延迟模块310；对来自单位延迟模块310的各个输出端的各输出信号应用解扩码的第一乘法模块320；将第一乘法模块320的全部乘法结果相加以计算包括信道信息的恢复导频信号的第一加法模块330；对在第一加法模块330相加的各信号应用抽头系数的第二乘法模块340；将第二乘法模块340的全部乘法结果相加以计算位信号并将该位信号提供到信道解调模块的第二加法模块350；以及按照基于计算的位信号和预定方法获得的步进大小来更新抽头系数的抽头系数更新模块360。
在这种配置中，单位延迟模块310的抽头被固定在它们相应的位置上，并且将要与来自各自抽头的输入信号相乘的抽头系数在特定时间量内设定为具体值以进行算术处理。这一处理被称为抽头系数收敛处理。当抽头系数收敛时，只要输入信号的延迟属性不变，这些抽头系数的值就保持不变。然而，在信道环境突然变化的CDM多径信道环境中，信号非常频繁地被产生、衰落以及移动。因此，接收机的输入信号曲线连续地变化，从而均衡器应当更新抽头系数以使输入信号曲线保持最优化性能。由此，抽头系数适当地收敛到新的信道曲线需要较长时间，并且延长的收敛时间可能使信号接收性能变得很差。
发明内容
技术问题
考虑到上述问题和缺点，因此，本发明的目的是提供一种即使输入信号曲线变化仍能够使抽头系数以高速收敛的均衡器和均衡方法。
本发明的另一目的是通过使抽头系数以高速收敛来改善接收机的性能。
本发明的其它目的和优点可以通过随后的描述理解，并且参照本发明的实施方式将变得明显。另外，对于本领域技术人员明显的是本发明的目的和优点可以通过所要求保护的单元及它们组合来实现。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种接收系统的均衡器，该均衡器配备了用于判定抽头系数的抽头系数更新模块，该抽头系数用于补偿调谐器接收到的信号中包括的畸变和干扰。该均衡器包括：输入信号位置验证模块，其验证调谐器当前接收到的信号和之前接收到的信号之间的位置变化；以及系数位置调节模块，其通过参照由输入信号位置验证模块验证的当前接收到的信号的位置变化来判定从抽头系数更新模块输出的抽头系数的位置。
另外，本发明提供了一种应用于接收系统的均衡器的均衡方法，该均衡器配备了用于判定抽头系数的抽头系数更新模块，该抽头系数用于补偿调谐器接收到的信号中包括的畸变和干扰。该均衡方法包括以下步骤：a)对用于均衡接收到的信号的抽头系数进行收敛；b)判定当前接收到的信号和之前接收到的信号之间是否存在位置变化；c)如果在步骤b)中判定当前接收到的信号的位置发生变化，则对步骤a)中收敛的抽头系数进行移位；以及d)如果在步骤b)中判定当前接收到的信号的位置未变化，则输出在步骤a)收敛的、未进行移位的抽头系数。
有益效果
并入根据本发明的均衡器的接收系统能够根据接收到的信号的位置变化来调节抽头系数的位置，从而增加抽头系数收敛速度。
另外，通过抽头系数的高速收敛，接收系统显示出对处理性能和速度的改善。
附图说明
图1是常规的卫星广播发射系统的示意性框图。
图2是常规的卫星广播接收系统的示意性框图。
图3是用于说明配备有常规的均衡器的接收系统的图。
图4是根据本发明的一个实施方式的均衡器的示意框图。
图5是图4所示的系数位置调节部分的详图。
图6是说明根据本发明的一个实施方式的均衡方法的流程图。
具体实施方式
本发明的优点、特征和方面将从随后参照附图对实施方式进行的描述中变得明显。
图4是根据本发明的一个实施方式的均衡器的示意框图。
如图所示，均衡器400包括：对调谐器在码片间隔接收到的广播信号进行延迟的单位延迟模块410；对来自单位延迟模块410的各个输出端的各输出信号应用解扩码的第一乘法模块420；将第一乘法模块420的全部乘法结果相加以计算包括信道信息的恢复导频信号的第一加法模块430；对在第一加法模块430相加的各信号应用抽头系数的第二乘法模块440；将第二乘法模块440的全部乘法结果相加以计算位信号并将该位信号提供到信道解调模块的第二加法模块450；以及按照基于计算的位信号和预定方法获得的步进大小来更新抽头系数的抽头系数更新模块460；验证已经被调谐器接收到的广播信号的曲线的输入信号位置验证模块480；以及系数位置调节模块470，其用于根据已经被输入信号位置验证模块480验证的接收到的信号曲线来判定是否调节抽头系数的位置，并且如果需要调节抽头系数的位置，移动和输出位置调节后的抽头系数。
在具有上述配置的均衡器400内，在最初接收到信号并且进行抽头系数收敛后，输入信号位置验证模块480验证是否正接收到的信号曲线已经变化，并且向系数位置调节单元470提供验证结果。
接着，系数位置调节模块470在输入信号位置移动的方向上移动抽头系数。如果输入信号位置不移动，则抽头系数更新模块460更新的抽头系数被以原样输出。在另一方面，如果输入信号位置向右侧移动，则系数位置调节模块470在输出抽头系数之前将抽头系数向右移位。另外，如果输入信号位置向左移动，则系数位置调节模块470在输出抽头系数之前将抽头系数向左移位。
不言自明的是，抽头系数的移位的量取决于接收到的信号移动的量而变化。
图5是图4所示的系数位置调节模块的详图。
如图所示，系数位置调节模块470包括系数输入单元4710、位置确定单元4720、系数输出单元4730以及位置改变单元4740。
系数输入单元4710从抽头系数更新模块460接收更新后的抽头系数。位置确定单元4720从输入信号位置验证模块480接收关于接收到的信号的曲线是否变化的验证结果，并且利用该结果确定接收到的信号的位置是否移动。
如果接收到的信号位置未变化，则经由系数输出单元4730输出从系数输入单元4710接收到的抽头系数，而不进行位置改变。
同时，如果接收到的信号位置变化，则抽头系数按照变化移位，并且经由系数输出单元4730输出移位后的抽头系数，同时反映变化情况。此时，如果接收到的信号向右侧移动，则抽头系数也向右侧移位。类似地，如果接收到的信号向左侧移动，则抽头系数也向左侧移动。此外，还自适应地根据接收到的信号的变化的程度来确定移位的量。
系数位置调节模块470可以还包括周期确定单元4750。在此情况下，根据系统时钟或指定周期来驱动系数位置调节模块470以调节抽头系数的位置。
图6是说明根据本发明的一个实施方式的均衡方法的流程图。
首先，随着广播信号开始经由调谐器进入，均衡器对被抽头单元延迟的各接收到的信号应用解扩码，并且将它们加起来。接着，均衡器对加法结果应用抽头系数，并将它们加起来以收敛抽头系数(S101)。
接着，系数位置调节模块470根据从输入信号位置验证模块480发射的接收到的信号的曲线来验证接收到的信号的位置的变化(S105)。优选的是，此验证处理是按预定周期来进行的(S103)。
对于接收到的信号的位置是否变化进行确定(S107)。如果位置发生变化(例如“是”)，则系数位置调节模块470将从抽头系数更新模块输入的系数移位，并且输出移位后的系数(S109a和S109b)。然而，如果发现接收到的信号位置没有变化，则系数的位置不改变而以原样输出(S109c)。
如前所述，当接收到的信号向右侧移动时，系数位置调节模块470也使系数在输出之前向右侧移位(S109a)。类似地，当接收到的信号向左侧移动时，系数位置调节模块470也使系数在输出之前向左侧移位(S109b)。
例如，假设从抽头系数更新模块输入抽头系数{C0，C1，C2，...，Cn-2，Cn-1}。并且，如果步骤S107中的验证结果反映出接收到的信号向右侧移动，则系数位置调节模块470接着使抽头系数移位，例如{C1，C2，...，Cn-2，Cn-1，0}，并且输出移位后的抽头系数。如果接收到的信号向左侧移动，则系数位置调节模块470接着使抽头系数移位，例如{0，C0，C1，C2，...，Cn-2}，并且输出移位后的抽头系数。然而，在接收到的信号位置不变化的情况下，抽头系数{C0，C1，C2，...，Cn-2，Cn-1}以原样输出。
在抽头系数的位置调节后，重复用于使抽头系数收敛到特定值的系数收敛处理(S101)，以持续对接收到的信号进行均衡处理。
如上所述，根据本发明的均衡器根据接收到的信号的位置的变化自适应地对抽头系数进行移位。由此，均衡器能够在信道环境突然改变的的CDM多径信道环境中使抽头系数高速收敛，由此利用均衡器明显地增强接收机的性能。
另外，可以根据接收到的信号的变化的程度来改变抽头系数的移位量，这进而增加了抽头系数的收敛速度。
工业实用性
因此，由于并入根据本发明的均衡器的接收系统能够根据接收到的信号是否已经移动来调节抽头系数的位置，因此能够增加抽头系数收敛速度。
通过抽头速度的高速收敛，接收系统显示出对处理性能和速度的改善。
尽管已经针对具体实施方式对本发明进行了说明，但是显然对于本领域技术人员来说，可以在不偏离如随后的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下进行各种变化和修改。

Claims (10)

1.一种接收系统的均衡器，该均衡器配备了用于确定抽头系数的抽头系数更新模块，该抽头系数用于补偿调谐器接收到的信号中包括的失真和干扰，所述均衡器包括：
输入信号位置验证模块，其验证所述调谐器当前接收到的信号和之前接收到的信号之间的位置变化；以及
系数位置调节模块，其通过参照由所述输入信号位置验证模块验证到的所述当前接收到的信号的位置变化来判定从所述抽头系数更新模块输出的抽头系数的位置。
2.根据权利要求1所述的均衡器，其中在验证到所述当前接收到的信号与之前接收到的信号相比向右侧移动的情况下，所述系数位置调节模块使抽头系数向右侧移位并且输出移位后的抽头系数。
3.根据权利要求1所述的均衡器，其中在验证到所述当前接收到的信号与之前接收到的信号相比向左侧移动的情况下，所述系数位置调节模块使抽头系数向左侧移位并且输出移位后的抽头系数。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的均衡器，其中按系统时钟来驱动所述系数位置调节模块。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的均衡器，其中所述系数位置调节模块包括：
系数输入单元，其从所述抽头系数更新模块接收抽头系数；
输入信号位置确定单元，其从所述输入信号位置验证模块接收所述接收到的信号的位置变化并且判定所述接收到的信号的位置是否移动；以及
系数输出单元，其根据所述输入信号位置确定单元的判定结果来输出移位后的或者未移位的抽头系数。
6.根据权利要求5所述的均衡器，其中所述系数位置调节模块还包括按预定周期来驱动所述系数位置调节模块的周期确定单元。
7.一种接收系统的均衡器的均衡方法，该均衡器配备了用于确定抽头系数的抽头系数更新模块，该抽头系数用于补偿调谐器接收到的信号中包括的失真和干扰，该方法包括以下步骤：
a)对用于均衡接收到的信号的抽头系数进行收敛；
b)判定当前接收到的信号和之前接收到的信号之间是否存在位置变化；
c)如果在步骤b)中判定所述当前接收到的信号的位置发生变化，则对步骤a)中收敛的抽头系数进行移位；以及
d)如果在步骤b)中判定所述当前接收到的信号的位置未变化，则输出在步骤a)收敛的、未进行移位的抽头系数。
8.根据权利要求7所述的均衡方法，该方法还包括在进行所述步骤a)之后和进行所述步骤b)之前验证是否已到达预定周期的步骤。
9.根据权利要求7所述的均衡方法，其中所述步骤c)的特征在于如果所述当前接收到的信号与所述之前接收到的信号相比向右侧移动，则将所述抽头系数向右侧移位。
10.根据权利要求7所述的均衡方法，其中所述步骤c)的特征在于如果所述当前接收到的信号与所述之前接收到的信号相比向左侧移动，则将所述抽头系数向左侧移位。
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