CN101605008A - 用于数字地面多媒体广播中的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于数字地面多媒体广播中的控制系统。一载波模式检测装置，用以接收N_TPS个输入信号及N_CS个输入信号以产生一振幅正负号信号及一载波正负号信号，并判断该载波模式为多载波模式或单载波模式。一传输参数信令(TPS)译码装置，接收该N_TPS个输入信号，并决定该N_TPS个输入信号所对应的一字码索引信号。一第一锁存装置，用以锁存该振幅正负号信号及该载波正负号信号。一第二锁存装置，用以锁存该字码索引信号。一锁存控制装置，接收一信号帧数目，以驱动该第一锁存装置锁存该振幅正负号信号及该载波正负号信号，或驱动该第二锁存装置锁存该字码索引信号。

Description

用于数字地面多媒体广播中的控制系统

技术领域

本发明涉及无线传输的技术领域，特别涉及一种用于数字地面多媒体广播中的控制系统。

背景技术

数字电视广播相比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，正如移动通信从第一代的模拟式系统发展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，所造成接收不良或忽强忽弱的现象，进而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(databroadcasting)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(OFDM)的调变方式。而于诸广播系统中，传输参数信令(Transmission ParameterSignaling，TPS)的接收与译码性能实属重要。

以欧规DVB-T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，于实际运用上只有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保护频带(GuardBand)之用。在这1705个次载波之中只用到1512个次载波来传送QAM的信号。其余的193个(1705-1512＝193)次载波是用来传送向导信号(Pilot Signals)。向导信号包括有17个传输参数信令向导信号(Transmission Parameter Signaling Pilots)、45个连贯性向导信号(Continual Pilots)、以及131个散布性向导信号(Scattered Pilots)。

同样地，在8k模式中，每一个OFDM符号包含有8192个次载波。实际上只使用了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向导信号。向导信号包括有68个传输参数信令(TPS)向导信号，177个连贯性向导信号，以及524个散布性向导信号。

在DVB-T系统中，传输参数信令(TPS)向导信号是用来传送同步信号及一些与传输有关的参数，例如信道编码率(1/2，2/3，3/4，5/6，7/8)、QAM的调变模式(QPSK，16-QAM，64-QAM)、保护区间长度(1/4TU，1/8TU，1/16TU，1/32TU)、及传输模式(2k，8k)等信息。故在接收端需要先能正确地对传输参数信令译码，才能确保后续接收数据能正确地被译码。

美国专利申请早期公开案第US 2006/0088111A1号使用一信道状态信息(Channel State Information，CSI)以辅助对传输参数信令(TPS)执行译码。图1是其方块图。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译码器66，以供传输参数信令译码器66译码使用。然而，并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)译码效能，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)译码性能，同时也未揭露载波模式的判断方法，也未揭露相关控制方法。由此可知，现有用于数字地面多媒体广播中的控制系统仍有诸多缺陷而有予以改善的必要。

发明内容

本发明的目的主要在提供一种适用于数字地面多媒体广播(DigitalTerrestrial Multimedia Broadcast，DTMB)为基础的控制系统，以能获得正确的载波模式及最佳的传输参数信令(TPS)译码性能。

依据本发明的一个特色，本发明提出一种用于数字地面多媒体广播中的控制系统，包含：载波模式检测装置，用以接收(M+N)个输入信号，以产生振幅正负号信号及载波正负号信号，并依据该振幅正负号信号及该载波正负号信号而判断载波模式为多载波模式或单载波模式，其中，该M个输入信号对应于无线传输的第i个信号帧中的传输参数信令信号，M、N及i为非零正整数；传输参数信令译码装置，用以接收该M个输入信号，并决定该M个输入信号所对应的字码索引信号；第一锁存装置，连接至该载波模式检测装置，以锁存该振幅正负号信号及该载波正负号信号；第二锁存装置，连接至该传输参数信令译码装置，以锁存该字码索引信号；以及锁存控制装置，连接至该载波模式检测装置、该传输参数信令译码装置、该第一锁存装置、及该第二锁存装置，以驱动该第一锁存装置锁存该振幅正负号信号及该载波正负号信号，或驱动该第二锁存装置锁存该字码索引信号。

依据本发明的另一个特色，本发明提出一种用于数字地面多媒体广播中的接收系统，包含：天线，用以接收无线传输信号；射频前端，连接至该天线，用以将该无线传输信号由射频降频至基频，以产生基频信号；模拟至数字转换器，连接至该射频前端，用以将该基频信号执行模拟至数字转换，而产生余弦分量与正弦分量；滤波器，连接至该模拟至数字转换器，以对该余弦分量与该正弦分量滤除频带外噪声，而产生滤波信号；同步装置，连接至该滤波器，以依据该滤波信号执行同步功能；信道估测装置，连接至该滤波器，以对传输通道进行估测，而产生信道估测信号；信号帧体处理器，连接至该滤波器及该信道估测装置，依据信道估测装置所产生的该信道估测信号，对信号帧体作处理，以去除因信号帧头所造成的干扰，以及制造该信号帧体与该信道估测信号的循环回旋；3780点快速傅利叶转换器，连接至该信号帧体处理器，对该信号帧体处理器输出进行傅利叶转换，而产生未均衡频率域输入信号；单抽头均衡器，连接至该3780点快速傅利叶转换器，依据该信道估测信号对该未均衡频率域输入信号执行迫零均衡处理，而产生频率域输入信号；3780点快速反傅利叶转换器，对该频率域输入信号执行反傅利叶转换，以产生时域输入信号；以及控制系统，连接至该单抽头均衡器及该3780点快速反傅利叶转换器，依据该时域输入信号或该频率域输入信号以锁存并输出振幅正负号信号、载波正负号信号、及字码索引信号，而获得载波模式为多载波模式或单载波模式。

附图说明

图1是现有传输参数信令执行译码的示意图；

图2是本发明用于DTMB数字电视系统中的控制系统的方块图；

图3是本发明锁存控制装置的方块图；

图4是本发明第一锁存控制子装置的方块图；

图5是本发明第二锁存控制子装置的方块图；

图6是本发明的控制系统运用于DTMB数字电视系统的接收端的示意图。

主要组件符号说明

维特比输入处理器76          传输参数信令译码器66

控制系统200                 载波模式检测装置210

传输参数信令译码装220       第一锁存装置230

第二锁存装置240             锁存控制装置250

第一锁存控制子装置310       第二锁存控制子装置320

第一乘法器410               第一延迟装置420

第二乘法器430               第一转换装置440

第二转换装置450             与门460

第一累积及重置装置470       第一比较装置480

第二延迟装置510             第二比较装置520

第二累加及重置装置530       第三比较装置540

天线121                     射频前端122

模拟至数字转换器123         滤波器124

信号帧体处理器129           同步装置130

3780点快速傅利叶转换器125

单抽头均衡器126

3780点快速反傅利叶转换器127

信道估测装置128

具体实施方式

请参见图2，其是本发明于数字地面多媒体广播中的控制系统200的方块图。该系统200包含一载波模式检测装置210、一传输参数信令(TPS)译码装置220、一第一锁存装置230、一第二锁存装置240、及一锁存控制装置250。

该载波模式检测装置210用以接收N_TPS个输入信号及N_CS个输入信号，以产生一振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及一载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾，并依据该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾而判断该载波模式为多载波模式或单载波模式，其中，该N_TPS个输入信号可为时域输入信号

或是频率域输入信号

该N_CS个输入信号可为时域输入信号或是频率域输入信号

该N_TPS个输入信号对应于无线传输的一第i个信号帧中的TPS信号，N_TPS、N_CS及i为非零正整数。

该传输参数信令译码装置220用以接收该N_TPS个输入信号或是

并决定该N_TPS个输入信号

或是所对应的一字码索引信号

该第一锁存装置230连接至该载波模式检测装置210，以锁存该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾。

该第二锁存装置240连接至该传输参数信令译码装置220，以锁存该字码索引信号

该锁存控制装置250连接至该载波模式检测装置210、该传输参数信令译码装置220、该第一锁存装置230、及该第二锁存装置240，以驱动该第一锁存装置230锁存该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾，或驱动该第二锁存装置240锁存该字码索引信号

图3是该锁存控制装置250的方块图。由图3可知，其分别具有一第一锁存控制子装置310、及一第二锁存控制子装置320。该第一锁存控制子装置310连接至该载波模式检测装置210，以接收并驱动锁存该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾。该第二锁存控制子装置320连接至该传输参数信令译码装置220，以接收并驱动锁存该字码索引信号

图4是该第一锁存控制子装置310的方块图，该第一锁存控制子装置310包含一第一乘法器410、一第一延迟装置420、一第二乘法器430、一第一转换装置440、一第二转换装置450、一与门460、一第一累积及重置装置470、及一第一比较装置480。

该第一乘法器410接收该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾，以产生一第一乘法信号1st_mul。

该第一延迟装置420接收该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾，产生一第一延迟信号1st_delay。

该第二乘法器430接收该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾及该第一延迟信号1st_delay，以产生一第二乘法信号2nd_mul。

该第一转换装置440连接至该第一乘法器410，以将该第一乘法信号1st_mul转换为一第一转换信号1st_xfer。

该第二转换装置450连接至该第二乘法器430，以将该第二乘法信号2nd_mul转换为一第二转换信号2nd_xfer。

该第一转换装置440及该第二转换装置450将「+1」转换为「1」、「-1」转换为「0」，其中，「1」对应该高电位，「0」对应该低电位。亦即，当该第一转换信号1st_xfer为「1」时，表示该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾同号。当该第二转换信号2nd_xfer为「1」时，表示该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾与前一个信号帧对应的载波正负号信号S_C ^(i-1)同号。

该与门460连接至该第一转换装置440及该第二转换装置450，以对该第一转换信号1st_xfer及该第二转换信号2nd_xfer执行及运算，以产生一及信号and_sig。

该第一累加及重置装置470连接至该与门260并输出一第一累加及重置信号1st_acc_rst，当该及信号and_sig为高电位时，该第一累加及重置装置470则累加该第一累加及重置信号1st_acc_rst，当该及信号and_sig为低电位时，该第一累加及重置装置470则重置该第一累加及重置信号1st_acc_rst为低电位。亦即当该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾同号、且该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾与前一个信号帧对应的载波正负号信号S_C ^(i-1)同号时，该第一累加及重置装置470则累加该第一累加及重置信号1st_acc_rst，若否，该第一累加及重置装置470则重置该第一累加及重置信号1st_acc_rst为低电位。

该第一比较装置480连接至该第一累加及重置装置470，当该第一累加及重置信号1st_acc_rst大于一默认值η时，驱动该第一锁存装置230锁存该振幅正负号信号及该载波正负号信号。该第一累加及重置信号1st_acc_rst大于该默认值η是表示有多个信号帧对应的该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾同号、且多个信号帧对应的该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾与前一个信号帧对应的载波正负号信号S_C ^(i-1)同号，亦即此时该载波模式检测装置210输出的该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾已经稳定，故该第一比较装置480驱动该第一锁存装置230锁存该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾。

图5是该第二锁存控制子装置320的方块图，该第二锁存控制子装置320包含：一第二延迟装置510、一第二比较装置520、一第二累加及重置装置530、一第三比较装置540。

该第二延迟装置510接收接收第i个信号帧的该字码索引信号并输出第i-1个信号帧的该字码索引信号。

第二比较装置520连接至该第二延迟装置510，并输出一相等信号eq_sig。当第i个信号帧的该字码索引信号与第i-1个信号帧的该字码索引信号相同时，该相等信号eq_sig为高电位，否则，该相等信号eq_sig为低电位。

该第二累加及重置装置530连接至该第二比较装置520并输出一第二累加及重置信号2nd_acc_rst，当该相等信号eq_sig为高电位时，该第二累加及重置装置530则累加该第二累加及重置信号2nd_acc_rst，当该相等信号eq_sig为低电位时，该第二累加及重置装置530则重置该第二累加及重置信号2nd_acc_rst为低电位。亦即当第i个信号帧的该字码索引信号与第i-1个信号帧的该字码索引信号相同时，该第二累加及重置装置530则累加该第二累加及重置信号2nd_acc_rst，若否，该第二累加及重置装置530则重置该第二累加及重置信号2nd_acc_rst为低电位。

该第三比较装置540连接至该第二累加及重置装置530，当该第二累加及重置信号2nd_acc_rst大于该默认值η时，驱动该第二锁存装置240锁存第i个信号帧的该字码索引信号

该第二累加及重置信号2nd_acc_rst大于该默认值η是表示有多个信号帧对应的字码索引信号

均相同，亦即此时该传输参数信令译码装置220输出的该字码索引信号

已经稳定，故该第三比较装置540驱动该第二锁存装置240锁存该字码索引信号

图6是本发明的控制系统200运用于DTMB数字电视系统的接收端的示意图。如图6所示，虚线的右边为本发明的控制系统200，虚线的左边为DTMB数字电视系统的接收端的组件。如图6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点快速傅利叶转换器(Fast Fourier Transform，FFT)125、一单抽头均衡器126、一3780点快速反傅利叶转换器127、及一信道估测装置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(Quadraturephase)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。该信道估测装置128也连接于滤波器124输出，以对传输通道进行估测，而产生信道估测信号

该信号帧体处理器129则依据信道估测装置128所估计的信道估测信号，对一信号帧体(frame body)作处理，包括去除因为信号帧头(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回旋(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依据信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，而产生本发明所使用的频率域输入信号或

该3780点快速反傅利叶转换器127对频率域输入信号

或

执行反傅利叶转换，以产生时域输入信号

或

由于信号经由无线信道传输时会有噪声、干扰或多路径衰退(multipath fading)等影响，而导致载波模式检测装置210及传输参数信令(TPS)译码装置220有时会产生错误译码。而于本发明中，当传输参数信令(TPS)译码装置连续输出多次相同的字码索引信号

时，该锁存控制装置250驱动该第二锁存装置240锁存该字码索引信号

或是载波模式检测装置210连续输出多次同号的该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾时，该锁存控制装置250驱动该第一锁存装置230锁存该振幅正负号信号S_A ⁽ⁱ⁾及该载波正负号信号S_C ⁽ⁱ⁾，由此增加系统的可靠度。

综上所述，现有技术并未揭露如何在DTMB系统中的载波模式检测装置获得正确的传送载波模式，亦未揭露在DTMB系统中的传输参数信令(TPS)译码装置如何获得正确的字码索引信号。然而，本发明通过判断载波模式检测装置或传输参数信令(TPS)译码装置的多次输出是否一致，以增加系统可靠度。同理可推，用以针对判别TPS及载波模式于译码输出后是否稳定，进而加以栓锁的控制方式，皆属于本发明的范围。

由上述可知，本发明无论就目的、手段及功效，在在均显示其迥异于现有技术的特征，极具实用价值。但是应注意的是，上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (7)

1、一种用于数字地面多媒体广播中的控制系统，包含：

载波模式检测装置，用以接收(M+N)个输入信号，以产生振幅正负号信号及载波正负号信号，并依据该振幅正负号信号及该载波正负号信号而判断载波模式为多载波模式或单载波模式，其中，该M个输入信号对应于无线传输的第i个信号帧中的传输参数信令信号，M、N及i为非零正整数；

传输参数信令译码装置，用以接收该M个输入信号，并决定该M个输入信号所对应的字码索引信号；

第一锁存装置，连接至该载波模式检测装置，以锁存该振幅正负号信号及该载波正负号信号；

第二锁存装置，连接至该传输参数信令译码装置，以锁存该字码索引信号；以及

锁存控制装置，连接至该载波模式检测装置、该传输参数信令译码装置、该第一锁存装置、及该第二锁存装置，以驱动该第一锁存装置锁存该振幅正负号信号及该载波正负号信号，或驱动该第二锁存装置锁存该字码索引信号。

2、根据权利要求1所述的控制系统，其中，该锁存控制装置包含第一锁存控制子装置，该第一锁存控制子装置包含：

第一乘法器，接收该振幅正负号信号及该载波正负号信号，以产生第一乘法信号；

第一延迟装置，接收该载波正负号信号，产生第一延迟信号；

第二乘法器，接收该载波正负号信号及该第一延迟信号，以产生第二乘法信号；

第一转换装置，连接至该第一乘法器，以将该第一乘法信号转换为第一转换信号；

第二转换装置，连接至该第二乘法器，以将该第二乘法信号转换为第二转换信号；

与门，连接至该第一转换装置及该第二转换装置，以对该第一转换信号及该第二转换信号执行及运算，以产生与信号；

第一累加及重置装置，连接至该与门并输出第一累加及重置信号，当该及信号为高电位时，该第一累加及重置装置则累加该第一累加及重置信号，当该及信号为低电位时，该第一累加及重置装置则重置该第一累加及重置信号为低电位；

第一比较装置，连接至该第一累加及重置装置，当该第一累加及重置信号大于默认值时，驱动该第一锁存装置锁存该振幅正负号信号及该载波正负号信号。

3、根据权利要求2所述的控制系统，其中，该锁存控制装置包含第二锁存控制子装置，该第二锁存控制子装置包含：

第二延迟装置，接收第i个信号帧的该字码索引信号，并输出第i-1个信号帧的该字码索引信号；

第二比较装置，连接至该第二延迟装置并输出相等信号，当第i个信号帧的该字码索引信号与第i-1个信号帧的该字码索引信号相同时，该相等信号为高电位，否则，该相等信号为低电位；

第二累加及重置装置，连接至该第二比较装置并输出第二累加及重置信号，当该相等信号为高电位时，该第二累加及重置装置累加该第二累加及重置信号，当该相等信号为低电位时，该第二累加及重置装置则重置该第二累加及重置信号为低电位；

第三比较装置，连接至该第二累加及重置装置，当该第二累加及重置信号大于该默认值时，驱动该第二锁存装置锁存第i个信号帧的该字码索引信号。

4、根据权利要求3所述的控制系统，其中，该第一转换装置及该第二转换装置将「+1」转换为「1」、「-1」转换为「0」，「1」对应该高电位，「0」对应该低电位。

5、根据权利要求4所述的控制系统，其中，该(M+N)个输入信号为频率域信号或时域信号。

6、根据权利要求1所述的控制系统，其中，该M为32，该N为4。

7、一种用于数字地面多媒体广播中的接收系统，包含：

天线，用以接收无线传输信号；

射频前端，连接至该天线，用以将该无线传输信号由射频降频至基频，以产生基频信号；

模拟至数字转换器，连接至该射频前端，用以将该基频信号执行模拟至数字转换，而产生余弦分量与正弦分量；

滤波器，连接至该模拟至数字转换器，以对该余弦分量与该正弦分量滤除频带外噪声，而产生滤波信号；

同步装置，连接至该滤波器，以依据该滤波信号执行同步功能；

信道估测装置，连接至该滤波器，以对传输通道进行估测，而产生信道估测信号；

信号帧体处理器，连接至该滤波器及该信道估测装置，依据信道估测装置所产生的该信道估测信号，对信号帧体作处理，以去除因信号帧头所造成的干扰，以及制造该信号帧体与该信道估测信号的循环回旋；

3780点快速傅利叶转换器，连接至该信号帧体处理器，对该信号帧体处理器输出进行傅利叶转换，而产生未均衡频率域输入信号；

单抽头均衡器，连接至该3780点快速傅利叶转换器，依据该信道估测信号对该未均衡频率域输入信号执行迫零均衡处理，而产生频率域输入信号；

3780点快速反傅利叶转换器，对该频率域输入信号执行反傅利叶转换，以产生时域输入信号；以及

控制系统，连接至该单抽头均衡器及该3780点快速反傅利叶转换器，依据该时域输入信号或该频率域输入信号以锁存并输出振幅正负号信号、载波正负号信号、及字码索引信号，而获得载波模式为多载波模式或单载波模式。

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