CN102404012B - 数字通信接收机中训练序列使用方法及自适应均衡器 - Google Patents
数字通信接收机中训练序列使用方法及自适应均衡器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种数字通信接收机中的训练序列使用方法，对应保留符号域的接收数据，对该接收数据进行和训练序列其它部分一样的低阶判决后用于自适应均衡器的判决引导方式的抽头系数训练，并将判决结果用于反馈均衡器的输入。该方法还可采用另外一种技术方案，当所述自适应均衡器进入跟踪状态后，对保留符号域的数据内容进行解析，如果保留符号域所填充的数据固定，则在之后的接收处理中将这些解析结果当作训练序列，用于自适应均衡器的数据辅助方式抽头系数训练，以及用于反馈均衡器的输入。本发明还提供了一种基于该方法实现的自适应均衡器。本发明能够有效改善数字通信接收机的均衡和解调性能。
Description
技术领域
本发明涉及数字通信系统的信号接收领域，特别是涉及一种数字通信接收机中训练序列的使用方法。本发明还涉及基于所述方法实现的自适应均衡器。
背景技术
在现代数字通信系统，特别是无线通信系统中,由于传输信道的信道频率响应特性偏离理想信道特性,存在着回波干扰(Ghost Interference，或称多径干扰:Multi-path Interference),干扰的程度取决于无线信号的传输环境。对于地面广播系统，移动通信系统的信号传输环境多种多样，复杂多变，包括城区、郊区、山区等不同的地理环境，还包括室外天线接收和室内天线接收。这种复杂多变的传输环境通常会引起严重的多径干扰；另外，由于传输环境的瞬间变化，导致信道的时变性。
在数字通信接收机中,通常采用自适应均衡器消除由于信道中的多径效应而引起的符号间干扰(ISI：Inter-Symbol Interference),从而恢复出发送符号。而为了使自适应均衡器能够快速启动，并且能快速跟踪时变信道的信道变化，通常在发送信号中周期性地插入已知的符号序列，称之为训练序列。北美地面数字电视广播标准8VSB，中国地面数字电视广播标准DTMB，以及数字移动通信系统GSM、3G等系统中都采用了训练序列。训练序列通常采用低阶调制方式，最常用的为二阶调制方式，比如说BPSK(二进制相移键控)。
为了使系统具有可扩展性，训练序列中的部分符号的定义予以保留，该保留部分称为保留符号域。针对保留符号域，标准对其所发送的数据不做明确定义。而是在将来系统扩展和标准更新的时候，再根据需要对其进行明确定义。在数字通信接收机的自适应均衡器设计中,对于未作明确定义的保留符号，由于不能事先假定发射机会发送什么数据符号，所以不能把保留符号作为已知的训练序列用于自适应均衡器抽头系数的训练。在传统的自适应均衡器设计中，保留符号域既不能用于自适应均衡器抽头系数训练，又不能用于有效数据信息传输，造成了信道频率资源利用率的降低。
虽然标准对于保留符号域的发送数据内容不做明确定义，但是发射机仍然需要用特定的数据来填充保留符号域。出于实现的便利性，发射机方面通常会考虑以下实现方式：(1)用准随机序列来填充保留符号域；(2)与有效数据传输域采用的高阶调制方式不同，保留符号域的数据采用与训练序列的其它部分一样的低阶调制方式；(3)在保留符号域中传送固定的数据内容，即每一帧或每一场中的保留符号域所传送的数据内容不变。
在数字通信接收机的自适应均衡器的设计中，抽头系数的常用的训练方式有以下三种：(a)基于已知的训练序列的数据辅助(Data-Aided)方式；(b)基于数据判决结果的判决引导(Decision-Directed)方式；(c)盲(Blind)方式。在数据辅助方式和判决引导方式中常用的系数更新算法为最小均方(Least Mean Square:LMS)算法，分别简称为DA-LMS算法和DD-LMS算法，在盲方式中最常用的系数更新算法为恒模算法(CMA ConstantModulus Algorithm)。其中，数据辅助方式由于是基于已知的数据信息，所以性能最好；判决引导方式次之，而盲方式则最差。在判决引导方式中，如果判决发生错误则会由于差错传播(Error Propagation)效应大大地降低自适应均衡器的均衡和解调性能。而数据符号的调制阶数越高，则越容易发生判决错误，因而由差错传播效应带来的性能损失越大。
训练序列采用的越多,均衡性能越好，特别是在时变信道下，自适应均衡器拥有更优越的信道追踪能力。另一方面用于判决引导的数据符号的调制阶数越低，则判决错误会更少，因而均衡性能就越好。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种数字通信接收机训练序列使用方法，能够有效改善数字通信接收机的均衡和解调性能；为此本发明还要提供一种基于所述方法实现的自适应均衡器。
为解决上述技术问题，本发明的数字通信接收机训练序列使用方法是采用如下技术方案实现的：
当所述数字通信接收机的自适应均衡器在进入跟踪状态后，对保留符号域的数据内容进行解析，如果保留符号域所填充的数据是固定的话，则在之后的接收处理中将这些针对保留符号域的数据内容的解析结果当作已知的训练序列，用于自适应均衡器的数据辅助(Data-Aided)方式的抽头系数训练。
当所实现的自适应均衡器有反馈均衡器时，将所述解析结果当作已知的训练序列作为所述反馈均衡器的输入。
所述数字通信接收机的自适应均衡器所采用的第一种技术方案是，其包括：
一个前向均衡器,用于消除接收信号中的前向回波；
一个反馈均衡器,用于消除接收信号中的后向回波；
一个加法器,用于将所述前向均衡器的输出和反馈均衡器的输出进行累加得到所述自适应均衡器的输出；
一个误差计算模块,基于所述自适应均衡器的输出、所述自适应均衡器输出经过判决后的判决结果、已知的本地训练序列以及经解析得出的保留符号数据内容计算误差信号，该误差信号用于所述前向均衡器和所述反馈均衡器中的抽头系数更新；
一个第一判决器,用于对有效传输数据进行对应于有效数据的调制方式的判决；
一个第二判决器，用于对保留符号域进行对应于训练序列的调制方式的低阶判决；
一个第一存储模块，用于存储经解析得到的保留符号域的数据内容；
一个第二存储模块,用于存储已知的本地训练序列；
一个选择器，在选择信号的控制下,用于选择用作误差计算模块和反馈均衡器的输入数据；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域以外的部分时，所述选择信号被置为“1”，始终选择从所述第二存储模块中读取数据用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应有效数据传输部分时，如果自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“2”，直接将所述自适应均衡器的输出用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态时，则所述选择信号被置为“0”，选择所述第一判决器的判决结果用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域时，如果所述自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且控制信号为“0”时，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且所述控制信号为“1”时，则所述选择信号被置为“4”，选择从所述第一存储模块中读取数据用作选择器的输出；所述控制信号为0表示尚未进行保留符号的数据内容解析或者经解析后发现其中填充的并非固定的数据内容；所述控制信号为1则表示经解析后发现保留符号域中填充的是固定的数据内容；
所述自适应均衡器在启动时将所述控制信号初始化为0，然后开始工作于初始捕捉状态；
在初始捕捉状态，根据自适应均衡输出信号的品质如果判断自适应均衡器已经收敛的话，则自适应均衡器切换到跟踪状态；
所述自适应均衡器切换到跟踪状态后，对每一个保留符号域的数据内容进行解析，并将其解析结果存储于数据缓存区；
对连续若干帧的数据解析内容进行比较，如果连续若干帧的数据解析内容都基本一致的话，判定发射机是用固定的数据内容填充保留符号域；在其后的接收处理中，将所述数据解析内容当作已知的训练序列用于自适应均衡器的数据辅助方式的抽头系数更新；同时，将所述数据解析内容当作已知的训练序列用作所述反馈均衡器的输入；
判决两帧之间数据解析内容是否基本一致，根据两帧之间数据解析内容完全相同的符号数占总符号数的百分比是否超过某一百分比门限值来确定；所述百分比门限值可以根据系统和算法设计要求进行调整。
所述数字通信接收机的自适应均衡器所采用的第二种技术方案是，其包括：
一个前向均衡器,用于消除接收信号中的前向回波，所述前向均衡器的输出即为自适应均衡器的输出；
一个误差计算模块,基于所述自适应均衡器的输出、所述自适应均衡器输出经过判决后的判决结果、已知的本地训练序列以及经解析得出的保留符号数据内容计算误差信号，该误差信号用于所述前向均衡器的抽头系数更新；
一个第一判决器,用于对有效传输数据进行对应于有效数据的调制方式的判决；
一个第二判决器,用于对保留符号域进行对应于训练序列的调制方式的低阶判决；
一个第一存储模块,用于存储经解析得到的保留符号域的数据内容；
一个第二存储模块,用于存储已知的本地训练序列；
一个选择器，在选择信号的控制下,用于选择用作误差计算模块的输入数据；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域以外的部分时，所述选择信号被置为“1”，始终选择从所述第二存储模块中读取数据用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应有效数据传输部分时，如果自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“2”，直接将所述自适应均衡器的输出用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态时，则所述选择信号被置为“0”，选择所述第一判决器的判决结果用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域时，如果所述自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且控制信号为“0”时，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且所述控制信号为“1”时，则所述选择信号被置为“4”，选择从所述第一存储模块中读取数据用作选择器的输出；所述控制信号为0表示尚未进行保留符号的数据内容解析或者经解析后发现其中填充的并非固定的数据内容；所述控制信号为1则表示经解析后发现保留符号域中填充的是固定的数据内容；
所述自适应均衡器在启动时将所述控制信号初始化为0，然后开始工作于初始捕捉状态；
在初始捕捉状态，根据自适应均衡输出信号的品质如果判断自适应均衡器已经收敛的话，则自适应均衡器切换到跟踪状态；
所述自适应均衡器切换到跟踪状态后，对每一个保留符号域的数据内容进行解析，并将其解析结果存储于数据缓存区；
对连续若干帧的数据解析内容进行比较，如果连续若干帧的数据解析内容都基本一致的话，判定发射机是用固定的数据内容填充保留符号域；在其后的接收处理中，将所述数据解析内容当作已知的训练序列用于自适应均衡器的数据辅助方式的抽头系数更新；
判决两帧之间数据解析内容是否基本一致，根据两帧之间数据解析内容完全相同的符号数占总符号数的百分比是否超过某一百分比门限值来确定；所述百分比门限值可以根据系统和算法设计要求进行调整。
所述数字通信接收机的自适应均衡器其所采用的第三种技术方案是，包括：
一个反馈均衡器，用于消除接收信号中的后向回波，所述反馈均衡器的输出即为自适应均衡器的输出；
一个加法器,用于将自适应均衡器的输入和反馈均衡器的输出进行累加得到所述自适应均衡器的输出；
一个误差计算模块，基于所述自适应均衡器的输出、所述自适应均衡器输出经过判决后的判决结果、已知的本地训练序列以及经解析得出的保留符号数据内容计算误差信号，该误差信号用于所述反馈均衡器的抽头系数更新；
一个第一判决器，用于对有效传输数据进行对应于有效数据的调制方式的判决；
一个第二判决器，用于对保留符号域进行对应于训练序列的调制方式的低阶判决；
一个第一存储模块，用于存储经解析得到的保留符号域的数据内容；
一个第二存储模块，用于存储已知的本地训练序列；
一个选择器，在选择信号的控制下，用于选择用作误差计算模块和反馈均衡器的输入数据；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域以外的部分时，所述选择信号被置为“1”，始终选择从所述第二存储模块中读取数据用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应有效数据传输部分时，如果自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“2”，直接将所述自适应均衡器的输出用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态时，则所述选择信号被置为“0”，选择所述第一判决器的判决结果用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域时，如果所述自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且控制信号为“0”时，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且所述控制信号为“1”时，则所述选择信号被置为“4”，选择从所述第一存储模块中读取数据用作选择器的输出；所述控制信号为0表示尚未进行保留符号的数据内容解析或者经解析后发现其中填充的并非固定的数据内容；所述控制信号为1则表示经解析后发现保留符号域中填充的是固定的数据内容；
所述自适应均衡器在启动时将所述控制信号初始化为0，然后开始工作于初始捕捉状态；
在初始捕捉状态，根据自适应均衡输出信号的品质判断自适应均衡器已经收敛的话，则自适应均衡器切换到跟踪状态；
所述自适应均衡器切换到跟踪状态后，对每一个保留符号域的数据内容进行解析，并将其解析结果存储于数据缓存区；
对连续若干帧的数据解析内容进行比较，如果连续若干帧的数据解析内容都基本一致的话，判定发射机是用固定的数据内容填充保留符号域；在其后的接收处理中，将所述数据解析内容当作已知的训练序列用于自适应均衡器的数据辅助方式的抽头系数更新；同时，将所述数据解析内容当作已知的训练序列用作所述反馈均衡器的输入；
判决两帧之间数据解析内容是否基本一致，根据两帧之间数据解析内容完全相同的符号数占总符号数的百分比是否超过某一百分比门限值来确定；所述百分比门限值可以根据系统和算法设计要求进行调整。
判断数据解析内容是否基本一致的连续判断帧数可以根据系统和算法设计要求进行调整。
本发明克服了传统的自适应均衡器设计中的不足，提出了在自适应均衡器中有效利用数字通信系统中保留符号域的方法。由于自适应均衡器的均衡性能主要取决于抽头系数的训练效果，而抽头系数的训练效果与可用于数据辅助方式的抽头系数训练的已知训练序列符号的个数成正比；另一方面，对未知符号进行低阶判决有效地抑制了差错传播效应。因此基于本发明的对训练序列中保留符号域的使用方法，能够有效地改善数字通信接收机的均衡和解调性能。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是北美地面数字电视VSB标准的帧结构图；
图2是北美地面数字电视VSB标准的场同步符号示意图；
图3是传统的自适应均衡器结构框图；
图4是本发明的自适应均衡器实施例一结构框图；
图5是2VSB调制方式与8VSB调制方式的判决误符号率对比图；
图6是传统的自适应均衡器的工作流程图；
图7是数字通信系统的典型的帧结构示意图；
图8是本发明的自适应均衡器实施例一的工作流程图；
图9是本发明的自适应均衡器实施例二结构框图；
图10是本发明的自适应均衡器实施例三结构框图。
具体实施方式
数字通信系统的典型的帧结构如图7所示。一个数据帧(frame，有些标准也称为场，即field)由训练序列部分和有效数据传输部分构成，每一个数据帧的时间长度是一致的，这样就相当于训练序列是周期性地插入发送数据中的。
为了说明的方便，以下以面向北美地面数字电视标准VSB[ATSC DigitalTelevision Standard(A/53)Revision E]的数字通信接收机中自适应均衡器的实现为例进行说明。但是本领域的有经验的工程师应该知道，本发明所描述的方法可以很方便地应用于其它具有类似的帧结构的数字通信系统的自适应均衡器的实现。在以下的描述中，均衡器和自适应均衡器代表相同的概念，而反馈均衡器则是自适应均衡器的一个可能但非必要的组成部分。另外，抽头系数训练与抽头系数更新也代表相同的概念。
北美地面数字电视VSB标准的帧结构可参见图1所示，这个帧结构可以看作是图7所示的帧结构的一个特例。一个数据帧包含两个场，每个场由313个数据段组成，每个场的第一个段是场同步段(Field Sync)。每个段由832个符号所组成，其中的前四个符号称为段同步符号(SegmentSync)。场同步段的示意图可参见图2所示。四个段同步符号(+5，-5，-5，+5)之后跟有一个长度为511的伪随机系列(PN511)和三个长度为63的伪随机系列(PN63)。随后有24个符号为系统模式定义符号、92个保留符号以及最后的12个符号为前一场的最后12个符号的拷贝。图1、2中的四个段同步符号以及图2中的816个场同步符号均为训练序列，采用的是二阶调制(2VSB)。针对包含92个保留符号的保留符号域的数据内容没有进行明确的定义。
图3是传统的自适应均衡器结构框图。自适应均衡器将消除由于电波传播中多径信道效应引入的符号间干扰以及基带信号中残留的相位噪声。当输入信号对应场同步符号或段同步符号的训练系列时,抽头系数训练采用基于训练序列的DA-LMS算法。而当输入信号对应有效数据传输部分时,在均衡器的初始捕捉状态使用盲方式的抽头系数训练算法，例如，恒模算法(Constant Modulus Algorithm)(参见论文D.N.Godard:“Self-recovering Equalization and Carrier Tracking inTwo-dimensional Data Communication Systems,”IEEE Trans.onCommunications,vol.28,no11,pp.1867–1875,October1980)；在均衡器的跟踪状态则采用基于数据判决结果的判决引导最小均方(DD-LMS Decision-Directed LMS)算法。
另外,当输入信号对应场同步符号或段同步符号的训练系列时,输入反馈均衡器的信号采用本地训练序列；而当输入信号对应有效数据传输部分时，则直接采用均衡器的输出信号或者对均衡器输出信号进行8VSB判决后判决结果。当采用判决结果时,由于可能的误判决会导致差错传播效应从而降低均衡器的性能。
对应图3所示自适应均衡器结构中的控制信号Ctrl1的真值表参见下表1，其基本工作流程则参见图6。
| 接收信号对应的数据区域 | 自适应均衡器工作状态 | Ctrl1 |
| 训练序列的非保留符号部分 | Don’t care | 1 |
| 训练序列的保留符号部分 | 初始捕捉状态 | 2 |
| 训练序列的保留符号部分 | 跟踪状态 | 0 |
| 有效数据传输部分 | 初始捕捉状态 | 2 |
| 有效数据传输部分 | 跟踪状态 | 0 |
表1
在传统的自适应均衡器实现中，由于接收端不知道保留符号域的数据内容，所以把对应于保留符号域的接收信号和对应有效数据传输部分的接收信号一样处理。即对应于保留符号域的接收信号，在均衡器处于初始捕捉状态时，采用盲方式进行抽头系数训练，并将均衡器的输出直接用作反馈均衡器的输入；在均衡器进入跟踪状态后，对接收信号采用8VSB判决器进行判决，判决结果用于均衡器的判决引导方式的抽头系数更新，以及判决结果用作反馈均衡器的输入。
图4是基于本发明的一种自适应均衡器实现的结构框图(实施例一)。该自适应均衡器包括：前向均衡器101，用于消除接收信号中的前向回波；反馈均衡器102，用于消除接收信号中的后向回波；加法器103，用于将前向均衡器101的输出和反馈均衡器102的输出进行累加得到均衡器的最终输出；误差计算模块104基于均衡器的输出、均衡器输出经过判决后的判决结果、已知的本地训练序列以及经解析得出的保留符号数据内容计算误差信号，该误差信号用于前向均衡器和反馈均衡器中的抽头系数更新；8VSB判决器105用于对均衡器输出进行8VSB判决；2VSB判决器106用于对均衡器输出进行2VSB判决；存储模块107用于存储经解析得到的保留符号域的数据内容；存储模块108用于存储已知的本地训练序列；选择器109在选择信号Ctrl2的控制下用于选择误差计算模块104和反馈均衡器102的输入数据。但是在本发明所涉及的自适应均衡器的实现中，图4所示结构并非唯一的。例如，可以如图4所示一样既有前向均衡器部分又有反馈均衡器部分；也可以只有前向均衡器部分，如图9所示(实施例二)；或者只有反馈均衡器部分，如图10所示(实施例三)。对于本领域的有经验的工程师来说，上述自适应均衡器的结构以及与之相关的误差计算、系数更新的基本运算方式是属于常识性的知识，此处不再赘述。
在本发明的一种实现方案中，当均衡器的输入信号对应训练序列中的保留符号域时,对均衡器输出信号采用2VSB判决器进行判决，将该判决信号作为误差计算的输入信号用于均衡器的判决引导方式的抽头系数更新。2VSB信号与8VSB信号的判决误符号率如图5所示。从图5中可以看出，在系统载噪比开启门限附近(8VSB系统约为15dB)，2VSB判决的误符号率小于10-6，这一误判决概率对均衡性能的影响可以忽略不计，接近于使用训练序列符号时的均衡性能。与之相对，而8VSB判决在相同的信噪比条件下的误符号率为10-1左右，这么高的误判决概率将产生严重的差错传播效应，会大大降低均衡性能。
在上面所述的实现方案中，如果所述均衡器存在反馈均衡器部分，比如说如图4和如图10所示的自适应均衡器，则当输入信号对应训练序列中的保留符号域时,将前述均衡器输出信号的2VSB判决结果用作所述反馈均衡器的输入数据。由于2VSB判决的误判率远远低于8VSB判决的误判率，因此以2VSB判决结果作为反馈均衡器输入可以大大提高后径消除的准确度，从而提高整体的均衡性能。
在本发明的另一种实现方案中，在均衡器进入跟踪状态后，对保留符号域的数据内容进行解析并将解析结果存储于数据缓存区(图4中未示出)，对连续若干帧的数据解析结果进行比较，如果连续若干帧的数据解析结果都基本一致的话，则判定发射机是用固定的数据内容填充保留符号域，将控制信号reserved_flag置为1，控制在其后的接收处理中，对应于保留符号域的期间，将前述解析内容当作已知的训练序列用于均衡器的数据辅助方式抽头系数训练。所述数据缓存区可以是硬件的寄存器，也可以是硬件的静态随机存取缓存(SRAM)，还可以是微处理器的数据缓存区，即由微处理器读取解析结果并存储于微处理器的数据缓存。
在上面所述的第二种实现方案中，如果所述均衡器存在反馈均衡器部分，比如说如图4和如图10所示的自适应均衡器，则在均衡器进入跟踪状态后，如果reserved_flag被置为1的话，将前述解析内容当作已知的训练序列用于所述反馈均衡器的输入。
图8所示为本发明的自适应均衡器的工作流程。其中，reserved_flag为0表示尚未进行保留符号的数据内容解析或者经解析后发现其中填充的并非固定的数据内容；为1则表示经解析后发现保留符号域中填充的是固定的数据内容。自适应均衡器在启动时将控制信号reserved_flag初始化为0，然后开始工作于初始捕捉状态。在初始捕捉状态，对应于保留符号域期间，对均衡器输出数据进行2VSB判决，将所述2VSB判决结果用于均衡器的判决引导方式的抽头系数训练，同时，如果均衡器具有反馈滤波器部分，比如说如图4和如图10所示的自适应均衡器，则将所述2VSB判决结果用作所述反馈滤波器的输入。在初始捕捉状态，根据均衡结果的品质判断均衡器是否已经收敛。如果判断已经收敛的话，则均衡器切换到跟踪状态。
另一方面，在均衡器切换到跟踪状态后，均衡器开始对每一个保留符号域的数据内容进行解析，并将其解析结果存储于数据缓存区，对连续若干帧的数据解析内容进行比较，如果连续若干帧的数据解析内容都基本一致的话，则判定发射机是用固定的数据内容填充保留符号域，将控制信号reserved_flag置为1。此处连续判断的帧数是一个可以变更的参数N(参见图8)，该参数越大则判定结果的可信度越高。该参数的合适值可以参照通信系统的要求通过仿真或者根据经验判断得出。比如说，如果系统设计要求判定的可信度要高一点的话，则将N设定为较大，比如说10；如果系统设计要求判定的可信度可以低一点的话，则N可以设定得较小，比如说3。前述基本一致是指保留符号域的全部数据中绝大部分都一致，比如说总共M个符号中至少有N个符号一致，而N/M大于某一个百分比门限α，α是一个可以变更的参数，取决于系统设计要求。比如说，如果系统设计要求判定的可信度要高一点的话，则将α设定为较大，比如说90％；如果系统设计要求判定的可信度可以低一点的话，则α可以设定得较小，比如说75％。
如果reserved_flag信号被置为1的话，前述保留符号域的数据解析内容被写入均衡器的存储模块107(如图4所示)中。在其后的接收处理中，当均衡器输入信号对应于保留符号域时，前述数据解析内容将从存储模块107中读取出来，用于均衡器的数据辅助方式的系数抽头更新。而且如果该均衡器具有反馈均衡器部分的话，则当均衡器输入信号对应于保留符号区域时，前述数据解析内容将从存储模块107中读取出来，用于反馈均衡器的输入。
下表2为图4中选择信号Ctrl2的真值表。当均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域以外的部分时，Ctrl2被置为“1”，始终选择从本地训练序列存储模块108中读取已知的本地训练序列用作选择器的输出。当均衡器的输入对应有效数据传输部分时，如果均衡器处于初始捕捉状态，则Ctrl2被置为“2”，直接将均衡器的输出用作选择器的输出；如果均衡器处于跟踪状态时，则Ctrl2被置为“0”，选择均衡器输出经过8VSB判决后的判决结果用作选择器的输出。当均衡器的输入对应训练序列的保留符号域时，如果均衡器处于初始捕捉状态，则Ctrl2被置为“3”，选择均衡器输出经过2VSB判决后的判决结果用作选择器的输出；如果均衡器处于跟踪状态，且reserved_flag信号为“0”时，则Ctrl2被置为“3”，选择均衡器输出经过2VSB判决后的判决结果用作选择器的输出；如果均衡器处于跟踪状态，且reserved_flag信号为“1”时，则Ctrl2被置为“4”，选择从保留符号数据内容存储模块107中读取出来的数据用作选择器的输出。
| 接收信号对应的数据区域 | 自适应均衡器工作状态 | Reserved_flag | Ctrl2 |
| 训练序列的非保留符号部分 | Don’t care | Don’t care | 1 |
| 训练序列的保留符号部分 | 初始捕捉状态 | Don’t care | 3 |
| 训练序列的保留符号部分 | 跟踪状态 | 0 | 3 |
| 训练序列的保留符号部分 | 跟踪状态 | 1 | 4 |
| 有效数据传输部分 | 初始捕捉状态 | Don’t care | 2 |
| 有效数据传输部分 | 跟踪状态 | Don’t care | 0 |
表2
在以上的叙述中，虽然是以北美数字地面电视标准8VSB为例来说明的，但是本领域的有经验的工程师应该知道对以上描述的方案稍作修改就可以适用于其它具有类似的帧结构的数字通信系统。比如说，在有些数字通信系统，训练序列部分是采用BPSK调制，而有效数字传输部分采用64QAM，则以上描述中的2VSB和8VSB分别替换为BPSK和64QAM就可以适用了。
以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种数字通信接收机训练序列使用方法，其特征在于：当所述数字通信接收机的自适应均衡器进入跟踪状态后，对保留符号域的数据内容进行解析，如果保留符号域所填充的数据固定，则在之后的接收处理中将这些针对保留符号域的数据内容的解析结果当作已知的训练序列，用于所
述自适应均衡器的数据辅助方式抽头系数训练。
2.如权利要求1所述的使用方法，其特征在于：当所述自适应均衡器有反馈均衡器部分时，将所述解析结果当作已知的训练序列作为所述反馈均衡器的输入。
3.一种数字通信接收机的自适应均衡器，其特征在于,包括：
一个前向均衡器,用于消除接收信号中的前向回波；
一个反馈均衡器,用于消除接收信号中的后向回波；
一个加法器,用于将所述前向均衡器的输出和反馈均衡器的输出进行累加得到所述自适应均衡器的输出；
一个误差计算模块,基于所述自适应均衡器的输出、所述自适应均衡器输出经过判决后的判决结果、已知的本地训练序列以及经解析得出的保留符号数据内容计算误差信号，该误差信号用于所述前向均衡器和所述反馈均衡器中的抽头系数更新；
一个第一判决器,用于对有效传输数据进行对应于有效数据的调制方式的判决；
一个第二判决器,用于对保留符号域进行对应于训练序列的调制方式的低阶判决；
一个第一存储模块,用于存储经解析得到的保留符号域的数据内容；
一个第二存储模块,用于存储已知的本地训练序列；
一个选择器，在选择信号的控制下,用于选择用作误差计算模块和反馈均衡器的输入数据；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域以外的部分时，所述选择信号被置为“1”，始终选择从所述第二存储模块中读取数据用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应有效数据传输部分时，如果自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“2”，直接将所述自适应均衡器的输出用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态时，则所述选择信号被置为“0”，选择所述第一判决器的判决结果用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域时，如果所述自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且控制信号为“0”时，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且所述控制信号为“1”时，则所述选择信号被置为“4”，选择从所述第一存储模块中读取数据用作选择器的输出；所述控制信号为0表示尚未进行保留符号的数据内容解析或者经解析后发现其中填充的并非固定的数据内容；所述控制信号为1则表示经解析后发现保留符号域中填充的是固定的数据内容；
所述自适应均衡器在启动时将所述控制信号初始化为0，然后开始工作于初始捕捉状态；
在初始捕捉状态，根据自适应均衡输出信号的品质，如果判断自适应均衡器已经收敛的话，则自适应均衡器切换到跟踪状态；
所述自适应均衡器切换到跟踪状态后，对每一个保留符号域的数据内容进行解析，并将其解析结果存储于数据缓存区；
对连续若干帧的数据解析内容进行比较，如果连续若干帧的数据解析内容都基本一致的话，判定发射机是用固定的数据内容填充保留符号域；在其后的接收处理中，将所述数据解析内容当作已知的训练序列用于自适应均衡器的数据辅助方式的抽头系数更新；同时，将所述数据解析内容当作已知的训练序列用作所述反馈均衡器的输入；
判决两帧之间数据解析内容是否基本一致，根据两帧之间数据解析内容完全相同的符号数占总符号数的百分比是否超过某一百分比门限值来确定；所述百分比门限值根据系统和算法设计要求进行调整。
4.一种数字通信接收机的自适应均衡器，其特征在于,包括：
一个前向均衡器,用于消除接收信号中的前向回波，所述前向均衡器的输出即为自适应均衡器的输出；
一个误差计算模块,基于所述自适应均衡器的输出、所述自适应均衡器输出经过判决后的判决结果、已知的本地训练序列以及经解析得出的保留符号数据内容计算误差信号，该误差信号用于所述前向均衡器的抽头系数更新；
一个第一判决器,用于对有效传输数据进行对应于有效数据的调制方式的判决；
一个第二判决器,用于对保留符号域进行对应于训练序列的调制方式的低阶判决；
一个第一存储模块,用于存储经解析得到的保留符号域的数据内容；
一个第二存储模块,用于存储已知的本地训练序列；
一个选择器，在选择信号的控制下,用于选择用作误差计算模块的输入数据；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域以外的部分时，所述选择信号被置为“1”，始终选择从所述第二存储模块中读取数据用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应有效数据传输部分时，如果自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“2”，直接将所述自适应均衡器的输出用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态时，则所述选择信号被置为“0”，选择所述第一判决器的判决结果用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域时，如果所述自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且控制信号为“0”时，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且所述控制信号为“1”时，则所述选择信号被置为“4”，选择从所述第一存储模块中读取数据用作选择器的输出；所述控制信号为0表示尚未进行保留符号的数据内容解析或者经解析后发现其中填充的并非固定的数据内容；所述控制信号为1则表示经解析后发现保留符号域中填充的是固定的数据内容；
所述自适应均衡器在启动时将所述控制信号初始化为0，然后开始工作于初始捕捉状态；
在初始捕捉状态，根据自适应均衡输出信号的品质，如果判断自适应均衡器已经收敛的话，则自适应均衡器切换到跟踪状态；
所述自适应均衡器切换到跟踪状态后，对每一个保留符号域的数据内容进行解析，并将其解析结果存储于数据缓存区；
对连续若干帧的数据解析内容进行比较，如果连续若干帧的数据解析内容都基本一致的话，判定发射机是用固定的数据内容填充保留符号域；在其后的接收处理中，将所述数据解析内容当作已知的训练序列用于自适应均衡器的数据辅助方式的抽头系数更新；
判决两帧之间数据解析内容是否基本一致根据两帧之间数据解析内容完全相同的符号数占总符号数的百分比是否超过某一百分比门限值来确定；所述百分比门限值根据系统和算法设计要求进行调整。
5.一种数字通信接收机的自适应均衡器，其特征在于，包括：
一个反馈均衡器，用于消除接收信号中的后向回波；
一个加法器,用于将自适应均衡器的输入和反馈均衡器的输出进行累加得到所述自适应均衡器的输出；
一个误差计算模块，基于所述自适应均衡器的输出、所述自适应均衡器输出经过判决后的判决结果、已知的本地训练序列以及经解析得出的保留符号数据内容计算误差信号，该误差信号用于所述反馈均衡器的抽头系数更新；
一个第一判决器，用于对有效传输数据进行对应于有效数据的调制方式的判决；
一个第二判决器，用于对保留符号域进行对应于训练序列的调制方式的低阶判决；
一个第一存储模块，用于存储经解析得到的保留符号域的数据内容；
一个第二存储模块，用于存储已知的本地训练序列；
一个选择器，在选择信号的控制下，用于选择用作误差计算模块和反馈均衡器的输入数据；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域以外的部分时，所述选择信号被置为“1”，始终选择从所述第二存储模块中读取数据用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应有效数据传输部分时，如果自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“2”，直接将所述自适应均衡器的输出用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态时，则所述选择信号被置为“0”，选择所述第一判决器的判决结果用作选择器的输出；当所述自适应均衡器的输入信号对应训练序列的保留符号域时，如果所述自适应均衡器处于初始捕捉状态，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且控制信号为“0”时，则所述选择信号被置为“3”，选择所述第二判决器的判决结果用作选择器的输出；如果所述自适应均衡器处于跟踪状态，且所述控制信号为“1”时，则所述选择信号被置为“4”，选择从所述第一存储模块中读取数据用作选择器的输出；所述控制信号为0表示尚未进行保留符号的数据内容解析或者经解析后发现其中填充的并非固定的数据内容；所述控制信号为1则表示经解析后发现保留符号域中填充的是固定的数据内容；
所述自适应均衡器在启动时将所述控制信号初始化为0，然后开始工作于初始捕捉状态；
在初始捕捉状态，根据自适应均衡输出信号的品质，如果判断自适应均衡器已经收敛的话，则自适应均衡器切换到跟踪状态；
所述自适应均衡器切换到跟踪状态后，对每一个保留符号域的数据内容进行解析，并将其解析结果存储于数据缓存区；
对连续若干帧的数据解析内容进行比较，如果连续若干帧的数据解析内容都基本一致的话，判定发射机是用固定的数据内容填充保留符号域；在其后的接收处理中，将所述数据解析内容当作已知的训练序列用于自适应均衡器的数据辅助方式的抽头系数更新；同时，将所述数据解析内容当作已知的训练序列用作所述反馈均衡器的输入；
判决两帧之间数据解析内容是否基本一致,根据两帧之间数据解析内容完全相同的符号数占总符号数的百分比是否超过某一百分比门限值来确定；所述百分比门限值根据系统和算法设计要求进行调整。
6.如权利要求3、4或5所述的自适应均衡器，其特征在于：判断数据解析内容是否基本一致的连续判断帧数根据系统和算法设计要求进行调整。
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| 杨勇.基于ATSC数字电视接收机判决反馈均衡器的研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库(信息科技辑)(2008年第8期)》.2008,正文第20页第1段-第37页最后一段，图4-1. |
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