CN103888387A - 一种旋转信号接收器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种旋转信号接收机，通过采用COFDM(编码的正交频分复用)方法的广播数字地面电视信号调制的方法实现。通过对接收信号的相位调整，例如，通过对样品的对准信号采用循环前缀移除，或通过在信道估计之前采用移动的窗口设置的快速傅立叶变换(FFT)处理信息流并解码信息流，或采用消旋弥补的方法对所接收的信号进行的相位调整。

Description

一种旋转信号接收器

背景 

1、应用领域：本发明应用于通信相关接收器 

2、相关技术描述： 

欧洲标准DVB-T(地面数字电视广播)标准的原理是通过COFDM(编码的正交频分复用)方法对数字电视传输信号以块或帧的方式进行分组传输的。 

电视接收器接收到的是抽样信号，该方法通过采样器将信号叠加到基带信号上。通过对有效信号的采集并利用傅立叶变换器对信号进行傅立叶变换(FFT)，同时采用频率复用的方法增强有效信号。 

提高DTT信号在复杂环境下传输的稳定性是非常必要的。信号在传输的过程中通常会遇到类似高楼之类的物体的影响。受到这些因素的影响，数字电视接收器可能会因为信号在遇到到某些物体之后发生反射效应之后，两次或更多次的以直接或间接的方式接收到相同的信息。 

众所周知，接收器中的一些脚本会引起信号的码间干扰。为了削弱码间干扰，DVB-T CODEFM信号的循环前缀保护间隔中引入了一个附加码，需要特别说明的是，附加码在信号中是循环出现的。 

一旦接收信号转换为基带信号并且产生了较强的回声，采样信号中一个窗口长度的保护间隔的回声，除了会增强信号的强度之外，信号时间域的相关性还导致了保护间隔回波的增强。当长回波出现时，这些相关性可以被用来定位窗口。当然这种技术对于短回波是无效的。如果短回波落后于一个长回波，窗口的定位取决于第一个长回波(或者相对主信号没有大的预回波)，本发明将提供一个很好的解决方案。另一方面，当预回波出现短回波时，将会引起码间干扰。解决这个问题的一种方法是窗口延时，利用相关性及时的计算出窗口的位置，有助于避免码间干扰的出现。然而，这种方法在频域旋转信号中是不适用的，大的频域旋转将会影响信道估计器的性能。 

而且，保护间隔前缀必须在信号的预处理时去除。前缀的初始化位置能够被找到，而且最好在随后的采样中允许被更正，并且这种更正在频域旋转信号中必须是有效的。 

图例说明 

图1：接收器单元模块图 

图2：旋转信号变换图 

发明内容

在频域之中，无论是对前缀还是后缀，很多可能的原因导致我们需要对接收信号进行旋转。然而这种旋转对信道估计器是不利的。 

第一方面，本发明提供了一种包含解旋转单元的信号接收器。该解旋转单元在信号应用之前引入了一个信道估计器能够客观、准确的解码旋转信号。 

第二方面，本发明提供了一种客观、准确的解除信号旋转的信号处理方法。 

信号旋转能够提供信号补偿，从而提高信道预估器性能，最终提高信号接收效率。 

图1描述了本发明的各个功能模块组成及其工作路径，图1只是本发明的一种参考实现方案，而不是发明的全部解决方案。典型的，在通常的数字电视地面接收器中，比方说使用COFDM调制的采用DVB-T标准的信号，接收器包含天线以及调谐器用于接收信号并对所接收的信号下变频为中间频率。 

如图1所示，接收器前端包含一个混频模块10和一个重采样模块12，用于将信号下变频为基带信号并进行重采样，从而获得信号的同相正交分量。采样器从可控的意义上说，采样器对信号的采样位置是可调整的。 

重采样器12的输出信号提供给设备14，设备14移除信号中的循环组件，为了保证循环组件移除的准确性，重采样器12的采样位置必须是可控的。重采样调整器16的作用是实现调相的可控性。这种对相位的调整实际上是对信号进行相平面旋转。 

追踪重采样位移偏移的算法一般不会对任何特定的符号有太大的修正，这样做是有利的。基带信号I和Q数据信号是用于快速傅立叶处理器18(FFT).。但是，为了避免预回波导致的码间干扰，即，衰减版本的主信号在主信号之前到达接收器，这种会对主信号光谱产生影响的信号将被FFT处理器及时屏蔽。在经过FFT处理器18的处理之后，信号输出给解旋转模块20. 

解旋转器20的工作原理如图2所示。图2描述了I和Q采样过程中的特殊值。忽略重采样位置校正算法和FFT变换的影响采样值如图2标记的PI数据。 

经过重采样位置校正算法处理后的信号标记为SP1，FFT处理后的数据标记为SP2，经过二者处理后的数据标记为P2(如图2所示)。 

每个样品在窗口中的位置变化在整个频谱的相位斜坡从0到360度之间，如果FFT系数是N(以2048次采样为例)，n是它的bin便宜，旋转系数为SP，SP＝SP1+SP2，产生一个0弧度的旋转，其中： 

θ＝2πn(SP/N) 

因此，信号在通过FFT处理后，消旋器20检测的数据量减少了，也就是图2所示的SP2采样数据。消旋器20同时也检测重采样器提供的信号的大小，并进行强制累积校正，即，图2所示的SP1采样数据。消旋器讲SP1数据和SP2数据叠加为SP数据，并按照上述的方法计算旋转角度θ。 

众所周知，复杂的旋转可以通过复数乘法来实现，而在这种情况下，大小相等、方向相反的旋转将被用于信号补偿。 

特别的，准确的采样位置S2，存在I值和Q值：IS2和QS2，其中： 

S2＝I*S2+J*QS2 

从输入采样位置S1获得的I分量和Q分量关系如下： 

S1＝I*S1+J*QS1 

由装置的复数乘法： 

IS2+jQS2＝(IS1+jQS1)e^-jθ

请参考图1，由消旋器20输出的信号输入到了一个包含均衡器的信道预估器22，解复用器与解交织器24和解码器26，用于以常规的方式恢复原始传输信息流。均衡器依靠稳定的通道提供乘法操作。如果有较大的重采样位移偏移量叠加，那么将产生大的相斜坡这将导致明显的快速变化的相位通道，从而降低信道均衡器的性能。通过除去在消旋器20的任何先前施加的旋转可以被优化的信道估计器的性能，从而提高了该装置的性能。具体的，反转器可以补偿对引进的阶段坡道，因此，相位在窗口位置的快速变化是被允许的，这并不会降低装置的性能。 

比如说，在移动环境中，可能有利的是窗口位置可以任意的旋转，无论是向前还是向后旋转都不会影响性能。虽然本发明上述描述的转发旋转补偿由一个向后消旋组成的，本发明同样适用于通过正向旋转的补偿向后旋转的窗口。 

在这里已经描述的接收机系统在单个设备上的所有组件，诸如大规模集成电路。但是用在不同装置上的不同功能或不同表述方式同样适用。 

Claims (7)

1.一种接收机，包括：

a)一个相位调整电路被配置为改变接收到的信号的相位；

b)一个配置为导出变换处理器的频域表示的相位调整后的信号的相位调整电路；

c)一个消旋器配置来应用旋转变换处理器的输出，以抵消施加的任何调整的相位调整电路，其中被施加的旋转由消旋器提供，以便从其中发生位移偏移补偿在输入的变换处理器中引入的相位斜坡。

d)一个根据消旋器的输出信号配置的用于估计信道特性的信道估计器。

2.根据声明1的方法，其中的变换处理器中运行一个过程或窗口具有一个窗口的位置，并且其中所述相位校正电路的接收机，被配置为调整所接收的信号的相位，通过改变窗口的位置的变换处理器。

3.根据声明2，其特征在于，所述相位调整电路的接收机，进一步通过改变采样到采样定时对齐到一个确定的接收到的信号的功能的接收信号的定时的接收信号的相位进行调节

4.根据声明3的接收器，还包括：输入部分，被配置以提供基带信号到一个重新采样器，并由变换处理器处理所接收的信号，其特征在于，所述相位调整电路的I和Q分量，控制重采样的采样定时和窗口变换处理器的位置设置。

5.根据声明4的接收机，其特征在于，还包括处理器，被配置为接收从重新采样的I和Q分量，并提供给变换处理器的部分的I和Q分量，不包括环状组件的环状分量去除。

6.根据声明1的接收机，其特征在于，所述相位调整电路引入的相位变化，通过改变所接收的信号的定时采样到对齐的采样定时的接收信号的确定的特征。

7.根据声明6接收机所述的相位调整电路包括一个用于形成所接收的信号的数字样值的重新采样，并且被配置来调整的重新采样的样本位置。

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