CN108965177B - 信号同相正交分量交换检测方法与接收端装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信号同相正交分量交换检测方法，其用于数字视频广播系统的接收端装置。所述方法包括：接收输入信号；对输入信号执行定时恢复；根据定时恢复的执行状况产生锁定检测信号与定时误差信号，其中在特定时间点之前，锁定检测信号与定时误差信号皆处于正常模式；在特定时间点之后，若定时误差信号处于异常模式，判定发生信号同相正交分量交换；以及在判定发生所述同相正交分量交换之后，交换输入信号的同相分量信号与正交分量信号。藉此，可提高对于数字视频广播系统的信号处理效率。此外，本发明也提出相应的接收端装置。

Description

信号同相正交分量交换检测方法与接收端装置
技术领域
本发明是有关于一种信号处理技术，且特别是有关于一种信号同相正交分量交换(IQ swap)检测方法与接收端装置。
背景技术
在数字视频广播(Digital Video Broadcasting,DVB)系统中，接收端装置会将接收到的输入信号解调为同相(in-phase)分量信号与正交(quadrature)分量信号。然后，接收端装置会基于此同相分量信号与正交分量信号来进行后续的信号补偿、采样、定时恢复、物理帧同步、解映射、解码等信号解析操作，最后产生相应的数据传输流。但是，实际上在将输入信号解调为同相分量信号与正交分量信号时，可能会发生信号同相正交分量交换(IQswap)。亦即，输入信号的同相分量信号被错误识别为正交分量信号，而输入信号的正交分量信号被错误识别为同相分量信号，从而导致后续的信号解析操作发生问题。
一般来说，若系统中存在信号同相正交分量交换，接收端装置会尝试在后续的信号解析操作中进行检测。例如，在解析输入信号的过程中，若检测到错误的频偏，则输入信号的定时恢复会受到影响。当定时恢复的锁定检测值低于一个判决门限而导致定时恢复(timing recovery)发生失锁(unlock)时，接收端装置可判定当前系统中存在信号同相正交分量交换。
但是，在某些数字视频广播系统(例如，DVB-S2X系统)中，若存在信号同相正交分量交换，则即便在检测到错误的频偏后，定时恢复的锁定检测值也可能不会低于所设定的判决门限。因此，单纯根据定时恢复的锁定检测值是否低于判决门限可能无法准确判断系统中是否存在信号同相正交分量交换。基此，有必要针对数字视频广播系统中的信号同相正交分量交换检测技术提出改善。
发明内容
本发明提供一种信号同相正交分量交换(IQ swap)检测方法与接收端装置，可更有效地检测系统中的信号同相正交分量交换。
本发明的一实施例提供一种信号同相正交分量交换检测方法，其用于数字视频广播系统的接收端装置，所述方法包括：接收输入信号；对所述输入信号执行定时恢复(timing recovery)；根据所述定时恢复的执行状况产生锁定检测信号与定时误差信号，其中在特定时间点之前，所述锁定检测信号与所述定时误差信号皆处于正常模式，以响应所述定时恢复的锁定状态；在所述特定时间点之后，若所述定时误差信号处于异常模式，判定发生所述输入信号的同相正交分量交换；以及在判定发生所述输入信号的所述同相正交分量交换之后，交换所述输入信号的同相(in-phase)分量信号与正交(quadrature)分量信号。
在本发明的一实施例中，所述的信号同相正交分量交换检测方法更包括：在所述特定时间点之后，若所述锁定检测信号处于所述异常模式，判定发生所述输入信号的所述同相正交分量交换。
在本发明的一实施例中，所述的信号同相正交分量交换检测方法更包括：若所述锁定检测信号在所述特定时间点之前的均值与所述锁定检测信号在所述特定时间点之后的均值之间的差值大于预设值，判定所述锁定检测信号处于所述异常模式。
在本发明的一实施例中，所述的信号同相正交分量交换检测方法更包括：若所述定时误差信号在所述特定时间点之后的数值波动范围大于预设范围，判定所述定时误差信号处于所述异常模式。
在本发明的一实施例中，所述的信号同相正交分量交换检测方法更包括：若所述锁定检测信号与所述定时误差信号的其中之一处于所述异常模式，更新计数值。此外，判定发生所述输入信号的所述同相正交分量交换的步骤是在所述计数值达到门槛值之后执行。
在本发明的一实施例中，所述的信号同相正交分量交换检测方法更包括：若所述锁定检测信号与所述定时误差信号的其中之一处于所述异常模式，解除所述定时恢复的所述锁定状态。
在本发明的一实施例中，所述的信号同相正交分量交换检测方法更包括：根据所述定时恢复的执行状况执行频偏估计；以及若根据所述定时恢复的输出判定发生频偏更新且所述频偏估计测得的新频偏大于预设频偏，判定达到所述特定时间点。
在本发明的一实施例中，所述定时误差信号反映对所述输入信号执行定时误差检测的检测结果，并且所述锁定检测信号反映所述定时误差检测所对应的检测结果与真实的定时误差之差距。
本发明的另一实施例提供一种接收端装置，其用于数字视频广播系统，所述接收端装置包括接收电路、状态机电路及定时恢复电路。所述接收电路接收输入信号。所述状态机电路连接所述接收电路。所述定时恢复电路连接所述接收电路与所述状态机电路。所述定时恢复电路对所述输入信号执行定时恢复并根据所述定时恢复的执行状况产生锁定检测信号与定时误差信号，其中在特定时间点之前，所述锁定检测信号与所述定时误差信号皆处于正常模式，以响应所述定时恢复的锁定状态。在所述特定时间点之后，若所述定时误差信号处于异常模式，所述状态机电路判定发生所述输入信号的同相正交分量交换。在判定发生所述输入信号的所述同相正交分量交换之后，所述接收电路交换所述输入信号的同相分量信号与正交分量信号。
在本发明的一实施例中，在所述特定时间点之后，若所述锁定检测信号处于所述异常模式，所述状态机电路判定发生所述输入信号的所述同相正交分量交换。
在本发明的一实施例中，所述定时恢复电路包括锁定检测电路、定时误差检测电路及状态检测电路。所述锁定检测电路根据所述定时恢复的执行状况产生所述锁定检测信号。所述定时误差检测电路根据所述定时恢复的执行状况产生所述定时误差信号。所述状态检测电路连接所述锁定检测电路与所述定时误差检测电路。所述状态检测电路判断所述锁定检测信号是处于所述正常模式或所述异常模式并判断所述定时误差信号是处于所述正常模式或所述异常模式。此外，所述状态检测电路判断所述锁定检测信号是处于所述正常模式或所述异常模式的判断标准不同于判断所述定时误差信号是处于所述正常模式或所述异常模式的判断标准。
在本发明的一实施例中，若所述锁定检测信号在所述特定时间点之前的均值与所述锁定检测信号在所述特定时间点之后的均值之间的差值大于一预设值，所述状态检测电路判定所述锁定检测信号处于所述异常模式。
在本发明的一实施例中，若所述定时误差信号在所述特定时间点之后的数值波动范围大于预设范围，所述状态检测电路判定所述定时误差信号处于所述异常模式。
在本发明的一实施例中，若所述锁定检测信号与所述定时误差信号的其中之一处于所述异常模式，所述状态机电路更新计数值。此外，所述状态机电路在所述计数值达到门槛值之后才判定发生所述输入信号的所述同相正交分量交换。
在本发明的一实施例中，若所述锁定检测信号与所述定时误差信号的其中之一处于所述异常模式，所述状态机电路解除所述定时恢复的所述锁定状态。
在本发明的一实施例中，所述的接收端装置更包括频偏估计电路，其连接所述定时恢复电路与所述状态机电路。所述频偏估计电路根据所述定时恢复的执行状况执行频偏估计。若根据所述定时恢复电路的输出判定发生频偏更新且所述频偏估计测得的新频偏大于预设频偏，所述定时恢复电路判定达到所述特定时间点。
在本发明的一实施例中，所述定时误差信号反映所述定时恢复电路对所述输入信号执行定时误差检测的检测结果，并且所述锁定检测信号反映所述定时误差检测所对应的检测结果与真实的定时误差之差距。
基于上述，在接收到输入信号并对输入信号执行定时恢复后，锁定检测信号与定时误差信号会被产生。其中，在特定时间点之前，锁定检测信号与定时误差信号皆处于正常模式，以响应定时恢复的锁定状态。在所述特定时间点之后，若定时误差信号处于异常模式，可判定发生输入信号的同相正交分量交换。在判定发生输入信号的同相正交分量交换之后，输入信号的同相分量信号与正交分量信号会被交换。藉此，相对于单纯根据锁定检测信号的信号状态来检测输入信号的同相正交分量交换，根据定时误差信号是否处于异常模式来辅助检测，可有效提高输入信号的同相正交分量交换的检测效率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A与图1B是根据本发明的一实施例所绘示的接收端装置的示意图。
图1C是根据本发明的一实施例所绘示的鉴相特性曲线的示意图。
图2A与图2B是根据本发明的一实施例所绘示的锁定检测信号与定时误差信号的波形示意图。
图3A与图3B是根据本发明的另一实施例所绘示的锁定检测信号与定时误差信号的波形示意图。
图4A与图4B是根据本发明的另一实施例所绘示的锁定检测信号与定时误差信号的波形示意图。
图5A与图5B是根据本发明的另一实施例所绘示的锁定检测信号与定时误差信号的波形示意图。
图6是根据本发明的另一实施例所绘示的接收端装置的示意图。
图7是根据本发明的一实施例所绘示的信号同相正交分量交换检测方法的流程图。
附图标记说明
10、60：接收端装置
11、61：接收电路
12、62：定时恢复电路
121：时钟恢复电路
122：锁定检测电路
123：定时误差检测电路
124：状态检测电路
13、63：状态机电路
14：频偏估计电路
21、611：调谐器
211：相位控制器
212、213：乘法器
214、215：滤波器
612：模拟数字转换器
613：自动增益控制器
614：直流偏移补偿电路
615：同相正交分量均衡器
616：同频道干扰电路
617：下变频器
618：滤波器
64：均衡器
65：物理层同步电路
66：载波恢复电路
67：输出电路
671：解映射电路
672：低密度奇偶检查解码器
673：BCH解码器
674：基频帧解码器
675：封装电路
676：传输流输出电路
S701～S707：步骤
具体实施方式
图1A与图1B是根据本发明的一实施例所绘示的接收端装置的示意图。图1C是根据本发明的一实施例所绘示的鉴相特性曲线的示意图。请参照图1A与图1B，接收端装置10相容于数字视频广播(Digital Video Broadcasting,DVB)系统，例如，DVB-S2及/或DVB-S2X等等。接收端装置10用以接收输入信号IS并产生相应的数据传输流。其中，输入信号IS符合相应的数字视频广播系统的信号传输规范。例如，接收端装置10可设置于电视、电脑、机顶盒等各式视频播放装置中。
接收端装置10包括接收电路11、定时恢复(timing recovery)电路12及状态机电路13。接收电路11用以将输入信号IS解调为同相(in-phase)分量信号ICS与正交(quadrature)分量信号QCS。以图1B为例，接收电路11包括调谐器(tuner)21。调谐器21用以接收输入信号IS并输出同相分量信号ICS与正交分量信号QCS。例如，调谐器21可包括相位控制器211、乘法器212、乘法器213、滤波器(亦称为数据滤波器)214及滤波器215。相位控制器211用以控制本地载波信号LCS的相位。当接收到输入信号IS时，输入信号IS会通过乘法器212与经相位控制器211调制的同相本地载波信号LCS相乘。通过滤波器214后，输入信号IS的同相分量信号ICS可被输出。另外，输入信号IS也会通过乘法器213与经相位控制器211调制的正交本地载波信号LCS相乘。通过滤波器215后，输入信号IS的正交分量信号QCS可被输出。
定时恢复电路12连接至接收电路11并且用以对输入信号IS(即，输入信号IS的同相分量信号ICS与正交分量信号QCS)执行定时恢复(亦称为定时误差恢复)。须注意的是，所执行的定时恢复包括定时误差检测(timing error detection)。根据定时恢复的执行状态，定时恢复电路12会产生锁定检测信号LDS与定时误差信号TES。其中，定时误差信号TES反映对输入信号IS(即，输入信号IS的同相分量信号ICS与正交分量信号QCS)执行所述定时误差检测的检测结果，而锁定检测信号LDS则反映当前执行定时误差检测产生的检测结果与真实的定时误差之差距。在一实施例中，锁定检测信号LDS的值较大，表示当前测得的定时误差与真实的定时误差的差距较小(即，当前测得的定时误差较接近真实的定时误差)；相反的，锁定检测信号LDS的值越小，表示当前测得的定时误差与真实的定时误差的差距越大(即，当前测得的定时误差越偏离真实的定时误差)。此外，所述真实的定时误差是指，在检测到所述定时误差当下，信号的采样点与最佳采样点之间实际存在的定时误差。
在一实施例中，所述定时误差检测是基于Gardner定时误差检测演算法而执行。例如，Gardner定时误差检测演算法可以用以下方程式(1.1)来表示：
Figure BDA0001299257790000071
其中，yI(r)对应于输入信号IS中第r个符号的同相分量信号ICS，yQ(r)对应于输入信号IS中第r个符号的正交分量信号QCS，并且ut(r)对应于输入信号IS中第r个符号的定时误差检测结果。
另一方面，时域上的二进制基带信号可以用以下方程式(1.2)来表示：
Figure BDA0001299257790000072
其中，ai为第i个符号所对应的幅值，Ts为符号持续时间，且g(t)为成形滤波脉冲波形。在对方程式(1.2)执行傅立叶变换(Fourier transform)并将一个定时误差参数引入之后，可获得以下方程式(1.3)与(1.4)：
Figure BDA0001299257790000073
Figure BDA0001299257790000074
其中，G(f)为g(t)的傅立叶变换，f为频率，并且σ为定时误差参数。σ反映信号接收端的当前采样点(即对应定时误差信号TES)与最佳采样点之间的定时误差的差距。根据方程式(1.1)至(1.4)，可获得一个正弦(sine)型的鉴相特性曲线(亦称为相位误差鉴相特性曲线或S-Curve)，如图1C所示。根据此鉴相特性曲线所显现的特性，若σ(或σ/Ts)为0或0.5，则ut(τ)的值约为0；但仅有在σ/Ts为0.25时，ut(τ)的值才可能达到此鉴相特性曲线的峰值。此外，在历次定时恢复电路12对输入信号IS完成定时恢复的锁定之前，由于还存在当前采样点与最佳采样点之间的定时误差，故定时误差检测的结果会不等于(或远离)一个基准值(例如，0)，直到定时恢复电路12对输入信号IS完成定时恢复而消除当前采样点与最佳采样点之间的定时误差为止。故若将历次定时误差检测的结果累加，则可获得定时误差检测结果的波动，而此波动变化会随着定时恢复的完成而可收敛至一稳定值。
因此，在本实施例中，定时误差信号TES的值可对应历次执行定时误差检测的结果的累计值，而锁定检测信号LDS的值则可对应额外引入0.25Ts的σ所计算出的定时误差检测的结果。在定时恢复电路12对输入信号IS完成定时恢复的锁定之前，当前采样点及最佳采样点间还存在定时误差，则σ原本就不等于0，若再额外加上0.25Ts，则锁定检测信号LDS的值仍达不到鉴相特性曲线的峰值，且定时误差值TES也仍会波动。在完成对输入信号IS的定时恢复的锁定之后(即，输入信号IS处于定时恢复的锁定状态)，定时误差信号TES的值会接近稳定值，并且锁定检测信号LDS的值将达到(或趋近于)鉴相特性曲线的峰值。
状态机电路13连接至接收电路11与定时恢复电路12。在一个特定时间点之前，是假设锁定检测信号LDS与定时误差信号TES皆是处于正常模式，以响应对输入信号IS执行的定时恢复的锁定状态。在一实施例中，在此特定时间点之后，若定时误差信号TES处于异常模式(即，定时误差信号TES发生异常)，则状态机电路13会判定发生输入信号IS的同相正交分量交换(IQ swap)。此外，在一实施例中，在此特定时间点之后，若锁定检测信号LDS处于异常模式(即，锁定检测信号LDS发生异常)，则状态机电路13也会判定发生输入信号IS的同相正交分量交换。更进一步，在一实施例中，在此特定时间点之后，若锁定检测信号LDS与定时误差信号TES的至少其中一者处于异常模式，则状态机电路13会判定发生输入信号IS的同相正交分量交换。
在一实施例中，若检测到锁定检测信号LDS与定时误差信号TES的其中之一处于异常模式，状态机电路13会更新一计数值。例如，状态机电路13会将此计数值加1。若此计数值达到一门槛值(例如，2或3)，则状态机电路13会判定发生输入信号IS的同相正交分量交换。反之，若此计数值尚未达到此门槛值，则状态机电路13不会判定发生输入信号IS的同相正交分量交换。
在一实施例中，所述特定时间点是指检测到频偏更新且新的频偏大于一预设频偏时。若根据定时恢复电路12的输出检测到发生频偏更新且新的频偏大于预设频偏，则定时恢复电路12对输入信号IS执行的定时恢复会受到影响，从而可能导致锁定检测信号LDS与定时误差信号TES的至少其中一者处于异常模式。
在一实施例中，接收端装置10还包括频偏估计电路14，其连接定时恢复电路12与状态机电路13。频偏估计电路14用以根据定时恢复的执行状况对定时恢复电路12的输出进行频偏估计并输出一频偏估计值。状态机电路13可根据此频偏估计值判断是否达到所述特定时间点。例如，状态机电路13可持续监测频偏估计电路14估计的频偏估计值，以判断频偏是否更新。当发生频偏更新时，状态机电路13可将此频偏估计值与一个预设频偏值进行比较。若比较结果呈现定时恢复电路12的输出的新频偏大于预设频偏，状态机电路13可判定已达到所述特定时间点。若比较结果非呈现定时恢复电路12的输出的新频偏大于预设频偏，则状态机电路13可判定未达到所述特定时间点。
在一实施例中，状态机电路13则是会将频偏估计电路14输出的频偏估计值传送给定时恢复电路12，而定时恢复电路12可根据此频偏估计值判断是否达到所述特定时间点。例如，定时恢复电路12可根据此频偏估计值判断定时恢复电路12的输出是否发生频偏更新。若定时恢复电路12判定其输出致使频偏更新且新的频偏大于预设频偏时，定时恢复电路12可判定达到所述特定时间点。此外，在一实施例中，频偏估计电路14亦可以是配置于定时恢复电路12或状态机电路13内部，而非一个独立的电路模块。
在一实施例中，在达到所述特定时间点之后，定时恢复电路12可开始检测锁定检测信号LDS及/或定时误差信号TES是否处于异常模式。此外，在一实施例中，无论是否达到所述特定时间点，定时恢复电路12皆会持续检测锁定检测信号LDS及/或定时误差信号TES是否处于异常模式。
在一实施例中，在所述特定时间点之后，若锁定检测信号LDS与定时误差信号TES的至少其中一者处于异常模式，状态机电路13会强制解除对输入信号IS执行的定时恢复的锁定状态。在解除对输入信号IS执行的定时恢复的锁定状态之后，对输入信号IS执行的定时恢复会回复到失锁(unlock)状态，并且定时恢复电路12会重新对输入信号IS执行定时恢复，尝试使输入信号IS回到定时恢复的锁定状态。
在判定发生输入信号IS的同相正交分量交换之后，状态机电路13会指示接收电路11交换输入信号IS的同相分量信号ICS与正交分量信号QCS。在交换输入信号IS的同相分量信号ICS与正交分量信号QCS之后，原先被视为输入信号IS的同相分量信号ICS的信号会被视为输入信号IS的正交分量信号QCS，并且原先被视为输入信号IS的正交分量信号QCS的信号会被视为输入信号IS的同相分量信号ICS。在一实施例中，交换输入信号IS的同相分量信号ICS与正交分量信号QCS是将原先输入至接收电路11中的I通道(I-channel)的信号切换为输入至接收电路11中的Q通道(Q-channel)，并且将原先输入至Q通道的信号切换为输入至I通道。以图1B为例，I通道是指滤波器214所连接的通道，而Q通道是指滤波器215所连接的通道。
须注意的是，判断锁定检测信号LDS处于正常模式或异常模式的判断标准不同于判断定时误差信号TES处于正常模式或异常模式的判断标准。在一实施例中，判断锁定检测信号LDS处于正常模式或异常模式以及判断定时误差信号TES处于正常模式或异常模式的操作皆是由定时恢复电路12执行，并且定时恢复电路12会将判断结果传送给状态机电路13。
回到图1A，在一实施例中，定时恢复电路12包括时钟(clock)恢复电路121、锁定检测电路122、定时误差检测电路123及状态检测电路124。时钟恢复电路121用以对输入信号IS的同相分量信号ICS与正交分量信号QCS执行所述定时恢复，以尝试同步信号接收端与信号发射端的取样点。锁定检测电路122与定时误差检测电路123连接至时钟恢复电路121并且用以根据时钟恢复电路121的执行状况分别产生锁定检测信号LDS与定时误差信号TES。状态检测电路124连接至锁定检测电路122与定时误差检测电路123并且用以检测锁定检测信号LDS与定时误差信号TES的至少其中之一是否处于异常模式。
在一实施例中，状态检测电路124会检测锁定检测信号LDS在所述特定时间点之前的一个均值并检测锁定检测信号LDS在所述特定时间点之后的一个均值。然后，状态检测电路124会判断锁定检测信号LDS在所述特定时间点之前的均值与锁定检测信号LDS在所述特定时间点之后的均值之间的差值是否大于一个预设值。若是，状态检测电路124会判定锁定检测信号LDS处于异常模式。若否，则状态检测电路124会视为锁定检测信号LDS仍处于正常模式。例如，在完成对输入信号IS的定时恢复锁定之后，状态检测电路124可统计在所述特定时间点之前检测到的输入信号IS所传输的多个符号(symbol)所对应的锁定检测信号LDS的均值。在所述特定时间点之后，状态检测电路124可检测输入信号IS所传输的多个符号所对应的锁定检测信号LDS的均值并将这两个均值进行比较。若这两个均值之间的差值大于预设值，状态检测电路124可判定锁定检测信号LDS处于异常模式。反之，若这两个均值之间的差值不大于此预设值，状态检测电路124可判定锁定检测信号LDS维持处于正常模式。
此外，在其他实施例中，亦可以根据其他判断标准来判断锁定检测信号LDS是否处于异常模式。例如，在所述特定时间点之后，若状态检测电路124检测到锁定检测信号LDS的值的变动幅度一或多次超过一预设幅度，状态检测电路124亦可判定锁定检测信号LDS处于异常模式。
此外，在一实施例中，状态检测电路124会检测定时误差信号TES在所述特定时间点之后的一个数值波动范围。例如，在所述特定时间点之后，状态检测电路124可记录输入信号IS所传输的多个符号所对应定时误差信号TES的数值。根据此些数值的最大值与最小值，状态检测电路124可获得定时误差信号TES在所述特定时间点之后的一预设时间区间内的数值波动范围。状态检测电路124会判断此数值波动范围是否大于一预设范围。若此数值波动范围大于此预设范围，状态检测电路124会判定定时误差信号TES处于异常模式。反之，若此数值波动范围不大于此预设范围，则状态检测电路124会视为定时误差信号TES仍处于正常模式。
在一实施例中，在完成对输入信号IS的定时恢复锁定之后，在所述特定时间点之前，状态检测电路124会先找到定时误差信号TES的一个稳定状态。例如，此稳定状态可以是指在进入所述特定时间点之前，定时误差信号TES的值在一段期间内维持于一稳定数值范围内。状态检测电路124会根据此稳定状态来设定所述预设范围。例如，状态检测电路124可将此稳定数值范围的最大值与最小值之间的差值设定为所述预设范围。此外，在一实施例中，所述预设范围亦可以是一个预设的数值范围。
此外，在其他实施例中，亦可以根据其他判断标准来判断定时误差信号TES是否处于异常模式。例如，在一实施例中，在所述特定时间点之后，若状态检测电路124检测到定时误差信号TES的值的变动幅度一或多次超过一预设幅度，状态检测电路124亦可判定定时误差信号TES处于异常模式。
此外，在一实施例中，上述判断锁定检测信号LDS处于正常模式或异常模式及/或判断定时误差信号TES处于正常模式或异常模式的操作亦可以是由状态机电路13执行。
图2A与图2B是根据本发明的一实施例所绘示的锁定检测信号与定时误差信号的波形示意图。请参照图2A，假设时间点T1为所述特定时间点。在时间点T1之前，是假设锁定检测信号LDS处于正常模式，以响应所执行的定时恢复的锁定状态。在时间点T1之前与之后，锁定检测信号LDS的均值差异不大。例如，时间点T1之前(一时间范围内)锁定检测信号LDS的均值与时间点T1之后(一时间范围内)锁定检测信号LDS的均值之间的差值不大于一预设值(例如，0.1)。因此，可判定在时间点T1之后锁定检测信号LDS处于正常模式。
请参照图2B，在时间点T1(即，特定时间点)之前，同样假设定时误差信号TES处于正常模式，以响应所执行的定时恢复的锁定状态。在时间点T1之后，所测得的定时误差信号TES的数值波动范围未超出预设范围RD。因此，可判定在时间点T1之后定时误差信号TES也处于正常模式。
图3A与图3B是根据本发明的另一实施例所绘示的锁定检测信号与定时误差信号的波形示意图。请参照图3A，假设时间点T2为所述特定时间点。在时间点T2之前，是假设锁定检测信号LDS处于正常模式，以响应所执行的定时恢复的锁定状态。在时间点T2之前与之后，锁定检测信号LDS的均值差异不大(例如，小于一预设值)，因此，可判定在时间点T2之后锁定检测信号LDS处于正常模式。
请参照图3B，在时间点T2(即，特定时间点)之前，同样假设定时误差信号TES处于正常模式，以响应所执行的定时恢复的锁定状态。须注意的是，在时间点T2之后，所测得的定时误差信号TES的数值波动范围R1明显超出预设范围(例如，图2B的预设范围RD)。因此，可判定在时间点T2之后定时误差信号TES是处于异常模式。
图4A与图4B是根据本发明的另一实施例所绘示的锁定检测信号与定时误差信号的波形示意图。请参照图4A，假设时间点T3为所述特定时间点。在时间点T3之前，是假设锁定检测信号LDS处于正常模式，以响应所执行的定时恢复的锁定状态。在时间点T3之前，锁定检测信号LDS的均值以V1来表示；而在时间点T3之后，锁定检测信号LDS的均值以V2来表示。须注意的是，均值V1与均值V2之间的差值大于预设值(例如，大于0.1)，因此，可判定在时间点T3之后锁定检测信号LDS处于异常模式。
请参照图4B，在时间点T3(即，特定时间点)之前，同样假设定时误差信号TES处于正常模式，以响应所执行的定时恢复的锁定状态。须注意的是，在时间点T3之后，所测得的定时误差信号TES的数值波动范围R2未超出预设范围(例如，图2B的预设范围RD)。因此，可判定在时间点T3之后定时误差信号TES是维持于正常模式。
图5A与图5B是根据本发明的另一实施例所绘示的锁定检测信号与定时误差信号的波形示意图。请参照图5A，假设时间点T4为所述特定时间点。在时间点T4之前，是假设锁定检测信号LDS处于正常模式，以响应所执行的定时恢复的锁定状态。在时间点T4之前，锁定检测信号LDS的均值以V3来表示；而在时间点T4之后，锁定检测信号LDS的均值以V4来表示。须注意的是，均值V3与均值V4之间的差值也大于预设值(例如，大于0.1)，因此，可判定在时间点T3之后锁定检测信号LDS处于异常模式。
请参照图5B，在时间点T4(即，特定时间点)之前，同样假设定时误差信号TES处于正常模式，以响应所执行的定时恢复的锁定状态。须注意的是，在时间点T4之后，所测得的定时误差信号TES的数值波动范围R3大于预设范围(例如，图2B的预设范围RD)。因此，可判定在时间点T4之后定时误差信号TES是处于异常模式。
在图3A、图3B、图4A、图4B、图5A及图5B的实施例中，在特定时间点之后，锁定检测信号LDS与定时误差信号TES的至少其中之一出现异常(即，处于异常模式)。一旦检测到锁定检测信号LDS与定时误差信号TES的至少其中之一出现异常，对于输入信号(例如，输入信号IS)的定时恢复的锁定状态就会被解除(例如，切换为失锁状态)并且对于输入信号的定时恢复会重新执行。在一实施例中，只要对于输入信号的定时恢复从锁定状态切换为失锁状态的行为重复执行达一预定次数(即，所述计数值达到门槛值)，就会判定当前系统中存在同相正交分量交换的问题。此外，在图2A至图5B中，纵轴是以电压值来呈现锁定检测信号LDS与定时误差信号TES的数值且其单位不限，而横轴则是时间，其单位同样不限。
回到图1A，在一实施例中，状态机电路13还可以致能(enable)或禁能(disable)锁定检测电路122、定时误差检测电路123及状态检测电路124的至少其中之一。例如，在一实施例中，在开始对输入信号IS执行定时恢复直到所述特定时间点之前，状态机电路13会禁能(或关闭)锁定检测电路122、定时误差检测电路123及状态检测电路124的至少其中之一，以节省电力消耗。在特定时间点(例如，检测到定时恢复电路12的输出发生频偏更新且新的频偏大于预设频偏)时，状态机电路13会致能(或启动)锁定检测电路122、定时误差检测电路123及状态检测电路124的至少其中之一。被致能(或启动)的锁定检测电路122、定时误差检测电路123及状态检测电路124可开始执行上述对应操作。
图6是根据本发明的另一实施例所绘示的接收端装置的示意图。请参照图6，接收端装置60包括接收电路61、定时恢复电路62、状态机电路63、均衡器(equalizer)64、物理层(physical layer)同步电路65、载波恢复(carrier recovery)电路66及输出电路67。接收电路61包括调谐器611、模拟数字转换器(analog to digital converter,ADC)612、自动增益控制器(auto-gain controller,AGC)613、直流偏移补偿(direct current offsetcompensation,DCC)电路614、同相正交分量(IQ)均衡器615、同频道干扰(co-channelinterference,CCI)电路616、下变频器(down converter,DC)617、滤波器618。
调谐器611用以接收输入信号IS并且将输入信号IS的高频部分转换至中频频段。调谐器611也具有相同或类似于图1B的调谐器21的功能及/或电路结构，以产生输入信号IS的同相分量信号与正交分相信号。模拟数字转换器612连接至调谐器611并且用以将模拟信号转换为数字信号。自动增益控制器613连接至模拟数字转换器612并且用以执行信号的放大或缩小。直流偏移补偿电路614连接至自动增益控制器613并且用以执行信号的直流成份消除。同相正交分量均衡器615连接至直流偏移补偿电路614并且用以消除同相分量信号与正交分相信号的不平衡。同频道干扰电路616连接至同相正交分量均衡器615并且用以消除同频干扰。下变频器617连接至同波道干扰电路616并且用以执行下变频以及频偏纠正。滤波器618连接至下变频器617并且用以执行下采样。例如，滤波器618可根据采样率与符号率的关系，决定下采样的倍数。
定时恢复电路62与状态机电路63分别相同或相似于图1A中的定时恢复电路12与状态机电路13，在此便不赘述。须注意的是，状态机电路63还可用以检测与控制各电路模块的工作状态(例如，致能或禁能某一电路模块)，并在各电路模块之间传递相关参数。此外，在一实施例中，定时恢复电路62中还设置有图1A中的频偏估计电路14。
均衡器64连接至定时恢复电路62并且用以对信号进行补偿。物理层同步电路65连接至均衡器64并且用以执行物理帧(frame)同步。载波恢复电路66连接至物理层同步电路65并且用以执行载波恢复操作。此外，根据定时恢复电路62、物理层同步电路65及载波恢复电路66的执行状况，状态机电路63可调整接收电路61(例如，下变频器617)的工作参数，以执行频偏纠正。
输出电路67包括解映射(de-mapping)电路671、低密度奇偶检查(Low-densityparity-check,LDPC)解码器672、BCH解码器673、基频帧(base-band frame)解码器674、封装(packet)电路675及传输流(transmitting stream,TS)输出电路676。解映射电路671连接至载波恢复电路66并且用以执行解映射。低密度奇偶检查解码器672连接至解映射电路671并且用以执行低密度奇偶检查码解码。BCH解码器673连接至低密度奇偶检查解码器672并且用以执行BCH码解码。基频帧解码器674连接至BCH解码器673并且用以执行基频帧解码。封装电路675连接至基频帧解码器674并且用以执行数据封装(即，打包)。传输流输出电路676连接至封装电路675并且用以输出传输流TS。
须注意的是，图1A、图1B及图6的电路结构仅为范例。在部分未提及的实施例中，图1A、图1B及图6的电路结构中部份元件的连接关系可以根据实务需求而加以调整。此外，在部分未提及的实施例中，图1A、图1B及图6的电路结构中的部分元件亦可以是由其他具有相同或相似功能的元件取代，或者亦可加入更多元件以提供额外功能。
图7是根据本发明的一实施例所绘示的信号同相正交分量交换检测方法的流程图。请参照图7，在步骤S701中，接收输入信号。在步骤S702中，对输入信号执行定时恢复。在步骤S703中，根据该定时恢复的执行状况产生锁定检测信号与定时误差信号。在步骤S704中，判断锁定检测信号与定时误差信号的至少其中之一是否处于异常模式。若步骤S704判断为是，在步骤S705中，解除定时恢复的锁定状态并更新一计数值。若步骤S704判断为否，步骤S704可重复执行。在步骤S706中，判断计数值是否达到一门槛值。若步骤S706判断为是，表示当前有很高的机率是发生输入信号的同相正交分量交换，因此，在步骤S707中，交换输入信号的同相分量信号与正交分量信号。若步骤S706判断为否，则可回到步骤S702，重新对输入信号执行定时恢复。
然而，图7中各步骤已详细说明如上，在此便不再赘述。值得注意的是，图7中各步骤可以实作为多个程式码或是电路，本发明不加以限制。此外，图7的方法可以搭配以上各实施例使用，也可以单独使用，本发明不加以限制。
综上所述，在接收到输入信号并对输入信号执行定时恢复后，锁定检测信号与定时误差信号会被产生。其中，在特定时间点之前，锁定检测信号与定时误差信号皆处于正常模式，以响应定时恢复的锁定状态。在所述特定时间点之后，若定时误差信号与锁定检测信号的至少其中一者处于异常模式，可判定发生输入信号的同相正交分量交换。在判定发生输入信号的同相正交分量交换之后，输入信号的同相分量信号与正交分量信号会被交换。藉此，相对于传统上单纯根据锁定检测信号的信号状态来检测输入信号的同相正交分量交换，根据定时误差信号是否处于异常模式来辅助检测，可有效提高输入信号的同相正交分量交换的检测效率。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种信号同相正交分量交换(IQ swap)检测方法，用于数字视频广播系统的接收端装置，该方法包括：
接收一输入信号；
对该输入信号执行定时恢复；
根据该定时恢复的执行状况产生一锁定检测信号与一定时误差信号，其中该定时误差信号反映对该输入信号执行一定时误差检测的一检测结果，该锁定检测信号反映该定时误差检测所对应的该检测结果与真实的定时误差之差距；
根据该定时恢复的执行状况执行频偏估计，若根据该定时恢复的输出判定发生频偏更新且该频偏估计测得的新频偏大于一预设频偏，判定达到一特定时间点，
其中在该特定时间点之前，该锁定检测信号与该定时误差信号皆处于一正常模式，以响应该定时恢复的锁定状态；
在该特定时间点之后，若该定时误差信号处于一异常模式，更新一计数值，其中若该定时误差信号在该特定时间点之后的一数值波动范围大于一预设范围，判定该定时误差信号处于该异常模式；
在该计数值达到一门槛值之后，判定发生该输入信号的一同相正交分量交换；以及
在判定发生该输入信号的该同相正交分量交换之后，交换该输入信号的一同相分量信号与一正交分量信号。
2.如权利要求1所述的信号同相正交分量交换检测方法，其特征在于，更包括：
在该特定时间点之后，若该锁定检测信号处于该异常模式，判定发生该输入信号的该同相正交分量交换。
3.如权利要求1或2所述的信号同相正交分量交换检测方法，其特征在于，更包括：
若该锁定检测信号在该特定时间点之前的均值与该锁定检测信号在该特定时间点之后的均值之间的差值大于一预设值，判定该锁定检测信号处于该异常模式。
4.如权利要求1所述的信号同相正交分量交换检测方法，其特征在于，更包括：
若该锁定检测信号处于该异常模式，更新该计数值。
5.如权利要求1所述的信号同相正交分量交换检测方法，其特征在于，更包括：
若该锁定检测信号与该定时误差信号的其中之一处于该异常模式，解除该定时恢复的该锁定状态。
6.一种接收端装置，用于数字视频广播系统，该接收端装置包括：
一接收电路，接收一输入信号；
一状态机电路，连接该接收电路；
一定时恢复电路，连接该接收电路与该状态机电路，
该定时恢复电路对该输入信号执行定时恢复并根据该定时恢复的执行状况产生一锁定检测信号与一定时误差信号，其中该定时误差信号反映该定时恢复电路对该输入信号执行一定时误差检测的一检测结果，该锁定检测信号反映该定时误差检测所对应的该检测结果与真实的定时误差之差距；以及
一频偏估计电路，连接该定时恢复电路与该状态机电路，该频偏估计电路根据该定时恢复的执行状况执行频偏估计，若根据该定时恢复电路的输出判定发生频偏更新且该频偏估计测得的新频偏大于一预设频偏，该定时恢复电路判定达到一特定时间点，
其中在该特定时间点之前，该锁定检测信号与该定时误差信号皆处于一正常模式，以响应该定时恢复的锁定状态，
在该特定时间点之后，若该定时误差信号处于一异常模式，该状态机电路更新一计数值，其中若该定时误差信号在该特定时间点之后的一数值波动范围大于一预设范围，该定时恢复电路判定该定时误差信号处于该异常模式，
在该计数值达到一门槛值之后，该状态机电路判定发生该输入信号的一同相正交分量交换，
在判定发生该输入信号的该同相正交分量交换之后，该接收电路交换该输入信号的一同相分量信号与一正交分量信号。
7.如权利要求6所述的接收端装置，其特征在于，在该特定时间点之后，若该锁定检测信号处于该异常模式，该状态机电路判定发生该输入信号的该同相正交分量交换。
8.如权利要求6所述的接收端装置，其特征在于，该定时恢复电路包括：
一锁定检测电路，根据该定时恢复的执行状况产生该锁定检测信号；
一定时误差检测电路，根据该定时恢复的执行状况产生该定时误差信号以及
一状态检测电路，连接该锁定检测电路与该定时误差检测电路，
该状态检测电路判断该锁定检测信号是处于该正常模式或该异常模式并判断该定时误差信号是处于该正常模式或该异常模式，
其中该状态检测电路判断该锁定检测信号是处于该正常模式或该异常模式的判断标准不同于判断该定时误差信号是处于该正常模式或该异常模式的判断标准。
9.如权利要求8所述的接收端装置，其特征在于，若该锁定检测信号在该特定时间点之前的均值与该锁定检测信号在该特定时间点之后的均值之间的差值大于一预设值，该状态检测电路判定该锁定检测信号处于该异常模式。
10.如权利要求6所述的接收端装置，其特征在于，若该锁定检测信号处于该异常模式，该状态机电路更新该计数值。
11.如权利要求6所述的接收端装置，其特征在于，若该锁定检测信号与该定时误差信号的其中之一处于该异常模式，该状态机电路解除该定时恢复的该锁定状态。
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