CN1333578C - 用于高清晰度电视接收机的载波恢复装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种可用于一个高清晰度电视接收机中的载波恢复装置，包括一个误差补偿单元、一个误差检测单元和一个振荡器。该误差补偿单元讲一个复数输入信号与一个频率信号相组合从而产生一个复数输出信号。该复数输出信号包含一个误差参考信号。该误差检测单元基于该复数输出信号的一个实部来确定在该复数输出信号中的该误差参考信号的一个位置，并基于该误差参考信号的该位置来产生一个误差信号。该振荡器产生具有某一频率的频率信号，该频率是基于该误差信号来改变的。该复数高清晰度电视信号是一个以复数表示的VSB信号，并且其中该误差参考信号是位于该复数数据信号的一个场同步信号中的一个PN63信号。

Description

用于高清晰度电视接收机的载波恢复装置和方法

发明背景

本申请要求以2002年10月7日向韩国知识产权局(KIPO)提交的申请号为No.10-2002-0061041的韩国专利申请为优先权，其内容在此结合作为参考。

技术领域

本发明涉及用于接收一个高清晰度电视(以下称作“HD TV”)信号的接收机，尤其是载波恢复装置和方法，用于恢复例如一个HD TV信号中的载波信号。

技术背景

与先进电视系统委员会(ATSC)标准兼容的高清晰度电视接收机接收一个包括一个导频信号的传输信号。在载波中包括一个导频信号的传输信号的例子包括残留边带(VSB)信号、双边带(DSB)信号和单边带(SSB)信号。该导频信号可以用于恢复一个所接收的信号中的该载波。

图1表示VSB信号的一种数据帧结构。一个数据帧包括两个场，而每场包括313个段。作为数据帧的基本单位的一个段包括832个符号，并且具有四个符号的每个段同步信号置于每个段的开始部分。

每场的第一个段是一个场同步信号，该场同步信号具有一种由发射机和接收机事先知道的模式。该场同步信号是按照预定的时间间隔产生的。除了第一个段之外的312个段容纳数据。

图2表示图1所示的场同步信号的结构。参见图2，图1的场同步信号包括一个PN511信号、3个PN63信号以及一个VSB模式信号。场同步信号包含在每个场中，这样，一个PN511信号、3个PN63信号以及一个VSB模式信号也都包含在每个场中。

图3是一种高清晰度电视接收系统300的框图。下面参照图3描述该接收系统300中用于接收一个载波的操作。首先，将由天线接收的一个载波信号输入提供给调谐器310。该调谐器310响应一个固定本机振荡信号将所接收的该载波信号转换为具有某一带宽的信号。

调谐器310输出的信号由一个声表面波(SAW)滤波器320进行滤波从而提供一个具有某一带宽的信号。由于该SAW滤波器320仅允许某一带宽的信号通过，所以该载波信号的失真就会导致该导频信号被SAW滤波器320阻滞。因此，载波恢复设备350就不能检测该导频信号，这会阻碍该载波的恢复。

SAW滤波器320的输出信号通过一个中频(IF)放大器330来放大，并由一个模/数转换器(ADC)340将其转换为一个数字信号INS，而且，由一个符号定时恢复单元360来检测一个采样信号。

来自ADC340的该数字信号INS通过该载波恢复设备350得以恢复。载波恢复回路370利用载波信号中的导频信号来恢复一个载波。由于例如载波信号的失真，来自SAW滤波器的通过带宽的导频信号的偏差会导致频率偏移，即，一个载波频率和一个解调频率之间的偏移。该载波恢复设备350和该载波恢复回路370提取载波信号和解调频率之间的频率偏移，并且用作用于补偿该频率偏移和补偿该相位误差的回路。

然而，一个导频信号会因来自例如传输信号上的多路径影响的噪声而变弱或消失。从而，接收系统不能恢复载波。此外，当在利用该导频信号的载波恢复的早期出现一个大的载波频率误差时，有效时间就有必要与该载波同步。

发明概述

本发明的一些实施例提供了一种可用于高清晰度电视接收机的载波恢复装置。该载波恢复装置包括一个误差补偿单元、一个误差检测单元和一个振荡器。该误差补偿单元将一个复数输入信号与一个频率信号相组合来产生一个复数输出信号。该复数输出信号包含一个误差参考信号。该误差检测单元基于该复数输出信号的一个实部来确定该复数输出信号中的该误差参考信号的一个位置，并基于该位置产生一个误差信号。该振荡器产生具有某一频率的频率信号，该频率是基于该误差信号来改变的。该复数输入信号可以是一个以复数表示的VSB信号，而该误差参考信号可以是该复数输入信号的场同步信号中的一个PN63信号。

该载波恢复装置可用于即使很难检测导频信号时快速恢复一个载波。例如，在某些实施例中，包含在一个VSB信号的一个场同步信号中的一个PN63信号可用于恢复该载波。

本发明的其它实施例提供了一种用于恢复在一个复数高清晰度电视信号中的一个载波的方法。检测在该复数高清晰度电视信号中是否存在一个导频信号。接着，按照所检测到的是否在该复数高清晰度电视信号中存在该导频信号来进行选择，要么执行对该复数高清晰度电视信号的第一误差检测功能，要么执行对该复数高清晰度电视信号的第二误差检测功能。在进一步的实施例中，该第一误差检测功能利用包含在该VSB信号的场同步信号中的PN63信号来恢复该载波。第二误差检测功能可利用该导频信号来恢复该载波。因此，如果可以得到该导频信号，就可用其恢复该载波，否则，就可利用该PN63信号来恢复该导频信号。

附图的简要说明

图1表示按照现有技术的残留边带(VSB)信号的一个数据帧结构；

图2表示按照现有技术的图1中的VSB信号的一个场同步信号的结构；

图3是按照现有技术的一种高清晰度电视接收机的框图；

图4是按照本发明第一实施例的一种载波恢复装置的框图；

图5的框图示出了根据本发明多个实施例例如图4所示的频率误差测量单元；；

图6是按照本发明第一实施例的用于恢复一个载波的操作流程图；

图7是按照本发明实施例的用于确定一个误差参考信号的位置并产生一个误差信号的操作流程图；

图8示出了根据本发明多个实施例用于产生例如图7所示误差信号的操作流程；

图9是按照本发明第二实施例的一种载波恢复装置的框图；

图10是按照本发明第二实施例的用于恢复一个载波的操作流程图；

图11示出了用于产生例如图10所示误差信号的操作流程。

本发明的详细说明

下面参照附图更全面的描述本发明，在附图中示出了本发明的说明性实施例。然而，本发明可以多种形式加以实施，且其结构不局限于此处所述的实施例。提供这些实施例仅仅为便于公开更加彻底和全面，并将本发明的范围更完全的传达给本领域技术人员。所有相同部件均采用相同的标号。

本领域技术人员都可以理解，本发明可以作为某些方法和装置加以实施。于是，本发明可以采用一种全硬件实施例、一种全软件实施例或一种软硬结合的实施例的方式，所有这些方式通常在此就指“设备”、“装置”和“单元”。下面参照按照本发明实施例的方法和装置或接收机的流程图表示和/或框图来描述本发明。可以理解，该流程说明和/或框图的每个块以及该流程图表示和/或框图的块的组合可以通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令提供给一个通用计算机、一个专用计算机或其它可编程数据处理装置来产生一个机器，以便使经过所述计算机的处理器或其它可编程数据处理装置执行的这些指令建立某些手段以执行在所述流程和/或一个框图块或多个块中所规定的功能/作用。

这些计算机程序指令也可以存储在一个可指示一个计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式运行的计算机可读存储器中，以便存储在该计算机可读存储器中的指令产生一种产品，该产品包括实现由流程图和/或框图的块或块的组合中所指定的功能/动作的指令装置。

该计算机程序指令也可加载到一个计算机或其它可编程数据处理装置中以引起将在所述计算机或其它可编程装置上执行的一系列操作步骤以产生计算机执行的一个处理，以便在该计算机或可编程数据处理装置上执行的这些指令提供用于实现由流程图和/或一个框图块或块的组合中所指定的功能/动作。

图4是按照本发明第一实施例的一种载波恢复设备(装置)400的框图，而图5是示出了例如图4所示的一种频率误差测量单元的框图。

参见图4和5，载波恢复设备400包括一个误差补偿单元410、一个转换单元415、一个开关控制信号发生器420、一个第一误差检测单元425以及一个第二误差检测单元440。

该误差补偿单元410将一个复数输入信号COMIS与一个预定频率信号FRQS相乘，并输出该相乘结果作为一个复数输出信号COMOS，其中，该复数输入信号COMIS包括一个实数部分和一个虚数部分，该预定频率信号FRQS是由第二误差检测单元440输出的。

该复数输入信号COMIS是一个被通过复数滤波器405转换为复数信号的输入信号INS。该输入信号INS是一个载波信号，该载波信号可以通过例如一个天线、电缆管道、网络或其它通信介质接收，并且通过例如图3中的ADC340作为一个实数信号来输出。该载波恢复设备400可用于一种例如为在美国使用而构成的8电平残留边带(VSB)HD TV信号的接收机中。在这种情况下，该复数输入信号COMIS可以是一个已转换为复数的VSB信号。

可包括一个误差的该复数输入信号COMIS通过例如与该频率信号FRQS相乘来组合从而产生一个复数输出信号COMOS。该复数输出信号COMOS是基于该复数输入信号COMIS的，但可包括通过利用该频率信号FRQS来补偿的误差补偿。该频率信号FRQS可通过响应来自第一误差检测单元425和/或第二误差检测单元440的信号的位于第二误差检测单元440中的一个振荡器455来产生。该第一和第二误差检测单元425和440的操作下面将作进一步描述。

误差补偿单元410可将该复数输入信号COMIS与该频率信号FRQS相乘从而产生该复数输出信号COMOS。当该复数输入信号COMIS被首先提供给误差补偿单元410时，该频率信号FRQS可能不包含允许误差补偿单元410补偿该复数输入信号COMIS中的误差的信息，因此，该复数输出信号COMOS可以与该复数输入信号COMIS是相同的。

在例如所述复数输入信号COMIS和/或复数输出信号COMOS中检测(感知)是否存在一个引导信号的基础上，开关控制信号发生器420产生一个开关控制信号SWCONS。基于该开关控制信号SWCONS，当没检测到该导频信号时，复数输出信号COMOS输入给该第一误差检测单元425，当检测到该导频信号时，则输入给第二误差检测单元440。

基于该开关控制信号SWCONS，该转换单元415有选择地将该复数输出信号COMOS提供给该第一或第二误差检测单元425或440。当在例如该复数输出信号COMOS中检测到该导频信号时，就将该复数输出信号COMOS提供给该第二误差检测单元440。该第二误差检测单元440接收该复数输出信号COMOS并且利用该导频信号补偿复数输出信号COMOS中的误差。

第二误差检测单元440包括：一个频率-相位同步回路445，用于检测该复数输出信号COMOS中导频信号的频率和相位误差；一个回路滤波器450，用于对该频率-相位同步回路445的输出进行滤波；以及一个振荡器455，用于产生该频率信号FRQS，该频率信号FRQS的频率可响应于该回路滤波器450的一个输出和一个误差信号OFFSETS而改变。该第二误差检测单元440的操作可以是例如一个常规的载波恢复设备的操作，因此，为了简便起见，在此不对其操作做进一步说明。

如果在例如该复数输出信号COMOS中没有检测到该导频信号，则该转换单元415就响应该开关控制信号SWCONS而将该复数输出信号COMOS提供给该第一误差检测单元425。

该第一误差检测单元425接收该复数输出信号COMOS和一个实数信号REALS，并且检测来自该实数信号REALS的复数输出信号COMOS中的误差参考信号的位置，其中，该实数信号REALS表示该复数输出信号COMOS的实部。该第一误差检测单元425测量该复数输出信号COMOS的相位角的变量，并将该误差信号OFFSETS作为测量结果提供给第二误差检测单元440中的振荡器455。

该误差参考信号可以是一个位于包含在该复数输入信号COMIS中的场同步信号中的一个PN63信号。第一误差检测单元425使用例如该PN63信号的场同步信号而不使用该导频信号来检测该复数输出信号COMOS的频率偏移。例如，每隔24.2ms就会重复产生该场同步信号，并且每个场同步信号中包含3个PN63信号。

当产生该场同步信号时，3个PN63信号中的第二个的符号就会改变。因此，每个第二场同步信号中的每隔48.4ms就会产生的第二PN63信号具有相同的符号，并且，这就可用于估算该复数输出信号COMOS的频率偏移。

该场同步信号由场同步检测器430来检测，而该复数输出信号COMOS的频率偏移是由频率误差测量单元435来估算的。

该场同步检测器430基于实数信号REALS来确定该误差参考信号的一个初始和一个结束的位置。例如，该场同步检测器430确定位于该复数输出信号COMOS中的场同步信号的PN63信号的位置，并产生作为结果的一个信号FSO给频率误差测量单元435。用于检测来自VSB信号的该场同步信号和检测来自该场同步信号的PN63信号的操作包括例如本领域技术人员所公知的操作，因此，为了简便起见，省略了对其的进一步说明。

该频率误差测量单元435接收该复数输出信号COMOS；使用例如在每帧中重复产生的所述误差参考信号的位置变量，响应从所述场同步检测器430输出的信号FSO测量相位角的变化，并输出作为结果的误差信号OFFSETS。

该误差信号由该频率误差测量单元435通过利用例如以下等式(1)来计算，该等式(1)为：

$\mathrm{\ΔF}=1/(2*\mathrm{\π}*L){\tan }^{-1}\left[\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Im}\right\{y(n+L)y{\left(n\right)}^{*}\}/\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Re}\{y(n+L)y{\left(n\right)}^{*}\left\}\right],...\left(1\right)$

其中，ΔF是该误差信号OFFSETS，y(n)是该复数输出信号COMOS，y(n+L)是延迟了值为L的周期的复数输出信号COMOS，y(n)*是该复数输出信号COMOS的共轭信号表示，而L是该误差参考信号的一个样值的长度。例如，该PN63信号样值的长度可以是63，从而L为63。

利用等式(1)，可以对该相位进行测量，以用于提供给该频率误差测量单元435的信号，即，该复数输出信号COMOS。该复数输出信号COMOS的频率偏移中的变量是通过例如以相对于实轴的相位角的方式测量该复数输出信号COMOS的相位和通过计算该相位角的变量来计算的。该频率偏移的变量是该复数输出信号COMOS的频率误差。

等式(1)包括用于将信号y(n+1)与该复数输出信号COMOS的共轭信号y(n)*相乘，然后将该相乘结果相加在一起的操作，其中，该信号y(n+1)相应于被延迟了值为L的周期的复数输出信号COMOS。项n是从0到L-1的整数。这些操作可以对应于例如本领域技术人员所公知的相关性操作。

参见图5，它示出了按照本发明某些实施例的频率误差测量单元435。该频率误差测量单元435可以利用一个延迟器510、一个共轭信号发生器520、一个第一乘法器530、一个虚数发生器540、一个实数发生器550、一个第二乘法器560、一个操作装置570以及一个第三乘法器580来执行相应于例如等式(1)的操作。该延迟器510接收该复数输出信号COMOS并将其延迟值为L的周期。该共轭信号发生器520接收该复数输出信号COMOS并且产生一个表示该复数输出信号COMOS的一个共轭的共轭复数输出信号。该第一乘法器530将该延迟器510的输出与该共轭复数输出信号相乘。该虚数发生器540提取该第一乘法器的输出的虚部。该实数发生器550提取该第一乘法器530的输出的实部，并产生所提取的实部的倒数。第二乘法器560将虚数发生器540的输出与实数发生器550的输出相乘。该操作装置570计算该第二乘法器560的输出的反正切。第三乘法器580将该操作装置570的输出与一个预定的有效信号COFS相乘从而产生一个误差信号OFFSETS。该有效信号COFS是通过计算1/(2*π*L)得到的，其中，L是该误差参考信号样值的长度。

将该频率误差测量单元435所产生的误差信号OFFSETS提供给第二误差检测单元440的振荡器455。该振荡器455可以是例如一个数控振荡器。该振荡器455基于该误差信号OFFSETS产生一个频率信号FRQS。误差补偿单元410诸如通过将该频率信号FRQS和该复数输入信号COMIS相乘对它们进行组合，以产生其中误差已经被减少或已被补偿的复数输出信号COMOS。该复数输出信号COMOS反复经过该第一误差检测单元425、振荡器455以及误差补偿单元410的回路，直到例如该复数输出信号COMOS中的误差被有效减小或消除。该复数输出信号COMOS可输出到该载波恢复设备400的外部。

当最初将开关控制信号SWCONS提供给转换单元415时，该复数输出信号COMOS就输出给该第一误差检测单元425。当该开关控制信号SWCONS随后被提供给转换单元415时，该复数输出信号COMOS就输出给该第二误差检测单元440。从而，该复数输出信号COMOS的初始输入可以提供给该第一误差检测单元425并产生上述误差信号OFFSETS。

当将所产生的误差信号OFFSETS提供给振荡器455时，振荡器455就输出该频率信号FRQS。该频率信号FRQS是通过例如将其与该复数输出信号COMIS相乘来组合得到的，从而产生该复数输出信号COMOS。将该输出信号COMOS提供给第二误差检测单元440。第二误差检测单元440此后可以例如按照一种传统的载波恢复设备来工作并执行用于恢复一个载波的相位同步。

因此，当复数输出信号COMOS被例如作为初始输入而提供时，使用第一误差检测单元425检测所述频率和相位误差，而当例如该初始输入之后陆续提供该复数输出信号COMOS时，使用第二误差检测单元440来检测该频率和相位误差。因此，按照本发明的载波恢复设备可以比仅具有例如所示的第二误差检测电路440的结构的常规的载波恢复电路更快地检测误差并恢复载波。

图6是按照本发明第一实施例的用于恢复一个载波的操作流程图。图7是例如在图6流程图中所述的用于检测误差的操作流程图。图8是表示例如如图7中所述的用于产生一个误差信号的操作的流程图。下面参照图4至图8描述载波恢复操作，通过该载波恢复操作，一种HD TV信号的一个复数输入信号中的误差得以检测和补偿。

在图6的块610中，在当在一个复数输入信号中没有检测到一个导频信号时执行第一误差检测功能和在当检测到该导频信号时执行第二误差检测功能之间进行选择。在块610中，该复数输出信号和该复数输入信号可以是相同的信号，并且该复数输入信号可以是一个以复数表示的残留边带(VSB)信号。

按照第一误差检测功能，在块620中，该复数输出信号中的一个误差参考信号的位置由该复数输出信号的实数部分来确定。可以测量该复数输出信号的相位角的变量并且将测量结果作为一个误差信号输出。该复数输出信号可以与该复数输入信号相同。

块620可包括图7中的块710和720。在块710中，该误差参考信号的一个初始和一个结束位置可由该复数输出信号的实数部分来确定。该误差参考信号可以对应于该复数输出信号的场同步信号中的一个PN63信号。块710可由场同步检测器430来执行，并且其操作可如所述。

块710之后，该复数输出信号的相位角的变量可利用该误差参考信号的位置的变量来检测，该误差参考信号可以是按照块710的结果在该复数输出信号的每帧中产生，并且，在块720中，该误差信号由该测量变量所产生。该复数输出信号COMOS的相位角的该变量对应于该复数输出信号COMOS的频率偏移的变量。也就是说，COMOS的相位角的变量是该复数输出信号COMOS的频率误差。

下面参照图8描述块720。参见图8，在块810中，该复数输出信号的周期被延迟了量L。接着，在块820中，产生了一个共轭复数输出信号作为该复数输出信号的共轭表示。在块830中，块810的结果通过例如将其与来自块820的结果相乘而得以组合。在块840中，从块830的结果中提取一个虚部。在块850中，从块830的结果中提取一个实部并产生所提取的实部的倒数。在块860中，块840的虚部通过例如将其与块850的倒数相乘而得以组合。在块870中产生块850的结果的一个反正切。在块880中，该反正切通过例如将其与一个预定的有效信号相乘而得以组合，从而产生该误差信号。该有效信号是通过计算，例如，等式1/(2*π*L)得到的，其中，L是该采样误差参考信号的长度。

块810至块860可以重复执行多次，该次数与该误差参考信号样值的长度相等，即L次。块810至块860可能涉及等式1所提供的操作。通过将块810至850重复L次而获得的该操作可以对应于相关性操作。该复数输出信号的相位角中的变量可对应于该复数输出信号的频率误差。

块720可由图4中的频率误差测量单元435来执行，并且，因此，可以执行所述用于该频率误差测量单元435的操作。在图6的块630中，产生了一个具有某一频率的频率信号，该频率是基于该误差信号而改变的。块630可对应于图4中的振荡器455的操作。该复数输入信号中的误差可通过组合，例如，将该复数输入信号与该频率信号相乘的结果而得以补偿。在图6的块670中，该频率信号与该复数输出信号相乘从而产生一个具有已补偿误差的复数输出信号。按照本发明的多种实施例，将具有已补偿误差的该复数输出信号提供给该载波恢复设备的外部。

然而，当在图6的块610中的复数输入信号中检测到一个导频信号时，就执行第二误差检测功能。在第二误差检测功能中，在块640中，根据包含在与所述复数输入信号对应的所述复数输出信号中的导频信号检测频率和相位误差。在块650中，该频率和相位误差被滤波。在决660中，响应滤波结果而产生该频率信号。块670按上述方式执行。第二误差检测功能可由图4中的第二误差检测单元440来执行，并且因此以所述用于该第二误差检测单元440的方式进行操作。

图9是一种按照本发明第二实施例的载波恢复设备的框图。图10是表示用于按照本发明第二实施例的载波恢复设备的操作的流程图。图11是表示例如作为图10所示操作的一部分的用于产生一个误差信号的操作的流程图。下面参照图9至11描述涉及用于恢复HD TV信号中一个载波的装置900和操作1000。

参见图10所示的操作1000，在块1010中，接收一个复数输出信号和一个实数信号，该复数输出信号可能与一个复数输入信号相同，该实数信号表示该复数输出信号的实数部分。在该复数输出信号中的一个误差参考信号的位置是由该实数信号来确定的，并测量该复数输出信号的相位角的变量从而产生该变量作为该误差信号。块1010可由图9的装置900中的一个误差检测单元915来执行。

参见图9，该装置900包括一个误差补偿单元910、误差检测单元915和振荡器930。将一个载波信号作为输入信号INS提供给复数滤波器905，其中，该载波信号被转换为数字信号。该复数滤波器9 05对该输入信号进行滤波并将其作为一个复数输入信号COMIS来传送，该复数输入信号COMIS是一个复数信号。该复数输入信号COMIS提供给该误差检测单元915作为该复数输出信号COMOS，其中，该复数输入信号COMIS可能是该误差补偿单元910的初始输入，该复数输出信号COMOS的误差可能还尚未补偿。表示该复数输出信号COMOS的实部的一个实数信号REAL也提供给该误差检测单元915。

图10中的块1010可包括图11所示的块1110和1120。在块1110中，该误差参考信号的初始和结束位置是基于该实数信号来进行检测的。在块1120中，接收该复数输出信号，按照所检测到的位置，利用该复数输出信号每帧都会产生的该误差参考信号的位置中的变量来测量该复数输出信号的相位角的变量，并将该相位角的变量作为误差信号输出。块1110和1120可由一个场同步检测器920和一个频率误差测量单元925来执行。该误差检测单元915可按照本发明第一实施例的第一误差检测单元425所示的结构来构造。该误差测量单元925可包括图5中所示的频率误差测量单元435的部件。

在图10的块1020中，由振荡器930产生一个具有某一频率的频率信号FRQS，该频率响应从误差检测单元915输出的误差信号OFFSETS来改变的。该频率信号FRQS通过例如将其与该复数输入信号COMIS相乘来组合从而补偿该复数输入信号COMIS中的误差。

在图10的块1030中，将该频率信号FRQS提供给误差补偿单元910，并与复数输入信号COMIS相乘从而产生其误差已补偿的复数输出信号COMOS。该复数输出信号COMOS可提供给该载波恢复设备900的外部。

下面描述按照本发明第三实施例的测量数据信号中误差的电路。该电路可以是如第一误差检测单元425所示的结构，并且因此也称作“电路425”，同时以图4作为参考。该电路425包括一个场同步检测器430和一个频率误差测量单元435。电路425检测包含在一个输入数据信号COMOS中的误差。该数据信号可以是一个可转换为一个复数的VSB信号。一个包括3个PN63信号的场同步信号在该VSB信号的每个场中产生。电路425利用这3个PN63信号来测量该输入数据信号COMOS中的误差并产生该误差来作为一个误差信号OFFSETS。

该场同步检测器430通过一个实数信号REALS来确定数据信号COMOS中的一个误差参考信号的该初始和该结束的位置，其中，该实数信号REALS表示该数据信号COMOS的实部。该误差参考信号可以是该数据信号COMOS的场同步信号中的一个PN63信号。

响应于场同步检测其430输出的信号FSO，频率误差测量单元435使用该误差参考信号的位置变量来测量该数据信号COMOS的相位角的变量，并提供所测量的相位角的变量来作为该误差信号OFFSETS，其中，该误差参考信号是该数据信号COMOS的每个场中产生的。该频率误差测量单元435可包括与图5中所示的部件相同的部件。利用该电路425，即使在VSB信号中没有检测到导频信号，也可以由该VSB信号中的PN63信号来检测该VSB信号中的误差。

因此，本发明的实施例提供了即使导频信号很难检测时也可以更快的恢复载波的装置和方法。例如，在某些实施例中，包含在一个VSB信号的场同步信号中的一个PN63信号可以用于恢复该载波。

当本发明特别示出并参照其优选实施例进行了描述时，本领域技术人员可以理解，在形式和细节上的改变并不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。

Claims (32)

1.一种用于高清晰度电视接收机的载波恢复装置，包括：

一个误差补偿单元，构成为将一个复数输入信号与一个频率信号相组合从而产生一个复数输出信号，其中，该复数输出信号包含一个误差参考信号；

一个转换单元，构成为基于一个开关控制信号来有选择地将该复数输出信号输出到第一输出路径或第二输出路径；

一个开关控制信号发生器，构成为根据该复数输出信号中是否存在一个导频信号来产生该开关控制信号；

一个第二误差检测单元，构成为接收来自该转换单元的第一输出路径的该复数输出信号，并被结构成在所述复数输出信号中的导频信号的基础上产生所述频率信号以补偿所述复数输出信号中的误差；以及

一个第一误差检测单元，构成为接收来自该转换单元的第二输出路径的该复数输出信号，并构成在该复数输出信号的一个实部的基础上确定该复数输出信号中的该误差参考信号的位置，并被结构成在所述复数输出信号中的误差参考信号的位置的基础上产生所述频率信号。

2.根据权利要求1的装置，其中该第一误差检测单元包括：

一个场同步检测器，构成为基于该复数输出信号的该实部来确定该误差参考信号的一个初始和一个结束的位置；以及

一个频率误差测量单元，构成为基于该误差参考信号的该初始和该结束的位置来测量该复数输出信号的一个相位角的一个变量，并基于在该复数输出信号的该相位角中的该变量来产生该误差信号，其中，该复数输出信号分为多个帧，并且其中，该频率误差测量单元被构成为产生用于该复数输出信号的这些帧的该误差信号的。

3.根据权利要求2的装置，其中该频率误差测量单元包括：

一个延迟器，构成为将该复数输出信号延迟值为L的周期，从而产生一个延迟的复数数据信号；

一个共轭信号发生器，构造该共轭信号发生器来产生该复数数据信号的一个共轭表示；

一个第一乘法器，构成为将该复数数据信号与该复数数据信号的该共轭表示相乘，从而产生一个第一乘法器输出信号；

一个虚数发生器，构造该虚数发生器来产生该第一乘法器输出信号的一个虚数部分；

一个实数发生器，构造该实数发生器来产生该第一乘法器输出信号的一个实数部分的一个倒数表示；

一个第二乘法器，构成为将该第一乘法器输出信号的该虚数部分与该第一乘法器输出信号的一个实数部分的该倒数表示相乘从而产生一个第二乘法值；

一个操作单元，构造该操作单元来产生该第二乘法值的一个反正切；以及

一个第三乘法器，构成为将该第二乘法值的该反正切与一个有效信号相乘从而产生该误差信号。

4.根据权利要求3的装置，其中该有效信号是由该等式1/(2*π*L)来产生的，其中，L是该误差参考信号采样的一个样值的长度。

5.根据权利要求2的装置，其中该频率误差测量单元利用以下等式来产生该误差信号：

$\mathrm{\ΔF}=1/(2*\mathrm{\π}*L){\tan }^{-1}\left[\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Im}\right\{y(n+L)y\left(n\right)*\}/\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Re}\{y(n+L)y\left(n\right)*\left\}\right],$

其中，ΔF是该误差信号，y(n)是该复数输出信号，y(n+L)是延迟了周期值为L的该复数输出信号，y(n)*是该复数输出信号的一个共轭信号，而L是该误差参考信号的一个样值的长度。

6.根据权利要求1的装置，其中该第二误差检测单元包括：

一个频率-相位同步回路，构成为基于该复数输出信号中的该导频信号来产生频率和相位误差值；

一个回路滤波器，构造该回路滤波器来对该频率和相位误差值进行滤波；

一个振荡器，构成为基于该已滤波的频率和相位误差值和该误差参考信号中的至少一个来产生具有某一频率的该频率信号。

7.根据权利要求1的装置，其中该复数输入信号是一个以复数表示的残留边带(VSB)信号，并且其中该误差参考信号是位于该复数输入信号的一个场同步信号中的一个PN63信号。

8.根据权利要求1的装置，其中该转换单元是如此构成的，当该开关控制信号发生器在该复数输出信号中感知到该导频信号时该转换单元就将该复数输出信号提供给该第一误差检测单元，而当该开关控制信号发生器在该复数输出信号中没有感知到该导频信号时该转换单元就将该复数输出信号提供给该第二误差检测单元。

9.根据权利要求1的装置，其中该复数输出信号包括一个初始输出信号和多个后续输出信号，且其中，该转换单元构成为将该初始输出信号提供给该第一误差检测单元而将其后续输出信号提供给该第二误差检测单元。

10.一种载波恢复装置，包括：

一个误差补偿单元，构成为将一个复数输入信号与一个频率信号相组合从而产生一个复数输出信号，其中，该复数输出信号包含一个误差参考信号；

一个误差检测单元，构成为基于该复数输出信号的一个实部来确定在该复数输出信号中的该误差参考信号的位置，并且构成为基于位于该复数输出信号中的该误差参考信号的该位置而产生一个误差信号；以及

一个振荡器，构成为用于产生具有基于该误差信号而变化的频率的所述频率信号。

11.根据权利要求10的装置，其中该误差检测单元包括：

一个场同步检测器，构成为基于该复数输出信号的该实部来确定该误差参考信号的一个初始和一个结束的位置；以及

一个频率误差测量单元，构成为基于由该场同步检测器所确定的该误差参考信号的该初始和该结束的位置来测量该复数输出信号的一个相位角的变量，并构成为基于该复数输出信号的该相位角的变量来产生该误差信号。

12.根据权利要求11的装置，其中该复数输出信号分为多个帧，并且其中，该频率误差测量单元构成为用于产生与为该复数输出信号的每一帧相关的该误差信号。

13.根据权利要求11的装置，其中该频率误差测量单元基于以下等式来产生该误差信号：

$\mathrm{\ΔF}=1/(2*\mathrm{\π}*L){\tan }^{-1}\left[\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Im}\right\{y(n+L)y\left(n\right)*\}/\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Re}\{y(n+L)y\left(n\right)*\left\}\right],$

其中，ΔF是该误差信号，y(n)是该复数输出信号，y(n+L)是延迟了值为L的周期的该复数输出信号，y(n)*是该复数输出信号的一个共轭信号，而L是该误差参考信号的一个样值的长度。

14.根据权利要求10的装置，其中该复数输入信号是一个以复数表示的VSB信号，并且其中该误差参考信号是位于该复数输入信号的一个场同步信号中的一个PN63信号。

15.一种用于测量一个复数数据信号中的误差的电路，包括：

一个场同步检测器，构成为基于该复数数据信号的一个实数表示来确定在该复数数据信号中的一个误差参考信号的一个初始和一个结束的位置；以及

一个频率误差测量单元，构成为基于在该复数数据信号中的该误差参考信号的该初始和该结束的位置来测量该复数数据信号的一个相位角的变量，并构成为基于该复数数据信号的该相位角的该变量来产生一个误差信号。

16.根据权利要求15的电路，其中该复数数据信号分为多个帧，并且其中，该频率误差测量单元构成为用于产生与该复数数据信号的每一帧相关的该误差信号。

17.根据权利要求15的电路，其中该频率误差测量单元包括：

一个延迟器，构成为将该复数数据信号延迟值为L的周期从而产生一个延迟的复数数据信号；

一个共轭信号发生器，构造该共轭信号发生器来产生该复数数据信号的一个共轭表示；

一个第一乘法器，构成为将该复数数据信号与该复数数据信号的该共轭表示相乘从而产生一个第一乘法器输出信号；

一个虚数发生器，构造该虚数发生器来产生该第一乘法器输出信号的一个虚数部分；

一个实数发生器，构造该实数发生器来产生该第一乘法器输出信号的一个实数部分的一个倒数表示；

一个第二乘法器，构成为将该第一乘法器输出信号的该虚数部分与该第一乘法器输出信号的该实数部分的该倒数表示相乘从而产生一个第二乘法值；

一个操作单元，构造该操作单元来产生该第二乘法值的一个反正切；以及

一个第三乘法器，构成为将该第二乘法值的该反正切与一个有效信号相乘从而产生该误差信号。

18.根据权利要求17的装置，其中该有效信号是由等式1/(2*π*L)来产生的，其中，L是该误差参考信号采样的一个样值的长度。

19.根据权利要求15的装置，其中该频率误差测量单元利用以下等式来产生该误差信号：

$\mathrm{\ΔF}=1/(2*\mathrm{\π}*L){\tan }^{-1}\left[\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Im}\right\{y(n+L)y\left(n\right)*\}/\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Re}\{y(n+L)y\left(n\right)*\left\}\right],$

其中，ΔF是该误差信号，y(n)是该复数输出信号，y(n+L)是延迟了值为L的周期的该复数输出信号，y(n)*是该复数数据信号的一个共轭表示，而L是该误差参考信号的一个样值的长度。

20.根据权利要求15的电路，其中该复数数据信号是一个以复数表示的VSB信号，并且其中该误差参考信号是位于该复数数据信号的一个场同步信号中的一个PN63信号。

21.一种用于恢复在复数高清晰度电视信号中的一个载波的方法，该方法包括：

检测在该复数高清晰度电视信号中是否存在一个导频信号；以及

在该复数高清晰度电视信号中是否已检测到该导频信号的基础上，在对该复数高清晰度电视信号执行第一误差检测功能和对该复数高清晰度电视信号执行第二误差检测功能之间进行选择。

22.根据权利要求21的方法，其中进一步包括：将该复数高清晰度电视信号与一个频率信号相组合从而产生一个复数输出信号，其中，该复数输出信号包含一个误差参考信号，并且其中执行第一误差检测功能包括：

基于该复数输出信号的一个实部来确定在该复数输出信号中的该误差参考信号的位置；

基于该复数输出信号中的该误差参考信号的该位置来产生一个误差信号；以及

产生具有基于所述误差信号而变化的频率的所述频率信号。

23.根据权利要求22的方法，其中执行第一误差检测功能包括：

基于该复数输出信号的该实部来确定该误差参考信号的一个初始和一个结束的位置；

基于该误差参考信号的该初始和该结束的位置来测量该复数输出信号的一个相位角的变量；以及

基于该复数输出信号的该相位角的变量来产生该误差信号。

24.根据权利要求22的方法，其中执行第一误差检测功能包括：

将该复数输出信号延迟值为L的周期来产生一个延迟的复数输出信号；

产生该复数输出信号的一个共轭表示；

将该延迟的复数输出信号与该复数输出信号的共轭表示相乘从而产生一个第一乘法器输出信号；

将该第一乘法器输出信号的一个虚数部分与该第一乘法器输出信号的一个实数部分的一个倒数表示相乘从而产生一个第二相乘值；

产生该第二相乘值的一个反正切；以及

将该第二相乘值的该反正切与一个有效信号相乘从而产生该误差信号。

25.根据权利要求24的方法，其中该有效信号是由该等式1/(2*π*L)来产生的，其中，L是该误差参考信号采样的一个样值的长度。

26.根据权利要求22的方法，其中该误差信号是利用以下等式来产生的：

$\mathrm{\ΔF}=1/(2*\mathrm{\π}*L){\tan }^{-1}\left[\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Im}\right\{y(n+L)y\left(n\right)*\}/\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Re}\{y(n+L)y\left(n\right)*\left\}\right],$

其中，ΔF是该误差信号，y(n)是该复数输出信号，y(n+L)是延迟了值为L的周期的该复数输出信号，y(n)*是该复数输出信号的一个共轭信号，而L是该误差参考信号的一个样值的长度。

27.根据权利要求22的方法，其中该复数输出信号是一个以复数表示的VSB信号，并且其中该误差参考信号是位于该复数数据信号的一个场同步信号中的一个PN63信号。

28.根据权利要求21的方法，其中执行第二误差检测功能包括：

确定在该复数高清晰度电视信号的该导频信号的频率和相位误差；

对该频率和相位误差进行滤波；以及

基于该滤波的频率和相位误差产生该频率信号。

29.一种用于恢复一个复数高清晰电视信号中的一个载波的方法，该方法包括：

将该复数高清晰度电视信号与一个频率信号进行组合从而产生一个复数输出信号，并且其中该复数输出信号包含一个误差参考信号；

基于该复数输出信号的一个实部来确定在该复数输出信号中的该误差参考信号的位置；

基于该复数输出信号中的该误差参考信号的该位置来产生一个误差信号；以及

基于该误差信号来产生具有某一频率的该频率信号。

30.根据权利要求29的方法，其中确定该复数输出信号中的该误差参考信号的位置包括：

基于该复数输出信号的该实部来确定该误差参考信号的一个初始和一个结束的位置；

基于该误差参考信号的该初始和该结束的位置来测量该复数输出信号的一个相位角中的一个变量；以及

基于该复数输出信号的该相位角的该变量来产生该误差信号。

31.根据权利要求30的方法，其中该误差信号是利用以下等式来产生的：

$\mathrm{\ΔF}=1/(2*\mathrm{\π}*L){\tan }^{-1}\left[\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Im}\right\{y(n+L)y\left(n\right)*\}/\underset{n=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Re}\{y(n+L)y\left(n\right)*\left\}\right],$

其中，ΔF是该误差信号，y(n)是该复数输出信号，y(n+L)是延迟了值为L的周期的该复数输出信号，y(n)*是该复数输出信号的一个共轭信号，而L是该误差参考信号的一个样值的长度。

32.根据权利要求29的方法，其中该复数高清晰度电视信号是一个以复数表示的VSB信号，并且其中该误差参考信号是位于该复数数据信号的一个场同步信号中的一个PN63信号。

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