TW484320B - Broadcast transmission system with distributed correction - Google Patents

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TW484320B TW089109142A TW89109142A TW484320B TW 484320 B TW484320 B TW 484320B TW 089109142 A TW089109142 A TW 089109142A TW 89109142 A TW89109142 A TW 89109142A TW 484320 B TW484320 B TW 484320B
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Edwin Ray Twitchell
Robert Plonka
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484320 五、發明說明（ 本發明係關於廣播傳輸系、统，且更特定地，係針對一數 位傳輸系統（例如一數位電視（”dtv")傳輸系統）内的失眞作 補償。 例如DTV<鬲速廣播傳輸系統含有數個使一資訊訊號 失眞而，離目標値的元件。更明確地說，該系統包含一功 率放大器，在將訊號放大時，使該訊號產生非線性失眞。 汶廣“傳輸系統逆包含濾波器，例如頻寬限制濾波器 (band-Hmhmg filters)，該等遽波器在過濾資訊訊號時使該 訊號產生線性失眞。 在傳輸系統内產生該等失眞的結果是，發生振幅和相位 2間變化（AM/AM、AM/PM)及與頻率有關的振幅和相位之 變化（頻率反應及群組延遲）。應了解，在一相位_振幅調變 系、、凡中，必須保持系統中振幅和相位的完整性以獲致最佳 的系統效能。 傳統的電視系統等化作用係藉由靜態（不能調整）的類 比、前置失眞等化器和修正器達成。該等等化器和修正器 必須在製造時加以調整以提供需要的前置失眞量（前置等 化）。該等等化器和修正器之老化及溫度變化造成該等等 化器和修正器所施加的前置失眞量變化不定。時常需要在 現場作調整。 數位訊號處理技術提高該資訊訊號前置失眞的效能。更 明確地説，數位訊號處理可用在一適應性的修正和等化方 法中。此種適應性的方法可省去製造時和在現場的調整。 在一朝向一天線前進之訊號流中執行適應性修正爲眾所 4- k紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 丨訂---------. 484320
發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 热知的作法。然而，在速度相當快的資料系統中，該修正 在短時間内需要相當大的處理量。在—眾所熟知的技術 中所有的失興（即線性和非線性）是在單一步驟中 正。 > 技術中，對於系統内之失眞的修正係朝向天線的 万向逐元件循序完成。更明確地説，對於每一個元件而 e，會監視輸出自該元件的訊號，以決定該元件所造成的 失眞里。然後對該元件作修正。接著，監視後續的下一個 元件以修正之。然而，此種技術耗費很多時間，通常不適 合用於高速資料流的應用中。此外，在此種系統内，振幅 或群組延遲對頻率的變化可能會被曲解爲振幅和相位的變 化。 因此，在一數位廣播傳輸系統中需要有一種高速的技術 以修正線性和非線性的失眞。 本發明包括一用於廣播一資訊訊號之傳輸系統，該系統 包含一第一組循序配置的複數個元件及至少一放大器，該 第一組複數個元件的每一個元件用於對該資訊訊號執行一 功能’並分別使該資訊訊號產生失眞而偏離目標値，且該 第二組複數個元件用於修正該資訊訊號以補償該第一組複 數個元件所造成的失眞偏移，該第二組複數個元件循序配 置以修正该資訊訊號’以相反於失眞發生的順序，補償該 等失眞。爲了方便的目的，本發明提供一用於廣播一資訊 訊號的傳輸系統。該系統包括一第一組循序配置的複數個 元件及至少一個放大器。該第一组複數個元件的每一個元 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（Cns)A4規格（210 X 297公釐） 裝--------訂---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 靜· 484320 A7 ---------- i、發明說明（3 ) 件用於對該資訊訊號執行一功能，並分別使該資訊訊號產 生失眞而偏離目標値。胃系統包括第二組複數個元件，用 万:修正該貧訊訊號以補償該第一組複數個元件所造成的失 眞偏移：？第二組複數個元件位在該第一組複數個元件的 上游S第、複數個；^件循序配置以修正該資訊訊號， 以相反於失眞發生的順序，補償該等失眞。 本發明尚包括一數位電視無線電頻率傳輸系統，該系统 包含一輸入電路用以處理要發送之數位電視訊號；一數位 -至-類比轉換器用以將該數位電視訊號轉換成類比的形 式，及一向上轉換器用以利用該電視類比訊號解調一無線 電頻率載波、至少一無線電頻率過濾器電路、至少一無線 電頻率放大器電路，其中該過濾器及放大器電路引入線性 及非線性失眞到經過解調的無線電頻率載波中，一向下轉 換咨用以接收輸出自該過濾器和放大器電路之無線電頻率 載波以便向下轉換該輸出訊號，一類比-至—數位轉換器用 以將該來自該過濾器和放大器電路之經過向下轉換的類比 電視訊號轉換成數位的形式，及連接在該輸入電路及該數 位-至-類比轉換器之間用於處理要被應用於該數位-至-類 比轉換器之數位訊號的適應性數位訊號失眞補償電路，該 適應性之數位訊號失眞補償電路會回應來自與該過濾器和 放大器電路對應之類比-至-數位轉換器的數位訊號，以修 改該數位電視訊號，而提供對於數位電視訊號之線性及非 線性補償’數位電視訊號之補償順序如前述。本發明提供 一傳輸系統，該系統包括一第一组複數個循序配置的元 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 in n n -ϋ J 、V an n in n n MMam I I * 言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484320 A7
五、發明說明（4 ) 件。該第一組複數個元件的每一個元件對於該資訊訊號執 行一項功能。該第一組複數個元件之第一個元件使該資訊 訊號產生線性失眞而偏離目標値。該第一組複數個元件之 第二個元件使該資訊訊號產生非線性失眞而偏離目標値。 該系統包括一第二組複數個元件，位在該第一組複數個元 件的上游。該第一組複數個元件之第一個元件修正該資訊 訊號以補償該線性失眞。該第二組複數個元件之第二個元 件修正遠資亂說號以補彳員遠非線性失眞。該第二組複數個 元件之第一個及第二個元件循序配置，以與該等失眞發生 順序的相反次序修正該資訊訊號以補償該等失眞。 另一方面，本發明提供一用於廣播一資訊訊號且具有一 訊號路徑之傳輸系統’該資訊訊號沿著該訊號路徑朝向一 天線前進。該系統内’ 一第一個元件位在該訊號路徑上並 對该資訊訊號執行一功能。該第一個元件使該資訊訊號產 生非線性失眞而偏離目標値。一第二個元件位在該訊號路 徑上並對該資訊訊號執行一功能。該第二個元件使該資訊 訊號產生線性失眞而偏離目標値。一第三個元件位在該訊 號路徑上並對該資訊訊號執行一功能。該第三個元件使該 資訊訊號產生線性失眞而偏離目標値。該第二和第三個元 件集成一個群組，沿該訊號路徑位在該第一個元件的上游 或下游。一第四個元件位在該訊號路徑上並修正該資訊訊 號以補償該第一個元件所造成的非線性失眞。一第五個元 件位在該訊號路徑上並修正該資訊訊號以補償該第二個元 件所造成的線性失眞。一第六個元件位在該訊號路徑上並 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（.210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ϋ I iBBi i J f、 Ml·· MM I I ΜΜ ·雇 - 言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（ t正$貝Λ矾號以補償該第三個元件所迕成&岣#姿匕 該第五和第二彻—丄、 幵所込成的線性失具。 第四個元件的 …… ^唬路瓜位在琢 第四個元件之卜该弟五和第六個元件相對於該 對於今，1上知/下游位置與該第二個和第三個元件相 、、^罘個7°件之上游/下游位置互爲相對。 A t万面’本發明提供—用於無線電頻率傳輸系統之失 俨二σ貝配^違系統包括一輸入電路用以處裡要傳輸之數 来 虎/ 、數伋，至-類比轉換器用以將該數位訊號轉換成 形《'及—向上轉換器用以利用該類比訊號調變一 兩泉％須率載波。該系統尚包括至少一無線電頻率過濾器 二路及至少一無線電頻率放大器電路。該過濾器及放大器 %路引入線性及非線性失眞到該經過調變的無線電頻率載 波中 3配置包括適應性的數位訊號失眞補償電路，連接 在輸入該電路和該數位-至-類比轉換器之間，用於處理要 應用至該數位-至-類比轉換器的數位訊號。該適應性的數 位訊號失眞補償電路回應輸出自無線電頻率過濾和放大器 電路的訊號以便修正該等數位訊號，提供該等數位訊號線 性及非線性補償。對該等數位訊號所作補償的順序與該過 濾、器及放大器電路連接的次序相反。 另一方面，本發明提供一數位電視無線電頻率傳輸系 統。一輸入電路處理要傳送之數位電視訊號。一數位-至-類比轉換器將該數位電視訊號轉換成類比的形式。一向上 轉換器利用該電視類比訊號調變一無線電頻率載波。該系 統包括至少一無線電頻率過濾器電路及至少一無線電頻率 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ϋ n I i JT J · ϋ ϋ ϋ n I H βϋ I · 言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484320 A7
五、發明說明（6 ) 放大森電路。該過濾器和放大器電路引入線性及非線性失 眞到該經過調變的無線電頻率載波電視訊號中。一向下轉 換器接收輸出自該過濾器及放大器電路之無線電頻率載波 電視訊號以便向下轉換該輸出訊號。一類比-至-數位轉換 备和來自该過濾、奈及放大器電路之經過向下轉換的類比電 視訊號轉換成數位的形式。在該輸入電路及該數位-至-類 比轉換咨之間連接適應性的數位訊號失眞補償電路，用於 處理要應用到該數位-至-類比轉換器的數位訊號。該適應 性的數位訊號失眞補償電路回應來自與該過濾器及放大器 私路之輸出對應的類比-至-數位轉換器的數位訊號以便修 正該等數位電視訊號，提供該等數位電視訊號線性及非線 性補償。對該等數位電視訊號所作補償的順序與該過遽器 及放大器電路連接的次序相反。 現在將以舉例的方式，參考附圖描述本發明。 圖1爲按照本發明循序配置之元件的功能方塊圖； 圖2爲本發明所採用之範例裝置的方塊圖； 圖3爲一放大器轉移的曲線圖形； 圖4爲提供用以將放大器之輸出作線性化的修正曲線 圖； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖5爲圖2所示裝置之一郅份的方塊圖，詳細畫出按照本 發明之配置； 圖6爲按照本發明之另一具體實施例的功能方塊圖； 圖7爲按照本發明之又另一具體實施例的功能方塊圖； 圖8亦爲按照本發明之另一具體實施例的功能方塊圖；及 __ _ _ 9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G χ撕公楚y 484320 A7 B7 五、發明說明（ 圖9 -12所示爲_級系統之數學模型； 本發明之一代表性裝置爲圖1之裝置10，以方塊圖的形 式表7^ ’其中有複數個元件沿一資料串流路徑1 2循序配 置。该貧料率流1 2用於以相當高的速率傳輸一資訊資料訊 號。此外’該資料訊號通常具有相當寬的頻帶（即i 8 MHz) 〇 孩高資料率及頻寬與裝置10所在的系統環境相關。明確 地尤裝置取好是如圖2所示之高畫質（high definition， nHDn)數位電視（”DTV”）系統14的一部份。較好的作法是， 該DTV以無線電頻率的範圍作訊號廣播。在一具體實施例 中’該廣播訊號是在超高頻的範圍（3〇〇_3000 MHz)内，且 最好是在470-860 MHz的範圍内。該DTV系統14包括一 8 V S B激發器1 6及一傳輸器1 8。 圖1所示之裝置10的元件位在該8VSB激發器16和該傳輸 器18之中。具體地説，該傳輸器18 (圖1}包括一功率放大 器20、一位在該放大器上游的前置放大濾波器22及位在該 放大器下游的後置放大濾波器24。在此，該前置放大濾波 器22稱爲輸入濾波器，而該後置放大濾波器24爲高功率濾 波器。應了解，傳輸器18可包括其它元件。 功率放大器24將該資訊訊號放大到一適合廣播傳輸一 R F訊號的功率位準。在一個例子中，該經過放大的功率 位準爲50千佤。此外，該功率放大器20可由一個放大裝置 陣列構成。如果該功率放大器20内有複數個放大裝置，則 可在該高功率濾波器24的旁邊配置一結合器裝置以結合該 -10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 U , I k 本 _ 頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484320 A7 ____B7____ 五、發明說明（8 ) 等放大器裝置的輸出。應了解，有多種放大器組態可以採 用’且該高功率;慮波器會包含額外的適合元件，例如結合 器電路。 現在針對理論上的Γ理想」系統作討論，此系統中，傳 輸器的所有元件皆會是理想的。明確地説，此系統的功率 放大器應會是理想的，且該理想放大器的轉移曲線會是線 性的。圖3之虛線爲此種理想轉移曲線的一個例子。因 此’在此種理想系統中，一具有一給定前置放大功率位準 的資訊訊號會被該放大器根據線性關係放大至一預先決定 的功率位準。此外，該理想系統的濾波器將不會造成任何 失眞。 然而，裝置1 0之眞實的功率放大器20並非理想的，且該 放大器的眞實功率轉移曲線並非線性。功率放大器2〇在放 大該資訊訊號時會對該資訊訊號造成一非線性的失眞。具 體地説，該非線性失眞會造成振幅和相位變化的瞬間改 。圖3之貫線爲具貫轉移曲線的一個例子。因此，必須 對該資訊訊號作修正以補償功率放大器20所造成的失眞。 圖4之貫線爲遠修正的 '一個例子。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，傳輸器18之濾波器22和24使該資訊訊號產生線性 變形。該輸入濾波器22使該資訊訊號產生第一個線性失 眞，而該高功率濾波器24產生第二個失眞。明確地説，該 南功率滤波為 24所產生的失眞會造成群組延遲（gr〇Up deiay) 及振幅反應（即振幅對頻率的變化）ά因此，在每一個傳輸 器18内之元件20-24方面，必須對該資訊訊號作一些修正 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標¥ (CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 — -------— B7 _ 五、發明說明（9 ) 或等化而加以補償。 (卽再、f回到理順的理想系統，對該資訊訊號所作的任何動作 統:大、,過^10皆不會隨時間變化。明確地說，在理想系 w I μ貝訊訊唬所作的動作不會因為時間而有改變。 出，子於、'、°疋的刺激，該理想系統總是產生相同的輸 ，入該刺激發生的時間無關。 " 貝際上，省傳輸器1 8是會隨時間變化的。明確地 ^ ^於—給定的刺激，傳輸_所提供的輸出會隨時間 敎$夂二會隨時間變化的原因之-是傳輸器内的熱效應。 二'應化成功率放大器20及濾、波器22和24對該資訊訊號所 ^成之訊號變形量的變化。因此’有必要補償所有的變形 (即線性和非線性），並適應變形的改變量。 按照本發明，裝置10之8¥沾激發器16中有提供〕個修正 森或等化器，用以補償傳輸器18内之元件2〇_24所造成的〕 個失真。明確地說，一適應性的非線性修正器^ (例如前 置放大器電路）對該資訊訊號施加一前置失真以補償該功 率放大器20所造成的非線性失真。一適應性的線性等化器 32(例如前置等化器電路）對該資訊訊號施加一前置失真以 補償該高功率濾波器24所造成的線性失真。該線性等化器 32、非線性修正器28及線性等化器3〇集合起來達成適應性 的數位訊號失真補償電路。 孩線性等化器32、非線性修正器28及線性等化器％循序 配置，其所施加之前置失真（或前置修正）的順序與失真發 生的次序相S。明確地說’由於該高功率遽波器24所造^ 的線性失真最後發生（即在所有其它失真的下游位置），因 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(.210 X 297公爱)-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ^-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 、發明說明（1〇 ) :=!:!32所施加的線性前置失眞最先發生。該非線 11‘二：力:的非線性前置失眞其次發生，因爲該功率 放大的20所k成的非線性失眞 々—、、 ^ m Pfr ^ " 在第一。該線性等化器 3 0所犯加的線性前置失眞發生― Λ, ^ . 興七生在弟二（即在線性等化器32 的刖置失具和非線性修正器 λ凊★ σσ、、c α w日7剮旦失具炙後），因爲該輸 入/慮波备所造成的失直最先於味 人八取尤^生（亦即，早於該功率放大 器20和孩功率濾波器24所造成的失眞）。 ^本發月’逆向則置失眞係基於幾項重點。第一，線 性效應及非線性效應混合在一起時不維持疊加的性質(亦 β，匕們疋不可互換的）。$ :，在沒有非線性效應時， 線性㈤函數本身可維持疊加的性質。第三，理想「系統」 (所研「系統」係指一或多個成群作用的元件）可與一線性 系、、充或非線性系統混合。換句話說，疊加適用於理想系 j及任何其^系統。爲説明這些重點，先離題討論數學觀 念。一非線性元件，例如功率放大器，可模擬成下式·· y(t)=aix(t)+a2x2(t)+a3 ⑴+.·. x爲任一經過調變的訊號，表示成… x(t)=P(t)cos( ω Λ- Θ ) 其中： Ρ⑴爲基頻1周變訊號 ω爲載波頻率 q爲固定的相位偏移 爲簡化，僅假設3次方，於是： y(t)= l/2a2p2(t)+[alP(t)=a3p3(t)] cos (ω t+^ )+l/2a2p2(t)c〇s[2(G； t+<9 )] + i/2a3p3(t) cos [3(ω t+θ )] -13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（.210 x 297公釐 --------#i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484320 A7 B7 11 五、發明說明（ 僅奇/人万乘積對基本振幅有貢獻。假設使 掉DC項和調譜，，則系統可整理成如下式之訊竭 y(t)-[i akPk (t)]cos (ω t+ 6* ) {k=l，3，5，.·} 對万、最新的非線性至線性系統而t，a k項趨近於〇的速产 比pk(t)項趨近於無限大的速度快。由此限定了系統的階 數。利用此-模型，可清楚地了解此種型式之系統的特 性’且只需要相當少的係數個數。 圖9所7F爲一串級修正系統。選擇w⑴無二次方非線性的 系統，如下式： w(t) = a1x(t) + a2x2(t) 此外，若假設V(t)爲如下之任一非線性多項式修正函數： 若希望該串級系統之輸出爲輸入之線性函數，即 y(t)=Ax⑴，其中A爲一純量値（爲簡化，假設爲丨）。 則系統轉移函數如下式： y(t)=x(t) = a1v(t) + a2v2(t) xOaJbiX⑴+b2x2 ⑴+b3x3 ⑴+...]+&2[1^(〇+1^2(〇+133\3(1)+···]2 x(t) = a1blx(t) + [a1b2+a2b12]x2(t) + ... 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此方程式並無正解，但可獲得至指定次方的近似解。一 個二次方的近似解如下： a^l/bi a2 = -b2/bl3 雖然此近似解消掉二次項，但產生高次項的乘積。一般 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 484320 A7 B7 五、發明說明（12) 而言，此一修正技術所補償的非線性artifacts小於或等於 前置修正的次方。有產生更高次方的artificates，其中次數 最高者爲前置修正與該非線性系統的結合。只要高次項乘 積很小，此一近似式即可適用。 現在回到線性系統，任何線性系統皆可以用一般的自動 回歸移動平均程序加以模擬： G(z)=(I bz_k)/(l-I akz-k) 對該等系統作修正需要使用倒數函數，即： H(z)=l/G(z) 任何形式爲G(z)之多項式，皆有一倒數h(z)。然而，並 不保證該倒數是穩定的。常用的作法爲採取該倒數系統之 一全極（al-pole)近似以確保穩定性。該倒數系統之次方數 是效能與程序資源（processing resources)的重要因素。 對串級之線性及非線性修正是更大的挑戰。最大的難題 是控制系統修正器之次方數。對於該等系統而言，其次方 數是相乘而非相加的。例如，非線性與頻率相依系統兩者 之典型Volterra數列展開式爲一般的離散形式，如下： y(n) Σ 2 ...Σ hk(T .. t k) x (n- x x k) 相加次序爲： k=l…無限大； ♦ φ m..Nk 這些型式的系統需要更高的次方數，這在例如HDTV之 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484320 A7 五、發明說明（13 ) 高速系統中是很貴而且複雜的。 圖1 2所示爲一串級線性及非線性系統的 爲次方數m + 1之線性系統。其轉移函數可寫成· （n) u(n)^x(n)h0+x(n-l)hI-f-x(n-2)h2 + ...x(n.m)hm 假設w(n)爲一次方數k+1之非線性系統。並: 寫成： …函數可 w(n) = a1u(n) + a2u2(n)+a3U3(n)=+... + aku^(ri) 於是，串級系統之轉移函數爲： y(n)= a〇,0x(n)-fa0,2x(n.l)-f...a〇mX(n-m) +^χ(η)·^，ιΧ(η-1)+&12Χ(η.1)+ +aimX(n^ + ak,〇X(n) + ax,u(n-l) + akj2x(n-l) + ... + akmX(n_rn 此系統之次方數爲（k+l)(m+l)而不是k+m+2。成本及、点 性阻礙了次方數很高之高速系統之實用性。藉由分散 修正可相當大程度地避免上述混合系統所造成的問題i' 考慮圖1 1和圖1 2所示的兩個系統。圖丨i系統使用一單一 區塊對線性及非線性系統函數作前置修正。前置修正 i[h(n)，w(n)]表示前述串級之線性及非線性系統之方程式的 倒數。如前述指出，此一修正所需之次方數爲 (k+l)(m+l)。圖12之系統將該修正分別分散在一線性及亦 線性區塊w“（n)和1ι-1(η)之間。 該ΐΓΥη)修正函數只需要爲h(n)提供線性修正。雖然有不 同型式的等化函數，但爲方便討論，假設所使用的次方數 與h (η )的次方數相同。此例中，該次方數取爲爪。假設h·1 (η ) 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） — III------_ 裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ---訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484320 五、發明說明（14 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 t ⑷，系統剩下的行為完全是非線性的。如 此允許使用次方數低很多的修正函數。必須說明函數的次方數與許多因素有關，包括滤波器的型Γ 要求的科、穩定度等。此外1需之非線性修正函數次 方數為咼階效應（ai趨近0之速度）的函數。_血刑 則是該非線性系統次方數的2倍。在高階系統二：：： 方法的優點是顯而易見的。 根據本發明之作用於系統14中之裝置10的更詳細例子如 圖5所示。明確地說，圖中，8VSB激發器16内的其它激^ 器元件36提供訊號給該線性等化器32。一: 你 丹月豆貝施例 中，輛入到該線性等化器30中的資訊資料争流由定義在一 經過相位振幅調變之電子訊號内的32位元字組所組成。 該線性等化器32最好是一具有適當結構可前置補償或前 置等化涊訊號F T R數位濾波器，以便而補償該高功率濾波 命24所造成的線性失真。該線性等化器32可包含一執行程 式程序的微處理器及或包含離散的内建，，實體連線，，電路。 應了解’亦可採用其它型式之濾波器（例如，nR、FIRi IIR的混合或甚至一類比濾波器）。 該資訊訊號通過該線性等化器32到達該非線性修正 28。孩非線性修正器28可具有任何能夠對該訊號作前置 真（即前置補償或前置等化）的適合結構以便補償功率放> 裔2 0所成的非線性失真。明確地說’該非線性修正器2 8月 實施一採用一疊代或經驗方法的線性片段修正曲線，例 地更新記憶器内的一組修正值。因此，該非線性修正 器 失 大 ------------裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----- .# -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 484320 五、發明說明（ 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 5 —執仃一程式程序的微處理器及/或包含離散的内建 貫體連線（hard-wired)電路。 j非、’泉性如正态28之輸出係提供給線性等化器3〇。該線 险等化备30可具有任何能夠對該訊號作前置失眞的適合結 構以便補償輸人較器22所造成的線性失眞。在—具體實 犯例中’忒線性等化器3〇的結構和功能與該線性等化器32 的功叱類似’ P舍了所施加的前置失眞不同以外。該線性等 化奋30又輸出係提供給一數位_至_類比轉換器（dac) 4〇。 、、該資訊訊號前進通過該DAC 4〇並通過一向上轉換器42， 孩向上轉換器係由一區域振盪器44加以驅動以便將該資訊 訊號當作一調變過的無線電頻率訊號提供出去。該調變動 作係經由DAC 40之輸出。然後該資訊訊號前進通過該輸 入濾波器22、該功率放大器2〇及該高功率濾波器以。 系統14包含一適應性的決定功能从，協助選擇訊號之各 種不同的樣本點，使得該等化器32、修正器28及等化器3〇 可提供前置修正。可對這三個前置失眞28_32中的每一個 作適當的調整。爲使該調整能夠作用，一第一個樣本訊號 50在經過該輸入濾波器的過濾之後在傳輸器18内傳送。一 第二個樣本訊號52在經過該功率放大器52的放大之後在傳 輸器18内傳送。一第三個樣本訊號54在經過該高功率濾波 器24的過濾之後在傳輸器丨8内傳送。圖1所示爲圖7所示系統之簡化方塊圖。從圖中可知，該 系統爲一串級之線性及非線性系統，這種系統可利用分散 修正機制的優點。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 tr---------舞- 484320 五、 發明說明（ 16 因 器 次 62) 圖6之功能方塊圖所示為按照本發明之一裝置6〇的另一 個例子。明確地說，該裝置6〇包含一非線性修正器62、 一線性等化器B」64、一線性等化器C -1 66、一非線性修正 器68及一線性等化器e·1 70。該等元件62-70對一供應 的貝訊訊號作前置失真以補償一濾波器E 72、一非線性功 率放大器D74、一濾波器C76、一濾波器B78及一非線性 功率放大器A80等下游元件所造成的失真。對於每一失真 元件（例如濾波器C 76)而言，會存在一補償元件（例如線性 等化器C -1 66)。每一補償元件與該資訊訊號之失真相關的 逆向效應。因此，以該等成對的字母代號表示該失真作用 (例如A )及該逆向的補償作用（例如a ’。 每一補償元件的位置和其相關失真作用的位置相反。
此’前置失真的次序和該濾波器E 72、非線性功率放大 74、濾波器C 76、濾波器B 78及非線性功率放大器A8〇的 序相反。例如，第一個補償元件（即非線性修正器A 係和最後一個失真補償元件（即非線性功率放大器A 8⑺相 關。 圖7所示為另一按照本發明之裝置9〇的例子的功能方塊 圖。I置90係圖6之;^置60的一種變化。裝置9〇 (圖7)說 明，在線性前置失真不逾越任何非線線性失真之位置的前 提下’可重新排列一系列的前置失真元件，使其順序不S 全與失真發生的次序相反。 明確地說’在圖7的例子中，一非線性修正器a μ %補产 該非線性功率放大器94所造成的非線性失真。一線性等2 -19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂·--------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484320 A7
五、發明說明（17 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 器B-1 96補償濾波器B98所造成的線性失眞。一線性等化 器C·1 1〇〇補償濾波器C102所造成的線性失眞。一非線性修 正器ET1 104補償非線性功率放大器D1〇6所造成非線性失 具。一線性等化咨E·1108補償濾波器e ho所造成的線性失 眞。 失眞的次序爲E、D、C、B及A，而前置失眞補償的次 序爲A·1、C.1、B·1、D-1及E]。線性等化器c-i 100位在線性 等化咨B-196的上游（亦即，之前）。A“、、B-1、D·1及 E -1的配置適當地補償了該等失眞。用於補償循序配置區 段之線性失眞的元件群組，其次序是可以重新排列的，只 要該重新排列的動作不會將線性補償所用的元件移動超過 非線性補償所用的元件。在所示的例子中，該線性等化器 E i 1 08不可以和線性等化器b」96重新排列，也不可以和 線性等化為C -1 10 0重新排列，因爲這種排列方式會跨過非 線性修正器ET1 104。 圖8所示爲一按照本發明之裝置12〇的方塊圖。裝置ι2〇 係圖6所示裝置60的一種變化，它説明可以把一相同種類 的失眞群組用統整的方式處理。圖8中，濾波器B和C結合 成單一的濾波器方塊122。濾波器B和C還是對該資訊訊號 施以線性失眞。然而，補償該濾波器B及C之線性失眞的 前置失眞係結合到線性等化器（BY)·1 124之内的單一步驟 中〇 此一結合對於適應性的裝置12 0而言特別有用。裝置1 9 〇 利用回授（feedback)計算/產生在修正器和等化器中所用的 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂--- 等 484320 第89109142號專利申請案 中文說明書修正頁(91年2月） A7 B7 五、發明説明（18 ) 補償值。因此，如圖8所示，需要有4個回授迴圈，不需要 5個。回授的數目減少使得所需之硬體和計算/補償和記憶 器的量比濾波器B和濾波器C分別修正的情況少。 一用於廣播一資訊訊號之傳輸系統（14)。在系統（14)中， 有數個元件（例如20-24)在該資訊訊號被處理並朝向一廣播 天線前進時使該訊號造成失真。明確地說，該造成失真的 元件（20-24)組成第一群組，它們沿朝向天線的單一路徑 (12)循序排列。該第一元件群組（20-24)執行各種不同的功 能，包括放大的功能，但每一元件皆使該資訊訊號失真而 偏移目標值。一第二元件群組（例如28-32)修正該資訊訊號 以補償該第一元件群組（20-24)所產生的失真。該第二元件 群組（2 8-32)位在該第一元件群組（20-24)的上游。該第二元 件群組（28-32)以相反於該等失真發生的順序排列，修正該 資訊訊號以補償該等失真。 元件符號說明 10 裝置 12 訊號路徑 14 傳輸系統 16 8VSB激發器 18 傳輸器 20 功率放大器 22 前置放大滤波器 24 後置放大濾波器 28 非線性修正器 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
裝 30 線性等化器 32 線性等化器 40 數位-至-類比轉換器(DAC) 42 向上轉換器 44 區域振盪器 50 第一個樣本訊號 52 第二個樣本訊號 54 第三個樣本訊號 60 裝置 訂
484320 第89109142號專利申請案 中文說明書修正頁(91年2月） 五、發明説明（18a 62 非線性修正器 94 非線性功率放大器 64 線性等化器B“ 96 線性等化器B·1 66 線性等化器CT1 98 滤波器B 68 非線性修正器D·1 100 線性等化器CT1 70 線性等化器E·1 102 〉慮波森 72 滤波裔E 104 非線性修正器σ1 74 非線性功率放大器 106 非線性功率放大器D 76 滤波益C 108 線性等化器F1 78 滤波器B 110 滤波器E 80 非線性功率放大器A 120 裝置 90 裝置 122 訊號濾波器方塊 92 非線性修正器A·1 124 線性等化器(B—Cy1 -21a- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 484320 案月 2 請年 申91 利封 專正 號修 2圍 42範 1利 9#:ο Z 11 、-& 9中 8文 第中 A B c D
    六、申請專利範圍 1 · 一種用於廣播一資訊訊號之傳輸系統，該系統包含一 第一組複數個循序配置的元件及至少一放大器，該第 一組複數個元件的每一元件用於對該資訊訊號執行一 功能’且每一元件使該資訊訊號產生失真而偏離想要 的數值’該系統尚包含一第二組複數個元件，用於修 正該資訊訊號，以補償該第一組複數個元件所產生的 失真偏移’該第二組複數個元件位在該第一組複數個 元件的上游，且該第二組複數個元件以相反於該等失 真發生的順序排列，修正該資訊訊號以補償該等失 2 ·如申請專利範圍第丨項之傳輸系統，其中該第一組複數 個元件包括一造成線性失真之第一個元件及一造成非 線性失真的第二個元件，且該第一組複數個元件的數 目和該第二組複數個元件的數目相等。 3 . —種用於廣播一資訊訊號之傳輸系統，該系統包含一第 一組複數個循序配置的元件，每一元件對該資訊訊號 執行一功能，該第一組複數個元件中的第一個元件使 該資訊訊號產生線性失真而偏離想要的數值，該第一 組複數個元件中的第二個元件使該資訊訊號產生非線 性失真而偏離目標值，該系統尚包含一第二組複數個 元件，位在該第一組複數個元件的上游，用於修正該 資訊訊號，以補償該第一組複數個元件所造成的失 真，該第二組複數個元件之一第一個元件修正該資訊 訊號以補償該線性失真，該第二組複數個元件之一第 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
    一個元件修正該資訊訊號，以補償該非線性失真，該 第一組複數個元件之該第一個及該第二個元件以相反 於該等失真發生的順序排列，修正該資訊訊號以補償 該等失真。 4 ·如申請專利範圍第3項之傳輸系統，其中該第一組複數 個元件之該第一個元件位在該第一組複數個元件之該 第二個元件的上游，且該第二組複數個元件之該第二 個元件位在該第二組複數個元件之該第一個元件的上 游。 5 ·如申請專利範圍第3項之傳輸系統，其中該第一組複數 個元件之一第三個元件使該資訊訊號產生線性失真而 偏離想要的數值，該第二組複數個元件之一第三個元 件修正該資訊訊號，以補償該第一組複數個元件之第 三個元件所造成的線性失真，該第一組複數個元件之 第三個元件位在該第二組複數個元件之第三個元件的 下游。 6 .如申請專利範圍第3項之傳輸系統，其中該第一組複數 個元件之第二個元件位在該第一組複數個元件之第_ 個元件的上游，且該第二組複數個元件之第一個元件 位在該第二組複數個元件之第二個元件的上游，且該 第一組複數個元件的元件數和該第二組複數個元件的 元件數相等。 7 · —種用於傳輸一資訊訊號且具有一訊號路徑之傳輪系 統，該資訊訊號沿著該訊號路徑朝向一天線前進，該 -2-本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)
    六、申請專利範圍 系統包含一第一個元件，位在該單一路徑上，用於對 該資訊訊號執行一功能，該第一個元件使該資訊訊號 產生非線性失真而偏離想要的數值，該系統尚包含一 第二個元件，位在該單一路徑上，用於對該資訊訊號 執行一功能，該第二個元件使該資訊訊號產生線性失 真而偏離目標值，該系統尚包含一第三個元件，位在 該單一路徑上，用於對該資訊訊號執行一功能，該第 三個元件使該資訊訊號產生線性失真而偏離想要的數 值，該第二及第三個元件一起集成一群組沿該訊號路 徑位在該第一個元件的上游或下游，該系統尚包含一 第四個元件，位在該訊號路徑上，用於修正該資訊訊 號以補償該第一個元件所造成的線性失真，該系統尚 包含一第五個元件，位在該訊號路徑上，用於修正該 第二個元件所造成的線性失真，該系統尚包含一第六 個元件，位於在訊號路徑上，用於修正該第三個元件 所造成的線性失真，該第五個和第六個元件一起集成 群組沿該訊號路徑位在該第四個元件的上游或下游， 該第五和第六個元件相對於該第四個元件之上游/下游 位置與該第二和第三個元件相對於該第一個元件的上 游/下游位置互為相對。 •如申請專利範圍第7項之傳輸系統，其中該第二個元件 在該第三個元件的上游’且該第五個元件在該第二個 元件的下游，或者，該第二個元件在該第三個元;j牛的 下游，且該第五個元件在該第六個元件的上游，且較 -3-
    好的作法是，該第五個和第六個元件合併起來以同時 補償該第二個和第三個元件所造成的線性失真。 5·一種用於一無線電頻率傳輸系統之失真補償配置，該 傳輸系統包括一輸入電路用以處理要傳輸之數位訊 號、一數位-至-類比轉換器用以將數位訊號轉換成類比 的形式、一向上轉換器用以利用該類比訊號調變一無 線電頻率載波、至少一無線電頻率濾波器電路及至少 一無線電頻率放大器電路，其中該濾波器及放大器電 路引入線性及非線性失真到該經過調變的無線電頻率 載波中’該失真補償配置包含適應性之數位訊號失真 補償電路，連接在該輸入電路及該數位-至_類比轉換器 之間’用於處理要應用至該數位-至-類比轉換器之數位 訊號，該適應性數位訊號失真補償電路會回應輸出自 該無線電頻率濾波器及放大器電路的訊號而修正該數 位訊號以提供對該數位訊號之線性及非線性補償，對 於該數位訊號所作補償的順序與該濾波器及放大器電 路連接的次序相反。 10·如申請專利範圍第9項之失真補償配置，其中該無線電 頻率放大器電路與一輸出電路相連，輸出訊號係從該 輸出電路提供給該適應性之數位訊號失真補償電路以 修正該輸出電路引入至該數位訊號的失真，對該輸出 電路所引入至該數位訊號之失真作補償係該適應性之 數位訊號失真補償電路所執行一系列補償中的第一 個，該適應性之數位訊號失真補償電路包括一組複數 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 484320 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 個串聯的補償電路，用以連續修正該輸位訊號，該補 償電路包括線性及非線性補償電路，連接的順序與該 濾波器、放大器及輸出電路引入線性及非線性失真的 次序相反，且較好的作法是，該無線電頻率傳輸器包 含一第一個濾波器、一第一個放大器、一第二個濾波 器、一第二個放大器之連續串聯，其中該濾波器電路 引入線性失真且該放大器引起非線性失真，且該適應 性之數位訊號失真補償電路包含一回應該第二個放大 器輸出之第一個非線性補償電路、一回應該第二個濾 波器輸出之第一個線性補償電路、一回應該第一個放 大器輸出之第二個非線性補償電路及一回應該第一個 濾波器輸出之第二個線性補償電路等之連續串聯組 合。 11· 一種數位電視無線電頻率傳輸器系統，包含一輸入電 路用以處理要傳輸之數位電視訊號、一數位·至-類比轉 換器用以將該數位電視訊號轉換成類比的形式、一向 上轉換器用以利用該電視類比訊號調變一無線電頻率 載波、至少一典線電頻率滤波器電路、至少一無線電 頻率放大器電路，其中該濾波器及放大器電路引入線 性及非線性失真至該經過調變之無線電頻率載波電視 訊號，該系統尚包含一向下轉換器，用以接收輸出自 該濾波器及放大器電路之無線電頻率載波電视訊號以 便向下轉換該輸出訊號、一類比-至-數位轉換器，用以 將該來自該濾波器及放大器電路之經過向下轉換的類 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) ——— A B c D
    484320 六、申請專利範圍 比電視訊號轉換成數位的形式、及連接在該輸入電路 及該數位-至-類比轉換器之間，用以處理要應用至該數 位-至-類比轉換器足數位訊號的適應性數位訊號失真補 償電路，該適應性數位訊號失真補償電路會回應來自 與該過濾和放大器電路對應之類比-至-數位轉換器的數 位訊號，以便修改該數位電視訊號而提供對於數位電 視訊號之線性及非線性補償，對於數位電視訊號所作 之補償順序與該濾波器及放大器電路連接的次序相 反0 12·如申請專利範圍第11項之數位電視無線電頻率傳輸器 系統，其中該適應性之數位訊號失真補償電路包括一 組複數個_聯的電路用以連續修正該數位電視訊號， 該補償電路包含線性及非線性補償電路，連接的順序 與該濾波器及放大器電路引入線性及非線性失真的次 序相反’該放大器電路與一輸出電路相連，因此輸出 訊號係從該輸出電路應用到該適應性之數位訊號失真 補償電路，用以修正該輸出電路所引入的數位電視訊 號的失真，對該輸出電路所引入至該數位電視訊號之 失真作補償係該適應性之訊號分佈補償電路所執行一 系列補償中的第一個，且最好輔以至少一個包括第一 及第二個濾波器電路的濾波器電路、至少一個包括第 一及第二放大器電路的放大器電路’該等濾波器和放 大器電路係該第一個濾波器電路、該第一個放大器電 路、該第二個濾波器電路及該第二個放大器電路之連 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 484320 A8 B8 C8 D8 彳1手>
    々、申請專利範圍 續串聯組合，其中該等濾波器電路引入線性失真且該 等放大器電路引入非線性失真，且該適應性之數位訊 號失真補償電路包含一回應該第二個放大器輸出之第 一個非線性補償電路、一回應該第二個濾波器輸出之 第一個線性補償電路、一回應該第一個放大器輸出之 第二個非線性補償電路及一回應該第一個濾波器輸出 之第二個線性補償電路等之連續串聯組合。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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