TWI237453B - Method and apparatus for antenna diversity - Google Patents

Description

1237453 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明提供一種天線分集方法與相關裝置，尤指一種用於D V B 接收器之天線分集方法與相關裝置。 【先前技術】 隨著數位化的時代來臨，電視廣播也逐漸轉換成數位視訊廣 播（Digital Video Broadcasting，DVB)。其中，一種 DVB-T 標 準係採用編碼正交分頻多工（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing ， C0FDM) 來處理傳輸訊號 。該 DVB-T 標準 疋一種連續正父分頻多工系統（continuous OFDM system)。 DVB-T系統在設計上係可支援移動接收，故為了降低天線收訊 不良的可能性，接收器通常會使用雙天線架構來接收訊號。 依據 IΕΕΕ 8 0 2 · 11 a or 11 g 標準’ 一符碼（symbo 1)包括一 序言（Preamble)、一保護區間（guard interva卜GI)與一資料。 一種應用於該IEEE 802· 11a or llg之習知〇fdm天線分集方法， 係利用在序吕期間偵測天線接收之強度，達到天線分集的目的。 而依據DVB-T標準中，一符碼包括一保護區間與一有用部分 (useful duration)，並無序言。且電視廣播系統尚需考慮收訊（畫 面）不能中斷，訊號不能重傳的問題。 圖一所繪示為一習知DVB接收器之示意圖。習知接收器1 〇 〇 包括複數個天線（110 ’ 140)、複數個調諸器（12〇，150)、以及 複數個解調變器（ 130, 160 )。接著，習知的接收器1〇〇會利用一 1237453 比較電路170來比較第一解調變器13〇與第二解調變器i6〇之輸 出訊號的強度，以判斷並選擇強度較佳的訊號以決定選用 = 線（110 or 140)。 換言之’習知的接收器100係利用兩組特性完全相同的接收 模組’來分別處理第-天線110與第二天線14〇所接收之傳輸訊 號。如此一來，將大幅增加接收器100所需的電路成本盥使用* 【發明内容】 本的之一在於提供一種選擇收訊天線的方法與相關 裝置，可精簡電路成本。 本發明之較佳實施例中所提供之選擇收訊天線之方法包含 t於-預料間點前，偵測—第二天線之收訊強度；於該預定 時間點後’制該第-天線之收訊強度；以及比較該第―、第二 訊強度來判斷是否改用該第二天線接收該傳輸訊號之： 弟一符碼之有用部分。 本發明之較佳實_中提供—種接收器，其包含有· 一第一 一 2天線；一開關，耦合於該第-、第二天線，用來切 用央丄i輸，行降頻處理；一解調變器，耦合於該調諧器， 、、ρ,ι㈣…料$所輸出之訊號進行解碼及解調變處理；以及一伯 第二uΜ㈣解調變11及該開關’用來控制該開關切換至該 天綠天線以接收該傳輸訊號，並制該第—天線及該第二 是否改用=度’以及比較該第―、第二天線之收訊強度來判斷 Μ々一天線接收該傳輸訊號，·其中，該偵測裝置係於該 11 1237453 傳輸訊號之一符碼之保護區間切換天線，以確保該傳輸訊號之有 用部分的接收。 【實施方式】 DVB-Τ標準所定義之傳輸訊號係以訊號框（frame)為單位， 每一訊號框包含有68個OFDM符碼（symbol)。每一符碼均包含兩 個部分：用來避免訊號之碼際干擾（Inter-Symbol Interference， ISI)現象之保護區間，以及用來傳送資料之有用部分。 請參考圖二，其所繪示為DVB-T標準中之傳輸訊號之示意圖。 如圖二所示，一第一符碼210包含有一保護區間212以及一有用 部分214, 一第二符碼220包含有一保護區間222以及一有用部分 224。保護區間212及222之時間長度均為Tg，而有用部分214 及224之時間長度均為Tu。換言之，第一符碼210與第二符碼220 的時間長度均為TS ( =Tg+Tu)。 在DVB-T標準中’每一符碼之保護區間係為該符碼之有用部 分的循環前輟（cyclic prefix)。依據應用環境的需要而定，保 護區間的時間長度Tg可有多種選擇，例如：i/fu、l/8Tu、l/16Tu、 l/32Tu 等等。 請參考圖三所繪示本發明之接收器之一較佳實施例的示意 圖。.士發明之接收器300包含有：一第一天線31〇 ; 一第二天線 3別’ 一開關330,用來切換接收一傳輸訊號之天線；一調諧器34〇, 接收到之傳輸訊號進行降頻處理；—解調變器35G，用來 奘器340所輪出之訊號進行解碼及解調變處理；以及一偵測 ^，、6〇 ’用來偵測及比較第一天線310及第二天線320之收訊強 又並據以控制開關330之運作。在實作Ji，調譜器340會利用 12 1237453 * · 一自動增盈控制（AGC)電路（未顯示）來調整所接收到之傳輸訊 號之增益。 凊參考圖四（並一併參考圖二）。圖四所繪示為本發明之接收 器300選擇收訊天線之一實施例的流程圖，其所包含之各步驟茲 分述如下： 首先，本發明之接收器300會先任選一天線（例如第一天線 31〇)來進行訊號同步（synchronization)及邊界解析（boundary acquisition)的動作。 當邊界解析結束後，接收器300會進行步驟404,利用第一天 線310開始接收傳輸訊號200之第一符碼210的保護區間212。 接著，在步驟406中，偵測裝置360會於一預定時間點24前， 控制開關330切換至第二天線320,以偵測第二天線320之收訊強 度。在一較佳實施例中，偵測裝置360係於第一天線310接收到 第一符碼210之保護區間212的前邊界時（亦即時間點22)，控制 開關330切換至第二天線320，以偵測第二天線320之收訊強度。 在步驟408中，偵測裝置360會依據第二天線320之收訊強 度，來產生一第二能量值energy一2。 接下來在步驟410中，偵測裝置360會於預定時間點24後， 偵測第一天線310之收訊強度。實作上，由於電路元件與訊號的 切換會延遲少許的時間，因此，偵測裝置360可於預定時間點24 前一小段時間，控制開關330切換回第一天線310，以偵測第一天 線310之收訊強度。同樣地，偵測裝置360會於步驟412中，依 據第一天線310之收訊強度，來產生一第一能量值energy_l。 13 1237453 在一較佳實施例中，為了提升偵測裝置360偵測兩天線之收 訊強度的準確度，調諧器340中之自動增益控制（AGC)電路於步 驟406與步驟410中的增益特性係保持一致。 在步驟414中，偵測裝置360會比較第一能量值energy_l與 第二能量值energy_2的大小，以判斷是否要改用第二天線320來 接收接下來的第二符碼220之有用部分224。實作上，偵測裝置 360於步驟414中可依據許多不同的準則來判斷是否要改用第二 天線320來收訊。例如，在一第一實施例中，只要第二能量值 energy_2大於第一能量值energy_l，偵測裝置360便會於時間點 28之前，控制開關330切換至第二天線320。在一第二實施例中， 第二能量值energy_2要超過第一能量值energy_l達一定量（例 如3dB)時，偵測裝置360才會控制開關330切換至第二天線320。 在一第三實施例中，除了比較第二能量值energy_2與第一能量值 energy_l外，偵測裝置360還會偵測解調變器350處理中或處理 後之傳輸訊號的位元錯誤率（BER)是否達到一預設臨界值。若第 二能量值energy_2大於第一能量值energy_l或超過第一能量值 energy_l達一定量，且解調變器350處理中或處理後之傳輸訊號 的位元錯誤率達到該預設臨界值，表示第二天線320的收訊比第 一天線310強，且第一天線310的收訊品質不佳，在這種情況下， 偵測裝置360才會於時間點28前，控制開關330切換至第二天線 320。 請注意，在前述的步驟406與步驟410中，本發明之偵測裝 置360於實作上可分別偵測兩天線於相同時間長度内的總收訊強 度，或是不同時間長度内的平均收訊強度。 14 1237453 另外，在前述步驟410的說明中，偵測裝置36〇係於預定昉 間點24後來偵測第一天線31〇之收訊強度，此僅係為本發明之: 實施例’而非限定本發明之應肖。例士口 ’若傳輸訊號之符碼中的 保護區間長度允許，偵測裝置360於步驟41〇中亦可於第一符 210之保護區間212的期間内，先後偵測第二天線32〇與第一天線 310之收訊強度。或者，偵測裝置360偵測第一天線31〇'收訊強声 ^期間，可跨越第一符碼210之保護區間212與有效部分214^ 交界（即時間點24)的兩側。換言之，只要偵測裝置36〇利用— 符碼之保護區間的期間，來偵測第二天線32〇之收訊強度，均 於本發明所涵蓋之範圍。 貫作上，偵測裝置360亦可於複數個符碼的期間内，依據驴 述方法，分別對第一天線310與第二天線32〇進行複數次的收: 強度偵測，並以各該天線的總收訊強度或平均收訊強度來產生第 一能量值energy—1及第二能量值energy—2，以作為步驟4丨4判 的依據。 _ 如業界所習知，DVB-T標準所制訂之傳輸訊號頻寬有8MHz、 7MHz以及6MHz三種規格。不同頻寬規格的DVB—T系統對於訊號框 架構（frame structure)、次載波數目（sub-carrier numbers)、 · 以及通道編碼（channel coding)的設計方式係實質上相同，差 異，僅在於每一符碼之有用部分之時間長度Tu的長短不同而已。 故刚述本發明之接收器與方法，可應用於不同規格 是不同規袼的OFDM系統。 糸 _

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發对請專利範 所做之均等變化與修飾m本發明專制涵蓋範圍。 15 1237453 【圖式簡單說明】 圖式之簡單說明 圖一為習知DVB接收器之示意圖。 圖二為DVB-T標準中之傳輸訊號之示意圖。 圖三為本發明之DVB接收器之一較佳實施例的示意圖。 圖四為本發明之選擇收訊天線的方法之一實施例的流程圖。 圖式之符號說明

22、 24 > 26 丨、28 時間點 100 、300 接收器 110 、140、 310 、 320 天線 120 、150、 340 調諧器 130 、160、 350 解調變器 170 比較電路 200 傳輸訊號 210 > 220 符碼 212 > 222 保護區間 214 、224 有用部分 330 開關 360 偵測裝置 16

Claims (1)

1237453 拾、申請專利範圍： -㊁!:：·用來自動選擇收訊天線，該接收器包含有： 一第二天線； —開:之::於該第-、第二天線，用來切換接收-傳^ 合於該開關，用來對所接收到之傳輸訊號進行 解:n，輕合於该調譜器，用來對該調譜器所輪出之訊 就進行解碼及解調變處理；以及 σ —偵Γί置，，麵合於該解調變器及該開關，用來控制該開關 二、至4第-或第二天線以接收該傳輸訊號，並侦测該 t天線及該第二天線之收訊強度，以及比較該第—、' 第二天線之收訊強度來判斷是否改用該第二天線接收該 傳輸訊號； 其中’該_裝置於該傳輸訊號之—符碼之保護區間切換天 線，以確保該傳輸訊號之有用部分的接收。 士 ^ Γ專利範圍第1項所述之接收器，其中該伯測裝置會依 據孩第一天線之收訊強度產生一第一能量值，以及依據該第 :天線之收訊強度產生一第二能量值，該偵測裝置係依據該 、第一能量值來比較該第一、第二天線之收訊強度。 如申明專利範圍第2項所述之接收器，其中若該第二能量值 大於該第一能量值，該偵測裝置會控制該開關切換至該第二 天線以接收該第二符碼之有用部分。 4·如申睛專利範圍第2項所述之接收器，其中若該第二能量值 17 1237453 大於該第—能量值，且該解調變器依據雷德—所羅門碼所校正 該傳輸訊號之錯誤位元數達到-預定值，該偵測電路會控制 該開關切換至該第二天線。 5·如申請專利範圍第1項所述之接收器，其中該調諧器另包含 有一增益控制電路，在偵測該第一天線及該第二天線之收訊 強度期間，該增益控制電路之增益特性係實質上相同。 6. =中請專利範圍第丨項所述之接收器，其中該傳輸訊號係為 符合正交分頻多工（OFDM)之調變訊號。 7. 如中請專利範圍第1項所述之接收器，其中該傳輸訊號係為 符合數位視訊廣播傳輸標準之訊號。 8· 一種選擇收訊天線之方法，其包含有： 使用一第一天線開始接收一傳輸訊號之一第一符碼； 於一預定時間點前，偵測一第二天線之收訊強度； 於該預定時間點後，偵測該第一天線之收訊強度；以及 比較該第一、第二天線之收訊強度來判斷是否改用該第二天 線接收該傳輸訊號之一第二符碼之有用部分； 其中該第-符碼係位於該第二符碼之前，且該預定時間點係 於接收該第一符碼之有用部分前。 9· t中請專利範圍第8項所述之方法，其中比較步驟另包含有： 若該第二天線之收訊強度大於該第一天線之收訊強度，改用 該第二天線來接收該第二符碼之有用部分。 10·如申請專利範圍第8項所述之方法，其中比較步驟另包含有： 若該第二天線之收㈣度大於該第—天線之收訊強度，且該 18 1237453 11. 12. 13. ::;==:法，—號_其一_ 為符 部;=定時間點係對 14·=用Γ接收器之天線分集方法，該接收器包括一第一天 ΪΪ::4二天線，該接收器接收—第—符碼與—第二符碼， 。/付碼包括-保護區間與—有用部分該方法包含： 第r天線接收該第—符碼，並獲得—第—收訊強度； 1 一柄之健區間巾，切換使賴第二天線接收該保 4區間，並獲得一第二收訊強度；以及 比較該第-、第二㈣強度來_是否使贱第二天線接收 4第二符碼之有用部分。 κ =請專利範圍fl4項所述之方法，其中在保護區間之期間 切換天線，以確保有用部分的接收。 6·=申4專利fell第14項所述之方法，其中該符碼係符合數位 視訊廣播（DVB)傳輸標準。 •種用於-接收器之天線分集方法，該接收器包括一第一天 19 1237453 ί與Γ第二天線，該接收器接收—第—符碼與―第二符碼， ^符碼包括-保護區間與—有用部分，該方法包含： 吏用該第二天線接收該第一符碼之保護區間，並獲得一第二 收訊強度； 符碼之保護區間中，切換至該第-天線； :::線接收該第一符碼之有用部分，並獲得-第-收 汛強度；以及 比較:J一:第二收訊強度來判斷是否使用該第二天線接收 该弟二符碼之有用部分。 18. 如申請專利範圍第17項所述之方法， 切換天線，以確保有用部分的接收。/、中在保•間之期間 19. 如申請專利範圍第17項所述之 視訊廣播（DVB)傳輸標準。/ ，/、中該符碼係符合數位 20·如申請專利範圍第17項所述之方 ^ 對應於該第一符碼之保護區間之部八其中该第二收訊強度係 21·如申請專利範圍第17項所述之方法，复 々 對應於該第一符碼之有用部分之部八’其中該第一收訊強度係 係與該第一符碼之保護區間:二，且該有用部分之部分 n各貫質上相同。 20