[发明专利]用于高清晰度电视接收机的解调器

说明书

本发明涉及一种用于解调高清晰度电视信号，例如适用于美国的VSB调制类型的载波恢复网络。

从以码元形式传送数字信息的调制信号中恢复数据通常需要接收机三种功能：用于码元同步的定时恢复、载波恢复(频率解调为基带)以及信道均衡。通过将接收机时钟(时基)同步到发射机时钟的处理来进行定时恢复。这允许接收的信号按时在最佳点被采样以减少与接收码元值的判决处理有关的限幅误差。在接收的RF信号被下变频到较低的中频通带(例如，基带附近)以后，通过将其移频到基带以允许调制基带信息的恢复来进行载波恢复。通过改变信号传输信道中条件和干扰的影响被补偿来进行自适应信道均衡。这种处理一般使用滤波器，去除由传输信道的频率相关时变特性引起的幅度和相位干扰。

根据本发明原理，一个载波恢复网络响应一个接收信号的导频分量以及一个表示与主要数据信号一起传输的导频信号不希望的相位偏移的本地产生的相位校正控制信号来产生一个解调信号。

在优选实施例中，在均衡解调信号之前去除载波恢复处理使用的导频信号相位偏移引起的解调信号的相位偏移。载波恢复网络使用两个旋转器(乘法器)，它们响应于要被解调的所接收的I、Q信号。一个旋转器与响应导频分量的相位控制环路相联系。另一个旋转器也响应于通过将从相位控制环路获得的信号与表示不希望相位失真的估计的偏移信号组合产生的组合信号，所述失真如导频信号中的多径(“重影(ghost)”)失真。

图1是一个包括本发明原理装置的高清晰度电视(HDTV)接收机一部分的方框图。

图2描述了一个用于美国ATSC高清晰度系统的VSB调制信号的数据帧格式。

图3详细描述了根据本发明在图1中的载波恢复解调器网络。

图4是一个便于理解图1的解调器工作的示意图。

图5示出图1的解调器网络的另一部分细节。

图1中，一个地面广播模拟输入HDTV信号由一个包括RF调谐电路的输入网络14和一个包括产生IF通带输出信号的中频(IF)处理器16以及适当的自动增益控制(AGC)电路处理。接收信号是一种如Grand Alliance推荐的、并且由美国的ATSC地面广播高清晰度电视标准采用的载波抑制8-VSB调制信号。这样一种VSB信号由一个一维数据码元构象来表示，其中只有一个轴包含将由接收机恢复的量化数据。为了简化该图，未示出用于同步所说明功能块的信号。

如1994年4月14日Grand Alliance HDTV系统规范中描述的，VSB传输系统传送具有如图2示出的规定的数据帧格式的数据。在抑制的载频上一个小的导频载波分量(导频音调)被加到发射信号上，以帮助VSB接收机的解调器获得载波锁定。参照图2，每个数据帧包括两个字段，每个字段包含832个多电平码元的313个段。每个字段的第一段称为一个字段同步段，其余的312个段称为数据段。数据段一般包含MPEG兼容的数据包。每个数据段包括四码元段同步分量，其后跟有828个数据码元。每个字段包括一个四码元段同步字符，其后跟有一个包含预定511个码元伪随机数(PN)序列和三个预定63个码元PN序列的字段同步分量，在连续字段的中间一个被反相。一个VSB模式控制信号(定义VSB码元构象的大小)跟随着上一个63PN序列，其后跟有96个保留的码元和12个从先前字段拷贝的码元。在ATSC系统中，一个小的数字电平(1．25)加到数字基带数据外加同步信号的每个码元(数据和同步)上。它的作用是将一个小的同相导频分量加到数据信号上。在基带导频的数字相加提供了高稳定和精确的导频。导频的频率与抑制的载频相同。

继续看图1，由模数转换器19将来自单元16的通带IF输出信号转换为数字码元数据流。来自ADC 19的输出数字数据流被一个数字解调器／载波恢复网络22解调到基带。这可以通过一个响应接收的VSB数据流的导频分量的锁相环来得到。单元22产生一个如参照图3更详细描述的输出I相位解调码元数据流。

ADC 19响应采样时钟CLK采样输入VSB码元数据流。与ADC 19和解调器22相联系的是一个段同步和码元时钟恢复网络24。网络24从随机数据恢复每个数据帧的重复数据段同步分量。段同步分量用于重新产生一个适当的相位采样时钟。