[发明专利]数字调制系统中自适应计算数字信号判定误差的电路和方法

说明书

本发明涉及一种用于在数字调制系统中计算数字信号判定误差(decisionerror)的电路和方法，特别是涉及一种用于通过限制相位检测判定区域来自适应(adaptively)计算判定误差的电路和方法。

由于已经从黑白电视发展到了彩色电视，近来对大屏幕、高分辨率和能够感受真实声音和图像质量的电视提出了需求。伴随着这种新趋势，在模拟传输系统基础上的第一代HDTV(高清晰度电视)广播正面临快速开发之中。日本研制了称为MUSE(多级子-尼奎斯特(Multiple Sub-Nyquist)取样编码)传输系统的HDTV传输系统。美国已经使用了一种由GA(大联盟(GrandAlliance))委员会采用的VSB(残留边带)调制作为HDTV系统的调制系统，并建议了这种系统的方案构成。VSB调制被用做现有电视广播中模拟视频信号的调制方法之一。由GA委员会建议的GA HDTV使用VSB信号传输数字调制信号。在最初的DSC(数字频谱兼容)HDTV中，采用了使用两极和四级的两极和四级VSB调制系统。但是，在GA-HDTV中，采用了应用于高速电缆模式使用八级和十六级VSB调制系统的八级和十六级VSB调制系统。为了对VSB信号解调，GA委员会还建议了一种具有下述特性的HDTV的VSB接收机。即：由GA委会员建议的HDTV的VSB接收机使用一个符号率单元(a unit of symbol rate)执行取样，该符号率单元是用来仅对I(同相)信道的信号的数据进行检测，不同于数字调制信号的其它解调器。因此，与QAM(正交幅值调制)接收机等相比较，由GA委员会建议的HDTV的VSB接收机由于使用了I信道和Q(正交)信道两个信道而具有简单的结构。但是，由于接收的数据被利用符号率单元进行处理，所以，即使是在处理速度相对低于分数速率(fractional rate)接收机的情况下也可以检测数据。

所建议的VSB接收机采用同步检测恢复一个载波，当检测来自VSB调制信号的数字数据时。所述的同步检测具有一个优点，即，它可以在相同信噪比处检测低于异步检测误差  率的数据。但是，由于载波恢复电路的原因，VSB接收机的结构比较复杂。因此，所建议的VSB接收机在检测传输信号的相位时使用FPLL(频率和锁相环)和PTL(相位环)电路用于同步检测。

FPLL使用包含在VSB信号中的一个导频(pilot)信号执行传输信号的相位跟踪。可以采用传统PLL(锁相环)的频率误差检测电路很容易地实现这个FPLL，并在GA-HDTV系统建议中给出了相关描述。FPLL的输出通过信道均衡器并还加给PTL电路的输入端。所述PTL电路消除相位噪声、即，它是在FPLL中没有被消除的相位误差。GA-HDTV接收机的PTL电路结构通常不同于DDCR(直接判定载波恢复)电路结构。但是，PTL电路使用输入I信道的取样数据估算信号点的旋转成分，并补偿相位误差值。在I信道数据中包含有将要实际传输的信息。Q信道不具有传输实际信息的功能，但它能减少调制信号的频谱。假如在解调期间存在有一个相位误差，那么，在I信道取样数据中不仅仅包含有I信道数据，而且还包含有Q信道数据。因此，为了使PTL电路能够校正相位误差，也需要Q信道信息。通过使用希尔伯特变换滤波器对I信道数据进行滤波可以很容易地获得Q信道的信息。

图1的方框图示出了GA委员会作为标准建议的一种GA-HDTV接收机。图1所示VSB接收机的整个操作在韩国通信科学学术会议于1994年发表的秋季综合科学公开论文集(Autumn Synthesis Scienc Publication PaperCollection)中名称为“用于同步VSB接收机的相位跟踪器的设计和性能分析”中进行了描述。

如图1所示，使用数字VSB调制的系统经过均衡器50和PTL60来判定一个数字信号，并利用一个判定误差值。对于经过均衡器50和PTL60的数字信号判定来讲，如图2所示使用接收的I信号将该数字信号判定给最接近的符号。为了改善由于相位误差等引起的错误判定，使用了一种自适应判定方法，以计算由图2中的倾斜线表示的斜率该计算使用了从I信号中得到的Q信号。即使由于一个很小的残留相位误差固定判定区域倾向错误判定时，一个自适应判定区域也能够通过从恒定数量数据中获得该斜率来减小判定误差。但是，用于相对于I轴和Q轴两个轴判定数字信号的电路变得很复杂。

因此，本发明的一个目的就是提供一种电路和方法，用于根据输入信号的状态通过自适应地限制数字调制系统中的一个判定区域来计算判定误差。