專利名稱：用于殘留邊帶已調(diào)制信號的載波無關(guān)定時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理系統(tǒng)。尤其涉及例如可由高清晰度電視(HDTV)信息調(diào)制的殘留邊帶(VSB)信號的接收機(jī)所使用的定時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)。
接收機(jī)從VSB或QAM(正交調(diào)幅)信號恢復(fù)數(shù)據(jù)要求能實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能字符同步用的定時(shí)恢復(fù)、載波恢復(fù)(頻率解調(diào))及均衡。定時(shí)恢復(fù)是使接收機(jī)時(shí)鐘(時(shí)基)同步于發(fā)射機(jī)時(shí)鐘的過程。這使得所收信號在時(shí)間最優(yōu)點(diǎn)處取樣，以減少與所收符號值的判定處理相關(guān)的削波誤差(slicing error)出現(xiàn)的機(jī)會。載波恢復(fù)是在頻率移到較低的中頻帶寬后把所收的RF信號移到基帶，以實(shí)現(xiàn)調(diào)制基帶信息的恢復(fù)的處理過程。均衡是對于已收信號補(bǔ)償其發(fā)送信道擾動效應(yīng)的處理過程。更詳細(xì)地說，均衡去除了由于發(fā)送信道的擾動所引發(fā)的符號間干擾(ISI)。ISI使得給定符號之值受其前位的及后隨的符號值的畸變。
對于QAM信號，定時(shí)恢復(fù)通常是接收機(jī)中實(shí)施的第一功能。該定時(shí)是從中頻帶寬信號或近基帶信號中恢復(fù)的，近基帶信號即具有載波偏移的基帶信號其載波偏移由一載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)所校正。在任何一種情形中，定時(shí)可在先于基帶解調(diào)之前而被建立。
傳送數(shù)字信息的QAM信號是由實(shí)軸和虛軸定義的二維數(shù)據(jù)符號矢量端點(diǎn)圖(constellation)表達(dá)的。與之相對應(yīng)，VSB信號是由一維數(shù)據(jù)矢量端點(diǎn)圖所表達(dá)，其中只由單一軸來包括所要在接收機(jī)中恢復(fù)的量化數(shù)據(jù)。基帶VSB信號的定時(shí)恢復(fù)是利用周期的同步(Sync)符號或成分來實(shí)現(xiàn)的。該項(xiàng)技術(shù)是由HDTV系統(tǒng)大聯(lián)盟最近提出用于美國的陸地廣播。這種技術(shù)的顯著缺陷是其對于同步符號的使用降低了數(shù)據(jù)發(fā)送信道的有效負(fù)載容量。
大聯(lián)盟HDTV系統(tǒng)用殘留邊帶(VSB)數(shù)字傳送格式，用于發(fā)送打包的數(shù)據(jù)流。這種HDTV系統(tǒng)是由美國聯(lián)邦通信委員會通過其高級電視業(yè)務(wù)咨詢委員會(ACATS)提出的考慮在美國使用的發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)被排列成數(shù)據(jù)場序列。每場(field)包括313個(gè)段(segments)一個(gè)場無同步段(它不含有效負(fù)載數(shù)據(jù))及隨后的312個(gè)數(shù)據(jù)段。一個(gè)同步成分與每一個(gè)數(shù)據(jù)段相關(guān)聯(lián)。于1994個(gè)2月22日提交給ACATS技術(shù)分組的大聯(lián)盟HDTV系統(tǒng)的描述(草案)可見于94年3月20-24日的全國廣播工作者協(xié)會的94年會刊、第48期廣播工程會議會刊(48th Annual Broadcast Engineering ConferenceProcceedings)。
本發(fā)明所公開的適于VSB信號的定時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)有利地實(shí)現(xiàn)了定時(shí)恢復(fù)而不依賴同步成分。這是利用了頻帶邊沿實(shí)現(xiàn)關(guān)于已收VSB信號的定時(shí)恢復(fù)，以便生成由之提取定時(shí)信息的雙邊帶調(diào)幅信號。在所給出的實(shí)施例中，一個(gè)頻帶邊緣濾波器網(wǎng)絡(luò)濾出VSB信號的高與低頻帶邊緣。該公開的系統(tǒng)以符號速率有利地進(jìn)行操作，它不依賴于包含有限帶寬同步成分的已收信號，以利于定時(shí)恢復(fù)，并當(dāng)載波偏移出現(xiàn)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)定時(shí)的同步化而與載波的偏移無關(guān)。
在公開的實(shí)施例中，濾波器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)字濾波器網(wǎng)絡(luò)，在由該網(wǎng)絡(luò)所濾波的頻帶邊緣處，其響應(yīng)對于所收VSB信號的頻譜有互補(bǔ)性。
根據(jù)本發(fā)發(fā)明的特征，用于將所收VSB信號向基帶頻移的載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)也共用該濾波器網(wǎng)絡(luò)。


圖1是包括根據(jù)本發(fā)明原理的定時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)的例如象HDTV接收機(jī)的一個(gè)先進(jìn)電視接收機(jī)的一部分框圖。
圖2-6示出了與圖1系統(tǒng)工作相關(guān)的信號幅度與頻率的響應(yīng)關(guān)系。
圖1中，由輸入網(wǎng)絡(luò)14對經(jīng)天線10接收的VSB調(diào)制的廣播HDTV模擬信號作處理。該網(wǎng)絡(luò)14包括例如RF調(diào)諧電路、用于產(chǎn)生適于轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的中頻通帶的雙轉(zhuǎn)換調(diào)諧器及相應(yīng)的增益控制電路。根據(jù)大聯(lián)盟HDTV的規(guī)定，示出的所收的VSB信號是一個(gè)8-VSB信號，具有大致為10.76M符號/秒的符號速率并占據(jù)傳統(tǒng)的6MHZ的頻譜。具體而言，本例中所收VSB信號是具有一維數(shù)據(jù)矢量端點(diǎn)圖的8-VSB信號，由下列8個(gè)數(shù)據(jù)符號所定義-7-5-3-1，1，3，5，7該系統(tǒng)的尼奎斯特帶寬標(biāo)稱值是例如5.38MHZ，在每個(gè)邊緣處有0.31MHZ的標(biāo)稱額外帶寬。公開的系統(tǒng)也可用于例如16-VSB信號。
模-數(shù)轉(zhuǎn)換器16以2樣本/字符的取樣速率操作，把從輸入處理器14輸出的信號從模擬型轉(zhuǎn)換成數(shù)字型。所接收的VSB信號可包括導(dǎo)頻成分并已由單元所解調(diào)，以使6MHZ帶寬的中心被標(biāo)稱地置于5.38MHZ。在ADC16輸入處信號的頻譜占有的范圍是從2.38MHZ到8.38MHZ。當(dāng)建立起定時(shí)同步時(shí)，該ADC單元16以21.52MHZ對該信號取樣，這一頻率是符號速率的兩倍。表示原始基帶脈沖調(diào)幅(PAM)信號的DC點(diǎn)的導(dǎo)頻成分的標(biāo)稱值是2.69MHZ(尼奎斯特頻率)，它是1/8fsr。在下面的討論中fc是所發(fā)送信號的載波頻率(標(biāo)稱值為5.38MHZ)，fst是所發(fā)送的符號頻率(10.76M符號/秒，即四倍的尼奎斯特頻率)，以及fsr是接收機(jī)取樣頻率(21.52MHZ)。
在定時(shí)鎖定時(shí)，fsr＝2fst。當(dāng)解調(diào)成基帶信號時(shí)，載波被鎖定，fc＝1/4fsr。
來自ADC單元16的數(shù)字信號加到兩個(gè)復(fù)數(shù)頻帶邊緣濾波器20和22，它們是圍繞尼奎斯特頻率的鏡象濾波器。每個(gè)濾波器展示出其實(shí)部和虛部函數(shù)，以使得從這些濾波器輸出的信號包括實(shí)部和虛部成分。圖1中，字母“C”表示傳送具有實(shí)部和虛部成分的復(fù)數(shù)信號的信號通路。其它的信號通路只傳送實(shí)部成分。濾波器20和22產(chǎn)生沒有鏡象成分的輸出信號，即輸出信號或是正、或是負(fù)的頻譜成分，但不同時(shí)有二者。這樣結(jié)果的優(yōu)點(diǎn)是不會產(chǎn)生隨后難于消除的寄生成分。如將在圖2中所見到的那樣，該系統(tǒng)中的濾波器20和22的設(shè)計(jì)具有負(fù)頻譜成分的復(fù)數(shù)解析輸出信號。該負(fù)頻率是任意選擇的；也可以采用正頻譜。
圖2描述了由加到濾波器20和22的輸入的所接收的VSB信號的帶寬和由該兩個(gè)濾波器的帶通響應(yīng)所構(gòu)成的負(fù)頻譜。輸入的實(shí)部信號具有正和負(fù)頻譜。正頻譜由公知的技術(shù)所消除，留下負(fù)頻譜。濾波器20提取的是VSB信號負(fù)頻譜的上帶緣，而濾波器22則提取的是VSB信號負(fù)頻譜的下帶緣。不論是正頻譜還是負(fù)頻譜，該上帶緣包括最高頻率成分，而下帶緣包括最低的頻率成分。濾波器20和22的帶緣響應(yīng)和VSB信號在本例中相交于尼奎斯特點(diǎn)處。在圖2及以后的附圖中，以符號“△”表示例如可能與近基帶信號相關(guān)的載波頻率偏移，即一個(gè)不完全被頻移到基帶的信號。將結(jié)合載波恢復(fù)(基帶解調(diào))網(wǎng)絡(luò)詳述這種偏移。
如圖2所示，濾波器20和22的響應(yīng)對于該兩濾波器正在提取的帶緣處的輸入信號的頻譜是互補(bǔ)的。當(dāng)沒有導(dǎo)頻成分出現(xiàn)在所接收的VSB信號(圖3)中時(shí)，它具有產(chǎn)生抑制了載波的雙邊帶幅度調(diào)制(AM)信號的效應(yīng)，而當(dāng)有導(dǎo)頻信號出現(xiàn)在該帶緣中時(shí)，則產(chǎn)生雙邊帶殘留載波AM信號。濾波器20對頻率f1左側(cè)的響應(yīng)是不嚴(yán)格要求的，而濾波器22對于頻率f2右側(cè)的響應(yīng)是不嚴(yán)格要求的。
在建立定時(shí)和載波鎖定之前，這些AM信號包含可被用于定時(shí)和載波恢復(fù)的頻率(和相位)偏移。具體而言，從上帶緣濾波器20的輸出獲得的AM信號的中心處于-fc-1/4fst。如果導(dǎo)頻存在(例如大聯(lián)盟HDTV系統(tǒng)中的情況)，它將以這一頻率出現(xiàn)。如果該信號作為VSB信號處理，則頻率1/4fst是符號頻率的四分這一。相類似地，從下帶緣濾波器22的輸出獲得的AM信號的中心處在-fc+1/4fst(尼奎斯特頻率)。當(dāng)ADC單元16的取樣時(shí)鐘輸入(CLK)的頻率是四倍于這兩個(gè)高和低抑制載波頻帶邊緣的AM信號的載波之間的頻率差(圖3)時(shí)，就實(shí)現(xiàn)定時(shí)同步。
定時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)的操作如下。濾波器22的輸出信號由單元22作共軛，把濾波器22輸出信號的頻譜從負(fù)向轉(zhuǎn)成正向，如圖4所示。單元25執(zhí)行的共軛是一種人們熟知的過程，首先利用熟知的方法把信號分離成實(shí)部和虛部成分。通過以負(fù)單位因子乘以該虛部而使其反向。反向的虛部成分和原來的實(shí)部成分被重新組合。在乘法器26中，重新組合的低帶緣AM信號與來自濾波1020的高帶緣AM信號相乘。在乘法器26的輸出產(chǎn)生的一個(gè)AM信號將載波頻率成分fc去除，如圖5所示。fc成分的去除是由于上帶緣成分的負(fù)性載波消除了來自下帶緣的共軛AM信號的正性載波。由于被乘AM信號都是雙邊帶信號，在1/2fst的抑制載波中心頻率處的AM信號被保持。頻域中的這些信號在基帶表示為偶函數(shù)(即只有實(shí)部成分)，其卷積在基帶也表示為偶值函數(shù)。
由于卷積處理，從乘法器26輸出的AM信號帶寬已被加倍(時(shí)間域的乘法產(chǎn)生頻率域的卷積)。通過把相隔的取樣驅(qū)使為零，接收機(jī)取樣時(shí)鐘CLK的頻率能被同步于輸入VSB信號的符號頻率，而與任何載波偏移(△)無關(guān)。它是以下述方式在定時(shí)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)30中由相位檢測器28所實(shí)現(xiàn)的。
從乘法器26(圖5)來的雙邊帶AM輸出信號的虛部成分指示了信號失去定時(shí)(mis-timing)的幅度。而實(shí)部成分表示了失去定時(shí)的方向(AM抑制載波信號具有將要被克服的180度的二義性)。如果該AM信號被完好地定時(shí)，就沒有虛部成分。通過借助相位檢測器28中的單元32，利用公知的分離技術(shù)將出自乘法器26的雙邊帶AM信號分成它構(gòu)成的實(shí)部和虛部成分。利用公知的技術(shù)，變換單元34確定實(shí)部成分(方向信息)的符號，并以該符號與分離的虛部成分的取樣值相乘。乘法器36的輸出代表了一個(gè)誤差信號，當(dāng)定時(shí)實(shí)現(xiàn)鎖定時(shí)，該誤差信號由定時(shí)控制環(huán)路的作用而被驅(qū)使為零值。
由于雙邊帶信號的載波頻率按照標(biāo)稱值處于1/2fsr處，所以出自乘法器36的輸出信號的虛部的鎖定值將是零。以實(shí)部的符號乘以虛部成分使得檢測器28具有區(qū)別正與負(fù)頻率偏移的功能。
從相位檢測器28輸出的信號由低通環(huán)路濾波器38所濾波，如已知那樣，該低通環(huán)路濾波器包括積分通路和比例通路，其時(shí)鐘頻率為1/2fsr。由于該環(huán)路的目的是每隔一取樣值將一個(gè)虛部成分驅(qū)使為零，所以每隔輸入信號的一個(gè)取樣值給環(huán)路濾波器38送一次時(shí)鐘。濾波器38的輸出是加到壓控振蕩器(VCO)40的一個(gè)DC電壓。振蕩器40提供給用于ADC單元16的接收機(jī)取樣時(shí)鐘CLK是DC電壓的函數(shù)。當(dāng)由包括網(wǎng)絡(luò)30的所描述的定時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)所提供的ADC取樣時(shí)鐘是從濾波器20和從(圖3)的兩個(gè)AM輸出信號之間的差頻的四倍時(shí)，即實(shí)現(xiàn)了定時(shí)同步。濾流器38的比例的和積分的控制部分按公知方式分別用K1和K2增益控制標(biāo)量加以調(diào)節(jié)。這些標(biāo)量被設(shè)置成大數(shù)值，以有利于在搜索模式中的信號搜索，并可以在跟蹤模式中降低其數(shù)值，以增加其抗噪性能。為實(shí)現(xiàn)定時(shí)鎖定所需的時(shí)間是作為例如信號中存在的噪聲量和多路徑失真、控制環(huán)路帶寬以及控制環(huán)路時(shí)間常數(shù)的函數(shù)而改變的。
在圖1的系統(tǒng)中，載波可用兩種不同的方法來恢復(fù)。一種方法是利用從濾波器20和22輸出的兩個(gè)帶緣AM信號，與上述的用于定時(shí)恢復(fù)的方式類似。第二種方法是共用一個(gè)已收信號的帶緣。第二方法情況下，通常所用的帶緣是可以包括導(dǎo)頻信號的那一個(gè)。與導(dǎo)頻成分相關(guān)的附加能量增強(qiáng)了在低的信噪比條件下載波恢復(fù)環(huán)路的性能。然而應(yīng)予注意，這兩種方法都最好不要求導(dǎo)頻成分的存在。
兩個(gè)頻帶邊緣都采用的載波恢復(fù)方法把濾波器20和22的輸出在乘法器45中乘在一起，而沒有象已有的定時(shí)恢復(fù)那樣對信號進(jìn)行共軛。這種相乘在乘法器45的輸出產(chǎn)生出具有-2fc載波頻率的一個(gè)已抑制載波的AM信號。符號速率成分fst已被從該AM信號完全去除。如果載波偏移(△)存在，則如圖6所示，該載波頻率是在-2fc-2△處。到此為止，載波恢復(fù)過程與接收機(jī)解調(diào)器取樣時(shí)鐘頻率fsr無關(guān)。
在數(shù)字信號處理的應(yīng)用中，通常希望設(shè)計(jì)出能夠方便地產(chǎn)生出與數(shù)字信號處理器時(shí)鐘頻率諧波相關(guān)的信號的壓控振蕩器(VCO)或頻譜移位器。基于此種考慮，注意到復(fù)合雙邊帶AM信號在乘法器45(圖6)的輸出端是將其中心處于-2fc的頻率(略去任何載波的偏移)，或是在-2fc-2△(包括偏移)。這意味著該AM信號是跨在折疊重合區(qū)的。更具體而言，實(shí)際中的圖6示出的AM信號左邊帶部分是被“環(huán)繞”到正性頻譜中。由于該AM信號是復(fù)數(shù)信號，其中第一負(fù)性重復(fù)頻帶的相鄰正性頻率成分已經(jīng)去除，因而并不產(chǎn)生折疊。
為簡化載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，相關(guān)的相位檢測器54實(shí)際上與使用在定時(shí)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)30中的相位檢測器28相同。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，輸入到相位檢測器54的AM信號的載波必須被驅(qū)動為1/4fsr。輸入到相位檢測器54的AM信號的載波由工作在+1/4fsr的復(fù)數(shù)頻譜移位器標(biāo)稱地移動到1/4fsr頻率。該頻譜移位器包括復(fù)數(shù)乘法器52和64。乘法器64響應(yīng)1/4fsr取樣信號以將VCO62的輸出信號移位+1/4fsr。VCO62的響應(yīng)特性與在定時(shí)控制環(huán)路中的VCO40的特性相似，并響應(yīng)與在定時(shí)恢復(fù)環(huán)路中的濾波器38相似的低通環(huán)路濾波器60所產(chǎn)生的DC電壓。從乘法器64輸出的其中包括由環(huán)路產(chǎn)生的頻率偏移加上固定的1/4fsr的產(chǎn)生的復(fù)數(shù)輸出信號被送到復(fù)數(shù)乘法器52的輸入端。乘法器52的另一輸入端接收從復(fù)數(shù)乘法器45輸出的、中心定在-2fc的AM信號。
相位檢測器54的操作與定時(shí)恢復(fù)環(huán)路中的相位檢測器28相同。相位檢測器54包括實(shí)部/虛部成分的分離器55、符號函數(shù)變換網(wǎng)絡(luò)56、和輸出乘法器57。相位檢測器54的操作是將乘法器52的輸出信號的虛部成或與實(shí)部成分的符號相乘。這使得虛部成分的相隔取樣值被驅(qū)使為零。由于相位檢測器54與相位檢測器28一樣是對同一套取樣值(即奇數(shù)的或偶數(shù)的但不同時(shí)有這二者)施以操作，所以環(huán)路濾波器60(和濾波器38相同)被要求以符號速率而不是以兩倍的符號速率提供輸出樣本。較之以每個(gè)符號需要2個(gè)樣本的假定實(shí)施方案所需的操作量相比，這就顯著降低了環(huán)路濾波器的復(fù)雜性。
在載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)50的輸入處，乘法器45的輸出是中心定在-2fc-2△頻率處的復(fù)數(shù)雙邊帶抑制載波的AM信號。載波環(huán)路中的VCO62的輸出是大約為2△的信號。為產(chǎn)生在VCO62輸出處的這一信號，經(jīng)過乘法器64把信號1/4fsr加到載波環(huán)路，以消除2fc成分。利用2分頻器70，在VCO62輸出的復(fù)數(shù)信號2△被變換成載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)50的輸出信號△。輸出信號△是表示載波的相位/頻率偏移的一個(gè)單純頻率(tone)(無頻譜)。
在由單元72進(jìn)行延時(shí)之后，VSB輸出信號從ADC單元16加到乘法器74的輸入，這就補(bǔ)償了經(jīng)過濾波器20和22的信號延時(shí)。延時(shí)單元72的輸出是一個(gè)復(fù)數(shù)的近基帶對稱雙邊帶VSB信號，如靠近框72處的頻譜圖所描繪的那樣。該信號由乘法器74移位得更接近基帶，該乘法器1/8fsr所控制，以在其輸出產(chǎn)生接近基帶的上VSB邊帶，如在乘法器74的輸出處的頻譜圖所示。從乘法器74輸出的近基帶VSB信號加到復(fù)數(shù)乘法器71的一個(gè)輸入端，而從載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)50輸出的(表示偏移的)輸出信號△加到乘法器71的另一個(gè)輸入端。乘法器71的功能實(shí)際上是消除在VSB信號中的偏移△，以產(chǎn)生基帶VSB信號。
出現(xiàn)在乘法器71的輸出端的復(fù)數(shù)已解調(diào)VSB信號應(yīng)是且時(shí)常是在基帶處。但在實(shí)際中該信號可能包括不得不予補(bǔ)償?shù)臍埩粝辔黄?。這種補(bǔ)償由均衡器75來實(shí)現(xiàn)，它的結(jié)構(gòu)形式是公知的。均衡器75按公知方式補(bǔ)償信道擾動并產(chǎn)生由單元76解碼且由輸出處理器78處理的已均衡的輸出信號。如所公知，解碼器76可包括例如格構(gòu)解碼器(trellis decoder)、去交錯器(de-intecleaver)、里德(Reed)-索洛蒙(Solomon)錯誤校正及音頻/視頻解碼器網(wǎng)絡(luò)。輸出處理器78可包括音頻及視頻處理器及音頻和視頻復(fù)制裝置。
載波恢復(fù)也能通過下述方式利用輸入信號的單一頻帶的邊緣來完成。下帶緣濾波器22產(chǎn)生具有載波頻率為-fc+1/4fst的雙邊帶AM輸出信號。這通過把從濾波器20至乘法器45的輸入設(shè)置成單位值來實(shí)現(xiàn)。能夠通過在濾波器20的輸出端和乘法器45的上輸入端之間的信號通路內(nèi)放置一個(gè)乘法器來作到這一點(diǎn)。乘法器的一個(gè)輸入端接收來自濾波器20的輸出信號，另一個(gè)輸入端接收單位值信號。該單位值信號是響應(yīng)加到該乘法器的一個(gè)控制輸入端的控制信號而被傳送到乘法器45的輸入端的。當(dāng)采用了單位值信號時(shí)，自上帶緣濾波器20輸出的信號從乘法器45脫離。在采用兩個(gè)頻帶濾波器的系統(tǒng)中，定時(shí)與載波鎖定可在大約同時(shí)出現(xiàn)。在只采用一個(gè)帶緣濾波器的系統(tǒng)中，載波鎖定可在定時(shí)鎖定之后出現(xiàn)，這要根據(jù)諸如噪聲、環(huán)路增益和環(huán)路帶寬等多種因素而定。如果已由網(wǎng)絡(luò)30建立了定時(shí)鎖定，則fst＝1/4fsr，而且可以由一個(gè)-1/8fsr頻譜位移器對濾波器22的AM輸出信號進(jìn)行位移而移除載波的fst成分。圖1中頻譜移動的完成是通過將輸入到乘法器64的所示出的1/4fsr時(shí)鐘變化成-1/8fsr來進(jìn)行的。在此頻譜位移之后，乘法器52輸出的AM信號載波將處在頻率-fc處(在前述雙頻帶邊緣方法情形中則是-2fc)。
在本實(shí)施例中，通過利用與用于雙頻帶邊緣載波恢復(fù)實(shí)例的單元54相似的相位檢測器、以及將相隔樣本的實(shí)部強(qiáng)置成零值，可以容易地將AM信號載波頻率fc驅(qū)至-1/4fsr。相位檢測器的輸出由在一環(huán)路中驅(qū)動VCO的一個(gè)低通環(huán)路濾波器所積分，該環(huán)路用以將AM信號載波頻率驅(qū)成-1/4fsr，其方式與結(jié)合雙頻帶邊緣載波恢復(fù)實(shí)例的上述討論的方式相似。
在所討論的實(shí)施例中，即使在有載波偏移的情況下也能實(shí)現(xiàn)定時(shí)恢復(fù)(鎖定)，而且定時(shí)鎖定不依賴于在VSB信號中用于此目的的同步成分。選擇在尼奎斯特區(qū)中點(diǎn)處操作相位檢測器28和54是一個(gè)可能的解決問題的方案。但是，相位檢測器也可工作于基帶而有同樣結(jié)果。負(fù)性頻譜的利用是任意的。通過采用所述電路的不同的實(shí)施方案，正性頻譜也可能已被使用而有相似的結(jié)果。例如，采用共軛濾波器20和22且將-1/4fsr的信號輸入到乘法器64。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于接收作為已調(diào)制殘留邊帶(VSB)信號發(fā)射的高清晰度電視(HDTV)信號的系統(tǒng)，其中該VSB信號被格式化為代表數(shù)字圖象數(shù)據(jù)的符號的一維數(shù)據(jù)矢量端點(diǎn)圖(constellation)并可表現(xiàn)出有載波偏移，在所述系統(tǒng)中有定時(shí)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)用于建立本地接收機(jī)符號時(shí)鐘和發(fā)射機(jī)符號時(shí)鐘之間的定時(shí)同步，所說定時(shí)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)在有所說載波偏移出現(xiàn)在所說的已收信號中時(shí)。能夠?qū)崿F(xiàn)所說的同步而與所說載波的偏移無關(guān)，所說定時(shí)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)包括用于接收所說VSB信號的輸入網(wǎng)絡(luò)(14、16)；響應(yīng)來自所說輸入網(wǎng)絡(luò)的輸出信號的濾波器網(wǎng)絡(luò)，包括具有分別與該VSB信號頻譜的高及低頻帶邊緣相關(guān)的頻帶邊緣響應(yīng)的第一頻帶邊緣濾波器(20)和第二頻帶邊緣濾波器(22)，用于在所說的第一和第二濾波器各自的輸出端產(chǎn)生雙邊帶調(diào)幅(AM)信號；相位檢測器網(wǎng)絡(luò)(28、38)，用于處理來自所說濾波器網(wǎng)絡(luò)的雙邊帶AM輸出信號，以產(chǎn)生代表定時(shí)誤差的控制信號；以及時(shí)鐘信號產(chǎn)生器(40)，響應(yīng)所說的控制信號，以產(chǎn)生所說的符號時(shí)鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所說的第一和第二濾波器是復(fù)數(shù)數(shù)字濾波器，其頻率響應(yīng)與所說兩個(gè)濾波器所分別濾波的頻帶邊緣處的VSB輸入信號頻譜是互補(bǔ)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所說的已收VSB信號分別在相對于中頻帶載波頻率fc+/-△的頻率為fc-1/4fst和fc+1/4fst處呈現(xiàn)出具有頻帶邊緣響應(yīng)的頻譜；而且，所說的第一濾波器在尼奎斯特頻率fc-1/4fst處具有頻帶邊緣響應(yīng)，而第二濾波器在尼奎斯特頻率fc+1/4fst處具有頻帶邊緣響應(yīng)，其中fc是所說發(fā)送的VSB信號的載波頻率；fst是發(fā)送的符號頻率；以及△是存在時(shí)的載波偏移。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所說的輸入網(wǎng)絡(luò)包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(16)，用于把所接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，所說的轉(zhuǎn)換器響應(yīng)于所說的符號時(shí)鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括乘法器(26)，它具有用于分別從所說濾波器接收輸出信號的第一第二輸入端，以及耦合到所說的相位檢測器網(wǎng)絡(luò)輸入端的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，還包括裝置(25)，在所說第一和第二濾波器的輸出信號被加到所說的乘法器之前，對這兩個(gè)信號之一進(jìn)行共軛操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中，所說乘法器的輸出信號是中心在頻率1/2fst處的一個(gè)已抑制載波的雙邊帶AM信號，其中fst是發(fā)送的符號頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所說輸入到所說相位檢測器網(wǎng)絡(luò)的信號是具有實(shí)部和虛部成分的復(fù)數(shù)信號；以及所說相位檢測器網(wǎng)絡(luò)包括用于消除在所說相位檢測網(wǎng)絡(luò)的輸出信號中的所說虛部成分的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所說的VSB信號是具有一維數(shù)據(jù)符號矢量端點(diǎn)圖的一個(gè)8-VSB信號，所述矢量端點(diǎn)圖由下列8個(gè)數(shù)據(jù)符號定義-7，-5，-3，-1，1，3，5，7。
10.用于接收作為已調(diào)制殘留邊帶(VSB)信號發(fā)射的高清晰度電視(HDTV)信號的系統(tǒng)，該VSB信號被格式化為代表數(shù)字圖象數(shù)據(jù)的符號的一維數(shù)據(jù)矢量端點(diǎn)圖，該系統(tǒng)的裝置包括用于接收所說VSB信號的輸入網(wǎng)絡(luò)(14、16)；響應(yīng)來自所說輸入網(wǎng)絡(luò)的輸出信號的一個(gè)濾波器網(wǎng)絡(luò)，包括具有分別與該VSB信號頻譜的高及低頻帶邊緣相關(guān)的頻帶邊緣響應(yīng)的第一頻帶邊緣濾波器(20)和第二頻帶邊緣濾波器(22)，用于在所說的第一和第二濾波器各自的輸出端產(chǎn)生雙邊帶調(diào)幅(AM)信號；響應(yīng)分別從所說第一和第二濾波器輸出的信號的定時(shí)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)(30)，用于建立本地接收機(jī)的符號時(shí)鐘和發(fā)射機(jī)的符號時(shí)鐘之間的定時(shí)同步，以及載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)(50)，響應(yīng)從所說第一和第二濾波器輸出的信號，用于將所說已接收的VSB信號向基帶頻率頻移。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中，所說的第一和第二濾波器是數(shù)字濾波器，其頻率響應(yīng)對于在所說濾波器分別濾波的頻帶邊緣處，所說輸入VSB信號的頻譜是互補(bǔ)的。
全文摘要
一種電視信號接收機(jī)，用于處理以殘留邊帶(VSB)格式發(fā)送的HDTV信號，包括由定時(shí)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)(30)和載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)(50)共用的輸入復(fù)數(shù)濾波器。該濾波器網(wǎng)絡(luò)包括在VSB信號的高和低頻帶邊緣呈鏡象的一對上和下頻帶邊緣濾波器(20、22)(圖2)，用于產(chǎn)生抑制副載波的AM輸出信號。該定時(shí)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)包括相位檢測(28、38)并響應(yīng)從兩個(gè)濾波器(經(jīng)26)來的AM信號，用以同步系統(tǒng)時(shí)鐘(CLK)。載波恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)(50)也包括相位檢測器(54、60、62、64)并響應(yīng)來自濾波器之一或二者的輸出，用于產(chǎn)生表示VSB信號相位/頻率偏移的輸出誤差信號(Δ)。該誤差信號用于減少或消除偏移以產(chǎn)生恢復(fù)的基帶或近基帶信號。隨后的均衡器消除在已恢復(fù)信號中的任何殘余的相位偏移。
文檔編號H04N5/44GK1144579SQ95192188
公開日1997年3月5日 申請日期1995年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月21日
發(fā)明者克里斯托夫·H·斯特羅爾, 史蒂文·T·賈菲 申請人:Rca湯姆森許可公司