[发明专利]用于消除信号中干扰的方法和设备

说明书

技术领域

本发明属于数字信号传输领域，特别涉及如何在通信系统，尤其是数字电视地面传输系统中实现抗干扰技术。

背景技术

1.数字电视地面传输系统(包括美、欧洲、日本系统)，

数字电视地面广播技术主要可分为两大类：一类基于单载波技术，其主要代表是美国的先进电视系统委员会(ATSC)系统；另外一类基于多载波技术，其主要代表是欧洲的数字视频广播-地面(DVB-T)系统和日本的地面综合服务数字广播(ISDB-T)系统。

2模拟电视信号的产生及传输

模拟电视是以残留边带调幅(AM-VSB)方式频分复用传输的。它的特点是有明确的载波频率。电视图像信号被调制到频率为f₁Mhz的载波上的，为了避开图像图像信号的主要能量区域，又要在8Mhz带宽之内，伴音信号被调制到频率约为(f₁+6)Mhz的载波上。对AM-VSB信号进行频谱分析，在每个8Mhz带宽，即一个频道内，能量集中分布在图像载频上(部分边带抑制，并不抑制载波，这与平衡调幅是不同的)。图像载频两边特别是向高频方向，有相当的能量分布(呈簇状分布)，代表图像的存在。在(f₁+4)Mhz处有一个跳动的峰，这是彩色副载波所在的位置，随图像色饱和度的不同而变化。在(f₁+6)Mhz处，是伴音副载波的峰。

3数字电视信号的产生及传输

数字电视信号，采用不同于模拟电视的调制方式。它首先把完成了信道编码的MPEG-2传输流对高频载波既调幅或者调相或者调幅与调相结合。调幅又是平衡调幅，抑制了载波。因而从频谱分析仪上看，一个数字频道的已调信号，象一个抬高了的噪声平台，均匀的平铺于整个带宽之内，整个限定的带宽内是平顶的，无峰可言。它的能量，是均匀分布在整个限定带宽内的。伴音信号在MPEG-2编码时，已经与图像信号以包的形式复用到了一起。因而，一个数字电视频道，不但没有所谓图像载波，也没有伴音载波。

4消除模拟电视同频干扰的必要性

从上述的2，3两点可以很明显的看出，当数字电视信号和模拟电视信号在同一个频段中传输时，模拟电视信号叠加在数字信号上，使得数字电视接收机收到信号的频谱在限定的带宽范围内不再是平定无峰的，而是出现的3个峰(其中1个会跳动)。如不消除，会影响后续的信号处理过程(如：均衡，解码)，降低整个接收机性能。尽管我国的数字电视地面传输标准即将推出，但在未来的几年甚至十几年，几十年中，模拟电视与数字电视将会共存，所以消除同频干扰是需要的，也是必要的。另外，在数字电视带宽内还存在某些异常的单频信号干扰，也需要进一步消除。

5传统消除模拟电视同频干扰的方法

以美国ATSC系统为例，该系统在接收端采用梳状滤波器用以对抗模拟电视的零频干扰。梳状滤波器的框图如图8所示：梳状滤波器802由前馈延迟单元804和相加器806组成，其中该梳状滤波器802是单抽头线形前馈滤波器。该滤波器802一般放置于用于解调到基带的系统之后，送入均衡器之前(均未示出)。

图9示出了在美国ATSC系统中梳状滤波器802频谱响应。梳状滤波器802产生一平均间隔为57×f_h(896.8kkHz)的周期性凹坑，其中f_h为(美国)全国电视标准委员会(NTSC)制式的水平线率。因此如图9所示，在ATSC6Mhz带宽内共有7个凹坑，使得NTSC的图像载波V准确落入第二个凹坑前2.1kHz处，色度载波C落入第六个凹坑附近，声音载波落入第七个凹坑后13.6kHz处。

虽然梳状滤波器在电视传输领域被广泛使用，但是该法还是存在着若干局限性。首先它只能对固定的频率的干扰起到抑制作用，即使在应付已知的NTSC的同频干扰的情况下，也只有色度载波C是完全落入梳状滤波器产生的凹坑内因而能够被完整的消除，图像和伴音载波的位置与凹坑都有偏差。另外，在消除特定位置干扰的同时，由于引入了其它凹坑，因此对位于凹坑对应频率的有用数据产生了影响。而这些影响可能需要额外的信道编码才能补偿，增加了硬件复杂度。最后，由于使用了前馈延迟单元804实现前馈滤波，最终输出的噪声是原先噪声和经过延迟单元后的噪声的累加。一般情况下会使得在加性白高斯噪声(AWGN)信道下信噪比下降3.5dB，因此该法比较适用于在信噪比较高的情况下。