[发明专利]用于在8VSB的接收机中追踪相位的方法和系统

说明书

背景技术

本发明涉及在残余边带(“VSB”)接收机中追踪相位。ATSC数字电视(“DTV”)地面传输标准在1996年被采用。从那时候起，接收机发展了好几代，它们都努力去改进上一代接收机的接收性能。

在ATSC DTV传输系统中，数据通过如图1所示的帧10传输。每个帧包括两个字段15和20；每个字段包括313个片段；并且每个片段包括832个码元，因此总共每个字段有260416个码元。每个片段中的前四个码元为具有序列[+5，-5，-5，+5]的片段同步码元25。

每个字段中的第一片段为如图2所示的字段同步片段30。字段同步片段30包括片段同步码元35、511码元伪噪声(“PN511”)序列40、63码元伪噪声(“PN63”)序列45、第二PN63序列50、以及第三PN63序列55，其后是表明传输模式是8VSB的24个码元60。在交替字段中，三个PN63序列是相同的。在剩余字段中，第一和第三PN63序列是相同的，而第二PN63序列是相反的。不管在哪种情况下，接收机预先知道片段的前728个码元，并可被用于均衡器训练。在前728个码元之后是包括模式和预留字段的92个码元65。所有码元来自集合{+5-5}。该片段的最后12个码元70是来自集合{-7-5-3-1+1+3+5+7}的预编码码元，并且是前一数据字段的最后12个码元的副本。

如图3所示，该字段的相继312个片段称为数据片段75，并且包括在四个片段同步码元35之后的828个网格编码码元80。这些网格编码码元80通过例如12相位网格编码器编码，该编码器从集合{-7-5-3-1+1+3+5+7}中产生8电平码元。

图4示出了VSB发射机100。在发射机100中，数据在随机数发生器105中随机产生，Reed-Solomon(里德-所罗门)字节在Reed-Solomon编码器110中合理编码，然后在交织器115中进行字节交织。数据通过12相位网格编码器120进行网格编码。帧格式器125在适当的时间将片段同步码元和字段同步码元添加到网格编码数据中以创建图1的数据帧结构。导频载波模块130随后将一固定DC电平添加给每个码元。

调制器135合并根升余弦脉冲整形(在下面描述)并且调制该信号作为具有10.76MHz码元率的8VSB信号用于RF传输。8VSB信号与通常所用的例如正交调幅(“QAM”)的线性调制方法调幅的不同之处在于，8VSB码元为实但是具有复脉冲波形，并且只有脉冲的实部具有Nyquist(尼奎斯特)形。

图5是8VSB接收机200的示意图。在同步和定时恢复模块215中定时和同步恢复之前，调谐器205和解调器210将RF信号解调至基带。数据随后在匹配滤波器220中匹配滤波，在均衡器225中均衡，并经相位跟踪模块230、网格解码器235、解交织器240、Reed-Solomon解码器245、以及解随机数发生器250发送。在VSB信号的下变频处理期间，调谐器205将相位噪声添加到信号，其影响匹配滤波器220的输入。在设计优良的锁频锁相环(“FPLL”)载波恢复系统中，接收机200除了能移除由调谐器205引入的大部分相位噪声外还能锁定于输入频率。然而，在FPLL带宽之外的相位噪声传递给了VSB接收机200中的其余元件。

发射机100和接收机200之间的信道以其基带等效形式被观察，来精确地描述相位追踪器230的输入端上的信号。基带信号模型假设在同步和定时恢复模块215中载波频率和码元时钟频率得到恢复。传输信号具有根升余弦谱，且标称带宽为5.38MHz，并且有以四分之一码元率(即，2.69MHz)为中心的11.5％额外带宽。因此，传输脉冲波形q(t)是复数并且由方程1给出。

q(t)=ejπFst/2qRRC(t)]]>方程1