適用于數字電視廣播系統的信號處理方法以及接收器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種適用于數字電視廣播系統的信號處理方法以及接收器。本發明提供處理一調制信號的方法，應用于一信號接收器，包含有：以軟式決策解調該調制信號，產生多個原始或然值；提供一縮放比，據以分別對這些原始或然值進行縮放以產生多個縮放后或然值；以及，依據這些縮放后或然值的一統計結果，更新該縮放比。
【專利說明】適用于數字電視廣播系統的信號處理方法以及接收器
【技術領域】
[0001]本發明有相關于相似比例對數(log likelihood ratio、LLR)的縮放方法與相關裝置，尤指可以自動更新使用于相似比例對數的一縮放比的方法以及相關裝置。
【背景技術】
[0002]歐規數字電視廣播(DVB-T)系統是世界上最普遍使用的數字電視地面廣播系統。然而，此系統是早期所訂定，近幾年調制技術及集成電路設計技術有很大的進步，早期認為計算復雜度太高不符合成本需求的錯誤更正碼(error correction code)技術,其擁有的較佳錯誤更正能力可以提高系統容量(Capacity)進而提升頻寬使用效率，目前也被考量拿來使用在通信系統的接收機中。尤其是近年來高畫質電視(HDTV，High Definition TV)的商業需求考量更加速了此一趨勢，因而產生訂定第二代歐規數字電視廣播系統(DVB-T2)的動力。
[0003]相較于DVB-T, DVB-T2 米用 了編碼正交分頻多工(coded orthogonal frequencydivision multiplexing, C0FDM)，其運用了 QPSK、16_QAM、64_QAM、或 256-QAM 為基礎的點座圖(constellation)。DVB-T2 中的前向錯誤更正(Forward Error Correction, FEC)則改采用了相連(concatenated)的低密度奇偶檢查(low density parity check, LDPC)碼為內部碼以及BCH(Bose、Ray-Chaudhur1、and Hocquenghem)碼為外部碼，碼率(coding rate)有 1/2、3/5、2/3、3/4、4/5、以及 5/6。
[0004]圖1顯示了一種已知用于DVB-T2的解碼器，包含有正交振幅(quadratureamplitude modulation, QAM)解調器(demapper) 12、LDPC 解碼器 14、以及 BCH 解碼器
16。QAM解調器12對應一 QAM通道，可以從調制信號SM-QAM中，依據其自己內定星座圖(constellation),以軟式決策(soft decision)的方式,產生數個相似比例對數LLRo。如同業界所知，每個相似比例對數大致相關于一個位元為邏輯上的”0”或”1”的或然率。LDPC解碼器14可收集相似比例對數LLR。，并依據低密度奇偶檢查，解碼得出未插入內部碼之前的數據。然后，再經由BCH解碼器16，求得未附加外部碼之前的數據。
[0005]對于一個位元I，其相似比例對數LLRtj的定義如下:
[0006]LLR0=1g (P (I=I) /P (1=0))；
[0007]其中，P(I=I)表示I為邏輯上的I之或然率，P(I=O)表示I為邏輯上的O之或然率。從相似比例對數LLRtj的定義可知，相似比例對數LLRO可能的數值范圍，可能從正無窮大到負無窮大。為了使LDPC解碼器14有合理的輸入數值范圍以及足夠的輸入解析度，因此，縮放器(scaler) 18以縮放比RSCAUNe，對相似比例對數LLR。放大或是縮小，產生縮放后相似比例對數LLRs,作為LDPC解碼器14的輸入。
[0008]在已知技術中，縮放比Rsmrae在電路設計上為一個預設的固定值。只是，這個固定值到底應該是多少，往往非常難選擇。一個固定的縮放比Rsmrae，在相對應的QAM通道的一特定環境下，可能可以讓LDPC解碼器14解碼時收斂。一旦相對應的QAM通道的環境變化了，這固定的縮放比Rsauic,卻可能導致LDPC解碼器14解碼失敗。
【發明內容】

[0009] 本發明的實施例提供處理一調制信號的方法，應用于一信號接收器，包含有:以軟式決策解調該調制信號，產生多個原始或然值；提供一縮放比，據以分別對這些原始或然值進行縮放以產生多個縮放后或然值；以及，依據這些縮放后或然值之一統計結果，更新該縮放比。
[0010]本發明的實施例提供一種適用于數字電視廣播的信號處理方法，包含有:解調一調制信號，以產生多個相似比例對數；提供一縮放比，對這些相似比例對數進行縮放；依據該縮放比以及這些相似比例對數，求得一統計結果；依據該統計結果以及一目標值，更新該縮放比，以使一后續的統計結果接近該目標值；以及，對縮放后的相似比例對數進行解碼。
[0011]本發明的實施例另提供一種接收器，其包含有一解調器以及一縮放器。該解調器用以解調一調制信號，以產生多個相似比例對數。該縮放器以一縮放比，對這些相似比例對數進行縮放，以產生多個縮放后相似比例對數。該縮放器包含有一統計值計算器與一調整器。該統計值計算器計算這些縮放后相似比例對數的一統計結果。該依據該統計結果以及一目標值，來更新該縮放比。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1顯示了一種已知用于DVB-T2的解碼器。
[0013]圖2顯示適用于DVB-T2的一接收器。
[0014]圖3舉例圖1中的自動縮放器。
[0015]圖4A~4E顯示可以讓LDPC解碼器收斂出結果的強度平均值AAve_A的范圍。
[0016]主要元件符號說明
[0017]12QAM 解調器
[0018]14LDPC 解碼器
[0019]16BCH 解碼器
[0020]18縮放器
[0021]20接收器
[0022]22自動增益控制器
[0023]24鄰近通道干擾抑制器
[0024]26等化器
[0025]28數據架構框解析器
[0026]29A、29B、29C 解調與縮放裝置
[0027]30A256-QAM 解調器
[0028]30B64-QAM 解調器
[0029]32A.32B自動縮放器
[0030]34LDPC 解碼器
[0031]36BCH 解碼器
[0032]40乘法器
[0033]42統計值計算器[0034]44調整器
[0035]AAVG-A強度平均值
[0036]ATAR-A平均目標值
[0037]LLRo相似比例對數
[0038]LLRS縮放后相似比例對數
[0039]RSCALING縮放比
[0040]RSCALING-A縮放比
[0041]S256-QAM調制信號
[0042]S64-QAM調制信號
[0043]SM-QAM調制信號
[0044]SYNC同步 信號
【具體實施方式】
[0045]圖2顯示適用于DVB-T2的一接收器20，作為本發明的一實施例。接收器20適用于DVB-T2,包含有自動增益控制器(auto gain controller, AGC) 22、鄰近通道干擾(adjacent-channel interference, ACI)抑制器 24、等化器(eqaulizer, EQ) 26、數據架構框解析器(frame demapper) 28、解調與縮放裝置(demapping and scaling) 29A、29B…、LDPC解碼器34、以及BCH解碼器36。
[0046]在DVB-T2所訂的規范中，在傳送端中，數據是先整備于數個基頻數據架構框(baseband frame)BBFRAMEs，然后每個基頻數據架構框BBFRAME先以BCH編碼，附加上一些外部碼。接著依據低密度奇偶檢查碼，內插入一些內部碼，而產生一前向錯誤更正數據架構框(FECFRAME)。換言之，每個前向錯誤更正數據架構框FECFRAME就是一基頻數據架構框BBFRAME，依據前向錯誤更正，添加上一些用于除錯的訊息的結果。
[0047]接收器20所接收到的信號，經過AGC22而放大或縮小。AGC22控制自動控制信號增益，來限制其輸出信號的變動范圍。ACI抑制器24，其類似通道濾波器，用以拒絕鄰近通道中的信號能量，以避免其干擾此通信通道中信號。等化器26則可以降低符號間干擾(inter-symbol interference, ISI),消除多重路徑干擾(mult1-path interference)以及信號傳遞路徑中因遮蔽物阻擋所造成的遮蔽效應(shadow effect)。數據架構框解析器28用來判斷當下數據流是否屬于同一個前向錯誤更正數據架構框FECFRAME，并據以提供同步信號SYNC給予解調與縮放裝置29A、29B、29C...。
[0048]每個解調與縮放裝置對應一通信通道。以下將以解調與縮放裝置29A為例，其他的解調與縮放裝置可以類推得知，不再累述。解調與縮放裝置29A對應了 256-QAM通道，且包含有256-QAM解調器(demapper) 30A以及自動縮放器(auto scaler) 32A。256-QAM解調器30A將調制信號S2k^qam，依據256-QAM的星座圖，反映射出一胞字元(cellword)。256-QAM解調器30A以軟式決策進行解碼，每次輸出以8個相似比例對數LLRO所構成一個胞字元。每一個相似比例對數LLRO關聯了一胞字元中一個位元為邏輯上的O或I之或然率。相似比例對數LLRO經過自動縮放器32A縮放，成為縮放后相似比例對數LLRS。自動縮放器32A中的縮放比Rsm不會是一個定值，而是會依據先前前向錯誤更正數據架構框FECFRAME中的縮放后相似比例對數LLRs的一統計結果，而自動更新變動。[0049]LDPC解碼器34以及BCH解碼器36對縮放后相似比例對數LLRS進行解碼。LDPC解碼器34收集從解調與縮放裝置29A、29B...所輸出的縮放后相似比例對數LLRs,并依據低密度奇偶檢查，解碼得出未插入內部碼之前的數據。舉例來說，LDPC解碼器34以迭代(iterative)可信度傳遞(belief propagation)演算法,對縮放后相似比例對數LLRs進行解碼。然后，LDPC解碼器34的輸出結果，再經由BCH解碼器36，將外部碼的部分去除，并還原成外部碼未加之前的數據。BCH解碼器36的輸出數據，經過重組后，可以恢復成為一基頻數據架構框roFRAME。
[0050]圖3舉例圖2中的自動縮放器32A。乘法器40依據縮放比Rsm,把相似比例對數LLRtj放大或縮小，成為縮放后相似比例對數LLRS。統計值計算器42計算相似比例對數LLRtj經過縮放后的統計結果。在一實施例中，這個統計結果是縮放后相似比例對數LLRs的強度平均值。舉例來說，統計值計算器42先將縮放后相似比例對數LLRs取絕對值作為信號強度，然后收集在同一個前向錯誤更正數據架構框FECFRAME中所有的信號強度總和，并求取其平均值，得到強度平均值Aatc_a。在同步信號SYNC告知此前向錯誤更正數據架構框FECFRAME結束時，一但強度平均值k懸偏離了一預設的平均目標值Atak_a，調整器44便自動更新或調整縮放比RSCALING-A，以使之后的一前向錯誤更正數據架構框FECFRAME中所對應產生的強度平均值Aatc_a，可以近乎或是更靠近平均目標值Atea_a。對于屬于同一個前向錯誤更正數據架構框FECFRAME中的相似比例對數LLRtj,縮放比Rsm都是同一個定值。換言之，同一個前向錯誤更正數據架構框FECFRAME中的相似比例對數LLRtj全部被同一個縮放比Rsm所縮放后， 縮放比Rsm才可以被更新。在本發明的其他實施例中，縮放比RSw-A可以在每個前向錯誤更正數據架構框FECFRAME結束時更新一次，或是在數個前向錯誤更正數據架構框FECFRAME結束時更新一次。
[0051]圖4A~4E顯示256-QAM的通信通道在不同的通道雜訊狀況下，可以讓LDPC解碼器34收斂出結果的強度平均值Aatc_a。以圖4A為例，其模擬所用的通道為256-QAM，雜訊模型為可加性白高斯雜訊(Additive White Gaussion Noise, AWGN),縱軸為強度平均值AAve_A,橫軸為訊雜比(signal to noise ratio, SNR)。上曲線60以及下曲線62所包夾的部分，表示LDPC解碼器34可以收斂出結果。舉例來說，在訊雜比為22dB時，圖4A的模擬結果顯示強度平均值Aatc_a介于75到20之間時，LDPC解碼器34可以收斂，成功地解碼。從圖4A到圖4E中，可以找到一強度平均值Aatc__a，其在不同的雜訊模型下，大致上都可以讓LDPC解碼器34解碼成功。舉例來說，從圖4A到圖4E可以發現，針對256-QAM的通信通道，如果強度平均值Aatc+設定為40附近，在圖4A到圖4E中的雜訊狀況下，大致上都可以讓LDPC解碼器34成功的解碼。因此，圖3中的平均目標值ATAR-A可以設定為40，使得強度平均值Aatc+隨著前向錯誤更正數據架構框FECFRAME的增加，逐漸靠近或接近40。
[0052]對于不同的通信通道可以選用一樣或是不同的平均目標值。
[0053]在本發明的實施例中的自動縮放器32A追蹤與控制的統計結果是強度平均值Aatc__a，但本發明不限于此。舉例來說，在其他一實施例中的自動縮放器所追蹤的，是縮放后相似比例對數LLRs的平方后的平均值，或是絕對值開根號后的平均值。
[0054]在圖2中，每個解調與縮放裝置都有一個乘法器40，但本發明不限于此。在其他實施例中，所有的解調與縮放裝置可以共用一個乘法器，而這乘法器可以用分時(timedivision)的方法,在不同的時段(time slot),提供不同的縮放比RSCALIN(；_A,來對相對應的解調器所輸出的相似比例對數LLRO提供縮放的功能。這些縮放比RSCAUNe_A可以依據在每個時段中，縮放后相似比例對數LLRs的統計結果，而被更新。
[0055]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種處理一調制信號的方法，應用于一信號接收器，包含有: 以軟式決策解調該調制信號，產生多個原始或然值； 提供一縮放比，據以分別對這些原始或然值進行縮放以產生多個縮放后或然值；以及 依據這些縮放后或然值的一統計結果，更新該縮放比。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，這些原始或然值為相似比例對數。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，依據這些縮放后或然值的一統計結果，更新該縮放比的步驟包含有: 計算這些縮放后或然值的一強度平均值；以及 依據該強度平均值以及一強度平均目標值，更新該縮放比。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，依據該強度平均值以及一強度平均目標值，更新該縮放比的步驟中，該更新后縮放比是使一后續的強度平均值接近該強度平均目標值。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，另包含有: 選擇一通信通道以及一星座圖； 以該星座圖以及該軟式決策解調該調制信號； 依據該通信通道，決定一統計目標；以及 依據該統計結果來更新該縮放比，以使一后續的統計結果靠近該統計目標。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，這些原始或然值屬于一前向錯誤更正數據架構框，且當這些原始或然值全被縮放后，該縮放比才可以被更新。
7.一種適用于數字電視廣播的信號處理方法，包含有: 解調一調制信號，以產生多個相似比例對數； 提供一縮放比，對這些相似比例對數進行縮放； 依據該縮放比以及這些相似比例對數，求得一統計結果； 依據該統計結果以及一目標值，更新該縮放比，以使一后續的統計結果接近該目標值；以及 對縮放后的相似比例對數進行解碼。
8.如權利要求7所述的信號處理方法，其特征在于，該統計結果為這些縮放后的相似比例對數的強度平均值。
9.如權利要求8所述的信號處理方法，其特征在于，這些相似比例對數屬于一前向錯誤更正數據架構框，且當這些相似比例對數全依據該縮放比縮放后，該縮放比才可以被更新。
10.一種接收器，包含有: 一解調器，用以解調一調制信號，以產生多個相似比例對數；以及 一縮放器，以一縮放比，對這些相似比例對數進行縮放，以產生多個縮放后相似比例對數； 其中，該縮放器包含有: 一統計值計算器，計算這些縮放后相似比例對數的一統計結果；以及 一調整器，依據該統計結果以及一目標值，來更新該縮放比。
11.如權利要求10所述的接收器，其特征在于，該統計結果為該縮放后的相似比例對數的強度平均值。
12.如權利要求10所述的接收器，其特征在于，這些相似比例對數屬于一前向錯誤更正數據架構框，且當這些相似比例對數全依據該縮放比縮放后，該調整器才更新該縮放比。
13.如權利要求10所述的接收器，其特征在于，另包含有: 一數據架構框解析器，用以提供一同步信號，以判斷這些相似比例對數是否屬于同一個前向錯誤更正數據架構框。
14.如權利要求10所述的接收器，其特征在于，該統計結果為該縮放后的相似比例對數的平方后的平均值。
15.如權利要求10所述的接收器，其特征在于，這些相似比例對數屬于一前向錯誤更正數據架構框，該 統計結果為該前向錯誤更正數據架構框中所有的相似比例對數的統計結果O
【文檔編號】H04L27/38GK103973630SQ201310027171
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月24日 優先權日:2013年1月24日
【發明者】賴思翔, 賴科印 申請人:晨星軟件研發(深圳)有限公司, 晨星半導體股份有限公司