接收器及相关的信号处理方法与流程

1.本发明系有关于设置在显示器中的接收器。


背景技术：

2.在高级电视系统委员会(advanced television systems committee，atsc)版本3.0的规格书中，公开了一种应用在正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing，ofdm)系统的帧架构，其中每一个帧包含了多个子帧，而每一个子帧可能会有不同的参数，例如每一个帧可能具有不同的快速傅立叶变换(fast fourier transform，fft)长度、不同的保护间隔长度或是不同的散布导频模式(scattered pilot pattern)。因此，在开始切换至下一个具有不同参数的子帧时，在通道估计的操作上可能会因为选取的fft窗口位置不佳而发生符号间干扰(inter-symbol interference，isi)，或是通道脉冲响应(channel impulse response，cir)的配置位置不好，而导致后续解码效能降低或是无法正确地进行解码。


技术实现要素：

3.因此，本发明的目的之一在于提出一种设置在显示器中的接收器，其可以根据前一个子帧所使用的部分参数来对目前子帧进行通道估计操作，以解决先前技术中在子帧切换过程中的问题。
4.在本发明的一个实施例中，公开了一种信号处理方法，其包含有以下步骤：使用fft窗口来对一个帧中第一子帧的最后一个符号进行处理以产生第一频域信号，其中该fft窗口具有第一fft窗口起始点；根据该第一频域信号来进行ifft操作以产生第一通道脉冲响应；对该第一通道脉冲响应进行通道估计以产生该第一子帧的最后一个符号的第一通道配置文件；根据该第一子帧的最后一个符号的该第一通道配置文件、该帧中第二子帧的第一个符号的属性、以及该第一fft窗口起始点，以决定出第二fft窗口起始点；以及使用具有该第二fft窗口起始点的fft窗口来对该帧中该第二子帧的第一个符号进行处理以产生第二频域信号。
5.在本发明的一个实施例中，公开了一种接收器，其包含有fft电路、ifft电路、通道估计电路以及fft窗口起始点计算电路。该fft电路使用fft窗口来对一个帧中第一子帧的最后一个符号进行处理以产生第一频域信号，其中该fft窗口具有第一fft窗口起始点；该ifft电路根据该第一频域信号来进行ifft操作以产生第一通道脉冲响应；该通道估计电路对该第一通道脉冲响应进行通道估计以产生该第一子帧的最后一个符号的第一通道配置文件；以及该fft窗口起始点计算电路根据该第一子帧的最后一个符号的该第一通道配置文件、该帧中第二子帧的第一个符号的属性、以及该第一fft窗口起始点，以决定出第二fft窗口起始点，其中该fft电路使用具有该第二fft窗口起始点的fft窗口来对该帧中该第二子帧的第一个符号进行处理以产生第二频域信号。
附图说明
6.图1为根据本发明一个实施例的接收器的示意图。
7.图2为符合atsc版本3.0的接收信号的架构示意图。
8.图3为一个ofdm符号及fft窗口的示意图。
9.图4为频域信号的示意图。
10.图5为通道脉冲响应的示意图。
11.图6为将通道脉冲响应移动一个偏移量的示意图。
12.图7为根据本发明一个实施例的应用在接收器的信号处理方法的流程图。
具体实施方式
13.图1为根据本发明一个实施例的接收器100的示意图。如图1所示，接收器100包含了fft电路110、散布导频处理电路120、快速傅立叶逆变换(inverse fast fourier transform，ifft)电路130、通道估计电路140以及fft窗口起始点计算电路150。在本实施例中，接收器100系设置于显示器，例如设置在电视中，且接收器100的操作支持atsc版本3.0的标准，然而，本发明并不以此为限。
14.在接收器100的操作中，假设接收器100所接收到的接收信号为符合atsc版本3.0的接收信号，而此接收信号具有如图2所示的架构。参考图2所示，接收信号的一个帧依序包含了前导(bootstrap)信号210、前置(preamble)信号220及多个子帧(图2绘示了n个子帧sf0～sfn)，其中前导信号210是用来供接收器100识别，前置信号220包含了子帧sf0～sfn的相关属性，例如每一个子帧sf0～sfn中ofdm符号的fft长度与保护间隔长度、以及散布导频模式
…
等等。在接收器100接收到具有图2所示的帧时，fft电路110对接收信号进行快速傅立叶变换，以产生频域信号。具体来说，先参考图3，一个ofdm符号包含了保护间隔以及数据，其中该保护间隔的内容是由该数据的后段内容所复制而来，而该保护间隔包含了非符号间干扰区(isi free region)，亦即当fft电路110在进行快速傅立叶变换时所使用的fft窗口起始点fft_start需要位于非符号间干扰区，以避免后续的符号间干扰。理想上，fft窗口起始点fft_start尽量地位于非符号间干扰区的中央。图4绘示了fft电路110所输出的频域信号400的示意图，其中频域信号400是对应到子帧的一部份内容。频域信号400包含了多个散布导频以及多个数据单元，其中散布导频的分布方式及数量构成了散布导频模式，其中频域信号400是以atsc版本3.0规格书中的sp3.2模式为例来进行说明，而在本实施例中散布导频处理电路120系对频域信号400中的散布导频进行内插操作，以使得频域信号400在处理后每三个单元内会具有一个散布导频。由于散布导频模式以及散布导频处理电路120的处理方式已为本领域具有通常知识者所熟知，故相关细节在此不赘述。
15.接着，ifft电路130对散布导频处理电路120所输出的处理后频率信号进行快速傅立叶逆变换以产生如图5所示的通道脉冲响应，其中通道脉冲响应包含了一个主区域以及多个镜像(image)区域，而镜像区域的数量是根据散布导频的模式来决定的，以每n个单元内会具有一个散布导频来说，通道脉冲响应会具有(n-1)个镜像区域；而图5则以每三个单元内会具有一个散布导频的模式来作为说明。在图5中，主区域及每一个镜像区域的宽度为fft窗口长度除以上述的
‘
n’，举例来说，假设fft窗口长度为
‘
8192’、每三个单元内会具有一个散布导频(即n＝3)，则主区域及每一个镜像区域的宽度为
‘
8192/3’。
16.接着，在通道估计电路140的操作中，首先，参考图6，通道估计电路140会将通道脉冲响应移动一个通道偏移量cc_bias以产生调整后通道脉冲响应，其中通道偏移量cc_bias的目的是用来使得通道脉冲响应可以位于主区域的中央，以利后续关于通道配置文件(channel profile)的操作。在产生如图6的调整后通道脉冲响应之后，通道估计电路140会对调整后通道脉冲响应进行滤波操作以滤除其中的镜像成份，并再滤除主区域的噪声成分后产生处理后通道脉冲响应；之后，通道估计电路140再对该处理后通道脉冲响应进行快速傅利叶变换操作以及等化操作，以得到每一个ofdm符号的通道配置文件，以供后端电路的操作。
17.在以上有关于fft电路110、散布导频处理电路120、ifft电路130以及通道估计电路140的操作中，fft窗口起始点fft_start以及通道偏移量cc_bias是两个会影响到后续信号处理的重要参数，而这两个参数可以在通道估计电路140决定出通道配置文件后调整至适当的数值，以使得fft窗口起始点fft_start位于非符号间干扰区的中央，且调整后的通道脉冲响应也可以位于主区域的中央。fft窗口起始点fft_start以及通道偏移量cc_bias调整至最佳值之后，由于同一子帧的ofdm符号具有相同的属性，例如相同的fft长度与保护间隔长度、散布导频模式
…
等等，故所属子帧的后续ofdm符号则可以采用相同的fft窗口起始点fft_start以及通道偏移量cc_bias来进行处理。
18.然而，当子帧在切换时，例如子帧sf0切换到子帧sf1，则由于子帧sf1的属性不完全相同于子帧的sf0的属性，因此接收器100在对子帧sf1的第一个符号进行处理时可能会因为使用到不适合的fft窗口起始点fft_start以及通道偏移量cc_bias，而造成后续处理上的困难，因此，本实施例中提出了fft窗口起始点计算电路150，以根据子帧sf0的最后一个ofdm符号所计算出的通道配置文件以及子帧sf1的属性来计算出用来处理子帧sf1的第一个符号的fft窗口起始点fft_start以及通道偏移量cc_bias；之后再根据子帧sf1的第一个ofdm符号所对应的通道配置文件以将fft窗口起始点fft_start以及通道偏移量cc_bias调整至最佳值。
19.具体来说，由于相邻两个ofdm符号的通道配置文件一般不会有太大的差异，因此，fft窗口起始点计算电路150系将子帧sf0的最后一个ofdm符号所计算出的通道配置文件直接视为子帧sf1的第一个ofdm符号的通道配置文件，并再根据子帧sf1与子帧sf0的属性差异，来计算出接收器100在处理子帧sf1的第一个符号的fft窗口起始点fft_start以及通道偏移量cc_bias。举例来说，子帧sf1的第一个符号的fft窗口起始点fft_start_1可以使用以下公式来计算：
20.fft_start_1＝fft_start_0+fft_size+gi_len_1+fft_win_adj；
21.其中
‘
fft_start_0’为接收器100在处理子帧sf0的最后一个符号所使用的fft窗口起始点，
‘
fft_size’为接收器100在处理子帧sf0的最后一个符号所使用的fft长度，
‘
gi_len_1’为子帧sf1的保护间隔的长度，且
‘
fft_win_adj’为一个调整量。上述公式中的
‘
fft_win_adj’可以根据子帧sf1与子帧sf0之间的属性差异来得到，例如在子帧sf1的保护间隔的长度大于子帧sf0的保护间隔的长度时将
‘
fft_win_adj’设为负值，而在子帧sf1的保护间隔的长度小于子帧sf0的保护间隔的长度时将
‘
fft_win_adj’设为正值。需注意的是，上述计算方式仅是作为范例说明，由于fft窗口起始点fft_start以及通道偏移量cc_bias与子帧之属性关系的关联性可以由相关电路的计算方式而得知，故fft窗口起始点计算电路
150可以透过上述关联性来推知适用于子帧sf1的fft窗口起始点fft_start以及通道偏移量cc_bias。
22.图7为根据本发明一个实施例的应用在接收器100的信号处理方法的流程图。同时参考以上实施例所述的内容，信号处理方法的流程如所下所述：
23.步骤700：流程开始。
24.步骤702：使用fft窗口来对一个帧中第一子帧的最后一个符号进行处理以产生第一频域信号，其中该fft窗口具有第一fft窗口起始点。
25.步骤704：根据该第一频域信号来进行ifft操作以产生第一通道脉冲响应。
26.步骤706：根据第一通道偏移量来对该第一通道脉冲响应进行通道估计以产生该第一子帧的最后一个符号的第一通道配置文件。
27.步骤708：根据该第一子帧的最后一个符号的该第一通道配置文件、该帧中第二子帧的第一个符号的属性、该第一fft窗口起始点及该第一通道偏移量，以决定出第二fft窗口起始点以及第二通道偏移量。
28.步骤710：使用具有该第二fft窗口起始点的fft窗口来对该帧中该第二子帧的第一个符号进行处理以产生第二频域信号。
29.步骤712：根据该第二频域信号来进行ifft操作以产生第二通道脉冲响应。
30.步骤714：根据该第二通道偏移量来对该第二通道脉冲响应进行通道估计以产生该第二子帧的第一个符号的第二通道配置文件。
31.步骤716：根据该第二子帧的第一个符号的该第二通道配置文件来对该第二fft窗口起始点以及该第二通道偏移量进行更新，以供使用于该第二子帧的后续符号。
32.简要归纳本发明，在本发明的接收器及相关的信号处理方法中，透过使用目前子帧的最后一个符号的通道配置文件以及下一个子帧的第一个符号属性，来计算出fft窗口起始点及通道偏移量，以供下一个子帧的第一个符号使用，可以有效地改善先前技术中因为子帧切换而造成后续信号品质不佳或是解码效能降低的问题。
33.以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。
34.附图标记说明
35.100:接收器
36.110:fft电路
37.120:散布导频处理电路
38.130:ifft电路
39.140:通道估计电路
40.150:fft窗口起始点计算电路
41.210:前导信号
42.220:前置信号
43.400:频域信号
44.700～716:步骤
45.cc_bias:通道偏移量
46.fft_start:fft窗口起始点
47.sf0～sfn:子帧