专利名称：使用3级陷波滤波器的ntsc干扰带阻滤波器电路及方法
技术领域：
本发明涉及先进电视(ATV)服务，特别是在地面数字电视信号接收机中用于滤除美国国家电视系统委员会(NTSC)制式的共讯道干扰的改进技术。
ATV是计划中的美国地面广播电视服务，用于通过标准6MHz电视讯道发射一高清晰度电视(HDTV)数字信号或若干的较低分辨率的数字电视信号。电视信号的视频和音频成份分别利用如MPEG-2和杜比AC-3压缩方法进行压缩，并被多路复合成单个传输位流，以利用残留边带(VSB)调制传输多个N电平数据符号。
ATV在给定区域中的原先未使用过的讯道广播，即所谓的禁忌(taboo)讯道，并且在某些时期上必须与NTSC广播服务共享。为提供ATV服务又利用广泛使用的NTSC接收机，要同时在各个6MHz电视讯道上传输以两种不同格式编码的同一节目资料。为此，在给定NTSC服务区域中，考虑到用附加6MHz电视讯道传输ATV编码信号，而用于此目的的一些附加讯道一般是通用的，至少这些讯道中的某一部分很有可能在邻近电视服务区域中被分配用于NTSC传输。这就导致了共讯道干扰问题，即在邻近电视服务区域中通过相同讯道传输的ATV和NTSC彼此干扰。所接收的ATV信号中过度的NTSC共讯道干扰会在ATV接收机中降低信号再现的能力。因此，必须将NTSC共讯道干扰对接收的ATV信号的影响降至最小。
为满足上述需求，在ATV接收机中滤除NTSC共讯道干扰的现有技术中已有两项发明，第一个是名称为“减小NTSC共道干扰的VSB HDTV传输系统(VSB HDTV TRANSMISSION SYSTEM WITH REDUCED NTSC CO-CHANNEL INTERFERENCE)”、专利号为5,087,975的美国专利，以及第二个是名称为“在ATV接收机中减小NTSC共道干扰的具有可切换的汤姆林逊预编码器的NTSC带阻滤波器(NTSC REJECTION FILTER WITHSWITCHED TOMLINSON PRECODER FOR REDUCING NTSC CO-CHANNEL INTERFERENCE IN ATV RECEIVERS)”、专利号为5,602,583的美国专利，这二者颁发给Richard W.Citta。另外，还有另一相关技术，即是由Samir N.Hulyalkar提出的名称为“用于数字电视传送的具有简化带阻滤波器的抑制NTSC共道干扰的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FORCOMBATING CO-CHANNEL NTSC INTERFERENCE FOR DIGITAL TVTRANSMISSION HAVING A SIMPLIFIED REJECTION FILTER)”、专利号为5,606,602的美国专利。
另一方面，先进电视系统委员会(ATSC)建议一种利用梳状滤波器滤除NTSC共讯道干扰的技术，即在1995年10月4日颁发的题目为“ATSC数字电视标准使用指南(GUIDE TO THE USE OF THE ATSC DIGITALTELEVISION STANDARD)”的技术规范。利用梳状滤波器的VSB传输系统的干扰滤除特性取决于在6MHz电视讯道中的NTSC共讯道干扰信号的基本成份和VSB接收机基带梳状滤波器的周期零的频率位置关系。
图2A示出3个基本的NTSC成份的位置和近似幅度，即视频载波(V)，位于低端频带边缘起的1.25MHz处；(2)色度副载波(C)，位于比视频载波高的3.58MHz处；以及(3)伴音载波(A)，位于比视频载波频率高的4.5MHz处。
在该技术规范中，ATSC建议的
图1中示明的滤波器电路，用于滤波NTSC干扰。该NTSC干扰带阻滤波器是一梳状滤波器，即一抽头前馈滤波器。通过图1所示电路可以检测NTSC干扰，其中，在梳状滤波器10和20的输入和输出测量二进制数据段同步(Field Sync)的信号/干扰噪声比，并进行相互比较。这可以通过建立两个误差信号来完成。通过将接收的信号与存储的段同步基准相比较建立第一个误差信号，通过将带阻滤波器的输出与内部存储的基准段同步经过该滤波器后的信号相比较建立第二个误差信号。这些误差被平方和积分。在达到预定的置信等级之后，系统中具有最大信/噪比(最低干扰能量)的通路被自动选中。
频率响应特性示明在图2B并且其周期性的频谱零点间隔57*fH(10.762MHz/12或896.85KHz)。其中，fH是NTSC水平线速率。在6MHz讯道中有7个零位。NTSC视频载波频率从较低的频带边缘降落逼近第二零位。从较低频带边缘起的第6零位恰好对应于NTSC色度副载波，以及从较低频带边缘的第7零位靠近NTSC伴音载波。
然而，作为梳状滤波器的频率响应特性的部分，而图1所示先有的NTSC干扰带阻滤波器电路滤除导致NTSC共讯道干扰的视频载波，色度副载波和伴音载波，该滤波器电路还滤除了不应被滤除的第1、第3、第4和第5零位的数字成份。所以，该滤波电路存在的问题是，由于所接收的Ⅰ讯道数据的不必要的损失而使接收信号的再现特性变坏。
本发明就是要克服上述缺点。从而，本发明的一个目的就是提供一种用于滤除NTSC共讯道干扰的装置和方法，其中有选择地滤除导致NTSC共讯道干扰的频率成份，即视频载波、色度载波和伴音载波而不会对所希望接收的信号造成不必要的数字信号的损失。
为实现本发明的上述目的，提供一种利用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器，包括有(ⅰ)NTSC滤除装置，它在接收Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式之后，利用3级陷波滤波器滤除导致NTSC共讯道干扰的NTSC视频载波、NTSC色度副载波和NTSC伴音载波的频率成份，产生不包括引起NTSC共讯道干扰的频率成份的Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式；(ⅱ)第一能量建立装置，用于在3级陷波滤波之前，利用在接收的Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式之间的第一误差信号，产生接收数字信号的第一能量；(ⅲ)第二能量建立装置，用于在3级陷波滤波之后，利用由所述NTSC滤除装置进行过3级陷波滤波的所接收的Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式之间的第二误差信号，产生接收的数字信号的第二能量；(ⅳ)最小能量检测装置，用于通过将第一能量与第二能量相比较来检测NTSC共讯道干扰，以及用于产生用于控制输出通路的选择信号，以便能有选择地输出Ⅰ讯道数据符号和3级陷波滤波的Ⅰ讯道数据符号中具有较低NTSC共讯道干扰能量的信号；和(ⅴ)选择输出装置，用于控制输出通路，以便在选择信号控制下能有选择地输出Ⅰ讯道数据符号和3级陷波滤波的Ⅰ讯道数据符号。
根据本发明的使用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器电路，由于克服了使用梳状滤波器滤除NTSC干扰信号时也滤除了ATV数字广播信号的现象，所以数字广播信号接收的质量得以改进。
通过参照附图详细的本发明的具体实施例，本发明的目的、特点和其它优点将变得更为明显。附图中图1是使用普通梳状滤波器的先有NTSC干扰带阻滤波器电路图；图2A是一个讯道中的频谱及NTSC载波的位置的频谱图；图2B是先有梳状滤波器的频响特征的频谱图；图2C是本发明使用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器频响特性的频谱图3是根据本发明一实施例的使用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器的电路图；图4是用于说明图3所示利用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器电路的操作原理的流程图；图5A是所接收的Ⅰ讯道数据符号的8电平符号映射表；图5B是通过图5A所示变换表变换的所接收的Ⅰ讯道数据符号的一例波形图；和图5C是表示数据段同步基准模式的波形图。
下面将参照附图，根据本发明的具体实施例更详细描述本发明。
图3是根据本发明第一实施例的使用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器电路图。
如图3所示，使用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器电路包括一NTSC滤除单元100，第一能量建立单元200，第二能量建立单元300，最小能量检测器400和输出单元500。
NTSC滤除单元100具有两个3级陷波滤波器120和130。第一个3级陷波滤波器120的输入连接到接收Ⅰ讯道数据符号103的源101，以及第二个陷波滤波器130的输入连接数据段同步基准模式104的源102。
第一能量建立单元200包括第一加法器210，第一平方装置220和第一积分器230。第一加法器210的两个输入被分别连接到接收Ⅰ讯道数据符号103的源101和数据段同步基准模式104的源102，第一加法器210的输出依次连接了第一平方装置220和第一积分器230第二能量建立单元300包括第二加法器310，第二平方装置320和第二积分器330。第二加法器310的两个输入被连接到第一个3级陷波滤波器和第二个3级陷波滤波器的输出，以及第二平方装置320和第二积分器330被依次连接到第二加法器310的输出。
最小能量检测器400被连接到第一积分器230和连接到第二积分器330并比较从积分器230和330输出的两个能量值，以便将一预定选择控制信号301提供给输出单元500。
多路转换器构成了输出单元500。多路转换器500取两个信号，即接收Ⅰ讯道数据符号103和来自第一个3级陷波滤波器120的输出，以此作为输入，并接收来自最小能量检测器400的输出作为其中的选择控制信号，以及在选择控制信号301的基础上来输出两个输入信号103和121中的一个。
接着，将参照附图描述根据本发明的实施例的操作。
在接收Ⅰ讯道数据符号103中，作为举例描述的一个符号，由图5B所示的3个数字数据组成，每个符号对映于通过图5A所示的一预定变换表的8种不同电平。相应地，在数据段同步基准模式104中，如图5C所示，一符号对应于一个数字数据，二进制值“1”被变换成“5”，和二进制值“0”被变换成“-5”。如从图5B和5C所示，该接收Ⅰ讯道数据符号103和数据段同步基准模式104被以位流形式送到源101和102。
参照图4流程，在图3所示的使用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器的操作中，首先通过输入源端101和102接收Ⅰ讯道数据符号103和数据段同步基准模式104(ST2)。接着，分别通过第一个3级陷波滤波器120和第二个3级陷波滤波器130对接收Ⅰ讯道数据符号103和数据段同步基准模式104进行3级陷波滤波(ST6)。
通常，公知的陷波滤波器是对给定频率进行吸收和衰减的滤波器。本发明是以3级陷波滤波器代替先有技术滤波器电路中使用的梳状滤波器。本发明使用的3级陷波滤波器的频响特性示明在图2C中。如图2C所示，3级陷波滤波器120和130只是有选择地滤除三个特定频率，即产生NTSC共讯道干扰的视频载波，色度副载波和伴音载波。当由NTSC载波引起了接收Ⅰ讯道数据符号103和数据段同步基准模式104中的不希望的共讯道干扰时，通过3级陷波滤波器120和130滤除此共讯道干扰。可是，当没有出现这样的共讯道干扰时，也会损失所希望的数字广播信号。
另一方面，在3级陷波滤波之前，第一能量建立单元200产生该数字广播信号的第一能量231(ST4)。为滤除在数字广播信号中的同步信号，第一加法器210给出在接收的Ⅰ讯道数据符号103和数据段同步基准模式104之间的一电压量纲误差信号211。接着，具有预定幅度和相位的误差信号211通过第一平方装置220平行和第一积分器230连续积分。其结果是，第一积分器230产生没有同步信号的3级陷波滤波前的Ⅰ讯道数字信号的第一能量。
此外，第二能量建立单元300产生的是经过3级陷波滤波的数字广播信号的第二能量331(ST8)。为滤除数字广播信号中的同步信号，在接收3级陷波滤波的Ⅰ讯道数据符号121和3级陷波滤波的数据段同步基准模式131之后，第二加法器310通过从3级陷波滤波的Ⅰ讯道数据符号121中减去3级陷波滤波的数据段同步基准模式131来产生一电压量纲误差信号311。接着，具有一预定幅度和相位的误差信号311通过第二平方装置320平方和由第二积分器330连续地积分。于是，第二积分器330产生没有同步信号的3级陷波滤波后的Ⅰ讯道数字信号的第二能量。
接收第一能量231和第二能量331的最小能量检测器400，将第一能量231与第二能量331进行比较，并在比较的基础上向多路转换器500提供一预定的选择控制信号301(ST10)。此时有两种可能，一种情况是，第一能量231大于第二能量331，说明NTSC共讯道干扰进入Ⅰ讯道数据符号103的情况发生了；相反，另一种情况是，第一能量231少于第二能量331，说明NTSC共讯道干扰进入Ⅰ讯道数据符号103的情况没有发生。相应地，在前者情况下，多路转换器500选择第一个3级陷波滤波器120的输出121，产生一数据输出530；而在后者情况下，该多路转换器500选择没有经过3级陷波滤波的接收的Ⅰ讯道数据符号103，产生一数据输出530(ST12)。用于多路转换需要的选择控制信号301由最小能量检测器400提供。
于是，多路转换器510能够给输出端口530提供具有移除模拟NTSC成份的VSB(残留边带)数字广播信号513，模拟NTSC成份包含有视频(V)载波、色度(C)副载波和伴音(A)载波。
如上所述，本发明在接收用于地面广播的数字ATV信号的情况下，通过使用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器电路，能够克服使用梳状滤波器的现有技术中的缺点，该缺点是数字TV广播信号不可避免地伴随模拟NTSC共讯道干扰成份的滤除而受到损失，该共讯道干扰成份即是视频载波，色度副载波和伴音载波。所以，本发明能给出一改善质量的数字广播信号。
此外，使用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器电路可使用用于接收地面广播的数字TV中的8-VSB解调芯片。
虽然参照本发明的具体实施例展示和描述了本发明，但该技术领域的技术人员应理解依照后附权利要求所规定的本发明范围可以做出各种改变和变型。
权利要求
1．一种使用3级陷波滤波滤除NTSC共讯道干扰的方法，包括步骤(ⅰ)在接收Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式之后，对引起NTSC共讯道干扰的NTSC视频载波、NTSC色度副载波及NTSC伴音载波的频率成份进行3级陷波滤波、以产生其中引起NTSC共讯道干扰的频率成份被滤除的Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式；(ⅱ)在3级陷波滤波之前，从在接收的Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式之间的第一误差信号中，产生接收的数字信号的第一能量；(ⅲ)在3级陷波滤波之后，从在所述步骤(ⅰ)中已经过3级陷波滤波的接收Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式之间的第二误差信号中，产生接收的数字信号的第二能量；(ⅳ)通过将第一能量与第二能量相比较来检测NTSC共讯道干扰，并产生用于控制输出通路的选择信号，使得能有选择地从Ⅰ讯道数据符号和3级陷波滤波的Ⅰ讯道数据符号中输出具有较低NTSC共讯道干扰能量的信号；(ⅴ)在选择信号控制下控制输出通路，以便能有选择地输出Ⅰ讯道数据符号和3级陷波滤波的Ⅰ讯道数据符号中的一个信号，其中，在NTSC共讯道干扰没有产生的情况下，选择输出的信号是在3级陷波滤波之前的接收的Ⅰ讯道数据符号，而在NTSC共讯道干扰产生的情况下，选择输出的信号是在3级陷波滤波之后的接收的Ⅰ讯道数据符号。
2．根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(ⅱ)包括的步骤有通过从接收的Ⅰ讯道数据符号中减去数据段同步基准模式，以产生是一种电压量纲信号的第二误差信号；通过平方第一误差信号产生第一功率信号；和通过积分第一功率信号产生第一能量。
3．根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(ⅲ)包括的步骤有通过从经过3级陷波滤波的接收的Ⅰ讯道数据符号中减去经过3级陷波滤波的数据段同步基准模式，以产生是一种电压量纲信号的第一误差信号；通过平方第二误差信号产生第二功率信号；和通过积分第二功率信号产生第二能量。
4．根据权利要求1所述的方法，其中，在第一能量少于第二能量的情况下，执行没有产生NTSC共讯道干扰情况的检测，而在第一能量大于第二能量的情况下，执行产生NTSC共讯道干扰情况的检测。
5．一种使用3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器电路，包括(ⅰ)NTSC滤除装置，用于在接收Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式之后，对引起NTSC共讯道干扰的NTSC视频载波、NTSC色度副载波和NTSC伴音载波的频率成份进行3级陷波滤波，以产生不包括引起NTSC共讯道干扰的频率成份的Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式；(ⅱ)第一能量建立装置，用于在3级陷波滤波之前，从接收Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式之间的第一误差信号中，产生接收的数字信号的第一能量；(ⅲ)第二能量建立装置，用于在3级陷波滤波之后，从由所述NTSC滤除装置进行过3级陷波滤波的接收Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式之间的第二误差信号中，产生接收的数字信号的第二能量；(ⅳ)最小能量检测装置，用于通过将第一能量与第二能量相比较来检测NTSC共讯道干扰，以及产生用于控制输出通路的选择信号，以便能够有选择地从Ⅰ讯道数据符号和3级陷波滤波的Ⅰ讯道数据符号中输出具有较低NTSC共讯道干扰能量的信号；和(ⅴ)选择输出装置，用于在选择信号控制下控制输出通路，以便能有选择地输出Ⅰ讯道数据符号和3级陷波滤波的Ⅰ讯道数据符号中的一个信号。
6．根据权利要求5所述的NTSC干扰带阻滤波器电路，其中所述NTSC滤除装置包括第一3级陷波滤波器，用于在被提供了接收的Ⅰ讯道数据符号之后，对引起NTSC共讯道干扰的NTSC视频载波、NTSC色度副载波和NTSC伴音载波的频率成份进行3级陷波滤波，以产生不包括引起NTSC共讯道干扰的频率成份的Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式；和第二3级陷波滤波器，用于在被提供了接收的Ⅰ讯道数据符号之后，对引起NTSC共讯道干扰的NTSC视频载波、NTSC色度副载波和NTSC伴音载波的频率成份进行3级陷波滤波，以产生不包括引起NTSC共讯道干扰的频率成份的Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式。
7．根据权利要求5所述的NTSC干扰带阻滤波器电路，其中所述第一能量建立装置包括第一误差信号产生装置，用于通过从接收的Ⅰ讯道数据符号中减去数据段同步基准模式，产生是一种电压量纲信号的第一误差信号；第一功率信号产生装置，用于通过平方第一误差信号产生第一功率信号；和第一能量产生装置，用于通过积分第一功率信号产生第一能量。
8．根据权利要求5所述的NTSC干扰带阻滤波器电路，其中所述第二能量建立装置包括第二误差信号产生装置，用于通过从经过3级陷波滤波的接收Ⅰ讯道数据符号中减去经过3级陷波滤波的数据段同步基准模式，产生是一电压量纲信号的第二误差信号；第二功率信号产生装置，用于通过平方第二误差信号产生第二功率信号，和第二能量产生装置，用于通过积分第二功率信号产生第二能量。
9．根据权利要求5所述的NTSC干扰带阻滤波器电路，其中，在没有产生NTSC共讯道干扰的情况下，从所述被选择输出信号中选择的输出信号是在3级陷波滤波之前的接收的Ⅰ讯道数据符号，而在NTSC共讯道干扰产生的情况下，选择的输出信号是在3级陷波滤波之后的接收的Ⅰ讯道数据符号。
10．根据权利要求5所述的NTSC干扰带阻滤波器电路，其中所述最小能量检测装置，当第一能量少于第二能量时，检测的是NTSC共讯道干扰没有产生的情况，而当第一能量大于第二能量时，检测的是NTSC共讯道干扰产生的情况。
全文摘要
一种滤除NTSC共道干扰的技术,在地面数字TV接收器中使用了具有3级陷波滤波器的NTSC干扰带阻滤波器电路。利用3级陷波滤波前后接收的Ⅰ讯道数据符号和数据段同步基准模式之间的电压差别信号,来产生两个能量信号并比较它们,以判断并输出3级陷波滤波前后的Ⅰ讯道数据符号中具有较低NTSC共讯道干扰能量的一个。从而,能够输出不包括引起NTSC共讯道干扰的三种载波的频率成分的被接收的数字TV信号。
文档编号H04N5/44GK1210421SQ9710938
公开日1999年3月10日 申请日期1997年12月25日 优先权日1997年8月30日
发明者朴扩东 申请人:大宇电子株式会社