專利名稱：信號畸變的消除技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用以消除信號多路徑畸變的裝置。
雖然本發(fā)明是用“消除來自己發(fā)送電視信號的鬼影”這個技術(shù)術(shù)語來描述的，但它可以用來消除來自廣泛的、各種各樣的發(fā)送信號的多路徑成分或重影。業(yè)已研究出很多方法來消除視頻信號的多路徑畸變(“去鬼影”)。概括地說，這些方法都是在接收機里利用將已接收測試信號與一個理想型的測試信號相比較、以構(gòu)成一個濾波器來消除已接收信號的多路徑分量的方法。
使用這種方法的主要困難之一就是選擇適當?shù)臏y試信號。某些系統(tǒng)把視頻信號的垂直同步分量的跳變作為測試信號。其它系統(tǒng)都在廣播信號里增加一個訓(xùn)練信號專門用來“去鬼影”。該訓(xùn)練信號名義上在視頻信號的垂直消隱周期內(nèi)加到行間隔中，并采用2T脈沖或sin x/x型信號的形式。對于2T脈沖和sin x/x這兩者、或垂直同步信號而言，廣播信號的正常的頻帶限制往往兼顧“去鬼影”性能。此外，由于這些信號的功率密度相當?shù)?，在有噪聲的情況下這往往會降低“去鬼影”性能。
現(xiàn)已用作為訓(xùn)練信號的另一種類型的信號是插在水平間隔的一個偽隨機序列。偽隨機序列具有有效的功率密度可以被傳送。通常，被傳送的偽隨機序列在時間域里是與在接收機處的無誤型的序列相關(guān)的。相關(guān)的結(jié)果產(chǎn)生“直接信號和各多路徑信號出現(xiàn)”的脈沖。測定對應(yīng)于直接信號的脈沖與對應(yīng)于多路徑信號的脈沖之間的間隔以提供關(guān)于多路徑信號時延的信息。測定脈沖的相對幅度以提供關(guān)于多路徑信號強度的信息。利用這些定時和幅度信息可以構(gòu)出一個適合于消除多路徑信號的濾波器。請閱讀例如使用偽隨機序列的重影消除系統(tǒng)的美國專利4，594，479和4，578，544，本文列出這些專利文獻以供參考。這種類型的時間域處理的缺點是，在已發(fā)送信號中的頻道的頻帶限制和噪聲往往會在相關(guān)的輸出信號中產(chǎn)生明顯的旁瓣，這使得相對于直接信號具有短時延的多路徑分量的檢測模糊不清。
業(yè)已還研究出一些包括多徑畸變(或重影)消除的頻率域處理的系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，對已發(fā)送的訓(xùn)練信號進行傅里葉變換，對一個無誤訓(xùn)練信號計算傅里葉變換，將已發(fā)送的傅里葉變換除以無誤訓(xùn)練信號的傅里葉變換，并對該商進行傅里葉逆變換，以得出一個序列，該序列對應(yīng)于構(gòu)成一個校正濾波器的一組濾波系數(shù)。請參閱W.Ciciora等人在Consumer Electronics(消費者電子學(xué))，IEEE會刊，Vol.CE-25，1979年2月，第9至44頁上刊登的題為“A Tutorial on Ghost Cancelling in Television Systems”(電視系統(tǒng)中消除鬼影的導(dǎo)論)的文章作為一個例子，該文列在這里供參考。
通常，在消費者產(chǎn)品中不可能包含傅里葉變換裝置，因為實現(xiàn)這個功能所需的硬件很可觀的。傅里葉變換硬件和處理時間借助使用快速傅里葉變換(FFT)可得以減少，然而，為了確保使用FFT得到可靠的結(jié)果，應(yīng)該提供特殊類型的訓(xùn)練信號，例如有助于進行FFT信號通常是采取有限持續(xù)時間序列的形式。再者，為接序?qū)崿F(xiàn)FFT的效率，該序列必須具有一系列等于2的冪的許多樣值。
用作為訓(xùn)練信號的最佳序列是最大的偽隨機序列，可為該序列內(nèi)每個比特都提供最好的相關(guān)增益。最大的偽隨機序列具有(2n-1)比特長度(其中n為一個整數(shù))。因此，一般說來，最大的偽隨機序列并不有助于FFT處理。
本發(fā)明所包括的多路徑消除具有偽隨機序列訓(xùn)練信號的優(yōu)點和頻率域處理的FFT的硬件效率。一個(2-1)比特偽隨機序列訓(xùn)練信號被插在電視信號的一個水平行內(nèi)。在發(fā)送之前在發(fā)射機處，或是在接收該電視信號之后在接收機處，將該訓(xùn)練信號被光柵映像到一個2n樣值空間。經(jīng)光柵映像接收的信號經(jīng)過FFT裝置進行變換，并用無誤的、經(jīng)光柵映像的相同序列的FFT進行“去卷積”，以產(chǎn)生多路徑校正濾波系數(shù)。


圖1和圖3示出體現(xiàn)本發(fā)明的可供選擇的去鬼影系統(tǒng)的方框圖;
圖2示出圖1中所示的去鬼影濾波器部分的方框圖;
圖4示出表示圖3電路處理步驟的流程圖;
圖5示出一系列偽隨機序列表示圖，圖中帶有在每個序列內(nèi)用以鬼影檢測的鬼影時延指示;
圖6示出用以從“構(gòu)成圖5所示偽隨機序列的重復(fù)的有限持續(xù)時間序列的去卷積”確定鬼影延時的一種示例性算法的流程圖。
消除多路徑信號的過程通常涉及到傳輸通道特性的確定和濾波器編程序以提供出成為傳輸通道倒數(shù)的傳遞函數(shù)，以便消除多路徑分量。如果被發(fā)送信號用X(ω)表示，被接收信號用Y(ω)表示，通道特性用H(ω)表示，則Y(ω)＝X(ω)H(ω)(1)式中Y(ω)、X(ω)和H(ω)都是時間域信號y(t)、x(t)和時間域特性h(t)的傅里葉變換。通道特性H(ω)可借助在預(yù)定的訓(xùn)練間隔期間發(fā)送一個已知的信號和在訓(xùn)練間隔期間接收的信號Y(ω)除以訓(xùn)練信號的被存儲形態(tài)來確定。亦即H(ω)＝Y(jié)(ω)/X(ω)(2)確定函數(shù)Y(ω)/X(ω)的過程被稱為“去卷積”。
現(xiàn)在考慮一個信號是由一個重復(fù)的有限持續(xù)時間序列組成的，每個序列在間隔Ⅰ上發(fā)生。眾所周知，這種信號的卷積是循環(huán)的，也就是說，該信號的持續(xù)時間Ⅰ中的任何一片刻都可用已知序列進行卷積，產(chǎn)生一個相同的相關(guān)結(jié)果，盡管在時間上位移了。亦即，如果兩個片刻Ⅰ(t)和Ⅰ(t+△t)分別被卷積，則相關(guān)結(jié)果移離△t。在頻率域里，諸有限持續(xù)時間序列的卷積簡單地說就是被卷的諸信號的傅里葉變換的乘積。y(t)和s(t)的卷積對應(yīng)于乘積Y(ω)S(ω)?？紤]到S(ω)＝1/X(ω)，則H(ω)＝Y(jié)(ω)/X(ω)也是一個卷積函數(shù)，并且對于有限持續(xù)時間序列將是循環(huán)的。
在已接收信號中存在的多路徑分量的延遲時間可從公式(2)的對數(shù)化倒頻譜來確定，式中X(ω)和Y(ω)分別是訓(xùn)練信號x(t)和已接收信號y(t)的功率頻譜。該對數(shù)化倒頻譜是商數(shù)Y(ω)/X(ω)的對數(shù)的傅里葉逆變換。通常，該對數(shù)化倒頻譜產(chǎn)生一串脈沖，每個脈沖都決定與時間數(shù)據(jù)有關(guān)的多路徑分量，并且對應(yīng)于執(zhí)行去卷積的選定的間隔。用另一種方式來說，對數(shù)化倒頻譜中的每一個脈沖都標志去鬼影濾波器的非零幅度系數(shù)的相對位置，該濾波器用對應(yīng)于發(fā)送通道反特性的傳遞函數(shù)來編程序。
確定多路徑信號分量延時的上述方法的實際實施是消費者電視接收機中必需利用FFT的方法。這往往限制訓(xùn)練序列在2取樣周期內(nèi)發(fā)生。為了在卷積過程中完成最大相關(guān)響應(yīng)，該訓(xùn)練序列應(yīng)該(a)具有該系統(tǒng)信號格式允許的那樣大的幅度;以及(b)是以最大偽隨機序列(例如2-1比特碼)的形式的。
最大的偽隨機序列是由二進制1和0的預(yù)定序列組成的雙電平信號。當把它們用作為一個訓(xùn)練信號時，則經(jīng)過載波的幅度調(diào)制以后被發(fā)送出去。在接收和解調(diào)時，該序列通常是模擬形式。FFT處理器是數(shù)字式裝置，例如按二進制信號來工作，為此，必須先將被接收信號經(jīng)過一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字形式。該ADC通常與被發(fā)送信號的同步分量同步。ADC的取樣速率通常被選擇為彩色副載波頻率的四倍，相位鎖定到色同步分量上。對于該ADC忠實再現(xiàn)被發(fā)送的1和0序列而言，被發(fā)送的序列應(yīng)該與ADC的取樣定時同步。這就是說，如果ADC以彩色副載頻的四倍的速率取樣，則該訓(xùn)練信號的比特在發(fā)射機處應(yīng)該以四倍彩色副載頻的速率或以彩色副載頻的偶數(shù)分諧波的速率被產(chǎn)生。此外，該序列的開頭應(yīng)該參考諸如水平同步脈沖沿之類的預(yù)定時間數(shù)據(jù)。在這些條件下，一個特定的發(fā)送序列對應(yīng)于樣值的預(yù)定序列，那是一個偽隨機序列，例如以四倍副載波產(chǎn)生的255比特將由接收機處的255個連續(xù)樣值來表示。
如上所述，對于FFT轉(zhuǎn)換而言，樣值序列必須含有2n個樣值。2n-1比特的偽隨機序列在由光柵映像的FFT處理中被轉(zhuǎn)換為2n個樣值。光柵映像是內(nèi)插一個信號的過程，該信號是在一個給定的樣值空間上發(fā)生的，以占據(jù)一個較大或較小的樣值空間。題為“Videosignal Time Expansion/Compression Apparatus Using Programmed Output Values”(種用可編程序輸出值的視頻信號時間擴展/壓縮設(shè)備)的、并列在這里作為參考的美國專利US 4，914，507示例性地描述了度柵映像裝置。該(2n-1)比特偽隨機序列訓(xùn)練信號的光柵映像可在發(fā)射機處進行，也可在接收機處進行。
最后，為了利用循環(huán)卷積的有限持續(xù)時間序列，該訓(xùn)練信號應(yīng)該包括幾個重復(fù)的該偽隨機序列。圖5示出含有三次重復(fù)的一個序列在發(fā)送的視頻信號的一行之內(nèi)安排訓(xùn)練信號的示意圖。
參照圖1，將基帶視頻信號施加在視頻編碼器10上，該信號按標準的復(fù)合視頻信號的格式例如NTSC組成的。已編碼的視頻信號施加在復(fù)用開關(guān)16的一個輸入端上。最大長度的偽隨機序列(下面簡稱為“PRS”)由偽隨機序列產(chǎn)生器12來供給，并施加在該復(fù)用開關(guān)16的第二輸入端上，該復(fù)用開關(guān)16由定時電路(圖中未畫出)來控制，把復(fù)合視頻信號的垂直間隔的一個預(yù)定的行間隔期間的PRS施加到發(fā)射機18上，并在其它的時間里把復(fù)合視頻信號施加到發(fā)射機上。發(fā)射機18控制該復(fù)用信號經(jīng)廣播通道、電纜等的傳輸。
PRS發(fā)生器12可以是一個只讀存儲器ROM，其各個連續(xù)的存儲單元是由該序列的連續(xù)比特編程序的。其內(nèi)的定時和地址電路控制該ROM輸出例如一個255比特PRS中的連續(xù)的、相同的序列(例如3個)?；蛘?，發(fā)生器12也可以是一個(2n-1)比特移位寄存器，使其含有所需碼和使其被鎖定以輸出一串行比特流中上述碼的比特。從發(fā)生器12輸出的PRS被耦合到一個低通濾波器，以將PRS的帶寬限制到復(fù)合視頻信號的帶寬。如果該PRS的光柵映像是在發(fā)射機處進行，則虛線所示的光柵映像器13設(shè)在發(fā)生器12與低通濾波器14之間。光柵映像器13將2n-1樣值空間上發(fā)生的訓(xùn)練信號轉(zhuǎn)換成為在2n樣值空間上發(fā)生的信號。
如果該視頻信號是二進制格式將在發(fā)射機18里轉(zhuǎn)換為模擬形式，并且該發(fā)生器12是ROM形式，則該PRS的經(jīng)低通濾波的光柵映像的形態(tài)可在該ROM里以二進制格式被編程序，因而可以取消光柵映像器13和低通濾波器14。
PRS電路12的定時應(yīng)被安排得要提供一個與復(fù)合視頻信號的一個分量(例如彩色副載波)同步的比特序列，以便在接收機處能夠進行PRS的同步檢測。
被發(fā)送的信號在接收機處由一個常規(guī)的調(diào)諧電路22檢測，并被施加到中頻(IF)處理電路24上。由該IF電路得出的信號被耦合到ADC 26，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槔缫远M制格式的脈沖編碼調(diào)制(PCM)的樣值。該ADC的取樣值的頻率例如與彩色副載波同步，以使該PRS序列的樣值空間符合預(yù)定個數(shù)的樣值。
由ADC產(chǎn)生的樣值被耦合到去鬼影濾波器42，該濾波器可基本上消除多路徑信號分量。由濾波器42輸出的視頻信號被施加到常規(guī)的視頻信號處理電路(圖中未畫示)上，在該電路里亮度與色度分量被分離和被控制以便顯示或記錄。
來自ADC 26的樣值還被加到FFT處理電路30上，該信號的頻譜在其內(nèi)產(chǎn)生。如果該PRS在發(fā)射機處已被光柵映像，則將ADC的樣值直接耦合到FFT 30上。相反，如果該PRS在發(fā)射機處未被光柵映像，則ADC 26輸出的樣值要施加在光柵映像器28上，將該PRS的2n-1樣值間隔轉(zhuǎn)換為2樣值間隔。由映像器28提供的光柵映像信號而后被耦合到FFT電路30上。
FFT電路30由定時電路(圖中未畫示)來控制以確認行間隔含有該PRS，并僅在接收信號的這部分上進行快速傅里葉變換。FFT電路30的輸出信號對應(yīng)于式(1)中的信號Y(ω)。來自FFT電路30的信號Y(ω)在線性/對數(shù)轉(zhuǎn)換器32中轉(zhuǎn)換為對數(shù)形式log(Y(ω))，這個對數(shù)值被耦合到減法器電路36的被減數(shù)輸入端上。
光柵映像的PRS訓(xùn)練信號X(ω)的無誤型態(tài)例如存儲在ROM 44中。該信號在線性/對數(shù)轉(zhuǎn)換器34中轉(zhuǎn)換成為對數(shù)形式，并被施加在減法器電路36的減數(shù)輸入端上。減法器36提供信號log(Y(ω))-log(X(ω))，它等于log(Y(ω)/X(ω))。
存入電路44中的信號對應(yīng)于PRS的一個重復(fù)。來自電路44的樣值的產(chǎn)生的定時要安排得對應(yīng)于被接收序列的特定間隔。但是，應(yīng)該注意，由于有限持續(xù)時間序列的循環(huán)卷積特點，因此沒有必要限制電路44提供的序列的定時，以對應(yīng)于被接收信號的一個獨特的部分。
由減法器36提供的對數(shù)差被施加到FFT電路38上，以提供log(Y(ω)/X(ω))的傅里葉逆變換，它對應(yīng)于對數(shù)化倒頻譜H(ω)。該對數(shù)化倒頻譜是一個脈沖序列，它發(fā)生的相對時間對應(yīng)于各個多路徑分量的延時間隔。該逆變換被施加在電路40上，該電路產(chǎn)生對應(yīng)于各個多路徑分量的延時系數(shù)。實際上，電路40將FFT電路38提供的脈沖與定時數(shù)據(jù)相比較，以產(chǎn)生延時系數(shù)。
將延時系數(shù)施加到去鬼影濾波器42上。在這個實施例中，假定去鬼影濾波器包含有多個可變延時的元件，每個元件都具有由一個延時系數(shù)控制的延時間隔。(請參考美國專利4，727，424，這是用于多路徑畸變消除裝置中的可變延時電路的一個例子。)圖2示出這種類型的去鬼影濾波器的一個實施例。圖2所示的濾波器是遞歸型的，具有多個反饋通路，每個反饋通路包括一個可變延遲和一個定標電路。輸入信號施加在減法器電路50的被減數(shù)輸入端，減法器電路50提供的輸出信號耦合到各反饋通路(58、62)，(60、64)的輸入端上，其中，輸出信號按不同的時間間隔在各延遲元件(58、60)內(nèi)延遲，并在各定標電路(62、64)中進行幅度定標。每個反饋通路供給一個信號，該信號對應(yīng)于各個多路徑信號分量之一的估算值。各反饋信號在加法器68中求和，該和數(shù)施加到減法器電路50的減數(shù)輸入端上。施加在減法器電路50的反饋信號基本上消除接收信號中的多路徑分量。
幅度定標系數(shù)經(jīng)由電路元件52-56產(chǎn)生并施加在定標電路62-64上。這是通過在時間域內(nèi)將接收機內(nèi)存儲的訓(xùn)練信號的無誤型態(tài)與減法器電路50的輸出信號相比較而執(zhí)行的。接收的序列信號與存儲序列之差例如利用最小均方過程來估算，以產(chǎn)生定標系數(shù)。這些方法對于多路徑消除裝置而言是已知的，因而不再贅述。然而，參照美國專利US 4，686，510，該文詳細解釋了用以得出幅度定標系數(shù)的一個示例性裝置。
多路徑分量消除系統(tǒng)的操作按如下方式進行在一場間隔期間接收的訓(xùn)練信號在頻率域里估算，以確定各個多路徑信號分量的相對延遲，并產(chǎn)生延遲系數(shù)，將其施加在濾波器42內(nèi)的可變延遲元件的各相應(yīng)的一個上。在下一場間隔和預(yù)定個數(shù)的隨后場間隔期間，該濾波電路分析這些接收的訓(xùn)練信號，以迭代地產(chǎn)生幅度定標系數(shù)。請注意，多路徑延遲的計算與幅度定標系數(shù)的計算無關(guān)，盡管其反過來不一定無關(guān)。然而，通常一旦該系統(tǒng)確定第一組延遲系數(shù)而被初始化，延遲系數(shù)和幅度定標系數(shù)的計算在每個場間隔期間并行地進行，借此，允許該系統(tǒng)迅速調(diào)整到諸如由運動的飛機產(chǎn)生的那些變化的多路徑信號。
應(yīng)該注意到，F(xiàn)FT處理和去鬼影濾波器處理只在同相信號上進行，或與綜合處理一塊在接收信號的正交相位有關(guān)分量上進行。然而，F(xiàn)FT處理最好是在接收信號的綜合或正交相位有關(guān)分量上進行。
參照圖1，通過使用時分復(fù)用處理使該系統(tǒng)的硬件元件被簡化。例如，訓(xùn)練信號可作為2n-1比特串行信號存儲在(2n-1)比特移位寄存器內(nèi)，或者可由一個n比特移位寄存器直接產(chǎn)生。在被傳送的訓(xùn)練信號不存在的這段間隔期間，兩個信號可被施加在光柵映像器28上，它被光柵映像，F(xiàn)FT處理，對數(shù)轉(zhuǎn)換，并存儲在存儲器里，以在已接收和處理的訓(xùn)練信號可得到時使用。此外，減法器電路36的輸出與來自光柵映像器的信號一起被時分復(fù)用，以使FFT電路30可用以執(zhí)行逆變換。按照這種方式，元件34、44和38可在花費兩個復(fù)用開關(guān)和某些存儲器的前提下被省掉。
圖3示出在接收機里用以提供多路徑分量消除的裝置的另一實施例。在這個實施例中，包括例如來自常規(guī)調(diào)諧電路的多路徑分量在內(nèi)的信號可經(jīng)過1F處理級80耦合到ADC 82上。來自ADC 82的PCM樣值耦合到去鬼影濾波器90、隨機存取存儲器電路RAM 86和微處理器元件μpc 92上。來處IF電路80的信號還耦合到同步分離器84上，該同步分離器84向μpc 92提供垂直和水平同步信號，以建立必要的定時基準信號。訓(xùn)練信號的無誤型態(tài)由PRS ROM 94提供。所有的FFT和延遲系數(shù)的計算由μpc 92執(zhí)行，以響應(yīng)在RAM 86中已接收的訓(xùn)練信號和PRS ROM 94中無誤的訓(xùn)練信號。
圖3所示的裝置的操作過程詳細地示于圖4和圖6的流程圖中。然而，在描述這種操作之前，為了闡明處理功能部分而先參照圖5。
正如上文表明的，為了便于FFT處理和循環(huán)卷積，希望傳送該訓(xùn)練信號以作為一個有限持續(xù)時間序列。這由圖5中最上面的波形DS表示，它示例性圖示該視頻信號中的一行(最好在垂直消隱期間)，該視頻信號包括水平同步脈沖SYNC、色同步基準BURST和偽隨機序列的三次重復(fù)S1、S2和S3。如果信號DS在多路徑環(huán)境中被發(fā)送，則在接收時它將包括一個復(fù)合信號，該信號包含該信號DS和它本身的經(jīng)過延遲、變減的型態(tài)。例如，已接收信號可以包括信號DS和其延遲后的型態(tài)例如信號G，信號G緊密地示于信號DS的下面。信號G表示相對于直接信號DS延遲了時間間隔t1的一個多路徑信號。
延遲計算過程涉及到利用被存儲的訓(xùn)練信號的一次重復(fù)對已接收信號進行去卷積。該訓(xùn)練信號的一次重復(fù)具有間隔I，間隔I等于T秒。為了執(zhí)行去卷積，不要求被存儲的訓(xùn)練信號與被發(fā)送的訓(xùn)練信號的單一全重復(fù)在時間上對齊，而寧愿使被存儲的訓(xùn)練信號用該發(fā)送信號的任何一片持續(xù)時間T來去卷積，但希望不選擇靠近重復(fù)S1的起始端或復(fù)復(fù)S3的尾端的間隔，以避免末端效應(yīng)。
假定去卷積在持續(xù)時間T的間隔I-1其間進行，并檢測到一個多路徑分量G3。這個分量相對于直接信號的延遲可對應(yīng)于時間t3，亦即，一個鬼影相當于鬼影G，但向右移了一段時間約為t3-t1。在這種情況下，檢測結(jié)果是被存儲信號與重復(fù)S1的延遲型態(tài)相關(guān)。用另一種方式來說，檢測到的鬼影可能是被存儲信號與重復(fù)S2或S3的延遲型態(tài)相關(guān)的結(jié)果。為了解決這種模糊的重影，要執(zhí)行兩次增加的去卷積計算，一個在包括大半個重復(fù)S2在內(nèi)的接收信號的一片上，而另一個在包括大半個重復(fù)S1在內(nèi)的一片上。這兩片分別用I-2和I-3標注的間隔來表示。為了簡便起見，假定三個間隔I-1、I-2和I-3是“端到端”安排的，具有相同延遲時間(t1)的鬼影G1在各個間隔內(nèi)被檢測到，則鬼影具有相當短的延遲，該延遲等于時間t1。另外，如果一個鬼影G2在間隔I-1和I-2而不是在I-3內(nèi)被檢測到，則鬼影G2由于在間隔I-3內(nèi)未發(fā)生相關(guān)而至少延遲時間T。應(yīng)該注意，延遲計算與特定的卷積間隔有關(guān)。為此，如若鬼影G2的延遲在I-1和I-2兩個間隔內(nèi)計算為t，則其相對于直接信號的延遲時間t2等于t加上一次重復(fù)時間T，即t2＝t+T。同理，如若具有相對延遲時間ti的鬼影G3僅在間隔I-1內(nèi)被檢測到，則其絕對延遲t3等于ti+2T。
由于不希望使用靠近第一次和最后一次重復(fù)的兩端的被接收訓(xùn)練信號的間隔，因而去卷積的間隔可以不是“端到端”的。如果兩個間隔實際上諸如在圖5的間隔I-3和I-2搭接，則在這些間隔內(nèi)檢測到的相同鬼影將按相同的計算延遲時間出現(xiàn)。
包含在該訓(xùn)練信號內(nèi)的PRS的重復(fù)次數(shù)是一種設(shè)計上的選擇，然而，檢測靈敏度對于具有較多數(shù)量比特的PRS而言是較大的。如果該PRS的比特率等于該視頻信號的彩色副載波頻率的四倍，則255比特三個序列或127比特六個序列方便地適配于一個行間隔。再者，如果多路徑分量不呈現(xiàn)大于PRS單一重復(fù)的持續(xù)時間T的延遲是已知的，則多路徑延遲可以用單一間隔上執(zhí)行的去卷積來計算。在這種情況下，在該訓(xùn)練信號中只要求PRS一次全重復(fù)。然而，對應(yīng)于相同的PRS的尾端和前端的比特應(yīng)分別附加在全重復(fù)的前端和尾端上，以允許做循環(huán)卷積和排除末端效應(yīng)。
在考慮上述討論的同時來參照圖3、圖4和圖6。當該系統(tǒng)被賦能時，去鬼影或多路徑消除系統(tǒng)一接收垂直同步脈沖就被初始化(100)。μpc 92計數(shù)水平同步脈沖直到它到達含有訓(xùn)練信號的行數(shù)TS時為止(101)。如果被傳送的訓(xùn)練信號已在發(fā)射機處被光柵映像，則μpc控制RAM 86以存儲被傳送的訓(xùn)練信號(102)。從另一方面來說，如果該訓(xùn)練信號未被光柵映像，則μpc 92可被編程序，以執(zhí)行光柵映像功能和把光柵映像的形態(tài)裝置入RAM 86中。因為假設(shè)可以實時地執(zhí)行FFT的經(jīng)濟的微處理器目前得不到，因此已接收的訓(xùn)練信號被存入存儲器中。
一旦被傳送的訓(xùn)練信號在RAM 86中被捕捉到，μ pc就從RAM 86中將訓(xùn)練信號取出，并在訓(xùn)練信號上執(zhí)行FFT(103)。將產(chǎn)生的功率頻譜系數(shù)存入RAM 86中。在作為一個單元的完整的三個序列S1、S2和S3上執(zhí)行FFT，然而，最好在對應(yīng)于需要去卷積的間隔的2n樣值片上執(zhí)行各自的FFT。在這點上，已存儲的無誤的訓(xùn)練信號(PRS的一次重復(fù))從ROM 94中取出，存入RAM 86的功率頻譜系數(shù)也被取出，在已接收信號的一個間隔(例如間隔I-1)上執(zhí)行去卷積(104)。卷積的對數(shù)結(jié)果被存儲，然后將這個結(jié)果進行傅里葉逆變換(105)，以產(chǎn)生對應(yīng)于在間隔I-1上多路徑延遲時間的對數(shù)化倒頻譜。對這些延遲時間進行估算(106和圖6中的200)。如果沒檢測出鬼影(多路徑信號)(202)，則該系統(tǒng)返到步驟101。如果檢測到鬼影，則存儲這個結(jié)果(204)，并檢查以確定是否在所有間隔上執(zhí)行了去卷積(206)。如果已完成去卷積，則取出該已存儲的延遲結(jié)果(210)，為所有間隔中的相同結(jié)果作出比較(212)。在本實施例中三個間隔是假設(shè)的。如果鬼影Gi具有相同延時ti在所有三個間隔里都被檢測到(212)，則產(chǎn)生相應(yīng)于時間ti的延遲系數(shù)(214)。如果鬼影Gi被檢測到，但是在所有三個間隔里不具有相同的延遲，則在間隔1和2中估算這些鬼影的相同延遲(216)。如果這些在間隔1和2中是具有相同延遲的鬼影Gi，則為這些鬼影產(chǎn)生相應(yīng)于(ti+T)的延遲系數(shù)(218)。最后，如果檢測出的鬼影Gi只在間隔1中發(fā)生，則對這些鬼影產(chǎn)生相應(yīng)于(ti+2T)的延遲系數(shù)(220)。然后將這些延遲系數(shù)施加到去鬼影濾波器90上。
返到206步，如查在所有間隔上的去卷積都未完成，則指數(shù)I加1(108)，該系統(tǒng)返回到104步。
去鬼影濾波器90與圖2所示的示例性濾波器相似，它包括計算幅度定標系數(shù)的電路。代之以濾波器90去除了后者電路，而幅度定標系數(shù)可由μpc 92計算。在這種情況下，由濾波器90提供的輸出信號被耦合到μpc 92以供計算用(用虛線表示)。
再參照圖4在這種方式下的操作。在計算延遲系數(shù)(106)并施加到濾波器90以后，μpc再被調(diào)定以計數(shù)到含有訓(xùn)練信號的行(110)。在這個行間隔期間，由減法器50(圖2)提供的樣值差存入存儲器(111)。將這些差值與可從ROM 94得到的訓(xùn)練信號的無誤型態(tài)相比較(112)。根據(jù)比較結(jié)果，借助一種已知的算法產(chǎn)生幅度定標系數(shù)(113、114)，并把這些系數(shù)施加到濾波器90中的定標電路上。該系統(tǒng)被安排得迭代計算幾場間隔上的定標系數(shù)，或?qū)⑵浒磮D4那樣安排交替重新計算延遲和幅度定標系數(shù)。
權(quán)利要求
1.用以提供包括訓(xùn)練信號在內(nèi)的電視信號的一種系統(tǒng)，其特征在于，它包括一個復(fù)合電視信號源；具有在2n-1取樣間隔內(nèi)發(fā)生2n-1個比特的一個偽隨機序列源；用以將上述的2n-1比特的偽隨機序列映像到2η取樣間隔中，以提供具有r大于或等于n的一個映像序列，n和r皆為整數(shù)；以及用以對上述復(fù)合電視信號和上述映像序列進行時分復(fù)用的裝置(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括用以提供所述映像序列連續(xù)重復(fù)的裝置(12)，其中將所述的連續(xù)重復(fù)被復(fù)用為上述復(fù)合視頻信號的一行間隔。
3.在電視信號接收設(shè)備中用以消除內(nèi)含訓(xùn)練信號的被發(fā)送電視信號中多路徑信號分量的一種系統(tǒng)，上述訓(xùn)練信號包括2n-1比特偽隨機序列的至少一個全重復(fù)，其特征在于，它包括用以對上述被發(fā)送的電視信號進行檢測和取樣的裝置;濾波裝置(42)，具有多個信號通路，每個通路都包括響應(yīng)幅度系數(shù)的可編程序的幅度定標電路和響應(yīng)延遲系數(shù)的可變延遲電路;具有對上述多個信號通路中有關(guān)通路提供的信號加以組合的裝置，上述的多個信號通路與上述用以檢測上述被發(fā)送電視信號的裝置相耦合，以及上述用以組合信號的裝置提供上述被發(fā)送信號基本上無上述多路徑信號分量。響應(yīng)上述經(jīng)過取樣的發(fā)送電視信號(26)、以頻率域處理含在上述被發(fā)送電視信號內(nèi)的上述訓(xùn)練信號以提供上述延遲系數(shù)的裝置(30、36、38、40、44);以及響應(yīng)上述經(jīng)取樣的發(fā)送電視信號、以時間域處理含在上述發(fā)送電視信號內(nèi)的上述訓(xùn)練信號以提供上述幅度系數(shù)的裝置(42)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應(yīng)上述經(jīng)取樣的發(fā)送電視信號、以頻率域處理上述訓(xùn)練信號的上述裝置包括用以對含在上述發(fā)送信號內(nèi)的上述訓(xùn)練信號中的2n-1比特部分映像為2r取樣間隔、以提供一個經(jīng)光柵映像的訓(xùn)練信號的裝置(28)，這里r和n皆為整數(shù)，r大于或等于n。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的響應(yīng)上述經(jīng)取樣的發(fā)送電視信號、以頻率域處理上述訓(xùn)練信號的裝置還包括以快速傅里葉變換處理上述經(jīng)光柵映像的訓(xùn)練信號以提供其功率頻譜的裝置(30);用以提供對應(yīng)于被映像為2r取樣間隔的上述2n-1比特偽隨機序列的功率頻譜的無誤型態(tài)的基準信號的裝置(44);用上述基準信號對上述經(jīng)光柵映像的訓(xùn)練信號去卷積以產(chǎn)生一個去卷積信號的裝置(36);以及用以提供上述去卷積信號的對數(shù)化倒頻譜的裝置(38)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述訓(xùn)練信號具有有限持續(xù)時間序列的形式，上述的響應(yīng)上述發(fā)送電視信號、以頻率域處理上述訓(xùn)練信號的裝置還包括用上述基準信號對上述經(jīng)光柵映像的訓(xùn)練信號的不同部分進行去卷積、以產(chǎn)生上述延遲系數(shù)的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，上述用以去卷積的裝置包括第一裝置(32)，與上述用以快速傅里葉變換處理的裝置相連接，用以產(chǎn)生上述經(jīng)光柵映像訓(xùn)練信號的功率頻譜的對數(shù);第二裝置(34)，與上述用以產(chǎn)生基準信號的裝置相連接，用以產(chǎn)生上述無誤型態(tài)的功率頻譜的對數(shù);以及減法裝置(36)，與上述第一和第二裝置相連接，用以產(chǎn)生上述無誤型態(tài)的功率頻譜的上述對數(shù)與上述經(jīng)光柵映像的訓(xùn)練信號兩者之間的差。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，上述用以提供去卷積信號對數(shù)化倒頻譜的裝置包括用以提供上述無誤型態(tài)的功率頻譜的上述對數(shù)與上述經(jīng)光柵映像的訓(xùn)練信號兩者之間的差的傅里葉逆變換的裝置(38)。
9.含有用可變定標和延遲系數(shù)自適應(yīng)編程序且響應(yīng)內(nèi)含訓(xùn)練信號和多路徑信號分量的發(fā)送信號的濾波器的類型的多路徑信號消除裝置，上述訓(xùn)練信號是2n-1比特偽隨機序列的有限持續(xù)時間序列的重復(fù)，其特征在于，所述的裝置包括用以對上述發(fā)送信號進行檢測和取樣的裝置;響應(yīng)上述被取樣的信號(26)、用以將上述訓(xùn)練信號的2n-1比特間隔映像成為2r樣值間隔、以提供一個經(jīng)光柵映像的訓(xùn)練信號的裝置(28)，n和r皆為整數(shù)且r大于或等于n;對應(yīng)于上述的2n-1比特偽隨機序列的重復(fù)的無誤的訓(xùn)練信號之源(44)，以及響應(yīng)上述經(jīng)光柵映像的訓(xùn)練信號和上述無誤的訓(xùn)練信號、用上述無誤的訓(xùn)練信號對上述經(jīng)光柵映像的訓(xùn)練信號去卷積、以按頻率域產(chǎn)生至少是上述延遲系數(shù)供上述濾波器(42)應(yīng)用的裝置(36、38、40)。
全文摘要
消除內(nèi)含訓(xùn)練信號的已接收的被發(fā)送電視信號中多路徑信號分量用的去鬼影裝置，訓(xùn)練信號是文檔編號H04B3/23GK1057745SQ9110452
公開日1992年1月8日 申請日期1991年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月29日
發(fā)明者查爾斯·B·迪特里希, 阿瑟·L·格林伯格 申請人:通用電氣公司