用于FM IBOC数字信号的MRC天线分集制造技术

一种无线电接收器，包括：第一信号路径，包括配置为从第一天线接收第一信号的第一调谐器，以及配置为从第一调谐器的输出解调符号以产生从解调后的符号得出的第一分支度量的第一解调器；第二信号路径，包括配置为从第二天线接收第二信号的第二调谐器，以及配置为从第二调谐器的输出解调符号以产生从解调后的符号得出的第二分支度量的第二解调器；组合器，用于最大比率组合第一分支度量和第二分支度量；以及处理电路系统，处理组合的第一分支度量和第二分支度量，以产生输出信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于FM IBOC数字信号的MRC天线分集
技术介绍
iBiquity Digital公司的HD Radio?系统设计成允许从目前的模拟调幅(AM)和调频(FM)无线电到完全数字化的带内同频(IBOC)系统的平滑演进。这种系统在现有的中频(MF)和极高频(VHF)无线电带中从陆地发送器向移动、便携式和固定的接收器交付数字音频和数据服务。与新的更高质量且更健壮的数字信号同时，广播者可以继续发送模拟AM和FM，允许他们自己和他们的收听者在维持其目前频率分配的同时从模拟向数字无线电转换。用于FM HD无线电系统的波形的例子在美国专利N0.7，724，850中示出，该专利在此引入作为参考。已经开发和布置了各种供车辆FM接收器使用的天线分集技术。它们用于缓解由于所接收到的FM信号的多径传播造成的失真和中断效果，并且还能适应玻璃嵌窗天线的方向特性。所有分集技术都使用两个或多个天线元件，并且有些需要多个调谐器/接收器。有些技术可以应用到数字信号，而有些不能。盲分集切换在经济上会有吸引力，因为简单的多位置开关把选定的天线元件连接到仅一个调谐器和接收器。但是，因为切换是盲目的，所以不能保证下一个天线元件将携带更好的信号，并且后续的切换可能快速连续地发生，直到找出好的信号。此外，由于数字信号被相干检测和跟踪的，因此每个天线切换事件都有可能造成通道状态信息(CSI)和相干跟踪中的符号破坏和暂时丢失。这种切换过渡可以通过使用平滑分集组合算法来避免。这些技术涉及某种类型的多输入信号组合(前或后-检测)，并且需要多个调谐器。用于模拟FM信号的一种组合方法采用利用恒模算法(CMA)的相位分集。但是，这种方法对于HD无线电信号是无效的，因为数字旁带不能通过恒定的包络来特征化。IBOC HD无线电接收器可以结合开关分集天线系统来使用。但是，开关分集天线的使用在数字信号的相干跟踪中引入了急剧的过渡，这降级了数字性能。
技术实现思路
在一方面，本专利技术提供了一种无线电接收器，包括:第一信号路径，包括配置为从第一天线接收第一信号的第一调谐器，和配置为从第一调谐器的输出解调符号以产生从解调后的符号得出的第一分支度量的第一解调器；第二信号路径，包括配置为从第二天线接收第二信号的第二调谐器，和配置为从第二调谐器的输出解调符号以产生从解调后的符号得出的第二分支度量的第二解调器；组合器，用于最大比率组合第一分支度量和第二分支度量；以及处理电路系统，处理组合的第一分支度量和第二分支度量，以产生输出信号。另一方面，一种方法包括在第一天线上接收信号；产生从第一信号路径中的信号得出的第一分支度量；在第二天线上接收信号；产生从第二信号路径中的信号得出的第二分支度量；最大比率组合第一分支度量和第二分支度量；以及处理组合的第一分支度量和第二分支度量，以产生输出信号。另一方面，一种方法包括在两个天线上接收信号；利用通过符号数同步的两条独立的接收器路径解调信号；最大比率组合来自两条接收器路径的分支度量；以及利用组合的度量以产生输出，其中接收器路径包括仲裁方案。【附图说明】图1是高级最大比率组合(MRC)框图。图2是配置为包括FM相位分集和数字MRC的接收器的功能框图。图3是配置为包括或者分集(MRC和FM相位分集)或者数字扫描接收器的接收器的功能框图。图4是配置为既包括分集(MRC和FM相位分集)又包括数字扫描接收器的接收器的功能框图。图5是配置为既包括分集(MRC和FM相位分集)又包括也具有MRC的数字扫描接收器的接收器的功能框图。图6是示出用于Viterbi分支度量的计算的功能框图。图7是示出用于Viterbi分支度量的计算的功能框图。图8是说明Viterbi分支度量的扭曲(warp)的效果的图。图9是分支度量缩放和量化的表示。图10是说明用于产生数字信号质量度量的过程的功能框图。图11是滤波器电路的功能框图。图12示出了高通半带滤波器的频谱。图13示出了预采集滤波器的幅度频谱。图14是质量度量计算的功能框图。图15是用于数字信号的采集的流程图。图16示出了好采集的概率。图17示出了坏采集的概率。图18是示出子帧锁定所需的平均时间的图。图19是误码率的图。图20至24是数字信号质量度量的图。图25是用于MRC协调和仲裁的状态图。【具体实施方式】以增加第二数字接收路径(从调谐器到基带)为成本，Viterbi分支度量(VBM)的最大比率组合(MRC)可以提供改进的信噪比(SNR)性能。MRC接收器要比单个接收器操作在更低的SNR，并且，与单个解调器相比，为单个接收器设计的采集和跟踪算法在这些更低的SNR可能不能有效地操作。此外，如果其中一个解调器输出被破坏的Viterbi分支度量(由于差的天线信号)而另一个解调器正确地解调，则污染是有可能的，其降级了组合的性倉泛。本文描述用于在天线分集系统中实现最大比率组合的各种技术。这种技术适用于HD无线电FM IBOC无线电系统的OFDM信号的处理。在本文所述的实施例中，MRC涉及来自两条(或者有可能更多)分集接收器路径的(从解调后的符号得出的)Viterbi分支度量的组合，其中分集接收器路径在本文中也称为信号路径。这些接收器路径中每一条都包括配置为从分集天线元件接收信号的调谐器、OFDM解调器，以及用于每个接收器输出符号(码位)的Viterbi分支度量计算。Viterbi分支度量的组合或相加是MRC功能。然后,组合的Viterbi分支度量可以解交织、解码并处理,如在传统单个接收器的后续功能中一样。现有的HD无线电接收器已经计算适当的分支度量，包括信号均衡和噪声归一化，这些可以如本文中所述地使用。假设在每个天线元件的独立衰减(fading)，MRC组合来自两条不同接收器路径的分支度量，以最小化接收器误码率(BER)。分支度量有效地是，在到Viterbi解码器的输入，每个解调的符号的信噪(能量)比的测量。在解交织和Viterbi解码之前，MRC算法把来自两条接收器通道的对应的同步Viterbi分支度量求和。图1是连接到两个天线12、14的接收器10的一部分的框图。接收器包括两条信号路径16、18 (也称为接收器路径或通道)。第一信号路径16包括第一射频前端/调谐器20和第一解调器22。第二信号路径18包括第二射频前端/调谐器24和第二解调器26。天线配置为接收带内同频(IBOC)无线电信号，这可以是FM HD无线电信号。HD无线电信号在例如美国专利N0.7，933，368中描述，该专利在此引入作为参考。每条信号路径包括编程为为每个接收器输出符号计算Viterbi分支度量的处理电路系统或处理器。在图1的例子中，这种处理电路系统或处理器可以包括在解调器块中。天线可以是具有不同特性、位于不同位置和/或位于不同朝向的元件。解调器在线28和30上产生Viterbi分支度量。这些Viterbi分支度量在组合器32中最大比率组合。然后，组合的度量传递到电路系统34，电路系统34处理组合的度量，以便在线36上产生输出信号。如本领域中已知的，这种处理电路系统可以包括解交织器、解码器、编解码器坐寸οMRC是通过把来自两条接收器路径的解调的符号(解码之前的位)的对应Viterbi分支度量相加获得的。通过在解交织器之前索引，来自两条接收器路径的对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电接收器，包括：第一信号路径，包括配置为从第一天线接收第一信号的第一调谐器，以及配置为从第一调谐器的输出解调符号以产生从解调后的符号得出的第一分支度量的第一解调器；第二信号路径，包括配置为从第二天线接收第二信号的第二调谐器，以及配置为从第二调谐器的输出解调符号以产生从解调后的符号得出的第二分支度量的第二解调器；组合器，用于最大比率组合第一分支度量和第二分支度量；以及处理电路系统，处理组合的第一分支度量和第二分支度量，以产生输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.07 US 61/556,428;2012.06.28 US 13/536,2031.一种无线电接收器，包括: 第一信号路径，包括配置为从第一天线接收第一信号的第一调谐器，以及配置为从第一调谐器的输出解调符号以产生从解调后的符号得出的第一分支度量的第一解调器；第二信号路径，包括配置为从第二天线接收第二信号的第二调谐器，以及配置为从第二调谐器的输出解调符号以产生从解调后的符号得出的第二分支度量的第二解调器； 组合器，用于最大比率组合第一分支度量和第二分支度量；以及 处理电路系统，处理组合的第一分支度量和第二分支度量，以产生输出信号。2.如权利要求1所述的无线电接收器，其中第一分支度量和第二分支度量通过索引来同步。3.如权利要求1所述的无线电接收器，其中第一分支度量和第二分支度量通过符号数来同步。4.如权利要求1所述的无线电接收器，其中，当信号路径之一没有可用的分支度量时，那条信号路径的分支度量归零。5.如权利要求1所述的无线电接收器，其中响应于第一信号和第二信号的信噪比，第一解调器和第二解调器调节第一分支度量和第二分支度量的幅度。6.如权利要求1所述的无线电接收器，其中组合器对来自第一信号路径和第二信号路径的对应的同步分支度量求和。7.如权利要求1所述的无线电接收器，其中处理电路系统包括解交织器和Viterbi解码器，并且其中，当对应的符号从第一信号路径和第二信号路径可以获得时，类似索引的分支度量相加。8.如权利要求1所述的无线电接收器，其中每条信号路径独立地采集并跟踪由天线之一接收的信号。9.如权利要求8所述的无线电接收器，其中用于每条信号路径的符号和频率跟踪在暂时的衰减或中断上呈飞轮式。10.如权利要求1所述的无线电接收器，其中第一天线和第二天线配置为接收FMIBOC信号。11.如权利要求1所述的无线电接收器，其中处理电路系统处理第二分支度量，以产生数据输出信号。12.如权利要求1所述的无线电接收器，还包括: 第三信号路径，包括配置为从第二天线接收第二信号的第三调谐器，以及配置为从第三调谐器的输出解调符号的第三解调器；以及 处理电路系统，处理第三解调器的输出，以产生数据输出信号。13.如权利要求1所述的无线电接收器，还包括: 第三信号路径，包括配置为从第二天线接收第二信号的第三调谐器，以及配置为从第三调谐器的输出解调符号以产生从解调后的符号得出的第三分支度量的第三解调器；第四信号路径，包括配置为从第一天线接收第一信号的第四调谐器，以及配置为从第四调谐器的输出解调符号以产生从解调后的符号得出的第四分支度量的第四解调器； 第二组合器，用于最大比率组合第三分支度量和第四分支度量；以及 处理电路系统，处理组合的第三分支度量和第四分支度量，以产生数据输出信号。14.如权利要求1所述的无线电接收器，其中每条信号路径都包括预采集滤波器。15.如权利要求14所述的无线电接收器，其中每条信号路径都包括在预采集滤波器之前的抽取滤波器。16.—种方法,包括: 在第一天线上接收信号； 产生从第一信号路径中的信号得出的第一分支度量； 在第二天线上接收信号； 产生从第二信号路径...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·克罗格，P·J·皮拉，J·S·白尔德，
申请(专利权)人：艾比奎蒂数字公司，
类型：发明
国别省市：美国;US