阅读说明：本技术 相位回复电路及其操作方法 (Phase recovery circuit and operation method thereof ) 是由 刘甄诒 廖懿颖 于 2018-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明揭露一种相位回复电路,用以对一卫星信号进行相位回复。卫星信号包含多个码框。相位回复电路包含一第一相位估算单元、一第二相位估算单元及一控制单元。控制单元耦接至第一相位估算单元及第二相位估算单元,用以根据该多个码框中一码框的一码框格式,选择第一相位估算单元与第二相位估算单元的其中之一,来估算该码框中多个符元的多个相位。码框格式为领航开启、领航关闭与虚设中之一。(The invention discloses a phase recovery circuit for performing phase recovery on a satellite signal. The satellite signal contains a plurality of frames. The phase recovery circuit comprises a first phase estimation unit, a second phase estimation unit and a control unit. The control unit is coupled to the first phase estimation unit and the second phase estimation unit, and is configured to select one of the first phase estimation unit and the second phase estimation unit according to a frame format of one of the frames to estimate a plurality of phases of the symbols in the frame. The frame format is one of pilot on, pilot off and dummy.)

相位回复电路及其操作方法

技术领域

本发明是有关于一种相位回复电路及其操作方法。特别是关于一种用于数字影像广播中卫星信号的相位回复电路及其操作方法。

背景技术

数字影像广播(Digital Video Broadcast,DVB)是一系列为国际所承认的数字电视公开标准。DVB系统的传输方式包括***(DVB-S、DVB-S2及DVB-S2X)、有线电视(DVB-C及DVB-C2)、无线电视(DVB-T、DVB-T2)及行动电视(DVB-H，DVB-NGH及DVB-SH)。

在***的传输方式中，卫星信号的格式主要可分为三种：领航开启(piloton)、领航关闭(pilot off)及虚设(dummy)。在DVB-S2中，传送端发出的一个包含有多个卫星信号的信号序列中，该些卫星信号的格式只会是上述三种格式中的其中一种。而目前最新一代的***传输标准

DVB-S2X则允许传送端在一个信号序列中包含具有不同格式的卫星信号。换言之，在DVB-S2X中，一个信号序列可能会同时包括领航开启的信号以及领航关闭的信号。

随着DVB-S2X逐渐取代DVB-S2成为***主流标准的趋势，卫星信号的接收端也需要有所改进，来因应信号序列的改变。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能够适用于DVB-S2X标准的相位回复电路及其操作方法。

本发明的一方面揭露一种相位回复电路，用以对一卫星信号进行相位回复。卫星信号包含多个码框。相位回复电路包含一第一相位估算单元、一第二相位估算单元及一控制单元。控制单元耦接至第一相位估算单元及第二相位估算单元，用以根据该多个码框中一码框的一码框格式，选择第一相位估算单元与第二相位估算单元的其中之一，来估算该码框中多个符元的多个相位。码框格式为领航开启、领航关闭与虚设中之一。

本发明的另一方面揭露一种相位回复电路的操作方法，用于对一卫星信号进行相位回复。卫星信号包含多个码框。操作方法包括：接收卫星信号；根据该多个码框中一码框的一码框格式，选择一第一相位估算单元与一第二相位估算单元的其中之一，其中码框格式为领航开启、领航关闭与虚设中之一；以及被选择的第一相位估算单元或第二相位估算单元估算该码框中多个符元的多个相位。

附图说明

图1a为数字影像广播中卫星信号的码框格式的示意图；

图1b和图1c为DVB-S2标准下的相位回复电路的系统方块图；

图2为DVB-S2标准下的卫星信号的一例的示意图；

图3为依据本发明一实施例的相位回复电路的系统方块图；

图4为依据本发明一实施例的相位回复电路的操作方法的流程图；

图5为依据本发明另一实施例的相位回复电路的系统方块图；

图6为依据本发明另一实施例的相位回复电路的操作方法的流程图；以及

图7为依据本发明不同实施例对卫星信号进行相位回复的示意图。

符号说明

30、30a：相位回复电路

301：第一相位估算单元

302：第二相位估算单元

303：控制单元

3031：第一多工器

3032：第二多工器

3033：控制器

304：缓冲器

S401～S407：步骤

具体实施方式

依据本发明的相位回复电路及其操作方法，为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：

请参照图1，图1绘示数字影像广播中卫星信号的码框格式的示意图。在数字影像广播的卫星信号传输标准包括DVB-S、DVB-S2及DVB-S2X。在上述三个标准下，卫星信号的码框(frame)格式主要可包括领航开启(pilot on)、领航关闭(pilot off)以及虚设(dummy)。如图1a所示，领航开启的码框格式可包括一标头区块(header block)、多个数据区块(datablock)及多个领航区块(pilot block)，其中每一个数据区块与其下一个数据区块之间皆安插有一个领航区块。而领航关闭的码框格式则是包括一标头区块及多个数据区块。标头区块及领航区块皆可用以搭载已知数据(known data)，而数据区块则可用以搭载使用者数据(user data)，其中已知数据是指由传送端传送且内容为接收端已知的数据，使用者数据是指由传送端传送且内容为接收端未知的数据，即未知数据(unkown data)。已知数据与使用者数据皆可以符元(symbol)的形式进行编码并装载至对应的区块。一般而言，接收端可通过分析或计算已知数据得到针对该码框的相位，并藉由这些相位估算未知数据的相位，从而消除相位偏移，提高解出未知数据的正确性。因此，接收端通常会包括一相位回复电路来实现上述机制。

现有技术中，在DVB-S2标准下，接收端的相位回复电路通常会采用图1b及图1c的其中一种。例如用来接收码框格式为领航关闭的卫星信号的的接收端，其所包含的相位回复电路便会是如图1c中采用第二相位估算单元的电路，其中第二相位估算单元可采用领航辅助前向循环(Pilot-Aided Forward Loops，PA-FL)算法来进行未知数据的相位估算，详细来说，第二相位估算单元会利用如最大似然(Maximum Likelihood,ML)算法估计标头区块中符元的相位，并以标头区块中符元的相位作为一初始相位对第一个数据区块的符元进行一次相位估算。相似地，而对于第二个数据区块，第二相位估算单元302会以第一个领航区块中符元的相位作为初始相位进行相位估测，以此类推。另一方面，用来接收码框格式为领航开启的卫星信号的的接收端，其所包含的相位回复电路便会是如图1b中采用第一相位估算单元的电路，其中第一相位估算单元可采用领航辅助权重前向及后向循环(Pilot-Aided Weighted Forward and Backward Loops，PA-WFBL)算法来进行未知数据的相位估算，详细来说，第一相位估算单元会利用如最大似然算法分别估计标头区块及第一个领航区块中符元的相位，并以标头区块中符元的相位作为一初始相位对第一个数据区块(位于标头区块区块与第一个领航区块之间)的符元进行一次相位估算，并以第一个领航区块中符元的相位作为一初始相位对第一个数据区块的符元进行另一次相位估算，再以权重合并的方式将两次相位估算的结果合并，得到第一个数据区块中符元的相位；相似地，而对于第二个数据区块(位于第一个领航区块与第二个领航区块之间)的符元，第一相位估算单元则会以第一个领航区块与第二个领航区块中符元的相位作为初始相位进行相位估测，以此类推。

然而，当上述两种相位回复电路各自被独立用于DVB-S2X标准时皆存在一些问题。图2绘示了DVB-S2X标准下的卫星信号的一例，在这个卫星信号中包括了领航开启的码框#1、领航关闭的码框#2及领航开启的码框#3等。当使用仅包括第一相位估算单元的相位回复电路来回复此一卫星信号的相位时，卫星信号中的领航关闭的码框(如码框#2)会因为不具有领航区块而无法进行相位回复。另一方面，当使用仅包括第二相位估算单元的相位回复电路来回复此一卫星信号的相位时，卫星信号中的领航开启的码框(如码框#1、#3)会因为第二相位估算单元不会采用领航区块的相位做为初始相位而使得领航开启的码框无法以更为精确的算法进行相位估算。因此，本发明提出一种相位回复电路及其操作方法以适应DVB-S2X标准对于码框格式的规范。

请参照图3，图3绘示依据本发明一实施例的相位回复电路的系统方块图。相位回复电路30可设置于一卫星接收装置中，用以对一卫星信号进行相位回复。卫星接收装置例如***机顶盒(set-top box)，特别是兼容于DVB-S2X标准的***机顶盒。相位回复电路30可用以对一卫星信号进行相位回复。卫星信号例如是基于DVB-S2X标准的卫星信号。卫星信号可包括多个码框(frame)。每个码框具有一码框格式，其中码框格式可为领航开启、领航关闭及虚设码框。上述三种码框格式中，领航开启格式及领航关闭格式的结构可搭配图1a并参考前文的说明。虚设格式的结构则类似于领航关闭，差别在于数据区块用以搭载虚设数据(dummy data)或不搭载数据。卫星信号的每个码框中可包括多个符元(symbol)。这些符元是藉由传送端将已知数据及/或未知数据进行编码后产生，并放置到卫星信号的码框中进行传送。在一具体的实施例中，标头区块的长度为90个符元，数据区块的长度为1440个符元，领航区块的长度为36个符元。

相位回复电路30包括一第一相位估算单元301、一第二相位估算单元302以及一控制单元303。第一相位估算单元301采用一第一算法进行相位估算，第二相位估算单元302采用一第二算法进行相位估算，且第二算法不同于第一算法。在一实施例中，第一算法为PA-WFBL算法，第二算法为PA-FL算法。需要注意的是，本发明的概念可运用任何现有或未来出现的相位估算算法来实现，故不受限于上述两种算法。

控制单元303包括一第一多工器3031、一第二多工器3032及一控制器3033。第一多工器3031耦接至第一相位估算单元301及第二相位估算单元302。第二多工器3032耦接至第一相位估算单元301及第二相位估算单元302。控制器3033耦接至第一多工器3031及第二多工器3032。第一多工器3031、第二多工器3032及控制器3033皆可藉由适当的逻辑电路或数字电路来实现。

请参照图4，图4绘示依据本发明一实施例的相位回复电路的操作方法的流程图。该操作方法可用于操作如图3所示的相位回复电路30。

在步骤S401中，接收一卫星信号与一码框格式。卫星信号可由一接收器(receiver)电路或一收发器(transceiver)电路接收并提供给控制单元303。卫星信号另会提供给一或多个前处理电路，其功能包括解码出卫星信号的各个码框的标头区块内的信息，藉以得知各个码框的码框格式并提供给控制单元303。

在步骤S403中，控制单元303依据卫星信号的各个码框的码框格式选择第一相位估算单元及第二相位估算单元的其中之一来估算各个码框中的该些符元的多个相位。在一实施例中，控制器3033依据码框格式输出一第一控制信号CTL1至第一多工器3031，以决定要将当前的码框送入到第一相位估算单元301或是第二相位估算单元302。当控制器3033判断当前的码框的码框格式为领航开启，则选择第一相位估算单元301，当控制器3033判断当前的码框的码框格式为领航关闭或虚设，则选择第二相位估算单元302。

在步骤S405中，被选择的第一相位估算单元或第二相位估算单元对当前的码框的该些符元进行相位估算，以取得对应于该些符元的多个相位。在一实施例中，在第一相位估算单元301被选择的情况下，采用PA-WFBL算法对该些符元进行相位估算，以及在第二相位估算单元302被选择的情况下，采用PA-FL算法对该些符元进行相位估算。

在步骤S407中，控制单元303依据当前的码框的码框格式选择由第一相位估算单元或第二相位估算单元输出其所估算的该些相位。具体来说，控制器3033依据码框格式输出一第二控制信号CTL2至第二多工器3032，以选择由第一相位估算单元301或第二相位估算单元302输出其所估算的该些相位。承上例，当控制器3033判断当前的码框的码框格式为领航开启，则选择由第一相位估算单元301输出其所估算的该些相位，当控制器3033判断当前的码框的码框格式为领航关闭或虚设，则选择由第二相位估算单元302输出其所估算的该些相位。如此一来，便可以藉由根据码框的码框格式选择适合的相位估算单元来对DVB-S2X标准下的卫星信号的码框中的符元进行相位估算。

在一些实施例中，例如相位回复电路30是包括在***或机顶盒中，观赏的体验会是使用者的重要考虑之一，而当卫星信号的码框出现某些特定组合时可能会影响到使用者的观赏体验。举例来说，在卫星信号的码框组成中包括在一或多个领航关闭的码框之后接着一或多个领航开启的码框的情况。请参照图7，图7绘示以依据本发明不同实施例对卫星信号进行相位回复的示意图。在本实施例中，标头区块的长度为90个符元，领航区块的长度为36个符元，数据区块的长度为1440个符元，上方的「输入」部分可视为被输入相位回复电路30的卫星信号。在这个实施例中，卫星信号的码框组成中，第一个码框为领航关闭的码框格式(包括标头#1及数据#1～数据#3)，第二个码框为领航开启的码框格式(包括标头#2、数据#4～数据#6及领航#1～领航#3)，后续的码框则被省略。换言之，图7中「输入」部分所示的卫星信号即符合前面所描述的情况。在这种情况下，由于领航关闭的第一个码框的数据区块#1只需取得标头#1的相位即可开始相位估算，而领航开启的第二个码框的数据#4则必须等待收完领航#1并取领航#1的相位才能开始相位估算，这段等待时间可从图7中「相位估算(30)」的部分看出。「相位估算(30)」显示了利用相位回复电路30对此卫星信号进行相位估算的时序。当这段等待时间(即图中所示的延迟)被呈现在***的画面上时，将会导致原本流畅的影像产生中断，造成使用者较差的观赏体验。因此，本发明接着提出另一实施例进一步处理上述情况，来达到更佳的效果。

请参照图5，图5绘示依据本发明另一实施例的相位回复电路的系统方块图。相位回复电路30a相较于相位回复电路30，进一步包括一缓冲器304耦接至控制单元303的第一多工器3031。图6绘示依据本发明另一实施例的相位回复电路的操作方法的流程图，其中该操作方法可用以操作如图5中所示的相位回复电路30a。

图6绘式的操作方法相较于图4绘式的操作方法在步骤S401与步骤S403之间进一步包括一步骤S402。在步骤S402中，将卫星信号暂存至一缓冲器(例如缓冲器304)，以延迟一默认时间后再将卫星信号送入第一多工器3031。在本实施例中，预设时间可取决于缓冲器304的长度，且缓冲器304的长度大于或等于标头区块、一单一领航区块及一单一数据区块的长度的和。在一具体实施例中，标头区块的长度为90个符元，领航区块的长度为36个符元，数据区块的长度为1440个符元，则缓冲器304的长度可设计为大于或等于1566个符元(即90+36+1440)，例如将缓冲器304的长度设计为标头区块、一单一领航区块及二个数据区块的长度的和，即3006个符元。然而，实际在设计缓冲器304的长度时，可根据第一多工器3031及第二多工器3032至少其中之一的指令周期来决定，例如当第一多工器3031的指令周期较慢时，可设计长度较长的缓冲器304。以下将搭配图7来进一步说明相位回复电路30a的运作原理与功效。

图7上方的「输入」部分可视为被输入相位回复电路30a的卫星信号，「相位估算(30a)」的部分显示以相位回复电路30a对卫星信号进行相位估算的时序图。由图7的「相位估算(30a)」可看出，由于缓冲器304的关系，第一个码框的数据#1(的符元)的相位延迟了预设时间才被估算，这段延迟(即预设时间)使得第二个码框的标头#2完成相位估算时，领航#1已经存在于缓冲器304是可以取得的状态，并能够立即进行相位估算，进而让后续的相位估算能够在不用等待的情况下顺利进行。换言之，原本在第一多工器3031计算数据#4时需要等待取得领航#1的相位的等待时间可视为被「挪动」到对第一个码框进行相位估算之前。如此一来，用户在观赏***时，便不会发生因DVB-S2X标准下码框格式转换造成画面突然停格的情况，使得***的画面更为流畅，有效地提升使用者的观赏体验。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。