CN100525088C - 用于确定要提供给接收系统的输入信号电平的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定要提供给接收系统(TUN)的输入信号(101)的电平的设备，所述接收系统(TUN)包括串联设置的一组分立的增益放大器(102-103-105-107)、选择滤波器(104)、混频器(106)，所述接收系统(TUN)要给出输出信号(108)，所述设备包括：测量装置(116)，用于测量给定频道内的所述输出信号(108)的电平；用于确定所述给定频道内的所述放大器组(102-103-105-107)的实际增益(G1)的装置(120)；用于确定所述给定频道内的所述选择滤波器(104)的实际增益(G2)的装置(121)；计算装置(122)，用于从输出信号(108)的电平、所述放大器组(102-103-105-107)的实际增益(G1)以及从所述选择滤波器(104)的实际增益(G2)中导出输入信号(101)的电平。用途:RSSI。

Description

用于确定要提供给接收系统的输入信号电平的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于确定要提供给接收系统的输入信号电平的设备，所述接收系统包括串联设置的一组分立的增益放大器、选择滤波器、混频器，所述接收系统要给出输出信号。
本发明在用来接收要确定其电平的射频信号(RF)的设备中具有许多种应用。
背景技术
电缆网的发展提出了要建立对安装设备的快速诊断，该安装设备的功能提供者在掌握和控制中。
为了能够快速校验处于每个用户电平下的电缆系统，也就是说，处于接收系统的电平下的电缆系统，接收系统(例如，所谓的机顶盒或者包括调谐器的电缆调制解调器)要具有符合美国标准DOCSIS V1.1的RSSI功能性(接收信号强度指示器)。
这种功能性允许可以确定±3dB的绝对精度和±0.5dB的相对精度(相对于通过功能提供者发送的具有公知电平的信号)，具有这种电平的输入信号被提供给接收系统。
一旦已经确定了输入信号的电平，就将该输入信号发送给功能提供者以进行诊断。
从现有技术中得到公知的用于确定要提供给接收系统的输入信号的电平的设备。这些设备实现了存储在存储器中的校准表，该校准表限定了所有所使用元件的特征要素。
这些公知的设备具有一定局限性，即，针对每个元件都要重新计算校准表，这增加了这种设备的制造成本，并要考虑为了校准所需要的时间。
另一方面，这些表存储了许多数据，这意味着要使用额外的EPROM型存储器，这样就增加了设备的生产成本和尺寸。
最后，在制造过程的最后，这些设备经常不能满足DOCSIS V1.1标准，这是因为它们不考虑要确定的输入信号的精度。因此，要在所有的这些设备中做出代价很高的选择，以选择出仅有的符合的设备。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种符合DOCSIS标准的用于确定要提供给接收系统的输入信号电平的低成本设备。
为此目的，根据本发明的设备包括：
-测量装置，用于测量给定频道内的所述输出信号的电平，
-用于确定所述给定频道内的所述放大器组的实际增益的装置，
-用于确定所述给定频道内的所述选择滤波器的实际增益的装置，
-计算装置，用于从输出信号的电平、所述放大器组的实际增益以及从所述选择滤波器的实际增益中导出输入信号的电平。
该设备测量在所期望的频道内的输出信号，并确定放大器和选择滤波器的总增益。当用分贝(dB)来表示输出信号的电平和增益时，通过输出信号电平和所述总增益之间的减法来简单地导出输入信号的电平，这构成了一种节省成本的解决方案。
在优选的实施例中，通过一组等式给出所述选择滤波器的实际增益，其中通过一组取决于所述频道的系数来定义该组等式。
用几个系数来定义等式，这使得可不再把它们存储在特定的EPROM型存储器中，而是存储在接收系统的通用存储器中。
在优选的实施例中，根据本发明的设备包括用于平均所述输出信号电平的附加装置。
该附加的特性使得可减少包含在输出信号中的噪声，这使得可精确地确定输入信号的电平。
在优选的实施例中，根据本发明的设备包括用于将所述输入信号的电平舍入到最接近的半值的附加装置。
该附加的特性允许在统计上提高输入信号电平的精确性，并因此减小测量误差。
在优选的实施例中，通过具有两个输入的查找表给出所述放大器组的实际增益，第一个输入对应于所述给定的频道，第二个输入对应于所述放大器的额定增益。
该查找表使得可知道每个放大器的实际增益，这使得可精确地导出输入信号的电平。
限定了存储在查找表中的系数的数量，这使得可不再将它们存储在特定的EPROM型存储器中，而是存储在接收系统的存储器中。
在优选的实施例中，所述测量装置包括串联设置的用于选择所述给定频道的选择滤波器、对数检波器和用于在所述给定频道内给出所述输出信号的电平的模数转换器。
该附加的特性使得可产生用分贝表示的输出信号电平的数字值，该值可直接被用来确定输入信号的电平。
本发明还涉及一种用于根据DOCSIS标准确定要提供给接收系统的输入信号电平的方法。为此目的，该方法的步骤对应前面所述的根据本发明的设备中用到的各种处理装置的功能。
本发明还涉及多媒体信号机顶盒型或者包括调谐器的调制解调器型的接收系统，该接收系统包括如前面所述的用于确定提供给其输入端的输入信号电平的设备。
本发明还涉及通过根据本发明的设备或方法产生的信号。该信号对应于确定的输入信号的电平，并隐含地包括所述设备和方法的技术特性。
本发明还涉及计算机程序产品，其包括用于实现上述方法中的一个或多个步骤的指令代码。这些指令代码要存储在存储器中并通过信号处理器执行。
附图说明
参考下文所述实施例，通过非限制性实例来说明本发明的这些和其他方面，并通过其使本发明的这些和其他方面更明显。附图中：
图1描述了包括根据本发明的设备的接收系统，
图2表示根据本发明的方法中各步骤的流程图，
图3说明了选择滤波器的增益变化。
具体实施方式
图1描述了包括调谐器TUN的接收系统，和根据本发明的设备100。该接收系统在其输入端接收射频(RF)信号101，通过根据本发明的设备100确定给定频道的射频信号101的电平。该接收系统包括串联设置的：
-接收输入信号101的放大器102，通过控制设备112经由数字控制字的发送来定义该放大器102的额定增益，
-放大器103，通过控制设备113经由数字控制字的发送来定义该放大器103的额定增益，
-要抑制输入信号101中的高次谐波的选择滤波器104，
-放大器105，通过控制设备114经由数字控制字的发送来定义放大器105的额定增益，
-混频器106，用于经由来自振荡器123的周期信号的倍增执行放大后的输入信号101的频率变化，
-给出输出信号108的放大器107，通过控制设备115经由数字控制字的发送来定义该放大器107的额定增益，
-给出具有恒定电平的输出信号110的放大器109，通过控制信号111定义该放大器109的增益。
根据本发明的设备100经由数据总线124，例如I2C总线，连接到接收系统。该设备100包括：
-测量装置116，用于测量给定频道中的所述输出信号108的电平，
-装置120，用于确定所述给定频道内的放大器102-103-105-107的累积增益，
-装置121，用于确定所述给定频道内的所述选择滤波器104的增益，
-计算装置122，用于从所述输出信号108、从放大器102-103-105-107的累积增益和从所述选择滤波器104的增益中导出输入信号101的所述电平。
测量装置116和处理装置120-121-122通过数据总线124进行通信。
设备100的工作原理是：测量输出信号108的电平，确定通过串联设置的各个放大器和滤波器对输入信号101进行放大的实际总增益，并从这些值中导出输入信号101的电平。
通过双输入查找表给出通过放大器102-103-105-107对输入信号101进行放大的实际总增益，第一个输入对应于给定的频道X，第二个输入对应于所述放大器的额定增益。下面给出这种查找表的一个非限制性实例：
参数X对应通过根据本发明的设备100为其确定输入信号的频道。列AGC1-AGC2-AGC3-AGC4的第一行对应分别通过控制设备112-113-114-115固定的放大器102-103-105-107的额定增益。
在数据总线124上通过每个放大器将这些额定增益的值发送给装置120。对于每个放大器，装置120负责使额定增益的值与频道X相对应，以便确定放大器的实际增益，由双输入查找表的系数给出所述实际增益。从事先对每个放大器所作的校准中导出该查找表的系数，然后存储在存储器(图中未示出)中。
一旦知道了每个放大器的实际增益，就通过装置120计算这些实际增益的和，用以确定这组放大器的总增益。
相似地，通过装置121确定选择滤波器104的实际增益。选择滤波器104将频道X的值指示给装置121。取决于频道X所处的频率范围的一组等式允许确定选择滤波器的实际增益。这组等式的系数从事先对选择滤波器104所作的校准中导出。下面给出这样一组等式的非限制性实例。
等式1：0<X<420MHz
-7,0258*10-8X4+5,0247*10-5X3-1,3011*10-2X2+1,1268*X-30,8     等式1
等式2：420<X<840MHz
-1,6317*10-11X4+3,0699*10-7X3-4,9971*10-4X2+0,24851*X-43,94  等式2
等式3：X>840MHz
-6,3403*10-10X4+1,666*10-6X3-1,6353*10-3X2+0,70595*X-122,85  等式3
图3说明了选择滤波器104的增益G2的对应的变化。
通过将放大器和选择滤波器的增益加在一起，计算装置122确定通过串联设置的各个放大器和滤波器已经将输入信号101放大的实际总增益。
优选地，用分贝(dB)来表示输出信号108的电平以及放大器和选择滤波器的增益，以使得通过输出信号108的电平和所述实际总增益值的简单减法来得到输入信号101的电平。
为了用分贝进行直接的测量，测量装置116包括串联设置的：
-用于选择所述给定频道的选择滤波器117，
-对数检波器118，用于给出与出现在其输入端的信号的对数成比例的输出值，
-模数转换器119，用于给出在所述给定频道内的所述输出信号的电平。
为了减少输出信号108中的噪声，例如由于频谱噪声引起的噪声，通过测量装置116做出各种连续的测量。例如临时地存储这些测量的每一个，然后计算这些测量的平均值，用于给出在包含低噪声电平的给定频道内的输出信号108的平均测量值。例如，可以通过由信号处理器执行的指令代码来进行这些值的这种平均。
为了减小测量误差，并为了在统计上提高在输入信号101的电平确定中的精确性，输入信号的电平被舍入到最接近的半值。例如，可以通过由信号处理器执行的指令代码来进行这些舍入。
图2表示根据本发明的方法中各步骤的流程图，该方法用于确定提供给在图1中所示的接收系统的输入信号101的电平。该方法包括：
-测量步骤201，用于测量给定频道内的输出信号108的电平。如果该输出信号的平均值是所期望的值，则连续重复几次该测量步骤。
-计算步骤202，用于计算在步骤201内测量得到的该组值的平均值，
-处理步骤203，用于从查找表中确定该组放大器的实际总增益G1。该实际总增益对应于每个放大器的实际增益的相加。
-第一计算步骤204，用于从取决于频道的一组等式中确定选择滤波器104的实际增益G2，
-第二计算步骤205，用于从增益G1和G2，以及从在步骤201中测量得到的输出信号108的电平中导出输入信号101的电平。如果用分贝表示增益和输出信号的电平，则计算步骤205包括从测量得到的信号108的电平中减去增益G1和G2。
-步骤206，用于将通过步骤205确定的输入信号101的电平舍入到最接近的半值。
通过根据本发明的设备或方法产生的信号对应于确定的输入信号的电平。将该信号发送给服务提供者。该信号隐含地包括根据本发明的所述设备和方法的技术特征。
本发明并不限定于提供给如图1所述的调谐器接收系统的输入信号电平的测量。实际上，也可以在包括有不同数量的放大器和选择滤波器的接收系统中实现根据本发明的设备和方法。类似地，可以通过包括取决于频道的不同数量的等式的一组等式来确定选择滤波器，通过可以被再校准的系数来定义这些等式，以考虑选择滤波器的特殊特性。
可以在任何包括RSSI功能性的接收系统中实现根据本发明的设备，以用于测量提供给其输入端的输入信号的电平，并将其发送给服务提供者。例如，可以在包括用于接收多媒体信号的调谐器的机顶盒中或包括调谐器的电缆调制解调器中实现根据本发明的设备。

Claims (7)

1.用于确定要提供给接收系统(TUN)的输入信号(101)的电平的设备，所述接收系统(TUN)包括串联设置的一组分立的增益放大器(102-103-105-107)、选择滤波器(104)、混频器(106)，所述接收系统(TUN)要给出输出信号(108)，所述设备包括：
-测量装置(116)，用于测量给定频道内的所述输出信号(108)的电平，
-用于确定所述给定频道内的所述放大器组(102-103-105-107)的实际增益(G1)的装置(120)，
-用于确定所述给定频道内的所述选择滤波器(104)的实际增益(G2)的装置(121)，通过一组等式给出所述选择滤波器(104)的实际增益(G2)，其中通过一组取决于所述频道的系数来定义该组等式，
-计算装置(122)，用于从输出信号(108)的电平、所述放大器组(102-103-105-107)的实际增益(G1)以及从所述选择滤波器(104)的实际增益(G2)中导出输入信号(101)的电平。
2.如权利要求2所述的设备，包括用于平均所述输出信号(108)的电平的附加装置。
3.如权利要求2所述的设备，包括用于将所述输入信号(101)的电平舍入到最接近的半值的附加装置。
4.如权利要求3所述的设备，其中，通过具有两个输入的查找表给出所述放大器组(102-103-105-107)的实际增益(G1)，第一个输入对应于所述给定频道，第二个输入对应于所述放大器的额定增益。
5.如权利要求4所述的设备，其中，所述测量装置(116)包括串联设置的用于选择所述给定频道的选择滤波器(117)、对数检波器(118)和用于在所述给定频道内给出所述输出信号(108)的电平的模数转换器(ADC)。
6.用于确定要提供给接收系统(TUN)的输入信号(101)的电平的方法，所述接收系统(TUN)包括串联设置的一组分立的增益放大器(102-103-105-107)、选择滤波器(104)、混频器(106)，所述接收系统(TUN)要给出输出信号(108)，所述方法包括：
-测量步骤(201)，用于测量给定频道内的所述输出信号(108)的电平，
-处理步骤(203)，用于确定所述给定频道内的所述放大器组(102-103-105-107)的实际增益(G1)，
-第一计算步骤(204)，用于确定所述给定频道内的所述选择滤波器(104)的实际增益(G2)，通过一组等式给出所述选择滤波器(104)的实际增益(G2)，其中通过一组取决于所述频道的系数来定义该组等式，
-第二计算步骤(205)，用于从输出信号(108)的电平、从所述放大器组的实际增益(G1)以及从所述选择滤波器(104)的实际增益(G2)中导出输入信号(101)的电平。
7.用于多媒体信号的接收盒或者调制解调器，包括如权利要求1到5中的任一项所述的设备。
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