CN101171768A - 用于频率变换的装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开的实施例涉及用于执行频率变换的装置和方法。该装置包括接收器(520a－c，530a－c)，用于接收和数字化多个第一信号，并且用于同时从多个第一信号中恢复选择的信道集，每个信号包含信道。该装置还包括发送器(540，550，560)，用于组合选择的信道集，以产生第二信号。本发明的方法包括：接收包含多个不同信道的第一信号(602)，选择从多个不同信道中选取的信道集(606)，组合选择的信道集(608)以形成第二信号，并发送所述第二信号(612)。

Description

用于频率变换的装置和方法

根据U.S.C.§119的35，本申请要求于2005年5月4日提交的第60/677563号美国临时申请。

技术领域

本发明总的涉及一种通信系统，更具体地说，本发明涉及在通信系统中接收和发送内容。

背景技术

该部分倾向于向读者介绍该领域的各种方面，其可能与下文描述和/或声明的本发明各个方面有关。这种讨论被看作有助于为读者提供背景信息以促进更好地理解本发明的各个方面。相应地，应理解，这些叙述将在该启示中被阅读，而不是作为现有技术的许可。

在今天的数据通信系统中(例如用于卫星电视)，不同类型的数据常常驻留在被称为虚拟信道的地方。来自这些虚拟信道的数据被分别分解为数据包，在通过不同数据类型中聚合为比特流并且通过包传输系统传送。数据用户设备(例如卫星接收器)从可用于它们的物理信道进行选择，将这些信道上的信号转换为数字形式(包)，并收集所需数据包，以重新组合期望的虚拟信道信息(例如，音频，视频，节目指南，交易数据等)。在沿着内容提供商和内容消费者之间的数据路径的不同的点上，出现数据管理机会。一块数据可能来自于许多源中的一个，经由许多的卫星的一个路由，经过卫星上的众多转发器中的几个，由用户天线接收，并且被分配到消费地点。

用户接收器通常一次只能从卫星上接收一个物理信道用于显示。然而，新的接收器可包含用户能够使用的先进特点。例如，接收设备可包含多于一个的调谐器，用于两个图像同时显示系统或内容记录。此外，用户家用设备通常包括多个接收器，每个接收器要求对一个或多个信道调谐以进行使用。

用于传输的内容量持续扩大使得难于在所有时刻都将内容传输到所有地方。从最多4颗分离的卫星接收数据以传输节目计划到住宅的系统已不再能将所有内容在一根同轴电缆连接上传送。已经采用各种方法，包括使用多根电缆或复杂开关布置。这些方法中的许多由于高成本或高复杂度而导致以某种方式对于住宅安装已经不是最佳。

另一方案可以采用进行预选、组合、并且使用模拟信号处理基于用户请求的物理信道将到来的内容重新发送的系统。结果，从初始可用内容中仅选择传送到住宅中的接收器所需的信道。然后，期望的信道可被提供到一根电缆上，所述电缆能相对简单地分布在位宅周围。该方案依赖于粗模拟信号调谐和重新混合，以将信号的信道或频率区域从输入处的频率中的原始频谱位置移动到在输出处的公共信号上的频率中的另一频谱位置。进一步，可通过移动原始信道或范围中的一个或两者而合并相同频率但在不同卫星上的信道或信号区域。然后，这些包含期望的信道的重新定位的信号被提供到单根电缆上，无需任何附加开关和多个电缆连接。

涉及预选、组合以及重新分配的模拟方案仍然受限于可能由于在模拟域执行处理所固有的缺点而导致的所提供的信道数量。用于选择各个物理信道同时拒绝其它信道的窄带滤波器在高于1吉赫兹(GHz)的频率范围并不实用。具有实用带宽的可用滤波器要求附加的信道分离以防止在输出信号中的不期望的干扰。此外，随着为住宅传输更多请求的信道的期望不断增加，模拟电路复杂度的增加会由于模拟串话导致昂贵和低效率潜在的设计问题。因此，需要一种方案，其以更优化的方式提供对用于分配的信道的接收和重新合成。

发明内容

本发明涉及一种用于频率变换的装置和方法。该装置包括：接收器，用于接收和数字化多个第一信号，并用于从多个第一信号同时恢复选择的信道集，每个信号包含信道。该装置还包括：发送器，用于组合选择信道集，以产生第二信号。

本发明的方法包括：接收包含多个不同信道的第一信号，选择从所述多个不同信道中选取的信道集，组合选择的信道集以形成第二信号并发送所述第二信号。

附图说明

在附图中：

图1是使用本发明的示例系统的框图。

图2是本发明的实施例框图。

图3是本发明的另一实施例框图。

图4是本发明的另一实施例框图。

图5是本发明的另一实施例框图。

图6是示出本发明的方法的流程图。

本发明的特性和优点通过示例的方式从以下描述中会变得更加清楚。

具体实施方式

将在下文描述本发明的一个或多个具体实施方式。为努力提供这些示例的简明描述，在说明书中并非将实际实施中所有特征都描述。应理解，在开发任何这种实际实现上，正如在任何工程或设计项目中，必须做出多种具体实现的决定以达到开发者的特定目标，例如符合相关系统以及相关业务的限制，该限制可能从一种实现到另一实现而改变。此外，应理解，这种开发努力可能很复杂并且耗时，但对于具有该发明好处的本领域技术人员不过是常规进行的设计、构造和制造。

需要注意的是，假定熟悉电视广播和接收器，并且在这里不做详细描述。例如，并非本发明的构思，假定熟悉现行和建议推荐的TV标准，例如美国国家电视系统委员会(NTSC)、逐行倒相  (PAL)、顺序传送与存储彩色电视系统(SECAM)、高级电视系统委员会(ATSC)和直接广播卫星(DBS)。同样地，除了本发明的构思之外，假定传输概念(例如卫星转发器、下行链路信号、8级残留边带  (8-VSB)、正交幅度调制  (QAM))，以及接收器组件(例如射频(RF)前端)，或接收器组件(例如低噪声模块、调谐器和解调器)。类似地，用于产生传输比特流的格式化和编码方法(例如运动图像专家组(MPEG)-2系统标准(ISO/IEC 13818-1))是公知的，并且不在这里描述。此外，可使用传统编程技术实现本发明的构思，同样将不在此描述。

下面描述用于处理卫星信号的电路。用于接收其他类型的信号的其他的系统可以包括非常类似的结构，这里信号输入可以由其它的装置提供。本领域技术人员应理解，在此描述的电路的实施例仅仅是一个潜在的实施例。这样，在可选实施例中，可被重新布置或省略电路的组件，或可添加附加组件。例如，采用最小修改，所描述的电路可被配置为用于非卫星视频和音频服务，例如从电缆网络传输的服务。进一步，所描述的本发明可与住宅网络系统结合使用。该设备可接收来自卫星或电缆网络的输入，对它们进行处理，并将它们输出到住宅网络系统。该输出可以是有线传输或无线传输的形式。

现返回附图并先参考图1，示出了使用本发明的系统整体框图100。图1代表安装在用户住宅中的典型的卫星系统。类似的安装也可存在于公寓结构或宾馆中，其中，该系统可被添加通常被包括在多住户单元应用中的附加设备。位于卫星102a-c上的卫星转发器(transport)将卫星信号发送到碟形卫星信号天线(satellite dish)104a-c。每个碟形卫星信号天线包括反射器、馈电喇叭(feed horn)和低噪声模块转换器(LNB)。

每个卫星信号可代表一个或多个单个的物理信道。每个物理信道可反过来代表信息的一个或多个优选的数字数据流，其被组合在一起、被编码、并使用各种模拟和/或数字调制技术而被调制。物理信道通常被分组为覆盖有限的频率范围，例如500至1000MHz带宽。卫星信号通常位于微波频率范围，例如11-13吉赫兹(GHz)。位于碟形卫星信号天线104a-c中的LNB将放大11-13GHz范围的卫星信号，并将其和转换为1-2GHz频率范围中的L频带信号。虽然示出了三个碟形卫星信号天线，但卫星102a-c的轨道位置可允许使用包含一个反射器和三个馈电喇叭和LNB的碟形卫星信号天线。此外，系统可利用多于或少于这里示出的三个卫星信号。该系统可附加地使用例如极化分集的技术来增加从每颗卫星传输的卫星信号数量。

通过分离的同轴电缆将来自碟形卫星信号天线104a-c的三个L频带信号中的每一个提供给频率变换模块(FTM)110。因为L频带信号占用太多频率带宽，所以这三个L频带信号自身完全不能通过一根同轴电缆以传送到用户住宅。如前所述，每个L频带信号可占用1GHz带宽，并且典型的用户房屋电缆安装可仅支持整个信号带宽中低于2GHz的范围。FTM110提取包含选定的物理信道的特定频率范围作为所提供的三个L频带信号的部分。FTM110还将提取的范围根据需要而进行频率变换，并重新组合它们以形成新的单个选择的L频带信号。FTM10所使用的过程可被描述为特定物理信道的预选。然而，由于可能存在除选择信道之外的其它能量，并且信道其后被重新组合以形成新的信号以用于进一步分配，因此FTM110所使用的过程与那些特定物理信道的直接调谐不同。注意，FTM110可物理地驻留在所示用户的外部，或可驻留为非常接近进入用户住宅的入口点。

一旦FTM110已经预选了使用的物理信道，选择的信号就通过一根同轴电缆被提供到用户房屋120。选择的信号可根据需要通过信号分配器(splitter)122a-c的集合，提供给用户房屋的每一个位置。分配器122a-c可包含无源电路(例如变换器(transformer)和电阻器)，或还可包含放大器，以增加在安装位置的信号电平。

在房屋120的每一个安装地点，选择的信号被提供给单机终端130或组合机顶盒140a-c和显示设备150a-c。终端130和机顶盒140a-c以相似的方式操作。它们每个都接收选择的信号，在选择的信号中调谐到期望的物理信道，解调物理信道以产生传送流，并且从传输流中提取期望的比特流。终端130可用于各种比特流的本地存储，或用于在不同的网络(例如无线网络或以太网联接)上分配这些比特流。机顶盒140a-c将期望的比特流转换为视频和音频信号，以用于显示在显示设备150a-c上。

终端130和机顶盒140a-c可将返回到电缆的一个或多个控制信号提供给FTM110。基于所提供的输入(例如由用户)产生所述控制信号。发送到FTM110的控制信号包含执行从L频带信号中的每一个预选频率范围和物理信道所需的信息。可用适合传输的现有技术方法实现用于FTM110的通信协议，例如频移键控FSK协议。还可通过无线链路提供所述控制信号。电能也可通过同轴电缆传输到FTM110并且进一步传到碟形卫星信号天线104a-c。

如前所述，传统FTM包含模拟信号处理，用于滤波、混合和重新组合L频带信号。当在1GHz高频范围操作时，模拟信号处理包含限制，并且模拟信号处理器的复杂性随着选择物理信道数量的增加而显著增加。在FTM结构中使用数字信号处理允许更大灵活性，并且消除了模拟信号处理的某些限制。

现参看图2，示出本发明实施例的框图200。该示图示出了FTM110的实现，其包括数字信号处理，以提高选择的信道性能和可用带宽。为了有助于更进一步理解本发明，这里将仅使用单个L频带信号作为输入来描述FTM110。通过RF处理模块210处理作为模拟输入的单个L频带信号。RF处理模块210可包含用于滤除该信号频率范围外不期望的能量的电路，还可校正任何引入的频率响应误差，并且还可将信号放大到输入到模数(A/D)转换器220所需的电平。输入RF处理模块210还可包含将L频带信号定位到用于A/D转换器220的工作的正确的频率范围所需的任何混合电路。

A/D转换器220将处理过的L频带信号数字化为一系列的采样，每个采样包含一组比特。在示例性实施例中，处理过的卫星信号频率介于975MHz和1425MHz之间。A/D转换器220以每秒933兆次采样(933MSPS)的速率对处理的L频带信号进行采样，从而产生包括一系列的采样的数字信号，每个采样用8比特来代表。A/D转换器220还可产生L频带信号的变换的频率图像，本质上是基于采样定律将信号从模拟域中的初始频率范围变换到不同的频率范围。时钟信号(未示出)被提供给A/D转换器以用于执行采样。该时钟信号可通过晶体而产生或作为压控振荡器的一部分。该时钟信号还可直接地，或通过附加的倍频器和分频器，将信号提供给FTM110中的其它块。

数字信道选择器230接收该采样信号，并继续选择和下变频已选择的各个物理信道中的每一个。在处理之后，选择的各个信道中的每一个位于相同的频率范围中或接近于基带，但被作为单个信号而包含在分离的信号线上。代表每个选择的各个信道的比特数量可与基于所采用的处理方法得到的原始采样信号不同。使用数字信号处理和并行处理信号允许FTM110内更窄的滤波器限制以及更高效的信道选择。

各个选择的信道中的每一个被提供给数字信道重新组合器240。数字信道重新组合器240将各个选择的信道中的每一个频率变换到不同的和分离的频率范围，并且将这些信号组合在一起，以形成单个选择的数字信号。选择的数字信号被提供给数模转换器(D/A)250。D/A转换器250将选择的数字信号转换为选择的模拟信号。在优选实施例中，被提供给D/A转换器250的选择数字信号是以950 MSPS速率采样的一系列10比特采样。D/A转换器250输出在DC到475MHz的频率范围的选择的模拟信号。

选择的模拟信号被传到RF处理块260。RF处理块260提供适当地将选择的模拟信号在同轴电缆上发送到用户住宅所需的任何模拟信号处理。RF处理块260可包含用于滤除信号频率范围之外的不期望的信号能量，例如通过D/A转换器250采样处理产生的图像，的电路。RF处理块260还可校正任何引入的其它频率响应误差，并且可根据需要放大信号以将该信号提供给同轴电缆。该RF处理模块260还可以包含对将选择的模拟信号放置在正确L波段频率范围(例如975-1425MHz)来说所需的混合电路。

虽然这里没有示出一些附加的电路，但还可包括一些附加的电路，例如用于控制块、接收和处理用户输入和附加的信号处理的电路。

现参见图3，示出本发明一部分的实施例的电路300的示意性框图。电路300代表包含有数字信道转换器块230的电路。由A/D转换器220从L频带信号转换的采样信号被提供给采样多路分解器310。采样多路分解器310以多路分解器采样速率FF(或后抽取(post-decimation)采样速率)重新采样，以提供多个抽取过的并行采样流。

每个抽取过的采样流代表原始信号的采样和时移版本，并且来自该抽取的每个交迭的频谱被混淆为相同的抽取的频率间隔。抽取的采样流的数量N可完全与原始信号中的虚拟信道数量有关。在优选的实施例中，物理信道的数量是16。进一步，采样多路分解器310采样速率优选地是物理信道中的一个的数据速率的2倍，或F_F＝2F_S，其中F_S是物理信道的数据速率。每个抽取的采样流经过采样接口块320。采样接口块320提供任意采样域调整，这对于将该信号从A/D转换器220和采样多路分解器310移动到连接到采样接口块320的滤波器组330a-N是必要的。滤波器组330a-N可提供多个处理步骤，包括对物理信道滤波，所述物理信道分布在分离物理信道之前的抽取的采样流之中。滤波对在物理信道之外的能量提供拒绝任何，同时产生基带信号的重建集，用于在另一下行流处理中选出物理信道。滤波器组330a-N还可提供抽取的采样流中的每一个的定时校准。在优选实施例中，滤波器组330a-N包括一组分叉滤波器，它们联合产生滤波的信号向量。由于全部分叉滤波器具有相似的结构，这里仅详细描述一个分叉滤波器。

分叉滤波器可典型地包括系数乘法和延迟运算的两个并联分支，其中在每个分支的运算分别相加在一起。每个分支被指定为偶数输出信号或奇数输出信号。每个分支中乘法和延迟运算的数量可基于设计准则而改变。例如，十六个加权的乘法和多个系数乘法器可被用于每个分叉滤波器中。延迟元件受抽取的采样时钟信号(未示出，频率为F_f)控制。求和节点分别将来自于每个奇权重乘法器和每个偶权重乘法器的值相加在一起，从而形成奇输出信号和偶输出信号。滤波器分支的定位和分支内部的运算允许存在特定特性。这些特性包括分支内部的信号幅度反转或信号时间倒置。注意，可以结合同步信道接收技术的各种技术来使用本领域技术人员所知的其它滤波器结构。

来自于滤波器组330a-N的输出信号，包括2N个信号流的滤波器信号向量，连接到一组求和节点340a-N。参考优选实施例，可用交叉耦合模式组合来自不同的分叉滤波器中的每一个的偶输出和奇输出。滤波器0的偶输出和滤波器N-1的奇输出相加，滤波器1的偶输出和滤波器N-2的奇输出相加，等等，如所示的那样。求和节点340a-N产生滤波的采样流集合。

在求和节点340a-N的输出的滤波的采样流连接到分配器块350。分配器块350的主要目的是处理由滤波器块330a-N和求和节点340a-N产生的滤波采样流，以从抽取和滤波采样流中重建物理信道集，所述物理信道集原来在L信道信号中被提供。该处理可包括使用数学运算重新组合该流。在优选实施例中，分配器块350使用类型IV的离散余弦变换(DCT)来处理滤波采样流。前述分叉滤波器结构通过利用滤波器的反转和时间倒置特性来进一步允许实现中的小DCT结构。分叉滤波器结构还可以允许使用采用了稀疏矩阵分解结构的DCT。

滤波器组330a-N、求和节点340a-N和分配器350的组合导致产生输出流集合，每个输出流代表来自物理信道的分离的数据内容。来自分配器350的各个物理信道集是从抽取的采样流中产生的，其中，在采样重叠的条件下每个流包含来自物理信道的每一个的内容。应注意，可以采用其它方法来实现同时来自单个信号的分离物理信道的恢复。

分配器块350的输出代表位于或靠近基带频率的N个各个物理信道。数字信号形式的每个物理信道可位于在分配器块350的输出的分离的信号线。分离的信号线中的每一个连接到信道选择器块360。信道选择器块360可从所提供的原始的N个输入信道中选择物理信道集。可以选择任何数量的信道，直至全部数量N。例如，可选择四个信道。在信道选择器块360中允许选择的信道数量是设计选择，并且无需在任何一次中选择允许选择的全部信道数量。此外，可以执行进一步的物理信道分离，例如去除存在的由于作为先前描述的处理的结果的信号的复数形式而导致的任何重叠成分。

该信道选择器模块360接收来自控制器370的输入，关于原始接收的物理信道的哪一个是由用户请求的。控制器370除了连接到信道选择器360之外，还可连接到采样多路分解器310、接口320、滤波器组330a-N和分配器350。控制器370还可将一接口提供给用户输入或通信输入以从多个位置接收和传送用户请求的信道信息。如上所述，可从信号电缆提供或通过一些其它通信装置来提供用户输入。此外，如上所述，住宅或用户房屋可提供多于一个的用户输入。此外，根据需要，控制器370可提供例如时钟功能的附加功能，用于操作多路分解器310、接口320，滤波器组330a-N和分配器350。控制器370还可实施为更大的控制器功能的一部分，负责控制和管理，例如整个FTM设备。

现参看图4，示出了本发明的另一实施例的框图400。图4示出数字信道重新组合器240的实现。代表选择的物理信道集的信道选择器360的M个输出被提供给组合器410。如前所述，信道选择器360的M个输出可等于或小于原始L频带信号中存在的N个物理信道。在优选实施例中，组合器410可接收最多N个输入。如果从信道选择器360提供的信号数量小于N，则信道组合器410剩余输入被置为条件“空”或没有输入。此外，组合器410还可提供用于重新排序M个输入信号的性能。例如，如果提供给组合器410的M个信号是来自原始N个信道选择的位置1、2、3和4的物理信道，则组合器410可通过将M个信号寻址为1、5、9和N-1来重新放置M个信号。按照这种方法，可简化进一步的处理，包括内部滤波或外部滤波。此外，重新定位允许重新调整M个信号的间距。

组合器410提供用于将选择的信道转换为信号集合的操作，所述信号集合形成并行数据流基集，所述并行数据流基集其后可在重新复用和转换为模拟信号之前被滤波。信道重新组合器410将作为转换的采样流集合的N个输出提供给反向滤波器组420a-N。反向滤波器组420a-N提供允许信号重新复用所需的滤波和/或时延操作。反向滤波器组420a-N的输出提供反向滤波采样流集合。

在反向滤波器组420a-N的输出的反向滤波采样流被提供给采样多路复用器430。采样多路复用器430以时域复用的方式将该采样重新组合为单个采样流。新的单个采样流的采样速率优选地为2NF_S(F_S是一个信道的数据速率)。还提供了时钟信号，它代表在采样多路复用器430输出处的输入并行采样流速率和新的采样速率。

在优选实施例中，组合器410被实现为反向类型IV DCT，并且滤波器组420a-N被实现为关于前面描述的滤波器组330a-N的有效的反向分叉滤波器组。在这种方法和其它可能的方法中，由于包含定义的稀疏逆的稀疏矩阵因子分解级以及互补形式滤波级的，存在许多的优点。例如，类型IV DCT是自反向的，也就是说(DCT IV)²＝I(单位矩阵)，并且分叉滤波器和变换元件一起使独立物理信道的频带成形。此外，示出为分叉滤波器结构的反向滤波器组420a-N在其输入处具有信号分解，用于提供信号到单个滤波器的偶分支和奇分支的交叉耦合。在各个滤波器的每个分支完成处理之后，各个滤波器的每个的偶分支和奇分支相加在一起以形成各个输出信号。

可选地，由于在分配器350和组合器410中的类型IV DCT功能可以相同，可以仅仅使用一个块用于两个操作。例如，单个块可结合信号复用器(未示出)来或者提供表示各个物理信道集合的输出信号，或者在替换的操作中可以提供并行数据流的基础集合

控制器470可连接到组合器410、滤波器组420a-N和采样多路复用器430。控制器470可控制组合器410中的最终选择过程和选择的物理信道的排序。控制器470可以采用预编程分配和排序算法，或可处理用户输入以确定分配和排序。控制器470还可提供接口，用于用户输入或通信输入，以从多个位置接收和传送用户请求的信道信息。如前所述，住宅或用户房屋可提供多于一个的用户输入。此外，根据需要，控制器470可提供例如时钟功能的附加功能，用于操作组合器410、滤波器组420a-N和多路复用器430。控制器470还可实施为更大的控制器功能的一部分，负责控制和管理，例如整个FTM设备。

此外，如果在组合器410输入处的M个信号少于N个原始信道，则信道重新组合器还可改变整个采样速率。组合器410可被重构以处理M点变换中的M个信号，产生M个并行数据流。因此，滤波器组可仅包含M个分支，并且采样多路复用器仅处理M个输入。提供给D/A转换器的时钟和图400中的其它块还可以是用于数字信道选择器230的时钟的缩放版本。例如，如果M是数字N的一半，则用于数字信道重新组合器240的时钟信号可以是用于数字信道选择器230的时钟信号频率的一半。注意，提供给在并行数据流上工作的其它块的时钟信号可保持不受影响。

进一步，M值的选择可被选择为在任何时候允许最大许可信道。然而，在实际操作中，实际使用的数量可能低于M个信道。

参见图5，示出了本发明的另一实施例的框图。图5示出使用了在此描述的本发明的构思的三个L频带信号输入FTM。通过RF输入处理(未示出)来对每个L频带输入信号进行处理。每个L频带信号在A/D转换器520a-c和数字信道选择器530a-c中进一步被处理，如上所述。此外，D/A转换器550和输出RF处理块560如上所述操作。

每个数字信道选择器530a-c能够产生代表M个物理信道的M个输出，其中，M小于或等于来自L频带信号的N个原始物理信道。每个L频带信号可提供不同数量的物理信道。

数字信道重新组合器540可在其组合器块中处理最多N信道，如上所述。数字信道重新组合器中的重新组合器还包括开关和选择电路，以管理来自数字信道选择器530a-c中每一个的M个输入中的哪一个在数字信道重新组合器540中被处理。管理和开关功能受控制器570控制。

控制器570提供这样的功能：确保来自选择器530a-c的M个输出的选择的组合不超过能够在数字信道重新组合器540中的处理的选择的信道的N个输入。控制器570接收来自一个或多个用户的输入并且处理这些输入，以确定正确的输入组合。在优选实施例中，数字信道选择器530a-c中的每一个可将最多六个信号提供给数字信道重新组合器。数字信道重新组合器540可接受仅十六个信号。控制器570可确定(例如基于来自用户的输入)将使用来自数字信道选择器530a和530b的仅五个输入，并将使用来自数字信道选择器530c的所有六个输入。其后，其他的用户输入可要求改变这一约定。控制器570还可将控制或其它必要的信号(例如时钟信号)提供给A/D转换器520a-c、数字信道选择器530a-c和D/A转换器550。

数字信道重新组合器540还可包含信号处理，例如应用于选择的信道中的每一个的数字信号电平调节。电平调节可允许所有选择的信道以大概相同的电平发送，从而改善了住宅设备(例如机顶盒)的操作。

框图500形成了多输入、单输出信道选择，变换和分配设备。该设备从包含最多三倍于N个可能输入信道(表现为三个分离信号)的输入来产生单个信号中的最多N信道的输出，用于在单根同轴电缆上传送。使用三个输入是示例性的，并且可以使用包含更多数量或更少数量的可能输入信道的更多数量或更少数量的输入。

参见图6，流程图600示出了本发明的方法的实施例。在步骤602中，一个或多个到来的卫星信号被设备(例如先前在框图500中描述的FTM设备)接收。接下来，在步骤604中，输入的卫星信号被转换为数字信号。该转换优选地由A/D转换器530a-c来执行，并且可进一步包括用于在例如在数字信道选择器530a-c中描述的转换后分开各个物理信道的处理装置。

接下来，在步骤606，选择期望的物理信道以形成并行的一组选择物理数字信道。基于用户住宅设备处理并由例如控制器570管理的请求而在数字信道选择器530a-c中对选择的物理信道进行选择。控制器570可负责接收和管理多个请求，并将适当信息提供给数字信道选择器530a-c和数字信道重新组合器540。

在步骤608，以频率分集的方式对一组选择的数字信道进行重新组合以形成信号，该信号占据频率范围并包含在分离的频率上的选择的数字信道。这种重新组合可包括用于处理一组选择的数字信道的装置，例如对于数字信道重新组合器540所描述的。在步骤610，重新组合的频率分集信号被转换回到模拟信号，其包含在分离频率的选择的信道。该转换可使用D/A转换器550来进行，并且还可包括任何附加的处理，如对于输出RF处理块560所描述的。最后，在步骤612，模拟信号被发送或发射到附加的设备，例如在由单根同轴电缆所连接的用户房屋中发现的设备。

虽然本发明的各种修改和替换形式可以是允许的，但具体的实施例已经通过附图中的示例而示出，并且在此已经详细地描述。前述仅仅示出了本发明的原理，因此，本领域技术人员应理解，将能设计出许多可选布置，虽然在此未具体描述，但其实施本发明的原理并且在本发明的精神和范围内。例如，虽然在分离的功能元件的上下文中示出，但是这些功能元件可实施在一个或多个集成电路(IC)中。类似地，虽然示出为分离的元件，但是可用硬件、软件或两者组合来实现任何元件或所有元件。因此，应理解，在不脱离由所附权利要求定义的本发明的范围的情况下，可对示例性实施例做出多种修改，并且可设计其它的布置。

Claims (22)

1.一种装置(500)，包括：

接收器(520a-c，530a-c)，用于接收和数字化多个第一信号，并且用于同时从所述多个第一信号恢复多个选择信道，每个信号包含一个或多个不同信道；和

发送器(540，550，560)，用于组合所述多个选择信道并产生第二信号。

2.如权利要求1所述的装置(500)，其中，所述接收器(520a-c，530a-c)进一步包括：

采样器(310，320，330a-N)，用于采样所述多个第一信号，以提供多个经抽取的采样流；和

分配器(350)，可操作地连接到所述采样器(310，320，330a-N)，用于处理所述多个经抽取的采样流，以提供代表所述一个或多个不同物理信道的输出信号。

3.如权利要求2所述的装置(500)，其中，所述分配器(350)包括变换元件。

4.如权利要求3所述的装置(500)，其中，所述变换元件使用类型IV离散余弦变换的稀疏矩阵因数分解对所述多个经抽取的采样流执行基于矩阵的处理。

5.如权利要求2所述的装置(500)，其中，所述采样器(310，320，330a-N)进一步包括：

多路分解器(310)，用于将该信号多路分解为所述多个经抽取的采样流；和

多个滤波器(330a-N)，可操作地连接到所述多路分解器(310)，用于处理所述多个经抽取的采样流。

6.如权利要求5所述的装置(500)，其中，所述多个滤波器(330a-N)包括多个分叉滤波器。

7.如权利要求1所述的装置(500)，其中，所述接收器(530a-c)进一步包括选择器(360)，可操作地连接到所述分配器(350)，用于选择所述多个选择信道。

8.如权利要求1所述的装置(500)，其中，所述发送器(540，550，560)进一步包括：

组合器(410)，组合所述多个选择信道，以提供并行数据流集合，所述数据流代表所述多个信道的组合；和

转换器(420a-N，430)，用于将所述并行数据流变换为所述第二信号。

9.如权利要求8所述的装置(500)，其中，所述组合器(410)包括变换元件。

10.如权利要求9所述的装置(500)，其中，所述变换元件使用类型IV离散余弦变换的稀疏矩阵因数分解对所述多个选择信道执行基于矩阵的处理。

11.如权利要求8所述的装置(500)，其中，所述转换器进一步包括：

多个滤波器(420a-N)，用于处理所述多个并行数据流；和

多路复用器，连接到所述多个滤波器，用于将所述多个并行数据流多路复用为单个采样流。

12.如权利要求11所述的装置(500)，其中，所述多个滤波器(420a-N)包括多个分叉滤波器。

13.一种用于提供频率变换的方法(600)，包括：

接收(602)第一信号，所述第一信号具有多个不同的频率信道；

从所述多个不同的频率信道中选择(606)频率信道集；

组合(608)所述频率信道集以形成第二信号；和

发送(612)所述第二信号。

14.如权利要求13所述的方法(600)，其中，所述选择步骤进一步包括：

处理(604)所述第一信号，以提供多个抽取的采样流；和

对所述数量的抽取的采样流执行(606)变换以提供变换输出信号。

15.如权利要求14所述的方法(600)，其中，所述处理步骤(604)包括：

将所述信号多路分解为该数量的抽取的采样流；和

以多个滤波器对所述数量的抽取的采样流滤波，以用于匹配所述变换。

16.如权利要求15所述的方法(600)，其中，所述多个滤波器包括多个分叉滤波器，并且所述变换是类型IV离散余弦变换。

17.如权利要求13所述的方法(600)，其中，所述选择步骤进一步包括：对所述频率信道集重新排序。

18.如权利要求13所述的方法(600)，其中，所述组合(608)步骤进一步包括：

对所述不同频率信道集执行基于变换的处理，以提供多个并行数据流；知

处理所述多个并行数据流，以提供所述第二信号。

19.一种用于接收系统的集成电路(500)，其接收代表多个信道的信号，该集成电路包括：

多路分解元件(310)，用于多路分解接收的采样信号，以产生多个第一数据流；

变换元件(350，410)，用于将所述多个第一数据流变换为多个变换输出信号，并且用于将所述多个变换输出信号中的至少两个变换为多个第二数据流；和

多路复用元件(430)，用于多路复用所述多个第二数据流，并输出采样信号。

20.如权利要求19所述的集成电路(500)，其中，所述变换元件(350，410)使用类型IV离散余弦变换。

21.如权利要求20所述的集成电路(500)，进一步包括：

第一滤波器元件(330a-N)，可操作为：在将所述多个第一数据流提供给所述变换元件之前对所述多个第一数据流滤波；和

第二滤波器元件(420a-N)，可操作为：在将所述多个第二数据流提供给所述多路复用元件之前对所述多个第二数据流滤波。

22.一种用于频率变换的装置(500)，包括：

用于接收(520a-c)第一信号的装置，所述第一信号具有多个不同频率信道；

用于将所述第一信号变换(530a-c)为代表所述多个不同频率信道的信号集的装置；

用于从所述信号集选择(530a-c)信道集的装置；

用于组合(540)所述信道集以形成第二信号的装置；和

用于发送(550，560)所述第二信号的装置。

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