CN101715088A - 一种适用于模拟移动电视的自动增益控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于模拟移动电视的自动增益控制方法，包括：检测信号功率；依据预置条件，判断当前信号功率属于何种预设状态，所述预设状态包括正常状态、过饱和状态和过低状态；针对不同状态采取相应的调整操作；所述调整操作的参数包括调整频率和调整步长；当属于过饱和状态时，依据当前信号功率和目标值的偏差大小，确定下调步长，偏差越大，下调步长越大；其中，针对过低状态的调整频率小于针对过饱和状态的调整频率。本发明创新的提出了一种非平衡控制方法，可以依据不同的信号状态，采用不同的调整频率和调整步长，从而保证调整后的信号平均功率更加稳定，最接近系统的最佳工作状态时的信号功率。

Description

一种适用于模拟移动电视的自动增益控制方法和装置

技术领域

本发明涉及移动广播技术领域，特别是涉及一种适用于模拟移动电视的自动增益控制方法和装置。

背景技术

移动应用越来越广泛的影响到人们的生活，移动电视正是其中一个非常重要的应用。从手机应用来看，电视手机正跟音乐手机、拍照手机一样慢慢崛起，成为手机市场新的生力军。

中国也自主研发了移动多媒体广播标准CMMB(China MobileMultimedia Broadcasting，中国移动多媒体广播)，用以满足移动视频信息的传输。CMMB系统针对我国幅员辽阔、传输环境复杂、东部地区城市密集西部稀疏、用户众多和业务需求多样化的特点，立足我国国情，吸纳成熟先进技术而设计的“天地一体”系统，即：利用大功率S波段卫星覆盖全国100％国土、利用地面覆盖网络(例如，地面增补转发器等)进行城市人口密集区域有效覆盖、补点覆盖卫星信号盲区，利用无线移动通信网络构建双向回传通道实现交互，形成单向广播和双向互动相结合、中央和地方相结合的无缝覆盖的系统。

移动电视从信号上可以分为数字移动电视和模拟移动电视，其中，数字移动电视除了现阶段的信号覆盖不足，表现出的稳定性和画面的清晰度都是模拟移动电视无法比拟的。应该说，数字移动电视替代模拟移动电视是无可争议的事实，但是在数字移动电视没有完善之前，模拟移动电视仍将在很长一段时间内与之并行。

因为，对于现阶段而言，模拟移动电视最为有利的一个环节是拥有丰富的节目内容，并且对于接收信号的用户而言，其不用针对电视节目付费，所以对于用户而言，模拟移动电视一个较好的选择。

但是正如前述，数字移动电视表现出的稳定性和画面的清晰度都是模拟移动电视无法比拟的，并且在技术实现上，模拟电视信号存在较多缺点需要去解决：对频带的利用率过低，接收信号不稳定，质量不佳等等。

例如，在移动电视广播的实际环境下，接收信号平均功率在不同的物理区域或者同一物理区域的不同时域都会发生变化，影响了多媒体播放的效果。为了达到一个理想的多媒体播放效果，需要对输入解调器的信号进行自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)，自动增益控制是一种控制接收信号功率的方法，根据接收信号平均功率的变化进行反方向控制，以保证接收信号的平均功率稳定在一定范围内。

现有的系统根据输入信号功率来动态调整tuner(调谐器)增益，调整频率(每次调整的时间间隔)和步长(每次调整的增益大小)固定。这种方法在接收设备移动时，在接收信号剧烈变化，信号瞬间跳变至很大的情况下，由于调整间隔及步长的限制，tuner输出信号会很快饱和，超出ADC(模/数转换器)的检测范围，导致信号丢失。

总之，目前迫切需要本领域技术人员解决的一个技术问题就是：如何能够提出一种适合于移动环境下，针对模拟电视信号的tuner(调谐器)AGC控制方法，在输入信号瞬间变化大的情况下，避免tuner(调谐器)输出信号饱和的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适合于移动环境下，针对模拟电视信号的自动增益控制方法，以保证接收信号的平均功率稳定在一定范围内，避免tuner(调谐器)输出信号饱和或者过小。

为了解决上述问题，本发明公开了一种适用于模拟移动电视的自动增益控制方法，具体可以包括以下步骤：检测信号功率；依据预置条件，判断当前信号功率属于何种预设状态，所述预设状态包括正常状态、过饱和状态和过低状态；针对不同状态采取相应的调整操作；所述调整操作的参数包括调整频率和调整步长；当属于过饱和状态时，依据当前信号功率和目标值的偏差大小，确定下调步长，偏差越大，下调步长越大；其中，针对过低状态的调整频率小于针对过饱和状态的调整频率。

优选的，当系统选择输出奇场数据时，利用偶场进行自动增益控制，奇场沿用偶场增益；或者，当系统选择输出偶场数据时，利用奇场进行自动增益控制，偶场沿用奇场增益。

优选的，当信号功率在第一预置时间内稳定在最大目标值和最小目标值之间，则确定为正常状态；当信号功率在第二预置时间内大于最大目标值，则确定为过饱和状态；当信号功率在第三预置时间内小于最小目标值，则确定为过低状态；其中，所述第一预置时间大于第三预置时间，第三预置时间大于第二预置时间。

优选的，针对过低状态的调整步长小于针对过饱和状态的调整步长；针对正常状态的调整步长小于针对过饱和状态的调整步长。

优选的，当属于正常状态，并且信号功率在第四预置时间内小于最佳目标值时，以一预置上调步长进行自动增益控制。

优选的，在接收到场消隐期的中断信号后的预置时间段内，暂停自动增益控制。

依据本发明的另一实施例，还公开了一种适用于模拟移动电视的自动增益控制装置，包括：

参数存储单元，用于存储目标值，以及用于判断信号功率所处状态的条件参数；

检测单元，用于检测信号功率；

控制单元，用于依据预置条件，判断当前信号功率属于何种预设状态，所述预设状态包括正常状态、过饱和状态和过低状态；以及，针对不同状态分别触发正常状态调整模块、过饱和状态调整模块或者过低状态调整模块采取相应的调整操作；所述调整操作的参数包括调整频率和调整步长；

其中，过饱和状态调整模块依据当前信号功率和目标值的偏差大小，确定下调步长，偏差越大，下调步长越大；过低状态调整模块的调整频率小于过饱和状态调整模块的调整频率。

优选的，当系统选择输出奇场数据时，利用偶场进行自动增益控制，奇场沿用偶场增益；或者，当系统选择输出偶场数据时，利用奇场进行自动增益控制，偶场沿用奇场增益。

优选的，所述正常状态调整模块用于进一步判断信号功率在第四预置时间内是否小于最佳目标值，如果是，则以一预置的上调步长进行自动增益控制。

优选的，所述控制单元还可以包括：暂停模块，用于在接收到场消隐期的中断信号后的预置时间段内，暂停自动增益控制。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明创新的提出了一种非平衡控制方法，可以依据不同的信号状态，采用不同的调整频率和调整步长，即调整频率和调整步长都可以依据信号与目标值之间的偏差来确定，从而保证调整后的信号平均功率更加稳定，最接近系统的最佳工作状态时的信号功率。

由于模拟电视信号将奇行和偶行的数据分开传送，传送奇行的场为奇场，传送偶行的为偶场；在传输时一个奇场和一个偶场的数据穿插进行，在播放时将奇场和偶场合并播放。对于移动电视而言，由于接收终端通常显示屏面积较小，仅仅输出单场的数据进行播放，在节目效果上，也是可以接受的，因此，本发明选择仅仅输出奇场或者偶场的数据进行播放，并在不输出的场内进行AGC控制，然后将控制结果应用到输出场上，从而可以避免由于在输出场内进行AGC控制，而破坏模拟电视信号的行信息。

附图说明

图1是一种适用于模拟移动电视的自动增益控制的系统架构示意图；

图2是一种适用于模拟移动电视的自动增益控制方法的实施例步骤流程图；

图3是奇偶场AGC调整示意图；

图4是一个适用于本发明的具体AGC调整方法示例；

图5是一种适用于模拟移动电视的自动增益控制装置的实施例结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例提供了一种适合于移动环境下，针对模拟电视信号的自动增益控制方法及装置，根据移动环境下的模拟电视信号接收特点，针对信号功率和目标值之间的不同情况分别采用不同的调整频率和步长，从而可以较佳的将接收信号的平均功率稳定在一定范围内。

参照图1，示出了一种适用于模拟移动电视的自动增益控制的系统架构。模拟电视信号通过移动网络传输，接收设备通过天线101接收到信号，传送给tuner(调谐器)102，然后，AGC装置103通过ADC装置104获取tuner(调谐器)102所接收的信号平均功率(通常在AGC中，优选采用信号平均功率进行AGC)；AGC装置103依据信号平均功率运算获得所需的调整方案后，对tuner(调谐器)102进行自动增益控制，其中，AGC装置103通过I²C总线与tuner(调谐器)102相连。所述I²C总线(Inter-Integrated Circuit)是一种用于连接微控制器及其外围设备的两线式串行总线。

优选的是，本发明的AGC装置103还可以与后端处理装置105相连，以便获悉模拟电视信号的奇偶场输出信息(如系统选择输出奇场数据还是偶场数据)，从而可以在不输出的场内进行AGC操作。例如，当系统选择输出奇场数据时，利用偶场进行自动增益控制，奇场沿用偶场增益；或者，当系统选择输出偶场数据时，利用奇场进行自动增益控制，偶场沿用奇场增益。具体的，可以在偶场进行自动增益控制时，系统保存最后的增益值，奇场使用偶场保存的增益值而不再进行自动增益控制。

参照图2，示出了一种适用于模拟移动电视的自动增益控制方法的实施例，可以包括以下步骤：

步骤201、检测信号功率；具体的，AGC装置可以通过ADC获取tuner(调谐器)所接收的信号平均功率；

步骤202、依据预置条件，判断当前信号平均功率属于正常状态、过饱和状态或者过低状态中哪一种状态；

其中，所述当前信号平均功率可以为一个采样检测周期的平均功率，也可以为多个采样检测周期的平均功率，在此不再赘述。

本发明针对信号功率和预设目标值的关系，可以划分为三个状态：正常状态、过饱和状态或者过低状态。优选的，

当信号功率在第一预置时间T1内稳定在最大目标值MAX和最小目标值MIN之间，则确定为正常状态；

当信号功率在第二预置时间T2内大于最大目标值MAX，则确定为过饱和状态；

当信号功率在第三预置时间T3内小于最小目标值MIN，则确定为过低状态；

其中，正常状态的第一预置时间T1大于过低状态的第三预置时间T3，过低状态的第三预置时间T3大于过饱和状态的第二预置时间T2。这样设计的原因在于：需要稳定较长时间，才能准确判定当前信号功率是否处于正常状态，通常情况下，对于处于正常状态的信号可以不进行AGC增益控制；而对于过饱和状态，则由于信号功率已经超出最大目标值，需要立刻进行调整，因此，其第二预置时间T2是最短的。

步骤203、针对不同状态采取相应的调整操作；

本发明采用非平衡控制方法，针对当前信号功率所处状态的不同而采用不同的调整频率和调整步长。具体的，

当属于过饱和状态时，依据当前信号功率和目标值的偏差大小，确定下调步长，偏差越大，下调步长越大；而当属于过低状态时，则采用固定步长；当属于正常状态时，则可以不进行调整。

其中，由于信号的过饱和状态会导致tuner(调谐器)的输出超出ADC(模/数转换器)的检测范围，因此为了尽快将此时的信号功率调整下来，针对过饱和状态的调整频率要大于针对过低状态的调整频率；并且，针对过饱和状态的调整步长也可以大于针对过低状态的调整步长。

在本发明的一个优选实施例中，对于处于正常状态的信号也可以进行调整，以尽量接近系统的最佳工作状态。例如在实际应用中，最小目标值MIN通常设为一个较小的值(因为在信号突然由小变大的情况下，AGC可以尽早停止增加增益，避免信号饱和)，则系统运行时，有可能较长时间运行在一个较小的信号功率下，对输出效果有所影响，因此，在本发明的一个优选实施例中，对于处于正常状态的信号功率，可以进一步判断其是否在第四预置时间内小于最佳目标值MID，如果是，则以一预置上调步长进行自动增益控制。当然，其中，针对正常状态的调整步长小于针对过饱和状态的调整步长；通常情况下，也可以小于或者等于针对过低状态的调整步长。

通常情况下，第四预置时间T4大于过低状态的第三预置时间T3和过饱和状态的第二预置时间T2。而对于第四预置时间T4和第一预置时间T1的关系，本领域技术人员则可以依据实际情况进行设置，本发明在此无需限定。

需要说明的是，模拟移动电视在信号传输中会在VBI(vertical blankinterval，场消隐期)期间进行非可视信号的传输，由于传送非可视信号和传送可视信号行在信号功率上有很大差别，因此在应用中，必须尽量避免VBI信号功率不一致对AGC的影响。在本发明的一个优选实施例中，可由后端处理装置产生针对场消隐期VBI的Vsync中断信号，AGC模块在接收到Vsync中断信号后，进行计时，在Vsync之后的预定时间内(例如，2ms)，AGC不进行控制操作，即处于暂停状态。

由于模拟电视信号中任一个数据帧的传输都是分成了两场来显示，一个场由帧中的奇数行组成，叫做奇场，另一个场由帧中的偶数行组成，叫做偶场。在传输时，奇场和偶场的数据穿插进行，在图像播放时，将奇场和偶场的数据合并播放。对于移动电视而言，由于显示终端的显示屏面积通常都较小，仅仅输出单场的数据进行播放，在节目效果上，是完全可以接受的，因此，依据本发明，可以选择仅仅输出奇场或者偶场的数据进行播放。对于仅仅单场输出的系统而言，依据本发明可以针对输出场(例如，奇场)进行AGC控制，即采集奇场的数据信号，并对奇场的数据信号进行控制。

但是该方式由于是针对当前场进行控制的，如果在行中间调整增益，则可能会导致行信号功率的突变，从而破坏模拟电视信号的行信息。

在本发明的一个优选实施例中，可以针对系统接收而不输出的场数据进行AGC控制，然后将控制结果(例如，调整得到的增益值)应用到系统需要输出的场数据上，从而可以避免由于在输出场数据上直接进行AGC控制，而破坏模拟电视信号的行信息。例如，当系统选择输出奇场数据时，利用偶场进行自动增益控制，奇场沿用偶场调整后的增益；或者，当系统选择输出偶场数据时，利用奇场进行自动增益控制，偶场沿用奇场调整后的增益。

参照图3，该系统选择输出偶场数据，则在该系统接收到奇场数据时，开始对其进行AGC控制，从而得到一个针对该奇场的调整后增益值；然后在系统接收到偶场数据时，直接沿用所述调整后增益值即可。这样，可以保证在偶场开始的时候就应用了稳定的增益值，而不会在偶场数据中间发生增益变化，导致行信号功率的突变，破坏模拟电视信号的行信息；同时，由于奇场数据不输出，即使在中间发生增益的变化，也不会影响输出信息。继而，当系统接收到下一个奇场数据时，则重复上述步骤，依次进行增益调整和输出即可。

参照图4，给出了一个适用于本发明的具体AGC调整方法示例。

在该示例中，将信号功率分为三个状态进行AGC，正常状态stable、过饱和状态down、过低状态up；各个状态之间的切换关系参见图4。通常情况下，由于信号功率的不稳定，其可能在前述的三个状态中任意跳转，例如，当前信号功率处于正常状态stable，但是其下一状态可能由于信号功率的急剧减少而变为过低状态up，或者由于信号功率的急剧增大而变为过饱和状态down；或者也可能直接从过低状态up变换为过饱和状态down。

对于AGC而言，则希望将信号功率从过饱和状态或者过低状态尽快调整至正常状态，并尽量将信号功率维持在正常状态。

结合例子具体说明如下：其中MIN为信号功率下限，MAX为信号功率上限，MID为系统最佳工作状态时的信号功率(MIN＜MID＜MAX)，gain为tuner增益。

●Stable state

如果信号功率power在2秒之内连续稳定在MIN跟MAX之间，则进入stables state。在实际应用中，MIN可以使用一个比较小的值。这样系统在运行时，有可能较长时间在一个比较小的信号功率下运行。为避免该情况，采用以下操作：

If power＜MID in 2s，gain＝gain+step，step为0.5

即AGC操作为针对当前增益上调一定步长，使信号功率尽量接近MID。

●Down state

该状态下，gain步长可变，根据信号与目标值的偏差来确定。

例如：

1)if power＞MAX+100，step＝1

2)if power＞MAX+400，step＝2

3)if power＞max+1600，step＝6

该状态下操作如下：

If power＞MAX in 2ms，gain＝gain-step

即针对当前增益下调一定步长，使信号功率尽快回到正常状态。

并且，由于信号功率过饱和是不能被接受的，因此，其调整频率可以设置为2ms，即每隔2ms进行检测，如果处于过饱和状态，则进行一次下调，直至信号功率回到正常状态。

●Up state

该状态下，采用小步长，操作如下：

If power＜MIN in 20ms，gain＝gain+step，step为0.5

即针对当前增益上调一定步长，使信号功率尽快回到正常状态。由于过低状态的紧急程度低于过饱和状态，因此，其调整频率可以设置为20ms。

其中，具体的判断时间可以进行变动，例如，Up state的20ms也可以采用10ms。

参照图5，示出了一种适用于模拟移动电视的自动增益控制装置实施例，可以包括：

参数存储单元501，用于存储目标值，以及用于判断信号功率所处状态的条件参数；

检测单元502，用于检测信号功率；

控制单元503，用于依据预置条件，判断当前信号功率属于何种预设状态，所述预设状态包括正常状态、过饱和状态和过低状态；以及，针对不同状态分别触发正常状态调整模块5031、过饱和状态调整模块5032或者过低状态调整模块5033采取相应的调整操作；所述调整操作的参数包括调整频率和调整步长；

其中，过饱和状态调整模块5032依据当前信号功率和目标值的偏差大小，确定下调步长，偏差越大，下调步长越大；过低状态调整模块5033的调整频率小于过饱和状态调整模块5032的调整频率。

在某些实施例中，正常状态调整模块5031可以不进行调整操作，保持原信号功率即可。优选的，所述正常状态调整模块5031还可以用于进一步判断信号功率在第四预置时间内是否小于最佳目标值，如果是，则以一预置的上调步长进行自动增益控制。

优选的，所述控制单元503还可以包括：暂停模块5034，用于在接收到场消隐期的中断信号后的预置时间段内，暂停自动增益控制。

为了不破坏模拟电视信号的行信息，当系统选择输出奇场数据时，所述控制单元503可以利用偶场进行自动增益控制，奇场沿用偶场增益；或者，当系统选择输出偶场数据时，所述控制单元503可以利用奇场进行自动增益控制，偶场沿用奇场增益。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种适用于模拟移动电视的自动增益控制方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种适用于模拟移动电视的自动增益控制方法，其特征在于，包括：

检测信号功率；

依据预置条件，判断当前信号功率属于何种预设状态，所述预设状态包括正常状态、过饱和状态和过低状态；

针对不同状态采取相应的调整操作；所述调整操作的参数包括调整频率和调整步长；

当属于过饱和状态时，依据当前信号功率和目标值的偏差大小，确定下调步长，偏差越大，下调步长越大；

其中，针对过低状态的调整频率小于针对过饱和状态的调整频率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

当系统选择输出奇场数据时，利用偶场进行自动增益控制，奇场沿用偶场增益；

或者，当系统选择输出偶场数据时，利用奇场进行自动增益控制，偶场沿用奇场增益。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

当信号功率在第一预置时间内稳定在最大目标值和最小目标值之间，则确定为正常状态；

当信号功率在第二预置时间内大于最大目标值，则确定为过饱和状态；

当信号功率在第三预置时间内小于最小目标值，则确定为过低状态；

其中，所述第一预置时间大于第三预置时间，第三预置时间大于第二预置时间。

4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，

针对过低状态的调整步长小于针对过饱和状态的调整步长；

针对正常状态的调整步长小于针对过饱和状态的调整步长。

5.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，

当属于正常状态，并且信号功率在第四预置时间内小于最佳目标值时，以一预置上调步长进行自动增益控制。

6.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，

在接收到场消隐期的中断信号后的预置时间段内，暂停自动增益控制。

7.一种适用于模拟移动电视的自动增益控制装置，其特征在于，包括：

参数存储单元，用于存储目标值，以及用于判断信号功率所处状态的条件参数；

检测单元，用于检测信号功率；

控制单元，用于依据预置条件，判断当前信号功率属于何种预设状态，所述预设状态包括正常状态、过饱和状态和过低状态；以及，针对不同状态分别触发正常状态调整模块、过饱和状态调整模块或者过低状态调整模块采取相应的调整操作；所述调整操作的参数包括调整频率和调整步长；

其中，过饱和状态调整模块依据当前信号功率和目标值的偏差大小，确定下调步长，偏差越大，下调步长越大；过低状态调整模块的调整频率小于过饱和状态调整模块的调整频率。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

当系统选择输出奇场数据时，利用偶场进行自动增益控制，奇场沿用偶场增益；

或者，当系统选择输出偶场数据时，利用奇场进行自动增益控制，偶场沿用奇场增益。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，

所述正常状态调整模块用于进一步判断信号功率在第四预置时间内是否小于最佳目标值，如果是，则以一预置的上调步长进行自动增益控制。

10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述控制单元还包括：

暂停模块，用于在接收到场消隐期的中断信号后的预置时间段内，暂停自动增益控制。

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