CN102036030B

CN102036030B - 用于支持多频道接收的方法和装置

Info

Publication number: CN102036030B
Application number: CN201010294329.5A
Authority: CN
Inventors: N·P·考利; R·J·戈德曼; I·阿里
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: US20110075034A1; WO2011037751A3; EP2481211A2; EP2481211A4; WO2011037751A2; US8279355B2; CN102036030A

Abstract

根据本公开的各个方案，公开了用于在一个共同的硅实现内从广播源接收多个频道并且交接到多个解调器的方法和装置。所公开的接收机装置可以将多个调谐器输出的多个频道聚合为至少一个复合信号。该至少一个复合信号可以被传送到单个ADC。然后，在单独的解调器中进行解调之前，可以在数字域中从该至少一个复合信号中提取这些频道。

Description

用于支持多频道接收的方法和装置

技术领域

本公开总地涉及用于接收和选择与电缆和广播系统相关联的多个频道的方法和装置，例如，所述电缆和广播系统包括但是不限于数字卫星广播系统、陆地广播系统和/或电缆/数字电视分配系统。

背景技术

图1描述了用于接收多个频道的传统接收机100。为了清楚，图1描述了被配置为接收四个独立频道的接收机100。在工作中，RF接口110被配置为接收作为输入的RF宽带信号。RF宽带信号可以包括多个频道。可以通过四个相同的接收机路径来传送所接收的多个频道，每一个接收机路径包含调谐器、专用ADC(模数转换器)、DDC(数字下变频器)和解调器。每一个调谐器120a、120b、120c、120d从接收的频谱中选择期望的频道，并且将所选择的频道转换为输出频率信号，输出频率信号然后被传送到专用ADC 130a、130b、130c、130d，专用ADC 130a、130b、130c、130d将所选择的频道转换到数字域。DDC 140a、140b、140c、140d将从ADC接收的数字信号进行下变频，并且解调器150a、150b、150c、150d从经下变频的信号中提取原始调制数据。

这样，传统接收机需要在调谐器和ADC之间的独立接口，并且需要用于每一个接收到的频道的单独ADC。例如，如图1中所示，包括四个专用ADC的四个接收机路径用于接收四个频道，由此增加了SoC(片上系统)上至少实现ADC功能所需的管芯面积。

附图说明

图1示出了传统接收机装置。

图2示出了根据本公开的各个方案的示例性接收机装置。

图3示出了根据本公开的各个方案、由接收机装置执行的操作的示例性流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，向相似的组件赋予了相同的标号，而无论它们是否被示出在不同实施例中。为了以清楚和简洁的方式说明本公开的实施例，附图可以不一定是按照比例绘制的，并且可以以某种示意形式来示出某些特征。针对一个实施例描述和/或说明的特征可以在一个或多个其他实施例中以相同方式或以类似的方式来使用，和/或与这些其他实施例的特征组合或替代来使用。

根据本公开的各个实施例，公开了一种接收机装置，包括：RF接口，其被配置为接收包括多个频道的RF宽带信号；多个调谐器，所述多个调谐器中的每一个调谐器被配置为从所述多个频道中选择至少一个频道，并且将所选择的频道转换为中频信号，其中所述多个调谐器被配置为提供多个中频信号；组合机构，其被配置为接收和组合所述多个中频信号，以形成至少一个复合信号；以及模数转换器，其被配置为从所述组合机构接收所述至少一个复合信号，并且将所述至少一个复合信号转换为至少一个数字复合信号。

根据本公开的各个实施例，公开了一种方法，包括：接收包括多个频道的RF宽带信号；将所述多个频道中的每一个转换为中频信号，以提供多个中频信号；组合所述多个中频信号，以形成至少一个复合信号；以及将所述至少一个复合信号转换为至少一个数字复合信号。

在参考附图来考虑下面的描述和所附权利要求时，这些和其他特征与特性、操作方法和相关结构要素的作用，以及制品的部件组合与经济性将变得更加显而易见，所有附图形成本本说明书的一部分，其中相似的标号标示各图中的对应部分。然而，应当清楚地理解，附图仅用于说明和描述的目的，而不意图作为权利要求的限制的限定。如本说明书和权利要求中所使用的，除非上下文清楚地另外指示，否则单数形式“一个”和“所述”包括复数指代。

现在转向本公开的各个方案，公开了用于在一个共同的硅实现内从广播源接收多个频道并交接到多个解调器的有效方法和装置。所公开的接收机装置可以将多个调谐器输出的多个频道聚合为至少一个复合信号。该至少一个复合信号可以被传送到在SoC(片上系统)内的单个ADC。然后，在单独的解调器中进行解调之前，可以在数字域中从该至少一个复合信号中提取这些频道。这样做时，在SoC上实现ADC功能所需的管芯面积可以显著减小，由此提供显著的成本和功率降低。

图2示出了根据本公开的各个方案的示例性接收机装置200。为了清楚，图2描述了被配置为接收四个独立频道的接收机200，但是本公开不限于四个频道。RF接口210可以被配置为从广播源接收作为输入的RF宽带信号。广播源可以包括但是不限于数字卫星广播源、陆地广播源、电缆/数字电视分配源和/或其他广播源，而不偏离本公开的范围。RF宽带信号可以包括来自不同媒体(例如卫星媒体、电缆媒体和/或其他广播媒体)的一个或多个信号。RF宽带信号可以包括多个频道。RF接口210可以接收RF宽带信号，并且可以将该信号的四个相同拷贝分别传送到调谐器220a、220b、220c和220d。

调谐器220a、220b、220c、220d中的每一个可以被配置为从RF宽带信号中的多个频道选择至少一个频道，并且将所选择的频道转换为中频(IF)信号、零中频(ZIF)信号或近零中频(NZIF)信号。在一些实现中，至少一个调谐器可以被配置为将所选择的频道转换为零中频信号，并且剩余的调谐器可以被配置为将相应选择的频道转换为中频信号。

组合机构230可以被配置为从调谐器220a、220b、220c、220d中的每一个接收信号，并且组合这些信号以形成至少一个复合信号。ADC 240可以被配置为从组合机构230接收该至少一个复合信号，并且将该至少一个复合信号转换为至少一个数字复合信号。该数字复合信号可以被提供到DDC 250a、250b、250c、250d中的每一个。每一个DDC可以被配置为将数字复合信号下变频为以零频率为中心的基带信号。每一个DDC可以被配置为使用适当的数字信号处理技术从数字复合信号中提取与调谐器之一相关联的期望的选择频道。例如，DDC 250a可以从数字复合信号中提取与调谐器220a相关联的期望的选择频道，DDC 250b可以从数字复合信号中提取与调谐器220b相关联的期望的选择频道，等等。所提取的频道可以为基带形式。解调器260a、260b、260c、260d可以接收所提取的频道，并且对这些频道进行解调以从这些频道中提取原始调制数据。

可以在图2中看出，ADC的数量从4(如图1的传统接收机所示)减少到1，由此在SoC上显著地节省了管芯面积和相关联的成本。在RF域和SoC之间的接口管脚的数量减少，并且SoC中ADC功能所需的面积减小，这两者可以对整体实现成本和功率提供显著影响。

组合机构230可以例如接收由调谐器220a、220b、220c、220d中的每一个输出的中频(IF)信号，并且可以包括至少一个求和电路，该求和电路可以被配置为组合调谐器220a、220b、220c、220d的输出。取决于调谐器的输出，求和电路可以包括有线的与(AND)功能。

由每一个调谐器输出的IF信号可以包括同相分量(I分量)和正交分量(Q分量)。在一些实现中，每一个调谐器可以输出IF信号，所述IF信号包含正交分量，即以正交相位关系占用相同带宽的两个相同调制的流(被称作I和Q分量)。来自每一个调谐器的I和Q输出可以占用不同的频带，以便允许单独地聚合I分量并且单独地聚合Q分量。组合机构230可以单独地组合来自调谐器220a、220b、220c、220d的IF信号中每一个的I分量，以形成基本连续的同相复合信号(I复合信号)。组合机构230可以单独地组合来自调谐器220a、220b、220c、220d的IF信号中每一个的Q分量，以形成基本连续的正交复合信号(Q复合信号)。组合机构230可以包括两个求和电路，一个用于从调谐器接收作为输入的I分量并且组合这些I分量，第二个用于从调谐器接收作为输入的Q分量并且组合这些Q分量。

组合机构230可以将I复合信号和Q复合信号传送到单个ADC 240，ADC 240将这两个复合信号转换为两个I和Q数字复合信号，ADC 240在I复合信号和Q复合信号之间交替地采样，并且产生信号的数字表示。ADC240可以包含重新定时和内插电路，以从两个采样时间偏移流产生在时间上一致的I和Q采样。

在一些实现中，组合机构230可以形成聚合的复合信号，该聚合的复合信号可以包含：来自所有调谐器的在频域中彼此紧邻的I分量(以便形成基本连续的同相复合信号)；以及来自所有调谐器的在频域中彼此紧邻的Q分量(以便形成基本连续的正交复合信号)。这样，组合机构可形成可以表示聚合的复合信号的单个复合信号，该聚合的复合信号包括基本连续的同相复合信号和基本连续的正交复合信号。组合机构230可以将该单个复合信号传送到单个ADC 240，ADC 240将该单个复合信号转换为单个数字复合信号。

ADC 240可以将数字复合信号(即，两个I和Q数字复合信号或者单个数字复合信号)传送到DDC 250a、250b、250c、250d中的每一个。每一个DDC可以并行地接收ADC输出，并且可以使用适当的数字信号处理技术来处理数字复合信号，以从数字复合信号中提取与调谐器之一相关联的期望的选择频道。每一个DDC可以将来自复合信号的期望的选择频道下变频到基带。换句话说，每一个DDC可以将数字复合信号中相应于特定调谐器的频率信息下变频为0Hz。例如，DDC 250a可以将来自复合信号的调谐器220a的期望的选择频道下变频到基带，DDC 250b可以将来自复合信号的调谐器220b的期望的选择频道下变频到基带，等等。在DDC已经处理了复合信号后，来自DDC 250a、250b、250c、250d的提取的选择频道分别被传送到解调器260a、260b、260c、260d。这些解调器可以根据公知技术按照调制标准的要求来对这些频道进行处理和解调。

在一些情况下，可以使用两个ADC，其中一个ADC可以单独用于处理I分量，并且另一个ADC可以单独用于处理Q分量。然后，两个ADC的输出可以被提供到DDC 250a、250b、250c、250d。相对于图1的传统接收机，两个ADC的使用仍然可以提供优势，因为ADC的数量从4减少到2。

无论是使用单个ADC还是使用两个ADC，这种手段(在每一个调谐器输出包含正交相位关系的两个调制流的IF信号的情况下)允许不同的调谐器输出(例如，调谐器的同相和正交输出)占用相同的正和负频率。例如，由一个调谐器输出的IF信号可以具有在+10MHz频率处的领先于Q分量的I分量，而由另一个调谐器输出的IF信号可以具有在-10MHz频率处的领先于Q分量的I分量，从而它们在空间上占用相同的频率，但是在这两个IF输出之间存在正交相位关系的反相。

具有独立的I和Q分量允许DDC 250a、250b、250c、250d通过使用例如单边带下变频技术(也称作镜像抑制下变频)以适当的相位关系信号进行转换，来提取在正或负频率平面中在I和Q分量之间具有相同相位关系的频道。

在一些实现中，替代输出包含以正交相位关系占用相同带宽的两个相同调制的流的IF信号的是，每一个调谐器可以输出包含在单载波上调制的原始频道数据的IF信号。在该情况下，每一个调谐器可以包括含有内部正交组件的双转换架构，其中第二级可以执行镜像抑制正交转换以输出IF信号。将理解，在不偏离本公开的范围的情况下，可以使用其他调谐器架构。从每一个调谐器输出的IF信号可以占用频谱的不同部分。

从每一个调谐器输出的IF信号可以由组合机构230进行组合以形成单个复合信号。组合机构230可以将单个复合信号传送到单个ADC 240，ADC240将单个复合信号转换为数字复合信号。ADC 240可以将数字复合信号传送到DDC 250a、250b、250c、250d中的每一个。每一个DDC可以并行地接收ADC输出，并且可以使用适当的数字信号处理技术来处理数字复合信号，以从数字复合信号中提取与调谐器之一相关联的期望的选择频道。每一个DDC可以将来自复合信号的期望的选择频道下变频到基带。换句话说，每一个DDC可以将数字复合信号中相应于特定调谐器的频率信息下变频为0Hz。例如，DDC 250a可以将来自复合信号的调谐器220a的期望的选择频道下变频到基带，DDC 250b可以将来自复合信号的调谐器220b的期望的选择频道下变频到基带，等等。在DDC已经处理了复合信号后，来自DDC 250a、250b、250c、250d的提取的选择频道分别被传送到解调器260a、260b、260c、260d。这些解调器可以根据公知技术按照调制标准的要求来对这些频道进行处理和解调。

在一些实现中，每一个DDC可以将数字复合信号转变为具有正交相位关系的输出。换句话说，每一个DDC可以执行I和Q分离，使得DDC可以在基带域中处理I和Q输出。

图3示出了根据本公开的各个方案、由接收机装置执行的操作的示例性流程图。在操作310中，RF接口210可以从广播源接收RF宽带信号。在操作320中，调谐器220a、220b、220c、220d中的每一个可以从RF宽带信号中的多个频道选择至少一个频道。调谐器220a、220b、220c、220d可以将相应选择的频道转换为中频(IF)信号、零中频(ZIF)信号或近零中频(NZIF)信号。在操作330中，组合机构230可以将信号(例如，来自调谐器220a、220b、220c、220d中每一个的IF信号)进行组合，以形成至少一个复合信号。在操作340中，至少一个复合信号可以被ADC 240转换为至少一个数字复合信号。在操作350中，DDC 250a、250b、250c、250d中的每一个可以将至少一个数字复合信号下变频为以零频率为中心的基带信号。在操作350中，每一个DDC可以使用适当的数字信号处理技术从至少一个数字复合信号中提取与调谐器之一相关联的期望的选择频道。在操作360中，解调器260a、260b、260c、260d可以对所提取的频道进行解调，以从频道中提取原始调制数据。

虽然上述公开讨论了当前被认为是各种有益实施例的内容，但是应当理解，这些细节仅用于该目的，并且所附权利要求不限于所公开的实施例，相反，其旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围内的修改和等同配置。

Claims

1.一种接收机装置，包括：

RF接口，其被配置为接收包括多个频道的RF宽带信号；

多个调谐器，所述多个调谐器中的每一个调谐器被配置为从所述多个频道中选择至少一个频道，并且将所选择的频道转换为中频信号，其中所述多个调谐器被配置为提供多个中频信号；

组合机构，其被配置为接收并组合所述多个中频信号，以形成至少一个复合信号；以及

模数转换器，其被配置为从所述组合机构接收所述至少一个复合信号，并且将所述至少一个复合信号转换为至少一个数字复合信号；

其中，所述多个中频信号中的第一中频信号包括具有第一正交相位关系的分量，并且所述多个中频信号中的第二中频信号包括具有第二正交相位关系的分量，其中，所述第一中频信号和所述第二中频信号占用相同的频率并且所述第一正交相位关系相对于所述第二正交相位关系是反相的。

2.根据权利要求1所述的接收机装置，其中，所述至少一个复合信号包括基本连续的同相复合信号和基本连续的正交复合信号，并且其中，所述组合机构还被配置为：

单独组合所述多个中频信号中每一个的同相分量，以形成所述基本连续的同相复合信号；以及

单独组合所述多个中频信号中每一个的正交分量，以形成所述基本连续的正交复合信号。

3.根据权利要求2所述的接收机装置，其中，所述模数转换器还被配置为：

将所述基本连续的同相复合信号转换为同相数字复合信号；以及

将所述基本连续的正交复合信号转换为正交数字复合信号。

4.根据权利要求1所述的接收机装置，其中，所述中频信号包括零中频信号或近零中频信号中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的接收机装置，还包括：

多个下变频器，其中所述多个下变频器中的每一个下变频器被配置为从所述至少一个数字复合信号中提取与所述多个调谐器之一相关联的所选择的频道。

6.根据权利要求5所述的接收机装置，还包括：

多个解调器，其中每一个解调器被配置为从所述多个下变频器之一接收所提取的所选择的频道，并且对所提取的所选择的频道进行解调。

7.一种用于支持多频道接收的方法，包括：

接收包括多个频道的RF宽带信号；

将所述多个频道中的每一个转换为中频信号，以提供多个中频信号，其中，所述多个中频信号中的第一中频信号包括具有第一正交相位关系的分量，并且所述多个中频信号中的第二中频信号包括具有第二正交相位关系的分量，其中，所述第一中频信号和所述第二中频信号占用相同的频率并且所述第一正交相位关系相对于所述第二正交相位关系是反相的；

组合所述多个中频信号，以形成至少一个复合信号；以及

将所述至少一个复合信号转换为至少一个数字复合信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个复合信号包括基本连续的同相复合信号和基本连续的正交复合信号，并且其中，所述组合所述多个中频信号还包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中，转换所述至少一个复合信号还包括：

将所述基本连续的正交复合信号转换为正交数字复合信号。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述中频信号包括零中频信号或近零中频信号中的至少一个。

11.根据权利要求7所述的方法，还包括：

从所述至少一个数字复合信号中提取所述多个频道中的每一个。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

对所提取的所选择的频道进行解调。