CN102065256B - 信号接收机及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信号接收机及其方法，窄带干扰检测器及其方法。其中信号接收机包括解调器，用以对已接收通信信号执行信号解调；窄带干扰检测器，用以执行窄带干扰检测，并相应地产生检测结果；以及控制模块，耦接该解调器和该窄带干扰检测器，该控制模块依据当前候选参数设置配置该解调器，当由当前候选参数设置所配置的该解调器在一超时时期内未完成信号解调时，该控制模块依据该检测结果选择性地调节该超时时期。本发明所提供的信号接收机及其方法能够动态地调节超时时期，从而实现信号接收机的较优信号接收性能。

Description

信号接收机及其方法
技术领域
本发明有关于对已接收通信信号进行解调，更特别地，有关于一种信号接收机及其方法。
背景技术
当用户获得自己的电视机时，第一个动作通常是进行频道扫描，用以从服务提供商处搜索可能的节目频道。通常，频道扫描时间为电视机的信号接收机内的解调器的频道捕获性能的一个重要指标。以具有一个信号接收机的电视机为例，其中该信号接收机设计为接收数字有线电视信号，因为服务提供商没有提供训练信号，所以需要无数据辅助(non-data aided，NDA)捕获，如果NDA捕获的覆盖范围以及输出信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)足够高，则可利用决策导向(decision-directed，DD)捕获代替NDA捕获。然而，由于信号接收机将面对不同的接收条件，因此，解调器的预设(default)解调配置/参数设置不能解决所有可能的接收条件。例如，数字有线电视信号的接收可能受多路径干扰(multipathinterference)、相位噪声(phase noise)、丛发噪声(burst noise)、相邻频道干扰(adjacentchannel interference)、同频道干扰(co-channel interference)等的影响。在已知设计中，信号接收机具有存储于其内的多个预定的候选解调参数设置，并使用超时机制去改变解调器所使用的解调参数设置。更特别地是，信号接收机的系统控制器选择多个预定的候选解调参数设置中的一个去配置解调器，如果由所选择的解调参数设置所配置的解调器没有成功地在预定时间(即预定的超时时期)内对已接收信号进行译码，则系统控制器将选择另一个预定的候选解调参数设置去配置解调器，然后由新的解调参数设置所配置的解调器将再次对已接收信号进行译码。换句话说，每次发生超时时期过期且信号接收失败时，系统控制器将通过选自预定的候选解调参数设置的一个新的解调参数设置去配置解调器。超时机制能改变解调器的解调参数设置直至在当前接收条件下成功地接收信号。
由上述可知，超时机制的性能取决于默认超时时期的长度(即，具有已选择的候选解调参数设置的信号接收段的允许持续时间(elapsed time))。在超时时期太长的情形下，可导致不愉快的频道转换经历和不被接受的频道扫描时间。在超时时期太短的情形下，信号接收机可能错过一些可实现的接收机会，从而导致减少由频道扫描操作所确定的节目频道数目。
针对上述缺陷，需要一种改进的超时机制，用以动态地调节超时时期，从而实现信号接收机(例如，数字有线电视接收机)的较优信号接收性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种信号接收机及其方法以解决上述问题。
本发明提供一种信号接收机，该信号接收机包括：解调器，用以对一已接收通信信号执行信号解调；窄带干扰检测器，用以执行窄带干扰检测，并相应地产生检测结果；以及控制模块，耦接该解调器和该窄带干扰检测器，该控制模块依据当前候选参数设置配置该解调器，当由当前候选参数设置所配置的该解调器在一超时时期内未完成信号解调时，该控制模块依据该检测结果选择性地调节该超时时期。
本发明又提供一种信号接收方法，该信号接收方法包括：使用解调器对已接收通信信号执行信号解调；执行窄带干扰检测，并相应地产生检测结果；以及依据该检测结果控制该解调器的操作。
本发明所提供的信号接收机及其方法能够动态地调节超时时期，从而实现信号接收机的较优信号接收性能。
附图说明
图1为本发明一实施例的信号接收机的方块示意图；
图2为本发明信号接收方法的第一实施例的流程图；
图3为本发明信号接收方法的第二实施例的流程图；
图4为本发明的窄带干扰检测器的一实施例的方块示意图；
图5为本发明的信号S_EQ的FFT结果的频谱示意图。
具体实施方式
在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。所属技术领域的技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分准则。在通篇说明书及权利要求中所提及的“包含”为开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。藉由以下的较佳实施例的叙述并配合全文的图1至图5说明本发明，但以下叙述中的装置、组件与方法、步骤乃用以解释本发明，而不应当用来限制本发明。
图1为本发明一实施例的信号接收机100的方块示意图。信号接收机100包括调谐器102、解调器104、后端处理器106、控制模块110和窄带干扰(narrow-band interference)检测器108。在一实施例中，信号接收机100可以为数字有线电视接收机。任何具有本发明接收机结构的技术特征均属于本发明的范畴。调谐器102可以包括追踪滤波器(tracking filter)、混频器和声波滤波器(saw filter)，用以依据接收的通信信号S_IN(例如数字有线电视信号)产生已选择频道的已接收通信信号S_TUNED。使用解调器104对模拟信号(例如已接收通信信号S_TUNED)执行解调，用以将模拟信号转换为数字比特流S_D。解调器104包括均衡器112和其他电路114，其他电路114可以包括例如模拟前端处理电路、模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)、自动增益控制(automatic gaincontrol，AGC)、数字前端处理电路、时序同步电路、载波同步电路、解交织器、前向误差校正(forward error correction，FEC)电路等等。后端处理器106用于对数字比特流S_D进行处理，以撷取通过数字比特流S_D所承载的视频/音频内容。例如，后端处理器106可以包括MPEG译码器，用以对产生自解调器104的数字比特流S_D进行译码。
信号接收机100可能会受窄带干扰的影响，其中窄带干扰可严重降低频道转换/频道扫描性能。例如，由于调谐器和混频器的相互调变(也称作模拟同频道干扰)以及/或印刷电路板(printed circuit board，PCB)的A/D取样迹(spurs)，窄带干扰可能增加。为了恰当地解决所面对的接收条件，窄带干扰检测器108设计为执行鲁棒(robust)窄带干扰检测且相应地产生检测结果S_NI。使用硬件或软件实施的控制模块110耦接解调器104和窄带干扰检测器108，用以依据检测结果S_NI控制解调器104的操作。更特别地是，信号接收机100为数字有线电视接收机，控制模块110实施于数字有线电视接收机其内，用以依据检测结果S_NI控制频道捕获流程，从而实现响应于频道转换的快速解调参数收敛。
为了进一步简化，控制模块110依据当前候选参数设置来配置解调器104，其中当前候选参数设置选自于多个候选参数设置PS_1-PS_N，并允许由当前候选参数设置所配置的解调器104在超时时期TS内完成信号解调(例如信号接收)。由当前候选参数设置所配置的解调器104未能在超时时期TS内完成信号解调时，控制模块110依据检测结果S_NI选择性地调节超时时期TS。例如，当由当前候选参数设置所配置的解调器104未能在超时时期TS内完成信号解调，且检测结果S_NI指示未检测到窄带干扰时，由下一个候选参数设置配置解调器104，其中该下一个候选参数设置选自于多个候选参数设置PS_1-PS_N，用以再次对已接收通信信号S_TUNED执行解调。当由当前候选参数设置所配置的解调器104未能在超时时期TS内完成信号解调，且检测结果S_NI指示检测到窄带干扰时，控制模块110调节当前超时时期TS(例如T1)，并允许由当前候选参数设置所配置的解调器104继续以相同的候选参数设置进行信号接收，直至已调节超时时期TS(例如T2，其中T2＞T1)过期。换句话说，在增加的超时时期的帮助下，解调器104具有更长的时间去使用当前候选参数设置以完成信号解调。因此，在不良环境下，已选择频道的信号接收的成功机率增加，从而改善信号接收机(例如，数字有线电视接收机)的接收鲁棒性。
请参考图2，图2为本发明信号接收方法的第一实施例的流程图，其中该信号接收方法使用可调节超时机制。在本实施例中，信号接收方法由图1的信号接收机100所采用。如果结果大致相同，不需按照图2所示的顺序执行每个步骤。支持可调节超时机制的信号接收方法的操作可由以下的步骤进行总结：
步骤200：在具有或不具有窄带干扰的当前接收条件下，信号接收机100响应频道转换/频道扫描操作而开始频道捕获进程。
步骤202：调谐器102调谐至已选择频率，用以从进入的通信信号S_IN撷取已选择频道(已选择电视频道)的已接收通信信号S_TUNED。
步骤204：控制模块110依据当前候选参数设置(例如PS_1)对解调器104进行配置，其中当前候选参数设置选自多个预设的候选参数设置PS_1-PS_N，且已选择的候选参数设置可以包括用于载波恢复的带宽和用于均衡的QAM次序等等。
步骤205：解调器104依据已选择的候选参数设置对已选择频道的已接收通信信号S_TUNED执行信号解调。
步骤206：已选择频道的捕获(即已接收通信信号S_TUNED的信号解调)是否成功？如果成功，则进入步骤208，否则进入步骤210。
步骤208：信号接收机100进入追踪状态，用以对已选择频道所发射的视频/音频内容(电视节目内容)进行平滑的译码。
步骤210：控制模块110检测超时时期是否过期。如果是，则进入步骤212，否则进入步骤205。
步骤212：控制模块110参考产生于窄带干扰检测器108的检测结果S_NI检测是否存在窄带干扰。如果是，则进入步骤216，否则进入步骤214。
步骤214：控制模块110依据下一个候选参数设置(例如PS_2)配置解调器104，其中该下一个候选参数设置选自于多个预设的候选参数设置PS_1-PS_N，且已选择的候选参数设置可以包括用于载波恢复的带宽和用于均衡的QAM次序等等。然后进入步骤205。
步骤216：调节超时时期，即控制模块110将当前超时时期(例如T1)替换为已调节超时时期(例如T2，其中T2＞T1)。然后进入步骤205。
任何本领域所属技术人员在阅读完图1的实施例之后，可理解图2所示步骤的操作，在此为简洁省略进一步的描述。
除了响应当前(预设)超时时期的过期以及窄带干扰的检测而改变超时时期设置之外，控制模块110可以修改解调器104所使用的当前候选参数设置的参数。然而，仅用于举例，本发明并不以此为限。控制模块110参考产生自窄带干扰检测器108的检测结果S_NI去选择性地调节实施于解调器104其内的均衡器112的均衡参数设置。更特别地，当检测结果S_NI指示检测到窄带干扰时，控制模块110调节均衡器112的均衡参数设置，其中已调节均衡参数设置可以包括均衡器112的至少一个步长(step size)。例如，为了加速均衡器系数收敛，可增加均衡器112的步长。
请参考图3，图3为本发明信号接收方法的第二实施例的流程图，其中该信号接收方法使用可调节超时机制。在本实施例中，信号接收方法由图1的信号接收机100所采用。类似地，如果结果大致相同，不需按照图3所示的顺序执行每个步骤。图3所示的信号接收方法的第二实施例与图2所示的信号接收方法的第一实施例之间的主要区别在于引入步骤302，用于改变信号接收参数(例如均衡器的步长)。任何本领域所属技术人员在阅读完上述段落之后，可理解图3所示步骤的操作，在此为简洁省略进一步的描述。
需注意的是，图3所示的流程响应超时时期的过期(步骤210)以及窄带干扰的存在的检测(步骤212)而执行步骤302和步骤216。然而，图3的步骤216可省略，且这种可选择的设计也属于本发明的范畴。
为了优化信号接收机100的信号接收性能，设计一种可靠的窄带干扰检测器，用以在各种可能的接收条件下检测窄带干扰的存在，其中，信号接收机100使用超时机制以依据窄带干扰的检测结果动态地调节超时时期设置。图4为本发明的窄带干扰检测器400的一实施例的方块示意图。窄带干扰检测器400可以被采用以实现图1所示的窄带干扰检测器108，其中窄带干扰检测器400包括耦接图1所示均衡器112的输入端(输入节点)402、耦接输入端402的处理电路404以及耦接于处理电路404与图1所示的控制模块110之间的输出端(输出节点)406。输入端402接收产生自均衡器112的信号S_EQ。然后，处理电路404依据由输入端402接收的信号S_EQ执行窄带干扰检测，并相应地产生检测结果S_NI。之后，输出端406将检测结果S_NI输出至控制模块110，用以告知控制模块110窄带干扰的存在。在一实施例中，产生自均衡器112的信号S_EQ为误差信号，用以表示均衡结果和撷取自均衡结果的决定结果的差异。因为均衡结果可能包括需要的信号成分和不需要的窄带干扰成分，且决定结果理想地只包括需要的信号成分，所以均衡结果和决定结果的之间的误差信号将包括不需要的窄带干扰成分的信息。基于上述，窄带干扰检测器400因此对产生自均衡器112的误差信号进行处理，用以产生一个更可靠的检测结果。然而，使用均衡器112的误差信号作为窄带干扰检测器400的输入信号仅仅是本发明的可能的实施例，并不限制本发明的范畴。也就是说，任何能够依据由均衡器提供的信号检测窄带干扰的检测器均属于本发明的范畴。
仅用于举例，本发明并不以此为限，处理电路404可以通过对时间域信号(即信号S_EQ)的集合进行频域分析而产生检测结果S_NI，其中，时间域信号产生自均衡器112。更特别的是，处理电路404将信号S_EQ转换至频域，例如通过快速傅立叶变换(fast Fourier transform，FFT)，然后获得基于频域的信号频谱的峰值/平均值(peak-to-average value)。在获得峰值/平均值之后，处理电路404将峰值/平均值与一个阈值进行比较，用以产生指示窄带干扰的存在的检测结果S_NI。请参考图5，图5为本发明的信号S_EQ的FFT结果的频谱示意图，其中信号S_EQ产生自均衡器112。峰值幅度值Apeak选自位于不同频率的信号成分的幅度值，然后从这些信号成分的幅度值中撷取出平均幅度值Aavg。当峰值/平均值(即Apeak/Aavg)超出阈值(例如5)时，处理电路404设置检测结果S_NI去告知控制模块110窄带干扰的存在。需注意的是，上述频域分析流程仅用于举例。其他频域分析方法可使用于处理信号S_EQ，用以产生检测结果S_NI，亦属于本法明的范畴。
请注意，利用图4所示的窄带干扰检测器400去实现图1所示的信号接收机100的窄带干扰检测器108，这仅是窄带干扰检测器400的一个可行的应用。事实上，窄带干扰检测器400可以应用于需要可行地检测窄带干扰的任何应用中。此外，在图1所示的信号接收机100中使用窄带干扰检测器400用以提供窄带干扰的可行检测，并非用来限制本发明的范畴。任何参考窄带干扰检测结果去调节解调配置/参数设置的信号接收机均符合本发明的精神。
上述的实施例仅用来列举本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何所属技术领域的技术人员依据本发明的精神而轻易完成的改变或均等性安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以权利要求为准。

Claims (18)

1.一种信号接收机，包括：
解调器，用以对已接收通信信号执行信号解调；
窄带干扰检测器，用以执行窄带干扰检测，并相应地产生检测结果；以及
控制模块，耦接该解调器和该窄带干扰检测器，该控制模块依据当前候选参数设置配置该解调器，当由当前候选参数设置所配置的该解调器在一超时时期内未完成信号解调时，该控制模块依据该检测结果选择性地调节该超时时期用以控制该解调器的操作。
2.如权利要求1所述的信号接收机，其特征在于，该当前候选参数设置选自多个候选参数设置，且该控制模块允许由该当前候选参数设置所配置的该解调器在该超时时期内完成信号解调。
3.如权利要求2所述的信号接收机，其特征在于，当由该当前候选参数设置所配置的该解调器在该超时时期内未完成信号解调，且该检测结果指示不存在窄带干扰时，该解调器由下一个候选参数设置进行配置，用以对该已接收通信信号进执行信号解调，其中该下一个候选参数设置选自该多个候选参数设置；当由该当前候选参数设置所配置的该解调器在该超时时期内未完成信号解调，且该检测结果指示存在窄带干扰时，该控制模块调节该超时时期，并允许该解调器由该当前候选参数设置配置，用以在该已调节超时时期内完成信号解调。
4.如权利要求1所述的信号接收机，其特征在于，该解调器包括均衡器，且该控制模块参考该检测结果以选择性地调节该均衡器的均衡参数设置。
5.如权利要求4所述的信号接收机，其特征在于，当该检测结果指示存在窄带干扰时，该控制模块调节该均衡器的该均衡参数设置，其中该已调节均衡参数设置包括该均衡器的至少一步长。
6.如权利要求1所述的信号接收机，其特征在于，该解调器包括均衡器，该窄带干扰检测器包括：
输入端，耦接该均衡器，用以接收产生自该均衡器的信号；
处理电路，耦接该输入端，用以依据产生自该均衡器的该信号执行窄带干扰检测，并相应地产生该检测结果；以及
输出端，耦接该控制模块和该处理电路，用以将该检测结果输出至该控制模块。
7.如权利要求6所述的信号接收机，其特征在于，产生自该均衡器的该信号为误差信号，该误差信号用以表示均衡结果和撷取自该均衡结果的决定结果之间的差异。
8.如权利要求6所述的信号接收机，其特征在于，该处理电路通过对产生自该均衡器的该信号执行频域分析而产生该检测结果。
9.如权利要求8所述的信号接收机，其特征在于，该处理电路将产生自该均衡器的该信号转换至频域，用以获得峰值/平均值，且该处理电路将该峰值/平均值与阈值进行比较，用以产生该检测结果。
10.一种信号接收方法，包括：
使用解调器对已接收通信信号执行信号解调；
执行窄带干扰检测，并相应地产生检测结果；以及
依据当前候选参数设置配置该解调器，当由当前候选参数设置所配置的该解调器在该超时时期内未完成信号解调时，依据该检测结果选择性地调节该超时时期以控制该解调器的操作。
11.如权利要求10所述的信号接收方法，其特征在于，控制该解调器的该操作的步骤包括：
该当前候选参数设置选自多个候选参数设置，且允许由该当前候选参数设置所配置的该解调器在超时时期内完成信号解调。
12.如权利要求11所述的信号接收方法，其特征在于，当由该当前候选参数设置所配置的该解调器在该超时时期内未完成信号解调，且该检测结果指示不存在窄带干扰时，该解调器由下一个候选参数设置进行配置，用以对该已接收通信信号进执行信号解调，其中该下一个候选参数设置选自该多个候选参数设置；当由该当前候选参数设置所配置的该解调器在该超时时期内未完成信号解调，且该检测结果指示存在窄带干扰时，调节该超时时期，并允许该解调器由该当前候选参数设置配置，用以在该已调节超时时期内完成信号解调。
13.如权利要求10所述的信号接收方法，其特征在于，该解调器包括均衡器，且控制该解调器的该操作的步骤包括：
参考该检测结果以选择性地调节该均衡器的均衡参数设置。
14.如权利要求13所述的信号接收方法，其特征在于，参考该检测结果以选择性地调节该均衡器的该均衡参数设置的步骤包括：
当该检测结果指示存在窄带干扰时，调节该均衡器的该均衡参数设置，其中该已调节均衡参数设置包括该均衡器的至少一步长。
15.如权利要求10所述的信号接收方法，其特征在于，该解调器包括均衡器，执行该窄带干扰检测并相应地产生该检测结果的步骤包括：
接收产生自该均衡器的信号；以及
依据产生自该均衡器的该信号执行该窄带干扰检测，并相应地产生该检测结果。
16.如权利要求15所述的信号接收方法，其特征在于，产生自该均衡器的该信号为误差信号，该误差信号用以表示均衡结果和撷取自该均衡结果的决定结果之间的差异。
17.如权利要求15所述的信号接收方法，其特征在于，依据产生自该均衡器的该信号执行该窄带干扰检测并相应地产生该检测结果的步骤包括：
对产生自该均衡器的该信号执行频域分析而产生该检测结果。
18.如权利要求17所述的信号接收方法，其特征在于，对产生自该均衡器的该信号执行该频域分析而产生该检测结果的步骤包括：
将产生自该均衡器的该信号转换至频域，用以获得峰值/平均值；以及
将该峰值/平均值与阈值进行比较，用以产生该检测结果。
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