CN102110439B

CN102110439B - 频谱噪声检测方法

Info

Publication number: CN102110439B
Application number: CN2009102625514A
Authority: CN
Inventors: 黄共镳
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: CN102110439A

Abstract

本发明是一种频谱噪声检测方法，包括：切割一频域信号的频谱为多个频谱区块，并计算每一个频谱区块的平均值及总体平均值；检查这些平均值是否大于一中断临界值；若这些平均值都大于中断临界值，则检查这些平均值是否介于一变动下限值及一变动上限值之间，并依据一频宽检查临界值得到对应这些频谱区块的一估测频宽，且检查估测频宽的中心频率是否接近频域信号的频谱的中心频率；若这些平均值介于变动下限值及变动上限值之间的个数超过一默认值，且估测频宽大于预定频宽且中心频率接近频域信号的频谱的中心频率，则判断频域信号为一噪声。

Description

频谱噪声检测方法

技术领域

本发明有关一种频谱噪声检测方法，且特别是有关一种高效率的频谱噪声检测方法。

背景技术

卫星电视广播是由设置在赤道上空的地球同步卫星，先接收地面电视台的射频信号，然后再转发到地球上指定的区域，由地面上的设备接收供电视机收看。近年来数字卫星电视(例如欧洲为主的DVB-S)发展迅速，其是利用地球同步卫星直接将数字编码压缩的射频信号传输到客户端。其中，客户端的接收器在接收射频信号后需进行盲扫(blind scan)以进行频道搜寻。然而，射频信号除了频道信号外还包括很多噪声。因此，在进行盲扫时，接收器中的解调器须在对噪声进行解调后才能判断出解调后的信号非为频道信号而是噪声。如此一来，将导致频道搜寻的效率大幅降低，进而影响到接收器的整体效能。

发明内容

本发明的目的是提供一种频谱噪声检测方法，可借助简单的判断方法找出频谱噪声，以预先排除频谱噪声而提高接收器的整体效能。

根据本发明的第一方面，提出一种频谱噪声检测方法，包括下列步骤：切割一频域信号的频谱为多个频谱区块，并计算每一个频谱区块的平均值及这些频谱区块的总体平均值；依据总体平均值决定排序由小到大的一中断临界值、一频宽检查临界值、一变动下限值及一变动上限值；检查这些平均值是否大于中断临界值。若这些平均值都大于中断临界值，则检查这些平均值是否介于变动下限值及变动上限值之间，并依据频宽检查临界值得到对应这些频谱区块的一估测频宽，且检查估测频宽的中心频率是否接近频域信号的频谱的中心频率及估测频宽是否大于一预定频宽；若这些平均值介于变动下限值及变动上限值之间的个数超过一默认值，且估测频宽的中心频率接近频域信号的频谱的中心频率及估测频宽大于预定频宽，则判断频域信号为一噪声。

附图说明

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下面将结合附图对本发明的较佳实施例作详细说明，其中：

图1绘示依照本发明较佳实施例的接收器的功能方块图。

图2绘示依照本发明较佳实施例的频谱噪声检测方法的流程图。

图3A绘示频道信号的一例的频谱示意图。

图3B绘示噪声的一例的频谱示意图。

图3C绘示依照本发明较佳实施例的频道信号的频谱区块平均值示意图。

图3D绘示依照本发明较佳实施例的噪声的频谱区块平均值示意图。

图4绘示依照本发明较佳实施例的估测频宽的示意图。

具体实施方式

本发明提出一种频谱噪声检测方法，借助简单的判断方法找出频谱噪声，故得以预先排除频谱噪声而提高接收器的整体效能。

请参照图1，其绘示依照本发明较佳实施例的接收器的功能方块图。接收器100包括一调谐器(tuner)110、一解调器(demodulator)120及其后端电路(未绘示于图)。解调器120例如包括一直流偏移消除(DC offset cancellation)单元122、一滤波器组(filter banks)124、一时脉回复(timing recovery)单元126、一匹配滤波器(matchfilter)128、一载波回复(carrier recovery)单元130、一前向错误更正(FEC)单元132、一自动增益控制器(AGC)136等诸多电路元件以及一噪声检测器140。在传统的作法中，解调器120须在噪声通过诸多电路元件122～132处理后才能判断出解调出来的信号非为频道信号而是噪声，再加以摒弃，导致频道搜寻的效率大幅降低。然而，本实施例中的解调器120利用噪声检测器140判断所接收的信号是否为频道信号或噪声，故得以预先排除噪声而提高接收器100的整体效能。

请参照图2，其绘示依照本发明较佳实施例的频谱噪声检测方法的流程图。于步骤S200中，切割一频域信号的频谱为多个频谱区块，并计算每一个频谱区块的平均值及这些频谱区块的总体平均值。其中，频域信号例如为射频信号经调谐器110降频后再经快速傅立叶转换或离散傅立叶转换等处理而得到，并不限制。接下来现假定频域信号的频谱被切割为32个频谱区块为例做说明，然而并不限于此。于步骤S200中实质上是计算每一个频谱区块的振幅平均而得到32个平均值M₁～M₃₂并分别储存于32个缓冲器。之后，再从缓冲器中将平均值M₁～M₃₂读出并计算得到总体平均值M_av＝(M₁+M₂+……+M₃₁+M₃₂)/32。

于步骤S210中，依据总体平均值M_av决定排序由小到大的一中断临界值(cut-off threshold)、一频宽检查临界值(bandwidth check threshold)、一变动下限值(variance lower bound)及一变动上限值(variance upper bound)。其中，中断临界值例如为总体平均值M_av的0.2倍，频宽检查临界值例如为总体平均值M_av的0.8倍，变动下限值例如为总体平均值M_av的0.9倍，变动上限值例如为总体平均值M_av的1.1倍，但并不限于此。决定中断临界值、频宽检查临界值、变动下限值及变动上限值的依据将详述于后。

于步骤S220中，检查32个平均值M₁～M₃₂是否大于中断临界值。若平均值M₁～M₃₂的任一个小于或等于中断临界值，则进入步骤S225，判断频域信号为一频道信号。若平均值M₁～M₃₂都大于中断临界值，则分别进行步骤S230及步骤S250。于步骤S230中，依据频宽检查临界值得到对应的一估测频宽。步骤S230是先依序检查平均值M₁～M₃₂是否大于频宽检查临界值。当平均值M₁～M₃₂的一第一次大于频宽检查临界值，此平均值为一第一平均值，且其对应的频谱区块被定义为一起始区块。

之后，当第一平均值后的平均值的一第一次小于频宽检查临界值，则此平均值为一第二平均值，且其对应的频谱区块被定义为一结束区块。之后，依据起始区块及结束区块决定估测频宽，并求出估测频宽的中心频率。当求出估测频宽的中心频率后，进入步骤S240，检查估测频宽的中心频率是否接近频域信号的频谱的中心频率及估测频宽是否大于一预定频宽。若估测频宽的中心频率偏离频域信号的频谱的中心频率或是估测频宽小于预定频宽，则进入步骤S225，判断频域信号为一频道信号。

此外，于步骤S250中，检查平均值M₁～M₃₂介于变动下限值及变动上限值之间的个数是否超过一默认值。若平均值M₁～M₃₂介于变动下限值及变动上限值之间的个数未超过默认值，则进入步骤S225，判断频域信号为一频道信号。若于步骤S240中，估测频宽的中心频率被判断为接近频域信号的频谱的中心频率且估测频宽被判断大于预定频宽，且于步骤S250中，平均值M₁～M₃₂介于变动下限值及变动上限值之间的个数被判断为超过默认值，则进入步骤S260，判断频域信号为一噪声。

接下来兹说明步骤S210中决定中断临界值、频宽检查临界值、变动下限值及变动上限值的依据。请参照图3A～图3D，图3A绘示频道信号的一例的频谱示意图，图3B绘示噪声的一例的频谱示意图，图3C绘示依照本发明较佳实施例的频道信号的频谱区块平均值示意图，图3D绘示依照本发明较佳实施例的噪声的频谱区块平均值示意图。由于频道信号才有止带(stop band)的存在，而噪声则无，是故中断临界值CB于本实施例中是被设定为总体平均值M_av的0.2倍。若平均值的任一个小于中断临界值CB，对应的频谱区块可被视为止带，故频域信号可被判断为频道信号。

此外，观察图3A～图3D可以得知，噪声的多个平均值大部份会接近总体平均值M_av，反之，频道信号的多个平均值变动较大而不一定接近总体平均值M_av。因此，于本实施例中，变动下限值Lb被设定为总体平均值M_av的0.9倍，变动上限值Ub被设定为总体平均值M_av的1.1倍，如此一来，即可借助检视介于变动下限值Lb及变动上限值Ub的平均值的个数简易地判断频域信号是否为频道信号。

此外，请参照图4，其绘示依照本发明较佳实施例的估测频宽的示意图。观察图3A及图3C可以得知，噪声的频谱几乎占满整个频域信号的频宽，而频道信号则否。于图4中，通过找到第一次大于频宽检查临界值的平均值，及其后第一次小于频宽检查临界值的平均值，即可求出估测频宽ESBW，并求出估测频宽ESBW的中心频率f_e。之后，检查估测频宽ESBW的中心频率f_e是否接近频域信号的频谱的中心频率f_c及估测频宽ESBW是否大于预定频宽。若估测频宽ESBW的中心频率f_e接近频域信号的频谱的中心频率f_c且估测频宽ESBW大于预定频宽，则频域信号即为一噪声。由图3A～图3D图亦可以观察得到，频道信号的估测频宽ESBW的中心频率f_e1及f_e2是偏离频域信号的频谱的中心频率f_c，而中心频率f_e3虽然接近频谱的中心频率f_c，但中心频率f_e3对应的估测频宽ESBW实质上是小于预定频宽，故不会产生误判。此外，噪声的估测频宽ESBW的中心频率f_e4却接近频域信号的频谱的中心频率f_c，且噪声的估测频宽ESBW大于预定频宽。

因此，借助频域信号的多个频谱区块的平均值，与中断临界值、频宽检查临界值、变动下限值及变动上限值间的相对关系，本实施例的噪声检测器140可以预先排除频谱噪声而避免解调器120对噪声进行不要的处理而浪费整体效能。

本发明上述实施例所揭露的频谱噪声检测方法，具有多项优点，以下仅列举部分优点说明如下：

本发明的频谱噪声检测方法，借助频域信号的多个频谱区块的平均值，与中断临界值、频宽检查临界值、变动下限值及变动上限值间的相对关系，预先判断所接收的信号是否为频道信号或噪声，故得以预先排除频谱噪声而提高接收器的整体效能。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作出各种等同的改变或替换。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。

Claims

1.一种射频信号的频谱噪声检测方法，其特征在于，包括：

切割一频域信号的频谱为多个频谱区块，并计算每一个频谱区块的平均值及这些频谱区块的总体平均值；

依据该总体平均值决定排序由小到大的一中断临界值、一频宽检查临界值、一变动下限值及一变动上限值；

检查这些平均值是否大于该中断临界值；

若这些平均值都大于该中断临界值，则检查这些平均值是否介于该变动下限值及该变动上限值之间，并依据该频宽检查临界值得到对应这些频谱区块的一估测频宽，且检查该估测频宽的中心频率是否接近该频域信号的频谱的中心频率及该估测频宽是否大于一预定频宽；以及

若这些平均值介于该变动下限值及该变动上限值之间的个数超过一默认值，且该估测频宽的中心频率接近该频域信号的频谱的中心频率及该估测频宽大于该预定频宽，则判断该频域信号为一噪声。

2.根据权利要求1所述的射频信号的频谱噪声检测方法，其特征在于，该中断临界值为该总体平均值的0.2倍。

3.根据权利要求1所述的射频信号的频谱噪声检测方法，其特征在于，该频宽检查临界值为该总体平均值的0.8倍。

4.根据权利要求1所述的射频信号的频谱噪声检测方法，其特征在于，该变动下限值为该总体平均值的0.9倍，该变动上限值为该总体平均值的1.1倍。

5.根据权利要求1所述的射频信号的频谱噪声检测方法，其特征在于，还包括：

若这些平均值的任一小于或等于该中断临界值，则判断该频域信号为一频道信号。

6.根据权利要求1所述的射频信号的频谱噪声检测方法，其特征在于，还包括：

依序检查这些平均值是否大于该频宽检查临界值；

当这些平均值的一第一平均值大于该频宽检查临界值，则定义该第一平均值对应的频谱区块为一起始区块；

当接续于该第一平均值后的这些平均值的一第二平均值小于该频宽检查临界值，则定义该第二平均值对应的频谱区块为一结束区块；以及

依据该起始区块及该结束区块决定该估测频宽，并求出该估测频宽的中心频率。

7.根据权利要求1所述的射频信号的频谱噪声检测方法，其特征在于，还包括：

若这些平均值介于该变动下限值及该变动上限值之间的个数未超过该默认值，则判断该频域信号为一频道信号。

8.根据权利要求1所述的射频信号的频谱噪声检测方法，其特征在于，还包括：

若该估测频宽的中心频率偏离该频域信号的频谱的中心频率，或该估测频宽小于该预定频宽，则判断该频域信号为一频道信号。