CN102195913A - 宽带电缆调制解调器及其扫频方法 - Google Patents

Abstract

一种宽带电缆调制解调器，包括多个调谐器、中心频率列表、多个锁频线程及扫频控制线程。中心频率列表包括多个中心频率。宽带电缆调制解调器的频率计划分为多段频率范围，每一段频率范围包括一个最低频率与一个最高频率，中心频率等于最低频率与最高频率的平均值。每一段频率范围对应多个扫描区。每一锁频线程控制一个调谐器进行扫描并锁定频道。扫频控制线程根据中心频率控制多个锁频线程同步对多个扫描区进行扫描与锁频操作。本发明还提供了一种扫频方法。本发明所提供的宽带电缆调制解调器及其扫频方法通过建立多个锁频线程同步对多个扫描区进行扫描，从而有效减少了锁频所需的时间。

Description

宽带电缆调制解调器及其扫频方法

技术领域

本发明涉及调制解调器，尤其涉及一种宽带电缆调制解调器及其扫频方法。

背景技术

目前，电缆调制解调器的技术实现一般是从93MHZ-999MHZ电视频道中分离出一条6MHZ的信道用于下行传送数据。电缆调制解调器上线启动(Provisioning)的第一个步骤就是要锁定可用的下行频道(DownstreamChannel)。只有在锁定了可用的下行频道后，电缆调制解调器才能进行后面的操作，并最终完成启动。然而，在第一次上线启动时，电缆调制解调器无法事先得知可用的下行频道，所以，搜寻第一个可用的下行频道一般都是循序渐进，例如由93Mhz开始，每次增加6Mhz往高频寻找，或者是由高频往低频寻找，直到找到可用的下行频道。不论是哪一种方式，扫频的时间都是差不多的，很难有更近一步的改善。

随着电缆调制解调器的技术不断发展，电缆调制解调器的技术标准已经由窄带DOCSIS 2.0升级到宽带DOCSIS 3.0。在DOCSIS 3.0的宽带电缆调制解调器中，设置有四个窄带的调谐器，或者设置有一个宽带的调谐芯片，同样提供四个调谐器，从而将电缆调制解调器能支持的带宽由以前的40Mbps升级到160Mbps。然而，宽带电缆调制解调器的扫频方式依然与以前的窄带电缆调制解调器的方式一样，这样耗时很大，从而降低了宽带电缆调制解调器的用户体验。

发明内容

有鉴于此，需提供一种宽带电缆调制解调器，能够大幅减少扫频时间。

另外，还需提供一种扫频方法，能够大幅减少宽带电缆调制解调器的扫频时间。

本发明实施方式中的宽带电缆调制解调器，包括处理器、存储媒介、多个调谐器中心频率列表、多个锁频线程及扫频控制线程。中心频率列表存储于存储媒介中，包括多个中心频率。宽带电缆调制解调器的频率计划分为多段频率范围，每一段频率范围包括一个最低频率与一个最高频率。每一段频率范围对应的中心频率等于每一段频率范围内的最低频率与最高频率的平均值。每一段频率范围对应多个扫描区。每一锁频线程用于控制一个调谐器进行扫描并锁定频道。扫频控制线程从中心频率列表中读取一段频率范围对应的中心频率，并根据中心频率控制多个锁频线程同步对频率范围对应的扫描区进行扫描与锁频操作，并在多个锁频线程皆未锁定频率范围内的频道时，从中心频率列表中读取下一段频率范围对应的中心频率，并控制多个锁频线程再次进行锁频，直至锁定频道。

本发明实施方式中的扫频方法，用于宽带电缆调制解调器中。宽带电缆调制解调器包括多个调谐器。所述扫频方法包括：提供中心频率列表，包括多个中心频率，其中，宽带电缆调制解调器的频率计划分为多段频率范围，每一段频率范围包括一个最低频率与一个最高频率，每一段频率范围的中心频率等于频率范围内包括的最低频率与最高频率的平均值，每一段频率范围对应多个扫描区；扫频控制线程从中心频率列表中读取一段频率范围对应的中心频率；扫频控制线程同步启动多个锁频线程，并根据所读取的中心频率控制多个锁频线程同步对一段频率范围对应的扫描区进行扫描与锁频操作；每一锁频线程控制一个调谐器进行扫描并锁定频道；扫频控制线程判断多个锁频线程是否锁定频道；及若未锁定频道，则扫频控制线程从中心频率列表中读取下一段频率范围对应的中心频率，并控制多个锁频线程进行锁频，直至锁定频道。

本发明实施方式所提供的宽带电缆调制解调器及其扫频方法，通过建立多个锁频线程同步对多个扫描区进行扫描，从而有效减少了锁频所需的时间，加快了宽带电缆调制解调器的上线启动速度。

附图说明

图1为本发明一实施方式的宽带电缆调制解调器的结构示意图。

图2为图1中的中心频率的产生示意图。

图3为图1中扫频控制线程与锁频线程组的通信示意图。

图4为图1与图3中扫频控制线程的处理流程图。

图5为图1与图3中四个锁频线程的处理流程图。

主要元件符号说明

宽带电缆调制解调器    10

线缆                  20

头端系统              30

处理器                100

存储媒介              110

中心频率列表          112

调谐器组              120

调谐器                122

扫频控制线程          130

计算模块              132

控制模块              134

判断模块              136

锁频线程组            140

锁频线程              150、160、170、180

设置模块              152

通信模块              154

锁频模块              156

具体实施方式

图1为本发明一实施方式的宽带电缆调制解调器10的结构示意图。在本实施方式中，宽带电缆调制解调器10通过线缆20与头端系统(CMTS)30通信。宽带电缆调制解调器10包括处理器100、存储媒介110及调谐器组120。其中，调谐器组120包括多个调谐器122，如4个、8个等，为了简便，图1中仅示出4个。在本实施方式中，调谐器组120可以为四个窄带调谐器组合起来，也可以是一个调谐器芯片，如MICROTUNER公司生产的MT2170。

在本实施方式中，存储媒介110中存储有中心频率列表112。中心频率列表112中包括多个中心频率，根据宽带电缆调制解调器10的频率计划预先设置并存储于存储媒介110中。请参阅图2，为图1中的中心频率列表112的产生示意图。宽带电缆调制解调器10可能存在多种频率计划，如从93MHz到999MHz，每次跳跃6MHz，共需扫描152个频道，图2即以该频率计划为例对中心频率列表112的产生进行详细说明。

例如，频率计划93MHz-999MHz可分为10段频率范围，每一段频率范围包括16个频道，第10段中后面8个频道因为超出了频率计划93MHz到999MHz而未示出。如果按顺序排列，每一段频率范围中都有一个最低频率与最高频率，一段频率范围内的中心频率C即等于该段频率范围内的最低频率与最高频率的平均值。如，第一段从93MHz到183MHz，其中心频率C即等于93MHz与183MHz的平均值，即138MHz。以此类推出其它9段频率范围内的中心频率C，所有得出的中心频率C按顺序排列即形成了中心频率列表112。在其它实施方式中，频率计划也可以分为其他的段数，如5段、20段，最好每一段包括的频道数为调谐器个数的倍数，如每一段包括8个、32个。

每一段频率范围又划分为多个扫描区，扫描区的个数与调谐器122的个数一致。每一个扫描区分配给一个调谐器122进行扫描，这样就形成了四个扫描区DS-1、DS-2、DS-3及DS-4。每一扫描区的起始频率与扫描方向可根据中心频率C得出。如，在本实施方式中，第一扫描区DS-1的起始频率可设为中心频率C-3-7*6，扫描方向为增加，即往频率增加的方向扫描。第二扫描区DS-2的起始频率可设为中心频率C-3，扫描方向为减少，即往频率减少的方向扫描。第三扫描区DS-3的起始频率可设为中心频率C+3，扫描方向为增加。第四扫描区DS-4的起始频率可设为中心频率C+3+7*6，扫描方向为减少。

在其它实施方式中，也可以将起始频率的计算公式与扫描方向设计为其他的方式，如第一扫描区DS-1的起始频率可设为中心频率C-3-4*6，扫描方向设为减少，第二扫描区DS-2的起始频率可设为中心频率C-3-3*6，扫描方向设为增加，第三扫描区DS-3的起始频率可设为中心频率C+3+3*6，扫描方向设为减少，第四扫描区DS-4的起始频率可设为中心频率C+3+4*6，扫描方向设为增加。

请再次参阅图1，为了使多个调谐器122同步进行扫描，处理器100建立扫频控制线程130与锁频线程组140。锁频线程组140包括多个锁频线程，如4个、8个，与调谐器122的个数相对应。为了简便，图1中仅示出4个，即锁频线程150、160、170、180，分别对应四个调谐器122。扫频控制线程130包括计算模块132、控制模块134及判断模块136。每一锁频线程150、160、170及180皆分别包括设置模块152、通信模块154及锁频模块156。为了简便，图1中仅示出了锁频线程150所包括的具体模块。上述模块的具体功能请参阅图4与图5的描述。

请参阅图3，为图1中扫频控制线程130与锁频线程组140的通信示意图。扫频控制线程130发送扫频开始消息给四个锁频线程150、160、170、180。为了简便，图3中仅示出了扫频控制线程130发送扫频开始消息给锁频线程150。扫频开始消息包括锁频线程150、160、170、180对应的扫描区的起始频率及扫频方向，如发给锁频线程150的扫频开始消息包括第一扫描区DS-1的起始频率及扫频方向，发给锁频线程160的扫频开始消息包括第二扫描区DS-2的起始频率及扫频方向，依此类推。扫频控制线程130的具体处理流程请参阅图4。

锁频线程150、160、170、180在收到扫频控制线程130发送的扫频开始消息时即开始依据起始频率及扫频方向进行扫频，并将扫频结果写入扫频完成消息发送给扫频控制线程130。为了简便，图3中仅示出了锁频线程150发送扫频完成消息给扫频控制线程130。扫频完成消息中包括锁频状态及频道信息。其中，锁频状态包括锁定与未锁定两种。频道信息为锁频线程150、160、170、180处于锁定状态时锁定的频率。每一锁频线程150、160、170、180的具体处理流程请参阅图5。

图4为图3中扫频控制线程的处理流程图。在本实施方式中，该流程通过图1中宽带电缆调制解调器10的功能模块完成。

在步骤S402，计算模块132先从存储媒介110中的中心频率列表112中读取中心频率，然后在步骤S404根据读取的中心频率计算锁频线程150、160、170、180的起始频率及其对应的扫频方向，并将消息个数设为0。其中，消息个数是一个标志符，用来标志扫频控制线程130从锁频线程150、160、170、180处接收到的扫频完成消息的个数。计算模块132根据图2中的公式计算锁频线程150、160、170、180的起始频率，如读取的中心频率为138MHz，则锁频线程150的起始频率为138MHz-3-7*6，即93MHz，其对应的扫频方向为增加，锁频线程160的起始频率为138MHz-3，即135MHz，其对应的扫频方向为减少，锁频线程170的起始频率为138MHz+3，即141MHz，其对应的扫频方向为增加，锁频线程180的起始频率为138MHz+3+7*6，即183MHz，其对应的扫频方向为减少。

控制模块134在步骤S406发送扫频开始消息到锁频线程150、160、170、180。其中，扫频开始消息内包括有计算得出的起始频率及其对应的扫频方向。锁频线程150、160、170、180在收到扫频控制线程130发送的扫频开始消息时即开始依据起始频率及扫频方向进行扫频，并将扫频结果写入扫频完成消息发送给扫频控制线程130。控制模块134在步骤S408中从锁频线程150、160、170、180接收扫频完成消息。扫频完成消息包括锁频状态及频道信息，其中，锁频状态用于表示发出该扫频完成消息的锁频线程是否锁定频道，频道信息即为锁定的频道的频率等信息。

判断模块136在步骤S410根据锁频状态判断发出该扫频完成消息的锁频线程是否锁定频道。若未锁定频道，则在步骤S412，判断模块136将消息个数增大1，并在步骤S414判断增大后的消息个数是否小于4，即判断是否从四个锁频线程150、160、170、180处都接收到扫频完成消息。若消息个数小于4，则控制模块134继续等待从锁频线程150、160、170、180接收扫频完成消息。若消息个数不小于4，说明四个锁频线程150、160、170、180都已经发出了扫频完成消息且皆未锁定频道，则计算模块132在步骤S402读取下一个中心频率进行处理，直至所有的中心频率都处理完或者任一锁频线程150、160、170、180锁定一个频道。

图5为图3中锁频线程150、160、170、180的处理流程图。在本实施方式中，该流程通过图1中宽带电缆调制解调器10的功能模块完成。在锁频线程150、160、170、180的处理过程中，扫频控制线程130处于等待过程中。

在步骤S500，通信模块154从扫频控制线程130接收到扫频开始消息，获取其中的起始频率与扫频方向。在步骤S502，设置模块152判断扫频方向是否为增加，并在扫频方向为增加时，在步骤S503，将偏移量设为6MHz，或者在扫频方向为减少时，在步骤S504，将偏移量设为-6MHz。在步骤S506，设置模块152将锁频次数设为0。

在步骤S508，锁频模块156根据起始频率、偏移量及锁频次数计算目标频率，并将锁频次数增加1。在步骤S510，锁频模块156判断计算出的目标频率是否在频率计划内。在步骤S512，锁频模块156对在频率计划内的目标频率进行锁定。在步骤S514，锁频模块156判断目标频率是否被锁定。若锁频模块156锁定目标频率，则在步骤S516，通信模块154发送扫频完成消息给扫频控制线程130，此时，扫频完成消息中的锁频状态为锁定，频道信息为该目标频率。

若目标频率不在频率计划内，或者锁频模块156未锁定目标频率，锁频模块156在步骤S518中，判断锁频次数是否小于预设值，该预设值与一个扫描区内包括的频道个数相同，如4。若锁频次数小于4，锁频模块156在步骤S508至S514，重新计算目标频率并进行锁频。若锁频次数不小于4，则在步骤S516，通信模块154发送扫频完成消息给扫频控制线程130，此时，扫频完成消息中的锁频状态为未锁定。这样，扫频控制线程130就可以根据扫频完成消息来判断任一锁频线程150、160、170、180是否锁定频道。

本发明实施方式所提供的宽带电缆调制解调器10通过建立多个锁频线程同步对多个扫描区进行扫描，从而有效减少了锁频所需的时间，加快了宽带电缆调制解调器10的上线启动速度，有效提升了宽带电缆调制解调器10的用户体验。

Claims (9)

1.一种宽带电缆调制解调器，包括处理器、存储媒介及多个调谐器，其特征在于，所述宽带电缆调制解调器还包括：

中心频率列表，存储于所述存储媒介中，包括多个中心频率，其中，所述宽带电缆调制解调器的频率计划分为多段频率范围，每一段频率范围包括一个最低频率与一个最高频率，每一段频率范围对应的中心频率等于所述频率范围内的所述最低频率与所述最高频率的平均值，每一段频率范围对应多个扫描区；

多个锁频线程，每一锁频线程用于控制一个调谐器进行扫描并锁定频道；及

扫频控制线程，用于从所述中心频率列表中读取一段频率范围对应的中心频率，并根据所述中心频率控制所述多个锁频线程同步对所述频率范围对应的扫描区进行扫描与锁频操作，并在所述多个锁频线程皆未锁定所述频率范围内的频道时，从所述中心频率列表中读取下一段频率范围对应的中心频率，并控制所述多个锁频线程再次进行锁频，直至锁定频道；

其中，所述处理器用于执行所述扫频控制线程与所述多个锁频线程。

2.如权利要求1所述的宽带电缆调制解调器，其特征在于，所述扫频控制线程包括：

计算模块，用于根据读取的中心频率计算所述多个锁频线程的起始频率及扫频方向；

控制模块，用于发送包括所述起始频率及扫频方向的扫频开始消息到所述多个锁频线程，并从所述多个锁频线程接收扫频完成消息，其中所述扫频完成消息包括锁频状态及频道信息；及

判断模块，用于根据所述锁频状态判断是否锁定频道，并在任一所述锁频线程锁定频道时根据所述频道信息获取锁定的频道的信息。

3.如权利要求2所述的宽带电缆调制解调器，其特征在于，每一所述锁频线程包括：

通信模块，用于从所述扫频控制线程接收所述扫频开始消息，并获取其中的起始频率与扫频方向；

设置模块，用于根据所述扫频方向设置偏移量，并将锁频次数设为0；及

锁频模块，用于根据所述起始频率、所述偏移量及锁频次数计算目标频率，并将锁频次数增加1，同时在锁频次数小于预设值时，对在频率计划内的目标频率进行锁定；

其中所述通信模块还用于在所述锁频模块锁定所述目标频率时发送锁频状态为锁定、频道信息为所述目标频率的扫频完成消息给所述扫频控制线程。

4.如权利要求3所述的宽带电缆调制解调器，其特征在于，所述通信模块还用于在所述锁频次数不小于所述预设值且锁频模块仍未锁定频率时发送锁频状态为未锁定的扫频完成消息给所述扫频控制线程。

5.一种宽带电缆调制解调器的扫频方法，所述宽带电缆调制解调器包括多个调谐器，其特征在于，所述方法包括：

提供中心频率列表，包括多个中心频率，其中，所述宽带电缆调制解调器的频率计划分为多段频率范围，每一段频率范围包括一个最低频率与一个最高频率，每一段频率范围的中心频率等于所述频率范围内包括的所述最低频率与所述最高频率的平均值，每一段频率范围对应多个扫描区；

扫频控制线程从所述中心频率列表中读取一段频率范围对应的中心频率；

所述扫频控制线程同步启动多个锁频线程，并根据所读取的中心频率控制所述多个锁频线程同步对所述一段频率范围对应的扫描区进行扫描与锁频操作；

每一所述锁频线程控制一个调谐器进行扫描并锁定频道；

所述扫频控制线程判断所述多个锁频线程是否锁定频道；及

若未锁定频道，则所述扫频控制线程从所述中心频率列表中读取下一段频率范围对应的中心频率，并控制所述多个锁频线程进行锁频，直至锁定频道。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述扫频控制线程控制所述多个锁频线程同步进行扫描与锁频操作的步骤包括：

根据读取的中心频率计算所述多个锁频线程的起始频率及扫频方向；

发送包括所述起始频率及扫频方向的扫频开始消息到所述多个锁频线程；

从所述多个锁频线程接收扫频完成消息，其中所述扫频完成消息包括锁频状态及频道信息；

根据所述锁频状态判断是否锁定频道；及

若任一所述锁频线程锁定频道，根据所述频道信息获取锁定的频道的信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述每一锁频线程控制一个所述调谐器进行扫描并锁定频道的步骤包括：

从所述扫频控制线程接收所述扫频开始消息，并获取其中的起始频率与扫频方向；

根据扫频方向设置偏移量，并将锁频次数设为0；

根据所述起始频率、所述偏移量及锁频次数计算目标频率，并将锁频次数增加1；

判断所述目标频率是否在所述频率计划内；

若所述目标频率在所述频率计划内，则对在所述目标频率进行锁定；

判断所述目标频率是否被成功锁定；及

若所述目标频率被成功锁定，则发送锁频状态为锁定、频道信息为所述目标频率的扫频完成消息给扫频控制线程。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述每一锁频线程控制一个调谐器进行扫描并锁定频道的步骤还包括：

若所述目标频率未被成功锁定，则判断所述锁频次数是否小于预设值；及

若所述锁频次数不小于所述预设值，则发送锁频状态为未锁定的扫频完成消息给扫频控制线程。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述每一锁频线程控制一个调谐器进行扫描并锁定频道的步骤还包括：若所述锁频次数小于所述预设值，则重新根据所述起始频率、所述偏移量及锁频次数计算目标频率，并再次将锁频次数增加1。

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