CN102461025A - 重传数字信号的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及重发至少一个数字信号(RFin)的方法，包括通过线缆接收包括信令信息(TPS)的信号的步骤，通过天线(A)在重发频率重发这个信号的步骤，并且还包括选择重发频率作为信令信息的函数的步骤；将信号变换成所选择的重发信号频率的步骤以及监控并调整重发信号频率作为重发信号的所选择的频率的函数的步骤。

Description

重传数字信号的方法
技术领域
本发明关注一种家用设置中重传由有线或RF传送联合接收的数字信号。其主要应用于数字地面电视和到移动电视的重传。
背景技术
在大多数国家中数字地面电视信号主要以微波无线电系统的方式传送。但是有些国家还使用有线分配系统并且因此希望多路复用来自他们的有线网络的信道以及来自RF信道的信道以增加家庭中的移动电视渗透率(penetration rate)。例如，95％为有线的比利时，是对于移动电视的联合重传潜在地感兴趣的这些国家之一。
当前为了在家中在便携或移动终端上在良好的条件下接收移动电视，使用事先与家中的屋顶天线连接的电视信道重传器(retransmitter)。在家中安装该重传器。因此仅仅通过屋顶天线接收的电视频道将被放大并且以相同频率传送用于改进的室内(interior)接收。这涉及等频重传(isofrequencyretransmission)。
除了由无线电中继信道和由线缆的联合分配的情况之外，TV有线频率不一定在线缆或在无线电中继信道相同。因此，存在阻碍地面广播网络的正常功能的干扰。
从移动TV终端可见，这个差异可以与多普勒效应(Doppler effect)相比较。然而，应该注意的是与多普勒效应不同，因为在固定模式中接收，该差异的时间变化实际地为零。
由图1表示的技术状态使用被锁定到电视频道的频率的等频重传器来重传。
该重传器基于上行链路和下行链路上的双频变换(double frequencytransposition)使得在记忆调谐器信道的频率上传送信号。与上游和然后下游频率的双改变有关的频率偏移通过增加并且然后减少相同的频率偏差自动补偿。用于隔离将要重传的信道的不同的选择性带宽滤波器具有容许极小频率偏移的严格的带外抑制约束。例如，图3呈现用于8MHz信道频带的DVB_H标准的中继传送器的信道外传送频谱掩蔽。
因此，在图1中表示的这个重传器的输入端子上，Rfin信号通过线缆发送。在第一位置上的SW1用于提供这个端子、调谐器T元件、然后解调器D和然后微处理器P之间的直接连接，以便确定传送信道的频率。在存储器M中记忆的传送频率与这个接收的信号信道对应。因此微处理器向第一本地振荡器OL1发送控制信号，其允许在这个记忆的频率上的变换。
由于已经确定了信道，开关SW1移动到第二位置并且信号在上行链路和下行链路中通过与振荡器OL1和OL2相结合的M1-M4混频器被变换两次、通过不同的RF和IF滤波器F1-F5滤波、并且通过具有由处理器控制的可变增益控制CAG的放大器A1和A2放大。在输出天线上传送被变换到记忆传送频率并且与输入信道对应的信号。当检测到错误时可以使用由微处理器控制的安全开关SW2来中断传送。
例如，通过假定1ppm的频率漂移和100MHz的频率改变的振荡器TCXO，图2示出用于在DVB_H标准上传送的并且由装备有最新一代数字解调器的终端接受的移动电视信号的最大多普勒频率偏差的估计。
在该图2中，应该注意的是对于与22dB的信噪比对应的、基于191Hz的最大频率偏差值的、由曲线C1表示的DVB_H类型传送，解调器停止(blackout)并且不再操作。
以比较的方式，在相同的误码率，瑞利(Rayleigh)类型固定传播信道将仅需要11.2dB的信噪比。
因此采用近似与19db的信噪比对应的100Hz多普勒频率值的选择作为该多普勒效应的校正极限。
100Hz值的选择考虑到额外实现方式容限(margin)。
因此，当频率改变小于或等于100MHz时，接收器可以分集接收2个DVB_H信号，其信道频率将被偏移小于100Hz频率并且因此被大多数接收器正确地管理。
然而，如果频率改变大于100MHz，传统频率变换途径将需要精确OCXO类型基准振荡器或自动频率控制系统(AFC)。但是这个振荡器或系统体积大，相当昂贵并且与大量生产不兼容。
专利EP 1744471描述了另一等频重传系统以及相关联的处理。这个专利处理还称为“间隙填充(gap filler)”系统的等频重传系统，其主要功能是在接收天线上接收来自主传送器的信号并且然后在相同的频率重传这个信号到由传送天线覆盖的区。这个专利包括通过减少的重传技术，其具有抵消由传送天线引起的耦合回波以及确保改进的信号重传条件的效果。
即便这个技术是等频重传技术，它可以用于校正与耦合有关的畸变并且不能校正与多普勒效应可比较的频率偏移有关的畸变。
发明内容
本发明的目的在于克服这些缺点。
本发明涉及具有至少一个p数字信号的重传方法，包括：通过线缆接收具有信令信息(TPS)的信号的步骤，以及通过天线(A)在重传频率重传这个信号的步骤。
所述处理包括：基于所述信令信息选择重传频率的步骤，将信号变换到所选择的重传信号频率的步骤，以及基于所选择的重传信号频率控制并调整重传信号频率的步骤。
具体地，本发明具有以下优点，基于有线网络上的信道的输入频率控制传送器的移动TV这个相同信道的重传频率。
优选地，所述TPS信令信息包括，与接收信道相关联的接收频率和重传频率。
以实施例的形式，如果重传不是等频，使用本地振荡器(OL1，OL2)和额外切换的本地振荡器OL3完成信号变换步骤。
根据本发明的变型，控制和调整重传信号频率的步骤包括通过电压控制VCXO振荡器同步本地振荡器的步骤。
本发明还关注一种重传信道中接收的信号的系统，包括：
基于输入馈送信道确定重传频率的部件，
频率转换电路，用于使用至少一个本地振荡器将从信道接收的信号变换频率为重传频率的重传信号。
此外，其包括具有额外本地振荡器(OL3)的自动频率补偿系统，包括：
选择对于变换信号必要的本地振荡器的部件(SW3)，以及
基于确定的和测量的重传信号的频率控制重传信号频率的部件。
优选地，自动补偿重传信号频率的部件包括：可以用于同步不同本地振荡器的本地基准振荡器。
根据本发明的变型，通过线缆接收信号并且将其通过无线电中继信道重传到重传天线。
在实施例的另一形式中，基于确定的和测量的重传信号频率控制重传信号频率的部件包括：
用于采样重传信号的耦合器；在重传信号的测量频率和确定频率之间比较的元件(p)以及用于不同本地振荡器(OL1-OL3)的控制元件(VCXO)。
附图说明
连同附图阅读以下描述，上述发明的特征和优点以及其它将呈现得更清楚，在附图中：
与现有技术有关已经呈现的图1图示现有技术等频重传器，
图2是表示DVB-H模式中多普勒差异的估计的图，
图3表示信道外DVB-H传送频谱掩蔽，以及
图4图示根据本发明的频率重传器。
为了简化描述，在这些最新的附图中将使用相同的参照来指定满足相同功能的元件。
具体实施方式
因此，本发明的原理基于移动电视信号的重传，其还将考虑到与传送信道频率相比较的潜在的频率偏移。和多普勒效应可比较的这个偏移因为其涉及以固定模式接收所以不随着时间而改变。
与图1所表示并描述的技术系统的状态相比较，由图4所表示的根据本发明的这个系统，不同之处在于添加耦合器C(耦合器C用于采样要传送的输出信号以便将其与来自输入信号的参数相比较)以及自动频率补偿系统，以便最小化传送信号和分配频率之间的偏移。
这个自动频率补偿系统基于通过开关SW3的额外振荡器OL3的切换，其允许将检测到的频率偏差变换成偏移频率。
为了使得更加容易地理解根据本发明的这个系统，将要描述重传处理的不同步骤：
第一步骤：
在这个自动频率补偿系统中，使用具有2个位置的第一开关SW1来将输入RF信号切换到有线网络的频率改变电路或者切换到输入RF信号控制电路。这个开关SW1和其它开关SW2、SW3和SW4均由微处理器控制。
第一步骤涉及定位开关SW1于RF信号控制电路以及定位开关SW4于有线信号以便确定有线网络接收的信道的频率。该控制电路包括覆盖下载有线带宽(例如，108-862MHz)的有线调谐器T。这个调谐器与移动电视解调器D(例如，DVB-H)相连接使得仅解调从470到750MHz的DVB-H标准上的信道而不是DVB-C标准上的其它信道。
这样地，通过微处理器P在这个频带中的所有可能信道上调谐该调谐器(频率扫描)并且这样地检测的具有它们的相关频率的移动电视频道将被置于存储器M中。
一旦对移动电视频道锁定，解调器恢复微处理器将提取的信号(例如，MPEG2-TS数据的流)，例如，TPS(传送参数信令)信号，线缆中传送的信道频率(亦称为“有线信道频率”)以及从重传器传送作为输出RF的RF信道的频率(亦称为“RF信道的频率”)。这两部分频率信息也存储在存储器M中。
输入信号还被分析为信噪比或二进制误码率以便控制其质量。这个输入信号控制是重要的，从而避免在错误频率或以不足的信噪比传送信道。例如，如果置于存储器中的调谐频率与TPS信号中读取的频率不同，这意味着在网络上或在控制电路上存在问题。在这种情况下，将通过打开开关SW2将重传器置于等待模式。同样地，如果“信噪比”或“二进制误码率”不足，将以相同的方式将重传器置于等待。
第二步骤：
下一步，由于输入RF信号已经被控制并确认，开关SW1然后朝向频率改变电路定位于其第二位置。微处理器控制开关SW3以及振荡器OL1和OL3以便在TPS信号中指示的RF信道的频率上重传输入移动电视信号。
第二步骤取决于接收的有线信道的频率以及传送的RF信道的频率。
-实际上，如果有线信道频率已经处于UHF频带内(信道21到69，频率474到862MHz)并且有线信道频率等于RF信道频率，自动补偿频率偏差并且对于最后变换激活本地振荡器OL1。去激活振荡器OL3。
结果，开关SW3处于位置OL1使得振荡器OL1与混频器M4相连接以便进行最后变换。
-如果有线信道频率已经在UHF频带中，但是有线信道频率与RF信道的频率不同，微处理器控制第一振荡器OL1的频率以便增加频率到1220MHz，开关SW3切换到位置OL3并且振荡器OL3与混频器M4相连接以便进行最后变换。微处理器控制振荡器OL3的频率以便减少该频率，同时考虑由接收信号(例如，TPS)的参数给出的传送RF信道的频率。
-如果有线信道的频率不在UHF频带中，那么微处理器将以之前相同的方式单独地控制振荡器OL1和OL3：微处理器控制第一振荡器OL1的频率以便增加该频率到1220MHz，将开关SW3切换到位置OL3并且振荡器OL3与混频器M4相连接以便进行最后变换。微处理器控制振荡器OL3的频率以便减少该频率，同时考虑由接收信号(例如，TPS)的参数给出的传送RF信道的频率。
第三步骤：
这个步骤一旦完成，进行控制步骤。由于开关SW1朝向频率改变电路定位，开关SW4将切换到经由耦合器的输出信号。
这样地，经由耦合器C的实际传送并解调的频率将与存储于存储器中的传送RF信道频率相比较。如果这些频率不同，微处理器通过打开开关SW2将重传器放置于等待。
如果这些频率相等，微处理器以开启模式配置输出放大器和开关SW2。然后为了最小化典型地必须在重传频带中始终保持小于100Hz的传送信号的频率偏移，微处理器将然后处理由解调器给定的载波频率偏移CFO信息，其通过数模转换器(CDA)被转换成模拟数据。传递的输出电压是来自本地振荡器OL1、OL2和OL3的系统中基准振荡器VCXO的控制电压。因此自动地并且周期性地控制振荡器VCXO的频率、以及不同本地振荡器的频率以便保证频率偏移小于例如100Hz。
以示例的方式，这个系统使用具有以下值的滤波器F1-F5和本地振荡器OL1-OL3操作：
F1：307-862MHz带宽滤波器；F2：RF SAW 1220MHz滤波器；F3：IF SAW36MHz滤波器；F4：RF SAW 1220MHz滤波器以及F5：470-862MHz带宽滤波器。
本地振荡器OL1：1594-2078MHz；本地振荡器OL2：1184MHz以及本地振荡器OL3：1694-2078MHz。
这个移动TV重传器基于标准ETSI：“Technical Specifications for DVB-HSmall Gap Fillers。”
本发明应用于被多路复用到有关国家的有线网络的任何其它移动电视标准(例如，向美国和欧洲发送L波段)。
可以有利地在系统中实现RF或红外遥控系统，所以用户可以在有线网络上可用的频率复用中选择他的移动电视节目。在这种情况下，中继传送器基于遥控系统传送的信息改变对应的频率。
重传器的架构可以根据复杂程度和设计者开销程度改变，但是在本专利申请中描述的以及本领域技术人员已知的频率改变电路的管理原理将保持不变。

Claims (8)

1.一种用于接收信道中接收的数字信号(RFin)的重传方法，包括：通过线缆接收具有信令信息(TPS)的信号的步骤，
通过天线(A)在重传频率重传这个信号的步骤，
其特征在于：
基于所述信令信息选择重传频率的步骤，
将所述信号变换到所选择的重传信号频率的步骤，以及
基于所选择的重传信号频率控制并调整重传信号频率的步骤。
2.如权利要求1所述的重传方法，其特征在于，使得所述TPS信令信息包括，与接收信道相关联的接收频率和重传频率。
3.如权利要求1所述的重传方法，其特征在于，使得如果重传不是等频，使用本地振荡器(OL1，OL2)和额外切换的本地振荡器(OL3)完成信号变换步骤。
4.如权利要求3所述的重传方法，其特征在于，使得控制和调整重传信号频率的步骤包括通过电压控制VCXO振荡器同步本地振荡器的步骤。
5.一种用于接收信道中接收的数字信号(RFin)的重传系统，包括：
基于输入馈送信道确定重传频率的部件，
频率转换电路，用于使用至少一个本地振荡器将从信道接收的信号频率变换成重传频率的重传信号，
其特征在于，使得该系统包括：
具有额外本地振荡器(OL3)的自动频率补偿系统，
选择对于变换信号必要的本地振荡器的部件(SW3)，以及
基于确定的和测量的重传信号的频率来控制重传信号频率的部件。
6.如权利要求5所述的重传系统，其特征在于，使得自动补偿重传信号频率的部件包括：可以用于同步不同本地振荡器的本地基准振荡器。
7.如权利要求5所述的重传系统，其特征在于，使得通过线缆接收信号并且将其通过无线电中继信道重传到重传天线。
8.如权利要求5所述的重传系统，其特征在于，使得基于确定的和测量的重传信号频率来控制重传信号频率的部件包括：
用于采样重传信号的耦合器，
在重传信号的测量频率和确定频率之间比较的元件(p)，以及
用于不同本地振荡器(OL1-OL3)的控制元件(VCXO)。
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