CN1174606C - 多协议接收器中的解调部件 - Google Patents
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Abstract
多协议接收器包括解调器部件。解调器部件包括数个解调器，每一个都含有用于生成解调数字数据的三态输出端。三态输出端与信号总线耦合。信号总线又与用于处理解调数字数据、诸如传输处理器之类的信号处理器耦合。
Description
技术领域
本发明涉及，例如，卫星信号和地面广播高清晰度信号之类，根据不同调制方案调制的信号的解调和处理。
背景技术
目前，承载广播节目，譬如视频/音频/数据广播节目的数字信号以各自不同的格式，有时被称为协议从不同提供者那里发送给用户。例如，直接卫星系统(DSS)信号以专用格式格式化，和通过这个系统中的卫星供应的承载广播节目的所有信号利用那种协议格式化。类似地，在美国，地面广播高清晰度电视(HDTV)信号根据高级电视标准委员会(ATSC)最初推荐的和US联邦通信委员会(FCC)批准的标准格式化，和所有地面广播HDTV广播节目信号利用那种协议格式化。在欧洲，直接视频广播(DVB)信号可以通过卫星或通过电缆发送，所有这样的广播根据欧洲标准格式化。
此外，不同数字信号是利用不同的调制方案调制到发送给用户的载波上的。例如，DSS信号是利用正交相移键控(QPSK)调制方案调制的。ATSC信号是利用残留边带(VSB)调制方案调制的。DVB卫星信号是利用QPSK调制方案调制的，和DVB闭路信号是利用含有64或256点构象的正交调幅(QAM)方案调制的。本领域的普通技术人员还应该明白，甚至相似的调制方案(例如，QPSK)也可以使用要求为不同QPSK信号配置不同解调器的不同参数，譬如，多余带宽因子。
用户将希望接收所有这些或任何一个及任何其它协议的数字信号，承载广播节目的数字信号是通过这些协议传播的。目前，这需要相互分离的接收器，对于每种所需的协议，每个接收器包含在一个分离的盒子，譬如，所谓的顶置盒中。每个这样的接收器包括适合于调制数字信号的调制方案的解调器、和适合于解调数字信号的协议的传输处理器。但是，分离的接收器对用户来说是昂贵的，需要大量容纳各种顶置盒的空间，和使用起来也不方便。例如，每个顶置盒可能都拥有自带遥控器，而这个自带遥控器却可能与其它顶置盒的遥控器不兼容。
因此，最好在单个盒子中配备能够有选择地接收多协议数字信号的任何一个的单个接收器。这样的接收器必须包括能够有选择地解调通过不同调制方案调制的信号的解调器部件、和能够根据各自不同的协议有选择地处理解调信号的传输解码器部件。
有关这种解调器部件的一种现有技术解决方案牵涉到分析每个分离解调器实现的功能，和规定单个自适应解调器，包括用于实现所有不同调制方案所需的所有功能的功能电路。这样的解调器部件随控制信号而改变它的内部配置，以提供解调当前所选调制方案所需的功能。因为存在着一些为大多数或所有调制方案所共有的功能，所以这种技术可以提供为了解调根据预定调制方案的任何一种调制的输入信号，而可以对其进行重新配置的实用解调器。1997年9月授予Stewart的美国专利第5,671,253号和1998年2月10日授予Stewart的美国专利第5,717,471号展示了这样的系统。
这样的系统包括可以制造在单个集成电路(IC)芯片上的单个自适应解调器和解调根据不同调制方案调制的信号。例如，美国专利第5,671,253号展示了可以解调DSS信号、和DVB卫星和闭路信号的系统，和美国专利第5,717,471号展示了可以解调卫星信号、地面广播信号和闭路信号的系统。在这些系统的每一个中，把用于实现所需不同调制方案的所有必要功能的功能电路制造在带有多路复用器的解调器IC上，在多路复用器之间以适合于希望接收的每种调制方案的方式重新配置电路。把控制信号从系统控制器供应到自适应解调器内部的每个多路复用器，把多路复用器置于适合于所需调制方案的状态之下。
另一种现有技术解决方案是提供用于所需信号的分离解调器，然后提供响应控制信号把所需解调器与传输处理器相连接的多路复用器。Grimes等人在1999年10月26日提出的美国专利申请第09/427,388号展示了这样的系统。在第09/427,388号中，解调根据数种调制方案调制的信号的数个解调器与信号多路复用器相耦合。把控制信号提供给多路复用器，以调整把所需解调器与自适应传输处理器相连接的多路复用器。
在前一种现有技术解决方案中，增加附加的解调器是非常昂贵的。必须重新分析把解调器部件制造在上面的整个IC芯片，以确定所需的新功能，设计提供那些新功能的电路和将那个电路与先存电路互连。另外，接收器的控制处理器必须把控制信号提供给IC芯片中的所有多路复用器。附加解调器的增加功能可以要求IC芯片中的附加多路复用器互连附加的功能电路，和/或通过进一步增加输入端扩增现有的多路复用器。这又需要附加的控制线用于附加的和/或扩增的多路复用器。这样，在IC芯片上需要附加的引脚，或使分配控制信号的系统更加复杂。
在后一种现有技术解决方案中，可以更容易地增加附加的解调器，但这仍然需要扩增把那些解调器与传输处理器相连接的多路复用器。这可能意味着使用了可用但未用的多路复用器输入端。例如，先存多路复用器的实例含有四个输入端。在原来包括三个解调器的系统中，利用这样多路复用器中的第四个可用但未用的输入端可以增加第四个解调器。但是，增加第五个解调器将需要重新设计整个多路复用器电路。在每一种情况中，增加解调器都需要附加用于那个多路复用器的控制信号和在多路复用器芯片上附加引脚，或使控制信号分配系统更加复杂。
发明内容
最好，把用于以数种协议发送的和根据数种相应调制方案调制的信号的接收器构造成使增加新解调器变得既容易又廉价。
根据本发明的一个方面，提供一种多协议接收器中的解调器部件，包括：数个解调器；和信号处理器，用于处理解调数据；其特征在于：数个解调器解调具有各不相同调制方案的数据，和每一个解调器含有用于解调数据的三态输出端；和信号总线，耦合在数个解调器的各个输出端与信号处理器(30)之间。
根据本发明的另一个方面，提供一种能够接收和处理数个视频表示信号的用户视频接收器，包括：数个解调器，用于生成各自解调视频表示信号；和可控传输处理器，用于处理解调视频表示信号的所选那一个，以生成一个视频表示信号；其特征在于：视频表示信号具有各不相同的数据协议和利用各不相同调制方案调制；数个解调器生成具有相应数据协议的各自解调视频表示信号，每一个解调器含有三态输出端；可控传输处理器根据相应数据协议处理解调视频表示信号；和数据总线耦合在数个解调器的各自输出端与可控传输处理器之间。
按照本发明的原理，多协议接收器包括解调器部件。解调器部件包括数个解调器，每个解调器含有用于生成解调数字数据的三态输出端。三态输出端与信号总线耦合。信号总线又与处理解调数字数据的、诸如传输处理器之类的信号处理器耦合。
以这样方式设计的解调器部件使增加附加的解调器变得容易。与其它一样，附加解调器只需要含有三态输出端，并且与系统总线相连接。不需要重新设计自适应解调器，也不需要扩增多路复用器。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明的接收器的解调器部件的方块图；和
图2是图1所示的根据本发明的接收器的解调器部件的更详细方块图。
具体实施方式
图1是根据本发明的接收器的解调器部件的方块图。在图1中，个数为N的解调器10与根据数种各不相同调制方案之一调制的基带调制信号的各个信源(未示出)相耦合。解调器110(1)根据一种调制方案(例如，用于HDTV的VSB)解调信号。解调器210(2)根据不同的调制方案(例如，用于DSS的QPSK)解调信号。其余解调器根据各不相同的调制方案(例如，用于DVB的QPSK和QAM)解调信号。数个解调器10的各自输出端以已知方式与包括数据和控制信号线(未示出)的信号总线20耦合。信号总线20还与传输处理器30的输入端耦合。系统控制器40把控制信号提供给数个解调器10(和其它电路-未示出)。
数个解调器10的每一个都包括把来自解调器的信号耦合到信号总线20的三态输出缓冲器12。每个这样的三态输出缓冲器都包括控制输入端OE。系统控制器40把控制信号提供给三态缓冲器12的每个允许输出输入端。
在操作过程中，系统控制器40把允许输出控制信号仅提供给数个解调器10的所选那一个的三态缓冲器12。响应这样的控制信号，所选解调器10中的三态缓冲器12生成代表来自那个解调器10的解调数字数据的逻辑电平信号。数个解调器10的其余部件(即没有被选中的那些解调器)接收禁止三态缓冲器12输出的控制信号。响应这样的控制信号，三态缓冲器的输出端被调整成呈现高输出阻抗。
因此，数个解调器10的所选那一个与信号总线20耦合，而数个解调器10的其它解调器则与信号总线20隔离。因此，来自数个解调器10的所选那一个的信号通过信号总线20供应给传输处理器30。系统控制器40以已知的方式把控制信号(未示出)供应给传输处理器30。响应这样的控制信号，传输处理器30以适当的方式处理来自数个解调器10的所选那一个的解调数字信号，也以已知方式生成作进一步处理的有效负载信号(未示出)。
在这样的接收器中，需要多少解调器解调所有所需信号协议，就提供多少解调器。并且，在想要增加其它协议的接收器中，还可以容易地扩充解调器的数量。象现有技术解决方案那样，既没有必要重新设计信号自适应解调器IC芯片，也没有必要扩增多路复用器。
图2是图1所示的根据本发明的接收器的解调器部件的更详细方块图。在图2中，与图1所示的单元相同的那些单元用相同的标号表示，在下面不再作详细描述。为了简化图形，图中只显示了两个解调器，10(1)和10(2)。本领域的普通技术人员应该明白，根据本发明的系统可以包括多于两个的解调器。
在图2中，数个解调器10的每一个生成承载来自那个解调器的解调数字数据的四个信号。在图2中，数字数据是以串行位流的形式传送的。生成数字信号(DATA)来传送代表解调数字数据的不归零(NRZ)格式串行数据流信号，和生成相应的时钟信号(CLOCK)来传送允许那个数据定时输入到如下电路中的定时信息。例如，对于DSS格式数据，以大约42MHz产生串行数据，而对于HDTV格式数据，以大约43MHz产生串行数据。其它格式以不同数据速率产生串行数据。把传输处理器30制造成能够以数个解调器10产生的所有数据速率处理串行数据。
数个解调器10产生的其它信号是分组有效信号(PACKET VALID)和分组数据信号(PACKET DATA)。把分组有效信号(PACKET VALID)调整成，在当前在信号总线20上传输的分组中的数据有效时呈现一种逻辑状态，而在当前分组存在太多错误，以致于不能精确地恢复数据时呈现另一种逻辑状态。把分组数据信号(PACKET DATA)调整成，在当前在信号总线20上传输的串行数据代表传输数据时呈现一种逻辑状态，而在当前由信号总线20传输的串行数据代表诸如检错码和纠错码信息之类的额外开销信息时呈现另一种逻辑状态。传输处理器30将忽略如PACKET VALID和PACKET DATA信号所指示的、无效的分组和不代表传输数据的串行数据。
这四个信号由数个解调器10的每一个通过已知设计的电路(未示出)以已知的方式生成，并且供应给各个三态缓冲器电路12。三态缓冲器电路12的各自输出端与图2所更详细示出的、信号总线20中的相应信号线耦合。本领域的普通技术人员应该明白，这些信号的信号特性，无论在物理上还是在逻辑上，在数个解调器10的每一个中都必须是相同的。
系统控制器40为数个解调器10生成控制信号。数个解调器10的每一个中的控制寄存器14被耦合成以已知方式接收来自系统控制器40的信号。控制寄存器14的输出端共同耦合到三态缓冲器12的允许输出输入端。
本领域的普通技术人员应该明白，控制信号可以通过许多已知方案的任何一种从系统控制器40供应到数个解调器10。例如，系统控制器40可以用微处理器来实现，和数个解调器10的每一个可以共同耦合到微处理器的控制总线。在所示的实施例中，数个解调器10以已知方式，通过Philips 12C控制总线与微处理器耦合，并且受微处理器控制。
信号总线20由四条信号线组成：第一条用于串行数据信号DATA和第二条用于串行数据时钟信号CLOCK。这两条线组成信号总线20的数据部件。第三条信号线用于分组有效信号(PACKET VALID)和第四条信号线用于分组数据信号(PACKET DATA)。这两条信号线组成信号总线20的控制部件。传输处理器30接收这些信号，提取数字数据，并且，如果分组是有效的，和当前数据位代表传输数据的话，处理数据以提取有效负载，所有这些都是以已知方式进行的。
在图2中，信号总线20通过图2中虚方框所示的可选缓冲器电路25耦合到传输处理器30。缓冲器电路25为信号总线20中的信号提供附加的驱动电源。如果数个解调器10没有与传输处理器30配置在一起，那么，这也许是必要的。例如，如果数个解调器10位于一个或多个IC芯片上，而传输处理器位于不同的IC芯片上，那么，信号总线必须穿过，例如，印刷电路板(PCB)迹线。为了提供相对抗干扰的发送，就需要缓冲器25。
另外，在所示的实施例中，数个解调器10是利用3.3伏CMOS(互补型金属氧化物半导体)工艺制造的，而传输处理器30是利用5伏TTL(晶体管-晶体管逻辑电路)工艺制造的。在这种系统设计中，缓冲器电路25还包括特殊设计的加电电路，以便在接通电源期间保持输出端处在断开状态。这就防止了数个解调器10 IC芯片的3.3v.CMOS输出端在接通电源期间不注意地锁住传输处理器30的5v.输入端。
在图2中，信号总线20被显示成包括4条信号线。本领域的普通技术人员应该明白，其它配置也是可以的。例如，可以以并行的方式，而不是以串行的方式表示解调数字数据。在这样的配置中，对于一个字节的数据，可以有，例如，八条数据线。时钟信号CLOCK在这种配置中可以是一个字节时钟脉冲。这增加了数个解调器10和传输处理器30(和缓冲器25)上需要的引脚数量，和增加了每个解调器10中所需的三态缓冲器12的数量，但是把信号总线20的输出位速率降低为，例如，原来的八分之一。如果把传输处理器30中的附加电路配备成能够监视数据流和确定数据位(或字节)的哪一个代表传输数据和哪一个代表检错和纠错数据，那么，还可以省略掉分组数据(PACKET DATA)信号。同理，通过把数据有效性的指示符包括在分组数据本身内，可以省略掉分组有效(PACKET VALID)信号。最后，利用自定时数据信号来代替所示实施例的NRZ信号，可以省略掉数据时钟信号CLOCK。因此，传输自定时数据信号的输出端最小可以达到一个。但是，应该认为，所示的实施例是信号总线20的最实用配置。
Claims (13)
1.一种多协议接收器中的解调器部件，包括：
数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))；和
信号处理器(30)，用于处理解调数据；
其特征在于：
数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))解调具有各不相同调制方案的数据，和每一个解调器含有用于解调数据的三态输出端；和
信号总线(20)，耦合在数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))的各个输出端与信号处理器(30)之间。
2.如权利要求1所述的解调器部件，其特征在于：系统控制器(40)，与数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))耦合，用于把数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))的所选那一个调整成让解调数据通过输出端传输到信号总线(20)，和把数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))的其余解调器调整成在它们的各自输出端上呈现高阻抗。
3.如权利要求1所述的解调器部件，其特征在于：数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))的每一个包括含有与信号总线(20)耦合的输出端的三态缓冲器(12(1)，12(2)，……，12(N))。
4.如权利要求3所述的解调器部件，其特征在于：
数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))的每一个中的三态缓冲器(12(1)，12(2)，……，12(N))还包括控制输入端(OE)；和
解调器部件还包括系统控制器(40)，分别与数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))的每一个中的三态缓冲器(12(1)，12(2)，……，12(N))的控制输入端(OE)耦合，用于把数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))的所选那一个中的三态缓冲器(12(1)，12(2)，……，12(N))调整成让解调数据通过输出端传输到信号总线(20)，和把数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))的其余解调器中的三态缓冲器(12(1)，12(2)，……，12(N))调整成在它们的各自输出端上呈现高阻抗。
5.如权利要求4所述的解调器部件，其特征在于：
数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))的每一个包括数个三态缓冲器(12(1)，12(2)，……，12(N))，它们的控制输入端共同耦合到系统控制器(40)；和
信号总线(20)包括分别与数个三态缓冲器(12(1)，12(2)，……，12(N))的各自输出端耦合的数条信号线(DATA、CLOCK、PACKET VALID和PACKETDATA)。
6.如权利要求4所述的解调器部件，其特征在于：数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))的每一个包括控制寄存器(14(1)，14(2)，……，14(N))，该控制寄存器的输入端耦合到系统控制器(40)，并且该控制寄存器的输出端耦合到三态缓冲器(12(1)，12(2)，……，12(N))的控制输入端(OE)。
7.如权利要求1所述的解调器部件，其特征在于：包括耦合在信号总线(20)与信号处理器之间的缓冲器(25)。
8.如权利要求1所述的解调器部件，其特征在于：信号处理器(30)是传输处理器。
9.一种能够接收和处理数个视频表示信号的用户视频接收器，包括：
数个解调器(10(1)，10(2)，……，10(N))，用于生成各自解调视频表示信号；和
可控传输处理器(30)，用于处理解调视频表示信号的所选那一个，以生成一个视频表示信号；
其特征在于：
视频表示信号具有各不相同的数据协议和利用各不相同调制方案调制；
数个解调器生成具有相应数据协议的各自解调视频表示信号，每一个解调器含有三态输出端；
可控传输处理器根据相应数据协议处理解调视频表示信号；和数据总线耦合在数个解调器的各自输出端与可控传输处理器之间。
10.如权利要求9所述的用户视频接收器，其特征在于：把可控传输处理器制造在单个集成电路上。
11.如权利要求9所述的用户视频接收器，其特征在于：接收器包含在单个盒子中。
12.如权利要求9所述的用户视频接收器，其特征在于：各不相同的数据协议是从包括直接卫星系统信号、地面广播高清晰度电视信号、和直接视频广播信号的一个组中选择出来的。
13.如权利要求9所述的用户视频接收器，其特征在于：各不相同的调制方案是从包括正交相移键控、残留边带、和正交调幅的一个组中选择出来的。
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