CN1199984A - 接收hdtv和ntsc电视信号的接收机及选择已收信号的方法 - Google Patents

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Abstract

一种接收HDTV和NTSC信号的接收机和用于选择已接收信号的方法,根据本方法,广播模式是从外部设置的,当广播模式是一个NTSC模式时就选择NTSC信号;而当广播模式是一个HDTV模式时就选择高清晰度(ATV)信号;当判定广播模式是一个自动模式时,就判定是否在已接收信号中存在NTSC信号;如果否,所说的ATV信号被选择,如果是,则确定来自外部的频道设置;如果频道是一个NTSC频道,则选择NTSC信号,而如果频道是一个HDTV频道,则选择ATV信号。

Description

接收HDTV和NTSC电视 信号的接收机及选择 已收信号的方法
本发明涉及接收机，尤其是用于接收HDTV和NTSC信号的接收机，及其用于有选择地接收HDTV或NTSC信号的方法。
“大联盟”(GA)ATV(高级电视)系统是能够取代NTSC的一个数字电视发送系统标准。该GA-ATV系统(也称之为GA-HDTV或GA-VSB)是由高级电视系统委员会(ATSC)标准化的系统，并采用一个残留边带(VSB)的数字发射调制方法。
新的ATV信号是通过在一个给定地域中的当时不使用的TV频道(称作“禁用”频道)和一个普通的模拟电视广播信号(NTSC)同时地发送的。所以，这种GA-VSB接收机必须设计成能够抵御来自NTSC信号的干扰。
对应于美国的陆地广播HDTV标准的GA-VSB接收机在下列的参考文献[1]中公开：[1]ATSC数字电视标准(1995年9月)。图1示出了上述的GA-VSB接收机的构型。
参考图1，接收机一般包括调谐器102、解调器104、NTSC干扰消除器106、信号处理器108和显示器110。调谐器102接收从发射机发送的HDTV信号。解调器104解调该调谐器102的输出。NTSC干扰消除器106消除存在于解调器104的输出中的NTSC信号的调制载波。信号处理器108均衡NTSC干扰消除器106的输出，较正在被均衡的信号中的误差并将误差较正的信号恢复成一个图像信号。显示器110显示信号处理器108的输出。
但是，如果HDTV广播真正地开播，首先不可避免地将会和NTSC广播共存，接收机构造成能使得观众按照意愿观看HDTV或NTSC广播。其次，根据地域的位置而使得频道可以是一个NTSC广播频道或是HDTV广播频道。因此，由于在实际中的频道既可以有NTSC信号也可以有HDTV信号，所以需要能够观看两个广播的任何之一的接收机的结构。但是，图1所示的传统的GA-VSB接收机结构只允许观众观看HDTV广播。
本发明的一个目的是提供一个用于接收NTSC和HDTV信号的接收机。
本发明的另一个目的是提供一个用于有选择地接收NTSC或HDTV信号的方法。
本发明的再一个目的是在一个频道中共存有NTSC和HDTV的情况下，提供一个用于有选择地接收NTSC或HDTV信号的方法。
为了实现本发明的第一个目的，本发明的一个接收机包括一个调谐器，用于接收一个具有数字格式的高清晰度信号和一个具有模拟格式的普通的信号。一个第一解调器，解调由该调谐器输出的高清晰度信号和并输出一个解调的高清晰度信号。一个检测器，检测在解调的高清晰度信号中是否存在通常(normal)的信号并因此产生一个检测信号，及去除该通常的信号。一个第一信号处理器，处理由该检测器输出的高清晰度信号，将高清晰度信号恢复成一个图像信号，并输出一个高清晰度图像信号。一个第二解调器，解调从该调谐器输出的该通常的信号并输出一个解调的通常的信号。一个第二信号处理器，处理该解调的通常的信号并输出一个通常的图像信号。一个控制器，确定该检测信号，以及从外部输入的一个广播模式信号和一个频道模式信号，并产生一个选择信号。一个选择器，根据该选择信号输出该高清晰度图像信号或该通常的图像信号。其中的高清晰度信号是一个ATV信号而该通常的信号是一个NTSC信号。该广播模式信号能够指示至少一个HDTV模式、一个NTSC模式和一个自动模式。根据指示一个NTSC信号存在于该ATV信号中的检则信号，该控制器产生一个选择信号，以便控制该选择器在当该频道模式信号指示一个HDTV频道时选择该ATV图像信号，而当该频道模式信号指示一个NTSC频道时选择该NTSC图像信号。
为了实现本发明的第二和第三目的，本发明提供一个对于已收的信号进行选择的方法。包括的步骤有：确定从外部设置的一个广播模式；当广播模式被确定为第一种模式时，选择通常的信号，而当广播模式被确定为第二种模式时，选择高清晰度信号，并在当广播信号被确定为第三种模式时，确定是否有通常的信号存在于已收的信号中，以便同时的接收一个具有数字格式的高清晰度信号和具有模拟格式的通常的信号。
而且，本发明的接收方法包括的步骤有：当在已收的信号中不存在通常的信号时，接收该高清晰度信号，而当在已收的信号中存在通常的信号时，确定来自外部的频道设置；并在当确定的频道是一个通常的频道时，选择通常的信号，而当确定的频道是一个高清晰度频道时，选择该高清晰度信号。其中的高清晰度信号是一个ATV信号而通常的信号是一个NTSC信号。该第一模式是一个NTSC模式，第二模式是一个HDTV模式而第三模式是一个自动模式。
本发明的上述的目的和优点将伴随着结合附图对于本发明的最佳实施例的描述而变得显见。
图1是一个普通的GA-VSB接收机的框图；
图2是根据本发明实施例的用于接收HDTV和NTSC信号的一个接收机的框图；
图3是图2中示出的NTSC干扰消除器的详细的框图；
图4是图3中的一个NTSC干扰抑制滤波器的频率特性；
图5是一个VSB发送帧的格式图；和
图6是说明图2的对已收信号进行选择的一个控制器操作的流程图。
参考图2，一个调谐器202同时地接收NTSC和HDTV信号。就是说，调谐器202的构造是使得其能够接收NTSC和HDTV全部信号。一个HDTV解调器204解调在调谐器202输出信号中的HDTV信号。一个NTSC干扰消除器206消除存在于HDTV解调器204的输出信号中的NTSC信号的调制载波，并且输出指示是否有NTSC存在于HDTV信号中的一个检测信号(NRF_sel)，一个HDTV信号处理器208均衡该NTSC干扰消除器206的输出信号，较正在该均衡的信号中的误差，并将误差较正的信号恢复成一个图像信号，一个NTSC解调器210解调在调谐器202输出的信号中的NTSC信号。一个NTSC信号处理器212处理解调的该NTSC信号并将处理的NTSC信号输出。一个控制器214识别由NTSC干扰消除器206输出的该检测信号(NRF-sel)和用户设置的一个广播模式信号(mode)和一个频道模式信号(Ch-mode)，并产生一个选择信号(d＿sel)。根据由控制器214产生的该选择信号(d＿sel)，一个选择器216选择该恢复的HDTV信号(S1)或处理的NTSC信号(S2)，并将选择的信号加到一个显示器218。
图3示出了详细的NTSC干扰消除器206的电路。参考图3，NTSC干扰消除器206包括一个梳状滤波器220，一个NTSC干扰检测器226和一个选择器248(MUX)。在一个同频道情况中，其中有HDTV和NTSC信号被同时广播，该NTSC信号具有一个相距HDTV信号的预定的载波偏移(大约是0.89MHz)。几乎NTSC信号的所有的能量集中在一个原始的DC成分中，即调制载波中。所以，梳状滤波器220的减法器224通过12个符号延迟222从输入的符号中减去由12个符号延迟的输入符号，从而去除NTSC信号的调制载波。
如图4中所示，在一个6MNZ HDTV信号的频带中，梳状滤波器220具有几个频率凹口(notches)。由于作为图象载波的调制载波、色度副载波和伴音载波处在靠近该梳状滤波器220的频率凹口的位置，所以通过梳状滤波器220的NTSC信号的能量被显著地减小。因此，梳状滤波器220能够有效地去除在信号中的NTSC信号，尽管其结构简单。
同时，NTSC干扰检测器226把一个预先存储的场同步(称之为“sync”)基准方案(pattern)和一个在从图2示出的HDTV解调器204输出的解调数据符号中的一个场同步相比较，并使用它们之间的差的平方的累加值，即能量，以便确定在HDTV信号中是否存在NTSC信号。
在此，已接收的VSB数据帧的格式在图5中示出。VSB数据帧包括两场。每一场包括一个场同步段和312个数据段，每一个数据段包括四个段同步符号和828个数据符号。在场同步段和每一个数据段的开始，段同步被插入到一个8-级数字数据流中，段同步的四个符号的每一个有预定的方案，具有“+5，-5，+5，-5”的信号电平，并且数据段的残余数据随机地包括8个等级的任意信号电平(±1，±3，±5，±7)。在图5中，FEC表示正向误差校正。场同步信号序列(FIELD SYNC#1或FIELD SYNC#2)表示插入到作为每一个场的第一段的一个场同步段的段开始。该场同步信号序列具有规则的形式。
NTSC干扰检测器226包括单元228、230和232，形成第一路径，其中的场同步基准方案和已接收的不通过梳状滤波器220和234的场同步相比较，并且其间差异的平方的累加值(能量)被计算；单元234、240、242、244形成第二个路径，其中由梳状滤波器220滤波的场同步和由梳状滤波器234滤波的一个场同步基准方案相比较，并且其间的差异的平方的累加值(能量)被计算；并且一个最小能量检测器246对于沿着两条路径的这些值进行比较，以便选择具有较小能量的路径并输出指示是否在HDTV信号中有NTSC信号存在的一个检测信号(NRF_sel)。就是说，如果存在NTSC信号，则通过梳状滤波器220和234的第二路径的能量是较小的，而反之不通过梳状滤波器220和234的第一路径的能量是较小的。该检测信号(NRF_sel)表示NTSC信号的存在或不存在，并且当NTSC信号存在时是逻辑“1”。而当NTSC信号不存在时是逻辑“0”。
根据检测信号(NRF_sel)，选择器248选择从HDTV解调器204输出的解调的数据符号或经过梳状滤波器220的解调的数据符号，并将选择的符号输出到在图2中示出的HDTV信号处理器208。
图6的流程图示出了图2中的控制器214执行的信号选择操作的流程图。图6的操作将参考图2进行描述。参考图6，控制器214接收一个外部信号以便选择一个HDTV模式、NTSC模式或一个自动模式。这一外部信号是一个广播模式信号(mode)。例如，当模式值是“00”时，NTSC模式被选择，当“01”时，HDTV模式被选择而当“10”时，自动模式被选择。
当在步骤S101中从外部接收的广播模式信号(mode)是“00”时，控制器214识别为NTSC模式并将选择信号(d＿sel)送到选择器216，并且随即在步骤S102中，该选择器216总是选择由NTSC信号处理器212输出的已经处理的NTSC信号(S2)。从而使得观众能够观看到显示器218上的NTSC广播。
当在步骤S101中广播模式信号(mode)是“01”时，控制器214识别为HDTV模式并将选择信号(d＿sel)送到选择器216，并且随即在步骤S103中，该选择器216总是选择由HDTV信号处理器208输出的已经处理的HDTV信号(S1)。从而使得观众能够观看到显示器218上的HDTV广播。
当广播模式信号(mode)在步骤S101中是“10时，控制器214识别为自动模式并在步骤S104中确定由NTSC干扰消除器206检测的检测信号(NRF_sel)。当检测信号(NRF_sel)是逻辑“0”时，即当NTSC信号不存在时，上述的步骤S103被执行。就是说，控制器214将选择信号(d＿sel)送到选择器216，且该选择器216总是选择由HDTV信号处理器208输出的已经处理的HDTV信号(S1)。从而使得观众能够观看在显示器218上的HDTV广播。
当在步骤S104中的检测信号(NRF＿sel)是逻辑“1”时，即当确定存在NTSC信号时，则要根据用户设置的频道模式信号(Ch-mode)在步骤S105中选择NTSC或HDTV广播。就是说，由于NTSC频道被选择，当在步骤S104中确定存在NTSC信号时，在步骤S105中确定频道模式信号(Ch＿mode)，以便发现是否现存的NTSC信号应该被作为信号对待，或由于是HDTV频道被选择而作为一个干扰对待。当频道模式信号(Ch＿mode)是逻辑“0”时，意味着NTSC频道被选择。所以程序返回到步骤S102，控制器214将选择信号(d＿sel)加到选择器216，且该选择器216总是选择由NTSC信号处理器212输出的已经处理的NTSC信号(S2)。从而使得观众能够观看在显示器218上的NTSC广播。
当在步骤S105中的频道模式信号(Ch＿mode)是逻辑“1”时，意味着在HDTV频道中存在NTSC信号。所以，程序返回到步骤S103，且控制器214将选择信号(d＿sel)加到选择器216，且该选择器216总是选择由HDTV信号处理器208输出的已经处理的HDTV信号(S1)。从而使得观众能够观看在显示器218上的HDTV广播。
如同上述的描述，本发明能够接收NTSC和HDTV信号，并在当NTSC和HDTV信号存在于一个频道中时，有选择地接收二者之一。

Claims (11)

1.一个接收机，包括：
一个调谐器，接收一个具有数字格式的高清晰度信号和一个具有模拟格式的普通的信号；
一个第一解调器，解调由所说的调谐器输出的高清晰度信号并输出一个解调的高晰度信号；
一个检测器，检测在解调的高清晰度信号中是否存在通常的信号并因此产生一个检测信号，及去除所说的通常的信号；
一个第一信号处理器，处理由所说的检测器输出的高清晰度信号，将高清晰度信号恢复成一个图像信号，并输出一个高清晰度图像信号；
一个第二解调器，解调从所说的调谐器输出的所说的通常的信号并输出一个解调的通常的信号；
一个第二信号处理器，处理所说的解调的通常的信号并输出一个通常的图像信号；
一个控制器，确定所说的检测信号，以及从外部输入的一个广播模式信号和一个频道模式信号，并产生一个选择信号；和
一个选择器，根据所说的选择信号输出所说的高清晰度图像信号或所说的通常的图像信号。
2.根据权利要求1的接收机，其中，所说的高清晰度信号是一个ATV信号而所说的通常的信号是一个NTSC信号。
3.根据权利要求2的接收机，其中，所说的广播模式信号能够指示至少一个HDTV模式、一个NTSC模式和一个自动模式。
4.根据权利要求1的接收机，其中，所说的控制器产生一个选择信号，以便控制所说的选择器，根据检测信号指示，在所说ATV信号中存在一个NTSC信号，在当所说的频道模式信号指示一个HDTV频道时选择所说的ATV图像信号，而当所说的频道模式信号指示一个NTSC频道时选择所说的NTSC图像信号。
5.一种用于接收HDTV和NTSC广播的接收机，包括：
一个调谐器，同时地接收一个NTSC信号和一个HDTV信号；
一个HDTV解调器，解调由所说的调谐器输出的HDTV信号和并输出一个解调的HDTV信号；
一个NTSC干扰消除器，从所说的解调的HDTV信号中消除所说的NTSC信号的调制载波，并产生一个指示在所说的HDTV信号中是否存在所说的NTSC信号的检测信号；
一个HDTV信号处理器，均衡由所说的NTSC干扰消除器输出的信号，较正在已均衡的信号中的误差，恢复已经过误差校正的信号成为一个图像信号并输出一个HDTV图像信号；
一个NTSC解调器，解调从所说的调谐器输出的所说的NTSC信号并输出一个解调的NTSC信号；
一个NTSC信号处理器，处理所说的解调的NTSC信号并输出一个NTSC图像信号；
一个控制器，确定所说的检测信号，以及从外部输入的一个广播模式信号和一个频道模式信号，并产生一个选择信号；和
一个选择器，根据所说的选择信号输出所说的HDTV图像信号或所说的NTSC图像信号。
6.根据权利要求5的接收机，其中，所说的广播模式信号能够指示至少一个HDTV模式、一个NTSC模式和一个自动模式。
7.根据权利要求5的接收机，其中，所说的控制器产生一个选择信号，以便控制所说的选择器，根据检测信号指示所说NTSC信号存在于所说HDTV信号中，在当所说的频道模式信号指示一个HDTV频道时选择所说的HDTV图像信号，而当所说的频道模式信号指示一个NTSC频道时选择所说的NTSC图像信号。
8.一种对于同时接收的具有一个数字格式的高清晰度信号或具有一个模拟格式的通常的信号进行选择的方法，包括的步骤有：
(a)确定从外部设置的一个广播模式；
(b)当广播模式被确定为第一种模式时，选择通常的信号，而当广播模式被确定为第二种模式时，选择高清晰度信号，并在当广播信号被确定为第三种模式时，确定是否有通常的信号存在于已接收的信号中；
(c)当在所说的已接收的信号中没有通常的信号时，接收所说的高清晰度信号，并且当有通常的信号存在于已接收的信号中时确定来自外部的一个频道设置；和
(d)当所说的确定的频道是一个通常的频道时选择所说的通常的信号，而当所说的确定的频道是一个高清晰度频道时选择所说的高清晰度信号。
9.根据权利要求8的选择方法，其中，所说的高清晰度信号是一个ATV信号而所说的通常的信号是一个NTSC信号。
10.根据权利要求9的选择方法，其中，所说的第一模式是一个HDTV模式，所说第二模式是一个NTSC模式和所说第三模式是一个自动模式。
11.一种用在接收机中有选择地接收信号的方法，该接收机产生一个指示在HDTV信号中是否存在一个NTSC信号的NTSC检测信号并且能够接收所说的HDTV和NTSC信号，所说的方法包括步骤：
(a)接收所说的HDTV和NTSC信号；
(b)当来自外部的广播模式的设置是一个HDTV模式时选择所说的HDTV信号，当所说的广播模式是一个NTSC模式时选择所说的NTSC信号，而当所说的广播模式是一个自动模式时确定所说的NTSC检测信号；
(c)当在所说的已接收信号中不存在所说在NTSC信号时选择所说的HDTV信号，而当所说的NTSC信号存在于所说的已接收信号中时则根据所说的NTSC检测信号确定来自外部的一个频道模式设置；和
(d)当所说的频道模式是一个HDTV频道模式时选择所说的HDTV信号，而当所说的频道模式是一个NTSC频道模式时选择所说的NTSC信号。
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