CN1750413B - 广播信号接收装置和滤除噪声信号的方法 - Google Patents

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Abstract

一种广播信号接收装置和一种滤除噪声信号的方法。广播信号接收装置包括：调谐器，用于将RF信号转换为低频信号以输出中频(IF)信号；滤波器，用于滤波IF信号以输出数字IF信号，以及控制器，用于控制调谐器将IF信号的频率移到一频带，以便如果数字IF信号包括预定幅度的噪声信号则去除噪声信号。因此，该广播信号接收装置可滤除产生于邻近为观看而选择的信道上的数字广播信号的模拟和数字广播信号的噪声信号。

Description

广播信号接收装置和滤除噪声信号的方法
技术领域
本发明总的构思涉及一种广播信号接收装置和一种滤除噪声信号的方法，尤其涉及一种广播信号接收装置和滤除由模拟和/或数字广播信号引入的噪声信号的方法，该模拟和/或数字广播信号邻近在为观看而选择的信道上接收的选择的数字广播信号。
背景技术
数字TV系统可压缩、数字转换并且发送视频和音频信号。数字信号处理和通信技术的进展已经引起对广播信号接收装置的开发，该广播信号接收装置能够与NTSC(国家电视系统委员会)标准模拟广播信号一起、接收来自数字广播信号的ATSC(先进电视系统委员会)标准VSB(残留边带)系统的数字广播信号。这些模拟和数字广播使用相同的6MHz的RF信道带宽，使得广播信号接收装置可使用相同的天线和调谐器来接收数字和模拟广播信号。因此，邻近在为观看而选择的信道上接收的选择的数字广播信号的模拟和/或数字广播信号不时地相互干扰并且变成噪声信号。
图1图示在邻近信号由常规广播信号接收装置滤除时剩余的噪声信号。如图1所示，SAW(表面声波)滤波器40滤除在为观看而选择的信道上接收的选择的数字广播信号10和邻近信号20。包括在SAW滤波器40的带宽中的邻近信号20的一部分未被滤除，而是与选择的数字广播信号10一起被输出作为噪声信号30。噪声信号30与选择的数字广播信号10一起被处理，并且导致视频和音频输出信号质量上的劣化。邻近信号20是邻近在为观看而选择的信道上接收的选择的数字广播信号10的模拟或数字广播信号。在数字和模拟广播同时的时候，NTSC标准模拟广播信号在邻近或等于选择的数字广播信号10的信道频率发送。结果，选择的数字广播信号10中可发生严重的信道干扰，从而劣化广播信号接收装置的信号接收特性。
发明内容
本发明总的构思提供一种广播信号接收装置和通过将选择的数字广播信号和邻近信号的频率移到由适于降低噪声信号的频带来滤除噪声信号的方法，以便防止邻近在为观看而选择的信道上接收的选择的数字广播信号的信号被噪声信号干扰。
本发明总的构思的另外方面将在下面的说明中部分提出，并且部分根据该说明将会显而易见，或者可通过实施本发明总的构思而获知。
本发明总的构思的前述和/或其它方面通过提供一种广播信号接收装置来实现，该广播信号接收装置用于接收和处理射频(RF)信号格式的模拟和数字广播信号，该装置包括：调谐器，用于将RF信号转换为低频信号，以输出中频(IF)信号；滤波器，用于滤波IF信号以输出数字IF信号；以及控制器，用于控制调谐器，以在预定幅度的噪声信号包括在数字IF信号中时，将IF信号的频率移到适合于使用滤波器去除噪声信号的频带。
该广播信号接收装置还可包括：信道存储单元，用于存储关于通过调谐器可接收的多个信道的信道频率信息；以及IF信号处理器，用于解调数字IF信号，并且用于校正在解调的数字IF信号中的错误，其中控制器检查存储在信道存储单元中的信道频率信息，以确定是否有在选择的第一信道的一侧上的邻近的信道，并且如果有信道邻近选择的第一信道，则控制器在IF信号处理器校正在解调的数字IF信号中的错误时检测比特错误率，并且控制调谐器将选择的第一信道的IF信号的频率移到减少比特错误率的频带。
该调谐器可包括：混频器，用于将RF信号的频率与预定的第一频率混合；本机振荡器，用于产生预定的第一频率；以及锁相环(PLL)，用于控制本机振荡器产生预定的第一频率，并且在对应预定的第一频率的比特错误率大于预定值时，控制器控制PLL将预定的第一频率转换为预定的第二频率，以将比特错误率减少到小于预定值的值。
本发明的总的构思的上述和/或其它方面还通过提供一种噪声信号滤除方法来实现，该噪声信号滤除方法可用于接收并且处理射频信号格式的模拟和数字广播信号，该方法包括：如果在第一信道的一侧有邻近信道，将在选择的第一信道上接收的RF信号的频率转换为低频，以输出中频(IF)信号；滤波IF信号来输出数字IF信号；以及如果确定数字IF信号包括预定幅度的噪声信号，则将IF信号的频率移动到适合在滤波操作中去除噪声信号的频带。
移动IF信号的频率可包括：解调数字IF信号，并且校正在解调的数字IF信号中的错误；在校正解调的数字IF信号中的错误时，检测比特错误率；以及将IF信号的频率移动到具有小于预定值的比特错误率的频带。
附图说明
根据结合附图的各实施例的以下说明，本发明总的构思的这些和/或其它方面和优点将会变得清楚明白和更容易领会，附图中：
图1图示在邻近信号由常规广播信号接收装置滤波时剩余的噪声信号；
图2是图示根据本发明总的构思的一个实施例的广播信号接收装置的框图；
图3图示图2的广播信号接收装置的调谐器；
图4A到4C图示图2的广播信号接收装置中的噪声信号滤除操作；
图5A到5C图示图2的广播信号接收装置中的另一个噪声信号滤除操作；以及
图6是图示根据本发明总的构思的一个实施例的滤除噪声信号的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明总的构思的各实施例，其例子在附图中图示，在这些图中，相同的参考标号表示相同的组件。下面说明各实施例，以便参照附图解释本发明总的构思。
图2是图示根据本发明总的构思的一个实施例的广播信号接收装置的框图。如图2所示，广播信号接收装置包括天线100、调谐器110、SAW滤波器130、IF放大器140、IF信号处理器160、控制器180和信道存储单元190。
调谐器110将通过天线100接收的RF信号转换为中频(IF)信号。即调谐器110可接收ATSC标准数字广播和NTSC标准模拟广播的RF信号，并且通过将从调谐器110的本机振荡器提供的频率与为观看而选择的第一信道上接收的RF信号混合来将RF信号转换为IF信号。在接收具有6MHz带宽的ATSC标准数字广播信号时，调谐器110将选择的数字广播信号(即在第一选择的信道上接收的)转换为具有44MHz中心频率和6MHz频率带宽的IF信号。然后广播信号接收装置的调谐器110可在控制器180的控制下移动转换的IF信号的频率，这在以下描述。
SAW滤波器130在邻近选择的数字广播信号的IF信号中包括的信道上去除模拟和数字广播信号的干扰。即，SAW滤波器130具有中心频率附近的预定的频率带宽，并且使在预定的频率带宽内的数字IF信号通过，从而滤除未包括在通过的数字IF信号中的噪声信号(即邻近在高或低带信道上的广播信号等而不同于数字IF信号的噪声信号)。在选择的数字广播信号有关VSB系统时，SAW滤波器130具有44MHz的中心频率，并且SAW滤波器130滤除比6MHz更宽的带宽上的IF信号。
IF放大器140接收由SAW滤波器130滤波的数字IF信号并且将其放大到预定的幅度。即，IF放大器140受控制器180的自动增益控制(AGC)而放大数字IF信号，以补偿发生在SAW滤波器130中的幅度的损失。
IF信号处理器160解调放大的数字IF信号，并且校正发生在解调的数据中的错误。即，在使放大的数字IF信号解调为I和Q信号后，IF信号处理器160将I和Q信号转换为数字数据。然后IF信号处理器160将转换的数字数据与关于IF信号的预定数据比较，以确定转换的数字数据是否匹配预定的数据。如果转换的数字数据不同于预定的数据，则IF信号处理器160确定转换的数字数据中存在错误。然后IF信号处理器校正转换的数字数据中的错误。
信道存储单元190存储关于所有信道的信息，如信道号、信道频率、广播节目等，其包括在可通过天线100接收的模拟广播和数字广播中。
控制器180首先读存储在信道存储单元190中的信道频率信息，并且确定是否有信道邻近为观看而选择的第一信道。如果控制器180确定有信道在其两侧上邻近选择的第一信道，则调谐器110不移动IF频率而改为显示在为观看而选择的第一信道上接收的选择的数字广播信号。如果控制器180确定在选择的第一信道的一侧上有邻近的信道，控制器180则频移在选择的第一信道上的数字IF信号。
即，控制器180检测关于输入到IF信号处理器160的数字IF信号的自动增益控制值，并且其向调谐器110和IF放大器140提供自动增益控制值，以调整调谐器110和IF放大器140的输出增益。控制器180从IF信号处理器160检测在错误校正过程中发生的比特错误率(BER)，并且控制调谐器110以便减少比特错误率为小于约10-4的值。其它的比特错误率可替代地用于本发明总的构思的各实施例。图3更详细图示上述的各操作如下。
图3图示图2的广播信号接收装置的调谐器110。如在图3中所示，广播信号接收装置的调谐器110包括RF放大器111、混频器113、本机振荡器(LO)115和锁相环PLL117。
RF放大器111从天线100接收6MHz带宽的RF信号，受控制器180的自动增益控制而减少噪声，并且放大RF信号以维持RF信号的恒定输出。混频器113将第一频率与从RF放大器111输出的RF信号的频率混合，以便将RF信号的中心频率转换为具有44MHz中心频率的IF信号。第一频率的幅度是从将接收的RF信号的中心频率加到IF信号的中心频率得到的幅度。
本机振荡器115产生第一频率，以将RF信号转换为低频(即IF信号的频率)。将从本机振荡器115提供的第一频率以及接收的RF信号的频率混合，以便输出44MHz的IF信号。本机振荡器115可将第一频率转换为第二频率以减少比特错误率。由于第二频率与RF信号的频率混合，所以IF信号的频率被移到其中存在噪声信号的频带。换言之，第二频率移动IF信号和噪声信号，使得对应第一选择的信道的IF信号被定位，其中在使用第一频率将RF信号转换为IF信号时定位噪声信号，而在SAW滤波器130的频带的边界外定位噪声信号。因此，噪声信号不包括在SAW滤波器130的频率带宽中，从而被滤除。
PLL117控制本机振荡器115提供恒定的频率。控制本机振荡器115将第一频率转换为第二频率，以受控制器180的控制而减少比特错误率。
图4A到4C图示根据本发明总的构思的实施例的广播信号接收装置的噪声信号滤除操作。图4A图示包括选择的数字广播信号200和上侧邻近信号210的RF信号的电子频谱。如果选择的数字广播信号200的中心频率为473MHz，则上侧邻近信号210的中心频率为479MHz。
图4B图示包括从由调谐器110接收的RF信号转换的IF信号的电子频谱。由于在RF信号被转换为IF信号时电子频谱被反向，所以将选择的数字广播信号200的中心频率移到44MHz，并且将上侧邻近信号210的中心频率移到38MHz。如图4B所示，SAW滤波器130的频率带宽250包括作为部分邻近信号210的噪声信号230。
图4C图示在图4B的IF信号在移向低方向(即在邻近信号210的方向)以便减少噪声信号230时得到的电子频谱。将选择的数字广播信号200的中心频率转换到44MHz-α，其中α是由PLL117调整的值。例如，如果α具有170KHz，则选择的数字广播信号200的中心频率被移到43.83MHz，并且邻近信号210的中心频率被移到37.83MHz。
一旦IF信号以上述方式被移动和滤波，如果比特错误率大于10-4，控制器180就控制PLL117将选择的数字广播信号200的中心频率移到(即再移动)44MHz-2α，并且将邻近的信号210的中心频率移到38MHz-2α。
图5A到5C图示图2的广播信号接收装置的另一噪声信号滤除操作。图5A图示包括选择的数字广播信号300和低侧邻近信号310的RF信号的电子频谱。如果选择的数字广播信号300的中心频率为473MHz，则低侧邻近信号310的中心频率为467MHz。
图5B图示包括从调谐器110的RF信号转换的IF信号的电子频谱。在RF信号被转换为IF信号时电子频谱被反向，因此选择的数字广播信号300的中心频率被移到44MHz，并且低侧邻近信号310的中心频率被移到50MHz。如在图5B中所示，SAW滤波器130的频带350包括作为部分邻近信号310的噪声信号330。
图5C图示在图5B的IF信号在向上方向(即在邻近信号310的方向)移动以减少噪声信号330时得到的电子频谱。选择的数字广播信号300的中心频率被移到44MHz+α，其中α是由PLL117调整的值。例如，如果α具有170KHz，选择的数字广播信号300的中心频率被移到44.17MHz，并且邻近信号310的中心频率被移到50.17MHz。
一旦IF信号以上述方式移动和滤波，如果比特错误率大于10-4，控制器180就控制PLL117将选择的数字广播信号300的中心频率移到44MHz+2α，并且将邻近信号310的中心频率移到38MHz+2α。
图6是图示根据本发明的总的构思的实施例的滤除噪声信号的方法的流程图。图6的方法可由图2的广播信号接收装置执行。如在图6中所示，广播信号接收装置从包括在可通过天线100接收的模拟和数字广播中的多个信道的信道频率当中，确定是否有信道邻近为观看而选择的第一信道(操作S400)。第一信道可由用户为观看而选择。
如果有信道在其两侧上邻近选择的第一信道，则从接收的RF信号转换的IF信号的频率不由调谐器110移动，而是显示在选择的第一信道上接收的选择的数字广播信号。如果在选择的第一信道的一侧上有邻近的信道，在选择的第一信道上的RF信号通过调谐器110接收用于处理(操作S405)。
由本机振荡器115产生的第一频率与接收的RF信号的各频率混合，以将RF信号转换为IF信号(操作S410)。SAW滤波器130将IF信号滤波，以输出为观看而选择的数字IF信号，并且IF信号处理器160将数字IF信号放大到预定的幅度，解调数字IF信号，并校正在解调的数字IF信号中的错误(操作S420)。
错误校正操作检测比特错误率，并且确定比特错误率是否小于10-4(操作S430)。如上述，其它的比特错误率还可用于本发明的总的构思的各实施例。如果比特错误率具有小于10-4的值，则解调的数字IF信号被信号处理和显示(操作S440)。如果比特错误率具有大于10-4的值，则对向低频(即IF信号)转换RF信号而产生的第一频率可被调整到第二频率，以减少比特错误率(操作S450)。换言之，第一频率与RF信号混合，以通过移动其中心频率将RF信号转换到IF信号。第一频率可以IF信号对应SAW滤波器130的频率带宽这样的方式来选择，使得噪声信号被滤除而且与数字IF信号一起通过。测量比特错误率，以确定将IF信号向SAW滤波130的频率带宽的边界移到多近。在比特错误率太大时，通过改变混合在RF信号中的频率(即从第一频率到第二频率)，将IF信号移到更接近SAW滤波器130的频率带宽的边界。因此，通过移动IF信号，更多的噪声信号可通过将噪声信号移到SAW滤波器130的频带外来消除。比特错误率对于在操作S420中进行的滤除操作的效果提供反馈。然后，操作S410到S430可在改变转换RF信号而产生的频率时重复。因此，上述操作可在一个方向频移IF信号，以减少比特错误率。
鉴于前述，本发明总的构思的各种实施例可通过移动IF信号来防止噪声信号在SAW滤波器的频率带宽中通过，以便将比特错误率减少到小于预定值，从而滤除由邻近的模拟和数字广播信号产生的噪声信号。
尽管已说明和描述本发明的总的构思的几个实施例，但本领域技术人员将认识到可在不脱离本发明的总的构思的原理和精神的情况下，在这些实施例中进行改变，本发明总的构思的范围在权利要求书及其等效中定义。

Claims (3)

1.一种广播信号接收装置，用于接收和处理射频(RF)信号格式的模拟和数字广播信号，该装置包括：
调谐器，用于将RF信号转换为低频信号，以输出中频(IF)信号；
滤波器，用于滤波IF信号以输出数字IF信号；以及
控制器，用于控制调谐器，以在预定幅度的噪声信号包括在数字IF信号中时，将IF信号的频率移到能够使用滤波器去除噪声信号的频带，以及
信道存储单元，用于存储关于通过调谐器可接收的多个信道的信道频率信息；以及
IF信号处理器，用于解调数字IF信号，并且用于校正在解调的数字IF信号中的错误，
其中控制器检查存储在信道存储单元中的信道频率信息，以确定是否有在选择的第一信道的一侧上的邻近的信道，并且如果有邻近于选择的第一信道的信道，则控制器在IF信号处理器校正在解调的数字IF信号中的错误时检测比特错误率，并且控制调谐器将选择的第一信道的IF信号的频率移到能够减少比特错误率的频带。
2.根据权利要求1所述的广播信号接收装置，其中调谐器包括：
混频器，用于将RF信号的频率与预定的第一频率混合；
本机振荡器，用于产生预定的第一频率；以及
锁相环(PLL)，用于控制本机振荡器产生预定的第一频率，并且在对应预定的第一频率的比特错误率大于预定值时，控制器控制PLL将预定的第一频率转换为预定的第二频率，以将比特错误率减少到小于预定值的值。
3.一种可用在广播信号接收装置中的噪声信号滤除方法，用于接收并且处理射频信号格式的模拟和数字广播信号，该方法包括：
如果在第一信道的一侧有邻近信道，将在选择的第一信道上接收的RF信号的频率转换为低频，以输出中频(IF)信号；
滤波IF信号来输出数字IF信号；以及
如果确定数字IF信号包括预定幅度的噪声信号，则将IF信号的频率移动到能够在滤波操作中去除噪声信号的频带，
其中移动IF信号的频率包括：
解调数字IF信号，并且校正在解调的数字IF信号中的错误；
在校正解调的数字IF信号中的错误时，检测比特错误率；以及
将IF信号的频率移动到具有小于预定值的比特错误率的频带。
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