CN1985445A - 在无干扰方式下能与gsm发射机共同操作的地面数字视频广播(dvb－t)接收机 - Google Patents

在无干扰方式下能与gsm发射机共同操作的地面数字视频广播(dvb－t)接收机 Download PDF

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Abstract

一种用于向用户显示宽频带信息的方法和装置，其具有经由蜂窝移动终端(CMT)获得的返回信道来提供交互性。装置(10)具有第一天线(12)和第二天线(20)，连接到第一天线的接收机(14、16)和连接到第二天线的发射机(24)。该方法包括在RF频率的第一频带中用接收机以比特方式接收信息；产生来自发射机的突发发射的出现通知；以及对该通知进行响应，在对应于突发发射持续时间的一个比特时间的一部分之内终止信息接收。该方法可以包括一个可选步骤，进一步对该通知进行响应，通过在对应于突发发射的持续时间的时段之内关掉部分接收机来减少功率消耗。在一个实施例中，无线频率的第一频带是DVB－T 470MHz－862MHz接收频带，并且无线频率的第二频带是GSM 880MHz－915MHz发射频带。在另一个实施例中，无线频率的第一频带是DTV 794MHz－806MHz接收频带，并且无线频率的第二频带是CMT 824MHz－849MHz发射频带。

Description

在无干扰方式下能与GSM发射机共同操作的 地面数字视频广播(DVB-T)接收机
技术领域
本发明通常涉及用于操作很接近于潜在的干扰发射机的数字视频/数据接收机的方法和设备，更具体地，涉及用于操作非常接近于蜂窝电话发射机的地面数字视频广播(DVB-T)接收机的方法和设备，该蜂窝电话发射机可能是用于移动通信(GSM)发射机的时分多址(TDMA)全球系统，例如用于向经由DVB-T接收机接收的数据源提供返回信道。
背景技术
在1997年，DVB-T首次被采用为一种标准，并且目前正在欧洲、澳洲以及亚洲快速地发展。DVB-T向固定接收机提供大约24Mb/s的数据传输容量，并且向使用全方位天线的移动接收机提供大约12Mb/s的数据传输容量。DVB-T的一些突出的技术特征包括如下特征：DVB-T在大约4.98Mbit/s到31.67Mbit/s的范围内提供每频率信道网络净比特率(R)，并且在470MHz-862MHz的UHF范围内以8MHz的信道间隔进行工作(在VHF 174MHz-216MHz的范围内信道间隔为7MHz)。能够使用单个频率的网络。DVB-T使用具有QAM、16QAM或64QAM载波调制的编码正交频分复用(COFDM)的多载波技术。子载波数可以在1705(2k)到6817(8k)之间。内部的前向纠错编码(FEC)使用具有1/2、2/3、3/4、5/6或7/8速率的卷积编码，而外部的编码机制使用里德-所罗门(204、188、t-8)编码。外部的比特交织使用深度为0.6-3.5毫秒的卷积交织。
当将DVB-T开发用于MPEG-2传输流分布时，它能够携带其它类型的(非视频)数据。例如，DVB-T能够为视频、音频、数据以及互联网协议(IP)数据提供宽带、移动无线数据传输。DVB-T是可缩放的，小区大小的范围例如从100千米降到微微小区(picocell)(例如，数十到数百米)。容量非常大，例如能够支持54条信道，每个信道以5Mbit/s-32Mbit/s进行运行。一个TS分组为188(204)字节长。
由于子载波的巨大数目，能够使得符号时间非常长。例如，对于8千个子载波的情况，符号时间在1毫秒的量级。在每个符号之前插入防护时隙。
因此，能够实现这样一种情况：当非常适宜提供数字视频流时，能够使用DVB-T为其它类型的应用提供高速数据流，其中其它类型的应用包括例如互动服务、互联网接入、游戏以及电子商务服务。正如所能理解到的，对于所要提供的交互以及其它的服务，需要从用户返回到一些服务器或其它控制器的返回链路或信道。这种系统的一个示例是已知的由本发明申请的受让人所提供的MediaScreenTM。该设备提供一个LCD显示屏，用于显示由DVB-T下行链路所接收的信息，并且包括具有提供返回链路或信道的发射机的GSM功能。
在WO 01/39576中，Risto Mkip和Jorma Havia(Alma MediaOyj)于2001年6月7日公开的“Charging in Telecommunication SystemOffering Broadcast Services”中描述了一种具有终端和提供广播业务的广播网络的系统。终端通过例如由具体实现为通用移动通信系统(UMTS)的第三代移动系统所建立的反向连接，来选择所要广播的信息。
由DVB-T信号的传输可能会产生的问题是在UMTS接收频带(大约起始于826MHz)中的干扰。这个问题由C.Hamacher的“Spectral Coexistence of DVB-T and UMTS in a Hybrid RadioSystem”，ComNets中被提出并且进行了讨论。并且还讨论了保护频段(GB)的使用。本专利申请的图1是基于Hamacher的图1，并且示出一个相邻信道干扰(ACI)情形，其具有由相关DVB-T和UMTS标准定义的发射机掩蔽，以及假设为理想的接收机滤波器。在Hamacher的第6部分(结论和将来工作)中，作者提到将进行与作为牺牲系统(victim system)的DVB相当的研究。
2001年6月6日至9日在希腊罗德召开的VTC’01会议中，一篇名为“Evaluation of Packet-by-Packet Downlink Radio ResourceManagement Schemes”的文章，以及由Magnus Eriksson在2001年10月第19卷、第10期的IEEE Journal on Selected Areas inCommunications中第1905-1914页公开的一篇名为“Dynamic SingleFrequency Networks”的文章中，论述了使用DVB-T下行链路和作为窄带上行链路的蜂窝系统(即GSM)的非对称因特网接入。这些文章论述了动态无线资源管理(RRM)技术的使用，例如动态信道分配(DCA)、链路适配以及流量自适应切换，以便提高频谱效率。
发明人已经意识到，当关联的返回信道蜂窝系统(例如GSM)发射机可供使用时，尤其在两个天线之间仅存在很小的物理间隔的情况下(即两个天线在邻近区域进行工作，并且不能将天线辐射图滤波使用于接收机滤波方案中)，在DVB-T接收机中存在潜在问题。此外，该问题不限于对于返回信道的GSM的使用，而是也可能够在DVB-T接收进行中做出GSM语音呼叫或数据呼叫时产生该问题。例如，用户可能通过GSM/EDGE网络到电子邮件服务器或者类似的数据包协议系统执行数字分组接入。此外，在DVB-T接收时能够进行WAP通信，以便查看可以从WAP/WEB服务器获得的电视节目时间表。
问题的出现原因是GSM发射频带的低端从880MHz开始，而接收的DVB-T频带的高端在862MHz结束。因此，来自GSM频带发射的能量能够泄漏到DVB-T接收机中，在接收的数据中产生误差。这在图2中图形化地进行了表示。标记为A的点表示用于带内阻塞测量的GSM900MHz的-23dBm接收机阻塞电平。一个音调的伪带内阻塞指标为在3MHz时的-23dBm，以及在6MHz时的-31dBm。参考图3，如果假设GSM900平均发射功率为+33dBm，并且假设GSM天线20到DVB-T天线12之间天线隔离为合理的6dB(由于假设天线在邻近的区域内，并且天线辐射图滤波不可用，所以难以识别精确的图)，则在DVB-T接收机14的输入所见的功率为+27dBm，它在寄生信号电平上比在GSM接收机22中高30dB。在图2中，Δ表示在要求的DVB-T阻塞需求中更强大的差异(50DB)。DVB-T接收机在DVB-T频谱的高端(862MHz)、在8k子载波频带内具有明显的GSM发射机噪声。这是所不期望的情况，因为当GSM发射机工作时，DVB-T接收可能会出现错误。
尽管初看起来似乎可以简单的实现高度线性的DVB-T接收机，但是实际上以低成本和低功耗的方式很难将其实现，而这两项在制造便携的、使用电池供电的用户设备时都是重要的考虑因素。如果当DVB-T工作在最高的信道时来自最低的GSM传输信道的GSM传输需要从DVB-T接收机中充分滤除，则需要非常陡峭的滤波器。所需滤波器的陡峭度意味着在DVB-T通带的中的插入损耗增加了，并且因此降低了接收机的灵敏度。
需要注意的是：当前面的论述集中于具体DVB-T频率和欧洲GSM系统时，在数字电视已经被指定使用的其它地方也可能出现相同的问题。例如美国数字电视被称为ATSC(高级电视系统委员会)以及FCC已经分配了764MHz-776MHz和794MHz-806MHZ的频带范围用于数字电视(DTV)广播。已经在824MHz-849MHz建立了一个美国蜂窝传输频带(已经占用)。如同可以注意到的，DTV带的高端边界(806MHz)和蜂窝传输带低端之间的间隔仅有18MHz，这与上述DVB-T/GSM实例中所见的间隔大约相同。
发明内容
根据本发明当前的优选实施例，克服了前述以及其它的问题，并且实现了其它优点。
一种用于向用户显示宽频带信息的方法和装置，其具有通过蜂窝移动终端(CMT)获得的返回信道以用于向用户提供交互性。该装置具有彼此邻近的第一天线和第二天线，与第一天线相连的接收机和与第二天线相连的发射机。该方法包括在RF频率的第一频带中利用接收机以比特方式接收信息；产生来自发射机的突发发射的出现通知；以及对该通知进行响应，在对应于突发发射持续时间的一个比特时间的一部分之内终止信息的接收。该方法可以包括一个可选步骤，进一步对该通知进行响应，通过在对应于突发发射的持续时间的时段之内至少关掉部分接收机来降低功率消耗。
在一个实施例中，无线频率的第一频带是DVB-T 470MHz-862MHz接收频带，并且无线频率的第二频带是GSM 880MHz-915MHz发射频带。在另一个实施例中，无线频率的第一频带是DTV794MHz-806MHz接收频带，并且无线频率的第二频带是CMT824MHz-849MHz发射频带。
附图说明
通过结合附图进行阅读，在以下具体实施方式中这些教导的上述和其它方面将变得更加明显，其中：
图1是取自现有技术的曲线图，它表示一个具有从DVB-T发射频带到UMTS接收频带中的干扰的相邻信道干扰(ACI)的情况；
图2是有助于理解本发明所解决问题的曲线图，其中共处一地的GSM天线和DVB-T天线导致GSM突发能量泄漏到DVB-T接收机；
图3是根据本发明构造的DVB-T/蜂窝移动终端(CMT)使能设备的框图，该设备从CMT部分向DVB-T部分提供突发通知；
图4是图3所示电路的一部分的更详细的框图；
图5是用于说明突发通知系统的操作的波形图；以及
图6是说明根据本发明的方法的逻辑流程图。
具体实施方式
图3是便携式设备10的实施例的框图，该装置包括DVB-T天线12、DVB-T接收机14、诸如DVB-T数字信号处理器(DSP)16的关联DVB-T信号处理器，以及用于向用户显示诸如视频或因特网数据的用户数据的显示屏18，该用户数据是从DVB-T发射机(未示出)接收的。设备10还包括蜂窝移动终端(CMT)，该蜂窝移动终端包括CMT天线20、CMT RF接收机(RX)22、CMT RF发射机(TX)24和CMT DSP 26。还可以将CMTDSP 26连接到显示屏18，用于显示从远程CMT发射机(未示出)接收的信息。在一个非限制性示例中，DVB-T系统工作于470MHz-862MHz的UHF范围中，并且CMT系统是GSM系统，具体地它是GSM 900MHz系统，其中发射机频谱的低端在880MHz处(参见图2)。
要注意的是：通常设备10包括一些类型的用户输入设备28，例如小键盘、键盘、鼠标或者提供本发明最感兴趣的应用程序所需交互性的鼠标模拟器。例如，如果正在将IP数据经由DVB-T接收机14、16传送到显示屏18并且显示了网页，则用户可以通过键入信息或者用鼠标或包括用户输入28的类似指示设备进行指示和点击的传统方式与网页进行交互。最后，将相对低带宽的用户输入数据耦合到CMT DSP 26中(如公知的那样，经由适当用户接口I/O电路耦合)，其中将该数据格式化为数据流，利用CMT发射机24和CMT天线20将该数据流以突发方式发射回某个服务器或者其它通常也是DVB-T数据流源的控制器。至少部分由于CMT天线20实质上与DVB-T天线12共处一地的事实，这些CMT发射产生DVB-T接收误差。
要注意的是：数据流还可以经由CMT接收机22来接收，例如分组确认消息和监控信息。还可以在显示屏18上向用户显示一部分CMT接收数据。
应当进一步指出的是：可以提供诸如麦克风和扬声器之类的电路，用于允许利用CMT进行的普通语音呼叫。
同时参考图4和图5，当GSM900发射机24以全功率工作时，利用+33dBm的功率发射577微秒长的突发。如果与此同时DVB-T接收机14正在尝试进行接收(假定天线12物理上接近于天线20)，则接收机14的线性要求变得很苛求。如果对于这种环境将DVB-T接收机14进行优化，则当GSM发射机24未工作和GSM载波不存在时，在正常工作模式中将耗费额外的功率。
如果将GSM900频带从DVB-T接收机14中滤除，则20MHz的跨度需要大约50dB的滤波。虽然这可与PCS 1900MHz CDMA或WCDMA频带中所要求的相比，但是工作频率(大约900MHz)只是大约二分之一，这使得实现更加困难。此外，当在PCS 1900MHz频带中滤波时，大约有4dB的插入损耗，这意味着如果尝试从DVB-T接收机14滤出GSM900MHz频带则甚至会经历更大的插入损耗。
根据本发明，通过从GSM DSP 26到DVB-T DSP 16和接收机14设置信号线路GSM_TX_ON)26A，可以解决上述问题。当由GSM DSP 26声明时，信号线路GSM_TX_ON 26A表明GSM突发正在发射。在这个时候，DVB-T DSP 16忽略那个部分的接收的DVB-T信息比特。如在图5中所见，一个DVB-T接收比特能够具有1173微秒的持续时间，它大约是GSM突发持续时间的两倍。GSM突发将在每个GSM帧中重新出现一次(577微秒的8倍或者4616微秒，大约是一个DVB-T接收比特持续时间的四倍)。当GSM突发存在时，它同时影响所有DVB-T子载波的所有比特。在优选实施例中，信号GSM_TX_ON 26A还被用于除去或减少DVB-T接收机14的功率(V+)，从而保存了电池功率，并且还防止了来自于GSM突发的宽带噪声进入DVB-T积分器16A(一种通常由DSP 16实现的功能)。在图4中，将DVB-T RF接收机14功率控制机制示意性地表示为由GSM_TX_ON信号线路26A打开和关闭的开关(SW)，以便当声明GSM_TX_ON信号线路26A时，打开开关SW，反之亦然。
由于DVB-T接收机14、16使用上述里德-所罗门编码RS(204、188，t＝8)，所以接收机能够在204字节的接收字中校正多至八个的错误字节。因此，周期性地关闭DVB-T接收机14的不良影响，并且破坏了多达当前接收比特信息的大约二分之一的信息，可以由DVB-T信道编码的纠错能力来补偿到至少第一级。
在图5中要注意的是：GSM突发与DVB-T接收比特重叠，并且因为GSM突发与DVB-T比特流不同步，所以GSM突发略过DVB-T比特流，使得两个时间上相邻的DVB-T比特没有被削弱相同量。因为通过GSM_TX_ON信号线路26A的声明，DVB-T DSP 16已经知道GSM突发的出现，所以它忽略了那一部分的接收DVB-T比特。然而，因为通过在输入信号形状上运行积分器16A，然后将积分结果和比特检测阀值进行比较来执行比特检测，仍然可以完成校正比特的确定。如果信噪比(SNR)足够，则多数情况下的比特检测将是精确的，即使在1173微秒的整个比特时间上没有对接收的DVB-T波形进行积分。
还可能简单地忽略一些或所有被削弱的DVB-T比特，并且依靠固有纠错能力来尝试提供正确的比特。然而，该方法不是优选的。
应当指出：根据使用中的实际GSM发射信道，可以选择性地声明GSM_TX_ON信号。例如，如果GSM发射机24正在一个不同于接近于GSM发射范围的低端边界880MHz的频率(例如，一个接近于915MHz高端边界的频率)处工作，则CMT DSP 26可以不在GSM_TX_ON信号线路26A上声明该信号。反之，如果DVB-T接收正在使用一个不同于接近DVB-T接收范围高端边界862MHz的频率信道，则DVB-T DSP 16可以忽略GSM_TX_ON信号26A的声明，并且在GSM突发持续时间中继续接收DVB-T比特流并且对其进行积分。在这种情况下，优选地提供一种用于GSM_TX_ON信号26A操作的机制，以便无需考虑接收机14的电源关闭或者其节电模式。这可以通过让DSP 16产生控制图4中的开关SW的状态(开/关)的信号来容易地完成。替换地，一个通信路径可以从DSP 16被提供到DSP 26，凭此DVB-T DSP 16告知CMT DSP 26它正工作于哪一个DVB-T频带。在这种情况下，CMT DSP 26可以仅仅在DVB-T和GSM操作频率的某些组合上声明GSM_TX_ON信号26A。
图6是根据本发明方法的逻辑流程图。执行该方法以用于具有第一天线12和第二天线20的设备10，并且用于与连接到第二天线20的发射机24相结合来操作连接到第一天线12的接收机14、16。该方法包括：步骤A，在RF频率的第一频带中利用接收机14、16以比特方式接收信息；步骤B，产生来自发射机24突发发射的出现通知；以及步骤C，对该通知进行响应，在对应于突发发射持续时间的一个比特时间的一部分内终止信息接收。该方法可以包括进一步对该通知进行响应的可选步骤D，通过在对应于突发发射持续时间的时段内至少关掉接收机14来降低功率消耗。
到目前为止，已经根据频带范围的具体示例等描述了本发明。但是，应当了解，如之前所论述的，能够将这些教导应用于其它频带范围，例如在美国用于DTV广播所分配的764MHz-776MHz和794MHz-806MHZ频带，以及可以应用于可能包括TDMA和/或CDMA蜂窝系统的824MHz-849MHz的蜂窝发射频带。
因此，虽然在目前优选实施例的背景下描述了上述内容，但是能够理解到：可以在形式和细节上对其进行一些改变，并且修改的方法和设备将仍然属于本发明的教导之内。例如，本领域熟练技术人员将认识到GSM_TX_ON信号的声明可能不是正好为GSM突发的持续时间，并且也不是与GSM突发的时间同步。这样是由于可以希望在突发开始之前声明GSM_TX_ON信号以给出接收机14足够的时间来关闭，并且恰好在突发结束之前解除声明GSM_TX_ON信号以给出接收机14时间来恢复供电。可选地，可能希望在突发结束后的某时段之内保持声明的GSM_TX_ON信号以避免将任何突发的能量耦合到接收机14中，并且从而避免对接收机14设置时间的可能的负面影响。因此，当在此做出参考以在GSM突发持续时间之内声明GSM_TX_ON信号时，应该了解到：可以不恰好在GSM突发的持续时间之内声明GSM_TX_ON信号，并且此外它的边沿可能领先和/或滞后于GSM突发的开始和结束。
还应当理解到：通过GSM_TX_ON信号的声明，其它不必要的DVB-T电路还可以被关闭或者至少降低功率，例如部分DSP 16和由于DVB-T比特流的临时接收停止而被闲置的其它电路。
此外，虽然上述目前优选实施例的公开集中于DVB-T和GSM系统的使用，但是本领域熟练技术人员应当认识到：这不应该被认为是对本发明实现的限制，并且使用相同或不同频带的其它类型的通信系统也可以受益于本发明的使用。
同时注意到：在一些实施例中，可以使用单个高性能的DSP，来获得DSP 16和DSP 26二者的功能。在这种情况下，GSM_TX_ON信号可以仅为一个内部信号或者甚至是在寄存器或者是实现DVB-T功能的软件响应于上述方式的一个存储位置中设置的一个标记。在这种情况下，仍然可以参照两个DSP，但是在逻辑上的区别比在物理上的区别更大。

Claims (20)

1.在包括第一天线和第二天线的装置中，一种用于与连接到第二天线的发射机相结合对连接到第一天线的接收机进行操作的方法，包括：
在无线频率的第一频带中利用所述接收机以比特方式接收信息；
在无线频率的第二频带中产生从所述发射机出现突发发射的通知；以及
对所述通知进行响应，在对应于所述突发发射持续时间的一个比特时间的一部分之内终止所述信息接收。
2.如权利要求1所述的方法，其中进一步对所述通知进行响应，通过在对应于所述突发发射持续时间的时段之内关掉所述接收机，来降低功率消耗。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述无线频率的第一频带包括470MHz-862MHz，并且所述无线频率的第二频带包括880MHz-915MHz。
4.如权利要求1所述的方法，其中仅对于所述无线频率第一频带和所述无线频率第二频带中操作频率的至少一个组合进行所述产生步骤。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述无线频率的第一频带包括DVB-T 470MHz-862MHz接收频带，并且所述无线频率的第二频带包括GSM 880MHz-915MHz发射频带。
6.如权利要求1所述的方法，其中比特时间的持续时间大约是1173微秒，并且所述突发的持续时间大约是577微秒。
7.如权利要求6所述的方法，其中通过所述接收机连续地接收比特，并且所述突发以大约4616微秒的间隔出现。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述无线频率的第一频带包括794MHz-806MHz，并且所述无线频率的第二频带包括824MHz-834MHz。
9.一种装置，包括第一天线和第二天线，连接到所述第一天线的接收机，连接到所述第二天线的发射机，以及用于至少显示经由所述第一天线接收的信息的显示装置，所述接收机在无线频率的第一频带中以比特方式接收信息，并且所述接收机包括用于处理所述接收比特的第一数据处理器，所述装置还包括第二数据处理器，用于在所述无线频率的第二频带中控制来自所述第二天线的突发发射，并且用于为所述第一数据处理器产生突发的发射通知，所述第一数据处理器对所述通知的接收进行响应，以用于在对应于所述突发发射持续时间的一个比特时间的一部分之内终止所述信息的接收。
10.如权利要求9所述的装置，其中还包括对所述通知进行响应，通过在对应于所述突发发射持续时间的时段之内关掉所述接收机来减少功率消耗的装置。
11.如权利要求9所述的装置，其中所述无线频率的第一频带包括470MHz-862MHz，以及所述无线频率的第二频带包括880MHz-915MHz。
12.如权利要求9所述的装置，其中仅对于所述无线频率第一频带和所述无线频率第二频带中操作频率的至少一个组合进行所述产生步骤。
13.如权利要求9所述的装置，其中所述无线频率的第一频带包括DVB-T 470MHz-862MHz接收频带，并且所述无线频率的第二频带包括GSM 880MHz-915MHz发射频带。
14.如权利要求9所述的装置，其中一个比特时间的持续时间大约是1173微秒，并且所述突发的持续时间大约是577微秒。
15.如权利要求14所述的装置，其中通过所述接收机连续地接收比特，并且所述突发以大约4616微秒的间隔出现。
16.如权利要求9所述的装置，其中所述无线频率的第一频带包括794MHz-806MHz，并且所述无线频率的第二频带包括824MHz-834MHz。
17.一种便携式、电池供电的装置，包括：显示屏，用于显示在DVB-T 470MHz-862MHz接收频带中经由第一天线接收的信息；用户输入装置，用于提供交互性；以及GSM发射机，用于在GSM880MHz-915MHz发射频带中经由第二天线至少发射来自所述装置的用户输入，所述装置包括用于产生GSM突发的发射通知的装置，以及响应于所述通知的产生，在对应于所述突发发射持续时间的一个比特时间的一部分之内终止所述DVB-T接收的装置。
18.如权利要求17所述的装置，还包括响应于所述通知的产生，在对应于所述突发发射持续时间的时段之内降低电池功率消耗的装置。
19.一种便携式、电池供电的装置，包括：显示屏，用于显示在DTV794MHz-806MHz接收频带中经由第一天线接收的信息；用户输入装置，用于提供交互性；以及CMT发射机，用于在824MHz-849MHz发射频带中经由第二天线发射来自于所述装置的信息，所述装置包括：用于产生所述CMT发射机的发射通知的装置，以及响应于所述通知的产生，在对应于所述突发发射持续时间的一个比特时间的一部分之内终止所述DTV接收的装置。
20.如权利要求19所述的装置，还包括响应于所述通知的产生，在对应于所述突发发射持续时间的时段之内降低电池功率消耗的装置。
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