CN1989706A - 数字广播接收器 - Google Patents

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CN1989706A
CN1989706A CNA200680000442XA CN200680000442A CN1989706A CN 1989706 A CN1989706 A CN 1989706A CN A200680000442X A CNA200680000442X A CN A200680000442XA CN 200680000442 A CN200680000442 A CN 200680000442A CN 1989706 A CN1989706 A CN 1989706A
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槻尾泰信
尾关浩明
北泽庆一
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

在数字广播接收器(100)中，当误码率BER大于BER判定部件(109)中的阈值时，向调谐器(103)和调谐器(104)供电以进行分集接收。当所述BER小于所述阈值时，停止对调谐器(103)和调谐器(104)中的一者供电以进行单一接收。此结构在良好接收环境中可停止对所述调谐器中的一者供电，因此减少功率消耗。

Description

数字广播接收器
技术领域
本发明涉及数字广播接收器，其能够用多个天线接收射频(RF)信号(radio-frequency(RF)signals)且能够使用分集接收系统来改进其接收条件。
背景技术
近来，使用正交频分复用(orthogonal frequency division multiple)(下文简写为“OFDM”)方法的数字地面广播服务已经启动。进一步计划是可由便携式接收终端观看和收听的面向移动设备的数字地面广播服务。
在便携式接收终端中，使用接收位置低于通常供家庭使用的接受位置设得高的大型天线的接收位的小型天线来接收信号。另外，因为便携式接收终端的用户在移动时观看和收听电视、广播，所以与家用电视接收器的接收环境相比，便携式接收终端的接收环境更加显著恶劣。出于此原因，对于便携式接收终端来说，在由多路径导致的发射路径的频率选择应变和由多路径条件下移动接收导致的相位调整等恶劣接收环境中，从接收到的信号的波形中还原发射信号的波形并再现广播电视节目是一个重要问题。
现有技术已经知道，分集接收技术在此类恶劣接收环境中有效。举例来说，在空间分集接收系统中，两个天线安装成在空间上分离得足够远。比较每个天线接收到的信号的功率，且选择或合成所述信号。以此方式，即使在由天线中的一者接收到的功率较低，但由另一天线接收到的功率较高时，也能还原到发射时的信号波形。
OFDM方法是使用多个彼此正交的载波(下文简写为“副载波”)来传递信号的方法。出于此目的，在OFDM方法中，由各个天线接收的信号经过傅立叶变换以在频率轴上分解成副载波，且以副载波为单位而进行选择或合成。这可较大地减少由发射路径的频率选择应变所导致的恶化。
特开2001-156738号日本专利揭示了一种即使在特定副载波受干扰时，也能够执行有效分集以使得可以改进误差校正特性的OFDM分集接收器。
然而，在以副载波为单位进行选择或合成信号的分集接收系统中，为了各天线接收到的信号变换成副载波单位的信号，所以需要与天线具有相同数目的调谐器和数字解调器。与使用一个天线的单一接收方法相比，此结构更显著地增加了功率消耗。因为用于接收数字广播服务的大多数便携式终端都由电池来供电，所以降低功率消耗是分集接收技术的一个大问题。
发明内容
数字广播接收器包括：第一天线和第二天线，其用于接收OFDM数字信号；第一调谐器和第二调谐器，其分别连接到第一天线和第二天线，以用于OFDM数字信号转换成中间频率(IF)信号；第一数字解调器和第二数字解调器，其分别连接到第一调谐器的输出和第二调谐器的输出，以用于IF信号转换成数字信号的同时，数字信号解调成解调信号并输出；分集部件，其连接到第一数字解调器和第二数字解调器以用于选择或合成两个解调信号并输出；误差校正器，其连接到分集部件，所述误差校正器具有用于输出已经过误差校正的信号且输出误码率(bit error rate)(下文简写为“BER”)的输出端子；BER判定部件，其用于接收BER，比较BER与预设BER阈值，且输出判定信号；和分集控制器，其用于从BER判定部件接收判定信号且控制对第一调谐器或第二调谐器的供电的开始或停止。当BER大于预设BER阈值时，分集控制器开始对第一调谐器和第二调谐器的供电以便进行分集接收。当BER小于预设BER阈值时，分集控制器停止对第一调谐器或第二调谐器当中一个调谐器的供电以便进行单一接收。
通过具有此类包括BER判定部件和分集控制器的结构，根据来自BER判定部件的判定信号，在恶劣接收条件下供电到两个调谐器进行分集接收以改进接收条件，且可在良好接收条件下停止供电到调谐器中的一者。此结构可减少接收器的功率消耗。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的数字广播接收器的方框图。
图2是根据本发明第二实施例的数字广播接收器的方框图。
图3是根据本发明第三实施例的数字广播接收器的方框图。
图4是根据本发明第四实施例的数字广播接收器的方框图。
图5是根据本发明第五实施例的数字广播接收器的方框图。
图6是用于根据本发明第六实施例在分集接收与单一接收之间切换时的流程图。
图7是展示根据本发明第六实施例在分集接收启用和停用时BER中的变化的图表。
图8是根据本发明第七实施例的数字广播接收器的方框图。
附图中的附图标记
100数字广播接收器
101天线(第一天线)
102天线(第二天线)
103调谐器(第一调谐器)
104调谐器(第二调谐器)
105数字解调器(第一数字解调器)
106数字解调器(第二数字解调器)
107分集部件
108误差校正器
109BER判定部件
110分集控制器
具体实施方式
下文参考附图提供对本发明实施例的描述。
第一实施例
图1是根据本发明第一实施例的数字广播接收器100的方框图。此实施例的数字广播接收器100包括以下组件：用于接收OFDM数字信号的作为第一和第二天线的天线101和102；作为第一和第二调谐器的调谐器103和104，其各自具有连接到天线101和102的输出端子的输入端子；作为第一和第二数字解调器的数字解调器105和106，即，其分别连接到调谐器103和104的输出端子；分集部件107，其具有分别连接到数字解调器105和106的输出端子105a和106a的输入端子107a和107b误差校正器108，其连接到分集部件107的输出端子107c；TS输出端子108a，其用于从误差校正器108输出已经过误差校正的传输流信号(transport stream signal)；BER判定部件109，其连接到误差校正器108的输出端子108b；和分集控制器110，其连接到BER判定部件109的输出端，且连接到用于向调谐器103和104供电的电力线。
分集部件107包括：副载波检测器107d，其用于接收分别从数字解调器105和106的输出端子105a和106a输出的解调信号；和副载波选择/合成器107e，其用于接收分别从输出端子105a和106a输出的解调信号和与从副载波检测器107d输出的选择或合成相关的控制信号。
误差校正器108在从误差校正器108的输入端子到输出端子108a的方向上包括解交错部(deinterleave section)108c和校正错误部108d。从校正错误部108d输出的误差校正信号引导到输出端子108a。从校正错误部108d输出的BER引导到输出端子108b。
接下来，针对在如上结构的数字广播接收器100的每个区块中的信号处理操作进行描述。
调谐器103和104使用各自的混频器对应于由天线101和102接收到的射频(RF)信号中的所需信道的频率的信号分量转换成中间频率(IF)信号。IF信号由各自的放大器放大到预定功率电平，以便被馈入相应的数字解调器105和106中。
数字解调器105和106接收从调谐器103和104输出的各模拟IF信号，模拟/数字(A/D)转换器(在图中展示为“AD”)模拟信号转换成各自的数字信号。接着，在正交解调器(在图中展示为“解调器”)对数字信号执行正交解调并变换为复合数字信号后，各自在快速傅立叶变换器(图中展示为“FFT”)对复合数字信号执行快速傅立叶变换(下文简写为“FFT”)以在频率轴上信号分解成副载波信号。从输出端子105a和106a输出解调信号。
在分集部件107中，首先，副载波检测器107d针对每个副载波测量来自数字解调器105和106的解调信号的信号质量。接着，副载波选择/合成器107e基于该信号质量对每个副载波进行选择或合成信号，且输出经选择或合成的信号。
副载波检测器107d使用副载波中的接收电平与噪声电平的比率(下文简写为“CN比率”)来测量信号的质量。副载波选择/合成器107e根据每个副载波的CN比率，针对每个副载波从两个解调信号中选择较高的一者，或使用CN比率作为加权系数合成，而产生具有比各个解调信号的CN比率高的CN比率的信号。
误差校正器108中的解交错部108c对由分集部件107选择或合成的信号进行解交错，解交错操作是对在广播站处执行的交错处理进行复原的处理。接着，误差校正器部108d根据误差校正码来校正信号的误差；误差校正后的信号输出到输出端子108a；且BER输出到输出端子108b。
BER判定部件109接收从误差校正器108输出的BER；比较BER与预设BER阈值；且输出判定信号。
根据从BER判定部件109输出的判定信号，分集控制器110控制对调谐器103和104中的一者的供电。换句话说，当BER大于预设的BER阈值时，分集控制器110开始对作为第一和第二调谐器的调谐器103和104的供电以便进行分集接收。当BER小于预设的BER阈值时，分集控制器110停止对作为第一和第二调谐器的调谐器103和104中的一者的供电以便进行单一接收。
接下来，描述数字广播接收器100在分集接收与单一接收之间进行切换的检测方法。在此检测方法中，除BER之外，也可使用表示接受功率的放大器的增益控制电压(下文简写为AGC电压”)、CN比率、包误差率(PER)。
然而，当AGC电压具有最高跟踪能力时，在无误差下接收所需要的电平视多路径中的波数或移动速度而改变，因此AGC电压作为接收条件的指标可靠性不高。类似地，因为在无误差下接收所需要的CN比率视接收条件而改变，所以CN比率可靠性不高。相反，PER具有最高可靠性，但跟踪能力差。BER具有高可靠性，且测量所需要的时间充分地短于PER的时间。因此，具有对接收环境变化的跟踪能力与作为接收条件的指标的可靠性之间的良好平衡，BER最合适作为用于在分集接收与单一接收之间切换的检测方法。
接下来，说明对数字广播接收器100同时达到良好接收条件和低功率消耗的操作。
在广播接收开始时，数字广播接收器100供电到调谐器103和104两者以进行分集接收。此时，两个天线101和102接收射频RF广播信号，且分别对应的调谐器103和104以及数字解调器105和106各自处理所述信号。接着，分集部件107针对每个副载波选择或合成两个解调信号。与由一个天线接收的信号相比，此操作产生具有较高质量的信号。以此方式，即使在恶劣接收环境，例如多路径环境和相位调整环境等中，因为两个天线接收彼此具有较低相关性的信号，接收条件得到改进。
然而，因为分集接收需要两个区块，每个区块都包括从天线到数字解调器的组件，所以分集接收实质上消耗的功率是单一接收的功率的大约两倍。因此，在良好接收环境中，单一接收在功率消耗方面是有利的。出于此原因，在良好接收环境中，分集控制器110供电到调谐器103和104中具有更好接收环境的一者且停止对另一者的供电，以接收器从分集接收切换到单一接收。
接下来，说明对数字广播接收器100从恶劣接收环境中所使用的分集接收切换到良好接收环境中所使用的单一接收的操作。
在数字广播服务中用作误差校正码的是以下两种代码：里德所罗门(read solomon，RS)码和卷积码。数字广播接收器100通过维特比解码法(Viterbi decoding method)使用卷积码来校正误差。作为接收条件的准则，要求维特比解码后的误码率(简称为维特比后BER)为2×10-4以下。这是因为，使用RS码的误差校正后的BER实质上可以设为零。因此，数字广播接收器100可接收基本不具有噪声的视频信号。
举例来说，当维特比后BER显著小于2×10-4时，即使在单一接收而不是分集接收中，维特比后BER也小于2×10-4。
接着，作为用于切换接收方法的BER阈值，例如在BER判定部件109中预设1×10-5，即2×10-4加上一些裕度。BER判定部件109接收从误差校正器108输出的维特比后BER。当接收到的维特比后BER小于预设BER阈值时，BER判定部件109输出进行单一接收的判定信号。分集控制器110停止对调谐器103和104中具有较恶劣接收条件的一者的供电。这可节省一个调谐器消耗的功率。
接下来，说明对停止调谐器中的哪一者的供电进行选择的程序。
仅通过使用维特比后BER，分集控制器不能分辨出调谐器103和104中的哪一者已经在较恶劣接收条件下接收到RF信号。便携式终端通常不会设置两个同一类型的天线，而是大多具有不同类型的天线，例如鞭状天线与耳机天线的组合，鞭状天线与内置螺旋天线的组合等。
出于此原因，分集控制器110判定两个天线中具有较小平均增益的一者与另一者相比处于较恶劣接收条件下，且停止对连接到此天线的调谐器的供电。举例来说，进行单一接收的一个天线设置为鞭状天线而不是耳机天线，或设置为鞭状天线而不是内置螺旋天线。
在后述的第四和第七实施例中描述的结构解决了当两个天线的增益相等，或因为天线方向性中的差异与广播波的到达方向之间的关系，而不能固定地确定接收条件好的天线时的问题。
接下来，说明对数字广播接收器100良好接收环境中所使用的单一接收切换到恶劣接收环境中所使用的分集接收的操作。
在单一接收期间，当维特比后BER大于预设的BER阈值时，BER判定部件109进行分集接收的判定信号输出到分集控制器110。分集控制器110开始对调谐器中已经停止供电的一者供电。此操作数字广播接收器100切换到分集接收，因此改进维特比后BER。
以此方式，分集控制器110开始或停止对调谐器103和104中的一者的供电。这可使数字广播接收110根据接收环境中的变化而在用于改进接收条件的分集接收与用于减少功率消耗的单一接收之间切换。换句话说，与一使用单一接收的终端相比，此实施例通过使用分集接收而提供较良好的接收条件，且与一使用分集接收的终端相比，此实施例通过使用单一接收而实现较小的功率消耗。
在此实施例中，数字广播接收器100在开始接收广播信号时，供电到调谐器103和104两者以进行分集接收。然而，对于对功率消耗具有严格要求的数字化广播接收终端来说，在开始接收时，也可以停止对调谐器中的任一者的供电以用于进行单一接收。
切换广播信号的接收信道，则接收频率发生变化，从而电波的传播条件发生变化。这在切换信道之前和之后不连续地改变了接收环境。举例来说，在单一接收期间切换信道可使接收条件恶化并导致视频中产生噪声。
当在单一接收期间切换接收信道时，BER判定部件109可独立于从误差校正器108输出的BER而输出进行分集接收的判定信号，且分集控制器110可开始对调谐器中的已经停止供电的一者供电以开始分集接收。据此，即使在接收环境不连续地恶化时，也可抑制接收条件的恶化。
在此实施例中，例如在BER判定部件109中预设1×10-5，即2×10-4加上一些裕度，作为用于切换接收方法的BER阈值。接着，接收方法根据此BER阈值而在分集接收与单一接收之间切换。然而，在此情况下，不能使通过使用RS码进行误差校正后的BER总是完全为零，且有时可能在视频中产生噪声。为了抑制此类噪声，数字广播接收器100可包括待由用户按压的分集启用按钮。在此结构中，当用户按压分集启用按钮时，独立于来自BER判定部件109的BER而输出的进行分集接收的判定信号，数字广播接收器100切换到分集接收。因此，用户可观看更接近图像的完整状态的图像。
另外，在以电池供电的数字广播接收器100中，可经布线以使得BER判定部件109从用于控制数字广播接收器100中的电池状态的功能区块获得关于电池余量的信息。此结构可减少分集接收时增加的功率消耗对接收器中的电话或音乐再现等其它功能的影响。换句话说，在BER判定部件109中预设电池余量的阈值。当电池余量为预设阈值以下时，输出进行单一接收的判定信号。接着，数字广播接收器100切换到单一接收。此操作可防止电池余量急剧减少。
另外，可设置输入端子109a，以使得BER判定部件109用来输出判定信号的BER或电池余量的阈值BER可通过外部输入来任意地设定。据此，用户可根据数字广播接收器100中的天线101和102、调谐器103和104以及数字解调器105和106的性能而设定所需阈值。因此，数字广播接收器100可以针对BER和电池余量等的性能和功能进行适当的切换控制。
在此实施例中，数字广播接收器100通过OFDM方法接收数字广播服务。然而，发射方法并非限于OFDM方法，且本发明可应用于各种数字发射方法。
第二实施例
图2是根据本发明第二实施例的数字广播接收器120的方框图。此实施例的数字广播接收器120除具有图1的第一实施例的结构之外，还在数字解调器105和106中的每一者中具有另一控制输入端子。除连接到调谐器103和104中的控制输入端子之外，分集控制器110的输出端子还连接到数字解调器105和106中的控制输入端子。
通过此结构，当停止对调谐器103和104中的一者的供电时，分集控制器110可控制以使得停止或开始对解调器105和106中的相应一者的供电。因此，当在单一接收期间停止对调谐器中的一者的供电时，分集控制器110还可停止对连接到所述调谐器的数字解调器的供电。
通常，第一或第二调谐器的功率消耗大体上约为几百毫瓦，第一或第二数字解调器的功率消耗在约几到几十毫瓦的范围内。出于此原因，在单一接收期间，仅对一个调谐器实施断电在显著减少功率消耗中是有效的。然而，当数字广播接收器120由电池供电时，其必须通过消耗更小功率来接收信号。对数字解调器中单一接收时不需要使用的一者实施断电可进一步减少功率消耗。因为调谐器和解调器一般是由单独IC制成，所以容易仅对调谐器实施断电。然而，为了对数字解调器105实施断电，必须使数字解调器105中的供电系统是独立的。
第三实施例
图3是根据本发明第三实施例的数字广播接收器130的方框图。对于此实施例的数字广播接收器130来说，除具有图1中的第一实施例的结构之外，分集部件107进一步具有另一输入端子107f，且分集控制器110进一步包括输出端子110a。分集控制器110的输出端子110a连接到分集部件107的输入端子107f。
通过此结构，分集控制器110可对两个输入信号进行选择或合成时的选择速率或合成比率，从输出端子110a发送到分集部件107的输入端子107f。
在单一接收期间，分集部件107一选择来自供电状态的调谐器103或调谐器104之一的经由数字解调器105或数字解调器106而从输出端子105a或输出端子106a输出的解调信号，或一以1∶0的比率合成一个解调信号与另一个解调信号。换句话说，在单一接收期间，分集部件107以1∶0的输出比率对来自连接到调谐器中具有供电的一者的数字解调器中的一者的第一输出信号与来自连接到停止供电的另一调谐器的另一数字解调器的第二输出信号进行合成。
然而，当在双系统中，例如一个调谐器与相应的数字解调器之间的布线接近另一调谐器与数字解调器之间的布线时，若来自调谐器103的信号与来自调谐器104的信号之间的绝缘不良，则来自调谐器中的一者的输出信号功率的一部分泄漏到另一调谐器的信号布线中。接着，分集部件107选择或合成来自一个调谐器的解调信号和由从该调谐器泄漏到另一调谐器中的信号产生的解调信号。在此情况下，因为两个信号相同，所以其间的相关为1 。出于此原因，选择或合成不会获得任何改进。相反，使用取决于信号泄漏路径长度的相位差来合成两个信号，会使合成后的CN比率恶化。
对于此问题，在单一接收期间，可通过来自连接到具有供电的调谐器103或调谐器104的数字解调器105或数字解调器106的输出端子105a或输出端子106a的输出，传送到误差检测器108，来避免泄漏功率的影响。然而，在此情况下，分集接收与单一接收之间的图像输出延迟时间差异导致另一问题。具体地说，因为信号在分集接收期间通过分集部件107，所以视频信号输出被延迟了选择或合成所必需的时间。然而，因为信号在单一接收期间不会通过分集部件107，所以分集接收与单一接收之间的切换在视频信号输出中产生延迟时间差异，因此抑制了流畅的视频显示。
为了解决此问题，在单一接收期间，分集控制器110控制信号从输出端子110a发送到分集部件107的输入端子107f，该控制信号一选择来自调谐器103或104中具有供电的一者的解调信号，或一以1∶0的比率合成第一输出信号(即，来自连接到调谐器中具有供电的一者的数字解调器中的一者的解调信号中的一者)与第二输出信号(即，来自连接到停止供电的另一调谐器的另一数字解调器的另一解调信号)。根据此控制信号，分集部件107不受各解调信号的信号质量影响，而以上述比率进行选择或合成信号。
通过此结构，即使有泄漏功率，数字广播接收器130可以避免受其影响，并即使在单一接收期间进行选择或合成信号，也可以消除分集接收与单一接收之间的延迟时间差异。
第四实施例
图4是根据本发明第四实施例的数字广播接收器140的方框图。对于此实施例的数字广播接收器140来说，除具有图1中的第一实施例的结构之外，分集部件107还具有另一输出端子107g，且分集控制器110还包括另一输出端子110b。分集部件107的输出端子107g连接到分集控制器110的输入端子110b。
在上述结构中，分集控制器110使用输入端子110b参照来自分集部件107的输出端子107g的选择速率或合成比率。
对于图1中的第一实施例的结构来说，在单一接收期间，BER判定部件109和分集控制器110不能判定天线101和102中的哪一者已经在较恶劣接收条件下接收到射频(RF)信号。出于此原因，例如分集控制器停止对连接到具有较小平均增益的天线的调谐器的供电。然而，当天线101和102具有不同方向性时，根据无线电波的到达方向与用户握持接收终端的角度之间的关系，具有较小平均增益的天线可能比另一天线具有更大的接收功率。在此情况下，停止对连接到具有较小平均增益的天线的调谐器的供电可能使接收条件恶化。
在图4中的此实施例的结构中，分集控制器110可通过使用输入端子110b参照在单一接收期间从分集部件107的输出端子107g输出的选择速率或合成比率，来分辨出天线101和102中的哪一者的接收信号在分集部件107中以较小选择速率或合成比率被设定。当从BER判定部件109输出进行单一接收的判定信号时，分集控制器110停止对连接到数字解调器中从分集部件107的以较小选择速率或合成比率设定的一者的调谐器的供电。
以此方式，信号被以较小选择速率或合成比率而设定的一个天线的接收状态被判定为比另一天线的接收条状态恶劣，连接到所述一个天线的调谐器供电被停止。这样，可达到通过停止对连接到具有较小平均增益的天线的调谐器的供电而防止接收条件恶化的效果。可通过在分集控制器110中预设选择速率或合成比率的阈值，且停止对选择速率或合成比率在所述阈值以下的一者的调谐器供电，可进一步减小功率消耗。即，当分集部件107中的选择速率或合成比率小于预定值时，分集控制器110可停止对连接到被设定为较小选择速率或合成比率的信号数字解调器一侧的调谐器供电。因此，可进一步减少功率消耗。
具体地说，例如，对于包括具有不同方向性的两个天线并用于在分集部件107中针对每个副载波选择信号执行分集的数字广播接收器104来说，在分集控制器110中0.9设定为选择速率的阈值。
当用户接收一面向同一方向的无线电波时，在具有不对称的无线电波到达方向的接收环境中，天线中的一者一接收较大功率且另一天线一接收较小功率，因为两个天线具有不同方向性。在此类接收环境中，分集部件107从具有较大接收功率的天线不对称地选择信号。
当针对每一副载波从一个天线选择信号的速率保持在和预设阈值0.9相同或更高并持续一定时间时，无论来自BER判定部件109输出的判定信号如何，停止对连接到实质上不会有助于改进接收条件的另一天线的调谐器供电而进行单一接收，这样可进一步减少功率消耗。
第五实施例
图5是根据本发明第二实施例的数字广播接收器150的方框图。此实施例的数字广播接收器150由至少三个体来构造，其中天线101、102和111；调谐器103、104和112以及数字解调器105、106和113分别接串联连接，这与图4中的第四实施例的结构形成对比。其特征为，来自这些串联连接的主体中的数字解调器的输出信号独立地输出到分集部件107。如图5中所示，当天线的数目为N(N≥3)时，来自第N个天线111的输出连接到第N个调谐器112的输入端子，调谐器112的输出端子连接到第N个数字解调器113的输入端子，数字解调器113的输出端子113a连接到分集部件107的输入端子107h，用于向调谐器112供电的电力供应线连接到分集控制器110的输出端子110c。
通过此类结构，分集控制器110根据从BER判定部件109供应的判定信号而控制对N个调谐器中的一者或一者以上的供电，可停止或开始供电。
对于使用两个天线的分集接收来说，以接收到的信号之间的相关性为较低的方式来设置两个天线。然而，在多路径环境或相位调整环境中，可能存在两个天线的接收电平都恶化的位置或时间带。在这些情况下，选择或合成来自各个天线的输入信号不能改进接收条件。然而，增加天线的数目的话，就会减小所有天线的接收电平同时恶化的概率。因此天线数目较多会增强改进效果。
然而，随着天线数目增加，由从天线101、102和111到数字解调器105、106和113的组件组成的串联连接的主体的数目也增加。因此，通过由分集控制器110给出的对各个调谐器103、104和112的供电的控制，可显著地抑制功率消耗的增加。
另外，例如当安装四个天线时，除使用四个天线的分集接收和使用一个天线的单一接收之外，接收器还可执行使用两个或三个天线的分集接收。
具体地说，例如，BER判定部件109中，可维特比后BER的阈值预设为三个阈值。所述阈值称为阈值1、阈值2和阈值3，其值依次下降。在使用四个天线的分集接收期间，当维特比后BER小于阈值1时，BER判定部件109输出判定信号以使用三个天线进行分集接收。此时，分集控制器110通过使用输入端子110b参照来自分集部件107的输出端子107g的选择速率或合成比率，仅对连接到处于最恶劣接收条件的天线的调谐器实施断电。以同一方式，当BER小于阈值2时，BER判定部件109输出判定信号以使用两个天线进行分集接收。同样地，当BER小于阈值3时，BER判定部件109输出判定信号以进行单一接收。
以此方式，数字广播接收器150可达到高质量接收和低功率消耗两者。
第六实施例
图6是用于在本发明第六实施例中在分集接收与单一接收之间切换时的流程图。图7是展示在第六实施例的分集接收启用和停用时BER中的变化的图表。
参看图6和图7，说明根据BER，在数字广播接收器100、120、130、140或150中分集接收与单一接收之间切换的方法。此实施例的数字广播接收器100、120、130、140和150中的BRE判定部件109中，设定有用于从分集接收切换到单一接收的预设的分集停用阈值，和用于从单一接收切换到分集接收的预设的分集启用阈值。当BER小于分集停用阈值时，停止对调谐器中的一者的供电，以进行单一接收；当BER大于分集启用阈值时，向已经停止供电的另一调谐器供电，以进行分集接收。
如图7中所示，向BER判定部件109输入从误差校正器108输出的维特比后BER，BER判定部件109输出进行分集接收或单一接收的判定信号。这种情况下，BER判定部件109设定有以下两个预设的阈值：用于从分集接收切换到单一接收的分集停用阈值201和用于从单一接收切换到分集接收的分集启用阈值200。维特比后BER被控制为一保持为由2×10-4规定的阈值205以下。下文详细描述所述控制。
图7展示当1×10-5预设为分集启用阈值200且1×10-7预设为分集停用阈值201时，维特比后BER中的变化的实例。如图7中所示，虚线202展示单一接收期间的维特比后BER，且实线203展示分集接收期间的维特比后BER。横坐标轴204展示时间(t)。
在单一接收期间，当维特比后BER大于(劣化时)分集启用阈值200时，接收器切换到分集接收。如图7中所示，最初，维特比后BER小于分集启用阈值200。如由图表中的向下箭头所指示，在维特比后BER劣于1×10-5的点处，接收器切换到分集接收。以此方式，因为可由分集接收来改进接收条件，所以维特比后BER不连续地变小。
在分集接收期间，当维特比后BER小于(良化时)分集停用阈值201时，接收器切换到单一接收。如图7中的向上箭头所示，在维特比后BER良于1×10-7的点处，接收器切换到单一接收。因此，从分集接收切换到单一接收的过程使接收条件恶化且使维特比后BER不连续地增加。
如上文所述，提供两个阈值，即分集启用阈值200和分集停用阈值201，可使维特比后BER一保持在2×10-4以下。
其后，参看图6，说明对用于在此实施例中在分集接收与单一接收之间切换时的流程表。
在开始电视、广播接收(步骤205)后，首先，输出进行分集接收的判定信号，而启用分集接收(步骤206)。
接下来，获得从误差检测器108输出的维特比后BER(步骤207)，维特比后BER与分集停用阈值201进行上比较(步骤208)。当维特比后BER大于分集停用阈值201时(否)，分集接收继续且控制返回到步骤207。此时，到维特比后BER变得小于分集停用阈值201为止，周期性地重复维特比后BER的获得(步骤207)和与分集停用阈值201的比较(步骤208)。
当维特比后BER与分集停用阈值201进行比较(步骤208)，维特比后BER小于分集停用阈值201时(是)，输出进行单一接收的判定信号。响应于此信号，分集控制器110停止对调谐器中的一者供电并接收器切换到单一接收(步骤209)。
接下来，获得维特比后BER(步骤210)，且维特比后BER与分集启用阈值进行比较(步骤211)。当维特比后BER小于分集启用阈值200时(否)，单一接收继续且控制返回到步骤210。此时，到维特比后BER变得大于分集启用阈值200为止，周期性地重复维特比后BER的获得(步骤210)和与分集启用阈值200进行比较(步骤211)。
当维特比后BER与分集启用阈值200进行比较(步骤211)且维特比后BER大于分集启用阈值200时(是)，输出进行分集接收的判定信号。响应于此信号，分集控制器110开始对已经停止供电的另一调谐器供电，并接收器切换到分集接收(步骤206)。
其后，再次周期性地维特比后BER与分集停用阈值201进行比较。
具有上述控制操作，BER判定部件109可控制分集接收与单一接收之间的切换。因此如图7模拟所示，可维特比后BER保持在两个阈值之间。
第七实施例
图8是根据图7中的第七实施例的数字广播接收器160的方框图。在此实施例的数字广播接收器160中，电子构造的开关114和115插入两个天线与调谐器之间，且天线切换控制器116添加到图1中的第一实施例的结构中。开关114包括三个输入端子114a、114b和114c，以及一个输出端子114d。在此开关114中，输入端子114c为控制输入。响应于输出到此输入端子114c的控制信号，输入端子114a或114b与输出端子114d形成短路。开关115包括两个输入端子115a和115b以及两个输出端子115c和115d。在此开关115中，输入端子115b是控制输入。响应于输出到此输入端子115b的控制信号，输入信号115a与输出端子115c或115d形成短路。
在图8中，与图1中的结构形成对比，作为第一天线的天线101的输出端连接到作为第一开关的开关114的输入端子114a，而不是调谐器103。开关114的输出端子114d连接到作为第一调谐器的调谐器103的输入端子。作为第二天线的天线102的输出端连接到作为第二开关的开关115的输入端子115a，而不是调谐器104。开关115的输出端子115c连接到开关114的输入端子114b，且输出端子115d连接到作为第二调谐器的调谐器104的输入端子。
调谐器103还包括一输入端子103a，且数字解调器105还包括一输出端子105b。输出端子105b连接到调谐器103的输入端子103a。
而且还设置有天线切换控制器116其包括两个输入端子116a和116b以及两个输出端子116c和116d。输出端子116c连接到开关114的输入端子114c，且输出端子116d连接到开关115的输入端子115b。数字解调器105的输出端子105b连接到输入端子116a。
分集控制器110包括新设的输出端子110d，其连接到天线切换控制器116的输入端子116b。
在上述结构中，分集控制器110控制开始信号或控制停止信号从输出端子110d发送到天线切换控制器116的输入端子116b，以使接收器在通过选择或合成每个副载波的信号进行的分集接收(其后在第七实施例中称为“载波分集”)与通过切换两个天线进行的分集接收(天线分集)之间切换。
换句话说，当BER判定部件109输出进行分集接收的判定信号时，分集控制器110向调谐器103和104供电，并向天线切换控制器116的输入端子116b发送控制停止信号。因此，天线切换控制器116从输出端子116c控制开关114的输入端子114c。即，天线切换控制器116使输入端子114a和输出端子114d形成短路，并从输出端子116d控制开关115的输入端子115b，以使输入端子115a与输出端子115d形成短路。因此，由天线101和102接收到的射频(RF)信号经由调谐器103和104以及数字解调器105和106，在分集部件107中分别选择或合成，以进行载波分集接收。
当BER判定部件109输出进行单一接收的判定信号时分集控制器110停止对调谐器104的供电，并向天线切换控制器116的输入端子116b发送控制开始信号。因此，天线切换控制器116从输出端子116d控制开关115的输入端子115b，并使输入端子115a与输出端子115c形成短路。以此方式，天线切换控制器116从输入端子116c控制开关114的输入端子114c，以进行控制选择天线101和天线102中的哪一者接收到的射频信号连接到调谐器103，以进行天线分集接收。
下面，说明天线分集的操作。天线切换控制器116使用从数字解调器105的输出端子105b向调谐器103的输入端子103a输出的AGC电压，向开关114的输入端子114c输出天线切换控制信号。AGC电压为用于控制调谐器103中的可变放大器以使得被输入数字解调器105中的中间频率(IF)信号处于预定电平的信号。AGC电压为与预定信号接收电平相关的信号。
在天线切换控制器116中预设切换阈值电压。当AGC电压小于切换阈值电压时，产生天线切换信号。这样，当开关114的输入端子114a与输出端子114d形成短路时，由天线101接收到的RF信号馈入调谐器103中。因此，AGC电压代表天线101的接收电平。
当AGC电压小于切换阈值时，判定天线101的接收电平已经变小。接着，开关114的输入端子114b和输出端子114d形成短路，以由天线102接收到的RF信号馈入调谐器103中。因此，AGC电压代表天线102的接收电平，且其后此值与切换阈值电压进行比较。
天线分集是在所谓的‘线站点接收(line-of-site reception)”环境——即从广播站到达的无线电波可接被接收且以约1Hz的相位调整频率的步行速度的环境中有效的方法。因此，与载波分集相比，天线分集的改进效果较小。然而，因为仅一个调谐器和数字调制器就足够，所以与载波分集相比，天线分集消耗显著较少的功率。出于此原因，在相对较良好的接收环境中，天线分集而不是单一分集可进一步改变接收条件。
在上述描述内容中，为了具体阐释，天线分集使用从数字解调器105输出的AGC电压来控制接收器。然而，可使用CN比率或BER。本发明的目的在于：通过在相对较良好的接收环境中，停止对一个调谐器供电，而使用两个天线进行天线分集来减少功率消耗，并改进接收状态，因此，至于其具体的实现方法为即使使用除AGC电压之外的信号的方法，也是可以的。
下面，说明在载波分集接收与天线分集接收之间进行切换的方法。当BER判定部件109输出进行分集接收的判定信号时，分集控制器110向调谐器103和104供电，且从输出端子110d向天线切换控制器116的输入端子116b发送控制停止信号。因此，天线切换控制器116从输出端子116c控制开关114的输入端子114c以使输入端子114a与输出端子114d短路。而且，天线切换控制器116从输出端子116d控制开关115的输入端子115b，以使输入端子115a与输出端子115d短路。因此，由天线101接收到的信号和由天线102接收到的信号各自转换成解调信号，输入到分集部件107中，在分集部件107中选择或合成，以进行载波分集接收。
当BER判定部件109输出进行单一接收的判定信号时分集控制器110停止对调谐器104的供电，使用输出端子110d，向天线切换控制器116的输入端子116b发送控制开始信号。因此，天线切换控制器116从输出端子116d控制开关115的输入端子115b，以使输入端子115a与输出端子115c短路。而且，基于从输入端子116a输入的AGC电压，从输出端子116c向开关114的输入端子114c输出天线切换控制信号，以进行天线分集接收。
如上文所述，因为数字广播接收器160在接收环境良好，即使没有必要进行载波分集接收的情况下，也能够执行天线分集，从而抑制功率消耗的增加且进一步改进接收状态。
工业应用性
本发明的数字电视、广播接收器可通过使用分集接收来实现良好的接收状态，且在良好接收环境中停止对一个调谐器的供电，从而比一执行分集接收的现有数字电视、广播接收器消耗显著较少的功率。因此，本发明的接收器可用于接收技术，所述接收技术尤其在以电池供电的便携式终端中使用。

Claims (12)

1.一种数字广播接收器，用于接收正交频分复用OFDM数字信号，其包含：
第一天线和第二天线，用于接收所述OFDM数字信号；
第一调谐器和第二调谐器，分别连接到所述第一天线和所述第二天线，以用于所述OFDM数字信号转换成中间频率IF信号；
第一数字解调器和第二数字解调器，分别连接到所述第一调谐器的输出端和所述第二调谐器的输出端，以用于所述IF信号转换成数字信号并所述数字信号解调成解调信号而输出；
分集部件，连接到所述第一数字解调器和所述第二数字解调器，以用于选择或合成所述两个解调信号而输出；
误差校正器，连接到所述分集部件，并且具有用于输出已经过误差校正的信号的输出端子，且输出误码率BER；
BER判定部件，用于接收所述BER，并且所述BER与预设的BER阈值进行此较，并输出判定信号；和
分集控制器，用于接收从所述BER判定部件输出的所述判定信号，且控制对所述第一调谐器和所述第二调谐器中的一者的供电的开始或停止；
其中，当所述BER大于所述预设的BER阈值时，所述分集控制器
开始对所述第一调谐器和所述第二调谐器供电，以进行分集接收；且当
所述BER小于所述预设的BER阈值时，所述分集控制器停止对所述第
一调谐器和所述第二调谐器中的一者供电，以进行单一接收。
2.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
在单一接收期间，所述分集控制器停止对所述调谐器中的一者供电且还停止对连接到所述调谐器中的一者的数字解调器供电。
3.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
所述分集部件进一步包括输入端子，且所述分集控制器进一步包括输出端子；
所述分集控制器的所述输出端子连接到所述分集部件的所述输入端子；且
在单一接收期间，所述分集部件以1∶0的比率合成来自与所述调谐器中具有供电的一者连接的所述数字解调器中的一者的第一输出信号、与来自与停止供电的另一调谐器连接的另一数字解调器的第二输出信号。
4.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
所述分集部件进一步包括输出端子，且所述分集控制器进一步包括输入端子；
所述分集部件的所述输出端子连接到所述分集控制器的所述输入端子；且
当所述BER判定部件输出进行单一接收的判定信号时，所述分集控制器停止对与来自于所述解调信号的选择速率或合成此率被设定为小的所述数字调制器的一者连接的所述调谐器供电。
5.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
所述分集部件进一步包括输出端子且所述分集控制器进一步包括输入端子；
所述分集部件的所述输出端子连接到所述分集控制器的所述输入端子；且
当所述分集部件中的选择速率或合成此率小于预定值时，所述分集控制器停止对与选择速率或合成此率被设定为小的所述数字调制器中的一者连接的所述调谐器中的一者供电。
6.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
包括三个以上的串联连接主体，所述每个串联连接主体都包含串联连接的所述天线、所述调谐器和所述数字解调器，
其中由所述数字解调器输出的输出信号独立地输出到所述分集部件，且所述分集控制器基于从所述BER判定部件输出的所述判定信号而控制对所述调谐器中的供电。
7.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
所述BER判定部件设有用于从分集接收切换到单一接收的分集停用阈值、和用于从单一接收切换到分集接收的分集启用阈值；
当所述BER小于所述分集停用阈值时，停止对所述调谐器中的一者供电以进行单一接收；且
当所述BER大于所述分集启用阈值时，对所述调谐器中停止供电的一者供电以进行分集接收。
8.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
其进一步包括：
第一开关，其具有一个连接到所述第一天线的端子和连接到所述第一调谐器的输入端子的共用端子；
第二开关，其具有连接到所述第二天线的共用端子、一个连接到所述第二调谐器的输入端子的端子和连接到所述第一开关的另一端子的另一端子；和
天线切换控制器，其具有第一控制端子和第二控制端子，分别用于控制所述第一开关和所述第二开关，且响应于来自所述分集控制器的控制信号而控制所述第一开关和所述第二开关；
其中，当所述BER判定部件输出进行分集接收的判定信号时，所述
分集控制器供电到所述第一调谐器和所述第二调谐器，且通过经由所述天线切换控制器控制所述第一开关和所述第二开关，而分别所述第一天线和所述第二天线连接到所述第一调谐器和所述第二调谐器，以进行分集接收；且
当所述BER判定部件输出进行单一接收的判定信号时，所述分集控制器停止对所述第一调谐器和所述第二调谐器中的一者供电，且通过经由所述天线切换控制器控制所述第一开关和所述第二开关，而选择所述第一天线和所述第二天线中与所述调谐器中具有供电的另一者的输入连接的一个天线。
9.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
改变其接收信道时，所述BER判定部件输出进行分集接收的所述判定信号。
10.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
所述数字广播接收器进一步包含分集启动按钮，
其中所述分集启动按钮被按下时，所述BER判定部件输出进行分集接收的所述判定信号。
11.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
所述数字广播接收器以电池供电，且当其剩余电池残余量等于或小于预设的阈值时，所述BER判定部件输出进行单一接收的所述判定信号。
12.根据权利要求1所述的数字广播接收器，其中，
所述BER判定部件包括输入端子，通过所述输入端子，所述BER阈值可由外部任意设定。
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