JP2006295406A - Method and device for receiving digital broadcasting signal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テレビジョン受像器等の放送信号受信装置及び放送信号受信方法に関し、特に、デジタル方式で発信された放送信号で妨害波となる周波数の信号の影響を低減するデジタル放送信号受信装置及びデジタル放送信号受信方法に関する。 The present invention relates to a broadcast signal receiving apparatus such as a television receiver and a broadcast signal receiving method, and more particularly, to a digital broadcast signal receiving apparatus for reducing the influence of a signal having a frequency that becomes a disturbing wave in a broadcast signal transmitted in a digital manner. The present invention relates to a digital broadcast signal receiving method.
テレビジョン放送は、近年、デジタル映像信号を高能率符号化した後、直接デジタル変調して従来のアナログ変調と同一の伝送帯域でデジタル伝送するデジタル方式に移行しつつあり、ハイビジョン放送、データ放送をはじめとする多くの新しい放送サービスが開始されている。デジタルテレビ放送は、アナログ方式に比べでより多くの情報が伝送できること、また伝送雑音の影響を受け難いこと等の利点を有する。 In recent years, television broadcasting is shifting to a digital system in which digital video signals are digitally transmitted in the same transmission band as conventional analog modulation after high-efficiency encoding of digital video signals. Many new broadcasting services have begun, including the beginning. Digital television broadcasting has advantages such as being able to transmit more information than analog systems and being less susceptible to transmission noise.
放送衛星(BS:Broadcasting Satellite、以下、BSと記す。)デジタル放送や、通信衛星(CS:Communications Satellite、以下、CSと記す。)デジタル放送の放送電波は、パラボラアンテナ等により受信されて例えば1〜2GHzの高周波信号(RF(Radio Frequency)信号という。)に変換された後、いわゆるセットトップボックスあるいは衛星放送受信機能付きのチューナ等の放送信号受信装置に送られる。放送信号受信装置は、アンテナで受信したRF信号から希望の信号を選択的に増幅するトラッキングフィルタを備え、印加電圧によって発振周波数が可変である電圧制御発振器(以下、VCO(Voltage Controlled Oscillator)という。)から発振された局部発振信号をアンテナから受信したRF信号に混合し、所定の中間周波数(IF:Intermediate Frequency)の信号にダウンコンバートする周波数変換を行っている。 Broadcast radio waves of a broadcasting satellite (BS: Broadcasting Satellite, hereinafter referred to as BS) digital broadcasting and a communication satellite (CS: Communications Satellite, hereinafter referred to as CS) are received by a parabolic antenna or the like, for example, 1 After being converted into a high frequency signal (referred to as RF (Radio Frequency) signal) of ˜2 GHz, it is sent to a broadcast signal receiving apparatus such as a so-called set top box or a tuner with a satellite broadcast receiving function. The broadcast signal receiving apparatus is called a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as a VCO (Voltage Controlled Oscillator)) that includes a tracking filter that selectively amplifies a desired signal from an RF signal received by an antenna and whose oscillation frequency is variable depending on an applied voltage. The local oscillation signal oscillated from) is mixed with the RF signal received from the antenna, and frequency conversion is performed to down-convert the signal to a predetermined intermediate frequency (IF) signal.
トラッキングフィルタとしては、希望信号を選択的に増幅するために印加電圧によって中心周波数が可変であるフィルタ(VCF(Voltage Controlled Filter))が用いられる。トラッキングフィルタの中心周波数を制御する手法としては、例えば、IF信号を監視しVCOの制御電圧を流用する方法(図3参照。)、またIF信号を監視して制御電圧を発生する方法(図4参照。)等があげられる。 As the tracking filter, a filter (VCF (Voltage Controlled Filter)) whose center frequency is variable by an applied voltage is used in order to selectively amplify a desired signal. As a method for controlling the center frequency of the tracking filter, for example, a method of monitoring the IF signal and using the control voltage of the VCO (see FIG. 3), or a method of monitoring the IF signal and generating a control voltage (FIG. 4). See).
図3に示す放送受信装置100は、デジタルテレビ放送波の受信装置の一例である。受信装置100は、放送局から発信された放送波を受信する受信アンテナ101と、受信した信号から目的とする周波数を抽出するためのトラッキングフィルタ102と、抽出された周波数を増幅するためのRFアンプ103と、増幅された信号から目的とする周波数を抽出するためのトラッキングフィルタ104と、トラッキングフィルタ104により抽出された希望信号周波数とローカル周波数信号とをミキシングし中間周波数信号(以下、IF信号という。)を出力するミキサ105と、IF信号を増幅するIFアンプ106、増幅したIF信号の目的とする周波数を通過する通過帯域の中心周波数を規定するIFバンドパスフィルタ107と、フィルタを通過したIF信号を増幅するIFアンプ108とを備え、増幅されたIF信号は、信号復調部109に出力されている。
A
また、受信装置100は、PLL制御回路110と、VCO111と、タンク回路112を備え、PLL制御回路110は、PLL設定データと、VCO111が現在出力している局部発振周波数をもとにVCO111の発振周波数をPLL設定データに応じた発振周波数に制御するための制御電圧を生成している。受信装置100では、上述した各部が制御部113によって統括制御されている。
The
受信装置100は、VCO111の制御電圧を流用し、VCO制御電圧に応じたトラッキングフィルタの制御電圧を生成し、トラッキングフィルタ102、104の中心周波数を制御している。
The
図4に示す受信装置200は、放送局から発信された放送波を受信する受信アンテナ201と、受信した信号から目的とする周波数を抽出するトラッキングフィルタ202と、抽出された周波数を増幅するRFアンプ203と、増幅された信号から目的とする周波数を抽出するトラッキングフィルタ204と、トラッキングフィルタ204により抽出された希望信号周波数とローカル周波数信号とをミキシングしIF信号を出力するミキサ205と、IF信号を増幅するIFアンプ206、増幅したIF信号の目的とする周波数を通過する通過帯域の中心周波数を規定するIFバンドパスフィルタ207と、フィルタを通過したIF信号を増幅するIFアンプ208と、PLL制御回路209と、VCO210と、タンク回路211を備え、増幅されたIF信号は、信号復調部212に出力される。
4 includes a receiving
また、受信装置200は、IF信号の信号レベルに応じてトラッキングフィルタ202を制御する制御電圧を生成するDAC213、メモリ214を備え、上述した各部が制御部215によって統括制御されている。
The
受信装置200は、IFアンプ208から出力されるIF信号を検出し、出力IF信号(IF OUT)が最大となるようにトラッキングフィルタ202において通過させる通過帯域の中心周波数を制御するための制御電圧を生成している。
The
具体的には、例えば、トラッキングフィルタの中心周波数の制御方法として、VCO制御電圧を流用する例が下記特許文献1に、また、制御部がVCO制御電圧を生成する例が下記特許文献2に開示されている。上述した図3及び図4に示した受信装置、また特許文献1及び特許文献2に開示されているチューナは、一般的にRF信号(又はIF信号)の信号レベルを検知してピーク値となるようにトラッキングフィルタのフィルタ係数を制御する方法をとっている。
Specifically, for example, as a method for controlling the center frequency of the tracking filter, an example in which a VCO control voltage is used is disclosed in
デジタルテレビ放送では、受信時に希望とする周波数近傍に強い妨害波があると、トラッキングフィルタを通過した妨害波が増幅されて信号復調に悪影響が及ぼされることがある。信号復調時のビットエラーとなった妨害波の信号は、復調器より後段に設けられたエラー訂正処理等で訂正可能であれば問題ないが、増幅されたノイズレベルによっては、エラー訂正処理で対応できない受信画音質の劣化を引き起こすことにもなる。 In digital television broadcasting, if there is a strong interference wave in the vicinity of a desired frequency at the time of reception, the interference wave that has passed through the tracking filter may be amplified and adversely affect signal demodulation. The interference signal that caused a bit error during signal demodulation can be corrected by error correction processing provided after the demodulator, but it can be handled by error correction processing depending on the amplified noise level. It will also cause deterioration of the received picture sound quality that can not be.
希望とする中間周波数の信号レベルのピーク値付近に妨害波がある場合には特に、トラッキングフィルタが妨害波を増幅することにもなるため、希望とする中間周波数の信号レベルがピーク値になるようトラッキングフィルタを調整することが必ずしも最善であるとは限らない。 Especially when there is an interference wave near the peak value of the signal level of the desired intermediate frequency, the tracking filter will also amplify the interference wave, so that the signal level of the desired intermediate frequency becomes the peak value. It is not always best to adjust the tracking filter.
そこで本発明は、上述した従来の実情に鑑みて提案されたものであり、デジタルテレビ方式において、妨害波となる周波数の信号の影響を低減し良好な受信画像及び受信音質を得ることができるデジタル放送信号受信装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described conventional situation, and in a digital television system, it is possible to reduce the influence of a signal having a frequency as an interference wave and obtain a good received image and received sound quality. An object is to provide a broadcast signal receiving apparatus.
上述した目的を達成するために、本発明に係るデジタル放送信号受信装置は、放送局からデジタル方式で発信された放送信号を受信し所定の中間周波数信号に変換し復調するデジタル放送信号受信装置において、印加電圧に応じて透過信号の中心周波数が可変であって放送信号から目的とする周波数帯の無線周波数信号を選択的に抽出するフィルタ手段と、印加電圧によって発振周波数が可変である電圧制御発振手段と、電圧制御発振手段から発信された局部発振信号をフィルタ手段で抽出された無線周波数信号に混合し所定の中間周波数信号を生成する混合手段と、混合手段からの中間周波数信号を復調する信号復調手段と、フィルタ手段への印加電圧を生成するフィルタ電圧生成手段と、信号復調手段における復調処理時のビット誤り率を検出し該ビット誤り率に応じてフィルタ電圧生成手段を制御する制御手段とを備える。 In order to achieve the above-described object, a digital broadcast signal receiving apparatus according to the present invention is a digital broadcast signal receiving apparatus that receives a broadcast signal transmitted in a digital manner from a broadcast station, converts it into a predetermined intermediate frequency signal, and demodulates it. A filter means for selectively extracting a radio frequency signal in a target frequency band from a broadcast signal, wherein the center frequency of the transmission signal is variable according to the applied voltage, and voltage controlled oscillation whose oscillation frequency is variable depending on the applied voltage Means for mixing the local oscillation signal transmitted from the voltage controlled oscillation means with the radio frequency signal extracted by the filter means to generate a predetermined intermediate frequency signal, and a signal for demodulating the intermediate frequency signal from the mixing means Demodulation means, filter voltage generation means for generating a voltage applied to the filter means, and bit error rate during demodulation processing in the signal demodulation means And control means for controlling a filter voltage generating means in accordance with the detected said bit error rate.
また、デジタル放送信号受信装置は、ビット誤り率とフィルタ手段の中心周波数を制御する制御電圧値とを関連づけて記憶する記憶手段を備えていてもよい。このとき制御手段は、ビット誤り率が最小になる制御電圧値を記憶手段に格納する。また、制御手段は、受信可能な全チャンネルに対してビット誤り率が最小になる制御電圧値を記憶手段に格納する。 The digital broadcast signal receiving apparatus may further include storage means for storing the bit error rate and a control voltage value for controlling the center frequency of the filter means in association with each other. At this time, the control means stores the control voltage value that minimizes the bit error rate in the storage means. Further, the control means stores in the storage means a control voltage value that minimizes the bit error rate for all receivable channels.
本発明によれば、妨害波を避けてトラッキングフィルタの中心周波数を少しずらすことができる。また、これにより結果的にビット誤り率がよくなり、よりよい受信画像及び受信音質が得られる。更に、実際の電波受信環境において受信品質を決めるビット誤り率の値によりトラッキングフィルタの中心周波数の調整を行うことにより、希望波の近くに強い妨害波が存在する場合であっても妨害波を増幅することなく希望波を取り出すといった最適な調整が可能である。また、トラッキングフィルタの中心周波数の調整を動的に行うことが可能になるため、製造時だけでなく、実際の使用場所の電波受信環境に対応した最適値の調整が可能である。 According to the present invention, it is possible to slightly shift the center frequency of the tracking filter while avoiding interference waves. As a result, the bit error rate is improved, and a better received image and received sound quality can be obtained. Furthermore, by adjusting the center frequency of the tracking filter based on the bit error rate value that determines the reception quality in the actual radio wave reception environment, the interference wave is amplified even when there is a strong interference wave near the desired wave. It is possible to make an optimal adjustment such as taking out the desired wave without doing so. In addition, since the center frequency of the tracking filter can be dynamically adjusted, it is possible to adjust the optimum value corresponding to the radio wave reception environment at the actual usage place as well as at the time of manufacture.
本発明の具体例として示すデジタル放送信号受信装置1について、図面を参照して説明する。
A digital broadcast
図1に示すデジタル放送信号受信装置1は、放送衛星(BS:Broadcast Satellite、以下、BSと記す)及び110°通信衛星(CS:Communications Satellite、以下、CSと記す)等からの12GHz帯のデジタル放送信号から得られる1〜2GHz帯の高周波信号をベースバンド信号に周波数変換するチューナである。このデジタル放送信号受信装置1は、目的とする放送チャンネル周波数を局部発振出力信号としてミキサ回路に入力し、アンテナを介して入力されるRF信号を中間周波数信号(IF信号)に変換し、ベースバンド信号にダウンコンバートすることができる。
A digital broadcast
図1に示すデジタル放送信号受信装置1は、放送局から発信された放送波を受信する受信アンテナ2と、受信した信号から目的とする周波数を抽出するためのトラッキングフィルタ3と、抽出された周波数を増幅するためのRFアンプ4と、増幅された信号から目的とする周波数を抽出するためのトラッキングフィルタ5とを有する。
A digital broadcast
また、トラッキングフィルタ5により抽出された希望信号周波数とローカル周波数信号とをミキシングし中間周波数信号(以下、IF信号という。)を出力するミキサ6と、IF信号を増幅するIFアンプ7と、増幅したIF信号の目的とする周波数を通過する通過帯域の中心周波数を規定するIFバンドパスフィルタ8と、フィルタを通過したIF信号を増幅するIFアンプ9とを備える。そして、増幅されたIF信号は、信号復調部10に出力される。
Further, the desired signal frequency extracted by the
デジタル放送信号受信装置1は、更にPLL制御回路11とVCO12と、タンク回路13とを備え、PLL制御回路11は、PLL設定データと、VCO12が現在出力している局部発振周波数をもとにVCO12の発振周波数をPLL設定データに応じた発振周波数に制御するための制御電圧を生成している。
The digital broadcast
そして、デジタル放送信号受信装置1は、IF信号の信号レベルに応じてトラッキングフィルタ3を制御する制御電圧を生成するDAC14、メモリ15、各部を制御する制御部16を備えており、信号復調部10における復調時のビット誤り率(BER)の値と制御電圧とを対応づけてメモリ15に書き込む。VCO12で生成された局部発振周波数は、初期チャンネルを受信するように制御部16から制御されている。
The digital broadcast
デジタル放送信号受信装置1は、メモリ15には初期状態で各チャンネルに対するトラッキングフィルタの制御電圧値がそれぞれ与えられており、制御部16は、信号復調部10から復調処理時のビット誤り率(BER)を受け取って、この値に応じてトラッキングフィルタの制御電圧を変更し、受信したRF信号から目的とする周波数が抽出されるようにトラッキングフィルタ3の中心周波数を変更する。
In the digital broadcast
更に具体的には、初期状態においてメモリ15には、全チャンネルに対するトラッキングフィルタの制御DC電圧が書き込まれている。VCO12は、制御部16に制御されたPLL制御回路11からの信号によって、はじめにチャンネルAを受信する局部発振周波数を生成する。受信アンテナ2から入力したRF入力信号は、トラッキングフィルタ3を通過し、目的とするチャンネルの周波数が抽出される。抽出された周波数の信号は、RFアンプ4を通過して増幅されトラッキングフィルタ5に送られる。最終的にトラッキングフィルタ5において抽出された希望信号周波数は、ミキサ6においてタンク回路13及びVCO12で生成されるローカル周波数信号とミキシングされてIF信号が生成される。
More specifically, in the initial state, the control DC voltage of the tracking filter for all channels is written in the memory 15. The
IF信号は、IFアンプ7において増幅され、IFバンドパスフィルタ8において通過帯域の中心周波数が規定されて希望とする周波数帯域のIF信号がIFアンプ9において増幅される。増幅されたIF信号は、信号復調部10に出力される。
The IF signal is amplified by the
制御部16は、信号復調部10におけるBERの値とこのBER値に対応するトラッキングフィルタ3の制御電圧値とを一対にしてメモリ15に格納する。そして、制御部16は、トラッキングフィルタ3の制御電圧値を所定量dずつ、初期値Vに対して増加又は減少させて受信動作を行う。メモリ15に書き込まれたBERの最小値と比較しつつ、初期DC電圧値Vから利用可能な最大或いは最小電圧までd刻みで受信動作を繰り返し行って、BERが最小になる制御電圧値をAチャンネル用の制御DC電圧値として更新する。ここで、初期DC電圧値Vから利用可能な最大或いは最小電圧とは、トラッキングフィルタ3の通過帯域の中心が目的とする周波数からずれてもなお目的とする周波数の信号を受信できる最大或いは最小の周波数を選択するときの制御電圧値である。
The
続いて、図1に示すデジタル放送信号受信装置1が全てのチャンネルに対してトラッキングフィルタ制御電圧値を設定する処理について図2を用いて説明する。
Next, a process in which the digital broadcast
初期状態として、メモリ15には全てのチャンネルに対してトラッキングフィルタ制御DC電圧値V1〜Vnがそれぞれ書き込まれている。デジタル放送信号受信装置1は、このトラッキングフィルタ電圧の最適化処理をチャンネルAから順番に実行するものとする。
As an initial state, the tracking filter control DC voltage values V1 to Vn are written in the memory 15 for all the channels. It is assumed that the digital broadcast
制御部16は、ステップS1としてチャンネルAを選択する。制御部16は、初期チャンネルAを受信する制御信号をPLL制御回路11に送り、VCO12においてチャンネルAを受信する局部発振周波数が生成される。
The
また、制御部16は、ステップS2としてメモリ15からAチャンネルに対する初期DC電圧Vを選択する。選択された初期DC電圧がDAC14において発生される。ステップS3として、DAC14から発生された制御DC電圧がトラッキングフィルタ3に印加される。
Further, the
制御部16は、トラッキングフィルタ3の制御DC電圧が初期DC電圧であるときのRF入力信号から変換されたIF信号が復調されたときのBERを信号復調部10から送られる。制御部16は、ステップS4において、このときのBER値と制御DC電圧値とを組にしてメモリ15に書き込む。
The
続いて制御部16は、ステップS5の判別において制御DC電圧が、トラッキングフィルタ3の利用可能な最大値(Vmax)を超えていなければ、ステップS6において、トラッキングフィルタの制御DC電圧値をd増加し、V+dを制御DC電圧としてDAC14が読み出すメモリ15における領域の値を変更し、初期DC電圧値から利用可能な最大電圧までステップS3、S4を繰り返す。
Subsequently, if the control DC voltage does not exceed the maximum available value (Vmax) of the tracking
制御部16は、ステップS5において、トラッキングフィルタ3の利用可能な最大値(Vmax)に到達した場合、ステップS7において、メモリ15に書き込まれた各制御DC電圧に対するBER値を比較し、最小のBER値が得られたときの制御DC電圧値をAチャンネル用のトラッキングフィルタ制御DC電圧としてメモリ15に格納する。
When the
続いて、制御部16は、ステップS8の判別によって未設定のチャンネルがあれば、ステップS9としてチャンネル番号を1増加し、全てのチャンネルに対してトラッキングフィルタ3の制御DC電圧の最適値がメモリ15に書き込まれるまで上記動作を繰り返す。
Subsequently, if there is an unset channel by the determination in step S8, the
以上説明したように、デジタル放送信号受信装置1は、トラッキングフィルタ3の制御DC電圧の調整処理を実行することにより、このデジタル放送信号受信装置1が実際に使用される電波受信環境における最適値を選択することができる。
As described above, the digital broadcast
また、実際に電波を受信している際に電波状況が変化して特定のチャンネルで受信状態が悪化するおそれがあるため、上述したトラッキングフィルタの制御DC電圧の調整処理を実行し初期値として設定した後、特定のチャンネルに対してのみ上記調整処理を実行できるようにしてもよい。また、この調整処理を一定期間毎、或いはユーザの指示に基づいて実行してもよい。これにより、デジタル放送信号受信装置1の使用環境に応じて受信状態が変化しても受信信号の改善を自動で行うことが可能である。
In addition, when the radio wave is actually received, the radio wave condition may change and the reception state may deteriorate in a specific channel. Therefore, the tracking DC control DC voltage adjustment process described above is executed and set as an initial value. Then, the adjustment process may be executed only for a specific channel. Further, this adjustment process may be executed at regular intervals or based on a user instruction. Thereby, even if the reception state changes according to the use environment of the digital broadcast
また製造時に予め調整処理を行う場合には、一般的に信号源を用意して、例えばAチャンネルの受信動作を行っている場合にAチャンネル用の信号を同期して出力する必要があったが、デジタル放送信号受信装置1では、制御部16から信号を出力するだけで容易に実現できる。
In addition, when adjustment processing is performed in advance at the time of manufacture, it is generally necessary to prepare a signal source and output a signal for the A channel in synchronization when, for example, a reception operation for the A channel is performed. The digital broadcast
1 デジタル放送信号受信装置、 2 受信アンテナ、 3 トラッキングフィルタ、 4 RFアンプ、 5 トラッキングフィルタ、 6 ミキサ、 7 IFアンプ、 8 IFバンドパスフィルタ、 9 IFアンプ、 10 信号復調部、 11 PLL制御回路、 12 VCO、 13 タンク回路、 14 DAC、 15 メモリ、 16 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
印加電圧に応じて透過信号の中心周波数が可変であり上記放送信号から目的とする周波数帯の無線周波数信号を選択的に抽出するフィルタ手段と、
印加電圧によって発振周波数が可変である電圧制御発振手段と、
上記電圧制御発振手段から発信された局部発振信号を上記フィルタ手段で抽出された無線周波数信号に混合し所定の中間周波数信号を生成する混合手段と、
上記混合手段からの中間周波数信号を復調する信号復調手段と、
上記フィルタ手段への印加電圧を生成するフィルタ電圧生成手段と、
上記信号復調手段における復調処理時のビット誤り率を検出し該ビット誤り率に応じて上記フィルタ電圧生成手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするデジタル放送信号受信装置。 In a digital broadcast signal receiving apparatus that receives a broadcast signal transmitted in a digital manner from a broadcast station, converts it to a predetermined intermediate frequency signal, and demodulates it,
Filter means for selectively extracting a radio frequency signal of a target frequency band from the broadcast signal, the center frequency of the transmission signal being variable according to the applied voltage;
Voltage-controlled oscillation means whose oscillation frequency is variable according to the applied voltage;
Mixing means for generating a predetermined intermediate frequency signal by mixing the local oscillation signal transmitted from the voltage controlled oscillation means with the radio frequency signal extracted by the filter means;
Signal demodulating means for demodulating the intermediate frequency signal from the mixing means;
Filter voltage generating means for generating an applied voltage to the filter means;
A digital broadcast signal receiving apparatus comprising: control means for detecting a bit error rate during demodulation processing in the signal demodulating means and controlling the filter voltage generating means in accordance with the bit error rate.
印加電圧に応じて透過信号の中心周波数が可変であるフィルタ手段において上記放送信号から目的とする周波数帯の無線周波数信号を選択的に抽出する工程と、
局部発振信号を上記抽出された無線周波数信号に混合し所定の中間周波数信号を生成する工程と、
上記中間周波数信号を復調する信号復調工程とを有し、
上記信号復調工程における復調処理時のビット誤り率を検出し該ビット誤り率に応じて上記フィルタ手段への印加電圧を制御することを特徴とするデジタル放送信号受信方法。
In a digital broadcast signal receiving method for receiving a broadcast signal transmitted in a digital manner from a broadcast station, converting it to a predetermined intermediate frequency signal and demodulating it,
A step of selectively extracting a radio frequency signal in a target frequency band from the broadcast signal in the filter means in which the center frequency of the transmission signal is variable according to the applied voltage;
Mixing a local oscillation signal with the extracted radio frequency signal to generate a predetermined intermediate frequency signal;
A signal demodulation step of demodulating the intermediate frequency signal,
A digital broadcast signal receiving method comprising: detecting a bit error rate at the time of demodulation processing in the signal demodulating step, and controlling a voltage applied to the filter means according to the bit error rate.
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