JP2011523837A - 信号内のチャネルを決定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

信号内のチャネルの決定及び識別は、信号受信機の動作の重要な特徴である。記載される方法（８００）は、複数のチャネルを有する信号を受信する段階（８０２）；チャネルの帯域端の指標を生成するために該信号をフィルタリングする段階（８０６）；及び該帯域端の指標に基づき、前記チャネルの特性を決定する段階（８１８）；を有する。更に、記載される装置（３００）は、複数のチャネルを有する入力信号を受信し、該信号の周波数スペクトルをシフトするスペクトル・シフト回路（３０４）；周波数シフトされた信号をフィルタリングしてチャネルの帯域端の指標を生成するフィルタ（３０６）；前記帯域端の指標に基づき前記チャネルの特性を決定し、該決定されたチャネルの特性に基づき前記スペクトル・シフト回路（３０４）内の周波数シフトを制御する信号分析回路（３１６、３１８）；を有する。

Description

本願明細書は、概して信号受信システムの動作に監視、より詳細には信号受信装置により受信されたチャネル又は中継器の受信、走査及び識別に関する。

本章では読者に、以下に記載される本発明の種々の態様に関連し得る、種々の技術の態様を紹介する。この記載は読者に背景情報を提供し本発明の種々の態様を一層理解するために有用であろう。従って、理解されるべき点は、これらの記述がこの観点から読まれるべきであり、従来技術の承認ではないことである。

今日、多くの顧客の家庭は、ビデオ及び音声コンテンツ、並びに大容量データを含む多数の番組を、放送テレビジョン、ケーブル、衛星、デジタル加入者線システムのような複数の情報源から受信している。これらのシステムは、屡々、分散ネットワークを利用して番組及びコンテンツを顧客の家屋に配信する。多くの分散ネットワークは、異なる情報源から生じうる複数のチャネル又は中継器でコンテンツを伝達する。異なる情報源からの複数のチャネル又は中継器は、例えばテレビジョン又はセットトップボックスに接続されるために顧客の家庭内に行く前に、単一の媒体（例えば同軸ケーブル）に一緒に纏められる。結果として、入来チャネル又は中継器を識別する周波数マップは、各チャネル若しくは中継器のデータ・シンボル・レート若しくは信号帯域幅のような特定の特性と同様に、最初に完全には分からない。

周波数マップが完全に分かっている例では、テレビジョン又はセットトップボックスは、チャネル又は中継器を識別するために、特定の形式のチャネル又は中継器の走査を、可能な場合にはチャネル又は中継器の特性の走査と共に実行するよう設計されうる。それにより、テレビジョン又はセットトップボックスは、信号の正しい復調及び復号を進めることができる。ある方法では、テレビジョン又はセットトップボックスは、ブラインド中継器又はチャネル走査を実施してもよい。ブラインド走査では、信号は可変帯域フィルタによりフィルタリングされ、次にリンク回路内の復調器が該フィルタリングされた信号を復調しようとする。復調は、復調器の入力で対象の単一の中継器又はチャネルが存在すると同時に隣接中継器又はチャネルが十分に抑制されるときに、フィルタリングが成功したという前提で実行される。更に、復調は、該単一の中継器又はチャネルの周波数オフセット及びシンボル・レートが、復調器内の対応する位相ロック・ループ（ＰＬＬ）の引き込み範囲内である場合にのみ成功するだろう。ブラインド走査は、入来信号の全てのチャネル又は中継器が走査されるまで、全ての可能な組み合わせを通じて継続する。ブラインド走査は、正確な識別結果を生成しうるが、適用するには非常に遅く時間を浪費する。

別の手法では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）プロセッサが用いられ、入来信号の完全な又は部分的なスペクトル解析を実行する。その結果生じたスペクトルの解析は、各中継器又はチャネルのルート・レイズド・コサイン（ｒｏｏｔ−ｒａｉｓｅｄ−ｃｏｓｉｎｅ）応答又は特定の他のスペクトル形成のような特性に基づき信号を識別することを含んでもよい。スペクトル特性は、中継器又はチャネルの位置及びシンボル・レート又は帯域幅の推定とともに、中継器又はチャネルの識別を可能にしうる。しかしながら、複数の中継器又はチャネルの中の不規則な配電、及び高レベルの付加雑音の存在は、信号スペクトルを歪める遍在する複数経路条件とともに、ＦＦＴの直接使用を妨げる。結果として、ＦＦＴの手法は、結局の所、上述のブラインド方法と比較して精度及び速度について同じような結果となる。

既存の走査手法に伴う問題は、多くの可能な信号の種類を有する複数の情報源からの多数の中継器又はチャネルを有するシステムにより更に悪化する。上述の手法は、走査、検出及び識別を実行するために容認し難いほどの長期間を要しうる。更に、ネットワークが、周波数マップの変化による頻繁な再初期化を必要とする場合には、チャネル又は中継器を待つ期間がユーザにとって認容し難いほどになりうる。従って、改善された信号内の中継器又はチャネル検出、決定及び識別を実行する必要がある。

本発明の実施形態の一態様によると、記載される方法は、複数のチャネルを有する信号を受信する段階；チャネルの帯域端の指標を生成するために該信号をフィルタリングする段階；及び該帯域端の指標に基づき、前記チャネルの特性を決定する段階；を有する。

本発明の実施形態の別の態様によると、記載される装置は、複数のチャネルを有する信号を受信する手段；チャネルの帯域端の指標を生成するために該信号をフィルタリングする手段；及び該帯域端の指標に基づき、前記チャネルの特性を決定する手段；を有する。

本発明の実施形態の更に別の態様によると、記載される装置は、複数のチャネルを有する入力信号を受信し、該入力信号の周波数スペクトルをシフトするスペクトル・シフト回路；該スペクトル・シフト回路に結合され、周波数シフトされた信号をフィルタリングしてチャネルの帯域端の指標を生成するフィルタ；前記フィルタ及び前記スペクトル・シフト回路に結合され、前記帯域端の指標に基づき前記チャネルの特性を決定し、該決定されたチャネルの特性に基づき前記スペクトル・シフト回路内の周波数シフトを制御する信号分析回路；を有する。

本開示の受信器の一実施形態のブロック図である。 本開示の受信器で用いられるリンク回路の一実施形態のブロック図である。 本開示の受信器で用いられる走査回路の一実施形態のブロック図である。 本開示の走査回路の入力における信号の周波数スペクトルを示すグラフである。 本開示の帯域端検出回路の出力における信号の周波数スペクトルを示すグラフである。 本開示の適応線スペクトル強調回路の出力における信号の周波数スペクトルを示すグラフである。 本開示の受信器で用いられる適応線スペクトル強調回路のある実施例のブロック図である。 本開示のチャネル又は中継器の決定及び識別の処理の実施例のフローチャートである。

本開示の特徴及び利点は、例として与えられる以下の記載から一層明らかになるだろう。

本開示の１又は複数の特定の実施形態が以下に記載される。これら実施形態の簡潔な記載を提供するため、実施の実装の全ての特徴が明細書に記載されるものではない。理解されるべき点は、如何なる工業技術又は設計企画のようなこのような如何なる実際の実装の開発でも、実装毎に異なりうる制約の関連システム及び関連ビジネスに適合するため開発者特有の目標を達成するために多数の実装特有の決定がなされなければならない。更に理解されるべき点は、このような開発努力は、しかしながら、本開示の利益を有する当業者にとっては設計製作及び製造の機械的受け継ぎになることである。

以下に、放送信号、より詳細には衛星又はケーブル信号伝送システムで用いられるとされた放送信号に関するシステムを記載する。記載される実施形態は、セットトップボックス、テレビジョン、又は同様の信号受信装置で用いられてもよい。同様の装置の例は、限定ではなく、携帯電話機、高機能電話機、パーソナル・デジタル・アシスタント、及びラップトップ・コンピュータを含む。他の種類の信号を受信するために利用される他のシステムは、同様の構造及び処理を有してもよい。当業者は、本願明細書に記載される回路及び処理の実施形態が単に可能な実施形態の１つのセットであることを理解するだろう。一般に、種々の放送及び無線規格に準拠する信号は、空中を介した伝送を含む、衛星又はケーブル・ネットワークを介する以外の方法で、無線ネットワークを通じて又は電話線を介して送信されてもよい。このように、代替の実施形態では、システムの構成要素は再構成され又は省略されてもよく、追加の構成要素が追加されてもよい。例えば、小さい変更により、記載されたシステムは、世界のどこかで使用されるサービスを含む、他の地上波放送サービス、Ｗｉ−Ｆｉビデオ及び音声サービス、又は電話データサービスで使用するために構成されてもよい。

以下に記載される実施形態は、主に信号の受信に関連する。実施形態の他の態様は、限定ではなく特定の制御信号を含み、電源接続は図面に記載されない又は示されないが当業者には容易に判明する。留意すべき点は、実施形態が、マイクロプロセッサ及びプログラム・コード又はカスタム集積回路の使用を含み、ハードウェア、ソフトウェア、又は両者の組み合わせを用いて実施されてもよいことである。更に留意すべき点は、多くの実施形態が、反復動作及び実施形態の種々の要素間の接続を含むことである。代替の実施形態は、本願明細書に記載された反復動作の実施形態の代わりに又はそれに追加して、直列に接続された繰り返される同一の要素を利用するパイプライン・アーキテクチャを使用して可能である。

図、先ず図１を参照すると、本開示の態様を用い信号を受信する受信器１００の例である実施形態が示される。受信器１００は、セットトップボックス又はテレビジョン装置の一部として含まれてよく、サービス・プロバイダにより顧客の家屋の場所へ放送される衛星信号又はケーブル信号の何れかを受信可能である。衛星信号ストリームは、複数の中継器を含み、示されない衛星屋外受信ユニットから第１のチューナ１０４へ配信される。また、ケーブル信号ストリームは、複数のチャネルを含み、ケーブル信号有線ネットワークから第２のチューナ１０６へ配信される。チューナ１０４及びチューナ１０６は、リンク回路１１０に接続する。リンク回路１１０の１つの出力は、トランスポート・デコーダ１１２に接続する。リンク回路１１０の第２の出力は、チューナ１０４及びチューナ１０６の両方に戻って接続する。トランスポート・デコーダ１１２の出力は、制御部１１６に接続する。また、制御部１１６は、セキュリティ・インタフェース１１８、外部通信インタフェース１２０、ユーザ・パネル１２２、遠隔制御受信器１２４、音声／ビデオ出力１２６、及びメモリ１３０に接続する。電源１２８は、受信器１００内の示されない全てのブロックに接続してもよい。受信された衛星信号ストリームは、屋外ユニットから供給される。屋外ユニットは、１又は複数の衛星に配置された衛星中継器からの信号ストリームを受信するよう構成される。好適な実施形態では、それぞれ複数の中継器を含む２つの信号は、屋外ユニットにより受信され、Ｌバンドとして表される９５０乃至２１５０メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数範囲に変換される。Ｌバンドの周波数範囲内の信号ストリームは、チューナ１０４へ分配される。

チューナ１０４は、衛星信号ストリーム内で１又は複数の中継器を選択又は調整することにより衛星信号ストリームを処理し、１又は複数のベースバンド信号を生成する。チューナ１０４は、分離した信号ストリームの増幅、フィルタリング及び周波数変換を行う増幅器、フィルタ、ミキサ及び発振器のような回路を有する。チューナ１０４は、通常、リンク回路１１０により又は後述する制御部１１６のような別の制御部により制御又は調整される。制御コマンドは、周波数変換を実行するためにチューナ１０４内のミキサと共に用いられる発振器の周波数を変更するコマンドを有する。

受信されるケーブル信号ストリームは、ケーブル装置ネットワークから供給される。ケーブル装置ネットワークは、通常、地理的地域に渡ってコンテンツの有線送信を支援するネットワークである。ネットワークは、通常、同軸ケーブルを通じた建物の場所へのケーブル信号ストリームのためのインタフェースを設ける。好適な実施形態では、受信されたケーブル信号ストリームは、５０ＭＨｚ乃至８００ＭＨｚの周波数範囲にある複数のチャネルを有する。このケーブル周波数範囲内のチャネルを有するケーブル信号ストリームは、チューナ１０６へ分配される。

チューナ１０６は、ケーブル信号ストリーム内で１又は複数のチャネルを選択又は調整することによりケーブル信号ストリームを処理し、１又は複数のベースバンド信号を生成する。チューナ１０６は、ケーブル信号ストリームの増幅、フィルタリング及び周波数変換を行う増幅器、フィルタ、ミキサ及び発振器のような回路を有する。チューナ１０６は、通常、リンク回路１１０により又は後述する制御部１１６のような別の制御部により制御又は調整される。制御コマンドは、周波数変換を実行するためにチューナ１０６内のミキサと共に用いられる発振器の周波数を変更するコマンドを有する。

通常、チューナ１０４又はチューナ１０６の出力におけるベースバンド信号は、纏めて所望の受信信号として表され、選択された又は調整された１又は複数の中継器又はチャネルを表し、一群の中継器又はチャネルの外部で入力信号ストリームとして受信される。信号はベースバンド信号として記載されたが、この信号は、実際にはベースバンドに近いだけの周波数に位置してもよい。チューナ１０４及びチューナ１０６からの１又は複数のベースバンド信号は、リンク回路１１０へ供給される。リンク回路１１０は、通常、リンク回路１１０の残りの回路による変調のために、１又は複数のベースバンド信号をデジタル信号に変換するために必要なアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器のような処理回路を有する。一実施形態では、デジタル信号は、１又は複数のベースバンド信号のデジタル版を表してもよい。別の実施形態では、デジタル信号は、１又は複数のベースバンド信号のベクトル形式を表してもよい。リンク回路は、チューナ１０４及びチューナ１０６からのベースバンド信号のうちのどちらが処理されるかを選択してもよい。一実施形態では、ユーザ制御は、ケーブル・モードか衛星モードかを選択する。制御情報は、制御部１１６からリンク回路１１０へ提供される。次に、リンク回路は、衛星モードのためにチューナ１０４からの信号を、ケーブル・モードのためにチューナ１０６からの信号を、更なる処理のために選択する。

リンク回路１１０は、デジタル信号を復調し誤り訂正を実行し、トランスポート信号を生成する。トランスポート信号は、１つのプログラムのためのデータ・ストリームを表してもよく、屡々、シングル・プログラム・トランスポート・ストリーム（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍｓ：ＳＰＴＳ）と表される。或いは、トランスポート信号は、一緒に多重化された複数のプログラムのストリームであってもよく、マルチ・プログラム・トランスポート・ストリーム（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍｓ：ＭＰＴＳ）と表される。リンク回路１１０の一部の動作は、以下に更に詳細に記載される。リンク回路１１０は、デジタル信号内でチャネル又は中継器を検出及び識別する回路も有する。チャネル又は中継器を検出及び識別する回路は、信号の調整を制御するために、チューナ１０４及びチューナ１０６と連動して動作してもよい。チャネル又は中継器を検出及び識別する回路の動作は、以下に更に詳細に記載される。

リンク回路１１０からのトランスポート信号は、トランスポート・デコーダ１１２に供給される。トランスポート・デコーダ１１２は、通常、トランスポート信号を個々のプログラム・ストリーム及び制御信号に分け、それらはＳＰＴＳ又はＭＰＴＳとして提供される。トランスポート・デコーダ１１２は、プログラム・ストリームを復号化し、これらの復号化されたプログラム・ストリームから音声及びビデオ信号を生成する。一実施形態では、トランスポート・デコーダ１１２は、ユーザ入力により又は制御部１１６のような制御部を通じて、ユーザにより選択されている１つのプログラム・ストリームのみを復号化し、該１つの復号化されたプログラム・ストリームに対応する１つの音声及びビデオ信号のみを生成するよう指示される。別の実施形態では、トランスポート・デコーダ１１２は、全ての利用可能なプログラム・ストリームを復号化し、次にユーザの要求に依存して１以上の音声及びビデオ信号を生成するよう指示されてもよい。

トランスポート・デコーダ１１２からの音声及びビデオ信号は、如何なる必要な制御信号と共に、制御部１１６へ供給される。制御部１１６は、音声、ビデオ及び制御信号の経路指定及び接続を管理し、更にセットトップボックス１００内の種々の機能を制御する。例えば、トランスポート・デコーダ１１２からの音声及びビデオ信号は、制御部１１６を通じて音声／ビデオ（Ａ／Ｖ）出力１２６へ転送される。Ａ／Ｖ出力１２６は、テレビジョン又はコンピュータのような外部装置による使用のために、セットトップボックス１００からの音声及びビデオ信号を供給する。また、トランスポート・デコーダ１１２からの音声及びビデオ信号は、記録及び格納のために、制御部１１６を通じてメモリ・ブロック１３０へ転送される。メモリ・ブロック１３０は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、フラッシュ、ハードディスク・ドライブのようなハード媒体を含む幾つかの形式のメモリを有してもよい。メモリ・ブロック１３０は、音声及びビデオ信号の格納のためのメモリ・セクションと共に、制御部１１６により用いられる命令及びデータの格納のためのメモリ・セクションも有してもよい。制御部１１６は、メモリ・ブロック１３０内に、ＭＰＴＳ又はＳＰＴＳのような代替形式で、トランスポート・デコーダ１１２からの信号の格納を許可してもよい。

制御部１１６は、外部通信インタフェース１２０へ信号を送信し、及び外部通信インタフェース１２０から信号を受信する。外部通信インタフェース１２０は、サービス・プロバイダへの電話接続を提供する電話モデムを有してもよい。外部通信インタフェース１２０は、特に、受信機１００内での音声及びビデオ信号の使用についてのサービス・プロバイダによる承認を可能にする。制御部１１６は、セキュリティ・インタフェース１１８へ信号を送信し、及びセキュリティ・インタフェース１１８から信号を受信する。セキュリティ・インタフェース１１８は、音声／ビデオ信号の使用を管理し及び不正使用を防止するために、信号を通信するスマート・カードを有してもよい。ユーザ制御は、ユーザ・パネル１２２及び遠隔制御受信機１２４を通じて達成される。ユーザ・パネル１２２は、受信機１００の動作を制御するユーザ・コマンドの直接入力を提供する。一方で、遠隔制御受信機１２４は、外部遠隔制御装置からのユーザ・コマンドを受信するために用いられる。ユーザ・パネル１２２及び遠隔制御受信機１２４の両者は、ユーザ制御信号を制御部１１６に提供する。示されないが、制御部１１６は、信号をチューナ１０４、チューナ１０６、リンク回路１１０及びトランスポート・デコーダ１１２へ接続し、ブロック間で制御情報を渡すと共に、初期設定情報を提供してもよい。最後に、電源１２８は、通常、受信機１００内の全てのブロックを接続し、これらのブロックに電力を供給すると共に、衛星屋外ユニットのような外部で電力を必要とする如何なる構成要素にも電力を供給する。

当業者に理解されるべき点は、受信機１００の内部に記載されたブロックが重要な相互関係を有し、幾つかのブロックが結合され及び／又は再構成され、依然として同一の基本的な全部の機能を提供することである。例えば、リンク回路１１０及びトランスポート・デコーダ１１２は結合され、制御部１１６の更に幾つかの又は全ての機能を統合して、セットトップボックス１００の主要なデコーダ／制御部として動作してもよい。更に、種々の機能の制御は、セットトップボックス又はテレビジョン装置内での使用のような特定の設計用途及び要件に基づき、分散されるか又は割り当てられてもよい。

図２を参照すると、本開示の態様を用いたリンク回路２００の一実施形態のブロック図が示される。リンク回路２００は、図１に示された受信機１００のような信号受信機内で用いられてもよい。リンク回路２００は、限定ではなく四相位相変調（ＱＰＳＫ）及び１６レベル直交振幅（１６ＱＡＭ）変調、３２ＱＡＭ変調、６４ＱＡＭ変調及び２５６ＱＡＭ変調を含む、衛星、ケーブル又は地上波伝送システムにより提供される幾つかの信号形式の信号を受信及び復調できる。好適な実施形態では、リンク回路２００は、ＤＶＢ−Ｓ及びＤＶＢ−Ｃ規格に従う信号を受信及び復調できる。

リンク回路２００では、入力信号は、示されないＡ／Ｄ変換器から受信され、入力フォーマッタ２０２に供給される。入力フォーマッタ２０２は自動利得制御（ＡＧＣ）２０４に接続される。自動利得制御（ＡＧＣ）２０４は、図１のチューナ１０４又はチューナ１０６のようなチューナに信号を戻す。入力フォーマッタ２０２は、周波数オフセット補償回路２０６にも接続される。周波数オフセット補償回路２０６は、アンチエイリアシング・フィルタ２０８に接続される。アンチエイリアシング・フィルタ２０８は、デジタルＡＧＣ２１０に接続される。デジタルＡＧＣ２１０は、サンプリング・タイミング回復（ＳＴＲ）ブロック２１２に接続される。ＳＴＲブロック２１２は整合フィルタ２１４に接続される。整合フィルタ２１４は、搬送波追跡ループ（ＣＴＬ）２１６に接続される。ＣＴＬは等化器２１８に接続される。等化器２１８は、畳み込みデコーダ２２０及び差動デコーダ２２２の両者に接続される。等化器２１８は、周波数オフセット補償回路２０６への帰還としても接続される。畳み込みデコーダ２２０及び差動デコーダ２２２は、ＭＵＸ２２４に接続される。ＭＵＸ２２４の出力は、リード・ソロモン・デコーダ２２６に接続される。リード・ソロモン・デコーダ２２６の出力は、トランスポート・インタフェース２２８に接続される。トランスポート・インタフェース２２８は、図１のトランスポート・デコーダ１１２のようなトランスポート・デコーダにより使用されるシリアル・トランスポート出力ストリームとして出力を供給する。トランスポート・インタフェース２２８は、ＤＶＢ共通インタフェース（ＤＶＢ−ＣＩ）ブロック２３０にも接続される。ＤＶＢ−ＣＩブロックは、特にＤＶＢ−ＣＩ規格に準拠するトランスポート・デコーダによる使用のために並列データ・トランスポート・ストリームを出力する。

留意すべき重要な点は、リンク回路２００内のブロック間で渡されるデータ信号のフォーマットが、受信信号の複素フェーザ表現であり、ベクトル信号フォーマットであってよいことである。ベクトル信号フォーマット信号は、信号データ線接続を用いた相互接続を可能にする。或いは、信号のフォーマットは、Ｉ／Ｑ信号フォーマットのようなスカラ・フォーマットであってもよい。Ｉ／Ｑ信号フォーマットの信号は、それぞれＩ及びＱ信号のための２本のデータ線及び接続を必要とする。使用される信号フォーマットの選択は、使用されるＡ／Ｄ変換器の種類に依存してもよく、又は設計事項の選択であってもよい。

入来信号は、入力フォーマッタ２０２に供給される。入力フォーマッタ２０２は、Ａ／Ｄ変換器により導入された如何なるＤＣオフセットも除去する。更に、入力フォーマッタ２０２は、必要ならば信号フォーマットに基づき２つの補完版にスペクトル反転及び／又はバイナリ・オフセットを実行してもよい。更に、信号がＩ／Ｑフォーマットで供給される場合、入力フォーマッタ２０２は、Ｉ／Ｑ利得不均衡及びＩ／Ｑ位相不均衡の付加により、如何なるＩ／Ｑ不均衡も除去してもよい。

入力フォーマッタ２０２からの一方の信号は、ＡＧＣ２０４に供給される。ＡＧＣ２０４は、図１のチューナ１０４又はチューナ１０６のようなチューナに制御信号を供給し、例えば該チューナの信号利得又は増幅を調整する。制御信号は、信号電力の決定又は特定の他の形式の信号品質の測定に基づいてもよい。

入力フォーマッタ２０２からの他方のフォーマットされた信号は、周波数オフセット補償回路２０６に供給される。周波数オフセット補償回路２０６は、周波数オフセット・レジスタを制御することにより、又はＣＴＬ２１６で生成され、等化器２１８で処理され、周波数オフセット補償回路２０６に帰還信号として戻されうる漏れ信号を用いることにより、信号に存在する粗周波数誤差を差し引くか又は除去する。

オフセットの補償された信号は、アンチエイリアシング・フィルタ２０８に供給される。アンチエイリアシング・フィルタ２０８は、信号周波数変換エイリアシングのようなチューニング及び復調処理により導入された望ましくない信号の生成物を抑制するために用いられる。アンチエイリアシング・フィルタ２０８は、多くの知られているデジタル・フィルタ技術を用いて実施されてもよい。好適な実施形態では、アンチエイリアシング・フィルタ２０８は、完全にプログラム可能な４９タップの対称形有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタである。

フィルタリングされた信号は、デジタルＡＧＣ２１０に供給される。デジタルＡＧＣ２１０は、入来信号レベル又は入来信号品質を測定し、利得誤差信号を計算し、そして信号の信号レベルを調整する。デジタルＡＧＣ２１０は、次に続く重要な信号復調段階に先立ち、利用可能なダイナミック・レンジの全てを用いて最大レベル又は最大信号品質の信号を提供するために、信号を調整する。

デジタルＡＧＣ２１２を行われた信号は、ＳＴＲブロック２１２に供給される。ＳＴＲブロック２１２は、２つのサンプル／シンボルを生成するため、及びシンボル内のサンプルの位置に対するサンプル・タイミング誤差を補正するために、一連の再サンプリング・レートに渡って信号を順応して再サンプリングする。ＳＴＲブロック２１２は、最適なサンプリング点を示すためのシンボル・イネーブル信号、及びシンボルの第２のサンプルを提供するためのサンプル・イネーブル信号も供給する。ＳＴＲブロック２１２は、ガードナー２ｘアルゴリズムのような多くの推定アルゴリズムを用いて、再サンプリング及び再タイミングの一部として位相誤差推定を実行してもよい。

再サンプリングされた信号は、整合フィルタ２１４に供給される。整合フィルタ２１４は、内部シンボル干渉を最小化するために、必要な信号のスペクトル形成を提供する。整合フィルタ２１４のフィルタ応答は、送信信号フォーマットの仕様に基づき指定される。仕様は、通常、ルートレイズド・コサイン・スペクトル形成のようなフィルタ特性を特定し、信号帯域又はシンボル・レートの割合のようなロールオフ係数も指定する。整合フィルタ２１４は、通常、可能なフィルタ応答を成すために、１又は複数のプログラム可能なフィルタ・タップを有するマルチタップＦＩＲフィルタとして実施される。
整合フィルタリングされた信号は、ＣＴＬブロック２１６に供給される。ＣＴＬブロック２１６は、チューナ又は低雑音ブロック変換器（ＬＮＢ）で不正確なミキシング又は周波数ドリフトにより導入された精細な周波数及び位相オフセットを順応して除去する。更に、ＣＴＬブロック２１６は、粗周波数誤差を示す誤差信号を生成してもよい。粗周波数誤差は、等化器２１８での処理の後の、周波数オフセット補償回路２０６のような別の周波数調整ブロックによる使用のために供給されてもよい。粗周波数誤差は、図１のチューナ１０４又はチューナ１０６のようなチューナが再調整され周波数誤差を低減することを示すために、マイクロプロセッサ２４０にも供給されてもよい。

周波数補正された信号は、等化器２１８に供給される。一般的に、等化器２１８は、受信信号が送信される送信チャネルの複数経路の歪みの影響を低減するように構成される。等化器２１８は、受信信号に関連付けられた振幅又は位相情報を調整又は変更してもよい。等化器２１８は、等化器６４０内で復調されたＯＦＤＭ信号に対して実行された計算及び処理からの情報に基づき、振幅又は位相情報を調整する。等化器２１８は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）又はフィード・フォワード等化（ＦＦＥ）アルゴリズムも、判定帰還型等化（ＤＦＥ）アルゴリズムも使用してもよい。両アルゴリズムは、実数値又は複素数値であってもよい適応型フィルタ構造を用いる。フィルタ内の調整可能タップ値の計算は、最小二乗（ＬＭＳ）アルゴリズムを用いてもよい。ここで、ＬＭＳ誤差は、仮判定（ｄｅｃｉｓｉｏｎ−ｄｉｒｅｃｔｅｄ）又はブラインド（ｂｌｉｎｄ）モードで計算されうる。等化器は、受信信号の変調されたシンボルを部分的に又は完全にビット列に復調してもよい。

等化及び復調された信号は、畳み込みデコーダ２２０に及び差動デコーダ２２２にも供給される。これらのデコーダ回路のそれぞれは、ケーブル又は衛星信号送信仕様に含まれる特定の信号フォーマットを復調及び復号するために含まれている。好適な実施形態では、畳み込みデコーダ２２０は、ＤＶＢ−Ｓ信号フォーマットに基づきビット・ストリームを復号化するようにされる。一方で、差動デコーダは、ＤＶＢ−Ｃ信号フォーマットに基づきビット・ストリームを復号化するようにされる。

畳み込みデコーダ２２０及び差動デコーダ２２２からの復号化された各信号は、ＭＵＸ２２４に供給される。ＭＵＸ２２４は、２つの信号のうちの１つを選択し、その信号を出力として生成する。選択は、ケーブル又は衛星の何れかの特定の動作モードを選択するユーザ入力のような所定の情報に基づき行われてもよい。選択は、以下に記載される信号検出技術を用いて、信号種類の決定及び識別に基づき自動的に実行されてもよい。更に、畳み込みデコーダ２２０又は差動デコーダ２２２において、デコーダの生成する選択されていない信号は、電力を節約するために無効にされてもよい。

選択され復号化された出力は、リード・ソロモン・デコーダ２２６に供給される。リード・ソロモン・デコーダは、信号の部分を複数バイトのデータのパケットにグループ分けする。好適な実施形態では、リード・ソロモン・エンコーダは、信号内のデータを２０４バイトのデータを有するパケットにグループ分けする。リード・ソロモン・デコーダ２２６は、２０４バイトのデータのパケットを復号化し、１８８個の誤り補正されたバイトを生成する。本願明細書で定められるリード・ソロモン処理は、各パケット内で最大８バイトの誤り補正ができる。

リード・ソロモン復号化されたデータ・パケットは、トランスポート・インタフェース２２８に供給される。トランスポート・インタフェース２２８は、トランスポート・デコーダで使用される出力であるシリアル・トランスポート・データ・ストリームを生成するために、データ・パケットをフォーマットする。トランスポート・インタフェース・ストリームは、ＤＶＢ−ＣＩインタフェース２３０にも供給される。ＤＶＢ−ＣＩインタフェースは、シリアル・トランスポート・ストリームをパラレル・トランスポート・ストリームに再フォーマットし、該ストリームに追加の変更を行い、ＤＶＢ−ＣＩ仕様の要件に準拠させる。ＤＶＢ−ＣＩインタフェース２３０は、ＤＶＢ−ＣＩに準拠したパラレル・トランスポート・ストリーム信号を出力する。

プロセッサ２４０は、リンク回路２００内の種々のブロックに制御信号及び別個の通信インタフェースを供給する。プロセッサ２４０は、マイクロプロセッサのような別個のハードウェア素子として実施されてもよく、或いは受信装置内の大規模中央処理装置の一部として実施されてもよい。プロセッサ２４０は、例えば周波数オフセット補償回路２０６又は等化器２１８の何れかからの入力を受信し、該受信した入力に基づき、図１のチューナ１０４又はチューナ１０６のようなチューナに制御信号出力を供給してもよい。プロセッサ２４０は、チャネル情報、及びリンク回路２００内のブロックの初期設定のような運用データのような情報を格納するメモリも有してもよい。
動作モードに依存して、リンク回路２００内の幾つかのブロックは、活性化又は不活性化されてもよく、更に運用上バイパスされてもよい。例えば、リンク回路は、初期チャネル又は中継器の決定又は検出を可能にするモードで動作されてもよい。チャネル決定モードでは、幾つかのブロックは不活性化され、入力フォーマッタ２０２、ＡＧＣ制御２０４、周波数オフセット補償回路２０６及び等化器２１８のような信号識別に必要なブロックのみが動作したままであってもよい。活性化されるブロックの数を減少させることは、動作効率、及び中継器又はチャネル決定及び識別処理の速度を向上させうる。決定及び識別処理は、以下により詳細に記載される。

図３を参照すると、本開示の態様を用いた信号識別回路３００の一実施形態のブロック図が示される。信号識別回路３００は、通常、図２に記載された周波数オフセット補償ブロック２０６のような周波数補償ブロックの一部として含まれる。或いは、信号識別回路３００の全部又は一部は、入力フォーマッタ２０２又は等化器２１８のような、リンク回路内の他のブロックに含まれてもよい。信号識別回路３００は、不明な周波数位置に位置付けられ帯域幅及び電力の変化する入来衛星信号の複数の中継器の決定及び識別を実行するのに有利な回路を有する。信号識別回路３００は、中継器の境界及びシンボル・レートが信号帯域幅に関連しているので、それらを迅速且つ正確に検出する。留意すべき重要な点は、チャネル位置及び帯域幅も不明なとき、信号識別回路３００が、ケーブル送信ネットワーク又は地上波送信ネットワークにおいて複数チャネルの識別を等しく適用しうることである。

信号入力は、前処理ブロック３０２に供給される。前処理ブロック３０２は、スペクトル走査制御ブロック３０４に接続される。スペクトル走査制御ブロック３０４は、狭帯域フィルタ３０６及び遅延器３０８に接続される。遅延器３０８は複素共役ブロック３１０に接続される。狭帯域フィルタ３０６及び複素共役ブロック３１０は、乗算器３１２に接続される。乗算器３１２は、ＤＣ除去ブロック３１４に及びスペクトル分析ブロック３１６に接続される。スペクトル分析ブロック３１６は、スペクトル走査制御３０４への帰還として接続される。ＤＣ除去ブロック３１４は、適応線スペクトル強調器（ＡＬＥ）３１８にも接続される。ＡＬＥ３１８は、安定性制御ブロック３２０、収束モニタ３２２及び検出器３２４に接続される。収束モニタ３２２は、スペクトル走査制御３０４への帰還として接続される。ＡＬＥ３１８は、図２に示されたＣＴＬ２１６又はＳＴＲ２１２のような、リンク回路内の信号タイミング・ブロックに、制御信号出力を供給してもよい。

検出器３２４は、スペクトル分析ブロック３１６と同様に、図２のプロセッサ２４０のようなプロセッサによる、リンク回路内の他の回路の制御の一部として用いられうる出力信号を供給する。例えば、検出器３２４及びスペクトル分析ブロック３１６からの出力信号は、中心周波数、シンボル・レート及び識別される中継器のチャネル帯域幅のような識別特性データを有してもよい。識別データは、中継器の調整が必要とされるときに、特定のチャネルの設定のために、リンク回路内の他のブロックに供給されてもよい。識別データは、リンク回路内の他のブロックに接続される、示されないメモリに格納されてもよい。

入来信号は、Ａ／Ｄ変換器からの信号のような、受信した信号スペクトルのデジタル化された部分を有し、前処理回路３０２に供給される。前処理回路３０２は、特定の初期信号処理、及び限定ではなくフィルタリング及びサンプル・レート変換を含む再フォーマット化を提供する。好適な実施形態では、前処理回路３０２は、少なくとも１つの完全な中継器を有するのに十分広い周波数通過帯域を有する帯域通過フィルタを有し、その後に少なくとも１つの可能な入力中継器のためにサンプリング・レートをナイキスト・レートより僅かに高いレートに減少させるダウンサンプリング回路が続く。

前処理ブロック３０２からの出力信号は、スペクトル走査制御３０４に供給される。スペクトル走査制御３０４は、前処理された信号の周波数シフトされたスペクトルの相対周波数位置を順応して制御する。スペクトルの適応型シフトは、スペクトル走査制御３０４に続く処理ブロックに、中継器の特性を検出及び特定させる。好適な実施形態では、スペクトル走査制御３０４は、周波数変換器及び数値制御発振器として構成された複素乗算器構造を有する。数値制御発振器の出力は、前処理された入来信号と一緒に、複素乗算器構造に接続される。複素乗算器構造は、２つの信号を乗算し、前処理された入来信号の周波数出力スペクトルを生成する。数値制御発振器は、動作周波数に関してプログラム可能であり、調整可能な周波数ステップの大きさを可能にしてもよい。数値制御発振器の制御は、スペクトル分析ブロック３１６又は収束モニタ３２２のような別の制御ブロックにより、中継器検出及び識別処理の一部として提供されてもよい。

スペクトル走査制御３０４からの周波数シフトされた出力信号は、狭帯域フィルタ３０６に供給される。狭帯域フィルタ３０６は、如何なる可能な中継器の帯域端の周波数帯域の全ての信号エネルギを通過させるのに必要なだけの広さのスペクトル通過帯域を有する複素デジタル・フィルタである。結果として、狭帯域フィルタ３０６は、帯域端フィルタとして表されてもよい。狭帯域フィルタ３０６は、デジタル・フィルタ・タップ又は設定可能な重み値を有してもよく、ＦＩＲフィルタ、ＮＲフィルタ又はそれらの組み合わせとして構成されてもよい。

スペクトル走査制御３０４からの周波数シフトされた出力信号は、遅延器３０８にも供給される。遅延器３０８は、狭帯域フィルタ３０６の処理遅延に等しい期間の間、周波数シフトされた出力信号を遅延させるデジタル遅延ブロックである。遅延された出力は、複素共役ブロック３１０に供給される。複素共役ブロック３１０は、遅延された信号の虚数部分をネゲートすることにより、遅延された信号を共役にする。遅延ブロック３０８の遅延値は、複素共役ブロック３１０からの信号の、乗算器３１２の前の狭帯域フィルタ３０６の出力との適正な時間的整合に基づき決定される。

遅延された複素共役信号及び狭帯域フィルタされた信号は、乗算器３１２に供給される。乗算器３１２は、通常、完全な複素乗算器として実施される。乗算器３１２の出力は、ＤＣ除去ブロック３１４に供給される。ＤＣ除去ブロック３１４は、狭帯域フィルタ３０６及び乗算器３１２により望ましくない出力として生成されうる如何なるＤＣオフセット信号も除去する。望ましくないＤＣオフセット信号成分の除去は、ＤＣオフセット信号が、後続の処理ブロックでの検出及び識別処理と干渉するのを防ぐために必要でありうる。

狭帯域フィルタ３０６は、遅延器３０８、複素共役ブロック３１０、乗算器３１２及びＤＣ除去ブロック３１４を含む追加のフィルタリング及び結合回路と一緒に、帯域端のためのコアとなる処理回路を形成し、周波数シフトされたスペクトル内で中継器の存在を検出する。帯域端検出は、中継器の帯域端の指標を生成する。指標は、出力乗算器３１２において生成された単一周波数トーン信号であってもよい。単一周波数トーン信号又は疑似トーン信号は、スペクトル走査制御３０４により周波数シフトされた入来信号内の中継器の帯域端が狭帯域フィルタ３０６の通過帯域を通過したとき、乗算器３１２の出力に現れる。疑似トーン信号の存在は、中継器の存在の指標を提供する。更に、１又は複数の疑似トーン信号は、信号内に存在する中継器の指標を提供するために、及びシンボル・レート、信号帯域幅及び中心周波数のような、識別された中継器に関連する他の重要な特性を決定するために、更に処理されてもよい。

乗算器３１２からの出力信号は、スペクトル分析ブロック３１６にも供給される。スペクトル分析ブロック３１６は、中継器の存在の結果として前段の検出ブロックで生成された疑似トーン信号の存在を検出するために、乗算器３１２からの信号の周波数スペクトルを分析する。スペクトル分析ブロック３１６は、疑似トーン信号が存在する場合、その正確な周波数位置を決定するためにスペクトルを分析する。疑似トーン信号の周波数位置の識別に成功したことは、中継器の帯域端が見付かったことを示し、また、疑似トーン信号の周波数位置に基づきシンボル・レート及び中心周波数に関する情報を提供する。

スペクトル分析ブロック３１６は、ＦＦＴ処理ブロックを有してもよい。次元、又はＦＦＴ内の点の数は、疑似トーン信号の位置と共に分析のための周波数スパンを識別するために、所望の精度に基づき決定されてもよい。好適な実施形態では、ＦＦＴスペクトル分析ブロック３１６は、５１２点のＦＦＴを有する。留意すべき重要な点は、ＦＦＴスペクトル分析ブロックの周波数スパンが、通常、前処理回路３０２の周波数帯域幅に限定されることである。或いは、ＦＦＴの周波数スパンは、入来信号スペクトルの周波数スパンに限定されてもよい。

スペクトル分析ブロック３１６は、周波数制御回路を有してもよい。周波数制御回路は、スペクトル走査制御ブロック３０４による使用のための周波数制御情報を提供する。周波数制御回路は、スペクトル分析ブロック３１６での信号の分析に基づき、スペクトル走査制御のために周波数オフセット位置を制御する。例えば、疑似トーン信号がスペクトル分析ブロック３１６の周波数スパンの範囲内に位置していない場合、周波数制御は、周波数走査制御ブロックに制御信号を供給し、周波数スペクトルを次の周波数シフトされた範囲へ増大又はシフトさせる。公称周波数シフト又は周波数ステップは、通常、帯域端検出処理に伴う問題を最小化するために、狭帯域フィルタ３０６の通過帯域の帯域幅に基づいてもよい。しかしながら、疑似トーン信号がスペクトル分析ブロック３１６の周波数スパンの範囲内に位置し識別され、中継器の第１の帯域端の存在を示す場合、周波数制御は、制御信号を供給し、疑似トーン信号からのシンボル・レートの決定に基づき、識別された中継器の他の帯域端の期待位置へ、周波数スペクトルをシフトさせる。留意すべき重要な点は、第１の帯域端が、中継器の上側又は下側の帯域端の何れかであってもよいことである。結果として、他方の帯域端、つまり中継器の第２の帯域端は、下側又は上側の帯域端の何れかである。

スペクトル分析ブロック３１６内の周波数制御回路は、チューナを受信された入力信号の異なる周波数部分に再調整するために、図１のチューナ１０４又はチューナ１０６のようなチューナに制御信号を供給してもよい。スペクトル分析ブロック３１６は、中心周波数、シンボル・レート及び帯域幅のような、中継器の識別に関連する特性情報を格納するメモリも有する。

ＤＣ除去ブロック３１４からの出力信号は、ＡＬＥ３１８に供給される。ＡＬＥ３１８は、周波数シフトされた入来スペクトル内で疑似トーン信号の存在を識別でき及び該疑似トーン信号の位置を識別できる反復適応型回路である。ＡＬＥ３１８は、疑似トーン信号に繰り返しロックすることにより、位相ロックループと同様に動作する。ＡＬＥ３１８の動作を向上させるために、１又は複数のループ動作パラメータは、入来信号と共に計算された誤差信号にも基づき適応されてもよい。ＡＬＥ３１８が疑似トーン信号にロックされると、定常状態又はロックされたループ動作パラメータは、疑似トーン信号の周波数位置を決定するために用いられてもよい。ＡＬＥ３１８は、幾つかの可能なループ伝達関数を用いて実施されてもよい。ＡＬＥ３１８の更なる動作は、以下により詳細に記載される。

ＡＬＥ３１８は、有利なことに、不安定な可能性のある伝達関数を利用してもよい。安定性の問題を制御するために、安定性制御ブロック３２０は、ＡＬＥ３１８に接続される。安定性制御ブロック３２０は、主要なループ・パラメータが不安定になる値に達するのを防ぐために、これらのパラメータを監視することによりＡＬＥ収束の安定性を保証する。好適な実施形態では、安定性制御ブロック３２０は、ループの動作帯域幅を制御するために用いられる第１のループ・パラメータと、ループの動作周波数を制御するために用いられる第２のループ・パラメータの絶対値との積を監視する。安定性制御ブロックは、積を１より小さく維持すると同時に、ループの動作周波数を制御するために用いられるパラメータの位相を自由に適応可能にする。

ＡＬＥ３１８は、有利なことに、あらゆる動作条件下で最終的にロックされた値に適正に収束しない伝達関数を利用してもよい。収束監視ブロック３２２は、ＡＬＥ３１８内の処理の収束を監視及び制御する。疑似トーンが乗算器３１２の出力に存在する場合、従来のＰＬＬと同様に、ＡＬＥはトーンに近付く。フィルタが収束するにつれ、ｖとして識別されるループ・パラメータの位相値は、サンプリング・レートの関数として決定された、疑似トーン信号の正確な周波数に漸近的に近付く。収束は、ループ積分値を追跡することによるような、従来のＰＬＬの収束を監視するために用いられる良く知られた技術を用いて監視されうる。収束モニタ３２２は、スペクトル分析ブロック３１６について記載されたのと同様の方法で、スペクトル走査制御ブロック３０４に制御信号を供給する。

ＡＬＥ３１８の収束した又はロックされた出力信号は、検出器３２４に供給される。検出器３２４は、信号を処理し、ｙのようなループ・パラメータの定常状態値から、シンボル・レート、中心周波数及び帯域幅のような識別された中継器に関連する特性を抽出する。如何なる識別された中継器の特性についての情報も、リンク回路の通常動作中に使用するために、図２のマイクロプロセッサ２４０のような制御部又はプロセッサへ送信されてもよい。情報の値は、検出器３２４に含まれるメモリ内に格納されてもよい。或いは、ＡＬＥ３１８の出力は、識別された中継器の特性を明示的に決定することなく、図２に示されたＳＴＲ２１２又はＣＴＬ２１６のような信号タイミング回路を駆動するために直接に用いられてもよい。

上述のように、スペクトル分析ブロック３１６、及びＡＬＥ３１８と安定性制御３２０と収束モニタ３２２と検出器３２４とを含む適応線スペクトル強調器ブロックは、異なる決定及び識別手法を用いて、同様の決定及び識別結果を生成してもよい。結果として、実施形態は、２つの手法のうちの１つの実施に関連付けられたブロックのみを有することが可能であってもよい。例えば、ＤＣ除去ブロック３１４、ＡＬＥ３１８、安定性制御３２０、収束モニタ３２２及び検出器３２４は、チャネル又は中継器の決定及び識別のためのスペクトル分析に基づく手法を実施するために除去されてもよい。同様に、スペクトル分析ブロック３１６は、ＡＬＥに基づく手法を実施するために除去されてもよい。

留意すべき重要な点は、ＡＬＥ３１８に実施された、チャネル又は中継器の決定及び識別のためのＡＬＥに基づく手法が、スペクトル分析ブロック３１６内で実施されたスペクトル分析手法を補完してもよいことである。ＡＬＥに基づく手法は、スペクトル分析手法とは完全に独立した異なる方法を用いて、疑似トーン信号、従って中継器を検出及び識別する。深刻な信号の複数経路歪みの存在のような幾つかの例では、スペクトル分析ブロック３１６又はＡＬＥ３１８の何れかは、疑似トーン信号の更に速い更に正確な識別を提供してもよい。例えば、スペクトル分析ブロック３１６において小ＦＦＴを用いるスペクトル分析手法は、疑似トーン信号の粗周波数推定を決定するために用いられてもよい。粗周波数推定は、次に、ＡＬＥ３１８における適応型ＡＬＥ手法のための開始点として提供されてもよい。結果として、有利なことに、同時に又は補完的に両方の方法を利用してもよい。

図４を参照すると、帯域端検出回路への入力に現れる信号の周波数スペクトルを説明するグラフ４００が示される。グラフ４００は、前処理回路３０２への入力における信号の周波数スペクトルを表す。グラフ４００は、ｘ軸に、ＤＣからサンプリング・レートの２分の１（ｆｓ／２）の周波数にサンプリング・レートを正規化した信号周波数を示す。グラフ４００は、ｙ軸に、信号のスペクトル振幅を示す。グラフ４００は、周波数スペクトル内の２つの不明な中継器４１０及び４２０の存在をホワイト・ノイズの存在で示す。留意すべき重要な点は、中継器４１０が、グラフのそれぞれ２つの別個の周波数区間に渡って示されることである。中継器４１０は、ＤＣに又はＤＣの近くに位置するか又は集中している。また、分離は、周波数スペクトルがサンプリング・レートｆｓに正規化され、ＤＣからｆｓまでの範囲の周波数のみを表示している結果である。上述のように、ＦＦＴのような技術又はブラインド信号検出技術を用いた信号処理は、エラーの発生しやすい結果を生成し、時間を要する分析過程を必要とする。

中継器を決定及び識別するために、スペクトル操作制御ブロック３０４は、スペクトル分析ブロック３１８又は収束モニタ３２２の何れかからの制御の下で、第１の又は下側の周波数開始点から、図４に示されたような入来信号の部分の周波数スペクトルのシフトを開始する。周波数のシフト毎に、狭帯域フィルタ３０６、遅延器３０８、複素共役ブロック３１０及び乗算器３１２を用いて、フィルタリング及び検出が行われる。周波数シフトは、信号内の第１の中継器の帯域端が狭帯域フィルタ３０６を通過し検出されるまで、小さい又は公称の周波数増加で継続する。帯域端の検出は、乗算器３１２の出力で特定の周波数に位置する強力な疑似トーン信号を生成する。特定の周波数の疑似トーン信号は、識別された中継器のシンボル・レート周波数に等しいか又は関連する。

図５を参照すると、帯域端検出回路の出力に現れる信号の周波数スペクトルを説明するグラフ５００が示される。グラフ５００は、帯域端検出処理により生成された疑似トーン信号５３０を示す。疑似トーン信号５３０は、図４で中継器４１０及び４２０として識別されたのと同一の中継器の位置に対して周波数シフトされている中継器５１０及び５２０の存在を示す。中継器５１０及び５２０のスペクトル信号エネルギ又は振幅は、ノイズの存在と共に、狭帯域フィルタ３０６、遅延器３０８、複素共役ブロック３１０及び乗算器３１２により実施される帯域端検出処理により形成される。狭帯域フィルタ３０６は、通常、帯域幅を十分に狭められ、中継器の帯域端エネルギの大部分を節約し、一方で、帯域外の望ましくないスペクトル信号エネルギを抑制する。上述のように、疑似トーン信号５３０の存在は、その周波数位置と共に、識別されてもよい。

疑似トーン信号５３０は、中継器５１０の第１の（例えば、下側又は上側の）帯域端を検出することから生じた疑似トーン信号を表す。疑似トーン信号が検出され識別されると、関連する中継器のシンボル・レートは、疑似トーン周波数から計算されてもよい。シンボル・レート情報は、制御情報として用いられ、シンボル・レート周波数に等しい大きな周波数ステップを作成するために、スペクトル走査制御ブロック３０４に供給されてもよい。チャネル周波数ステップでシフトされた周波数スペクトルは、中継器５１０の第２の（例えば、上側又は下側の）帯域端に位置し、狭帯域フィルタ３０６を通過し、結果として中継器５１０の上側帯域端に関連する疑似トーン信号を生成してもよい。上側帯域端に関連付けられた疑似トーン信号の識別は、下側帯域端の疑似トーン信号に基づき決定された識別及び特性結果の照合を可能にする。

図６を参照すると、ＡＬＥ３１８の出力に現れる信号を説明するグラフ６００が示される。グラフ６００は、帯域端検出処理により本来生成され及びＡＬＥ３１８での処理により更に強調された疑似トーン信号６１０を示す。疑似トーン信号６１０は、図５の疑似トーン信号５３０と同様に、中継器の第１の（例えば、下側又は上側の）帯域端を検出することから生じた疑似トーン信号を表す。疑似トーン信号６１０の存在は、ＡＬＥ３１８で決定されてもよい。更に、疑似トーン信号６１０の正確な周波数位置は、ＡＬＥ３１８で生成されるループ・パラメータを用いて識別されてもよい。上述のように、ＡＬＥ３１８での反復適応型処理は、中継器信号エネルギ及び信号内に存在するノイズを抑制することにより、疑似トーン信号の信号品質を有意に向上しうる。図５で上述したように、識別された中継器に関連付けられた情報は、決定され、スペクトル走査制御ブロック３０４でのチャネル・ステップの周波数シフトを実施するような更なる処理のために用いられてもよい。

図７を参照すると、本開示の態様を用いたＡＬＥ回路７００の一実施形態のブロック図が示される。ＡＬＥ回路７００は、図３に示されたＡＬＥ３１８のような検出及び識別回路に含まれるＡＬＥ処理の一部として用いられてもよい。ＡＬＥ回路７００の入力は、遅延器７１０及び加算器７３０の第１の入力に接続される。遅延器７１０は、伝達関数ブロック７２０に接続される。伝達関数ブロック７３０の出力は、加算器４７０の第２の入力に接続される。加算器７３０の出力は、伝達関数ブロック７２０の第２の入力として接続される。伝達関数ブロック７２０の出力は、ＡＬＥ回路７００に主力信号を供給する。

図３に示された乗算器３１２又はＤＣ除去ブロック３１４からの帯域端検出信号のような入来信号は、遅延ブロック７１０に供給される。遅延ブロック７１０は、クロック周期の数に基づくプログラム可能な遅延時間だけ入来信号を遅延させる。プログラム可能な遅延時間は、入来信号をＡＬＥアルゴリズムの出力信号と非相関にするため、ＡＬＥアルゴリズムの実施の前に、遅延時間の調整を可能にする。好適な実施形態では、１０クロック周期に等しい遅延時間Δは、入来信号とＡＬＥ出力信号との適切な非相関を提供する。

遅延ブロック７１０からの遅延された信号は、伝達関数ブロック７２０にも供給される。伝達関数ブロック７２０は、適応型伝達関数を用いてＡＬＥアルゴリズムを実施する。伝達関数７２０は、誤差信号に基づき適応可能な伝達関数を実施してもよい。伝達関数ブロック７２０の適応型伝達関数は、次のＺ−変換により記述されうる。

式（１）では、ＹはＡＬＥアルゴリズムの動作周波数を制御する適応パラメータであり、ここで、

及びＷ_０はＡＬＥアルゴリズムの中心角周波数である。値ｒは、適応の始めにＡＬＥの初期帯域端を制御する適応パラメータである。値Δは、遅延ブロック７１０で用いられる遅延値である。留意すべき重要な点は、式（１）の伝達関数が、ハードウェアで、マイクロプロセッサの一部としてソフトウェア若しくはファームウェアで、又は如何なる組み合わせで、伝達関数ブロック７２０内に実施されてもよいことである。

式中の伝達関数の適応は、反復的に進行し、次のＭａｔｌａｂ疑似コードにより記述されてもよい。

上述のＭａｔｌａｂ疑似コードでは、「ｗ」は式（１）で用いられたγであり、「ｄ」はΔであり、「ｅ」は伝達関数ブロック７２０に供給される誤差信号であり、「ｖ」及び「ｍｕ」は内部パラメータである。留意すべき重要な点は、Ｍａｔｌａｂ疑似コードが、ハードウェアで、マイクロプロセッサの一部としてソフトウェア若しくはファームウェアで、又は如何なる組み合わせで、伝達関数ブロック７２０内に実施されてもよいことである。

適応型ＡＬＥアルゴリズムを通じた各反復中、伝達関数ブロック７２０の出力は、入来信号と一緒に、加算器７３０に供給される。伝達関数ブロック７２０からの出力は、示されない符号変換器を通じて又は加算器７３０の負入力としてネゲートされる。加算器７３０は、加算器７３０の出力で誤差信号を生成するために、入来信号からの伝達関数出力の減算を実施する。加算器７３０の出力における誤差信号は、伝達関数ブロック７２０に戻され、上述の適応処理の値「ｅ」として用いられる。伝達関数ブロック７２０内の適応処理は、適応変数γ及びｒを反復的に更新し、新たな伝達関数出力値を生成する。ＡＬＥ７００の反復的動作は、図３に示された安定性制御ブロック３２０及び収束モニタ３２２のような追加回路ブロックを用いて安定性及び収束について更に監視されてもよい。

留意すべき重要な点は、従来のＡＬＥブロックは、通常、１に等しい遅延値Δを用いて動作することである。１の遅延値に基づくＡＬＥアルゴリズムは、主としてホワイト・ガウス・ノイズが存在するとき、ＡＬＥが強いスペクトル線を走査及び識別することを可能にする。上述のように、ＡＬＥ７００は、プログラム可能な遅延値を用いる。プログラム可能な遅延値は、ＡＬＥ７００が非ホワイト（有色）ノイズ環境の条件下で動作することを可能にする。図５に記載されたように、疑似トーン信号５１０は、識別された中継器の存在の結果として形成されたスペクトルの存在下で、及び上述の帯域端フィルタリング特性にも起因する。結果として、ＡＬＥ７００について記載されたようなＡＬＥアルゴリズムにおけるプログラム可能な遅延値の使用は、従来のＡＬＥアルゴリズムに見られる短所を克服しうる。

更に、ＡＬＥ７００は、適応するとき、自身の動作帯域幅が自動的に狭くなるという特徴を有する。狭くすることは、適応パラメータγ及びｒを、最初により広い動作帯域幅で動作させる。より広い初期帯域幅は、十分な量の疑似トーン信号エネルギが、初期適応周波数位置においてＡＬＥ伝達関数の通過帯域内にある可能性を高める。ＡＬＥ７００の適応型伝達関数が疑似トーン信号に近付いていくか又はそれに合うとき、動作帯域幅は自動的に狭くなり、結果として精度を向上し及び信号対雑音比性能を向上させる。

図８を参照すると、本開示の特定の態様により信号内のチャネル又は中継器を決定及び識別する処理８００のフローチャートが示される。例及び説明を目的として、処理８００の段階は、主に図３の信号識別回路を参照して記載される。処理８００の段階は、図１の受信機１００のような受信回路に関連する処理全体の一部として実行されてもよい。処理８００の段階は、衛星信号内の中継器を参照して記載されるが、受信信号内の如何なる他の種類のチャネルを決定又は識別するのにも等しく適用されてもよい。処理８００の段階は、単なる例であり、及び如何様にも本発明を制限すると見なされるべきではない。

最初に、段階８０２で、入来信号が受信される。入来信号は、受信信号スペクトルのデジタル化された部分を有してもよい。好適な実施形態では、入来信号はＡ／Ｄ変換器からの出力信号である。また、段階８０２で、入来信号は、前処理回路３０２内に見られる回路のような回路を用いて前もって調整されるか前処理されてもよい。次に、段階８０４で、受信信号の部分についてスペクトル走査が開始する。スペクトル走査は、入来信号を第１の増分の周波数範囲に調整又は周波数シフトすることにより開始する。好適な実施形態では、第１の増分の周波数範囲は、入来信号を、入来信号の周波数範囲の始めの下側の周波数に周波数シフトする。結果として、段階８０４は、入来信号の信号スペクトルの下側の周波数端で開始することにより、スペクトル走査及び検出を開始する。

次に、段階８０６で、周波数シフトされたスペクトルに対して帯域端検出が実行される。帯域端検出は、周波数シフトされた信号をフィルタリングすること、及びそれを遅延され処理された入来信号と結合し、出力信号を生成することを含む。中継器の帯域端が帯域端検出中のフィルタリングを通じて渡されている場合、出力信号は疑似トーン信号を有してもよい。段階８０６における帯域端検出は、スペクトルに基づく技術、ＡＬＥに基づく技術又はそれらの組み合わせの何れかを用いて帯域端の検出された信号を分析することも有してもよい。

段階８１０で、決定は、疑似トーン信号が段階８０６における帯域端検出に続いて生成されているか否かに関して行われる。段階８１０で、疑似トーン信号が周波数シフトされたスペクトル内で検出された場合、該疑似トーン信号の存在は、第１の（例えば、上側又は下側の）中継器の帯域端が検出されていること、及び段階８１８で疑似トーン信号の周波数位置の分析が中継器のシンボル・レートの数値を決定するために用いられることを示す。分析は、スペクトル分析ブロック３１６内で実施されるスペクトル分析に基づく手法を用いてもよい。分析は、ＡＬＥ３１８内で実施される手法のようなＡＬＥに基づく手法を用いてもよい。更に、シンボル・レート、識別された中継器の中心周波数及び帯域幅の推定は、識別された中継器の第２の（例えば、上側又は下側の）帯域端の周波数位置の推定と共に、決定されうる。

識別された中継器の特性の決定に続き、段階８２０で、周波数シフトされた信号は、識別された中継器の上側の帯域端の予測された位置に基づき、チャネル周波数オフセット増分又はチャネル周波数ステップを用いて更に周波数シフトされる。段階８２２で、更に周波数シフトされた信号に対して第２の帯域端検出が実行される。段階８２２における第２の帯域端検出は、段階８０６における帯域端検出と同様である。第２の帯域端検出は、段階８１０で得られた識別結果を検証するために用いられてもよく、又は段階８１８で識別された中継器の特性について生成された結果を精緻化するために用いられてもよい。

次に、段階８２４で、第２の決定は、第２の疑似トーン信号が段階８２２における第２の帯域端検出に続いて生成されているか否かに関して行われる。段階８２４において疑似トーン信号が存在しない場合、識別された中継器の下側及び上側帯域端は位置を定められ、段階８１８で適正な特性が決定されていることを更に示す。次に、段階８１６で、処理８００は、公称増加周波数ステップで続けるか又は周波数シフトされたスペクトルの周波数シフトを行い、段階８０６における帯域端検出を用いて別の中継器の決定及び識別の処理を開始する。段階８１６における公称周波数シフト又は周波数ステップは、通常、帯域端検出処理に伴う問題を最小化するために、狭帯域フィルタ３０６の通過帯域の帯域幅に基づいてもよい。段階８１６は、図１に示されたチューナ１０４又はチューナ１０６のようなチューナを再調整し、段階８０６における帯域端検出のために受信信号の新たな部分を選択することを含む
段階８２４において第２の疑似トーン信号が検出されない場合、段階８２６で、更なる修正段階が行われる。例えば、段階８２６で、チャネル周波数ステップの第２の推定は、識別されたシンボル・レート又は他の中継器の特徴に関連する更なる情報に基づき生成されてもよい。新たなチャネル周波数ステップは、段階８２０で始めにシフトされた周波数スペクトルを周波数シフトするために提供されてもよく、処理８００はその時点から続く。更に、段階８２６で、中継器の更なる識別及び検証がスキップされる。そして、段階８１６で、処理８００は公称周波数ステップを用いて継続する。更に、中継器の識別及び検証は、代替の信号決定又は識別処理を用いて達成されてもよい。

段階８１０に戻り、第１の疑似トーン信号が見付からない場合、段階８１２で、全ての中継器の存在が入来信号内で見付かっているか否かに関して決定が行われる。更に、段階８１２で、受信信号の周波数範囲全体が走査されたか又は該周波数範囲全体を通してステップされたかが決定されてもよい。周波数範囲全体が走査されたか否かに関する決定は、周波数シフト・ステップの一部として入来信号の信号スペクトルの上側周波数端に達成したかどうかを決定することを有してもよい。段階８１２において決定が肯定的である場合、段階８１４で、受信信号内の中継器を決定及び識別する処理８００が完了する。

段階８１２において決定が否定的である場合、段階８１６で、公称周波数ステップがスペクトル走査に提供され、信号は公称周波数ステップに基づき周波数シフトされ、処理は段階８０６における帯域端検出で継続する。

本開示の実施形態は、複数の中継器又はチャネルを有する入来する受信信号内の中継器又はチャネルを決定及び識別する装置及び方法を記載した。実施形態は、帯域端検出技術を利用して、中継器又はチャネルの識別を向上させ、識別された中継器又はチャネルの特性の決定のための追加処理を有してもよい。追加処理は、スペクトル分析に基づく決定及び識別手法、又は適応線スペクトル強調に基づく決定又は識別手法を有してもよい。向上した中継器又はチャネル識別に加え、追加処理は、中継器又はチャネルが識別されたとき、識別された中継器の帯域幅にほぼ等しい大きさのチャネル周波数ステップに基づき走査することにより、中継器又はチャネルについて受信信号の周波数スペクトルを走査する速度を向上させる。実施形態は、中継器又はチャネルのより速くより正確な識別及び決定をもたらし、信号受信装置の性能を向上させると共に、ユーザ経験も向上させる。
実施形態は種々の変更及び代替の形式の余地があるが、特定の実施形態が例として図に示され本願明細書で詳細に記載された。しかしながら、本開示は開示された特定の形式に限定されないことが理解されるべきである。むしろ、本開示は、特許請求の範囲により定めされるような本開示の精神と範囲に含まれる全ての変更した、等価な、及び代替したものを包含する。

［関連出願の相互参照］
本出願は、２００８年６月３日に出願された米国仮特許出願番号６１／１３０，９５０号の優先権を３５Ｕ．Ｓ．Ｃ§１ １９に基づき主張するものであり、米国特許出願番号６１／１３０，９５０号の全内容を本出願に援用する。

Claims (27)

1. 複数のチャネルを有する信号を受信する段階；
   チャネルの帯域端の指標を生成するため、該信号をフィルタリングする段階；及び
   該帯域端の指標に基づき、前記チャネルの特性を決定する段階；
   を有する方法。
2. 前記帯域端の指標は、単一周波数トーン信号である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記単一周波数トーン信号は、前記フィルタリングされた信号を前記受信信号で乗算することにより生成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記フィルタリングする段階は、第１の単一周波数トーン信号及び第２の単一周波数トーン信号を生成して、チャネルの指標を生成するために、前記信号をフィルタリングする段階、を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記特性は、シンボル・レート、中心周波数及び帯域幅のうちの少なくとも１つである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記決定する段階は、前記帯域端の指標に基づき前記チャネルの特性を決定するためにスペクトル分析を用いる段階、を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記スペクトル分析は高速フーリエ変換分析である、
   ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記決定する段階は、前記帯域端の指標に基づき前記チャネルの特性を決定するために適応線スペクトル強調を用いる段階、を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記適応線スペクトル強調は、反復的適応型伝達関数を用いる、
   ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記信号の周波数スペクトルをシフトする段階、
    を更に有する請求項１に記載の方法。
11. 複数のチャネルを有する信号を受信する手段；
    チャネルの帯域端の指標を生成するために該信号をフィルタリングする手段；及び
    該帯域端の指標に基づき、前記チャネルの特性を決定する手段；
    を有する装置。
12. 前記帯域端の指標は、単一周波数トーン信号である、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記単一周波数トーン信号は、前記フィルタリングされた信号を前記受信信号で乗算する手段を用いて生成される、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記フィルタリングする手段は、第１の単一周波数トーン信号及び第１２の単一周波数トーン信号を生成して、チャネルの指標を生成するために、前記信号をフィルタリングする手段、を有する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
15. 前記特性は、シンボル・レート、中心周波数及び帯域幅のうちの少なくとも１つである、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
16. 前記決定する手段は、スペクトル分析のための手段を有する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
17. 前記スペクトル分析のための手段は高速フーリエ変換を含む、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記決定する手段は、適応線スペクトル強調のための手段を有する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
19. 前記適応線スペクトル強調のための手段は、反復的適応型伝達関数を含む、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記信号の周波数スペクトルをシフトする手段、
    を更に有する請求項１１に記載の装置。
21. 複数のチャネルを有する入力信号を受信し、該入力信号の周波数スペクトルをシフトするスペクトル・シフト回路；
    該スペクトル・シフト回路に結合され、周波数シフトされた信号をフィルタリングしてチャネルの帯域端の指標を生成するフィルタ；
    前記フィルタ及び前記スペクトル・シフト回路に結合され、前記帯域端の指標に基づき前記チャネルの特性を決定し、該決定されたチャネルの特性に基づき前記スペクトル・シフト回路内の周波数シフトを制御する信号分析回路；
    を有する装置。
22. 前記帯域端の指標は、単一周波数トーン信号である、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 前記特性は、シンボル・レート、中心周波数及び帯域幅のうちの少なくとも２１つである、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
24. 前記信号分析回路は、スペクトル分析回路を有する、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
25. 前記スペクトル分析回路は高速フーリエ変換を含む、
    ことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記信号分析回路は、適応線スペクトル強調回路を有する、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
27. 前記適応線スペクトル強調回路は、反復的適応型伝達関数を含む、
    ことを特徴とする請求項２６に記載の装置。

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