JP5628153B2 - 信号形式を判定するための装置および方法 - Google Patents

Description

＜関連出願の相互参照＞
本出願は、米国特許法（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．）第１１９条に基づいて２００８年６月３日に米国にて出願した米国特許仮出願第６１／１３０９１１号明細書の利益を主張するものである。

本開示は、一般に信号受信システムの動作に関し、より具体的には信号受信装置によって受信されたチャネルまたはトランスポンダの変調形式の判定に関する。

この項は、以下に述べる本発明の様々な態様に関係し得る当技術分野の様々な側面を読者に紹介するものである。この考察は、本発明の様々な態様のより良い理解を容易にするために読者に基礎的な情報を提供するのに役立つと考える。したがって、これらの文はこの観点から読まれるべきであり、従来技術と認めるものではないことを理解されたい。

現在は殆どの顧客の家庭は、テレビジョン放送、ケーブル、衛星、デジタル加入者線システムなど、複数の供給源から映像および音声コンテンツを含んだいくつかのプログラム、および大量のデータを受信する。これらのシステムは、顧客宅内にプログラムおよびコンテンツを供給するためにしばしば分配ネットワークを使用する。多くの分配ネットワークは、異なる供給源（たとえば、複数の衛星、ケーブル中継局など）から生じ得るコンテンツを複数のチャネルまたはトランスポンダ上に伝送する。異なる供給源からの複数のチャネルまたはトランスポンダは、たとえばテレビジョンまたはセットトップボックスへの接続のために顧客の家庭に行く前に、単一の媒体（たとえば同軸ケーブル）上にまとめられる。結果として、受信チャネルまたはトランスポンダを識別する周波数マップ、および各チャネルまたはトランスポンダの変調形式などのいくつかの特性は、初めは完全には分からない。

周波数マップが完全には分からず、チャネルまたはトランスポンダの変調形式が他の方法で識別または特定されない場合には、テレビジョンまたはセットトップボックスは、テレビジョンまたはセットトップボックスが続いて受信信号を復調および復号できるように、チャネルまたはトランスポンダの変調形式を識別するために何らかの形の検索を行うように設計することができる。１つの方法では、テレビジョンまたはセットトップボックスは、試行錯誤による変調形式の識別検索を実施することができる。試行錯誤検索では、テレビジョンまたはセットトップボックス内の受信回路は、最初の変調形式に基づいて信号を復調するようにリンク回路を初期化する。復調が不成功の場合は、例として変調度または信号形式におけるシンボルの信号点配置のマッピングを判定するように、それぞれの可能な形式を反復的に試みることができるように検索を続行する。

最新の放送通信信号は、少ない場合は２個のシンボル、多い場合は２５６個のシンボルおよび位置を有する形式を含む信号点配置図を用いることができる。例として、殆どのＱＡＭベースの方式（たとえば、デジタルビデオ放送−ケーブル（ＤＶＢ−Ｃ）、または米国ケーブル標準Ｊ．８３Ａ）に基づいて伝送することができるいくつかの異なる信号点配置がある。試行錯誤による変調形式の識別検索は、時間がかる場合があり、最初に選択された変調形式が、受信信号によって用いられる変調形式と非常に異なる場合は非効率的である。

試行錯誤検索手法の問題点は、多くの可能な信号タイプを有する大きな複数供給源ネットワークを含んだシステムによってさらに悪化する。この手法は、このように大きな複数供給源ネットワークでは、各チャネルまたはトランスポンダの変調形式を判定するのに許容できないほど長い時間がかかり得る。さらにネットワークが、周波数マッピングの変化およびチャネルまたはトランスポンダの変調形式への変化により、頻繁な再初期化が必要な場合は、結果として待ち時間がユーザにとって許容できないものとなり得る。したがって、信号の変調形式を判定するための改善された装置および方法が必要とされる。

本実施形態の一態様によれば、方法が述べられ、方法は、信号を受信するステップと、受信信号のサンプルを第１の閾値および第２の閾値と比較するステップと、比較に基づいて信号プロファイルを生成するステップと、信号プロファイルに基づいて受信信号に対する変調形式を選択するステップとを含む。

本実施形態の他の態様によれば、装置が述べられ、装置は、デジタルサンプルを含んだ信号を受け取る手段と、受け取った信号のサンプル値を第１の閾値および第２の閾値と比較する手段と、比較に基づいて信号プロファイルを生成する手段と、信号プロファイルを少なくとも２つの基準プロファイルと相関させる手段と、相関に基づいて受け取った信号に対する変調形式を選択する手段とを含む。

本実施形態による他の態様によれば、装置が述べられ、装置は、入力信号のサンプルを受け取り、入力信号のサンプルを第１の閾値および第２の閾値と比較し、入力信号に対する信号プロファイルを生成するリングカウンタと、リングカウンタに結合され、入力信号に対する信号プロファイルを少なくとも２つの基準プロファイルと比較する信号プロファイラと、信号プロファイラに結合され、信号プロファイラでの比較に基づいて入力信号に対する変調形式を判定する検出器とを含む。

本開示の受信器の実施形態のブロック図である。 本開示の受信器に用いられるリンク回路の実施形態のブロック図である。 本開示の受信器に用いられるリングカウンタ回路の実施形態のブロック図である。 本開示の１組の信号形式プロファイルを示すグラフである。 本開示の受信器に用いられる信号形式プロファイラの実施形態のブロック図である。 本開示の受信器に用いられる信号形式プロファイラの別の実施形態のブロック図である。 本開示の信号の変調形式を判定するプロセスの実施形態のフローチャートである。

本開示の特徴および利点は、例として述べられる以下の説明からより明らかになるであろう。

本開示の１つまたは複数の特定の実施形態について以下に説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を行うために、明細書では実際の実施例のすべての特徴は述べない。技術または設計プロジェクトなどでのこのような実際の実施例の開発においては、実施例ごとに変わり得るシステム関連および事業関連の制約への準拠など、開発者の特定の目標を達成するためには、実施例に特有な数多くの決定がなされるべきであることが理解されるべきである。さらに、それでもこのような開発努力は、本開示を利用することにより当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事となるであろうことが理解されるべきである。

以下では放送信号、より具体的には、衛星またはケーブル信号伝送システムでの使用のために定義された放送信号に関連するシステムについて述べる。述べられる実施形態は、セットトップボックス、テレビジョン、または同様な信号受信装置に用いることができる。同様なデバイスの例としては、セルラ電話、インテリジェント電話、携帯情報端末、およびラップトップコンピュータが含まれるが、これらに限定されない。他のタイプの信号を受信するために使用される他のシステムも、同様な構造およびプロセスを含むことができる。当業者なら本明細書で述べる回路およびプロセスの実施形態は、可能性のある１組の実施形態に過ぎないことが理解されよう。様々な放送および無線標準全般に準拠する信号は、衛星またはケーブルネットワークを通したものの他に、無線を通した、無線ネットワークを通じた、または電話線を通した伝送を含む方法で伝送し得ることに留意することが重要である。したがって代替実施形態では、システムの構成要素を再構成するまたは省くことができ、または追加の構成要素を加えることができる。たとえば説明するシステムはわずかな変更により、世界のほかの所で用いられるサービスを含み、他の地上波放送サービス、ｗｉ−ｆｉ映像および音声サービス、または電話データサービスで用いるように構成することができる。

以下に述べる実施形態は、主に信号の受信に関する。いくつかの制御信号および電源接続を含むがこれらに限定されない、実施形態のいくつかの態様は、説明または図に示していないが、当業者なら容易に確かめることができる。実施形態は、マイクロプロセッサおよびプログラムコードまたはカスタム集積回路の使用を含む、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組み合わせを用いて実施できることに留意されたい。また実施形態の多くは、反復動作、および実施形態の様々な要素間の接続を行うものであることに留意されたい。本明細書で述べる反復動作の実施形態の代わりにまたはそれに加えて、直列に接続された、繰り返された同一要素を使用するパイプラインアーキテクチャを用いた代替的実施形態が可能である。

次に図面を参照し、最初に図１を参照すると、本開示の態様を用いた信号を受信するための受信器１００の例示的実施形態が示される。受信器１００は、セットトップボックスまたはテレビジョン装置の一部として含むことができ、衛星信号、またはサービスプロバイダによって顧客宅内に放送されるケーブル信号を受信することができる。複数のトランスポンダを含んだ衛星信号ストリームは、図示されていない衛星屋外受信ユニットから第１のチューナ１０４に供給される。やはり複数のチャネルを含んだケーブル信号ストリームは、ケーブル信号有線ネットワークから第２のチューナ１０６に供給される。チューナ１０４およびチューナ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およびチューナ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、コントローラ１１６に接続する。コントローラ１１６はまた、セキュリティインターフェース１１８、外部通信インターフェース１２０、ユーザパネル１２２、リモートコントロール受信器１２４、音声／映像出力１２６、およびメモリ１３０に接続する。電源１２８は、受信器１００内の図示されていないすべてのブロックに接続し得る。

衛星受信信号ストリームは、屋外ユニットから供給される。屋外ユニットは、１つまたは複数の衛星上にある衛星トランスポンダから信号ストリームを受信するように構成される。好ましい実施形態では、それぞれが複数のトランスポンダを含んだ２つの信号が屋外ユニットによって受信され、Ｌバンドと呼ばれる９５０から２１５０メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数範囲に変換される。Ｌバンド周波数範囲の信号ストリームは、チューナ１０４に供給される。

チューナ１０４は、衛星信号ストリーム中の１つまたは複数のトランスポンダを選択すなわちチューニングすることによって衛星信号ストリームを処理し、１つまたは複数のベースバンド信号を生じる。チューナ１０４は、分割信号ストリームを増幅、フィルタ、および周波数変換するための、増幅器、フィルタ、ミキサ、および発振器などの回路を含む。チューナ１０４は典型的には、リンク回路１１０、または後で述べるコントローラ１１６などの別のコントローラによって制御すなわちチューニングされる。制御コマンドは、周波数変換を行うためにチューナ１０４内のミキサと共に用いられる発振器の周波数を変化させるためのコマンドを含む。

ケーブル受信信号ストリームは、ケーブル設備ネットワークから供給される。ケーブル設備ネットワークは通常は、地理的エリア全体にわたるコンテンツの有線伝送をサポートするネットワークである。ネットワークは、通常は同軸ケーブルを通じてケーブル信号ストリームの、宅内の場所へのインターフェースをもたらす。好ましい実施形態では、ケーブル受信信号ストリームは、５０ＭＨｚと８００ＭＨｚの間の周波数範囲内にある複数のチャネルを含む。このケーブル周波数範囲内のケーブル信号ストリームは、チューナ１０６に供給される。

チューナ１０６は、ケーブル信号ストリーム中の１つまたは複数のチャネルを選択すなわちチューニングすることによってケーブル信号ストリームを処理し、１つまたは複数のベースバンド信号を生じる。チューナ１０６は、ケーブル信号ストリームを増幅、フィルタ、および周波数変換するための増幅器、フィルタ、ミキサ、および発振器などの回路を含む。チューナ１０６は典型的には、リンク回路１１０、または後で述べるコントローラ１１６などの別のコントローラによって制御すなわちチューニングされる。制御コマンドは、周波数変換を行うためにチューナ１０６内のミキサと共に用いられる発振器の周波数を変化させるためのコマンドを含む。

典型的には、チューナ１０４またはチューナ１０６の出力でのベースバンド信号は、まとめて所望の受信信号と呼ぶことができ、入力信号ストリームとして受信されたトランスポンダまたはチャネルの群から選択すなわちチューニングされた１つまたは複数のトランスポンダまたはチャネルを表す。信号はベースバンド信号として述べられるが、この信号は実際には単にベースバンドに近い周波数に位置することができる。

チューナ１０４およびチューナ１０６からの１つまたは複数のベースバンド信号は、リンク回路１１０に供給される。リンク回路１１０は典型的には、リンク回路１１０の残りの回路による復調のために、１つまたは複数のベースバンド信号をデジタル信号に変換するのに必要なアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器などの処理回路を含む。一実施形態ではデジタル信号は、１つまたは複数のベースバンド信号のデジタル版を表すことができる。別の実施形態ではデジタル信号は、１つまたは複数のベースバンド信号のベクトル形を現すことができる。リンク回路はまた、チューナ１０４およびチューナ１０６からのどのベースバンド信号が処理されるかを選択する。一実施形態ではユーザ制御が、ケーブルモードまたは衛星モードのいずれかを選択する。制御情報は、コントローラ１１６からリンク回路１１０に供給される。次いでリンク回路は、衛星モードの場合はチューナ１０４からの信号、またはケーブルモードの場合はチューナ１０６からの信号をさらなる処理のために選択する。

リンク回路１１０はまた、デジタル信号を復調し、誤り訂正を行ってトランスポート信号を生じる。トランスポート信号は、しばしば単一プログラムトランスポートストリーム（ＳＰＴＳ）と呼ばれる１つのプログラムに対するデータストリームを表すことができ、または複数プログラムトランスポートストリーム（ＭＰＴＳ）と呼ばれる一緒に多重化された複数プログラムストリームを表すことができる。リンク回路１１０の諸部分の動作は、以下でさらに詳しく説明する。リンク回路１１０はまた、デジタル信号におけるチャネルまたはトランスポンダの変調形式を判定するための回路を含むことができる。変調形式を判定するための回路は、信号レベルなどの信号特性を検出し比較するための回路を含むことができる。回路はまた、信号特性比較によって発生されたヒストグラムプロファイルの比較に基づいて信号変調形式を識別した後に、特定のデータシンボル信号点配置図を判定するための回路を含むことができる。変調形式を判定するための回路の動作については、以下でさらに詳しく説明する。

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は典型的には、ＳＰＴＳまたはＭＰＴＳとして供給されるトランスポート信号を個々のプログラムストリームおよび制御信号に分離する。トランスポートデコーダ１１２はまた、プログラムストリームを復号し、これらの復号されたプログラムストリームから音声および映像信号を生成する。一実施形態ではトランスポートデコーダ１１２は、ユーザ入力によりまたはコントローラ１１６などのコントローラを通じて、ユーザによって選択された１つのプログラムストリームのみを復号し、この１つの復号されたプログラムストリームに対応する１つの音声および映像信号のみを生成するように指示される。別の実施形態ではトランスポートデコーダ１１２に、すべての利用可能なプログラムストリームを復号し、次いでユーザ要求に応じて１つまたは複数の音声および映像信号を生成するように指示することができる。

音声および映像信号は、必要な制御信号と共に、トランスポートデコーダ１１２からコントローラ１１６に供給される。コントローラ１１６は、音声、映像、および制御信号の経路指定およびインターフェースを管理し、さらにセットトップボックス１００内の様々な機能を制御する。たとえばトランスポートデコーダ１１２からの音声および映像信号は、コントローラ１１６を通じて音声／映像（Ａ／Ｖ）出力１２６へ経路指定することができる。Ａ／Ｖ出力１２６は、テレビジョンまたはコンピュータなどの外部デバイスによる使用のためにセットトップボックス１００から音声および映像信号を供給する。またトランスポートデコーダ１１２からの音声および映像信号は、記録および記憶のためにコントローラ１１６を通じてメモリブロック１３０に経路指定することができる。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、ハードディスク装置などのハード媒体を含むいくつかの形のメモリを含むことができる。メモリブロック１３０は、コントローラ１１６によって用いられる命令およびデータの記憶のためのメモリ区域、および音声および映像信号の記憶のためのメモリ区域を含むことができる。コントローラ１１６はまた、トランスポートデコーダ１１２からのＭＰＴＳまたはＳＰＴＳなどの代替形での、メモリブロック１３０への信号の記憶を可能にすることができる。

コントローラ１１６はまた、外部通信インターフェース１２０に信号を送り、かつ信号を受け取る。外部通信インターフェース１２０は、サービスプロバイダへの電話接続をもたらすための電話モデムを含むことができる。外部通信インターフェース１２０はとりわけ、受信器１００での音声および映像信号の使用に対するサービスプロバイダの認証を可能にする。コントローラ１１６はまた、セキュリティインターフェース１１８に信号を送り、かつ信号を受け取る。セキュリティインターフェース１１８は、音声／映像信号の使用を管理するための信号を通信し、無許可使用を防止するためのスマートカードを含むことができる。ユーザ制御は、ユーザパネル１２２およびリモートコントロール受信器１２４によって達成される。ユーザパネル１２２は、受信器１００の動作を制御するためにユーザコマンドの直接入力をもたらし、リモートコントロール受信器１２４は、外部リモートコントロールデバイス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およびリモートコントロール受信器１２４は共に、ユーザ制御信号をコントローラ１１６に供給する。図示されていないがコントローラ１１６はまた、初期セットアップ情報を供給するため、およびブロック間で制御情報を渡すために、チューナ１０４、チューナ１０６、リンク回路１１０、およびトランスポートデコーダ１１２への信号をインターフェースすることができる。最後に電源１２８は典型的には、受信器１００内のすべてのブロックに接続し、それらのブロックに電力を供給し、衛星屋外ユニットなど外部的に電力を必要とする任意の要素にも電力を供給する。

当業者には、受信器１００の内部に示されたブロックは重要な相互関係を有し、一部のブロックは組み合わせ、かつ／または再構成し、依然として同じ基本的な全体としての機能をもたらし得ることが理解されるべきである。たとえばリンク回路１１０およびトランスポートデコーダ１１２を組み合わせ、さらにセットトップボックス１００のための主のデコーダ／コントローラとして働くようにコントローラ１１６の一部または全部の機能を統合することができる。さらに、セットトップボックスまたはテレビジョン装置内での使用などの、特有の設計用途および要件に基づいて、様々な機能の制御を分散しまたは割り当てることができる。

次に図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で述べた受信器１００などの信号受信器に用いることができる。リンク回路２００は、非限定的に、４相位相偏移（ＱＰＳＫ）変調、１６レベル直交振幅（１６ＱＡＭ）変調、３２ＱＡＭ変調、６４ＱＡＭ変調、１２８ＱＡＭ変調、および２５６ＱＡＭ変調を含む、衛星、ケーブル、または地上波伝送システムによって供給されるいくつかの信号形式の信号を受け取り、復調することができる。好ましい実施形態ではリンク回路２００は、ＤＶＢ−ＳおよびＤＶＢ−Ｃ標準による信号を受け取り、復調することができる。

リンク回路２００では、入力信号は、図示されていないＡ／Ｄ変換器から受け取られ、入力フォーマッタ２０２に供給される。入力フォーマッタ２０２は自動利得調整（ＡＧＣ）２０４に接続され、これは図１のチューナ１０４またはチューナ１０６などのチューナに戻って信号を供給する。入力フォーマッタ２０２はまた、周波数オフセット補償回路２０６に接続される。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、サンプルタイミング復元（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、キャリアトラッキングループ（ＣＴＬ）２１６に接続される。ＣＴＬは、イコライザ２１８に接続される。イコライザ２１８は、畳み込みデコーダ２２０および差分デコーダ２２２の両方に接続される。イコライザ２１８はまた、フィードバックとして周波数オフセット補償回路２０６に戻って接続される。畳み込みデコーダ２２０および差分デコーダ２２２は、マルチプレクサ（ｍｕｘ）２２４に接続される。マルチプレクサ２２４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ーフェース２２８に接続される。トランスポートインターフェースは、出力を、図１のトランスポートデコーダ１１２などのトランスポートデコーダによって用いられるシリアルトランスポート出力ストリームとして供給する。トランスポートインターフェースはまた、ＤＶＢ共通インターフェース（ＤＶＢ−ＣＩ）ブロック２３０に接続される。ＤＶＢ−ＣＩブロックは、特にＤＶＢ−ＣＩ標準に準拠したトランスポートデコーダによる使用のために、パラレルデータトランスポートストリームを出力する。

リンク回路２００内のブロック間で渡されるデータ信号の形式は、典型的にはベクトル信号形式での複素フェーザ信号を表すことに留意することが重要である。ベクトル信号形式の信号は、単一のデータライン接続を用いた相互接続を可能にする。あるいは信号の形式は、Ｉ／Ｑ信号形式などのスカラー形式とすることもできる。Ｉ／Ｑ信号形式の信号は、ＩおよびＱ信号に１つずつ、２つのデータラインおよび接続を必要とする。用いられる信号形式の選択は、用いられるＡ／Ｄ変換器のタイプに依存する場合があり、または設計の選択の問題とし得る。

到来信号は、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変換器によって導入されるＤＣオフセットを除去する。さらに入力フォーマッタ２０２はまた、信号形式に基づいて必要な場合は、スペクトル反転および／または２の補数変換に対する２進値オフセットを行うことができる。さらに入力フォーマッタ２０２はまた、信号がＩ／Ｑ形式で供給される場合は、Ｉ／Ｑ利得不平衡およびＩ／Ｑ位相不平衡を適合させることによってＩ／Ｑ不平衡を除去することができる。

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またはチューナ１０６などのチューナに制御信号を供給し、それによりチューナでの信号利得すなわち増幅率を調整する。制御信号は、信号電力またはその他の形の信号品質の測定値の判定に基づくものとすることができる。

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、またはＣＴＬ２１６にて発生され、イコライザ２１８で処理され、周波数オフセット補償回路２０６に戻るフィードバック信号として供給することができるリーク信号を用いて、信号中に存在する粗い周波数誤差を減算すなわち除去するように動作する。

オフセット補償された信号は、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など、チューニングおよび復調プロセスによって導入される望ましくない信号生成物を抑圧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、いくつかの知られているデジタルフィルタ技術を用いて実装することができる。好ましい実施形態ではアンチエイリアシングフィルタ２０８は、完全にプログラマブルな４９タップの対称有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタである。

フィルタされた信号は、デジタルＡＧＣ２１０に供給される。デジタルＡＧＣ２１０は、到来信号レベルすなわち到来信号品質を測定し、利得誤差信号を算出し、信号の信号レベルを調整する。デジタルＡＧＣ２１０は、後続する決定的に重要な信号復調ステップの前に使用可能なダイナミックレンジのすべてを用いて最大レベルすなわち最大信号品質の信号を供給するために信号を調整する。

デジタルＡＧＣされた信号は、ＳＴＲブロック２１２に供給される。ＳＴＲブロック２１２は、シンボル当たり２つのサンプルを生成し、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、再サンプルレートの範囲にわたって信号を適応的に再サンプルする。ＳＴＲブロック２１０はまた、最適サンプル点を示すためのシンボルイネーブル信号、およびシンボル上の第２のサンプルを供給するためのサンプルイネーブル信号を生じる。ＳＴＲブロック２１０は、ガードナ２ｘアルゴリズムなどのいくつかの推定アルゴリズムを用いて、再サンプルおよび再タイミングの一部として位相誤差推定を行うことができる。

再サンプルされた信号は、整合フィルタ２１４に供給される。整合フィルタ２１４は、シンボル間干渉を最小にするために必要な、信号のスペクトル整形をもたらす。整合フィルタ２１４のフィルタ応答は、伝送された信号形式に対する仕様に基づいて指定される。仕様は典型的には、ルートレイズドコサインスペクトル整形などのフィルタ特性を特定し、また信号帯域幅またはシンボルレートの百分率としてロールオフ率を指定することになる。整合フィルタ２１４は典型的には、可能なフィルタ応答に対応するために１つまたは複数のプログラマブルフィルタタップを有する複数タップＦＩＲフィルタとして実装される。

整合フィルタされた信号は、ＣＴＬブロック２１６に供給される。ＣＴＬは、チューナまたは低雑音ブロック変換器（ＬＮＢ）での不正確な混合または周波数ドリフトによって導入される細かい周波数および位相オフセットを適応的に除去する。さらにＣＴＬブロック２１６は、粗い周波数誤差を示す誤差信号を発生することができる。粗い周波数誤差は、イコライザ２１８での処理の後に、周波数オフセット補償ブロック２０６などの別の周波数調整ブロックによる使用のために供給することができる。粗い周波数誤差はまた、周波数誤差を低減するように図１のチューナ１０４またはチューナ１０６などのチューナを再チューニングし得ることを示すために、マイクロプロセッサ２４０に供給することができる。

周波数補正された信号は、イコライザ２１８に供給される。一般にイコライザ２１８は、受信信号が伝送された伝送チャネルのマルチパス歪の影響を低減するように構成される。イコライザ２１８は、受信信号に関連する振幅または位相情報を調整または変化させることができる。イコライザ２１８は、イコライザ２１８内の復調されたＯＦＤＭ信号に対して行われる算出および演算からの情報に基づいて振幅または位相情報を調整する。イコライザ２１８は、共に実数値または複素数値をとり得る適応フィルタ構造を使用した有限インパルス応答（ＦＩＲ）またはフィードフォワード等化（ＦＦＥ）アルゴリズム、および判定帰還型等化（ＤＦＥ）アルゴリズムを用いることができる。フィルタ内の調整可能なタップ値の計算は、最小平均二乗（ＬＭＳ）アルゴリズムを使用することができ、ＬＭＳ誤差は判定指向またはブラインドモードにて計算することができる。イコライザはまた、信号変調形式に関連する定義されたまたは判定されたシンボル信号点配置図に基づいて、受信信号中の変調されたシンボルを一続きのビットに部分的にまたは完全に復調する。

等化され復調された信号は、畳み込みデコーダ２２０、およびまた差分デコーダ２２２に供給される。これらのデコーダ回路のそれぞれは、ケーブルまたは衛星信号伝送仕様に含まれる特定の信号形式を、復調し復号するために含まれる。好ましい実施形態では畳み込みデコーダ２２０はＤＶＢ−Ｓ信号形式に基づいてビットストリームを復号するように適合され、差分デコーダはＤＶＢ−Ｃ信号形式に基づいてビットストリームを復号するように適合される。

畳み込みデコーダ２２０および差分デコーダ２２２からの復号された信号のそれぞれは、マルチプレクサ２２４に供給される。マルチプレクサ２２４は、２つの信号の１つを選択しその信号を出力として生じる。選択は、ケーブルまたは衛星のいずれかの特定の動作モードを選択するユーザ入力などの所定の情報に基づいて行うことができる。選択はまた、以下に述べる信号検出技術を用いた信号タイプの判定および識別に基づいて自動的に行うことができる。さらに、選択されない信号を生じる畳み込みデコーダ２２０または差分デコーダ２２２のいずれかのデコーダは、電力を節約するためにディスエーブルすることができる。

選択された復号出力は、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、信号の諸部分をデータのバイトのパケットにグループ化する。好ましい実施形態ではリードソロモンエンコーダは、信号中のデータを２０４バイトのデータを含んだパケットにグループ化する。リードソロモンデコーダ２２６は、２０４バイトのデータの各パケットを復号して、誤り補正された１８８バイトを生じる。本明細書に記載のリードソロモンプロセスは、各パケット内で８バイトまでの誤りを補正することができる。

リードソロモン復号されたデータパケットは、トランスポートインターフェース２２８に供給される。トランスポートインターフェース２２８は、トランスポートデコーダでの使用のために出力されるシリアルトランスポートデータストリームを生じるために、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ーフェースストリームはまた、ＤＶＢ−ＣＩインターフェース２３０に供給される。ＤＶＢ−ＣＩインターフェースは、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、ＤＶＢ−ＣＩ仕様の要件に準拠するようにストリームに追加の変更を行う。ＤＶＢ−ＣＩインターフェース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、制御信号および別の通信インターフェースをリンク回路２００内の様々なブロックに供給する。プロセッサ２４０は、マイクロプロセッサなどの個別のハードウェアデバイスとして実施することができ、あるいは受信装置内の、より大きな中央処理ユニットの一部として実施することができる。プロセッサ２４０は例として、周波数オフセット補償回路２０６またはイコライザ２１８からの入力を受け取り、受け取ったそれらの入力に基づいて図１のチューナ１０４またはチューナ１０６などのチューナに制御信号出力を供給する。プロセッサ２４０はまた、チャネル情報などの情報、およびリンク回路２００内の諸ブロックに対する初期設定などの動作データを記憶するためのメモリを含むことができる。

動作モードに応じて、リンク回路２００内のブロックのいくつかはアクティブまたは非アクティブとなることができ、動作的に迂回することができる。例としてリンク回路は、変調形式の判定を可能にするモードで動作することができる。変調形式モードでは、ブロックのいくつかは非アクティブとすることができ、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、およびイコライザ２１８などの変調形式識別に必要なブロックのみを動作状態とすることができる。アクティブなブロックの数を減らすことにより動作効率および判定プロセスの速度を改善することができる。変調形式判定および識別プロセスは、以下にさらに詳しく説明する。

図３を参照すると、本開示の態様を用いた受信器内で用いられるリングカウンタ３００の一実施形態のブロック図が示される。リングカウンタ３００は、到来受信信号に対する変調形式の判定の一部として、受信したチャネルまたはトランスポンダに関係する信号レベル、すなわち複素フェーザ入力信号の信号振幅などの特性の判定および比較のために用いることができる。比較結果は信号プロファイルヒストグラムを発生するために用いることができ、この信号プロファイルヒストグラムはさらに変調形式を判定するために基準プロファイルヒストグラムと比較することができる。リングカウンタ３００はまた、図２に示されるイコライザ２１８などのイコライザ回路の一部として含むことができる。またリングカウンタ３００は、衛星信号内のトランスポンダまたはケーブル信号内のチャネルなど、いくつかの信号源によって供給される信号内に含まれるチャネルに対する複素信号の特性を判定できることに留意することが重要である。

リングカウンタ３００の入力に存在するベクトルまたはスカラー信号形式での複素フェーザ入力信号は、振幅検出器３１０に供給される。振幅検出器３１０は、上側閾値検出器３２０と下側閾値検出器３３０の両方に接続される。上側閾値検出器３２０はまた、入力として上側振幅値を受け取る。下側閾値検出器３３０はまた、入力として下側振幅値を受け取る。上側閾値検出器３２０と下側閾値検出器３３０の両方は、組み合わせ回路３４０に接続される。組み合わせ回路３４０は、カウンタ３５０に接続される。カウンタ３５０の出力はリングカウンタ３００の出力を表し、さらなるプロファイル処理のために他の回路に供給される。

入力信号は、振幅検出器３１０に供給される。入力信号は、完全にまたは部分的に等化されているが復調されていないチャネルまたはトランスポンダを表すデジタル的にサンプルされた信号とすることができる。振幅検出器３１０は、入力デジタル信号の各サンプルに対する複素位相情報を除去し、デジタル信号の絶対値すなわち振幅を表すスカラー信号を生じる。言い換えれば振幅検出器は、ベクトルスケールのグラフ上の原点からの半径距離である円に沿って位置し得る入力信号を、原点からの半径値のみに等しい値に変換する。好ましい実施形態では振幅検出器３１０は、入力信号の各サンプルにそのサンプルの共役複素数を乗算することによって到来信号の振幅を算出する。

振幅値化された信号は、上側閾値検出器３２０と下側閾値検出器３３０の両方に供給される。上側閾値検出器３２０と下側閾値検出器３３０は一緒にウィンドウ比較回路を構成する。上側閾値検出器３２０と下側閾値検出器３３０に供給された上側振幅と下側振幅の値に基づいて、上側閾値検出器３２０は、入力信号の振幅値が上側閾値検出器３２０内の上側振幅より小さい場合は２進値１を出力する。振幅値が大きい場合は出力は２進値０となる。同様に下側閾値検出器３３０は、入力信号の振幅値が下側閾値検出器３３０に供給された下側振幅より大きい場合は２進値１を出力する。振幅値が小さい場合は出力は２進値０となる。上側閾値検出器３２０と下側閾値検出器３３０の出力のそれぞれは、組み合わせ回路３４０に供給される。組み合わせ回路３４０は、ウィンドウ比較を完成するためにブール論理「ＡＮＤ」機能を実装する。結果として組み合わせ回路３４０の出力は、入力信号の振幅値が上側閾値検出器３２０内の上側振幅基準値より小さく、下側閾値検出器３３０内の下側振幅基準値より大きい場合は、２進値１となる。

組み合わせ回路３４０からの２進値は、カウンタ３５０に供給される。カウンタ３５０は、入力信号のサンプルのそれぞれに対する結果として生じる２進値１の数のカウントを保持する。カウンタ３５０は、カウント値を記憶するためのメモリを含むことができる。メモリは、いくつかのカウント値を記憶するための１つまたは複数のレジスタとして実装することができる。あるいはメモリは、より多数のカウント値を記憶し保持するためにランダムアクセスメモリなどの、より複雑な構造とすることができる。

リングカウンタ３００は、プログラマブル動作の能力を含むことができる。例として、上側振幅基準値と下側振幅基準値は、入力信号中の各サンプルに対しても複数回変化することができる。これらの振幅基準値の組のそれぞれはまた、カウンタ３５０内の別のカウンタレジスタまたはメモリ位置に関連付けることができる。振幅値は、プログラマブル振幅基準値の各組とウィンドウ比較される。振幅値がウィンドウ内にある場合は、このウィンドウは入力信号中の信号エネルギーの環形を表し、組み合わせ回路３４０は２進値１を出力し、プログラマブル振幅基準値の特定の組に関連付けられた、カウンタ３５０内のカウンタレジスタまたはメモリ位置がインクリメントされる。

上側振幅基準値と下側振幅基準値に対する１組のプログラマブル振幅基準値は、到来信号に対する可能な振幅値に跨ることができる。例として１組の振幅基準値は、入力デジタル信号の振幅値に対する予想される範囲に跨るように選択することができる。振幅基準値はまた、入力デジタル信号の振幅値の予想される範囲を１組の連続した比較ウィンドウ区間に分解すなわち区分化するように選ぶことができる。このようにして入力信号の振幅値を、適切なウィンドウ比較のためにインクリメントされた振幅基準値とカウント値の組を用いて連続する区間に対してウィンドウ比較することができる。振幅基準値は、図２のイコライザ２１８などのイコライザによって供給することができる。あるいは振幅基準値は、プロセッサ２４０などのプロセッサによって供給することができる。結果として、連続する一連の比較ウィンドウ区間にわたって入力信号の振幅値範囲全体をカバーするように、カウント値を供給するのに、単一のリングカウンタ３００を用いることができる。次いで、到来信号のヒストグラムプロファイルを形成するためにカウント値ビンを用いることができる。

あるいはリングカウンタ３００のすべてまたは一部分を、全範囲のウィンドウ比較リングカウンタを実装するために複数複製し、入力信号のヒストグラムすなわち信号プロファイルを生成するために用いることができる。たとえば入力信号の振幅値は、それぞれが個別の上側振幅閾値検出器３２０、下側振幅閾値検出器３３０、および組み合わせ回路３４０を含み、それぞれが異なる１組の上側および下側振幅基準値を用いる、１組のウィンドウ比較回路に供給することができる。組み合わせ回路の出力のそれぞれは、出力のそれぞれに対する個々のレジスタまたはメモリ位置を含むカウンタ回路３５０に供給することができる。リングカウンタ３００の複数並列リングカウンタ構造は、異なる信号点配置に対応するように用いることができる。さらに複数並列リングカウンタ構造における振幅基準値は、プログラマブルとすることができる。

リングカウンタ３００はまた、デジタル的にサンプルされた入力信号のプログラマブルな数のサンプルを処理して、結果としてのカウント値の組を発生することができる。たとえば、カウント値を発生するためにリングカウンタ３００によって用いられるサンプルの数は、６４の値から６５，５３６の値までプログラマブルとすることができる。リングカウンタ３００によって用いられるサンプルの数が大きいほど、生成されるヒストグラムプロファイルの精度は改善され得るが、また変調形式の判定の完了する時間が遅延され得る。

次に図４を参照すると、本開示の態様を用いた１組の信号形式プロファイル４００を示すグラフが示される。プロファイルセット４００は、５つの異なる変調形式の１組の６５，５３６個の信号のサンプルに対して、リングカウンタ３００の出力にて生成されたプロファイルヒストグラムを示す。ヒストグラム４１０は、１６デシベル（１６ｄＢ）の信号対雑音比（ＳＮＲ）で動作する１６ＱＡＭ変調を用いた信号を表す。ヒストグラム４２０は、１９ｄＢのＳＮＲで動作する３２ＱＡＭ変調を用いた信号を表す。ヒストグラム４３０は、２２ｄＢのＳＮＲで動作する６４ＱＡＭ変調を用いた信号を表す。ヒストグラム４４０は、２５ｄＢのＳＮＲで動作する１２８ＱＡＭ変調を用いた信号を表す。最後にヒストグラム４５０は、３０ｄＢのＳＮＲで動作する２５６ＱＡＭ変調を用いた信号を表す。ヒストグラムは、通常の使用可能な信号動作閾値より十分低いＳＮＲで、各信号点配置の順に対して発生することができる。非常に低いＳＮＲでも、ヒストグラム４１０〜４５０の間では独特の差異を識別することができる。各ヒストグラム４１０〜４５０のために用いられたポイントの総数は、６５，５３６ポイントである。しかし性能または特性のために実用的な必要性に従って、他の数のポイントを用いることができる。各ヒストグラム４１０〜４５０に対するビン番号は、ｘ軸に沿って示されるビン番号であり、これはカウンタ３５０内の異なるカウント値レジスタを表す。各ヒストグラム４１０〜４５０に対するカウント値は、ｙ軸に沿って表示される。

プロファイルセット４００では、入力信号の振幅値の全範囲に跨るように、各ヒストグラム４１０〜４５０において合計３５０個のビンが用いられる。用いられるビンの数は、利用可能な処理時間、およびリングカウンタ３００内で用いられる回路のサイズと速度によって制約を受ける。３２個のビンなど、より少ない数のビンを用いることもでき、結果としての精度の悪化は非常に小さい。

さらに入力信号ヒストグラムプロファイルとの比較の目的で、いずれの信号プロファイルも、変調形式の判定の一部として発生されることを確実にするために、リンク回路に対するものと同じ動作パラメータを用いて発生されるべきであることに留意することが重要である。好ましい実施形態ではプロファイルは、１６ＱＡＭに対するシンボルリング値に等しい信号点配置シンボルリング推定値を用いたブラインドモードに設定された、イコライザ２１８などのイコライザでの動作パラメータを用いて発生される。

次に図５を参照すると、本開示の態様を用いた信号形式プロファイラ５００の実施形態のブロック図が示される。信号形式プロファイラ５００は、受信信号中のトランスポンダまたはチャネルに対する変調形式の判定のために用いることができる。信号形式プロファイラ５００は、図４に示されるヒストグラムプロファイルなどの、特定のＳＮＲでの１組の変調形式に対する代表的な、すなわち基準の信号プロファイルを用いる。信号形式プロファイラ５００は、変調形式を判定するために、入力信号に対して生成されたプロファイルヒストグラムをいくつかの記憶された基準リングカウンタプロファイルと比較する。信号形式プロファイラ５００は、図２のイコライザ２１８などのイコライザ回路の一部として含むことができ、復調回路の前に動作する回路として含むことができる。信号形式プロファイラ５００からの結果としての出力はさらに、イコライザの調整において、および判定された信号形式の復調のために用いることができる。信号形式プロファイラ５００からの結果としての出力はまた、リンク回路内の他の回路による使用のために図２のプロセッサ２４０などのプロセッサに供給することができ、またはリンク回路内の他の回路に直接供給することができる。信号形式プロファイラ５００の一部分はまた、プロセッサ２４０などのプロセッサ内に含むことができ、結果としての出力はイコライザ２１８などの、リンク回路内の他の回路に供給される。

図示されていないイコライザからの入力信号は、リングカウンタ５１０に供給される。リングカウンタ５１０の出力は、入力オフセットブロック５２０に接続される。基準プロファイルメモリ５３０は、出力を基準オフセットブロック５４０〜５４８に供給する。基準オフセットブロック５４０〜５４８の出力は、入力オフセットブロック５２０の出力と共に相関ブロック５５０に接続される。相関ブロック５５０の出力は、最大値検出ブロック５６０に接続される。最大値検出ブロックの出力は、信号形式プロファイラ５００の出力を表し、図２に示されるイコライザ２１８またはプロセッサ２４０などの他の回路に供給することができる。

イコライザからの入力信号は、リングカウンタ５１０に供給される。リングカウンタ５１０は、図３で述べたリングカウンタ３００とほぼ同様に動作し、ここではさらに述べない。リングカウンタ５１０は、プログラマブル振幅基準レベルを用いた単一のリングカウンタとして実装できることに留意することが重要である。リングカウンタ５１０はまた、１組の並列ウィンドウ比較回路を用いた複数並列リングカウンタ構造として実装することができる。好ましい実施形態ではリングカウンタ５１０は、入力信号の振幅範囲に跨る１組の３２個のカウント値に基づいて入力信号プロファイルヒストグラムを生じる。

リングカウンタ５１０からのカウント値は、入力オフセットブロック５２０に供給される。入力オフセットブロック５２０は、基準プロファイルメモリ５３０に記憶された１組の基準プロファイルから算出された値の加重平均に基づいて、入力信号に対する新しいオフセットされた信号プロファイルを決定する。入力オフセットブロック５２０は、算出された加重平均値を入力カウント値から減算することによって、入力オフセットプロファイルヒストグラムを表す新しい１組のオフセットカウント値を出力する。入力オフセットブロック５２０はまた、オフセットカウント値を記憶するためのメモリを含むことができる。カウント値に対して算出された加重平均値はまた、基準オフセットブロック５４０〜５４８において記憶し、用いることができる。

基準プロファイルメモリ５３０は、受信した信号のタイプに対する１組の変調形式に対応する１組の基準プロファイルを記憶する。この１組の基準プロファイルは、異なる信号対雑音比（ＳＮＲ）などの異なる信号条件でのプロファイルを含むことができる。基準プロファイルは、用いられるサンプルの数、およびプロファイルヒストグラムのために用いられるビン、またはカウント値の数など、入力信号に対する動作条件と一致すべきである。基準プロファイルは、信号形式プロファイラ５００を含む受信装置の製造の前に判定し記憶し、製造時に基準プロファイルメモリ５３０に記憶することができる。基準プロファイルはまた、図２のプロセッサ２４０などのプロセッサによって判定することができ、または信号形式プロファイラ５００の以前の動作に基づいて判定することができる。好ましい実施形態では基準プロファイルメモリ５３０は、すべて２５ｄＢなど同じＳＮＲにて判定または算出された、１６ＱＡＭ信号、３２ＱＡＭ信号、６４ＱＡＭ信号、１２８ＱＡＭ信号、および２５６ＱＡＭ信号に対する基準プロファイルを記憶し供給する。基準プロファイルメモリ５３０はまた、複数のＳＮＲでの変調形式に関する各タイプの信号点配置に対する基準プロファイルを記憶することができる。

入力ヒストグラムプロファイルと同様な形式でのヒストグラムにおける値として表される基準プロファイルのそれぞれは、基準オフセットブロック５４０〜５４８に供給される。基準オフセットブロックのそれぞれは、入力オフセットブロック５２０と同様にして、基準プロファイルメモリ５３０に記憶された１組の基準プロファイルから算出された値の加重平均値に基づいて、基準プロファイルに対する新しいオフセットされた信号プロファイルすなわちヒストグラムを決定する。オフセットされた基準プロファイルは、算出された加重平均値を供給された基準プロファイルカウント値から減算することにより、基準オフセットブロック５４０〜５４８のそれぞれで算出される。さらに、基準オフセットブロック５４０〜５４８の１つまたは複数は、１組の基準プロファイルに対する加重平均値を算出するための回路を含むことができる。加重平均値は、図２のプロセッサ２４０などの他の回路によって算出することもできる。基準オフセットブロック５４０〜５４８のそれぞれはまた、基準オフセットカウント値を記憶するためにメモリを含むことができる。

上述のように、入力オフセットブロック５２０と基準オフセットブロック５４０〜５４８は、オフセットプロファイル値を決定するために、基準オフセットブロック５４０〜５４８の１つまたは複数にて算出された基準プロファイル値の加重平均値を用いる。算出のために用いられる加重平均値は、入力信号の変調形式を判定するための比較に用いられる変調形式の数およびタイプなど、複数の要因に依存し得る。たとえば加重平均値は、等しく重み付けすることができる。好ましい実施形態では、等しく重み付けされた平均値は以下の式を用いて算出することができる。

Ａｖｇ_{ｅｑｕａｌ}＝（０．２）・１６ＱＡＭ＋（０．２）・３２ＱＡＭ＋（０．２）・６４ＱＡＭ＋（０．２）・１２８ＱＡＭ＋（０．２）・２５６ＱＡＭ （１）
式（１）で、値１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、および２５６ＱＡＭは、対応する基準プロファイルのそれぞれにおける特定のビンに対するカウント値である。係数すなわち重みの合計は１の値になるべきであることに留意することが重要である。

等しい重み付けの式（１）は、受信した入力信号に関する多くの信号動作条件に対して良好に機能する。しかし、比較のために用いられる変調形式によっては、等しい重み付けを用いた加重平均の後において、基準プロファイルのいくつかが他の基準プロファイルに酷似する場合があり、それらを区別することがより難しくなる。またオフセットが行われた後において、入力プロファイルも同様に２つ以上の基準プロファイルと似る場合があり、以降の比較区別がさらに複雑になる。入力信号はまた、様々なレベルの雑音、マルチパス、およびＡＧＣ誤差によって損なわれる場合があり、それにより入力プロファイルに歪を生じ、入力プロファイルと基準プロファイルの１つまたは複数との間の差異がさらに小さくなる。例として信号歪および雑音により、図４に示されるそれぞれの異なるタイプの信号点配置および変調形式に対するヒストグラム４１０〜４５０に存在し得るような、入力信号プロファイルに存在する独特のピークが弱まり、または不明瞭となり得る。結果として、等しく重み付けされた平均値を用いていくつかのプロファイルどうしを信頼性良く区別することが難しくなり得る。等しくない重み付けを適用することにより、場合によっては似ていないプロファイルどうしの判別を犠牲にして、似ているプロファイルどうしの判別を大きく改善することができる。等しくない重み付け平均値は、以下の式を用いて算出することができる。

Ａｖｇ_{ｕｎｅｑｕａｌ}＝（０．０４）・１６ＱＡＭ＋（０．０４）・３２ＱＡＭ＋（０．０８）・６４ＱＡＭ＋（０．４２）・１２８ＱＡＭ＋（０．４２）・２５６ＱＡＭ （２）
式（２）で、値１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、および２５６ＱＡＭは、式（１）で用いたのと同じカウント値である。また式（１）のように、係数すなわち重みの合計は１の値になるべきである。

オフセット基準ブロック５４０〜５４８はまた、利得調整回路を含むことができる。基準プロファイルのそれぞれに対する利得係数は一意とすることができ、しばしば、完全な信号点配置の一致があるときに、計算された相関値が１の公称値をもつように計算される。利得調整は、最大値検出ブロック５６０にて最終値を直接比較して最良一致を見出すことができるようにするために必要となり得る。利得調整は、各基準プロファイルに対する利得値Ｋに対して以下の式を用いて算出することができる。

式（３）で、ｒｅｆ_Ｎ値は対応する基準プロファイル、ａｖｅ値は式（１）または（２）で算出された加重平均値、ｉ値はビン番号である。用いられるビンの総数は３２である。

各基準プロファイルに対して計算された利得調整値は、各基準プロファイルに対するオフセット基準値と乗算されて最終出力オフセット基準値を発生する。基準プロファイル、加重平均値、ならびにオフセットおよび利得調整されたプロファイルは、相関検出器５５０にこれらの判定の負担がかからないように、相関検出器５５０での処理の前にすべて計算される。最終オフセット値は、基準オフセットブロック５４０〜５４８のそれぞれにあるメモリに記憶される。好ましい実施形態では、１組のプロファイルに対して算出された加重平均値は３２個の値として記憶され、５個のオフセットおよび利得調整された基準プロファイルは５組の３２個の値として記憶されるようになる。

基準オフセット値は、使用の前の時点で算出し、基準オフセットブロック５４０〜５４８内のメモリ、または基準プロファイルメモリ５３０などの異なるメモリに記憶できることに留意することが重要である。さらに算出は、図２のプロセッサ２４０などの別の回路によって実行し、基準プロファイルメモリに記憶することもできる。この場合は基準オフセットブロック５４０〜５４８は使用しなくてもよく、ディスエーブルするか信号形式プロファイラ５００から取り除くことができる。

基準オフセットプロファイルのそれぞれからの基準オフセットカウント値は、入力オフセットプロファイルからの入力オフセットカウント値と共に、相関ブロック５５０に供給される。相関ブロック５５０は、基準オフセットプロファイルのそれぞれを入力オフセットプロファイルと比較し、相関値を算出する。各比較に対する相関値は、以下を用いて計算することができる。

式（４）で、値ｃｏｒｒはオフセットされた入力プロファイルと、オフセットされた基準プロファイルのそれぞれとの間の計算された相関、値ｏｇｒｅｆは各基準プロファイルに対する各ビンのオフセット基準値、および括弧内の値は入力基準値から入力プロファイルにおける各ビンに対する平均値を差し引いたものである。

相関ブロック５５０からの計算された相関値は、最大値検出ブロック５６０に供給される。最大値検出ブロック５６０は、計算された相関値のそれぞれを比較し、最も大きいすなわち最も正の値を選択する。最も大きい値は、変調タイプに対する最良一致、および信号形式プロファイラ５００によって判定された最良の信号点配置タイプを示す。さらに最大値検出ブロック５６０は、最も大きい値と２番目に最も大きい値とを比較し、確信度を算出する。確信度は、検出器に対して良好な信頼度の測定値をもたらすと共に、イコライザに供給することができる。例として、確信度が低いと判定された場合は、受信器回路は、リンク回路内でいくつかの異なる取得パラメータを用いて、チャネルまたはトランスポンダ取得のリトライを試みることができる。

次に図６を参照すると、本開示の態様を用いた信号形式プロファイラ６００の別の実施形態のブロック図が示される。この実施形態は図５に示された実施形態と同様であるが、基準プロファイル、加重平均値、およびオフセットおよび利得調整された基準プロファイルの第２の組を用いる点が異なる。入力信号は、リングカウンタ６１０に供給される。リングカウンタ６１０の出力は、入力オフセット６２０および入力オフセット６２５の両方に接続される。基準プロファイルメモリ６３０は、第１の組の基準オフセットブロック６４０〜６４８、および第２の組の基準オフセットブロック６６０〜６６８に出力を供給する。基準オフセットブロック６４０〜６４８の出力は、入力オフセットブロック６２０の出力と共に相関ブロック６５０に接続される。基準オフセットブロック６６０〜６６８の出力は、入力オフセットブロック６２５の出力と共に相関ブロック６７０に接続される。相関ブロック６５０および相関ブロック６７０の出力は、最大値検出ブロック６８０に接続される。以下で述べるものを除いて信号形式プロファイラ６００のブロックの動作は、図５の信号形式プロファイラ５００について述べたブロックと同じであり、ここではさらに詳しくは述べない。

信号形式プロファイラ６００では、基準プロファイルメモリ６３０から基準オフセットブロック６４０〜６４８および基準オフセットブロック６６０〜６６８に供給される２組のプロファイルは、それぞれ特定のＳＮＲ（信号対雑音比）に対して最適化される。たとえば、第１のＳＮＲは比較的きれいな信号を表し、第２のＳＮＲは比較的雑音の多い信号を表す。好ましい実施形態では、基準オフセットブロック６４０〜６４８に供給される基準プロファイルは２０ｄＢのＳＮＲにて特性化され、基準オフセットブロック６６０〜６６８に供給される基準プロファイルは３０ｄＢのＳＮＲにて特性化される。信号形式プロファイラ６００は、相関ブロック６５０と相関ブロック６７０とで５個ずつ、１０個の相関値を発生する。最大値検出ブロック６８０にて判定された最良一致は、入力信号に対する変調形式の信号点配置タイプを示す。最良一致はまた、入力ＳＮＲの粗い指標として用いることができる。

信号形式プロファイラ６００は、ルックアップテーブルの記憶の量が倍になり、計算量および計算時間が増えることにより、信号形式プロファイラ５００よりも、実装するのにより多くの回路、および動作するのにより大きなオーバヘッドを必要とすることに留意することが重要である。異なる２つのＳＮＲでの２組の基準プロファイルを用いることにより、信号形式プロファイラ６００は、より広い範囲の入力信号動作条件を扱うことができ、したがって追加のロバスト性と精度をもたらす。しかし、信号形式プロファイラ５００は、公称的に信号動作環境と一貫性のある基準プロファイルに対するＳＮＲを用いて動作することによって単一の１組のプロファイルだけを用いて高レベルのロバスト性を達成することができる。雑音の多い信号は、図４に示されるヒストグラムプロファイルに存在するピークを広げる傾向がある。基準プロファイルに対する中間のＳＮＲを選ぶことによって、有用な信号動作環境全体にわたって良好な相関を得ることができる。

次に図７を参照すると、本開示の態様を用いた信号の変調形式を判定するプロセス７００の実施形態のフローチャートが示される。例示および説明のためにプロセス７００のステップについて、主として図５の信号形式プロファイラ５００を参照して説明する。プロセス７００のステップは、図６の信号形式プロファイラ６００にも等しく当てはまる。プロセス７００のステップは、図１に示される受信器１００などの受信器回路に関連する全体的なプロセスの一部として実行することができる。プロセス７００のステップは、非限定的に、衛星信号におけるトランスポンダ、およびケーブルまたは地上波信号におけるチャネルを含む、複数の信号源からの信号に対して変調形式を判定するのに用いることができる。プロセス７００のステップは例示のみであり、いかなる形においても本開示を限定するものではない。

ステップ７１０では、信号ストリームが受信される。受信信号ストリームは、チャネルまたはトランスポンダを表す１組のデジタルサンプルとすることができる。受信信号ストリームは、図２で述べたイコライザ２１８などのイコライザ回路によって完全にまたは部分的に等化されているが、復調されていない。次にステップ７２０では、受信信号ストリームはウィンドウ比較される。ステップ７２０でのウィンドウ比較は、リングカウンタ５１０によって実装されるものなどのカウントプロセスを用いることができる。ステップ７２０でのウィンドウ比較はまた、受信信号ストリーム内のサンプルをベクトル値からスカラー振幅値に変換することができる。さらにステップ７２０では、入力信号ストリームの値の範囲に跨るウィンドウ比較区間を用いて、複数のウィンドウ比較を行うことができる。１つまたは複数のウィンドウ比較に対するカウンタ値は、メモリに記憶することができる。カウンタ値は、入力信号ストリームのヒストグラムプロファイルを形成するために用いることができる。

ステップ７３０では、カウンタ値にオフセットを適用することによって、入力信号プロファイルに対するヒストグラムを形成するカウンタ値に調整が行われる。オフセットは、異なる信号対雑音比、またはマルチパスなどのその他の信号歪により、入力プロファイルヒストグラム値を調整するために必要となり得る。オフセットは先に述べたように、信号プロファイルにおける１組のカウンタ値、または１組の基準プロファイルからのヒストグラムの加重平均値として計算することができる。計算されたオフセットをカウンタ値から減算して、オフセットされた入力信号プロファイルを形成することができる。オフセット調整は、受信信号の変調形式を判定するために、他の基準信号プロファイルとの比較の結果を改善することができる。

次にステップ７４０では、オフセットされた入力プロファイルおよび１組の１つまたは複数の基準プロファイルを用いて相関計算が行われる。基準プロファイルは、基準プロファイルメモリ４３０などのメモリに記憶することができる。また必要であれば、ステップ７４０での相関計算を改善するために基準プロファイルに対してオフセットおよび利得調整を行うことができる。オフセット調整は、上述のように基準プロファイル間の重み付けの観点では等しく重み付けされた平均計算を用いて計算することができる。しかしいくつかの基準プロファイルに対して、またはいくつかの信号動作条件に対しては、オフセット調整は、基準プロファイル間の重み付けの観点で等しくなく重み付けされた平均化を用いて計算することができる。

ステップ７５０では、ステップ７５０で計算された相関結果が比較され、入力信号プロファイルと基準プロファイルの１つとの最良一致が選ばれる。最良一致は、ステップ７５０で判定された相関計算の最も大きい値とすることができる。さらにステップ７５０にて、最良一致は、２つの異なるＳＮＲに対する基準プロファイルなど、２つ以上の受信信号動作条件に対する１組の基準プロファイルを用いた結果としての最も大きな相関値を判定するものとすることができる。

最後にステップ７６０では、ステップ７５０での最良一致プロファイルが、信号の変調形式を判定するために用いられる。変調形式は、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなどの、信号の信号点配置タイプに関連付けられた情報をもたらす。変調形式についての情報は、受信信号内のチャネルまたはトランスポンダの正しい復調のために重要である。変調形式についての情報は、復調器の初期化などのさらなる処理のために、図２で述べたリンク回路２１８などの回路に供給することができる。この情報はまた、メモリに記憶し、後に特定のチャネルまたはトランスポンダのチューニングが望まれるときに用いることができる。

本開示の実施形態は、受信信号内のチャネルまたはトランスポンダの変調形式を判定するための装置および方法を示す。変調形式は、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなどの信号点配置タイプに関する情報を含むことができ、これは信号復調プロセスの前に識別されれば信号受信器での復調器の性能を改善することができる。本実施形態は、入力信号プロファイルを生成するためにリングカウンタを用いて、信号点配置タイプを含む変調形式を判定する。入力信号プロファイルは、基準プロファイルと比較され、基準プロファイルの１つとの最良一致が選択される。変調形式、および信号点配置タイプまたは信号点配置図などの関連する情報は、選択された基準プロファイルに基づいて判定される。結果として変調形式は、実際に信号のロックを取得せずに、かつ信号受信器内で信号の復調を試みる前に判定することができ、結果としてチャネルまたはトランスポンダ取得および復調時間が改善される。

実施形態は様々な変更および代替形が可能であるが、特定の実施形態について図面に例として示し本明細書に詳細に述べてきた。しかし本開示は、開示された特定の形に限定されるものではないことに理解されたい。これに反して本開示は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の趣旨および範囲に含まれるすべての変更形態、等価形態、および代替形態を包含するものである。
以下に、本発明の好ましい態様を示す。
付記１．方法（７００）であって、
信号を受信するステップ（７１０）と、
前記受信信号のサンプルを第１の閾値および第２の閾値と比較するステップ（７２０）と、
前記比較に基づいて信号プロファイルを生成するステップ（７２０）と、
前記信号プロファイルに基づいて前記受信信号に対する変調形式を選択するステップ（７５０）と
を含むことを特徴とする方法。
付記２．前記変調形式は、１６レベル直交振幅変調（１６ＱＡＭ）、３２レベル直交振幅変調（３２ＱＡＭ）、６４レベル直交振幅変調（６４ＱＡＭ）、１２８レベル直交振幅変調（１２８ＱＡＭ）、および２５６レベル直交振幅変調（２５６ＱＡＭ）の少なくとも１つであることを特徴とする付記１に記載の方法（７００）。
付記３．前記比較するステップ（７２０）は、前記受信信号の前記サンプルの信号レベルを比較するステップを含むことを特徴とする付記１に記載の方法（７００）。
付記４．前記信号レベルは、前記信号レベルの振幅であることを特徴とする付記３に記載の方法（７００）。
付記５．前記選択された変調形式を用いて前記受信信号を復調するステップをさらに含むことを特徴とする付記１に記載の方法（７００）。
付記６．信号プロファイルを生成する前記ステップ（７２０）は、前記比較ステップからの少なくとも２つの比較を用いてヒストグラムを生成するステップをさらに含むことを特徴とする付記１に記載の方法（７００）。
付記７．前記選択するステップ（７５０）は、少なくとも２つの基準ヒストグラムに対する１組の値の加重平均値に基づいて前記ヒストグラム中の１組の値をオフセットするステップを含むことを特徴とする付記６に記載の方法（７００）。
付記８．前記加重平均値は、前記少なくとも２つの基準ヒストグラムに対する前記１組の値の、等しく重み付けされた平均値であることを特徴とする付記７に記載の方法（７００）。
付記９．前記加重平均値は、前記少なくとも２つの基準ヒストグラムに対する前記１組の値の等しくなく重み付けされた平均値であることを特徴とする付記７に記載の方法（７００）。
付記１０．装置（５００）であって、
デジタルサンプルを含んだ信号を受け取る手段（５１０）と、
前記受け取った信号のサンプル値を第１の閾値および第２の閾値と比較する手段（５１０）と、
前記比較に基づいて信号プロファイルを生成する手段（５１０）と、
前記信号プロファイルを少なくとも２つの基準プロファイルと相関させる手段（５５０）と、
前記相関に基づいて前記受け取った信号の変調形式を選択する手段（５６０）と
を備えることを特徴とする装置。
付記１１．前記変調形式は、１６レベル直交振幅変調（１６ＱＡＭ）、３２レベル直交振幅変調（３２ＱＡＭ）、６４レベル直交振幅変調（６４ＱＡＭ）、１２８レベル直交振幅変調（１２８ＱＡＭ）、および２５６レベル直交振幅変調（２５６ＱＡＭ）の少なくとも１つであることを特徴とする付記１０に記載の装置（５００）。
付記１２．前記サンプル値は、信号レベルの振幅値であることを特徴とする付記１０に記載の装置（５００）。
付記１３．前記選択された変調形式を用いて前記受け取った信号を復調する手段をさらに備えることを特徴とする付記１０に記載の装置（５００）。
付記１４．信号プロファイルを生成する前記手段（５１０）は、少なくとも２つの比較を用いてヒストグラムを生成する手段をさらに含むことを特徴とする付記１０に記載の装置（５００）。
付記１５．前記選択する手段（５５０）は、少なくとも２つの基準プロファイルに対する１組の値の加重平均値を用いて、前記ヒストグラム中の１組の値をオフセットする手段を含むことを特徴とする付記１４に記載の装置（５００）。
付記１６．前記加重平均値は、少なくとも２つの基準プロファイルに対する前記１組の値の、等しく重み付けされた平均値であることを特徴とする付記１５に記載の装置（５００）。
付記１７．前記加重平均値は、少なくとも２つの基準プロファイルに対する前記１組の値の等しくなく重み付けされた平均値であることを特徴とする付記１５に記載の装置（５００）。
付記１８．装置（５００）であって、
入力信号のサンプルを受け取り、前記入力信号の前記サンプルを第１の閾値および第２の閾値と比較し、前記入力信号に対する信号プロファイルを生成するリングカウンタ（５１０）と、
前記リングカウンタ（５１０）に結合され、前記入力信号に対する前記信号プロファイルを少なくとも２つの基準プロファイルと比較する信号プロファイラ（５５０）と、
前記信号プロファイラ（５５０）に結合され、前記信号プロファイラ（５５０）での比較に基づいて前記入力信号に対する変調形式を判定する検出器（５６０）と
を備えることを特徴とする装置。
付記１９．前記変調形式は、１６レベル直交振幅変調（１６ＱＡＭ）、３２レベル直交振幅変調（３２ＱＡＭ）、６４レベル直交振幅変調（６４ＱＡＭ）、１２８レベル直交振幅変調（１２８ＱＡＭ）、および２５６レベル直交振幅変調（２５６ＱＡＭ）の少なくとも１つであることを特徴とする付記１８に記載の装置（５００）。
付記２０．前記リングカウンタ（５１０）に結合されたイコライザであって、前記入力信号の振幅および位相を調整して信号伝送時に導入された歪を補償する、イコライザをさらに備えることを特徴とする付記１８に記載の装置（５００）。
付記２１．前記検出器（５６０）に結合された復調器であって、前記変調形式を用いて前記入力信号を復調する、復調器をさらに備えることを特徴とする付記１８に記載の装置（５００）。
付記２２．前記信号プロファイラ（５５０）は、前記少なくとも２つの基準プロファイルの加重平均値に基づいて前記入力信号に対する前記信号プロファイルを調整するオフセット回路（５２０）を含むことを特徴とする付記１８に記載の装置。

Claims (17)

1. 信号を受信するステップと、
   前記受信された信号のサンプルを第１の閾値および第２の閾値と比較するステップと、
   前記比較するステップによる少なくとも２つの比較結果に基づいて受信された信号のヒストグラムプロファイルを生成するステップと、
   少なくとも２つの基準ヒストグラムに関する加重平均値に基づき前記受信された信号の前記ヒストグラムプロファイルをオフセットし、前記オフセットされたヒストグラムプロファイルを前記少なくとも２つの基準ヒストグラムのそれぞれと比較することにより、前記受信された信号に適用されている変調形式を判定するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記変調形式は、１６レベル直交振幅変調（１６ＱＡＭ）、３２レベル直交振幅変調（３２ＱＡＭ）、６４レベル直交振幅変調（６４ＱＡＭ）、１２８レベル直交振幅変調（１２８ＱＡＭ）、および２５６レベル直交振幅変調（２５６ＱＡＭ）の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
3. 前記比較するステップは、前記受信された信号の前記サンプルの信号レベルを比較するステップを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記信号レベルは、前記信号レベルの振幅である、請求項３に記載の方法。
5. 前記判定された変調形式を用いて前記受信された信号を復調するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記加重平均値は、前記少なくとも２つの基準ヒストグラムに対する前記１組の値の、等しく重み付けされた平均値である、請求項１に記載の方法。
7. 前記加重平均値は、前記少なくとも２つの基準ヒストグラムに対する前記１組の値の等しくなく重み付けされた平均値である、請求項１に記載の方法。
8. デジタルサンプルを含んだ信号を受信する手段と、
   前記受信された信号のサンプル値を第１の閾値および第２の閾値と比較する手段と、
   前記比較する手段による少なくとも２つの比較結果に基づいて受信された信号のヒストグラムプロファイルを生成する手段と、
   前記ヒストグラムプロファイルを少なくとも２つの基準プロファイルと相関させる手段と、
   少なくとも２つの基準ヒストグラムに関する加重平均値に基づき前記受信された信号の前記ヒストグラムプロファイルをオフセットし、前記オフセットされたヒストグラムプロファイルを前記少なくとも２つの基準ヒストグラムのそれぞれと比較することにより、受信された前記信号に適用されている変調形式を判定する手段と、
   を備える、装置。
9. 前記変調形式は、１６レベル直交振幅変調（１６ＱＡＭ）、３２レベル直交振幅変調（３２ＱＡＭ）、６４レベル直交振幅変調（６４ＱＡＭ）、１２８レベル直交振幅変調（１２８ＱＡＭ）、および２５６レベル直交振幅変調（２５６ＱＡＭ）の少なくとも１つである、請求項８に記載の装置。
10. 前記サンプル値は、信号レベルの振幅値である、請求項８に記載の装置。
11. 前記判定された変調形式を用いて前記受信された信号を復調する手段をさらに備える、請求項８に記載の装置。
12. 前記加重平均値は、少なくとも２つの基準プロファイルに対する前記１組の値の、等しく重み付けされた平均値である、請求項８に記載の装置。
13. 前記加重平均値は、少なくとも２つの基準プロファイルに対する前記１組の値の等しくなく重み付けされた平均値である、請求項８に記載の装置。
14. 入力信号のサンプルを受信し、前記入力信号の前記サンプルを第１の閾値および第２の閾値と比較し、前記入力信号に対するヒストグラムプロファイルを生成するリングカウンタと、
    前記リングカウンタに結合され、前記入力信号に対する前記ヒストグラムプロファイルを少なくとも２つの基準プロファイルと比較する信号プロファイラであって、前記少なくとも２つの基準プロファイルの加重平均値に基づいて前記入力信号に対する前記ヒストグラムプロファイルを調整するオフセット回路をさらに含む、信号プロファイラと、
    前記信号プロファイラに結合され、前記信号プロファイラでの比較に基づいて前記入力信号に対する変調形式を判定する検出器と、
    を備える、装置。
15. 前記変調形式は、１６レベル直交振幅変調（１６ＱＡＭ）、３２レベル直交振幅変調（３２ＱＡＭ）、６４レベル直交振幅変調（６４ＱＡＭ）、１２８レベル直交振幅変調（１２８ＱＡＭ）、および２５６レベル直交振幅変調（２５６ＱＡＭ）の少なくとも１つである、請求項１４に記載の装置。
16. 前記リングカウンタに結合されたイコライザであって、前記入力信号の振幅および位相を調整して信号伝送中に導入された歪を補償する、イコライザをさらに備える、請求項１４に記載の装置。
17. 前記検出器に結合された復調器であって、前記変調形式を用いて前記入力信号を復調する、復調器をさらに備える、請求項１４に記載の装置。

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