寬帶帶外接收器的製作方法

2023-10-10 14:55:39 12

專利名稱：寬帶帶外接收器的製作方法
技術領域：
本發明涉及改進包括有線電視系統中的帶外信號的、通信系統中的帶外
(out-of-band )信號的處理。
背景技術：
該部分意圖向讀者介紹可能涉及在下面描述和/或主張的本發明的各方 面的領域的各方面。相信該討論有助於向讀者提供背景信息以便利於更好地 理解本發明的各方面。相應地，應當理解應以此出發(in the light)、而不 是作為對現有技術的認可(admission)來閱讀這些敘述。
數字有線電視系統被適配為處理包含許多信息信道(channel)的信號。 這些信道可以包括各種可以由該系統的用戶收聽(tune)和觀看的音頻—見頻 節目。有線電視信號還可以包括一個或多個帶外信息信道。帶外信道可以用 於各種目的，諸如給接收有線信號的數字機頂盒提供控制信息。節目指南是 可以經由帶外通信信道傳輸給有線電視接收器的信息的另 一例子。帶外通信 數據還可以用於提供諸如允許用戶選擇視頻點播節目等的特徵。
在可以使用帶外信道中的信息之前，必須從所接收的信號中分離和解碼 該信息。當前系統採用複雜的模擬電路來識別所接收的頻鐠中的帶外信道。 在當前系統中，帶外信道可以具有大約一 (1) MHz的帶寬。帶外信號可以 置於介於70MHz與130MHz之間的整個所傳輸的頻譜中的某處。帶外信號可 以-陂稱為前向(forward)數據信道。
定位(locate)和處理所接收的帶外信道信息所需要的模擬電路增加了數 字機頂盒接收器的成本和複雜度。期望有一種降低與接收並解碼帶外信道信 息相關聯的電路的複雜度和成本的系統和方法。

發明內容
所公開的實施例涉及一種用於處理所接收的信號的示例性系統和方法。 本系統的一個示例性實施例包括接收器電路，其被適配為接收所接收的信號並且從所接收的信號中分離與帶外頻語相對應的帶外數據信號；模數 (A/D)轉換器，其將帶外數據信號轉換為數位化(digitalize)的帶外頻譜信 號；以及被適配為在數位化的帶外頻語信號內識別與帶外數據信道相對應的 數據的電路。
一種示例性方法包括以下動作(act):從所接收的信號中分離與帶外頻 譜相對應的帶外數據信號；將帶外數據信號轉換為數位化的帶外頻譜信號； 以及在數位化的帶外頻鐠信號內識別與帶外數據信道相對應的數據。


在附圖中
圖l是傳統的帶外接收器的框圖2是根據本發明的示例性實施例的帶外信號接收器的框圖3是根據本發明的示例性實施例的數字下變換器(downconverter)的
框圖4是示出將包括帶外信道的模擬頻語轉換到數字域的圖；以及 圖5是根據本發明的示例性實施例的處理的流程圖。
具體實施例方式
圖1是傳統的帶外接收器10的框圖。帶外接收器10包括數字有線(cable ) 調諧器塊12，其被適配為對所接收的有線電視信號執行初始處理。數字有線 調諧器塊12包括輸入濾波器14,其將經過濾波的輸入信號傳送給信道分路 器(splitter)電路16。信道分路器電路16將所接收的輸入信號劃分為前向應 用傳輸(FAT)信號22和帶外數據信號17。 FAT信號22包含與各個音頻視 頻節目信道相對應的信息。以本領域的技術人員所知的方式來執行FAT信號 的進一步處理。
通過信道分路器電路16將帶外數據信號17傳送給濾波器電路18。通過 濾波器電路18將經過濾波的帶外數據信號傳送給放大器電路20。通過放大 器電路20將帶外數據信號放大，並且將其傳送給另 一濾波器24和另 一放大 器26,然後再由帶外調諧器塊27進行處理。
帶外調諧器塊27包括可變增益放大器28,其將帶外數據信號放大並且 將其傳送至混合器(mixer) 30。混合器30組合帶外數據信號與來自解調器塊(未示出)的反饋信號36。混合器30將帶外數據信號傳送給聲表面波濾波器(saw filter) 32，該聲表面波濾波器32被適配為濾除除了包含帶外數據信息的頻譜部分之外的頻語部分。在美國有線系統中，包含帶外數據信道的頻譜部分具有大約lMHz的帶寬。在聲表面波濾波器32處理之後，可以通過另一可變增益放大器34處理該帶外數據信號，然後再將其作為經過處理的帶外數據信號38傳送給解調器塊(未示出)。
如上所討論的，帶外接收器10的複雜度給諸如機頂盒之類的數字有線電視接收設備增加了額外成本。本發明的實施例涉及一種改進的用於接收和解碼帶外數據信息的系統和方法。
圖2是根據本發明實施例的示例帶外信號接收器的框圖。帶外接收器100被適配為在將整個70MHz到130MHz的頻譜轉換為數字域以便進行進一步處理之前，提供相對少量的模擬濾波和增益。如參照圖l所示和描述的，帶外接收器包括數字有線調諧器塊12。
然而，在以以上描述的方式處理之後，數字有線調諧器12的輸出直4矣傳送給聲表面波濾波器32，該聲表面波濾波器32被適配為保留頻語中的、可能包含帶外數據信道的信息。頻"i普的這部分在此可以:帔稱為帶外頻鐠。例如，在美國有線系統中，帶外頻譜的範圍從大約70MHz到大約130MHz。有線運營商(operator)可以在頻譜的這部分中安排一個或多個帶外通信信道。
聲表面波濾波器32的輸出傳送給可變增益放大器34。可變增益放大器34產生帶外頻語輸出信號39,其是與大約70MHz到大約130MHz的頻率範圍相對應的模擬信號。參照圖3描述模擬帶外頻譜輸出信號39的進一步處理。
本發明的示例性實施例產生降低的帶外接收器電路的複雜度以及隨之減少的製造成本。例如，帶外接收器電路100 (圖2)省略了帶外接收器10 (圖1 )中的濾波器24 (圖1 )、放大器26 (圖1 )、可變增益放大器28 (圖1 )、以及混合器30 (圖1 )。
圖3是根據本發明的示例性實施例的數字下變換器200的框圖。數字下變換器200包括模數(A/D)轉換器202,其被適配為接收模擬帶外頻語輸出信號39 (圖2 )。從而，A/D轉換器202被適配為將期望帶外數據信號所在範圍中的整個頻語數位化。
對於A/D轉換器202而言，理想的是其具有足夠的解析度以將帶外數據信號可能位於(locate)的範圍中的整個頻語數位化。可能需要比接收典型的正交相移鍵控(QPSK)信號所需的解析度(其大約是4比特的解析度)更多比特的解析度。就將70到130MHz頻帶數位化所需要的比特範圍(超過並且在將典型的QPSK信號數位化所需要的解析度之上)而言傳送給A/D轉換器302的過量信號功率(excess signal power)與在所期望的帶外信道上的、大約10個處於+6dB平均功率的正交幅度調製(QAM)信道相對應。該功率包括大約6比特。相應地，A/D轉換器202可能需要大約10比特量級的解析度，以便有效地解碼介於70與130MHz之間的、除了典型的QPSK信號之外的頻譜。可以增加額外比特來幫助確保足夠的解析度，從而有效地將相關的頻譜數位化。
本發明的實施例可以採用被稱為欠採樣(undersampling )的技術來在數字域中創建帶外數據信道的映像(image),同時以比可預期的採樣時鐘頻率低的採樣時鐘頻率操作。為處理在大約70MHz與130MHz之間的頻譜，可以採用在大約130MHz到140MHz的範圍中的欠採樣時鐘頻率。然而，本領域的普通技術人員將理解的是可以不以高於大約260MHz的採樣時鐘頻率的欠採樣來數位化頻譜。
A/D轉換器202將數位化的帶外頻i普信號203傳送給第一乘法器(multiplier) 204和第二乘法器208。乘法器204和208從數字正交數控振蕩器(NCO)接收輸入。第一乘法器204將基帶I信號傳送給可變數字低通濾波器210。第二乘法器208將基帶Q信號傳送給可變數字低通濾波器212。可變數字低通濾波器210和212的輸出傳送給QPSK解調器(未示出)以便進行進一步處理。數字正交NCO206作用以從數位化的頻語中定位與帶外數據信道相對應的數字信息。例如，數字正交NCO206可以被適配為掃過由模擬帶外頻譜輸出信號39表示的數據。
圖4是示出通過採用欠釆樣技術將包括帶外信道的模擬頻語轉換到數字域的圖。通過參考標號300來總地引用該圖。x軸302對應於頻率範圍。y軸304對應於模擬域中的信號幅度，其應用在圖300的右手側。y軸304表示用於圖300的採樣頻率Fs。 y軸305在圖300中劃分模擬和數字域。y軸305表示該圖的奈查斯特頻率(Fs/2)。 y軸306對應於數字域中的信號幅度，其應用在圖300的左手側。y軸306表示圖300的DC頻率。
圖300的右手側的一半對應於諸如可以通過數字有線調諧器12 (圖2)接收的模擬域頻譜。模擬域頻譜可以包括幾個FAT信道308、 310。另外，模擬域頻i普可以包含帶外數據信號312。
圖300的左手部分對應於通過A/D轉換器202 (圖3 ) -陂變換到數字域後的所採樣的模擬頻鐠。圖300的左手部分示出了模擬帶外頻語輸出信號39 (圖3)的數位化的例子。將模擬帶外頻語輸出信號39數位化的處理具有對該頻語進行鏡像(mirror)的效果。換句話說，由圖300的右手側表示的模擬頻語被鏡像到數字域中，如圖300的左手側所示。例如，通過鏡像FAT信道314在數字域中表示FAT信道308 (模擬域)。通過鏡像FAT信道316在數字域中表示模擬域中的FAT信道310。相應地，通過鏡像帶外數據信號318在採樣數字域中表示模擬域中的帶外數據信號312。
圖5是根據本發明的示例性實施例的處理的流程圖。通過參考標號400來總地引用該處理。在塊402，開始該處理。
在塊404，從所接收的信號中分離帶外數據信號。帶外數據信號可以對應於帶外頻鐠。在塊406,將帶外數據信號轉換為數位化的帶外頻語信號。在塊408,在數位化的帶外頻鐠信號內識別與帶外數據信道相對應的數據。在塊410結束該示例性處理。
雖然通過附圖中的例子已經示出並且在此詳細描述了具體實施例，但可以易於對本發明進行各種修改，並且本發明易於具有替換形式。然而，應當理解的是，本發明不是意圖受限於所公開的具體形式。而是，本發明涵蓋落入由所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍之內的所有修改、等效物和可替換物。
權利要求
1. 一種信號處理系統(100、200)，包括第一電路(100)，用於接收信號和從該信號中分離帶外數據信號(39)，其中所述帶外數據信號(39)對應於來自該信號的帶外頻譜；模數(A/D)轉換器(202)，用於將該帶外數據信號(39)轉換為數位化的帶外頻譜信號(203)；以及第二電路(206)，用於在數位化的帶外頻譜信號(203)內識別與帶外數據信道相對應的數據。
2. 如權利要求1所述的信號處理系統(100, 200),其中，該帶外頻譜 的範圍/人大約70MHz到大約130MHz。
3. 如權利要求1所述的信號處理系統(100， 200)，其中，該第一電路 (100)包括聲表面波濾波器(32)。
4. 如權利要求1所述的信號處理系統(100, 200),其中，該第二電路 (206)被適配為掃過與數位化的帶外頻譜信號(203 )相對應的數據以便識別與該帶外數據信道相對應的數據。
5. 如權利要求1所述的信號處理系統(100， 200),其中，該第二電路 (206)包括數字正交數控振蕩器。
6. 如權利要求1所述的信號處理系統(100, 200)，其中，該帶外數據 信道具有大約lMHz的帶寬。
7. 如權利要求1所述的信號處理系統(100, 200),其中，該A/D轉換 器(202)被適配為對該帶外數據信號(39)進行欠採樣。
8. 如權利要求1所述的信號處理系統(100, 200)，其中，該A/D轉換 器(202 )被適配為以介於大約130MHz與大約140MHz之間的採樣率對該帶 外數據信號(39)進行欠採樣。
9. 一種方法，包括從信號中分離與帶外頻鐠相對應的帶外數據信號(39 ); 將該帶外數據信號(39)轉換為數位化的帶外頻譜信號(203 );以及 在數位化的帶外頻鐠信號(203 )內識別與帶外數據信道相對應的數據。
10. 如權利要求9所述的方法，其中，該帶外頻i普的範圍從大約70MHz 到大約BOMHz。
11. 如權利要求9所述的方法，包括從該信號中濾出帶外頻i普。
12. 如權利要求9所述的方法，包括掃過與該數位化的帶外頻i普信號 (203 )相對應的數據以便識別與該帶外數據信道相對應的數據。
13. 如權利要求9所述的方法，包括利用數字正交數控振蕩器對該數 字化的帶外頻譜信號(203)進行處理。
14. 如權利要求9所述的方法，其中，該帶外數據信道具有大約lMHz 的帶寬。
15. 如權利要求9所述的方法，包括對該帶外數據信號(39)進行欠 釆樣。
16. 如權利要求9所述的方法，包括以介於大約130MHz與大約140MHz 之間的採樣率對該帶外數據信號(39)進行欠採樣。
17. —種處理信號的系統(100、 200),該系統(100、 200)包括用於從信號中分離與帶外頻語相對應的帶外數據信號(39 )的裝置(100 ); 用於將該帶外數據信號(39)轉換為數位化的帶外頻譜信號(203 )的裝置 (202);以及用於在數位化的帶外頻語信號(203 )內識別與帶外數據信道相對應的數 據的裝置(206)。
18. 如權利要求17所述的系統(100、 200)，其中，該帶外頻譜的範圍 從大約70MHz到大約130MHz。
19. 如權利要求17所述的系統(100、 200 ),其中，用於轉換的裝置(202 ) 被適配為對該帶外數據信號(39)進行欠採樣。
20. 如權利要求17所述的系統(100、 200)，其中，用於轉換的裝置(202) 被適配為以介於大約130MHz與大約140MHz之間的採樣率對該帶外數據信 號(39)進行欠採樣。
全文摘要
所公開的實施例涉及一種處理所接收的信號的系統。本系統的一個示例性實施例包括接收器電路(100)，其被適配為接收所接收的信號並且從所接收的信號中分離與帶外頻譜相對應的帶外數據信號(39)；模數(A/D)轉換器(202)，其將帶外數據信號(39)轉換為數位化的帶外頻譜信號(203)；以及被適配為在數位化的帶外頻譜信號(203)內識別與帶外數據信道相對應的數據的電路(206)。
文檔編號H04H20/76GK101467371SQ200680054998
公開日2009年6月24日 申請日期2006年6月16日 優先權日2006年6月16日
發明者戴維·G·懷特, 麥可·A·普格爾 申請人:湯姆森特許公司