专利名称：用于数字电视解调的设备、系统以及方法
技术领域：
本发明涉及数字电视，并且具体地涉及将相邻信道功率相关的自动增益控制用于数字电视解调的设备、系统以及方法。
背景技术：
在数字TV中，与有用信道(the wanted channel)相邻的信道的功率电平能够比有用信道高30dB到40dB。这个功率的一部分被调谐器移除，而这个的显著部分出现在数字解调器的模拟数字(A/D)转换器(ADC)的输入处。自动增益控制电路必须调整在ADC的输入处的这个复合(有用+相邻)信号的功率电平以得到最佳接收机性能。在新兴的DTV标准中，可在不同的服务之间对信道进行时间复用。例如，在DVB-T2中，存在打算用于承载其它服务的未来扩展帧(FEF)。虽然不限于这个方面，但是已经被确认的这样ー种服务是用于发射机标识的信令。不同服务的功率电平可不相同。因此在DVB-T2中，FEF的功率电平有可能不同于其它帧的功率电平。虽然这对于目前的系统而言不是问题，但是当广泛采用具有多个服务的DVB-T2类型的传输时，它是可能在未来发生的问题。因此，对于使得DTV解调器能够克服这个潜在问题的设备、系统以及方法的迫切
需要普遍存在。
发明内容
本发明提供一种用于数字电视解调的方法，包括将相邻信道功率相关的自动增益控制(AGC)用于数字电视解调，其中，AGC技术考虑总功率以及相邻信道的功率以控制增益控制放大器的増益。本发明还提供ー种数字电视接收机，包括解调器，适于将相邻信道功率相关的自动增益控制(AGC)用于数字电视解调，其中，AGC技术考虑总功率以及相邻信道的功率以控制增益控制放大器的増益。本发明还提供一种编码有计算机可运行指令的非易失性计算机可读介质，当被访问时，计算机可运行指令使得机器执行包括以下步骤的操作通过将相邻信道功率相关的自动增益控制(AGC)用于数字电视解调来控制数字电视解调，其中，AGC技术考虑总功率以及相邻信道的功率以控制增益控制放大器的増益。本发明还提供一种系统，包括数字电视发射机；数字电视接收机，适于与数字电视发射机通信，数字电视接收机包括解调器，适于将相邻信道功率相关的自动增益控制(AGC)用于数字电视解调，其中，AGC技术考虑总功率以及相邻信道的功率以控制增益控制放大器的増益。
在说明书的结束部分中具体指出并且明确要求保护被视为是本发明的主題。但是，当结合附图阅读本发明时，參考以下详细的描述可最好地理解关于本发明的组织和操作方法及其目的、特征和优点，其中图I示出常规AGC控制体系结构；以及图2示出根据本发明实施例的新AGC控制体系结构。将领会的是，为了说明的简单和清楚起见，附图中所示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸相对于其它元件经过放大。另外，在认为适当的情况下，已经在附图之间重复參考数字以指示对应元件或类似元件。
具体实施例方式在以下详细的描述中，阐述了许多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。但是，本领域技术人员将理解的是，没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下，未详细地描述众所周知的方法、过程、组成部分以及电路，以免影响对本发明的理解。虽然本发明的实施例不限于这一方面，但是利用例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”或诸如此类的术语的讨论可涉及计算机、计算平台、计算系统或其它电子计算装置的(ー个或多个)操作和/或(ー个或多个)过程，它们操纵表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如，电子)量的数据和/或将其转换为类似地表示为计算机的寄存器和/或存储器或可存储指令以执行操作和/或过程的其它信息存储介质内的物理量的其它数据。虽然本发明的实施例不限于这一方面，但是本文使用的术语“复数”和“多个”可以包括例如“若干”或“两个或更多”。贯穿说明书，术语“复数”或“多个”可用于描述两个或更多组成部分、装置、元件、単元、參数或诸如此类。例如，“多个站”可包括两个或更多站。数字电视(DTV)接收机中所有已知的自动增益控制(AGC)电路采用图I中给出的方法，因为在目前的DTV系统中，ACI功率电平不那么频繁地改变。功率电平可在长的时间段内缓慢改变，然后AGC电路适应于这些改变。在采纳像具有多个服务的DVB-T2的标准的未来系统中，ACI功率电平能够相当频繁地改变，这是因为分配用于其它服务的未来扩展帧(FEF)。在这类系统中，如果采用图I中的常规方法，则AGC将对有用信道进行调幅，由此将降低性能。本发明的实施例提供AGC技木，包括但不限于AGC电路，其考虑总功率以及相邻信道的功率(ACI功率)以控制增益控制放大器的増益。这使得本发明实施例的DTV接收机能够在任何未来的基于DVB-T2的系统中以最佳方式工作。虽然本文使用DVB-T2来说明本发明的实施例，但是本发明也可应用于其它数字TV系统，因此本发明不限于DVB-T2。假设有用信道是DVB-T(乃至DVB-T2)信道。可考虑这样的情形其中，具有多个服务(经由FEF实现)的DVB-T2信道碰巧与有用信道相邻。相邻信道中的功率电平然后将随时间频繁地变化，因此在ADC输入处的总功率也将随时间不可预测地变化。AGC将试图通过调整放大器増益来使得这个总功率电平保持在规定的目标值。这样做吋，它将无意中对有用信道进行调幅，从而导致性能的损失。 现在看附图，一般示出为100的图I示出常规接收机的自动增益控制电路。在105处示出调谐器，调谐器输出到增益控制放大器110，增益控制放大器110为模拟数字转换器(ADC)提供输入。在ADC115的输出处的功率电平在130处被测量并且调整在ADC前面的放大器Iio的増益135以给出最佳ADC性能，并且向信道滤波器120提供输入，信道滤波器120的输出被发送到解调器125。图2在200处示出在本发明的实施例中提供的新自动增益控制电路。它可具有两个输入。第一输入是在ADC的输出处的功率电平235,其可与常规AGC电路类似。不同于之前技术的并且本发明实施例特有的第二输入240仅是相邻信道的功率电平。在240处计算ACI功率比。常规AGC电路的操作对于本领域普通技术人员而言是已知的，因此本文中不用任何显著细节来描述，但是可包括以下主要组成部分用于计算出接收功率和目标功率电平之间的差(或误差)的电路、要应用于这个误差以控制环路带宽或响应时间的可调增益、包括累加器(积分器)的环路滤波器以及对数非线性。在很多应用中，可(经由中心极限定理)将幅度概率密度函数假设为高斯。然后将标准差(即目标的平方根)设定成ADC峰值的约25%将确保约le-5的限幅概率，其可被认为是大多数数字TV(DTV)应用可接受的。在本发明实施例中提供的新AGC的关键新特征是它响应于复合功率以及响应于相邻信道的剰余功率。在DTV应用中，相邻信道功率可以是+40dB并且调谐器中的滤波器220经常不提供大于40dB的阻带衰減。因此，解调器ADC 215所看到的相邻信道干扰(ACI)的剰余功率有可能等于或高于有用信道。还存在这样的状況其中，固定带宽(8MHz)调谐器205必须支持6、7和8MHz带宽DTV。那么对于6和7MHz DTV,解调器225所看到的ACI功率将比有用信道的功率高得多。在解调器225的数字前端中存在数字信道滤波器220以滤除ACI并且隔离有用信道。假设相邻信道是DVB-T2信道。DVB-T2标准允许非DVB-T2帧被散布在DVB-T2帧结构内。这些被叫作未来扩展帧(FEF)并且打算在未来被其它服务使用。已经计划的这样一种服务是发射机标识。可能的是，在未来将通过使用FEF来与其它服务分时共享DVB-T2信道。不保证FEF的功率将与相同传输中的任何其它DVB-T2帧是相同的。如果FEF是有用信道的一部分，则接收机将根据信令參数而准确地知道这个的位置，因此能够容易采取预防动作。但是，如果具有FEF的DVB-T2传输碰巧是相邻信道，则情况并非如此。那么在总功率(有用信道功率加上相邻信道功率)中可能存在显著的并且相对频繁的波动。图I中的常规AGC电路将响应于这个总功率并且设法将这个总功率保持在目标电平。为了做这个，它将调整图I中示出的放大器110的増益。这个的净效应是有用信道将遭受由于相邻信道的功率电平的波动而导致的不希望的幅度改变。本发明的实施例提供图2中示出的算法，其中，本发明分接(tap off)上面提到的数字信道滤波器220的输入217和输出223，并且使用这些以測量相邻信道的剰余功率。在信道滤波器220的输入217处的功率是总功率，其是有用功率和ACI功率的和。在信道滤波器220的输出处的功率仅是有用功率电平。因此，由以下等式给出ACI_PoWer_Ratio
权利要求
1.一种用于数字电视解调的方法，包括 将相邻信道功率相关的自动增益控制(AGC)用于所述数字电视解调，其中，AGC技术考虑总功率以及相邻信道的功率以控制增益控制放大器的増益。
2.如权利要求I所述的方法，还包括分接数字信道滤波器的输入和输出并且使用这些以测量相邻信道的剰余功率。
3.如权利要求I所述的方法，其中，在所述信道滤波器的所述输入处的功率是总功率，所述总功率是有用功率和相邻信道干扰(ACI)功率的和。
4.如权利要求3所述的方法，其中，在所述信道滤波器的所述输出处的所述功率仅是有用功率电平并且由以下等式给出ACI功率比ACI 功率比=(Channe l_Fi lter_Input_Power + Channe l_Fi lter_Output_Power) -1。
5.如权利要求4所述的方法,其中，计算所述ACI_Power_Ratio的两个值:ACI_Power_Ratio_Long_Term，其中，在长的时间段内对用信道滤波器输入功率和输出功率计算的所述ACI_Power_Ratio取平均；以及ACI_Power_Ratio_Short_Term,其中，在短的时间段内对用信道滤波器输入功率和输出功率计算的所述ACI_PoWer_Ratio取平均。
6.如权利要求I所述的方法，其中，所述AGC响应于复合功率以及响应于所述相邻信道的剩余功率。
7.如权利要求5所述的方法，其中，在正常操作期间，所述短期ACI功率比将约等于所述长期ACI功率比；但是，如果存在具有更高功率电平的数字视频广播(DVB-T2)未来扩展帧(FEF)，则在所述FEF期间，所述短期ACI功率比将大于所述长期ACI功率比，并且其中，更低功率FEF将使得所述短期ACI功率比小于所述长期ACI功率比。
8.如权利要求7所述的方法，还包括设定AGC目标使得即使存在高功率FEFACI，限幅概率也被保持低于预先定义的值，并且其中，最初，高功率FEF ACI的所述预先定义的值可能不是已知的，因此基于最差情况假设将所述AGC目标设定成低值，使得即使存在最高功率ACI FEF，所述ADC也不限幅。
9.如权利要求8所述的方法，还包括使用两个预先确定的阈值Threshold_l和Threshold_2来检测ACI功率电平中的突然减少或增加，其中，Threshold,I < I并且Threshold_2 > 1，并且如果所述ACI功率的减少或增加造成阈值跨越，则禁用所述AGC更新，冻结所述长期功率平均，使得所述长期平均保持不受所述ACI功率电平中的短期改变影响，并且其中，通过当所述ACI功率电平中存在突然改变时禁用或冻结所述AGC，降低在所述ACI FEF时间段期间有用信号被放大或衰减的程度，由此使得接收机能够在相邻信道的FEF或功率波动时间段期间以最小破坏来工作。
10.如权利要求9所述的方法，其中，为了考虑ACI功率电平中的改变可能不是由FEF造成的事实，如果冻结所述AGC多于预先定义的时间限制，则视为超时已经发生并且将所述AGC从其冻结状态中释放，并且其中，同时所述长期平均被初始化成所述短期平均，并且允许所述长期平均再次按照正常来适应。
11.如权利要求10所述的方法，还包括使用自动AGC目标适应，其中，已经假设最差情况ACI FEF电平来设定初始AGC目标，以确保当所述ACI FEF功率电平出现时所述AGC不限幅，并且一旦在跟踪阶段中，就在相对长的时间段内监视实际短期ACI功率比的最大值，并且然后将所述AGC目标设定更新成最优值，并且其中，在一段时间内以非常小的步长对所述目标进行逐步更新，使得在所述一段时间结束吋，所述目标是最优的，而没有对DTV接收机系统的扰动。
12.—种数字电视接收机，包括 解调器，适于将相邻信道功率相关的自动增益控制(AGC)用于数字电视解调，其中，AGC技术考虑总功率以及相邻信道的功率以控制增益控制放大器的增益。
13.如权利要求12所述的数字电视接收机，其中，所述解调器能够分接数字信道滤波器的输入和输出，并且使用这些以測量相邻信道的剰余功率。
14.如权利要求12所述的数字电视接收机，其中，在所述信道滤波器的所述输入处的功率是总功率，所述总功率是有用功率和相邻信道干扰(ACI)功率的和。
15.如权利要求14所述的数字电视接收机，其中，在所述信道滤波器的所述输出处的所述功率仅是有用功率电平，并且由以下等式给出ACI功率比ACI 功率比=(Channe l_Fi lter_Input_Power + Channe l_Fi lter_Output_Power) -1。
16.如权利要求15所述的数字电视接收机,其中，计算所述ACI_Power_Ratio的两个值ACI_Power_Ratio_Long_Term，其中，在长的时间段内对用信道滤波器输入功率和输出功率计算的所述ACI_Power_Ratio取平均；以及ACI_Power_Ratio_Short_Term,其中，在短的时间段内对用信道滤波器输入功率和输出功率计算的所述ACI_PoWer_Ratio取平均。
17.如权利要求12所述的数字电视接收机，其中，所述AGC响应于复合功率以及响应于所述相邻信道的剰余功率。
18.如权利要求16所述的数字电视接收机，其中，在正常操作期间，所述短期ACI功率比将约等于所述长期ACI功率比；但是，如果存在具有更高功率电平的数字视频广播(DVB-T2)未来扩展帧(FEF)，则在所述FEF期间，所述短期ACI功率比将大于所述长期ACI功率比，并且其中，更低功率FEF将使得所述短期ACI功率比小于所述长期ACI功率比。
19.如权利要求18所述的数字电视接收机，其中，所述解调器设定AGC目标，使得即使存在高功率FEF ACI，限幅概率也被保持低于预先定义的值，并且其中，最初，高功率FEFACI的所述预先定义的值可能不是已知的，因此基于最差情况假设将所述AGC目标设定成低值，使得即使存在最高功率ACI FEF，所述ADC也不限幅。
20.如权利要求12所述的数字电视接收机，其中，所述解调器使用两个预先确定的阈值Threshold_l和Threshold_2来检测ACI功率电平中的突然减少或增加，其中，Threshold_l < I并且Threshold_2 > I,并且如果所述ACI功率的减少或增加造成阈值跨越，则禁用所述AGC更新，冻结所述长期功率平均，使得所述长期平均保持不受所述ACI功率电平中的短期改变影响，并且其中，通过当所述ACI功率电平中存在突然改变时禁用或冻结所述AGC，降低在所述ACI FEF时间段期间有用信号被放大或衰减的程度，由此使得接收机能够在相邻信道的FEF或功率波动时间段期间以最小破坏来工作。
21.如权利要求20所述的数字电视接收机，其中，为了考虑ACI功率电平中的改变可能不是由FEF造成的事实，如果冻结所述AGC多于预先定义的时间限制，则视为超时已经发生并且将所述AGC从其冻结状态中释放，并且其中，同时所述长期平均被初始化成所述短期平均，并且允许所述长期平均再次按照正常来适应。
22.如权利要求21所述的数字电视接收机，其中，所述解调器使用自动AGC目标适应，其中，已经假设最差情况ACI FEF电平来设定初始AGC目标，以确保当所述ACI FEF功率电平出现时所述AGC不限幅，并且一旦在跟踪阶段中，就在相对长的时间段内监视实际短期ACI功率比的最大值，并且然后将所述AGC目标设定更新成最优值，并且其中，在一段时间内以非常小的步长对所述目标进行逐步更新，使得在所述一段时间结束吋，所述目标是最优的，而没有对DTV接收机系统的扰动。
23.—种编码有计算机可运行指令的非易失性计算机可读介质，当被访问时，所述计算机可运行指令使得机器执行包括以下步骤的操作 通过将相邻信道功率相关的自动增益控制(AGC)用于数字电视解调来控制所述数字电视解调，其中，AGC技术考虑总功率以及相邻信道的功率以控制增益控制放大器的増益。
24.如权利要求23所述的编码有计算机可运行指令的非易失性计算机可读介质，还包括分接数字信道滤波器的输入和输出，并且使用这些以測量相邻信道的剰余功率。
25.如权利要求24所述的编码有计算机可运行指令的非易失性计算机可读介质，其中，在所述信道滤波器的所述输出处的所述功率仅是有用功率电平并且由以下等式给出ACI功率比ACI 功率比=(Channel_FiIter_Input_Power-i-Channel_FiIter_Output_Power)-I。
26.如权利要求25所述的编码有计算机可运行指令的非易失性计算机可读介质，其中，计算所述ACI_Power_Ratio的两个值ACI_Power_Ratio_Long_Term,其中，在长的时间段内对用信道滤波器输入功率和输出功率计算的所述ACI_PoWer_Ratio取平均；以及ACI_Power_Ratio_Short_Term,其中，在短的时间段内对用信道滤波器输入功率和输出功率计算的所述ACI_Power_Ratio取平均。
27.如权利要求23所述的编码有计算机可运行指令的非易失性计算机可读介质，其中，所述AGC响应于复合功率以及响应于所述相邻信道的剰余功率。
28.如权利要求26所述的编码有计算机可运行指令的非易失性计算机可读介质，其中，在正常操作期间，所述短期ACI功率比将约等于所述长期ACI功率比；但是，如果存在具有更高功率电平的数字视频广播(DVB-T2)未来扩展帧(FEF)，则在所述FEF期间，所述短期ACI功率比将大于所述长期ACI功率比，并且其中，更低功率FEF将使得所述短期ACI功率比小于所述长期ACI功率比。
29.如权利要求28所述的编码有计算机可运行指令的非易失性计算机可读介质，还包括设定AGC目标使得即使存在高功率FEFACI，限幅概率也被保持低于预先定义的值，并且其中，最初，高功率FEF ACI的所述预先定义的值可能不是已知的，因此基于最差情况假设将所述AGC目标设定成低值，使得即使存在最高功率ACIFEF，所述ADC也不限幅。
30.如权利要求29所述的编码有计算机可运行指令的非易失性计算机可读介质，还包括使用两个预先确定的阈值ThresholcLl和ThreShold_2来检测ACI功率电平中的突然减少或增加，其中，Threshold_l < I并且Threshold_2 > 1，并且如果所述ACI功率的减少或増加造成阈值跨越，则禁用所述AGC更新，冻结所述长期功率平均，使得所述长期平均保持不受所述ACI功率电平中的短期改变影响，并且其中，通过当所述ACI功率电平中存在突然改变时禁用或冻结所述AGC，降低在所述ACI FEF时间段期间有用信号被放大或衰减的程度，由此使得接收机能够在相邻信道的FEF或功率波动时间段期间以最小破坏来工作。
31.一种系统,包括 数字电视发射机；数字电视接收机，适于与所述数字电视发射机通信，所述数字电视接收机包括 解调器，适于将相邻信道功率相关的自动增益控制(AGC)用于数字电视解调，其中，AGC技术考虑总功率以及相邻信道的功率以控制增益控制放大器的增益。
32.如权利要求31所述的系统，其中，所述解调器能够分接数字信道滤波器的输入和输出，并且使用这些以測量相邻信道的剰余功率。
33.如权利要求32所述的系统，其中，在所述信道滤波器的所述输入处的功率是总功率，所述总功率是有用功率和相邻信道干扰(ACI)功率的和。
全文摘要
本发明涉及用于数字电视解调的设备、系统以及方法。本发明的实施例提供用于数字电视解调的方法，包括将相邻信道功率相关的自动增益控制(AGC)用于该数字电视解调，其中，AGC技术考虑总功率以及相邻信道的功率以控制增益控制放大器的增益。
文档编号H04N5/455GK102651807SQ201210052829
公开日2012年8月29日 申请日期2012年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者B·阿拉姆贝波拉, P·K·舒克拉, S·S·加马奇, T·赫瓦维塔纳 申请人:英特尔公司