用于通過線纜、衛星和地面網絡的電視信號廣播的多標準數字解調器的制作方法

專利名稱：用于通過線纜、衛星和地面網絡的電視信號廣播的多標準數字解調器的制作方法
技術領域：
從歷史上講，電視接收器主要僅符合諸如PAL、SECAM(在歐洲、中國、印度、東南亞、 巴西等)或者NTSC (在北美、韓國、臺灣和日本)的模擬地面電視標準。隨著全球數字電視 (DTV)的部署和某些國家已經發生的模擬電視關閉或者計劃在21世紀10年代初期的模擬電視關閉，電視制造者在它們的電視機架嵌入額外的前端系統，以便接收多種數字電視標準。這些多個前端典型地是多個專用單獨調諧器/解調器的方式，其均用于給定DTV標準并且均以分立元件方式實現或者經由集成電路(IC)實現。
背景技術：
這就是說，因為電視前端應該能夠接收地面數字電視，以及通過線纜和衛星網絡分發的數字電視，這樣消費者可以選擇任何分發網絡來接收他喜愛的節目。同時，數字電視標準中有些標準(主要是衛星)已經有點過時而且已經創建了第二代標準并已在此領域部署。那些標準可以提供更高的比特率，允許HDTV節目被更容易地廣播。對于衛星分發情況已有了從DVB-S到DVB-S2標準的演變，而諸如DVB-T2 (地面)和DVB-C2 (線纜)第二代標準才剛剛通過ETSI校準化，而且才剛開始在某些國家被部署或者處于測試階段。所有這些標準的多樣性可能明顯增加旨在全面“數字兼容”的中端/高端電視機架的成本和復雜度， 而同時零售市場總是下調零售價。

發明內容
根據一方面，能夠提供一種多標準解調器用在不同系統的主機中，以執行任何類型的數字電視信號的解調。作為一個非限定性的示例，該解調器能夠被并入包含多個調諧器(timer)的系統，所述多個調諧器包括根據依賴于接收的電視信號的地面或線纜標準接收并下變頻(downconvert)電視信號的第一調諧器和根據衛星標準接收并下變頻電視信號的第二調諧器。這些調諧器中的每一個都可以耦合到解調器，所述解調器可能包含能夠用來執行對各種標準的信號的處理的信號處理電路，從而允許重用及設計的效率。在一個實施例中， 解調器可以包括從第一調諧器接收第一中頻(IF)信號并將該第一 IF信號轉換成第一數字 IF信號的第一模數轉換器(ADC)和從第二調諧器接收第二 IF信號并將該第二 IF信號轉換成第二數字IF信號的第二 ADC。繼而，可以耦合共享前端，以便接收第一和第二數字IF信號中選定的一個并將其轉換成基帶信號。然后，可以存在多個數字解調器以便根據給定標準數字地解調該基帶信號。繼而，第一、第二和第三均衡器可以耦合到解調器，以分別依賴于所接收的信號類型對從解調器輸出的解調信號執行均衡而獲得第一、第二和第三均衡信號。這些均衡器的每個繼而可以耦合到共享前向糾錯(FEC)電路以對第一、第二和第三均衡信號中選定的一個執行前向糾錯。給定不同的信號類型，每個可以被提供給FEC電路的不同部分。特別的是，共享FEC電路包括在共享FEC電路的信號處理路徑的開始位置處接收第一均衡信號的第一輸入端口、在該開始位置下游的信號處理路徑的第二位置處接收第二均衡信號的第二輸入端口、以及在該第二位置下游的信號處理路徑的第三位置處接收第三均衡信號的第三輸入端口。也可能存在額外的電路，例如處理特定信號類型的另一 FEC電路。此外，傳輸流接口可能存在，以將傳輸流輸出到另外的信號處理電路。在很多實現中，解調器可能會形成為具有包含上述電路的單個半導體裸片的集成電路。


圖1是根據本發明一個實施例的多標準解調器的典型應用的框圖。圖2是根據本發明實施例的多標準解調器的框圖。圖3是根據本發明一個實施例的共享前端電路的框圖。圖4是根據本發明實施例的用于衛星信號的共享解調器和均衡器的框圖。圖5是根據本發明一個實施例的可能用來處理線纜和地面信號兩者的共享解調器的框圖。圖6是根據本發明一個實施例的地面均衡器的框圖。圖7是根據本發明一個實施例的線纜均衡器的框圖。圖8是根據本發明一個實施例的共享前向糾錯(FEC)電路的框圖。圖9是根據本發明一個實施例的用于處理衛星信號的FEC電路的框圖。圖10是根據本發明實施例的傳輸流輸出接口的框圖。
具體實施例方式在各種實施例中，提供了多標準、單芯片接收器，用于對通過諸如衛星(DSS/ DVB-S/DVB-S》、線纜(DVB-C)、和地面(DVB-T)之類的多種數字電視標準中的任何一種廣播的電視信號進行數字解調。關于用于DTV接收的數字解調器，實施例可以允許在尺寸、成本和材料清單和易用性上進行簡化。此外，與多個IC相比，該多標準單芯片實現降低的功耗。該接收器能夠接收和解調接收自一個或多個前面(up-front)調諧器的各種不同信號類型。如下所述，此類調諧器可以是金屬罐(can)或者硅類型調諧器。相比之下，典型解決方案需要數個單獨數字解調器(至少2個芯片，并多達4個芯片)能夠在單個系統中接收多個DVB標準。能夠優化根據本發明的實施例的架構，以重用共同解調處理塊，使得同多個數字解調器的螺栓(bolt-on)解決方案(在一個或多個裸片上)相比極大減少多標準解調器的整體尺寸，在所述螺栓解決方案中為每個DVB或其它信號類型提供了完全分離的信號處理路徑。在特定實施例中，以下可能嵌入到單個集成電路中(例如在單個半導體裸片上) 適用于所有標準的共享前端；用于DVB-S/S2和DSS的共享衛星解調器；執行DVB-T中的鄰信道干擾(ACI)濾波和DVB-C中的半-奈奎斯特匹配濾波這二者的共享解調器中央濾波器； 用于DVB-S、DVB-C、DVB-T、和DSS標準的共享前向糾錯(FEC)電路；以及共享傳輸流接口(例如根據給定的MPEG標準)，其與DVB和DVB-S2 FEC異步，以便消除任何時鐘關系約束。
對于衛星接收，實施例可進一步嵌入由數字信號處理器(DSP)控制的高性能快速掃描硬件加速器，用于DVB-S和DVB-S2信道的非常快速的盲掃描，使得在盲掃描期間獲得的衛星信道的自動標準恢復(DVB-S/DVB-S》，如下文關于圖2所描述的那樣。對于DVB-S2， 載波恢復算法允許更簡單的實現；帶有每迭代可編程數目的校檢節點處理器子集的靈活的低密度奇偶校驗(LDPC)解碼器結構，以便獲得性能和功率的最優權衡，并提供自動將工作量降到低于準無誤碼(QEF)水平，以避免無用的功率消耗。盡管關于這一點并無限制，但根據本發明實施例的解調器能夠在不同類型系統中實現，不同類型系統的范圍從便攜式系統到并入高清(HD)調諧器的電視。例如，應用范圍可包括全網絡接口模塊，集成數字電視(IDTV)，數字地面線纜和/或者衛星機頂盒(STB)， PCTV配件，個人錄像機，數字通用光盤和藍光光盤錄像機等等。現參考圖1，其示出了根據本發明一個實施例的典型應用的框圖。如圖1所見，例如，系統10可以是并入電視的一個應用。在圖1的實現中，可存在多個單獨的集成電路。特別地，可提供多個獨立的調諧器，即第一調諧器20和第二調諧器30。在圖1所示的實施例中，第一調諧器20可根據例如DVB-T/C的給定DTV標準支持地面和線纜信號的調諧，而第二調諧器30可根據例如DVB-S/S2或者DSS的給定衛星標準支持衛星信號的調諧。在不同的實現中，這些前端調諧器可以是單獨的集成電路，每個都含有單個半導體裸片。在其他實施例中，調諧器中的一個或多個可以使用所謂的罐調諧器之類的分立元件來形成。如圖1所見，可以從調諧器提供各種信號到解調器40，解調器40是根據本發明實施例的多標準解調器。在圖1的實現中，從第一調諧器20提供的信號可以包含可以是給定中頻(IF)處的下變頻信號的、模擬信號的差分信號對。可見，這些信號可提供給解調器40 的模數轉換器(ADC)45。額外的信號可從調諧器20路由到解調器40，包含指示接收信號強度(RSSI)的信號，其繼而可被提供到單獨的ADC 48。此外，可進行往來于調諧器20的串行通信，例如經由串行線，即耦合到I2C開關50的串行數據線(SDA)和串行時鐘線(SCL)。來自主機(例如，系統10的主處理器)的各種通信可通過解調器40被提供，并經由這些串行線提供到調諧器20或30中給定的一個。相似的下變頻信號可從第二調諧器30提供到解調器40。更具體地，差分復信號， 即在中頻或者零中頻(ZIP)處的、下變頻的I信號和Q信號，可提供給雙ADC 60。如圖1中進一步所見，例如由DiSCEqC 接口 65例如提供給衛星天線(未在圖1中示出)的各種控制信號可提供輸入信號至第二調諧器30。解調器40可處理輸入信號以解調信號并生成傳輸流，所述傳輸流可以輸出到諸如MPEG處理器之類的下游設備以用于進一步處理。注意到盡管示出為圖1的實施例中有三個不同的元件，然而在其他實施例中單個元件可包含一個或多個調諧器和該多標準解調器。例如，在一個實現中，包含一個半導體裸片的單個集成電路可含有至少一個前端調諧器和該多標準解調器。此外，盡管在很多實現中解調器和調諧器兩者可配置為操縱僅數字信號接收和處理，但在其他實現中，通過相同的調諧器和解調器或者通過系統內的單獨元件， 系統也可提供對模擬信號的調諧和處理。現參考圖2，所示的是根據本發明實施例的解調器的進一步的細節。特別地，圖2 示出了進一步包含片上系統(SoC) 190的系統100，其可被耦合以接收來自解調器40的輸出傳輸流。此類SoC可被用來執行MPEG解碼從而生成將被輸出到系統100的顯示器(未在圖2顯示)的音頻和視頻信號。圖2進一步示出了用于輸入信號的一般信號處理路徑，用于衛星接收信號和線纜 /地面接收信號兩者。在各種實施例中，可發生對信號處理路徑的元件的大量共享，從而減少芯片基板(real estate)。以這種方式，解調器40可被制作在消耗最小基板量的單個裸片上。也就是說，很多元件可被共享以盡可能提供針對不同標準進行重用的機會，而不是對多個不同標準具有獨立(即，專用)信號處理路徑，它們或者適于在單個裸片上，或者適于在多個裸片上。如圖2中明確見到的，輸入衛星信號經由ADC 110提供給共享前端120。該共享前端120可進一步配置為處理通過ADC 105接收的輸入線纜或地面信號。在其他實施例中， 雙ADC可提供對任何類型DVB信號的進一步接收。關于共享前端的細節在下文中進一步討論。因此提供單個前端來對可能處于給定IF的輸入信號執行各種信號處理，以將它們濾波并下變頻成基帶信號。輸入的衛星信號也通過ADC 110提供到快速掃描硬件加速器。快速掃描硬件加速器首先執行對時域信號的基于FFT的線性譜分析(在雙ADC之后)，以便提供信道頻率和符號率的粗略估計。線性譜分析的結果之后將被饋送到允許細化粗估估計的相同時域信號的非線性形式的FFT分析。此外，細化的信道頻率和符號率將被饋送到解調器， 以確認搜索結果的有效性。關于用于衛星信號的信號處理路徑，來自共享前端120的經處理信號可提供給衛星解調器125a，其在很多實施例中可包含處理給定DVB-S/S2標準和DSS標準的QPSK和 8PSK解調器。解調可在數字信號處理器(DSP)/同步器160的控制下執行，如將在下文中討論的那樣。經解調的信號然后被提供給用于執行信道校正的衛星均衡器130a。依賴于給定標準(例如DVB-S或者DVB-S2)，經均衡的信號可被提供到前向糾錯(FEC)電路140的不同部分。特別地，第一路徑可包含維特比解碼器146和里德-所羅門(RS)解碼器148，它們可用來處理例如DVB-S和DSS信號的解碼。如果輸入信息替代地是DVB-S2標準的，則來自均衡器130a的均衡信號可被提供給低密度奇偶校驗(LDPC)解碼器42和BCH解碼器144。 LDPC和BCH解碼器可提供改善的廣播接收，且同時限制了解調器的尺寸和功耗。解碼的傳輸流可被提供給MPEG傳輸流接口 150，所述MPEG傳輸流接口 150繼而將各種傳輸流信息輸出到SoC 190。傳輸流接口可以是可編程的以便提供輸出模式的靈活范圍，并且傳輸流接口與任何MPEG解碼器或條件接收模塊完全兼容，以支持任何后端解碼芯片。對于來自共享前端120的輸入地面或者線纜信號，這些信號被提供給第二解調器12 ，然后到用于地面的第二均衡器130b，或到用于線纜的信號傳輸到130。，接著到共享 FEC電路140上。經均衡的地面信號可使用維特比解碼器146和里德-所羅門解碼器148 來解碼，而經均衡的線纜信號可在通過MPEG傳輸流接口 150輸出之前使用里德-所羅門解碼器148來解碼。注意到的是，與例如DSP 160中出現的通用處理硬件相反，信號處理路徑的電路可以是專用硬件。各種其它電路可存在于解調器40內，包括例如，RSSI ADC 165，自動增益控制電路 115，其可基于信號強度信息發送各種控制信號以控制調諧器20和30的增益元件。額外的接口包括用于衛星碟形天線控制的DiSEqC 接口 168和可接收輸入的復位信號并與DSP/ 同步器160通信的控制接口 162。另外，各種通用IO信號可經由通用IO接口 185被傳送。 1 通信可經由1 開關170和1 接口 175。所需要的各種控制和時鐘信號可使用可耦合到例如芯片外晶體或其他時鐘源的振蕩器/鎖相環190來生成。盡管以圖2實施例中的具體實現方式示出，但本發明的范圍并不限于此方面。同樣地，解調器40可以分別針對地面、線纜、和衛星DTV標準被集成到單個CMOS 芯片DVB-T、DVB-C、DSS、DVB-S和DVB-S2數字解調器中，并且對每個媒體獲得高接收性能同時最小化前端設計復雜性和成本。在一個實施例中，地面和線纜解調能夠支持標準IF (36 MHz)或低IF輸入信號、ACI帶阻濾波器、長和短回波管理、脈沖噪聲降低、快速掃描、和先進的均衡器。在一個實施例中，衛星功能性允許解調廣泛部署的DVB-S、DirecTV (DSS)遺留標準、及下一代DVB-S2衛星廣播(例如HD或SD)、和AMC模式DirecTV 。具有兩個高速 ADC 110的用于衛星信號的ZIF接口允許無縫連接到符合8PSK的硅調諧器。恒定編碼調制 (CCM)、QPSK/8PSK (帶導頻)解調方案和廣播方式是DVB-S2解調器的主要規范。現在參考圖3，示出了根據本發明的一個實施例的共享前端電路的框圖。共享前端電路200可用來處理用于任何給定標準的輸入信號的前端處理。如上所述，輸入信號可在 IF或者ZIF頻率處接收。數字化轉換的共享前端200的輸入是非常靈活的ZIF或IF接口。 IF值范圍可從幾MHz直到60 MHz，因此它可跟所有現存調諧器技術直接對接。基于應用， IF能夠被過采樣(over-sample)或者次采樣(sub-sample)。在各種實施例中，依賴于選定的標準，采樣頻率能夠被設為大于最大符號率的2倍或4倍。輸入信號可由給定的ADC提供并耦合到模擬AGC電路205，該電路可用來提供控制信號到前端調諧器元件。因此，為了調整ADC輸入電平，信號被發送到估計輸入功率的AGC 電路205，對比選中的參考并生成兩個AGC命令(一個用于RF，一個用于IF)。在一個實施例中，AGC輸出是Δ-Σ編碼的信號，以使得模擬命令電壓可通過簡單的RC濾波器獲得。很多環路參數通過內部接口 208是可編程的(內部接口 208經由內部總線耦合到1 主機接口 175和DSP處理器160兩者，以便根據外部RF和IF電路(調諧器罐、硅調諧器等等)來設置和優化環路)。共享前端電路200的主要信號處理路徑包括DC偏移校正電路210，I/Q增益失配校正電路220、I/Q相位失配校正電路230和脈沖噪聲濾波器235。來自濾波器230的經濾波的信號可然后提供給可將信號下變頻到基帶的移頻器/移相器M0。下變頻的信號然后可提供給一個或多個抗混疊濾波器250，并且從那里經由采樣率轉換器260和輸出速率適配器270、基于信號類型到達選定的解調器。在DC偏移校正電路210中，DC偏移校正被應用于輸入信號，并且在ZIF應用的情況下I/Q增益和相位失配校正可經由I/Q校正電路220和230來執行。當在移頻器/移相器MO中將信號下變頻到基帶后，信號穿過移除無用的鄰近功率的抗混疊濾波器250，以便避免采樣率轉換期間的混疊。為了覆蓋廣闊的采樣率范圍，可提供兩個抗混疊濾波器，并依賴于采樣頻率和符號率之間的比率自動選擇。在抗混疊濾波器輸出處也執行自動數字增益控制，以補償濾波器中的功率移除，使得輸出信號功率是最優的。然后，使用來自同步器或解調器的校正信息的采樣率轉換器沈0中的內插允許將信號的采樣率轉換到固定比率例如，符號率的2倍或4倍。從數據路徑的此階段，僅需要帶有高于例如最大所需符號率的2倍或4倍的頻率的時鐘。同樣地，時鐘率適配可在輸出速率適配器270中執行，以便避免在接下來的塊中放置過多不必要的定時約束。
現參考圖4，示出了根據本發明實施例的用于衛星信號的共享解調器和均衡器的框圖。如圖4所見，解調器300的信號路徑包含各種電路，以接收輸入的基帶信號并輸出經解調的信號，其可具有軟判決或者軟比特的形式，進而可以基于衛星信號的類型將其提供給給定FEC電路。如可見的，解調器300的主要信號處理路徑包括奈奎斯特濾波器310，奈奎斯特濾波器310的輸出耦合到定時檢測器315并且定時檢測器315提供信息到繼而耦合到定時環路濾波器325的粗定時電路320，所述定時環路濾波器325輸出定時校正信號，這將在下文進一步討論。所述主要信號處理路徑進一步包含均衡器330、解擾器335、載波相位環路 340、相位噪聲校正電路350、及解映射器370，解映射器370將軟比特判決輸出到FEC電路。
如圖4中進一步可見的，頻率/相位檢測器355耦合到相位環路340和相位噪聲校正器350，并還耦合到提供頻率校正的載波環路濾波器360，這在下文中也將進一步討論。 頻率/相位檢測器355進一步耦合到幀同步器365。各種同步信號可從同步狀態機305輸出，返回到共享前端的電路。另外，內部從接口 380可提供用來控制解調器300的元件參數的通信。在操作中，衛星解調器300可如下工作。來自共享前端的基帶信號被濾波，并然后在高排斥(high rejection)半奈奎斯特濾波器310中被抽取(decimate)，以提供PSK符號到均衡器330。自動數字增益控制也在奈奎斯特濾波器輸出處執行，以補償在濾波器中的功率移除，從而使得輸出信號功率是最優的。定時誤差檢測器315將誤差提供到二階環路濾波器325，該濾波器遞送定時校正信號，以控制共享前端電路200的采樣率轉換器沈0。為了在追蹤行相位為期間獲得高捕獲范圍(high acquisition range)和良好性能，環路中的帶寬和阻尼系數能夠是可編程的。注意到粗定時電路320通常只用在掃描模式中，以估計輸入信號的符號率。它可實現算法以將定時捕獲范圍擴大至幾十個符號率，這極大加速了掃描進程。提供高度可編程的載波頻率恢復功能，以便應對大頻率偏移。頻率校正信號被發送回共享前端電路200 的下變頻器對0，其將頻移應用于輸入譜。在相位環路340中提供高度可編程的載波相位恢復功能，以應對DVB-S2標準中的所有不同模式，并且相位噪聲校正電路350幫助減少調諧器和LNB相位噪聲在導頻模式下的影響。解映射器370接收經解調的符號并生成用于FEC塊的軟判決信息。幀同步能夠經由幀同步器365、使用DVB-S2接收的信號的PLHEADER序列的相關性來執行，而且DVB-S2解調器的整個同步過程能夠由可配置的狀態機305控制，所述可配置的狀態機305使用來自不同塊的狀態信息排序(sequence)同步算法，允許同步完全自主并使所需軟件非常簡單。現參考圖5，示出了是可用來控制線纜和地面信號兩者的共享解調器400的框圖。 如可見的，某些塊是共享的，且同時存在一些用于特定信號類型的專用電路。在圖5中，可以是復雜I/Q信號的輸入信號可首先被提供給抽取器(decimator)405，該抽取器的輸出被提供給復用器420和地面特定電路410。復用器420可處于控制信號的控制下，該控制信號依賴于輸入信號是線纜信號還是地面信號來選擇兩個輸入之一到復用器420。如果輸入信號是線纜信號，則抽取器405的輸出可以是由復用器420輸出到鄰信道干擾(ACI)有限脈沖響應(FIR) /奈奎斯特濾波器425。如果作為代替，該信號是地面信號，則選擇第二輸入到復用器420，其在地面特定電路400中的一些處理后被接收。如見的，在輸入到復用器
1420之前，信號在另一 ACI/FIR濾波器415中濾波并再次在抽取器418中被抽取。地面特定電路410進一步包含延遲塊427、接收濾波器425的輸出并操作以消除脈沖噪聲的脈沖噪聲消除器430。經噪聲消除的信號被提供給耦合到FFT存儲器440的快速傅立葉變換(FFT)引擎435。輸出OFDM信號被提供給回波移位器445，其繼而耦合到比特反轉器450，所述比特反轉器450也耦合到共同相位誤差(CPE)校正器460，該校正器繼而向第二復用器472提供經解調的地面信號。線纜信號替代地被從濾波器425提供到線纜特定電路470，所述線纜特定電路470 包括定時檢測器480、定時環路濾波器482、和粗定時電路485。對該電路的控制可以經由同步狀態機475，所述同步狀態機475繼而耦合到掃頻器488。解調器400中存在的額外電路可包括內部從接口 490。因此，地面和線纜解調器400是由DVB-T特定功能，DVB-C特定功能和共享中央濾波器425組成，用于在DVB-T模式中執行ACI濾波并在DVB-C模式中執行半奎斯特匹配濾波。在DVB-T模式中，來自共享前端電路200的基帶信號通過兩個ACI濾波器(415和 425)濾波，假設殘余鄰近能量的排斥并沒有被共享前端電路200完全排斥。自動數字增益控制在第二 ACI濾波器425的輸出處執行，以補償濾波器中的功率移除，從而使得FFT輸入處的輸出信號功率是最優的。信號然后被饋送到脈沖噪聲消除器430，該消除器的目的是減輕各種脈沖擾動的影響。FFT處理(例如8k/4K/2K)然后在FFT引擎435中執行，以將DVB-T信號轉換到頻域。注意到FFT以比特反轉次序提供OFDM符號。在輸出到DVB-T均衡器之前，信號將進一步處理。信號首先被饋送到補償由FFT窗口的任何跳躍引起的間斷(discontinuity)的回波移位器445。補償這些間斷以使下游均衡器能夠正確估計信道響應。信號然后被饋送到重新排序OFDM符號的比特反轉器450。然后，信號被饋送到補償相位噪聲的低頻分量的CPE 校正電路460。CPE塊使用回波移位塊的輸出處的連續導頻來估計在兩個連貫OFDM符號之間的相位旋轉并對由比特反轉器450提供的經延遲的OFDM符號執行相位校正。因此，CPE 電路460不需要額外的RAM來延遲OFDM符號，而是利用比特反轉RAM 455。FFT窗口的定位能夠由同步器(其可以是圖2的DSP 160的一部分)提供。ACI濾波器425使用此信號以便更新它的下游AGC命令。并行地，FFT開始信號通過延遲427被延遲，并且脈沖噪聲消除器430阻止在OFDM符號的有用部分期間發生AGC更新。第二濾波器425的輸出也被輸出并提供給可位于同步器中的相關處理器。在DVB-C模式中，來自共享前端電路200的基帶信號以2來抽取，通過高排斥半奈奎斯特濾波器425來濾波然后被再次抽取以提供QAM符號到均衡器。自動數字增益控制也在奈奎斯特濾波器輸出處執行，以補償濾波器中的功率移除，從而使得輸出信號功率是最優的。定時誤差檢測器480向二階環路濾波器482提供誤差信號，所述二階環路濾波器 482遞送定時校正信號，以控制共享前端電路200中的采樣率轉換器沈0。為了在追蹤相位期間獲得高捕獲范圍和良好的性能兩者，環路中的帶寬和阻尼系數是可編程的。注意到粗定時電路485通常只用在掃描模式，以估計輸入信號的符號率。它可實現算法以將定時捕獲范圍擴大至幾十個符號率，這極大加速了掃描進程。
提供了頻率定序器488中高度可編程的掃頻功能，以便應對大頻率偏移。頻率校正信號被發送回共享前端電路200的下變頻器M0，其對輸入譜應用頻率移位。QAM解調器的整個同步過程由可配置的狀態機475控制，其使用來自不同塊的狀態信息，以排序同步算法。這使得同步完全自主并因此使所需軟件非常簡單。現在參考圖6，示出了根據本發明一個實施例的用于地面均衡器的框圖。正如圖5中所示的那樣，均衡器500可接收來自例如解調器400的OFDM符號。如所見到的， 均衡器500包括信道估計器510、延遲線535、信道校正電路550、限幅器(slicer) 580、和置信(confidence)發生器570。因此，來自均衡器500的輸出可包括頻域信道估計(即
Q )和與信道狀態信息(CSI)相對應的置信判決。更具體地，信道估計器510可包含導頻提取電路515，耦合到導頻存儲器530的時間內插器和頻率內插器525。導頻提取電路515是信道估計的第一步。這一塊的目的在于從將用于內插過程的OFDM符號中提取分散的導頻。接下來，時間內插器520是全局信道估計的第二步，并設法沿時間軸在分散導頻之間內插。在定時內插器520的輸出處，全面估計全部分散載波。然后，在頻率內插器525中的頻率內插完成了信道估計過程。在時間內插器的輸出處，僅僅估計分散的載波。頻率內插的目的在于沿頻率軸完成內插。在該塊之后， 在頻域中全局估計了信道響應，并且可對輸入的QAM符號執行單抽頭信道校正。延遲線管理器540可耦合到延遲線535。延遲線管理器控制延遲線存儲器的并發訪問。在一個實施例中，當QAM符號由解調器塊提供時發生寫訪問，并且在信道校正操作期間發生讀訪問。如所見到的，信道校正電路550接收延遲的(并可能失真)符號&和頻率內插值
(即信道估計)，以生成符號估計(并且其在一個實施例中可以是QAM符號)，所述符號估
計也提供給繼而耦合到載波選擇器565的信令解碼器560。一般而言，信道校正電路550可
Λ Rk 執行以下計算Cfc = |。信令解碼器560從OFDM符號中提取所有信令信息，并承擔這些特殊載波的解調。 每個OFDM符號承載一個信令比特。因此，在每個符號的末端，經解碼的信令比特可經由寄存器來獲得。為了提取所有的傳輸參數，可以獲得整個信令序列(例如68比特)以檢查BCH 碼。接下來，載波選擇器可在OFDM符號內選擇不同類型的載波。在一個實施例中，載波可分為以下五類連續載波、分散載波、有效載荷載波、信令載波和輔助載波。限幅器580可在提供給置信電路570的每個符號上生成誤差信號(ξ κ)，所述置信電路570繼而耦合到置信存儲器575。在一個OFDM符號的每個副載波上計算的SNR并不一致，主要出于兩個原因每個副載波能夠通過跨過頻率改變的噪聲/干擾(例如CCI、ACI、模數干擾)而受到不同影響；而且頻率選擇性衰落導致一些副載波的接收信號功率比其他的低很多。在置信電路570中的置信計算因此評估每個副載波上的SNR并向解映射器(未在圖6顯示)提供信道狀態信息(CSI)，以便在將軟比特饋送到維特比解碼器之前對它們進行加權。在一個實施例中，可有兩種模式的置信計算純衰落模式(CSi_m0de=fading)，其中
只有信道估計被用來計算CSI CSI= ^f ；以及CCI模式(CSi_mode=CCi )，其中CCI和衰落這二者都被考慮在內。
權利要求
1.一種裝置，包括第一模數轉換器(ADC)，接收第一數字視頻廣播(DVB)標準的第一中頻(IF)信號，并將所述第一 IF信號轉換為第一數字IF信號；第二 ADC，接收第二 DVB標準的第二 IF信號，并將所述第二 IF信號轉換為第二數字IF 信號；共享前端，接收所述第一和第二數字IF信號中選定的一個，并將所選定的數字IF信號轉換為基帶信號；第一數字解調器，如果所述基帶信號來自所述第一 IF信號，則根據所述第一 DVB標準數字地解調所述基帶信號；第二數字解調器，如果所述基帶信號來自所述第二 IF信號，則根據所述第二 DVB標準數字地解調所述基帶信號；第一均衡器，對輸出自所述第一數字解調器的解調信號執行均衡，以獲得第一均衡信號；第二均衡器，對輸出自所述第二數字解調器的解調信號執行均衡，以獲得第二均衡信號；第三均衡器，對輸出自所述第一數字解調器的解調信號執行均衡，以獲得第三均衡信號；共享前向糾錯(FEC)電路，對第一、第二和第三均衡信號中選定的一個執行前向糾錯， 其中，所述共享FEC電路包括第一輸入端口、第二輸入端口、及第三輸入端口，所述第一輸入端口在所述共享FEC電路的信號處理路徑的開始位置處接收第一均衡信號，所述第二輸入端口在所述開始位置下游的信號處理路徑的第二位置處接收第二均衡信號，所述第三輸入端口在所述第二位置下游的信號處理路徑的第三位置處接收第三均衡信號；以及傳輸流接口，接收和輸出接收自所述共享FEC電路的、經FEC校正的信號，其中，至少所述共享前端，所述第一和第二數字解調器，所述第一、第二、和第三均衡器，及所述共享FEC 電路被集成在單個半導體裸片上。
2.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括第二FEC電路，以在所選定的第二均衡信號是第三DVB標準時對所述第二均衡信號執行前向糾錯。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中所述第一DVB標準是DVB地面標準，所述第二 DVB 標準是第一 DVB衛星標準，并且所述第三DVB標準是第二 DVB衛星標準。
4.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括數字信號處理器(DSP)，其耦合到所述共享前端，所述第一和第二數字解調器、所述第一、第二和第三均衡器及所述共享FEC電路， 以基于所接收的IF信號的類型控制它們的操作。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述共享前端、所述第一和第二數字解調器，所述第一、第二和第三均衡器及所述共享FEC電路均包括所述單個半導體裸片的專用電路。
6.根據權利要求1所述的裝置，其中所述共享前端包括自動增益控制(AGC)電路，以接收所述第一和第二 IF信號，并生成要發送到調諧器以控制所述調諧器的射頻(RF)分量的增益水平的第一增益控制命令及生成要發送到所述調諧器以控制所述調諧器的IF分量的增益水平的第二增益控制命令。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中所述第一數字解調器包括共享信號處理路徑，其包括第一選擇器和第二可配置濾波器，所述第一選擇器具有接收抽取的DVB線纜信號的第一輸入端和接收抽取的DVB地面信號的第二輸入端，其中所述抽取的DVB地面信號在第一濾波器中被濾波以執行鄰信道干擾(ACI)濾波并在第二抽取器中被抽取，所述第二可配置濾波器依賴于所述第一選擇器的選定輸出執行ACI濾波或奈奎斯特濾波；地面特定信號處理路徑，其包括 脈沖噪聲校正器，接收所述第二可配置濾波器輸出； 快速傅里葉變換(FFT)引擎，生成正交頻分復用(OFDM)符號； 共同相位估計器(CPE)，估計所述OFDM符號和延遲的OFDM符號之間的相位旋轉； 線纜特定信號處理路徑，其包括耦合到所述第一濾波器的定時檢測器和耦合到所述定時檢測器的定時環路濾波器。
8.根據權利要求1所述的裝置，其中所述傳輸流接口包括多個并行接口和多個串行接口。
9.一種方法，包括在共享前端中接收第一和第二數字中頻(IF)信號中選定的一個，并將所選定的數字 IF信號轉換為基帶信號，所述第一 IF信號為第一數字視頻廣播(DVB)標準，所述第二 IF信號為第二 DVB標準；如果所述基帶信號來自所述第一 IF信號，則在第一數字解調器中根據所述第一 DVB標準數字地解調所述基帶信號；如果所述基帶信號來自所述第二 IF信號，則在第二數字解調器中根據所述第二 DVB標準數字地解調所述基帶信號；如果解調信號輸出來自所述第一 IF信號，則在第一均衡器中均衡輸出自所述第一數字解調器的解調信號以獲得第一均衡信號；如果解調信號輸出來自所述第二 IF信號，則在第二均衡器中均衡輸出自所述第二數字解調器的解調信號以獲得第二均衡信號；如果解調信號輸出來自所述第一 IF信號并且為第三DVB標準，則在第三均衡器中均衡輸出自所述第一數字解調器的解調信號以獲得第三均衡信號；在共享前向糾錯(FEC)電路中對所述第一、第二和第三均衡信號中選定的一個執行前向糾錯，其中，所述共享FEC電路包括第一輸入端口、第二輸入端口及第三輸入端口，所述第一輸入端口在所述共享FEC電路的信號處理路徑的開始位置處接收所述第一均衡信號， 所述第二輸入端口在所述開始位置下游的信號處理路徑的第二位置處接收所述第二均衡信號，所述第三輸入端口在所述第二位置下游的信號處理路徑的第三位置處接收所述第三均衡信號；以及從傳輸流接口接收和輸出接收自所述共享FEC電路的、經FEC校正的信號，其中，至少所述共享前端，所述第一和第二數字解調器，所述第一、第二和第三均衡器及所述共享FEC 電路被集成在單個半導體裸片上。
10.根據權利要求9所述的方法，進一步包括在所述第二均衡信號是第四DVB標準時， 在第二 FEC電路中對所選定的第二均衡信號執行前向糾錯。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所述第一DVB標準是DVB地面標準，所述第二DVB標準是第一 DVB衛星標準，所述第三DVB標準是DVB線纜標準，并且所述第四DVB標準是第二 DVB衛星標準。
12.根據權利要求9所述的方法，進一步包括經由數字信號處理器(DSP)基于所接收的IF信號的類型來控制所述共享前端、所述第一和第二數字解調器、所述第一、第二和第三均衡器及所述共享FEC電路的操作。
13.根據權利要求9所述的方法，進一步包括在自動增益控制(AGC)電路中接收所選定的IF信號，并生成要發送到調諧器以控制所述調諧器的射頻(RF)分量的增益水平的第一增益控制命令及生成要發送到所述調諧器以控制所述調諧器的IF分量的增益水平的第二增益控制命令。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述第一增益控制命令被編碼為Δ-Σ編碼的信號。
15.一種系統，包括形成在第一半導體裸片上的第一調諧器，所述第一調諧器根據依賴于所接收的電視信號的數字視頻廣播(DVB)-地面標準和DVB-線纜標準之一接收并下變頻電視信號；形成在第二半導體裸片上的第二調諧器，所述第二調諧器根據DVB-衛星標準接收并下變頻電視信號；以及耦合到所述第一和第二調諧器并形成在第三半導體裸片上的多標準解調器，所述多標準解調器包括接收來自所述第一調諧器的第一中頻(IF)信號并將所述第一 IF信號轉換為第一數字IF信號的第一模數轉換器(ADC)；接收來自所述第二調諧器的第二 IF信號并將所述第二 IF信號轉換為第二數字IF信號的第二 ADC ；接收所述第一和第二數字IF信號中選定的一個并將所選定的數字IF信號轉換為基帶信號的共享前端；在所述基帶信號來自所述第一 IF信號的情況下根據所述DVB地面標準或所述DVB-線纜標準數字地解調所述基帶信號的第一數字解調器；在所述基帶信號來自所述第二 IF信號的情況下根據所述 DVB-衛星標準數字地解調所述基帶信號的第二數字解調器；對輸出自所述第一數字解調器的解調信號執行均衡以獲得第一均衡信號的第一均衡器；對輸出自所述第二數字解調器的解調信號執行均衡以獲得第二均衡信號的第二均衡器；對輸出自所述第一數字解調器的解調信號執行均衡以獲得第三均衡信號的第三均衡器；對所述第一、第二和第三均衡信號中選定的一個執行前向糾錯的共享前向糾錯(FEC)電路，其中，所述共享FEC電路包括第一輸入端口、第二輸入端口及第三輸入端口，所述第一輸入端口在所述共享FEC電路的信號處理路徑的開始位置處接收所述第一均衡信號，所述第二輸入端口在所述開始位置下游的信號處理路徑的第二位置處接收所述第二均衡信號，所述第三輸入端口在所述第二位置下游的信號處理路徑的第三位置處接收所述第三均衡信號。
16.根據權利要求15所述的系統，其中所述系統包括機頂盒。
17.根據權利要求15所述的系統，其中所述系統包括高清電視。
18.根據權利要求15所述的系統，進一步包括第二FEC電路，以在所選定的第二均衡信號是第二 DVB-衛星標準時，對所選定的第二均衡信號執行前向糾錯，所述第二 FEC電路包括低密度奇偶校檢解碼器。
19.根據權利要求15所述的系統，進一步包括多標準數字電視接收機集成電路(IC)， 其包括所述第一和第二調諧器及所述多標準設備。
20.根據權利要求15所述的系統，所述第一和第二 ADC是用于DVB地面、DVB-線纜、 及DVB-衛星接收的共享ADC。
全文摘要
本發明涉及用于通過線纜、衛星和地面網絡的電視信號廣播的多標準數字解調器。提供了用于對通過諸如衛星、線纜和地面的多種數字電視手段中的任何一種廣播的電視信號進行數字解調的多標準、單芯片接收機。接收機可以接收和解調接收自一個或多個前面調諧器的各種不同信號類型。可以優化根據本發明實施例的解調器架構，以將共同解調處理塊重用于不同輸入信號類型。
文檔編號H04L1/00GK102209216SQ20111007999
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月31日 優先權日2010年3月31日
發明者D·勞爾特, E·戈捷, E·瓦皮龍, F·尼古拉斯, G·紀堯姆, L·阿珀塞爾, O·索羅米亞克, P·布勞因, S·福代 申請人:硅實驗室公司