專利名稱：寬帶電纜調制解調器及其掃頻方法
技術領域：
本發(fā)明涉及調制解調器，尤其涉及一種寬帶電纜調制解調器及其掃頻方法。
背景技術：
目前，電纜調制解調器的技術實現(xiàn)一般是從93MHZ-999MHZ電視頻道中分離出一條6MHZ的信道用于下行傳送數(shù)據(jù)。電纜調制解調器上線啟動(Provisioning)的第一個步驟就是要鎖定可用的下行頻道(DownstreamCharmel)。只有在鎖定了可用的下行頻道后，電纜調制解調器才能進行后面的操作，并最終完成啟動。然而，在第一次上線啟動時，電纜調制解調器無法事先得知可用的下行頻道，所以，搜尋第一個可用的下行頻道一般都是循序漸進，例如由93Mhz開始，每次增加6Mhz往高頻尋找，或者是由高頻往低頻尋找，直到找到可用的下行頻道。不論是哪一種方式，掃頻的時間都是差不多的，很難有更近一步的改善。隨著電纜調制解調器的技術不斷發(fā)展，電纜調制解調器的技術標準已經由窄帶 DOCSIS 2.0升級到寬帶DOCSIS 3.0。在DOCSIS 3. 0的寬帶電纜調制解調器中，設置有四個窄帶的調諧器，或者設置有一個寬帶的調諧芯片，同樣提供四個調諧器，從而將電纜調制解調器能支持的帶寬由以前的40Mbps升級到160Mbps。然而，寬帶電纜調制解調器的掃頻方式依然與以前的窄帶電纜調制解調器的方式一樣，這樣耗時很大，從而降低了寬帶電纜調制解調器的用戶體驗。

發(fā)明內容
有鑒于此，需提供一種寬帶電纜調制解調器，能夠大幅減少掃頻時間。另外，還需提供一種掃頻方法，能夠大幅減少寬帶電纜調制解調器的掃頻時間。本發(fā)明實施方式中的寬帶電纜調制解調器，包括處理器、存儲媒介、多個調諧器中心頻率列表、多個鎖頻線程及掃頻控制線程。中心頻率列表存儲于存儲媒介中，包括多個中心頻率。寬帶電纜調制解調器的頻率計劃分為多段頻率范圍，每一段頻率范圍包括一個最低頻率與一個最高頻率。每一段頻率范圍對應的中心頻率等于每一段頻率范圍內的最低頻率與最高頻率的平均值。每一段頻率范圍對應多個掃描區(qū)。每一鎖頻線程用于控制一個調諧器進行掃描并鎖定頻道。掃頻控制線程從中心頻率列表中讀取一段頻率范圍對應的中心頻率，并根據(jù)中心頻率控制多個鎖頻線程同步對頻率范圍對應的掃描區(qū)進行掃描與鎖頻操作，并在多個鎖頻線程皆未鎖定頻率范圍內的頻道時，從中心頻率列表中讀取下一段頻率范圍對應的中心頻率，并控制多個鎖頻線程再次進行鎖頻，直至鎖定頻道。本發(fā)明實施方式中的掃頻方法，用于寬帶電纜調制解調器中。寬帶電纜調制解調器包括多個調諧器。所述掃頻方法包括提供中心頻率列表，包括多個中心頻率，其中，寬帶電纜調制解調器的頻率計劃分為多段頻率范圍，每一段頻率范圍包括一個最低頻率與一個最高頻率，每一段頻率范圍的中心頻率等于頻率范圍內包括的最低頻率與最高頻率的平均值，每一段頻率范圍對應多個掃描區(qū)；掃頻控制線程從中心頻率列表中讀取一段頻率范圍對應的中心頻率；掃頻控制線程同步啟動多個鎖頻線程，并根據(jù)所讀取的中心頻率控制多個鎖頻線程同步對一段頻率范圍對應的掃描區(qū)進行掃描與鎖頻操作；每一鎖頻線程控制一個調諧器進行掃描并鎖定頻道；掃頻控制線程判斷多個鎖頻線程是否鎖定頻道；及若未鎖定頻道，則掃頻控制線程從中心頻率列表中讀取下一段頻率范圍對應的中心頻率，并控制多個鎖頻線程進行鎖頻，直至鎖定頻道。 本發(fā)明實施方式所提供的寬帶電纜調制解調器及其掃頻方法，通過建立多個鎖頻線程同步對多個掃描區(qū)進行掃描，從而有效減少了鎖頻所需的時間，加快了寬帶電纜調制解調器的上線啟動速度。


圖1為本發(fā)明一實施方式的寬帶電纜調制解調器的結構示
圖2為圖1中的中心頻率的產生示意圖。
圖3為圖1中掃頻控制線程與鎖頻線程組的通信示意圖。
圖4為圖1與圖3中掃頻控制線程的處理流程圖。
圖5為圖1與圖3中四個鎖頻線程的處理流程圖。
主要元件符號說明
寬帶電纜調制解調器10
線纜20
頭端系統(tǒng)30
處理器100
存儲媒介110
中心頻率列表112
調諧器組120
調諧器122
掃頻控制線程130
計算模塊132
控制模塊134
判斷模塊136
鎖頻線程組140
鎖頻線程150、160、170、180
設置模塊152
通信模塊154
鎖頻模塊15具體實施例方式
圖1為本發(fā)明一實施方式的寬帶電纜調制解調器10的結構示意圖。在本實施方式中，寬帶電纜調制解調器10通過線纜20與頭端系統(tǒng)(CMTQ30通信。寬帶電纜調制解調器10包括處理器100、存儲媒介110及調諧器組120。其中，調諧器組120包括多個調諧器 122，如4個、8個等，為了簡便，圖1中僅示出4個。在本實施方式中，調諧器組120可以為四個窄帶調諧器組合起來，也可以是一個調諧器芯片，如MICR0TUNER公司生產的MT2170。
在本實施方式中，存儲媒介110中存儲有中心頻率列表112。中心頻率列表112中包括多個中心頻率，根據(jù)寬帶電纜調制解調器10的頻率計劃預先設置并存儲于存儲媒介 110中。請參閱圖2，為圖1中的中心頻率列表112的產生示意圖。寬帶電纜調制解調器10 可能存在多種頻率計劃，如從93MHz到999MHz，每次跳躍6MHz，共需掃描152個頻道，圖2 即以該頻率計劃為例對中心頻率列表112的產生進行詳細說明。例如，頻率計劃93MHz-999MHz可分為10段頻率范圍，每一段頻率范圍包括16個頻道，第10段中后面8個頻道因為超出了頻率計劃93MHz到999MHz而未示出。如果按順序排列，每一段頻率范圍中都有一個最低頻率與最高頻率，一段頻率范圍內的中心頻率C即等于該段頻率范圍內的最低頻率與最高頻率的平均值。如，第一段從93MHz到183MHz，其中心頻率C即等于93MHz與183MHz的平均值，即138MHz。以此類推出其它9段頻率范圍內的中心頻率C，所有得出的中心頻率C按順序排列即形成了中心頻率列表112。在其它實施方式中，頻率計劃也可以分為其他的段數(shù)，如5段、20段，最好每一段包括的頻道數(shù)為調諧器個數(shù)的倍數(shù)，如每一段包括8個、32個。每一段頻率范圍又劃分為多個掃描區(qū)，掃描區(qū)的個數(shù)與調諧器122的個數(shù)一致。 每一個掃描區(qū)分配給一個調諧器122進行掃描，這樣就形成了四個掃描區(qū)DS-l、DS-2、DS-3 及DS-4。每一掃描區(qū)的起始頻率與掃描方向可根據(jù)中心頻率C得出。如，在本實施方式中， 第一掃描區(qū)DS-I的起始頻率可設為中心頻率C-3-7*6，掃描方向為增加，即往頻率增加的方向掃描。第二掃描區(qū)DS-2的起始頻率可設為中心頻率C-3，掃描方向為減少，即往頻率減少的方向掃描。第三掃描區(qū)DS-3的起始頻率可設為中心頻率C+3，掃描方向為增加。第四掃描區(qū)DS-4的起始頻率可設為中心頻率C+3+7*6，掃描方向為減少。在其它實施方式中，也可以將起始頻率的計算公式與掃描方向設計為其他的方式，如第一掃描區(qū)DS-I的起始頻率可設為中心頻率C-3-4*6，掃描方向設為減少，第二掃描區(qū)DS-2的起始頻率可設為中心頻率C-3-3*6，掃描方向設為增加，第三掃描區(qū)DS-3的起始頻率可設為中心頻率C+3+3*6，掃描方向設為減少，第四掃描區(qū)DS-4的起始頻率可設為中心頻率C+3+4*6，掃描方向設為增加。請再次參閱圖1，為了使多個調諧器122同步進行掃描，處理器100建立掃頻控制線程I30與鎖頻線程組140。鎖頻線程組140包括多個鎖頻線程，如4個、8個，與調諧器 122的個數(shù)相對應。為了簡便，圖1中僅示出4個，即鎖頻線程150、160、170、180，分別對應四個調諧器122。掃頻控制線程130包括計算模塊132、控制模塊134及判斷模塊136。每一鎖頻線程150、160、170及180皆分別包括設置模塊152、通信模塊巧4及鎖頻模塊156。 為了簡便，圖1中僅示出了鎖頻線程150所包括的具體模塊。上述模塊的具體功能請參閱圖4與圖5的描述。請參閱圖3，為圖1中掃頻控制線程130與鎖頻線程組140的通信示意圖。掃頻控制線程130發(fā)送掃頻開始消息給四個鎖頻線程150、160、170、180。為了簡便，圖3中僅示出了掃頻控制線程130發(fā)送掃頻開始消息給鎖頻線程150。掃頻開始消息包括鎖頻線程150、 160、170、180對應的掃描區(qū)的起始頻率及掃頻方向，如發(fā)給鎖頻線程150的掃頻開始消息包括第一掃描區(qū)DS-I的起始頻率及掃頻方向，發(fā)給鎖頻線程160的掃頻開始消息包括第二掃描區(qū)DS-2的起始頻率及掃頻方向，依此類推。掃頻控制線程130的具體處理流程請參閱圖4。
鎖頻線程150、160、170、180在收到掃頻控制線程130發(fā)送的掃頻開始消息時即開始依據(jù)起始頻率及掃頻方向進行掃頻，并將掃頻結果寫入掃頻完成消息發(fā)送給掃頻控制線程130。為了簡便，圖3中僅示出了鎖頻線程150發(fā)送掃頻完成消息給掃頻控制線程130。 掃頻完成消息中包括鎖頻狀態(tài)及頻道信息。其中，鎖頻狀態(tài)包括鎖定與未鎖定兩種。頻道信息為鎖頻線程150、160、170、180處于鎖定狀態(tài)時鎖定的頻率。每一鎖頻線程150、160、 170、180的具體處理流程請參閱圖5。圖4為圖3中掃頻控制線程的處理流程圖。在本實施方式中，該流程通過圖1中寬帶電纜調制解調器10的功能模塊完成。在步驟S402，計算模塊132先從存儲媒介110中的中心頻率列表112中讀取中心頻率，然后在步驟S404根據(jù)讀取的中心頻率計算鎖頻線程150、160、170、180的起始頻率及其對應的掃頻方向，并將消息個數(shù)設為0。其中，消息個數(shù)是一個標志符，用來標志掃頻控制線程130從鎖頻線程150、160、170、180處接收到的掃頻完成消息的個數(shù)。計算模塊 132根據(jù)圖2中的公式計算鎖頻線程150、160、170、180的起始頻率，如讀取的中心頻率為 138MHz，則鎖頻線程150的起始頻率為138ΜΗζ_3_7*6，即93MHz，其對應的掃頻方向為增加， 鎖頻線程160的起始頻率為138ΜΗΖ-3，即135MHz，其對應的掃頻方向為減少，鎖頻線程170 的起始頻率為138MHZ+3，即141MHz，其對應的掃頻方向為增加，鎖頻線程180的起始頻率為 138MHz+3+7*6，即183MHz，其對應的掃頻方向為減少?？刂颇K134在步驟S406發(fā)送掃頻開始消息到鎖頻線程150、160、170、180。其中，掃頻開始消息內包括有計算得出的起始頻率及其對應的掃頻方向。鎖頻線程150、160、 170,180在收到掃頻控制線程130發(fā)送的掃頻開始消息時即開始依據(jù)起始頻率及掃頻方向進行掃頻，并將掃頻結果寫入掃頻完成消息發(fā)送給掃頻控制線程130?？刂颇K1；34在步驟S408中從鎖頻線程150、160、170、180接收掃頻完成消息。掃頻完成消息包括鎖頻狀態(tài)及頻道信息，其中，鎖頻狀態(tài)用于表示發(fā)出該掃頻完成消息的鎖頻線程是否鎖定頻道，頻道信息即為鎖定的頻道的頻率等信息。判斷模塊136在步驟S410根據(jù)鎖頻狀態(tài)判斷發(fā)出該掃頻完成消息的鎖頻線程是否鎖定頻道。若未鎖定頻道，則在步驟S412，判斷模塊136將消息個數(shù)增大1，并在步驟S414 判斷增大后的消息個數(shù)是否小于4，即判斷是否從四個鎖頻線程150、160、170、180處都接收到掃頻完成消息。若消息個數(shù)小于4，則控制模塊134繼續(xù)等待從鎖頻線程150、160、170、 180接收掃頻完成消息。若消息個數(shù)不小于4，說明四個鎖頻線程150、160、170、180都已經發(fā)出了掃頻完成消息且皆未鎖定頻道，則計算模塊132在步驟S402讀取下一個中心頻率進行處理，直至所有的中心頻率都處理完或者任一鎖頻線程150、160、170、180鎖定一個頻道。圖5為圖3中鎖頻線程150、160、170、180的處理流程圖。在本實施方式中，該流程通過圖1中寬帶電纜調制解調器10的功能模塊完成。在鎖頻線程150、160、170、180的處理過程中，掃頻控制線程130處于等待過程中。在步驟S500，通信模塊IM從掃頻控制線程130接收到掃頻開始消息，獲取其中的起始頻率與掃頻方向。在步驟S502，設置模塊152判斷掃頻方向是否為增加，并在掃頻方向為增加時，在步驟S503，將偏移量設為6MHz，或者在掃頻方向為減少時，在步驟S504，將偏移量設為-6MHz。在步驟S506，設置模塊152將鎖頻次數(shù)設為0。
7
在步驟S508，鎖頻模塊156根據(jù)起始頻率、偏移量及鎖頻次數(shù)計算目標頻率，并將鎖頻次數(shù)增加1。在步驟S510，鎖頻模塊156判斷計算出的目標頻率是否在頻率計劃內。在步驟S512，鎖頻模塊156對在頻率計劃內的目標頻率進行鎖定。在步驟S514，鎖頻模塊156 判斷目標頻率是否被鎖定。若鎖頻模塊156鎖定目標頻率，則在步驟S516，通信模塊IM發(fā)送掃頻完成消息給掃頻控制線程130，此時，掃頻完成消息中的鎖頻狀態(tài)為鎖定，頻道信息為該目標頻率。若目標頻率不在頻率計劃內，或者鎖頻模塊156未鎖定目標頻率，鎖頻模塊156在步驟S518中，判斷鎖頻次數(shù)是否小于預設值，該預設值與一個掃描區(qū)內包括的頻道個數(shù)相同，如4。若鎖頻次數(shù)小于4，鎖頻模塊156在步驟S508至S514，重新計算目標頻率并進行鎖頻。若鎖頻次數(shù)不小于4，則在步驟S516，通信模塊IM發(fā)送掃頻完成消息給掃頻控制線程130，此時，掃頻完成消息中的鎖頻狀態(tài)為未鎖定。這樣，掃頻控制線程130就可以根據(jù)掃頻完成消息來判斷任一鎖頻線程150、160、170、180是否鎖定頻道。本發(fā)明實施方式所提供的寬帶電纜調制解調器10通過建立多個鎖頻線程同步對多個掃描區(qū)進行掃描，從而有效減少了鎖頻所需的時間，加快了寬帶電纜調制解調器10的上線啟動速度，有效提升了寬帶電纜調制解調器10的用戶體驗。
權利要求
1.一種寬帶電纜調制解調器，包括處理器、存儲媒介及多個調諧器，其特征在于，所述寬帶電纜調制解調器還包括中心頻率列表，存儲于所述存儲媒介中，包括多個中心頻率，其中，所述寬帶電纜調制解調器的頻率計劃分為多段頻率范圍，每一段頻率范圍包括一個最低頻率與一個最高頻率，每一段頻率范圍對應的中心頻率等于所述頻率范圍內的所述最低頻率與所述最高頻率的平均值，每一段頻率范圍對應多個掃描區(qū)；多個鎖頻線程，每一鎖頻線程用于控制一個調諧器進行掃描并鎖定頻道；及掃頻控制線程，用于從所述中心頻率列表中讀取一段頻率范圍對應的中心頻率，并根據(jù)所述中心頻率控制所述多個鎖頻線程同步對所述頻率范圍對應的掃描區(qū)進行掃描與鎖頻操作，并在所述多個鎖頻線程皆未鎖定所述頻率范圍內的頻道時，從所述中心頻率列表中讀取下一段頻率范圍對應的中心頻率，并控制所述多個鎖頻線程再次進行鎖頻，直至鎖定頻道；其中，所述處理器用于執(zhí)行所述掃頻控制線程與所述多個鎖頻線程。
2.如權利要求1所述的寬帶電纜調制解調器，其特征在于，所述掃頻控制線程包括 計算模塊，用于根據(jù)讀取的中心頻率計算所述多個鎖頻線程的起始頻率及掃頻方向； 控制模塊，用于發(fā)送包括所述起始頻率及掃頻方向的掃頻開始消息到所述多個鎖頻線程，并從所述多個鎖頻線程接收掃頻完成消息，其中所述掃頻完成消息包括鎖頻狀態(tài)及頻道信息；及判斷模塊，用于根據(jù)所述鎖頻狀態(tài)判斷是否鎖定頻道，并在任一所述鎖頻線程鎖定頻道時根據(jù)所述頻道信息獲取鎖定的頻道的信息。
3.如權利要求2所述的寬帶電纜調制解調器，其特征在于，每一所述鎖頻線程包括 通信模塊，用于從所述掃頻控制線程接收所述掃頻開始消息，并獲取其中的起始頻率與掃頻方向；設置模塊，用于根據(jù)所述掃頻方向設置偏移量，并將鎖頻次數(shù)設為0 ；及鎖頻模塊，用于根據(jù)所述起始頻率、所述偏移量及鎖頻次數(shù)計算目標頻率，并將鎖頻次數(shù)增加1，同時在鎖頻次數(shù)小于預設值時，對在頻率計劃內的目標頻率進行鎖定；其中所述通信模塊還用于在所述鎖頻模塊鎖定所述目標頻率時發(fā)送鎖頻狀態(tài)為鎖定、 頻道信息為所述目標頻率的掃頻完成消息給所述掃頻控制線程。
4.如權利要求3所述的寬帶電纜調制解調器，其特征在于，所述通信模塊還用于在所述鎖頻次數(shù)不小于所述預設值且鎖頻模塊仍未鎖定頻率時發(fā)送鎖頻狀態(tài)為未鎖定的掃頻完成消息給所述掃頻控制線程。
5.一種寬帶電纜調制解調器的掃頻方法，所述寬帶電纜調制解調器包括多個調諧器， 其特征在于，所述方法包括提供中心頻率列表，包括多個中心頻率，其中，所述寬帶電纜調制解調器的頻率計劃分為多段頻率范圍，每一段頻率范圍包括一個最低頻率與一個最高頻率，每一段頻率范圍的中心頻率等于所述頻率范圍內包括的所述最低頻率與所述最高頻率的平均值，每一段頻率范圍對應多個掃描區(qū)；掃頻控制線程從所述中心頻率列表中讀取一段頻率范圍對應的中心頻率； 所述掃頻控制線程同步啟動多個鎖頻線程，并根據(jù)所讀取的中心頻率控制所述多個鎖頻線程同步對所述一段頻率范圍對應的掃描區(qū)進行掃描與鎖頻操作； 每一所述鎖頻線程控制一個調諧器進行掃描并鎖定頻道； 所述掃頻控制線程判斷所述多個鎖頻線程是否鎖定頻道；及若未鎖定頻道，則所述掃頻控制線程從所述中心頻率列表中讀取下一段頻率范圍對應的中心頻率，并控制所述多個鎖頻線程進行鎖頻，直至鎖定頻道。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述掃頻控制線程控制所述多個鎖頻線程同步進行掃描與鎖頻操作的步驟包括根據(jù)讀取的中心頻率計算所述多個鎖頻線程的起始頻率及掃頻方向； 發(fā)送包括所述起始頻率及掃頻方向的掃頻開始消息到所述多個鎖頻線程； 從所述多個鎖頻線程接收掃頻完成消息，其中所述掃頻完成消息包括鎖頻狀態(tài)及頻道 fn息；根據(jù)所述鎖頻狀態(tài)判斷是否鎖定頻道；及若任一所述鎖頻線程鎖定頻道，根據(jù)所述頻道信息獲取鎖定的頻道的信息。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述每一鎖頻線程控制一個所述調諧器進行掃描并鎖定頻道的步驟包括從所述掃頻控制線程接收所述掃頻開始消息，并獲取其中的起始頻率與掃頻方向； 根據(jù)掃頻方向設置偏移量，并將鎖頻次數(shù)設為0 ；根據(jù)所述起始頻率、所述偏移量及鎖頻次數(shù)計算目標頻率，并將鎖頻次數(shù)增加1 ；判斷所述目標頻率是否在所述頻率計劃內；若所述目標頻率在所述頻率計劃內，則對在所述目標頻率進行鎖定；判斷所述目標頻率是否被成功鎖定；及若所述目標頻率被成功鎖定，則發(fā)送鎖頻狀態(tài)為鎖定、頻道信息為所述目標頻率的掃頻完成消息給掃頻控制線程。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述每一鎖頻線程控制一個調諧器進行掃描并鎖定頻道的步驟還包括若所述目標頻率未被成功鎖定，則判斷所述鎖頻次數(shù)是否小于預設值；及若所述鎖頻次數(shù)不小于所述預設值，則發(fā)送鎖頻狀態(tài)為未鎖定的掃頻完成消息給掃頻控制線程。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述每一鎖頻線程控制一個調諧器進行掃描并鎖定頻道的步驟還包括若所述鎖頻次數(shù)小于所述預設值，則重新根據(jù)所述起始頻率、 所述偏移量及鎖頻次數(shù)計算目標頻率，并再次將鎖頻次數(shù)增加1。
全文摘要
一種寬帶電纜調制解調器，包括多個調諧器、中心頻率列表、多個鎖頻線程及掃頻控制線程。中心頻率列表包括多個中心頻率。寬帶電纜調制解調器的頻率計劃分為多段頻率范圍，每一段頻率范圍包括一個最低頻率與一個最高頻率，中心頻率等于最低頻率與最高頻率的平均值。每一段頻率范圍對應多個掃描區(qū)。每一鎖頻線程控制一個調諧器進行掃描并鎖定頻道。掃頻控制線程根據(jù)中心頻率控制多個鎖頻線程同步對多個掃描區(qū)進行掃描與鎖頻操作。本發(fā)明還提供了一種掃頻方法。本發(fā)明所提供的寬帶電纜調制解調器及其掃頻方法通過建立多個鎖頻線程同步對多個掃描區(qū)進行掃描，從而有效減少了鎖頻所需的時間。
文檔編號H04L27/00GK102195913SQ20101011790
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月4日 優(yōu)先權日2010年3月4日
發(fā)明者柯期福 申請人:國基電子(上海)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司