專利名稱：用于數(shù)字電視接收機的殘余邊帶編碼器及rf調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
的專業(yè)人士將會承認高精確度的調(diào)制器可生成互相結(jié)合以抵消邊帶之一并生成殘余邊帶信號的I和Q信號。此種調(diào)制器相當(dāng)復(fù)雜而昂貴。在本發(fā)明的一種形式中該種配置用乘法器(13，15)和SAW濾波器(16，18)代替。乘法器的輸出是一個雙邊帶抑制載波信號。后面的SAW濾波器消除一個邊帶的大部分(最好是，雖然并非必須，較低的邊帶)以生成一個VSB信號并且還逼近該信道帶通的標稱奈奎斯特斜率。由于此低于標稱帶通特性的結(jié)果，所傳輸?shù)男盘枌⒂煞栭g干擾(ISI)形式的損傷度表征。
SAW濾波器使信號帶通的邊緣成形以逼近奈奎斯特斜率，在標稱情況下在ATSC標準的帶通邊緣需要。(奈奎斯特斜率可參見圖3曲線中的實線)。SAW濾波器特性也用于相鄰信道抑制。從所選定的一個SAW所得出的經(jīng)過濾波的信號送到RF上轉(zhuǎn)換器22，該上轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)換為所需任意RF信道的信號，通常采用的是信道3或4。
經(jīng)過編碼和調(diào)制的VSB信號經(jīng)過電纜網(wǎng)絡(luò)23送到VSB數(shù)字電視接收機24的調(diào)諧器26的RF信道輸入端，其中的電纜網(wǎng)絡(luò)23由單同軸電纜或相當(dāng)復(fù)雜的用戶電纜網(wǎng)絡(luò)組成。該信號也可經(jīng)過一個低功率RF放大器25放大(在

圖1中以點線表示)并通過一分配的RF廣播電視信道無線傳輸?shù)綌?shù)字電視接收機。將所接收到的信號通過一相伴SAW濾波器供給VSB解調(diào)器28，在VSB解調(diào)器28中基帶數(shù)字信號復(fù)原。解調(diào)后的信號加到均衡器30上，均衡器30的作用是調(diào)節(jié)接收機的響應(yīng)以緊密匹配實線奈奎斯特響應(yīng)(圖3)，從而糾正任何信號損傷，包含在發(fā)射機中引進的任何符號間干擾和在通信鏈路(即電纜網(wǎng)絡(luò)或無線鏈路)中引進的任何線性畸變，這兩者合起來低于一個取決于均衡器性質(zhì)的給定的閾值電平。從均衡器30發(fā)出的信號與由前向糾錯子系統(tǒng)31處理以求糾正由電纜網(wǎng)絡(luò)或無線鏈路引入的由于符號間干擾和由于噪聲，既包括白噪聲也包括脈沖噪聲，所引起的任何殘留差錯。均衡器30及糾錯子系統(tǒng)31的性能設(shè)定可由發(fā)射機和通信信道引進的符號間干擾和線性畸變的極限，即系統(tǒng)性能遭受到嚴重惡化之前的通信信道極限。
經(jīng)過糾正的信號(以MPEG編碼形式)送往具有將信號的視頻部分和聲頻部分分開輸出的傳送分路器32。視頻部分加于MPEG譯碼器34以用于解壓縮和譯碼，而聲頻部分加于Dolby AC-3譯碼器進行互補處理。所得到的視頻和聲頻信號分別加于視頻處理器38和聲頻處理器40。
技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人士將會理解RF信號不像基帶信號那樣對距離敏感，并且同軸電纜環(huán)境進一步減小在傳輸中引進的錯誤和損傷。然而，即或引進某些信號損傷，也可由內(nèi)置于VSB數(shù)字電視接收機中的糾錯電路，特別是均衡電路，所補償。其結(jié)果是一種可使信號從信號源10到VSB數(shù)字電視接收機24的傳輸極為良好的信號變換裝置，因為信號是VSB編碼并且任何錯誤或低于給定閾值的信號損傷在此電視接收機中都是可糾正的。
與此相對，任何提供給電視接收機24的基帶數(shù)字信號都是在均衡器30和糾錯子系統(tǒng)31之后引入，因此是沒有經(jīng)過VSB數(shù)字電視接收機中的電路的糾正作用。此種信號還是距離受限的，并且可經(jīng)受不可恢復(fù)的錯誤和損傷，這使本發(fā)明的方法高明得多。
也是根據(jù)本發(fā)明，其中數(shù)字電視接收機具有接收數(shù)字和模擬NTSC信號兩者的設(shè)備，在建立上轉(zhuǎn)換器22的RF信道輸出的優(yōu)先級中，第一選擇是向電視接收機的服務(wù)區(qū)的空閑RF信道提供信號，第二選擇是向電視接收機的服務(wù)區(qū)的一對數(shù)字及模擬NTSC射頻信道的數(shù)字信道提供信號。這樣，任何對數(shù)字信道的NTSC干擾都可以借助在電視接收機的數(shù)字信道中的電路減小。
本發(fā)明基于的概念為在編碼數(shù)字基帶信號中引進一個給定的損傷級并利用內(nèi)置于數(shù)字電視接收機前端的信號糾錯電路來補償此種損傷。代價可保持很小，因為在利用本發(fā)明時傳輸功率很低，距離有限，同軸電纜為低噪聲環(huán)境，并且信道形狀(奈奎斯特斜率)對于相鄰信道抑制，信號輻射等等不需要限定的那么嚴厲。這轉(zhuǎn)換成為低成本濾波而生成低于標稱的奈奎斯特斜率。這很明顯將導(dǎo)致前述的某種符號間干擾，但所有此類低于預(yù)定閾值的信號損傷都可在數(shù)字電視接收機中通過互補濾波、均衡電路和前向糾錯電路的協(xié)同動作而補償。
圖2中的編碼器-調(diào)制器是本發(fā)明的另一種形式。其中圖1的低成本SAW濾波器由數(shù)字濾波器50代替，該濾波器記作FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器。數(shù)字調(diào)制器52接受第一本地振蕩器56的輸出并將經(jīng)過濾波的輸出信號轉(zhuǎn)換為具有頻率，比如，大約12 MHz的第一IF信號。此信號加到D/A轉(zhuǎn)換器14并從那里進入射頻上轉(zhuǎn)換器54，該射頻上轉(zhuǎn)換器54接受第二本地振蕩器58的輸出。本地振蕩器58由開關(guān)60控制來由上轉(zhuǎn)換器54以一對RF信道頻率的任何一個產(chǎn)生RF輸出，與圖1中的調(diào)諧器情況相同。輸出信號通過同軸電纜23傳輸?shù)诫娨暯邮諜C。本發(fā)明的這一方案表現(xiàn)為更為穩(wěn)定的系統(tǒng)。由于兩種系統(tǒng)都將涉及集成電路，所以尚有待觀察圖1中的SAW的成本是否比圖2的集成電路應(yīng)用方案中所要求的增加芯片面積的成本便宜。
圖3中的曲線中實線代表傳輸信號的理想奈奎斯特斜率信道帶通響應(yīng)特性；短劃線代表由于采用圖1中的低成本SAW 16及18而產(chǎn)生的低于標稱的奈奎斯特斜率；而點線代表使用圖2的FIR濾波器50的應(yīng)用方案的響應(yīng)。這些曲線應(yīng)當(dāng)看作僅僅是代表性質(zhì)的，并且其實際形狀取決于所使用的濾波元件的精度和數(shù)量。如前所述，因為由本發(fā)明的SAW濾波器或FIR濾波器實施例兩者中的任何一個所產(chǎn)生的低于標稱的帶通特性，會有一定程度的符號間干擾引入到被傳輸?shù)男盘栔?。然而，如前所述，任何此種符號間干擾的數(shù)量，加上通過通信鏈路引入到信號內(nèi)的任何噪聲，都可以在電視接收機中得到實質(zhì)上的糾正而提供接近完美的信號傳輸和接收。這樣一來，本發(fā)明容許通過精心選擇容差較小的元件和將信號加到具有補償?shù)陀诮o定閾值的信號損傷的功能的數(shù)字接收機而實現(xiàn)低成本高性能的編碼器-再調(diào)制器。
說明描述的是一種將來自數(shù)字信號源的數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換到VSB數(shù)字電視接收機的新方法和裝置?？捎烧J為在不脫離本發(fā)明的真正精神和范圍的情況下技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人士可對所描述的實施例進行多種改變。本發(fā)明只由權(quán)利要求的內(nèi)容限定其范圍。
權(quán)利要求
1.一種操作數(shù)字信號系統(tǒng)以提供具有可糾正所接收的信號中低于預(yù)定閾值的信號損傷的糾錯電路的數(shù)字電視接收機的方法，其構(gòu)成包括生成壓縮基帶數(shù)字信號；以給定的數(shù)字傳輸格式對壓縮基帶信號進行編碼；以及對經(jīng)過編碼RF載波上的壓縮基帶數(shù)字信號進行調(diào)制以便直接應(yīng)用于數(shù)字電視接收機的RF輸入端；調(diào)制步驟生成低于標稱的帶通，可在傳輸信號中生成小于預(yù)定閾值的信號損傷；其中糾錯電路可以糾正在調(diào)制步驟中引進的信號損傷。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中編碼步驟包含數(shù)據(jù)交錯、數(shù)據(jù)隨機化、差錯防止及增加VSB場和段同步，以及包括在低功率電平執(zhí)行調(diào)制步驟。
3.如權(quán)利要求1的方法，還包括通過數(shù)字電視接收機中的具有設(shè)計用來與第二濾波器協(xié)同動作的響應(yīng)的第一濾波器提供經(jīng)過編碼的壓縮基帶數(shù)字信號以生成低于標稱的奈奎斯特斜率。
4.如權(quán)利要求1的方法，還包括通過數(shù)字電視接收機中的具有設(shè)計用來與均衡電路和第二濾波器協(xié)同動作的響應(yīng)的第一濾波器提供經(jīng)過編碼的壓縮基帶數(shù)字信號以生成標稱奈奎斯特斜率及在信號帶通的各端提供相鄰信道抑制。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中電視接收機的構(gòu)成包括數(shù)字信號處理系統(tǒng)及模擬NTSC信號處理系統(tǒng)，并且還包括生成經(jīng)過調(diào)制的RF數(shù)字信號以便應(yīng)用于電視接收機的數(shù)字處理系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中RF載波通過同軸電纜網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于數(shù)字電視接收機的RF輸入端。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中所述調(diào)制步驟包括將基帶信號乘以預(yù)定的載頻以生成雙邊帶抑制載波信號；以及利用濾波器消除邊帶中的一個以生成VSB信號和提供低于標稱的帶通。
8.如權(quán)利要求7的方法，其中濾波器是SAW，并且其中帶通具有一個低于標稱的奈奎斯特斜率。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中糾錯電路的構(gòu)成包括均衡及前向糾錯電路。
10.如權(quán)利要求1的方法，其中RF載波通過廣播電視信道以無線方式應(yīng)用于數(shù)字電視接收機的RF輸入端。
11.一種可以向具有可糾正所接收的信號中低于預(yù)定閾值的信號損傷的糾錯電路的數(shù)字電視接收機提供壓縮數(shù)字基帶信號的系統(tǒng)，其構(gòu)成包括壓縮基帶信號源；以給定的數(shù)字格式對所述基帶信號進行編碼的編碼器；對所述RF載波上的經(jīng)過編碼的基帶信號進行調(diào)制的調(diào)制器；具有可在轉(zhuǎn)換的信號中生成小于預(yù)定閾值的信號損傷的低于標稱的帶通的所述調(diào)制器；以及將所述調(diào)制信號直接應(yīng)用于所述數(shù)字電視接收機的RF輸入端的裝置，其中所述糾錯電路可以糾正由所述調(diào)制器引進的信號損傷。
12.如權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述編碼器及所述數(shù)字電視接收機每一個都包含濾波器，并且其中所述濾波器相互合作以生成低于標稱的奈奎斯特斜率。
13.如權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中所述濾波器及所述均衡電路協(xié)同動作以生成標稱奈奎斯特斜率及在信號帶通的各端提供相鄰信道抑制。
14.如權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述給定數(shù)字格式是VSB，所述壓縮數(shù)字信號是MPEG形式，所述編碼器包含數(shù)據(jù)隨機化器、數(shù)據(jù)交錯器、防差錯電路及增加VSB幀和場同步的裝置，并且其中所述的調(diào)制器工作在低功率。
15.如權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述RF載波通過同軸電纜網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于數(shù)字電視接收機的RF輸入端。
16.如權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述電視接收機包括數(shù)字信號處理系統(tǒng)及模擬NTSC信號處理系統(tǒng)，并且其中所述經(jīng)過調(diào)制的RF數(shù)字信號的生成是為了應(yīng)用于電視接收機的數(shù)字處理系統(tǒng)。
17.如權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中還包括在所述調(diào)制器中從所述基帶信號生成雙邊帶抑制載波信號的乘法裝置；以及與所述乘法裝置連接以基本上消除邊帶中的一個而生成VSB信號和提供低于標稱的帶通的濾波裝置。
18.如權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述濾波裝置包括SAW濾波器，并且其中所述帶通包含一個低于標稱的奈奎斯特斜率。
19.如權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中糾錯電路包括均衡及前向糾錯電路。
20.如權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中RF載波通過廣播電視信道以無線方式應(yīng)用于數(shù)字電視接收機的RF輸入端。
全文摘要
一種用來將數(shù)字基帶電視信號耦合到包含濾波器(26)、均衡電路(30)及前向糾錯電路(31)的VSB數(shù)字電視接收機的編碼器－調(diào)制器(12、13、15)。編碼器－調(diào)制器處理基帶信號以便在具有低于標稱的奈奎斯特斜率的RF信道以低電平進行傳輸。同軸電纜(23)或其他低噪聲通信鏈路直接將RF信號連接到電視接收機(24)的輸入端。傳輸信號中的任何差錯或低于預(yù)定閾值的信號損傷由內(nèi)置于VSB數(shù)字電視接收機(24)中的濾波器及均衡電路糾正。
文檔編號H04N5/21GK1256044SQ99800026
公開日2000年6月7日 申請日期1999年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月6日
發(fā)明者理查德·W·希塔, 雷蒙德·C·霍奇, 保羅·艾德姆·斯諾普克 申請人:齊尼思電子公司