同信道干扰移除器

摘要

接收机(a)对所接收的宽带信号的频谱进行转换，使得宽带信号的窄带区域被应用于滤波器，以移除窄带干扰；并且(b)通过作为与窄带干扰区域相邻的窄带区域中的信号电平的函数来调节频率转换，而跟踪窄带干扰。

权利要求

1.一种用于接收机中的方法，所述方法包括：转换所接收的宽带信号的频谱，使得将所接收的宽带信号的窄带区域应用于滤波器，以移除窄带干扰；以及通过作为与窄带干扰区域相邻并且位于窄带干扰区域相对侧的窄带区域中的信号电平之间的比较的函数来调节频率转换，而跟踪窄带干扰。

2.如权利要求1所述的方法，其中信号电平是功率电平。

3.如权利要求1所述的方法，其中转换步骤包括：识别窄带干扰区域；

根据所识别的窄带干扰区域来设置频率合成器，以便转换所接收的宽带信号；

对窄带干扰区域进行滤波，以便从经过转换的所接收的宽带信号中移除干扰信号；以及对经过转换的所接收的宽带信号中的窄带干扰区域的相邻的窄带频率区域进行滤波，以便确定其中存在的信号电平。

4.如权利要求3所述的方法，其中相邻的窄带频率区域的带宽是相同的。

5.如权利要求3所述的方法，其中跟踪步骤包括：比较与窄带干扰区域相邻并且位于窄带干扰区域相对侧的窄带区域中的信号电平，以确定窄带干扰的漂移量；以及作为漂移量的函数调节频率合成器。

6.如权利要求1所述的方法，其中所接收的宽带信号是ATSC-HDTV(高级电视系统委员会-高清晰度电视)信号。

7.一种接收机，包括：

频率转换器，用于转换所接收的宽带信号；

滤波器，用于从经过转换的所接收的宽带信号中移除干扰信号；以及至少两个滤波器，用于分别对与干扰信号相邻并且位于干扰信号相对侧的窄带区域进行滤波，以确定在与干扰信号相邻并且位于干扰信号相对侧的窄带区域中存在的信号电平；

其中频率转换器响应于所确定的信号电平之间的差来跟踪干扰信号。

8.如权利要求7所述的接收机，其中频率转换器包括可调节的本地振荡器和乘法器。

9.权利要求7所述的接收机，其中所确定的信号电平是功率电平。

10.如权利要求7所述的接收机，其中相邻的窄带频率区域的带宽是相同的。

11.如权利要求7所述的接收机，其中所接收的宽带信号是ATSC-HDTV(高级电视系统委员会-高清晰度电视)信号。

说明书

同信道干扰移除器

技术领域

[0001] 本发明总地涉及通信系统，并且更具体地涉及一种接收机。

背景技术

[0002] 在一些通信系统中，期望检测同信道干扰信号的存在并且将其移除。例如，在美国，在从模拟地面电视到数字地面电视的过渡期间，期望基于模拟NTSC(国家电视系统委员会)的传输和基于数字ATSC-HDTV(高级电视系统委员会-高清晰度电视)的传输两者共存多年。照此，NTSC广播信号和ATSC广播信号可以共享同一6MHz(兆赫兹)宽的信道。这在图1中图示，其示出了NTSC信号载波(视频、音频以及色度)相对于数字VSB(残留边带)ATSC信号谱的相对谱位置。由此，ATSC接收机必须能够有效地检测并且抑制(reject)NTSC同信道干扰。

[0003] 在ATSC-HDTV数字接收机中，可以通过梳状滤波器来执行NTSC同信道干扰抑制(例如参见美国高级电视系统委员会1995年9月16日的文献A/53“ATSC Digital Television Standard”)。梳状滤波器是在NTSC信号载波处或者附近具有谱零点(spectral null)的12码元线性前馈滤波器，并且仅在检测到NTSC干扰时被应用(例如参见美国高级电视系统委员会1995年10月4日的文献A/54的“Guide to the Use of the ATSC Digital TelevisionStandard”)。测试显示梳状滤波器对于上至16dB(分贝)的D/U(期望的比不期望的)信号功率比执行有效的NTSC信号抑制。将D/U信号功率比定义为平均数字VSB ATSC信号功率除以峰值NTSC信号功率。

[0004] 照此，移除NTSC同信道干扰的方法典型地是使梳状滤波器在数据路径中使能并且在接收机的卷积解码器中补偿其存在。遗憾的是，这对于硬件实现增加了许多复杂度和成本。

发明内容

[0005] 根据本发明的原理，接收机(a)对所接收的宽带信号的频谱进行转换，使得宽带信号的窄带区域被应用于滤波器，以移除窄带干扰；并且(b)通过作为与窄带干扰区域相邻的窄带区域中的信号电平比较的函数来调节频率转换，而跟踪窄带干扰。 [0006] 在本发明的示例实施例中，接收机包括：频率合成器和乘法器，用于对所接收的宽带信号的频谱进行转换；低通滤波器，用于移除窄带干扰；以及带通滤波器，用于测量与窄带干扰相邻的信号的功率电平，以生成用于调节频率合成器误差信号，从而跟踪窄带干扰。 [0007] 此外，在本发明的示例实施例中，接收机包括：频率转换器，用于转换所接收的宽带信号；滤波器，用于从经过转换的所接收的宽带信号中移除干扰信号；以及至少两个滤波器，用于对与干扰信号相邻的窄带区域进行滤波，以确定在相邻的窄带区域中存在的信号电平；其中频率转换器响应于所确定的信号电平之间的差来跟踪干扰信号。 [0008] 鉴于以上，并且如将从阅读具体描述而显而易见的，其它实施例和特性也是可能的，并且落入本发明的原理之内。

[0009] 附图说明

[0010] 图1示出了NTSC信号谱与ATSC信号谱的比较；

[0011] 图2示出了体现本发明的原理的接收机的示例高级框图；

[0012] 图3示出了用于图2的接收机15的示例流程图；

[0013] 图4示出了用于理解图3的流程图的频谱；

[0014] 图5示出了用于理解图3的流程图的另一频谱；

[0015] 图6示出了用于图2的接收机15的示例实施例；

[0016] 图7示出了用于图2的接收机15的另一示例实施例；

[0017] 图8和图9示出了根据本发明的原理的窄带干扰移除器的示例实施例； [0018] 图10示出了根据本发明的原理的示例流程图；以及

[0019] 图11示出了根据本发明的原理的另一示例实施例。

[0020] 具体实施方式

[0021] 除了本发明构思之外，附图中所示的元件是公知的，并且将不对其进行详细描述。而且，假设熟悉电视广播和接收机，并且这里不对其进行详细描述。例如，除了本发明构思之外，假设熟悉诸如NTSC(国家电视系统委员 会)、PAL(逐行倒相)、SECAM(顺序与存储彩色电视系统)、ATSC(高级电视系统委员会)(ATSC)以及VBI编码之类的现有的TV标准和所提出的TV标准的建议。同样地，除了本发明构思之外，假设诸如八级残留边带(8-VSB)、正交幅度调制(QAM)之类的传输概念，以及诸如射频(RF)前端的接收机组件，或者诸如低噪声块、调谐器以及解调器之类的接收机部 分。类似地，用于产生传输比特流的格式化和编码方法(诸如，运动画面专家组(MPEG)-2系统标准(ISO/IEC 13818-1)是公知的并且不在这里描述。还应该注意的是：本发明构思可以使用传统编程技术来实现，同样，将不在这里描述所述传统编程技术。最后，附图中相似标号表示相似元件。

[0022] 图2示出了根据本发明的原理的示例装置10的高级框图。装置10包括接收机15。如下文所述，接收机15根据本发明的原理作用以接收广播信号11并且提供输出信号12。
示例性地，设备10可以是机顶盒(电缆、卫星等等)、电视机、个人计算机、移动电话(例如具有视频输出)等等。在这点上，在将输出信号12传送到另一设备、或者将输出信号12提供给显示器14(如由虚线箭头14所表示的)之前，可以通过设备10进一步处理输出信号
12(如由圆点13所表示的)。例如，在机顶盒的背景下，虚线箭头14可以表示重新调制的视频信号(例如在对应于信道4的频率上)；或者，在平板TV的背景下，虚线箭头14可以表示在应用于显示元件(例如，平板、阴极射线管(CRT)等等)之前的基带视频信号。 [0023] 在此例子中，接收机15是兼容ATSC的接收机。然而，本发明构思不被如此限制。
在此ATSC示例中，还应注意：接收机15可以是兼容NTSC的，即，具有NTSC操作模式和ATSC操作模式，使得接收机15能够处理来自NTSC广播或者ATSC广播的视频内容。在这点上，接收机15是多媒体接收机的例子。然而，在本说明书的背景下，描述ATSC操作模式。接收机15(例如经由天线(未示出))接收广播信号11，用于处理以从其中恢复输出视频信号
12、例如用于应用于显示器(未示出)以在其上观看视频内容的HDTV信号。如上所述并且如图1所示，广播信号11是宽带信号，并且不仅可以包括广播ATSC信号，还可以包括来自同信道广播NTSC信号的干扰。在这点上，图2的接收机15包括根据本发明的原理的、用于移除NTSC信号干扰的抑制滤波器，并且还包括干扰检测器。

[0024] 现在转到图3，示出了在接收机15中使用的示例流程图。这时还应当参照图4，其图示了图3的流程图关于示例宽带频率信道51的操作。如可以从图4的曲线图60观察到的，将宽带频率信道51分为N-2个窄带频率区域(52)。这些窄带频率区域具有相同的带宽。另外，在宽带频率信道51的边界处，指定了两个额外的窄带频率区域53和54。照此，窄带频率区域的总数为N。以K个为一组检查这N个窄带频率区域，以确定是否存在窄带干扰信号。在 此例子中，K＝3。返回图3，在步骤305中，接收机15选择前三个窄带频率区域。将这三个所选择的窄带频率区域指定为A、B和C。这也在图4中以曲线图61图示。在步骤310中，接收机15对这三个窄带频率区域中所接收的信号进行滤波，并且在步骤315中，接收机15测量作为结果的窄带信号的对应的功率电平PA、PB和PC。可以如本领域公知的那样进行这些功率测量，例如通过专用的乘法-和-累积硬件、或者通过经由软件例程读取所存储的滤波器输出样本并且执行乘法累积的微处理器例程。在步骤320中，在测量了三个窄带频率区域中的任何信号的功率电平之后，接收机15作为外侧窄带频率区域的所测量的功率电平PA和PC的函数来计算功率参数。在此例子中，确定下面的功率参数： [0025] Psum＝(PA+PC)/2(1)

[0026] 然而，应注意可以使用其它公式。例如，可以对公式(1)中所执行的测量求平均以考虑由于多径效应造成的任何谱倾斜。另外，可以使用其它线性或者非线性的组合。最后，在步骤325中，接收机15将中间窄带频率区域的所测量的功率电平PB与Psum进行比较。如果所测量的功率电平PB小于或者等于Psum，则接收机15在步骤330中检验是否已经扫描(sweep)了整个宽带频率信道。如果还未扫描整个宽带频率信道，则接收机选择下三个窄带频率信道。这在图4的曲线图62中图示。同样，将下三个窄带频率区域再次指定为窄带频率区域A、B和C，并且接收机15重复步骤310等等。由此，可以从图4中观察到，沿着箭头
66的方向扫描整个宽带频率信道51以便发现窄带干扰信号的存在。在图4的曲线图63中图示的最后一次操作(pass)(操作N-2)中，检查最后三个窄带频率区域。鉴于图3的步骤
325，还可以从图4观察到边界处的窄带区域53和54为宽带频率信道51的第一和最后窄带频率区域的检查提供方便。一旦接收机15在步骤330中确定已经扫描了整个宽带频率，而没有检测到窄带干扰信号，在步骤335中接收机15宣布不存在干扰信号。 [0027] 然而，在图3的步骤325中，如果所测量的功率电平PB大于Psum，则在步骤340中接收机15宣布存在窄带干扰信号。应注意其它变化是可能的。例如，接收机15可以仅在PB远大于Psum时宣布存在窄带干扰信号。一旦确定窄带干扰信号是否存在，接收机15就继续处理(未示出)。

[0028] 应注意：尽管接收机15检测窄带干扰，但是也可以是这样的情况：窄带 干扰仅仅表示同信道干扰的存在，该同信道干扰可以是宽带的或者窄带的。在接收机15是ATSC系统一部分的背景下，这在图5中示出。图5示出了广播ATSC信号201以及由NTSC视频载波202的存在表示的NTSC同信道干扰信号的示例频谱。如可以从图5观察的到并且根据图3的流程图，接收机15最后将检查三个窄带频率区域211(A)、212(B)以及213(C)。在图3的步骤325中，接收机15将检测到NTSC视频载波202在窄带频率区域212(B)内的存在。照此，接收机15将在步骤340中宣布存在NTSC同信道干扰信号。

[0029] 鉴于以上，对宽带频率信道进行检查或者采样以便发现至少一个干扰信号的存在。应注意对于图3的流程图的变化是可能的。例如，可能的干扰信号的频率特性的先验知识可以允许修改图3的流程图，使得仅检查宽带频率信道中的部分。同样地，可以修改步骤340以便还记录包含干扰信号的窄带频率区域。类似地，可以是这样的情况：扫描甚至在检测到第一干扰信号之后仍继续，以确定其它干扰信号的存在和/或位置。最后，尽管图4的箭头66图示扫描的一个特定方向，但是可以以任何顺序或者方向检查宽带频率信道或者其部分。

[0030] 现在转到图6，示出了用于图3的流程图的包括干扰检测器的接收机15的示例部分。接收机15是基于处理器的系统，并且包括如由处理器190和存储器195以虚线形式表示的一个或多个处理器和相关联的存储器(未示出)。在此背景下，将相关联的存储器用于存储计算机程序或者由处理器190执行的软件，并且用于存储数据。处理器190表示一个或多个存储程序控制处理器，并且所述一个或多个存储程序控制处理器不需要专用于干扰检测功能，例如，处理器190还可以控制设备10的其它功能。继续接收机15的描述，RF前端(未示出)提供经过下变频的信号109。将经过下变频的信号109提供给A/D转换器110，该A/D转换器110对经过下变频的信号109进行采样，以将信号转换到数字域并且将样本111的序列提供给解调器115。该解调器115包括自动增益控制(AGC)、码元定时恢复(STR)、载波跟踪环路(CTL)、以及本领域已知的其它功能块，以便解调信号111以将经过解调的信号116提供给均衡器120。均衡器120包括可编程有限冲激响应(FIR)滤波器(未示出)，用于处理经过解调的信号116。应注意均衡器120未被适配于输入信号。具体地，均衡器120是“固定的”，并且已经将FIR部分的各抽头(tap) 编程为某些特定频谱定位处的带通滤波器。应注意：可以实现无限冲激响应(IIR)滤波器以达到与带通滤波器相同的有效功率响应。实际上，由于在本申请中输出信号的相位性质是无关的，因此使用IIR滤波器可以导致简化的实现。均衡器120将信号121提供给功率检测器125，该功率检测器125处理信号121并且提供表示是否存在干扰信号的信号126。具体地，对于每K＝3个的窄带频率区域，处理器190经由控制信号119将均衡器120的可编程FIR设置为窄带频率区域A、B和C之一，以对经过解调的信号116进行滤波(图3的步骤310)。处理器经由控制信号119控制功率检测器125，以当将均衡器120分别调谐到窄带频率区域A、B和C时测量信号121对应的功率电平PA、PB和PC(图3的步骤315)。在测量了该三个窄带频率区域中的任何信号的功率电平之后，功率检测器125根据公式(1)计算Psum(图3的步骤320)。
最后，功率检测器125将所测量的功率电平PB与Psum进行比较(图3的步骤325)。如果功率检测器125没有经由信号126宣布存在干扰信号，则处理器190继续如上所述地扫描宽带频率信道，并且选择下三个窄带频率区域。然而，如果功率检测器125经由信号126宣布存在干扰信号(图3的步骤340)，则处理器190将该窄带频率区域标记为包含干扰信号。 [0031] 现在参照图7，示出了用于图3的流程图的、在接收机15中使用的干扰检测器400的另一示例实施例。示例性地，检测器400是基于处理器的系统，并且包括如由处理器490和存储器495以虚线形式表示的一个或多个处理器和相关联的存储器(未示出)。检测器
400包括扫描本地振荡器(LO)450、乘法器(混频器)405、选择滤波器410和430、功率检测器415和435、除以2元件440、加法器420以及阈值比较器425。通过处理器490经由控制信号451调节扫描LO 450的频率。选择滤波器410和430分别表示低通滤波器和带通滤波器。低通滤波器410具有示例频率响应481，用于对中间窄带频率区域B进行滤波。类似地，带通滤波器430具有示例频率响应482，用于对外侧窄带频率区域A和C进行滤波。结果，如由频率响应483所图示的，对三个窄带频率区域进行滤波。由于通过处理器490调节扫描LO 450的频率(图3的步骤305)，因此乘法器405对输入信号404进行频移，以将信号406提供给低通滤波器410和带通滤波器430。信号406这里也被称作信号404的“转换映像”。结果，通过改变扫描LO 450的频率，可以平移信号406的频率范围，使得选择滤波器410和430对宽带频率信道的不同区域进行滤波。 照此，对于宽带频率信道的每个所选择的频率区域而言，低通滤波器410对中间窄带频率区域B进行滤波，并且带通滤波器430对外侧窄带频率区域A和C进行滤波(图3的步骤310)。扫描LO信号可以逐步移动，然后等待功率检测器415和435分别累积足够的来自经过滤波的信号411和431的样本，以分别提供所测量的功率电平416和436。如上所述，功率检测器415经由信号416提供所测量的功率电平PB，功率检测器435经由信号436提供PA和PC的和，所述和然后通过元件440被除以二以经由信号441提供Psum(步骤315和320)。加法器420从PB减去Psum并且将结果信号421提供给阈值比较器425，用于经由信号426指示干扰信号的存在(步骤325和
340)。如果没有检测到干扰信号，则调节扫描LO的频率以检查下三个窄带频率区域等等。
照此，检测器400可以检测宽带频率信道的整体或者其部分以便发现干扰信号的存在。 [0032] 如上所述，可以是这样的情况：当检测到干扰信号时，接收机15试图移除或者抑制干扰信号。其示例通过用于ATSC系统中的、在NTSC同信道干扰信号背景下的上述梳状滤波器来提供。照此，移除NTSC同信道干扰的方法典型地是使梳状滤波器在数据路径中使能并且在接收机的卷积解码器(未示出)中补偿其存在。这对于硬件实现增加了许多复杂度和成本。因此，并且根据本发明的原理，接收机(a)对所接收的宽带信号的频谱进行转换，使得宽带信号的窄带区域被应用于滤波器，以用于移除窄带干扰；并且(b)通过作为与窄带干扰区域相邻的窄带区域中的信号电平的函数来调节频率转换，而跟踪窄带干扰。 [0033] 图8和图9中使出了根据本发明的原理的、减少该复杂度和成本的示例窄带干扰移除器800。应注意：该窄带干扰移除器800不限于移除NTSC同信道干扰，并且可被用于移除其它类型的窄带干扰。

[0034] 窄带干扰移除器800包括乘法器(混频器)805和845、频率合成器850、选择滤波器810、815以及820、功率检测器825和830、以及加法器835。例如经由图7的信号426来向频率合成器850报警检测到窄带干扰信号。在此例子中，假设信号426还包括关于包含干扰信号的窄带频率区域的信息。在检测到窄带干扰信号时，频率合成器850生成频率并且经由信号852传送到乘法器805，用于频移表示所接收的宽带信号的输入信号804，以移除检测到的窄带干扰信号的存在。在这点上，选择滤波器具有如图9所图示的频率 响应。具体地，乘法器805将窄带干扰移动到DC，并且选择滤波器810经由如频率响应701所图示的陷波(notch)型响应来减弱干扰。结果，选择滤波器810移除检测到的窄带干扰，并且将经过滤波的信号811提供给乘法器845。该乘法器845经由信号851从频率合成器850接收补偿频率(complimentaryfrequency)，使得将输出信号846的信号谱还原到其输入谱位置(即，与输入信号804的位置相同)。选择滤波器815和820对与检测到的窄带干扰相邻的、由频率响应702和703图示的频率区域进行滤波。

[0035] 应注意：在检测到干扰之后干扰的频率漂移或者如果初始频率估计稍有误差的情况下，选择滤波器815和820起作用以保持选择滤波器810正处于干扰之上。例如，如果干扰频率向下漂移、即更接近选择滤波器815的频率区域，则功率检测器825检测到的信号816的功率电平将升高，而功率检测器830检测到的来自选择滤波器820的信号821的功率电平将降低。将加法器835用于根据分别由功率检测器825和830提供的所测量的功率电平826和831生成误差信号836。频率合成器850响应于误差信号836以适当地调节信号852的频率来减少其频率输出-由此跟踪窄带干扰。以相似的方式，对于干扰信号频率向上漂移、即更接近选择滤波器820的频率区域的情况，进行相反的操作。在此情况下，误差信号836使得频率合成器850升高信号852的频率。应注意可以修改图8的实施例以处理多个干扰信号。例如，为了处理N个窄带干扰信号，可以并行地实现N个上述的检测器电路以驱动串行操作的对应的N组干扰抑制电路。

[0036] 图10中示出了根据本发明的原理的示例流程图。在步骤905中，接收机15设置用于转换所接收的宽带信号的频率。此频率例如由图3、图6或图7的上述窄带干扰检测器提供。在步骤910中，接收机15根据所设置的频率转换所接收的宽带信号。在步骤915中，接收机15从经过转换的宽带信号中移除窄带干扰(例如通过滤波)。在步骤920中，接收机15测量与检测到的窄带干扰区域相邻的窄带频率区域中的功率电平。在步骤925中，接收机15通过比较功率电平来确定窄带干扰是否漂移了。如果窄带干扰漂移了，则接收机15在步骤905中作为功率电平比较的函数调节频率，并且再次继续进行以下步骤。另一方面，如果窄带干扰未漂移，则接收机15继续进行步骤915。

[0037] 图11中示出了本发明构思的另一示例实施例。在此示例实施例中，用于接收机(未示出)的集成电路(IC)605包括窄带频率移除器620以及耦接 到总线651的至少一个寄存器610。示例性地，IC 605是集成模拟/数字电视解码器。然而，仅示出了IC 605与本发明构思有关的那些部分。例如，为了简洁，未示出模数转换器、滤波器、解码器等等。总线651提供到和来自如由处理器650表示的、接收机的其它组件的通信。寄存器610表示IC 605的一个或多个寄存器，其中每个寄存器包括如由比特609表示的一个或多个比特。IC 605的寄存器或者其部分可以是只读的、只写的、或者读/写的。根据本发明的原理，窄带频率移除器620包括上述干扰移除器特征或者操作模式，并且寄存器610的至少一比特、例如比特609是可编程比特，其可以通过例如处理器650设置以使能或者禁止此操作模式。
在图11的背景下，IC 605经由IC 605的输入管脚或者引线接收IF信号601，以便进行处理。将此信号的衍生信号(derivative)602应用于窄带频率移除器620，用于如上所述地移除窄带干扰。窄带频率移除器620提供作为经过滤波的信号(例如，图8的信号846)的信号621。将窄带频率移除器620经由内部总线611耦接到寄存器610，该内部总线611表示本领域已知的、用于使窄带频率移除器620与寄存器610连接(例如来读取之前描述的积分器和计数器值)的其它信号路径和/或IC 605的组件。IC 605提供一个或多个如由信号606表示的例如合成视频信号的恢复后的信号。应注意：根据本发明的原理，IC 605的其它变化是可能的，例如，不需要例如经由比特610的对于此操作模式的外部控制，并且IC
605可以简单地总是执行用于移除窄带干扰信号的上述处理。

[0038] 上文仅仅例示了本发明的原理，并且由此将理解：本领域技术人员将能够设计尽管未在这里明确描述、但是体现本发明的原理并且在其精神和范围内的许多替代配置。例如，尽管在分立的功能元件的背景下例示，但是这些功能元件可以包含在一个或多个集成电路(IC)中。类似地，尽管作为分立元件示出，但是可以在存储程序控制的处理器中实现任何的或者所有的所述元件，所述存储程序控制的处理器例如是执行例如对应于图10中所示的一个或多个步骤的相关联的软件的数字信号处理器或者微处理器。例如，上述窄带干扰移除器可以表示硬件、和/或处理所接收的信号的一个或多个软件子例程。另外，尽管作为在接收机15内捆绑的元件示出，但是接收机15的元件可以分布于不同的单元或者设备。因此应理解：可以对示例实施例做出许多的修改，并且可以设计其它的配置，而不偏离由所附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围。