專利名稱：利用離散余弦變換的多頻道調(diào)諧器的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般地涉及信號接收裝置，更具體地說，涉及多頻道衛(wèi)星信號接收機(jī)。
傳統(tǒng)的衛(wèi)星接收裝置，諸如直接廣播衛(wèi)星(DBS)接收機(jī)，可以調(diào)諧到若干個衛(wèi)星應(yīng)答器中的任何一個，每一個應(yīng)答器在特定的頻帶上發(fā)射下行鏈路信號。應(yīng)答器下行鏈路信號通常以分組格式表示位流，這些分組傳遞與一個或多個廣播頻道或業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，諸如音頻、視頻、節(jié)目安排信息等。在這方面，每個應(yīng)答器通常與廣播頻道的不同組相關(guān)聯(lián)。這樣，想要的體育節(jié)目可以在與一個應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的廣播頻道之一上找到，而電影可以在與不同應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的廣播頻道之一上找到。
遺憾的是，如上所述，這類傳統(tǒng)衛(wèi)星接收裝置一次只調(diào)諧在一個應(yīng)答器的一個下行鏈路信號上。這導(dǎo)致若干問題。例如，″頻道沖浪″，即，從一個廣播頻道切換到另一個廣播頻道，可能要求切換應(yīng)答器，這造成附加的處理延遲—減慢頻道沖浪處理的延遲。另外，在想要同時觀看或聆聽與不同應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的節(jié)目的家庭中—那些家庭必須花費更多金錢來購買或租借多個傳統(tǒng)衛(wèi)星接收裝置。
發(fā)明概述因此，按照本發(fā)明的原理，一種接收裝置包括多頻道調(diào)諧器，用以同時處理多個所接收信號，每個所接收信號與一個位流對應(yīng)。該接收機(jī)包括接收機(jī)部分，用以提供具有多個不同頻道的信號，每個頻道傳遞不同的位流；以及可對這個信號起作用的多頻道信號調(diào)諧器，用以從多個不同頻道中的至少兩個恢復(fù)不同的位流，并用以同時提供所恢復(fù)的不同位流，其中該多頻道信號調(diào)諧器利用離散余弦變換(DCT)。
在本發(fā)明的一個實施例中，該接收裝置是衛(wèi)星接收機(jī)。該衛(wèi)星接收機(jī)包括多頻道調(diào)諧器，其中包括(a)多路分解器，用以把表示多個應(yīng)答器信號的所接收信號多路分解為多個樣本信號，每個應(yīng)答器信號傳遞一個位流，(b)可對多個樣本信號起作用的多個分叉濾波器(bifurcated filter)，用以提供多個濾波后的信號，和(c)可對多個濾波后的信號起作用的離散余弦變換元件，用以同時提供表示至少兩個位流的信號。
在本發(fā)明的另一實施例中，一種集成電路包括變換元件，用以接收多個信號。該變換元件可用在所接收的多個信號上，利用離散余弦變換以同時提供表示至少兩個位流的信號，每個位流與不同的傳輸頻帶相關(guān)聯(lián)。舉例說明，每個頻帶與衛(wèi)星電纜分配網(wǎng)絡(luò)的不同應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)。
在本發(fā)明的另一實施例中，該接收裝置是衛(wèi)星接收機(jī)。該衛(wèi)星接收機(jī)執(zhí)行多頻道調(diào)諧方法，其中包括(a)把表示多個應(yīng)答器信號的所接收信號多路分解為多個信號，每個應(yīng)答器信號傳遞一個位流，(b)對該多個信號進(jìn)行濾波，以便提供多個濾波后的信號，和(c)按照離散余弦變換對多個濾波后的信號進(jìn)行變換，以便同時提供表示至少兩個位流的信號。
附圖簡述

圖1舉例說明多頻道調(diào)諧器的一個實施例；圖2示出一個表示16個應(yīng)答器頻道的信號的說明性頻譜；圖3示出用于圖1的多頻道調(diào)諧器的說明性濾波器；圖4舉例說明按照本發(fā)明的原理的載波組和類型4離散載波變換之間的關(guān)系。
圖5是體現(xiàn)本發(fā)明的原理的接收機(jī)的說明性框?qū)邮疽鈭D6是按照本發(fā)明的原理的多頻道調(diào)諧器的說明性實施例；圖7示出按照本發(fā)明的原理的分叉濾波器的說明性實施例；圖8示出按照本發(fā)明的原理的說明性分叉濾波器組；圖9-16示出說明性的矩陣值，供圖6的變換元件330用；圖17是供圖6的實施例用的解調(diào)器的說明性框圖；和圖18是按照本發(fā)明原理的另一個說明性實施例。
詳細(xì)說明除本發(fā)明的概念以外，附圖中所示元件都是眾所周知的，因而將不詳細(xì)描述。另外，假定熟悉基于衛(wèi)星的節(jié)目分配，因而在這里不作詳細(xì)描述。例如，除本發(fā)明的概念以外，衛(wèi)星應(yīng)答器、下行鏈路信號、射頻(RF)前端、或接收機(jī)部分、諸如低噪聲塊、以及用以生成傳輸位流的格式化及編碼方法(諸如活動圖像專家組(MPEG)-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 13818-1))都是眾所周知的，因而這里不作描述。另外，本發(fā)明的概念可以利用傳統(tǒng)的編程技術(shù)實現(xiàn)，因而這里將不予描述。最后，圖中類似的標(biāo)號代表類似的元件。
在圖1中舉例說明多頻道接收機(jī)100的一個實施例。接收機(jī)100包括低噪聲塊(LNB)205、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器210和調(diào)諧元件140-1至140-N的組。一個或多個衛(wèi)星(未示出)以同樣的偏振在與不同應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的不同頻帶(或頻道)上發(fā)射多個下行鏈路射頻(RF)信號201。每個應(yīng)答器特有的RF信號表示例如按照上述MPEG2編碼的不同傳輸位流。RF信號201可以例如在17GHz(吉赫)的頻率范圍內(nèi)。舉例說明，RF信號201包括N個相鄰頻道，其中心頻率分別是F0至FN-1。頻道間隔FS舉例說明是均勻的，并等于相鄰中心頻率之間的間隔，例如，F(xiàn)S＝F2-F1。這樣，所有頻帶的總帶寬Ftotal等于NFS。每個頻道包含在其帶寬Fbw的中心頻率(載波)上的調(diào)制，而且具有x％的多余帶寬和保護(hù)帶Fgb，其中Fgb＝(FS-(Fbw[(100+x)/100]))。為了舉例說明的目的，假設(shè)N＝16和FS＝29.164MHz，這也說明16個應(yīng)答器的數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)(DSS)。
RF信號201由接收機(jī)100的一個或多個天線(未示出)接收，施加于低噪聲塊(LNB)205。后者對所接收的RF信號201下移并濾波，并且提供信號206，它是具有跨越全部頻道的總帶寬Ftotal的準(zhǔn)基帶信號。例如，最低頻道(例如，頻道0)具有載波F0＝FS/2。這將在圖2進(jìn)一步舉例說明，該圖示出16個DSS頻道用的準(zhǔn)基帶信號206的頻譜?；氐綀D1，經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器210把信號206從模擬域轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，該轉(zhuǎn)換器以等于或大于信號206的Nyquist速率的抽樣率Fsamp對信號206進(jìn)行抽樣。舉例說明，F(xiàn)samp＝2Ftotal，即，該抽樣率是跨越全部頻道的總帶寬的兩倍，即，F(xiàn)samp＝2NFS。在本例中，F(xiàn)samp＝933.12MHz。A/D 210提供信號214，它是樣本的離散時間序列，以抽樣率Fsamp表示多個應(yīng)答器頻道。
信號214施加在一組調(diào)諧元件140-1至140-N上。每個調(diào)諧元件在N個應(yīng)答器頻道中特定的一個上對信號214進(jìn)行濾波，以便同時提供表示相關(guān)傳輸位流的相應(yīng)同相/正交(IQ)基帶信號。例如，調(diào)諧元件140-1包括帶通濾波器145-1、N中抽1的元件150-1和解調(diào)器155-1。帶通濾波器145-1具有以F0為中心的通帶和衰減其余應(yīng)答器頻道的阻帶。于是，帶通濾波器145-1對信號214進(jìn)行濾波，以便提供只表示頻道0(Ch0)的濾波后信號146-1。提供輸出信號146的代表性濾波器145的一個舉例說明的框圖示于圖3。濾波器145，例如，舉例說明地包括由抽頭系數(shù)165代表的256個抽頭系數(shù)，由延遲元件160代表的延遲元件Z-1，其中每一個都提供等于1/2(NFS)的時延，和由加法器170代表的加法器。帶通濾波器145的樣本數(shù)據(jù)脈沖響應(yīng)是在要接收的應(yīng)答器頻道的載波頻率上由余弦波的樣本數(shù)據(jù)表達(dá)所調(diào)制的低通濾波器(未示出)的樣本脈沖數(shù)據(jù)響應(yīng)。此余弦波的相位安排得使零度與線性相位低通樣本數(shù)據(jù)脈沖響應(yīng)的中心對準(zhǔn)。因為信號146是一個只代表與特定應(yīng)答器頻道相關(guān)聯(lián)的那些樣本的樣本序列，現(xiàn)在該信號以Fsamp進(jìn)行過抽樣。這意味著，相對于單個所接收的應(yīng)答器頻道，該抽樣率比要求的大得多。這樣，回到圖1，現(xiàn)在通過元件150-1對信號146-1進(jìn)行N中抽1(其中N也是應(yīng)答器頻道數(shù))，以便以1/N抽樣率，即2FS向解調(diào)器155-1提供樣本序列。后者包括半頻道間隔正弦/余弦發(fā)生器，用以在相關(guān)的應(yīng)答器頻率、例如F0進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)器155-1提供表示相關(guān)傳輸位流的同相/正交基帶信號。
從圖1可以看到，要求N個調(diào)諧元件來同時提供N個傳輸位流。另外，每個帶通濾波器145的濾波過程必須以非常高的時鐘速率運行。例如，信號214的符號速率接近于1GHz(吉赫)。但是，按照本發(fā)明的原理，有可能把接收機(jī)100的體系結(jié)構(gòu)變換為這樣的體系結(jié)構(gòu)，使得正如在接收機(jī)100中舉例說明的，后跟抽取操作的高速流水線計算用若干個速度較低的并行計算代替，然后再加在一起。
具體地說，假定N＝16個DSS應(yīng)答器頻道，正如圖2舉例說明的。舉例來說，A/D 210以等于2NFS的Nyquist速率對信號206(以前描述的)進(jìn)行抽樣。每個應(yīng)答器頻道載波頻率Fch位于相應(yīng)頻道的中間。這樣，對于N個頻道，編號0至N-1FCH=ch·FS+FS2,---(1)]]>其中0≤ch≤N-1。該應(yīng)答器載波頻道頻率可以歸一化為抽樣率2NFS。在這種情況下，式(1)變成FCHN=(2·ch+1)4·N,---(2)]]>其中FCHN表示特定頻道ch的歸一化的應(yīng)答器載波頻率，其中也是0≤ch≤N-1。該組歸一化的應(yīng)答器載波頻率稱作載波組。對于N＝16個應(yīng)答器頻道，在該載波組中有16個歸一化的應(yīng)答器載波頻率。按照本發(fā)明的一個方面，觀察到，該載波組對應(yīng)于類型4離散余弦變換的一個變型。在本申請中，類型4DCT用于復(fù)雜調(diào)制具有的優(yōu)點在于，作為用于下游傳統(tǒng)準(zhǔn)基帶解調(diào)的真正的準(zhǔn)基帶信號，維持IQ(同相/正交)調(diào)制。
下面列出N點類型4(或IV)DCT用的公式DCTNIV(i,j)=2N·cos(2π·2j+14N·2i+12N),---(3)]]>其中i是時間索引，而且0≤i≤N-1；而j是頻率索引(頻道號)而且0≤j≤N-1，以及N是頻道數(shù)量。在圖4中舉例說明N＝16時類型4DCT和載波組之間的關(guān)系。在圖4中，假設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器(例如，A/D 210)以頻道間隔的32倍抽樣，使得16個頻道在0和Nyquist折疊頻率之間均等地間隔。在圖4中舉例說明每個頻道(Ch0至Ch15)的Fch的連續(xù)余弦。在A/D抽樣率下每個余弦載波的樣本數(shù)據(jù)表示用示于圖4的連續(xù)余弦上的黑點代表。沿著標(biāo)記為″以A/D樣本表示的時間″的軸，標(biāo)出該載波組和類型4DCT之間的關(guān)系。在第一批16個樣本(1-16)中，每一個載波剛好等于16點類型4DCT，正如標(biāo)記為″DCTIV″的軸表示的。在下一組16個樣本(17-32)中，每一個載波是負(fù)時間翻轉(zhuǎn)的16點類型4DCT，正如標(biāo)記為″-時間翻轉(zhuǎn)DCTIV″的軸表示的。第三組樣本(33-48)剛好等于負(fù)的類型4DCT，正如標(biāo)記為″-DCTIV″的軸表示的。最后一組16個樣本(49-64)剛好等于時間翻轉(zhuǎn)的類型4DCT，正如標(biāo)記為″時間翻轉(zhuǎn)DCTIV″的軸表示的。對于任何所需長度的載波組，連續(xù)地重復(fù)符號改變和時間順序翻轉(zhuǎn)的上述模式。這一般化至任何頻道數(shù)N和任何階的DCT?？磮D4的另一個辦法是把軸標(biāo)記視為標(biāo)識使余弦載波匹配類型4DCT要求在余弦載波上完成的操作。例如，對于時間樣本49-64，余弦載波必須被″時間翻轉(zhuǎn)″以便匹配16點類型4DCT。因此，按照本發(fā)明的其他方面，早期描述的濾波器145可以用作利用類型4離散余弦變換的對稱性的基礎(chǔ)。
現(xiàn)在，假定單一低通有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器用以處理多頻道應(yīng)答器信號。令FIR濾波器的樣本數(shù)據(jù)脈沖響應(yīng)(在z域)為HLPF(z)=ΣI=0k·N-1AI·z-i,---(4)]]>其中AI是濾波器抽頭系數(shù)，z-i是延遲元件，k是濾波器抽頭數(shù)，0≤I≤N-1，而N是頻道數(shù)。按照本發(fā)明的一個方面，利用DCT的結(jié)構(gòu)訣竅是把每個濾波器分割成使不同子組的抽頭分別累加，以便提供與DCT對稱性匹配的部分結(jié)果。在該例中，濾波器的分割是分叉，使得奇數(shù)和偶數(shù)抽頭系數(shù)分別累加，因而，如圖4舉例說明的，提供匹配DCT類型4的對稱性的部分結(jié)果。(應(yīng)該指出，本發(fā)明的概念不限于分叉。)另外，抽頭系數(shù)AI將在不同的一些分叉濾波器當(dāng)中分配。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，其中示出按照本發(fā)明原理的說明性接收機(jī)200。接收機(jī)200包括低噪聲塊(LNB)205、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器210、多頻道調(diào)諧器215和廣播頻道分配器240。如上所述，一個或多個衛(wèi)星(未示出)在與不同的應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的不同頻帶(或頻道)上以同樣偏振發(fā)射多個下行鏈路射頻(RF)信號201。RF信號201由LNB 205處理，以便提供信號206，它是準(zhǔn)基帶信號，具有跨越全部頻道的總帶寬Ftotal。(再次，這在圖2中針對16個DSS頻道舉例說明。)信號206通過A/D轉(zhuǎn)換器210從模擬域轉(zhuǎn)換為數(shù)字域，該轉(zhuǎn)換器以抽樣率Fsamp＝2NFS對信號206抽樣以提供信號214，它是表示多個應(yīng)答器頻道的樣本的離散時間序列。信號214施加于多頻道調(diào)諧器215(下面描述)，它按照本發(fā)明原理處理信號214，以便從兩個或兩個以上應(yīng)答器頻道提供若干個同時位流，如位流231-1至231-L所代表的，其中1＜L≤N。應(yīng)該指出，這些同時位流被施加于廣播頻道分配器240，后者處理每一個位流，以便提供與虛擬頻道240-1至240-K相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，其中K＞1。例如，廣播頻道分配器240對每一個例如按照先前提到的MPEG-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 13818-1編碼的位流進(jìn)行解碼。這樣，這些虛擬頻道中每一個表示內(nèi)容和/或業(yè)務(wù)，例如音頻、視頻(例如，選定的電影)、電子節(jié)目指南等。應(yīng)該了解，盡管表示為分離的信號240-1至240-K，但是這些信號中的一個或多個可以多路復(fù)用在一起，用以在一個廣播介質(zhì)、例如電纜上，或通過無線方式(諸如Wi-Fi(無線保真度))傳輸。為簡單起見，沒有表示到達(dá)廣播頻道分配器240的其它輸入信號指定內(nèi)容和/或業(yè)務(wù)的選擇。類似地，提供內(nèi)容/業(yè)務(wù)用的其它線路可能是或可能不是接收機(jī)200的一部分，也沒有示出。
按照本發(fā)明原理的多頻道調(diào)諧器215的說明性實施例示于圖6。多頻道調(diào)諧器215包括多路分解器(demux)220、分叉濾波器組325、變換元件330和解調(diào)器335-1至335-L。Demux 220以多路分解器抽樣率FF(或抽取后的抽樣率)對信號214進(jìn)行抽樣，從而向分叉濾波器組325(下面進(jìn)一步描述)提供若干抽取后的樣本流221-1至221-N，其中N是應(yīng)答器頻道數(shù)。于是，F(xiàn)F＝2FS。該分叉濾波器組325形成送往變換元件330(下面描述)的濾波器輸入矢量，變換元件通過解調(diào)器335由此恢復(fù)來自兩個或兩個以上應(yīng)答器頻道的若干個同時位流，如位流231-1至231-L表達(dá)的，其中1＜L≤N。
在該說明性的實施例中，變換元件330使用類型4離散余弦變換(DCT)來處理濾波器輸入矢量。來自變換元件330的輸出矢量由各個解調(diào)器335-i在每一個應(yīng)答器載波頻率上進(jìn)一步處理。
分叉濾波器組325包括若干個分叉濾波器325-i，其中1≤i≤N，即，一個分叉濾波器用于來自demux 220的N個抽取后的流中相應(yīng)的一個。因為全部分叉濾波器都具有類似的結(jié)構(gòu)，所以在這里只詳細(xì)描述一個分叉濾波器。一個按照本發(fā)明原理的說明性的分叉濾波器325-1示于圖7。分叉濾波器325-1從demux 220接收抽取后的流221-1，并提供兩個輸出信號信號506，亦稱為偶數(shù)輸出信號(E)，和信號507，亦稱為奇數(shù)輸出信號(O)。分叉濾波器325-1包括如延遲元件515所代表的若干延遲元件，如系數(shù)乘法器520(也稱作抽頭系數(shù)520)所代表的若干個系數(shù)乘法器，具有A0的系數(shù)值和兩個求和網(wǎng)絡(luò)505和510。時間延遲元件，例如時間延遲元件515，使信號延遲等于多路分解器抽樣率的倒數(shù)，即1/FF的時間量。正如從圖7可以看到的，求和網(wǎng)絡(luò)505把來自偶數(shù)系數(shù)乘法器的那些值加在一起，形成偶數(shù)輸出信號。類似地，求和網(wǎng)絡(luò)510把來自奇數(shù)系數(shù)乘法器的那些值加在一起，形成奇數(shù)輸出信號。還可以看到，每一個求和網(wǎng)絡(luò)505和510都改變來自交替的系數(shù)乘法器的值的符號。例如，來自系數(shù)乘法器525的值被求和網(wǎng)絡(luò)505變?yōu)橄喾吹?。換句話說，偶數(shù)輸出信號的系數(shù)是符號交替的偶數(shù)編號的2N中抽取一個的結(jié)果，而奇數(shù)輸出信號的系數(shù)是奇數(shù)編號的2N中抽取一個的結(jié)果。這種符號的交替實現(xiàn)在各時刻要求的符號的所要求反轉(zhuǎn)，如圖4中用于匹配類型4DCT的曲線的軸舉例說明的。示于圖7的這種分叉濾波器結(jié)構(gòu)造成偶數(shù)抽頭部分和被直接類型4DCT調(diào)制，而奇數(shù)抽頭部分和總是被時間翻轉(zhuǎn)的類型4DCT調(diào)制。這可以用單一N點類型4DCT通過對偶數(shù)抽頭部分和的矢量與按相反時間順序的奇數(shù)抽頭部分和的矢量求和來實現(xiàn)。另外，應(yīng)該看到，在該例中，對于式(4)，每個分叉濾波器有k＝N個抽頭系數(shù)，即，k＝16。這樣，在該例中，抽頭系數(shù)的總數(shù)是256，這散布在16個分叉濾波器當(dāng)中，如圖7所示。具體地說，分叉濾波器325-1說明性地包括16個抽頭系數(shù)A0，A16，A32，A48，A64，...，A208，A224和A240，如所示排列。類似地，分叉濾波器325-2(未示出)包括16個抽頭系數(shù)A1，A17，A33，A49，A65，...，A209，A225和A241。該模式繼續(xù)，使得最后的分叉濾波器325-N(未示出)包括16個抽頭系數(shù)A15，A31，A47，A63，A79，...，A223，A239和A255。(簡要地參見圖3，可以看到，濾波器145的抽頭分在N個分叉濾波器當(dāng)中。)還應(yīng)指出，有效的N或例如16個分叉濾波器的響應(yīng)具有同樣延遲，使得變換元件330同時處理N個抽取后的樣本。換句話說，在特定時間tp，形成濾波器輸入矢量以便施加到變換元件330。該濾波器輸入矢量包括在特定的抽樣時間來自每一抽取后的樣本流的一個樣本。簡要地再轉(zhuǎn)到圖6，該濾波器輸入矢量包括樣本F1至FN。
一個說明性的分叉濾波器組示于圖8。后者舉例說明來自N個分叉濾波器中的每一個的偶數(shù)信號和奇數(shù)信號通過N個加法器345-i的結(jié)合，1≤I≤N，以便完成與DCT的對稱性的匹配。例如，通過加法器345-1把來自分叉濾波器325-1的偶數(shù)信號與來自分叉濾波器325-N的奇數(shù)信號結(jié)合。這提供上述圖4舉例說明的所要求的時間反轉(zhuǎn)。結(jié)果，如圖6舉例說明的，分叉濾波器組325向變換元件330提供濾波器輸入矢量[F1，F(xiàn)2，...，F(xiàn)N]。
使用上述分叉濾波器組325匹配了類型4DCT的對稱性之后，變換元件330提供濾波器輸入矢量的DCTIV變換，其中OC＝DCTIVF (5)其中F是濾波器輸入矢量，OC是輸出矢量，其元素代表N個應(yīng)答器頻道中的每一個，而DCTIV是N點類型DCT的移植。變換元件330的一個說明性實現(xiàn)就是上面所示的式(3)的實現(xiàn)。確實，按照本發(fā)明的一個方面，可以使用任何實現(xiàn)類型4DCT的已知算法，每一個都具有不同的計算效率。但是，為了作為目標(biāo)的高抽樣率應(yīng)用，優(yōu)選利用與離散傅里葉變換(DFT)的關(guān)系的DCT IV矩陣的稀疏因子分解。下面提供N＝16點DFT IV的一個說明性稀疏因子分解。具體地說，DCTIV是DCTIV＝CF·CE·CDFT0·CDFT1·CDFT2·CDFT3·CDFT4·CDFT5·CD·CC.(6)該因子分解要求62次加法和46次乘法。若同時接收全部16個應(yīng)答器頻道，則這對應(yīng)于每個頻道每個準(zhǔn)基帶樣本(多路分解器抽樣率是2FS，單位為Hz)3.875次加法和2.875次乘法。式(6)所示的矩陣在圖9-16中舉例說明。應(yīng)該指出，在這些圖中舉例說明的符號C(x)或S(x)分別代表操作cosine(x)和sine(x)。另外，其中矩陣的明顯可識別的部分等于零，正如圖10的矩陣CD中舉例說明的，矩陣的該部分上輸入單個″0″。
正如上面指出的，使用類型4DCT的優(yōu)點是，輸出矢量的元素代表每一個應(yīng)答器頻道，其中為了下游傳統(tǒng)準(zhǔn)基帶解調(diào)，作為真正的準(zhǔn)基帶信號維持IQ調(diào)制。這樣，來自變換元件330的輸出矢量的每個元素都在每一個應(yīng)答器載波頻率由相應(yīng)的解調(diào)器335-i進(jìn)一步處理。為了把來自變換元件330的輸出信號處理為相應(yīng)的應(yīng)答器頻道用的基帶IQ信號，一個說明性的解調(diào)器示于圖17。在該說明性的實施例中，對于每個想要的應(yīng)答器頻道，需要一個圖17舉例說明的形式的解調(diào)器。
正如上面描述的，接收機(jī)200使多個頻道能夠同時調(diào)諧，使得包括在不同的頻道內(nèi)的廣播頻道節(jié)目可以被同時訪問。另外，按照本發(fā)明的一個方面，實現(xiàn)多頻道調(diào)諧器所要求的硬件和處理的數(shù)量都通過使用如變換元件330所代表的單一計算元件來簡化。例如，現(xiàn)在所有計算都以方便的速率，例如FF完成。
正如上面指出的，變換元件可以在集成電路、如FPGA中實現(xiàn)。這樣，如圖18所示，對于同時提供來自不同應(yīng)答器頻道的內(nèi)容，單芯片解決方案是可能的。舉例說明，集成電路400可以至少包括諸如由上述變換元件330所代表的變換元件，從而提供多個虛擬頻道240-1至240-K，其中這些虛擬頻道的至少一些內(nèi)容是從不同應(yīng)答器頻道同時提供的。必要時，集成電路400可以包括解調(diào)器(DM)，正如上面描述的。
應(yīng)該指出，也可以采用其它形式的LNB處理。例如，LNB 205可以完成濾波操作至一個放松的技術(shù)要求，其中寬度(PFS)的寬過渡帶高于和低于N個頻道頻帶，達(dá)到可接受的阻帶衰減，其中P是整數(shù)。另外，該LNB可以在頻譜上移動最低頻道，使得相應(yīng)的載波F0等于[FS/2+(PFS)]。采用這種變更，A/D轉(zhuǎn)換器210以抽樣率[2(N+(2P))FS]被定時，而用于信號調(diào)諧的多路分解器并行通道的數(shù)量是N+(2P)。該變更可以允許LNB 205利用較小的、性能較低的濾波器，而不是實際上較大的且有損耗的SAW濾波器。
類似地，LNB 205可以提供信號206，使得最高頻道的頻率(即，F(xiàn)N)安排得落在該多路分解器抽樣率FF的偶數(shù)折疊頻率上。該技術(shù)可以用于滿足以下條件的那些最高頻道FF=2[FN+FS22NFS],---(7)]]>
當(dāng)以2NFS抽樣A/D 210時，或者FF=[FN+FS(P+.5)2(N+2P)FS],---(8)]]>當(dāng)以[2(N+(2P))FS]抽樣A/D 210時。
類似地，LNB 205可以提供信號206，使得最低頻道的頻率(即，F(xiàn)1)安排得落在多路分解器抽樣率FF的偶數(shù)折疊頻率上。該技術(shù)可以用于滿足以下條件的那些最低頻道FF=2[F1-FS22NFS],---(9)]]>當(dāng)以2NFS抽樣A/D 210時，或FF=[F1-FS(P+.5)2(N+2P)FS],---(10)]]>當(dāng)以[2(N+(2P))FS]抽樣A/D 210時。
還應(yīng)指出，可以通過包括抽樣率轉(zhuǎn)換器略為放松A/D 210的時鐘速率上的約束。后者代表從某些抽樣(均勻或非均勻)推算的所計算序列，與要求的樣本間隔T不符。另外，應(yīng)該指出，按照本發(fā)明的概念，其它類型的DCT也可以使用，例如，類型2、類型3等。但是，為了使用這些類型的DCT，時間和頻率上的邊界條件的不匹配要求硬件和電路復(fù)雜性代價，因而，在這里不再描述。
另外，應(yīng)該指出，盡管在衛(wèi)星分配的環(huán)境下描述，但是本發(fā)明的概念不限于此，還應(yīng)用于其它的分配機(jī)制，不論是無線和/或有線的。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于電纜、陸地的或其它網(wǎng)絡(luò)(諸如廣播和/或商業(yè)網(wǎng)絡(luò))。
因而，上述內(nèi)容僅僅舉例說明本發(fā)明的原理，因而要明白，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠設(shè)計出許多替換方案，它們盡管在這里沒有明確描述，但仍體現(xiàn)本發(fā)明的原理，而且在它的精神和范圍內(nèi)。例如，雖然在分開的功能元件的環(huán)境下舉例說明，但是這些功能元件可以體現(xiàn)在一個或多個集成電路(IC)上。類似地，雖然表示為分開的元件，但是圖10和12的任何或全部元件(例如，215和/或240)都可以在所存儲的程序控制的處理器中實現(xiàn)。因此要明白，對說明性的實施例可以作出許多修改，而且在不脫離如所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以設(shè)計出其它方案。
權(quán)利要求
1.一種接收機(jī)，包括接收機(jī)部分，用以提供具有多個不同頻道的信號，每個頻道傳遞不同的位流；以及多頻道信號調(diào)諧器，可對所述信號起作用，用以從多個不同頻道中的至少兩個恢復(fù)不同的位流，并且用以同時提供所恢復(fù)的不同的位流，其中所述多頻道信號調(diào)諧器利用離散余弦變換(DCT)。
2.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，所述多頻道信號調(diào)諧器包括抽樣器，用以對信號抽樣，以便提供若干個抽取的樣本流；變換元件，可對所述若干個抽取的樣本流起作用，以便提供變換輸出信號，其中所述變換元件利用DCT；以及若干個解調(diào)器，可對所述變換輸出信號起作用，以便提供所恢復(fù)的不同的位流。
3.如權(quán)利要求2所述的接收機(jī)，其特征在于，所述抽樣器包括多路分解器，用以把所述信號多路分解為若干個抽取的樣本流；以及分割濾波器組，用以處理所述若干個抽取的樣本流，以便匹配所述變換元件所利用的DCT。
4.如權(quán)利要求3所述的接收機(jī)，其特征在于，所述分割濾波器組包括一組分叉濾波器，以及所述DCT是N點類型IV DCT。
5.如權(quán)利要求4所述的接收機(jī)，其特征在于，所述變換元件利用N點類型IV DCT的稀疏矩陣因子分解對所述若干個抽取的樣本流執(zhí)行基于矩陣的處理。
6.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，還包括廣播頻道分配器，用以從所恢復(fù)的不同位流中提供若干個虛擬頻道。
7.一種衛(wèi)星接收機(jī)，包括低噪聲塊，用以接收表示多個不同應(yīng)答器頻道的信號，和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用以從其中提供表示以大于或等于與所述多個不同應(yīng)答器頻道的總帶寬有關(guān)的Nyquist速率的抽樣率出現(xiàn)的樣本序列的數(shù)據(jù)信號，每個應(yīng)答器頻道傳遞一個位流；抽樣器，用以對所述數(shù)據(jù)信號進(jìn)行抽樣，以便提供N個抽取的數(shù)據(jù)流，其中N＞1；變換元件，可對所述N個抽取的數(shù)據(jù)流起作用，用以從所述多個不同應(yīng)答器頻道中的至少兩個同時提供至少兩個變換輸出信號，其中所述變換元件利用離散余弦變換(DCT)；以及至少兩個解調(diào)器，可對所述至少兩個變換輸出信號起作用，以便從所述多個不同應(yīng)答器頻道中提供至少兩個位流。
8.如權(quán)利要求7所述的衛(wèi)星接收機(jī)，其特征在于，所述抽樣器包括多路分解器，用以把信號多路分解為若干個抽取的數(shù)據(jù)流；以及分割濾波器組，用以處理所述若干個抽取的樣本流，以便匹配所述變換元件所利用的DCT。
9.如權(quán)利要求7所述的衛(wèi)星接收機(jī)，其特征在于，所述分割濾波器組包括一組分叉濾波器，以及所述DCT是N點類型IV DCT。
10.如權(quán)利要求9所述的衛(wèi)星接收機(jī)，其特征在于，所述變換元件利用稀疏矩陣因子分解對所述若干個抽取的數(shù)據(jù)流執(zhí)行基于矩陣的處理。
11.如權(quán)利要求7所述的衛(wèi)星接收機(jī)，其特征在于，還包括廣播頻道分配器，用以從所述至少兩個位流中提供若干個虛擬頻道。
12.一種用于衛(wèi)星接收機(jī)中的集成電路，所述接收機(jī)從多個應(yīng)答器頻道接收信號，所述集成電路包括變換元件，可對多個數(shù)據(jù)流起作用，用以同時提供至少兩個變換輸出信號，每個數(shù)據(jù)流傳遞多個應(yīng)答器頻道的樣本，其中所述變換元件利用離散余弦變換(DCT)；至少兩個解調(diào)器，可對所述至少兩個變換輸出信號起作用，用以同時從所述多個應(yīng)答器頻道中的至少兩個提供兩個位流；以及廣播頻道分配器，用以從所述至少兩個位流提供若干個虛擬頻道。
13.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其特征在于，所述DCT是N點類型IV DCT。
14.如權(quán)利要求13所述的集成電路，其特征在于，所述變換元件利用稀疏矩陣因子分解對所述多個數(shù)據(jù)流執(zhí)行基于矩陣的處理。
15.一種多頻道調(diào)諧器，包括抽樣器，用以對表示多個不同頻道的信號進(jìn)行抽樣，以便提供多個樣本流，每個頻道傳遞一個傳輸位流；濾波器組，用以對所述多個樣本流進(jìn)行濾波，以便提供多個濾波后的樣本流；基于離散余弦的變換元件，可對所述多個濾波后的樣本流起作用，以便提供多個數(shù)據(jù)信號，每個數(shù)據(jù)信號與不同頻道中的一個相關(guān)聯(lián)；以及多個解調(diào)器，用以解調(diào)所述多個數(shù)據(jù)信號中的每一個，以便同時提供所述傳輸位流。
16.如權(quán)利要求1所述的多頻道調(diào)諧器，其特征在于，所述多個數(shù)據(jù)信號是至少兩個。
17.如權(quán)利要求1所述的多頻道調(diào)諧器，其特征在于，所述濾波器組包括多個分叉濾波器，以及所述基于離散余弦的變換元件使用類型IV離散余弦變換。
18.一種用于接收機(jī)中的方法，包括提供具有多個不同頻道的信號，每個頻道傳遞不同的位流；對所述信號執(zhí)行多頻道信號調(diào)諧，以便從所述多個不同頻道中的至少兩個恢復(fù)所述不同的位流；以及同時提供所恢復(fù)的不同的位流，其中所述多頻道信號調(diào)諧步驟利用離散余弦變換(DCT)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述多頻道信號調(diào)諧步驟包括對所述信號進(jìn)行抽樣，以便提供若干個抽取的樣本流；對所述若干個抽取的樣本流執(zhí)行基于變換的處理，以便提供變換輸出信號，其中所述基于變換的處理利用DCT；以及解調(diào)所述變換輸出信號，以便提供所恢復(fù)的不同的位流。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述抽樣步驟包括把所述信號多路分解為若干個抽取的樣本流；以及用分割濾波器組處理所述若干個抽取的樣本流，以便匹配所述變換元件所利用的DCT。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述分割濾波器組包括一組分叉濾波器，以及所述DCT是N點類型IV DCT。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，執(zhí)行基于變換的處理步驟利用N點類型IV DCT的稀疏矩陣因子分解對所述若干個抽取的樣本流執(zhí)行基于矩陣的處理。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括從所恢復(fù)的不同的位流提供若干個虛擬頻道的步驟。
全文摘要
一種衛(wèi)星接收機(jī)包括多頻道調(diào)諧器，用以處理多個不同應(yīng)答器信號，以便從應(yīng)答器信號中的至少兩個同時提供多個不同的位流。該多頻道調(diào)諧器包括(a)多路分解器，用以把所接收的表示多個應(yīng)答器信號的信號多路分解為多個樣本信號，每一個應(yīng)答器信號傳遞一個位流，(b)多個分叉濾波器，可對多個樣本信號起作用，用以提供多個濾波后的信號，和(c)離散余弦變換元件，可對多個濾波后的信號起作用，用以同時提供位流中的至少兩個。
文檔編號H04L5/06GK1820439SQ200480018334
公開日2006年8月16日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月2日
發(fā)明者D·L·麥克尼利 申請人:湯姆森許可公司