检测并选择性地滤除同频道干扰的装置和方法.pdf

实施例中包括数字电视接收机使用的方法和装置。在示例的系统中，通过检测接收信号频带中模拟同步信号的存在，在与DTV信号相同的频道内验证干扰模拟信号(例如NTSC信号)的存在。当检测到适当频率的同步信号时，模拟TV信号抑制滤波器插入在DTV接收信号处理路径中。说明并要求了其他实施例。

1、  一种能够接收数字电视(DTV)信号的电视接收机，该接收机包括：
DTV接收信号处理路径；
模拟电视信号抑制滤波器，对接收信号频谱中的一个或多个频谱分量滤波；
同步信号检测器，检测接收信号的频谱内模拟电视信号同步脉冲的存在；和
切换电路，其使当同步信号检测器检测到在接收信号中存在模拟电视信号同步脉冲时，在DTV接收信号处理路径中包括模拟电视信号抑制滤波器。

2、  权利要求1的电视接收机，其中切换电路包括信号控制器电路，感知模拟电视信号同步脉冲的脉冲重复速率，以验证检测到的模拟电视信号符合一种模拟电视信号抑制滤波器对其有效的广播制式。

3、  权利要求2的电视接收机，其中切换电路比较脉冲重复速率与预定的脉冲重复速率，以执行验证。

4、  权利要求3的电视接收机，其中预定的脉冲重复速率可编程为NTSC制式脉冲重复速率或PAL制式脉冲重复速率。

5、  权利要求1的电视接收机，其中检测的模拟电视信号同步脉冲包括垂直、水平、或垂直和水平同步脉冲。

6、  权利要求1的电视接收机，其中模拟电视信号抑制滤波器是NTSC抑制滤波器，其中同步信号检测器检测NTSC同步脉冲。

7、  权利要求1的电视接收机，其中模拟电视信号抑制滤波器是PAL抑制滤波器，并且其中同步信号检测器检测PAL同步脉冲。

8、  权利要求1的电视接收机，其中切换电路包括：
多路器，插入在DTV接收信号处理路径并具有连接到模拟电视信号抑制滤波器的输出的第一数据输入，旁路模拟电视信号抑制滤波器的第二数据输入，和选择数据输入中的一个作为多路器输出的选择输入；和
信号控制器，具有连接到多路器选择输入的输出，信号控制器感知模拟电视信号同步脉冲的脉冲重复速率，并当接收到预定的脉冲重复速率的模拟电视信号同步脉冲时，输出一个信号以选择多路器第一数据输入。

9、  权利要求8的电视接收机，其中预定的脉冲重复速率在对应于NTSC广播制式的第一脉冲重复速率和对应于PAL广播制式的第二脉冲重复速率之间可编程。

10、  权利要求1的电视接收机，还包括用于接收模拟电视信号的模拟电视信号处理路径，其中同步信号检测器包括模拟电视信号处理路径的一部分。

11、  权利要求1的电视接收机，其中同步信号检测器表示接收信号的频谱内的同步脉冲的相对强度，以及其中切换电路要求在切换电路包括DTV接收信号处理路径中的模拟电视信号抑制滤波器之前，检测的模拟电视信号同步脉冲具有至少最小相对强度。

12、  一种能够接收数字电视(DTV)信号的电视接收机，接收机包括：
调谐器，选择电视频道并输出一个频道信号；
解调器，接收频道信号并输出解调的频道信号；
同步分离器，接收频道信号，检测频道信号中的模拟电视信号同步脉冲，并输出同步脉冲信号；
信号控制器，从同步分离器接收同步脉冲信号并产生表示频道信号中是否存在模拟电视信号的控制信号；
模拟电视信号抑制滤波器，从解调的频道信号的频谱中滤出一个或多个频谱分量并输出滤波后的解调频道信号；和
多路器，根据控制信号，选择解调的频道信号或滤波的解调频道信号。

13、  一种能够处理数字电视(DTV)信号的集成电路，集成电路包括：
解调器，接收频道信号并输出解调的频道信号；
信号控制器，从频道信号同步分离器接收模拟电视信号同步脉冲信号并产生表示频道信号中是否存在模拟电视信号的控制信号；
模拟电视抑制滤波器，从解调的频道信号的频谱中滤出一个或多个频谱分量并输出滤波后的解调频道信号；和
多路器，根据控制信号，选择解调的频道信号或滤波的解调频道信号。

14、  权利要求13的集成电路，还包括频道信号同步分离器。

15、  权利要求14的集成电路，还包括模拟电视信号处理路径，用于接收模拟电视信号，其中频道同步信号分离器包括模拟电视信号处理路径的一部分。

16、  一种处理数字电视(DTV)信号的方法，该方法包括：
当在DTV信号的频带内可检测到模拟电视同步信号时，检测DTV信号的频带内这样的同步信号；
从检测的模拟电视同步信号中确定在DTV信号的频带内是否存在模拟电视信号；和
当确定存在模拟电视信号时，在对DTV信号解码之前通过模拟电视信号抑制滤波器对DTV信号滤波。

17、  权利要求16的方法，其中确定模拟电视信号是否存在包括：
测量检测到的模拟电视同步信号的脉冲重复速率；
比较测量的脉冲重复速率和用于预定的模拟电视信号制式的模拟电视同步信号的预期的脉冲重复速率；和
当测量的脉冲重复速率基本上与预期的脉冲重复速率匹配时，声明存在模拟电视信号。

18、  权利要求17的方法，其中检测的模拟电视同步信号包括垂直同步信号，并且预期的脉冲重复速率是预定的模拟电视信号制式的预期垂直同步速率。

19、  权利要求17的方法，其中检测的模拟电视同步信号包括水平同步信号，并且预期的脉冲重复速率是预定的模拟电视信号制式的预期水平同步速率。

20、  权利要求19的方法，其中检测的模拟电视同步信号还包括垂直同步信号，并且预期的脉冲重复速率还包括预定的模拟电视信号制式的预期的垂直同步速率，其中：
测量检测的模拟电视同步信号的脉冲重复速率包括测量垂直同步速率和水平同步速率；
比较测量的脉冲重复速率与预期的脉冲重复速率包括比较测量的垂直同步速率和预期的垂直同步速率以及比较测量的水平同步速率与预期的水平同步速率；和
声明模拟信号存在包括当测量的垂直同步速率基本上与预期的垂直同步速率匹配并且测量的水平同步速率基本上与预期的水平同步速率匹配时作出声明示。

21、  权利要求17的方法，其中预期的脉冲重复速率可在表示不同的模拟电视信号制式的至少两个速率之间选择。

22、  权利要求16的方法，其中提取模拟电视信号包括测量在与同步信号脉冲重复速率相对应的频率上存在的相对信号能量。

23、  权利要求22的方法，其中确定模拟电视信号是否存在包括，在确定模拟电视信号存在之前，需要在与同步信号脉冲重复速率相对应的频率上出现的相对信号能量具有至少一个最小相对强度。

检测并选择性地滤除同频道干扰的装置和方法
相关申请
本申请要求受益于2003年6月19日申请的韩国专利申请No2003-0039898，它的公开文本在这里引入作为参考。
技术领域
本发明涉及用于数字电视信号的同频道干扰滤波，并尤其涉及用于检测同频道干扰存在的方法和装置以选择性地应用同频道干扰滤波器。
背景技术
传统的广播电视信号实际上是严格模拟的。这些传统的信号通常符合广泛采用的三种广播制式中的一种：美国和一些其他国家采用的NTSC(国家电视标准委员会)制式，以及大部分其他国家采用的PAL(逐行倒相)和SECAM(顺序与存储彩色电视系统)制式。
高清晰度电视(HDTV)或者更通常称为数字电视(DTV)制式放弃传统的模拟电视信号格式，支持数字编码信号。由于在大多数视频信号中发现大量冗余，有可能以一种方式数字压缩视频序列，在视觉上察觉不到(或几乎察觉不到)与未压缩时有变化。所以，这样的DTV信号能够比同样带宽的相当的模拟信号发送更多的细节。当前在美国实行的HDTV制式，HDTV带宽设置为大致占用与一个模拟NTSC广播相同的带宽的具有从与NTSC频道相同的频道空间分配的频道。
尽管长期计划是逐步停止NTSC频道，但是绝大多数电视用户还没有拥有HDTV接收机并且完全的转换不会很快出现。在过渡时期，广播HDTV信号的电视台可能拥有在同一频道上同时接收想要的HDTV信号和不想要的但信号相对强的NTSC信号的观众。在这种情况下，NTSC和HDTV信号互相干扰，产生公知的所谓“同频道”干扰。
参照图1，说明了NTSC信号的频谱100。包络110表示当DTV信号占用与NTSC信号相同的频道空间时，在NTSC信号频道空间内发送的DTV信息。位于距离分配的频谱的下边界1.25MHz的视频载波V用于解调原有NTSC信号的亮度分量。位于比视频载波V高3.58MHz的彩色副载波C用于解调彩色电视接收机中的NTSC正交色度信号。位于比视频载波高4.5MHz的音频载波A用于解调NTSC调频(FM)音频信号，该音频信号在位于载波A中心的相当小的频带中发射。
当HDTV信号与NTSC信号占用相同的频道空间时，NTSC信号能够产生强干扰。因此用NTSC抑制滤波器预先对接收的HDTV信号滤波是理想的，NTSC抑制滤波器能够除去NTSC信号的可预知的分量，即视频、彩色和音频载波。典型地，梳状滤波器用作NTSC抑制滤波器。如图1所示，梳状滤波器120具有分开间隔57f_HHz的零信号，其中f_H是模拟视频信号的水平扫描频率(对NTSC视频为15.734kHz)。一个梳状滤波器零信号与视频载波V接近对准，另一个梳状滤波器零信号与彩色副载波C接近对准，第三个梳状滤波器零信号与音频载波A接近对准。
从图1中能够意识到梳状滤波器在HDTV频道空间内包含其他零信号，它们很可能不能改善同频道干扰。实际上，当不存在NTSC信号时，NTSC抑制滤波器降低HDTV信号的信噪比(SNR)大约3dB。因此，当NTSC同频道干扰低于3dB时，最好根本不使用这种滤波器。从而，推荐当不存在NTSC信号时，NTSC抑制滤波器切换到HDTV信号路径之外。
已经使用了几种方法确定在HDTV频道中是否存在NTSC信号。U.S.专利号6,201,576指教了计算接收信号上的两个噪声功率估计，一个在适当的位置有NTSC抑制滤波器，一个没有。当两个噪声功率估计之间的差超过一个阈值时，检测到NTSC信号。当检测到NTSC信号时，将NTSC抑制滤波器切换到HDTV处理流中。
U.S.专利号6,421,077指教了用于确定是否存在NTSC同频道干扰的一种稍微不同的方法。HDTV接收机中的误差/检测校正电路输出用于接收的数字信号的误码率。该误码率与两个条件相比较——一个是在适当的位置有NTSC抑制滤波器，一个没有。产生最低误码率的结构选为HDTV信号处理路径。
附图说明
图1说明了包括占用相同的频带的NTSC电视信号和DTV频道的干扰频谱，和用于NTSC信号抑制的梳状滤波器在频谱中如何对准；
图2说明了根据本发明的一些实施例的DTV接收机；
图3包含表示在本发明的一些实施例中使用的滤波/不滤波判决处理的流程图；
图4表示具有DTV和模拟电视接收机部件的电视接收机，其中模拟电视接收机与DTV接收机合作作出滤波/不滤波判决；和
图5和6表示两个DTV接收机实施例，分别专用于NTSC和PAL同频道干扰抑制。
具体实施方式
本发明包括通过检测模拟电视信号的特性特征确定干扰NTSC(或其他模拟)电视信号是否与DTV信号占用同一频道地实施例。例如，NTSC信号包含以59.94Hz场频重复的垂直同步脉冲和以15.734kHz行频重复的水平同步脉冲。PAL信号包含以50Hz场频重复的垂直同步脉冲和以15.625kHz重复的水平同步脉冲。这些同步信号特征用在一些实施例中，确定给定的模拟电视制式信号是否出现在当前调谐的HDTV频率空间中。
参照图2，说明第一电视接收机实施例200。DTV处理路径210包含一个调谐器220、解调器230、多路器(MUX)260和其他公知的并对本发明不重要的DTV处理功能块(未示出)。另外，当检测到与滤波器240匹配的模拟电视时，模拟电视信号抑制滤波器240能够放在DTV处理路径210中。
调谐器220接收输入信号IN，根据该信号，调谐器220选择一个频道。选择的频道提供到解调器230，恢复信号定时和同步并执行其他的前滤波的操作。解调器输出直接提供到MUX 260的第一输入和模拟TV信号抑制滤波器240的输入。模拟TV信号抑制滤波器240的输出提供到MUX 260的第二输入。选择信号用于切换MUX 260的第一或第二输入到MUX 260的输出，以进行进一步的DTV处理。
在DTV处理路径210的外部，同步信号检测器250从调谐器220接收输出并试图检测在调谐的频道中的一个或多个模拟TV同步信号。如果存在感兴趣的同步信号，则同步信号检测器250向MUX 260表示选择切换输入，从而把模拟TV信号抑制滤波器240放到DTV处理路径中；否则，同步信号检测器250不表示选择切换输入，从而MUX 260使解调器230的输出通过来到下行的DTV处理。可选择的是，同步信号检测器250的使能输出能够在不需要模拟TV信号抑制滤波器时把它关闭。
图3示出了例如用图2的接收机200处理DTV信号的通常方法300。在方法300中，试图进行一个或多个模拟TV同步信号的检测。如果没检测到同步信号，不对DTV信号滤波。否则，测量同步脉冲重复速率(PRR)并与预期的PRR相比较。如果PRR是错误的速率，模拟TV信号可能存在，但不是能够由抑制滤波器滤波的类型。如果PRR有一个不稳定的速率，可能存在弱的模拟TV信号，这时可以作出不对DTV信号进行滤波的决定。最终，如果测量的PRR满足预期的PRR，则用抑制滤波器240对DTV信号滤波。
图4说明了根据本发明的其他实施例的第二电视接收机400。接收机400包含调谐器420，调谐器420的输出由DTV接收机410和模拟TV接收机470共享，它们都提供视频输出信号。DTV接收机包含解调器430、模拟TV信号抑制滤波器440、MUX 460，例如与图2的接收机中相同部件的连接关系和功能相同。另外，信号控制器450向MUX460提供选择信号。
作为常规处理的一部分，模拟TV接收机470包含同步分离器，当存在模拟TV信号时检测模拟TV信号中的垂直和水平同步脉冲。在图4中，当DTV接收机视频输出被选择为从接收机输出，至少模拟TV接收机470的同步分离器部分起动。因此，由模拟TV接收机470检测的同步脉冲被提供到DTV接收机410内的信号控制器450。信号控制器450使用来自模拟TV接收机470的同步脉冲信号，以确定是否表示它的选择输出。在一些实现中，模拟和数字TV接收机能够共存于一个集成电路中。在一些其他实现中，能够使用市场上可获得的模拟TV接收机电路。
图5说明了专用于NTSC同频道干扰的一些实施例的DTV接收机500。DTV接收机500包含调谐器520、解调器530、NTSC抑制滤波器540和MUX560，例如与图2的接收机200中同样部件的连接关系和功能相同。也示出了在MUX560下行的几个其他典型的DTV处理部件(均衡器570和前向纠错电路580)。
解调器530包含另外的子块细节。调谐器520的输出连接到模拟到数字转换器532，它向时钟恢复和同步定时恢复块534输送数字取样。匹配滤波器536接着对该取样进行操作，以检测正确计时的二进制码流。该二进制码流被提供到MUX560和NTSC抑制滤波器540。
调谐器52的输出也提供到同步分离器552。同步分离器552试图检测调谐的信号中的NTSC垂直和/或水平同步脉冲。检测到同步脉冲时，脉冲发送到信号控制器554。信号控制器554根据是否检测到同步脉冲和它们的重复速率确定是否选择NTSC抑制滤波器540的输出作为MUX560的输出。
图6说明了专用于PAL同频道干扰的一些实施例的DTV接收机600。DTV接收机600包含调谐器620、解调器630、PAL抑制滤波器640和MUX660，例如与图2的接收机中相同部件的连接关系和功能相同。也示出了MUX660下行的前向纠错电路680。
解调器630包含另外的子块细节。调谐器620的输出连接到模拟到数字转换器632，它向时钟恢复和同步定时恢复块634输送数字取样。快速傅立叶变换636和均衡器/映射器638提供二进制输入流的频域表示。该频域信号被提供到MUX660和PAL抑制滤波器640。
调谐器620的输出也提供到同步分离器652。同步分离器652试图检测调谐信号中的NTSC垂直和/或水平同步脉冲。当检测到同步脉冲时，脉冲发送到信号控制器654。信号控制器654根据是否检测到同步脉冲和它们的重复速率，确定是否选择PAL抑制滤波器640的输出作为MUX 660的输出。
在上述实施例中，各种不同的同步信号分析技术能够用于确定是否应该使用NTSC或PAL抑制滤波器。在有可能是最简单的情况下，具有接近于预期的重复速率的重复速率的水平同步脉冲串能够用于作出滤波/不滤波的决定。能够替代使用垂直同步脉冲的存在，或者信号控制器可能需要水平和垂直同步脉冲是明显的。在一些实施例中，信号控制器也计数在连续的垂直同步脉冲之间的水平脉冲。
也能够使用更复杂的方法。例如，在同步分离器中的AGC(自动增益控制)功能块能够表示关于调谐器的输出点同步脉冲的相对电平。AGC输出电平能够提供到信号控制器作为另外的衡量标准。当AGC输出电平表示相当弱的NTSC或PAL信号时，即使能够检测到微弱或间断的同步脉冲，信号控制器654也可以选择取消选定抑制滤波器。
同步分离器也能够对HDTV解调器中产生的数字取样进行操作。例如，同步分离器能够对ADC输出进行低通滤波，并接着分析用于对应于模拟TV信号的水平行频和垂直场频的频率成分的低通滤波方案(例如，采用FFT)。这样的信号的相对强度能够由信号控制器分析以确定抑制滤波器的插入是否适当。
使用这些技术中的任何一个，都有可能组成能够编程检测与从几种模拟TV制式(例如NTSC，NTSC变种，PAL，SECAM等)中选择一个的同频道干扰的系统。如果一个系统能够插入多种类型的抑制滤波器，该系统也能够设计来检测与多种模拟TV制式的干扰并插入适当的抑制滤波器。
尽管已经说明了梳状滤波器，但是也能使用其他滤波技术除去干扰模拟电视信号的一个或多个频谱分量。
本领域技术人员将意识到能够想象很多其他的装置结构变换，并没有讨论很多涉及参数。同样，一个功能块中功能也可以使用多个协作的电路或模块实现，反之亦然。这样小的修改和实现细节包含在本发明的实施例中，并意图落在权利要求的范围内。
前述实施例是示例性的。尽管说明书可以在一些位置称为“一个”、“另一个”、“一些”实施例，但这不必然意味着每个这样的引用描述是同一个实施例，或者该特征仅应用到一个实施例中。