專利名稱：一種基于自動(dòng)增益控制值的數(shù)字衛(wèi)星頻道的盲掃方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字衛(wèi)星頻道的搜索方法，尤其涉及一種基于自動(dòng)增益控制(AGC)值的數(shù)字衛(wèi)星頻道的盲掃方法。
背景技術(shù)：
所謂盲掃，就是實(shí)現(xiàn)在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器參數(shù)未知的情況下搜索出載有數(shù)字信號(hào)的頻道的方法。
衛(wèi)星電視節(jié)目通常是通過位于地球同步軌道上的衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器來轉(zhuǎn)發(fā)的。一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器從衛(wèi)星對(duì)地面轉(zhuǎn)發(fā)一路極高頻信號(hào)(通常在11到12GHz)，中間承載一路或多路的傳輸流(傳輸流內(nèi)含有多路視音頻節(jié)目信號(hào))。一般衛(wèi)星數(shù)字電視信號(hào)的調(diào)制方式是QPSK(Quadrature Phase Shift Keying鍵控移相調(diào)制)。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器有4個(gè)物理參數(shù)1.頻率；2.符號(hào)率；3.極化方向；4.前向糾錯(cuò)碼。
衛(wèi)星數(shù)字電視的接收至少需要兩套設(shè)備1.天線和低噪聲單元(LNB)；2.數(shù)字電視機(jī)頂盒。天線的作用是匯聚衛(wèi)星信號(hào)到其焦點(diǎn)，增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度。LNB是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)際信號(hào)的接收設(shè)備，它安裝于天線的焦點(diǎn)。LNB把衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)下變頻到衛(wèi)星電視機(jī)頂盒可以接收的信號(hào)頻率范圍。每個(gè)LNB有其自己的中心頻率，它的輸出頻率是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器頻率和LNB中心頻率差值的絕對(duì)值。
衛(wèi)星電視機(jī)頂盒接收LNB輸出信號(hào)的模塊通常稱之為機(jī)頂盒射頻前端或簡(jiǎn)稱前端，其接收信號(hào)的頻率范圍是從950到2150兆赫茲(MHz)。另外，衛(wèi)星電視機(jī)頂盒還包括微處理器、內(nèi)存記憶和程序存儲(chǔ)記憶。它一般分為兩個(gè)部分1.高頻頭單元和2.解調(diào)器單元。高頻頭單元的作用是調(diào)諧從LNB接收到的射頻信號(hào)，將之轉(zhuǎn)成基帶信號(hào)并傳給解調(diào)器單元。為了要能接收到衛(wèi)星發(fā)射的能量，必須控制衛(wèi)星接收天線的極化方向與轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射的電波方向一致。
解調(diào)器單元的作用有兩方面一方面是要控制調(diào)諧器的自動(dòng)增益控制等參數(shù)，以達(dá)到最佳的接收效果。另一方面，要把基帶QPSK衛(wèi)星信號(hào)解調(diào)成數(shù)字電視解碼器可以解碼的數(shù)字信號(hào)。因?yàn)閭鬏斄髟谡{(diào)制過程中是根據(jù)一定的符號(hào)率將數(shù)據(jù)編成符號(hào)傳輸?shù)?，同時(shí)根據(jù)一定的糾錯(cuò)碼率編加前向糾錯(cuò)碼，所以在解調(diào)過程中，必須要依據(jù)傳輸流的正確的符號(hào)率以及前向糾錯(cuò)碼率，才能夠成功的抓到傳輸流。
因而，數(shù)字衛(wèi)星電視機(jī)頂盒接收某個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)字電視信號(hào)，必須知道其頻率，符號(hào)率，前向糾錯(cuò)碼和極化方向。一般來說，現(xiàn)在絕大多數(shù)的前端能夠自動(dòng)識(shí)別前向糾錯(cuò)碼，因而在這里的搜索方法中并沒有涉及前向糾錯(cuò)碼。
目前，絕大多數(shù)的衛(wèi)星機(jī)頂盒前端都沒有硬件的盲掃功能。其盲掃都是通過控制前端遍歷所有的頻率和符號(hào)率來實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)每隔1M掃描一個(gè)頻率點(diǎn)，每個(gè)頻率點(diǎn)掃描450個(gè)符號(hào)率，每個(gè)符號(hào)率的等待時(shí)間為500ms。則這樣掃描的最長(zhǎng)時(shí)間為(2150-950)*450*0.5＝270000秒＝75小時(shí)，也就是大約要3天多。
因此，需要一種能夠在短時(shí)間搜索到數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)頻道的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在天線已經(jīng)正確安裝的前提下，可以在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器參數(shù)未知的情況下，在很短的時(shí)間內(nèi)，搜索到該天線所能收到的所有衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。
根據(jù)本發(fā)明，微處理器控制前端接收和測(cè)量衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行一系列處理，找出每一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的物理參數(shù)，進(jìn)而根據(jù)這些物理參數(shù)鎖定每一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器并搜索到所有的數(shù)字頻道。其包括以下步驟(a)微處理器和接收射頻的前端系統(tǒng)進(jìn)行盲掃初始化，其中接收射頻的前端系統(tǒng)包括高頻頭和解調(diào)器；(b)微處理器控制高頻頭，以一定的頻率間隔在預(yù)先計(jì)算好的頻段內(nèi)掃描，得到每個(gè)頻率點(diǎn)的自動(dòng)增益控制(AGC)值；
(c)微處理器對(duì)這些值的處理和計(jì)算，找到能量比較強(qiáng)的若干個(gè)頻率點(diǎn)作為候選頻率；(d)微處理器控制高頻頭，在每個(gè)候選頻率點(diǎn)進(jìn)行符號(hào)率掃描，如果能鎖定一個(gè)符號(hào)率，則存儲(chǔ)該頻率點(diǎn)和符號(hào)率；否則，認(rèn)為這個(gè)候選頻率點(diǎn)是無效。
優(yōu)選地，步驟(b)中掃描時(shí)根據(jù)衛(wèi)星頻段的不同使用不同的掃描帶寬，即對(duì)于C波段衛(wèi)星，掃描帶寬為(LNB中心頻率-4200)MHz到(LNB中心頻率-3400)MHz；對(duì)于Ku波段衛(wèi)星，掃描帶寬為950MHz到2150MHz。
優(yōu)選地，步驟(b)中尋找候選頻率的方法為，任何一個(gè)頻點(diǎn)所得到的AGC值若小于一個(gè)門限，那么該頻點(diǎn)則被舍棄不作為考慮，否則，作為候選頻率，其中該門限為各頻點(diǎn)AGC值的幾何平均值乘以一個(gè)系數(shù)，其中該系數(shù)通常略大于1。
優(yōu)選地，可以對(duì)AGC值為進(jìn)行去毛刺處理，即統(tǒng)計(jì)每個(gè)頻率點(diǎn)左右2個(gè)頻率的AGC值，如果其左邊兩個(gè)點(diǎn)和右邊兩個(gè)點(diǎn)的AGC值全部相等，而這個(gè)點(diǎn)本身的AGC值比他們要大一個(gè)單位，或者小一單位，則認(rèn)為這個(gè)點(diǎn)為毛刺，其AGC值用左右相鄰點(diǎn)的AGC值替代。
優(yōu)選地，可以對(duì)AGC值進(jìn)行加權(quán)平均處理，即對(duì)于每個(gè)頻點(diǎn)的AGC值進(jìn)行去加權(quán)平均處理，得到每個(gè)頻點(diǎn)AGC的加權(quán)平均值(AVG)。
步驟(b)中尋找候選頻率的方法還可以為首先，對(duì)于每個(gè)頻點(diǎn)的AGC值進(jìn)行去加權(quán)平均處理，得到每個(gè)頻點(diǎn)AGC的加權(quán)平均值(AVG)；其次，檢查每一個(gè)頻率點(diǎn)的AVG值變化方向，如果AVG值的變化方向由上升變?yōu)槠教够蛳陆担@個(gè)頻率點(diǎn)將被作為最初的候選頻率點(diǎn)；然后，針對(duì)該候選頻率，計(jì)算3dB帶寬和/或轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬，其中，3dB帶寬是根據(jù)每個(gè)候選頻率的AVG值，向左和向右分別尋找能量比候選頻率低3dB的頻率點(diǎn)，這兩個(gè)低3dB的能量頻率點(diǎn)的頻率差就是候選頻率的3dB帶寬；轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬是在往左或往右尋找3dB點(diǎn)的過程中，出現(xiàn)AVG值曲線由下降變?yōu)樯仙龝r(shí)，首先找到左右轉(zhuǎn)折點(diǎn)中較高的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的AVG值作為帶寬測(cè)量能量點(diǎn)，然后計(jì)算在能量在這個(gè)點(diǎn)的左右頻率點(diǎn)的頻率差作為轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬；然后，以左右3dB或轉(zhuǎn)折點(diǎn)的頻率中值為候選頻率的中心頻率；最后，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)候選頻率的AVG值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鄰近的已經(jīng)被鎖定的候選頻率的AVG值，那么認(rèn)為這個(gè)候選頻率是無效的，這里的判定參數(shù)需要根據(jù)測(cè)量決定。
優(yōu)選地，步驟(c)中對(duì)每個(gè)候選頻率點(diǎn)進(jìn)行符號(hào)率掃描時(shí)，符號(hào)率的掃描范圍是這樣設(shè)定的如果候選頻率的轉(zhuǎn)折帶寬低于4MHz，其帶寬將被設(shè)為4MHz；如果候選頻率同時(shí)擁有3dB帶寬和轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬，符號(hào)率的掃描范圍將是從 到轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬×2.5和 到3dB帶寬×2；如果候選頻率只有3dB帶寬，符號(hào)率的掃描范圍將是從 到3dB帶寬×2。
優(yōu)選地，步驟(d)中對(duì)每次符號(hào)率掃描開始時(shí)，首先嘗試上次成功鎖定的符號(hào)率。
優(yōu)選地，步驟(d)中前端鎖定一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)所需要的等待時(shí)間為A-符號(hào)率×B，其中A，B均為常數(shù)。
優(yōu)選地，步驟(d)中所掃的符號(hào)率的排列次序?yàn)橛墒褂妙l率越高的符號(hào)率到使用頻率越低的符號(hào)率。
本發(fā)明依據(jù)數(shù)字衛(wèi)星電視機(jī)頂盒的前端的特點(diǎn)，可以適用于絕大多數(shù)的數(shù)字衛(wèi)星電視機(jī)頂盒及其類似的系統(tǒng)，并沒有對(duì)前端有任何的特殊要求，搜索速度也相對(duì)獨(dú)立于后端控制芯片的處理速度。應(yīng)用本發(fā)明的方法可以大大縮短盲掃所用的時(shí)間。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，附圖中
圖1是機(jī)頂盒系統(tǒng)圖；圖2是機(jī)頂盒射頻前端系統(tǒng)；圖3是現(xiàn)有技術(shù)盲掃方法的流程圖；圖4是本發(fā)明盲掃方法總流程圖；圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的頻率掃描流程圖；圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的符號(hào)率掃描流程圖；圖7是去毛刺方法圖示；圖8是衛(wèi)星頻率掃描曲線(AGC)以及加權(quán)平均值曲線(AVG)；圖9帶寬計(jì)算圖示；圖10中心頻率計(jì)算圖示。
具體實(shí)施例方式
下面以數(shù)字衛(wèi)星電視頻道為例，闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但是本發(fā)明并不限于數(shù)字衛(wèi)星電視頻道的盲掃，它也可以用于數(shù)字衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播等領(lǐng)域。
圖1示出了數(shù)字衛(wèi)星電視機(jī)頂盒系統(tǒng)。在機(jī)頂盒里有一個(gè)射頻前端的子系統(tǒng)，一個(gè)微處理器做運(yùn)算，一個(gè)程序存儲(chǔ)記憶儲(chǔ)存運(yùn)算的程序，一個(gè)內(nèi)存記憶用來在開機(jī)時(shí)存儲(chǔ)運(yùn)算程序以及完成運(yùn)算所需的參數(shù)和變數(shù)。
圖2示出了數(shù)字衛(wèi)星電視機(jī)頂盒的前端子系統(tǒng)。微處理器通過解調(diào)器上的控制接口對(duì)高頻頭進(jìn)行控制?？刂频膮?shù)包括頻率，內(nèi)部濾波器帶寬等。高頻頭在對(duì)LNB接收來的衛(wèi)星信號(hào)做調(diào)諧之后以I/Q(同相/正交)信號(hào)線將調(diào)制的數(shù)字電視信號(hào)傳給解調(diào)器。自動(dòng)增益控制是解調(diào)器根據(jù)高頻頭輸出的I/Q信號(hào)的強(qiáng)度來自動(dòng)調(diào)整高頻頭的增益值，以期達(dá)到最佳的接收效果。一般而言自動(dòng)增益越大，表示接收信號(hào)強(qiáng)度越弱。反之則表示信號(hào)越強(qiáng)。在本發(fā)明中，為了計(jì)算方便，我們將自動(dòng)增益值做了反相的處理。即信號(hào)越強(qiáng)自動(dòng)增益值越大，信號(hào)越弱自動(dòng)增益值越小。
本發(fā)明運(yùn)算由系統(tǒng)中的微處理器執(zhí)行(參考圖1)。通常它帶有自己的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)存儲(chǔ)器，并通過總線或其他接口控制解調(diào)器。解調(diào)器根據(jù)微處理器的要求控制高頻頭工作。微處理器可以通過和解調(diào)器相連的接口讀取解調(diào)器和高頻頭內(nèi)的寄存器，監(jiān)控他們的工作狀態(tài)。例如自動(dòng)增益控制值，鎖定狀態(tài)等信息都可以通過讀寄存器的方法獲得。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的盲掃方法的流程圖。盲掃的原理是控制衛(wèi)星數(shù)字電視機(jī)頂盒前端進(jìn)行掃描得到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的各項(xiàng)參數(shù)。可以從圖中看出，普通的盲掃方法對(duì)每個(gè)頻率點(diǎn)都進(jìn)行符號(hào)率掃描，這樣浪費(fèi)了大量的時(shí)間在沒有信號(hào)的頻率點(diǎn)上，速度非常的慢。掃描一次大約要3天的時(shí)間。
本發(fā)明實(shí)施所用硬件與圖1所示系統(tǒng)相同，對(duì)硬件沒有任何的特殊要求，對(duì)硬件成本的增加為零。它的主要原理是通過頻率掃描和一系列計(jì)算、處理剔除了絕大多數(shù)的沒有信號(hào)的頻率點(diǎn)，只針對(duì)有限的一些頻率點(diǎn)進(jìn)行符號(hào)率的掃描，極大的縮短了掃描的時(shí)間。
另外，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器一般使用兩個(gè)極化方向-水平和垂直，因此本發(fā)明只討論對(duì)一個(gè)極化方向進(jìn)行盲掃，另一個(gè)極化方向的掃描過程完全相同。
本發(fā)明的方法的主要流程分為兩大部分，一部分是頻率掃描，另一部分是符號(hào)率掃描。圖4示出了盲掃的總流程框圖，它描述了盲掃的整個(gè)流程首先，進(jìn)行盲掃初始化。
其次，進(jìn)行頻率掃描，即通過控制高頻頭，以一定的頻率間隔在預(yù)先計(jì)算好的頻段內(nèi)掃描，得到每個(gè)頻率點(diǎn)的自動(dòng)增益控制(AGC)值。
然后，通過對(duì)這些值的處理和計(jì)算，分析其相互關(guān)系，找到能量比較強(qiáng)的若干個(gè)頻率點(diǎn)作為候選頻率。頻率掃描的精度對(duì)于提高掃描速度十分關(guān)鍵，精度越高，則候選頻率越少，錯(cuò)失的頻率也越少，需要進(jìn)行符號(hào)率掃描的候選頻率也越少。通過對(duì)要進(jìn)行符號(hào)率掃描的頻率進(jìn)行篩選，本發(fā)明的頻率掃描的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他方法。
最后，在每個(gè)候選頻率點(diǎn)進(jìn)行符號(hào)率掃描，如果能鎖定一個(gè)符號(hào)率，則存儲(chǔ)該頻率點(diǎn)和符號(hào)率；否則，認(rèn)為這個(gè)候選頻率點(diǎn)是無效。在符號(hào)率掃描時(shí)，除了按照現(xiàn)有技術(shù)對(duì)每個(gè)候選頻率點(diǎn)掃描450個(gè)符號(hào)率，也可以通過一系列的優(yōu)化方法，提高掃描效率，縮短掃描時(shí)間。
在頻率掃描流程中，最好根據(jù)衛(wèi)星頻段的不同使用不同的掃描帶。根據(jù)衛(wèi)星頻段的不同，我們可以使用不同的掃描帶寬。對(duì)于C波段的衛(wèi)星來說，其轉(zhuǎn)發(fā)器頻率范圍是從3,400MHz到4,200MHz。我們應(yīng)該掃描的帶寬應(yīng)該是從(LNB中心頻率-4200)到(LNB中心頻率-3400)。以LNB中心頻率為5150MHz為例，應(yīng)該掃描的帶寬是從(5150-4200)＝950MHz到(5150-3400)＝1550MHz。對(duì)于Ku波段來說，轉(zhuǎn)發(fā)器頻率范圍已經(jīng)超出了高頻頭的頻率覆蓋范圍，因而應(yīng)該進(jìn)行全頻段掃描，即從950MHz到2150MHz。這樣，就可以最大程度的縮小掃描范圍，減小掃描時(shí)間。
在頻率掃描流程中，最好對(duì)每個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行去毛刺處理。圖7示出了去毛刺的原理統(tǒng)計(jì)每個(gè)頻率點(diǎn)左右2個(gè)頻率的AGC值；如果其左邊兩個(gè)點(diǎn)和右邊兩個(gè)點(diǎn)的AGC值全部相等，而這個(gè)點(diǎn)本身的AGC值比他們要大一個(gè)單位，或者小一單位，則認(rèn)為這個(gè)點(diǎn)為毛刺；其AGC值用左右相鄰點(diǎn)的AGC值替代。這樣，就可以去除掃描過程中發(fā)現(xiàn)的小的毛刺，減小將毛刺誤判為候選頻率的可能性。
在對(duì)掃描的頻率進(jìn)行篩選時(shí)，一個(gè)篩選方法為任何一個(gè)頻點(diǎn)所得到的AGC值若小于一個(gè)門限，那么該頻點(diǎn)則被舍棄不作為考慮，否則，作為候選頻率，其中該門限為頻譜平均能量乘以一個(gè)系數(shù)，其中該系數(shù)通常略大于1。頻譜平均能量為各頻點(diǎn)AGC值的幾何平均值，即 由于所有頻點(diǎn)的AGC值可以全部正規(guī)化到正數(shù)值，為了避免開平方根的復(fù)雜運(yùn)算，我們可以直接取用平均能量的平方值。這樣，就可以過濾掉掃描到的能量值很低的頻率點(diǎn)以達(dá)到縮短掃描時(shí)間的目的。
在對(duì)掃描的頻率進(jìn)行篩選時(shí)，另一個(gè)篩選方法為首先，對(duì)于每個(gè)頻點(diǎn)的AGC值進(jìn)行去加權(quán)平均處理，得到每個(gè)頻點(diǎn)AGC的加權(quán)平均值(AVG)。圖8示出了加權(quán)平均方法。這個(gè)方法的原理是，對(duì)每一個(gè)頻率點(diǎn)和左右各n個(gè)頻率點(diǎn)的AGC值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算。舉例言之n＝2代表了5點(diǎn)平均。若我們采用的權(quán)值是W1，W2，W3，W4，W5，對(duì)于頻率點(diǎn)J來計(jì)算，它的加權(quán)平均AGC值A(chǔ)VG則為AVG(J)＝(W1*AGC(J-2)+W2*AGC(J-1)+W3*AGC(J)+W4*AGC(J+1)+W5*AGC(J+2))/5。這樣，通過了加權(quán)平均方法對(duì)于AGC的曲線做了低通的濾波得到了AVG曲線，再在AVG曲線上做候選頻率的判斷，可以減小誤選頻率的可能性。
其次，檢查每一個(gè)頻率點(diǎn)的AVG值變化方向，如果AVG值的變化方向由上升變?yōu)槠教够蛳陆?，這個(gè)頻率點(diǎn)將被作為最初的候選頻率點(diǎn)。這個(gè)找出的候選頻率點(diǎn)較多，后面的方法中會(huì)將大部分的誤判候選頻率剔除。
然后，針對(duì)該候選頻率，計(jì)算3dB帶寬和/或轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬。如圖9所示，3dB帶寬是根據(jù)每個(gè)候選頻率的AVG值，向左和向右分別尋找能量比候選頻率低3dB的頻率點(diǎn)，這兩個(gè)低3dB的能量頻率點(diǎn)的頻率差就是候選頻率的3dB帶寬；轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬是在往左或往右尋找3dB點(diǎn)的過程中，出現(xiàn)AVG值曲線由下降變?yōu)樯仙龝r(shí)，首先找到左右轉(zhuǎn)折點(diǎn)中較高的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的AVG值作為帶寬測(cè)量能量點(diǎn)，然后計(jì)算在能量在這個(gè)點(diǎn)的左右頻率點(diǎn)的頻率差作為轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬。這個(gè)3dB是由AVG值曲線的下降幅度來估計(jì)的，具體的值應(yīng)該根據(jù)前端的實(shí)際測(cè)試結(jié)果決定。通過計(jì)算候選頻率的帶寬，可以縮小符號(hào)率搜索的范圍，縮短搜索時(shí)間。
然后，如圖10所示，以左右3dB或轉(zhuǎn)折點(diǎn)的頻率中值為候選頻率的中心頻率。由于我們采用的峰值搜索方法只能找到AVG值曲線由上升變?yōu)槠教购拖陆档狞c(diǎn)，在轉(zhuǎn)發(fā)器符號(hào)率比較高的情況下，這個(gè)點(diǎn)的頻率可能會(huì)小于實(shí)際轉(zhuǎn)發(fā)器頻率很多。這樣計(jì)算出來的中心頻率會(huì)和實(shí)際的轉(zhuǎn)發(fā)器頻率非常接近。
最后，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)候選頻率的AVG值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鄰近的已經(jīng)被鎖定的候選頻率的AVG值，那么認(rèn)為這個(gè)候選頻率是無效的，這里的判定參數(shù)需要根據(jù)測(cè)量決定。這樣作的原理是，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)和研究發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)衛(wèi)星不同轉(zhuǎn)發(fā)器的能量值變化不會(huì)很大。這樣，就可以過濾能量較小的誤判候選頻率。
圖5示出了頻率掃描的一個(gè)實(shí)施例。其分為如下步驟(1)進(jìn)行頻率掃描，即通過控制高頻頭，以一定的頻率間隔在預(yù)先計(jì)算好的頻段內(nèi)掃描，得到每個(gè)頻率點(diǎn)的AGC值。
(2)對(duì)每個(gè)頻率點(diǎn)的AGC值進(jìn)行去毛刺處理。
(3)計(jì)算每個(gè)頻率電的AGC加權(quán)平均值A(chǔ)VG。
(4)計(jì)算整個(gè)頻段的平均能量。
(5)判斷每一個(gè)頻率點(diǎn)AVG值的變化方向，如果是由上升變?yōu)橄陆祷蚱教?，則預(yù)設(shè)這個(gè)頻率點(diǎn)為候選頻率并計(jì)算帶寬和中心頻率；否則舍棄該頻率點(diǎn)。
(6)如果中心頻率和上一個(gè)候選頻率差太小，放棄本候選頻率。如果中心頻率和上一個(gè)候選頻率差小于4MHz，則認(rèn)為兩者相差太小。
(7)如果本候選頻率AGC小于頻段能量門檻，放棄本候選頻率。該能量門檻定義為頻段平均能量乘以一個(gè)稍大于1的系數(shù)。
一般經(jīng)過上述步驟之后可以獲得不超過100個(gè)候選頻率點(diǎn)，其中候選頻率點(diǎn)的個(gè)數(shù)主要與數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)頻道的個(gè)數(shù)有關(guān)。然后，對(duì)這些候選頻率點(diǎn)進(jìn)行符號(hào)率掃描。
符號(hào)率掃描的原理是有選擇的設(shè)定前端的符號(hào)率，并嘗試鎖定。在等待一定的時(shí)間后，如果成功鎖定則得到本頻點(diǎn)的符號(hào)率，如果超時(shí)則嘗試下一個(gè)選出的符號(hào)率，只到找出能夠鎖定的符號(hào)率，或者嘗試完所有選出的符號(hào)率為止。符號(hào)率掃描時(shí)間的長(zhǎng)短也同樣關(guān)系到整個(gè)掃描時(shí)間的長(zhǎng)短。合理的選擇符號(hào)率和等待時(shí)間，能夠以最快的速度找到候選頻率的符號(hào)率或者排除候選頻率。
在符號(hào)率掃描流程中，符號(hào)率的掃描范圍是優(yōu)選設(shè)定的如果候選頻率的轉(zhuǎn)折帶寬低于4MHz，其帶寬將被設(shè)為4MHz；如果候選頻率同時(shí)擁有3dB帶寬和轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬，符號(hào)率的掃描范圍將是從 到轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬×2.5和 到3dB帶寬×2；如果候選頻率只有3dB帶寬，符號(hào)率的掃描范圍將是從 到3dB帶寬×2。這樣，就可以盡可能減小符號(hào)率掃描的范圍以提高速度。
在符號(hào)率掃描流程中，優(yōu)選首先嘗試上一個(gè)成功鎖定的符號(hào)率。這是因?yàn)榻?jīng)過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在同一顆衛(wèi)星上，相鄰的轉(zhuǎn)發(fā)器的符號(hào)率相同的機(jī)率很高。這樣，可以減少符號(hào)率的掃描。
在符號(hào)率掃描流程中，優(yōu)選前端鎖定一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)所需要的等待時(shí)間為A-符號(hào)率×B，其中A，B均為常數(shù)。根據(jù)此算式，越高的符號(hào)率等待的時(shí)間越短。這個(gè)方法可以在符號(hào)率較高時(shí)縮短等待時(shí)間，在較低時(shí)延長(zhǎng)等待時(shí)間，減小錯(cuò)過符號(hào)率的可能性。
在符號(hào)率掃描流程中，所掃的符號(hào)率的排列次序優(yōu)選為由使用頻率越高的符號(hào)率到使用頻率越低的符號(hào)率。這樣可以縮短符號(hào)率掃描的總時(shí)間。
圖6示出了符號(hào)率掃描的一個(gè)實(shí)施例。其分為如下步驟(1)從候選頻率種獲取一個(gè)頻率和極化方向；如果該候選頻率落在上一個(gè)鎖定頻率的有效帶寬內(nèi)，則舍棄該頻率；設(shè)定極化方向；如果該候選頻率落在有效范圍外，則舍棄該頻率；根據(jù)候選頻率帶寬限制符號(hào)率掃描的范圍。
(2)掃描上一個(gè)成功鎖定頻率的符號(hào)率。
(3)計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)和等待時(shí)間。
(4)試掃描。
(5)如果等待超時(shí)，進(jìn)行下一個(gè)符號(hào)率掃描；否則，對(duì)該符號(hào)率進(jìn)行鎖定。
(6)如果鎖定，保存該候選頻率和符號(hào)率，然后進(jìn)行下一步頻率的符號(hào)率掃描，直至掃描結(jié)束。
一般上述符號(hào)率掃描中，每個(gè)候選頻率點(diǎn)的符號(hào)率掃描個(gè)數(shù)不超過100個(gè)。
應(yīng)用本發(fā)明的盲掃方法的可以在微處理器的平臺(tái)上以軟件的方式完成高速的對(duì)于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器電視節(jié)目的盲掃功能，免除了特殊硬件的實(shí)現(xiàn)，從而降低了成本。頻率掃描的精度對(duì)于提高掃描速度十分關(guān)鍵，精度越高，則候選頻率越少，錯(cuò)失的頻率也越少，需要進(jìn)行符號(hào)率掃描的候選頻率也越少。本發(fā)明的頻率掃描方法的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他方法，可以大大縮短盲掃所用的時(shí)間。在符號(hào)率的掃描中，本發(fā)明也通過一系列的優(yōu)化方法，提高了掃描效率，也縮短掃描時(shí)間。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明完成整個(gè)盲掃的時(shí)間大約是在10分鐘左右。精度都達(dá)到或超過了由硬件實(shí)現(xiàn)的盲掃的程度。
應(yīng)當(dāng)可以理解，本發(fā)明并不限于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器電視節(jié)目的盲掃，它也可應(yīng)用于其它衛(wèi)星數(shù)字信號(hào)的盲掃。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字衛(wèi)星頻道的盲掃方法，用于搜索接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)字信號(hào)，其特征在于包括以下步驟(a)接收射頻的前端系統(tǒng)進(jìn)行盲掃初始化，其中接收射頻的前端系統(tǒng)包括高頻頭和解調(diào)器；(b)通過控制高頻頭，以一定的頻率間隔在預(yù)先計(jì)算好的頻段內(nèi)掃描，得到每個(gè)頻率點(diǎn)的自動(dòng)增益控制(AGC)值；(c)通過對(duì)這些值的處理和計(jì)算，找到能量比較強(qiáng)的若干個(gè)頻率點(diǎn)作為候選頻率；(d)在每個(gè)候選頻率點(diǎn)進(jìn)行符號(hào)率掃描，如果能鎖定一個(gè)符號(hào)率，則存儲(chǔ)該頻率點(diǎn)和符號(hào)率；否則，認(rèn)為這個(gè)候選頻率點(diǎn)是無效。
2.如權(quán)利要求1所述的盲掃方法，其特征在于步驟(b)中根據(jù)衛(wèi)星頻段的不同使用不同的掃描帶寬，即對(duì)于C波段衛(wèi)星，掃描帶寬為(LNB中心頻率-4200)MHz到(LNB中心頻率-3400)MHz；對(duì)于Ku波段衛(wèi)星，掃描帶寬為950MHz到2150MHz。
3.如權(quán)利要求1或2所述的盲掃方法，其特征在于步驟(b)中尋找候選頻率的方法為，任何一個(gè)頻點(diǎn)所得到的AGC值若小于一個(gè)門限，那么該頻點(diǎn)則被舍棄不作為考慮，否則，作為候選頻率，其中該門限為各頻點(diǎn)AGC值的幾何平均值乘以一個(gè)系數(shù)，其中該系數(shù)通常略大于1。
4.如權(quán)利要求3所述的盲掃方法，其特征在于所述的AGC值為經(jīng)過去毛刺處理的AGC值，即統(tǒng)計(jì)每個(gè)頻率點(diǎn)左右2個(gè)頻率的AGC值，如果其左邊兩個(gè)點(diǎn)和右邊兩個(gè)點(diǎn)的AGC值全部相等，而這個(gè)點(diǎn)本身的AGC值比他們要大一個(gè)單位，或者小一單位，則認(rèn)為這個(gè)點(diǎn)為毛刺，其AGC值用左右相鄰點(diǎn)的AGC值替代。
5.如權(quán)利要求3所述的盲掃方法，其特征在于所述的AGC值為經(jīng)過加權(quán)平均處理的AGC值，即對(duì)于每個(gè)頻點(diǎn)的AGC值進(jìn)行去加權(quán)平均處理，得到每個(gè)頻點(diǎn)AGC的加權(quán)平均值(AVG)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的盲掃方法，其特征在于步驟(b)中尋找候選頻率的方法為首先，對(duì)于每個(gè)頻點(diǎn)的AGC值進(jìn)行去加權(quán)平均處理，得到每個(gè)頻點(diǎn)AGC的加權(quán)平均值(AVG)；其次，檢查每一個(gè)頻率點(diǎn)的AVG值變化方向，如果AVG值的變化方向由上升變?yōu)槠教够蛳陆?，這個(gè)頻率點(diǎn)將被作為最初的候選頻率點(diǎn)；然后，針對(duì)該候選頻率，計(jì)算3dB帶寬和/或轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬，其中，3dB帶寬是根據(jù)每個(gè)候選頻率的AVG值，向左和向右分別尋找能量比候選頻率低3dB的頻率點(diǎn)，這兩個(gè)低3dB的能量頻率點(diǎn)的頻率差就是候選頻率的3dB帶寬；轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬是在往左或往右尋找3dB點(diǎn)的過程中，出現(xiàn)AVG值曲線由下降變?yōu)樯仙龝r(shí)，首先找到左右轉(zhuǎn)折點(diǎn)中較高的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的AVG值作為帶寬測(cè)量能量點(diǎn)，然后計(jì)算在能量在這個(gè)點(diǎn)的左右頻率點(diǎn)的頻率差作為轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬；然后，以左右3dB或轉(zhuǎn)折點(diǎn)的頻率中值為候選頻率的中心頻率，如果該中心頻率和上一個(gè)候選頻率相差太小，則放棄該候選頻率；最后，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)候選頻率的AVG值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鄰近的已經(jīng)被鎖定的候選頻率的AVG值，那么認(rèn)為這個(gè)候選頻率是無效的。
7.如權(quán)利要求6所述的盲掃方法，其特征在于步驟(c)中對(duì)每個(gè)候選頻率點(diǎn)進(jìn)行符號(hào)率掃描時(shí)，符號(hào)率的掃描范圍是這樣設(shè)定的如果候選頻率的轉(zhuǎn)折帶寬低于4MHz，其帶寬將被設(shè)為4MHz；如果候選頻率同時(shí)擁有3dB帶寬和轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬，符號(hào)率的掃描范圍將是從 到轉(zhuǎn)折點(diǎn)帶寬×2.5和 到3dB帶寬×2；如果候選頻率只有3dB帶寬，符號(hào)率的掃描范圍將是從 到3dB帶寬×2。
8.如權(quán)利要求1所述的盲掃方法，其特征在于步驟(d)中對(duì)每次符號(hào)率掃描開始時(shí)，首先嘗試上次成功鎖定的符號(hào)率。
9.如權(quán)利要求1或8所述的盲掃方法，其特征在于步驟(d)中前端鎖定一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)所需要的等待時(shí)間為A-符號(hào)率×B，其中A，B均為常數(shù)。
10.如權(quán)利要求1或8所述的盲掃方法，所掃的符號(hào)率的排列次序?yàn)橛墒褂妙l率越高的符號(hào)率到使用頻率越低的符號(hào)率。
全文摘要
一種數(shù)字衛(wèi)星頻道的盲掃方法，用于搜索接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)字信號(hào)，包括以下步驟(a)接收射頻的前端系統(tǒng)進(jìn)行盲掃初始化，其中接收射頻的前端系統(tǒng)包括高頻頭和解調(diào)器；(b)通過控制高頻頭，以一定的頻率間隔在預(yù)先計(jì)算好的頻段內(nèi)掃描，得到每個(gè)頻率點(diǎn)的自動(dòng)增益控制(AGC)值；(c)通過對(duì)這些值的處理和計(jì)算，找到能量比較強(qiáng)的若干個(gè)頻率點(diǎn)作為候選頻率；(d)在每個(gè)候選頻率點(diǎn)進(jìn)行符號(hào)率掃描，如果能鎖定一個(gè)符號(hào)率，則存儲(chǔ)該頻率點(diǎn)和符號(hào)率；否則，認(rèn)為這個(gè)候選頻率點(diǎn)是無效。應(yīng)用本發(fā)明免除了特殊硬件的實(shí)現(xiàn)，從而降低了成本，同時(shí)提高了頻率掃描方法的精度，合理減少了符號(hào)率掃描的個(gè)數(shù)，可以大大縮短盲掃所用的時(shí)間。
文檔編號(hào)H04N5/52GK1780376SQ20041009160
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者奚皓, 黃肇南 申請(qǐng)人:科勝訊寬帶通訊(上海)有限公司