用于频率变换的装置和方法

专利名称：用于频率变换的装置和方法
技术领域：
本发明总的涉及一种通信系统，更具体地说，本发明涉及在通信系统中 接收和发送内容。
背景技术：
该部分倾向于向读者介绍该领域的各种方面，其可能与下文描述和/或声 明的本发明各个方面有关。这种讨论被看作有助于为读者提供背景信息以促 进更好地理解本发明的各个方面。相应地，应理解，这些4又述将在该启示中 被阅读，而不是作为现有技术的许可。
在今天的数据通信系统中(例如用于卫星电视)，不同类型的数据常常驻 留在被称为虚拟信道的地方。来自这些虛拟信道的数据被分别分解为数据包， 在通过不同数据类型中聚合为比特流并且通过包传输系统传送。数据用户设 备(例如卫星接收器)从可用于它们的物理信道进行选择，将这些信道上的 信号转换为数字形式(包)，并收集所需数据包，以重新组合期望的虚拟信道 信息(例如，音频，视频，节目指南，交易数据等)。在沿着内容提供商和内 容消费者之间的数据路径的不同的点上，出现数据管理机会。 一块数据可能 来自于许多源中的一个，经由许多的卫星的一个路由，经过卫星上的众多转 发器中的几个，由用户天线接收，并且被分配到消费地点。
用户接收器通常一次只能从卫星上接收一个物理信道用于显示。然而， 新的接收器可包含用户能够使用的先进特点。例如，接收设备可包含多于一 个的调谐器，用于两个图像同时显示系统或内容记录。此外，用户家用设备 通常包括多个接收器，每个接收器要求对一个或多个信道调谐以进行使用。
用于传输的内容量持续扩大使得难于在所有时刻都将内容传输到所有地 方。从最多4颗分离的卫星接收数据以传输节目计划到住宅的系统已不再能
将所有内容在一根同轴电缆连接上传送。已经采用各种方法，包括使用多根 电缆或复杂开关布置。这些方法中的许多由于高成本或高复杂度而导致以某 种方式对于住宅安装已经不是最佳。
另一方案可以采用进行预选、组合、并且使用模拟信号处理基于用户请 求的物理信道将到来的内容重新发送的系统。结果，从初始可用内容中仅选 择传送到住宅中的接收器所需的信道。然后，期望的信道可被提供到一根电 缆上，所述电缆能相对简单地分布在住宅周围。该方案依赖于粗模拟信号调 谐和重新混合，以将信号的信道或频率区域从输入处的频率中的原始频语位 置移动到在输出处的公共信号上的频率中的另一频语位置。进一步，可通过 移动原始信道或范围中的一个或两者而合并相同频率但在不同卫星上的信道 或信号区域。然后，这些包含期望的信道的重新定位的信号被提供到单根电 缆上，无需任何附加开关和多个电缆连接。
涉及预选、组合以及重新分配的模拟方案仍然受限于可能由于在模拟域 执行处理所固有的缺点而导致的所提供的信道数量。用于选择各个物理信道
同时拒绝其它信道的窄带滤波器在高于1吉赫兹(GHz)的频率范围并不实
用。具有实用带宽的可用滤波器要求附加的信道分离以防止在输出信号中的 不期望的干扰。此外，随着为住宅传输更多请求的信道的期望不断增加，模 拟电路复杂度的增加会由于模拟串话导致昂贵和低效率潜在的设计问题。因 此，需要一种方案，其以更优化的方式提供对用于分配的信道的接收和重新 合成。

发明内容
本发明涉及一种用于频率变换的装置和方法。该装置包括接收器，用 于接收和数字化多个第一信号，并用于从多个第一信号同时恢复选择的信道 集，每个信号包含信道。该装置还包括发送器，用于组合选择信道集，以 产生第二信号。
本发明的方法包括接收包含多个不同信道的第一信号，选择从所述多 个不同信道中选取的信道集，组合选择的信道集以形成第二信号并发送所述 第二信号。


在附图中
图l是使用本发明的示例系统的框图。
图2是本发明的实施例框图。 图3是本发明的另一实施例框图。 图4是本发明的另一实施例框图。 图5是本发明的另一实施例框图。 图6是示出本发明的方法的流程图。
本发明的特性和优点通过示例的方式从以下描述中会变得更加清楚。
具体实施例方式
将在下文描述本发明的一个或多个具体实施方式
。为努力提供这些示例 的简明描述，在说明书中并非将实际实施中所有特征都描述。应理解，在开 发任何这种实际实现上，正如在任何工程或设计项目中，必须做出多种具体 实现的决定以达到开发者的特定目标，例如符合相关系统以及相关业务的限 制，该限制可能从一种实现到另一实现而改变。此外，应理解，这种开发努
规进行的设计、构造和制造。
需要注意的是，假定熟悉电视广播和接收器，并且在这里不做详细描述。 例如，并非本发明的构思，假定熟悉现行和建议推荐的TV标准，例如美国 国家电视系统委员会(NTSC)、逐行倒相 (PAL)、顺序传送与存储彩色电 视系统(SECAM)、高级电视系统委员会(ATSC)和直接广播卫星(DBS )。 同样地，除了本发明的构思之外，假定传输概念(例如卫星转发器、下行链 路信号、8级残留边带(8-VSB )、正交幅度调制(QAM)),以及接收器 组件(例如射频(RF)前端)，或接收器组件(例如低噪声模块、调谐器和 解调器)。类似地，用于产生传输比特流的格式化和编码方法(例如运动图像 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。此外，可使用传统编程技术实现本发明的构思，同样将不在此描述。
下面描述用于处理卫星信号的电路。用于接收其他类型的信号的其他的 系统可以包括非常类似的结构，这里信号输入可以由其它的装置提供。本领 域技术人员应理解，在此描述的电路的实施例仅仅是一个潜在的实施例。这 样，在可选实施例中，可一皮重新布置或省略电i 各的组件，或可添加附加组件。
例如，采用最小修改，所描述的电路可被配置为用于非卫星视频和音频服务， 例如从电缆网络传输的服务。进一步，所描述的本发明可与住宅网络系统结 合使用。该设备可接收来自卫星或电缆网络的输入，对它们进行处理，并将 它们输出到住宅网络系统。该输出可以是有线传输或无线传输的形式。
现返回附图并先参考图1，示出了使用本发明的系统整体框图100。图1 代表安装在用户住宅中的典型的卫星系统。类似的安装也可存在于公寓结构 或宾馆中，其中，该系统可被添加通常被包括在多住户单元应用中的附加设
备。位于卫星102a-c上的卫星转发器(transport)将卫星信号发送到碟形卫星信 号天线(satellite dish)104a-c。每个碟形卫星信号天线包括反射器、馈电喇叭 (feed horn)和低噪声模块转换器(LNB )。
每个卫星信号可代表一个或多个单个的物理信道。每个物理信道可反过 来代表信息的一个或多个优选的数字数据流，其被组合在一起、被编码、并 使用各种模拟和/或数字调制技术而被调制。物理信道通常被分组为覆盖有限 的频率范围，例如500至1000 MHz带宽。卫星信号通常位于微波频率范围， 例如11-13吉赫兹(GHz)。位于碟形卫星信号天线104a-c中的LNB将放大 11-13 GHz范围的卫星信号，并将其和转换为1-2 GHz频率范围中的L频带 信号。虽然示出了三个碟形卫星信号天线，但卫星102a-c的轨道位置可允许 使用包含一个反射器和三个馈电喇叭和LNB的碟形卫星信号天线。此外，系 统可利用多于或少于这里示出的三个卫星信号。该系统可附加地使用例如极 化分集的技术来增加从每颗卫星传输的卫星信号数量。
通过分离的同轴电缆将来自碟形卫星信号天线104a-c的三个L频带信号 中的每一个提供给频率变换模块(FTM) 110。因为L频带信号占用太多频率 带宽，所以这三个L频带信号自身完全不能通过一根同轴电缆以传送到用户 住宅。如前所述，每个L频带信号可占用lGHz带宽，并且典型的用户房屋 电缆安装可仅支持整个信号带宽中低于2 GHz的范围。FTM 110提取包含选 定的物理信道的特定频率范围作为所提供的三个L频带信号的部分。FTM 110 还将提取的范围根据需要而进行频率变换，并重新组合它们以形成新的单个 选择的L频带信号。FTM 10所使用的过程可被描述为特定物理信道的预选。 然而，由于可能存在除选择信道之外的其它能量，并且信道其后被重新组合 以形成新的信号以用于进一步分配，因此FTM 110所使用的过程与那些特定 物理信道的直接调谐不同。注意，FTM 110可物理地驻留在所示用户的外部，
或可驻留为非常接近进入用户住宅的入口点。
一旦FTM 110已经预选了使用的物理信道，选择的信号就通过一根同轴 电缆被提供到用户房屋120。选择的信号可根据需要通过信号分配器 (splitter) 122a-c的集合，提供给用户房屋的每一个位置。分配器122a-c可包含 无源电路(例如变换器(transformer)和电阻器)，或还可包含放大器，以增加 在安装位置的信号电平。
在房屋120的每一个安装地点，选择的信号被提供给单机终端130或组 合机顶盒140a-c和显示设备150a-c。终端130和机顶盒140a-c以相似的方式 操作。它们每个都接收选择的信号，在选择的信号中调谐到期望的物理信道， 解调物理信道以产生传送流，并且从传输流中提取期望的比特流。终端130 可用于各种比特流的本地存储，或用于在不同的网络(例如无线网络或以太 网联接)上分配这些比特流。机顶盒140a-c将期望的比特流转换为视频和音 频信号，以用于显示在显示设备150a-c上。
终端130和机顶盒140a-c可将返回到电缆的一个或多个控制信号提供给 FTM 110。基于所提供的输入(例如由用户)产生所述控制信号。发送到FTM 110的控制信号包含执行从L频带信号中的每一个预选频率范围和物理信道 所需的信息。可用适合传输的现有技术方法实现用于FTM 110的通信协议， 例如频移键控FSK协议。还可通过无线链路提供所述控制信号。电能也可通 过同轴电缆传输到FTM 110并且进一步传到碟形卫星信号天线104a-c。
如前所述，传统FTM包含模拟信号处理，用于滤波、混合和重新组合L 频带信号。当在1 GHz高频范围操作时，模拟信号处理包含限制，并且模拟 信号处理器的复杂性随着选择物理信道数量的增加而显著增加。在FTM结构 中使用数字信号处理允许更大灵活性，并且消除了模拟信号处理的某些限制。
现参看图2，示出本发明实施例的框图200。该示图示出了FTM IIO的 实现，其包括数字信号处理，以提高选择的信道性能和可用带宽。为了有助 于更进一步理解本发明，这里将仅使用单个L频带信号作为输入来描述FTM 110。通过RF处理模块210处理作为模拟输入的单个L频带信号。RF处理 模块210可包含用于滤除该信号频率范围外不期望的能量的电路，还可校正 任何引入的频率响应误差，并且还可将信号放大到输入到模数(A/D)转换 器220所需的电平。输入RF处理模块210还可包含将L频带信号定位到用 于A/D转换器220的工作的正确的频率范围所需的任何混合电路。
A/D转换器220将处理过的L频带信号数字化为一系列的采样，每个采 样包含一组比特。在示例性实施例中，处理过的卫星信号频率介于975 MHz 和1425 MHz之间。A/D转换器220以每秒933兆次采样(933 MSPS )的速 率对处理的L频带信号进行采样，从而产生包括一系列的采样的数字信号， 每个采样用8比特来代表。A/D转换器220还可产生L频带信号的变换的频 率图像，本质上是基于采样定律将信号从模拟域中的初始频率范围变换到不 同的频率范围。时钟信号(未示出)被提供给A/D转换器以用于执行采样。 该时钟信号可通过晶体而产生或作为压控振荡器的一部分。该时钟信号还可 直接地，或通过附加的倍频器和分频器，将信号提供给FTM 110中的其它块。
数字信道选择器230接收该采样信号，并继续选择和下变频已选择的各 个物理信道中的每一个。在处理之后，选择的各个信道中的每一个位于相同 的频率范围中或接近于基带，但被作为单个信号而包含在分离的信号线上。 代表每个选择的各个信道的比特数量可与基于所采用的处理方法得到的原始 采样信号不同。使用数字信号处理和并行处理信号允许FTM 110内更窄的滤 波器限制以及更高效的信道选择。
各个选择的信道中的每一个被提供给数字信道重新组合器240。数字信 道重新组合器240将各个选择的信道中的每一个频率变换到不同的和分离的 频率范围，并且将这些信号组合在一起，以形成单个选择的数字信号。选择 的数字信号被提供给数模转换器(D/A) 250。 D/A转换器250将选择的数 字信号转换为选择的模拟信号。在优选实施例中，被提供给D/A转换器250 的选择数字信号是以950MSPS速率采样的一系列IO比特采样。D/A转换器 250输出在DC到475 MHz的频率范围的选择的模拟信号。
选择的模拟信号被传到rf处理块260。 rf处理块260提供适当地将选 择的模拟信号在同轴电缆上发送到用户住宅所需的任何模拟信号处理。RF处 理块260可包含用于滤除信号频率范围之外的不期望的信号能量，例如通过 DZA转换器250采样处理产生的图像，的电路。RF处理块260还可校正任何 引入的其它频率响应误差，并且可根据需要放大信号以将该信号提供给同轴 电缆。该RF处理模块260还可以包含对将选择的模拟信号放置在正确L波 段频率范围(例如975 -1425 MHz)来说所需的混合电路。
虽然这里没有示出一些附加的电路，但还可包括一些附加的电路，例如 用于控制块、接收和处理用户输入和附加的信号处理的电路。
现参见图3,示出本发明一部分的实施例的电路300的示意性框图。电 路300代表包含有数字信道转换器块230的电路。由A/D转换器220从L频 带信号转换的采样信号被提供给采样多路分解器310。采样多路分解器310 以多路分解器采样速率FF (或后抽取(post-decimation )采样速率)重新采 样，以提供多个抽取过的并行釆样流。
每个抽取过的采样流代表原始信号的采样和时移版本，并且来自该抽取
的每个交迭的频谱被混淆为相同的抽取的频率间隔。抽取的采样流的数量N 可完全与原始信号中的虚拟信道数量有关。在优选的实施例中，物理信道的 数量是16。进一步，采样多路分解器310采样速率优选地是物理信道中的一 个的数据速率的2倍，或F产2Fs，其中Fs是物理信道的数据速率。每个抽取 的采样流经过采样接口块320。采样接口块320提供任意采样域调整，这对 于将该信号从A/D转换器220和采样多路分解器310移动到连接到采样接口 块320的滤波器组330a-N是必要的。滤波器组330a-N可提供多个处理步骤， 包括对物理信道滤波，所述物理信道分布在分离物理信道之前的抽取的采样 流之中。滤波对在物理信道之外的能量提供拒绝任何，同时产生基带信号的 重建集，用于在另一下行流处理中选出物理信道。滤波器组330a-N还可提供 抽取的采样流中的每一个的定时校准。在优选实施例中，滤波器组330a-N包 括一組分叉滤波器，它们联合产生滤波的信号向量。由于全部分叉滤波器具 有相似的结构，这里仅详细描述一个分叉滤波器。
分叉滤波器可典型地包括系数乘法和延迟运算的两个并联分支，其中在 每个分支的运算分别相加在一起。每个分支被指定为偶数输出信号或奇数输 出信号。每个分支中乘法和延迟运算的数量可基于设计准则而改变。例如， 十六个加权的乘法和多个系数乘法器可被用于每个分叉滤波器中。延迟元件 受抽取的采样时钟信号(未示出，频率为Ff)控制。求和节点分别将来自于 每个奇权重乘法器和每个偶权重乘法器的值相加在一起，从而形成奇输出信 号和偶输出信号。滤波器分支的定位和分支内部的运算允许存在特定特性。 这些特性包括分支内部的信号幅度反转或信号时间倒置。注意，可以结合同
来自于滤波器组330a-N的输出信号，包括2N个信号流的滤波器信号向 量，连接到一组求和节点340a-N。参考优选实施例，可用交叉耦合模式组合 来自不同的分叉滤波器中的每一个的偶输出和奇输出。滤波器0的偶输出和
滤波器N-1的奇输出相加，滤波器1的偶输出和滤波器N-2的奇输出相加， 等等，如所示的那样。求和节点340a-N产生滤波的采样流集合。
在求和节点340a-N的输出的滤波的采样流连接到分配器块350。分配器 块350的主要目的是处理由滤波器块330a-N和求和节点340a-N产生的滤波 采样流，以从抽取和滤波采样流中重建物理信道集，所述物理信道集原来在 L信道信号中被提供。该处理可包括使用数学运算重新组合该流。在优选实 施例中，分配器块350使用类型IV的离散余弦变换(DCT)来处理滤波采样 流。前述分叉滤波器结构通过利用滤波器的反转和时间倒置特性来进一步允 许实现中的小DCT结构。分叉滤波器结构还可以允许使用采用了稀疏矩阵分 解结构的DCT。
滤波器组330a-N、求和节点340a-N和分配器350的组合导致产生输出 流集合，每个输出流代表来自物理信道的分离的数据内容。来自分配器350 的各个物理信道集是从抽取的采样流中产生的，其中，在采样重叠的条件下 每个流包含来自物理信道的每一个的内容。应注意，可以采用其它方法来实 现同时来自单个信号的分离物理信道的恢复。
分配器块350的输出代表位于或靠近基带频率的N个各个物理信道。数 字信号形式的每个物理信道可位于在分配器块350的输出的分离的信号线。 分离的信号线中的每一个连接到信道选择器块360。信道选择器块360可从 所提供的原始的N个输入信道中选择物理信道集。可以选择任何数量的信道， 直至全部数量N。例如，可选择四个信道。在信道选择器块360中允许选择 的信道数量是设计选择，并且无需在任何一次中选择允许选择的全部信道数 量。此外，可以执行进一步的物理信道分离，例如去除存在的由于作为先前 描述的处理的结果的信号的复数形式而导致的任何重叠成分。
该信道选择器模块360接收来自控制器370的输入，关于原始接收的物 理信道的哪一个是由用户请求的。控制器370除了连接到信道选择器360之 外，还可连接到采样多路分解器310、接口 320、滤波器组330a-N和分配器 350。控制器370还可将一接口提供给用户输入或通信输入以从多个位置接收 和传送用户请求的信道信息。如上所述，可从信号电缆提供或通过一些其它 通信装置来提供用户输入。此外，如上所述，住宅或用户房屋可提供多于一 个的用户输入。此外，根据需要，控制器370可提供例如时钟功能的附加功 能，用于操作多路分解器310、接口 320，滤波器组330a-N和分配器350。
控制器370还可实施为更大的控制器功能的一部分，负责控制和管理，例如
整个FTM设备。
现参看图4，示出了本发明的另一实施例的框图400。图4示出数字信道 重新组合器240的实现。代表选择的物理信道集的信道选择器360的M个输 出被提供给组合器410。如前所述，信道选择器360的M个输出可等于或小 于原始L频带信号中存在的N个物理信道。在优选实施例中，组合器410可 接收最多N个输入。如果从信道选择器360提供的信号数量小于N,则信道 组合器410剩余输入被置为条件"空"或没有输入。此外，组合器410还可 提供用于重新排序M个输入信号的性能。例如，如果提供给组合器410的M 个信号是来自原始N个信道选择的位置1、 2、 3和4的物理信道，则组合器 410可通过将M个信号寻址为1、 5、 9和N-l来重新放置M个信号。按照这 种方法，可简化进一步的处理，包括内部滤波或外部滤波。此外，重新定位 允许重新调整M个信号的间距。
组合器410提供用于将选择的信道转换为信号集合的操作，所述信号集 合形成并行数据流基集，所述并行数据流基集其后可在重新复用和转换为模 拟信号之前被滤波。信道重新组合器410将作为转换的采样流集合的N个输 出提供给反向滤波器组420a-N。反向滤波器组420a-N提供允许信号重新复 用所需的滤波和/或时延操作。反向滤波器组420a-N的输出提供反向滤波采 样流集合。
在反向滤波器组420a-N的输出的反向滤波采样流被提供给采样多路复 用器430。采样多路复用器430以时域复用的方式将该采样重新组合为单个 采样流。新的单个采样流的采样速率优选地为2NFS (Fs是一个信道的数据速 率)。还提供了时钟信号，它代表在采样多路复用器430输出处的输入并行采 样流速率和新的采样速率。
在优选实施例中，组合器410被实现为反向类型IVDCT，并且滤波器组 420a-N被实现为关于前面描述的滤波器组330a-N的有效的反向分叉滤波器 组。在这种方法和其它可能的方法中，由于包含定义的稀疏逆的稀疏矩阵因 子分解级以及互补形式滤波级的，存在许多的优点。例如，类型IVDCT是 自反向的，也就是说(DCTIV) 2=1 (单位矩阵)，并且分叉滤波器和变换元 件一起使独立物理信道的频带成形。此外，示出为分叉滤波器结构的反向滤 波器组420a-N在其输入处具有信号分解，用于提供信号到单个滤波器的偶分
支和奇分支的交叉耦合。在各个滤波器的每个分支完成处理之后，各个滤波 器的每个的偶分支和奇分支相加在一起以形成各个输出信号。
可选地，由于在分配器350和组合器410中的类型IV DCT功能可以相 同，可以仅仅使用一个块用于两个操作。例如，单个块可结合信号复用器(未 示出)来或者提供表示各个物理信道集合的输出信号，或者在替换的操作中 可以提供并行数据流的基础集合
控制器470可连接到组合器410、滤波器组420a-N和采样多路复用器 430。控制器470可控制组合器410中的最终选择过程和选择的物理信道的排 序。控制器470可以采用预编程分配和排序算法，或可处理用户输入以确定 分配和排序。控制器470还可提供接口 ，用于用户输入或通信输入，以从多 个位置接收和传送用户请求的信道信息。如前所述，住宅或用户房屋可提供 多于一个的用户输入。此外，根据需要，控制器470可提供例如时钟功能的 附加功能，用于操作组合器410、滤波器组420a-N和多路复用器430。控制 器470还可实施为更大的控制器功能的一部分，负责控制和管理，例如整个 FTM设备。
此外，如果在组合器410输入处的M个信号少于N个原始信道，则信 道重新组合器还可改变整个采样速率。组合器410可被重构以处理M点变换 中的M个信号，产生M个并行数据流。因此，滤波器组可仅包含M个分支， 并且采样多路复用器仅处理M个输入。提供给D/A转换器的时钟和图400 中的其它块还可以是用于数字信道选择器230的时钟的缩放版本。例如，如 果M是数字N的一半，则用于数字信道重新组合器240的时钟信号可以是用 于数字信道选择器230的时钟信号频率的一半。注意，提供给在并行数据流 上工作的其它块的时钟信号可保持不受影响。
进一步，M值的选择可被选择为在任何时候允许最大许可信道。然而， 在实际操作中，实际使用的数量可能低于M个信道。
参见图5，示出了本发明的另一实施例的框图。图5示出使用了在此描 述的本发明的构思的三个L频带信号输入FTM。通过RF输入处理(未示出) 来对每个L频带输入信号进行处理。每个L频带信号在A/D转换器520a-c 和数字信道选择器530a-c中进一步被处理，如上所述。此外，D/A转换器550 和输出RF处理块560如上所述操作。
每个数字信道选择器530a-c能够产生代表M个物理信道的M个输出，
其中，M小于或等于来自L频带信号的N个原始物理信道。每个L频带信号 可提供不同数量的物理信道。
数字信道重新组合器540可在其组合器块中处理最多N信道，如上所述。 数字信道重新组合器中的重新组合器还包括开关和选择电路，以管理来自数 字信道选择器530a-c中每一个的M个输入中的哪一个在数字信道重新组合器 540中被处理。管理和开关功能受控制器570控制。
控制器570提供这样的功能确保来自选择器530a-c的M个输出的选 择的组合不超过能够在数字信道重新组合器540中的处理的选择的信道的N 个输入。控制器570接收来自一个或多个用户的输入并且处理这些输入，以 确定正确的输入组合。在优选实施例中，数字信道选择器530a-c中的每一个 可将最多六个信号提供给数字信道重新组合器。数字信道重新组合器540可 接受仅十六个信号。控制器570可确定(例如基于来自用户的输入)将使用 来自数字信道选择器530a和530b的仅五个输入，并将使用来自数字信道选 择器530c的所有六个输入。其后，其他的用户输入可要求改变这一约定。控 制器570还可将控制或其它必要的信号(例如时钟信号)提供给A/D转换器 520a-c、数字信道选择器530a-c和D/A转换器550。
数字信道重新组合器540还可包含信号处理，例如应用于选择的信道中 的每一个的数字信号电平调节。电平调节可允许所有选择的信道以大概相同 的电平发送，从而改善了住宅设备(例如机顶盒)的操作。
框图500形成了多输入、单输出信道选择，变换和分配设备。该设备从 包含最多三倍于N个可能输入信道(表现为三个分离信号)的输入来产生单 个信号中的最多N信道的输出，用于在单根同轴电缆上传送。使用三个输入 是示例性的，并且可以使用包含更多数量或更少数量的可能输入信道的更多 数量或更少数量的输入。
参见图6,流程图600示出了本发明的方法的实施例。在步骤602中， 一个或多个到来的卫星信号被设备(例如先前在框图500中描述的FTM设备) 接收。接下来，在步骤604中，输入的卫星信号被转换为数字信号。该转换 优选地由A/D转换器530a-c来执行，并且可进一步包括用于在例如在数字信 道选择器530a-c中描述的转换后分开各个物理信道的处理装置。
接下来，在步骤606,选择期望的物理信道以形成并行的一组选择物理 数字信道。基于用户住宅设备处理并由例如控制器570管理的请求而在数字
信道选择器530a-c中对选择的物理信道进行选择。控制器570可负责接收和 管理多个请求，并将适当信息提供给数字信道选择器530a-c和数字信道重新 组合器540。
在步骤608,以频率分集的方式对一组选择的数字信道进行重新组合以 形成信号，该信号占据频率范围并包含在分离的频率上的选择的数字信道。 这种重新组合可包括用于处理一组选择的数字信道的装置，例如对于数字信 道重新组合器540所描述的。在步骤610,重新组合的频率分集信号被转换 回到模拟信号，其包含在分离频率的选择的信道。该转换可使用D/A转换器 550来进行，并且还可包括任何附加的处理，如对于输出RF处理块560所描 述的。最后，在步骤612,模拟信号被发送或发射到附加的设备，例如在由 单根同轴电缆所连接的用户房屋中发现的设备。
虽然本发明的各种修改和替换形式可以是允许的，但具体的实施例已经 通过附图中的示例而示出，并且在此已经详细地描述。前述仅仅示出了本发 明的原理，因此，本领域技术人员应理解，将能设计出许多可选布置，虽然 在此未具体描述，但其实施本发明的原理并且在本发明的精神和范围内。例 如，虽然在分离的功能元件的上下文中示出，但是这些功能元件可实施在一 个或多个集成电路(IC)中。类似地，虽然示出为分离的元件，但是可用硬
由所附权利要求定义的本发明的范围的情况下，可对示例性实施例做出多种 修改，并且可设计其它的布置。
权利要求
1、一种装置(500)，包括接收器(520a-c，530a-c)，用于接收和数字化多个第一信号，并且用于同时从所述多个第一信号恢复多个选择信道，每个信号包含一个或多个不同信道；和发送器(540，550，560)，用于组合所述多个选择信道并产生第二信号。
2、 如权利要求1所述的装置(500 ),其中，所述接收器(520a-c, 530a-c ) 进一步包括采样器(310,320,330a-N),用于采样所述多个第一信号，以提供多个经 抽耳又的采样流；和分配器(350 ),可操作地连接到所述采样器(310,320,330a-N)，用于处理所述多个经抽取的采样流，以提供代表所述一个或多个不同物理信道的输 出信号。
3、 如权利要求2所述的装置(500 )，其中，所述分配器(350 )包括 变换元件。
4、 如权利要求3所述的装置(500 )，其中，所述变换元件使用类型IV 的处理。
5、 如权利要求2所述的装置(500),其中，所述采样器(310, 320， 330a-N)进一步包括多路分解器(310 ),用于将该信号多路分解为所述多个经抽取的采样流；和多个滤波器(330a-N)，可操作地连接到所述多路分解器(310),用于 处理所述多个经抽取的采样流。
6、 如权利要求5所述的装置(500 )，其中，所述多个滤波器(330a-N ) 包括多个分叉滤波器。
7、 如权利要求1所述的装置(500 )，其中，所述接收器(530a-c )进 一步包括选择器(360 )，可操作地连接到所述分配器(350 )，用于选择所述 多个选择信道。
8、 如权利要求1所述的装置(500 ),其中，所述发送器(540, 550, 560 )进一步包括组合器(410),组合所述多个选择信道，以提供并行数据流集合，所述 数据流代表所述多个信道的组合；和转换器(420a-N, 430 ),用于将所述并行数据流变换为所述第二信号。
9、 如权利要求8所述的装置(500 )，其中，所述组合器(410)包括 变一奐元件。
10、 如权利要求9所述的装置(500 )，其中，所述变换元件使用类型IV 离散余弦变换的稀疏矩阵因数分解对所述多个选择信道执行基于矩阵的处理。
11、 如权利要求8所述的装置(500 ),其中，所述转换器进一步包括 多个滤波器(420a-N),用于处理所述多个并行数据流；和 多路复用器，连接到所述多个滤波器，用于将所述多个并行数据流多路复用为单个采样流。
12、 如权利要求11所述的装置(500 )，其中，所述多个滤波器(420a-N) 包括多个分叉滤波器。
13、 一种用于提供频率变换的方法(600)，包括 接收(602 )第一信号，所述第一信号具有多个不同的频率信道； 从所述多个不同的频率信道中选择(606 )频率信道集；组合(608 )所述频率信道集以形成第二信号；和 发送(612)所述第二信号。
14、 如权利要求13所述的方法(600 )，其中，所述选择步骤进一步包括处理(604)所述第一信号，以提供多个抽取的采样流；和 对所述数量的抽取的采样流执行(606)变换以提供变换输出信号。
15、 如权利要求14所述的方法(600),其中，所述处理步骤(604)包括将所述信号多路分解为该数量的抽取的采样流；和 以多个滤波器对所述数量的抽取的采样流滤波，以用于匹配所述变换。
16、 如权利要求15所述的方法(600)，其中，所述多个滤波器包括多 个分叉滤波器，并且所述变换是类型IV离散余弦变换。
17、 如权利要求13所述的方法(600 ),其中，所述选择步骤进一步包括对所述频率信道集重新排序。
18、 如权利要求13所述的方法(600 ),其中，所述组合(608 )步骤进 一步包括对所述不同频率信道集执行基于变换的处理，以提供多个并行数据流；和处理所述多个并行数据流，以提供所述第二信号。
19、 一种用于接收系统的集成电路(500 ),其接收代表多个信道的信号， 该集成电^各包括多路分解元件(310),用于多路分解接收的采样信号，以产生多个第一 数据流；变换元件(350,410 ),用于将所述多个第一数据流变换为多个变换输出 信号，并且用于将所述多个变换输出信号中的至少两个变换为多个第二数据流^ 和多路复用元件(430)，用于多路复用所述多个第二数据流，并输出采样 信号。
20、 如权利要求19所述的集成电^各(500 )，其中，所述变换元件(350, 410)使用类型IV离散余弦变换。
21、 如权利要求20所述的集成电路(500 ),进一步包括 第一滤波器元件(330a-N)，可操作为在将所述多个第一数据流提供给所述变换元件之前对所述多个第一数据流滤波；和第二滤波器元件(420a-N)，可操作为在将所述多个第二数据流提供给 所述多路复用元件之前对所述多个第二数据流滤波。
22、 一种用于频率变换的装置(500 ),包括用于接收(520a-c)第一信号的装置，所述第一信号具有多个不同频率 信道；用于将所述第一信号变换(530a-c)为代表所述多个不同频率信道的信 号集的装置；用于从所述信号集选择(530a-c)信道集的装置； 用于组合(540 )所述信道集以形成第二信号的装置；和 用于发送(550,560 )所述第二信号的装置。
全文摘要
公开的实施例涉及用于执行频率变换的装置和方法。该装置包括接收器(520a-c，530a-c)，用于接收和数字化多个第一信号，并且用于同时从多个第一信号中恢复选择的信道集，每个信号包含信道。该装置还包括发送器(540，550，560)，用于组合选择的信道集，以产生第二信号。本发明的方法包括接收包含多个不同信道的第一信号(602)，选择从多个不同信道中选取的信道集(606)，组合选择的信道集(608)以形成第二信号，并发送所述第二信号(612)。
文档编号H04B7/185GK101171768SQ200680015436
公开日2008年4月30日 申请日期2006年5月4日 优先权日2005年5月4日
发明者戴维·L·麦克尼利 申请人:汤姆森特许公司