一种发端滤波器、收端滤波器及系统升级方法技术方案

本发明专利技术公开了一种发端滤波器、收端滤波器及系统升级方法，其中，发端滤波器Tx1包括链路控制单元、滤波器Tx2和补偿滤波器CT，链路控制单元用于控制输入信号经滤波器Tx2与补偿滤波器CT处理后输出或经滤波器Tx2处理后输出；滤波器Tx2与补偿滤波器CT串联构成的滤波器与滤波器Rx0构成一对匹配滤波器；收端滤波器Rx1包括链路控制单元、滤波器Rx2和补偿滤波器CR，链路控制单元用于控制输入信号经滤波器Rx2与补偿滤波器CR处理后输出或经滤波器Rx2处理后输出；Rx2和CR串联构成的滤波器与Tx2和CT串联构成的滤波器构成一对匹配滤波器。本发明专利技术提供了新机顶盒逐步取代旧机顶盒的方案，使系统升级成为可能。

A Method of Start-end Filter, Receive-end Filter and System Upgrade

【技术实现步骤摘要】
一种发端滤波器、收端滤波器及系统升级方法
本专利技术提出了一种用于提升广播电视系统(DVB-C)性能的广播发射机和机顶盒接收机的前端滤波器及系统升级方法；本专利技术也可在其他系统中类似的场景下使用。
技术介绍
基于DVB-C标准广播电视机顶盒已经在全球范围内部署了数十年，机顶盒数量达到数亿之多，平方根余弦(SRRC)滤波器被标准定为其发射/接收滤波器。由于各种滤波器都存在频率过渡带，因而其频谱利用率有所降低，DVB-C标准指定滤波器的频带利用率只有77％。近年来业界出现了一些更优性能的滤波器，这些新型滤波器能够大幅度提升频谱利用率，其他各项指标优于现有DVB-C标准，计算复杂度也有所降低。理论分析与实验结果表明，基于新型滤波器的DVB-C系统性能比现有系统有很大提升。然而，对于一个通信系统而言，奈奎斯特第一准则要求发端滤波器与收端滤波器的共同响应结果要满足没有码间干扰的要求。另外，为了达到最好的抗噪声性能，收发端应该是一对匹配滤波器。因此，如果将现有DVB-C系统的滤波器升级到新型高性能的滤波器，必须在收发端同时进行。对于DVB-C这样的广播系统而言，由于发射机数量相对较小，可以非常迅速的进行升级改造。然而，DVB-C系统的接收机是巨大数量的正在运行中的机顶盒，将带有新型滤波器的机顶盒取代原有的机顶盒需要花费相当长的时间，将这个时间段称为过渡期。在这个过渡期，如果发射端使用的是新型的滤波器，则新部署的机顶盒可以正常工作，而原有的机顶盒性无法正常工作。反之如果使用原有的发射机，则新的机顶盒无法正常工作。因此，需要给出一种过渡期的发射机/接收机的滤波器设计实施方案，使新旧两款机顶盒都能够正确接收发射的信号，并且信号质量要满足DVB-C标准的要求。到目前为止，还没有可行的方案，导致DVB-C系统及其他类似系统无法进行升级改造。
技术实现思路
本专利技术给出了以提高频谱利用率为目标的DVB-C系统及其他类似系统的发射机/接收端滤波器升级改造实施方案。本专利技术的方案将使用新的发射机和新的机顶盒代替原有的设备，在新的机顶盒逐步取代旧机顶盒的过渡期，两款机顶盒共存，本专利技术给出的方案不仅保证新的机顶盒正常工作，原有的机顶盒的性能不因为发射信号的改变而受到影响，使过渡期新旧滤波器共存场景下都具有最佳的系统性能。本专利技术的技术方案：DVB-C发射机/机顶盒前端滤波器设计方案，其步骤包括：1.将现有DVB-C系统的发射机/机顶盒的滤波器设为Tx0和Rx0，新旧机顶盒共存的过渡期的发端/收端滤波器设为Tx1和Rx1，过渡期后新的发射机/机顶盒的滤波器为Tx2和Rx2。其中Tx0和Rx0是一对匹配滤波器，Tx2和Rx2是一对匹配滤波器。如果发端使用旧滤波器Tx0、而收端使用新滤波器Rx2，则是不匹配的。同理Tx2和Rx0也是不匹配的。在过渡期，Tx1首先要与Rx0匹配，以保证旧的机顶盒能够正常工作。同时Tx1还要与Rx1匹配，以保证新的机顶盒正常工作，并逐步取代旧的机顶盒，如图1所示。为此要对Tx1和Rx1进行设计。2.Tx1发射机滤波器由三部分组成，一部分是Tx2滤波器，目的是当所有旧机顶盒全部被取代后，发端滤波器直接转换为Tx2；另一部分是补偿滤波器CT，其作用是对Tx2的响应函数进行补偿，使Tx2与CT共同作用的结果与Rx0匹配，以保证新的滤波器Tx2发射的信号能够被原有机顶盒的Rx0正确接收；还有一部分是对两种状态进行切换的链路控制单元(链路控制单元用于控制输入信号经所述滤波器Tx2与所述补偿滤波器CT处理后输出或输入信号经所述滤波器Tx2处理后输出；比如可以为一可控开关K)，如图2中的发射端所示，滤波器Tx2与可控开关K连接，开关K可以连接补偿滤波器CT或者直通，从而构成过渡期滤波器Tx1；滤波器Tx2与补偿滤波器CT串联构成的滤波器与滤波器Rx0构成一对满足奈奎斯特准则的匹配滤波器。3.发端补偿滤波器的响应函数可以在奈奎斯特准则限定条件下推导出来，具体实施例在下一节中给出。采用新滤波器与发端补偿滤波器的结构，可以保证新的发端滤波器Tx1与原有机顶盒的滤波器Rx0的匹配。4.接收端滤波器Rx1包含三部分，一部分为新的滤波器Rx2，目的是当所有旧机顶盒全部被新的取代后，收端滤波器只使用Rx2；另一部分是收端补偿滤波器CR，用于补偿由于Rx2与发端滤波器Tx1不匹配的问题，收端滤波器Rx1与发端滤波器Tx1匹配；还有一部分是对两种状态进行切换的链路控制单元(链路控制单元用于控制输入信号经所述滤波器Rx2与所述补偿滤波器CR处理后输出或输入信号经滤波器Rx2处理后输出；比如可以为一可控开关K)，如图2中的接收端所示；滤波器Rx2与可控开关K连接，开关K可以连接补偿滤波器CR或者直通，从而构成过渡期滤波器Rx1；滤波器Rx2与补偿滤波器CR连接构成的滤波器与滤波器Tx1构成一对满足奈奎斯特准则的匹配滤波器。5.收端补偿滤波器的响应函数可以在奈奎斯特准则限定条件下推导出来，如下面所给出的具体实施例所示。采用新滤波器与发端补偿滤波器的结构，可以保证新机顶盒的滤波器Rx1与新的发端滤波器Tx1的匹配。6.在网络中存在Rx0情况下，Tx1/Rx1中的可控开关K与端口1连接，发端/收端的补偿滤波器工作；当所有Rx0消失，即旧的机顶盒全部被新的机顶盒取代后，可控开关K与端口2连接，补偿滤波器被旁路，系统使用Tx2和Rx2，完成了过渡期的改造过程。7.如图2，在过渡期可控开关K连接端口1，发端滤波器Tx1由Tx2和CT共同构成，收端滤波器Rx1由Rx2和CR共同构成，旧的机顶盒中的Rx0和新的机顶盒Rx1共存，Tx1与两者均匹配。当所有旧的机顶盒被替换成新的以后，将可控开关K与端口2连接，这时只有新的滤波器Tx2和Rx2工作，CT和CR失去作用，从而完成了新机顶盒对旧机顶盒的升级。为了保证DVB-C标准所要求的性能，无论是过渡期使用的Tx1和Rx1，以及过渡完成后使用的Tx2和Rx2，都要满足如下要求：A.已经部署的旧机顶盒和新部署的机顶盒在升级过程中应该能够共存。这样，新的机顶盒可以逐渐投入使用，直到旧的机顶盒被完全更换。B.理论上，发射机与对应的机顶盒的滤波器的级联响应要满足奈奎斯特准则。C.理论上，发端滤波器与收端滤波器应该是一对匹配滤波器，以得到最大信噪比，实现最佳接收。D.新的滤波器的频谱利用率要高于现有DVB-C系统的频谱利用率。E.考虑到机顶盒是成本敏感的设备，滤波器的计算复杂度要低于旧的滤波器。F.所有指标要满足DVB-C标准，如阻带衰减(SBA)应大于43dB等。G.从过渡期到最终更新完成也需要简单易行。与现有技术相比，本专利技术的积极效果为：本专利技术给出的滤波器设计方案在保证新的发射机滤波器与新机顶盒滤波器相互匹配条件下，还能保证新的发射端滤波器与现有的机顶盒的相互匹配，使原有的机顶盒工作正常。另外，新的发射/接收端滤波器的各项指标均满足DVB-C标准的要求。与现有DVB-C系统相比，频谱利用效率可以提高18％，系统复杂度也显着降低。除此之外，本专利技术也可在其他系统中类似的场景下使用。附图说明图1为本专利技术新旧机顶盒共存场景系统描述框图；图2为本专利技术中新旧机顶盒共存场景滤波器解决方案例；图3为本专利技术的设计实施方案与不使用本方案的性能比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发端滤波器，其特征在于，包括链路控制单元、滤波器Tx2和用于对该滤波器Tx2的响应函数进行补偿的补偿滤波器CT，所述链路控制单元用于控制输入信号经所述滤波器Tx2与所述补偿滤波器CT处理后输出或输入信号经所述滤波器Tx2处理后输出；所述滤波器Tx2与所述补偿滤波器CT串联构成的滤波器与滤波器Rx0构成一对满足奈奎斯特准则的匹配滤波器；其中，所述滤波器Tx2为升级后的发端滤波器，所述滤波器Rx0为升级前的收端滤波器。

【技术特征摘要】
1.一种发端滤波器，其特征在于，包括链路控制单元、滤波器Tx2和用于对该滤波器Tx2的响应函数进行补偿的补偿滤波器CT，所述链路控制单元用于控制输入信号经所述滤波器Tx2与所述补偿滤波器CT处理后输出或输入信号经所述滤波器Tx2处理后输出；所述滤波器Tx2与所述补偿滤波器CT串联构成的滤波器与滤波器Rx0构成一对满足奈奎斯特准则的匹配滤波器；其中，所述滤波器Tx2为升级后的发端滤波器，所述滤波器Rx0为升级前的收端滤波器。2.如权利要求1所述的发端滤波器，其特征在于，在奈奎斯特准则限定条件下推导得到所述补偿滤波器CT的响应函数。3.如权利要求1所述的发端滤波器，其特征在于，所述链路控制单元为一可控开关K。4.一种收端滤波器，其特征在于，包括链路控制单元、滤波器Rx2和用于对该滤波器Rx2的响应函数进行补偿的补偿滤波器CR，所述链路控制单元用于控制输入信号经所述滤波器Rx2与所述补偿滤波器CR处理后输出或输入信号经所述滤波器Rx2处理后输出；所述滤波器Rx2和所述补偿滤波器CR串联构成的滤波器与滤波器Tx2和补偿滤波器CT串联构成的滤波器构成一对满足奈奎斯特准则的匹配滤波器；其中，所述滤波器Rx2为升级后的收端滤波器，所述滤波器Tx2为升级后的发端滤波器，所述补偿滤波器CT为用于对该滤波器Tx2的响应函数进行补偿的补偿滤波器。5.如权利要求4所述的收端滤波器，其特征在于，在奈奎斯特准则限定条件下推导得到所述补偿滤波器CR的响应函数。6.如权利要求4所述的收端滤波器，其特征在于，所述链路控制单元为一可控开关K。7.一种系统升级方法，其步骤包括：在系统的发端部署发端滤波器Tx1；所述发端滤波器Tx1包括链路控制单元、滤波器Tx2和用于对该滤波器Tx2的响应函数进行补偿的补偿滤波器CT，所述链路控制单元用于控制输入信号经所述滤波器Tx2与所述补偿滤波器CT处理后输出或输入信号经所述滤波器Tx2处理后输出；所述滤波器Tx2与所述补偿滤波器CT串联构成的滤波器与滤波器Rx0构成一对满足奈奎斯特准则的匹配滤波器；在系统的收端部署收端滤波器Rx1；所述收端滤波器Rx1包括链路控制单元、滤波器Rx2和用于对该滤波器Rx2的响应函数进行补偿的补偿滤波器CR，所述链路控制单元用于控制输入信号经所述滤波器Rx2与所述补偿滤波器CR处理后...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖如吾，赵玉萍，雷启英，郭璇，张琪，
申请(专利权)人：北京畅恒通信科技有限责任公司，北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11