本发明专利技术涉及一种用于数字电视信号的全频谱调制器。一种全频谱调制器处理来自单独路径的多个CATV通道。每一路径具有：(i)第一滤波器，其用于将输入通道信号脉冲整形且将其通道频率上取样；(ii)内插器，其用于将所述第一滤波器的输出内插到共同取样速率；及(iii)抽取器，其用于使所述内插器的输出在预定通道带宽上居中。IDFT处理器接收来自所述抽取器的通道信号输出。多相滤波器组接收来自所述IDFT处理器的经IDFT处理的平行通道信号。整流器将来自所述多相滤波器组的所述经处理的平行通道信号转换到单个数据流。第二滤波器将所述单个数据流上取样到固定输出取样速率且从其低通滤波混叠信号。标准及谐波相关载波CATV通道频率计划两者都得到调和。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通过有线电视(CATV)分布系统或类似物的数字电视信号及/或数字数据信号(例如，DOCSIS-通过有线服务接ロ规格的数据)的通信。更明确地说，本专利技术提供全频谱下游调制器(其依从DOCSIS)的数字信号处理器(DSP)实施方案，所述调制器配合在单个FPGA (现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)中且可使用单个数/摸(D/A)转换器来实施。
技术介绍
近年来，用于窄播数字电视服务的正交振幅调制(QAM)通道的数目已大量増加。大多数多系统操作器(MSO)正提供越来越多的单播QAM通道以支持由视频点播(VOD)服务 的成功带来的增长。这在很大程度上已由高清晰度电视服务及内容的提供物的增长驱使。部署切換式数字视频(SDV)以提供增加数目的多播内容提供物正进ー步驱使QAM通道。额外的QAM通道也正针对MSO有线调制解调器终端系统(CMTS)设备而部署。虽然QAM通道的数目在增加，但MOS正减小其提供的服务群组的大小以更高效地使用其有线电视网络。较小的服务群组产生改善的服务质量。此外，反复使用网络中可用的频谱是有利的，因为其支持窄播服务增长。由于CATV市场中的上述发展，需要更密集边缘QAM来減少设备成本及前端和分布集线器中的所产生的环境要求。为帮助满足此需要，已开发新设备架构选项，其使得较密集网络架构可在模块化的前端结构中实施。称为集中式多服务接入平台(CMAP)的一类新设备正与所述新设备架构选项一起开发。CMAP针对所有窄播及广播数字服务实施CMTS及边缘QAM的功能。对CMAP的介绍可在以下文章中找到康卡斯特更新什么是CMAP，J.塞林格(J. Salinger)及J.莱迪(J. Leddy),康卡斯特公司，2010年2月I日。为实施CMAP系统，有必要提供合适的调制器以使用QAM将数字电视数据提供到载波波形。现有技术包含用于实现此目的的各种不同的架构，但它们都有缺陷。ー些已知的解决方案使用就每通道乘法运算或每样本乘法运算而言较老的、效率较低的方法。此类方法在图I及2中最佳地描述。图I为用于第一现有技术调制器架构中的单个通道的信号处理链路的子框图。图2说明此单个通道架构如何平行地复制且求和以实施整个下游频谱。如图I中所说明，所述调制器包括符号映射器10，所述符号映射器10的输出提供到第一平方根自乘余弦滤波器(SRRC)及内插器12及第ニ SRRC及内插器14。SRRC及内插器12及14的输出提供到额外的相应内插器16及20，其将信号的输出频率升高到与下游数/模转换器(DAC) 28的取样速率兼容的范围。内插器16的输出使用混频器22用来自数字正交振荡器18的正弦函数输出进行调制。内插器20的输出使用混频器24用来自振荡器18的余弦函数输出进行调制。来自混频器22、24的输出在加法器26中求和，且结果以常规方式提供到数/模转换器(DAC) 28。图2为单个通道子块的平行化的现有技术实例。此设备(一般标示为30)平行地复制图I的单个通道架构且对结果求和。来自DAC的输出表示整个下游频谱。已知(參见，例如，哈里斯(Harris)等人“用于无线通信的使用多相滤波器组的数字接收器及发射器，，(Digital Receivers and Transmitters Using Polyphase FilterBanks for Wireless Communications),关于微波理论及技术的IEEE汇报,卷51,第4号，2003年4月)图I及2中说明的类型的架构的效率比其它已知架构(例如基于快速傅里叶变换(FFT)的多相通道化器方法)低得多。多相通道化器在图3中说明，且已证明为高效得多(就每通道输出样本乘法运算而言)。如图3中所展示，多个通道流32a··· 32η输入到720点逆离散傅里叶变换(IDFT)处理器34。处理器34的输出由多相再取样滤波器36再取样，且接着由整流器38处理以产生待由数/模转换器(DAC)转换到模拟的输出。多相再取样滤波器36的功能为将通道再取样到6MHz中心、提供匹配滤波及提供通道化滤波。对于模块化CMAP (M-CAMP)系统，此实施方案具有若干限制，其包括I.对于图3中指定的每相滤波器抽头的数目，其不能满足用于邻近通道、宽带噪音及载波抑制的规格。满足这些规格将需要使每相滤波器抽头的数目不止增加一倍且 抑制高效的、成本划算的解决方案。2.其不能满足5ppm频率精度规格。3.其在所有通道中仅可调制单个模式(256或64QAM)，然而，CMAP规格在所有通道中需要混合模式(同时的64及256QAM)操作。明确地说，如果存在总共N个通道，则所述规格需要64QAM的M个通道及256QAM的K个通道，其中K+M = N。4.多相再取样器需要720x47个实数乘法器，这过度限制用于任何潜在FPGA实施方案的资源及布局。5.使用此设计仅提供STD频率计划，然而M-CMAP也需要HRC频率计划。提供其中这些限制被克服的M-CMAP实施方案将是有利的。更明确地说，提供使用单个FPGA或ASIC及单个D/A转换器的全频谱D0CSIS/CATV下游调制器的DSP实施方案将是有利的。此外，使此实施方案利用基于FFT的多相通道化器方法并且使用DCT (直接余弦变换)及DST (直接正弦变换)计算(所述计算是高效的且基于N/4大小的FFT内核而计算)实施IDFT将是有利的，其中在DCT/DST之后，信号从复数转换到实数以使用单个DAC且利用对应的复杂性减小。本专利技术提供具有上述优点及其它优点的方法及设备。此外，本文中掲示的组件/技术的唯一组合提供优于先前已知的结构及技术的各种改善。
技术实现思路
提供一种全频谱调制器，其处理来自多个平行通道处理路径的有线电视信号或类似物。每一路径具有(i)第一滤波器，其用于将输入通道信号脉冲整形且将其通道频率上取样；(ii)内插器，其用于将所述第一滤波器的输出内插到共同取样速率；及(iii)抽取器，其用于使所述内插器的输出在与所述共同取样速率相关的预定通道带宽上居中。逆离散傅里叶转换(IDFT)处理器经耦合以接收来自多个平行通道处理路径的抽取器的通道信号输出。多相滤波器组经耦合以从IDFT处理器接收经IDFT处理的平行通道信号。整流器将来自多相滤波器组的经处理的平行通道信号转换到单个数据流。第二滤波器将所述单个数据流上取样到固定输出取样速率且从其低通滤波混叠信号。所述调制器可经实施以与标准有线电视通道频率计划一起使用。在此实施方案中，平行通道处理路径可包含在内插器与抽取器之间耦合的直接数字合成器(DDS)，以将载波偏移添加到从内插器输入到抽取器的信号。此实施方案进ー步包括在IDFT处理器与多相滤波器组之间的复数到实数信号处理器。举例来说，IDFT处理器可为360点IDFT处理器。所述第一滤波器优选地为带有I 2上取样的平方根自乘余弦(SRRC)滤波器。所述内插器可包含菲诺(Fairow)六抽头三次内插器。所述抽取器可为2 I抽取器。所述第二滤波器可包含带有I : 2上取样的上取样半带滤波器(HBF)。还可根据本专利技术提供一种调制器以与谐波相关载波(HRC)有线电视通道频率计划一起使用。在此情况下，纵横开关处在IDFT处理器之前，所述纵横开关适于在输入到本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全频谱调制器，其包含：多个平行通道处理路径，每一路径具有：(i)第一滤波器，其用于将输入通道信号脉冲整形且将其通道频率上取样，(ii)内插器，其用于将所述第一滤波器的输出内插到共同取样速率，及(iii)抽取器，其用于使所述内插器的输出在与所述取样速率相关的预定通道带宽上居中；逆离散傅里叶变换IDFT处理器，其经耦合以接收来自所述多个平行通道处理路径的所述抽取器的通道信号输出；多相滤波器组，其经耦合以接收来自所述IDFT处理器的经IDFT处理的平行通道信号；整流器，其用于将来自所述多相滤波器组的所述经处理的平行通道信号转换到单个数据流；及第二滤波器，其用于将所述单个数据流上取样到固定输出取样速率且用于低通滤波其中的混叠信号。
【技术特征摘要】
2011.06.20 US 13/164,0291.一种全频谱调制器，其包含 多个平行通道处理路径，每一路径具有(i)第一滤波器，其用于将输入通道信号脉冲整形且将其通道频率上取样，(ii)内插器，其用于将所述第一滤波器的输出内插到共同取样速率，及(iii)抽取器，其用于使所述内插器的输出在与所述取样速率相关的预定通道带宽上居中； 逆离散傅里叶变换IDFT处理器，其经耦合以接收来自所述多个平行通道处理路径的所述抽取器的通道信号输出； 多相滤波器组，其经耦合以接收来自所述IDFT处理器的经IDFT处理的平行通道信号; 整流器，其用于将来自所述多相滤波器组的所述经处理的平行通道信号转换到单个数据流；及 第二滤波器，其用于将所述单个数据流上取样到固定输出取样速率且用于低通滤波其中的混叠信号。2.根据权利要求I所述的调制器，其用于与标准有线电视通道频率计划一起使用，其中所述平行通道处理路径包含在所述内插器与所述抽取器之间耦合的直接数字合成器DDS，以将载波偏移添加到从所述内插器输入到所述抽取器的信号。3.根据权利要求2所述的调制器，其包含所述IDFT处理器与所述多相滤波器组之间的复数到实数信号处理器。4.根据权利要求3所述的调制器，其中所述IDFT处理器为360点IDFT处理器。5.根据权利要求4所述的调制器，其中所述第一滤波器为具有I: 2上取样的平方根自乘余弦SRRC滤波器。6.根据权利要求5所述的调制器，其中所述内插器为菲诺六抽头三次内插器。7.根据权利要求6所述的调制器，其中所述抽取器为2；1抽取器。8.根据权利要求7所述的调制器，其中所述第二滤波器为具有I: 2上取样的上取样半带滤波器HBF。9.根据权利要求I所述的调制器，其用于与谐波相关载波有线电视通道频率计划一起使用，其中纵横开关在所述IDFT处理器之前，所述纵横开关适于在输入到所述IDFT处理器之前，翻转来自所述抽取器的所述通道信号输出的频率频谱。10.根据权利要求9所述的调制器，其中所述第二滤波器包含高通滤波器、在所述高通滤波器...
【专利技术属性】
技术研发人员：凯南·劳德尔，
申请(专利权)人：RGB网络有限公司，
类型：发明
国别省市：
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