信号评估系统和方法

专利名称：信号评估系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种信号评估系统和方法。
背景技术：
成功在室内接收地面视频广播经常受到挑战。在模拟TV广播的情况中，劣质接收的特点为伴随有诸如重影和雪花图片之类的熟悉的图像伪像的图像质量的优雅劣化。相反，数字地面电视(DTT)的出现显著增强了接收到的图片质量(只要接收机输入端的接收信号质量保持在某一阈值之上即可)。然而在这个阈值之下，图片质量会迅速降低，或图片会完全消失(被称为“砖墙式接收性能”)。不幸地是，在利用置顶天线(set-topantenna)进行室内接收的情况下，经常遇到的接收环境会使所接收到的信号质量低于该性 能阈置，从而给用户带来主观上比模拟电视(TV)更差的体验。为了解决这个问题，可以使用所谓的“智能天线”。这种智能天线包括活动的(可操控的)定向天线，其能够接收配置数据，以适应性地修改并更好地优化每一个接收到的TV信道在被选择时的天线接收特性。为了促进这种技术的采用，美国消费电子协会(CEA)开发了一种叫做CEA-909标准的配置数据标准。CEA-909标准提供了一种用于给定TV信道的从接收机到智能天线的配置信号，其中该配置信号包括用于粗略方向规范的2个比特、用于精细方向规范的2个比特、规定水平或垂直极化的I个比特、规定增益等级的2个比特、以及规定信道编号的7个比特。图I示出了粗略方向的四个值N和精细方向的四个值M如何被结合为[N，Ml从而提供用于可操控的智能天线的16个方向。应当理解的是，这16个方向和N和M的四个值是非限定性的示例。为了最初为给定的TV信道选择合适的配置，必须评估可用配置的一些(如果不是全部)可能排列的信号接收。这可能是一个漫长的过程。评估通常基于所接收的信号强度和信号质量的组合进行。可根据例如信噪比来估计接收信号的信号强度，其中可以根据例如信号相对于所使用的调制方案的星座图中的目标符号的偏移来确定信噪比(以类似于调制误差率的方式)。信号强度的其他指标包括射频(RF)信号强度或自动增益控制系统的增益值。同时，信号质量的指标包括诸如解调信号的误比特率(BER)之类的度量。显而易见的是，用于TV信道的可接受的观看的阈值误比特率可能非常低，这就要求在能够获得BER的统计上的显著估计之前经过相当长的时间。在需要评估大量智能天线排列的同时，不期望延长配置或重配置智能天线的过程。数字接收机的设计者所使用的信号强度和/或信号质量指标的组合决定了接收机的响应能力以及接收信号的质量，因为将选择天线的配置来最大化一个或两个所述指标。因此，期望在可能的情况下改善这些指标，以在配置智能天线时改善数字接收机的响应能力，并且改善接收信号的获得质量。

发明内容
在第一方面，提供了根据权利要求I的一种评估信号接收的方法。在另一方面，提供了根据权利要求11的一种智能天线配置估计器。在附属权利要求中定义了本发明更多的各个方面和特征。


现在将参照附图通过示例来说明本发明的实施例，其中图I是CEA-909兼容智能天线可用的接收方向的示意图。图2是根据本发明实施例的信号评估系统的示意图。图3是来自接收多路径信号的数字TV接收机的信道脉冲响应(CIR)的示意图。图4A是第一智能天线方向的CIR功率的示意图。图4B是第二智能天线方向的CIR功率的示意图。图5是八个DVB-T信道的接收和性能值的表格。图6是根据本发明实施例的数字TV接收机接收链的示意图。图7是根据本发明实施例的最初配置智能天线的扫描过程的流程图。图8是根据本发明实施例的当最初配置智能天线时所使用的所谓盲搜索过程的流程图。图9是根据本发明实施例的当最初配置智能天线时所使用的增益评估过程的流程图。图10是根据本发明实施例的质量因数评估过程的流程图。图11是六个DVB-T信道的接收和性能值的表格。图12是根据本发明实施例的配置跟踪过程的流程图。图13是根据本发明实施例的增益跟踪过程的流程图。图14A是根据本发明实施例的方向性测试过程的流程图。图14B是根据本发明实施例的方向性跟踪过程的流程图。
具体实施例方式公开了一种信号评估系统和方法。在后续说明中，呈现了多个具体细节以提供对本发明实施例的透彻理解。然而本领域技术人员应该理解，不必使用这些具体细节来实施本发明。相反，在适当的情况下，为了清楚起见，省略了本领域技术人员已知的具体细节。现在参照图2，数字TV(电视)接收机100可操纵用来接收地面数字TV信号，诸如但不限于符合DVB-T、DVB-T2和/或ISDB-T标准的信号。接收机通常经由同轴电缆1002从置顶智能天线1010获取这些信号。智能天线1010包括天线控制器1020和可操控天线1030(例如，可使用天线控制器设置的相位延迟来操控的天线阵列)。为了设置操控方向并用其他方法配置智能天线，数字TV接收机随后使用控制电缆1004将符合CEA-909标准的配置数据发送到智能天线。对于数字TV接收机来说，评估并选择智能天线的配置的初始过程分成三个部分。
首先，对于给定的RF信道并且对于智能天线的每一种配置，监控如前所述的信号强度和/或信号质量的指标。其次，选择生成最佳信号强度和/或信号质量的智能天线的配置、或符合基于这些测量结果的一些其他标准的智能天线的配置。再次，将该配置与信道编号相关联地存储，并使用CEA-909标准按需求将配置传送到智能天线。在传统的系统中，可使用诸如RF信号强度之类的信号强度的评估。然而，对于多路径环境而言，其具有无法正确区分信号强度在多个信号路径上的分布因而无法正确区分良好和不良多路径接收环境的缺点。在接收机中用来解决多路径信号环境的后续技术(例如，参照接收符号和符号星座图)趋于复杂和缓慢。现在同样参照图3，在本发明的实施例中，已经理解的是，传统的数字TV接收机将执行信道评估，以均衡遭受多路径或其他信道缺陷的影响的接收信号。作为本过程的一个方面，数字TV接收机将生成信道脉冲响应(CIR)或频率响应(根 据该频率响应能够推导得出CIR)。例如，在正交频分复用(OFDM)系统中，导频信号在OFDM符号的某些子载波上被格式化，从而使得在执行逆FFT (快速傅里叶变换)时能够获得CIR的估计。因此，能够从针对信道均衡已经执行的现有信道估计获取CIR(即，不是出于智能天线配置的目的，诸如接收机链中的正常处理)。图3示出了多路径环境中的RF信道的一般CIR，其中Y轴表示归一化(normalized)响应，X轴表示时间(单位为毫秒)。在CIR内，对于来自主路径301的信号的响应、以及对于更长和更短路径303、305的响应的采样能够被辨别开。另外，可以看出对于噪声和其他干扰307的响应。已经将响应值归一化到主路径响应。因此，在本发明的实施例中，质量指标或Q因数被作为对于主信号路径的响应(或更一般地，CIR中的峰值采样)与剩余响应(包括对于来自其他路径的信号的响应)的平均值的比率导出。因而，Q= Max (CIR) /Mean (CIR)(等式 I)可将最大值被从平均值(有偏或无偏平均值)的估计中排除或未被从平均值的估计中排除的两种情况下的变体视为等同的，尽管在一些实施例中优选有偏平均值。因而显而易见的是，Q因数并没有量化信噪比，而是量化了主信号路径(假定对应于CIR中的峰值采样)与附加信号路径和信道脉冲响应的其他剩余响应之间的比率。因此，Q因数更好地用来区分信号强度在多个信号路径上的分布，因为对于相同的全部RF信号强度，Q因数在更多信号强度被集中在主路径时增大。结果，有利地是，能够更好地分辨出针对更好的多路径环境的智能天线配置。通过示例，通过操控天线到
来接收地面数字TV广播可能会导致接收到相同强度且总强度为N的三个信号路径。同时，操控天线到[0，11可能会导致接收到其中主信号路径比以前更强且其他信号路径更弱，并且总强度共计为N-I的三个信号路径。在这种情况下，现有技术的系统可选择次最佳方向
，而上述Q因数将选择位置
作为更好的配置。改用以dB为单位的CIR功率，则Q因数也可以等效地以dB表示如下Q dB = CIRmaxdB-CIRmeandB(等式 2)图4A和4B示出了在两个不同的智能天线配置下针对CIR功率的dB形式的Q因数。此处，将功率归一化到最大响应使得每个情况下的CIRmax均为OdB。在本示例中，通过将天线配置为指向图4B中的新方向，Q因数被改善了近6dB。
图5示出了列出用于接收在根据本发明实施例的数字TV接收机测试和智能天线操作期间获得的八个DVB-T信道的智能天线配置设置的表格。这些信道中的两个信道(信道I和2)较弱，复制信道(duplicate channel)相当于信道4和8。显而易见的是,尽管信道I和4的信号强度相同，但是它们的评估Q因数相差5dB，这反映了用于每个信号的不同的多路径环境。因此，尽管传统的信号强度测量无法区分这些等效信道，但是Q因数可以清楚地识别出了信道4优于信道I。对于主要传输(来自最近的发射机)而言，基于通过评估调制误差率所产生的较慢估计，信道3-8也全部显示出了的良好的信号质量。现在参照图6，示出了根据本发明实施例的数字TV接收机处理链的非限制性示例。正交频分复用(OFDM)信号在被模数转换器104转换成数字形式之前被天线100接收并由调谐器102进行检测。在表示数据的调制符号被结合使用信道估计器和校正器(corrector) 110、嵌入式信号提取(解码)单元111、以及快速傅立叶变换(FFT)处理器108而从每个接收到的OFDM符号恢复出来之前，保护间隔去除处理器106去除接收到的OFDM符号中的保护间隔。这些调制符号被送往频率解交织器112，频率解交织器112执行调制 符号和OFDM符号子载波之间的反映射，以从每个OFDM符号形成调制符号流。帧解映射器114随后将在OFDM传输接口的时分复用结构的不同帧中传送的调制符号分离为多个逻辑信道，这些逻辑信道随后由时间解交织器115进行时间解交织并随后被称为小区解交织器(cell deinterleaver) 116的解交织器进一步解交织。如果循环移位在发射机处被引入了数据，则循环延迟去除单元117随后去除该循环移位。解调数据随后被解映射器118从调制符号恢复出来，以产生每个信道的比特流。比特解交织器(bit de-interleaver) 120随后对任意一个交织在信号中的比特进行反转。最后，误差校正解码器121被设置用来校正误差，并恢复出源数据的估计。除了接收机的上述传统元件以外，图6还示出了配置估计器125，其如前所述地接收当前信道的CIR或CIR功率，并且可操作用来估计并选择优选的智能天线配置。这个配置随后由CEA-909兼容发射机127格式化并传送到智能天线(例如，通过USB电缆1004)。通常，数字TV接收机的CPU(未示出)可操作用于在软件指令下充当配置估计器。替换地，在配置估计器包括专用硬件的情况下，应当理解的是，可将CEA-909兼容发射机并入配置估计器中。硬件和软件的其他设置对于本领域技术人员而言将是显而易见的。应当理解的是，在更一般的情况下，作为正常接收处理的结果生成了 CIR或CIR功率或可导出CIR或CIR功率的数据(例如，在信道估计期间)的任意一个合适的传统数字TV接收机可被适应性地改变为包括类似于以上所述的配置估计器和CEA-909兼容发射机。现在参照图7，在本发明的实施例中，由这种数字TV接收机进行的初始扫描过程包括下列步骤。在第一步骤S3210中，初始化数字TV接收机，用于从将要扫描的N个RF信道中的第一个信道开始接收下一个信道。如果需要，与智能天线的任意一个初始信号交换过程也被执行。在第二步骤S3220中，配置估计器执行所谓的盲搜索(参考以下的图8)，以估计智能天线可用的一些或优选地所有方向的Q值。可选地，这个盲搜索首先在CEA-909下智能天线可用的四种增益设置中的最低增益处执行。盲搜索的结果是智能天线的对应于所检测出的最大Q值的选定方向DirQ。在存在与Q因数估计有关的未预料到的问题的情况下，以下的四个可选步骤为数字TV接收机提供了优雅退路(graceful fallback position)。例如,最初的盲搜索可在省略这些步骤的条件下被执行以获得快速结果集合，随后搜索过程可使用这些可选步骤被再次执行(作为在后续时间的背景活动)。可选地，在第三步骤S3230中，针对所选择的天线方向，可进行相应的调制误差检测测量(MERq)。进一步可选地，此时这个方向的Q因数Qq也可被重新估计，以提供针对这两种测量的更接近的RF环境对应关系。可选地，在第四步骤S3240中，可以基于最高RF信号强度，来选择智能天线的方向DirKF (例如，在上述步骤S3220期间并行测量)。应当理解的是，这个步骤可以形成步骤S3220的盲搜索的一部分，从而使得两组·选择能够被并行作出而不需要操控智能天线两次通过每一个位置。在这种情况下，步骤s3230可以在步骤S3240之后发生。可选地，在第五步骤S3250中，针对第二次选择的天线方向，可以采用相应的调制误差检测测量(MERkf)。进一步可选地，这个方向的Q因数Qkf也可以被重新估计。可选地，在第六步骤S3260中，配置估计器将行比较，如果MERq+0. 5> MERkf(其中MER值是以dB为单位的)，则最终选择Dire ;否则，最终选择DirKF。这就是说，存在有利于决定Q因数配置选择的0. 5dB的偏差。因此，将选择基于Q因数估计的方向，除非其看起来明显比RF信号强度估计表现不佳(例如，0. 5dB)。应当理解的是，这个偏差值是非限制性的，并可以由技术人员针对特定传输方案根据经验来确定，或可以被省略。还应当理解的是，可能使用除MER以外的一些共用接收性能度量(common reception performancemetric)(诸如，BER)。类似地，等同于RF信号强度的替代测量值可被使用。除了以这种方式选择方向外，进一步可选地，相应的重新估计的Q因数(Qkf*Qq)可被选择作为本信道的Q因数。给定所选择的天线方向DirQ或DirKF,随后在第七步骤s3270中，评估优选的增益设置(参见下面的图9)，并且相应地更新用于本信道的智能天线的配置。在第八步骤S3280中，当前信道的配置被存入数字TV接收机的存储器(未图示)中。配置通常包括但不限于-RF信道频率；-信道编号；-粗略方向设置；-精细方向设置；-增益设置；和-极性。例如，也可包括下列各项中的一个或多个-相关联的Q因数值(可选地，可使用Qkf或Qq)；-相关联的RF信号强度；和-评估期间获得的MER(可选地，可使用MERkf或MERq)。可以这种方式存储的其他值对于本领域技术人员来说是显而易见的。
最后，在第九步骤S3290中，针对下一信道重复评估，直到所有N个RF信道被扫描为止。应当理解的是，各种退出条件可被看作上述处理中的可选步骤，例如，当针对任意一个天线方向或者任意一个增益等级未检测到可解析的信号时，将信道标记为空并移到下一个信道。现在参照图8，由配置估计器进行的所谓盲搜索包括下列步骤。在第一步骤S3310中，设置CEA-909格式[粗略、精细]的下一个方向智能天线值。最初，可将这些值设置到方向
(见图I)。其他配置变量也可以被初始化，例如，增益=O、缺省极化设置(例如，水平)。这些配置设置随后被发送到智能天线。另外，配置计数器k被初始化为k = O。可选地在第二步骤S3320中，数字TV接收机执行简单的调谐操作，以检测针对当前配置是否能实现解调锁定。如果不能，则可选地处理可以跳到下面的第五步骤。
·
在第三步骤S3330中，配置估计器针对当前的智能天线配置评估Q因数Qk (参见下面的图10)。在可选的第四步骤S3340中，配置估计器针对当前的智能天线配置评估RF信号强度RFk。参照图6应当理解的是，可提供从数字TV接收器中的其他位置获取RF信号强度值的任意一条合适的数据链路。在第五步骤S3350中，CEA-909方向值在针对各个值0，1，2，3的嵌套循环中增加(精细，随后粗略)，以依次生成图I中所示的16个组合。对于每一次迭代，至少以上的第一和第三步骤以及可选的第二和第四步骤随后被以当前方向值重复。另外，对于每一次迭代，配置计数器k也增加。在第六步骤S3360中，在已经评估了方向[3，3](在上述实例中)之后，配置估计器评估Max [Qk (0，..k. .，15)] = Qmax，并返回相应的粗略和精细方向设置，以用作图7的扫描过程中的选定方向DirQ。可选地，配置估计器还返回Qm。可选地，作为这个步骤的一部分，配置估计器还评估Max[RFk(0，..k..，15)]=RFmax，并返回相应的粗略和精细方向设置，以用作图7的扫描过程中的选定方向DirKF。可选地，配置估算器还返回RFmx。现在参照图9，由配置估计器进行的优选增益设置的评估包括下列步骤。在第一步骤S3410中，CEA-909格式的下一个智能天线方向值[粗略、精细]被设置用于所选择的方向Dire或可选地DirKF (这里参见上述内容)，增益被设置为CEA-909中可用的四个设置(0，1，2，3)中的最低值。这些配置设置随后被发送至智能天线。另外，配置计数器k被初始化为k = O。在可选的第二步骤S3420中，数字TV接收机执行简单的调谐操作。这里假定针对所选择的方向实现了解调锁定，但是当然可以对这个条件进行明确检查确认是否如此，如果未实现锁定则可绕过当前增益值。在第三步骤S3430中，记录当前配置的信噪比SNRk。显而意见的是，对于相同的多路径条件来说，SNR随着增益缩放。因此当在评估优选增益期间智能天线未改变方向时，SNR是对于这些环境中的性能的方便度量。在第四步骤S3440中，增益值增加，并适当地重复上述步骤直到评估出k = 3(在当前示例中)的SNRk为止。
在第五步骤中，配置估计器评估Max [SNRk (0，. . k. .，3) ] = SNRmax并将相应的增益参数值(0，1，2或3)返回给先前所述的图7的扫描过程。现在参照图10，如前所述，在本发明的实施例中，由配置估计器进行的Q因数的评估包括下列步骤。在第一步骤S3510中，从数字TV接收机的现有的传统接收机链获取信道脉冲响应，例如从信道估计器110获取。优选地，可直接获取CIR数据，但是可替换地，可能需要处理来自接收机链的数据；例如，如果在接收机链中仅仅可获得频率脉冲响应，则配置估计器可以执行反FFT以获得CIR。CIR也可以采用以dB为单位的CIR功率的形式。在第二步骤S3520中，找出CIR中的最大值。该最大值被假定由主信号路径引起。在第三步骤S3530中，计算包括对应于附加信号路径的采样值的CIR的平均值。如前面提到的一样，可选地，平均值的计算可以排除在前一步骤中找出的最大值。 在第四步骤S3540中，根据上述等式I或等式2计算Q因数，作为信道输入响应的最大值与信道输入响应的平均值的比率，其中平均值可以被偏移或不被偏移。因此，图7的扫描功能可以通过根据测量出的Q值评估最佳智能天线方向并且随后评估最佳增益值，来在数字TV接收机上检测每一个信道的一组优选配置变量。可选地，该过程可以与另一个测量机制(如基于RF信号强度的机制)并行进行，以提供失效保护。以这种方式，在多路径接收环境中针对地面数字TV信号的智能天线配置的初始选择可以被改善。而且，相比较诸如MER或BER之类的性能平衡方法，CIR的即时特点(即每个数据帧)允许比使用所述方法的系统进行更快的初始设置。参照图11，其示出了比较数字TV接收机的六个DVB-T信道(对应于图5中的信道3-8)的接收性能的表格，其中该数字TV接收机首先使用根据本发明实施例配置的智能天线，然后使用常见的全方位天线。同样使用MER来测量这两个场景的性能。如所看到的，根据本发明的实施例配置的系统始终都是性能优于全方位天线(所有六个RF信道上的平均性能改善为IOdB)。显而易见的是，这种改善意味着所有六个信道都可以使用智能天线来观看，而没有一个可以使用全方位天线来观看。应当理解的是，Q因数测量能够区分不同智能天线方向的多路径环境可以不固定。这就是说，发射机和接收机之间的多个传输路径可能随着时间而改变。从长远来看，这可能是由于大气环境和地面环境中的季节变换、城市建设或智能天线位于其中的房间的重新装修而引起。从短期来看，传输路径也可能受人们坐在房中的位置的影响，并且当然可能受智能天线被碰撞或故意移动的影响。因此，期望周期性地重新评估针对特定信道为智能天线选择的配置设置(后面称为“跟踪”)。然而，与初始设置过程期间不同，TV的用户随后将希望在打开TV时能观看到他们期望的信道。为了跟踪多路径环境的评估并在必要时重新配置智能天线设置并减轻对当前TV观看的影响，在本发明的实施例中，假定直接邻近智能天线的当前方向的方向很可能也提供可接受的观看环境。因而例如，如果智能天线当前被设置到方向
，则假定方向[3，3]和
可以被测试，而不会显著影响用户收看信道的能力。应当理解的是，这种测试可以由一个或多个事件所触发。例如，测试可以是周期性的(例如，每小时或每天)，或可以是用户驱动的(例如，当切换到信道或通过菜单选择时)，或计划的(例如，在信道上节目的计划记录之前发生)，或可以是测量驱动的(例如，当正进行的MER或BER测量下降到预定绝对或相对阈值之下)。可选地，可以提供定时器来防止在最小后续期间内响应于后续事件的附加测试。为便于解释，上述触发器中的任意一个可被称为“事件”。相反，当诸如MER或BER之类的测量指示当前接收已经非常好(例如，在第一预定阈值之上)且无需改变时，或相反凭直觉，当MER或BER测量指示当前接收情况不佳(如，在第二预定阈值之下)且仅仅足以显示信号时，由于改变方向可能使得接收效果更差并且使信号质量通过先前提及的接收性能“砖墙”从而严重影响用户信道收视时，方向测试可能可选地被阻止。除了改变方向外，还可以测试增益变化是否将改善信噪比。另外，邻近当前增益等级的一个或多个增益等级可以被测试。并且，一个或多个类似的触发事件可以被使用。在事件为周期性触发器的情况下，可选地，可以比方向测试更频繁地进行增益测试。
因此，现在参照图12，根据本发明实施例的配置跟踪过程包括下列步骤。在第一步骤S3810中，数字TV接收机被初始化，用于在当前信道(或由接收机在启动时候所选的信道，或用户选择的信道)上进行接收。作为初始化过程的一部分，针对所选择的信道所存储的智能天线配置被用来设置智能天线。在第二步骤S3820中，事件监控器129监控将启动智能天线的当前增益设置的测试和/或当前方向设置的测试的触发事件是否已经发生。如上所述，事件可以是周期性事件(由事件监视器中的一个或多个计时器管理)，或可以是用户驱动事件，或可以使计划事件，或可以使对测量的响应。事件监控功能可以由数字TV接收机的CPU来实现。在第三步骤S3830中，在检测到的事件将触发增益测试(例如，当周期性增益测试计时器重置时)的情况下，增益测试被执行(下面参见图13)。在第四步骤S3840中，在检测到的事件将触发方向测试(例如，当周期性方向测试计时器重置时)的情况下，方向测试被执行(下面参见图14A和14B)。在第五步骤S3850中，系统检查增益或方向是否将随着它们各自测试的结果而改变，如果是，则在第六步骤S3860中，智能天线配置被更新并被发送到天线，同时被数字TV接收机存入存储器中。测试系统随后循环回到监控步骤3820。应当理解的是，在增益或方向测试揭示出增益或方向不应该改变的情况下，智能天线随后被重配置回现有的增益或方向设置。因此，在本发明的实施例中，第五步骤S3850被省略，而第六步骤S3860仍被执行。这具有使智能天线返转回当前设置的效果(如果当前设置在测试后保持最佳)。可选地，在这个情况下，重新存储相同设置的步骤可以由于冗余而被省略。应当理解的是，事件可以触发增益测试、方向测试或同时触发这两个测试。在事件触发两个测试的情况中，通常方向测试将被首先以类似图7的原始扫描过程的方式执行。还应当理解的是，在计划事件的情况下，诸如当数字TV接收机也是录像机并能够在计划时间打开时，数字TV接收机能够检测所连接的TV当前是否打开(即，接收机在此时是否正被用来观看信道)；如果未打开，则在记录计划节目之前的预定时期中，数字TV接收机能够基本上针对特定信道执行根据图7所述的扫描过程的全方位增益测试，因为用户将不受影响。这将确保在用户离开时记录节目的最佳接收。类似地，在数字TV接收机和智能天线可操作用来同时接收第二信道(例如，数字TV接收机具有两个调谐器，智能天线可以应用两组相位延迟到被接收信号的并行备份以从两个方向接收)的情况下，数字TV接收机可以类似地执行对于当前未观看的信道的重新评估过程。如上所述，因为这不影响当前观看，所以这种重新评估不仅仅可以包含用于相应信道的当前和邻近方向。通常，数字TV接收机可以重新评估邻近当前观看的信道的信道、以及被标记为最喜爱的任意信道(基于用户最可能随后观看这些信道)(如果这个工具存在)。现在参照图13，依据本发明实施例的跟踪增益测试包括下列步骤。在第一步骤S3910中，如果当前配置的SNR值SNRtl尚未被存入存储器，则其被测量(即，针对原始增益值)。
在第二步骤S3920中，选择第一相邻增益值，并且更新智能天线。然后，测量更新后的配置的SNR值SNR115对于为原始增益值0，相邻值为I。对于原始增益值3，相邻值为2。在可选的第三步骤S3930中，如果原始增益值为I或2，则也可获得并选择第二相邻增益值，并且再次更新智能天线。随后，测量第二次更新后的配置的SNR值SNR2。在第四步骤S3940中，检测测量出的最大SNR，并将相应的增益值作为智能天线配置的新增益值返回到跟踪过程。参照图14A，在本发明的实施例中，图12的第四步骤s3850(方向性测试)包括下列子步骤。在步骤S3841中，方向跟踪功能被调用(下面参见图14B)。然后，在步骤S3842中，如果跟踪功能指示不同方向可能优于当前方向，则在步骤S3843和步骤S3844，获取当前方向和由方向跟踪功能指示的方向的MER测量(MERtjld和MERnew)。然后，在步骤s3845处，比较这些MER测量，其中小偏差A支持现有方向。这个偏差通常在0.1到0.5dB的级别。基于这个比较，旧的或新的方向在步骤S3846处被存入当前信道存储器。可选地，如果方向测试第一次运行(或在触发事件之间的预定间隔之后运行)，则上述过程可以在短预定间隔之后(例如30秒)被重复，以考虑瞬间事件(如进入房间的人，或通过车辆)影响前一组结果的可能性。在这个情况下，可选地，可选择出自两个单独测试运行的最佳方向(基于上述MER比较)。最终，可选地，如果系统指示当前接收方向的不良接收，或方向性测试指示当前和邻近当前方向的邻近方向的不良接收(例如，在天线跌落的情况下)-则可选地，粗略方向测试可在较宽范围的方向(可选的，所有方向)中被执行，以试图找出可接受的接收方向。现在参照图14B，根据本发明实施例的跟踪方向测试包括下列步骤。在第一步骤S4010中，如前所述地测量当前配置的Q因数Qtl (即，针对原始智能天线方向值)。在第二步骤S4020中，选择第一邻近方向值，并更新智能天线。然后测量更新后的配置的Q因数％。因此，例如，如果原始天线方向值已经是
，则第一相邻方向值可以是[3,3]。在第三步骤S4030中，选择第二相邻方向值，并更新智能天线。随后测量更新后的配置的Q因数Q2。在当前示例中，第二相邻方向值将为[O，I]。可选地，每个方向的Q因数可以被测量多次并被平均。这些测量之间的间隔可以是从连续信号帧(即，连续CIR评估)之间至数秒甚至数分钟级别的一个间隔。其目的是在评估过程中减轻在用于这个信道的多路径环境中的任意正在进行(短期)的变化。随后在第四步骤S4040中，与最大Q因数(或平均Q因数)相关的方向值被作为智能天线配置的新方向值返回到跟踪过程。因此，图12的跟踪过程能够在数字TV接收机的正常使用期间跟踪优选方向中的漂移和智能天线的增益，从而有利地限制这种追踪对于用户的可视 效果。因此应当理解的是，在本发明的概要实施例中，一种评估用以电视信号接收的质量值的方法包括获取信道脉冲响应的估计，其中电视信号通过该心道被传递到接收机(S3510)，查找信道脉冲响应的最大值，该最大值对应(或假定对应)于主信号路径(S3520)，计算包括对应于一个或多个附加信号路径的信道脉冲响应值的信道脉冲响应的平均值(S3530)，以及计算信道脉冲响应的最大值与平均值的比率作为质量值(S3540)。通常，通过与信号接收相关联的信道均衡过程获取信道脉冲响应。使用上述方法，预定信道的智能天线配置过程包括初始化智能天线以接收来自多个可用方向之一的信号(S3310)，评估在这个方向的信号接收(使用上述方法)(S3330)，将质量值与该方向相关联地存储，以及针对一些或全部可用方向重复这些步骤(S3350)。然而作为预防，如果接收机不能实现信号上的解调锁定，则针对特定方向的信号接收的评估可能不被执行(S3320)。随后配置过程能够选择具有最大质量值的方向并相应地配置智能天线；或评估多个可用方向中的每一个方向的RF信号强度(s3340),将各个RF信号强度与每个方向相关联地存储，并且对于与最大质量值相关联的方向及与最大RF信号强度相关联的方向，评估共用接收性能度量(s3230，S3250)，并且在相应地配置智能天线之前选择根据共用接收性能度量被评估为具有最佳接收性能的方向(S3280)。可选地，根据共用接收性能度量被评估为具有最佳接收性能的方向的选择相对于与最大质量值相关联的方向被偏离预定的偏差量(s3260)。除了评估方向以外，上述过程还能通过以下处理配置增益配置智能天线使用所选择的方向和预定的一组增益值中的最低增益(S3410)，估计该配置的信噪比(S3430)，将信噪比与增益值相关联地存储，针对所述预定的一组增益值组中的每一个后续增益值重复配置、估计和存储步骤(S3440)，并随后选择与最大信噪比相关联的增益值(S3450)。在一些实施例中，针对根据CEA-909标准配置的智能天线执行所述过程。为实施上述过程，用于数字TV接收机(1000)的智能天线配置估计器(125)包括数据输入装置(诸如数据链路和输入存储缓存等)，可操作用来获取来自接收机的信道脉冲响应的估计；最大值查找装置(诸如CPU或专用硬件)，可操作用来查找包括(或假定包括)对于主信号路径的响应的CIR的最大值；平均装置(诸如CPU或专用硬件)，可操作用来计算包括对于一个或多个附加信号路径的响应的CIR的平均值；和比率计算装置(诸如CPU或专用硬件)，可操作用来计算最大值与平均值的比率作为质量值。因此，数字电视接收机可以包括智能天线信号装置(127)，可操作用来将指定智能天线可用的多个接收方向之一的配置数据发送到智能天线(1010);诸如以上所述的智能天线配置估计器；以及存储器，可操作用来将质量值与所指定的接收方向相关联地存储。该数字电视接收机可操作用来针对预定的RF信道，指示智能天线信号装置依次指定智能天线可用的一些或所有接收方向，并指示智能天线配置估计器去评估每一个相应方向的质量值。在具备上述设施的情况下，数字电视接收机可以选择(用于将来在预定RF信道上的信号接收)与最大质量值相关联的接收方向。可替换地，数字电视接收机可以包括信号评估装置(CPU、专用硬件或现有接收机链的一部分)，可操作用来估计接收到的RF信号强度，其中存储器可操作用来将估计出的RF信号强度与所指定的接收方向相关联地存储，接收性能评估装置((PU或专用硬件)可操作用来针对与最大质量值相关联的方向和与最大RF信号强度相关联的方向评估接收性能，其中，数字电视接收机可操作用来选择(用于将来在预定RF信道上的信号接收)与根据共用接收性能度量评估的最佳接收性能相关联的接收方向。可选地，根据共用接收性能度量被评估为具有最佳接收性能的方向的选择相对于与最大质量值相关联的方向可以被偏离预定偏差量。
·
最终，应当理解的是，此处公开的方法可以在应用可用的软件指令或者包括或者替换专用硬件的经过适应性修改后的传统硬件上执行。例如，事件监视器和/或配置估计器可以是专用硬件，或可以整体或部分地被实现在运行在数字TV接收机的CPU上的软件中。因而，所需要的对于传统的等效装置的现有部分的适应性调整可以被实现为计算机程序产品或包括存储在数据载体上、或者在网络上经由数据信号发送的、或者在硬件中实现的处理器可执行指令的类似制造对象的形式，其中数据载体诸如是软盘、光盘、硬盘、PROM、RAM、闪存或它们的任意组合或其他存储介质，网络诸如为以太网、无线网络、互联网、它们的任意组合或其他网络，并且硬件诸如为ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)或其他适合用于调整常见等同装置的配置电路。
权利要求
1.一种评估用以接收电视信号的质量值的方法，该方法包括以下步骤 获取信道的脉冲响应的估计，其中所述电视信号通过所述信道被传送到接收机； 查找所述信道脉冲响应的最大值，所述最大值对应于主信号路径； 计算包括对应于一个或多个附加信号路径的信道脉冲响应值的所述信道脉冲响应的平均值；以及 计算所述信道脉冲响应的最大值与平均值的比率作为所述质量值。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述信道脉冲响应是通过与所述信号的接收相关联的信道均衡过程获取的。
3.一种用于预定信道的智能天线配置过程，包括以下步骤 初始化智能天线以从多个可用方向中的一个可用方向接收信号； 根据权利要求I或权利要求2评估在所述一个可用方向的信号接收； 将所述质量值与所述一个方向相关联地存储；以及 针对其他一些或所有可用方向重复这些步骤。
4.根据权利要求3所述的智能天线配置过程，其中在所述接收机不能实现所述信号上的解调锁定的情况下，针对特定方向的信号接收的评估不被执行。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的智能天线配置过程，包括选择具有最大质量值的方向并相应配置所述智能天线的步骤。
6.根据权利要求3或权利要求4所述的智能天线配置过程，包括以下步骤 针对所述多个可用方向中的每一个可用方向评估RF信号强度； 将相应的RF信号强度与每一个方向相关联地存储；以及 对于与最大质量值相关联的方向和与最大RF信号强度相关联的方向， 评估共用接收性能度量；并且 选择根据所述共用接收性能度量被评估为具有最佳接收性能的方向，并相应地配置所述智能天线。
7.根据权利要求6所述的智能天线配置过程，其中对根据所述共用接收性能度量被评估为具有最佳接收性能的方向的选择相对于与最大质量值相关联的方向被偏移预定偏移量。
8.根据权利要求5所述的智能天线配置过程，包括以下步骤 配置所述智能天线使用所选择的方向、和预定的一组增益值中的最低增益值； 估计所述配置的信噪比； 将所述信噪比与所述增益值相关联地存储； 针对所述预定的一组增益值中的每一个后续增益值重复所述配置、估计和存储步骤；以及 选择与最大信噪比相关联的增益值。
9.根据权利要求5所述的智能天线配置过程，其中所述智能天线的配置是按照CEA-909标准进行的。
10.一种用于实施权利要求I的步骤的计算机程序。
11.一种用于数字TV接收机的智能天线配置估计器，包括 数据输入装置，可操作用来获取信道的脉冲响应的估计，其中电视信号通过所述信道被传送到所述接收机； 最大值查找装置，可操作用来查找所述信道脉冲响应的最大值，所述最大值对应于主信号路径； 平均装置，可操作用来计算包括对应于一个或多个附加信号路径的信道脉冲响应值的所述信道脉冲响应的平均值；以及 比率计算装置，可操作用来计算所述信道脉冲响应的最大值与平均值的比率作为质量值。
12.—种数字电视接收机，包括 智能天线信号传输装置，可操作用来将指定智能天线可用的多个接收方向中的一个接收方向的配置数据发送到所述智能天线； 根据权利要求11所述的智能天线配置估计器； 存储器，可操作用来将质量值与所指定的接收方向相关联地存储；其由所述数字电视接收机可操作用来针对预定的RF信道，指示所述智能天线信号传输装置依次指定所述智能天线可用的一些或所有接收方向，并指示所述智能天线配置估计器评估每一个相应方向的质量值。
13.根据权利要求12所述的数字电视接收机，其中所述数字电视接收机可操作用来针对所述预定的RF信道上的信号的未来接收，选择与所述最大质量值相关联的接收方向。
14.根据权利要求13所述的数字电视接收机，包括 信号评估装置，可操作用来估计接收到的RF信号强度； 并且其中所述存储器可操作用来将所估计的RF信号强度与所指定的接收方向相关联地存储；和 接收性能评估装置，可操作用来针对与所述最大质量值相关联的方向和与最大RF信号强度相关联的方向，评估接收性能； 并且其中所述数字电视接收机可操作用来针对所述预定的RF信道上的信号的未来接收，选择与根据所述共用接收性能度量评估出的最佳接收性能相关联的接收方向。
15.根据权利要求14所述的数字电视接收机，其中对根据所述共用接收性能度量被评估为具有最佳接收性能的方向的选择相对于与最大质量值相关联的方向被偏移预定偏移量。
全文摘要
公开了信号评估系统和方法。用于数字TV接收机的智能天线配置估计器包括数据输入装置，可操作用来获取信道的脉冲响应的估计，其中电视信号通过该信道被传递到接收机；最大值查找装置，可操作用来查找信道脉冲响应的最大值，该最大值对应于主信号路径；平均装置，可操作用来计算包括对应于一个或多个附加信号路径的信道脉冲响应值的信道脉冲响应的平均值；以及比率计算装置，可操作用来计算信道脉冲响应的最大值与平均值的比率作为质量值。
文档编号H04L25/02GK102957639SQ20121029102
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月13日 优先权日2011年8月12日
发明者高兰姆·豪森·阿斯加迪 申请人:索尼公司