专利名称：广播信号接收系统及其信号协同合作处理方法
技术领域：
本发明涉及广播接收系统领域，特别涉及一种广播信号接收系统及其信号协同合
作处理方法。 自从上个世纪八十年代当个人电脑荧幕分辨率超越模拟电视机荧幕分辨率后，运 用个人电脑接收电视广播的概念就已出现。在电脑内配置电视广播接收器，通常被称为个 人电脑电视(PC television)或简称为PCTV。 但由于PCTV广播接收器的成本不低，再加上世界各地广播标准的不同以及其他 因素，厂家需要针对各个地区生产专用的电视接收器，因此电脑厂家多数选择让用户自行 增加电视接收功能。也因此导致该类产品至今仍属于电脑周边产品，尚未成为电脑标准配 备。 随着数字广播的来临，PCTV用户可以通过无线(wireless)、有线(cable)、卫星和 网络接收到影像清晰的节目；另外，PCTV用户还可以利用电脑已配置有的储存装置来完成 数字录放功能，无需额外添购数字录放机(digital video recorder,DVR);此外，微软公司 在几年前推出XP MediaCenter版采用特定的驱动程序，并在Window Vista操作系统增加 许多多媒体功能，也让PCTV使用起来更为方便。因此，随着数字广播的普及，PCTV相关产 品是愈来愈受到大众的注目与青睐，人们可以预期PCTV广播接收器将在不久的未来成为 一项成本不高，但附加价值高的个人电脑标准配备。 然而，让PCTV广播接收器成为电脑标准配备并非一件容易的工作，目前欧洲使 用"Digital Video Broadcasting" (DVB)标准，美洲使用"AdvancedTelevision System Committee" (ATsC)标准，日本与中国则分别使用自行开发的"Integrated Service
Digital Broadcasting" (ISDB) 禾口 "DigitalMultimedia Broadcast—Terrestrial
Handheld"(DMB-TH)标准。由于，世界各地广播标准互不相容，如果将广播接收器加入电脑 内，厂家需要针对各个地区广播信号的不相容生产专用的母板或模块，造成电脑厂家在生 产管理上诸多的不便；反之，若将所有标准都整合到同一母板或模块内，生产成本又是一项 令电脑厂家无法承受的问题。 同样地随着数字广播的普及，电视机、数字机顶盒(digital set-top box)与/或 移动电子产品，也能让使用者通过无线、有线，卫星和网络接收到影像清晰的节目；但由于 世界各地广播标准互不相容，电视机、数字机顶盒与/或移动电子产品厂家也面临与电脑 厂家同样的生产管理及生产成本问题。 因此，PCTV、电视机、数字机顶盒与/或移动电子产品产业迫切需要能让一个广播 信号接收系统处理多个广播信号标准的新颖装置和方法。
发明内容
本发明的主要目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种广播信号接收系统及其
背景技术：
信号协同合作处理方法，所述接收系统可从信号输入单元接收多元广播信号，通过高速数 据传输接口 ，使系统内部的一个兼容多标准专用处理单元和一个通用系统资源协同合作处 理一个以上解调步骤，与/或一个以上调谐步骤，以还原影像、声音与/或多媒体数据。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案在于 本发明提供一个配置为可接收多元广播信号标准的广播信号接收系统，所述系统 由一个兼容多标准专用处理单元和一个通用系统资源组成，并设定所述兼容多标准专用处 理单元针对从信号输入单元接收的信号，执行一个以上调谐步骤，与/或一个以上解调步 骤，以及在所述通用系统资源的内部储存记忆体配置由指令处理单元执行的解调软件，通 过一个高速数据传输接口和兼容多标准专用处理单元至少协同合作处理一个或多个解调 步骤；所述高速数据传输接口足以让兼容多标准专用处理单元和通用系统资源至少协同合 作处理一个以上解调步骤中的一个步骤，不会令数据传输延迟成为解调步骤的瓶颈。
本发明提供一个配置为可接收多元广播信号标准的广播信号接收系统，所述系统 由一个兼容多标准专用处理单元和一个通用系统资源组成，并设定所述兼容多标准专用处 理单元针对从信号输入单元接收的信号，执行一个以上调谐步骤，与/或一个以上解调步 骤，以及在所述通用系统资源的内部储存记忆体配置由指令处理单元执行的解调软件，通 过一个高速数据传输接口 ，所述通用系统资源和兼容多标准专用处理单元至少协同合作处 理一个以上解调步骤；另外还在所述通用系统资源的内部储存记忆体配置由指令处理单元 执行的调谐软件，通过一个高速数据传输接口 ，所述通用系统资源和兼容多标准专用处理 单元至少协同合作处理一个以上调谐步骤；所述高速数据传输接口足以让兼容多标准专用 处理单元和通用系统资源至少协同合作处理一个以上解调步骤中的一个步骤，与/或一个 以上调谐步骤中的一个步骤，不致使数据传输的延迟成为解调与/或调谐步骤的瓶颈。
本发明提供广播信号接收系统协同合作处理广播信号的方法，所述广播信号接收 系统是由一个兼容多标准专用处理单元和一个通用系统资源组成，所述协同合作处理方法 包含了由信号输入单元接收广播信号步骤，用兼容多标准专用处理单元调谐器，与/或通 用系统资源软件调谐器将射频信号转成中频信号步骤，以及用兼容多标准专用处理单元芯 片解调器与/或通用系统资源内部储存记忆体可编程软件解调器，通过一个连接芯片解调 器和通用系统资源的高速数据传输接口，双向协同合作处理解调与/或调谐步骤。
本发明的有益效果在于可以建立一个多功能的广播信号接收系统，所述系统可 以兼容多个广播信号标准，还可以符合成本地随着新的广播信号标准而更新，减少兼容多 标准专用处理单元内随着各种广播信号标准所需要的特定硬件资源。
图1展示根据本发明一项具体实施例的通用广播信号接收系统信号处理流程，其 中包含射频调谐、解调与解码信号处理； 图2展示根据本发明一项具体实施例的广播信号接收系统逻辑组态，此系统一端 连接信号输入单元，另一端连接显示荧幕； 图3展示根据本发明一项具体实施例的广播信号接收系统较为详细的逻辑概念 组态； 图4展示根据本发明一项具体实施例的广播信号解调处理流程范例；
图5展示根据本发明一项具体实施例的广播信号协同合作解调处理范例，此范 例中广播信号解调处理由一个兼容多标准专用处理单元和一个通用系统资源协同合作处 理； 图6展示根据本发明一项具体实施例的广播信号处理接收系统范例，所述系统由 一个兼容多标准专用处理单元连接一个通用系统资源，而其中通用系统资源内含有一个多 核心指令处理单元(例如多核心CPU、多核心DSP等)或多个指令处理单元(例如多个 CPU、多个DSP等)； 图7展示根据本发明一项具体实施例的广播信号协同合作处理方法，这是由一个 兼容多标准专用处理单元和一个通用系统资源协同合作处理的方法。 附图标记说明100-广播信号接收系统信号处理流程；101-输入信号；103-调 谐器；105-解调器；107-格式解码器；109-图形显示控制器；lll-显示荧幕；113-声音控 制；115-音箱；200-系统逻辑组态；201-信号输入单元；203-兼容多标准专用处理单元； 205-通用系统资源；207-显示荧幕；209-信号；211-输入信号；213-高速数据传输接口 ； 215-影像；300-广播信号接收系统；301-兼容多标准专用处理单元；303-调谐器前端区 块；305-解调器前端区块；307-调谐器处理区块；309-解调器处理区块；311-接口控制器； 313-数据传输；315-通用系统资源；317-接口控制器；319-内部储存记忆体；321-调谐 器处理区决；323-解调器处理区块；325-格式解码器；327-图形控制器；329-输入信号； 331-播放或显示；333-指令处理单元；335-显示荧幕；400-广播信号接收系统401、501-调 谐器；403、503-模拟数字转换器；405、505-基带转换区块；407、507_插值演算区块；409、 509-符号时间同步区块；411、511-快速傅立叶转换处理器；413、513-共同相位误差纠错与 导引信号处理区块；415、515-追踪区块；417、517-频道等化区块；419、519_反映射区块； 421、521-反交织区块；423、523-频道解码器；425-接口控制器；427-通用系统资源；429、 529-自动增益控制；431、531-输出信号；433、533-输出信号；435、437-基带信号；439、 539-输出信号；445、545-输入信号；447、547_输出信号；449、549_输出信号；451、551-输 出信号;453、553-输出信号；455-传送;457、459、461-反馈回路;460-输入信号；500-广 播信号接收系统；525、555-高速数据传输接口 ；527-其他相关系统资源；535、537_基带 信号；541-频域信号；565-兼容多标准专用处理单元；567-通用系统资源；543、557、559、 561-反馈回路；600-广播信号接收系统；601-兼容多标准专用处理单元；603-通用系统资 源；605-高速数据传输接口 ；607-内部储存记忆体；607A-处理软件；607B-任务规划器； 611、613、615、617-独立CPU ;619-多核心CPU ;621、623-设备；625-输入信号；627-连接； 643-显示;629、631、637、641、645、647-连接。
具体实施例方式
本发明各项特定具体实施例将会以附图详细说明，在详细说明本发明各项具体实 施例时，许多特有的细节将会被提出，让本发明更容易理解；但任何熟悉本发明领域的技艺 者将会明白不需要提出这些细节，他们也可以实践本发明；反之，在某些情形下一些众所熟 知的特性将不详述，以避免对本发明的叙述造成不必要的复杂化。 本发明大部分的详细说明是利用图表、步骤、逻辑区块、过程与/或象征，直接或 间接地呈现一个能够处理多个广播信号标准的广播信号接收系统的方法和装置，这样的叙
6述和表述是在本发明领域技艺者之间相互传达实质成果最有效率的方法。 本发明若提及一项具体实施例表示本发明至少有一项具体实施例能包含所述具
体实施例有关的独有特征、构造和特性。 本发明中若提及在一个具体实施例中并不代表所有叙述都是和所述具体实施例 有关。 另外，分开或替代的各项具体实施例并不一定互相独立。 而且，本发明中一项或多项具体实施例的处理流程图区块并无特定顺序；所以，不 意味本发明有任何处理流程限制。 —般而言，本发明各项具体实施例是有关于广播信号接收系统及其信号协同合作 处理方法。 仔细而言，本发明的一项具体实施例是有关于在一个广播信号接收系统中协同 合作处理多个广播信号标准的方法，此方法将至少一部分在兼容多标准专用处理单元中 与某个广播信号标准有关的调谐与/或解调工作，交给通用系统资源内的指令处理单元 (例如一个CPU (Central Processing Unit中央处理单元)或一个DSP (Digital Signal Processor数字信号处理器)等)的软件来处理。 通用系统资源范例包括，但不仅限于个人电脑(PC)内的中央处理单元和内部储 存记忆体。 广播信号接收系统范例包括，但不仅限于连接着通用系统资源的PCTV接收卡，机 顶盒内的兼容多标准专用处理单元和通用系统资源，广播音响系统内的兼容多标准专用处 理单元和通用系统资源。 本发明的另一项具体实施例是有关于由一个兼容多标准专用处理单元和一个运 作在通用系统资源指令处理单元(例如一个CPU或一个DSP等)和内部储存记忆体的可 编程解调软件的广播信号协同合作处理方法。 本发明的再一项具体实施例是有关于由一个兼容多标准专用处理单元和一个运 作在通用系统资源指令处理单元(例如一个CPU或一个DSP等)和内部储存记忆体的可 编程调谐软件的广播信号调谐协同合作处理方法。 本发明还有一项具体实施例是有关于由一个兼容多标准专用处理单元和一个通
用系统资源的广播信号协同合作处理方法，其中通用系统资源运用一个多核心指令处理单
元(例如多核心CPU或多核心DSP等)或多个指令处理单元(例如多个CPU或多个DSP
等)从事串流处理(pipeline processing)与/或平行处理(parallel processing)。 本发明的一个目的是提供一种兼容多标准广播信号接收系统，在所述系统中将至
少一部分与特定广播信号标准有关的调谐与/或解调工作，交由配置在通用系统资源指令
处理单元(例如一个CPU或一个DSP等)的软件来处理的装置和方法。 本发明的另一个目的是运用广播信号协同合作处理方法，通过一个兼容多标准专
用处理单元和一个通用系统资源来达到一个符合成本效益，而且功能容易更新的兼容多标
准广播信号接收系统。 本发明的再一个目的是提供一个广播信号协同合作处理方法，通过一个兼容多标 准专用处理单元和一个通用系统资源完成，其中通用系统资源运用一个多核心指令处理单 元(例如多核心CPU,多核心DSP等)或多个指令处理单元(例如多个CPU或多个DSP等)从事串流处理(pipeline processing)与/或平行处理(parallel processing)。
本发明中兼容多标准专用处理单元的定义是一个特定装置用来处理至少某一部 分调谐与/或解调工作，并且和通用系统资源内部储存记忆体中可编程的调谐与/或解调 软件协同合作处理广播信号。 本发明中通用系统资源的定义是一个电子系统内的多用途资源，此资源并非特别 为广播信号处理而设计，并设定为由所述电子系统内的许多硬件与/或软件共同使用。
本发明中广播信号接收系统的定义是由一个兼容多标准专用处理单元和一个通 用系统资源组成的广播信号接收系统，这个广播信号接收系统会处理一个以上调谐步骤， 与/或一个以上解调步骤，并通过一个高速数据传输接口要求通用系统资源协同合作处理 至少一个调谐步骤与/或一个解调步骤。 本发明中输入信号的定义是在输入单元从射频天线、电缆、卫星碟和其他方法所 收到的无线、有线、卫星或其他信号。 图1使用逻辑区块方式，展示根据本发明一项具体实施例的一般广播信号接收系 统信号处理流程100 ;在图1中所展示的本发明较佳具体实施例，输入信号101是一个与广 播信号标准有关的射频(Radio Frequency,RF)信号，所述输入信号101通过信号输入单元 102到达调谐器(tuner) 103。 输入信号101范例包括但不限于无线、有线、卫星或其他在信号输入单元接收到 的信号。 一个无线信号输入单元102可以是一个收到一定强度信号的天线，一个有线信号 输入单元102可以是电缆插口，而一个卫星信号输入单元102可以是卫星碟。
图1中的调谐器103被设置为对射频信号放大、滤波和用一般常见的信号调谐方 法来选台；调谐器103的另一功能是将射频信号转换成中频信号，然后传给解调器105转换 成基带(baseband)信号；虽然模拟广播和数字广播的解调技术都已成熟，但是数字广播通 过数字加码和数字区块化、有效率地使用广播频带、加强抗噪能力，提供更清晰的影像，已 快速地取代模拟广播成为产业的标准。 目前数字无线广播标准有欧洲的DVB、美洲的ATSC、日本的ISDB和中国的DMB-TH ; 而目前数字有线广播和卫星广播则包括QAM、 DVB-C和DVB-S。 在一个典型的解调器105通常第一个步骤是利用一个模拟数字转换器(ADC)将中
频信号转换成数字数据，然后通过多种信号处理技术获取有效信息，进行侦错、修正错误及
重组数据，还原发射端加码过的标准特定格式(standard-specific)广播数据，所述标准
特定格式加码数据范例至少包括用在某些广播信号标准的MPEG2和H. 264。 在本发明较佳具体实施例的解调器105区块包含一个新颖的协同合作解调处理
方式，此方式通过一高速数据传输接口如PCI E邓ress与/或USB，让兼容多标准专用处理
单元和通用系统资源共同协同合作完成解调处理。 还原后的特定格式加码过的广播数据，在图1中被送至一个格式解码器107，对于 某些接收方广播信号处理，格式解码器107是通用系统资源内部储存记忆体的解码软件， 这些软件并非长期占用内部储存记忆体，而是在接收广播时才被放入内部储存记忆体的； 另外，有些格式解码器107是由硬件实现，硬件解码器范例可以是一个可编程的半导体芯 片与/或不可变更的半导体芯片，绝大多数的格式解码器都能侦测MPEG2、 H. 264和其他多 媒体数据格式，还原影像、声音与/或多媒体数据。
从格式解码器107还原的影像、声音与/或多媒体信息通常会被送到图形显示控 制器109与/或声音控制区块113以便将影像与/或多媒体信息呈现在显示荧幕111或音 箱115 ;—个图形显示控制器109包括PC绘图卡、专业绘图处理器与/或软件绘图控制器； 一个声音控制区块113包括PC音效卡、内嵌式声音控制芯片与/或软件声音控制器。
图2展示根据本发明一项具体实施例的广播信号接收系统300的系统逻辑组态 200，此系统一端连接信号输入单元201，另一端连接显示荧幕207，这个信号输入单元201 可以是一个用来接收无线信号209的射频天线，可以是一个用来接收有线信号209的电缆 插口 ，与/或一个用来接收来自卫星信号209的卫星碟，这个信号输入单元201通常是单方 向地将接收到的输入信号211送给兼容多标准专用处理单元203。 图2中广播信号接收系统300的定义是由一个兼容多标准专用处理单元203和一 个通用系统资源205组成的广播信号接收系统300，这个广播信号系统300被配设为至少可 协同合作处理一部分信号调谐与/或解调步骤。 通过一个双向高速数据传输接口 213 (例如PCI Express或USB等)让兼容多标 准专用处理单元203和通用系统资源205协同合作处理一个以上调谐与/或解调步骤，协 同合作处理是本发明一个新颖的观点。 本发明运用配置于通用系统资源205内的一个指令处理单元和一个内部储存记 忆体的软件完成一个或多个调谐与/或解调步骤，提供了一个符合成本效益，功能容易更 新，还能接收多种信号标准的广播信号接收系统300架构。 在市场上还没有足够高速传输的接口例如PCI Express和USB时，由于速度不足， 造成延迟，是无法将至少一部分的调谐处理与/或信号解调交给通用系统资源205执行；因 此，常见的广播信号接收器都是由一个专用处理单元执行所有的调谐处理和解调处理，然 后将解调后的数据经由单向传输送给通用系统资源。在这种常见的广播信号接收器，通用 系统资源的典型的工作是执行格式解码，因此这种单向、缺乏与通用系统资源协同合作处 理调谐与/或解调步骤的设计，存在着许多缺点。 其中一个严重的缺点是所述设计无法灵活地接收多种标准的广播信号，由于所有 的接收端的广播信号处理都是在专用处理单元执行，如果想要接收多样的广播信号标准， 势必要增强专用处理单元的处理器功能以及内部储存记忆体容量，导致生产成本增加；而 且，专用处理单元的设计会变得异常复杂，却又无法针对未来的标准进行升级。
相较之下，图2展示根据本发明的一项具体实施例是一个灵活又可编程的广播信 号接收系统300，所述系统由一个兼容多标准专用处理单元203和一个通用系统资源205 组成，通过一个双向高速数据传输接口 213 (例如PCIE邓ress或USB等)将至少一部分调 谐处理与/或解调处理步骤交给通用系统资源205内的指令处理单元和内部储存记忆体执 行，在本发明的一种较佳具体实施例中，通用系统资源205被设置为负责将调谐处理与/或 解调处理软件导入通用系统资源205的内部储存记忆体。 将至少一部分调谐处理与/或解调处理工作交由一个符合成本效益，又可动态导 入通用系统资源205内部储存记忆体的软件来处理，比起一般完全用专用处理单元处理调 谐与/或解调的设计，本发明可以更灵活地接收多种标准的广播信号，还可以随着未来的 广播标准提升功能接收新的广播信号。 继续图2中所展示的本发明较佳具体实施例，广播信号接收系统300经过调谐与/或解调步骤处理后是一种多媒体有码格式(例如MPEG2或H. 264)的数据流，此数据流会 可利用通用系统资源205的格式解码器做进一步的处理，一般而言，格式解码器有能力使 用软件针对多种多媒体格式进行解码。 在本发明较佳具体实施例中解码过的影像、声音与/或多媒体数据是送到通用系 统资源205的显示控制器与/或声音控制器将影像215呈现在显示荧幕207与/或将声音 播出。 根据本发明的一项具体实施例，图3展示了一个更加详细的广播信号接收系统 300的系统逻辑概念，在本发明的一种较佳具体实施例中，一个广播信号接收系统300中的 兼容多标准专用处理单元301是由一个调谐器前端区块303、一个兼容多标准专用处理单 元301侧的调谐器处理区块307、一个解调器前端区块305、一个兼容多标准专用处理单元 301侧的解调器处理区块309和一个兼容多标准专用处理单元301侧的接口控制器311所 共同组成。这个兼容多标准专用处理单元301侧的接口控制器311在兼容多标准专用处理 单元301和通用系统资源315之间，提供了高速双向的数据传输313功能，作为本发明的一 项具体实施例，前述接口控制器311可以是USB或者PCI E邓ress接口控制器。
作为本发明的一项较佳具体实施例，广播信号接收系统300中的通用系统资源 315是由一个通用系统资源315侧的接口控制器317、一个通用系统资源315侧的调谐器处 理区块321、一个通用系统资源315侧的解调器处理区块323、一个内部储存记忆体319、一 个格式解码器325、一个图形控制器327，和一个指令处理单元333所共同组成。
继续图3所示的本发明的一项较佳具体实施例，调谐器前端区块303设置为接收 输入信号329并且启动一个或多个位于兼容多标准专用处理单元301侧调谐器处理区块 307的功能。在多数情况下，兼容多标准专用处理单元301侧的调谐器处理区块307工作在 模拟信号区域，并被设定对输入信号329的放大、滤波、对特定频道的调谐，以及把射频信 号转化成中频信号，不太需要通用系统资源315侧的调谐器处理区块321的协助。
如果调谐器处理区块307为纯模拟信号处理，解调器处理区块309需要通过模拟 数字转换器(ADC)将调谐后的信号转换成数字数据；如果调谐器处理区块307本身已经使 用数字调谐(例如用数字信号处理方式将射频转化成中频，并将数字化之后的信号送给 解调区块(例如解调器前端区块305或解调器处理区块309，接下来的解调过程就可能不 再需要模拟数字转换器(ADC)。 在一些情况下，尤其是利用数字调谐处理的情况下，通用系统资源315侧的调谐 器处理区块321通常是动态装载在通用系统资源315内部储存记忆体319的中的软件，这 些软件执行通用系统资源315指令处理单元333(例如一个CPU或一个DSP)的指令，并且 利用接口控制器311， 317提供的双向高速数据传输313来实现与兼容多标准专用处理单元 301侧的调谐器处理区块307协同合作完成调谐处理相关的工作与任务。
继续图3所示，在本发明的一项具体实施例中经由兼容多标准专用处理单元301 单独完成，或经由兼容多标准专用处理单元301与通用系统资源315协同合作完成之后的 中频信号将传递给一个解调器前端区块305，之后再传给兼容多标准专用处理单元301侧 的解调器处理区块309做进一步的解调处理。 在本发明的一项较佳具体实施例中，兼容多标准专用处理单元301与通用系统资 源315通过双向高速数据传输通道313协同合作处理的方式来完成中频信号解调工作。
在本发明的一项较佳具体实施例中，协同合作处理的解调步骤是在兼容多标准专 用处理单元301侧的解调器处理区块309和通用系统资源315侧的解调器处理区块323之 间进行，通过双向高速数据传输通道313的接口控制器311， 317逐步实现的；目前适合这项 应用的双向高速数据传输技术至少包括PCIExpress和USB3. 0。 本发明的一项较佳具体实施例中，通用系统资源315解调器处理区块323是可动 态载入通用系统资源315中内部储存记忆体319的解调软件，解调软件利用通用系统资源 315中指令处理单元333来完成通用系统资源315侧的解调器处理区块323所需要的一个 或多个信号解调步骤。 在本发明的一项较佳具体实施例中，一个或多个解调步骤是利用通用系统资源 315侧的解调器处理区块323的解调软件来实现的，这样就可以提供一个灵活的解调架构， 与现有用专用处理单元来完成解调功能的方案相比较，这个解调架构能让通用系统资源 315侧内的解调软件灵活地支源多个广播信号标准。 继续图3所示，所有的解调步骤完成之后，将产生标准特定的多媒体格式数据流 (例如MPEG2或H. 264)，这个多媒体数据流将被送入一个格式解码器325。本发明实施例 的广播信号接收系统300中，格式解码器325可存在于通用系统资源315里的解码软件，当 需要的时候，解码软件可以采动态地载入到通用系统资源315的内部储存记忆体319之中； 本发明其他实施例的广播信号接收系统中，格式解码器325是可由程序改变或者是功能固 定的硬件芯片，多数格式解码器325可以支援MPEG2、H. 264以及其他多媒体格式，用以还原 标准特定的影像、声音或多媒体信息。 特定的标准多媒体数据流被解码之后，解码出的影像、声音以及其他多媒体信息 通常都会传递给图3所示图形控制器327、声音控制器与/或显示荧幕335来播放或显示 331。 图4显示了广播信号接收系统400中，应用在欧洲广播标准DVB上的解调流程的 一个例子；需要注意到的是，图4所示的解调流程只是本发明应用在DVB标准的上的一项具 体实施例。因此，本发明并不局限于图4所示的流程，对于本发明的其他解调流程具体实施 例来说，可能会有不同的功能区块或者方法。例如ATSC广播标准的跟踪(Tracking)和导 引(Pilot)信号处理算法就和DVB广播标准的算法不同。 按照图4所示例， 一个调谐器401的输出信号431启动了 DVB广播标准的解调过 程，调谐器401通常会把输入信号460调谐到一个特定的频道、增强、滤波与/或把输入信 号460转换成中频输出信号431，调谐器401的输出信号431接下来会被送进模拟数字转换 器403。 继续图4所示DVB解调流程的例子，模拟数字转换器403接受模拟中频输入信号 并将的转换为数字信号；如果调谐器401的输出为模拟信号，那么模拟数字转换器403是必 需的。当前市场上大部分的调谐器401的输出都为模拟信号；然而，仍有一些调谐器401的 输出是数字信号，对于这样的调谐器401来说，在图4所示的DVB广播标准解调流程的例子 中，模拟数字转换器403不再是必需的区块。 —个自动增益控制429 (AGC， Automatic Gain Control)通常会同模拟数字转换器 ADC 403和调谐器401构成反馈回路以减少调谐器401的输出信号431上的不良变化；如果 没有自动增益控制429，调谐器401输出信号431强度就会根据输入信号460强度而变化，这样就很难维持一个恒定的输出信号431强度。 —个基带转换区块405将把输入的中频信号433转换成基带信号， 一个插值演算 区块407会对广播信号接收系统400的本地时钟和广播信号发送端的时钟进行同步，因为 在广播信号发送端和广播信号接收系统400之间存在着发送/重组率和时钟频率(例如 采样频率)的不同，因此需要一个插值演算区块407来估计并且得到尽量准确的发送/重 组率和时钟频率；基带转换区块405协同插值演算区块407把中频输出信号431 (如果需要 模拟数字转换器(ADC)403)，转变成后端可用的基带信号435 ;或中频输出信号431 (如果不 需要模拟数字转换器(ADC) 403)转变成后端可用的基带信号437。 继续图4所示解调流程的例子， 一 个符号时间同步区块(Symbol TimingSynchronization Block)409将会对输入的基带信号437中的符号作时域同步来 得到每一个符号的边界，时域同步的作用是要找到至少部分有用数据的位置用来做后续处 理。然后，快速傅立叶转换(FFT，Fast Fourier Transform)处理器411将对符号时间同步 区块409的输出信号439作快速傅立叶转换，把输出信号(例如439)从时域信号转换为 频域信号。 共同相位误差(CPE， Common Phase Error)纠错和导引信号处理区块413和追踪 区块415、基带转换区块405，插值演算区块407、符号时间同步区块409和快速傅立叶转换 处理器411构成反馈回路443，459，461，435，437，439和441用来帮助广播信号接收系统 400调整时钟频率以达到和广播信号发送端随时同步的目的。广播信号发送端通常都会在 发送信号中插入一或多个导引信号，用来帮助广播信号接收系统400解码，并且/或者与发 送信号同步。基于这一个或多个导引信号(Pilot)信号，共同相位误差纠错和导引信号处 理区块413能够同步得到广播信号接收系统400与广播信号发送端所必需要的调整。追踪 区块415基于反馈回路443， 459， 461， 435， 437， 439和441对所收集到的信息来做必要的调 整，以达到广播信号接收系统400与广播信号发送端时间同步的目的。
继续图4所示DVB解调流程的例在子， 一个频道等化区块417利用已知的导引信 号的特性来纠正一些在频道传输过程中引发的信号变形，以及信号衰减等问题。更精确而 言，一个"频道"是指信号从广播信号发送端到广播信号接收系统400之间的路径。频道的 传输媒介因传输方式不同而益，对于无线射频传输来说，媒介可能是空气；对于有线传输来 说，媒介可能是铜线；对于光信号传输来说，媒介可能是光纤，这些媒介都会受到环境影响 从而降低信号的传输质量。例如，对于无线射频信号传输而言，在广播信号发送端和广播信 号接收系统400中间的障碍物会造成信号衰减、振幅改变，以及其他的信号变形和信号质 量下降等问题，这些问题都需要在广播信号接收系统400中加以纠正。因此，利用从输入信 号445中得到的导引信号信息，频道等化区块417就可以纠正部分这类信号变形或者信号 质量下降等问题。 —个反映射(de-m即per)区块419从频道等化区块417接受纠正后的输出信号 447，并且解码出发送端编码过的信息位元。由于，作用在数据上的混叠和交织可以分散传 输错误的影响，因此， 一个反交织(de-interleave)区块421接受反映射区块419的输出 信号449，重组在发送端已经混叠和交织过的数据，进而减少传输错误给广播信号接收系统 400带来的接收信息误差。 继续图4所示DVB解调流程的例子， 一个频道解码器423接收反交织区块421的输出信号451，然后利用Viterbi解码或Reed-Solomon解码等技术，对信号进行前向纠错 (FEC，Forward Error Correction)，所述频道解码器423同时也会对MPEG相关的数据作同 步，以检索出正确的数据封包。 频道解码器423的输出信号453是已经被解调过的特定标准多媒体数据流格式， 例如MPEG2或者H. 264，输出信号453标志着图4所示DVB解调流程例子的完成。输出信 号453可以通过接口控制器425传送455给通用系统资源427做解码、图像控制、声音控制 与/或其他产生图像、声音，以及多媒体资料所需要的工作。 根据本发明的一项具体实施例，图5展示了一个通过兼容多标准专用处理单元 565和一个在通用系统资源567指令处理单元和内部储存记忆体中执行的可编程解调软 件，协同合作的广播信号解调器的例子。这个通过数据处理流程图加以说明和展示的例子， 是基于图4所示DVB广播标准解调流程，但是加入了兼容多标准专用处理单元565和通用 系统资源567协同合作。在本发明的一项具体实施例，兼容多标准专用处理单元565，通用 系统资源567和高速数据传输接口 525,555构成了一个广播信号接收系统500。
按照图5所示例，作为本发明的一项较佳具体实施例，一个在兼容多标准专用处 理单元565上的调谐器501的输出信号531启动了 DVB广播信号标准以协同合作模式解调 制的过程。调谐器501通常会把输入信号调谐到一个特定的频道、增强、滤波，与/或把输 入信号转换成中频信号，从而作为输出信号531送进模拟数字转换器(ADC)503。
继续图5所示以协同合作模式解调流程的例子，模拟数字转换器(ADC)503接受模 拟中频输入信号并将的转换为数字信号；如果调谐器501的输出为模拟信号，那么模拟数 字转换器(ADC)503是必需的，当前市场上大部分的调谐器501的输出都为模拟信号；然而， 仍有一些调谐器501的输出是数字信号，对于这样的调谐器501来说，在图5所示的协同合 作模式DVB广播标准解调流程的例子中，模拟数字转换器(ADC) 503不再是必需的区块。
—个自动增益控制529通常会同模拟数字转换器(ADC) 503和调谐器501构成反 馈回路531,563,557以减少调谐器501的输出信号531上的不良变化；如果没有自动增益 控制529，调谐器501输出信号531强度就会根据输入信号强度变化而改变，这样就很难维 持一个恒定的输出信号531强度。 做为本发明的一项较佳具体实施例，基带转换区块505将把输入的中频信号转换 成基带信号535， 一个插值演算区块507将会对广播信号接收系统500本地时钟和广播信号 发送端时钟进行时间同步，因为在广播信号发送端和广播信号接收系统500之间存在发送 /重组率与时钟频率(例如采样频率)的不同，因此需要一个插值演算区块507来估计并 且得到尽量准确的发送/重组率与/和时钟频率，基带转换区块505协同插值演算区块507 把输入的中频信号533(如果需要模拟数字转换器(ADC)503)转变成后端可用的基带信号 535 ;或中频信号531(如果不需要模拟数字转换器(ADC)503)转变成后端可用的基带信号 537。 继续图5所示协同合作模式DVB解调流程的例子，值得注意到的是，这里有几个解 调流程区块存在于通用系统资源567。做为本发明的一项具体实施例，这些存在于通用系 统资源567内的解调区块功能虽与图3等同，但更加抽象的被形容为"通用系统资源(567) 侧的解调器处理区块323"，其中包括了符号时间同步(Symbol Timing Synchronization) 区块509、一个共同相位误差(CPE， Common Phase Error)纠错和导引信号处理区块513、一个追踪区块515、一个频道等化区块517、一个反映射区块519和一个反交织区块521。就 功能上而言，这些通用系统资源567侧的解调区块509、513、515、517、519、521和图4里面 描述过的同样名字的区块大部分是一样的，通用系统资源567还包括了其他相关的系统资 源，例如格式解码软件、图形控制器、声音控制器与/或其他与广播信号接收系统500相关 的功能区块。 做为本发明的一项较佳具体实施例，通用系统资源567侧的解调区块509、513、 515、517、519、521会通过高速数据传输接口 525、555与兼容多标准专用处理单元565侧 的区块505、507、511、523互相通讯，高速数据传输接口包括但不仅限于PCI Express, USB3. 0 ;需要指出的是，图5中兼容多标准专用处理单元565侧的区块505、507，511，523功 能虽与图3等同；但是可以更加抽象地定义为"解调器前端区块305"和"兼容多标准专用 处理单元565侧解调器处理区块309"。 存在于通用系统资源567的几个功能区块509、513、515、517、519、521能够利用 通用系统资源567里面的指令处理单元和内部储存记忆体来实现一些广播信号标准特定 的解调处理步骤，与在兼容多标准专用处理单元565里面实现这些步骤相比，成本可以降 低，加上高速数据传输接口 525、555(例如PCIExpress或USB3. 0)的速度足以应对在协同 合作模式广播信号解调过程所需要的频宽，兼容多标准专用处理单元565和通用系统资源 567之间的数据传输不会造成影像延迟的问题。若与当前一个完全使用专用处理单元实现 的广播信号接收器相比，本发明能提供较好的设计自由度，更容易升级的能力以及更加提 升成本效益。 继续图5所示协同合作模式DVB标准解调流程的例子，一个存在于通用系统资源 567中的符号时间同步区块(Symbol Timing Synchronization) 509将通过高速数据传输接 口 525、555从插值演算区块507中接收输入信号537，同时会对输入信号537中的时间符号 作时域同步来得到每一个符号的边界，时域同步的作用是最少要找到部分有用数据的位置 用来做后续处理。然后，符号时间同步区块509的输出信号539将通过高速数据传输接口 525、555从通用系统资源567传输给存在于兼容多标准专用处理单元565中的快速傅立叶 转换(FFT，Fast Fourier Transform)处理器区lfe 511，快速傅立叶转换处理器区i央511把 输出信号(例如539)从时域信号变换到频域信号(例如541)。 快速傅立叶转换处理器区块511产生的频域信号541通过高速数据传输接口 525、 555传递给存在于通用系统资源567内的共同相位误差(CPE，CommonPhase Error)纠错和 导引信号处理区块513，这个共同相位误差纠错和导引信号处理区块513和追踪区块515 — 起，与基带转换区块505、插值演算区块507、符号时间同步区块509和快速傅立叶转换处理 区块511构成反馈回路543、559、561、535、537、539、541用来帮助广播信号接收系统500调 整时钟频率，以达到和广播信号发送端随时同步的目的。 广播信号发送端通常都会在发送信号中插入一或者多个导引信号，用来帮助广播 信号接收系统500解码与/或与发送信号时域同步。基于一个或多个导引信号信号，共同 相位误差纠错和导引信号处理区块513能够得到同步广播信号接收系统500与广播信号发 送端所必需要的时域调整。追踪区块515基于反馈回路543、559、561、535、537、539、541将 所收集到的信息做必要的调整，以达到广播信号接收系统500与广播信号发送端同步的目 的。
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继续图5所示DVB解调流程的例子， 一个频道等化区块517利用已知的导引信号所传递的信息来纠正一些信号在频道传输过程中引发的信号变形以及信号衰减等问题。一个"频道"是指信号从广播信号发送端到广播信号接收系统500之间的传输路径。频道的传输媒介因传输方式不同而异，对于无线射频传输来说，媒介可能是空气；对于有线传输来说，媒介可能是铜线；对于光信号传输来说，媒介可能是光纤。这些媒介都会受到环境影响从而降低信号的传输质量。例如，对于无线射频信号传输来说，在广播信号发送端和广播信号接收系统500中间的障碍物会造成衰减、振幅改变、以及其他的信号变形和信号质量下降等问题，这些问题都需要在广播信号接收系统500中加以纠正。利用从输入信号545中得到的导引信号信息，频道等化区块517就可以纠正部分这类信号变形或者信号质量下降等问题。 —个反映射(De-m即per)区块519从频道等化区块517接受纠正后的输出信号547，并且解码出发送端编码过的信息位元。然后，一个反交织(De-interleave)区块521接受反映射区块519的输出信号549，重组在发送端已经混叠和交织过的数据，进而减少传输错误给广播信号接收系统500带来的接收信息误差。 继续图5所示DVB解调流程的例子， 一个存在于兼容多标准专用处理单元565中的频道解码器523通过高速数据传输接口 525、555接收反交织区块521的输出信号551，然后利用Viterbi解码或Reed-Solomon解码等技术，对信号进行向前纠错(FEC :ForwardError Correction)，所述频道解码器523同时也会对MPEG相关的数据类型作同步，以检索出正确的数据包。 频道解码器523的输出信号553是已经被解调过的标准特定多媒体数据流格式，例如MPEG2或H. 264。输出信号553接下来可以通过高速数据传输接口 525、555传送给通用系统资源567，这样就可以执行后续的其他相关系统资源527，例如解码、图像控制、声音控制与/或其他产生图像、声音以及多媒体资料所需要的工作。 图6展示了一个通过把兼容多标准专用处理单元601和一个包含了多核心(Multi-Core)CPU619或者多个CPU(例如一种多核指令处理单元)连接的方式实现的广播信号接收系统600的例子，这也是协同合作模式广播信号接收解调过程在本发明中的一项具体实施例。 做为本发明的一项具体实施例，通用系统资源603包含了一个含有四个核心的多核心CPU619，每一个不同的核心都可以被设定来独立的执行指令以及处理数据，以达到平行处理的功效。多核心CPU619连接了一个高速数据传输接口 605，这个高速数据传输接口605连接627在兼容多标准专用处理单元601上；另外，高速数据传输接口控制器605也可以选择性地连接到内部储存记忆体607。在本发明的一项较佳具体实施例中，广播信号接收系统600从兼容多标准专用处理单元601接收输入信号625。 继续图6所示例，多核心CPU 619与连接635的内部储存记忆体607 —起运作，所述内部储存记忆体607包含了广播信号相关联的处理软件607A、格式解码软件和/或其他与广播信号接收系统600相关联的功能，内部储存记忆体607也包含了一个任务规划器(Task Scheduler) 607B用来对多核CPU 619中的每一个独立CPU611、613、615、617分配和管理。通用系统资源603尚可包含其它设备621、623，例如硬盘、图形卡或其他可能连接629、631、637、641、645、647在多核心CPU619上的外接设备、内部储存记忆体607，以及高速
15数据传输接口控制器605等。 在含有中央处理单元(例如一个微处理器、一个微控制器等)的电脑系统与/或 电子系统中，使用核心CPU619已经是一种普遍的趋势。本发明可以利用在与通用系统资源 603里的多核心CPU619和任务规划器607B等来实现平行处理(parallel processing) — 些调谐与/或解调处理步骤，这样就可以加速广播信号接收系统600中的调谐处理与/或 解调处理的效率。 根据本发明的一项具体实施例，图7展示了兼容多标准专用处理单元和通用系统 资源协同合作的广播信号处理方法。在步骤701，一个由兼容多标准专用处理单元和通用系 统资源协组成的广播接收系统从输入单元接收广播信号，输入单元范例包括无线、有线接 口与/或卫星接收器。 在步骤702，广播信号接收系统使用兼容多标准专用处理单元的中的调谐器与/
或通用系统资源的中的调谐软件，把输入的射频信号转变成中频信号。 在步骤703，广播信号接收系统使用存在于兼容多标准专用处理单元的中的芯片
解调器和存在于通用系统资源的中存储器单元里面的可编程解调器软件，对广播信号进行
解调处理，做为本发明的一项具体实施例，最少要有部分解调过程是通过硬件解调器和软
件解调器协同合作完成，两者之间通过高速数据传输接口 (如PCI E邓ress， USB等)互相
传输交流。 在步骤704，广播信号接收系统使用一个通常存在于通用系统资源中存储器单元
里的格式解码器来对解调过的广播信号进行格式解码(例如MPEG2或H. 264等)。 在步骤705，广播信号接收系统将做其它必要的处理功能，例如指示图形处理器
显示解码之后的广播影像信号、指示声音控制器播放解码之后的广播声音信号等。 本发明为广播接收器系统设计提供了一些关键的优势。首先，通过把至少一个标
准特定的调谐处理过程与/或至少一个标准特定的解调过程运行在通用系统资源中的指
令处理单元的软件来实现的方式，这个新颖的广播信号接收器系统提供了一个可以在单一
广播接收系统中处理多个广播标准信号的方法与装置。 其次，本发明的新颖广播信号接收器系统，利用一个兼容多标准专用处理单元和 一个通用系统资源实现了一个节省开销，易于升级，并且能够灵活地处理多个广播信号标 准的协同合作的广播信号接收系统。 再者，本发明也提供了接收器方兼容多标准专用处理单元和通用系统资源协同合
作广播信号接收处理方法，所述方法中的通用资源利用一个多核心指令处理单元(例如 一个多核心CPU、多核心DSP等)或者多个指令处理单元(例如、多个CPU、多个DSP等)来 串流处理或者平行处理广播信号相关的步骤。 虽然本发明以参考特定具体实施例来说明，但这些具体实施例仅仅是解说本发明 的原理及应用。因此，应知道解说的具体实施例能够进行许多变更并且可设计出其他排列， 而不会脱离如随附的申请专利范围中定义的本发明范畴及精神。
权利要求
一种广播信号接收系统，其特征在于，所述的广播信号接收系统可接收多种广播信号标准，其包括一个兼容多标准专用处理单元，并配置该兼容多标准专用处理单元从输入信号单元接收广播信号，并处理一个以上调谐步骤与/或一个以上解调步骤；一个通用系统资源，所述通用系统资源包含一个配置为可存入内部储存记忆体并由指令处理单元执行的解调软件，所述解调软件通过一个高速数据传输接口和所述兼容多标准专用处理单元至少协同合作处理所述一个以上解调步骤中的一个步骤；所述高速数据传输接口支援双向高速数据传输，使所述兼容多标准专用处理单元和所述通用系统资源至少协同合作处理所述一个以上解调步骤中的一个步骤，不会令数据传输的延迟成为所述解调步骤的瓶颈。
2. 根据权利要求1所述的广播信号接收系统，其特征在于，所述通用系统资源内的指 令处理单元是一个配置为可处理至少一个协同合作解调步骤的多核心中央处理单元；当所 述多核心中央处理单元其中一核心中央处理单元在处理某个所述解调步骤时，另外的核心 中央处理单元也同时在处理广播信号接收系统的其它相关工作。
3. 根据权利要求1所述的广播信号接收系统，其特征在于，还包含一个格式解码器软 件或一个格式解码器硬件，并设定所述格式解码器按照特定多媒体格式，针对经过一个或 多个解调步骤的数据进行解码。
4. 根据权利要求1所述的广播信号接收系统，其特征在于，所述高速数据传输接口为 PCI Express或USB接口。
5. —种广播信号接收系统，其特征在于，所述的广播信号接收系统可接收多种广播信 号标准，其包括一个兼容多标准专用处理单元，并配置所述兼容多标准专用处理单元从信号输入单元 接收广播信号，并处理一个以上调谐步骤与/或一个以上解调步骤；一个通用系统资源，所述通用系统资源包含一个配置为可存入内部储存记忆体并由指 令处理单元执行的解调软件，所述解调软件通过一个高速数据传输接口和所述兼容多标准 专用处理单元至少协同合作处理所述一个以上解调步骤中的一个步骤；一个配置为可存入所述通用系统资源内部储存记忆体并由所述指令处理单元执行的 调谐软件，所述调谐软件通过所述高速数据传输接口和所述兼容多标准专用处理单元至少 协同合作处理所述一个以上调谐步骤中的一个步骤；所述高速接口支持双向高速数据传输，让所述兼容多标准专用处理单元和所述通用系 统资源至少协同合作处理所述一个或多个解调步骤，与/或所述调谐步骤中的一个步骤， 不会令数据传输的延迟成为所述解调步骤与/或所述调谐步骤的瓶颈。
6. 根据权利要求5所述的广播信号接收系统，其特征在于，所述通用系统资源内的指 令处理单元是一个配置为可协同合作处理至少一个步骤的多核心中央处理单元；当所述多 核心中央处理单元其中一核心中央处理单元在处理某个步骤时，另外的核心中央处理单元 也同时在处理广播信号接收系统的其它相关工作。
7. 根据权利要求5所述的广播信号接收系统，其特征在于，所述通用系统资源的调谐 软件至少有一部分用作数字调谐器，并通过所述高速数据传输接口和所述兼容多标准专用 处理单元协同合作处理，产生数字中频信号。
8. 根据权利要求5所述的广播信号接收系统，其特征在于，还包含一个格式解码器软 件或一个格式解码器硬件，并设定所述格式解码器按照特定多媒体格式，针对经过所述一 个或多个解调步骤的数据进行解码。
9. 根据权利要求5所述的广播信号接收系统，其特征在于，所述高速数据传输接口为 PCI Express或USB接口。
10. —种信号协同合作处理方法，其特征在于，其是由一种兼容多标准专用处理单元和 一个通用系统资源组成的广播信号接收系统的信号协同合作处理方法，所述协同合作处理 方法包括所述广播信号接收系统从信号输入单元接收广播信号；运用所述兼容多标准专用处理单元内的调谐器，与/或所述通用系统资源内软件调谐 器将射频信号转换成中频信号；运用所述兼容多标准专用处理单元内的芯片解调器，与/或所述通用系统资源内部储 存记忆体的软件解调器，通过一个高速数据传输接口 ，双向协同合作处理一个以上解调步 骤。
11. 根据权利要求io所述的协同合作处理方法，其特征在于，还包含一个使用格式解码器针对经过解调过的广播信号进行格式解码的步骤，而所述格式解码器通常是配置在所 述通用系统资源内部储存记忆体的软件。
12. 根据权利要求10所述的协同合作处理方法，其特征在于，还包含其他与处理广播 信号接收系统功能的步骤，所述步骤包括指示绘图控制器与/或声音控制器将格式解码后 的数据显示到荧幕与/或发声。
13. 根据权利要求10所述的协同合作处理方法，其特征在于，所述高速数据传输接口 为PCI Express或USB接口 。
全文摘要
本发明为一种广播信号接收系统及其信号协同合作处理方法，其包含一个兼容多标准专用处理单元和一个通用系统资源，并配置所述兼容多标准专用处理单元处理一个以上调谐步骤，与/或一个以上解调步骤，以及配置所述通用系统资源通过一个高速数据传输接口和兼容多标准专用处理单元至少协同合作处理一个以上解调步骤，与/或一个以上调谐步骤。通过通用系统资源以一个高速数据传输接口如PCI Express或USB处理一个以上解调步骤，可以建立一个多功能的广播信号接收系统，所述系统可以兼容多个广播信号标准，还可以符合成本地随着新的广播信号标准而更新，减少兼容多标准专用处理单元内随着各种广播信号标准所需要的特定硬件资源。
文档编号H04N5/50GK101771835SQ200810192929
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者于涛, 周向葵, 姚汝成 申请人:软芯科技股份有限公司