数字电视的信号接收端与其信号处理方法与流程

本发明是关于数字自动增益控制(digitalautogaincontrol,dagc)，尤其是关于适应性调整增益步进值的数字自动增益控制。

背景技术：

当目标信号在某个频道(channel)传输时，有时候会遭受来自相邻频道的影响，此种影响称为邻频干扰(adjacentchannelinterference,aci)。举例来说，信号在进入模拟数字转换器(analog-to-digitalconverter,adc)之前通常先经过自动增益控制(autogaincontrol,agc)调整振幅大小(即能量大小)，以避免信号的振幅过大造成模拟数字转换器饱和，或振幅过小造成资料量不足。当一个目标信号的邻频信号的振幅大过目标信号太多时，将使自动增益控制电路以较小的增益值来调整目标信号及其邻频信号，使得目标信号的振幅可能会被自动增益控制电路调的过小；在此情况下，经过模拟数字转换器后目标信号必须再经过数字自动增益控制的调整，才能达到适当的振幅以供后级电路处理。在已知的做法中，数字自动增益控制电路以固定的步进值(stepsize)调整增益值；此种做法的缺点是，增益值无法随着邻频干扰的变化做即时的调整。在邻频干扰时而变化剧烈(变化快且变化程度大)时而变化缓慢(变化慢或变化程度小)的环境中，数字自动增益控制电路无法依据目前的环境即时调整目标信号的振幅，影响电路的运作效能。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明的一目的在于提供一种数字电视的信号接收端与其信号处理方法，以依据邻频干扰适应性地调整增益值。

本发明提出一种数字电视的信号接收端，包含：一模拟数字转换器，用来将一输入信号由模拟格式转换为数字格式，该输入信号包含一目标信号及一干扰信号；一数字增益控制电路，耦接该模拟数字转换器，用来依据一增益值调整该目标信号的一振幅；一检测模块，耦接该数字增益控制电路，用来检测该增益值的一变异量以产生一检测值；以及一控制单元，耦接该数字增益控制电路，用来依据该检测值决定一增益值设定参数；其中该数字增益控制电路更依据该增益值设定参数更新该增益值。

本发明另提出一种数字电视接收端的信号处理方法，包含：将一输入信号由模拟格式转换为数字格式，该输入信号包含一目标信号及一干扰信号；依据一增益值调整该目标信号的一振幅；检测该增益值的一变异量以产生一检测值；依据该检测值决定一增益值设定参数；以及依据该增益值设定参数更新该增益值。

本发明的数字电视的信号接收端与其信号处理方法能够依据邻频干扰适应性地调整增益值，使电视系统能够随着邻频干扰的变化程度做适应性调整，以提高整体效能。相较于已知技术，本发明的增益值能够反应邻频干扰的变化程度，亦即系统会考量当前的频道环境进行信号处理。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1为本发明数字电视的信号接收端的功能方块图；

图2为本发明的数字电视接收端的信号处理方法的一实施例的流程图；以及

图3为本发明步进值u与检测值var的关系图。

图中元件标号说明：

100数字电视的信号接收端

110自动增益控制电路

120模拟数字转换器

130滤波器

140数字自动增益控制电路

150干扰检测模块

160控制电路

s210～s260步骤

具体实施方式

本发明的描述内容包含数字电视的信号接收端与其信号处理方法，在实施为可能的前提下，本技术领域具有通常知识者能够依本说明书的描述内容来选择等效的元件或步骤来实现本发明，亦即本发明的实施并不限于后叙的实施例。

图1是本发明数字电视的信号接收端的功能方块图。数字电视的信号接收端100例如是地面数字多媒体广播(digitalterrestrialmultimediabroadcast,dtmb)的电视接收端，数字电视的信号接收端100可包含自动增益控制电路110、模拟数字转换器120、滤波器130、数字自动增益控制电路140、干扰检测模块150以及控制电路160。自动增益控制电路110用来接收模拟输入信号s(t)(t为连续时间的时间参数)并调整输入信号s(t)的振幅，模拟数字转换器120用来将调整振幅后的输入信号s’(t)转换为数字格式的输入信号s(n)(n为离散时间的时间参数)，其中输入信号s(n)至少包含数字电视系统中载有影音资料的目标信号x(n)。滤波器130用来滤除输入信号s(n)中的邻频干扰以留下目标信号x(n)，更明确地说，滤波器130实际上是一个带通滤波器，用来滤除输入信号中非目标信号x(n)的成分，在另一实施例中，滤波器130也可以是一个低通滤波器或高通滤波器。数字自动增益控制电路140用来针对目标信号x(n)再调整其振幅(在数字域即代表目标信号x(n)所分布的二进位数值的范围)，使后级电路(例如解调电路等，图未示)得以处理具有较佳振幅的调整后的目标信号x’(n)。

数字自动增益控制电路140借由将目标信号x(n)乘上一增益值w来调整目标信号的振幅。在一个实施例中，数字自动增益控制电路140所使用的增益值w可以基于以下演算法求得：

x′(n)＝w(n)·x(n)(1)

w(n+1)＝w(n)+u·e(n)·x(n)(2)

e(n)＝y(n)-x′(n)(3)

其中，u为步进值，为一增益值设定参数；e(n)为调整过的目标信号(w(n)·x(n))与理想值y(n)的差值，依据方程式(1)～(3)，当第n次调整后的差值e(n)越大，或者调整过的目标信号振幅越大，则第(n+1)次的增益值w也会越大。然而前述方程式(1)～(3)只是一个实施例，本发明不以此为限。只要能达到前述差值越大，或者信号振幅越大，则下一次的增益值w越大的目的，皆属本发明的范围。请注意，在此实施例中的信号为实数(real)，因此采用公式(2)来计算增益值w，若信号为复数(complex)，则需将公式(2)修改为公式(4)：

w(n+1)＝w(n)+u·e(n)·x(n)^*(4)

此外，由于邻频干扰可能时而变化剧烈时而变化缓慢，因此增益值w应该在邻频干扰变化剧烈时有更快的调整速度，而在邻频干扰变化缓慢时保持稳定，如此一来数字自动增益控制电路140才不会在邻频干扰变化剧烈时来不及将调整后的目标信号x’(n)的振幅调至理想值，或是在邻频干扰变化缓慢时造成调整后的目标信号x’(n)的振幅波动过大而使调整后的信号更不稳定。

为达前述目的，数字电视的信号接收端100更包含用来检测邻频干扰的干扰检测模块150，其耦接数字自动增益控制电路140，依据增益值w的变化来产生检测值var。如前所述，由于当大的邻频干扰存在时，自动增益控制电路110会将输入信号s(t)的振幅调小以避免模拟数字转换器120饱和，此时，后级的数字自动增益控制电路140则必须相对地以较大的增益值w来调大目标信号x(n)；相反的，当邻频干扰较小时，数字自动增益控制电路140所使用的增益值w也相对较小。也就是说，增益值w与邻频干扰的大小成正相关，因此借由分析增益值w即可得知邻频干扰的变化程度。在一个实施例中，干扰检测模块150计算增益值w的变异量(variance)来得到邻频干扰的检测值var。有了关于邻频干扰的信息后，便可以利用此信息来调整数字自动增益控制电路140的增益值w，因此数字自动增益控制电路140能更即时地调整增益值w，以反应频道中的邻频干扰。

数字电视的信号接收端100更包含控制电路160，其耦接数字自动增益控制电路140及干扰检测模块150，用来依据检测值var产生数字自动增益控制电路140所需的步进值u。控制电路160例如是数字电视的信号接收端100所属的数字电视系统的中央处理单元、微控制器或微处理器等，其依据以下的方程式计算出步进值u：

u＝b[1-exp(-var′)](5)

var′＝a×(var/n)^r(6)

其中，数值a、b、n及r可以依据信号的传输环境及/或数字电视系统的需求做设定。之后控制电路160将计算所得的步进值u输出至数字自动增益控制电路140，数字自动增益控制电路140即可依据方程式(2)来得到可反应邻频干扰程度的增益值w。前述方程式(5)、(6)只是一个实施例，本发明不以此为限。只要能达到动态于邻频干扰的检测值var较大时提供较大的步进值u，以及动态于邻频干扰的检测值var较小时提供较小的步进值u，皆属本发明的范围。

请注意，在一个实施例中，干扰检测模块150是以硬件实作，其具有计算快速的优点；在不同的实施例中，干扰检测模块150是以软件及/或固件实作，其具有节省电路面积以及参数可弹性设定等优点。以软件及/或固件实作时，干扰检测模块150以程序码(programcode)的形式储存在数字电视系统的系统存储器(图未示)中，控制电路160从系统存储器中读取该程序码并执行；因此，当干扰检测模块150以软件及/或固件实作时，可将其视为控制电路160的一个用来检测邻频干扰的功能模块，控制电路160执行该组程序码来实现该功能模块的功能。

请参阅图2，其是本发明的数字电视接收端的信号处理方法的一实施例的流程图。除前述的数字电视的信号接收端100外，本发明亦相对应地描述了一种数字电视接收端的信号处理方法。本方法由前述数字电视的信号接收端100或其等效装置来执行，包含下列步骤：

步骤s210：将输入信号由模拟格式转换为数字格式。因为模拟数字转换器的限制，输入信号在转换前必须先经过自动增益控制电路调整振幅，以避免模拟数字转换器饱和；然而，当输入信号中的邻频干扰的振幅太大时，数字电视系统所关注的目标信号(包含于输入信号中)经自动增益控制电路调整后振幅可能会变得太小，不利后级电路的操作；

步骤s220：滤除该输入信号的邻频干扰，以产生一目标信号。此步骤可使用带通滤波器、低通滤波器或高通滤波器来滤除输入信号中的邻频干扰成分，仅留下目标信号；

步骤s230：依据一增益值调整该目标信号的振幅，使调整后的目标信号具有较适当的振幅以利后级电路处理；

步骤s240：检测该输入信号的该邻频干扰，以产生一检测值。为了使步进值反应邻频干扰的变化，此步骤先检测该邻频干扰并产生检测值。如前所述，步骤s240所据以调整该目标信号的增益值大小与邻频干扰的大小呈现正相关，因此在一个实施例中，此步骤可以借由计算增益值的变异量来得到该检测值，该检测值即反应邻频干扰的变化程度；以及

步骤s250：依据该检测值决定一步进值。有了能反能邻频干扰变化的检测值后，便可依据该检测值来调整步骤s230中所使用的步进值(例如依据方程式(5)及(6))，间接使得增益值能随着邻频干扰的变化对应调整。也就是说，方程式(2)中的步进值是随着邻频干扰做适应性地动态调整，而非定值。

步骤s260：依据该步进值更新该增益值。振幅过小的目标信号可借由在数字域中乘上该增益值来加以放大，在一个实施例中，此增益值是如方程式(1)～(3)所示)。

上述的步骤s210～s260将重复执行以处理更多的输入信号。因为增益值的大小实质上与邻频干扰相关，所以本发明可以更适应性地调整目标信号的振幅；也就是说，当邻频干扰变化剧烈时，步骤s240所产生的检测值也相对较大，进而于步骤s250可得到较大的步进值，并使步骤s260中更新的增益值得以快速反应实际传输频道的变化；反之，当邻频干扰变化缓慢时，步骤s240所产生的检测值相对较小，进而于步骤s250可得到较小的步进值，并使步骤s260中更新的增益值变化较缓慢且顺畅，以避免过多的计算造成系统不稳定或徒增系统的负担。

图3是本发明步进值u与检测值var的关系图。因为电路在实作上常将数值近似成2的幂次方以减化复杂度，图中的纵轴以步进值u近似成2的幂次方后，以2的幂次方的负值呈现。由图可知，当邻频干扰较小时(例如检测值var介于10～15之间)，对应的步进值u介于2^-9～2^-8之间；而当邻频干扰较大时(例如检测值var介于45～55之间)，对应的步进值u介于2^-3～2^-2之间。图中的虚线表示未近似时的对应关系，以供对照。

由于本技术领域具有通常知识者可借由图1的装置发明的描述内容来了解图2的方法发明的实施细节与变化，因此虽然本发明的实施例如上所述，然而这些实施例并非用来限定本发明，本技术领域具有通常知识者可依据本发明的明示或隐含之内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护范围，换言之，本发明的专利保护范围须视本说明书的权利要求书所界定者为准。