RF信号的瞬断可以事先通过使用来自BS的与数字广播信号多路复用 的发送控制信号来得知。然而，针对骤然结束广播信号瞬断(电波不连续)的 情况-这种情况会在广播电台改换发送系统时出现且不预先通知，目前还没 有用于在自适应地控制接收机以平滑地恢复广播接收的方法。目前也没有提 出具有实现上述方法的手段的接收机。
换句话说，目前没有提出这样一种接收机控制方法，即在广播信号发生 瞬时间断(不连续)后马上恢复到正常状态时，该方法能够通过再同步和显示 视频和音频信号来自适应地控制广播接收。广播电波会因如暴雨等某些局部 环境条件的影响而遭受衰减，这将导致信号信噪比的降低。为了改善在这种 情况下的C/N比，当观看者在接收机上改换当前接收的发送台或操作员在发 送台上改换当前的发送机时，将发生广播信号的瞬断。
目前，还没有提出这样一种接收机，即它具有下述的判断装置和控制装 置。所述判断装置用于判断是否信号瞬时间断(片刻之后信号可以恢复到正 常状态)或间断(因某种原因长时间没有发送信号)。所述控制装置适用于在结 束瞬断后实现再同步的快速引入，并平滑地返回到正常视频和音频信号的显 示。
一旦信号间断，常规的接收机在没有考虑瞬断的信号是否能够恢复的情 况下，检测到不同步，停止图像的显示，消除伴音的输出，搜索可调谐的频 率，再调谐并重新开始接收数据(例如MPEG2中的服务信息等等)。换句话 说，该接收机执行的上述处理基本上与它在通电后必须执行的处理相同。
如果事先知道信号将有瞬时间断并随后马上恢复到正常状态，则期望接 收机保持所获得的数据和状态，直至间断的信号恢复到正常状态。这将使接 收机能够迅速地重新开始正常视频/音频的显示，即返回到正常操作。
发明概述
因此，希望有这样一种接收机，它能够检测广播信号的瞬时可恢复间断 或不连续，并执行特别指定的处理，以使观看者在没有察觉到实际信号瞬断 (不连续)的情况下，观看及收听视频音频的显示。
在信号瞬断处理中，该接收机检测到信号的瞬断，将所获得的数据和接 收条件保存在自己的存储器中，直至恢复了连续信号，然后优化控制返回处 理，以迅速重新开始正常音频视频的显示。即，本发明的首要目的是提供这 样一种接收机，它能够迅速恢复被正常恢复的信号的显示，所述信号有可能 具有观看者不能察觉的极短间断(不连续)。因此，该接收机能够解决现有技 术的接收机不得不执行冗长的再启动处理的问题，该再启动处理基本上类似 于通电时开始的启动处理。
该接收机检测到接收信号的间断或不连续，并通过与数字广播电波多路 复用的发送控制信号，来判断它持续较长还是瞬断。按照判断结果，接收机 保存诸如调谐器中心频率和频率偏移等调谐数据，并控制相移键控(PSK)解 调部的载波和时钟(时钟信号)的闭环传输功能，以获得较宽的同步引入范围 和较短的锁定时间。该接收机保存在数字锁相环(PLL)的内部计数器和节目 时钟基准(PCR)之间的相移误差的有关信息，停止通过解码视频图像进行的 信息的更新，并显示紧前的图像信号。此外，该接收机停止显示时戳(PTS) 和PCR的检测和更新，按照所接收的C/N来改变PCR的抖动范围，并控制 自身以在瞬断之后迅速过渡到正常操作。
因此，该接收机能够在返回处理期间为观看者执行用于最小化异常音频 视频显示的操作，这种异常显示是因信号不连续而引起的。
本发明具有下列技术手段：
(1)因此，本发明的一个目的是提供一种数字广播接收系统，用于接收 按照MPEG标准发送的传输流并显示经解码的广播信息，包括：同步检测 装置，用于检测传输流中的同步码；瞬断判断装置，用于根据由同步检测装 置进行的同步码检测而确定的同步码丢失时期，来判断传输流是否有瞬断； 以及返回处理控制装置，用于通过控制至少下列装置之一在结束传输流的瞬 断之后执行返回到正常操作的处理：用于保持调谐器的调谐信息的装置；用 于控制解调部的载波和时钟的闭环传输函数的装置；用于保持数字锁相环 (PLL)的与节目时钟基准(PCR)相对的相位误差信息的装置；用于停止解码图 像显示的更新并显示紧前的图像信号的装置；用于停止显示时戳(PTS)的检 测/更新的装置；以及用于停止PCR的检测/更新并改变PCR的抖动范围的 装置；其中，按照瞬断判断装置的判断结果驱动返回处理控制装置，来恢复 在结束传输流的瞬断之后接收系统的正常操作。
(2)本发明的另一目的是提供一种数字广播接收系统，用于接收数字广 播电波并显示经解调的广播信息，包括：发送控制信号检测装置，用于检测 与数字广播电波多路复用的发送控制代码；帧同步检测装置，用于检测数字 广播电波中的帧同步信号；瞬断判断装置，用于根据由帧同步检测装置进行 的帧同步信号检测而确定的帧同步信号丢失时期，来判断广播电波是否有瞬 断；瞬断预告装置，用于通过发送控制信号检测装置检测的发送控制信号的 内容，来通知数字广播电波的瞬断；以及返回处理控制装置，用于通过控制 至少下列装置之一在结束数字广播电波的瞬断之后执行返回到正常操作的处 理：用于保持调谐器的调谐信息的装置；用于控制相移键控(PSK)解调器的 载波和时钟的闭环传输函数的装置；用于保持数字锁相环(PLL)的与节目时 钟基准(PCR)相对的相位误差信息的装置；用于停止解码图像显示的更新并 显示紧前的图像信号的装置；用于停止显示时戳(PTS)的检测/更新的装置； 以及用于停止PCR的检测/更新并改变PCR的抖动范围的装置；其中，按照 瞬断判断装置的判断结果或瞬断预告装置的通知结果，驱动返回处理控制装 置，来恢复在结束数字广播电波的瞬断之后接收系统的正常操作。
(3)本发明的另一个目的是提供一种数字广播接收系统，用于接收数字 广播电波并显示经解调的广播信息，包括：发送控制信号检测装置，用于检 测与数字广播电波多路复用的发送控制信号；闭环检测装置，用于检测相移 键控解调器的时钟或载波的闭合环路的同步引入状态；瞬断判断装置，用于 根据闭环检测装置检测的闭环同步引入状态和时期，来判断广播电波是否有 瞬断；瞬断预告装置，用于通过发送控制信号检测装置检测的发送控制信号 的内容，来通知数字广播电波的瞬断；以及返回处理控制装置，用于通过控 制至少下列装置之一在结束数字广播电波的瞬断之后执行返回到正常操作的 处理：用于保持调谐器的调谐信息的装置；用于控制相移键控(PSK)解调器 的载波和时钟的闭环传输函数的装置；用于保持数字锁相环(PLL)的与节目 时钟基准(PCR)相对的相位误差信息的装置；用于停止解码图像显示的更新 并显示紧前的图像信号的装置；用于停止显示时戳(PTS)的检测/更新的装置； 以及用于停止PCR的检测/更新并改变PCR的抖动范围的装置；其中，按照 瞬断判断装置的判断结果或瞬断预告装置的通知结果，驱动返回处理控制装 置，来恢复在结束数字广播电波的瞬断之后接收系统的正常操作。
(4)本发明的另一目的是提供一种数字广播接收系统，用于接收数字广 播电波并显示经解调的广播信息，包括：发送控制信号检测装置，用于检测 与数字广播电波多路复用的发送控制信号；瞬断判断装置，用于根据由发送 控制信号检测装置检测的发送控制信号的逻辑，来判断广播电波是否有瞬 断；以及返回处理控制装置，用于通过控制至少下列装置之一在结束广播电 波的瞬断之后执行返回到正常操作的处理：用于在瞬断之后将调谐器的调谐 信息保持一段特定时间的装置；用于控制相移键控(PSK)解调器的载波和时 钟的闭环传输函数的装置；用于保持数字锁相环(PLL)的与节目时钟基准(PCR) 相对的相位误差信息的装置；用于停止解码图像显示的更新并显示紧前的图 像信号的装置；用于停止显示时戳(PTS)的检测/更新的装置；以及用于停止 PCR的检测/更新并改变PCR的抖动范围的装置；其中，按照瞬断判断装置 的判断结果驱动返回处理控制装置，来恢复在结束数字广播电波的瞬断之后 接收系统的正常操作。
附图的简要说明
图1是本发明的数字广播卫星(BS)接收机的示意方框图。
图2是本发明一个实施例的信号瞬断检测系统的方框图。
图3是调谐和数字解码部的用于执行接收频率调谐所需操作的部分的电 路方框图。
图4是调谐和数字解码部的用于执行载波获取和时钟校正操作的部分的 电路方框图。
图5是图像解码部中用于执行冻结(freezing)操作的电路的方框图。
图6是用于生成节目时钟基准(PCR)的基准系统时钟的电路的方框图。
图7是用于根据显示时戳(PTS)执行显示控制的电路的方框图。
图8是本发明一个实施例的瞬断检测电路的方框图。
本发明优选实施例的说明
下面将参照附图来说明本发明一个优选实施例的数字广播接收机。
图1示出了实现本发明的数字广播接收机的示意结构。
多路复用的多个广播节目的数字压缩音频视频信号进行相位调制，上变 频，然后通过广播卫星发送给数字广播接收机。
数字广播接收机通过天线转换器1接收所发送的射频(RF)信号，将其下 变频成第一中频(IF)信号，再输入到安装在室内的接收机的调谐和数字解码 部2。
此时，转换器必须变换接收电波的极化面，因为来自通信卫星的电波是 正交极化电波，而来自广播卫星的电波是圆极化电波。调谐器必须按照接收 电波的频段来选择合适的一个第一中频。
调谐和数字解调部2将接收机调谐到接收信号电波的接收频率，并解调 相位调制的数字信号。例如，按照QPSK调制来解调由通信卫星转发的广播， 而按照8PSK调制来解调由广播卫星转发的广播。
从外部将合成器-调谐器的调谐中心频率设置到预先已知的接收频率。
数字解调部(解调器)通常具有用于锁定接收频率或载波的滑动(slippage) 的闭环电路或用于将数字转换时钟锁定到最佳相位上的闭环电路。它具有用 于优化解调的功能。
解调信号输入到纠错码解码部3，后者解码按照不同传输路径(例如卫 星、地表、电缆等等)的传播特性来采用合适的编码方法编码的流。用于通 信卫星的纠错码解码部包括维特比解码、卷积解交织、发送解扰、里得-索 罗门解码和MPEG同步码(帧)检测。该部分的主要功能是检测并提取利用纠 错编码方法编码的同步码，纠错编码可以有效对抗特别是在各传输路径上会 发生的传输差错。
用于广播卫星的纠错码解码部包括维特比解码或格栅(Trellis)解码、发 送控制码的分离和解码、块解交织、发送解扰、里得-索罗门解码和发送帧 同步码检测。
具有明确定义结构的解码流在捕获到同步码、纠正传输路径差错和解码 传输路径代码之后，输入到流复用信号分离(demultiplexing)部4。该输入流 包含大量多路复用的节目安排信息、时戳和压缩的视频音频信号。
流复用信号分离部4具有下述功能：从节目安排信息中读出各种多路复 用节目的有关信息(例如ID)、根据时戳生成解码系统时钟、管理显示时间并 有选择地分离出所需节目。
有选择地分离出的节目的压缩视频音频数据流提供给音频/视频解码部 5。压缩编码的数据是基于MPEG方法的压缩编码数据。音频/视频解码部5 扩展压缩信息，并将解码数据输出到显示设备6。后者显示音频视频。
上面概述了数字广播接收机的结构及其操作。
下面将参照相关附图详细说明按照本发明一个方面的接收机的操作。
图2是用于检测接收信号瞬断的瞬断检测部的方框图。在图1所示实施 例的传输路径代码解码部中包括图2所示的部分。
图2的电路接收被调谐到接收信号电波的接收频率的输入解调数字信 号。同步码检测部30从该解码信号中分离出特定的同步码(47hex)，用其周 期(188个字节一个)将它们定义成同步码，并检测同步位置(流的起点)。同步 信号被提供给同步获取判断部31。
同步获取判断部31确定前向保护长度和后向保护长度，并利用上述保 护长度来判断是否获得同步。在后向保护的判断中，要确定连续检测到n个 同步信号的同步位置。在前向保护的判断中，若没有连续检测到m个同步 信号，则不能获得(建立)同步。
单元时间测量部32将小于一特定阈值的不能获得同步的时间定义为瞬 断，将等于或大于该特定阈值的上述时间定义为长间断。即，在所述接收机 的设计中，对小于该阈值的瞬断执行特殊处理，而若不同步时期大于该阈值 则返回到通常的再启动处理。
下面将详细说明要对如此判定的瞬断进行的特殊处理。
图3详细示出了图1的调谐和数字解码部的一部分。
如图3所示，射频(RF)信号在下变频到第一级中频(IF)之后，输入到调 谐部20。在利用如QPSK准同步方法解调输入信号的情况下，从外部设置 中心调谐频率，并将输入信号分别乘以固定振荡器的相移输出和非相移输 出，以产生正交轴IQ的检测信号。
然后，来自调谐部20的信号经A/D转换器以例如两倍于符号率的频率 采样之后，由数字解调部21解调。在数字解调部21中，检测在调谐频率和 所需接收频率之间的偏差(频率和极化的滑动)。加法器12将频差(误差)加到 前面设置的中心频率上以校正中心频率，因此，调谐频率得到优化校正。
在通常的操作中，一旦不能获得同步，就从根据卫星频率表从以前接收 的节目安排信息中搜索可接收的频率，并检查不同步状态的可能起因。在这 种情况下，将忽略频差数据，而且通常开始复位和再启动处理。
在本发明的该实施例中，与同步频率和所需频率之间的频率滑动相对应 的频差要保存一段特定的瞬断时期，并用于调谐到恢复的信号，缩短所需的 调谐时间。
图4详细示出了图1所示的调谐和数字解码部的一部分，该部分用于捕 获载波和校正时钟。
在图4中，调谐部20输出调谐正交轴IQ的检测信号。A/D转换器将该 检测信号转换成数字信号之后，再输入到数字解调部21。
数字解调部21包括用于控制数字转换的采样时钟频率和相位的时钟闭 环电路21K、以及用于捕获载波的载波闭环电路21C。
载波闭环电路21C由复乘法器、滚降滤波器、频率相位检错器、环路 滤波器、数值控制的振荡器和余弦/正弦转换器组成。
载波输入到复乘法器。复乘法器通过参照与载波的实部、虚部匹配的频 差转换表及其调制方法，来确定载频的相位误差数据。然后，通过次级闭环 的环路滤波器来控制数值控制的振荡器。余弦/正弦转换器将振荡器输出转 换成正弦波，然后输入给复乘法器，以再次检测载波的相位误差数据。
为了在出现瞬断时最优地缩短同步引入时间，要改变每个闭环的传输函 数。一旦捕获到载波，就进一步改变传输函数以适于保持载波。这使得接收 机能够快速捕获载波并可靠地保持它。
在实践中，该控制系统优化选择一个衰减常数和次级环路21K，即传输 函数21K的比例部分和积分部分的系数之比。
此外，为了在出现瞬断时最优地缩短同步引入时间，时钟环路的传输函 数也进行相似的改变。一旦锁定相位，将进一步改变传输函数以适于保持锁 定的相位。这使得接收机能够快速锁定环路并可靠地保持锁定的相位。
时钟环路21K形成闭合环路，它能够在数字解调部21中由过零采样点 上的数据来检测相位误差，并将过零采样点归一化为O。
图5是音频/视频解码部5的图像解码器中用于冻结显示信号的电路的 方框图。
下面将参照图5说明该电路的操作。
当检测到瞬断时，用于保存在瞬断时期使用的数据的随机存取存储器 (RAM)被重复提供已经保存的相同图像数据，而没有新解码图像的更新，因 此实现了正常的先前图像的连续显示。
这一实例是在瞬断信号的位置上保持先前图像的显示的情况。或者，可 以对图像进行消音处理。消除音频信号将是一个最佳方案。
图6是用于生成节目时钟基准(PCR)的基准系统时钟和时标(time-markers) 的电路的方框图。在图1实施例的接收机的纠错码解码部中包含该电路。
如图6所示，MPEG传输流输入到PCR检测部33的端子。按照流中的 头标信息和标志来展开各个数据单元。用作系统同步基准的PCR数据被提 取为PCR的输出数据。
在内部计数器34(SCR)上设置最初提取出的PCR数据。计数器34将开 始相同数值的计数。PCR检测部33当前提取出的数值和内部计数器34的计 数值之差(误差)，通过数字环路滤波器输入到DA转换器以转换成模拟值。 将对应的电压作为振荡器控制电压输入到压控晶体振荡器(VCXO)。VCXO 生成用作内部计数器34计数基准时钟的时钟(时钟信号)。因此，形成了一个 闭合环路。
当瞬断判断信号输入到公共端予时，PCR检测部33停止PCR的再检测， 内部计数器34停止计数。
为了防止因信号瞬断的影响使PCR检测部33错误地检测PCR和内部 计数器34错误地计数，保持瞬断之前最近的误差值，以使振荡器生成一个 固定值。当恢复了正常信号时，重新开始上述的初始处理，从而使该闭合环 路稳定地重新开始操作，实现了立即同步引入的状态。
图7是用于根据显示时戳(PTS)执行显示控制的电路的方框图。在图1 实施例的接收机的音频/视频解码部中包含图7所示的该电路。
PTS检测和滞后/超前检测部35分离和提取与显示有关的信息(例如， 与图像信息多路复用的用于指示相关显示时间的PTS)。
通过确定与内部计数器(SCR)的内部基准时间(可以偏移)之差来检测滞 后/超前，并且由延迟器36调整显示时间。若出现信号瞬断，则因为新的输 入流不正确而不再解码新的图像信息，且内部计数器(SCR)停止计数。继续 检测新的PTS，但不更新数据。因此，延时成为常数。于是，能够稳定地重 复紧前图像的显示。
具有上述结构的接收机能够平滑地恢复其正常且稳定的操作。
下面将说明本发明另一实施例的用于检测输入信号瞬断的另一种方法。 (对瞬断的实际控制类似于前一实施例的控制。)
图8是本发明一个实施例的瞬断检测电路的方框图。在图1实施例的纠 错码解码部中包含图8所示的该电路。
如图8所示，由数字解调部解调的数字数据输入到帧同步检测部37。
例如，与要经广播卫星发送的数据多路复用的帧同步信号是已知的以特 定间隔插入的固定码。该同步码的特征和周期用于检测帧同步。
帧同步检测部37确定前向保护长度和后向保护长度，在满足条件的情 况下判断是否在一侧上获得同步并且在另一侧上没有获得同步。例如，在后 向保护的判断中，如果连续检测到n个同步信号，则确定获得同步(同步位 置)，而在前向保护的判断中，若没有连续检测到m个同步信号，则确定不 能获得同步。
来自同步检测部37的同步信号输入到同步获取和瞬断判断部38。同步 获取和瞬断判断部38将小于一特定时间阈值的不能获得同步的接收信号间 断判定为瞬断，将大于该特定时间阈值的不能获得同步的接收信号间断判定 为长间断。
即，同步获取和瞬断判断部38确定小于该时间阈值的瞬断的出现，并 使系统执行针对该瞬断的特殊处理，或者确定大于该时间阈值的长间断的出 现，并开始通常的再启动处理。
此外，门(gate)生成部39G生成一个门信号，用于从与广播电波多路复 用的基准帧同步信号中提取发送控制信号。发送控制信号分离部39利用上 述门信号分离出发送信号。
发送控制信号解码部39D按照发送系统对提取出的发送控制信号进行 纠错和解码，然后提取瞬断通知代码。该通知代码是例如用作位置分集(site diversity)的事先通知的信号。在此例中，该信号能够事先通知一个几毫秒的 瞬断。
通知信号输入到同步获取和瞬断判断部(单位时间测量)38。同步获取和 瞬断判断部38利用来自单位时间计数器的信号或通知信号来确定瞬断的出 现。在此例中，也可以通过在检测到瞬断之后立即将帧同步检测部37的后 向保护长度设置成短于通常值，来加快同步信号获取的检测。
下面将说明本发明另一实施例的另一种瞬断检测技术。
该技术使用上述的通知码或通过将图4的数字解调部21的差值信号与 一预定阈值相比较而获得的判断信号，来判断广播电波的瞬断。
在后一种情况下，检测处理要检测是否载波环路的误差信号与时钟环路 的误差信号超过某个阈值，对检测结果进行二值化处理以形成逻辑信号，然 后在一个单位时间上对所形成的逻辑信号进行计量。根据该计数结果来判断 瞬断。
若广播电波出现瞬断，则接收机可以使用特定的处理，这包括改变PCR 和SCR的抖动范围。这种改变是整个系统的优化控制的手段之一。
通常，若抖动超过抖动范围，则执行该处理以重复或跳过一个B帧来 将抖动减小到抖动范围内。如果抖动在该范围之内，则使用内部延迟以使两 个数据单位相互匹配。
如果在瞬断前后PCR虽连续(SCR和PCR相同)但因偶然丢失了PCR而 检测到瞬断，则能够通过将抖动范围设置成窄于通常范围并改变该范围以跳 过一帧或重复一个单位，来快速恢复无抖动的状态。
对于接收机来说，保存预先获得的节目安排信息和观看者的历史数据是 用于执行上述操作的关键条件。
下面将说明本发明另一实施例的另一种瞬断检测技术。
可以参照由发送台发送的信息来判断瞬断，该信息指示在与数字卫星广 播电波多路复用的发送控制信号中包括的上行链接台变化(位置分集的事先 通知)。
在检测到包含在发送控制信号中的瞬断通知之后，针对经过一定时间之 后将出现的该瞬断，接收机开始保持处理。
在实践中，如图8所示，接收机通过发送控制信号分离部39来分离发 送控制信号，通过发送控制信号解码部39D来解码上述瞬断信息，并判断 是否间断是瞬时的。如果是，则接收机在经过了一定时间之后，开始广播电 波接收的自适应控制。
如上所述，当接收机检测到信号的不连续、并且在经过极短时间之后恢 复了与瞬断前的流紧密连接的数据流时，接收机能够保持大部分获得数据并 且能够在瞬断前后保持其状态的连续。
工业适用性
如上所述，本发明的接收机能够在出现接收信号瞬断的情况下连续工 作，因此能够快速恢复音频视频的显示，即在重新开始接收信号时恢复其正 常工作状态。当因发送台切换发送机而引起不可避免的信号流瞬时间断(不 连续)时，用户能够连续地观看接收机上的显示而没有察觉到显示不连续。 换句话说，接收机能够使广播发送服务瞬时间断的影响最小。
本发明能够提供用于接收MPEG标准传输流的接收机，该接收机能够 有效地根据传输流中丢失同步码的时间来判断瞬断。
本发明还能够提供用于接收数字广播电波(包括与之多路复用的发送控 制信号)的接收机，该接收机能够有效地根据丢失帧同步信号的时间或瞬断 的事先通知来判断瞬断，其中该通知包含在发送控制信号中。
本发明还能够提供用于接收数字广播电波(包括与之多路复用的发送控 制信号)的接收机，该接收机能够有效地根据PSK解调部的载波或时钟闭合 环路的同步引入状态和同步引入时间、或瞬断的事先通知来判断瞬断，其中 该通知包含在发送控制信号中。
本发明还能够提供用于接收数字广播电波(包括与之多路复用的发送控 制信号)的接收机，该接收机能够有效地根据发送控制信号的逻辑来判断瞬 断。