本申請涉及通信技術領域，尤其涉及一種機頂盒自動增益控制系統及方法。

背景技術：

目前的機頂盒中采用的是射頻處理控制電路，如圖1所示，現有機頂盒的結構包括調諧單元、受控增益放大器、增益控制單元、采樣單元、解調單元及解碼單元，射頻處理控制模塊的調諧單元在接收到廣電網絡發(fā)送的射頻信號時，對該射頻信號進行降頻，并經受控增益放大器進行調整之后，再通過解調單元解調、解碼單元解碼之后輸出。其中，受控增益放大器、解調單元、增益控制單元以及采樣單元組成增益控制環(huán)路模塊，其對降頻后的射頻信號具體調整過程為：采樣單元采集解調單元輸出的解調射頻信號，并由增益控制單元根據該解調射頻信號，按照固定步長生成增益控制信號，然后將該增益控制信號發(fā)送到受控增益放大器，以對降頻后的射頻信號進行調整。由于目前廣電總局正在推廣光網絡，即機頂盒接收到的是光信號，然而，目前的機頂盒無法對光信號進行處理，因此，目前的機頂盒無法滿足用戶的使用需求。

技術實現要素：

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N機頂盒自動增益控制系統及方法，以解決現有機頂盒無法滿足用戶的使用需求的問題。

根據本申請實施例的第一方面，提供一種機頂盒自動增益控制系統，所述系統包括：光接收處理模塊、第一增益模塊、第二增益模塊以及采樣控制模塊；其中，所述光接收處理模塊與所述第一增益模塊連接；所述第一增益模塊與所述第二增益模塊連接；

所述采樣控制模塊分別與所述第一增益模塊和所述第二增益模塊連接，并且所述采樣控制模塊的第一采樣端與所述光接收處理模塊的輸入端連接、第二采樣端與所述第二增益模塊的輸出端連接；所述采樣控制模塊用于根據第一采樣端的采樣值生成第一控制信號，根據第二采樣端的采樣值生成第二控制信號；

所述光接收處理模塊，用于接收廣電網絡的光信號，并將所述光信號轉換為第一射頻信號；

所述第一增益模塊，用于接收所述第一控制信號，并根據所述第一控制信號對所述第一射頻信號進行調整，得到第二射頻信號；

所述第二增益模塊，用于接收所述第二控制信號，并根據所述第二控制信號對所述第二射頻信號進行調整，得到第三射頻信號。

根據本申請實施例的第二方面，提供一種機頂盒自動增益控制方法，所述方法應用在上述所述系統的采樣控制模塊上，所述方法包括：

根據輸入光接收處理模塊的光信號的采樣值生成第一控制信號，并將所述第一控制信號發(fā)送至第一增益模塊，以使所述第一增益模塊根據所述第一控制信號對所述第一射頻信號進行調整，并得到第二射頻信號；

根據所述第二增益模塊輸出的第三射頻信號的采樣值生成所述第二控制信號，并將所述第二控制信號發(fā)送至第二增益模塊，以使所述第二增益模塊利用所述第二控制信號對所述第二射頻信號進行調整，并得到第三射頻信號。

應用本申請實施例，光接收處理模塊用于將光信號轉換為第一射頻信號，采樣控制模塊先通過對輸入光接收處理模塊的光信號進行采樣，并根據光信號的采樣值生成第一控制信號，以用于對第一增益模塊的第一射頻信號進行調整，然后再對第二增益模塊輸出的第三射頻信號進行采樣，并根據第三射頻信號的采樣值生成第二控制信號，以用于對第二增益模塊的第二射頻信號進行調整?；谏鲜鰧崿F方式，由于光接收處理模塊能夠將廣電網絡的光信號轉換為第一射頻信號，因此，本申請的機頂盒能夠滿足用戶的使用需求。此外，由于光信號能夠直接反應系統的輸入變化，因此采樣控制模塊直接利用光信號的采樣值生成的第一控制信號對第一射頻信號進行調整，可以提高系統的響應速度，又由于第三射頻信號能夠直接反應系統的輸出是否穩(wěn)定，因此采樣控制模塊直接利用第三射頻信號的采樣值生成的第二控制信號對第二射頻信號進行調整，可以使系統精確收斂，從而，通過第一控制信號與第二控制信號的結合使系統能夠快速響應輸入變化，并能夠精確收斂。

附圖說明

圖1為本申請根據一示例性實施例示出的一種現有機頂盒的結構圖；

圖2A為本申請根據一示例性實施例示出的一種機頂盒自動增益控制系統的結構圖；

圖2B為圖2A所示實施例中的采樣控制模塊的結構圖；

圖2C為根據圖2A所示實施例示出的另一種自動增益控制系統的結構圖；

圖2D為圖2A所示實施例中的光接收處理模塊的結構圖；

圖3為本申請根據一示例性實施例示出的一種機頂盒自動增益控制方法的實施例流程圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本申請相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本申請的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

在本申請使用的術語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本申請。在本申請和所附權利要求書中所使用的單數形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應當理解，本文中使用的術語“和/或”是指并包含一個或多個相關聯的列出項目的任何或所有可能組合。

應當理解，盡管在本申請可能采用術語第一、第二、第三等來描述各種信息，但這些信息不應限于這些術語。這些術語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本申請范圍的情況下，第一信息也可以被稱為第二信息，類似地，第二信息也可以被稱為第一信息。取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時”或“當……時”或“響應于確定”。

再如圖1所示，由于現有機頂盒結構中的增益控制環(huán)路模塊只利用解調單元輸出的解調射頻信號調整增益控制信號，以對降頻后的射頻信號進行調整。當系統輸入射頻信號發(fā)生變化時，只有射頻信號經過解調單元之后才會反饋至增益控制環(huán)路模塊，因此增益控制環(huán)路模塊無法快速響應系統輸入射頻信號的變化，具有滯后性。又由于增益控制環(huán)路模塊采用的是固定步長調整增益控制信號，無法保證調整精度，如果為了快速響應則需要步長加大，但調整精度受到影響，反之步長太小，響應速度就會變慢。此外，如果給現有機頂盒外部接一個光電轉換器件，該光電轉換器件也只能是被動的接收廣電網絡的光信號，并進行轉換。

圖2A為本申請根據一示例性實施例示出的一種機頂盒自動增益控制系統的結構圖，如圖2A所示，該系統可以包括光接收處理模塊10、第一增益模塊20、第二增益模塊30以及采樣控制模塊40；其中，光接收處理模塊10與第一增益模塊20連接；第一增益模塊20與第二增益模塊30連接；

采樣控制模塊40分別與第一增益模塊20和第二增益模塊30連接，并且采樣控制模塊40的第一采樣端與光接收處理模塊10的輸入端連接、第二采樣端與第二增益模塊30的輸出端連接；采樣控制模塊40用于根據第一采樣端的采樣值生成第一控制信號，以及根據第二采樣端的采樣值生成第二控制信號；

光接收處理模塊10，用于接收廣電網絡的光信號，并將該光信號轉換為第一射頻信號；

第一增益模塊20，用于接收第一控制信號，并根據第一控制信號對第一射頻信號進行調整，得到第二射頻信號；

第二增益模塊30，用于接收第二控制信號，并根據第二控制信號對第二射頻信號進行調整，得到第三射頻信號。

基于本實施例描述可知，光接收處理模塊10用于將光信號轉換為第一射頻信號，采樣控制模塊40先通過對輸入光接收處理模塊10的光信號進行采樣，并根據光信號的采樣值生成第一控制信號，以用于對第一增益模塊20的第一射頻信號進行調整，然后再對第二增益模塊30輸出的第三射頻信號進行采樣，并根據第三射頻信號的采樣值生成第二控制信號，以用于對第二增益模塊30的第二射頻信號進行調整?；谏鲜鰧崿F方式，由于光接收處理模塊10能夠將廣電網絡的光信號轉換為第一射頻信號，因此，本申請的機頂盒能夠滿足用戶的使用需求。此外，由于光信號能夠直接反應系統的輸入變化，因此，采樣控制模塊40直接利用光信號的采樣值生成的第一控制信號對第一射頻信號進行調整，可以提高系統的響應速度，又由于第三射頻信號能夠直接反應系統的輸出是否穩(wěn)定，因此采樣控制模塊40直接利用第三射頻信號的采樣值生成的第二控制信號對第二射頻信號進行調整，可以使系統精確收斂，從而，通過第一控制信號與第二控制信號的結合使系統能夠快速響應輸入變化，并能夠精確收斂。

在一實施例中，采樣控制模塊40的第三采樣端與光接收處理模塊10的輸出端連接，采樣控制模塊40還用于采集第一射頻信號，并將第一射頻信號的采樣值與第一預設數值進行比較，在第一射頻信號的采樣值小于第一預設數值時，控制第一采樣端進行采樣，并利用第一采樣端的采樣值更新第一控制信號。

其中，第一預設數值是根據光接收處理模塊10的電路設計參數設置的，例如，第一預設數值可以是65dBuv。當第一射頻信號的采樣值小于第一預設數值時，表示系統輸入的光信號降低，光接收處理模塊10已經無法確保輸出穩(wěn)定的第一射頻信號，需要重新利用第一射頻信號的采樣值更新第一控制信號。

在一實施例中，圖2B為圖1A所示實施例中的采樣控制模塊的結構圖，如圖2B所示，采樣控制模塊40可以包括采樣電路單元401和運算控制電路單元402；其中，采樣電路單元401可以用于采集光信號、第一射頻信號以及第三射頻信號；運算控制電路單元402可以用于利用該光信號的采樣值生成第一控制信號，以及將該第一射頻信號的采樣值與第一預設數值進行比較，并再根據比較結果控制第一采樣端進行采樣，并利用第一采樣端的采樣值更新第一控制信號，以及利用該第三射頻信號的采樣值生成第二控制信號。

其中，采樣電路單元401中可以包括運算放大器、比較器以及A/D轉換電路等，由于采樣電路單元401采集得到的采樣信號均比較小，因此需要先利用運算放大器進行放大，然后再利用比較器進行比較，并利用A/D轉換電路對比較結果進行模數轉換，并將轉換得到的數字信號發(fā)送到運算控制電路單元402。該運算控制電路單元402可以是微處理器。

在一實施例中，圖2C為根據圖2A所示實施例示出的另一種自動增益控制系統的結構圖，如圖2C所示，該系統還可以包括調諧模塊50、解調模塊60以及及解碼模塊70，調諧模塊50的輸入端與光接收處理模塊10的輸出端連接，輸出端與第一增益模塊20的輸入端連接，解調模塊60的輸入端與第二增益模塊30的輸出端連接，輸出端與解碼模塊70的輸入端連接；解碼模塊70的輸出端作為該系統的輸出；采樣控制模塊40的第二采樣端與第二增益模塊的輸出端連接可以具體為第二采樣端與解調模塊60的輸出端連接。

其中，調諧模塊50可以用于將第一射頻信號中的高頻信號轉換為中頻信號；解調模塊60可以用于對第三射頻信號進行解調；解碼模塊70可以用于對經過解調的第三射頻信號進行解碼，并將解碼之后的第三射頻信號輸出系統。

基于本實施例描述可知，采樣控制模塊40是利用解調模塊60輸出的解調后的第三射頻信號的采樣值生成第二控制信號，以用于對第二射頻信號進行調整，由于廣電網絡為了遠距離傳輸光信號，均是對光信號進行調制之后才傳輸的，因此，光接收處理模塊10、調諧模塊50、第一增益模塊20以及第二增益模塊30輸出的信號均是調制信號，只有經過解調模塊60解調之后，得到的信號才是真實的射頻信號，該射頻信號能夠真正反應系統的輸出，最后經過解碼模塊70解碼之后，得到最終的音視頻信號輸出系統。

在一實施例中，圖2D為圖2A所示實施例中的光接收處理模塊的結構圖，如圖2D所示，光接收處理模塊10可以包括光電轉換單元101、LNA(Low Noise Amplifier，低噪聲放大器)單元102、壓控衰減單元103以及巴倫濾波單元104。

其中，光電轉換單元101可以用于將輸入系統的光信號轉換為電信號；LNA單元102可以用于對電信號進行低噪聲放大，即對較弱的電信號進行固定倍數的放大；壓控衰減單元103可以用于對經過LNA單元102放大的電信號進行適當的衰減，以使輸出的電信號穩(wěn)定；例如，通常輸入系統的光信號范圍為-8～(+2)dBm，輸出的穩(wěn)定電信號為65dBuv；巴倫濾波單元104可以用于對經過壓控衰減單元103衰減的電信號進行濾波，以減少噪聲對電信號的影響，得到第一射頻信號。

在一個例子中，光接收處理模塊10中對電信號進行低噪放大，以及進行適當的衰減，以及進行濾波，也可以通過一個單片機的軟件實現。

基于本實施例描述可知，通過光接收處理模塊10可以將輸入系統的光信號轉換為電信號，并且還對電信號進行初步的調整，以得到第一射頻信號，從而，在一定的光信號范圍內，能夠確保輸出穩(wěn)定的第一射頻信號，例如，穩(wěn)定的第一射頻信號為65dBuv。

在一實施例中，第一增益模塊20可以是數控放大器，也可以是模擬電壓控制放大器；第二增益模塊30可以是數控放大器，也可以是模擬電壓控制放大器。

圖3為本申請根據一示例性實施例示出的一種機頂盒自動增益控制方法的實施例流程圖，如圖3所示，該實施例應用于自動增益控制系統的采樣控制模塊上，包括以下步驟：

步驟301：根據輸入光接收處理模塊的光信號的采樣值生成第一控制信號，并將該第一控制信號發(fā)送至第一增益模塊，以使第一增益模塊根據該第一控制信號對第一射頻信號進行調整，并得到第二射頻信號。

針對根據輸入光接收處理模塊的光信號的采樣值生成第一控制信號的過程，采樣控制模塊可以利用該光信號的采樣值查找光功率與控制值關系表，并獲取該光信號的采樣值對應的控制值，然后將該控制值確定為第一控制信號。

其中，采樣控制模塊中預先配置有光功率與控制值關系表，該光功率與控制值關系表中的控制值為經驗控制值，即經驗增益值，該經驗控制值之間的間隔可以為預設間隔，例如，0.5dB，當光信號的采樣值和光功率與控制值關系表中的光功率值有差異時，可以選擇其最接近的光功率值對應的控制值。

基于步驟301描述可知，由于光信號能夠直接反應系統的輸入變化，因此采樣控制模塊直接利用光信號的采樣值生成第一控制信號，并利用第一控制信號對第一射頻信號進行調整，可以提高系統的響應速度，此外，第一控制信號是由光信號的采樣值查表獲取的，由于各個控制值之間為固定間隔，因此，該第一控制信號能夠對第一射頻信號的調整為粗調。

步驟302：根據第二增益模塊輸出的第三射頻信號的采樣值生成第二控制信號，并將該第二控制信號發(fā)送至第二增益模塊，以使第二增益模塊利用該第二控制信號對第二射頻信號進行調整，并得到第三射頻信號。

針對根據第二增益模塊輸出的第三射頻信號的采樣值生成第二控制信號的過程，采樣控制模塊可以利用第二增益模塊輸出的第三射頻信號的采樣值與第二預設數值的比較結果確定第二控制信號的調整方向，然后根據該調整方向，按照可變步長循環(huán)策略調整第二控制信號。下面以兩個例子進行詳細闡述。

第一個例子、采樣控制模塊可以設置第二控制信號的控制范圍，該可變步長循環(huán)策略可以包括多級步長，并且每級步長逐漸減小。采樣控制模塊可以將第二增益模塊輸出的第三射頻信號的采樣值與第二預設數值進行比較，若第三射頻信號的采樣值小于第二預設數值，則確定第二控制信號的調整方向為正方向，若第三射頻信號的采樣值大于第二預設數值，則確定第二控制信號的調整方向為負方向；根據該調整方向，按照第一級步長調整第二控制信號，并判斷調整后的第二控制信號是否超過該控制范圍；若超過，則按照該調整方向，將當前的第一控制信號增加第三預設數值，得到更新后的第一控制信號，并將該調整后的第二控制信號降低第三預設數值，并繼續(xù)將第二增益模塊輸出的第三射頻信號的采樣值與第二預設數值進行比較，若第三射頻信號的采樣值與第二預設數值不一致，則繼續(xù)利用第三射頻信號的采樣值與第二預設數值的比較結果確定第二控制信號的調整方向，并根據該調整方向，按照下一級步長調整第二控制信號，并繼續(xù)執(zhí)行判斷調整后的第二控制信號是否超過該控制范圍的過程。

其中，第二預設數值為第二增益模塊輸出的穩(wěn)定值，即系統的穩(wěn)定輸出值，由該系統的設計目標決定，例如50dBuv。當第三射頻信號的采樣值小于第二預設數值時，表示系統輸出值低于穩(wěn)定值，需要增加第二控制信號的增益，因此調整方向為正方向；當第三射頻信號的采樣值大于第二預設數值時，表示系統輸出值高于穩(wěn)定輸出值，需要降低第二控制信號的增益，因此調整方向為負方向。該第二控制信號的初始值可以為0，該可變步長循環(huán)策略包括的步長級數根據系統實際需求確定，最后一級步長能夠使系統穩(wěn)定(系統收斂)即可，當循環(huán)到最后一級步長時，利用最后一級步長調整第二控制信號，并結束當前流程，例如，可變步長循環(huán)策略可以包括三級步長，第一級步長為0.5dB、第二級步長為0.3dB、第三級步長為0.1dB，通常情況，最后一級步長設為0.1dB便可以使系統收斂。假設采樣控制模塊中設置的第二控制信號的控制范圍為±1dB，第三預設數值是1dB，若調整前的第二控制信號為0.8dB，并且調整步長為0.5dB，調整方向為正，則調整后的第二控制信號為1.3dB，超出控制范圍，由于此時的調整方向為正，采樣控制模塊可以將當前的第一控制信號增加1dB，并將調整后的第二控制信號減去1dB，變?yōu)?.3dB。

需要說明的是，在第三射頻信號的采樣值與第二預設數值一致時，采樣控制模塊可以判斷輸入光接收處理模塊的光信號的采樣值在光功率與控制值關系表中對應的控制值與更新后的第一控制信號是否一致；若不一致，則利用更新后的第一控制信號替換該控制值。

基于第一個例子描述可知，當第二控制信號超出控制范圍，即溢出時，采樣控制模塊通過更新第一控制信號以避免第二控制信號溢出，因此，能夠保證第二控制信號在小范圍內進行調整，使系統精確收斂。此外，采樣控制模塊在調整過程中，還會自動學習更新光功率與控制值關系表，以糾正表中經驗控制值的偏差。

第二個例子、基于第一個例子所述，采樣控制模塊將第二增益模塊輸出的第三射頻信號的采樣值與第二預設數值進行比較，確定第二控制信號的調整方向之后；根據該調整方向，按照第一級步長調整第二控制信號，并繼續(xù)將第二增益模塊輸出的第三射頻信號的采樣值與第二預設數值進行比較，若第三射頻信號的采樣值與第二預設數值不一致，則繼續(xù)利用第三射頻信號的采樣值與第二預設數值的比較結果確定第二控制信號的調整方向，并根據該調整方向，按照下一級步長調整第二控制信號。

基于根據第三射頻信號的采樣值生成第二控制信號的描述可知，采樣控制模塊是按照可變步長循環(huán)策略調整第二控制信號，并且可變步長循環(huán)策略中的調整步長逐級變短，因此第二控制信號每次的調整很小，控制精度比較高，對第二射頻信號的調整為細調，這樣，可以使系統輸出逐漸趨于穩(wěn)定輸出值，實現精確收斂。

需要進一步說明的是，采樣控制模塊在執(zhí)行步驟302之后，可以對該系統的穩(wěn)定性進行監(jiān)控，例如，在預設時間周期內，采集輸入光接收處理模塊的光信號和第二增益模塊輸出的第三射頻信號，將該光信號的采樣值與前一周期采集的光信號的采樣值進行比較，得到差值；若該差值超過預設閾值或該第三射頻信號的采樣值與第二預設數值不一致，則將光接收處理模塊輸出的第一射頻信號的采樣值與第一預設數值進行比較；若該第一射頻信號的采樣值小于第一預設數值，則利用輸入光接收處理模塊的光信號的采樣值更新第一控制信號，并繼續(xù)執(zhí)行步驟302的過程；若該第一射頻信號的采樣值大于第一預設數值，則直接執(zhí)行步驟302的過程。

其中，預設閾值表示當前采集的系統輸入的光信號與前一周期采集的光信號之間的變化程度，該預設閾值可以為0.2dBm，若差值超過預設閾值，則表示系統輸入的光信號發(fā)生變化。第一預設數值是根據光接收處理模塊的電路設計參數設置的，為光接收處理模塊輸出的穩(wěn)定值，例如，第一預設數值可以是65dBuv。當第一射頻信號的采樣值小于第一預設數值時，表示系統輸入的光信號降低，由于光信號能夠直接反應系統的輸入變化，因此需要利用光信號的采樣值更新第一控制信號，即對第一射頻信號進行粗調，以快速響應光信號的變化；當第一射頻信號的采樣值大于第一預設數值時，表示系統輸入的光信號并沒有降低，采樣控制模塊只需要通過第二增益模塊輸出的第三射頻信號的采樣值生成第二控制信號，便可使第二增益模塊輸出的第三射頻信號穩(wěn)定，即利用第二控制信號對第二射頻信號進行細調。

由上述實施例可知，光接收處理模塊將光信號轉換為第一射頻信號之后，采樣控制模塊先通過對輸入光接收處理模塊的光信號進行采樣，并根據光信號的采樣值生成第一控制信號，以用于對第一增益模塊的第一射頻信號進行調整，然后再對第二增益模塊輸出的第三射頻信號進行采樣，并根據第三射頻信號的采樣值生成第二控制信號，以用于對第二增益模塊的第二射頻信號進行調整?；谏鲜鰧崿F方式，由于光接收處理模塊能夠將廣電網絡的光信號轉換為第一射頻信號，因此，本申請的機頂盒能夠滿足用戶的使用需求。此外，由于光信號能夠直接反應系統的輸入變化，因此采樣控制模塊可以直接利用光信號的采樣值生成的第一控制信號對第一射頻信號進行調整，可以提高系統的響應速度，又由于第三射頻信號能夠直接反應系統的輸出是否穩(wěn)定，因此采樣控制模塊利用第三射頻信號的采樣值生成的第二控制信號對第二射頻信號進行調整，可以使系統精確收斂，從而，通過第一控制信號與第二控制信號的結合使系統能夠快速響應輸入變化，并能夠精確收斂。

本申請實施例中的微處理器可以根據實際電路的設計需求由硬件電路實現。所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的方法實施例的具體工作過程，可以參考前述系統實施例中的對應過程，在此不再贅述。

本領域普通技術人員可以理解：實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本申請的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本申請進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本申請各實施例技術方案的精神和范圍。