KR20110118150A - Mixed format media transmission systems and methods - Google Patents

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Abstract

카메라를 동작시키는 시스템 및 방법이 설명된다. 이미지 센서로부터 수신된 이미지 신호가 이미지 신호를 나타내는 복수의 비디오 신호로서 처리될 수 있다. 인코더는 케이블을 통한 전송을 위해 기저대역 및 디지털 비디오 신호를 결합할 수도 있다. 비디오 신호는 실질적으로 등시성인 기저대역 및 디지털 비디오 신호를 포함할 수도 있다. 디코더는 업스트림 신호를 복조하여 카메라의 위치 및 방향 및 기저대역 및 디지털 비디오 신호의 콘텐츠를 제어하는 제어 신를 획득한다. 다양한 신호를 수신하여, 신호에 관련된 동기화 정보를 제공하고, 신호의 위상 시프트 오프셋을 보정하며, 시그널링에서 사용된 인코딩 방법을 사용하거나 검출한다. 신호의 존재를 검출하는 시스템 및 방법이 설명된다. Systems and methods of operating a camera are described. The image signal received from the image sensor may be processed as a plurality of video signals representing the image signal. The encoder may combine baseband and digital video signals for transmission over the cable. The video signal may include baseband and digital video signals that are substantially isochronous. The decoder demodulates the upstream signal to obtain a control scene that controls the position and orientation of the camera and the content of the baseband and digital video signals. It receives various signals, provides synchronization information related to the signals, corrects the phase shift offset of the signals, and uses or detects the encoding method used in the signaling. Systems and methods for detecting the presence of a signal are described.

Description

혼합 포맷 매체 전송 시스템 및 방법{MIXED FORMAT MEDIA TRANSMISSION SYSTEMS AND METHODS}MIXED FORMAT MEDIA TRANSMISSION SYSTEMS AND METHODS

본 발명은 다중 매체 전송 시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 신호 케이블을 통한 표준 아날로그 비디오 및 고화질 디지털 비디오를 전송하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multimedia transmission system, and more particularly to a system and method for transmitting standard analog video and high definition digital video over a signal cable.

디지털 방송 텔레비전 및 스트리밍 비디오 기술의 도래와 함께, 다양한 비디오 카메라, 모니터, 및 비디오 리코더가 향상된 해상도 및 향상된 특성으로 이용가능하게 되었다. 현재, 폐쇄회로 텔레비전 (CCTV) 시스템은 구내 감시, 장비의 접근 제어 및 원격 모니터링과 같은 애플리케이션에서의 사용을 위해 고화질 비디오 출력 및 압축된 디지털 비디오 신호를 제공한다. 그러나 구형 컴퓨터 시스템은 아직 남아있고 표준 아날로그 비디오 신호는 광범위하게 사용되며 모든 디지털, 고화질 시스템으로의 전송 동안 계속 사용될 것이다. 특히, 동축 케이블 ("Coax")은 CCTV 카메라로부터 감시국으로 신호를 전달하기 위해 사용되어왔다. 몇몇 사용된 CCTV 카메라는 지역 네트워크, 또는 광역 네트워크를 통해 압축된 비디오 신호를 전송하며, 이들 카메라는 압축된 비디오 신호를 전송하는 통신 수단으로서 인터넷 프로토콜 ("IP")을 사용할 수도 있다. With the advent of digital broadcast television and streaming video technology, a variety of video cameras, monitors, and video recorders have become available with improved resolution and enhanced features. Currently, closed circuit television (CCTV) systems provide high quality video output and compressed digital video signals for use in applications such as on-premises surveillance, equipment access control and remote monitoring. However, older computer systems still remain and standard analog video signals are widely used and will continue to be used during transmission to all digital and high definition systems. In particular, coaxial cables ("Coax") have been used to transmit signals from CCTV cameras to surveillance stations. Some used CCTV cameras transmit compressed video signals over local or wide area networks, and these cameras may use the Internet Protocol (“IP”) as a communication means for transmitting the compressed video signals.

도 1은 표준 아날로그 비디오를 전달하기 위해 Coax를 사용하는 종래 시스템을 나타낸다. 통상적으로 기본 아날로그 카메라 (10)는 Coax (11)을 사용하여 300미터까지 전송될 수 있는 CVBS (composite video baseband signal)를 생성한다. 보통 CVBS 신호는 CVBS를 디지털 포맷으로 기록하는 디지털 비디오 리코더 ("DVR")을 종종 포함하는 비디오 기록 시스템에 제공된다. 종래의 모니터 (14)는 DVR (12)에 접속되어 일반적으로 720×480 화소의 해상도를 갖는 표준 아날로그 비디오를 동시에 디스플레이할 수도 있다. 1 illustrates a conventional system using Coax to deliver standard analog video. Typically, the base analog camera 10 uses a coax 11 to generate a composite video baseband signal (CVBS) that can be transmitted up to 300 meters. Normally a CVBS signal is provided to a video recording system that often includes a digital video recorder ("DVR") that records the CVBS in a digital format. The conventional monitor 14 may be connected to the DVR 12 to simultaneously display standard analog video, which generally has a resolution of 720x480 pixels.

디지털 카메라 (16)는 일부 적용에 있어서 아날로그 카메라 (10)를 대체할 수도 있다. 디지털 카메라 (16)는 대략 270 Mbps로 DVR (12)에 Coax (17)을 통해 비압축 표준 디지털 비디오를 전송하는데 사용될 수 있는 직렬 디지털 인터페이스 ("SDI")를 지원할 수도 있다. Digital camera 16 may replace analog camera 10 in some applications. Digital camera 16 may support a serial digital interface (“SDI”) that can be used to transmit uncompressed standard digital video to Coal 17 to DVR 12 at approximately 270 Mbps.

도 2는 현재 사용된 시스템에서 고화질 비디오 (1920×1080 화소)를 전송함에 대한 종래의 접근이다. 우선, 디지털 카메라 (20)는 1.5Gbps 레이트로 DVR (22)에 Coax (21)을 통해 비압축 고화질 디지털 비디오를 전송하는 데 사용될 수 있는 고화질 직렬 디지털 인터페이스 (HD-SDI)를 지원할 수도 있다. 이러한 고 전송 레이트하에서 지원된 케이블 거리는 100 미터까지이다. 둘째, IP 기반 고화질 ("HD") 카메라 (24)는 100까지의 거리를 위해 표준 카테고리 5 ("CAT5") 트위스티드페어케이블 (25)을 사용하는 100Mbps 이더넷을 통해 압축된 디지털 HD 비디오 신호를 생성할 수도 있다. 신호는 DVR (22)에 의해 수신되어 비 실시간 재생을 위해 기록된다. 현재 Coax (26)는 CAT5-to-Coax 브리지 모뎀 (27 및 29) 또는 다른 변환 디바이스를 사용하여 카메라 (24)로부터 DVR (22)에 비디오를 전송하는데 사용될 수 있다. 카메라가 디지털 비디오를 전송하게 하는 네트워크의 사용은 이들 시스템이 몇몇 업스트림 통신, 통상적으로는 제어 및 오디오 신호 (28)를 부가하도록 한다. 2 is a conventional approach to transmitting high definition video (1920x1080 pixels) in currently used systems. First, the digital camera 20 may support a high definition serial digital interface (HD-SDI) that can be used to transmit uncompressed high definition digital video to the DVR 22 via Coax 21 at a 1.5 Gbps rate. Under this high transmission rate, the supported cable distance is up to 100 meters. Second, IP-based high-definition ("HD") camera 24 generates compressed digital HD video signals over 100Mbps Ethernet using standard category 5 ("CAT5") twisted pair cable (25) for distances up to 100 You may. The signal is received by the DVR 22 and recorded for non real time playback. Coax 26 can now be used to transfer video from camera 24 to DVR 22 using CAT5-to-Coax bridge modems 27 and 29 or other conversion devices. The use of a network that allows the camera to transmit digital video allows these systems to add some upstream communication, typically control and audio signals 28.

본 발명의 특정 실시예는 카메라 및 시스템 및 카메라를 동작하는 방법을 제공한다. 프로세서는 이미지 센소로부터 이미지 신호를 수신하여 이미지 신호를 나타내는 복수의 비디오 신호를 생성할 수도 있다. 인코더는 케이블을 통한 출력 신호로서 기저대역 비디오 신호와 디지털 신호를 결합하는데 사용된다. 비디오 신호 실질적으로 등시성 (isochronous)인 디지털 비디오 및 기저대역 비디오를 포함할 수도 있다. 카메라는 폐쇄회로 고화질 텔레비전 카메라로서 동작할 수도 있다. Certain embodiments of the present invention provide a camera and system and a method of operating the camera. The processor may receive an image signal from an image sensor and generate a plurality of video signals representing the image signal. The encoder is used to combine the baseband video signal and the digital signal as an output signal through the cable. Video signals may include digital video and baseband video that are substantially isochronous. The camera may operate as a closed circuit high definition television camera.

본 발명의 특정 양태에 따르는 경우, 기저대역 신호는 표준 아날로그 비디오 신호를 포함할 수 있으며, 디지털 비디오 신호는 기저대역 비디오 신호와의 결합 이전에 변조될 수도 있다. 디지털 비디오 신호는 압축된 고화질 디지털 비디오 신호를 포함할 수 있다. 특히 변조된 디지털 신호가 비디오 리코더에 제공되는 경우, 디지털 비디오 신호의 프레임 레이트는 이미지 신호의 프레임 레이트 미만일 수 있다.In accordance with certain aspects of the present invention, the baseband signal may comprise a standard analog video signal, and the digital video signal may be modulated prior to combining with the baseband video signal. The digital video signal may comprise a compressed high definition digital video signal. In particular, when a modulated digital signal is provided to the video recorder, the frame rate of the digital video signal may be less than the frame rate of the image signal.

특정 실시예에서, 디코더는 다운스트림 비디오를 전달하는데 사용된 전송 케이블로부터 또는 무선 통신 네트워크로부터 수신된 업스트림 신호를 복조하도록 구성된다. 변조된 업스트림 신호는, 카메라의 위치 및 방향을 제어하는 신호, 프로세서에 의한 기저대역 비디오 신호 및 디지털 비디오 신호의 생성을 제어하는 신호, 기저대역 비디오 신호로서의 인코딩을 위한 이미지 신호의 부분을 선택하는 신호를 포함하는 제어 신호를 포함할 수 있다. 또한, 제어 신호는 디지털 비디오 신호로서의 인코딩을 위한 이미지 신호의 부분을 선택하는 신호, 및 확성기와 같은 카메라의 오디오 출력을 구동하는데 사용된 오디오 신호를 포함할 수도 있다. In a particular embodiment, the decoder is configured to demodulate an upstream signal received from a transmission cable used to carry downstream video or from a wireless communication network. The modulated upstream signal is a signal that controls the position and orientation of the camera, a signal that controls the generation of baseband video signals and digital video signals by a processor, and a signal that selects a portion of an image signal for encoding as a baseband video signal. It may include a control signal including a. The control signal may also include a signal that selects a portion of an image signal for encoding as a digital video signal, and an audio signal used to drive the audio output of the camera, such as a loudspeaker.

본 발명의 특정 실시예는 비디오 이미지를 전송하는 방법을 제공한다. 방법은 고화질 이미지 비디오로부터 수신한 비디오 신호를 주파수 분할 다중화하여 변조된 디지털 신호를 획득하는 단계, 변조된 신호와 비디오 신호를 나타내는 기저대역 아날로그 신호를 결합함으로써 출력 신호를 생성하는 단계, 및 모니터 및 디지털 비디오 저장 디바이스에 출력 신호를 동시에 전송하는 단계를 포함할 수도 있다. 이들 실시예들 중 일부에서, 모니터는 비디오 신호의 기저대역 아날로그 표현을 디스플레이하며, 및/또는 디지털 비디오 저장소는 디지털 비디오 리코더를 사용하여 변조된 디지털 신호로부터 추출된 고화질 프레임의 시퀀스를 기록한다. 디지털 비디오 신호는 압축될 수도 있다.Certain embodiments of the present invention provide a method of transmitting a video image. The method comprises frequency division multiplexing a video signal received from a high quality image video to obtain a modulated digital signal, generating an output signal by combining the modulated signal with a baseband analog signal representing the video signal, and monitor and digital Simultaneously transmitting output signals to the video storage device. In some of these embodiments, the monitor displays a baseband analog representation of the video signal, and / or the digital video store records a sequence of high quality frames extracted from the modulated digital signal using a digital video recorder. The digital video signal may be compressed.

특정 실시예에서, 출력 신호를 전송하는 것은 출력 신호를 동축 케이블 및/또는 무선 전송기에 제공하는 것을 포함한다. 동축 케이블 또는 무선 네트워크로부터 수신된 입력 신호는 복조되어 제어 신호를 획득할 수도 있다. 기저대역 아날로그 신호는 복합 비디오 신호에서 비디오 신호의 부분을 인코딩함으로써 생성될 수도 있으며, 복합 비디오 신호에서 인코딩될 비디오 신호의 부분은 제어 신호를 사용하여 제어될 수도 있다. 제어 신호는 카메라의 위치를 제어할 수도 있다. 입력 신호를 복조하는 것은 입력 신호로부터 오디오 신호를 추가적으로 산출할 수도 있다. In a particular embodiment, transmitting the output signal includes providing the output signal to a coaxial cable and / or a wireless transmitter. The input signal received from the coaxial cable or the wireless network may be demodulated to obtain a control signal. The baseband analog signal may be generated by encoding a portion of the video signal in the composite video signal, and the portion of the video signal to be encoded in the composite video signal may be controlled using a control signal. The control signal may control the position of the camera. Demodulating the input signal may further calculate an audio signal from the input signal.

본 발명의 특정 실시예는 카메라를 동작하는 시스템 및 방법을 제공한다. 프로세서는 이미지 센서로부터 이미지 신호를 수신하여 복수의 비디오 신호를 생성하고, 제어 로직은 카메라에 의해 수신된 제어 신호에 응답하도록 구성될 수도 있으며, 변조기는 디지털 비디오 신호를 변조하여 변조된 신호를 획득하도록 구성될 수 있다. 복수의 비디오 신호는 기저대역 비디오 신호 및 디지털 비디오 신호를 포함할 수 있다. 복수의 비디오 신호 각각은 카메라의 시야 중 적어도 일부를 나타내며, 제어 신호는 디지털 비디오 신호 및 기저대역의 콘텐츠를 제어할 수도 있다. 통상적으로, 변조된 신호 및 기저대역 비디오 신호는 카메라에 의해 동시에 전송된다. Certain embodiments of the present invention provide a system and method for operating a camera. The processor receives the image signal from the image sensor to generate a plurality of video signals, and the control logic may be configured to respond to the control signal received by the camera, wherein the modulator modulates the digital video signal to obtain a modulated signal. Can be configured. The plurality of video signals may include a baseband video signal and a digital video signal. Each of the plurality of video signals represents at least a portion of the field of view of the camera, and the control signal may control the digital video signal and the baseband content. Typically, the modulated signal and the baseband video signal are transmitted simultaneously by the camera.

기저대역 및 디지털 비디오 신호는 실질적으로 등시성일 수도 있다. 인코더는 케이블을 통한 전송용 출력 신호로서 기저대역 비디오 신호와 변조된 신호를 결합할 수 있다. 제어 신호는 예를 들어, 무선 네트워크로부터 무선으로 수신될 수 있다. 변조된 신호는 적어도 부분적으로 무선으로 전송될 수도 있다. 디지털 비디오 신호는 고화질 디지털 비디오 신호일 수도 있으며, 압축된 디지털 비디오 신호일 수도 있다. 제어 신호는 비디오 신호 중 하나에 의해 나타난 시야 중 일부를 이동시킨다. Baseband and digital video signals may be substantially isochronous. The encoder can combine the baseband video signal and the modulated signal as an output signal for transmission over the cable. The control signal can be received wirelessly, for example, from a wireless network. The modulated signal may be transmitted at least partially wirelessly. The digital video signal may be a high quality digital video signal or may be a compressed digital video signal. The control signal shifts some of the field of view represented by one of the video signals.

도 1은 표준 아날로그 비디오를 전달하는 Coax를 사용하는 종래 시스템을 나타낸다.
도 2는 고화질 디지털 비디오를 전송함에 대한 종래의 접근이다.
도 3은 본 발명의 특정 양태에 따른 아날로그 및 디지털 비디오의 전송을 위한 시스템을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 특정 양태에 따른 아날로그 및 디지털 비디오의 전송을 위한 네트워크를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 특정 양태에 따른 동축 케이블을 통한 아날로그 및 디지털 비디오의 전송을 위한 대역폭 할당을 도시한다.
도 6은 본 발명의 특정 양태에 따라 구축된 CCTV 장비의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 특정 양태에 따라 구축된 DVR 장비에서 사용된 모뎀의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 특정 양태에 따라 구축된 네트워크 스위치 장비에서 사용된 모뎀의 일 예를 나타낸다.
도 9는 ATSC 디지털 텔레비전에서 사용된 프레임 구조의 예이다.
도 10은 종래 프레임 동기화 패킷의 일 예이다.
도 11은 종래 데이터 프레임의 데이터 세그멘트의 일 예이다.
도 12는 프레임 배열의 간략도를 제공한다.
도 13은 본 발명의 특정 양태에 따른 변조기의 블록도이다.
도 14는 본 발명의 특정 실시예에서 사용된 프레임 구조의 블록도이다.
도 15는 본 발명의 특정 실시예에서의 컨벌루션 바이트 인터리버의 동작을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 특정 실시예에서 사용된 선택적 코드 레이트 펑처 (punctured) 격자 코딩된 변조의 블록도이다.
도 17은 QAM 정합의 예를 나타낸다.
도 18은 프레임 동기화/모드 패킷을 나타낸다.
도 19는 본 발명의 특정 실시예에서 사용된 간단화된 프레임 구조이다.
도 20은 본 발명의 특정 양태에 따른 복조기의 블록도이다.
도 21은 본 발명의 특정 양태에 따른 카메라측 모뎀의 블록도이다.
도 22는 본 발명의 특정 양태에 따른 모니터측 모뎀의 블록도이다.
도 23은 본 발명의 특정 양태에 따른 카메라측의 기저대역에서 통과대역으로의 QAM 변조기를 나타낸다.
도 24a 및 도 24b는 본 발명의 특정 양태에 따른 모니터측의 기저대역에서 통과대역으로의 QAM 복조기를 나타낸다.
도 25는 본 발명의 특정 양태에 따른 모니터측 디지털 균등화기 및 반송파 위상/주파수 루프를 나타낸다.
도 26은 감쇄가 동축 케이블에서 주파수의 기능으로서 나타냄을 도시한다.
도 27a는 균등화기 입력의 전력 스펙트럼 밀도 (PSD)를 나타낸다.
도 27b는 수렴된 균등화기 탭 (tap)의 진폭 응답을 나타낸다.
도 28a, 도 28b, 도 29a, 및 도 29b는 상이한 주파수에서 통과대역 디지털 비디오 신호의 손실 대 경사를 나타낸다.
도 30은 본 발명의 특정 양태에 따라 QAM 복조기 내부에 디지털 균등화기를 갖는 모니터측 모뎀을 나타낸다.
도 31은 본 발명의 특정 양태에 따라 기저대역 CVBS 를 균등화하는데 적합한 아날로그 활성 필터를 나타낸다.
도 32는 본 발명의 특정 실시예에서의 필터 응답의 예를 나타낸다.
도 33a 및 도 33b는 복소평면에서의 회전을 나타내는 QPSK 성좌도 (constellations)이다.
도 34는 본 발명의 특정 양태에 따른 위상 보정 처리를 나타내는 블록도이다.
도 35는 본 발명의 특정 양태에 따른 적분-비례 ("IP") 필터를 나타낸다.
도 36은 전송된 심볼을 나타낸다.
도 37a, 도 37b, 도 37c, 및 도 37d는 도 36의 전송된 심볼에 기반하여 가능한 복구된 심볼을 나타낸다.
도 38은 수신된 심볼에서의 위상 이동을 나타낸다.
도 39는 프레임 동기화 심볼의 통상적인 실수부 및 허수부에 기반하여 전송된 성좌도의 예를 나타낸다.
도 40은 본 발명의 특정 양태에 따라 사용된 위상 오프셋 보정기의 블록도이다.
도 41은 프레임 동기화와 관련된 신뢰성을 결정하는 프로세스를 나타낸다.
도 42는 본 발명의 특정 실시예에서 사용된 균등화기 및 반송파 위상/주파수 루프의 특정 양태를 나타낸다.
도 43은 본 발명의 특정 실시예에서 사용된 위상 에러 검출 모듈 및 슬라이서 (slicer)를 나타낸다.
도 44는 본 발명의 특정 실시예에서 사용된 복수 지수 LUT 모듈을 나타낸다.
도 45a 및 도 45b는 QPSK 신호 (도 45a) 및 16-QAM 신호 (도 45b)의 균등화된 출력 중 실수부를 나타낸다.
도 46a, 도 46b, 및 도 46c는 성좌도가 균등화기가 R=58 에서 수렴되는 일 실시예를 사용하여 생성된 QPSK (도 46a), 16-QAM (도 46b), 및 64-QAM (도 46b)인 경우, 균등화된 출력의 전력의 히스토그램이다.
도 47은 균등화기 출력 및 반송파 위상/주파수 복구 루프 모듈 입력에서의 성좌도의 예이다.
도 48은 도시된 임계값으로의 QAM 정합의 예를 나타낸다.
도 49는 동일한 플롯상에서 중첩된 모든 세 개의 성좌도의 일사분면을 나타낸다.
도 50은 성좌도를 결정하는 일 접근의 동작을 나타낸다.
도 51a 및 도 51b는 신호의 중단 또는 탭을 가지며, 본 발명의 특정 양태에 따른 표준 및 고화질 비디오의 동시 전송에 위한 시스템을 나타낸다.
도 52a 및 도 52b는 본 발명의 특정 양태에 따라 노이즈 신호로부터 프레임 동기화 펄스를 생성하는 프로세스를 나타낸다.
도 53은 본 발명의 특정 양태에 따라 Coax 접속 지시자를 갖는 카메라측 모뎀의 블록도이다.
도 54는 자동 이득 제어 루프의 특정 양태를 나타낸다.
1 illustrates a conventional system using Coax to deliver standard analog video.
2 is a conventional approach to transmitting high quality digital video.
3 illustrates a system for the transmission of analog and digital video in accordance with certain aspects of the present invention.
4 illustrates a network for the transmission of analog and digital video in accordance with certain aspects of the present invention.
5 illustrates bandwidth allocation for transmission of analog and digital video over coaxial cable in accordance with certain aspects of the present invention.
6 shows an example of CCTV equipment built in accordance with certain aspects of the present invention.
7 shows an example of a modem used in DVR equipment constructed in accordance with certain aspects of the present invention.
8 illustrates an example of a modem used in network switch equipment constructed in accordance with certain aspects of the present invention.
9 is an example of a frame structure used in an ATSC digital television.
10 is an example of a conventional frame synchronization packet.
11 is an example of a data segment of a conventional data frame.
12 provides a simplified diagram of a frame arrangement.
13 is a block diagram of a modulator in accordance with certain aspects of the present invention.
14 is a block diagram of a frame structure used in a particular embodiment of the present invention.
15 illustrates the operation of the convolutional byte interleaver in certain embodiments of the present invention.
16 is a block diagram of an optional code rate punctured lattice coded modulation used in a particular embodiment of the present invention.
17 shows an example of QAM matching.
18 shows a frame synchronization / mode packet.
19 is a simplified frame structure used in certain embodiments of the present invention.
20 is a block diagram of a demodulator in accordance with certain aspects of the present invention.
21 is a block diagram of a camera side modem in accordance with certain aspects of the present invention.
22 is a block diagram of a monitor side modem in accordance with certain aspects of the present invention.
23 illustrates a QAM modulator from baseband to passband on the camera side in accordance with certain aspects of the present invention.
24A and 24B illustrate a QAM demodulator from baseband to passband on the monitor side in accordance with certain aspects of the present invention.
25 illustrates a monitor side digital equalizer and a carrier phase / frequency loop in accordance with certain aspects of the present invention.
Figure 26 shows that attenuation is represented as a function of frequency in a coaxial cable.
27A shows the power spectral density (PSD) of the equalizer input.
27B shows the amplitude response of the converged equalizer taps.
28A, 28B, 29A, and 29B show the loss versus slope of a passband digital video signal at different frequencies.
30 illustrates a monitor side modem having a digital equalizer inside a QAM demodulator in accordance with certain aspects of the present invention.
31 illustrates an analog active filter suitable for equalizing baseband CVBS in accordance with certain aspects of the present invention.
32 shows an example of a filter response in a particular embodiment of the present invention.
33A and 33B are QPSK constellations showing rotation in the complex plane.
34 is a block diagram illustrating a phase correction process according to a particular aspect of the present invention.
35 illustrates an integral-proportional (“IP”) filter in accordance with certain embodiments of the present invention.
36 shows transmitted symbols.
37A, 37B, 37C, and 37D show possible recovered symbols based on the transmitted symbols of FIG. 36.
38 shows the phase shift in the received symbol.
39 shows an example of a constellation diagram transmitted based on the conventional real and imaginary parts of the frame synchronization symbol.
40 is a block diagram of a phase offset corrector used in accordance with certain aspects of the present invention.
41 shows a process for determining reliability associated with frame synchronization.
42 illustrates certain aspects of the equalizer and carrier phase / frequency loops used in certain embodiments of the present invention.
Figure 43 illustrates a phase error detection module and slicer used in certain embodiments of the present invention.
Figure 44 illustrates a multiple exponential LUT module used in certain embodiments of the present invention.
45A and 45B show the real part of the equalized output of QPSK signal (FIG. 45A) and 16-QAM signal (FIG. 45B).
46A, 46B, and 46C show QPSK (FIG. 46A), 16-QAM (FIG. 46B), and 64-QAM (FIG. 46B) generated using one embodiment where the constellation is equalized at R = 58. Is a histogram of the power of the equalized output.
47 is an example constellation diagram at the equalizer output and the carrier phase / frequency recovery loop module input.
48 shows an example of QAM matching to the threshold shown.
49 shows one quadrant of all three constellation diagrams superimposed on the same plot.
50 illustrates the operation of one approach to determining constellation degrees.
51A and 51B illustrate a system for simultaneous transmission of standard and high definition video, with a break or tap of a signal, in accordance with certain aspects of the present invention.
52A and 52B illustrate a process of generating frame synchronization pulses from a noise signal in accordance with certain aspects of the present invention.
53 is a block diagram of a camera side modem having a coax connection indicator in accordance with certain aspects of the present invention.
54 illustrates certain aspects of an automatic gain control loop.

본 발명의 실시예들이 당업자가 본 발명을 실시할 수 있게 하는 설명적인 예로서 제공된 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 특히, 이하의 도면 및 예들은 본 발명의 범위를 단일의 실시예로 제한하도록 의도되지 않으며, 다른 실시예들이 설명되거나 도시된 구성요소 중 일부 또는 전부를 교환함에 의해 가능하다. 어디서든 편리하게, 동일한 참조 번호는 동면을 통해 동일하거나 유사한 부분을 지칭하도록 사용될 것이다. 이들 실시예의 특정 구성요소가 공지된 구성요소를 사용하여 부분적으로 또는 전체적으로 구현되는 경우, 이러한 공지된 구성요소 중 본 발명의 이해를 위해 필요한 부분만이 설명될 것이며, 이러한 공지된 구성요소의 다른 부분의 상세한 설명은 본 발명을 모호하게 하지 않도록 생략될 것이다. 상세한 설명에서, 단일의 구성요소를 나타내는 실시예는 제한하도록 의도되지 않으며, 본 발명은 여기서 명백히 다르게 언급되지 않는 이상 복수의 동일한 구성요소를 포함하거나 그 역인 다른 실시예를 포함하도록 의도된다. 또한, 출원인은 상세한 설명 또는 특허청구범위에서의 임의의 단어가, 일반적이지 않거나 특정한 의미로 명백히 명시되지 않는 그와 같은 의미가 되는 것을 의도하지 않는다. 또한, 본 발명은 설명에 의해 여기서 지칭된 구성요소에 대한 현재 및 미래의 균등물을 포함하지 않는다. Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings provided as illustrative examples to enable those skilled in the art to practice the present invention. In particular, the following figures and examples are not intended to limit the scope of the invention to a single embodiment, but other embodiments are possible by exchanging some or all of the described or illustrated components. Wherever convenient, the same reference numerals will be used to refer to the same or similar parts throughout the hibernation. Where specific components of these embodiments are implemented, in part or in whole, using known components, only those portions necessary for the understanding of the present invention will be described, and other portions of such known components. The detailed description will be omitted so as not to obscure the present invention. In the detailed description, embodiments that represent a single component are not intended to be limiting, and the invention is intended to include other embodiments that include a plurality of identical components or vice versa, unless expressly stated otherwise herein. Furthermore, Applicants do not intend any word in the description or claims to be such meaning that is not generic or expressly stated in a particular sense. In addition, the present invention does not include present and future equivalents to the components referred to herein by description.

본 발명의 특정 실시예는 카메라가 Coax를 통해 표준 아날로그 비디오 및 고화질 디지털 비디오를 동시에 전송하게 하는 시스템 및 방법을 제공한다. 고화질 카메라는 디지털 비디오 신호 및 아날로그 기저대역 신호를 생성하는데 적용된다. 디지털 신호는 변조되어 기저대역 비디오 신호의 상위 주파수와 분리된 주파수 대역으로 전송된다. 아날로그 신호는 PAL, SECAM, 및 NTSC 표준 및 이들의 변경물을 포함하는 임의의 표준에 따라 인코딩될 수도 있다.Certain embodiments of the present invention provide a system and method for allowing a camera to simultaneously transmit standard analog video and high definition digital video over coax. High definition cameras are applied to generate digital video signals and analog baseband signals. The digital signal is modulated and transmitted in a frequency band separate from the higher frequencies of the baseband video signal. Analog signals may be encoded according to any standard, including the PAL, SECAM, and NTSC standards and variations thereof.

상세한 설명의 목적을 위해, coax를 통한 보안 링크 ("SLOC")를 사용하는 시스템의 예가 설명될 것이다. SLOC는 일반적으로 카메라에 대해 업스트림 및 다운스트림 신호를 갖는 것으로 설명되며, 카메라는 업스트림에 배치된다. 상세한 설명에서, SLOC 시스템의 예는, 제 1 통과대역의 다운스트림 고화질 ("HD"), 제 2 통과대역의 업스트림 및 제어 신호, 및 다운스트림 CVBS를 제공한다. 다른 대역통과 신호 및 대역폭의 할당이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 시스템은 표준 또는 고화질 해상도의 2개의 디지털 비디오 신호를 사용할 수도 있다.For purposes of detailed description, an example of a system using a secure link ("SLOC") over coax will be described. SLOC is generally described as having upstream and downstream signals to the camera, with the camera being placed upstream. In the detailed description, examples of SLOC systems provide downstream high definition (“HD”) of the first passband, upstream and control signals of the second passband, and downstream CVBS. Other bandpass signals and bandwidth allocations may be used. For example, the system may use two digital video signals of standard or high definition resolution.

도 3은 본 발명의 특정 동작 이론을 설명하는 본 발명의 실시예를 나타낸다. 이 예는 DVR (32)에서 고화질의 비디오 복사를 기록하면서 카메라 (30)에 의해 생성된 라이브 비디오를 보는 것이 바람직한 시스템의 HD 카메라 (30)의 사용을 나타낸다. 이러한 시스템의 예는 보안 또는 감시 시스템이다. HD 카메라 (30)의 기능은 이하 설명될 바와 같이 원격으로 제어될 수도 있다. HD 카메라 (30)는 고화질 신호 (332) 및 아날로그 CVBS 신호 (330)를 동시에 생성하도록 적용될 수 있다. 특정 실시예에서, 고화질 신호 (332) 및 아날로그 CVBS 신호 (330)는 등시성이지만, 상이한 신호를 처리하는데 있어서 지연이 동일하지 않는 경우 실질적으로 등시성일 수도 있다. 일 예에서, CVBS 신호 (330)는 디지털-아날로그 변환 오버헤드로 인해 지연될 수도 있다. 또 다른 예에서, 고화질 신호 (332)는 압출될 수도 있으며, 압축 비율에 기반한 가능한 지연의 대상이 된다. 특정 실시예에서, CVBS (330) 및 고화질 신호 (332)는 카메라 (30)에 의해 생성된 보통 오디오 신호와의 일정 시간 관계에 있어서 유지되거나 동기화될 수도 있다.3 illustrates an embodiment of the present invention illustrating a particular theory of operation of the present invention. This example illustrates the use of HD camera 30 in a system where it is desirable to view live video generated by camera 30 while recording high quality video copies on DVR 32. Examples of such systems are security or surveillance systems. The function of the HD camera 30 may be controlled remotely as will be described below. The HD camera 30 can be applied to simultaneously generate a high quality signal 332 and an analog CVBS signal 330. In certain embodiments, high definition signal 332 and analog CVBS signal 330 are isochronous, but may be substantially isochronous if the delays in processing different signals are not equal. In one example, the CVBS signal 330 may be delayed due to digital-to-analog conversion overhead. In another example, high quality signal 332 may be extruded and subject to a possible delay based on the compression ratio. In certain embodiments, the CVBS 330 and the high definition signal 332 may be maintained or synchronized in a certain time relationship with the normal audio signal generated by the camera 30.

카메라 (30)는 이부 컴포넌트를 부가하거나 하드웨어 및 소프트웨어를 카메라 (30)에 집적함으로써 적용될 수도 있다. 예를 들어, coax을 통한 보안 링크 모뎀 ("SLOC-T") (31)이 카메라 내부에 제공된다. SLOC-T (31)은 카메라 (30)에 부가물로서 집적된 모뎀으로서 구축되거나 카메라 (30)에 이미 집적된 컴포넌트를 사용하여 구현될 수 있다. SLOC-T (31)는 멀티미디어 공급이 도시된 바와 같이 통신을 통해 전송 다운스트림이 되게 하며, SLOC-T (31)은 카메라 (30)에 의해 생성된 비디오를 나타내는 상이한 해상도 신호를 전달하는 복수의 신호가 동축 케이블 (330을 통해 전송되게 하는 디바이스이다. 설명의 명백함을 위해, 카메라 (30)와 같은 전송 디바이스에서 사용된 SLOC는 여기서 "SLOC-T"로서 지칭될 것이며, DVR, 네트워크와 같은 수신 디바이스에서 제공된 SLOC는 "SLOC-R"로서 지칭될 것이다. SLOC-T 및 SLOC-R의 설명은 이하 더욱 상세히 설명된다.Camera 30 may be applied by adding binary components or integrating hardware and software into camera 30. For example, a secure link modem ("SLOC-T") 31 via coax is provided inside the camera. The SLOC-T 31 may be built as a modem integrated as an additive to the camera 30 or implemented using a component already integrated in the camera 30. The SLOC-T 31 causes the multimedia supply to be transmitted downstream via communication as shown, and the SLOC-T 31 delivers a plurality of different resolution signals representing the video generated by the camera 30. Is a device that allows signals to be transmitted over coaxial cable 330. For clarity of description, the SLOC used in the transmission device, such as camera 30, will be referred to herein as "SLOC-T", such as a DVR, network, etc. The SLOC provided at the receiving device will be referred to as “SLOC-R.” The description of SLOC-T and SLOC-R is described in more detail below.

SLOC-T (31)은 카메라 (30)의 컴포넌트들과 협력할 수도 있으며, 및/또는 카메라 (30)가 다양한 모드에서 동작하게하는 향상된 기능을 부가할 수도 있다. 일 실시예에서, 카메라 (30)는 비압축 HD 디지털 비디오 출력을 생성할 수도 있으며, SLOC-T (31)는 HD 디지털 비디오 신호를 압축하는 능력을 제공할 수도 있다. 그 결과, SLOC-T (31)는 필요에 따라 호스트 카메라 (30)의 기능성을 향상시키기 위해 변조 및 복조 이상의 성능을 제공할 수도 있다. 따라서, 몇몇 SLOC-T 디바이스는 다양한 모드에서 동작할 수 있으며, 그 중 일부가 예시적인 방법으로 제공된다. 일 모드에서, SLOC-T (31)은 카메라로부터 표준 아날로그 신호 버전 및 HD 압축된 비디오 신호를 수신하여, 이 둘의 신호를 coax (33)을 통해 전송한다. 또 다른 예에서, SLOC-T (31)는 카메라 (30)로부터 표준 아날로그 신호 버전 및 비압축 HD 비디오 신호를 수신하여, coax (33)을 통해 표준 아날로그 신호와 함께 압축된 HD 디지털 신호 버전을 전송한다. SLOC-T (31)는 카메라 (30)로부터 수신된 HD 신호로부터 추출된 표준 아날로그 신호 및 HD 디지털 신호를 전송한다.The SLOC-T 31 may cooperate with the components of the camera 30 and / or add enhanced functionality to allow the camera 30 to operate in various modes. In one embodiment, camera 30 may generate an uncompressed HD digital video output, and SLOC-T 31 may provide the ability to compress an HD digital video signal. As a result, the SLOC-T 31 may provide performance beyond modulation and demodulation to improve the functionality of the host camera 30 as needed. Thus, some SLOC-T devices can operate in various modes, some of which are provided in an exemplary manner. In one mode, the SLOC-T 31 receives a standard analog signal version and an HD compressed video signal from the camera and transmits both signals through coax 33. In another example, SLOC-T 31 receives a standard analog signal version and an uncompressed HD video signal from camera 30 and transmits a compressed HD digital signal version along with a standard analog signal via coax 33. do. The SLOC-T 31 transmits a standard analog signal and an HD digital signal extracted from the HD signal received from the camera 30.

특정 실시예에서, SLOC-T (31)는 주파수 분할 다중화를 사용하여, Coax (33)상의 전송을 위한 출력 신호를 생성한다. 도 5에서 도시된 예에서, 다운스트림 디지털 신호는 주파수 f Cd 의 반송파 (53)에 중앙이 위치한 주파수 (52)의 신호 대역에 제공된다. 주파수 (52)의 대역은 기저대역 아날로그 신호 (50)의 최고 주파수 f0보다 위에서 시작한다. 이 구분된 주파수 (52)의 대역은 채널로서 지칭될 수 있다. 채널 (52)은 SLOC-T (31)의 용량, 사용가능한 대역폭, 신호 대역폭 및 다른 이유에 기반하여 선택될 수도 있다. 일부 실시예에서, 채널 (52)는 수신 장비와의 호환성을 위해 선택될 수도 있다. 일 예에서, 신호는 표준 텔레비전에 직접 제공될 수도 있으며, 채널 (52)은 기저대역 신호로부터의 적당한 이격을 보장하기 위해 선택될 수도 있다. 채널 (52)의 주파수 대역은, 신호의 표준 규정 인코딩이 사용되는 경우, 디지털 비디오 전송에 대한 표준에 기반하여 선택될 수도 있다. 디지털 신호의 일부를 전달하기 위해, 단일의 디지털 신호가 2개 이상의 상이한 채널을 사용하여 전송될 수도 있음이 고려된다.In a particular embodiment, SLOC-T 31 uses frequency division multiplexing to generate an output signal for transmission on Coax 33. In the example shown in FIG. 5, the downstream digital signal is provided in the signal band of the frequency 52 which is centered on the carrier 53 of the frequency f Cd . The band of frequency 52 starts above the highest frequency f 0 of the baseband analog signal 50. This band of separated frequencies 52 may be referred to as a channel. Channel 52 may be selected based on the capacity, available bandwidth, signal bandwidth, and other reasons of SLOC-T 31. In some embodiments, channel 52 may be selected for compatibility with receiving equipment. In one example, the signal may be provided directly to a standard television, and channel 52 may be selected to ensure proper separation from the baseband signal. The frequency band of channel 52 may be selected based on the standard for digital video transmission when standard prescribed encoding of the signal is used. It is contemplated that a single digital signal may be transmitted using two or more different channels to convey a portion of the digital signal.

임의의 적당한 변조 방식이 전송가능한 디지털 신호의 버전을 생성하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 상이한 유형의 유선 및 무선 접속이, 위상 편이 방식 (PSK; phase shift keying), 주파수 편이 방식 (FSK: frequency shift keying), 직교 진폭 변조 (QAM; quadrature amplitude modulation), 직교 주파수 분할 다중 (OFDM; orthogonal frequency division multiplexing) 등과 같은 변조 방식과 함께 사용될 수도 있다. 통상적으로 변조 방식은 전송에 사용된 매체, 원하는 비디오 신호의 프레임 레이트의 특성을 포함하는 요소, 및 채널 (52)의 사용가능한 대역폭에 영향을 주는 다른 요소에 기반하여 선택된다. Any suitable modulation scheme may be used to generate a version of the transmittable digital signal. For example, different types of wired and wireless connections may include phase shift keying (PSK), frequency shift keying (FSK), quadrature amplitude modulation (QAM), orthogonal frequency division multiplexing. It may be used with a modulation scheme such as orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). The modulation scheme is typically selected based on the medium used for transmission, the factors including the characteristics of the frame rate of the desired video signal, and other factors affecting the available bandwidth of the channel 52.

SLOC-R 모뎀 (35)은 DVR (32)와 같은 비디오 캡처 디바이스에 제공될 수도 있다. SLOC-R 모뎀 (35)은 디지털 비디오 및 CVBS 신호를 수신할 수도 있다. 통상적으로, CVBS 신호는 추출되어 카메라 (30)에 의해 캡처된 비디오 이미지의 라이브 시야를 위해 디스플레이 시스템 (33)에 직접 전달된다. 디스플레이 시스템 (33)은 수신된 아날로그 신호의 디지털화된 버전을 수신할 수도 있을지라도, 표준 모니터가 될 수도 있다. 일 실시예에서, SLOC-R 모뎀 (35)은 디지털 모니터 및 적당히 장착된 컴퓨터와의 사용을 위해 아날로그 신호의 디지털화된 버전을 생성할 수도 있다. 기저대역 신호는 아날로그 컴포넌트를 사용하거나 디지털 신호 처리 기술을 통해 구현될 수 있는 로우 패스 필터를 사용하여 영향받을 수 있다. 디지털 HD 신호는 개별적으로 추출되어 DVR (32)의 기록 부분에 제공될 수도 있다. 특정 실시예에서, 디지털 HD 비디오 신호는 기록 이전에 DVR에 압축될 수도 있다. 다수의 실시예에서, 디지털 HD 비디오 신호는 압축된 디지털 신호로서 수신된다.SLOC-R modem 35 may be provided to a video capture device, such as DVR 32. The SLOC-R modem 35 may receive digital video and CVBS signals. Typically, the CVBS signal is extracted and delivered directly to the display system 33 for a live view of the video image captured by the camera 30. Display system 33 may be a standard monitor, although it may receive a digitized version of the received analog signal. In one embodiment, the SLOC-R modem 35 may generate a digitized version of the analog signal for use with a digital monitor and a suitably equipped computer. Baseband signals can be affected using analog components or using low pass filters that can be implemented through digital signal processing techniques. The digital HD signal may be extracted separately and provided to the recording portion of the DVR 32. In certain embodiments, the digital HD video signal may be compressed on the DVR prior to recording. In many embodiments, the digital HD video signal is received as a compressed digital signal.

특정 실시예에서, SLOC-T (31) 및 SLOC-R (35)는 신호의 양방향 통신을 지원하도록 구성된다. 보안 설치의 예에서, 그리고 도 6을 참조하여 이하 상세히 설명될 바와 같이, 카메라 (30)는 마이크로폰 (614), 확성기 (612), 센서 (616), 전기기계적 작동기를 제어하는 제어 인터페이스 (618), 및 다른 특징들을 포함할 수도 있다 (도 6참조). 이 예에서, 통상적으로 SLOC-T (31) 및 SLOC-R (35)는 카메라 (30)에 제어, 오디오 및 다른 데이터 (36)를 통신하도록 구성된다.In a particular embodiment, the SLOC-T 31 and SLOC-R 35 are configured to support bidirectional communication of the signal. In an example of a secure installation, and as will be described in detail below with reference to FIG. 6, camera 30 includes a control interface 618 that controls microphone 614, loudspeaker 612, sensor 616, electromechanical actuators. , And other features (see FIG. 6). In this example, SLOC-T 31 and SLOC-R 35 are typically configured to communicate control, audio and other data 36 to camera 30.

다시 도 5를 참조하면, 일 실시예에서, 업스트림 데이터는 이용가능한 대역폭의 상부 종단에 설치된 하나 이상의 채널 (54)에서 카메라에 통신될 수 있다. 디지털 멀티미디어 신호 (52)의 통신을 위한 채널 서택, 제어 및 오디오 신호 (54) 및 다른 데이터는 이용가능한 대역폭, 채널 (52 및 54)에서 검출된 신호 대 잡음비, 신호 표준 및/또는 애플리케이션 특정 조건에 기반하여 선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 채널 구성, 대역폭 및 신호 대 잡음비는 연습 시퀀스 (training sequence)를 사용하여 SLOC-T (31) 및 SLOC-R (35)의 접속시 결정된다. 통상적으로, 연습 시퀀스는 미리 결정되거나 협상된 채널의 신호 용량을 확인하고, 디지털 비디오의 전송을 위한 채널 (52)을 선택하며, 선택된 채널 (52)에서 이용가능한 대역폭을 결정하는데 사용된다. 선택된 채널 (52)의 특성은 디지털 비디오 신호에 대한 압축 레벨을 설정하는데 사용될 수도 있다. Referring again to FIG. 5, in one embodiment, upstream data may be communicated to the camera in one or more channels 54 installed at the upper end of the available bandwidth. The channel search, control and audio signals 54 and other data for communication of the digital multimedia signal 52 depend on the available bandwidth, signal-to-noise ratios detected on the channels 52 and 54, signal standards and / or application specific conditions. Can be selected based on this. In some embodiments, channel configuration, bandwidth, and signal-to-noise ratio are determined upon connection of SLOC-T 31 and SLOC-R 35 using a training sequence. Typically, the practice sequence is used to identify the signal capacity of a predetermined or negotiated channel, select the channel 52 for transmission of digital video, and determine the bandwidth available on the selected channel 52. The characteristics of the selected channel 52 may be used to set the compression level for the digital video signal.

특정 실시예에서, 업스트림 신호 (54)는 다운스트림 (52) 및 기저대역 (50) 신호의 중앙을 제어할 수 있는 신호를 포함한다. 예를 들어, 카메라 광학 (600)은 카메라 (60)에 의해 모니터링된 어안 (fish-eye) 시야를 제공할 수도 있으며, 카메라 프로세서는 기저대역 신호 (50)로서 전송을 위한 이미지의 부분을 선택하도록 제어될 수도 있다. 통상적으로, 다운스트림 디지털 신호 (52)는 DVR상에 기록하거나 부가 처리를 위한 완전한 이미지를 제공할 수 있다. 기저대역 신호 (50)는 감시하의 영역의 라이브 모니터링을 위한 기저대역 신호 (50)를 수신한다. 기저대역 신호 (50)는 어안 렌즈에 의해 생성된 시각 효과를 보정하는 조정된 이미지를 포함할 수도 있다. 기저대역 신호 (50)의 보는 사람은, 시야를 위해 캡처된 이미지의 새로운 부분을 선택함으로써 어안 렌즈의 시야 내에서 시야를 이동시킬 수도 있다. 예를 들어, 보는 사람은 "팬-우측 (pan-right)"을 요청하여, 시야를 우측으로 이동시킬 수도 있다. 업스트림 신호 (54)에서 전송된 데이터는 카메라가 프로세서가 시야 중 원하는 부분을 추출하여 처리하게 한다. 특정 실시예에서, 기저대역 신호 (50)에 포함된 시야 이동 요청은 카메라 (60)의 물리적 이동을 유발할 수도 있다. 그 결과, 업스트림 신호 (54)의 제어 데이터는 기저대역 (50) 및 다운스트림 디지털 (52) 신호 모두의 콘텐츠에 영향을 줄 수도 있다.In a particular embodiment, the upstream signal 54 includes a signal capable of controlling the center of the downstream 52 and baseband 50 signals. For example, camera optics 600 may provide a fish-eye field of view monitored by camera 60, and the camera processor may select a portion of the image for transmission as baseband signal 50. It may be controlled. Typically, the downstream digital signal 52 can be recorded on the DVR or provide a complete image for further processing. Baseband signal 50 receives baseband signal 50 for live monitoring of the area under surveillance. Baseband signal 50 may include an adjusted image that corrects the visual effects generated by the fisheye lens. The viewer of the baseband signal 50 may shift the field of view within the field of view of the fisheye lens by selecting a new portion of the captured image for viewing. For example, the viewer may request a "pan-right" to shift the view to the right. The data transmitted in upstream signal 54 causes the camera to extract and process the desired portion of the field of view. In certain embodiments, the field of view request included in baseband signal 50 may cause physical movement of camera 60. As a result, the control data of upstream signal 54 may affect the content of both baseband 50 and downstream digital 52 signals.

특정 실시예에서, 다운스트림 오디오는 HD 디지털 비디오 신호의 일부 및/또는 CVBS 신호의 일부로서 전송될 수 있다. 몇몇 다운스트림 신호는 개별 전용 채널 (미도시)에서 전달될 수도 있다. 특정 실시예에서, 카메라 (30)에 대한 업스트림 통신은 예를 들어, 유선 또는 무선 네트워크를 포함하는 통신 방법을 벗어나 취급될 수도 있다. 특정 실시예가 대안 또는 부가적인 옵션으로서 다운스트림 디지털 신호 (52)를 무선으로 전송할 수도 있다. 그 결과, 기저대역 신호 (50)는 Coax를 통해 전송될 수 있으며, 업스트림 (54)과 다운스트림 (52)의 몇몇 결합은 무선으로 전송된다. 통상적으로, 업스트림 데이터 (54)는 전송방법에 무관하게 다운스트림 (52) 및 기저대역 (50) 신호에 대한 제어 신호를 포함한다. In certain embodiments, the downstream audio may be transmitted as part of the HD digital video signal and / or as part of the CVBS signal. Some downstream signals may be carried in separate dedicated channels (not shown). In certain embodiments, upstream communication to camera 30 may be handled outside of a communication method, including, for example, a wired or wireless network. Certain embodiments may alternatively or additionally transmit the downstream digital signal 52 wirelessly. As a result, the baseband signal 50 can be transmitted over Coax, with some combination of upstream 54 and downstream 52 being transmitted over the air. Typically, upstream data 54 includes control signals for downstream 52 and baseband 50 signals regardless of the method of transmission.

특정 실시예에서, 케이블 (33)은 아날로그 표준 비디오의 디스플레이를 위해 디스플레이 시스템 (33)에 직접 제공될 수도 있다. 통상적으로, 표준 모니터 또는 디스플레이 (33)는 기저대역 신호와 표준 변조된 TV 채널 사이에서 선택을 가능하게 하는 필터 회로를 포함한다. 결국, 모니터 (330는 고주파수 디지털 인코딩된 반송파 신호를 폐기할 수도 있다. 또한, DVR (32)는, 디지털 비디오 신호가 표준 채널에서 전송되며 표준 디지털 인코딩을 사용하는 경우, 부가 처리없이 디지털 비디오 신호를 수신할 수 있다. SLOC-R (35)는 SLOC-T (31)에 의해 생성된 신호를 디코딩하여 DVR (32)에 디코딩된 HD 디지털 비디오 및 다른 신호를 제공한다. 또한, SLOC-R (35)은 카메라 (30)으로의 전송을 위한 제어, 오디오 및 다른 데이터를 인코딩할 수도 있다.In a particular embodiment, the cable 33 may be provided directly to the display system 33 for the display of analog standard video. Typically, the standard monitor or display 33 includes filter circuitry that allows selection between the baseband signal and standard modulated TV channels. Eventually, the monitor 330 may discard the high frequency digitally encoded carrier signal. The DVR 32 may also discard the digital video signal without further processing if the digital video signal is transmitted on a standard channel and uses standard digital encoding. SLOC-R 35 decodes the signal generated by SLOC-T 31 to provide decoded HD digital video and other signals to DVR 32. SLOC-R 35 ) May encode control, audio and other data for transmission to camera 30.

도 4를 참조하면, 본 발명의 특정 동작 원리를 나타내는 본 발명의 실시예가 제공된다. 도 4는 네트워크 스위치 (44)를 통해 네트워크상에서 비디오의 고화질 복사본을 동시에 제공하면서, 카메라 (40)에 의해 생성된 라이브 비디오를 보는 것이 바람직한 시스템에 기반한 예를 도시한다. 일 예에서, HD 비디오 공급은 내부 또는 외부 IP 비디오 서버를 사용하여 캡처되거나 스트리밍된다. 통상적으로 카메라 (40)는 고화질 신호 및 아날로그 기저대역 비디오 신호를 동시에 생성하도록 적용된다. 카메라 (40)는 외부 컴포넌트를 부가하거나 SLOC-T (400)와 같은 하드웨어 소프트웨어를 카메라 (40)에 집적함으로써 적용될 수도 있다. SLOC-T (400)은 도 3에서 특징된 SLOC-R (31)과 같은 방법으로 동작할 수도 있다. 그러나, SLOC-T (400)은 네트워크를 통한 디지털 비디오 신호의 포워딩을 용이하게 하는 방법으로 디지털 비디오 신호를 인코딩하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, SLOC-T (400)은 프로그래밍되거나, 그렇지 않은 경우 IP 비디오 서버에 의해 지원된 스트리밍 포맷에 따라 디지털 비디오 신호를 제공하도록 구성될 수도 있다.With reference to FIG. 4, an embodiment of the present invention is provided that illustrates a particular operating principle of the present invention. 4 shows an example based on a system where it is desirable to view live video generated by camera 40 while simultaneously providing high quality copies of the video over the network via network switch 44. In one example, the HD video feed is captured or streamed using an internal or external IP video server. Typically the camera 40 is adapted to simultaneously produce a high quality signal and an analog baseband video signal. Camera 40 may be applied by adding external components or integrating hardware software such as SLOC-T 400 into camera 40. The SLOC-T 400 may operate in the same manner as the SLOC-R 31 featured in FIG. 3. However, the SLOC-T 400 may be configured to encode the digital video signal in a manner that facilitates forwarding of the digital video signal over the network. For example, the SLOC-T 400 may be programmed or otherwise configured to provide a digital video signal in accordance with the streaming format supported by the IP video server.

카메라 (40)에 의해 전송된 다중화된 비디오 신호는 SLOC-R (440)이 옵션적으로 장착된 네트워크 스위치 (44)에 의해 수신될 수도 있다. 기저대역 표준 아날로그 신호가 추출되어 디스플레이 (43)에 제공될 수 있다. 특정 실시예에서, SLOC-R (440)은 디지털 고화질 비디오 신호를 추출하여 비디오 서버 또는 디지털 비디오 신호를 전달하는데 충분한 대역폭을 갖는 적당한 네트워크를 사용하는 다른 네트워크 디바이스에 포워딩할 수도 있다. 디지털 HD 비디오 신호는 압축된 HD 비디오 신호를 포함할 수도 있다. 특정 실시예에서, SLOC-R (440)에 의해 추출된 디지털 고화질 신호는 압축되거나 비디오 서버 또는 다른 네트워크 디바이스에 포워딩하기 위해 더 압축된다. SLOC-R (440)은 네트워크상의 전송을 위해 디지털 고화질 신호를 기록 및/또는 재변조하는 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하며, 예를 들어, SLOC-R (440)은 이더넷을 통한 통신을 위해 인코딩된 H-264 신호를 생성할 수도 있다.The multiplexed video signal transmitted by camera 40 may be received by network switch 44 optionally equipped with SLOC-R 440. Baseband standard analog signals may be extracted and provided to the display 43. In a particular embodiment, the SLOC-R 440 may extract the digital high definition video signal and forward it to a video server or other network device using a suitable network having sufficient bandwidth to carry the digital video signal. The digital HD video signal may comprise a compressed HD video signal. In a particular embodiment, the digital high definition signal extracted by the SLOC-R 440 is compressed or further compressed for forwarding to a video server or other network device. SLOC-R 440 includes hardware and software that records and / or remodulates digital high definition signals for transmission over a network. For example, SLOC-R 440 is encoded in H for communication over Ethernet. It may also generate a -264 signal.

다시 도 6을 참조하면, 본 발명의 특정 실시예는 보안 시스템에 적용가능한 향상된 성능을 제공한다. 도시된 예에서, 카메라 (60)는 본 발명의 특정 양태에 따라 디지털 인코딩된 멀티미디어 신호를 제공하도록 구성되고 적용된 프로세서 및 모뎀 SLOC-T (606)를 포함한다. 순차 이미지는 당업자에게 공지된 CCD 센서 및 렌즈 시스템의 조합을 포함하는 이미지 센서 (602) 및 광학 (600)의 조합을 사용하여 캡처될 수 있다. 통상적으로 프로세서 (604)는 원하는 또는 미리 결정된 프레임 레이트에 따라 캡처된 순차 이미지를 제공하는 이미지 센서 (602)로부터 스캔 신호 (603)를 수신한다. Referring again to FIG. 6, certain embodiments of the present invention provide improved performance applicable to security systems. In the example shown, camera 60 includes a processor and modem SLOC-T 606 configured and adapted to provide a digitally encoded multimedia signal in accordance with certain aspects of the present invention. Sequential images can be captured using a combination of image sensor 602 and optics 600, including combinations of CCD sensors and lens systems known to those skilled in the art. The processor 604 typically receives a scan signal 603 from an image sensor 602 that provides a captured sequential image according to a desired or predetermined frame rate.

몇몇 실시예에서, 이미지 센서 (602)는 하나 이상의 센서에 의해 캡쳐된 이미지를 나타내는 스캔된 아날로그 신호를 변환하여 디지털 비디오 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서 (602)는 RGB (레드, 그린, 블루) 센서를 포함할 수도 있으며, 이미지 센서 (602)는 RGB 센서 출력을 내부적으로 처리하여 이미지 센서 (602)의 출력 (603)으로서 인코딩된 컬러 비디오 신호를 생성할 수도 있다. 다른 실시예에서, 프로세서 (604)는 이미지 센서 (602)로부터 신호 (603)를 미리 처리하여 미처리 (raw) 디지털 비디오 신호를 획득할 수도 있다. 미처리 디지털 비디오는, 내부적으로 획득되거나 이미지 센서 (602)로부터 수신되든, 프로세서 (604)에 의해 더 처리되어 초기 HD 디지털 비디오 신호를 획득할 수도 있다. 아날로그 표준 신호는 미처리 디지털 비디오 신호, 센서 (602)의 출력 (603), 또는 초기 HD 디지털 비디오 신호를 처리함으로써 획득될 수도 있다. 그 후, 프로세서 (604)는 초기 HD 디지털 비디오 신호를 포맷하여 방송 및 다른 표준에 부합하는 하나 이상의 HD 디지털 비디오 신호를 획득할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서 (604)는 ATSC 및 DVB 표준과 같은 방송 비디오 표준에 부합하는 신호를 생성할 수도 있다. 프로세서 (604)는 디지털 비디오 신호를 추가로 압축할 수도 있다. In some embodiments, image sensor 602 may generate a digital video signal by converting a scanned analog signal representing an image captured by one or more sensors. For example, image sensor 602 may include an RGB (red, green, blue) sensor, which image sensor 602 internally processes the RGB sensor output as an output 603 of image sensor 602. An encoded color video signal may be generated. In another embodiment, processor 604 may pre-process signal 603 from image sensor 602 to obtain a raw digital video signal. Raw digital video may be further processed by processor 604 to obtain an initial HD digital video signal, whether acquired internally or received from image sensor 602. The analog standard signal may be obtained by processing the raw digital video signal, the output 603 of the sensor 602, or the initial HD digital video signal. Processor 604 may then format the initial HD digital video signal to obtain one or more HD digital video signals that conform to broadcast and other standards. For example, the processor 604 may generate a signal that conforms to broadcast video standards, such as the ATSC and DVB standards. The processor 604 may further compress the digital video signal.

카메라 프로세서 (604)는 상업적으로 이용가능한 컴포넌트 및 맞춤형 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 포함할 수도 있다. 일 예에서, 프로세서는 순차적인 단계, 명령 및/또는 프로그램을 수행하는 지원 로직 및 메모리와 결합하여, 하나 이상의 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 마이크로제어기, 시퀀서 (sequencer) 및 다른 프로그램가능한 디바이스를 포함할 수도 있다. 저장부 (610)는 실생시 이 애플리케이션에서 설명한 기능 중 일부 또는 전부를 수행하는 컴퓨터 판독가능한 명령을 저장하는데 사용될 수도 있다. 카메라 프로세서 (604)는 본 발명의 특정 실시예의 구축을 위해 사용될 수 있는 몇몇 내장 또는 "하드 코딩된" 프로세스를 포함할 수도 있다. 또한, 저장부 (610)는 프로그램 스크래치 메모리에 대해, 및/또는 구성 정보를 유지하기 위해 사용될 수도 있다. 특정 실시예에서, 저장부 (610)는 카메라 (60)에 의해 캡처된 비디오의 기록을 저장하는데 사용될 수도 있다. 따라서, 저장부 (610)는 휘발성 및 비휘발성 메모리, 광학 및 자기 디스크, 착탈가능 전기적으로 삭제가능한 메모리, USB 메모리 드라이브 및 다른 반도체, 전자기 및 광학 저장 디바이스를 사용하여 구현될 수도 있다.The camera processor 604 may include a combination of commercially available components and custom hardware and software. In one example, a processor may include one or more microprocessors, digital signal processors, microcontrollers, sequencers, and other programmable devices, in combination with supporting logic and memory to perform sequential steps, instructions, and / or programs. It may be. Storage 610 may be used to store computer readable instructions that perform some or all of the functions described in this application in practice. Camera processor 604 may include some built-in or “hard coded” processes that can be used for building certain embodiments of the present invention. The storage 610 may also be used for program scratch memory and / or to maintain configuration information. In certain embodiments, storage 610 may be used to store a record of video captured by camera 60. Thus, storage 610 may be implemented using volatile and nonvolatile memory, optical and magnetic disks, removable electrically removable memory, USB memory drives and other semiconductor, electromagnetic and optical storage devices.

신호 (605)는 프로세서 (604)에 의해 SLOC-T (606)로 제공된 비디오 신호, 및 SLOC-T (606)에 의해 프로세서 (604)로 포워딩된, 업스트림 제어, 오디오 및 라인 (62)으로부터 수신된 다른 업스트림 정보를 포함한다. 업스트림 오디오 정보는, 오디오 정보가 확성기, 변환기, 또는 다른 오디오 출력 시스템 (612)레 릴레이되기 이전에 프로세서 (604)에 의해 디코딩, 처리, 및/또는 포맷될 수도 있다. 프로세서는 오디오 신호를 증폭하거나 오디오 출력 컴포넌트 (612)에 별개의 증폭기를 사용할 수도 있다. 업스트림 제어는 통상적으로 제어 인터페이스 (618)를 통해 제공되는 외부 디바이스에 대한 제어 신호 및 광학 제어 (601)를 포함할 수도 있다. 외부 디바이스는 카메라 (60)를 해석, 회전 또는 지향하는데 사용되는 모터 또는 작동기를 포함할 수도 있다. 광학 제어 신호 (601) 및 외부 제어 신호 (618)는 원격 제어 시스템에 의해 미리 규정된 명령에 응답하여 생성될 수도 있다. 예를 들어, 원격 사용자는 조이스틱을 조정하여 카메라 (604)에 의해 "수평면에서 시계방향으로 90도 카메라를 회전하라" 는 의미로 해석되는 코딩된 일련의 명령을 생성하며, 프로세서 (604)는 카메라 (60)에 대해 수직으로 설치된 스탭핑 모터에 일련의 펄스를 전송함으로써 반응하며, 일련의 펄스는 카메라는 카메라의 수직축에 대해 원하는 회전을 유발할 수도 있다. 유사한 명령이 광학 (600)의 초점, 줌, 및 홍채를 조절할 수도 있다.The signal 605 is received from the upstream control, audio and line 62, the video signal provided by the processor 604 to the SLOC-T 606, and forwarded by the SLOC-T 606 to the processor 604. Other upstream information. The upstream audio information may be decoded, processed, and / or formatted by the processor 604 before the audio information is relayed to the loudspeaker, transducer, or other audio output system 612. The processor may amplify the audio signal or use a separate amplifier for the audio output component 612. Upstream control may include optical control 601 and control signals for external devices that are typically provided via control interface 618. The external device may include a motor or actuator used to interpret, rotate or direct the camera 60. Optical control signal 601 and external control signal 618 may be generated in response to a command predefined by the remote control system. For example, the remote user adjusts the joystick to generate a coded series of commands that are interpreted by the camera 604 to mean "rotate the camera 90 degrees clockwise in the horizontal plane," and the processor 604 Responding by sending a series of pulses to a stepping motor installed perpendicular to 60, the series of pulses may cause the camera to cause the desired rotation about the vertical axis of the camera. Similar commands may adjust the focus, zoom, and iris of the optics 600.

또 다른 예에서, 명령 및 데이터가 프로세서 (604) 및/또는 센서 (602)의 기능을 제어하는데 사용될 수 있는 업스트림 제어 정보에 제공될 수도 있다. 명령 및 데이터는 업스트림 비디오 신호들 중 하나 이상에서의 인코딩을 위해 카메라 (60)의 시야 내의 영역을 선택하는데 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 명령 및 데이터는 인코딩될 시야의 부분을 지정하기 위해 원격으로 조정될 수 있는 하나 이상의 가상 카메라를 제공하여, 이에 의해 이 부분은 카메라 (60)의 광학에 의해 결정된 실제 시야 내에서 동작하는 가상 팬, 줌 및 기울기에 의해 선택된다. 특정 실시예에서, 프로세서 (604)는 카메라의 물리적 이동을 부가적으로 유발하여, 이에 의해 팬, 기울기, 및 줌 기능의 범위를 연장한다. In another example, instructions and data may be provided to upstream control information that may be used to control the functionality of processor 604 and / or sensor 602. The command and data may be used to select an area within the field of view of camera 60 for encoding in one or more of the upstream video signals. In certain embodiments, the commands and data provide one or more virtual cameras that can be remotely adjusted to specify the portion of the field of view to be encoded, whereby the portion operates within the actual field of view determined by the optics of the camera 60. To be selected by virtual pan, zoom and tilt. In certain embodiments, processor 604 additionally causes physical movement of the camera, thereby extending the range of pan, tilt, and zoom functions.

적어도 몇몇 실시예에서, CVBS 및 디지털 신호는 각각 이미지 센서 (602)에 의해 캡처된 이미지의 부분을 전달할 수도 있다. 이미지의 부분은 중첩되거나 렌즈 (600)에 의해 제공된 시야 내의 상이한 영역으로부터일 수도 있다. 또한, 특정 실시예에서, 추가적인 카메라 (60) 및/또는 추가적인 이미지 센서 (602)는 이용가능한 시야를 확장하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 복수의 카메라를 구성하여 영역의 파노라마 (360°) 시야를 획득하는 것이 바람직할 수도 있다. 하나 이상의 프로세서 (604)는 시야 또는 시야의 부분을 나타내는 아날로그 및 디지털 신호를 제공할 수도 있다. 일 예에서, 완전한 파노라마 시야는 DVR 에 기록될 수도 있는 디지털 신호에 제공될 수도 있으며, CVBS 신호는 파노라마 내에 선택가능한 시야를 제공할 수도 있다. 선택가능한 시야는 줌, 팬, 및 다른 제어를 사용하여 제어될 수도 있다. 또 다른 예에서, CVBS 및 디지털 신호는 파노라마 시야의 공통되거나 상이한 부분을 제공할 수도 있으며, 이 부분은 원격 시청자에 의해 독립적으로 제어될 수도 있다. In at least some embodiments, the CVBS and digital signals may each carry a portion of an image captured by image sensor 602. Portions of the image may be from different regions within the field of view superimposed or provided by lens 600. Further, in certain embodiments, additional cameras 60 and / or additional image sensors 602 may be used to expand the available field of view. For example, it may be desirable to configure a plurality of cameras to obtain a panoramic (360 °) field of view of the area. One or more processors 604 may provide analog and digital signals representing a field of view or a portion of a field of view. In one example, the complete panoramic view may be provided to a digital signal that may be recorded on the DVR, and the CVBS signal may provide a selectable field of view within the panorama. The selectable field of view may be controlled using zoom, pan, and other controls. In another example, the CVBS and digital signals may provide a common or different part of the panoramic field of view, which part may be independently controlled by the remote viewer.

도 7은 도 3에서 설명된 SLOC-R (35)와 유사하게, 보안 디지털 비디오 기록 시스템 (70)의 SLOC-R (700)의 사용의 예를 도시한다. 시스템 (70)은 SLOC-R (700), 주변 기기 (710, 712, 및 714)에 접속된 DVR 프로세서 (702), 아날로그 비디오 디코더 (704), 디지털 비디오 디코더 (708), 및 HD 디지털 디스플레이 프로세서 (706)을 포함한다. 전술한 바와 같이, SLOC-R (700)은 통상적으로 아날로그 표준 비디오 신호 및 HD 디지털 비디오 신호를 포함하는 Coax (72)로부터의 신호를 수신하여 디코딩한다. 또한, SLOC-R (700)은 Coax (72)를 통해 업스트림 오디오 및 제어 신호를 전송한다. 통상적으로 SLOC-R은 입력신호 (72)의 HD 디지털 비디오 신호로부터 아날로그 CVBS 신호를 분할하여, 프로세서 (702)에 디지털 비디오 신호를 제공하며, 도 6에 도시된 카메라 (60)로부터의 라이브 공급으로서 표준 모니터 (74)에 CVBS를 제공한다. SLOC-R (700)은 아날로그 비디오 디코더 (704)에 아날로그 기저대역 비디오 신호 (701)를 제공하며, 아날로그 비디오 디코더 (704)는 아날로그 기저대역 비디오 신호 (701)를 처리하여 디지털 표준 비디오 신호 (705)를 생성한다. 디스플레이 프로세서 (706)는 디지털 표준 신호 (705)와 저장된 HD 디지털 비디오의 재생으로부터 유도된 신호 (707) 사이에서 다중화 및/또는 선택한다. 디스플레이 프로세서는 선택된 신호를 HD 텔레비전 또는 모니터 (76)에 의해 디스플레이 가능한 포맷으로 제공한다. 7 shows an example of the use of the SLOC-R 700 of the secure digital video recording system 70, similar to the SLOC-R 35 described in FIG. 3. System 70 includes a DVR processor 702, an analog video decoder 704, a digital video decoder 708, and an HD digital display processor connected to the SLOC-R 700, peripherals 710, 712, and 714. 706. As noted above, SLOC-R 700 typically receives and decodes signals from Coax 72, including analog standard video signals and HD digital video signals. SLOC-R 700 also transmits upstream audio and control signals over coax 72. SLOC-R typically splits the analog CVBS signal from the HD digital video signal of the input signal 72 to provide a digital video signal to the processor 702, as a live supply from the camera 60 shown in FIG. Provide CVBS to the standard monitor 74. The SLOC-R 700 provides an analog baseband video signal 701 to the analog video decoder 704, which processes the analog baseband video signal 701 to provide a digital standard video signal 705. ) The display processor 706 multiplexes and / or selects between the digital standard signal 705 and the signal 707 derived from the reproduction of the stored HD digital video. The display processor provides the selected signal in a format displayable by the HD television or monitor 76.

DVR 프로세서 (702)는 디지털 HD 비디오 신호 (703)를 수신하고 옵션적으로 카메라 (60)에 의해 캡처된 비디오의 기록으로서 신호의 적어도 일부를 저장한다. 기록은 하드 디스크 드라이브 (714), 네트워크 저장부 (미도시), 또는 네트워크 인터페이스 (710) 및/또는 USB/파이어와이어 또는 다른 로컬 버스 (712)를 통해 접속된 다른 광학 전자기적 또는 반도체 저장부에 저장될 수도 있다. 기록된 비디오는 더 압축되어 저장 공간을 세이브한다. DVR 프로세서는 기록된 비디오를 회수하며 디지털 비디오 디코더 (708)를 사용하여 재신 신호 (707)를 제공한다. The DVR processor 702 receives the digital HD video signal 703 and optionally stores at least a portion of the signal as a record of the video captured by the camera 60. The recording may be on a hard disk drive 714, network storage (not shown), or other optical electromagnetic or semiconductor storage connected via a network interface 710 and / or a USB / Firewire or other local bus 712. May be stored. The recorded video is further compressed to save storage space. The DVR processor retrieves the recorded video and provides the receivable signal 707 using the digital video decoder 708.

도 8은 도 4에서 설명된 SLOC-R (440)와 유사하게, 네트워크된 보안 디바이스 (80)의 SLOC-R (800)의 사용의 예를 도시한다. 디바이스 (80)는 SLOC-R (800) 및 통상적으로 네트워크에 의해 IP 비디오 서버 (86)에 접속되는 네트워크 스위치 프로세서 (802)를 포함한다. 전술한 바와 같이, SLOC-R (800)은 통상적으로 아날로그 표준 비디오 신호 및 HD 디지털 비디오 신호를 포함하는 Coax (82)로부터의 신호를 수신하여 디코딩한다. SLOC-R (800)은 옵션적으로 Coax (82)를 통해 업스트림 오디오 및 제어 신호를 전송한다. 통상적으로 SLOC-R은 입력신호 (82)의 HD 디지털 비디오 신호로부터 아날로그 CVBS 신호를 분할하여, 프로세서 (802)에 디지털 비디오 신호를 제공하며, 도 6에 도시된 카메라 (60)로부터의 라이브 공급으로서 표준 모니터 (84)에 CVBS를 제공한다. 특정 실시예에서, SLOC-R (80)은 고화질 디스플레이 (85), 또한 도 6에 도시된 카메라 (60)로부터의 라이브 공급과 같은 디지털 디스플레이로의 사용을 위해 CVBS 신호 (801)를 디지털화하는 컴포넌트 (804, 806 등)를 포함한다. 그러나, 적당히 장착된 디스플레이 디바이스 또는 연산 디바이스가 CVBS 신호 (801)를 수신하여 신호의 디지털화를 수행할 수도 있다. 스위치 프로세서 (802)는 디지털 HD 비디오 신호 (803)를 수신하여 수신한 신호를 카메라 (60)에 의해 캡처된 비디오의 기록을 유지할 수 있는 네트워크 비디오 서버 (86)에 옵션적으로 전송한다. 디지털 HD 비디오 신호 (803)는 비디오 서버 (86)에 전송되지 이전에 더 압축될 수도 있다.FIG. 8 shows an example of the use of SLOC-R 800 of networked security device 80, similar to SLOC-R 440 described in FIG. 4. Device 80 includes SLOC-R 800 and network switch processor 802, which is typically connected to IP video server 86 by a network. As noted above, SLOC-R 800 typically receives and decodes signals from Coax 82, including analog standard video signals and HD digital video signals. SLOC-R 800 optionally transmits upstream audio and control signals via Coax 82. SLOC-R typically splits the analog CVBS signal from the HD digital video signal of the input signal 82 to provide a digital video signal to the processor 802, as a live supply from the camera 60 shown in FIG. Provide CVBS to a standard monitor 84. In a particular embodiment, the SLOC-R 80 is a component that digitizes the CVBS signal 801 for use as a high-definition display 85, and also as a digital display such as a live supply from the camera 60 shown in FIG. (804, 806, etc.). However, a suitably mounted display device or computing device may receive the CVBS signal 801 to perform digitization of the signal. The switch processor 802 receives the digital HD video signal 803 and optionally transmits the received signal to a network video server 86 that can maintain a record of the video captured by the camera 60. The digital HD video signal 803 may be further compressed before being sent to the video server 86.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 특정 실시예는 원하는 바에 따라 선택되는 다운스트림 신호 (52) 및 기저대역 아날로그 신호 (50)의 콘텐츠를 허용한다. 일 예에서, 기저대역 신호 (50) 및 다운스트림 신호 (52)는 동일한 이미지를 포함하며, 전자는 아날로그 형태이며, 후자는 디지털적으로 인코딩된다. 디지털 이미지는 압축 및 비압축, 표준 및 고화질, 및 전체 프레임 또는 감소된 프레임 레이트로 옵션적이며 선택적으로 전송될 수 있다. 또 다른 예에서, 기저대역 신호 (50)는 이미지 센서 (602)에 의해 캡처된 전체 이미지 중 일부를 제공하며, 다운스트림 신호 (52)는 전체 이미지를 전달한다. 또 다른 예에서, 기저대역 신호 (50)는 이미지 센서에 의해 제공된 전체 이미지를 제공하며, 다운스트림은 전체 이미지 중 일부를 포함한다. 결과적으로, 고도로 구성될 수 있는 시스템은 디지털 카메라의 사용자가 비디오 이미지를 디스플레이, 기록, 및 전송에 대한 옵션의 넒은 범위로부터 선택하도록 허용한다.5 and 6, certain embodiments of the present invention allow the content of the downstream signal 52 and the baseband analog signal 50 to be selected as desired. In one example, baseband signal 50 and downstream signal 52 comprise the same image, the former being in analog form, the latter being digitally encoded. Digital images can be optionally and selectively transmitted at compressed and uncompressed, standard and high definition, and at full frame or at reduced frame rates. In another example, baseband signal 50 provides a portion of the overall image captured by image sensor 602, and downstream signal 52 carries the entire image. In another example, the baseband signal 50 provides a full image provided by the image sensor, with the downstream including some of the full image. As a result, a highly configurable system allows a user of a digital camera to select from a wide range of options for displaying, recording, and transmitting video images.

기저대역 신호에 대한 아날로그 균등화기Analog Equalizer for Baseband Signals

본 발명의 특정 실시예는 케이블 길이가 증가함에 따라 더욱 많이 주파수가 감소됨을 유발하는 케이블에서의 상당한 주파수 하강의 영향을 개선하는 시스템 및 방법을 포함한다. 케이블에 의해 유발된 이 기울기는 기저대역 아날로그 신호 및 통과대역 디지털 비디오 신호를 열화시키고, 열화는 케이블 길이가 증가함에 따라 악화된다. 본 발명의 특정 실시예는 통상적으로 디지털 수신기에 디지털 통과대역 신호상의 기울기를 제거하는 균등화기를 제공하여 전송된 심볼의 신뢰할 수 있는 디코딩을 인에이블한다.Certain embodiments of the present invention include systems and methods that improve the effect of significant frequency drop in a cable causing more frequency to decrease as the cable length increases. This slope caused by the cable degrades the baseband analog signal and the passband digital video signal, and the degradation worsens as the cable length increases. Certain embodiments of the present invention typically provide a digital receiver with an equalizer to remove the slope on the digital passband signal to enable reliable decoding of the transmitted symbols.

본 발명의 특정 실시예는, 전술한 시스템을 포함하여, 기저대역 비디오 신호가 기저대역 비디오 신호의 디지털 표현 및 제어 신호와 결합되는 시스템 및 장치의 성능을 개선하여, 이에 의해 동축 케이블 ("coax")과 같은 신호를 통한 전송을 인에이블한다. 도 3 및 도 4는 SLOC 시스템을 제공하는 실시예의 예를 도시하며, 도 5는 SLOC 시스템에 대한 하나의 가능한 변조 방식을 도시한다. 도 3의 예를 참조하면, HD 카메라 (30)는 압축된 디지털 HD 비디오 (332)를 포함하는 출력을 제공하며, 보조 카메라 출력 (330)은 아날로그 표준 ("SD") CVBS을 포함한다. 압축 비디오 신호 (332)는 기저대역 아날로그 CVBS 신호 (330)과 결합될 수 있는 변조된 신호를 제공하는 QAM 변조기를 포함하는 SLOC 카메라측 모뎀 (31)을 사용하여 통과대역 (52)으로 변조된다. 결합된 신호는 통상적으로 300m 이상 연장될 수 있는 거리에 대해 동축 케이블 (33)을 통해 전송된 다운스트림이다. 모니터 측에서, SLOC 모니터측 모뎀 (35)은 통과대역 다운스트림 비디오 신호 (332)의 신호 표현으로부터 기저대역 CVBS 신호를 나타내는 신호를 분리한다. CVBS의 신호 표현은 지연없는 라이브 보기를 위해 SD 디스플레이 (34)에 공급된다. 고 통과대역 다운스트림 신호는 모니터 (34)상의 라이브 (아마 약간 지연됨) HD 보기 및 나중의 보기를 위한 비실시간 HD 재생을 지원하는 호스트 프로세서 및 DVR (32)에 출력이 공급되는 QAM 복조기로 복조된다. Certain embodiments of the present invention, including the systems described above, improve the performance of systems and apparatus in which baseband video signals are combined with digital representations and control signals of baseband video signals, thereby improving coaxial cable ("coax"). Enable transmission over a signal such as 3 and 4 show examples of embodiments for providing a SLOC system, and FIG. 5 shows one possible modulation scheme for a SLOC system. Referring to the example of FIG. 3, HD camera 30 provides an output that includes compressed digital HD video 332, and secondary camera output 330 includes an analog standard (“SD”) CVBS. The compressed video signal 332 is modulated into the passband 52 using a SLOC camera side modem 31 that includes a QAM modulator that provides a modulated signal that can be combined with the baseband analog CVBS signal 330. The combined signal is typically transmitted downstream via coaxial cable 33 for a distance that can extend over 300 m. On the monitor side, the SLOC monitor side modem 35 separates the signal representing the baseband CVBS signal from the signal representation of the passband downstream video signal 332. The signal representation of the CVBS is fed to the SD display 34 for live viewing without delay. The high passband downstream signal is demodulated by a QAM demodulator that is output to the host processor and DVR 32 that supports live (perhaps slightly delayed) HD viewing on monitor 34 and non-real-time HD playback for later viewing. .

예를 들어, 업스트림 통신은, 예를 들어, IP 프로토콜에 따라 제공된다. 업스트림 통신은 모니터측으로부터 카메라 (30)로 오디오 및 카메라 제어 신호 (334)를 전송하는데 부가적으로 사용될 수도 있다. 통상적으로 업스트림 신호에 대한 비트 레이트 및 그 결과 요구된 대역폭은 다운스트림 통과대역 신호에 대해 요구되는 비트 레이트 및 그 결과 요구된 대역폭보다 상당히 낮다. 모니터측 SLOC 모뎀 (35)은 IP 신호를 업스트림 통과대역 (54)으로 변조하는 QAM 변조기를 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 업스트림 통과대역 (54) 및 다운스트림 통과대역 (52)은 상이한 스펙트럼 위치에 위치한다. 카메라측에서, SLOC 모뎀 (31)은 업스트림 신호를 수신하는 QAM 복조기를 포함한다. 이 접근은 종래의 시스템 및 방법보다 아래와 같은 몇몇 이점을 제공한다. For example, upstream communication is provided, for example, in accordance with the IP protocol. Upstream communication may additionally be used to send audio and camera control signals 334 from the monitor side to the camera 30. Typically the bit rate for the upstream signal and consequently the required bandwidth is significantly lower than the bit rate required for the downstream passband signal and consequently the required bandwidth. The monitor side SLOC modem 35 includes a QAM modulator that modulates the IP signal into the upstream passband 54. As shown in FIG. 5, upstream passband 54 and downstream passband 52 are located at different spectral positions. On the camera side, the SLOC modem 31 includes a QAM demodulator that receives the upstream signal. This approach provides several advantages over conventional systems and methods as follows.

(1) 증가된 동작 범위 - 증가된 거리.(1) Increased operating range-increased distance.

(2) 현존하는 인프라구조를 사용하며 동축케이블을 재사용하여 사용될 수 있는 시스템.(2) A system that uses existing infrastructure and can be used by reusing coaxial cables.

(3) 저-지연, 실시간 (라이브) 비디오의 사용가능성(3) Availability of low-delay, real-time (live) video

(4) 라이브 CVBS 및 HD 비디오가 개별적인 위치에서 보일 수 있음.(4) Live CVBS and HD video can be viewed in separate locations.

도 21은 도 4의 SLOC 카메라측 모뎀 (49)의 부가적인 세부사항을 도시하는 간략도이다. HD 카메라 (2100)로의 IP 접속은 미디어 독립적인 인터페이스 ("MII") 모듈 (210)을 통해 QAM 변조기 (212) 및 QAM 복조기 (214)에 인터페이스된다. 일 예에서, MII (210)은 IEEE 802.3 표준에 부합한다. QAM 변조기 (212)는 기저대역 IP 데이터 스트림 (2100)을 통과대역 QAM 심볼 (2120)로 변환하는 공지된 이론을 사용하여 동작한다. 이들 심볼은 기저대역 CVBS 신호 (2160)와 합산되어 다이플렉서 (218)로 공급된다. 다이플렉서 (218)는 coax 에 결합된 기저대역 및 저 통과대역 다운스트림 신호 (2162)를 전달하며 coax로부터 고 통과대역 업스트림 신호 (2140)를 수신하여 이를 QAM 복조기 (214)에 공급하는 이원 (2-way) 아날로그 디바일 수 있다. 통상적으로 QAM 복조기 (214)는 모니터측으로부터 수신된 고 통과대역 업스트림 신호 (2140)를 복조하여 MII 인터페이스 (210)에 기저대역 데이터를 출력하는 공지된 이론을 사용하여 동작한다. 21 is a simplified diagram showing additional details of the SLOC camera side modem 49 of FIG. The IP connection to the HD camera 2100 is interfaced to the QAM modulator 212 and the QAM demodulator 214 via a media independent interface (“MII”) module 210. In one example, MII 210 conforms to the IEEE 802.3 standard. QAM modulator 212 operates using known theory of converting baseband IP data stream 2100 into passband QAM symbol 2120. These symbols are summed with the baseband CVBS signal 2160 and supplied to the diplexer 218. Diplexer 218 carries baseband and low passband downstream signals 2162 coupled to coax and receives a high passband upstream signal 2140 from coax and supplies it to QAM demodulator 214 ( 2-way) may be an analog divider. QAM demodulator 214 typically operates using known theories of demodulating the high passband upstream signal 2140 received from the monitor side and outputting baseband data to MII interface 210.

도 22는 도 4의 SLOC 모니터측 모뎀 (45)의 부가적인 세부사항을 나타내는 간략도이다. 다이플렉서 (220)는 동축 케이블로부터 다운스트림 결합된 기저대역 CVBS 및 저 통과대역 IP 신호 (2200)를 수신하여, 신호 (2200)를 로우 패스 (LP) 및 하이 패스 (HP) 필터링에 의해 컴포넌트 요소 (2201-2203)로 나눈다. CVBS 신호 (2201)는 표준 모니터 또는 디스플레이 디바이스로 직접 전송될 수도 있다. 저 통과대역 신호 (2202)는 MII 인터페이스 모듈 (226)에 공급하는 QAM 복조기 (222)에 공급될 수 있다. 또한 다이플렉서는 QAM 변조기 (224)로부터 고 통과대역 신호 (2203)를 수신할 수 있으며, 이 업스트림 신호를 동축 케이블에 전달할 수도 있다. 통상적으로 QAM 변조기 (222)는 IP 프로토콜을 지원하는 호스트/DVR 에 연결될 수 있는 MII 인터페이스 (226)로부터 입력을 얻는다. FIG. 22 is a simplified diagram showing additional details of the SLOC monitor side modem 45 of FIG. The diplexer 220 receives the baseband CVBS and low passband IP signals 2200 coupled downstream from the coaxial cable, so that the signal 2200 is componentized by low pass (LP) and high pass (HP) filtering. Divide into elements 2201-2203. The CVBS signal 2201 may be sent directly to a standard monitor or display device. The low passband signal 2202 can be supplied to a QAM demodulator 222 that supplies the MII interface module 226. The diplexer may also receive a high passband signal 2203 from the QAM modulator 224 and may forward this upstream signal to a coaxial cable. Typically the QAM modulator 222 gets its input from the MII interface 226 which can be connected to a host / DVR that supports the IP protocol.

통상적으로 동축 케이블은 케이블 길이가 증가함에 따라 더욱 많은 고 주파수 감쇄를 유발하는 상당한 고 주파수 롤 오프 (roll off) 특성을 나타낸다. 이러한 "기울기 (tilt)"는 통과 대역 신호의 대역 내에서 중요할 수 있으며, 기울기는 상당한 내부 심볼 간섭 ("ISI")을 유발할 수 있다. 디지털 균등화가 QAM 복조기 (222)가 전송된 데이터를 정확히 복구하게 하는데 필요할 수도 있다.Coaxial cables typically exhibit significant high frequency roll off characteristics that cause more high frequency attenuation as the cable length increases. This "tilt" may be important within the band of the passband signal, and the slope may cause significant internal symbol interference ("ISI"). Digital equalization may be necessary for QAM demodulator 222 to correctly recover the transmitted data.

기저대역에서 At baseband 통과대역으로의To the passband 모듈 module

도 23은 카메라측 기저대역에서 통과대역으로의 QAM 변조기 (212) (도 21)를 더욱 상세히 도시한다. 예를 들어, 연관된 리스-솔로몬 코딩 (concatenated Reed-Solomon coding), 바이트 인터리빙, 및/또는 격자 코딩을 사용하여, MII (210)으로부터 수신된 데이터 스트림에 에어 방지 데이터를 부가하는 FEC 인코더/정합기에 의해 MII (210)으로부터 데이터가 수신된다. 정합기/인코더 (2300)는 데이터를 스트림 (2300 및 2302)으로 역다중화하며, 각각의 스트림에 대한 주어진 비트 그룹 사이즈는 실수 및 허수 방향에서 각각 QAM 심볼 진폭 레벨을 나타낸다. 고립 전송된 QAM 펄스는, FIG. 23 shows QAM modulator 212 (FIG. 21) from camera side baseband to passband in more detail. For example, an FEC encoder / matcher that adds air protection data to a data stream received from MII 210 using associated concatenated Reed-Solomon coding, byte interleaving, and / or lattice coding. Data is received from the MII 210. The matcher / encoder 2300 demultiplexes the data into streams 2300 and 2302, with a given bit group size for each stream representing the QAM symbol amplitude levels in the real and imaginary directions, respectively. The isolated transmitted QAM pulse is

Figure pct00001
Figure pct00001

에 의해 주어지며,Given by

여기서 dR ,m 및 dI ,m 은 2개의 독립적인 메시지 스트림에 의해 결정되며, 각각 복소 QAM 심볼의 실수부 및 허수부를 나타내고, m=1...M 은 기수 (cardinality) 2차원 QAM 성좌도를 인덱스하며, 여기서 M은 변조 반송파 주파수이며, q(t)는 루트 레이즈드 코사인 펄스 함수 (root raised cosine pulse function)이다.Where d R , m and d I , m are determined by two independent message streams, each representing a real part and an imaginary part of a complex QAM symbol, and m = 1 ... M is a cardinality two-dimensional QAM constellation plot. Where M is the modulation carrier frequency and q (t) is the root raised cosine pulse function.

연속적인 일련의 전송된 QAM 펄스 s(t)는 Fs=1/TS 의 레이트로 잡음 다중경로 채널을 통해 전달된다. 그 결과, QAM 수신기로의 입력에서의 수신 신호는

Figure pct00002
에 의해 주어지며, 여기서 *는 컨벌루션 (convolution)을 나타내며, c(t)는 채널 임펄스 응답이고, υ(t)는 부가적인 화이트 가우시안 잡음이다. 그 결과, A successive series of transmitted QAM pulses s (t) are propagated through the noise multipath channel at a rate of F s = 1 / T S. As a result, the received signal at the input to the QAM receiver
Figure pct00002
Is denoted by convolution, c (t) is the channel impulse response, and υ (t) is the additional white Gaussian noise. As a result,

Figure pct00003
Figure pct00003

이며, 여기서, d[n]은 복소 전송된 심볼이고, f0 및 θ0 은 각각 fL0=fc-f0 가 되도록, 전송기에 관하여 수신기 통과대역에서 기저대역으로의 복조기 로컬 발진기 의 주파수 및 위상 오프셋이다. Where d [n] is a complex transmitted symbol, and f 0 and θ 0 are the frequency of the demodulator local oscillator from the receiver passband to the baseband with respect to the transmitter such that f L0 = f c -f 0 , respectively. Phase offset.

통과대역에서In the passband 기저대역으로의 복조기 Demodulator to baseband

도 24a는 모니터측 통고대역에서 기저대역으로의 QAM 복조기 (222) (도 22)를 더욱 상세히 도시한다. 신호 r(t)는 동축 케이블로부터 수신될 수도 있으며, 예를 들어, 심볼 레이트보다 높은 레이트로 샘플링되어 (240 참조) 샘플링된 신호 r(nTsamp)를 유발한다. 아래의 샐플링 이후:FIG. 24A shows QAM demodulator 222 (FIG. 22) in more detail from monitor side notification band to baseband. Signal r (t) may be received from a coaxial cable, for example, sampled at a rate higher than the symbol rate (see 240) resulting in a sampled signal r (nT samp ). After sampling below:

Figure pct00004
Figure pct00004

그 후, 다운변환, 심볼 레이트 1/Ts 에서의 리샘플링, 및 정합된 필터링 이후, After downconversion, resampling at symbol rate 1 / Ts, and matched filtering,

Figure pct00005
Figure pct00005

를 획득한다. 여기서

Figure pct00006
는 샘플링된 복소 필터링된 잡음이며, 완전한 심볼 레이트 샘플 타이밍과 결합된, 펄스 형상화 및 정합된 필터링 q 로 인해,
Figure pct00007
는 채널 임펄스 응답 c 만으로 인한 것임을 가정한다. Acquire it. here
Figure pct00006
Is sampled complex filtered noise and, due to pulse shaping and matched filtering q, combined with full symbol rate sample timing,
Figure pct00007
It is assumed that is due to the channel impulse response c only.

균등화기 및 반송파 위상/주파수 루프Equalizer and Carrier Phase / Frequency Loop

도 24a의 디지털 균등화기 및 반송파 위상/주파수 루프가 도 25를 참조하여 더욱 상세히 설명된다. 신호 x[k]는 채널 임펄스 응답 c에 의해 유발된 기울기를 보상하는데 사용되는 선형 디지털 필터를 포함할 수 있는 어댑티브 디지털 균등화기 (250)에 인가된다. 탭 가중 조정치가 LMS 알고리즘을 포함하는 하나 이상의 공지된 방법을 사용하여 획득될 수 있다. 균등화기는 자신의 출력 y[k]를 2차원 ("2-D") 슬라이서 결정

Figure pct00008
의 위상 회전 버전과 비교하여, 필터 탭 가중치의 업데이트된 세트를 계산하는데 사용되는 에러 신호를 생성한다. LMS 알고리즘은 아래아 같이 동작할 수도 있다.The digital equalizer and carrier phase / frequency loop of FIG. 24A are described in more detail with reference to FIG. 25. Signal x [k] is applied to adaptive digital equalizer 250, which may include a linear digital filter that is used to compensate for the slope caused by channel impulse response c. Tap weighted adjustments may be obtained using one or more known methods, including LMS algorithms. Equalizer determines two-dimensional ("2-D") slicer for its output y [k]
Figure pct00008
Compared to the phase rotation version of, produces an error signal that is used to calculate an updated set of filter tap weights. The LMS algorithm may work as follows.

x[k]는 N 개의 긴 균등화기 입력 벡터를 나타내며,x [k] represents N long equalizer input vectors,

y[k]는 균등화기 출력 벡터 gH[k]x[k]를 나타낸다.y [k] denotes the equalizer output vector g H [k] x [k].

여기서, gH[k]는 N개의 긴 균등화기 탭 가중 벡터이며, 위첨자 H는 켤레 전치 (conjugate transposition) (헤르미이트)Where g H [k] is N long equalizer tap weighting vectors, and superscript H is conjugate transposition (hermitite)

Figure pct00009
Figure pct00009

여기서, μ은 작은 단계 사이즈의 파라미터이며, 위첨자 *는 켤레 복소수를 나타낸다.Where μ is a small step size parameter and superscript * denotes a conjugate complex number.

통과대역 케이블 기울기의 영향을 제거하기 위해, 변환 이후, LMS 균등화기 탭은 채널 임펄스 응답 c의 역에 근접한다.To eliminate the effects of passband cable slope, after conversion, the LMS equalizer tap is close to the inverse of the channel impulse response c.

2-D 슬라이서 (252)는 원래 전송된 d[k]의 추정치인 출력

Figure pct00010
및 z[k]의 실수부 및 허수부를 독립적으로 나눈다. 위상 에러 검출 모듈 (258)은 z[k] 및
Figure pct00011
을 수시ㄴ하여 위상 에러 신호
Figure pct00012
를 형성한다. 로우 패스 ("LP")필터 (256)은 루프가 위상 및 주파수 오프셋 모두를 정정하게 하는 적분 비례 필터일 수 있다. 로우 패스 필터 (256)의 출력은 θ0 및 f0 모두를 정정하는 복소 위상/주파수 정정 요소
Figure pct00013
를 출력하는 복소 이산 전압 제어된 발진기 ("VCO") (254)에 공급된다. 또한, VCO (254)은 슬라이스 출력
Figure pct00014
을 "비보정"하는 출력
Figure pct00015
을 제공하여, 균등화기 탭 업데이트를 위한 에러 신호를 도출하는데 사용될 수 있다. 이는 통상적으로 균등화기가 x[k] 상에서 동작하기 때문에 요구된다. 또한, 도 24a를 참조하면, 균등화기 출력 z[k]은 검출된 실수 및 허수 레벨을 비트 그룹으로 변환하는 심볼 역정합기에 공급된다. 그 후, 디코더는 비터비 (Viterbi) 디코딩, 바이트 역인터리빙, 및/또는 리드-솔로몬 디코딩을 실행하여, 수신된 비트 에러를 정정하며 결과적인 데이터를 MII 인터페이스에 전달한다. 2-D slicer 252 outputs an estimate of d [k] originally transmitted.
Figure pct00010
And the real part and the imaginary part of z [k] are divided independently. Phase error detection module 258 is z [k] and
Figure pct00011
The phase error signal
Figure pct00012
To form. Low pass (“LP”) filter 256 may be an integral proportional filter that allows the loop to correct both phase and frequency offset. The output of low pass filter 256 is a complex phase / frequency correction element that corrects both θ0 and f0
Figure pct00013
Is supplied to a complex discrete voltage controlled oscillator (" VCO ") 254 that outputs the " In addition, the VCO 254 outputs slices
Figure pct00014
To "uncalibrate"
Figure pct00015
Can be used to derive the error signal for the equalizer tap update. This is typically required because the equalizer operates on x [k]. Also, referring to FIG. 24A, the equalizer output z [k] is supplied to a symbol de-matcher for converting the detected real and imaginary levels into bit groups. The decoder then performs Viterbi decoding, byte deinterleaving, and / or Reed-Solomon decoding to correct the received bit error and deliver the resulting data to the MII interface.

케이블 길이의 영향Influence of Cable Length

수신된 비디오 신호는 주파수의 함수가 케이블의 특정 특성에 기여함에 따라 감쇄를 경험할 수 있다. 이 논의 목적을 위해, 동축 케이블의 예가 설명된다. 기울기로 지칭되는 감쇄의 엄정함은 통상적으로 케이블 유형 및 길이에 의존한다. 도 26a 및 도 26b는 다양한 길이의 케이블 유형 RG6 및 RG59에대한 주파수 함수로서의 감쇄를 도시한다. 기울기는 다중경로 왜곡과 균등하며, 부가 경로 및 주요 경로는 극히 작은 지연 스프레드 (spread)를 가진다. 기울기가 증가함에 따라, 적지않은 다중경로 컴포넌트의 수, 및 이들 각각의 이득 또한 증가한다. 다중경로 왜곡은 수신된 신호에서의

Figure pct00016
를 유발하며, 그 결과, 전송 신뢰도를 상당히 악화시킬 수 있다. 디지털 신호에서, 균등화기는 이러한 장애를 제거하기 위해 수신기에서 사용될 수 있다. 도 27a 및 도 27b는 균등화기 입력의 전력 스펙트럼 밀도 (PSD) 및 수렴된 균등화기 탭의 응답을 각각 도시한다. 특히, 도 27a는 15.98MHz (통과대역 및 상대적인 기적대역 주파수 모두 도시)의 반송파 주파수로, RG-6 케이블의 2000ft를 통한 전송 이후 균등화기 입력의 PSD 를 도시하며, 도 27b는 수렴된 디지털 균등화기 탭의 진폭 응답을 도시한다. The received video signal may experience attenuation as a function of frequency contributes to certain characteristics of the cable. For the purposes of this discussion, examples of coaxial cables are described. The stringency of the attenuation, referred to as the slope, typically depends on the cable type and length. 26A and 26B show the attenuation as a function of frequency for cable types RG6 and RG59 of various lengths. The slope is equivalent to multipath distortion, with the additional path and the main path having an extremely small delay spread. As the slope increases, the number of many multipath components, and their respective gains, also increases. Multipath distortion can occur in the received signal
Figure pct00016
And, as a result, can significantly degrade transmission reliability. In digital signals, the equalizer can be used at the receiver to eliminate this obstacle. 27A and 27B show the power spectral density (PSD) of the equalizer input and the response of the converged equalizer taps, respectively. In particular, FIG. 27A shows the PSD of the equalizer input after transmission over 2000 ft of the RG-6 cable, with a carrier frequency of 15.98 MHz (both the passband and relative miraculous band frequencies), and FIG. 27B shows the converged digital equalizer. The amplitude response of the tap is shown.

본 발명의 특정 실시예는 케이블에 의해 소개된 기울기를 언두 (undo) 할 수 있는 디지털 균등화기를 포함할 수 있어 통과대역 신호에서의

Figure pct00017
를 제거할 수 있으며, 전송된 데이터의 신뢰할 수 있는 디코딩을 가능케 한다. 케이블의 길이가 증가함에 따라, 모니터측에서 디지털 통과대역 신호는 디지털 균등화기, 또는 연관된 리스-솔로몬 코딩 및 격자 코딩과 같은 디지털 데이터에 대한 공지된 포워드 에러 방지 방법을 사용하여 신뢰성 있게 수신될 수 있다. 그러나, 케이블 기울기는 기저대역 아날로그 CVBS 신호의 고 주파수에 불리한 영향을 미쳐, 모니터측에서 보이는 컬러의 선명함 및 휘도를 감소시킨다. 따라서, 특정 실시예는 기저대역에서의 케이블 기울기를 보상하기 위해 모니터측에서의 CVBS 신호에 인가될 수 있는, 아날로그 균등화기와 같은 적용가능한 필터를 제공한다. 특정 실시예는 기저대역에서의 기울기 총량을 측정하기 위해 통과대역 디지털 균등화기를 사용하여, 수신된 CVBS 신호에 적용될 기저대역 아날로그 필터들 중 적당한 하나의 세트를 선택한다. Certain embodiments of the present invention may include a digital equalizer capable of undoing the slope introduced by the cable to provide a
Figure pct00017
Can be eliminated, enabling reliable decoding of transmitted data. As the length of the cable increases, the digital passband signal at the monitor side can be reliably received using a digital equalizer or known forward error prevention methods for digital data such as associated Lis-Solomon coding and lattice coding. . However, the cable slope adversely affects the high frequency of the baseband analog CVBS signal, reducing the sharpness and brightness of the color seen on the monitor side. Thus, certain embodiments provide an applicable filter, such as an analog equalizer, that can be applied to the CVBS signal at the monitor side to compensate for cable slope at baseband. A particular embodiment uses a passband digital equalizer to measure the total amount of slope in the baseband to select a suitable set of baseband analog filters to be applied to the received CVBS signal.

통과대역Passband 기울기의 효율적인 측정 Efficient Measurement of Tilt

신호 대역에서 기울기를 측정함에 있어서, 입력 신호의 PSD 에서의 기울기가 dB 로 수량화되는 경우 대략 선형이 될 부분에서 주파수 대역이 선택될 수 있다. 따라서, 그 결과, 통과대역 입력 신호의 13.31MHz 및 18.65MHz에 대응하는 기저대역 디지털 균등화기 입력의 -2.67MHz 내지 2.67MHz의 주파수는 적당한 범위를 제공한다. 도 26a에 도시된 바와 같이, 13.31MHz 및 18.65MHz의 기울기는 RG-6의 2000피트 (feet)에 대해 대략 3.7dB 이다. 수렴된 디지털 균등화기 필터 탭으로부터 dB 의 기울기를 측정하기 위해, 다음의 계산이 수행될 수 있다. In measuring the slope in the signal band, a frequency band may be selected at a portion that will be approximately linear when the slope of the input signal in PSD is quantified in dB. As a result, the frequencies of -2.67 MHz to 2.67 MHz of the baseband digital equalizer inputs corresponding to 13.31 MHz and 18.65 MHz of the passband input signal provide a suitable range. As shown in FIG. 26A, the slopes of 13.31 MHz and 18.65 MHz are approximately 3.7 dB for 2000 feet of RG-6. To measure the slope of dB from the converged digital equalizer filter tap, the following calculation can be performed.

Figure pct00018
Figure pct00018

G[k]는 시간 도메인 수렴된 균등화기 필터 탭의 DFT이며, k1 및 k2 는 DFT의 특정 주파수 빈 (bin)에 대응한다. 도 25의 디지털 균등화기는 시간 도메인 컨벌루션으로 수행될 수도 있기 때문에, 통상적으로 FFT (또는 양 포인트에 N 개의 복소수를 곱하거나 더하는 것도 가능함)는 주어진 k1 및 k2에 대한 기울기를 측정할 목적으로 요구된다. 즉,G [k] is the DFT of the time domain converged equalizer filter tap, and k 1 and k 2 correspond to specific frequency bins of the DFT. Since the digital equalizer of FIG. 25 may be performed with time domain convolution, an FFT (or it is also possible to multiply or add N complex numbers to both points) is typically required for the purpose of measuring the slope for a given k1 and k2. In other words,

Figure pct00019
Figure pct00019

여기서,

Figure pct00020
이며, n=0, 1...N-1은 N 개의 시간 도메인 군등화기 탭이다 (시간 인덱스에 대한 의존성은 생략됨). 1/N 스칼라는 이 계산에서 불필요하다. 유사한 계산이 G(k2)에 대해 수행될 수도 있다. 그러나, 계산은 주파수 빈을 주의깊게 선택함으로써 상당히 감소될 수 있다. 2.67MHz의 주파수에 대응하여 K1=N/4 로 함으로써, 수학식 (2)의 복소 지수는 상당히 간단화된다.here,
Figure pct00020
N = 0, 1 ... N-1 are N time domain equalizer taps (dependence on time index is omitted). 1 / N scalar is unnecessary in this calculation. Similar calculations may be performed for G (k 2 ). However, the calculation can be significantly reduced by carefully choosing the frequency bins. By making K 1 = N / 4 corresponding to the frequency of 2.67 MHz, the complex exponent of Equation (2) is considerably simplified.

Figure pct00021
Figure pct00021

필터 주파수 응답의 실수 및 허수부는 합산을 이용하여 계산될 수 있다. The real and imaginary parts of the filter frequency response can be calculated using summation.

Figure pct00022
Figure pct00022

Figure pct00023
Figure pct00023

최종적으로, 이 주파수 빈에서의 전력은:Finally, the power at this frequency bin is:

Figure pct00024
Figure pct00024

k1=N/4 로 허용함으로써, 전력 계산은 상당히 간단화된다. 유사하게, -2.67MHz의 주파수에 대응하여, K1=3N/4로 함으로서, 복소 지수는 다시 상당히 간단화될 것이다.By allowing k 1 = N / 4, the power calculation is greatly simplified. Similarly, by corresponding to the frequency of -2.67 MHz, by setting K 1 = 3N / 4, the complex index will again be considerably simplified.

Figure pct00025
Figure pct00025

실수부 및 허수부는:Real and imaginary parts:

Figure pct00026
Figure pct00026

Figure pct00027
Figure pct00027

와 같으며, 전력

Figure pct00028
는 상기와 같이 계산된다. 도 2b에서, 수렴된 필터 탭의 (dB 의) 진폭 응답의 상승 기울기는 탭 잡음 및 64-QAM 신호 대한 보통의 SNR까지 선형이다. 또한, 이러한 방법에서 계산시,
Figure pct00029
이며, 이는 이 3.7dB의 대역에 걸처 실제 기울기에 상당히 근접한다.Equals power
Figure pct00028
Is calculated as above. In FIG. 2B, the rising slope of the amplitude response (of dB) of the converged filter tap is linear up to the tap noise and the normal SNR for the 64-QAM signal. In addition, when calculating in this way,
Figure pct00029
This is quite close to the actual slope over this 3.7dB band.

기저대역 Baseband CVBSCVBS 기울기 보정을 위한  For tilt correction 통과대역Passband 기울기 추정치의 이용 Use of slope estimates

디지털 비디오 신호에 대한 통과대역 기울기를 추정한 이후, 적당한 기저대역 아날로그 필터가 M 개의 상이한 필터들 중 하나로부터 선택될 수도 있다. 디지털 비디오 신호 대역의 추정된 통과대역 기울기는 기저대역 CVBS 신호의 기울기의 강도 (severity)를 나타낼 것이며, 강도는 아날로그 필터로 대략 보정될 수 있다. 도 28a에서, 13.31MHz 및 18.65MHz의 디지털 비디오 신호 대역의 기울기는 RG-6, RG-11, RG-59, 및 RG-174 및 이들 케이블과 유사한 길이에 대해 도시된다. 도 28a는 RG-6, RG-11, RG-59, 및 RG-174 케이블 유형에 대한 통과대역 디지털 비디오 신호에서의 기울기 대 3.58MHz에서의 손실을 도시한다. 도 28b는 6MHz에서의 손실을 도시한다. 3.58MHz 및 6MHz에서의 손실은 주어진 기울기에 대해 4개의 케이블 유형에 대해 대략 동일하다. 도 29a는 RG-6, RG-11, RG-59, 및 RG-174 케이블 유형에 대한 통과대역 디지털 비디오 신호에서의 기울기 대 3.58MHz에서의 손실을 도시한다. 도 29b는 6MHz에서의 손실을 도시한다. 3.58MHz 및 6MHz에서의 손실은 주어진 기울기에 대해 4개의 케이블 유형에 대해 대략 동일함이 관측될 것이다.After estimating the passband slope for the digital video signal, a suitable baseband analog filter may be selected from one of M different filters. The estimated passband slope of the digital video signal band will represent the severity of the slope of the baseband CVBS signal, which can be approximately corrected with an analog filter. In FIG. 28A, the slopes of the digital video signal bands of 13.31 MHz and 18.65 MHz are shown for RG-6, RG-11, RG-59, and RG-174 and similar lengths with these cables. FIG. 28A shows the slope versus loss at 3.58 MHz in a passband digital video signal for RG-6, RG-11, RG-59, and RG-174 cable types. 28B shows the loss at 6 MHz. The losses at 3.58 MHz and 6 MHz are approximately the same for the four cable types for a given slope. 29A shows the slope versus loss at 3.58 MHz in a passband digital video signal for RG-6, RG-11, RG-59, and RG-174 cable types. 29B shows the loss at 6 MHz. It will be observed that the losses at 3.58 MHz and 6 MHz are approximately the same for the four cable types for a given slope.

추정된 통과대역 기울기가 케이블의 주파수 응답에 관한 유일한 이용가능한 정보이기 때문에, 이상적인 시나리오는, 기저대역 (CVBS 신호 대역)에서의 케이블의 주파수 응답이 케이블 유형 또는 길이에 관계없이 공지된 방법으로 통과대역 디지털 신호의 기울기에 관련된다는 것이다. 도 28b, 29a, 및 29b는 DC, 3.58MHz, 및 6MHz에서의 주파수 응답의 이러한 상황을 확인한다. 예를 들어, 통과대역 디지털 비디오 신호의 1.5dB 의 기울기에서, DC에서의 손실, 컬러 반송파 (3.58MHz)에서의 손실, 및 6MHz에서의 손실은 모든 4 개의 케이블에 대해 각각 대략 0.68dB, 4.1dB, 및 5.3dB이다. 그 결과, 통과대역 기울기의 1.5dB가 RG-174의 275ft., RG-59의 750ft., RG-9의 825ft., 또는 RG-11의 1825ft.로부터 유발되는지 여부에 관계없이, 동일한 아날로그 필터가 CVBS 신호의 기저대역 기울기를 언두할 수도 있다.Since the estimated passband slope is the only available information about the frequency response of the cable, the ideal scenario is that the frequency response of the cable in the baseband (CVBS signal band) is passband in a known manner regardless of cable type or length. Is related to the slope of the digital signal. 28B, 29A, and 29B confirm this situation of frequency response at DC, 3.58 MHz, and 6 MHz. For example, at a 1.5 dB slope of the passband digital video signal, the loss at DC, the loss at color carrier (3.58 MHz), and the loss at 6 MHz are approximately 0.68 dB and 4.1 dB for all four cables, respectively. , And 5.3 dB. As a result, regardless of whether 1.5 dB of passband slope is derived from 275 ft. Of RG-174, 750 ft. Of RG-59, 825 ft. Of RG-9, or 1825 ft. Of RG-11, the same analog filter The baseband slope of the CVBS signal may be undone.

M 개의 필터 세트로부터 적당한 아날로그 필터를 선택하는데 사용된 알고리즘의 일 예는 아래와 같다.An example of the algorithm used to select the appropriate analog filter from the M filter sets is shown below.

Figure pct00030
Figure pct00030

α0=1이고, αn의 다른 값은 1보다 작으며, 비트-이동된 부가 (bit-shifted addition)는 Rn을 계산하는데 충분하도록 선택된다. 따라서, 도 24a의 모니터측 QAM 복조기는 통상적으로 수정되어, 통과대역 QAM 복조기의 디지털 균등화기는 M개의 아날로그 CVBS 필터 응답 중 하나를 선택하는 신호를 제공한다. 도 24b는 전술한 알고리즘에 따라 동작하는 디지털 균등화기로부터의 아날로그 필터 선택 출력을 갖는 모니터측 QAM 복조기의 수정된 부분을 도시한다. 도 30은 CVBS 아날로그 균등화기 (302)에 필터 선택 신호 (305)를 제공하는 QAM 복조기 (304) 내의 디지털 균등화기를 갖는 전체 모니터측 모뎀을 도시한다. α 0 = 1, the other value of α n is less than 1, and the bit-shifted addition is chosen to be sufficient to calculate R n . Thus, the monitor-side QAM demodulator of FIG. 24A is typically modified such that the digital equalizer of the passband QAM demodulator provides a signal that selects one of the M analog CVBS filter responses. FIG. 24B shows a modified portion of the monitor side QAM demodulator with analog filter selection output from a digital equalizer operating according to the algorithm described above. 30 shows a full monitor side modem with a digital equalizer in QAM demodulator 304 that provides filter selection signal 305 to CVBS analog equalizer 302.

기저대역 CVBS 신호를 균등화하는데 적합한 아날로그 활성 필터의 예가 도 31에 도시된다. 이 예에서, M=3이여서, 4개의 가능한 필터링 선택이 존재한다. 바람직한 필터 응답은 스위치 모듈 (310)에 접속된 각각의 RC 쌍에 차례로 접지하는 스위치 모듈 (310)의 M+1 개의 스위치 중 하나를 닫음으로써 선택된다. 가능한 필터 응답은 도 32에 도시된다.An example of an analog active filter suitable for equalizing the baseband CVBS signal is shown in FIG. 31. In this example, M = 3, so there are four possible filtering choices. The preferred filter response is selected by closing one of the M + 1 switches of the switch module 310 that in turn grounds each RC pair connected to the switch module 310. Possible filter responses are shown in FIG. 32.

당업자는 본 발명이 다른 통과대역 변조를 사용하는 디지털 통신 시스템 및 포워드 에러 정정 방법에 적용됨을 이해할 것이다. 또한, 당업자는 통과대역 디지털 균등화기 탭 가중 벡터 g[n]의 FFT의 2개 이상의 포인트가 CVBS 신호에 대한 아날로그 필터를 선택하는데 사용될 수도 있으며, G1[k] 및 G2[k]의 값이 균등화 처리의 일부로서 이미 계산된 주파수 도메인 균등화기를 포함하여 통과대역 신호에 대한 다른 유형의 디지털 균등화기 설계가 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 또한, RLS 와 같이, LMS 이외의 공지된 균등화기 탭 가중 계상 방법이 사용될 수도 있다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention applies to digital communication systems and forward error correction methods that use other passband modulation. One skilled in the art can also use two or more points of the FFT of the passband digital equalizer tap weighting vector g [n] to select an analog filter for the CVBS signal, with values of G 1 [k] and G 2 [k]. It will be appreciated that as part of this equalization process, other types of digital equalizer designs for passband signals can be used, including frequency domain equalizers that have already been calculated. Also, such as RLS, known equalizer tap weighted phase imaging methods other than LMS may be used.

특정 실시예에서, 선택가능한 응답을 갖는 CVBS 아날로그 필터는 전술한 형태 이외의 형태를 취할 수도 있다. 또한, CVBS 신호에 대한 균등화기는 CVBS가 균등화 이전에 샘플링 및 디지털화되는 디지털 필터의 형태를 취할 수도 있다. 이 경우, 디지털 필터의 탭 가중치는 M 개의 아날로그 필터 응답 중 하나를 선택하기 위해 설명된 동일한 알고리즘에 따라 소정의 M개의 가중 벡터 세트로부터 선택된다.In certain embodiments, the CVBS analog filter with the selectable response may take a form other than the form described above. The equalizer for the CVBS signal may also take the form of a digital filter where the CVBS is sampled and digitized prior to equalization. In this case, the tap weight of the digital filter is selected from a predetermined set of M weighted vectors according to the same algorithm described for selecting one of the M analog filter responses.

디지털 통신 시스템에서의 In digital communication systems 프레임화Framing

통상적으로 디지털 데이터는 몇몇 종류의 프레임 구조를 가져서, 데이터는 균일한 크기의 비트 또는 바이트 그룹으로 조직화된다. 블록 기반 포워드 에러 정정 (FEC)을 사용하는 시스템은 에러 정정 코드 워드 사이즈 주변에서 조직화된 프레임을 가진다. 또한, 시스템이 임펄스 잡음과 싸우는 인터리빙을 사용하는 경우, 프레임 구조는 마음속의 인터리버 파라미터로 배열될 것이다. 시스템이 플랫 (flat) 스펙트럼을 획득하기 위해 데이터 랜덤화를 사용하는 경우, 사용된 의사-랜덤 시퀀스 (pseudo-random sequence)가 각각의 프레임의 시작에서 재시작하는 프레임 구조에 동기화될 수도 있다. Typically, digital data has some kind of frame structure, so that the data is organized into groups of bits or bytes of uniform size. Systems using block based forward error correction (FEC) have frames organized around the error correction code word size. Also, if the system uses interleaving to combat impulse noise, the frame structure will be arranged with interleaver parameters in mind. If the system uses data randomization to obtain a flat spectrum, the pseudo-random sequence used may be synchronized to the frame structure restarting at the beginning of each frame.

RF 디지털 통신 시스템에 대해, 통상적으로 수신기는 우선 반송파 및 심볼 플럭 동기화 및 균등화를 획득해야 한다. 그 후, 수신기는 전성된 데이터를 복구할 수 있다. 그러나 인가되는 데이터 스트림을 이해하기 위해서는, 수신기는 프레임 구조에 동기화하여야 한다. 즉, 수신기는 에러 정정 코드 워드가 어디서 시작하고 종료하는지 알아야 한다. 또한, 전송기의 인터리버 동작에 정합하기 위해 역인터리버와 같은 수신기 모듈을 동기화하여, 결과적인 역인터리빙된 비트 또는 바이트가 정확히 순서화되어야 하며, 역랜덤화기는 스펙트럼을 평탄화하기 위해 송신기에서 사용된 의사-랜덤 시퀀스의 시작 포인트에 정합한다. For RF digital communication systems, a receiver typically must first obtain carrier and symbol block synchronization and equalization. The receiver can then recover the matured data. However, in order to understand the applied data stream, the receiver must synchronize to the frame structure. That is, the receiver must know where the error correction code word starts and ends. In addition, the receiver module, such as a deinterleaver, is synchronized to match the interleaver operation of the transmitter so that the resulting deinterleaved bits or bytes must be correctly ordered, and the derandomizer is a pseudo-random used at the transmitter to smooth the spectrum. Matches the starting point of the sequence.

종래의 시스템은 종종 프레임의 시작과 종료에 고정된 길이의 공지된 패턴의 심볼을 첨부함으로써 수신기 프레임 동기화를 제공한다. 이 동일한 패턴은 매 프레임마다 반복되며, 선호할만한 자동-상관 특성을 갖는 2-레벨 (즉, 이진) 의사-랜덤 시퀀스로 구성된다. 이는 시퀀스의 자동-상관이 0 오프셋에서 큰 값을 산출하는 동안, 오프셋이 0이 아닌 경우, 상관값 (사이드 로브 (side-lobe))는 상당히 작음을 의미한다. 또한, 랜덤 심볼을 갖는 이 프레임 동기 시퀀스에 대한 상관은 작은 값을 산출할 것이다. 따라서, 수신기가 저장된 프레임 동기 패턴 버전으로, 인가되는 심볼들의 상관을 실행하는 경우, 각각의 프레임의 정확한 시작에서만 큰 값으르 산출할 것이다. 그 후, 수신기는 각각의 프레임의 시작 포인트를 용이하게 결정할 수 있다. Conventional systems often provide receiver frame synchronization by appending symbols of a known pattern of fixed length to the beginning and end of the frame. This same pattern repeats every frame and consists of a two-level (ie binary) pseudo-random sequence with preferred auto-correlation characteristics. This means that while the auto-correlation of the sequence yields a large value at zero offset, the correlation value (side-lobe) is quite small if the offset is not zero. Also, the correlation for this frame sync sequence with random symbols will yield a small value. Thus, if the receiver performs correlation of the applied symbols with the stored frame sync pattern version, it will yield a large value only at the exact beginning of each frame. The receiver can then easily determine the starting point of each frame.

프레임 구조의 예Example of frame structure

도 9를 참조시, 1996년에 채택된 ATSC 디지털 텔레비전 (DTV) 지상 전송 표준은 데이터가 프레임으로 전송되는 시스템을 제공한다. 프레임 (90)은 313 개의 세그멘트를 포함하고, 각각의 세그멘트는 832개의 심볼을 포함하여, 프레임당 총 260,416개의 심볼이 포함된다. 각 세그멘트의 최초 4개의 심볼은 시퀀스 [+5, -5, -5, +5]를 포함하는 세그멘트 동기 심볼 (92)이다. 각각의 프레임의 최초 세그멘트는 312개의 데이터 세그멘트 (96, 98)를 갖는 프레임 동기 세그멘트 (94)이다. 도 10을 참조하면, 프레임 동기 세그멘트 (94)는 세그멘트 동기 (100), 511개의 심볼 의사-랜덤 잡음 (PN511) 시퀀스 (101), 63개의 심볼 의사-랜덤 잡음 (PN63) 시퀀스 (102), 제 2 PN63 시퀀스 (203), 및 제 3 PN63 시퀀스 (104)를 가진다. 이는 모드가 8개의 VSB 임을 나타내는 24개의 모드 심볼 (105)에 의해 후속된다. 프리-코드 (Pre-code) 심볼 (107) 및 예약 심볼 (106)은 프레임 동기 세그멘트 (94)를 완성한다. 세그멘트 동기 (100) 및 PN511 (101) 심볼은 수신기에 공지되어 있으며, 상관 방법을 통해 프레임 동기화를 획득하는데 사용될 수도 있다. 전술한 모든 심볼은 세트 {+5, -5}로부터 온다. 이 세그멘트의 최종 12개의 심볼 세트 {-7 -5 -3 -1 +1 +3 +5 +7}로부터이며, 선행하는 데이터 필드의 최종 12개의 심볼의 복사본이다. 이들은 프리코드 (precode) 심볼 (본 명세서에서는 논의하지 않음)로 지칭된다.Referring to FIG. 9, the ATSC Digital Television (DTV) Terrestrial Transmission Standard, adopted in 1996, provides a system in which data is transmitted in frames. Frame 90 includes 313 segments, each segment including 832 symbols, for a total of 260,416 symbols per frame. The first four symbols of each segment are segment sync symbols 92 that contain the sequence [+5, -5, -5, +5]. The initial segment of each frame is frame sync segment 94 with 312 data segments 96 and 98. Referring to FIG. 10, frame sync segment 94 comprises segment sync 100, 511 symbol pseudo-random noise (PN511) sequence 101, 63 symbol pseudo-random noise (PN63) sequence 102, Two PN63 sequences 203, and a third PN63 sequence 104. This is followed by 24 mode symbols 105 indicating that the mode is 8 VSBs. Pre-code symbol 107 and reserved symbol 106 complete frame sync segment 94. Segment sync 100 and PN511 101 symbols are known to the receiver and may be used to obtain frame synchronization through a correlation method. All the aforementioned symbols come from the set {+5, -5}. From the last 12 symbol sets {-7 -5 -3 -1 +1 +3 +5 +7} of this segment, it is a copy of the last 12 symbols of the preceding data field. These are referred to as precode symbols (not discussed herein).

또한, 도 11을 참조하면, 데이터 세그멘트로 지칭되는, 필드의 후속하는 312개의 세그멘트 각각에 대해, 4개의 세그멘트 동기 심볼 (30)에 후속하는 828개의 심볼 (32)은 한번에 2개의 비트를 취하여 이들을 3개의 비트로 격자 인코딩 (trellis encoding)한 후, 3개의 비트의 각각의 유닛을 세트 {-7 -5 -3 -1 +1 +3 +5 +7}로부터의 8 개의 레벨 심볼에 정합함으로써, 단일의 207 바이트 (1656 비트) 리드-솔로몬 (RS) 코드-워드로부터 생성된다. Referring also to FIG. 11, for each of the subsequent 312 segments of the field, referred to as data segments, the 828 symbols 32 following the four segment sync symbols 30 take two bits at a time and take them out. After trellis encoding to 3 bits, each unit of 3 bits is matched to 8 level symbols from the set {-7 -5 -3 -1 +1 +3 +5 +7} 207 bytes (1656 bits) of the Reed-Solomon (RS) code-word are generated.

디지털 통신 시스템에서 프레임화의 또 다른 예는 ISDB-T 시스템에서 나타난다. 단일-반송파 ATSC 시스템과는 달리, ISDB-T 는 직교 부호화 주파수 분할 다중 방식 {COFDM; coded orthogonal frequency division multiplexing}을 사용하는 다중-반송파 시스템이다. 예를 들어, ISDB-T에 대한 모드 1은 1,404개의 반송파를 사용한다. 프레임은 204개의 COFDM 심볼로 구성되며, 각각의 COFDM 심볼은 각각의 반송파에 대해 하나인, 1,404개의 독립적인 QAM 심볼의 조합으로 생각될 수 있다. 그 결과, 프레임은 204×1040=286,416 개의 QAM 심볼로 구성된다. 이 중에서, 254,592개는 데이터이며, 31,824개는 파일롯 정보 (프레임 동기화에 사용될 수 있음) 및 공지된 패턴으로 프레임을 통해 분산되는 모드 정보를 포함한다.Another example of framing in a digital communication system is shown in an ISDB-T system. Unlike single-carrier ATSC systems, ISDB-T is orthogonal coded frequency division multiplex {COFDM; coded orthogonal frequency division multiplexing}. For example, Mode 1 for ISDB-T uses 1,404 carriers. The frame consists of 204 COFDM symbols, where each COFDM symbol can be thought of as a combination of 1,404 independent QAM symbols, one for each carrier. As a result, the frame is composed of 204 x 1040 = 286,416 QAM symbols. Of these, 254,592 are data, and 31,824 contain pilot information (which can be used for frame synchronization) and mode information distributed through the frame in a known pattern.

이러한 프레임 구성의 간략화된 보기가 도 12에 도시된다. 파일롯 및 모드 정보가 공지된 패턴으로 프레임에 대해 분산됨을 알 수 있다. 이 시스템은 3개의 상이한 QAM 성좌도 -QPSK, 16 QAM, 및 64 QAM 을 사용하는 모드를 가진다. 또한, 이 시스템은 단일의 천공 모 코드 {punctured mother code} 에 기반하여 5개의 상이한 격자 코딩 레이트 {1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8}를 지원한다. 이 공지된 기술은 용이하게 조정되어 특정 코드 중 5개 모두를 디코딩할 수 있는 수신기에서 단일의 비터비 (Viterbi) 디코더를 구축하는데 상당히 경제적이다. A simplified view of this frame configuration is shown in FIG. 12. It can be seen that the pilot and mode information are distributed over the frame in a known pattern. This system has a mode that uses three different QAM constellations -QPSK, 16 QAM, and 64 QAM. The system also supports five different lattice coding rates {1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8} based on a single punctured mother code. This known technique is quite economical to build a single Viterbi decoder in a receiver that can be easily adjusted to decode all five of certain codes.

전송기에서의 격자 코딩 이전에, 데이터는 204 바이트 (1,632 개의 비트) 긴 RS 블록으로 형성된다. 프레임 당 COFDM 심볼의 수는 언제나 일정하며, 프레임 당 RS 블록의 수는 선택된 모드에 따라 변경되지만, 가장 중요한 것은 그 수는 언제나 정수라는 것이다. 이는 프레임 동기가 확립되었으며 격자 코드 레이트가 공지된 경우, 수신기에서 RS 블록 동기화를 용이하게 한다. 이것이 사실이 되도록, 격자 코딩 이전의 프레임당 데이터 비트의 수는 모든 모드에 대해 1.632개로 고르게 분배되어야 한다.Prior to grating coding at the transmitter, data is formed of 204 byte (1,632 bits) long RS blocks. The number of COFDM symbols per frame is always constant and the number of RS blocks per frame changes depending on the mode selected, but most importantly, the number is always an integer. This facilitates RS block synchronization at the receiver when frame synchronization is established and the lattice code rate is known. For this to be true, the number of data bits per frame before lattice coding should be evenly distributed to 1.632 for all modes.

표 1은 모든 모드 (QAM 성좌도 및 격자 코드 레이트의 조합) 에 대해 프레임 당 데이터 비트의 수를 나타낸다. 모든 경우에, 프레임 당 데이터 비트의 수는 1632개로 고르게 분배된다 (데이터 비트는 격자 코딩 이전의 비트를 의미함). Table 1 shows the number of data bits per frame for all modes (combination of QAM constellation and lattice code rate). In all cases, the number of data bits per frame is evenly divided into 1632 (data bits mean bits before lattice coding).

ISDB-T 에 대한 프레임당 데이터 비트Data bits per frame for ISDB-T 모드mode 데이터 비트/프레임 (격자 코딩 이전)Data Bits / Frames (Before Grid Coding) 격자 코딩 이후 비트/프레임Bit / frame after grid coding 1/21/2 2/32/3 3/43/4 5/65/6 7/87/8 QPSKQPSK 254592254592 336456336456 381888381888 424320424320 445536445536 509184509184 16 QAM16 QAM 509184509184 678912678912 763776763776 848640848640 891372891372 13183681318368 64 QAM64 QAM 763776763776 13183681318368 11456641145664 12729601272960 13366081336608 15275521527552

본 발명의 특정 실시예는 디지털 통신 시스템에서 사용된 변조 시스템에 대한 프레임 구조를 제공한다. 특히, 전술한 것들을 포함하여, 보안 시스템에서 사요될 수 있는 신호 시스템 및 방법이 제공된다. 컨벌루션 바이트 인터리버는 데이터의 프레임을 인터리빙하고, 인터리버는 프레임 구조로 동기화되며, 랜덤화기는 인터리빙된 데이터 프레임으로부터 랜덤화된 데이터 프레임을 생성하도록 구성된다. 일 예에서, 천공된 격자 코드 변조기는 랜덤화된 데이터 프레임으로부터 격자 코딩된 데이터 프레임을 생성하는 선택가능한 코드 레이트에서 동작된다. QAM 정합기는 격자 코딩된 데이터 프레임의 비트 그룹을 변조 심볼에 정합시켜 이에 의해 정합된 프레임을 제공하며, 동기화기는 정합된 프레임에 동기화 패킷을 부가한다. 천공된 격자 코드 변조기는 다양한 백색 잡음 조건 하에서 최적화된 네트 비트 레이트를 획득하기 위해 원하는 데로 바이패스 (bypass)될 수 있어, 이에 의해 시스템의 성능 최적화를 허가한다. Certain embodiments of the present invention provide a frame structure for a modulation system used in a digital communication system. In particular, signal systems and methods are provided that can be used in security systems, including those described above. The convolution byte interleaver interleaves a frame of data, the interleaver is synchronized to a frame structure, and the randomizer is configured to generate a randomized data frame from the interleaved data frame. In one example, the perforated lattice code modulator is operated at a selectable code rate that generates a lattice coded data frame from a randomized data frame. The QAM matcher matches a group of bits of the lattice coded data frame to a modulation symbol to provide a matched frame, and the synchronizer adds a synchronization packet to the matched frame. The perforated grating code modulator can be bypassed as desired to obtain an optimized net bit rate under various white noise conditions, thereby allowing for performance optimization of the system.

특정 실시예에서, 신규 프레임 구조가 단일의 반송파 통신 시스템에 제공된다. 0의 오프셋에서 프레임의 시작과 종단에서의 고정된 길이의 심볼의 공지된 패턴의 자동-상관은 큰 값을 산출하며, 오프셋이 0이 아닌 경우, 상관값 (사이드-로브 (side-lobe))는 상당히 작다. 그러나, 랜덤 심볼을 갖는 이 프레임 동기 시퀀스에 대한 상관은 작은 값을 산출한다. 따라서, 수신기가 각각의 프레임의 시작 포인트를 결정하게 하는 각각의 프레임의 정확한 시작에서 큰 값을 획득하기 위해, 수신기는 프레임 동기 패턴의 저장된 버전으로 인가되는 심볼의 상관을 수행할 수도 있다. 통신 시스템은 복수의 모드 중 임의의 모드에서 동작할 수 있으며, 심볼 성좌도, 격자 코드, 및 인터리브 패턴의 다양한 조합을 사용할 수도 있다. 수신기는 전송된 데이터를 성공적으로 복구하기 위해 모드를 인식하고 이해해야 한다. 이 목적을 위해, 부가적인 모드 심볼이 프레임 동기 패턴에 부가될 수 있다. 이들 모드 심볼은, 모드 심볼이 매 프레임마다 반복적으로 전송되기 때문에 상관 방법을 사용하여 신뢰성있게 수신될 수 있다. 블록 코드를 사용하여 모드 심볼을 인코딩함으로써 신뢰성 있는 수신이 더욱 견성해질 수 있다. In certain embodiments, a new frame structure is provided in a single carrier communication system. Auto-correlation of a known pattern of fixed length symbols at the beginning and end of a frame at an offset of zero yields a large value, and if the offset is not zero, the correlation value (side-lobe) Is quite small. However, the correlation for this frame sync sequence with random symbols yields a small value. Thus, to obtain a large value at the exact beginning of each frame that allows the receiver to determine the start point of each frame, the receiver may perform correlation of the symbols applied to the stored version of the frame sync pattern. The communication system may operate in any of a plurality of modes, and may use various combinations of symbol constellations, lattice codes, and interleaved patterns. The receiver must recognize and understand the mode in order to successfully recover the transmitted data. For this purpose, additional mode symbols may be added to the frame sync pattern. These mode symbols can be reliably received using the correlation method because the mode symbols are transmitted repeatedly every frame. Reliable reception can be made more robust by encoding the mode symbols using block codes.

본 발명의 특정 양태에 따른 프레임 구조는 ISDB-T 에서 사용된 것들과 유사한 천공된 격자 코딩 및 QAM 성좌도 조합을 사용한다. 프레임당 심볼의 수는 모드에 의존하는 가변 정수일 수 있으며, 프레임당 RS 패킷의 수는 모드에 관계없는 일정한 정수이다. 이 구조는 프레임당 RS 패킷의 수가 언제나 고정되기 때문에, 역랜덤화기 및 역인터리버와 같은 블록을 처리하는 수신기의 설계를 간단화한다. ISDB-T 와 같은 종래 시스템에서, 프레임당 심볼의 수는 일정하며, 프레임당 RS 패킷의 수는 모드에 의존한 가변 정수이다. 프레임은 본 발명의 특정 양태에 따라 구축된 전송기 구조의 도 13에서 도시된 예를 참조하여 설명될 것이다.The frame structure according to certain aspects of the present invention uses a perforated lattice coding and QAM constellation combination similar to those used in ISDB-T. The number of symbols per frame may be a variable integer that depends on the mode, and the number of RS packets per frame is a constant that is independent of the mode. This structure simplifies the design of the receiver to handle blocks such as derandomizers and deinterleavers since the number of RS packets per frame is always fixed. In conventional systems such as ISDB-T, the number of symbols per frame is constant, and the number of RS packets per frame is a variable integer depending on the mode. The frame will be described with reference to the example shown in FIG. 13 of a transmitter structure constructed in accordance with certain aspects of the present invention.

RS 인코더 (1300)는 바이트 데이터 (1301) 및 315개의 리드-솔로몬 패킷 (1322)의 각각의 그룹의 시작을 나타내는 외부적으로 생성된 프레임 동기 신호를 획득한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 각각의 패킷 (140)은 20개가 패리티 바이트 (142)인 207개의 바이트를 포함한다. 이들 315개의 리드-솔로몬 패킷은 65,205 바이트를 포함하는 포워드 에러 정정 ("FEC") 데이터 프레임 (1322)를 형성한다. RS encoder 1300 obtains an externally generated frame sync signal that indicates the beginning of each group of byte data 1301 and 315 Reed-Solomon packets 1322. As shown in FIG. 14, each packet 140 includes 207 bytes, 20 of which are parity bytes 142. These 315 Reed-Solomon packets form a forward error correction ("FEC") data frame 1322 comprising 65,205 bytes.

컨벌루션 바이트 인터리버 (1302)는 이하와 같다. 도 15는 전송된 신호에 영향을 미치는 임펄스 잡음과 싸우는 인터리버 (1302)의 동작 모드를 나타낸다. 경로 (156, 158)의 파라미터 B는 207로 설정되며, 경로 (152, 154, 156, 및 158)의 파라미터 M은 1로 설정된다. 프레임 동기 신호 (1303)는 입력 및 출력 정류자 (150 및 151)를 최상 위치 (1500)로 힘을 가하며, 그 결과 프레임 구조로 인터리빙을 동기화한다. 입력 및 출력 정류자 (150 및 151)는 바이트가 인터리버로 인가되고 상이한 바이트가 인터리버를 나오는 경우 하나의 위치 (1502)로 하강 이동한다. 정류자 (150 및 151)가 바닥 (1508)으로 도달하는 경우, 정류자 (150 및 151)는 다시 최상 (1500)으로 이동한다. B 평행 경로 (1506, 1508) 각각은 도 15에 도시된 길이를 갖는 이동 레지스터 (156 및 158)을 포함한다 (경로 (1506)는 (B-2)M의 길이를 가지며, 경로 (1508)는 (B-1)M의 길이를 가진다).The convolution byte interleaver 1302 is as follows. 15 illustrates an operating mode of the interleaver 1302 to combat impulse noise affecting the transmitted signal. Parameter B of paths 156, 158 is set to 207, and parameter M of paths 152, 154, 156, and 158 is set to one. The frame sync signal 1303 forces the input and output commutators 150 and 151 to the top position 1500, resulting in synchronizing interleaving with the frame structure. Input and output commutators 150 and 151 move down to one location 1502 when bytes are applied to the interleaver and different bytes exit the interleaver. When commutators 150 and 151 reach the bottom 1508, the commutators 150 and 151 move back to the top 1500. Each of the B parallel paths 1506 and 1508 includes shift registers 156 and 158 having the length shown in FIG. 15 (path 1506 has a length of (B-2) M and path 1508 is (B-1) has a length of M).

랜덤화기 (1306)는 매 프레임 동기 시간마다 PN (의사-랜덤 잡음)시퀀스 생성기를 재설정함에 의해 짧아지는 209-1길이의 PN 시퀀스를 갖는 FEC 데이터 프레임 (1324)의 65,205×8=521,640개의 비트 상에서 배타적 논리합 연산 (exclusive or operation)을 실행함으로써 FEC 데이터 프레임 (1324)의 65,205×8=521,640개의 비트상에서 동작함으로써 랜덤화된 FEC 데이터 프레임 (1328)을 생성한다. The randomizer 1306 is on 65,205 x 8 = 521,640 bits of an FEC data frame 1324 with a 209-1 length PN sequence shortened by resetting the PN (pseudo-random noise) sequence generator at every frame sync time. By performing an exclusive OR operation, a randomized FEC data frame 1328 is generated by operating on 65,205 x 8 = 521,640 bits of the FEC data frame 1324.

선택가능한 코드 레이트 천공된 격자 코딩된 변조 ("PTCM; punctured trellis coded modulation) 모듈 (1308)의 예가 도 16에 상세히 도시된다. PTCM (1308)은 당업자에게 공지된 방법을 사용한다. 방법은 64 개의 상태 1/2 레이트 코더로 시작하며 천공을 시작하여 5개의 상이한 코드 레이트 중 임의의 하나를 획득한다. 또한, 특정 실시예에서, PTCM (1308)은 완전히 바이패스 (코드 레이트=1)될 수 있다. 이는 시스템에 대한 백색 잡음 성능과 네트 비트 레이트 사이의 선택가능한 트레이드 오프를 허용한다. 유사한 격자 코딩 기술이 ISDB-T 및 DVB-T 시스템에서 사용된다. PTCM은 입력 (1328)에 제공되는 매 비트 마다의 출력에서 2개의 비트 (1332)를 생성한다. 그러나, 출력 비트들 (1332) 중 일부는 선택된 코드 레이트 및 대응하는 천공 패턴에 따라 폐기된다. QAM 정합기 (1313)는 코더 출력 (1332)로부터 2, 4, 또는 6개의 그룹으로 비트들을 취하여, 각각 QPSK, 16 QAM, 또는 64 QAM 심볼로 정합시킨다. 이러한 정합의 예는 도 17에 제공된다.An example of a selectable code rate punctured trellis coded modulation ("PTCM") module 1308 is shown in detail in Figure 16. PTCM 1308 uses methods known to those skilled in the art. Starting with a state 1/2 rate coder and starting puncturing to obtain any one of five different code rates In addition, in certain embodiments, PTCM 1308 may be fully bypassed (code rate = 1). This allows for a selectable tradeoff between white noise performance and net bit rate for the system Similar lattice coding techniques are used in ISDB-T and DVB-T systems PTCM is used for every bit provided at input 1328. Generate two bits 1332 at the output per step, but some of the output bits 1332 are discarded according to the selected code rate and corresponding puncturing pattern. The bits are taken into groups of 2, 4, or 6 from 1332 and matched to QPSK, 16 QAM, or 64 QAM symbols, respectively, An example of such a match is provided in FIG.

모듈 (1312)은 각각의 FEC 데이터 프레임 (1334)의 시작에 프레임-동기/모드 심볼 패킷 (모든 심볼은 QPSK임)을 부가한다. 도 18을 참조하면, 이 패킷의 제 1 부분 (180)은 127개의 심볼을 포함하며, 심볼에 대한 실수부 및 허수부 모두에 대한 식별 이진 PN 시퀀스를 포함한다. 다른 PN 시퀀스 길이가 가능하며, 실수부 및 허수부는 반대 부호를 가질 수 있다. 이 패킷의 제 2 부분 (182)은 전송 모드 - 선택된 QAM 성좌도 및 선택된 격자 코드 레이트를 나타내는 데이터를 포함한다. 이 모드 데이터는 수신기에서의 부가된 신뢰성을 위해 블럭 에러 정정 코드를 사용하여 인코딩될 수 있다. 사용될 수 있는 방법들은 BCH 코딩 및 다른 블록 코드를 포함한다. 일 예에서, 바이패스를 포함하는 6개의 가능한 격자 코드 레이트가 가능하다. 또한, 18개의 모드를 도출하는 3개의 성좌도가 가능하다. 따라서, 5개의 비트가 가능한 모드 선택 각각을 나타내는데 필요하다. 5개의 비트는 연장된 BCH 코드를 사용하여 16 비트 코드 워드로 인코딩될 수 있다. 각각의 QPSK 심볼은 2개의 비트를 포함하므로, 8개의 모드 심볼이 요구될 수 있다.Module 1312 adds a frame-sync / mode symbol packet (all symbols are QPSK) at the beginning of each FEC data frame 1334. Referring to FIG. 18, the first portion 180 of this packet includes 127 symbols and includes an identifying binary PN sequence for both real and imaginary parts for the symbol. Other PN sequence lengths are possible, with the real and imaginary parts having opposite signs. The second portion 182 of this packet contains data indicative of the transmission mode—selected QAM constellation diagram and selected grid code rate. This mode data can be encoded using a block error correction code for added reliability at the receiver. Methods that can be used include BCH coding and other block codes. In one example, six possible grating code rates are possible including bypass. In addition, three constellations are possible, yielding 18 modes. Thus, five bits are needed to represent each of the possible mode selections. Five bits may be encoded into a 16 bit code word using an extended BCH code. Since each QPSK symbol includes two bits, eight mode symbols may be required.

도 19는 통과대역 변조 ("PB Mod")에 제공된 프레임 구조 (1336) (도 13 참조)를 도시한다. 페이로드 (190)는 315개의 RS 패킷 (521,640 개의 비트)을 포함한다. 315개의 RS 패킷이 정합되는 QAM 심볼의 수는 모드 선택에 따라 변경될 수 있다. 그 후, PB Mod 모듈 (1314)은 당업자에게 공지된 임의의 적합한 방법을 사용하여 통과대역으로 기저대역 QAM 심볼을 변조한다. FIG. 19 illustrates a frame structure 1336 (see FIG. 13) provided for passband modulation (“PB Mod”). Payload 190 includes 315 RS packets (521,640 bits). The number of QAM symbols to which 315 RS packets are matched may change according to mode selection. The PB Mod module 1314 then modulates the baseband QAM symbols into the passband using any suitable method known to those skilled in the art.

본 발명의 특정 양태에 따른 프레임 구조는 종래 프레임의 특정 결점 및 실패를 유리하게 극복한다. 특히, 프레임 구조는 모든 모드에 대해 ;The frame structure according to certain aspects of the present invention advantageously overcomes certain drawbacks and failures of conventional frames. In particular, the frame structure is for all modes;

- 모드에 관계없이 프레임당 일정한 정수의 RS 패킷들, 및Constant integer RS packets per frame, regardless of mode, and

- 프레임당 QAM 심볼의 수는 모든 모드에 대해 가변 정수임.The number of QAM symbols per frame is a variable integer for all modes.

- 모든 모드에 대한 프레임당 천공 패턴 주기의 정수-Integer number of perforation pattern periods per frame for all modes

를 제공한다. FEC 데이터 프레임은 I×207개의 데이터 바이트를 정확히 가져야 하기 때문에, 프레임당 정수의 QAM 심볼을 제공하는 것은 사소한 성과이며, 여기서 I는 프레임당 고정된 정수의 RS 패킷을 가지기 위해 선택된 정수이다. 따라서, 격자 코딩 이전에 프레임당 데이터 비트의 수는 정수이어야 할 뿐만 아니라, 모든 모드에 대해 207×8=1656에 이해 균등하게 분배되어야 한다. 또한, QAM 심볼당 격자 코더 출력 비트의 수는 각각 QPSK, 16 QAM, 및 64 QAM에 대해 2, 4, 및 6개의 비트이다 (격자 코드 바이패스에 대해 코드 레이트 =1을 도시한 표 2 참조). 또한, 격자 코딩은 비트를 부가한다. 격자 코딩 이전의 심볼당 데이터 비트의 수는 표 2에 도시되며, 여기서 각각의 엔트리는 아래와 같이 계산된다.To provide. Since an FEC data frame must have exactly I x 207 data bytes, providing an integer QAM symbol per frame is a minor achievement, where I is an integer selected to have a fixed integer RS packet per frame. Thus, the number of data bits per frame before lattice coding must be an integer, as well as equally distributed to 207 x 8 = 1656 for all modes. In addition, the number of grid coder output bits per QAM symbol is 2, 4, and 6 bits for QPSK, 16 QAM, and 64 QAM, respectively (see Table 2 showing code rate = 1 for grid code bypass). . Lattice coding also adds bits. The number of data bits per symbol before lattice coding is shown in Table 2, where each entry is calculated as follows.

(최우측 열 엔트리- 코드 레이트)(Right column entry-code rate)

심볼당 데이터 비트 (정합된 QAM 심볼당 격자 코더로의 입력 비트들)Data bits per symbol (input bits to grid coder per matched QAM symbol) 성좌도Constellation 격자 코드 레이트Grid code rate 1/21/2 2/32/3 3/43/4 5/65/6 7/87/8 1One QPSKQPSK 1.001.00 4/34/3 1.501.50 5/35/3 1.751.75 2.002.00 16 QAM16 QAM 2.002.00 8/38/3 3.003.00 13/313/3 3.503.50 4.004.00 64 QAM64 QAM 3.003.00 4.004.00 4.504.50 5.005.00 5.255.25 6.006.00

심볼당 데이터 비트의 수는 단편적인 요구이며, 프레임 당 RS 패킷 사이즈 및 RS 패킷의 수는 정확히 선택된다. 프레임 당 315개의 패킷 및 207의 RS 패킷 사이즈로, 프레임당 진정수의 심볼이 획득된다. 표 3에 도시된 바와 같이, 각각의 엔트리는 아래와 같이 계산된다.The number of data bits per symbol is a fractional request, and the RS packet size per frame and the number of RS packets are correctly selected. With 315 packets per frame and RS packet size of 207, a true number of symbols per frame are obtained. As shown in Table 3, each entry is calculated as follows.

(프레임당 데이터 비트 수/심볼당 데이터 비트 수 = 521640/표2로부터의 엔트리)(Data bits per frame / data bits per symbol = 521640 / entry from Table 2)

프레임당 심볼Symbol per frame 성좌도Constellation 격자 코드 레이트Grid code rate 1/21/2 2/32/3 3/43/4 5/65/6 7/87/8 1One QPSKQPSK 521640521640 391230391230 347760347760 312984312984 298080298080 260820260820 16 QAM16 QAM 260820260820 195615195615 173880173880 156492156492 149040149040 130410130410 64 QAM64 QAM 173880173880 130410130410 115920115920 104328104328 9936099360 8694086940

이 프레임은 모든 모드에 대해 프레임당 진정수 (integral number)의 천공 패턴 (pp/프레임) 주기 존재하는 부가적인 이점을 제공한다. 천공된 격자 코딩된 데이터를 디코딩하기 위해, 수신기의 디코더는 어떻게 데이터로 천공 패턴이 정렬되는지를 알아야 한다. 모 코드 (mother code)의 출력에 인가된 비트 와이즈 (bit-wise) 천공 패턴은 도 16의 표의 두번째 열에 나타난다. 각각의 천공 패턴의 1들의 수는 천공 패턴 길이이다. 제안된 시스템에서, 천공 패턴은 언제나 FEC 데이터 프레임의 시작으로 라인업된다. 이는 수신기에서 프레임 동기의 사용을 허용하여, 비트 스트림으로 비터비 디코더에서 역-천공기를 적절히 정렬시킨다. 바람직한 정렬이 모든 모드에 대해 pp/프레임의 진정수를 도시하는 표 4에 나타난다. 심볼당 천공 패턴 ("pp/심볼") 엔트리는 아래와 같이 계산된다. This frame provides the added benefit of having an integral number of perforation pattern (pp / frame) periods for every mode. To decode the perforated lattice coded data, the receiver's decoder must know how the perforation pattern is aligned with the data. The bit-wise puncturing pattern applied to the output of the mother code is shown in the second column of the table of FIG. The number of ones in each puncture pattern is the puncture pattern length. In the proposed system, the puncturing pattern is always lined up with the beginning of the FEC data frame. This allows the use of frame synchronization at the receiver, which properly aligns the de-puncturer at the Viterbi decoder with the bit stream. Preferred alignment is shown in Table 4, which shows the true numbers of pp / frame for all modes. The per-symbol perforation pattern ("pp / symbol") entry is calculated as follows.

(pp/심볼당 격자 코더 출력의 #)(# of grid coder output per symbol / pp)

pp/프레임 엔트리는;pp / frame entry;

표3으로부터의 프레임당 심볼/(pp/심볼)Symbols per Frame from Table 3 / (pp / symbol)

프레임당 천공 패턴Perforation Pattern Per Frame 코드
레이트
code
Rate
pp
길이
pp
Length
QPSK
(2개의 비트/심볼)
QPSK
(2 beats / symbol)
16QAM
(4개의 비트/심볼)
16QAM
(4 beats / symbol)
pp/심볼pp / symbol pp/프레임pp / frame pp/심볼pp / symbol pp/프레임pp / frame pp/심볼pp / symbol pp/프레임pp / frame 1/21/2 22 1One 521640521640 22 521640521640 33 521640521640 2/32/3 33 2/32/3 260820260820 4/34/3 260820260820 22 260820260820 3/43/4 44 1/21/2 173880173880 1One 173880173880 3/23/2 173880173880 5/65/6 55 1/31/3 134328134328 2/32/3 134328134328 1One 134328134328 7/87/8 88 1/41/4 7452074520 1/21/2 7452074520 3/43/4 7452074520 1One NANA NANA NANA NANA NANA NANA NANA

동일한 원하는 결과를 얻기 위해 프레임당 패킷의 수 및 RS 패킷 사이즈의 다른 조합이 사용될 수 있다. 여기서 제공된 수는 오직 설명의 목적을 위해 개시된다.Other combinations of number of packets per frame and RS packet size can be used to achieve the same desired result. The numbers provided herein are disclosed for illustrative purposes only.

도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 특정 실시예는 본 발명의 특정 양태에 따라 구성된 프레임을 취급하도록 구성된 수신기를 제공한다. 모듈 (2000)은 통과대역 신호에서 전송된 데이터를 수신하여 기저대역 QAM 심볼로 전환한다. 모듈 (2000)에 의해 수행된 동작은 통상적으로 서브-모듈을 사용하여, 심볼 클럭 동기화, 균등화 (중간-심볼 간섭을 제거하기 위함), 및 반송파 복구를 포함할 수 있다. 따라서, 모듈 (2000)은 복구된 기저대역 QAM 심볼 (2001)을 출력하는 균등화기를 포함할 수도 있다. 기저대역 QAM 신호들 (2001)은 실수 방향 및 허수 방향 모두로 슬라이스하는 2-레벨 슬라이서 (2018)로 제공되어, 이에 의해 프레임-동기 모듈 (2020)에 제공되는 시퀀스

Figure pct00031
Figure pct00032
(2019)를 형성한다. 프레임 동기 모듈 (2000)은 이진 프레임-동기 PN 시퀀스의 저장된 복사본으로, 실수부 및 허수부 모두에 대해 별개로, 인가하는 슬라이스된 QAM 심볼 (2019)상에서 연속적인 상호-상관 (cross-correlation)동작을 수행한다. 저장된 복사본의 각각의 수는 -1 또는 +1의 값을 가진다. 이 동작은,As shown in FIG. 20, certain embodiments of the present invention provide a receiver configured to handle a frame constructed in accordance with certain aspects of the present invention. Module 2000 receives the data transmitted in the passband signal and converts it to a baseband QAM symbol. The operations performed by module 2000 may typically include symbol clock synchronization, equalization (to eliminate mid-symbol interference), and carrier recovery using a sub-module. Thus, module 2000 may include an equalizer that outputs the recovered baseband QAM symbol 2001. The baseband QAM signals 2001 are provided to a two-level slicer 2018 that slices in both real and imaginary directions, thereby providing a sequence to the frame-sync module 2020.
Figure pct00031
And
Figure pct00032
2020 is formed. The frame synchronization module 2000 is a stored copy of the binary frame-synchronous PN sequence, which is a continuous cross-correlation operation on the applying sliced QAM symbol 2019, separately for both real and imaginary parts. Do this. Each number of stored copies has a value of -1 or +1. This behavior is

에 의해 주어진다.Lt; / RTI >

여기서 s는 127개의 긴 프레임-동기 PN 시퀀스에 저장된 복사본이다. bR 또는 bI 의 최대 진폭은 FEC 데이터 프레임의 시작을 나타낸다. Where s is a copy stored in 127 long frame-sync PN sequences. The maximum amplitude of b R or b I indicates the beginning of the FEC data frame.

프레임 동기 시작 위치가 배치된 경우, 모드 비트 (성사도 및 격자 코드 레이트)를 포함하는 코드 워드들의 위치는 공지된다. 코드 워드는 예를 들어, BCH 디코더에 의하거나, 수신된 코드 워드를 모든 가능한 코드 워드와 상관시키고 최상의 결과값을 산출하는 코드 워드를 선택함으로써 신뢰성있게 디코딩될 수 있다. 이 정보가 반복적으로 전송되므로, 결과가 받아들여지기 전에 동일한 결과가 복수회 발생함을 요구함으로써 부가적인 신뢰성이 획득될 수 있다.When the frame sync start position is placed, the position of the code words including the mode bit (the degree of constellation and the lattice code rate) is known. The code word can be reliably decoded, for example, by a BCH decoder or by selecting a code word that correlates the received code word with all possible code words and yields the best result. Since this information is transmitted repeatedly, additional reliability can be obtained by requiring that the same result occur multiple times before the result is accepted.

이 도출된 프레임-동기 신호 (2021)는, 심볼이 소프트 역-정합기 (2006)에 공급되기 이전에, 어느 심볼이 "제거 프레임-동기/모드 심볼" 모듈 (2004)에서 제거될지를 나타내는데 사용된다. 일 예에서, 127 개의 프레임-동기 심볼 및 8개의 모드 심볼이 스트림으로부터 제거되어, RS 패킷에 대응하는 심볼만이 소프트 역-정합기 (2006)에 전달됨을 보장한다. 소프트 역-정합기 (2006)는 예를 들어, Akay 및 Tosato에 의해 설명된 알고리즘을 포함하는 당업계에 공지된 알고리즘을 사용하여 소프트 비트 매트릭스를 계산한다. 정확한 동작을 위해, 소프트 역-정합기 (2006)는 어느 천공 패턴 (어느 격자 코드)가 전송기에서 사용되었는지 및 수신된 비트를 갖는 패턴의 정렬을 알아야한다. 이 정보 (2021)는 전류 모드에 관계 없이, 천공 패턴이 정렬되는 반복 프레임 동기 신호를 제공하며 모드 정보를 디코딩하는 프레임-동기 모듈 (2020)에 의해 제공된다. 이들 소프트 비트 매트릭스는 당업계에 공지된 방법으로 동작하여 전송기의 PTCM 인코더로 입력되었던 비트의 추정치에 도달하는 비터비 디코더 (2008)에 공급된다. This derived frame-sync signal 2021 is used to indicate which symbols will be removed in the " removal frame-sync / mode symbol " module 2004 before the symbols are fed to the soft de-matcher 2006. do. In one example, 127 frame-sync symbols and eight mode symbols are removed from the stream to ensure that only the symbols corresponding to the RS packets are passed to the soft de-matcher 2006. Soft inverse-matcher (2006) calculates the soft bit matrix using algorithms known in the art, including, for example, the algorithm described by Akay and Tosato. For correct operation, the soft de-matcher 2006 needs to know which puncturing pattern (which grid code) was used at the transmitter and the alignment of the pattern with the received bits. This information 2021 is provided by the frame-synchronization module 2020 which provides a repeating frame synchronization signal in which the puncturing patterns are aligned and decodes the mode information, regardless of the current mode. These soft bit matrices are fed to a Viterbi decoder 2008 that operates in a manner known in the art to reach an estimate of the bits that have been input to the transmitter's PTCM encoder.

역-랜덤화기 (2013), 바이트 역-인터리버 (2014), 및 RS 디코더 (2016)는 모두 프레임-동기 신호 (2021)에 의해 동기화되고, 각각 바이트 데이터를 역-랜덤화, 역-인터리빙, 및 디코딩하여 전송기의 RS 인코더에 원래 인가되었던 데이터를 획득한다. The de-randomizer 2013, the byte de-interleaver 2014, and the RS decoder 2016 are all synchronized by the frame-synchronization signal 2021, and de-randomize, de-interleave, and byte data respectively. Decode to obtain the data originally applied to the RS encoder of the transmitter.

반송파 위상 오프셋 상관Carrier Phase Offset Correlation

본 발명의 특정 실시예는 반송파 위상 오프셋 정정 시스템 및 방법을 사용한다. 특정 실시예에서, 수신기는 직교 진폭 변조된 신호를 나타내는 균등화된 신호를 수신하여 균등화된 신호로부터 위상-보정된 신호를 도출하는 위상 오프셋 보정기, 균등화된 신호를 슬라이스하여 실수 시퀀스 및 허수 시퀀스를 획득하는 2-레벨 슬라이서, 실수 시퀀스 및 허수 시퀀스와 저장된 프레임-동기 의사-랜덤 시퀀스의 대응 부분과의 상관을 수행하는 프레임 동기화기, 및 프레임 동기화기에 의해 위상 오프셋 보정기로 제공된 위상 보정 신호를 포함한다. 위상 보정 신호 상관의 최대 실수값 및 허수값에 기반한다. 프레임 동기화기는 인가하는 슬라이스된 직교 진폭 변조된 심볼에 대해 연속적인 상호-상관을 수행한다. 연속적인 상호-상관은 이진 프레임-동기 의사-랜덤 잡음 시퀀스의 저장된 복사본으로 실수 시퀀스 및 허수 시퀀스에 대해 개별적으로 수행된다. Certain embodiments of the present invention employ carrier phase offset correction systems and methods. In a particular embodiment, the receiver receives an equalized signal representing a quadrature amplitude modulated signal to obtain a phase offset corrector that derives a phase-corrected signal from the equalized signal, slices the equalized signal to obtain a real sequence and an imaginary sequence. A two-level slicer, a real time sequence and an imaginary sequence and a frame synchronizer for performing correlation with the corresponding portion of the stored frame-synchronous pseudo-random sequence, and a phase correction signal provided to the phase offset corrector by the frame synchronizer. Based on the maximum real and imaginary values of the phase correction signal correlation. The frame synchronizer performs continuous cross-correlation for the applied sliced quadrature amplitude modulated symbols. Continuous cross-correlation is performed separately for real and imaginary sequences with stored copies of binary frame-synchronous pseudo-random noise sequences.

기저대역으로부터 From baseband 통과대역으로의To the passband 변조 Modulation

방송, 무선 LAN, 및 광역 이동 시스템을 포함하는 특정 무선 디지털 통신 시스템은 몇몇 형태의 QAM을 사용한다. QAM은 또한, 2개의 이중-측면-대역 억제된-반송파 변조된 파를 인에이블하여 동일한 채널 대역폭을 차지하게 하며, 각각의 파는 독립적인 메시지에 의해 변조되는 구형-반송파 다중화를 사용하는 북미 및 유럽 디지털 케이블 텔레비전 표준에서 모두 사용된다. 전술한 바와 같이, 도 23은 도 13의 예에서의 PB 모드 (mod) (1314)로서 작용할 수도 있는 단순한 QAM 변조기를 도시한다. 고립된 전송된 QAM 펄스는,Certain wireless digital communication systems, including broadcast, wireless LAN, and wide area mobile systems, use some form of QAM. QAM also enables two dual-side-band suppressed-carrier modulated waves to occupy the same channel bandwidth, with each wave using a square-carrier multiplexing modulated by an independent message. Used in all digital cable television standards. As noted above, FIG. 23 shows a simple QAM modulator that may serve as the PB mode 1314 in the example of FIG. 13. The isolated transmitted QAM pulse is

Figure pct00034
Figure pct00034

에 의해 주어진다. Lt; / RTI >

여기서, dR , m 및 dI ,m은 2개의 독립적인 스트림에 의해 결정되고, 복소 QAM 심볼 (예를 들어, 도 17 참조)의 실수부 및 허수부를 각각 나타내며, m=1...M 은 기수의 2차원 QAM 성좌도를 인덱스하며, 여기서 M은 변조 반송파 주파수이며, q(t)는 루트 레이즈드 코사인 펄스 함수이다.Where d R , m and d I , m are determined by two independent streams and represent the real and imaginary parts of a complex QAM symbol (see eg FIG. 17), respectively, m = 1 ... M Is the two-dimensional QAM constellation of the radix, where M is the modulated carrier frequency and q (t) is the root raised cosine pulse function.

연속적인 일련의 전송된 QAM 펄스 s(t)는 Fs=1/TS 의 레이트로 잡음 다중경로 채널을 통해 전달된다. 그 결과, QAM 수신기로의 입력에서의 수신 신호는

Figure pct00035
에 의해 주어지며, 여기서 *는 컨벌루션 (convolution)을 나타내며, c(t)는 채널 임펄스 응답이고, υ(t)는 부가적인 화이트 가우시안 잡음이다. 그 결과, A successive series of transmitted QAM pulses s (t) are propagated through the noise multipath channel at a rate of F s = 1 / T S. As a result, the received signal at the input to the QAM receiver
Figure pct00035
Is denoted by convolution, c (t) is the channel impulse response, and υ (t) is the additional white Gaussian noise. As a result,

Figure pct00036
Figure pct00036

이며, 여기서, d[n]은 복소 전송된 심볼이고, f0 및 θ0 은 각각 fL0=fc-f0 가 되도록, 전송기에 관하여 수신기 통과대역에서 기저대역으로의 복조기 로컬 발진기 의 주파수 및 위상 오프셋이다. Where d [n] is a complex transmitted symbol, and f 0 and θ 0 are the frequency of the demodulator local oscillator from the receiver passband to the baseband with respect to the transmitter such that f L0 = f c -f 0 , respectively. Phase offset.

통과대역에서In the passband 기저대역으로의 복조기 Demodulator to baseband

도 24a는 모니터측 통고대역에서 기저대역으로의 QAM 복조기 (222) (도 22)를 더욱 상세히 도시한다. 신호 r(t)는 동축 케이블로부터 수신될 수도 있으며, 예를 들어, 심볼 레이트보다 높은 레이트로 샘플링되어 (240 참조) 샘플링된 신호 r(nTsamp)를 유발한다. 아래의 샐플링 이후:FIG. 24A shows QAM demodulator 222 (FIG. 22) in more detail from monitor side notification band to baseband. Signal r (t) may be received from a coaxial cable, for example, sampled at a rate higher than the symbol rate (see 240) resulting in a sampled signal r (nT samp ). After sampling below:

Figure pct00037
Figure pct00037

그 후, 복조, 심볼 레이트 1/Ts 에서의 리샘플링, 및 정합된 필터링 이후, After demodulation, resampling at symbol rate 1 / Ts, and matched filtering,

Figure pct00038
Figure pct00038

여기서

Figure pct00039
는 샘플링된 복소 필터링된 잡음이다. 완전한 심볼 레이트 샘플 타이밍과 결합된, 펄스 형상화 및 정합된 필터링 q로 인해, 임의의
Figure pct00040
는 채널 임펄스 응답 c 만으로 인한 것임을 가정한다. 복조 이후, 완전한 균등화를 가정하는 경우, 균등화기 출력에서의 근처 기저대역 복소 시퀀스 z[k]는,here
Figure pct00039
Is sampled complex filtered noise. Pulse shaping and matched filtering q, combined with full symbol rate sample timing,
Figure pct00040
It is assumed that is due to the channel impulse response c only. After demodulation, assuming full equalization, the near baseband complex sequence z [k] at the equalizer output is

Figure pct00041
Figure pct00041

에 의해 획득된다.Is obtained by.

그 결과, 복구된 근처 기저대역 시퀀스는 위상 오프셋 θ0, 주파수 f0에서의 회전을 갖는 전송된 성좌도를 나타낸다. 전송된 dR 및 dI 를 신뢰성있게 복구하기 위해, 예를 들어, 위상 및 주파수 오프셋 복구 루프와 결합된 균등화기, 이차원 슬라이서의 사용은 성좌도를 회전시키는 주파수 오프셋 f0을 제거해야 하며, 수신기는 성좌도를 정적 회전 위치에 둘 수도 있는 나머지 정적 위상 오프셋 θ0을 제거해야 한다.As a result, the recovered near baseband sequence represents a transmitted constellation diagram with rotation at phase offset θ 0 , frequency f 0 . In order to reliably recover the transmitted d R and d I , for example, the use of an equalizer, a two-dimensional slicer, combined with a phase and frequency offset recovery loop, must remove the frequency offset f 0 , which rotates the constellation. The remaining static phase offset θ 0, which may have the constellation diagram in the static rotational position, must be removed.

위상/주파수 복구를 이해하기 위해, 기저대역에서의 QAM 성좌도가 이해되어야 한다. 도 33a의 간단한 예에서, QPSK로 공지된 QAM 변조는 4개의 심볼로 구성된다. 도시된 예에서, d[k]의 실수부 및 허수부는 각각 2개의 상이한 값 (±3과 같음)을 취할 수 있다. 복구된 d[k]상의 위상 오프셋 θ0의 효과는 복소 평면에서의 회전을 나타내는 도 33b에 도시된다. f0의 효과는 회전이 f0의 부호에 의존하여 시계반대 방향 또는 시계방향으로 시간에 따라 호전함을 인식함으로써 이해된다. In order to understand phase / frequency recovery, the QAM constellation diagram at baseband must be understood. In the simple example of FIG. 33A, a QAM modulation known as QPSK consists of four symbols. In the example shown, the real and imaginary parts of d [k] can each take two different values (such as ± 3). The effect of the phase offset θ 0 on the recovered d [k] is shown in FIG. 33B, indicating rotation in the complex plane. Effect of f 0 It is understood by recognizing the call ships with time in a counter-clockwise direction or counterclockwise direction by rotation depends on the sign of f 0.

균등화기 및 반송파 위상/주파수 루프Equalizer and Carrier Phase / Frequency Loop

도 34에서, 신호 x[k] (340)는 디지털 균등화기 및 반송파 위상/주파수 루프 (248) (예를 들어, 도 24a 참조)dp 의해 수신된다. 균등화기 (341) 컴포넌트는 통상적으로 선형 디지털 필터를 포함하며, LMS (least mean square)와 같은 공지되거나 소유된 방법을 사용하여, 균등화기 (341)는 균등화기 (341)의 출력 y[k]을 슬라이서 결정

Figure pct00042
의 위상 회전된 버전과 비교하여, 업데이트된 필터 탭 가중치 세트를 계산하는데 사용되는 에러 신호를 생성한다. 이 필터는 채널 임펄스 응답 c에 의해 유발된
Figure pct00043
를 제거한다.In FIG. 34, signal x [k] 340 is received by digital equalizer and carrier phase / frequency loop 248 (see, eg, FIG. 24A) dp. The equalizer 341 component typically includes a linear digital filter, and using known or proprietary methods such as least mean square (LMS), the equalizer 341 outputs the output y [k] of the equalizer 341. Slicer decision
Figure pct00042
Compare the phase rotated version of to generate an error signal that is used to calculate the updated set of filter tap weights. This filter is caused by the channel impulse response c
Figure pct00043
Remove it.

2-D 슬라이서 (342)는 z[k]의 실수부 및 허수부를 독립적으로 슬라이스하여, 원래 전송된 d[k]의 추정치인

Figure pct00044
를 출력한다. z[k] 및
Figure pct00045
모두 위상 에러 검출 모듈 (346)으로 인가하여
Figure pct00046
에 의해 주어진 위상 에러 신호를 형성한다. 적분-비례 ("IP") 필터 (345)는 도 35의 필터 또는 당업자에 공지된 임의의 균등물을 포함할 수 있다. IP 필터 (345)는 루프가 이상 및 주파수 오프셋을 보정하도록 승인한다. IP 필터 (345)의 출력은 θ0 및 f0 모두를 보정하는 복수 위상/주파수 보정 성분
Figure pct00047
을 출력하는 복소 전압 제어된 발진기 (VCO) (344)에 공급된다. 또한, VCO (344)는 슬라이스 출력
Figure pct00048
을 "보정하지 않는"
Figure pct00049
를 출력하여,
Figure pct00050
는 균등화기 탭 업데이트에 대한 에러 신호를 도출하는데 사용될 수 있다.The 2-D slicer 342 slices the real and imaginary parts of z [k] independently, which is an estimate of d [k] originally transmitted.
Figure pct00044
. z [k] and
Figure pct00045
Are all applied to the phase error detection module 346
Figure pct00046
Form the phase error signal given by Integral-proportional (“IP”) filter 345 may include the filter of FIG. 35 or any equivalent known to those skilled in the art. IP filter 345 authorizes the loop to correct for anomalies and frequency offsets. The output of the IP filter 345 is a multiple phase / frequency correction component that corrects both θ 0 and f 0.
Figure pct00047
Is supplied to a complex voltage controlled oscillator (VCO) 344 that outputs the output. In addition, the VCO 344 outputs slices
Figure pct00048
"Do not calibrate"
Figure pct00049
By printing
Figure pct00050
Can be used to derive the error signal for the equalizer tap update.

이러한 접근은 균등화기가 θ0 및 f0 모두를 포함하는 x[k]상에서 동작하기 때문에 나타난다. This approach appears because the equalizer operates on x [k] which contains both θ 0 and f 0 .

특정 실시예에서, 복소 지수 룩업 테이블 (LUT; look-up table)에 공급되는 일 적분기의 지연으로 인해 이산 형태의 VCO (344)를 구현함으로써 효율성이 획득될 수 있다. 그러나, θ0에 대한 최종 보정은, 복구된 위상이 정확하거나 (오프셋=0), π/2, 오프셋 π, 또는 오프셋 3π/4를 가질 수 있음을 의미하는 모호한 π/2를 가질 수 있다. 이들 결과는 도 35, 및 도 37에 나타나며, 실제 전송된 심볼은 도 36에 도시되며, 각각의 오프셋을 갖는 가능한 복구된 심볼은 도 37a 및 37d에 도시된다. 통상적으로, 2-D 슬라이서 (342)는 가장 근접한 이웃 동작을 실행하기 때문에, 수신기는 4개의 가능한 심볼 중 어느 것이 실제로 전송되었는지 알 수 없다. 도 38은 도시된 바와 같이 전송된 심볼 a가 θ0로 균등화기 입력에서

Figure pct00051
로서 수신된다. 따라서, 위상 복구 루프는 신호를 회전시켜 θ0를 보상함으로써,
Figure pct00052
은 a로 라인업된다. 그러나, 2-D 슬라이서 (162)의 결정은, b가
Figure pct00053
에 더 근접하기 때문에 보정 심볼은 b라는 것이 될 것이다. 이는 위상 복구 루프가, 성좌도를 회전시켜
Figure pct00054
가 b로 라인업되는 방법으로 수렴하게 할 수 있다. 이 경우 최종 위상은 있어야 할 곳으로부터 오프셋 -π/2 이다. In certain embodiments, efficiency may be obtained by implementing discrete form of VCO 344 due to the delay of one integrator that is fed to a complex exponential look-up table (LUT). However, the final correction for θ 0 may have an ambiguous π / 2 meaning that the recovered phase is accurate (offset = 0), or may have π / 2, offset π, or offset 3π / 4. These results are shown in FIGS. 35 and 37, where the actual transmitted symbols are shown in FIG. 36, and possible recovered symbols with respective offsets are shown in FIGS. 37A and 37D. Typically, since 2-D slicer 342 performs the closest neighbor operation, the receiver may not know which of the four possible symbols were actually transmitted. 38 shows at the equalizer input that transmitted symbol a is θ 0 as shown.
Figure pct00051
Is received as. Thus, the phase recovery loop rotates the signal to compensate for θ 0 ,
Figure pct00052
Is lineup with a. However, the determination of the 2-D slicer 162 is that b is
Figure pct00053
Since it is closer to, the correction symbol will be b. This is because the phase recovery loop rotates the constellation
Figure pct00054
Can be converged by b lineup to b. In this case the final phase is the offset -π / 2 from where it should be.

본 발명의 특정 실시예는 현재 개시된 실시예의 일부에서 사용된 천공된 격자 코드 군을 포함하여, 격자 코딩된 시스템에서의 이러한 문제를 제거하거나 및/또는 최소화하는 방법을 제공한다. 전술한 바와 같이, 균등화기의 출력은, 프레임-동기 모듈 (2020) (도 20 참조)에 공급되는 시퀀스

Figure pct00055
를 형성하는 2-D 레벨 슬라이서 (342)에 의해 실수 방향 및 허수 방향 모두로 슬라이스된다. 프레임 동기 모듈 (2020)은 이진 프레임-동기 PN 시퀀스의 저장된 복사본으로, 실수부 및 허수부 모두에 대해 개별적으로, 인가되는 슬라이스된 QAM 심볼상에서 연속적인 상호-상관 동작을 수행한다. 저장된 복사본의 각각의 멤버는 -1 또는 +1의 값을 가진다. 이 동작은 구체화될 수도 있어 결과는,Certain embodiments of the present invention provide a method for eliminating and / or minimizing this problem in a grid coded system, including the group of perforated grid codes used in some of the presently disclosed embodiments. As described above, the output of the equalizer is a sequence supplied to the frame-synchronization module 2020 (see FIG. 20).
Figure pct00055
And Sliced in both real and imaginary directions by a 2-D level slicer 342 which forms. The frame synchronization module 2020 is a stored copy of the binary frame-sync PN sequence that performs successive cross-correlation operations on the applied sliced QAM symbols separately for both real and imaginary parts. Each member of the saved copy has a value of -1 or +1. This behavior may be specified so that the result is

Figure pct00057
Figure pct00057

이다.to be.

여기서, s는 127개의 긴 프레임-동기 PN 시퀀스의 저장된 복사본이다. bR 또는 bI의 최대 진폭은 FEC 데이터 프레임의 시작을 나타낸다. Where s is a stored copy of 127 long frame-sync PN sequences. The maximum amplitude of b R or b I indicates the beginning of the FEC data frame.

최대 bR의 부호Sign of max b R 최대 bI의 부호Sign of max b I 필요한 위상 보정Required phase correction ++ ++ 00 -- ++ +π/2+ π / 2 -- -- + π ++ -- -π/2-π / 2

프레임 동기 심볼에 대해, 실수부 및 허수부는 동일한 부호를 가지며 실수부 및 허수부의 성좌도는 도 39에 도시된다. 그 결과, 최대 진폭 bR 또는 bI의 부호는 모두 0의 회전에 대해 포지티브이다. π의 회전에 대해, bR 및 bI은 모두 네거티브이며, π/2의 회전에 대해, 최대 진폭 bR은 포지티브이며, 최대 진폭 bI은 네거티브이다. 이는 상기 표 5에서 요약된다. 그 결과, 최대 진폭 bR 및 bI의 각각의 부호는 조합하여, 최종 위상 오프셋이 수렴하는 복소 평면의 사분면을 나타낸다. 이는 도 20에 도시되는 바와 같이 신호에 적용될 부가적인 위상 보정을 허용한다. 최대 bR 및 bI의 부호는 상관 기반 프레임-동기 모듈로부터 위상 오프셋 보정기로 전송된다. LUT 동작 (404)가 예로서 도시되는 위상 오프셋 보정기 모듈의 동작이 도 40에 도시된다.

Figure pct00058
가 주어지는 경우, 이 동작은, For the frame sync symbol, the real part and the imaginary part have the same sign, and the constellation diagram of the real part and the imaginary part is shown in FIG. As a result, the sign of the maximum amplitude b R or b I are all positive for zero rotation. For rotation of π, both b R and b I are negative, for rotation of π / 2, the maximum amplitude b R is positive and the maximum amplitude b I is negative. This is summarized in Table 5 above. As a result, each sign of the maximum amplitudes b R and b I combine to represent the quadrant of the complex plane where the final phase offset converges. This allows for additional phase correction to be applied to the signal as shown in FIG. The sign of at most b R and b I is transmitted from the correlation based frame-sync module to the phase offset corrector. The operation of the phase offset corrector module, in which the LUT operation 404 is shown as an example, is shown in FIG. 40.
Figure pct00058
If is given, this behavior is

1. φ=+θ에 대해

Figure pct00059
1. About φ = + θ
Figure pct00059

2. φ=+π/2에 대해

Figure pct00060
2. About φ = + π / 2
Figure pct00060

3. φ=-π/2에 대해

Figure pct00061
3. About φ = -π / 2
Figure pct00061

로서, 실행될 수 있다.Can be executed.

도 40은 본 발명의 특정 양태에 따라 상관의 최대 실수값 및 허수값의 부호로 LUT를 인덱싱함으로써, 위상-보정된 신호를 도출하는 위상 오프셋 보정기의 블록도 표현이다. 40 is a block diagram representation of a phase offset corrector that derives a phase-corrected signal by indexing the LUT with the sign of the largest real and imaginary values of the correlation in accordance with certain aspects of the present invention.

다중-multiple- 모드mode QAMQAM 성좌도 검출 Constellation degree detection

특정 실시예는 가능한 수신된 QAM 성좌도 세트로부터 미공지 QAM 성좌도를 결정하는 시스템 및 방법을 제공한다. 일 방법은 중간-심볼-간섭 (ISI; inter-symbol-interference)이 수정된 상수 계수 알고리즘 (CMA; constant modulus algorithm) 균등화기로 최소화된 이후지만, 반송파 주파수 및 위상이 완전히 복구되기 이전에 신호의 전력의 히스토그램을 사용한다. 그 후, 미공지 성좌도는 히스토그램으로부터 결정된다. 균등화 프로세서는 미공지 성좌도에 기반하여

Figure pct00062
를 최소화하기 위해 표준 CMA 로 재시작한다. 균등화기 출력은 정확하게 스케일링될 수 있으며, 이 단계 이후 감소된 성좌도 반송파 복구 (RCCR; reduced constellation carrier recovery) 및 반송파 복구에 대한 결정이 수행되어, 결합된 균등화기 반송파 주파수/위상 루프에 의해 반송파 주파수 및 위상을 복구한다. 미공지 QAM 성좌도를 결정하는 또 다른 방법에서, 균등화기는 초기에, 수정된 CMA 를 사용하여
Figure pct00063
를 최소화한다. 균등화기 출력이 프로세스 주 이 포인트에서 정확히 스케일링되지 않을 수도 있지만, 균등화기 반송파 주파수/위상 루프는 성좌도를 알지 못하면서 RCCR을 사용하여 반송파 주파수 및 위상을 복구한다. 복구된 위상은 잡음일 수 있다. 수신기는 QAM 성좌도가 전송되고 있는 신호 프레임에 내장된 정보를 판독할 수도 있다. 그 후 균등화기 동작은 미공지 성좌도에 기반하여 표준 CMA로 재시작하며, 반송파 복구에 대한 RCCR 및 결정이 후속한다. Certain embodiments provide a system and method for determining an unknown QAM constellation from a set of possible received QAM constellations. One method is the power of a signal after intermediate-symbol-interference (ISI) is minimized with a modified constant modulus algorithm (CMA) equalizer, but before the carrier frequency and phase are fully recovered. Use a histogram. The unknown constellations are then determined from the histogram. The equalization processor is based on the unknown constellation
Figure pct00062
Restart to standard CMA to minimize this. The equalizer output can be scaled accurately, and after this step, decisions about reduced constellation carrier recovery (RCCR) and carrier recovery are performed, so that the carrier frequency and phase are combined by the combined equalizer carrier frequency / phase loop. Restore the phase. In another method of determining the unknown QAM constellation, the equalizer initially uses a modified CMA
Figure pct00063
Minimize. Although the equalizer output may not be scaled exactly at this point in the process note, the equalizer carrier frequency / phase loop uses the RCCR to recover carrier frequency and phase without knowing the constellation. The recovered phase may be noise. The receiver may read information embedded in the signal frame in which the QAM constellation is being transmitted. The equalizer operation then restarts with a standard CMA based on the unknown constellation diagram, followed by RCCR and decision on carrier recovery.

본 발명의 특정 실시예는 전술한 ISDB-T에서 사용된 것과 유사한 천공된 격자 코딩 및 QAM 성좌도 조합을 사용한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 성좌도는 변조 방법에 있어서 가능한 심볼의 복소 평면에서의 정합을 의미하는 것으로 이해된다. 프레임당 심볼의 수는 모드에 의존하는 가변 정수이며, 프레임당 RS 패킷의 수는 모드에 관계없는 일정한 정수이다. 이 구성은 위에서 더욱 상세히 설명하였고 수신기의 설계를 간단화한다.Certain embodiments of the invention use perforated lattice coding and QAM constellation combinations similar to those used in the ISDB-T described above. As used herein, constellation degrees are understood to mean matching in the complex plane of possible symbols for the modulation method. The number of symbols per frame is a variable constant that depends on the mode, and the number of RS packets per frame is a constant that is independent of the mode. This configuration has been described in more detail above and simplifies the design of the receiver.

도 20을 다시 참조하면, 프레임 동기 모듈 (2020)은 인가하는 프레임-동기 PN 시퀀스의 저장된 복사본으로, 실수부 및 허수부 모두에 대해 개별적으로, 인가하는 슬라이스된 QAM 심볼 (1219)상에서 연속적인 상호-상관 동작을 수행한다. 저장된 복사본의 각각의 멤버는 -1 또는 +1의 값을 가진다. 수학식 10에 의해 주어진 이 동작이 여기서 반복된다. Referring back to FIG. 20, the frame synchronization module 2020 is a stored copy of the applying frame-sync PN sequence, which is consecutively on the applying sliced QAM symbol 1219, separately for both real and imaginary parts. -Perform the correlation operation. Each member of the saved copy has a value of -1 or +1. This operation given by Equation 10 is repeated here.

Figure pct00064
Figure pct00064

여기서 s는 127개의 긴 프레임-동기 PN 시퀀스에 저장된 복사본이다. bR 또는 bI 의 최대 진폭은 FEC 데이터 프레임의 시작을 나타낸다. Where s is a copy stored in 127 long frame-sync PN sequences. The maximum amplitude of b R or b I indicates the beginning of the FEC data frame.

이하 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 복구된 반송파 위상에는 π/2의 모호함이 있다. 이는 0, ±π/2, 또는 π의 임의의 부가적인 복구된 위상 오프셋을 유발한다. 프레임 동기 심볼에 대해, 실수부 및 허수부는 동일한 부호이며, 프레임 동기 심볼에 대해 전송된 성좌도는 도 39에 도시된 바와 같다. 그 결과, 0의 위상 오프셋에 대해, 최대 진폭 bR 및 bI의 부호는 모두 포지티브이다. 도 40의 표 404에 요약된 바와 같이, -π/2 오프셋은 네거티브 최대 진폭 bR 및 포지티브 최대 진폭 bI를 산출하고, π의 오프셋에 대해, bR 및 bI 모두 네거티브일 것이며, π/2의 오프셋에 대해 최대 진폭 bR은 포지티브일 것이며 최대 진폭 bI는 네거티브일 것이다. 그 결과, 최대 진폭 bR 및 bI의 각각의 부호는 조합하여, 최종 위상 오프셋이 수렴하는 복소 평면의 사분면을 나타낸다. 이는 위상 오프셋 상관 모듈 (2002)의 신호에 적용될 부가적인 위상 보정을 승인한다. 최대 bR 및 bI의 부호는 상관 기반 프레임-동기 모듈 (2020)로부터 위상 오프셋 보정기 (2002)로 전송될 수도 있다.As will be explained in more detail below, there is an ambiguity of π / 2 in the recovered carrier phase. This results in any additional recovered phase offset of 0, ± π / 2, or π. For the frame sync symbol, the real part and the imaginary part have the same sign, and the constellation diagram transmitted for the frame sync symbol is shown in FIG. As a result, for the zero phase offset, the signs of the maximum amplitudes b R and b I are both positive. As summarized in Table 404 of FIG. 40, the -π / 2 offset yields a negative maximum amplitude b R and a positive maximum amplitude b I , and for an offset of π, both b R and b I will be negative and π / For an offset of 2 the maximum amplitude b R will be positive and the maximum amplitude b I will be negative. As a result, each sign of the maximum amplitudes b R and b I combine to represent the quadrant of the complex plane where the final phase offset converges. This allows for additional phase correction to be applied to the signal of the phase offset correlation module 2002. The sign of at most b R and b I may be sent from the correlation based frame-synchronization module 2020 to the phase offset corrector 2002.

도 40을 참조하면, 도 20의 예의 위상 오프셋 보정기 (2002)의 특정 양태의 동작은 더욱 잘 이해될 수 있다. LUT (400)는 최대 진폭 bR 및 bI 의 부호에 기반하여 출력을 생성한다 (도 40의 성분 (404) 참조).

Figure pct00065
가 주어지는 경우, 동작 (402)는, Referring to FIG. 40, the operation of certain aspects of the phase offset corrector 2002 of the example of FIG. 20 may be better understood. LUT 400 generates an output based on the signs of maximum amplitudes b R and b I (see component 404 in FIG. 40).
Figure pct00065
If is given, the operation 402,

1) φ=+π에 대해

Figure pct00066
1) About φ = + π
Figure pct00066

2) φ=+π/2에 대해

Figure pct00067
2) for φ = + π / 2
Figure pct00067

3) φ=-π/2에 대해

Figure pct00068
3) About φ = -π / 2
Figure pct00068

로서, 실행될 수 있다.Can be executed.

프레임 동기 시작 위치가 배치되고 mπ/2 위상 오프셋이 보정된 경우, 모드 비트 (성좌도 및 격자 코드 레이트)를 포함하는 코드 워드의 위치가 공지된다. 코드 워드는 예를 들어, BCH 디코더에 의하거나, 수신된 코드 워드를 모든 가능한 코드 워드와 상관시키고 최상의 결과값을 산출하는 코드 워드를 선택함으로써 신뢰성있게 디코딩될 수 있다. 이 정보가 반복적으로 전송되므로, 결과가 받아들여기지 전에 동일한 결과가 복수회 발생함을 요구함으로써 부가적인 신뢰성이 획득될 수 있다.When the frame sync start position is placed and the m [pi] / 2 phase offset is corrected, the position of the code word including the mode bits (constellation degree and lattice code rate) is known. The code word can be reliably decoded, for example, by a BCH decoder or by selecting a code word that correlates the received code word with all possible code words and yields the best result. Since this information is transmitted repeatedly, additional reliability can be obtained by requiring that the same result occur multiple times before the result is accepted.

도 41은 프레임 동기 모듈 (2020)에 의해 수행될 수 있는 프로세스의 예를 도시한다. 프레임-동기 신호 (2021)에 응답하여, 단계 (4100)에서, 수신된 성좌도 코드 워드들은 모든 유효 코드 워드와 상호-상관된다. 상호-상관은 최상의 정합을 선택하는데 사용될 수 있는 값을 산출한다. 일 예에서, 최대 상관 값을 생성하는 유효 코드 워드는 단계 4102에서 선택된다. 이 선택된 코드 워드는 현재 성좌도를 식별하는데 사용될 수 있다. 단계 4104에서, 현재 성좌도의 아이덴터티는 기록되거나 저장된 이전에 식별된 성좌도의 아이덴터티와 비교된다. 단계 4104에서, 현재 성좌도와 이전에 식별된 성좌도가 동일한 성좌도인 경우, 신뢰도 카운터가 증가될 수 있다. 단계 4104에서, 이전에 식별된 성좌도가 현재 성좌도와 상이하다고 결정된 경우, 단계 4107에서 현재 성좌도는 이전에 식별된 성좌도로서 기록되고, 단계 4107에서 신뢰도 카운터가 감소되며, 단계 4109에서 또 다른 동기 프레임이 대기된다. 신뢰도 카운터의 증가인 단계 4106에 후속하여, 단계4108에서 신뢰도 카운터가 시험되어, 미리 결정되거나 구성된 임계값을 초과하는 것으로 결정된 경우, 단계4110에서 신호 성좌도의 결정이 이루어질 수도 있다. 이 프로세스의 반복이 신뢰도 카운터가 미리 결정되거나 구성된 임계값을 초과하기까지 수행될 수도 있다.41 shows an example of a process that may be performed by the frame sync module 2020. In response to the frame-synchronization signal 2021, at step 4100, the received constellation code words are cross-correlated with all valid code words. Cross-correlation yields a value that can be used to select the best match. In one example, the valid code word that produces the maximum correlation value is selected at step 4102. This selected code word can be used to identify the current constellation diagram. In step 4104, the identity of the current constellation diagram is compared with the identity of a previously identified constellation diagram that has been recorded or stored. In step 4104, if the current constellation and the previously identified constellation are the same constellations, then the reliability counter may be incremented. In step 4104, if it is determined that the previously identified constellation is different from the current constellation, in step 4107 the current constellation is recorded as the previously identified constellation, in step 4107 the reliability counter is decremented, and in step 4109 another sync frame is removed. Waiting. Subsequent to step 4106, which is an increase in the reliability counter, if the reliability counter is tested in step 4108 and determined to exceed a predetermined or configured threshold, a determination of the signal constellation may be made in step 4110. Repetition of this process may be performed until the reliability counter exceeds a predetermined or configured threshold.

균등화기 및 반송파 위상/주파수 루프Equalizer and Carrier Phase / Frequency Loop

도 42를 참조하여, 도 24a의 균등화기 및 반송파 위상/주파수 루프 (248)의 특정 양태가 설명된다. 신호 x[k]는 선형 디지털 필터를 포함하는 균등화기 (420)를 포함할 수 있는 반송파 위상/주파수 루프 (248) 및 디지털 균등화기로 인가된다. 에러 계산 모듈 (422)은 당업자에게 공지된 임의의 적합한 방법을 사용하여 업데이트된 필터 탭 가중치 세트를 계산하는데 사용될 수 있는 에러 신호 e[k]를 계산한다. 일 예에서, LMS 알고리즘이 사용될 수도 있다. 필터는 채널 임펄스 응답 c에 의해 유발된

Figure pct00069
를 제거한다. 균등화기 (420)의 출력 y[k]는 임의의 나머지 반송파 위상 및 주파수 오프셋을 감소시키기 위해 (421)에서 위상 회전된다. 위상 회전된 출력 z[k]은 적분-비례 (IP) 필터 (426)에 공급되는 위상 에러 값 eθ[k]을 계산하는 위상 에러 검출기 모듈 (427) 및 슬라이서에 의해 처리된다. IP 필터 (426) 출력은 반송파 위상 및 주파수 오프셋을 보정하기 위해 루프에서 사용된 복소 지수 값을 계산하는 복수 지수 LUT (424) 및 적분기로 공급된다. 슬라이서 및 위상 에러 검출 모듈 (427)은 그 위상이
Figure pct00070
로 곱셈에 의해 "보정되지 않으며" 에러 계산기 모듈 (422)에서 사용되는 가장 근접한 이웃 2-차원 슬라이스된 심볼 결정을 출력한다. 에러 계산기 모듈 (422)은 이 입력뿐만 아니라 x[k]를 사용하여 에러 신호 e[k]를 계산한다. 도시된 바와 같이, 에러 계산기 모듈 (422) 및 슬라이스 및 위상 에러 검출기 모듈 (427)의 내부 동작은 단계 제어기 (423)에 의해 결정되는 현재 동작 단계 (1, 2, 또는 3)에 의존한다. Referring to FIG. 42, a particular aspect of the equalizer and carrier phase / frequency loop 248 of FIG. 24A is described. Signal x [k] is applied to a carrier phase / frequency loop 248 and a digital equalizer that may include an equalizer 420 that includes a linear digital filter. The error calculation module 422 calculates an error signal e [k] that can be used to calculate the updated set of filter tap weights using any suitable method known to those skilled in the art. In one example, an LMS algorithm may be used. The filter is caused by the channel impulse response c
Figure pct00069
Remove it. Output y [k] of equalizer 420 is phase rotated at 421 to reduce any remaining carrier phase and frequency offset. The phase rotated output z [k] is processed by the phase error detector module 427 and slicer which calculates the phase error value e θ [k] supplied to the integral-proportional (IP) filter 426. The IP filter 426 output is fed to a multi-exponential LUT 424 and integrator that computes the complex exponential values used in the loop to correct the carrier phase and frequency offset. Slicer and phase error detection module 427
Figure pct00070
Outputs the nearest neighbor two-dimensional sliced symbol decision used in error calculator module 422, which is not "corrected" by multiplication. The error calculator module 422 uses this input as well as x [k] to calculate the error signal e [k]. As shown, the internal operation of the error calculator module 422 and slice and phase error detector module 427 depends on the current operation step (1, 2, or 3) determined by the step controller 423.

특정 실시예에서, LMS 알고리즘이 균등화기 필터 탭 가중치를 계산하는데 사용되며 다름과 같이 동작한다:In a particular embodiment, the LMS algorithm is used to calculate the equalizer filter tap weights and operates as follows:

x[k]는 N 개의 긴 균등화기 입력 벡터를 나타내고, y[k]는 균등화기 출력 벡터 y[k]=gH[k]x[k]를 나타내며, 여기서, gH[k]는 N개의 긴 균등화기 탭 가중 벡터이며, 위첨자 H는 켤레 전치 (conjugate transposition) (헤르미이트) 이다. 그 후, 예를 들어, 아래에 설명된 방법을 사용하여 에러 계산기 모듈 (422)에서 업데이트된 e[k]를 계산한다. x [k] represents N long equalizer input vectors, y [k] represents equalizer output vector y [k] = g H [k] x [k], where g H [k] is N Long equalizer tap weighting vectors, the superscript H being the conjugate transposition (hermitite). The updated e [k] is then calculated in the error calculator module 422 using, for example, the method described below.

Figure pct00071
Figure pct00071

여기서, μ은 작은 단계 사이즈의 파라미터이며, 위첨자 *는 켤레 복소수를 나타낸다.Where μ is a small step size parameter and superscript * denotes a conjugate complex number.

단계 제어기 (423)는 3개의 동작 단계를 통해 반송파 위상/주파수 루프 (428) 및 균등화기를 취하며, 이에 의해 단계 1로부터 단계 2, 단계 3으로의 스위칭은 입력 데이터 샘플 x[k]의 간단한 카운트 임계값에 기반하여 실행된다. 또한, 균등화기 출력에서의 에러의 추정치에 기반한 더욱 복잡한 단계 스위칭이 가능하다. 3개의 단계가 표 6에 요약된다.The step controller 423 takes the carrier phase / frequency loop 428 and the equalizer through three operating steps, whereby switching from step 1 to step 2, step 3 results in a simple count of input data samples x [k]. It is executed based on the threshold. In addition, more complex step switching is possible based on an estimate of the error at the equalizer output. Three steps are summarized in Table 6.

균등화기 및 반송파 위상/주파수 루프 단계Equalizer and Carrier Phase / Frequency Loop Steps 단계step eθ[k]계산 방법e θ [k] calculation method e[k]계산 방법e [k] calculation method 주파수/위상 복구 단계Frequency / Phase Recovery Steps 1One CMACMA 언제나 0Always 0 성좌도 스핀Constellation diagram spin 22 CMACMA 김소된 성좌도에 기반함 (RCCR)Based on small constellation diagram (RCCR) 위상/주파수가 점진적으로 복구Phase / Frequency Recovers Gradually 33 DDDD 전체 성좌도에 기반함Based on the entire constellation diagram 위상 잡음 감소Phase noise reduction

슬라이서 및 위상 에러 검출기 모듈 (427)이 도 43에 더욱 상세히 도시된다. 스위치 (430)는 3개의 동작 단계 (434) 중 하나에 따라 설정된다. 단계 1 동안, 스위치 (430)는 최상 위치에 있어 eθ[k]=0 이다. 이는 반송파 루프를 효율적으로 턴 오프하여, 이 단계 동안 반송파 위상이 존재하지 않는다. 단계 2 동안, 스위치 (430)는 중간 위치에 있으며, 루프는 감소된 성좌도 반송파 복구 (RCCR) 알고리즘을 사용하여 동작한다.

Figure pct00072
에 의해 주어진 심볼의 전력 z[k]이 임계값 ξ를 초과하는 경우, z[k]는 성좌도의 코너 심볼 중 하나이며, RCCR 은 도시된 제 2 스위치 (432)를
Figure pct00073
를 산출하는 상위 위치로 설정함으로써 인에이블된다. 또는,
Figure pct00074
인 경우, 제 2 스위치 (432)는 반송파 루프를 디스에이블하는 더 낮게 도시된 위치에 있다. 그 결과, 심볼들 중 서브세트만이 단계 2 동안 반송파 복수에 기여할 수 있다. 임계값 ξ성좌도 코너 주변 영역에 더 많은 심볼을 포함하기 위해 감소될 수 있지만, 결과적인 위상 보정 텀 (term) eθ[k]은 더 잡음이 많을 것이다. 단계 3 동안, 스위치 (430)는
Figure pct00075
를 산출하는 최저로 도시된 위치에 있으며, 여기서
Figure pct00076
는 가장 근접한 이웃 2-차원 슬라이스된 심볼 결정
Figure pct00077
의 켤레 복소수이다. 균등화기 탭들이 수렴하도록 충분한 시간이 흘렀으며, 슬라이드된 심볼 결정이 신뢰할만 하도록 반송파 위상이 실질적으로 보정되었음을 가정한다. 특히, 관계
Figure pct00078
Figure pct00079
은 단일의 복소 평면 내에서 효율적으로 동작한다. 이는 전술한 바와 같이 복구된 반송파 위상에서 mπ/2의 모호함을 유발한다. Slicer and phase error detector module 427 is shown in more detail in FIG. 43. The switch 430 is set in accordance with one of three operational stages 434. During step 1, switch 430 is in the highest position, e θ [k] = 0. This effectively turns off the carrier loop so that there is no carrier phase during this phase. During step 2, the switch 430 is in an intermediate position and the loop operates using a reduced constellation carrier recovery (RCCR) algorithm.
Figure pct00072
If the power z [k] of the symbol given by < RTI ID = 0.0 > is < / RTI >
Figure pct00073
It is enabled by setting to a higher position that calculates. or,
Figure pct00074
If, then the second switch 432 is in the lower shown position to disable the carrier loop. As a result, only a subset of the symbols may contribute to carrier plurality during step two. The threshold ξ constellation can also be reduced to include more symbols in the area around the corner, but the resulting phase correction term e θ [k] will be more noisy. During step 3, the switch 430 is
Figure pct00075
Is the lowest shown location that yields
Figure pct00076
Determines the nearest neighbor two-dimensional sliced symbol
Figure pct00077
Is a complex number. Suppose sufficient time has passed for the equalizer taps to converge, and the carrier phase has been substantially corrected so that the slid symbology is reliable. In particular, the relationship
Figure pct00078
And
Figure pct00079
Operates efficiently within a single complex plane. This leads to ambiguity of mπ / 2 in the recovered carrier phase as described above.

IP 필터 (도 42참조)의 예가 도 35에서 더욱 상세히 도시된다. IP 필터 (426)는 루프가 위상 및 주파수 오프셋 모두를 보정하게 한다. IP 필터 (426)의 출력은 도 45에서 더욱 상세히 설명되는 적분기 미 복소 지수 LUT 모듈 (424)에 공급된다. 적분기/LUT (424)의 입력은 θ0 및 f0 모두를 보정하는 위상 보정 성분 (445) (

Figure pct00080
)을 출력하는 LUT (444)로 공급되는 위상 에러 신호 θ[k]를 형성하기 위해 입력의 한 단계 지연된 (442) 버전에 모듈로 (modulo) 부가된 2π (440) (도 44 참조) 이다. LUT (444)는 슬라이서 출력
Figure pct00081
을 "보정하지 않는" 출력 (446) (
Figure pct00082
)을 제공하여, 출력 (446) (
Figure pct00083
)은 균등화기 탭 업데이트에 대한 에러 신호를 도출하는데 사용될 수 있다. 이는 균등화기가 θ0 및 f0 모두를 포함하는 x[k]사에서 동작하기 때문에 필요하다. An example of an IP filter (see FIG. 42) is shown in more detail in FIG. 35. IP filter 426 allows the loop to correct both phase and frequency offset. The output of the IP filter 426 is fed to the integrator complex index LUT module 424, which is described in more detail in FIG. The input of the integrator / LUT 424 is a phase correction component 445 that corrects for both θ 0 and f 0 (
Figure pct00080
Is modulo added to the one step delayed 442 version of the input to form a phase error signal θ [k] which is fed to LUT 444 (see FIG. 44). LUT 444 output slicer
Figure pct00081
"Do not calibrate" output (446) (
Figure pct00082
By providing the output 446 (
Figure pct00083
) Can be used to derive the error signal for the equalizer tap update. This is necessary because the equalizer operates at x [k], which includes both θ 0 and f 0 .

에러 계산 모듈 및 단계 동작 요약Error Calculation Module and Step Action Summary

에러 계산기 (422)는 단계에 의존하여 e[k]를 계산하는 상이한 방법을 사용할 수 있다. 단계 1 및 2에 대해, e[k]는 통상적으로 CMA;The error calculator 422 can use a different method of calculating e [k] depending on the step. For steps 1 and 2, e [k] is typically CMA;

Figure pct00084
Figure pct00084

에 기반한 프로세스를 사용하여 계산된다. 여기서, R은,Calculated using a process based on. Where R is

Figure pct00085
Figure pct00085

에 의해 주어진 미리 결정된 상수이다. Is a predetermined constant given by.

그리고 여기서 E는 예상 동작기이며 d[k]는 심볼 (도 17참조)이다. 상기 수학식 11의 탭 업데이트를 도출하는 이 e[k]는 심볼 결정 및 x[k]의 위상에 독립적이며, 균등화기 출력, 균등화기 입력, 및 성좌도의 통계에만 의존한다. 단계 1, 2, 및 3 동안, 수학식 11을 도출하는 CMA 에러의 사용은, 성좌도가 반송파 주파수 및 위상 오프셋으로 인해 스핀하는 경우에도

Figure pct00086
를 최소화하 것과 균등하다. Where E is the expected actuator and d [k] is the symbol (see FIG. 17). This e [k], which yields a tap update of Equation 11 above, is independent of the symbol determination and the phase of x [k], and depends only on the statistics of the equalizer output, the equalizer input, and the constellation plot. During steps 1, 2, and 3, the use of the CMA error to derive Equation 11 is true even if the constellation spins due to carrier frequency and phase offset.
Figure pct00086
Is equivalent to minimizing

그 결과, 단계 1 동안, 위상/주파수 복구 루프가 디스에이블되며, 균등화기는 CMA 에러 기능을 사용하여

Figure pct00087
를 최소화한다.
Figure pct00088
가 최소화된 이후, 단계 2 가 시작하여 루프는 RCCR에 대해 턴온되며, 도 43에 관하여 전술한 바와 같이, 반송파 위상/주파수 복구는 성좌도의 코너 심볼만을 사용하여 시작한다. 단계 2의 종료시, 반송파 위상 및 주파수가 성공적으로 복구되어, 도 43의 2-차원 슬라이서 (436)는 신뢰할만한 심볼 결정
Figure pct00089
을 출력하기 시작한다.As a result, during phase 1, the phase / frequency recovery loop is disabled, and the equalizer uses the CMA error function
Figure pct00087
Minimize.
Figure pct00088
After is minimized, step 2 begins and the loop is turned on for the RCCR, and as described above with respect to FIG. 43, carrier phase / frequency recovery begins using only the corner symbols of the constellation diagram. At the end of step 2, the carrier phase and frequency have been successfully recovered so that the two-dimensional slicer 436 of FIG.
Figure pct00089
Will start printing.

결정 검출된 (DD) 에러는 단계 3에서 사용될 수도 있다. DD 에러는

Figure pct00090
로서 계산될 수도 있다. 이러한 설명의 목적을 위해, R 이 이들 성좌도 각각에 대해 상이하기 때문에, 수신기는 도 17의 3개의 성좌도 중 어느 것이 전송되고 있는지를 결정한 것으로 가정한다. 또한, RCCR은 성좌도의 지식, 특히 성좌도의 코너 심볼의 전력 지식을 요구한다. Decision detected (DD) errors may be used in step 3. DD error
Figure pct00090
May be calculated as For the purpose of this description, it is assumed that since R is different for each of these constellations, the receiver has determined which of the three constellations in FIG. 17 is being transmitted. RCCR also requires knowledge of the constellation diagram, in particular the power knowledge of the corner symbols of the constellation diagram.

미공지 Unknown 성좌도를Constellation 갖는  Have CMACMA

본 명세서에서 설명한 예에서, 3개의 상이한 성좌도 중 하나가 전송될 수도 있으며, 전술한 균등화 및 위상/주파수 복구는 전송된 성좌도의 지식을 요구한다. 성좌도 선택은 모드 심볼에서 인코딩되며, 균등화 및 위상/주파수 복구는 프레임 동기를 선행하며 (도 20 참조), 이 정보는 전술한 바와 같이 (예를 들어, 도 28, 20 및 41 참조) 직접 디코딩될 수 있다. 결과적으로, 특정 실시예에서, 성좌도는 균등화기 및 반송파 복구 알고리즘 자체 내에서 결정된다.In the example described herein, one of three different constellation diagrams may be transmitted, and the equalization and phase / frequency recovery described above require knowledge of the transmitted constellation diagrams. Constellation selection is encoded in the mode symbol, equalization and phase / frequency recovery precede frame synchronization (see FIG. 20), and this information can be directly decoded as described above (see, for example, FIGS. 28, 20 and 41). Can be. As a result, in certain embodiments, the degree of constellation is determined within the equalizer and the carrier recovery algorithm itself.

R (수학식 12에서 제공되는 바와 같음)은 성좌도 의존적이다. 특정 실시예 및 도 17을 계속하여 참조하면, 64-QAM에 대한 심볼의 실수부 및 허수부는 세트 ±{1,3,5,7}로부터 선택되고, 16-QAM에 대한 심볼의 실수부 및 허수부는 세트 ±{2,6}로부터 선택되며, QPSK에 대한 심볼의 실수부 및 허수부는 세트 ±4로부터 선택된다. 수학식 12에 따라, R의 값은,R (as provided in Equation 12) is also constellation dependent. With continued reference to certain embodiments and FIG. 17, the real and imaginary parts of symbols for 64-QAM are selected from the set ± {1,3,5,7} and the real and imaginary parts of symbols for 16-QAM. The part is selected from the set ± {2,6}, and the real part and the imaginary part of the symbol for QPSK are selected from the set ± 4. According to Equation 12, the value of R is

Figure pct00091
Figure pct00091

이다. to be.

도 17의 3개의 성좌도 중 임의의 성좌도에 대해, CMA 에러 계산에 대하 스케일링된 값 αR의 사용은 균등화기 필터 탭이

Figure pct00092
에 의해 스케일링된 도일한 값의 세트로 수렴되게 하며, 균등화기는 출력은 유사하게 스케일링된다.
Figure pct00093
는 그럼에도 불구하고 최소화된다. 성좌도가 미공지된 일 예에서, R은 58로 설정될 수 있으며, 전송된 성좌도에 관계없이,
Figure pct00094
는 단계 1 동안 최소화될 것이다. 전술한 예에 대해, 범위 32-58 내의 임의의 값 R이 사용될 수 있다. 그러나 최대값 (즉, 58)의 선택은 균등화기 출력에서 초대 밀도의 성좌도 (여기서는 64-QAM)의 압축을 방지하며, 균등화기 성능에 대한 부담을 감소시킨다. For any of the three constellation views of FIG. 17, the use of the scaled value αR for the CMA error calculation is determined by the equalizer filter tab.
Figure pct00092
Converges into a set of scaled values that are scaled by the equalizer, and the output is similarly scaled.
Figure pct00093
Is nevertheless minimized. In one example, where the constellation is unknown, R may be set to 58, regardless of the transmitted constellation,
Figure pct00094
Will be minimized during step 1. For the above example, any value R within the range 32-58 can be used. However, choosing the maximum value (ie 58) prevents compression of the super-density constellation (here 64-QAM) at the equalizer output and reduces the burden on equalizer performance.

스케일링된 CMA 파라미터 R의 사용은 수렴된 필터 탭에 의한 균등화된 출력의 스케일링 상승을 유발하여, 균등화기 출력의 통계는,The use of scaled CMA parameter R causes a scaling up of the equalized output by the converged filter taps, so that the statistics of the equalizer output are

Figure pct00095
Figure pct00095

일 것이며, 완전한

Figure pct00096
의 제거 및 성좌도와 관계없음을 가정한다. 그 결과, QPSK 에 대해,
Figure pct00097
가 단계 1 동안 최소화된 이후, 균등화기 출력은 아래와 같이 스케일링될 것이다.Will be complete
Figure pct00096
It is assumed that there is no relation to the removal and constellation of. As a result, about QPSK,
Figure pct00097
After is minimized during step 1, the equalizer output will be scaled as follows.

Figure pct00098
Figure pct00098

도 45a는 θ0=f0=0 인 경우에 대해, QPSK 를 갖는 시스템에 대한 균등화된 출력의 실수부를 나타낸다. 균등화기가

Figure pct00099
를 제거하는 솔루션에 수렴함에 따라, R=58의 값으로 인해 출력은
Figure pct00100
에 의해 스케일링된다. 도 45b는 θ0=f0=0 인 경우에 대해, 16-QAM 를 갖는 시스템에 대한 균등화된 출력의 실수부를 나타낸다.
Figure pct00101
이 상대적으로 1에 근접하기 때문에, 균등화기 출력의 실수부는 약간 스케일링된 것으로만 보인다. 그 결과, 실제 스케일링은 균등화기 수렴 동안 명백하다. 45A shows the real part of the equalized output for a system with QPSK for the case of θ 0 = f 0 = 0. The equalizer
Figure pct00099
As we converge on a solution that eliminates, the value of R = 58
Figure pct00100
Is scaled by. 45B shows the real part of the equalized output for a system with 16-QAM for the case of θ 0 = f 0 = 0.
Figure pct00101
Since this is relatively close to 1, the real part of the equalizer output only appears to be slightly scaled. As a result, the actual scaling is evident during equalizer convergence.

성좌도 보호 방법How to protect the constellation

특정 실시예에서, 2 단계로 진입하기 이전에, 히스토그램이 성좌도를 결정하는데 사용될 수 있다. 반송파 위상 및 주파수가 아직 복구되지 않는 경우에도 성좌도는 결정될 수 있다. QPSK, 16-QAM, 및 64-QAM 성좌도 각각에 대한 도 16a, 46b, 및 46c에 도시된 균등화기 출력

Figure pct00102
의 전력 히스토그램을 고려한다. 히스토그램은 균등화기가 R=58로 수렴된 이후의 전력을 나타낸다. 균등화기의 출력이 위상에 독립적이며, 각각의 성좌도에 대한 히스토그램은 실질적으로 상이하기 때문에, 전송된 성좌도는 균등화기 출력 전력 히스토그램으로부터 수신기에서 결정될 수 있다. In certain embodiments, prior to entering step 2, a histogram may be used to determine the degree of constellation. Even if the carrier phase and frequency have not yet been recovered, the constellation may be determined. Equalizer output shown in FIGS. 16A, 46B, and 46C for QPSK, 16-QAM, and 64-QAM constellation views, respectively
Figure pct00102
Consider the power histogram. The histogram shows the power after the equalizer has converged to R = 58. Since the output of the equalizer is phase independent and the histogram for each constellation is substantially different, the transmitted constellation can be determined at the receiver from the equalizer output power histogram.

부가 또는 탭 잡음없이, QPSK 성좌도에 대해 각각의 균등화기 출력 샘플의 전력은

Figure pct00103
이다. 16-QAM 성좌도에 해대, 균등화기 출력에 대한 확률 질량 함수는,Without additional or tap noise, the power of each equalizer output sample for the QPSK constellation plot
Figure pct00103
to be. Compared to the 16-QAM constellation plot, the probability mass function for the equalizer output is

Figure pct00104
Figure pct00104

이며, 유사하게, 64-QAM 성좌도에 해대, 균등화기 출력에 대한 확률 질량 함수는,Similarly, the probability mass function for the equalizer output is plotted against the 64-QAM constellation plot,

Figure pct00105
Figure pct00105

이다. to be.

입력 신호 상의 부가적인 잡음

Figure pct00106
및 탭 업데이트 잡음으로 인해, 예를 들어, 실질적인 30dB의 SNR에 대해서도 이들 값 주변에 히스토그램의 일부 확산이 존재한다. 균등화기 출력상의 잡음을 심볼에 부가적이며 독립적으로 모델링시, 출력에는
Figure pct00107
가 없음을 가정하면,Additional noise on the input signal
Figure pct00106
And due to tap update noise, there is some spread of the histogram around these values, for example, even for an actual 30 dB SNR. When modeling the noise on the equalizer output in addition to the symbol and independently,
Figure pct00107
Assuming there is no

Figure pct00108
Figure pct00108

주어진 심볼의 조건에 따르며,

Figure pct00109
항과 관련된 변동은 심볼 전력이 증가함에 따라 증가한다. 히스토그램 형상에서, 이 현상은 증가하는 심볼 전력과 함께 증가하는 주어진 성좌도 전력 주변의 확산, 즉 변동으로 나타난다. 16-QAM 경우, 심볼 ±2.1±j2.1의 성좌도 전력에 대한 확산은 심볼 ±6.3±j6.3의 성좌도 전력에 대한 확산 미만이다.Subject to the conditions of the given symbol,
Figure pct00109
The variation associated with the term increases as the symbol power increases. In the histogram shape, this phenomenon is manifested by the spread, or fluctuations, around the power, given a constellation that increases with increasing symbol power. For 16-QAM, the spread for constellation power of the symbol ± 2.1 ± j2.1 is less than the spread for constellation power of the symbol ± 6.3 ± j6.3.

특정 다른 관계가 균등화기 출력 전력의 히스토그램으로부터 관측될 수 있다.Certain other relationships can be observed from the histogram of the equalizer output power.

ㆍQPSK 히스토그램의 영역 T1은 16-QAM 히스토그램의 제 2 및 제 3 영역 각각인 R2 및 R3 사이에서 대략 하강한다. 따라서, 어느 심볼 전력이 전송되었는지 선언하는 영역은 QPSK 및 16-QAM 성좌도에 대해 오버랩핑하지 않는다.The region T1 of the QPSK histogram falls approximately between R2 and R3, which are respectively the second and third regions of the 16-QAM histogram. Thus, the area declaring which symbol power was transmitted does not overlap for the QPSK and 16-QAM constellation diagrams.

ㆍ64-QAM 히스토그램에 대한 QPSK 히스토그램의 비교는 64-QAM에 대해

Figure pct00110
를 나타낸다. 그 결과, 영역 T1에 대한
Figure pct00111
의 비교를 위해,
Figure pct00112
는 영역 T1의 외부에 있을 가능성이 높다.A comparison of QPSK histograms to 64-QAM histograms is shown for 64-QAM.
Figure pct00110
Indicates. As a result, for the area T 1
Figure pct00111
For comparison,
Figure pct00112
Is likely outside of the area T 1 .

ㆍ64-QAM 예의 잡음의 부재에서,

Figure pct00113
는 9/16의 확률로 세트 {2,18,26,34,58,98}로부터 값을 취한다. 그 결과, 기본적인 성좌도가 64-QAM 인 경우, 잡음을 무시하면,In the absence of noise in the 64-QAM example,
Figure pct00113
Takes a value from the set {2,18,26,34,58,98} with a probability of 9/16. As a result, if the basic constellation is 64-QAM, ignoring the noise,

Figure pct00114
Figure pct00114

여기서

Figure pct00115
는 OR 를 나타낸다. 따라서, 전송된 성좌도가 64-QAM 이며
Figure pct00116
가 영역 R1, R2, 및 R3 와 비교되는 경우,
Figure pct00117
는 이들 영역의 외부에 있을 가능성이 높다.here
Figure pct00115
Represents OR. Thus, the transmitted constellation is 64-QAM
Figure pct00116
Is compared with the regions R 1 , R 2 , and R 3 ,
Figure pct00117
Is likely outside of these areas.

특정 실시예는 이들 관찰에 기반하여 알고리즘을 사용한다. Certain embodiments use algorithms based on these observations.

Figure pct00118
Figure pct00118

균등화기가 수렴한 이후 알고리즘이 초기화되며, 첫 번째 부분에서, 균등화기 출력 전력이 N개의 균등화기 출력 샘플 위희 영역 T1에 있는 경우 QPSK 카운터 λ4[k]를 증가시킨다. 균등화기 출력 전력이 영역 T1에 있지 않은 경우, 카운터는 감소한다. 유사하게, 16-QAM 카운터 λ16[k]은

Figure pct00119
이 영역 R1, R2, 및 R3 내에 있는 경우 증가하며, 그렇지 않은 경우 감소한다. The algorithm is initialized after the equalizer converges and, in the first part, increases the QPSK counter λ 4 [k] if the equalizer output power is in the N equalizer output sample frequency regions T 1 . If the equalizer output power is not in region T 1 , the counter is decremented. Similarly, the 16-QAM counter λ 16 [k] is
Figure pct00119
It increases if it is within the regions R 1 , R 2 , and R 3 , and decreases if it is not.

N개의 균등화기 출력 샘플 이후, 히스토그램은 정확히 특징지어진다. 기본적인 성좌도가 64-QAM 인 경우, QPSK 및 16-QAM 카운터들은 훨씬 더 작아질 것이며, 전력 추정치

Figure pct00120
는 QPSK 및 16-QAM 영역의 외부에 속할 것이다. 전송된 성좌도가 QPSK 또는 16-QAM 인 경우, 전송된 성좌도의 카운터는 상당히 클 것이다.After N equalizer output samples, the histogram is correctly characterized. If the basic constellation is 64-QAM, the QPSK and 16-QAM counters will be much smaller, and the power estimate
Figure pct00120
Will fall outside of the QPSK and 16-QAM regions. If the transmitted constellation is QPSK or 16-QAM, the counter of transmitted constellation will be quite large.

그 결과, As a result,

Figure pct00121
Figure pct00121

임계값 M은 실험적으로 결정될 수 있지만, N 에 비해 상대적으로 작아야 한다. 알고리즘은 극단적으로 견성하여, QPSK, 16-QAM, 또는 64-QAM 이 전송되는 경우, 낮은 신호대 잡음비 (SNR)을 신뢰성있게 선택한다. 성좌도가 신뢰할 수 있게 결정된 경우, R은 수학식 13값을 보정하도록 설정될 수 있으며 단계 1은 완료에 도달한다. 균등화기 출력은 적절히 스케일링될 것이며, 단계 2는 RCCR 에 요구된 임계값 ξ의 지식으로 개시할 수 있다.The threshold M can be determined experimentally, but should be relatively small compared to N. The algorithm is extremely robust and reliably selects a low signal-to-noise ratio (SNR) when QPSK, 16-QAM, or 64-QAM is transmitted. If the constellation is determined reliably, R can be set to correct the equation (13) and step 1 reaches completion. The equalizer output will be scaled appropriately, and step 2 may begin with the knowledge of the threshold ξ required for RCCR.

균등화기가 단계 3으로 진입하기 이전에 성좌도를 결정하는 또 다른 방법이 설명된다. 이 방법에서, 단계 1이 실행되어 R=58로 완료하도록 허용된다. 그 결과, 설명한 바와 같이, 모든 성좌도는 균등화기 출력에서 스케일링될 것이며, 이들 성좌도가 스핀할 것 같을지라도 도 47의 3개의 성좌도에서 도시된 바와 같은 y[k]을 도출한다. 도 43에 관하여 논의된 바와 같이, 심볼의 전력이 z[k] 주어진

Figure pct00122
임계값 ξ을 초과하는 경우, 단계 2 RCCR에 대한 키는 심볼들만의 고려사항이다. z[k]는 성좌도의 코너 심볼들 중 하나인 것으로 가정될 수도 있다. 균등하게,
Figure pct00123
는 코너 심볼을 나타낼 수 있다. 64-QAM 성좌도에 대해 도 48a에서 설명한 바와 같이 성좌도가 공지된 경우 , ξ에 대한 값을 선택하기가 상대적으로 용이하다. 도 48은 반송파 위성/주파수 복구 루프 모듈 입력 및 균등화기 출력에서의 3개의 성좌도를 모두 도시한다. 코너 포인트에 대해
Figure pct00124
일 수 있다. 예를 들어, 점선원 (484)에 의해 표시된 임계값
Figure pct00125
은 코너 포인트만이 선택됨을 보장한다. 유사하게, 원 (482)에 의한
Figure pct00126
및 원 (480)에 의한
Figure pct00127
은 16-QAM 및 QPSK 각각에 대해 상당한 마진으로 사용될 수 있다.Another method for determining constellation degrees before the equalizer enters stage 3 is described. In this way, step 1 is executed and allowed to complete with R = 58. As a result, as described, all constellations will be scaled at the equalizer output, resulting in y [k] as shown in the three constellations of FIG. 47 even though these constellations are likely to spin. As discussed with respect to FIG. 43, the power of the symbol is given by z [k]
Figure pct00122
If the threshold value ξ is exceeded, the key for step 2 RCCR is a symbol only consideration. z [k] may be assumed to be one of the corner symbols of the constellation diagram. Evenly,
Figure pct00123
May represent a corner symbol. When the constellation diagram is known as described in FIG. 48A for the 64-QAM constellation diagram, it is relatively easy to select a value for ξ. 48 shows all three constellation diagrams at the carrier satellite / frequency recovery loop module input and equalizer output. About corner point
Figure pct00124
Can be. For example, the threshold indicated by the dashed circle 484
Figure pct00125
Ensures that only corner points are selected. Similarly, by circle 482
Figure pct00126
And by circle 480
Figure pct00127
May be used with significant margin for each of 16-QAM and QPSK.

도 49는 모든 3개의 성좌도 중 일사분면의 중복 표기를 나타낸다.

Figure pct00128
인 경우, 점선 외부에 속하는 QPSK 및 16-QAM 대한 코너 포인트만이 RCCR에 의해 사용될 것이다. 그러나 64-QAM 이 수신된 경우, 5개의 성좌도 포인트 (4개의 비-코너)가 원 외부에 속하며, RCCR에 의해 사용될 것이다. 복구된 위상이 덜 잡음이 있기 때문에 코너 성좌도 포인트들이 사용된 경우에만 RCCR은 통상적으로 최상으로 동작한다. 그러나 위상 잡음이 발생할지라도, 일부 부가적인 포인트가 사용되는 경우에도 RCCR은 성공적으로 위상을 복구한다. 따라서, 단계 2는
Figure pct00129
로 초기에 동작할 수 있어, 모든 3개의 성좌도에 대한 적합한 초기 반송파를 허용하며, 성좌도는 수신기에 미공지로 유지된다.FIG. 49 shows the overlapping notation of one quadrant of all three constellation diagrams.
Figure pct00128
If, only corner points for QPSK and 16-QAM belonging outside the dashed line will be used by the RCCR. However, if 64-QAM is received, five constellation points (four non-corners) fall outside the circle and will be used by the RCCR. Because the recovered phase is less noisy, RCCR typically works best only when corner constellation points are used. However, even if phase noise occurs, the RCCR successfully recovers the phase even if some additional points are used. Therefore, step 2
Figure pct00129
It can be operated initially, allowing a suitable initial carrier for all three constellations, which remain unknown to the receiver.

도 20에 관하여 설명한 바와 같이, 균등화기 (2000)는 2-레벨 슬라이서 (2018)에 공급하며, 2-레벨 슬라이서 (2018) 차례로 프레임 동기 모듈 (2020)에 공급한다. 프레임 동기 모듈 (2020)는 수학식 10에 의해 설명된 바와 같이, 이진 프레임-동기 PN 시퀀스의 저장된 복사본으로, 인가된 슬라이스된 QAM 심볼의 부호상에서 연속적인 상호-상관 동작을 수행할 수 있다. 연속적인 상호-상관 동작은 실수부 및 허수부 모두에 대해 개별적으로 수행될 수 있다. 저장된 복사본의 각각의 멤버는 -1 또는 +1의 값을 갖는다. bR 또는 bI 의 최대 진폭은 FEC 데이터 프레임의 시작을 나타낸다. 여기서 유일하게 다른점은 64-QAM 성좌도에 대해, 2-레벨 슬라이서 (2018)는 몇몇 부가적인 위상 잡음을 갖는 신호상에서 동작한다는 것이다. 그러나 이 부가적인 위상 잡음은 위상 잡음의 존재시에도 상당히 견고한 2-레벨 슬라이싱 및 후속하는 상호-상관 기반 프레임 동기에 D주적인 해로운 영향을 가진다. 성좌도 코드워드의 디코딩은 전술한 바와 같이 위상 잡음에 상당히 견성하다. As described with respect to FIG. 20, the equalizer 2000 supplies the two-level slicer 2018 and the two-level slicer 2018 in turn to the frame synchronization module 2020. The frame synchronization module 2020 may perform a continuous cross-correlation operation on the sign of an applied sliced QAM symbol with a stored copy of the binary frame-sync PN sequence, as described by Equation 10. Successive cross-correlation operations can be performed separately for both real and imaginary parts. Each member of the stored copy has a value of -1 or +1. The maximum amplitude of b R or b I indicates the beginning of the FEC data frame. The only difference here is that for 64-QAM constellation diagrams, the 2-level slicer (2018) operates on signals with some additional phase noise. However, this additional phase noise has a detrimental effect on the highly robust two-level slicing and subsequent cross-correlation based frame synchronization even in the presence of phase noise. Decoding of constellation codewords is quite robust to phase noise as described above.

도 50은 다음과 같이 요약될 수 있는 성좌도를 결정하는 이 또 다른 접근의 동작을 설명한다. 50 illustrates the operation of this another approach to determining the constellation diagram, which can be summarized as follows.

(1) 균등화기 및 위상/주파수 루프는 R=58로 단계 1을 완료한 후, 단계 2 로 진입한다.(1) The equalizer and phase / frequency loop enter step 2 after completing step 1 with R = 58.

(2) 단계 3을 대기하는 대신, 상관 기반 프레임-동기 (2020)는 단계 2 동안 입력 데이터를 수신하며, 프레임 동기를 검색하여, 성좌도 코드워드를 디코딩한다. (2) Instead of waiting for step 3, correlation-based frame-sync 2020 receives input data during step 2, retrieves frame sync, and also decodes the constellation codeword.

(3) 결정된 성좌도 정보 (2021)는 결정된 성좌도에 적절히 응답하는 R 값을 사용하여 단계 2 로 돌아가는 위상/주파수 루프 및 균등화기 (2000)로 다시 전송된다. (3) The determined constellation degree information 2021 is sent back to the phase / frequency loop and equalizer 2000 which returns to step 2 using the R value appropriately responding to the determined constellation degree.

(4) 단계 1, 2, 및 3은 이전과 같이 완료된다.(4) Steps 1, 2, and 3 are completed as before.

도 50과 도 20에서 도시된 시스템의 주요 차이는 프레임-동기 (2020)로부터 성좌도 정보를 전달하는 균등화기/반송파 복구 (2000)로의 부가적인 접속 (5000)이다. The main difference between the systems shown in FIGS. 50 and 20 is an additional connection 5000 to frame equalizer 2020 to equalizer / carrier recovery 2000 that carries constellation information.

CoaxCoax 보안 링크에서의  On a secure link SPOTSPOT 변조 Modulation

본 발명의 특정 실시예는 전술한 실시예를 포함하여, 기저대역 비디오 신호가 기저대역 비디오 신호의 디지털 표현 및 제어 신호와 결합되어, 동축 케이블 (coax)과 같은 단일 케이블을 통한 전송을 인에이블할 수 있는 시스템 및 장치의 성능을 개선한다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예는 coax 를 통한 보안 링크 ("SLOC") 시스템을 제공한다. 도 5는 SLOC 시스템에 대한 하나의 가능한 변조 방법을 도시한다. 예를 들어, HD 카메라 (30)는 압축된 디지털 HD 비디오 (332), 및 아날로그 SD CVBS (330)을 포함하는 보조 카메라 신호를 포함하는 IP 출력 (41)을 제공한다. 압축된 HD 비디오 IP 신호 (332)는 QAM 변조기 (도 21의 모뎀 (32)의 변조기 (212) 참조)를 포함하는 SLOC 카메라측 모뎀 (49)를 사용하여 통과대역 (52)으로 변조된다. 변조기 (212)는 기저대역 아날로그 CVBS 신호 (330)와 결합될 수 있는 변조된 신호를 제공한다. 결합된 신호는 통상적으로 300m 이상 연장될 수 있는 거리에 대해 동축 케이블 (41)을 통해 전송된 다운스트림이다. 모니터 측에서, SLOC 모니터측 모뎀 (45)은 통과대역 다운스트림 IP 신호 (332)로부터 기저대역 CVBS 신호 (330)를 분리한다. 분리된 CVBS 신호 (330)은 지연 없는 보기인 라이브를 위해 SD 디스플레이 (43)에 공급된다. 통과대역 다운스트림 IP 신호 (332)는 호스트 네트워크 스위치 (44) 또는 프로세서/DVR (도 4에는 미도시)로 신호를 출력하는 QAM 복조기 (도 22의 복조기 (222) 참조)로 복조된다.Certain embodiments of the present invention include the embodiments described above, where the baseband video signal is combined with a digital representation and control signal of the baseband video signal to enable transmission over a single cable, such as a coax. Improve the performance of systems and devices that can. Referring to Figure 4, one embodiment of the present invention provides a secure link ("SLOC") system over coax. 5 shows one possible modulation method for a SLOC system. For example, HD camera 30 provides an IP output 41 that includes a compressed digital HD video 332 and an auxiliary camera signal that includes analog SD CVBS 330. The compressed HD video IP signal 332 is modulated into the passband 52 using a SLOC camera side modem 49 that includes a QAM modulator (see modulator 212 of modem 32 in FIG. 21). Modulator 212 provides a modulated signal that can be combined with baseband analog CVBS signal 330. The combined signal is typically transmitted downstream via coaxial cable 41 for a distance that can extend over 300 m. On the monitor side, the SLOC monitor side modem 45 separates the baseband CVBS signal 330 from the passband downstream IP signal 332. Separate CVBS signal 330 is fed to SD display 43 for live, delay-free viewing. The passband downstream IP signal 332 is demodulated with a QAM demodulator (see demodulator 222 of FIG. 22) which outputs the signal to a host network switch 44 or a processor / DVR (not shown in FIG. 4).

일 예에서, 업스트림 통신이 IP 프로토콜 요구조건에 따라 제공된다. 업스트림 통신 (334)은 모니터측으로부터 카메라 (40)로 오디오 및 카메라 제어 신호 (42)를 전송하는데 부가적으로 사용될 수도 있다. 통상적으로 업스트림 신호에 대한 비트 레이트 및 대응하는 요구된 대역폭은 다운스트림 통과대역 신호에 대해 요구되는 것보다 훨씬 낮을 것이다. 모니터측 SLOC 모뎀 (45)은 IP 신호를 업스트림 통과대역 (44)으로 변조하는 QAM 변조기 (도 22의 변조기 (224) 참조)를 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 업스트림 통과대역 (54) 및 다운스트림 통과대역 (52)은 상이한 스펙트럼 위치에 위치한다. 카메라측에서, SLOC 모뎀 (49)은 업스트림 신호를 수신하는 QAM 복조기 (도 21의 모뎀의 복조기 (214) 참조)를 포함한다. 이 접근은 증가된 동작 범위, 현존하는 coax 인프라구조를 사용하는 채택의 용이함, 저-지연, 실시간 비디오의 획득을 포함하는, 종래의 시스템 및 방법에 대한 몇몇 이점을 제공한다. 도 21 및 도 22의 간략도는 도 4의 SLOC 카메라측 모뎀 (49) 및 도 4의 SLOC 모니터측 모뎀 (45)을 도시하며 상세히 전술되었다. In one example, upstream communication is provided in accordance with IP protocol requirements. Upstream communication 334 may additionally be used to send audio and camera control signals 42 from the monitor side to camera 40. Typically the bit rate for the upstream signal and the corresponding required bandwidth will be much lower than required for the downstream passband signal. Monitor-side SLOC modem 45 includes a QAM modulator (see modulator 224 of FIG. 22) that modulates the IP signal into upstream passband 44. As shown in FIG. 5, upstream passband 54 and downstream passband 52 are located at different spectral positions. On the camera side, the SLOC modem 49 includes a QAM demodulator (see demodulator 214 of the modem of FIG. 21) that receives the upstream signal. This approach offers several advantages over conventional systems and methods, including increased operating range, ease of adoption using existing coax infrastructure, low-delay, and acquisition of real-time video. 21 and 22 illustrate the SLOC camera side modem 49 of FIG. 4 and the SLOC monitor side modem 45 of FIG. 4 and have been described in detail above.

도 51는 필터링된 탭 (519)이 동축 케이블 세그멘트 (512)와 동축 케이블 세그멘트 (514) 사이에 제공되어, 탭 (513) 및 케이블 세그멘트 (512 및 514)가 카메라측 장비를 모니터측 컴포넌트와 접속하도록 동작하는, 도 4에 설명된 시스템에 기반하는 SLOC 시스템을 도시한다. 통상적으로 필터링된 탭 (513)은 기저대역 CVBS 신호 (5100) 중 적어도 일부를 카메라측 SD 디스플레이 (5130)로 추출하는데 사용된다. 디스플레이 (5130)는 테스트, 셋업 및/또는 로컬 모니터링을 위해 카메라 (510)의 근처에 제공될 수도 있다. 통상적으로, 필터링된 탭 (513)은 디스플레이 기능 (5130)에 간섭할 수 있는 변조된 디지털, IP 및/또는 제어 신호와 같은 원하지 않는 신호를 차단하는 로우 패스 필터를 포함한다. 또한, 탭 (513)은 모뎀 (511)과 모뎀 (515) 사이의 신호의 전송을 차단하는 필터 또는 스위치를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 테스트 모뎀 (5131)이 탭 (513)을 통해 접속되어 카메라측 모뎀 (511)의 초기 셋업 또는 고자 수리를 인에이블 할 수도 있으며, 디스플레이측 모뎀 (515)은 신호의 간섭 및/또는 열화를 방지하도록 분리될 수도 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 통상적으로 SLOC 카메라측 모뎀 (511)은 기저대역 CVBS 신호 (5100)에 더하여 신호 (5102)의 카메라-생성 부분에 기반하여 저 통과대역 QAM 신호를 출력하며, SLOC 모니터측 모뎀 (515)은 신호 (5170)의 제어 신호에 기반하여 고 통과대역 QAM 신호를 출력한다. 하나 이상의 필터가 탭 (513)에 의해 제공되어, SD 디스플레이 (5130) 및/또는 (516)상에서 볼 수 있는 원하지 않는 간섭을 방지하며, IP 및 제어 신호를 차단할 수도 있다. 몇몇 디스플레이 및 모니터는 통과대역 신호에서의 (기저대역 CVBS 신호 (5100)에 대해) 더 녹은 주파수 신호를 차단하는데 필요한 필터링을 결여한다.51 shows a filtered tab 519 provided between coaxial cable segment 512 and coaxial cable segment 514 such that tab 513 and cable segment 512 and 514 connect the camera side equipment with the monitor side component. 4 illustrates a SLOC system based on the system described in FIG. Typically filtered tap 513 is used to extract at least a portion of baseband CVBS signal 5100 to camera-side SD display 5130. Display 5130 may be provided near camera 510 for testing, setup, and / or local monitoring. Typically, the filtered tap 513 includes a low pass filter that blocks unwanted signals such as modulated digital, IP and / or control signals that may interfere with the display function 5130. In addition, tab 513 may include a filter or switch that blocks transmission of signals between modem 511 and modem 515. For example, a test modem 5131 may be connected via a tab 513 to enable initial setup or high-frequency repair of the camera-side modem 511, which may cause the display-side modem 515 to interfere with signals and / or It may be separated to prevent deterioration. As shown in FIG. 5, the SLOC camera-side modem 511 typically outputs a low passband QAM signal based on the camera-generated portion of the signal 5102 in addition to the baseband CVBS signal 5100, and the SLOC monitor The side modem 515 outputs a high passband QAM signal based on the control signal of the signal 5170. One or more filters may be provided by tap 513 to prevent unwanted interference seen on SD display 5130 and / or 516 and to block IP and control signals. Some displays and monitors lack the filtering necessary to block the molten frequency signal (for baseband CVBS signal 5100) in the passband signal.

도 51b는 카메라측과 모니터측 사이의 케이블 (514)이 카메라측에서 일시적으로 분리되며, SD 디스플레이 디바이스 또는 모니터 (5130)가 케이블 세그멘트 (519)를 통해 SLOC 카메라측 모뎀 (511)에 직접 접속된, 도 3에서 설명한 시스템에 기반한 SLOC 시스템을 도시한다. 테스트 모뎀 (5131)은 테스트/셋업 목적을 위해 옵션적으로 접속될 수도 있다. SD 디스플레이 디바이스 (5130)은 기저대역 CVBS 신호를 디스플레이하고, 카메라 (510)의 물리적 위치 근처의 카메라 (510)로부터 비디오를 모니터링하는 능력을 제공하며, 접속의 재구성은 셋업 및 고장 수리를 용이하게 하는데 바람직할 수도 있다. 도 51b에서, 저 통과대역 QAM 신호 (5102)는 고 주파수 필터링을 결여하는 SD 디스플레이 (5130)상의 바람직하지 않은 시각적 간섭을 유발할 수 있다. 51B shows that the cable 514 between the camera side and the monitor side is temporarily disconnected at the camera side, and the SD display device or monitor 5130 is directly connected to the SLOC camera side modem 511 via the cable segment 519. 3 illustrates a SLOC system based on the system described with reference to FIG. 3. The test modem 5191 may be optionally connected for test / setup purposes. The SD display device 5130 displays the baseband CVBS signal and provides the ability to monitor video from the camera 510 near the physical location of the camera 510, and reconfiguration of the connection facilitates setup and troubleshooting. It may be desirable. In FIG. 51B, low passband QAM signal 5102 can cause undesirable visual interference on SD display 5130 lacking high frequency filtering.

도 51a 및 도 51에서 도시된 예에서, 모뎀 (511)과 모뎀 (515) 사이의 신호의 부분적 또는 완전한 접속끊김이 발생할 수도 있다. 신호의 부분적 접속끊김은 QAM 신호 전송 경로를 완전히 남긴다. 그러나 몇몇 접속의 재구성은 카메라측 모뎀 (511)과 모니터측 SLOC 모뎀 (515) 사이의 QAM 신호의 분리를 유발한다. 본 발명의 특정 실시예는 카메라측 모뎀 (511)이 통과대역 QAM 전송을 중단하며, 모뎀 (511)과 모뎀 (515) 사이의 접속이 중단된 경우 CVBS 신호만을 출력하는 메카니즘을 제공한다. 디스플레이측 모뎀에 대한 테스트 모뎀 (5131)의 일시적인 교체는, 모뎀 (511)과 모뎀 (515) 사이의 접속끊김, 모뎀 (511)과 모뎀 (5131) 사이의 접속의 구축, 모뎀 (511)과 모뎀 (5131) 사이의 접속끊김, 및 모뎀 (511)과 모뎀 (515) 사이의 접속의 재구축을 포함하는 시퀀스를 통상적으로 포함한다. QAM 신호의 접속끊김은 모뎀 (511)의 다양한 기능적인 컴포넌트를 사용하여 검출될 수도 있다. 따라서, SLOC 시스템의 동작은 이하 더욱 상세히 설명된다.In the example shown in FIGS. 51A and 51, partial or complete disconnection of the signal between modem 511 and modem 515 may occur. Partial disconnection of the signal leaves the QAM signal transmission path completely. However, the reconfiguration of some connections causes separation of the QAM signal between the camera side modem 511 and the monitor side SLOC modem 515. Certain embodiments of the present invention provide a mechanism where the camera side modem 511 stops passband QAM transmission and outputs only a CVBS signal when the connection between modem 511 and modem 515 is interrupted. Temporary replacement of the test modem 5151 for the display-side modem may include disconnection between the modem 511 and the modem 515, establishment of a connection between the modem 511 and the modem 5121, and the modem 511 and the modem. And typically includes a disconnection between 5111 and a re-establishment of the connection between modem 511 and modem 515. Disconnection of the QAM signal may be detected using various functional components of the modem 511. Thus, the operation of the SLOC system is described in more detail below.

SLOCSLOC 시스템에 대한  For the system QAMQAM 변조 구조 Modulation structure

전술한 바와 같이, 도 19는 통과대역 변조 (PB 모드) 모듈 (1314) (도 13 참조)에 제공된 프레임 구조 (1336)를 나타낸다. 도 16의 격자 코딩은 비트를 부가하며, 격자 코딩 이전의 정합된 QAM 심볼당 데이터 비트의 수는 표 2에 도시된 바와 같다. 도 14의 315개의 RS 패킷 (521640개의 비트)이 정합되는 QAM 심볼의 수는 모드 선택에 따라 변경된다. 표 3에 도시된 바와 같이, 프레임 당 315개의 패팃 및 207의 RS 패킷 사이즈로, 프레임당 진정수의 심볼이 획득된다. PB 모드 모듈 (1314)은 당업자에게 공지된 임의의 접합한 방법을 사용하여 기저대역 QAM 심볼을 통과대역으로 변조한다 (예를 들어, 도 24에 관하여 전술한 내용 참조). As noted above, FIG. 19 illustrates a frame structure 1336 provided to a passband modulation (PB mode) module 1314 (see FIG. 13). The lattice coding of FIG. 16 adds bits, and the number of data bits per matched QAM symbol prior to lattice coding is shown in Table 2. The number of QAM symbols to which 315 RS packets (521640 bits) of FIG. 14 match is changed according to mode selection. As shown in Table 3, with 315 packets per frame and RS packet size of 207, symbols of true number per frame are obtained. The PB mode module 1314 modulates the baseband QAM symbols into a passband using any bonded method known to those skilled in the art (see, e.g., the foregoing with reference to FIG. 24).

전술한 바와 같이, 도 20에 관하여, 도 21 및 도 22의 QAM 복조기가 더 설명된다. 모듈 (2000)은 통과대역 신호에서 전송된 데이터를 수신하여 기저대역 QAM 심볼로 전환한다. 모듈 (2000)에 의해 수행된 동작은 통상적으로 서브-모듈을 사용하여, 심볼 클럭 동기화, 균등화 (중간-심볼 간섭을 제거하기 위함), 및 반송파 복구를 포함할 수 있다. 따라서, 모듈 (2000)은 복구된 기저대역 QAM 심볼 (2001)을 출력하는 균등화기를 포함할 수도 있다. 기저대역 QAM 신호들 (2001)은 실수 방향 및 허수 방향 모두로 슬라이스하는 2-레벨 슬라이서 (2018)로 제공되어, 이에 의해 프레임-동기 모듈 (2020)에 제공되는 시퀀스

Figure pct00130
Figure pct00131
(2019)를 형성한다.As described above, with respect to FIG. 20, the QAM demodulator of FIGS. 21 and 22 is further described. Module 2000 receives the data transmitted in the passband signal and converts it to a baseband QAM symbol. The operations performed by module 2000 may typically include symbol clock synchronization, equalization (to eliminate mid-symbol interference), and carrier recovery using a sub-module. Thus, module 2000 may include an equalizer that outputs the recovered baseband QAM symbol 2001. The baseband QAM signals 2001 are provided to a two-level slicer 2018 that slices in both real and imaginary directions, thereby providing a sequence to the frame-sync module 2020.
Figure pct00130
And
Figure pct00131
2020 is formed.

프레임 동기 모듈 (2020)은 이진 프레임-동기 PN 시퀀스의 저장된 복사본으로, 실수부 및 허수부 모두에 대해 개별적으로, 인가되는 슬라이스된 QAM 심볼상에서 연속적인 상호-상관 동작을 수행한다. 저장된 복사본의 각각의 멤버는 -1 또는 +1의 값을 가진다. 이 동작은 수학식 1에 의해 주어지며, 여기서 재생성된다.The frame synchronization module 2020 is a stored copy of the binary frame-sync PN sequence that performs successive cross-correlation operations on the applied sliced QAM symbols separately for both real and imaginary parts. Each member of the saved copy has a value of -1 or +1. This operation is given by Equation 1, where it is regenerated.

{수학식 10}{Equation 10}

Figure pct00132
Figure pct00132

여기서 s는 127개의 긴 프레임-동기 PN 시퀀스에 저장된 복사본이다. bR 또는 bI 의 최대 진폭은 FEC 데이터 프레임의 시작을 나타낸다. 이 FEC 데이터 프레임 시작 포인트가 스트림에서 검출되는 경우, 프레임 동기 펄스 또는 다른 동기화 신호가 수신기 모듈 중 하나 이상에 통신된다. Where s is a copy stored in 127 long frame-sync PN sequences. The maximum amplitude of b R or b I indicates the beginning of the FEC data frame. When this FEC data frame start point is detected in the stream, a frame sync pulse or other sync signal is communicated to one or more of the receiver modules.

도 52a 및 도 52b는 잡음 신호가 수신된 경우, 프레임 동기 펄스를 신뢰성있게 생성할 수 있는 프로세스의 구성요소를 나타낸다. 도 52a는 프레임 길이를 결정하는 프로세서의 일부이다. 프레임 길이는 선택된 전송 모드에 의존하여 변경될 수 있다 (표 3). 단계 5200에서 개시하는 프로세스는 심볼이 수신시 반복적으로 실행되며, 심볼 카운터는 미리 결정된 임계값을 초과하는 값을 유발하는 실행들 사이의 심볼의 수를 기록한다. 단계 5201에서, 상호 상관이 각각 도착하는 심볼에 대해 수행되며, 심볼 카운터는 미리 결정된 임계값이 단계 5202에서 초과되는 것으로 결정되기까지 증가한다. 심볼 카운터는 임계값이 초과되기까지 각각의 심볼에 대해 증가한다 (5203). 단계 5202에서 임계값이 초과되는 경우, 심볼 카운터는 클리어되며 (5204), 상호-상관 (5205), 심볼 카운터의 증가 (5207), 및 새로운 심볼의 수신 (5208)의 단계는 단계 5206에서 임계값이 초과되는 것으로 결정되기까지 반복된다. 중간 심볼 카운터는 단계 5208에서 기록되며, 심볼 카운터는 단계 5209에서 재설정된다. 상호-상관 (5210), 심볼 카운터의 증가 (5212), 및 새로운 심볼의 수신 (5213)의 단계는 단계 5211에서 임계값이 초과되는 것으로 결정되기까지 반복된다. 단계 5214에서 심볼 카운터가 단계 5208에서 기록된 중간 심볼 카운터와 동일한 경우, 단계 5215에서 프레임 길이는 심볼 카운터의 값으로서 복귀된다. 설명한 예에서, 프레임 길이는 2개의 연이은 일정한 카운터 이후 결정될 수 있다. 그러나 요구된 연이은 동일한 카운터는 원하는 데로 선택될 수도 있다.52A and 52B illustrate components of a process that can reliably generate frame sync pulses when a noise signal is received. 52A is part of a processor to determine frame length. The frame length can be changed depending on the selected transmission mode (Table 3). The process commencing at step 5200 is repeatedly executed upon receipt of a symbol, and the symbol counter records the number of symbols between executions that result in a value exceeding a predetermined threshold. In step 5201, cross correlation is performed for each arriving symbol, and the symbol counter is incremented until the predetermined threshold is determined to be exceeded in step 5202. The symbol counter is incremented (5203) for each symbol until the threshold is exceeded. If the threshold is exceeded in step 5202, the symbol counter is cleared (5204), cross-correlation 5205, increment of symbol counter 5207, and reception of a new symbol 5208 are thresholded in step 5206. This is repeated until it is determined to be exceeded. The intermediate symbol counter is written at step 5208 and the symbol counter is reset at step 5209. The steps of cross-correlation 5210, incrementing 5212 of symbol counters, and receiving 5213 of new symbols are repeated in step 5211 until it is determined that the threshold is exceeded. If in step 5214 the symbol counter is equal to the intermediate symbol counter recorded in step 5208, then in step 5215 the frame length is returned as the value of the symbol counter. In the example described, the frame length may be determined after two successive constant counters. However, the same counters required in succession may be selected as desired.

도 52b는 수신된 신호가 상당히 잡음이 있는 경우에도 프레임 동기 모듈 (2020)이 정확히 타임이된 프레임 동기 펄스들을 생성하는 일 프로세스를 도시한다. 또한, 프로세스는 일시적인 신호의 중단이 발생한 경우, 또는 전송기 전송 모드 변화가 프레임_사이즈에서의 대응하는 변화를 유발한 이후, 새로운 프레임 동기 위치의 획득을 제공한다. 자유 진행 (free running) 카운터는 모듈로 프레임_사이즈 연산을 사용하여, 수신된 심볼을 카운트 하며, 여기서 프레임_사이즈는 도 52a와 연관하여 설명한 단계에 의해 결정되었다. 수학식 10의 결과에서, 상호-상관이 선택된 임계값을 초과하는 경우, 심볼 카운터 값은 언제나 동일한 값을 가질 것이다. 값이 일정한 경우, 신뢰도 카운터는 선택된 최대값-예를 들어 최대값 16가지 증가되며, 그렇지 않은 경우, 신뢰도 카운터는 최소값 0을 향해 감소된다. 52B shows one process in which the frame sync module 2020 generates frame timed frame sync pulses even when the received signal is quite noisy. In addition, the process provides for the acquisition of a new frame sync position in the event of a temporary interruption of the signal, or after a transmitter transmission mode change causes a corresponding change in frame_size. The free running counter counts received symbols using modulo frame_size operations, where the frame_size was determined by the steps described in connection with FIG. 52A. In the result of Equation 10, if cross-correlation exceeds a selected threshold, the symbol counter value will always have the same value. If the value is constant, the confidence counter is incremented by a maximum of the selected maximum value, e.

그 결과, 단계 5250에서 심볼의 수신시, 상호 상관은 단계 5251에서 수행되며, 단계 5252에서의 결과가 임계값을 초과하는 경우, 전류 최대값은 임계값으로 설정되며, 최대 포인트는 단계 5253에서 심볼 카운터의 전류 값으로 설정된다. 도시된 예에서, 신뢰도 카운터가 4이상으로 설정되며 (5254), 전류 심볼 카운터가 프레임 동기화 포인트를 나타내는 경우 (5255), 단계 5256에서 프레임 동기 신호가 출력된다. 다음으로, 단계 5257에서 심볼 카운터가 여기서는 모듈로 4 부가를 사용하여 증가된다. 단계 5270에서 심볼 카운터가 0으로 결정되지 않는 한, 다음 심볼은 단계 5277에서 대기한다. 심볼 카운터가 0일 경우, 단계 5271에서 전류 최대값은 재설정된다. 단계 5272에서, 전류 최대 포인트가 프레임 동기화 포인트와 동일한 경우, 신뢰도 카운터는 단계 5273에서 증가되고, 다음 심볼은 단계 5277에서 대기하며, 그렇지 않은 경우 신뢰도 카운터는 단계 5274에서 감소된다. 현재 설명한 예에서, 단계 5275에서 신뢰도가 2 아래로 하강한 것으로 결정된 경우, 단계 5276에서 프레임 동기화 포인트는 전류 최대 포인트로 설정된다. 어떠한 경우에도, 다음 심볼은 단계 5277에서 대기된다. As a result, upon receipt of the symbol at step 5250, cross correlation is performed at step 5251, and if the result at step 5252 exceeds the threshold, the current maximum is set to the threshold and the maximum point is the symbol at step 5253. It is set to the current value of the counter. In the illustrated example, the reliability counter is set to 4 or more (5254), and if the current symbol counter indicates a frame synchronization point (5255), a frame synchronization signal is output in step 5256. Next, at step 5257 the symbol counter is incremented using modulo 4 addition here. The next symbol waits at step 5277 unless the symbol counter is determined to be zero at step 5270. If the symbol counter is zero, then at step 5271 the current maximum is reset. In step 5272, if the current maximum point is equal to the frame synchronization point, the reliability counter is incremented in step 5273, the next symbol waits in step 5277, otherwise the reliability counter is decremented in step 5274. In the presently described example, if it is determined in step 5275 that the reliability has dropped below 2, then in step 5276 the frame synchronization point is set to the current maximum point. In any case, the next symbol is waited at step 5277.

요약하여, 설명한 프로세스에 따르면, 신뢰도 카운터가 미리 결정된 값-예를 들어, 4를 초과하는 경우, 프레임 동기화는 신뢰성 있게 획득된 것으로 결정된다. 그후, 프레임 동기 모듈은 클리어되어 정화한 시간에 프레임 동기 펄스를 제공할 수 있다. 신뢰도 카운터가 4를 초과하는 경우에는, 잡음이 종종 수학식 10이 낮은 값을 생성하게 할지라도, 프레임 동기 펄스는 정확한 시간-통상적으로 프레임의 시작에 대응하는 시간에 출력될 것이다. In summary, according to the described process, it is determined that frame synchronization has been obtained reliably if the reliability counter exceeds a predetermined value—eg, four. Thereafter, the frame synchronization module may provide a frame synchronization pulse at a time that is cleared and purified. If the reliability counter exceeds 4, the frame sync pulse will be output at the correct time-typically at the time corresponding to the start of the frame, although noise often causes Equation 10 to produce a low value.

전송 모드가 변경되는 경우, 신뢰도 카운터는 궁극적으로 0으로 복귀할 것이다. 이는 새로운 프레임 길이를 결정하는 것의 프레임 길이의 재계산을 트리거하는데 사용될 수 있다 (예를 들어, 도 52a의 프로세스를 사용함). 반송파 복구에 관하여 후술하는 바와 같이, 이진 부가적인 복구된 위상 오프셋 0, ±π/2, 또는 π를 유발할 수도 있는 복구된 반송파 위상에서의 π/2 의 모호함이 있을 수 있다. 프레임 동기 심볼에 대해, 실수부 및 허수부는 동일한 부호를 가지며, 전송된 성좌도는 도 39에 도시된다.If the transmission mode is changed, the reliability counter will eventually return to zero. This can be used to trigger a recalculation of the frame length of determining the new frame length (eg, using the process of FIG. 52A). As described below with respect to carrier recovery, there may be an ambiguity of π / 2 in the recovered carrier phase that may cause binary additional recovered phase offset 0, ± π / 2, or π. For the frame sync symbol, the real part and the imaginary part have the same sign, and the transmitted constellation diagram is shown in FIG.

그 결과, 0의 위상 오프셋에 대해, 최대 진폭 bR 및 bI의 부호는 모두 포지티브이다. 표 5에 요약된 바와 같이, -π/2 오프셋은 네거티브 최대 진폭 bR 및 포지티브 최대 진폭 bI를 산출하고, π의 오프셋에 대해, bR 및 bI 모두 네거티브일 것이며, π/2의 오프셋에 대해 최대 진폭 bR은 포지티브일 것이며 최대 진폭 bI는 네거티브일 것이다. 그 결과, 최대 진폭 bR 및 bI의 각각의 부호는 조합하여, 최종 위상 오프셋이 수렴하는 복소 평면의 사분면을 나타낸다. 이는 위상 오프셋 상관 모듈 (2002)의 신호에 적용될 부가적인 위상 보정을 승인한다. 최대 bR 및 bI의 부호는 상관 기반 프레임-동기 모듈 (2020)로부터 위상 오프셋 보정기 (2002)로 전송될 수도 있다.As a result, for the zero phase offset, the signs of the maximum amplitudes b R and b I are both positive. As summarized in Table 5, the -π / 2 offset yields a negative maximum amplitude b R and a positive maximum amplitude b I , and for an offset of π, both b R and b I will be negative and an offset of π / 2 For a maximum amplitude b R will be positive and a maximum amplitude b I will be negative. As a result, each sign of the maximum amplitudes b R and b I combine to represent the quadrant of the complex plane where the final phase offset converges. This allows for additional phase correction to be applied to the signal of the phase offset correlation module 2002. The sign of at most b R and b I may be sent from the correlation based frame-synchronization module 2020 to the phase offset corrector 2002.

도 40을 참조하면, 도 20의 예의 위상 오프셋 보정기 (2002)의 특정 양태의 동작은 더욱 잘 이해될 수 있다. LUT (400)는 최대 진폭 bR 및 bI 의 부호에 기반하여 출력을 생성한다 (표 5참조).

Figure pct00133
가 주어지는 경우, 동작 (402)는, Referring to FIG. 40, the operation of certain aspects of the phase offset corrector 2002 of the example of FIG. 20 may be better understood. LUT 400 generates an output based on the signs of maximum amplitudes b R and b I (see Table 5).
Figure pct00133
If is given, the operation 402,

1) φ=+π에 대해

Figure pct00134
1) About φ = + π
Figure pct00134

2) φ=+π/2에 대해

Figure pct00135
2) for φ = + π / 2
Figure pct00135

3) φ=-π/2에 대해

Figure pct00136
3) About φ = -π / 2
Figure pct00136

로서, 실행될 수 있다.Can be executed.

프레임 동기 시작 위치가 배치되고 mπ/2 위상 오프셋이 보정된 경우, 모드 비트 (성좌도 및 격자 코드 레이트)를 포함하는 코드 워드의 위치가 공지된다. 코드 워드는 예를 들어, BCH 디코더에 의하거나, 수신된 코드 워드를 모든 가능한 코드 워드와 상관시키고 최상의 결과값을 산출하는 코드 워드를 선택함으로써 신뢰성있게 디코딩될 수 있다. 이 정보가 반복적으로 전송되므로, 결과가 받아들여지기 전에 동일한 결과가 복수회 발생함을 요구함으로써 부가적인 신뢰성이 획득될 수 있다. 도 41은 프레임 동기 모듈 (2020)에 의해 수행될 수 있는 프로세스의 예를 도시한다.When the frame sync start position is placed and the m [pi] / 2 phase offset is corrected, the position of the code word including the mode bits (constellation degree and lattice code rate) is known. The code word can be reliably decoded, for example, by a BCH decoder or by selecting a code word that correlates the received code word with all possible code words and yields the best result. Since this information is transmitted repeatedly, additional reliability can be obtained by requiring that the same result occur multiple times before the result is accepted. 41 shows an example of a process that may be performed by the frame sync module 2020.

도 20의 시스템에 계속하여, 프레임-동기 신호 (2021)는, 심볼이 소프트 역-정합기 (2006)에 공급되기 이전에, 어느 심볼이 모듈 (2004)에서 제거될지를 나타내는데 사용될 수 있다. 일 예에서, 127 개의 프레임-동기 심볼 및 8개의 모드 심볼이 스트림으로부터 제거되어, RS 패킷에 대응하는 심볼만이 소프트 역-정합기 (2006)에 전달됨을 보장한다. 소프트 역-정합기 (2006)는 예를 들어, Akay 및 Tosato에 의해 설명된 알고리즘을 포함하는 당업계에 공지된 알고리즘을 사용하여 소프트 비트 매트릭스를 계산한다. 정확한 동작을 위해, 소프트 역-정합기 (2006)는 어느 천공 패턴 (어느 격자 코드)이 전송기에서 사용되었는지 및 수신된 비트를 갖는 패턴의 정렬을 알아야한다. 정보 (2021)는 전류 모드에 관계없이, 천공 패턴이 정렬되는 반복 프레임 동기 신호를 제공하며 모드 정보를 디코딩하는 프레임-동기 모듈 (2020)에 의해 제공된다. 이들 소프트 비트 매트릭스는 당업계에 공지된 방법으로 동작하여 전송기의 PTCM 인코더로 입력되었던 비트의 추정치에 도달하는 비터비 디코더 (2008)에 공급된다. 역-랜덤화기 (2013), 바이트 역-인터리버 (2014), 및 RS 디코더 (2016)는 모두 프레임-동기 신호 (2021)에 의해 동기화되고, 각각 바이트 데이터를 역-랜덤화, 역-인터리빙, 및 디코딩하여 전송기의 RS 인코더에 원래 인가되었던 데이터를 획득한다. Continuing with the system of FIG. 20, the frame-sync signal 2021 may be used to indicate which symbol will be removed in module 2004 before the symbol is supplied to the soft de-matcher 2006. In one example, 127 frame-sync symbols and eight mode symbols are removed from the stream to ensure that only the symbols corresponding to the RS packets are passed to the soft de-matcher 2006. Soft inverse-matcher (2006) calculates the soft bit matrix using algorithms known in the art, including, for example, the algorithm described by Akay and Tosato. For correct operation, the soft de-matcher 2006 must know which puncture pattern (which grid code) was used at the transmitter and the alignment of the pattern with the received bits. The information 2021 is provided by the frame-sync module 2020 which provides a repeating frame sync signal in which the puncturing patterns are aligned and decodes the mode information, regardless of the current mode. These soft bit matrices are fed to a Viterbi decoder 2008 that operates in a manner known in the art to reach an estimate of the bits that have been input to the transmitter's PTCM encoder. The de-randomizer 2013, the byte de-interleaver 2014, and the RS decoder 2016 are all synchronized by the frame-synchronization signal 2021, and de-randomize, de-interleave, and byte data respectively. Decode to obtain the data originally applied to the RS encoder of the transmitter.

단계 스위칭Phase switching

특정 실시예는 균등화기의 출력에서의 평균 제곱 에러에 기반하는 단계 스위칭을 사용한다. 균등화기 출력의 평균 제곱 에러 (MSE; mean square error)의 정확한 추정치는 도 42의 에러 계산 모듈 (422)에 의해 계산된 일련의 에러 e[k]로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 추정치는 Certain embodiments use step switching based on the mean squared error at the output of the equalizer. An accurate estimate of the mean square error (MSE) of the equalizer output may be obtained from the series of errors e [k] calculated by the error calculation module 422 of FIG. For example, the estimate

Figure pct00137
Figure pct00137

에 의해 획득될 수도 있다. 여기서 β<1 망각된 인자이다. e[k]를 평균화하는 다른 방법은 공지되며 사용될 수 있다. 수학식 18은, 미리 결정된 임계값과 비교될 수 있으며, MSE[k]가 임계값 아래로 하강하는 경우, 단계 1에서 단계 2로 동작을 스위칭하는 도 42의 단계 제어 모듈 (423)에 의해 사용될 수 있는 결과값을 생성한다. 결과값은 제 2 미리결정된 임계값과 비교되어, MSE[k]가 제 2 임계값 아래로 하강하는 경우 단계 2에서 단계 3으로 동작을 스위칭할 수 있다.It may be obtained by. Where β <1 is the forgetting factor. Other methods of averaging e [k] are known and can be used. Equation 18 can be compared with a predetermined threshold and used by the step control module 423 of FIG. 42 to switch the operation from step 1 to step 2 when MSE [k] falls below the threshold. Produces possible results. The resulting value may be compared with a second predetermined threshold to switch the operation from step 2 to step 3 when MSE [k] falls below the second threshold.

접속 끊김 및 재접속 검출Disconnection and Reconnection Detection

특정 실시예는 통신 링크의 카메라측에서 접속 끊김 및 재접속 이벤트를 검출하는 시스템 및 방법을 제공한다. 다시 도 51a 및 51b를 참조하면, 모뎀 (511)과 모뎀 (515) 사이의 신호의 부분적 또는 완전한 접속끊김이 일반 동작에서 발생할 수도 있다. 특정 접속끊김은 카메라측 모뎀 (511)과 모니터측 SLOC 모뎀 (515)사이의 QAM 신호에 영향을 미친다. 특히, HD 카메라 (510)에 의해 캡처된 이미지를 전달하는 신호는 디스플레이측 모뎀 (515)으로 케이블 (514)을 통해 전송을 위해 모뎀 (511)에 의해 인코딩 및/또는 변조된다. coax (514)에 관련된 접속끊김 및 재접속 이벤트를 검출하는 복수의 방법이 카메라측 SLOC 모뎀 (511)에 의해 수행될 수 있다. 접속끊김 또는 재접속 이벤트에 응답하여, 모뎀 (511)은 다운스트림 통과대역 QAM 전송을 정지, 개시, 또는 재개시할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, QAM 복조기 (530)로부터 QAM 변조기로 전송된 "coax 접속된" 신호는 접속-관련된 이벤트에 대한 전송을 제어하는데 사용될 수도 있다.Certain embodiments provide a system and method for detecting disconnection and reconnection events at the camera side of a communication link. Referring again to FIGS. 51A and 51B, partial or complete disconnection of the signal between modem 511 and modem 515 may occur in normal operation. The particular disconnection affects the QAM signal between the camera side modem 511 and the monitor side SLOC modem 515. In particular, the signal carrying the image captured by the HD camera 510 is encoded and / or modulated by the modem 511 for transmission via the cable 514 to the display side modem 515. Multiple methods of detecting disconnection and reconnection events associated with coax 514 may be performed by camera side SLOC modem 511. In response to a disconnect or reconnect event, modem 511 may stop, initiate, or resume downstream passband QAM transmission. In some embodiments, a "coax connected" signal sent from QAM demodulator 530 to a QAM modulator may be used to control the transmission for connection-related events.

도 53을 참조하면, 예를 들어, coax 접속된 신호 (531)가 카메라측 QAM 변조기 (532)에 의해 주장되는 경우에만, 카메라측 QAM 변조기 (530)가 다운스트림 통과대역 신호 (533)를 전송하도록 구성될 수도 있다. 카메라측 QAM 복조기 (532)는 비터비 방법을 사용하여 모니터측 QAM 변조기 (미도시)에 의해 전송된 입력 신호 (534)의 존재를 결정할 수 있다. 통상적으로, 입력 신호 (534)의 수신이 신뢰성있게 확인되는 경우, 성좌도 식별이 확인되는 경우, 및/또는 프레임 동기의 확인이 획득시, coax 접속된 신호 (531)가 카메라측 QAM 복조기 (532)에 의해 주장된다. Referring to FIG. 53, for example, the camera side QAM modulator 530 transmits the downstream passband signal 533 only when the coax connected signal 531 is claimed by the camera side QAM modulator 532. It may be configured to. Camera-side QAM demodulator 532 can determine the presence of an input signal 534 transmitted by a monitor-side QAM modulator (not shown) using the Viterbi method. Typically, when reception of the input signal 534 is reliably confirmed, when constellation degree identification is confirmed, and / or when confirmation of frame synchronization is obtained, the coax connected signal 531 is a camera-side QAM demodulator 532. Is claimed.

입력 신호 (534)의 존재를 검출하는 방법은 자동 이득 제어 (AGC; automatic gaim control) 루프에 기반한 방법을 포함한다. QAM 복조기를 포함하는 통신 수신기에서 발견되는 바와 같이, AGC는 수신기의 다양한 단계 및 포인트에서 신호 레벨을 제어하는데 사용된다. 도 24의 수신기 프런트 엔드 (front end)에 부가된 AGC 루프 (540)를 도시하는 일 예가 도 27에 도시된다. AGC 루프 (540)에서, 복소 신호의 진폭이 541에서 결정되며 미리 결정된 기준 레벨 (543)로부터 541에서 차감된다. 결과는 로우 패스 필터 (LPF) (544)에 의해 필터링되어 잡음 및 단기간 변경을 억제한다. LPF (544)는 가산기 (545) 및 지연 성분 (546)을 포함하는 누산기에 공급되는 출력을 제공한다. 누산기 출력은 시스템 입력 (549)에서 이득 블록 (548)으로 다시 공급되는 이득 제어 신호 (547)로서 사용된다. 일 예에서, 이득 제어 신호 (547)는 이득 블록 (548)에 의해 제공된 이득을 결정하는 곱셈기 또는 이득 성분으로서 사용되어, 이득 블록 (548)에 의해 제공된 이득은 이득 제어 (547)이 증가함에 따라 미리결정된 제한 내에서 증가한다. 입력 (549)가 접속끊기는 경우 (예를 들어, coax가 접속끊기는 경우) 진폭 블록 (541)의 출력은 상당히 낮아지는 경향이 있다. 통상적으로, coax 접속된 신호 (531)는 진폭 블록 출력이 미리결정된 임계값을 초과하는 경우에만 주장될 수도 있다. 또한, 통상적으로 이득 제어 신호 (547)는 입력 (549)이 접속끊기는 경우에 상당히 높다. 그 결과, coax 접속된 신호 (531)는 이득 제어 신호가 미리 결정된 임계값 아래인 경우에만 주장될 수도 있다. AGC 루프 (540)는 루프가 QAM 복조기 (532)의 다른 곳에서 발견되는 경우에만 입력 (549)의 접속 상태를 모니터링하는데 사용될 수 있다. The method for detecting the presence of the input signal 534 includes a method based on an automatic gain control (AGC) loop. As found in a communication receiver that includes a QAM demodulator, AGC is used to control signal levels at various stages and points of the receiver. An example illustrating an AGC loop 540 added to the receiver front end of FIG. 24 is shown in FIG. 27. In the AGC loop 540, the amplitude of the complex signal is determined at 541 and subtracted at 541 from the predetermined reference level 543. The result is filtered by low pass filter (LPF) 544 to suppress noise and short term changes. LPF 544 provides an output that is supplied to an accumulator that includes adder 545 and delay component 546. The accumulator output is used as the gain control signal 547 which is fed back from the system input 549 to the gain block 548. In one example, gain control signal 547 is used as a multiplier or gain component to determine the gain provided by gain block 548 such that the gain provided by gain block 548 increases as gain control 547 increases. Increase within a predetermined limit. If the input 549 is disconnected (eg, the coax is disconnected), the output of the amplitude block 541 tends to be significantly lower. Typically, the coax connected signal 531 may only be asserted if the amplitude block output exceeds a predetermined threshold. Also, the gain control signal 547 is typically quite high when the input 549 is disconnected. As a result, the coax connected signal 531 may only be asserted if the gain control signal is below a predetermined threshold. The AGC loop 540 can be used to monitor the connection state of the input 549 only if the loop is found elsewhere in the QAM demodulator 532.

입력 신호 (534)의 존재를 검출하는 방법은 도 43에서 도시된 반송파 위상/주파수 로프 단계 및 균등화기에 기반한다 (수학식 18 참조). 특히, QAM 복조기 (532)의 QAM 변조기 단계 제어기 (434)는 (단계 1의 초기에) 수학식 18의 결과에 기반하여 단계 2로 스위칭하는 경우, coax 접속된 신호 (531)가 주장될 수도 있다. coax가 접속되고 QAM 복조기 (532)가 모니터측 QAM 변조기로부터 업스트림 신호를 활성적으로 수신하고 있는 경우에만 단계 1에서 단계 2로의 전환이 발생한다. coax의 후속하는 접속끊김은 신호의 손실, 수학식 18에 의해 계산된 MSE에서의 증가를 유발하며, 단계 1로의 복귀를 유도할 것이다. coax 접속된 신호 (531)는 QAM 복고기 (532)가 단계 1에 있는 경우 재설정되거나 역-주장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 카메라측 QAM 복조기 (532)는 coax 접속된 신호 (531)를 주장하기 이전에 획득된 단계 3을 가지기 위해 요구될 수도 있다.The method of detecting the presence of the input signal 534 is based on the carrier phase / frequency rope step and equalizer shown in FIG. 43 (see Equation 18). In particular, when the QAM modulator step controller 434 of the QAM demodulator 532 switches to step 2 based on the result of equation (18 at the beginning of step 1), the coax connected signal 531 may be asserted. . The transition from step 1 to step 2 only occurs when the coax is connected and the QAM demodulator 532 is actively receiving an upstream signal from the monitor side QAM modulator. Subsequent disconnection of the coax will cause a loss of signal, an increase in the MSE calculated by Equation 18, and will lead to a return to step 1. The coax connected signal 531 may be reset or reverse-claimed if the QAM retrograde 532 is in step 1. In some embodiments, camera-side QAM demodulator 532 may be required to have step 3 obtained prior to asserting coax connected signal 531.

입력 신호 (534)의 존재를 검출하는 또 다른 방법은 도 52b에 관하여 논의된 복조기 프레임 동기 신뢰도 카운터에 기반한다. 특히, ocax 접속된 신호 (531)는, 신뢰도 카운터가 미리결정된 임계값 보다 큰 값을 등록하는 경우에만, 카메라측 QAM 복조기 (532)에 의해 주장될 수도 있다. 일 예에서, 임계값은 4일 수도 있다. 따라서, coax 접속된 신호 (531)는, coax가 접속되며 모니터측 모뎀이 카메라에 SLOC 프레임을 전송하고 있는 경우에만 주장될 것이다. 프레임 동기 프로세스가 자유 진행을 계속하는 경우에는, 심볼이 수신되고 있지 않는 경우라도, 접속끊김은 신뢰도 카운터를 되돌려 결국 4 아래로 하강하게 하며, coax 접속된 신호 (531)는 역-주장될 것이다.Another method of detecting the presence of the input signal 534 is based on the demodulator frame synchronization reliability counter discussed with respect to FIG. 52B. In particular, the ocax connected signal 531 may be asserted by the camera side QAM demodulator 532 only if the reliability counter registers a value greater than a predetermined threshold. In one example, the threshold may be four. Thus, the coax connected signal 531 will only be asserted when the coax is connected and the monitor side modem is sending a SLOC frame to the camera. If the frame synchronization process continues to go free, even if no symbol is being received, the disconnection will return the reliability counter and eventually drop below 4, and the coax connected signal 531 will be de-asserted.

입력 신호 (534)의 존재를 검출하는 또 다른 방법은 더 높은 층의 프로토콜에 기반한다. 도 51a를 다시 참조하면, HD 카메라 (30) 및 모니터측 호스트 시스템 (38)은 네트워킹 프로토콜을 사용하여 통신할 수도 있다. 이 논의의 목적을 위해, 유비쿼터스 인터넷 프로토콜 (IP)이 네트워킹 프로토콜의 예로서 사용될 수 있다. 몇몇 IP 모드는 본질적으로 2-방향이므로, 데이터를 업스트림 및 다운스트림 모두로 전송되게 한다. 케이블이 접속끊기는 경우, HD 카메라 (30) 및/또는 모뎀 (32)의 네트워크 제어기 또는 프로세서는 모니터측으로부터 도달하는 복귀 IP 패킷이 없음을 인식하여, 통과대역 전송을 중단하기 위해 카메라측 SLOC 모뎀 (32)에 통지할 수 있다. 일 예에서, 이러한 통지는 예를 들어, 도 53에서 도시된 MII 인터페이스 (536)를 통해 HD 카메라 (30)로부터 모뎀 (32)으로 특별한 미리결정된 데이터 패킷을 전송하는 것을 포함할 수도 있다. Another method of detecting the presence of the input signal 534 is based on a higher layer protocol. Referring again to FIG. 51A, the HD camera 30 and monitor side host system 38 may communicate using networking protocols. For the purposes of this discussion, ubiquitous internet protocol (IP) may be used as an example of a networking protocol. Some IP modes are essentially two-way, allowing data to be sent both upstream and downstream. If the cable is disconnected, the network controller or processor of the HD camera 30 and / or modem 32 recognizes that there are no return IP packets arriving from the monitor side, and the camera side SLOC modem ( 32) can be notified. In one example, such notification may include, for example, sending a special predetermined data packet from HD camera 30 to modem 32 via MII interface 536 shown in FIG. 53.

본 발명의 특정 양태의 부가적인 설명Additional Description of Certain Aspects of the Invention

본 발명의 앞선 설명은 설명적인 것을 의도하며 제한을 의도하는 것이 아니다. 예를 들어, 당업자는 본 발명이 전술한 기능성 및 성능의 다양한 조합으로 실행될 수 있으며, 전술한 것보다 더 적거나 많은 컴포넌트를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 특정 부가적인 양태 및 특징들이 아래에 더 많이 주어지며, 본 발명의 개시에 의해 교시된 이후 당업자에게 이해될 바와 같이, 상기에서 더욱 상세히 설명한 기능성 및 컴포넌트들을 사용하여 획득될 수 있다. The foregoing description of the invention is intended to be illustrative, and not intended to be limiting. For example, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced with various combinations of the foregoing functionality and capabilities, and may include fewer or more components than those described above. Certain additional aspects and features of the invention are given more below, and can be obtained using the functionality and components described in more detail above, as will be understood by those skilled in the art after being taught by the present disclosure.

본 발명의 특정 실시예는 카메라와 관련된 시스템 및 방법을 제공한다. 이들 실시예들은 이미지 센서로부터 이미지 신호를 수신하여 이미지 신호를 나타내는 복수의 비디오 신호를 생성하는 프로세서, 및 케이블을 통한 전송을 위해 출력 신호로서 기저대역 비디오 신호와 디지털 비디오 신호를 결합하는 인코더를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 비디오 신호는 기저대역 비디오 신호 및 디지털 비디오 신호를 포함한다. 기저대역 및 디지털 비디오 신호는 실질적으로 등시성일 수도 있다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 카메라는 폐쇄회로 고화질 텔레비전 카메라이다. 이들 실시예 중 몇몇에서,기저대역 비디오 신호는 표준 아날로그 비디오 신호를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서,디지털 비디오 신호는 기저대역 비디오 신호와 결합하기 이전에 변조된다. 이들 실시예 중 몇몇에서,디지털 비디오 신호는 압축 디지털 비디오를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 디지털 비디오 신호는 고화질 디지털 비디오 신호이다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 디지털 비디오 신호의 프레임 레이트는 이미지 신호의 프레임 레이트 미만이다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 변조된 디지털 신호는 비디오 리코더에 제공된다.Certain embodiments of the present invention provide a system and method associated with a camera. These embodiments include a processor that receives an image signal from an image sensor and generates a plurality of video signals representing the image signal, and an encoder that combines the baseband video signal with the digital video signal as an output signal for transmission over a cable. . In some of these embodiments, the video signal includes a baseband video signal and a digital video signal. Baseband and digital video signals may be substantially isochronous. In some of these embodiments, the camera is a closed circuit high definition television camera. In some of these embodiments, the baseband video signal comprises a standard analog video signal. In some of these embodiments, the digital video signal is modulated prior to combining with the baseband video signal. In some of these embodiments, the digital video signal comprises compressed digital video. In some of these embodiments, the digital video signal is a high definition digital video signal. In some of these embodiments, the frame rate of the digital video signal is less than the frame rate of the image signal. In some of these embodiments, the modulated digital signal is provided to a video recorder.

이들 실시예 중 몇몇에서, 디코더는 케이블로부터 수신된 업스트림 신호를 복조하도록 구성된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 복조된 업스트림 신호는 제어 신호를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 제어신호는 카메라의 위치 및 방향을 제어하는 신호를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 제어 신호는 프로세서에 의한 기저대역 비디오 신호 및 디지털 비디오 신호의 생성을 제어하는 신호를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 제어 신호는 기저대역 비디오 신호로서 인코딩을 위한 이미지 신호 중 일부를 선택하는 신호를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 제어 신호는 디지털 비디오 신호로서 인코딩을 위한 이미지 신호 중 일부를 선택하는 신호를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 복조된 업스트림 신호는 카메라의 오디오 출력을 구동하는 오디오 신호를 포함한다. In some of these embodiments, the decoder is configured to demodulate the upstream signal received from the cable. In some of these embodiments, the demodulated upstream signal includes a control signal. In some of these embodiments, the control signal comprises a signal for controlling the position and orientation of the camera. In some of these embodiments, the control signal includes a signal that controls the generation of the baseband video signal and the digital video signal by the processor. In some of these embodiments, the control signal includes a signal that selects some of the image signal for encoding as a baseband video signal. In some of these embodiments, the control signal comprises a signal that selects some of the image signal for encoding as a digital video signal. In some of these embodiments, the demodulated upstream signal includes an audio signal that drives the audio output of the camera.

본 발명의 특정 실시예는 비디오 이미지를 전송하는 시스템 및 방법을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇은 고화질 이미지 디바이스로부터 수신된 비디오 신호를 주파수 분할 다중화하여 변조된 디지털 신호를 획득하는 것, 변조된 디지털 신호를 비디오 신호를 나타내는 기저대역 아날로그 신호와 결합함으로써 출력 신호를 생성하는 것, 및 출력 신호를 디스플레이 시스템 및 디지털 비디오 캡처 및/또는 저장소 디바이스에 동시에 전송하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 디스플레이 시스템은 비디오 신호의 기저대역 아날로그 표현으로부터 도출된 이미지를 디스플레이한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 디지털 비디오 저장부는 변조된 디지털 신호로부터 추출된 고화질 프레임의 시퀀스를 디지털 비디오 리코더를 사용하여 기록한다. Certain embodiments of the present invention provide a system and method for transmitting video images. Some of these embodiments include frequency division multiplexing a video signal received from a high definition image device to obtain a modulated digital signal, and generating an output signal by combining the modulated digital signal with a baseband analog signal representing the video signal. And simultaneously transmitting the output signal to the display system and the digital video capture and / or storage device. In some of these embodiments, the display system displays an image derived from the baseband analog representation of the video signal. In some of these embodiments, the digital video store records a sequence of high quality frames extracted from the modulated digital signal using a digital video recorder.

이들 실시예 중 몇몇은 비디오 신호를 압축하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 디지털 비디오 신호를 주파수 분할 다중화하는 단계는 변조 이전에 비디오 신호를 압축하는 단계를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 출력 신호를 전송하는 것은 동축 케이블에 출력 신호를 제공하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 동축 케이블로부터 수신된 입력 신호를 복조하여 제어 신호를 획득하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 합성 비디오 신호에서 비디오 신호의 일부를 인코딩함으로써 기저대역 아날로그 신호를 생성하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 제어 신호를 사용하여, 합성 비디오 신호에서, 인코딩될 비디오 신호의 일부를 선택하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 제어 신호를 사용하여 카메라의 위치를 제어하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 입력 신호를 복조하는 것은 입력 신호로부터 오디오 신호를 추출하는 것을 포함한다. Some of these embodiments include compressing the video signal. In some of these embodiments, frequency division multiplexing the digital video signal comprises compressing the video signal prior to modulation. In some of these embodiments, transmitting the output signal includes providing an output signal to the coaxial cable. Some of these embodiments include demodulating an input signal received from a coaxial cable to obtain a control signal. Some of these embodiments include generating a baseband analog signal by encoding a portion of the video signal in the composite video signal. Some of these embodiments include using a control signal to select, in the composite video signal, a portion of the video signal to be encoded. Some of these embodiments include controlling the position of the camera using control signals. In some of these embodiments, demodulating the input signal includes extracting an audio signal from the input signal.

본 발명의 특정 실시예는 카메라를 동작하는 시스템 및 방법을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇은, 이미지 센서로부터 이미지 신호를 수신하여 복수의 비디오 신호를 생성하는 프로세서, 카메라에 의해 수신된 제어 신호에 응답하도록 구성된 제어 로직, 및 디지털 비디오 신호를 변조된 신호로서 변조하도록 구성된 변조기를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 복수의 비디오 신호는 기저대역 비디오 신호 및 디지털 비디오 신호를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 복수의 비디오 신호 각각은 카메라의 시야 중 적어도 일부를 나타낸다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 제어 신호는 디지털 비디오 신호 및 기저대역의 콘텐츠를 제어한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 변조된 신호 및 기저대역 비디오 신호는 카메라에 의해 동시에 전송된다. Certain embodiments of the present invention provide a system and method for operating a camera. Some of these embodiments include a processor that receives image signals from an image sensor and generates a plurality of video signals, control logic configured to respond to control signals received by the camera, and modulate the digital video signal as a modulated signal. It includes a modulator. In some of these embodiments, the plurality of video signals includes a baseband video signal and a digital video signal. In some of these embodiments, each of the plurality of video signals represents at least a portion of the field of view of the camera. In some of these embodiments, the control signal controls the digital video signal and the baseband content. In some of these embodiments, the modulated signal and the baseband video signal are transmitted simultaneously by the camera.

이들 실시예 중 몇몇에서, 기저대역 및 디지털 비디오 신호는 실질적으로 등시성이다. 이들 실시예 중 몇몇은 케이블을 통한 전송용 출력 신호로서 기저대역 비디오 신호와 변조된 신호를 결합하는 인코더를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 제어 신호는 무선 신호로서 수신된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 변조된 신호는 무선으로 전송된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 디지털 비디오 신호는 고화질 디지털 비디오 신호이다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 디지털 비디오 신호는 압축된 디지털 비디오 신호를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 제어 신호는 비디오 신호 중 하나에 의해 나타난 시야 중 일부를 이동시킨다. In some of these embodiments, the baseband and digital video signals are substantially isochronous. Some of these embodiments include an encoder that combines a baseband video signal and a modulated signal as an output signal for transmission over a cable. In some of these embodiments, the control signal is received as a wireless signal. In some of these embodiments, the modulated signal is transmitted wirelessly. In some of these embodiments, the digital video signal is a high definition digital video signal. In some of these embodiments, the digital video signal comprises a compressed digital video signal. In some of these embodiments, the control signal shifts some of the field of view represented by one of the video signals.

이들 실시예 중 몇몇은, 주파수에 의해 분리되며 케이블에 의해 전달되는 디지털 신호 및 기저대역 아날로그 신호로의 사용을 위한 균등화기를 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇은 수신기에서 수신된 디지털 신호로부터 왜곡을 제거하는 디지털 균등화기를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 케이블에 의해 유발된 아날로그 신호의 감쇄를 보상하는 아날로그 균등화기를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 아날로그 균등화기는 기저대역 아날로그 필터 세트 중 하나를 적용하여 감쇄를 보상한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 적용된 기저대역 아날로그 필터는 상이한 주파수에서의 감쇄의 차이의 디지털 균등화기에 의해 계산된 추정치에 기반하여 선택된다. Some of these embodiments provide equalizers for use as baseband analog signals and digital signals separated by frequency and carried by cable. Some of these embodiments include a digital equalizer that removes distortion from the digital signal received at the receiver. Some of these embodiments include an analog equalizer that compensates for the attenuation of the analog signal caused by the cable. In some of these embodiments, the analog equalizer applies one of the baseband analog filter sets to compensate for the attenuation. In some of these embodiments, the applied baseband analog filter is selected based on an estimate calculated by the digital equalizer of the difference in attenuation at different frequencies.

이들 실시예 중 몇몇에서, 디지털 신호 및 아날로그 신호는 카메라에 내장된 전송기와 수신기 사이에서 전송되며, 수신기는 모니터에 아날로그 신호를 나타내는 균등화된 신호를 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 케이블은 동축 케이블을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 왜곡은 케이블의 길이와 함께 증가한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 왜곡은 다중 경로를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 감쇄의 추정치는 기울기가 대략 선형인 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역으로부터 계산된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 기울기는 복수의 필터 탭에 대한 고속 푸리에 변환을 사용하여 계산된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 주파수 대역 내의 주파수 빈은 합산을 사용하여 디지털 균등화기의 필터의 주파수 응답의 계산을 허용하도록 선택된다. In some of these embodiments, digital and analog signals are transmitted between a transmitter and a receiver embedded in the camera, and the receiver provides an equalized signal representing the analog signal to the monitor. In some of these embodiments, the cable comprises a coaxial cable. In some of these embodiments, the distortion increases with the length of the cable. In some of these embodiments, the distortion includes multiple paths. In some of these embodiments, the estimate of the attenuation is calculated from a frequency band having a power spectral density whose slope is approximately linear. In some of these embodiments, the slope is calculated using a fast Fourier transform for the plurality of filter taps. In some of these embodiments, frequency bins within the frequency band are selected to allow calculation of the frequency response of the filter of the digital equalizer using summation.

Figure pct00138
Figure pct00138

여기서, G[k]는 시간 도메인 수렴된 균등화기 필터 탭의 DFT이며, k1 및 k2 는 DFT의 특정 주파수 빈에 대응한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 디지털 신호는 카메라에 의해 캡처된 비디오 이미지의 고화질 표현을 포함하며, 아날로그 신호는 비디오 이미지의 표준 표현을 포함한다. Where G [k] is the DFT of the time domain converged equalizer filter tap, and k 1 and k 2 correspond to specific frequency bins of the DFT. In some of these embodiments, the digital signal includes a high quality representation of the video image captured by the camera, and the analog signal includes a standard representation of the video image.

본 발명의 특정 실시예는 주파수에 의해 아날로그 신호와 분리된 디지털 신호를 전달하는 케이블에서의 아날로그 신호를 균등화하는 방법을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 방법은 아날로그 및 디지털 신호를 수신하여 기저대역 비디오 신호를 출력하는 모뎀에 의해 수행된다. 이들 실시예 중 몇몇은 디지털 신호에서 기울기를 계산하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 기울기는 케이블에 기여할 수 있는 주파수의 기능으로서 감쇄를 특징화한다. 이들 실시예 중 몇몇은 계산된 기울기에 기반하여 디지털 신호를 균등화하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 계산된 기울기를 사용함으로써 아날로그 균등화기를 구성하여 기저대역 아날로그 필터 세트 중 하나를 선택하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 선택된 기저대역 아날로그 필터를 사용하여 아날로그 신호를 균등화한다. Certain embodiments of the present invention provide a method of equalizing an analog signal in a cable that carries a digital signal separated from the analog signal by frequency. In some of these embodiments, the method is performed by a modem that receives analog and digital signals and outputs baseband video signals. Some of these embodiments include calculating the slope in the digital signal. In some of these embodiments, the slope characterizes attenuation as a function of frequency that may contribute to the cable. Some of these embodiments include equalizing the digital signal based on the calculated slope. Some of these embodiments include configuring an analog equalizer by using the calculated slope to select one of a set of baseband analog filters. Some of these embodiments equalize the analog signal using the selected baseband analog filter.

이들 실시예 중 몇몇에서, 아날로그 신호는 기저대역 비디오 신호를 포함하며, 디지털 신호는 기저대역 비디오 신호의 고화질 버전을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 케이블은 동축 케이블을 포함하며, 기울기는 케이블의 길이에 따라 변한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 기울기는 다중-경로 왜곡으로부터 도출된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 기울기를 계산하는 것은 기울기가 대략 선형인 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역 내의 감쇄를 추정하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 감쇄를 추정하는 것은 복수의 필터 탭에 대해 고속 푸리에 변환을 사용하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 감쇄를 추정하는 것은 주파수 대역 내의 주파수 빈을 선택하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 선택된 주파수 빈은 기울기를 계산하는 단계의 효율성을 최적화한다. In some of these embodiments, the analog signal comprises a baseband video signal and the digital signal comprises a high quality version of the baseband video signal. In some of these embodiments, the cable comprises a coaxial cable, the slope of which varies with the length of the cable. In some of these embodiments, the slope is derived from multi-path distortion. In some of these embodiments, calculating the slope includes estimating the attenuation within a frequency band with a power spectral density of which the slope is approximately linear. In some of these embodiments, estimating the attenuation includes using a fast Fourier transform for the plurality of filter taps. In some of these embodiments, estimating the attenuation includes selecting a frequency bin within a frequency band. In some of these embodiments, the selected frequency bin optimizes the efficiency of the step of calculating the slope.

본 발명의 특정 실시예는 새로운 프레임 구조를 사용하는 디지털 통신 시스템을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇은 데이터의 프레임을 인터리빙하는 컨벌루션 바이트 인터리버를 포함하며, 인터리버는 프레임 구조에 동기화된다. 이들 실시예 중 몇몇은 인터리빙된 데이터 프레임으로부터 랜덤화된 데이터 프레임을 생성하도록 구성된 램덤화기를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 랜덤화된 데이터 프레임으로부터 격자 코딩된 데이터 프레임을 생성하는 선택가능한 코드 레이트에서 동작된 천공된 격자 코드 변조기를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 격자 코딩된 데이터 프레임의 비트 그룹을 변조 심볼에 정합하여 정합된 프레임을 생성하는 QAM 정합기를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 정합된 프레임에 동기화 패킷을 부가하는 동기화기를 포함한다. Certain embodiments of the present invention provide a digital communication system using a new frame structure. Some of these embodiments include a convolution byte interleaver that interleaves a frame of data, the interleaver being synchronized to the frame structure. Some of these embodiments include a randomizer configured to generate a randomized data frame from interleaved data frames. Some of these embodiments include perforated lattice code modulators operated at selectable code rates that generate lattice coded data frames from randomized data frames. Some of these embodiments include a QAM matcher that matches a group of bits of a lattice coded data frame to a modulation symbol to produce a matched frame. Some of these embodiments include a synchronizer that adds a synchronization packet to the matched frame.

이들 실시예 중 몇몇에서, 천공된 격자 코드 변조기는 시스템의 측정된 백색 잡음 성능에 기반하여 최적화된 네트 비트 레이트를 획득하기 위해 바이패스된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 동일한 동기화 패킷이 후속하는 정합된 프레임의 시퀀스 각각에 부가된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 동일한 동기화 패킷이 각각 정합된 프레임에 부가된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 동기화 패킷의 일부는 127개의 심볼을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 동기화 패킷의 일부는 변조 심볼의 실수부 및 허수부에 대한 상이한 이진 시퀀스를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 동기화 패킷의 일부는 변조 심볼의 실수부 및 허수부 모두에 대해 동일한 이진 시퀀스를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 동기화 패킷은 정합된 프레임을 위한 전송 모드를 나타내는 데이터를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 전송 모드의 표시는 선택된 QAM 성좌도 및 선택된 격자 코드 레이트를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 시스템은 전송 모드에 관계없이 각각의 데이터 프레임에 대해 일정한 진정수의 리드-솔로몬 패킷을 생성한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 시스템은 전송 모드에 관계없이 각각의 데이터 프레임에 대해 가변 정수의 변조 심볼을 생성한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 시스템은 전송 모드에 관계없이 각각의 데이터 프레임에 대해 진정수의 천공 패턴 주기를 생성한다.In some of these embodiments, the perforated grating code modulator is bypassed to obtain an optimized net bit rate based on the measured white noise performance of the system. In some of these embodiments, the same synchronization packet is added to each subsequent sequence of matched frames. In some of these embodiments, the same synchronization packet is added to each matched frame. In some of these embodiments, the portion of the synchronization packet includes 127 symbols. In some of these embodiments, some of the synchronization packets include different binary sequences for the real and imaginary parts of the modulation symbols. In some of these embodiments, some of the synchronization packets contain the same binary sequence for both real and imaginary parts of the modulation symbol. In some of these embodiments, the synchronization packet includes data indicating the transmission mode for the matched frame. In some of these embodiments, the indication of the transmission mode includes the selected QAM constellation diagram and the selected grid code rate. In some of these embodiments, the system generates a constant true Reed-Solomon packet for each data frame regardless of the transmission mode. In some of these embodiments, the system generates a variable integer modulation symbol for each data frame regardless of the transmission mode. In some of these embodiments, the system generates a true number of puncturing pattern periods for each data frame regardless of the transmission mode.

본 발명의 특정 실시예는 가변 네트 비트 레이트 디지털 통신 시스템에 대한 프레임화 방법을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇은 상이한 직교 진폭 변조 (QAM) 성좌도 세트를 제공하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 천공된 격자 코드 조합을 사용하여 데이터 패킷 프레임을 생성하는 것을 포함하며, 각각의 조합은 관련 모드에 대응한다. 이들 실시예 중 몇몇은 가변 진정수의 QAM 심볼을 갖는 프레임을 제공하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, QAM 심볼의 수는 선택된 모드에 대응한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프레임당 관련 바이트 및 리드-솔로몬 패킷의 수는 상수이다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 천공된 격자 코드 조합을 사용하여 데이터 패킷의 프레임을 생성하는 것은 관련 모드에 관계없이 데이터 프레임당 진정수의 천공 패턴 주기를 생성하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 하나 이상의 모드에 대해 QAM 심볼당 데이터 비트의 수는 분수이다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프레임당 격자 코더 천공 패턴 주기의 수는 모든 모드에 대해 정수이다. Certain embodiments of the present invention provide a method of framing for a variable net bit rate digital communication system. Some of these embodiments include providing different sets of quadrature amplitude modulation (QAM) constellations. In some of these embodiments, generating the data packet frames using perforated grid code combinations, each combination corresponding to an associated mode. Some of these embodiments include providing a frame having a variable true number of QAM symbols. In some of these embodiments, the number of QAM symbols corresponds to the selected mode. In some of these embodiments, the number of related bytes and Reed-Solomon packets per frame is constant. In some of these embodiments, generating a frame of data packets using the perforated lattice code combination includes generating a puncturing pattern period of true number per data frame regardless of the associated mode. In some of these embodiments, the number of data bits per QAM symbol is a fraction for one or more modes. In some of these embodiments, the number of grating coder puncture pattern periods per frame is an integer for all modes.

본 발명의 특정 예는 위상 오프셋을 보정하는 시스템을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇은 직교 진폭 변조된 신호를 나타내는 균등화된 신호를 수신하여 균등화된 신호로부터 위상-보정된 신호를 도출하는 위상 오프셋 보정기를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 균등화된 신호를 슬라이스하여 실수 및 허수 시퀀스를 획득하는 2-레벨 슬라이서를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 실수 및 허수 시퀀스와 저장된 프레임-동기 의사-랜덤 시퀀스의 대응하는 부분과의 상관을 수행하는 프레임 동기화기를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 프레임 동기화기에 의해 위상 오프셋 보정기로 제공된 위상 보정 신호를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 위상 보정 신호는 상관의 최대 실수 및 허수값에 기반한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프레임 동기화기는 인가된 슬라이스된 직교 진폭 변조된 심볼상에 지속적인 상호-상관을 수행한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 지속적인 상호-상관은 이진 프레임-동기 의사-랜덤 잡음 시퀀스의 저장된 복사본으로 실수 및 허수 시퀀스에 대해 개별적으로 수행된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 직교 진폭 변조된 신호는 천공된 격자 코드를 사용하여 변조된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 직교 진폭 변조된 신호는 직교 위상 시프트 키잉 변조를 사용하여 변조된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, QAM 신호는 16-QAM 을 사용하여 변조된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, QAM 은 64-QAM 을 사용하여 변조된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 직교 진폭 변조된 신호의 프레임 동기 심볼은 동일한 부호를 가지며, 상관의 최대 실수 및 허수값의 부호는 균등화된 신호에서의 위상 회전을 나타낸다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프레임 동기화에 의해 제공된 위상 보정 신호는 상관의 최대 실수 및 허수값의 부호를 포함한다. 위상 오프셋 보정기는 상관의 최대 실수 및 허수값의 부호로 LUT를 인덱싱함으로써 위상-보정된 신호를 도출하여 위상 보정값을 결정한다. Certain examples of the present invention provide a system for correcting phase offset. Some of these embodiments include a phase offset corrector that receives an equalized signal representing a quadrature amplitude modulated signal and derives a phase-corrected signal from the equalized signal. Some of these embodiments include a two-level slicer that slices the equalized signal to obtain real and imaginary sequences. Some of these embodiments include frame synchronizers that perform correlations between real and imaginary sequences and corresponding portions of stored frame-sync pseudo-random sequences. Some of these embodiments include phase correction signals provided by the frame synchronizer to the phase offset corrector. In some of these embodiments, the phase correction signal is based on the maximum real and imaginary values of the correlation. In some of these embodiments, the frame synchronizer performs continuous cross-correlation on the applied sliced quadrature amplitude modulated symbols. In some of these embodiments, continuous cross-correlation is performed separately for real and imaginary sequences with stored copies of binary frame-synchronous pseudo-random noise sequences. In some of these embodiments, quadrature amplitude modulated signals are modulated using a perforated grating code. In some of these embodiments, quadrature amplitude modulated signals are modulated using quadrature phase shift keying modulation. In some of these embodiments, the QAM signal is modulated using 16-QAM. In some of these embodiments, QAM is modulated using 64-QAM. In some of these embodiments, the frame sync symbols of the quadrature amplitude modulated signal have the same sign, and the sign of the largest real and imaginary values of the correlations represents the phase rotation in the equalized signal. In some of these embodiments, the phase correction signal provided by frame synchronization includes the sign of the largest real and imaginary values of the correlation. The phase offset corrector derives the phase-corrected signal by determining the phase correction value by indexing the LUT with the sign of the largest real and imaginary values of the correlation.

본 발명의 특정 실시예는 수신기에서 직교 진폭 변조된 신호의 반송파 위상 오프셋을 보정하는 방법을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇은 신호를 균등화하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 균등화된 신호를 슬라이스하는 것을 포함하여, 이에 의해 균등화된 신호로부터 실수 및 허수 시퀀스를 획득한다. 이들 실시예 중 몇몇은 실수 및 허수 시퀀스의 프레임 동기화 시퀀스를 식별하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프레임 동기화 시퀀스를 식별하는 것은 저장된 의사-랜덤 시퀀스를 실수 및 허수 시퀀스와 상관시키는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프레임 동기화 시퀀스를 식별하는 것은 실수 및 허수 시퀀스와 관련된 최대 상관값으로부터 프레임의 시작을 결정하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 최대 상관값에 기반하여 균등화된 신호의 위상 에러를 정정하는 것을 포함한다. Certain embodiments of the present invention provide a method of correcting a carrier phase offset of a quadrature amplitude modulated signal at a receiver. Some of these embodiments include equalizing the signal. Some of these embodiments include slicing the equalized signal, thereby obtaining real and imaginary sequences from the equalized signal. Some of these embodiments include identifying frame synchronization sequences of real and imaginary sequences. In some of these embodiments, identifying the frame synchronization sequence includes correlating the stored pseudo-random sequence with real and imaginary sequences. In some of these embodiments, identifying the frame synchronization sequence includes determining the start of the frame from the maximum correlation value associated with the real and imaginary sequences. Some of these embodiments include correcting the phase error of the equalized signal based on the maximum correlation value.

이들 실시예 중 몇몇에서, 상관 단계는 일련의 슬라이스된 직교 진폭 변조된 심볼과 이진 프레임-동기 의사-랜덤 잡음 시퀀스의 저장된 복사본과의 지속적인 상호-상관을 수행하는 단계를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 상관 단계는 실수 및 허수 시퀀스로 프레임 동기화 시퀀스의 저장된 복사본에 개별적으로 지속적인 상호-상관을 수행하는 단계를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프레임 동기화 시퀀스의 프레임 동기 심볼은 동일한 부호를 가진다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 위상 에러를 정정하는 것은 최대 상관값의 부호에 기반하여 균등화된 신호의 위상 회전을 결정하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 균등화된 신호의 위상 에러를 보정하는 것은 실수 및 허수 최대 상관값의 부호로 LUT를 인덱싱하는 것을 포함한다. In some of these embodiments, the correlating step includes performing continuous cross-correlation of the series of sliced quadrature amplitude modulated symbols and the stored copy of the binary frame-synchronous pseudo-random noise sequence. In some of these embodiments, the correlating step includes separately performing continuous cross-correlation to the stored copies of the frame synchronization sequence in real and imaginary sequences. In some of these embodiments, the frame sync symbols of the frame sync sequence have the same sign. In some of these embodiments, correcting the phase error includes determining the phase rotation of the equalized signal based on the sign of the maximum correlation value. In some of these embodiments, correcting the phase error of the equalized signal includes indexing the LUT with the sign of the real and imaginary maximum correlation values.

본 발명의 특정 실시예는 직교 진폭 변조된 신호의 반송파 위상 오프셋을 보정하는 방법을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 방법은 명령을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함하는 시스템에서 구현될 수 있다. 이들 실시예 중 몇몇은 하나 이상의 프로세서상에서 신호를 균등화하도록 구성된 명령을 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 균등화된 신호를 슬라이스하여, 이에 의해 균등화된 신호로부터 실수 및 허수 시퀀스를 획득하도록 구성된 명령을 하나 이상의 프로세서상에서 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 실수 및 허수 시퀀스의 프레임 동기화 시퀀스를 식별하도록 구성된 명령을 하나 이상의 프로세서상에서 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프레임 동기화 시퀀스를 식별하는 것은 실수 및 허수 시퀀스로 프레임 동기화 시퀀스의 저장된 복사본에 개별적으로 지속적인 상호-상관을 수행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프레임 동기화 시퀀스를 식별하는 것은 실수 및 허수 시퀀스와 관련된 최대 상관값으로부터 프레임의 시작을 결정하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 최대 상관값에 기반하여 균등화된 신호의 위상 에러를 보정하도록 구성된 명령을 하나 이상의 프로세서상에서 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프레임 동기화 시퀀스의 프레임 동기 심볼은 동일한 부호를 가진다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 위상 에러를 보정하는 것은 최대 상관값의 부호에 기반하여 균등화된 신호의 위상 회전을 결정하는 것을 포함한다. Certain embodiments of the present invention provide a method for correcting a carrier phase offset of a quadrature amplitude modulated signal. In some of these embodiments, the method may be implemented in a system that includes one or more processors configured to execute instructions. Some of these embodiments include executing instructions configured to equalize the signal on one or more processors. Some of these embodiments include executing, on one or more processors, instructions configured to slice the equalized signal, thereby obtaining real and imaginary sequences from the equalized signal. Some of these embodiments include executing instructions on one or more processors configured to identify frame synchronization sequences of real and imaginary sequences. In some of these embodiments, identifying the frame synchronization sequence includes performing continuous continuous cross-correlation individually to the stored copy of the frame synchronization sequence in real and imaginary sequences. In some of these embodiments, identifying the frame synchronization sequence includes determining the start of the frame from the maximum correlation value associated with the real and imaginary sequences. In some of these embodiments, executing instructions on one or more processors configured to correct phase error of the equalized signal based on the maximum correlation value. In some of these embodiments, the frame sync symbols of the frame sync sequence have the same sign. In some of these embodiments, correcting the phase error includes determining the phase rotation of the equalized signal based on the sign of the maximum correlation value.

본 발명의 특정 실시예는 심볼의 성좌도를 식별하는 방법을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 방법은 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템의 하나 이상의 프로세서에 의해 수행된다. 이들 실시예 중 몇몇은 하나 이상의 프로세서가 신호의 전력 분배를 특징화하게 하는 명령을 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 전력 분배는 신호에서 검출된 전력 레벨의 발생을 통계적으로 추적한다. 이들 실시예 중 몇몇은 하나 이상의 프로세서가 전력 분배 내에서 전력 레벨의 하나 이상의 피크 발생을 결정하게 하는 명령을 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 하나 이상의 프로세서가 피크 발생의 분배에 기반하여 성좌도를 결정하게 하는 명령을 실행하는 것을 포함한다. Certain embodiments of the present invention provide a method of identifying constellation degrees of a symbol. In some of these embodiments, the method is performed by one or more processors in a multi-mode quadrature amplitude modulated communication system. Some of these embodiments include executing instructions that cause one or more processors to characterize the power distribution of the signal. In some of these embodiments, power distribution statistically tracks the occurrence of detected power levels in the signal. Some of these embodiments include executing instructions that cause one or more processors to determine one or more peak occurrences of power levels within the power distribution. Some of these embodiments include executing instructions that cause one or more processors to determine constellation degrees based on the distribution of peak occurrences.

이들 실시예 중 몇몇에서, 하나 이상의 프로세서는 하나 이상의 피크 발생의 확산에 기반하여 성좌도를 결정한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 신호는 균등화된 신호이며, 하나 이상의 프로세서는 전력 분배의 히스토그램의 복수의 섹션을 시험함으로써 성좌도를 결정한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 각각의 섹션은 복수의 성좌도 후보 중 모두가 아닌 하나와 관련된 전력 레벨의 범위에 대응한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 복수의 성좌도 후보는 직교 위상 시프트 키 성좌도 및 QAM 성좌도를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 복수의 성좌도 후보는 16-QAM 및 64-QAM 성좌도를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 복수의 성좌도 후보는 256-QAM 성좌도를 포함한다. In some of these embodiments, one or more processors determine constellation degrees based on the spread of one or more peak occurrences. In some of these embodiments, the signal is an equalized signal and one or more processors determine the constellation degree by examining a plurality of sections of the histogram of power distribution. In some of these embodiments, each section corresponds to a range of power levels associated with one but not all of the plurality of constellation candidates. In some of these embodiments, the plurality of constellation degree candidates includes an orthogonal phase shift key constellation diagram and a QAM constellation diagram. In some of these embodiments, the plurality of constellation degree candidates includes 16-QAM and 64-QAM constellation views. In some of these embodiments, the plurality of constellation degree candidates includes a 256-QAM constellation diagram.

이들 실시예 중 몇몇은 하나 이상의 프로세서가 성좌도 결정의 각각의 연속에 대한 단계를 수행함으로써 식별된 성좌도의 신뢰도를 확립하게 하는 명령을 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 이 단계는 계속적인 결정이 성좌도의 아이덴터티를 확인하는 경우 카운터를 증가하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 이 단계는 계속적인 결정이 상이한 성좌도를 식별하는 경우 카운터를 감소하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 이 단계는 카운터의 값에 기반하여 신뢰도의 측정을 제공하는 것을 포함한다.
Some of these embodiments include executing instructions that cause one or more processors to establish the reliability of the identified constellation degrees by performing the steps for each succession of constellation degrees determination. In some of these embodiments, this step includes incrementing the counter if the subsequent determination confirms the identity of the constellation diagram. In some of these embodiments, this step includes decrementing the counter if subsequent determinations identify different constellation degrees. In some of these embodiments, this step includes providing a measure of reliability based on the value of the counter.

이들 실시예 중 몇몇에서, 카운터는 복수의 성좌도 후보 각각에 제공되며, 성좌도는 성좌도의 대응하는 카운터가 임계값을 초과하는 경우 식별된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 전력 레벨의 피크 발생은 성좌도의 코너 심볼에 대응한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 성좌도는 신호가 균등화되기 이전에 식별된다. In some of these embodiments, a counter is provided to each of the plurality of constellation degrees candidates, the constellation degrees being identified when the corresponding counter of the constellation degrees exceeds a threshold. In some of these embodiments, the peak occurrence of the power level corresponds to the corner symbol of the constellation diagram. In some of these embodiments, the constellation diagram is identified before the signal is equalized.

본 발명의 특정 실시예는 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템에서 심볼의 성좌도를 식별하는 방법을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 방법은 통신 시스템의 모뎀의 프로세서에 의해 수행된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 프로세서가 모뎀에서 수신된 데이터 프레임의 시작의 검출에 응답하는 데이터 프레임으로부터 모드 정보를 추출하게 하는 명령을 수행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 프로세서가 복수의 잠재적 성좌도 코드들 중에서 모드 비트의 대응하는 코드에 가장 근접하게 정합하는 코드를 선택함으로써 현재 성좌도를 결정하게 하는 명령을 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 프로세서가 현재 성좌도가 이전에 결정된 성좌도에 정합하는 경우 이전에 식별된 성좌도와 관련된 신뢰도 매트릭을 증가하게 하는 명령을 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 프로세서가 현재 성좌도가 이전에 식별된 성좌도와 상이한 경우, 현재 성좌도를 이전에 식별된 성좌도로서 기록하고 신뢰도 매트릭을 감소하게 하는 명령을 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 신뢰도 매트릭이 미리 결정된 임계값을 초과하기까지, 프로세서가 모드 정보를 추출하고, 현재 성좌도를 결정하며, 후속하는 데이터 프레임에 대한 신뢰도 매트릭을 조정하게 하는 단계를 반복하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 성좌도는 성좌도 매트릭이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우 식별된다. Certain embodiments of the present invention provide a method of identifying constellation degrees of a symbol in a multi-mode quadrature amplitude modulated communication system. In some of these embodiments, the method is performed by a processor of a modem of a communication system. In some of these embodiments, the processor includes executing an instruction to extract mode information from a data frame responsive to the detection of the start of a data frame received at the modem. Some of these embodiments include executing a command to cause the processor to determine the current constellation degree by selecting a code that most closely matches the corresponding code of the mode bit among the plurality of potential constellation degree codes. Some of these embodiments include that the processor executes an instruction to increase the confidence metric associated with the previously identified constellation if the current constellation also matches a previously determined constellation. Some of these embodiments include the processor executing the instruction to record the current constellation diagram as the previously identified constellation diagram and to reduce the reliability metric if the current constellation degree is different from the previously identified constellation diagram. Some of these embodiments include repeating the step of causing the processor to extract mode information, determine the current constellation degree, and adjust the confidence metric for subsequent data frames until the confidence metric exceeds a predetermined threshold. do. In some of these embodiments, constellation degrees are identified when the constellation degree metric exceeds a predetermined threshold.

이들 실시예 중 몇몇에서, 성좌도 코드를 선택하는 것은 프로세서가 복수의 잠재적 성좌도 코드 각각을 대응하는 코드 비트들과의 상호-상관을 수행하게 하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 성좌도는 데이터 프레임 및 후속하는 데이터 프레임을 전달하는 균등화된 신호에서 식별된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 성좌도는 프로세서가 신호로부터 반송파를 복구하고 있는 동안 식별된다. 이들 실시예 중 몇몇은 프로세서가 균등화기 필터 탭을 수렴하여 신호의 균등화를 승인하는 상수 계수 알고리즘을 사용하여 에러 신호를 계산하게 하는 명령을 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 에러 신호는 스케일링된 CMA 파라미터를 사용하여 계산되어 균등화 성능을 개선한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 신호의 균등화를 수행하는 것은 균등화된 신호의 전력의 히스토그램을 분석하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 히스토그램을 분석하는 것은 확률 질량 함수를 사용하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 신호의 균등화를 수행하는 것은 프로세서가 균등화된 신호의 복수의 심볼과 관련된 전력을 계산하게 하는 명령을 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 신호의 균등화를 수행하는 것은 프로세서가 임계 전력 레벨을 사용함으로써 성좌도의 코너 심볼을 식별하게 하는 명령을 실행하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 임계 전력 레벨은 성좌도의 아이덴터티를 나타낸다. In some of these embodiments, selecting the constellation degree code includes causing the processor to cross-correlate each of the plurality of potential constellation degree codes with corresponding code bits. In some of these embodiments, constellation degrees are identified in the equalized signal carrying the data frame and subsequent data frames. In some of these embodiments, the constellation diagram is identified while the processor is recovering the carrier from the signal. Some of these embodiments include executing instructions that cause the processor to compute an error signal using a constant counting algorithm that converges the equalizer filter taps to allow equalization of the signal. In some of these embodiments, the error signal is calculated using scaled CMA parameters to improve equalization performance. In some of these embodiments, performing equalization of the signal includes analyzing a histogram of the power of the equalized signal. In some of these embodiments, analyzing the histogram includes using a probability mass function. In some of these embodiments, performing signal equalization includes executing instructions that cause the processor to calculate power associated with the plurality of symbols of the equalized signal. In some of these embodiments, performing signal equalization includes executing instructions that cause the processor to identify corner symbols of the constellation diagram by using a threshold power level. In some of these embodiments, the threshold power level represents the identity of the constellation diagram.

본 발명의 특정 실시예는 비디오로부터 각각 카메라에 의해 캡처된 이미지의 시퀀스는 나타내는 2개의 신호를 수신하고, 2개 중 하나의 신호를 합성 통과대역 비디오 신호로서 전송하며, 다른 신호를 기저대역 신호와 중첩하지 않는 통과대역 비디오 신호로서 변조 및 전송하도록 구성된 카메라측 모뎀을 포함하는 비디오 신호를 전송하는 시스템을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 카메라측 모뎀은 기저대역 및 통과대역 비디오 신호를 결합하여 전송 신호를 제공하는 혼합기를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 카메라측 모뎀은 통신 라인을 통해 전송 신호를 전송하며 전송 라인으로부터 수신된 통과대역 신호를 추출하도록 구성된 다이플렉서 (diplexer)를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 카메라측 모뎀은 카메라측 모뎀을 모니터링하며, 수신된 통과대역 신호가 식별된 경우 인에이블 신호를 생성하는 검출기를 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 인에이블 신호는 기저대역 비디오 신호 및 통과대역 비디오 신호 중 적어도 하나의 전송을 제어한다. Certain embodiments of the present invention receive from the video two signals each representing a sequence of images captured by the camera, transmit one of the two signals as a composite passband video signal, and transmit the other signal with the baseband signal. A system for transmitting a video signal comprising a camera-side modem configured to modulate and transmit as a non-overlapping passband video signal. In some of these embodiments, the camera-side modem includes a mixer that combines baseband and passband video signals to provide a transmission signal. In some of these embodiments, the camera-side modem includes a diplexer configured to transmit the transmission signal over the communication line and extract the passband signal received from the transmission line. In some of these embodiments, the camera side modem includes a detector that monitors the camera side modem and generates an enable signal when a received passband signal is identified. In some of these embodiments, the enable signal controls the transmission of at least one of a baseband video signal and a passband video signal.

이들 실시예 중 몇몇에서, 통과대역 비디오 신호는 인에이블 신호가 생성되는 경우에만 전송된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 수신된 통과대역 신호는 직교 진폭 변조된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 검출기는 직교 진폭 변조기에서의 평균 제곱 에러의 추정치를 모니터링하며, 인에이블 신호는 추정치가 임계값을 초과하는 경우 생성된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 검출기는 성좌도 검출기를 모니터링한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 인에이블 신호는 성좌도 검출기에 의해 제공된 신뢰도의 측정에 기반하여 생성된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 신뢰도의 측정은 프레임 동기화의 시퀀스에 기반한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 검출기는 균등화기의 평균 제곱 에러의 추정치를 모니터링한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 인에이블 신호는 추정치가 임계값을 초과하는 경우 생성된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 검출기는 카메라측 모뎀의 자동 이득 제어 모듈의 이득 성분을 검출한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 인에이블 신호는 이득 성분이 임계값 미만의 값을 갖는 경우 생성된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 검출기는 수신된 통과대역 신호의 진폭을 모니터링한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 인에이블 신호는 진폭이 임계값을 초과하는 값을 갖는 경우 생성된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 수신된 통과대역 신호는 인터넷 프로토콜에 따라 인코딩된 데이터를 포함한다. In some of these embodiments, the passband video signal is transmitted only when the enable signal is generated. In some of these embodiments, the received passband signal is quadrature amplitude modulated. In some of these embodiments, the detector monitors an estimate of the mean squared error in the quadrature amplitude modulator, and an enable signal is generated if the estimate exceeds a threshold. In some of these embodiments, the detector monitors the constellation degree detector. In some of these embodiments, the enable signal is generated based on a measure of reliability provided by the constellation degree detector. In some of these embodiments, the measure of reliability is based on a sequence of frame synchronization. In some of these embodiments, the detector monitors an estimate of the mean squared error of the equalizer. In some of these embodiments, the enable signal is generated if the estimate exceeds a threshold. In some of these embodiments, the detector detects the gain component of the automatic gain control module of the camera side modem. In some of these embodiments, the enable signal is generated if the gain component has a value below the threshold. In some of these embodiments, the detector monitors the amplitude of the received passband signal. In some of these embodiments, the enable signal is generated if the amplitude has a value above the threshold. In some of these embodiments, the received passband signal includes data encoded according to the Internet protocol.

본 발명의 특정 실시예는 보안 시스템에서 신호를 제어하는 방법을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇은 업스트림 모뎀에서, 동축 케이블 상에서 전송된 합성 신호에서 업스트림 QAM 신호의 존재를 검출하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇은 엄스트림 모뎀이, 업스트림 QAM 신호가 존재하는 것을 결정되는 경우, 동축 케이블상에서 합성 기저대역 비디오 신호 및 통과대역 비디오 신호를 전송하게 하는 것을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 합성 기저대역 비디오 신호 및 통과대역 비디오 신호는 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지의 시퀀스의 동시 표현이다. 이들 실시예 중 몇몇은 업스트림 모뎀이 동축 케이블 상에서 합성 기저대역 비디오 신호를 전송하게 하며, 업스트림 QAM 신호가 부재하는 것으로 결정되는 경우, 통과대역 비디오 신호의 전송을 방지하게 하는 것을 포함한다. Certain embodiments of the present invention provide a method of controlling a signal in a security system. Some of these embodiments include detecting, in an upstream modem, the presence of an upstream QAM signal in the composite signal transmitted on the coaxial cable. Some of these embodiments include allowing a strict stream modem to transmit a composite baseband video signal and a passband video signal on a coaxial cable when it is determined that an upstream QAM signal is present. In some of these embodiments, the composite baseband video signal and the passband video signal are simultaneous representations of the sequence of images captured by the video camera. Some of these embodiments include allowing the upstream modem to transmit a composite baseband video signal on the coaxial cable and to prevent transmission of the passband video signal if it is determined that the upstream QAM signal is absent.

이들 실시예 중 몇몇에서, 업스트림 QAM 신호는 자동 이득 제어 신호의 이득값이 임계값을 초과하는 경우 존재하는 것으로 결정된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 업스트림 QAM 신호는 업스트림 QAM 신호의 진폭의 추정치가 임계값 미만인 경우 존재하는 것으로 결정된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 업스트림 QAM 신호는 균등화기의 평균 제곱 에러의 추정치가 임계값을 초과하는 경우 부재하는 것으로 결정된다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 업스트림 QAM 신호는 인터넷 프로토콜 데이터 패킷이 업스트림 QAM 신호에서 식별되는 경우 부재하는 것으로 결정된다.In some of these embodiments, an upstream QAM signal is determined to be present if the gain value of the automatic gain control signal exceeds a threshold. In some of these embodiments, the upstream QAM signal is determined to be present if the estimate of the amplitude of the upstream QAM signal is below a threshold. In some of these embodiments, the upstream QAM signal is determined to be absent if the estimate of the mean squared error of the equalizer exceeds the threshold. In some of these embodiments, the upstream QAM signal is determined to be absent if an Internet Protocol data packet is identified in the upstream QAM signal.

본 발명의 특정 실시예는 비디오 신호를 전송하기 위해 자동으로 구성될 수 있는 시스템을 제공한다. 이들 실시예 중 몇몇은 비디오 카메라로부터 2개의 신호를 수신하도록 구성된 업스트림 모뎀을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 각각의 신호는 카메라에 의해 캡처된 이미지의 시퀀스를 나타낸다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 업스트림 모뎀은 2개의 신호 중 하나를 합성 기저대역 비디오 신호로서 전송하며, 다른 신호를 기저대역 신호와 중첩되지 않는 통과대역 비디오 신호로서 변조 및 전송하도록 구성된다. 이들 실시예 중 몇몇은 업스트림 모뎀으로부터 합성 기저대역 비디오 신호 및 통과대역 비디오 신호를 수신하여, 업스트림 모뎀에 업스트림 통과대역 신호를 전송하도록 구성된 다운스트림 모뎀을 포함한다. 이들 실시예 중 몇몇에서, 업스트림 모뎀은, 업스트림 모뎀이 업스트림 통과대역 신호에서 저하 (degradation)를 검출하는 경우, 2개의 신호 중 적어도 하나의 전송을 중단한다. Certain embodiments of the present invention provide a system that can be automatically configured to transmit a video signal. Some of these embodiments include an upstream modem configured to receive two signals from a video camera. In some of these embodiments, each signal represents a sequence of images captured by the camera. In some of these embodiments, the upstream modem transmits one of the two signals as a composite baseband video signal and is configured to modulate and transmit the other signal as a passband video signal that does not overlap with the baseband signal. Some of these embodiments include a downstream modem configured to receive a composite baseband video signal and a passband video signal from an upstream modem and transmit the upstream passband signal to the upstream modem. In some of these embodiments, the upstream modem stops transmitting at least one of the two signals when the upstream modem detects a degradation in the upstream passband signal.

본 발명이 특정 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 다양한 변경물 및 수정물이 본 발명의 광범위한 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 압축된 디지털 HD 비디오를 기저대역 아날로그 비디오 신호와 함께 동시에 제공하는 시스템이 설명되었다. 본 발명의 또 다른 실시예는 동시 표준 디지털 및 아날로그 공급을 제공한다. 다른 실시예는 기저대역 아날로그 비디오와 함께 전체 프레임 레이트 디지털 HD 비디오 아날로그를 제공한다. 따라서, 상세한 설명 및 도면은 제한의 의미가 아닌 설명의 의미로 간주되어야 한다. Although the present invention has been described with reference to specific exemplary embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the broad spirit and scope of the invention. For example, a system has been described that provides compressed digital HD video simultaneously with a baseband analog video signal. Yet another embodiment of the present invention provides simultaneous standard digital and analog supplies. Another embodiment provides full frame rate digital HD video analog with baseband analog video. The description and drawings are, accordingly, to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense.

Claims (109)

이미지 센서로부터 이미지 센서를 수신하여 이미지 신호를 나타내는 복수의 비디오 신호를 생성하되, 상기 비디오 신호는 기저대역 신호 및 디지털 비디오 신호를 포함하는, 프로세서; 및
케이블을 통한 전송을 위해 출력 신호로서 상기 기저대역 비디오 신호 및 상기 디지털 비디오 신호를 결합하는 인코더를 포함하는, 카메라.
A processor that receives the image sensor from the image sensor to generate a plurality of video signals representing the image signal, the video signal comprising a baseband signal and a digital video signal; And
And an encoder for combining the baseband video signal and the digital video signal as an output signal for transmission over a cable.
제 1항에 있어서,
상기 결합된 기저대역 및 디지털 비디오 신호는 실질적으로 등시성인, 카메라.
The method of claim 1,
And the combined baseband and digital video signal is substantially isochronous.
제 1항에 있어서,
상기 기저대역 비디오 신호는 표준 아날로그 비디오 신호를 포함하는, 카메라.
The method of claim 1,
The baseband video signal comprises a standard analog video signal.
제 1항에 있어서,
상기 디지털 비디오 신호는 상기 기저대역 비디오 신호와의 결합 이전에 변조되는, 카메라.
The method of claim 1,
And the digital video signal is modulated prior to combining with the baseband video signal.
제 4항에 있어서,
상기 디지털 비디오 신호는 고화질 디지털 비디오 신호인, 카메라.
The method of claim 4, wherein
And the digital video signal is a high definition digital video signal.
제 4항에 있어서,
상기 디지털 비디오 신호의 프레임 레이트는 상기 이미지 신호의 프레임 레이트 미만인, 카메라.
The method of claim 4, wherein
The frame rate of the digital video signal is less than the frame rate of the image signal.
제 4항에 있어서,
상기 변조된 디지털 신호는 비디오 캡처 디바이스에 제공되는, 카메라.
The method of claim 4, wherein
The modulated digital signal is provided to a video capture device.
제 1항에 있어서,
상기 케이블로부터 수신된 업스트림 신호를 복조하도록 구성된 디코더를 더 포함하며, 상기 복조된 업스트림 신호는 제어 신호들을 포함하는, 카메라.
The method of claim 1,
And a decoder configured to demodulate an upstream signal received from the cable, wherein the demodulated upstream signal comprises control signals.
제 8항에 있어서,
상기 제어 신호는 상기 카메라의 위치 및 방향을 제어하는 신호를 포함하는, 카메라.
The method of claim 8,
The control signal includes a signal for controlling the position and direction of the camera.
제 8항에 있어서,
상기 제어 신호는 프로세서에 의해 상기 기저대역 비디오 신호 및 상기 디지털 비디오 신호의 생성을 제어하는 신호를 포함하는, 카메라.
The method of claim 8,
The control signal comprises a signal for controlling generation of the baseband video signal and the digital video signal by a processor.
제 10항에 있어서,
상기 제어 신호는 상기 기저대역 비디오 신호를 인코딩하는 상기 이미지 신호의 일부를 선택하는 신호를 포함하는, 카메라.
The method of claim 10,
The control signal comprises a signal for selecting a portion of the image signal that encodes the baseband video signal.
제 10항에 있어서,
상기 제어 신호는 상기 디지털 비디오 신호로서 인코딩하는 상기 이미지 신호의 일부를 선택하는 신호를 포함하는, 카메라.
The method of claim 10,
The control signal comprises a signal for selecting a portion of the image signal that encodes as the digital video signal.
제 8항에 있어서,
상기 복조된 업스트림 신호는 상기 카메라의 오디오 출력을 구동하는 오디오 신호를 포함하는, 카메라.
The method of claim 8,
The demodulated upstream signal comprises an audio signal for driving an audio output of the camera.
비디오 이미징 비디오로부터 수신된 비디오 신호를 주파수 분할 다중화하여 변조된 디지털 신호를 획득하는 단계;
상기 변조된 디지털 신호를 상기 비디오 신호를 나타내는 기저대역 아날로그 신호와 결합함으로써 출력 신호를 생성하는 단계; 및
디지털 비디오 캡처 디바이스 및 상기 기저대역 아날로그 신호로부터 도출된 비디오 이미지를 디스플레이하는 디바이스를 포함하는 하나 이상의 디바이스에 상기 출력 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 비디오 이미지 전송 방법.
Frequency division multiplexing the video signal received from the video imaging video to obtain a modulated digital signal;
Generating an output signal by combining the modulated digital signal with a baseband analog signal representing the video signal; And
And transmitting the output signal to one or more devices including a digital video capture device and a device displaying a video image derived from the baseband analog signal.
제 14항에 있어서,
상기 디지털 비디오 캡처 디바이스는 상기 변조된 디지털 신호로부터 추출된 프레임의 시퀀스를 기록하는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
The method of claim 14,
The digital video capture device records a sequence of frames extracted from the modulated digital signal.
제 14항에 있어서,
상기 디지털 비디오 캡처 디바이스는 비디오 서버를 포함하는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
The method of claim 14,
And the digital video capture device comprises a video server.
제 14항에 있어서,
상기 디지털 비디오 신호를 주파수 분할 다중화하는 단계는,
상기 비디오 신호를 압축하는 단계; 및
상기 압축된 비디오 신호를 반송파상에 변조하는 단계를 포함하는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
The method of claim 14,
Frequency division multiplexing the digital video signal,
Compressing the video signal; And
Modulating the compressed video signal on a carrier wave.
제 14항에 있어서,
상기 출력 신호를 전송하는 단계는, 동축 케이블에 상기 출력 신호를 제공하는 단계, 및 상기 동축 케이블로부터 수신된 입력 신호를 복조하여 제어 신호를 획득하는 단계를 포함하는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
The method of claim 14,
The step of transmitting the output signal includes providing the output signal to a coaxial cable, and demodulating an input signal received from the coaxial cable to obtain a control signal.
제 18항에 있어서,
합성 비디오 신호에서 상기 비디오 신호 중 일부를 인코딩함으로써 상기 기저대역 아날로그 신호를 생성하는 단계; 및
상기 제어 신호를 사용하여 상기 합성 비디오 신호에서 인코딩될 상기 비디오 신호 중 일부를 선택하는 단계를 포함하는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
19. The method of claim 18,
Generating the baseband analog signal by encoding a portion of the video signal in a composite video signal; And
Using the control signal to select a portion of the video signal to be encoded in the composite video signal.
제 18항에 있어서,
상기 제어 신호를 사용하여 상기 카메라의 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
19. The method of claim 18,
Controlling the position of the camera using the control signal.
제 18항에 있어서,
상기 입력 신호를 복조하는 단계는 상기 입력 신호로부터 오디오 신호를 추출하는 단계를 포함하는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
19. The method of claim 18,
Demodulating the input signal comprises extracting an audio signal from the input signal.
이미지 센서로부터 이미지 신호를 수신하여 복수의 비디오 신호를 생성하되, 상기 복수의 비디오 신호 각각은 카메라의 시야 중 적어도 일부를 나타내고, 상기 복수의 비디오 신호는 기저대역 비디오 신호 및 디지털 비디오 신호를 포함하는, 프로세서;
상기 카메라에 의해 수신된 제어 신호에 응답하도록 구성된 제어 로직으로서, 상기 제어 신호는 상기 기저대역 및 디지털 비디오 신호의 컨텐츠를 제어하는, 상기 제어 로직; 및
상기 디지털 비디오 신호를 변조하도록 구성된 변조기를 포함하며, 상기 변조된 디지털 비디오 신호 및 상기 기저대역 비디오 신호는 상기 카메라에 의해 동시에 전송되는, 카메라.
Receiving an image signal from an image sensor to generate a plurality of video signals, each of the plurality of video signals representing at least a portion of a field of view of the camera, wherein the plurality of video signals comprises a baseband video signal and a digital video signal, A processor;
Control logic configured to respond to a control signal received by the camera, the control signal controlling content of the baseband and digital video signals; And
A modulator configured to modulate the digital video signal, wherein the modulated digital video signal and the baseband video signal are simultaneously transmitted by the camera.
제 22항에 있어서,
상기 제어 신호는 상기 복수의 비디오 신호 중 적어도 하나에 의해 나타나는 시야 중 일부를 이동시키는, 카메라.
The method of claim 22,
The control signal shifts a portion of the field of view represented by at least one of the plurality of video signals.
제 22항에 있어서,
상기 제어 신호는 무선 신호로서 수신되는, 카메라.
The method of claim 22,
The control signal is received as a wireless signal.
제 22항에 있어서,
상기 변조된 디지털 비디오 신호는 무선으로 전송되는, 카메라.
The method of claim 22,
The modulated digital video signal is transmitted wirelessly.
제 22항에 있어서,
상기 기저대역 및 디지털 비디오 신호는 실질적으로 등시성인, 카메라.
The method of claim 22,
And the baseband and digital video signals are substantially isochronous.
케이블을 통한 전송을 위해 출력 신호로서 상기 기저대역 비디오 신호 및 상기 변조된 디지털 비디오 신호를 결합하는 인코더를 더 포함하는, 카메라.Further comprising an encoder combining the baseband video signal and the modulated digital video signal as an output signal for transmission over a cable. 주파수에 의해 분리되며 케이블에 의해 전달되는 디지털 신호 및 기저대역 아날로그 신호로의 사용을 위한 시스템으로서, 상기 시스템은,
수신기에서 수신된 상기 디지털 신호로부터 왜곡을 제거하는 디지털 균등화기; 및
상기 케이블에 의해 상기 아날로그 신호의 감쇄를 보상하는 아날로그 균등화기를 포함하며,
상기 아날로그 균등화기는 기저대역 아날로그 필터 세트 중 하나를 적용하여 상기 감쇄를 보상하며, 상기 적용된 기저대역 아날로그 필터는 상이한 주파수에서 감쇄에서의 차이의 디지털 균등화기에 의해 계산된 추정치에 기반하여 선택되는, 시스템.
A system for use as a baseband analog signal and a digital signal separated by frequency and carried by a cable, the system comprising:
A digital equalizer for removing distortion from the digital signal received at the receiver; And
An analog equalizer for compensating for the attenuation of the analog signal by the cable,
The analog equalizer applies one of a set of baseband analog filters to compensate for the attenuation, and the applied baseband analog filter is selected based on an estimate calculated by the digital equalizer of the difference in the attenuation at different frequencies.
제 28항에 있어서,
상기 디지털 신호 및 상기 아날로그 신호는 수신기와 카메라에 내장된 전송기 사이에 전송되며, 상기 수신기는 모니터에 상기 아날로그 신호를 나타내는 균등화된 신호를 제공하는, 시스템.
The method of claim 28,
The digital signal and the analog signal are transmitted between a receiver and a transmitter embedded in a camera, the receiver providing an equalized signal representing the analog signal to a monitor.
제 29항에 있어서,
상기 케이블은 동축 케이블을 포함하는, 시스템.
30. The method of claim 29,
And the cable comprises a coaxial cable.
제 30항에 있어서,
상기 왜곡은 상기 케이블의 길이와 함께 증가하는, 시스템.
The method of claim 30,
The distortion increases with the length of the cable.
제 28항에 있어서,
상기 왜곡은 다중경로 왜곡을 포함하는, 시스템.
The method of claim 28,
Wherein the distortion comprises multipath distortion.
제 32항에 있어서,
상기 감쇄에서의 차이는 기울기 (tilt)가 대략 선형인 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역으로부터 계산된 추정치를 포함하는, 시스템.
The method of claim 32,
The difference in the attenuation comprises an estimate calculated from a frequency band having a power spectral density of approximately tilt.
제 33항에 있어서,
상기 기울기는 복수의 필터 탭에 대해 고속 푸리에 변환을 사용하여 계산되는, 시스템.
34. The method of claim 33,
Wherein the slope is calculated using a fast Fourier transform for the plurality of filter taps.
제 33항에 있어서,
상기 주파수 대역 내의 주파수 빈들 (bins)은 합산:
Figure pct00139

Figure pct00140

을 사용하여 상기 디지털 균등화기의 주파수 응답을 승인하도록 선택되며,
여기서, G[k]는 시간-도메인 수렴된 균등화기 필터 탭의 고속 푸리에 변환 (DFT)이며, k1 는 상기 DFT의 특정 주파수 빈에 대응하는, 시스템.
34. The method of claim 33,
Frequency bins in the frequency band are summed:
Figure pct00139

Figure pct00140

Is selected to accept the frequency response of the digital equalizer using
Where G [k] is the fast Fourier transform (DFT) of the time-domain converged equalizer filter tap and k1 corresponds to a specific frequency bin of the DFT.
제 28항에 있어서,
상기 디지털 신호는 카메라에 의해 캡처된 비디오 이미지의 고화질 표현을 포함하며, 상기 아날로그 신호는 상기 비디오 이미지의 표준 표현을 포함하는, 시스템.
The method of claim 28,
The digital signal comprises a high quality representation of a video image captured by a camera and the analog signal comprises a standard representation of the video image.
주파수에 의해 아날로그 신호로부터 분리된 디지털 신호를 전달하는 케이블에서의 아날로그 신호를 균등화하는 방법으로서, 상기 방법은 상기 아날로그 신호 및 상기 디지털 신호를 수신하여 기저대역 비디오 신호를 출력하는 모뎀에 의해 수행되고, 상기 방법은,
상기 디지털 신호에서 기울기를 계산하는 단계로서, 상기 기울기는 상기 케이블에 기여하는 주파수의 함수로서 감쇄를 특징화하는, 상기 기울기를 계산하는 단계;
상기 계산된 기울기에 기반하여 상기 디지털 신호를 균등화하는 단계;
상기 계산된 기울기를 사용함으로써 아날로그 균등화기를 구성하여 기저대역 아날로그 필터들의 세트 중 하나를 선택하는 단계; 및
상기 선택된 기저대역 아날로그 필터를 사용하여 상기 아날로그 신호를 균등화하는 단계를 포함하는, 아날로그 신호 균등화 방법.
A method of equalizing an analog signal in a cable carrying a digital signal separated from an analog signal by frequency, the method being performed by a modem receiving the analog signal and the digital signal and outputting a baseband video signal, The method,
Calculating a slope in the digital signal, the slope characterizing the attenuation as a function of frequency contributing to the cable;
Equalizing the digital signal based on the calculated slope;
Configuring an analog equalizer by using the calculated slope to select one of a set of baseband analog filters; And
Equalizing the analog signal using the selected baseband analog filter.
제 37항에 있어서,
상기 아날로그 신호는 기저대역 비디오 신호 및 상기 기저대역 비디오 신호의 고화질 버전을 포함하는 상기 디지털 신호를 포함하는, 아날로그 신호 균등화 방법.
The method of claim 37, wherein
And the analog signal comprises a baseband video signal and the digital signal comprising a high quality version of the baseband video signal.
제 38항에 있어서,
상기 케이블은 동축 케이블을 포함하며, 상기 기울기는 상기 케이블의 길이에 따라 변하는, 아날로그 신호 균등화 방법.
The method of claim 38,
The cable comprises a coaxial cable, the slope varying with the length of the cable.
제 39항에 있어서,
상기 기울기는 다중-경로 왜곡들로부터 도출되는, 아날로그 신호 균등화 방법.
40. The method of claim 39,
And the slope is derived from multi-path distortions.
제 37항에 있어서,
상기 기울기를 계산하는 단계는, 기울기가 대략 선형인 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역 내의 감쇄를 추정하는 단계를 포함하는, 아날로그 신호 균등화 방법.
The method of claim 37, wherein
The step of calculating the slope includes estimating the attenuation in a frequency band having a power spectral density whose slope is approximately linear.
제 41항에 있어서,
상기 감쇄를 추정하는 단계는 복수의 필터 탭에 대해 고속 푸리에 변환을 사용하는, 아날로그 신호 균등화 방법.
42. The method of claim 41 wherein
Estimating the attenuation uses a Fast Fourier Transform for a plurality of filter taps.
제 42항에 있어서,
상기 감쇄를 추정하는 단계는 상기 주파수 대역 내의 주파수 빈들 (bins)을 선택하는 단계를 포함하며, 상기 선택된 주파수 빈들은 상기 기울기를 계산하는 단계의 효율성을 최적화하는, 아날로그 신호 균등화 방법.
The method of claim 42, wherein
Estimating the attenuation comprises selecting frequency bins in the frequency band, the selected frequency bins optimizing the efficiency of the step of calculating the slope.
데이터의 프레임을 인터리빙하며, 프레임 구조에 동기화된 컨벌루션 바이트 인터리버 (convloutional byte interleaver);
상기 인터리빙된 데이터 프레임으로부터 랜덤화된 데이터 프레임을 생성하는 랜덤화기;
상기 랜덤화된 데이터 프레임으로부터 격자 코딩된 데이터 프레임을 생성하는 선택된 코드 레이트에서 동작하는 천공된 격자 코드 변조기 (punctured trellis code modulator);
상기 격자 코딩된 데이터 프레임에서의 비트 그룹을 변조 심볼들에 정합시켜, 정합된 프레임을 제공하는 QAM 정합기; 및
상기 정합된 프레임에 동기화 패킷을 부가하는 동기화기를 포함하는, 디지털 통신 시스템.
A convolutional byte interleaver interleaving a frame of data and synchronized to the frame structure;
A randomizer for generating a randomized data frame from the interleaved data frame;
A punched trellis code modulator operating at a selected code rate that generates a grid coded data frame from the randomized data frame;
A QAM matcher that matches a group of bits in the lattice coded data frame to modulation symbols to provide a matched frame; And
And a synchronizer for adding a synchronization packet to the matched frame.
제 44항에 있어서,
상기 천공된 격자 코드 변조기는 상기 시스템의 측정된 백색 잡음 성능에 r반하여 최적화된 네트 (net) 비트 레이트를 획득하도록 바이패스되는, 디지털 통신 시스템.
The method of claim 44,
And the perforated grating code modulator is bypassed to obtain an optimized net bit rate against r measured white noise performance of the system.
제 44항에 있어서,
상기 동기화 패킷은 정합된 프레임의 시퀀스 각각에 부가되는, 디지털 통신 시스템.
The method of claim 44,
The synchronization packet is added to each sequence of matched frames.
제 46항에 있어서,
상기 동기화 패킷의 일부는 상기 변조 심볼 중 실수부 및 허수부에 대해 상이한 이진 시퀀스를 포함하는, 디지털 통신 시스템.
The method of claim 46,
And a portion of the synchronization packet includes different binary sequences for real and imaginary parts of the modulation symbols.
제 46항에 있어서,
상기 동기화 패킷의 일부는 상기 변조 심볼 중 실수부 및 허수부에 대해 동일한 이진 시퀀스를 포함하는, 디지털 통신 시스템.
The method of claim 46,
And a portion of the synchronization packet includes the same binary sequence for the real part and the imaginary part of the modulation symbols.
제 48항에 있어서,
상기 동기화 패킷은 상기 정합된 프레임에 대한 전송 모드를 나타내는 데이터를 포함하는, 디지털 통신 시스템.
The method of claim 48,
And the synchronization packet includes data indicative of a transmission mode for the matched frame.
제 49항에 있어서,
상기 전송 모드를 나타내는 데이터는 선택된 QAM 성좌도 및 선택된 격자 코드 레이트를 포함하는, 디지털 통신 시스템.
The method of claim 49,
The data indicative of the transmission mode comprises a selected QAM constellation diagram and a selected grid code rate.
제 44항에 있어서,
상기 시스템은 전송 모드에 관계없이 각각의 데이터 프레임에 대해 상수 진정수 (integral number)의 리드-솔로몬 (Reed-Solomon) 패킷들을 생성하는, 디지털 통신 시스템.
The method of claim 44,
The system generates a constant integral number of Reed-Solomon packets for each data frame regardless of the mode of transmission.
제 44항에 있어서,
상기 시스템은 전송 모드에 관계없이 각각의 데이터 프레임에 대해 진정수의 변조 심볼을 생성하는, 디지털 통신 시스템.
The method of claim 44,
The system generates a true number of modulation symbols for each data frame regardless of the transmission mode.
제 44항에 있어서,
상기 시스템은 전송 모드에 관계없이 각각의 데이터 프레임에 대해 진정수의 천공 패턴 주기를 생성하는, 디지털 통신 시스템.
The method of claim 44,
And the system generates a true number of puncturing pattern periods for each data frame regardless of the transmission mode.
가변 네트 비트 레이트 디지털 통신 시스템에 대한 프레임화 방법으로서,
상이한 직교 진폭 변조 (QAM) 성좌도 세트를 제공하는 단계;
각각 관련된 모드에 대응하는 천공된 격자 코드 조합을 사용하여 데이터 패킷들의 프레임을 생성하는 단계; 및
가변 진정수의 QAM 심볼을 갖는 프레임을 제공하는 단계를 포함하며,
상기 QAM 심볼의 수는 선택된 모드에 대응하며, 프레임당 관련된 바이트 및 리드-솔로몬 패킷의 수는 상수인, 가변 네트 비트 디지털 통신 시스템용 프레임 방법.
A method of framing for a variable net bit rate digital communication system,
Providing a set of different quadrature amplitude modulation (QAM) constellations;
Generating a frame of data packets using a punched grid code combination corresponding to each associated mode; And
Providing a frame having a variable true number of QAM symbols,
Wherein the number of QAM symbols corresponds to the selected mode, and the number of related bytes and Reed-Solomon packets per frame is a constant.
제 54항에 있어서,
상기 천공된 격자 코드 조합을 사용하여 데이터 패킷들의 프레임을 생성하는 단계는, 상기 관련된 모드에 관계없이 데이터의 프레임당 진정수의 천공 패턴 주기를 생성하는 단계를 포함하는, 가변 네트 비트 디지털 통신 시스템용 프레임 방법.
The method of claim 54,
Generating a frame of data packets using the perforated grid code combination comprises generating a puncturing pattern period of true number per frame of data regardless of the associated mode. Frame way.
제 54항에 있어서,
상기 프레임당 격자 코더 천공 패턴 주기의 수는 모든 모드에 대해 정수인, 가변 네트 비트 디지털 통신 시스템용 프레임 방법.
The method of claim 54,
Wherein the number of lattice coder puncture pattern periods per frame is an integer for all modes.
제 55항에 있어서,
하나 이상의 모드에 대해 QAM 심볼당 데이터 비트의 수는 분수인, 가변 네트 비트 디지털 통신 시스템용 프레임 방법.
56. The method of claim 55,
The method of frame for a variable net bit digital communication system, wherein the number of data bits per QAM symbol for one or more modes is a fraction.
직교 진폭 변조된 신호를 나타내는 균등화된 신호를 수신하며, 상기 균등화된 신호로부터 위상-보정된 신호를 도출하는 위상 오프셋 보정기;
상기 균등화된 신호를 슬라이스하여 실수 및 허수 시퀀스를 획득하는 2-레벨 슬라이서;
상기 실수 및 허수 시퀀스와 저장된 프레임-동기 의사-랜덤 시퀀스의 대응하는 부분과의 상관을 수행하는 프레임 동기화기;및
상기 프레임 동기화기에 의해 상기 위상 오프셋 보정기로 제공된 위상 보정 신호를 포함하며, 상기 위상 보정 신호는 상기 상관의 최대 실수 및 허수값에 기반하는, 디지털 비디오 신호를 통신하는 시스템.
A phase offset corrector that receives an equalized signal representative of a quadrature amplitude modulated signal and derives a phase-corrected signal from the equalized signal;
A two-level slicer that slices the equalized signal to obtain real and imaginary sequences;
A frame synchronizer for correlating the real and imaginary sequences with corresponding portions of a stored frame-synchronous pseudo-random sequence; and
A phase correction signal provided by the frame synchronizer to the phase offset corrector, the phase correction signal based on the maximum real and imaginary values of the correlation.
제 58항에 있어서,
상기 프레임 동기화기는 인가하는 슬라이스된 직교 진폭 변조된 심볼상에 지속적인 상호-상관을 수행하는, 디지털 비디오 신호를 통신하는 시스템.
The method of claim 58,
And the frame synchronizer performs continuous cross-correlation on an applied sliced quadrature amplitude modulated symbol.
제 59항에 있어서,
상기 지속적인 상호-상관은 이진 프레임-동기 의사-랜덤 잡음 시퀀스의 저장된 복사본으로 상기 실수 및 허수 시퀀스에 대해 개별적으로 수행되는, 디지털 비디오 신호를 통신하는 시스템.
The method of claim 59,
Wherein the continuous cross-correlation is performed separately for the real and imaginary sequences with a stored copy of a binary frame-synchronous pseudo-random noise sequence.
제 58항에 있어서,
상기 직교 진폭 변조된 신호는 천공된 격자 코드를 사용하여 변조되는, 디지털 비디오 신호를 통신하는 시스템.
The method of claim 58,
And the quadrature amplitude modulated signal is modulated using a perforated grating code.
제 58항에 있어서,
상기 직교 진폭 변조된 신호는 직교 위상 시프트 키잉 변조를 사용하여 변조되는, 디지털 비디오 신호를 통신하는 시스템.
The method of claim 58,
And the quadrature amplitude modulated signal is modulated using quadrature phase shift keying modulation.
제 58항에 있어서,
상기 직교 진폭 변조된 신호는 16-QAM을 사용하여 변조되는, 디지털 비디오 신호를 통신하는 시스템.
The method of claim 58,
And the quadrature amplitude modulated signal is modulated using 16-QAM.
제 58항에 있어서,
상기 직교 진폭 변조된 신호는 64-QAM을 사용하여 변조되는, 디지털 비디오 신호를 통신하는 시스템.
The method of claim 58,
And the quadrature amplitude modulated signal is modulated using 64-QAM.
제 58항에 있어서,
기 직교 진폭 변조된 신호의 프레임 동기 심볼들은 동일한 부호를 가지며, 상기 상관의 최대 실수 및 허수값은 상기 균등화기 신호의 위상 회전을 나타내는, 디지털 비디오 신호를 통신하는 시스템.
The method of claim 58,
The frame sync symbols of the quadrature amplitude modulated signal have the same sign, and the maximum real and imaginary values of the correlations represent the phase rotation of the equalizer signal.
제 65항에 있어서,
상기 프레임 동기화기에 의해 제공된 위상 보정 신호는 상기 상관의 최대 실수 및 허수값의 부호를 포함하는, 디지털 비디오 신호를 통신하는 시스템.
66. The method of claim 65,
And the phase correction signal provided by the frame synchronizer comprises a sign of the maximum real and imaginary values of the correlation.
제 65항에 있어서,
상기 위상 오프셋 보정기는 상기 상관의 최대 실수 및 허수값의 부호로 룩업 테이블을 인덱싱함으로써 위상-보정된 신호를 도축하며 위상 보정 값을 결정하는, 디지털 비디오 신호를 통신하는 시스템.
66. The method of claim 65,
And the phase offset corrector slaughters a phase-corrected signal and indexes a lookup table with the sign of the maximum real and imaginary values of the correlation to determine the phase correction value.
수신기에서 직교 진폭 변조된 신호의 반송파 위상 오프셋을 보정하는 방법으로서, 상기 방법은,
신호를 균등화하는 단계;
균등화된 신호를 슬라이스하여, 상기 균등화된 신호로부터 실수 및 허수 시퀀스를 획득하는 단계; 및
상기 실수 및 허수 시퀀스에서 프레임 동기 시퀀스를 식별하는 단계를 포함하며,
상기 프레임 동기 시퀀스를 식별하는 단계는,
저장된 의사-랜덤 시퀀스를 상기 실수 및 허수 시퀀스와 상관시키는 단계;
상기 실수 및 허수 시퀀스와 관련된 최대 상관값으로부터 프레임의 시작을 결정하는 단계; 및
상기 최대 상관값에 기반하여 상기 균등화된 신호에서의 위상 에러를 보정하는 단계를 포함하는, 방법.
A method of correcting a carrier phase offset of a quadrature amplitude modulated signal at a receiver, the method comprising:
Equalizing the signal;
Slicing an equalized signal to obtain real and imaginary sequences from the equalized signal; And
Identifying a frame sync sequence in the real and imaginary sequences,
Identifying the frame sync sequence,
Correlating a stored pseudo-random sequence with the real and imaginary sequences;
Determining the start of a frame from the maximum correlation value associated with the real and imaginary sequences; And
Correcting a phase error in the equalized signal based on the maximum correlation value.
제 68항에 있어서,
상기 상관 단계는, 이진 프레임-동기 의사-랜덤 잡음 시퀀스의 복사본으로 일련의 슬라이스된 직교 진폭 변조된 심볼상에 지속적인 상호-상관을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
The method of claim 68, wherein
Wherein said correlating step comprises performing continuous cross-correlation on a series of sliced orthogonal amplitude modulated symbols with a copy of a binary frame-synchronous pseudo-random noise sequence.
제 68항에 있어서,
상기 상관 단계는, 상기 실수 및 허수 시퀀스로 개별적으로 프레임 동기화 시퀀스의 저장된 복사본상에 지속적인 상호-상관을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
The method of claim 68, wherein
And said correlating step comprises performing continuous cross-correlation on stored copies of frame synchronization sequences individually in said real and imaginary sequences.
제 70항에 있어서,
상기 프레임 동기화 시퀀스의 프레임 동기 심볼은 동일한 부호를 가지는, 방법.
The method of claim 70,
And frame synchronization symbols of the frame synchronization sequence have the same sign.
제 71항에 있어서,
상기 위상 에러를 보정하는 단계는 상기 최대 상관값의 부호에 기반하여 상기 균등화된 신호의 우상 회전을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
The method of claim 71, wherein
Correcting the phase error comprises determining the right-hand rotation of the equalized signal based on the sign of the maximum correlation value.
제 72항에 있어서,
상기 균등화된 신호에서 상기 위상 에러를 보정하는 단계는 실수 및 허수 최대 상관값으로 룩업 테이블을 인덱싱하는 단계를 포함하는, 방법.
The method of claim 72,
Correcting the phase error in the equalized signal comprises indexing a lookup table with real and imaginary maximum correlation values.
직교 진폭 변조된 신호의 반송파 위상 오프셋을 보정하는 방법으로서, 상기 방법은 명령을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하는 시스템에서 구현되며, 상기 방법은,
상기 하나 이상의 프로세서상에서, 상기 신호를 균등화하도록 구성된 명령을 실행하는 단계;
상기 하나 이상의 프로세서상에서, 상기 균등화된 신호를 슬라이스하여, 상기 균등화된 신호로부터 실수 및 허수 시퀀스를 획득하도록 구성된 명령을 실행하는 단계;
상기 하나 이상의 프로세서상에서, 상기 실수 및 허수 시퀀스에서 프레임 동기화 시퀀스를 식별하도록 구성된 명령을 실행하는 단계로서, 상기 프레임 동기화 시퀀스를 식별하는 것은,
상기 실수 및 허수 시퀀스로 개별적으로 상기 프레임 동기화 시퀀스의 저장된 복사본상에 지속적인 상호-상관을 수행하는 것; 및
상기 실수 및 허수 시퀀스와 관련된 최대 상관값으로부터 프레임의 시작을 결정하는 것을 포함하는, 상기
상기 하나 이상의 프로세서상에서, 프레임 동기화 시퀀스를 식별하도록 구성된 명령을 실행하는 단계; 및
상기 하나 이상의 프로세서상에서, 상기 최대 상관값에 기반하여 상기 균등화된 신호에서 위상 에러를 보정하도록 구성된 명령을 실행하는 단계를 포함하며,
상기 프레임 동기화 시퀀스의 프레임 동기 심볼은 동일한 부호를 가지며, 사이 위상 에러를 보정하는 것은 상기 최대 상관값의 부호에 기반하여 상기 균등화된 신호의 위상 회전을 결정하는 것을 포함하는, 반송파 위상 오프셋 보정 방법.
A method of correcting a carrier phase offset of a quadrature amplitude modulated signal, the method being implemented in a system comprising one or more processors configured to execute instructions, the method comprising:
Executing instructions on the one or more processors configured to equalize the signal;
On the one or more processors, executing the instructions configured to slice the equalized signal to obtain real and imaginary sequences from the equalized signal;
Executing, on the one or more processors, an instruction configured to identify a frame synchronization sequence in the real and imaginary sequences, wherein identifying the frame synchronization sequence comprises:
Performing continuous cross-correlation on stored copies of the frame synchronization sequence separately in the real and imaginary sequences; And
Determining a start of a frame from a maximum correlation value associated with the real and imaginary sequences, wherein
Executing instructions on the one or more processors configured to identify a frame synchronization sequence; And
Executing, on the one or more processors, an instruction configured to correct phase error in the equalized signal based on the maximum correlation value,
The frame sync symbol of the frame synchronization sequence has the same sign, and correcting the phase error between includes determining the phase rotation of the equalized signal based on the sign of the maximum correlation value.
심볼들의 성좌도를 식별하는 방법으로서, 상기 방법은 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템의 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되며, 상기 방법은,
상기 하나 이상의 프로세서가 신호에서의 전력 분배를 특징짓게 하는 명령을 실행하는 단계로서, 상기 전력 분배는 상기 신호에서 검출된 전력 레벨의 발생을 통계적으로 추적하는, 상기 전력 분배를 특징짓게 하는 명령을 실행하는 단계;
상기 하나 이상의 프로세서가 상기 전력 분배 내의 전력 레벨의 하나 이상의 피크 발생을 결정하게 하는 명령을 실행하는 단계; 및
상기 하나 이상의 프로세서가 상기 피크 발생의 분배에 기반하여 상기 성좌도를 결정하게 하는 명령을 실행하는 단계를 포함하는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
A method of identifying constellation degrees of symbols, the method being performed by one or more processors in a multi-mode quadrature amplitude modulated communication system, the method comprising:
Executing instructions to characterize the power distribution, wherein the one or more processors characterize power distribution in a signal, wherein the power distribution statistically tracks the occurrence of a detected power level in the signal. Doing;
Executing instructions to cause the one or more processors to determine one or more peak occurrences of power levels in the power distribution; And
Executing instructions that cause the one or more processors to determine the constellation degree based on the distribution of peak occurrences.
제 75항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는 상기 하나 이상의 피크 발생의 확산에 기반하여 상기 성좌도를 결정하는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
76. The method of claim 75,
And wherein the one or more processors determine the constellation degree based on a spread of the one or more peak occurrences.
제 75항에 있어서,
상기 신호는 균등화된 신호이며, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 전력 분재의 히스토그램의 복수의 섹션을 시험함으로써 상기 성좌도를 결정하며, 상기 섹션 각각은 복수의 성좌도 후보 중 모두가 아닌 하나와 관련된 전력 레벨의 범위에 대응하는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
76. The method of claim 75,
The signal is an equalized signal and the one or more processors determine the constellation degree by examining a plurality of sections of the histogram of the power bonsai, each of the sections having a range of power levels associated with one but not all of the plurality of constellation degrees candidates. Corresponding to the constellation of symbols.
제 77항에 있어서,
상기 복수의 성좌도 후보는 직교 위상 시프트 키 성좌도 및 직교 진폭 변조 (QAM) 성좌도를 포함하는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
78. The method of claim 77 wherein
Wherein the plurality of constellation degrees candidates comprises a quadrature phase shift key constellation diagram and a quadrature amplitude modulation (QAM) constellation diagram.
제 78항에 있어서,
상기 복수의 성좌도 후보는 16-QAM 및 64-QAM 성좌도를 포함하는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
The method of claim 78,
Wherein the plurality of constellation diagram candidates comprises 16-QAM and 64-QAM constellation diagrams.
제 78항에 있어서,
상기 복수의 성좌도 후보는 256-QAM 성좌도를 포함하는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
The method of claim 78,
And the plurality of constellation degree candidates comprise 256-QAM constellation views.
제 75항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서가 성좌도 결정의 연속 각각에 대한 단계를 수행함으로써 식별된 성좌도의 신뢰도를 확립하게 하는 명령을 실행하는 단계를 더 포함하며, 상기 성좌도 결정의 연속 각각에 대한 단계는,
후속하는 결정이 상기 성좌도의 아이덴터티를 확인하는 경우 카운터를 증가시키는 단계;
후속하는 결정이 상이한 성좌도를 식별하는 경우 카운터를 감소시키는 단계; 및
상기 카운터의 값에 기반하여 신뢰도의 측정을 제공하는 단계를 포함하는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
76. The method of claim 75,
Executing the instructions that cause the one or more processors to establish the reliability of the identified constellation degrees by performing a step for each successive series of constellation degrees determinations, wherein the steps for each successive series of constellation degrees determinations include:
Incrementing a counter if a subsequent determination confirms the identity of the constellation diagram;
Decrementing the counter if the subsequent determination identifies a different constellation degree; And
Providing a measure of confidence based on the value of the counter.
제 81항에 있어서,
상기 성좌도는 상기 카운터가 임계값을 초과하는 경우에 신뢰성있게 식별되는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
82. The method of claim 81 wherein
And the constellation diagram is reliably identified if the counter exceeds a threshold.
제 81항에 있어서,
복수의 성좌도 후보 각각에 대해 카운터가 제공되며, 상기 성좌도는 상기 성좌도의 대응하는 카운터가 임계값을 초과하는 경우 신뢰성있게 식별되는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
82. The method of claim 81 wherein
A counter is provided for each of a plurality of constellation diagram candidates, wherein the constellation diagram is reliably identified when the corresponding counter of the constellation diagram exceeds a threshold.
제 75항에 있어서,
상기 전력 레벨의 피크 발생은 상기 성좌도의 코너 심볼에 대응하는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
76. The method of claim 75,
And generating a peak of the power level corresponds to a corner symbol of the constellation diagram.
제 75항에 있어서,
상기 성좌도는 상기 신호가 균등화된 이후 식별되는, 심볼들의 성좌도 식별 방법.
76. The method of claim 75,
And the constellation diagram is identified after the signal is equalized.
다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템에서 심볼의 성좌도를 식별하는 방법으로서, 상기 방법은 상기 통신 시스템의 모뎀에서의 프로세서에 의해 수행되며,
상기 모뎀에서 수신된 데이터 프레임의 시작을 결정에 응답하여, 사이 프로세서가 상기 데이터 프레임으로부터 모드 정보를 추출하게 하는 명령을 실행하는 단계;상기 프로세서가 복수의 잠재적 성좌도 코드들로부터 상기 모드 정보의 대응 코드에 가장 근접하게 정합하는 코드를 선택함으로써 현재 성좌도를 결정하게 하는 명령을 실행하는 단계;
상기 현재 성좌도가 이전에 결정된 성좌도에 정합하는 경우, 상기 프로세서가 상기 이전에 식별된 성좌도와 관련된 신뢰도 매트릭을 증가시키게 하는 명령을 실행하는 단계;
상기 현재 성좌도가 이전에 식별된 성좌도와 상이한 경우, 상기 프로세서가 상기 신뢰도 매트릭을 감소시키고, 상기 이전에 식별된 성좌도로서 상기 현재 성좌도를 기록하게 하는 명령을 실행하는 단계; 및
상기 신뢰도 매트릭이 미리 결정된 임계값을 초과하기까지, 상기 프로세서가 모드 정보를 추출하고, 현재 성좌도를 선택하며, 후속하는 데이터 프레임에 대한 상기 신뢰도 매트릭을 조정하게 하는 단계를 반복하는 단계를 포함하며, 상기 성좌도는 상기 신뢰도 매트릭이 상기 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우 식별되는, 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템에서 심볼의 성좌도를 식별하는 방법.
A method of identifying constellation degrees of a symbol in a multi-mode quadrature amplitude modulated communication system, the method being performed by a processor in a modem of the communication system,
In response to determining the start of a data frame received at the modem, executing an instruction to cause the processor to extract mode information from the data frame; the processor to correspond to the code of the mode information from a plurality of potential constellation diagram codes. Executing a command to determine a current constellation degree by selecting a code that most closely matches.
Executing the instruction to cause the processor to increase a reliability metric associated with the previously identified constellation when the current constellation matches the previously determined constellation;
If the current constellation is different from the previously identified constellation, executing the instruction to cause the processor to reduce the reliability metric and record the current constellation as the previously identified constellation; And
Repeating the step of causing the processor to extract mode information, select a current constellation degree, and adjust the confidence metric for subsequent data frames until the confidence metric exceeds a predetermined threshold; And wherein the constellation diagram is identified when the reliability metric exceeds the predetermined threshold, the constellation diagram of a symbol in a multi-mode quadrature amplitude modulated communication system.
제 88항에 있어서,
상기 성좌도 코드를 선택하는 단계는 상기 프로세서가 상기 대응 코드 비트들로 상기 복수의 잠재적인 성좌도 코드에 대해 상호-상관을 수행하게 하는 단계를 포함하는, 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템에서 심볼의 성좌도를 식별하는 방법.
89. The method of claim 88 wherein
Selecting the constellation diagram code comprises causing the processor to cross-correlate the plurality of potential constellation diagram codes with the corresponding code bits for the symbol in a multi-mode quadrature amplitude modulated communication system. How to identify constellation diagrams.
제 86항에 있어서,
상시 성좌도는 상기 데이터 프레임 및 후속하는 데이터 프레임을 전달하는 균등화된 신호에서 식별되는, 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템에서 심볼의 성좌도를 식별하는 방법.
87. The method of claim 86,
24. A method of identifying a constellation of symbols in a multi-mode quadrature amplitude modulated communication system, wherein an always constellation is identified in an equalized signal carrying the data frame and subsequent data frames.
제 88항에 있어서,
상기 성좌도는 상기 프로세서가 상기 신호로부터 신호를 복구하는 동안 식별되는, 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템에서 심볼의 성좌도를 식별하는 방법.
89. The method of claim 88 wherein
And the constellation diagram is identified while the processor recovers a signal from the signal.
제 88항에 있어서,
상기 프로세서가 상기 신호의 균등화를 승인하기 위해 상수 모듈 알고리즘 (CMA)을 사용하여 균등화기 필터 탭을 수렴하게 하는 명령을 실행하는 단계를 더 포함하는, 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템에서 심볼의 성좌도를 식별하는 방법.
89. The method of claim 88 wherein
And executing, by the processor, a command to converge an equalizer filter tap using a constant module algorithm (CMA) to authorize equalization of the signal. How to identify constellation diagrams.
제 88항에 있어서,
상기 에러 신호는 스케일링된 CAM 파라미터를 사용하여 계산되어 균등화 성능을 개선하는, 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템에서 심볼의 성좌도를 식별하는 방법.
89. The method of claim 88 wherein
And the error signal is calculated using a scaled CAM parameter to improve equalization performance.
제 88항에 있어서,
상기 신호의 균등화를 수행하는 단계는 상기 균등화된 신호의 전력의 히스토그램을 분석하는 단계를 포함하며, 상기 히스토그램을 분석하는 단계는 화률 질량 함수를 사용하는 단계를 포함하는, 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템에서 심볼의 성좌도를 식별하는 방법.
89. The method of claim 88 wherein
Performing equalization of the signal includes analyzing a histogram of the power of the equalized signal, and analyzing the histogram comprises using a rate mass function. A method of identifying the constellation diagram of a symbol in a communication system.
제 88항에 있어서,
상기 신호의 균등화를 수행하는 단계는 상기 프로세서가,
상기 균등화된 신호에서 복수의 심볼과 관련된 전력을 계산하고; 및
임계 전력 레벨을 사용함으로써 상기 성좌도의 코너 심볼을 식별하게 하는 명령을 실행하는 단계를 포함하며, 상기 임계 전력 레벨은 상기 성좌도의 아이덴터티를 나타내는, 다중-모드 직교 진폭 변조된 통신 시스템에서 심볼의 성좌도를 식별하는 방법.
89. The method of claim 88 wherein
Performing the equalization of the signal may be performed by the processor.
Calculate power associated with a plurality of symbols in the equalized signal; And
Executing a command to identify a corner symbol of the constellation diagram by using a threshold power level, wherein the threshold power level represents the constellation diagram of the symbol in a multi-mode quadrature amplitude modulated communication system, representing the identity of the constellation diagram. How to identify.
비디오 카메라로부터 각각 상기 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지의 시퀀스를 나타내는 2개의 신호를 수신하여, 상기 2개의 신호 중 하나를 합성 기저대역 비디오 신호로서 전송하며, 다른 신호를 상기 기저대역 신호와 중첩하지 않는 통과대역 비디오 신호로서 변조 및 전송하도록 구성된 카메라측 모뎀을 포함하는 비디오 신호를 전송하는 시스템으로서, 상기 카메라측 모뎀은,
강기 기저대역 비디오 신호와 상기 통과대역 비디오 신호를 결합하여 전송 신호를 제공하는 혼합기;
전송 라인을 통해 상기 전송 신호를 전송하며, 상기 전송 라인으로부터 수신된 통과대역 신호를 추출하도록 구성된 다이플렉서 (diplexer); 및
상기 카메라측 모뎀을 모니터링하여, 상기 수신된 통과대역 신호가 식별되는 경우, 인에이블 신호를 생성하는 검출기를 포함하며,
상기 인에이블 신호는 상기 기저대역 비디오 신호 및 상기 통과대역 비디오 신호 중 적어도 하나의 전송을 제어하는, 비디오 신호 전송 시스템.
Receive two signals from a video camera, each representing a sequence of images captured by the video camera, and transmit one of the two signals as a composite baseband video signal, and do not overlap the other signal with the baseband signal. A system for transmitting a video signal comprising a camera side modem configured to modulate and transmit as a passband video signal, the camera side modem comprising:
A mixer for combining a strong baseband video signal with the passband video signal to provide a transmission signal;
A diplexer configured to transmit the transmission signal via a transmission line and to extract a passband signal received from the transmission line; And
A detector for monitoring the camera side modem to generate an enable signal if the received passband signal is identified;
The enable signal controls transmission of at least one of the baseband video signal and the passband video signal.
제 94항에 있어서,
상기 통과대역 비디오 신호는 상기 인에이블 신호가 생성되는 경우에만 전송되는, 비디오 신호 전송 시스템.
95. The method of claim 94,
And the passband video signal is transmitted only when the enable signal is generated.
제 94항에 있어서,
상기 수신된 통과대역 신호가 직교 진폭 변조되는, 비디오 신호 전송 시스템.
95. The method of claim 94,
And the received passband signal is quadrature amplitude modulated.
제 96항에 있어서,
상기 검출기는 직교 진폭 복조기의 평균 제곱 에러의 추정치를 모니터링하며, 상기 인에이블 신호는 상기 추정치가 임계값을 초과하는 경우 생성되는, 비디오 신호 전송 시스템.
97. The method of claim 96,
The detector monitors an estimate of the mean squared error of a quadrature amplitude demodulator and the enable signal is generated if the estimate exceeds a threshold.
제 96항에 있어서,
상기 검출기는 성좌도 검출기를 모니터링하며, 상기 인에이블 신호는 상기 성좌도 검출기에 의해 제공된 신뢰도의 측정에 기반하여 생성되는, 비디오 신호 전송 시스템.
97. The method of claim 96,
The detector monitors a constellation degree detector and the enable signal is generated based on a measure of the reliability provided by the constellation degree detector.
제 96항에 있어서,
상기 신뢰도의 측정은 프레임 동기화의 시퀀스에 기반하는, 비디오 신호 전송 시스템.
97. The method of claim 96,
And the measure of reliability is based on a sequence of frame synchronization.
제 94항에 있어서,
상기 검출기는 균등화기의 평균 제곱 에러의 추정치를 모니터링하며, 상기 인에이블 신호는 상기 추정치가 임계값을 초과하는 경우 생성되는, 비디오 신호 전송 시스템.
95. The method of claim 94,
The detector monitors an estimate of the mean squared error of the equalizer, and wherein the enable signal is generated if the estimate exceeds a threshold.
제 94항에 있어서,
상기 검출기는 상기 카메라측 모뎀의 자동 이득 제어 모듈의 이득 성분을 모니터링하며, 상기 인에이블 신호는 상기 이득 성분이 임계갑 미만인 경우 생성되는, 비디오 신호 전송 시스템.
95. The method of claim 94,
The detector monitors a gain component of an automatic gain control module of the camera side modem, wherein the enable signal is generated when the gain component is below a threshold value.
제 94항에 있어서,
상기 검출기는 상기 수신된 통과대역 신호의 진폭을 모니터링하며, 상기 인에이블 신호는 상기 진폭이 임계값을 초과하는 값을 갖는 경우 생성되는, 비디오 신호 전송 시스템.
95. The method of claim 94,
The detector monitors the amplitude of the received passband signal and the enable signal is generated when the amplitude has a value above a threshold.
제 94항에 있어서,
상기 수신된 통과대역 신호는 인터넷 프로토콜에 따라 인코딩된 데이터를 포함하는, 비디오 신호 전송 시스템.
95. The method of claim 94,
And the received passband signal comprises data encoded according to an internet protocol.
동축 케이블 상에서 전송된 합성 신호의 업스트림 QAM 신호의 존재를 결정하는 업스트림 모뎀을 포함하며,
상기 업스트림 QAM 비디오 신호가 존재하는 것으로 결정된 경우, 상기 업스트림 모뎀이 동축 케이블 상에서 합성 기저대역 비디오 신호 및 통과대역 비디오 신호를 전송하게 하는 단계로서, 상기 합성 기저대역 비디오 신호 및 통과대역 비디오 신호는 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지의 시퀀스의 동시 표현인, 상기 전송하는 단계; 및
상기 업스트림 QAM 신호가 부재로 결정된 경우, 상기 업스트림 모뎀이 상기 동축 케이블 상에서 상기 합성 기저대역 비디오 신호를 전송하게 하며, 상기 통과대역 비디오 신호의 전송을 방지하게 하는 단계를 포함하는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
An upstream modem for determining the presence of an upstream QAM signal of the composite signal transmitted on the coaxial cable,
If it is determined that the upstream QAM video signal is present, causing the upstream modem to transmit a composite baseband video signal and a passband video signal over a coaxial cable, wherein the composite baseband video signal and the passband video signal are video cameras. The transmitting, which is a simultaneous representation of the sequence of images captured by the; And
If the upstream QAM signal is determined to be absent, causing the upstream modem to transmit the composite baseband video signal over the coaxial cable, and preventing transmission of the passband video signal. Way.
제 104항에 있어서,
상기 업스트림 QAM 신호는 자동 이득 제어 신호의 이득값이 임계값을 초과하는 경우 존재하는 것을 결정되는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
105. The method of claim 104,
And said upstream QAM signal is determined to be present if the gain value of the automatic gain control signal exceeds a threshold.
제 104항에 있어서,
상기 업스트림 QAM 신호는 상기 업스트림 QAM 신호의 진폭의 측정이 임계값 미만인 경우 존재하는 것으로 결정되는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
105. The method of claim 104,
And the upstream QAM signal is determined to be present if the measurement of the amplitude of the upstream QAM signal is below a threshold.
제 104항에 있어서,
상기 업스트림 QAM 신호는 균등화기의 평균 제곱 에러의 추정치가 임계값을 초과하는 경우 부재하는 것으로 결정되는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
105. The method of claim 104,
And said upstream QAM signal is determined to be absent if an estimate of the mean squared error of the equalizer exceeds a threshold.
제 104항에 있어서,
상기 업스트림 QAM 신호는 인터넷 프로토콜 데이터 패킷이 상기 업스트림 QAM 신호에서 식별되는 경우 부재하는 것으로 결정되는, 보안 시스템의 신호 제어 방법.
105. The method of claim 104,
And said upstream QAM signal is determined to be absent if an internet protocol data packet is identified in said upstream QAM signal.
비디오 카메라로부터 각각 상기 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지의 시퀀스를 나타내는 2개의 신호를 수신하며, 상기 2개의 신호 중 하나를 합성 기저대역 비디오 신호로서 전송하며, 다른 신호를 상기 기저대역 신호와 중첩하지 않는 통과대역 비디오 신호로서 변조 및 전송하도록 구성된 업스트림 모뎀; 및
상기 업스트림 모뎀으로부터 상시 합성 기저대역 비디오 신호 및 통과대역 비디오 신호를 수신하여, 상기 업스트림 모뎀에 상기 업스트림 통과대역 신호를 전송하도록 구성된 다운스트림 모뎀을 포함하며,
상기 업스트림 모뎀은 상기 업스트림 모뎀이 상기 업스트림 통과대역 신호의 열화를 검출하는 경우 상기 2개의 신호 중 적어도 하나의 전송을 중단하는, 비디오 신호를 전송하는 자동 재구성가능 시스템.
Receive two signals from a video camera, each representing a sequence of images captured by the video camera, transmit one of the two signals as a composite baseband video signal, and do not overlap the other signal with the baseband signal. An upstream modem configured to modulate and transmit as a passband video signal; And
A downstream modem configured to receive an always synthesized baseband video signal and a passband video signal from the upstream modem and to transmit the upstream passband signal to the upstream modem;
And the upstream modem stops transmitting at least one of the two signals when the upstream modem detects degradation of the upstream passband signal.
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