TW202308361A - 具正交振幅調變展頻視訊傳輸 - Google Patents

Abstract

正交振幅調變（QAM）發送器將輸入數位電位準分離為I分量和Q分量。在變體中，QAM發送器使用每隔一個輸入數位電位準作為I或Q分量。QAM接收器接收QAM調變訊號並輸出數位電位準。用於發送類比電位準的QAM發送器使用一對輸入類比電位準作為I分量和Q分量。QAM接收器接收QAM調變訊號並輸出類比電位準。數位和類比輸入電位準是藉由使用L個正交碼對N個樣本進行編碼來產生的。

Description

具正交振幅調變展頻視訊傳輸

相關申請案的交叉引用

本申請要求2021年7月12日提交的題為《脈衝通訊的方法和系統》的美國臨時專利申請號63/220,587和2022年3月9日提交的美國臨時專利申請號63/318,204的優先權，題為《具有正交振幅調變的擴頻視訊傳輸》，兩者均藉由引用併入本文。

本申請藉由引用併入於2018年3月19日提交的美國申請號15/925,123，現為2018年12月18日發佈的美國專利號10,158,396，2019年9月17日提交的美國申請號16/494,901，2021年8月12日提交的美國申請號63/232,486，2022年3月4日提交的美國申請號17/686,790，2021年11月16日提交的美國申請號63/280,017，以及2022年3月8日提交的美國申請號63/317,746。

本發明一般而言涉及經由電磁通路傳輸取樣訊號。更特別地，本發明涉及將正交振幅調變（QAM）與編碼訊號的傳輸相結合，特別是使用擴頻視訊傳輸（SSVT）技術的編碼訊號。

影像感測器、顯示面板和視訊處理器不斷地競相實現更大的格式、更大的色深、更高的畫面播放速率和更高的解析度。視訊傳輸（無論是在感測器、設備或顯示單元內，在圍繞人的建構環境內，還是在更長的距離內）必然涉及經由一個或多個電磁（EM）通路傳輸媒體訊號（諸如視訊訊號）。

由於衰減、由於阻抗失配引起的反射和撞擊干擾訊號等現象，每條EM路徑都會降低通過它傳播的EM訊號，在某種意義上在接收端對EM訊號的測量肯定會在一定程度上有所不同於來自相應發送終端處可用的電位準。因此，每個EM路徑都可以被認為是不完美的電磁傳播通路。任何給定EM路徑的品質的特徵在於將在通過EM路徑傳遞後在接收終端測量的電位準與在發送器處可用的電位準進行比較。

美國專利第10,158,396號揭露了用於對類比或數位樣本進行編碼並經由電磁通路傳輸這些編碼樣本以用於這些樣本的相應解碼和使用的系統和技術。美國申請號16/494,901揭露了用於在多個電磁通路上分配和傳輸編碼樣本以供最終解碼和使用的系統和技術，而2021年8月12日提交的美國申請號63/232,486揭露了用於在經由一個或多個電磁通路進行編碼和傳輸之前對樣本進行分配、分級和排列（隨後是這些樣本的相應解碼、分級、排列和收集）的系統和技術。美國申請號17/686,790揭露了用於構造具有編碼器的發送器（和具有解碼器的接收器）的特定實施例，用於實現經由電磁通路傳輸編碼的類比或數位樣本。美國申請第63/317,746號和第63/280,017號揭露了顯示單元內的相應發送器和接收器，它們使用SSVT技術來傳輸視訊。

鑒於電磁通路本質上是不完善的並且認識到上述揭露使用特定技術來經由電磁通路傳輸編碼樣本，需要額外的技術來改進從發送終端發送到接收終端的電磁訊號的品質。

為了實現上述目的，並且根據本發明的目的，揭露了一種技術，該技術使用正交振幅調變（QAM）的改進來調變編碼的類比或數位樣本，以便從發送終端發送到接收終端，並將QAM訊號解調為類比或數位樣本。

在第一實施例中，發送器將數位樣本編碼為數位輸出電位準。這些數位電位準被映射到QAM電路和輸出。在變體中，映射電路將每個數位電位準的MSB和LSB分別分配給I分量和Q分量的MSB和LSB。相應的接收器接收QAM訊號並產生數位輸出電位準（可以使用變體），然後可以將其解碼回原始數位樣本。

在第二實施例中，發送器將類比樣本編碼為類比輸出電位準。這些類比電位準被分配給QAM電路和輸出中。開關電路將每對類比電位準分配給I分量和Q分量。相應的接收器接收QAM訊號並產生類比輸出電位準，然後可以將其解碼回原始類比樣本。

本發明尤其適用於在電腦系統、電視機、監視器、遊戲顯示器、家庭影院顯示器、零售標牌、戶外標牌等中使用的高解析度、高動態範圍顯示器。在特定實施例中，本發明可用於用於發送和接收視訊訊號的顯示單元內。舉例來說，本發明的發送器可用於實現美國申請號63/317,746中描述的發送器，並且本發明的接收器可用於實現美國申請號63/280,017中描述的接收器。

如上所述，電磁通路本質上是不完美的。為了識別在傳輸編碼的類比或數位樣本的情況下從發送器傳輸到接收器時電磁訊號的品質如何下降，並改進該傳輸，本揭露的發明人已經做出以下實現。

在編碼的類比或數位樣本的傳輸中重要的是電磁訊號的信噪比（SNR），尤其是在諸如電纜的電磁通路上。並且，已經確定了導致SNR退化的各種退化機制——串擾、衰減、熱雜訊和非線性失真。關於串擾，尤其是經由屏蔽電纜，人們認識到遠端串擾（FEXT）尤其存在問題，並且在接收器中被視為雜訊。此外，對於諸如Cat-5、Cat-6或Cat-7之類的電纜，人們認識到SNR與頻率有關，並且在較高頻率和較長電纜長度時會顯著降低。在這些更高的頻率和更長的電纜長度下，訊號會衰減，而串擾會增加，這都會降低SNR。降低電磁訊號SNR的第二種機制是熱雜訊。由於這些影響，電纜中訊號的衰減使訊號更接近恆定的本底雜訊，再次導致SNR下降。導致SNR下降的第三種機制是非線性失真。進一步認識到，SNR退化也存在於其他通道中，諸如無線（無線電鏈路，例如，點對點回程、LTE、Wi-Fi等）、光學等。

因此，在知道SNR在本發明的上下文中在傳輸樣本中很重要的情況下，發明人已經對可能的調變技術進行了分析，這些調變技術將利用由SSVT提供的彈性來傳輸那些樣本從而利用其彈性以影響更大的資訊密度。一種這樣的調變技術是正交振幅調變（QAM）。考慮到數位或類比樣本的編碼和傳輸，意識到QAM與SSVT相結合將在使用增加的電彈性的同時提供增加的資訊密度。因此，發明人得出結論，將QAM與類比和數位樣本的編碼和傳輸相整合並改進QAM將提供重要的優勢。

特別地，當使用具有強路徑長度依賴性和非線性的諸如電纜和其他介質的電磁通路以及在需要更多地使用可用頻寬的嘈雜環境和系統中時，與SSVT輸出相結合的QAM將具有優勢。 通用QAM發送器

圖1示出了QAM發送器10。如本領域已知的，具有角度調變的正弦波可以從相位偏移四分之一週期（pi/2弧度）的兩個調幅正弦波合成；這些調幅的正弦波稱為同相（I）和正交（Q）分量。位元流20在串並轉換器24處被輸入到發送器，該轉換器將位元流轉換為表示數位值的位元組，例如，如果要調變的數位值是四位元長，則轉換器24轉換位元流成每組四位。出於QAM調變的目的，每個組被拆分，兩個位在Q路徑26上被路由到符號映射單元30，並且兩個位在I路徑28上被路由到符號映射單元34。MPAM表示“M-陣列PAM，”意味著I和Q路徑均被調變為M陣列PAM，以產生QAM星座圖中每個星座圖點的X（I）和Y（Q）軸映射。

映射單元30產生Q分量32，而映射單元34產生I分量36。Q和I分量（I和Q是實數訊號，對{I，Q}是複合訊號）各自通過低通濾波器40、42以限制訊號頻寬。接下來，IF源44（基本上是數控振盪器）獲取同相分量和正交分量，並將每個訊號與其振幅相乘，使正交分量異相90°，然後在加法器50中將兩者相加。加法器50的輸出將是實數訊號，表示輸入到發送器的原始數位值。根據實施方式，可以在加法器50之後添加DAC，或者可以使用兩個DAC，在映射30和34之後的Q和I路徑上各有一個。最後，可以使用帶通濾波器60來過濾不需要的雜散和諧波，以輸出表示位元流20的QAM訊號70。

圖2示出了可以與發送器10結合使用的16-QAM星座圖80並且示出了映射可能如何發生。在16-QAM星座圖中，每個數位值是四位元。在此示例中，考慮到輸入數位值為“1110”。使用星座圖80映射此數位值導致如圖所示的具有振幅86和相位88的向量。當然，也可以使用更大尺寸的其他星座圖。 特定的QAM發送器實施例

以上描述了一般的QAM發送器。如上所述，認識到QAM可用於調變和使用對QAM發送器的各種改進發送編碼的輸出值。根據實施方式，可以使用不同大小的QAM星座圖。

圖3示出了具有Q軸92和I軸94的1024-QAM星座圖90。此星座圖內的每個數位值96將是10位長。最常見的QAM星座圖大小可以計算為4 ⁿ：4-QAM、16-QAM、64-QAM、256-QAM、1024-QAM和4096-QAM。很少使用更高的QAM星座圖大小。其他2 ⁿQAM星座圖確實存在，但編碼更複雜，並且不能對I和Q路徑使用單獨的編碼。

圖4示出了與QAM發送器100整合的取樣的訊號的編碼。如美國專利第10,158,396號和美國專利申請第16/494,901號中所述，使用來自碼簿的代碼在編碼器內對包括任何數量的數位或類比樣本的輸入向量110進行編碼以便產生L個輸出電位準160用於在電磁通路上傳輸。這種編碼技術的進一步描述可以在下面的圖8、圖10和圖11中找到。在此示例中，樣本是數位值，使用數位編碼，並且輸出電位準160是數位值。如以下將更詳細描述的，也可以使用類比樣本、類比編碼和類比輸出電位準。

示出了編碼器102和QAM發送器202。輸入向量110包括N個樣本112-118。在此示例中，每個樣本的長度為5位元，樣本112的值是“01101”。有N個代碼122-128，每個代碼對應一個樣本，每個代碼的長度為L個碼片，並且每個碼都正交於彼此。為了執行編碼，對應於特定樣本的代碼的每個碼片調變130該樣本，從而為每個樣本產生L個調變值。在此簡單的示例中，藉由代碼122的第一個碼片對樣本112的調變得到調變值142（1）。藉由其相應代碼的第一個碼片調變每個樣本會得到調變值142（1）–148（1）。然後將這些調變值142（1）–148（1）相加150以產生第一個數位輸出電位準161。然後以類似的方式將其他調變值142（2:L）–148（2:L）相加以產生其餘的輸出電位準160。然後使用合適的QAM星座圖映射此數位輸出電位準流並使用正交振幅調變以產生QAM類比輸出290，如現在將描述的。

輸出電位準160可以具有任何合適的位長度；在一個實施例中，每個輸出電位準的長度為10位。因此，將使用1024-QAM（例如，對於每個位數n，將使用2^nQAM）星座圖來執行這些值的映射，以供在QAM發送器中使用。下面更詳細地解釋對映射的改進。

元件222和224是可用於增加輸入訊號的取樣速率的內插濾波器。元件232和234是頻率轉換元件，其提供來自基帶訊號的頻率的上轉換器。NCO 230是數控振盪器，其基本上與轉換器232和234相互作用以產生同相的正交分量，在240處將它們相加在一起以依次產生表示每個輸入輸出電位準160的實際輸出訊號242。訊號242被輸入到DAC 250輸出類比訊號260，該類比訊號260在被可變增益放大器（VGA）280放大以經由電磁通路傳輸290之前通過帶通濾波器270。元件222-250可以包含在MAX5857 RF DAC內（包括時鐘倍增PLL/VCO 252和14位RF DAC內核）。每個時鐘週期都會輸入真實樣本，該樣本具有從星座圖匯出的振幅和相位。圖4的這種實現假設DAC以高於或接近RF頻率的高頻提供時鐘。在替代實施例中，代替單個DAC 250，將有兩個DAC，每個DAC在I和Q路徑上。

雖然輸出290被示為RF輸出，但是經由諸如電纜和光纖的其他類型的電磁通路的輸出也是可能的。

此外，由於經由電纜傳輸的缺陷（諸如頻率衰減、相移等），前導碼（或訓練序列）將被添加到樣本流中以説明接收器同步。前導碼是要檢測的已知訊號，並被接收器用作通道估計。較佳地，在需要插入前導碼的QAM調變的輸入之前使用開關。

在另一個更傳統的實現方式（未示出）中，返回參考圖1，在I和Q路徑上都有DAC（緊接在低通濾波器42和40之前），並且後續塊以類比方式實現。這種實現需要低得多的取樣速率，並且可以使用更便宜的元件。但是，圖4的實現可能是首選，因為它是更簡潔的實現。 映射數位值

調變I/Q映射器210執行符號映射，並且可以使用本領域已知的電路技術以任何合適的方式執行映射。映射器210包括映射電路，其以如下所述的改進方式映射輸入數位電位準。在一個實施例中，對於來自編碼器的每個輸出電位準，經由Q路徑214發送低半位元，而經由I路徑212發送上半位元。在另一個實施例中，經由路徑212發送每個奇數輸出電位準，而經由路徑214發送每個偶數輸出電位準。在另一個實施例中，如果每個數位輸出電位準是12位元長並且使用16-QAM，則該值被分成三組，每組四位，每組分為每兩個位的I和Q值。在另一個映射實施例中，可以使用格雷編碼。對於數位資料，格雷編碼用於降低多位元錯誤的機率。格雷編碼意味著相鄰星座圖點的編碼將僅相差一位元。

在一個較佳實施例中，來自編碼器的每個數位輸出電位準的最高有效位（MSB）在I和Q路徑之間劃分並成為MSB，而每個數位輸出電位準的最低有效位（LSB的）被在I和Q路徑之間劃分並成為I和Q路徑之間的LSB。舉例來說，考慮到數位輸出電位準是四位元二進位字元串[ABCD]，字母A、B、C、D中的每一個表示單個二進位數字（例如，“1”或“0”），AB表示最高有效位，CD表示最低有效位，這四個位將在I和Q路徑之間分配如下：I=AC，Q=BD。因此，數位輸出電位準的最高有效位元成為I和Q路徑上的最高有效位元，而數位輸出電位準的最低有效位元成為I和Q路徑上的最低有效位元。

此分配的原因是由於認識到如果沿傳輸介質存在雜訊或其他干擾，則所接收的QAM訊號可能略微失真並且可能丟失最低有效位。但是，由於本發明的數位輸出電位準可以表示媒體訊號（例如，來自相機源的像素值），因此從發送器到接收器的每一位都被完美地保存並不是嚴格必要的。相比之下，在電腦之間傳輸數位資料（諸如文檔）時，必須完美地保存傳輸的每一位元，並且需要複雜的錯誤檢測。換言之，QAM接收器對LSB上的錯誤比對MSB上的錯誤更不敏感。因此，與LSB相比，此分配為MSB提供了更好的保護。與每個位元都至關重要的數位資料傳輸不同，並非此分配中的所有位都具有相同的權重；位位置離MSB越近，它就越重要。因此，藉由在I和Q路徑之間劃分每個數位輸出電位準的MSB和LSB，如果所接收的QAM訊號失真和接收不正確，則只有原始數位輸出電位準的LSB會丟失。所接收的媒體訊號中LSB的丟失並不是災難性的。

圖5A示出了MSB和LSB的這種劃分如何在映射器210內發生的實施例500。假設數位輸出電位準X _m510由N位表示，510具有任意數量的MSB位512和任意數量的LSB位514，MSB位是總位數的一半或大約一半。然後，假設N為偶數，藉由選擇偶數位和奇數位元，可以將數位電位準分為兩個數位值XI _m530和XQ _m520，分配給值530的偶數位（包括0）和分配給值520的奇數位。新的數位值XI _m和XQ _m中的每一個可以進一步轉換為有符號值的二進位表示，其中每個值的MSB成為該值的符號，並且其餘位元成為值的振幅。結果值531和521然後分別用作複QAM平面中的I和Q路徑的值。當然，偶數位可以分配給值520，奇數位分配給值530。

即使在上述方案中每個數位值的MSB變成符號位元，由MSB表示的值也不會丟失。理念是彼此“更接近”的值，例如-1和0的值，被映射到非常接近的星座圖點。即使兩個值的MSB不同，如果兩個值之間存在錯誤，則只會出現錯誤“1”，這是“類比”樣本的最小可能錯誤。

用於從值520和530創建有符號值的其他技術也是可能的。舉例來說，將值映射到星座圖點而不是將MSB映射到符號位元的另一種方式可以藉由取無符號值並減去作為最小值和最大值之間的中間值的偏移量來執行。

圖5B示出了曲線圖540，其示出了值521和531如何表示複QAM平面上的點542。

圖5C示出了示例QAM星座圖560。注意，由於用於表示XIm和XQm的位數是有限的，所以Im和Qm可能具有的實際值的數量也是有限的。在此示例中，原始數位電位準510有6個位，因此有3個位，每個表示Im和Qm，第一個位是符號位元，意味著每個值的範圍從-3到3，如星座圖所示。因此，此星座圖可用於將XIm和XQm映射到QAM發送器的I和Q路徑的I和Q值。

圖6A示出了如何在映射器210內映射數位電位準的另一個實施例。這裡，偶數和奇數數位電位準X _m-1和X _m各自使用相同的二進位表示直接映射到I分量和Q分量以將數位電位準映射到QAM平面。同樣，每個的MSB都被視為符號位元。假設輸入數位電位準X _m570和隨後的數位電位準X _m-1572均由N位表示。然後將得到的值581和583分別用作複QAM平面中的I和Q路徑的值。

圖6B示出了曲線圖590，其示出了值581和583如何表示複QAM平面上的點592。 使用類比輸入的正交振幅調變

如前所述，並且如本文在圖10中和在其他位置中所述，本發明的一個實施例可以對類比樣本進行編碼並產生類比輸出電位準，而非如圖4的輸入向量110中所示的編碼數位樣本。因此，L個輸出電位準160將是類比電位準並且可以出現，例如，如圖14的波形所示。本發明的此實施例還能夠使用正交振幅調變（QAM）的改進來調變和傳輸這些L個類比輸出電位準，如現在將描述的。如圖10（和其他地方）所示，類比電位準可以是正的或負的。這些電位準不會改變映射的執行方式。在數位情況下，將MSB設置為符號位元的目的正是將“無符號”值映射到可以是正值或負值的值。

圖7示出了在描述QAM如何可以使用來自編碼器的類比輸出電位準作為輸入時有用的星座圖映射300。儘管此星座圖仍顯示十六個數位值304，但未使用到這些值的映射並且這些值僅被顯示以説明讀者理解如何輸入類比電位準。儘管可以將來自編碼器的一系列L類比輸出電位準轉換為數位輸出電位準，然後將這些數位電位準輸入到QAM發送器中，如圖4中所示，但是本發明的此實施例可以直接使用類比輸出電位準。換言之，類比輸出電位準本身可以直接表示同相（I）和異相（Q）分量。

圖9示出了與使用類比輸入值的QAM發送器610整合的取樣訊號的編碼。顯示的是來自編碼器的L個類比輸出電位準601，它被輸入到QAM發送器610。

開關裝置612執行取樣和保持功能，以同時沿Q路徑626和I路徑628向下呈現作為時間對齊的對的所接收的類比電位準的交替取樣（奇數、偶數）。因此，每兩個類比電位準將產生{I，Q}對。此時間對齊對於確保串列呈現的類比電位準同時在星座圖中調變是必要的。開關612可以是任何合適的硬體設備，用於選擇每個電位準的目的地並將這些電位準分配下到任一路徑。在相應的QAM接收器中，開關612由接收{I，Q}對並產生兩個類比電位準的組合設備或電路代替。

Q和I分量（I和Q是實數訊號，對{I，Q}是複合訊號）各自通過低通濾波器640、642以限制訊號頻寬。接下來，IF源644（基本上是數控振盪器）獲取同相分量和正交分量，並將每個訊號乘以其振幅（這是NCO和NCO的振幅偏移90度），放置正交分量相位差90°，然後在加法器650中將兩者相加。加法器650的輸出將是實數訊號（此實數訊號也稱為通帶訊號，它是偏移到NCO頻率的基帶訊號），其表示原始的兩個連續類比值輸入到發送器。帶通濾波器660可用於過濾不需要的雜散和諧波，並且最後使用可變增益放大器680（類似於圖4中的放大器280）來放大和輸出QAM訊號690，其表示來自編碼器的類比輸出電位準601的原始連續輸入。

藉由示例，考慮給定一系列L類比輸出電位準601，奇數值將被放置在I路徑628上，以及偶數值將被放置在Q路徑626上。當然，奇數值可以放在Q路徑上，以及偶數值放在I路徑上。因此，I分量和Q分量可以分別表示不同的類比輸出電位準。以輸出電位準601為例，第一個類比輸出電位準602將放置在I路徑上，第二個電位準放置在Q路徑上，第三個電位準放置在I路徑上，等等。返回圖7，以便舉例說明，假設第一類比電位準為“2”，第二類比電位準為“3”。從概念上講，這兩個值（I，Q）可以映射到點310，其產生如圖所示的具有特定振幅和相位312的向量。接下來，考慮第三個類比電位準是“-2”並且第四類比電位準是“-.5”。類似地，這兩個值可以映射到產生如圖所示的具有特定振幅和相位322的向量的點320。以這種方式，可以將一系列L個類比輸出電位準601輸入到QAM發送器610中以產生RF訊號690。雖然輸出690被示為RF輸出，但是經由諸如電纜和光纖的其他類型的電磁通路的輸出也是可能的。

事實上，雖然圖7示出了QAM星座圖，但不需要將每個類比電位準映射到星座圖，因為每個類比電位準可以直接用於提供I和Q值；合成向量的振幅和相位由所示的I和Q值確定。

用於直接映射和使用類比輸出電位準的其他技術也是可能的。在類比樣本的情況下，最小化誤差振幅是有用的。因此，將偶數樣本和奇數樣本分別映射到I和Q是有意義的。格雷編碼可能不適合，因為對於類比樣本，每個樣本的較低位元具有較低的權重並且不如較高位重要。因此，奇數電位準可以沿著Q路徑214發送並且偶數電位準可以沿著I路徑212發送，反之亦然。 QAM接收器和解調

上面已經描述了正交振幅調變（QAM）發送器的實施例，以及用於輸入和映射來自編碼器的L個數位輸出電位準以及用於輸入和分配來自編碼器的L個類比輸出電位準以便將QAM訊號發送到接收器的實施例。本領域技術人員在閱讀本揭露內容後會發現使用與使用的數位映射技術或使用的類比分配技術相關的相應QAM發送器中使用的慣例，直接實施相應的QAM解調器和接收器，其接收QAM射頻訊號並根據情況輸出L個數位輸出電位準或L個類比輸出電位準。 擴展頻譜視訊傳輸（SSVT）訊號

如前所述，本發明的各種實施例揭露了類比訊號用於在本地（例如，在顯示單元內）或在更長距離上傳輸視訊資訊。出於本揭露的目的，電磁訊號（EM訊號）是表示為振幅隨時間變化的電磁能量的變數。EM訊號通過EM路徑傳播，諸如線對（或電纜）、自由空間（或無線）以及光學或波導（光纖），從發送器終端到接收器終端傳播。EM訊號可以在時間和振幅兩個維度中的每一個上獨立地表徵為連續的或離散的。

本揭露利用稱為“擴展頻譜視訊傳輸”（SSVT）訊號的新穎離散時間、連續振幅EM訊號，其是對現有SSDS-CDMA訊號的改進。SSVT是指使用本文揭露的新技術，經由一個或多個EM通路向視訊匯（sink）發送電磁的（EM）視訊訊號。

分碼多重存取（CDMA）是眾所周知的通道存取協定，通常用於無線電通訊技術，包括蜂巢電話。CDMA是多重存取的示例，其中幾個發送器可以經由單個通訊通道同時發送資訊。在電信應用中，CDMA允許多個使用者共用給定的頻帶，而不受其他使用者的干擾。CDMA採用擴展頻譜直接序列（SSDS），這種編碼依賴於唯一的代碼來編碼每個使用者的資料。藉由使用唯一代碼，可以將多個使用者的傳輸合併發送，而不會在多個使用者之間產生干擾。在接收側，多個使用者中的每一個使用相同的唯一碼來解調傳輸，分別恢復每個使用者的資料。SSVT與CDMA不同，這將在下面更詳細地解釋。 SSVT發送器分配器/編碼器

圖8示出了SSVT發送器428的邏輯框圖。分配器440包括組裝庫450、暫存庫452、呈現庫454和控制器456。編碼器塊460包括數位類比轉換器（DAC）庫462和四個編碼器442，用於傳輸介質的每個EM路徑具有一個。如本文所述，來自單個源（諸如相機、影像感測器、另一感測器等）的樣本流到達發送器428以進行編碼。每個編碼器442編碼一個輸入向量，諸如圖4的輸入向量110，並產生一系列輸出電位準，諸如輸出電位準160。因此，可以有任意數量（P）的編碼器102和對應的QAM發送器202，如圖4所示，每個EM路徑具有一個編碼器和QAM發送器。

分配器440被佈置成一個接一個地接收樣本集流的暴露顏色資訊（例如，RGB）。作為回應，組裝庫450從用於輸入的樣本集流的暴露顏色資訊（例如，RGB）建構四個向量V ₀、V ₁、V ₂和V ₃。當接收到樣本集時，它們根據預定排列儲存在組裝庫450中。當建構每個包含N個樣本的向量時，分配器440可以使用任何數量的不同排列。

暫存庫452促進四個向量V ₀、V ₁、V ₂和V ₃中的每一個的N個樣本從重計時器使用的第一時鐘頻率（或第一時序域）跨越到用於在傳輸介質上對產生的EM輸出電位準進行編碼和傳輸的第二時鐘頻率（或第二域）。使用N=60和S=3的示例，恰好表示80組RGB樣本的樣本包含在四個編碼器輸入向量V ₀、V ₁、V ₂和V ₃中。

在各種實施例中，第一時鐘頻率可以更快、更慢或與第二時鐘頻率相同。第一時鐘頻率f_pix由視訊源選擇的視訊格式確定。第二時鐘頻率f_ssvt是f_pix、傳輸介質中EM路徑的數量P、每組輸入/輸出樣本中的樣本數量S、以及SSVT變換參數N（輸入/輸出向量位置的數量）和L（每個SSDS代碼的長度）的函數，其中f_ssvt = (f_pix * S * L) / (P * N)。藉由此安排，輸入時鐘（pix_clk）以一種速率振盪，而SSVT時鐘（ssvt_clk）以另一種速率振盪。這些速率可以相同或不同。編碼器在準備下一個輸入向量時行執編碼。呈現庫454將四個編碼器輸入向量V ₀、V ₁、V ₂和V ₃中的每一個的N個樣本呈現給編碼器塊60（例如，向量V ₀包括Sample _0,0到Sample _0,N-1）

控制器456控制組裝庫450、暫存庫452和呈現庫454的操作和時序。特別地，控制器負責在建構四個編碼器輸入向量V ₀、V ₁、V ₂和V ₃時定義所使用的排列和樣本的數量N。控制器456還負責協調從第一時鐘頻率到第二時鐘頻率的時鐘域交叉，如由暫存庫452執行的那樣。控制器456進一步負責協調呈現庫454呈現每個編碼器輸入向量V ₀、V ₁、V ₂和V ₃的N個樣本到編碼器塊460的時序。

在編碼器塊460內，提供了多個數位類比轉換器（DAC）462，每個數位類比轉換器被佈置為接收分配給四個編碼器輸入向量V ₀、V ₁、V ₂和V ₃的總和的P*N個樣本（Sample _0,0到Sample _P-1,N-1）之一。每個DAC 462將其接收的樣本從數位域中轉換到電壓訊號的差分對中，該電壓訊號的振幅與其輸入的數位值成正比。DAC 462的輸出範圍可以從最大電壓到最小電壓。

分別為四個編碼器輸入向量V ₀、V ₁、V ₂和V ₃提供四個編碼器442。每個編碼器442接收其編碼器輸入向量的N個樣本中每個樣本的差分訊號對，使用來自對應於每個樣本的代碼的碼片調變N個差分電壓訊號對中的每一個，累積調變值，然後產生差分EM電位準輸出電位準。由於在此示例中存在四個編碼器442，因此存在經由傳輸介質同時傳輸的EM電位準訊號（Level ₀到Level ₃）。

序列器電路465協調DAC 462和編碼器442的操作時序。序列器電路465負責控制DAC 462和編碼器442的時鐘。序列器電路465還負責產生兩個時鐘相位訊號，“clk1”和“clk2”，其負責控制編碼器442的操作。

對應於發送器428的接收器可用於接收輸出電位準、解碼樣本並將樣本收整合RGB訊號，如本領域技術人員在閱讀本揭露後將理解的。此示例示出類比編碼，但也可以使用數位編碼（和解碼）。DAC或ADC可以在編碼器（或解碼器）之前或之後，此視情況而定並且根據實現的需要。 SSVT訊號、編碼和解碼

如上所述，本發明的各種實施例揭露了編碼的輸出電位準（類比或數位）——SSVT訊號——被輸入到QAM發送器，或者QAM接收器接收QAM調變訊號並產生用於解碼的SSVT訊號。下面更詳細地描述了SSVT訊號並提供了它的優點。

為了本揭露的目的，電磁訊號（EM訊號）是表示為振幅隨時間變化的電磁能的變數。EM訊號通過EM路徑從發送器終端到接收器終端傳播，諸如線對（或電纜）、自由空間（或無線）和光學或波導（光纖）。EM訊號可以在時間和振幅兩個維度中的每一個上獨立地表徵為連續的或離散的。“純類比”訊號是連續時間、連續振幅的EM訊號；“數位”訊號是離散時間、離散振幅的EM訊號；以及“取樣類比”訊號是離散時間、連續振幅的EM訊號。本揭露揭露了新穎的離散時間、連續振幅EM訊號，稱為“擴展頻譜視訊傳輸”（SSVT）訊號，它是對現有SSDS-CDMA訊號的改進。SSVT是指使用改進的基於擴展頻譜直接序列（SSDS）的調變在一個或多個EM通路上傳輸電磁訊號。

分碼多重存取（CDMA）是眾所周知的通道存取協定，通常用於無線電通訊技術，包括蜂巢電話。CDMA是多重存取的示例，其中幾個不同的發送器可以經由單個通訊通道同時發送資訊。在電信應用中，CDMA允許多個使用者共用給定的頻帶，而不受其他使用者的干擾。CDMA採用擴展頻譜直接序列（SSDS）編碼，該編碼依靠獨特的代碼對每個使用者的資料進行編碼。藉由使用唯一代碼，可以將多個使用者的傳輸合併發送，而不會在使用者之間產生干擾。在接收側，針對每個使用者使用相同的唯一碼解調傳輸，分別恢復每個使用者的資料。

SSVT訊號不同於CDMA。當在編碼器處接收到輸入視訊（例如）樣本流時，藉由對多個編碼器輸入向量中的每一個應用基於SSDS的調變來對它們進行編碼，以產生SSVT訊號。然後經由傳輸介質傳輸SSVT訊號。在接收側，輸入的SSVT訊號藉由應用相應的基於SSDS的解調進行解碼，以重構已編碼的樣本。因此，包含顏色和像素相關資訊的按時間排序的原始視訊樣本流從單個視訊源傳遞到單個視訊匯，這與將資料從多個使用者傳遞到多個接收器的CDMA不同。

圖10示出了簡單的示例，該示例示出了訊號樣本，在這種情況下為類比值，如何在編碼器內編碼，然後經由電磁通路發送。示出的是N個類比值902-908的輸入向量，它們表示視訊訊框內單個像素的電壓。這些電壓可以表示黑白影像的亮度或像素中特定顏色值的亮度，例如像素的R、G或B顏色值，即每個值表示感測或測量的光量在指定的色彩空間中。儘管在此示例中使用了像素電壓，但此編碼技術可以與表示來自感測器的各種訊號中的任何一種的電壓一起使用，諸如LIDAR值、聲音值、觸覺值、氣溶膠值等，並且類比值可以表示其他諸如電流等的樣本。作為數位值的訊號樣本也可以被編碼，並且此數位編碼在下面解釋。此外，即使示出了一個編碼器和一個EM通路，本發明的實施例也適用於多個編碼器，每個編碼器都經由EM通路傳輸。

較佳地，為了效率，這些電壓的範圍是從0到1V，儘管可能有不同的範圍。這些電壓通常以特定順序取自訊框的一行中的像素，但可以使用另一種慣例來選擇和排序這些像素。無論使用哪種慣例來選擇這些像素並對它們進行編碼排序，解碼器都將在接收端使用相同的慣例，以便以相同的順序對這些電壓進行解碼，然後將它們放置在它們所屬的結果訊框中。同樣的，如果訊框是彩色的並使用RGB，則此編碼器中的慣例可能是首先編碼所有R像素電壓，然後編碼G和B電壓，或者慣例可能是電壓902-906是該行中像素的RGB值，並且接下來的三個電壓908-912表示下一個像素的RGB值，等等。同樣，此編碼器使用的來排序和編碼電壓的相同慣例將由接收端的解碼器使用。只要解碼器使用相同的慣例，就可以使用對類比值902-908排序的任何特定慣例（無論是按顏色值、按行等）。如圖所示，可以使用碼簿920一次呈現任意數量的N個類比值902-908用於編碼，僅受碼簿中條目的數量限制。

如上所述，碼簿920具有任意數量的N個碼932-938；在此簡單的示例中，碼簿有四個碼，這意味著一次對四個類比值902-908進行編碼。可以使用更多的碼，諸如127碼、255碼等，但是由於電路複雜度等實際考慮，較佳使用更少的碼。如本領域所知，碼簿920包括N個相互正交的碼，每個碼的長度為L；在此示例中，L=4。通常，每個碼都是SSDS碼，但不一定是這裡討論的擴展碼。如圖所示，每個碼被劃分為L個時間間隔（也稱為“碼片”），每個時間間隔包括該碼的二進位值。如碼表示942所示，碼934可以以傳統的二進位形式“1100”表示，儘管為了易於使用，同樣的碼也可以表示為“11-1-1”，如碼表示944在調變值中所示，將在下面解釋。碼932和936-938也可以表示為如942或944中表示的。請注意，每個長度為L的碼不與不同的計算設備（諸如電話）、不同的人或不同的發送器相關聯，正如在CDMA中操作的那樣。

因此，為了經由傳輸介質34將四個類比值902-908發送到接收器（具有相應的解碼器），使用了以下技術。每個類比值將由其相應碼的表示944中的每個碼片調變；例如，值902，即.3，由碼932的表示944中的每個碼片按時間順序調變948。調變948可以是乘法運算子。因此，用碼932調變.3會產生系列“.3，.3，.3，.3”。用碼934調變.7變為“.7，.7，-.7，-.7”；值“0”變為“0，0，0，0”；“值“1”變為“1，-1，1，-1"。通常，每個碼的第一個碼片調變其對應的類比值，然後每個碼的下一個碼片調變其類比值，儘管實現也可以在移動到下一個類比值之前藉由其碼的所有碼片調變特定的類比值。

然後每個時間間隔，調變後的類比值在951（在此圖中垂直感知）處相加以獲得類比輸出電位準952-958；例如，這些時間間隔的調變值的總和導致輸出電位準為2、0、.6、-1.4。這些類比輸出電位準952-958可以進一步歸一化或放大以與傳輸線的電壓限制對齊，並且然後可以在它們經由傳輸介質34的電磁通路（諸如差分雙絞線）以該順序產生時按時間順序發送。然後接收器以該順序接收那些輸出電位準952-958，並且然後使用相同的碼簿920，使用與此處所示的編碼方案相反的編碼方案對它們進行解碼。所得到的像素電壓902-908然後可以根據所使用的慣例在接收端的顯示器的訊框中顯示。因此，類比值902-908被有效地同步編碼並在L個類比輸出電位準952-958的順序系列中的單個電磁通路上發送。如本文所示和所述，也可以使用許多編碼器和電磁通路。此外，可以以這種方式編碼的N個樣本的數量取決於碼簿中使用的正交碼的數量。

有利地，即使使用穩健的SSDS技術（諸如擴頻碼）導致頻寬顯著下降，使用相互正交的碼、藉由其對應碼的碼片調變每個樣本、求和以及使用L個輸出電位準平行傳輸N個樣本會導致顯著的頻寬增益。與傳統的CDMA技術中二進位數字被串列編碼並且然後相加的情況相比，本發明首先藉由每個碼片將整個樣本（即整個類比或數位值，而不是單個位元）調變成相應的碼，並且然後將碼的每個時間間隔的這些調變相加，以獲得每個特定時間間隔的合成類比電壓電位準，從而利用合成波形的振幅。正是這些類比輸出電位準經由傳輸介質發送，而不是二進位數字的表示。此外，本發明便於將類比電壓從一個視訊源發送到另一個視訊匯，即，從端點到端點，這與允許不同人、不同設備或不同源的多路訪問並發送到多個匯的CDMA技術不同。此外，樣本值的傳輸不需要壓縮。

圖11將這種新穎的編碼技術示出為適用於作為數位值的訊號樣本。這裡，數位值902’-908’是電壓的數位表示。使用不同的電壓示例，值902’是“1101”，值904’是“0011”，值906’是“0001”，以及值908’是“1000”。每個數位值由每個代碼的表示944調變（數位乘法），即“1”或“-1”，這取決於對應於要調變的數位值的碼的碼片。僅考慮每個碼的第一個時間間隔940，並添加最高有效位元（MSB），即符號位元，調變“1101”得到“01101”（MSB“0”表示正值），調變“0011”產生“00011”，調變“0001”產生“00001”，並且調變“1000”產生“01000”。這些調變值在第一個時間間隔上示出。（雖然未示出，但由-1碼片調變會產生負值，該負值可以使用負值的合適二進位表示以二進位表示。）

以數位方式求和，第一時間間隔中的這些調變值產生數位值952’“011001”（同樣，MSB是符號位元）；其他數位值954’-958’未在此示例中示出，但以相同的方式計算。考慮到以10為底的求和，可以驗證調變值13、3、1和8的總和為25。儘管在此示例中未示出，但通常額外的MSB可用於所得電位準952’-958’總和可能需要超過五位元。例如，如果值902’-908’使用4位表示，則電位準952’-958’可以使用多達10位元表示，在這種情況下有64個碼（添加64位的log2）。或者，如果將32個調變值相加，則將再添加5個位。輸出電位準所需的位數將取決於碼的數量。

輸出電位準950’可以首先被歸一化以適應DAC的輸入要求，並且然後依次饋送到DAC 959中，以將每個數位值轉換為其對應的類比值，以便在EM通路上傳輸。DAC 959可以是MAX5857 RF DAC（包括時鐘倍增PLL/VCO和14位元RF DAC內核，以及可以繞過複雜路徑直接訪問RF DAC內核），並且可以後跟帶通濾波器並且然後是可變增益放大器（VGA），未示出。在某些情況下，電位準950’中使用的位數大於DAC 959允許的位數，例如，電位準952’由10位表示，但DAC 959是8位DAC。在這些情況下，適當數量的LSB會被丟棄，而剩餘的MSB會由DAC處理，而不會損失顯示器上合成影像的視覺品質。

有利地，整個數位值被調變，然後這些整個調變數位值數位相加以產生用於轉換和傳輸的數位輸出電位準。這種技術不同於CDMA，CDMA調變數位值的每個二進位位元，然後將這些調變位元相加以產生輸出。例如，假設每個數位值中有B位元，對於CDMA，將有總共B*L輸出電位準要發送，而對於這種新穎的數位（或類比）編碼技術，總共只有L輸出電位準發送，因此具有優勢。

圖12示出了使用圖10的編碼器編碼的類比輸入電位準的解碼。如圖所示，L個輸入電位準950已經經由傳輸介質34的單個電磁通路被接收。如本文所述和前面提到的，碼簿920包括N個正交碼932-938，它們將用於解碼輸入電位準950以產生N個類比值902-908的輸出向量，即，與上面編碼的相同類比值902-908。為了執行解碼，如垂直箭頭所示，每個輸入電位準952-958由對應於輸出向量902-908中的特定索引的每個代碼的每個碼片調變961。考慮到由第一碼932對電位準952-958的調變，這種調變產生一系列調變值“2、0、.6、-1.4”。由第二碼934對電位準952-958的調變產生一系列調變值“2、0、-.6、1.4”。由第三碼936的調變產生“2，0，-.6，-1.4”，以及由第四碼938的調變產生“2，0，.6，1.4”。

接下來，如水平箭頭所示，將每一系列調變值相加，以產生類比值902-908中的一個。例如，對第一個系列求和以產生類比值“1.2”（使用比例因數“4”歸一化後變為“.3”）。以類似的方式，將其他三個調變值系列相加以產生類比值“2.8”、“0”和“4”，並且在歸一化之後產生類比值902-908的輸出向量。每個碼可以調變輸入電位準，並且然後可以對該系列求和，或者，所有碼都可以在每個系列求和之前調變輸入電位準。因此，N個類比值902-908的輸出向量已經使用L個輸出電位準平行傳輸。

這些示例中未示出解碼數位輸入電位準的示例，儘管本領域技術人員將發現在讀取上述描述中的數位值的編碼時直接執行這種解碼。

圖13A、圖13B和圖13C示出了編碼器和解碼器可以對類比樣本或數位樣本進行操作；上面已經描述了各種類比和數位編碼器和解碼器。如上所述，可能存在不止一個EM通路，並且因此可能存在不止一個編碼器/解碼器對和對應數量的DAC或ADC，視情況而定。

圖13A示出了類比編碼器和對應的類比解碼器的使用。輸入到類比編碼器900的是類比樣本970或數位樣本971，它們已經被位於類比編碼器處的DAC 972轉換為類比。以此方式，可以對到達類比編碼器的類比或數位樣本進行編碼，以經由傳輸介質34上的電磁通路進行傳輸。類比解碼器900’對編碼的類比樣本進行解碼以產生類比樣本970用於輸出。類比樣本970可以原樣使用或者可以使用ADC（未示出）轉換為數位樣本。

圖13B示出了數位編碼器和對應的類比解碼器的使用。輸入到數位編碼器901的是數位樣本971或類比樣本970，它們已經被位於數位編碼器處的ADC 973轉換為數位。由於編碼器是數位的，位於編碼器的DAC 959在經由電磁通路傳輸之前將編碼的樣本轉換為類比。以這種方式，可以對到達數位編碼器的類比或數位樣本進行編碼，以經由傳輸介質34上的電磁通路進行傳輸。類比解碼器900’對編碼的類比樣本進行解碼以產生類比樣本970用於輸出。類比樣本970可以按原樣使用或者可以使用ADC（未示出）轉換為數位樣本。

圖13C示出了使用數位解碼器對已經經由傳輸介質34上的電磁通路到達的編碼的類比訊號進行解碼。編碼的類比訊號可以使用類比編碼器或上面剛剛描述的數位編碼器來傳輸。位於數位解碼器976的ADC 974接收經由電磁通路發送的編碼的類比樣本並將樣本轉換為數位。然後，這些編碼的數位樣本由數位解碼器976解碼為數位樣本978（對應於在經由電磁通路傳輸之前最初編碼的樣本的輸入向量的值）。數位樣本978可按原樣使用或可使用DAC轉換為類比樣本。

圖14示出了SSVT波形602在從類比編碼器輸出之後（或在數位編碼並然後由DAC轉換之後）經由電磁通路發送的類比（類似於理想化的示波器軌跡）。垂直刻度是電壓，以及水平刻度是100ps示波器測量時間間隔。注意，SSVT訊號602是類比波形而不是數位訊號（即，訊號不表示二進位數字）並且在此實施例中可以傳輸從大約-15V到大約+15V的電壓範圍。類比波形的電壓值是（或至少可以是）完全類比的。此外，電壓不限於某個最大值，儘管高值是不切實際的。

如前所述，類比電壓電位準在電磁通路上順序發送，每個電位準是每個時間間隔的調變的樣本的總和，諸如上述的類比輸出電位準952-958或上述的數位輸出電位準952’-958’（通過DAC之後）。當發送時，這些輸出電位準然後顯示為諸如波形602的波形。特別地，電壓電位準980表示調變的樣本的特定時間間隔中的總和（即，輸出電位準）。使用簡單的示例，順序電壓電位準980-986表示四個輸出電位準的傳輸。在此示例中，使用了32個碼，這意味著可以平行傳輸32個樣本；因此，電壓電位準980-986（隨後是多個後續電壓電位準，取決於碼中的碼片數量，L）形成32個編碼的樣本（例如來自視訊源的像素電壓）的平行傳輸。在該傳輸之後，波形602的下一組L個電壓電位準表示接下來的32個樣本的傳輸。一般而言，波形602表示將類比或數位值編碼為類比輸出電位準，以及以離散時間間隔傳輸這些電位準以形成複合類比波形。

由於衰減、由於阻抗失配引起的反射和侵入干擾訊號等現象，每條電磁通路都會降低通過它傳播的電磁訊號，並因此在接收端所測量的輸入電位準與發射端所提供的相應輸出電位準相比總是存在誤差。因此，可以執行接收器處的輸入電位準的縮放（或發送器處的輸出電位準的歸一化或放大）以進行補償，如本領域中已知的。此外，由於程序增益（即，由於L的增加，這也增加了電彈性），解碼器處的解碼的輸入電位準藉由使用碼長的比例因數進行歸一化，以恢復傳輸的輸出電位準，如本領域中已知的。

儘管為了清楚理解的目的已經對前述發明進行了一些詳細的描述，但是顯然可以在所附申請專利範圍的範圍內實施某些改變和修正。因此，所描述的實施例應被視為說明性而非限制性，並且本發明不應限於本文給出的細節，而應由以下申請專利範圍及其等同物的全部範圍限定。

10、100、202、610:QAM發送器 20:位元流 24、232、234:轉換器 26、28、212、214、626、628:路徑 30、34:映射單元 32、36:分量 40、42、640、642:低通濾波器 44:IF源 50、650:加法器 60、460:編碼器塊 70:QAM訊號 80、90、560:星座圖 86:振幅 88:相位 92:Q軸 94:I軸 96、304:數位值 102、442:編碼器 110:輸入向量 112-118:樣本 122-128:代碼 130:碼片調變 142（1）–148（1）:調變值 150:相加 160、161、601、602:輸出電位準 210:映射器 222、224:元件 230:數控振盪器（NCO） 242:訊號 252:時鐘倍增PLL/VCO 260:類比訊號 270、660:帶通濾波器 280:可變增益放大器（VGA） 290、690:輸出 300:星座圖映射 310、320、542、592:點 312、322:向量 428:發送器 440:分配器 450:組裝庫 452:暫存庫 454:呈現庫 456:控制器 462:數位類比轉換器（DAC）庫 465:序列器電路 500:實施例 512:MSB位 514:LSB位 520、521、530、531、581、583:值 540、590:曲線圖 510、570、572:數位電位準 602:波形 612:開關 680:可變增益放大器 900、900’:類比解碼器 902-908、902’-908’:類比值 920:碼簿 932-938:碼 940:時間間隔 942、944:代碼 948、961:調變 950、950’:電位準 952-958、952’-958’:類比輸出電位準 970:類比樣本 971、978:數位樣本 959、972:DAC 973、974:ADC 976:數位解碼器 DAC:數位類比轉換器 EM:電磁 I:同相分量 LSB:最低有效位 MPAM:M-陣列PAM MSB:最高有效位 Q:異相分量 QAM:正交振幅調變 R、G、B:顏色資訊 SSVT:擴頻視訊傳輸

本發明及其進一步的優點可以藉由參考以下結合附圖的描述得到最好的理解，其中： 圖1示出了QAM發送器。 圖2示出了可以與QAM發送器結合使用的16-QAM星座圖並且示出了映射可以如何發生。 圖3示出了具有Q軸和I軸的1024-QAM星座圖。 圖4示出了與QAM發送器整合的取樣訊號的編碼。 圖5A示出了MSB和LSB的劃分如何在映射器內發生的實施例。 圖5B示出了示出值如何表示複QAM平面上的點的圖。 圖5C示出了示例QAM星座圖。 圖6A示出了如何在映射器內映射數位樣本的另一個實施例。 圖6B示出了示出值如何表示複QAM平面上的點的圖。 圖7示出了在描述QAM可以如何使用取樣的類比輸入電位準時有用的星座圖映射。 圖8示出了SSVT發送器的邏輯框圖。 圖9示出了與使用類比輸入值的QAM發送器整合的取樣訊號的編碼。 圖10示出了示出訊號樣本，在這種情況下為類比值，如何在編碼器內被編碼然後經由電磁通路發送的示例。 圖11示出了適用於作為數位值的訊號樣本的新型編碼技術。 圖12示出了使用圖10的編碼器編碼的類比輸入電位準的解碼。 圖13A示出了類比編碼器和對應的類比解碼器的使用。 圖13B示出了數位編碼器和對應的類比解碼器的使用。 圖13C示出了使用數位解碼器對已經經由電磁通路到達的編碼的類比訊號進行解碼。 圖14示出了經由電磁通路發送的SSVT波形的類比。

100:QAM發送器

102:編碼器

110:輸入向量

112-118:樣本

122-128:代碼

130:碼片調變

142(1)-148(1):調變值

150:相加

160、161:輸出電位準

202:QAM發送器

210:映射器

212、214:路徑

222、224:元件

230:數控振盪器(NCO)

232、234:轉換器

242:訊號

252:時鐘倍增PLL/VCO

260:類比訊號

270:帶通濾波器

280:可變增益放大器(VGA)

290:輸出

DAC:數位類比轉換器

I:同相分量

Q:異相分量

Claims (29)

1. 一種用於發送輸入數位樣本的發送器，該發送器包括： 一編碼器，其連續輸入N個數位樣本的輸入向量，並使用N個正交擴頻碼對該N個數位樣本進行編碼，以輸出L個數位電位準，每個該正交擴頻碼的長度為L，每個該正交擴頻碼與該N個數位樣本中的一個數位樣本一起使用，並且其中L＞=N＞=2； 一正交振幅調變（QAM）映射電路，其從該編碼器接收該L個數位電位準的連續流，並將該L個數位電位準映射到QAM星座圖中的點，以獲得一同相（I）分量和一異相（Q）分量；以及 一QAM電路，其接收該I分量和Q分量，並使用該I分量和Q分量執行正交振幅調變，以在表示該數位樣本的該連續輸入的一電磁通路上產生一電磁訊號。
2. 如請求項1所述的發送器，其中，該N個數位樣本來源於單個源，並且其中該電磁通路終止於單個匯。
3. 如請求項1所述的發送器，其中，該電磁通路終止於一顯示單元的顯示面板，並且其中，該發送器位於該顯示單元內。
4. 如請求項1所述的發送器，其中該編碼器將該N個數位樣本同步編碼為該L個數位電位準，其中該N個數位樣本由該L個數位電位準表示。
5. 如請求項1所述的發送器，其中該映射電路將該L個數位電位準的每一個映射到該QAM星座圖中的點，以獲得該同相（I）分量和異相（Q）分量。
6. 如請求項1所述的發送器，其中由該映射電路接收的每個數位電位準包括一最高有效位元（MSB）和一最低有效位（LSB），其中對於接收的每個數位電位準，該映射電路將該每個數位電位準的該MSB分配給該同相（I）分量的MSB和該異相（Q）分量的MSB，其中對於所接收的每個數位電位準，該映射電路將該每個數位電位準的該LSB分配給該同相（I）分量的LSB和該異相（Q）分量的LSB，由此該映射電路獲得該I分量和Q分量。
7. 如請求項1所述的發送器，進一步包括： 一數位類比轉換器，其接收該電磁訊號並在該電磁通路上輸出一類比訊號。
8. 如請求項1所述的發送器，該發送器是多個P發送器之一，該P發送器中的每一個產生電磁訊號，該電磁訊號表示來自單個源的媒體訊號。
9. 一種用於輸出數位樣本的接收器，該接收器包括： 一正交振幅調變（QAM）電路，其接收來自電磁通路的QAM電磁訊號，並執行QAM解調，以連續產生該QAM電磁訊號的數位同相（I）分量和數位異相（Q）分量； 一反向映射電路，其輸入該I分量和該Q分量，並根據對應的QAM發送器的映射電路將該I分量和該Q分量連續轉換為數位輸入電位準；以及 一解碼器，其連續輸入L個該數位輸入電位準，並使用N個正交擴頻碼對該L個數位輸入電位準進行解碼，以輸出N個數位樣本的輸出向量，每個該正交擴頻碼的長度為L，每個該正交擴頻碼與該N個數位樣本中的一個數位樣本一起使用，並且其中L＞=N＞=2。
10. 如請求項9所述的接收器，其中，該N個數位樣本來源於單個源，並且其中該電磁通路終止於單個匯。
11. 如請求項9所述的接收器，其中，該電磁通路終止於一顯示單元的顯示面板，並且其中，該對應的QAM發送器位於該顯示單元內。
12. 如請求項9所述的接收器，其中該解碼器將該L個數位輸入電位準同步解碼成該N個數位樣本，其中該N個數位樣本表示該L個數位輸入電位準。
13. 如請求項9所述的接收器，其中該反向映射電路將QAM星座圖中的每個點轉換為該數位輸入電位準之一。
14. 如請求項9所述的接收器，其中，該反向映射電路將每對數位I分量和數位Q分量的最高有效位（MSB）置於該數位輸入電位準之一的MSB中，並將該每對數位I分量和數位Q分量的最低有效位（LSB）置於該一個數位輸入電位準的LSB中。
15. 如請求項9所述的接收器，其中該QAM電路包括產生該數位I分量和Q分量的至少一個類比數位轉換器。
16. 一種用於發送輸入類比樣本的發送器，該發送器包括： 一編碼器，其連續輸入N個類比樣本的輸入向量，並使用N個正交擴頻碼對該N個類比樣本進行編碼，以輸出L個類比電位準，每個該正交擴頻碼的長度為L，每個該正交擴頻碼與該N個類比樣本中的一個類比樣本一起使用，其中L＞=N＞=2； 一開關電路，其接收該L個類比電位準的該連續流，其中對於所接收的每對類比電位準，該開關電路輸出該對類比電位準中的第一類比電位準作為一同相（I）分量，並輸出該對類比電位準中的第二類比電位準作為一異相（Q）分量；以及 一正交振幅調變（QAM）電路，其接收該I分量和Q分量，並使用該I分量和Q分量執行正交振幅調變，以在表示類比樣本的該連續輸入的一電磁通路上產生一電磁訊號。
17. 如請求項16所述的發送器，其中該N個類比樣本來源於單個源，並且其中該電磁通路終止於單個匯。
18. 如請求項16所述的發送器，其中該電磁通路終止於一顯示單元的顯示面板，並且其中該發送器位於該顯示單元內。
19. 如請求項16所述的發送器，其中該編碼器將該N個類比樣本同步編碼到該L個類比電位準，其中該N個類比樣本由該L個類比電位準表示。
20. 如請求項16所述的發送器，其中，該發送器不包括用於映射的一QAM星座圖。
21. 如請求項16所述的發送器，其中，該發送器不包括一數位類比轉換器。
22. 如請求項16所述的發送器，該發送器是多個P發送器之一，每個該P發送器產生電磁訊號，該電磁訊號表示來自單個源的媒體訊號。
23. 一種用於輸出類比樣本的接收器，該接收器包括： 一正交振幅調變（QAM）電路，其從電磁通路接收QAM電磁訊號，並執行QAM解調，以連續產生同相（I）分量和異相（Q）分量； 一組合電路，其輸入該I分量和該Q分量，並且對於該I分量和該Q分量的每一連續對，該組合電路輸出第一類比電位準和第二類比電位準，以輸出類比輸入電位準的連續流；以及 一解碼器，其連續輸入L個該類比輸入電位準，並使用N個正交擴頻碼對該L個類比輸入電位準進行解碼，以輸出N個類比樣本的輸出向量，該正交擴頻碼長度為L，每個該正交擴頻碼與該N個類比樣本中的一個類比樣本一起使用，並且其中L＞=N＞=2。
24. 如請求項23所述的接收器，其中，該N個類比樣本來源於單個源，並且其中該電磁通路終止於單個匯。
25. 如請求項23所述的接收器，其中，該電磁通路終止於一顯示單元的顯示面板，並且其中，該對應的QAM發送器位於該顯示單元內。
26. 如請求項23所述的接收器，其中該解碼器將該L個類比輸入電位準同步解碼成該N個類比樣本，其中該N個類比樣本表示該L個類比輸入電位準。
27. 如請求項23所述的接收器，其中，該接收器不包括用於映射的一QAM星座圖。
28. 如請求項23所述的接收器，其中該接收器不包括一類比數位轉換器。
29. 如請求項23所述的接收器，該接收器是多個P接收器之一，該P接收器中的每一個接收電磁訊號，該電磁訊號表示來自一單個源的媒體訊號。

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