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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明領域 本發明係關於數位信號處理之領域，更特別地是關於解 調變和解碼爲應用於衛星或地球傳輸（舉例）而編碼的視頻 信號。. 發明背景 使用於地球上或衛星廣播之數位電視系統能調變和編碼 電視信號，使其能以不同的方法和不同的信號格式傳輸。 這種特別的方法及採用的格式已揭述在一國際公認的規格 中。這種規格之一是爲歐洲衛星通訊系統所準備的，由歐 洲廣播聯盟於1993年11月19日所發表的"Specification of the Baseline Modulation/Channel Coding System for Digital Multi-Programme Television by Satellite"。此系統同時也稱 爲直接視頻廣播（DVB)系統，它涵蓋了衛星和電纜電視信 號之分佈，另一個已經使用於美國且由一專有的商業規格 所定義的通訊系統爲數位式衛星系統（DSS)。但是，不管 傳輸信號的格式是由一已公認的標準或是一專屬的商業規 格所限定，一 j見頻1號接收器皆必須能接收到4輸的信號 格t。一種用以接收不同的傳輸信號格式（依不同的傳輸 型式而分，如衛星、地球上和電纜通信）已描述在美國專 利申請案第08/342,280號中，該案在1994年11月18曰申請 ，名稱爲"A Branch Metric Computer for a Viterbi Decoder of a Punctured and Pragmatic Trellis Code Convolutional Decoder Suitable For Use in. a Multi-Channel Receiver of Satellite, Terrestrial and Cable Transmitted FEC Compressed- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 、言 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 )

Digital Television Data"，發明人 j s Stewart等。 視頻信號接收器使用特別與被接收之信號格式有關之解 調變和解碼功能。該解調變功能視調變的型式、信號波形 以及傳輸系統所使用的資料速率，以及是否需要—單—^ 差別的輸出而定。 發明概要 根據本發明，應了解一信號處理網路能有利地容納許多 解碼功能，如數位電視信號處理系統的主文，根據本發二 <原理一揭示的數位信號處理網路提供能與不同型式的解 碼功能（例如等碼率、解内插和誤差處理功能有關 碼網路。 ^ j <砰 心在一用以接收和適於處理以許多適合於衛星、地球上或 兒境傳輸的不同格式之_編碼的視頻信號之系統中，根 本發明I原理之裝置提供解碼的輸出資料。在—例示的 施例中’該裝置包括-合適的解碼器，以提供作爲由許多 。該裝置亦包 —a適的解内插器以根據由許多解内插功能+選出的解 =出Μ處理器，以處理該已^^^輸出資料，來摘 供^碼的輸出資料 — 根：：發明的_特徵，一合適的誤差解碼器能偵測及僧 正一合適解碼器之輸出中的誤差。 根據本發明的另_转科，人、兹6a 編、的視奸骑 解内插器能解内插已 免、仏唬，以及一合適的誤差解碼器能偵測及修正

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在該已解内插的輪出中之誤差。 根據本發明的其他 該已編碼的輸出資料+徵，—信號品質偵測器可用來預估 的誤差而建構以與〈誤差。本裝置能自動地根據估算 與已編碼的信號格式相容。 圖中： 圖式之概述 圖1所示爲根據本發明之原 DSS和则格式而編碼㈣㈣置方塊圖變和解碼以

DsHT、：万塊圖顯示圖1之元件用以解調變和解碼 DSS衛星信號格式時之方塊圖。 $和解碼- 圖3所7疋万塊圖顯示爲圖1之元件用來解調變和解 謂衛星信號格式時之方塊圖。來解㈣和解碼- 圖4所不〈方塊圖顯示爲圖^之功能元 碼一⑽魅錢料時之方塊圖。來解肩變和解 圖5所示爲圖1之解調變裝置之更詳細的方塊圖。 計=之方塊圖用以顯示圖5之解調變裝置的AG。誤差 圖式之詳細説明 =本發明，用以解調變和解碼具有例如衛星和電境電 視#紅不同的信號格式之信號的系統如…所示。此系 統特別是建構以解調變和解碼爲DSS衛星、DVB衛星 DVB電纜信號格式之信號。這種結構之能力是由加大這三 種信號格式之解碼和解調變過程所通知的功能之使用而達 成。它亦可經由適當的選擇、實施和介面解調變和解碼功 _______________ -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ---------B7 五、發明説明（4 ) 月匕而予以達成。 圖1中，一經視頻資料而調變的載體是由一天線15所接 收’經網路20予以處理和數位化。最後的數位輸出信號則 由解凋變器10予以解調變和解碼器12予以解碼。該解碼器 12之輸出尚被處理以提供適合於由一顯示裝置顯=的解壓 縮輸出視頻資料。上述解調變器和解碼器12皆是適當的解 調變和解碼網路，配合由微控制器1〇5經介面1〇〇而選出的 =同型式之解調變及解碼功能。解調變器1〇和解碼器12皆 是由來自微控制器介面100的一控制信號予以建構。由介 面100所提供的控制信號之狀態是由微控制器供給介面 1㈧的信號予以決定。在圖2中，圖！之解調變器1〇和解碼 器12皆用來接收—DSS衛星信號格式。在圖3和4中，圖^之 解調變器10和解碼器12則分別被建構以接收DVB衛星和 DVB電纜信號格式。該可建構的解調變器1〇和解碼器^皆 可有利地容納於一單獨的信號處理裝置中，如一積體電路 中。 該可建構的解調變器10能提供解調變每個DVB信 號格式所需的功能。解調變器10的主要功能爲還原和追踪 載頻、還原所傳送的資料時鐘頻率和還原視頻資料本身。 此外，該解調變器包括一 AGC網路（圖5)，它能適當地在 於單疋20内做類比至數位轉換以前比例化該類比輸入資料 。此解碼器功能是由單元25、30、35、40和45實施。時間 還原、載體還原、切薄和差分解碼器操作皆各爲已知的， 通系已描述在（舉例）Lee and Messerschmidt之參考書 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ‘裝- ,β· A7 7 Β 五、發明説明（5 ) ”Digital Communication"中(Kluwer Academic Press，Boston， MA, USA，1988)。 解碼器10在前述三種信號格式模式中所展現的不同功能 特性如表I所示。 表1_ 在DSS和DVB模式中之解碼器10之功能。 DSS DVB衛星 DVB電纜 時鐘率 速率i 速率2 速率3 向前回饋入等化 否 ，否 是 決定回饋等化 否 否 是 超量的頻寬因素 20% 3 5% 15% 調變型式 QPSK QPSK QAM 可選擇的信號群 否 否 是 64點或256點 差分輸出解碼 否- 否 是 ---------「驾-- I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-° Γ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 解調變器10可容納資料時鐘速率、向前饋入等化、決定 回饋等化、超出的頻寬因素（EBF)、調變型式、符合群以 及表I所列之三種輸入信號格式之最高和最低的資料時鐘 頻率而操作的方式而得相容。其他的差則由以下文所之方 式建構其解調變功能的方式而得相容。 圖5以更詳細的方式説明圖1之解調變器。在圖5中，天 線15接收一輸入信號，並由輸入網路20予以轉換成數位形 式和處理之。該網路20包括射頻（RF)調諧器和中頻（IF)混 波器及放大級200，以將輸入之視頻信號轉換爲適於進一 步處理的較低頻帶。該網路20亦包括一個增益控制放大器 205和一相位分開網路207。此相位分開網路將所收到的視 -8- ί 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 2ζ>7公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 2 扣 541 Α7 Β7 五、發明説明（6 ) 頻信號分成1/4的I和Q元素。放大器2〇5比例化該元素 ’以利網路20内之類比至數位轉換器210予以作數位化。 一用於放大器205的自動增益控制（A(jc)信號係由AGC誤差 偵測網路270 (下文將描述）所提供。來自單元21〇的數位信 號被供至解調變器10之多工器215上。 在衛星模式下，多工器215 (如同控制信號所決定者）控 制該來自網路20的數位化視頻信號予轉子225並通過單元 220内的一前向饋入等化器（FFE)在電纜模式下，多工器 215 (如同控制信號所決定者）經由單元220的前向饋入等化 器而將數位化信號送至轉子225 (例如一複雜的多工器）。 該前向饋入等化器爲一個適當的FIR型數位濾波器，它能 補償例如頻率/相位之不規則的傳輸頻道混亂現象。 來自多工器215的輸出資料係由一載子還原迴路處理， 該迴路是由單元225、220、230、30、35、40、265、260和 255組成’用以還原基頻視頻資訊。單元215的資料爲一呈 複雜的I和Q $元素之形式的符號串，它出現在該載子還原 * 迴路轉子225的輸入端。此符號列爲一二進位的資料列， 其中每個符號皆由指定的數位値決定。該符號组可以在一 複雜平面上出現，如同一組已知的稱爲信號星座（群）的點 。DSS和DVB衛星信號格式使用一四個點構成的四分之一 相移键入（QPSK)符號群，和該DVB電纜信號格式使用—爲 64或256點之四分之一振幅調變（qam)的符號群。上述載 子還原迴路補償符號點的截止，以及因爲傳輸頻道所引入 的載頻中之相位和頻率的敏感變動而導致的符號點之旋轉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210 X 297公釐） _(' ▲-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、ST 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 。故可以利用將還原資料之誤差信號予以分離出來，然後 將琢誤差信號施加於迴路輸入資料中，以補償因使用一複 雜多工器（轉子225)的相位及頻率敏感變動之方式達成。 V亥載子還原迴路的功能係利用已知的信號處理技術而分別 用於I和Q複雜信號元素中。 轉子225複雜多工功能以來自電壓控制振盪器（vc〇) 225 的補償元素與單元215的輸出資料相乘’以產生作爲一輸 出的補償資料。該來自轉子225的補償資料經由多工器23〇 而通過至分割器30和35。在一衛星模式下，控制信號使得 多工器230通過單元220的決定回饋等化器（DFE)相反地， 在電纜模式下該控制信號使多工器23〇控制來自轉子225的 補償資料送至單元220内的DFE中。該DFE使此轉子225的 補償資料與一由多工器40褅出中選定的分割輸出之延遲、 比例部分相加。此相加作用即已知的決定回饋等化過程， 它能降低轉子225的補償資料輸出内之符號内部干擾。在 此干擾不明顯的情況下，可省略DFE，來自單元22〇的回 饋等分化資料又回到了多工器230且被通至分‘器3〇、35 和解碼器12的Viterbi單元50。 上述多工器230和215兩者可爲等分器220的—部分，或 者右需要一個固定的、地球的或電纜解調變結構時可予省 略。此外，雖然單元220的FFE和DFE等分器如圖所示係外 接於解調變器，但他們也可以與解調變器1〇同時包括於一 單一的積體電路網路中。在此情況下，該FFE和DFE等分 器可以由利用控制信號來程式化適當的濾波器係數的方式 ___ -10- 本紙張尺度適财關家標準（CNS〉A4規格（210X297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝.

*1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（8 ) 建構以用於某一特別的模式。 如表I所示，衛星輸入信號格式爲QPSK解調變的，電纜 輸入信號格式爲一 QAM型式《使用於此系統的特別分割 器係由結構控制信號經由多工器40依據輸入信號格式是爲 一衛星QPSK或是電纜QAM型式而予以選擇。除此之外， 在電纜模式下，該QAM分割器35亦用於所牵涉的特別 QAM符號群，如表〗所示。'接著，分割器35響應於結構控 制k號而表現出一 64點或是256點群的分割功能。 多工器230的已修正輸出（在衛星模式下並不等分，電纜 模式下則爲回饋等分的）被送至分割器3〇和35。分割器3〇 處理來自多工器230的已修正輸出，以還原來自四分之一 相移鍵入（QPSK)的調變信號之資料。同樣地，分割器35還 原來自QAM信號之資料。窣分割器3〇和35將一數列的決定 臨界値加至多工器230的已修正輸出上，以還原原始的解 調變器10輸入資料之符號列。接著，在衛星模式下，接收 器所使用的資料係利用解碼器12 (圖1}之vherb]^測單元 50和60由多工器23〇的已修正輸出還原出來。相反地，在 %纜模式下，接收器所使用的還原資料是由所選定的分割 器（30或35)以及多工器4〇之輸出所提供。多工器⑽的輸出 被單元45予以差分地解碼，並被送至解碼器12 (圖u的多 工器65中。在電纜模式下，多工器65 (圖1)藉著選擇單元 45的差分解碼輸出而響應該控制信號，以做進一步處理， 並送至圖1之Viterbi解碼單元50和6〇。差分式編碼/解碼爲 一已知的技術，用以（在電纜模式下）克服因爲導出的載子 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ί裝. -β

A7 Β7 五、發明説明（ 9 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 及還原的符號群中之潛在的相位含糊之問題。由多工器 所還原的資料輸出係利用載子還原迴路、時間還原網路、 #號品質偵測器和解調變器丨〇之Agc功能而使用於衛星和 電纖模式中。 繼續圖5之説明，分割器30、35之輸入和多工器40之還 原資料輸出是由載子還原迴路相位誤差偵測器265、低通 濾波器260和VCO 255處理 '，以提供I和Q回饋補償信號元素 ’以爲轉子225使用。相位偵測器265決定表示分割器30、 3 5<輸入及多工器4〇之分割輸出之間的相位和頻率差之誤 差仏號。此誤差信號是由單元260低通濾波的，且由vc〇 225 (已知）使用來產生1和（^四分之一補償元素，該元素係 由轉子225供應以提供誤差補償信號予多工器23〇。這表示· 施加於多工器230的信號用來補償與在傳輸期間所產生之 符號截止和符號點旋轉有關的相位及頻率誤差。 該分割器30、3 5之輸入和由多工器40還原之資料輸出信 號也可由AGC誤差偵測器270使用，以形成—增益控制信 號°此控制信號控制處理器20内的放大器205之增益，並 使送入處理器20的類比至數位轉換器之q輸入信號能依 需要而被適當的比例化，以做適當的類比至數位之轉換。 偵測器270基於輸入於分割器30、35之信號的1元素之平方 和（Im，Qm)以及由多工器40輸出之|元素的平方和（Is，qs) 之差來計算誤差。 圖6顯示偵測器270内之AGC誤差計算功能的實施方式。 12 本紙張X 麽ΙΪΪ 士 13Π 1351 女城/ /-1XTC \ Α 目故 6，1 η 效 \ 干 体 δ Τ J / - Ρ - - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 五、發明説明（ΊΟ ) A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 來自多工器230的分割器30、35之輸入元素Im，Qm係由多 工器300和305平方，並由加法器315相加起來。此外，由 多工器40還原的資料輸出之丄元素Is，qs被用來存取記憶 4 體3 10内之查詢表内所儲存的値。此儲存値表示18和以的 平方值之和’記憶體3 10儲存的値然後由除法器32〇自加法 器315的輸出減掉’以產生最後的aGC誤差。圖6實施例中 ’偵測器270所使用的計算AGC誤差如下： ASC誤差=(Im2 + Qm2) - (Iss2 + qss2)。 (Im2+ Qm2)項是由單元315取得’且（ISS2+ qss2)項是由查 詢表3 10取得如（Is2 + QS2 )利用18和Qs作爲輸入指示。該 AGC誤差的優點是爲im、Qm點間之向量距差的函數，乜、 Qs點與一原點（0,0)有關。它的另一優點爲與由Im、Qm和is 、Qs 素所表示的向量之角度差無關。因爲該誤差 信號表示這些特性’它因而可以是低通濾波的，且被用來 控制AGC放大器205的增益。 孩AGC誤差計算是爲實際誤差之參考用來減少計算的複 雜性。實際的AGC誤差如下式： 實際 AGC 誤差= 另一種方式是實際誤差函數或實際誤差函數的另—種修 正方式可用以取代圖6的AGC誤差信號之實施。 該計算出來的AGC誤差信號在圖5的偵測器中是低通減 波的，以產生一用來控制放大器205之増益的輸出信號。 該AGC誤差信號亦供至信號品質偵測單元275。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0Χ 297公釐） (价先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· -、1Τ Λ A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（11 ) 上述信號品質偵測器275利用單元270所提供的AGC誤差 信號來估算輸入至解調變器10的信號之信號對雜訊比 (SNR)。單元270首先形成該AGC誤差信號的絕對値。然後 單元270決定臨界値施於結果上，以決定AGC誤差是否設 於一程式化値的範圍内，如此能決定AGC誤差値的大小， 該値並對應於SNR値的一預估値。此SNR預估再經由圖1之 介面100而供至微控制器105、此微控制器105被程式化， 以決定該SNR値是否位在一預設範圍以外。若此SNR値在 該預設値外部，則微控制器105可以重建系統，而包含用 於一不同的輸入信號格式之所有可建構的解調變器10、等 量器220和解碼器12元件。依此方式，微控制器105可經由 介面100而利用控制信號來重建解調變器10和解碼器12， 以適當地解調變和解碼所施加的輸入信號格式。此建構功 能可予以格式化，以作爲一啓始步驟的一部分，或響應一 由操作者可存取的開關（例如）送至該微控制器的輸入信號 。除此之外，信號品質偵測器275可使用其他的方法以預 估已解調變資料内的誤差或SNR、舉例而言，^些方法包 - 括在載子還原迴路内之前分割和後分割資料之間之均方根 誤差計算。一種均方根誤差計算和其他的誤差估算方法係 描述於Digital Communication, Lee and Messerschmidt (Kluwer Academic Press, Boston, MA, USA，1988)及其他參考書中。 圖5之解調變器10所使用的取樣和同步時鐘是由包括濾 波器235、符號計時還原單元240和輸出處理器250等元件 產生。處理器20的類比至數位轉換器210的輸出是由可建 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局—工消費合作社印製 A7 ---—~~_ B7 五、發明説明（12 ) 構的遽波器235予以帶補、，者* 策通/慮波，以補償在外加頻帶（Excess Bandwidth, EB)之樂仆，。 如外加頻帶因素（Excess Bandwidth

Factor，EBF)所表示者。雖然較佳實施例使用—帶通遽波 器仁其他例如低通遽波器之遽波特性也可用於EBF補償 1後的輸出、分割器3〇和35輸人信號和由多工器4〇的 選擇的分割器輸出皆由計時還原單元20使用，以產生取樣 和同步化時鐘。廷些還原的時鐘響應於發射器時鐘，且用 以做解凋變态10，處理器器20 (特別是類比至數位轉換）和 等量器220的計時作用。 在導出所需要的計時資訊時，圖5之計時元件使用來自 類比至數位轉換器21〇的數位信號。雖然在該轉換器21〇作 數位化之前的信號對所有的三個信號格式表現出相同的上.. 升餘弦波形，表I中詳列的5BF之變化亦爲改變此波形，該 EBF爲一指示實際的系統頻寬超過達到正確的信號還原所 需之最小頻寬幾度之元素。該EbF和上升的餘弦形狀皆已 為述於如述之參考書Digital Communication中，EBF的變化 以及輸入信號格式之間的輸入信號形狀可能會^致所還原 的計時時鐘内之誤差。爲了能補償此計時誤差，該類比至 數位轉換器210的I和q輸出在由單元240的計時及時鐘產生 之前先由單元235予以過濾。此濾波器235係由微控制器 105經由介面1 〇〇而程式化，以過濾來自轉換器2丨〇的數位 視頻信號，以得到適當的時鐘，和計時還原，以利如表I 所示之三個輸入信號格式的每個EBF値使用。濾波器235 可被程式化，以補償不同的信號形狀和除了表〗所述的三 -15- 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

-*1T 經濟部中央榡準局員工消費合作、社印製 A7 B7 五、發明説明（13 ) 個輸入信號以外的EBF値。再者，濾波器23 5也可被程式 化來通過信號而不作任何濾波作用，以做測試目的（舉例） 〇 在單元240内，來自滤波器235的誤差補償資料與分割器 30、35的輸入資料及來自多工器40的已還原資料輸出比較 。基於比較結果，單元240導出一個施加於信號計時輸出 處理器250的相位和計時誤差信號。上述計時誤差信號之 信號比較及導出是根據例如F. M. Gardner，在1986年5月於 I.E.E.E. Transactions on Communications所説明的"BPSK/QPSK Timing-Error Detector for Sampled Receivers"的已知原理進 行。來自單元240的相位和計時誤差信號經輸出處理器250 濾波和缓衝，而提供一控制信號予單元250内所包括的電— 壓控制石英振盪器（VCXO)中。在本較佳實例中，該VCXO 是一個分開的裝置，但也可使用一體的VCX0。輸入 VCXO的控制信號控制由VCXO所輸出的取樣和同步化時 鐘信號之頻率及相位。該取樣和同步化輸出是由類比至數 位轉換器210以及其他的解調變元件使用。 - 圖1中，可建構的解碼器12提供解碼DSS和DVB信號格式 所需的功能。此解碼器12的主要功能包括一穿透式旋轉式 Viterbi解碼器50、60、一符號至位元組映像器70、一解内 插網路 75、80、85、90、95，一 Reed-Solomon解碼器 110和 一個解擾亂器115。這些功能皆是已知的且已描述如前述（ 例）之參考書Digital Communication中。該解碼器12元件用 於DSS和DVB模式的操作特徵如表II所示。 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2UTX297公釐） --------------IT------ο (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

7 7 A B 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（14 ) 表II. DSS和DVB模式下的解碼器12之功能。 DSS DVB衛星 DBV電纜 資料穿透的旋轉 2/3 1/2 不可應用 積碼率 6/7 2/3 3/4 5/6 7/8 Viterbi解碼器 是 是 否 符號至位元組 每個符號 每個符號 每個符號 映像器 1 ~^ 8位元 1 — 8位元 6—8 位元（64-QAM) 每個符號 8 —8 位元（256-QAM) 解内插器型式 Ramsey Forney Forney 解擾亂器 否 是 是 解碼器12可容納用於該三種輸入信號格式及在碼率、解 内插器型式、符號位元組映像和解擾亂需求上之差異，如 表II所示，此差異可由以下文所述之方式建構解碼器12的 方式而容納。 . 解碼器級50和60構成一能解碼如表II之不同碼率的穿透 式旋轉Viterbi解碼器、該單元50和60能處理解碼和誤差修 正被施加於單元50的輸入，且能由單元50輸出濾波數位視 頻信號。這些單元能提供具隨機傳輸誤差之第一修正位準 ，在DSS衛星信號結構中，可以選擇兩個可能的碼率之一 (2/3或6/7)相反地，在DVB衛星信號結構中，可選擇五個 可能碼率之一（1/2，2/3，3/4，5/6或7/8)所謂"碼率”乃定義 用编碼資料所攜帶的誤差修正overhead。例如，1/2碼率表 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ^ 1批衣 訂 ^^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製. A7 ----------B7 五、發明説明' ---—— 碼^ =資料〈每個位疋需2個資料位元被編碼，同樣，7/8 沾洛..不輸人資料每7個位元需編碼8個資料位元，被傳輸 铉 '料机又可變碼率係由刪除由1/2基本碼率所編碼的一 編碼資料流中之位元而達成。例如，爲得到2/3碼率，由 以"2广率編碼2輸入資料位元所產生的4個位元之一被删 除邊下3個位兀被傳送，也可以此相同原理得到其他 碼率。 單7°50可提供視頻信號輸入資料之同步化以允許Viterbi 解碼，"固持"（place_h〇lder)假位元之插入。這可由—同步 狀機器之使用^成，該機器是由控余Η言號經由介面 1〇〇而建構，以用於欲被接收的特別碼。同步化是由確認 和解析輸入資料流之位元位置及相位含混的方式達成。該 4元置和相位含混是由接收、解碼、再編碼以及比較此 再編碼資料與輪入資料等過程來辨認。同步化之成功是由 再編碼和原始的輸入資料之間具有可接受的誤差率之方式 來表TF °在做此過程時，所有由因輸入信號中之相位和位 兀位置含混而產生的可能狀態是以該同步狀態機器予以測 試。若尚未達到同步化，則單元5〇產生一脱離時鐘（〇ut_ of-lock)之指示，這個指示使得解調變器1〇 (圖5)的vC〇 25 5將一碼型式和與結構有關的相移插入該輸入資料流中 。此同步化過程重覆進行，直到鎖住爲止。雖然這種方法 爲較佳的同步化法，但其他利用不同操作數列之方法亦爲 可行。 當資料流已如上所述之方式同步化後，數量等於在發射 __________- 18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝- 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（16 ) 器端被刪除之位元的替換的"固持”假位元被插入形資料流 中，單元50的一可建構狀態機器被用來插入用於一特定碼 型式和接收之資料流的碼率的適當”固持"假位元。該單元 50之結構是用於所選定的碼率，其方式是響應於由微處理 器105經介面100而傳遞的控制信號而將一暫存器載入該單 元50中。該"固持"位元插入狀態機的結構可用以響應於所 載入之暫存器資訊插入用於適當的碼率選擇之正確數目的 固持位元。同樣地，單元50之Viterbi同步化網路亦可使用 這種資訊而被適當地建構。在插入該”固持"位元以後，則 自單元50輸出1/2的固定基本碼率。這表示表II中所顯示的 不同傳送碼率全部都利用一單一的Viterbi解碼器60予以解 碼，而該解碼器60在固定的基本碼率（1/2)下操作。插入單 元50的H固持"位元在該Viterbi解碼器60内做確認。因此固 持位元確認而得到的資訊能允許Viterbi解碼器演譯法做正 確的資料解碼。最後的Viterbi解碼器60之輸出則供至多工 器65。 *

在一衛星輸入信號結構中，Viterbi解碼器60響應於來自 •介面100的控制信號而經由多工器65而將其輸出供至符號 至位元組映射器70中。此映射器70將Viterbi解碼器60的一 單一位元輸出轉換成一 8位元的映射資料位元組。另一種 方式是，在一電纜信號輸入結構中，單元45的差分的解碼 輸出則經由多工器65響應於控制信號狀態而供至映射器70 。此外，在電纜輸入信號結構中，映射器70的功能係視是 否選擇一 64或是一 256個點符號群而定。若選擇64點QAM _-19-_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ^^^1 «^—^1 ^^^^1 ^—^1· ml If m^l - ml - n^— 一 d - - ^^^^1 1 - · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 ___ _____——，--.......—-.......-—— 五、發明説明（17 ) 群，則映射器70將一用於該群之64點的每一點的六位元符 號碼轉換成一個8位元映射的資料位元組。相反地’在256 點QAM群結構中，映射器7〇將一用於該群的256點之每一 點的八位元符號碼轉換爲一個8位元的映射資料位元組。 該符號至位元組的映射轉換可以依所選定的符號群和系統 的輸出位元組需求而改變。 映射器70的映射資料輸出被供至同步單元75和記憶體95 ，以做進一步處理。該映射的資料輸出爲内插式資料。也 就是説，該資料在傳輸之前可先以一預設的數列配置。内 插作用的目的是將資料以時間爲單位分配在一預設的數列 中，使得在傳輸期間的資料損失不會導致連續資料的損失 。取而代之者，任何的資料損失皆會被分散開’因此更容 易刪除或修正。同步單元75和記憶體95與内插器位址產生 器80、85和多工器90共同構成一個可建構的内插功能’以 將資料再儲存於其原始的數列中，在DSS模式下，使用一 由 Ramsey在 1970年 5 月於 IEEE Transactions on Information Theory, vol_ IT-15 中所描述的"Realization of Optimum • Interleavers"的解内插演譯法。相反地在DVB模式下則使用 Forney在 1971 年 10 月於 IEEE Transactions on Communications Technology, vol. COM-19 中所描述的"Burst-Correcting Codes for the Classic Bursty Channel"之演譯法。 該同步化網路7 5偵測内插資料内的同步字元，並提供 已同步的輸出信號至資料之始。該同步字元本身並不是内 插的，但卻在週期期間發生。爲致動同步字元的偵測，用 _ -20- (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 尺度適用中國國篆^ ( CNS ) A4規格（210 X 297公釐） "

29SS4X 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（18 ) 二辨識孩同步字元和所期望的資料包封長度之資訊被載入 單7°75内部的暫存器中。該資訊是由微控制器105經由控 制信號而經介面100提供，來自單元75的輸出同步信號被 供至位址產生器8〇和85上，以使該單元8〇和85之位址信號 與映像器70的内插資料同步。如此產生的位址信號接著經 多工器90而供至記憶體95。 在DSS模式下，多工器9〇響應於控制信號狀態而將產生 器80的位址信號供至記憶體95。在DVB模式下，多工器9〇 響應於一不同的控制信號而將產生器85產生的位址信號送 至記憶體95，產生器80是用來於DSS模式以實施Ramsey解 内插的功能’且產生器85是使用於DVB模式下，以實施 Forney解内插功能。這些解内插功能是利用邏輯狀態機器 而實施。此產生器8〇和85產生一數列的讀取和寫入位址以 及聯合的s己憶體控制信號（如讀取 '窝入和輸出致能），這 些信號被經由多工器90而送至記憶體95、該由產生器80、 85所產生的寫入位址數列能確使來自映像器7〇的内插資料 以輸入的内插資料被收到的順序而寫入記憶體95的記憶體 位置中。該由產生器80、85所產生的讀取位址數列確使資 料能以所需要的解内插順序而自記憶體95讀出。其他與可 建構的解内插功能之操作有關的背景資訊可見於JS Stewart共同申請的美國專利申請案第〇8/346,950號中。

Reed-Solomon解碼器110可在解碼器12的所有模式下操作 ，可解碼和錯誤修正記憶體95的已解内插輸出資料。該 Reed-Solomon解碼器110係由因響應於介面1〇〇的控制信號 -21 - ^紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ —^I 裝 訂 I i i^^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（19 ) 而載入内邵暫存器建構而成。載入於這些暫存器建構單元 110的資訊解碼記憶體95之解内插輸出資料中可預期的資 料<特定包封長度。該資訊也可包括其他建構元素，如該 資料内可預期的等位位元组之數量及型式、每個包封之錯 誤修正位元組的數目和選擇所應用的Reed_s〇1〇m〇n解碼器 功能之型式的元素β 單元110的Reed-Solomon解碼資料輸出被提供至解擾亂器 U5和多工器120上。在DSS模式下，多工器120響應於控制 L號而將單元110的解碼資料供至輸出處理器125。相反地 ’在如表II所示的電纜和衛星DVB模式下，來自單元110的 解碼資料首先經解擾亂器115予以解擾亂。在這些模式下 ’多工器120響應一不同的控制信號。並將單元U5的解擾 亂輸出供至輸出處理器125上。該輸出處理器125處理來自 多工器120之輸出資料，並提供輸出資料，以供圖1之系統 使用。處理器125供應使該輸出資料與其他視頻接收器處 理網路產生介面所需的功能。這些功能包括確使輸出資料 成爲適當的邏輯位準和提供一與輸出資料信號+關的時鐘 -信號’以助於與其他的視頻接收網路產生介面。最後，單 元125的輸出資料以MPEG相容的轉送處理器13〇予以處理 ’以提供同步化和能使用於視頻資料解壓縮的錯誤指示資 訊但此MPEG相容特性並非本發明之系統的必要特徵。該 轉送處理器130尚根據起首資訊的分析型式而分開資料。 此處理器130的資料輸出由MpEG解壓縮器135解壓縮，以 提供適於由NTSC編碼器140编碼爲一 NTSC格式信號的視 ___ -22- 本紙張尺度適用中賴家標準（CNS ) A4規格（21Qx297公董） " --- - —1— I -Ϊ In I t^— --( -- I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 頻資料。來自該單元140的已编碼解壓縮輸出資料用來顯 示包括一顯示裝置（圖未顯示）的處理電路。 在圖2所示的實施例中，圖1之解調變器10和解碼器12經 由控制信號而建構，以處理DSS衛星信號格式。圖2所示 之網路執行與前述圖1之相同的功能。在DSS模式下，解 碼器10 AGC迴路（在圖5和6討論過）經多工器40而使用 QPSK分割輸出。然後由解碼器12、單元50和60處理、 Viterbi解碼和誤差修正來自單元25之最後的增益控制、濾 波的、數位視頻信號輸出。在此DSS模式下單元50可建構 成2/3或是6/7碼率，如前所定義者。最後單元60的解碼輸 出經由多工器65而被送至符號至位元組映像器70上。該映 像器70的輸出由單元75、85、90和95解内插，這些單元係 爲Rairisey解内插功能而設。記憶體95的解内插輸出由該 Reed-Solomon解碼器110解碼，並經由多工器120而送至輸 出處理器125。該處理器125之已解碼、解調變輸出則如圖 1所示，由網路130、135和140予以處理。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在圖3所示的實施例中，圖1之解調變器10和^碼器12係 -經由控制信號而建構，以處理DVB衛星信號格式。圖3所 示之網路執行如圖1所示之相同功能。在DVB衛星模式下 ，如同DSS模式，解碼器10 AGC迴路經由多工器40使用 QPSK分割輸出然後以解碼器12、單元50和60處理、Viterbi 解碼和誤差修正單元25最後輸出的增益控制、濾波之數位 視頻信號。在DVB模式下與DSS模式相反，單元50也建構 於五種不同的碼率（1/2，2/3，3/4，5/6和7/8率）、單元60最 -23 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 290541 五、發明説明（21 ) 後輸出的Viterbi解碼輸出則經多工器65而送至符號至位元 組映像器70上。此映像器7〇之輸出由用於F〇rney解内插功 能的單元75、80、90和95予以解内插。來自記憶體95的解 内插輸出由Reed-Solomon解碼器11〇解碼、以單元115解擾 亂然後由多工器120送至輸出處理器125，該處理器125的 解碼解調變輸出然後由圖i所示的網路13〇、135和14〇予以 處理。 在圖4所示之實施例中，圖丨之解調變器⑺和解碼器^經 控制信號建構，以接收DVB電纜信號格式。圖4所示之網 路執行如圖i所示之相同心。在则電境模式下解調變 器 '縦迴路經由多工器4〇使用QAM分別輸出。此MM 分割器依解調變器10的輸入信號而建構以用於—料 256點的信號群。在多工器4〇的輸出端上由選定的分 結構所還原的最後資料由單元45予以差分式解碼並被；至 解碼器的多工器65。單元45的已解碼輸出經由該多: 65而送至符號至位元组映像器7()。此映像器7()之輸 於F〇rney解内插功能的單元75、8〇、卯和％予以 記憶體95的解内插輸出再由Reed_SGlGm()n解碼器 碼，由單元U5解擾|L且由多工器12G送至輸出處 上。然後該處理器125最後的已解調、解調變輪出由： 所描述的網路13〇 ' 135和14〇予以處理。 圖 上述^調變器Π)和解碼器12兩者功能和心建構 迳些功旎的裝置可以許多不同的方法實施。例如， 多工器選擇功能者，可使用一可建構的邏輯網路來：： -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐 I--------衣II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 /--- 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（22 ) 些功能。也可使用一三態的邏輯緩衝器方式選擇不同的功 能輸出，以取代以多工器做選擇。此外，根據本發明之原 理，這些功能本身也可改變，以提供其他輸入信號格式的 解碼和解調變功能。 I ^ I 裝 訂 f-" •* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. 第8510〇974號專利申請案 -中文申請專利範团倏正太阳车〗η 3、 申請專利範圍 Α8 Β8 C8 D8 (/Γ年/即☆修正 /補充

   煩請委Μ明示本案是否變更實質内容 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 1·—種用以解碼視頻信號之裝置，用於使用在— ^ . 由接收和 通&處理以許多適合做衛星、地球上或電纜 故砵、 、 吁柯的不同 格式疋一編碼的視頻信號之系統中，該裝置包含 —適當的解碼器，以提供一第一解碼輸出，該輸出· 自許多碼率選出的一碼率之函數； 爲 —適當的解内插器，用以根據由許多解内插功能中選 出的一解内插功能，來解内插該第一解碼輸出；和 —輸出信號處理器，以處理該已解内插的輸出資料。 2.根據申請專利範圍第1項之裝置，其中 該適當的解碼器爲一適當的Viterbi解碼器。 3·根據申請專利範圍第1項之裝置，其中 該輸出處理器包括一用以解擾亂該解擾亂輸出資料的 解擾亂器。 ’ 4-根據申請專利範園第3項之裝置，其中 該解擾亂輸出資料當該编碼的視頻信號具有—預設格 式時，通過該解擾亂器》 5·根據申請專利範圍第1項之裝置，其中 該適當的解碼器在當該编碼的視頻信號具有—預設 格式時被旁通》 6·根據申請專利範圍第5項之裝置，尚包括 差分式解碼器’以當該编碼的視頻信號具有該預 格式時，提供一如同該第一解碼輸出的差分式解碼輸 7-根據申請專利範圍第1項之裝置，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------^ :衣-- f請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 的 設 出 經濟部中夬標準局員工消费合作社印製 A8 Βδ C8 -~_____________ 申請專利範圍 孩輸出信號處理器尚包括以提供該解碼的輸出資料之 網路’以提供適於顯示之信號。 8·根據申請專利範圍第1項之装置，尚包括 一適當的位元組映像器，以選擇性地映像欲被解内插 的資料爲該編碼視頻信號的格式函數β 9·根據申請專利範圍第1項之裝置，尚包括 一信號品質偵測器，用以提供來自該輸出處理器之已 處理的解内插輸出資料中所發生的誤差估算以爲一輸出 〇 10. 根據申請專利範圍第9項之裝置，其中 該適當的解碼器和解内插器在響應於該誤差估算而被 自動地建構，以與該已編碼的視頻信號之格式相容。 11. 根據申請專利範圍第3項之裝置，尚包括 一適當的誤差處理器，以在解擾亂之前偵測該解内插 資料内的誤差。 12·根據申請專利範圍第11項之裝置，其中 該適當的誤差處理器修正'在該解内插資料内之誤差。 13. 根據申請專利範圍第12項之裝置，其中 该適當的誤差處理器爲一 Reed_s〇l〇in〇n解碼器。 14. 一種用以解碼視頻信號之裝置，用於一用來接收和適當 處理由許多適用於衛星、地球或電纜傳輸之不同格式之 一予以編碼的數位信號之系統中，該裝置包含： 一適當的解碼器，以提供一作爲由許多碼率中選出的 一碼率之函數的第一解碼輸出； -2- 本纸法尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公变） (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 装· 訂 申請專利範 圍 A8 B8 C8 D8 出 —<*. AA ^ 出内的二差偵測器，用以偵測和修正該第一解碼輸 吹產；和 15·根據；;杳：號處理器’用以處理該誤差修正資料。 哕申^專利範圍第14之裝置，其中 16一 和的吳差解碼器爲一 Reed-Solomon解碼器。 種用二解碼視頻信號之裝置，用於一用來接收和適當 一理由許多適用於衛星、地球或電纜傳輸之不同格式之 以，碼的數位信號之系統中，該裝置包含： 一適當的解内插器，用以根據自許多解内插功能中遂 出的解内插功能，來解内插該編碼的視頻信號；和 適當的誤差解碼器，用以偵測和修正該解内插輸 中之誤差；和 輸出信號處理器，以處理該誤差修正資料。 17·根據申請專利範圍第16項之裝置，其中 p亥適4誤差偵測器爲_ Reed_s〇i〇rnon解碼器。 n In - II - - 1 I I —^ - -! I (請先E讀背面之注意事項存填寫本貫) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4洗格（210X297公釐）