TW524000B - A modulation technique for transmitting multiple high data rate signals through a band limited channel - Google Patents

Description

524000 A7 B7 五、發明説明（1 flM背景 本發明係關於透過一頻帶受限頻道傳送多重高資料率信 號之調變技術。 其永遠需要來透過具有受限頻帶之頻道提供較高資料率 之資料。許多調變技術已發展來透過一頻道增加該資料 率。舉例而言，Μ相關相位偏移鍵（psK)及正交振幅調變 (QAM)技術允許藉由在每個傳送的符號中編碼複數個資料 位元之壓縮。這種系統具有關於它們的限制。首先，關於 這種系統的硬體相當昂貴。此係因為這些技術需要一高度 的頻道線性度，藉以適當地運作。因此，大量的信號處理 必須對於載波追蹤，符號還原，内插及信號成形來執行。 第二’這種技術係敏感於多重路徑效果。這些效果需要在 該接收器中被補償。第三，這些系統通常需要超過那些可 用於一些應用中的頻寬（例如頻帶中，頻道上的廣播FM次 載波服務）來用於所需要的資料率。 其也有需要來透過一頻道來提供數個資料信號。_些調 變技術完全利用該頻道’而其它則留下該頻道的一些方面 未使用。頻率領域多工及時間領域多工為在複數個信號之 中共享一頻道的兩種技術。藉由此方式中的共享頻道，經 由該頻道的整體流量即會增加。 工 根據本發明的原理，一數位資料調變器，其包含一複數 個數位資料信號來源，其具有一共用資料位元週期。複數 個編碼器，其每個使用-可變脈衝寬度碼來編碼該複數個 數位資料信號中對應的一個，其在該資料位元週期内具有 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） -4 - 524000

發生在個別非重疊區間中的邊緣。複數個脈衝信號產生 备，其每個產生個別的脈衝來代表該編碼的複數個數位資 料信號中對應的一個邊緣。一載波信號產生器，其產生1 載波k號，其具有對應於該個別脈衝的載波脈衝。 根據本發明另一方面，一數位資料解調器，其包含具有 連％位兀週期的一調變的信號之來源，每個位元週期具有 複數個非重疊區@，其分別關於在連續位元週自中的對應 區間’每個區間包含一載波脈衝’相對於在其它相關區間 中的載，脈衝而相隔’其代表—對應的可變脈衝寬度編碼 的數位貝料信號。一偵測器解調該調變的信號來產生對應 方、接收的載波脈衝之脈衝。複數個解碼器，其每個解碼在 S位兀週期中孩複數個相關區間中個別的一個中接收的脈 衝’以產生該對應的數位資料信號。 根據本發明的原理之技術提供透過一單一頻道的複數個 獨立高資料率信號的同時傳輸。根據本發明的一系統，其 可使用相當便宜的電路來實施，其較不敏感於多重路徑的 干擾’並提供實質的頻寬壓縮。 圖式簡單說明 在圖面中： 圖1所示為在一相當窄頻寬中.產生一相當高資料率信號 的調變器之方塊圖； 圖2所TF為可用於瞭解在圖丨所示的該調變器之運作的波 形圖； 圖3所示為可接收如圖丨所示來調變的信號之接收器的方 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X297公釐) 524〇〇q 發明説明（3 塊圖； 圖4所示為可用於瞭解在圖1及2所示的該調變技術的應 用之頻譜圖； 圖5所示為使用在圖1及2所示的該調變技術實施的加入 頻W中頻道上數位傳輸頻道的F Μ廣播傳送器之方塊 圖； 圖6所示為一 FM廣播接收器之方塊圖，其可接收由圖5 所示的一FM廣播傳送器所調變的信號； 圖7所示為可用於瞭解根據本發明之調變器運作的波形 圖； 圖8所π為圖1及2的該調變器之其它具體實施例的方塊 圖，也用以傳送一輔助資料信號及該高資料率資料信號； 圖9所不為一接收器的方塊圖，其可接收由圖8所示的調 變器所產生的信號； 圖1 0所示為可用於瞭解根據本發明原理之調變器的運作 之波形圖； 圖1 1所示為根據本發明的原理之調變器的方塊圖； 圖1 2所示為一接收器的方塊圖，其可接收由圖丨丨所示的 碉變器所產生的信號。 圖1所示為用以產生一高資料率，窄頻帶信號之調變器 的万塊圖。在圖1中，一輸入終端IN接收一高資料率數位 仏唬。孩輸入終端IN係耦合於一編碼器丨〇的一輸入終 端。該編碼器10的一輸出終端係耦合於一微分器2〇的輸入 終端。該微分器20的輸出終端耦合於一位準偵測器25的輸

524000 A7 _B7 五、發明説明（4 ) 入終端。該位準偵測器25的一輸出終端耦合於一混合器3〇 的第一輸入終端。一局部振盧器4 0 _合於該混合器3 〇的第 二輸入終端。該混合器3 0的一輸出終端耦合於一帶通濾波 器（BPF) 50的一輸入終端。該BPF 50的一輸出終端搞合於一 輸出終端OUT ’其在該輸入終端IN產生代表該數位信號的 一調變的信號。 圖2所示為可用於瞭解圖1所示的該調變器的運作之波形 圖。圖2並未依比例繪製，藉以更為清楚地說明該波形。 在該說明的具體實施例中，在該輸入終端IN處的該高資料 率數位信號為非返回到零（NRZ)格式中的雙位準信號。此 信號係示於圖2的上波形。該NRZ信號承載連續的位元，其 每個持續一預定的期間，稱之為位元期間，所示為NRZ信 號中的虛線，並具有一對應的頻率，稱之為位元率。該— NRZ信號的位準代表該位元的數值，所有皆在一已知的方 式中。該編碼器1 〇用來使用一可變脈衝寬度碼來編碼該 NRZ信號。在該所示具體實施例中，該可變脈衝寬度碼為 一可變光圈碼。可變光圈編碼係詳細說明於Chandra Mohan的 國際專利申請編號PCT/US99/05301，其於1999年3月1 1日立 案。在此專利申請案中，一 NRZ信號為相位編碼在以下的 方法中。 在該NRZ信號中的每個位元期間係編碼成該編碼信號中. 的一轉換。在該位元率的一倍數Μ之編碼時脈係用來相位 編碼該NRZ信號。在上述的專利申請案中，該編碼時脈以 一速率Μ執行，其為該位元率的9倍。當該NRZ信號由一邏 -7- 本紙張尺度適财國國家標準(〇]^4規格(21() χ 29·7公董)-一 524000 A7

=地是貫質上為-個編碼時脈週期長，並在該所示的且體 只她例中具有該NRZ位元週期大致1/9㈣續時間。制 :振盈益4。信號的頻率之選擇使得較佳地至少該局部振湯 =號的1G個循環可在該載波信號脈衝時間週期中發生。 在圖2中，該載波錢C：繼所示為該底部波形，其㈣載 波信號係由在個別長方形包圍中垂直陰影所代表、。在圖？ 所示的CARR信號中’回應於正向前進位準脈衝所產生的載 波脈衝相位係由“ + ”所代表，而回應於負向前進位準脈衝 所f生的該載波脈衝相位由所代纟。該“ + ”及”僅代 表貫質上赠的相位差異，其不是要代表任何的絕對相 位0 該BPF 50過濾掉所有該CARR信號中“超出頻帶，，的傅立葉 成份，以及該載波成份本身，及該側頻帶之一，僅留下一 單一側頻帶。因此，由該BPF50所出的該輸出信號〇二為一 單-側頻帶（SSB)相位或頻率調變的信號，其代表在該輸入 終端IN處的該NRZ資料信號。此信號可藉由任何已知的許 多傳輸技術來傳送到一接收器。 圖3所示為一接收器的方塊圖，其可接收圖丨及]中的該 凋變器所調變的信號。在圖3中，一輸入終端IN係耦合於 如圖1及2所述來調變的一信號來源。該輸入終端m係耦 合於一 BPF 110的·輸入終端。該BPF 110的輸出終端係鶴合於 一積分器120的輸入終端。該積分器120的輸出終端係搞合 於一限制放大器130的一輸入終端。該限制放大器13〇的輸 出終端耦合於一偵測器140的一輸入終端。該偵測器14〇的 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

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著以 ^的編碼及解碼通常可由快速可程式化邏輯袁 LDs)來執行。這種裝置相當地便宜（目前為美金1到 塊）、°此外，在此系統中沒有符號間干擾，戶斤以不需要^ 形成形化。再者，其不需要追蹤迴路，除了該時脈還原2 路0 因為如上所述，載波傳輸僅發生在位元邊界，其未持續 在整個位元週其中’可在該接收器中使用暫時的開窗，以 偵測僅在預期脈衝時間上接收的載波脈衝。因此，本系統 沒有多重路徑問題。 對於上述碉變技術的一個應用是來同時與F Μ單調及立 體廣播聲音信號傳送CD品質數位音樂。圖4為一頻譜圖， 其可用來瞭解圖1及2所示的該調變技術之應用。圖4a所示 為對於吴國的F M廣播信號之功率包圍。在圖4 &中，該水 平線代表頻率，並代表大約在88 MHz及大約在1〇7 MHz之間 某處的VHF頻帶的一部份。信號強度在垂直方向上表示。 其顯示出兩個相鄭廣播信號的頻譜之允許的包圍。每個載 波係顯示為一垂直箭頭。在每個載波周圍為側頻帶，其在 該載波上承載了調變的該廣播信號FM。 在美國’ F Μ無線電台可在該載波的ι〇〇 内之側頻帶中 全功率地廣播單聲道及立體聲的聲音。在圖4a+，這些側 頻帶係顯示為未陰影化部份。該廣播者可在由100 到2〇0 kHz的側頻帶中廣播其它的資訊，但在此頻帶中傳送的功率 必須為低於全功率的30dB。這些側頻帶顯示成陰影部份。 相鄰的電台（在相同的地理區域内）必須由至少4〇〇 kHz所隔 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

524000 A7 ___ B7 五、發明説明（1Q ) 開。 在圖4 a中的該較低頻率廣播信號的載波之上的該上側頻 帶係顯示在圖4 b的頻譜圖中。在圖4 b中，該垂直方向代表 調變百分比。在圖4 b中，該單調聲音信號L + R係傳送在0 到15 kHz側頻帶於9 〇 %調變位準。該L - R聲音信號係傳送成 一 4 5 %調變位準附近之38 的壓縮的次載波頻率。一較 低的側頻帶（lsb)的執行由23 kHz到38 kHz，及一上頻帶（usb) 的執行由38 kHz到53 kHz。一 19 kHz前導聲調（該壓縮載波的 頻率之一半），其也包含在該主載波的側頻帶之附近。因 此，同時在主載波附近（即由53 kHz到100 kHz)的上頻帶（圖 4 b)及該下頻帶（未示出）中的47kHz仍維持可用於該廣播者 來以全功率廣播額外的資訊。如上述，由1〇〇吐&到2〇〇 kHz 傳送的功率必須為低於全功率的30dB。 如前所述，使用圖1及2中所示的調變技術，一每秒128 kb (kbps)信號，其包含一 MP3 CD品質聲音信號，其可在小於 20 kHz的頻寬中編碼及傳送。此數位聲音信號可置於在該上 側頻帶中的53 kHz及1〇〇 kHz之間的空間中（舉例而言），並以 一次載波信號與該一般廣播立體聲音信號一起傳送，如圖 4b所示。在圖4b中，該數位聲音信號為上述的SSB信號， 其位在70 kHz的中間，並在大約60 kHz到80 kHz中執行。此信 號在該主載波的.100 kHz内，因此可用全功率來傳送。 圖5為一 F Μ廣播傳送器的方塊圖，其加入一頻帶内頻道 上數位傳輸頻道，其根據前述圖1到3之調變技術來實施。 在圖5中，那些與圖1所示相同的那些元素係包含在一標示 _____-13- 本紙張尺度適用中S S家標準(CNS) Α4規格(21GX297公爱） "~一 524000 A7 _______B7 五、發明説明（u ) 為圖1 ’’之虛線的長方形中，其以相同的參考編號來標 不’且並未在以下詳細說明。該編碼器丨〇，微分器2 〇，位 卞偵測态2 5 ’混合器3 〇，振蓋器4 〇及bpf 50之組合，可產 生一 SSB相位或頻率調變信號（圖2的CARR)，其代表一數位 輸入k號（圖2的NRZ)，其所有皆參考上述之圖1及2。該 BPF 50的輸出終端耦合於一放大器6 〇的輸入終端。該放大 器6 0的一輸出終端耦合於一第二混合器7 〇的一第一輸入終 端。一第二振盪器8 〇耦合於該第二混合器7 〇的一第二輸入 終端。該第二混合器7 0的一輸出終端耦合於一第一濾波器 /放大器260的一輸入終端。該第一濾波器/放大器260的一輸 出終端耦合於一信號合成器250的一第一輸入終端。’ 一廣播基頻信號處理器210的一輸出終端耦合於一第三混 合务220的一第一輸入終端。一第三振堡器23〇_合於該第 三混合器220的一第二輸入終端。該第三混合器220的一輸 出終端耦合於一第二濾波器/放大器240的一輸入終端。該 第二濾波器/放大器240的一輸出終端耦合於該信號合成器 250的一第二輸入終端。該信號合成器250的一輸出終端♦禹 合於一功率放大器270的一輸入終端，其耦合於一傳送天線 280。 在運作上，該編碼器1 〇接收代表該數位聲音信號的一數 位信號。在一較佳具體實施例中，此信號為一 MP3相容數 位聲音信號。更特定而言，該數位聲音資料流係使用一 Reed-Solomon (RS)碼來前向錯誤修正（FEC)編碼。然後，該 FEC編碼的資料流被封包化。此封包化接著由圖1所示的電 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) ' 一 524000 A7 __B7 _ ___ 五、發明説明（12 ) 路壓:縮到一 SSB信號，如前所述。 由該振盪器4 0產生的該信號之頻率被選擇為10.7 MHz， 所以來自該編碼器1 〇的數位資訊係在一 10.7 MHz附近之中 心頻率來調變。該調變頻率可為任何頻率，但更為實際地 選擇’所以其對應於既有的低成本BPF濾波器的頻率。舉 例而言，典型的BPF濾波器具有6 MHz，10.7 MHz，21.4 MHz，70 MHz，140 MHz等之中心頻率。在所示的具體實施例中，對該 調變頻率選擇10.7 MHz，且該BPF 50係實施為既有的10.7 MHz 濾波器之一。來自該BPF 50的濾波的SSB信號係由放大器6 0 所放大，並由該第二混合器7 0及第二振盪器8 0之組合來向 上轉換。在該所示具體實施例中，該第二振盪器8 0產生在 77.57 MHz之信號，且該SSB向上轉換到88.27 MHz。此信號被 濾波，並進一步由該第一濾波器/放大器260所放大。 該廣播基頻信號處理器210接收一立體聲音信號（未示 出），並執行形成該基頻複合立體信號所必須的信號處 理，其包含在基頻的L + R信號，在一（壓縮的）38kHz的載波 頻率處的該雙重側頻帶壓縮載波L-R信號及一 19 kHz前導聲 調，所有皆為已知的方式。然後此信號在該F Μ電台的指 定的頻率處被調變到一載波信號上。缚第三振盪器230在該 指定的廣播頻率處產生一載波信號，其在該所示的具體實 施例中為88.2 MHz。該第三混合器220產生以該基頻複合的 單聲調及立體聲音信號調變的一調變信號，如圖4 b所示。 該調變的信號’其在88.2 MHz的載波頻率，並具有如圖4 & 所示的標準廣播聲音側頻帶，然後被濾波，並由該第二減 • 15- 本紙張尺度制t S S家標準(CNS) A4規格(21GX撕公釐） " ---- 524000 A7 B7 五、發明説明（14 ) MHz主載波信號到10.7 MHz，及由88·27 MHz到10.63 MHz之SSB 數位聲音信號。該BPF 310僅用一已知的方式通過10.7 MHz附 近的FM立體信號側頻帶（l + R及L-R)的53 kHz。該IF放大 器312放大此信號，並將其提供給一 f μ偵測器314，其產生 該基頻複合立體信號。該F Μ立體解碼器316解碼該基頻複 合立體k號來產生單聲調及/或立體聲音信號（未示出），其 代表該傳送的聲音信號，所有皆為已，知的方式。 在該所示具體實施例中，該可調諧BPF ι10係調諧到一 10.63 MHz的中心頻率，並僅通過該頻率附近的2〇 數位聲 音信號。在該所示具體實施例中，該BPF 110的通過頻帶係 在由10.53 MHz到10·73 MHz。該BPF 110，積分器120，限制放大 器130，偵測器140，解碼器150及開窗計時器160的組合係用 來拮取該調變的數位聲音信號，並解調及解碼該信號來再> 生該數位聲首信號’其如上述圖3所示的方式。來自該解 碼器150的數位聲音信號係由另一電路（未示出）以一適當的 方式來處理，以產生對應於該傳送的數位聲音信號之聲音 信號。更特定而言，該信號被解封包化，且任何在傳輸期 間加入的錯誤被偵測及修正。然後，該修正的位元流即轉 換到一 ϋ體聲音號’其所有皆為一已知方式。 上述的具體實施例提供一 1024 QAM系統的相等壓縮效 能。但是，在貫際的QAM系統中，其被限制在256 qam附 近’係由於緊密群集間隔所造成修正雜訊及多重路徑符號 間干擾的困難。以上的系統因為該狹窄，且寬廣間隔的載 波脈衝。簡言之，較高的資料率可在較窄頻寬的頻道中傳

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送，其沒有關於其它技術的問題，例如qam。 、再回頭參考圖2，在該CARR信號中，其可看出在未傳送 載波信號期間，於載波脈衝之間有相當寬的縫隙。這些縫 隙可被進一步利用。圖7為該CARI^t號的更詳細的^形 圖其可用來瞭解能夠利用這些缝隙的調變器之運作。如 上所述，在圖1所示的編碼器1〇中，一編碼時脈信號之週 期為該NRZ信號的位元週期之1/9。圖7中的虛線垂直線代 表編碼時脈信號週期。在圖7中，所示為由時間t丨到時間 tio的一位元週期，以說明在一位元週期中有9個時脈週 期。但是，此位元週期並不必要是與該NRZ輸入信號在時 間上對準，且將更有可能來相對於該信號來延遲。 載波脈衝的允許時間位置係以虛線長方形來代表。一載 波脈衝可發生在先前的一個之後的8, 9或1〇個時脈脈衝。 因此’載波脈衝可發生在三個相鄰的時脈週期中的任何一 個。載波脈衝A係假設與先前一個相距8個時脈脈衝，載波 脈衝B係假設與先前一個相距9個時脈脈衝，及載波脈衝c 係假設為與先前一個相距1 〇個時脈脈衝。 如上所述，當一載波脈衝為與先前一個相距8個時脈脈 衝時（A)’此代表在該NRZ信號中的一尾緣，且僅能夠立即 跟隨一 9時脈脈衝區間（D )，其代表在該NRZ信號中沒有改 變，或一 1 0時脈脈衝區間（E )，其代表在該NRZ信號中的 一前緣。類似地，當一載波脈衝為與先前一個相距1 〇時脈 脈衝（C)時，此代表在該NRZ信號中的一尾緣，且僅能夠立 即跟隨一 8時脈脈衝區間（E)，其代表在該NRZ信號中的一 L__-18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 524000 A7

前緣，或一9時脈脈衝區間（F)，其代表在該_传號中μ 有改變1當一載波脈衝為與先前一個相距9時脈脈衝 時，此代表在該NRZ信號中沒有改變，且能夠立即跟隨一 8 時脈脈衝（D)，其代表在該NRZ信號中的一尾緣，一9時脈 脈衝區間（E)，其代表在該1^112信號中沒有改變，或一㈧ 時脈脈衝區間（F)，其代表在該_信號中的一前緣。此所 有皆示於圖7。其很明顯地在一艱位元週期中的9個編碼 時脈週期，該位元週期的一第一區間，其包含三個相鄰時 脈週期（U-t4)之一，可以潛在地包含一載波脈衝，而一第 二區間，其包含其它的6個時脈週期（t4_u〇)，其不能夠 具有一載波脈衝。 在當該CARR信號（t4-t 10)中沒有產生載波脈衝的該區間 中，其它輔助的資料可在該載波信號上調變。此係示於圖 7中具有垂直陰影的圓角的長方形（Αυχ DATA)。個別的△丈 的看守週期，其每個在一位元週期中最後可能的載波脈衝 (c )之後的第一個，及在環繞此缝隙之下一個位元週期中 的下一個後續可能的載波脈衝（D)之前的第二個，皆維持 來最小化在承載該數位聲音信號的載波脈衝（A)_(F )及承 載該辅助資料的該載波調變（AUXDATA)之間的可能干擾。 圖8為一調變系統的一具體實施例之方塊圖，其可實施 在該調變的編碼資料流中包含輔助資料。在圖8中，那些 與圖1所示相同的元素係以相同的參考編號來標示，且並 不在下述詳細說明。在圖8中，一輔助資料（AUX)的來源 (未示出）耦合於一先進先出（FIFO)緩衝器402的輸入終端。 L - 19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

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該騰緩衝器402的輸出終端輕合於_多工< 料輸入終端。該多工器404的輸出終端輕合於該混合‘ 的-輸入終端。孩位準偵測器25的輸出終端輕合於該多工 器404的-第二貧料輸人終端。該編碼器i㈣—時序輸出 終端耦合於该多工态404的一控制輸入終端。 在所示的具體實施例中’該輔助資料信號係假設為直接 調變該載波信號的狀況。本技藝的專業人士將可瞭解如何 來編碼及/或另預備一信號來以最適合於該信號的特徵的 方式來調變一載波。此外，在所示的具體實施例中，該輔 助資料信號係假設為數位形式。但是此並非必要。該輔助 資料信號也可為一類比信號。 在運作中，該編碼器1 〇包含内部時序電路（未示出），其 控制該脈衝的相對時序。此時序電路可用本技藝中專業人 — 士可瞭解的方式來修正，以在三個相鄰的編碼時脈週期， t 1 -14 ’在其中產生具有一第一狀態的信號，當脈衝也可 能發生在該CARR信號中，以及在剩餘的編碼時脈週期14 -t 1 0期間的第二狀態。此信號可用來在t 1 _ 14週期中控制該 多工器404來耦合該位準偵測器2 5的輸出終端到該混合器 30的該輸入終端，當脈衝可發生，並耦合該FIFO緩衝器402 的該輸出終端到該混合器3 0，否則為14 -11 0。在t 1 -14週 期中，當該位準偵測器25該輸出終端耦合於該混合器3*0， 圖8的電路為圖1所示的架構，並如上詳細所述地運作。 在（t4+Z\t到tlO-At)週期當中，當該FIFO緩衝器402耦 合於該混合器3 0 (其考慮該看守頻帶△ t)’來自該FIF〇緩 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

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524000 A7 B7 五、發明説明（ 衝器402的資料調變來自該振盪器4〇的載波信號。該耵阳緩 衝态402用來接收在一固定位元率的數位輔助資料信號，以 及在當載波脈衝（A) - ( C )被產生時，該時間週期（t i — 14 ) 期間緩衝該信號。然後，該FIF〇緩衝器4〇2提供該儲存的輔 助資料到該混合器30，做為當要傳送該辅助資料時在該時 間週期（t4+ △ t到t! 〇— △ t)期間一較高位元率的一突波。 該經由該CARR信號的輔助資料的該突波之淨流量必須符合 來自該輔助貧料信號來源（未示出）的輔助資料之固定的淨 輸出。本技藝的一專業人士將可瞭解如何來符合該流量， 且亦可瞭解如何來提供溢位及暗流，所有皆為一已知的方 式。 圖9所示為一接收器的方塊圖，其可接收由圖8所示的該 系統所產生的信號。在圖9中，那些與圖3所示的相同元素 係以相同的參考編號來標示，且在下述不做詳細說明。在 圖9中，該偵測器140的輸出終端♦禹合於一可控制開關條的 輸入終端。該可控制開關406的一第一輸出終端耦合於該解 碼器150的該輸入終端。該可控制開關4〇6的一第二輸出終 端耦合於一 HFO 408的一輸入終端。該FIF〇 4〇8的一輸出終端 產生茲輔助資料（AUX)。該開窗計時器16〇的輸出終端不是 被耦合到如圖3中的該偵測器14〇的一致能輸入終端，而是 李禹合於該可控制開關406的一控制輸入終端。 在運作中’圖9中的該偵測器14〇將永遠被致能。來自該 開窗計時器160的開窗信號對應於由圖8中的編碼器ι〇所產 生的該時序信號。該開窗信號在當載波脈衝（a)_⑹有可

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把1生時’在孩週期⑴，t4)週期中具有—第—狀態，及另 (t1 0)中的一第二狀態。在當載波脈衝（A) - ( C )有可 能發生時’在該週期⑴_t4)期間，該開窗計時器16〇調節 这可控制開關4〇6來_合該偵測器14〇到該解碼器⑼。此架 構係相同於圖3中所示，並依照上述的細節來運作。 ^在Ή』％週期（t4-tl())的剩餘期間’該偵測器14_合於 乂 FIFO 408。在此週期期間，該調變的辅助資料被解調，並 供應給該FIF〇 408。在對應於該FIFO 402的方式中（在圖8 中），涊FIFO 408接收來自該偵測器14〇的該辅助資料突波， 並=一固定的位元率產生一輔助資料輸出信號Αυχ。該輔 助貧料信號代表該輔助資料，如同對於調變該 :。^有需要一進一步處理（未示出）來解碼該接收的輔助 資料信號到該所需要的格式。 根據本發明的原理，該插入到該載波信號的輔助資料為 另組代表一第二搞互的高資料率信號之載波脈衝。在一 些實施中，其有可能來包含超過一組的載波脈衝，其代表 超過一個對應的高資料速率信號，如同該辅助資料。在所 不的具體實施例中，對於整體的三個資料信號而言，在該 頻道中包含兩個額外的高資料率信號。 在圖10中，每個水平線說明了代表一高資料率信號的載 波脈衝時序。該上方的線，標示為DATA 1，其說明代表一 第一高資料率信號DATA 1的載波脈衝的時序，類似於圖 7 在圖1 0中的第一條線說明代表一第二高資料率信號 DATA 2的該載波脈衝的時序，且在圖1 〇中的該第三條線說 _____ -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

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k 20 524000 五、發明説明 明代表一第三高資料率信號DATA 3的該載波脈充的時序。 如圖所示，代表4第一資料信號DATA 1的載波脈衝係位在 由時間tl到t4的區間中的時脈週期之一，代表該第二資料 # 5虎DATA 2的載波脈衝係位在由時間t4到t7的區間中的時 脈週期I 一，而代表該第三資料信號DA丁A 3的載波脈衝係 位在由時間17到11 0的區間中的時脈週期之一。來自所有 資料信號DATA 1，DATA 2及DATA 3的載波脈衝係組合成一單 一載波信號CARR，其示於圖丨〇的底部。因此，此單一载波 # 5虎可經由一單一頻道傳送三個獨立的高資料率信號。 本技农的專業人士可以瞭解每個表示成載波脈衝的資料 信號，如下的詳細說明，其需要在該位元週期内的一時間 ^間，其中包含三個相鄰的編碼時脈週期。在該所示具體 貫施例中’在每個位元週期有9個編碼時脈週期，所 有最多有3個資料信號可同時地承載。更一般而言，在— ^疋週期内的該編碼時脈週期將需要來同時解碼3資料信 ；U ，技农的專業人士將進一步瞭解，並非在一位元週期 ㈣每個編碼時脈週期皆需要被用來編碼資料信號。舉例 而呂，在該所示具體實施例中，，兩個資料信號可被同時地 編碼。三個相鄰編碼時脈週期的第一區間係配置給第一户 號’且三個相鄰編碼時脈週期的第二區 那； =第—信號者，其配置給第二信號。該編碼時么： ==仍未使用，或配置給輔助資料，如圖7所示： =勢Γ專業人士可進一步瞭解到，用來編碼個別資抑 k I·扁碼時脈不需要為相同，具有相同的週期，或為時 Η張尺賴种® -23- :297公釐） 524000 A7 _____B7 _______________ 五、發明説明（21 ) 間對準者，只要當載波脈衝可發生代表該獨立的信號時， 遠時間區間不會重疊。 圖1 1為根據本發明的一傳送器之方塊圖，其可同時在一 單一頻道上傳送三個高資料率信號。圖1 1對應於圖8。類 似於那些示於圖8的元素係由對應的參考編號來標示，其 在以下不做詳細說明。在圖1 1中，個別的輸入終端， DATA 1，DATA 2及DATA 3係耦合於對應的高資料率信號之 來源（未示出）。該第一輸入終端DATA 1經由一編碼器1 〇 (1) ’ 一微分器2 0 ( 1 )及位準偵測器2 5 (丨）串聯連接來耦合 於一多工器404’的一第一輸入終端。該第二輸入終端DATA 2 經由一編碼器1 〇 ( 2 )，一微分器2 〇 (2 )及位準偵測器2 5 (2 ) 的串聯連接來耦合於該多工器4〇4,的一第二輸入終端，及 該第二輸入終端DATA 3經由一編碼器1 〇 ( 3 )，一微分器. 2 0 ( 3 )及位準偵測器2 5 ( 3 )的串聯連接來耦合於該多工器 404’的一第三輸入終端。該多工器4〇4，的一輸出終端耦合於 該混合器3 0的輸入終端。 在運作中，該編碼器1 〇 (1)，一微分器2 〇 (丨）及位準偵測 器2 5 ( 1)產生一三位準信號，其對應於圖2中的信號 LEVEL ,並如別述詳細說明，其代表該第一高資料率信號 DATA 1。類似地，編碼器1 〇 ( 2 )，一微分器2 〇 ( 2 )及位準偵 測器25(2)產生代表該第二高資料率信號dATA 2的一三位 準信號，及編碼器1 〇 ( 3 ), —微分器2 〇 ( 3 )及位準偵測器 2 5 (3 )產生代表該第三高資料率信號^^丁八3的一三位準信 號。該個別三位準信號的脈衝之時序係由一系統時序電路 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ' ------

524000 A7 ___ ___ B7 五、發明~~—- (未示出）控制來如圖10所示之發生。本技藝的專業人士將 可瞭解如何來設計及實施這種時序電路。該多工器4〇4，合 成該三位準脈衝到具有如圖10的底部信號CARR所示的該時 序<單一三位準信號。然後此合成的信號用於調變來自混 合器3〇中該振盪器40之載波信號。該得到的載波信號在該 BPF 50中濾波來形成該SSB信號，其所有皆如前所述。 其有可能该南資料率信號DATA 1，DATA 2及DATA 3的時序 並未同步，及/或包含彼此相關的時序跳動。為了補償這 些條件，個別的FIFO緩衝器27(1)，27(2)及27(3)，其示 於圖11之虛線，其耦合於個別的位準偵測器（25(1)， 25(2)，25(3))及該多工器404’的相對應輸入終端之間。該 FffO緩衝器27(1)，27(2)，27(3)用來補償該輸入信號 DATA 1，DATA 2及DATA 3及由該混合器3 〇所產生的該載波信 號CARR之時序（間的資料速率的差異，其所有皆為已知的 方式。 - 圖1 2為根據本發明的一接收器的方塊圖，其能夠接收由 圖1 1之傳送器所產生的調變信號，並再生該三個高資料速 率信號DATA 1，DATA 2及DATA 3。圖1 2對應於圖9。在圖1 2 中’那些類似於圖9所示者皆以相同的參考編號來標示， 其在以下不做詳細說明。在圖1 2中，偵測器140的該輸出 終端耦合於一可控制開關406,的一輸入終端。該可控制開 關406’的第一輸出終端搞合於一第一解碼器ι5〇( 1 )的一輸入 終端。該第一解碼器150(1)的一輸出終端耦合於一輸出終端 DATA 1。該可控制開關406,的第二輸出終端耦合於一第二解 ________-25 < 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

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線 524000 A7 B7 五、發明説明（23 碼器150(2)的一輸入終端。該第二解碼器15〇(1)的一輸出終端 耦合於一輸出終端DATA 2，且該可控制開關406,的一第三輸 出終端韓合於一第三解碼器丨5 〇 (3)的一輸入終端。該第三解 碼备150(3)的一輸出終端_合於一輸出終端DATA 3。 在運作中’該偵測器14〇產生一對應於由該多工器4〇4, (圖1 1)所產生的該複合三位準信號（圖1 〇的CARR)之信 號。在由時間11到14的區間中，該可控制開關406,係調整 來耦合該偵測器140到該第一解碼器150Q)。在由時間t4到 t 7的區間中，該可控制開關4〇6,係調整來耦合該偵測器14〇 到該第二解碼器150(2)，並在由時間17到11 0的區間中，該 可控制開關406’係調整來耦合該偵測器140到該第三解碼器 150(3)。一控制電路（未示出）產生控制該可控制開關4〇6，的 一控制信號’藉以如上述來運作。本技藝的專業人士將瞭 解如何來設計及實施這種控制電路。 該第一解碼器15〇(1)在由時間11到14的區間中接收該三位 準信號，其對應於圖1 〇中的DATA 1信號。該第一解碼器 150(1)處理此信號來重新以一已知的方式來產生該第一 信號DATA 1。類似地，該第二解碼器150(2)由圖1 〇的該三位 準信號DATA 2來重新產生該第二NRZ信號DATA 2，及該第三 卿碼森150(2)由圖1 0的該三位準信號DATA 3來重新產生該 第三NRZ信號DATA3。 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

Claims (1)

1. ο 24 5

   h —種數位資料調變方法，其包含以下步驟： 提供複數個具有一共用資料位元週期的數位資料作 號； 使用一可變脈衝寬度碼來編碼個別的該複數個數位資 料k號’其具有發生在該資料位元週期内的個別非重疊 區間中之邊緣； 產生個別的脈衝，其代表該編碼的複數個數位資料信 號中對應的一個之邊緣；及 產生載波彳5號’其具有對應於該個別脈衝之載波脈 衝,。 2. —種數位資料調變器，其包含： 複數個具有一共用資料位元週期之數位資料信號之來 源； 衩數個編碼器，其每個使用一可變脈衝寬度碼來編碼 該複數個數位資料信號中對應的一個，其具有發生在該 資料位元週期内的個別非重疊區間中之邊緣； 複數個脈衝k號產生器’其每個產生個別的脈衝，其 代表该編碼的複數個數位資料信號中對應的一個之邊 緣； ’ 一載波信號產生器，其用以產生一具有對應於該個別 脈衝之載波脈衝的載波信號。 3·如申請專利範圍第2項之調變器，其中該可變脈衝寬度 碼為一可變光圈碼。 4.如申請專利範圍第3項之調變器，其中每個該數位資料 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） A B c D 524000 申請專利範圍 信號的邊緣發生在該個別區間内的三個相鄰週期之其中 — 〇 5.如申請專利範圍第3項之調變器，其中： 為貝料#號來源產生複數個S數位資料信號；及 该資料位7C週期被區分為複數個至少3 , s編碼時脈週 期，其包含三個相鄰編碼時脈週期的s非重疊區間； 其中 每個該S數位資料信號的邊緣發生在個別的該s非重 登區間。 6·如申請專利範圍第2項之調變器，進一步包含麵合於該 複數個脈衝信號產生器及該載波信號產生器之間的一多 工器，並調整來耦合該複數個脈衝信號產生器中所選擇 的其中一個到該載波信號產生器，其在當來自該選擇的 脈衝信號產生器發生時的該區間中。 7·如申請專利範圍第6項之調變器，進一步包含複數個先 進先出（FIFO)緩衝器，其個別耦合於該複數個脈衝信 號產生器及該多工器之間。 8·如申請專利範圍第2項之調變器，其中： 每個該複數個編碼器產生一具有前緣及尾緣之編碼數 位資料信號； 每個孩複數個脈衝信號產生器回應於該對應的數位資 料信唬中的丽緣來產生正脈衝，而回應於該對應的數位 資料信號中的尾緣來產生負脈衝；及 該載波信號產生器產生一載波脈衝，其回應於一正脈 -28- 本紙張尺度適财S 81家鮮(CNS) A4規格(2i〇X297公董) ----------

   524000 A BCD 六、申請專利範圍 衝來產生具有一第一相位，而回應於一負脈衝來具有一 弟—相位。 9.如申請專利範圍第8項之調變器，其中該第一相位實質 上與該第二相位有180度的相位差。 ίο.如申請專利範圍第2項之調變器，其中每個該複數個脈 衝信號產生器包含： 一微分器，其耦合於該複數個編碼器中對應的其中一 個；及 一位準偵測器，其搞合於該微分器。 11·如申請專利範圍第2項之調變器，其中該載波信號產生 器包含： 一載波振盪器；及 一混合器，其具有耦合於該脈衝信號產生器的一第一 輸入終端，及耦合於該載波振盪器的一第二輸入終端。 12·如申請專利範圍第11項之調變器，進一步包含耦合於該 混合器的一輸出終端的一帶通濾波器。 13·—種數位資料解調器，其包含： 包含連續的位元週期之調變信號之來源，每個位元 週期具有複數個非重疊的區間，其個別地關於在連續位 元週期中對應的區間’每個區間包含一載波脈衝，其相 對於在其它相關區間中的載波脈衝而隔開，其代表一對 應的可變脈衝寬度編碼數位資料信號； 一用以解調該調變的信號來產生對應於接收的載波脈 衝之脈衝的偵測器；及 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 524000

   復數個解碼器，其每個解 鮮碼在该位兀週期中該複數信 相關區間中個別的一個上接 奴广& " 上铥收的脈衝，以產生該對應白^ 數位資料信號。

   裝 ⑷如申請專利範圍第13項之解調器，進—步包一有— 輪合於該偵測器的輸入終端之可控制開關，及複數個耗 合於該複數個解碼器中對應者之輸出終端，並在該位元 週期中該複數個相關區間中個別之一個期間來調整以輕 合該解碼器至一對應的輸出終端。 15•如申請專利範圍第13項之解調器，其中該可變脈衝寬度 碼為一可變光圈碼。 16.如申請專利範圍第13項之解調器，其中該載波脈衝具有 —第一相位及一第二相位之其中之一。

   1 /·如申請專利範圍第13項之解調器，其中該第一相位實質 上與該第二相位有丨8 0度的相位差。 18.如申請專利範圍第丨3項之解調器，進一步包含耦合於該 碉變的信號來源及該偵測器之間的： 一帶通濾波器； 一積分器；及 一限制放大器。 19· 一種數位資料調變器，其包含： 一具有一資料位元週期的一第一數位資料之來源； 一第一編碼器，用以使用一可變脈衝寬度碼來編碼該 第一數位資料信號，其具有發生在該資料位元週期内的 一第一區間中之邊緣；. -30-

   本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 5240°° έ88 C8 ___ D8 利範圍 ~ —-— ，第一脈衝信號產生器，用以產生代表該編碼的第一 數位資料信號的邊緣之個別的脈衝； 弟 /具有該資料位元週期的一第二數位資料之來源· /第二編碼器，用以使用一可變脈衝寬度碼來編碼该 第二數位貝料信號，其具有發生在該資料位元週期内的 第二區間中之邊緣，而未重疊該第一區間； ，第二脈衝信號產生器，用以產生代表該編碼的第二 數位資料信號的邊緣之個別的脈衝； ，載波信號產生器，用以在該第一區間中產生具有對 應於該個別的第一脈衝之載波脈衝的載波信號，並在該 第二區間中產生具有對應於該個別的第二脈衝之載波脈 衝的載波信號。 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）