TW525390B - Enhanced slice prediction feedback - Google Patents

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TW525390B
TW525390B TW090109044A TW90109044A TW525390B TW 525390 B TW525390 B TW 525390B TW 090109044 A TW090109044 A TW 090109044A TW 90109044 A TW90109044 A TW 90109044A TW 525390 B TW525390 B TW 525390B
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TW
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stable
vsb
atsc
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TW090109044A
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Richard W Citta
Mark Fimoff
Paul A Snopko
Original Assignee
Zenith Electronics Corp
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Description

525390 A7 B7 五、發明説明（ 相關申請 本申請的範圍同美國臨時申請Νο·60/ 198,014，申請曰期 2000年4月18日，美國臨時申請案號6〇/255,476，申請日期 2000年12月13日，及美國臨時申請案號6〇/255,464，申請曰 期2000年12月13日。 發明技術簌_ 本發明關係傳輸及/或接收數位資料。 發明背景 在美國用於傳輸數位電視訊號的標準已知爲8 VSB資料 (ATSC數位電視標準a/ 5 3)。這種8 VSΒ資料具有一群組由8 個可能記號階組成。在一 VSB系統中，8個可能記號階全部 同相。在一 QAM系統中’不過，記號傳輸爲相位正交關 係。 上述提示的標準規定數位視頻及音頻資料的格式化及調 諧。傳輸資料成爲記號型式具有各個代表2位元資料的記號 並格子式編碼成爲3位元格碼資料。各3位元格碼資料映射 -成一具有相當於8階的記號θ同時也提供Reed/S〇l〇m〇n編碼 及X錯以增加傳輸資料的強度。 附屬資料（非數位視頻或音頻資料）也可以在數位電視頻 道傳輸。這些資料根據標準以視頻及音頻資料的方式格式 化及調諧。接收器依照8 VSB標準製造並能讀取封包識別^己 號（PIDs)以容許接收器在音頻，視頻，及附屬資料 π〈間區 別° 不過，雖然傳輸的數位電視訊號的強度足夠用來接收數 -4 -
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、發明説明（ 度尚不足用來傳輸附屬資料，特別，當附 屬貝枓屬於重要。所以，本發明的應用之—爲 =編碼増加堅固性VSB格式的附屬資料。根據本:明 傳輸的附屬資料本文稱爲穩定vSB資料（RVSB)。 在本發明的一項觀點中，—種用於提供加強式限幅㈣ 括下列步m —含第—及第二資料的輸二 :C 一及第二資料具有不同位元率以及係由相同η階群 二疋我；使用-解碼器只解碼該第二資料；產生—輸出以 日應孩輸入及該解碼器，其中輸出被限制在其中輸出受限 制至少一但不少於11/2的11階群組’及其中η>2;以及，二供 該輸出作爲加強式限幅預測。 足八 在本發明的另-項觀點中，一種用於提供加強式限幅預 測的裝置包括：-内部解碼器、—外部解碼器及一加強式 限幅預測器。I亥内部解碼器内部解碼一收到的訊號，以提 供一内部解碼輸出。該内部解碼器根據所接收到的訊號來 -產生η/2可能解碼狀態’並且所接收到的訊號具有η階資 料，其中η>2。該外部解碼器外部解碼該内部解碼輸出。咳 加強式限幅預測器根據該外部解碼器的一輸出來選擇至少 一但少於η/2可能解碼狀態的η/2，以及提供選擇狀態作爲 加強式限幅預測狀態。 在本發明還有另-項觀點中，—種用於提供加強式限幅 預測的裝置包括··—内部解碼器、一外部解碼器及一加強 式限幅預測器。該内部解碼器内部解碼一接收到之含第一 -5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇χ297公釐） 裝 訂 A7 B7 五、發明説明（3 ) :第二資料的訊號，以提供經過内部解碼的及 :二外::Γ器只解碼該第二資料。當無法取得該第二 -預叫於/加強式限幅預測器會根據該第—資料來提供 "6、1]輸出，以及，當可版j — , k , 仔以吊二/貝料時，則會根據經 過外那解碼的第二資料來提供—預 式説明 詳細考慮本發明及參考 特徵會更了解：/考以下附圖對本發明的這些及其他 圖1顯示根據本發明用於傳輸穩定VSB資料及ATsc資料的 一穩定VSB傳輸器； ' 圖’’、示用於接收由圖i穩定VSB傳輸器傳輸的ATsc資料 的—標準ATSC接收器； 圖3顯示用於接收由圖1穩定VSB傳輸器傳輸的VSB資料的 一穩定VSB接收器； 圖4顯示圖1的2/3速率解碼器的詳細； 圖5顯示由圖4測繪器完成的測繪功能； '圖6顯777圖2及3的2/3速率解碼器的操作； 圖7顯示根據本發明用於傳輸穩定VSB資料及atsc資料的 另一穩定VSB傳輸器； 圖8顯示用於接收由圖7穩定VSB傳輸器傳輸的atsc資料 的一標準Aqc接收器； 圖9顯示用於接收由圖7穩定vSB傳輸器傳輸的vSB資料的 一穩定VSB接收器； 圖1 0顯示一電路用於產生適當控制訊號在圖9的拋棄控制 _______ _ 6 - ^張尺度適用中國元家標準卿心4規格(21〇><297公I) 525390 A7 B7 五、發明説明（4 線上； 圖11仍顯π根據本發明用於傳輸穩定VSB資料及ATsc資 料的另一穩定VSB傳輸器； 圖12顯示4資料段含1/2速率外碼資料由根據本發明的一 穩定VSB傳輸器傳輸之例； 圖13顯示4資料段含1/4速率外碼資料由根據本發明的一 穩定VSB傳輸器傳輸之例； 圖14顯示4資料段含3/4速率外碼資料由根據本發明的一 穩定VSB傳輸器傳輸之例； 圖15顯示圖1，9及11的交錯器（Ir)的詳細； 圖16顯示圖3及9的解交錯器（Dr)的詳細； 圖17顯示一資料框的第一穩定VSB資料封包的一映像定義 構造； 圖18顯示載一映像資料框的部份資料框同步段表示在資 料框中可以發現穩定VSB資料； 。。圖19顯示根據本發明的具體f施例的_加強式限幅預測 圖20顯示圖1 9的内部解碼器的格碼； 圖2 1顯示圖1 9的外部解碼器的可能狀態轉換；及 圖2 2顯示根據本發明的進一步具體實施例的—加強 幅預測器。. ^ 曼J1月詳細説明 資料傳輸及接收 圖1顯示一穩定VSB傳輸器10根據本發明以傳輸厶丁^及 巧張。通财g ϋ家標準(CNS) M規格(21GX297公釐） 525390
VSB兩種f料。圖2顯示一標準八取接收器 ^傳，器傳輸的ATSC資料，及圖3顯示_穩定Μ: 备 接收由穩定VSB傳輸器1〇傳輸的VSB資料。 t疋VSB#輸咨1〇包括一 Reed/s〇1_n編碼器以編碼無編 馬的附屬貝料位兀由添加Reed/s〇1〇m⑽同位位元 的附屬資料位心無編碼的附屬資料^及R π由^錯器Μ交錯。然後，交錯的無編碼的附屬資 料位元及Reed/ Solomon同位位元由—外部編碼器2〇使用捲 積碼或其他錯誤校正碼以位元方式編碼。外部編碼器20改 進無編碼的附屬資料位元及Reed/ s〇1〇m〇n同位位元的堅固 性，轉換成穩定資料位元（以下稱穩定VSB資料位元）及 Reed/Solomon 同位位元。 外部編碼器20，例如，爲一 1/2速率編碼器即產生每個輸 入位元兩個輸出位元，一 1/4速率編碼器即產生每個輸入位 元4個輸出位元，或一3/4速率編碼器即產生每3個輸入位元 4個輸出位元。其他編碼器可以替代使用。 外邵編碼器20的輸出，一 3位元輸送（tx)標頭添加至每組 184編碼穩定VSB資料及Reed/s〇1〇m〇n位元以形成穩定vSB 貧料封包。一多工器24多工這些穩定VSB資料封包及ATSC 資料封包（一般，視頻及音頻）各包括一 3位元輸送標頭及 184位元ATSg資料。輸入至多工器24可逐包選擇及各六選 擇的輸入供應至一 ATSC傳輸器26。由多工器24根據一穩定 VSB映像選擇輸入傳送到ATSC傳輸器26如以下説明。 ATSC傳輸器26 ’如一般’包括一 Reed/Solomon編碼器 — -8 - 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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=馬格碼操作並看成預編碼器料及4格碼編碼器46之2^ :率内部解碼器的結合如圖6所示以產生一軟輸出決定(使 SSA演算法如在“通道及内記號干擾的理想軟輪 七、’則’ ’ Li，Vucetic，及Sato，IEEE資料交易理論，5， 199乂。本軟輸出決定造成操作比廣泛使用的演算法 '复雖忒法產生硬決定輸出，但是軟輸出決定的操作能 更70全獲得外部編碼器20提供的編碼增益。 、3速率解碼斋5 0的輸出由反交錯器5 2反文錯。穩定v s B 接收器14讀取所有在反交錯器52輸出的封包的piD，s。根據 PID s ’穩疋VSB接收器14拋棄具有ATSC資料的piD，5在54 的封包及拋棄在外部編碼器2〇之後添加的輸送標頭及由 ed/ Solomon~碼為28添加的同位位元。如此，穩定vsb接 收"σ丨4，在54，只讓含有由外部編碼器20編碼的穩定VSB資 料傳遞。穩疋VSB資料封包由外部解碼器56解碼，由反交 錯态58反X錯（即與交錯器18相反），及Reed/s〇1〇m〇n解碼 器60解碼以便重建原來無編碼附屬資料供應至圖1的 Reed/ Solomon編碼器 16。 外邵解碼器56的可靠輸出（可使用軟或硬輸出）由交錯器 62 (相當於父錯器3〇)在回授路徑64中交錯以便恢復排序外 邵解碼資料至通道中資料的次序。這樣可以使用交錯的外 邵解碼資料，例如，由一限幅預測器66以產生可靠回授至 一相位追縱益及/或平衡器。不過，由反交錯器5 2及穩定 VSB接收器14内的交錯器62引入整個回授延遲一般太長以 致不能提供有用回授至相位追縱器及/或平衡器。 圖7，8，及9所示的配置避免由反交錯器52及穩定vSB接 ___ —_ 10- 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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線 525390 A7 - ___ B7 五、發明説明（8 ) ' ~~〜~~ 收器14内的交錯器62引入回授延遲。圖7顯示一穩定傳 輸器80其中無編碼的附屬資料位元由一Reed/s〇l〇m⑽編碼 器82添加同位位元至無編碼的附屬資料位元。無編碼的附 屬#料位元及Reed/ Solomon同位位元由交錯器84交錯。然 後，交錯的無編碼的附屬資料位元及Reed/ s〇1〇m〇n同位位 兀由外邵編碼器86以恤元型式編碼，如証述使用一捲積碼 或一氙輪產品碼。外部編碼器86的位元輸出爲交錯小方塊 由一小方塊的又錯器88交錯以便減少通道後錯誤對外部解 碼的衝擊。由小方塊的交錯器88提供的資料稱爲Rdau( H 即代表正常次序的穩定VSB資料。 第一多工器92的一輸入接收ATSC格式化的封包各包括⑴ 一有效3位元輸送標頭合一穩定VSB資料的piD號碼，（⑴ 184虛擬穩定VSB資料的佔位位元，及（出）2〇虛擬八丁^ Reed/Solomon同位資料的佔位位元。第一多工器92的其他 輸入接收ATSC格式化虛擬封包各包括2〇7虛擬ATSC資料位 儿。ATSC格式化虛擬封包用來作爲實際ATSC封包的佔位 -位儿須加在下游。第一多工器92的輸入封包可以逐包選 擇，及本選擇係根據穩定VSB映像，如以下説明。 第一多工咨92的選擇輸出由交錯器94根據用於捲積位元 父錯的ATSC標準X錯。一資料更換器％接收交錯器94的輸 出及小方塊X錯器88的輸出。資料更換器96以下一個來自 小方塊交錯器88的正常次序穩定vSB資料替換來自交錯器 94的各虛擬穩定VSB資料佔位位元。 貧料更換器96的輸出含正常次序的穩定VSB資料及散佈輸 ___________**11- 本紙張尺度適财，冢料(CNS) Α4規格 525390 A7 B7 五、發明説明（9 ) 送標頭，虛擬ATSC Reed/Solomon同位位元，及虛擬ATSC 資料封包位元。一反交錯器98，根據位元反交錯的ATSC標 準操作，反交錯資料更換器96的輸出至有效重包封資料成 爲輸送標頭封包，重排次序穩定VSB資料（Rdata(r.o·))，虚 擬ATSC Reed/ Solomon同位位元，及虛擬ATSC資料。正常 再排序造成反交錯器98交錯及重排次序資料稱爲重排次序 穩定VSB資料。 列穩定VSB封包的虚擬ATSC Reed/Solomon同位位元（每 封包20位元）及虛擬ATSC資料封包（每封包207位元）在100拋 棄。剩餘穩定VSB封包，各包括一輸送標頭及重排次序穩 定VSB資料，由一第二多工器102多工具有實際ATSC資料封 包各含187位元的輸送標頭及ATSC資料。第二多工器102的 任一輸入封包逐包選擇及供應至ATSC傳輸器104。由第二 多工器102選擇的輸入根據VSB映像傳到ATSC傳輸器104， 如以下所述。 ATSC傳輸器104—般包括一 Reed/ Solomon編碼器106，一 交錯器108，及一 12向2/3速率内部編碼器110全部根據ATSC 標準操作。Reed/Solomon編碼器106輸出輸送標頭封包，重 排次序穩定VSB資料，及ATSC Reed/ Solomon同位位元含輸 送標頭封包，ATSC資料，ATSC Reed/Solomon同位位元多 工。穩定VSB資料的ATSC Reed/Solomon同位位元根據重排 次序穩定VSB資料計算。另外，交錯器108改變穩定VSB資 料的次序致使穩定VSB資料在交錯器108的輸出再次爲正常 排次序的穩定VSB資料。同時，交錯器108分散輸送標頭， -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
裝
525390 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) ATSC Reed/ Solomon同位位元，及ATSC資料。這些資料由 12向2 / 3速率内部編碼器1 1 0以2 / 3速率編碼及傳輸。傳輸的 穩定VSB資料係在正常次序，即是，在小方塊交錯器88的 輸出提供的次序。這種正常次序容許穩定VSB接收器以避 免由反交錯器52及穩定VSB接收器14的交錯器62產生的延 遲0 如圖8所示，標準ATSC接收器120包括一 12向2/3内部編碼 器122以解碼傳輸資料以提供一輸出資料流包括正常次序穩 定資料含分散的輸送標頭，ATSC資料，及ATSC Reed/Solomon同位位元根據由交錯器108提供的ATSC捲積 位元定位。一 ATSC反交錯器124恢復輸送標頭，ATSC資 料，及ATSC Reed/ Solomon同位位元至輸送包封的位置。同 時，ATSC反交錯器124轉換正常次序穩定VSB資料成爲重排 次序穩定VSB資料。這種重排型式容許標準ATSC接收器120 的ATSC Reed/Solomon解碼器126正確測試穩定VSB資料封 包的同位。標準ATSC接收器120可以讀取穩定VSB資料封包 輸送標頭及根據PID在128緩慢拋棄穩定VSB資料封包。 如圖9所示，穩定VSB接收器130包括一軟輸出12向2/3速 率内部解碼器132。（一硬輸出2/ 3解碼器會造成相當的編碼 增益損失）。軟輸出12向2/ 3速率内部解碼器132的輸出包括 正常次序穩定VSB資料，及重排次序資料，輸送標頭，及 ATSC Reed/ Solomon同位記號在拋棄控制線1 34表示的位置 分散於穩定VSB資料之内，如下説明。一拋棄方塊136，由 拋棄控制線134控制，抛棄重排次序ATSC資料，輸送標 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 525390 A7 _______B7 五、發明説明（11 ) 頭’及ATSC Reed/ Solomon同位記號。 一小方塊反交錯器138反交錯穩定VSB資料。小方塊反交 錯咨138具有一比較小的延遲時間。本反交錯分散可能的段 錯誤在穩定VSB資料在軟輸出12向2/3速率内部解碼器132的 輸出。正常次序穩定VSB資料由外部解碼器14〇以位元方式 解碼，孩解碼器也包裝穩定VSB資料成爲位元。電流（amp) 。泝外郅解碼备140在RMAp資料輸入使用何種速率解碼何種 貝料k供給外部解碼器14〇。不論反交錯器52或交錯器62都 不需要在穩定V S B接收器丨3 〇中容許降低總回授延遲至相位 追蹤器及/或平衡器。外部解碼資料可以使用，例如，由加 強式限幅預測器142以產生回授至相位追蹤器及/或平衡 态。如而要，回杈可以閘控，或依照平衡器遞減計算的步 驟大小與解碼資料的可靠性比例調整。 由外邵解碼器140解碼的穩定VSB資料封包有效負載由反 父錯斋144反X錯（即與交錯器84相反）及Reed/s〇i〇m〇n由一 Reed/Solomon解碼器146解碼（相當於Reed/s〇1〇m〇n編碼器 82)以便重建原有無編碼附屬資料供應至圖7的
Reed/ Solomon編石馬器 82 〇 如ATSC標準規定，一資料框包括複數個段各含一預定數 的位tl。一資料框的第一段一資料框同步段，及在框内剩 餘的段爲資料段。雖然穩定VSB資料以段或部份段傳輸， 較方便’以段對傳輸穩定VSB資料。上述穩定VSB映像表示 那一段對含有穩定vSB資料致使拋棄小方塊136可以正確拋 棄重排a序的ATSC資料在重排次序的ATSc資料到達外部 ___________~ 14 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 525390 A7 _______B7___ 五、發明説明（12 ) 解碼器140之前。全部段（穩定vSB及ATSC)的輸送標頭及 ATSC Reed/Solomon同位資料必須也由拋棄小方塊Π6拋 棄。 一較有概念的簡單電路以產生適當控制訊號於拋棄控制 線134以控制本拋棄功能如圖丨〇所示，同時與穩定vSB接收 咨130的相關部份。穩定VSB接收器n〇使用接收映像資料 (接收本映像及傳輸的方法如下述）以説明一虛擬段產生器 150如果欲構造一虛擬2〇7位元段。虛擬段產生器15〇也使用 資料框同步訊號。用於各ATSC虛擬段，虛擬段產生器15〇 设足所有位元爲FF。用於各穩定VSB資料虛擬段，虛擬段 產生器150設定輸送標頭&ATSC Reed/s〇i〇m〇n同位位元爲 FF。虛擬段產生器150設定各穩定VSB資料虛擬段爲⑽。
這些虛擬段由虛擬段產生器15〇饋入ATSC捲積位元交錯 备152其輸出用來控制拋棄小方塊136以響應奸及〇〇以正確 抛棄重排次序ATSC資料，輸送標頭，及ATSC
Reed/S〇l〇mon同位資料在接收的資料流内交錯。拋棄小方 塊136只傳遞穩定VSB資料。 圖11顯示一多重外碼穩定VSB傳輸器16〇。穩定VSB傳輪 ，160的操作與圖7的穩定VSB傳輸器8〇相似。穩定vsb傳: 态160具有一第一 Reed/s〇1〇m〇n編碼器162以編碼第_無編 碼附屬資料藉由添加Reed/s〇l〇m〇n同位位元至第一無編螞 附屬貝料，一第二Reed/s〇1〇m〇n編碼器164藉由添力口 Reed/Solomon同位位元至第二無編碼附屬資料，及—第：
Reed/Solomon編碼器166藉由添加Reed/s〇i〇m〇n同位位元^ -15-
525390 A7 B7 發明説明 第二然編碼附屬資料。Reed/Solomon編碼第一無編碼附屬 貝料由物父錯器168交錯，Reed/ Solomon編碼第二無編碼附 屬貝料由物父錯器丨70交錯，及Reed/ Solomon編碼第三無編 碼附屬資料由物交錯器172交錯。然後，交錯Reed/S〇i〇m〇n 編碼第一無編碼附屬資料由第一外部編碼器174以位元方式 、為碼，父錯Ree(j/Solomon編碼第二無編碼附屬資料由第二 外邵編碼器176以位元方式編碼，及交錯Reed/s〇1〇m〇n編碼 第二無編碼附屬資料由第三外部編碼器178以位元方式編 碼。第一外部編碼器174的位元方式輸出由第一小方塊交錯 器180交錯，第二外部編碼器176的位元方式輸出由第二小 方塊X錯器182交錯，及第三外部編碼器ι78的位元方式輸 出由第三小方塊交錯器1 84交錯。 第一外部編碼器174爲一丨/4速率編碼器，第二外部編碼 器176爲一 1/2速率編碼器，及第三外部編碼器178爲一 3/4速 率編碼器，雖然，任何使用不同編碼速率其他外部編碼器 結合可以使用。第一，第二，及第三小方塊交錯器1 8〇， 1 82及1 84係在選擇輸入控制下由多工器1 86選擇，該輸入決 定次序其中不同的外碼資料插入資料框中傳輸。在多工器 1 86輸出的資料稱爲Rdata( η. 〇.)如前述，代替正常次序移定 VSB資料。 多工器190上面三輸入接收ATSC格式封包各含有效三位 元輸送標頭具有穩定VSB資料的一PID號碼，虛擬穩定vSB 資料的1 84佔位位元’及ATSC Reed/ Solomon同位資料的20 虛擬佔位位元。在多工器190最上面輸入相當於來自第一外 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 525390 A7 B7 五、發明説明（彳4 ) 部編碼器174的1/4速率編碼資料，在多工器19〇上面次一輸 入的穩定VSB資料相當於來自第二外部編碼器i %的"2速率 編碼資料，在多工器190上面再次一輸入的穩定VSB資料相 當於來自第三外部編碼器178的3/4速率編碼資料。供應至 在多工器190最低面的輸入包括ATSC格式虛擬封包各含2〇7 位π的虛擬ATSC資料。這些八7^(：格式虛擬封包用來作爲 實際ATSC資料的佔位位元以添加至多工器19〇的下游。多 工器190的輸入封包可根據選擇逐包選擇。選擇係根據穩定 VSB資料映像如以下説明。 多工器I90的輸出由交錯器192交錯以便達成一正確ATSC 捲積交錯。一資料更換器194接收交錯器192的輸出及多工 器186的輸出。資料更換器194更換多工器19〇的各虛擬穩定 VSB貪料佔位位元爲其次多工器i 86的相當正常次序穩定 VSB資料位元。 〜 貝料更換咨194的輸出含正常次序穩定VSB資料（即爲， 1/4速率編碼，1/2速率鎢碼，及/或3/4速率編碼，如適當） 含刀政輸送:ί示頭’虛擬ATS C Reed/Solomon同位位元，及虛 擬ATSC資料封包位元。一捲積位元反交錯器196(如a丁 §(^標 準説明）反父錯資料更換器丨94的輸出至有效再包裝資料成 爲輸运標頭封包，重排次序穩定VSB資料（1/4，1/2，及/或 3 / 4速率、為碼)，虛擬at sc Reed/Solomon同位位元，及虛擬 ATSC資料封包。正常次序穩定VSB資料重排次序由反交錯 器196反交錯造成。 虛挺ATSC Reed/ Solomon同位位元（每封包20)及虛擬 525390 A7 B7 五、發明説明（15 ) ATSC資料封包（每封包207)在198以由圖9的抛棄控制線134 及拋棄小方塊136提供的方式拋棄。剩餘的穩定VSB封包， 各包括一輸送標頭及重排次序穩定VSB資料，由具有眞實 ATSC資料封包各含187位元的輸送標頭及ATSC資料的多工 器200多工。多工器200的任一輸入以逐包方式選擇及供應 至ATSC傳輸器202。由多工器200選擇的輸入傳遞至ATSC傳 輸器202係根據穩定VSB映像，如下述。 ATSC傳輸器202—般包括一 Reed/Solomon編碼器204，一 交錯器206，及一 12向2/3速率内部編碼器208全部根據ATSC 標準操作。Reed/Solomon編碼器輸出輸送標頭封包，重排 次序穩定VSB資料，及ATSC Reed/ Solomon同位位元用輸送 標頭封包，ATSC資料，及多工ATSC Reed/ Solomon同位位 元多工。穩定VSB資料的ATSC Reed/ Solomon同位位元根據 重排次序穩定VSB資料計算。另外，交錯器206改變穩定 VSB資料的次序致使穩定VSB資料在交錯器206的輸出爲正 常次序穩定VSB資料。.同時，交錯器206分散輸送標頭位 元，ATSC Reed/Solomon同位位元，及ATSC資料。這些資 料由12向2/3速率内部编碼器208以2/3速率編碼及傳輸。傳 輸的穩定VSB資料爲正常次序，即多工器1 86事出提供的次 序。這種正常資料代序容許穩定VSB接收器以避免由反交 錯器52及交錯器62造成的延遲。 如上述，一 ATSC資料框包括一資料框同步段及複數個資 料段及，較方便，穩定VSB資料包裝成4段組。較具體，圖 12顯示4資料組的例子用於資料框中以傳輸1/2速率編碼的 -18- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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穩定VSB資料，圖13顯示4資料組的例子用於資料框中以傳 輸1/4速率編碼的穩定VSB資料，及圖14顯示4資料組的例子 用於貧料框中以傳輸3/4速率編碼的穩定VSB資料。這些例 子顯示在交錯器108之前的資料框及假設各組4穩定VSB資 料段含一整數的穩定Reed/Solomon編碼方塊各爲184位元 長’其中20位元爲同位位元。 如果是1/2速率外部碼，圖12顯示外部編碼器輸出2位元 對1輸入位元。一穩定VSB資料封包的包裝爲一 rvsb Reed/S〇l〇mon方塊對一對資料段（每記號1位元）致使，在 1/2速率外部碼情況下，4段含2個穩定Reed/Sol〇m〇n編碼方 塊。如圖13所示，如果是1/4速率外部碼，外部編碼器輸出 4位凡對1輸入位元。一穩定VSB資料的包裝爲一 RvSB Reed/Solomon方塊對4對資料段（每記號1/2位元）致使，在 1/4速率外部碼情況下，4段含i個穩定Reed/s〇1〇m〇n編碼方 塊。如圖14所示，如果是3/4速率外部碼，外部編碼器輸出 4位元對3輸入位元。如此，傳輸的記號及位元周圍不必相 g己。不過’ 3個冗全RVSB Reed/ Solomon方塊可準確地包裝 成4資料段（每記號1. 5位元）對於3/4速率外部碼，4段含3個 穩定Reed/ Solomon編碼方塊。 所以，圖12，13，及14可由下表表示： -19-
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 525390 A7 B7 S X Y 1/2 1 2 1/4 1 4 3/4 3 4 五、發明説明（17 其中X表示完全的穩定Reed/Solomon方塊數及,Ύ表示相對X 數量的穩定Reed/ Solomon方塊需要包含的資料框後數。 不過，必須了解其他編碼速率也可以連接本發明使用， 所以，上表可根據所使用的特定編碼速率改變。 交錯器18，84，168，170及172的詳細如圖15所示，及反 交錯器58及144的詳細如圖16所示，假設選擇的穩定 Reed/Solomon 方塊爲 184位元長。交錯器 18，84，168，170 及172的B= 46，M= 4，N二184捲積交錯器以位元方式交錯穩 定VSB資料。這種交錯方式與ATSC交錯方式相同，如ATSC 數位電視標準A/53及ATSC數位電視標準A/54的使用指南所 述，其中用於穩定交錯器的參數B爲46取代52及參數N爲184 取代208。這種交錯器需要一穩定VSB接收器可以處理長段 .噪音在通道上既使ATSC反交錯器（Da)旁通如圖9所示。 如圖16所示，反交錯器58及144的B= 46，M= 4，N= 184捲 積反交錯器以位元方式反交錯穩定VSB資料。這種反交錯 方式與ATSC反交錯方式相同，如ATSC數位電視標準A/53 及ATSC數位電視標準A/54的使用指南所述，其中用於穩定 反交錯器的參數B爲46取代52及參數N爲184取代208。 因爲一穩定VSB Reed/Solomon方塊包括184位元，及因爲 在資料框有一整數的穩定VSB Reed/Solomon方塊，穩定 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 525390 A7 ______B7 五、發明説明Y18~^ VSB貧料位兀數加資料框中的穩定VSB以心s〇i〇_同位 位元，必須被46除盡。所以，資料框同步段可以用來作爲 反交錯器58及144 (Dr)在接收器中的同步器，而不拘g値（以 下説明）。在資料框同步，反交錯器換向器強制移至頂部位 置。交錯器58及144爲位元式的反交錯器。 皇料映像 如上述，各貧料資料框可含一穩定VSB資料段及 (非穩定編碼）資料段混合。另外，穩定VSB資料含混合速率 編碼貧料。穩足VSB接收器14或13〇必須具有一穩定vsb映 像以表π那些段爲穩定VSB編碼及那一個外碼用於穩定 編碼致使穩疋VSB接收器14或13〇可正確處理穩定vsb資料 及拋棄ATSC資料。穩定VSB傳輸器1〇，8〇，及16〇也使用穩 足VSB映像以控制相當的多工及拋棄功能。本穩定映像 由穩定VSB傳輸器1〇，80，或丨6〇傳輸至穩定vsb接收器μ 或130及所有其他資料其情況如下述。 以特別外部碼編碼的資料框中穩定VSB資料的停留，數 量，及位置由一或更多數Sc表示即以二階段資料在資料框的 資料框同步段顯示。如已知，資料框同步段爲資料框的第 一後。所以，用於上述之（1/4，1/2，及3/4速率）外部碼， 資料框同步段，較理想、，必須含[Si/4Si/2S3/4]。各&(例如: 或Ss/彳）編碼成18記號（位元）2階資料。如穩定V犯映 像定義，全邵三碼總共需要3 χ丨54記號。這些資料插入 靠近各保留區資料框同步段結束部份（剛好在12預先編碼位 元之前）。每組18位元（bw··!^)，最後6位元（b0 表示g -21 - 525390 A7 B7 五、發明説明（19 .) 組的8段（8段二2，4，或6穩定VSB資料封包根據外部碼）映 像成爲目前資料框内的穩定VSB資料。12前置位元爲c〇mb 濾波器補償（見ATSC數位電視標準使用手诗a/ 54)所以如圖 18所示，位元1^6...131表示數目〇，位元1318...1)1爲位元136...131 的補婁文，及位元b 12· . · b7可以+ 1及-1交替（用於其他圖型）。 假設 S= S1/4+ S1/2+ S3/4。因爲 3 12/ 8= 39，〇- 3 9 組 8段可以映像 成穩定VSB資料或8 VSB資料（ATSC資料）。所以，各^具有 一値爲0...39，只要s的和爲幺39。 穩定VSB資料段，較理想，儘可能平均分佈整個資料框。 例如，如果S= 1，則以下8段映像成穩定VSB資料段及所有 其他段映像成ATSC資料段：1，40，79，118，157，196， 235，及274。如果S=2，則以下16資料段映像成穩定VSB資 料段及所有其他段映像成ATSC資料段·· 1，2〇，％，58 , 77，96，115，134，153，172，191，210，229，248， 267，及286。這種例子繼續至卜39，其時整個資料框已映 像成f急定VSB資料段。某些s値的，穩定VSB資料段對之間 .的距離並不完全均勻。不過，任何8値其距離是預先固定， 所以’馬所有接收器所知。 如果一框含有由三外部編碼器以1/4，1/2，3/4速率操作 提供穩定VSB資料，資料到三編碼器的資料可以在框中分 割二致使，如爲RVSB段，第一8xSi/4速率段含1/4速率段外 碼貝料，其次8 x si/2段含、速率段外碼資料，及最後8 x S3/4 ，含74速率段外碼資料。不過，其穩、定vsb資料段組織可 此用於一外邵編碼器或任何數目的其他型式外部編碼器。 本紙張尺度適用中國國家標^^格(2ι〇ϋ爱）-- 525390 A7 ____B7 五、發明説明（20 ) 因爲這種穩定VSB映像包含在框同步段之内，如上述，穩 定VSB映像並不如具有如穩定VSB資料一樣的編碼增益。不 過，穩定VSB映像仍然可靠地由一穩定vsb接收器比對幾框 穩定VSB映像而獲得。所以，穩定VSB映像不能更換太過頻 繁（例如，不超過〜6 0框）。 上述映像方法容許一接收器藉由比對簡單又可靠地獲得 穩定VS.B映像。一旦一接收器獲得映像，較理想，接收器 立刻追縱修改映像。爲了立刻及可靠追蹤修改映像，各外 碼的穩定VSB映像的定義，不含comb補償位元，爲框的第 一穩定VSB Reed/ Solomon編碼方塊的兩倍。另外，資料表 示（i)將來位何時改變映像及（Π)將來新映像定義。一資料 框的弟一穩定VSB資料封包用於一外部編碼器，所以，具 有如圖17所示的結構，其中穩定VSB映像定6定義如下：8 位το標示現有的映像（只有使用6位元）；8位元標示框數直 到映像改變（1-125 ;如果〇，則進來資料不變）位元標示^ 及，8位元用於其次映像（仍然，只用6位元）。第一穩定vsb 資料封包床資料。框中第一RVSB段相對的外部編碼器具有 的配置如圖17所示。 如此，一接收器使用穩定VSB資料可以追蹤映像改變。既 使一段錯誤損壞一些框，接收器使用讀取先前收到的框數 f能保持自有的框劃分率。如果接收器發現先前由框同步 段獲得的外碼的定義不符第一穩定VSB資料段中外碼的定 義，接收器必須重新開始映像取得程序。
Mg互加強式限幅預測及平衡器n -23-
525390 A7 B7 五、發明説明（21 適應平衡及相位追縱成爲ATSC 8 VSB接收器的重耍用途 如下刊文件所述’ ATSC數位電視標準A/53由先進電視系統 委員會出版，ATSC數位電視標準A/54使用指南也由先進電 視系統委貝會出版。HVSB如上述具有容許改善適應平衡及 相位追蹤的特徵。 一種改吾得自回授，根據一加強Viterbu_算法的程序， 估計至適應平衡器及/或相位追蹤器的輸入記號量的延遲可 靠估計。（見 “ Viterbi 演算法” G D F〇rney，Jr，pr〇c IEEE，61卷，268_ 278頁，3月1973)。這種型式的回授避免 需要“再編碼，，，即沒有起動狀態的問題。美國專利 Ν〇·5,923,71 1，題目“限幅預測器用於一訊號接收器，，，揭 露:ATSC 8 VSB接收器以利用一限幅預測器以便提供較多 回授至相位追蹤器或適應平衡器。本回授可以藉由一加強 限幅預測器系統則製成更可#，如圖19所示。加強限幅預 測器系統300具有一内部解碼器3〇2及一外部解碼器3〇4與上 述的内部解碼器及外部解碼器的操作相似。 内部解碼器302與上述的美國專 限幅預測輸出
No· 5, 923, 71 1相似方法操作。如上述，内部解碼器3〇2根據 一 8狀態4格碼調變並包括一預編碼器。根據目前時間（的最 佳路徑測量，内部解碼器3〇2的限幅預測器決定一最佳時間 t的狀毖。然馋，根據其次的可能狀態對，選擇下一記號在 時間Η 1的4可能預測輸入量（由8之中選出）。例如，如圖2〇 所示，内部解碼器格碼調變，如果在時間t的最佳狀態爲 1 ’下一狀毖爲ε [ 1，5，2，6]。所以，下一輸入量在時間
525390 A7 '^ -------B7 五、發明説明（22 ) 1可此疋-7，+ 1，- 3，或+ 5。所以，下一輸入量相當解 碼對分別爲〇〇，1〇，〇1，及丨i。 =樣，外邵解碼器3〇4也發現各格碼調變目前時間〖的最佳 ^d里。圖2 1所示的用於一外部解碼器的部份格碼調變 可用，王#二外碼。如圖2 1所示，根據其次的可能狀態 對’選擇時間t+1的兩個可能外部解碼器的輸入位元對。例 =’兩個可能外部解碼器的輸入位元對爲η或〇ι。由外部 解j时304選擇的位兀對傳送至預測加強器3〇6用來選擇從 先4由内崢解碼器3〇2的限幅預測選擇的4種振幅量+ 5或_ 3 乍爲時間t+ 1的加強限幅預測。因爲内部解碼器3的限幅 預、測接近零延遲，但是因爲外部解碼器⑽不能在相同的記 唬上操作直到内部解碼器3〇2提供一解碼軟輸出，一延遲模 、且3 08楗t、延遲時間會稍大於内部解碼器3〇2的回授延遲 時間。由預測加強器306提供的限幅預測作爲回授供應至相 位追縱器的一平衡器。 具有一些額外延遲時間，外部解碼器3〇4可以作最後硬決 .定及選擇時間…的單-最佳輸入位元對。例如，如果由 Vuerbi演算法決定i i是i外部解碼器3〇4的最佳的輸入位元 對，此資料由外部解碼器304至預測加強器3〇6以選擇自4種 振幅量及由内部解碼器302的限幅預測器選擇的位元對+ 5。 外碼可以爲等積碼或其他型式的錯誤校正碼。預測加強器 3 06在ATSC資料接收期間失效。 一回授加強最大可能性程序估計器（MLSE)限幅預測系統 320使用Viterbi演算法於圖22中顯示包括rvsb接收器的其 -25 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)— 525390 A7 B7 五、發明説明（23 ) 他相關部份。回授加強MLSE限幅預測系統320具有一内部 解碼器322及一外部解碼器324其操作與上述内部解碼器302 及外部解碼器304相似。不過，取代使用内部解碼器302限 幅預測輸出，配置一加強MLSE模組326以執行一般的 Viterbi演算法於由操作8狀態2/ 3速率格碼調變接收的訊號 (同樣由内部解碼器322使用的格碼調變包括預編碼器）。 加強MLSE模組326選準作爲下一輸出爲（i)接收訊號的8種 噪音量如果下一輸入爲一非RVSB訊號或（ii)外部解碼器324 的位元對決定輸出（硬或軟）如果下一輸入爲一 RVSB訊號。 加強MLSE模組326根據RVSB映像中逐項訊號資料完成選 擇。 加強MLSE模組326輸出8個可能記號之一作爲限幅預測及 由加強MLSE模組326提供此限幅預測至平衡器或相位追蹤 器 330 〇 力口強MLSE模組3 26必須比内部解碼器322跟蹤較多正確路 徑經過8狀態格碼調變因爲加強MLSE模組326從外部解碼器 324得到較可靠輸入如果有一 RVSB記號。 加強MLSE模組326的輸出爲一硬限幅決定或一軟決定。 同時，從内部解碼器322或外部解碼器324的任何記號的可 靠性表示可以用來改變平衡器LMS演算法的步驟尺寸（見 ATSC數位電視標準A/54使用指南）。 一選擇性預定編碼訓練程序包括一資料欄的第一 RVSB段 的標示部份。這種程序傳輸器及接收器已經預先知道。當 解碼訓練程序從外部解碼器324輸出時，加強MLSE模組326 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 525390 A7 B7 五 、發明説明（24 ) 的輸入係切換爲解碼訓練程序的儲存版。 本發明的一些修改上面已經討論。其他的修改在實施本 發明的技藝會發生。例如，雖然，標準ATSC接收器12及穩 定VSB接收器14如上述爲分離的接收器，標準ATSC接收器 12及穩定VSB接收器14的功能可以合併成能解碼矽種資料 (ATSC及穩定VSB資料）的單一接收器的兩資料路徑。 所以，本發明的説明只作解釋性説明其目的在於敎導熟 悉本技藝者完成本發明的最佳模式。不背離本發明的精神 可以改變詳細説明的内容，但保留在所附申請專利範圍内 所有修改的專用權。 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

Claims (1)

  1. 525390 第090109〇44號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(91年11月）
    ABCD 年 正充 種提供加強式限幅預測之方法 下列步驟： 接收一含第一及第二資料的輸入，其中該第一及第二 資料具有相同的η階群組及不同的位元率； 使用一解碼器只解碼該第二資料； 產生一輸出以響應該輸入及該解碼器，其中輸出被限 制在至少1但低於η/2階的群組，及其中η> 2 ;以及 提供該輸出作為加強式限幅預測。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該解碼器為一第一 解碼器，其中該接收步驟包括使用一第二解碼器解碼該 輸入的步驟，用以回復第一及第二資料，其中第二解= 器具有η狀態，其中該產生步驟包括選擇第二解碼器的打 狀態的η/2狀態的η/4狀態的步驟，及其中該提供步驟包η 括提供η/ 4狀態作為加強式限幅預測。 .Α 3_如申請專利範圍第2項之方法，該方法進一步包括根據 第二解碼器的處理時間延遲選擇步驟的步驟。 4.如申請專利範圍第丨項之方法，其中該解^器為一第一 解碼器’其中該接收步驟包括使用—第二解碼器解碼該 輸入的步驟’用以回復第一及第二資料，其二: 器具有氣態，其中該產生步驟包括只選擇具有^態^ 荔第二解碼器之η/2狀態之丨狀態的步驟，及其 二 步騾包括只提供1狀態作為加強式限幅預測。 Μ疋/、 5·如申請專利範圍第4項之方法，該方 兮筮-妒版-ΑΑ疮w 土 无進一步包括根據 咸罘一解碼备的處理時間延遲選擇步 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱)_ 525390六、申請專利範圍 A B c D 91年 8 1 ! 6.如申請專利範圍第 η為 4或5項之方法，其中 7. 如中請專利範圍第β之方法，其中該產生步 列步驟： 匕拾下 當無法取得該第：資料時，則會解碼該輸人 生該輸出；及 Λ便產 當可取得該第二資料時，就會解碼該第二 產生該輸出。 乂便 8. 如申請專利範圍第7項之方法，該方*進一步包、 部份根據該解碼器的處理時間來延遲解碼該輸入的= 驟0 9. 如申請專利範Μ 7項之方法，其中該提供步驟包括。 提供1狀態作為加強式限幅預測。 、 Π).如申請專利範圍第7項之方法，該方法進一步包 碼孩輸入與該第二資料之間進行行選擇，以響應所 到之映像的步驟。 11.如申請專利範圍第！項之方法，其中該解碼器為一第— 解碼器，其中該接收步驟包括使用一第二解碼器解碼該 :::步驟，用以回復第一及第二資料，其中只解碼該 第一貝料的步驟包括使用該第一解碼器解碼該第二資料 X產生解碼後的第二資料，以及，其中該產生步驟包括 下列步驟： 當無法取得該解碼後的第二資料時，則會使用一第三 解碼器解碼該輸入，以產生輸出；
    -2- 525390
    如當可取得該解碼後的第二資料時，則使用—第三解碼 器解碼該第二解碼資料，以產生輸出。 12·如申請專利範圍第之方法，該方法進—步包括使用 該第三解碼器來延遲解碼該輸入步驟的步驟。 13·如申請專利範圍第丨丨項之方法，其中該第三解碼器實施 —Viterbi演算法。 14· =申請專利範圍第丨丨項之方法，其中該提供步驟包括只 &供第二解碼器的1狀態作為加強式限幅預測。 15.如申請專利範圍第^項之方法，該方法進一步包括在解 碼該輸入與該第二資料之間進行行選擇，以響應所接收 到之映像的步驟。 16·如申清專利範圍第7或11項之方法，其中該第一資料包 括8階非RVSB記號，及其中該第二資料包括8階RVSB記 號。 17·如申請專利範圍第1、7或丨丨項之方法，其中該提供步驟 包括當所接收到的訊號内包含所傳輸的訓練訊號，則會 根據一已知訓練訊號來提供加強式限幅預測。 18. 如申請專利範圍第1項之方法，該方法進一步包括提供 加強式限幅預測作為回授至一平衡器的步驟。 19. 如申請專利範圍第1項之方法，該方法進一步包括提供 加強式限幅預測作為回授至一相位追蹤器的步驟。 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐）
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