用以降低節目時鐘參考抖動的解調製器裝置與解調製方法

2023-04-23 07:38:51

專利名稱：用以降低節目時鐘參考抖動的解調製器裝置與解調製方法
技術領域：
本發明涉及一種解調製裝置，尤其涉及一種用於一數位電視接收器(DIGITAL TV RECEIVER)的解調製裝置以及一種用於一數位電視接收器的解調製方法。
背景技術：
數字視頻地面廣播(Digital Video Broadcasting-Terrestrial ;DVB-T)標準是 一禾中用於地面數位電視的廣播傳輸(Broadcast Transmission of DigitalTerrestrial Television)的DVB歐洲協會標準。這種系統利用具有串接通道編碼(Concatenated Channel Coding)的0FDM調製(即C0FD0M)來傳送一經壓縮的數字視頻/音頻流。而其 所採用的源頭編碼方法，舉例而言，是運動圖像專家組(Moving Picture Experts Group; MPEG)標準，代號2(通稱為「MEPG-2」)，此標準由IS0/IEC所發布的IS0/IEC 13818-1 :1996 標準所定義。 —MPEG-2傳輸流牽涉到在長度為188比特的傳輸流分組內的視頻音頻信息傳輸。 每一分組包含一標頭(Head)，其包含控制信息，並包含一有效載荷(Payload)，該有效載荷 包含圖像或聲音信息。此MPEG-2傳輸流可同時攜載多個不同節目。傳輸流內的每一分組 通過一包含於該標頭內的分組識別碼(Packet Identifier ;PID)來與一節目相關聯。此標 頭的長度可變，根據其是否包含一適應欄(Adaptation Field)而定。此適應欄包含控制信 息，而此控制信息並不一定得出現在每一個傳輸流分組內。 然而，此MPEG-2傳輸流可能會因為不同的通信條件而顯現高PCR抖動(PCR Jitter)狀況，故而影響MPEG解碼器或處理器內的操作。用來降低PCR抖動的傳統技術乃 是利用一額外的PCR緩衝器以存儲經解調符號並繼而以規律次序來加以輸出。然而，所需 的PCR緩衝器容量可能會相當大。舉例而言，在64QAM與編碼率等於7/8的最惡劣情況下， PCR緩衝器的容量可能高達20*199*8*2 = 60160比特。這造成VLSI實踐上的高昂成本。 因此，在一解調製器內用來降低PCR抖動的低成本對策受到高度需求。

發明內容
在此描述一種解調製器裝置以及解調製方法，用以降低PCR抖動。 在一方面，本發明提供一種用於一數位電視接收器的解調製器裝置包括一符號
解交錯器，用以實施以符號為基礎的解交錯、一比特解交錯器，用以實施以比特為基礎的解
交錯、一解映射器，用以實施解映射，以及一維特比解碼器，用以實施維特比解碼，其中該符
號解交錯器、該比特解交錯器，以及該解映射器當中的一個包含一存儲器以存儲歷經符號
解交錯的數據，以及該符號解交錯器、該比特解交錯器，以及該解映射當中的另一個或該維
特比解碼器利用一經自適應最佳化的輸送率來讀取該歷經符號解交錯的數據。 在另一方面，本發明提供一種用於一數位電視接收器的解調製方法，包括實施以
符號為基礎的解交錯、實施以比特為基礎的解交錯、實施解映射，以及實施維特比解碼，其
中該符號解交錯步驟、該比特解交錯步驟，以及該解映射步驟當中的一個包括存儲歷經符
4號解〗 一個J 的數3
在

圖1中，一傳輸流TS'經過一個具有PCR抖動降低操作的解調製程序，其中時間 間距Tbl至Tb3在傳輸流TS'內縮減了，因此符號SI' -Sn'呈現更均勻的分布。如此一來， 傳輸流TS'的PCR抖動相較傳輸流TS降低了。此外，傳輸流TS'的符號長度TS1'-TS3'大 於傳輸流TS的符號長度TS1-TS3，然而兩傳輸流TS與TS'的符號周期皆等於TP1至TP3。 依據一用來降低PCR抖動的示範解調製程序，可以簡單地通過存儲一序列的曾接受比特去 交錯處理(bit-deinterleaving)的符號並繼而利用一降低的輸送率(Throughput Rate) 來讀取該符號序列的方式來降低時間間距Tbl至Tb3，更多細節將於以下描述。
圖2是一接收器/解調製器裝置的一示意方塊圖的一實施例。在圖2中，一接收器 200可包含一射頻/數字單元200a，其用以放大及轉換一模擬射頻信號至基頻帶，其中該模 擬射頻信號可經由一天線202來接收，並且將此放大的模擬信號轉換成一數位訊號，以及 一解調製器200b，其用以執行解調製程序。舉例而言，接收器200可包含一 DVB-T接收器， 以及解調製器200b可包含一 OFDM解調製器以執行OFDM解調製程序。
在圖2中，該射頻/數字單元200a可以配置為包含一調諧器(Tuner)204、一 數字至模擬轉換器(ADC)206、一同步器208，以及一自動增益控制器(Automatic Gain Controller ;AGC)210。調諧器204可用來放大由該天線202所接收的該模擬射頻(RF)信號，將該經放大模擬信號轉換為一基頻信號，並過濾該基頻信號。該ADC 206可用來轉換該 基頻信號至該數位訊號。該同步器208可用來執行數位訊號處理，譬如是畫面同步化、符號 同步化，...等等類似程序。該自動增益控制器(AGC)210可以用來控制一接收端的一增益 以適合上述數位訊號處理。 在圖2中，OFDM解調製器200b可配置為包含一排除器(Eliminator) 212、一快速 富立葉變換(Fast Fourier Transform ;FFT)單元214， 一均衡器216， 一載波相位及時間 追蹤器218、一符號解交錯器(SymbolDeinterleaver)220、一解映射器(Dem即per)、一比特 解交錯器(SymbolDeinterleaver)224、一維特比解碼器(Viterbi解碼器)226、一分組解 交錯器(Packet Deinterleaver)(或稱為夕卜部解交錯器(external deinterleaver)) 228、 一禮德所羅門(Reed-Solomon ;RS)解碼器230，以及一解擾器(Descrambler) 232。此排 除器212可以用來消除一保護間隔(Guard Interval ;GI)與循環前綴(Cyclic Prefix; CP)信號，以及該FFT單元214可將一時域信號轉換為一頻域信號。此外，這些均衡器216 可彌補放大或傳輸過程所導致的失真，以及該載波相位及時間追蹤器218可用來追蹤一 載波的相位及時間。該符號解交錯器220可提供一種在區塊根本上而以符號為基礎的解 交錯操作，以及該解映射器222可以用來將上述經符號解交錯而由多個向量(譬如0PSK、 16QAM或64QAM)所構成的符號加以轉換為一簡單比特流。而且，該比特解交錯器224可以 用來提供以比特為基礎的解交錯操作，亦即，一種比特逐一 (Bit-Wise)解交錯程序，以及 該Verterbi解碼器226可用來反轉曾經由一傳送器的一 內部/巻積編碼器(Internal/ Convolutional Coder)所執行過的編碼程序。該分組解交錯器228可包含一巻積解交錯 器(ConvolutionalDeinterleaver)，該巻積解交錯器乃執行以分組為基礎的解交錯操作， 亦即在每一分組之內的比特逐一解交錯操作。該RS解碼器230可以反轉曾經在該傳送器 內的一 RS編碼器所執行過的編碼程序。更具體而言，該RS解碼器230可以從所接收的204 比特的分組來產生188比特的分組。該解擾器232可以用來將上述經解碼的數據進行解擾， 以移除曾經在該傳送器內所執行的能量分散，從而恢復原始的連續比特流。因此，該解擾器 232可以用來將所恢復的連續比特流提供為該解調製器200b的一個最終的輸出流。
符號解交錯器220可包含一符號解交錯存儲器2202以存儲歷經比特解交錯程序 的符號。在此，解映射器222可從符號解交錯存儲器2202接收歷經符號解交錯程序的符號 並繼而將這些歷經符號解交錯的符號進行解映射操作。在符號解交錯器220結束對一個 符號的符號解交錯程序時，它可將此例經符號解交錯程序的符號存儲於符號解交錯存儲器 2202之中，並通知解映射器222去開始讀取並解映射此經符號解交錯的符號。在8K模式 中，解映射器222可以從符號解交錯存儲器2202取出48個區塊以完成一個0F匿符號，而 在2K模式中，解映射器222則取出12個區塊以完成一個0F匿符號。由於每一個0F匿符 號在8K模式中可包含6048個數據字符以及在2K模式中則可包含1512個數據字符，因此 解映射器222於8K模式中可以利用一等於1/(N*6048)的輸送率而在2K模式中可以利用 一等於1/(，1512)的輸送率來讀取符號解交錯存儲器2202，其中此參數N可以為一固定整 數，並且此固定整數乃根據系統結構與時鐘設計來決定，舉例而言，可以固定為9。然而，可 以增加此參數N，亦即N〉9，以降低輸送率。如圖1的相關討論，降低輸送率導致PCR抖動 降低的利益。在較佳的情況下，可以在符號解交錯存儲器2202內的任一經符號解交錯的符 號在從此符號解交錯存儲器2202輸出之前不會被下一個經符號解交錯的符號加以覆蓋的條件成立下，來使輸送率最小化。 較佳的情況下，解映射器222自適應地使其讀取速率(即輸送率)最佳化，以使上述經解調的輸出流更加均勻，即具有較低的PCR抖動，方以能夠適應種種不同的傳輸條件。為了達到此點，解映射器222至少能夠根據傳輸流的傳輸參數來自適應地最佳化其讀取速率，以使得解調過程能夠提供最佳的PCR抖動降低成效。舉例而言，在一 DVB-T系統中，所述傳輸參數可包括畫面數目、群集(Constellation)(譬如為QPSK、 16-QAM或64-OAM)、層級信息(Hierarchy Information)(是否該數據是在一正常或層級模式下以一額外參數a來編碼)、編碼率(譬如為1/2、2/3、3/4、5/6、7/8)、保護間隔(譬如為1/32、 1/16、 1/8、 1/4)、傳輸模式(譬如為2K或8K)、以及單元標識(Cell Identification)。因此，解映射器222可以根據這些參數當中至少一個參數來自適應地最佳化其讀取速率。舉例而言，解映射器222可以根據傳輸模式與保護間隔來自適應地最佳化其讀取速率。 在圖2中，0FDM解調製器200b可還包含一 TPS(TransmissionParameterSignal (傳輸參數信號))解碼器234。該TPS解碼器234可以用來從FFT 214接收一頻率成分，恢復所接收的該信號的特定載波所攜帶的信息，並提供一代表所恢復信息的TPS信號STPS給該解映射器222。此信息可以包括該傳輸流STS的傳輸參數。該解擾器222繼而可以根據該TPS信號STPS所攜載的傳輸參數來自適應地最佳化其讀取速率。
為了根據傳輸參數來達成讀取速率的最佳化，該解映射器222可參照一查找表，該查找表記錄對應至不同傳輸參數組合的輸送率或參數N的最佳值，其中該最佳值提供最佳的PCR降低效果。舉例而言，該最佳值可通過實際測試與量測來獲得。此外，該查找表有種種不同的實踐方式。舉例而言，該查找表可以實踐成為一多工器。該多工器可配置來接收該TPS信號並提供一速率控制信號以控制該解擾器232的讀取速率成為該最佳值。
圖3是一示範查找表的一實施例。在圖3中，此查找表可作為解映射器222適應性地根據傳輸模式與保護間隔來最佳化其讀取速率的所在處。如圖所示，對應於所有傳輸參數的組合的參數N的數值皆可用整數A、 B、 C來表示，其中A、 B和C分別代表10、 11和12，而所有的參數N值皆超過一既定值，譬如是9。 在此，輸送率的降低或最小化不一定要求在符號解交錯器220與映射器222之間實施。可僅要求是對於歷經符號解交錯的數據的讀取來實施輸出率的降低或最小化。
圖4是一示範接收器/解調製器裝置的示意方塊圖的另一實施例。在圖4中，一接收器400可與接收器200(於圖2中)相似，只是可以包含一解調製器400b，其中可以在一解映射器400b與一比特解交錯器424之間實施輸送率的降低或最小化，而非如圖2般，在符號解交錯器220與解映射器222來實施輸送率的降低或最小化。舉例而言，解映射器422可以包含一個解映射器存儲器4222以存儲經過解映射的比特流，其中此經過解映射的比特流曾經在符號解交錯器220內歷經符號解交錯程序。比特解交錯器424可利用一經降低或最小化的輸送率，來從該解映射存儲器4222讀取這些經過解映射的比特流。舉例而言，比特解交錯器424可以自適應地最佳化其讀取速率(即輸送率)，或是通過參照一查找表。為了簡明起見，在此乃省略圖4內與圖2的對應元件相似的其餘元件的描述。
圖5是示例接收器/解調製器裝置的示意方塊圖的另一實施例。在圖5中， 一接收器500可與接收器200(在圖2中)相似，只是可以包含一解調製器500b，其中可在一比特解交錯器524與一維特比解碼器526之間來實施輸送率的降低或最小化，而非如圖2般，
8在符號解交錯器220與解映射器222來實施輸送率的降低或最小化。舉例而言，比特解交錯器524可以包含一個比特解交錯存儲器5242以存儲經過比特解交錯的比特流，其中此經過比特解交錯的比特流曾經在符號解交錯器220內歷經符號解交錯程序。維特比解碼器526可利用一經降低或最小化的輸送率，來從此比特解交錯存儲器5242讀取這些經過比特解交錯的比特流。舉例而言，維特比解碼器526可以自適應地最佳化其讀取速率，或是通過參照一查找表。為了簡明起見，在此乃省略圖5內與圖2的對應元件相似的其餘元件的描述。 圖6是一示範接收器/解調製器裝置的示意方塊圖的另一實施例。在圖6中，一接收器600可與接收器200 (在圖2中)相似，只是可以包含一解調製器600b，其中比特解交錯器可以往前移而與符號解交錯器220相互合作而成為一個所謂的內解交錯器(I皿er-deinterleaver)。符號解交錯器220可以包含一個符號解交錯存儲器2202以存儲經過符號解交錯的符號，以及比特解交錯器624可利用一經降低或最小化的輸送率，來從此符號解交錯存儲器6202讀取這些經過符號解交錯的符號。為了簡明起見，在此乃省略圖6內與圖2的對應元件相似的其餘元件的描述。 圖7及8是其餘示範接收器/解調製器裝置的示意方塊圖的其他實施例。在圖7及8中，接收器700與800可與接收器200(於圖2中)相似，只是可以分別在比特解交錯器724與解映射器722之間，以及解映射器822與維特比解碼器826之間來實施輸送率的降低或最小化。為了簡明起見，在此乃省略圖9與10內與圖2的對應元件相似的其餘元件的描述。 圖9及10是其餘示範接收器/解調製器裝置的示意方塊圖的其他實施例。在圖9及10中，接收器900與1000可與接收器200(在圖2中)相似，只是解映射器222可被分別移至符號解交錯器920與1020之前。為了簡明起見，在此乃省略圖9與10內與圖2的對應元件相似的其餘元件的描述。 在圖2至10中，輸送率可被自適應地調整至一最理想值，藉以提供對於不同傳輸參數的改良的自適應性，從而提供改良的PCR抖動。 雖然本發明已以優選實施例公開如上，然其並非用以限定本發明，本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視所附權利要求書所界定者為準。
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權利要求
一種用於一數位電視接收器的解調製器裝置，包括一符號解交錯器，用以實施以符號為基礎的解交錯；一比特解交錯器，用以實施以比特為基礎的解交錯；一解映射器，用以實施解映射；以及一維特比解碼器，用以實施維特比解碼；其中該符號解交錯器、該比特解交錯器以及該解映射器當中的一個包含一存儲器以存儲歷經符號解交錯的數據；該符號解交錯器、該比特解交錯器以及該解映射器當中的另一個或該維特比解碼器是利用一經自適應最佳化的輸送率來讀取該歷經符號解交錯的數據。
2. 如權利要求1所述的用於一數位電視接收器的解調製器裝置，其中該經自適應最佳化的輸送率通過參照一查找表來決定。
3. 如權利要求2所述的用於一數位電視接收器的解調製器裝置，其中該查找表根據傳輸參數的一組合來決定該經自適應最佳化的輸送率，該傳輸參數包括畫面數目、群集、層級信息、編碼率、保護間隔、傳輸模式，以及單元標識。
4. 如權利要求3所述的用於一數位電視接收器的解調製器裝置，還包括一傳輸參數信號解碼器，其用以產生這些傳輸參數以及用以提供這些傳輸參數至該另一者或至該維特比解碼器。
5. 如權利要求1所述的用於一數位電視接收器的解調製器裝置，其中該符號解交錯器包括該存儲器，以及該解映射器從該存儲器讀取這些經符號解交錯的數據。
6. 如權利要求1所述的用於一數位電視接收器的解調製器裝置，其中該解映射器包括該存儲器，以及該維特比解碼器系從該存儲器讀取經符號解交錯的數據。
7. 如權利要求1所述的用於一數位電視接收器的解調製器裝置，其中該解映射器包括該存儲器，以及該比特解交錯器系從該存儲器讀取經符號解交錯的數據。
8. 如權利要求3所述的用於一數位電視接收器的解調製器裝置，其中該比特解交錯器包括該存儲器，以及該維特比解碼器是從該存儲器讀取經符號解交錯的數據。
9. 如權利要求3所述的用於一數位電視接收器的解調製器裝置，其中該符號解交錯器包括該存儲器，以及該比特解交錯器從該存儲器讀取經符號解交錯的數據。
10. 如權利要求1所述的用於一數位電視接收器的解調製器裝置，其中該比特解交錯器包括該存儲器，以及該解映射器系從該存儲器讀取經符號解交錯的數據。
11. 一種用於一數位電視接收器的解調製方法，包括實施以符號為基礎的解交錯；實施以比特為基礎的解交錯；實施解映射；以及實施維特比解碼，其中該符號解交錯步驟、該比特解交錯步驟，以及該解映射步驟當中的一個包括存儲歷經符號解交錯的數據，以及該符號解交錯步驟、該比特解交錯步驟，以及該解映射步驟當中的另一個或該維特比解碼步驟包括利用一經自適應最佳化的輸送率來讀取該歷經符號解交錯的數據。
12. 如權利要求11所述的解調製方法，其中該讀取步驟的該經自適應最佳化的輸送率通過參照一查找表來決定。
13.如權利要求12所述的解調製方法，其中該查找表被提供來根據傳輸參數的一組合 來決定該經自適應最佳化的輸送率，該傳輸參數包括畫面數目、群集、層級信息、編碼率、保 護間隔、傳輸模式，以及單元標識。
全文摘要
一種用於一數位電視接收器的解調製器裝置，包括一符號解交錯器，以實施以符號為基礎的解交錯；一比特解交錯器，以實施以比特為基礎的解交錯；一解映射器，以實施解映射；以及一維特比解碼器，以實施維特比解碼，其中該符號解交錯器、該比特解交錯器，以及該解映射器當中的一個包含一存儲器以存儲歷經符號解交錯的數據，以及該符號解交錯器、該比特解交錯器，以及該解映射器當中的另一個或該維特比解碼器利用一經自適應最佳化的輸送率來讀取該歷經符號解交錯的數據。
文檔編號H04N7/26GK101742281SQ20081017453
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月10日 優先權日2008年11月10日
發明者張天心 申請人:奇景光電股份有限公司