可降低信號功率頻譜密度的編碼方法

2023-12-03 22:00:31 1

專利名稱：可降低信號功率頻譜密度的編碼方法
技術領域：
本發明涉及一種可降低信號功率頻譜密度的編碼方法，尤其是涉及一種可根據實際數據格式以參數化調整所需填充的冗餘位，且不需額外信號腳位指示編碼模式的一種可降低信號功率頻譜密度的編碼方法。
背景技術：
隨著半導體技術的進步，電晶體速度與效能不斷的提升，使得集成電路晶片單位 時間可處理的數據量也日益增多。因此，對於各種集成電路晶片間的數據傳輸，勢必需要一個有效的數據傳輸系統來完成。現今二進位數據傳輸系統大致可區分為兩種一種以單端電壓形式來傳輸數據信號，如電晶體一電晶體邏輯〈Transistor-Transistor Logic,TTL〉接口，而另一種則是以雙端差動電壓或電流形式來傳輸數據信號，如低電壓差動信號〈low voltage differential signal, LVDS〉接口、低擺幅差動信號〈reduced swingdifferential signal, RSDS)及微低電壓差動信號〈mini low voltage differentialsignal, mini-LVDS)接口等。由於在二進位傳輸系統中所傳輸的數字數據會在O與I之間隨機地交替變化，使得信號傳輸線上的電子信號也隨之不斷地上下擺動，因此存在於信號傳輸線上分屬不同頻段的諧波成分〈Harmonics〉,便容易以電磁波的形式，通過系統的天線效應福射出來，因而導致電磁幹擾〈Electromagnetic Interference, EMI)及電磁兼容性〈ElectromagneticCompatibility, EMC)問題的產生。因此，為了改善上述問題，一般可設法降低所傳輸的信號在O與I之間連續變換的次數來實現。然而，在現有技術中，類似的做法往往需要花費許多額外的系統開支，舉例來說若以最小化傳輸差分信號〈Transition MinimizedDifferential Signaling,TMDS〉編碼方式來傳輸數據，每傳送8個數據位需額外加入2個冗餘位〈Overhead〉，而其所增加冗餘位的個數無法根據所傳送數據的數據格式〈Pattern〉來加以參數化調整。另一方面，如美國專利6628256所提出的方法，則需要額外的信號腳位來表示信號的編碼模式或狀態。如此一來，不但增加系統成本，信號腳位的電壓擺動也容易產生電磁波輻射，導致系統不符合安規的問題。

發明內容
因此，本發明的主要目的即在於提供一種可降低信號功率頻譜密度的編碼方法。本發明披露一種可降低信號功率頻譜密度的編碼方法，用於一二進位數據傳輸系統，該編碼方法包含有接收一二進位數據；對該二進位數據進行自適應模式追蹤編碼，以產生一第一編碼結果；對該第一編碼結果進行冗餘位填充編碼，以產生一第二編碼結果；對該第二編碼結果進行恢復位靜止狀態編碼，以產生一第三編碼結果；以及輸出該第三編碼結果。


圖I為本發明一自適應模式追蹤編碼的編碼流程的示意圖。圖2為一二進位數據與對應的編碼結果的邏輯真值表示意圖。圖3 圖6為本發明自適應模式追蹤編碼的實施例示意圖。圖7及圖8分別為原始數據及對應的編碼結果的信號功率頻譜密度的示意圖。圖9為本發明一自適應模式追蹤解碼的解碼流程的示意圖。圖10為本發明一用於自適應模式追蹤編碼的編碼裝置的功能方塊圖。 圖11為本發明一用於自適應模式追蹤解碼的解碼裝置的功能方塊圖。圖12為本發明一冗餘位填充編碼的編碼流程的示意圖。圖13、圖14為本發明冗餘位填充編碼的實施例示意圖。圖15為本發明一冗餘位填充解碼的解碼流程的示意圖。圖16為本發明一用於冗餘位填充編碼的編碼單元的示意圖。圖17為本發明一用於冗餘位填充解碼的解碼單元的示意圖。圖18為本發明一恢復位靜止狀態編碼的編碼流程的示意圖。圖19 21為本發明恢復位靜止狀態編碼的實施例示意圖。圖22為本發明一恢復位靜止狀態解碼的解碼流程的示意圖。圖23為本發明一用於恢復位靜止狀態編碼的編碼裝置的示意圖。圖24為本發明一用於恢復位靜止狀態解碼的解碼裝置的示意圖。圖25為本發明一可降低信號功率頻譜密度的編碼流程的示意圖。圖26為本發明一可降低信號功率頻譜密度的解碼流程的示意圖。圖27為本發明一可降低信號功率頻譜密度的編碼裝置的功能方塊圖。圖28為本發明一可降低信號功率頻譜密度的解碼裝置的功能方塊圖。其中，附圖標記說明如下10、30、50、70編碼流程20、40、60、80解碼流程
100一160、 200一260、 300一340、 400一440、500一540、600一640、700一760、800步驟
一 860c[i]、e[i]、p[i]、h[i]二進位數據model_th、mode2_th、tg_stop、Sleep_th、閾值dsleep_thsleep_pad、dsleep_pad冗餘位個數
padding_limit、sleep_pad_limit上限值N位個數1100、2200、2700編碼裝置1110、1210、2210、2310、2710、2810接收單元1120,1600,2220編碼單元1130,1230,2230,2330,2750,2850輸出單元1200、2300解碼裝置1220,1700,2320解碼單元 1610、1710接收端1630、1730輸出端1620,2730冗餘位填充單元1720,2830冗餘位刪除單元2720自適應模式追蹤編碼單元2740恢復位靜止狀態編碼單元2820恢復位靜止狀態解碼單元2840自適應模式追蹤解碼單元
具體實施例方式自適應模式追蹤編/解碼請參考圖1，圖I為本發明一自適應模式追蹤編碼〈Adaptive Mode TrackingEncoding,AMTE)的編碼流程10的示意圖。編碼流程10用於一二進位數據傳輸系統，其包含有下列步驟步驟100 :開始。步驟110 :接收一二進位數據。步驟120 :以一第一編碼模式，對該二進位數據進行編碼。步驟130 :當該第一編碼模式所對應的編碼結果的位數值連續變動次數達到一第一閾值時，切換為以一第二編碼模式，對該二進位數據中尚未被編碼的數據進行編碼。步驟140 :當該第二編碼模式所對應的編碼結果的位數值連續變動次數達到一第二閾值時，切換為以一第三編碼模式，對該二進位數據中尚未被編碼的數據進行編碼。步驟150 :輸出對應的編碼結果。步驟160 :結束。根據編碼流程10，本發明自適應模式編碼在接收二進位數據後，先根據第一編碼模式對二進位數據進行編碼，接著當第一編碼模式所對應的編碼結果的位數值連續變動次數達到第一閾值時，切換為以第二編碼模式，對二進位數據中尚未被編碼的數據進行編碼。同樣地，當第二編碼模式所對應的編碼結果的位數值連續變動次數達到一第二閾值時，切換為以第三編碼模式，對二進位數據中尚未被編碼的數據進行編碼。其中，第三編碼模式較佳地可為第一編碼模式。在本發明中，第一編碼模式較佳地在二進位數據的位數值處於連續靜止狀態時，若二進位數據的一當前位的值等於一前一位的值，則輸出一位，其值等於前一編碼結果位的值；相反地，若當前位的值不等於前一位的值時，輸出另一位，其值不等於前一編碼結果位的值。另外，第二編碼模式較佳地在二進位數據的位數值處於連續變動狀態時，若二進位數據的一當前位的值等於一前一位的值時，輸出一位，其值不等於該前一編碼結果位的值；相反地，若當前位的值不等於前一位的值時，輸出一位，其值相等於前一編碼結果位的值。其中，第一個編碼結果位的值較佳地可 為所接收的第一個二進位數據位的值。因此，若以c[i_l]、c[i]分別表示原始二進位數據的第i_l個與第i個位的值，而以e[i_l]、e[i]分別表示對應的編碼結果第i_l個與第i個位的值，則上述第一編碼模式所對應的編碼結果可以下式表示e[i] = (c[i]X0R c[i_l])X0R e[i_l]其中，XOR代表邏輯異或運算〈Exclusive OR〉，且i大於I。另一方面,上述第二編碼模式所對應的編碼結果可以下式表示e[i] = (c[i]X0R c[i_l])XN0R e[i_l]其中，XNOR代表邏輯異或非運算〈Exclusive NOR〉，且i大於I,相關真值表可參考圖2。請參考圖3，圖3為本發明自適應模式追蹤編碼的一實施例示意圖。在圖3中，c[i]與e[i]分別代表原始數據及對應的編碼結果，model_th及mode2_th分別代表第一閾值及第二閾值，而N則代表二進位數據的位個數。由上述可知，當根據編碼流程10對所接收的二進位數據c[i]進行自適應模式編碼時，首先會以第一編碼模式進行編碼，並當所對應的編碼結果e[i]的位數值連續變動次數到達第一閾值model_th時，切換為以第二編碼模式對原始數據c[i]中尚未被編碼的數據進行編碼；當編碼結果e[i]的位數值連續變動次數到達第二閾值mode2_th時，再切換為以第一編碼模式進行編碼，以此類推。如圖3所示，由於第一閾值model_th及第二閾值mode2_th分別預設為4與2，因此當以第一編碼模式對原始數據c [i]編碼至第5個位c [5]時，將切換為以第二編碼模式對原始數據c [i]進行編碼。同理，當以第二編碼模式編碼至第11個位c[ll]時，由於對應的編碼結果e[7] e[ll]的位連續變動次數已達到第二閾值mode2_th,所以由第12個位c[12]開始切換回以第一編碼模式進行編碼，直到二進位數據c[i]的所有位都完成編碼為止。因此，本發明自適應模式編碼可根據原始數據c[i]的位數值交替變動的程度，自動追蹤切換至最佳的編碼模式，以減少輸出的數據位e[i]在O與I之間交替變動的次數。例如圖3中的數據位c[l] c[9]處於連續變動的狀態，其適合以適用於連續變動狀態的第二編碼模式進行編碼，因此當對應的編碼結果e[i]的位連續變動次數達到第一閾值model_th時，自動切換至以第二編碼模式進行編碼。同樣地，由於數據位c[9] c[16]處於連續靜止狀態，其適合以適用於連續靜止狀態的第一編碼模式進行編碼，因此當對應的編碼結果e[i]的位連續變動次數達到第二閾值mode2_th時，自動切換回以第一編碼模式進行編碼。因此，通過本發明自適應模式編碼的編碼方法，除了對應的編碼結果e[i]在O與I之間交替變動的次數可大幅地減少外，本發明還可根據位數值交替變動的程度，自動追蹤切換至最佳的編碼模式。如此一來，本發明不需要額外的信號腳位來指示編碼模式的變換，相較於現有技術可有效的減少系統開支，進而節省生產成本。值得注意的是，上述的第一閾值model_th及第二閾值mode2_th可根據實際的數據格式作適當的修改，並不局限於特定的數值。請繼續參考圖4 6，圖4 6為本發明自適應模式追蹤編碼的其它實施例示意圖。圖4說明了當原始數據c[i]由靜止狀態轉變為連續變動狀態時，編碼結果e[i]及對應的編碼模式的切換情形。在圖4中，原始數據c[l] c[8]處於靜止狀態，而原始數據c[9] c[16]則處於連續變動狀態。由於先以第一編碼模式進行編碼，因此編碼結果e[l] e[8]如同原始數據c[l] c[8]處於靜止狀態，而編碼結果e [9] e [12]如同原始數據c [9] c[12]處於連續變動狀態。接著，在第13個位c[13]時，本發明可根據第一閾值model_th追蹤到位連續變動的狀態，並據以切換至第二編碼模式。如圖4所示，此時對應的編碼結果e[13] e[16]則從變動狀態轉變為靜止的狀態。同理，請繼續參考圖5，圖5說明了當原始數據c[i]全處於靜止狀態時編碼結果e[i]及，對應的編碼模式的切換情形。如圖5所示，由於原始數據c[i]全處於靜止狀態，因此其都會以適用於連續靜止狀態的第一編碼模式進行編碼，而所對應的編碼結果e[i]也全處於靜止狀態。請繼續參考圖6，圖6說明了當切換為以第二編碼模式編碼後，若原始數據c[i]出現暫時性的靜止狀態，編碼結果e[i]及對應的編碼模式的切換情形。如圖6所示，由於原始數據c[l] c[5]處於連續變動狀態，因此當達到第一閾值model_th時，切換為以適用於連續變動狀態的第二編碼模式進行編碼。此時，若原始數據c[i]出現暫時性的靜止狀態時，如原始數據c[6] c[8]及c[ll] c[13]，由於對應的編碼結果e[i]的位連續變動次數還沒達到第二閾值mode2_th，故仍維持以第二編碼模式編碼。 因此，本發明自適應模式追蹤編碼可大幅降低所傳輸數據在O與I之間交替變動的次數，進而降低信號的功率頻譜密度〈Power Spectral Density，PSD〉。請參考圖7及圖8，圖7及圖8分別為原始數據c[i]及對應的編碼結果e[i]的信號功率頻譜密度的示意圖。原始數據c [i]為0/1不斷交替出現的數據格式，亦即處於連續變動的狀態，而編碼結果e[i]則是通過本發明自適應模式追蹤編碼所產生的編碼結果。若以方波形式傳輸100個位為例〈N=100〉，令位傳送速率〈Bit Rate) Rb為100Mbps,而分析用取樣率〈Sampling Rate)Fs為位傳送速率的100倍，並使用業界所已知的Welch PSD預估分析法，則如圖7及圖8所示，比較原始數據c[i]及編碼結果e[i]的功率頻譜密度可發現各個頻段上的功率峰值皆大幅地下降。特別是，當所傳輸位數目越大時，功率峰值將下降越多。請參考圖10，圖10為本發明一實施例用於自適應模式追蹤編碼的編碼裝置1100的功能方塊圖。編碼裝置1100用來實現編碼流程10，可設置於一二進位傳輸系統的傳送端，其包含有一接收單元1110、一編碼單元1120及一輸出單元1130。接收單元1110及輸出單元1130分別用來接收原始數據c[i]及輸出對應的編碼結果e[i]。編碼單元1120耦接於接收單元1110及輸出單元1130之間，用來根據位連續變動的程度，自動切換以第一編碼模式或第二編碼模式對原始數據c [i]進行編碼，以產生編碼結果e[i]。因此，當二進位傳輸系統欲傳送數據時，本發明可通過編碼裝置1100對原始數據c [i]編碼，產生編碼結果e[i]進行傳輸，以降低傳輸信號的功率頻譜密度。此外，由於編碼裝置1100可根據位數值交替變動的程度，自動切換至適合的編碼模式進行編碼，因此其不需要額外的腳位來指示編碼模式的變換。值得注意的是，編碼單元1120可以通過任何硬體或是固件的方式實現，例如以邏輯電路來實現，只要具有相同的功能皆屬本發明的範疇。此外，由於本發明自適應模式追蹤編碼根據位連續變動的程度，自動追蹤切換至最適合的編碼模式，因此在解碼時也可依據相同的規則進行解碼。請參考圖9，圖9為本發明一自適應模式追蹤解碼〈Adaptive Mode Tracking Decoding〉的解碼流程20的示意圖。解碼流程20對應於編碼流程10，其包含有下列步驟步驟200:開始。步驟210 :接收一二進位數據。步驟220 :以第一解碼模式，對該二進位數據進行解碼。步驟230 :當所接收的二進位數據的位數值連續變動次數達到第一閾值時，切換為以第二解碼模式，對該二進位數據中尚未被解碼的數據進行解碼。步驟240 :當所接收的二進位數據的位數值連續變動次數達到第二閾值時，切換為以第一解碼模式，對該二進位數據中尚未被解碼的數據進行解碼。步驟250 :輸出對應的解碼結果。
步驟260:結束。根據解碼流程20，本發明自適應模式解碼在接收二進位數據後，首先根據第一解碼模式對二進位數據進行解碼，其中第一個解碼結果位的值較佳地可為所接收的第一個二進位數據位的值。接著，當所接收的二進位數據的位數值連續變動次數達到第一閾值時，切換為以第二解碼模式，對二進位數據中尚未被解碼的數據進行解碼。同樣地，當所接收的二進位數據的位數值連續變動次數達到第二閾值時，切換回以第一解碼模式，對二進位數據中尚未被解碼的數據進行解碼。以此類推，直到二進位數據的所有位都完成解碼為止。其中，第一解碼模式及第二解碼模式對應於上述的第一編碼模式及第二編碼模式，其操作類似於第一編碼模式及第二編碼模式，在此不再贅述。如此一來，解碼流程20可根據位數值交替變動的程度，自動切換至適合的解碼模式，解碼出對應的原始數據，而不需要額外的腳位指示所需的解碼模式。較佳地，解碼流程20中二進位數據可以是上述的編碼結果e[i]，而第一閾值及第二閾值可設定為相同於編碼時所預設的第一閾值model_th及第二閾值mode2_th。因此，通過解碼流程20，編碼結果e[i]可被還原為相對應的原始數據c[i]。請繼續參考圖11，圖11為本發明一用於自適應模式追蹤解碼的解碼裝置1200的功能方塊圖。解碼裝置1200用來實現解碼流程20，可設置於一二進位傳輸系統的接收端，其包含有一接收單元1210、一解碼單元1220及一輸出單元1230。接收單元1110及輸出單元1130分別用來接收一二進位數據e[i]及輸出一對應的解碼結果c [i]。解碼單元1120耦接於接收單元1110及輸出單元1130之間，用來根據位連續變動的程度，自動切換以第一解碼模式或第二解碼模式對二進位數據e[i]進行解碼，以產生解碼結果c [i]。因此，當二進位傳輸系統接收到二進位數據e [i]時，通過設定與編碼時相同的參數，解碼裝置1200可根據二進位數據e[i]還原為對應的原始數據c[i]。當然，解碼單元1220也可以通過任何硬體或是固件的方式實現，例如以邏輯電路來實現，只要具有相同的功能皆屬本發明的範疇。綜上所述，本發明自適應模式編解碼方法除了可大幅地減少輸出的數據位e[i]在O與I之間交替變動的次數外，還可根據位數值連續變動的程度，自動追蹤到最佳的編碼方式，因而不需要額外的信號腳位來指示編解碼模式的切換，相較於現有技術可有效的減少系統開支，進而節省生產成本。冗餘位填充編/解碼請參考圖12,圖12為本發明一冗餘位填充編碼〈Bit Stuff ing Encoding〉的編碼流程30的示意圖。編碼流程30用於一二進位數據傳輸系統，其包含有下列步驟
步驟300:開始。步驟310 :接收一二進位數據。步驟320 :當該二進位數據的位數值連續變動次數達到一第三閾值時，填充一冗餘位至對應的位。步驟330 :輸出對應的編碼結果。步驟340:結束。根據編碼流程30，本發明冗餘位填充編碼在接收二進位數據後，當二進位數據的位數值連續變動次數達到一第三閾值時，填充一冗餘位至對應的位及輸出對應的編碼結果。較佳地，當所填充的冗餘位個數達到一上限值時，停止填充冗餘位至二進位數據。因此，本發明冗餘位填充編碼用來當二進位數據的位數值連續不斷變動時，通過填充冗餘位的方式，減少位連續交替變動的次數，以避免傳輸信號時電磁噪聲的產生。
較佳地，本發明冗餘位填充方法可用於輔助上述的自適應模式追蹤編碼，舉例來說，請參考圖13、圖14,圖13、圖14為本發明冗餘位填充編碼的實施例不意圖。c [i]與e [i]分別代表原始數據及對應於自適應模式追蹤編碼的編碼結果，tg_stop及padding_limit分別代表第三閾值及上限值，而P[i]則代表對應於編碼流程30的編碼結果。如圖13所示，在某些特定且唯一的數據格式〈Pattern〉中，原始數據c[i]經由自適應模式追蹤編碼後，其對應的編碼結果e[i]的位數值存在連續不斷地交替變動的情形。因此，本發明冗餘位填充編碼可在編碼結果e[i]的位數值連續變動次數達到第三閾值tg_stop時，填充一冗餘位至對應的位，其值相等於對應的位的值，以緩和位連續變動的情況，並進而輸出編碼結果P[i]。如圖所示，分別在位e[5]、e[9]及e[13]填充一冗餘位後，編碼結果e[i]位連續不斷變動的情形可有效地被改善。請繼續參考圖14，圖14說明了當所填充的冗餘位個數達到上限值padding_limit時,停止填充冗餘位的情形。在此實施例中，除了上限值padding_limit調整為2之外，其餘參數皆與圖13中相同。因此，如圖14所示，即使位e[10] e[16]的位連續變動次數到達第三閾值tg_stop，但由於所填充的冗餘位個數已達上限值padding_limit,故停止冗餘位的填充。請注意，第三閾值tg_stop及上限值padding_limit都可根據實際需求來加以參數化調整，並不局限於此。請參考圖16，圖16為本發明一用於冗餘位填充編碼的編碼單元1600的示意圖。編碼單元1600用來實現編碼流程30，其較佳地可耦接於編碼裝置1100的編碼單元1120及輸出單元1130之間，包含有一接收端1610、一冗餘位填充單元1620及一輸出端1630。接收端1610及輸出端1630分別用來接收編碼裝置1100所輸出的編碼結果e[i]及輸出對應的編碼結果P [i]。冗餘位填充單元1620耦接於接收端1610及輸出端1630之間，用來對二進位數據e[i]進行冗餘位填充編碼，以產生對應的編碼結果P[i]。因此，當編碼裝置1100所輸出的編碼結果e [i]仍存在位連續變動時，編碼單元1600可通過填充冗餘位的方式，減少位連續變動的次數，以降低傳輸信號的功率頻譜密度。當然，編碼單元1600可以通過任何硬體或是固件的方式實現，例如以邏輯電路來實現，只要具有相同的功能皆屬本發明的範疇。此外，由於本發明冗餘位填充編碼是根據二進位數據的位數值連續變動次數，填充冗餘位至對應的位的，因此解碼時也可依據相同的規則進行解碼。請參考圖15，圖15為本發明一冗餘位填充解碼〈Bit Stuffing Decoding〉的解碼流程40的示意圖。解碼流程40對應於編碼流程30，其包含有下列步驟步驟400:開始。步驟410 :接收一二進位數據。步驟420 :當該二進位數據的位數值連續變動次數達到一第三閾值時，由對應的位刪除一冗餘位，以產生一解碼結果。步驟430 :輸出對應的解碼結果。步驟440:結束。根據解碼流程40，本發明冗餘位填充解碼在接收二進位數據後，當二進位數據的位數值連續變動次數達到第三閾值時，由對應的位刪除一冗餘位，以產生一解碼結果。此夕卜，當所刪除的冗餘位個數達到一上限值時，停止由二進位數據刪除冗餘位。較佳地，二進 制數據可以是上述的編碼結果p[i]，而第三閾值及上限值可設定為相同於編碼時所預設的第三閾值tg_stop及上限值padding_limit。如此一來,二進位數據p [i]可通過解碼流程40，解碼出相對應的原始數據e[i]。請參考圖17，圖17為本發明一用於冗餘位填充解碼的解碼單元1700的示意圖。解碼單元1700用來實現解碼流程40，其較佳地可耦接於解碼裝置1200的接收單元1210及解碼單元1220之間，包含有一接收端1710、一冗餘位刪除單元1720及一輸出端1730。接收端1710及輸出端1730分別用來接收要解碼的二進位數據P [i]及輸出對應的解碼結果e[i]。冗餘位刪除單元1720耦接於接收端1710及輸出端1730之間，用來對二進位數據P[i]進行冗餘位填充解碼，以產生對應的編碼結果e[i]。因此，通過設定與編碼時相同的參數，解碼單元1700可根據所接收的二進位數據p[i]，解碼出對應於自動模式追蹤編碼的編碼結果e[i]，以供解碼裝置1200進行自動模式追蹤解碼。當然，解碼單元1700可以通過任何硬體或是固件的方式實現，例如以邏輯電路來實現，只要具有相同的功能都屬本發明的範疇。因此，本發明的冗餘位填充編解碼方法是用來在所接收的二進位數據的位數值不斷交替變動時，通過填充冗餘位的方式，減少位連續變動的次數，以避免信號傳輸時電磁噪聲的產生。較佳地，本發明的冗餘位填充編解碼方法可用來輔助上述的自適應模式追蹤編解碼方法，以有效降低傳輸數據信號的功率頻譜密度。恢復位靜止狀態編/解碼請參考圖18，圖18為本發明一恢復位靜止狀態編碼〈Resume Encoding)的編碼流程50的示意圖。編碼流程50用於一二進位數據傳輸系統，其包含有下列步驟步驟500:開始。步驟510 :接收一二進位數據。步驟520 :根據該二進位數據的位連續靜止的數量，在位數值改變時，填充一預設數量的冗餘位至對應的位，以產生一編碼結果。步驟530 :輸出該編碼結果。步驟540:結束。根據編碼流程50，本發明恢復位靜止狀態編碼是在接收二進位數據時，根據二進位數據的位連續靜止的數量，在位數值改變時，填充一預設數量的冗餘位至對應的位，以產生對應的編碼結果。其中，該預設數量的冗餘位的值相等於該對應位的值。此外，當所填充的冗餘位的數量大於一上限值時，則停止填充冗餘位。較佳地，本發明可預設一第四閾值及一第五閾值，其中第四閾值小於第五閾值。因此，當位數值改變時，若二進位數據的位連續靜止數量超過第四閾值而未達到第五閾值時，則填充一第一預設數量的冗餘位；而若位連續靜止數量超過第五閾值時，則填充一第二預設數量的冗餘位。因此，本發明可用來於所接收的二進位數據從一位靜止狀態進入另一位靜止狀態或是進入一短暫位靜止狀態時，根據連續靜止位的數量填充第一預設數量或第二預設數量的冗餘位，以避免位靜止狀態的短暫改變，導致傳輸信號的功率頻譜密度上升，進而增加高頻噪聲的幹擾。請參考圖19 21，圖19 21為本發明恢復位靜止狀態編碼的實施例示意圖。c[i]代表原始二進位數據，而h[i]則代表通過編碼流程50所對應的編碼結果。此外，sleep_th及dsleep_th分別代表第四閾值及第五閾值，sleep_pad及dsleep_pad則分別代表第一預設數量及第二預設數量的冗餘位個數，而sleep_pad_limit則代表可填充的冗 餘位個數的上限值。如圖19所示，當二進位數據c[i]由一位靜止狀態進入另一位靜止狀態時，即位數值由O變為I時，由於其位連續靜止數量已超過第五閾值dSleep_th，因此對應的編碼結果h[i]需填充第二預設數量dsleep_pad的冗餘位至對應的位〈位h[67]〉。同理，當第二次位狀態發生改變時，即位數值由I變為O時，由於二進位數據c[i]的位連續靜止數量超過第四閾值sl^p_th，但還未達到第五閾值dsle^)_th，則填充第一預設數量sleep_pad的冗餘位至對應的位〈位h[85]〉。最後，本發明編碼流程50根據所填充的冗餘位，輸出對應的編碼結果h[i]，以避免位狀態的改變增加高頻噪聲的幹擾。請繼續參考圖20,圖20說明了當所填充的冗餘位的數量大於上限值sleep_pad_limit時,停止填充冗餘位的情形。在圖20中，除了上限值sle^)_pad_limit調整為3的外，其餘參數都與圖19中相同。因此，如圖20所示，即使二進位數據c[67] c[84]的位連續靜止數量已達到第四閾值sleep_th,但由於所填充的冗餘位個數已達上限值sleep_pad_limit,故當位狀態改變時並不進行冗餘位的填充。請注意，上述的參數皆可根據實際需求來加以參數化調整，並不局限於此。另一方面，請參考圖21，e[i]及p[i]分別代表對應於自適應模式追蹤編碼及冗餘位填充編碼的編碼結果。當二進位數據c[i]從一位靜止狀態進入一短暫位靜止狀態時，由於位連續變動次數為I次，因此二進位數據c [i]通過自適應模式追蹤編碼或冗餘位填充編碼所產生的編碼結果e[i]及P[i]仍會與原始二進位數據c[i]相同。因此，通過編碼流程50，本發明可在位數值改變時，根據位連續靜止數量填充第一預設數量sleep_pad或第二預設數量dsleep_pad的冗餘位，以降低此種數據格式的功率頻譜密度。如圖21所示，當二進位數據c [i]由一位靜止狀態進入一短暫位靜止狀態時，即位c [6] c [7]及位c [14] c [15]時，通過填充第二預設數量dsle^)_pad的冗餘位，以延長該短暫位靜止狀態，進而降低此種數據格式的功率頻譜密度。請參考圖23，圖23為本發明一用於恢復位靜止狀態編碼的編碼裝置2200的示意圖。編碼裝置2200用來實現編碼流程60，可設置於一二進位傳輸系統的傳送端，其包含有一接收單元2210、一編碼單元2220及一輸出單元2230。接收單元2210及輸出單元2230分別用來接收要進行編碼的二進位數據P [i]及輸出對應的編碼結果h[i]。編碼單元2220耦接於接收單元2210及輸出單元2230之間，用來對二進位數據P [i]進行恢復位靜止狀態編碼，以產生對應的編碼結果h[i]。因此，編碼裝置2200可在二進位數據P [i]的位數值改變時，即由一位靜止狀態進入另一位靜止狀態或是進入一短暫位靜止狀態時，根據位連續靜止數量，填充第一預設數量sle^)_pad或第二預設數量dsle^)_pad的冗餘位，以降低所傳輸信號的功率頻譜密度。當然，編碼裝置2200可以通過任何硬體或是固件的方式實現，例如以邏輯電路來實現，只要具有相同的功能皆屬本發明的範疇。此外，由於本發明恢復位靜止狀態編碼是根據位連續靜止的數量，填充預設數量的冗餘位至對應的位，以產生對應的編碼結果。因此，在解碼時也可依據相同的規則進行解碼。請參考圖22,圖22為本發明一恢復位靜止狀態解碼〈Resume Decoding)的解碼流程60的示意圖。解碼流程60對應於編碼流程50，其包含有下列步驟步驟600:開始。步驟610 :接收一二進位數據。步驟620 :根據該二進位數據的位連續靜止的數量，當位數值改變時，由對應的位刪除一預設數量的冗餘位，以產生一解碼結果。 步驟630 :輸出該編碼結果。步驟640:結束。根據解碼流程60，本發明恢復位靜止狀態解碼是在接收二進位數據後，根據二進位數據的位連續靜止的數量，當位數值改變時，由對應的位刪除一預設數量的冗餘位，以產生一解碼結果。此外，當所刪除的冗餘位的數量大於一上限值時，則停止刪除冗餘位。較佳地，本發明可預設一第四閾值及一第五閾值，其中第四閾值小於第五閾值。因此，在位數值改變時，若二進位數據的位連續靜止數量超過第四閾值而未達到第五閾值時，則刪除一第一預設數量的冗餘位；而若位連續靜止數量超過第五閾值時，則刪除一第二預設數量的冗餘位。此外，該二進位數據較佳地可以是上述的編碼結果h[i]，而第四閾值、第五閾值、對應的第一預設數量、第二預設數量及上限值可設定為相同於編碼時所預設的參數。如此一來，二進位數據h[i]即可通過解碼流程60，解碼出相對應的原始數據P [i]。請參考圖24，圖24為本發明一用於恢復位靜止狀態解碼的解碼裝置2300的示意圖。解碼單元2300用來實現解碼流程60，可設置於一二進位傳輸系統的接收端，其包含有一接收單元2310、一解碼單元2320及一輸出單元2330。接收單元2310及輸出單元2330分別用來接收一要解碼的二進位數據h[i]及輸出一對應的解碼結果p[i]。解碼單元2320耦接於接收單元2310及輸出單元2330之間，用來對二進位數據h[i]進行恢復位靜止狀態解碼，以產生對應的編碼結果P [i]。因此，通過設定與編碼時相同的參數，解碼裝置2300可根據所接收的二進位數據h[i]，解碼出對應的原始數據P [i]。當然，解碼裝置2300可以通過任何硬體或是固件的方式實現，例如以邏輯電路來實現，只要具有相同的功能皆屬本發明的範疇。綜上所述，本發明恢復位靜止狀態的編解碼方法在所接收的二進位數據的位變動次數為一次時，亦即由一位靜止狀態進入另一位靜止狀態或是進入一短暫位靜止狀態時，通過填充第一預設數量或第二預設數量的冗餘位，以延長位靜止狀態，降低所傳輸信號的功率頻譜密度。應用本發明恢復位靜止狀態編碼可與前述的自適應模式追蹤編碼及冗餘位填充編碼互相搭配使用，以獲得一最佳的數據格式，使得所傳輸信號的功率頻譜密度降到最低，進而改善系統安規的問題。因此，請參考圖25，圖25為本發明一可降低信號功率頻譜密度的編碼流程70的示意圖。編碼流程70用於一二進位傳輸系統，其包含有下列步驟步驟700:開始。步驟710 :接收一二進位數據。步驟720 :對該二進位數據進 行自適應模式追蹤編碼，以產生一第一編碼結果。步驟730 :對該第一編碼結果進行冗餘位填充編碼，以產生一第二編碼結果。步驟740 :對該第二編碼結果進行恢復位靜止狀態編碼，以產生一第三編碼結果。步驟750 :輸出該第三編碼結果。步驟760:結束。根據編碼流程70，本發明可降低信號功率頻譜密度的編碼方法是在接收二進位數據後，依序對二進位數據進行自適應模式追蹤編碼、冗餘位填充編碼及恢復位靜止狀態編碼，以輸出對應的編碼結果。其中，步驟720至步驟740中的自適應模式追蹤編碼、冗餘位填充編碼及恢復位靜止狀態編碼的相關操作，類似於前述的編碼流程10、30及50，在此不贅述。因此，本發明可降低信號功率頻譜密度的編碼方法是通過自適應模式追蹤編碼，根據位連續變動的程度，自動追蹤切換至最佳的編碼模式，產生第一編碼結果以減少二進位數據在O與I的間連續變動的次數；而當第一編碼結果仍存在位連續變動的情形時，本發明可通過冗餘位填充編碼，通過填充冗餘位的方式，產生第二編碼結果以減少位連續變動的次數；最後，當第二編碼結果由一位靜止狀態進入另一短暫位靜止狀態時，本發明還進一步可通過恢復位靜止狀態編碼，根據位靜止數量填充預設數量的冗餘位，產生第三編碼結果以獲得一最佳的數據格式。如此一來，二進位傳輸系統在傳輸此編碼結果時，信號的功率頻譜密度可以降到最低，因此可大幅減少電磁噪聲的輻射，改善系統安規的問題。因此，通過編碼流程70，本發明可得到一最佳的數據格式，使得信號的功率頻譜密度降到最低，以改善系統安規的問題。除此之外，本發明可根據實際數據格式以參數化調整所需填充的冗餘位，且不需要額外的信號腳位來指示編碼模式的切換，使得系統成本可大幅的被節省。請參考圖27，圖27為本發明一可降低信號功率頻譜密度的編碼裝置2700的功能方塊圖。編碼裝置2700用來實現編碼流程70，可設置於一二進位傳輸系統的發送端，其包含有一接收單元2710、一自適應模式追蹤編碼單元2720、一冗餘位填充編碼單元2730、一恢復位靜止狀態編碼單元2740及一輸出單元2750。接收單元2710用來接收一要進行編碼的二進位數據c [i]。自適應模式追蹤編碼單元2720耦接於接收單元2710，用來對二進位數據c [i]進行自適應模式追蹤編碼，以產生一第一編碼結果e [i]。冗餘位填充編碼單元2730耦接於自適應模式追蹤編碼單元2720，用來對第一編碼結果e[i]進行冗餘位填充編碼，以產生一第二編碼結果P [i]。恢復位靜止狀態編碼單元2740耦接於冗餘位填充編碼單元2730，用來對第二編碼結果P [i]進行恢復位靜止狀態編碼，以產生對應的編碼結果h[i]。輸出單元2750耦接於恢復位靜止狀態編碼單元2740，用來輸出對應的編碼結果h [i]。其中，自適應模式追蹤編碼單元2720、冗餘位填充編碼單元2730及恢復位靜止狀態編碼單元2740的相關操作，類似於前述的編碼裝置10、30及50，在此不贅述。因此，通過自適應模式追蹤編碼單元2720，本發明可根據位連續變動的程度，自動追蹤切換至最佳的編碼模式，產生第一編碼結果e [i]以減少二進位數據在O與I之間連續變動的次數；而當第一編碼結果e[i]仍存在位連續變動的情形時，本發明可通過冗餘位填充編碼單元2730,通過填充冗餘位的方式，產生第二編碼結果P[i]以減少位連續變動的次數；最後，當第二編碼結果P[i]由一位靜止狀態進入另一短暫位靜止狀態時，本發明還進一步可通過恢復位靜止狀態編碼單元2740，根據位靜止數量填充預設數量的冗餘位，產生第三編碼結果h[i]以獲得一最佳的數據格式。如此一來，二進位傳輸系統在傳輸此編碼結果h[i]時，信號的功率頻譜密度可以降到最低，因此可大幅減少電磁噪聲的輻射，改善系統安規的問題。值得注意的是，編碼裝置2700可以通過任何硬體或是固件的方式實現，例如以簡單的邏輯電路來實現，只要具有相同的功能皆屬本發明的範疇。此外，當二進位傳輸系統的接收端接收到通過編碼流程70的編碼結果時，本發明可依據相同的規則進行解碼。請參考圖26，圖26為本發明一可降低信號功率頻譜密度的解碼流程80的示意圖。解碼流程80對應於編碼流程70，其包含有下列步驟步驟800:開始。步驟810 :接收一二進位數據。 步驟820 :對該二進位數據進行恢復位靜止狀態解碼，以產生一第一解碼結果。步驟830 :對該第一解碼結果進行冗餘位填充解碼，以產生一第二解碼結果。步驟840 :對該第二解碼結果進行自適應模式追蹤解碼，以產生一第三解碼結果。步驟850 :輸出該第三解碼結果。步驟860:結束。根據解碼流程80，本發明可降低信號功率頻譜密度的方法是在接收二進位數據後，依序對二進位數據進行恢復位靜止狀態解碼、冗餘位填充解碼及自適應模式追蹤解碼，以輸出對應的解碼結果。其中，步驟820至步驟840中的恢復位靜止狀態解碼、冗餘位填充解碼及自適應模式追蹤解碼的相關操作，類似於前述的解碼流程20、40及60，在此不贅述。較佳地，該二進位數據對應於編碼流程70的編碼結果，且解碼流程80中的相關參數皆設定為相同於編碼時所預設的參數。如此一來，在接收該二進位數據時，該二進位數據即可通過解碼流程80，解碼出相對應的原始數據。請參考圖28，圖28為本發明一可降低信號功率頻譜密度的解碼裝置2800的功能方塊圖。解碼裝置2800用來實現編碼流程80，可設置於一二進位傳輸系統的接收端，其包含有一接收單元2810、一恢復位靜止狀態解碼單元2820、一冗餘位填充解碼單元2830、一自適應模式追蹤解碼單元2840及一輸出單元2850。接收單元2810用來接收一要進行解碼的二進位數據h[i]。恢復位靜止狀態解碼單元2820耦接於接收單元2810，用來對二進位數據h[i]進行恢復位靜止狀態解碼，以產生一第一解碼結果P[i]。冗餘位填充解碼單元2830耦接於恢復位靜止狀態解碼單元2820，用來對第一解碼結果P [i]進行冗餘位填充解碼，以產生一第二解碼結果e [i]。自適應模式追蹤解碼單元2840耦接於冗餘位填充解碼單元2830，用來對第二解碼結果e[i]進行自適應模式追蹤解碼，以產生第三解碼結果c [i]。輸出單元2850耦接於自適應模式追蹤解碼單元2840，用來輸出對應的解碼結果c[i]。因此，若二進位數據h[i]對應於編碼裝置2700所輸出的編碼結果h[i]，且解碼裝置2800中的相關參數都設定為相同於編碼時所預設的參數，如此一來，二進位傳輸系統在接收二進位數據h[i]時，二進位數據h[i]即可通過解碼裝置2800，解碼出相對應的原始數據c [i]。綜上所述，通過本發明可降低信號功率頻譜密度的編碼方法，除了可得到一最佳的數據格式，使信號的功率頻譜密度降到最低以改善系統安規的問題之外，本發明還可根據實際數據格式以參數化調整所需填充的冗餘位，且不需要額外的信號腳位來指示編碼模式的切換，使得系統成本可大幅的被節省。此外，值得注意的是，本發明的幾種編碼方法都可根據實際數據格式來獨立運作或調整相關參數加以互相搭配使用，並不局限此。 以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種可降低信號功率頻譜密度的編碼方法，用於一二進位數據傳輸系統，其特徵在於，該編碼方法包含有 接收一二進位數據； 對該二進位數據進行自適應模式追蹤編碼，以產生一第一編碼結果； 對該第一編碼結果進行冗餘位填充編碼，以產生一第二編碼結果； 對該第二編碼結果進行恢復位靜止狀態編碼，以產生一第三編碼結果；以及 輸出該第三編碼結果。
2.如權利要求I所述的編碼方法，其特徵在於，對該二進位數據進行自適應模式追蹤編碼包含有 接收該二進位數據； 以一第一編碼模式，對該二進位數據進行編碼，該第一編碼模式為當該二進位數據的一當前位的值等於一前一位的值時，輸出一位，其值等於一前一編碼結果位的值，以及當該二進位數據的一當前位的值不等於一前一位的值時，輸出一位，其值不等於一前一編碼結果位的值； 當該第一編碼模式所對應的編碼結果的位數值連續變動次數達到一第一閾值時，切換為以一第二編碼模式，對該二進位數據中尚未被編碼的數據進行編碼，該第二編碼模式為當該二進位數據的一當前位的值等於一前一位的值時，輸出一位，其值不等於一前一編碼結果位的值，以及當該二進位數據的一當前位的值不等於一前一位的值時，輸出一位，其值相等於一前一編碼結果位的值；以及 輸出該第一編碼模式及該第二編碼模式所對應的編碼結果。
3.如權利要求2所述的編碼方法，其特徵在於，以該第一編碼模式對該二進位數據進行編碼，還包含有輸出一第一位，其值等於所接收的該二進位數據的第一個位的值。
4.如權利要求2所述的編碼方法，其特徵在於，還包含當該第二編碼模式所對應的編碼結果的位數值連續變動次數達到一第二閾值時，切換為以一第三編碼模式，對該二進位數據中尚未被編碼的數據進行編碼，其中該第三編碼模式等於該第一編碼模式。
5.如權利要求I所述的編碼方法，其特徵在於，對該第一編碼結果進行冗餘位填充編碼包含有 接收該第一編碼結果； 當該第一編碼結果的位數值連續變動次數達到一第三閾值時，填充一冗餘位至對應的位；以及 輸出對應的編碼結果。
6.如權利要求5所述的編碼方法，其特徵在於，還包含當所填充的冗餘位個數達到一默認值時，停止填充冗餘位至該第一編碼結果。
7.如權利要求I所述的編碼方法，其特徵在於，對該第二編碼結果進行恢復位靜止狀態編碼，包含有 接收該第二編碼結果； 根據該第二編碼結果的位連續靜止的數量，在位數值改變時，填充一預設數量的冗餘位至對應的位，以產生一編碼結果；以及 輸出該編碼結果。
8.如權利要求7所述的編碼方法，其特徵在於，還包含當所填充的冗餘位的數量大於一默認值時，停止填充冗餘位。
9.如權利要求7所述的編碼方法，其特徵在於，該預設數量的冗餘位的值等於該對應位的值。
10.如權利要求I所述的編碼方法，其特徵在於，還包含一對應的解碼步驟，該解碼步驟包含有 接收該第三編碼結果； 對該第三編碼結果進行恢復位靜止狀態解碼，以產生一第一解碼結果； 對該第一解碼結果進行冗餘位填充解碼，以產生一第二解碼結果； 對該第二解碼結果進行自適應模式追蹤解碼，以產生一第三解碼結果；以及 輸出該第三解碼結果。
全文摘要
本發明公開一種可降低信號功率頻譜密度的編碼方法，用於一二進位數據傳輸系統，該編碼方法包含有接收一二進位數據；對該二進位數據進行自適應模式追蹤編碼，以產生一第一編碼結果；對該第一編碼結果進行冗餘位填充編碼，以產生一第二編碼結果；對該第二編碼結果進行恢復位靜止狀態編碼，以產生一第三編碼結果；以及輸出該第三編碼結果。
文檔編號H03M7/14GK102882529SQ201210327378
公開日2013年1月16日 申請日期2007年10月12日 優先權日2007年10月12日
發明者曹文遠, 林哲立 申請人:聯詠科技股份有限公司