專利名稱：使用一種幀結(jié)構(gòu)的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送/接收裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種幀結(jié)構(gòu)，具體涉及一種利用此種幀結(jié)構(gòu)的發(fā)送/接收裝置和方法。
通常，為了在通過(guò)有線公共通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸，首先要以數(shù)字方法對(duì)用戶線路進(jìn)行多路復(fù)用以確定局部電路，隨后再對(duì)多個(gè)局部電路進(jìn)行多路復(fù)用以確定長(zhǎng)途電路。這種數(shù)字體系是由多路復(fù)用操作各階段的傳輸速度進(jìn)行定義，且彼此之間為便于進(jìn)行多路復(fù)用而成整數(shù)倍關(guān)系。目前，該種數(shù)字體系分為三類，即美國(guó)和加拿大體系，歐洲體系，以及日本體系。
如

圖1所示，美國(guó)和加拿大數(shù)字體系包括DS1，DS2和DS3層，DS1是傳輸速度為1.544Mbps(兆字節(jié)每秒)的數(shù)字體系層，并被稱作T1。DS1包括193位的單元幀，并提供24個(gè)信道。
DS2是其中4個(gè)DS1單元幀被多路復(fù)用的數(shù)字體系層。這里，并不將DS2看作是數(shù)字體系自身的一部分，而僅僅是被用作一個(gè)用于通過(guò)多路復(fù)用DS2單元幀來(lái)生成DS3的中介體系層。DS3是一個(gè)傳輸速度為44.736Mbps，且一個(gè)單元幀包括680位的數(shù)字體系層。DS3被用來(lái)傳輸數(shù)字音頻信號(hào)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)。
如圖1所示，例如通過(guò)利用一種其中對(duì)6個(gè)DS3單元幀進(jìn)行多路復(fù)用，且其傳輸速度為274.176Mbps的幀結(jié)構(gòu)，或通過(guò)利用世界標(biāo)準(zhǔn)的同步數(shù)字體系(SDH)的同步傳送模塊(STM-0)對(duì)所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行多路復(fù)用，還可以在DS3之后生成其它的數(shù)字體系層。此外，DS3之前也可以生成其它的數(shù)字體系。例如，歐洲體系包括DS1E，其是一種傳輸速度為2.048Mbps的數(shù)字體系層，并被稱作E1。DS1E包括256位的單元幀，并提供30個(gè)信道。
圖2所示為現(xiàn)有的一種DS3幀結(jié)構(gòu)。該種現(xiàn)有數(shù)字體系的DS3幀具有7個(gè)680位單元幀，其一起構(gòu)成了一個(gè)具有4,760(即，680×7)位的復(fù)幀或超幀。在該復(fù)幀中，有56位被用作幀字段，而其余4,704位則被用作信息字段。DS3幀是通過(guò)對(duì)7個(gè)DS2單元幀進(jìn)行多路復(fù)用來(lái)生成的，同時(shí)其上還添加有幀控制位(frame bit)以使其能夠?qū)λ鶄鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行控制。因此，DS3幀由7個(gè)DS2單元幀，以及添加于其上的幀控制位構(gòu)成。相對(duì)于DS3幀的總位數(shù)一個(gè)DS2幀所占用的位數(shù)為671.609(即，4760×6.312Mbps/44.736Mbps)。
然而，為了使一個(gè)DS2幀所占用的位數(shù)為整數(shù)，將為DS2幀分配672位，由此整個(gè)DS3幀所占用的位數(shù)將成為4,704(672×7)位。與此同時(shí)，由于分配給DS2幀的是672位，而不是671.609位，所以其之間將相差一位。如圖2所示，這一位可以屬于信息字段，用作調(diào)整位(J1-J7)。
近年來(lái)，利用現(xiàn)有有線網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連，使得有線通信網(wǎng)絡(luò)漸漸為無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)所代替。在此類無(wú)線通信的環(huán)境下，在利用如圖2所示的DS3幀結(jié)構(gòu)來(lái)傳輸射頻載送的視頻數(shù)據(jù)時(shí)，很容易因外部噪聲而產(chǎn)生傳輸差錯(cuò)。之所以出現(xiàn)傳輸差錯(cuò)是因?yàn)楝F(xiàn)有DS3幀結(jié)構(gòu)只考慮了基于有線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。
然而，下一代移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)(IMT-2000)需要具有在無(wú)線通信環(huán)境下提供多媒體服務(wù)，如圖象信號(hào)，文字信號(hào)，視頻信號(hào)等，以及音頻信號(hào)的能力。因此，需要有一種用于通過(guò)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，而以無(wú)線方式將由廣播站播送的視頻信號(hào)傳送給電視接收機(jī)或移動(dòng)終端的技術(shù)。然而，對(duì)于圖2所示的DS3幀結(jié)構(gòu)，其很難支持此項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)樵诶肈S2幀來(lái)傳輸速度為19.39Mbps的數(shù)字電視信號(hào)時(shí)，其傳輸速度將變得相對(duì)很慢，而利用DS3幀來(lái)傳輸該數(shù)字電視信號(hào)，其傳輸速度又會(huì)有相對(duì)較大的浪費(fèi)。
因此，需要有一種新型的數(shù)字體系，以用于通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字電視信號(hào)傳送給電視接收機(jī)或移動(dòng)終端。然而，這種新型數(shù)字體系將不能與現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字體系(其基于現(xiàn)有DS3幀結(jié)構(gòu)，和有線通信網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有傳輸速度)相兼容。因此，很難一起同時(shí)使用新型的和現(xiàn)有的數(shù)字體系。
本發(fā)明的一個(gè)目的是至少充分地避免由于現(xiàn)有技術(shù)的局限性和缺陷而產(chǎn)生的一種或多種問(wèn)題，并至少提供如下所述的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)型的DS3幀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是使視頻數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的傳輸差錯(cuò)達(dá)到最小。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種視頻數(shù)據(jù)發(fā)送/接收方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是利用DS3幀對(duì)兩種視頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用和發(fā)送處理。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種視頻接口卡。
利用數(shù)字體系的一種包含有多個(gè)單元幀的DS3幀結(jié)構(gòu)，可以整體地或部分地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，其中每個(gè)單元幀均具有用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制的幀字段，信號(hào)數(shù)據(jù)的信息字段，以及具有用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)校正的校正數(shù)據(jù)的信道編碼附加字段。
利用一種視頻信號(hào)發(fā)送/接收裝置，可以整體地或部分地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，其中該裝置包括電視信號(hào)線路接口，用于將至少兩種輸入視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL(晶體管-晶體管-邏輯)信號(hào)；DS3幀生成器(framer)，用于對(duì)從電視信號(hào)線路接口輸出的經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的視頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，并將多路復(fù)用所得的視頻信號(hào)成幀(frame)為一種DS3幀結(jié)構(gòu)；編碼器，用于在從DS3幀生成器輸出的DS3幀中插入信道編碼附加位；以及線路編碼器，用于對(duì)該編碼器的輸出進(jìn)行編碼，并發(fā)送編碼所得信號(hào)。
利用一種視頻信號(hào)發(fā)送方法，可以整體地或部分地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，其中該方法包括如下步驟利用視頻信號(hào)線路接口將至少兩種輸入視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL(晶體管-晶體管-邏輯)信號(hào)，利用DS3幀生成器對(duì)經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的視頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，并將多路復(fù)用所得的視頻信號(hào)成幀為一種DS3幀結(jié)構(gòu)，利用編碼器在從DS3幀生成器輸出的DS3幀中插入信道編碼附加位，以及利用線路編碼器對(duì)其中插入有信道編碼附加位的DS3幀進(jìn)行編碼和發(fā)送編碼后的DS3幀。
利用一種視頻信號(hào)接收方法，可以整體地或部分地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，其中該方法包括如下步驟利用線路接口接收被多路復(fù)用為DS3幀形式的視頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為TTL(晶體管-晶體管-邏輯)信號(hào)，利用DS3解幀器從DS3幀中提取出原始視頻信號(hào)，利用譯碼器對(duì)該DS3幀中所包含的傳輸差錯(cuò)進(jìn)行補(bǔ)償或校正，以及為了傳輸經(jīng)補(bǔ)償或經(jīng)校正所得的視頻信號(hào)而利用相位編碼器對(duì)其進(jìn)行線路編碼。
利用一種視頻接口卡，可以整體地或部分地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，該接口卡采用其中具有幀字段、信息字段和信道編碼附加字段的數(shù)字體系DS3幀結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的上述方面，其可以對(duì)兩種視頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，并在具有現(xiàn)有數(shù)字體系基本結(jié)構(gòu)的射頻上進(jìn)行傳輸，且能夠大大減少視頻數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的傳輸差錯(cuò)。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目的和特性，部分地將在接下來(lái)的說(shuō)明中進(jìn)行闡述，而其它部分對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在閱讀完本說(shuō)明書(shū)之后將變得顯而易見(jiàn)或可通過(guò)實(shí)踐獲得。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將能夠根據(jù)附加權(quán)利要求中所特別指出的得以實(shí)現(xiàn)。
接下來(lái)將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明，各附圖中相似的圖注表示相似的元件，其中圖1所示為一般數(shù)字體系的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為現(xiàn)有DS3幀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的DS3幀結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4所示為數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送裝置的優(yōu)選實(shí)施例的方框圖；而圖5所示為視頻接口卡的優(yōu)選實(shí)施例的方框圖。
圖3所示為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的DS3幀的示意圖，其中包含有7個(gè)680位單元幀。每個(gè)單元幀均包括用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制的幀控制位，用于以19.39Mbps的速率傳輸兩種數(shù)字電視信號(hào)的信息位，以及用于對(duì)信息位中的差錯(cuò)進(jìn)行校正的信道編碼附加位。另外，每個(gè)單元幀還具有8組85位區(qū)段(section)。這里，每個(gè)區(qū)段的第1位是幀控制位，第2到第75位為信息位，而第76到第85位為信道編碼附加位。
DS3幀具有44.736Mbps的位速率，而數(shù)字電視信號(hào)具有19.39Mbps的位速率。由于19.39Mbps×2＝38.78Mbps，而19.39Mbps×3＝58.17Mbps，所以可以將兩種數(shù)字電視信號(hào)列入一個(gè)信號(hào)源，由此將能夠利用該種DS3幀對(duì)其進(jìn)行多路復(fù)用。因此，本例中DS3幀將包括兩種數(shù)字電視信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該種DS3幀包括4760(7×680)位，而各單元幀含有與現(xiàn)有DS3幀類似的56位。這里，將這56位用作幀字段。在本DS3幀結(jié)構(gòu)中，相對(duì)于DS3幀總位數(shù)一種數(shù)字電視信號(hào)所占用的位數(shù)為2063.135(4760位×(19.39Mbps/44.736Mbps))。然而，為了使一種數(shù)字電視信號(hào)所占用的位數(shù)為整數(shù)，將為一種數(shù)字電視信號(hào)分配2064位。因此，由于DS3幀對(duì)兩種數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，所以信息位的總位數(shù)將變?yōu)?128(即，2064×2)位。根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的DS3幀，包含有用作信道編碼附加位的560位，其位數(shù)是通過(guò)從總位數(shù)(例如，4760位)中減去幀控制位數(shù)(例如，56位)，信息位數(shù)(例如，4128位)，以及剩余位數(shù)(例如，16位)來(lái)確定的。
這里，幀控制位可以包括現(xiàn)有DS3幀字段的某些復(fù)幀同步位和幀同步位，如服務(wù)位X，奇偶校驗(yàn)位P，信道1調(diào)整控制位T1，信道2調(diào)整控制位T2。服務(wù)位X滿足傳輸DS3幀所需的服務(wù)條件，而奇偶校驗(yàn)位P則被用來(lái)指示在傳輸過(guò)程中是否出現(xiàn)了差錯(cuò)。
根據(jù)現(xiàn)有的DS3幀結(jié)構(gòu)，由于其中對(duì)7個(gè)DS2幀進(jìn)行多路復(fù)用，且信道數(shù)是7，所以需要有7個(gè)信道調(diào)整控制位T1到T7，以及7個(gè)調(diào)整位J1到J7。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的DS3幀結(jié)構(gòu)，由于對(duì)兩個(gè)信道上的數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行了多路復(fù)用，所以兩個(gè)信道調(diào)整控制位T1和T2被用作幀控制位。而調(diào)整位J1和J2則被用于在伴隨有數(shù)據(jù)傳輸或不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)下的調(diào)整。
在本優(yōu)選實(shí)施例的此例中，如圖3所示，3個(gè)信道1調(diào)整控制位T1和3個(gè)信道2調(diào)整控制位T2指示調(diào)整位J1和J2是被用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸還是只進(jìn)行調(diào)整。例如，如果信道調(diào)整控制位T1和T2的值均為0，則調(diào)整位J1和J2僅被用于進(jìn)行調(diào)整。而如果信道調(diào)整控制位T1和T2的值均為1，則調(diào)整位J1和J2將被用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
如圖3中斜線所示的信道編碼附加位，被用于保護(hù)信息位在數(shù)字電視信號(hào)被多路復(fù)用為DS3幀，隨后通過(guò)射頻載送進(jìn)行傳輸時(shí)不會(huì)受到外部噪聲的破壞。具體地說(shuō)，信道編碼附加位利用Reed-Solomon(17，15)(RS(17，15))編碼方法對(duì)數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行編碼。根據(jù)RS(17，15)編碼方法，將利用信息位對(duì)17個(gè)符號(hào)(symbol)中的15個(gè)(其中每個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)度為5位)進(jìn)行編碼，而其余兩個(gè)符號(hào)則將利用信道編碼附加位進(jìn)行編碼。信道編碼附加位的兩個(gè)符號(hào)中至少有一個(gè)能夠被校正。因而如果一個(gè)符號(hào)由5位構(gòu)成，則最多可以對(duì)5位進(jìn)行校正。
信息位與信道編碼附加位的比，如圖3所示，為75位對(duì)10位。這里，RS(17，15)編碼方法的17和15個(gè)符號(hào)是通過(guò)計(jì)算(75位+10位)/5位＝17，以及75位/5位＝15分別求得的。
在本優(yōu)選實(shí)施例的此例中，DS3幀的剩余16位被用作備用位。通常是利用單向通信方法來(lái)傳輸數(shù)字電視信號(hào)的，但也可以使用雙向通信方法來(lái)傳輸數(shù)字電視信號(hào)。因此DS3幀的剩余16位便可以用于雙向通信的傳輸、服務(wù)或監(jiān)控。
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例，采用DS3幀的數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送裝置的方框圖。參照?qǐng)D4，本數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送裝置包括電視信號(hào)線路接口部100a和100b，用于將兩種輸入數(shù)字電視信號(hào)TV1和TV2轉(zhuǎn)換為TTL(晶體管-晶體管-邏輯)信號(hào)；以及DS3幀生成器200，用于對(duì)從電視信號(hào)線路接口部100a和100b輸出的經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，并將經(jīng)多路復(fù)用所得的視頻信號(hào)成幀為速率約為44.736Mbps的DS3幀結(jié)構(gòu)。如圖4所示，數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送裝置還包括RS編碼器300，用于利用RS(17，15)編碼方法在從DS3幀生成器200輸出的DS3幀中插入信道編碼附加位；以及線路編碼器400，用于利用某種編碼方法，如B3ZS編碼方法，將RS編碼器300的輸出編碼為正信號(hào)和負(fù)信號(hào)，以進(jìn)行發(fā)送。
根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送裝置以數(shù)字電視信號(hào)的形式，將由廣播站所產(chǎn)生的視頻信息播送到指定的區(qū)域。參照?qǐng)D4，其中分別將優(yōu)選地從廣播站通過(guò)電纜傳送來(lái)的兩種數(shù)字電視信號(hào)TV1和TV2，輸入到電視信號(hào)線路接口部100a和100b中，以將其轉(zhuǎn)換為TTL信號(hào)。經(jīng)過(guò)TTL轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字電視信號(hào)被輸入到DS3幀生成器200中，并以使數(shù)字電視信號(hào)具有DS3幀結(jié)構(gòu)的方式，對(duì)根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的DS3幀的幀控制位和信息位進(jìn)行編碼。RS編碼器300接收從DS3幀生成器200輸出的DS3幀的幀控制位和信息位，并在該DS3幀中插入信道編碼附加位，以對(duì)信息位進(jìn)行保護(hù)并對(duì)無(wú)線傳輸過(guò)程中所可能出現(xiàn)的傳輸差錯(cuò)進(jìn)行校正。此后，線路編碼器400接收被多路復(fù)用為DS3幀并從RS編碼器300中輸出的數(shù)字電視信號(hào)，并對(duì)所接收到的數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行B3ZS編碼，以將其分離為正數(shù)據(jù)P_DATA和負(fù)數(shù)據(jù)N_DATA，以用于接下來(lái)的廣播。
然而，數(shù)字電視信號(hào)的廣播實(shí)際上將受到區(qū)域的限制。如圖4所示，由數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送裝置所播送的無(wú)線電波的傳播距離大約為幾十公里(km)，所以無(wú)線電波將無(wú)法到達(dá)位于距離數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送裝置較遠(yuǎn)的城市或區(qū)域。因此，在遠(yuǎn)程區(qū)域之間需要提供用戶發(fā)送裝置，才能使電視信號(hào)的長(zhǎng)無(wú)線傳輸成為可能。用戶發(fā)送裝置分為射頻類型以及光學(xué)類型(如光纖回路載波器(FLC))兩種。用戶發(fā)送裝置上應(yīng)配備有，例如，如下所述的DS3單元或視頻接口單元。
圖5所示為根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例的采用改進(jìn)型DS3幀結(jié)構(gòu)的視頻接口單元的方框圖。該種視頻接口單元提供了至少一個(gè)能夠進(jìn)行長(zhǎng)距離電視信號(hào)無(wú)線傳輸和雙向通信的用戶發(fā)送裝置。
參照?qǐng)D5，該種視頻接口單元包括用于從輸入電視信號(hào)中提取頻率信號(hào)的線路驅(qū)動(dòng)器1a-1d。組件50a和50b分別包括用于將線路驅(qū)動(dòng)器1a-1b的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL信號(hào)的雙相位譯碼器2，用于衰減雙相位譯碼器2的輸出中所包含的抖動(dòng)信號(hào)的緩沖存儲(chǔ)器3和填充計(jì)數(shù)器4。盡管圖中將組件50a和50b顯示為分開(kāi)的獨(dú)立元件，但也可將其集成在一起。DS3幀生成器和RS編碼器5用于利用RS編碼方法，將從緩沖存儲(chǔ)器3和填充計(jì)數(shù)器4輸出的電視信號(hào)成幀為DS3幀，并在該DS3幀中插入信道編碼附加位。
如圖5所示，視頻接口單元還包括一個(gè)用于對(duì)DS3幀生成器和RS編碼器5的輸出進(jìn)行擾頻以補(bǔ)償白噪聲的擾頻器6。B3ZS編碼器7通過(guò)利用B3ZS編碼方法對(duì)擾頻器6的輸出信號(hào)進(jìn)行編碼，將擾頻器6的輸出分離為正數(shù)據(jù)(DS3_TP)和負(fù)數(shù)據(jù)(DS3_TN)，并廣播該正數(shù)據(jù)和負(fù)數(shù)據(jù)。B3ZS線路接口部8接收所輸入的正數(shù)據(jù)(DS3_RP)和負(fù)數(shù)據(jù)(DS3_RN)并將其轉(zhuǎn)換為TTL信號(hào)。去擾頻器9對(duì)B3ZS線路接口部8的輸出信號(hào)進(jìn)行去擾頻處理。DS3解幀器和RS譯碼器10從去擾頻器9所輸出的DS3幀中提取出原始的電視信號(hào)，并對(duì)該DS3幀中所包含的差錯(cuò)進(jìn)行補(bǔ)償。組件60a和60b分別包括用于對(duì)DS3解幀器和RS譯碼器10的輸出信號(hào)中所包含的抖動(dòng)信號(hào)進(jìn)行衰減的緩沖存儲(chǔ)器11，以及用于對(duì)緩沖存儲(chǔ)器11的輸出進(jìn)行線路編碼的雙相位編碼器12。盡管圖中所示組件60a和60b為分離的獨(dú)立元件，但也可以將其集成在一起。
圖5所示的視頻接口單元的示例另外包括用于向緩沖存儲(chǔ)器11提供頻率為38.78MHZ的主時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘發(fā)生器13。線路驅(qū)動(dòng)器1c將從雙相位編碼器12輸出的電視信號(hào)傳送到傳輸電纜上。線路監(jiān)控器15對(duì)輸入到線路驅(qū)動(dòng)器1a-1d以及從中所輸出的數(shù)字電視信號(hào)TV1和TV2進(jìn)行監(jiān)控。線路監(jiān)控器15與微控制單元(MCU)接口部16相連，以與微控制單元(MCU)進(jìn)行通信。
接下來(lái)將就第一數(shù)字電視信號(hào)TV1對(duì)圖5所示的視頻接口單元的發(fā)送和接收操作進(jìn)行說(shuō)明。而第二數(shù)字電視信號(hào)TV2的視頻接口單元的發(fā)送和接收操作大體與之相類似，因而為了簡(jiǎn)潔而不另外進(jìn)行說(shuō)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從對(duì)第一數(shù)字電視信號(hào)TV1的發(fā)送和接收操作的說(shuō)明中很容易地理解第二數(shù)字電視信號(hào)TV2的發(fā)送和接收操作。
當(dāng)視頻接口單元執(zhí)行數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送操作時(shí)，線路驅(qū)動(dòng)器1a接收其速率為19.39Mbps的數(shù)字電視信號(hào)TV1，并從中提取出38.78MHZ的頻率信號(hào)。如圖5所示，線路驅(qū)動(dòng)器1a由含有相位比較器21的鎖相環(huán)，壓控振蕩器(VCO)22和低通濾波器(LPF)23構(gòu)成。線路驅(qū)動(dòng)器1a檢測(cè)信號(hào)的有無(wú)狀態(tài)或PLL的鎖定狀態(tài)。雙相位譯碼器2將線路驅(qū)動(dòng)器1a的輸出轉(zhuǎn)換為TTL信號(hào)，以提供線路驅(qū)動(dòng)器1a輸出信號(hào)的雙相位代碼。緩沖存儲(chǔ)器3和填充計(jì)數(shù)器4對(duì)在從雙相位譯碼器2輸出的數(shù)字電視信號(hào)被多路復(fù)用時(shí)產(chǎn)生的數(shù)字電視信號(hào)的剩余小數(shù)位進(jìn)行補(bǔ)償。例如，分配給一個(gè)信道上的電視信號(hào)的一個(gè)DS3幀的位數(shù)為4760×19.39/44.736＝2063.13。而剩余小數(shù)位，即，0.13位則由緩沖存儲(chǔ)器3和填充計(jì)數(shù)器4進(jìn)行補(bǔ)償。
從緩沖存儲(chǔ)器3和填充計(jì)數(shù)器4輸入到DS3幀生成器和RS編碼器5中的數(shù)字電視信號(hào)被重新格式化成具有幀控制位，信息位和信道編碼附加位的DS3幀結(jié)構(gòu)。DS3幀生成器和RS編碼器5對(duì)數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行RS編碼，以對(duì)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中所可能出現(xiàn)的傳輸差錯(cuò)進(jìn)行補(bǔ)償。將從DS3幀生成器和RS編碼器5輸出的數(shù)字電視信號(hào)輸入到擾頻器6中，對(duì)其進(jìn)行擾頻處理以補(bǔ)償白噪聲。擾頻器6的輸出被輸入到B3ZS編碼器7中，并利用B3ZS編碼方法對(duì)其進(jìn)行編碼以將經(jīng)擾頻所得的信號(hào)分離為正信號(hào)DS3_TP和負(fù)信號(hào)DS3_TN，其是用于傳輸DS3幀的標(biāo)準(zhǔn)線路代碼。隨后，將該正信號(hào)和負(fù)信號(hào)傳送給一個(gè)ASIC以對(duì)DS3幀進(jìn)行處理。
當(dāng)視頻接口單元執(zhí)行數(shù)字電視信號(hào)的接收操作時(shí)，通過(guò)B3ZS線路接口部8輸入從數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送裝置傳送來(lái)的DS3正信號(hào)DS3_RP和負(fù)信號(hào)DS3_RN，并將其轉(zhuǎn)換為TTL信號(hào)。去擾頻器9對(duì)B3ZS線路接口部8的輸出信號(hào)進(jìn)行去擾頻處理，并將去擾頻所得的信號(hào)傳送給DS3解幀器和RS譯碼器10。DS3解幀器和RS譯碼器10從該DS3幀中提取出原始電視信號(hào)，對(duì)包含在該DS3幀中的傳輸差錯(cuò)進(jìn)行補(bǔ)償，并將經(jīng)過(guò)差錯(cuò)補(bǔ)償?shù)碾娨曅盘?hào)傳送給緩沖存儲(chǔ)器11。
緩沖存儲(chǔ)器11接收來(lái)自時(shí)鐘發(fā)生器13的頻率等于38.78MHZ的時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)包含在由DS3解幀器和RS譯碼器10所接收的去擾頻電視信號(hào)中的抖動(dòng)信號(hào)進(jìn)行衰減，并將所得電視信號(hào)傳送給雙相位編碼器12。雙相位編碼器12對(duì)緩沖存儲(chǔ)器11的輸出TTL信號(hào)進(jìn)行線路編碼，并通過(guò)線路驅(qū)動(dòng)器1c將線路編碼所得的電視信號(hào)傳送到傳輸電纜上。與此同時(shí)，將通過(guò)線路監(jiān)控器15對(duì)輸入和輸出線路驅(qū)動(dòng)器1a和1c的電視信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，其中線路監(jiān)控器15能夠通過(guò)MCU接口部16與MCU進(jìn)行通信，以對(duì)電視信號(hào)接收操作進(jìn)行控制。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可以通過(guò)對(duì)其利用上述改進(jìn)型DS3幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行多路復(fù)用來(lái)傳輸數(shù)字電視信號(hào)，其中該種DS3幀結(jié)構(gòu)包括用于保護(hù)幀控制位的信道編碼附加位和現(xiàn)有數(shù)字體系的信息位。因此，由于差錯(cuò)能夠得到校正，所以其能夠大大減少信息位的傳輸差錯(cuò)，由此使得數(shù)字電視信號(hào)的高效無(wú)線傳輸成為可能。
上述實(shí)施例僅是示例性的，而不應(yīng)被理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。上述說(shuō)明內(nèi)容可以被很容易地應(yīng)用到其它類型的裝置上。本發(fā)明的說(shuō)明僅出于例示的目的，而并不限制權(quán)利要求的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯可以有多種類型的另選，修改和變化形式。在權(quán)利要求中，裝置+功能條款意欲涵蓋其中所說(shuō)明的，用于執(zhí)行所述功能的結(jié)構(gòu)，但不僅僅只是結(jié)構(gòu)上的等價(jià)裝置，還應(yīng)包括各種具有類似功能的等價(jià)結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種具有多個(gè)單元幀的幀結(jié)構(gòu)，各單元幀包括幀字段，包括用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制的幀控制位；信息字段，包含信號(hào)數(shù)據(jù)的信息位；以及信道編碼附加字段，包括具有用于對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)中的差錯(cuò)進(jìn)行校正的校正數(shù)據(jù)的信道編碼附加位。
2.如權(quán)利要求1所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于所述多個(gè)單元幀構(gòu)成了被用來(lái)對(duì)至少兩個(gè)信道上的視頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用的復(fù)幀。
3.如權(quán)利要求2所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于該復(fù)幀是DS3格式幀，而該種幀結(jié)構(gòu)是一種DS3幀結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于每個(gè)單元幀均包括多個(gè)子單元幀，而幀字段，信息字段和信道編碼附加字段的各部分被分別分配給各個(gè)子單元幀。
5.如權(quán)利要求4所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于幀字段包括滿足用于傳輸該復(fù)幀的條件的服務(wù)位，指明在該復(fù)幀的傳輸過(guò)程中是否出現(xiàn)錯(cuò)誤的奇偶校驗(yàn)位，以及用于對(duì)一種視頻信號(hào)的信道調(diào)整位進(jìn)行控制的幀同步位和信道調(diào)整控制位中的一種。
6.如權(quán)利要求5所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于信道調(diào)整控制位的值表示被多路復(fù)用的各視頻信號(hào)信道中的對(duì)應(yīng)一條的類型。
7.如權(quán)利要求5所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于幀同步位被分配給每一個(gè)其它的子單元幀。
8.如權(quán)利要求5所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于信道調(diào)整位表示復(fù)幀的數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)和調(diào)整狀態(tài)中的一種，而且信道調(diào)整位被分配到信息字段中的預(yù)定位置上。
9.如權(quán)利要求8所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于信道調(diào)整控制位的值表示被多路復(fù)用的各視頻信號(hào)信道的對(duì)應(yīng)一條的類型。
10.如權(quán)利要求2所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于復(fù)幀的大小為4760位，而每個(gè)單元幀的大小則為680位。
11.如權(quán)利要求10所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于單元幀包括8組85位。
12.如權(quán)利要求11所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于每組的第一位被指定為幀控制位，每組的第2到第75位則被指定為信息位，而其第76到第85位則被指定為信道編碼附加位。
13.如權(quán)利要求12所述的幀結(jié)構(gòu)，其特征在于至少有一個(gè)單元幀包含有被分配到信息字段的預(yù)定位置上的預(yù)定數(shù)量的未使用位。
14.一種發(fā)送裝置，包括信號(hào)線路接口，用于將至少兩種輸入視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定邏輯電平信號(hào)；幀生成器，用于對(duì)從信號(hào)線路接口輸出的經(jīng)轉(zhuǎn)換所得視頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，并將多路復(fù)用所得的視頻信號(hào)成幀為DS3格式幀；編碼器，用于在從幀生成器輸出的DS3格式幀中插入多個(gè)信道編碼附加位；以及線路編碼器，用于對(duì)上述編碼器的輸出進(jìn)行編碼，并對(duì)編碼所得的DS3格式幀進(jìn)行發(fā)送。
15.如權(quán)利要求14所述的發(fā)送裝置，其特征在于另外包括用于對(duì)從編碼器輸出的DS3格式幀進(jìn)行擾頻處理，以補(bǔ)償不希望有的系統(tǒng)噪聲的擾頻器。
16.如權(quán)利要求14所述的發(fā)送裝置，其特征在于信號(hào)線路接口包括線路驅(qū)動(dòng)器，用于接收具有第一頻率的輸入視頻信號(hào)，并以等于第一頻率倍乘輸入視頻信號(hào)的數(shù)目所得的速率從中提取出第二頻率信號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的發(fā)送裝置，其特征在于信號(hào)線路接口另外包括用于將線路驅(qū)動(dòng)器的輸出轉(zhuǎn)換為規(guī)定的邏輯電平信號(hào)的譯碼器，以及用于對(duì)該種規(guī)定邏輯電平信號(hào)的剩余小數(shù)位進(jìn)行補(bǔ)償?shù)拇鎯?chǔ)/計(jì)數(shù)器部。
18.一種用于發(fā)送視頻信號(hào)的方法，包括將至少兩種輸入視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定的邏輯電平信號(hào)；對(duì)經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的視頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，并將多路復(fù)用所得的視頻信號(hào)成幀為DS3格式幀；在該DS3格式幀中插入信道編碼附加位；以及對(duì)其中插入有信道編碼附加位的DS3格式幀進(jìn)行編碼，并發(fā)送編碼所得的DS3格式幀。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中DS3格式幀的結(jié)構(gòu)包括用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制的幀字段，信號(hào)數(shù)據(jù)的信息字段，以及用于對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤進(jìn)行校正的信道編碼附加字段。
20.一種用于接收視頻信號(hào)的方法，包括接收被多路復(fù)用為DS3格式幀的視頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為規(guī)定的邏輯電平信號(hào)；從該DS3格式幀中提取出原始的視頻信號(hào)；對(duì)DS3格式幀中所包含的原始視頻信號(hào)中的傳輸差錯(cuò)進(jìn)行補(bǔ)償；以及對(duì)經(jīng)補(bǔ)償所得的原始視頻信號(hào)進(jìn)行線路編碼以傳輸補(bǔ)償所得的原始視頻信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中DS3格式幀的結(jié)構(gòu)包括用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制的幀字段；信號(hào)數(shù)據(jù)的信息字段；以及用于對(duì)原始視頻信號(hào)中的傳輸差錯(cuò)進(jìn)行校正的信道編碼附加字段。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中另外包括將補(bǔ)償所得的原始視頻信號(hào)分離為至少兩種輸出視頻信號(hào)的步驟。
23.一種接收裝置，包括線路接口，用于接收被多路復(fù)用為DS3格式幀的視頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為規(guī)定邏輯電平信號(hào)；解幀器，用于從DS3格式幀中提取出原始視頻信號(hào)；譯碼器，用于對(duì)所提取出的原始視頻信號(hào)進(jìn)行譯碼以對(duì)該DS3格式幀中的傳輸差錯(cuò)進(jìn)行補(bǔ)償；相位編碼器，用于對(duì)補(bǔ)償所得的原始視頻信號(hào)進(jìn)行編碼；以及線路驅(qū)動(dòng)器，用于將經(jīng)補(bǔ)償所得的原始視頻信號(hào)分離為至少兩種輸出視頻信號(hào)。
24.如權(quán)利要求23所述的接收裝置，其特征在于另外包括用于對(duì)從線路接口輸出的規(guī)定邏輯電平信號(hào)進(jìn)行去擾頻處理的去擾頻器。
25.一種裝置，包括第一接口單元，用于將規(guī)定信號(hào)格式的兩種視頻信號(hào)組合為一個(gè)復(fù)幀；以及輸出單元，用于以高于DS2體系層的傳輸速度來(lái)發(fā)送該復(fù)幀。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于所述接口單元包括接口電路，用于將兩種視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定信號(hào)格式；以及幀生成器，用于將具有規(guī)定信號(hào)格式的兩種視頻信號(hào)組合為復(fù)幀。
27.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于所述輸出單元包括編碼器，用于根據(jù)規(guī)定的編碼方法對(duì)復(fù)幀進(jìn)行編碼；以及編碼器，用于將來(lái)自上述編碼器的輸出編碼為正信號(hào)和負(fù)信號(hào)。
28.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于另外包括輸入單元，用于接收復(fù)幀；以及第二接口單元，用于將復(fù)幀分離為兩種獨(dú)立視頻信號(hào)。
29.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于傳輸速度至少是38.78Mbps。
30.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于傳輸速度大約是44.736Mbps。
全文摘要
用于發(fā)送和接收視頻數(shù)據(jù)的DS3幀結(jié)構(gòu),視頻數(shù)據(jù)發(fā)送/接收裝置和方法,其能夠最小化視頻數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的傳輸差錯(cuò),并能夠利用DS3格式幀來(lái)對(duì)兩種視頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用及發(fā)送處理。該種DS3幀結(jié)構(gòu)包括多個(gè)單元幀,其中各單元幀分別包括用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制的幀字段,信號(hào)數(shù)據(jù)的信息字段,以及用于對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)中的差錯(cuò)進(jìn)行校正的信道編碼附加字段。
文檔編號(hào)H04N7/015GK1253454SQ9912231
公開(kāi)日2000年5月17日 申請(qǐng)日期1999年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月29日
發(fā)明者金東昱 申請(qǐng)人:Lg情報(bào)通信株式會(huì)社