專利名稱：接收可變的編碼格式和傳輸通道數(shù)的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理領(lǐng)域，尤其涉及視頻數(shù)據(jù)以及從以可變廣播編碼格式編碼的輸入數(shù)據(jù)導(dǎo)出的節(jié)目指南信息的采集、處理和存儲。
在視頻處理和存儲應(yīng)用中，一般將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)編碼為符合公知標(biāo)準(zhǔn)的要求。一個如此廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)是MPEG2(活動圖像專家組)圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)，下面稱為“MPEG標(biāo)準(zhǔn)”。該MPEG標(biāo)準(zhǔn)包含一個系統(tǒng)編碼部分(IS0/IEC13818-1，1994年6月10日)和一個視頻編碼部分(ISO/IEC 13818-2，1995年1月20日)，下面分別稱為“MPEG系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)”和“MPEG視頻標(biāo)準(zhǔn)”。按MPEG標(biāo)準(zhǔn)編碼的視頻數(shù)據(jù)是打包的數(shù)據(jù)流的形式，它一般包括許多節(jié)目通道的數(shù)據(jù)內(nèi)容(例如對應(yīng)于有線電視通道1-125的內(nèi)容)。例如，為了譯碼器譯碼打包的數(shù)據(jù)流和恢復(fù)所選節(jié)目通道的視頻數(shù)據(jù)內(nèi)容以供顯示，包含所選節(jié)目通道的各個包必須被識別和組合。
為了恢復(fù)所選節(jié)目通道的內(nèi)容，在節(jié)目指南中的信息被用于識別和組合構(gòu)成所選節(jié)目的各個數(shù)據(jù)包。為此目的節(jié)目指南數(shù)據(jù)從輸入到視頻譯碼器的節(jié)目數(shù)據(jù)流采集。節(jié)目指南數(shù)據(jù)被組成為足以譯碼所選節(jié)目的主節(jié)目指南(MPG)。一旦它組成了，MPG可以用來譯碼所選節(jié)目或它可以和所選節(jié)目的數(shù)據(jù)內(nèi)容一起被傳送到另一個應(yīng)用裝置。然而，在某些視頻傳輸系統(tǒng)中，必須從以可變廣播編碼格式編碼的節(jié)目指南數(shù)據(jù)中采集和組成MPG。
可變廣播編碼格式被用于無線地面視頻廣播系統(tǒng)以便有選擇地提供增強(qiáng)水平的廣播信號抗擾度。但是，提供增強(qiáng)抗擾度的廣播編碼格式也要求增加的傳輸帶寬。一個使用可變廣播編碼格式的系統(tǒng)的一個例子是專有的多點微波分配系統(tǒng)(MMDS)，它采用“視距”傳輸系統(tǒng)。在這樣一個系統(tǒng)中，給廣播信號提供較高程度抗擾度的編碼格式也導(dǎo)致較高的糾錯編碼的額外負(fù)擔(dān)并因此需要更大的傳輸帶寬。同樣的，對于一個固定的傳輸帶寬，給廣播信號提供較高程度的抗擾度就降低了可以獲得的信息吞吐量。另外，使用的編碼格式可以在時間或地理基礎(chǔ)上變化以適應(yīng)與大氣或地形特性有關(guān)的接收條件的變化。
廣播調(diào)制的變化和糾錯編碼格式以及有關(guān)的所需傳輸帶寬在譯碼可變編碼格式和采集兼容的MPG時給視頻接收機(jī)帶來了問題。這些問題用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)來解決。
可變廣播編碼格式的使用可能導(dǎo)致可用于節(jié)目數(shù)據(jù)內(nèi)容的傳輸帶寬的變化。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到采用可變廣播編碼格式傳輸?shù)墓?jié)目通道數(shù)可以連同編碼格式一起變化。此外，節(jié)目通道的數(shù)量可以隨著時間和地理廣播區(qū)域而變化。
本發(fā)明人還進(jìn)一步認(rèn)識到接收機(jī)系統(tǒng)最好能夠自適應(yīng)地接收可變廣播編碼格式和可變數(shù)量的節(jié)目通道。這允許廣播系統(tǒng)的信號抗擾度滿足一個特定廣播區(qū)域的要求。在一個特定廣播區(qū)域，例如由于丘陵地帶接收條件惡化的區(qū)域中，接收機(jī)可以被配置為提供較高的廣播信號抗擾度。
本發(fā)明的目的是提供一種用于接收可變的編碼格式和傳輸通道數(shù)的系統(tǒng)。
所公開的接收機(jī)系統(tǒng)自動地自適應(yīng)調(diào)諧到廣播信號，該廣播信號在下列方面可變a)被傳輸通道的數(shù)量和頻率分配，b)信號編碼類型如網(wǎng)格編碼或非網(wǎng)格編碼，以及c)調(diào)制格式如采用64或256個元素的碼元群集(constellation)的格式。
根據(jù)本發(fā)明的原理，一個系統(tǒng)接收代表以多個不同格式之一編碼，并在多個傳輸通道之一上傳輸?shù)囊曨l信息的數(shù)字位流。在該系統(tǒng)中，用于采集在一個傳輸通道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的方法包括從多個通道中選擇一個傳輸通道和選擇一個調(diào)制格式。該方法還包括調(diào)諧到接收調(diào)制格式和確定在所選傳輸通道上接收的是否為有效數(shù)據(jù)。該方法步驟被重復(fù)。
按照本發(fā)明的一個特征，用于采集在傳輸通道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的方法包括選擇一個編碼類型并調(diào)到接收該編碼類型。
按照本發(fā)明的另一個特征，用于采集數(shù)據(jù)的方法包括重復(fù)該方法的步驟直到接收到有效數(shù)據(jù)，捕獲所選傳輸通道的節(jié)目指南信息，和響應(yīng)節(jié)目指南信息重新調(diào)諧到接收一個傳輸通道。
在圖中

圖1是一個根據(jù)本發(fā)明原理的用于解調(diào)和譯碼可變廣播編碼格式的信號以供顯示的裝置的方框圖。
圖2示出了一個用于調(diào)諧前向糾錯譯碼器系統(tǒng)到可變廣播編碼格式信號的過程的流程圖。
圖3示出了用于從包含多個物理傳輸通道(PTC)的輸入信號中采集主節(jié)目指南(MPG)的過程的流程圖。
圖4示出了從包含多個物理傳輸通道(PTC)的輸入信號中提供所選視頻通道或節(jié)目指南信息供顯示的過程的流程圖。
圖5示出了組成節(jié)目指南信息和將節(jié)目指南信息結(jié)合到一個視頻節(jié)目數(shù)據(jù)流中以可變廣播編碼格式傳輸?shù)倪^程的流程圖。
圖1是一個根據(jù)本發(fā)明原理的用于解調(diào)和譯碼可變廣播編碼格式的信號以供顯示的接收機(jī)系統(tǒng)方框圖。該接收機(jī)系統(tǒng)自動自適應(yīng)地調(diào)諧到在下列方面可變的廣播信號a)被傳送通道的數(shù)量和頻率分配，b)信號編碼類型如網(wǎng)格編碼或非網(wǎng)格編碼，以及c)調(diào)制格式如采用64或256個元素的碼元群集的格式。為了便于可變廣播編碼格式的接收和譯碼，指示編碼類型和調(diào)制格式的參數(shù)被有益地結(jié)合到傳送信號內(nèi)的節(jié)目指南信息中。
圖1的接收機(jī)系統(tǒng)自適應(yīng)地接收可變廣播編碼格式的能力允許廣播系統(tǒng)的信號抗擾度滿足特定的廣播區(qū)域的需要。例如，接收機(jī)可以被配置為在一個由于丘陵地帶接收條件惡化的特定廣播區(qū)域提供較高的廣播信號抗擾度。在這種模式下，接收機(jī)可以配置為較小的噪聲靈敏度調(diào)制格式，如采用64個元素(優(yōu)于256個元素)以及例如網(wǎng)格編碼數(shù)據(jù)。但是，增強(qiáng)的抗擾度編碼需要更大的信號帶寬，這將導(dǎo)致節(jié)目數(shù)據(jù)內(nèi)容可利用的帶寬較小，由此發(fā)送較少的節(jié)目通道。因此，圖1的接收機(jī)還適應(yīng)被發(fā)送通道的數(shù)量和頻率分配的變化。
盡管公開的系統(tǒng)在接收MPEG兼容的可變廣播編碼格式信號的系統(tǒng)方面做了描述，它只是一個范例。本發(fā)明的原理可以應(yīng)用于傳輸通道在數(shù)量或頻率分配上可變化的系統(tǒng)，或應(yīng)用于編碼類型或調(diào)制格式可以變化的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可以包括例如涉及其他類型的編碼數(shù)據(jù)流和傳輸節(jié)目指南信號的其他方法的非MPEG兼容的系統(tǒng)。另外，盡管公開的系統(tǒng)被描述為處理廣播節(jié)目，這只是一個范例。例如，術(shù)語“節(jié)目”被用來表示任何形式的打包數(shù)據(jù)如電話信息、計算機(jī)程序、國際互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)或其他通訊。
總的來說，在圖1的視頻接收機(jī)系統(tǒng)12中，用視頻數(shù)據(jù)調(diào)制的載波被天線15接收并被單元20處理。得到的數(shù)字輸出信號被解調(diào)器25調(diào)解。從單元25解調(diào)的輸出可選擇地由譯碼器30差分譯碼，經(jīng)由多路復(fù)用器35和在網(wǎng)格譯碼器40的可選擇網(wǎng)格譯碼之后的多路復(fù)用器45提供到單元50。來自多路復(fù)用器45的可選網(wǎng)格譯碼的輸出被單元50映射到字節(jié)長度數(shù)據(jù)段，去交錯和Reed-Solomon糾錯。來自單元50的校正輸出數(shù)據(jù)由MPEG兼容的傳送處理器55處理，它按照基于標(biāo)題信息分析的類型分離數(shù)據(jù)并提供同步和差錯指示信息用于隨后的視頻數(shù)據(jù)解壓縮。來自處理器55的壓縮的視頻和音頻輸出數(shù)據(jù)被MPEG譯碼器60解壓縮以提供音頻和視頻輸出數(shù)據(jù)到音頻處理器70和視頻處理器65。處理器65和70格式化音頻和視頻信號以適合單元75用于再現(xiàn)。
視頻接收機(jī)的用戶采用一個遙控器(為簡化制圖未示出)選擇觀看或者一個視頻通道或者一個屏幕菜單，諸如節(jié)目指南。系統(tǒng)控制器17采用從遙控器提供的選擇信息來適當(dāng)?shù)嘏渲脠D1的元件以接收、解調(diào)和譯碼包括差分或非差分編碼，網(wǎng)格編碼或非網(wǎng)格編碼，以及包含64個或256個元素的碼元群集的輸入信號調(diào)制格式的輸入信號編碼類型。通過設(shè)置在這些元件內(nèi)的控制寄存器值和通過采用雙向數(shù)據(jù)和控制信號總線C選擇經(jīng)由多路復(fù)用器35和45的信號路徑分別相對輸入信號類型配置圖1的元件20，25，30，40，50和55。應(yīng)注意由單元20，25，30，40和50實現(xiàn)的解調(diào)器和譯碼器功能各自來講都是公知的并例如在Lee和Messerschmidt(Kluwer Academic Press，Boston，MA，USA，1988)的參考書“數(shù)字通信”中作了一般性地描述。
詳細(xì)地考慮圖1，由天線15接收的用視頻數(shù)據(jù)調(diào)制的載波由輸入處理器20轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式并被處理。處理器20包括射頻(RF)調(diào)諧器和中頻(IF)混頻器以及放大級，用于將輸入視頻信號下變頻到適合于進(jìn)一步處理的較低頻帶。在這個示范的系統(tǒng)中，天線接收的輸入信號包含33個物理傳輸通道(PTC0-32)。每個物理傳輸通道(PTC)被分配一個6MHz帶寬并且包含多達(dá)6個視頻通道例如對應(yīng)于有線電視通道2-7。
為了示范的目的假設(shè)一個視頻接收機(jī)用戶采用一個遙控器(為簡化制圖未示出)選擇一個視頻通道(SC)觀看。系統(tǒng)控制器17采用由遙控器提供的選擇信息適當(dāng)?shù)嘏渲孟到y(tǒng)12的元件以接收對應(yīng)于所選視頻通道SC的PTC。在下變頻后面，來自單元20的輸出信號對于選擇的PTC有一個6MHz的帶寬并且中心頻率在119-405MHz的范圍內(nèi)。
控制器17配置單元20的射頻(RF)調(diào)諧器和中頻(IF)混頻器以及放大級以接收所選的PTC。所選PTC的下變頻的頻率輸出被單元25調(diào)解。解調(diào)器25的主要功能是恢復(fù)和跟蹤載波頻率，恢復(fù)發(fā)送的數(shù)據(jù)時鐘頻率以及恢復(fù)視頻數(shù)據(jù)本身。
在單元25中的載波恢復(fù)環(huán)路處理單元20的輸出以恢復(fù)基帶視頻信息。來自單元20的數(shù)據(jù)是一個表示碼元序列的二進(jìn)制數(shù)據(jù)流，該碼元序列中每個碼元由賦予的數(shù)字值表示。如公知的，一組碼元可以在一個復(fù)平面上表示為一組稱為碼元群集的點。輸入到系統(tǒng)12的可變廣播信號格式采用64點或256點的正交調(diào)幅(QAM)碼元群集。如公知的，在單元25中的載波恢復(fù)環(huán)路功能補(bǔ)償由傳輸通道和在低噪塊(LNB)下變頻器中振蕩器不穩(wěn)定性引入的載波頻率中的相位和頻率抖動導(dǎo)致的碼元點偏移和碼元點旋轉(zhuǎn)。
單元25載波恢復(fù)環(huán)路導(dǎo)出一個表示由發(fā)送的和導(dǎo)出的所選PTC的載波頻率之間的頻率誤差導(dǎo)致的碼元點旋轉(zhuǎn)的載波偏移值。單元25載波恢復(fù)環(huán)路使用導(dǎo)出的載波偏移值來補(bǔ)償由這個頻率誤差導(dǎo)致的碼元旋轉(zhuǎn)。示范實施例中載波偏移值在不同的PTC之間并沒有明顯的變化。因此，一旦為一個PTC導(dǎo)出載波偏移值，它就被控制器17存儲并施加到單元25載波恢復(fù)環(huán)路以加速系統(tǒng)12重新調(diào)諧到其他的PTC。因為偏移值加速了恢復(fù)環(huán)路的收斂，通過施加存儲的載波偏移值到單元25載波恢復(fù)環(huán)路，減少了重新調(diào)諧系統(tǒng)12到一個不同的PTC所需的時間。為了補(bǔ)償影響載波環(huán)路收斂的頻率漂移和其他變化，控制器17提供周期性地導(dǎo)出和更新的載波偏移值。系統(tǒng)12可以有選擇地配置為導(dǎo)出每個PTC專有的載波偏移值用于載波恢復(fù)環(huán)路補(bǔ)償。
如公知的，為了補(bǔ)償傳輸通道的擾動和降低碼元之間干擾的目的，單元25解調(diào)器還包含連同載波恢復(fù)環(huán)路一起使用的均衡器功能。另外，單元25中的一個限幅器將一系列判定門限施加到來自載波恢復(fù)環(huán)路的校正輸出以恢復(fù)輸入到解調(diào)器25的數(shù)據(jù)的碼元序列?？刂破?7響應(yīng)配置控制信號C為64點或256點QAM碼元群集配置限幅器。從單元25輸出的恢復(fù)的視頻數(shù)據(jù)被提供到差分譯碼器30。
單元25還恢復(fù)對應(yīng)于發(fā)射機(jī)時鐘的采樣和同步時鐘并用于對處理器20、解調(diào)器25和差分譯碼器30的操作計時。根據(jù)公知的原理通過根據(jù)限幅器輸入和輸出數(shù)據(jù)的比較導(dǎo)出相位和定時誤差信號，在單元25內(nèi)導(dǎo)出時鐘。導(dǎo)出的誤差信號被濾波并施加到壓控晶體振蕩器的控制輸入端以產(chǎn)生時鐘。另一種情況是，大于碼元速率兩倍的時鐘頻率可以被用來作為采樣時鐘。
解調(diào)器25的輸出被可選擇地由單元30差分譯碼并傳送到多路復(fù)用器35。差分編碼/譯碼是一種公知的技術(shù)，用于克服與在導(dǎo)出載波和恢復(fù)碼元群集中潛在的相位模糊性相關(guān)的問題。
控制器17確定輸入數(shù)據(jù)是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)中的參數(shù)被網(wǎng)格譯碼，還是任意選擇網(wǎng)格譯碼作為迭代初始化過程的一部分。如下面將結(jié)合圖2討論的，該初始化過程被用于適當(dāng)?shù)嘏渲孟到y(tǒng)12以采集和譯碼接收的輸入數(shù)據(jù)。如果控制器17選擇一個網(wǎng)格譯碼模式，來自譯碼器30的差分譯碼數(shù)據(jù)或者來自單元25的解調(diào)數(shù)據(jù)都經(jīng)由多路復(fù)用器35傳到網(wǎng)格譯碼器40。譯碼器40應(yīng)用公知的網(wǎng)格譯碼原理檢測來自多路復(fù)用器35的網(wǎng)格編碼數(shù)據(jù)的代碼序列。譯碼器40從由多路復(fù)用器35接收的數(shù)據(jù)碼元確定已由編碼器網(wǎng)格編碼的最大可能相應(yīng)位序列并因此識別相應(yīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)碼元。得到的恢復(fù)的原始數(shù)據(jù)經(jīng)由多路復(fù)用器45提供給單元50。但是，如果控制器17選擇非網(wǎng)格譯碼模式，來自譯碼器30的差分譯碼的數(shù)據(jù)或是來自單元25解調(diào)的數(shù)據(jù)都經(jīng)由多路復(fù)用器35和45，繞過網(wǎng)格譯碼器40提供到單元50。
根據(jù)公知的原理多路復(fù)用器45的輸出由單元50映射到字節(jié)長度數(shù)據(jù)段，去交錯和Reed-Solomon糾錯。此外，單元50提供一個前向糾錯(FEC)有效性或鎖定指示給控制器17。Reed-Solomon糾錯是一種公知的前向糾錯類型。Reed-Solomon糾錯的FEC鎖定指示信號被同步到被校正的數(shù)據(jù)并提供一個有效的輸出。
來自單元50的校正輸出數(shù)據(jù)由MPEG兼容的傳送處理器55處理。包含特定節(jié)目通道內(nèi)容或節(jié)目指南信息的各個包被它們的包識別符(PID)識別。處理器55根據(jù)基于包括在標(biāo)題信息內(nèi)的包識別符(PID)的分析的類型分離數(shù)據(jù)并提供同步和差錯指示信息用于隨后的視頻數(shù)據(jù)解壓縮。
采用包含在一個主節(jié)目指南(MPG)中的PID來識別和組合包括所選擇的節(jié)目通道的各個包。但是，識別MPG包的PID被預(yù)先確定和存儲在控制器17的內(nèi)部存儲器中。因此，在控制器17從由單元50提供的FEC鎖定指示確定系統(tǒng)12產(chǎn)生有效的數(shù)據(jù)到傳送處理器55以后，存在于每個PTC的MPG被采集而不要附加的PID信息。利用控制信號C，控制器17配置傳送處理器55選擇包含MPG的數(shù)據(jù)包。處理器55將由多路復(fù)用器45提供的輸入包的PID與由控制器17預(yù)裝載在單元55的控制寄存器中的PID值相比較?？刂破?7通過訪問和組合由處理器55識別和捕獲的MPG包采集一個完整的MPG。
MPG中允許控制器17與處理器55一起識別包含各個節(jié)目的數(shù)據(jù)包的信息稱為通道映像。此外MPG有益地包括允許識別包含所有PTC和不同廣播編碼格式的各個節(jié)目的包的通道映像信息。不同的通道映像是與不同的廣播編碼格式有關(guān)的，因為可利用的物理傳輸通道(PTC)的最大數(shù)量是由一個特殊的編碼格式可利用的傳輸帶寬確定的。如前面解釋的，提供更高信號抗擾度的編碼格式的使用導(dǎo)致了對于節(jié)目內(nèi)容傳輸可利用的較小帶寬。在正常的廣播工作中，通道映像也可以變化以允許在不同廣播區(qū)域之間發(fā)送的節(jié)目內(nèi)容的變化，或者允許服務(wù)的變化，即增加或刪除。
控制器17使用采集的MPG中的通道映像信息識別包含用戶選擇觀看的視頻通道SC的包。處理器55將由多路復(fù)用器45提供的輸入包的PID與由控制器17預(yù)裝載在單元55內(nèi)的控制寄存器中的視頻通道SC的PID值相比較。以這種方式，處理器55捕獲視頻通道SC的包并將它們組合成包含表示所選視頻通道SC節(jié)目內(nèi)容的壓縮的視頻和音頻數(shù)據(jù)的MPEG兼容的數(shù)據(jù)流。
來自處理器55壓縮的視頻和音頻輸出數(shù)據(jù)被MPEG譯碼器60解壓縮以提供音頻和視頻輸出數(shù)據(jù)到音頻處理器70和視頻處理器65。處理器65和70將音頻和視頻信號格式化以適合單元75的再現(xiàn)。應(yīng)注意被處理器55將MPG輸出加入其中的MPEG兼容的數(shù)據(jù)流交替地提供給一個存儲裝置進(jìn)行存儲(為簡化起見未示出)。
如前面結(jié)合圖1所討論的，控制器17應(yīng)用圖2的過程調(diào)諧和配置處理器20，解調(diào)器25，差分譯碼器30和網(wǎng)格譯碼器40以接收可變廣播編碼格式的信號。圖2的過程自動自適應(yīng)地調(diào)諧系統(tǒng)12以接收在下列方面變化的信號a)被發(fā)送通道的數(shù)量和頻率分配，b)信號編碼類型如網(wǎng)格編碼或非網(wǎng)格編碼，或差分或非差分編碼，以及c)調(diào)制格式如使用64或256個元素的碼元群集的調(diào)制格式。圖2的過程是用于當(dāng)由單元50(圖1)提供的FEC鎖定指示發(fā)信號通知還沒有實現(xiàn)鎖定時。這樣一個條件可能發(fā)生在例如第一次加電或在編碼器的一個廣播編碼格式變化以后。在圖2的示范過程中，系統(tǒng)12的輸入數(shù)據(jù)或者都是差分編碼和網(wǎng)格編碼，或者都不是差分編碼和網(wǎng)格編碼。
在圖2的步驟100開始以后，一個載波偏移值在步驟105以前面結(jié)合圖1描述的方式被導(dǎo)出。為一個初始的PTC，如PTC＝0導(dǎo)出載波偏移值，并被控制器17在步驟105施加到單元25載波恢復(fù)環(huán)路。在步驟110，控制器17被編程以對于每個PTC迭代地執(zhí)行圖2的過程步驟115-150，以第一個PTC(PTC＝0)開始直到FEC鎖定到得到的PTC之一上。
在步驟115，控制器17配置解調(diào)器25用于一個64點QAM調(diào)制格式碼元群集并配置多路復(fù)用器35和45以提供來自解調(diào)器25的輸出到單元50而繞過譯碼器30和網(wǎng)格譯碼器40。如果控制器17在步驟120判定單元50尚未實現(xiàn)FEC鎖定，控制器17執(zhí)行步驟125配置解調(diào)器25用于一個64點QAM調(diào)制格式。另外，在步驟125控制器17配置譯碼器30和譯碼器40以差分譯碼和網(wǎng)格譯碼來自解調(diào)器25的輸出數(shù)據(jù)以提供差分譯碼的和網(wǎng)格譯碼的數(shù)據(jù)經(jīng)由多路復(fù)用器35和45到單元50。
如果控制器17在步驟130判定單元50尚未實現(xiàn)FEC鎖定，控制器17執(zhí)行步驟135以配置解調(diào)器25用于一個256點QAM調(diào)制格式碼元群集。在步驟135控制器17還配置多路復(fù)用器35和45以提供來自解調(diào)器25的輸出數(shù)據(jù)到單元50而繞過譯碼器30和網(wǎng)格譯碼器40。如果控制器17在步驟140判定單元50還沒有實現(xiàn)FEC鎖定，控制器17執(zhí)行步驟145以配置解調(diào)器25用于一個256點QAM調(diào)制格式。另外，控制器17在步驟145配置譯碼器30和譯碼器40差分譯碼和網(wǎng)格譯碼來自解調(diào)器25的輸出數(shù)據(jù)以提供差分譯碼的和網(wǎng)格譯碼的數(shù)據(jù)經(jīng)由多路復(fù)用器35和45到單元50。
如果控制器17在步驟150判定在為每個PTC(PTC0-32)通過步驟115-150的迭代之后單元50還沒有實現(xiàn)FEC鎖定，則控制器17在步驟155提供一個系統(tǒng)錯誤指示給用戶。這可能采取面板燈指示形式，或者在再現(xiàn)裝置75上的故障圖形顯示，或者由電話線傳送的錯誤信息或另一種出錯指示的形式。但是，如果單元50在步驟120，130，140或150對于任何PTC獲得FEC鎖定，那么控制器17執(zhí)行步驟160。在步驟160，控制器17在它的內(nèi)部存儲器存儲載波偏移值，獲得了FEC鎖定的PTC的調(diào)制格式(64或256點QAM)以及編碼類型(網(wǎng)格編碼或非網(wǎng)格編碼)。在完成圖2過程的步驟155或160后在步驟165結(jié)束。
控制器17采用圖3的過程從包含多個物理傳輸通道(PTC)的輸入信號中采集一個主節(jié)目指南(MPG)。圖3的過程被用于圖2的過程以后以調(diào)諧系統(tǒng)12到一個特定的PTC。然而，每當(dāng)希望獲得一個新的MPG如在一個編碼器中改變一個廣播編碼格式以后也可以應(yīng)用圖3的過程。
在圖3步驟200開始以后，控制器17為MPG數(shù)據(jù)包而搜索從多路復(fù)用器45(圖1)輸出的數(shù)據(jù)。如前面結(jié)合圖1所討論的，控制器17在步驟205在處理器55內(nèi)的內(nèi)部寄存器預(yù)裝載MPG PID值。處理器55將MPG PID值與從多路復(fù)用器45輸入的數(shù)據(jù)包的PID值比較并捕獲識別的MPG數(shù)據(jù)包。在步驟210檢測MPG數(shù)據(jù)包以后，控制器17在步驟240傳輸由處理器55捕獲的MPG包到內(nèi)部存儲器。控制器17繼續(xù)步驟240的過程直到一個完整的、有效的和無差錯的MPG在內(nèi)部存儲器被獲得、譯碼和組合。如果控制器17在步驟245判定一個完整、有效和無差錯的MPG已經(jīng)被采集，圖3過程的執(zhí)行就完全成了并在步驟260結(jié)束。
如果控制器17在步驟245判定一個完整、有效的和無差錯的MPG沒有被采集，則控制器17配置系統(tǒng)12(圖1)在步驟215接收下一個PTC，例如如果當(dāng)前PTC為零，則為PTC第1號。同樣，如果在步驟210處理器55沒有檢測到MPG數(shù)據(jù)包，控制器17類似地配置系統(tǒng)12在步驟215接收下一個PTC。但是，如果控制器17在步驟220判定所有可獲得的PTC沒有成功地搜索到，控制器17在步驟230給用戶指示出一個系統(tǒng)錯誤。這可能采取面板燈指示的形式，或在再現(xiàn)裝置75上的故障圖形顯示，或由電話線傳送的錯誤信息或另一類型的出誤指示。
如果控制器17在步驟220判定所有可獲得的PTC尚沒有搜索到，則控制器17在步驟225從步驟115(圖2)為在步驟215(圖3)所選擇PTC執(zhí)行前面所述的圖2的調(diào)諧過程。圖2的過程的這個部分用來調(diào)諧系統(tǒng)12到步驟215(圖3)所選的PTC。在步驟225調(diào)諧系統(tǒng)12到新的PTC后，控制器17重復(fù)圖3的過程以獲得在步驟205開始的MPG。在步驟230產(chǎn)生一個錯誤指示，或者在步驟245成功地采集一個MPG以后，圖3的執(zhí)行過程完成并在步驟260結(jié)束。
控制器17應(yīng)用圖4的過程從一個包含多個物理傳輸通道(PTC)和可變調(diào)制和編碼格式的輸入信號提供所選的視頻通道或節(jié)目指南信息供顯示。圖4的過程被用在例如圖3過程的MPG采集之后。
在圖4的步驟300開始以后，控制器17在步驟305從遙控器提供的選擇信息判定一個用戶是否請求收看一個視頻通道或一個節(jié)目指南。如果一個視頻通道(SC)被選擇了，控制器17在步驟310采用前面存儲的MPG信息確定在哪個PTC上所選的通道SC被傳送。在步驟315控制器17判定所選通道的PTC與系統(tǒng)12當(dāng)前調(diào)諧的PTC是否不同。如果所選通道的PTC與當(dāng)前的PTC不同，控制器17在步驟320以所需PTC的載波偏移值、調(diào)制格式(64或是256點QAM)和編碼類型(網(wǎng)格編碼或非網(wǎng)格編碼)來配置系統(tǒng)12。所需PTC的調(diào)制格式和編碼類型由控制器17從所存儲MPG數(shù)據(jù)中的參數(shù)確定。用于所需PTC的載波偏移值由控制器17從前面在圖2的采集過程確定的存儲偏移數(shù)據(jù)得到。
在步驟325，控制器17從步驟115(圖2)執(zhí)行前面描述的圖2的調(diào)諧過程。圖2過程的這個部分被用于調(diào)諧系統(tǒng)12到在步驟310(圖3)確定的PTC，并且在該P(yáng)TC上所選視頻通道SC被發(fā)送。但是，在步驟315，如果所選視頻通道SC的PTC與系統(tǒng)12當(dāng)前調(diào)諧的PTC相同，則控制器17繞過步驟320-325并繼續(xù)步驟330的過程。
在步驟330，控制器17使用MPG數(shù)據(jù)以識別包含用戶選擇觀看的視頻通道SC的包。如圖1所描述的，處理器55將由多路復(fù)用器45提供的輸入包的PID與由控制器17預(yù)裝載在單元55內(nèi)的控制寄存器中的視頻通道SC的PID值相比較。以這種方式，處理器55在步驟335由控制器17控制，捕獲視頻通道SC的數(shù)據(jù)包并將它們組成為一個包含表示所選視頻通道SC節(jié)目內(nèi)容的壓縮的視頻和音頻數(shù)據(jù)的MPEG兼容的數(shù)據(jù)流。
在步驟365，來自處理器55的壓縮的視頻和音頻輸出數(shù)據(jù)，如由控制器17引導(dǎo)的，由MPEG譯碼器60解壓縮以提供音頻和視頻輸出數(shù)據(jù)到音頻處理器70和視頻處理器65。另外，在步驟365，處理器65和70格式化音頻和視頻信號以適合于由單元75再現(xiàn)。圖4的過程在步驟370結(jié)束。
但是，如果在步驟305，視頻接收機(jī)用戶請求收看一個節(jié)目指南，控制器17在步驟350判定是否有一個特別節(jié)目指南(SPG)或一個MPG被請求。MPG在每一個PTC上發(fā)送并包括識別和組合包括一個所選視頻通道節(jié)目或一個SPG的數(shù)據(jù)包所需的全部信息。相反，SPG是一個可選的指南并且也許只能在一個有限數(shù)量的PTC上發(fā)送，如PTC＝0。另外，還有幾種不同的SPG并且一個單獨的SPG可以只包含所選視頻通道的信息。
在圖4的范例過程中，SPG在PTC零上發(fā)送。因此，如果在步驟350一個SPG被請求收看，控制器17在步驟360設(shè)置所需的PTC為零并以前面描述的方式從步驟315繼續(xù)圖4過程的執(zhí)行。但是，如果在步驟350請求收看一個MPG，控制器17在步驟355檢索前面存儲在內(nèi)部存儲器中的MPG數(shù)據(jù)并與處理器55一起形成一個MPG表示數(shù)據(jù)流。由處理器55提供的所得到的MPG表示數(shù)據(jù)流是一個包含壓縮的視頻和音頻數(shù)據(jù)的MPEG兼容的數(shù)據(jù)流。在步驟365，來自處理器55的壓縮的視頻和音頻輸出數(shù)據(jù)被MPEG譯碼器60解壓縮以提供音頻和視頻輸出數(shù)據(jù)給音頻處理器70和視頻處理器65。另外，在步驟365，處理器65和70格式化音頻和視頻信號以適合由單元75再現(xiàn)。圖4的過程在步驟370結(jié)束。
本發(fā)明的原理還應(yīng)用于結(jié)合這里描述的一個MPG的數(shù)據(jù)流的形成、編碼和傳輸。本發(fā)明原理應(yīng)用于結(jié)合通道映像信息的MPG的形成，通道映像信息允許識別包含所有PTC和不同廣播編碼格式的各個節(jié)目的包。本發(fā)明的原理類似地應(yīng)用于結(jié)合指示調(diào)制格式和編碼類型的參數(shù)的MPG的形成。
根據(jù)本發(fā)明原理形成的數(shù)據(jù)流可以用于包括例如經(jīng)由電話線的視頻服務(wù)器或PC類型的通信的各種應(yīng)用中的通信。根據(jù)本發(fā)明原理結(jié)合一個MPG形成的一個視頻節(jié)目數(shù)據(jù)流可以被記錄在一個存儲媒介上并發(fā)送或再廣播到其他服務(wù)器、PC機(jī)或接收機(jī)。另外，視頻節(jié)目可以以例如網(wǎng)格編碼或非網(wǎng)格編碼的形式存儲。
如果一個節(jié)目以網(wǎng)格編碼形式存儲，存儲的節(jié)目指南信息包括調(diào)制和編碼類型數(shù)據(jù)，便于后來的接收機(jī)在檢索和再廣播節(jié)目時對節(jié)目進(jìn)行解調(diào)和譯碼。如果節(jié)目以非網(wǎng)格編碼形式存儲，在從存儲媒介搜索節(jié)目時，一個服務(wù)器可以根據(jù)節(jié)目指南上傳送的調(diào)制和編碼類型數(shù)據(jù)調(diào)制和網(wǎng)格編碼節(jié)目。然后節(jié)目可以被重新發(fā)送到其他接收機(jī)，其他接收機(jī)可以使用在節(jié)目指南信息中的調(diào)制和編碼類型數(shù)據(jù)以便于節(jié)目的解調(diào)和譯碼。類似地，在涉及節(jié)目的再廣播這樣的視頻服務(wù)器類型應(yīng)用中，服務(wù)器可以根據(jù)節(jié)目指南信息重新調(diào)制傳輸?shù)墓?jié)目數(shù)據(jù)。
圖5示出用于形成節(jié)目指南信息并將節(jié)目指南信息結(jié)合在一個視頻節(jié)目數(shù)據(jù)流中用于以可變的廣播編碼格式傳輸?shù)倪^程的流程圖。在圖5步驟400開始以后，在步驟405產(chǎn)生參數(shù)指示用于傳輸每個PTC的調(diào)制格式和編碼類型。在步驟410，產(chǎn)生通道映像以識別包含各個視頻節(jié)目和要在每個PTC上傳輸?shù)陌殡S的音頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包。在步驟415，在步驟405產(chǎn)生的調(diào)制格式和編碼類型指示參數(shù)被結(jié)合在通道映像內(nèi)，因此使一個PTC與一個特定的廣播編碼格式和特定的視頻節(jié)目相關(guān)聯(lián)。節(jié)目指南格式可以是各種類型。例如，它可以遵照MPEG系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)在2.2.4節(jié)規(guī)定的節(jié)目特別信息(PSI)要求或者它可以遵照由美國的先進(jìn)電視系統(tǒng)委員會(ATSC)在1995年4月12日所制定的高清晰度電視(HDTV)信號標(biāo)準(zhǔn)“HDTV傳輸?shù)臄?shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)”。另一種情況是，它可以根據(jù)一個特定系統(tǒng)的專有的或定制的要求形成。
在步驟420，節(jié)目指南信息結(jié)合通道映像和調(diào)制格式以及編碼類型參數(shù)形成。節(jié)目指南信息在步驟425合并到一個選擇的視頻節(jié)目數(shù)據(jù)流中以形成一個視頻輸出節(jié)目。在步驟430，視頻輸出節(jié)目數(shù)據(jù)被進(jìn)一步處理以適合于例如傳輸?shù)搅硪粋€設(shè)備，如接收機(jī)，視頻服務(wù)器或用于在一個存儲媒介上記錄的存儲設(shè)備。在步驟430完成的過程包括公知的編碼功能如數(shù)據(jù)壓縮Reed-Solomon編碼，去交錯，倒頻，可選擇的網(wǎng)格編碼，差分編碼和調(diào)制。這個過程完成并在步驟435結(jié)束。
圖1的結(jié)構(gòu)不是唯一的。根據(jù)本發(fā)明的原理可以導(dǎo)出其他的結(jié)構(gòu)用來實現(xiàn)相同的目的。另外，圖1的系統(tǒng)12的元件的功能和圖2-5的處理步驟可以在一個微處理器的編程指令內(nèi)全部或部分地完成。另外，本發(fā)明的原理還應(yīng)用于任何形式的MPEG或非MPEG兼容的電子節(jié)目指南。此外，雖然公開的系統(tǒng)接收可變的廣播QAM調(diào)制格式和網(wǎng)格編碼或非網(wǎng)格編碼數(shù)據(jù)，但它只是舉例說明。本發(fā)明的原理可以被應(yīng)用于接收其他類型的信號編碼的系統(tǒng)，而不僅僅是可選擇的網(wǎng)格編碼，和其他調(diào)制格式，而不僅僅是包括脈沖幅度調(diào)制(PAM)形式的QAM。
權(quán)利要求
1.在一個用于接收表示以多個不同格式之一編碼和在多個傳輸通道之一上傳輸?shù)囊曨l信息的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的系統(tǒng)中，一種用于采集在傳輸通道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的方法，其特征在于包括步驟a)從所述的多個通道選擇一個傳輸通道；b)選擇一個調(diào)制格式；c)調(diào)諧接收所述調(diào)制格式；d)確定有效數(shù)據(jù)是否在所述選擇的傳輸通道上被接收；以及e)重復(fù)步驟a-d。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述調(diào)諧步驟包括配置一個解調(diào)器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述調(diào)諧步驟包括配置一個譯碼器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述重復(fù)步驟包括重復(fù)步驟a-d直到所述有效的數(shù)據(jù)被接收。
5.在一個用于接收表示以多個不同格式之一編碼和在多個傳輸通道之一上傳輸?shù)囊曨l信息的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的系統(tǒng)中，一種用于采集在傳輸通道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的方法，其特征在于包括步驟a)從所述的多個通道選擇一個傳輸通道；b)選擇一個編碼類型；c)調(diào)諧接收所述編碼類型；d)確定有效數(shù)據(jù)是否在所述選擇的傳輸通道上被接收；以及e)重復(fù)步驟a-d。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于從多個編碼類型中選擇所述的編碼類型。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括步驟e)重復(fù)步驟a-d直到所述有效數(shù)據(jù)被接收；f)捕獲在所述選擇的傳輸通道上的節(jié)目指南信息；以及g)響應(yīng)所述的節(jié)目指南信息重新調(diào)諧接收一個傳輸通道。
8.如權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于還包括步驟選擇一個編碼類型。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述重復(fù)步驟包括用于多個編碼類型中每個的重復(fù)步驟a-d。
10.如權(quán)利要求1或5或7中任何一個所述的方法，其特征在于所述多個編碼類型包括網(wǎng)格編碼和非網(wǎng)格編碼。
11.如權(quán)利要求1或5或7中任何一個所述的方法，其特征在于所述多個編碼類型包括糾錯編碼類型。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述凋諧和重新調(diào)諧步驟包括配置一個解調(diào)器。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述調(diào)諧和重新調(diào)諧步驟包括配置一個譯碼器。
14.如權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于所述重復(fù)步驟包括用于所述多個通道中每個傳輸通道的重復(fù)步驟a-d。
15.如權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于所述重復(fù)步驟包括用于多個調(diào)制格式中每個的重復(fù)步驟a-d。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述多個調(diào)制格式包括不同碼元群集大小的調(diào)制格式。
17.如權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于由一個糾錯功能指示所述有效數(shù)據(jù)。
全文摘要
接收機(jī)系統(tǒng)(12)自動自適應(yīng)調(diào)諧到在傳輸通道數(shù)、信號編碼類型和調(diào)制格式上可變的廣播信號。一系統(tǒng)接收(15)表示以不同格式之一編碼和在多個傳輸通道之一上傳輸?shù)囊曨l信息的數(shù)字位流。采集傳輸通道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的方法包括選擇(17)傳輸通道和調(diào)制格式(25),調(diào)諧(20)為接收調(diào)制格式并判定(50)有效數(shù)據(jù)是否在所選傳輸通道上接收。還包括選擇(17)編碼類型(30,40)并調(diào)諧接收該編碼類型。采集數(shù)據(jù)的方法可包括捕獲節(jié)目指南信息并響應(yīng)該信息重新調(diào)諧接收傳輸通道。
文檔編號H04N5/44GK1176560SQ97115339
公開日1998年3月18日 申請日期1997年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月1日
發(fā)明者邁哈麥特·K·奧茲坎, 庫馬·拉馬斯瓦米, 約翰·S·斯圖爾特 申請人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司