DE69633830T2

DE69633830T2 - Gerät zur demodulierung und dekodierung von videosignalen

Info

Publication number: DE69633830T2
Application number: DE69633830T
Authority: DE
Inventors: Sidney John STEWART
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2016-06-29
Also published as: CN1191050A; ES2227599T3; IN190362B; CA2226503A1; AU701379B2; US5671253A; EP0872096A1; EP0872096B1; WO1997003509A1; CN1110176C; AU6403496A; KR19990028865A; DE69633830D1; KR100448181B1; MX9800367A; EP0872096A4; BR9609629A; HK1015579A1; JP3795528B2; PL324380A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der digitalen Signalverarbeitung und insbesondere die Demodulation und die Decodierung von Videosignalen, die nach verschiedenen Normen codiert sind, z.B. für eine Satelliten- oder terrestrische Übertragung.
Digitale Fernsehsysteme, die für eine terrestrische oder Satelliten-Sendung dienen, modulieren und codieren Fernsehsignale für die Übertragung nach verschiedenen Verfahren und in verschiedenen Signalformaten. Das jeweils angewendete Verfahren und Format können durch eine internationale angenommene Spezifikation beschrieben werden. Eine derartige Spezifikation, vorbereitet für ein europäisches Satellitenkommunikationssystem, ist das so genannte "Specification of the Baseline Modulation/Channel Coding System for Digital Multi-Programme Television by Satellite" von der European Broadcasting Union, 19. November 1993. Dieses System ist auch bekannt als das so genannte Direct Video Broadcast System (DVB) und gilt für eine Satelliten- und Kabelfernsehsignalverteilung. Ein anderes Übertragungssystem, das in den USA bereits benutzt wird und durch eine geschützte kommerzielle Spezifikation definiert ist, ist das Digital Satellite System (DSS). Wenn jedoch das übertragene Signalformat durch eine anerkannte Norm oder durch eine geschützte kommerzielle Spezifikation vorgeschrieben ist, muss ein Videosignalempfänger in der Lage sein, das übertragene Signalformat zu empfangen. Ein System zum Empfang verschiedener übertragener Signalformate in dem Zusammenhang von verschiedenen Typen der Übertragung, wie Satelliten, terrestrische und Kabelübertragung, ist beschrieben in der US 5 497 401 , mit dem Titel "A Branch Metric Computer Convolutional Decoder Suitable For Use in a Multi-Channel Receiver of Satellite, Terrestrial and Cable Transmitted FEC Compressed-Digital Television Data" von J. S. Stewart et al.
Ein Videosignalempfänger verwendet Demodulations- und Decodierfunktionen, die spezifisch an das zu empfangene Signalformat angepasst sind. Die Funktion der Demodulation ist abhängig von dem Typ der Modulation, der Signalform, der durch das Übertragungssystem angewendeten Datenrate und davon, ob ein einziger einziger oder ein differenzieller Ausgang benötigt wird. Die Decodierfunktion ist abhän gig von dem Typ der Codierung, der Verwürfelung, der Verschachtelung und der Coderate, die durch den Übertragungs-Systemcoder angewendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass ein Signalverarbeitungsnetz sich in vorteilhafter Weise an mehrere Demodulations- und Decodierfunktionen im Zusammenhang eines Signals für eine digitale Fernsehsignalverarbeitung anpassen kann. Gemäß den Prinzipien der Erfindung bildet ein beschriebenes digitales Signalverarbeitungsnetz adaptive Demodulations- und Decodiernetze mit verschiedenen Typen der Demodulations- und Decodierfunktionen.
Die US 5 042 052 von Roberts et al "Carrier acquisition scheme for QAM and QPSK data" beschreibt einen energieausgerüsteten Phasendetektor, der einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO = voltage controlled oscillator) zur Bildung einer groben Anwendung auf einen Träger und ein entscheidungsgerichteter Phasendetektor, der die Systemtakt-Informationen zur Steuerung des VCO innerhalb einer engeren Toleranz benutzt. Die US 5 134 464 von Basile et al, "Method and apparatus for the transmission source signal encoded into a frequency multiplexed signal with a plurality of subcarriers modulated with digital information" beschreibt ein Fernsehquellensignal, das in ein Frequenzmultiplexsignal mit mehreren mit digitalen Informationen modulierten Signal umgesetzt wird. Die US 5 577 087 von Furuya, "Variable modulation communication method and system" beschreibt eine Kommunikation unter Anwendung einer Mehrwert-Modulation oder einer kleineren Zahl von Modulationswerten auf der Grundlage einer überwachten Übertragungsqualität des Übertragungswegs.
Die Erfindung betrifft ein Demodulatornetzwerk zur Demodulaltion eines Träger, der mit Modulationsdaten in einer von mehreren unterschiedlichen verschiedenen Modulationsformaten moduliert ist, mit:
einem Timing-Rückgewinnungsnetzwerk zur Wiedergewinnung von Timingdaten aus dem modulierten Träger,
einem Trägerrückgewinnungsnetzwerk, das durch die Timingdaten zur Rückgewinnung der Modulationsdaten von dem Träger in den verschiedenen Modulationsformaten gesteuert wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Modulationsdaten Videodaten sind, und ferner durch
ein wählbares Trennnetzwerk in dem Trägerrückgewinnungsnetzwerk zur Zuführung eines Satzes von Entscheidungsschwellwerten zu den durch das Rückgewinnungsnetzwerk gelieferten Daten zur Rückgewinnung der Videodaten, wobei das wählbare Trennnetzwerk zur Auswahl eines Entscheidungsschwellwerts von dem Satz entsprechend dem Modulationsformat durchführt, das durch die Modulationsdaten benutzt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Empfänger mit einem Demodulatornetzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass
die Modulations-Videodaten in einem von mehreren verschiedenen Formaten codiert werden,
das Timing-Rückgewinnungsnetzwerk die Wiedergewinnung in Abhängigkeit von einem Modulationsformat des empfangenen Trägers durchführt, mit:
einem adaptiven Viterbi-Decoder für eine Viterbi-Decodierung der zurückgewonnenen Modulationsdaten und Bildung eines Viterbi-decodierten Ausgangs abhängig von einem empfangenen Datencodierformat,
einem adaptiven Entschachteler zur Entschachtelung des Viterbi-decodierten Ausgangs und Bildung eines Ausgang entsprechend einer Entschachtelungsfunktion, die aus mehreren Entschachtelungsfunktionen ausgewählt ist,
einem adaptiven Fehlerprozessor für die Fehlerkorrektur des entschachtelten Ausgangs zur Bildung eines fehlerkorrigierten Ausgangs und
einem Entwürfeler zur Entwürfelung des fehlerkorrigierten Ausgangs.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung:
1 ist ein Blockschaltbild eines Geräts gemäß den Prinzipien der Erfindung zur adaptiven Demodulation und Decodierung von im DSS und DVB-Format codierten Signalen.
2 ist ein Blockschaltbild und zeigt die Bauteile von 1, konfiguriert zur Demodulation und Decodierung eines DSS-Satellitensignalformats.
3 ist ein Blockschaltbild und zeigt die Bauteile von 1, konfiguriert zur Demodulation und Decodierung eines DVB-Satellitensignalformats.
4 ist ein Blockschaltbild und zeigt die Funktionselemente von 1, konfiguriert zur Demodulation und Decodierung eines DVB-Signals im Kabelformat.
5 ist ein detaillierteres Blockschaltbild des Demodulationsgeräts von 1.
6 ist ein Blocksschaltbild und zeigt die AGC-Fehlerberechnungsfunktion des Demodulationsgeräts von 5.
Ein System gemäß der Erfindung zur Demodulation und Decodierung von Signalen mit einem verschiedenen Signalformat, wie Satelliten- und Kabel-Fernsehsignalen, ist in 1 dargestellt. Insbesondere ist dieses System konfiguriert zur Demodulation und Decodierung von Signalen in Signalformaten von DSS-Satellit, DVB-Satellit oder DVB-Kabel. Diese Konfigurabilität wurde erreicht durch Maximierung der Anwendung von gemeinsamen Funktionen für den Demodulations- und Decodiervorgang der drei Signalformate. Sie wurde außerdem erreicht durch geeignete Wahl, Ausführung und Schnittstellenbildung der Modulations- und Decodierfunktionen.
In 1 wird ein mit Videodaten modulierter und durch eine Antenne 15 empfangener Träger durch das Netzwerk 20 verarbeitet und digitalisiert. Das sich ergebende digitale Ausgangssignal wird durch den Demodulator 10 demoduliert und durch den Decoder 12 decodiert. Der Ausgang von dem Decoder 12 wird außerdem verarbeitet zur Bildung von dekompremierten Ausgangvideodaten, die für eine Wiedergabe durch eine Wiedergabeeinheit geeignet sind. Der Demodulator 10 und der Decoder 12 sind adaptive Demodulations und Decodiernetzwerke mit verschiedenen Demodulationstypen und Decodierfunktionen, die durch den Mikrocontroller 106 über die Schnittstelle 100 ausgewählt werden. Der Demodulator 10 und der Decoder 12 werden durch ein Steuersignal von der Mikrocontrollerschnittstelle 100 konfiguriert. Der Status des durch die Schnittstelle 100 gelieferten Steuersignals wird bestimmt durch über den Mikrocontroller 105 zu der Schnittstelle 100 gelieferte Signale. In 2 sind der Demodulator 10 und der Decoder 12 von 1 konfiguriert zum Empfang eines DSS-Satelliten-Signalformats. In den 3 und 4 sind der Demodulator 10 und der Decoder 12 von 1 konfiguriert zum Empfang von Signalen im DVB-Satellitenformat bzw. eines DVB-Kabelformats. Der konfigurierbare Demodulator 10 und der konfigurierbare Decoder 12 können in vorteilhafter Weise angepasst sein in einem Verarbeitungsgerät für ein einziges Signal, wie z.B. einer integrierten Schaltung.
Der konfigurierbare Demodulator 10 bildet die Funktionen, die zur Demodulation der DSS- und DVB-Signalformate benötigt werden. Die Hauptfunktionen des Demodulators 10 sind die Rückgewinnung und Anpassung der Trägerfrequenz, die Rückgewinnung der Taktfrequenz für die übertragenen Daten und die Rückgewinnung der Videodaten selbst. Letztlich enthält der Demodulator ein AGC-Netzwerk (5) zur richtigen Skalierung der analogen Eingangsdaten vor der Analog/Digital-Umsetzung in der Einheit 20. Die Demodulatorfunktionen werden durch die Einheiten 25, 30, 35, 40 und 45 durchgeführt. Die Timingrückgewinnung, die Trägerrückgewinnung, der Trenn- und differenzielle Decoderfunktionen sind einzeln bekannt und allgemein z.B. beschrieben in der Abhandlung Digital Communication, Lee und Messerschmidt (Kluwer Acaddemic Press, Boston, MA, USA, 1988).
Die verschiedenen Funktionsmerkmale, die der Demodulator 10 in den Drei Signalformatmodi ausführt, sind in der Tabelle I dargestellt.
Tabelle I Funktionen des Demodulators 10 im DSS- und DVB-Modus
Der Demodulator 10 bewirkt eine Anpassung der Differenzen in der Datentaktrate, Vorwärtsentzerrung, Entscheidungs-Rückkopplungsentzerrung, Faktor (EBF) der Überbandbreite, Modulationstyp, Symbolkonstelationen und Decodierung für die drei in der Tabelle I angeführten Eingangssignalformate. Der Unterschied in der Taktrate wird angepasst dadurch, dass das System geeignet ist zum Betrieb bei den höchsten und niedrigsten Datentaktfrequenzen der drei Eingangssignalformate. Die anderen Unterschiede werden angepasst durch Konfigurierung der betroffenen Demodulationsfunktionen, wie im Folgenden beschrieben wird.
5 zeigt den Demodulator 10 von 1 detaillierter. In 5 wird ein Eingangssignal von der Antenne 15 empfangen, in eine digitale Form umgesetzt und durch das Eingangsnetzwerk 20 verarbeitet. Das Netzwerk 20 enthält einen Hochfrequenz(HF)-Tuner und einen Zwischenfrequenz(ZF)-Mischer und Verstärkerstufen 200 für die Herabsetzung des Eingangsvideosignals auf eine niedrigere Frequenz, die für die weitere Verarbeitung geeignet ist. Das Netzwerk 20 enthält einen verstärkungsgesteuerten Verstärker 205 und ein Phasentrennnetzwerk 207. Das Phasentrennnetzwerk bewirkt eine Aufspaltung des empfangenen Videosignals in Quadraturkomponenten I und Q. Der Verstärker 205 skaliert die Komponenten I und Q in geeigneter Weise für die Digitalisierung durch Analog/Digital-Converter 210 in dem Netzwerk 20. Ein Signal für eine automatische Verstärkungssteuerung (AGC) für den Verstärker 200 wird durch ein Fehlerdetektornetzwerk 270 geliefert, das später beschrieben wird. Ein Digitalsignal von der Einheit 210 wird dem Multiplexer 215 des Demodulators 10 zugeführt.
Im Satellitenmodus (DSS oder DVB) liefert der Multiplexer 215, wie durch das Steuersignal bestimmt, die digitalen Videosignale 20 zu dem Rotator 225 und bildet einen Umweg eines Vorwärtsentzerrers (FFE) in der Einheit 220. Im Kabelmodus steuert der Multiplexer 200, wie durch das Steuersignal bestimmt, die digitalen Signale zu dem Rotator 225 (z.B. ein komplexer Vervielfacher) über den Vorwärtsentzerrer der Einheit 220. Der Vorwärtsentzerrer ist ein adaptives digitales Filter vom Typus FIR und kompensiert Übertragungskanalstörungen, wie Ungleichmäßigkeiten in Frequenz/Phase.
Die Ausgangsdaten von dem Multiplexer 215 werden durch eine Trägerrückgewinnungsschleife verarbeitet, die die Einheiten 225, 220, 230, 30, 35, 40, 265, 260 und 255 zur Rückgewinnung der Basisband-Videoinformationen enthält. Die Daten von der Einheit 215 bilden eine Symbolfolge in der Form von Quadraturkomponenten I und Q am Eingang des Trägerrückgewinnungsschleifen Rotators 225. Die Symbolfolge ist eine binäre Datenfolge, wo jedes Symbol durch die zugehörigen digitalen Werte dargestellt wird. Der Satz von Symbolen kann dargestellt werden in einer komplexen Ebene als ein Satz von mit Punkten bezeichneten Signalkonstellationen, wie bekannt. Die DSS und DVB-Satellitensignalformate benutzen eine so genannte Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) Symbolkonstellation von vier Punkten, und das DVB-Kabelsignalformat benutzt eine Quadrature Amplitude Modulated (QAM) Symbolkonstellation von entweder 64 oder 256 Punkten. Die Trägerrückgewinnungsschleife kompensiert den Symbolpunkt-Offset und die Symbolpunkt-Rotation auf Grund der Phasen- und Frequenzfehler (Jitter) in der durch den Übertragungskanal eingeführten Trägerfrequenz. Das erfolgt durch Ableitung eines Fehlersignals aus den wiedergewonnen Daten, gefolgt durch Anwendung des Fehlersignals in den Schleifeneingangsdaten zur Kompensation der Phasen- und Frequenz-Zeitfehler (Jitter) durch Anwendung eines komplexen Multiplizierers (Rotator 225). Die Funktionen der Bauteile für die Trägerrückgewinnungsschleife erfolgen wie für komplexe Signalkomponenten I und Q durch Anwendung bekannter Signalverarbeitungslösungen.
Die komplexe Vervielfacherfunktion des Rotators 225 multipliziert die Ausgangsdaten der Einheit 215 mit den Kompensationskomponenten von dem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 225 zur Erzeugung kompensierter Daten als ein Ausgang. Die kompensierten Daten von dem Rotator 225 gelangen über den Multiplexer 230 zu den Trennern 30 und 35. In einem Satellitenmodus bewirkt das Steuersignal, dass der Multiplexer 230 den Entscheidungs-Rückkopplungsentzerrer (DFE) der Einheit 220 umgeht. Im Gegensatz dazu bewirkt im Kabelmodus das Steuersignal, das der Multiplexer 230 die kompensierten Daten von dem Rotator 225 zu dem DFE in der Einheit 220 leitet. Der DFE summiert diese kompensierten Daten von dem Rotator 225 in einer verzögerten, skalierten Version des gewählten Trennerausgangs von dem Multiplexer 40. Dieser Summiervorgang ist ein bekannter Vorgang für die Entscheidungs-Rückkopplungsentzerrung und verringert die Störungen zwischen den Symbolen in dem kompensierten Datenausgang des Rotators 225. In denjenigen Anwendungen, wo eine derartige Störung keine Bedeutung hat, kann der DFE entfallen. Die rückgekoppelten entzerrten Daten von der Einheit 220 kehren zu dem Multiplexer 230 zurück und gelangen zu den Trennern 30, 35 und der Viterbi-Einheit 50 des Decoders 12.
Beide Multiplexer 230 und 215 können ein Teil des Entzerrers 220 sein oder entfallen, wenn eine statische Satelliten, terrestrische oder Kabel-Demodulationskonfiguration erwünscht ist. Zusätzlich können, obwohl die FFE und der DFE-Entzerrer der Einheit 220 extern zu dem Demodulator 10 gezeigt sind, beide in dem Demodulator 10 in einem einzigen integrierten Schaltungsnetzwerk enthalten sein. In diesem Fall können die adaptiven FFE und DFE-Entzerrer für einen besonderen Modus konfiguriert sein durch Programmierung geeigneter Filterkoeffizienten durch das Steuersignal.
Wie in Tabelle I gezeigt, werden die Satelliten-Eingangssignalformate QPSK-moduliert, und das Signalformat des Kabeleingangs ist ein QAM-Typ. Der in dem System benutzte besondere Trenner wird durch das Konfigurations-Steuersignal über den Multiplexer 40 gewählt, abhängig davon, ob das Eingangssignalformat vom Typ Satelliten-QPSK oder Kabel-QAM ist. Zusätzlich ist in dem Kabelmodus der QAM-Trenner 35 auch für die besondere angewendete QAM-Symbol-konfiguration konfiguriert, wie in Tabelle I gezeigt. Dann enthält der Trenner 35 entweder die Trennerfunktion mit einer 64 Punkt oder 256 Punkt Konstellation auf Grund des Konfigurations-Steuersignals.
Der korrigierte Ausgang von dem Multiplexer 230, der im Satellitenmodus unentzerrt bleibt und im Kabelmodus rückkopplungsentzerrt wird, gelangt zu den Trennern 30 und 35. Der Trenner 30 verarbeitet den korrigierten Ausgang von dem Multiplexer 230 zur Rückgewinnung der Daten aus dem Quadrature Phase Shift Keying(QPSK)-modulierten Signalen. Auf ähnliche Weise gewinnt der Trenner 35 die Rückgewinnungsdaten aus dem QAM-Signalen zurück. Die Trenner 30 und 35 fügen eine Reihe von Entscheidungsschwellwerten dem korrigierten Ausgang von dem Multiplexer 230 hinzu, um die Symbolsequenz der ursprünglichen Eingangsdaten des Demodulators 10 zurückzugewinnen. Dann werden im Satellitenmodus die durch den Emp fänger benutzten Daten durch Viterbi-Detektiereinheiten 50 und 60 des Decoders 12 (1) aus dem korrigierten Ausgang des Multiplexers 230 wiedergewonnen. Im Gegensatz dazu gelangen im Kabelmodus die durch den Empfänger benutzten, zurückgewonnen Daten durch den gewählten Trenner (30 oder 35) und werden durch den Multiplexer 40 ausgegeben. Der Ausgang des Multiplexers 40 wird durch die Einheit 45 differenziell decodiert und zu dem Multiplexer 65 des Decoders 12 (1) geführt. Im Kabelmodus wird der Multiplexer 65 (1) durch das Steuersignal gesteuert durch Wahl des differenziell decodierten Ausgangs von der Einheit 45 zur weiteren Verarbeitung, und umgeht die Viterbi-Decodiereinheiten 50 und 60 in 1. Die differenzielle Codierung/Decodierung ist eine bekannte Lösung, die (im Kabelmodus) benutzt wird zur Bewältigung der Probleme bei der möglichen Phasenunbestimmheit in dem abgeleiteten Träger und der zurückgewonnen Symbolkonstellation. Die zurückgewonnenen Daten am Ausgang des Multiplexers 40 dienen im Satelliten- und Kabelmodus durch die Trägerrückgewinnungsschleife das Timing-Rückgewinnungsnetzwerk den Signalqualitätsdetektor und die AGC-Funktionen des Demodulators 10.
In 5 werden der Eingang zu den Trennern 30, 35 und der zurückgewonnene Datenausgang von dem Multiplexer 40 durch den Phasenfehlerdetektor 65 der Trägerrückgewinnungsschleife, das Tiefpassfilter 260 und den VCO 225 verarbeitet, um die I und Q Rückkopplungs-Kompensationssignalkomponenten durch den Rotator 225 benutzt. Der Phasendetektor 265 ermittelt ein Fehlersignal, das die Phase und die Frequenzdifferenz zwischen dem Eingang zu dem Trennern 30 und 35, und den Trennerausgang von dem Multiplexer 40 darstellt. Dieses Fehlersignal wird durch die Einheit 260 tiefpaßgefiltert und wird durch den VCO 255 (wie bekannt) zur Erzeugung der Quadratur-Kompensationskomponenten I und Q benutzt, die durch den Rotator 250 geliefert werden, um die fehlerkompensierten Signale zu dem Multiplexer 230 zu liefern. Durch diese Mittel sind die einem Multiplexer 230 zugeführten Signale für Phasen- und Frequenzfehler kompensiert, die zu den für die Übertragung eingeführten Symbolpunkt-Offset und Symbolpunkt-Rotation gehören.
Der Eingang zu den Trennern 30, 35 und das zurückgewonnene Datenausgangsignal von dem Multiplexer 40 werden außerdem durch den AGC-Fehlerdetektor 270 benutzt, um ein in der Verstärkung geregeltes Signal zu bilden. Dieses Steuersignal steuert die Verstärkung des Verstärkers 205 in dem Prozessor 20 und bewirkt, dass die Eingangssignale I und Q den Analogen/Digital-Konvertern des Prozessor zugeführt werden, werden geeignet skaliert, wie es für die richtige Analog/Digital-Umsetzung notwendig ist. Der Detektor 270 berechnet einen Fehler aufgrund der Differenz zwischen der Summe der Quadrate der Quadraturkomponenten des Eingangssignals zu den Trennern 30, 35 (Im, Qm) und die Summe der Quadrate der Quadraturkomponenten des Ausgangs von dem Multiplexer 40 (Is, Qs).
6 zeigt eine Ausführung der AGC-Fehlerberechnungsfunktion in dem Detektor 270. Die Trenner 30, 35 Quadratur Eingangskomponenten Im, Qm von dem Multiplexer 230 werden durch Multiplizierer 300 und 305 quadriert und durch die Addierstufe 315 summiert. Zusätzlich dienen die Quadraturkomponenten Is, Qs der wiedergewonnenen Ausgangsdaten von dem Multiplexer 40 für einen Zugriff eines in einer Look-Up-Tabelle in dem Speicher 310 gespeicherten Wertes. Dieser gespeicherte Wert stellt die Summe der quadrierten Werte von Is und Qs dar. Der gespeicherte Wert von dem Speicher 310 wird dann durch die Subtrahierstufe 320 von dem Ausgang der Addierstufe 315 subtrahiert und erzeugt den resultierenden AGC-Fehler. Die Ausführung des berechneten AGC-Fehlers für die Anwendung durch den Detektor 270 in 6 ist gegeben durch: AGC-Fehler = (Im2 + Qm2) – (Iss2 + Qss2).
Der Ausdruck (Im² + Qm²) ergibt sich von der Einheit 315, und der Ausdruck (Iss² + Qss²) ergibt sich von der Look-Up-Tabelle 310 als eine Annäherung von (Is² + Qs²) unter Anwendung von Is und Qs als Eingangszeiger. Dieser AGC-Fehler hat den Vorteil, dass er eine Funktion der Differenz in dem Vektorabstand zwischen dem Im, Qm-Punkt und dem Is, Qs-Punkt gegenüber einem Ursprungspunkt (0, 0)-Punkt ist. Der Fehler hat den Vorteil, dass er unabhängig von Winkeldifferenzen zwischen den Vektoren ist, die durch die Im, Qm und Is, Qs-Quadraturkomponenten dargestellten Vektoren ist. Da das AGC-Fehlersignal diese Eigenschaften aufweist, kann es tiefpaßgefiltert und zur Verstärkungssteuerung des AGC-Verstärkers 205 benutzt werden.
Diese AGC-Fehlerberechnung dient vorzugsweise dem aktuellen Fehler zur Verringerung der Berechnungskomplexität. Der aktuelle AGC-Fehler ist gegeben durch: Aktueller AGC-Fehler = √(Im² + Qm² – √(Is² + Qs²
Als eine Alternative kann die aktuelle Fehlerfunktion oder eine andere modifizierte Version der aktuellen Fehlerfunktion anstelle der AGC-Fehlersignalausübung von 6 benutzt werden.
Das berechnete AGC-Fehlersignal wird in dem Detektor 270 von 5 tiefpaßgefiltert und erzeugt ein Ausgangssignal für die Steuerung der Verstärkung des Verstärkers 205. Das AGC-Fehlersignal gelangt außerdem zu der Detektoreinheit 275 für die Signalqualität.
Der Signalqualitäts-Detektor 275 schätzt das Signal/Stör-Verhältnis (SNR = signal to noise ratio) des Eingangssignals zu dem Demodulator 10 durch Anwendung des gelieferten AGC-Fehlersignal. Die Einheit 70 bildet den Absolutwert des AGC-Fehlersignals. Dann liefert die Einheit 270 Entscheidungsschwellwerte zu dem Ergebnis zur Ermittlung, ob der AGC-Fehler innerhalb eines programmierten Bereichs der Werte liegt. Das bildet eine Ermittlung der Größe des AGP-Fehlerwerts, der einer Schätzung des SNR-Wertes entspricht. Diese SNR-Schätzung wird über die Schnittstelle 100 in 1 zu dem Mikrocontroller 105 übertragen. Der Mikrocontroller 105 ist dafür programmiert, zu ermitteln, ob der SNR-Wert außerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Wenn der SNR-Wert außerhalb des vorbestimmten Werts liegt, kann der Mikrocontroller 105 das System einschließlich aller konfigurierbaren Bauteile des Demodulators 10, des Entzerrers 220 und des Decoders 12 für ein anderes Eingangssignalformat neu konfigurieren. Auf diese Weise kann der Mikrocontroller 105 die Funktionen des Demodulators 10 und des Decoders 12 iterativ neu konfigurieren durch Anwendung des Steuersignals über die Schnittstelle 100 zur geeigneten Demodulation und Decodierung des zugeführten Eingangssignalformats. Diese Konfigurationsfunktion kann so programmiert sein, dass sie zum Beispiel als Teil eines Auslösevorgangs oder aufgrund eines Eingangssignals zu dem Mikrocontroller von einem Operator-zugänglichen Schalter erfolgt. Zusätzlich kann der Signalqualitätsdetektor 275 andere Verfahren zur Durchführung der Schätzung des Fehlers oder der SNR in den demodulierten Daten anwenden. Diese Verfahren enthalten zum Beispiel eine mittlere Quadratfehlerberechnung zwischen den Vortrenner- und Nachtrenner-Daten in der Trägerrückgewinnungsschleife. Eine mittlere quadrierte Fehlerberechnung und andere Verfahren zur Fehlerschätzung sind beschrieben in Digital Communication, Lee und Messerschmidt (Kluwer Academic Press, Boston, MA, USA, 1988) sowie anderen Literaturstellen.
Die durch den Demodulator 10 in 5 benutzten Abtast- und Synchronisiertakten werden durch die Bauteile mit dem Filter 235, die Symboltiming-Rückgewinnungseinheit 240 und den Ausgangsprozessor 250 erzeugt. Die Ausgänge von den Analog/Digital-Konvertern 210 des Prozessors 20 werden durch das konfigurierbare Filter 235 bandpaßgefiltert, zur Kompensation von Änderungen in der Überbandbreite (EB = Excess Bandwidth), wie ausgedrückt durch den Überbrandweitenfaktor (EBF = Excess Bandwidth Factor). Wenngleich die bevorzugte Ausführungsform ein Bandpassfilter benutzt, können andere Filtereigenschaften, wie ein Tiefpassfilter für die EBF-Kompensation benutzt werden. Der resultierende Ausgang, die Eingangssignale zu den Trennern 30 und 35 und der gewählte Trennerausgang von dem Multiplexer 40 werden durch die Timing-Rückgewinnungseinheit 240 dazu benutzt, die Abtast- und Synchronisier-Takte zu erzeugen. Diese zurückgewonnenen Takte entsprechen den Sendertakten und dienen für das Timing des Betriebs des Demodulators 10, des Prozessors 20 (insbesondere der Analog/Digital-Umsetzung) und des Entzerrers 220.
Bei der Ableitung der benötigten Timing-Informationen benutzen die Timing-Elemente von 5 ein digitales Signal von den Analog/Digital-Umsetzern 210. Wenngleich das Signal vor der Digitalisierung durch die Konverter 210 dieselbe angehobene Cosinusform für alle drei Signalformate hat, können die Änderungen in dem Überbandbreitenfaktor (EBF) in Tabelle I diese Form ändern. Der EBF ist ein Parameter zur Anzeige des Maßes, um das die aktuelle Systembandbreite die minimale Bandbreite übersteigt, die zur Sicherung der genauen Signalrückgewinnung benötigt wird. Sowohl der EBF als auch die angehobene Cosinusform sind beschrieben in der vorangehend erwähnten Abhandlung Digital Communication. Die Änderung in dem EBF zwischen den Eingangssignalformaten können einen Fehler in den zurückgewonnenen Timing-Takten bewirken. Zur Kompensation dieses Timing- Fehlers werden die Ausgänge I und Q von den Analog/Digital-Konvertern 210 vor der Erzeugung des Timing und des Taktes in der Einheit 240 durch die Einheit 235 gefiltert. Das Filter 235 wird durch den Mikrocontroller 105 über die Schnittstelle 100 so programmiert, dass sie das digitale Videosignal von den Konvertern 210 für eine geeignete Takt- und Timing-Rückgewinnung für jeden der EBF-Werte der drei Eingangssignalformate filtern, wie in Tabelle I gezeigt. Das Filter 235 kann auch so programmiert sein, dass es die Signale ohne jede Filterung durchlässt, z.B. für Testzwecke.
In der Einheit 240 werden die fehlerkompensierten Daten von dem Filter 235 mit dem Dateneingang der Trenner 30, 35 und mit dem zurückgewonnenen Datenausgang von dem Multiplexer 40 verglichen. Aufgrund dieses Vergleichs bildet die Vergleichseinheit 240 ein Phasen- und Timing-Fehlersignal, das dem Ausgang für das Symboltiming des Prozessors 250 zugeführt wird. Der Signalvergleich und die Ableitung des Timing-Fehlersignals erfolgen nach bekannten Prinzipien, wie sie z.B. erläutert sind in "BPSK/QPSK Timing-Error Detector for Sampled Receivers", von F. M. Gardner, I. E. E. E. Transactions on Communications, Mai 1986. Das Phasen- und Timingfehlersignal von der Einheit 240 wird durch den Ausgangsprozessor 240 gefiltert und gepuffert zur Bildung eines Steuersignals für einen spannungsgesteuerten Quarzoszillator (VCXO) in der Einheit 250. In der bevorzugten Ausführungsform ist der VCXO eine getrennte Einheit, wenngleich auch ein integrierter VCXO angewendet werden kann. Der Steuersignaleingang zu dem VCXO steuert die Frequenz und die Phase des Abtast- und Synchronisier-Taktsignals von dem VCXO. Dieser Abtast- und Synchronisier-Taktausgang wird durch die Analog/Digital-Converter 210 und andere Demodulatorbauteile benutzt.
In 1 liefert der konfigurierbare Decoder 12 die für die Dekodierung der DSS und DVB-Signalformate benötigten Funktionen. Die Hauptfunktionen des Decoders 12 sind ein punktierte konvolutional Viterbi-Decoder 50, 60, ein Symbol für den Byte-Mapper 70, ein Entschachtelungsnetzwerk 75, 80, 85, 90, 95, ein Reed-Solomon-Decoder 110 und ein Entwürfeler 115. Diese einzelnen Funktionen sind bekannt und z.B. beschrieben in der oben genannten Abhandlung Digital Communication. Die Betriebseigenschaften der Bauteile des Decoders 12 sind in der Tabelle II für den DSS- und dem DVB-Modus dargestellt.
Tabelle II. Funktionen des Decoders 12 im DSS- und DVB-Modus
Der Decoder 12 bewirkt eine Anpassung von Unterschieden in der Coderate, den Typ des Entschachtelers, des Symbol/Byte-Mapping und der Entwürfeler-Anforderungen für die drei Eingangssignalformate, wie sie in der Tabelle II aufgeführt sind. Die Unterschiede werden angepasst durch Konfigurierung der Funktionen des Decoders 12, wie im Folgenden beschrieben wird.
Die Decoderstufen 50 und 60 bilden einen punktierten konvolutionalen Viterbi-Decoder, der in der Lage ist, die in der Tabelle II dargestellten verschiedenen Coderaten zu decodieren. Die Einheiten 50 und 60 verarbeiten, decodieren und fehlerkorrigieren das gefilterte digitale Videosignal von der Einheit 25, das dem Eingang der Einheit 50 zugeführt wird. Diese Einheiten bewirken eine Korrektur erster Ordnung von Zufallsübertragungsfehlern. In der DSS-Satellitensignalkonfiguration kann einer von zwei möglichen Coderaten (2/3 oder 6/7) gewählt werden. Andererseits können in der DVB-Satelliten-Signalkonfiguration einer von fünf möglichen Coderaten (1/2, 2/3, 3/4, 5/6 oder 7/8) gewählt werden. Der Ausdruck "Coderate" in diesem Zusam menhang definiert die Fehlerkorrektur durch die codierten Daten. Z.B. bedeutet eine Coderate von 1/2, dass 2 Datenbit für jedes Bit der Eingangsdaten codiert werden. Auf ähnliche Weise bedeutet eine Coderate von 7/8, dass 8 Datenbit für je 7 Bit an Eingangsdaten codiert werden. Die variable Coderate des übertragenen Datenstroms wird erreicht durch Weglassen von Bit von einem codierten Datenstrom, der mit einer Basis-Coderate von 1/2 codiert ist. Um z.B. eine Coderate von 2/3 zu erreichen, wird eines der 4 Bit, die durch die Codierung 2 der Eingangsdatenbit bei der 1/2-Coderate erzeugt werden, beseitigt, wobei 3 Bit für die Übertragung übrig bleiben. Die anderen Coderaten werden durch dasselbe Prinzip gebildet.
Die Einheit 50 enthält Mittel für die Synchronisierung des Videosignal-Eingangsdatenstroms, um eine Viterbi-Decodierung und die Einfügung von so genannten "place-holder" (Platzhalter) Dummybit zu ermöglichen. Das erfolgt durch Anwendung eines Synchronisier-Zustandsgeräts, das konfiguriert ist durch das Steuersignal über die Schnittstelle 100 für den empfangenen jeweiligen Code. Die Synchronisierung erfolgt durch Identifizierung und Auflösung der Bitlage und der Phasenmehrdeutigkeit in dem Eingangsdatenstrom. Die Bitlage und die Phasen-Mehrdeutigkeiten werden durch einen Vorgang identifiziert für den Empfang, die Decodierung, die Neu-Codierung und den Vergleich der neucodierten Daten mit den Eingangsdaten. Eine erfolgreiche Synchronisierung wird angezeigt durch eine akzeptable Fehlerrate zwischen den neu-codierten und den ursprünglichen Eingangsdaten. Für diesen Vorgang werden alle möglichen Zustände von den Phasen und Bitlage-Mehrdeutigkeiten in dem Eingangssignal durch die Synchronisierzustandseinheit getestet. Wenn die Synchronisierung noch nicht erreicht ist, wird eine so genannte "out-of-lock"(aus der Verriegelung)-Anzeige durch die Einheit 50 erzeugt. Diese Anzeige bewirkt, dass der VCO 255 des Demodulators 10 (5) einen Codetyp und eine Konfiguration einfügt, abhängig von der Phasenverschiebung in den Eingangsdatenstrom einfügt. Dieser Synchronisiervorgang wird wiederholt, bis die Verriegelung erreicht ist. Wenngleich dieses das bevorzugte Synchronisierverfahren ist, sind auch andere Verfahren möglich, die mit verschiedenen Betriebsfrequenzen arbeiten.
Nachdem der Datenstrom, wie oben beschrieben, synchronisiert worden ist, werden die "Platzhalter"-Dummybit, die in der Zahl gleich sind, den beim Sender beseitigten Bit in den Datenstrom eingefügt. Eine konfigurierbare Zustandseinheit 50 dient zur Einfügung der richtigen "Platzhalter"-Dummybit für den bestimmten Codetyp und die Coderate des empfangenen Datenstroms. Die Einheit 50 ist konfiguriert für die gewählte Coderate durch Ladung eines Registers in der Einheit 50 auf Grund des Steuersignals, das von dem Mikrocontroller 105 über die Schnittstelle 100 übertragen wird. Das "Platzhalter"-Bit-Einführungs-Zustandsgerät ist dafür konfiguriert, die richtige Zahl von Platzhalterbit für die jeweilige Coderatenauswahl auf Grund der geladenen Registerinformationen einzufügen. Auf ähnliche Weise ist das Viterbi-Synchronisiernetzwerk der Einheit 50 ebenfalls entsprechend konfiguriert unter Anwendung dieser Informationen. Nach der Einfügung des "Platzhalter"-Bit wird eine konstante Basis-Coderate von 1/2 von der Einheit 50 ausgegeben. Das bedeutet, dass die in Tabelle II gezeigten verschiedenen übertragenen Coderaten alle unter Anwendung eines einzigen Viterbi-Decoders 60 decodiert werden, der bei der konstanten Basis-Coderate (1/2) arbeitet. Die in der Einheit 50 eingefügten "Platzhalter"-Bit werden in dem Viterbi-Decoder 60 identifiziert. Die Informationen, die von diesem "Platzhalter"-Bit-Identifikation gewonnen werden, ermöglichen, dass der Viterbi-Decoder-Algorithmus die Daten richtig decodiert. Der resultierende Ausgang des Viterbi-Decoders 60 wird zu dem Multiplexer 65 geliefert.
In einer Satelliten-Eingangssignal-Konfiguration wird der Ausgang des Viterbi-Decoders 60 durch den Multiplexer 65 auf Grund des Steuersignals von der Schnittstelle 70 zu dem Bytemapper 70 geliefert. Der Mapper 70 konvertiert einen einzigen Bitausgang des Viterbi-Decoders 60 in ein 8 Bit-mapped Datenbyte. Alternativ wird in einer Kabelsignaleingangskonfiguration der differenziell decodierte Ausgang der Einheit 45 durch den Multiplexer 65 auf Grund des Steuersignals-Zustands zu dem Mapper geliefert. Zusätzlich ändert sich die Kabeleingangsssignalkonfiguration die Funktion des Mappers 70, abhängig davon, ob eine 64 oder 256-Punkt Symbolkonstelation gewählt wird. Wenn eine 64-Punkt-QAM-Konstellation gewählt worden ist, konvertiert der Mapper 70 einen 6-Bit Symbolcode für jeden der 64 Punkte der Konstellation in ein 8-Bit-mapped Datenbyte. Im Gegensatz dazu konvertiert in der 256-Punkt-QAM-Konstellations-Konfiguration der Mapper 70 einen 8-Bit-Symbolcode für jeden der 256 Punkte der Konstellation in ein 8-Bit-mapped Datenbyte.
Der Mapped-Datenausgang des Mappers 70 wird zur weiteren Verarbeitung zu der Synchronisiereinheit 75 und dem Speicher 95 geliefert. Dieser mapped- Datenausgang besteht aus verschachtelten Daten. D.h., Daten, die in einer vorgeschriebenen Folge vor der Übertragung angeordnet sind. Der Zweck des Verschachtelungsvorgangs besteht darin, Daten in der Zeit in einer vorbestimmten Folge zu verbreiten oder zu verteilen, derart, dass ein Datenverlust während der Übertragung nicht in einem Verlust der zusammenhängenden Daten resultiert. Stattdessen wird jeder Datenverlust verstreut oder dispergiert und kann daher leichter verdeckt oder korrigiert werden. Die Synchronisiereinheit 75 und der Speicher 95 zusammen mit den Entschachtelungs-Adressengenatoren 80, 85 und dem Multiplexer 90 bilden eine konfigurierbare Entschachtelungsfunktion für die Wiedergewinnung der Daten in ihre ursprüngliche Folge. Im DSS-Modus wird ein Entwürfelungsalgorithmus benutzt, der durch Ramsey vorgeschlagen wurde, wie beschrieben in "Realization of Optimum Interleavers", IEEE Transactions on Information Theory, Band IT-15, Mai 1970. Im Gegensatz dazu wird in dem DVB-Modus ein Algorithmus benutzt, der vorgeschlagen wurde durch Forney, wie beschrieben in "Burst-Correcting Codes for the Classis Bursty Channel", IEEE Transaction on Communications Technology, Band COM-19, Oktober 1971.
Das Synchronisiernetzwerk 75 detektiert Synchronwörter in dem verschachtelten Datensignal und bildet Datensignale, die mit dem Beginn der Daten synchronisiert sind. Die Synchronwörter sind selbst nicht verschachtelt, erscheinen jedoch bei periodischen Zeitintervallen. Zur Ermöglichung einer Synchronwortdetektion werden Informationen, die die Synchronwörter und die erwatenden Datenpaketlängen identifizieren, in der Einheit 75 in Register geladen. Diese Informationen werden durch einen Mikrocontroller 105 über die Schnittstelle 100 mittels eines Steuersignals geliefert. Die Ausgangs-Synchronisiersignale von der Einheit 75 werden zu Adressengeneratoren 80 und 85 für die Synchronisierung der Adressensignale von den Einheiten 80 und 85 mit den verschachtelten Daten von dem Mapper 70 geliefert. Die erzeugten Adressensignale werden dann über den Multiplexer 90 dem Speicher 95 zugeführt.
Im DSS-Modus liefert der Multiplexer 90 in Abhängigkeit von dem Zustand des Steuersignals Adressensignale von dem Generator 80 zu dem Speicher 95. Im DVB-Modus führt der Multiplexer 90 Adressensignale von dem Generator 85 zu dem Speicher 95, in Abhängigkeit von einem anderen Steuersignal-Zustand. Der Genera tor 80 dient in dem DSS-Modus zur Durchführung der Ramsey-Entschachtelungsfunktion, und der Generator dient in dem DVB-Modus zur Durchführung der Forney-Entschachtelungsfunktion. Diese Entschachtelungsfunktionen werden durch Anwendung von logischen Zustandsgeräten durchgeführt. Die Generatoren 80 und 85 erzeugen eine Folge von Lese- und Schreib-Adressen und zugehörigen Speichersteuersignalen (wie Lesen-, Schreiben- und Ausgabefreigabe), die über den Multiplexer 90 dem Speicher 95 zugeführt werden. Die Folge der durch die Generatoren 80, 85 erzeugten Schreibadressen bewirkt, dass die verschachtelten Daten von dem Mapper 70 in Speicherplätze des Speichers 95 geladen werden, in der Reihenfolge, in der der verschachtelte Dateneingang empfangen wird. Die Folge der durch die Generatoren 80, 85 erzeugten Leseadressen bewirkt, dass die Daten, wie der entschachtelten Folge erwünscht, aus dem Speicher 95 gelesen werden. Die resultierenden, entschachtelten Ausgangsdaten von dem Speicher 95 werden zu einem Reed-Solomon-Decoder 110 geliefert. Zusätzliche Hintergrundinformationen für den Betrieb der konfigurierbaren Entschachtelerfunktionen sind in der prioritätsgleichen U.S. mit der Serial-Nr. 08/346/950 von J. S. Stewart dargestellt.
Der Reed-Solomon-Decoder 110 arbeitet in allen Modi des Decoders 12 und decodiert und fehlerkorrigiert die entschachtelten Ausgangsdaten von dem Speicher 95. Der Reed-Solomon-Decoder 110 wird durch die internen Register konfiguriert, die auf Grund der Steuerung von der Schnittstelle 100 geladen werden. In diese Register geladenen Informationen konfigurieren die Einheit 110 zur Decodierung der besonderen Paketlängen von Daten, die in den Entschachtelungsausgangsdaten von dem Speicher 95 erwartet werden. Die Informationen können andere Konfigurationsparameter enthalten, wie die Zahl und der Typ der in den Daten erwarteten Paritätsbyte, die Zahl der Fehlerkorrekturbyte je Paket und Parameter die den Typ der angewendeten Reed-Solomon-Decoderfunktion wählen.
Die Reed-Solomon-decodierten Daten von der Einheit 110 werden zu dem Entwürfeler 115 und zu dem Multiplexer 120 geliefert. Im DSS-Modus liefert der Multiplexer 120 in Abhängigkeit von dem Zustand des Steuersignals die decodierten Daten von der Einheit 110 zu dem Ausgangsprozessor 125. Indessen werden im Kabel- und im Satelliten-DVB-Modus, wie in der Tabelle II gezeigt, die decodierten Daten von der Einheit 110 zunächst durch den Entwürfeler 115 entwürfelt. In diesen Modi wird der Multiplexer 120 in einen anderen Steuersignalstatus gesteuert und liefert den entwürfelten Ausgang von der Einheit 115 zu dem Ausgangsprozessor 125. Der Ausgang des Prozessors 125 verarbeitet die Ausgangsdaten von dem Multiplexer 120 und liefert die Ausgangsdaten für das System von 1. Der Prozessor 125 liefert die Funktionen, die benötigt werden zur Schnittstellenbildung der Ausgangsdaten mit anderen Videoempfänger-Verarbeitungsnetzwerken. Diese Funktionen enthalten die Übereinstimmung der Ausgangsdaten auf geeignete logische Werte und die Bildung eines Taktsignals für das Ausgangsdatensignal zur Erleichterung der Schnittstellenbildung mit anderen Videoempfänger-Netzwerken. Schließlich werden die Ausgangsdaten von der Einheit 125 durch den MPEG-kompatiblen Transportprozessor 130 verarbeitet zur Bildung der Informationen für die Synchronisierung und die Fehleranzeige, die bei der Videodatenkompri-mierung benutzt werden, wenngleich die MPEG-Kompatibilität in einem die Erfindung anwendenden System nicht wesentlich ist. Der Transportprozessor 130 trennt außerdem die Daten entsprechend dem Typ auf der Grundlage einer Analyse der Header-Informationen. Der Datenausgang von dem Prozessor 130 wird durch den MPEG-Dekomprimierer 135 dekomprimiert zur Bildung der Videodaten, die geeignet sind für die Codierung als ein Signal in einem NTSC-Format durch den NTSC-Coder 140. Die codierten, dekomprimierten Ausgangsdaten von der Einheit 140 werden dann zu den Wiedergabeverarbeitungsschaltungen übertragen, die eine (nicht dargestellte) Wiedergabeeinheit enthalten.
In der Ausführungsform von 2 werden der Demodulator 10 und der Decoder 12 von 1 über das Steuersignal dafür konfiguriert, das DSS-Satelliten-signalformat zu verarbeiten. Die in 2 dargestellten Netzwerke bewirken dieselben Funktionen, wie sie in Zusammenhang mit der 1 beschrieben wurden. In diesem DSS-Modus benutzt der Demodulator 10 die AGC-Schleife (beschrieben anhand der 5 und 6), den QPSK-Trennerausgang über den Multiplexer 40. Das resultierende, verstärkungsgesteuerte, gefilterte digitale Videosignal von der Einheit 25 wird dann durch die Einheiten 50 und 60 des Decoders 12 Viertbi-decodiert und fehlerkorrigiert. In diesem DSS-Modus kann die Einheit 50 für die 2/3 oder 6/7 Coderate konfiguriert sein wie bereits erläutert. Der resultierende, Viterbi-decodierte Ausgang von der Einheit 60 gelangt über den Multiplexer 65 zu dem Byte-Mapper 70. Der Ausgang des Mappers 70 wird durch die Einheiten 75, 85, 90 und 95 entschachtelte, die z.B. für die Ramsey-Entschachtelungsfunktion konfiguriert sind. Der entschach telte Ausgang von dem Speicher 95 wird durch den Reed-Solomon-Decoder 110 decodiert und gelangt über den Multiplexer 120 zu dem Ausgangsprozessor 125. Der decodierte, demodulierte Ausgang von dem Prozessor 125 wird durch die Netzwerke 130, 135 und 140 verarbeitet, wie es im Zusammenhang mit der 1 beschrieben wurde.
In der Ausführungsform von 3 sind der Demodulator 10 und der Decoder 12 von 1 durch das Steuersignal dafür konfiguriert, das DVB-Satellitensignalformat zu verarbeiten. Die in 3 gezeigten Netzwerke bewirken dieselben Funktionen, wie sie vorangehend in Zusammenhang mit 1 beschrieben wurden. In diesem DVB-Satellitenmodus wie in dem DSS-Modus benutzt die AGC-Schleife des Demodulators 10 den Ausgang des QPSK-Trenners über den Multiplexer 40. Das resultierende, verstärkunsgesteuerte, gefilterte, digitalisierte Videosignal von der Einheit 25 wird dann verarbeitet, Viterbi-decodiert und durch die Einheiten 50 und 60 des Decoders 12 korrigiert. In diesem DVB-Modus kann im Gegensatz zu dem DSS-Modus die Einheit 50 für fünf unterschiedliche Coderaten (1/2, 2/3, 3/4, 5/6 und 7/8-Raten) konfiguriert sein. Der resultierende Viterbi-decodierte Ausgang von der Einheit 60 gelangt über den Multiplexer 65 zu dem Symbolbyte-Mapper. Der Ausgang des Mappers 70 wird durch die Einheiten 75, 80, 90 und 95 entschachtelt, die für die Forney-Entschachtelerfunktion konfiguriert sind. Der entschachtelte Ausgang von dem Speicher 95 wird durch den Reed-Solomon-Decoder 110 decodiert, durch die Einheit 115 entwürfelt und dann über den Multiplexer 120 dem Ausgangsprozessor 125 zugeführt. Der decodierte, demodulierte Ausgang von dem Prozessor 125 wird durch die Netzwerke 130, 135 und 140 verarbeitet, wie es anhand der 1 beschrieben wurde.
In der Ausführungsform von 4 sind der Demodulator 10 und der Decoder 12 von 1 über das Steuersignal dafür konfiguriert, die DVB-Signale im Kabelformat zu empfangen. Die in 4 dargestellten Netzwerke bewirken dieselbe Funktion, wie sie vorangehend anhand der 1 beschrieben wurde. In diesem DVB-Kabelmodus benutzt die AGC-Schleife des Demodulators 10 den QAM-Trennerausgang über den Multiplexer 40. Der QAM-Trenner ist konfiguriert entweder für eine 64 oder 256 Punkt-Symbolkonstellation, abhängig von dem Eingangssignal zu dem Demodulator 10. Die resultierenden Daten, die durch die gewählte Trenn konfiguration an dem Ausgang des Demultiplexers zurückgewonnen werden, werden durch die Einheit 45 differenziell decodiert und dem Multiplexer 65 des Decoders 12 zugeführt. Der decodierte Ausgang der Einheit 45 wird über den Multiplexer 65 dem Symbol-zu-Bytemapper 70 zugeführt. Der Ausgang des Mappers 70 wird durch die Einheiten 75, 80, 90 und 95 entschachtelt, die z.B. für die Forney-Entschlüsselungsfunktion konfiguriert ist. Der entschachtelte Ausgang von dem Speicher 95 wird durch den Reed-Solomon-Decoder 110 decodiert, durch die Einheit 115 entwürfelt und über den Multiplexer 120 dem Ausgangsprozessor 125 zugeführt. Der decodierte, demodulierte Ausgang von dem Prozessor 125 wird durch die Netzwerke 130, 135 und 140 verarbeitet, wie es in Zusammenhang mit der 1 beschrieben wurde.
Die Funktionen des Demodulators 10 und des Decoders 12 und die Mittel zur Konfigurierung und Wahl dieser Funktionen können in einer Vielfalt von Wegen durchgeführt werden. Z.B. kann anstelle der Anwendung von Multiplexern für die Auswahlfunktionen ein konfigurierbares logisches Netzwerk zur Durchführung dieser Funktionen benutzt werden. Alternativ könnte ein Drei-Zustand-logisches Pufferschema (tristate-logik-Puffer) benutzt werden zur Wahl zwischen den getrennten Funktionsausgängen an Stelle der Anwendung von Multiplexern für diese Wahl. Zusätzlich können durch Anwendung der Prinzipien der Erfindung sich die Funktion selbst ändern, um die Decodierung und Demodulation anderer Eingangssignalformate zu bilden.

Claims

Demodulatornetzwerk zur Demodulation eines Träger, der mit Modulationsdaten in einer von mehreren verschiedenen Modulationsformaten moduliert ist, mit: einem Timing-Rückgewinnungsnetzwerk (25) zur Wiedergewinnung von Timingdaten aus dem modulierten Träger, einem Trägerrückgewinnungsnetzwerk (10), das durch die Timingdaten zur Rückgewinnung der Modulationsdaten von dem Träger in den verschiedenen Modulationsformaten gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsdaten Videodaten sind, und ferner durch ein wählbares Trennnetzwerk (30, 35, 40) in dem Trägerrückgewinnungsnetzwerk (10) zur Zuführung eines Satzes von Entscheidungsschwellwerten zu den durch das Rückgewinnungsnetzwerk gelieferten Daten zur Rückgewinnung der Videodaten, wobei das wählbare Trennnetzwerk vorgesehen ist zur Auswahl eines Entscheidungsschwellwerts aus dem Satz entsprechend dem Modulationsformat durchführt, das durch die Modulationsdaten benutzt wird.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 1 mit einem Netzwerk (25; 270) zur automatischen Verstärkungssteuerung (AGC), das einen Verstärkungssteuerausgang in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einem Signal, das vor dem Trennnetzwerk verarbeitet wird, und einem nach dem Trennnetzwerk erzeugten Signal, liefert.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 1, wobei das Timing-Rückgewinnungsnetzwerk ein konfigurierbares Filter für die Kompensation von Änderungen in der erweiterten Bandbreite des modulierten Trägers enthält.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 1, wobei das wählbare Trennnetzwerk Entscheidungsschwellwerte liefert, die für die Symbolkonstellationen für PAM, QPSK oder QAM geeignet sind.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 1, wobei das Modulationsformat der Videoinformationen eine mehrere Symbolpunkte enthaltende Symbolkonstellation benutzt.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 1, wobei das Trägerrückgewinnungsnetzwerk außerdem ein wählbares Entzerrernetzwerk 22 enthält für die Kompensation von Fehlern bei einem Übertragungskanal, wobei die Konfiguration des Entzerrer-Filternetzwerks entsprechend dem Modulationsformat des modulierten Trägers gewählt wird.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 6, wobei das wählbare Entzerrernetzwerk ein vorwärts gespeistes Entzerrerfilter und einen Entscheidungsrückwärtsentzerrer enthält.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 1 mit einem wählbaren differenziellen Decoder (45) zur differenziellen Decodierung eines durch das Trägerrückgewinnungsnetzwerk erzeugten Signals.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 1, wobei das Trägerrückgewinnungsnetzwerk bei verschiedenen Taktraten arbeiten kann.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 1, mit einem Signalqualitätsdetektor (275), der als einen Ausgang eine Schätzung des Fehlers enthält, der in den rückgewonnenen Videoinformationen auftritt, die aus den verschiedenen Modulationsformaten stammen.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 10, wobei das adaptive Trägerrückgewinnungsnetzwerk automatisch dafür konfiguriert wird, dass mit dem Modulationsformat des videomodulierten Trägers durch die Fehlerschätzung kompatibel ist.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 10, wobei die Fehlerschätzung abhängig ist von der Summe der Quadrate der Quadraturkomponenten eines durch das Trägerrückgewinnungsnetzwerk verarbeiteten Signals.
Demodulatornetzwerk nach Anspruch 10, wobei die Fehlerschätzung abhängig ist von der Differenz zwischen einem ersten und einem zweiten Wert, wobei der erste Wert die Summe der Quadrate der Quadraturkomponenten eines in das Trennnetzwerk eingegebenen Signals darstellt und der zweite Wert die Summe der Quadrate der Quadraturkomponenten eines Ausgangssignals von dem Trennnetzwerk darstellt.
Empfänger mit einem Demodulatornetzwerk gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulations-Videodaten in einem von mehreren verschiedenen Formaten codiert werden, das Timing-Rückgewinnungsnetzwerk die Wiedergewinnung in Abhängigkeit von einem Modulationsformat des empfangenen Trägers durchführt, mit: einem adaptiven Viterbi-Decoder (50, 60) für eine Viterbi-Decodierung der zurückgewonnenen Modulationsdaten und Bildung eines Viterbi-decodierten Ausgangs abhängig von einem empfangenen Datencodierformat, einem adaptiven Entschachteler (80, 85, 90) zur Entschachtelung des Viterbi-decodierten Ausgangs und Bildung eines Ausgang entsprechend einer Entschachtelungsfunktion, die aus mehreren Entschachtelungsfunktionen ausgewählt ist, einem adaptiven Fehlerprozessor (110) für die Fehlerkorrektur des entschachtelten Ausgangs zur Bildung eines fehlerkorrigierten Ausgangs und einem Entwürfeler (115) zur Entwürfelung des fehlerkorrigierten Ausgangs.
Gerät nach Anspruch 14 mit einem Signalqualitätsdetektor (275) der als einen Ausgang eine Fehlerschätzung liefert, die in den wiedergewonnenen und decodierten Ausgangsdaten erfolgt.
Gerät nach Anspruch 15, wobei der adaptive Empfänger automatisch derart konfiguriert ist, dass er kompatibel mit dem Modulationsformat des empfangenen Trägers aufgrund der Fehlerschätzung ist.