Устройство для декодирования видеосигналов, кодированных в разных форматах

Устройство для декодирования видеосигналов, кодированных в разных форматах

Реферат

 

Устройство относится к цифровой обработке сигнала и, более конкретно, к демодуляции и декодированию видеосигналов, кодированных в соответствии с разными стандартами для спутниковой или наземной передачи. Технический результат - повышение скорости передачи кода и достоверности выходного сигнала. Устройство содержит адаптивный декодер для формирования декодированных выходных данных из видеосигнала, кодированного для спутниковой, наземной или кабельной передачи, адаптивный декодер для формирования первого декодированного выходного сигнала как функции скорости передачи кода, выбранной из множества скоростей передачи кода, адаптивный обращенный перемежитель для обращенного перемежения первого декодированного выходного сигнала в соответствии с функцией обращенного перемежения, выбранной из множества функций обращенного перемежения, процессор выходного сигнала для обработки обращенно-перемеженных выходных данных для обеспечения декодированных выходных данных. Устройство может также включать адаптивный декодер ошибок для детектирования и исправления ошибок в обращенно-перемеженном выходном сигнале и может осуществлять оценку ошибки в декодированных выходных данных. Устройство автоматически конфигурируется для совместимости с форматом кодированного видеосигнала в ответ на оценку ошибки, 7 с. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

Настоящее изобретение относится к цифровой обработке сигнала и, более конкретно, к демодуляции и декодированию видеосигналов, кодированных в соответствии с разными стандартами для спутниковой или наземной передачи.

Цифровые телевизионные системы для наземного или спутникового вещания модулируют и кодируют полные телевизионные сигналы для передачи различными способами и в разных форматах сигнала. Конкретный способ и принятый формат могут быть предписаны мехдународно признанными техническими условиями. Одним из этих технических условий, подготовленных для Европейской спутниковой системы связи, являются "Технические условия системы базовой линии модуляции/кодирования канала для спутникового цифрового многоканального телевидения" Европейского союза вещания от 19 ноября 1993. Эта система также известна под названием Прямого вещания видеосигналов (ПВВС) и служит для распределения как спутниковых сигналов, так и сигналов кабельного телевизионного вещания. Другой системой передачи, уже используемой в Соединенных Штатах и определяемой техническими условиями, является Цифровая Спутниковая Система (ЦСС). Однако, если формат передачи сигнала является предписанным общепризнанным стандартом или техническими условиями, приемное устройство видеосигналов должно обладать возможностями приема передаваемого формата сигнала. Система для приема различных передаваемых форматов сигнала в рамках разных типов передачи, таких как спутниковая, наземная и кабельная передача, раскрыта в патенте США N 5497401 "Компьютер метрики ветвления для декодера Витерби сверточного декодера перфорированного и прагматического решетчатого кода, используемого для многоканального приемника спутниковых, наземных и передаваемых по кабелю сжатых цифровых телевизионных данных с прямым исправлением ошибок" Дж. С. Стюарта и др.

Приемник видеосигналов использует функции демодуляции и декодирования, относящиеся к принимаемому формату сигнала. Функция демодуляции зависит от типа модуляции, формы сигнала и скорости передачи данных, используемых передающей системой, и также от следующего: требуется ли единый или дифференцированный выходной сигнал. Функция декодирования зависит от типа кодирования, скремблирования, перемежения и скорости передачи кода, используемых кодером передающей системы.

Согласно изобретению схема обработки сигнала может предпочтительно иметь множественные функции декодирования в рамках системы обработки цифрового полного телевизионного сигнала. В соответствии с принципами данного изобретения схема обработки цифрового сигнала содержит адаптивные схемы декодирования, включающие разные типы функции декодирования, относящиеся, например, к функциям скорости передачи кода, обращенного перемежения и обработки ошибок.

В системе для приема и адаптивной обработки видеосигнала, кодированного в одном формате из множества разных форматов, используемых в спутниковой, наземной или кабельной передаче, устройство, согласно изобретению, обеспечивает декодированные выходные данные. В приводимом в качестве примера осуществлении устройство содержит адаптивный декодер для обеспечения первого декодированного выходного сигнала как функции скорости передачи кода, выбранной из множества скоростей передачи кода. Устройство также содержит адаптивный обращенный перемежитель для обращенного перемежения первого декодированного выходного сигнала согласно функции обращенного перемежения, выбранной из множества функций обращенного перемежения. Кроме этого, устройство содержит процессор выходного сигнала для обработки обращенно перемеженных выходных данных для обеспечения декодированных выходных данных.

Согласно одному из признаков данного изобретения адаптивный декодер ошибок детектирует и исправляет ошибки в выходном сигнале адаптивного декодера.

В соответствии с другим признаком данного изобретения адаптивный обращенный перемежитель обращенно перемежает кодированный видеосигнал, и адаптивный декодер ошибок детектирует и исправляет ошибки в обращенном перемеженном выходном сигнале.

В соответствии с еще одним признаком данного изобретения детектор качества сигнала осуществляет оценку ошибки в декодированных выходных данных. Устройство автоматически конфигурируют для совместимости с форматом кодированного видеосигнала в ответ на оценку ошибки.

Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного варианта его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 изображает блок-схему устройства для адаптивного демодулирования и декодирования сигналов, кодированных в форматах ЦСС и ПВВС, согласно изобретению; фиг. 2 - блок-схему элементов устройства, конфигурированных для демодулирования и декодирования ЦСС-формата спутникового сигнала, согласно изобретению; фиг. 3 - блок-схему элементов устройства, конфигурированных для демодулирования и декодирования ПВВС-формата спутникового сигнала, согласно изобретению; фиг. 4 - блок-схему функциональных элементов устройства, конфигурированных для демодулирования и декодирования ПВВС-формата кабельного сигнала, согласно изобретению; фиг. 5 - более подробную блок-схему демодулирующего устройства согласно изобретению; фиг. 6 - блок-схему функции вычисления ошибки автоматического регулирования усиления демодулирующего устройства согласно изобретению.

Система демодулирования и декодирования сигналов разных форматов сигнала, таких как спутниковые и кабельные полные телевизионные сигналы, изображена на фиг. 1. Данная система выполнена с возможностью быть конфигурируемой для демодулирования и декодирования сигналов в спутниковых-ЦСС, спутниковых-ПВВС или кабельных-ПВВС форматах сигнала. Эта конфигурируемость достигается доведением до максимума использования функций, которые являются общими для процесса демодуляции и декодирования этих трех форматов сигнала. Это также достигается посредством надлежащего подбора, выполнения и межсоединения функций демодуляции и декодирования.

Модулированную видеоданными несущую принимают антенной 15 (фиг. 1), обрабатывают и преобразуют в цифровую форму схемой 20. Полученный таким образом цифровой выходной сигнал демодулируют демодулятором 10 и декодируют декодером 12. Выходной сигнал от декодера 12 далее обрабатывают для получения расширенных после сжатия выходных видеоданных, используемых для отображения устройством отображения. Как демодулятор 10, так и декодер 12 являются адаптивными схемами демодуляции и декодирования, включающими в себя разные типы функций демодуляции и декодирования, которые выбираются микроконтроллером 105 через интерфейс 100. Как демодулятор 10, так и декодер 12 конфигурируют сигналом управления от интерфейса 100 микроконтроллера. Состояние сигнала управления, обеспечиваемого интерфейсом 100, определяют сигналами, направляемыми микроконтроллером 105 к интерфейсу 100. Демодулятор 10 (фиг. 2) и декодер 12 (фиг. 1) конфигурируют для приема ЦСС-формата спутникового сигнала. На фиг. 3 и 4 демодулятор 10 и декодер 12 (фиг. 1) конфигурируют для приема спутникового-ПВВС и кабельного-ПВВС форматов сигнала, соответственно. Как конфигурируемый демодулятор 10, так и конфигурируемый декодер 12 можно преимущественно разместить в одном устройстве обработки сигналов, например таком, как интегральная схема.

Конфигурируемый демодулятор 10 обеспечивает функции, необходимые для демодулирования каждого из ЦСС- и ПВВС-форматов сигнала. Основными функциями демодулятора 10 являются восстановление и слежение за частотой несущей, восстановление частоты тактовых импульсов передаваемых данных и восстановление самих видеоданных. Помимо этого демодулятор содержит схему автоматического регулирования усиления (фиг. 5), чтобы осуществлять пересчет аналоговых входных данных путем аналого-цифрового преобразования в блоке 20. Функции демодулятора осуществляют блоки 25, 30, 35, 40 и 45. Операции восстановления синхронизации, восстановления несущей, операции ограничителя и дифференциального декодера по отдельности известны и изложены, например, в ссылке "Цифровая связь". Ли и Мессершмидт, (Клувер Академик Пресс, Бостон, США, 1988).

Различные функциональные характеристики демодулятора 10 в трех режимах формата сигнала представлены в Таблице 1.

Демодулятор 10 принимает различия в частоте тактовых импульсов передачи данных, выравнивание амплитудно-частотной характеристики с управлением по входному воздействию, выравнивание амплитудно-частотной характеристики по принципу решающей обратной связи, коэффициент излишнего расширения полосы частот, тип модуляции, совокупность символов и декодирование для трех форматов входного сигнала, представленных в Таблице 1. Различие в частоте тактовых импульсов согласуют за счет того, что система обладает возможностями работать на самых высоких и самых низких частотах тактовых импульсов передачи данных трех форматов входных сигналов. Прочие различия согласуют конфигурированием соответствующих функций демодуляции согласно излагаемому ниже.

На фиг. 5 более подробно показан демодулятор 10. Входной сигнал от антенны 15 принимают, преобразуют в цифровую форму и обрабатывают входной схемой 20. Схема 20 содержит радиочастотное (РЧ) настроечное устройство, смеситель промежуточной частоты (ПЧ) и каскады усиления 200 для преобразования с понижением частоты входного видеосигнала до полосы более низких частот, которую можно использовать для дальнейшей обработки. Схема 20 также содержит усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 205 и схему разделения фазы 207. Схема разделения фазы разделяет принимаемый видеосигнал на квадратурные составляющие I и Q. Усилитель 205 соответствующим образом изменяет составляющие I и Q для преобразования в цифровую форму аналого-цифровыми преобразователями 210 в схеме 20. Сигнал автоматического регулирования усиления (АРУ) для усилителя 205 направляют схемой детектора ошибки АРУ 270, которая описывается ниже. Цифровой сигнал из блока 210 направляют в мультиплексор 215 демодулятора 10.

В спутниковом режиме (ЦСС или ПВВС) мультиплексор 215, в соответствии с определением сигнала управления, направляет преобразованные в цифровую форму видеосигналы из схемы 20 к вращателю 225 и обходит корректор выравнивания амплитудно-частотной характеристики с управлением по входному воздействию (АЧХУВВ) в блоке 220. В кабельном режиме мультиплексор 215, в соответствии с определением сигнала управления, направляет преобразованные в цифровую форму сигналы к вращателю 225 (к комплексному умножителю) через корректор АЧХУВВ блока 220. Корректор АЧХУВВ является адаптивным цифровым фильтром типа КИХ (импульсная характеристика с конечной длительностью) и компенсирует такие возмущения канала передачи, как неоднородности частоты/фазы.

Выходные данные из мультиплексора 215 обрабатывают системой восстановления несущей, содержащей блоки 225, 220, 230, 30, 35, 40, 265, 260 и 255 для восстановления видеоинформации полосы частот модулирующих сигналов. Данные блока 215 являются последовательностью символов в виде комплексных квадратурных составляющих I и Q на входе во вращатель 225 системы восстановления несущей. Эта последовательность символов является последовательностью двоичных данных, в которой каждый символ представлен присвоенными цифровыми величинами. Известно, что набор символов можно представить в комплексном плане как набор точек, называемый совокупностью сигналов. ЦСС- и ПВСС-форматы спутникового сигнала используют 4-точечную совокупность символов квадратурной манипуляции фазовым сдвигом (КМФС); ПВВС-формат кабельного сигнала использует 64- или 256-точечную совокупность символов квадратурной амплитудной модуляции (КАМ). Система восстановления несущей компенсирует смещение точки символа и вращение точки символа, обусловленные дрожанием фазы и частоты в частоте несущей, имевшим место в канале передачи. Это осуществляют выделением сигнала ошибки из восстановленных данных, после чего сигнал ошибки накладывают на входные данные системы для компенсирования дрожания фазы и частоты с помощью комплексного умножителя (вращателя 225). Каждую из функций элементов системы восстановления несущей выполняют для обеих комплексных составляющих сигнала I и Q с помощью известных способов обработки сигнала.

Комплексная функция умножителя вращателя 225 умножает выходные данные блока 215 на составляющие компенсации от генератора, управляемого напряжением (ГУН), 255 для получения компенсированных данных в качестве выходного сигнала. Компенсированные данные из вращателя 225 направляют к ограничителям 30 и 35 через мультиплексор 230. В спутниковом режиме сигнал управления обусловливает обход мультиплексором 230 корректора выравнивания АЧХ по принципу решающей обратной связи (АЧХРОС) блока 220. И наоборот, в кабельном режиме сигнал управления обусловливает направление мультиплексором 230 компенсированных данных из вращателя 225 к корректору АЧХРОС в блоке 220. Корректор АЧХРОС суммирует компенсированные данные из вращателя 225 с измененным вариантом выбранного выходного сигнала ограничителя из мультиплексора 40. Эта операция суммирования является известным процессом выравнивания амплитудно-частотной характеристики по принципу решающей обратной связи и уменьшает межсимвольные помехи в выходном сигнале компенсированных данных вращателя 225. В тех случаях, когда помехи не являются значительными, АЧХРОС можно не использовать. Выравненные по принципу решающей обратной связи данные из блока 220 возвращают в мультиплексор 230 и направляют к ограничителям 30, 35 и блоку Витерби 50 декодера 12.

Оба мультиплексора 230 и 215 могут быть частью корректора 220, либо их можно не использовать, если нужна фиксированная спутниковая, наземная или кабельная конфигурация демодуляции. Помимо этого, хотя корректоры АЧХУВВ и АЧХРОС оба изображены как внешние по отношению к демодулятору 10, их можно включить в демодулятор 10 в единой системе интегральной схемы. В этом случае адаптивные корректоры АЧХУВВ и АЧХРОС можно конфигурировать для конкретного режима посредством программирования соответствующих коэффициентов фильтра с помощью сигнала управления.

Как представлено в Таблице 1, спутниковые форматы входного сигнала модулируют посредством КМФС, а кабельный формат входного сигнала является форматом типа КАМ. Конкретный ограничитель, используемый в системе, выбирают сигналом управления конфигурации посредством мультиплексора 40 в зависимости от следующего: является ли формат входного сигнала типом спутниковой КМФС или кабельной КАМ. Кроме этого, в кабельном режиме ограничитель КАМ 35 также конфигурируют для определенной участвующей совокупности символов КАМ - как указано в Таблице 1. Поэтому ограничитель 35 имеет функцию ограничителя либо 64-точечной, либо 256-точечной совокупности в ответ на сигнал управления конфигурацией.

Корректированный выходной сигнал из мультиплексора 230, который не выравнен в спутниковом режиме и выравнен по принципу обратной связи в кабельном режиме, направляют к ограничителям 30 и 35. Ограничитель 30 обрабатывает корректированный выходной сигнал мультиплексора 230 для восстановления данных из модулированных сигналов КМФС. Аналогично ограничитель 35 восстанавливает данные из сигналов КАМ. Ограничители 30 и 35 прилагают ряд порогов принятия решения к корректированному выходному сигналу от мультиплексора 230 для восстановления последовательности символов первоначальных входных данных демодулятора 10. Затем, в спутниковом режиме, данные, используемые приемником, восстанавливают из корректированного выходного сигнала мультиплексора 230 посредством блоков 50 и 60 детектирования Витерби декодера 12 (фиг. 1). И наоборот, в кабельном режиме восстановленные данные, используемые приемником, обеспечивают выбранным ограничителем 30 или 35 и выводят мультиплексором 40. Выходной сигнал мультиплексора 40 дифференциальным методом декодируют блоком 45 и направляют к мультиплексору 65 декодера 12. В кабельном режиме мультиплексор 65 реагирует на сигнал управления выбором дифференциально декодированного выходного сигнала из блока 45 для последующей обработки и обходит блоки 50 и 60 декодера Витерби. Дифференциальное кодирование/декодирование является известным способом, используемым в кабельном режиме для решения проблемы, связанной с потенциальной неясностью фазы в выделенной несущей и восстановленной совокупности символов: восстановленный выходной сигнал данных из мультиплексора 40 применяют и в спутниковом, и в кабельном режимах системой восстановления несущей, схемой восстановления синхронизации, детектором качества сигнала и функциями АРУ демодулятора 10.

Входной сигнал в ограничители 30, 35 (фиг. 5) и выходной сигнал восстановленных данных от мультиплексора 40 обрабатывают детектором 265 ошибок фазы системы восстановления несущей, фильтром нижних частот 260 и ГУНом 255 для получения составляющих сигнала компенсации обратной связи I и Q, используемых вращателем 225. Детектор фазы 265 определяет сигнал ошибки, характеризующий разность фазы и частоты между входным сигналом в ограничители 30 и 35 и выходным сигналом ограничителя из мультиплексора 40. Этот сигнал ошибки фильтруют по низким частотам блоком 260 и используют ГУНом 255 (не изображен) для генерирования квадратурных составляющих компенсации I и Q, которые накладывают вращателем 225 для направления сигналов, в которых компенсированы ошибки, к мультиплексору 230. Таким образом, сигналы, прилагаемые к мультиплексору 230, компенсируют относительно ошибок фазы и частоты, связанных со смещением точки символа и вращением точки символа, которые имели место во время передачи.

Входной сигнал в ограничители 30, 35 и выходной сигнал восстановленных данных от мультиплексора 40 также используют детектором 270 ошибки АРУ для формирования сигнала регулирования коэффициента усиления, который регулирует коэффициент усиления усилителя 205 в процессоре 20 и обеспечивает надлежащее пропорциональное изменение входных сигналов I и Q в аналоговые преобразователи процессора 20 в соответствии с требованиями аналого-цифрового преобразования. Детектор 270 вычисляет ошибку, исходя из разности между суммой квадратов квадратурных составляющих сигнала, вводимого в ограничители 30, 35 (Im, Qm), и суммой квадратов квадратурных составляющих выходного сигнала из мультиплексора 40 (Is, Qs).

На фиг. 6 представлена схема осуществления функции вычисления ошибки АРУ в детекторе 270. Квадратурные входные составляющие Im, Qm ограничителя 30, 35 из мультиплексора 230 возводятся в квадрат умножителями 300 и 305 и суммируются сумматором 315. Помимо этого квадратурные составляющие Is, Qs выходного сигнала восстановленных данных из мультиплексора 40 используют для выборки запомненного значения в справочной таблице в запоминающем устройстве 310, которое характеризует сумму возведенных в квадрат значений Is, Qs. Запомненное значение из запоминающего устройства 310 затем вычитают из выходного сигнала сумматора 315 вычитателем 320 для получения итоговой ошибки АРУ. Вычисленную ошибку АРУ, используемую детектором 270, определяют по следующей формуле: Ошибка АРУ = (Im² + Qm²) - (Iss² + Qss²).

Член (Im² + Qm²) получают из блока 315, член (Iss² + Qss²) получают из справочном таблицы 310 как аппроксимацию (Is² + Qs²) с помощью Is и Qs как указателей входа. Эта ошибка АРУ преимущественно является функцией разности векторного расстояния между точкой Im, Qm и точкой Is, Qs относительно исходной точки (0, 0). Она также преимущественно не зависит от угловой разности между векторами, представленными квадратурными составляющими Im, Qm и Is, Qs. Поскольку сигнал ошибки АРУ обладает такими характеристиками, его можно обрабатывать фильтрацией нижних частот и использовать для регулирования коэффициента усиления усилителя АРУ 205.

Это вычисление ошибки АРУ используют предпочтительно в отношении фактической ошибки для уменьшения сложности вычисления. Фактическая ошибка АРУ определяется по следующей формуле: Фактическая ошибка .

Альтернативно, функцию фактической ошибки или другой модифицированный вариант функции фактической ошибки можно использовать вместо сигнала ошибки АРУ (фиг. 6).

Вычисленный сигнал ошибки АРУ обрабатывают фильтрацией нижних частот в детекторе 270 (фиг. 5) для получения выходного сигнала для регулирования коэффициента усиления усилителя 205. Сигнал ошибки АРУ также направляют в блок 275 детектора качества сигнала.

Детектор 275 качества сигнала оценивает отношение сигнал-шум (СШ) входного сигнала, вводимого в демодулятор 10, с помощью сигнала ошибки АРУ, полученного блоком 270. Блок 270 сначала формирует абсолютное значение сигнала ошибки АРУ. Затем блок 270 осуществляет наложение порога принятия решения к результату, чтобы определить, находится ли ошибка АРУ в запрограммированном диапазоне значений. Это дает определение величины значения ошибки АРУ, которая соответствует оценке значения СШ. Эту оценку СШ направляют к микроконтроллеру 105 через интерфейс 100 (фиг. 1). Микроконтроллер 105 программируют для определения: находится ли значение СШ вне заданного диапазона. Если значение СШ находится вне заданного диапазона, то микроконтроллер 105 может вновь конфигурировать систему, включая все конфигурируемые элементы демодулятора 10, корректора 220 и декодера 12 для разных форматов входного сигнала. Таким образом, микроконтроллер 105 может повторно вновь конфигурировать функции демодулятора 10 и декодера 12 с помощью сигнала управления через интерфейс 100 для демодулирования и декодирования задействованного формата входного сигнала. Эту функцию конфигурации можно программировать для ее выполнения как части процедуры инициализации, или при реагировании на входной сигнал в микроконтроллер от доступного оператору переключателя. Кроме этого, детектор 275 качества сигнала может применять другие способы для оценки ошибки или СШ в демодулированных данных. Эти способы содержат, например, вычисление среднего квадрата ошибки между данными до ограничителя и после ограничителя в системе восстановления несущей. Вычисление среднего квадрата ошибки и другие способы оценки ошибки описываются в ссылке "Цифровая связь". Ли и Мессертмидт, Клувер Академик Пресс, Бостон, США, 1988.

Тактовые импульсы выборки и синхронизации, используемые демодулятором 10 (фиг. 5), генерируют элементами, содержащими фильтр 235, блок 240 восстановления синхронизации символов и выходной процессор 250. Выходные сигналы из аналого-цифровых преобразователей 210 процессора 20 подвергают полосовой фильтрации конфигурируемым фильтром 235 для компенсирования изменений в излишней ширине полосы частот (ИШ), выражаемой коэффициентом излишнего расширения полосы частот (КИШ). Хотя предпочтительнее использовать полосовой фильтр, для компенсации КИШ можно использовать другие характеристики фильтра, такие как фильтр низких частот. Полученные таким образом выходные, входные сигналы в ограничители 30 и 35, и выбранный выходной сигнал ограничителя мультиплексора 40 используют блоком 240 восстановления синхронизации для генерирования тактовых импульсов выборки и синхронизации. Эти восстановленные тактовые импульсы соответствуют тактовым импульсам передатчика и используются для синхронизации работы демодулятора 10, процессора 20 (в частности, аналого-цифрового преобразования) и корректора 220.

При выделении нужной информации синхронизации используется цифровой сигнал аналого-цифровых преобразователей 210. Несмотря на то, что сигнал до его преобразования в цифровую форму преобразователями 210 имеет одинаковую высокую форму косинусоиды для всех трех форматов сигнала, вариации в КИШ, приведенные в Таблице 1, могут видоизменить эту форму. КИШ является параметром, указывающим степень, в которой фактическая ширина полосы частот системы превышает минимальную ширину полосы частот, требуемую для обеспечения точного восстановления сигнала. Как КИШ, так и высокая форма косинусоиды описываются в ссылке "Цифровая связь", упоминаемой выше. Вариации в КИШ и форме входного сигнала между форматами входного сигнала могут обусловить ошибку в восстановленных тактовых импульсах синхронизации. Для компенсирования этой ошибки синхронизации выходные сигналы I и Q от аналого-цифровых преобразователей 210 фильтруют блоком 235 до генерации синхронизации и тактовых импульсов в блоке 240. Фильтр 235 программируют микроконтроллером 105 через интерфейс 100 для фильтрации цифрового видеосигнала из преобразователей 210 для восстановления тактовых импульсов и синхронизации для каждого из значений КИШ трех форматов входного сигнала в соответствии с данными Таблицы 1. Фильтр 235 можно программировать для компенсирования различных форм сигнала и значений КИШ в дополнение к тем, которые относятся к излагаемым выше трем форматам входного сигнала Таблицы 1. Фильтр 235 также можно программировать для направления сигналов без какой-либо фильтрации, например для проверки.

В блоке 240 данные, в которых ошибки скомпенсированы от фильтра 235, сравнивают как с данными, вводимыми в ограничители 30, 35, так и с восстановленными данными, выводимыми из мультиплексора 40. Исходя из этого сравнения, блок 240 выделяет сигнал ошибки фазы и синхронизации, который прилагают к процессору 250 выходного сигнала синхронизации символов. Сравнение сигнала и выделение сигнала ошибки синхронизации выполняют в соответствии с известными принципами, подробно изложенными, например, в "Детектор ошибки синхронизации ДПФК/КМФС для определенных приемников" Ф. М. Гарднер, бюллетень "Системы связи" ИИЭТРЭ, МАЙ 1986. Сигнал ошибки фазы и синхронизации из блока 240 фильтруют и буферизируют выходным процессором 250 для направления сигнала управления к кварцевому генератору, управляемому напряжением (КГУН), который имеется в блоке 250. В предпочтительном варианте осуществления КГУН является отдельным устройством, хотя можно применять и интегральный КГУН. Вход сигнала управления в КГУН управляет как частотой и фазой выборки, так и сигналом тактовых импульсов синхронизации, выводимым КГУНом. Этот выходной сигнал выборки и тактовых импульсов синхронизации используется аналого-цифровыми преобразователями 210 и другими элементами демодулятора.

На фиг. 1 показано, что конфигурируемый декодер 12 выполняет функции, необходимые для декодирования ЦСС- и ПВВС-форматов сигнала. Основными элементами декодера 12 являются перфорированный сверточный декодер Витерби 50, 60, преобразователь символов в байты 70, адаптивный обращенный перемежитель 75, 80, 85, 90, 95, адаптивный декодер ошибок (в частности декодер Рида-Соломона) 110 и дешифратор псевдослучайных последовательностей 115. Эти отдельные элементы известны и изложены, например, в упомянутой ссылке "Цифровая связь". Рабочие характеристики элементов декодера 12 даны в Таблице 2 для режимов ЦСС и ПВВС.

Декодер 12 согласует разности скорости передачи кода, типа обращенного перемежителя, требования по преобразований символов в байты и требования к дешифратору псевдослучайных последовательностей для трех форматов входного сигнала в соответствии с Таблицей 2. Различия согласуют конфигурированием функций декодера 12 в соответствии с изложенным ниже.

Каскады декодера 50 и 60 образуют перфорированный сверточный декодер Витерби, способный декодировать разные скорости передачи кода согласно Таблице 2. Блоки 50 и 60 обрабатывают, декодируют и исправляют ошибки фильтрованного цифрового видеосигнала, выводимого из блока 25 и поступающего на вход блока 50. Эти блоки обеспечивают первый уровень коррекции случайных ошибок передачи. В ЦСС-конфигурации спутникового сигнала можно выбрать одну из двух возможных скоростей передачи кода (2/3 или 6/7). В противоположность этому в ПВВС-конфигурации спутникового сигнала можно выбрать одну из пяти возможных скоростей передачи кода (1/2, 2/3, 3/4, 5/6 или 7/8). Термин "скорость передачи кода" в этом контексте определяет дополнение исправления ошибок, содержащееся в кодированных данных. Например, скорость передачи кода 1/2 означает, что 2 разряда данных кодируют для каждого разряда входных данных. Аналогично, скорость передачи кода 7/8 означает, что 8 разрядов данных кодируют для каждых 7 разрядов входных данных. Изменяемую скорость передачи кода передаваемого потока данных обеспечивают стиранием разрядов из потока кодированных данных, который кодирован по основной скорости передачи кода - 1/2. Например, чтобы получить скорость передачи кода 2/3, один из 4 разрядов, полученных кодированием 2 разрядов входных данных на скорости передачи кода 1/2, стирают, оставляя 3 разряда для передачи. Остальные скорости передачи кода получают по тому же принципу.

Блок 50 обеспечивает необходимые требования для синхронизации входного потока данных видеосигналов, чтобы создать возможность декодирования Витерби и поместить фиктивные разряды "структурного нуля". Это осуществляют с помощью машины состояния синхронизации, которую конфигурируют сигналом управления через интерфейс 100 для определенного принимаемого кода. Синхронизацию получают посредством опознания и устранения неясностей позиции разряда и фазы во входном потоке данных. Неясности позиции разряда и фазы опознают при приеме, декодировании, повторном кодировании и сравнении повторно кодированных данных с входными данными. На успешную синхронизацию указывает приемлемый коэффициент ошибок между повторно кодированными и первоначальными входными данными. Для этого процесса все возможные состояния, возникающие в связи с неясностями позиции фазы и разряда во входном сигнале, проверяют машиной состояния синхронизации. Если синхронизация не достигнута, то блок 50 генерирует указатель отсутствия синхронизации. Этот указатель обусловливает введение ГУНом 255 в демодуляторе 10 зависимого от типа и конфигурации кода временного сдвига во входной поток данных. Этот процесс синхронизации повторяют до тех пор, пока не будет достигнута синхронизация. Это - предпочтительный способ синхронизации, но возможны также другие способы, использующие действующие последовательности.

После того, как поток данных синхронизирован указанным выше образом, в поток данных помещают замещающие фиктивные разряды "структурного нуля", по количеству равные разрядам, стертым в приемнике. Конфигурируемую машину состояния в блоке 50 используют для помещения соответствующих фиктивных разрядов "структурного нуля" для определенного типа кода и скорости передачи кода принимаемого потока данных. Блок 50 конфигурируют для выбранной скорости передачи кода путем загрузки регистра в блоке 50 в ответ на сигнал управления, направленный от микроконтроллера 105 через интерфейс 100. Машину состояния для помещения разряда "структурного нуля" конфигурируют для помещения правильного числа разрядов структурного нуля для выбора надлежащей скорости передачи данных при реагировании на загруженную информацию регистра. Аналогично схему синхронизации Витерби блока 50 также надлежащим образом конфигурируют посредством этой информации. После помещения разряда "структурного нуля" фиксированную основную скорость передачи кода 1/2 выводят из блока 50. Это означает, что все различные передаваемые скорости передачи данных, указанные в Таблице 2, кодируют с помощью единого декодера Витерби 60, который действует на фиксированной основной скорости передачи кода (1/2). Помещаемые в блоке 50 разряды "структурного нуля" опознают в декодере Витерби 60. Полученная в результате этого опознания разряда структурного нуля информация дает возможность алгоритму декодера Витерби правильно декодировать данные. Получаемый таким образом выходной сигнал декодера Витерби 60 направляют к мультиплексору 65.

В спутниковой конфигурации входного сигнала выходной сигнал декодера Витерби 60 направляют к преобразователю символов в байты 70 мультиплексором 65 при реагировании на сигнал управления от интерфейса 100. Преобразователь 70 преобразует единый выходной сигнал разрядов декодера Витерби 60 в 8-разрядный преобразованный байт данных. Либо в кабельной конфигурации входного сигнала дифференциально декодированный выходной сигнал блока 45 направляют к преобразователю 70 мультиплексором 65 при реагировании на состояние сигнала управления. Кроме этого, в кабельной конфигурации входного сигнала функция преобразователя 70 варьируется в зависимости от выбора 64- или 256-точечной совокупности символов. Если выбрана 64-точечная КАМ-совокупность, то преобразователь 70 преобразует 6-разрядный код символов для каждой из 64 точек совокупности в 8-разрядный преобразованный байт данных. В противоположность этому в 256-точечной конфигурации КАМ-совокупности преобразователь 70 преобразует 8-разрядный код символов для каждой из 256 точек совокупности в 8-разрядный преобразованный байт данных. Преобразование символов в байты можно изменять в зависимости от выбранной совокупности символов и требований системы в отношении выходных байтов.

Выходной сигнал преобразованных данных от преобразователя 70 направляют к блоку синхронизации 75 и запоминающему устройству 95 для дальнейшей обработки. Этот выходной сигнал преобразованных данных является перемеженными данными. То есть данными, которые расположили в заданной последовательности перед передачей. Цель операции перемежения заключается в расширении или рассредоточении данных во времени в заданной последовательности, благодаря чему потеря данных во время передачи не приводит к потере смежных данных. Вместо этого какие бы то ни было потерянные данные рассредоточивают, и поэтому их гораздо легче скрывать или корректировать. Блок синхронизации 75 и запоминающее устройство 95 вместе с генераторами 80, 85 адреса обращенного перемежителя и мультиплексором 90 образуют конфигурируемую функцию обращенного перемежителя для восстановления данных в их первоначальной последовательности. В режиме ЦСС используют алгоритм обращенного перемежения, предложенный Рэмси и изложенный в статье "Реализация оптимальных перемежителей" бюллетеня "Теория Информации" ИИЭТРЭ, т. IT-15, май 1970. В ПВВС-режиме используют алгоритм, предложенный Форни и изложенный в ссылке "Коды исправления пакетов данных для классического пакетного канала" бюллетеня "Техника связи" ИИЭТРЭ, т. СОМ-19, октябрь 1971.

Схема синхронизации 75 детектирует слова синхронизации в перемеженном сигнале данных и направляет выходные сигналы, синхронизированные с началом данных. Слова синхронизации сами по себе не являются перемеженными, а имеют место через периодические интервалы времени. Для детектирования слов синхронизации информацию, опознающую слова синхронизации и ожидаемую длину пакетов данных, загружают в регистры в блоке 75. Эту информацию обеспечивают микроконтроллером 105 через интерфейс 100 посредством сигнала управления. Выходные сигналы синхр