技术领域
[0001] 本
发明有关一种地面数字视讯广播系统及其调制方法,具体而言,具有可以自动调整调制与画面大小的功能。
背景技术
[0002] 传统上,当使用地面数字视讯广播(Digital Video Broadcasting of Terrestrial,DVB-T)相关技术进行影音数据传输时,传输端的调
制模式通常是采用固定的设定,即传输端先行完成设定才将
信号传送至接收端,例如电视台将相关的参数设定完成后,再将信号传送至用户端。但是,信号在传输的过程中有可能因为距离、杂讯或线材等因素而受到影响,近而导致接收端有显示异常的情形,例如破图、停顿或不显示等等。
[0003] 当然,此情形可以通过人工调整而获得改善,但是,以人工的方式进行调整也可能遭遇到一些问题,例如:传输端与接收端的距离可能很远,通过人工调整会有一定的困难度;当线材长期使用造成老化所产生的影响,此情形通常都是在传输端已经发生显示异常时才被发现。
发明内容
[0004] 有鉴于此,本发明的一目的在于提供一种地面数字视讯广播系统,包含:传输模
块,用以将数字
视频信号调制为地面数字视讯
广播信号;接收模块,用以接收地面数字视讯广播信号,并将地面数字视讯广播信号解调为数字视频信号后输出,同时监控地面数字视讯广播信号的
信噪比(signal to noise ratio,SNR)或比特错误率(bit error rate,BER)至少其中之一,并将其量化为第一参考数据再传送至传输模块。其中传输模块与接收模块通过传输线耦接,以进行地面数字视讯广播信号及第一参考数据的传输。其中,接收模块还可以监控地面数字视讯广播信号的解码错误率,并将其量化为第二参考数据再传送至传输模块。
[0005] 传输模块包含:
混频器;
调制器,耦接于混频器;
数据压缩器,耦接于调制器;第一通道
耦合器,耦接于混频器;第一低通
滤波器,耦接于第一通道耦合器;第一双向通讯模块,耦接于第一
低通滤波器;第一微
控制器,耦接于第一双向通讯模块、调制器及混频器;可编程
逻辑门阵列,耦接于第一
微控制器及数据压缩器;第一音效编/
解码器,耦接于数据压缩器;以及第一视讯
接口,耦接于可编程
逻辑门阵列。
[0006] 接收模块包含:调谐器;解调器,耦接于调谐器;数据解压缩器,耦接于解调器;第二通道耦合器,耦接于调谐器;第二低通滤波器,耦接于第二通道耦合器;第二双向通讯模块,耦接于第二低通滤波器;第二微控制器,耦接于第二双向通讯模块、数据解压缩器、解调器及调谐器;第二音效编/解码器,耦接于数据解压缩器;以及第二视讯接口,耦接于数据解压缩器。
[0007] 接收模块可依据第一参考数据及第二参考数据,决定控制参数以设定地面数字视讯广播信号的调制参数及解析度大小,并通过第二双向通讯模块将控制参数传送至传输模块。同样地,传输模块也可以根据第一参考数据及第二参考数据,决定控制参数以设定地面数字视讯广播信号的调制参数及解析度大小。
[0008] 本发明的另一目的在于提供一种调制方法,适用于上述地面数字视讯广播系统。该方法至少包含下列步骤:该接收模块的第二微控制器读取一解调器内的信噪比或比特错误率至少其中之一;该第二微控制器读取一视音讯压缩数据的解码错误率;判断该信噪比是否小于一第一
阀值或该比特错误率是否大于一第二阀值;该第二微控制器读取一目前视音讯数据的调制模式参数;查表修正该调制模式参数;估算该传输模块调制后的最
大数据传输量;该最大数据传输量是否大于该视音讯数据量;若是,则产生控制参数;传送至该传输模块。
[0009] 前述方法更包含下列步骤:该传输模块接收该控制参数;判断是否需要调整解析度;若是,则更改该解析度的设定;依据该控制参数设定一调制器的
硬件调制参数;产生命令并传送至该接收模块。该接收模块接收该命令;重设解调参数。若该信噪比大于该第一阀值或该比特错误率小于该第二阀值,则判断一解码错误率是否大于一第三阀值,若是,则要求该传输模块调降解析度。若该最大数据传输量小于该视音讯数据量,则要求该传输模块调降解析度。
[0010] 本发明的另一目的在于提供一种调制方法,亦适用于上述地面数字视讯广播系统。该方法至少包含下列步骤:该接收模块的第二微控制器读取一解调器内的信噪比数值或比特错误率数值至少其中之一;该第二微控制器读取一视音讯压缩数据的解码错误率数值;将该些数值传送至该传输模块。
[0011] 前述方法更包含下列步骤:该传输模块接收该些数值;判断该信噪比是否小于一第一阀值或该比特错误率是否大于一第二阀值;该接收模块的第一微控制器读取一目前视音讯数据的调制参数;查表修正该调制模式参数;依据该调制模式参数设定一调制器的硬件调制参数;估算该传输模块调制后的最大数据传输量;该最大数据传输量是否大于该视音讯数据量;若是,则产生命令并传送至该接收模块。该接收模块接收该命令;重设解调参数。若该信噪比大于该第一阀值或该比特错误率小于该第二阀值,则判断一解码错误率是否大于一第三阀值,若是,则调降解析度;以及更改该解析度的设定。
附图说明
[0012] 图1为本发明地面数字视讯广播系统的
实施例示意图。
[0013] 图2为本发明传输模块的实施例方块图。
[0014] 图3为本发明接收模块的实施例方块图。
[0015] 图4A~4C为本发明调制方法的一实施例
流程图。
[0016] 图5A~5C为本发明调制方法的另一实施例流程图。
[0017] 【符号说明】
[0018] 1 地面数字视讯广播系统
[0019] 2 传输模块
[0020] 3 接收模块
[0021] 4 传输线
[0022] 21 第一音效编/解码器
[0023] 22 第一视讯接口
[0024] 23 数据压缩器
[0025] 24 可编程逻辑门阵列
[0026] 25 调制器
[0027] 26 混频器
[0028] 27 第一通道耦合器
[0029] 28 第一低通滤波器
[0030] 29 第一双向通讯模块
[0031] 30 第一微控制器
[0032] 31 第二通道耦合器
[0033] 32 调谐器
[0034] 33 解调器
[0035] 34 数据解压缩器
[0036] 35 第二低通滤波器
[0037] 36 第二双向通讯模块
[0038] 37 第二微控制器
[0039] 38 第二音效编/解码器
[0040] 39 第二视讯接口
[0041] V1 数字视频信号
具体实施方式
[0042] 以下将以图式配合文字叙述揭露本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。此外,为简化图式起见,一些传统的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘出。
[0043] 如图1所示,本实施例所提供的地面数字视讯广播系统1较佳包含传输模块2、接收模块3以及耦接于彼此的传输线4,其中传输模块与接收模块的数量可以是一对一、一对多或多对多,此处以一对一说明为例。于此实施例中,传输线4为同轴
电缆,但不以此为限。传输模块2将收到的数字视频信号V1调制为地面数字视讯广播(Digital Video Broadcasting of Terrestrial,DVB-T)信号,接收模块3接收DVB-T信号并将其解调为数字视频信号V1再输出至电视或屏幕等输出装置,于此同时,接收模块3监控着DVB-T信号的信噪比(signal to noise ratio,SNR)数值或比特错误率(bit error rate,BER)数值的至少其中一者,并将其量化为第一参考数据,再传送至传输模块2,以供传输模块2进行DVB-T信号的调制。另外,接收模块3也同时监控DVB-T信号的解码错误率,并将其量化为第二参考数据再传送至传输模块2,以供传输模块2进行DVB-T信号解析度的调整。须说明的是,DVB-T信号、第一参考数据及第二参考数据的传输皆利用同一条传输线4(例如同轴电缆)来传输。
[0044] 更详细的说,如图2及图3所示。图2为本发明所提供的传输模块2,其较佳具有:混频器26;调制器25,耦接于混频器26;数据压缩器23,耦接于调制器25;第一通道耦合器27,耦接于混频器26及传输线;第一低通滤波器28,耦接于第一通道耦合器27;第一双向通讯模块29,耦接于第一低通滤波器28;第一微控制器30,耦接于第一双向通讯模块29、调制器25及混频器26;可编程逻辑门阵列24,耦接于第一微控制器30及数据压缩器23;第一音效编/解码器21,耦接于数据压缩器23;以及第一视讯接口22,耦接于可编程逻辑门阵列24。
[0045] 图3为本发明所提供的接收模块3,其较佳具有:调谐器32;解调器33,耦接于调谐器32;数据解压缩器34,耦接于解调器33;第二通道耦合器31,耦接于调谐器32及传输线;第二低通滤波器35,耦接于第二通道耦合器31;第二双向通讯模块36,耦接于第二低通滤波器35;第二微控制器37,耦接于第二双向通讯模块36、数据解压缩器34、解调器33及调谐器32;
第二音效编/解码器38,耦接于数据解压缩器34;以及第二视讯接口39,耦接于数据解压缩器34。
[0046] 数字视频信号V1输入至传输模块2的第一音效编/解码器21及第一视讯接口22,再输入至数据压缩器23进行压缩,于此实施例中,其压缩格式可以是MPEG或H.264等,但不以此限制。压缩后的数字视频信号V1送至调制器25,调制器25再将数字视频信号V1调制为DVB-T信号送至混频器26中,混频器26以甚高频(very high frequency,VHF)或超高频(ultra high frequency,UHF)的波段将DVB-T信号传送至第一通道耦合器27,并通过传输线4(例如同轴电缆)将DVB-T信号传送至接收模块3。
[0047] 接收模块3的第二通道耦合器31将接收到的DVB-T信号一分为二,将其分为高频及低频的信号,高频信号例如为视音讯信号,低频信号例如为通讯协议或
控制信号等。将高频信号送至调谐器32,再送至解调器33,解调器33将DVB-T信号解调为数字视频信号,通过数据解压缩器34将其解压缩并送至第二音效编/解码器38及第二视讯接口39,最后将数字视频信号V1传送至电视或屏幕等输出装置显示。在传送高频信号的同一时间,接收模块3利用第二低通滤波器35将所撷取的低频信号传送至第二双向通讯模块36,再送至第二微控制器37,此时,第二微控制器37读取解调器33内的信噪比数值及/或比特错误率数值并将其量化为第一参考数据,以及读取数据解压缩器34的解码错误率数值并将其量化为第二参考数据。接着,第二微控制器37再依据第一及第二参考数据来决定控制参数,并通过第二双向通讯模块36及传输线4将控制参数传送至传输模块2,接着于该传输模块2中经过传输模块2的第一通道耦合器27及第一双向通讯模块29传送至第一微控制器30,以供第一微控制器30控制调制器25及可编程逻辑门阵列24,进而加以设定DVB-T信号的调制参数及解析度大小。传输模块2设定完成后,再将执行结果传回接收模块3,接收模块3接收后进行解调的设定,然后接收DVB-T信号并持续监控其SNR及/或BER,以及解码错误率的数值,并将其量化为第一及第二参考数据后来决定控制参数再传送至传输模块2。
[0048] 需说明的是,在上述实施例中,控制参数是由接收模块3来决定,然而,在其他实施例中,控制参数也可以由传输模块2来决定。接收模块3将第一及第二参考数据传送至传输模块2,传输模块2依据第一及第二参考数据决定控制参数,用以设定DVB-T信号的调制参数及解析度大小。
[0049] 本发明的另一实施例,提供一种调制方法,可用于上述的地面数字视讯广播系统1,然而,其硬件架构已说明于前述段落,故不在此赘述。本发明所提供的调制方法,主要可分为两个架构,兹说明如下。
[0050] 其一是控制参数由接收模块3来决定。请同时参阅图2、图3及图4A~图4C。如图4A所示,步骤401:接收模块3的第二微控制器37读取解调器33内地面数字视讯广播(Digital Video Broadcasting of Terrestrial,DVB-T)信号的信噪比(signal to noise ratio,SNR)数值或比特错误率(bit error rate,BER)数值至少其中之一。步骤402:第二微控制器37读取数据解压缩器34欲将DVB-T信号解压缩为视音讯数据时所产生的解码错误率数值。
步骤403:第二微控制器37判断SNR数值是否小于预设的第一阀值或BER数值是否大于预设的第二阀值。若是,则进行步骤404:第二微控制器37读取目前视音讯数据的调制模式参数。
步骤406:通过例如查表方式修正目前的调制模式参数。步骤407:估算传输模块2调制后的最大数据传输量。步骤408:该最大数据传输量是否大于目前的视音讯数据量。若是,则继续至步骤409:根据调制后的调制模式参数产生控制参数。步骤411:将控制参数传送至传输模块2。其中于步骤403中,若结果为否,则进行步骤405:再判断解码错误率是否大于预设的第三阀值。若是,则于步骤410中,第二微控制器37会要求传输模块2调降解析度。接着再继续步骤409:根据要求调降解析度的数值产生控制参数,以及进行步骤411:将控制参数传送至传输模块2。类似地,于步骤408中,若结果为否,则表示目前的视音讯解析度太高,此时进行步骤410:第二微控制器37同样要求传输模块2调降解析度。接着同样继续至步骤409及411。
[0051] 在此需说明的是,修正调制模式参数可通过例如查表的方式来进行,所述查表为依据系统已事先建立好的表单(如附表1)来做修正,此表单可自行建立或由厂商提供,其可调制的参数大致上包含频宽(bandwidth)、保护间隔(guard interval)、编码率(code rate)、
正交位移键(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)、16-正交振幅调制(16-Quadrature Amplitude Modulation,16-QAM)以及64-正交振幅调制(64-Quadrature Amplitude Modulation,64-QAM)等。值得注意的是,QPSK、16-QAM及64-QAM三个参数仅需选择一个即可,三者差异仅在传输量大小的不同。
[0052]
[0053]
[0054] 附表1
[0055] 举例来说,目前欲传送一个1080i@60Hz加上声音的视音讯数据所需的传输量为14Mbps。我们预先将SNR的阀值(即第一阀值)设定为30dB、将BER的阀值(及第二阀值)设定为10-5,而将初始的调制设定为:频宽6M,保护间隔1/4,编码率2/3,以及64-QAM的设定,此设定下的最大传输量为14929412bps(约14.9Mbps)。此时,在目前的调制模式设定下,依前述附表1所示,所对应可容许的最大传输数据量约为14.9Mbps。本实施例中所假设的解析度及阀值仅作为举例,并非以此为限。
[0056] 此时,若发生如前述因为距离、杂讯干扰或线材老化等因素而影响显示品质时,举例来说,若系统发现目前DVB-T信号的SNR值小于第一阀值30dB,或是BER值大于第二阀值10-5,系统便会依据附表1选择与原先最接近传输数据量的设定来改变调制模式,例如:频宽
5M,保护间隔1/16,编码率2/3,以及64-QAM的设定,最大传输量为14636670bps(约
14.6Mbps);或是频宽5M,保护间隔1/32,编码率2/3,以及64-QAM的设定,最大传输量为
15080214bps(约15Mbps)。此时,不论14.6Mbps或15Mbps所能容忍的最大传输数据量都大于
1080i@60Hz加上声音的视音讯数据所需的传输量14Mbps,因此并不需要降低解析度。改变调制模式后,接收模块3的SNR或BER回到限制之上,即完成调制模式的参数的修正,系统会将调制后的调制模式参数打包成控制参数并传送至传输模块2进行后续处理。
[0057] 另一方面,经由上述调整后,若SNR仍然小于第一阀值30dB,或是BER仍大于第二阀值10-5,则继续通过查表选择调制模式,然而,若持续选择后发现最大传输数据量已小于视音讯数据所需的传输量14Mbps时,例如系统选择频宽5M,保护间隔1/4,编码率3/4,以及64-QAM的设定,最大传输量为13996324bps(约13.9Mbps),在此种情况下表示通道已经无法容下原先解析度的传输量(即14Mbps),此时接收模块3只好要求传输模块2降低解析度,例如将解析度调降为720P@60Hz加上声音的视音讯数据,此解析度的传输量仅需要约10Mbps左右,因此足以进行传输。调整完后若接收模块3所读到的SNR或BER回到限制之上,即完成调制模式的参数的修正。
[0058] 此时,如图4B所示,传输模块2开始动作,步骤421:传输模块2接收到接收模块3所传来的控制参数。步骤422:判断是否有调整解析度的控制参数,若否,则跳至步骤424:依据控制参数设定调制器23的硬件调制参数;若是则进行步骤423:通过可编程逻辑门阵列24更改解析度设定并续行至步骤424。步骤425:产生命令(或执行结果)。步骤426:将命令(或执行结果)传回至接收模块3。
[0059] 最后,如图4C所示,步骤431:接收模块3收到命令后;进行步骤432;重设解调参数。如此即完成整体自动调整调制与画面大小的流程。
[0060] 值得注意的是,系统要如何选择调制参数并没有绝对的规则可言,但是就理论上来说,在所建的表单中,于同一列参数上,由右往左调整会使DVB-T信号的SNR值变好;于同一行参数上,由下往上调整会使DVB-T信号的SNR值变好,但实际情况中并不见得会如此顺利。所以,于本发明中,我们的调整以尽可能维持传输量为优先,避免降低画面的解析度。
[0061] 本发明的另一实施例,为控制参数由传输模块2来决定。请同时参阅图2、图3及图5A~图5C。如图5A所示,步骤501:接收模块3的第二微控制器37读取解调器33内DVB-T信号的SNR数值或BER数值至少其中之一。步骤502:第二微控制器37读取数据解压缩器34欲将DVB-T信号解压缩为视音讯数据时所产生的解码错误率数值。步骤503:接收模块3通过第二双向通讯模块36及第二通道耦合器将上述所读取到的数值以传输线4传送至传输模块2。
[0062] 此时,如图5B所示,步骤521:传输模块2收到由接收模块3所传来的数值。步骤522:第一微控制器30判断SNR数值是否小于预设的第一阀值或BER数值是否大于预设的第二阀值。若是,则续行步骤523:第一微控制器30读取目前视音讯数据的调制参数模式。步骤525:
通过查表修正目前的调制参数模式。步骤526:依据调制后的调制模式参数设定调制器25的硬件调制参数。步骤527:估算传输模块2调制后的最大数据传输量。步骤528:判断该最大数据传输量是否大于目前的视音讯数据量。若是,则进行至步骤529:根据调制后的调制模式参数产生命令(或执行结果),并要求接收模块3重置解调参数的命令。步骤531:将前述命令传至接收模块3。
[0063] 其中于步骤522中,若结果为否,则进行步骤524:再判断解码错误率是否大于预设的第三阀值。若是,则第一微控制器30会调降解析度。接着续行步骤530:调降解析度,以及步骤532:通过可编程逻辑门阵列24更改解析度设定。接着续接步骤529及531产生命令及传至接收模块3。类似地,于步骤528中,若结果为否,则表示目前的视音讯解析度太高,此时第一微控制器30同样要求调降解析度。接着同样继续步骤530、532、529及531。
[0064] 最后,如图5C所示,步骤531:接收模块3收到命令后;进行步骤532;重设解调参数。如此即完成整体自动调整调制与画面大小的流程。类似地,前述实施例中所举查表修正调制参数的例子也适用于本实施例中,故不在此赘述。
[0065] 相较于传统技术,本发明「地面数字视讯广播系统及其调制方法」能自动调整调制与画面大小。不会有人工调整上的困难;当线材长期使用而对显示产生影响时,可以自动发现并自行调整,以维持影像稳定输出;即便在设定、距离、杂讯干扰或线材等因素的相互影响下,也能通过影像信号的自动监控而自动调制。
[0066] 虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰,皆应涵盖于本发明的范畴内,因此本发明的保护范围当视后附的
权利要求所界定者为准。