FR2751159A1 - Integrated receiver and decoder unit e.g. for interactive CATV - Google Patents
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Abstract
Description
Unité numérique de démodulation/décodage d'informations
interactives
La présente invention concerne une unité de démodulation/décodage équipant un appareil de réception d'informations numériques et/ou analogiques émises par un ou plusieurs diffuseurs de programmes (broadcaster en langue anglaise) par modulation numérique d'une porteuse. Les informations émises par les broadcasters se composent, d'une part, d'informations, à diffusion générale, émises à travers un premier canal, et reçues par divers utilisateurs et, d'autre part, d'informations particulières émises à travers un deuxième canal de transmission, et destinées exclusivement à un groupe particulier d'utilisateurs. A la réception, ces informations sont démodulées/décodées par une unité de démodulation/décodage (IRD, integrated receiver and decoder en langue anglaise) qui peut être soit intégrée à un appareil de réception, soit reliée par un câble approprié à cet appareil. Ce dernier peut être un récepteur TV numérique ou un micro-ordinateur configuré pour recevoir des signaux vidéo et audio représentant des programmes TV.Digital information demodulation / decoding unit
interactive
The present invention relates to a demodulation / decoding unit equipping an apparatus for receiving digital and / or analog information transmitted by one or more program broadcasters (broadcaster in English) by digital modulation of a carrier. The information sent by broadcasters consists, on the one hand, of information, for general broadcast, sent through a first channel, and received by various users and, on the other hand, of specific information sent through a second transmission channel, and intended exclusively for a particular group of users. On reception, this information is demodulated / decoded by a demodulation / decoding unit (IRD, which is integrated receiver and decoder in English) which can either be integrated into a receiving device, or connected by a cable suitable for this device. The latter can be a digital TV receiver or a microcomputer configured to receive video and audio signals representing TV programs.
Dans les deux cas, le broadcaster et l'utilisateur échangent des données de manière interactive.In both cases, the broadcaster and the user exchange data interactively.
Les services interactifs sont appelés à connaître un important essor, et nécessitent de ce fait, la mise en oeuvre de nouvelles fonctions dans les unités de démodulation/décodage existantes ou dans les unités de raccordement au réseau INSU, Network Interface Unit en langue anglaise). Au niveau de la couche physique de ces unités, un démodulateur/décodeur est nécessaire pour démoduler/décoder les informations particulières transmises, de manière interactive, par le broadcaster à un utilisateur donné, et un encodeur/modulateur est nécessaire pour la transmission, à travers un canal spécifique dédié à cet effet, d'informations de l'utilisateur vers le broadcaster. Interactive services are set to experience significant growth, and therefore require the implementation of new functions in existing demodulation / decoding units or in network connection units INSU (Network Interface Unit in English). At the physical layer of these units, a demodulator / decoder is necessary to demodulate / decode the particular information transmitted, interactively, by the broadcaster to a given user, and an encoder / modulator is necessary for transmission, through a specific channel dedicated to this purpose, from user information to the broadcaster.
Les informations émises par les broadcasters à travers le premier canal, dédiées à une diffusion générale, sont généralement conformes au standard DVB (Digital video broadcasting, en langue anglaise) ou au standard DAVIC (Digital Audio-Visual Council, en langue anglaise) qui recommandent une modulation du type QPSK (Quadrature
Phase Shift Keying, en langue anglaise) pour la transmission par satellite, et une modulation du type QAM (Quadrature Amplitude Modulation, en langue anglaise) pour la transmission à travers les canaux CATV (Community Antenna Television, en langue anglaise). La démodulation et le décodage des informations reçues requièrent un matériel propre à réaliser des fonctions telles qu'une estimation de la période d'émission, une récupération de la porteuse utilisée pour transmettre les signaux analogiques reçus, un réglage automatique de gain, un filtrage de Nyquist permettant de réduire les interférences intersymboles, une estimation de la qualité du signal reçu, un décodage Viterbi ou d'autres fonctions de décodage et de correction d'erreurs.The information sent by broadcasters through the first channel, dedicated to general broadcasting, generally complies with the DVB standard (Digital video broadcasting, in English) or the DAVIC standard (Digital Audio-Visual Council, in English) which recommend QPSK type modulation (Quadrature
Phase Shift Keying, in English) for satellite transmission, and QAM (Quadrature Amplitude Modulation, in English) type modulation for transmission through CATV (Community Antenna Television) channels. Demodulation and decoding of the information received requires hardware capable of performing functions such as estimation of the transmission period, recovery of the carrier used to transmit the analog signals received, automatic gain adjustment, filtering of Nyquist to reduce intersymbol interference, an estimate of the quality of the received signal, Viterbi decoding or other decoding and error correction functions.
Les informations émises par les broadcasters à travers le deuxième canal sont également conformes au standard DVB ou au standard DAVIC et subissent des traitements similaires à ceux effectués sur les informations générales. De ce fait, la démodulation et le décodage de ces informations requièrent des circuits identiques à ceux utilisés pour démoduler et décoder les information à diffusion générales. The information sent by broadcasters through the second channel also conforms to the DVB standard or the DAVIC standard and undergoes processing similar to that carried out on general information. Therefore, the demodulation and the decoding of this information require circuits identical to those used to demodulate and decode the information with general diffusion.
Une solution connue pour réaliser ces traitements consiste à dédier, à chaque canal de transmission, un circuit adapté à effectuer les fonctions nécessaires. les circuits ainsi utilisés sont, soit intégrés sur deux substrat de silicium distincts, ce qui conduit à une augmentation du coût de leur réalisation, soit intégrés sur un même substrat, et dans ce cas, des interférences entre les signaux reçus à travers deux canaux différents peuvent apparaître dans le circuit de l'IRD. En guise d'exemple, un réseau câblé du type HFC (Hybrid Fiber Coax, en langue anglaise) nécessite l'intégration, dans le même IRD, d'un démodulateur/décodeur du type 64 QAM pour le premier canal, et d'un démodulateur/décodeur du type QPSK pour le deuxième canal. A known solution for carrying out these treatments consists in dedicating, to each transmission channel, a circuit suitable for performing the necessary functions. the circuits thus used are either integrated on two separate silicon substrates, which leads to an increase in the cost of their production, or integrated on the same substrate, and in this case, interference between the signals received through two different channels may appear in the IRD circuit. By way of example, a cable network of the HFC (Hybrid Fiber Coax) type requires the integration, in the same IRD, of a type 64 QAM demodulator / decoder for the first channel, and of a QPSK type demodulator / decoder for the second channel.
Le but de l'invention est d'utiliser une surface minimum de substrat de silicium pour réaliser les circuits de démodulation/décodage des informations transmises afin de limiter le coût et l'encombrement dans les IRD. The object of the invention is to use a minimum surface area of silicon substrate to produce the demodulation / decoding circuits of the information transmitted in order to limit the cost and the bulk in the IRDs.
Un autre but de l'invention est de réduire le phénomène d'interférence susceptible d'affecter la réception des informations transmises. Another object of the invention is to reduce the interference phenomenon capable of affecting the reception of the information transmitted.
Selon l'invention, I'unité de démodulation/décodage comporte des moyens pour traiter, en temps partagé, les informations reçues à travers le premier canal et les informations reçues à travers le deuxième canal. According to the invention, the demodulation / decoding unit comprises means for processing, on a timeshare basis, the information received through the first channel and the information received through the second channel.
Grâce à l'invention, la taille du substrat de silicium nécessaire à l'intégration des fonctions requises pour la démodulation/décodage des informations reçues est notablement réduite dans la mesure où un même circuit est utilisé, alternativement, pour traiter les données représentant les informations générales et les données représentant les informations particulières. En outre, les interférences susceptibles d'affecter la réception des informations transmises sont réduites dans la mesure où une même horloge est utilisée pour synchroniser les opérations effectuées sur les informations générales et celles effectuées sur les informations particulières. Thanks to the invention, the size of the silicon substrate necessary for the integration of the functions required for the demodulation / decoding of the information received is notably reduced insofar as the same circuit is used, alternatively, to process the data representing the information. and the data representing the particular information. In addition, the interference likely to affect the reception of the transmitted information is reduced insofar as the same clock is used to synchronize the operations carried out on the general information and those carried out on the particular information.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles
- La figure 1 représente un schéma-bloc d'une unité de démodulation/décodage conforme à l'invention;
- la figure 2 représente un chronogramme illustrant un exemple de fonctionnement de l'unité de démodulation/décodage de la figure 1.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, taken by way of nonlimiting example, with reference to the appended figures in which
- Figure 1 shows a block diagram of a demodulation / decoding unit according to the invention;
FIG. 2 represents a timing diagram illustrating an example of operation of the demodulation / decoding unit of FIG. 1.
Sur la figure 1 est représenté le schéma-bloc d'une unité de démodulation/décodage 2 de signaux reçus par un appareil de réception d'informations tel qu'un récepteur TV multimédia ou un micro-ordinateur configuré de manière à recevoir des programmes vidéo et/ou audio émis par un premeir broadcaster. Ces programmes vidéo et/ou audio constituent les informations à diffusion générale émises, à travers un premier canal de transmission. Parallèlement, le premier ou un deuxième broadcaster ou fournisseur de services envoie, à travers au moins un deuxième canal de transmission, des informations particulières qui sont destinées exclusivement à un utilisateur particulier, ou groupe d'utilisateurs particuliers. A la réception, la démodulation et le décodage des informations reçues sont obtenus au moyen de l'unité de démodulation/décodage 2 qui comporte à cet effet, des moyens pour traiter alternativement, en temps partagé, les informations émises à travers le premier canal et les informations émises à travers le deuxième canal. In Figure 1 is shown the block diagram of a demodulation / decoding unit 2 of signals received by an information receiving device such as a multimedia TV receiver or a microcomputer configured to receive video programs and / or audio emitted by a premeir broadcaster. These video and / or audio programs constitute the broadcast information transmitted, through a first transmission channel. At the same time, the first or second broadcaster or service provider sends, through at least one second transmission channel, specific information which is intended exclusively for a particular user, or group of particular users. On reception, the demodulation and the decoding of the information received are obtained by means of the demodulation / decoding unit 2 which comprises for this purpose means for alternately processing, on a timeshare basis, the information transmitted through the first channel and information transmitted through the second channel.
Comme on peut le voir sur la figure 1, ces moyens se composent d'un étage de conversion analogique numérique 4 propre à recevoir, simultanément, un premier signal analogique représentant les informations générales, et un deuxième signal analogique représentant les informations particulières et, à délivrer à un étage de multiplexage 6 une succession de mots binaires Sb et une succession de mots binaires Sd représentant respectivement des échantillons du premier signal analogique reçu et des échantillons du deuxième signal analogique reçu. As can be seen in FIG. 1, these means consist of an analog-to-digital conversion stage 4 suitable for receiving, simultaneously, a first analog signal representing the general information, and a second analog signal representing the specific information and, delivering to a multiplexing stage 6 a succession of binary words Sb and a succession of binary words Sd respectively representing samples of the first analog signal received and samples of the second analog signal received.
L'étage de multiplexage 6 est relié à un étage de calcul 8 auquel il délivre des données numériques Smux résultant du multiplexage des échantillons
Sb et des échantillons Sd, cet étage de calcul 8 délivre à sa sortie, alternativement, une suite de séquences numériques représentant les informations générales traitées et une suite de séquences numériques représentant les informations particulières traitées.The multiplexing stage 6 is connected to a computing stage 8 to which it delivers digital Smux data resulting from the multiplexing of the samples
Sb and samples Sd, this computation stage 8 delivers at its output, alternatively, a series of digital sequences representing the general information processed and a series of digital sequences representing the particular information processed.
Comme cela a été dit précédemment, les informations générales reçues sont constituées principalement par des programmes vidéo et/ou audio tandis que les informations particulières reçues sont constituées principalement par des donnés échangées, de manière interactive, entre un ou plusieurs utilisateurs particuliers et le broadcaster ou le fournisseur de services. Les informations générales sont ensuite transmises à un démultiplexeur, non représenté, permettant de reconstituer chaque programme transmis tandis que les informations particulières sont mises à la disposition des utilisateurs qui les recoivent soit par affichage sur l'écran de télévision ou du micro-ordinateur, soit par voie sonore après un traitement local dans le récepteur. As mentioned above, the general information received consists mainly of video and / or audio programs while the particular information received consists mainly of data exchanged, interactively, between one or more particular users and the broadcaster or the service provider. The general information is then transmitted to a demultiplexer, not shown, making it possible to reconstruct each program transmitted while the specific information is made available to the users who receive it either by display on the television screen or from the microcomputer, or by sound after local processing in the receiver.
Comme on peut le voir sur la figure 1, I'étage de conversion analogique numérique comporte un premier CAN (convertisseur analogique numérique) 20 ayant une entrée 21 recevant les signaux analogiques représentant les informations générales et une sortie 22 reliée à une première entrée de l'étage de multiplexage 6, un deuxième
CAN (convertisseur analogique numérique) 23 ayant une entrée 24 recevant les signaux analogiques représentant les informations particulières et une sortie 25 reliée à une deuxième entrée de l'étage de multiplexage 6, cet étage de multiplexage 6 ainsi que l'étage de calcul 8 sont reliés à une horloge 26, délivrant un signal de synchronisation ayant une fréquence F tandis que lesdits convertisseurs analogiques numériques (20 ; 23) sont reliés à ladite horloge 26, via un diviseur de fréquence 28, délivrant, d'une part au CAN 20, un signal de synchronisation ayant une fréquence fb égale à une fraction entière de la fréquence F et, d'autre part au CAN 23, un deuxième signal de synchronisation ayant une fréquence fd égale à une fraction entière de la fréquence F.As can be seen in FIG. 1, the analog to digital conversion stage comprises a first ADC (analog to digital converter) 20 having an input 21 receiving the analog signals representing the general information and an output 22 connected to a first input of the multiplexing stage 6, a second
ADC 23 having an input 24 receiving the analog signals representing the particular information and an output 25 connected to a second input of the multiplexing stage 6, this multiplexing stage 6 as well as the computing stage 8 are connected to a clock 26, delivering a synchronization signal having a frequency F while said analog digital converters (20; 23) are connected to said clock 26, via a frequency divider 28, delivering, on the one hand to CAN 20, a synchronization signal having a frequency fb equal to an integer fraction of the frequency F and, on the other hand at CAN 23, a second synchronization signal having a frequency fd equal to an integer fraction of the frequency F.
En fonctionnement, après accord de l'appareil de réception sur la fréquence du premier canal de transmission, un signal de fréquence intermédiaire, représentant principalement des informations vidéo et/ou audio est appliqué à l'entrée du premier CAN 20 qui le convertit, à la fréquence fb, en une suite d'échantillons numériques Sb. Ces échantillons sont ensuite appliqués à l'une des entrées du multiplexeur 6. In operation, after agreement of the reception apparatus on the frequency of the first transmission channel, an intermediate frequency signal, mainly representing video and / or audio information is applied to the input of the first ADC 20 which converts it, to the frequency fb, in a series of digital samples Sb. These samples are then applied to one of the inputs of the multiplexer 6.
Parallèlement, I'appareil de réception est accordé sur la fréquence du deuxième canal de transmission, et le signal à fréquence intermédiaire résultant de cet accord, est appliqué à l'entrée du deuxième CAN 23 qui le convertit à la fréquence fd en une suite d'échantillons numériques Sd.In parallel, the reception apparatus is tuned to the frequency of the second transmission channel, and the intermediate frequency signal resulting from this tuning, is applied to the input of the second ADC 23 which converts it at the frequency fd into a sequence of 'digital samples Sd.
Les échantillons Sd sont ensuite appliqués à l'autre entrée du multiplexeur 6. Ce dernier délivre, à la fréquence F, un flot de données numériques Smux appliqué à l'entrée de l'étage de calcul 8. Ce flot de données numériques transporte principalement les informations vidéo et/ou audio transmises à travers le premier canal et les informations particulières transmises à travers le deuxième canal. Ces informations sont ensuite traitées, en temps partagé, dans l'étage de calcul 8. Ce dernier comporte, entre autre, un premier élément 30 destiné à réaliser une estimation de la période d'émission, un deuxième élément 32 destiné à réaliser une récupération de la porteuse utilisée pour transmettre les signaux analogiques reçus, un troisième élément 34 destiné à réaliser un réglage automatique de gain, un quatrième élément 36 destiné à réaliser un filtrage de Nyquist de manière à réduire les interférences intersymboles, un cinquième élément 38 destiné à réaliser une estimation de la qualité du signal reçu, un sixième élément 40 destiné à réaliser un décodage Viterbi, un septième élément 42 destiné à réaliser une correction d'erreurs susceptibles d'affecter les séquences reçues. Ces éléments (30, 32, 34, 36, 38, 40, 42) sont reliés de facon bidirectionnelle, d'une part, à un premier moyen de stockage 50 de données résultant de calculs intermédiaires relatifs aux informations générales traitées, et d'autre part, à un deuxième moyen de stockage 52 de données résultant de calculs intermédiaires relatifs aux informations particulières traitées. Ces moyens de stockage (50, 52) reçoivent également des paramètres de calcul relatifs aux échantillons Sb, et des paramètres relatifs aux échantillons Sd. Notons que les fonctions décrites ci-dessus sont données à titre indicatif et ne sont pas toutes obligatoirement réalisées dans l'étage de calcul et que ce dernier peut être aisément adapté pour traiter des bits ou des groupes de bits (octets) dans les fonctions de décodage et de correction d'erreurs par exemple.The samples Sd are then applied to the other input of the multiplexer 6. The latter delivers, at frequency F, a stream of digital data Smux applied to the input of the computation stage 8. This stream of digital data mainly transports the video and / or audio information transmitted through the first channel and the specific information transmitted through the second channel. This information is then processed, on a timeshare basis, in the computation stage 8. The latter comprises, inter alia, a first element 30 intended to carry out an estimation of the transmission period, a second element 32 intended to carry out a recovery of the carrier used to transmit the received analog signals, a third element 34 intended to carry out an automatic gain adjustment, a fourth element 36 intended to carry out a Nyquist filtering so as to reduce intersymbol interference, a fifth element 38 intended to carry out an estimate of the quality of the received signal, a sixth element 40 intended to carry out a Viterbi decoding, a seventh element 42 intended to carry out a correction of errors liable to affect the received sequences. These elements (30, 32, 34, 36, 38, 40, 42) are connected bidirectionally, on the one hand, to a first means 50 for storing data resulting from intermediate calculations relating to the general information processed, and on the other hand, to a second data storage means 52 resulting from intermediate calculations relating to the particular information processed. These storage means (50, 52) also receive calculation parameters relating to the samples Sb, and parameters relating to the samples Sd. Note that the functions described above are given for information only and are not necessarily carried out in the computation stage and that the latter can be easily adapted to process bits or groups of bits (bytes) in the functions of decoding and error correction for example.
La figure 3 illustre, par un exemple particulier, le multiplexage des données Sb et des données Sd. Dans cet exemple, on suppose que le débit des données Sb est identique à celui des données Sd. La ligne 60 de ce chronogramme représente le signal délivré par l'horloge 24. La ligne 62 représente les échantillons Sb, la ligne 64 représente les échantillons
Sd, décalés d'une demi période d'horloge, par rapport aux échantillons Sb et la ligne 64 représente la suite de données numériques Smux résultant du multiplexage. Dans ce cas, I'étage de calcul 8 traite alternativement, un échantillon Sb, et un échantillon Sd. Bien entendu, I'unité de démodulation/décodage 2 est apte à fonctionner pour un débit des données Sb différent de celui des données Sd. FIG. 3 illustrates, by a particular example, the multiplexing of the data Sb and of the data Sd. In this example, it is assumed that the bit rate of the Sb data is identical to that of the Sd data. Line 60 of this timing diagram represents the signal delivered by the clock 24. Line 62 represents the samples Sb, line 64 represents the samples
Sd, shifted by half a clock period, with respect to the samples Sb and the line 64 represents the sequence of digital data Smux resulting from the multiplexing. In this case, the computation stage 8 alternately processes a sample Sb and a sample Sd. Of course, the demodulation / decoding unit 2 is capable of operating for a bit rate of the data Sb different from that of the data Sd.
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FR9608782A FR2751159B1 (en) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | DIGITAL UNIT FOR DEMODULATION / DECODING OF INTERACTIVE INFORMATION |
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1996
- 1996-07-12 FR FR9608782A patent/FR2751159B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2751159B1 (en) | 1999-05-14 |
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