CN102882529A - 可降低信号功率频谱密度的编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可降低信号功率频谱密度的编码方法，用于一二进制数据传输系统，该编码方法包含有接收一二进制数据；对该二进制数据进行自适应模式追踪编码，以产生一第一编码结果；对该第一编码结果进行冗余位填充编码，以产生一第二编码结果；对该第二编码结果进行恢复位静止状态编码，以产生一第三编码结果；以及输出该第三编码结果。

Description

可降低信号功率频谱密度的编码方法

原申请案的申请日、申请号和发明创造名称

本申请是申请日为2007年10月12日、申请号为2007101811579、发明名称为“可降低信号功率频谱密度的编码方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种可降低信号功率频谱密度的编码方法，尤其是涉及一种可根据实际数据格式以参数化调整所需填充的冗余位，且不需额外信号脚位指示编码模式的一种可降低信号功率频谱密度的编码方法。

背景技术

随着半导体技术的进步，晶体管速度与效能不断的提升，使得集成电路芯片单位时间可处理的数据量也日益增多。因此，对于各种集成电路芯片间的数据传输，势必需要一个有效的数据传输系统来完成。现今二进制数据传输系统大致可区分为两种：一种以单端电压形式来传输数据信号，如：晶体管－晶体管逻辑〈Transistor-Transistor Logic，TTL〉接口，而另一种则是以双端差动电压或电流形式来传输数据信号，如低电压差动信号〈low voltagedifferential signal，LVDS〉接口、低摆幅差动信号〈reduced swing differentialsignal，RSDS〉及微低电压差动信号〈mini low voltage differential signal，mini-LVDS〉接口等。

由于在二进制传输系统中所传输的数字数据会在0与1之间随机地交替变化，使得信号传输线上的电子信号也随之不断地上下摆动，因此存在于信号传输线上分属不同频段的谐波成分〈Harmonics〉，便容易以电磁波的形式，通过系统的天线效应辐射出来，因而导致电磁干扰〈ElectromagneticInterference，EMI〉及电磁兼容性〈Electromagnetic Compatibility，EMC〉问题的产生。因此，为了改善上述问题，一般可设法降低所传输的信号在0与1之间连续变换的次数来实现。然而，在现有技术中，类似的做法往往需要花费许多额外的系统开支，举例来说：若以最小化传输差分信号〈TransitionMinimized Differential Signaling，TMDS〉编码方式来传输数据，每传送8个数据位需额外加入2个冗余位〈Overhead〉，而其所增加冗余位的个数无法根据所传送数据的数据格式〈Pattern〉来加以参数化调整。

另一方面，如：美国专利6628256所提出的方法，则需要额外的信号脚位来表示信号的编码模式或状态。如此一来，不但增加系统成本，信号脚位的电压摆动也容易产生电磁波辐射，导致系统不符合安规的问题。

发明内容

因此,本发明的主要目的即在于提供一种可降低信号功率频谱密度的编码方法。

本发明披露一种可降低信号功率频谱密度的编码方法，用于一二进制数据传输系统，该编码方法包含有：接收一二进制数据；对该二进制数据进行自适应模式追踪编码，以产生一第一编码结果；对该第一编码结果进行冗余位填充编码，以产生一第二编码结果；对该第二编码结果进行恢复位静止状态编码，以产生一第三编码结果；以及输出该第三编码结果。

附图说明

图1为本发明一自适应模式追踪编码的编码流程的示意图。

图2为一二进制数据与对应的编码结果的逻辑真值表示意图。

图3～图6为本发明自适应模式追踪编码的实施例示意图。

图7及图8分别为原始数据及对应的编码结果的信号功率频谱密度的示意图。

图9为本发明一自适应模式追踪解码的解码流程的示意图。

图10为本发明一用于自适应模式追踪编码的编码装置的功能方块图。

图11为本发明一用于自适应模式追踪解码的解码装置的功能方块图。

图12为本发明一冗余位填充编码的编码流程的示意图。

图13、图14为本发明冗余位填充编码的实施例示意图。

图15为本发明一冗余位填充解码的解码流程的示意图。

图16为本发明一用于冗余位填充编码的编码单元的示意图。

图17为本发明一用于冗余位填充解码的解码单元的示意图。

图18为本发明一恢复位静止状态编码的编码流程的示意图。

图19～21为本发明恢复位静止状态编码的实施例示意图。

图22为本发明一恢复位静止状态解码的解码流程的示意图。

图23为本发明一用于恢复位静止状态编码的编码装置的示意图。

图24为本发明一用于恢复位静止状态解码的解码装置的示意图。

图25为本发明一可降低信号功率频谱密度的编码流程的示意图。

图26为本发明一可降低信号功率频谱密度的解码流程的示意图。

图27为本发明一可降低信号功率频谱密度的编码装置的功能方块图。

图28为本发明一可降低信号功率频谱密度的解码装置的功能方块图。

其中，附图标记说明如下：

10、30、50、70                           编码流程

20、40、60、80                           解码流程

步骤

c[i]、e[i]、p[i]、h[i]                   二进制数据

mode1_th、mode2_th、tg_stop、Sleep_th、

                                         阈值

dsleep_th

sleep_pad、dsleep_pad                    冗余位个数

padding_limit、sleep_pad_limit           上限值

N                                     位个数

1100、2200、2700                      编码装置

1110、1210、2210、2310、2710、2810    接收单元

1120、1600、2220                      编码单元

1130、1230、2230、2330、2750、2850    输出单元

1200、2300                            解码装置

1220、1700、2320                      解码单元

1610、1710                            接收端

1630、1730                            输出端

1620、2730                            冗余位填充单元

1720、2830                            冗余位删除单元

2720                                  自适应模式追踪编码单元

2740                                  恢复位静止状态编码单元

2820                                  恢复位静止状态解码单元

2840                                  自适应模式追踪解码单元

具体实施方式

自适应模式追踪编／解码：

请参考图1，图1为本发明一自适应模式追踪编码〈Adaptive ModeTracking Encoding，AMTE〉的编码流程10的示意图。编码流程10用于一二进制数据传输系统，其包含有下列步骤：

步骤100：开始。

步骤110：接收一二进制数据。

步骤120：以一第一编码模式，对该二进制数据进行编码。

步骤130：当该第一编码模式所对应的编码结果的位数值连续变动次数达到一第一阈值时，切换为以一第二编码模式，对该二进制数据中尚未被编码的数据进行编码。

步骤140：当该第二编码模式所对应的编码结果的位数值连续变动次数达到一第二阈值时，切换为以一第三编码模式，对该二进制数据中尚未被编码的数据进行编码。

步骤150：输出对应的编码结果。

步骤160：结束。

根据编码流程10，本发明自适应模式编码在接收二进制数据后，先根据第一编码模式对二进制数据进行编码，接着当第一编码模式所对应的编码结果的位数值连续变动次数达到第一阈值时，切换为以第二编码模式，对二进制数据中尚未被编码的数据进行编码。同样地，当第二编码模式所对应的编码结果的位数值连续变动次数达到一第二阈值时，切换为以第三编码模式，对二进制数据中尚未被编码的数据进行编码。其中，第三编码模式较佳地可为第一编码模式。

在本发明中，第一编码模式较佳地在二进制数据的位数值处于连续静止状态时，若二进制数据的一当前位的值等于一前一位的值，则输出一位，其值等于前一编码结果位的值；相反地，若当前位的值不等于前一位的值时，输出另一位，其值不等于前一编码结果位的值。另外，第二编码模式较佳地在二进制数据的位数值处于连续变动状态时，若二进制数据的一当前位的值等于一前一位的值时，输出一位，其值不等于该前一编码结果位的值；相反地，若当前位的值不等于前一位的值时，输出一位，其值相等于前一编码结果位的值。其中，第一个编码结果位的值较佳地可为所接收的第一个二进制数据位的值。

因此，若以c[i-1]、c[i]分别表示原始二进制数据的第i-1个与第i个位的值，而以e[i-1]、e[i]分别表示对应的编码结果第i-1个与第i个位的值，则上述第一编码模式所对应的编码结果可以下式表示：

e[i]=(c[i]XOR c[i-1])XOR e[i-1]

其中，XOR代表逻辑异或运算〈Exclusive OR〉，且i大于1。另一方面，上述第二编码模式所对应的编码结果可以下式表示：

e[i]=(c[i]XOR c[i-1])XNOR e[i-1]

其中，XNOR代表逻辑异或非运算〈Exclusive NOR〉，且i大于1，相关真值表可参考图2。

请参考图3，图3为本发明自适应模式追踪编码的一实施例示意图。在图3中，c[i]与e[i]分别代表原始数据及对应的编码结果，mode1_th及mode2_th分别代表第一阈值及第二阈值，而N则代表二进制数据的位个数。由上述可知，当根据编码流程10对所接收的二进制数据c[i]进行自适应模式编码时，首先会以第一编码模式进行编码，并当所对应的编码结果e[i]的位数值连续变动次数到达第一阈值mode1_th时，切换为以第二编码模式对原始数据c[i]中尚未被编码的数据进行编码；当编码结果e[i]的位数值连续变动次数到达第二阈值mode2_th时，再切换为以第一编码模式进行编码，以此类推。如图3所示，由于第一阈值mode1_th及第二阈值mode2_th分别预设为4与2，因此当以第一编码模式对原始数据c[i]编码至第5个位c[5]时，将切换为以第二编码模式对原始数据c[i]进行编码。同理，当以第二编码模式编码至第11个位c[11]时，由于对应的编码结果e[7]～e[11]的位连续变动次数已达到第二阈值mode2_th，所以由第12个位c[12]开始切换回以第一编码模式进行编码，直到二进制数据c[i]的所有位都完成编码为止。

因此，本发明自适应模式编码可根据原始数据c[i]的位数值交替变动的程度，自动追踪切换至最佳的编码模式，以减少输出的数据位e[i]在0与1之间交替变动的次数。例如：图3中的数据位c[1]～c[9]处于连续变动的状态，其适合以适用于连续变动状态的第二编码模式进行编码，因此当对应的编码结果e[i]的位连续变动次数达到第一阈值mode1_th时，自动切换至以第二编码模式进行编码。同样地，由于数据位c[9]～c[16]处于连续静止状态，其适合以适用于连续静止状态的第一编码模式进行编码，因此当对应的编码结果e[i]的位连续变动次数达到第二阈值mode2_th时，自动切换回以第一编码模式进行编码。因此，通过本发明自适应模式编码的编码方法，除了对应的编码结果e[i]在0与1之间交替变动的次数可大幅地减少外，本发明还可根据位数值交替变动的程度，自动追踪切换至最佳的编码模式。如此一来，本发明不需要额外的信号脚位来指示编码模式的变换，相较于现有技术可有效的减少系统开支，进而节省生产成本。

值得注意的是，上述的第一阈值mode1_th及第二阈值mode2_th可根据实际的数据格式作适当的修改，并不局限于特定的数值。请继续参考图4～6，图4～6为本发明自适应模式追踪编码的其它实施例示意图。图4说明了当原始数据c[i]由静止状态转变为连续变动状态时，编码结果e[i]及对应的编码模式的切换情形。在图4中，原始数据c[1]～c[8]处于静止状态，而原始数据c[9]～c[16]则处于连续变动状态。由于先以第一编码模式进行编码，因此编码结果e[1]～e[8]如同原始数据c[1]～c[8]处于静止状态，而编码结果e[9]～e[12]如同原始数据c[9]～c[12]处于连续变动状态。接着，在第13个位c[13]时，本发明可根据第一阈值mode1_th追踪到位连续变动的状态，并据以切换至第二编码模式。如图4所示，此时对应的编码结果e[13]～e[16]则从变动状态转变为静止的状态。同理，请继续参考图5，图5说明了当原始数据c[i]全处于静止状态时编码结果e[i]及，对应的编码模式的切换情形。如图5所示，由于原始数据c[i]全处于静止状态，因此其都会以适用于连续静止状态的第一编码模式进行编码，而所对应的编码结果e[i]也全处于静止状态。请继续参考图6，图6说明了当切换为以第二编码模式编码后，若原始数据c[i]出现暂时性的静止状态，编码结果e[i]及对应的编码模式的切换情形。如图6所示，由于原始数据c[1]～c[5]处于连续变动状态，因此当达到第一阈值mode1_th时，切换为以适用于连续变动状态的第二编码模式进行编码。此时，若原始数据c[i]出现暂时性的静止状态时，如：原始数据c[6]～c[8]及c[11]～c[13]，由于对应的编码结果e[i]的位连续变动次数还没达到第二阈值mode2_th，故仍维持以第二编码模式编码。

因此，本发明自适应模式追踪编码可大幅降低所传输数据在0与1之间交替变动的次数，进而降低信号的功率频谱密度〈Power Spectral Density，PSD〉。请参考图7及图8，图7及图8分别为原始数据c[i]及对应的编码结果e[i]的信号功率频谱密度的示意图。原始数据c[i]为0/1不断交替出现的数据格式，亦即处于连续变动的状态，而编码结果e[i]则是通过本发明自适应模式追踪编码所产生的编码结果。若以方波形式传输100个位为例〈N=100〉，令位传送速率〈Bit Rate〉Rb为100Mbps，而分析用取样率〈Sampling Rate〉Fs为位传送速率的100倍，并使用业界所已知的Welch PSD预估分析法，则如图7及图8所示，比较原始数据c[i]及编码结果e[i]的功率频谱密度可发现各个频段上的功率峰值皆大幅地下降。特别是，当所传输位数目越大时，功率峰值将下降越多。

请参考图10，图10为本发明一实施例用于自适应模式追踪编码的编码装置1100的功能方块图。编码装置1100用来实现编码流程10，可设置于一二进制传输系统的传送端，其包含有一接收单元1110、一编码单元1120及一输出单元1130。接收单元1110及输出单元1130分别用来接收原始数据c[i]及输出对应的编码结果e[i]。编码单元1120耦接于接收单元1110及输出单元1130之间，用来根据位连续变动的程度，自动切换以第一编码模式或第二编码模式对原始数据c[i]进行编码，以产生编码结果e[i]。因此，当二进制传输系统欲传送数据时，本发明可通过编码装置1100对原始数据c[i]编码，产生编码结果e[i]进行传输，以降低传输信号的功率频谱密度。此外，由于编码装置1100可根据位数值交替变动的程度，自动切换至适合的编码模式进行编码，因此其不需要额外的脚位来指示编码模式的变换。值得注意的是，编码单元1120可以通过任何硬件或是固件的方式实现，例如以逻辑电路来实现，只要具有相同的功能皆属本发明的范畴。

此外，由于本发明自适应模式追踪编码根据位连续变动的程度，自动追踪切换至最适合的编码模式，因此在解码时也可依据相同的规则进行解码。请参考图9，图9为本发明一自适应模式追踪解码〈Adaptive Mode TrackingDecoding〉的解码流程20的示意图。解码流程20对应于编码流程10，其包含有下列步骤：

步骤200：开始。

步骤210：接收一二进制数据。

步骤220：以第一解码模式，对该二进制数据进行解码。

步骤230：当所接收的二进制数据的位数值连续变动次数达到第一阈值时，切换为以第二解码模式，对该二进制数据中尚未被解码的数据进行解码。

步骤240：当所接收的二进制数据的位数值连续变动次数达到第二阈值时，切换为以第一解码模式，对该二进制数据中尚未被解码的数据进行解码。

步骤250：输出对应的解码结果。

步骤260：结束。

根据解码流程20，本发明自适应模式解码在接收二进制数据后，首先根据第一解码模式对二进制数据进行解码，其中第一个解码结果位的值较佳地可为所接收的第一个二进制数据位的值。接着，当所接收的二进制数据的位数值连续变动次数达到第一阈值时，切换为以第二解码模式，对二进制数据中尚未被解码的数据进行解码。同样地，当所接收的二进制数据的位数值连续变动次数达到第二阈值时，切换回以第一解码模式，对二进制数据中尚未被解码的数据进行解码。以此类推，直到二进制数据的所有位都完成解码为止。其中，第一解码模式及第二解码模式对应于上述的第一编码模式及第二编码模式，其操作类似于第一编码模式及第二编码模式，在此不再赘述。如此一来，解码流程20可根据位数值交替变动的程度，自动切换至适合的解码模式，解码出对应的原始数据，而不需要额外的脚位指示所需的解码模式。较佳地，解码流程20中二进制数据可以是上述的编码结果e[i]，而第一阈值及第二阈值可设定为相同于编码时所预设的第一阈值mode1_th及第二阈值mode2_th。因此，通过解码流程20，编码结果e[i]可被还原为相对应的原始数据c[i]。

请继续参考图11，图11为本发明一用于自适应模式追踪解码的解码装置1200的功能方块图。解码装置1200用来实现解码流程20，可设置于一二进制传输系统的接收端，其包含有一接收单元1210、一解码单元1220及一输出单元1230。接收单元1110及输出单元1130分别用来接收一二进制数据e[i]及输出一对应的解码结果c[i]。解码单元1120耦接于接收单元1110及输出单元1130之间，用来根据位连续变动的程度，自动切换以第一解码模式或第二解码模式对二进制数据e[i]进行解码，以产生解码结果c[i]。因此，当二进制传输系统接收到二进制数据e[i]时，通过设定与编码时相同的参数，解码装置1200可根据二进制数据e[i]还原为对应的原始数据c[i]。当然，解码单元1220也可以通过任何硬件或是固件的方式实现，例如以逻辑电路来实现，只要具有相同的功能皆属本发明的范畴。

综上所述，本发明自适应模式编解码方法除了可大幅地减少输出的数据位e[i]在0与1之间交替变动的次数外，还可根据位数值连续变动的程度，自动追踪到最佳的编码方式，因而不需要额外的信号脚位来指示编解码模式的切换，相较于现有技术可有效的减少系统开支，进而节省生产成本。

冗余位填充编／解码：

请参考图12，图12为本发明一冗余位填充编码〈Bit Stuffing Encoding〉的编码流程30的示意图。编码流程30用于一二进制数据传输系统，其包含有下列步骤：

步骤300：开始。

步骤310：接收一二进制数据。

步骤320：当该二进制数据的位数值连续变动次数达到一第三阈值时，填充一冗余位至对应的位。

步骤330：输出对应的编码结果。

步骤340：结束。

根据编码流程30，本发明冗余位填充编码在接收二进制数据后，当二进制数据的位数值连续变动次数达到一第三阈值时，填充一冗余位至对应的位及输出对应的编码结果。较佳地，当所填充的冗余位个数达到一上限值时，停止填充冗余位至二进制数据。因此，本发明冗余位填充编码用来当二进制数据的位数值连续不断变动时，通过填充冗余位的方式，减少位连续交替变动的次数，以避免传输信号时电磁噪声的产生。

较佳地，本发明冗余位填充方法可用于辅助上述的自适应模式追踪编码，举例来说，请参考图13、图14，图13、图14为本发明冗余位填充编码的实施例示意图。c[i]与e[i]分别代表原始数据及对应于自适应模式追踪编码的编码结果，tg_stop及padding_limit分别代表第三阈值及上限值，而p[i]则代表对应于编码流程30的编码结果。如图13所示，在某些特定且唯一的数据格式〈Pattern〉中，原始数据c[i]经由自适应模式追踪编码后，其对应的编码结果e[i]的位数值存在连续不断地交替变动的情形。因此，本发明冗余位填充编码可在编码结果e[i]的位数值连续变动次数达到第三阈值tg_stop时，填充一冗余位至对应的位，其值相等于对应的位的值，以缓和位连续变动的情况，并进而输出编码结果p[i]。如图所示，分别在位e[5]、e[9]及e[13]填充一冗余位后，编码结果e[i]位连续不断变动的情形可有效地被改善。请继续参考图14，图14说明了当所填充的冗余位个数达到上限值padding_limit时，停止填充冗余位的情形。在此实施例中，除了上限值padding_limit调整为2之外，其余参数皆与图13中相同。因此，如图14所示，即使位e[10]～e[16]的位连续变动次数到达第三阈值tg_stop，但由于所填充的冗余位个数已达上限值padding_limit，故停止冗余位的填充。请注意，第三阈值tg_stop及上限值padding_limit都可根据实际需求来加以参数化调整，并不局限于此。

请参考图16，图16为本发明一用于冗余位填充编码的编码单元1600的示意图。编码单元1600用来实现编码流程30，其较佳地可耦接于编码装置1100的编码单元1120及输出单元1130之间，包含有一接收端1610、一冗余位填充单元1620及一输出端1630。接收端1610及输出端1630分别用来接收编码装置1100所输出的编码结果e[i]及输出对应的编码结果p[i]。冗余位填充单元1620耦接于接收端1610及输出端1630之间，用来对二进制数据e[i]进行冗余位填充编码，以产生对应的编码结果p[i]。因此，当编码装置1100所输出的编码结果e[i]仍存在位连续变动时，编码单元1600可通过填充冗余位的方式，减少位连续变动的次数，以降低传输信号的功率频谱密度。当然，编码单元1600可以通过任何硬件或是固件的方式实现，例如以逻辑电路来实现，只要具有相同的功能皆属本发明的范畴。

此外，由于本发明冗余位填充编码是根据二进制数据的位数值连续变动次数，填充冗余位至对应的位的，因此解码时也可依据相同的规则进行解码。请参考图15，图15为本发明一冗余位填充解码〈Bit Stuffing Decoding〉的解码流程40的示意图。解码流程40对应于编码流程30，其包含有下列步骤：

步骤400：开始。

步骤410：接收一二进制数据。

步骤420：当该二进制数据的位数值连续变动次数达到一第三阈值时，由对应的位删除一冗余位，以产生一解码结果。

步骤430：输出对应的解码结果。

步骤440：结束。

根据解码流程40，本发明冗余位填充解码在接收二进制数据后，当二进制数据的位数值连续变动次数达到第三阈值时，由对应的位删除一冗余位，以产生一解码结果。此外，当所删除的冗余位个数达到一上限值时，停止由二进制数据删除冗余位。较佳地，二进制数据可以是上述的编码结果p[i]，而第三阈值及上限值可设定为相同于编码时所预设的第三阈值tg_stop及上限值padding_limit。如此一来，二进制数据p[i]可通过解码流程40，解码出相对应的原始数据e[i]。

请参考图17，图17为本发明一用于冗余位填充解码的解码单元1700的示意图。解码单元1700用来实现解码流程40，其较佳地可耦接于解码装置1200的接收单元1210及解码单元1220之间，包含有一接收端1710、一冗余位删除单元1720及一输出端1730。接收端1710及输出端1730分别用来接收要解码的二进制数据p[i]及输出对应的解码结果e[i]。冗余位删除单元1720耦接于接收端1710及输出端1730之间，用来对二进制数据p[i]进行冗余位填充解码，以产生对应的编码结果e[i]。因此，通过设定与编码时相同的参数，解码单元1700可根据所接收的二进制数据p[i]，解码出对应于自动模式追踪编码的编码结果e[i]，以供解码装置1200进行自动模式追踪解码。当然，解码单元1700可以通过任何硬件或是固件的方式实现，例如以逻辑电路来实现，只要具有相同的功能都属本发明的范畴。

因此，本发明的冗余位填充编解码方法是用来在所接收的二进制数据的位数值不断交替变动时，通过填充冗余位的方式，减少位连续变动的次数，以避免信号传输时电磁噪声的产生。较佳地，本发明的冗余位填充编解码方法可用来辅助上述的自适应模式追踪编解码方法，以有效降低传输数据信号的功率频谱密度。

恢复位静止状态编／解码：

请参考图18，图18为本发明一恢复位静止状态编码〈Resume Encoding〉的编码流程50的示意图。编码流程50用于一二进制数据传输系统，其包含有下列步骤：

步骤500：开始。

步骤510：接收一二进制数据。

步骤520：根据该二进制数据的位连续静止的数量，在位数值改变时，填充一预设数量的冗余位至对应的位，以产生一编码结果。

步骤530：输出该编码结果。

步骤540：结束。

根据编码流程50，本发明恢复位静止状态编码是在接收二进制数据时，根据二进制数据的位连续静止的数量，在位数值改变时，填充一预设数量的冗余位至对应的位，以产生对应的编码结果。其中，该预设数量的冗余位的值相等于该对应位的值。此外，当所填充的冗余位的数量大于一上限值时，则停止填充冗余位。较佳地，本发明可预设一第四阈值及一第五阈值，其中第四阈值小于第五阈值。因此，当位数值改变时，若二进制数据的位连续静止数量超过第四阈值而未达到第五阈值时，则填充一第一预设数量的冗余位；而若位连续静止数量超过第五阈值时，则填充一第二预设数量的冗余位。

因此，本发明可用来于所接收的二进制数据从一位静止状态进入另一位静止状态或是进入一短暂位静止状态时，根据连续静止位的数量填充第一预设数量或第二预设数量的冗余位，以避免位静止状态的短暂改变，导致传输信号的功率频谱密度上升，进而增加高频噪声的干扰。

请参考图19～21，图19～21为本发明恢复位静止状态编码的实施例示意图。c[i]代表原始二进制数据，而h[i]则代表通过编码流程50所对应的编码结果。此外，sleep_th及dsleep_th分别代表第四阈值及第五阈值，sleep_pad及dsleep_pad则分别代表第一预设数量及第二预设数量的冗余位个数，而sleep_pad_limit则代表可填充的冗余位个数的上限值。如图19所示，当二进制数据c[i]由一位静止状态进入另一位静止状态时，即位数值由0变为1时，由于其位连续静止数量已超过第五阈值dsleep_th，因此对应的编码结果h[i]需填充第二预设数量dsleep_pad的冗余位至对应的位〈位h[67]〉。同理，当第二次位状态发生改变时，即位数值由1变为0时，由于二进制数据c[i]的位连续静止数量超过第四阈值sleep_th，但还未达到第五阈值dsleep_th，则填充第一预设数量sleep_pad的冗余位至对应的位〈位h[85]〉。最后，本发明编码流程50根据所填充的冗余位，输出对应的编码结果h[i]，以避免位状态的改变增加高频噪声的干扰。请继续参考图20，图20说明了当所填充的冗余位的数量大于上限值sleep_pad_limit时，停止填充冗余位的情形。在图20中，除了上限值sleep_pad_limit调整为3的外，其余参数都与图19中相同。因此，如图20所示，即使二进制数据c[67]～c[84]的位连续静止数量已达到第四阈值sleep_th，但由于所填充的冗余位个数已达上限值sleep_pad_limit，故当位状态改变时并不进行冗余位的填充。请注意，上述的参数皆可根据实际需求来加以参数化调整，并不局限于此。

另一方面，请参考图21，e[i]及p[i]分别代表对应于自适应模式追踪编码及冗余位填充编码的编码结果。当二进制数据c[i]从一位静止状态进入一短暂位静止状态时，由于位连续变动次数为1次，因此二进制数据c[i]通过自适应模式追踪编码或冗余位填充编码所产生的编码结果e[i]及p[i]仍会与原始二进制数据c[i]相同。因此，通过编码流程50，本发明可在位数值改变时，根据位连续静止数量填充第一预设数量sleep_pad或第二预设数量dsleep_pad的冗余位，以降低此种数据格式的功率频谱密度。如图21所示，当二进制数据c[i]由一位静止状态进入一短暂位静止状态时，即位c[6]～c[7]及位c[14]～c[15]时，通过填充第二预设数量dsleep_pad的冗余位，以延长该短暂位静止状态，进而降低此种数据格式的功率频谱密度。

请参考图23，图23为本发明一用于恢复位静止状态编码的编码装置2200的示意图。编码装置2200用来实现编码流程60，可设置于一二进制传输系统的传送端，其包含有一接收单元2210、一编码单元2220及一输出单元2230。接收单元2210及输出单元2230分别用来接收要进行编码的二进制数据p[i]及输出对应的编码结果h[i]。编码单元2220耦接于接收单元2210及输出单元2230之间，用来对二进制数据p[i]进行恢复位静止状态编码，以产生对应的编码结果h[i]。因此，编码装置2200可在二进制数据p[i]的位数值改变时，即由一位静止状态进入另一位静止状态或是进入一短暂位静止状态时，根据位连续静止数量，填充第一预设数量sleep_pad或第二预设数量dsleep_pad的冗余位，以降低所传输信号的功率频谱密度。当然，编码装置2200可以通过任何硬件或是固件的方式实现，例如以逻辑电路来实现，只要具有相同的功能皆属本发明的范畴。

此外，由于本发明恢复位静止状态编码是根据位连续静止的数量，填充预设数量的冗余位至对应的位，以产生对应的编码结果。因此，在解码时也可依据相同的规则进行解码。请参考图22，图22为本发明一恢复位静止状态解码〈Resume Decoding〉的解码流程60的示意图。解码流程60对应于编码流程50，其包含有下列步骤：

步骤600：开始。

步骤610：接收一二进制数据。

步骤620：根据该二进制数据的位连续静止的数量，当位数值改变时，由对应的位删除一预设数量的冗余位，以产生一解码结果。

步骤630：输出该编码结果。

步骤640：结束。

根据解码流程60，本发明恢复位静止状态解码是在接收二进制数据后，根据二进制数据的位连续静止的数量，当位数值改变时，由对应的位删除一预设数量的冗余位，以产生一解码结果。此外，当所删除的冗余位的数量大于一上限值时，则停止删除冗余位。较佳地，本发明可预设一第四阈值及一第五阈值，其中第四阈值小于第五阈值。因此，在位数值改变时，若二进制数据的位连续静止数量超过第四阈值而未达到第五阈值时，则删除一第一预设数量的冗余位；而若位连续静止数量超过第五阈值时，则删除一第二预设数量的冗余位。此外，该二进制数据较佳地可以是上述的编码结果h[i]，而第四阈值、第五阈值、对应的第一预设数量、第二预设数量及上限值可设定为相同于编码时所预设的参数。如此一来，二进制数据h[i]即可通过解码流程60，解码出相对应的原始数据p[i]。

请参考图24，图24为本发明一用于恢复位静止状态解码的解码装置2300的示意图。解码单元2300用来实现解码流程60，可设置于一二进制传输系统的接收端，其包含有一接收单元2310、一解码单元2320及一输出单元2330。接收单元2310及输出单元2330分别用来接收一要解码的二进制数据h[i]及输出一对应的解码结果p[i]。解码单元2320耦接于接收单元2310及输出单元2330之间，用来对二进制数据h[i]进行恢复位静止状态解码，以产生对应的编码结果p[i]。因此，通过设定与编码时相同的参数，解码装置2300可根据所接收的二进制数据h[i]，解码出对应的原始数据p[i]。当然，解码装置2300可以通过任何硬件或是固件的方式实现，例如以逻辑电路来实现，只要具有相同的功能皆属本发明的范畴。

综上所述，本发明恢复位静止状态的编解码方法在所接收的二进制数据的位变动次数为一次时，亦即由一位静止状态进入另一位静止状态或是进入一短暂位静止状态时，通过填充第一预设数量或第二预设数量的冗余位，以延长位静止状态，降低所传输信号的功率频谱密度。

应用：

本发明恢复位静止状态编码可与前述的自适应模式追踪编码及冗余位填充编码互相搭配使用，以获得一最佳的数据格式，使得所传输信号的功率频谱密度降到最低，进而改善系统安规的问题。因此，请参考图25，图25为本发明一可降低信号功率频谱密度的编码流程70的示意图。编码流程70用于一二进制传输系统，其包含有下列步骤：

步骤700：开始。

步骤710：接收一二进制数据。

步骤720：对该二进制数据进行自适应模式追踪编码，以产生一第一编码结果。

步骤730：对该第一编码结果进行冗余位填充编码，以产生一第二编码结果。

步骤740：对该第二编码结果进行恢复位静止状态编码，以产生一第三编码结果。

步骤750：输出该第三编码结果。

步骤760：结束。

根据编码流程70，本发明可降低信号功率频谱密度的编码方法是在接收二进制数据后，依序对二进制数据进行自适应模式追踪编码、冗余位填充编码及恢复位静止状态编码，以输出对应的编码结果。其中，步骤720至步骤740中的自适应模式追踪编码、冗余位填充编码及恢复位静止状态编码的相关操作，类似于前述的编码流程10、30及50，在此不赘述。因此，本发明可降低信号功率频谱密度的编码方法是通过自适应模式追踪编码，根据位连续变动的程度，自动追踪切换至最佳的编码模式，产生第一编码结果以减少二进制数据在0与1的间连续变动的次数；而当第一编码结果仍存在位连续变动的情形时，本发明可通过冗余位填充编码，通过填充冗余位的方式，产生第二编码结果以减少位连续变动的次数；最后，当第二编码结果由一位静止状态进入另一短暂位静止状态时，本发明还进一步可通过恢复位静止状态编码，根据位静止数量填充预设数量的冗余位，产生第三编码结果以获得一最佳的数据格式。如此一来，二进制传输系统在传输此编码结果时，信号的功率频谱密度可以降到最低，因此可大幅减少电磁噪声的辐射，改善系统安规的问题。

因此，通过编码流程70，本发明可得到一最佳的数据格式，使得信号的功率频谱密度降到最低，以改善系统安规的问题。除此之外，本发明可根据实际数据格式以参数化调整所需填充的冗余位，且不需要额外的信号脚位来指示编码模式的切换，使得系统成本可大幅的被节省。

请参考图27，图27为本发明一可降低信号功率频谱密度的编码装置2700的功能方块图。编码装置2700用来实现编码流程70，可设置于一二进制传输系统的发送端，其包含有一接收单元2710、一自适应模式追踪编码单元2720、一冗余位填充编码单元2730、一恢复位静止状态编码单元2740及一输出单元2750。接收单元2710用来接收一要进行编码的二进制数据c[i]。自适应模式追踪编码单元2720耦接于接收单元2710，用来对二进制数据c[i]进行自适应模式追踪编码，以产生一第一编码结果e[i]。冗余位填充编码单元2730耦接于自适应模式追踪编码单元2720，用来对第一编码结果e[i]进行冗余位填充编码，以产生一第二编码结果p[i]。恢复位静止状态编码单元2740耦接于冗余位填充编码单元2730，用来对第二编码结果p[i]进行恢复位静止状态编码，以产生对应的编码结果h[i]。输出单元2750耦接于恢复位静止状态编码单元2740，用来输出对应的编码结果h[i]。其中，自适应模式追踪编码单元2720、冗余位填充编码单元2730及恢复位静止状态编码单元2740的相关操作，类似于前述的编码装置10、30及50，在此不赘述。因此，通过自适应模式追踪编码单元2720，本发明可根据位连续变动的程度，自动追踪切换至最佳的编码模式，产生第一编码结果e[i]以减少二进制数据在0与1之间连续变动的次数；而当第一编码结果e[i]仍存在位连续变动的情形时，本发明可通过冗余位填充编码单元2730，通过填充冗余位的方式，产生第二编码结果p[i]以减少位连续变动的次数；最后，当第二编码结果p[i]由一位静止状态进入另一短暂位静止状态时，本发明还进一步可通过恢复位静止状态编码单元2740，根据位静止数量填充预设数量的冗余位，产生第三编码结果h[i]以获得一最佳的数据格式。如此一来，二进制传输系统在传输此编码结果h[i]时，信号的功率频谱密度可以降到最低，因此可大幅减少电磁噪声的辐射，改善系统安规的问题。值得注意的是，编码装置2700可以通过任何硬件或是固件的方式实现，例如以简单的逻辑电路来实现，只要具有相同的功能皆属本发明的范畴。

此外，当二进制传输系统的接收端接收到通过编码流程70的编码结果时，本发明可依据相同的规则进行解码。请参考图26，图26为本发明一可降低信号功率频谱密度的解码流程80的示意图。解码流程80对应于编码流程70，其包含有下列步骤：

步骤800：开始。

步骤810：接收一二进制数据。

步骤820：对该二进制数据进行恢复位静止状态解码，以产生一第一解码结果。

步骤830：对该第一解码结果进行冗余位填充解码，以产生一第二解码结果。

步骤840：对该第二解码结果进行自适应模式追踪解码，以产生一第三解码结果。

步骤850：输出该第三解码结果。

步骤860：结束。

根据解码流程80，本发明可降低信号功率频谱密度的方法是在接收二进制数据后，依序对二进制数据进行恢复位静止状态解码、冗余位填充解码及自适应模式追踪解码，以输出对应的解码结果。其中，步骤820至步骤840中的恢复位静止状态解码、冗余位填充解码及自适应模式追踪解码的相关操作，类似于前述的解码流程20、40及60，在此不赘述。较佳地，该二进制数据对应于编码流程70的编码结果，且解码流程80中的相关参数皆设定为相同于编码时所预设的参数。如此一来，在接收该二进制数据时，该二进制数据即可通过解码流程80，解码出相对应的原始数据。

请参考图28，图28为本发明一可降低信号功率频谱密度的解码装置2800的功能方块图。解码装置2800用来实现编码流程80，可设置于一二进制传输系统的接收端，其包含有一接收单元2810、一恢复位静止状态解码单元2820、一冗余位填充解码单元2830、一自适应模式追踪解码单元2840及一输出单元2850。接收单元2810用来接收一要进行解码的二进制数据h[i]。恢复位静止状态解码单元2820耦接于接收单元2810，用来对二进制数据h[i]进行恢复位静止状态解码，以产生一第一解码结果p[i]。冗余位填充解码单元2830耦接于恢复位静止状态解码单元2820，用来对第一解码结果p[i]进行冗余位填充解码，以产生一第二解码结果e[i]。自适应模式追踪解码单元2840耦接于冗余位填充解码单元2830，用来对第二解码结果e[i]进行自适应模式追踪解码，以产生第三解码结果c[i]。输出单元2850耦接于自适应模式追踪解码单元2840，用来输出对应的解码结果c[i]。因此，若二进制数据h[i]对应于编码装置2700所输出的编码结果h[i]，且解码装置2800中的相关参数都设定为相同于编码时所预设的参数，如此一来，二进制传输系统在接收二进制数据h[i]时，二进制数据h[i]即可通过解码装置2800，解码出相对应的原始数据c[i]。

综上所述，通过本发明可降低信号功率频谱密度的编码方法，除了可得到一最佳的数据格式，使信号的功率频谱密度降到最低以改善系统安规的问题之外，本发明还可根据实际数据格式以参数化调整所需填充的冗余位，且不需要额外的信号脚位来指示编码模式的切换，使得系统成本可大幅的被节省。此外，值得注意的是，本发明的几种编码方法都可根据实际数据格式来独立运作或调整相关参数加以互相搭配使用，并不局限此。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种可降低信号功率频谱密度的编码方法，用于一二进制数据传输系统，其特征在于，该编码方法包含有：

接收一二进制数据；

对该二进制数据进行自适应模式追踪编码，以产生一第一编码结果；

对该第一编码结果进行冗余位填充编码，以产生一第二编码结果；

对该第二编码结果进行恢复位静止状态编码，以产生一第三编码结果；以及

输出该第三编码结果。

2.如权利要求1所述的编码方法，其特征在于，对该二进制数据进行自适应模式追踪编码包含有：

接收该二进制数据；

以一第一编码模式，对该二进制数据进行编码，该第一编码模式为当该二进制数据的一当前位的值等于一前一位的值时，输出一位，其值等于一前一编码结果位的值，以及当该二进制数据的一当前位的值不等于一前一位的值时，输出一位，其值不等于一前一编码结果位的值；

当该第一编码模式所对应的编码结果的位数值连续变动次数达到一第一阈值时，切换为以一第二编码模式，对该二进制数据中尚未被编码的数据进行编码，该第二编码模式为当该二进制数据的一当前位的值等于一前一位的值时，输出一位，其值不等于一前一编码结果位的值，以及当该二进制数据的一当前位的值不等于一前一位的值时，输出一位，其值相等于一前一编码结果位的值；以及

输出该第一编码模式及该第二编码模式所对应的编码结果。

3.如权利要求2所述的编码方法，其特征在于，以该第一编码模式对该二进制数据进行编码，还包含有输出一第一位，其值等于所接收的该二进制数据的第一个位的值。

4.如权利要求2所述的编码方法，其特征在于，还包含当该第二编码模式所对应的编码结果的位数值连续变动次数达到一第二阈值时，切换为以一第三编码模式，对该二进制数据中尚未被编码的数据进行编码，其中该第三编码模式等于该第一编码模式。

5.如权利要求1所述的编码方法，其特征在于，对该第一编码结果进行冗余位填充编码包含有：

接收该第一编码结果；

当该第一编码结果的位数值连续变动次数达到一第三阈值时，填充一冗余位至对应的位；以及

输出对应的编码结果。

6.如权利要求5所述的编码方法，其特征在于，还包含当所填充的冗余位个数达到一默认值时，停止填充冗余位至该第一编码结果。

7.如权利要求1所述的编码方法，其特征在于，对该第二编码结果进行恢复位静止状态编码，包含有：

接收该第二编码结果；

根据该第二编码结果的位连续静止的数量，在位数值改变时，填充一预设数量的冗余位至对应的位，以产生一编码结果；以及

输出该编码结果。

8.如权利要求7所述的编码方法，其特征在于，还包含当所填充的冗余位的数量大于一默认值时，停止填充冗余位。

9.如权利要求7所述的编码方法，其特征在于，该预设数量的冗余位的值等于该对应位的值。

10.如权利要求1所述的编码方法，其特征在于，还包含一对应的解码步骤，该解码步骤包含有：

接收该第三编码结果；

对该第三编码结果进行恢复位静止状态解码，以产生一第一解码结果；

对该第一解码结果进行冗余位填充解码，以产生一第二解码结果；

对该第二解码结果进行自适应模式追踪解码，以产生一第三解码结果；以及

输出该第三解码结果。

Images