DE19503529A1

DE19503529A1 - Verfahren zum Übertragen oder Speichern eines Datenstroms aus digitalisierten, codierten Bild-, Ton- und/oder Datensignalen

Info

Publication number: DE19503529A1
Application number: DE19503529A
Authority: DE
Inventors: Christfried Weck
Original assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Current assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1996-08-14
Also published as: AU4622296A; WO1996024223A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Übertragung oder Speicherung von digital codierten Bild-, Ton- oder Datensignalen wird ein Datenstrom nach dem MPEG 2-Standard in eine Folge gleich langer Transportpakete unterteilt. Eine Information über die Art der Daten (z. B. Ton, Bild, Programminhalt usw.) sowie Steuerinformationen (z. B. Synchronisation), werden in einem Kopfteil (Header) jedes Transportpaketes mit übertragen. Zu den Steuerinformationen zählt auch eine Prioritätsinformation, welche die Wichtigkeit des betreffenden Transportpaketes für die empfangsseitige Decodierung repräsentiert. Entsprechend der unterschiedlichen Priorität kann ein abgestufter Fehlerschutz oder eine unterschiedliche Modulationsart vorgesehen werden. Die Priorität eines Transportpaketes kann sich auf die Art der Daten beziehen, so daß in diesem Falle die ohnehin vorhandene Datenartinformation gleichzeitig als Prioritätsinformation herangezogen wird. Zur Veranschaulichung des MPEG 2-Standards sind in den Fig. 1 bis 3 die Entstehung, die Übertragung und die empfängerseitige Verarbeitung der Signale schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Merkmale der Erzeugung eines Datenstroms 100 mit aufeinanderfolgenden MPEG-Transportpaketen. Unterschiedliche Transportpakete können Daten von unterschiedlichen Quellen enthalten (z. B. Bilddaten für TV, ergänzende Bilddaten für HDTV, Tondaten, Datendienste), die in einer beliebigen Reihenfolge in dem Datenstrom auftreten können. Damit beinhalten ein oder mehrere Transportpakete Informationen, die beispielsweise mit einer spezifischen Priorität übertragen werden sollen. Somit ergibt sich eine Folge von Transportpaketen unterschiedlicher Priorität. Transportpakete, die eine hohe Übertragungssicherheit erfordern, sind in dem Datenstrom 100 beispielsweise mit H (HIGH) gekennzeichnet und Transportpakete mit einer geringen Priorität mit L (LOW).

Ein Übertragungssystem, das zwei oder mehrere Digitalkanäle unterschiedlicher Übertragungssicherheit zur Verfügung stellt, wird als Hierarchisches Übertragungssystem bezeichnet. Fig. 2 zeigt eine mögliche Realisierung der Aufteilung des Datenstroms 100 in einen Anteil von Transportpaketen mit hoher H und einen Anteil mit geringer Priorität L nach dem Stand der Technik. Da eine absolute Synchronität der unterschiedlichen Digitalkanäle nicht sichergestellt werden kann, müssen Vorkehrungen getroffen werden, die eine Rekonstruktion der korrekten Reihenfolge der Transportpakete des Datenstroms 100 im Empfänger garantieren.

Weil bei verschiedenen Übertragungssystemen der Beginn eines Transportpaketes durch eine übergeordnete Synchronisationseinrichtung bekannt gemacht werden kann, muß das spezielle Synchronisationsbyte zu Beginn eines jeweiligen Transportpaketes nicht unbedingt übertragen werden. Um nun die Reihenfolge der Transportpakete des Datenstroms 100 im Empfänger sicherzustellen wird dieses Byte im Transportpaket sendeseitig mit dem Zählerstand eines Transportpaketzählers 11 überschrieben (Sync-Byte-Stempler 10). Die Folge 110 der Transportpakete enthält damit eine Stetigkeitsinformation. Die Transportpakete werden im Block 12 nach ihrer Priorität aufgeteilt. Der Datenstrom 121 wird in Fig. 2 durch Transportpakete hoher Priorität H, der Datenstrom 122 durch diejenigen geringer Priorität L gebildet und jeweils über den vorgesehenen Digitalkanal geleitet.

Wie Fig. 3 zeigt, liegen empfangsseitig die Datenströme 131 und 132 über die Digitalkanäle 13H und 13L vor. Wenn die Digitalkanäle eine unterschiedliche oder geringfügig schwankende Verzögerungszeit aufweisen, kann es vorkommen, daß der Kombinierer 14, der die Datenströme 131 und 132 wieder zu einem einzigen Datenstrom 141 zusammenfaßt, die Reihenfolge von Transportpaketen beim Wechsel der Priorität vertauscht. Die Stetigkeit der aufeinanderfolgenden Transportpakete wird daher im Block 15 anhand der übertragenen Zählerwerte überprüft und ggf. eine Korrektur der Reihenfolge durchgeführt. Die Zählerwerte in den Transportpaketen des korrigierten Datenstroms 151 müssen dann wieder mit dem ursprünglichen Synchronisationsbyte überschrieben werden (Block 16), damit wieder der ursprünglich vom Quellencodierer erzeugte Datenstrom 161 rekonstruiert wird. Auch ein vereinfachter Empfänger 19, der nur den Datenstrom 131 mit der hohen Priorität H decodieren möchte, benötigt diese Einrichtung 17 zum Löschen des Zählerwertes und zum Einfügen des Synchronisationsbytes.

Nachteile des geschilderten Verfahrens ergeben sich dadurch, daß der Aufwand für die Rekonstruktion des Datenstroms 161 mit Transportpaketen unterschiedlicher Priorität wegen der erforderlichen Stetigkeitsprüfung 15 und wegen der Synchronisationsbyte-Manipulation hoch ist und daß für den vereinfachten Empfänger ebenfalls das Einfügen des Synchronisationsbytes erforderlich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art den empfängerseitigen Aufwand für die Rekonstruktion des Datenstroms so gering wie möglich zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch die Erzeugung eines MPEG-Transport-Datenstroms mit beliebig aufeinanderfolgenden Transport-Paketen unterschiedlicher Priorität;

Fig. 2 den sendeseitigen Aufbau eines hierarchischen Übertragungssystems nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 den empfangsseitigen Aufbau eines hierarchischen Übertragungssystems nach dem Stand der Technik;

Fig. 4 den sendeseitigen Aufbau eines hierarchischen Übertragungssystems nach der Erfindung, und

Fig. 5 den empfangsseitigen Aufbau eines hierarchischen Übertragungssystems nach der Erfindung.

Die Struktur der erfindungsgemäßen Realisierung zeigt Fig. 4. Eine Veränderung des Synchronisationsbytes eines Transportpaketes für die Übertragung des Paketzählerstandes wird nicht notwendig. Dafür wird die Aufteilung des Datenstroms 110 in Transportpakete mit unterschiedlicher Priorität in einer Schaltinformation 123 codiert. Diese gibt einen genauen Aufschluß über die ursprüngliche Folge der aufgeteilten Transportpakete nach ihrer Priorität. Die Schaltinformation 123 wird dann gesondert übertragen, wobei entweder der Digitale Übertragungskanal H oder ein separater digitaler Übertragungskanal verwendet werden kann (z. B. "Transmitter-Parameter-Signalling"-Kanal). Da ein Transportpaket 204 Byte bzw. 1632 Bits umfaßt, und bei zwei Prioritätsstufen für die Signalisierung maximal ein 1,1 Bit pro Transportpaket erforderlich ist (zusätzlicher Fehlerschutz ein gerechnet), ist der zusätzliche Übertragungsaufwand mit 0,06% sehr gering.

Empfangsseitig vereinfacht sich, wie Fig. 5 zeigt, die Zusammenfügung der Transportpakete zu der ursprünglichen Folge erheblich. Die übertragene Schaltinformation 133 wird direkt für die Ansteuerung eines Umschalters 14 genutzt. Wenn beispielsweise einer der Übertragungskanäle 13H oder 13L eine größere Verzögerung aufweist, so wird durch die vorgegebene Schalterstellung des Umschalters 14 das Eintreffen des betreffenden Transportpaketes abgewartet werden. Damit wird verhindert, daß ein zeitlich schnelleres Transportpaket nicht zu früh in die Folge eingefügt wird. Der vereinfachte Decoder 19, der nur den Datenstrom mit Transportpaketen hoher Priorität decodiert, benötigt überhaupt keine zusätzliche Hardware und kann den Datenstrom 131 direkt zur weiteren Verarbeitung weiterleiten. Dies erweist sich als vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Realisierung, weil damit auch keinerlei Vorkehrungen für die Behandlung von hierarchisch übertragenen Transportpaketen bei der Spezifizierung oder Realisierung von nicht hierarchischen Übertragungssystemen notwendig wird und weil zugunsten des Empfängers nur ein mäßiger Realisierungsaufwand im Sendesystem verbleibt.

Eine weitere vorteilhafte Realisierung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Schaltinformation für den Umschalter 14 jeweils in einem der vorhergehenden Transportpakete übertragen wird. Wenn bei einer speziellen Applikation in dem Kopf des Transportpaketes ein oder mehrere Bits eine für die Decodierung nicht relevante Information enthalten, lassen sich diese Bits für die Schaltinformation verwenden.

Insbesondere kann das im MPEG2-Multiplex vorgesehene Bit für die Priorität des Transportpaketes verwendet werden, um die Priorität des oder eines der folgenden Transportpakete anzugeben und damit die erforderliche Schalterstellung für den Umschalter 14 im voraus zu übertragen.

Claims

1. Verfahren zum Übertragen oder Speichern eines Datenstroms aus digitalisierten, codierten Bild-, Ton- und/oder Datensignalen, bei dem der Datenstrom in eine Folge von Transportpaketen unterschiedlicher Priorität unterteilt wird, welche vor der Übertragung bzw. Speicherung nach ihrer Priorität selektiert werden, und bei dem jede Folge von Datenpaketen gleicher Priorität auf bzw. in einem zugeordneten Digitalkanal übertragen bzw. gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltinformation zusätzlich zu den Datenpaketen gleicher Priorität übertragen bzw. gespeichert wird, wobei die Schaltinformation die Aufteilung der aufeinanderfolgenden Transportpakete auf die einzelnen Digitalkanäle repräsentiert, und daß decoderseitig die Schaltinformation dazu verwendet wird, um die Zusammenfügung der über die einzelnen Digitalkanäle empfangenen Transportpakete in der ursprünglichen Reihenfolge zu rekonstruieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltinformation in dem Digitalkanal für die Datenpakete der höchsten Priorität mitübertragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltinformation in dem Digitalkanal für die Datenpakete der höchsten Priorität mitübertragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltinformation in einem speziellen Transmitter-Parameter-Signalling-Ka nal übertragen bzw. gespeichert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltinformation vor ihrer Übertragung oder Speicherung, komprimiert bzw. codiert wird und decoderseitig dekomprimiert bzw. decodiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltinformation in Abhängigkeit von Änderungen in der Prioritätenfolge der Transportpakete übertragen bzw. gespeichert wird.