專利名稱：通過無抖動解碼的atm網(wǎng)絡(luò)的mpeg數(shù)據(jù)包傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳輸系統(tǒng)，它包括一個發(fā)射機，一個接收機和與該發(fā)射機和接收機相耦合的傳送網(wǎng)絡(luò)，該發(fā)射機配置有時間標記裝置，用于產(chǎn)生表示包含在相應(yīng)的傳輸數(shù)據(jù)流(TS)中的基于本地時鐘的計數(shù)值的相應(yīng)的傳輸時間標記(TTS)，該接收機配置有一個具有時鐘頻率控制輸入的時鐘發(fā)生器。
本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用于該傳輸系統(tǒng)的接收機。
美國專利US-A-5,640,388中就公開了這樣一種傳輸系統(tǒng)。在現(xiàn)有技術(shù)中，包含時間標記的傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)包，這里指PCR，通過傳送網(wǎng)絡(luò)由發(fā)射機傳發(fā)送至接收機。該數(shù)據(jù)包構(gòu)成了視頻，音頻和/或其他傳輸數(shù)據(jù)流的編碼表式。每個數(shù)據(jù)流可能都具有其自身的時基。例如付費TV系統(tǒng)可包括一視頻流和相關(guān)的音頻流。這些數(shù)據(jù)流可被合并成一個適于在傳送網(wǎng)絡(luò)中傳送的單個的、所謂的運動圖像專家組(MPEG)類型的傳輸比特流。通常每個數(shù)據(jù)包都包含一個頭部和一個有效載荷部分，有效載荷部分包含相關(guān)碼流的編碼數(shù)據(jù)。每組包含相同的編碼數(shù)據(jù)表式的傳送流包都被分配有包括在其頭部的相同的唯一包識別符。
該發(fā)射機配置有一個時間標記裝置，用于產(chǎn)生所謂的程序時鐘參考(PCR)值，其也包含在另一個頭部中，并且是由耦合到發(fā)射機中編碼器的時鐘發(fā)生器的計數(shù)器的實際時基而原始推導(dǎo)出的。這些時間標記或PCR值可以被調(diào)整以補償各種可能的可變時延，例如在發(fā)送機復(fù)用期間或是在傳送網(wǎng)絡(luò)傳送期間所經(jīng)歷的。在傳輸數(shù)據(jù)包中周期性發(fā)送的PCR值可用于在接收機處時鐘發(fā)生器的信號恢復(fù)。特別是在如MPEG-1或MPEG-2標準所允許的，允許包含不同數(shù)據(jù)表式的數(shù)據(jù)包的復(fù)用的異步傳輸模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)流包的時間位置可關(guān)于它們的PCR而變化。這導(dǎo)致了接收機經(jīng)歷的抖動，在此情況下，不再反映適當?shù)臅r基的PCR就不能被用于重建時基的可靠時鐘發(fā)生器信號。
在此現(xiàn)有技術(shù)文件中，通過在存在于接收機中的解碼器中解碼數(shù)據(jù)包之前對接收的包中的PCR值進行校正來消除抖動。其中接收的包被存儲在緩沖器中，同時緩沖器以標稱頻率工作下的本地接收機的時鐘發(fā)生器所規(guī)定的正常碼率向解碼器輸出該包，該標稱頻率基本等于發(fā)射機的時鐘頻率。上述包通過緩沖器的平均傳輸時間被測量并用于修正在另一個頭部中的PCR值，這樣在數(shù)據(jù)包被饋送至解碼器之前最終消除在相關(guān)聯(lián)的包之間的抖動。
在現(xiàn)有技術(shù)的傳輸系統(tǒng)中存在這樣的缺陷，即上述的PCR校正步驟導(dǎo)致大量的運算，每一程序進行簿記和PCR操作所需的硬件。由于每一程序具有其自已的不同時基，更多的程序?qū)?dǎo)致包含更多的處理和每一程序的簿記。
因此本發(fā)明的目的是提供一種具有穩(wěn)定和精確的時基的傳輸系統(tǒng)，用于在接收機中執(zhí)行可靠的解碼，并盡管允許對發(fā)射機和接收機的類型進行自由選擇。
本傳輸系統(tǒng)的特征在于接收機進一步包括一個時基再生裝置，它與傳送網(wǎng)絡(luò)相耦合用于計算在接收的連續(xù)的傳輸時間標記之間的時間差，并與頻率控制輸入相耦合，用于基于所述計算的時間差而影響時鐘頻率。
根據(jù)本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點在于，基于所接收的連續(xù)的傳輸時間標記之間的計算的時間差，可精確地完成由時鐘信號發(fā)生器頻率定義的接收機中的時基的重建。這是因為傳輸時間標記精確地定義發(fā)射機端的時基，而該時基現(xiàn)在能夠在接收機端被容易且可靠地被重建。時基精確性的增加使接收機的解碼器中的解碼處理更為可靠。此外根據(jù)本發(fā)明所提出的傳輸系統(tǒng)可減少諸如由數(shù)據(jù)包交換網(wǎng)絡(luò)，例如以太網(wǎng)或ATM型網(wǎng)絡(luò)引入的易抖動性，這是因為不考慮傳送網(wǎng)絡(luò)所引起的抖動，基于所計算的時間標記差異可以實現(xiàn)可靠的時基重建。
此外，只有根據(jù)本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的接收機端需要進行針對所提出方案的技術(shù)調(diào)整，而現(xiàn)存的MPEG發(fā)射端仍然可以使用，這是因為傳輸數(shù)據(jù)流的內(nèi)容并未改變。在這一方面本發(fā)明是透明的，并且接收機可以被調(diào)換，而編碼器和解碼器的制造商可能是不同的，因為根據(jù)所提出的方案它們不干擾。并且本發(fā)明的優(yōu)點在于接收機端的PCR不需要被改變。
根據(jù)本發(fā)明傳輸系統(tǒng)的一個實施例，其特征在于該傳輸系統(tǒng)配置有用于確定所接收的數(shù)據(jù)包的正確性的裝置。
根據(jù)本發(fā)明傳輸系統(tǒng)的該實施例的優(yōu)點還在于，允許數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，包括衛(wèi)星通信，陸地通信和/或光纖或有線通信，這是因為由傳送網(wǎng)絡(luò)引入的任何錯誤通常都可以在接收時被檢測出來并被有可能被校正。
根據(jù)本發(fā)明傳輸系統(tǒng)的又一個實施例，其特征在于該傳輸系統(tǒng)配置有用于確定所接收的傳輸時間標記數(shù)據(jù)的正確性的裝置。最好這些用于確定的裝置能夠?qū)邮盏臄?shù)據(jù)包和/或?qū)Π兴^的有效載荷數(shù)據(jù)執(zhí)行循環(huán)冗余校驗。
有利的是該檢測保證實際數(shù)據(jù)流的高度正確性和在通過傳送網(wǎng)絡(luò)的傳送后傳輸時間標記數(shù)據(jù)的正確性。
根據(jù)本發(fā)明傳輸系統(tǒng)的又一個實施例，其特征在于指示裝置是由連續(xù)性計數(shù)(CC)，傳輸時間標記(TTS)，和數(shù)據(jù)包標識符(PID)構(gòu)成的，其中CC和PID被結(jié)合成為傳輸時間標記的一個標簽。
根據(jù)本發(fā)明的該又一個實施例的優(yōu)點在于，允許注意到在傳送網(wǎng)絡(luò)的傳送期間的包丟失或包未對準。而本方案可保證在接收機端，傳輸時間標記對應(yīng)正確的傳送流包。
現(xiàn)在，將參考相應(yīng)的


根據(jù)本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)及其所用的發(fā)射機和接收機的進一步的優(yōu)點，其中同樣的部件以相同的參考標記來表示。
在附圖中圖1表示根據(jù)本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的實施例；圖2表示適于圖1的傳輸系統(tǒng)所應(yīng)用的發(fā)射機中的時間標記發(fā)生裝置的實施例；圖3表示適于圖1的傳輸系統(tǒng)所應(yīng)用的接收機中的時間標記發(fā)生裝置的實施例。
圖1表示一傳輸系統(tǒng)1，其包括與傳送網(wǎng)絡(luò)或通信信道3相耦合的一個發(fā)射機2，和與傳送網(wǎng)絡(luò)3相耦合的一個接收機4。發(fā)射機2可以通過網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送數(shù)據(jù)至接收機4。傳送網(wǎng)絡(luò)3可以是包含，例如同軸電纜，光纖，衛(wèi)星，波束連接或衛(wèi)星通信鏈路這樣的數(shù)據(jù)包交換網(wǎng)絡(luò)。發(fā)射機2具有一輸入端5，其與例如照相機形式的數(shù)據(jù)源DS相耦合，其提供包含視頻有效載荷的數(shù)據(jù)包流，可能結(jié)合包含音頻有效載荷的數(shù)據(jù)包流。這些包流可以是分離的或復(fù)用的數(shù)據(jù)包流。每個數(shù)據(jù)包流都以編碼的形式被傳輸至接收機4。發(fā)射機2包括與輸入端5相耦合的編碼器6。該編碼器可以是MPEG編碼器6，用于在其數(shù)據(jù)輸出端D提供通過網(wǎng)絡(luò)3傳輸?shù)囊曨l和/或音頻的傳輸數(shù)據(jù)流包。編碼器6被耦合至通常產(chǎn)生27MHz時鐘信號的發(fā)射機時鐘發(fā)生器7。發(fā)射機2還配置有與編碼器6和時鐘發(fā)生器7相耦合的傳輸時間標記發(fā)生裝置8。
圖2進一步示出了傳輸時間標記發(fā)生裝置8，其包括一時間標記發(fā)生器9，可基于本地時鐘信號CLK而確定每個數(shù)據(jù)傳送流(TS)的本地傳輸時間，以形成所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的所產(chǎn)生的傳輸時間標記TTS。這些時間標記TTS(正如以后將要說明的)可以與其它類型的標題數(shù)據(jù)相結(jié)合。類似的，該時間標記可與音頻有效載荷相結(jié)合以形成分離的音頻數(shù)據(jù)包，但該時間標記還可以以這樣的形式被結(jié)合，使得一個時間標記數(shù)據(jù)包包括一可能的連串的時間標記，每個時間標記都與相應(yīng)的傳送流包相關(guān)。在編碼器6中編碼之后，各種視頻和音頻數(shù)據(jù)形成了一個傳送流，它被存儲在與編碼器輸出端D相耦合的TS緩沖器10中。類似的，傳輸時間標記TTS被存儲在與時間標記發(fā)生器9相耦合的TTS緩沖器11中。發(fā)射機8可進一步包括一個TS復(fù)用器12，其與緩沖器10和11分別耦合，以提供在傳送網(wǎng)絡(luò)3上傳送的全數(shù)據(jù)信號。在TTS緩沖器11和TS復(fù)用器12之間還可耦合一個TS包發(fā)生器13，用于將幾個TTS數(shù)據(jù)塊結(jié)合起來，上述TTS數(shù)據(jù)塊可以與緩沖器10輸出的TS數(shù)據(jù)相復(fù)用，也可以不復(fù)用。提供一個普通的可編程控制塊14用于控制發(fā)射機2中事件的操作的適當順序。
圖1中的接收機4，接收形式為在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的全數(shù)據(jù)信號。TS數(shù)據(jù)包被解碼器14解碼，以恢復(fù)由數(shù)據(jù)源DS原始產(chǎn)生的視頻和音頻信號。解碼是基于本地接收機時鐘信號CLK27而進行的，該時鐘信號是通過運送流中已知的PCR值而恢復(fù)的，該PCR值沒有被改變。
圖3中詳細示出了TS再生裝置15，其包括時鐘發(fā)生器16，通常為鎖相環(huán)(PLL)的形式以提供CLK27時鐘信號，該時鐘信號提供了用于在TS再生裝置15中的接收機4處實現(xiàn)的抖動消除(dejitter)功能的時基。為了實現(xiàn)解碼器14中的可靠而精確的解碼，最重要的是發(fā)射機和接收機時鐘發(fā)生器7和16分別提供頻率盡可能匹配的相應(yīng)的時鐘信號，否則解碼將導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤。這意味著接收機4處的時基已經(jīng)由接收到的數(shù)據(jù)包而盡可能精確地被恢復(fù)了。
TS裝置15包括一個傳送流(TS)解復(fù)用器17，用于恢復(fù)傳送的傳輸時間標記TTS。這些時間標記，特別是在連續(xù)的時間標記之間的差異提供了關(guān)于發(fā)射機2處信號CLK的時鐘頻率的信息。該時間差在與TS解復(fù)用器17相耦合的時基再生器18中被計算，并該時間差用于驅(qū)動其頻率控制輸入端19處的時鐘發(fā)生器16。這將導(dǎo)致時鐘發(fā)生器16的頻率控制，使其頻率盡可能的與發(fā)射機2中的時鐘信號CLK的頻率相匹配，并又導(dǎo)致傳送TS數(shù)據(jù)包至解碼器14的精確而可靠的時基。傳輸時間標記TTS在被饋送至傳送流提供裝置21之前，可以被緩沖器20緩沖。傳送流TS數(shù)據(jù)是通過TS包濾波器22由網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包推出的，然后通過TS緩沖器23也被饋送至發(fā)射機21以向解碼器提供輸入信號。緩沖器20和23再次允許在傳輸時間標記的處理和傳送流TS或有效載荷數(shù)據(jù)的處理之間出現(xiàn)某些延遲。
通常為了保證經(jīng)傳送網(wǎng)絡(luò)3的可靠的數(shù)據(jù)包通信，在網(wǎng)絡(luò)接收機4處執(zhí)行某些檢測以確定所接收數(shù)據(jù)的正確性。這一點很重要，因為接收的傳輸時間標記中的任何錯誤都將導(dǎo)致用于產(chǎn)生時基的錯誤數(shù)據(jù)。一種可能的檢測是對接收的數(shù)據(jù)包進行循環(huán)冗余校驗。這種檢測可指示錯誤數(shù)據(jù)和/或可校正錯誤數(shù)據(jù)。若錯誤數(shù)據(jù)不能被校正，通常按照規(guī)定將重發(fā)有關(guān)的數(shù)據(jù)包。
優(yōu)選提供TS發(fā)射機21中使用的指示裝置的某些形式，可確保接收機4處接收的傳輸時間標記TTS對應(yīng)于其相關(guān)的數(shù)據(jù)包。這種裝置或步驟可通過一個包括連續(xù)性計數(shù)CC和數(shù)據(jù)包標識符PID的標簽來實現(xiàn)。若CC和PID被數(shù)字地結(jié)合以形成一個標簽，則它的值可以被作為相關(guān)傳送流包的主要頭部的一個參考。從而由于包丟失而引起的未對準將被檢測出來。
雖然上面已參照基本的優(yōu)選實施例和最佳的可能模式進行了說明，但應(yīng)當理解這些實施例不能被解釋為相關(guān)裝置的限制性例子，因為本領(lǐng)域技術(shù)人員可實施的各種各樣的變型，特征和特征的結(jié)合都將落在所附的權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種傳輸系統(tǒng)，包括一個發(fā)射機，一個接收機和一個與該發(fā)射機和該接收機相耦合的傳送網(wǎng)絡(luò)，其中該發(fā)射機配置有時間標記裝置，用于產(chǎn)生表示包含在相應(yīng)的傳送數(shù)據(jù)流(TS)中的基于本地時鐘的計數(shù)值的相應(yīng)的傳輸時間標記(TTS)，該接收機配置有一個具有時鐘頻率控制輸入的時鐘發(fā)生器，其特征在于該接收機進一步包括一個時基再生裝置，它與傳送網(wǎng)絡(luò)相耦合，用于計算在接收的連續(xù)傳輸時間標記之間的時間差，并與所述頻率控制輸入相耦合，以基于所述計算的時間差而影響該時鐘頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的傳輸系統(tǒng)，其特征在于該傳輸系統(tǒng)配置有用于確定接收的傳輸時間標記數(shù)據(jù)的正確性的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的傳輸系統(tǒng)，其特征在于對接收的傳輸時間標記數(shù)據(jù)執(zhí)行循環(huán)冗余校驗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一的傳輸系統(tǒng)，其特征在于該傳輸系統(tǒng)配置有用于指示接收機接收的傳輸時間標記是否對應(yīng)其相關(guān)數(shù)據(jù)包的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的傳輸系統(tǒng)，其特征在于該指示裝置是由連續(xù)性計數(shù)(CC)，傳輸時間標記(TTS)和數(shù)據(jù)包標識符(PID)形成的，其中CC和PID被結(jié)合以形成傳輸時間標記的標簽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一的傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用的發(fā)射機，該傳輸系統(tǒng)包括該發(fā)射機，一個接收機和一個與該發(fā)射機和該接收機相耦合的傳送網(wǎng)絡(luò)，其中該發(fā)射機配置有時間標記裝置，用于產(chǎn)生表示包含在相應(yīng)的傳送數(shù)據(jù)流(TS)中的基于本地時鐘的計數(shù)值的相應(yīng)的傳輸時間標記(TTS)，該接收機配置有一個具有時鐘頻率控制輸入的時鐘發(fā)生器，其特征在于該接收機進一步包括一個時基再生裝置，它與傳送網(wǎng)絡(luò)相耦合用于計算在接收的連續(xù)傳輸時間標記之間的時間差，并與頻率控制輸入相耦合，以基于所述時間差而影響該時鐘頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一的傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用的接收機，該傳輸系統(tǒng)包括一個發(fā)射機，該接收機和一個與該發(fā)射機和該接收機相耦合的傳送網(wǎng)絡(luò)，其中該發(fā)射機配置有時間標記裝置，用于產(chǎn)生表示包含在相應(yīng)的傳輸數(shù)據(jù)流(TS)中的基于本地時鐘的計數(shù)值的相應(yīng)的傳輸時間標記(TTS)，該接收機配置有一個具有時鐘頻率控制輸入的時鐘發(fā)生器，其特征在于該接收機進一步包括一個時基再生裝置，它與傳送網(wǎng)絡(luò)相耦合，用于計算在接收的連續(xù)傳輸時間標記之間的時間差，并與頻率控制輸入相耦合，以基于所述時間差而影響該時鐘頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一的傳輸系統(tǒng)中使用的信號，該傳輸系統(tǒng)包括一個發(fā)射機，一個接收機和一個與該發(fā)射機和該接收機相耦合的傳送網(wǎng)絡(luò)，其中該發(fā)射機配置有時間標記裝置，用于產(chǎn)生表示包含在相應(yīng)的傳輸數(shù)據(jù)流(TS)中的基于本地時鐘的計數(shù)值的相應(yīng)的傳輸時間標記(TTS)，該接收機配置有一個具有時鐘頻率控制輸入的時鐘發(fā)生器，其特征在于該接收機進一步包括一個時基再生裝置，它與傳送網(wǎng)絡(luò)相耦合，用于計算在接收的連續(xù)傳輸時間標記之間的時間差，并與頻率控制輸入相耦合，以基于所述時間差而影響該時鐘頻率。
全文摘要
所公開的傳輸系統(tǒng)包括一個發(fā)射機，一個接收機和一個與該發(fā)射機和接收機相耦合的傳送網(wǎng)絡(luò)。該發(fā)射機配置有時間標記裝置，用于產(chǎn)生表示包含在相應(yīng)的傳輸數(shù)據(jù)流(TS)中的基于本地時鐘的計數(shù)值的相應(yīng)的傳輸時間標記(TTS)。該接收機配置有一個具有時鐘頻率控制輸入的時鐘發(fā)生器。該接收機進一步包括一個與傳送網(wǎng)絡(luò)相耦合的時基再生裝置，用于計算在接收的連續(xù)傳輸時間標記之間的時間差。該時基再生裝置與所述頻率控制輸入相耦合，以基于所述計算的時間差而影響該時鐘頻率。這樣可以重建精確的時基，并使接收機的解碼器中的解碼處理更為可靠，并減少了諸如由ATM型網(wǎng)絡(luò)引入的易抖動性。
文檔編號H04N7/24GK1462559SQ02801634
公開日2003年12月17日 申請日期2002年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月14日
發(fā)明者O·埃倫伯格, H·A·J·M·赫里杰斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司