DE10139069B4 - Verfahren und Anordnung zum regionalen Einblenden von Lokalprogrammen in einem DVB-Gleichwellennetz - Google Patents

Verfahren und Anordnung zum regionalen Einblenden von Lokalprogrammen in einem DVB-Gleichwellennetz Download PDF

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Abstract

Verfahren zum regionalen Einblenden mindestens eines Lokalprogrammes anstelle mindestens eines der mehreren landesweit über ein DVB-Gleichwellennetz ausgestrahlten Programme zur synchronen Ausstrahlung über mehrere Sender, bei dem über ein Zuführnetz sowohl die landesweit als auch die lokal auszustrahlenden Programme an den Standorten der das Lokalprogramm ausstrahlenden Sender verfügbar sind, wobei in jedem dieser Sender für einen Teil-Datenstrom des MPEG-Transportstromes des zu ersetzenden landesweiten Programms und für einen Teil-Datenstrom des MPEG-Transportstromes des einzublendenden Lokalprogrammes jeweils der Continuity-Count bestimmt wird und erst bei Gleichheit dieser Continuity-Counts innerhalb dieser Teil-Datenströme die Transportstrom-Pakete des einzublendenden Lokalprogramms anstelle der Transportstrompakete des zu ersetzenden Programms in den Transportstrom des Senders eingetastet werden, wobei in den MPEG-Transportstrom (TS2) des Lokalprogramms eine Zusatzinformation eingetastet wird, über die in regelmäßigen Abständen ein Startwert aus den Continuity-Counts (CC2) für alle einzutastenden Programmkennungen (PIDS) abgeleitet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum regionalen Einblenden mindestens eines Lokalprogrammes anstelle mindestens eines der mehreren landesweit über ein DVB-Gleichwellennetz ausgestrahlten Programme zur synchronen Ausstrahlung über mehrere Sender und eine Anordnung zum Ausführen dieses Verfahrens.
  • Bei einem sogenannten DVB-T SFN (Digital Video Broadcasting Terrestrial Single Frequency Network) ist es oftmals wünschenswert, in einem Teil des landesweiten Sendegebietes eines der landesweiten Programme gegen ein anderes beispielsweise lokales Regionalprogramm auszutauschen. Wenn das Lokalprogramm nur über einen Sender ausgestrahlt wird, ist ein Austausch direkt auf der Ebene der dem Sender zugeführten MPEG-2-Transportstrom-Pakete möglich (MPEG: Motion Pictures Experts Group, Weltstandard für die Quellcodierung von Video- und Audiosignalen nach ISO/IEC 13818). Wenn das Lokalprogramm jedoch wie die ursprünglichen landesweiten Programme über mehrere Sender eines sogenannten Gleichwellennetzes ausgestrahlt werden soll, muß die Eintastung auf der Ebene der Transportstrompakete synchronisiert werden. In einem üblichen DVB-Gleichwellennetz wird der MPEG-Transportstrom von einem zentralen Punkt aus den einzelnen Sendern zugeführt und so sichergestellt, daß alle Sender das Programm synchron abstrahlen. Wenn eines oder mehrere der landesweiten Programme durch ein oder mehrere lokale Programme ersetzt werden, so muß auch hierfür diese Synchronität im DVB-Gleichwellennetz gewährleistet sein. Dies wird bisher dadurch erreicht, daß auch das einzublendende Lokalprogramm von einem zentralen Punkt aus den in einem Teil des Sendegebietes arbeitenden lokalen Sendern zugeführt wird. Die Schaffung dieses zentralen Einspeisepunktes für das lokale Programm bedeutet hohe Kosten in Bezug auf Zuführungsleitungen und einen Remultiplexer.
  • Die Druckschrift Advanced Television Systems Committee: "Guide to the Use of the ATSC Digital Television Standard", Doc. A/54, ATSC, 4. Oct. 1995, betrifft das amerikanische ATSC-Verfahren, das zwar die landesweite Ausstrahlung eines Programms ermöglicht, jedoch nur über jeweils Sender mit unterschiedlicher Sendefrequenz und daher kein Gleichwellennetz ist, wie dies Gegenstand der Erfindung ist. Bei einem Gleichwellennetz wird das landesweite Programm über Sender ausgestrahlt, die jeweils mit gleicher Frequenz synchron abstrahlen. Nach dem ATSC-Standard ist der Aufbau eines Gleichwellennetzes nicht möglich, es ist nur möglich, das landesweite Programm über einzelne landesweit verteilte Sender abzustrahlen, die jeweils auf unterschiedlicher Frequenz senden. Hierbei kann auf einfache Weise an den einzelnen Sendern auch ein Lokalprogramm eingeblendet werden, da ja keine Synchronisation der einzelnen auf unterschiedlichen Frequenzen sendenden Sender erforderlich ist.
  • In der WO 99/13648 A1 ist das bekannte Splicing eines MPEG-2-Datenstroms beschrieben. Zwar wird am Rande auch der "continuity counter" erwähnt, aber keineswegs zu irgendeiner Art Synchronisation sonder vielmehr nur im Zusammenhang mit einem unentdeckbaren Einfügen eines Datenstroms in einen bereits vorhandenen Datenstrom. Damit dieses Einfügen unentdeckt bleibt, muß der "continuity Counter" ebenfalls ununterbrochen sein.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung aufzuzeigen, mit dem bzw. der auf einfache und preiswerte Weise solche Lokalprogramme anstelle von landesweiten Programmen in DVB-Gleichwellennetzen eingeblendet werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß der Nachteil des erhöhten Aufwandes. für die Signalzuführung vermieden werden kann, wenn dafür gesorgt wird, daß alle für den Austauschvorgang benötigten Programme jeweils an den Standorten der einzelnen Sender, an denen ein Austausch durchgeführt werden soll, zur Verfügung stehen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn sowohl das landesweite als auch das lokale Programm über Satellit den einzelnen Sendern zugeführt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die einzelnen Sender eines Ballungsraumes, über welche ein Lokalprogramm abgestrahlt werden soll, unmittelbar über Leitungen, beispielsweise Glasfaserverbindungen, mit dem Studio des Lokalprogramms verbunden sind und so die Sender des landesweiten DVB-Gleichwellennetz, die im Ballungsraum das Lokalprogramm abstrahlen sollen, sowohl die landesweiten als auch die lokalen Programme zur Verfügung haben. Es ist dann nur noch erforderlich, im Sinne der Erfindung die Transportstrompakete des auszublendenden und zu ersetzenden landesweiten Programms durch die Transportstrompakete des lokalen Programms an jedem der Sender des Ballungsraumes synchronisiert zu ersetzen.
  • Der beim erfindungsgemäßen Verfahren benutzte sogenannte Continuity-Count (CC) ist Bestandteil des oben erwähnten MPEG-Standards und wird dort näher erklärt und definiert. Dieser Continuity-Count zählt jeweils kontinuierlich die Datenpakete jedes Teil-Datenstroms (identifiziert durch den Paket-Identifier PID). Der für die Synchronisierung des Gleichwellennetzes erforderliche Standard für DVB (TS 101190) definiert Mega-Frames, in welche der insgesamt zu übertragende Transportstrom unterteilt ist.
  • Gemäß der Erfindung wird der bisher nur im Empfänger und sonst zu Kontrollzwecken ausgenutzte Continuity-Count für die Synchronisation der ein- und auszublendenden Programme benutzt und dadurch wird eine zentrale Einspeisestelle für die Sender des Lokalprogrammes überflüssig.
  • Die einzutastenden Lokalprogramme (typisch Video, Audio und andere Daten) besitzen im allgemeinen eine Datenrate, die etwas geringer ist als die Datenrate der ausgetasteten landesweiten Programme. In diesem Fall hat es sich als vorteilhaft erwiesen, innerhalb eines Mega Frames die fehlenden Datenpakete des lokalen Programms durch Nullpakete zu ersetzen.
    •
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 das Prinzipschaltbild einer Einrichtung zum Einblenden eines Lokalprogramms und
  • 2 das Schema des Continuity-Count-Vergleichs.
  • 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer Einrichtung zum Einblenden eines Lokalprogramms TS2 in einen landesweit über ein DVB-Gleichwellennetz abgestrahlten Datenstrom TS1, der typisch mehrere Programme enthält. Diese Einrichtung ist Bestandteil eines Senders, über den eine synchrone Einblendung eines Lokalprogramms durchgeführt werden soll und dem einerseits der ursprüngliche landesweite Transportstrom TS1 als aufbereiteter MPEG2-Transportstrom als auch das Lokalprogramm als MPEG2-Transportstrom TS2 zugeführt wird. Über Paketidentifizierungsfilter PID werden aus diesem Transportstrom jeweils die einzelnen Programme ausgefiltert und über ein MIP-Filter die Mega-Frame-Informationen. Für diejenigen landesweiten Programme, die ersetzt werden sollen, wird ein Continuity-Count CC1 durchgeführt. Der MPEG-Transportstrom TS2 der einzufügenden lokalen Programme wird ebenfalls einem Continuity-Count CC2 unterworfen, das Ergebnis wird für jeden Teil-Datenstrom des Lokalprogramms getrennt bestimmt. Die Teil-Datenströme der Lokalprogramme werden in einem Pufferspeicher 4 gespeichert. Wenn in der Synchronisationseinrichtung 5 festgestellt wird, daß der Continuity-Count CC1 für einen Teil-Datenstrom gleich groß wie der entsprechende Continuity-Count CC2 ist, erfolgt. in der Einblendeinrichtung 6 der Ersatz der Datenpakete des jeweils ausgewählten Teil-Datenstroms des Transportstromes TS1 durch die Datenpakete des Transportstromes TS2. Nach der Korrektureinrichtung 8 wird der so erzeugte neue mit einem Lokalprogramm ergänzte Transportstrom TS1' über den lokalen Sender abgestrahlt.
  • Die in 1 gezeigte Zusatzeinrichtung eines Senders wertet also den Continuity-Count CC der Teil-Datenströme, die in den Transportströmen TS1 und TS2 enthalten sind, aus und ersetzt jeweils die Transportstrompakete des auszublendenden Programms durch diejenigen des lokalen Programms, wenn diese denselben Wert im Continuity-Count aufweisen. Diese Prozedur wird für jede PID (Packet Identifier, Programmkennung), die zu dem entsprechenden Service gehört, separat durchgeführt. Sie ist deshalb nicht auf eine bestimmte Anzahl von Programmen beschränkt.
  • Der Zwischenspeicher, der die Transportstrompakete des Lokalprogramms entsprechend verzögert, hat eine Tiefe von jeweils 16 Transportstrompaketen (der Continuity-Count zählt Modulo 16). Bei einer Video-Datenrate von 3 Mb/s (entsprechend ca. 2.000 Transporstrompaketen pro Sekunde) ist auf diese Weise ein Synchronisierung in einem Zeitfenster von bis zu ca. 8 ms gewährleistet. Bei Audio-Strömen ist dieses Zeitfenster wegen der niedrigen Anzahl der Transportstrompakete pro Sekunde noch wesentlich größer.
  • Da die Synchronisierung eines DVB-Gleichwellennetzes ohnehin auf einen Bruchteil einer Millisekunde genau sein muß, ist die Größe dieses Zeitfensters mehr als ausreichend für das beschriebene Verfahren. Die Information über die Zeitbasis (über PGS) und die individuell eingestellte Verzögerung des Modulators liegt an jedem Sendestandort ohnehin vor und wird bei der Synchronisierung der Eintastung entsprechend berücksichtigt.
  • 2 zeigt das Schema des Continuity-Count-Vergleichs jeweils eines Teil-Datenstroms der Transportströme TS1 und TS2 und den Ersatz von fehlenden Datenpaketen des einzublendenden Transportstroms TS2 durch Nullpakete, wie dies erforderlich ist, wenn die Datenrate des einzublendenden Transportstroms TS2 pro Mega-Frame geringer ist als die Datenrate des auszublendenden Transportstromes TS1.
  • Der Beginn der Eintastung wird so eingestellt, daß er mit Beginn eines Megaframes zusammenfällt. Die Buffer 4 werden zu diesem Zeitpunkt auf Null gesetzt. Für das erste zu ersetzende Datenpaket eines Teildatenstroms (PID=K1) im TS1 hat der CC1-Zähler einen Wert N1. Die Eintastung erfolgt dann durch Ersetzen dieses Datenpakets (PID=K1, CC1=N1) durch das entsprechende Datenpaket aus dem Teildatenstrom (PID=K2) aus dem TS2 mit demselben Wert CC2=N1.
  • Am Ende des Megaframes hat der CC1-Zähler für PID=K1 den Wert CC1=N2. Im nächsten Megaframe beginnt die Eintastung dann mit CC1=N2+1 für PID=K1.
  • Hat der Teildatenstrom K2 genau die gleiche Datenrate wie der Teildatenstrom K1, so ist auch der Wert CC2=N2+1 für das erste Datenpaket im nächsten Megaframe.
  • Ist die Datenrate von K2 jedoch geringer als die von K1, so wird aus den Informationen über den Stand des Buffers 4 abgeleitet, wieviele Nullpakete eingetastet werden müssen, um den Unterschied der Datenraten auszugleichen. Dieser Vorgang erfolgt mit demselben Algorithmus und demselben Startwert an allen betroffenen Standorten.
  • Sind zum Beispiel A Nullpakete (AnzNP=A) nötig, so werden die letzten A Datenpakete in K1 vor dem Ende des ersten Megaframes (CC1=N2–A+1 bis CC1=N2) durch Nullpakete ersetzt. Das letzte Datenpaket in K2 im ersten Megaframe hat dann den CC2-Wert CC2=N2–A. Die Information über die Anzahl der eingetasteten Nullpakete (AnzNP=A) wird dann benutzt, um den lückenlosen Anschluß bei der Eintastung zu gewährleisten, indem im nächsten Megaframe in K1 das Datenpaket CC1=N2+1 durch das Datenpaket CC2=N2–A+1 aus K2 ersetzt wird.
  • Dieser Vorgang läuft für jeden Megaframe für die gesamte Dauer der Eintastung. Bei Störungen erkennt die Einrichtung anhand der Informationen aus den Continuity-Counts CC1 und CC2, wann eine neue Synchronisierung nötig ist.

Claims (4)

  1. Verfahren zum regionalen Einblenden mindestens eines Lokalprogrammes anstelle mindestens eines der mehreren landesweit über ein DVB-Gleichwellennetz ausgestrahlten Programme zur synchronen Ausstrahlung über mehrere Sender, bei dem über ein Zuführnetz sowohl die landesweit als auch die lokal auszustrahlenden Programme an den Standorten der das Lokalprogramm ausstrahlenden Sender verfügbar sind, wobei in jedem dieser Sender für einen Teil-Datenstrom des MPEG-Transportstromes des zu ersetzenden landesweiten Programms und für einen Teil-Datenstrom des MPEG-Transportstromes des einzublendenden Lokalprogrammes jeweils der Continuity-Count bestimmt wird und erst bei Gleichheit dieser Continuity-Counts innerhalb dieser Teil-Datenströme die Transportstrom-Pakete des einzublendenden Lokalprogramms anstelle der Transportstrompakete des zu ersetzenden Programms in den Transportstrom des Senders eingetastet werden, wobei in den MPEG-Transportstrom (TS2) des Lokalprogramms eine Zusatzinformation eingetastet wird, über die in regelmäßigen Abständen ein Startwert aus den Continuity-Counts (CC2) für alle einzutastenden Programmkennungen (PIDS) abgeleitet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Datenpakete (Datenrate) des einzublendenden Lokalprogramms geringer ist als die des zu ersetzenden Programms und daß die fehlenden Datenpakete innerhalb eines Mega-Frames des einzublendenden Transportstromes durch Nullpakete ersetzt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuführnetz für die Programme eine Satellitenverbindung benutzt wird.
  4. Anordnung zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Einrichtung (1) zum Trennen der landesweit auszustrahlenden Programme (TS1) nach deren Programmkennung (PID), einer Einrichtung (2) zum Bestimmen des Continuity-Count (CC1) für einen Teil-Datenstrom der Transportstrompakete der landesweit auszustrahlenden Programme, einer Einrichtung (3) zum Bestimmen des Continuity-Count (CC2) für einen Teil-Datenstrom der einzublendenden Lokalprogramme (TS2) mit einem nachfolgenden Zwischenspeicher (4) zum Verzögern der Transportstrompakete dieser Lokalprogramme, einer Synchronisationseinrichtung (5), in welcher die Continuity-Counts (CC1 und CC2) verglichen werden, und einer Einblendeinrichtung (6), durch welche anstelle der Transportstrompakete eines auszublendenden landesweiten Programms die Transportstrompakete des einzublendenden Lokalprogramms in den MPEG-Transportstrom des Senders eingetastet werden, wobei in den MPEG-Transportstrom (TS2) des Lokalprogramms eine Zusatzinformation eingetastet wird, über die in regelmäßigen Abständen ein Startwert aus den Continuity-Counts (CC2) für alle einzutastenden Programmkennungen (PIDS) abgeleitet wird.
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