DE3882680T2 - Bedingter Multiplexer. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen bedingten Multiplexer, bei welchem ein Eingangsbitstrom mit variabler Bitrate zur Teilnahme an einem multiplexierten Ausgangsbitstrom von Eingangsbitströmen zugelassen wird oder nicht in Abhängigkeit vom Resultat einer durch Prozesssormittel durchgeführten Operation, welche darin besteht, dass die geschätzte Ausgangsbandbreite des genannten Ausgangsbitstromes aus den Mittelwerten der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen der Bitraten der genannten Eingangsbitströme errechnet wird und anschliessend die geschätzte Ausgangsbandbreite mit der maximal zulässigen Ausgangsbandbreite oder mit einer Funktion davon verglichen wird.
• Ein solcher bedingter Multiplexer ist bereits vom digitalen Fernmeldesystem gemäss BE-Pat-Nr. 905 982 bekannt.
• Bei diesem bekannten System wird jedesmal, wenn ein Pfad zu einem Ausgangsterminal eines Durchschaltemoduls aufzubauen ist für die Uebertragung eines zusätzlichen Eingangsbitstromes oder Eingangspaketstromes, ein Pfadaufbaupaket, das den Mittelwert der variablen Bitrate dieses Stromes enthält, an das Durchschaltemodul angelegt. Dieses Pfadaufbaupaket ist das erste Paket des Eingangspaketstromes und läuft dessen Datenpaketen voraus. Die letzteren werden nur dann übertragen, wenn das Pfadaufbaupaket einen Pfad bestimmt hat, und die Uebertragung wird längs dieses Pfades stattfinden. Die im Durchschaltemodul enthaltenen Prozessormittel errechnen dann die geschätzte Ausgangsbandbreite, indem der neu erhaltene Mittelwert zur vorher gespeicherten Summe der Mittelwerte der Eingangsbitströme, die auf diesem Ausgangsterminal bereits multiplexiert werden, hinzuaddiert wird, und indem geprüft wird, ob diese geschätzte Bandbreite unterhalb eines vorbestimmten Prozentsatzes, z.B. 80%, der maximal zulässigen Bandbreite auf diesem Ausgangsterminal ist, bevor das Pfadaufbaupaket und später die andern Datenpakete des zusätzlichen Eingangspaketstromes auf diesem Ausgangsterminal multiplexiert werden dürfen.
• Es wurde gefunden, dass dieser bekannte bedingte Multiplexer Anlass geben kann zu einem relativ hohen Bitverlust, offensichtlich, weil die errechnete geschätzte Ausgangsbandbreite, welche zum Entscheid über das Multiplexen der Eingangsbitströme verwendet wird, nicht genügend genau ist.
• Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bedingten Multiplexer der obigen Art vorzusehen, der jedoch eine verbesserte Genauigkeit aufweist.
• Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch erfüllt, dass die genannten Prozessormittel die genannte geschätzte Ausgangsbandbreite auch aus den Varianzen der genannten Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen errechnen.
• Durch Verwendung sowohl des Mittelwertes als auch der Varianz für jeden der Bitströme mit variabler Bitrate wird die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion dieser Bitrate genauer gekennzeichnet als durch die alleinige Verwendung des Mittelwertes, so dass auch die aus diesen Parametern errechnete Bandbreite des Ausgangsbitstromes, welche für den Entscheid über die Multiplexierung der Eingangsbitströme verwendet wird, genauer ist und daher die Bitverlustgüte verbessert wird.
• Ein anderes kennzeichnendes Merkmal des vorliegenden bedingten Multiplexers besteht darin, dass die genannten Bitströme variable Bitraten aufweisen und durch Videoquellen erzeugt werden.
• Wenn diese Videoquellen für Sendeanwendungen benützt werden, z.B. wenn eine hohe Bildqualität gefordert wird, muss der hohe Qualitätspegel für das komplexeste Bild realisiert werden. Wenn Videoquellen mit fester Bitrate verwendet werden, muss die letztere gleich dem Spitzenwert sein, welcher auch der Mittelwert ist, so dass, wenn die geschätzte Ausgangsbandbreite aus diesen Mittelwerten errechnet wird und auf diesen basierend der Multiplexentscheid gefällt wird, die zur Verfügung stehende Ausgangsbandbreite sehr schlecht ausgenützt wird. Wenn jedoch die verwendeten Videoquellen Bitströme mit variabler Bitrate erzeugen und z.B. von der in der Belgischen Patentanmeldung Nr. 8700027 beschriebenen Art sind, ist die variable Bitrate eine Funktion des aufgenommenen Bildes. Weil jedoch solche komplexen Bildszenen selten sind, ist das Verhältnis der mittleren zur maximalen Bitrate relativ klein. Indem die geschätzte Ausgangsbandbreite aus den Mittelwert- und Varianzparametern errechnet wird und der Multiplexentscheid darauf beruht, wird die zulässige Ausgangsbandbreite sehr gut ausgenützt.
• Ein anderes kennzeichnendes Merkmal des vorliegenden bedingten Multiplexers besteht darin, dass die genannten Prozessormittel die genannten geschätzte Ausgangsbandbreite von der Summe der genannten Mittelwerte und der Summe der genannten Varianzen errechnen.
• Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal des vorliegenden bedingten Multiplexers besteht darin, dass die genannte geschätzte Ausgangsbandbreite auch eine Funktion einer vorbestimmten Bitverlustwahrscheinlichkeit ist.
• Auf diese Weise wird, wenn die Prozessormittel die Multiplexbildung aus einer Anzahl von Eingangsbitströmen zulassen, sichergestellt, dass der Bitverlust einen vorbestimmten Wert mit einer gewünschten Wahrscheinlichkeit nicht übersteigt.
• Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal des vorliegenden bedingten Multiplexers besteht darin, dass die genannten Prozessormittel die genannte geschätzte Ausgangsbandbreite auch aus der vorbestimmten Ausgangsbandbreite errechnen, welche der genannten vorbestimmten Bitverlustwahrscheinlichkeit in der kumulativen Normalverteilungsfunktion entspricht, für welche der Mittelwert und die Varianz gleich 0 bzw. 1 sind.
• Die Erfindung basiert tatsächlich auf der Einsicht, dass die Ausgangsbandbreite, welche die vorbestimmte Bitverlustwahrscheinlichkeit in der entsprechenden kumulativen Normalverteilungsfunktion mit einem Mittelwert und einer Varianz gleich den obigen Summen besitzt, von der geschätzten Ausgangsbandbreite abgeleitet werden kann, welche die gleiche Bitverlustwahrscheinlichkeit in der standardisierten kumulativen Normalverteilungsfunktion mit einem Mittelwert und einer Varianz gleich 0 bzw. 1 besitzt.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf einen bedingten Multiplexer, bei welchem ein Eingangsbitstrom mit variabler Bitrate zugelassen wird als Teil eines multiplexierten Ausgangsbitstromes von Eingangsbitströmen oder nicht, je nach Ergebnis einer durch Prozessormittel durchgeführten Operation, welche Mittel durch vorher empfangene, den genannten Eingangsbitströmen zugeordnete Parameter gesteuert werden.
• Ein solcher bedingter Multiplexer ist bereits aus dem digitalen Fernmeldesystem gemäss BE-Pat-Nr. 905 982 bekannt. Darin ist der für jeden Eingangsbitstrom empfangene Parameter die mittlere Bitrate dieses Bitstromes und dieser Parameter wird durch die Prozessormittel verwendet, um zu entscheiden, ob dieser Bitstrom mit andern bereits auf einem gleichen Ausgangsterminal übertragenen Bitströmen multiplexiert werden kann. Wenn dieser Parameter jedoch nicht der gerade übertragenen Bitrate entspricht und die letztere zu hoch ist, kann dies zu einer Ueberlast auf dem Ausgangsterminal führen.
• Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bedingten Multiplexer der zuletzt beschriebenen Art vorzusehen, der jedoch eine solche falsche Arbeitsweise verhindert.
• Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch erfüllt, dass der bedingte Multiplexer weitere Prozessormittel aufweist, welche die genannten Parameter aus den genannten Eingangsbitströmen bestimmen, wobei die gemessenen Parameter jedesmal aufdatiert werden, wenn ein neues Datenpaket eines Eingangsbitstromes ankommt, dann die genannten Parameter mit den empfangenen Parametern vergleichen und die Eingangsbitströme in Funktion des Resultates dieses Vergleichs verarbeiten.
• Auf diese Weise sind die zusätzlichen Prozessormittel in der Lage, eine falsche Arbeitsweise zu detektieren und können dann die Durchführung von geeigneten Korrekturmassnahmen einleiten.
• Die oben beschriebenen Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden offensichtlicher und die Erfindung selbst wird klar verständlich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Zusammenhang mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
• Die Fig. 1 ein digitales Fernmeldesystem, das einen erfindungsgemässen bedingten Multiplexer verwendet;
• Die Fig. 2 einen Teil von Fig. 1 mit mehr Einzelheiten; und
• Die Fig. 3 den Prozessor RPR1 von Fig. 2 mit mehr Einzelheiten.
• Zunächst ist zu bemerken, dass alle in der Beschreibung verwendeten mathematischen Gleichungen auf deren letzter Seite zusammengefasst sind und dass im folgenden i, j, i-1 und j-1 als Indizes verwendet werden.
• Das gezeigte digitale Fernmeldesystem ist von der im erwähnten BE-Pat-Nr. 905 982 beschriebenen Art. Es weist ein mehrstufiges Breitband-Paketvermittlungsnetzwerk BSN auf mit einer Anzahl von Eingangsterminals I1/N und einer Anzahl von Ausgangsterminals O1/N, sowie mit einer Anzahl von Teilnehmerstationen US1/N mit je einer Sendeausrüstung SE1/N und einer Empfangsausrüstung RE1/N. Die Sendeausrüstungen SE1/N sind mit den Eingangsterminals I1/N von BSN über entsprechende asynchrone Zeitmultiplex-(ATD)-Eingangsübertragungslinks TL1/N und entsprechende Eingangs-Schnittstellenschaltungen II1/N gekoppelt. Die Ausgangsterminals von BSN sind mit den Sendeausrüstungen RE1/N über entsprechende Ausgangs- Schnittstellenschaltungen OI1/N und entsprechende ATD-Ausgangsübertragungslinks OL1/n gekoppelt.
• Im Paketvermittlungsnetzwerk BSN sind die N Eingangsterminals I1/N mit den N Ausgangsterminals O1/N über eine Anzahl von in Kaskade geschalteten Stufen von Durchschaltemoduln gekoppelt, von denen lediglich eines, BSE, gezeigt ist. Dieses Durchschaltemodul ist ebenfalls von der im oben erwähnten BE-Pat-Nr. 905 982 beschriebenen Art und besitzt 8 Eingänge R1/8, welche mit entsprechenden Ausgängen einer nicht gezeigten vorausgehenden Stufe verbunden sind, weiter 8 Ausgänge T1/8, welche mit entsprechenden Eingängen einer nicht gezeigten nachfolgenden Stufe verbunden sind, weiter einen Zeitmultiplex-(TDM)-Bus TB, gesteuert durch eine Bussteuereinheit TM, und einen Schalterport-Steuerbus SB. Die Eingänge R1/8 sind über entsprechenden Empfangsports RX1/8 mit dem Bus TB verbunden, welcher weiter mit 8 Sendeports TX1/8 gekoppelt ist, die je mit einem entsprechenden Ausgang T1/8 verbunden sind. Jedes Empfangsport RX1/8 ist auch bidirektional mit einem entsprechenden Schalterport-Kontroller SC1/8 verbunden und alle diese Kontroller und die Sendeports TX1/8 sind durch den Bus SB miteinander verbunden.
• Da die Empfangsports RX1/8 unter sich identisch sind und das Gleiche für die Sendeports TX1/8 gilt, sind in fig. 2 lediglich RX1 und TX1 mit gewissen Einzelheiten dargestellt. RX1 weist eine Eingangspufferschaltung RBUF1, einen Prozessor RPR1 und einen Speicher RMEM1 auf, während TX1 eine Sendepufferschaltung TBUF1, einen Prozessor TPR1 und einen Speicher TMEM1 aufweist. Alle diese Elemente sind in der gezeigten Art miteinander verbunden. Der Speicher RMEM1 speichert die Mittelwert- und Varianzparameter mi und vi, welche später betrachtet werden, während der Speicher TMEM1 die Parameter Mi-1, Vi-1, B1 und B speichert, welche einen multiplexierten Ausgangsbitstrom auf dem Ausgang T1 betreffen. Dabei ist:
• - Mi-1 die Summe der Mittelwerte der Wahrscheinlichkeits-Verteilungsfunktionen der Bitraten der i-1 Eingangsbitströme, welche Teil dieses multiplexierten Ausgangsbitstromes bilden;
• - Vi-1 die Summe der Varianzen dieser i-1 Eingangsbitströme;
• - B die maximal zulässige Ausgangsbandbreite;
• - B1 die Ausgangsbandbreite, für welche die normalisierte kumulative normale Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion, die durch einen Mittelwert gleich 0 und eine Varianz gleich 1 gekennzeichnet ist, angibt, dass diese Bandbreite mit einer Wahrscheinlichkeit gleich 1-PLR nicht überschritten wird, wobei PLR der Bitverlust oder Paketverlust ist.
• Es wird angenommen, dass jede Teilnehmerstation US1/N eine Videostation von der Art ist, die im BE-Pat-Nr. 904 101 (W. Verbiest 1) und in der Belgischen Patentanmeldung Nr. 8700027 beschrieben ist.
• Wenn ein Bild durch eine Sendeausrüstung aufgenommen wird, erzeugt die letztere einen Bitstrom, in welchem die Bits zu Paketen von 280 Bits zusammengefasst sind und wobei die Pakete eine Frequenz aufweisen, die eine Funktion der Komplexität des Bildes ist. In jedem solchen Paket folgen sich die Bits mit einer vorbestimmten maximalen Bitrate von z.B. 560 MBit/s, da aber die Paketfrequenz eine Funktion der Bildkomplexität ist, ist die Bitrate des Bitstromes oder Paketstromes kleiner als 560 MBit/s und variabel.
• Die durch die verschiedenen Sendeausrüstungen SE1/N so erzeugten Bitströme oder Paketströme mit variablen Bitraten werden über die ankommenden ATD-Links IL1/N und die Eingangsschnittstellenschaltungen II1/N an die Eingangsterminals I1/N des Vermittlungsnetzwerks BSN angelegt. Darin wird das Format der empfangenen Pakete an das im Vermittlungsnetzwerk verwendete Format angepasst. In jedem der Durchschaltemoduln, wie BSE dieses Netzwerks, wird das an irgend einem seiner Eingänge R1/8 ankommende Datenpaket in der Pufferschaltung des zugehörigen Empfangsports RX1/8 gespeichert, bevor es über den Bus TB und unter der Steuerung der Bussteuereinheit TM in die Pufferschaltung eines ausgewählten Sendeports TX1/8 übertragen wird. Dieses Sendeport wurde vorher durch einen Schalterportkontroller SC1/8 nach Empfang eines Pfadaufbaupaketes ausgewählt, welches Paket immer einem Strom von Datenpaketen vorausgeht. Von der Ausgangspufferschaltung des Sendeports TX1/8 werden die Datenpakete an die Ausgangsterminals O1/N über die Ausgangsschnittstellenschaltungen OI1/N angelegt, worin das Format der an diesen Ausgangterminals erscheinenden Pakete modifiziert wird, bevor sie an die abgehenden ATD-Links OL1/8 angelegt werden. Von dort werden die Pakete an die Empfangsausrüstungen RE1/N angelegt, in welchen sie in entsprechende Bilder gewandelt werden.
• Ein oben erwähntes Pfadaufbaupaket wird durch jede Sendeausrüstung SE1/8 als erstes Paket eines Stromes von Paketen erzeugt und läuft dessen Datenpaketen voraus. Es wird verwendet zur Festlegung eines Pfades durch das Netzwerk BSN. Ein solches Pfadaufbaupaket umfasst neben andern im oben erwähnten BE-Pat-Nr. 905 982 beschriebenen Informationen die Mittelwert- und Varianzparameter mi und vi, welche die Wahrscheinlichkeits-Verteilungsfunktion der variablen Bitrate kennzeichnen, mit welcher die Datenpakete, die zur gleichen Verbindung gehören wie das Pfadaufbaupaket, nachher auf dem Pfad übermittelt werden.
• Wenn ein solches Pfadaufbaupaket an einem der Eingänge R1/8 der Empfangsports RX1/8 von BSE, z.B. auf R1, empfangen wird, wird es in der Pufferschaltung dieses Ports gespeichert, z.B. in der Pufferschaltung RBUF1 von RX1. Der RBUF1 zugeordnete Prozessor RPR1 liest dann die im Pfadaufbaupaket enthaltenen Mittelwert- und Varianzparameter mi und vi und speichert sie im Speicher RMEM1. Der RX1 zugeordnete Schalterportkontroller SC1 wählt dann ein Sendeport aus der Gruppe TX1/8, z.B. TX1, liest dann die Parameter mi und vi aus RMEM1 aus und übermittelt sie dann dem Prozessor TPR1von TX1. Der letztere prüft dann, ob der i-te Paketeingangsstrom, von welchem das obige Pfadaufbaupaket das erste Paket ist, auf dem Ausgangsterminal T1 multiplexiert werden darf, zusammen mit den i-1 Datenpaketeingangsströmen, die bereits darauf multiplexiert sind, um einen resultierenden Datenpaketausgangsstrom zu bilden, welcher i Datenpaket-Eingangsströme enthält.
• Für eine geeignete Anzahl von i unabhängigen Eingangsströmen von Datenpaketen, die durch mit variablen Bitraten arbeitenden Videoquellen erzeugt werden, kann die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion der variablen Bitrate dieses Datenpaket-Ausgangsstromes als eine praktisch normale angenommen werden, welche durch ihren Mittelwert Mi und ihre Varianz Vi gekennzeichnet ist. Die Parameter Mi und Vi des Datenpaket- Ausgangsstromes sind dann je gleich der Summe der Mittelwert- und Varianzwerte, die die i Datenpaket-Eingangsströme kennzeichnen.
• Wie bereits erwähnt, übermittelt der Schalterportkontroller SC1 jedesmal, wenn ein Pfadaufbaupaket, das das erste Paket eines i-ten Eingangspaketstromes bildet, in der Pufferschaltung RBUF1 von RX1 empfangen wird und wenn dieser i-te Strom möglicherweise auf dem gleichen Ausgang T1 zusammen mit i-1 vorher empfangenen Datenpaket-Eingangsströmen multiplexiert werden soll, die im neuen Pfadaufbaupaket enthalten Angaben von Mittelwert und Varianz mi und vi über den Bus SB an den Prozessor TPR1 von TX1. Aus den vorher errechneten und im Speicher TMEM1 von Sendeport TX1 gespeicherten Summenwerten Mi-1 und Vi-1 errechnet dieser Prozessor zunächst die neuen Werte aus den Gleichungen (1) und (2). Anschliessend errechnet er aus Gleichung (3) die geschätzte Ausgangsbandbreite und vergleicht diese Bandbreite mit der maximal zulässigen Bandbreite B auf dem Ausgang T1. Er informiert dann über Bus SB den Schalterportkontroller SC1 über das Resultat dieses Vergleiches und der letztere führt dann die Operationen aus, die schon im oben erwähnten BE-Pat-Nr. 905 982 beschrieben wurden. Z.B., wenn das Multiplexieren des i-ten Paketstromes zugelassen wird, wird das in RX1 gespeicherte Pfadaufbaupaket über Bus TB nach TX1 übermittelt und dann auf T1 multiplexiert. Wenn nicht, sucht das Pfadaufbaupaket einen andern Pfad. Wenn dieses Paket einen Pfad durch das Netzwerk bestimmen kann, dann werden die andern Datenpakete längs dieses Pfades übermittelt und auf den gleichen Ausgangsterminals multiplexiert wie das Pfadaufbaupaket, u.s..w.
• Der obige Vergleichsvorgang, der durch TPR1 als Teil des bedingten Multiplexers durchgeführt wird, hat die folgende Berechtigung.
• Weil angenommen wurde, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion des auf T1 multiplexierten Ausgangsbitstromes eine normale Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion sei, und wenn man die entsprechende kumulative normale Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion dieser Bitrate kennen möchte, welche durch den Mittelwert Mi und die Varianz Vi gekennzeichnet ist, würde die letztere Funktion für jede geschätzte Ausgangsbandbreite die Wahrscheinlichkeit angeben, dass sie überschritten wird oder nicht. Diese Funktion würde also für die oben erwähnte Wahrscheinlichkeit 1-PLR eine geschätzte Ausgangsbandbreite B2 angeben.
• Der obgenannte Vergleich stützt sich nun auf die Einsicht ab, dass, obwohl die kumulative normale Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion nicht bekannt ist, der Wert B2 vom entsprechenden Wert B1 der bekannten normalisierten oder standardisierten kumulativen normalen Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion, d.h. für welche der Mittelwert gleich 0 und die Varianz gleich 1 ist, abgeleitet werden kann. Tatsächlich ist für eine gleiche Wahrscheinlichkeit der normalisierte Parameter B1 über die lineare Gleichung (4) mit B2 verknüpft, so dass die geschätzte Bandbreite B2 auf dem Ausgang T1, welche die maximal zulässige Bandbreite B nicht übersteigt, durch Gleichung (3) gegeben ist.
• Wie bereits oben beschrieben wurde, teilt jede der Videoquellen den Mittelwert mi und die Varianz vi, welche die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion ihrer Bitrate kennzeichnen, dem Vermittlungsnetzwerk BSN mit, wenn ein Pfadaufbaupaket an dieses Netzwerk übertragen wird. Wenn jedoch eine solche Videoquelle während der nachfolgenden Uebertragung von Datenpaketen nicht innerhalb der zugeteilten Bandbreite arbeitet, kann das Netzwerk überlastet werden. üm dies zu verhindern, übt jedes der Empfangsports der Vermittlungsmoduln am Rande des Netzwerkes während jeder Datenpaketübertragung eine sogenannte Ueberwachungsfunktion aus, die darin besteht, zu prüfen, ob die angeschlossene Signalquelle innerhalb der zugeteilten Bandbreite arbeitet, und geeignete Gegenmassnahmen zu ergreifen, wenn diese Bandbreite überschritten wird. Dies wird nachfolgend beschrieben.
• Es sei angenommen, dass das Vermittlungsmodul BSE am Rande des Netzwerkes angeordnet sei, d.h. wenn seine Eingänge R1/8 je mit Eingangsterminals I1/8 verbunden sind, dann prüft jeder in deren Empfangsports RX1/8 enthaltene Prozessor, ob der Wert der Mittelwert- und Varianzparameter des daran angelegten Datenpaketstromes von der in der entsprechenden Teilnehmerstation US1/8 enthaltenen Videoquelle den Werten mi und vi dieser Parameter entspricht, die ihm vorher durch ein Pfadaufbaupaket mitgeteilt und im Speicher RMEM1 gespeichert wurden.
• Ausführlicher gesagt wird dieser Prüfvorgang im Empfangsport RX1 durch den Prozessor RPR1 durchgeführt, welcher in Fig. 3 im Detail gezeigt ist und eine Pakettaktschaltung PCL, Zähler CR1 und CR2, eine Halteschaltung LAC, eine Inverterschaltung IC, Quadrierschaltungen SQ1 und SQ2, Akkumulatorschaltungen ACC1 und ACC2, Teilerschaltungen DIV1 und DIV2, eine Subtraktionsschaltung SUB und eine Logikschaltung LC umfasst, Alle diese Schaltungen sind in der gezeigten Art miteinander verbunden Wie in dieser Figur ebenfalls gezeigt, besitzt die Pufferschaltung RBUF1 von Fig. 2 einen mit CR1 gekoppelten Ausgang und einen mit der Logikschaltung LC verbundenen Eingang, welch letztere Schaltung Eingänge aufweist, die mit Ausgängen der Speicherschaltung RMEM1 von Fig. 2 verbunden sind. Die Pakettaktschaltung PCL erzeugt Taktimpulse mit der Rate der Paketzeitschlitze. Diese Paketrate ist 280 mal kleiner als die Bitrate, da jedes Paket 280 Bits enthält. Die Pakettaktimpulse PCL werden auch an den Zähler CR1 angelegt, der daher mit der Paketrate weitergeschaltet wird.
• Der Prozessor RPR1 führt beim Empfang jedes Paketes, z.B. des j-ten, in der Pufferschaltung RBUF1 folgende Vorgänge aus, wobei angenommen wird, dass:
• - die Akkumulatorschaltungen ACCI und ACC2 je die akkumulierte Summe SRj-1 der j-1 vorher errechneten Werte R1 bis Rj-1 und die akkumulierte Summe S'j-1 der Quadrate dieser Werte speichern, wobei jeder dieser Werte R1 bis Rj-1 eine augenblickliche Bitrate darstellt, wie dies später noch erläutert wird;
• - der Zähler CR2 den Wert j-1 speichert;
• - der Speicher RMEM1 die Werte mi und vi speichert, wie bereits erwähnt.
• Wenn das j-te Datenpaket in der Empfangspufferschaltung RBUF1 empfangen wird, erlaubt die letztere zuerst den Transfer des Inhaltes Nj des Zählers CR1 in die Halteschaltung LAC und stellt dann diesen Zähler CR1 auf Null zurück. Dies bedeutet, dass Nj gleich der Anzahl von Paketzeitschlitzen ist, die seit dem Empfang des vorausgehenden (n-1)-ten Datenpaketen verstrichen sind, den Zeitschlitz des j-ten Paketes inbegriffen. Aus dem Wert Nj errechnet dann die Inverterschaltung IC den momentanen Wert Rj der Bitrate gemäss Gleichung (5).
• Wenn der Transfer von Nj von CR1 nach LAC durchgeführt ist, wird der Zähler CR2 auf die j-te Stellung gebracht und gibt damit an, dass das j-te Paket in RBUF1 empfangen wurde.
• Aus dem so errechneten momentanen Wert Rj der Bitrate und aus den in ACC1 bzw. ACC2 gespeicherten akkumulierten Summen errechnet der Prozessor RPR1 sowohl die neue akkumulierte Summe Sj2 durch Addition von Rj zu Sj-1 als auch die neue akkumulierte Summe S'j, indem zuerst Rj in der Quadrierschaltung SQ1 quadriert wird und dann das Quadrat zu S'j hinzu addiert wird. Die so erhaltenen Werte Sj und S'j werden dann in den Teilerschaltungen DIV1 und DIV2 durch j geteilt, welche Schaltungen der-Mittelwert mj der Werte R1 bis Rj bzw. den Mittelwert m'j der Quadrate dieser Werte erzeugen.
• Mit Hilfe dieser Werte mj und m'j errechnet dann der Prozessor RPR1 den neuen Varianzwert vj, indem zuerst mj in der Quadrierschaltung SQ2 quadriert wird und dann dieses Quadrat in der Subtraktionsschaltung SUB von m'j subtrahiert wird, vj ist also durch Gleichung (6) gegeben.
• Diese Gleichung basiert auf der Einsicht, dass aus der Wahrscheinlichkeitstheorie folgt, dass die Varianz der normalen Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion, welche eine Anzahl von diskreten Werten wie R1 bis Rj besitzt, gleich dem Mittelwert m'j der Quadrate dieser Werte minus dem Quadrat von dessen Mittelwert mj ist.
• In der Logikschaltung LC werden die gemessenen Werte mj und vj mit den entsprechenden, im Speicher RMEM1 gespeicherten Werten mi und vi verglichen. Wenn aus diesem Vergleich folgt, dass die durch mj und vj bestimmte Bitrate höher ist als die durch mi und vi bestimmte, wird ein Sperrsignal an die Empfangspufferschaltung RBUF1 angelegt, um zu verhindern, dass das darin gespeicherte Datenpaket zum Sendeport TX1 übertragen wird. Durch diese Korrekturmassnahme wird die Bitrate verkleinert.
• Statt so vorzugehen, könnte der Prozessor RPR1 auch die entsprechende Videoquelle über den Umstand informieren, dass sie ausserhalb der ihr zugeteilten Bandbreite arbeitet und etwas unternehmen muss, um dies zu korrigieren.
• Die obige Ueberwachungsfunktion könnte auch durch einen Prozessor in den Teilnehmerstationen ausgeführt werden.
• Im Falle, dass die Datenpakete des in einer solchen Station erzeugten Stromes z.B. durch einen mehrschichtigen Codiervorgang erhalten werden, wie er in der Belgischen Patentanmeldung Nr. 8700027 beschrieben wurde, kann ein Prozessor in der Teilnehmerstation eine weiche Korrekturmassnahme durchführen, indem Datenpakete der höheren Schicht unterdrückt werden, d.h. jene, welche detaillierte Bildinformationen liefern im Gegensatz zu jenen der tieferen Schicht, die mehr grundsätzliche Bildinformationen enthalten.
• Im oben beschriebenen Beispiel wird die Ueberwachungsfunktion in einer Teilnehmerstation oder in jedem Empfangsport eines Vermittlungsmoduls am Rande des Netzwerkes durchgeführt, so dass die Arbeitsweise von lediglich einer Videoquelle geprüft wird. Die Ueberwachungsfunktion könnte jedoch auch in den Empfangsports eines Vermittlungsmoduls durchgeführt werden, das nicht am Rande des Netzwerkes ist. Auf diese Weise muss die Arbeitsweise aller Videoquellen, die dieses Empfangsport benützen, geprüft werden.
• Obwohl die Prinzipien der Erfindung in Zusammenhang mit einem bestimmten Gerät beschrieben wurden, muss klar verstanden werden, dass diese Beschreibung nur beispielsweise erfolgt ist und den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränkt.
Mathematische Gleichungen
• Mi = Mi-1 + mi (1)
• Vi = Vi-1 + vi (2)
• B2 = B1 . Vi1/2 + Mi (3)
• B2 - Mi/Vi1/2 = B1 (4)
• Rj = Nj&supmin;¹ (5)
• vj = m'j - m²j (6)

Claims (12)

1. Bedingter Multiplexer, bei welchem ein Eingangsbitstrom mit variabler Bitrate zur Teilnahme an einem multiplexierten Ausgangsbitstrom von Eingangsbitströmen zugelassen wird oder nicht in Abhängigkeit vom Resultat einer durch Prozesssormittel (TPR1) durchgeführten Operation, welche darin besteht, dass die geschätzte Ausgangsbandbreite (B2) des genannten Ausgangsbitstromes aus den Mittelwerten (mi) der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen der Bitraten der genannten Eingangsbitströme errechnet wird und anschliessend die geschätzte Ausgangsbandbreite (B2) mit der maximal zulässigen Ausgangsbandbreite (B) oder mit einer Funktion davon verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Prozessormittel (TPR1) die genannte geschätzte Ausgangsbandbreite (B2) auch aus den Varianzen (vi) der genannten Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen errechnen.

2. Bedingter Multiplexer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Prozessormittel (TPR1) die genannte geschätzte Ausgangsbandbreite (B2) aus der Summe (Mi) der genannten Mittelwerte (mi) und aus der Summe (Vi) der genannten Varianzen (vi) errechnen.

3. Bedingter Multiplexer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Prozessormittel (TPR1) die genannte geschätzte Ausgangsbandbreite (B2) auch in Funktion einer vorbestimmten Bitverlustswahrscheinlichkeit errechnen.

4. Bedingter Multiplexer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Prozessormittel (TPR1) die genannte geschätzte Ausgangsbandbreite (B2) auch aus der vorbestimmten Ausgangsbandbreite (B1) errechnen, welche der vorbestimmten Bitverlustswahrscheinlichkeit in der kumulativen Normalverteilungsfunktion entspricht, für welche der Mittelwert und die Varianz gleich 0 bzw. 1 sind.

5. Bedingter Multiplexer nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte geschätzte Ausgangsbandbreite (B2) gleich B1 . Vi1/2 + Mi ist, wobei B1 die genannte vorbestimmte Ausgangsbandbreite und Mi und Vi die genannten Summen der genannten Mittelwerte (mi) bzw. der genannten Varianzen (vi) sind.

6. Bedingter Multiplexer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bits von jedem der genannten Bitströme zu Paketen zusammengefasst sind, um einen Paketstrom zu bilden, und dass der genannte Mittelwert (mi) und die genannte Varianz (vi) des genannten Eingangsbitstromes, der für die Multiplexierung zuzulassen ist oder nicht, den genannten Prozessormitteln (TPR1) mit Hilfe eines Steuerpaketes mitgeteilt werden, das das erste Paket des genannten Stromes bildet, der weitere Datenpakete umfasst, und dass die genannte Bitverlustswahrscheinlichkeit einer vorbestimmten Paketverlustswahrscheinlichkeit entspricht.

7. Bedingter Multiplexer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Eingangsbitströme variable Bitraten besitzen und durch Videoquellen (US1/8) erzeugt werden.

8. Verfahren zur bedingten Bildung eines Multiplexes, bei welchem ein Eingangsbitstrom mit variabler Bitrate in Abhängigkeit vom Resultat einer durch Prozessormittel (TPR1) durchgeführten Operation, die durch vorher empfangene, den Eingangsbitströmen zugeordnete Parameter (mi) gesteuert wird, als Teil eines multiplexierten Ausgangsbitstromes von Eingangsbitströmen zugelassen wird oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Prozessormittel (RPR1) vorhanden sind, welche die genannten Parameter (mj, vj) aus den genannten Eingangsbitströmen messen, wobei die genannten gemessenen Parameter (mj, vj) jedesmal, wenn ein neues Datenpaket eines Eingangsbitstromes eintrifft, aufdatiert werden, dann die genannten Parameter (mj, vj) mit den genannten empfangenen Parametern (mi, vi) vergleichen und die genannten Eingangsbitströme in Funktion des Resultates dieses Vergleichs verarbeiten.

9. Verfahren zur bedingten Bildung eines Multiplexes nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten weitern Prozessormittel (RPR1) den Mittelwert (mj) und die Varianz (vj) jedes der genannten Eingangsbitströme messen und die genannte variable Bitrate absenken, wenn das Resultat des genannten Vergleiches angibt, dass die Bitrate dieses Eingangsbitstromes höher ist als jene, die den empfangenen Mittelwert- und Varianzparametern (mi, vi) entspricht.

10. Verfahren zur bedingten Bildung eines Multiplexes nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der genannten Eingangsbitströme durch eine Videoquelle erzeugt wird, welche jedes Bild mit unterschiedlichen Genauigkeiten codiert, und dass in funktion des Resultates des genannten Vergleiches die genannten weitern Prozessormittel RPR1) die genannte Videoquelle steuern, damit letztere Daten unterdrückt, die sich auf mit einer höhern Genauigkeit codierte Bilder beziehen.

11. Verfahren zur bedingten Bildung eines Multiplexes nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten weitern Prozessormittel (RPR1) den Mittelwert (mj) von jedem der genannten Eingangsbitströme messen, indem sie die momentanen Bitratenwerte (Rj) beim Empfang von jedes von deren Datenpaketen, die die genannten Bitströme bilden, messen und indem sie dann den Mittelwert (mj) der genannten Bitratenwerte (Rj) errechnen.

12. Verfahren zur bedingten Bildung eines Multiplexes nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten weitern Prozessormittel (RPR1) die genannte Varianz (vj) messen durch Errechnen des Mittelwertes (m'j) der Quadrate (Rj²) des genannten Bitratenwertes (Rj), und dann durch Errechnen der Differenz zwischen dem Mittelwert (m'j) der genannten Quadrate und dem Quadrat des Mittelwertes (mi) der genannten Bitratenwerte.