DE68926864T2 - Übertragungssystem für Multimediadaten - Google Patents
Übertragungssystem für MultimediadatenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Übertragungssystem für Multimediadaten zum Übertragen von Daten zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation.
- In der Veröffentlichung "IEEE/IEICE Global Telecommunications Conference", 1987, Band 1/3, 15. November 1987, Seite 36-39, welche den nächstkommenden Stand der Technik bildet, von welchem die Erfindung ausgeht, ist eine Rahmenstruktur für ein 384kBit/s-Codec veröffentlicht. Dieser Codec besteht aus 8kBit/s-Unterkanälen, die gemeinsam als VV Dienstkanal UV bezeichnet werden. Dieser 64kBit/s-Dienstkanal ist zur Verwendung von 100Hz Rahmen und 16,5Hz-Mehrfachrahmen ausgelegt. Die verbleibenden 320kBit/s sind für Videosignale reserviert. Ein Hauptproblem eines solchen Übertragungssystemes ergibt sich aus der Tatsache, daß die Übertragungskapazität nicht effektiv genutzt werden kann. Es sind keine Einrichtungen zum Einstellen individueller Rahmenformate entsprechend jeder Übertragungsgeschwindigkeit vorhanden. Das konventionelle Übertragungssystem weist eine Rahmenwiederholung von 100Hz und eine Übertragungsgeschwindigkeit von 384kbps auf. Somit ist die Länge eines Rahmens einheitlich 3840 Bit. Da die Übertragungsrahmenanordnung auf einer Bitgeschwindigkeitszuordnung für jeden Unterkanal basiert, ist erkennbar, daß diese Rahmenstruktur nicht direkt auf z.B. eine 56kbps-Leitung angewendet werden kann, welche allgemein in den USA verwendet wird, oder auf die 32kbps-Leitung, welche häufig in Kommunikationsnetzen privater Gesellschaften verwendet wird.
- Fig. 1 zeigt eine Rahmenstruktur eines weiteren Übertragungssystems für Multimediadaten aus dem Stand der Technik, gezeigt in dem technischen Bericht ICS87-7 des IECE Japan, 1987, von Juji Matsumoto, mit dem Titel "Structure and Application of Interface in 64kbps System Multimedia Communication System". In der gleichen Fig. bezeichnet 716 einen Achtfachrahmen aus acht Unterkanälen mit 1 Bit mit einer Wiederholfrequenz von 8 kHz; 717 bezeichnet einen Übertragungsrahmen aus 80 Achtfachrahmen 716.
- Fig. 2 ist eine Tabelle zum Erläutern der Zuordnung des Rahmensynchronsignals (FAS) in Fig. 1.
- Fig. 3 ist eine Tabelle, die den Inhalt des Rahmensynchronsignales (FAS) in dem durch 16 Obertragungsrahmen 717 in Fig. 2 gebildeten Mehrfachrahmen ausführt.
- Fig. 4 ist ein Profil zum Senden des in Fig. 2 gezeigten Übertragungsrahmens an den Übertragungspfad mit der Bitgeschwindigkeit von 64kbps. In dieser Fig. bezeichnet 718 eine Bitfolge, die an den 64kbps-Obertragungspfad zu senden ist.
- Die Wirkungsweise wird erläutert. Der Achtfachrahmen 716 in Fig. 2 weist eine Länge von 8 Bit auf. Die Frequenz Toct des Achtfachrahmens 716 wird in dem Fall, in dem er an die Leitung mit der Übertragungsgeschwindigkeit von 64kbps gesendet wird, gegeben durch
- Toct = 64kbps/8-Bit = 8kHz
- und die Übertragungskapazität Cs pro Unterkanal von 1 Bit wird angegeben durch
- Cs = 1 Bit x Toct = 8kbps.
- Insbesondere in dem Fall, in dem der Unterkanal in dem Achtfachrahmen 716 der Sprache, dem Videosignal und den Daten einzeln zugeordnet wird, wird jede Zuordnungsrate ein ganzzeiliges Vielfaches von 8kbps. Es bietet einen Vorteil, daß eine Übereinstimmung mit der Sprachkodier- und Dekodiervorrichtung (Sprach-Codec), welche gewöhnlich eine Abtastfrequenz von 8kHz hat, leicht erreicht werden kann. Der Übertragungsrahmen 717 wird aus 80 Achtfachrahmen 716 gebildet, wobei die Rahmenbits den achten Unterkanal (Dienstkanal) in dem Achtfachrahmen 716 zum Identifizieren des Unterkanals in dem Achtfachrahmen 716 und ebenfalls zum Identifizieren der Zuordnung eines Unterkanals zu jedem Medium belegen. Der achte Unterkanal (Dienstkanal) in dem Übertragungsrahmen 716 führt einen Zyklus in der Verwendung in den 80 Achtfachrahmen 716 aus.
- Der 8. Unterkanal (Dienstkanal) wird gebildet durch ein 8bit-Rahmensynchronsignal FAS, ein 8Bit-Bitgeschwindigkeitszuordnungssignal BAS und einen 64Bit-Anwendungskanal AC. Ein in Fig. 2 gezeigter Inhalt wird als Rahmensynchronmuster in dem FAS eingeordnet, um die Rahmensynchronisation und die durch Zusammenfassen von 16 Übertragungsrahmen 717 gebildete Mehrfachrahmensynchronisation festzulegen. In der Empfangsstation wird die Synchronisation des Übertragungsrahmens 717 zuerst durch Erfassen einheitlicher Muster eingestellt. Als nächstes wird die Mehrfachrahmensynchronisation auf der Basis des in Fig. 2 gezeigten Mi-Bits eingestellt. Fig. 3 ist eine Tabelle, die den Inhalt des in Fig. 2 gezeigten Mi-Bits und das einheitliche Muster und zusätzlicher Informationen, die durch Zuordnen von 16 Bits zu dem Mi-Bit in dem einen Mehrfachrahmen angeordnet sind, anzeigt.
- In dem Übertragungsrahmen 717 verändert BAS dynamisch die Zuordnung von Information für jeden der acht Übertragungsrahmen SMF1, SMF2 717, welcher gleich 1/2 des in Fig. 3 gezeigten Mehrfachrahmens ist, und dieselbe BAS- Information wird insgesamt 8mal übertragen, wobei jede Übertragung auf den Übertragungsrahmen 717 von SMF1 und SMF2 gerichtet ist. An der Empfangsstation wird eine Fehlerschutzvorrichtung zum Identifizieren der Bitgeschwindigkeitszuordnung in dem nächsten SMF, basierend auf der BAS- Information, welche in dem Inhalt insgesamt mindestens 5mal- von insgesamt 8mal getroffen wird, verwendet.
- Der Betriebskanal AC ist während der Anfangseinstellung Befehlsdaten zum Zwischen-Stations-Austausch zugeordnet, ist aber während der Kommunikation zur effektiven Nutzung von Leitungen Benutzerdaten zugeordnet. Die Bitkapazität CAc von AC ist entsprechend der folgenden Relation vorgegeben.
- CAc = Toct x 64/80 = 64kbps
- Fig. 4 zeigt den praktischen Aufbau des auf der 64kbps-Leitung entsprechend der obigen Beschreibung zu übertragenden Übertragungsrahmens 717.
- Der Übertragungsrahmenaufbau basiert auf der Bitgeschwindigkeitszuordnung für jeden Unterkanal mit der Kapazität von 8kbps und es ist erkennbar, daß dieser Rahmenaufbau bei der 56kbps-Leitung, welche allgemein in den Vereinigten Staaten verwendet wird, oder bei der 32kbps-Leitung, welche häufig für Kommunikationsnetzwerke der privaten Gesellschaften benutzt wird, nicht direkt angewendet werden kann.
- Da das bekannte Übertragungssystem für Multimediadaten aufgebaut ist, wie oben beschrieben, ist es schwierig, dieses System auf die Leitung von lx8kbps (l ist eine ganze Zahl von 1 oder größer) anzuwenden. Z.B. ergibt sich ein Problem, indem der Betrag von H/W zunimmt und die Übertragungskapazität wegen der Notwendigkeit des Einstellens individueller Rahmenformate entsprechend jeder Übertragungsgeschwindigkeit nicht effektiv genutzt werden kann, um die geeignete Funktion für die lx8kbps-Leitung mit der gleichen Vorrichtung bereitzustellen.
- In "ICASSP '87 A Proceedings", Band 2/4, 6. April 1987, S.1059-1062 ist ein adaptives Vektorquantisationsschema mit einer Kode-Lexikon-Ergänzung zur Farbbildsequenzkompression veröffentlicht. Dieses Schema verwendet eine Mittelwert/Restwert-Vektorquantisierung mit einem binären Baumsuchalgorithmus zur Vektorquantisierung einer Y-Komponente und einer Tiefpaß-gefilterten I- und Q-Komponente von Farbbildern. Es beinhaltet ebenfalls objektive Kriterien zur Kode-Lexikon-Ergänzung. Die Mittelwert- und Kennwert-Ergänzungstechnik wird ebenfalls zur weiteren Verringerung der Bitgeschwindigkeit verwendet.
- In E. Hölzler, H. Holzwarth, "Pulstechnik", Band II, Springer-Verlag 1976, Seite 307, ist das zur Dummy-Biteinfügung verwendete Impuls-Stauchverfahren beschrieben.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Rahmenformate für verschiedene Übertragungsgeschwindigkeiten bereitzustellen.
- Um diese Aufgabe zu verwirklichen, ist erfindungsgemäß ein Übertragungs system für Multimediadaten vorgesehen zum Übertragen von Daten zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation, mit einer Einrichtung zum Konfigurieren von Übertragungsrahmen von 80xl Bits Länge mit der Wiederholungsfrequenz von 100 Hz, wobei die Übertragungsrahmen einheitlich 80 Basiszeitschlitze zusammenfassen, die ohne Relation zu der Übertragungsgeschwindigkeit festgelegt sind, mit einer Länge von l-Bits mit der Wiederholungsfrequenz von 8kHz entsprechend der Übertragungsgeschwindigkeit von 8xlkbps; einer Einrichtung zum Konfigurieren eines Mehrfachrahmens durch einheitliches Zusammenfassen von 16 Übertragungsrahmen ohne Relation zur Übertragungsgeschwindigkeit; einer Einrichtung zum Multiplexen von Multimediadaten in jedem der Basiszeitschlitze, wobei der Übertragungsrahmen oder Mehrfachrahmen eine Kodeübertragungsgeschwindigkeit aufweist, welche ein ganzzahliges Vielfaches von 8kbps ist oder mit den Übertragungsrahmen oder Mehrfachrahmen übereinstimmt; und einer Kommunikationssteuerungseinrichtung zum Benachrichtigen der Empfangsstation durch Anordnen und Übertragen eines synchronen Kodes zum Identifizieren der Grenzen der Übertragungsrahmen und Mehrfachrahmen und einer Bit-Zuordnungsinformation, welche die Bit-Zuordnung von Multimediadaten zu einem vorbestimmten Bit in dem Basiszeitschlitz anzeigt.
- Das erfindungsgemäße Übertragungssystem kann daher zum Einstellen individueller Rahmenformate entsprechend jeder Übertragungsgeschwindigkeit verwendet werden, z.B. kann es an die lx8kbps-Leitung angepaßt werden. Somit kann das Übertragungssystem mit dem gleichen Übertragungsrahmenformat auf der Basis des Rahmens von 1 Bit Länge mit der Wiederholfrequenz von 8kHz bei den lx8kbps angewendet werden. Dadurch gibt die Erfindung eine kleine, ökonomische Vorrichtung an, die den Grad der Flexibilität von Leitungen verbessert und in der Wirkung resultiert, daß das digitale Netzwerk ökonomisch genutzt werden kann.
- Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Unteransprüche beschrieben.
- Fig. 1 ist ein Rahmenformat eines bekannten Übertragungssystems für Multimediadaten;
- Fig. 2 ist eine Darstellung zum Anzeigen des Inhalts der FAS in dem bekannten Übertragungssystem für Multimediadaten;
- Fig. 3 ist ein Mehrfachrahmenformat des bekannten Übertragungssystems für Multimediadaten;
- Fig. 4 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Übertragungsprofils einer Bitfolge zu der Übertragungsleitung in dem bekannten Übertragungssystem für Multimediadaten;
- Fig. 5 ist eine Anordnung einer Videokommunikationsstation mit einem Übertragungssystem für Multimediadaten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 6 ist ein Rahmenformat des Übertragungssystems für Multimediadaten gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 7 ist eine Darstellung zum Erläutern des Sendens einer Bitfolge zu der Übertragungsleitung durch das Übertragungssystem für Multimediadaten in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- Fig. 8 ist ein Rahmenformat des Übertragungssystems für Multimediadaten gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung wird anhand der Fig. 5 bis 8 erläutert. In Fig. 5 bezeichnet 701 eine Kamera, 702 einen Monitor, 703 eine dynamische Hochleistungs-Videokodiervorrichtung (Video-Codec) von l&sub1;x8kbpsbis (l&sub1;x8+6,4)kbps-Kodierungsgeschwindigkeit, welche an die Kamera 701 und den Monitor 703 angeschlossen ist, 704 bezeichnet ein digitales Datenausgangssignal des Video-Codecs 703, 705 ein Mikrofon, 706 einen Lautsprecher; 707 eine Hochleistungs-Sprachkodiervorrichtung (Sprach-Codec) mit l&sub2;x8kbps- Kodierungsgeschwindigkeit, 708 ein digitales Datenausgangssignal des Sprach- Codecs 707, 709 eine Übertragungssteuerungseinrichtung zum Multiplexen von Digitaldaten 704 und 708 mit lx8kbps zum Übertragen zu der Übertragungsleitung 710, 710 eine digitale Übertragungsleitung mit der Kapazität von lx8kbps, die an die Übertragungssteuerungseinrichtung angeschlossen ist.
- Fig. 6 zeigt ein Datenübertragungsrahmenformat für die Übertragungssteuerungseinrichtung 710 in Fig. 5. In der gleichen Fig. bezeichnet 711 einen Basiszeitschlitz von 1 Bit Länge mit einer Wiederholfrequenz von 8kHz; 712 bezeichnet einen Übertragungsrahmen aus 80 Basiszeitschlitzen 711.
- Fig. 7 zeigt ein Profil eines von der in Fig. 5 gezeigten Übertragungssteuerungseinrichtung 710 an die lx8kbps-Leitung zu sendenden Übertragungsrahmens. In der gleichen Fig. sind 713 zu der Übertragungsleitung übertragene Bitfolgedaten. Die Wirkungsweise wird nachfolgend erläutert. Fig. 5 zeigt ein Beispiel der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf eine Videokommunikationsstation mit der Multiplex-Kommunikationsfunktion mit l&sub1;x8kbps- bis (l&sub1;x8+6,4) kbps- Videosignalen und l&sub2;x8kbps-Sprachsignalen. l&sub1;, l&sub2; sind ganze Zahlen, die gleich oder größer als 1 sind und ein Kanal wird den Video- und Sprachsignalen unter der Beziehung von l = l&sub2; + l&sub2; + 1 zugeordnet. Hier wird das von der Kamera 701 eingegebene Videosignal in dem Video-Codec 702 kodiert, von welchem die Digitaldaten 704 mit l&sub1;x8kbps bis (l&sub1;x8 + 6,4)kbps übertragen werden. Inzwischen kodiert der Sprach-Codec 707 das von dem Mikrofon 705 eingegebene Sprachsignal und überträgt die Digitaldaten 708 mit 22 x 8kbps. Die Übertragungssteuerungseinrichtung 709 multiplext die Digitaldaten 704 und 708 mit 2 x 8kbps (l ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1) zum Senden zu der Übertragungsleitung 710. In der Empfangsstation werden die Abläufe in der umgekehrten Weise ausgeführt, um die digitalen Daten 704 und 708 zu dekodieren, um die wiederhergestellten Video- und Sprachsignale durch den Monitor 701 und den Lautsprecher 706 auszugeben.
- In Fig. 6 wird das Übertragungsrahmenformat in der Übertragungssteuerungseinrichtung 709 erläutert. Da der Basiszeitschlitz 711 eine Länge von 1 Bit aufweist, wird die Wiederholungsfrequenz Ts des Basiszeitschlitzes bei der Übertragungsgeschwindigkeit von 2 x 8kbps wie folgt.
- Ts= l x 8kbps/l-Bit = 8 kHz
- Daher ist die Übertragungskapazität jedes Unterkanals mit 8kbps gegeben und der Übertragungsrahmen 712 kann auf der Basis des Basiszeitschlitzes mit 8 kHz gebildet werden, wie im Fall des Standes der Technik. Daher kann in dem Fall, in dem z.B. das gleiche Rahmenformat wie im Stand der Technik in der vorliegenden Erfindung angewendet wird, auch der gleiche Übertragungsrahmen 712 für die Leitung von lx8kbps verwendet werden. In diesem Fall wird der erste Unterkanal als Dienstkanal verwendet und der Aufbau von FAS, BAS, AC hängt nicht von dem Wert von l ab. Daher tritt kein Problem auf, auch wenn der Aufbau von FAS, BAS, AC der gleiche wie der in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigte ist, und macht es möglich, einen solchen Aufbau auf der lx8kbps-Leitung bei dem gleichen H/W anzuwenden.
- Daher kann in dem Fall, in dem l&sub1;-Bits der Bits dem Videosignal in Fig. 5 zugeordnet sind, die Bitgeschwindigkeit von l&sub1;x8kbps zugeordnet werden und wenn der AC dem Videosignal zugeordnet ist, kann weiterhin die Bitgeschwindigkeit von (l&sub1;x8 + 6,4)kbps zugeordnet werden. Zusätzlich macht es die Zuordnung von l&sub2;bits zu dem Sprachsignal möglich, die Bitgeschwindigkeit von l&sub2;x8kbps dem Sprachsignal zuzuordnen und diese Bitgeschwindigkeit stimmt nicht der Kodierungsgeschwindigkeit des Sprach-Codec überein, wie bereits beschrieben.
- Fig. 7 zeigt ein Profil einer Bitfolge 712. Das Mehrfachrahmenformat und das Rahmenformat sind das gleiche wie dasjenige im Stand der Technik. Wenn die Leitungsgeschwindigkeit 56kbps beträgt, kann eine solche Bitgeschwindigkeit durch Auswählen von l=7 erhalten werden, und wenn die Geschwindigkeit 32kbps beträgt, kann sie durch Auswählen von l=4 erreicht werden.
- In der obigen Erläuterung dieser Ausführungsform ist die Bitgeschwindigkeit der Übertragungsleitung 710 eingestellt auf lx8kbps, aber die Schnittstellengeschwindigkeit zu der Leitung kann mit mx8kbps (m ist eine ganze Zahl ≥ l) selektiert sein. In diesem Fall ist es ausreichend, daß die Dummy-Daten von m-1Bits in dem Rahmen 714 geeignet angeordnet sind. In diesem Fall können die Dummy-Daten und die Daten von der anderen Übertragungsleitung ODER-verknüpft werden und können gemultiplext werden durch Einstellen des Inhalts der Dummy-Daten auf "1".
- Fig. 8 ist ein Rahmenformat unter dieser Bedingung, wobei der Rahmen mit 1- Bits in dem Basisrahmen mit m-Bits angeordnet ist, um den Übertragungsrahmen 715 zu bilden.
Claims (3)
1. Übertragungssystem für Multimediadaten zum Übertragen von Daten
zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation, mit:
einer Einrichtung zum Konfigurieren von Übertragungsrahmen von 80 x 2 Bits
Länge mit der Wiederholungsfrequenz von 100 Hz, wobei die
Übertragungsrahmen einheitlich 80 Basiszeitschlitze zusammenfassen, die ohne Relation zu
der Übertragungsgeschwindigkeit festgelegt sind, mit einer Länge von 2 Bits mit
der Wiederholungsfrequenz von 8 kHz entsprechend der
Übertragungsgeschwindigkeit festgelegt sind von 8 x 2 kbps;
einer Einrichtung zum Konfigurieren eines Mehrfachrahmens durch einheitliches
Zusammenfassen von 16 Übertragungsrahmen ohne Relation zur
Übertragungsgeschwindigkeit;
einer Einrichtung zum Multiplexen von Multimediadaten in jedem der
Basiszeitschlitze, wobei der Übertragungsrahmen oder Mehrfachrahmen eine
Codeübertragungsgeschwindigkeit aufweist, welche ein ganzzahliges Vielfaches von 8
kbps ist oder mit den Übertragungsrahmen oder Mehrfachrahmen übereinstimmt;
und
einer Kommunikationssteuerungseinrichtung zum Benachrichtigen der
Empfangsstation durch Anordnen und Übertragen eines synchronen Codes zum
Identifizieren der Grenzen der Übertragungsrahmen und Mehrfachrahmen und einer Bit-
Zuordnungsinformation, welche die Bit-Zuordnung von Multimediadaten zu einem
vorbestimmten Bit in dem Basiszeitschlitz anzeigt.
2. Übertragungssystem für Multimediadaten nach Anspruch 1, mit
einer Einrichtung zum Einstellen der Anzahl der Basiszeitschlitze in dem
Übertragungsrahmen und der Anzahl der Übertragungsrahmen in dem
Mehrfachrahmen auf konstante Werte, unabhängig von der Übertragungsgeschwindigkeit von
8 x l kbps, und zum Einstellen der zusätzlichen Informationen einschließlich
Synchroncode und Bit-Zuordnungsinformation zu einem gemeinsamen Wert
entsprechend aller Übertragungsgeschwindigkeiten in derselben
Steuerungseinrichtung.
3. Übertragungssystem für Multimediadaten nach Anspruch 1, bei welchem eine
Bitgeschwindigkeit für eine Schnittstelle auf 64 kbps in dem Übertragungsweg
mit der Übertragungsgeschwindigkeit von 8 x l kbps festgelegt ist und dieselbe
Übertragungswegschnittstelle verwendet wird, und zwar unabhängig von der
Übertragungsgeschwindigkeit von 32/48/56 kbps, mit einer Einrichtung zum
Konvertieren der Übertragungsgeschwindigkeit in die
Schnittstellen-Bitgeschwindigkeit durch Übereinstimmen der Übertragungsgeschwindigkeit durch
Hinzufügen von Dummy-Bits von (8-l)Bit Länge zu 8 x l kbps für jeden Basiszeitschlitz
und einer Einrichtung zum Extrahieren der gültigen Bits durch Beseitigen der
Dummy-Bits mit einem Zeitsteuersignal von 8 kHz, das mit der Partition des
Basiszeitschlitzes synchronisiert ist, welche von der Periodizität des Dummy-Bits
an der Empfangsstation oder dem von der Schnittstelle abgegebenen
Basiszeitschlitz erhalten wird.
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