NO314678B1 - Fremgangsmåte for å formidle blokk-kodete digitale data med tilhörende synkronisering-kontrolldata - Google Patents

Fremgangsmåte for å formidle blokk-kodete digitale data med tilhörende synkronisering-kontrolldata Download PDF

Info

Publication number
NO314678B1
NO314678B1 NO19950191A NO950191A NO314678B1 NO 314678 B1 NO314678 B1 NO 314678B1 NO 19950191 A NO19950191 A NO 19950191A NO 950191 A NO950191 A NO 950191A NO 314678 B1 NO314678 B1 NO 314678B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
symbols
information
ratio
data
frames
Prior art date
Application number
NO19950191A
Other languages
English (en)
Other versions
NO950191D0 (no
NO950191L (no
Inventor
Zheng Huang
Original Assignee
Gen Instrument Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Instrument Corp filed Critical Gen Instrument Corp
Publication of NO950191D0 publication Critical patent/NO950191D0/no
Publication of NO950191L publication Critical patent/NO950191L/no
Publication of NO314678B1 publication Critical patent/NO314678B1/no

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0057Block codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/235Processing of additional data, e.g. scrambling of additional data or processing content descriptors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/02Details
    • H04J3/06Synchronising arrangements
    • H04J3/0602Systems characterised by the synchronising information used
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/16Time-division multiplex systems in which the time allocation to individual channels within a transmission cycle is variable, e.g. to accommodate varying complexity of signals, to vary number of channels transmitted
    • H04J3/1605Fixed allocated frame structures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0041Arrangements at the transmitter end
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0071Use of interleaving
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0078Avoidance of errors by organising the transmitted data in a format specifically designed to deal with errors, e.g. location
    • H04L1/0083Formatting with frames or packets; Protocol or part of protocol for error control
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/32Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/3405Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power
    • H04L27/3416Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/015High-definition television systems

Landscapes

  • Signal Processing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Synchronizing For Television (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

Blokk-kodede digitale data formidles med tilhørende støtteinformasjonsdata i en datastrøm som har en rekkefølge av kodede blokker (106, 108 ... 110). Hver blokk inneholder N symboler, der M av symbolene (102) omfatter informasjon som skal overføres og de resterende N-M av symbolene (104) omfatter feilkorrigerende data. Forholdet M/N omfatter et første informasjonsforhold. De kodede blokkene (106, 108 ... 110) i datastrømmen deles i en rekkefølge av rammer (144, 146, 148, 150, 152, 154 ), der hver omfatter F av de kodede blokkene. Et rammestøtteinformasjonssymbol (112) tilføyes for hver av rammene, til å gi data som er nødvendig for en mottagerfunksjon, slik som synkronisering. Tilføyelsen av rammestøtteinformasjonssymboler vil effektivt senke det første informasjonsforholdet til et andre informasjonsforhold M'/N', der M/N ( (M1 + b)/(N' + b) og b er et helt tall valgt til å gi det andre informasjonsforholdet med en ønsket verdi. N er mindre enn 22 + 1, der n er antallet av biter i hvert av symbolene. Antallet av kodede blokker F i hver ramme bestemmes fra forholdet F = M'P/(N-M)b. P er det hele tallet med minste verdi som vil gjøre F lik et helt tall, og er også antallet av støtteinformasjonssymboler som tilføyes pr. ramme. Et flertall X av rammene formes til en superramme (100) som inneholder FX kodede blokker og PX rammestøtteinformasjonssymboler. X velges til å gi nok n-bit
rammestøtteinformasjonssymboler til å realisere den ønskede mottagerfunksjon.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en praktisk fremgangsmåte for å formidle blokk-kodede digitale data og tilhørende informasjon slik som synkronisering og/eller kontrolldata. Oppfinnelsen er generelt anvendbar på hvilke som helst blokk-kodet kommunikasjonssystem, slik som et digitalt kabelfjern-synssystem eller lignende. Selv om oppfinnelsen er beskrevet her i forbindelse med en særlig anvendelse, vil det således kunne forstås at dens omfang ikke er begrenset til kommunika-sjonen eller formidlingen av en hvilken som helst bestemt type av blokk-kodet signal eller til en hvilken som helst bestemt modulasjon eller overføringsmetode.
Digitale data, eksempelvis digitalisert video for anvendelse ved kringkastning av digitaliserte konvensjonelle eller høy-definisjons fjernsynssignaler (HDTV = high definition televlsion) kan sendes over satelitt, jordbaserte eller kabel VHF eller UHF analoge kanaler for formidling til slutt-brukere. Analoge kanaler leverer korrupterte og omformede versjoner av deres innmatede bølgeformer. Korrupering av bølgeforraen, vanligvis statistisk, kan være additiv og/eller multipliserende, på grunn av den mulige bakgrunnsmessige termiske støy, impulsstøy og forsvinninger. Omformninger som utføres av kanalen er frekvensomsetting, ulineær eller harmonisk forvrengning og tidsspredning. Forskjellige velkjente kodingsmetoder, slik som Reed-Solomon blokk-kodlngen, er tilgjengelig for å korrigere feil som introdu-seres av en analog kommunikasjonsvei.
For å formidle digitale data via en analog kanal, moduleres dataene ved å anvende eksempelvis en form av pulsamplitudemo-dulasjon (PAM). Typisk blir kvadraturamplitudemodulasjon (GAM) anvendt til å øke mengden av data som kan overføres innenfor en tilgjengelig kanalbåndbredde. QAM er en form av PAM der et flertall av biter av informasjon overføres sammen i et mønster som refereres til som en "konstellasjon" som kan inneholde eksempelvis seksten, trettlto eller sekstifire punkter. Et eksempel på et system for formidling av digitale data ved bruk av QAM, og særlig trelliskodet QAM, er tilveiebragt i US-patent 5233629 (Paik et al.) som inngår her ved denne henvisning.
For på pålitelig måte å formidle digital informasjon, må en viss metode tilveiebringe for å korrigere de uunngåelige transmisjonsfell som vil opptre. En blokk-kode er en type av feilkorrigeringskode som er velkjent innenfor den digitale kommunikasjonsteknikk. I en blokk-kode blir M innmatede binære symboler kartlagt i en N utmatede binære symboler. Ettersom N er større enn M, kan koden velges til å gi redundans, slik som paritetsbiter, som anvendes av dekoderen til å gi en viss feildeteksjon og feilkorrigering. Kodene er betegnet ved (N, M), der kodeforholdet R defineres av R =» M/N. Praktiske verdier av R strekker seg fra 1/4 til ca. 1, og M strekker seg fra tre til flere hundre, slik det er rapportert av G.C. Clark, Jr. og J.B. Cain, i "Error-Correction Coding for Digital Communications", Plenum Press, New York 1981.
Forbedrelsen i ytelse hos et digitalt kommunikasjonssystem som kan oppnås ved bruken av koding er vesentlig. Imidlertid er det nødvendig å synkronisere koderen ved senderen med dekoderen hos mottageren. Slik synkronisering krever ytterligere "støtteinformasjon"-data til å bli overført til mottageren. Det kan også være ønskelig å sende andre støtteinformasjonsdata, slik som kanalidentifikasjonsdata, I eller Q komponentidentifikasjonsdata, feilmeldinger og lignende. Vanligvis blir støtteinformasjonsdataene kombinert direkte med den informasjon som skal formidles. Selv om nødvendigheten for å overføre informasjonsdata reduserer dataforholdet for all informasjon samlet sett, oppnår kodingen mer enn å kompensere for denne ineffektivitet.
I tidligere systemer ble slike støtteinformasjonsdata vanligvis innbefattet med informasjonen som ble sendt og befant seg sammen med informasjonen i kodede blokker. Slike tidligere kjente metoder krever temmelig kompliserte kretser på dekodersider for å fjerne støtteinformasjonsdata fra den faktiske informasjon som formidles. Det ville derfor være fordelaktig å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for å innbefatte synkronisering og andre nødvendige kontrolldata i en overført informasjonsstrøm. Det ville være ytterligere fordelaktig å tilveiebringe en slik metode der et ønsket forhold av informasjonsdata i forhold til sendte data lett kan oppnås etter at synkroniserings- og kontrollstøtteinfor-masjonsdata er blitt innført.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte som angitt i krav 1 og 10 for å innføre rammestøtte-informasjon, slik som synkroniserings- og kontrolldata, i en informasjonstrøm, mens det tilveiebringes et ønsket informa-sjons/overføringsforhold. Et resultat av oppfinnelsen er å tillate støtteinformasjon å bli innført mens det bevares et klart datafelt (uten støtteinformasjon) for den informasjon som skal formidles. Oppfinnelsen tilveiebringer også en fleksibel teknikk for å endre størrelsen av blokker av sendte data, mens det opprettholdes en ønsket informasjonstakt. Denne fordel muliggjør at et bestemt konstruksjonskrav, slik som en industristandard (for eksempel MPEG) blokkstørrelse kan tilfredsstilles, mens det opprettholdes den ønskede informasjonstakt.
I henhold til den foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte tilveiebragt for å formidle blokk-kodede digitale data og tilhørende støtteinformasjonsdata. En datastrøm er tilveiebragt som har en rekkefølge av kodede blokker, der hver blokk inneholder N symboler hvor M av nevnte symboler omfatter informasjon som skal overføres og de resterende N-M av nevnte symboler omfatter feilkorrigeringsdata, idet forholdet M/N omfatter et første informasjonsforhold. De kodede blokkene i datastrømmen deles i en rekkefølge av rammer. Hver ramme omfatter F av nevnte kodede blokker. En rammes støtteinformasjonsymbol adderes for hver av rammene. Rammens støtteinformasjonssymboler inneholder data som er nødvendige for å tilveiebringe en funksjon, slik som en synkronisering og/eller kontrollfunksjon på en mottager. Tilføyelsen av rammens støtteinfonnasjonssymboler vil på effektiv måte senke den første informasjonstakten til en andre informasjonstakt U<T>/N', der M/N = (M<*> + b)/(N' + b) og b er et helt tall som er valgt til å gi den andre informasjonstakten med en ønsket verdi. M, N, M', N' og b er samtlige hele tall. N er mindre eller lik 2n + 1, der n er antallet av biter i hvert av symbolene. Antallet F av kodede blokker 1 hver ramme bestemmes fra forholdet F = M'P/(N-M)b. P er et helt tall som velges til å gjøre F til et helt tall. Fortrinnsvis velges P til å være det hele tallet med laveste verdi som gjør F til et helt tall. Dessuten er P antallet av støtteinformasjnssymboler som skal adderes pr. ramme.
I en foretrukket utførelsesform dannes et flertall X av nevnte rammer til en superramme som inneholder FX kodede blokker og PX rammestøtteinformasjonssymboler. X velges til å gi nok n-bit rammestøtteinformasjonssymboler (dvs. PX) til å tilveiebringe nevnte funksjon (for eksempel synkronisering) på mottageren. X-rammestøtteinformasjonssymbolene kan adderes, ved slutten av superrammen etter de X rammene.
I en vist utførelsesform er det første informasjonsforholdet lik 122/128 og det andre informasjonsforholdet er 120/126 (dvs. 20/21). Således er (N-M) lik seks og b er to. Hvert symbol omfatter syv biter. Dessuten blir seks rammestøttein-formasjonssymboler addert til hver superramme av seksti kodede blokker (dvs. F = 10 og X = 6). Seks rammestøtteinfor-mas jonssymboler kan ganske enkelt tilknyttes ved slutten av superrammen. Dessuten kan de kodede blokkene omfatte Reed-Solomon blokker, der hver inneholder 128 syv-biters symboler. Fig. 1 er et blokkskjema over et overføringssystem som anvender blokk-koding. Fig. 2 er en skjematisk fremstilling over en superramme av blokker som er tilveiebragt ved hjelp av symbolfeil-korrigeringskode med innført støtteinformasjonsdata i form av styresymboler for synkronisering og/eller styrefunksjoner i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
Fig. 3 er et mer detaljert skjema over deler av fig. 2.
Fig. 1 viser et eksempel over en kommunikasjonsplan som kan dra fordel av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse. Nærmere bestemt viser figuren et sammenkjedet kodingssystem for formidling av QAM data. Digital informasjon som skal sendes innmates til en symbolfeilkorrigerende koder 12, slik som en Reed-Solomon koder, via en inngangsterminal 10. Koderen 12 omformer informasjonen til en blokk 14 ("RS kodeord"), som omfatter et flertall N av suksessive n-bit kodede symboler 16, der n - 7. Av de N kodede symboler representerer M den aktuelle informasjon som skal formidles og de resterende N-M paritetssymboler omfatter feilkorrigerende redundans.
Selv om en annen konvolusjonell kode kunne anvendes for koderen 12, er den støtmessige natur av feilene i et transmisjonssystem, det faktum at kun harde, kvantiserte data er tilgjengelige, og ønskeligheten av en kode med høyt forhold, gjør en Reed-Solomon kode, hvis symboler dannes fra n-bit segmenter i den binære bitstrøm, et godt valg for den ytre koden. Ettersom opptredenen av en Reed-Solomon kode kun avhenger av antallet av symbolfeil i blokken, er en slik kode uforstyrret av støtmessige feil innenfor et n-bit symbol. Imidlertid blir det sammenkjedede systems ytelse i alvorlig grad degradert av lange støt eller utbrudd av symbolfeil. Derfor er en innfeller 18 tilveiebragt på utgangen av Reed-Solomon koderen 12, for å innfelle symbolene (i motsetning til individuelle biter) mellom kodingsoperasjoner. Hensikten med innfellingen er å bryte opp utbruddene av symbolfeil. Det kan være ønskelig å innføre synkronisering og/eller kontrolldata i den sendte datastrøm. Dette kan være ønskelig eksempelvis der inf ormas;) onsdata som formidles ikke allerede inneholder synkroniseringsinformasjon og/eller annen støtteinformasjon. I et slikt tilfelle, etter at Reed-Solomon symbolene er innfelt, blir kontrollsymboler (som innbefatter synkroniseringssymboler) addert via terminal 19 med et forhold lik et syv-biters kontrollsymbol for hver ramme av Reed-Solomon blokker. I den viste utførelsesform omfatter hver Reed-Solomon blokk enten 127 eller 128 Reed-Solomon symboler. En ramme omfatter F slike blokker. Der blokkene inneholder 128 Reed-Solomon symboler, innbefattende 122 informasjonssymboler og seks paritetssymboler, er F = 10. Der hver blokk inneholder 127 Reed-Solomon symboler, innbefattende 121 informasjonssymboler og seks paritetssymboler, er F = 20.
De innfelte Reed-Solomon symbolene med kontrollsymboler addert i henhold til den foreliggende oppfinnelse innmates til en trelliskoder 20 og QAM modulator 21. Utmatningen fra modulatoren 21 omfatter symboler som er representative for koordinater i det reelle (I) og imaginære (Q) plan for et QAM konstellasjonsmønster. Et slikt konstellasjonspunkt 22 er symbolsk vist i fig. 1. Symbolene sendes ved hjelp av en konvensjonell sender 24 via en kommunikasjonskanal 26. Kommunikasjonskanalen introduserer forskjellige forvreng-ninger og forsinkelser som korruperer signalet før det mottas av en mottager 28. Som et resultat vil koordinatverdi-ene som befinner seg i de mottatte symboler ikke korrelere nøyaktig med de sendte koordinatverdier, slik at et mottatt punkt 30 vil ende opp på konstellasjonsmønsteret på et forskjellig sted enn det faktisk sendte punkt 22. For å bestemme det korrekte sted for det mottatte punkt, og derved oppnå dataene slik som faktisk sendt, demoduleres de mottatte data (1, Q) i en QAM demodulator 31 og innmates til en trellisdekoder 32 som anvender en myk-beslutningskonvolu-sjonell dekodingsalgoritme for å gjenvinne den sendte informasjon.
Den dekodede utmatning fra dekoderen 32 innmates til en avinnfeller og kontrollsymbolstripper 34 som fjerner kontrollsymbolene og reverserer virkningene av innfelleren 18 som omtalt ovenfor. De avinnfelte data innmates til en Reed-Solomon dekoder 36 for gjenvinning av de opprinnelig informasj onsbiter.
I den viste utførelsesform omfatter hver Reed-Solomon blokk N syv-biters kodede symboler av hvilke M kodede symboler representerer informasjon som skal formidles. De resterende N-M kodede symboler omfatter feilkorrigerende støtteinfor-masjon, særlig paritetsinformasjon. For en 128 symbolers Reed-Solomon blokk, bærer således 122 symboler den faktiske Informasjon som skal formidles, og de resterende seks symboler tilveiebringer paritetsinformasjon for bruk på mottageren.
Bruken av et 121/127 eller 122/128 Reed-Solomon forhold muliggjør tilveiebringelsen av synkroniseringssymboler for mottagerens bruk ved synkronisering av avinnfelleren. I disse utførelsesformer kan et syv-biters kontrollsymbol innføres for hver F Reed-Solomon blokker synkront med innfelleren. Styresymbolene innbefatter synkroniseringssymboler for mottagerens bruk, etter utmating fra trellisdekoderen, for å bestemme starten av suksessive Reed-Solomon blokker og å synkronisere avinnfelleren. Som et eksempel, der et Reed-Solomon forhold lik 122/128 anvendes, kan et kontrollsymbol (P = 1) innføres for hvert 1280 avkodede Reed-Solomon symboler (F - 10). Der et Reed-Solomon forhold lik 121/127 anvendes, kan et kontrollsymbol tilføyes for hvert 1540 avkodede Reed-Solomon symboler (F = 20). F definerer størrelsen (i blokker) av en ramme av Reed-Solomon symboler. NF definerer antallet av Reed-Solomon symboler pr. ramme. For et Reed-Solomon forhold lik 122/128, er der således 128 x 10 = 1280 Reed-Solomon symboler pr. ramme. For et Reed-Solomon forhold lik 121/127 er der 127 x 20 = 2540 Reed-Solomon symboler pr. ramme. Uansett vil tilføyelsen av de P kontrollsymboler pr. ramme resultere i et effektivt overføringsfor-hold (informasjonsdata/data som er sendt) lik 120/126. Dette resultat verifiseres som følger: For 122/128 forholdet er F = 10 og kontrollsymbol adderes pr. ramme. Således er informasjonsforholdet i forhold til forholdet av sendte data for rammen lik 1220/1280 + 1) = 1220/1281 = 120/126.
For 121/127 forholdet er F - 20 og et kontroll symbol adderes pr. ramme. Således er informasjonsforholdet i forhold til forholdet med hensyn til sendte data for rammen lik (121 x 20)/((127 x 20)+l) = 2420/2541 - 120/126.
For at kontrollsymbolene skal fremtre i en riktig rekkefølge etter trellisdekoderen, innføres de i den samme symbolposi-sjonen i på hverandre følgende rammer. På dekoderen blir kontrollsymbolene fjernet før symbolene fra trellisdekoderen innmates til Reed-Solomon dekoderen.
En særlig realisering av et flertall av Reed-Solomon blokker med innførte synkroniseringssymboler vist i fig. 2 og 3. Ved denne realisering innbefatter en superramme 100 seks ti-blokkrammer 144, 146, 148, 150, 152, 154 for totalt seksti Reed-Solomon blokker. Som vist i nærmere detalj i fig. 3 innbefatter hver Reed-Solomon blokk 106, 108 ... 110 en informasjonsdel 102 som omfatter 122 informasjonssymboler og en paritetsdel 104 som omfatter seks paritetssymboler, for totalt 128 Reed-Solomon symboler pr. blokk. Et kontrollsymbol (P = 1) tilveiebringes for hver ramme av ti blokker. Således er der totalt seks kontrollsymboler samlet betegnet med 112 tilveiebragt for de seks rammene (seksti blokker) av Reed-Solomon symboler. Dette omsettes til totalt 53760 Reed-Solomon biter (128 x 7 x 60) og førtito kontrollbiter (6x7) pr. superramme, eller 7686 symboler pr. superramme.
Av de seks kontrollsymbolene 112 som er tilveiebragt i eksempelet i fig. 2 og 3, kan visse anvendes for synkronisering og andre kan anvendes for kontrollfunksjoner. Dersom fire av de syv-biters kontrollsymbolene anvendes for synkronisering, kan et 28-biters synkroniseringsmønster tilveiebringes for deteksjoner på en dekoder. Dekoderen søker etter synkroniseringsmønsteret for å bestemme slutten av hver superramme. De resterende to kontrollsymboler i hver superramme kan- anvendes eksempelvis for å identifisere hvorvidt systemet anvender sekstifire QAM eller seksten QAM, og med hensyn til paritet.
Ytterligere kontrollsymboler kan tilføyes om nødvendig ved å øke størrelsen av superrammen. For hvert ytterligere styresymbol må en annen ti-blokks ramme av Reed-Solomon symboler tilføyes superrammen.
På dekoderen blir samtlige av paritetssymbolene og kontrollsymbolene fjernet fra superrammen før ytterligere behandling av informasjonsdataene. Så snart bærerbølgegjenvinnings-synkronisering oppnås, gjennomføres en søkeprosess for å identifisere 28-biters synkroniseringskoden. Så snart denne prosedyre er fullstendig, oppnås rammesynkronisering ved å detektere 28-bit synkroniseringssekvensen som sendes av hver superramme. Synkroniseringsmønsteret er konstruert til å ha lav korrelasjon overfor forskjøvne versjoner av seg selv, og overfor andre forutsigbare seksjoner av den innkommende bølgeform, slik det er velkjent innenfor teknikken.
Den særlige realisering som er omtalt ovenfor er nyttig eksempelvis for formidling av digitale fjernsynssignaler over et kabelfjernsynsnett. Imidlertid er oppfinnelsen anvendbar for hvilken som helst type av kommunikasjonsmetode der det er ønskelig å tilføye synkronisering og/eller kontrolldata til en blokk-kodet informasjonsstrøm. I en generalisert utfør-elsesform inneholder hver av de kodede informasjons!)lokkene N symboler. M av symbolene omfatter informasjon som skal sendes og de resterende N-M av symbolene omfatter feilkorrigerende (for eksempel paritet) data. Forholdet M/N omfatter et første informasjonsforhold. De kodede blokkene i datastrømmen deles i en rekkefølge av rammer, der hver omfatter F av de kodede blokker. Et flertall PX av rammestøtteinformasjonssymboler tilføyes hver gruppe av X rammer som danner en superblokk. Rammens støtteinformasjonssymboler inneholder data som er nødvendige for å tilveiebringe en funksjon (for eksempel synkronisering og/eller kontrollfunksjoner) på mottageren.
Tilføyelsen av rammens støtteinformasjonssymboler vil effektivt senke det første informasjonsforholdet til et andre informasjonsforhold. Det andre informasjonsforholdet kan uttrykkes som M'/N', der M/N = (M' + b)/(N<»> + b) og b er et helt tall valgt til å gi det andre Informasjonsforholdet en ønsket verdi. M, N, M', N' og b er samtlige hele tall. For det eksempelet som er gitt ovenfor er således det første informasjonsforholdet lik 122/128 eller 121/127, og det andre Informasjonsforholdet (b - 2 eller b = 1) er 120/126 = 20/21. Det totale antall av symboler pr. blokk (N) er mindre enn eller lik 2n + 1, der n er antallet av biter i hvert av symbolene. Der syv-biters symboler anvendes, kan således antallet av symboler pr. blokk ikke overskride 129. X velges til å gi nok n-bit støttelnformas jonssymboler (PX) til å realisere en ønsket funksjon (for eksempel synkronisering og/eller kontroll) på mottageren. I tilfellet der et 28-biters synkroniseringsord er nødvendig, og to kontrollsymboler er nødvendig (for eksempel et for å identifisere modulasjonsmetoden og et for paritet) vil totalt seks syv-biters symboler (PX - 6) være nødvendig. Dette medfører fire syv-biters symboler anvendt for å gi 28-biters synkroni-seringsmønsteret og to symboler for kontrollfunksjonene.
For å bestemme rammestørrelsen F som er nødvendig for å oppnå det ønskede, effektive informasjonsforhold når det initielle informasjonsforhold er gitt, anvendes forholdet F = M'P/(N-M)b. P er det hele tallet med minste verdi som vil bevirke at F blir et helt tall, og etablerer antallet av støtteinforma-sjonssymboler som kan tilføyes pr. ramme. I det ovenfor gitte eksempel der det første informasjons/sendeforhold er 122/128, og det andre informasjons/sendeforhold er 120/126 (dvs. b = 2), er P = 1 og F = 10.
Det vil nå forstås at den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å knytte støtteinformasjon, slik som synkroniseringsdata, til et flertall av rammer av kodede blokker for å oppnå et ønsket, endelig Informasjons/- sendeforhold. Fremgangsmåten kan anvendes for å formidle digitale data for hvilken som helst ønsket anvendelse ved å anvende hvilken som helst akseptabel modulasjons- og kodings-metode for den bestemte anvendelse. Fremgangsmåten realiseres ved å dele de kodede blokkene i en datastrøm til en rekke av rammer, der hver ramme omfatter et helt antall av kodede blokker. Det hele antallet av kodede blokker kan skalleres etter behov for å tilveiebringe superrammer som hver innbefatter et antall av støttelnformasjonssymboler som er nødvendige for å Iverksette en gitt funksjon (for eksempel synkronisering) på en mottager. I de bestemte utførelsesfor-mer som er vist erstattes et 120/126 Reed-Solomon system av et 122/128 Reed-Solomon system med rammestøttelnformasjon ved å Innføre et rammestøttelnformasjonssymbol for hver ti Reed-Solomon blokker. Det er også vist et 120/126 Reed-Solomon system som er erstattet av et 121/127 system med rammestøtte-lnf ormas jon, der et støtteinformasjonssymbol innføres for hver tyve av Reed-Solomon blokker. Samtlige av disse systemer har i alt vesentlig den samme feilkorrigeringsevne og det samme sendings/informasjonsforhold, endog etter innføringen av rammestøtteinformasjon.
Oppfinnelsen kan anvendes for å tilfredsstille hvilken som helst overføringsstandard, mens der tilveiebringes et ønsket informasjonsforhold. Eksempelvis har filmekspertgruppen (Moving Picture Experts Group = MPEG) etablert en dataover-føringsmetode der et Reed-Solomon kodingsforhold lik 188/204 anvendes. Dersom det er ønskelig å anvende et MPEG format med Innført synkronisering og/eller kontrolldata med et effektivt forhold lik 180/196, anvendes en rammestørrelse F = M'P/(N-M)b. Således blir
slik at for P - 32, F = 45.
Den resulterende metode vil anvende rammer som Inneholder førtifem kodede blokker med 188 symboler pr. blokk. Trettito (dvs. P) støtteinformasjonssymboler vil bli addert til hver av et flertall X av nevnte rammer, der X velges til å gi nok rammestøtteinformasjonssymboler (PX) til å gi en ønsket synkronisering og/eller kontrollfunksjon(er). Det effektive overføringsforhold vil være 180/196, og er særlig nyttig for en 64 QAM trelliskode med 4/5 forhold (trellIskodingsmetode) for å gi et informasjonsforhold lik 14/15 x 180/196 - 6/7. Uttrykket 14/15 skyldes anvendelsen av en trelliskode med 4/5 forhold der hver ti av ukodede biter og fire av kodede biter som innmates (14 biter totalt) resulterer i ti ukodede og fem kodede biter som utmates (15 biter totalt).
Selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med forskjellige særlige utførelsesformer, vil det forstås av fagfolk at tallrike tilpasninger og modifikasjoner kan foretas på denne uten å avvike fra oppfinnelsens idé og omfang slik det fremgår av kravene.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for å formidle blokk-kodede digitale data og tilhørende synkroniseringsdata, karakterisert ved trinnene: å tilveiebringe en datastrøm som har en rekkefølge av kodede blokker, der hver blokk inneholder N symboler hvor M av nevnte symboler omfatter informasjon som skal overføres og de resterende N-M av nevnte symboler omfatter feilkorrigerende informasjon, idet forholdet M/N omfatter et første informasjonsforhold, å dele de kodede blokker i nevnte datastrøm til en rekkefølge av rammer, der hver ramme omfatter F av nevnte kodede blokker, og å addere P rammestøtteinformasjonsymbol(er) for hver av nevnte rammer, idet nevnte rammestøtteinformasjonssymboler inneholder synkroniseringsdata, idet: (i) tilføyelsen av nevnte rammestøtteinformasjonssymboler effektivt senker nevnte første informasjonsforhold til et andre informasjonsforhold M'/N', der M/N = (M' + b)/{N<*> + b) og b er et helt tall valgt til å gi nevnte andre informasjonsforhold en ønsket verdi, (ii) N < 2<n>+l, der n er antallet av biter i hvert av nevnte symboler, (iii) F - M'P/(N-M)b, og (iv) P er et helt tall valgt til å gjøre F til et helt tall.;
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved: at et flertall X av nevnte rammer formes til en superramme som inneholder FX kodede blokker og PX rammestøtteinforma-sjonssymboler, og X velges til å gi nok n-bit rammestøtteinformasjonssymboler for å oppnå synkronisering for superrammen på en mottager.;
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved: at nevnte første informasjonsforhold er 122/128, at nevnte andre informasjonsforhold er 120/126, P - 1. F = 10, og X = 6.;
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at nevnte PX rammestøtteinforma-sjonssymboler tilknyttes slutten av nevnte superramme.;
5. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at nevnte kodede blokker er Reed-Solomon blokker, der hver inneholder 128 syv-biters symboler.;
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved: at nevnte første informasjonsforhold er 122/128, at hver ramme omfatter ti Reed-Solomon blokker, og at tilveiebringelsen av et rammestøtteinformasjonssymbol for hver ramme tilveiebringer nevnte andre informasjonsforhold med verdien 120/126.;
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at nevnte rammer er gruppert i superrammer, der hver superramme omfatter seks av nevnte rammer med seks rammestøtteinformasjonssymboler tilknyttet slutten av hver superramme.;
8. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-7, karakterisert ved atPer det hele tall med minste verdi som vil gjøre F til et helt tall.;
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved: at nevnte første informasjonsforhold er 188/204, at nevnte andre informasjonsforhold er 180/196, at P = 32, og at F - 45.;
10. Fremgangsmåte for å formidle blokk-kodede digitale data og tilhørende støtteinformasjonsdata, karakterisert ved trinnene: å tilveiebringe en datastrøm som har en rekkefølge av kodede blokker, der hver blokk inneholder N symboler hvor M av nevnte symboler omfatter informasjon som skal overføres og de resterende N-M av nevnte symboler omfatter feilkorrigerende data, idet forholdet M/N omfatter et første informasjonsforhold, å dele de kodede blokkene i nevnte datastrøm til en rekke-følge av rammer, der hver ramme omfatter F av nevnte kodede blokker, og å addere P rammestøtteinformasjonsymbol(er) for hver av nevnte rammer, idet nevnte rammestøtteinformasjonssymboler inneholder data som er nødvendige for å tilveiebringe en funksjon på en mottager, idet: (i) tilføyelsen av nevnte rammestøtteinformasjonssymboler effektivt senker nevnte første informasjonsforhold til et andre informasjonsforhold M<*>/N', der M/N = (M' + b)/(N' + b) og b er et helt tall valgt til å gi nevnte andre Informasjonsforhold med en ønsket verdi, (ii) NS 2<n>+l, der n er antallet av biter i hvert av nevnte symboler, (lii) F - M'P/(N-M)b, og (iv) P er et helt tall valgt til å gjøre F til et helt tall.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved: at et flertall X av nevnte rammer formes til en superramme som inneholder FX kodede blokker og PX rammestøtteinforma-sjonssymboler, og X velges til å gi nok n-bit rammestøtteinformasjonssymboler til å gi nevnte funksjon på mottageren.
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert ved at nevnte PX rammestøtteinformasjonssym-boler adderes ved slutten av hver superramme etter nevnte X rammer.
13. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 10-12, karakterisert ved atPer det hele tall med minste verdi som vil gjøre F til et helt tall.
14 . Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 10-13, karakterisert ved: at nevnte første informasjonsforhold er 122/128, at nevnte andre informasjonsforhold er 120/126, at P = 1, og at F - 10.
15. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 10-13, karakterisert ved: at nevnte første informasjonsforhold er 188/204, at nevnte andre informasjonsforhold er 180/196, at P = 32, og at F - 45.
NO19950191A 1994-01-18 1995-01-18 Fremgangsmåte for å formidle blokk-kodete digitale data med tilhörende synkronisering-kontrolldata NO314678B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/184,500 US5475716A (en) 1994-01-18 1994-01-18 Method for communicating block coded digital data with associated synchronization/control data

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO950191D0 NO950191D0 (no) 1995-01-18
NO950191L NO950191L (no) 1995-07-19
NO314678B1 true NO314678B1 (no) 2003-04-28

Family

ID=22677136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19950191A NO314678B1 (no) 1994-01-18 1995-01-18 Fremgangsmåte for å formidle blokk-kodete digitale data med tilhörende synkronisering-kontrolldata

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5475716A (no)
EP (1) EP0663776B1 (no)
JP (1) JP3058807B2 (no)
KR (1) KR100335560B1 (no)
AT (1) ATE195048T1 (no)
AU (1) AU678871B2 (no)
CA (1) CA2140483C (no)
DE (1) DE69518095T2 (no)
ES (1) ES2150506T3 (no)
NO (1) NO314678B1 (no)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5602382A (en) * 1994-10-31 1997-02-11 Canada Post Corporation Mail piece bar code having a data content identifier
US6889356B1 (en) 1994-11-23 2005-05-03 Cingular Wireless Ii, Llc Cyclic trellis coded modulation
US5675590A (en) * 1994-11-23 1997-10-07 At&T Wireless Services, Inc. Cyclic trellis coded modulation
US5659578A (en) * 1994-11-23 1997-08-19 At&T Wireless Services, Inc. High rate Reed-Solomon concatenated trellis coded 16 star QAM system for transmission of data over cellular mobile radio
US5563915A (en) * 1994-11-30 1996-10-08 Thomson Consumer Electronics Inc. Data deinterleaver in a digital television signal decoding system
JP3351645B2 (ja) * 1995-01-31 2002-12-03 松下電器産業株式会社 動画像信号の符号化方法
DE19503215C1 (de) * 1995-02-02 1996-10-02 Becker Gmbh Verfahren zur gemeinsamen Übertragung von digitalen Quell- und Steuerdaten zwischen über Datenleitungen verbundenen Datenquellen und -senken
US5835507A (en) * 1995-07-21 1998-11-10 Chaw Khong Co., Ltd. Error sensing method for improving error control capability in data communications
AU3679797A (en) * 1996-09-20 1998-03-26 Motorola, Inc. Discretely variable slot width in TDM/TDMA systems
US6078958A (en) * 1997-01-31 2000-06-20 Hughes Electronics Corporation System for allocating available bandwidth of a concentrated media output
US6005620A (en) * 1997-01-31 1999-12-21 Hughes Electronics Corporation Statistical multiplexer for live and pre-compressed video
US6097435A (en) * 1997-01-31 2000-08-01 Hughes Electronics Corporation Video system with selectable bit rate reduction
US6091455A (en) * 1997-01-31 2000-07-18 Hughes Electronics Corporation Statistical multiplexer for recording video
US6084910A (en) * 1997-01-31 2000-07-04 Hughes Electronics Corporation Statistical multiplexer for video signals
US6188436B1 (en) 1997-01-31 2001-02-13 Hughes Electronics Corporation Video broadcast system with video data shifting
DE69932962T2 (de) * 1998-01-21 2007-02-01 Sony Corp. Kodierungsverfahren und Speicheranordnung
US6480475B1 (en) * 1998-03-06 2002-11-12 Texas Instruments Incorporated Method and system for accomodating a wide range of user data rates in a multicarrier data transmission system
US6473878B1 (en) * 1999-05-28 2002-10-29 Lucent Technologies Inc. Serial-concatenated turbo codes
EP1069710A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-17 Alcatel Method of multimode access in satellite communications and frame structure for said multimode access
US6307890B1 (en) * 1999-12-06 2001-10-23 Cue Corporation High density FM subcarrier modulation with standardized network layer
GB2358332B (en) 2000-01-14 2002-05-29 Marconi Comm Ltd Method of communicating data in a communication system
US7010029B1 (en) * 2000-04-13 2006-03-07 At&T Corp. Equalization of transmit diversity space-time coded signals
US6996133B2 (en) * 2000-04-18 2006-02-07 Zenith Electronics Corporation Digital communication system for transmitting and receiving robustly encoded data
AU2001275335A1 (en) * 2000-06-06 2001-12-17 Georgia Tech Research Corporation System and method for object-oriented video processing
US6718507B1 (en) * 2000-09-12 2004-04-06 At&T Corp. System and method for representing compressed information
US7031249B2 (en) * 2000-10-27 2006-04-18 Sharp Laboratories Of America, Inc. Outer code for CSMA systems using an OFDM physical layer in contention-free mode
US7187698B2 (en) * 2001-03-13 2007-03-06 Zenith Electronics Corporation Robust digital communication system
US7389463B2 (en) * 2001-05-29 2008-06-17 Thomson Licensing Hierarchical block coding for a packet-based communications system
KR100584170B1 (ko) * 2002-07-11 2006-06-02 재단법인서울대학교산학협력재단 터보 부호화된 복합 재전송 방식 시스템 및 오류 검출 방법
US7415658B2 (en) 2003-09-10 2008-08-19 Intel Corporation Forward error correction mapping and de-mapping techniques
FR2861517B1 (fr) 2003-10-23 2006-01-27 Thomson Licensing Sa Methode de reconstruction de paquets perdus et appareils implementant la methode
US8059740B2 (en) * 2004-02-19 2011-11-15 Broadcom Corporation WLAN transmitter having high data throughput
US9078428B2 (en) * 2005-06-28 2015-07-14 Transmedics, Inc. Systems, methods, compositions and solutions for perfusing an organ
US7782836B2 (en) * 2006-03-24 2010-08-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for transmission of different types of information in wireless communication
US8259647B2 (en) * 2006-06-12 2012-09-04 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for wireless communication of uncompressed video having a link control and bandwidth reservation scheme for control/management message exchanges and asynchronous traffic
US8306060B2 (en) * 2006-11-07 2012-11-06 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for wireless communication of uncompressed video having a composite frame format

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3571794A (en) * 1967-09-27 1971-03-23 Bell Telephone Labor Inc Automatic synchronization recovery for data systems utilizing burst-error-correcting cyclic codes
US4276651A (en) * 1977-09-06 1981-06-30 Motorola, Inc. Clock circuitry for a data communication system
US4271520A (en) * 1979-06-25 1981-06-02 Motorola, Inc. Synchronizing technique for an error correcting digital transmission system
US4312070A (en) * 1979-12-07 1982-01-19 Motorola, Inc. Digital encoder-decoder
JPS61205039A (ja) * 1985-03-08 1986-09-11 Oki Electric Ind Co Ltd ブロツク同期通信方式
CA1259386A (en) * 1985-03-30 1989-09-12 Nec Corporation Synchronization circuit for digital communication systems
US5117427A (en) * 1988-03-03 1992-05-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Communication system with concatenated coding error correction
US5168509A (en) * 1989-04-12 1992-12-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Quadrature amplitude modulation communication system with transparent error correction
US5142539A (en) * 1990-03-06 1992-08-25 Telefonaktiebolaget L M Ericsson Method of processing a radio signal message
EP0512623B1 (en) * 1991-05-10 1999-09-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Television system for transmitting picture signals in a digital format
US5233629A (en) * 1991-07-26 1993-08-03 General Instrument Corporation Method and apparatus for communicating digital data using trellis coded qam
US5333135A (en) * 1993-02-01 1994-07-26 North American Philips Corporation Identification of a data stream transmitted as a sequence of packets

Also Published As

Publication number Publication date
DE69518095T2 (de) 2001-03-22
US5475716A (en) 1995-12-12
JP3058807B2 (ja) 2000-07-04
EP0663776A3 (en) 1997-11-19
ATE195048T1 (de) 2000-08-15
EP0663776B1 (en) 2000-07-26
EP0663776A2 (en) 1995-07-19
NO950191D0 (no) 1995-01-18
DE69518095D1 (de) 2000-08-31
KR950035432A (ko) 1995-12-30
ES2150506T3 (es) 2000-12-01
CA2140483A1 (en) 1995-07-19
AU678871B2 (en) 1997-06-12
CA2140483C (en) 1999-12-07
KR100335560B1 (ko) 2002-11-27
JPH07288550A (ja) 1995-10-31
AU1026995A (en) 1995-07-27
NO950191L (no) 1995-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO314678B1 (no) Fremgangsmåte for å formidle blokk-kodete digitale data med tilhörende synkronisering-kontrolldata
EP0663775B1 (en) Method and apparatus for communicating multilevel modulated data using concatenated coding
US7430251B2 (en) VSB transmission system for processing supplemental transmission data
CN1299455C (zh) 单载波传输***及其方法
US7085324B2 (en) Communication system in digital television
US7949055B2 (en) Communication system in digital television
RU2350037C2 (ru) Цифровая широковещательная передача/прием, допускающая улучшение характеристик приема и коррекции, и способ обработки сигналов для этого
US5903574A (en) Studio transmitter link method and apparatus
EP0525641B1 (en) Communication system using trellis coded QAM
US7599442B2 (en) Transmitter synchronization in a distributed transmission system
KR20050107286A (ko) 수신 성능이 향상된 디지털 방송 송수신 시스템 및 그의신호처리방법
KR20070038383A (ko) 디지털 방송 송/수신 시스템
JP5415437B2 (ja) 符号エンハンスド・スタガキャスティング
Tzeng Error protection for satellite broadcast of HDTV and conventional TV