DE19547117B4

DE19547117B4 - Method for synchronizing the decoder in the transmission of source-coded audio signals

Info

Publication number: DE19547117B4
Application number: DE19547117A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Prof. Dr.-Ing. Rudolph
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1995-12-16
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2015-12-17
Also published as: DE19547117A1

Abstract

Verfahren zur Synchronisation des Decoders bei der Übertragung von quellcodierten Audiosignalen, bei dem empfangsseitig eine Speicherung und eine daraus abgeleitete Regelung des Auslesetaktes durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Bits, der empfangenen und komprimierten Datenbursts mitgezählt werden und
– daraus durch Vergleich mit den regenerierten und ausgelesenen Daten die Taktinformation quarzstabilisiert gewonnen wird und
– dabei die Übertragungsgeschwindigkeit und -Phase einreguliert wird, und
– ein neuer Burst immer genau dann empfangen wird, wenn der aktuelle Burst bis auf einen durch die Toleranzen der Quarze bedingten Restbestand aufgebraucht ist.Method for synchronizing the decoder in the transmission of source-coded audio signals, wherein the receiving side, a storage and a derived therefrom control of the read-out clock is performed,
characterized in that
The bits of the received and compressed data bursts are counted and
- It is obtained by comparison with the regenerated and read data, the clock information quartz-stabilized and
- while the transmission speed and phase is regulated, and
- A new burst is always received exactly when the current burst is used up to a rest of the rest due to the tolerances of the quartz.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Synchronisationsverfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art. Ein derartiges Verfahren ist für ein ATM-Netz z.B. in DE 42 17 911 A1 beschrieben.The invention relates to a synchronization method defined in more detail in the preamble of claim 1. Such a method is for an ATM network, for example in DE 42 17 911 A1 described.

Bei der Übertragung von quellcodierten Audiosignalen werden die Daten in Rahmen gefüllt, die aus einem Reader, Side-Informationen und den spektralen Informationen bestehen. Diese Daten werden mit einem schnellen Takt, z.B. 500 kHz, ausgelesen. Damit man unterschiedliche Datenraten des quellcodierten Signals realisieren kann, werden von den Rahmen schneller Daten nur jeweils so viele gesendet, dass im Mittel die gewünschte Datenrate entsteht. Damit erhält man auf einer Übertragungsstrecke "Burst-Betrieb". Die Daten werden also nicht gleichmäßig gesendet. Die genauen Definitionen hierzu sind in den Standards für MPEG festgelegt.at the transmission source coded audio signals fill the data in frames that are out a reader, side information and the spectral information consist. These data are sent with a fast clock, e.g. 500 kHz, read out. So that different data rates of the source-coded Signals can be from the frame faster data only each sent so many, that on average the desired data rate arises. With it one on a transmission line "Burst operation". The data will be So not sent evenly. The exact definitions for this are defined in the standards for MPEG.

Aufgrund des Burstbetriebes auf der Übertragungsstrecke ist es für den Decoder schwierig, den exakten Datentakt des decodierten Audiosignals -bezogen auf einen gleichförmigen Datenstrom- wieder zu gewinnen.by virtue of Burst operation on the transmission line is it for the decoder difficult, the exact data clock of the decoded audio signal-related on a uniform Data stream to win again.

Zur Taktrückgewinnung gibt es bislang folgende Möglichkeiten:

1. Verkopplung des Datentaktes des Audiosignals mit der Frequenz bzw. dem Takt des Hochfrequenzträgers der modulierten Übertragungsstrecke.
2. Auszählung des Bursts in dem Sinne, daß ein Vergleich durchgeführt wird zwischen einer Anzahl der empfangsseitig einlaufenden Bursts und der im Decoder decodierten bzw. verarbeiteten Bursts.

For clock recovery there are so far the following options:

1. Coupling of the data clock of the audio signal with the frequency or the clock of the high frequency carrier of the modulated transmission path.
2. Counting of the burst in the sense that a comparison is made between a number of bursts that arrive at the receiving end and the decoded or processed bursts in the decoder.

Die erste der vorgeschlagenen Methoden läßt sich in der Praxis nicht durchführen, da dies eine taktmäßige Verkopplung vom Studio über den Sender bis zum Empfänger erfordern würde. Die hierfür notwendige zusätzliche Übertragungsstrecke steht nicht zur Verfügung. Daher scheidet diese Methode aus.The first of the proposed methods can not be done in practice carry out, because this is a tactile coupling from the studio over the transmitter to the receiver would require. The necessary for this additional transmission path is not available. Therefore, this method is eliminated.

Die zweite Methode hat den Nachteil, daß das Gleichgewicht zwischen einlaufenden und verbrauchten Bursts erfordert, daß eine gewisse Mindestmenge von Bursts im Speicher vorgehalten werden muß, damit die Regelung nicht zu grob wird. Da die kleinste ausregelbare Quantität aus einem Burst besteht, welcher z. B. ca. 1600 Bits (oder mehr) enthalten kann, ergibt sich in einem solchen Falle eine ausgeprägte Regelschwingung, was zu Gleichlaufproblemen im rückgewonnenen Audio-Signal führt. Dieser Fall tritt – bedingt durch das Übertragungsverfahren – z. B. auf dem Funkweg auf.The second method has the disadvantage that the balance between incoming and used bursts requires that a certain Minimum amount of bursts must be kept in memory so that the regulation does not become too crude. Since the smallest adjustable quantity of a Burst exists, which z. B. about 1600 bits (or more) included can result in such a case a pronounced control oscillation, what about synchronization problems in the recovered Audio signal leads. This Case occurs - conditionally by the transmission method - e.g. B. on the radio path.

Zur Verminderung der Regelschwingungen müssen eine große Anzahl von Bursts (min. 30) im Eingangspuffer zwischengespeichert werden, wodurch dieser entsprechend groß gemacht werden muß. Aus dieser regelungstechnisch erforderlichen Mindestanzahl von Bursts im Speicher folgt aber einerseits eine langsame Regelung und andererseits eine nicht tolerierbare Zeitverzögerung des rückgewonnenen Audiosignals.to Reduction of the control vibrations must be a large number Bursts (at least 30) are buffered in the input buffer, which made it correspondingly large must become. For this control technically required minimum number of bursts in memory follows, on the one hand, a slow regulation and, on the other hand, a intolerable time delay of the recovered Audio signal.

In einer Anwendung für die "Digitale Mittelwelle" könnte diese Zeitverzögerung mehr als 10 Sekunden betragen, wodurch z. B. eine Zeitzeichengabe oder ein Umschalten auf eine andere Übertragungsart des gleichen Pragramms (z. B. UKW) praktisch nicht mehr möglich wird. Eine drastische Verkürzung dieses Zeitverzuges ist daher von existentieller Notwendigkeit für die Realisierung einer digitalen Übertragung, in den LMK-Rundfunkbereichen.In an application for the "digital wave" could this Time Delay more than 10 seconds, whereby z. As a time sign or switching to another transmission mode of the same Pragramms (eg FM) is practically impossible. A drastic shortening This time delay is therefore of existential necessity for the realization a digital transmission, in the LMK broadcasting areas.

Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, zu erreichen, daß im rückgewonnenen Audiosignal nur eine minimale Zeitverzögerung entsteht und daß das rückgewonnene Audiosignal dabei eine minimale Gleichlaufschwankung aufweist.The The object of the invention is therefore to achieve that in the recovered Audio signal only a minimum time delay arises and that the recovered Audio signal thereby has a minimal synchronization fluctuation.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Verfahrensschritten gelöst.These The object is achieved with the method steps listed in the characterizing part of patent claim 1 solved.

Vorteilhafte Aus- bzw. Weiterbildungsmöglichkeiten des Verfahrens sind in den Kennzeichen der Unteransprüche 2 und 3 beschrieben.advantageous Training and further education opportunities of the method are in the characteristics of the subclaims 2 and 3 described.

Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel wird die Erfindung und deren Wirkung näher erläutert.in the following embodiment the invention and its effect will be explained in more detail.

Die erfindungsgemäße Lösung des Problems der Regelschwingungen und der Zeitverzögerung bei der Taktrückgewinnung des decodierten Audiosignals besteht darin, daß die Bits jedes Bursts ausgezählt werden. Man weiß ja, welche Zeitspanne nominell von den Daten eines Bursts versorgt wird. Daher können die Bits jedes Bursts mittels eines (zu regelnden) Taktgenerators gleichmäßig auf die gesamte Zeitspanne verteilt werden.The inventive solution of Problems of hunting and time delay in clock recovery of the decoded audio signal is that the bits of each burst are counted out. You know, which period is nominally supplied by the data of a burst. Therefore can the bits of each burst by means of a clock generator (to be controlled) evenly distributed throughout the period.

Die Ungenauigkeit von nicht verkoppelten Takt-Generatoren besteht in den Toleranzen der verwendeten Quarze, welche z. B. mit schlimmstenfalls 10 ppm angenommen werden kann.The Inaccuracy of uncoupled clock generators exists in the tolerances of the quartz used, which z. B. at worst 10 ppm can be assumed.

Man regelt den Taktgenerator so ein, daß jeder empfangene Burst beim Eintreffen des folgenden Bursts noch ca. 0,1 % bis 1 % seiner Bits noch (unverarbeitet) im Speicher hat.One adjusts the clock generator so that ever the received burst still has about 0.1% to 1% of its bits (unprocessed) in memory when the next burst arrives.

Damit sind noch genügend viele Bits vorhanden, um eine Geschwindigkeitsabweichung in beiden Richtungen korrigieren zu können. Aufgrund der geringen Toleranzen der Quarze muß damit in der Praxis kaum mehr als um ±1 Bit schneller bzw. langsamer (programmierbarer Frequenzteiler zwischen Quarz und Takt) ausgelesen werden.In order to are still enough many bits exist to give a speed deviation in both directions to be able to correct. Due to the small tolerances of the quartz, it is almost impossible to do so in practice more than ± 1 Bit faster or slower (programmable frequency divider between quartz and clock) are read out.

Somit ergeben sich folgende Vorteile:

– Die zeitliche Verzögerung im Decoder aufgrund der Taktregelung liegt im Bereich von Millisekunden und nicht im Bereich von Sekunden.
– Der Speicher im Decoder kann dem entsprechend sehr viel kleiner ausfallen.
– Die Taktregelung ist exakter, weil die Stellgröße für die Regelung die kleinstmögliche Zeit (Bitdauer) ausnutzt. Die Taktregelung erhält somit die geringstmöglichen Regelschwankungen, wodurch ein excellenter Gleichlauf entsteht.

This results in the following advantages:

- The time delay in the decoder due to the clock control is in the range of milliseconds and not in the range of seconds.
- The memory in the decoder can be correspondingly much smaller.
- The clock control is more accurate, because the manipulated variable for the control uses the smallest possible time (bit duration). The clock control thus receives the lowest possible control fluctuations, resulting in an excellent synchronization.

Claims

Method for synchronizing the decoder in the transmission of source-coded audio signals, wherein the receiving side storage and a derived control of the read-out clock is performed, characterized in that - the bits, the received and compressed data bursts are counted and - by comparison with the regenerated and read data, the clock information is obtained quartz-stabilized and - while the transmission speed and phase is regulated, and - a new burst is always received exactly when the current burst is used up to a conditional by the tolerances of the quartz residual stock.

Method according to claim 1, characterized in that that read the burst in conjunction with the quartz stabilization the transfer additional clock information Completely replaced.

Method according to claim 1, characterized in that that due to the tolerances of the quartz residual stock an order of magnitude from 0.1% to 1%.