DE19503529A1 - Method for transmitting or storing a data stream from digitized, coded image, sound and / or data signals - Google Patents

Method for transmitting or storing a data stream from digitized, coded image, sound and / or data signals

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DE19503529A1 DE19503529A DE19503529A DE19503529A1 DE 19503529 A1 DE19503529 A1 DE 19503529A1 DE 19503529 A DE19503529 A DE 19503529A DE 19503529 A DE19503529 A DE 19503529A DE 19503529 A1 DE19503529 A1 DE 19503529A1
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Abstract

With the MPEG2 standard for transmitting or storing a data stream made up of digitised and coded video, audio and data signals, the data stream is subdivided into a sequence of transport packets of different priorities. The transport packets are selected before transmission or storage according to priority. Each sequence of data packets of the same priority is transmitted or stored via an allocated digital channel. In order to simplify procedures at the receiving end as far as possible, switching information, representing the division of the consecutive transport packets among the individual digital channels, is transmitted or stored in addition to the data packets. At the decoder end, the switching information is used to reassemble the transport packets received via the digital channels in their original sequence.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1.

Zur Übertragung oder Speicherung von digital codierten Bild-, Ton- oder Datensignalen wird ein Datenstrom nach dem MPEG 2-Standard in eine Folge gleich langer Transportpakete unterteilt. Eine Information über die Art der Daten (z. B. Ton, Bild, Programminhalt usw.) sowie Steuerinformationen (z. B. Synchronisation), werden in einem Kopfteil (Header) jedes Transportpaketes mit übertragen. Zu den Steuerinformationen zählt auch eine Prioritätsinformation, welche die Wichtigkeit des betreffenden Transportpaketes für die empfangsseitige Decodierung repräsentiert. Entsprechend der unterschiedlichen Priorität kann ein abgestufter Fehlerschutz oder eine unterschiedliche Modulationsart vorgesehen werden. Die Priorität eines Transportpaketes kann sich auf die Art der Daten beziehen, so daß in diesem Falle die ohnehin vorhandene Datenartinformation gleichzeitig als Prioritätsinformation herangezogen wird. Zur Veranschaulichung des MPEG 2-Standards sind in den Fig. 1 bis 3 die Entstehung, die Übertragung und die empfängerseitige Verarbeitung der Signale schematisch dargestellt.For the transmission or storage of digitally coded picture, sound or data signals, a data stream according to the MPEG 2 standard is divided into a sequence of transport packets of the same length. Information about the type of data (e.g. sound, image, program content, etc.) and control information (e.g. synchronization) are also transmitted in a header of each transport package. The control information also includes priority information, which represents the importance of the transport packet in question for the decoding at the receiving end. Depending on the different priority, a graduated error protection or a different type of modulation can be provided. The priority of a transport package can relate to the type of data, so that in this case the data type information which is present anyway is used simultaneously as priority information. To illustrate the MPEG 2 standard, the formation, transmission and processing of the signals at the receiver are shown schematically in FIGS. 1 to 3.

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Merkmale der Erzeugung eines Datenstroms 100 mit aufeinanderfolgenden MPEG-Transportpaketen. Unterschiedliche Transportpakete können Daten von unterschiedlichen Quellen enthalten (z. B. Bilddaten für TV, ergänzende Bilddaten für HDTV, Tondaten, Datendienste), die in einer beliebigen Reihenfolge in dem Datenstrom auftreten können. Damit beinhalten ein oder mehrere Transportpakete Informationen, die beispielsweise mit einer spezifischen Priorität übertragen werden sollen. Somit ergibt sich eine Folge von Transportpaketen unterschiedlicher Priorität. Transportpakete, die eine hohe Übertragungssicherheit erfordern, sind in dem Datenstrom 100 beispielsweise mit H (HIGH) gekennzeichnet und Transportpakete mit einer geringen Priorität mit L (LOW). Fig. 1 shows the essential features of the generation of a data stream 100 comprising successive MPEG transport packets. Different transport packets can contain data from different sources (e.g. image data for TV, supplementary image data for HDTV, audio data, data services), which can occur in the data stream in any order. One or more transport packages thus contain information that is to be transmitted, for example, with a specific priority. This results in a sequence of transport packages with different priorities. Transport packets that require a high level of transmission security are identified in the data stream 100 for example with H (HIGH) and transport packets with a low priority with L (LOW).

Ein Übertragungssystem, das zwei oder mehrere Digitalkanäle unterschiedlicher Übertragungssicherheit zur Verfügung stellt, wird als Hierarchisches Übertragungssystem bezeichnet. Fig. 2 zeigt eine mögliche Realisierung der Aufteilung des Datenstroms 100 in einen Anteil von Transportpaketen mit hoher H und einen Anteil mit geringer Priorität L nach dem Stand der Technik. Da eine absolute Synchronität der unterschiedlichen Digitalkanäle nicht sichergestellt werden kann, müssen Vorkehrungen getroffen werden, die eine Rekonstruktion der korrekten Reihenfolge der Transportpakete des Datenstroms 100 im Empfänger garantieren.A transmission system that provides two or more digital channels of different transmission security is called a hierarchical transmission system. FIG. 2 shows a possible implementation of the division of the data stream 100 into a portion of transport packets with high H and a portion with low priority L according to the prior art. Since an absolute synchronicity of the different digital channels cannot be ensured, precautions must be taken that guarantee a reconstruction of the correct order of the transport packets of the data stream 100 in the receiver.

Weil bei verschiedenen Übertragungssystemen der Beginn eines Transportpaketes durch eine übergeordnete Synchronisationseinrichtung bekannt gemacht werden kann, muß das spezielle Synchronisationsbyte zu Beginn eines jeweiligen Transportpaketes nicht unbedingt übertragen werden. Um nun die Reihenfolge der Transportpakete des Datenstroms 100 im Empfänger sicherzustellen wird dieses Byte im Transportpaket sendeseitig mit dem Zählerstand eines Transportpaketzählers 11 überschrieben (Sync-Byte-Stempler 10). Die Folge 110 der Transportpakete enthält damit eine Stetigkeitsinformation. Die Transportpakete werden im Block 12 nach ihrer Priorität aufgeteilt. Der Datenstrom 121 wird in Fig. 2 durch Transportpakete hoher Priorität H, der Datenstrom 122 durch diejenigen geringer Priorität L gebildet und jeweils über den vorgesehenen Digitalkanal geleitet.Because the start of a transport packet can be made known by a higher-level synchronization device in different transmission systems, the special synchronization byte does not necessarily have to be transmitted at the start of a respective transport packet. In order to ensure the sequence of the transport packets of the data stream 100 in the receiver, this byte in the transport packet is overwritten on the transmission side with the counter reading of a transport packet counter 11 (sync byte stamp 10 ). The sequence 110 of the transport packages thus contains continuity information. The transport packages are divided in block 12 according to their priority. In FIG. 2, the data stream 121 is formed by high-priority transport packets H, the data stream 122 by those of low priority L, and each is routed via the digital channel provided.

Wie Fig. 3 zeigt, liegen empfangsseitig die Datenströme 131 und 132 über die Digitalkanäle 13H und 13L vor. Wenn die Digitalkanäle eine unterschiedliche oder geringfügig schwankende Verzögerungszeit aufweisen, kann es vorkommen, daß der Kombinierer 14, der die Datenströme 131 und 132 wieder zu einem einzigen Datenstrom 141 zusammenfaßt, die Reihenfolge von Transportpaketen beim Wechsel der Priorität vertauscht. Die Stetigkeit der aufeinanderfolgenden Transportpakete wird daher im Block 15 anhand der übertragenen Zählerwerte überprüft und ggf. eine Korrektur der Reihenfolge durchgeführt. Die Zählerwerte in den Transportpaketen des korrigierten Datenstroms 151 müssen dann wieder mit dem ursprünglichen Synchronisationsbyte überschrieben werden (Block 16), damit wieder der ursprünglich vom Quellencodierer erzeugte Datenstrom 161 rekonstruiert wird. Auch ein vereinfachter Empfänger 19, der nur den Datenstrom 131 mit der hohen Priorität H decodieren möchte, benötigt diese Einrichtung 17 zum Löschen des Zählerwertes und zum Einfügen des Synchronisationsbytes.As shown in FIG. 3, the data streams 131 and 132 are present on the receiving side via the digital channels 13 H and 13 L. If the digital channels have a different or slightly fluctuating delay time, it can happen that the combiner 14 , which combines the data streams 131 and 132 again into a single data stream 141, exchanges the order of transport packets when the priority changes. The continuity of the successive transport packets is therefore checked in block 15 on the basis of the transmitted counter values and, if necessary, the sequence is corrected. The counter values in the transport packets of the corrected data stream 151 must then be overwritten with the original synchronization byte (block 16 ) so that the data stream 161 originally generated by the source encoder is reconstructed. A simplified receiver 19 , which only wants to decode the data stream 131 with the high priority H, also needs this device 17 to delete the counter value and to insert the synchronization byte.

Nachteile des geschilderten Verfahrens ergeben sich dadurch, daß der Aufwand für die Rekonstruktion des Datenstroms 161 mit Transportpaketen unterschiedlicher Priorität wegen der erforderlichen Stetigkeitsprüfung 15 und wegen der Synchronisationsbyte-Manipulation hoch ist und daß für den vereinfachten Empfänger ebenfalls das Einfügen des Synchronisationsbytes erforderlich ist.Disadvantages of the described method result from the fact that the effort for the reconstruction of the data stream 161 with transport packets of different priority is high because of the required continuity check 15 and because of the synchronization byte manipulation and that the simplified byte also requires the insertion of the synchronization byte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art den empfängerseitigen Aufwand für die Rekonstruktion des Datenstroms so gering wie möglich zu halten.In contrast, the object of the invention is in a method of  type mentioned at the outset the recipient's effort for the reconstruction to keep the data stream as low as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of Claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements and developments of the invention Procedures result from the subclaims.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1 schematisch die Erzeugung eines MPEG-Transport-Datenstroms mit beliebig aufeinanderfolgenden Transport-Paketen unterschiedlicher Priorität; Fig. 1 shows schematically the generation of an MPEG transport data stream having any successive transport packets of different priority;

Fig. 2 den sendeseitigen Aufbau eines hierarchischen Übertragungssystems nach dem Stand der Technik;2 shows the transmission side configuration of a hierarchical transmission system according to the prior art.

Fig. 3 den empfangsseitigen Aufbau eines hierarchischen Übertragungssystems nach dem Stand der Technik; Figure 3 shows the receiving-side structure of a hierarchical transmission system according to the prior art.

Fig. 4 den sendeseitigen Aufbau eines hierarchischen Übertragungssystems nach der Erfindung, und Fig. 4 shows the structure of the transmission side of a hierarchical transmission system according to the invention, and

Fig. 5 den empfangsseitigen Aufbau eines hierarchischen Übertragungssystems nach der Erfindung. Fig. 5 shows the structure at the receiving end of a hierarchical transmission system according to the invention.

Die Struktur der erfindungsgemäßen Realisierung zeigt Fig. 4. Eine Veränderung des Synchronisationsbytes eines Transportpaketes für die Übertragung des Paketzählerstandes wird nicht notwendig. Dafür wird die Aufteilung des Datenstroms 110 in Transportpakete mit unterschiedlicher Priorität in einer Schaltinformation 123 codiert. Diese gibt einen genauen Aufschluß über die ursprüngliche Folge der aufgeteilten Transportpakete nach ihrer Priorität. Die Schaltinformation 123 wird dann gesondert übertragen, wobei entweder der Digitale Übertragungskanal H oder ein separater digitaler Übertragungskanal verwendet werden kann (z. B. "Transmitter-Parameter-Signalling"-Kanal). Da ein Transportpaket 204 Byte bzw. 1632 Bits umfaßt, und bei zwei Prioritätsstufen für die Signalisierung maximal ein 1,1 Bit pro Transportpaket erforderlich ist (zusätzlicher Fehlerschutz ein gerechnet), ist der zusätzliche Übertragungsaufwand mit 0,06% sehr gering.The structure of the implementation according to the invention is shown in FIG. 4. A change in the synchronization byte of a transport packet for the transmission of the packet counter reading is not necessary. For this purpose, the division of the data stream 110 into transport packets with different priority is encoded in a switching information item 123 . This gives precise information about the original sequence of the divided transport packages according to their priority. The switching information 123 is then transmitted separately, whereby either the digital transmission channel H or a separate digital transmission channel can be used (eg "transmitter parameter signaling" channel). Since a transport packet comprises 204 bytes or 1632 bits, and if two priority levels are required for the signaling, a maximum of 1.1 bits per transport packet is required (additional error protection included), the additional transmission effort is very low at 0.06%.

Empfangsseitig vereinfacht sich, wie Fig. 5 zeigt, die Zusammenfügung der Transportpakete zu der ursprünglichen Folge erheblich. Die übertragene Schaltinformation 133 wird direkt für die Ansteuerung eines Umschalters 14 genutzt. Wenn beispielsweise einer der Übertragungskanäle 13H oder 13L eine größere Verzögerung aufweist, so wird durch die vorgegebene Schalterstellung des Umschalters 14 das Eintreffen des betreffenden Transportpaketes abgewartet werden. Damit wird verhindert, daß ein zeitlich schnelleres Transportpaket nicht zu früh in die Folge eingefügt wird. Der vereinfachte Decoder 19, der nur den Datenstrom mit Transportpaketen hoher Priorität decodiert, benötigt überhaupt keine zusätzliche Hardware und kann den Datenstrom 131 direkt zur weiteren Verarbeitung weiterleiten. Dies erweist sich als vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Realisierung, weil damit auch keinerlei Vorkehrungen für die Behandlung von hierarchisch übertragenen Transportpaketen bei der Spezifizierung oder Realisierung von nicht hierarchischen Übertragungssystemen notwendig wird und weil zugunsten des Empfängers nur ein mäßiger Realisierungsaufwand im Sendesystem verbleibt.At the receiving end, as shown in FIG. 5, the combination of the transport packets into the original sequence is considerably simplified. The transmitted switching information 133 is used directly to control a changeover switch 14 . If, for example, one of the transmission channels 13 H or 13 L has a greater delay, the arrival of the relevant transport packet will be awaited by the predetermined switch position of the switch 14 . This prevents a faster transport package from being inserted into the sequence too early. The simplified decoder 19 , which only decodes the data stream with high-priority transport packets, does not require any additional hardware at all and can forward the data stream 131 directly for further processing. This proves to be advantageous in the implementation according to the invention, because it does not require any precautions for the handling of hierarchically transmitted transport packets when specifying or implementing non-hierarchical transmission systems and because only a moderate implementation effort remains in the transmission system in favor of the recipient.

Eine weitere vorteilhafte Realisierung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Schaltinformation für den Umschalter 14 jeweils in einem der vorhergehenden Transportpakete übertragen wird. Wenn bei einer speziellen Applikation in dem Kopf des Transportpaketes ein oder mehrere Bits eine für die Decodierung nicht relevante Information enthalten, lassen sich diese Bits für die Schaltinformation verwenden.Another advantageous implementation of the invention results from the fact that the switching information for the changeover switch 14 is transmitted in one of the preceding transport packets. If, in a special application, one or more bits in the header of the transport packet contain information that is not relevant for decoding, these bits can be used for the switching information.

Insbesondere kann das im MPEG2-Multiplex vorgesehene Bit für die Priorität des Transportpaketes verwendet werden, um die Priorität des oder eines der folgenden Transportpakete anzugeben und damit die erforderliche Schalterstellung für den Umschalter 14 im voraus zu übertragen.In particular, the bit provided in the MPEG2 multiplex can be used for the priority of the transport packet in order to indicate the priority of the or one of the following transport packets and thus to transmit the required switch position for the changeover switch 14 in advance.

Claims (6)

1. Verfahren zum Übertragen oder Speichern eines Datenstroms aus digitalisierten, codierten Bild-, Ton- und/oder Datensignalen, bei dem der Datenstrom in eine Folge von Transportpaketen unterschiedlicher Priorität unterteilt wird, welche vor der Übertragung bzw. Speicherung nach ihrer Priorität selektiert werden, und bei dem jede Folge von Datenpaketen gleicher Priorität auf bzw. in einem zugeordneten Digitalkanal übertragen bzw. gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltinformation zusätzlich zu den Datenpaketen gleicher Priorität übertragen bzw. gespeichert wird, wobei die Schaltinformation die Aufteilung der aufeinanderfolgenden Transportpakete auf die einzelnen Digitalkanäle repräsentiert, und daß decoderseitig die Schaltinformation dazu verwendet wird, um die Zusammenfügung der über die einzelnen Digitalkanäle empfangenen Transportpakete in der ursprünglichen Reihenfolge zu rekonstruieren.1. Method for transmitting or storing a data stream from digitized, coded image, sound and / or data signals, in which the data stream is divided into a sequence of transport packets of different priority, which are selected according to their priority before the transmission or storage, and in which each sequence of data packets of the same priority is transmitted or stored on or in an assigned digital channel, characterized in that switching information is transmitted or stored in addition to the data packets of the same priority, the switching information dividing the successive transport packets over the represents individual digital channels, and that on the decoder side, the switching information is used to reconstruct the combination of the transport packets received via the individual digital channels in the original order. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltinformation in dem Digitalkanal für die Datenpakete der höchsten Priorität mitübertragen wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the Switching information in the digital channel for the data packets of the highest Priority is also transmitted.   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltinformation in dem Digitalkanal für die Datenpakete der höchsten Priorität mitübertragen wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the Switching information in the digital channel for the data packets of the highest Priority is also transmitted. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltinformation in einem speziellen Transmitter-Parameter-Signalling-Ka­ nal übertragen bzw. gespeichert wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the Switching information in a special transmitter parameter signaling box nal is transmitted or saved. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltinformation vor ihrer Übertragung oder Speicherung, komprimiert bzw. codiert wird und decoderseitig dekomprimiert bzw. decodiert wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the switching information before it is transmitted or stored, is compressed or coded and decompressed on the decoder side or is decoded. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltinformation in Abhängigkeit von Änderungen in der Prioritätenfolge der Transportpakete übertragen bzw. gespeichert wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the switching information depending on changes in the Priority order of the transport packages is transmitted or saved.
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