DE19882691B4 - Adaptives Multiplex/Demultiplexverfahren und zugehöriger Multiplexer/Demultiplexer - Google Patents

Adaptives Multiplex/Demultiplexverfahren und zugehöriger Multiplexer/Demultiplexer Download PDF

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Abstract

Adaptives Multiplex/Demultiplexverfahren zum Multiplexen und Demultiplexen von Audio- und Videodaten in einem Audio/Video-System gemäß der ITU-T-Empfehlung H.223 und deren Anhängen benutzt mit den Schritten:
(a) Durchführen eines ersten Multiplex/Demultiplexvorgangs, der das MUX-PDU-Format der H.223-Empfehlung aufweist;
(b) Durchführen eines zweiten Multiplex/Demultiplexvorgangs, der das MUX-PDU-Format des Anhangs A der H.223-Empfehlung aufweist; und
(c) Einfügen eines oder mehrerer Zwischen-Multiplex/Demultiplexvorgangsschritte zwischen den Schritten (a) und (b), welche unterschiedliche MUX-PDU-Formatkomplexitäten als die in Schritten (a) und (b) verwendeten MUX-PDU-Formate aufweisen,
wobei einer oder mehrere der Zwischen-Multiplex/Demultiplexvorgangsschritte in Schritt (c) eine Marke für Hochpegeldatenverbindungssteuerung (HDLC) verwendet, die einen zusätzlichen Code mit Pseudo-statistischem Rauschen (PN) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft adaptive Multiplex/Demultiplexverfahren, und diese einsetzenden Multiplexer/Demultiplexer in einem H.324-System, und betrifft insbesondere ein adaptives Multiplex/Demultiplexverfahren, welches effektiv in einem fehleranfälligen Kanal eingesetzt werden kann, sowie einen das Verfahren verwendenden Multiplexer/Demultiplexer.
  • Im allgemeinen schreibt die H.324-Empfehlung das Multiplexen von Video- und Audiosignalen vor, das in einem fehleranfälligen Kanal wirksam ist, beispielsweise einem Drahtloskanal, und umfaßt H.223-Multiplexen, H.223/Anhang A-Multiplexen, H.245-Steuerung, H.263-Video-Kodierer/Dekodierer (CODEC) sowie G.723.1-Audio-CODEC. Insbesondere werden gemäß der H.223-Empfehlung, um Videotelefon und Videokonferenzen in einem allgemeinen digitalen Telekommunikationsnetzwerk von der ITU-T zu erzielen (dem Telekommunikations-Normierungssektor der internationalen Telekommunikationsunion), Video-, Audio- und andere Daten adaptiv in Protokolldateneinheiten (PDU) gemultiplext, und dann später demultiplext. Ein Multiplexer/Demultiplexer (MUX/DEMUX) gemäß H.223 kann eingesetzt werden, wenn eine Kanalbitfehlerrate 10–6 oder weniger beträgt. Ein MUX/DEMUX gemäß H.223/Anhang A ist ein neuer MUX/DEMUX, der die Fehlerrobustheit verbessern kann, und dadurch erhalten wird, daß dem MUX/DEMUX gemäß H.223 ein Raten-kompatibler, gelöcherter, Faltungs-Kodierer/Dekodierer (RCPC CODEC) sowie Funktionen für automatische Anforderung von Rücksendung (ARQ) hinzugefügt werden. Bei dem MUX/DEMUX gemäß H.223/Anhang A werden dann, wenn ein Fehler in einem Empfänger auftritt, die RCPC-kodierten Daten von einem Sender bei unterschiedlichen Raten zurückgesandt.
  • Allerdings ist es nahezu unmöglich, den H.223-MUX/DEMUX in einem fehleranfälligen Kanal einzusetzen, infolge seiner niedrigen Fehlertoleranz. Darüber hinaus wird im Falle des MUX/DEMUX gemäß H.223/Anhang A der Kanaldurchsatz infolge der ARQ drastisch verringert, und ist eine extrem hohe Komplexität infolge des RCPC vorhanden.
  • ITU-T Draft Recommendation H.223/Annex A, Draft Version V.01, 01.07.1997 beschreibt ein MUX-PDU Framing, bei dem eine MUX-PDU mit einem Flag einer Länge von zunächst 32 Bit beginnen soll. Das Flag, das der MUX-PDU vorausgeht, wird dabei als opening flag bezeichnet. Das Flag, das der MUX-PDU folgt, wird als closing flag bezeichnet. Das closing flag kann ebenso als opening flag für das darauffolgende MUX-PDU dienen. Das 32-Bit-Flag ist dabei "0001 0111 1000 1010 1100 1110 1001 1000" (17 8A CI 98), wobei vom MSB zum LSB aufgelistet wurde.
  • Außerdem wird in ITU-T Draft Recommendation H.223/Annex B, Draft Version V.01, 02.07.1997, ein gegenüber der H.223-Empfehlung und der H.223/Annex A-Empfehlung geänderter Header vorgeschlagen, der ein Mulitplex Code-Feld, ein Multiplex Payload Length-Feld und ein Paridy Bit-Feld mit Systematic Extended BCH Quotes enthält.
    •
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung sowie ein verbessertes Verfahren für den Einsatz eines H.223-MUX/DEMUX in einem fehleranfälligen Kanal anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung und im speziellen durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einer Zielrichtung des Vorteils wird ein adaptives Multiplex/Demultiplexverfahren in einem H.324-System zur Verfügung gestellt, welches folgende Schritte aufweist:
    • (a) Durchführung eines ersten Multiplex/Demultiplexvorgangs, welcher die Komplexität der H.223-Empfehlung aufweist;
    • (b) Durchführung eines zweiten Multiplex/Demultiplexvorgangs, welcher die Komplexität der Empfehlung gemäß H.223/Anhang A aufweist, und (c) Einfügen eines oder mehrerer dritter Multiplex/Demultiplexvorgangsschritte, welche unterschiedliche Komplexitäten aufweisen, zwischen den Schritten (a) und (b).
  • Dabei verwendet der dritte Multiplex/Demultiplexvorgang des Schrittes (c) eine Marke für eine Hochpegeldatenverbindungssteuerung (HDLC), welche einen zusätzlichen Code mit Pseudo-statistischem Rauschen (PN) aufweist, der mehr Bits enthält als die H.223-Empfehlung.
  • Vorzugsweise umfaßt der dritte Multiplex/Demultiplexvorgang des Schrittes (c) folgende Unterschritte: (c1) Verwendung einer HDLC-Marke mit einem zusätzlichen PN-Code, der mehr Bits aufweist als die H.223-Empfehlung, und (c2) Verwendung eines Vorspanns, der mehr Bits aufweist als die H.223-Empfehlung.
  • Vorzugsweise umfaßt der dritte Multiplex/Demultiplexvorgang des Schrittes (c) folgende Unterschritte: (c1) Verwendung einer HDLC-Marke mit einem extra PN-Code, der mehr Bits aufweist als die H.223-Empfehlung; (c2) Verwendung eines Vorspanns, der mehr Bits aufweist als die H.223-Empfehlung; und (c3) Verwendung von Fehlerschutzbits in entweder einer Adaptionsschicht oder einer Multiplexerschicht.
  • Gemäß einer anderen Zielrichtung des Vorteils wird ein adaptiver Multiplexer/Demultiplexer (MUX/DEMUX) in einem H.324-System zur Verfügung gestellt, welcher aufweist: einen MUX/DEMUX gemäß H.223; einen MUX/DEMUX gemäß H.223/Anhang A;. und einen oder mehrere Zwischen-MUX/DEMUXs zwischen dem MUX/DEMUX gemäß H.223/Anhang A und dem MUX/DEMUX gemäß H.223, welche unterschiedliche Komplexitäten aufweisen als der MUX/DEMUX gemäß H.223/Anhang A und der MUX/DEMUX gemäß H.223.
  • Dabei verwenden der eine oder die mehreren MUX/DEMUXs eine Marke für eine Hochpegeldatenverbindungssteuerung (HDLC), welche einen zusätzlichen Code mit Pseudo-statistischem Rauschen (PN) aufweist, der mehr Bits hat als die H.223-Empfehlung.
  • Vorzugsweise verwenden der eine oder die mehreren Zwischen-MUX/DEMUXs eine HDLC-Marke mit einem extra PN-Code, der mehr Bits als die H.223-Empfehlung aufweist, sowie einen Vorspann, der mehr Bits hat als die H.223-Empfehlung.
  • Vorzugsweise verwenden der eine oder die mehreren Zwischen-MUX/DEMUXs eine HDLC-Marke mit einem extra PN-Code, der mehr Bits hat als die H.223-Empfehlung, einen Vorspann mit mehr Bits als bei der H.223-Empfehlung, sowie Fehlerschutzbits entweder in einer Adaptionsschicht oder einer Multiplexschicht.
  • 1 ist ein Schaltbild, welches den Aufbau des H.324-Systems für ein öffentliches Vermittlungstelefonnetzwerk (PSTN) zeigt, in welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird;
  • 2A ist ein Blockschaltbild des adaptiven MUX/DEMUX von 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2B ist ein Blockschaltbild des adaptiven MUX/DEMUX von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2C ist ein Blockschaltbild des adaptiven MUX/DEMUX von 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3A zeigt schematisch den Aufbau einer Multiplexprotokolldateneinheit (MUX-PDU) eines allgemeinen MUX/DEMUX gemäß H.223;
  • 3B zeigt schematisch den Aufbau des MUX-PDU eines ersten MUX/DEMUX;
  • 3C zeigt schematisch ein Beispiel für einen Fall, in welchem eine erste Marke bei einer langen HDLC-Marke von 3B eingesetzt wird;
  • 3D zeigt schematisch den Aufbau des MUX-PDU eines zweiten MUX/DEMUX; und
  • 3E zeigt schematisch ein Beispiel für einen Fall, in welchem eine erste Marke und eine zweite Marke bei einer langen HDLC-Marke bzw. einem langen Vorspann von 3D eingesetzt werden.
    •
  • Ein H.324-System für ein öffentliches Vermittlungstelefonnetzwerk (PSTN), gezeigt in 1, weist einen adaptiven Multiplexer/Demultiplexer (MUX/DEMUX) 110 und einen Transkoder 120 auf. Zuerst werden Mediendaten (Video-, Audio- und andere Daten) kodiert, und dann werden die kodierten Mediendaten durch den adaptiven MUX/DEMUX 110 und den Transkoder 120 gemultiplext, um eine Protokolldateneinheit (PDU; nicht gezeigt) auszubilden, und dann über einen Kanal übertragen.
  • 2A ist ein Blockschaltbild des adaptiven MUX/DEMUX 110 von 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der in 2A gezeigte, adaptive MUX/DEMUX 110 weist einen MUX/DEMUX 210 gemäß H.223 auf, einen ersten MUX/DEMUX 220, der durch Anbringen einer langen HDLC-Marke an der MUX-PDU des MUX/DEMUX 210 gemäß H.223 erhalten wird, einen zweiten MUX/DEMUX 220, der durch Anbringen eines langen Vorspanns an der MUX-PDU des ersten MUX/DEMUX 220 erhalten wird, einen dritten MUX/DEMUX 240, der durch Anbringen eines Fehlerbits bei der MUX-PDU des zweiten MUX/DEMUX 230 erhalten wird, und einen MUX/DEMUX 250 gemäß H.223/Anhang A.
  • Wie in 2A gezeigt ist, ist bei dem adaptiven MUX/DEMUX 110 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Transkodieroption zwischen dem MUX/DEMUX 210 gemäß H.223, der eine niedrigere Komplexität aufweist, und den MUX/DEMUX 250 gemäß H.223/Anhang A eingefügt, der eine hohe Komplexität aufweist, um ein neues Multiplex/Demultiplexverfahren zu definieren, mittels Verwendung der mehreren MUX/DEMUXs mit unterschiedlichen Komplexitäten, also des ersten MUX/DEMUX 220, des zweiten MUX/DEMUX 230 und des dritten MUX/DEMUX 240.
  • 3A zeigt schematisch den Aufbau einer Multiplexprotokolldateneinheit (MUX-PDU) des allgemeinen MUX/DEMUX 210 gemäß H.223. Die MUX-PDU des MUX/DEMUX 210 gemäß H.223 enthält eine Marke (HDLC-Flag) 310 von 8 Bits für Hochpegeldatenverbindungssteuerung (HDLC), die zum Steuern einer Übertragung verwendet wird, einen Vorspann (Header) 320 mit 8 Bits, der Dateninformation enthält, und eine Nutzlast (Payload) 330 mit Video- und Audiodaten. Hierbei ist die MUX-PDU die Minimaleinheit, die durch Multiplexen der Audio- und Videodaten in dem MUX erhalten wird, und wird vor der Kanalschnittstellenbildung erzeugt. Weiterhin ist die HDLC-Marke 310 ein eindeutiges Bitmuster aus sechs aufeinanderfolgenden Einsen (beispielsweise 01111110), welches einen Beginn oder ein Ende eines Rahmens repräsentiert.
  • 3B zeigt schematisch den Aufbau einer MUX-PDU des ersten MUX/DEMUX 220, der als Hochpegel-MUX/DEMUX des MUX/DEMUX 210 gemäß H.223 arbeitet. Die MUX-PDU des ersten MUX/DEMUX 220 enthält eine lange HDLC-Marke 342 von mehr als 8 Bits, die mehr Bits aufweist als die H.223-Empfehlung, einen Vorspann 344 mit 8 Bits, der Dateninformation enthält, und eine Nutzlast 346, welche Video- und Audiodaten enthält. Der erste MUX/DEMUX 220 verwendet eine HDLC-Marke mit mehr Bits, um die Synchronisation zwischen Video- und Audiosignalen in der MUX-PDU des MUX/DEMUX 210 gemäß H.223 zu verbessern. Zum Maximieren der Synchronisation wird daher eine zusätzliche Marke mit ähnlichen Bits wie jenen bei Pseudo-statistischem Rauschen (PN), welches eine hohe Autokorrelation aufweist, in den Abschnitt der HDLC-Marke eingefügt.
  • 3C zeigt schematisch ein Beispiel, bei welchem eine erste Marke 343 bei der langen HDLC-Marke 342 von 3B eingesetzt wird.
  • 3D zeigt schematisch den Aufbau einer MUX-PDU des zweiten MUX/DEMUX 230, der als ein Hochpegel-MUX/DEMUX des ersten MUX/DEMUX 220 arbeitet. Die MUX-PDU des zweiten MUX/DEMUX 230 enthält eine lange HDLC-Marke 352 mit mehr Bits als gemäß der H.223-Empfehlung, einen langen Vorspann 354 mit mehr Bits als bei der H.223-Empfehlung, und eine Nutzlast 356 mit Video- und Audiodaten. Der zweite MUX/DEMUX 230 verwendet einen Vorspann mit mehr Bits sowie die lange HDLC-Marke, die bei der MUX-PDU des ersten MUX/DEMUX 220 eingesetzt wird, um die Synchronisation zwischen Video- und Audiosignalen zu verbessern. Hier kann der lange Vorspann 354 zum Fehlerschutz verwendet werden.
  • 3E zeigt schematisch ein Beispiel, bei welchem eine erste bzw. zweite Marke 343 bzw. 355 bei der langen HDLC-Marke 353 bzw. dem langen Vorspann 354 eingesetzt wird.
  • Der dritte MUX/DEMUX 240 von 2A arbeitet als Hochpegel-MUX/DEMUX des zweiten MUX/DEMUX 230 und als Niedrigpegel-MUX/DEMUX des MUX/DEMUX 250 gemäß H.223/Anhang A, und die MUX-PDU des dritten MUX/DEMUX 240 enthält zusätzlich ein Fehlerschutzbit in einer Adaptierungsschicht oder einer Multiplexschicht, sowie die Komponenten der MUX-PDU des zweiten MUX/DEMUX 230. Daher erhöht der dritte MUX/DEMUX 240 die Fehlertoleranz in Bezug auf den CODEC des Kanals.
  • 2B ist ein Blockschaltbild des adaptiven MUX/DEMUX 110 von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist nur ein erster MUX/DEMUX 514, welcher dem ersten MUX/DEMUX 220 von 2A entspricht, zwischen einem MUX/DEMUX 210 gemäß H.223 und einem MUX/DEMUX 150 gemäß H.223/Anhang A eingefügt.
  • 2C ist ein Blockschaltbild des adaptiven MUX/DEMUX 110 von 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind ein erster MUX/DEMUX 524, der dem ersten MUX/DEMUX 220 von 2A entspricht, sowie ein zweiter MUX/DEMUX 526, welcher dem zweiten MUX/DEMUX 230 von 2A entspricht, zwischen einen MUX/DEMUX 210 gemäß H.223, der eine niedrigere Komplexität aufweist, und einen MUX/DEMUX 250 gemäß H.223/Anhang A eingefügt, der eine hohe Komplexität aufweist.
  • Wie voranstehend geschildert werden bei dem adaptiven Multiplex/Demultiplexverfahren und einem dieses verwendenden MUX/DEMUX gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere MUX/DEMUXs mit unterschiedlichen Komplexitäten selektiv zwischen einen MUX/DEMUX gemäß H.223 und einem MUX/DEMUX gemäß H.223/Anhang A in einem H.324-System eingefügt, wodurch die Fehlertoleranz und die Leistung je nach Umständen verbessert werden.

Claims (6)

  1. Adaptives Multiplex/Demultiplexverfahren zum Multiplexen und Demultiplexen von Audio- und Videodaten in einem Audio/Video-System gemäß der ITU-T-Empfehlung H.223 und deren Anhängen benutzt mit den Schritten: (a) Durchführen eines ersten Multiplex/Demultiplexvorgangs, der das MUX-PDU-Format der H.223-Empfehlung aufweist; (b) Durchführen eines zweiten Multiplex/Demultiplexvorgangs, der das MUX-PDU-Format des Anhangs A der H.223-Empfehlung aufweist; und (c) Einfügen eines oder mehrerer Zwischen-Multiplex/Demultiplexvorgangsschritte zwischen den Schritten (a) und (b), welche unterschiedliche MUX-PDU-Formatkomplexitäten als die in Schritten (a) und (b) verwendeten MUX-PDU-Formate aufweisen, wobei einer oder mehrere der Zwischen-Multiplex/Demultiplexvorgangsschritte in Schritt (c) eine Marke für Hochpegeldatenverbindungssteuerung (HDLC) verwendet, die einen zusätzlichen Code mit Pseudo-statistischem Rauschen (PN) aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem einer oder mehrere der Zwischen-Multiplex/Demultiplexvorgangsschritte des Schrittes (c) folgenden Unterschritt aufweisen: (c1) Verwendung eines Vorspanns mit mehr Bits als gemäß der H.223-Empfehlung.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem einer oder mehrere der Zwischen-Multiplex/Demultiplexvorgangsschritte des Schrittes (c) folgenden Unterschritt aufweisen: (c1) Verwendung von Fehlerschutzbits in entweder einer Adaptierungsschicht oder einer Multiplexerschicht.
  4. H.223-Multiplexer/Demultiplexer (MUX/DEMUX) zum Multiplexen und Demultiplexen von Audio- und Videodaten gemäß dem MUX-PDU-Format der H.223-Empfehlung; ein H.223/Anhang A-MUX/DEMUX zum Multiplexen und Demultiplexen von Audio- und Videodaten gemäß dem MUX-PDU-Format des Anhangs A der H.223-Empfehlung; und einen oder mehrere Zwischen-MUX/DEMUXs zum Multiplexen und Demultiplexen von Audio- und Videodaten zwischen dem H.223/Anhang A-MUX/DEMUX und der H.223-MUX/DEMUX, wobei jeder des einen oder mehreren Zwischen-MUX/DEMUXs eine MUX-PDU-Formatkomplexität aufweist, die von dem MUX-PDU-Format des H.223/Anhang A-MUX/DEMUX und der H.223-MUX/DEMUX abweicht, bei welchem der eine oder die mehreren Zwischen-MUX/DEMUXs eine Marke für Hochpegeldatenverbindungssteuerung (HDLC) verwenden, die einen zusätzlichen Code mit Pseudo-statistischem Rauschen (PN) aufweist.
  5. MUX/DEMUX nach Anspruch 4, bei welchem der eine oder die mehreren Zwischen-MUX/DEMUXs einen Vorspann mit mehr Bits als gemäß der H.223-Empfehlung verwenden.
  6. MUX/DEMUX nach Anspruch 4, bei welchem der eine oder die mehreren Zwischen-MUX/DEMUXs Fehlerschutzbits in entweder einer Adaptierungsschicht oder einer Multiplexschicht verwenden.
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