DE3339382A1 - Digitales signaluebertragungssystem - Google Patents

Digitales signaluebertragungssystem

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DE3339382A1 DE19833339382 DE3339382A DE3339382A1 DE 3339382 A1 DE3339382 A1 DE 3339382A1 DE 19833339382 DE19833339382 DE 19833339382 DE 3339382 A DE3339382 A DE 3339382A DE 3339382 A1 DE3339382 A1 DE 3339382A1
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04J3/04—Distributors combined with modulators or demodulators
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04H60/00—Arrangements for broadcast applications with a direct linking to broadcast information or broadcast space-time; Broadcast-related systems
    • H04H60/09—Arrangements for device control with a direct linkage to broadcast information or to broadcast space-time; Arrangements for control of broadcast-related services
    • H04H60/11—Arrangements for counter-measures when a portion of broadcast information is unavailable
    • H—ELECTRICITY
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    • H04H20/46—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for broadcast specially adapted for broadcast systems covered by groups H04H20/53-H04H20/95
    • H04H20/51—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for broadcast specially adapted for broadcast systems covered by groups H04H20/53-H04H20/95 specially adapted for satellite broadcast systems

Description

  • Digitales Signalübertragungssystem
  • Die Erfindung betrifft ein digitales Signalübertragungs system gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 Aus "Digitaler Hörfunk über Rundfunksatelliten, Informationsbroschüre des Bundesministers für Forschung und Technologie", Seite 55 ff., ist ein digitales Ubertragungsverfahren bekannt, bei dem 16 Stereo- bzw 3 Mono-Tonrundfunkprogramme über Satelliten übertragen werden Die einzelnen Kanäle werden PCM-codiert, jeder Abtastwert wird zu einem Modulationsrahmen zusammengefaßt und dann auf einen Träger 4 PSK moduliert.
  • Für eine Übertragung von Sender- und Programmart-Kennungsinformation werden bestimmte Bit des Rahmens benutzt und zu einem neuen Unterrahmen zusammengefaßts Für die Verbesserung der Signalqualität bei digitaler Tonübertragung ist in "rundfunk Technische Mitteilungen??, Jahrgang 27, 1983, Heft 1, Seite 9 ff ein Quasi-Momentanwert-Kompander beschrieben. Bei einem solchen Kompander werden zunächst eine bestimmte Anzahl von Abtastwerten mit einer Auflösung von z.B. 14 Bit codiert. Sodann wird in Abhängigkeit von höchstwertigen der gespeicherten Codeworte eine entsprechende Quantisierung ausgewählt. Ausgesendet werden dann Codeworte mit einer reduzierten Bitlänge sowie ein Skalenfaktor für den ausgewählten Quantisierungsbereich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem bekannten Modulationsrahmen eine ausreichende Sicherheit für die Rückgewinnung eines Skalenfaktors zu erreichen.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Modulationsrahmen, Fig. 2 einen Rahmen für den Skalenfaktor.
  • Fig. 1 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Modulationsrahmen. Hierbei wird die gleiche Verschachtelung der durch BCH-Code geschützten Informationsbit verwendet, wie sie in der Deutschen Patentanmeldung P 33 08 025.9 beschrieben ist.
  • Im Gegensatz jedoch zum Modulationsrahmen dieser Anmeldung werden die jeweils 11ten höherwertigen, Informationsbit eines Kanals, die durch ein Fehlerkorrektursystem geschützt sind, durch Zusatzbit ersetzt. Diese Zusatzbit sind durch ihre Eingliederung in das Fehlerkorrektursystem hinreichend gegenüber Übertragungsfehler geschützt. Bei diesem Modulationsrahmen wird eine Quasimomentanwert-Kompandierung verwendet, bei der insgesamt 3 Informationsbit pro Kanal eines Stereoprogrammes, bzw. pro Monoprogramm übertragen werden.
  • Dabei gibt der Buchstabe den linken L bzw. rechten R Kanal und die Ziffer die Nummer des Stereoprogrammes an. Der Buchstabe Z kennzeichnet ein Zusatzbit.Z2L bedeutet dann: Zusatzbit des linken Kanals des zweiten Stereoprogramms.
  • Der Aufbau je eines Teilrahmens des Modulationsrahmens sieht wie folgt aus: Zu Beginn werden 6 Bit für Sonderdienste und Synchronisation übertragen. Die Bit haben folgende Zuordnung: 1 Bit Sender- und Programmartkennung, K 4 Bit für Sonderdienste 11 Bit Synchronisation Es folgen bis zur nächsten 16-Bit-Sequenz 2 x 152 Bit für je 4 Stereo- bzw. 8 Monoprogramme mit folgender Zuordnung: 2 x (10 + 10) Bit geschützte Informationsbit der ungeradzahligen Programme L1-R3 bzw. L5-R7 4 x 1 Bit Zusatzbit für Skalenfaktor dieser ungeradzahligen Programme Z1L-Z3R bzw.
  • Z5L-Z7R 2 x (10 + 10) Bit geschützte Informationsbit der geradzahligen Programme L2, R4 bzw. L6, R8 4 x 1 Bit Zusatzbit für Skalenfaktor dieser geradzahligen Programme Z2L-Z4R bzw.
  • Z6L-Z8R 2 x 19 Bit Fehlerkorrektursystem F1-2, F3-4 bzw.
  • F5-6, F7-8 2 Bit Ergänzungsbit 4 x (3 + 3) Bit ungeschützte Informationsbit der Programme L1-R4 bzwo L5-R8 Bei linear 14-Bit-Übertragung pro Kanal erhöht sich die Modulationsrahmenlänge um 16 Bit. Es werden dann 4 Bit pro Kanal ungeschützt übertragen. Zur Verkürzung der Modulationsrahmenlänge ist es jedoch möglich, 4 freie Bit der Sonderdienste und die 4 Ergänzungsbit E1-2 bis E7-8 zu belegen, so d3ß dann der Modulatiorsrahmen eine Länge von 2 x 328 Bit aufweist.
  • Zur Ermittlung der Skalenfaktoren für die einzelnen Programme werden innerhalb eines Zeitrahmens von z.B. 1 ms die Höchstwerte eines jeden Kanals ermittelt. Ja nach ermittelten Höchstwert werden die Skalenfaktoren festgelegt. Bei einer Wortlänge von 3 Bit ergeben sich 8 Skalenfaktor-Bereiche.
  • Bei linearer Übertragung dient der Skalenfaktor als zusätzlicher Fehler schutz. Ist in dem Zeitraum trotz Fehlerkorrektur und Interpolation ein Abtastwert fehlerhaft und überschreitet dieser Abtastwert die durch den Skalenfaktor vorgegebene Begrenzung, so wird diester Abtastwert entweder durch den vorangehenden Abtastwert ersetzt oder es wird zwischen den benachbarten, richtigen Abtastwerten interpoliert. Für einen solchen Fall ist eine ungeschützte Übertragung des Skalenfaktors ausreichend.
  • Treten eine größere Anzahl von Abtastwerten auf, die als fehlerhaft gekennzeichnet sind,dient des als ein Kriterium für einen gestörten Skaanfaktor.In diesem Fall wird auf eine Ausnutzung des Skalenfaktors für die Fehlerkorrektur verzichtet.
  • Bei einer nichtlinearen Übertragung werden die Programme mit 16 Bit codiert und mit 14 Bit übertragen. Der Skalenfaktor dient in diesem Fall zur Regenerierung des 16 Bit-Abtastwertes und muß daher ausreichend geschützt übertragen werden. Dies geschieht durch die Einbindung des Skalenfaktors in einem BCH-Block. Während 1 ms wird der Skalenfaktor 10 mal übertragen und zu einem Rahmen, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, zusammengefaßt. Bei einer Bitfolgefrequenz von 32 . 103 bit/sek des Hauptrahmens werden in 1 ms 32 Zusatzbit übertragen. Diese sind in Fig. 2 mit Z1 bis Z30 für den linken Kanal L eines Stereoprogramms bezeichnet, und mit Z31-Z60 für den rechten Kanal R eines Stereoprogramms. Die letzten beiden Bit sind jeweils frei. Durch Mehrheitsentscheidung wird ein zusätzlicher Schutz für den Skalen faktor erzielt.
  • Der am häufigsten auftretende Skalenfaktor eines Rahmens nach Fig. 2 wird zur Auswertung herangezogen.
  • Es werden je 3 Bit, z.B. Z1 + Z2 + Z3, zu einem Skalenfaktor 1-10 zusammengefaßt.
  • Bei Einhaltung einer Rahmenlänge von 2 x 320 Bit, wie sie in "Digitaler Hörfunk über Rundfunksatelliten, Informationsbroschüre des Bundesministers für Forschung und Technology", Seite 56, beschrieben ist, sowie einer linearen Übertragung von 14 Bit pro Kanal werden die Zusatzbit anstelle der Kennbit für Sender- und Programmartwahl wie sie in der Deutschen Patentanmeldung P 33 08 05.9 angegeben sind, übertragen. Ein Kennbit wird dann anstelle eines Bit für Sonderdienste am Anfang des Hauptrahmens übertragen.
  • Die Synchronisierung des Rahmens für den Skalenfaktor wird durch die Synchronisierung des Sender- und Programmartkennungs -Rahmen durchgeführt 9 Ein zusätzliches Synchronwort ist daher für den Skalenfaktorrahmen nicht erforderlich.
  • Da der Rahmen für Sender- und Programmartkennung 320 Bit lang ists wird jeder 10. Skalenfaktorrahmen synchronisiert.
  • Bei Verwendung einer differentiellen Codierung der 4 PSK, die im Code eine Taktinformation beinhaltet, mit empfängerseitigerDifferenzdemodulation ist mit diesem Synchronisierungsverfahren eine hinreichend große Synchronisierungssicherheit gegeben.
  • Bei Verwendung einer kohärenten Demodulation mit erforderlicher Trägerrückgewinnung ist für den Skalenfaktorrahmen unter Umständen eine eigene Synchronisierung notwendig. Der erforderliche Platz für das Synchronisierungswort wird dadurch erhalten, daß weniger Skalenfaktoren pro Rahmen übertragen werden. Bei Übertragung von 7 Skalenfaktoren pro Rahmen erhält man dann ein Synchronisierungswort mit einer Länge von 1 Bit.

Claims (1)

  1. P a t e n t a n 5 p r ü c h e 1, Digitales Signalübertragungssystem, insbesondere für Satelliten-Rundfunk, bei dem in einem Modulationsrahmen, bestehend aus zwei Tellrahmenq sequentiellen Programmen zugeordnete Bitwörter mit einem Fehlerkorrektursystem und jeweils nach einer Anzahl von Programmen eine weitere Bitfolge für Zusatzinformationen übertragen werden, dadurch gekennzeichnet1 daß a) die Bitfolge für die Zusatzinformationen ein Kenn-Bit (K) enthalten, b) die den Programmen zugeordneten Bitwörter Zusatzbit (ZlL-Z16R) enthaltene 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzbit (ZlL-Z16R) eine Information über einen Skalenfaktor (1-20) darstellen 30 System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Skalenfaktor (2-20) aus dem maximalen und/oder minimalen Abtastwert eines Zeitbereiches ermittelt wird.
    4 System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Skalenfaktor (f-20) aus 3 Bit besteht.
    5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzbit (ZlL-Z16R) ungeschützt übertragen werden.
    6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzb'it (ZlL-Z16R) zusammen mit einer bestimmten Anzahl von Informationsbit in einem fehlerkorrigierenden BCH-Code übertragen werden.
    7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einhaltung einer bestimmten Blocklänge eine den Zusatzbit (ZlL-Z16R) entsprechende Anzahl von Informationsbit eines Programmes außerhalb des längenmäßig festgelegten BCH-Blockes ungeschützt übertragen wird.
    8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzbit (ZlL-Z16R) des angewählten Programms zeitselektiv ausgewertet und zu einem Unterrahmen (Fig. 2) zusammengesetzt wird.
    9. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Skalenfaktor (1-20) in einem Zeitbereich mehrfach übertragen wird.
    10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennbit (K) zeitselektiv ausgewertet und zu einem Unterrahmen zusammengesetzt werden.
    11. System nach Anspruch 1C, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterrahmen für die Kennbit (K) ein Synchronwort enthält.
    12. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterrahmen (Fig. 2) für die Zusatzbit (ZlL-Z16R) durch das Synchronwort des Kennbit-Unterrahmens synchronisiert wird.
    13. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei linearer Übertragung der Skalenfaktor (1-20) als zusätzlicher Fehlerschutz herangezogen wird.
    14. System nach den Ansprüchen 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrheitsentscheidung für den wahrscheinlich richtigen Skalenfaktor (1-10, 11-20) getroffen wird.
    15. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilrahmen des Modulationsrahmens mit 13 Bit pro Abtastwert den folgenden Aufbau hat: 16 Bit für Sonderdienste und Synchronisation mit folgender Zuordnung: 1 Bit Sender- und Programmartlcennung (K) 4 Bit Sonderdienste 11 Bit Synchronisation daran anschließend 2 x 152 Bit für je 4 Stereo- bzw. 8 Monoprogramme mit folgender Zuordnung: 2 x (10 + 10) Bit geschützte Informationsbit ungeradzahliger Programme (L1-R3) 4x1 Zusatzbit (Z1L=Z3R) für Skalenfaktor dieser ungeradzahligen Programme (L1-R3) 2 x (10 + 10) Bit geschütze Informationsbit geradzahliger Programme (L2 R4) 4 x 1 Bit Zusatzbit (Z2L-Z4R) für Skalenfaktor dieser geradzahligen Programme (L2-R4) 2 x 19 Bit Fehlerkorrektursystem (F1-2, F3-4) 2 Bit Ergänzungsbit (E1-2, E3-4) 4 x (3 + 3) Bit ungeschützte Informationsbit (L1-P'4).
    16o System nach Anspruch 1 und/oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilrahmen des Haupt-Rahmens mit 14 Bit pro Abtastwert anstelle der 4 x (3 + 3) ungeschützten Informationsbit (L1-Ro) 4 x (4 + 4) ungeschützte Informationsbit (L1-R4) enthält.
    17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Rahmenlänge die 4 Bit der Sonderdienste und.die 4 Ergänzungsbit (E1-2 bis E7-8) für die ungeschützten Informationsbit (L1-R8) verwendet werden.
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