DE3403307C2 - Übertragungssystem - Google Patents

Abstract

Übertragungssystem, bei dem sendeseitig in einem DPCM-Codierer (2-8) PCM-Codewörter in DPCM-Codewörter und empfangsseitig diese in einem DPCM-Decodierer (21, 22) wieder in PCM-Codewörter umgesetzt werden. Der DPCM-Codierer (2-8) gibt Codewörter ab, die sich durch drei oder vier Bit darstellen lassen. Diese Codewörter werden zu Codewortpaaren zusammengefaßt, die sieben Bit lang sind. In den seltenen Fällen, in dem zwei 4-Bit-Codewörter ein Codewortpaar bilden müssen, wird die dem zweiten Codewort zugrundeliegende Differenz mit weniger Stufen quantisiert, so daß nur ein 3-Bit-Codewort entsteht. Mit 3,5 Bit pro Abtastwert läßt sich eine Übertragung über 34-MBit/s-Kanäle durchführen.

Description

daß vor dem empfangsseitigen Pufferspeicher (16) ein erster empfangsseitiger Umcodierer (15) zur Umsetzung der Codewörter der Länge 2n— 1 in zwei Codewörter der Länge π vorgesehen ist und

daß der empfangsseitige Pufferspeicher (16) für die parallele Aufnahme, Speicherung und serielle Abgabe beider für sich paralleler Codewörter jedes Codewortpaares vorgesehen ist (n=2,3,4...).
2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß π=4 gewählt ist

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

PCM ist die Abkürzung für Pulscodemodulation und DPCM ist die für Differenz-Pulscodemodulation, so DPCM-Codierer und -Decodierer sind beispielsweise in der Zeitschrift »Funkschau«, 1973, Heft 16, Seiten 591 bis 593, insbesondere Bild 6C beschrieben.

Ein Übertragungssystem der eingangs beschriebenen Art ist Gegenstand eines älteren Vorschlags (P 14 384.6). Bei diesem ist ein DPCM-Codierer mit jeweils einem Quantisierer für Codewörter variabler Länge und mit einem Quantisierer für Codewörter fester unterdurchschnittlicher Länge sowie ein DPCM-Decodierer mit einem Codeumsetzer für Codewörter variabler Länge und mit ein Codeumsetzer für Codewörter fester unterdurchschnittlicher Länge vorgesehen. Nach jeder sendeseitigen Umsetzung wird aufgrund der Anzahl noch vorhandener Speicherplätze beispielsweise für eine Fernsehbildzeile die Umsetzart des nächsten am Eingang anliegenden PCM-Codeworts gewählt.

Aus der Zeitschrift »Review of the Electrical Communication Laboratory«, 27 (1979) Heft 11 — 12, Seiten

1095—1112, insbesondere Abschnitt 2.5.1, Tabelle 3 und Fig. 12 ist weiter ein Übertragungssystem bekannt dessen erster Quantisierer für 8-bit- oder 4-bit-Codewörter und dessen zweiter Quantisierer nur für 4-bit-Codewörter ausgelegt ist. Haben die 8-bit-Codewörter für eine Fernsehzeile eine gewisse Anzahl erreicht, wird auf den zweiten Quantisierer umgeschaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere Möglichkeit der Datenreduktion anzugeben; insbesondere soll für eine Übertragung über 34-Mbit/s-Kanäle nur 3,5 bit pro Differenz beansprucht werden.

Ausgehend von einem Übertragungssystem der einleitend geschilderten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Quantisierungs-Kennlinien werden nach subjektiver Empfindung optimiert, so daß die Grenze zwischen

großen und kleinen Differenzen fließend ist

Für eine Übertragung über 34-Mbit/s-Kanäle wird /7=4 gewählt

Die Erfüidürigberuhi auf der Erkenntnis, daß sich bei Einteilung der DPCM-Codewörter in Codewortpaare zu Differenzen (4, 4+ι), (4+2.4+3), (4+4.4+s),. - - sich vier Fälle ergeben, von denen die ersten drei häufig und der letzte selten auftritt

Fall Differenzen Benötigte Anzahlen von Häufigkeit

4 4+1

Benötigte Anzahlen von	4+1
Quantis.-Stufen für	3 bit
4	4 bit
3 bit	3 bit
3 bit	4 bit
4 bit
4bk

I klein klein 3 bit 3 bit häufig

II klein groß 3 bit 4 bit häufig HI groß klein 4 bit 3 bit häufig IV groß groß 4bk 4 bit selten

Für eine Übertragung jedes Codewortpaares mit sieben bit muß also nur im seltenen Fall IV das zweite Codewort durch Wegnahme eines bit verfälscht werden. Die betroffene Differenz kann also beispielsweise nicht mit sechzehn Stufen, sondern nur mit acht Stufen quantisiert werden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels für η=4 wird die Erfindung nachstehend näher erläutert

Die Fig. zeigt einen Sendeteil 1 bis 12, eine Übertragungsstrecke 13 und einen Empfangsteil 14 bis 23. Die Ziffern mit Stern zeigen die Anzahl paralleler Leitungen an.

Der Sendeteil enthält einen Eingang 1, einen Subtrahierer 2, einen ersten Quantisierer 3, einen zweiten Quantisierer 4, einen Umschalter 5, eine Umschaltersteuerung 6, einen Addierer 7, einen Prädikatov 8, einen 8-bit/4-bit-Umcodierer 9, einen Speicher für zwei Codewörter 10, einen 8-bit/7-bit-Umcodierer 11 und einen Parallel-Seriellumsetzer 12.

Der Empfangsteil enthält einen Seriell-Parallelumsetzer 14, einen 7-bit/8-bit-Umcodierer 15, einen Pufferspeicher 16, einen 4-bit/8-bit-Umcodierer 17, einen 3-bit/8-but-Umcodierer 18, einen Umschalter 19, eine Umschaltersteuerung 20, einen Addierer 21, einen Prädikator 22 und einen Ausgang 23.

An den Eingang 1 wird ein digitales Fernsehsignal, in Form von parallelen 8-bit-PCM-Codewörtem angelegt Diese werden in Codewortpaare eingeteilt Ein erstes Codewort wird im DPCM-Codierer 2,3,7 und 8 umgesetzt

War es ein Codewort, das sich durch drei bit darsteilen läßt, dann wird auch das zweite Codewort des Codewortpaares in diesem Codierer codiert War es ein Codewort, das sich durch vier bit darstellen läßt, dann wird über die Umschaltersteuerung 6 der Umschalter 5 umgelegt und der DPCM-Codierer 2, 4, 5, 7 und 8 gebildet, der in jedem Fall ein Codewort abgibt, das sich durch drei bit darstellen läßt Abgegeben werden jedoch stets 8-bit-Codewörter.

Der Umcodierer 9 setzt die auf acht parallelen Leitungen ankommenden Codewörter, die sich durch vier bit darstellen lassen, oder Codewörter, die sich durch drei bit darstellen lassen, auf vier Leitungen um. Diese Codewörter werden anschließend im Pufferspeicher 10 gespeichert und als Codewortpaare parallel ausgegeben. Der Umcodierer 11 reduziert die Codewortpaare von acht bit auf sieben bit; der Parallel-Serienumsetzer 12 schließt den Sendeteil ab.

Der Empfangsteil weist eingangs einen Seriell-Parallelumsetzer 14 auf, der 7-bit-Codewortpaare abgibt Diese werden im Umcodierer 15 in 8-bit-Codewörter entsprechend zwei 4-bit-Codeworte, umgesetzt Der Pufferspeicher 16 speichert diese Codewortpaare und gibt die Codewörter einzeln über vier Ausgänge ab. Das erste Codewort eines Codewortpaares wird im Umcodierer 17 umcodiert Entspricht es einem 3-bit-Codewort, wird auch das zweite Codewort im Umcodierer 17 umgesetzt Entspricht das erste Codewort jedoch einem 4-bit-Codewort, dann wird mittels der Umschaltersteuerung 20 und dem Umschalter 19 auf den Umcodierer 18 umgeschaltet, der Codewörter abgibt, die einem 3-bit-Codewort entsprechen.

Beide Umcodierer 17 und 18 geben 8-bit-Codewörter ab, die dem DPCM-Decodierer 18 und 19 zugeführt werden. Am Ausgang 20 können wieder PCM-Codewörter entnommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Übertragungssystem,

das zu Obertragende PCM-Codewörter insbesondere von Fernsehsignalen reduziert,

das sendeseitig einen DPCM-Codierer (2—8) zur Verarbeitung parallel anliegender Codewörter mit zwei Quantisierern (3, 4), mit einem diese wechselweise einschaltenden ersten Umschalter (5) und mit einer Umschaltersteuerung (6) enthält,

dessen erster Quantisierer (3) für eine Quantisierung von großen Differenzen eine Codierung des Informationsgehalts mit einer größeren Bitzahl in Codewörtern einheitlicher Länge und für eine Quantisierung von kleinen Differenzen eine Codierung des Informationsgehalts mit einer kleineren Bitzahl und in Codewörtern derselben Länge durchführt, dessen zweiter Quantisierer (4) eine Codierung des Informationsgehalts mit der kleineren Bitzahl in Codewörtern derselben Länge vornimmt,

das einen dem DPCM-Codierer (2—8) nachgeschalteten ersten sendeseitigen Umcodierer (9) zum Umsetzen der Codewörter einheitlicher Länge in neue Codewörter der halben bei gleichem Informationsgehalt enthält, das einen den ersten sendeseitigen Umcodierer (9) nachgeschalteten sendeseitigen Pufferspeicher (10) enthält,

das einen Parallel-Seriellumsetzer (12) enthält,
das empfangsseitig einen Seriell-Parallelumsetzer (14) enthält,
das einen empfangsseitigen Pufferspeicher (16) enthält,

das einen dem empfangsseitigen Pufferspeicher (16) nachgeschalteten zweiten (17) und dritten (18) empfangseitigen Umcodierer zur Rückumsetzung enthält,

das anschließend einen zweiten Umschalter (19) und eine Umschaltersteuerung (20) enthält, und
das einen, dem zweiten Umschalter (19) nachgeschalteten DPCM-Decodierer (21—22) für eine Abgabe paralleler Codewörter enthält,

dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Quantisierer (3) für eine Quantisierung in Codewörter einheitlicher Länge mit einem Informationsgehalt von η bit und in Codewörter derselben Länge mit einem Informationsgehalt von n—\ bit vorgesehen ist,
daß der zweite Quantisierer (4) für eine Quantisierung in Codewörter derselben Länge mit einem Informationsgehalt von n— 1 bit vorgesehen ist,

daß die Umschaltersteuerung (6) Codewortpaare derart bildet, daß am Anfang jedes Codewortpaares über den Umschalter (5) stets der erste Quantisierer (3) und nur nach Abgabe eines ersten Codewortes mit einem Informationsgehalt von π bit im Codewortpaar der zweite Quantisierer (4) eingeschaltet wird,
daß der sendeseitige Pufferspeicher (10) für die Speicherung und parallele Ausgabe beider neuer Codewörter jedes Codewortpaares vorgesehen ist,

daß nach dem sendeseitigen Pufferspeicher (10) ein zweiter sendeseitiger Umcodierer (11) zur Umsetzung der Codewortpaare in (2/7— 1) bit-Codewörter entsprechend der Steuerung des Umschalters (5) vorgesehen