DE60128752T2 - System und verfahren zur verbesserung von videoübertragungen über ein drahtloses netzwerk - Google Patents

System und verfahren zur verbesserung von videoübertragungen über ein drahtloses netzwerk Download PDF

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Description

  • TECHNISCHER BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Videocodierungssystem und insbesondere auf ein Codierungssystem zum Übertragen von Streaming-Video über ein drahtloses Netzwerk.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Echtzeit Streaming von Multimediainhalt über drahtlose Netzwerke ist in den jüngsten Jahren allgemein üblich geworden. Ein großes Gebiet interaktiver und nichtinteraktiver Multimedia-Applikationen, wie Nachrichten auf Abruf, Live Netzwerkfernsehen zuschauen, Videokonferenz, basieren u. a. auf End-zu-End-Streaming Video- oder Audiotechniken. Anders als ein Video oder ein Audiodatei zum Herunterladen, was zunächst in Nichtechtzeit erfasst und später in Echtzeit zugeschaut oder wiedergegeben werden kann, erfordern Streaming-Video- und Audio-Applikationen einen Sender, der ein Video- oder Audiosignal codiert und über ein Datennetzwerk zu einem Empfänger überträgt, der das Video- oder Audiosignal in Echtzeit decodieren und wiedergeben muss.
  • In einem drahtlosen Netzwerk ist es wichtig, dass Videobitströme möglichst zuverlässig geliefert werden. Geschichtete Quellencodierung ist eines der effektivsten Schemen, die zum Schaffen von Videotransportsystemen mit Fehlerwiderstandsfähigkeit angewandt werden. In dem geschichteten Quellencodierungsschema wird die Videodateninformation in eine Anzahl Schichten zerlegt, die je verschiedene wahrnehmend relevante Bestandteile der Videoquelle darstellen. Die Basisschicht, welche die wesentlichste Videoinformation enthält, kann benutzt werden zum Erzeugen eines Basis-Ausgangsvideosignals mit einer akzeptierbaren Qualität. Ein Videosignal mit einer höheren Qualität kann danach dadurch erhalten werden, dass Daten au einer oder mehreren Verbesserungsschichten erfasst werden, die das von dem Basisschichtcodierer erzeugte Basis-Ausgangsvideosignal verbessern.
  • Es gibt mehrere Möglichkeiten geschichtete Quellencodierung zu implementieren. So enthält beispielsweise bei Systemen mit Zeitdomänen geschichteter Codierung die Basisschicht einen Bitstrom mit einer niedrigen Videobildrate und die Verbesserungsschichten enthalten inkrementale Information zum Erhalten höherer Bildraten als mit der ursprünglichen Basisschicht möglich ist. Bei Systemen mit Raumdomänen geschichteter Codierung schafft die Basisschicht unterabgetastete Versionscodes für die ursprüngliche Videosequenz und die Verbesserungsschichten enthalten zusätzliche Information zum Erhalten einer höheren räumlichen Auflösung bei dem Decoder.
  • Im Allgemeinen benutzen die verschiedenen Transportschichten verschiedene Datenströme mit wesentlich verschiedenen Toleranzen für Fehler (bekannt als Kanalfehler), die während des Transportes eingeführt werden. Zur Bekämpfung von Kanalfehlern wird die geschichtete Codierungstechnik meistens mit Transportpriorisierung kombiniert, so dass die Basisschicht mit einem höheren Grad von Fehlerschutz als die Verbesserungsschichten geliefert wird.
  • Transportpriorisierung ist bisher verschiedenartig implementiert worden. Ein übliches Transportpriorisierungsverfahren für drahtlose Netzwerke kombiniert geschichtete Codierung mit verschiedenen Leistungspegeln, so dass jede Substromtransportschicht auf einem anderen Sendeleistungspegel gesendet wird. Die wichtigste Schicht, die Basisschicht, wird mit der höchsten Leistung übertragen und die Verbesserungsschichten werden mit einer niedrigeren Leistung übertragen, so dass die gesamte Leistung innerhalb regulatorischer Grenzen gehalten wird. Der Nachteil dieses Verfahrens ist dass die feinsten Detailpegel in den Verbesserungsschichten mit der niedrigsten Leistung übertragen werden.
  • In anderen herkömmlichen Polarisationsschemen kann die Basisschicht auf Fehler kontrolliert und sooft wie notwendig neu übertragen werden um zu gewährleisten, dass sie einwandfrei empfangen wird. Unglücklicherweise tritt die Neuübertragung der Basisschicht auf Kosten der Übertragung der Verbesserungsschichtdaten auf.
  • Deswegen gibt es ein Bedürfnis nach verbesserten Codierern und Decodern zur Verwendung in drahtlosen Netzwerken, die imstande sind, Echtzeit-Datenübertragung zu einer Mobilstation, wie einem Video- oder Audio-Empfänger, einem drahtlosen Computer und dergleichen, zu unterstützen. Insbesondere gib es ein Bedürfnis nach verbesserten Codierern und Decoder, die weniger empfindlich sind für physikalische Transportschichtfehler bei Streaming-Video- und Audio-Applikationen. Insbesondere gibt es ein Bedürfnis nach Codierern und Decoder, die geschichtete Daten mit höherer Priorität liefern, und zwar unter Verwendung zuverlässigerer Übertragungsmoden und geschichtete Daten mit niedrigerer Priorität unter Verwendung weniger zuverlässiger Übertragungsmoden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Um die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu bekämpfen ist es u. a. eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, drahtlose Kommunikationsanordnungen zu schaffen, ein Verfahren zum Empfangen eines eintreffenden HF-Datensignals und ein Verfahren zum Übertragen eines ausgehenden HF-Datensignals, wie in den beiliegenden Patentansprüchen definiert.
  • Besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben und bilden Gegenstand der Patentansprüche der vorliegenden Erfindung. Dem Fachmann dürfte es einleuchten, dass er das Konzept und die beschriebene spezifische Ausführungsform, als Basis zum Modifizieren oder Entwerfen anderer Strukturen zum Durchführen derselben Ziele der vorliegenden Erfindung anwenden kann. Dem Fachmann dürfte es einleuchten, dass derartige gleichwertige Konstruktionen im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.
  • Vor der DETAILLIERTEN BESCHREIBUNG kann es vorteilhaft sein, bestimmte Wörter, die in dem vorliegenden Patentdokument verwendet werden, zu definieren: die Terme "umfassen" und "aufweisen" und Ableitungen davon bedeuten unbeschränktes enthalten; der Term "oder" ist inklusiv, was bedeutet und/oder; die Phrasen "assoziiert mit" und "damit assoziiert" sowie Ableitungen davon können bedeuten: umfassen, umfasst sein, verbunden mit, enthalten, enthalten sein in, gekoppelt mit, koppelbar mit, zusammenarbeiten mit, verschachtelt, gegenüber liegend, in der Nähe von begrenzt durch, haben, die Eigenschaft aufweisend, oder dergleichen; und der Term "Controller", "Prozessor" oder "Gerät" bedeutet jede Anordnung, jedes System oder jeder Teil davon, der, die bzw. das wenigstens einen Vorgang steuert, eine derartige Anordnung kann in Hardware, in Firmware oder in Software, oder in einer Kombination von wenigstens zwei derselben ausgebildet werden. Es sei bemerkt, dass die mit einem bestimmten Controller assoziierte Funktionalität zentralisiert oder verteilt sein kann, entweder örtlich oder fern. Definitionen für bestimmte Wörter und Phrasen werden durch das ganze Patentdokument hindurch verwendet und der Fachmann wird verstehen, dass in vielen, wenn nicht allen Fällen derartige Definitionen für bekannten, sowie künftigen Gebrauch derartiger definierter Wörter und Phrasen gelten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Zum vollständigen Verständnis der vorliegenden Erfindung und der Vorteile derselben sei nun auf die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung verwiesen, worin gleiche Bezugszeichen entsprechende Elemente bezeichnen. Es zeigen:
  • 1 eine allgemeine Übersicht eines Ausführungsbeispiels eines drahtlosen Netzwerkes mit Streaming Video- oder Audiofähigkeiten nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine Darstellung selektierter Teile der Mobilstationen und der Basisstationen in dem Beispiel des drahtlosen Netzwerkes in 1, wobei Schichtquellencodierung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird,
  • 3 eine Darstellung selektierter Teile der Mobilstationen und der Basisstationen in dem Beispiel des drahtlosen Netzwerkes in 1, wobei eine geschichtete Quellendecodierung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, und
  • 4 ein Flussdiagramm, das Kommunikation zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 1 bis 4, wie nachstehend beschrieben, und die jeweiligen zum Beschreiben der Grundlagen der vorliegenden Erfindung verwendeten Ausführungsformen in diesem Patentdokument sind nur als Illustration und sollen nicht als den Rahmen der vorliegenden Erfindung beschränkend betrachtet werden. Dem Fachmann dürfte es einleuchten, dass die Grundlagen der vorliegenden Erfindung in jedem beliebigen auf geeignete Art und Weise vorgesehenen drahtlosen Netzwerk implementiert werden können.
  • 1 zeigt eine allgemeine Übersicht des drahtlosen Netzwerkes 100 mit Streaming Video- und/oder Audio-Fähigkeiten. Der Einfachheit der Erläuterung der Grundlagen der vorliegenden Erfindung halber wird der Hauptteil der nachfolgenden Beschreibung die Übertragung eines Echtzeit-Videosignals von einer Basisstation zu einer Mobilstation oder von einer Mobilstation zu einer anderen Mobilstation betreffen. Es dürfte aber einleuchten, dass die Grundlagen der vorliegenden Erfindung keineswegs auf die drahtlose Übertragung von Videosignalen beschränkt ist. Im Wesentlichen kann ein Transportprioritätssystem nach den Grundlagen der vorliegenden Erfindung zum Übertragen und zum Empfangen jedes beliebigen Typs geschichteter Daten mit verschiedenen Prioritätspegeln zwischen den Schichten mit streaming Videosignalen, streaming Audiosignalen, und anderen Typen geschichteter Echtzeitsignale angewandt werden.
  • Das drahtlose Netzwerk 100 umfasst einen streaming Videoserver 120, Basisstationen (BS) 101 und 102 und Mobilstationen (MS) 111, 112, 113 und 114. Das drahtlose Netzwerk 100 kann jedes beliebige geeignete Netzwerk sein, das entsprechend dem IEEE 802.11a drahtlosen Netzwerkstandard kommuniziert. Das drahtlose Netzwerk 100 kann Teile von öffentlichen Datennetzwerken, wie Internet, und privaten Datennetzwerken, wie einem werkgebundenen LAN oder einem WAN enthalten.
  • Der streaming Videoserver 120 arbeitet in dem drahtlosen Netzwerk 100 zum Übertragen von Echtzeit-Videobildern zu der Basisstation 101 und der Basisstation 102. Der streaming Videoserver 120 kann jede beliebige Quelle eine Vielzahl von Videoquellen mit einem Datennetzwerkserver, einem Kabelnetzwerk, einem Desktop-PC oder dergleichen sein. Die Basisstation 101 und die Basisstation 102 empfangen streaming Videodaten, wie MPEG-4 oder dergleichen, von dem streaming Videoserver 120 und übertragen diese zu der Mobilstation 111-114. Die Basisstation 101 und die Basisstation 102 kann die geschichteten Daten entsprechend dem Prioritätspegel zu der Mobilstation 111-114 übertragen. Jede Mobilstation der Mobilstationen 111-114 kann jede beliebige geeignete drahtlose Anordnung zum Kommunizieren mit der Basisstation 101 oder der Basisstation 102 enthalten oder, in einigen Fällen miteinander, mit Fernsehempfängern, Rundfunkempfängern, zellularen Telefonen, tragbaren Computern, persönlichen Kommunikationssystemanordnungen (PCS) und dergleichen. Eine oder mehrere der Mobilstationen 111-114 können imstande sein, Videodaten, die von dem drahtlosen Netzwerk 100 empfangen wurden, zu decodieren und wiederzugeben. Außerdem können zwei oder mehrere Mobilstationen 111-114 auch imstande sein, ohne Übertragung über die Basisstation 101 oder die Basisstation 102 unmittelbar miteinander zu kommunizieren. Diese Fähigkeit miteinander zu kommunizieren umfasst die Fähigkeit geschichtete Videodaten zu codieren und zu decodieren und zu übertragen diese zu empfangen.
  • 2 zeigt einen selektierten Übertragungsteil des Beispiels der Basisstation 101 und der Mobilstation 112, die geschichtete Videoquellencodierung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführen. Der selektierte Übertragungsteil der Basisstation 101 und der Mobilstation 112 umfasst einen geschichteten Quellencodierer 210, einen Multiplexer 220, einen variablen physikalischen Modesender 230, eine Antenne 235, einen Sendermodecontroller 240 und einen Speicher 245, der Transportprioritätseinstellungen 250 speichert. Der geschichtete Quellencodierer 210 umfasst weiterhin den Basisschichtcodierer 211, und N Verbesserungsschichtcodierer, mit den Verbesserungsschichtcodierern 212-214 (willkürlich bezeichnet als Verbesserungsschicht 1 Codierer, Verbesserungsschicht 2 Codierer und Verbesserungsschicht N Codierer).
  • Der geschichtete Quellencodierer 210 empfangt das Eingangsvideosignal und codiert das Eingangsvideosignal in eine Basisschicht und bis zu N Verbesserungsschichten. Die Basisschicht hat den höchsten Prioritätspegel und die Verbesserungsschicht 1 hat den zweithöchsten Prioritätspegel. Die Verbesserungsschicht N hat den niedrigsten Prioritätspegel. Der Basisschichtcodierer 211 codiert den Basisschicht-Datenstrom entsprechend beispielsweise MPEG-4. Auf gleiche Weise codieren der Verbesserungsschichtcodierer 212, der Verbesserungsschichtcodierer 213 und der Verbesserungsschichtcodierer 214 unabhängig voneinander zusätzliche Verbesserungsschicht-Videoströme.
  • Der Multiplexer 220 empfängt den codierten Basisschichtdatenstrom und einen oder mehrere codierte Verbesserungsschicht-Datenströme von dem geschichteten Quellencodierer 210. Der Multiplexer 220 kann unter Ansteuerung des Sendermodecontrollers 240 sequentiell den codierten Basisschichtdatenstrom und bis zu N codierte Verbesserungsdatenschichten multiplexen zum Erzeugen eines Eingangsdatenstromes zu dem variablen physikalischen Modesender 230.
  • Der variable physikalische Modesender 230, der unter Ansteuerung des Sendermodecontrollers 240 arbeitet, moduliert jede Schicht des Datenstroms von dem Multiplexer 220 entsprechend der physikalischen Mode, selektiert durch den Sendermodecontroller 240. Die physikalische Mode für jede Schicht wird durch den Prioritätspegel der betreffenden Schicht bestimmt. Das Ausgangssignal des variablen physikalischen Modesenders 230 wird mit Hilfe der Antenne 235 den Mobilstationen zugeführt. Der Sendermodecontroller 240 steuert den Betrieb des Multiplexers 220 und des variablen physikalischen Modesenders 230 entsprechend den systemdefinierten oder benutzerdefinierten Transportprioritätseinstellungen 250 in dem Speicher 245.
  • Der Sendermodecontroller 240 arbeitet in Reaktion auf die Transportprioritätseinstellungen 250 um dafür zu sorgen, dass die Basisstation 101 oder die Mobilstation 112 Daten von dem Multiplexer 220 entsprechend den jeweiligen Prioritätspegeln und entsprechend dem IEEE 802.11a Standard für drahtlose Netzwerke schalten. IEEE 802.11a ist für diese Ausführungsform selektiert worden, da dieser Standard Datenpaketübertragung mit verschiedenen Modulations- und Fehlerschutzschemen und mit verschiedenen Datenraten unterstützt, wie in der Tabelle 1 dargestellt. Wie dargestellt, schafft der Sendermodecontroller 240 ein Ausgangssignal, das mit Anforderungen für 64 Träger OFDM-("orthogonal frequency division multiplex") Funknetzwerken übereinstimmt. TABELLE 1
    Physikalische Mode Datenrate (Mbps) Zuverlässigkeitsindex
    BPSK-Coderate = ½ 6 äußerst hoch
    BPSK-Coderate = ¾ 9 sehr hoch
    QPSK-Coderate = ½ 12 hoch
    QPSK-Coderate = ¾ 18 mittelmäßig
    16QAM-Coderate = ½ 24 niedrig
    16QAM-Coderate = ¾ 36 sehr niedrig
    16QAM-Coderate = ¾ 54 äußerst niedrig
  • Die Dauer eines einzigen OFDM-Symbols entspricht 4 μs. In der Tabelle 1 bedeutet BPSK: binäre Phasenumtastung; QPSK bedeutet: Quadraturphasenumtastung; und QAM bedeutet: Quadraturamplitudenmodulation.
  • Transportprioritätseinstellungen 250 bildet jeden codierten Datenstromausgang durch den geschichteten Quellencodierer 210 entsprechend dem Prioritätspegel und entsprechend einem vergleichbaren Zuverlässigkeitsindex und physikalischer Mode, unterstützt durch IEEE 802.11a Netzwerke ab. Eine physikalische Mode in diesem Szenario entspricht einer anderen Modulationstechnik.
  • Eine Abbildung der als Beispiel gegebenen Transportprioritätseinstellungen 250 verschiedener Prioritätsquellencodeschichten gegenüber den physikalischen Transportmoden ist nachstehend in der Tabelle 2 dargestellt. Auf diese Weise überträgt der physikalische Modesender 230 jede Schicht von dem Multiplexer 220 entsprechend der Tabelle 2. Die wichtigsten geschichteten Datenströme (beispielsweise Basisschicht und Verbesserungsschicht 1) werden in physikalischen Moden übertragen, welche die höchste Zuverlässigkeit haben (d.h. die niedrigste Fehlerrate). Weniger wichtige geschichtete Datenströme (beispielsweise die Verbesserungsschicht 2, die Verbesserungsschicht 3 usw.) werden in physikalischen Moden übertragen, die niedrigere Zuverlässigkeitsindexen heben (d.h. eine höhere Fehlerrate), aber höhere Datenübertragungsraten. TABELLE 2
    Codierte Schicht Physikalische Mode Datenrate (Mbps) Zuverlässigkeitsindex
    Basisschicht BPSK Coderate = ½ 6 äußerst hoch
    Verbesserungsschicht 1 BPSK Coderate = ¾ 9 sehr hoch
    Verbesserungsschicht 2 QPSK Coderate = ½ 12 hoch
    Verbesserungsschicht 3 QPSK Coderate = ¾ 18 mittelmäßig
    Verbesserungsschicht 4 16QAM Coderate = ½ 24 niedrig
    Verbesserungsschicht 5 16QAM Coderate = ¾ 36 sehr niedrig
    Verbesserungsschicht 6, 7, ... 64QAM Coderate = ¾ 54 äußerst niedrig
  • 3 zeigt einen selektierten Empfängerteil beispielsweise der Basisstation 101 und beispielsweise der Mobilstation 112, die eine geschichtete Videoquellendecodierung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführt. Der selektierte Empfängerteil der Basisstation 101 und der Mobilstation 112 empfängt und decodiert eintreffende HF-Signaldaten entsprechend den in der Tabelle 2 beschriebenen Charakteristiken, umgekehrt zu dem für 2 beschriebenen Prozess zum Schaffen eines Ausgangsvideosignals (Ausgangsvideo), das dem ursprünglichen Eingangsvideo annähert.
  • Der selektierte Teil der Basisstation 101 und der Mobilstation 112 umfasst eine Antenne 305, einen variablen physikalischen Modeempfänger 310, einen Empfängermodecontroller 315, einen Demultiplexer (demux) 320, einen geschichteten Quellendecoder 330, und einen Speicher 340, der Transportprioritätseinstellungen 345 speichert. Der geschichtete Quellendecoder 330 umfasst weiterhin einen Basisschichtdecoder 331, und N Verbesserungsschichtdecoder mit beispielsweise den Verbesserungsschichtdecodern 332-334 (willkürlich als Verbesserungsschicht 1 Decoder, Verbesserungsschicht 2 Decoder und Verbesserungsschicht 3 Decoder bezeichnet).
  • Der variable physikalische Modeempfänger 310, der unter Ansteuerung des Empfängermodecontrollers 315 arbeitet, demoduliert das eintreffende HF-Signal von der Antenne 305 in eine Anzahl physikalische Moden um Basisschicht- und Verbesserungsschichtdatenströme zur Übertragung zu dem Demultiplexer 320 zu erzeugen. Der Empfängermodecontroller 315 steuert den Betrieb des Demultiplexers 320 und des variablen physikalischen Modeempfängers 310, wie durch die Transportprioritätseinstellungen 345 in dem Speicher 340 geleitet. Wenn beispielsweise das Basisschicht-HF-Signal empfangen wird, demoduliert der variable physikalische Modeempfänger 310 das Basisschicht-HF-Signal in derselben physikalischen Mode, worin der Basisschichtdatenstrom moduliert war. Daraufhin schaltet, wenn das Verbesserungsschicht 1 HF-Signal empfangen wird, der variable physikalische Modeempfänger 310 die physikalischen Moden um und demoduliert das Verbesserungsschicht 1 HF-Signal in derselben physikalischen Mode, worin der Verbesserungsschicht 1 Datenstrom moduliert war. Der Empfängermodecontroller 315 sorgt dafür, dass der Demultiplexer 320 den Basisschichtdatenstrom und die Verbesserungsschichtdatenströme, die von dem variablen physikalischen Modeempfänger 310 erzeugt werden, entsprechend den Prioritätspegeln, wie in der Tabelle 2 beschrieben, zu dem entsprechenden Basisschichtdecoder oder dem Verbesserungsschichtdecoder schaltet. Der decodierte Basisschicht- und Verbesserungsschichtdatenstrom werden in dem Schichtquellendecoder 330 kombiniert zum Erzeugen eines Ausgangsvideosignals, das dem ursprünglichen Eingangsvideosignal annähert.
  • In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können der variable physikalische Modesender 230 und der variable physikalische Modeempfänger 310 derart konfiguriert werden um die Basisschicht der Videodaten in der zweitbesten physikalischen Mode, die in IEEE 802.11a verfügbar ist (beispielsweise BPSK, Coderate = ¾, 9 Mbps), wobei jede Verbesserungsschicht mit dem Prioritätsschema mit dem sequentiell niedrigeren Pegel übertragen wird. So können beispielsweise der variable physikalische Modesender 230 und der variable physikalische Modeempfänger 310 Verbesserungsschicht 1 Daten mit QPSK mit der Coderate = ½ und mit 12 Mbps übertragen. Diese Verbesserungsschichtübertragung entspricht der Datenübertragung mit einem hohen Zuverlässigkeitsindex statt eines sehr hohen Zuverlässigkeitsindexes.
  • Unter Anwendung verschiedener Kombinationen von Übertragungsprioritätspegeln, die in IEEE 802.11a verfügbar sind, sind viele andere Ausführungsformen möglich. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der variable physikalische Modesender 230 durch N+1 HF-Sender ersetzt werden, die je den Basisschichtdatenstrom oder einen der Verbesserungsschichtdatenströme modulieren und übertragen. Auf gleiche Weise kann der variable physikalische Modeempfänger 310 durch N+1 HF-Empfänger ersetzt werden, die je ein eintreffendes Basisschicht-HF-Signal oder eines der eintreffenden Verbesserungsschicht-HF-Signale empfangen und demodulieren.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm 400, das den Betrieb beispielsweise der Basisstation 101 und der Mobilstation 112 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Erstens codiert der geschichtete Quellencodierer 210 das Eingangsvideosignal, das von der Basisstation 101 empfangen wurde, in einen komprimierten Basisschichtstrom und bis zu N komprimierte Verbesserungsschichtströme (Verfahrensschritt 405). Danach überträgt der Multiplexer 220 den codierten Basisschichtstrom und bis zu N Verbesserungsschichtströme zu dem variablen physikalischen Modesender 230, wie von dem Sendermodecontroller 240 geleitet.
  • Arbeitend unter der Leitung des Sendermodecontrollers 240 moduliert und überträgt der variable physikalische Modesender 230 den codierten Basisschichtstrom über die Antenne 235 zu dem Netzwerk 100, unter Anwendung der zuverlässigsten physikalischen Übertragungsmode (beispielsweise BPSK mit der Coderate = ½) (Verfahrensschritt 410).
  • Der Sendermodecontroller 240 sorgt danach dafür, dass der variable physikalische Modesender 230 unter Anwendung verschiedener physikalischer Übertragungsmoden separat bis zu N Verbesserungsschichtströme moduliert und überträgt. Der Sendermodecontroller 240 ordnet die physikalische Übertragungsmode für jeden sequentiellen Verbesserungsschichtstrom mit einer abfallenden Zuverlässigkeitsordnung, wenn miteinander verglichen, der Basisschicht und einander zu. So kann beispielsweise der Verbesserungsschicht 1 Strom in BPSK mit einer Coderate gleich ¾ übertragen werden, was niedriger ist als die Zuverlässigkeitsrate, die mit dem Basisschichtstrom assoziiert ist. Danach kann die Übertragung des Verbesserungsschicht 2 Stroms in QPSK mit einer niedrigeren Zuverlässigkeit mit einer Coderate gleich ½ des Verbesserungsschicht 3 Stroms in QPSK mit einer niedrigeren Zuverlässigkeitscoderate gleich ¾ usw. erfolgen (Verfahrensschritt 415).
  • Daraufhin empfängt der variable physikalische Modeempfänger 310 in der Mobilstation 112 den codierten Basisschichtstrom über die Antenne 305. Der variable physikalische Modeempfänger 310, der unter der Leitung des Empfängermodecontrollers 315 arbeitet, demoduliert den Basisschichtstrom entsprechend der Frage, wie er übertragen wurde (beispielsweise BPSK mit einer Coderate gleich ½) (Verfahrensschritt 420). Danach empfängt und demoduliert der variable physikalische Modeempfänger 310 bis zu N Verbesserungsschichtströme entsprechend der geeigneten physikalischen Übertragungsmode, wie für die Basisstation 101 beschrieben (Verfahrensschritt 425). Der Variable Quellendecoder 330 empfangt den Basisschichtstrom und bis zu N Verbesserungsschichtströme von dem variablen Modeempfänger 310 über den Demultiplexer 320. Der variable Quellendecoder 330 decodiert den Basisschichtstrom und bis zu N Verbesserungsschichtströme zum Erzeugen eines wiederhergestellten Ausgangsvideosignals, das dem Eingangsvideosignal entspricht, wie dies ursprünglich von der Basisstation 101 empfangen wurde (Verfahrensschritt 430).
  • Obschon die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben worden ist, dürfte es dem Fachmann einleuchten, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung er viele Abwandlungen, Substitutionen und Änderungen durchführen kann.
  • 2
    • 210
    Geschichteter Quellencodierer
    211
    Basisschichtcodierer
    212
    Verbesserungsschicht 1 Codierer
    Eingangsvideo
    213
    Verbesserungsschicht 2 Codierer
    214
    Verbesserungsschicht N Codierer
    220
    Multiplexer
    230
    Variabler physikalischer Modesender
    240
    Sendermodecontroller
    245
    Speicher
    System/Benutzer Eingaben
    250
    Transportprioritätseinstellungen
  • 3
    • 330
    Geschichteter Quellendecoder
    331
    Basisschichtdecoder
    332
    Verbesserungsschicht 1 Decoder
    Ausgangsvideo
    333
    Verbesserungsschicht 2 Decoder
    334
    Verbesserungsschicht N Decoder
    320
    Demultiplexer
    310
    Variabler physikalischer Modeempfänger
    315
    Empfängermodecontroller
    340
    Speicher
    System/Benutzer Eingaben
    345
    Transportprioritätseinstellungen
  • 4
    • Start
    405
    Empfang des Eingangsvideos und Codierung in einen Basisschichtstrom und bis zu N Verbesserungsschichtströme
    410
    Modulation und Übertragung des Basisschichtstroms unter Anwendung der zuverlässigsten physikalischen Übertragungsmode (beispielsweise BPSK mit Coderate = ½
    415
    Modulation und Übertragung von N Verbesserungsschichtströmen unter Anwendung physikalischer Übertragungsmoden in abfallender Zuverlässigkeitsordnung (beispielsweise BPSK mit Coderate = ¾, QPSK mit Coderate = ½; QPSK mit Coderate = ¾, usw.)
    420
    Empfang und Demodulation des Basisschichtstroms unter Anwendung der zuverlässigsten physikalischen Übertragungsmode (beispielsweise BPSK mit Coderate = ½)
    425
    Empfang und Demodulation von N Verbesserungsschichtströmen unter Anwendung physikalischer Übertragungsmoden in abfallender Zuverlässigkeitsordnung (beispielsweise BPSK mit Coderate = ¾, QPSK mit Coderate = ½; QPSK mit Coderate = ¾, usw.)
    430
    Decodierung des Basisschichtstroms und bis zu N Verbesserungsschichtströme zum Wiederherstellen des Ausgangsvideostroms
    Ende

Claims (10)

  1. Drahtlose Kommunikationsanordnung (112, 101), die imstande ist, ein eintreffendes HF-Datensignal zu empfangen und aus dem genannten eintreffenden HF-Datensignal, das eine Basisschicht HF-Signal und wenigstens ein Verbesserungsschicht HF-Signal umfasst, einen Basisschichtdatenstrom und wenigstens einen Verbesserungsschichtdatenstrom zu erzeugen, wobei die genannte drahtlose Kommunikationsanordnung (112, 101) Folgendes umfasst: – einen Basisschichtdecoder (331); und – wenigstens einen Verbesserungsschichtdecoder (332); dadurch gekennzeichnet, dass die genannte drahtlose Kommunikationsanordnung (112, 101) Folgendes umfasst: – einen Variabel-Modeempfänger (310), der imstande ist das genannte eintreffende HF-Datensignal entsprechend einer Anzahl physikalischer Moden zu demodulieren; und – einen Empfängermodecontroller (315), der imstande ist, den genannten Variabel-Modeempfänger (310) zu steuern zum Demodulieren des genannten Basisschicht HF-Signals entsprechend einer ersten physikalischen Mode und zum Demodulieren der genannten wenigstens einen Verbesserungsschicht HF-Signals entsprechend einer zweiten physikalischen Mode, die anders ist als die erste physikalische Mode.
  2. Drahtlose Kommunikationsanordnung (112, 101) nach Anspruch 1, wobei der genannte Empfängermodecontroller (315) imstande ist, durch einen Prioritätspegel der Schicht eine physikalische Mode für eine Schicht zu ermitteln.
  3. Drahtlose Kommunikationsanordnung (112, 101), die imstande ist, ein ausgehendes HF-Datensignal mit einem Basisschicht HF-Signal und wenigstens einem Verbesserungsschicht HF-Signal zu übertragen, wobei die genannte drahtlose Kommunikationsanordnung (112, 101) Folgendes umfasst: – einen Basisschichtcodierer (211); und – wenigstens einen Verbesserungsschichtcodierer (212); dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kommunikationsanordnung (112, 101) Folgendes umfasst: – einen Variabelmode-Sender (230), der imstande ist, ein Eingangssignal mit einem codierten Basisschicht Datenstrom und wenigstens einem codierten Verbesserungsschicht Datenstrom entsprechend einer Anzahl physikalischer Moden zu modulieren um dadurch das genannte ausgehende HF-Datensignal zu erzeugen; und – einen Sendermodecontroller (240), der imstande ist, den genannten Variabelmode-Sender (230) zu steuern zum Modulieren des genannten codierten Basisschicht-Datenstroms entsprechend einer ersten physikalischen Mode und zum Modulieren des genannten wenigstens einen codierten Verbesserungsschicht-Datenstroms entsprechend einer zweiten physikalischen Mode, die anders ist als die erste physikalische Mode.
  4. Drahtlose Kommunikationsanordnung (112, 101) nach Anspruch 3, wobei der genannte Sendermodecontroller (240) imstande ist, eine physikalische Moder für eine Schicht zu ermitteln, durch einen Prioritätspegel der Schicht.
  5. Drahtlose Kommunikationsanordnung (112, 101) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine physikalische Mode einer Modulationstechnik und/oder einem Zuverlässigkeitsindex und/oder einer Datenübertragungsrate entspricht.
  6. Verfahren zum Empfangen eines eintreffenden HF-Datensignals und zum Erzeugen eines Basisschichtdatenstroms und wenigstens eines Verbesserungsschichtdatenstroms aus dem genannten eintreffenden HF-Datensignal, das ein Basisschicht HF-Signal und wenigstens ein Verbesserungsschicht HF-Signal enthält, wobei das genannte Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Decodieren eines codierten Basisschichtdatenstroms, und – das Decodieren wenigstens eines codierten Verbesserungsschichtdatenstroms; dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Demodulieren des genannten eintreffenden HF-Datensignals entsprechend einer Anzahl physikalischer Moden, und – das Steuern der genannten Demodulation zum Demodulieren des genannten Basisschicht HF-Signals entsprechend einer ersten physikalischen Mode und zum Demodulieren des genannten wenigstens einen Verbesserungsschicht HF-Signals entsprechend einer physikalischen Moder, die anders ist als die erste physikalische Mode.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, das weiterhin den nachfolgenden Verfahrensschritt umfasst: – das Ermitteln einer physikalischen Mode für eine Schicht durch einen Prioritätspegel der Schicht.
  8. Verfahren zum Übertragen eines ausgehenden HF-Datensignals mit einem Basisschicht HF-Signal und einem Verbesserungsschicht HF-Signal, wobei das genannte Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritt umfasst: – das Codieren eines Basisschichtdatenstroms; und – das Codieren eines Verbesserungsschichtdatenstroms; dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Modulieren eines Eingangssignals mit einem codierten Basisschichtdatenstrom und wenigstens einem codierten Verbesserungsschichtdatenstrom entsprechend einer Anzahl physikalischer Moden um dadurch das genannte ausgehende HF-Datensignal zu erzeugen; und – das Steuern der genannten Modulation zum Modulieren des genannten codierten Basisschichtdatenstroms entsprechend einer ersten physikalischen Mode und zum Modulieren des genannten wenigstens einen codierten Verbesserungsschichtdatenstroms entsprechend einer zweiten physikalischen Mode, die anders ist als die erste physikalische Mode.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin den nachfolgenden Verfahrensschritt umfasst: – das Ermitteln einer physikalischen Mode für eine Schicht durch einen Prioritätspegel der Schicht.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei eine physikalische Mode einer Modulationstechnik und/oder einem Zuverlässigkeitsindex und/oder einer Datenübertragungsrate entspricht.
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