-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen digitalen
Rundfunkempfänger,
der zu Paketen, die sich auf ein gewünschtes Programm beziehen,
Anfangsblöcke
hinzufügt.
-
Mit
der Entwicklung digitaler und integrierter Schaltungstechniken wird
heute der digitale Rundfunk ebenso wie der analoge Rundfunk in praktischen
Gebrauch genommen. Beim digitalen Rundfunk werden mehrere Programme
in einer Zeitmultiplexbetriebsart gesendet, wobei beispielsweise
in einem DSS (Digital Satellite System), das in den Vereinigten
Staaten in praktischem Gebrauch ist, einzigartige Pakete verwendet
werden oder in DVB (Digital Video Broadcasting), das in Europa in
praktischen Gebrauch genommen wird, Transportpakete in dem MPEG2-Paket
für die
Codierung farbiger Bewegtbilder verwendet werden. Genauer sendet
eine Rundfunkstation (d. h. ein Codierer) Pakete von Programmen
in Zeitintervallen, wobei ein Überlauf
oder Unterlauf eines Pufferspeichers eines Empfängers während des Empfangs eines dieser
Pakete vermieden wird. Somit erfordert die Aufzeichnung eines spezifizierten
von mehreren Programmen des digitalen Rundfunks auf einem Speichermedium
mit Bitströmen
die richtige Wiedergabe der Inhalte der Pakete und der Paketintervalle
(die allgemein Ankunftsintervalle oder Ankunftszeiten genannt werden).
-
Wenn
aufeinander folgende Pakete zusammen in Echtzeit aufgezeichnet werden
(wenn z. B. mehrere Programme, die ohne irgendeinen Verlust an Übertragungskapazität gesendet
werden, sämtlich
durch eine Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Aufzeichnungsrate
mit einer ähnlichen
Kapazität
aufgezeichnet werden) oder wenn periodische Pakete aufgezeichnet werden,
wird eine leichte Wiedergabe der Inhalte der Pakete und der Zeitintervalle
zwischen den Ankünften
der Pakete dadurch erreicht, dass die Zeitintervalle beispielsweise
mit Leerdaten gefüllt
werden. Alternativ können
die Inhalte der Pakete und die Paketintervalle in einer Aufzeichnungsvorrichtung,
die zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten auf eine und von einer
Festplatte oder in einem oder von einem Speicher mit höherer Geschwindigkeit
und wahlfrei konstruiert ist, im Vergleich zu der Aufzeichnung auf
ein Magnetband auf einfachere Weise aufgezeichnet und wiedergeben werden.
-
Wenn
ein spezifisches der digitalen TV-Programme, d. h. der Pakete, die
periodisch angekommen sind, mit Bitströmen auf ein Magnetband aufgezeichnet
werden, ist es aber erforderlich (1) die Wiedergabe der ursprünglichen
Zeitintervalle zwischen den Ankünften
der Pakete für
die Wiedergabe der gleichen Signale wie die aufgezeichneten Bitströme, (2)
eine momentane Änderung
der Datenrate, die durch eine Änderung
des während
einer Zeiteinheit ankommenden Pakets verursacht wird, (3) die Einfachheit
einer Vorrichtung wie etwa eines Pufferspeichers und (4) die effektive
Nutzung einer Aufzeichnungskapazität eines Magnetbands, das sich
ununterbrochen bewegt, zu berücksichtigen.
-
Stamnitt,
P., u. a., "Hardware
Implementation of the Transport Stream Demultiplexer for the HDTVT Demonstrator", Signal Processing
of HDTV, Proceedings of the International Workshop of HDTV, 1. Januar
1995, S. 435–441,
beschreibt einen TS-Demultiplexer, in dem Programmtaktreferenz-Informationen (PCR-Informationen)
gekennzeichnet und mit einer ersten, höherer Datenrate in einen FIFO
eingegeben werden, woraufhin die Informationen mit einer zweiten,
viel niedrigeren Datenrate ausgelesen werden. Eine solche Anordnung
wird an einen Decodierer, der eine niedrige Datenrate hat, wie etwa
an einen Audiodecodierer gesendet.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein digitaler Rundfunkempfänger geschaffen, der
umfasst:
Demodulationsmittel zum Demodulieren digitaler Rundfunksignale,
zu denen wenigstens Pakete von Informationen über mehrere Programme und Pakete, die
jeweils Zeitsteuerinformationen über
eines der Programme enthalten, hinzugefügt sind, um demodulierte Signale
zu schaffen; und
Auswahlmittel zum Auswählen der Pakete wenigstens
eines gewünschten
Programms der Programme aus den demodulierten Signalen von den Demodulationsmitteln;
wobei
der digitale Rundfunkempfänger
dadurch gekennzeichnet ist, dass er ferner umfasst:
Anfangsblock-Hinzufügungsmittel
zum Hinzufügen von
Anfangsblöcken
zu den Paketen, die durch die Auswahlmittel ausgewählt werden;
Identifizierungsinformation-Setzmittel/-Ausgabemittel
zum Setzen von Identifizierungsinformationen in den Anfangsblöcken der
Pakete, die durch die Auswahlmittel ausgewählt werden, die die Zeitsteuerinformationen
enthalten, um die Pakete, die die Zeitsteuerinformationen enthalten,
zu identifizieren, wobei die Identifizierungsinformation-Setzmittel/-Ausgabemittel
außerdem
jene ausgewählten
Pakete ausgeben, die die Pakete, in denen die Identifizierungsinformationen
gesetzt sind, umfassen; und
einen Decodierer, der so betreibbar
ist, dass er die Pakete, die durch die Auswahlmittel ausgewählt werden,
decodiert, um decodierte Signale zu erzeugen.
-
Die
vorliegende Erfindung wird umfassender verständlich anhand der nachstehend
gegebenen ausführlichen
Beschreibung sowie anhand der beigefügten Zeichnung der bevorzugten
Ausführungsform der
Erfindung, die aber nicht als Beschränkung der Erfindung auf die
spezifische Aus führungsform,
sondern lediglich zur Erläuterung
und zum Verständnis dienen
soll.
-
In
der Zeichnung ist Folgendes gezeigt:
-
1 ist
ein Blockschaltplan, der ein Aufzeichnungssystem einer Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
2 ist
eine Veranschaulichung, die ein Aufzeichnungsformat einer Spur auf
einem Magnetband zeigt, das in einem Aufzeichnungssystem dieser
Erfindung verwendet wird;
-
3 ist
eine Veranschaulichung, die ein Format von Sync-Blöcken zeigt,
die auf der wie in 2 gezeigten Spur definiert sind;
-
4 ist
eine Veranschaulichung einer Struktur von Sync-Blöcken zum
Aufzeichnen eines digitalen Signals in einem ersten Übertragungsformat;
-
5 ist
eine Veranschaulichung einer Struktur von Sync-Blöcken zum
Aufzeichnen eines digitalen Signals in einem zweiten Übertragungsformat;
-
6(A) zeigt die Ankunftszeit von Paketen;
-
6(B) zeigt Aufzeichnungen auf Spuren eines Magnetbands;
-
6(C) zeigt die Beziehung zwischen Paketen und
Ausgangstakten, wenn Pakete von einer Spurposition a in 6(B) wiedergegeben werden;
-
6(D) zeigt Aufzeichnungen auf Spuren eines Magnetbands;
-
6(E) zeigt die Beziehung zwischen Paketen und
Ausgangstakten, wenn Pakete von einer Spurposition b in 6(D) wiedergegeben werden;
-
7(A) ist ein Zeitablaufplan, der die Ankunft eines
Zeitstempels P zeigt;
-
7(B) und 7(C) zeigen
einen Aufzeichnungsbereich für
ein Paket in einem Pseudoechtzeitformat und in einem Direkt-davor-Format;
-
8 ist
ein Blockschaltplan, der ein Aufzeichnungssystem einer Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
gemäß der zweiten
Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
-
9 ist
ein Blockschaltplan, der ein Wiedergabesystem einer Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
der Erfindung zeigt;
-
10 ist
ein Blockschaltplan, der eine Änderung
des Wiedergabesystems einer Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
der Erfindung zeigt;
-
11(A) zeigt die Ankunftszeit von Paketen;
-
11(B) zeigt Aufzeichnungen auf Spuren eines Magnetbands
im asynchronen Format;
-
11(C) zeigt die Beziehung zwischen Paketen und
Ausgangstakten, wenn Pakete von einer Spurposition a in 6(B) wiedergegeben werden;
-
11(D) zeigt Aufzeichnungen auf Spuren eines Magnetbands;
-
11(E) zeigt die Beziehung zwischen Paketen und
Ausgangstakten, wenn Pakete von einer Taktposition b in 11(D) wiedergegeben werden;
-
12 ist
ein Blockschaltplan, der einen Rundfunkempfänger und eine Paketaufzeichnungs-/Paketwiedergabevorrichtung
gemäß einer
alternativen Ausführungsform
zeigt;
-
13(A) bis 13(D) sind
Veranschaulichungen, die jeweils Programmabbildungstabellen (PMT)
zeigen;
-
14 ist
ein Blockschaltplan, der eine Struktur einer PLL der in 12 gezeigten
Paketaufzeichnungs-/Paketwiedergabevorrichtung zeigt;
-
15 ist
ein Blockschaltplan, der eine Paketaufzeichnungseinheit der in 12 gezeigten
Paketaufzeichnungs-/Paketwiedergabevorrichtung zeigt;
-
16 ist
ein Blockschaltplan, der eine Paketaufzeichnungseinheit der in 12 gezeigten
Paketaufzeichnungs-/Paketwiedergabevorrichtung gemäß einer
alternativen Ausführungsform
zeigt;
-
17(A) bis 17(C) sind
Veranschaulichungen, die Paketaufzeichnungs/Paketwiedergabesysteme
und ein Paketaufzeichnungssystem zeigt, um Fehler in Wiedergabepaketen
zu erläutern,
die durch eine durch das gleiche System ausgeführte Selbstwiedergabeoperation
und durch zwischen zwei der Systeme ausgeführte Aufzeichnungs-/Wiedergabeoperationen
verursacht werden;
-
18(A) bis 18(F) sind
Zeitablaufpläne,
die Zeiten zeigen, wenn durch die in 17(A) bis 17(C) gezeigten Systeme das gleiche Paket aufgezeichnet
und wiedergegeben wird;
-
19 ist
ein Blockschaltplan, der ein Paketaufzeichnungssystem gemäß einer
alternativen Ausführungsform
zeigt;
-
20 ist
ein Blockschaltplan, der eine Struktur einer PLL des in 19 gezeigten
Paketaufzeichnungssystems zeigt;
-
21 ist
ein Blockschaltplan, der ein Paketaufzeichnungssystem gemäß einer
alternativen Ausführungsform
zeigt; und
-
22 ist
ein Blockschaltplan, der ein Paketaufzeichnungssystem gemäß einer
alternativen Ausführungsform
zeigt.
-
Es
folgt nun eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
-
Anhand
der Zeichnung und insbesondere von 1 wird nun
ein Aufzeichnungssystem einer Paketdatenaufzeichnungs-/Paketwiedergabevorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, die in einem digitalen Fernsehempfänger verwendet
wird.
-
Mehrprogrammpakete,
die durch den digitalen Rundfunkempfänger (der hier im Folgenden
als eine Settop-Box bezeichnet wird) empfangen und moduliert werden,
werden über
eine digitale Schnittstellenschaltung (digitale I/F-Schaltung) 1 einer
Zeitstempel-/PCR-Entnahmeschaltung 2 und einer Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 3 zugeführt. Im
Allgemeinen können
typische Settop-Boxen in zwei Typen klassifiziert werden: eine ist
von dem Typ, der empfangene Pakete von Zeitstempeln ausgibt, die
die Ankunftszeiten der empfangenen Pakete angeben, die zu Anfangsblöcken der
Pakete hinzugefügt
sind, während
die Zweite von dem Typ ist, der die empfangenen Pakete ausgibt,
ohne zu den Anfangsblöcken der
Pakete Zeitstempel hinzuzufügen.
Diese Ausführungsform
kann mit beiden Typen verwendet werden.
-
Die
Zeitstempel-/PCR-Entnahmeschaltung 2 entnimmt aus den Anfangsblöcken der
Pakete Zeitstempel und eine Programmtaktreferenz (PCR) eines Transportstroms
(TS) im MPEG2-Format und gibt sie an eine Phasenregelschleife (PLL) 4 aus.
Die PLL 4 gibt synchron mit Änderungen des Werts des Zeitstempels
oder der PCRs Oszillationen mit einer Frequenz von beispielsweise
27 MHz als Ankunftszeitsteuertakte aus. Die Zeitstempel-/PCR-Entnahmeschaltung 2 kann
für die
Einfachheit einer Systemstruktur weggelassen werden.
-
Die
Ankunftszeitsteuertakte von der PLL 4 werden einem Mod-N-Zähler 5 zugeführt, wo
sie durch N geteilt werden (wobei 1/N im Folgenden als ein Teilverhältnis bezeichnet
wird). Wenn die Systemfrequenz 30 Hz beträgt, wird ein Wert von N auf 225000
eingestellt, wobei der Mod-N-Zähler 5 Signale
mit 120 Hz liefert. Alternativ wird N auf 225225 eingestellt, falls
die Systemfrequenz 29,97 Hz beträgt, wobei
der Mod-N-Zähler 5 Signale
mit 119,88 Hz liefert.
-
Die
Ausgangssignale von dem Mod-N-Zähler 5 werden
der Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 3, einem
Mod-12 × k-Zähler 6 und
den Teilern 7 und 8 zugeführt. Die Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 3 fügt den Anfangspaketen
der von der digitalen Schnittstellenschaltung 1 gelieferten
Pakete Zeitstempel hinzu, die jeweils 32 Bits enthalten und die Ankunftszeiten
der Pakete angeben. Selbst dann, wenn die Anfangsblöcke der
Pakete von der digitalen Schnittstellenschaltung 1 bereits
Zeitstempel besitzen, fügt
ihnen die Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 3 stattdessen
neue Zeitstempel hinzu.
-
Der
32-Bit-Zeitstempel enthält
einen höherwertigen
6-Bit-Abschnitt und einen niederwertigen 26-Bit-Abschnitt. Der höherwertige
6-Bit-Abschnitt ist als Reserve vorgesehen. Der niederwertige 26-Bit-Abschnitt
enthält
einen Zählwert
von dem Zähler 5,
der 18 niederwertige Bits enthält,
und einen Zählwert
von 10 Hz (falls k = 1 ist) von dem Zähler 6, der 8 höherwertige
Bits enthält.
4 höherwertige
Bits von den 8 höherwertigen
Bits sind immer 0-en. Es wird angenommen, dass die Pakete in den
gleichen Zeitintervallen wie jenen der Ankünfte der Pakete in der Settop-Box
in die digitale Schnittstellenschaltung 1 eintreten.
-
Der
Teiler 7 ist so konstruiert, dass er die Ausgangssignale
von dem Zähler 5 durch
eine ganze Zahl teilt, die gemäß einer
Aufzeichnungs-/Wiedergabebetriebsart bestimmt wird, um alle 6 Taktzyklen (im
Folgenden als ein 6-Spur-Rücksetzsignal
bezeichnet) Rücksetzsignale
an einen Prozessor 9, an die Zähler 5 und 6 bzw.
an den 1/4-Teiler 8 zu liefern. Als Beispiele der Aufzeichnungs-/Wiedergabebetriebsart
gibt es eine STD-Betriebsart (Standardbetriebsart) mit einer Aufzeichnungsrate
von 19 MBps × 1
(ch) oder eine HD-Betriebsart (hochdichte Betriebsart) mit einer
Aufzeichnungsrate von 19 MBps × 2 (ch).
-
In
der STD-Betriebsart bewegt sich das Magnetband während einer Aufzeichnungsbetriebsart mit
der halben Geschwindigkeit einer Standardgeschwindigkeit eines typischen
VHS-VTR. Bei jeder Umdrehung einer rotierenden Trommel 10,
die später diskutiert
wird, werden auf das Magnetband bei einer Abtastung zwei Spuren
aufgezeichnet, wobei die für die
einspurige Abtastung erforderliche Zeit 1/60 s ist. Somit teilt
der Teiler 7 die Ausgangssignale von dem Zähler 5 bis 12 in
der STD-Betriebsart, um Signale mit 10 Hz zu liefern, so dass auf
das Magnetband bei 6 Zeitabtastungen (d. h. (1/60) × 6 = 1/10
s) der rotierenden Trommel 10 sechs Spuren aufgezeichnet werden
können.
In der HD-Betriebsart, in der zwei in der rotierenden Trommel 10 angeordnete
rotierende Köpfe
alle 1/60 s parallel zwei Spuren gleichzeitig aufzeichnen, während sich
das Magnetband mit der gleichen Geschwindigkeit wie in einer Standardbetriebsart
eines typischen VHS-VTR bewegt, wird das Teilverhältnis des
Teilers 7 auf 1/6 eingestellt, um Signale mit 20 Hz zu
liefern, so dass mit 3 Zeitabtastungen (d. h. (1/60) × 3 = 1/10
s) 6 Spuren auf das Magnetband aufgezeichnet werden können. Es
wird angemerkt, dass das k des Teilverhältnisses 1/(12 × k) des
Zählers 6 ein
Verhältnis
der Aufzeichnungsrate dieses Systems zu der in der STD-Betriebsart
angibt.
-
Die
Ausgangssignale mit einer Frequenz von 30 Hz oder 29,97 Hz von dem
1/4-Teiler 8 werden als Geschwindigkeitsreferenzsignale
für die
rotierende Trommel 10 in eine (nicht gezeigte) Trommelgeschwindigkeits-Steuerschaltung
eingegeben, die einen Motor und einen Treiber enthält. Die
rotierende Trommel 10 dreht sich dann mit 30 U/s oder mit
29,97 U/s. An der rotierenden Trommel 10 sind zwei (nicht gezeigte)
rotierende Köpfe,
die verschiedene Azimutwinkel besitzen (oder rotierende Doppelazimut-Köpfe) angeordnet,
die einander diametral gegenüberliegen.
Das Magnetband ist über
einen Winkelbereich, der etwas größer als 180° ist, schraubenlinienförmig um
die rotierende Trommel 10 gewickelt.
-
Den
zwei rotierenden Köpfen
werden die aus einem Pufferspeicher des Prozessors 9 ausgelesenen
Pakete zugeführt,
deren Anfangsblöcke
jeweils die Zeitstempel besitzen. Daraufhin führen die rotierenden Köpfe die
bekannte schraubenlinienförmige Abtastaufzeichnung
auf das Magnetband aus.
-
Wie
später
beschrieben wird, erzeugen die Aufzeichnungssysteme dieser Ausführungsform
sowie die in 8 gezeigten Aufzeichnungssysteme Spurnummern,
die die Reihenfolge der aufzuzeichnenden Spuren ange ben, und zeichnen
sie auf das Magnetband auf. Genauer spezifiziert der Prozessor 9 bei
jeder Eingabe des von dem Teiler 7 ausgegebenen 6-Spur-Rücksetzsignals wiederholt sechs
aufeinander folgende Spurnummern und zeichnet sie über die
rotierenden Köpfe
der rotierenden Trommel 10 auf das Magnetband auf. Somit
werden die Werte der Zeitstempel und der Spurnummern mit einer eineindeutigen
Entsprechung auf das Magnetband aufgezeichnet. Ähnlich einem typischen VTR
mit schraubenlinienförmiger
Abtastung werden auf das Magnetband außerdem in jedem Zwei-Spur-Zyklus über einen
(nicht gezeigten) Steuerkopf Steuerimpulse aufgezeichnet.
-
Wie
später
ausführlich
anhand der 6(A) bis 6(E) diskutiert
wird, zeichnet das Aufzeichnungssystem die Spuren auf das Magnetband
in einem synchronen Format auf, wobei Änderungen des Wertes der Zeitstempel
und der Positionen der aufgezeichneten Spuren synchron miteinander
sind. Genauer dreht sich die rotierende Trommel 10 synchron
mit den Änderungen
des Wertes der Zeitstempel, die Änderungen
der Zählwerte
der Zähler 5 und 6 sind,
um die Spuren der Reihe nach auf das Magnetband aufzuzeichnen. Gleichzeitig
spezifiziert der Prozessor 9 die Positionen der Spuren,
die in jedem 6-Spur-Zyklus in Reaktion auf das synchron mit der Änderung
des Wertes des Zeitstempels gelieferte 6-Spur-Rücksetzsignal aufzuzeichnen
sind, um die Pakete von den Zeitstempeln auf das Magnetband aufzuzeichnen.
-
Ferner
aktualisiert das Aufzeichnungssystem in jedem 6-Spur-Zyklus synchron
mit der Geschwindigkeitssteuerung der rotierenden Trommel 10 die
Werte der Zeitstempel und fügt
sie zu den aufzuzeichnenden Paketen hinzu.
-
2 zeigt
ein Spurformat, das in dem Aufzeichnungssystem dieser Ausführungsform
verwendet wird. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, enthält jede
Spur einen Randbereich 21, einen Vorsatzbereich 22,
einen Untercodebereich 23, einen Nachsatzbereich 24,
einen IBG-Bereich 25, einen Vorsatzbereich 26,
einen Hauptdatenbereich 27, einen Nachsatzbereich 28 und
einen Randbereich 29.
-
Der
Hauptdatenbereich 27 ist mit einem Datenbereich und mit
einem Fehlerkorrekturcodebereich gebildet, der insgesamt 336 Sync-Blöcke von einer
Sync-Block-Nummer 0 bis zu einer Sync-Block-Nummer 335 enthält. Aus
diesen Sync-Blöcken
ist durch 306 Sync-Blöcke
mit einer Zahl, die ein Vielfaches von 6 ist, der Datenbereich definiert.
Der Fehlerkorrekturcodebereich ist ein Bereich, in dem ein äußerer Code
(C3-Code) für
die Fehlerkorrektur aufgezeichnet wird, wobei er 30-Sync-Blöcke enthält.
-
Das
Aufzeichnungssystem dieser Ausführungsform
ist so konstruiert, dass es wahlweise sowohl ein digitales Signal
mit einer Paketgröße von 188
Bytes in einem Transportpaket-Übertragungsformat
(TP-Übertragungsformat)
(einem ersten Übertragungsformat)
gemäß MPEG2
als auch ein digitales Signal mit einer Paketgröße von 140 Bytes in einem Paketübertragungsformat
(einem zweiten Übertragungsformat)
aufzeichnet.
-
Das
Spurformat ist anhand der Beziehung zwischen einer Aufzeichnungswellenlänge, einer
geforderten Aufzeichnungskapazität
für die
Hauptdaten, einer geforderten Aufzeichnungskapazität für weitere
Informationen, einem Bereich für
durch die PLL 4 gelieferte Takte und einem Randbereich
zum Editieren bestimmt. Insbesondere ist die geforderte Aufzeichnungskapazität für die Hauptdaten
unter der Bedingung bestimmt, dass die Hauptdaten Daten-Sync-Blöcke mit
einer Anzahl enthalten, die ein Vielfaches von 6, d. h. eines kleinsten
gemeinsamen Vielfachen von 2 Sync- Blöcken
als einer Einheit einer Aufzeichnungs-/Wiedergabeoperation in dem
ersten Übertragungsformat
und von 3 Sync-Blöcken
als einer Einheit der Aufzeichnungs-/Wiedergabeoperation in dem
zweiten Übertragungsformat,
ist. Diese Sync-Blöcke
werden durch Abtastungen der rotierenden Köpfe der rotierenden Trommel 10 in
einem gegebenen Datenbereich der Reihe nach als Datenblöcke angeordnet.
-
3 zeigt
ein Beispiel eines Sync-Block-Formats. Wie aus der Zeichnung zu
sehen ist, enthält
jeder Sync-Block insgesamt 112 Bytes, wobei er einen Synchronisationssignalbereich (Sync-Bereich) 31,
der 2 Bytes für
die Wiedergabe des Sync-Blocks enthält, einen Adresseninformationsbereich
(ID-Bereich) 32, der 3 Bytes enthält, einen Datenspeicherbereich 33,
der einschließlich
eines Anfangsblocks 99 Bytes enthält, und einen Paritätsbereich 34,
der 8 Bytes zur Korrektur von Fehlern von Informationen in dem Sync-Block
enthält,
enthält,
die alle der Reihe nach angeordnet sind.
-
In
einer Digitalsignalaufzeichnungs-Betriebsart in dem MPEG2-TS-Format
(dem ersten Übertragungsformat),
in der die Settop-Box zu den Anfangsblöcken der Pakete keine Zeitstempel
hinzufügt,
die die Anfangszeiten der empfangenen Pakete angeben, werden zwei
Sync-Blöcke,
die jeweils mit dem in 3 gezeigten gebildet sind, wie
sie in 4 durch SB#n und SB#n+1 angegeben sind, als eine
Einheit parallel angeordnet, die der Reihe nach aufgezeichnet wird,
um ein digitales Eingangssignal aufzuzeichnen.
-
In
dem in 4 gezeigten Sync-Block SB#n besitzt der Datenspeicherbereich 33,
der 99 Bytes enthält,
einen Zusatzinformations-Speicherbereich 40, der 4 Bytes
zur Speicherung zusätzlicher
Informationen (z. B. einer Ankunftszeit eines Pakets oder anderer
Informationen) über
ein Paket (188 Bytes) enthält,
und einen Datenspeicherbereich 41 zur Speicherung eines
Teils eines Pakets, das das erste bis 92-te von 188 Bytes enthält. Der
angrenzende Sync-Block SB#n+1 enthält einen Datenspeicherbereich 44 zur
Speicherung des verbleibenden 96-Byte-Teils des einen Pakets, der
das 93-te bis 188-te Byte enthält.
Der Zeitstempel wird in dem Zusatzinformations-Speicherbereich 40 aufgezeichnet.
-
Das
zweite Übertragungsformat,
in dem die Settop-Box den Anfangsblöcken der Pakete Zeitstempel
hinzufügt,
die die Ankunftszeiten der empfangenen Pakete angeben, ist eine
der Vorschriften des digitalen US-TV-Rundfunks, wobei es eine Paketgröße von 130
Bytes besitzt und 140-Byte-Daten überträgt, die
ein 130-Byte-Paket und 10 Bytes zusätzlicher Daten (z. B. Leerinformationen
oder gegebene zusätzliche
Informationen) enthalten. Es wird angemerkt, dass diese 140-Byte-Daten
in der folgenden Diskussion zweckmäßigkeitshalber als ein Paket bezeichnet
werden. In diesem Typ einer Digitalsignalaufzeichnungs-Betriebsart
werden drei Sync-Blöcke, die
jeweils mit dem in 3 gezeigten gebildet sind, wie
sie in 5 durch SB#n, SB#n+1 und SB#n+2 angegeben sind,
als eine Einheit parallel angeordnet, die der Reihe nach aufgezeichnet
wird, um ein digitales Eingangssignal aufzuzeichnen.
-
In
dem in 5 gezeigten Sync-Block SB#n besitzt der Datenspeicherbereich 33,
der 99 Bytes enthält,
einen Zusatzinformations-Speicherbereich 45 und einen Datenspeicherbereich 46.
Der Zusatzinformations-Speicherbereich 45 ist zur Speicherung von
4 Bytes zusätzlicher
Informationen (z. B. einer Ankunftszeit eines Pakets oder anderer
Informationen) über
ein erstes von zwei Paketen (2 × 140
= 280 Bytes) vorgesehen. Der Datenspeicherbereich 46 ist zur
Speicherung von Paketdaten vorgesehen, die das erste bis 92-te Byte
des ersten Pakets enthalten.
-
Der
Datenspeicherbereich 33 in dem Sync-Block SB#n+1 besitzt
die Datenspeicherbereiche 47 und 48, einen Zusatzinformations-Speicherbereich 49 und
einen Datenspeicherbereich 50. Die Datenspeicherbereiche 47 und 48 sind
zur Speicherung von Paketdaten vorgesehen, die die verbleibenden
38 Bytes des ersten der obigen zwei Pakete und zusätzliche
Daten, die 10 Bytes (z. B. Leerdaten oder gegebene zusätzliche
Informationen) enthalten, enthalten. Der Zusatzinformations-Speicherbereich 49 ist
zur Speicherung von 4-Byte-Informationen vorgesehen, die zu dem
zweiten der zwei Pakete hinzugefügt
werden. Der Datenspeicherbereich 50 ist zur Speicherung
von Paketdaten vorgesehen, die das erste bis 44-te Byte des zweiten
Pakets enthalten.
-
Der
Datenspeicherbereich 33 in dem Sync-Block SB#n+2 besitzt
die Datenspeicherbereiche 51 und 52 zum Speichern
von Paketdaten, die die verbleibenden 86 Bytes des zweiten der obigen zwei
Pakete und zusätzliche
Daten (z. B. Leerdaten oder zusätzliche
Informationen), die 10 Bytes enthalten, enthalten. Der Zeitstempel
wird in den Zusatzinformationsbereichen 45 und 49 aufgezeichnet.
-
Wie
aus dem Obigen offensichtlich ist, wird in einem digitalen Signal
in dem ersten Übertragungsformat
somit ein Paket in Einheiten von zwei Sync-Blöcken aufgezeichnet, so dass
auf einer Spur 153 (= 306/2 × 1)
Pakete aufgezeichnet werden. In einem digitalen Signal in dem zweiten Übertragungsformat
werden zwei Pakete in Einheiten von drei Sync-Blöcken aufgezeichnet, so dass
auf einer Spur 204 (= 306/3 × 2)
Pakete aufgezeichnet werden.
-
Die 6(A) bis 6(E) zeigen
die Positionsbeziehung zwischen den Paketen, Zeitstempeln und Spurnummern,
die auf den Spuren des Magnetbands aufgezeichnet sind, wobei die
Nummern (d. h. Positionen) der Spuren angegeben sind. In dieser Ausführungsform
sind Änderungen
des Zeitstempels wie oben beschrieben synchron mit den Positionen der
aufgezeichneten Spuren (d. h. mit den auf dem Magnetband aufgezeichneten
Spurnummern), mit anderen Worten, die Werte der Zeitstempel entsprechen
den Spurnummern.
-
Die
Werte der wie in 6(A) gezeigten Zeitstempel (000,
..., 500, ...) entsprechen den synchron mit den Referenztakten des
in 1 gezeigten Aufzeichnungssystems abgeleiteten
Werten der Zähler 5 und 6.
Wie in 6(B) gezeigt ist, werden die Spurnummern
(0-00, ..., 5-00, ...) durch den Prozessor 9 der Reihe
nach spezifiziert und durch die rotierenden Köpfe der rotierenden Trommel 10 synchron mit
den Referenztakten aufgezeichnet. Die Spurnummern werden in Reaktion
auf das von dem Teiler 7 ausgegebene 6-Spur-Rücksetzsignal
von 5-00 auf 0-00 zurückgesetzt.
Beispielsweise entspricht die durch den ersten Zeitstempel angegebene
Zeit 000 der Spurnummer 0-00 (d. h. einer Ladespurposition).
-
Es
wird hier angenommen, dass eine Folge von 100 Paketen, die das 000-te bis 099-te umfasst, wie
sie in 6(A) gezeigt ist, in 1/60 s
an der digitalen Schnittstellenschaltung 1 angekommen sind, dass
ein 200-tes Paket nach 1/60 s angekommen ist und dass daraufhin
periodisch in Zeitintervallen von 1/120 s das 250-te und das 300-te
angekommen sind. Wie in 6(B) und 6(D) gezeigt ist, werden die ersten 100 Pakete
und ihre Zeitstempel über zwei
benachbarte (d. h., wie später
ausführlich
diskutiert wird, über
zwei Datenspeicherbereiche) der alle 1/60 s auf das Magnetband aufgezeichneten
Spuren aufgezeichnet. Dies ist so, da die ersten 100 Pakete innerhalb
einer kurzen Zeitdauer mit einer hohen Datenrate angekommen ist,
die eine Aufzeichnungsrate des Systems übersteigt, so dass sie nicht
innerhalb einer Spur aufgezeichnet werden können. Somit werden die ersten
100 Pakete unter Verwendung des Puffer speichers des Prozessors 9 zeitexpandiert
und über
die angrenzenden zwei der Spuren aufgezeichnet.
-
Das
200-te und das 250-te Paket und ihre Zeitstempel werden in der Reihenfolge
der Ankunftszeit auf der folgenden Spur aufgezeichnet. Das 300-te
Paket und sein Zeitstempel werden auf der zweiten folgenden Spur
aufgezeichnet.
-
In
der folgenden Diskussion wird das obige Aufzeichnungsformat, in
dem die Pakete jeweils gemäß ihren
Ankunftszeiten aufgezeichnet werden, als ein Pseudoechtzeitformat
bezeichnet. Falls es zwischen dem 200-ten Paket und dem 250-ten
Paket kein wie zwischen den 6(A) und 6(B) durch I bezeichnetes Paket gibt, können das
250-te Paket und sein Zeitstempel unmittelbar nach dem 200-ten Paket
und dem Zeitstempel des 200-ten Pakets auf der gleichen Spur aufgezeichnet
werden. Dies wird unten als ein Direkt-davor-Format bezeichnet.
-
Sowohl
in dem Pseudoechtzeitformat als auch in dem Direkt-davor-Format
ist es empfehlenswert, dass die Pakete in der Reihenfolge ihrer
Ankunftszeit aufgezeichnet werden. Dies ist so, da eine Menge von
sechs Zeitstempeln wie oben beschrieben in einem Zeitintervall von
sechs Spuren wiederholt aufgezeichnet werden, so dass die Werte
der Zeitstempel, die dem 6-Spuren-Rücksetzsignal von dem Teiler 7 unmittelbar
vorausgehen und folgen, nicht mit der Reihenfolge der Ankunft der
Pakete übereinstimmen.
-
Das
Pseudoechtzeitformat und das Direkt-davor-Format werden unten anhand
der 7(A) bis 7(C) ausführlich erörtert.
-
Falls
wie in 7(A) gezeigt in einem Ein-Spur-Zeitintervall
(= 1/60 s) ein Paket P eingegeben wird, wird das Paket P in dem
Pseudoechtzeitformat, wie in 7(B) durch
die Pfeile R angegeben ist, von einem Ort, der der Ankunft des Pakets
P entspricht, über
zwei angrenzende Spuren T0 und T1 einer Menge von sechs Spuren T0
bis T5 aufgezeichnet. In dem Direkt-davor-Format wird das Datenpaket P,
wie durch einen Pfeil F angegeben ist, von einem Ort, der der Position
der Ankunft des Pakets P vorhergeht, über die angrenzenden Spuren
T0 und T1 aufgezeichnet.
-
Genauer
wird das Paket P, wie in 7(B) gezeigt
ist, in den Datenbereichen Y auf Spuren aufgezeichnet, die jeweils
vom 0-ten Sync-Block SB0 bis zum 305-ten Sync-Block SB305 reichen.
In dem Pseudoechtzeitformat wird das Paket P, das in der Nähe der Mitte
der Spur T0 angekommen ist, wie in 7(C) gezeigt
ist, in einem Bereich R aufgezeichnet, der einem Datenbereich einer
Spur entspricht, der von einer Referenzposition M, die der Position der
Ankunft des Pakets P entspricht, bis zu einem Teil eines Datenbereichs
der nachfolgenden Spur T1 reicht. In dem Direkt-davor-Format wird das Paket
P in die Nähe
des ersten Sync-Blocks SB0 seiner Spur T0 verschoben und daraufhin
in einem Bereich F, der einen Bereich enthält, der von dem ersten Sync-Block
SB0 bis zu der Referenzposition M reicht, und einen Bereich enthält, der
dem Datenbereich Y einer auf die Referenzposition M folgenden Spur
entspricht, über
die nachfolgende Spur T1 aufgezeichnet.
-
Die
schwarzen Dreiecke in den 6(B), 6(D) und 7(C) bezeichnen
Grenzen der Spuren, während
schwarze Kreise Grenzen der Datenbereiche bezeichnen.
-
Somit
erfordert das Pseudoechtzeitformat einen Pufferspeicher mit einer
Kapazität
(Mem), die einer Spur entspricht, während das Direkt-davor- Format einen Pufferspeicher
mit einer Kapazität
(2Mem) erfordert, die zwei Spuren entspricht. Die Positionen der
auf einer Spur aufzuzeichnenden Pakete können in jedem Format wie erforderlich
geändert
werden, wodurch ermöglicht
wird, eine Folge von Paketen, die mit einer hohen Datenrate angekommen
sind, zur effektiven Nutzung einer Aufzeichnungskapazität des Magnetbands
zeitlich zu expandieren und auf das Magnetband aufzuzeichnen. Außerdem ist
es möglich,
einen spezifischen Bereich auf einer Spur speziellen Daten (z. B.
Hochgeschwindigkeits-Wiedergabedaten) zuzuweisen, die in verschiedenen
Datenformaten vorgesehen sind.
-
Wie
bereits beschrieben wurde, werden in dem Direkt-davor-Format aufeinander
folgende Pakete in die Nähe
eines vorderen Teils des Datenbereichs bewegt und zusammen aufgezeichnet,
was im Vergleich zum Pseudoechtzeitformat zur Erleichterung der
Konstruktion des Systems führt.
-
Ein
Aufzeichnungssystem, das sowohl das Pseudoechtzeitformat als auch
das Direkt-davor-Format verwendet, erfordert einen Pufferspeicher,
der eine Aufzeichnungskapazität
besitzt, die wenigstens zwei Spuren entspricht. In diesem Fall kann
ein Aufzeichnungsbereich in dem Pseudoechtzeitformat über zwei
Spuren erweitert werden. Genauer wird das Paket P, das in der Mitte
der in 7(C) gezeigten Spur T0 ankommt,
wenn in dem Pseudoechtzeitformat ein Pufferspeicher mit einer Kapazität verwendet
wird, die zwei Spuren entspricht, in einem Bereich 2R aufgezeichnet,
der von der Referenzposition M bis zu zwei Datenbereichen der unmittelbar
vorhergehenden und folgenden Spuren T5 und T1 reicht. Somit kann
die Aufzeichnungsposition des Pakets P über einen weiten Bereich geändert werden,
was zu einer Zunahme der Freiheit einer Aufzeichnungsoperation führt.
-
Anhand
von 8 wird ein Aufzeichnungssystem der Paketdatenaufzeichnungs-/Paketdatenwiedergabevorrichtung
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Die gleichen Bezugszeichen, wie sie in der
obigen ersten Ausführungsform
verwendet wurden, beziehen sich auf die gleichen Teile, wobei ihre
ausführliche
Erläuterung hier
weggelassen wird.
-
Das
gezeigte Paketdaten-Aufzeichnungssystem ist von dem Typ, in dem
die Settop-Box den Anfangsblöcken
der Pakete Zeitstempel hinzufügt, die
die Ankunftszeiten der empfangenen Pakete angeben, wobei anhand
dieser Zeitstempel Steuerimpulse der rotierenden Trommel und die
6-Spur-Rücksetzsignale
wiedergegeben werden können.
-
Die
in die digitale Schnittstellenschaltung 1 eingegebenen
Pakete werden der Zeitstempelentnahmeschaltung 11 zugeführt. Daraufhin
entnimmt die Zeitstempelentnahmeschaltung 11 den Paketen die
Zeitstempel und liefert sie als Referenzsignale an die PLL 4,
an den Mod-N-Zähler 12 und
an den Mod-12-Zähler 13.
-
Der
Mod-N-Zähler 12 teilt
ein Ausgangssignal von der PLL 4 durch N (= 225000), um
ein Signal mit einer Frequenz von 120 Hz zu erzeugen. Außerdem teilt
der Mod-12-Zähler 13 das
Ausgangssignal von dem Mod-N-Zähler 13 durch 12,
um an den 1/4-Teiler 8 und an den Teiler 14 Signale
mit einer Frequenz von 10 Hz zu liefern. Außerdem erzeugt der Mod-N-Zähler 12 über den
Teiler 8 Takte, die synchron mit den Zeitstempeln in den
Paketen sind, um die Geschwindigkeit der rotierenden Trommel 10 zu steuern.
-
Wie
aus dem Obigen hervorgeht, wird in den 1/4-Zähler 8 außer dem
Ausgangssignal von dem Zähler 13 das
Ausgangssignal von dem Zähler 12 als ein
Rücksetzsignal
eingegeben, um ihn alle 1/10 s, innerhalb deren die Ausgangssignale
von den Zählern 12 bzw. 13 gegebene
Werte erreichen, zurückzusetzen.
Dies dient dazu, den 1/4-Zähler 8 mit
hoher Genauigkeit zurückzusetzen,
wobei der 1/4-Zähler 8 allerdings
alternativ lediglich durch das Ausgangssignal von dem Zähler 13 zurückgesetzt
werden kann.
-
Der
Teiler 14 teilt das Eingangssignal durch 12, um
ein Signal mit einer Frequenz von 10 Hz als ein Referenzsignal (d.
h. als das 6-Spur-Rücksetzsignal)
an den Prozessor 15 zu liefern. Der Prozessor 15 empfängt die
Pakete über
die digitale Schnittstellenschaltung 1 und liefert sie
zusammen mit einer Menge von Spurnummern, die synchron mit dem 6-Spur-Rücksetzsignal von dem Teiler 14 wiederholt erzeugt
werden, an die rotierenden Köpfe
der rotierenden Trommel 10.
-
Das
Aufzeichnungssystem dieser Aufzeichnungsform ist vom sogenannten
Synchronisationstyp, in dem Pakete synchron von Änderungen des Wertes der Zeitstempel
mit den Positionen der Spuren auf das Magnetband aufgezeichnet werden.
Genauer werden Takte erzeugt, die synchron mit den zu den Anfangsblöcken der
Pakete hinzugefügten
Zeitstempeln sind, um die Geschwindigkeit der rotierenden Trommel 10 zu
steuern, die die Spurnummersignale auf das Magnetband aufzeichnet.
-
9 zeigt
ein Wiedergabesystem der Paketdatenaufzeichnungs-/Paketdatenwiedergabevorrichtung,
die so konstruiert ist, dass sie Pakete wiedergibt, die durch das
wie in 1 oder 8 gezeigte Synchronisationsaufzeichnungssystem
auf das Magnetband aufgezeichnet worden sind.
-
Die
auf das Magnetband aufgezeichneten digitalen Signale werden durch
(nicht gezeigte) rotierende Köpfe
wiedergegeben, die in der rotierenden Trommel 10 angeordnet
sind, und daraufhin dem Prozessor 68 zugeführt.
-
Die
von dem Quarzoszillator 61 ausgegebenen Oszillationssignale
(d. h. Takte) mit 27 MHz werden durch den Mod-N-Teiler 62 geteilt,
um jeweils an den Komparator 63, an den Mod-12 × k-Zähler 64 und
an den 1/4-Teiler 65 Signale
zu liefern, die Teile (1/N) der Oszillationssignale sind. Der 1/4-Teiler 65 liefert
Steuersignale an die rotierende Trommel 10, um deren Geschwindigkeit
zu steuern. Der Teiler 66 liefert über die Ein-Spur-Verzögerungsschaltung 87 Referenzsignale
(d. h. die 6-Spur-Rücksetzsignale) an
den Prozessor 68, an den 1/4-Teiler 65 und an
die Zähler 62 und 64.
-
In
der STD-Wiedergabebetriebsart besitzt der Teiler 66 ein
Teilverhältnis
von 1/12, während
er in der HD-Wiedergabebetriebsart ein Teilverhältnis von 1/6 besitzt. Das
k eines Teilverhältnisses
1/(12 × k)
des Zählers 64 gibt
ein Verhältnis
der Aufzeichnungsrate dieses Systems zu der in der STD-Betriebsart
an.
-
Der
Prozessor 68 identifiziert die Spurnummern der von der
rotierenden Trommel 10 wiedergegebenen Signale, vergleicht
sie mit den 6-Spur-Rücksetzsignalen
von dem Teiler 66 und liefert ein Capstan-Geschwindigkeitssteuersignal
an einen (nicht gezeigten) Motor eines Capstans 71, um eine Übergangsphase
des Magnetbands zu steuern, so dass die Spurnummern synchron mit
den 6-Spur-Rücksetzsignalen
sein können.
Die Geschwindigkeitssteuerung des Capstans 71 erzeugt ähnlich wie
ein typischer VTR mit schraubenlinienförmiger Abtastung ebenfalls
Wiedergabesteuerimpulse. Der Prozessor 68 entnimmt aus
den wiedergegebenen Signalen die Zeitstempel und führt sie
dem Komparator 63 zu.
-
Das
Ausgangssignal von dem Teiler 66, das synchron mit der
Geschwindigkeitssteuerung der rotierenden Trommel 10 ist,
wird dem 1/4-Teiler 65 als ein Rücksetzsignal zugeführt, wobei
es durch die Ein-Spur-Verzögerungsschaltung 67 eine
Verzögerung
um eine Ein-Spur-Zeitdauer 67 erfährt. Daraufhin liefert die
Ein-Spur-Verzögerungsschaltung 67 Ausgabezeitsteuer-Rücksetzsignale
an die Zähler 62 und 64.
-
Somit
sind die Zählwerte
der Zähler 62 und 64 synchron
mit den Positionen der Spuren auf dem Magnetband, wobei sie ihnen
gegenüber
um eine Spur versetzt sind. Der 18-Bit-Zählwert des Zählers 62 und
der 8-Bit-Zählwert (d.
h. die Ausgangstakte) von dem Zähler 64 werden
in dem Komparator 63 mit den 18 niederwertigen Bits eines
26-Bit-Zeitstempels des wiedergegebenen Signals, das von dem Prozessor 68 ausgegeben
wird, bzw. mit den 8 höherwertigen
Bits des 26-Bit-Zeitstempels verglichen, um zu bestimmen, ob sie
mit den 18 niederwertigen Bits und mit den 8 höherwertigen Bits des 26-Bit-Zeitstempels übereinstimmen
oder nicht. Falls eine positive Antwort erhalten wird, liefert der
Komparator 63 ein Ausgangssteuersignal an den Prozessor 68.
-
Der
Prozessor 68 ist verantwortlich für das Ausgangssteuersignal
von dem Komparator 63 zum Lesen der wiedergegebenen Signale
aus einem internen Pufferspeicher und führt sie der Zeitstempel-Entfernungsschaltung 69 zu.
Die Zeitstempel-Entfernungsschaltung 69 entfernt von dem
wiedergegebenen Signal die Zeitstempel und liefert die Pakete über die
digitale Schnittstellenschaltung 70 an die Settop-Box.
Die Settop-Box expandiert die Pakete daraufhin in einer Modulationsoperation
und gibt sie z. B. als Bild- und Audiosignale aus.
-
Wenn
im Betrieb z. B. eine Menge von Paketen, die an den Paketpositionen
000 bis 099 aufgezeichnet sind, von einer ersten Position a in 6(B) wiedergegeben werden, werden sie wie in 6(C) gezeigt um eine Ein-Spur-Zeitdauer verzögert und
in 1/60 s in der ursprünglichen
Reihenfolge der Ankunft der Pakete wiedergegeben. Ein Zeichen Mem
gibt in den 6(C) und 6(E) die
Kapazität
des Pufferspeichers des Prozessors 68 an, der während der Wiedergabe
erforderlich ist.
-
In
den in den 6(C) und 6(E) gezeigten
Ausgangstakten (d. h. bei den Zählwerten
der Zähler 62 und 64 in 9)
wird an der Position 0-00 in der Spur ein Ausgangstakt mit einem
Wert von beispielsweise 500 erzeugt, der um eine Ein-Spur-Zeitdauer
versetzt ist. Auf der Grundlage dieses Ausgangstakts werden die
entsprechenden Pakete von den Zeitstempeln ausgegeben. Dies ist
so, da das Paket an der Paketposition 000, das ein vorderes Paket
der zeitexpandierten Paketmenge ist, um die Ein-Spur-Zeitdauer verzögert werden
muss, um ein ursprüngliches
Zeitintervall zwischen sich selbst und einem hinteren Paket der
zeitentwickelten Paketmenge an der Paketposition 099 wiederzugeben.
-
Wenn
die Pakete wie in 6(D) gezeigt von der Paketposition
099 wiedergegeben werden, wird das folgende Paket an der Paketposition
200 wie in 6(E) gezeigt um eine Ein-Spur-Zeitdauer
nach dem 099-ten Paket wiedergegeben.
-
Wie
in der Zeichnung klar ist, entsprechen die Positionen der Pakete
in den Spuren in diesem Wiedergabesystem für das Synchronisationsaufzeichnungsformat
den Ausgangstakten von den Zählern 62 und 64.
In dem Pseudoechtzeitformat gibt es feste Versätze oder Ein-Spur-Zeitdauern
zwischen den Positionen der Pakete auf den Spuren und den Ausgangstakten.
Genauer zeigen die Ausgangstakte Werte, die jeweils um die Ein- Spur-Zeitdauern versetzt
sind. Die Kapazität
des Pufferspeichers in dem Prozessor 68 kann in diesem
Wiedergabesystem ähnlich
denen der wie oben beschriebenen Aufzeichnungssysteme klein sein.
Es besteht kein Bedarf an einer großen Kapazität eines Pufferspeichers wie
in einem asynchronen Format, das später anhand der 11(D) und 11(E) beschrieben
wird.
-
10 zeigt
eine Änderung
des Wiedergabesystems des Paketdatenaufzeichnungs-/Paketdatenwiedergabesystems.
Die gleichen Bezugszeichen, wie sie in 9 verwendet
wurden, beziehen sich auf die gleichen Teile, wobei ihre ausführliche
Erläuterung
hierbei weggelassen wird. Dieses Wiedergabesystem ist für die Wiedergabe
von Paketen konstruiert, die durch das obige Aufzeichnungssystem, in
dem zu den durch die Settop-Box
empfangenen Paketen Zeitstempel hinzugefügt werden, auf ein Magnetband
aufgezeichnet werden.
-
Das
Wiedergabesystem dieser Ausführungsform
besitzt keine Zeitstempel-Entfernungsschaltung 69,
wie sie in dem Wiedergabesystem aus 9 verwendet
wird. Die Pakete von den Anfangsblöcken, zu denen Zeitstempel
hinzugefügt
sind, werden über
die rotierende Trommel 10 von dem Magnetband wiedergegeben
und daraufhin in den Prozessor 68 eingegeben. Wenn die
aus dem Prozessor 68 ausgelesenen Zeitstempel mit den durch
die Zähler 62 und 64 gelieferten
Zeitsteuertakten übereinstimmen,
liefert der Komparator 63 die ausgelesenen Signale an den Prozessor 68,
um die in dem Prozessor 68 gespeicherten Pakete direkt
an die digitale Schnittstellenschaltung 70 zu senden.
-
Um
die in dem Pseudoechtzeitformat aufgezeichneten Pakete wiederzugeben,
benötigen
die in 9 und 10 gezeigten Wiedergabesysteme Pufferspeicher
in den Prozessoren 68, deren Kapazitäten ausreichen, um Pakete wiederzugeben,
die in dem Direkt-davor-Format aufgezeichnet sind (d. h. das Doppelte
dessen, was in dem Pseudoechtzeitformat erforderlich ist).
-
Die
obige Diskussion bezieht sich auf das synchrone Format, wobei aber
die Wiedergabesysteme dieser Erfindung zur Wiedergabe von Paketen verwendet
werden können,
die in dem asynchronen Format aufgezeichnet sind, in dem Änderungen
des Wertes der Zeitstempel asynchron mit den Positionen der Spuren
sind. Das asynchrone Format wird unten anhand der 11(A) bis 11(E) erörtert. In
der folgenden Diskussion wird angenommen, dass die Pakete und Zeitstempel,
wie in 11(A) und 11(D) gezeigt
ist, unabhängig
von den Positionen der Spuren in dem Pseudoechtzeitformat auf dem
Magnetband aufgezeichnet sind.
-
Wenn
die Pakete wie in 11(B) gezeigt
im Betrieb von dem ersten Paket a an der Paketposition 000 an wiedergegeben
werden, werden sie wie in 11(C) gezeigt
um eine Ein-Spur-Zeitdauer verzögert,
wonach die Ausgangstakte erzeugt werden, deren Anfangswert anhand
des Zeitstempels 000 bestimmt wird, der zu dem ersten Paket an der
Paketposition 000 hinzugefügt
ist. Die Pakete an den Paketpositionen 000 bis 099 werden in 1/60
s wiedergegeben, woraufhin in einem Ein-Spur-Zeitintervall, nachdem
das Paket an der Paketposition 099 wiedergegeben worden ist, die
Pakete, die auf die Paketposition 200 folgen, wiedergegeben werden.
Somit werden die Pakete in den ursprünglichen Zeitintervallen zwischen
den Ankünften
der Pakete wiedergegeben. In den 11(C) und 11(E) bezeichnet ein Zeichen Mem die Kapazität des Pufferspeichers
des Prozessors 68, die während der Wiedergabe erforderlich
ist.
-
Wenn
wie in 11(D) gezeigt die Pakete von
der Paketposition 099 an wiedergegeben werden, wird das 099-te Paket
wie in 11(E) gezeigt nach einer Verzögerung um
die Ein-Spur-Zeitdauer wiedergegeben, wobei das folgende 200-te
Paket ebenfalls um die Ein-Spur-Zeitdauer nach Wiedergabe des 099-ten
Pakets wiedergegeben wird. Dies ist so, da es, obgleich das 099-te
Paket kein vorderes Paket (d. h. das 000-te Paket) der zeitexpandierten Paketmenge
ist, bei der Wiedergabe schwierig ist zu bestimmen, ob das 099-te
Paket eines der zeitexpandierten Paketmenge ist oder nicht, so dass
das 099-te Paket nach einer Verzögerung
um die Ein-Spur-Zeitdauer von dem Prozessor 68 ausgegeben
werden muss. Außerdem
kann das 200-te Paket, das nach einem Ein-Spur-Zeitintervall nach
Ankunft des 099-ten Pakets angekommen ist, sofort nach dem 099-ten Paket aufgezeichnet
werden. In diesem Fall muss das 200-te Paket von dem Prozessor 68 nach
einer Verzögerung
um eine Ein-Spur-Zeitdauer nach dem 099-ten Paket ausgegeben werden,
um die ursprünglichen
Zeitintervalle zwischen den Ankünften
der Pakete wiederzugeben.
-
Somit
erfordert die Wiedergabe der in dem asynchronen und Pseudoechtzeitformat
aufgezeichneten Pakete eine Kapazität des Pufferspeichers in dem
Prozessor 68, die im Wesentlichen die Doppelte der während der
Aufzeichnung verwendeten ist.
-
Die
Aufzeichnung der Pakete in dem asynchronen und in dem Direkt-davor-Format erfordert eine
Kapazität
des Pufferspeichers, die die Doppelte derjenigen ist, die in dem
synchronen und Pseudoechtzeitformat erforderlich ist, während die
Wiedergabe in dem asynchronen und Direkt-davor-Format eine Kapazität des Pufferspeichers
erfordert, die das 3- oder 4-fache derjenigen ist, die in dem synchronen und
Pseudoechtzeitformat erforderlich ist, wobei das oben beschriebene
asynchrone Wiedergabesystem aber von der Konstruktion her einfacher
als die in den 1 und 8 bis 10 gezeigten
synchronen Systeme ist.
-
In
einem der beiden Systeme, in dem synchronen oder in dem asynchronen
Aufzeichnungssystem, ermöglicht
das Pseudoechtzeitformat und das Direkt-davor-Format, wie in 7(A) bis 7(C) diskutiert
ist, optional die Position der Pakete auf den Spuren des Magnetbands
innerhalb eines gegebenen Bereichs zu bestimmen. Somit wird eine Aufzeichnungskapazität des Magnetbands
ohne irgendeinen Verlust durch Zeitexpansion der Pakete und deren
Aufzeichnen auf das Magnetband genutzt, selbst wenn die Pakete mit
einer hohen Datenrate angekommen sind. Außerdem ist es zusätzlich möglich, spezifische
Bereiche in den Spuren zuzuweisen, um spezielle Daten (z. B. Hochgeschwindigkeits-Wiedergabedaten)
aufzuzeichnen.
-
12 zeigt
einen digitalen Rundfunkempfänger 100 und
eine Paketdatenaufzeichnungs-/Paketdatenwiedergabevorrichtung 200,
bei denen die oben beschriebenen Aufzeichnungs- und Wiedergabesysteme
verwendet werden können.
-
Der
digitale Rundfunkempfänger 100,
der im Allgemeinen als eine Settop-Box bezeichnet wird, empfängt digitale
TV-Programme. Der digitale Rundfunkempfänger 100 enthält allgemein
einen Tuner 110, eine digitale Demodulations-/Fehlerkorrektur-/Verwürfelungsfreigabeschaltung 120,
einen Demultiplexer 130, eine Systemsteuerschaltung 140, eine
Schaltschaltung 150, eine Merkerschaltung 160, einen
Decodierer 170, eine Anfangsblock-Hinzufügeschaltung 180 und
eine digitale Schnittstellenschaltung 190.
-
Die
Paketdatenaufzeichnungs-/Paketdatenwiedergabevorrichtung 200 ist
ein Schraubenlinienabtastungs-Magnetaufzeichnungs-/Magnetwiedergabesystem,
das so konstruiert ist, dass es über
den digitalen Rundfunkempfänger 100 übertragene
Pakete empfängt,
um sie auf ein Magnetband aufzuzeichnen, und dass es Pakete wiedergibt,
die auf einem Magnetband aufgezeichnet sind, um sie an den digitalen
Rundfunkempfänger 100 zu
liefern. Die Paketdatenaufzeichnungs-/Paketdatenwiedergabevorrichtung 200 enthält allgemein
eine digitale Schnittstellenschaltung 1, eine PCR-Entnahmeschaltung (Programmtaktreferenz-Entnahmeschaltung) 220, eine
27 MHz-PPL 4, eine Aufzeichnungsschaltung 240,
eine Trommel 10 und eine Wiedergabeschaltung 270.
-
In
der folgenden Diskussion wird angenommen, dass der digitale Rundfunkempfänger 100 digitale
Mehrkanal-CS-Rundfunksignale empfängt, die MPEG2-Transportströme enthalten.
Der Empfang dieser Rundfunksignale erfordert eine Kanalwahl in dem
Tuner 110 und die Spezifikation von Paketen, so dass üblicherweise
zusammen mit Paketen, die jeweils eine feste Länge von 188 Byte haben, PSI
(programmspezifische Informationen) gesendet wird, die dazu dienen
zu ermöglicht,
dass der Rundfunkempfänger 100 einen
gewünschten
Kanal unabhängig von
der Verwendung von Übertragungsleitungen wählt.
-
Die
PSI enthalten eine Programmverknüpfungstabelle
(PAT), eine Programmabbildungstabelle (PMT), eine Tabelle für den bedingten
Zugriff (CAT) und eine Netzinformationstabelle (NIT). Die PAT repräsentiert
Paketkennungen (PIDs) in der PMT, die Informationen über die
Pakete eines Programms übertragen.
Der PID der PAT selbst ist üblicherweise "0" zugewiesen. Die PMT repräsentiert
die PIDs der Pakete, die einen Strom von Bilddaten, Audiodaten und
zusätzlichen
Daten jedes Programms übertragen.
Die PID der PMT selbst wird durch die PAT spezifiziert. Die CAT
repräsentiert
die PIDs der Pakete, die Kryptoanalyseinformationen zum Freigeben
der Verwürfelungen übertragen.
Die NIT repräsentiert physikalische
Informationen über
die Übertragungsleitungen.
-
Im
Betrieb werden über
eine Antenne des Rundfunkempfängers 100 durch
den Tuner 110 digitale Rundfunksignale empfangen. Daraufhin
empfängt
der Tuner 110 Signale von einem gewünschten Transponder, der durch
ein Kanalwahlsignal spezifiziert wird, das auf der Grundlage der
Programmwahlinformationen eines Nutzers durch die Systemsteuereinheit 140 geliefert
wird, und liefert sie an die digitale Demodulations-/Fehlerkorrektur-/Verwürfelungsfreigabeschaltung 120.
Die digitale Demodulations-/Fehlerkorrektur-/Verwürfelungsfreigabeschaltung 120 demoduliert
und fehlerkorrigiert das Eingangssignal und gibt seine Verwürfelung
frei, um Transportstrompakete (TS-Pakete) an den Demultiplexer 130 zu
liefern. Der Demultiplexer 130 trennt von den TS-Paketen
mehrerer Programme von dem gewünschten
Transponder diejenigen Pakete eines gewünschten Kanals, die durch das
Kanalwahlsignal von der Systemsteuereinheit 140 spezifiziert
sind.
-
Die
188-Byte-Pakete von den PIDs und mit den Tabellen der PSI werden
der Reihe nach in den Demultiplexer 130 eingegeben. Um
ein gewünschtes Programm
auszuwählen,
schlägt
der Demultiplexer 130 immer die PAT der PSI nach, deren
PID null (0) ist, wobei er durch Nachschlagen unter Verwendung der
PMT für
das gewählte
Programm die PIDs spezifiziert, um von den Eingangspaketen diejenigen
zu trennen, die durch die geforderten PIDs spezifiziert sind.
-
Wenn
z. B. angenommen wird, dass die PAT wie in 13(A) gezeigt
für ein
Programm 1 eine PID "05" repräsentiert,
für ein
Programm 2 eine PID "07" repräsentiert
und für
ein Programm 3 eine PID "09" repräsentiert,
schlägt
der Demultiplexer 130, wenn das Programm 1 gewählt wird,
die in 13(B) gezeigte durch die PID "05" spezifizierte PMT
nach, um von den TS-Paketen diejenigen Pakete, deren PIDs 10 und
11 sind, und ein Paket, dessen PID 12 ist, zu trennen, um über den
Decodierer 170 Audiodaten von CH1 und CH2 und Videodaten
wiederzugeben.
-
Ähnlich schlägt der Demultiplexer 130 die
in 13(C) gezeigte durch die PID "07" spezifizierte zweite
PMT nach, um von den TS-Paketen diejenigen für Audiodaten des CH1 und des
CH2, deren PIDs 20 und 21 sind, und dasjenige für Videodaten, deren PID 22
ist, zu trennen, um sie über
den Decodierer 170 wiederzugeben, wenn das Programm 2 gewählt wird.
Alternativ schlägt
der Demultiplexer 130 die in 13(D) gezeigte
durch die PID "09" spezifizierte dritte
PMT nach, um von den TS-Paketen diejenigen für Audiodaten von den CH1 und
CH2, deren PIDs 30 und 31 sind, und dasjenige für Videodaten, deren PID 22
ist, zu trennen, um sie über
den Decodierer 170 wiederzugeben, wenn das Programm 3 gewählt wird.
Die spezifizierten PIDs können
bis zu einem Abschluss jedes Programms festgesetzt oder alternativ
durch eine weitere PAT und PMT geändert werden.
-
Mit
Rückbezug
auf 12 werden die durch den Demultiplexer 130 abgeleiteten
Pakete der Schaltschaltung 150 zugeführt. Wenn das Programm über einen
(nicht gezeigten) Monitor wiedergegeben werden muss, sendet die
Schaltschaltung 150 die empfangenen Pakete an den Decodierer 170.
Der Decodierer 170 decodiert die empfangenen Pakete synchron
mit Takten mit einer konstanten Frequenz von 27 MHz, die dadurch
geliefert werden, dass aus einem PCR-Paket eines gewählten Programms
(z. B. eines Pakets, dessen PID = 15 in dem Programm 1 ist) eine
PCR entnommen wird, um an den Monitor ein Bild und einen Klang zu
liefern.
-
Wenn
die empfangenen Pakete durch die Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 200 auf
das Magnetband 260 aufgezeichnet werden, wird die Schaltschaltung 150 wahlweise
mit der Anfangsblock-Hinzufügeschaltung 180 verbunden,
um an sie die empfangenen Pakete zu liefern. Die An fangsblock-Hinzufügeschaltung 180 fügt allen
empfangenen 188-Byte-Paketen
von der Schaltschaltung 150 4-Byte-Anfangsblöcke hinzu,
um sie über
die digitale Schnittstellenschaltung 190 an die Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 200 zu
senden. Diese Anfangsblöcke
besitzen Merkerbereiche zum Identifizieren der PCR.
-
Die
Merkerschaltung 160 wählt
in Reaktion auf ein Steuersignal von der Systemsteuerschaltung 140 aus
den empfangenen Paketen eines mit der PCR aus. Die Anfangsblock-Hinzufügeschaltung 180 liefert
an den Merkerbereich des Anfangsblocks, der durch die Merkerhinzufügeschaltung 180 zu
dem Paket mit der PCR hinzuzufügen
ist, einen PCR-Kennmerker, um die leichte Entnahme der PCR in der
Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 200 zu ermöglichen.
-
Beispielsweise
ist die PID des Pakets, zu dem die PCR des Programms 1 hinzugefügt wird,
wie in der PMT des Programms 1 in 13(B) gezeigt ist, "15", während die
PID des Pakets, zu dem die PCR des Programms 2 hinzugefügt wird,
wie in der PMT des Programms 2 in 13(C) gezeigt
ist, "25", so dass sich die
Pakete mit hinzugefügter
PCR zwischen dem Programm 1 und dem Programm 2 unterscheiden, wenn
die Programme 1 und 2 zusammen aufgezeichnet werden. In diesem Fall
liefert die Anfangsblock-Hinzufügeschaltung 180 den
PCR-Kennmerker an den Anfangsblock entweder des durch die PID 15
oder durch die PID 25 bezeichneten Pakets. Dies ist so, da die Verwendung
der PCRs beider Pakete bewirkt, dass die PLL 4, wie später in 14 beschrieben
wird, während
der Codierung kein Signal mit einer konstanten Frequenz von 27 MHz,
d. h. kein Zeitbasis-Synchronisationssignal, erzeugt, das die gleiche
Frequenz wie ein Systemtakt hat, da beide Pakete zueinander phasenverschoben
sind.
-
Alternativ
ist die PID des Pakets, zu dem die PCR des Programms 1 hinzugefügt wird,
wie in der PMT des Programms 1 in 13(B) gezeigt
ist, "15", und ist die PID
eines Pakets, zu dem die PCR des Programms 3 hinzugefügt wird,
wie in der PMT des Programms 2 in 13(D) gezeigt
ist, ebenfalls "15", so dass die Pakete,
zu denen die PCRs in den Programmen 1 und 3 hinzugefügt werden,
dieselben sind, wenn die Programme 1 und 3 aufgezeichnet werden.
In diesem Fall liefert die Anfangsblock-Hinzufügeschaltung 180 den
PCR-Kennmerker an den Anfangsblock des gemeinsamen Pakets, dessen
PID 15 ist.
-
Die
Pakete einschließlich
eines Pakets, das den PCR-Kennmerker enthält, werden über die digitale Schnittstellenschaltung 190,
die durch die Systemsteuerschaltung 140 gesteuert wird,
der digitalen Schnittstellenschaltung 1 zugeführt und
daraufhin an die PCR-Entnahmeschaltung 220 bzw. an die
Aufzeichnungsschaltung 240 gesendet.
-
Die
PCR-Entnahmeschaltung 220 erfasst aus den Eingangspaketen
den PCR-Kennmerker und entnimmt aus dem Paket mit dem PCR-Kennmerker
die PCR und liefert sie an die PLL 4. Die PLL 4 liefert
ein Zeitbasis-Synchronisationssignal
mit 27 MHz, das gleich einem Systemtakt während der Codierung ist, an
die Aufzeichnungsschaltung 240.
-
Die
PLL 4 besitzt eine Struktur, wie sie in 14 gezeigt
ist. Die Eingangs-PCR wird in den Zähler 350 eingegeben,
um seinen Zählwert
auf einen Wert der PCR rückzusetzen,
und wird außerdem in
den Subtrahierer 310 eingegeben, um eine Differenz zwischen
dem Wert der PCR und einem Zählwert
des Zählers 350 zu
bestimmen. Diese Differenz wird durch den D/A-Umsetzer 320 in
ein analoges Signal umgesetzt und daraufhin über das Tiefpassfilter (LPF) 330 dem
spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 340 zugeführt, um
eine Ausgangsfrequenz des VCO 340 zu steuern.
-
Der
VCO 340 liefert Oszillationen mit 27 MHz als die Systemtakte
an die Aufzeichnungsschaltung 240 und an den Zähler 350.
Der Zähler 350 teilt
das Eingangssignal und liefert einen Teil davon an den Subtrahierer 310.
-
Mit
Rückbezug
auf 12 zeichnet die Aufzeichnungsschaltung 240 die
Pakete, die der digitalen Schnittstellenschaltung 1 von
dem digitalen Rundfunkempfänger 100 zugeführt werden, über (nicht
gezeigte) rotierende Köpfe,
die in der rotierenden Trommel 10 angeordnet sind, auf
das Magnetband 260 auf. Die Aufzeichnungsschaltung 240 besitzt
eine Struktur, wie sie in 15 gezeigt
ist, die völlig
gleich der in 1 gezeigten ist, wobei ihre ausführliche
Erläuterung
hier weggelassen wird.
-
Die
Wiedergabeschaltung 270 besitzt eine Struktur wie sie in 16 gezeigt
ist, die völlig
gleich der in 10 gezeigten ist, wobei ihre
ausführliche Erläuterung
hier weggelassen wird.
-
Die
in dem Prozessor 68 gespeicherten wiedergegebenen Pakete
werden in Reaktion auf das Ausgangssteuersignal von dem Komparator 68 über die
digitale Schnittstellenschaltung 1 der digitalen Schnittstellenschaltung 190 zugeführt und
daraufhin über
die Schaltschaltung 150 an den Decodierer 170 gesendet.
Außerdem
wird die PCR der wiedergegebenen Pakete entnommen, wobei die Pakete
mit entnommener PCR der (nicht gezeigten) 27 MHz-PLL zugeführt werden.
Der Decodierer 170 expandiert die empfangenen Pakete in
einer Modulationsoperation auf der Grundlage von Takten von der
(nicht gezeigten) PLL in der Zeit, um sie als Bild- und Audiosignale auszugeben.
-
Bei
den obigen Anordnungen werden Fehler der Paketintervalle und der
Datenrate nicht angesammelt, selbst wenn die Aufzeichnung und Wiedergabe
des gleichen Programms häufig
durch verschiedene Aufzeichnungs- /Wiedergabevorrichtungen
ausgeführt
werden. Dies wird unten anhand der 17(A) bis 17(C) ausführlich
erörtert.
Die gleichen Bezugszeichen, wie sie in den 15 und 16 verwendet
werden, beziehen sich auf die gleichen Teile.
-
In
der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung A in 17(A) werden die von dem Rundfunkempfänger 100 zugeführten Pakete
in die Aufzeichnungseinheit 610 eingegeben. Eine den Paketen durch
die PCR-Entnahmeschaltung 220 entnommene PCR wird der PLL 4 zugeführt. Die
PLL 4 erzeugt ein mit der PCR synchrones Referenzsynchronisationssignal
und gibt es an die Aufzeichnungseinheit 610 aus. Die Aufzeichnungseinheit 610 besitzt
die gleiche Struktur wie die in 15 gezeigte
Aufzeichnungsschaltung 240 und zeichnet die Pakete auf
der Grundlage des Referenzsynchronisationssignals von der PLL 4 auf
das Magnetband p auf. Das Magnetband p wird in Reaktion auf ein
Ausgangssignal mit 27 MHz von dem Oszillator 510a (der
dem Quarzoszillator 61 in 16 entspricht)
durch die Wiedergabeeinheit 620 wiedergegeben, die mit
Ausnahme des Quarzoszillators 61 die gleiche Struktur wie
die in 16 gezeigte Wiedergabeschaltung 270 besitzt, um
ein Ausgangssignal a zu erzeugen.
-
Wenn
anhand der 18(A) bis 18(F) nach
einem Paket 1 in einem regulären
Zeitintervall, wie in 18(A) gezeigt
ist, ein Paket 2 empfangen und in die Aufzeichnungseinheit 610 eingegeben wird,
arbeitet die Aufzeichnungseinheit 610 wie oben beschrieben
in Reaktion auf das Referenzsynchronisationssignal, das synchron
mit der PCR ist, so dass, wie in 18(B) gezeigt
ist, dem Paket 2 ein Zeitstempel "100" hinzugefügt wird.
-
Falls
der Oszillator 510a an die Aufzeichnungseinheit 610 Takte
mit einer Frequenz von 27 MHz mit einem Fehler von –5%, d.
h. mit einem unteren Grenzwert eines zulässigen Bereichs von –5% bis
+5%, der durch eine Abweichung von Einheit zu Einheit oder durch
deren Alterung verursacht sein kann, liefert, gibt die Wiedergabeeinheit 620,
wie in 18(C) gezeigt ist, in Reaktion
auf einen Takt "100" mit einer Zeitgebung
von –5%
früher
als üblich (d.
h. um ein in 18(A) gezeigtes Zeitintervall)
das Paket 2 mit dem Zeitstempel "100" wieder. Diese vorgezogene
Zeitgebung liegt allerdings innerhalb des zulässigen Bereichs von –5% bis
+5%, wobei es in Selbstaufzeichnungs-/Selbstwiedergabeoperationen
der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
A kein Problem gibt.
-
Falls
der Oszillator 510b der in 17(B) gezeigten
Wiedergabevorrichtung B Takte mit einer Frequenz von 27 MHz mit
einem Fehler von +5%, d. h. einem oberen Grenzwert des zulässigen Bereichs von –5% bis
+5%, an die Aufzeichnungseinheit 630 mit der gleichen Struktur
wie die Aufzeichnungseinheit 620 liefert, gibt die Aufzeichnungseinheit 630, wie
in 18(D) gezeigt ist, das Paket
2 in Reaktion auf den Takt "100" nach einer Verzögerung von
+5% wieder, um ein Ausgangssignal b zu liefern. Diese Verzögerung liegt
allerdings innerhalb des zulässigen
Bereichs von –5%
bis +5%, so dass es in einer Wiedergabeoperation der Wiedergabeeinheit
B kein Problem gibt.
-
Da
die Wiedergabeeinheit 640 in Reaktion auf das Referenzsynchronisationssignal
von der PLL 4 arbeitet, das synchron mit der PCR des Ausgangssignals
b ist, wird dem Paket 2 in Reaktion auf den Takt "100" mit dem gleichen
Fehler von +5% wie in der Wiedergabeoperation der Wiedergabeeinheit
B wie in 17(E) gezeigt der Zeitstempel "100" hinzugefügt und es
daraufhin auf dem Magnetband aufgezeichnet, wenn das Ausgangssignal
b von der Wiedergabevorrichtung B durch die Aufzeichnungseinheit 640 der
in 17(C) gezeigten Aufzeichnungs-/Wiedergabeeinheit
C aufgezeichnet wird.
-
Wenn
das durch die Aufzeichnungseinheit 640 aufgezeichnete Magnetband
durch die Wiedergabeeinheit 650 mit der gleichen Struktur
wie die Wiedergabeeinheit 620, in die ein Takt mit einer
Frequenz von 27 MHz ohne Fehler (d. h. ±0%) von dem Oszillator 510c eingegeben
wird, wiedergegeben wird, wird wie in 18(F) gezeigt
in Reaktion auf den Takt "100" mit der ursprünglichen
Zeitgebung das Paket 2 mit dem Zeitstempel "100" wiedergegeben.
Somit werden die Fehler der Takte nicht angesammelt, was ermöglicht,
dass die Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung C ein Eingangssignal mit
der richtigen Zeitgebung wiedergibt.
-
Genauer
bewirkt die Tatsache, dass das Aufzeichnen und Wiedergeben des gleichen
Programms häufig
zwischen verschiedenen Vorrichtungen ausgeführt wird, dass sich die wiedergegebenen
Signale auf die Datenrate auswirken und dass das Paketintervall
lediglich von einer Differenz zwischen dem der Wiedergabeeinheit
zugeführten
Referenzsynchronisationssignal und dem Systemtakt während der
Codierung abhängt,
wobei diese aber innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, was
zu einer richtigen Wiedergabeoperation führt.
-
Wie
oben beschrieben wurde, werden die Referenzsynchronisationssignale
auf der Grundlage der PCR erzeugt, wobei sie aber auf einer durch MPEG2
eingeführten
SCR (Systemtaktreferenz) beruhen können. Alternativ kann die Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 200 die
Referenzsynchronisationssignale synchron mit Änderungen des Wertes des Zeitstempels
der Eingangspakete erzeugen, wenn der Rundfunkempfänger 100 den
Paketen Zeitstempel hinzufügt,
die synchron mit der PCR oder mit der SCR sind, und die Pakete an
die Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 200 ausgibt.
-
Der
Rundfunkempfänger 100 kann
an die Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 200 lediglich eine
Paketkennung (PID) eines Pakets liefern, das auf gegebene Weise
Zeitsteuerinformationen für Wiedergabe-
und Aufzeichnungstakte enthält.
Beispielsweise liefert die Systemsteuereinheit 140 des Rundfunkempfängers 100 auf
gegebene Weise lediglich die PID des Pakets, das die PCR besitzt, über die
digitalen Schnittstellen 19 und 1 an die PCR-Entnahmeschaltung 220 der
Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 200 (z. B. werden
die Übertragungssteuerungspakete
in der Weise geliefert, dass eine Übertragung der Steuerinformationen
zwischen dem Empfänger 100 und
der Vorrichtung 200 hergestellt wird). Die PCR-Entnahmeschaltung 220 entnimmt anhand
der PID aus den empfangenen Paketen das Paket mit der PCR.
-
19 zeigt
ein Paketaufzeichnungssystem einer alternativen Ausführungsform,
das in der wie oben diskutierten Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 200 verwendet
werden kann. Dieselben Bezugszeichen, wie sie in den obigen Ausführungsformen
verwendet wurden, beziehen sich auf die gleichen Teile, wobei ihre
ausführliche
Erläuterung
hier weggelassen wird.
-
Über die
digitale Schnittstellenschaltung 1 werden Pakete von Informationen über eines
oder mehrere Programme und wenigstens ein Paket mit einer PCR (Programmtaktreferenz),
die in Form digitaler Signale multiplexiert sind, in die PCR-Entnahmeschaltung 2 und
in die Schaltschaltung 30 eingegeben. Die PCR-Entnahmeschaltung 2 entnimmt
aus den Eingangspaketen die PCR und liefert sie an den Taktgenerator 400.
Daraufhin erzeugt der Taktgenerator 400 die Zeitbasis-Synchronisationssignale
(d. h. die Ankunftszeitsteuertakte) mit einer Frequenz von 27 MHz,
die völlig
gleich den Systemtakten während der
Codierung sind, und einen Verriegelungsmerker, wie er später ausführlich beschrieben
wird, der angibt, ob die in dem Taktgenerator 400 ausgeführten Operationen
synchron sind oder nicht.
-
Der
wie in 20 gezeigte Taktgenerator 400 enthält eine
27 MHz-Phasenregelschleife (27 MHz-PLL) 20, eine Mittelungsschaltung 431 und
einen Komparator 432. Die PLL 20 ist eine offene Rückkopplungsschleife,
die einen Subtrahierer 421, einen D/A-Umsetzer 422,
ein Tiefpassfilter (LPF) 423, einen spannungsgesteuerten
Quarzoszillator (VCXO) 424 und einen Zähler 425 enthält.
-
Die
von der PCR-Entnahmeschaltung 2 ausgegebene PCR wird dem
Subtrahierer 421 und dem Zähler 425 zugeführt. Der
Zähler 425 setzt
seinen Zählwert
auf einen Wert der PCR zurück
und liefert ihn an den Subtrahierer 421. Der Subtrahierer 421 bestimmt
eine Differenz zwischen der PCR und dem Ausgangssignal von dem Zähler 425 und
liefert sie an den D/A-Umsetzer 422.
Der D/A-Umsetzer 422 setzt das Eingangssignal in ein analoges
Signal um und liefert es über
das LPF 423 an den VCXO 424, um ein Oszillationsausgangssignal
des VCXO 424 zu steuern. Der VCXO 424 gibt Oszillationen
mit einer Frequenz von 27 MHz als die Zeitbasis-Synchronisationssignale (d. h. als die
Ankunftszeitsteuertakte) an den wie später beschriebenen Zeitstempelgenerator 700 und
an den Zähler 425 aus.
Der Zähler 425 liefert einen
Teil des Eingangssignals als ein Rückkopplungssignal an den Subtrahierer 421.
-
Außerdem wird
das analoge Signal von dem D/A-Umsetzer 422 der Mittelungsschaltung 431 zugeführt. Die
Mittelungsschaltung 431 führt eine Mittelungsoperation
aus, um den Mittelwert der Absolutwerte oder der Quadrate der für die gegebenen
Operationszyklen abgeleiteten eingegebenen analogen Signale zu bestimmen
und liefert ihn an den Komparator 432. Der Komparator 432 vergleicht
den Mittelwert mit einem gegebenen Referenzpegel.
-
Wenn
die PLL 20 in einem synchronen Zustand ist, zeigt die Differenz
(d. h. ein Fehler) zwischen der PCR und dem durch den Subtrahierer 421 erzeugten
Zählwert
des Zählers 425 einen
kleineren Wert, was bewirkt, dass ein Ausgangssignalpegel der Mittelungsschaltung 431 kleiner
als der in dem Komparator 432 eingegebene Referenzpegel
ist. Alternativ zeigt die durch den Subtrahierer 421 erzeugte
Differenz einen größeren Wert,
was bewirkt, dass der Ausgangssignalpegel der Mittelungsschaltung 431 größer als
der in den Komparator 432 eingegebene Referenzpegel ist,
wenn die PLL 20 im synchronem Zustand ist. Somit erzeugt der Komparator 432 einen Logikwert,
der die Synchronisation der PLL 20 angibt, wenn der von
der Mittelungsschaltung 431 ausgegebene Signalpegel kleiner
als der Referenzpegel ist, während
der Komparator 432 einen Verriegelungsmerker mit einem
Logikwert erzeugt, der die Asynchronisation der PLL 20 angibt,
wenn er größer als der
Referenzpegel ist.
-
Das
Ausgangssignal des Subtrahierers 421 kann direkt der Mittelungsschaltung 431 zugeführt werden,
um in der Mittelungsschaltung 431 und in dem Komparator 432 digitale
Operationen auszuführen.
-
Mit
Rückbezug
auf 19 werden die von dem Taktgenerator 400 als
die Ankunftszeitsteuertakte mit 27 MHz ausgegebenen Takte dem Mod-N-Zähler 5 zugeführt, in
dem sie durch N dividiert werden. Wie in der ersten Ausführungsform
beschrieben wird ein Wert von N auf 225000 gesetzt, falls die Systemfrequenz
30 Hz ist, wobei der Mod-N-Zähler 5 Signale
mit 120 Hz liefert. Alternativ wird N auf 225225 gesetzt, falls
die Systemfrequenz 29,97 Hz ist, wobei der Mod-N-Zähler 5 Signale
mit 119,88 Hz liefert.
-
Die
Ausgangssignale von dem Mod-N-Zähler 5 werden
der Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 3, dem
Mod-12 × k-Zähler 6 und
den Teilern 7 und 8 zugeführt. Der Mod-N-Zähler 5 und
der Mod-12 × k-Zähler 6 bilden
die Zeitstempel-Erzeugungsschaltung 700, die 32-Bit-Ankunftszeit-Kennreferenzen
(d. h. Zeitstempel) erzeugt, die die Ankunftszeiten der von der
digitalen Schnittstellenschaltung 1 zugeführten Pakete
angeben. Die Struktur jedes Zeitstempels ist die gleiche wie sie
oben beschrieben wurde, so dass ihre ausführliche Erläuterung hier weggelassen wird.
-
Der
durch den Taktgenerator 400 erzeugte Verriegelungsmerker
wird als ein Schaltsignal an die Schaltschaltung 30 geliefert.
Wenn der Verriegelungsmerker die Synchronisation des Betriebs des Taktgenerators 400 zeigt,
stellt die Schaltschaltung 30 eine Verbindung zwischen
der digitalen Schnittstellenschaltung 1 und einem Anschluss 30a her, während die
Schaltschaltung 30 eine Verbindung zwischen der digitalen
Schnittstellenschaltung 1 und einem Anschluss 30b herstellt,
wenn er die Asynchronisation zeigt.
-
Somit
werden die an die digitale Schnittstellenschaltung 1 gesendeten
Pakete nur dann über
die Schaltschaltung 30 der Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 3 zugeführt, wenn
der Betrieb der PLL 20 des Taktgenerators 400 synchron
mit dem durch die PCR-Entnahmeschaltung 2 abgeleiteten
Eingangssignal der PCR ist. Alternativ werden die Pakete verworfen,
ohne an die Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 3 gesendet
zu werden, wenn der Betrieb der PLL 20 nicht synchron mit
der Eingabe der PCR ist.
-
Die
Operationen der Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 3, der
Teiler 7 und 8 und des Prozessors 9 sind
dieselben, wie sie in 1 diskutiert wurden, so dass
ihre ausführliche
Erläuterung
hier weggelassen wird.
-
Somit
werden die Pakete in dem Paketaufzeichnungssystem dieser Ausführungsform über die Schaltschaltung 3 verworfen,
ohne auf das Magnetband 260 aufgezeichnet zu werden, wenn
der Betrieb der PLL 20 des Taktgenerators 400 nicht
synchron mit der Eingabe der PCR von der PCR-Entnahmeschaltung 2 ist, so
dass die Zeitstempel-Erzeugungsschaltung 700 Zeitstempel
erzeugt, die die Ankunftszeiten der in die digitale Schnittstellenschaltung 1 eingegebenen
Pakete falsch angeben. Dies vermeidet den Unterlauf und den Überlauf
eines in dem Prozessor 9 vorgesehenen Pufferspeichers.
-
21 zeigt
ein Paketaufzeichnungssystem einer alternativen Ausführungsform.
Die gleichen Bezugszeichen, wie sie in 20 verwendet
wurden, beziehen sich auf die gleichen Teile, wobei ihre ausführliche
Erläuterung
hier weggelassen wird.
-
Die
an die digitale Schnittstellenschaltung 1 gesendeten Pakete
werden der PCR-Entnahmeschaltung 2, dem Verriegelungsmerkergenerator 15 bzw.
der Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 16 zugeführt.
-
Der
Verriegelungsmerkergenerator 15 erzeugt, bis eine gegebene
Zeitdauer T abläuft,
auf die die Eingabe eines ersten der Pakete von der digitalen Schnittstellenschaltung 1 erfolgt,
erzeugt erste Verriegelungsmerker, die angeben, dass der Betrieb
der PLL 20 asynchron mit der Eingabe der PCR ist, und nachdem
eine gegebene Zeitdauer T abgelaufen ist, zweite Verriegelungsmerker,
die angeben, dass der Betrieb der PLL 20 synchron mit der
Eingabe der PCR ist. Die gegebene Zeitdauer T wird auf der Grundlage
einer Reaktionsrate der PLL 20 bestimmt. Beispielsweise
kann bei der Bestimmung der Zeit T der ungünstigste Fall der PCRs verwendet
werden.
-
Die
durch den Verriegelungsmerkergenerator 15 erzeugten Verriegelungsmerker
werden der Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 16 zugeführt, wo
sie zusammen mit den Zeitstempeln zu den Anfangsblöcken der
Pakete von der digitalen Schnittstellenschaltung 1 hinzugefügt werden.
Daraufhin werden die Pakete mit hinzugefügtem Verriegelungsmerker über den
Prozessor 9 der rotierenden Trommel 10 zugeführt und
auf das Magnetband 260 aufgezeichnet.
-
Wie
aus der obigen Diskussion hervorgeht, werden die Pakete in dem Paketaufzeichnungssystem
dieser Ausführungsform
selbst dann zusammen mit den Verriegelungsmerkern auf das Magnetband 260 aufgezeichnet,
wenn der Zeitstempelgenerator 700 Zeitstempel erzeugt,
die die Ankunftszeiten der Pakete nicht richtig angeben. Dies ermöglicht,
dass ein Paketwiedergabesystem Informationen darüber, ob die Paketintervalle
zwischen wiedergegebenen Paketen richtig sind oder nicht, an einen
Decodierer liefert, wodurch der Ausfall bei der Wiedergabe vermieden
wird.
-
22 zeigt
ein Paketaufzeichnungssystem einer alternativen Ausführungsform.
Die gleichen Bezugszeichen, wie sie in 19 verwendet
wurden, beziehen sich auf die gleichen Teile, wobei ihre ausführliche
Erläuterung
hier weggelassen wird.
-
Die
Pakete, die in die digitale Schnittstellenschaltung 1 eintreten,
werden der Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 3 und
der PCR-Entnahmeschaltung 2 zugeführt.
-
Die
durch den Taktgenerator 400 erzeugten Verriegelungsmerker
werden dem Mikrocomputer 18 sowie dem Zähler 5 zugeführt. Wenn
der in den Mikrocomputer 18 eingegebene Verriegelungsmerker angibt,
dass der Betrieb der PLL 20 des Taktgenerators 400 synchron
mit der Eingabe der durch die PCR-Entnahmeschaltung 2 gelieferten
PCR ist, erzeugt der Mikrocomputer 18 ein erstes Aufzeichnungsoperations-Steuersignal,
das eine Aufzeichnungsoperation des Systems aktiviert, was ermöglicht,
dass die Pakete über
die rotierende Trommel 10 auf das Magnetband 260 aufgezeichnet
werden. Alternativ liefert der Mikrocomputer 18 ein zweites
Aufzeichnungsoperations-Steuersignal, das die Aufzeichnungsoperation
deaktiviert, was verhindert, dass die Pakete auf das Magnetband 260 aufgezeichnet
werden, wenn der Verriegelungsmerker angibt, dass der Betrieb der
PLL 20 asynchron mit der Eingabe der PCR ist. Beispielsweise
wird die Deaktivierung der Aufzeichnungsoperation durch Sperren der
Eingabe der Aufzeichnungssignale an die rotierenden Köpfe der
rotierenden Trommel 10 oder durch Anhalten der Bewegung
des Magnetbands 260 erreicht.
-
Somit
empfangen die Pakete in dem Paketaufzeichnungssystem dieser Ausführungsform
nur dann die Zeitstempel von der Zeitstempel-Hinzufügeschaltung 3 und
werden daraufhin auf das Magnetband 260 aufgezeichnet,
wenn der Betrieb der PLL 20 des Taktgenerators 400 synchron
mit der Eingabe der PCR der Eingangspakete ist.
-
Genauer
werden die Pakete über
die Schaltschaltung 3 verworfen, ohne auf das Magnetband 260 aufgezeichnet
zu werden, wenn der Betrieb der PLL 20 des Taktgenerators 400 nicht
synchron mit der Eingabe der PCR von der PCR-Entnahmeschaltung 2 ist,
so dass die Zeitstempel-Erzeugungsschaltung 700 die Zeitstempel,
die die Ankunftszeiten der in die digitale Schnittstellenschaltung 1 eingegebenen
Pakete angeben, falsch erzeugt. Dies vermeidet den Unterlauf und
den Überlauf
eines in dem Prozessor 9 vorgesehenen Pufferspeichers.
-
Die
Referenzsynchronisationssignale werden ähnlich den obigen Ausführungsformen
auf der Grundlage der PCR erzeugt, können aber auf der durch MPEG2
eingeführten
SCR (Systemtaktreferenz) beruhen. Alternativ kann die Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
die Referenzsynchronisationssignale synchron mit der Änderung
des Wertes der Zeitstempel der Eingangspakete erzeugen, wenn ein
Rundfunkempfänger
zu den Paketen Zeitstempel hinzufügt, die synchron mit der Eingabe der
PCR oder SCR sind, und sie an eine Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
ausgibt.
-
Obgleich
die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsform
offenbart wurde, um ihr besseres Verständnis zu erleichtern, ist klar,
dass die Erfindung auf verschiedene Arten ausgeführt werden kann, ohne von dem
Prinzip der Erfindung abzuweichen. Somit soll die Erfindung selbstverständlich alle
möglichen
Ausführungsformen
und Änderungen
an den gezeigten Ausführungsformen enthalten,
die verkörpert
werden können,
ohne von dem wie in den beigefügten
Ansprüchen
dargelegten Prinzip der Erfindung abzuweichen.