DE69736619T2

DE69736619T2 - Übertragung eines digitalen Informationssignals mit einer ersten spezifischen Abtastrate

Info

Publication number: DE69736619T2
Application number: DE69736619T
Authority: DE
Inventors: M. Leon 5600 AE VAN DE KERKHOF
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2017-05-01
Also published as: ATE280979T1; ID16868A; JP4505565B2; EP0843933B1; KR19990028791A; US5995493A; DE69731355T2; CN1551191A; WO1997042742A3; WO1997042742A2; MY126379A; EP1471465B1; JPH11511315A; CN1251467C; CN1551191B; EP0843933A2; CN1206528A; DE69736619D1; KR100464233B1; MX9800639A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sender zum Übertragen eines digitalen Informationssignals mit einer spezifischen ersten Abtastfrequenz, auf einen Empfänger zum Empfangen eines Übertragungssignals von einem Übertragungsmedium und zum Erzeugen eines digitalen Informationssignals daraus, auf einen mit dem Sender erhaltenen Aufzeichnungsträger, wenn in Form einer Einrichtung zum Aufzeichnen von Information auf einem Aufzeichnungsträger, und auf ein Übertragungsverfahren.
Bekannte Sender richten sich auf die Übertragung eines digitalen Informationssignals mit einer spezifischen zweiten Abtastfrequenz, die niedriger ist als die erste oben genannte Abtastfrequenz, siehe beispielsweise US-A-5262858. Entsprechende Empfänger sind imstande, das digitale Informationssignal mit der zweiten Abtastfrequenz aus dem Übertragungssignal zurück zu gewinnen und das Signal einem Ausgang zuzuführen, beispielsweise zur Wiedergabe über einen oder mehrere Lautsprecher. Das Dokument US-A-5598217 beschreibt einen Sender, der eine Tiefpassfilterung und eine Abwärtsabtastung durchführt und an der Empfängerseite eine Differenz zwischen dem digitalen Signal und einer gefilterten Version erhält.
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Erweiterung zu dem Format des Übertragungssignals zu schaffen, so dass Übertragung eines digitalen Informationssignals der ersten Abtastfrequenz möglich ist, während bekannte Empfänger dennoch imstande sind, das digitale Informationssignal mit der zweiten Abtastfrequenz zu empfangen und zu verarbeiten.
Der Sender nach der vorliegenden Erfindung umfasst:

– Eingangsmittel zum Empfangen des digitalen Informationssignals mit der spezifischen ersten Abtastfrequenz,
– erste Filtermittel zur Tiefpassfilterung und zur Abwärtsabtastung des digitalen Informationssignals, damit eine tiefpassgefilterte Version des digitalen Informationssignals erhalten wird, mit einer spezifischen zweiten Abtastfrequenz, die niedriger ist als die erste Abtastfrequenz,
– zweite Filtermittel zum Durchführen einer Signalverarbeitung an dem digitalen Informationssignal, die derjenigen Signalverarbeitung entspricht, die mit Hilfe der ersten Filtermittel an dem digitalen Informationssignal durchgeführt worden ist, wonach ein Upsampling- Vorgang (Aufwärtsabtastung) an der tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals mit der spezifischen zweiten Abtastfrequenz durchgeführt wird, zum Erhalten einer Upsample-Version des digitalen Informationssignals mit einer spezifischen dritten Abtastfrequenz, die der ersten Abtastfrequenz im Wesentlichen entspricht,
– dritte Filtermittel zum Durchführen einer Filterung an der Upsample-Version des digitalen Informationssignals zum Erhalten einer zweiten gefilterten Version des digitalen Informationssignals,
– erste Signalkombiniermittel zum Kombinieren des digitalen Informationssignals und der zweiten gefilterten Version des digitalen Informationssignals zum Erhalten eines Differenzsignals,
– zweite Signalkombiniermittel zum Kombinieren der tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals und des Differenzsignals zum Erhalten eines Übertragungssignals zur Übertragung über das Übertragungsmedium.

Der Empfänger nach der vorliegenden Erfindung umfasst:

– Rückgewinnungsmittel zum Zurückgewinnen des Übertragungssignals von dem Übertragungsmedium,
– Demultiplexermittel zum Herleiten der tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals und des Differenzsignals aus dem Übertragungssignal,
– Upsamplingmittel zur Upsampling der tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals zum Erhalten einer Upsample-Version des digitalen Informationssignals mit einer spezifischen dritten Abtastfrequenz, die der ersten Abtastfrequenz im Wesentlichen entspricht,
– Filtermittel zum Durchführen einer Filterung an der Upsample-Version des digitalen Informationssignals zum Erhalten einer gefilterten Version des digitalen Informationssignals,
– Signalkombiniermittel zum Kombinieren der gefilterten Version des digitalen Informationssignals und des Differenzsignals zum Erhalten des genannten digitalen Informationssignals.

Der vorliegenden Erfindung liegt die nachfolgende Erkenntnis zugrunde. In dem Sender nach der vorliegenden Erfindung wird das digitale Informationssignal tiefpassgefiltert und gedownsamplet (abwärts abgetastet), wobei dieses digitale Informationssignal die erste Abtastfrequenz (oder Abtastrate) von f_s1 hat, zum Erhalten einer tiefpassgefilterten und gedown-sampleten Version des digitalen Informationssignals, welche die zweite Ab tastfrequenz von f_s2 hat. F_s2 ist niedriger als f_s1. So kann beispielsweise f_s2 gleich f_s1/2 gewählt werden. Dieses tiefpassgefilterte und gedownsamplete Signal wird über das Übertragungsmedium übertragen und kann von bekannten Empfängern empfangen und verarbeitet werden, die imstande sind ein digitales Informationssignal mit der zweiten Abtastfrequenz zu empfangen und zu verarbeiten.
Weiterhin ist der Sender mit den zweiten Filtermitteln versehen. Diese zweiten Filtermittel sind imstande, eine Signalverarbeitung an dem digitalen Informationssignal durchzuführen, die gleichwertig ist zu der Signalverarbeitung, die von den ersten Filtermitteln an dem digitalen Informationssignal durchgeführt wurde, wonach Upsampling der tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals mit der spezifischen zweiten Abtastfrequenz folgt, und zwar zum Erhalten einer geupsampleten Version des digitalen Informationssignals mit einer spezifischen dritten Abtastfrequenz, die der ersten Abtastfrequenz im Wesentlichen entspricht. Einige Elemente um dies zu verwirklichen können den ersten und den zweiten Mitteln gemeinsam sein.
Das auf diese Weise erhaltene geupsamplete Signal wird danach den dritten Filtermitteln zugeführt zum Erhalten des gefilterten Signals. Je nach der Verwirklichung der dritten Filtermittel wird entweder eine Replik des tiefpassgefilterten Anteils des ursprünglichen digitalen Informationssignals erzeugt, oder es wird ein Signal erzeugt, das dem digitalen Signal selbst näher kommt. Dieses Signal wird danach von dem ursprünglichen digitalen Informationssignal subtrahiert zum Erhalten des Differenzsignals. Der Dateninhalt des Differenzsignals ist im Allgemeinen relativ gering. An diesem Differenzsignal kann sogar Datenkompression durchgeführt werden um den Dateninhalt weiter zu verringern. Die Differenz wird auch über das Übertragungsmedium übertragen.
Empfänger nach der vorliegenden Erfindung sind imstande, die zwei übertragenen Signalanteile zu empfangen und eine Replik der digitalen Information daraus zu regenerieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden Fall näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform des Senders,
2 eine erste Ausführungsform des Empfängers,
3 einen bekannten Empfänger zum Empfangen des von dem Sender nach 1 erzeugten Übertragungssignals,
4 eine zweite Ausführungsform des Senders,
5 eine zweite Ausführungsform des Empfängers,
6 eine andere Ausführungsform einer Datenkompressionseinheit des Senders,
7 eine andere Ausführungsform einer Datenexpansionseinheit des Empfängers,
8 einen Sender in Form eines Aufzeichnungsgeräts, und
9 einen Empfänger in Form eines Wiedergabegeräts.
1 zeigt eine Ausführungsform des Senders. Der Sender hat eine Eingangsklemme 1 zum Empfangen eines digitalen Informationssignals, wie eines digitalen Breitband-Audiosignals, abgetastet mit einer ersten Abtastfrequenz f_s1. Diese digitale Information können dadurch erhalten worden sein, dass eine analoge Version des digitalen Informationssignals mit einer Bandbreite von f_s1/2 einem Ausgang 2 eines Analog-Digital-Wandlers 4 zugeführt wird. Der Analog-Digital-Wandler 4 tastet das dem Eingang 2 zugeführte Signal mit einer Abtastfrequenz f_s1 ab und liefert die digitalisierten Abtastwerte zu der Eingangsklemme 1 des Senders. Die Eingangsklemme 1 ist mit einem Eingang 6 eines Tiefpassfilters und einer Downsamplingeinheit 8 gekoppelt. Die Einheit 8 umfasst ein Tiefpassfilter 10, das eine Grenzfrequenz von f_p hat, und einen Downsampler 12. Das Tiefpassfilter 10 filtert das dem Eingang zugeführte Signal und lässt die Signalanteile unterhalb f_p, die in dem Signal vorhanden sind, zu dem Ausgang durch. Das tiefpassgefilterte Signal hat dennoch eine Abtastfrequenz f_s1. Der Downsampler 12 löscht jeweils N-1 aufeinander folgende Abtastwerte aus aufeinander folgenden Gruppen von N aufeinander folgenden Abtastwerten in dem dem Eingang zugeführten Signal und liefert die restlichen Abtastwerte zu dem Ausgang 14 der Einheit 8. Das Ausgangssignal an dem Ausgang 14 hat eine Abtastfrequenz von f_s2 = f_s1/N. Das Ausgangssignal an dem Ausgang 14 hat eine Abtastfrequenz von f_s2 = f_s1/N.
So könnte beispielsweise f_s1 gleich 192 kHz und N = 2 gewählt werden, so dass f_s2 96 kHz ist. Auf diese Weise sollte f_p maximal gleich 48 kHz sein, aber eine niedrigere Grenzfrequenz könnte durchaus gewählt werden.
Das an dem Ausgang 14 vorhandene tiefpassgefilterte und gedownsamplete Signal wird einem Eingang 18 der Kombiniereinheit 20 sowie einem Eingang eines Upsamplers 22 zugeführt, der das dem Eingang zugeführte Signal um einen Faktor N upsamplet. Das heißt: N Abtastwerte mit Amplitude Null werden zwischen jeweils zwei aufeinander folgende Abtastwerte in dem dem Eingang des Upsamplers 22 zugeführten Signal eingefügt. Das an dem Ausgang 24 des Upsamplers 22 vorhandene Signal hat auf diese Weise dieselbe Abtastfrequenz wie das ursprüngliche digitale Informationssignal. Der Ausgang 24 des Upsamplers 22 ist mit dem Eingang 26 einer Filtereinheit 28 gekoppelt.
Es sei an dieser Stelle bemerkt, dass die Schaltungskonstruktion der Elemente 10, 12 und 22 auf eine andere Art und Weise hätte verwirklicht sein können. So ist es beispielsweise möglich, die Reihenfolge der Elemente 10 und 12 in der Filtereinheit 8 umzukehren. In einem anderen Beispiel, wo die Reihenfolge der Elemente 10 und 12 auf die Art und Weise ist, wie in 1 dargestellt, kann die Upsampling-Einheit 22 durch eine Einheit ersetzt werden, deren Eingang mit dem Ausgang 16 des Filters 10 gekoppelt ist, und die jeweils N-1 aufeinander folgende Abtastwerte in aufeinander folgenden Gruppen von N aufeinander folgenden Abtastwerten in dem Ausgangssignal des Filters 10 auf eine Amplitude Null setzt. Diese Signalverarbeitung hat denselben Effekt wie die Reihenanordnung des Downsamplers 12 und der Upsamplers 22.
Ein Ausgang 30 der Filtereinheit 28 ist mit einem ersten Eingang 32 einer Signalkombiniereinheit 34 gekoppelt, die in dem vorliegenden Beispiel in Form eines Subtrahierers ist. Ein zweiter Eingang 36 der Kombiniereinheit 34 ist mit der Eingangsklemme 1 des Senders gekoppelt. Ein Ausgang 38 der Kombiniereinheit 34 ist mit einem Eingang 46 der Signalkombiniereinheit 20 gekoppelt. Die Signalkombiniereinheit 20 kombiniert die den Eingängen 18 und 46 zugeführten Signale zu einem seriellen Datenstrom, der zum Übertragen über ein Übertragungsmedium TRM geeignet ist. Dieser Signalkombinierschritt in der Kombiniereinheit 20 kann einen in dem Stand der Technik durchaus bekannten Kanalcodierschritt enthalten.
Die Filtereinheit 28 kann ein festes Filter sein. Die Filtereinheit 29 könnte aber auch in Form eines in dem Stand der Technik durchaus bekannten adaptiven Prädiktionsfilters sein. In dem Fall wird die Filtereinheit 28 Prädiktionsfilterkoeffizienten erzeugen, wobei diese Koeffizienten ebenfalls übertragen werden sollen, und zwar zur Steuerung eines entsprechenden adaptiven Prädiktionsfilters in dem Sender, was nachher noch näher beschrieben wird. Die Filterfeinheit 28, wenn in adaptiver, prädiktiver Form hat ebenfalls einen Ausgang 48, der mit einem anderen Eingang 50 der Kombiniereinheit 20 gekoppelt ist, um die Filterkoeffizienten der Kombiniereinheit 20 zuzuführen, und zwar zur Übertragung der Koeffizienten über das Übertragungsmedium TRM.
Der oben beschriebene Sender funktioniert wie folgt. Das digitale Informationssignal wird der Eingangsklemme 1 mit einer Abtastrate von f_s1 zugeführt und wird folglich der Tiefpassfiltereinheit 8 mit einer Rate von f_s1 Abtastwerten in der Sekunde zugeführt. Es wird vorausgesetzt, dass f_s1 in diesem Beispiel gleich 192 kHz beträgt. Das Tiefpassfilter 10 hat eine Grenzfrequenz f_p, von der vorausgesetzt wird, dass sie maximal gleich 48 kHz beträgt. Das Tiefpassfilter 10 filtert auf diese Weise den NF-Anteil des digitalen Informationssignals aus und liefert diese tiefpassgefilterte Version zu dem Downsampler 12 mit einer Rate von f_s1 Abtastwerten in der Sekunde. Es wird vorausgesetzt, dass der Downsampler 12 das dem Ausgang zugeführte Signal um einen Faktor 2 downsamplet. Das bedeutet, dass jeder zweite Abtastwert gelöscht wird. Der Downsampler 12 liefert eine gedownsamplete Version der tiefpassgefilterten Version mit einer Rate von f_s1/2, was 96 kHz bedeutet, zu dem Eingang 18 der Kombinationseinheit 20 und zu dem Eingang des Upsamplers 22. In dem Upsampler 22 wird in dem vorliegenden Beispiel das dem Eingang zugeführte Signal um einen Faktor 2 geupsamplet, so dass die Abtastrate aus f_s1 wiederhergestellt wird.
Die Filtereinheit 28 hat die Funktion, wenigstens den NF-Anteil des der Eingangsklemme 1 zugeführten digitalen Informationssignals in Reaktion auf das dem Eingang 26 zugeführte Signal vorherzusagen. Die Subtrahiereinheit 34 subtrahiert den von der Prädiktionsfiltereinheit 28 erzeugten NF-Anteil von dem dem Eingang 26 zugeführten digitalen Breitband-Informationssignal. Dadurch erscheint nur der HF-Anteil des digitalen Informationssignals an dem Ausgang 38 der Subtrahiereinheit 34 als das Differenzsignal.
Der HF-Anteil des digitalen Informationssignals hat im Allgemeinen einen geringen Informationsinhalt, so dass ein relativ geringer Teil der Bandbreite des Übertragungsmediums erforderlich ist zum Übertragen des HF-Anteils.
Wenn die Filtereinheit 28 in einer adaptiven, prädiktiven Form ist, soll die Filtereinheit 28 weiterhin eine Vorhersage des digitalen Informationssignals selbst erzeugen. Zum Verwirklichen einer derartigen Funktionierungsart braucht die Filtereinheit 28 Information über das digitale Informationssignal selber zum Erzeugen einer derartigen Vorhersage, oder sie braucht Information über das Differenzsignal, aus dem Grund, das Differenzsignal minimal zu machen. Das auf diese Art und Weise erhaltene Differenzsignal hat einen noch geringeren Informationsinhalt.
Wie oben bereits erwähnt, berechnet, wenn die Filtereinheit 28 ein adaptives Prädiktionsfilter ist, das Filter seine eigenen Filterkoeffizienten und liefert die Filterkoeffizienten (in jeder beliebigen Form) an dem Ausgang 48 und folglich zu dem Eingang 50 der Signalkombiniereinheit 20.
Die Kombiniereinheit 20 kombiniert das den Eingängen zugeführte Signal zu einem seriellen Datenstrom, geeignet zur Übertragung über das Übertragungsmedium TRM. Auf eine mehr detaillierte Beschreibung der Signalkombiniereinheit 20 wird verzichtet, da das Funktionieren der Signalkombiniereinheit 20 dem Fachmann durchaus bekannt ist.
Das Übertragungsmedium TRM kann ein Sendekanal oder ein Aufzeichnungsträger sein, wie ein magnetischer oder ein optischer Aufzeichnungsträger. Das Übertragungssignal wird über das Übertragungsmedium TRM zu einem Empfänger übertragen.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Empfängers zum Empfangen des Übertragungssignals und zum Regenerieren daraus einer Replik des ursprünglichen digitalen Informationssignals.
Das Übertragungssignal TRM wird über den Eingang 60 einer Demultiplexereinheit 62 empfangen. Die Demultiplexereinheit 62 ist imstande, die tiefpassgefilterte und gedownsamplete Version des digitalen Informationssignals aus dem Übertragungssignal zurück zu gewinnen und liefert dieses Signal, das eine Abtastrate f_s2 hat, die 96 kHz beträgt, zu einem Upsampler 70. In dem Upsampler 70 wird das dem Eingang zugeführte Signal um einen Faktor 2 geupsamplet, so dass die Abtastrate des Signals auf f_s1 wiederhergestellt wird. Das auf diese Weise erhaltene Signal wird einem Eingang einer Filtereinheit 72 zugeführt. Der Ausgang 76 der Filtereinheit 72 wird mit einem ersten Eingang 78 einer Signalkombiniereinheit 80 gekoppelt, die in Form einer Addiereinheit ist.
Ein anderer Ausgang 66 der Demultiplexereinheit 62 ist mit einem zweiten Eingang 82 der Addiereinheit 80 gekoppelt. Die Demultiplexereinheit 62 ist imstande, das Differenzsignal aus dem Übertragungssignal zurück zu gewinnen und das auf diese Weise zurück gewonnene Signal dem Ausgang 66 zuzuführen. Ein Ausgang 86 der Addiereinheit 80 ist mit einem Ausgang 90 des Empfängers gekoppelt, ggf. über einen Digital-Analog-Wandler 88. Der Empfänger kann außerdem mit einem nicht dargestellten zweiten Digital- Analog-Wandler versehen sein, von dem ein Eingang mit dem Ausgang 64 der Demultiplexereinheit 62 gekoppelt ist und von dem ein Ausgang mit einer anderen nicht dargestellten Ausgangsklemme gekoppelt ist.
Das Funktionieren des Empfängers nach 2 ist nun wie folgt. Die Demultiplexereinheit 62 gewinnt den gedownsampleten NF-Anteil des digitalen Informationssignal zurück und liefert dieses Signal an einem Ausgang 64.
Der gedownsamplete NF-Anteil mit der Abtastrate f_s2 wird der Upsamplereinheit 70 zugeführt. In der Upsamplereinheit 72 wird das dem Eingang zugeführte Signal wieder um einen Faktor 2 geupsamplet, indem zwischen jeweils zwei aufeinander folgende Abtastwerte des dem Eingang zugeführten Signals ein Abtastwert mit dem Wert Null ein gefügt wird. Das an dem Ausgang erzeugte Signal hat nun eine Abtastrate von f_s1.
Die Filtereinheit 72 hat auf dieselbe Art und Weise wie die Filtereinheit 28 des Senders, die Funktion, wenigstens den NF-Anteil des ursprünglichen digitalen Informationssignals vorauszusagen, dies in Reaktion auf das dem Eingang zugeführten Signals. Das auf diese Weise erhaltene Signal mit einer Abtastrate von f_s1 wird dem Eingang 78 der Addiereinheit 80 zugeführt.
Wenn die Filtereinheit 72 ein adaptives Prädiktionsfilter ist, braucht sie Filterkoeffizienten um das Filter in die richtige Form zu bringen. Bei einer derartigen Ausführungsform des Empfängers ist die Demultiplexereinheit 62 ebenfalls imstande, die Filterkoeffizienten zurück zu gewinnen, wie diese von dem Prädiktionsfilter 28 des Senders erzeugt worden sind, und zwar aus dem Übertragungssignal und die Koeffizienten einem Ausgang 68 zuzuführen, der mit einem Eingang 96 des Prädiktionsfilters 72 gekoppelt ist.
Die Demultiplexereinheit 62 ist auch imstande, das Differenzsignal zurück zu gewinnen, das mit dem HF-Anteil des digitalen Informationssignals in einem Verhältnis steht, aus dem Übertragungssignal und zum Liefern des Differenzsignals zu dem Eingang 82 der Addiereinheit 80. Die Addiereinheit 80 kombiniert die dem Eingang 78 und 82 zugeführten Signalanteile und liefert eine Replik des ursprünglichen digitalen Informationssignals zu dem Ausgang 86 mit einer Abtastrate f_s1. Der Digital-Analog-Wandler 88, der vorhanden sein kann. Wird von der Frequenz f_s1 gesteuert und verwandelt die Replik des digitalen Informationssignals in ein an analoges Signal mit einer Bandbreite von f_s1/2.
Ein bekannter Empfänger, dargestellt in 3, ist mit einer Demultiplexereinheit 62' versehen, die imstande ist, den NF-Anteil des digitalen Informationssignals, das die Abtastfrequenz f_s2 hat, aus dem über das Übertragungsmedium TRM übertragene Übertragungssignal zurück zu gewinnen. Der Empfänger hat einen Digital-Analog-Wandler 92, der von einer Frequenz f_s2 gesteuert wird, so dass die analoge Version des NF-Anteils des digitalen Informationssignals mit einer Bandbreite von f_s2/2 an dem Ausgang 94 geliefert wird.
4 zeigt eine andere Ausführungsform des Senders. Der Sender nach 4 zeigt eine große Übereinstimmung mit dem Sender nach 1. Zusätzlich zu den Elementen aus 1 zeigt der Sender nach 4 eine Datenkompressionseinheit 42, die zwischen dem Ausgang der Subtrahiereinheit 34 und dem Eingang 46 der Kombiniereinheit 20 vorgesehen ist. Die Datenkompressionseinheit 42 verwirklicht eine Datenkompression an dem dem Eingang zugeführten Signal zum Erhalten eines datenkomprimierten Differenzsignals mit einem noch geringeren Dateninhalt.
Die Datenkompressionseinheit 42 kann einen Entropiecodierer enthalten, wie einen dem Fachmann durchaus bekannten Huffman-Codierer. In einer anderen Ausarbeitung der Datenkompressionseinheit 42 aus 6 umfasst die Kompressionseinheit 42' ein Prädiktionsfilter 56 und einen Huffman-Codierer 58.
Die in der Kompressionseinheit 42 oder 42' verwirklichte Datenkompression, wie oben beschrieben, ist unter der Bezeichnung von verlustfreier Kompression bekannt.
Der Sender kann weiterhin mit einer Datenkompressionseinheit 52 versehen sein, die zwischen dem Ausgang 14 der Filtereinheit 8 und dem Eingang 18 der Kombiniereinheit 20 vorgesehen ist, und zwar zum Verwirklichen einer Datenkompression an dem gedownsampleten NF-Anteil des digitalen Informationssignals.
Die Datenkompressionseinheit 52 kann einen Entropiecodierer, wie einen dem Fachmann durchaus bekannten Huffman-Codierer enthalten, oder die Kombination aus einem Prädiktionsfilter und einem Huffman-Codierer, wie oben anhand der 6 beschrieben worden ist.
5 zeigt eine andere Ausführungsform des Empfängers. Der Empfänger nach 5 zeigt eine große Übereinstimmung mit dem Empfänger nach 2. Nebst den Elementen aus 2 zeigt der Empfänger nach 5 eine Datenexpansionseinheit 84, die zwischen dem Ausgang 66 der Demultiplexereinheit 62 und dem Eingang 82 der Addiereinheit 80 vorgesehen ist. Die Datenexpansionseinheit 84 verwirklicht eine Datenexpansion an dem dem Eingang zugeführten Signal zum Erhalten eines datenexpandierten Differenzsignals.
Die Datenexpansionseinheit 84 kann einen Entropiedecoder, wie einen dem Fachmann durchaus bekannten Huffman-Decoder enthalten. Bei einer anderen Ausarbeitung der Datenexpansionseinheit 84, dargestellt in 7, umfasst die Expansionseinheit 84' einen Huffman-Decoder 98 und ein Prädiktionsfilter 100.
Der Empfänger kann weiterhin mit einer Datenexpansionseinheit 102 versehen sein, die zwischen dem Ausgang 64 der Demultiplexereinheit 62 und dem Eingang des Upsamplers 70 vorgesehen ist, und zwar zum Verwirklichen einer Datenexpansion an dem datenkomprimierten gedownsampleten NF-Anteil des digitalen Informationssignals.
Die Datenexpansionseinheit 102 kann einen Entropiedecoder, wie einen dem Fachmann durchaus bekannten Huffman-Decoder und ein Prädiktionsfilter, wie oben anhand der 7 beschrieben, enthalten.
8 zeigt den Sender in Form eines Geräts zum Aufzeichnen des digitalen Informationssignals auf einem Informationsträger. Der durch 102 bezeichnete Schaltungsblock in 8 ersetzt das Schaltbild nach 1 oder 4. Die Eingangsklemme 1 des Aufzeichnungsgeräts nach 8 ist auf diese Weise gleichwertig mit der Eingangsklemme 1 in 1 und 4 und die Klemme 21 in 8 ist gleichwertig mit dem Ausgang 21 der Signalkombiniereinheit 20 in den 1 und 4. Das Aufzeichnungsgerät umfasst weiterhin Schreibmittel 104 zum Schreiben des an der Klemme 21 vorhandenen Ausgangssignals auf dem Aufzeichnungsträger 108. Der Aufzeichnungsträger 108 kann von dem magnetischen Typ sein. In dem Fall umfassen die Schreibmittel 104 einen oder mehrere Magnetköpfe 106 zum Schreiben von Information in einer Spur auf dem Aufzeichnungsträger. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Aufzeichnungsträger 108 ein optischer Aufzeichnungsträger. Die Schreibmittel umfassen nun einen optischen Schreibkopf zum Schreiben der Information in einer Spur auf dem Aufzeichnungsträger. Die Schreibmittel 104 umfassen im Allgemeinen eine Kanalcodiereinheit zur Kanalcodierung des aufzuzeichnenden Signals vor der Aufzeichnung.
9 zeigt den Empfänger in Form eines Geräts zur Wiedergabe des digitalen Informationssignals von dem Aufzeichnungsträger. Der durch 114 in 9 bezeichnete Schaltungsblock ersetzt die Schaltbilder aus 2 oder 5. Die Klemme 60 des Wiedergabegeräts nach 9 ist auf diese Weise gleichwertig mit dem Eingang 60 der Demul tiplexereinheit 62 in den 2 und 5 und die Ausgangsklemme 90 in 9 ist gleichwertig mit der Ausgangsklemme 90 des Empfängers nach dem 2 und 5. Das Wiedergabegerät umfasst weiterhin Lesemittel 112 zum Auslesen des auf dem Aufzeichnungsträger 108 aufgezeichneten Signals und zum Zuführen des ausgelesenen Signals zu dem Eingang 60. Der Aufzeichnungsträger 108 kann von dem magnetischen Typ sein. In dem Fall umfassen die Lesemittel 112 einen oder mehrere Magnetköpfe 110 zum Auslesen der Information aus einer Spur auf dem Aufzeichnungsträger. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Aufzeichnungsträger 108 ein optischer Aufzeichnungsträger. Die Lesemittel 112 umfassen nun einen optischen Lesekopf zum Auslesen der Information aus einer Spur auf dem Aufzeichnungsträger. Die Lesemittel 112 umfassen im Allgemeinen eine Kanaldecodiereinheit zur Kanaldecodierung des aus dem Aufzeichnungsträger ausgelesenen Signals, vor der weiteren Verarbeitung des genannten Signals.
Die oben beschriebenen Maßnahmen nach der vorliegenden Erfindung fallen unter die allgemeine Bezeichnung von Frequenzskalierbarkeit, in dem Sinne, dass Ausgangssignale verschiedener Frequenzbereiche bei Empfang zurück gewonnen werden können.
Während die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, dürfte es einleuchten, dass dies keine begrenzenden Beispiele sind. Auf diese Weise dürften dem Fachmann im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie in den beiliegenden Patentansprüchen definiert, viele Abwandlungen einfallen.
Weiterhin liegt die Erfindung in jedem neuen Merkmal oder in jeder Kombination von Merkmalen.

1

21: Kombinationseinheit
28: Prädiktionsfilter

2

62: Demultiplexer
72: Prädiktionsfilter

3

62': Demultiplexer

4

52: Datenkompressionseinheit
20: Kombinationseinheit
28: Prädiktionsfilter
42: Datenkompressionseinheit

5

62: Demultiplexer
102: Datenexpansionseinheit
72: Prädiktionsfilter
84: Datenexpansionseinheit

6

56: Prädiktionsfilter
58: Huffman-Codierer

7

98: Huffman-Codierer
100: Prädiktionsfilter

Claims

Sender zum Übertragen eines digitalen Informationssignals mit einer spezifischen ersten Abtastfrequenz (f_s1) über ein Übertragungsmedium, wobei der Sender Folgendes enthält: – Eingangsmittel (1) zum Empfangen des digitalen Informationssignals mit der spezifischen ersten Abtastfrequenz, – erste Filtermittel (8) zur Tiefpassfilterung und Abwärtsabtastung des digitalen Informationssignals, zum Erhalten einer tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals mit einer spezifischen zweiten Abtastfrequenz (f_s2), die kleiner ist als die erste Abtastfrequenz, – zweite Filtermittel (10, 12, 22) zum Durchführen einer Signalverarbeitung an dem digitalen Informationssignal, wobei diese Signalverarbeitung der Signalverarbeitung entspricht, die von den ersten Filtermitteln an dem digitalen Informationssignal durchgeführt wurde, wobei eine Aufwärtsabtastung folgt, damit eine aufwärts abgetastete Version des digitalen Informationssignals mit einer spezifischen dritten Abtastfrequenz erhalten wird, die im Wesentlichen der ersten Abtastfrequenz entspricht, – dritte Filtermittel (28) zum Durchführen einer Filterung an der aufwärts abgetasteten Version des digitalen Informationssignals zum Erhalten einer zweiten gefilterten Version des digitalen Informationssignals, – erste Signalkombinationsmittel (34) zum Kombinieren des digitalen Informationssignals zum Erhalten eines Differenzsignals, – zweite Signalkombinationsmittel (20) zum Kombinieren der tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals und des Differenzsignals zum Erhallte eines Übertragungssignals zur Übertragung über das Übertragungsmedium.
Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Datenkompressionsmittel (42) vorgesehen sind, und zwar zur Datenkompression des Differenzsignals zum Erhalten eines datenkomprimierten Differenzsignals, wobei die zweiten Signalkombinationsmittel (20) dazu vorgesehen sind, die tiefpassgefilterte Version de digitalen Informati onssignals und das datenkomprimierte Differenzsignal zu kombinieren zum Erhalten des genannten Übertragungssignals zur Übertragung über das Übertragungsmedium.
Sender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Datenkompressionsmittel vorgesehen sind zur Datenkompression der tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals zum Erhalten einer datenkomprimierten tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals, wobei die zweiten Signalkombinationsmittel (20) dazu vorgesehen sind, die datenkomprimierte tiefpassgefilterte Version des digitalen Informationssignals und des Differenzsignals (wenn ja, datenkomprimiert) zum Erhalten des genannten Übertragungssignals zur Übertragung über das Übertragungsmedium.
Sender nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die dritten Filtermittel (28) adaptive Prädiktionsfiltermittel sind.
Sender nach Anspruch 4, wobei die adaptiven Prädiktionsfiltermittel dazu vorgesehen sind, Prädiktionsfilterkoeffizienten zu erzeugen, wobei die zweiten Kombinationsmittel (20) weiterhin dazu vorgesehen sind, die Prädiktionsfilterkoeffizienten zu kombinieren, und zwar zum Erhalten des genannten Übertragungssignals.
Sender nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Datenkompressionsmittel Entropiecodierungsmittel aufweisen.
Sender nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Datenkompressionsmittel zweite Prädiktionsfiltermittel und Entropiecodierungsmittel aufweisen.
Sender nach Anspruch 6 oder 7, wobei die genannten Entropiecodierungsmittel in Form eines Huffman-Codierers sind.
Sender nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte erste Abtastfrequenz 192 kHz ist und die genannte zweite Abtastfrequenz 96 kHz beträgt.
Sender nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sender in Form einer Einrichtung zur Aufzeichnung des digitalen Informationssignals auf einem Aufzeichnungsträger ist.
Aufzeichnungsträger, erhalten mit dem Sender nach Anspruch 10.
Aufzeichnungsträger nach Anspruch 11, wobei der Aufzeichnungsträger von dem optischen oder magnetischen Aufzeichnungstyp ist.
Empfänger zum Empfangen eines Übertragungssignals von einem Übertragungsmedium und zum Erzeugen eines digitalen Informationssignals daraus mit einer ersten Abtastfrequenz, wobei das Übertragungssignal von dem Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 10 erzeugt worden ist, wobei der Empfänger Folgendes aufweist: – Suchmittel zum Suchen des Übertragungssignals von dem Übertragungsmedium, – Demultiplexermittel (62) zum herleiten der tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals und des Differenzsignals aus dem Übertragungssignal, – Aufwärtsabtastmittel (70) zum Aufwärtsabtasten der tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals zum Erhalten einer aufwärts abgetasteten Version des digitalen Informationssignals mit einer spezifischen dritten Abtastfrequenz, die im Wesentlichen der ersten Abtastfrequenz entspricht, – Filtermittel (72) zum Durchführen einer Filterung an der aufwärts abgetasteten Version des digitalen Informationssignals zum Erhalten einer gefilterten Version des digitalen Informationssignals, – Signalkombinationsmittel (80) zum Kombinieren der gefilterten Version des digitalen Informationssignals und des Differenzsignals zum Erhalten des genannten digitalen Informationssignals.
Empfänger nach Anspruch 13, wobei die Demultiplexermittel dazu vorgesehen sind, ein Differenzsignal zu suchen, das von dem Übertragungssignal datenkomprimiert ist, wobei der Empfänger weiterhin mit Datenexpansionsmitteln (84) versehen ist zum Erhalten eines Differenzsignals, das datenexpandiert ist.
Empfänger nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Demultiplexermittel dazu vorgesehen sind, eine tiefpassgefilterte Version des digitalen Informationssignals zu suchen, die von dem Übertragungssignal datenkomprimiert wird, wobei der Empfänger weiterhin mit Datenexpansionsmitteln versehen ist zum Erhalten einer tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals, die datenexpandiert wird.
Empfänger nach Anspruch 13, 14 oder 15, der weiterhin Folgendes aufweist: – D/A-Umwandlungsmittel zur D/A-Umwandlung des digitalen Informationssignals mit der ersten Abtastfrequenz.
Empfänger nach Anspruch 13, 14, 15 oder 16, wobei die Filtermittel (72) adaptive Prädiktionsfiltermittel sind.
Empfänger nach Anspruch 17, wobei die Demultiplexermittel weiterhin dazu vorgesehen sind, die Filterkoeffizienten für die adaptiven Prädiktionsfiltermittel aus dem Übertragungssignal herzuleiten.
Empfänger nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Datenexpansionsmittel (84) Entropiedecodiermittel aufweisen.
Empfänger nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Datenexpansionsmittel Entropiedecodiermittel und zweite Prädiktionsfiltermittel aufweisen.
Empfänger nach Anspruch 19 oder 20, wobei die genannten Entropiedecodiermittel einen Huffman-Decoder aufweisen.
Verfahren zum Übertragen eines digitalen Informationssignals mit einer spezifischen ersten Abtastfrequenz (f_s1) über ein Übertragungsmedium, wobei das Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – des Empfangen des digitalen Informationssignals mit der spezifischen ersten Abtastfrequenz, – das Tiefpassfiltern und Abwärtsabtasten des digitalen Informationssignals, zum Erhalten einer tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals, mit einer spezifischen zweiten Abtastfrequenz (f_s2), die kleiner ist als die erste Abtastfrequenz, – das Durchführen einer Signalverarbeitung an dem digitalen Informationssignal, wobei diese Verarbeitung der an dem digitalen Informationssignal in dem Tiefpassfilter- und Abwärtsabtastschritt durchgeführten Signalverarbeitung entspricht, wobei die Aufwärtsabtastung folgt zum Erhalten einer aufwärts abgetasteten Version des digitalen Informationssignals mit einer spezifischen dritten Abtastfrequenz, die im Wesentlichen der ersten Abtastfrequenz entspricht, – das Durchführen einer Filterung an der aufwärts abgetasteten Version des digitalen Informationssignals zum Erhalten einer zweiten gefilterten Version des digitalen Informationssignals, – das Kombinieren des digitalen Informationssignals und der zweiten gefilterten Version des digitalen Informationssignals zum Erhalten eines Differenzsignals, – das Kombinieren der tiefpassgefilterten Version des digitalen Informationssignals und des Differenzsignals zum Erhalten eines Übertragungssignals zur Übertragung über das Übertragungsmedium.