DE9218826U9 - Schaltungsanordnung zum Übertragen von Datensignalen innerhalb eines Videotext-Datenstroms - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der DE 39 26 685 Al bekannt.

Zur kompatiblen Übertragung von Datensignalen innerhalb eines Videotext-Datenstroms ist es aus der DE 30 26 685 bekannt, die Datensignale als nichtzyklische Videotext-Sonderseiten paketweise in den Videotextzyklus einzufügen. Das Datenformat in den Datenpaketen ist dabei in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendungsform frei wählbar. Die Videotext-Sonderseiten werden bei dem bekannten Verfahren in gleicher Weise wie "normale" Videotext-Seiten jeweils von links nach rechts und von oben nach unten beschrieben. Aufeinanderfolgende Daten des Datenstroms werden daher überwiegend nebeneinander in einer Videotext-Reihe plaziert, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die in Fig. 1 dargestellte Videotextseite umfaßt die Reihen 1 bis m sowie die Spalten ο bis p. Jedes Byte des Datenstroms ist mit seiner Reihen- und Spaltenadresse identifiziert und in Fig. 1 als Block dargestellt. Jedes Byte besteht aus acht Bits, die innerhalb des zugeordneten Bytes als Punkt symbolisiert sind. Wie man erkennt, erfolgt die Beschriftung der Videotext-Seite mit aufeinanderfolgenden Bytes von links oben (Reihe 1, Spalte o) bis rechts unten (Reihe m, Spalte p). Die Beschriftungsrichtung ist in Fig. 1 mit Pfeilen angegeben.

-A-

Die erläuterte, reihenorientierte Datenübertragung ist jedoch für Fehlerschutzmaßnahmen nicht besonders günstig, wie im folgenden erläutert werden soll:

Jede Videotext-Seite besteht aus einem Adress- und Steuerrahmen und aus den eigentlichen Nutzdaten, die später auf dem Bildschirm die lesbaren Informationen ergeben. Jedes Nutzdatum umfaßt sieben Bit. Für die Erkennung von Übertragungsfehlern im Empfänger wird auf der Sendeseite ein Paritybit hinzugefügt, so daß jeweils 8 Bit = ein Byte für jedes Nutzdatum benötigt werden. Eine Fehlerkorrektur ist für die Nutzdaten nicht vorgesehen. Bereits bei 1-Bit-Fehlern innerhalb eines Bytes wird somit das vorgesehen Zeichen nicht korrekt auf dem Bildschirm dargestellt. Für den Adress- und Steuerrahmen der Videotext-Seiten wird der Hamming-Code 4/8 verwendet. Er ist in der Lage, 1-Bit-Fehler innerhalb eines Bytes zu erkennen und zu korrigieren sowie Mehr-Bit-Fehler zu erkennen. Der höherwertige Fehlerschutz für die Daten des Adress- und Steuerrahmens ist für darstellbare Videotext-Seiten sinnvoll, da bei Fehlempfang eines Nutzdaten-Bytes lediglich ein Zeichen in einer Reihe verfälscht wird, jedoch bei Empfangsfehlern im Adress- und Steuerrahmen schwerwiegendere Störungen entstehen. Beispielsweise gehen bei nichtkorrigierbarem Fehlerempfang einer Reihenadresse alle in dieser Reihe übertragenen Nutzdaten verloren. Noch ungünstiger wirkt sich ein nicht korrigierbarer Fehlerempfang der Seitennummer in der Kopfreihe der Videotext-Seite aus, weil dadurch alle Nutzdaten der betreffenden Videotext-Seite verlorengehen.

Solange man also das Teletext-Ubertragungsverfahren lediglich zur Übertragung von lesbarer Information verwendet, die noch dazu zyklisch übertragen wird, so

haben die vorgenannten Fehlereffekte keine dramatische Wirkung, da eine Korrektur durch die Kombinationsfähigkeit des Lesers bzw. durch die zyklische Wiederholung erfolgt.

Werden demgegenüber die Nutzdaten von Videotext-Seiten nicht zur direkten, lesbaren Darstellung auf Bildschirmen genutzt, sondern zur Übertragung von Datensignalen, so ist zum einen eine einwandfreie Erkennung von Übertragungsfehlern im Empfänger zwingend notwendig und zum anderen ist eine Fehlerkorrekturmöglichkeit vorteilhaft, um zusätzliche Wartezeiten für weitere Einlaufe der fehlerhaft empfangenen Seite zu vermeiden, was insbesondere für Mehrfachseiten gilt. Durch Anwendung eines Codes mit Fehlerkorrekturmöglichkeit lassen sich, abhängig von der Fehlermenge und der Qualität des Codes, falsch empfangene Bits einer Informationseinheit korrigieren. Dies bedeutet, daß die eigentlichen Nutzdaten optimal gegen Fehlempfang geschützt werden können. Indessen führen bei der reihenorientierten Datenübertragung Übertragungsfehler von mehr als einem Bit in einem der zwei Bytes für die "Magazin- und Reihenadresse" einer Videotext-Reihe zu einem Totalverlust der gesamten in dieser Videotext-Reihe angeordneten Daten, unabhängig davon, in welcher Qualität die Sicherung der Nutzdaten erfolgt ist. Damit erweist sich die videotext-typische Sicherung von Magazin- und Reihenadresse als "Flaschenhals" für alle höherwerügen Fehlerschutzmaßnahmen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art eine höhere Übertragungssicherheit zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des

• · * ■

6-

Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird der eingangs erwähnte Schwachpunkt "Magazin- und Reihenadresse" durch eine andere Verteilung der Nutzdaten umgangen, was kurz als Datensplitting in verschiedenen Reihen bezeichnet wird. Und zwar werden bei diesem Datensplitting die einzelnen, aufeinanderfolgenden Bits jedes Datums in unterschiedlichen Reihen und/oder Seiten des Videotext-Datenstroms eingefügt. Infolge dieser reihen- oder seitenweisen Aufteilung bei der fehlerhaften Übertragung einer Reihenadresse werden in den betroffenen Informationseinheiten jeweils nur ein einziges Bit gestört, das aufgrund des Fehlerschutzes rekonstruiert werden kann. Damit ist es sinnvoll, Fehlerschutzmechanismen für die Informationseinheiten vorzusehen, welche einen höheren Fehlerschutz bieten als der bei Videotext für die Magazin-, Seiten- und Reihenadressen verwendeten Hamming-Code. Bei der Störung einer Seitenadresse bietet die Einfügung aufeinanderfolgender Bits jedes Datenstroms in unterschiedliche Seiten des Videotext-Datenstroms den besonderen Vorteil, daß wiederum nur 1 Bit pro betroffener Informationseinheit gestört ist und sich damit bei Verwendung eines entsprechenden Fehlerschutzes die gestörten Informationseinheiten und damit die komplette, gestörte Seite vollständig rekonstruiert werden können.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der reihenorientierten

7-

Datenverteilung auf einer Videotext-Seite;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen

Reihensplitting von Bits nach der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Seitensplitting von

aufeinanderfolgenden Bits jedes Datums entsprechend einer Alternative der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Seitensplitting von aufeinander

folgenden Bits jedes Datums entsprechend einer weiteren Alternative der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Reihensplitting von aufeinander

folgenden Bits eines jeden Datums bei der Übertragung von codierten Verkehrsinformationen, und

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Seitensplitting von aufeinander

folgenden Bits eines jeden Datums bei der Übertragung von codierten Verkehrsinformationen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht die dort dargestellte Videotext-Seite aus den Byte-Spalten ο bis p, von denen jede Byte-Spalte 8 Bit-Spalten aufweist. Ferner weist jede Seite m Reihen auf. Die aufeinanderfolgenden Bits jeder Informationseinheit (Datum) der Datensignale wird in eine Bit-Spalte eingefügt, so daß aufeinanderfolgende Informationseinheiten in aufeinanderfolgenden Bit-

Spalten übertragen werden, wie durch die Pfeilrichtungen in Fig. 2 angedeutet ist. Die Einfügung einer Informationseinheit in eine Bit-Spalte ist jedoch nicht zwingend; bei Verwendung eines n-Bit-Fehlerkorrekturcodes ist es möglich, für eine Informationseinheit η aufeinanderfolgende Bit-Spalten zu benutzen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Seitensplitting werden aufeinanderfolgende Bits jeder Informationseinheit auf derselben Reihen-, Byte-Spalten und Bit-Spaltenadresse unterschiedlicher Seiten q bis r übertragen. Aufeinanderfolgende Informationseinheiten werden in aufeinanderfolgenden Bit-Spalten derselben Reihen der Seiten q bis r übertragen. Auf diese Weise ergibt sich ein 3-dimensionales Übertragungsschema.

Im einzelnen wird das Reihensplitting gemäß Fig. 2 wie folgt durchgeführt:

Beginnend bei Reihe Nr. 1, Byte Spalte Nr. o, Bit-Spalte Nr. 1 wird das erste Informationsbit in die angewählte 1-Bit-Speicherstelle eingeschrieben. Danach wird ein Reihenzähler durch Inkremen tieren auf 1+1 erhöht und das zweite Informationsbit in die so adressierte Speicherstelle eingeschrieben. Das Inkrementieren des Reihenzählers und das Einschreiben der Informationsbits wiederholt sich bis einschließlich der Reihe m. Durch den Übertrag des Reihenzählers wird ein Bit-Spaltenzähler auf den Wert 2 inkrementiert und der Reihenzähler wird zurück auf den Wert 1 gesetzt. Nun beginnen die Schreib- und Adressiervorgänge für die Bit-Spalte 2, danach für die Bit-Spalte 3, usw. Der Bit-Spaltenzähler zählt bis zum Wert 8. Durch den Übertrag des Bit-Spaltenzählers wird dann ein Byte-Spaltenzähler inkrementiert, der Bit-Spaltenzähler auf 1 und der Reihenzähler auf den Anfangswert 1 zurückgesetzt. Der Byte-Spaltenzähler läuft bis zur Byte-Spalte p.

Damit ist der Bereich der Videotextseite, der zur Übertragung von Daten benutzt wird, fertiggestellt. Diese Videotext-Seite kann dann in üblicher Weise in den Videotext-Datenstrom eingefügt werden. Falls das zu übertragende Datensignal nicht auf eine Videotext-Seite paßt, kann eine Folgeseite nach demselben Schema mit dem restlichen Teil des Datensignals geschrieben werden.

Wie bereits erwähnt, führt der Ausfall einer Reihenadresse nur jeweils zum Verlust eines einzigen Bits pro Informationseinheit, wobei vorausgesetzt ist, daß die Anzahl der Bits einer Informationseinheit kleiner ist als die Anzahl der Reihen n. Durch Verwendung eines 1-Bit-korrigierbaren Codes ist es möglich, den Verlust des betreffenden einzigen Bits pro Informationseinheit zu korrigieren und damit die gestörte Reihe vollständig zu rekonstruieren.

Das Reihensplitting gemäß Fig. 2 versagt jedoch, wenn ein nicht korrigierbarer Fehler im Adress- und Steuerrahmen der Kopfreihe (Reihe Nr. 0) auftritt, da dann die betreffende Seite und damit sämtliche Informationseinheiten dieser Seite verlorengehen. Dieser Fehlerfall läßt sich jedoch mit dem Seitensplitting gemäß Fig. 3 oder Fig. 4 korrigieren.

Bei dem durch Fig. 3 skizzierten Verfahren wird, beginnend bei Seite q, Reihe 1, Byte-Spalte o, Bit-Spalte 1 das erste Informationsbit in die angewählte 1-Bit-Speicherstelle eingeschrieben. Danach wird der Seitenzähler inkrementiert auf q+1 und das zweite Informationsbit in die so adressierte 1-Bit-Speicherstelle eingeschrieben. Das Inkrementieren des Seitenzählers und das Einschreiben der nächstfolgenden Informationsbits wiederholt sich bis einschließlich des maximalen Seitenzählerstandes r. Das darauffolgende Inkrementieren erzeugt einen Übertrag, der den Bit-Spaltenzähler auf den Wert 2 inkrementiert und den Seitenzähler auf

10-

den Wert q zurücksetzt. Nun beginnen die Schreib- und Adressiervorgänge für die Seitenfolgen q bis r, jeweils Reihe 1, Byte-Spalte o, Bit-Spalte 2, danach Bit-Spalte 3 usw. bis Bit-Spalte Nr. 8 in der vorbeschriebenen Weise. Durch den Übertrag des Bit-Spaltenzählers wird dann der Byte-Spaltenzähler inkrementiert auf den Wert o+l und der Bit-Spaltenzähler zurückgesetzt auf den Wert 1. Die Byte-Spalten o+l bis ρ werden, wie zuvor für die Byte-Spalte ο erläutert, mit den weiteren Informationsbits beschrieben.

Ist die Adresse "Seite r, Reihe 1, Byte-Spalte p, Bit-Spalte 8" beschrieben, so erfolgt als nächstes ein Übertrag, der den Reihenzähler auf 1+1 inkrementiert und den Seitenzähler, den Bit-Spaltenzähler und den Byte-Spaltenzähler auf ihre Anfangswerte zurücksetzt. Nun werden die Reihen Nr. 1+1 und folgende - wie zuvor für die Reihe Nr. 1 erläutert - adressiert und beschrieben, bis die Reihe m, Byte-Spalte p, Bit-Spalte Nr. 8 auf der Seite r erreicht ist.

Damit ist der Bereich der Teletext-Seiten, der zur Übertragung von Daten benutzt wird, fertiggestellt. Die Seiten dieser Sequenz können in den Videotext-Datenstrom in üblicher Weise eingefügt und in der Reihenfolge q, q+1, q+2 bis r gesendet werden. Die gegebenenfalls noch nicht übertragenen Teile des Datensignals können nach einer Zeit T entweder auf derselben Videotext-Seite oder auf anderen Videotext-Seiten übertragen werden.

Der Ausfall einer kompletten Videotext-Seite einer Informationssequenz führt im Falle des Seitensplitting gemäß Fig. 3 jeweils nur zum Verlust eines Bits einer jeden Informationseinheit dieser Sequenz. Bei der Verwendung eines 1-BIt fehlerkorrigierenden Codes läßt sich das gestörte Bit pro Informationseinheit und damit die komplette, gestörte Seite rekonstruieren. Alternativ zum Ausfall einer

- li -

kompletten Seite der Sequenz führt auch der Ausfall von bis zu [(r-q)+]-Reihen mit unterschiedlichen Reihen-Adressen noch zu korrekten Ergebnissen.

Neben der zuvor beschriebenen Aufteilung der Informationsbits sind noch weitere Aufteilungen möglich. Eine weitere Alternative des Seitenplittings ist in Fig. 4 skizziert.

Bei dieser Alternative wird wie zuvor zuerst der Seitenzähler inkrementiert. Sein Übertrag bewirkt aber nun ein Inkrementieren des Reihenzählers. Der Übertrag des Reihenzählers ein Inkrementieren des Bit-Spaltenzählers und letztlich der Übertrag des Bit-Spaltenzählers ein Inkrementieren des Byte-Spaltenzählers.

Eine praktische Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Schaltungsanordnung besteht in der geschützten Übertragung von codierten Verkehrsinformationen. Eine solche Vorgehensweise trägt die, wie bei RDS-, TMC-codierten Verkehrsinformationen erfindungsgemäß in Videotext-Sonderseiten ein. Die codierten Verkehrsinformationen bestehen aus Datenblöcken zu je 37 Bit. Unterzieht man diese auf 40 Bit (z.B. durch Anhängen von "O"-Bits") erweiterten Informationseinheiten einer Haming-4/8-Codierung, so entstehen Datenblöcke zu je 80 Bits oder 10 Byte, die einen höherwertigen Fehlerschutz vorweisen. Bei Verwendung des beschriebenen Reihensplittings lassen sich hier n- 32 dieser Verkehrsinformationen übertragen, η hat dann typischerweise die Werte 1 oder 2, so daß 9- oder 17-zeilige Videotext-Sonderseiten entstehen.

Bei Verwendung des beschriebenen Seitensplittings lassen sich acht n + 1-zeilige Videotext-Sonderseiten aufbauen. Jeder Block von 8 dieser Videotext-Sonderseiten kann n- 32 Verkehrsinformationen übertragen.

12-

Im Gegensatz zum Reihensplitting kann η hierbei Werte zwischen 1 und 23 haben. Dies erlaubt die Wahl eines für die Übertragung von Videotext in der Austastlücke des Fernsehsignals günstigen Wertes. Stehen m-Zeilen in dieser Austastlücke für die Übertragung von Videotext zur Verfügung, so ergeben sich für η günstige Werte als km-1, wobei km<24 sein muß und k=l, 2 usw.

Claims (5)

ANSPRUCHE

1. Schaltungsanordnung zum Übertragen von Datensignalen innerhalb eines Videotext-Datenstroms, beispielsweise innerhalb von Pseudoreihen von Videotext-Seiten oder innerhalb von Videotext-Sonderseiten, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Encoders, daß aufeinanderfolgende Bits jedes Datums der Datensignale in unterschiedlichen Reihen und/oder Videotext-Seiten des Videotext-Datenstroms eingefügt werden und ferner gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Decoders, daß die zu einem Datum gehörenden Reihen des empfangenen Videotext-Datenstroms zwischengespeichert und in ihr ursprüngliches Datenformat rückgewandelt werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß encoderseitig die unterschiedlichen Reihen des Videotext-Datenstroms einer gemeinsamen Videotext-Seiten- oder Videotext-Sonderseitenadresse zugeordnet sind.

-2-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß encoderseitig die unterschiedlichen Reihen des Videotext-Datenstroms verschiedenen Videotext-Seiten- oder Videotext-Sonderseitenadressen zugeordnet sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß encoderseitig die verschiedenen Videotext-Seiten- oder Videotext-Sonderseitenadressen und die ihnen zugeordneten unterschiedlichen Reihen des Videotext-Datenstroms in unterschiedlichen Halbbildern übertragen werden.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Datensignale codierte Verkehrsinformationen enthalten.