JPH10502503A - テレビジョン情報を伝送するのに適しているパケット化ディジタル・データ・ストリームをフォーマット化する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 伝送プロセッサ（１６）は、ＭＰＥＧ符号化ビデオ情報を含んだデータ・バイトのパケットを有する入力パケット化データ・ストリーム（図６〜図９、図１５〜図１８、信号Ａ）を受信する。伝送プロセッサは、関連フィールド同期セグメントを有するデータ・セグメント（Ｘ）の一群を含む一連のデータ・フィールド（図１）を表しているシンボル・データ・ストリーム（図１５〜図１８、信号Ｆ）を出力する。伝送プロセッサは、オーバヘッド情報、例えば、ＦＥＣエラー・コーディング情報を各データ・セグメントに挿入し、より長い持続時間のフィールド同期オーバヘッド・セグメントをデータ・フィールド・セグメントの群間に挿入する。伝送プロセッサの入力バイト・クロック（ＳＣ／２、図６、図１５）の周波数は、出力シンボル・クロック（ＳＣ）周波数の整数の約数である。入力データ・ストリームは、一定で一様なパケット間データ・ギャップおよび一定で均一なデータ・レートを示し、それによって、データ・ストリームの中断なしにフィールド同期オーバヘッド・セグメントをデータ・ストリームにシームレスに挿入することを容易にする。同様に、逆の処理が受信機で生じる。

Description

【発明の詳細な説明】 テレビジョン情報を伝送するのに適している パケット化ディジタル・データ・ストリームを フォーマット化する装置 発明の背景 本発明は、ディジタル信号処理の分野、特に、高精細テレビジョン（ＨＤＴＶ ）システムで使用するのに適しているパケット化(packetized)データ・ストリー ムにおける一連のパケットをフォーマット化するシステムに関するものである。 ビデオ信号処理の分野における最新の開発は、ディジタル高精細テレビジョン 信号処理・伝送システムをもたらした。１つのこのようなシステムはアカムポラ (Acampora)他の米国特許第５，１６８，３５８号に記載されている。そのシステ ムにおいて、公知であるようなＭＰＥＧデータ圧縮規格に従って提供された符号 語(codewords)を含む符号語データ・ストリームは、トランスポート・プロセッ サに伝送される。トランスポート・プロセッサの主要な機能は、可変長符号語デ ータ(variable length codeword data)をパック化データ・ワード(packed data words)にパックすることである。データ・パケットまたはデータ・セルと呼ばれ るパック化データ・ワードの累算は、他の情報の中で関連したデータ・ワードを 識別するための情報を含むヘッダで始められる。したがって、トランスポート・ プロセッサからの出力は、一連のトランスポート・パケットを含むパケット化デ ータ・ストリームである。トランスポート・パケット・フォーマットは、例えば 、伝送チャネル外乱が原因で生じる信号中断後に、受信機が、伝送データの消失 (loss)または破損(corruption)が発生する際にデータ・ストリームへの再入ポイ ントを決定することができるヘッダ・データを供給することによって、受信機で の再同期(resynchronization)および信号回復(signal recovery)の見込みを増し ている。 アメリカ合衆国のグランド・アライアンス(Grand Alliance)ＨＤＴＶシステム のように最近提案されたＨＤＴＶ地上放送システムは、パケット化データ・スト リームを伝送するために残留側波帯（ＶＳＢ）ディジタル伝送フォーマットを使 用する。グランド・アライアンスＨＤＴＶシステムは、アドバンスト・テレビジ ョン・サービスに関する諮問委員会による米連邦通信委員会によってアメリカ合 衆国で検討中である、提案された伝送規格(transmission standard)である。こ のシステムでは、データは、一連のデータ・フィールドとして配列されている。 各フィールド構造(field structure)は３１３のセグメント、すなわち、（ペイ ロード・データを含まない）フィールド同期セグメントに続く３１２のデータセ グメントを含んでいる。各データ・セグメントは、データ成分(data compronent )および順方向エラー訂正（ＦＥＣ）成分を含んでいる。同期(sync)成分は、各 データ・セグメントと関連している。トランスポート・プロセッサは、出力伝送 チャネルに伝送される出力シンボル・セグメントを発生するように各データ・パ ケットにいろいろな符号化機能を実行する伝送プロセッサに、１８８バイト固定 長パケットのデータを供給する。各バイトは、所定数のシンボル、例えば、４つ のシンボルを含んでいる。１９９４年、２月２２日にＡＣＡＴＳ技術サブグルー プに提出されたグランド・アライアンスＨＤＴＶシステムの解説（草案文書）は 、１９９４年の全国放送会社協会の会報(1994 Proceedings of the National As sociation of Broadcasters)、１９９４年、３月２０日〜２４日の第４８回年次 放送技術会議技術(48th Annual Broadcast Engineering Conference Proceeding s)に見いだされる。 データ・パケットは、ＩＳＯ−ＭＰＥＧ（国際規格機構−ムービング・ピクチ ャ・エキスパート・グループ）ＭＰＥＧ−２データ圧縮規格に従ったデータを含 んでいる。トランスポート・プロセッサは、伝送プロセッサにデータ・パケット だけを伝送する。この伝送プロセッサは、オーバヘッドＦＥＣエラー検出および 訂正成分を、各セグメントと、各データ・フィールドの始めにおける、すなわち データ・フィールド・セグメントの各グループの間におけるオーバヘッド・フィ ールド同期セグメントに付加する。ＦＥＣ成分およびフィールド同期セグメント は、異なる時点で発生し、異なる持続時間を示すので、データ・フロー はこれらの動作を実行するように調整される。いくつかの技術は、データ・フィ ールド構造(structure)の出力シンボル伝送条件に合わせるようにデータ・フロ ーを調整するために存在する。ある技術は、出力シンボル・クロック周波数から のペイロード・スループット・レートおよび挿入オーバヘッド(inserted overhe ad)を計算する。これは、トランスポート・プロセッサから伝送プロセッサ(tran smission processor)に伝送するために使用されるクロック周波数が、伝送プロ セッサからのデータの出力速度に正確に関連されるべきであることを要求する。 この周波数は、シンボル・クロック周波数と整数関係(integer relationship)を 有する必要はない。整数関係が存在しない場合、位相ロック・ループ回路網は、 所望の入出力位相と周波数との関係を維持するために使用することができる。し かしながら、位相ロック・ループ回路網の使用は、システムのコストおよび複雑 さをかなり増すので、望ましくない。 他の技術は、シンボル・クロックから得られたクロックを使用して、トランス ポート・プロセッサから伝送プロセッサへのデータ・フローをバースト状(burst -like fashon)に変調することである。この場合、１８８バイトのデータを含む ＭＰＥＧ−２パケットは、パケットを伴った連続バーストとして伝送プロセッサ に入力される。このパケットは、各データ・セグメントのためのＦＥＣオーバヘ ッドが伝送プロセッサによってデータ・ストリームに挿入される間隔によって分 離される。しかしながら、他のパケットのようにデータ・ペイロードを含まない より長い持続時間のフィールド同期セグメントがデータ・ストリームに挿入され るべきであるとき、パケット・データ・ストリームは、セグメント間隔に等しい 期間、中断(interrupt)され、そして遅延されねばならない。このような中断さ れたデータ・ストリームは、好ましくないことに、データ・スループット・レー トを減少するばかりでなく、データ・パケット間に不均一な期間を生じることを 発明者らは認めている。このような不均一なパケット間の間隔は、図５に関して 述べられるように、信号処理条件(requirements)を著しく複雑にしている。 特に、中断されたデータ・ストリームは、とりわけデータ同期に関してトラン スポート・プロセッサと伝送プロセッサとの間、および、パケット化データ・ス トリームを記録するためのいかなるシステムの間におけるインタフェース条件を 、好ましくないことに、複雑化していることを発明者は認めている。ＨＤＴＶデ ータ・ストリームにとって、スタジオまたは消費者の装置のいずれかによる記録 を必要とすることは、非常に可能性が高いことである。ＭＰＥＧタイミング条件 (timing requirements)を満たすために、記録システムは、パケット間の不均一 な間隔(non-uniform gap)を含むパケット・タイミングを正確に再生しなけれな らない。この間隔(gap)は、このような間隔が発生されたパケット間で維持され ねばならない。この条件は、記録システムにインタフェースすることを必要とさ れる回路の複雑さを著しく増す。さらに、伝送処理によって発生されるこのよう な間隔(gap)は、受信機の復調器(demodulator)で維持されねばならない。 トランスポート・プロセッサと伝送プロセッサとの間のインタフェースは、多 くのアプリケーション、例えばテレビジョン放送で重要である。このような場合 、伝送プロセッサは、一旦伝送が開始すると、中断なくデータ・フィールドを生 成し、出力することが要求される。テレビジョン受像機は、同期を保持するため にフィールド同期セグメントを含むこの中断されないデータ・フィールドのスト リームに依存する。放送中のデータ・フィールド速度または構造のいかなる変化 も、受信機での同期を失わせる。放送スタジオは、通常、タイミングが合うよう に適当なソース・マテリアルに自動的に切り換えるように予めプログラム化され た多数のビデオ・テープ・プレーヤ・バンクを有する。これらのテープ・プレー ヤは、トランスポート・ストリーム情報を含むトランスポート・パケットを出力 する。各テープ・プレーヤは、そのフィールド・レートまたはフィールド構造を 変更することができない伝送プロセッサへのデータの流れに対して、その出力を 同期化する。トランスポート・プロセッサから伝送プロセッサへのパケットの流 れにおける不均一な間隔(non-uniform gap)は、パケットおよびデータ・フィー ルド構造(structure)の両方を有するインタフェースでのデータ・フローにおけ るアーティファクト(artifact)を伝送データ・フィールド構造に生じさせる効果 を有する。各スタジオ・レコーダは、好ましくないことに、パケットおよびフィ ールド境界の両方に対してテープ出力を同期化する複雑なインタフェースを有す ることが必要とされる。フィールド構造(field structure)について の付加情報は、インタフェースを通過すること、または、インタフェースでのデ ータ・フローをモニタすることによって発生されることが必要とされる。テープ ・インタフェースは、パケット同期検出、フィールド検出のための装備(provisi or)と、データ・フィールド構造をバッファするのに十分なメモリとを含む。付 加的な複雑さは、予め記録されたテープと、ローカル・プログラミングおよびコ マーシャルの挿入によって、生じる。これらの複雑さと他の障害は、本発明の原 理によるシステムにより首尾よく解決される。 発明の概要 本発明は、パケット化データ・ストリームを処理することが意図されたシステ ムにおいて都合よく使用される。このパケット化データ・ストリームは、上述し たタイプのデータ・フィールド構造を表し、例えば、異なる持続時間を有する異 なったタイプのオーバヘッド情報に起因して不均一な速度で発生する情報を含ん でいる。特に、本発明によるシステムは、データ・ストリームがシームレス(sea mlessly)に、かつ中断なく処理されるようエンコーダまたはデコーダにおけるデ ータ・プロセッサに対してデータ・フィールド構造をトランスペアレント(trasp arent)にするように、データ・ストリームを構成する。 送信機／エンコーダでの本発明によるシステムでは、例えば、パケット化デー タ・ストリームは、各々がデータおよびオーバヘッド情報を含む逐次データ・フ ィールド構造(sequen datafield structure)を表す出力データ・ストリームを発 生するように処理される。入力回路網は、パケット間ギャップ(inter-packet ga ps）によって分離されたデータ・パケットを含む入力データ・ストリームを供給 する。オーバヘッド回路網は、データ・フィールド内におけるパケット間ギャッ プの持続時間と異なる持続時間を有するフィールド・オーバヘッド情報セグメン トを供給する。伝送処理回路網(transmission processing network)は、データ ・ストリームおよびフィールド・オーバヘッド・セグメントに応動し、各々がフ ィールド・オーバヘッド・セグメントと、一群のデータ・セグメントを含むデー タ・フィールドとを有する一連のデータ・フィールド構造を表す出力 データ・ストリームを、発生する。入力データ・ストリームは、複数のデータ・ フィールド構造にわたって、一定の均一データ速度と共に一定な均一パケット間 ギャップ(constant uniform inter-packet gaps)を示す。この均一パケット間ギ ャップは、データ・ストリームを中断しないでオーバヘッド情報のシームレス挿 入を容易にするように形成される。 送信機／エンコーダでの本発明の特徴によれば、データ・パケットは、出力（ シンボル）クロックの周波数と整数関係を示す周波数を有する入力（バイト）ク ロックに応答して、伝送プロセッサに読み込まれる。 好ましい実施例では、伝送プロセッサからの出力シンボル・データ・ストリー ムは、各々が関連エラー訂正オーバヘッド・データを有する複数のＭＰＥＧデー タ・セグメントを含む、一連のデータ・フィールドを表わす。各データ・フィー ルドは、異なる持続時間のオーバヘッド情報を表すフィールド同期セグメントに よって開始(preface)される。入力バイト・クロック周波数は、出力シンボル・ クロック周波数の偶数の整数の約数(even integer sub-multiple of an output symbol clock)である。固定長入力データ・パケットは、固定数の入力クロック ・サイクルを含み、各パケットは、所定数の入力クロック・サイクルを含む一定 で均一なパケット間インターバル(inter-packet interval)によって分離されて いる。パケット間インターバルの間に発生するクロックサイクル数は、データ・ フィールドにおけるセグメント数、データ・セグメントにおけるシンボル数、各 データ・セグメントの持続時間、およびフィールド同期セグメントの持続時間の ような要素(factors)の関数である。 図面の簡単な説明 図面において、 図１は、同期セグメントおよびデータ・セグメントを含む一連のデータ・フィ ールド構造の中の一つを示したものである。 図２は、パケット化データ・ストリームを処理するための装置を一般的に示す ブロック図である。 図３および図４は、図１のデータ・フィールド・セグメントの他の形式の処理 を一般的に示したものである。 図５は、データ・パケット間の不均一な間隔(non-uniform interval)を有する パケット化データ・ストリームを描いたものである。 図６〜図１１は、本発明の原理によるデータ・パケット間の均一な間隔を有す るパケット化データ・ストリームを描いたものである。 図１２は、パケット化入力データ(packetized input data)に応動して、伝送 のために出力シンボルを出力プロセッサに供給する伝送プロセッサ(transmissio n processor)を含む送信機エンコーダのブロック図である。 図１３は、従来のNTSCテレビジョン・チャネル・スペクトルに関連して、図１ ２のシステムによって供給された出力データを伝送するために使用することがで きるテレビジョン・チャネル・スペクトルを示すものである。 図１３Ａは、受信機装置の一般的な配置である。 図１４は、図１２に示した送信機エンコーダ・システムに対する受信機のブロ ック図である。 図１５および図１６は、図１２に示したシステムによるパケット化データの処 理に関連するデータ・ストリームを描いたものである。 図１７および図１８は、図１２に示したシステムによるパケット化データの他 の処理に関連するデータ・ストリームを描いたものである。 図面の詳細な説明 図１は、パケット化データ・ストリームを処理するためのシステムにおいて、 アメリカ合衆国のグランド・アライアンスＨＤＴＶシステムによって使用するた めに提案されたデータ・フィールド構造を示している。データ・フィールド構造 を表す出力シンボル・データ・ストリームは、図２のトランスポート・プロセッ サ１４からの入力データ・パケットに応答して、図２の伝送プロセッサ(transmi ssion processor)１６によって発生される。伝送プロセッサの詳細は、図１２に 関して示され、述べられている。各データ・フィールド構造は、一群の フィールド・データ・セグメント（Ｘ）に先行するフィールド同期セグメント（ ペイロード・データを含まない）を含んでいる。各フィールド・データ・セグメ ントは、１８８バイトのデータ・パケット成分を含み、セグメント同期成分は各 データセグメントの始まりにあり、順方向エラー訂正（ＦＥＣ）成分はデータの 後にくる。この図において、“Ｙ”は、後の図面で示されるように、各データ・ パケット間のデータ使用禁止インターバル(data disable interval)を示してい る。トランスポート・プロセッサは、出力伝送チャネルに伝送されるシンボル形 式(symbol form)の出力セグメント(output segments)を発生する伝送プロセッサ に、１８８バイトの入力パケットを供給する。 データ・セグメント同期成分およびフィールド同期成分は、極端な雑音状態お よび干渉(interference)状態の下で受信機におけるパケットおよびシンボル・ク ロック取得(acquisition)と位相ロックを容易にする。４シンボル・データ・セ グメント同期成分は、パケットおよびクロックの回復を頑健にするためにバイナ リ（２レベル）であり、雑音状態および干渉状態の下で受信機での信頼性のある 検出ができるようにするために独特な速度で規則的に繰り返すパターンを示して いる。データ・セグメント同期シンボルは、リード・ソロモンまたはトレリス符 号化されておらず、またそれらはインタリーブされていない。フィールド同期成 分は擬似ランダム・シーケンスを含むことができ、いくつかの目的に役立つこと ができる。それは、各データ・フィールドの開始を決定するための手段を提供し 、シンボル間(intersymbol)および他の形式の干渉を除去するためにトレーニン グ基準信号(training reference signal)として受信機内の等化器(equalizer)に よって使用することもできる。それは、受信機が干渉除去フィルタ(interferenc e rejection filter)を使用するか否かを決定することができる手段も提供し、 信号対雑音特性およびチャネル応答を測定するような診断目的のために使用する ことができる。さらに、フィールド同期成分は、位相制御ループ・パラメータを 決定するために受信機内の位相追跡回路網(phase tracking network)によって使 用することができる。セグメント同期成分のように、フィールド同期成分はエラ ー符号化、トレリス符号化されておらず、またインタリーブされていない。この 例では、データ・フィールドは、必ずしもＮＴＳＣテレビ ジョン信号の画像フレームを含むインタレース画像フィールドに対応しない。 図２は、前述のデータ・ストリームを処理するための信号処理ブロックの一般 的な配置を示している。データ発生源（データ・ソース）１２は、最終的には固 定長（１８８バイト）データ・パケットにフォーム化される固定長データ・ワー ドにＭＰＥＧバイトをパックするトランスポート・プロセッサ１４に、ＭＰＥＧ −２バイト・データを供給する。各パケットは、例えば、プログラム・ソース、 サービス・タイプを示す情報と、関連パケット・ペイロード・データ内のデータ を記述し、このデータに関連している他の情報とを含む、ヘッダで始まる。図１ ２に関して詳述する伝送プロセッサ１６は、ＦＥＣエラー検出／訂正コーディン グと、フィールド同期挿入と、搬送波対雑音比を改良するためのトレリスコーデ ィングと、データ・バースト伝送エラーの影響を減少するためのインタリービン グと、シンボル・マッピングとを含む動作(operation)を実行する。伝送プロセ ッサ１６は、具体的に、その両方がユニット１６によって内部的に生成される出 力シンボル・クロックＳＣから得られた入力ビット・クロックＳＣ／２に応動す る。トランスポート・プロセッサ１４もＳＣ／２クロックに応動する。伝送プロ セッサ１６からのイネーブル(ENABLE)信号によって、プロセッサ１４は、使用可 能インターバル(enable interval)中にプロセッサ１６に１８８バイトのデータ ・パケットを送信することを可能にし、データ使用禁止インターバル(data disa ble interval)中にデータ・パケットの送信を禁止する。ユニット１６からの出 力シンボル・データ・ストリームは、出力チャネルに伝送される前に、出力ユニ ット１８によって処理される。出力プロセッサ１８は、後に述べるように、パイ ロット信号挿入回路網と、ＶＳＢ変調器と、無線周波数アップ・コンバータとを 含んでいる。 図３は、図２のユニット１６および１８による１つの種類のデータ・フィール ド・セグメント２０ａの処理の一般的な形式を示している。図３に示されたセグ メントは、１バイトのセグメント同期成分で始まり、２０バイトのリード・ソロ モン・パリティ・バイトが後に続く１バイトのＭＰＥＧ同期成分を含む、１８８ バイトのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを含んでいる。グランド・アラ イアンスＨＤＴＶシステムで使用されている各トランスポート・パケットは、そ の第１バイトがパケット同期を可能にする同期バイトである４バイトのリンク・ ヘッダを含んでいる。これに、ＭＰＥＧデータ・ペイロードであるパケットの残 りとともに、オプショナル・アダプテーション・ヘッダ(optional adaptation h eader)が続く。この例は、３１２のデータ・フィールド・セグメント（Ｘ）と、 セグメント当たり８３６のシンボル（Ｓ）と、ＭＰＥＧ−２同期成分に加えたセ グメント同期成分とを有する提案されたデータ・フィールド構造と、を示してい る。１バイト・セグメント同期は、２−ＶＳＢが変調される前に、４つのシンボ ルにマップされる。ＦＥＣ符号化を伴った１８８バイトのＭＰＥＧパケット・セ グメントは、２／３トレリス符号化され、８−ＶＳＢが変調される前に８３２の シンボルにマップされる。このような２−ＶＳＢおよび８−ＶＳＢ変調を実行す る技術は周知である。その結果生じる出力フィールド・セグメント２０ｂは、出 力チャネルに伝送され、ＭＰＥＧ同期成分と、ＭＰＥＧデータ成分と、ＦＥＣ成 分とを含む８３２のシンボル・データ・フィールド成分が後に続く４シンボル・ セグメント同期成分を含んでいる。 図４の配置は、入力セグメント構造２０ｃが異なっている以外、図３の配置と 同様である。図４では、セグメント同期成分はＭＰＥＧ同期成分に取って代わる 。すなわち、唯一つの同期成分が使用される。これは、１バイト少ない１８７バ イトのＭＰＥＧデータ・パケットになる。処理後、出力セグメント２０ｄのデー タ/FEC成分は、唯一つの同期成分が使用されるので、図３の例よりも４つ少ない セグメント・シンボル（８２８）を含む。このシステムでは、１バイト（８ビッ ト）は４シンボル（シンボル当たり２ビット）に相当する。 図５は、各々が図３に示された特性を有するデータ・フィールド、すなわち、 ３１２のデータ・フィールド・セグメントおよび１フィールド同期セグメントを 有する図１に示されたデータ・フィールド構造に合致する、提案されたパケット 化データ・ストリームを示す。より詳細には、各データ・フィールド・セグメン トは、１８８のデータ・バイト（“パケット・バイト”）および２０のＦＥＣバ イトを含む。各セグメントの１８８のデータ・バイトは、１８８のクロック・サ イクルを伴い、各セグメントの２０のＦＥＣバイトは２１のクロック・サイクル を伴う。第２１番目のクロック・サイクルは、セグメント同期成分の挿入を受け 入れる。フィールド同期セグメントを挿入するための時間に達するとき、データ ／ＦＥＣセグメントの伝送は、セグメント・クロック・インターバル（すなわち 、２１クロック・サイクル＋１８８クロック・サイクル＋２１クロック・サイク ル）に相当する２３０のクロック・サイクル・インターバルの間、禁止されねば ならない。フィールド同期セグメントは、各パケット・データ・セグメントに含 まれるようなデータ・ペイロードを含まない。このデータ・フローの中断(disru ption)は、好ましくないことに、不均一なインターバル、すなわち図５に示され るようなパケット間のギャップを生じる。このような中断されたデータ・フロー および不均一なパケット間のギャップは、トランスポート・プロセッサと伝送プ ロセッサ（図２のユニット１４およびユニット１６）との間のインタフェースに 対して信号制御条件(requirement)およびハードウェア条件を非常に複雑にし、 データスループット・レートも減少する。さらに、前述のように、予め記録され たマテリアルを再生(play back)するときデータ・フィールド構造に同期化する ことは困難である。不均一なパケット間のギャップはそれらが発生されるように 保持されねばならないので、すなわち記録装置はＭＰＥＧパケット・タイミング を正確に再生しなければならないので、パケット間の不均一ギャップは、スタジ オ記録装置または消費者記録装置でのパケット化データ・ストリームの記録の作 業を非常に複雑にする。さらに、不均一なギャップは、受信機での復調器によっ て発生された出力信号の中で保持されねばならない。 不均一なパケット・ギャップで発生される前述の問題は、本発明によるシステ ムで扱われ、解決される。特に、パケット化データ伝送システムでは、前述の問 題は、セグメント数／データ・フィールド、および、例えば、フィールド同期セ グメントのような、挿入されるオーバヘッド・セグメントの持続時間を含むファ クタの関数として、一様なパケット間ギャップを与えることによって避けること ができることを本発明者は認識している。さらに、本発明者は、均一なギャップ で分離されているパケットのデータ・ストリームは、都合が良いことに、出力シ ンボル・クロック周波数の整数の約数(an integer sub-multiple)である入力ビ ット・クロック周波数を使用することによって容易にされ、それによって位相ロ ック・ループ回路網の必要性が除去されることを認識している。開示されて いるデータ・ストリームは、セグメント数／フィールドの見地から２以上(more than one)の独特なデータ・フィールド構造に適用できる。都合が良いことに、 開示されたシステムの場合、伝送されたＶＳＢ信号のパイロット周波数、シンボ ル速度、セグメント・インタリービング、リード・ソロモン・エラー・コーディ ングおよび同期成分のようなパラメータは変わらない。セグメント数／データ・ フィールドおよび伝送システムの入力クロック周波数だけが特定のシステムの条 件により制御されることを必要とする。 伝送プロセッサ入力バイト・クロックの周波数は、シンボル数／フィールド・ セグメントが偶数であるとき、偶数の整数で割られた出力シンボル・クロック（ ＳＣ）として示すことができる。しかしながら、奇数の整数が使用されてもよい 。出力シンボル・クロックの周波数は出力シンボル数／データ・フィールドの関 数である。シンボル・クロック・サイクル数／フィールド（ＳＣ／フィールド） は、下記の式により、シンボル数／セグメント（Ｓ）とセグメント数／フィール ド（Ｘ＋１）を乗算することによって得られる。 ＳＣ／フィールド＝Ｓ（Ｘ＋１） この式では、数“１”は各フィールドに関連したフィールド同期セグメントとみ なす。入力クロック・サイクル数／フィールドは、データ・セグメント数／フィ ールド（Ｘ）に１８８のデータ・バイト／クロック・サイクル／パケット・セグ メント＋パケット間の間隔内のクロック・サイクル数（Ｙ）の和を乗じた数に等 しい。したがって、 入力クロック／フィールド＝Ｘ（１８８＋Ｙ） 整数Ｎで割られたシンボルクロックは、前述の均一な間隔結果を達成するため に、入力バイト・クロックと所望の周波数関係を生じる。したがって、 ＸおよびＹの両方が整数であり、Ｓ個のシンボル／セグメントが与えられた場合 に若干の独特な解だけが存在する。２つの例が図６および図７に示されている。 ここで、Ｓ＝８３６シンボルおよびＮ＝２、すなわち、入力クロックの周波数は 出力シンボル・クロックの周波数の約数の１／２(one-half sub-multiple)であ る。これらの例では、シンボル数Ｓが偶数であるので、整数Ｎの偶数値は関係あ るが、Ｎの奇数値も所与のシステムの条件に従って使用することができる。図６ および図７の例は、図３に示された二重同期(dual-sync)セグメントに関連して いる。 データ・パケット・セグメント間のインターバルであるＹの値は、所望のオー バヘッドＦＥＣバイト数／セグメント、およびオーバヘッド・フィールド・同期 セグメント／セグメントを後に述べるようなデータ・フローを中断させることな くその後に挿入するために伝送プロセッサ１６が必要とするインターバルを与え るのに十分大きな値であることに注目すべきである。図６において、例えば、各 フィールド同期セグメント間には４１８データ・セグメントがある。Ｎ＝２の場 合、入力クロック周波数はＳＣ／２（出力シンボル・クロック周波数ＳＣの１／ ２）である。各セグメント・インターバルは、１つの余分なシンボル・クロック ・サイクルの等価値(the equivalent of one extra symbol clock cycle)、すな わち２つの余分なＳＣ／２入力クロックサイクルを含む。したがって、各セグメ ント・インターバルは入力クロックＳＣ／２の４１８＋１＝４１９サイクルを含 む。各セグメントは一定の１８８データ・バイト数および関連した１８８のＳＣ ／２クロック・サイクルを含むので、各セグメントの残りはＳＣ／２入力クロッ クの４１９−１８８＝２３１サイクルを含む。特に、各２３１クロック・サイク ル・パケット間データ使用禁止インターバル(each 231 clock cycle inter-pack et data disable interval)は、ＦＥＣオーバヘッド情報／データ・セグメント およびデータ・フィールド間のフィールド同期オーバヘッド・セグメントを挿入 するために必要とされる時間に一致する。全フィールドに相当するだけの４１８ のデータ・セグメントが処理された後、４１８の余分なＳＣ／２クロック・サイ クルが累算される。これは、隣接データ・フィールドを構成する隣接データ・セ グメント・グループ間にフィールド同期セグメントを シームレスに挿入するために必要とされる正確な時間である、出力シンボル・ク ロックＳＣの８３６サイクルに相当する。この挿入は、図１５と共に考察される 図１２に関してより詳細に述べられるように、データ・ストリームを中断しない で達成される。さらに、図６〜図１１のある種の態様が、図１２および図１４に 関して示され、より詳細に述べることとする。 続く説明において、適当なシンボル・クロック周波数は１０．７６２２３７Ｍ Ｈｚであることがわかった。図６の入力クロック配列は、各データ・フィールド が、（図３に示されるような）セグメント同期およびＭＰＥＧ同期成分の両方と 、セグメント当たり８３６のシンボルと、各フィールド同期セグメント間の４１ ８（データ＋ＦＥＣ）のセグメントとを含む。この例では、伝送プロセッサの出 力シンボル・クロック周波数対入力クロック周波数の比Ｎは２である。入力クロ ックは、各パケット・データ・バイト・インターバル中、一定(constant)で、一 様(uniform)な１８８のクロック・サイクルを示し、各パケット間(each inter-p acket)の（データ使用禁止：data disable）インターバル中、一定で、一様な２ ３１のクロック・サイクルを示す。２３１のクロック・サイクルは、データ・フ ローを停止させることなしに、伝送プロセッサが各セグメントについてＦＥＣオ バーヘッド成分、および、データ・フィールド間にフィールド同期オーバヘッド ・セグメントを挿入できるのに十分な時間を与える。図７は、２３２のクロック ・サイクルがデータ・パケット・インターバルの間においてそのインターバル中 に発生することを除いて、同様な一定で一様なデータ使用許可／使用禁止の形態 (enable/disable geometry)を示す。図７では、図６に示した例のセグメントの 数の１／２である２０９のデータ・セグメントは、各フィールド同期セグメント の間に発生する。例えば、フィールド同期成分のより頻繁な発生によって性能上 の利点(performance advantage)を得ることができる場合、減少された２０９の データ・セグメントを使用することができる。 ＭＰＥＧ−２規格は、各ＭＰＥＧパケットが同期バイトで始まることを明記し ているので、各データ・セグメントのオーバヘッドは、唯一つの同期成分、すな わちＭＰＥＧ−２同期成分を使用することによって減少することができる。８３ ２のシンボル数／セグメントを有するこのセグメント配列は前述のように図 ４に示されている。図８および図９は、図４に示された種類のセグメント構造を 有するデータ・フィールドについて中断されないデータ・ストリームを容易にす るために、一様な使用許可／使用禁止の形態(enable/disable geometry)を有す る入力バイト・クロック配列を示している。図８は、各フィールド同期インター バルの間において４１６のデータ・セグメント・インターバル（データ＋ＦＥＣ ）を有するデータ・フィールドのための、好ましい入力バイト・クロック配列を 示している。この場合、１８８の入力バイト・クロック・サイクルは各々の１８ ８バイトのデータ・パケットに関連し、２２９の入力バイト・クロック・サイク ルは各パケット間のデータ使用禁止インターバル(data disable interval)と関 連するので、各データ・フィールドの終わりで、データ・フローを中断しないで 、フィールド同期セグメントを挿入するために伝送プロセッサのために十分な累 算された時間がある。この配置は、都合が良いことに、唯一の同期成分の使用に 起因して増加されたデータ・スループット・レートを示す。図９は、各データ・ フィールドが１／２のデータ・セグメント数を含むことを除いて、同様である。 出力シンボル・クロックおよび入力バイト・クロックが４の整数比を示してい る状態は、図１０および図１１によって示されている。図１０の場合、データ・ フィールドは、（例えば、図３に示されるように）セグメント同期およびＭＰＥ Ｇ同期成分の両方と、各フィールド同期セグメント間の２０９のデータ・セグメ ントと、８３６のシンボル／セグメントとを含む。図１１は、（例えば、図４に 示されるように）唯一の同期成分と、各フィールド同期セグメント間の２０８の データ・セグメントと、８３２のシンボル／セグメントとを使用するデータ・フ ィールド構造に関係する。データ・パケットと連続的で中断されていないデータ ・ストリームとの間において一定で一様なギャップ(constant uniform gap)を有 する均一なデータ使用許可／使用禁止(uniform data enable/disable)の形態は 、後述される図面からわかるように両方の場合に発生される。 図１２は、セグメント同期およびＭＰＥＧ同期成分の両方を使用するデータ・ フィールド構造に関して図６および図７に関して述べられているような入力ク ロックで作動する、図２の伝送プロセッサ／エンコーダ１６の付加的細部を示し ている。この例では、出力シンボル・クロック（ＳＣ）周波数は入力バイト・ク ロック周波数の２倍（Ｎ＝２）であり、各フィールド同期セグメントの間に４１ ８のデータ・セグメントがある。後述の説明において、図１２のブロック図は、 ある処理段（ステージ）でのパケット化データ・ストリームの一部を示す図１５ のデータ信号図Ａ〜Ｆと共に考察されている。 図１２において、パケット化ＭＰＥＧ−２バイト・データは、トランスポート ・プロセッサ１４（図２）から、公知の順方向エラー訂正（ＦＥＣ）処理を実行 するユニット１２に供給される。入力ＭＰＥＧデータは、図１５の信号Ａで示さ れるような開始(prefacing)ＭＰＥＧ同期バイトを含む１８８のバイト／セグメ ントを含んでいる。入力データは、出力シンボル・クロックＳＣの周波数の１／ ２の周波数を有する入力バイト・クロック（ＳＣ／２）を使用する際にクロック される。各々の１８８バイトのデータ・セグメント・インターバルには、２３１ のＳＣ／２入力クロック・サイクルを包含するパケット間データ使用禁止インタ ーバル(inter-packet data disable interval)が続く。各セグメントは、ＳＣ／ ２入力クロック・サイクル（時間では、シンボル・クロックＳＣの８３８サイク ルに対応する）の４１９（すなわち、１８８＋２３１）インターバルを包含し、 フィールド同期セグメントの間に４１８のデータ・セグメントがある。このよう に、フィールド同期セグメントの間にデータ・セグメントがあるのに比べて、各 データ・セグメントにおいて１多い(one more)ＳＣ／２入力クロック・サイクル がある（４１９対４１８）。したがって、ＳＣ／２入力クロックの４１８の付加 的サイクルは、４１８セグメントの全データ・フィールドの後に累積する。４１ ８の付加的なＳＣ／２入力クロック・サイクルは、出力シンボル・クロックＳＣ の８３６の付加的サイクルに対応する。理解されるように、これらの付加的な８ ３６のＳＣクロック・サイクルは、データ・フローを中断しさもなければデータ ・フローを妨害することなく、出力シンボル・クロックを使用して、フィールド 同期セグメントをその後にクロックしてデータ・ストリームの中に入れるのに必 要とされる時間を正確に供給する。 クロック発生器２４は、トランスポート・プロセッサ１４と伝送プロセッサ １６との間の同期を保持するためにトランスポート・プロセッサ１４（図２）が 使用するＳＣ／２クロックを含むシステムによって必要とされる、クロック信号 （ＳＣ、ＳＣ／２、ＳＣ／４）を供給する。これらのクロックがそれぞれ作動さ せるブロックとのこれらのクロックとの接続は、図面を簡単にするために図示さ れていない。制御装置３０（例えば、マイクロプロセッサ）は、前述のように、 出力シンボル・データ（信号Ｆ）として現れるようなデータ・フィールド構造の 伝送データ・フィールドを作成するのに必要な信号を発生する。制御装置３０は 、さらに、データ・フィールド構造に正確に参照されるイネーブル(ENABLE)信号 を発生する。１フィールドの入力ＭＰＥＧバイト・データは、フィールド・レー トでメモリ動作モードを書き込みから読み出しに切り換える前に、メモリに書き 込まれなければならない。イネーブル(ENABLE)信号は、１パケットのデータがト ランスポート・プロセッサから伝送プロセッサに移ることを可能にする。このイ ネーブル信号に応答してトランスポート・プロセッサによって発生されるデータ ・バリッド(DATA VALID)信号は、トランスポート・システムがイネーブル(ENABL E)信号に応動する前に一定数の遅延クロック・サイクルを有することを可能にす る。 トランスポート・プロセッサ１４からＦＦＣユニット２２に供給されたデータ ・バリッド(DATA VALID)信号によって、ユニット２２がトランスポート・プロセ ッサ１４から入力データを読み出し、処理することができるようになる。この処 理は、その信号（イネーブル信号）がトランスポート・プロセッサに対して送信 プロセッサが処理するためのデータ・パケットをいつでも獲得できるようになっ ていることを知らせる、制御装置３０からのイネーブル(ENABLE)信号によって支 援される。データ使用禁止インターバル(data disable interval)が後に続く１ ８８バイトのデータ使用許可インターバル(data enable interval)によって構成 される各入力セグメントを有する入力信号Ａ（図１５）のフォーマットは、イネ ーブル(ENABLE)信号のフォーマットによって決定される。イネーブル(ENABLE)信 号によって、トランスポート・プロセッサの出力レジスタは、データ・バリッド ・インターバル中にパケットを転送できるようになる。ヌル・パケットは、トラ ンスポート・プロセッサの出力レジスタ内にデータがない場合に 転送され、それによってデータ・ストリームの一様な形態(uniform geometry)が 保持される。データバリット(DATA VALID)信号は、イネーブル(ENABLE)信号と、 バッファが所定のデータ・バイト数を含むことを示す出力レジスタからのバッフ ァ満杯信号との同時発生に応答して、発生される。 ＦＥＣユニット２２は、データ使用禁止インターバル(data disable interval )中に２１１のＳＣ／２クロック・サイクルを残しておく図１５の信号Ｂによっ て示されるような、２０バイトのＦＥＣデータを追加する。信号Ｂは、全隣接デ ータ・フィールドのためのデータ／ＦＥＣセグメントをそれぞれ記憶する６５Ｋ バイトのセグメント・メモリ２６および２８に同時に印加される。これらのユニ ットは、装置３０からの制御信号に応答してデータ・フィールド・レートでピン ポンのように交互にデータの書き込みおよび読み出しを行い、それによって一方 のメモリは１つのデータ・フィールドのためにデータ／ＦＥＣセグメントを書き 込むのに対して、他方のメモリは前の隣接データ・フィールドのためにデータ／ ＦＥＣセグメントを読み出し、そして逆も行う。ユニット２６および２８は共に 、ＳＣ／２入力クロックに応答して書き込み、ＳＣ／４クロックに応答して読み 出し、８ビット（１バイト）の出力ワードを供給する。信号Ｂは、ＳＣ／２での データの書き込みを示し、信号Ｃは、書き込み速度の半分であるＳＣ／４でのデ ータの読み出しを示す。 メモリ２６および２８からの出力データ／ＦＥＣセグメントは、装置３０から の制御信号に応答して、ユニット３４によって８ビット（１バイト）ワードの単 一データ・ストリームにフィールド・レート時間軸多重(field rate time multi plexed)される。このデータ・ストリームは、連続データ・フィールドからの一 連のセグメント群を含み、並直列データ変換器３８に印加される。ユニット３８ は、各々の並列８ビット・バイトを、直列に出力される４つの２ビット・ワード 群に変換する。ユニット３８からのデータは、信号対雑音特性を改善するために ２入力ビット毎に対して３ビット（２つの情報ビットおよび１つの冗長ビット） を出力するユニット４０によって２／３トレリス符号化（公知）される。これら のビットは、所定のアルゴリズムにより供給され、その例は当該技術分野で公知 である。コーダ４０は、所定のアルゴリズムに従って第３ビットを供給するユニ ット４２と共に、シンボル・クロックＳＣに応答して作動する。 トレリス・コーダ４０の出力（図１５の信号Ｄ）は、１バイトを含む４つの３ ビット・ワードを有する一連の３ビットのトレリス符号化ワードを含んでいる。 各データ・セグメントは、４倍速のシンボル・クロックＳＣに応答してコーダ４ ０が動作することに起因する、８３２のシンボルを含む。シンボル・クロックＳ Ｃによってクロックされる出力ユニット５０は、コーダ４０からの各々の３ビッ ト入力ワードを１つの出力シンボルにマップし、これらのシンボルを、ユニット ４８からの所定値のフィールド同期セグメント、および、ユニット４５からの４ つのシンボル・セグメント同期成分（信号Ｅ）と共に時間軸多重(time multiple x)し、シンボル・データ・ストリームを発生する。ユニット５０のマッピング機 能において、ユニット４０からの段々と増加する８つの数を表す２進出力値、す なわち０００，００１，０１０，．．．から１１１までは、８つのシンボル・レ ベル−７，−５，−３，−１，＋１，＋３，＋５，＋７に変換される。ユニット ４５は、ユニット５０により所定のシンボル値にマップされる所定値のセグメン ト同期成分を供給する。任意的に、ＭＰＥＧ同期成分はセグメント同期の代わり に使用することができる。このような場合、ユニット４５によるセグメント同期 成分の生成は禁止され、ＭＰＥＧ同期成分は、ＦＥＣユニット２２の出力信号か ら除去され、ユニット４５を介してユニット５０に、すなわちユニット ５０への主データ処理経路に伝送される。 メモリ２６および２８、フィールド・マルチプレクサ３４、変換器３８、フィ ールド同期発生器４８およびマッパ／マルチプレクサ５０のための制御信号は、 制御装置３０、例えばマイクロプロセッサによって供給される。制御装置３０は 、例えば、パケット読み出し／書き込み使用許可(enable)信号および使用禁止(d isable)信号、メモリ２６および２８間でピンポン動作を制御するためのタイミ ング信号、および、マルチプレクサ３４のためのフィールド・レート・スイッチ ング信号を供給する。特に、装置３０は、ユニット４８が隣接データ・フィール ド間で発生された所定の持続時間のインターバル中フィールド同期セグメント情 報を出力するために使用可能にされるように、メモリ２６および２８間のフィー ルド・レート・ピンポン切り換えの機能として、フィールド同期発生器４８の動 作を制御する。この所定の持続時間のインターバルは、図１５〜図１８に関して 述べられ、例示されるような処理から生じ、それによって各フィールド・同期セ グメントは、予想通りに、データのフローを中断することなく、フィールド・デ ータ・セグメントのグループ間のデータ・ストリームにユニット５０によって多 重化される。 マルチプレクサ５０からの出力シンボル・データ・ストリームは、図１５の信 号Ｆによって示される。このデータ・ストリームの各セグメントは、４つのＭＰ ＥＧ−２同期シンボルおよびＭＰＥＧデータ・パケット（ＦＥＣバイトを含む） が後に続く４つのセグメント同期シンボルで始まる８３６シンボルの一様なシー ケンスを含む。出力データ・ストリーム信号Ｆの各セグメントは、８３６シンボ ル・クロック・サイクルでクロックされる。これは、入力データ・ストリーム信 号Ａの４１９のＳＣ／２入力クロック・サイクルに等価な８３８のシンボル・ク ロック・サイクルよりも、２シンボル・クロック・サイクルだけ少ない。このよ うに、各出力セグメントは、対応する入力セグメントと比較すると、２シンボル ・クロック・サイクルだけ少ないことを必要とする（８３６対８３８）。フィー ルド同期セグメント間のデータ・フィールドを構成する４１８のデータ・セグメ ントにわたって累積がなされたとき、これらの２つのシンボル・クロック・サイ クルは、出力シンボル・クロックを使用してフィールド同期セグメント をクロックしてデータ・ストリームの中に入れるようにユニット５０によって必 要とされる、付加的時間を正確に供給する。特に、８３６のシンボル・データ・ セグメントの各々をクロックするために使用されるクロック・サイクル数、すな わち８３６のシンボル・クロック・サイクル（４１８×２）が、データ・ストリ ームを中止することなくフィールド同期セグメントの各々をデータ・ストリーム 中にシームレスに挿入するために、使用可能である。 データ信号Ｆから分かるように、出力シンボル・データ・ストリームは、連続 的な隣接の８３６のシンボル・セグメントのストリーム（その３つだけが図面を 簡単にするために示されている）である。タイム・インターバルＴ１は、入力デ ータ信号Ａに対して２つのシンボル・クロックの“オーバラップ”を示している 。特に、信号Ｆの第２セグメントは第１セグメントの終わりで直ちに始まるが、 入力データ・ストリーム信号Ａの第２セグメントの前の２シンボル・クロック・ サイクルが始まる。同様に、タイム・インターバルＴ１＋Ｔ２は、信号Ａに対し て４シンボル・クロックのオーバラップを示す。このインターバルは、累積タイ ム・インターバルＴ１＋２クロック・サイクル・インターバルＴ２を含む。イン ターバルＴ２は、第２セグメントの終わりに直ちに始まる信号Ｆの第３セグメン トから生じるが、入力データ・ストリーム信号Ａの対応する第３セグメントの前 の２シンボル・クロック・サイクルが始まる。付加的なＳＣクロック・インター バルＴ３，Ｔ４，Ｔ５等は、８３６の付加的なシンボル・クロック・サイクルの 累算が４１８のセグメント・データ・フィールドの終わりに生じるまで、その後 のセグメントに対して累積する。その時に、フィールド同期セグメントはシンボ ル・クロックＳＣに応答してユニット５０により挿入される。 図１６において、唯一の同期成分が使用されている以外は、図１５に示されて いるデータ信号と同様なデータ信号Ａ〜Ｆが示されている。この他の例は図６に 関して図示され、述べられた他の例に相当する。この例では、１バイト、４シン ボル・セグメント同期成分は使用されていない。その代わりに、ＭＰＥＧ−２同 期は、ユニット４５を介して主処理経路側に伝送され、ユニット５０によってセ グメント同期の代わりに出力データ・ストリームに多重化される。図１５および 図１６の信号Ｆと連続セグメントの各々とを比較すると理解されるように、２つ の付加的クロック・サイクルがインターバルＴ１、Ｔ１＋Ｔ２等中に“セーブ” され、それによって、データ・ストリームを中断(disrupt)することなしに、４ １６のフレーム・セグメントの終わりにフィールド同期セグメントを挿入するの に必要とされる時間が供給される。この例では、制御装置３０は、各々のセグメ ントが８３２シンボル（すなわち、４１６セグメント×２シンボル／セグメント ）、および、図１５の例よりも２つ少ない８３２シンボル・クロック・サイクル を含むセグメントを供給する。したがって、唯一の同期成分の使用は、都合が良 いことに、データ・スループット・レートを増加させる。 図１７および図１８の例は、入力バイト・クロックおよび出力シンボル・クロ ック周波数に関する整数Ｎが２ではなく“４”であることを除いて、それぞれ図 １５および図１６の例と同様である。特に、シンボル・クロック（ＳＣ）周波数 は入力クロック周波数よりも４倍大きく、それによって、信号Ａ、Ｂ、およびＣ は、図１５および図１６におけるようにＳＣ／２ではなくＳＣ／４でクロックさ れ、２０９のセグメントは各フィールド同期成分の間で生じる。図１７では、セ グメント同期成分およびＭＰＥＧ同期成分の両方が使用され、図１８では、ＭＰ ＥＧ同期はセグメント同期として使用される。 再び図１２を参照するに、ユニット５０から出力された８レベルの１０．７６ Ｍシンボル／秒のシンボル・データ信号は図２の出力プロセッサに供給される。 ここで、小さなパイロット信号が、ある困難な受信状態の下で受信機での強固な (robust)搬送波回復を可能にするために、抑圧された高周波搬送波に付加される 。パイロット信号の付加は、小さな（ディジタル）直流レベルを、各データおよ びベース・バンド信号の同期シンボルに付加することによって達成される。公知 の信号処理技術を使用して、出力プロセッサ１８における８−ＶＳＢ変調器は、 トレリス符号化複合(composite)データ信号（パイロットを有する）を受信し、 標準６ＭＨｚテレビジョン・チャネルにわたって伝送するための信号をろ波し、 かつスペクトル整形し、中間周波数（ＩＦ）搬送波上にデータ信号を変調（アッ プ・コンバート）し、生じる信号を高周波搬送波に変換する。図１３は、下部の 図に示されたような標準の６ＭＨｚのＮＴＳＣチャネル・スペクトルに対して上 部の図においては、ベース・バンドＶＳＢ変調信号のスペクトルを示して いる。 図１３Ａによって示されたＶＳＢ信号受信機において、受信された信号は、チ ャネル選択回路およびミキサ回路を含む高周波チューナ１１０によって処理され 、周波数ダウン変換信号を発生する。この信号は、ユニット１１２によって中間 周波数フィルタリングおよび同期検出に委ねられ、公知の信号処理技術によりベ ース・バンド信号を発生する。このベース・バンド信号は、ユニット１１４によ って等化され、伝送チャネル振幅および位相摂動(phase perturbation)を補償し 、その後、送信機にて図１２の装置によって実行される処理の逆であるようにベ ースバンド・データ・パケット・プロセッサ１１６によってトレリス復号化、順 方向エラー検出／訂正および他の信号処理に委ねられる。ユニット１１６は、図 １４において詳細に示されている。ユニット１１６からの復号化、パケット化ベ ース・バンド・バイト・データ信号は、送信機にてトランスポート・プロセッサ １４（図２）によって実行された動作の逆を基本的に実行する、トランスポート ・パケット・デコーダ８５により処理される。トランスポート・デコーダ８５に よって回復(recover)されたビデオ・データおよびオーディオ・データは、ユニ ット１２２におけるビデオ回路網およびオーディオ回路網によってそれぞれ処理 され、再生に適するイメージ情報およびサウンド情報を供給する。 図１４における受信機のデータ処理装置は、図１２に示した送信機のデータ処 理装置と同じ動作をするが、逆の順序で実行する。従って、図１４に示した受信 機システムの出力データ・ストリーム（ＭＰＥＧバイト・データ出力）は、図１ ２に示した送信機の入力データ・ストリーム（ＭＰＥＧバイト・データ入力）に 対応する。 図１４では、入力シンボル・データ・ストリーム（シンボル・データ入力）は 、図１２の装置によって発生されたシンボル・データ出力データ・ストリームに 対応する。この入力シンボル・データ・ストリームは、隣接するデータ・フィー ルドをそれぞれ規定する、より短い持続時間のデータ・パケットのグループの間 に、比較的長い持続時間のフィールド同期成分を含む。したがって、受信機の入 力信号は一様でないデータ・レート（データ持続時間：data duration)特性を示 している。後述されるように、この一様でないレートの入力シンボル・ データ・ストリームは、均一パケット間データ・ギャップによって分離された、 一定で均一なレートで発生するデータ・パケットを含む、ＭＰＥＧバイト・デー タ出力信号に変換される。このような出力データ・ストリームは、都合がよいこ とに、トランスポート・デコーダ８５によるデータ処理およびデータ多重分離(d emultiplex)を容易にする。送信機のエンコーダの場合のように、均一なレート の出力バイト・データ・ストリームは、図１２に関して述べられた送信機／エン コーダ処理の逆であるデータ処理を使用することによって、データ・ストリーム を中断することなしにシームレスに発生される。 復調および等化後に発生された不均一なレートのベース・バンド・シンボル・ データ・ストリーム（シンボル・データ入力）は、図１２のユニット５０で実行 された動作の逆を実行するためのシンボル・クロックＳＣに応動するユニット６ ０に印加される。シンボル・クロックＳＣは、送信機でのシンボル・クロックＳ Ｃと同一である。ユニット６０によって発生された出力シンボル・データ・スト リームは、フィールド同期インターバルの間にある制御情報、例えば、前段の等 化器(preceding equalizer)(図１３Ａのユニット１１４)によって使用するため のいわゆる“トレーニング”信号情報および他の情報の中でモード選択情報の出 現を検出するようにユニット７８によって監視される。この情報はユニット７８ によって抽出され、特定のシステムの条件に従って直前の(preceding)回路に伝 送される。ユニット７８も後述されるようにフィールド・レート・タイミング動 作を確立するために、フィールド・マーカ信号を制御装置８０に供給する。 ユニット６０は、各々の３ビット・シンボルを、ユニット６４と共にデコーダ ６２によって２ビット・ワードにトレリス復号化される、３ビット・ワードにマ ップする。４つの２ビット・データ・ワードのグループは、直並列変換器６８に よって直列形式から８ビット（１バイト）に変換される。変換器６８からの直列 ワードはピンポン・セグメント・メモリ７０および７２に印加される。これらの メモリは、読み出しクロックおよび書き込みクロックが逆にされる場合を除いて 図１２のセグメント・メモリ２６および２８と本質的に同様に作動する。すなわ ち、メモリ７０および７２のための読み出しクロックおよび書き込みクロック は図１２のメモリ２６および２８の書き込みクロックおよび読み出しクロックに 対応する。メモリ７０および７２に記憶されたデータ・フィールドは、時間マル チプレクサ７４によってフィールド・レートで時間多重化(time multiplexed)さ れる。ユニット７８により制御信号発生器８０に供給されたフィールド・マーカ 信号は、ユニット８０によってメモリ７０、７２に供給された読み出し／書き込 み制御信号のフィールド・レート・タイミングおよびマルチプレクサ７４のタイ ミング動作を確立する。フィールド・マーカ信号は、また、コントローラ８０に フィールド同期セグメントをメモリ７０および７２に書き込まないように指令し 、それによって、生じる出力データ・ストリームはフィールド同期成分をもって いない。 ユニット７４は、メモリ７０および７２からの出力データ・パケットをフィー ルド同期成分をもっていない単一データ・ストリームへ多重化し、それによって 、ユニット７４および７５からのデータ・ストリーム（ＭＰＥＧバイト・データ 出力）は、一定で、一様なデータ・レートおよび一定で、一様なパケット間ギャ ップを示す。特に、図１４の受信機におけるＭＰＥＧバイト・データ出力データ ・ストリームは、図１２の送信機の入力でのＭＰＥＧバイト・データ入力データ ・ストリームと同様である。これは、入力シンボル・クロック（ＳＣ）の整数の 約数(an integer submultiple)である出力バイト・クロック（ＳＣ／２）と共に 図１２および図１５〜図１８に関して述べられるような、受信機の入力シンボル ・データ・ストリームの特性から生じる。これは、送信機／エンコーダでの入力 クロックと出力クロックとの関係の逆である。しかしながら、送信機および受信 機の両方でのバイト・クロック（ＳＣ／２）は、シンボル・クロック（ＳＣ）の 整数の約数である。一定で、一様なレートのデータ・ストリームを発生するため の処理は、ユニット７４によって供給されるフィールド・レートの多重化と共に メモリ７０および７２の読み出し／書き込みクロック周波数の選択によって支援 される。ユニット７４はまた、ユニット６０から得られ、ユニット８２によって 伝送される同期シンボル成分をデータ・ストリームにオプション的(optionally) 多重化する。 ＭＰＥＧ同期成分を含むＭＰＥＧパケットは、トランスポート・プロセッサ ８５よりも前に受信機で再構成される。ＭＰＥＧ同期成分は、予めそれが除去さ れているならば、データ・ストリームの中で取り換える必要があり、他方、セグ メント同期成分は、予めそれがデータ・ストリームに挿入されているならば、除 去されねばならない。これらの動作は、マルチプレクサ７４と協働して同期シン ボル検出器・発生器８２によって実行される。ユニット８２は、ＭＰＥＧ同期成 分がないことを検出し、必要に応じてこのような成分を生成し、ユニット７４は 、この同期成分をデータ・ストリーム中に多重化する。ユニット８２もセグメン ト同期成分の存在を検出し、それをデータ・ストリームから除去させる。 制御信号発生器８０は、また、トランスポート・デコーダ／プロセッサ８５が 、順方向エラー訂正ユニット７５、例えばリード・ソロモン・デコーダからの一 定で、均一レートのＭＰＥＧバイト・データ・パケットを受信し、処理すること ができるようなイネーブル(ENABLE)信号を提供する。トランスポート・デコーダ ８５は、送信機でのトランスポート・プロセッサ１４（図２）によって与えられ た機能の逆を供給し、クロック発生器８６に供給されたシンボル・クロックの周 波数の半分であるバイト・クロックＳＣ／２に応動する。トランスポート・プロ セッサ８５は、ヘッダ分析器と、ヘッダ情報に応動する信号ルータと、ＭＰＥＧ 圧縮解除(decompresssion)回路網と、図１３Ａのビデオ／オーディオ・プロセッ サ１２２によって必要に応じてフォーマット化される信号を供給する他のイメー ジ・データ・プロセッサおよびオーディオ・データ・プロセッサとを含む、様々 なデータ処理回路および多重分離(demultiplexing)回路を含む。 開示された好ましい実施例では、入力バイトクロックおよび出力シンボルクロ ックは整数の周波数関係を示しているが、整数でない周波数も使用することがで きる。しかしながら、他の実施例はシステムのコストおよび複雑さを増す位相ロ ック・ループ回路網の使用を必要とするので、これはたいていの場合、あまり望 ましくない他の実施例である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ (72)発明者 アカンポラ，アルフォンス，アンソニー アメリカ合衆国 ニユーヨーク州 10314 スタテン アイランド ドーソン サー クル 56 【要約の続き】 ことを容易にする。同様に、逆の処理が受信機で生じ る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．データおよびオーバヘッド情報をそれぞれが含んでいるシーケンシャル・デ ータ・フィールド構造を表す出力データ・ストリーム（シンボル・データ出力） を発生するように、パケット化ディジタル・データ・ストリーム（ＭＰＥＧバイ ト・データ入力）を処理するシステム（図１２）において、該システムは、 パケット間のデータ・ギャップによって分離されたデータ・パケットのデータ ・ストリームを供給する入力手段（１４，２４，３０）と、 データ・フィールド内のパケット間ギャップの持続時間と異なる持続時間を有 するフィールド・オーバヘッド情報セグメント（フィールド同期）を供給する手 段（４８）と、 前記入力手段からの前記データ・ストリームおよび前記フィールド・オーバヘ ッド・セグメントに応答して、フィールド・オーバヘッド・セグメントと、デー タ・セグメントの一群を含むデータ・フィールド（Ｘ）とをそれぞれが含んでい る一連のデータ・フィールド構造（図１）を表す出力データ・ストリーム（シン ボル・データ出力）を生成する処理手段（１６，５０）とを備え、 前記入力手段は、複数の前記データ・フィールド構造にわたって所定の一定で 均一なパケット間ギャップを有する前記データ・ストリームを供給し、前記均一 なパケット間ギャップはオーバ・ヘッド情報の挿入を容易にするように形成され ていることを特徴とするシステム。 ２．前記入力手段は、一定で一様なデータ・レートを有する前記データ・ストリ ームを供給することを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ３．前記フィールド・オーバヘッド・セグメントは、前記パケット間ギャップの 持続時間よりも大きい持続時間を有し、 前記処理手段は、前記データ・ストリームを中断することなく、前記フィール ド・オーバヘッド・セグメントを含む前記出力データ・ストリームを生成するこ とを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ４．前記一定で均一なパケット間ギャップは、前記フィールド・オーバヘッド・ セグメントの前記持続時間とデータ・フィールド構造を構成する前記データ・セ グメント数との関数であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ５．各データ・セグメント群は、所定の持続時間の所定数のデータ・セグメント を含み、 データ・フィールドの各一様なパケット間ギャップは、関連フィールド・オー バヘッド・セグメントによって占有されているインターバルの規定部分を含むイ ンターバルを包含することを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ６．データ・フィールドの各一様なパケット間ギャップは、ほぼ等しい量の関連 フィールド・オーバヘッド・セグメント・インターバルを包含し、それによって 、前記関連フィールド・オーバヘッド・セグメント・インターバルにほぼ等しい 間隔が、前記関連データ・フィールドを含む各データ・セグメント群の後に蓄積 することを特徴とする請求項５に記載のシステム。 ７．前記フィールド・オーバヘッド・セグメントは、フィールド同期情報を含み 、 前記処理手段は、パケット・オーバヘッド成分を前記データ・セグメントにそ れぞれ付加する手段を付加的に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム 。 ８．前記処理手段は、前記データ・ストリームを中断することなく前記フィール ド・オーバヘッド・セグメントを前記データ・ストリームに付加することを特徴 とする請求項７に記載のシステム。 ９．前記処理手段は、入力クロックに応答する入力回路と出力クロックに応答す る出力回路とを含み、 前記入力クロックおよび前記出力クロックが整数関連周波数を示していること を特徴とする請求項１に記載のシステム。 １０．前記整数は、偶数の整数であることを特徴とする請求項９に記載のシステ ム。 １１．前記入力クロック周波数は、前記出力クロック周波数の偶数の約数である ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。 １２．前記入力クロックはバイト・クロックであり、かつ前記出力クロックはシ ンボル・クロックであることを特徴とする請求項９に記載のシステム。 １３．一連のデータ・フィールド構造（図１）を表わすディジタル・データ・ス トリーム（シンボル・データ入力）を受信するシステムであって、該データ・フ ィールド構造の各々は、一群のフィールド・データ・セグメント（Ｘ）およびフ ィールド・オーバヘッド・セグメント（フィールド同期）を含んでおり、該フィ ールド・オーバヘッド・セグメントは前記データ・セグメントに含まれているデ ータとは異なるデータを含んでいるとき、該システム（図１４）は、 前記データ・ストリーム（シンボル・データ入力）を供給する入力手段（１１ ４、図１３Ａ）と、 前記データ・ストリームから前記オーバヘッド情報を除去する手段（４８）を 含み、該手段は、前記データ・ストリームに応答して、前記オーバヘッド情報を 有しておらず、かつ一定で一様なパケット間ギャップおよび一定で均一なデータ ・レートを有する処理済パケット化データ・ストリーム（ＭＰＥＧバイト・デー タ出力）を発生する手段を含んでいる処理手段（図１３Ａの１１６、図１４の６ ８〜８０）と、 前記処理済の均一なデータ・レート・データ・ストリームに応答して、前記処 理済データ・ストリームを構成信号成分に復号化するデコーダ手段（８５）とを 備えていることを特徴とするシステム。 １４．各前記データ・セグメントは、データおよびセグメント・オーバヘッド情 報を含み、 前記フィールド・オーバヘッド・セグメントは、前記セグメント・オーバヘッ ド情報の持続時間と異なる持続時間を示すことを特徴とする請求項１３に記載の システム。 １５．前記処理手段は、前記データ・ストリームを中断することなく、前記処理 済データ・ストリームを発生することを特徴とする請求項１３に記載のシステム 。 １６．前記一定で一様なパケット間データ・ギャップは、前記オーバヘッド情報 の前記持続時間とデータ・フィールドを構成する前記データ・セグメントの数と の関数であることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。 １７．データセグメントの各群は、所定の持続時間のデータ・セグメントを所定 数を含み、 前記処理済データ・ストリームの各パケット間ギャップは、関連オーバヘッド 情報により占有されているインターバルの規定部分を含むインターバルを包含し ていることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。 １８．前記処理済データ・ストリームの各パケット間ギャップは、ほぼ等しい量 の関連オーバヘッド情報インターバルを包含していることを特徴とする請求項１ ７に記載のシステム。 １９．前記オーバヘッド情報は、フィールド同期セグメントに含まれているフィ ールド同期情報であることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。 ２０．前記処理手段は、入力クロック（ＳＣ）に応答する入力回路（６０）と、 出力クロック（ＳＣ／２）に応答する出力回路（７５）とを含み、 前記入力クロックおよび出力クロックが整数関連周波数を示していることを特 徴とする請求項１３に記載のシステム。 ２１．前記整数は、偶数の整数であることを特徴とする請求項２０に記載のシス テム。 ２２．前記出力クロック周波数（ＳＣ／２）は、前記入力クロック周波数（ＳＣ ）の偶数の約数であることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。 ２３．前記入力クロックはシンボル・クロックであり、前記出力クロックはバイ ト・クロックであることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。 ２４．前記処理手段は、 前記データ・ストリームと書き込みクロック（ＳＣ／４）と読み出しクロック （ＳＣ／２）に応答する第１のメモリ（７０）と、 前記データ・ストリームと書き込みクロック（ＳＣ／４）と読み出しクロック （ＳＣ／２）に応答する第２のメモリ（７２）と、 フィールド・レートにて、前記第１および前記第２のメモリの書き込み／読み 出し制御を提供する手段（８０）と、 前記第１および前記第２のメモリからの出力データを結合する手段（７４）と を含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。 ２５．前記書き込みクロックは、前記読み出しクロックの周波数の整数の約数で ある周波数を示していることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。 ２６．前記結合する手段は、時間マルチプレクサであることを特徴とする請求項 ２４に記載のシステム。 ２７．さらに加えて、 前記第１および前記第２のメモリに供給されたデータを復号化する手段（６２ ）と、 前記結合する手段からの出力データに応答するエラー検出・訂正手段（７５） とを備えていることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。 ２８．一連のデータ・フィールド構造（図１）を表している隣接データ・セグメ ントの連続ディジタル・データ・ストリーム（シンボル・データ入力）を受信し 、各データ・フィールド構造が、関連セグメント・オーバヘッド情報（ＦＥＣ） を有するフィールド・データ・セグメント（Ｘ）の一群とフィールド・オーバヘ ッド・セグメント（フィールド同期）とを含むシステム（図１４）において、（ ａ）前記データ・セグメントおよび前記フィールド・オーバヘッド・セグメント が、等しい持続時間（１８８バイト）のものであり、（ｂ）前記フィールド・オ ーバヘッド・セグメントが前記データ・セグメントに含まれるデータと異なるデ ータを含み、（ｃ）フィールド・オーバヘッド・セグメントが、前記セグメント ・オーバヘッド情報の持続時間と異なる持続時間を示しているものであって、 前記データ・ストリーム（シンボル・データ入力）を供給する入力手段（１１ ４、図１３Ａ）と、 前記データ・ストリームに応答して、前記データ・ストリームを中断すること なく、前記オーバヘッド情報を有しておらず、かつ一定で一様なパケット間ギャ ップおよび一定で均一なデータ・レートを有するデータパケットを含む処理済パ ケット化データ・ストリーム（ＭＰＥＧバイト・データ出力）を生成する処理手 段（図１３Ａの１１６、図１４の６８〜８０）と、 前記処理済の均一なデータ・レート・データ・ストリームに応答して、前記処 理済データ・ストリームを構成信号成分に復号化するデコーダ手段（８５）と、 前記デコーダ手段からの出力信号に応答するビデオ・プロセッサ手段（１２２ ）とを備えていることを特徴とするシステム。 ２９．前記セグメント・オーバヘッド情報はエラー処理情報を含み、 前記フィールド・オーバヘッド情報はフィールド同期情報を含むことを特徴と する請求項２８に記載のシステム。 ３０．前記入力手段は、ベースバンド信号処理手段（１１４）を含み、 前記処理手段は、復号化信号を生成するトレリスデコーダ（６２）と、一様な パケット間ギャップを有する前記処理済データ・ストリームの形式の前記復号化 信号に応答するエラー処理手段（７５）とを含むことを特徴とする請求項２８に 記載のシステム。 ３１．前記受信データ・ストリームはシンボル・データ・ストリームであり、前 記処理済パケット化データ・ストリームはバイト・データ・ストリームであるこ とを特徴とする請求項３０に記載のシステム。 ３２．さらに加えて、前記処理済データ・ストリームが所定の同期情報構成を示 すようにする同期成分処理手段（８２，７４）を備えていることを特徴とする請 求項２８に記載のシステム。 ３３．前記受信データ・ストリームはＭＰＥＧ情報を含み、 前記受信データ・ストリームは、各前記フィールド・データ・セグメントに関 連したセグメント同期成分を含み、 前記処理済データ・ストリームはＭＰＥＧ同期成分を含み、かつ前記セグメン ト同期成分をもっていないことを特徴とする請求項３２に記載のシステム。