NO163589B

NO163589B - PROCEDURE FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DIGITAL INFORMATION SIGNALS.

Info

Publication number: NO163589B
Application number: NO840838A
Authority: NO
Inventors: Werner Schreitmueller; Otto Klank
Original assignee: Telefunken Fernseh & Rundfunk; Ant Nachrichtentech
Priority date: 1983-03-07
Filing date: 1984-03-06
Publication date: 1990-03-12
Also published as: EP0118123B1; NO163589C; EP0118123A2; NO840838L; DE3308025A1; EP0118123A3; SG61590G; DK163089B; DK141984D0; DK141984A; DE3477115D1; DK163089C

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for overføring og mottaking av digitale.informasjonssignaler, særlig for digital toneoverføring via satellitter, i overensstemmelse med innledningen til patentkrav 1. The invention relates to a method for the transmission and reception of digital information signals, in particular for digital tone transmission via satellites, in accordance with the introduction to patent claim 1.

Ved satellitt-stereokringkasting er det kjent overføre over en overføringsvei et antall forskjellige programmer av hvilke da hvert vilkårlig program kan ut-velges selektivt på mottakersiden. Denne overføring skjer f.eks. i tidsmultipleks. Innenfor en såkalt ramme, dvs. In the case of satellite stereo broadcasting, it is known to transmit a number of different programs over a transmission path, of which each arbitrary program can then be selected selectively on the receiving side. This transfer takes place e.g. in time multiplex. Within a so-called framework, i.e.

en definert tidsperiode, blir derved bitord overført i tid etter hverandre for det første programs venstre kanal, det første programs høyre kanal, det andre programs venstre kanal, det andre programs høyre kanal, det tredje programs venstre kanal, osv i Etter forløp av en sådan ramme begynner den sekvensielle overføring på nytt med det første programs venstre kanal osv. a defined time period, bit words are thereby transmitted in time one after the other for the first program's left channel, the first program's right channel, the second program's left channel, the second program's right channel, the third program's left channel, etc. in After the course of such frame, the sequential transmission begins again with the first program's left channel, etc.

Ved den digitale informasjonsoverføring via satellitter opptrer bare statistisk fordelte enkeltbitfeil (gaussisk støy), slik det beskrives i "British Telecommuni-cations: OTS and Digital 'Television Transmission Investi-gations of Error Statistics Relevant to the Design of Error Correctors for Television (20.11.80)'". For korreksjon av statistisk fordelte feil er de sykliske koder i høy grad egnet. In the digital information transmission via satellites, only statistically distributed single bit errors (Gaussian noise) occur, as described in "British Telecommuni-cations: OTS and Digital 'Television Transmission Investigations of Error Statistics Relevant to the Design of Error Correctors for Television (20.11. 80)'". For the correction of statistically distributed errors, the cyclic codes are highly suitable.

Det er blitt foreslått (DE-PS 3 134 831) å be-nytte en BCH-kode 63/44 for feilgjenkjenning og feilkorreksjon. Med denne kode kan man ved hjelp av en passende de-koder gjenkjenne f.eks. fem feil av hvilke to feil kan korrigeres ved hjelp av koden. De tre ytterligere gjen-kjente feil interpoleres ved hjelp av en passende kopling. It has been proposed (DE-PS 3 134 831) to use a BCH code 63/44 for error recognition and error correction. With this code, you can use a suitable decoder to recognize e.g. five errors of which two errors can be corrected using the code. The three further recognized errors are interpolated by means of a suitable coupling.

Ved fasedifferansemodulasjon oppstår det på de-modulatorutgangen overveiende dobbeltbitfeil som i util-latelig grad begrenser virksomheten av feilgjenkjennelsen hhv. feilkorreksjonen av blokk-koder. Allerede tre over-føringsfeil blir under visse omstendigheter ikke lenger gjenkjent av denne kode, og to overføringsfeil bevirker en feilgjenkjennelse i stedet for en fullstendig korreksjon. In the case of phase difference modulation, predominantly double-bit errors occur at the demodulator output, which to an unacceptable extent limits the operation of the error recognition or the error correction of block codes. Already three transmission errors are under certain circumstances no longer recognized by this code, and two transmission errors cause an error recognition instead of a complete correction.

Som følge av differanseutnyttelsen fører nemlig en på over-føringsstrekningen forfalsket bit i demodulatoren til to falske utsagn: For det første blir denne falske bit referert eller henført til en forangående, riktig bit, og for det andre blir den følgende, riktige bit henført til denne forangående, falske bit. As a result of the difference utilization, a falsified bit on the transmission path in the demodulator leads to two false statements: firstly, this false bit is referred to or assigned to a preceding, correct bit, and secondly, the following, correct bit is assigned to this preceding, false bit.

Formålet med oppfinnelsen er å forbedre feil-gjenkjennelsén hhv. feilkorreksjonen ved en fremgangsmåte ifølge innledningen til patentkrav 1, særlig ved anvendelse blokk-kode 63/44 og fasedifferansemodulasjon. The purpose of the invention is to improve error recognition or the error correction by a method according to the introduction to patent claim 1, in particular when using block code 63/44 and phase difference modulation.

Ovennevnte formål oppnås ved hjelp av den oppfinnelse som er angitt i patentkrav 1. The above purpose is achieved by means of the invention stated in patent claim 1.

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i de avhengige krav. Advantageous embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved The method according to the invention is distinguished by

at informasjonsbitene i en første informasjon ved utspiling adskilles ved hjelp av biter fra andre informasjoner. that the pieces of information in a first piece of information are separated by means of pieces from other pieces of information when played out.

Dette oppnås ved at datarekkefølgene i to eller flere BCH-blokker sammenpakkes med hverandre ved hjelp av enkelt-bit-multipleksmetoden. Dersom det f.eks. i stedet for enkeltbitfeil opptrer bare dobbeltfeil, kan det ved en utspiling av to BCH-blokker gjenkjennes og interpoleres fem dobbeltfeil hhv. korrigeres to dobbeltfeil, méns tidligere bare to dobbeltfeil kunne gjenkjennes og én dobbeltfeil kunne korrigeres. Ved dette eksempel er en gjenkjennelse av en blokkfeil på opptil 10 biter mulig. This is achieved by the data sequences in two or more BCH blocks being bundled together using the single-bit multiplex method. If, for example, instead of single bit errors, only double errors occur, when playing out two BCH blocks, five double errors can be recognized and interpolated, respectively. two double errors are corrected, whereas previously only two double errors could be recognized and one double error could be corrected. In this example, recognition of a block error of up to 10 bits is possible.

En sammenpakking eller parallellbehandling A bundling or parallel processing

(tysk: Verschachtelung) av hele delrammen (fire BCH-blPkker) øker sikkerheten- mot blokkfeil ytterligere. En øket sammen-treff sannsynlighet for de opptredende feil er imidlertid en ulempe. Sammenpakkingen av to og to BCH-blokker utgjør derfor en gunstig kompromissløsning. (German: Verschachtelung) of the entire subframe (four BCH blocks) further increases the security against block errors. An increased coincidence probability for the occurring errors is, however, a disadvantage. The packaging of two and two BCH blocks therefore constitutes a favorable compromise solution.

Ved de opprinnelige rammer uten sammenpakking At the original frames without packing

er en bearbeidelseshastighet av demodulatoren for en data-mengde eller datahastighet (tysk: Datenrate) på 10,24 MHz/s nødvendig. Ved sammenpakkingen av to BCH-blokker åvtar datahastigheten til 5,12 MHz/s. For den halverte bearbeidelseshastighet kan en demodulator hensiktsmessig oppbygges i MOS-teknikk. a processing speed of the demodulator for a data quantity or data rate (German: Datenrate) of 10.24 MHz/s is required. When packing two BCH blocks together, the data rate decreases to 5.12 MHz/s. For the halved processing speed, a demodulator can conveniently be built in MOS technology.

Det blir foreslått å overføre det digitalsignal som skal overføres, i form av 4-fase-vinkelendringer eller 4-fase-differanser av bærebølgen fra senderen til mottakeren. Dette skjer på den måte at det i senderen foretas en 4-trinns fasedifferansemodulasjon og i mottakeren foretas en tilsva-rende differansedemodulasjon, slik det er beskrevet i "Nach-richtentechnische Zeitung", 29 (1976), hefte 5, side 390 - 294. Et alternativt demodulatorkonsept, på hvilket den foreliggende oppfinnelse likeledes kan anvendes, benytter koherent demodulasjon med differensiall dekoding. Den ved denne fremgangsmåte gunstigere systemoppførsel kjøpes med høyere omkostninger. It is proposed to transmit the digital signal to be transmitted, in the form of 4-phase angle changes or 4-phase differences of the carrier wave from the transmitter to the receiver. This happens in such a way that a 4-step phase difference modulation is carried out in the transmitter and a corresponding difference demodulation is carried out in the receiver, as described in "Nach-richtentechnische Zeitung", 29 (1976), issue 5, pages 390 - 294. An alternative demodulator concept, to which the present invention can also be applied, uses coherent demodulation with differential decoding. The more favorable system behavior in this method is purchased at a higher cost.

I motsetning til fullstendig koherent modulasjon, ved hvilken firetydigheten av 4-faseombyttingen (tysk: 4-Phasenumtastung) må elimineres ved demodulasjonen ved hjelp av passende koplingsforånstaltninger, slik det er foreslått i DE-PS 3 125 894.8, er denne firetydighet ikke lenger til stede ved fasedifferansemodulasjon hhv.-dekoding. Informa-sjonen ligger i differansen mellom to på hverandre følgende biter. Fasedifferansemodulasjon er særlig egnet ved digital toneoverføring i fjernsynssignalets slokkeperiode (tysk: Austastliicke) . Da bærebølgen eller bærefrekvensen ikke må avledes i demodulatoren, må bare bittakten avledes fra sig-nalet ved den differensielle modulasjon ved fjernsynsmulti-pleksmetoden med overføring av en digital fjernsynsledsager-tone i slokkeperioden. En fortløpende kontroll av om den mottatte ramme er riktig synkronisert, bortfaller. In contrast to fully coherent modulation, in which the ambiguity of the 4-phase switching (German: 4-Phasenumtastung) must be eliminated in the demodulation by means of suitable coupling arrangements, as proposed in DE-PS 3 125 894.8, this ambiguity is no longer present by phase difference modulation or decoding. The information lies in the difference between two successive bits. Phase difference modulation is particularly suitable for digital tone transmission during the television signal's blanking period (German: Austastliicke). Since the carrier wave or the carrier frequency must not be derived in the demodulator, only the bit rate must be derived from the signal by the differential modulation by the television multiplex method with the transmission of a digital television companion tone during the blanking period. A continuous check of whether the received frame is correctly synchronized is omitted.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det føl-gende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvis-ning til tegningene, der fig. 1 viser oppbygningen av en sammenpakking av to BCH-blokker, fig. 2 viser oppbygningen av en halvramme for 4-faseombytting, og fig. 3 viser et koplingsforslag for BCH-blokkutvelgelsen. The invention will be described in more detail in the following in connection with an embodiment with reference to the drawings, where fig. 1 shows the structure of a packing of two BCH blocks, fig. 2 shows the structure of a half-frame for 4-phase switching, and fig. 3 shows a link proposal for the BCH block selection.

Fig. 1 viser oppbygningen av en sammenpakking eller parallellbehandling av to BCH-blokker. Ved åtte stereokanaler i en halvramme kjennetegner en bokstav L en venstre kanal og en bokstav R en høyre kanal av et stereo-program. LI er f.eks. et første stereoprograms venstre kanal og R3 er et tredje stereoprograms høyre kanal. En samplingsverdi består av 14 biter som er inndelt i 11 høyverdi-biter, kort benevnt MSB, og 3 lavverdi-biter, kort benevnt LSB. To og to stereoprogrammer er sammenfattet til en BCH-blokk. Fig. 1 shows the structure of a packaging or parallel processing of two BCH blocks. With eight stereo channels in a half frame, a letter L characterizes a left channel and a letter R a right channel of a stereo program. LI is e.g. a first stereo program's left channel and R3 is a third stereo program's right channel. A sampling value consists of 14 bits which are divided into 11 high-value bits, called MSB for short, and 3 low-value bits, called LSB for short. Two by two stereo programs are combined into a BCH block.

En første BCH-blokk består av stereoprogrammene 1 og 2, og en andre BCH-blokk av stereoprogrammene 3 og 4. De første 22 biter er de mest signifikante biter (MSB) fra LI og L3. A first BCH block consists of stereo programs 1 and 2, and a second BCH block of stereo programs 3 and 4. The first 22 bits are the most significant bits (MSB) from LI and L3.

En første bit er bit nr. 1 fra LI, en andre bit er bit nr. 1 fra L2, og deretter følger som tredje bit bit nr. 2 fra LI, som fjerde bit bit nr. 2 fra L2 osv. Deretter følger de 22 mest signifikante biter (MSB) fra R2 og R4. Til de to BCH-blokker hører respektive 19 prøvebiter Fl-2 og F3-4. Disse slutter seg til de 88 MSB fra LI til R4. A first bit is bit no. 1 from LI, a second bit is bit no. 1 from L2, and then follows as third bit bit no. 2 from LI, as fourth bit bit no. 2 from L2, etc. Then follows the 22 most significant bits (MSB) from R2 and R4. The two BCH blocks belong respectively to 19 sample pieces Fl-2 and F3-4. These join the 88 MSBs from LI to R4.

Slik som foreslått i DE-PS 3 126 880, er informa-sjonsbiter for hånden i halvrammer i form av kjennings- eller kjennemerkebiter for programtype og programnummer. En respek-tiv kjenningsbit for en BCH-blokk slutter seg ved denne ramme ifølge oppfinnelsen til prøvebitene F1-2/F3-4 i de to BCH-blokker. Bak disse k jenningsbiter Kl-2, K3-4 følger totalt 24 LSB-biter av de to BCH-blokker, og nærmere bestemt LSB-bitene fra L1/L3, deretter R1/R3, og videre L2/L4 og R2/R4. As proposed in DE-PS 3 126 880, bits of information are at hand in half-frames in the form of identifier bits for program type and program number. A respective identification bit for a BCH block is joined by this frame according to the invention to the test bits F1-2/F3-4 in the two BCH blocks. A total of 24 LSB bits of the two BCH blocks, and more precisely the LSB bits from L1/L3, then R1/R3, and further L2/L4 and R2/R4 follow behind these k-signing bits Kl-2, K3-4.

Denne oppbygning gjentar seg deretter helt frem til enden av halvrammen for stereoprogrammene 5-8, slik at totalt 2 x 152 biter er sammenpakket. Ved begynnelsen av en halvramme er 16 biter reservert for et synkronord og/eller spesialtjenester. Totalt har denne halvramme en lengde på 320 biter. Oppbygningen av den andre halvramme for stereoprogrammene 9 - 16 er identisk. This structure is then repeated right up to the end of the half-frame for the stereo programs 5-8, so that a total of 2 x 152 bits are packed together. At the beginning of a half-frame, 16 bits are reserved for a synchronization word and/or special services. In total, this half-frame has a length of 320 bits. The structure of the second half-frame for stereo programs 9 - 16 is identical.

Fig. 2 viser en fullstendig halvramme for 4-faseombytting. Halvrammen begynner med 16 ikke-sammenpakkede biter S for synkronord og/eller spesialtjenester. Til disse slutter seg de på fig. 1 viste bitrekker L1/L3 (MSB) til R2/R4 (LSB) for de to BCH-blokker med to kjenningsbiter Kl. for programvalg og programnummer. De påfølgende to sammenpakkede BCH-blokker for stereoprogrammene 5 - 8 er opp-bygget på samme måte som på fig. 1 med K2 som kjenningsbit Fig. 2 shows a complete half-frame for 4-phase switching. The half-frame begins with 16 non-packed bits S for synchronizing words and/or special services. These are joined in fig. 1 showed bitmap L1/L3 (MSB) to R2/R4 (LSB) for the two BCH blocks with two identification bits Kl. for program selection and program number. The subsequent two packed BCH blocks for the stereo programs 5 - 8 are structured in the same way as in fig. 1 with K2 as identification bit

for. disse blokker. for. these blocks.

Fig. 3 viser en kopling for en BCH-blokkutvelgelse. Fig. 3 shows a link for a BCH block selection.

Dersom en synkroniseringspuls ligger på inngangen 6 og et signal for den ønskede BCH-blokk ligger på inngangen If a synchronization pulse is on input 6 and a signal for the desired BCH block is on the input

1 til en deler 5, blir en takt Tl på 10,24 MHz i denne deler 5 neddelt til en takt T2 på 5,12 MHz. På en inngang 3 ligger en rammebitrekkefølge som tilføres til en elektronisk bryter 2. Ut fra rammebitrekkefølgen uttastes deretter en ønsket BCH-blokk med en takthastighet på 5,12 MHz/s og tilføres til en utgang 4. 1 to a divider 5, a clock Tl of 10.24 MHz in this divider 5 is divided into a clock T2 of 5.12 MHz. On an input 3 is a frame bit sequence which is supplied to an electronic switch 2. Based on the frame bit sequence, a desired BCH block is then sampled with a clock rate of 5.12 MHz/s and supplied to an output 4.

Claims

1. Procedure for the transmission and reception of digital information signals, in particular for digital tone transmission via satellites, in which data sequences are arranged in a frame in time one after the other, CHARACTERIZED BY the use of an error correction system with block formation via two stereo channels or four mono channels, and the data sequences in each subframe of a 4-phase-switched signal (4-PSK) are packed together over at least two blocks using the single-bit multiplex method, so that two consecutive bits of each sampling value for each subframe are separated at least by means of one to another sampling value assigned bit.

2. Method according to claim 1, CHARACTERIZED BY the high value bits (MSB) from respective four sampling values being summarized in a cyclic block code.

3. Method according to claim 1 or 2, CHARACTERIZED IN THAT the first sixteen bits of a subframe are reserved for special services and/or for a synchronous word.

4. Method according to one of claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT a bit sequence consists of a cyclic block code, the corresponding low-value bits and a bit for additional information.

5. Method according to one of claims 1-4, CHARACTERIZED IN THAT the frame consists of two sub-frames with 320 bits in each, that a sub-frame contains sixteen sampling values which are assigned to eight stereo channels or sixteen mono channels or a combination of stereo and mono channels, and that a sampling value consists of fourteen bits which are divided into eleven high value bits (MSB) and three low value bits (LSB).

6. Method according to claim 5, CHARACTERIZED IN THAT a 63/44 BCH code is used as the cyclic block code.

7. Method according to claim 1, CHARACTERIZED BY the fact that the digital information signals are transmitted in the form of four phase angle changes or differences of the carrier wave from the transmitter to the receiver.

8. Method according to claim 7, CHARACTERIZED IN THAT a phase difference demodulation or a coherent demodulation with subsequent differential decoding of the received signal is carried out in the receiver.