RU2163420C2 - Method for shaping dual-channel audio signals including stereo ones, broadcasting signals, control data and commands in sound diffusion and cable networks (alternatives); multichannel audio signal transmission, broadcasting, control data and command transmission system in sound diffusion and cable networks - Google Patents
Method for shaping dual-channel audio signals including stereo ones, broadcasting signals, control data and commands in sound diffusion and cable networks (alternatives); multichannel audio signal transmission, broadcasting, control data and command transmission system in sound diffusion and cable networks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2163420C2 RU2163420C2 RU99102130A RU99102130A RU2163420C2 RU 2163420 C2 RU2163420 C2 RU 2163420C2 RU 99102130 A RU99102130 A RU 99102130A RU 99102130 A RU99102130 A RU 99102130A RU 2163420 C2 RU2163420 C2 RU 2163420C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- signals
- digital
- sound
- data
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области цифрового кодирования и передачи данных для организации цифровых каналов звукового сопровождения телевидения или программ радиовещания и цифровых каналов для обмена информацией между базами данных, серверами и персональными компьютерами путем передачи данных (в том числе звукоданных) совместно с радиосигналами телевизионных программ, по эфирным и кабельным сетям телевизионного вещания. The invention relates to the field of digital coding and data transmission for the organization of digital sound channels for television or broadcast programs and digital channels for the exchange of information between databases, servers and personal computers by transmitting data (including sound data) together with radio signals from television programs, over the air and cable television networks.
Предметом работы является создание способа совместной передачи дополнительного цифрового потока данных по существующим радиоканалам эфирного и кабельного телевидения в процессе вещания телевизионных программ по стандартам излучения ЦТ SECAM - D, К и L (далее в тексте ЦТ SECAM) с организацией, во-первых, двухканального, в том числе стереофонического, звукового сопровождения для системы ЦТ SECAM или сигналов радиовещания и, во-вторых, системы передачи данных и команд управления для обмена информацией между базами данных, серверами и персональными компьютерами. The subject of this work is the creation of a method for joint transmission of an additional digital data stream over existing radio channels of on-air and cable television in the process of broadcasting television programs according to the radiation standards of SECAM CTs - D, K and L (hereinafter referred to as SECAM CTs) with the organization, firstly, of two-channel, including stereo, sound accompaniment for the SECAM DT system or broadcasting signals and, secondly, data transmission systems and control commands for the exchange of information between databases, servers and personal computers.
В действующей на территории РФ системе ЦТ SECAM монофонический сигнал звукового сопровождения передается на отдельной несущей путем ее частотной модуляции. Расширить функциональные возможности вещания ТВ возможно, во-первых, за счет передачи сигналов стереозвукового сопровождения и, во-вторых, данных и команд управления для создания мультимедийных систем с заказом (например, по телефонной сети) телезрителем дополнительных услуг и информации по требованию. In the SECAM central heating system operating in the territory of the Russian Federation, a monophonic sound signal is transmitted on a separate carrier by its frequency modulation. It is possible to expand the functionality of TV broadcasting, firstly, by transmitting stereo audio signals and, secondly, data and control commands for creating multimedia systems with an order (for example, over the telephone network) by the viewer of additional services and information on demand.
В предшествующие десятилетия проводились разработки и испытания нескольких систем стереозвука в телевидении. Аналоговая система с полярной модуляцией (подобно УКВ ЧМ) не обладала достаточно качественными показателями. Цифровая система NICAM, разработанная для системы ЦТ ПАЛ [1,2] и принятая за прототип полезной модели, не совмещается с системой ЦТ SECAM, имеющей полосу частот сигнала изображения 6 МГц, без существенного сокращения последней, что заметно снижает как яркостную, так и цветовую четкость изображения. Таким образом, проблема до сих пор не нашла решения. Данное изобретение направлено на решение этой проблемы. In previous decades, the development and testing of several stereo sound systems in television was carried out. An analog system with polar modulation (like VHF FM) did not have sufficiently high-quality indicators. The NICAM digital system, developed for the PAL DT system [1,2] and adopted as a prototype of the utility model, cannot be combined with the SECAM DT system, which has a frequency band of the image signal of 6 MHz, without significant reduction of the latter, which significantly reduces both the brightness and color sharpness of the image. Thus, the problem still has not found a solution. The present invention addresses this problem.
Техническая реализация цифровой системы звукового сопровождения для эфирного и кабельного вещания обеспечит возможность приема населением высококачественного стереофонического цифрового звукового сопровождения (СЦЗС) ТВ программ в системе ЦТ SECAM по существующим радиоканалам. The technical implementation of a digital sound system for broadcasting and cable broadcasting will provide the public with the possibility of receiving high-quality stereo digital soundtrack (SCZS) TV programs in the SECAM DT system over existing radio channels.
Кроме того, в связи с массовым внедрением персональных компьютеров (ПК) интенсивно стал развиваться новый вид услуг - получение различного вида информационных материалов, справок, данных для пользователей ПК. Для этих целей сейчас используется информация, заказываемая по сети INTERNET, а также информация, получаемая от серверов других информационных систем. При этом для заказа и передачи информационного материала используются каналы существующей телефонной сети, к которой через модемы подключаются персональные компьютеры. In addition, in connection with the massive introduction of personal computers (PCs), a new type of service began to develop rapidly - the receipt of various types of information materials, certificates, data for PC users. For these purposes, information is ordered that is ordered via the INTERNET network, as well as information received from servers of other information systems. At the same time, channels of the existing telephone network are used to order and transmit information material, to which personal computers are connected via modems.
Использование телефонной сети для передачи данных приводит к следующим недостаткам. Прежде всего, обеспечивается невысокая скорость передачи данных, которая при работе по коммутируемым абонентским телефонным каналам составляет 1,2... 9,6 кбит/с. По этой причине время передачи заказанного файла к пользователю ПК может составлять десятки минут и более, что существенно превышает среднестатистическое время занятости канала при телефонном разговоре. В итоге по мере развития компьютерных услуг абонентам такой телефонной сети будет все труднее и труднее дозвониться друг до друга из-за постоянной занятости телефонных каналов сигналами модемов ПК. The use of a telephone network for data transmission leads to the following disadvantages. First of all, a low data transfer rate is ensured, which when working on dial-up subscriber telephone channels is 1.2 ... 9.6 kbit / s. For this reason, the transmission time of the ordered file to the PC user can be tens of minutes or more, which significantly exceeds the average channel busy time during a telephone conversation. As a result, as computer services develop, it will become harder and harder for subscribers of such a telephone network to reach each other because of the constant use of telephone channels by PC modem signals.
Техническая реализация предложенной системы передачи данных по радиоканалам эфирного и кабельного телевидения позволит существенно увеличить скорость их передачи, за счет чего в 10...20 раз сократить время передачи заказанных файлов и снизить нагрузку на телефонные каналы. The technical implementation of the proposed data transmission system for radio channels of on-air and cable television will significantly increase the speed of their transmission, thereby reducing the transmission time of ordered files by 10 ... 20 times and reduce the load on telephone channels.
Интенсивно проводившиеся в мире работы по усовершенствованию методов цифрового сжатия аудиосигналов привели к разработке цифровой системы МЮЗИКАМ, которая по эффективности сжатия потока звукоданных примерно в 2,8 раза превосходит систему NICAM. Это позволяет реализовать передачу цифрового звукового сопровождения потребителю с полным сохранением качества видеосигнала изображения, совместно со звуковым сопровождением на частотно- модулированной несущей системы ЦТ SECAM. Intensive work in the world to improve digital audio compression methods has led to the development of the MUSICAM digital system, which is approximately 2.8 times more efficient than the NICAM system in compressing the sound stream. This makes it possible to realize the transmission of digital sound accompaniment to the consumer with full preservation of the quality of the video signal of the image, together with the sound accompaniment on the frequency-modulated carrier system of the DEC SECAM.
Система МЮЗИКАМ прошла международные сравнительные испытания, в ходе которых было выявлено, что по сравнению с другими системами цифрового кодирования она обеспечивает наилучшее субъективное звучание при скоростях цифрового потока 196, 128 и 96 кбит/с на один моноканал. Именно она легла в основу единого мирового стандарта на систему высококачественного низкоскоростного кодирования сигналов вещания и звукового сопровождения ISO/IEC 13818-3. Для систем цифрового звукового сопровождения используется так называемый II уровень качества при скоростях на моноканал 192 кбит/с (междустудийный обмен с последующей обработкой), 128 кбит/с (распределение на передающие ТВ станции без последующей обработки) и 96 кбит/с для эфирного и проводного вещания звуковых программ. The MUSICAM system passed international comparative tests, during which it was found that, compared to other digital coding systems, it provides the best subjective sound at digital stream speeds of 196, 128 and 96 kbit / s per mono channel. It was she who formed the basis of a single world standard for a system of high-quality low-speed coding of broadcasting signals and sound accompaniment ISO / IEC 13818-3. For digital sound systems, the so-called II level of quality is used at speeds of 192 kbit / s per channel (inter-studio exchange with subsequent processing), 128 kbit / s (distribution to transmitting TV stations without further processing) and 96 kbit / s for broadcast and wire broadcasting sound programs.
Результаты исследований, проведенных заявителем, показали реализуемость СЦЗС по системе МЮЗИКАМ со скоростью доставки звукоданных конечному потребителю 256 кбит/с на стереопару), что означает дополнительный запас качества относительно рекомендованного стандартом. При этом субъективное восприятие стереозвучания неотличимо от звучания компакт-диска при воспроизведении любой, в т.ч. музыкальной программы. Кроме того, каналы звукового сопровождения абсолютно независимы, что позволяет применять их не только в режиме стереозвукового сопровождения, но и как отдельные, например, для двуязычного звукового сопровождения. The results of studies conducted by the applicant showed the feasibility of SCSS via the MUSICAM system with a sound delivery rate of 256 kbit / s to the stereo pair to the end user), which means an additional margin of quality relative to the recommended standard. In this case, the subjective perception of stereo sound is indistinguishable from the sound of a CD when playing any, including music program. In addition, the sound channels are absolutely independent, which allows them to be used not only in stereo sound mode, but also as separate ones, for example, for bilingual sound.
При этом имеется возможность увеличить число каналов звукового сопровождения в несколько (в 4...8) раз и использовать их для передачи переводов звукового сопровождения на 4-8 языках. At the same time, it is possible to increase the number of sound channels several (4 ... 8) times and use them to transmit sound translations in 4-8 languages.
Достигается это переключением кодеров МЮЗИКАМ-1 и 2 с помощью сигналов управления (СУ-1 и СУ-n) из режима стереофонического звукового сопровождения в режим передачи звукового сопровождения на нескольких языках, либо комментаторских каналов. При этом скорость передачи звукоданных для одного кодера МЮЗИКАМ может быть снижена со 128 кбит/с до 32 - 64 кбит/с. This is achieved by switching the MUSICAM-1 and 2 encoders using control signals (SU-1 and SU-n) from stereo soundtrack mode to sound transmission mode in several languages, or commentary channels. At the same time, the audio data transfer rate for one MUSICAM encoder can be reduced from 128 kbit / s to 32 - 64 kbit / s.
Отметим, что режим передачи этих каналов является стандартным режимом для кодера МЮЗИКАМ и предусмотрен стандартом ISO/IEC 13818. Note that the transmission mode of these channels is the standard mode for the MUSICAM encoder and is provided by the ISO / IEC 13818 standard.
В результате в цифровом потоке 256 кбит/с может быть организовано 256 кбит/с (32...64) = 8...4 комментаторских каналов. As a result, 256 kbit / s (32 ... 64) = 8 ... 4 commentary channels can be organized in a 256 kbit / s digital stream.
Возможны и другие варианты использования потока 256 кбит/с. Например, 196 кбит/с использовать для передачи СЦЗС, что соответствует требованиям стандарта на системы ЦЗС для эфирного и проводного вещания звуковых программ, а 64 кбит/с - для передачи данных и команд управления к пользователям ПК. Кроме того, необходимо иметь в виду, что в реальных ТВ передачах имеется программный материал, который может передаваться со стандартным монофоническим звуковым сопровождением. Например, передача последних новостей, прогнозов погоды и т.п., во время передачи которых достаточно передавать монофоническое звуковое сопровождение, а в интервалах времени можно прекратить передачу звуко-данных и использовать весь цифровой поток 256 кбит/с для передачи компьютерных данных к пользователям ПК. Отметим, что существуют и другие варианты динамического распределения емкости цифрового потока между звуко- и компьютерными данными в зависимости от конкретных условий применения данной системы. Other uses for the 256 kbps stream are possible. For example, use 196 kbit / s for the transfer of SCSs, which meets the requirements of the standard for DSS systems for broadcasting and wire broadcasting of sound programs, and 64 kbit / s for transmitting data and control commands to PC users. In addition, it must be borne in mind that in real TV broadcasts there is program material that can be transmitted with standard monophonic sound accompaniment. For example, the transmission of the latest news, weather forecasts, etc., during the transmission of which it is enough to transmit monophonic sound, and at time intervals, you can stop the transmission of audio data and use the entire digital stream 256 kbps to transfer computer data to PC users . Note that there are other options for the dynamic distribution of the capacity of the digital stream between audio and computer data, depending on the specific conditions of application of this system.
На фиг. 1 изображена структурная схема системы, включающей передающее и приемное устройства, реализующей способ формирования и передачи сигналов звукового сопровождения, радиовещания, данных и команд управления, в составе радиоспектра ТВ программы ЦТ СЕКАМ в сетях эфирного и кабельного вещания. In FIG. 1 is a structural diagram of a system including a transmitting and receiving device that implements a method for generating and transmitting sound signals, broadcasting, data and control commands as part of the radio spectrum of the TV program CT SECAM in broadcast and cable broadcasting networks.
На фиг.2 представлен радиоспектр сигнала, сформированного в соответствии с заявленным способом. Figure 2 presents the radio spectrum of the signal generated in accordance with the claimed method.
Передающее устройство содержит первый и второй кодеры МЮЗИКАМ - 1,2, блок сопряжения 3, мультиплексор 4, скремблер 5, канальный кодер 6, модулятор 7, смеситель 8, гетеродин 9, усилитель мощности 10, блок синхронизации передающей части 11; на приемной стороне - усилитель высокой частоты 12, смеситель 13, гетеродин 14, усилитель промежуточной частоты 15, демодулятор 16, канальный декодер 17, дескремблер 18, демультиплексор 19, первый и второй декодеры, МЮЗИКАМ - 20, 21, блок сопряжения 22, блок синхронизации приемной части 23. The transmitting device comprises the first and second MUSICAM encoders - 1,2, the
Выбор режима: передача звукоданных или компьютерных данных, или совместная передача звуко- и компьютерных данных с разными соотношениями скоростей передачи видео- и звукоданных осуществляется путем подачи на вход управления 5 (ВУ) мультиплексора соответствующих команд от внешнего устройства управления, например пульта коммутации или компьютера управления комплекса. The choice of mode: the transmission of audio data or computer data, or the joint transmission of audio and computer data with different ratios of video and audio data rates is carried out by applying to the control input 5 (VU) of the multiplexer the corresponding commands from an external control device, such as a remote control or computer control complex.
Первоначально рассмотрим формирование данных в режиме двухканального, в том числе стереофонического звукового сопровождения. Initially, we consider the formation of data in a two-channel mode, including stereo sound.
Устройство для цифровой передачи данных в составе радиоспектра ТВ программы системы ЦТ СЕКАМ работает следующим образом. Сигналы стереозвукового сопровождения или сигналы звукового сопровождения на разных языках, или сигналы радиовещательной программы в соответствии с выбранным режимом передачи подаются на входы 1 и 2 (ЗС-1 и ЗС-2) двух кодеров МЮЗИКАМ. С выходов двух кодеров звукоданные подаются на два входа мультиплексора (MUX). A device for digital data transmission as part of the radio spectrum of the TV program of the CT SECAM system works as follows. Stereo audio signals or audio signals in different languages, or broadcasting program signals in accordance with the selected transmission mode are fed to
При мультиплексировании может использоваться один из общепринятых форматов передачи данных, например формат передачи звукоданных Европейского телекоммуникационного стандарта ETS 300 401 "Системы радиовещания; цифровое звуковое радиовещание (ДАВ) для автомобильных, переносных и стационарных приемников", или формат передачи звукоданных международного стандарта на цифровые сигналы звукового сопровождения ISO/IEC - 13818-3. Дальнейшее рассмотрение работы устройства проведем на примере формата передачи данных стандарта ISO/IEC - 13818-3. When multiplexing, one of the generally accepted data transmission formats can be used, for example, the sound transmission format of the European telecommunication standard ETS 300 401 "Broadcasting systems; digital sound broadcasting (DAV) for automotive, portable and stationary receivers", or the sound data transmission format of the international standard for digital sound signals accompanying ISO / IEC - 13818-3. Further consideration of the operation of the device will be carried out on the example of the data transmission standard ISO / IEC - 13818-3.
В этом случае непрерывные потоки звукоданных от каждого звукового кодера преобразуются в транспортные пакеты MPEG-2 длительностью 188 байт, из которых 4 байта (заголовок пакета) используются для передачи служебной информации, включающей в себя: сигналы синхронизации демультиплексора и декодера МЮЗИКАМ, сигналы опознавания вида передаваемой информации. При этом указывается, что в данный момент производится, например, передача сигналов звукового сопровождения телевидения или сигналов радиовещательных программ, или компьютерных данных, или других видов информации, а также возможные комбинации из этих режимов передачи. С помощью этих сигналов также указываются дополнительные данные. Например, указывается, что производится передача звукового сопровождения в стереофоническом режиме или в монофоническом режиме на двух языках. Аналогично при передаче сигналов радиопрограмм также указывается режим передачи: например передача одной радиопрограммы в стереофоническом режиме или двух разных радиопрограмм в монофоническом режиме. In this case, continuous streams of audio data from each sound encoder are converted into MPEG-2 transport packets of 188 bytes in duration, of which 4 bytes (packet header) are used to transmit service information, including: synchronization signals of the demultiplexer and the MUSICAM decoder, recognition signals of the type of transmitted information. It is indicated that at the moment, for example, transmission of sound signals of television or signals of broadcasting programs, or computer data, or other types of information, as well as possible combinations of these transmission modes, is being carried out. These signals also indicate additional data. For example, it is indicated that sound is being transmitted in stereo or in monaural in two languages. Similarly, when transmitting signals of radio programs, the transmission mode is also indicated: for example, the transmission of one radio program in stereo mode or two different radio programs in monophonic mode.
В заголовке пакета передается также служебная информация: используемые скорости цифровых потоков, сигналы синхронизации и управления приемным устройством и другие необходимые сигналы (включающие, в частности, сигнал идентификации пакета), которые вводятся в цифровой поток в кодерах (1,2,...,n) МЮЗИКАМ и в блоке сопряжения. Остальные 184 байта пакета используются для передачи данных, при этом в одном пакете передаются данные только одного вида информации. После такой обработки цифровой поток с выхода мультиплексора поступает на вход скремблера. Service information is also transmitted in the packet header: the used speeds of the digital streams, synchronization and control signals of the receiving device and other necessary signals (including, in particular, the packet identification signal), which are entered into the digital stream in encoders (1,2, ..., n) MUSIC and in the interface unit. The remaining 184 bytes of the packet are used for data transmission, while only one type of information is transmitted in one packet. After such processing, the digital stream from the output of the multiplexer is fed to the input of the scrambler.
Дальнейшие функциональные узлы цифровой системы передачи данных фигуры 1 являются общими для режимов передачи звуко- и компьютерных данных и к ним целесообразно вернуться после рассмотрения режима передачи компьютерных данных. Further functional units of the digital data transmission system of figure 1 are common to the transmission modes of sound and computer data and it is advisable to return to them after considering the transmission mode of computer data.
Переход к режиму передачи компьютерных данных осуществляется путем передачи соответствующей команды (кодового слова) на вход управления 5 мультиплексора MUX (см. фигуру 1). При этом происходит коммутация внутренних цепей мультиплексора MUX, в результате чего данные с выхода устройства сопряжения-1 поступают в схему мультиплексора, а звукоданные с выходов кодеров 1 и 2 МЮЗИКАМ отключаются от мультиплексора. Возможны также и другие комбинации режимов передачи звукоданных и компьютерных данных, при которых суммарный цифровой поток образуется путем мультиплексирования звукоданных и данных с выходов кодеров 1 и 2 МЮЗИКАМ и устройства сопряжения 1. The transition to the computer data transmission mode is carried out by transmitting the corresponding command (code word) to the
Сформированный в мультиплексоре цифровой поток звукоданных и/или данных и сигналов управления приемным устройством подается на вход скремблера. The digital stream of sound data and / or data and control signals of the receiving device formed in the multiplexer is fed to the input of the scrambler.
Скремблирование вводится для устранения длинных серий "0" или "1" в транспортных пакетах MPEG-2, за счет чего обеспечивается устойчивая работа системы тактовой синхронизации приемного устройства. При этом, чтобы не нарушать в демодуляторе цикловую синхронизацию, стартовые группы транспортных потоков MPEG-2 скремблированию не подвергаются. Scrambling is introduced to eliminate the long series “0” or “1” in MPEG-2 transport packets, which ensures stable operation of the clock synchronization system of the receiving device. In this case, in order not to disrupt cyclic synchronization in the demodulator, the start groups of MPEG-2 transport streams are not scrambled.
Цифровой поток звукоданных с выхода скремблера поступает на вход канального кодера. Целью канального кодирования является повышение помехоустойчивости цифровой системы звукового сопровождения и согласование параметров цифрового потока звукоданных с энергетическими и физическими характеристиками эфирных и кабельных каналов ТВ вещания. При этом цифровой поток звукоданных подвергается двухступенчатому помехоустойчивому кодированию. В первой ступени производится помехоустойчивое кодирование кодом Рида-Соломона для защиты от одиночных цифровых ошибок, во второй ступени - перемежение звукоданных и их сверточное помехоустойчивое кодирование для защиты от пакетных цифровых ошибок. The digital audio stream from the output of the scrambler goes to the input of the channel encoder. The goal of channel coding is to increase the noise immunity of the digital sound system and to match the parameters of the digital sound data stream with the energy and physical characteristics of the broadcast and cable channels of the TV broadcast. In this case, the digital audio stream is subjected to two-stage noise-resistant coding. In the first stage, noise-resistant coding is performed by the Reed-Solomon code to protect against single digital errors, in the second stage, the audio data is interleaved and convolutionally noise-resistant coding for protection against digital packet errors.
Цикл обработки данных в канальном кодере синхронен с частотой передачи транспортных пакетов MPEG-2 и включает в себя группу из 8 транспортных пакетов по 188 байт каждый. Для введения сигнала цикловой синхронизации в первом транспортном пакете цикла производится инверсия сигналов стартовой синхрогруппы пакета. В остальных семи транспортных пакетах цикла стартовые синхрогруппы не инвертируются. The data processing cycle in the channel encoder is synchronized with the transmission frequency of MPEG-2 transport packets and includes a group of 8 transport packets of 188 bytes each. To introduce a cyclic synchronization signal in the first transport packet of the cycle, the signals of the starting synchronization group of the packet are inverted. In the remaining seven transport packets of the cycle, the start sync groups are not inverted.
Помехоустойчивое кодирование транспортных пакетов MPEG-2 выполняется совместно со стартовыми синхрогруппами пакетов и производится кодом Рида-Соломона (204. 188. 8), что позволяет скорректировать 8 пакетов цифровых ошибок размером по 1 байту. После такого кодирования длительность транспортного пакета возрастает с 188 до 204 байт. Interference-tolerant coding of MPEG-2 transport packets is carried out together with the starting synchro-groups of packets and is performed by the Reed-Solomon code (204. 188. 8), which allows you to correct 8 digital error packets of 1 byte size. After this encoding, the duration of the transport packet increases from 188 to 204 bytes.
Для защиты от пакетов цифровых ошибок размером больше 1 байта вводится перемежение данных. С этой целью производится перестановка двух соседних байтов транспортного пакета на глубину перемежения 12 байтов. При этом, чтобы не нарушить в приемном устройстве цикловую синхронизацию, стартовые синхрогруппы в транспортных пакетах перемежению не подвергаются и остаются на своих временных позициях. To protect against digital error packets larger than 1 byte, data interleaving is introduced. For this purpose, two adjacent bytes of the transport packet are rearranged to an interleaving depth of 12 bytes. At the same time, in order not to disrupt cyclic synchronization in the receiving device, the starting synchro groups in transport packets are not interleaved and remain at their temporary positions.
Для дальнейшего снижения коэффициента цифровых ошибок может быть введена вторая ступень кодозащиты. При этом транспортные пакеты после перемежения данных проходят помехоустойчивое кодирование сверточным кодом. To further reduce the digital error rate, a second code protection level can be introduced. At the same time, transport packets after interleaving data undergo noise-correcting coding with a convolutional code.
С выхода канального кодера помехозащищенный цифровой поток звукоданных, данных и сигналов управления приемным устройством поступает на вход фазового модулятора, в котором производится четырехпозиционная фазовая манипуляция несущей. From the output of the channel encoder, the noise-protected digital stream of sound data, data and control signals of the receiving device is fed to the input of the phase modulator, in which the four-position phase shift keying of the carrier is performed.
Модулированная цифровым сигналом несущая поступает на первый вход смесителя, на второй вход которого подается сигнал от гетеродина. В смесителе производится перенос радиоспектра несущей в нужный частотный радиоканал эфирной или кабельной сети ТВ вещания. The carrier modulated by the digital signal is fed to the first input of the mixer, to the second input of which the signal from the local oscillator is applied. In the mixer, the carrier radio spectrum is transferred to the desired frequency radio channel on the air or cable TV broadcasting network.
С выхода смесителя радиосигнал поступает на вход усилителя мощности, в котором производится усиление мощности радиосигнала до необходимого значения. С выхода усилителя мощности радиосигнал поступает или на передающую антенну телецентра в случае эфирного вещания, или на головную станцию кабельного телевидения для передачи его по кабельной сети. From the output of the mixer, the radio signal is fed to the input of the power amplifier, in which the power of the radio signal is amplified to the desired value. From the output of the power amplifier, the radio signal is either transmitted to the transmitting antenna of the telecentre in the case of broadcasting, or to the headend of cable television for transmission via cable network.
Для совместной работы функциональных блоков передающего устройства требуются сигналы синхронизации и управления. Эти сигналы формируются в блоке синхронизации (см. фиг. 1) и распределяются по функциональным блокам. For the functional blocks of the transmitting device to work together, synchronization and control signals are required. These signals are generated in the synchronization block (see Fig. 1) and are distributed among the functional blocks.
На приемной стороне радиосигнал с приемной антенны в случае эфирного ТВ вещания или от сети кабельного телевидения при кабельном вещании подается на вход усилителя высокой частоты (УВЧ), в котором производится усиление уровня радиосигнала до нужного значения и предварительная частотная селекция для выделения нужного радиоканала. On the receiving side, the radio signal from the receiving antenna in the case of terrestrial TV broadcasting or from a cable television network during cable broadcasting is fed to the input of a high-frequency amplifier (UHF), in which the level of the radio signal is amplified to the desired value and preliminary frequency selection is made to select the desired radio channel.
Сигнал промежуточной частоты с выхода УПЧ подается на фазовый демодулятор, в котором производится демодуляция сигнала с четырехкратной фазовой манипуляцией. В результате на выходе демодулятора появляется помехозащищенный поток звукоданных, данных и сигналов управления, которые подаются на вход канального декодера. The intermediate frequency signal from the output of the amplifier is fed to a phase demodulator, in which the signal is demodulated with four-fold phase shift keying. As a result, an interference-protected stream of sound data, data, and control signals appears at the output of the demodulator, which are fed to the input of the channel decoder.
В канальном декодере производится двухступенчатое помехоустойчивое декодирование принятого цифрового потока для устранения пакетных и одиночных цифровых ошибок. В первой ступени производится помехоустойчивое декодирование сверточного кода и восстанавливается исходный побайтовый порядок следования звукоданных. В результате такой обработки существенно снижается общее число цифровых ошибок и уменьшается до одного байта длительность пакетов цифровых ошибок. Окончательная коррекция цифровых ошибок производится во второй степени канального декодера, в которой производится помехоустойчивое декодирование кода Рида-Соломона, в результате чего устраняются одиночные битовые и байтовые цифровые ошибки. После коррекции цифровых ошибок сигнал с выхода канального кодера подается на вход дескремблера, в котором восстанавливается исходный битовый порядок следования данных. Цифровой поток с выхода дескремблера поступает на вход демультиплексора (DMUX), в котором в соответствии с принятым сигналом управления включается нужный режим декодирования данных. Так, например, в случае использования режима стереофонического звукового сопровождения звукоданные на выходе демультиплексора разделяются на два цифровых потока, в первом из которых содержатся звукоданные первого канала звукового сопровождения, а во втором цифровом потоке - звукоданные второго канала звукового сопровождения. In the channel decoder, two-stage noise-resistant decoding of the received digital stream is performed to eliminate packet and single digital errors. In the first stage, noise-free decoding of the convolutional code is performed and the original byte order of the sound data is restored. As a result of this processing, the total number of digital errors is significantly reduced and the duration of the packets of digital errors is reduced to one byte. The final correction of digital errors is performed in the second degree of the channel decoder, in which noise-free decoding of the Reed-Solomon code is performed, as a result of which single bit and byte digital errors are eliminated. After correction of digital errors, the signal from the output of the channel encoder is fed to the input of the descrambler, in which the original bit order of the data is restored. The digital stream from the output of the descrambler goes to the input of the demultiplexer (DMUX), in which, in accordance with the received control signal, the required data decoding mode is turned on. So, for example, in the case of using stereo sound mode, the audio data at the output of the demultiplexer is divided into two digital streams, the first of which contains the sound data of the first sound channel, and the second digital stream contains the sound data of the second sound channel.
Звукоданные первого и второго каналов звукового сопровождения с двух выходов демультиплексора подаются соответственно на первый и второй декодер MUSICAM. The sound data of the first and second sound channels from the two outputs of the demultiplexer are supplied respectively to the first and second MUSICAM decoder.
В декодерах MUSICAM производится преобразование звукоданных в аналоговые сигнала звукового сопровождения, которые поступают на выходы декодеров 1к и 2к. In MUSICAM decoders, audio data is converted to analog audio signals that are output to the outputs of decoders 1k and 2k.
В случае стереозвукового сопровождения два аналоговых сигнала звукового сопровождения с выходов 1к и 2к декодеров MUSICAM одновременно подаются на акустическую стереосистему приемного устройства. В случае двуязычного звукового сопровождения телеритель выбирает один из каналов звукового сопровождения на нужном ему языке и выбранный сигнал звукового сопровождения (с выхода 1к или 2к) подается на вход акустической системы. In the case of stereo audio, two analog audio signals from the outputs 1k and 2k of the MUSICAM decoders are simultaneously fed to the receiver's stereo speakers. In the case of bilingual sound accompaniment, the viewer selects one of the sound channels in the language he needs and the selected sound signal (from the output 1k or 2k) is fed to the input of the speaker system.
Например, при вещании российской ТВ программы на территории Украины один канал звукового сопровождения может быть использован для передачи звукового сопровождения на украинском языке, а второй канал - на русском. For example, when broadcasting a Russian TV program in Ukraine, one sound channel can be used to transmit sound in Ukrainian, and the second channel in Russian.
В случае передачи сигналов радиопрограмм (одной стереофонической или двух монофонических) принятый сигнал может использоваться телезрителями в режиме или акустического воспроизведения или для записи на магнитофон, в особенности, если радиокомпании для этих целей будут готовить специально подобранные музыкальные циклы передач. Особый интерес этот режим представляет для радиовещательных операторов эфирных и кабельных сетей вещания. В этом случае приемные устройства устанавливаются на радиопередающих станциях звукового вещания и на головных станциях кабельного телевидения, которые производят ретрансляцию принятых сигналов радиовещательных программ. В этом случае существующие радиоканалы эфирных и кабельных сетей ТВ вещания дополнительно используются для первичного распределения радиовещательных программ. In the case of transmission of radio program signals (one stereo or two monophonic), the received signal can be used by viewers in either acoustic playback mode or for recording onto a tape recorder, especially if radio companies will prepare specially selected musical transmission cycles for these purposes. This mode is of particular interest for broadcasting operators of broadcasting and cable broadcasting networks. In this case, the receiving devices are installed at the radio transmitting sound broadcasting stations and at the headends of cable television, which relay the received signals of the broadcasting programs. In this case, the existing radio channels on the air and cable TV broadcasting networks are additionally used for the initial distribution of broadcasting programs.
Достоинство такого способа распределения радиопрограмм заключается в том, что не требуется выделение радиочастот для новых радиоканалов и используется уже находящееся в эксплуатации оборудование, что существенно снижает экономические затраты на создание таких сетей первичного распределения радиопрограмм. The advantage of this method of distribution of radio programs is that the allocation of radio frequencies for new radio channels is not required and equipment already in use is used, which significantly reduces the economic costs of creating such networks for the primary distribution of radio programs.
В случае применения режима передачи компьютерных данных, в соответствии с принятым сигналом управления в демультиплексоре производится переключение внутренних цепей, в результате чего принятые данные начинают поступать на вход согласующего устройства 2, с выхода которого они поступают на вход персонального компьютера, сервера или других подобных устройств. In the case of applying the computer data transmission mode, in accordance with the received control signal, the internal circuits are switched in the demultiplexer, as a result of which the received data begins to enter the input of the
На первом этапе внедрения цифрового стереозвукового и двуязычного звукового сопровождения рассмотренное приемное устройство может выпускаться в виде абонентского терминала, подключаемого к стандартному телевизору. At the first stage of the introduction of digital stereo-sound and bilingual sound accompaniment, the considered receiving device can be produced in the form of a subscriber terminal connected to a standard TV.
В дальнейшем соответствующий блок будет встраиваться изготовителями телевизоров непосредственно в их конструктив. In the future, the corresponding unit will be built directly by manufacturers of TVs directly into their construct.
Основной вопрос, возникающий при создании цифровой системы звукового сопровождения для системы ЦТ SECAM, заключается в выборе частотного интервала в радиоспектре излучения системы ЦТ SECAM для размещения радионесущей цифрового сигнала. Такого полностью свободного частотного интервала в радиоспектре излучения системы ЦТ SECAM нет. Поэтому приходится искать компромиссное решение, при котором переходные помехи от цифровой радионесущей не были визуально заметными на экране телевизора, а переходные помехи от радиоспектральных составляющих ТВ сигнала не создавали слышимых акустических помех в цифровых каналах звукового сопровождения. Кроме того необходимо обеспечить отсутствие взаимных помех между радионесущей цифрового сигнала и частотно-модулированной радионесущей действующего канала звукового сопровождения. The main question that arises when creating a digital sound system for the SECAM DT system is the choice of the frequency interval in the radio spectrum of the SECAM DT system for the placement of a radio-carrying digital signal. There is no such completely free frequency range in the radio spectrum of the SECAM DT system. Therefore, it is necessary to find a compromise solution in which the transient interference from the digital radio carrier was not visually noticeable on the TV screen, and the transient interference from the radio-spectral components of the TV signal did not create audible acoustic interference in the digital sound channels. In addition, it is necessary to ensure the absence of mutual interference between the radio carrier of the digital signal and the frequency-modulated radio carrier of the active sound channel.
Возможность достижения такого компромисса была не очевидна и требовалось проведение экспериментальных исследований для ответа на этот вопрос. The possibility of reaching such a compromise was not obvious and experimental studies were required to answer this question.
Ясно, что сужение спектра боковых полос радионесущей цифрового сигнала облегчает условия достижения указанного компромисса. В этом плане система кодирования МЮЗИКАМ имеет заметное преимущество перед системой NICAM 728, поскольку в системе МЮЗИКАМ скорость передачи звукоданных и соответственно ширина спектра радионесущей цифрового сигнала получается в 3 раза меньше, чем в системе NICAM 728. Кроме того, для улучшения условий совместимости в рассматриваемой системе (как и в NICAM 728) ширина спектра боковых полос радионесущей цифрового сигнала уменьшается в два раза за счет применения для передачи звукоданных 4-позиционной фазовой манипуляции. В результате ширина радиоспектра при цифровой передаче двухканального звукового сопровождения не превышает 250 кГц на уровне - 40 дБ от максимального значения. It is clear that the narrowing of the spectrum of the side bands of the radio-carrying digital signal facilitates the conditions for achieving this compromise. In this regard, the MUSICAM coding system has a noticeable advantage over the NICAM 728 system, since in the MUSICAM system the audio transmission speed and, accordingly, the spectrum width of the radio-carrying digital signal are 3 times lower than in the NICAM 728 system. In addition, to improve compatibility conditions in the system under consideration (as in NICAM 728) the width of the spectrum of the sidebands of the radio-carrying digital signal is reduced by half due to the use of 4-position phase shift keying for sound transmission. As a result, the width of the radio spectrum during digital transmission of two-channel sound accompaniment does not exceed 250 kHz at the level of - 40 dB from the maximum value.
Это позволило разместить несущую цифровых сигналов звукового сопровождения в частотном интервале между верхней боковой несущей сигнала изображения и нижней боковой частотно-модулированной несущей стандартного канала звукового сопровождения, как это показано на фигуре 2, без сокращения полосы частот радиоспектра видеоканала. This made it possible to place the carrier of digital audio signals in the frequency interval between the upper side carrier of the image signal and the lower side frequency-modulated carrier of a standard sound channel, as shown in figure 2, without reducing the frequency band of the radio spectrum of the video channel.
В результате проведенных исследований и разработок созданы действующие макеты основных узлов системы кодера, модулятора, демодулятора и декодера сигналов СЦЗС. Проведены необходимые испытания, подтвердившие реализуемость системы, As a result of research and development, existing mock-ups of the main components of the encoder, modulator, demodulator and decoder systems of SCSS signals have been created. The necessary tests have been carried out, confirming the feasibility of the system,
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99102130A RU2163420C2 (en) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | Method for shaping dual-channel audio signals including stereo ones, broadcasting signals, control data and commands in sound diffusion and cable networks (alternatives); multichannel audio signal transmission, broadcasting, control data and command transmission system in sound diffusion and cable networks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99102130A RU2163420C2 (en) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | Method for shaping dual-channel audio signals including stereo ones, broadcasting signals, control data and commands in sound diffusion and cable networks (alternatives); multichannel audio signal transmission, broadcasting, control data and command transmission system in sound diffusion and cable networks |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99102130A RU99102130A (en) | 2000-12-27 |
RU2163420C2 true RU2163420C2 (en) | 2001-02-20 |
Family
ID=20215435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99102130A RU2163420C2 (en) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | Method for shaping dual-channel audio signals including stereo ones, broadcasting signals, control data and commands in sound diffusion and cable networks (alternatives); multichannel audio signal transmission, broadcasting, control data and command transmission system in sound diffusion and cable networks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2163420C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474967C2 (en) * | 2006-03-03 | 2013-02-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Transmission control for wireless communication networks |
US9807803B2 (en) | 2007-03-01 | 2017-10-31 | Qualcomm Incorporated | Transmission control for wireless communication networks |
-
1999
- 1999-01-28 RU RU99102130A patent/RU2163420C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
IEEE Int. Conf. Commun. Incl. Supercomm./ICC vol.3 New York 1990, G. Stoll and Y.F.Dehery High quality audio bit-rate reduction system family for diifferent applications, p.937-941. БОСЫЙ Н.Д. Каналы связи. - Киев: Техническая литература, 1963, с.222-223. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474967C2 (en) * | 2006-03-03 | 2013-02-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Transmission control for wireless communication networks |
US9807803B2 (en) | 2007-03-01 | 2017-10-31 | Qualcomm Incorporated | Transmission control for wireless communication networks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5293633A (en) | Apparatus and method for providing digital audio in the cable television band | |
US6487220B2 (en) | Content-based multiplexer device and multiplexing method | |
JP4571661B2 (en) | Method for transmitting digitally modulated signal and analog modulated signal together and apparatus for transmitting and receiving digital multiplexed signal modulated according to OFDM scheme | |
US5430492A (en) | Method of transmitting digital HDTV signals | |
JPS63233681A (en) | System and apparatus for supplying digital audio signal to voice carrier of standard television signal | |
JP2000500628A (en) | Multi-channel radio frequency transmission system for delivering broadband digital data to independent sectorized service areas | |
JPH09506223A (en) | Digital video transmission system | |
JPH05503617A (en) | How to transmit digital information, e.g. audio information, on a television channel | |
KR100501909B1 (en) | Apparatus and Its Method of Multiplexing MPEG-4 Data to DAB Data | |
RU2163420C2 (en) | Method for shaping dual-channel audio signals including stereo ones, broadcasting signals, control data and commands in sound diffusion and cable networks (alternatives); multichannel audio signal transmission, broadcasting, control data and command transmission system in sound diffusion and cable networks | |
JPH08274711A (en) | Optical transmission equipment, reception device, and cable television system | |
RU9561U1 (en) | DIGITAL AUDIO SYSTEM FOR AIR AND CABLE BROADCASTING | |
RU99102130A (en) | METHOD OF FORMING AND TRANSFER dual channel INCLUDING stereophonic, signals of audio, broadcasting, data and commands MANAGEMENT IN NETWORKS broadcasting and cable (VARIANTS) SYSTEM SIGNAL multichannel audio, broadcasting, data and commands MANAGEMENT IN NETWORKS broadcasting and cable | |
JPH09182036A (en) | Data transmitter and data receiver | |
JPH10150644A (en) | Broadcasting data transmitting and receiving system and transmitter and receiver to use for the same | |
WO1999022512A1 (en) | Method for transferring information | |
KR20020032443A (en) | Transmission of diverse data using fm-sca radio broadcasting | |
JPH11289503A (en) | Device and method for broadcast signal demodulation | |
FI75702B (en) | Method for sending TV transmissions with stereo sound as well as a coder and decoder for implementing the method | |
Drury | Broadcasting by satellites | |
JP4108786B2 (en) | A method for receiving and reproducing digital multi-channel broadcast music programs on a karaoke device and displaying lyrics subtitles that change color in sync with the music | |
JPH0350475B2 (en) | ||
Segar | The DMAC packet transmission system for UK DBS | |
Ely | Multi-channel Sound Systems | |
Rumsey | Hearing both sides-stereo sound for TV in the UK |