SE519917C2 - Förbättringar av,eller med avseende på,överföring av MPEG-2- data med variabel bithastighet - Google Patents

Description

519 917 '7 L. n. -- VBR, som måste uppfylla ett trafikkontrakt, låter sig ej lätt implementeras i en MPEG-2-kodare. Det finns tre huvudproblem som måste klaras av om en VBR MPEG~2-kodare skall realiseras, nämligen att: - läsa videobufferten; garantera att trafikkarakteristiken ej ändras genom senare nätanpassningar, t.ex. ATM-anpassningsskiktet; och - undvika införande av självinducerat jitter.

Den föreliggande uppfinningen tillhandahåller, bland annat, ett sätt att realisera VBR i en MPEG-2- systemskiktsmultiplexor som har anpassats för ATM. Detta kan användas för att tillhandahålla en speciellt enkel implementering av en VBR MPEG-2-kodare som har god jitterkontroll och, samtidigt, eliminerar behovet av en speciell ”cell shaping”-funktion för att uppfylla ett trafikkontrakt.

Om ett MPEG-2-flöde har överförts av ett ATM-nät som inför betydande fördröjningsvariation, måste en MPEG-2- avkodare, avsedd att avkoda bitflödet, inkludera en enhet som återvinner den sända bithastigheten. Kraven som ställs vid variabel bithastighet (VBR) på återvinning av synkronisering skiljer sig från de som ställs vid konstant bithastighet (CBR). Speciellt bör det noteras att en VBR- trafikklass förväntas införa högre fördröjningsvariation, eller celljitter, än som normalt införs av en CBR- trafikklass, eftersom statistisk multiplexering kräver jämförelsevis stora buffertar i ATM-switcharna.

För att återvinna bitsynkronisering i en MPEG-2- avkodare, buffras data i en mottagningsbuffert. Genom att 10 15 20 30 35 519 917 . @ = n ~ KU kontinuerligt avläsa avvikelsen i buffertnivàn, dvs den nivà till vilken bufferten är fylld med data, frän dess nominella värde, i denna buffert, kan avvikelsen i tömningshastigheten hos bufferten, fràn den nominella bithastigheten, styras med en faslàsningsslinga (Phase Lock Loop, PLL), eller liknande arrangemang. Detta är den princip som används i ”Adaptive clock”-tekniken, som specificeras i ITU-T Rec.I.363 (AALl). ”Adaptive clock”- principen kan emellertid endast hantera CBR. I ett system med variabel bithastighet, är återvinning av synkronisering svårare att uppnà eftersom: - den nominella buffertnivàn mäste tillåtas att variera i tid då bithastigheten varierar, för att hälla fördröjningen konstant i mottagaren; och - den nominella bithastigheten ej är känd.

Den föreliggande uppfinningen kan användas i kodare eller terminaler, för audiovisuell kommunikation, eller distribution, baserad pà en MPEG-2 över ATM. Fastän denna teknik huvudsakligen är avsedd att användas med MPEG-2- avkodare som hanterar variabel bithastighet, till exempel ATM-anpassade MPEG-2-avkodare som arbetar med VBR, är emellertid tekniken inte begränsad till ATM- transmissionsteknik, utan kan användas för varje transmissionsteknik som stöder VBR.

Förslag har framförts i ETSI NAS5 för en AAL2 som hanterar ”avjittring” av ett VBR-dataflöde. Dessa förslag är emellertid avsevärt mera komplicerade än den teknik som här beskrivs för ”avjittring” av ett VBR-dataflöde, till exempel kräver de användning av speciella tidstämplar som i hög grad ökar komplexiteten i varje praktisk implementering. 20 25 30 35 519 917 /l __: Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles ett telekommunikationssystem anpassat för överföringen av MPEG-2-dataflöden, över ett transmissionsnät, med en variabel bithastighet, inkluderande en kodare och avkodare, kännetecknat av att nämnda kodare har dataläsningsanordning för att läsa datablock fràn en videobuffert, en bithastighet inom ett block som är konstant, och tidsluckor mellan block som har en variabel varaktighet.

Nämnda avkodare kan ha en mottagningsbuffert för mottagning av inkommande MPEG-2-data, anordning för återvinning av synkronisering anordnad att hämta en aktuell bithastighet frän ett MPEG-2-protokollsystemskikt, beräkningsanordning för att beräkna en nominell buffertnivà, och àterställningsanordning (recovery means) för att adaptivt eliminera (recover) avvikelser fràn nämnda nominella bithastighet.

Enligt en andra aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles ett telekommunikationssystem anpassat för överföringen av MPEG-2-dataflöden, över ett transmissionsnät, med en variabel bithastighet inkluderande en kodare och avkodare, kännetecknat av att nämnda avkodare har en mottagningsbuffert för att ta emot inkommande MPEG- 2-data, anordning för att àtervinna synkronisering anordnad att hämta en aktuell bithastighet fràn ett MPEG-2- protokollsystemskikt, beräkningsanordning för att beräkna en nominell buffertnivà för nämnda mottagningsbuffert, och àterställningsanordning för att adaptivt eliminera avvikelser fràn nämnda nominella bithastighet.

Nämda kodare kan ha dataläsningsanordning för att läsa datablock fràn en videobuffert, en bithastighet inom ett block som är konstant, och tidsluckor mellan block som har en variabel varaktighet. 20 25 30 519 917 5 Nämnda transmissionsnät kan vara ett ATM- transmissionsnät och nämnda kodare och avkodare kan vara anpassade att arbeta med ATM.

Enligt en tredje aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles en kodare anpassad att koda MPEG-2-data för överföring över ett ATM-nät med variabel bithastighet, kännetecknad av att dataläsningsanordning tillhandahälles för att läsa datablock fràn en videobuffert, att en bithastighet inom ett block är konstant, och att tidsluckor mellan block har en variabel varaktighet.

Enligt en fjärde aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles kodare anpassad att koda MPEG- 2-data för överföring över ett ATM-nät med en variabel bithastighet, kännetecknad av att nämnda kodare inkluderar en systemskiktsmultiplexor anpassad att tömma en videokodad buffert genom att läsa datablock därifrån, med en bithastighet som är konstant inom ett block.

Nämnda block kan ha en storlek B, där B=B0-H, där Boär lika med en SAR-PDU-nyttolast och H är det antal cellhuvudbytes som finns i ett block, och H=O för de flesta, men inte alla, nämnda block.

Nämnda systemskiktsmultiplexor kan vara anpassad att styra tidsintervall mellan nämnda block som svar pà signaler sända därtill av en regleringsanordning.

Nämnda systemskiktsmultiplexor kan generera ett AAL- nyttolastflöde som uppfyller kriterier specificerade av ett trafikkontrakt. 20 25 30 35 519 917 K u Nämnda regleringsanordning kan välja tidsintervall mellan nämnda block beroende på en insignal som indikerar nämnda videodatabufferts innehåll.

Nämnda systemskiktsmultiplexor kan anpassas att placera PCR-fält tidigt i nämnda block och därigenom upprätthålla gruppering mellan mellan transportpaket och datablock.

Nämnda bithastighet kan i stort sett vara lika med en åttondel av en nätbitklocka över vilken nämnda MPEG-2-data skall sändas.

Nämnda kodare kan inkludera en programmerbar räknare för att räkna ned från ett värde, motsvarande separeringen till noll, kan en cell sändas. av två konsekutiva celler, och, i ett senare skede av en räkningscykel, Nämnda regleringsanordning kan anpassas att mäta nätbelastning och bandbreddbehov för en given applikation, och att bestämma separereringen av två konsekutiva celler därpå.

Nämnda regleringsanordning kan anpassas att förhandla tillgänglig bandbredd med ett nät över vilket nämnda MPEG- 2-data skall sändas.

ATM-celler kan sändas enligt AALl, där nämnda programmerbara räknare kan anpassas att räkna från 52 till O, ett cellhuvud kan sändas när nämnda räknare har värden mellan 52 och 47, räknare har värden mellan 46 och O. och MPEG-2-data kan sändas när nämnda FT Flagganordning kan tillhandahållas och anordnas a t och återställa (reset) nämnda flagga före utläsning av celler. sätta en flagga, när nämnda räknare är noll, 20 25 30 Q Enligt en femte aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles en metod att koda MPEG-2-data för överföring över ett ATM-nät med en variabel bithastighet, kännetecknad av att nämnda datablock läses fràn en videobuffert, en bithastighet inom ett block är konstant, och tidsluckor mellan block har en variabel varaktighet.

En videokodarbuffert kan tömmas genom att datablock läses därifrån med en bithastighet som är konstant inom ett block.

Nämnda block kan ha en storlek B, där B=B0-H, där Boär lika med en SAR-PDU-nyttolast och H är det antal cellhuvudbytes som finns i ett block, och H kan vara noll för de flesta, men inte alla, nämnda block.

Tidsintervall mellan nämnda block kan styras som svar pä signaler som sänds av en regleranordning.

Ett AAL-nyttolastflöde kan genereras som uppfyller kriterierna som specificeras av ett trafikkontrakt.

Tidsintervall mellan nämnda block kan väljas beroende pà nämnda videodatabufferts innehåll.

PCR-fält kan placeras tidigt i nämnda block och därigenom uppehålla gruppering (alignment) mellan transportpaket och datablock.

Nämnda bithastighet kan sättas i stort sett lika med en àttondedel av en nätbitklocka för ett nät över vilket nämnda MPEG-2-data skall sändas. 20 25 30 35 519 917 Q v Nätbelastning och bandbreddsbehov kan mätas för en given applikation, och separeringen av tvà konsekutiva celler kan bestämmas i beroende därav.

Tillgänglig bandbredd kan förhandlas med ett nät över vilket nämnda MPEG-2-data skall sändas.

ATM-celler kan sändas enligt AALl.

Enligt en sjätte aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles en avkodare anpassad att avkoda MPEG-2~data sänd med en variabel bithastighet, kännetecknad av att nämnda avkodare har en mottagningsbuffert för att ta emot inkommande MPEG-2-data, anordning för att àtervinna synkronisering anordnad att hämta en aktuell bithastighet fràn ett MPEG-2- protokollsystemskikt, beräkningsanordning för att beräkna en nominell buffertnivà, och anordning för att adaptivt eliminera avvikelser fràn nämnda nominella bithastighet.

Nämnda MPEG-2-data kan ha sänts över ett ATM-nät och nämnda avkodare kan vara anpassad att arbeta med ATM.

Nämnda avvikelser fràn en nominell bithastighet pà hastigheten för tömning av nämnda buffert kan styras av en faslàst slinga.

Nämnda nominella buffertnivá kan tillåtas variera i tid då nämnda variabla bithastighet varierar.

Nämnda beräkningsanordning kan arbeta med en bithastighet omedelbart föregående nämnda aktuella bithastighet, och nämnda aktuella bithastighet, för att beräkna en nominell buffertnivá. 20 25 30 35 519 917 O J Nämnda nominella buffertnivà kan användas som en referens för att adaptivt eliminera avvikelser fràn en aktuell nominell bithastighet med hjälp av nämnda faslàsta slinga.

Nämnda nominella buffertnivà kan variera, i en period där nämnda nominella buffertnivà ändras fràn ett gammalt till ett nytt värde, i form av en ramp, antingen uppàt eller nedåt, mellan perioder där nämnda nominella buffertnivà är huvudsakligen konstant.

Bithastighetsinformation kan hämtas fràn utgående data fràn nämnda buffert, och nämnda bithastighetsinformation kan användas för att bestämma när nämnda nominella bithastighet ändras.

Enligt en sjunde aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles en metod att avkoda MPEG-2- data för överföring med en variabel bithastighet, kännetecknad av att: - en aktuell bithastighet hämtas fràn ett MPEG-2- protokollsystemskikt; - en nominell buffertnivà beräknas för en mottagningsbuffert anpassad att ta emot inkommande MPEG-2-data; och - adaptivt eliminera avvikelser fràn nämnda nominella bithastighet.

En faslàst slinga kan användas för att styra nämnda avvikelser, fràn ett nominellt värde, av buffertniván hos nämnda mottagningsbuffert. 20 25 30 519 917 }._\ C) En nominell buffertnivà kan beräknas fràn en omedelbart föregående bithastighet och nämnda aktuella bithastighet.

Bithastighetsinformation.kan hämtas fràn utgående data från nämnda buffert, och nämnda bithastighetsinformation kan användas för att bestämma när nämnda nominella bithastighet ändras.

Enligt en åttonde aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahålles ett system för att sända MPEG- 2-data med en variabel bithastighet, inkluderande en kodare, en avkodare och ett ATM-nät, kännetecknat av att: som beskrivits i något och/eller - nämnda kodare är en kodare av de föregående styckena; - nämnda kodare arbetar enligt en metod som beskrivits i något föregående stycke; och/eller - nämnda avkodare är en avkodare som beskrivits i något föregående stycke; och/eller - nämnda avkodare arbetar enligt metoden som beskrivits i något föregående stycke.

Enligt en nionde aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahålles en MPEG-2-terminal för sändning/mottagning av MPEG-2-data med en variabel en avkodare och ett bithastighet, inkluderande en kodare, ATM-nät kännetecknat av att: - nämnda kodare är en kodare som beskrivits i något föregående stycke; och/eller 20 25 30 35 519 917 Y . « - » 1 }._\ k; - nämnda kodare arbetar enligt en metod så som beskrivits i något föregående stycke; och/eller - nämnda avkodare är en avkodare så som beskrivits i något föregående stycke; och/eller - nämnda avkodare arbetar enligt metoden så som beskrivits i något föregående stycke.

Utförandeformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas, med hjälp av exempel, med hänvisning till de medföljande figurerna i vilka: Figur l illustrerar en process att läsa data, block för block, bithastighet. från en videobuffert med en variabel Figur 2 illustrerar variationen, i tid, för en programmerbar räknares innehåll med konstant block- och cellavstånd.

Figur 3 illustrerar variationen, i tid, för en programmerbar räknares innehåll med variabelt block- och cellavstánd.

ATM för bredbandsöverföring har förmågan att stödja trafikkällor med variabla datahastigheter, VBR. Speciella trafikklasser definieras för VBR ATM-överföring, nämligen: - realtidstrafik; och - annan datatrafik utan speciella realtidskrav.

MPEG-2-videokodningstekniken stöder VBR; Sålunda är det möjligt att konstruera en MPEG-2-enlig kodare som har de fördelar som förlänas av VBR, som t.ex. mera enhetlig 20 25 30 35 519 917 1") m4. bildkvalitet och mindre fördröjning. Det bör också uppmärksammas att MPEG-2-specifikationer som definierar paketering, multiplexering och synkronisering inkluderar stöd för VBR.

En kodäre som arbetar med VBR kräver en styrfunktion för att kontinuerligt beräkna en aktuell datahastighet pá basis av ett antal olika insignaler. I bästa fall är datahastigheten en kontinuerligt variabel funktion av tid och kan vara olika för varje bit som produceras av en kodare. Denna ”bästa fall”-lösning skulle vara svär att implementera i en verklig kodare eftersom bitklockan, som tömmer videobufferten, i princip skulle behöva variera kontinuerligt.

Emellertid kan en VBR-implementering av en MPEG-2- kodare förenklas avsevärt genom att använda en fast klockfrekvens som väljes beroende pà den högsta datahastighet som skall hanteras av kodaren, istället för en kontinuerligt varierande transmissionsklocka. Data läses dà ut ur videobufferten, i block, med den fasta klockfrekvensen. Variationen i bithastighet uppnås genom att variera intervallet mellan datablocken. Med andra ord kommer den momentana hastigheten att vara skurlik med variabla längder pà tidsluckor mellan skurar, i vilka bithastigheten är noll. Denna process visas i Figur l. Det framgår att bithastigheten kan varieras fràn ett maximivärde, till höger i Figur l, där skurarna är kontinuerliga, dvs inga emellan kommande tidsluckor inträffar mellan datablock, till en mycket lägre bithastighet till vänster i Figur 1, där det finns avsevärda tidsluckor mellan datablock. Genom att ta medelvärdet över tid fràn starten av ett datablock till starten av nästa block framgàr det att en konstant datahastighet uppnás inom ett datablock, som kan variera fràn datablock till datablock. Under förutsättning att 20 25 30 »u -> storleken pà datablock hàlles jämförelsevis liten, t.ex. motsvarande storleken pà en ATM-cell, pàförs inga restriktioner genom användningen av en stegvis block-för- block-variation i bithastighet, jämfört med en kontinuerlig variation i bithastighet. I praktiken passar användningen av en stegvis variation i bithastighet, baserad pà datablock som motsvarar storleken hos ATM-celler, in mycket bra i implementeringen av VBR i en MPEG-2-kodare anpassad för användning i ATM.

MPEG-2 stöder VBR i form av en ”konstant hastighet per del” Detta betyder att byteflödet har en konstant bytehastighet mellan antingen: (piecewise constant rate). - tvàkonsekutiva PCR-fält (transportflödesfallet); eller - tvá konsekutiva program-mux-hastigheter (programflödesfallet), se IS 13818-l för ytterligare information.

När ett ATM-nät förmedlar ett cellflöde med VBR, är cellflödesöverföringen sàdan att cellintervallet tillátes variera. Ett trafikkontrakt etableras när en VC (Virtuell kanal; Virtual Channel) etableras; ett sàdant trafikkontrakt kan utformas genom en ”leaky bucket”, se till exempel ATM Forum's beskrivning av VBR. För att uppfylla trafikkontraktet máste kodaren övervaka de följande tre parametrarna: - toppcellhastighet; - stödd (sustained) - skurstorlek. 15 20 25 30 35 519 917 l4 Dessa tre parametrar får ej överstiga de maximivärden som specificeras i trafikkontraktet om nätet skall garantera överföring av cellflödet.

Den föreliggande uppfinningen tillhandahåller VBR i en MPEG-2-kodare genom agerandet hos systemskiktsmultiplexorn som tömmer videokodarens buffert block för block med en bithastighet R. Blockstorleken B väljes enligt storleken pà AAL-nyttolasten som tillämpas i det aktuella fallet. För de flesta block är B en konstant BO, men för vissa block mäste värdet B minskas, dvs B< BO. Det är vid dessa punkter som annan information multiplexeras in i bitflödet, till exempel PES-cellhuvuden etc. Med andra ord: B=B0-H där H indikerar antalet cellhuvudbytes som multiplexeras in i dataflödet.

Om AALl används för VBR, dà väljes Bolika med 47 bytes, eftersom detta är SAR-PDU (Segmentation and Reassembly Protocol Data Unit)-nyttolaststorleken i det enklaste fallet.

Intervallet mellan tvà konsekutiva block styrs av en multiplexor som, i sin tur, fár information frán en regulator. Multiplexorn blir därför ”hastighetsreferens” (rate master) i systemet och andra element i systemet anpassar sina processhastigheter till den som sättes av multiplexorn. Sålunda kan multiplexorn, medan skapa ett cellflöde, ett AAL-nyttolastflöde, videobufferten töms, närmare bestämt som uppfyller de parametervärden som specificeras i trafikkontraktet. Inget efterföljande ”cell shaping” behövs, under förutsättning att sekventiella steg i AAL:en implementeras som rörledningar med fasta fördröjningar. 20 25 30 35 l5 R väljes företrädesvis att ha ett jämförelsevis högt värde, eftersom detta ger ett lagt självinducerat jitter i det fall där en mångfald olika kanaler multipexeras tillsammans, var och en med sitt eget VCI.

Om styrfunktionen som används för att välja datahastigheten använder fyllnadsgraden för videobufferten som en insignal, måste hänsyn tas till snabba förändringar av signalen under den korta period när ett datablock läses ut fràn videobufferten. Stigningen i buffertfyllningen, ökar dà det valda värdet pà R ökar. som funktion av tiden, Detta orsakar inte nägra praktiska svàrigheter, men det påverkar konstruktionen av regleringsanordningen/ regulatorn.

Internt, i kodaren, multiplexorn och AAL:en etc, sänds data i form av block som alltid har en intern bithastighet R. Detta behöver inte orsaka jitterproblem. Förutsatt att gruppering (alignment) mellan transportpaket och datablock upprätthàlles, dvs att PCR-fält alltid förekommer tidigt i blocken, en acceptabelt lág nivà. kan den självinducerade jitteramplituden hållas pà Genom att använda metoden som skisserat ovan genererar multiplexorn en ”konstant cellhastighet per del” (piecewise constant cell rate) som refereras till som PCCR i denna patentspecifikation. Implementering av PCCR-styrfunktionen i multiplexorn kommer nu att behandlas.

Styrfunktionen för PCCR arbetar med en klockfrekvens som företrädesvis, men inte nödvändigtvis, väljes som bitklockan för nätet dividerad med átta, "byteklocka”. dvs klockhastigheten motsvarar nätets Denna Tnzxfii-w-rwïnni- a-nwränrqfi -F/'åv- :si-+- x-rä1-iz :v\+-21r_>4- vxäi-lr-lrxrw rfiflrï flfxrn ¿¿lJnD\,¿Hl¿\-L» LÅLÅVIJÅlíQ LLJJ.. L/LGL» VLÅLJLA lJ.LL\4l/LJ.L-L4 LLC/LQJ\¿\J\fJ\\.»I J\¿ .L »ÜL/Lll kommer att separera varje cell. Denna funktion inkluderar en programmerbar räknare som räknar fràn värdet 10 20 25 30 35 ~ » ~ . . _ till noll. avståndet mellan två konsekutiva cellstarter. ”cellavstånd”, se Figur 2, ”Cellavståndet” är Under den senare delen av räkningscykeln placeras cellen på kanalen för överföring.

Genom att använda en programmerbar räknare kan cellavståndsvärdet ändras, och detta möjliggör i sin tur att avståndet mellan celler kan varieras. Värdet på cellavståndet bestäms i en separat regulator som kan mäta belastningen pà nätet och bandbreddsbehoven för den applikation som skall användas. På basis av denna data förhandlar regulatorn med nätet fram den bandbredd som skall göras tillgänglig - trafikkontrakt. Fallet med variabelt block och cellavstånd illustreras i Figur 3.

Det antal bitar räknaren innehåller beror på hur låg bithastighet, dvs storleken på det maximala avståndet mellan celler, som kan uppnås. Till exempel, om den maximala kanalhastigheten är 155 Mbit/s och kodaren behöver utnyttja 1,5 Mbit/s, så kommer avståndet att bli: cellavstånd = (cellstorlek x 155)/1,5 uttryckt som ett tal av nätklockcykler (byte-orienterad överföring).

När denna metod används är det fördelaktigt att anpassa läsningen från en cell till räknaren. Detta innebär att om ATM-celler sänds enligt AALl, då kommer cellhuvudet att sändas när räknaren har värden mellan 52 och 47, inklusive, så att data kan sändas mellan räknarvärden 46 till O, uppmärksammas att det inte är tillåtet att ladda räknaren inklusive, (byte-orienterad överföring). Det bör med värden som är mindre än cellstorleken, eftersom detta oundvikligen leder till felaktig läsning. Genom att sätta :en 'P1 :Nr-fn Yxä-v' våïrna-ran äv- firxl 1 cw-xrn åf-Qv-hf-QW 1ac* lvcnflai-\ \.øL.l LÅ\ÅL J-LÅIXLLÉÅ-LGLÅ LÅ-L LÄR/LJ., L,\I1LIÄ lÅGš-LLJGLÅ-L-I-GLJ före påbörjandet av läsandet av celler, är det möjligt att tillhandahålla skydd mot felaktigt arbetssätt. Om 20 25 30 35 519 917 F; \] räknarvärdet, när flaggan återställs (reset), ej godkänns, kommer cellutläsningsprocessen att annulleras.

För att återvinna bitsynkronisering i en MPEG-2- avkodare, buffras data i en mottagningsbuffert. Genom att kontinuerligt avläsa nivåavvikelsen, från dess nominella värde, i denna buffert, kan avvikelsen av från dess nominella (PLL; Phase tömningshastigheten för bufferten, bithastighet, styras med en faslåsningsslinga Lock Loop), eller liknande anordning. Detta är den princip som används i ”Adaptive Clock”-tekniken, som specificeras i ITU-T Rec I.363 (AALl). emellertid endast hantera CSB.

”Adaptive Clock”-principen kan I ett system med variabel bithastighet är återvinning av synkronisering svårare att uppnå eftersom: - den nominella buffertnivån måste tillåtas variera i tiden då bithastigheten varierar för att hålla fördröjningen konstant i mottagaren; och - den nominella bithastigheten är ej känd.

En buffert i mottagaren fylls med inkommande MPEG-2- data. Innan de går in i bufferten hämtas den ”del-för-del”- konstanta bithastigheten från inkommande Detta kan (piece-by-piece) data genom systemskiktet i MPEG-2-protokollet. med hjälp av parametern IS 13818-l. av denna information och den till exempel, se ISO/IEC verkställas, "program_mux_rate”, Den nominella buffertnivån beräknas på basis föregående bithastigheten. Den nominella buffertnivån kommer normalt att anta formen av en nedåt, ”ramp”, uppåt eller som ändras till en konstant nivå när alla data som sändes med den gamla hastigheten har lämnat bflff rten.

V. v.. 18 Den beräknade nominella nivàn kan då användas som referens för det adaptiva eliminerandet av avvikelsen fràn den nominella bithastigheten med hjälp av en PLL, eller liknande anordning. För att bestämma när den nominella bithastigheten bör ändras, hämtas också bithästighetsinformationen fràn utgående data.

Denna teknik kan betraktas som en utvidgning av ”Adaptive Clock”, som gör den möjligt att fungera med sàväl VBR som med CBR. En implementering av denna teknik i en ATM-anpassad MPEG-2-avkodare kan därför utnyttja samma hårdvara som den som används för en AALl Adaptive Clock.

Detta betyder att separata AALl-implementeringar för VBR och CBR ej behövs.

Claims (43)

20 25 30 519 917 1- .L kD PATENTKRAV

1. l. Ett telekommunikationstransmissionssystem anpassat för överföringen av MPEG-2-dataflöden, över ett transmissionsnät, med en variabel bithastighet inkluderande en kodare och avkodare, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda kodare har dataläsningsanordning för att läsa datablock fràn en videobuffert, en bithastighet inom ett block som är konstant, och tidsluckor mellan block som har en variabel varaktighet.

2. Ett telekommunikationstransmissionssystem anpassat för överföringen av MPEG-2-dataflöden, över ett transmissionsnät, med en variabel bithastighet inkluderande en kodare och avkodare, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda avkodare har en mottagningsbuffert för att ta emot inkommande MPEG-2-data, synkronisering anordnad att hämta en aktuell bithastighet anordning för àtervinning av fràn ett MPEG-2-protokollsystemskikt, beräkningsanordning för att beräkna en nominell buffertnivà för nämnda mottagningsbuffert, och àterställningsanordning för att adaptivt eliminera avvikelser fràn nämnda nominella bithastighet.

3. Ett telekommunikationstransmissionssystem enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda avkodare har en mottagningsbuffert för att ta emot inkommande MPEG-2-data, àtervinningsanordning för återvinning av synkronisering anordnad att hämta en aktuell bithastighet fràn ett MPEG-2-protokollsystemskikt, beräkningsanordning för att beräkna en nominell buffertnivà för nämnda mottagningsbuffert och àterställningsanordning för att adaptivt eliminera avvikelser fràn nämnda nominella 1:- »f 20 30 519 917 'WH LU

4. Ett telekommunikationstransmissionssystem enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda kodare har dataläsningsanordning för läsning av datablock fràn en videobuffert, en bithastighet inom ett block som är konstant, och tidsluckor mellan block som har en variabel varaktighet.

5. Ett telekommunikationstransmissionssystem enligt nàgot av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda transmissionsnät är ett ATM-transmissionsnät och av att nämnda kodare och avkodare är anpassade att arbeta med ATM.

6. En kodare anpassad att koda MPEG-2-data för överföring över ett ATM-nät med en variabel bithastighet, k ä n n e t e c k n a d av att dataläsningsanordning tillhandahàlles för läsning av datablock fràn en videobuffert, att en bithastighet inom ett block är konstant, och att tidsluckor mellan block har en variabel varaktighet.

7. En kodare anpassad att koda MPEG-2-data för överföring över ett ATM-nät med en variabel bithastighet, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kodare inkluderar en systemskiktsmultiplexor anpassad att tömma en videokodarbuffert genom att läsa datablock därifrån, med en bithastighet som är konstant inom ett block.

8. En kodare enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda block har en storlek B, där B = BO - H, där BO är lika med en SAR-PDU-nyttolast, och H är det antalet cellhuvudbytes som finns i ett block, och av att H=O för de nämnda block. flesta, men inte alla,

9. En kodare enligt antingen patentkrav 7 eller 8, 10 20 30 519 917 b) F; k ä n n e t e c k n a d av att nämnda systemskiktsmultiplexor är anpassad att styra tidsintervall mellan nämnda block som svar pà signaler sända därtill av en regleringsanordning.

10. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda systemskiktsmultiplexor genererar ett AAL- En kodare enligt patentkrav 9, nyttolastflöde som uppfyller kriterier specificerade av ett trafikkontrakt.

11. ll. En kodare enligt antingen patentkrav 9 eller lO, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda regleringsanordning väljer tidsintervall mellan nämnda block beroende pà en insignal som indikerar nämnda videodatabufferts innehåll.

12. l2. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda En kodare enligt nàgot av patentkraven 7 till ll, systemskiktsmultiplexor är anpassad att förlägga PCR-fält tidigt i nämnda block och därigenom upprätthålla gruppering mellan transportpaket och datablock.

13. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda bithastighet i stort En kodare enligt nàgot av patentkraven 7 till 12, sett är lika med en àttondedel av en nätbitklocka över vilken nämnda MPEG~2-data skall sändas.

14. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kodare inkluderar en En kodare enligt nàgot av patentkraven 7 till l3, programmerbar räknare anpassad att räkna ned fràn ett värde, motsvarande separationen av tvà konsekutiva celler, till noll, en cell sänds. och av att, i en senare del av en räkningscykel,

15. En kodare enligt _àgot av patentkraven 9 till l4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda regleringsanordning är anpassad att mäta nätbelastning och bandbreddsbehov för 20 30 en given applikation och att bestämma separationen av tvà konsekutiva celler i beroende därpà.

16. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda regleringsanordning En kodare enligt patentkrav 15, är anpassad att förhandla tillgänglig bandbredd med ett nät över Vilket nämnda MPEG-2-data skall sändas.

17. En kodare enligt nàgot av patentkraven 9 till 16, k ä n n e t e c k n a d av att ATM-celler sänds enligt AALl, räkna fràn 52 till noll, nämnda räknare har värden mellan 52 och 47, av att nämnda programmerbara räknare är anpassad att av att ett cellhuvud sänds när och av att MPEG-2-data sänds när nämnda räknare har värden mellan 46 och noll.

18. k ä n n e t e c k n a d av att flagganordning En kodare enligt patentkrav 17, tillhandahàlles och anordnas att sätta en flagga när nämnda räknare är noll, och återställa (reset) nämnda flagga innan celler läses ut.

19. ATM-nät med en variabel bithastighet, En metod att koda MPEG-2-data för överföring över ett k ä n n e t e c k n a d av att datablock läses från en videobuffert, att en bithastighet inom ett block är konstant, och att tidsluckor mellan block har en variabel varaktighet.

20. ATM-nät med en variabel bithastighet, En metod att koda MPEG-2-data för överföring över ett k ä n n e t e c k n a d av att en videokodares buffert tömmes genom att datablock läses därifrån med en bithastighet som är konstant inom ett block. 20 35

21. En metod enligt patentkrav 20, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda block har en storlek B, där B = BO~ H, där BO är lika med en SAR-PDU-nyttolast, och H är det antal cellhuvudbytes som finns i ett block, och av att H = O för de flesta, men inte alla, nämnda block.

22. En metod enligt antingen patentkrav 20, eller 21, k ä n n e t e c k n a d av att tidsintervall mellan nämnda block styrs som svar pà signaler som sänds av en regleringsanordning.

23. av att ett AAL-nyttolastflöde genereras som uppfyller En metod enligt patentkrav 22, k ä n n e t e c k n a d kriterierna som specificeras av ett trafikkontrakt.

24. En metod enligt antingen patentkrav 22, eller 23, k ä n n e t e c k n a d av att tidsintervall mellan nämnda block väljes beroende pà nämnda videodatabufferts innehåll.

25. En metod enligt något av patentkraven 20 till 24, k ä n n e t e c k n a d av att PCR-fält placeras tidigt in nämnda block och därigenom upprätthåller gruppering mellan transportpaket och datablock.

26. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda bithastighet huvudsak lika med en àttondedel av en nätbitklocka 25, sättes i för ett En metod enligt nàgot av patentkraven 20 till nät över vilket nämnda MPEG-2-data skall sändas.

27. k ä n n e t e c k n a d av att nätbelastning och En metod enligt nàgot av patentkraven 20 till 26, bandbreddsbehov mäts för en given applikation, och att separeringen av tvà konsekutiva celler bestäms beroende därpå. 20 30 519 917 b) |I>

28. av att tillgänglig bandbredd förhandlas med ett nät över vilket nämnda MPEG-2-data skall sändas. En metod enligt patentkrav 27, k ä n n e t e c k n a d

29. k ä n n e t e c k n a d av att ATM-celler sänds enligt AALl . En metod enligt nàgot av patentkraven 22 till 27,

30. med en variabel bithastighet, varvid nämnda avkodare har en En avkodare, anpassad att avkoda MPEG-2-data som sänds mottagningsbuffert för att ta emot inkommmande MPEG-2-data, en anordning för återvinning av synkronisering anordnad att hämta en aktuell bithastighet fràn ett MPEG-2- protokollsystemskikt, en beräkningsanordning för att beräkna en nominell buffertnivà för nämnda mottagningsbuffert, och en àterstallningsanordning för att adaptivt eliminera avvikelser fràn nämnda nominella bithastighet, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda beräkningsanordning arbetar med en bithastighet omedelbart föregående nämnda aktuella bithastighet, och nämnda aktuella bithastighet, buffertnivä. för att beräkna en nominell

31. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda MPEG-2~data sänts En avkodare, enligt patentkrav 30, över ett ATM-nät och nämnda avkodare är anpassad att arbeta med ATM.

32. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda avvikelser fràn en En avkodare, enligt antingen patentkrav 30, eller 31, nominell bithastighet styrs av en faslàst slinga.

33. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda nominella buffertnivà En avkodare, enligt patentkrav 32, används som en referens för att adaptivt eliminera 20 25 30 35 519 917 'WP á.) _., v. avvikelser fràn en aktuell nominell bithastighet med hjälp av nämnda faslästa slinga.

34. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda nominella buffertnivà En avkodare, enligt nàgot av patentkraven 30 till 33, varierar, i en period där nämnda nominella buffertnivà ändras fràn ett gammalt till ett nytt värde, i formen av en ramp, antingen uppåt, eller nedàt, mellan perioder där nämnda nominella buffertnivà är i huvudsak konstant.

35. k ä n n e t e c k n a d av att bithastighetsinformation En avkodare, enligt nàgot av patentkraven 30 till 34, hämtas fràn utgående data fràn nämnda buffert och nämnda bithastighetsinformation används för att bestämma när nämnda nominella bithastighet ändras.

36. En metod att avkoda MPEG-2-data för överföring med en variabel bithastighet, innefattande att: - en aktuell bithastighet hämtas fràn ett MPEG-2- protokollsystemskikt, - en nominell buffertnivà för en mottagningsbuffert anpassad att ta emot inkommande MPEG-2-data beräknas; och - avvikelser fràn nämnda nominella bithastighet elimineras adaptivt, k ä n n e t e c k n a d av att: en nominell buffertnivà beräknas frán en omedelbart föregående bithastighet och nämnda aktuella bithastighet.

37. av att nämnda MPEG~2-data sänts över ett ATM-nät. En metod enligt patentkrav 36, k ä n n e t e c A n a d 20 25 30 35 519 917 mf 40 > K . . . .

38. En metod enligt antingen patentkrav 36, eller 37, k ä n n e t e c k n a d av att en faslàst slinga används för att styra nämnda avvikelser fràn ett nominellt värde för buffertnivàn hos nämnda mottagningsbuffert.

39. En metod enligt patentkrav 38, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda nominella buffertnivà används som en referens för att adaptivt eliminera avvikelser fràn en aktuell nominell bithastighet med hjälp av nämnda faslàsta slinga.

40. En metod enligt nagot av patentkraven 36 till 39, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda nominella buffertnivá varierar, i en period där nämnda nominella buffertnivà ändras fràn ett gammalt till ett nytt värde, i formen av en ramp, antingen uppàt, eller nedàt.

41. En metod enligt nàgot av patentkraven 36 till 40, k ä n n e t e c k n a d av att bithastighetsinformation hämtas fràn utgående data fràn nämnda buffert och nämnda bithastighetsinformation används för att bestämma när nämnda nominella bithastighet ändras.

42. Ett system för sändning av MPEG-2-data med en variabel bithastighet, inkluderande en kodare, en avkodare och ett ATM-nät kännetecknat av att: - nämnda kodare är kodaren enligt något av patentkraven 6 till 18; och/eller - nämnda kodare arbetar enligt metoden i nàgot av patentkraven 19 till 29; och/eller - nämnda avkodare är avkodaren enligt nagot av patentkraven 30 till 35; och/eller 5 519 917 '-1 / 'S á - nämnda avkodare arbetar enligt metoden i nàgot av patentkraven 36 till 41.

43. En MPEG-2-terminal för sändning/mottagning av MPEG-2- data med en variabel bithastighet, inkluderande en kodare, en avkodare och ett ATM-nät kännetecknad av att: - nämnda kodare är kodaren enligt nàgot av patentkraven 6 till 18; och/eller - nämnda kodare arbetar enligt metoden i nàgot av patentkraven 19 till 29; och/eller - nämnda avkodare är avkodaren enligt nàgot av patentkraven 30 till 35; och/eller - nämnda avkodare arbetar enligt metoden i nàgot av patentkraven 36 till 41.