TWI455573B - 恢復系統時鐘的裝置和方法 - Google Patents

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Description

恢復系統時鐘的裝置和方法
本發明涉及時鐘恢復系統，更具體地說，涉及一種接收MPEG－2信號的時鐘恢復系統。
ISO運動圖像專家組(MPEG)建立了一種標準，通過這種標準可對數碼表示的音頻、視頻以及資料源進行編碼、傳輸、接收和可靠的解碼。這種標準已在文檔ITU－T H.222.0中公開，標題為“資訊技術－－運動圖像及關聯音頻的通用編碼：系統”。MPEG－2標準能夠以資料分組形式傳輸數位化的音頻和視頻資料，以將資料插入到傳輸流中。可對多個資料源進行複用，這樣，用戶能夠共用通信路徑。
為確保音頻、視頻和資料能夠可靠地傳輸到終端用戶，解碼器時鐘必須與編碼器時鐘同步必須使用編碼器時鐘同步解碼器時鐘。如果沒有這種同步，將會導致視頻資訊的跳幀或停滯幀，或者在音頻資訊中出現類似的後果。為了使編碼時鐘和解碼時鐘同步，編碼器在傳輸流中插入時間戳，這種時間戳就是所知的節目時鐘基準(PCR)。解碼器使用這些時間戳來確保將解碼器時鐘同步到解碼器時鐘，從而正確地接收和解碼音頻、視頻和資料。
在傳統的系統架構中，如果傳輸流中沒有攜帶PCR值，解碼器就不能夠估計傳輸速率，無法鎖定資訊流，解碼器時鐘不能同步到編碼器時鐘上。
因此，需要一種更靈活的方法來確保在不需要PCR值的情況下，對單個或複用的音頻、視頻和傳輸流進行可靠的解碼。此外，希望這種新方法僅僅需要修改固件，從而能夠使用現有的基於PCR的硬體。
本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種不需要將PRC值嵌入到資訊位元組流的時鐘恢復系統。本發明通過間歇地傳輸分組計數和傳輸速率，實現將解碼器時鐘同步到編碼器時鐘。這種新方法僅僅要求改變固件，從而能夠使用現有的基於PCR的硬體。
本發明的一個實施例涉及再複用，重新評估和更新進站方向的傳輸速率和分組計數，以將它們插入到輸出流中。
根據本發明的一方面，提供一種用於在通信系統中恢復所接收分組的編碼器時鐘的時鐘恢復裝置，包括：用於檢測資料分組計數資訊和傳輸速率資訊的分組接收器，所述資料分組計數資訊和傳輸速率資訊表示所接收的分組的編碼器時鐘；用於產生本地系統時鐘的電壓控制振蕩器，其具有輸入端，所述輸入端允許按照在所述輸入端接收的控制信號的比例調整系統時鐘的頻率；用於輸出誤差信號的反饋環，所述誤差信號表示本地系統時鐘頻率與所表示的編碼器時鐘頻率之間的差異；以及用於過濾誤差信號以便將其輸入所述電壓控制振蕩器的低通濾波器電路。
在本發明所述的時鐘恢復裝置中，所述資料分組接收器包括用於輸出時間戳資料的分組時鐘提取器，所述時間戳資料表示基於所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊的編碼器時鐘；以及所述反饋環還包括用於輸出本地時間戳資料的計數器以及用於輸出所述誤差信號的抖動計算器，所述本地時間戳資料的值隨系統時鐘周期而增加，所述計數器具有用於生成輸出值的輸入端，所述誤差信號等於來自所述計數器的時間戳資料與來自所述接收器的時間戳資料之間的差異。
在本發明所述的時鐘恢復裝置中，所接收的分組是MPEG－2分組。
在本發明所述的時鐘恢復裝置中，所述系統時鐘的頻率範圍是從26.999199MHz到27.000810MHz。
在本發明所述的時鐘恢復裝置中，所述計數器是數位計數器。
在本發明所述的時鐘恢復裝置中，所述資料分組接收器從一個或多個所接收的分組的報頭中獲得所述分組計數資訊以及所述傳輸速率資訊。
在本發明所述的時鐘恢復裝置中，所接收的分組是MPEG分組，所述分組計數資訊和傳輸速率資訊位於MPEG報頭的報頭部分的適配欄位。
根據本發明的一方面，提供一種重建系統時鐘的方法，包括：接收數位化的分組，所述分組包括來自發送時鐘的分組計數資訊和傳輸速率資訊；從所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊確定時間戳；基於控制信號產生本地系統時鐘，基於所述本地系統時鐘產生本地時間戳；基於所述本地時間戳和所述從所述分組計數資訊和傳輸速率資訊確定的時間戳之間的差異產生誤差信號；以及過濾誤差信號以產生所述控制信號。
在本發明所述的方法中，所述數位化的分組是MPEG－2分組。
在本發明所述的方法中，所述從所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊確定所述時間戳的步驟進一步包括：從MPEG－2分組的報頭獲得所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊。
在本發明所述的方法中，所述從所述分組計數資訊所述和傳輸速率資訊確定所述時間戳的步驟進一步包括：從MPEG－2分組的報頭的適配欄位獲得所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊。
根據本發明的一方面，提供一種使用時間戳資訊編碼多個資料分組以便在通信系統上傳輸的方法，包括：接收多個資料分組；確定所述多個資料分組的分組計數資訊和傳輸速率資訊；以及將所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊載入到所述多個分組中的一個或多個資料分組的報頭部分。
在本發明所述的方法中，所述分組是MPEG－2分組，所述載入步驟包括：將所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊插入到所述資料分組的報頭部分的適配欄位。
在本發明所述的方法中，所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊表示所述時間戳資訊。
通過以下的描述和附圖，可以更深入地理解本發明的各種優點、各個方面、創新特徵、及其實施例的細節。
雖然本發明是通過特定應用的實施例進行闡述的，但是應當意識到本發明不局限於這些的實施例。領域內技術人員將會意識到，其他的修改、應用和實施例也落入本發明的範圍，本發明在其他的領域也具有顯著作用。
MPEG－2為提供數位化視頻、音頻和資料源提供分組傳輸。這種資料分組是固定的188位元組大小，包括報頭105和有效載荷110。圖1A示出了MPEG－2資料分組100的結構。報頭105包括13位的節目ID欄位(PID)115，PID欄位115用於將資料分組內的資訊標識為屬於特定的資訊流。MPEG－2資料分組也包括適配欄位120，適配欄位120包括一系列旗標以及可選欄位，可選欄位的存在與否由前面的旗標的值來示出。適配欄位120中可定義和攜帶私有用戶資料。在常規的MPEG 115中，PCR值125嵌入到MPEG－2傳輸流中，PCR值提供了在解碼器系統中恢復編碼器時鐘的傳統方法。
圖1B是節目映射表(PMT)130的結構示意圖。PMT 130用於標識特定傳輸流中的視頻、音頻和資料內容。在典型的實施例中，PMT 130中的一個PID 135標識特定節目的音頻部分，其他PID 135標識該特定節目的任意視頻或資料部分。
在將視頻、音頻和資料源打包成固定長度的MPEG-2資料分組之前，通常首先將它們打包成分組基本流(PES)。圖2示出了PES分組200的結構。下面的欄位是可選嵌入PES分組中的：(a)解碼時間戳(DTS)205，表示資料分組由解碼器解碼的時間；以及(b)顯示時間戳(PTS)210，用於將視頻和音頻資訊的每個單元的顯示時間發往解碼器系統。為了確保同步，DTS值205和PTS值210源自同一時鐘，該時鐘提供PCR值。
圖3示出了傳統的恢復編碼器時鐘的方法。電路300包括PCR接收器和/減法器310、低通濾波與增益單元315、電壓控制振蕩器320以及計數器325。在收到傳輸流305後，PCR接收器/減法器310檢測嵌入到傳輸流305中的PCR值，比較計數器325中的本地時間戳和進站傳輸流305中檢測到的時間戳，基於比較結果生成誤差信號335，然後發往低通濾波與增益單元315。低通濾波器和增益單元315的輸出為校正信號340，該輸出端連接到電壓控制振蕩器320。電壓控制振蕩器320的輸出端連接到構成反饋環一部分的計數器325。如果PCR接收器/減法器310所檢測到的PCR值是初始值，PCR接收器/減法器310產生初始化信號330，用它來初始化計數器325。如上所述，為了讓傳統電路300正常工作，PCR值必須嵌入到傳輸流305中。
使用圖3的常規方法之時，傳輸速率是在解碼器一側使用PCR值生成的，具體如下：，其中i 是傳輸流中任何位元組的索引，i'’ <i <i'。
i' 是可應用到將要被解碼的節目中的包括緊接在program_clock_reference_base欄位後面的最後位元的位元組的索引。
i" 是可應用到將要被解碼的節目中的包括最近的program_clock_reference_base欄位的最後位元的位元組的索引。
PCR(i" )是編碼在節目時鐘基準和系統時鐘單元中擴展欄位中的時間。
要注意，i'’ <i <i'。
如果假定傳輸速率是恒定的，那麽，PCR值序列中的任何偏差都可解釋為PCR抖動(jitter)。為了鎖定進站傳輸流305，傳統解碼器必須估計每個PCR值並調節本地的鎖相環(PLL)以吸收(absort)生成的抖動。
除了將PCR值嵌入到傳輸流305並評估每個PCR值之外，本發明可間歇顯式的傳送傳輸速率，使得解碼器能使用這種顯式的傳輸速率作為鎖定基準來調節它的時鐘。傳輸速率的值作為用戶私有資料嵌入到MPEG-2資料分組的適配域120中。對於承載這種用戶私有資料的每個間歇傳送的MPEG-2資料分組m，在編碼器上的傳輸速率R(m)計算如下：
b =|n -m |*packet_length *8
R(m)：分組m中承載的傳輸速率
b：在分組號m和分組n之間傳輸的總的位數
m：承載R(m)的分組號
n：承載R(n)的分組號
packet_length：每個傳輸的資料分組中的位元組長度
SC：系統時鐘，用Hz表示，27,000,000-801SC27,000,00+810
△t(m,n)：資料分組m和資料分組n之間的編碼器採樣時間差，以27MHz時鐘的一個嘀嗒(tick)為單位。
為了計算編碼器端(在傳輸時)的傳輸速率R(m)，必須選擇分組n。有兩種方法來實現這種選擇。第一種方法是使用前面的包含嵌入的傳輸速率資訊的資料分組。在這種情況之下，傳輸率等於從接收完包含傳輸率資訊的上一分組開始截至到現在總共傳送的比特數除以傳送這些比特所用的時間。第二種方法是使用從現在開始到開始接收包含傳輸速率資訊的下一分組為止所傳送的比特數除以傳送這些比特所用的時間。只要編碼器和解碼器都使用相同的方法，這兩種方法都是可用的。
在解碼器端，使用本地系統時間計數器來評估傳輸速率R’(m)。由實際編碼器的傳輸速率R(m)和解碼器所評估的R’(m)之間的差異，以及中間位的總數b，共同來生成誤差信號，解碼器可使用該誤差信號將自己的時鐘鎖定或同步到編碼器時鐘。正如下面所述的，為本發明一特定實施例而設計的編碼器可將解碼器時鐘和編碼器系統時鐘之間的誤差縮小到小於1.5微秒。為不同應用而設計的不同實施例可以選擇不同的設計目標。
R’(m)：基於本地時間計算得到的傳輸速率△t’(m,n)：基於解碼器的本地計數器的採樣時間差
注意：在本發明每個具體設計的實施例中，5 x 10－7 秒可以替換為更大的數。
如上面的運算式所示，評估的傳輸速率R’(m)的準確度取決於分組號n和m。如果在傳輸過程中，丟棄或添加了資料分組，例如在複用過程中就可能出現這種情況，那麽，採樣時間間隔就會改變，編碼器和解碼器將不能同步。要解決這個問題，將分組號n和m以及傳輸速率資訊顯式的嵌入到傳輸流中。例如，編碼器顯式的在同時還承載有傳輸速率R(m)的分組中發送資料分組號m。
下面的表格展示了基於PCR方法的常規的系統時鐘恢復與本發明的嵌入傳輸速率R(m)的方法的PCR_jitter之間的關係。假設傳輸流的理論傳輸速率為12.5Mbps，所承載的PCR值如下：
第一行包括pcr_flag設為1的分組的編號。第二行示出了在對應分組中的PCR_value。第三行是基於傳統MPEG-2演算法計算得到的PCR_jitter。第四行是基於資料分組號和△t計算的傳輸速率R’(m)，其中，△t等於PCR_value的差異。根據這個實施例，以納秒為單位的PCR_jitter可解釋為傳輸速率抖動。因此，若將R(m)顯式的嵌在傳輸流中，解碼器便能使用R(m)值來恢復系統的時鐘，並調整其PLL以鎖定到傳輸流上。硬體解碼器通常以毫秒的精度工作，因此，R’(m)的比特每秒的精度是令人滿意的。
圖4示出了根據本發明的一個實施例的解碼器時鐘恢復電話400的示意圖。該電路包括：包含傳輸緩衝器407和計時資訊提取器410的資料分組接收器406、抖動計算器415、低通濾波器420、電壓控制振蕩器425以及計數器430。由傳輸緩衝器407接收進站分組流405，該緩衝器407與定時資訊提取器410相連。時間資訊連接器410連接到抖動計數器415以及計數器430的初始化埠。抖動計數器415的輸出端連接到低通濾波器420。低通濾波器420的輸出端連接到電壓控制振蕩器425。電壓控制振蕩器425的輸出端提供解碼器系統的時鐘輸出端455。電壓控制振蕩器425的輸出端也連接到計數器430。計數器430連接到抖動計算器415。如上面所述，這種新方法僅僅要求改變固件，所以能夠使用現有的基於PCR的硬體。
分組接收器406接收MPEG分組405，以及提取基於嵌入的傳輸速率資訊和分組技術資訊的時間戳資訊440。具體來說，傳輸緩衝器407捕獲傳輸流中的分組以及將相關的位元組分發到定時資訊提取器410。定時資訊提取器410檢測嵌入的傳輸速率資訊以及資料分計數資訊，並檢測與所接收的分組有關的編碼器時間戳資訊440。如上所討論的，分組的傳輸速率值可作為用戶私有資料嵌入到MPEG－2分組的適配欄位120中。分組計數也可作為用戶私有資料嵌入到MPEG－2分組的適配欄位120中。
編碼器時間戳資訊440被傳輸到抖動計算器415，抖動計算器415基於編碼器時間戳440與從計數器430獲取的本地時間戳之間的差異產生誤差信號445。為了讓計數器430能夠準確地讀取，定時資訊提取器410在接收到所接收的資料流程405內的初始資料串之時便初始化計數器430。抖動計算器410生成的誤差信號445通過低通濾波器以創建糾正信號450。糾正信號450輸入到電壓控制振蕩器425，從而調節電壓控制振蕩器425的頻率直到該頻率與編碼器的時鐘頻率同步為止。電壓控制振蕩器(VCO)425的這種輸出的樣本被反饋到計數器430。計數器430和抖動計算器415可稱為反饋環414，因為它比較基於VCO的輸出455的時間戳與從所接收的分組中提取的編碼器時間戳資訊440以創建誤差信號445。誤差信號445用於調節VCO 425的頻率。
如上所述，通過定時資訊提取器提取display_time、time_offset、transport_rate以及packet_count。在初始化階段，將display_time以及time_offset發送到本地計數器430。將transport_rate和packet_count發送到抖動計算器，並與當前的系統時鐘值一同緩衝存儲。基於下列各項來計算多動或誤差信號：previous_packet_count、previous_system_clock_value、current_packet_count、current_system_clock_value以及current_transport_rate。對所接到的抖動或誤差信號445進行低通濾波，並作為VCO的控制以恢復系統時鐘。下面提供了一種計算誤差信號445的示範公式e：e ＝((current_packet_count －previous _packet _count )%(232 )* 188 * 8/current _transport _rate ＋previous _system _clock _value －current _system _clock _value 等式(1)
本發明中為恢復系統時鐘而需要的所有資料都將作為用戶私有資料承載在適配欄位中。當MPEG－2程式同時包括音頻和視頻資訊的情況下，本發明的實施例在時鐘恢復方面發揮了作用。與其讓特定程式的每個音頻和視頻資訊都攜帶自己的時鐘恢復資料，不如通過將時鐘恢復描述符(Time Recovery Descriptor)放置到特定程式的映射表(PMT)的第一描述環中來避免這種冗餘。這種時間恢復描述符的語法和語義定義如下所示：
如上所述，適配欄位中的用戶私有資料承載了本發明中為恢復系統時鐘而需要的所有資料。下面示出了程式時鐘恢復私有欄位(Program Time Recovery Private Field)，應當注意，當random_access_indicator設為1之時，usr_private_date_flag也必須設為1。
要說明的是，當從壓縮資料緩衝器中移除與display_tiime對應的訪問單元之時，解碼器上的系統時鐘(STC)應當設為initSTC ，其中，initSTC＝display_time－time_offset。
正常的情況之下，每個隨機訪問單元之間的時間延遲取決於基礎架構，可大到1至5秒。但是，為了順利地保證系統時鐘的更新過程，必須至少每隔100毫秒就發送transport_rate和packet_count資訊。因此，即使沒有隨機訪問單元，也必須承載time_recovery_private欄位以保證系統時鐘更新過程的完整。所以，即使在random_access_indicator旗標設置位0之時，tiem_recovery_private欄位也可能存在。
在一些基礎架構中，不需要PES資料分組。在這些情況之下，不創建PTS和DTS值。但是，在基本流水平(elementary stream level)知道資訊編碼結構之後，初始訪問單元(音頻資料或視頻資料)的顯示時間之間的關係相對於所有的連續訪問單元總是固定的。因此，為能正確顯示和同步數位化的資訊源而需要用到的值是初始的display_time和系統時鐘(STC)的一個初始值。一旦知道了這些初始值，便可生成所有後續訪問單元的顯示時間。因此，在本發明的一個實施例中，在不使用PES資料分組的方案中，可傳輸display_time和初始STC的time_offset。
如果基礎架構不使用分組基本流(PES)的分組封包，那麽，所有的PID都將承載time_recovery_private欄位，time_recovery_private欄位包括用於互相同步的display_time。但是，僅僅需要一個PID來承載transport_rate、packet_count和time_offset，以用來初始化系統時鐘(STC)。
通過複用，MPEG－2能夠將多種類型的多媒體資訊合併為單個位元組流。一種常見的情況是，服務提供商接受各種源的多個傳輸流，並通過選擇不同源的不同節目來創建他自己的傳輸流。這種合併要求使用再複用器。圖5示出了常規的傳輸流的再複用引擎500。圖5中示出了發送到再複用引擎的傳輸兩個輸入流，即第一輸入流505和第二輸入流510，每個輸入流都承載有嵌入的PCR值。再複用引擎反過來產生一個合併的輸出流515。在再複用引擎中，輸出流不是選自第一輸入流505就是選自第二輸入流510。分組的轉發和丟棄基於輸出傳輸速率和再複用引擎的調度演算法。如果使用調度演算法來保證性能，就不需要調整輸出傳輸流中的PCR值。因此，PCR值可與第一輸入流505和第二輸入流510的PCR值保持相同。
在本發明中，輸入傳輸流中沒有承載PCR值。換言之，傳輸速率資訊和資料分組技術資訊是間歇傳送的。因此，在再複用階段，需要在輸出流中重新評估和更新傳輸速率和分組計數的值。
圖6示出了根據本發明的一個實施例的再複用引擎。圖6中示出了輸入再複用引擎的兩個傳輸流，即第一輸入流605和第二輸入流610，每個輸入流都間歇地承載有嵌入的傳輸速率資訊和嵌入的資料分組計數資訊。再複用引擎反過來產生一個合併的輸出流615。在再複用引擎中，輸出流不是選自第一輸入流605就是選自第二輸入流610。在再複用時，將重新評估和更新傳輸速率資訊和資料計數資訊並將其重新插入到輸出傳輸流615中。
本發明一實施例中的誤差處理按照如下方式進行。對於標記的time_base的中斷(discontinuity)，使用以下方法：如果設置了中斷識別字，立即計算LSCS1＝display_time－time_offset並載入到STC基準。對於未標記的time_base的中斷，使用以下方法：|LSTC－(display_time_time_offset)|>THR，其中，THR是可設置的閾。在這種情況之下，立即計算LSCS1＝display_time－time_offset並載入到STC基準中。
圖7是示出了對數位通信的資料分組進行編碼以在通信系統中傳輸的流程圖700。將分組技術資訊和傳輸速率資訊與數位通信分組一同編碼。根據本發明，不再需要在資料流程中發送PCR資訊。資料流程將不包含PCR資訊，雖然資料流程包含PCR資訊是允許的。相反，傳輸速率用於表示抖動。傳輸速率表示一段時間的平均值，而PCR表示瞬間值。在使用傳輸速率和分組計數(在丟包時發送)時，其時間段是從包含計時資訊的兩個分組之間提取的。將之前的系統時鐘值加上該時間段來計算時間戳。例如，等式(1)提供了這種演算法的具體過程。
步驟702中，接收多個資料分組，例如MPEG－2資料分組。
步驟704中，確定分組計數資訊和傳輸速率資訊。
步驟706中，在傳輸之前，將分組計數資訊和傳輸速率資訊載入到資料分組中。例如，可以在資料分組在發射器中進行編碼時，將分組計數資訊和資料傳輸資訊載入到資料分組的報頭。更具體地，對於MPEG－2，可將分組計數資訊和資料傳輸資訊載入到如圖1A所示的MPEG－2報頭105的適配欄位120中。
步驟708中，在通信網路上傳輸資料分組以接收和處理。
圖8示出了基於承載分組計數和傳輸速率資訊的資料分組重建系統時鐘的流程圖800。但是本發明不應受流程圖800的步驟的順序的限制。換言之，一些步驟可以同時執行，或者以不同的順序執行，這都不脫離本發明的範圍和實質。
步驟802中，接收分組，所述分組包含來自編碼時鐘的分組計數資訊和傳輸速率資訊。
步驟804中，從所接收的資料分組中獲取分組計數資訊和傳輸速率資訊。例如，計時資訊提取器410能夠從MPEG資料分組中提取分組計數資訊和傳輸速率資訊。在一個實施例中，MPEG流的分組的適配欄位120中承載有分組計數資訊和傳輸速率資訊。
步驟806中，從分組計數資訊、傳輸速率資訊以及前一本地系統時鐘值確定時間戳。
步驟808中，基於控制信號產生本地系統時鐘。例如，VCD 425基於控制信號產生本地系統時鐘。步驟808也包括從本地系統時鐘產生本地時間戳的步驟。
步驟810中，基於從所接收的分組計數資訊和傳輸速率資訊計算得到的時間戳和從本地系統時鐘確定時間戳之間的差別生成誤差信號。例如，抖動計算器415產生誤差控制信號。
步驟812中，過濾誤差信號以產生控制信號。例如，低通濾波器420輸出經過濾的誤差信號445以產生控制信號450。
圖9示描述了再複用系統如再複用系統500的操作步驟900。步驟905中，接收資訊分組的多個傳輸流，所述資訊分組包含分組計數資訊和傳輸速率資訊。步驟910中，更新分組計數資訊和傳輸速率資訊。步驟915中，將更新後的分組計數資訊和傳輸速率資訊插入到由傳送的資訊分組構成的合併的輸出傳輸流中。
最後，應當意識到，本發明不局限於MPEG－2時鐘恢復應用。例如，系統時鐘的頻率可以是任何的頻率；27MHz的MPEG－2頻率僅僅是一個例子。類似地，使用嵌入的傳輸速率資訊和分組計數資訊來恢復時鐘的方法也不限於MPEG－2分組結構，而是可以等效地應用到要求在目的端恢復時鐘的任何傳輸流。更具體地，除了MPEG之外，本發明還適用於其他的基於分組的通信系統。
總而言之，雖然本文借助實施例對本發明進行了詳細的描述，但是本發明並非僅限於這些實施例。顯然，對於本領域的技術人員而言，可在本發明的主旨和範圍內對本文內容進行修改，但這些修改仍然落入本發明的範圍之內。
MPEG－2資料分組．．．100
報頭．．．105
有效載荷．．．110
13位的節目ID欄位(PID)．．．115
適配欄位．．．120
節目時鐘基準(PCR)值．．．125
節目映射表(PMT)．．．130
PID．．．135
分組基本流(PES)．．．200
解碼時間戳(DTS)．．．205
顯示時間戳(PTS)．．．210
電路．．．300
PCR接收器和/減法器．．．310
低通濾波與增益單元．．．315
電壓控制振盪器．．．320
計數器．．．325
初始化信號．．．330
誤差信號．．．335
校正信號．．．340
解碼器時鐘恢復電話．．．400
進站分組流．．．405
資料分組接收器．．．406
傳輸緩衝器．．．407
定時資訊提取器．．．410
回饋環．．．414
抖動計算器．．．415
低通濾波器．．．420
電壓控制振盪器．．．425
計數器．．．430
時間戳資訊．．．440
誤差信號．．．445
糾正信號．．．450
時鐘輸出端．．．455
再複用引擎．．．500
第一輸入流．．．505
第二輸入流．．．510
合併的輸出流．．．515
第一輸入流．．．605
第二輸入流．．．610
合併的輸出流．．．615
圖1A是MPEG－2分組的結構示意圖；圖1B是節目映射表(PMT)的結構示意圖；圖2是分組的基本流(PES)分組的結構示意圖；圖3是傳統的使用PCR值的系統時鐘恢復電路的示意圖；圖4是根據本發明的一個實施例的不使用PCR值的系統時鐘恢復電路的示意圖；圖5是常規的使用PCR值的再複用系統的示意圖；圖6是根據本發明的一個實施例的不使用PCR值進行再複用的系統的示意圖；圖7是根據本發明的一個實施例的、不直接發送PCR時間戳而是產生包含分組計數和速率資訊的資料分組的方法；圖8是根據本發明的一個實施例的恢復系統時鐘的方法；圖9是根據本發明的一個實施例的再複用多個傳輸流的方法。
解碼器時鐘恢復電話．．．400
進站分組流．．．405
資料分組接收器．．．406
傳輸緩衝器．．．407
定時資訊提取器．．．410
回饋環．．．414
抖動計算器．．．415
低通濾波器．．．420
電壓控制振盪器．．．425
計數器．．．430
時間戳資訊．．．440
誤差信號．．．445
糾正信號．．．450
時鐘輸出端．．．455

Claims (9)

  1. 一種用於在通信系統中恢復所接收分組的編碼器時鐘的時鐘恢復裝置，其特徵在於，包括：用於檢測間歇傳輸的資料分組計數資訊和傳輸速率資訊的分組接收器，所述資料分組計數資訊和傳輸速率資訊表示所接收的分組的編碼器時鐘，所述資料分組計數資訊和傳輸速率資訊顯式的嵌入到傳輸流中；用於產生本地系統時鐘的電壓控制振蕩器，其具有輸入端，所述輸入端允許按照在所述輸入端接收的控制信號的比例調整系統時鐘的頻率；用於輸出誤差信號的反饋環，所述誤差信號表示本地系統時鐘頻率與所表示的編碼器時鐘頻率之間的差異；以及用於過濾誤差信號以便將其輸入所述電壓控制振蕩器的低通濾波器電路；所述資料分組接收器包括傳輸緩衝器和分組時鐘提取器，所述傳輸緩衝器用於捕獲傳輸流中的分組以及將相關的位元組分發到所述分組時鐘提取器；所述分組時鐘提取器檢測嵌入的傳輸速率資訊以及資料分組計數資訊，並檢測和輸出與所接收的分組有關的編碼器時間戳資訊，所述時間戳資料表示基於所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊的編碼器時鐘；所述反饋環還包括用於輸出本地時間戳資料的計數器以 及用於輸出所述誤差信號的抖動計算器，所述本地時間戳資料的值隨系統時鐘周期而增加，所述計數器具有用於生成輸出值的輸入端，所述誤差信號等於來自所述計數器的時間戳資料與來自所述接收器的時間戳資料之間的差異。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的時鐘恢復裝置，其中，所接收的分組是MPEG-2分組。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的時鐘恢復裝置，其中，所述系統時鐘的頻率範圍是從26.999199MHz到27.000810MHz。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的時鐘恢復裝置，其中，所述資料分組接收器從一個或多個所接收的分組的報頭中獲得所述分組計數資訊以及所述傳輸速率資訊。
  5. 一種重建系統時鐘的方法，其特徵在於，包括：將所述資料分組計數資訊和傳輸速率資訊顯式的嵌入到傳輸流中；接收數位化的分組，所述分組包括來自發送時鐘間歇傳輸的分組計數資訊和傳輸速率資訊；從所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊確定時間戳；基於控制信號產生本地系統時鐘，基於所述本地系統時鐘產生本地時間戳；基於所述本地時間戳和所述從所述分組計數資訊和傳輸速率資訊確定的時間戳之間的差異產生誤差信號；以及 過濾誤差信號以產生所述控制信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，所述數位化的分組是MPEG-2分組。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中，所述從所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊確定所述時間戳的步驟進一步包括：從MPEG-2分組的報頭獲得所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊。
  8. 一種使用時間戳資訊編碼多個資料分組以便在通信系統上傳輸的方法，其特徵在於，包括：將所述資料分組計數資訊和傳輸速率資訊顯式的嵌入到傳輸流中；接收多個傳輸流的資料分組；確定所述多個資料分組的間歇傳輸的分組計數資訊和傳輸速率資訊；以及將所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊載入到所述多個分組中的一個或多個資料分組的報頭部分。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中，所述分組是MPEG-2分組，所述載入步驟包括：將所述分組計數資訊和所述傳輸速率資訊插入到所述資料分組的報頭部分的適配欄位。
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