Интерфейс транспортного процессора для цифровой телевизионной системы

Интерфейс транспортного процессора для цифровой телевизионной системы

Реферат

 

Изобретение относится к области обработки цифровых сигналов. Передаваемый сигнал телевидения высокой четкости представлен потоком данных в пакетной форме в виде последовательности полей данных с неравномерной скоростью следования данных вследствие того, что различные типы интервалов с вспомогательной информацией, не содержащей полезных данных, имеют разную длительность. Каждому полю данных предшествует вспомогательный сегмент синхронизации поля, за которым следуют 312 сегментов данных в пакетной форме, каждый из которых содержит соответствующую информацию прямой коррекции ошибок. В передатчике транспортный процессор формирует пакеты данных с соответствующими заголовками и осуществляет непрерывную обработку с постоянной равномерной скоростью следования данных, в то же время подавая поток данных в пакетной форме в блок, который формирует последовательные поля данных путем вставки в поток данных вспомогательной информации, не содержащей данные. Преимуществом является то, что транспортный процессор работает с постоянной равномерной скоростью следования данных без необходимости преобразования первоначальной структуры поля данных для удовлетворения требований блока формирования поля данных. Это осуществляется за счет передачи данных из транспортного процессора в соответствующий блок интерфейса/буфера в ответ на символьный тактовый сигнал (СТ) 3/8 СТ, а также за счет заранее заданного уровня заполнения буфера. Соответствующий транспортный процессор/декодер в приемнике работает совместно с процессором поля данных и также осуществляет непрерывную обработку с постоянной равномерной скоростью данных. Технический результат изобретения - создан транспортный процессор, в котором данные записываются с равномерной скоростью, а описываются с неравномерной скоростью. 3 с. и 15 з. п.ф-лы, 34 ил.

Изобретение относится к области обработки цифровых сигналов. В частности, изобретение относится к системе, предназначенной для облегчения работы транспортного процессора при обработке потока структурированных в виде полей данных, пригодного для передачи информации в системе телевидения высокого разрешения.

Недавние разработки в области обработки видеосигнала привели к созданию систем для обработки и передачи сигналов цифрового телевидения высокого разрешения (высокой четкости). Одна такая система описана в патенте США N 5168356. В этой системе на транспортный процессор подается поток данных, который состоит из кодовых слов в стандарте, совместимом с известным стандартом сжатия MPEG. Основной функцией транспортного процессора является упаковка данных, состоящих из кодовых слов переменной длины, с получением упакованных слов данных. Совокупности упакованных слов данных, которую называют пакетом данных или ячейкой данных, предшествует заголовок, содержащий, помимо прочей информации, информацию, идентифицирующую соответствующие слова данных. Таким образом, на выходе транспортного процессора создается поток пакетированных данных, состоящий из последовательности транспортных пакетов. Использование транспортных пакетов повышает возможность восстановления синхронизации и восстановления сигнала в приемнике, например, после пропадания сигнала, которое может произойти из-за нарушения в канале передачи. Это достигается благодаря заголовку данных, с помощью которого приемник при потере или нарушении передаваемых данных может определить точки повторного входа в поток данных.

Система наземного телевизионного вещания высокого разрешения, недавно предложенная в качестве системы телевидения высокого разрешения Большого Альянса в США, использует для передачи пакетированного потока данных с заранее заданной структурой поля данных формат цифровой передачи с частично подавленной боковой полосой. Система телевидения высокого разрешения Большого Альянса представляет собой предлагаемый стандарт передачи, который сейчас рассматривается в США Федеральной комиссией связи в ее Консультативном комитете по перспективному телевидению. Описание системы телевидения высокого разрешения Большого Альянса в том виде, как оно было направлено в Техническую подгруппу Консультативного комитета по перспективному телевидению 22 февраля 1994 года (проект документа), опубликовано в Трудах Национальной ассоциации вещательных организаций за 1994 год, 48th Annual Broadcast Engineering Conference Proceedings, March 20-24, 1994.

В системе Большого Альянса данные организованы в последовательность полей данных. Каждая структура поля включает 313 сегментов: сегмент синхронизации поля (который не содержит полезной информации), за которым следуют 312 сегментов данных. Каждый сегмент данных включает компоненту данных и компоненту прямой коррекции ошибок (ПКО). Каждый сегмент данных предваряется компонентой синхронизации. Транспортный процессор выдает пакеты с фиксированной длиной в 188 байтов в процессор передачи, который осуществляет различные функции кодирования для каждого пакета с формированием выходных символьных сегментов для их подачи в выходной канал передачи. Каждый байт содержит заранее заданное количество символов, например 4 символа. Пакеты данных содержат данные в соответствии со стандартом сжатия MPEG-2, разработанным Международной организацией по стандартизации (Группой экспертов по движущимся изображениям). Транспортный процессор вырабатывает только пакеты данных для процессора передачи, который добавляет вспомогательную компоненту обнаружения и коррекции ошибки для прямой коррекции ошибок в каждый сегмент, и вспомогательный сегмент синхронизации поля в начало каждого поля данных, т. е. между каждой группой сегментов полей данных. Для осуществления этих операций скорость потока данных должна регулироваться, поскольку, как будет видно в дальнейшем, вспомогательные компоненты прямой коррекции ошибок и вспомогательный сегмент синхронизации поля имеют место в разное время и имеют разную длительность.

Пакеты разделяются интервалами, которые позволяют транспортному процессору вставить в поток данных вспомогательные данные, необходимые для каждого сегмента (например, данные прямой коррекции ошибок). Однако, когда нужно вставить в поток данных сегмент синхронизации поля большей длины, который не содержит полезных данных, как другие пакеты, поток упакованных данных необходимо прервать и задержать на время, равное интервалу сегмента. Поток данных, созданный с учетом необходимости его прерывания и вставки в него вспомогательной информации различной длительности (данных прямой коррекция ошибок или синхронизации поля), иллюстрируется на фиг. 3. Этот поток данных содержит между интервалами синхронизации поля пакеты длиной 312 байтов плюс интервалы прямой коррекции ошибок, как будет обсуждаться в дальнейшем.

Авторы установили, что прерываемый поток данных, как описано выше, не только нежелательно уменьшает скорость прохождения данных, но и приводит к образованию между пакетами данных неодинаковых интервалов. Существование таких неодинаковых интервалов между пакетами значительно усложняет обработку сигнала.

В частности, авторы установили, что прерываемый поток данных нежелательно повышает требования к интерфейсу между транспортным процессором и процессором передачи в передатчике, особенно в отношении синхронизации данных, а также между любыми системами для записи пакетированного потока данных. Весьма вероятно, что поток данных телевидения высокого разрешения будет записываться на студийной аппаратуре или аппаратуре потребителя. Чтобы удовлетворить требованиям к синхронизации стандарта MPEG, любая система записи должна без искажений воспроизводить синхронизацию пакетов, включая любые неодинаковые промежутки между пакетами, которые, если они имеются, должны вставляться между пакетами. Эти требования значительно увеличивают сложность схем, необходимых в качестве интерфейса для системы записи. Кроме того, любой такой промежуток, сформированный средствами обработки для передачи, должен быть выдержан в демодуляторе приемника.

Предпочтительно настоящее изобретение используется в системе, предназначенной для обработки пакетированного потока данных, представляющего заранее заданные последовательные структуры полей данных. Система согласно изобретению избавляет от необходимости выравнивания структур полей данных, которые могут относиться к типу, характеризующемуся неодинаковой скоростью следования данных из-за различия типа вспомогательной (служебной), т.е. не содержащей данных, информации разной длительности, например такой, какая используется в описанной выше системе телевидения высокого разрешения Большого Альянса.

В передатчике транспортный процессор (например, для формирования пакетов данных с соответствующими заголовками) работает с постоянной равномерной скоростью следования данных без прерывания в системе, которая вставляет вспомогательную информацию, не содержащую данные различной длительности в поток данных с формированием заранее заданной последовательной структуры полей данных. Предпочтительно, транспортный процессор работает с такой постоянной равномерной скоростью поступления данных без необходимости модификации заранее заданной первоначальной структуры поля данных. Этот процесс осуществляется за счет передачи данных из транспортного процессора в связанную с ним схему интерфейса/буфера в ответ на заранее заданный тактовый сигнал.

Согласно изобретению, в передатчике в тракте потока данных, идущих с постоянной скоростью с выхода транспортного процессора, установлено устройство видеозаписи/воспроизведения.

Соответствующий транспортный процессор/декодер в приемнике аналогично осуществляет непрерывную обработку с постоянной равномерной скоростью данных.

В описанном варианте выполнения передатчика согласно настоящему изобретению для обеспечения подачи байтов данных в схему буферного интерфейса с равномерной скоростью данных транспортный процессор работает с постоянной равномерной скоростью поступления данных без прерывания, реагируя на сигнал синхронизации 3/8 СТ, где СТ - системный тактовый сигнал. Реагируя на сигнал синхронизации 3/8 СТ, буфер записывает данные и считывает данные с неравномерной скоростью с выдачей их в схему формирования поля данных. Схема формирования поля работает с неравномерной скоростью следования данных и, реагируя на данные, содержащие байты, и на вспомогательную информацию, не содержащую данных, выдает последовательность выходных структур символьных полей. Схема формирования поля данных запрашивает данные с неравномерной скоростью. Схема интерфейса преобразует этот запрос в запрос с постоянной скоростью следования данных для транспортного процессора.

В описанном варианте выполнения приемника согласно настоящему изобретению принятый поток символов характеризуется последовательной структурой полей данных. Устройство обработки поля данных обрабатывает принятую структуру поля символьных данных с неравномерной скоростью и формирует выходные данные, идущие с неравномерной скоростью. Схема интерфейсного буфера реагирует на тактовый сигнал 3/8 СТ считывания и преобразует эти данные в выходной поток байтов данных в формате MPEG, характеризующийся постоянной равномерной скоростью следования данных. Этот поток данных обрабатывается транспортным декодером, который, реагируя на тактовый сигнал 3/8 СТ, осуществляет непрерывную обработку с постоянной равномерной скоростью следования данных.

На чертежах: на фиг.1 иллюстрируется последовательная структура полей данных, включающая сегменты синхронизации и данных, на фиг. 2 изображена блок-схема, иллюстрирующая в общих чертах устройство для обработки пакетированного потока данных, на фиг.3 изображен пакетированный поток данных, в котором между пакетами данных имеются неравномерные вспомогательные интервалы, на фиг. 4 изображена блок-схема устройства кодирования в передатчике, которое включает схему буфера/интерфейса и схему структурирования полей данных согласно изобретению, которые реагируют на входные пакетированные байтовые данные с выдачей в канал передачи выходных символов, на фиг. 5 иллюстрируется спектр телевизионного сигнала, который может быть использован для передачи выходных данных, сформированных системой, показанной на фиг. 4; он показан в сравнении со спектром обычного телевизионного сигнала в системе NTSC, на фиг. 6-16 изображены сигналы, характеризующие работу системы передатчика, показанной на фиг.4, на фиг. 17 изображена блок-схема расположенного в приемнике декодера, который включает устройство обработки поля данных в основной полосе частот и схему буфера/интерфейса согласно изобретению, которые реагируют на входные пакетированные символьные данные с выдачей в транспортный процессор выходных байтовых данных, на фиг. 18-27 изображены сигналы, характеризующие работу системы приемника, показанной на фиг. 17, на фиг. 28 и 29 более подробно показаны узлы систем, изображенных на фиг. 4 и 17 соответственно, на фиг. 30-32 изображены сигналы, которые полезны для понимания работы системы, выполненной согласно изобретению, на фиг. 33 и 34 иллюстрируются устройства, изображенные на фиг. 4 и 17 соответственно, применительно к системе видеозаписи/воспроизведения.

На фиг. 1 изображена структура полей данных системы телевидения высокого разрешения Большого Альянса в США для использования в системе обработки пакетированного потока данных. Выходной поток символьных данных, представляющий структуру полей данных, формируется процессором передачи в ответ на пакеты входных данных из предыдущего транспортного процессора. Процессор передачи и транспортный процессор будут описаны в связи с фиг. 4. Каждая структура полей данных включает вспомогательный сегмент синхронизации поля (который не содержит полезных данных), предшествующий группе сегментов данных поля, каждый из которых имеет соответствующую компоненту синхронизации. Каждый сегмент данных поля включает компоненту пакета данных из 187 байтов, компоненту синхронизации из одного байта перед каждым сегментом данных и компоненту прямой коррекции ошибок после данных. Каждому сегменту соответствует интервал "Y", определяющий интервал запрета данных между каждым пакетом данных. Транспортный процессор выдает пакеты входных данных по 188 байтов плюс сегмент синхронизации в процессор передачи. Процессор передачи добавляет вспомогательную информацию, касающуюся кодирования для прямой коррекции ошибок и синхронизации поля, и выдает выходные сегменты в символьной форме для передачи их в выходной канал передачи.

Компонента синхронизации, соответствующая каждому сегменту, и компонента синхронизации поля облегчают установление синхронизации символов и пакетов и фазовую автоподстройку в приемнике в условиях избыточного шума и помех. Четырехсимвольная компонента синхронизации является бинарной (2-уровневой) для того, чтобы повысить надежность восстановления пакетов и импульсов синхронизации, и представляет собой сигнал, который периодически повторяется с уникальной частотой, чтобы обеспечить надежное обнаружение в приемнике в условиях шума и помех. Символы синхронизации не кодируются по методу Рида-Соломона или с использованием решетчатого кода и не подвергаются перемежению. Компонента синхронизации поля может содержать псевдослучайные последовательности и служит для нескольких целей. Она обеспечивает средство для определения начала каждого поля данных, а также может быть использована адаптивным выравнивателем в приемнике как опорная обучающая последовательность для удаления межсимвольных и других искажений. Кроме того, она обеспечивает средство, с помощью которого приемник может определить, использовать или нет фильтр подавления помех, и может применяться для диагностических целей, например для измерения отношения сигнал-шум и частотной характеристики канала. Кроме того, компонента синхронизации может использоваться в схемах слежения за фазой в приемнике для определения параметров в контуре управления фазой. Как и компонента синхронизации, компонента синхронизации поля не кодируется кодом коррекции ошибок или решетчатым кодом и не перемежается. В этом примере поля данных не обязательно соответствуют чередующимся полям изображения, которые составляют кадр изображения в телевизионном сигнале в стандарте NTSC.

На фиг. 2 иллюстрируется в общих чертах обработка сегмента 22 поля данных одного типа блоками процессора передачи и выходного процессора, изображенными на фиг. 4. Этот сегмент представляет собой один из 312 сегментов данных заданного поля данных, состоящий из 832 символов. Сегмент, иллюстрируемый на фиг. 2, содержит 187 байтов пакета транспортных данных в формате MPEG-2, перед которыми следует компонента синхронизации, содержащая один байт, а после следует соответствующая компонента прямой коррекции ошибок, содержащая 20 байтов контроля по четности кода Рида-Соломона. Каждый транспортный пакет при использовании в системе телевидения высокого разрешения Большого Альянса включает 4-байтовый заголовок связи, первый байт которого является байтом синхронизации для облегчения синхронизации пакетов. За ним может следовать необязательный заголовок адаптации, а оставшуюся часть пакета составляют полезные данные формата MPEG. Однобайтовая компонента синхронизации перед тем, как подвергнуться двухпозиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы, преобразуется в 4 символа. 187-байтовый сегмент пакета в формате MPEG и компонента кодирования прямой коррекции ошибок перед тем, как подвергнуться 8-позиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы, кодируются решетчатым кодом со скоростью кода 2/3 и преобразуются в 828 символов. Способы осуществления такой 2-позиционной и 8- позиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы хорошо известны. Полученный в результате выходной сегмент 24 поля, который передается в выходной канал, содержит 4-символьную компоненту синхронизации, за которой следует 828-символьная компонента поля данных, содержащая данные формата MPEG и данные прямой коррекции ошибок.

На фиг. 3 представлен поток пакетов данных в соответствии со структурой полей данных, изображенной на фиг. 1. Каждое поле данных имеет 312 сегментов, каждый из которых включает компоненты синхронизации, данных и прямой коррекции ошибок. Более конкретно, каждый сегмент поля данных содержит интервал, который охватывает 188 байтов данных, включая сигнал синхронизации ("пакетные байты"), и интервал, который охватывает 20 байтов кода прямой коррекции ошибок. В каждом сегменте 188 байтов данных соответствуют 188 интервалам (периодам) тактового сигнала, а каждые 20 байтов кодов прямой коррекции ошибок соответствуют 20 интервалам (периодам) тактового сигнала. Когда наступает время вставки сегмента синхронизации поля, передача сегментов данных/прямой коррекции ошибок должна быть задержана на 228 периодов тактового сигнала, что соответствует интервалу синхронизации сегмента (т.е. 20+188+20 периодов тактового сигнала). Сегмент синхронизации поля не содержит полезных данных, которые содержатся в каждом сегменте пакетных данных. Этот разрыв в потоке данных вызывает нежелательные неравные интервалы или промежутки между пакетами, как показано на фиг. 3. Такой прерываемый поток данных и неодинаковые промежутки между пакетами очень усложняют управление данными и повышают требования к оборудованию, относящемуся к интерфейсу между транспортным процессором и процессором передачи как в приемнике, так и в передатчике, а также уменьшают скорость следования данных. Более того, при воспроизведении записанных материалов трудно осуществить синхронизацию структуры полей данных. Неодинаковые промежутки между пакетами очень осложняют задачу записи потока пакетных данных на студийном оборудовании или оборудовании потребителя, поскольку неравные промежутки между пакетами должны быть сохранены там, где они находятся, т.е. записывающее оборудование должно верно воспроизводить синхронизацию пакета MPEG. Кроме того, неравные промежутки должны быть сохранены в выходном сигнале, производимом демодулятором в приемнике.

Описанные проблемы, вызванные неравными промежутками между пакетами и связанные с нерегулярностью вспомогательных данных, рассматриваются и решаются системой, выполненной согласно настоящему изобретению. В описываемой системе транспортный процессор обрабатывает пакеты данных с постоянной равномерной скоростью следования данных в ответ на тактовый сигнал, который зависит от используемой схемы модуляции данных. Этот сигнал синхронизации управляет также работой блока буфера/интерфейса, расположенного между транспортным процессором и устройствами уровня передачи, который обрабатывает данные в соответствии с заранее заданной структурой поля данных. Преимущество описываемой системы заключается в том, что для достижения желаемой работы с постоянной равномерной скоростью следования данных нет необходимости модифицировать первоначальную структуру поля данных. Кроме того, не оказывается воздействия на такие параметры, как скорость следования символов, перемежение сегментов, а также на компоненты синхронизации и кодирования с коррекцией ошибок по методу Рида-Соломона.

В системе передатчика (фиг. 4) согласно настоящему изобретению транспортный процессор 14 работает с постоянной равномерной скоростью следования данных без прерывания и выдает байтовые данные в стандарте MPEG с равномерной скоростью следования данных в блок 16 буферного интерфейса. Интерфейс 16 выдает байтовые данные с неравномерной скоростью в блок 17 формирования поля данных и кодирования. Блок 17 работает при неравномерной скорости следования данных и в ответ на байтовые данные и вспомогательную информацию, не содержащую данные (данные синхронизации поля и прямой коррекции ошибок), выдает последовательность структур выходных полей символов. Блок 17 запрашивает данные с неравномерной скоростью посредством сигнала Запрос Пакета Поля Данных. Блок 16 интерфейса преобразует этот запрос в сигнал запроса с равномерной скоростью следования данных (Запрос Пакета Для Транспортировки), который подается в транспортный процессор 14.

Более конкретно, транспортный процессор 14 относится к системному транспортному уровню, а блок 17 относится к системному уровню передачи (куда входит также выходной процессор 18), который отделен от транспортного уровня интерфейсом 16. Источник 12 данных содержит схему сжатия данных, совместимую со стандартом MPEG, и выдает байтовые данные в формате MPEG-2 в транспортный процессор 14. Транспортный процессор 14 упаковывает байты формата MPEG в слова данных фиксированной длины, которые в конце концов группируются в пакеты данных фиксированной длины (188 байтов). Каждый пакет предваряется заголовком, содержащим пояснительную информацию об источнике программы, типе службы и другую информацию, описывающую полезные данные в соответствующем пакете и относящуюся к ним. Кроме того, в начало каждого пакета транспортный процессор 14 вставляет 1-байтовый сигнал синхронизации пакета формата MPEG. Процессор 10 передачи осуществляет операции, которые включают входную буферизацию, кодирование для прямого обнаружения/коррекции ошибок, вставку сигнала синхронизации поля, решетчатое кодирование для улучшения отношения сигнал-шум, перемежение для уменьшения влияния групп ошибок, возникающих при передаче пакета данных, и символьное преобразование.

Блок 17 осуществляет функцию формирования поля данных, в то время как входные пакеты данных формируются в структуру полей данных, включающую данные, а также компоненты синхронизации поля и прямой коррекции ошибок, как описано ранее. Пакеты данных из блока 16 интерфейса в блок 17 следуют с постоянными равномерными промежутками между пакетами так, что поля данных формируются блоком 17 "без стыков" и без прерывания потока данных. Система передачи на фиг. 4 работает, реагируя на символьные тактовые импульсы (СТ) и тактовые импульсы, полученные на их основе, как будет описано ниже. Подходящая частота символьных тактовых импульсов равна 10,762237 МГц.

Описанная система согласно настоящему изобретению позволяет транспортному процессору работать при равномерной скорости следования данных без модификации первоначальной структуры поля данных, содержащей, например, один сегмент синхронизации поля на каждые 312 сегментов данных, с формированием равномерного потока данных с 313-сегментным полем. Более того, нет необходимости прерывать поток данных для вставки между полями данных вспомогательной информации о синхронизации поля.

Система передатчика, изображенного на фиг. 4, использует тактовые импульсы 1/4 СТ и 3/8 СТ, где СТ - символьный тактовый сигнал системы. Выбор для обработки сигнала тактового сигнала 1/4 СТ, как будет показано ниже, обусловлен тем, что один байт (8 битов) содержит 4 символа при 2 битах на символ. Тактовый сигнал 3/8 СТ предпочтителен для систем с 8-позиционной модуляцией с частичным подавлением боковой полосы, в то время как тактовый сигнал 3/4 СТ, также находящийся в рамках настоящего изобретения, предпочтителен для более быстрых систем с 16-позиционной модуляцией с частичным подавлением боковой полосы. В системе, которая будет описана ниже, блок 16 содержит между выходом транспортного процессора 14 и входом блока 17 формирования поля данных буфер 46 обратного магазинного типа. Пакеты байтовых данных считываются из транспортного процессора 14 и записываются в буфер 46 в ответ на тактовые импульсы 3/8 СТ, а из буфера 46 пакеты данных считываются и подаются в кодер 17 в ответ на тактовые импульсы 1/4 СТ. Оба этих тактовых импульса предпочтительно вырабатываются цифровым устройством, а не более дорогой схемой с фазовой автоподстройкой. Тактовые импульсы 3/8 СТ синхронизируют работу как транспортного процессора 14, так и буфера 46 так, что данные между транспортным процессором и буфером передаются синхронно. Как будет описано ниже, аналогичные требования предъявляются к приемнику.

На фиг. 6-9 символьные тактовые импульсы СТ (фиг. 6) и полученные из них синхронные тактовые импульсы 1/4 СТ (фиг. 7) генерируются схемой 40 управления синхронизацией, например микропроцессором, в блоке 17. Схема 40 генерирует также сигнал Запрос Пакета Поля Данных (фиг. 10), который синхронизирован с символьным тактовым импульсом СТ, так как для генерации сигнала Запрос Пакета Поля Данных используются тактовые импульсы 1/4 СТ. Генератор 42 тактового сигнала в блоке 16 генерирует тактовые импульсы 3/8 СТ (фиг. 8), которые синхронизированы с тактовыми импульсами СТ и тактовыми импульсами 1/4 СТ из схемы 40 синхронизации. На фиг. 9 (приведенной только для ссылки) изображен импульс длиной в 1 байт, связанный с появлением однобайтового импульса синхронизации в качестве первого байта в начале каждого пакета данных.

Тактовые импульсы 3/8 СТ генерируются путем подсчета тактовых импульсов СТ. Блок 42 генерирует три выходных импульса на каждые восемь тактовых импульсов СТ. На фиг. 7 и 8 иллюстрируется одно возможное соотношение между тактовыми импульсами 1/4 СТ и тактовыми импульсами 3/8 СТ. Для выработки тактовых импульсов 3/8 СТ подходит любая комбинация из 3 тактовых импульсов в пределах интервала из 8 тактовых импульсов, однако между этими тремя импульсами и тактовыми импульсами 1/4 СТ должно существовать фиксированное фазовое соотношение, и точно такое же соотношение должно поддерживаться между тактовыми импульсами 1/4 СТ и тактовыми импульсами 3/8 СТ в приемнике и передатчике. Иллюстрируемая на фиг.8 структура тактовых импульсов 3/8 СТ является предпочтительной, поскольку этот сигнал легко преобразовать и выровнять с байтом синхронизации (который легко обнаружить в начале каждого пакета), а также легко повторить в приемнике. Аналогичные замечания относятся к использованию любых шести из восьми тактовых символьных импульсов для генерации тактовых импульсов 3/4 СТ для сигнала с 16-позиционной модуляцией с частичным подавлением боковой полосы. Иллюстрируемое соотношение между показанными тактовыми импульсами осуществляется в схеме 40 контроля синхронизации путем сброса счетчика передним фронтом тактовых импульсов 1/4 СТ, в результате чего из буфера 46 выдается байт синхронизации пакета. Счетчик символов считает от 0 до 7, причем 0 синхронизируется с байтом синхронизации пакета, который выдается из буфера 46. Могут быть использованы любые три из восьми отсчетов счетчика тактовых импульсов СТ, однако в приемнике/декодере должны быть использованы такие же три отсчета.

Схема 40 управления синхронизацией обеспечивает возможность генерации структуры поля данных, содержащей 312 сегментов данных и один сегмент синхронизации поля. В ответ на тактовые импульсы 1/4 СТ сигнал Запрос Пакета Поля Данных (фиг. 10, 13) из схемы 40 имеет высокий логический уровень в течение 188 байтов и низкий логический уровень в течение 20 байтов. Сигнал Запрос Пакета Поля Данных из контроллера 40 (фиг. 10) имеет неравномерные промежутки между пакетами. Изображена часть поля данных, в частности два последних сегмента 311 и 312 данных одного поля данных, сегмент 313 синхронизации поля перед началом следующего поля данных и первый сегмент данных следующего поля данных. Этот сигнал содержит интервалы "разрешения" данных, когда данные запрашиваются (каждый содержит 188 байтов данных, синхронизированных со 188 тактовыми импульсами 1/4 СТ), интервалы "запрещения" данных (каждый содержит 20 тактовых импульсов 1/4 СТ), когда в поток данных должна быть добавлена информация прямой коррекции ошибок, или интервалы длиной 228 тактовых импульсов 1/4 СТ, когда между полями данных должна быть добавлена информация, касающаяся синхронизации поля. Этот сигнал является автономным входным сигналом для схемы 44 управления системой в блоке 16.

Схема 44 управления реагирует на тактовые импульсы 3/8 СТ и тактовые импульсы 1/4 СТ и генерирует на своем выходе сигнал Запрос Пакета Для Транспортировки, как показано на фиг. 11. Этот сигнал запрашивает 188-байтовый пакет данных из транспортного процессора 14 при каждом 313-ом тактовом импульсе 1/4 СТ. Для формирования равномерной скорости следования данных и потока данных без прерывания этот сигнал Запрос Пакета имеет постоянные равномерные промежутки между запросами пакета. Постоянные равномерные промежутки длиной в 125 тактовых импульсов 3/8 СТ между запросами пакета облегчают вставку блоком 17 вспомогательных данных, например информации о прямой коррекции ошибок и синхронизации поля, между полями данных в поток данных "без стыков" и прерывания для создания структуры полей данных, как будет объяснено впоследствии.

Описываемое изобретение касается обработки потока данных, имеющего структуру поля с 313 сегментами на поле, включающего сегмент синхронизации поля, за которым следуют 312 сегментов поля данных. В этом контексте описываемая система будет работать с тактовыми импульсами, частота следования которых кратна тактовым импульсам 3/8 СТ, например с более быстрыми тактовыми импульсами, включая тактовые импульсы 3/4 СТ, 3/2 СТ и 3 СТ, в схемах, например, 8-позиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы или 16-позиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы. Эти опции будут лучше поняты из последующего обсуждения фиг.10, 11-30, 31 и 32. Из этого обсуждения станет ясно также, что принципы настоящего изобретения применимы и к другим типам структур полей данных.

Форма сигнала, показанного на фиг. 10, является постоянной для описываемого варианта со структурой полей данных, включающих 313 сегментов. Структура сигнала, изображенного на фиг. 11, может меняться в зависимости от некоторых факторов следующим образом. Фиг. 30 соответствует фиг. 11, на которой изображен сигнал Запрос Пакета, имеющий равномерную скорость следования данных и посылаемый из схемы 44 в транспортный процессор 14 в ответ на тактовые импульсы 3/8 СТ для 8-позиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы. Если для 8-позиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы используются тактовые импульсы 3/4 СТ, идущие с вдвое большей частотой, то форма сигнала Запрос Пакета, направляемого в транспортный процессор 14, будет такой, как показано на фиг. 31. Поскольку размер каждого пакета данных фиксирован и равен 188 байтам, интервал пакета данных остается неизменным и равным 188 тактовым импульсам 3/4 СТ. Однако интервалы запрета данных между пакетами значительно возрастают и достигают 438 тактовых импульсов 3/4 СТ. В этом примере число тактовых импульсов в каждом сегменте возросло до 626 (вдвое больше, чем в предыдущем примере) благодаря возрастанию в два раза частоты байтовых тактовых импульсов 3/4 СТ. Другими словами: 626 тактовых импульсов в сегменте - 188 тактовых импульсов (фиксированная величина) = 438 тактовых импульсов.

Хотя число байтов на сегмент возросло, структура пакета данных не изменилась. Структура поля данных также не изменилась, поскольку каждое поле данных по-прежнему содержит 312 сегментов, каждый из которых содержит 188-байтовый пакет данных, перед которым находится сегмент синхронизации поля. Аналогичные замечания относятся и к импульсам синхронизации большей кратной частоты, например 3/2 СТ или 3 СТ, при которых количество тактовых импульсов в интервале между пакетами данных возрастает пропорционально. Было определено, что частота тактовых импульсов 3/8 СТ является минимальной частотой для синхронизации 313 байтов на сегмент в поле данных из 313 сегментов.

На фиг. 32 иллюстрируется использование тактовых импульсов 3/8 СТ, которые имеют большую частоту следования, в системе с 16-позиционной модуляцией с частичным подавлением боковой полосы. В случае 16-позиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы частота тактовых импульсов увеличивается вдвое, при этом, по сравнению с системой с 8-позиционной модуляцией с частичным подавлением боковой полосы, в единицу времени проходит в два раза больше пакетов. Интервал данных длиной в 188 тактовых импульсов и интервал запрета данных между данными длиной в 125 тактовых импульсов такие же, как в случае с 8-позиционной модуляцией с частичным подавлением боковой полосы, из-за связи между частотой тактовых импульсов и скоростью данных при соответствующем типе модуляции. Более низкая частота тактовых импульсов 3/8 СТ при более низкой скорости данных для 8-позиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы - это то же самое, что более высокая частота тактовых импульсов 3/4 СТ при более высокой скорости данных для 16-позиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы. Можно показать, что желаемое соотношение (например, 3/8 СТ, 3/4 СТ и т.д.) тактовых импульсов может быть получено в соответствии со следующим выражением, которое определяет число символов на поле: NX(188 + Y) = S(X + 1), где X(188 +Y) и S(X+ 1) - число символов на поле; 188 + Y - число символов на сегмент данных; X+1 - число сегментов в поле (например, 313); S - число символов на сегмент (например, 832); X - число сегментов данных в поле (например, 312); Y - интервал между данными; N - множитель, который требуется определить.

N равно 8/3 в случае тактовых импульсов 3/8 СТ при 8-позиционной модуляции с частичным подавлением боковой полосы, и N равно 4/3 в случае тактовых импульсов 3/4 СТ.

При считывании данных транспортный процессор синхронизирован тактовыми импульсами 3/8 СТ, а реагируя на сигнал Запрос Пакета из блока 44, он в течение 188 периодов тактовых импульсов 3/8 СТ выдает пакет данных длиной 188 байтов в формате MPEG, как представлено на фиг. 12. В действительности на фиг. 12 изображен сигнал Данные Истинны, который выдается транспортным процессором 14 одновременно с выдачей 188-байтовых пакетов данных. Сигнал Данные Истинны имеет форму сигнала Запрос Пакета Для Транспортировки (фиг. 11). Сигнал Запрос Пакета Поля Данных из схемы 40 синхронизации блока 17 (фиг. 10) не синхронизирован с сигналом Запрос Пакета Для Транспортировки из схемы 44 (фиг. 11).

Пакеты данных из транспортного процессора 14 (Данные) подаются в буфер 46 блока 16. Этот буфер относительно мал, он рассчитан на несколько пакетов. Чтобы разрешить запись пакетов данных в буфер 46 в ответ на тактовые импульсы записи 3/8 СТ (WCK), буфер 46 также получает на свой вход разрешения записи