Устройство и способ для передачи множества информационных сигналов с разделенным по времени мультиплексированием

Устройство и способ для передачи множества информационных сигналов с разделенным по времени мультиплексированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

В настоящем изобретении представлена концепция передачи множества информационных сигналов со статистическим мультиплексированием, в частности со статистическим мультиплексированием при уплотнении по времени, которая может быть приложена, например, в области передачи аудиовизуального контента в системах цифрового телевещания.

Портативные системы цифрового телевидения формата DVB-H предусматривают передачу нескольких видов мультимедийных сигналов, в частности цифровых видеосигналов, в информационных потоках с временным мультиплексированием по каналу передачи с квазипостоянной скоростью передачи двоичных или иных данных. Если каждому видеосигналу согласно закодированному информационному сигналу будет задана фиксированная скорость передачи данных или скорость кодирования, то провайдер программы, например, будет вынужден искать компромисс между пропускной способностью, которая иногда обходится дорого, и качеством наиболее важных изображений. В некоторых случаях скорость передачи или сжатия данных может быть недостаточной, из-за чего сцены, содержащие множество деталей, теряют качество. С другой стороны, заданная фиксированная скорость кодирования может превышать скорость кодирования, необходимую для отображаемой в данный момент сцены, и скорость кодирования, то есть затраты, будут неоправданными.

В зависимости от содержания текущего изображения видеокодеру требуются различные скорости передачи и/или кодирования данных для обеспечения, в частности, высокого качества прохождения телевизионного сигнала. Спортивное вещание, например, в силу большей насыщенности видеоряда движением, как правило, требует более высокой скорости передачи данных, чем, скажем, ток-шоу или выпуски новостей, где картинка относительно статична. Особенно высокие скорости передачи данных требуются для передачи сцен, насыщенных деталями и движением.

Методы кодирования и сжатия видеосигнала базируются, в частности, на предсказаниях так называемых гибридных кодеров, которые выполняют для изображения внутрикадровое предсказание или предсказание с компенсацией движения с последующим, например на основе энтропии, сжатием разности предсказания. Это значит, что элементы сходства внутри изображения (внутрикадровые) и/или между изображениями (межкадровые) используются для расчета предсказания. Такие предсказания срабатывают с разной степенью достоверности в зависимости от видеоконтента. Соответственно, разностный сигнал будет больше или меньше в зависимости от точности предсказания. Больший разностный сигнал требует большего числа битов для кодирования. С другой стороны, кодирование компенсации движения как служебная информация тоже требует биты для кодирования, поэтому более сложное предсказание не обязательно ведет к оптимизации степени сжатия. В целом, идеальное качество изображения, или идеальное соотношение между скоростью и качеством, может быть подобрано для различных доступных скоростей передачи данных и, следовательно, для различных степеней сжатия. Такое соотношение между возможной скоростью и получаемым качеством изображения зависит от сигнала. В силу этого требуются разные степени компрессии или скорости передачи данных для кодирования разных сцен с целью получения одинаково воспринимаемого качества изображения.

Чем больше число программ или количество провайдеров программ, тем меньше вероятности, что все программы одновременно потребуют самой высокой скорости передачи данных для кодирования. Если несколько информационных сигналов, в частности, видеосигналов, транслируются потоком по каналу с постоянной общей скоростью, упомянутые разности скоростей передачи данных могут быть индивидуально распределены между различными сервисами.

Для этого индивидуально заданные скорости передачи данных сети DVB-H могут быть выстроены динамически в соответствии с так называемым статистическим мультиплексированием. Это подразумевает распределение скоростей передачи данных таким образом, чтобы достигалось оптимальное соотношение скорости кодирования и качества изображения. Этот метод - кооперативный и требует, чтобы сумма скоростей передачи данных индивидуальных сервисов всегда была меньше доступной общей скорости передачи данных. При статистическом мультиплексировании вместо определения фиксированной скорости передачи данных для каждого информационного сигнала выполняется анализ передаваемого видеоконтента и в зависимости от предсказанных характеристик задается индивидуальная скорость передачи данных для каждого из множества информационных сигналов для совместной передачи в транслируемом потоке по каналу с постоянной общей скоростью. Вместо передачи всех видеоданных с максимальной скоростью можно конкретно для каждого изображения снижать среднюю скорость передачи данных без снижения качества восприятия изображения. Это может служить средством предупреждения общего снижения качества.

Прием видео- или информационных сигналов на мобильный терминал, например, на приемник DVB-H, не должен приводить к ускоренной разрядке его аккумуляторной батареи. В системах DVB-T (наземных системах цифрового телевещания формата DVB-T) непрерывно должен декодироваться весь поток данных перед открытием доступа к любому из сервисов, содержащихся в потоке данных, допустим, к телевизионным программам. В рамках портативного формата DVB-H применяют так называемый метод квантования времени, при котором осуществляется прием только части, или временного кванта, потока данных, вмещающего в себя данные выбранного сервиса или программы. Таким образом, в формате DVB-H выполняется уплотнение или совмещение каналов различных сервисов по принципу простого временного мультиплексирования, при котором информационные сигналы каждого сервиса пересылаются периодически пакетами сжатых данных или временными квантами. Следовательно, любой отдельный канал связи транслируется не непрерывно, а периодически с соответствующей высокой скоростью передачи данных, а иногда не транслируется вообще. За счет мультиплексирования квантованием времени нескольких сервисных каналов в результате образуется сплошной информационный поток с квазипостоянной скоростью передачи данных, как показано, например, на фиг.7.

На фиг.7 показан непрерывный поток данных 700 с постоянной средней скоростью передачи Br. Информационный поток 700 представляет собой транспортный поток в стандарте сжатия видеосигнала MPEG, образованный из совместимых с MPEG-2 элементных потоков данных, упорядоченных с помощью временных квантов 702. На фиг.7 видно, что протокольные данные и метаданные 704 (PSI/SI) не подлежат временному квантованию. Кроме того, за временными квантами 702 не закрепляют, например, для циклического повторения, индивидуальные сервисы или фиксированную амплитуду или величину ее продолжительности, даже при том, что при мультиплексировании DVB-H такая устойчивая зависимость так или иначе задействуется. Длительность кванта времени 702, ассоциированного с информационным сигналом, в большинстве случаев зависит от объема текущих пакетов данных соответствующего сервиса, которые предстоит переслать в составе указанного кванта времени. Так, если видеосигнал в данный момент требует относительно высокой скорости кодирования, квант времени 702, который может быть соотнесен с этим видеосигналом, будет, соответственно, иметь увеличенную продолжительность.

В силу вариабельности структуры квантов времени, наглядно отображенной на фиг.7, приемник потока данных 700 должен содержать точную информацию о позициях и конфигурации квантов времени 702, переданных ему, чтобы из них мог быть воссоздан последовательный поток данных отдельных вещательных служб. В формате DVB-H для того используется так называемый метод дельта-Т. Он включает в себя передачу внутри каждого кванта времени 702 показателя относительного времени ожидания дельта-Т, информирующего приемник о том, когда может быть получен следующий квант времени этого же самого сервиса. Система позволяет обозначать время ожидания в диапазоне от нескольких миллисекунд до 30 секунд (см. фиг.8).

В приемнике входящие кванты времени 702 поступают в буфер, а затем считываются с постоянной скоростью (со средней скоростью передачи или кодирования данных соответствующей службы вещания). Длительность квантов времени 702 обычно составляет порядка нескольких сотен миллисекунд, тогда как время отключения приемника между временными квантами согласно дельте-Т может длиться много секунд (см. выше). В зависимости от соотношения времени нахождения во включенном/отключенном состоянии энергосбережение может достигать более 90% по сравнению с форматом DVB-T. Для этих целей квантование времени располагает достаточным арсеналом служебных функций или информационных сигналов, позволяющих достигать наибольшей эффективности.

В системе DVB-H информационные сигналы или служебные функции транслируются на основе Интернет-протокола (IP). Такой подход упрощает связь с другими сетями. Транспортный поток 700 в формате MPEG-2 выполняет роль физического носителя. Введение данных IP в транспортный поток выполняется с использованием существующего протокола адаптации, так называемой многопротокольной инкапсуляции (МРЕ). Для предохранения транспортного потока 700 от интерферирующего воздействия какого-либо радиоканала, формат DVB-H дополнительно включает в себя обращение к системе защиты от искажений (упреждающей коррекции ошибок при многопротокольном инкапсулировании MPE-FEC), которая применяется на уровне потока данных IP перед пакетированием данных IP с помощью МРЕ. Применение этой техники повышает уверенность приема, в частности, мобильного, и при возникновении сильных импульсообразных помех, обусловленных, например, многонаправленным распространением, влекущим за собой деструктивные интерференции в точке приема.

MPE-FEC (упреждающая коррекция ошибок при многопротокольной нкапсуляции) сходна с квантованием времени и многопротокольной инкапсуляцией MPE. Эти три метода прямо совместимы между собой и совокупно образуют так называемый кодек DVB-H. С помощью квантования времени потоки данных IP из различных источников мультиплексируются в виде отдельных элементарных потоков.

Защиту от ошибок MPE-FEC рассчитывают индивидуально для каждого элементарного потока и суммируют, за этим следует упаковка пакетов IP в так называемые сегменты многопротокольной инкапсуляции и - далее - встраивание в транспортный поток.

Во временном отношении недостаток метода дельты-Т заключается в том, что скорость передачи или кодирования данных DVB-H может быть изменена только для будущих временных квантов соответствующих вещательных служб. В результате формируется алгоритмическая задержка, соответствующая продолжительности временных квантов каждой службы вещания. В случае передачи станцией данных с постоянной скоростью этот недостаток отсутствует. При этом содержательные данные сервисов могут быть немедленно инкапсулированы и объединены во временные кванты.

Однако по-иному обстоит с вещанием на переменных скоростях передачи/кодирования данных, например, при статистическом мультиплексировании. В силу неравномерности передачи сигналов для таких сервисов могут быть введены задержки в зависимости от частоты повторения соотнесенных квантов времени. Идеально, если для обозначения среди временных квантов в текущем цикле передачи соответствующих показателей дельта-Т относительного времени ожидания, введенных вплоть до начала соответствующих квантов времени следующего цикла передачи, уже известна структура квантов времени, то есть - момент начала кванта времени и/или длительность кванта времени, следующего цикла передачи. Поскольку требования к скорости передачи данных любой из служб могут меняться от одного кванта времени к следующему кванту времени, для очередного цикла передачи в результате может сформироваться структура кванта времени, полностью отличная от текущего цикла передачи.

Для определения дальнейших требований к скорости передачи или скорости кодирования данных и построения соответствующей этому структуры кванта времени для статистического мультиплексирования предварительно должны быть проанализированы информационные сигналы. Это может привести к образованию значительных латентных периодов. Временная диаграмма на фиг.9 иллюстрирует это условие.

На фиг.9 представлена временная последовательность преобразования элементарного потока 900, входящая для обработки на стороне передатчика. Поток данных 900 разделен на составляющие N-1, N, N+1. Данные составляющей N должны быть переданы в течение кванта времени 902-N, а данные составляющей N+1 должны быть переданы в течение следующего временного кванта 902-(N+1). На фиг.9 можно видеть, что анализ потока данных 904-(N+1) для составляющей потока данных N+1 должен быть завершен к моменту отправки непосредственно предшествующей по времени порции данных, то есть - кванта времени 902-N. Так происходит вследствие того, что, как уже было сказано выше, относительное время ожидания очередного кванта времени 902-(N+1) интегрировано в квант времени 902-N. Следовательно, анализ скорости передачи данных составляющей N должен быть уже закончен к моменту начала Tn-i кванта времени 902-(N-1), анализ потока данных составляющей N+1 должен быть завершен к моменту начала кванта времени 902-N и т.д. За счет этого образуется относительно продолжительный латентный период T_L между получением порций данных N, N+1 элементарного потока 900 и соответствующими интервалами времени воспроизведения или моментами начала квантов времени T_N или T_N+1.

Описанный выше длительный скрытый период T_L на практике противоречит целям статистического мультиплексирования.

Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в практическом решении вопроса сокращения латентных периодов между вводом данных и временем воспроизведения по сравнению с известным уровнем техники. Кроме этого, предлагаемый подход имеет своей целью повышение энергоэффективности принимающего устройства.

Достижение цели осуществляется с помощью устройства, функциональные особенности которого обозначены в пункте 1 формулы изобретения, способом в соответствии с п.14.

На основе данного изобретения сделан вывод о том, что указанная выше цель может быть достигнута за счет того, что точный анализ потока данных или анализ скорости кодирования кластеров информационных сигналов, пересылаемых в следующем цикле передачи, первоначально пропускается, а вместо этого на основе высокоточных расчетных значений названных последующих скоростей передачи или кодирования данных посылаются расчетные значения относительного времени ожидания дельта-T в составе временных квантов текущего цикла передачи. Фактические скорости передачи или кодирования данных, которые могут отклоняться от оцененных значений скоростей передачи индивидуальных информационных сигналов, могут быть введены в следующий по очереди цикл передачи, в результате чего предсказанные границы кванта времени для очередного цикла передачи могут сместиться. При этом вероятное смещение границ кванта времени или начальных точек кванта времени зависит от нескольких граничных условий. Важно, чтобы ни один временной квант последующего цикла передачи не был активизирован до его обозначенного расчетного начального момента. С одной стороны, благодаря этому можно гарантировать, что ресивер не „пропустит" предназначенный ему временной квант. С другой стороны, за счет очень точного расчета структуры кванта времени можно добиться, чтобы временной квант не мог начаться намного позднее, чем было предварительно обозначено, благодаря чему может быть сэкономлена энергия приемника, поскольку отпадает необходимость его работы на прием „на всякий случай". Это большей частью применимо к скоростям передачи или кодирования данных отдельных сервисов, неустойчивых только на относительно низкой скорости. При постоянных скоростях передачи данных рассчитанная структура кванта времени и реальная структура кванта времени могут быть даже идентичными, благодаря чему предлагаемая концепция обеспечивает полное преимущество и эффективность квантования времени.

В более общих чертах можно утверждать, что при введении в устройство оценки скорости передачи данных таких величин, остающихся постоянными от цикла передачи к циклу передачи для всех информационных сигналов, как сами информационные сигналы и/или соотношение скорости кодирования и качества и/или соотношение скорости кодирования и затратности скорости передачи данных, расчетные значения относительного времени ожидания соответствуют фактическим значениям времени ожидания, в силу чего рассчитанный на их основе момент начала кванта времени и реальный момент начала кванта времени следующего цикла передачи точно совпадают. Следовательно, в этом случае на стороне приемника отсутствуют потери мощности, связанные с его преждевременным включением.

Длительность входящих кластеров информационных сигналов вместе с рассчитанными или фактическими скоростями кодирования вмещает в себя в равной мере, соответственно, расчетный или фактический объем данных, переданных в составе различных квантов времени. Таким образом, можно говорить также об оценке объемов данных и об определении фактических объемов данных.

Перераспределение скоростей передачи данных между разными временными квантами в цикле передачи выполняется в зависимости от фактически требуемых в текущий момент различными вещательными службами скоростей передачи данных, как и в зависимости от стоимости индивидуальных скоростей передачи данных. Такая стоимость может определяться как в техническом выражении, например, в вычислительной сложности, так и монетарно. Эта зависимость необходима, поскольку в противном случае каждая вещательная служба будет стремиться расширить временной квант, превышая соответствующие расчетные показатели в максимально возможной степени, в целях получения для себя наибольших преимуществ. Это значит, что на практике взаимодействие поставщиков услуг не может оставаться неконтролируемым, в силу чего стоимость скорости передачи данных играет роль стимула к уменьшению или увеличению скорости передачи данных или продолжительности кванта времени в соответствии с предъявляемыми требованиями. Следует обратить внимание на то, что при перераспределении все временные кванты более или менее равны, то есть каждый квант времени обладает такими же возможностями или степенями свободы при перераспределении, что и другие кванты времени, независимо от его положения в структуре квантов времени.

Настоящее изобретение реализуется в виде устройства для передачи множества информационных сигналов в составе множества текущих и последующих временных квантов в текущем и последующем цикле передачи в соответствии с временным мультиплексированием. Устройство, относящееся к изобретению, имеет в своем составе вычислитель оценки, предназначенный для оценки для каждого информационного сигнала вероятной скорости передачи данных, с которой информационный сигнал будет кодироваться в составе кванта времени, следующего за текущим квантом времени, с целью выведения расчетной структуры кванта времени для очередного цикла передачи. Кроме того, устройство включает в себя процессор, предназначенный для установления на основе оцененной структуры кванта времени для каждого из информационных сигналов относительного времени ожидания, указывающего расчетный момент начала следующего временного кванта информационного сигнала. Структуризатор квантов времени введен в конструкцию для задания на базе фактической скорости передачи данных информационного сигнала действительного начального момента каждого из последующих временных квантов с целью формирования актуальной структуры кванта времени с учетом вероятности девиации фактической скорости передачи данных относительно скорости передачи данных, рассчитанной устройством оценки скорости передачи данных для текущего цикла передачи. Структуризатор квантов времени выполняет выборку реальных моментов начала очередных временных квантов, превышающих или равных соответствующим расчетным начальным моментам.

Только в случае медленно меняющихся скоростей передачи данных или при достаточном соответствии расчетных и действительных скоростей передачи данных, ожидаемые и актуальные структуры квантов времени будут почти идентичны. В случае постоянных скоростей передачи данных или полного соответствия расчетных и действительных скоростей передачи данных ожидаемые и актуальные структуры кванта времени идентичны, благодаря чему приемник может работать с максимальной энергоэффективностью. Это значит, что чем лучше вычислитель оценки, тем меньше расхождения между оценочными и действительными значениями, благодаря чему нет необходимости включать аппаратуру на прием до прохождения кванта времени, и лишь в некоторых случаях - с незначительным упреждением.

Таким образом, предлагаемое изобретение совмещает преимущества статистического мультиплексирования с достоинствами квантования времени и метода дельта-T, предупреждая перерасход мощности принимающей аппаратуры, который находится в зависимости от точности предсказанных значений дельта-T.

Предпочтительные реализации настоящего изобретения являются предметом зависимых пунктов патентной формулы.

Далее конструктивные решения по данному изобретению будут рассмотрены более детально со ссылкой на сопровождающие чертежи, где:

на фиг.1 дана блок-схема алгоритма передачи множества информационных сигналов с гибким временным мультиплексированием, аппаратно реализуемого в соответствии с изобретением; на фиг.2 представлен график прохождения множества информационных сигналов в процессе гибкого временного мультиплексирования при аппаратной реализации в соответствии с изобретением; на фиг.3 дана принципиальная модульная схема устройства для передачи множества информационных сигналов с применением гибкого мультиплексирования квантованием времени при аппаратной реализации изобретения; на фиг.4 дан схематический график сдвига начальных моментов временных квантов; на фиг.5 дана принципиальная модульная схема аппаратной реализации гибкой системы мультиплексирования в соответствии с изобретением; на фиг.6 отображена временная диаграмма осуществления способа гибкого мультиплексирования в соответствии с изобретением; на фиг.7 приведен пример архитектуры мультиплексирования в системе цифрового портативного телевещания DVB-H; на фиг.8 дана схема сигнализации значений дельта-Т по примеру Европейского стандарта телекоммуникации Европейского института телекоммуникационных стандартов ETSI EN 302 304; и на фиг.9 приведен пример трансляционного цикла службы вещания с переменной скоростью передачи данных с применением обычного статистического мультиплексирования.

Сначала следует обсудить базовую концепцию настоящего изобретения в контексте фиг.1 и 2. С этой целью на фиг.1 дана блок-схема относящегося к изобретению способа 100 передачи множества информационных сигналов с применением статистического временного мультиплексирования. Теперь рассмотрим способ 100 на фиг.1 пошагово на примере фиг.2.

Возьмем транспортный поток 200, где кванты времени B_i[.] (i=1, …, I) размещены или транслируются некоторым количеством I поставщиков услуг с использованием мультиплексирования с разделением по времени. Кванты времени B_i[.] размещены в порядке последовательных циклов передачи {…, Z[n-1], Z[n], Z[n+1], …}.

На первом шаге 102 представляемого в изобретении способа 100 на фиг.1 для каждого из числа I временных квантов Bi[n] (i=1,…, I) цикла передачи n рассчитана скорость передачи данных r_i[n] (i=1, …, I), с которой определенный информационный сигнал (соответствующей службы вещания i) ожидается к передаче в пределах кванта времени B_i[n+1] цикла передачи (n+1), следующего за текущим квантом времени B_i[n]. В результате формируется расчетная структура квантов времени для очередного цикла передачи Z[n+1]. Эта ожидаемая структура квантов времени включает в себя оцененные длительности временных квантов и/или начальные моменты последующих временных квантов B_i[n+1] (i=1, …, I).

На следующем шаге 104, исходя из оцененной структуры квантов времени следующего цикла передачи Z[n+1], для текущего цикла передачи Z[n] каждого из числа I информационных сигналов определяется относительное временя ожидания дельта-T_i[n], служащее показателем ожидаемого момента начала следующего временного кванта B_i[n+1] информационного сигнала i. Ha дальнейшем шаге 106 каждый очередной квант времени B_i[n+1] (i=1, …, I) имеет фактический момент начала T_i[n+1] и фактически заданную скорость передачи данных r_eff, i[n+1] (i=1, …, I), что обеспечивает возможность вычисления действительной структуры квантов времени следующего цикла передачи Z[n+1]. Девиация реальной скорости передачи данных r_eff, i[n+1] может происходить как в сторону убывания, так и в сторону возрастания относительно скорости передачи данных r_i[n], рассчитанной и переданной в цикле передачи Z[n]. На шаге 106 фактические начальные моменты T_i[n+1] выбраны таким образом, что каждый фактический начальный момент T_i[n+1] (i=1, …, I) последующих временных квантов B_i[n+1] будет больше или равен начальным моментам (i=1, …, I), которые были предварительно вычислены для каждого случая. Т.е. . Другими словами, квант времени B_i[n+1] никогда не может начаться раньше момента , обозначенного в предшествующем кванте времени B_i[n].

Только в случае медленно меняющихся скоростей передачи данных r_{eff, i}[n] (i=1, …, I) или близкого соответствия расчетных и актуальных скоростей передачи данных r_i[n], r_{eff, i}[n] (i=1, …, I) ожидаемые и действительные структуры квантов времени будут почти идентичны, то есть . При постоянных скоростях передачи данных или при полном соответствии оцененных и фактических скоростей передачи данных расчетные и фактические структуры квантов времени идентичны, то есть следовательно, приемник при этом будет работать с максимальной энергоэффективностью. Соответственно, чем точнее оценка 102, тем меньше расхождения между оценочными и действительными показателями r_i[n], r_{eff, i}[n] и T_i[n], следовательно, приемник может не включаться вплоть до прохождения кванта времени T_i[n] (i=1, …, I), а при необходимости включаться лишь с незначительным упреждением. Естественно, также может быть справедливо для быстро изменяющихся скоростей передачи данных, то есть - в случае изменения между двумя последовательными циклами Z[n], Z[n+1], если оценка или предсказание 102 содержали точные расчетные значения.

Перед началом толкования в последующих параграфах концепции изобретения необходимо дать расшифровку математических символов, используемых при детализации: I - число служб вещания, задействованных в мультиплексной передаче в формате DVB-H, {S₁, S₂, …, S_i, S_i} - количество служб, мультиплексируемых в формате DVB-H,

{В[1], В[2], …, В[n], …} - временная линейная последовательность квантов времени всех служб вещания, мультиплексируемых в формате DVB-H,

{B_i[1], B_i[2], B_i[n], …} - временная линейная последовательность всех квантов времени службы вещания S_i,

r[n] - обозначенная требуемая скорость кванта времени В[n],

r_eff[n] - эффективная скорость передачи кванта времени В[n],

r_w[n] - требуемая скорость кванта времени В[n],

J_max - максимальное временное дрожание начала кванта времени,

ΔT[n] - задержка начала кванта времени В[n] относительно обозначенного начала,

ΔT_max[n] - максимально возможная задержка относительно обозначенного начала кванта времени В[n],

Δt[n] - изменение длительности кванта времени В[n],

f(i; n) - служит для вычисления линейного номера кванта времени B_i[n],

- служит для расчета номера службы, к которой относится квант времени В[n],

- служит для расчета номера кванта времени исключительно для временных квантов определенной службы S f S − 1 ( n ) ,

с - посекундная тарификация передаваемой мощности,

u[n] - прикладная функция (функция начисления) в пользу соответствующей службы при прохождении кванта времени В[n].

Теперь, со ссылкой на фиг.3 будет дано описание устройства 300 для передачи множества информационных сигналов 301-i (i=1, …, I) в составе множества текущих и последующих временных квантов B_i[n], B_i[n+1] (i=1, …, I) в текущем и последующем циклах передачи Z[n], Z[n+1] в соответствии с процедурой мультиплексирования квантованием времени.

Устройство 300 имеет в своем составе вычислитель оценки или предиктор 302, предназначенный для расчета для каждого из информационных сигналов 301-i скорости передачи данных r[f(i; n+1)], с которой информационный сигнал 301-i в кванте времени В_i[n+1], следующем за текущим квантом времени B_i[n], предположительно кодируется соответствующим кодером 304-i (i=1…, I) с тем, чтобы вывести оценочную структуру квантов времени для очередного цикла передачи Z[n+1].

Устройство 300 включает в себя процессор 306, предназначенный для вычисления для каждого из 301-i информационных сигналов на основе ожидаемой структуры квантов времени или из расчетных скоростей передачи данных r[f(i; n+l)] (i=1, …, I) показателя дельта-T относительного времени ожидания, обозначающего предсказанный момент начала T ^ i [ n + 1 ] следующего кванта времени B_i[n+1].

Кроме того, в устройство введен структуризатор квантов времени 308, предназначенный для задания каждому из последующих временных квантов B_i[n+1] действительного момента начала T_i[n+1], исходя из фактической скорости r_eff[f(i; n+1)] передачи данных информационного сигнала 301-i с целью формирования актуальной структуры квантов времени с учетом вероятности девиации фактической скорости передачи данных r_eff[f(i; n+1)] относительно скорости передачи данных r[f(i; n+l)] (i=1, …, I), рассчитанной вычислителем оценки 302 для цикла передачи Z[n]. Структуризатор квантов времени 308 выполняет выборку реальных моментов начала T i [ n + 1 ] очередных квантов времени B_i[n+1], превосходящих или равных моменту начала T ^ i [ n + 1 ] предсказанному в предыдущем цикле передачи Z[n], таким образом, чтобы реальный момент начала никогда не наступал раньше рассчитанного момента начала. Т.о., T i [ n + 1 ] ≥ T ^ i [ n + 1 ] . В идеале, т.е. когда r[f(i; n+1)]=r_eff[f(i; n+l)], применимо T i [ n + 1 ] = T ^ i [ n + 1 ] .

Действительные скорости передачи данных r_eff[f(i; n+1)], с которыми кодеры 304-i (i=1, …, I) реально кодируют информационные сигналы 301-i в цикле передачи Z[n+1], формируются в результате взаимодействия требуемых или рекомендуемых скоростей передачи данных r_w[f(i; n+1)] и различных дополнительных граничных условий, пояснения чему будут даны ниже.

Таким образом, как показали варианты реализации, процессор 306 выполняет функцию задания каждому из текущих квантов времени B_i[n] реального момента начала T_i[n], исходя из фактической скорости передачи данных r_eff[f(i; n)] информационного сигнала 301-i, соотнесенного с текущим квантом времени, для формирования актуальной структуры текущего кванта времени с учетом вероятности девиации реальной скорости передачи данных r_eff[f(i; n)] относительно скорости передачи данных r[f(i; n)], предсказанной вычислителем оценки 302 в предыдущем цикле передачи Z[n-1], с целью задания относительного времени ожидания дельта-T_i[n] для каждого из информационных сигналов на основе ожидаемой структуры квантов времени очередного цикла передачи Z[n+1] и фактической структуры квантов времени текущего цикла передачи Z[n]. Кроме этого, исходя из версий осуществления, процессор 308 выполняет функцию введения каждого из показателей относительного времени ожидания дельта-T_i[n], рассчитанного из текущего временного кванта B_i[n] соответствующего информационного сигнала 301 -i, обеспечивая передачи этих показателей на удаленный приемник для формирования мультиплексного сигнала путем уплотнения квантов времени B_i[n] (i=1, …, I). По сравнению с обычной системой, передающей значения дельта-T, здесь, следовательно, используются текущие предварительно рассчитанные значения для реальных величин дельта-Т, которые еще не определены в текущем цикле передачи Z[n], так как соответствующие составляющие сигнала очередного цикла Z[n+1] еще не проанализированы. Это сокращает скрытый период между вводом сегментов сигнала и передачей их кодированных версий в составе квантов времени.

Даже при том, что предлагаемая концепция изобретения допускает обратное смещение во времени ожидаемых моментов T_i[n+1] начала временного кванта, что будет поясняться позднее, предпочтительнее наличие как можно более точных оценок значений дельта-Т и, следовательно, начальных моментов T_i[n+1] (i=1, …, I), поскольку только при расчетных значениях T ^ i [ n + 1 ] с небольшим отклонением принимающее оборудование будет работать в энергоэффективном режиме.

В аппаратном исполнении вычислитель оценки скорости передачи данных 302 выполняет функцию расчета ожидаемой скорости передачи данных r[f(i; n+1)] информационного сигнала 301-i для следующего временного кванта B_i[n+1], по меньшей мере, исходя из предшествующих и/или текущих фактических скоростей передачи данных {r_eff[f(i; 1)], r_eff[f(i; 2)], …, r_eff[f(i; n)]}, предшествующих и/или текущих предпочтительных скоростей передачи данных {r_w[f(i; 1)], r_w[f(i; 2)], …, r_w[f(i; n)]}, и предшествующих расчетных и/или заявленных скоростей передачи данных {r[f(i; 1)], r[f(i; 2)], …, r[f(i; n)]}, информационного сигнала 301-i. Его функции может выполнять каузальный предиктор (устройство причинно-следственного предсказания), который на основе просмотра предшествующих скоростных условий всех информационных сигналов i информационного сигнала 301-i выводит расчетное значение, необходимое для следующего кванта времени B_i[n+1] (i=1, …, I). Расчетное значение r[f(i; n+1)] может зависеть от предыдущих заявленных скоростей передачи данных, предыдущих требуемых скоростей передачи данных и предыдущих фактических скоростей передачи данных i-го информационного сигнала 301-i (i=1, …, I).

Конструктивное решение вычислителя упреждающей оценки 302 может основываться на приведенных ниже расчетах, например:

r [ f ( i ;   n + 1 )