JP2004531963A

JP2004531963A - ジッタのない復号化を伴うａｔｍ網を通じたｍｐｅｇデータパケット伝送

Info

Publication number: JP2004531963A
Application number: JP2002590679A
Authority: JP
Inventors: エーレンベルク，オノ; アーイェーエムヘレイヘルス，ヘンドリクス
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2004-10-14
Also published as: WO2002093938A1; EP1393575A1; US20030002540A1; CN1462559A

Abstract

送信器、受信器、及び、送信器と受信器をつなぐ転送ネットワークとを含む伝送システムが開示される。送信器は、夫々の転送データストリーム（ＴＳ）に含まれるローカルクロックに基づく計数値を表わす夫々の送信タイムスタンプ（ＴＴＳ）を発生するタイムスタンプ手段を具備する。受信器は、クロック周波数制御入力を有するクロック発生器を具備する。受信器は、受信される連続的な送信タイムスタンプ間の時間差を計算するよう転送ネットワークにつながれる時間基準再生器を更に含む。時間基準再生器は、計算された時間差に基づきクロック周波数に影響を与えるよう周波数制御入力に結合される。このようにして、正確な時間基準の再構築が可能であり、受信器の復号化における復号化処理の信頼性をより高くし、ＡＴＭタイプのネットワークによって導入されるようなジッタに対する脆さを低下させる。

Description

【０００１】
本発明は、送信器、受信器、及び、前記送信器と前記受信器をつなぐ転送ネットワークとを含み、送信器は、夫々の転送データストリーム（ＴＳ）に含まれるローカルクロックに基づく計数値を表わす夫々の送信タイムスタンプ（ＴＴＳ）を発生するタイムスタンプ手段を具備し、受信器は、クロック周波数制御入力を有するクロック発生器を具備する、伝送システムに関連する。
【０００２】
本発明はまた、この伝送システム用の受信器に関連する。
【０００３】
かかる伝送システムは、ＵＳ−Ａ−５，６４０，３８８号から知られている。従来技術の伝送システムデータでは、ＰＣＲと示されるタイムスタンプを含むデータパケットは送信器から転送ネットワークを通じて受信器へ伝送される。データパケットは、ビデオ、オーディオ、及び／又は、他の転送データストリームの符号化された表現を形成する。各データストリームは、それ自身の時間基準を有しうる。例えば、加入テレビジョンシステムは、ビデオストリーム及び関連するオーディオストリームを含みうる。これらのストリームは、転送ネットワークを通じた伝送に適した、単一の、いわゆるＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔＧｒｏｕｐ（ＭＰＥＧ）型の転送ビットストリームへと結合されうる。一般的に、各データパケットは、ヘッダ部と、当該のストリームの符号化されたデータを含むペイロード部とを含む。符号化されたデータの同じ表現を含む転送ストリームパケットの各群には、ヘッダ部に含まれる同一の固有のパケット識別子（ＰＩＤ）が割り当てられる。
【０００４】
送信器には、いわゆるプログラムクロック参照（ＰＣＲ）値を発生するタイムスタンプ手段が設けられ、ＰＣＲ値は、やはり更なるヘッダ部に含まれ、送信器内に存在する符号化器のクロック発生器に結合されたカウンタの実際の時間基準から元々は導出されたものである。これらのタイムスタンプ又はＰＣＲ値は、例えば送信器における多重化又は転送ネットワークを通じた伝送中に経験される生じうる可変の遅延について補償するよう調整されうる。伝送されるデータパケット中で定期的に送られるＰＣＲ値は、受信器においてクロック発生器信号を復元するのに使用されうる。特に、ＭＰＥＧ１又はＭＰＥＧ２標準で可能とされていたように異なるデータ表現を含むパケットの多重化を可能とする非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークでは、データストリームパケットの時間的な位置はそれらのＰＣＲに関連して変化しうる。これにより受信器端で経験されるジッタが生じ、その場合、もはや正しい時簡基準を反映しないＰＣＲは、時間基準のための信頼性のあるクロック発生器信号を回復するためには使用され得ない。
【０００５】
この従来技術の文献では、受信器内に存在する復号化器でデータパケットを復号化する前に受信されたパケット中のＰＣＲ値を訂正することによりジッタが除去される。更に、受信されたパケットはバッファに格納され、バッファは、送信器中のローカル周波数と略等しい公称周波数で動作するローカル受信器クロック発生器によって指定される公称のレートでパケットを復号化器へ出力する。バッファを通じたパケットの平均通過時間が測定され、パケットが復号化器へ供給される前に関連するパケット間のジッタが最終的に除去されるよう、更なるヘッダ部中のＰＣＲ値を変更するために使用される。
【０００６】
従来技術による伝送システムの不利な点は、上述のＰＣＲ訂正手段により、多くの計算、プログラム毎のブックキーピング、ＰＣＲに対して動作するのに必要なハードウエアを生じさせる。各プログラムはそれ自体の異なる時間基準を有するため、より多くのプログラムにより、プログラム当たりのより多くの処理及びブックキーピングがより多く必要となる。
【０００７】
従って、本発明は、受信器において信頼性の高い復号化を行うための安定した正確な時間基準を表わすにもかかわらず送信器及び受信器の種類についての選択の自由を認める伝送システムを提供することを目的とする。
【０００８】
従って、伝送システムは、受信器は、受信される連続的な送信タイムスタンプ間の時間差を計算するよう転送ネットワークにつながれ計算された時間差に基づきクロック周波数に影響を与えるよう周波数制御入力に結合される時間基準再生器を更に含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明による伝送システムの利点は、受信された連続する送信タイムスタンプ間の計算された時間差に基づいて、クロック信号発生器周波数によって決められる受信器中の時間基準の再構築が正確に達成されうることである。これは、送信タイムスタンプが送信器端における時間基準を正確に決め、この時間基準は受信器端で容易に且つ高い信頼性で再構築されうるためである。時間基準の高められた正確性は、このように受信器の復号化器中のより信頼性の高い復号化処理を生じさせる。更に、本発明による提案された伝送システムは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＡＴＭタイプのネットワークといったパケット交換網によって導入されるジッタに対する脆さを減少させ、なぜならば、転送ネットワークによって導入されるジッタとは無関係に、計算されたタイムスタンプの差に基づいて信頼性の高い時間基準の再構築が達成されうるからである。
【００１０】
更に、本発明による伝送システムの受信器端のみが提案される解法に技術的に適用されればよく、転送データストリームの内容は変化されないため、既存のＭＰＥＧ送信器が依然として使用されうる。これに関して、本発明はトランスペアレントであり、受信器は交換されてもよい一方で、符号化器と復号化器の製造者は、いずれも提案された解法によっては手数がかかることはないため、異なるものであってもよい。更に、受信器端のＰＣＲが変更される必要がないことは有利である。
【００１１】
本発明による伝送システムの実施例は、伝送システムが受信されたデータパケットの正確さを判定する手段を具備することを特徴とする。
【００１２】
有利には、本発明による伝送システムのこの実施例は、転送ネットワークによって導入される全ての誤りは一般的に受信時に検出されおそらくは訂正されうるため、衛星通信、地上通信、及び／又は、ファイバ又はケーブル通信を含むネットワークを通じてデータパケットが伝送されることを可能とする。
【００１３】
本発明による伝送システムの更なる実施例は、受信された送信タイムスタンプデータの正確さを判定する手段を具備することを特徴とする。望ましくは、これらの判定手段は、受信されたデータパケット及び／又はパケット中のいわゆるペイロードデータに対して巡回冗長検査を行うことが可能である。
【００１４】
有利には、この検査は、実際のデータストリームの正確さ、並びに、転送ネットワークを通じた伝送後の送信タイムスタンプデータの正確さを高い度合いで保証する。
【００１５】
本発明による伝送システムの更なる実施例は、指示手段は、連続性計数（ＣＣ）と、送信タイムスタンプ（ＴＴＳ）と、データパケット識別子（ＰＩＤ）とによって形成され、ＣＣとＰＩＤは送信タイムスタンプに対するラベルを形成するよう組み合わされることを特徴とする。
【００１６】
本発明によるこの更なる実施例の利点は、転送ネットワークを通じた伝送中のパケットの損失又はパケットのずれが気づかれることを可能とすることである。ここで提案される機構は、受信器端において、送信タイムスタンプが正しい転送ストリームパケットを参照することを保証する。
【００１７】
現在、本発明による伝送システム、及び、その中に適用される送信器及び受信器について、同様の構成要素に同じ参照番号が付された添付の図面を参照して、それらの更なる利点と共に説明する。
【００１８】
図１は、転送ネットワーク又は通信チャネル３につながれた送信器２と、転送ネットワーク３につながれた受信器４とを含む伝送システム１を示す。送信器２は、データパケットの形のデータをネットワークを通じて受信器４へ送ることが可能である。転送ネットワーク３は、例えば同軸ケーブル、光ファイバ、衛星、ビーム接続、又は衛星通信リンク等を含むデータパケット交換網でありうる。送信器２は、例えば、可能であればオーディオペイロードを含むデータパケットストリームが組み合わされた、ビデオペイロードを含むデータパケットストリームを与えるカメラの形のデータ源ＤＳに結合される入力５を有する。これらのパケットストリームは、分離した又は多重化されたデータパケットストリームでありうる。各データパケットストリームは、符号化された形式で受信器４へ送信される。送信器２は、入力５に結合された符号化器６を含む。符号化器は、ネットワーク３を通じた伝送のためにそのデータ出力Ｄ上にビデオ及び／又はオーディオ転送データストリームパケットを与えるＭＰＥＧ符号化器６でありうる。符号化器６は、通常は２７ＭＨｚのクロック信号を発生する送信器側クロック発生器７に結合される。送信器２は更に、符号化器６とクロック発生器７とに結合される送信タイムスタンプ発生器手段８を具備する。
【００１９】
送信タイムスタンプ発生器手段８は更に図２に示され、ローカルクロック信号ＣＬＫに基づいて、送信されたデータパケットの発生された送信タイムスタンプＴＴＳを形成するよう各データ転送ストリーム（ＴＳ）のローカル送信時間を決定するタイムスタンプ発生器９を含む。これらのタイムスタンプＴＴＳは、後述するように、他の種類のヘッダデータと組み合わされうる。同様に、タイムスタンプは別のオーディオデータパケットを形成するようオーディオペイロードと組み合わせうるが、タイムスタンプはまたタイムスタンプデータパケットが、生じうる連続するタイムスタンプを含むよう組み合わされてもよく、それにより各タイムスタンプは夫々の送信ストリームパケットに関連付けられる。符号化器６における符号化の後、種々のビデオ及びオーディオデータは、符号化器出力Ｄに結合されるＴＳバッファ１０に格納される転送ストリームを形成する。同様に、送信タイムスタンプＴＴＳはタイムスタンプ発生器９に結合されるＴＴＳバッファ１１に格納される。送信器８は、転送ネットワーク３を通じた伝送のために完全なデータ信号を与えるために、バッファ１０及び１１に夫々結合される可能なＴＳマルチプレクサ１２を更に含む。おそらくはＴＴＳバッファ１１とＴＳマルチプレクサ１２との間に、バッファ１０からのＴＳデータと多重化されてもされなくともよい幾つかのＴＴＳデータブロックを組み合わせるＴＳパケット発生器１３が結合される。通常プログラム可能な制御ブロック１４は、送信器２における正しいイベントのシーケンスと動作を制御するために設けられる。
【００２０】
図１に示す受信器４は、ネットワーク３を通じて伝送されるデータパケットの形の完全なデータ信号を受信する。ＴＳデータパケットは、データ源ＤＳから発せられるビデオ及びオーディオ信号を復元するために復号化器１４によって復号化される。復号化は、転送ストリーム中の周知のＰＣＲ値によって復元されるローカル受信器クロック信号ＣＬＫ２７に基づいて行われ、このＰＣＲ値は不変のままとされる。
【００２１】
図３に更に詳細に示すＴＳ再生器１５は、通常は、ＣＬＫ２７クロック信号を与える位相ロックループ（ＰＬＬ）の形をとるクロック発生器１６を含み、ＣＬＫ２７クロック信号はＴＳ再生手段１５で受信器４によって行われるジッタ除去機能の時間基準を与える。復号化器１４における信頼できる正確な復号化のため、送信器側クロック発生器７と受信器側クロック発生器１６が出来る限り近く一致する周波数を有する夫々のクロック信号を与えることが重要であり、一致しない場合は復号化によりデータの失敗が生ずるためである。これは、受信器４における時間基準が、受信されたデータパケットから出来る限り正確に復元されねばならないことを意味する。
【００２２】
ＴＳ手段１５は、伝送された送信タイムスタンプＴＴＳを復元する転送ストリーム（ＴＳ）デマルチプレクサ１７を含む。これらのタイムスタンプと、特に連続するタイムスタンプ間の差は、送信器２における信号ＣＬＫのクロック周波数に関する情報を与える。時間差は、ＴＳデマルチプレクサ１７に結合された時間基準再生器１８において計算され、この時間差はその周波数制御入力１９においてクロック発生器１６を動作させるために使用されている。この結果として、クロック発生器１６の周波数制御が行われ、このときクロック発生器１６の周波数が送信器２におけるクロック信号ＣＬＫの周波数に近く一致するようにされ、これにより復号化器１４へのＴＳデータパケットの送信のための正確で信頼性のある時間基準が得られる。送信タイムスタンプＴＴＳは、転送ストリーム供給器２１へ与えられる前にバッファ２０によってバッファリングされる。転送ストリームＴＳデータは、復号化器入力信号を与えるためやはり送信器２１へ与えられるＴＳパケットフィルタ２２を通り次にＴＳバッファ２３を通るネットワークデータパッケージから導出される。再び、バッファ２０及び２３は、送信タイムスタンプと転送ストリームＴＳ又はペイロードの処理の間に幾らかの遅延が生ずることを許容する。
【００２３】
概して、転送ネットワーク３を通じた信頼性のあるデータパケット通信を確実とするため、受信されたデータの正確さを決定するためにネットワーク受信器４においてある種の検査が行われる。これは、受信される送信タイムスタンプ中のいかなる誤りも時間基準を発生するうえでの誤ったデータを生じさせるため、重要である。行われうる検査は、受信されたデータパケットに対して行われる巡回冗長検査である。このような検査は、誤ったデータを示すことが可能であり及び／又は誤ったデータを訂正することが可能である。誤ったデータが訂正できなければ、一般的に当該のデータパケットを再送する対策がとられる。
【００２４】
望ましくは受信器４において受信される送信タイムスタンプＴＴＳがその関連するデータパケットを参照することを確実とするよう、ＴＳ送信器２１内で実施されるなんらかの形の指示手段が設けられる。かかる手段は、連続するカウント（ＣＣ）、及びデータパケット識別子ＰＩＤを含むラベルによって具現化されうる。ＣＣ及びＰＩＤがラベルを形成するためにディジタル式に組み合わされる場合、その値は関連する転送ストリームパケットの主ヘッダ部分への参照として使用されうる。これによりパケットの損失によるずれも検出されうる。
【００２５】
上記の説明は、本質的に望ましい実施例と最善の可能な態様を参照してなされたが、当業者によれば添付の特許請求の範囲に含まれる種々の変更、特徴、及び特徴の組合せに想到されるため、これらの実施例は考えられている装置の例を制限するものと考えられるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による伝送システムの実施例を示す図である。
【図２】図１の伝送システムでの適用に適した、送信器内のタイムスタンプ発生器手段の実施例を示す図である。
【図３】図１の伝送システムでの適用に適した、受信器内のタイムスタンプ発生器手段の実施例を示す図である。

Claims

送信器、受信器、及び、前記送信器と前記受信器をつなぐ転送ネットワークとを含み、前記送信器は、夫々の転送データストリーム（ＴＳ）に含まれるローカルクロックに基づく計数値を表わす夫々の送信タイムスタンプ（ＴＴＳ）を発生するタイムスタンプ手段を具備し、前記受信器は、クロック周波数制御入力を有するクロック発生器を具備する、伝送システムであって、
前記受信器は、受信される連続的な送信タイムスタンプ間の時間差を計算するよう転送ネットワークにつながれ前記計算された時間差に基づきクロック周波数に影響を与えるよう周波数制御入力に結合される時間基準再生器を更に含むことを特徴とする、伝送システム。
受信された送信タイムスタンプデータの正確さを判定する手段を具備することを特徴とする、請求項１記載の伝送システム。
前記受信された送信タイムスタンプデータに対して巡回冗長検査を行うことを特徴とする、請求項２記載の伝送システム。
受信器において受信された送信タイムスタンプがそれに関連するデータパケットを参照するかどうかを示す指示手段を具備することを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の伝送システム。
前記指示手段は、連続性計数（ＣＣ）と、前記送信タイムスタンプ（ＴＴＳ）と、データパケット識別子（ＰＩＤ）とによって形成され、前記ＣＣと前記ＰＩＤは前記送信タイムスタンプに対するラベルを形成するよう組み合わされることを特徴とする、請求項４記載の伝送システム。
送信器、受信器、及び、前記送信器と前記受信器をつなぐ転送ネットワークとを含み、前記送信器は、夫々の転送データストリーム（ＴＳ）に含まれるローカルクロックに基づく計数値を表わす夫々の送信タイムスタンプ（ＴＴＳ）を発生するタイムスタンプ手段を具備し、前記受信器は、クロック周波数制御入力を有するクロック発生器を具備する、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の伝送システム用の送信器であって、
前記受信器は、受信される連続的な送信タイムスタンプ間の時間差を計算するよう転送ネットワークにつながれ前記計算された時間差に基づきクロック周波数に影響を与えるよう周波数制御入力に結合される時間基準再生器を更に含むことを特徴とする、送信器。
送信器、受信器、及び、前記送信器と前記受信器をつなぐ転送ネットワークとを含み、前記送信器は、夫々の転送データストリーム（ＴＳ）に含まれるローカルクロックに基づく計数値を表わす夫々の送信タイムスタンプ（ＴＴＳ）を発生するタイムスタンプ手段を具備し、前記受信器は、クロック周波数制御入力を有するクロック発生器を具備する、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の伝送システム用の受信器であって、
前記受信器は、受信される連続的な送信タイムスタンプ間の時間差を計算するよう転送ネットワークにつながれ前記計算された時間差に基づきクロック周波数に影響を与えるよう周波数制御入力に結合される時間基準再生器を更に含むことを特徴とする、受信器。
送信器、受信器、及び、前記送信器と前記受信器をつなぐ転送ネットワークとを含み、前記送信器は、夫々の転送データストリーム（ＴＳ）に含まれるローカルクロックに基づく計数値を表わす夫々の送信タイムスタンプ（ＴＴＳ）を発生するタイムスタンプ手段を具備し、前記受信器は、クロック周波数制御入力を有するクロック発生器を具備する、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の伝送システムで用いられる信号であって、
前記受信器は、受信される連続的な送信タイムスタンプ間の時間差を計算するよう転送ネットワークにつながれ前記計算された時間差に基づきクロック周波数に影響を与えるよう周波数制御入力に結合される時間基準再生器を更に含むことを特徴とする、信号。