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DE10393979B4 - Vorrichtung und Verfahren für die Schaffung eines digitalen Rundfunkdienstes auf der Grundlage mehrerer Rundfunkstandorte und mehrerer Frequenzbänder - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren für die Schaffung eines digitalen Rundfunkdienstes auf der Grundlage mehrerer Rundfunkstandorte und mehrerer Frequenzbänder Download PDF

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DE10393979B4 DE10393979T DE10393979T DE10393979B4 DE 10393979 B4 DE10393979 B4 DE 10393979B4 DE 10393979 T DE10393979 T DE 10393979T DE 10393979 T DE10393979 T DE 10393979T DE 10393979 B4 DE10393979 B4 DE 10393979B4
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Abstract

Vorrichtung zum Senden von Daten in einem digitalen Rundfunksystem, die umfasst:
eine Quellcodierungseinrichtung zum Codieren von zu sendenden Daten und zum Erzeugen von quellcodierten Daten;
eine Kapazitätsmanagementeinrichtung zum Unterteilen der quellcodierten Daten in unterteilte Daten für mehrere Kanäle, falls eine verfügbare Datenkapazität zum Senden der quellcodierten Daten in einem einzigen Kanal nicht gegeben ist, jedoch die Summe verfügbarer Datenkapazitäten mehrerer Kanäle die quellcodierten Daten aufnehmen kann, und zum Hinzufügen von Kopfinformationen zu den unterteilten Daten;
eine Kanalcodierungseinrichtung zum Codieren der unterteilten Daten gemäß der Kanalumgebung und zum Erzeugen kanalcodierter Daten; und
eine Sendeeinrichtung zum Multiplexieren, Modulieren und Senden der kanalcodierten Daten über mehrere Frequenzbänder und mehrere Rundfunkstandstandorte.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Schaffung eines digitalen Rundfunkdienstes auf der Grundlage mehrerer Frequenzbänder; und genauer auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Übertragen von Daten über mehrere Frequenzbänder, die von den mehreren Rundfunkstandorten übertragen werden, bei denen die Daten unterteilt werden und zu den unterteilten Daten Kopfinformationen hinzugefügt werden, um die Daten in einer Empfangsvorrichtung zu rekonstruieren, wenn kein verfügbarer Kanal für die Übertragung der Daten vorhanden ist, jedoch die Summe der Reste aller oder einiger Kanäle die notwendige Kapazität ergeben können, und eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Empfangen der Daten über mehrere Frequenzbänder.
  • Technischer Hintergrund
  • Im Allgemeinen werden im herkömmlichen digitalen Fernsehrundfunk, im digitalen Satelliten-Rundfunk und im digitalen Hörfunk digitalen Rundfunksystemen in Übereinstimmung mit inländischen oder internationalen Dienstnormen bestimmte Frequenzbänder zugewiesen. Diese Normen ermöglichen Rundfunkdiensten, z. B. einem Audio-, einem Video- oder einem Daten-Rundfunk, die Verwendung eines der Frequenzbänder. In diesem Fall ist eine Datenübertragungskapazität des digitalen Rundfunkdienstes auf die maximale Datenübertragungskapazität des zugewiesenen Frequenzbandes begrenzt.
  • Da neue Datenanwendungsdienste künftig eine größere Datenkapazität erfordern, entstehen technische und finanzielle Probleme, um den erforderlichen Bedarf an der erhöhten Datenübertragungskapazität zu erfüllen.
  • DE 197 19 762 A1 offenbart ein Verfahren zum Übertragen von Daten sowie einen Sender und einen Empfänger. Dabei unterteilt zunächst ein Paketierer die quellcodierten Daten in Datenpakete und fügt dann zusätzliche Informationen in jedes Paket ein, wobei dann ein Demultiplexer alle Datenpakete über mehrere Kanäle verteilt.
  • WO 99/40693 A1 offenbart ein Satellitenkommunikationssystem, bei dem das ursprüngliche Signal in mehrere Sub-Signale unterteilt wird, die über mehrere Kanäle über eines von zwei Verfahren übertragen werden. Das erste Verfahren unterteilt das ursprüngliche Signal auf der Basis der Leistung, so dass jedes Sub-Signal identische digitale Informationen enthält. Das zweite Verfahren unterteilt das ursprüngliche Signal auf der Basis des Inhalts.
  • WO 01/50754 A1 offenbart ein Bilddatenübertragungsverfahren, bei dem erste Bilddaten mit niedriger Auflösung über einen ersten Übertragungskanal übertragen werden, während zweite Bilddaten mit höherer Auflösung über einen zweiten Übertragungskanal übertragen werden.
  • DE 199 45 909 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhöhen des Diversity-Potenzials in einem Mobilfunksystem mit CDMA. Daten, die mittels Kanalcodierung codiert wurden, werden dabei über mehrere parallele CDMA-Kanäle übertragen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sendevorrichtung und ein Sendeverfahren zu schaffen, um Daten zu unterteilen, um Daten über mehrere Kanäle zu senden und um Daten mit Kopfinformationen zu senden, um die Daten in einer Empfangsvorrichtung zu rekonstruieren.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Empfangsvorrichtung und das Empfangsverfahren zum Empfangen und Kombinieren der Daten zu schaffen.
  • Die vorliegende Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen der Erfindung.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Senden der Daten in einem digitalen Rundfunksystem geschaffen, die umfasst: eine Quellcodierungseinrichtung zum Codieren von zu sendenden Daten und zum Erzeugen von quellcodierten Daten; eine Kapazitätsmanagementeinrichtung zum Unterteilen der quellcodierten Daten in unterteilte Daten für mehrere Kanäle, falls eine verfügbare Datenkapazität zum Senden der quellcodierten Daten in einem einzigen Kanal nicht gegeben ist, jedoch die Summe verfügbarer Datenkapazitäten mehrerer Kanäle die quellcodierten Daten aufnehmen kann, und zum Hinzufügen von Kopfinformationen zu den unterteilten Daten; eine Kanalcodierungseinrichtung zum Codieren der unterteilten Daten gemäß der Kanalumgebung und zum Erzeugen kanalcodierter Daten; und eine Sendeeinrichtung zum Multiplexieren, Modulieren und Senden der kanalcodierten Daten über mehrere Frequenzbänder und mehrere Rundfunkstandstandorte.
  • Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Senden von Daten in einem digitalen Rundfunksystem geschaffen, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Codieren von Bilddaten und von Audiodaten, die gesendet werden sollen, und Erzeugen von quellcodierten Daten; (b) in unterteilte Daten für mehrere Kanäle, falls eine verfügbare Datenkapazität zum Senden der quellcodierten Daten in einem einzigen Kanal nicht gegeben ist, jedoch die Summe verfügbarer Datenkapazitäten mehrerer Kanäle die quellcodierten Daten aufnehmen kann, und Hinzufügen von Kopfinformationen zu den unterteilten Daten; (c) Kanalcodieren der unterteilten Daten gemäß der Kanalumgebung und Erzeugen kanalcodierter Daten; und (d) Multiplexieren, Modulieren und Senden der kanalcodierten Daten über mehrere Frequenzbänder und mehrere Rundfunkstandstandorte.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die obigen und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:
  • 1 ein Blockschaltplan ist, der eine Sendevorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für einen mehrere Frequenzbänder verwendenden digitalen Rundfunkdienst zeigt;
  • 2 ein Ablaufplan ist, der ein Sendeverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für einen mehrere Frequenzbänder verwendenden digitalen Rundfunkdienst zeigt;
  • 3 ein Blockschaltplan ist, der in einem digitalen Rundfunkdienst verwendete Pakete gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ein Blockschaltplan ist, der eine Empfangsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für einen digitalen Rundfunkdienst zeigt;
  • 5 ein Blockschaltplan ist, der eine Empfangsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für einen digitalen Rundfunkdienst zeigt; und
  • 6 ein Blockschaltplan ist, der ein mehrere Frequenzbänder verwendendes digitales Rundfunksystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Beste Art der Ausführung der Erfindung
  • Weitere Aufgaben und Aspekte der Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, die im Folgenden gegeben wird.
  • 1 ist ein Blockschaltplan, der eine Sendevorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für einen mehrere Frequenzbänder verwendenden digitalen Rundfunkdienst zeigt.
  • Wie in 1 gezeigt ist, enthält die Sendevorrichtung für einen digitalen Rundfunkdienst, die mehrere Frequenzbänder verwendet, eine Quellcodierungseinheit 101, eine Kapazitätsmanagementeinheit 102, eine Kanalcodierungseinheit 103 und eine Sendeeinheit 104.
  • Die Quellcodierungseinheit 101 besitzt mehrere Codierer, wovon jeder Paare aus einem Bildcodierer und einem Audiocodierer besitzt und die zu sendenden Daten codiert, um quellcodierte Daten zu erzeugen. Die Kapazitätsmanagementeinheit 102 empfängt die quellcodierten Daten von der Quellcodierungseinheit 101, unterteilt die quellcodierten Daten in mehrere unterteilte Daten für mehrere Kanäle und fügt Kopfinformationen hinzu, um so die Daten zu rekonstruieren, wenn kein verfügbarer Kanal für die Daten gefunden wird.
  • Die Kanalcodierungseinheit 103 besitzt Kanalcodierer, während die Sendeeinheit 104 Multiplexierer, Modulatoren und Sender besitzt. Die Kanalcodierungseinheit 103 codiert die unterteilten Daten gemäß einer Kanalumgebung, um kanalcodierte Daten zu erzeugen. Die Sendeeinheit 104 multiplexiert, moduliert und sendet die kanalcodierten Daten.
  • 2 ist ein Ablaufplan, der ein Sendeverfahren für einen mehrere Frequenzbänder verwendenden digitalen Rundfunkdienst gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit zwei Sendern erläutert wird, ist die Anzahl der Sender in der vorliegenden Erfindung nicht begrenzt.
  • In 2 wird im Schritt S201 eine Anforderung zum Übertragen von Daten empfangen. Im Schritt S202 wird der erforderliche Datendurchsatz für die Übertragung der Daten bestimmt. Im Schritt S203 werden Datendurchsätze verfügbarer Sender bestimmt. Im Schritt S204 wird ein verfügbarer Sender für die Übertragung der Daten gesucht. Im Schritt S205 werden die Daten dann, wenn der verfügbare Sender Tx(i) vorhanden ist, über den Sender Tx(i) übertragen. Im Schritt S206 wird der Kapazitätsmanagementeinheit 102 der leere Zustand des Kanals gemeldet, woraufhin der Prozess zum Schritt S201 weitergeht.
  • Falls ein verfügbarer Sender Tx(i) nicht vorhanden ist, wird im Schritt S207 festgestellt, ob die Daten unter Verwendung der Sender Tx(i) und Tx(j) übertragen werden können. Falls die Daten über die Sender Tx(i) und Tx(j) nicht übertragen werden können, wird im Schritt S211 die Anforderung für die Übertragung der Daten zurückgewiesen oder verzögert, wobei der Prozess zum Schritt S201 weitergeht.
  • Falls die Daten über die Sender Tx(i) und Tx(j) übertragen werden können, werden die Daten im Schritt S208 in R(i) und R(j) unterteilt, außerdem werden zu jeder unterteilten Dateneinheit Kopfinformationen hinzugefügt.
  • Im Schritt S209 werden die unterteilten Daten übertragen. Im Schritt S210 wird der Kapazitätsmanagementeinheit 102 gemeldet, dass der Kanal frei ist, wobei der Prozess zum Schritt S201 weitergeht.
  • 3 ist ein Blockschaltplan, der in einem digitalen Rundfunkdienst verwendete Pakete gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wenn Daten nicht über einen Sender gesendet werden können, unterteilt die Kapazitätsmanagementeinheit 102 die Daten, die dann über einen ersten Sender und einen zweiten Sender gesendet werden. Die Empfangsvorrichtung empfängt die unter teilten Datenpakete und rekonstruiert diese.
  • Wenn, wie in 3 gezeigt ist, Daten eines ersten Diensts nicht über einen ersten Sender übertragen werden können, werden erste Bilddaten unterteilt, außerdem werden zu jeder unterteilten Dateneinheit Kopfinformationen hinzugefügt, um die Daten in einer Empfangsvorrichtung zu rekonstruieren. Die unterteilten Daten werden über den ersten Sender und den zweiten Sender übertragen. Die Empfangsvorrichtung empfängt die Daten und rekonstruiert sie anhand der Kopfinformationen.
  • 4 ist ein Blockschaltplan, der eine Empfangsvorrichtung für einen digitalen Rundfunkdienst gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie in 4 gezeigt ist, umfasst die Empfangsvorrichtung für einen digitalen Rundfunkdienst eine Empfangseinheit 401, eine Demodulationseinheit 402, eine Demultiplexierungseinheit 403, eine Decodierungseinheit 404 und eine Datenkombinationseinheit 405.
  • Die Empfangseinheit 401 besitzt Abstimmeinrichtungen, um gesendete Daten zu empfangen, während die Demodulationseinheit 402 die empfangenen Daten demoduliert, die Demultiplexierungseinheit 403 die demodulierten Daten in Bilddaten und Audiodaten demultiplexiert und eine Decodierungseinheit 404, die Bilddecodierer und Sprachdecodierer besitzt, die Bilddaten bzw. die Audiodaten decodiert und eine Datenkombinationseinrichtung die Bilddaten kombiniert.
  • 5 ist ein Blockschaltplan, der eine Empfangsvorrichtung für einen digitalen Rundfunkdienst gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie in 5 gezeigt ist, umfasst die Empfangsvorrichtung für einen digitalen Rundfunkdienst eine Breitband-Abstimmeinrichtung 501, einen Breitband-Demodulator 502, einen Breitband-Demultiplexierer 503, einen Bilddecodierer 504, einen Audiodecodierer 505 und eine Datenkombinationseinrichtung 506.
  • Die Breitband-Abstimmeinrichtung 501 empfängt die Daten. Der Breitbanddemodulator 502 empfängt die Daten von der Breitbandabstimmeinrichtung 501 und demoduliert die Daten. Der Breitbanddemultiplexierer 503 empfängt die Daten von dem Breitbanddemodulator 502 und demoduliert die Daten. Der Bilddecodierer decodiert die Bilddaten, während der Audiodecodierer 505 die Audiodaten decodiert und die Datenkombinationseinrichtung 506 die Bilddaten kombiniert.
  • 6 ist ein Blockschaltplan, der ein mehrere Frequenzbänder verwendendes digitales Rundfunksystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die Inhalte eines Fernsehprogramms mit Standardauflösung (SDTV) werden durch Kameras gesammelt. Die Daten werden unterteilt und durch die Sender an die Empfangsvorrichtung übertragen. Die Empfangsvorrichtung empfängt die Daten und rekonstruiert sie. Daher kann eine begrenzte Frequenzbandbreite des digitalen Rundfunkdienstes unter Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung effizient genutzt werden.
  • Wie oben erwähnt worden ist, kann die vorliegende Erfindung einen effizienten digitalen Rundfunkdienst durch Senden von Daten über mehrere Frequenzbänder schaffen, während die maximale Datenübertragungsrate in dem herkömmlichen digitalen Rundfunksystem begrenzt ist, da die Rundfunkstation ein bestimmtes Frequenzband hat, um verschiedene Dienste zu senden.
  • Die vorliegende Erfindung kann auch ein System schaffen, das eine höhere Datenübertragungsrate hat als ein herkömmlicher digitaler Rundfunkdienst, der nur ein Frequenzband besitzt.
  • Daher kann die vorliegende Erfindung verschiedene Bedürfnisse von Dienstnutzern erfüllen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist für den Fachmann klar, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims (4)

  1. Vorrichtung zum Senden von Daten in einem digitalen Rundfunksystem, die umfasst: eine Quellcodierungseinrichtung zum Codieren von zu sendenden Daten und zum Erzeugen von quellcodierten Daten; eine Kapazitätsmanagementeinrichtung zum Unterteilen der quellcodierten Daten in unterteilte Daten für mehrere Kanäle, falls eine verfügbare Datenkapazität zum Senden der quellcodierten Daten in einem einzigen Kanal nicht gegeben ist, jedoch die Summe verfügbarer Datenkapazitäten mehrerer Kanäle die quellcodierten Daten aufnehmen kann, und zum Hinzufügen von Kopfinformationen zu den unterteilten Daten; eine Kanalcodierungseinrichtung zum Codieren der unterteilten Daten gemäß der Kanalumgebung und zum Erzeugen kanalcodierter Daten; und eine Sendeeinrichtung zum Multiplexieren, Modulieren und Senden der kanalcodierten Daten über mehrere Frequenzbänder und mehrere Rundfunkstandstandorte.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kapazitätsmanagementeinrichtung Informationen über die verfügbare Kapazität und die nicht verfügbare Kapazität für jedes Frequenzband speichert, die quellcodierten Daten unterteilt, falls eine verfügbare Datenkapazität zum Senden der quellcodierten Daten in einem einzigen Kanal nicht gegeben ist, jedoch die Summe der verfügbaren Datenkapazitäten mehrerer Kanäle die quellcodierten Daten aufnehmen kann, und die Kopfinformationen zu den unterteilten Daten in einem Datenpaket hinzufügt, um die Daten in der Empfangsvorrichtung zu rekonstruieren.
  3. Verfahren zum Senden von Daten in einem digitalen Rundfunksystem, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Codieren von Bilddaten und von Audiodaten, die gesendet werden sollen, und Erzeugen von quellcodierten Daten; (b) in einer Kapazitätsmanagementeinrichtung Unterteilen der quellcodierten Daten in unterteilte Daten für mehrere Kanäle, falls eine verfügbare Datenkapazität zum Senden der quellcodierten Daten in einem einzigen Kanal nicht gegeben ist, jedoch die Summe verfügbarer Datenkapazitäten mehrerer Kanäle die quellcodierten Daten aufnehmen kann, und Hinzufügen von Kopfinformationen zu den unterteilten Daten; (c) Kanalcodieren der unterteilten Daten gemäß der Kanalumgebung und Erzeugen kanalcodierter Daten; und (d) Multiplexieren, Modulieren und Senden der kanalcodierten Daten über mehrere Frequenzbänder und mehrere Rundfunkstandstandorte.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Kapazitätsmanagementeinrichtung Informationen über eine verfügbare Kapazität und eine nicht verfügbare Kapazität für jedes der Frequenzbänder speichert, die quellcodierten Daten unterteilt, falls eine verfügbare Datenkapazität zum Senden der quellcodierten Daten in einem einzigen Kanal nicht gegeben ist, jedoch die Summe verfügbarer Datenkapazitäten der mehreren Kanäle die quellcodierten Daten aufnehmen kann, und die Kopfinformationen zu einem Datenpaket hinzufügt, um die Daten in der Empfangsvorrichtung zu rekonstruieren.
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