DE3520209C2 - Fernsehübertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fernsehübertragungssystem mit einem Zeitmultiplexsignal in Komponentenform gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Fernsehsenderanordnung sowie eine Fernsehempfangsanordnung zum Gebrauch in einem derartigen System.

Ein derartiges Übertragungssystem wurde vorgeschlagen zum Ausstrahlen von Fernsehsignalen über Satelliten, wobei Audio- und andere Datensignale (separat von den Haupt- Videokomponenten) in digitaler Form ausgestrahlt werden müssen.

Entsprechend dem Beschluß vom März 1982, daß direktes Ausstrahlen über Satelliten (DBS) von Fernsehprogrammen für Großbritannien 1982 anfangen soll, wurde ein Beratungsgremium unter dem Vorsitz von Sir Anthony Part gegründet, um Information über technische Übertragungsnormen zu erteilen. Der Bericht dieses Gremiums wurde im November 1982 von "Her Majesty's Stationery Office" unter Nr. Cmnd 8751 "Direct broadcasting by sattelite-report of the advisory panel on technical transmission standards" (bekannt als das Part Report) veröffentlicht. Das Gremium empfahl dabei, daß das System mit gemultiplexten analogen Komponenten (C-MAC), vorgeschlagen von "Independent" Broadcast Authority", für DBS akzeptiert würde, welche Empfehlung folglich übernommen wurde.

Das C-MAC-System ist in dem experimentellen und Entwicklungsbericht 118/82 "MAC - A Television System for High- Quality Satellite Broadcasting" vom "Independent Broadcast Authority" August 1982 beschrieben, und in dem Bericht ist auch das A-MAC-System beschrieben (der erste Buchstabe dabei bezieht sich auf den Audio-Typ und auf andere Datenübertragung). Die dort vorgeschlagenen Spezifikationen sind in diesem Bericht für die beiden Systeme erwähnt, wobei diejenigen für das C-MAC-System seit der Annahme dieses Systems für DBS revidiert sind. Die Änderungen in der Struktur der Video-Wellenform betreffen eine Verringerung der Übergangsperiode nach den Audio-Daten, der Farbart- und Leuchtdichtekomponenten mit einer entsprechenden Verlängerung der Audio-Datenkomponente.

Fig. 1 (nicht maßgerecht) zeigt in einem Diagramm eine Horizontal-Periode eines C-MAC-Fernsehsignals, das 64 µs dauert; jede Zeile ist in eine Anzahl Bit- bzw. Abtastperioden mit einer Taktimpulsgeschwindigkeit von 20,25 MHz aufgeteilt, und es gibt 1296 derartiger Abtastwerte je Zeile. Fig. 1 ist von Fig. 1 auf Seite 11 des "European Broadcasting Union" (EBU) Draft New Report "Television Standards for 625-line 12 GHz Satellite Broadcasting" SPB 284, Juni 1983, abgeleitet, wobei der ganze Inhalt dieses Berichtes als darin aufgenommen betrachtet werden kann. Jede Zeile enthält folgendes in untenstehender Reihenfolge:

a = 203 Bits - Synchronisation, Audio/Daten (Datenburst)
b = 4 Abtastwerte - Übergang am Ende der Daten
c = 15 Abtastwerte - Hauptklemmperiode (Nullpegel des Farbartbezugswertes)
SC1 = 6 Abtastwerte - reserviert für Video-Verschlüsselung
d = 354 Abtastwerte - Chrominanz (C)
g = 704 Abtastwerte - Leuchtdichte (Y)
SC2 = 6 Abtastwerte - reserviert für Video-Verschlüsselung
h = 4 Abtastwerte - Übergang zu Daten.

Die Farbartkomponente ist im Verhältnis 3 : 1 zeitkomprimiert, so daß etwa 52 µm Farbartinformation zu 17,48 µs (354 Abtastwerte) komprimiert wird, wobei das (R-Y)-Farbdifferenzsignal jede zweite Zeile und das (B-Y)-Farbdifferenzsignal auf den zwischenliegenden Zeilen übertragen wird. Die Leuchtdichtekomponente wird in einem Verhältnis 3 : 2 zeitkomprimiert, so daß etwa 52 µs Leuchtdichteinformation zu 34,76 µs (710 Abtastwerte) komprimiert wird. Für DBS-Übertragungen werden die komprimierten Farbart- und Leuchtdichtekomponenten mit einer Bandbreite von 27 MHz frequenzmoduliert, während der HF-Träger unter Anwendung von 2-4 Phasenumtastung (2-4 PSK) von der digitalen Audio/Datenkomponente moduliert wird. Der Vorschlag aus dem EBU-Report SPB 284 ist nun, daß die Audio/Datenkomponente in Paketen gestapelt und in 624 Zeilen jedes Fernsehbildes untergebracht wird, wobei jedes Paket 751 Bits aufweist, die aus den 195 Bits bestehen, die in jeder Zeile der 624 Zeilen verfügbar sind (die ersten 8 Bits jedes Datenburstes enthalten 1 Bit für den Datenlauf, mit nachfolgenden 7 Bits, die ein Horizontal-Synchronwort bilden. Dies ist in Fig. 2 dargestellt, die von Fig. 2 des obengenannten EBU-Berichtes abgelichtet ist, wobei ein Paket etwa 3,85 Datenbursts beansprucht, während die ganze Zeile 625 für den Transport von Daten eingerichtet ist, wie dies in diesem EBU-Bericht dargestellt ist. In Fig. 2:

S = das Horizontal-Synchronwort
L1 bis L625 = die Zeilennummern des Datenbursts
V = der von dem Video-Signal beanspruchte Teil
P1 bis P162 = die Pakete, und
L625D = die Daten in Zeile 625.

Obschon es für jeden Haushalt mit Hilfe einer genau bemessenen Schüsselantenne, die auf den Satelliten gerichtet ist, und mit einem Abwärtswandler an der Antenne, um die Frequenz der eintreffenden Sendung auf eine Frequenz eben oberhalb der UHF-Bänder zu transformieren, möglich ist, die DBS-Sendung unmittelbar zu empfangen, wird davon ausgegangen, daß es viele Haushalte gibt, die bevorzugen werden, eine derartige Sendung über ein Kabelfernsehverteilungssystem zu empfangen, das gleichzeitig andere Fernsehprogramme übertragen kann, wobei die Notwendigkeit für einzelne Antennen fortfällt. Eine derartige Verteilung über Kabel bietet deutliche Vorteile, wenn das Signal des Satelliten schwach ist, beispielsweise wenn die Sendung nicht in erster Instanz für das Land, in dem sie empfangen wird, gemeint ist, oder dort, wo Sendungen empfangen werden von einer Anzahl Satelliten, die in unterschiedlichen geostationären Positionen liegen und auf diese Weise eine verwickelte Antennenanordnung erfordern oder in Gebieten mit einem hohen Belegungsgrad, wo das Ausrichten von Antennen Schwierigkeiten bieten kann.

Kapitel 7 des "Part Report" beschäftigt sich mit der Wechselwirkung zwischen DBS und Kabelverteilungssystemen und es wird berichtet, daß die "Cable Television Association of Great Britain" zu der Überzeugung gelangt ist, daß sie Kabeldienste leisten könne, auch wenn C-MAC als DBS-Übertragungsnorm gewählt wird. In diesem Kapitel werden mehrere Beispiele gegeben und in denjenigen Fällen, wo es C-MAC anbelangt, wird gefordert, daß dieser Signaltyp über Kabelsysteme unmittelbar übertragen werden kann. Heutige Kabelsysteme verwenden Koaxialkabel zum Übertragen der Fernsehprogramme in den VHF-Bändern und obschon es zur Zeit oft ein Diskussionsgegenstand ist ob künftige zu installierende Systeme optische Glasfaserkabel werden, ist es äußerst annehmlich, daß in vielen noch zu installierenden Systemen auch Koaxialkabel verwendet werden, dies im Hinblick auf die geringeren Installationskosten.

Neulich wurde festgestellt, daß die Übertragung eines C-MAC-Signals über ein VHF-Kabel nicht so leicht erfolgen kann, wie man ursprünglich dachte, weil die 27-MHz-Bandbreite eines derartigen Signals zu viel Bandbreite beanspruchen wird und auf diese Weise die Anzahl Programme, die über ein derartiges Kabelsystem übertragen werden könnte, verringert würde und es gibt auch eine gewisse Opposition insbesondere auf dem europäischen Festland gegen Ausbau des Kanalraumes der Kabelkanäle, der zur Zeit auf 7 MHz liegt. Außerdem würde die Übertragung der Audio/Datenkomponente bei der hohen 20,5 Mbit/s Geschwindigkeit große Probleme für derartige Kabelsysteme ergeben und zwar durch die auftretenden kurzen Verzögerungsreflexionen und dadurch gibt es eine viel niedrigere Bitgeschwindigkeitsgrenze für derartige Kabelsysteme. Unter Berücksichtigung des obenstehend Erwähnten betraf der Inhalt in einem früheren Stadium gemachter Vorschläge, daß die einzige praktische Art und Weise der Behandlung eines derartigen Signals über ein VHF-Kabelübertragungssystem wäre: das Umwandeln des C-MAC-Signals in ein Signal vom PAL-Typ bevor es einem Kabelsystem zugeführt wird. Eine derartige Umwandlung würde den Vorteil zeitmultiplexer Farbart und Leuchtdichte rückgängig machen und die Leuchtdichte-Übersprech- und Farbübersprechfehler, die mit Farbträgersystemen einhergehen, aufs neue einführen, aber noch wichtiger wäre, daß es, wo das empfangene DBS-Signal verschlüsselt wird um unerlaubten Empfang, beispielsweise bei Teilnehmerfernsehen zu vermeiden, notwendig wäre vor der Umwandlung zu entschlüsseln und danach das umgewandelte Signal abermals zu verschlüsseln.

In der europäischen Patentanmeldung 1 21 967 (PHB 32 963) der Anmelderin wurde vorgeschlagen, das obengenannte Problem durch Amplitudenmodulation der Videokomponente (komprimierte Chrominanz und komprimierte Leuchtdichte) und durch Verbreiterung des Datenbursts (die digitale Audio Datenkomponente) zu lösen und zwar derart, daß diese eine geringere Bitgeschwindigkeit hat und dadurch einen einzelnen Träger modulieren kann. Obschon durch diesen Vorschlag die Bandbreitenanforderungen wesentlich verringert werden, ist immerhin noch eine Bandbreite von etwa 14 MHz notwendig, was in Wirklichkeit die Bandbreite zweier Kanäle beträgt und dies fand in den Augen der Kabelunternehmer keine Gnade, die ein derartiges DBS-Signal in nur einem einzigen Kanal übertragen wollen.

Danach wurde festgestellt, daß die Video-Komponenten für ein MAC-System, wenn dies danach amplitudenmoduliert wird, in der Bandbreite begrenzt werden können, wodurch dies auf geeignete Weise innerhalb des 7-MHz-Kanals liegt, wie dies von den europäischen Kabelunternehmern verwendet wird und nach Dekompression dennoch ein Fernsehbild ergeben kann, das wenigstens ebenso gut ist wie die Bilder ausgestrahlter PAL-Fernsehsignale, unter der Bedingung jedoch, daß dabei keine Farbübersprech- und Leuchtdichteübersprechfehler, wie in derartigen PAL-Signalen, auftreten. Dabei gibt es jedoch noch immer das Problem mit den Audio-/Daten-Komponenten insbesondere wenn sie nicht zum Modulieren eines einzelnen Trägers, wegen der Bandbreite, verwendet werden, sondern in der Datenburstperiode des MAC-Signals zeitmultiplext bleiben müssen. Ein Vorschlag für Kabelbetrieb von der deutschen Bundespost betraf das Neumodernisieren aller Audio-/Datenkomponenten als quaternäres Signal, noch immer mit einer Bitgeschwindigkeit von 20,25 Mbits/Sekunde aber effektiv gesehen bestehend aus Symbolen mit einer Geschwindigkeit von 10, 125 MHz, wobei jedes Symbol einen von vier Pegeln bezeichnet und zwei Bits an Information umfaßt. Es wurde jedoch festgestellt, daß dieser Vorschlag für Reflexion in einem Kabel äußerst empfindlich war, daß es schwierig ist, die Taktimpulsfrequenz wiederherzustellen und daß das Signal kleine vertikale sowie horizontale Augen hat. Ein weiterer Vorschlag betraf die Halbierung der Bitgeschwindigkeit und zwar derart, daß diese 10,125 MBits/Sekunde beträgt, was sich als akzeptierbar ergab für Übertragung über Kabel bei Anwendung duobinärer Codierung (ein Signal mit drei Pegeln, wobei von einer vorsätzlichen Intersymbolinterferenz die Rede ist), wobei dies in einer Bandbreite von 5,0625 MHz gegeben werden kann. Das Resultat davon wäre, daß nur die Hälfte der Audio-/Daten-Komponenten im Vergleich zu dem C-MAC-Paketsystem, wie in dem obengenannten EBU-Bericht vorgeschlagen, übertragen werden kann. Die obengenannten Systeme sowie ihre Vorteile und Probleme sind in dem Bericht "MDD/RDT/00′/84/MA des "Centre Commun d′Etudes de T´l´diffusion et T´l´communications (CCETT) "Le Codage MAD/Duobinaire - Addition du Signal C-MAC-Paquets aux Reseaux Terrestres" von M. Alard und R. Lassalle, vom 19. Januar 1984 beschrieben.

Ein weiterer Nachteil der Verringerung der Anzahl Komponenten, die bei der verringerten Bitgeschwindigkeit von 10,125 MBits/Sekunde übertragen werden kann, (d. h. 8 Audio-/Daten-Quellen in dem C-MAC-Paket-Vorschlag bei 20,25 MBits/Sekunde, aber nur vier derartiger Quellen bei der Hälfte der Bitgeschwindigkeit) ist, daß der Kabeltechniker bei Empfang des C-MAC-Signals die vier Quellen wählen muß, die er benötigt zur Übertragung über das Kabel, und bei Anwendung der in dem obengenannten EBU-Dokument vorgeschlagenen Art und Weise der Zusammenstellung der Pakete aus den jeweiligen Quellen wäre die einzige praktische Art und Weise, dies zu erreichen, die Audio-/Daten-Quellen des C-MAC-Signals zu demultiplexen, diese demultiplexten Komponenten zu speichern, die vier vorbestimmten Quellen zum Begleiten des Video-Signals zu wählen und dann die gewählten Quellen zur Übertragung derselben über ein Kabel neu zu multiplexen.

Aus der DE-OS 31 21 847 ist ein Verfahren zur Übertragung oder Speicherung digital kodierter Farbfernsehsignale mittels einer zweikanaligen Übertragungsstrecke geringerer Übertragungsbandbreite bekannt, bei dem durch eine besondere Verteilung der digital kodierten Signale für die Helligkeit und die Farbart auf die beiden Kanäle in jedem der beiden Kanäle ein Signal verfügbar ist, welches bei vollkommenem Ausfall eines Kanals unter Hinnahme einer Qualitätsverschlechterung das vollständige Signal ersetzen kann. Dazu wird das Helligkeitssignal mit doppelt so hoher Frequenz abgetastet wie die Komponente des Farbartsignals. Letztere werden auf die beiden Übertragungskanäle in jeweils gleicher Häufigkeit aufgeteilt, benachbarte Digitalwerte werden mit dem Inhalt der Helligkeitsinformation in verschiedenen Kanälen, zusammengehörige Werte für die Farbkomponente werden im gleichen Kanal und aufeinanderfolgende Wortpaare mit den Komponenten des Farbartsignals werden in jeweils verschiedenen Kanälen übertragen.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, ein Übertragungssystem zu schaffen, bei dem der obengenannte Nachteil vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Fernsehübertragungssystem der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Fernsehübertragungssystem ermöglicht es, die Information der jeweiligen Gruppen unmittelbar von dem Datenburst abzuleiten, so daß für eine besondere Anwendung, nämlich bei der Neugestaltung des Fernsehsignals zur Übertragung über ein Medium mit beschränkter Bandbreite, nur die Information aus einer derartigen Gruppe mit dem neugebildeten Fernsehsignal kombiniert werden kann.

Die Quellen können in zwei Gruppen aufgeteilt werden, wobei die aufeinanderfolgenden Zeilen jedes Datenbursts jeweils mit einem Bit einer ersten der beiden Gruppen startet.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fernsehübertragungssystems sowie Fernsehsender- und -empfangsanordnungen zum Gebrauch in einem derartigen System ergeben sich aus den weiteren Patentansprüchen.

Die obengenannten und andere Eigenschaften der Erfindung werden nun untenstehend an Hand der Zeichnung als Beispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Senders zum Gebrauch in dem Übertragungssystem nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4, 5, 6 und 7 Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Senders nach Fig. 3,

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines Empfängers und eines Wandlers zum Gebrauch in dem Übertragungssystem nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Teils der Fig. 8 in detaillierterer Form,

Fig. 10 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise eines Teils der Fig. 9.

Das Blockschaltbild nach Fig. 3 zeigt einen Sender zum Erzeugen einer der möglichen Formen des zeitmultiplexten erfindungsgemäßen Fernsehsignals. Die Video-Komponenten des Senders werden von einer Video-Quelle 1 geliefert und einem MAC-Video-Codierer zugeführt, wobei die Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignale der Quelle 1 mit der erforderlichen Geschwindigkeit komprimiert und nach Fig. 1 in der Zeit zusammengestellt werden. Es wird dabei davon ausgegangen, daß die MAC-Video-Komponente aus dem Codierer 2 nicht verschlüsselt wird, aber wenn Verschlüsselung angewandt werden würde, dies ebenfalls in dem Codierer 2 mit Hilfe einer der bekannten Techniken, die erst neulich eingehend beschrieben wurden, erfolgen würde. Die multiplexte Video-Komponente des Codierers 2 geht zu einem Frequenzmodulator 3, dem Trägersignale mit der richtigen Frequenz aus einem Oszillator 4 zugeführt werden, so daß dieses übertragene Signal eine Bandbreite von 27 MHz auf der erforderlichen Übertragungsfrequenz beansprucht. Der modulierte Ausgang des Modulators 3 erreicht einen Multiplexer 5, dessen Ausgangssignal über eine HF-Stufe 6 einer Schüsselantenne 7 zum Zuführen des übertragenen Signals zu dem richtigen Satelliten zugeführt wird. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Video-Signalerzeugungsanordnung ist durchaus bekannt und wird weiterhin nicht näher beschrieben.

Der Sender weist ebenfalls 8 Audio-/Daten-Quellen mit den Nummern 8 bis 15 auf und diese haben wieder je einige Quellen, die Stereo-Tonsignale in Kombination mit dem Video-Signal liefern, weitere Quellen liefern andere Stereo- oder Mono-Tonsignale, Daten in Form von Videotextsignalen und Daten, die sich auf die Mächtigung zum drahtlosen Ausstrahlen von Video- und einigen der anderen Signale beziehen. In dieser Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die Quellen 8 und 9 die zwei Audio-Signale für das Stereo-Signal liefern, das dem Video-Signal zugeordnet ist die Quelle 10 ein Videotextsignal liefert, das zur Untertitelung des Videosignals verwendet werden kann, während die Quelle 11 die obengenannte Mächtigung zum drahtlosen Ausstrahlen liefert. Diese vier Quellen bilden eine erste Gruppe A. Jede der Quellen 8 bis 15 weist eine Eingangsklemme C für den Empfang an einem geeigneten Ausgang eines Taktimpulsgenerators 16 auftretenden Taktimpulssignals auf, dessen Frequenz an die Art der Quelle angepaßt ist. Die Ausgangssignale der Quellen 8 bis 11 werden betreffenden Eingängen eines "A"- oder eines ersten Paketmultiplexers 17 zugeführt, während die Ausgangssignale der übrigen Quellen 12 bis 15, die eine zweite Gruppe "B" bilden, Eingängen eines "B"- oder zweiten Paketmultiplexers 18 zugeführt werden. Jeder der Paketmultiplexer 17 und 18 hat einen Taktimpulsgenerator C1 für den Empfang von Taktimpulsen mit einer Geschwindigkeit von 10,125 MHz, die an einem Ausgang des Taktimpulsgenerators 16 auftreten. Der "A"-Paketmultiplexer 17 entnimmt die eintreffenden digitalen Signale den Quellen 8-11 und stellt diese Signale auf bekannte Weise mit den richtigen "headers" bei der Geschwindigkeit von 10,125 MBits/Sekunde zu Paketen zusammen, wobei die Zusammenstellung dieser Pakete in einem Zeitabschnitt bzw. Bereich erfolgt, der dem Abschnitt bzw. Bereich entspricht, der von dem Datenburst in dem C-MAC-Paketsignal in den obengenannten EBU-Bereich beansprucht wird. In Fig. 4 ist in einem Diagramm der obengenannte Zeitbereich dargestellt, der das Submultiplex an dem Ausgang des A-Paketmultiplexers 17 aufweist, der bei der Bitgeschwindigkeit von 10,125 MBits-/ Sekunde 98 Bits in jedem Zeilenabschnitt aufweist und wenn jedes Datenpaket die vorgeschriebenen 751 Bits aufweist, beansprucht jedes Paket etwa 7,66 derartiger Zeilenabschnitte. Fig. 4 entspricht auf diese Weise einem Teil der Fig. 2. Die obengenannten Bits sind in Fig. 4 dargestellt, wobei jedes Bit in einem Zeilenabschnitt durch A mit einer Bitzahl bezeichnet wird, während der Start eines Datenpaketes auf der Zeile L1 (das auf der Zeile L8 endet) durch eine doppelte Begrenzungslinie angegeben wird. Das Submultiplex A enthält dann 81 derartiger Datenpakete je Teilbild, während außerdem 321 Reservebits von dem letzten Teil der Zeile 621 und weiterhin in den Zeilen 622, 623 und 624 verfügbar sind. Deswegen ist die Bitgeschwindigkeit und die Anzahl Datenpakete je Submultiplex die Hälfte von dem, was in dem obengenannten EBU-Bereich spezifiziert ist. Die Signale aus den Quellen 12-14 werden auf entsprechende Weise von dem "B"-Paketmultiplexer 18 mit einer Anzahl Bits je Zeile von wieder 98 verarbeitet, wobei jedes 751 Bit große Paket ebenfalls etwa 7,66 Zeilenabschnitte beansprucht. In einem derartigen Fall wird das Submultiplex B ebenfalls 81 Datenpakete je Teilbild aufweisen mit einer gleichen Anzahl Reservebits auf den Zeilen 621, 622, 623 und 624 wie bei dem Submultiplex "A". Das Submultiplex "B" ist in Diagrammform in Fig. 5 dargestellt, wobei dieselbe Numerierung eingehalten wurde wie in Fig. 4.

Die "A"- und "B"-Submultiplexe aus den "A"- und "B"-Datenpaketmultiplexern 17 und 18 werden den Eingängen eines Multiplexers 19 zugeführt, der ebenfalls einen Taktimpulseingang C2 hat, der Taktimpulse mit einer Geschwindigkeit von 20,25 MHz von einem anderen Ausgang des Taktimpulsgenerators 16 erhält. Der Multiplexer 19 ist zum Übertragen von Bits mit der 20,25-MHz-Geschwindigkeit von den "A"- und "B"-Submultiplexen der "A"- und "B"-Paketmultiplexer 17 und 18 konzipiert und zwar derart, daß das auf diese Weise gebildete Multiplex die vorgeschriebene Bitgeschwindigkeit von 20,25 MBits je Sekunde hat, wobei die Bits der zwei Gruppen (A und B) den Audio-/Daten-Quellen 8 bis 15 entnommen wurden. Das Ausgangssignal des Multiplexers 19 wird einem ersten Eingang eines Datenassemblers zugeführt, der die Form eines weiteren Multiplexers aufweisen kann, von dem ein zweiter Eingang an den Ausgang eines Synchronwortgenerators 21 mit einem Taktimpulseingang C3, der Taktimpulse von 20,25 MHz aus dem weiteren Eingang des Impulsgenerators 16 erhält, angeschlossen ist, wobei der Synchronwortgenerator 21 8 Bits erzeugt, die in dem zusammengesetzten Datenteilbild auf jeder Zeile den Audio-/Datenbits vorhergeht und die das eine Anlaufbit und das geeignete 7-Bit-Horizontal-Synchronwort aufweist. Der dritte Eingang des Datenassemblers 20 ist an eine Quelle 23 für die Daten angeschlossen, die auf Zeile 625 eintreffen müssen, wie dies in dem obengenannten EBU-Bericht beschrieben wurde (oder Zeilen 624 und 625 bei einer Änderung entsprechend der untenstehenden Beschreibung) wobei der Assembler ebenfalls einen Taktimpulseingang C4 für den Empfang von Taktimpulsen bei 20,25 MHz aus dem weiteren Ausgang des Taktimpulsgenerators 16 hat. Das Ausgangssignal des Datenassemblers 20 enthält während der Zeilen 1 bis 625 das Datenteilbild für das C-MAC-Paketsignal und Fig. 6 zeigt die Zusammenstellung des Datenbits in einem Datenteilbild, das von demjenigen, das in dem obengenannten EBU-Bericht vorgeschlagen wurde, abweicht, und zwar dadurch, daß jedes Bit der aktiven Daten abwechselnd aus zwei Gruppen von Quellen erhalten wird, wobei jeder aktive Datenteil jeder Zeile 196 Bits und nicht die früher bereits vorgeschlagenen 195 Bits aufweist aber enthält wohl das Horizontal- Synchronwort in der vorgeschriebenen Form entweder die Zeile 625 Daten der ursprünglichen Form oder modifizierte Zeilen 624 und 625. Dieses Ausgangssignal geht zu dem Dateneingang eines 2-4-PSK-Modulators 22, von dem ein weiterer Eingang Trägersignale von dem Oszillator 4 erhält zum Erzeugen eines phasenumgetasteten Signals, das dem zweiten Eingang des Multiplexers 5 zugeführt wird, so daß diese modulierten Daten in das C-MAC-Paketsignal während der richtigen Zeitintervalle eingeführt werden. In Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Audio-/Datenbits auf jeder Zeile immer mit einer Quelle der A-Gruppe starten und mit einer Quelle der B-Gruppe enden, so daß jede Zeile 98 A-Bits und 98 B-Bits aufweist.

Wenn die aktive Datenperiode je Zeile von 195 auf 196 Bits erhöht wird, muß die Anzahl Bits bzw. Abtastwerte in dem restlichen Abschnitt der Zeile geändert werden, weil jede Horizontalperiode noch immer 1296 Abtastperioden aufweist. Deswegen wird vorgeschlagen, die Anzahl Abtastperioden für die Video-Komponenten einigermaßen zu verringern und die Übergangsperioden etwas zu verlängern. Die Tafel in bezug auf Fig. 1 müßte dann wie folgt geändert werden:

a = 204 Bits - Synchronisation, Audio-/Daten (Datenburst)
b = 5 Abtastwerte - Übergang am Ende der Daten
c = 15 Abtastwerte - Hauptklemmperiode (Nullpegel des Farbartbezugswertes)
SC1 = 5 Abtastwerte - Reserviert für Video-Verschlüsselung
d = 352 Abtastwerte - Chrominanz (C)
g = 704 Abtastwerte - Leuchtdichte (Y)
SC2 = 6 Abtastwerte - reserviert für Video-Verschlüsselung
h = 5 Abtastwerte - Übergang zu Daten.

Es wurde bereits angegeben, daß die gesamte Zeile 625 in dem obengenannten EBU-Dokument zum Übertragen von Daten reserviert ist und Fig. 7a zeigt die Struktur dieser Zeile, worin:

FSD = 104 Bits - Vertikal-Synchrondaten
UDT = 5 Bits - Einheitliches Datum und einheitliche Zeit
SDF = 94 Bits - statisches Datenteilbild
RDF = 470 Bits - wiederholtes Datenteilbild mit fünf 94 Bits langen Datenblöcken TDMCTL (1) bis (5) (Zeitmultiplexsteuergruppen).
NA = 564 Bits - sechs 94 Bits lange Datenblöcke, nicht zugeordnet
UDF = 59 Bits - nicht definiert.

Die Vertikalsynchrondaten (FSD) enthalten:

LSW = 8 Bits - 1 Demodulatoranlaufbit und ein 7-Bit- Horizontalsynchronwort
CRI = 32 Bits - Taktimpulsanlauf
FSW = 64 Bits - Vertikal-Synchronwort.

Um es zu ermöglichen, die erforderlichen Daten der Zeile 625 in einem Kabelwandler in einer Horizontalperiode zu geben, aber bei halber Bitgeschwindigkeit wird weiterhin vorgeschlagen, die Zeilen 624 und 625, wie in Fig. 7b dargestellt, zu ändern. In dem heutigen System wird in der aktiven Datenperiode zur Zeile 624 kein Audio-/Daten aus den Quellen 8-15 übertragen und deswegen wird vorgeschlagen, daß in dieser Periode das statische Datenteilbild (SDF) übertragen wird, wobei in dieser Datenperiode 102 Bits undefiniert bleiben (UDF1). Die Zeile 625 wird geändert und zwar dadurch, daß nicht das statische Datenteilbild übertragen wird (SDF), sondern daß die Übertragung anderer Information fortgesetzt wird, wobei die nicht definierte Periode (UDF2) am Ende der Zeile 625 auf 153 Bits erhöht wird. Der Grund dieser Änderung wird untenstehend näher beschrieben.

Das Blockschaltbild aus Fig. 8 zeigt einen Empfänger, der mit einem Wandler zum Umwandeln eines empfangenen C-MAS-DBS-Fernsehsignals der obenstehend beschriebenen Art in einem zum Gebrauch in einem Kabelverteilungssystem geeigneten Signal versehen ist. Diese Figur zeigt eine Schüsselantenne 31 mit geeigneten Abmessungen für den Empfang des C-MAC-Paketes von DBS-Fernsehsignalen, die sich in dem 12-GHz-Band befinden. Mit der Antenne 31 ist ein Herunterwandler 32 verbunden, in dem die Frequenzen der eintreffenden Signale derart verschoben werden, daß sie sich genau über den UHF-Bändern befinden und zwischen 950 und 1750 MHz liegen, so daß sie über ein Koaxialkabel 33 einer Eingangsklemme 34 des Empfängers einwandfrei zugeführt werden können. In dem Empfänger werden die Signale an der Klemme 34 einer Abstimmeinheit 35 zugeführt, in der das erforderliche Fernsehsignal auf übliche Weise durch Mischung mit einem abgestimmten Ortsoszillatorsignal zum Erzeugen eines ZF-Signals ausgewählt wird, das in diesem Fall eine Frequenz von 134 MHz hat. Die Bandbreite der Abstimmeinheit und das sich daraus ergebende ZF-Signal ist 27 MHz und schließt sich an die Bandbreite des DBS-Signals an. Abstimmung in der Abstimmeinheit 35 erfolgt mit einer Wahlspannung, die über einen Anschluß 36 einer (nicht dargestellten) Wahleinheit und über einen ersten Eingang einer Addierschaltung 37 zugeführt wird, deren Ausgang an den betreffenden Eingang der Abstimmeinheit 35 angeschlossen ist. Die Addierschaltung 37 hat einen zweiten Eingang, dem eine automatische Frequenzregelspannung über einen Anschluß 38 zugeführt wird, wobei diese automatische Frequenzregelspannung zu der Wahlspannung addiert wird und zwar zur Gewährleistung der einwandfreien Abstimmung der Abstimmeinheit 35. Das ZF-Signal aus der Abstimmeinheit 35 wird in einer verstärkten Stufe 39 verstärkt und erreicht ein Filter 40 für akustische Oberflächenwellen mit einem Durchlaßband von 27 MHz zentriert auf die Zwischenfrequenz von 134 MHz. Der Ausgang des Oberflächenwellenfilters 40 wird einer Begrenzer- und Diskriminatorstufe 41 zugeführt, in der die frequenzmodulierten Farbart- und Leuchtdichte-Videokomponenten des ZF-Signals demoduliert werden um an dem Ausgang derselben ein Basisband- Video-MAC-Signal zu erzeugen, das einer Entzerrung in einer Entzerrungsstufe 42 ausgesetzt wird. Die Begrenzer- und Diskriminatorstufe 41 erzeugt ebenfalls die Frequenzregelspannung, die über den Anschluß 38 der Addierschaltung 37 zugeführt wird.

Das ZF-Signal wird auch einer Begrenzer- und 2-4-PSK-Demodulatorstufe 43 zugeführt, in der der Datenburst (Audio/Datenkomponente) und die zusätzliche digitale Information, alle auftretend mit einer Geschwindigkeit von 20,25 MBit/s rücktransformiert werden. Diese digitalen Signale werden einem Wandler 44 zugeführt, der eine Anzahl Funktionen hat, von denen eine die folgende ist: das auf derartige Weise Expandieren der Bits der digitalen Audio-/ Datensignale, daß sie eine viel geringere Bitgeschwindigkeit haben. Bestimmte Eigenschaften der Wandlereinheit 44 sind in Fig. 9 detailliert dargestellt. In Fig. 9 wird die digitale Information von 20,25 MBit/Sekunde dem Eingang 52 des Wandlers 44 zugeführt, von wo diese als Eingangssignal einem Impulsgenerator 45 zugeführt werden, der die jeweiligen erforderlichen Taktimpulsfrequenzen zusammen mit den unterschiedlichen Schreib- und Lesesteuersignalen erzeugt, die ebenfalls zum einwandfreien Funktionieren des Wandlers 44 erforderlich sind. Das Eingangssignal bei 52 wird auch einer Demultiplexerschaltung 46 zum Empfang der 196 Audio-/Datenbits je Zeile bei der Taktimpulsgeschwindigkeit C1 von 20,25 MHz zugeführt, die unter Ansteuerung eines zweiten Taktimpulssignals C2 von 10,125 MHz an dem Ausgang derselben abwechselnden Impulse der Eingangsdaten erzeugt, d. h. nur A-Bits oder nur B-Bits, wie in bezug auf Fig. 6 einleuchten dürfte. Das Ausgangssignal der Demultiplexerschaltung 46, das beispielsweise nur A-Bits aufweist, wird einer Verriegelungs- und Verzögerungsschaltung 47 zugeführt, wobei die Länge jedes Bits verdoppelt und einer kurzen Verzögerung, wie untenstehend beschrieben, ausgesetzt wird, wobei die Schaltungsanordnung 47 ebenfalls C2-Taktimpulse auf 10,125 MHz erhält.

Die Daten an der Klemme 52 werden auch einer FIFO-Schaltungsanordnung 48, die durch L624/625 FIFO bezeichnet wird, zugeführt, die die aktive Information auf der Zeile 624 und 625 jedes Teilbildes behandelt und einen Teil dieser Daten zur Übertragung mit der geringeren Bitgeschwindigkeit von 10,125 MBits/Sekunde geeignet macht, wobei diese FIFO auch C1- und C2-Taktimpulse erhält. Die Klemme 52 ist ebenfalls an eine Synchronschaltungsanordnung 49 angeschlossen, die unter Ansteuerung der Taktimpulsfrequenzen C1 und C2 zu synchronisierende Information aus den empfangenen Horizontal-Synchronworten ableitet und weil die vorbestimmte Reihenfolge dieser Synchronworte bekannt ist, kann daraus das geeignete Synchronwort für jede Zeile mit 10,125 MBits/Sekunde Geschwindigkeit rechtzeitig geliefert werden, wie untenstehend an Hand der Fig. 10 noch näher erläutert wird. Die Synchronschaltung 49 liefert ebenfalls ein Zeitsteuersignal aus den eintreffenden Synchronworten, wobei dieses Signal über einen Anschluß 50 einem anderen Eingang des Impulsgenerators 45 zur einwandfreien Steuerung des Auftritts der Schreib- und Lesesignale des Impulsgenerators zugeführt wird.

Die Ausgänge der Verriegelungs- und Verzögerungsschaltung 47, der L624/625-FIFO 48 und der Synchronschaltung 49 sind alle an die betreffenden Eingänge eines Multiplexers 51 angeschlossen, der unter Ansteuerung eines (nicht dargestellten) Steuersignals des Impulsgenerators 45 den Datenburst und die Daten der Zeile 625 mit der halben C-MAC-Paketbitgeschwindigkeit erzeugt, d. h. bei 10,125 MBit/ Sek. an einem Ausgang 53. Wie dies erreicht wird mit den Daten auf diesen Zeilen, die Daten der "A"- und "B"- Multiplexer enthalten, wird an Hand der Diagramme nach Fig. 10 näher erläutert. Fig. 10a zeigt detailliert einen Teil von Nachbarzeilen mit den fünf Abtastperioden des Überganges zu den Daten (h), den 204 Bits für Synchronisation und Audio/Daten (Datenburst)-(A) und mit den 5 Abtastperioden des Überganges von dem Ende der Daten (B), die alle eine Geschwindigkeit von 20,25 MBit/s haben und bereits vorher in der Beschreibung an Hand der Fig. 1 genannt wurden. Die 204 Bitperioden der Synchronisation und der Audio/Daten sind aufeinanderfolgend numeriert und es dürfte einleuchten, daß das Bit mit der Bezeichnung R das Anlaufbit für die Synchronisation ist, während die Bits 2 bis einschließlich 8 (S) die 7 Bits des geeigneten Horizontal-Synchronwortes bilden. Die restlichen Bits 9 bis 204 enthalten die Audio/Daten mit den die ungeradzahligen Bits enthaltenden Daten aus der Gruppe A, während die geradzahligen Bits Daten der Gruppe B enthalten. Für bestimmte Modulationstypen werden die Perioden (h) und (b) nicht als Übergänge erwünscht und können folglich zum Aufnehmen von Daten in ein verwandeltes Signal benutzt werden und folglich kann, wenn die Bitgeschwindigkeit halbiert wird, die Anzahl Bits von

Es wird nicht notwendig sein, das Anlaufbit R für das Synchronwort zu übertragen wobei es ermöglicht wird, 98 Bits für die aktiven Daten zu verwenden. Eine Übertragung der Daten kann nun vom Anfang der Periode (h) an starten, wo, wie ersichtlich in Fig. 10a, das Synchronwort für die betreffende Zeile nach der Periode (h) anfängt. Dies kann vermieden werden, durch Verwendung der Horizontal-Synchronworte, die von der Synchronschaltungsanordnung 49 geliefert werden mit einem Anlaufbit und wie in Fig. 10b dargestellt, positioniert sind. In Fig. 10b sind die numerierten Bits dieselben wie diejenigen, die mit derselben Nummer in dem Datenburst aus Fig. 10a angegeben sind. Die Verriegelungs- und Verzögerungsschaltung 47 verriegelt bzw. vergrößert jedes A-Bit aus dem Demultiplexer 47 und liefert eine vergrößerte Reihe von A-Bits bei einer Geschwindigkeit von 10,125 MBit/s mit einer Verzögerung von nur einer Bitperiode bei dieser Geschwindigkeit. Das erste vergrößerte A-Bit folgt dann auch dem siebenten vergrößerten Bit des Synchronwortes und dieses A-Bit ist als A9 numeriert um anzugeben, von welchem Bit der eintreffenden Daten dies abgeleitet ist, dies in bezug auf die anderen A-Bits. Die letzten A-Bits dieser Daten (A201 und A203) erstrecken sich bis in die Übergangsperiode (b) mit einer halben vergrößerten Bitperiode als Reserve und es dürfte einleuchten, daß das Horizontal-Synchronwort und A-Bits der Daten leicht in die Periode (h), (a) und (b) gelegt werden können.

Die L624/625-FIFO 48 als zusätzliche Schaltungsanordnung für den Empfang der Daten an der Klemme 52 erhält ebenfalls das Ausgangssignal S von der Synchronschaltung 49. Diese FIFO nimmt das geeignete vergrößerte Horizontal-Synchronwort zum Gebrauch auf den Zeilen 624 und 625 auf und stellt es an den Anfang der vergrößerten Zeilen 624 und 625, die wieder am Anfang der Perioden (h) starten werden. Die Daten dieser Zeilen werden nicht auf die gleiche Art und Weise behandelt wie die vorhergehenden Zeilen, werden aber auf einfache Weise auf einer FIFO-Basis bei der größeren Geschwindigkeit eingelesen. Dies bedeutet, daß es nicht möglich sein wird, alle möglichen Daten aufzunehmen, die auf den Zeilen 624 und 625 in expandierter Form erscheinen könnten. Mit den vorgeschlagenen Änderungen auf den Zeilen 624 und 625 entsprechend der obenstehenden Beschreibung ist dies nicht nachteilig, weil Teilen dieser Zeilen keine aktiven Daten zugeordnet sind. Das Verschieben des statischen Datenteilbildes (SDF) zu dem aktiven Datenbereich der Zeile 624 ermöglicht es, die Vertikal-Synchrondaten (FSD), das einheitliche Datum und die einheitliche Zeit (UDT) und das wiederholte Datenteilbild (RDF) unterzubringen, wenn diese innerhalb nur einer Horizontalperiode expandiert werden.

Außer den obengenannten Daten, die an dem Ausgang 53 des Wandlers 44 erzeugt werden, liefert ein anderer Ausgang 54 Taktimpulse bei 10,125 MHz.

Zurückkehrend auf Fig. 8 wird das Videosignal von der Entzerrungsstufe 42 dem Modulationseingang eines Modulators 55 zugeführt, in dem dieses Signal in der Amplitude einem Träger aufmoduliert wird, wobei dieser Träger an einem zweiten Ausgang des Trägeroszillators 56 erhalten wird, wobei die Frequenz des Trägers in den Frequenzbändern liegt, die für Kabelverteilungssysteme verwendet werden. Der Ausgang des Modulators 55 wird einem ersten Eingang eines Multiplexers 57 zugeführt, dessen Ausgangssignal über ein Restseitenbandfilter 58 einem Ausgang 59 des Wandlers zum Gebrauch in einem Kabelverteilungssystem zugeführt wird.

Die Ausgangssignale an den Klemmen 53 und 54 des Wandlers, die die expandierten digitalen Signale bzw. die zugeordnete Taktimpulsfrequenz (10,125 MHz) liefern, werden einem digitalen Modulator 60 zugeführt, der an einem anderen Eingang den Träger aus dem Trägeroszillator 56 erhält und worin dieser Träger von den expandierten digitalen Signalen digital moduliert wird, wobei diese digitalen Signale in eine duobinäre Form umgewandelt sein können. Das modulierte Ausgangssignal des Modulators 60 wird einem zweiten Eingang des Multiplexers zugeführt um daraufhin der Ausgangsklemme 59 über ein Filter 59 zugeführt zu werden.

Empfang der Datensignale des betreffenden Übertragungssystems für einen Empfänger, der an ein Kabel angeschlossen ist, das nur die A-Gruppe von Daten überträgt, wird nicht weitgehend von demjenigen abweichen, das für C-MAC-Paketempfänger vorgeschlagen wurde, mit Ausnahme davon, daß die Daten die halbe Bitgeschwindigkeit haben werden. Ein Empfänger für den Empfang der Datensignale unmittelbar von einem Satelliten erfordert einen Demultiplexer, der die Daten in die zwei einzelnen Gruppen A und B trennen wird. Dies bietet den Vorteil, daß die Bearbeitung der Daten zum Wiederherstellen der ursprünglichen (analogen) Signale bei einer niedrigeren Bitgeschwindigkeit (10,125 MHz statt 20,25 MHz) erfolgen wird, wodurch die Bearbeitung der Daten leichter wird. Ein Zwei-Normenempfänger für Kabel-/Satellitenbetrieb kann durch die Kombination des Obenstehenden mit den zwei erforderlichen Datenmodulatoren und einer geeigneten Schaltungsanordnung zwischen den demultiplexten Daten des Satelliten und denjenigen, die aus dem Kabel erhalten werden, leicht erhalten werden.

Claims (6)

1. Fernsehübertragungssystem mit einem Zeitmultiplexsignal in Komponentenform, wobei die Mehrheit der Zeilen in einer Vertikal-Periode eine erste Komponente mit einem digitalen Datenburst und eine zweite Komponente mit Video- Information aufweist, wobei die Daten in den aufeinanderfolgenden Datenbursts, die von einer Anzahl Quellen herrühren, eine Reihe von Datenbits bilden, die mit einer bestimmten ersten Datengeschwindigkeit auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß diese Quellen in eine Anzahl Gruppen aufgeteilt sind und die Daten der Quellen für jede Gruppe zeitmultiplext werden zu einer Reihe von Bitblöcken aus jeder Quelle in einem Datenbitstrom zum Bilden einer entsprechenden Anzahl Submultiplexen, wobei die Datenbits, die einen Datenburst bilden, aus jedem der genannten Anzahl Datenbitströme bei der genannten bestimmten Datenbitgeschwindigkeit herrühren, wobei die Anzahl Bits in einem Datenburst ein ganzes Vielfaches der Anzahl der Gruppen ist.

2. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Quellen in zwei Gruppen aufgeteilt werden, wobei aufeinanderfolgende Datenbursts immer mit einem Bit aus einer ersten der beiden genannten Gruppen startet.

3. Fernsehsenderanordnung zum Gebrauch in dem Fernsehübertragungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Quelle für Video-Signale zur Bildung der Videokomponente des Zeitmultiplexsignals, mit einer Anzahl Quellen für Audio-/Datensignale, mit Mitteln zum Verarbeiten digitalisierter Audio-/Datensignale und zum Zeitmultiplexen der digitalen Signale zu der genannten Reihe von Datenbits im Datenburst des genannten Fernsehsignals bei der genannten bestimmten ersten Datengeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Quellen für Audio-/Datensignale in eine Anzahl Gruppen aufgeteilt sind, daß Mittel vorhanden sind zum Zeitmultiplexen der Signale aus den Quellen jeder Gruppe zu einer Reihe von Bitblöcken in einem Datenbitstrom zum Bilden der entsprechenden Anzahl von Submultiplexen, daß Mittel vorhanden sind zum Selektieren der Bits aus jedem der genannten Anzahl Bitströme und zum Zusammenstellen der selektierten Bits zu dem genannten Datenburst derart, daß jeder Datenburst Bits enthält, die aus jedem der Bitströme bei der genannten bestimmten ersten Datengeschwindigkeit herrühren, während die Anzahl Bits in einem Datenburst ein ganzes Vielfaches der genannten Anzahl Gruppen ist.

4. Fernsehsenderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Quellen von Audio-/Datensignalen in zwei Gruppen aufgeteilt sind, wobei die Selektionsmittel die Bits aus jeder Gruppe derart selektieren, daß aufeinanderfolgende Datenbursts jeweils mit einem Bit aus einer ersten der beiden genannten Gruppen anfangen.

5. Fernsehempfangsanordnung zum Gebrauch in dem Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, mit Mitteln zum Empfang des genannten Fernsehsignals, mit Mitteln zum Abtrennen der genannten Video-Information aus dem genannten Fernsehsignal, mit Mitteln zum Erzeugen des Datenbursts aus dem genannten Fernsehsignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsanordnung außerdem Mittel aufweist zum Selektieren der Bits aus dem Datenburst, zum Herstellen einer der genannten Gruppen.

6. Fernsehempfangsanordnung nach Anspruch 5, mit Mitteln zum Modulieren der genannten Video-Information auf einem Träger zum Erzeugen eines modulierten Signals mit einer Bandbreite, die kleiner ist als die des empfangenen Signals, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Mittel vorgesehen sind zum Umwandeln der genannten Bits der hergestellten Gruppe zu einem neuen Datenburst mit einer zweiten Datengeschwindigkeit, die gleich der bestimmten ersten Bitgeschwindigkeit, geteilt durch die Anzahl der Submultiplexe, ist, und daß weitere Mittel vorgesehen sind zum Modulieren des auf diese Weise gebildeten Datenbursts auf dem genannten Träger zum Bilden eines weiteren zeitmultiplexten Fernsehsignals mit der genannten, in der Bandbreite beschränkten Videoinformation und dem neuen Datenburst.