(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の持続時間の所定数のデータ・セグメントの一群を含むデータ・フィールドおよびフィールド・オーバヘッド・セグメントをそれぞれが含んでいるシーケンシャル・データ・フィールド構造を表す出力データ・ストリームを発生するために、パケット化ディジタル・データ・ストリームを処理するシステムであって、
パケット間ギャップによって分離されたパケット化ディジタル・データ・ストリームを供給する入力手段と、
データ・フィールド内のパケット間ギャップにおける持続時間より大きい持続時間を有するフィールド・オーバヘッド・セグメントを供給するフィールド同期発生手段と、
前記入力手段から供給された前記データ・ストリームおよび前記フィールド同期発生手段から供給された前記フィールド・オーバヘッド・セグメントに応答して、フィールド・オーバヘッド・セグメントと、データ・セグメントの一群を含むデータ・フィールドとをそれぞれが含んでいる一連のデータ・フィールド構造を表す出力データ・ストリームを生成する処理手段とを備え、
前記入力手段は、複数の前記データ・フィールド構造にわたり、所定の一定で均一なパケット間ギャップおよび一定で均一なデータ・レートを有する前記データ・ストリームを供給し、前記均一なパケット間ギャップの各々は、関連するデータ・フィールドを含む各データ・セグメント群の後に、関連するフィールド・オーバヘッド・セグメントのインターバルに実質的に等しい間隔を蓄積するように、前記関連するフィールド・オーバヘッド・セグメントのインターバルの規定部分を含み、
前記処理手段は、前記関連するデータ・フィールドを含む各データ・セグメント群の後に、前記関連するフィールド・オーバヘッド・セグメントのインターバルに実質的に等しい間隔を蓄積するようにして、前記データ・ストリームを中断することなく、前記フィールド・オーバヘッド・セグメントが挿入された前記出力データ・ストリームを生成することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記パケット間ギャップの大きさは、前記フィールド・オーバヘッド・セグメントの前記持続時間とデータ・フィールド構造を構成する前記データ・セグメント数との関数であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記フィールド・オーバヘッド・セグメントは、フィールド同期情報を含み、
前記処理手段は、パケット・オーバヘッド成分を前記データ・セグメントにそれぞれ付加する手段を付加的に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記処理手段は、入力バイト・クロックに応答する入力回路と出力シンボル・クロックに応答する出力回路とを含み、
前記入力クロック周波数は、前記出力クロック周波数の偶数分の一であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
一連のデータ・フィールド構造を表わすディジタル・データ・ストリームを受信するシステムであって、該データ・フィールド構造の各々は、所定の持続時間のデータ・セグメントを所定数だけ含む一群のデータ・フィールドおよびフィールド・オーバヘッド・セグメントを含み、該フィールド・オーバヘッド・セグメントは、オーバヘッド情報を含み、前記システムは、
前記データ・ストリームを供給する入力手段と、
前記データ・ストリームからフィールド・オーバヘッド・セグメントを検出する検出手段と、
前記入力手段から供給された前記データ・ストリームおよび前記検出手段で検出された前記フィールド・オーバヘッド・セグメントに応答して、フィールド・オーバヘッド・セグメントが除去され、且つ一定で均一なパケット間ギャップおよび一定で均一なデータ・レートを有するデータパケットを含む処理済パケット化データ・ストリームを発生する処理手段であって、一群のデータ・セグメントを蓄積して、前記処理済パケット化データ・ストリームの各パケット間ギャップに、関連するフィールド・オーバヘッド・セグメントのインターバルに実質的に等しい間隔となるように、前記関連するフィールド・オーバヘッド・セグメントのインターバルの規定部分を含ませるようにして、前記データ・ストリームを中断することなく、前記処理済パケット化データ・ストリームを発生する処理手段と、
前記一定で均一なデータ・レートを有する前記処理済パケット化データ・ストリームに応答して、前記処理済パケット化データ・ストリームを構成信号成分に復号化するデコーダ手段と
を備えていることを特徴とするシステム。
【請求項６】
前記データ・セグメントは、データおよびセグメント・オーバヘッド情報を含み、
前記フィールド・オーバヘッド・セグメントは、前記セグメント・オーバヘッド情報の持続時間と異なる持続時間を示すことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記パケット間ギャップは、前記フィールド・オーバヘッド・セグメントの前記持続時間とデータ・フィールドを構成する前記データ・セグメントの数との関数であることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記フィールド・オーバヘッド・セグメントは、フィールド同期セグメントに含まれているフィールド同期情報であることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記処理手段は、入力シンボル・クロックに応答する入力回路と、出力バイト・クロックに応答する出力回路とを含み、
前記出力バイト・クロック周波数は、前記入力シンボル・クロック周波数の偶数分の一であることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記一連のデータ・フィールド構造を表している隣接データ・セグメントの連続ディジタル・データ・ストリームを受信し、各データ・フィールド構造は、関連したセグメント・オーバヘッド情報を有するデータ・セグメントの一群と、前記データ・セグメントの一群に先行するフィールド・オーバヘッド・セグメントとを有するシステムにおいて、（ａ）前記データ・セグメントおよび前記フィールド・オーバヘッド・セグメントが、等しい持続時間を有し、（ｂ）前記フィールド・オーバヘッド・セグメントは前記データ・セグメントに含まれる情報と異なるタイプの情報を含み、（ｃ）前記フィールド・オーバヘッド・セグメントは、前記セグメント・オーバヘッド情報の持続時間と異なる持続時間を呈しているものであって、さらに加えて、
前記処理手段は、前記データ・ストリームに応答して、前記データ・ストリームを中断することなく、前記処理済パケット化データ・ストリームを生成し、
前記デコーダ手段からの出力信号に応答するビデオ・プロセッサ手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１１】
前記セグメント・オーバヘッド情報はエラー処理情報を含み、
前記フィールド・オーバヘッド・セグメントはフィールド同期情報を含み、
前記データ・セグメントはＭＰＥＧコンパチブル・データを含むことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、ディジタル信号処理の分野、特に、高精細テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムで使用するのに適しているパケット化（packetized）データ・ストリームにおける一連のパケットをフォーマット化するシステムに関するものである。
ビデオ信号処理の分野における最新の開発は、ディジタル高精細テレビジョン信号処理・伝送システムをもたらした。１つのこのようなシステムはアカムポラ（Acampora）他の米国特許第５，１６８，３５８号に記載されている。そのシステムにおいて、公知であるようなＭＰＥＧデータ圧縮規格に従って提供された符号語（codewords）を含む符号語データ・ストリームは、トランスポート・プロセッサに伝送される。トランスポート・プロセッサの主要な機能は、可変長符号語データ（variable length codeword data）をパック化データ・ワード（packed data words）にパックすることである。データ・パケットまたはデータ・セルと呼ばれるパック化データ・ワードの累算は、他の情報の中で関連したデータ・ワードを識別するための情報を含むヘッダで始められる。したがって、トランスポート・プロセッサからの出力は、一連のトランスポート・パケットを含むパケット化データ・ストリームである。トランスポート・パケット・フォーマットは、例えば、伝送チャネル外乱が原因で生じる信号中断後に、受信機が、伝送データの消失（loss）または破損（corruption）が発生する際にデータ・ストリームへの再入ポイントを決定することができるヘッダ・データを供給することによって、受信機での再同期（resynchronization）および信号回復（signal recovery）の見込みを増している。
アメリカ合衆国のグランド・アライアンス（Grand Alliance）ＨＤＴＶシステムのように最近提案されたＨＤＴＶ地上放送システムは、パケット化データ・ストリームを伝送するために残留側波帯（ＶＳＢ）ディジタル伝送フォーマットを使用する。グランド・アライアンスＨＤＴＶシステムは、アドバンスト・テレビジョン・サービスに関する諮問委員会による米連邦通信委員会によってアメリカ合衆国で検討中である、提案された伝送規格（transmission standard）である。このシステムでは、データは、一連のデータ・フィールドとして配列されている。各フィールド構造（field structure）は３１３のセグメント、すなわち、（ペイロード・データを含まない）フィールド同期セグメントに続く３１２のデータセグメントを含んでいる。各データ・セグメントは、データ成分（data compronent）および順方向エラー訂正（ＦＥＣ）成分を含んでいる。同期（sync）成分は、各データ・セグメントと関連している。トランスポート・プロセッサは、出力伝送チャネルに伝送される出力シンボル・セグメントを発生するように各データ・パケットにいろいろな符号化機能を実行する伝送プロセッサに、１８８バイト固定長パケットのデータを供給する。各バイトは、所定数のシンボル、例えば、４つのシンボルを含んでいる。１９９４年、２月２２日にＡＣＡＴＳ技術サブグループに提出されたグランド・アライアンスＨＤＴＶシステムの解説（草案文書）は、１９９４年の全国放送会社協会の会報（1994 Proceedings of the National Association of Broadcasters）、１９９４年、３月２０日〜２４日の第４８回年次放送技術会議技術（48th Annual Broadcast Engineering Conference Proceedings）に見いだされる。
データ・パケットは、ＩＳＯ−ＭＰＥＧ（国際規格機構−ムービング・ピクチャ・エキスパート・グループ）ＭＰＥＧ−２データ圧縮規格に従ったデータを含んでいる。トランスポート・プロセッサは、伝送プロセッサにデータ・パケットだけを伝送する。この伝送プロセッサは、オーバヘッドＦＥＣエラー検出および訂正成分を、各セグメントと、各データ・フィールドの始めにおける、すなわちデータ・フィールド・セグメントの各グループの間におけるオーバヘッド・フィールド同期セグメントに付加する。ＦＥＣ成分およびフィールド同期セグメントは、異なる時点で発生し、異なる持続時間を示すので、データ・フローはこれらの動作を実行するように調整される。いくつかの技術は、データ・フィールド構造（structure）の出力シンボル伝送条件に合わせるようにデータ・フローを調整するために存在する。ある技術は、出力シンボル・クロック周波数からのペイロード・スループット・レートおよび挿入オーバヘッド（inserted overhead）を計算する。これは、トランスポート・プロセッサから伝送プロセッサ（transmission processor）に伝送するために使用されるクロック周波数が、伝送プロセッサからのデータの出力速度に正確に関連されるべきであることを要求する。この周波数は、シンボル・クロック周波数と整数関係（integer relationship）を有する必要はない。整数関係が存在しない場合、位相ロック・ループ回路網は、所望の入出力位相と周波数との関係を維持するために使用することができる。しかしながら、位相ロック・ループ回路網の使用は、システムのコストおよび複雑さをかなり増すので、望ましくない。
他の技術は、シンボル・クロックから得られたクロックを使用して、トランスポート・プロセッサから伝送プロセッサへのデータ・フローをバースト状（burst-like fashon）に変調することである。この場合、１８８バイトのデータを含むＭＰＥＧ−２パケットは、パケットを伴った連続バーストとして伝送プロセッサに入力される。このパケットは、各データ・セグメントのためのＦＥＣオーバヘッドが伝送プロセッサによってデータ・ストリームに挿入される間隔によって分離される。しかしながら、他のパケットのようにデータ・ペイロードを含まないより長い持続時間のフィールド同期セグメントがデータ・ストリームに挿入されるべきであるとき、パケット・データ・ストリームは、セグメント間隔に等しい期間、中断（interrupt）され、そして遅延されねばならない。このような中断されたデータ・ストリームは、好ましくないことに、データ・スループット・レートを減少するばかりでなく、データ・パケット間に不均一な期間を生じることを発明者らは認めている。このような不均一なパケット間の間隔は、図５に関して述べられるように、信号処理条件（requirements）を著しく複雑にしている。
特に、中断されたデータ・ストリームは、とりわけデータ同期に関してトランスポート・プロセッサと伝送プロセッサとの間、および、パケット化データ・ストリームを記録するためのいかなるシステムの間におけるインタフェース条件を、好ましくないことに、複雑化していることを発明者は認めている。ＨＤＴＶデータ・ストリームにとって、スタジオまたは消費者の装置のいずれかによる記録を必要とすることは、非常に可能性が高いことである。ＭＰＥＧタイミング条件（timing requirements）を満たすために、記録システムは、パケット間の不均一な間隔（non-uniform gap）を含むパケット・タイミングを正確に再生しなければならない。この間隔（gap）は、このような間隔が発生されたパケット間で維持されねばならない。この条件は、記録システムにインタフェースすることを必要とされる回路の複雑さを著しく増す。さらに、伝送処理によって発生されるこのような間隔（gap）は、受信機の復調器（demodulator）で維持されねばならない。
トランスポート・プロセッサと伝送プロセッサとの間のインタフェースは、多くのアプリケーション、例えばテレビジョン放送で重要である。このような場合、伝送プロセッサは、一旦伝送が開始すると、中断なくデータ・フィールドを生成し、出力することが要求される。テレビジョン受像機は、同期を保持するためにフィールド同期セグメントを含むこの中断されないデータ・フィールドのストリームに依存する。放送中のデータ・フィールド速度または構造のいかなる変化も、受信機での同期を失わせる。放送スタジオは、通常、タイミングが合うように適当なソース・マテリアルに自動的に切り換えるように予めプログラム化された多数のビデオ・テープ・プレーヤ・バンクを有する。これらのテープ・プレーヤは、トランスポート・ストリーム情報を含むトランスポート・パケットを出力する。各テープ・プレーヤは、そのフィールド・レートまたはフィールド構造を変更することができない伝送プロセッサへのデータの流れに対して、その出力を同期化する。トランスポート・プロセッサから伝送プロセッサへのパケットの流れにおける不均一な間隔（non-uniform gap）は、パケットおよびデータ・フィールド構造（structure）の両方を有するインタフェースでのデータ・フローにおけるアーティファクト（artifact）を伝送データ・フィールド構造に生じさせる効果を有する。各スタジオ・レコーダは、好ましくないことに、パケットおよびフィールド境界の両方に対してテープ出力を同期化する複雑なインタフェースを有することが必要とされる。フィールド構造（field structure）についての付加情報は、インタフェースを通過すること、または、インタフェースでのデータ・フローをモニタすることによって発生されることが必要とされる。テープ・インタフェースは、パケット同期検出、フィールド検出のための装備（provisior）と、データ・フィールド構造をバッファするのに十分なメモリとを含む。付加的な複雑さは、予め記録されたテープと、ローカル・プログラミングおよびコマーシャルの挿入によって、生じる。これらの複雑さと他の障害は、本発明の原理によるシステムにより首尾よく解決される。
発明の概要
本発明は、パケット化データ・ストリームを処理することが意図されたシステムにおいて都合よく使用される。このパケット化データ・ストリームは、上述したタイプのデータ・フィールド構造を表し、例えば、異なる持続時間を有する異なったタイプのオーバヘッド情報に起因して不均一な速度で発生する情報を含んでいる。特に、本発明によるシステムは、データ・ストリームがシームレス（seamlessly）に、かつ中断なく処理されるようエンコーダまたはデコーダにおけるデータ・プロセッサに対してデータ・フィールド構造をトランスペアレント（trasparent）にするように、データ・ストリームを構成する。
送信機／エンコーダでの本発明によるシステムでは、例えば、パケット化データ・ストリームは、各々がデータおよびオーバヘッド情報を含む逐次データ・フィールド構造（sequen datafield structure）を表す出力データ・ストリームを発生するように処理される。入力回路網は、パケット間ギャップ（inter-packet gaps）によって分離されたデータ・パケットを含む入力データ・ストリームを供給する。オーバヘッド回路網は、データ・フィールド内におけるパケット間ギャップの持続時間と異なる持続時間を有するフィールド・オーバヘッド情報セグメントを供給する。伝送処理回路網（transmission processing network）は、データ・ストリームおよびフィールド・オーバヘッド・セグメントに応動し、各々がフィールド・オーバヘッド・セグメントと、一群のデータ・セグメントを含むデータ・フィールドとを有する一連のデータ・フィールド構造を表す出力データ・ストリームを、発生する。入力データ・ストリームは、複数のデータ・フィールド構造にわたって、一定の均一データ速度と共に一定な均一パケット間ギャップ（constant uniform inter-packet gaps）を示す。この均一パケット間ギャップは、データ・ストリームを中断しないでオーバヘッド情報のシームレス挿入を容易にするように形成される。
送信機／エンコーダでの本発明の特徴によれば、データ・パケットは、出力（シンボル）クロックの周波数と整数関係を示す周波数を有する入力（バイト）クロックに応答して、伝送プロセッサに読み込まれる。
好ましい実施例では、伝送プロセッサからの出力シンボル・データ・ストリームは、各々が関連エラー訂正オーバヘッド・データを有する複数のＭＰＥＧデータ・セグメントを含む、一連のデータ・フィールドを表わす。各データ・フィールドは、異なる持続時間のオーバヘッド情報を表すフィールド同期セグメントによって開始（preface）される。入力バイト・クロック周波数は、出力シンボル・クロック周波数の偶数の整数の約数（even integer sub-multiple of an output symbol clock）である。固定長入力データ・パケットは、固定数の入力クロック・サイクルを含み、各パケットは、所定数の入力クロック・サイクルを含む一定で均一なパケット間インターバル（inter-packet interval）によって分離されている。パケット間インターバルの間に発生するクロックサイクル数は、データ・フィールドにおけるセグメント数、データ・セグメントにおけるシンボル数、各データ・セグメントの持続時間、およびフィールド同期セグメントの持続時間のような要素（factors）の関数である。
【図面の簡単な説明】
図面において、
図１は、同期セグメントおよびデータ・セグメントを含む一連のデータ・フィールド構造の中の一つを示したものである。
図２は、パケット化データ・ストリームを処理するための装置を一般的に示すブロック図である。
図３および図４は、図１のデータ・フィールド・セグメントの他の形式の処理を一般的に示したものである。
図５は、データ・パケット間の不均一な間隔（non-uniform interval）を有するパケット化データ・ストリームを描いたものである。
図６〜図１１は、本発明の原理によるデータ・パケット間の均一な間隔を有するパケット化データ・ストリームを描いたものである。
図１２は、パケット化入力データ（packetized input data）に応動して、伝送のために出力シンボルを出力プロセッサに供給する伝送プロセッサ（transmission processor）を含む送信機エンコーダのブロック図である。
図１３は、従来のNTSCテレビジョン・チャネル・スペクトルに関連して、図１２のシステムによって供給された出力データを伝送するために使用することができるテレビジョン・チャネル・スペクトルを示すものである。
図１３Ａは、受信機装置の一般的な配置である。
図１４は、図１２に示した送信機エンコーダ・システムに対する受信機のブロック図である。
図１５および図１６は、図１２に示したシステムによるパケット化データの処理に関連するデータ・ストリームを描いたものである。
図１７および図１８は、図１２に示したシステムによるパケット化データの他の処理に関連するデータ・ストリームを描いたものである。
図面の詳細な説明
図１は、パケット化データ・ストリームを処理するためのシステムにおいて、アメリカ合衆国のグランド・アライアンスＨＤＴＶシステムによって使用するために提案されたデータ・フィールド構造を示している。データ・フィールド構造を表す出力シンボル・データ・ストリームは、図２のトランスポート・プロセッサ１４からの入力データ・パケットに応答して、図２の伝送プロセッサ（transmission processor）１６によって発生される。伝送プロセッサの詳細は、図１２に関して示され、述べられている。各データ・フィールド構造は、一群のフィールド・データ・セグメント（Ｘ）に先行するフィールド同期セグメント（ペイロード・データを含まない）を含んでいる。各フィールド・データ・セグメントは、１８８バイトのデータ・パケット成分を含み、セグメント同期成分は各データセグメントの始まりにあり、順方向エラー訂正（ＦＥＣ）成分はデータの後にくる。この図において、“Ｙ”は、後の図面で示されるように、各データ・パケット間のデータ使用禁止インターバル（data disable interval）を示している。トランスポート・プロセッサは、出力伝送チャネルに伝送されるシンボル形式（symbol form）の出力セグメント（output segments）を発生する伝送プロセッサに、１８８バイトの入力パケットを供給する。
データ・セグメント同期成分およびフィールド同期成分は、極端な雑音状態および干渉（interference）状態の下で受信機におけるパケットおよびシンボル・クロック取得（acquisition）と位相ロックを容易にする。４シンボル・データ・セグメント同期成分は、パケットおよびクロックの回復を頑健にするためにバイナリ（２レベル）であり、雑音状態および干渉状態の下で受信機での信頼性のある検出ができるようにするために独特な速度で規則的に繰り返すパターンを示している。データ・セグメント同期シンボルは、リード・ソロモンまたはトレリス符号化されておらず、またそれらはインタリーブされていない。フィールド同期成分は擬似ランダム・シーケンスを含むことができ、いくつかの目的に役立つことができる。それは、各データ・フィールドの開始を決定するための手段を提供し、シンボル間（intersymbol）および他の形式の干渉を除去するためにトレーニング基準信号（training reference signal）として受信機内の等化器（equalizer）によって使用することもできる。それは、受信機が干渉除去フィルタ（interference rejection filter）を使用するか否かを決定することができる手段も提供し、信号対雑音特性およびチャネル応答を測定するような診断目的のために使用することができる。さらに、フィールド同期成分は、位相制御ループ・パラメータを決定するために受信機内の位相追跡回路網（phase tracking network）によって使用することができる。セグメント同期成分のように、フィールド同期成分はエラー符号化、トレリス符号化されておらず、またインタリーブされていない。この例では、データ・フィールドは、必ずしもＮＴＳＣテレビジョン信号の画像フレームを含むインタレース画像フィールドに対応しない。
図２は、前述のデータ・ストリームを処理するための信号処理ブロックの一般的な配置を示している。データ発生源（データ・ソース）１２は、最終的には固定長（１８８バイト）データ・パケットにフォーム化される固定長データ・ワードにＭＰＥＧバイトをパックするトランスポート・プロセッサ１４に、ＭＰＥＧ−２バイト・データを供給する。各パケットは、例えば、プログラム・ソース、サービス・タイプを示す情報と、関連パケット・ペイロード・データ内のデータを記述し、このデータに関連している他の情報とを含む、ヘッダで始まる。図１２に関して詳述する伝送プロセッサ１６は、ＦＥＣエラー検出／訂正コーディングと、フィールド同期挿入と、搬送波対雑音比を改良するためのトレリスコーディングと、データ・バースト伝送エラーの影響を減少するためのインタリービングと、シンボル・マッピングとを含む動作（operation）を実行する。伝送プロセッサ１６は、具体的に、その両方がユニット１６によって内部的に生成される出力シンボル・クロックＳＣから得られた入力ビット・クロックＳＣ／２に応動する。トランスポート・プロセッサ１４もＳＣ／２クロックに応動する。伝送プロセッサ１６からのイネーブル（ENABLE）信号によって、プロセッサ１４は、使用可能インターバル（enable interval）中にプロセッサ１６に１８８バイトのデータ・パケットを送信することを可能にし、データ使用禁止インターバル（data disable interval）中にデータ・パケットの送信を禁止する。ユニット１６からの出力シンボル・データ・ストリームは、出力チャネルに伝送される前に、出力ユニット１８によって処理される。出力プロセッサ１８は、後に述べるように、パイロット信号挿入回路網と、ＶＳＢ変調器と、無線周波数アップ・コンバータとを含んでいる。
図３は、図２のユニット１６および１８による１つの種類のデータ・フィールド・セグメント２０ａの処理の一般的な形式を示している。図３に示されたセグメントは、１バイトのセグメント同期成分で始まり、２０バイトのリード・ソロモン・パリティ・バイトが後に続く１バイトのＭＰＥＧ同期成分を含む、１８８バイトのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを含んでいる。グランド・アライアンスＨＤＴＶシステムで使用されている各トランスポート・パケットは、その第１バイトがパケット同期を可能にする同期バイトである４バイトのリンク・ヘッダを含んでいる。これに、ＭＰＥＧデータ・ペイロードであるパケットの残りとともに、オプショナル・アダプテーション・ヘッダ（optional adaptation header）が続く。この例は、３１２のデータ・フィールド・セグメント（Ｘ）と、セグメント当たり８３６のシンボル（Ｓ）と、ＭＰＥＧ−２同期成分に加えたセグメント同期成分とを有する提案されたデータ・フィールド構造と、を示している。１バイト・セグメント同期は、２−ＶＳＢが変調される前に、４つのシンボルにマップされる。ＦＥＣ符号化を伴った１８８バイトのＭＰＥＧパケット・セグメントは、２／３トレリス符号化され、８−ＶＳＢが変調される前に８３２のシンボルにマップされる。このような２−ＶＳＢおよび８−ＶＳＢ変調を実行する技術は周知である。その結果生じる出力フィールド・セグメント２０ｂは、出力チャネルに伝送され、ＭＰＥＧ同期成分と、ＭＰＥＧデータ成分と、ＦＥＣ成分とを含む８３２のシンボル・データ・フィールド成分が後に続く４シンボル・セグメント同期成分を含んでいる。
図４の配置は、入力セグメント構造２０ｃが異なっている以外、図３の配置と同様である。図４では、セグメント同期成分はＭＰＥＧ同期成分に取って代わる。すなわち、唯一つの同期成分が使用される。これは、１バイト少ない１８７バイトのＭＰＥＧデータ・パケットになる。処理後、出力セグメント２０ｄのデータ/FEC成分は、唯一つの同期成分が使用されるので、図３の例よりも４つ少ないセグメント・シンボル（８２８）を含む。このシステムでは、１バイト（８ビット）は４シンボル（シンボル当たり２ビット）に相当する。
図５は、各々が図３に示された特性を有するデータ・フィールド、すなわち、３１２のデータ・フィールド・セグメントおよび１フィールド同期セグメントを有する図１に示されたデータ・フィールド構造に合致する、提案されたパケット化データ・ストリームを示す。より詳細には、各データ・フィールド・セグメントは、１８８のデータ・バイト（“パケット・バイト”）および２０のＦＥＣバイトを含む。各セグメントの１８８のデータ・バイトは、１８８のクロック・サイクルを伴い、各セグメントの２０のＦＥＣバイトは２１のクロック・サイクルを伴う。第２１番目のクロック・サイクルは、セグメント同期成分の挿入を受け入れる。フィールド同期セグメントを挿入するための時間に達するとき、データ／ＦＥＣセグメントの伝送は、セグメント・クロック・インターバル（すなわち、２１クロック・サイクル＋１８８クロック・サイクル＋２１クロック・サイクル）に相当する２３０のクロック・サイクル・インターバルの間、禁止されねばならない。フィールド同期セグメントは、各パケット・データ・セグメントに含まれるようなデータ・ペイロードを含まない。このデータ・フローの中断（disruption）は、好ましくないことに、不均一なインターバル、すなわち図５に示されるようなパケット間のギャップを生じる。このような中断されたデータ・フローおよび不均一なパケット間のギャップは、トランスポート・プロセッサと伝送プロセッサ（図２のユニット１４およびユニット１６）との間のインタフェースに対して信号制御条件（requirement）およびハードウェア条件を非常に複雑にし、データスループット・レートも減少する。さらに、前述のように、予め記録されたマテリアルを再生（play back）するときデータ・フィールド構造に同期化することは困難である。不均一なパケット間のギャップはそれらが発生されるように保持されねばならないので、すなわち記録装置はＭＰＥＧパケット・タイミングを正確に再生しなければならないので、パケット間の不均一ギャップは、スタジオ記録装置または消費者記録装置でのパケット化データ・ストリームの記録の作業を非常に複雑にする。さらに、不均一なギャップは、受信機での復調器によって発生された出力信号の中で保持されねばならない。
不均一なパケット・ギャップで発生される前述の問題は、本発明によるシステムで扱われ、解決される。特に、パケット化データ伝送システムでは、前述の問題は、セグメント数／データ・フィールド、および、例えば、フィールド同期セグメントのような、挿入されるオーバヘッド・セグメントの持続時間を含むファクタの関数として、一様なパケット間ギャップを与えることによって避けることができることを本発明者は認識している。さらに、本発明者は、均一なギャップで分離されているパケットのデータ・ストリームは、都合が良いことに、出力シンボル・クロック周波数の整数の約数（an integer sub-multiple）である入力ビット・クロック周波数を使用することによって容易にされ、それによって位相ロック・ループ回路網の必要性が除去されることを認識している。開示されているデータ・ストリームは、セグメント数／フィールドの見地から２以上（more than one）の独特なデータ・フィールド構造に適用できる。都合が良いことに、開示されたシステムの場合、伝送されたＶＳＢ信号のパイロット周波数、シンボル速度、セグメント・インタリービング、リード・ソロモン・エラー・コーディングおよび同期成分のようなパラメータは変わらない。セグメント数／データ・フィールドおよび伝送システムの入力クロック周波数だけが特定のシステムの条件により制御されることを必要とする。
伝送プロセッサ入力バイト・クロックの周波数は、シンボル数／フィールド・セグメントが偶数であるとき、偶数の整数で割られた出力シンボル・クロック（ＳＣ）として示すことができる。しかしながら、奇数の整数が使用されてもよい。出力シンボル・クロックの周波数は出力シンボル数／データ・フィールドの関数である。シンボル・クロック・サイクル数／フィールド（ＳＣ／フィールド）は、下記の式により、シンボル数／セグメント（Ｓ）とセグメント数／フィールド（Ｘ＋１）を乗算することによって得られる。
ＳＣ／フィールド＝Ｓ（Ｘ＋１）
この式では、数“１”は各フィールドに関連したフィールド同期セグメントとみなす。入力クロック・サイクル数／フィールドは、データ・セグメント数／フィールド（Ｘ）に１８８のデータ・バイト／クロック・サイクル／パケット・セグメント＋パケット間の間隔内のクロック・サイクル数（Ｙ）の和を乗じた数に等しい。したがって、
入力クロック／フィールド＝Ｘ（１８８＋Ｙ）
整数Ｎで割られたシンボルクロックは、前述の均一な間隔結果を達成するために、入力バイト・クロックと所望の周波数関係を生じる。したがって、
0004195081.tif 000002
ＸおよびＹの両方が整数であり、Ｓ個のシンボル／セグメントが与えられた場合に若干の独特な解だけが存在する。２つの例が図６および図７に示されている。ここで、Ｓ＝８３６シンボルおよびＮ＝２、すなわち、入力クロックの周波数は出力シンボル・クロックの周波数の約数の１／２（one-half sub-multiple）である。これらの例では、シンボル数Ｓが偶数であるので、整数Ｎの偶数値は関係あるが、Ｎの奇数値も所与のシステムの条件に従って使用することができる。図６および図７の例は、図３に示された二重同期（dual-sync）セグメントに関連している。
データ・パケット・セグメント間のインターバルであるＹの値は、所望のオーバヘッドＦＥＣバイト数／セグメント、およびオーバヘッド・フィールド・同期セグメント／セグメントを後に述べるようなデータ・フローを中断させることなくその後に挿入するために伝送プロセッサ１６が必要とするインターバルを与えるのに十分大きな値であることに注目すべきである。図６において、例えば、各フィールド同期セグメント間には４１８データ・セグメントがある。Ｎ＝２の場合、入力クロック周波数はＳＣ／２（出力シンボル・クロック周波数ＳＣの１／２）である。各セグメント・インターバルは、１つの余分なシンボル・クロック・サイクルの等価値（the equivalent of one extra symbol clock cycle）、すなわち２つの余分なＳＣ／２入力クロックサイクルを含む。したがって、各セグメント・インターバルは入力クロックＳＣ／２の４１８＋１＝４１９サイクルを含む。各セグメントは一定の１８８データ・バイト数および関連した１８８のＳＣ／２クロック・サイクルを含むので、各セグメントの残りはＳＣ／２入力クロックの４１９−１８８＝２３１サイクルを含む。特に、各２３１クロック・サイクル・パケット間データ使用禁止インターバル（each 231 clock cycle inter-packet data disable interval）は、ＦＥＣオーバヘッド情報／データ・セグメントおよびデータ・フィールド間のフィールド同期オーバヘッド・セグメントを挿入するために必要とされる時間に一致する。全フィールドに相当するだけの４１８のデータ・セグメントが処理された後、４１８の余分なＳＣ／２クロック・サイクルが累算される。これは、隣接データ・フィールドを構成する隣接データ・セグメント・グループ間にフィールド同期セグメントをシームレスに挿入するために必要とされる正確な時間である、出力シンボル・クロックＳＣの８３６サイクルに相当する。この挿入は、図１５と共に考察される図１２に関してより詳細に述べられるように、データ・ストリームを中断しないで達成される。さらに、図６〜図１１のある種の態様が、図１２および図１４に関して示され、より詳細に述べることとする。
続く説明において、適当なシンボル・クロック周波数は１０．７６２２３７ＭＨｚであることがわかった。図６の入力クロック配列は、各データ・フィールドが、（図３に示されるような）セグメント同期およびＭＰＥＧ同期成分の両方と、セグメント当たり８３６のシンボルと、各フィールド同期セグメント間の４１８（データ＋ＦＥＣ）のセグメントとを含む。この例では、伝送プロセッサの出力シンボル・クロック周波数対入力クロック周波数の比Ｎは２である。入力クロックは、各パケット・データ・バイト・インターバル中、一定（constant）で、一様（uniform）な１８８のクロック・サイクルを示し、各パケット間（each inter-packet）の（データ使用禁止：data disable）インターバル中、一定で、一様な２３１のクロック・サイクルを示す。２３１のクロック・サイクルは、データ・フローを停止させることなしに、伝送プロセッサが各セグメントについてＦＥＣオーバヘッド成分、および、データ・フィールド間にフィールド同期オーバヘッド・セグメントを挿入できるのに十分な時間を与える。図７は、２３２のクロック・サイクルがデータ・パケット・インターバルの間においてそのインターバル中に発生することを除いて、同様な一定で一様なデータ使用許可／使用禁止の形態（enable/disable geometry）を示す。図７では、図６に示した例のセグメントの数の１／２である２０９のデータ・セグメントは、各フィールド同期セグメントの間に発生する。例えば、フィールド同期成分のより頻繁な発生によって性能上の利点（performance advantage）を得ることができる場合、減少された２０９のデータ・セグメントを使用することができる。
ＭＰＥＧ−２規格は、各ＭＰＥＧパケットが同期バイトで始まることを明記しているので、各データ・セグメントのオーバヘッドは、唯一つの同期成分、すなわちＭＰＥＧ−２同期成分を使用することによって減少することができる。８３２のシンボル数／セグメントを有するこのセグメント配列は前述のように図４に示されている。図８および図９は、図４に示された種類のセグメント構造を有するデータ・フィールドについて中断されないデータ・ストリームを容易にするために、一様な使用許可／使用禁止の形態（enable/disable geometry）を有する入力バイト・クロック配列を示している。図８は、各フィールド同期インターバルの間において４１６のデータ・セグメント・インターバル（データ＋ＦＥＣ）を有するデータ・フィールドのための、好ましい入力バイト・クロック配列を示している。この場合、１８８の入力バイト・クロック・サイクルは各々の１８８バイトのデータ・パケットに関連し、２２９の入力バイト・クロック・サイクルは各パケット間のデータ使用禁止インターバル（data disable interval）と関連するので、各データ・フィールドの終わりで、データ・フローを中断しないで、フィールド同期セグメントを挿入するために伝送プロセッサのために十分な累算された時間がある。この配置は、都合が良いことに、唯一の同期成分の使用に起因して増加されたデータ・スループット・レートを示す。図９は、各データ・フィールドが１／２のデータ・セグメント数を含むことを除いて、同様である。
出力シンボル・クロックおよび入力バイト・クロックが４の整数比を示している状態は、図１０および図１１によって示されている。図１０の場合、データ・フィールドは、（例えば、図３に示されるように）セグメント同期およびＭＰＥＧ同期成分の両方と、各フィールド同期セグメント間の２０９のデータ・セグメントと、８３６のシンボル／セグメントとを含む。図１１は、（例えば、図４に示されるように）唯一の同期成分と、各フィールド同期セグメント間の２０８のデータ・セグメントと、８３２のシンボル／セグメントとを使用するデータ・フィールド構造に関係する。データ・パケットと連続的で中断されていないデータ・ストリームとの間において一定で一様なギャップ（constant uniform gap）を有する均一なデータ使用許可／使用禁止（uniform data enable/disable）の形態は、後述される図面からわかるように両方の場合に発生される。
図１２は、セグメント同期およびＭＰＥＧ同期成分の両方を使用するデータ・フィールド構造に関して図６および図７に関して述べられているような入力クロックで作動する、図２の伝送プロセッサ／エンコーダ１６の付加的細部を示している。この例では、出力シンボル・クロック（ＳＣ）周波数は入力バイト・クロック周波数の２倍（Ｎ＝２）であり、各フィールド同期セグメントの間に４１８のデータ・セグメントがある。後述の説明において、図１２のブロック図は、ある処理段（ステージ）でのパケット化データ・ストリームの一部を示す図１５のデータ信号図Ａ〜Ｆと共に考察されている。
図１２において、パケット化ＭＰＥＧ−２バイト・データは、トランスポート・プロセッサ１４（図２）から、公知の順方向エラー訂正（ＦＥＣ）処理を実行するユニット１２に供給される。入力ＭＰＥＧデータは、図１５の信号Ａで示されるような開始（prefacing）ＭＰＥＧ同期バイトを含む１８８のバイト／セグメントを含んでいる。入力データは、出力シンボル・クロックＳＣの周波数の１／２の周波数を有する入力バイト・クロック（ＳＣ／２）を使用する際にクロックされる。各々の１８８バイトのデータ・セグメント・インターバルには、２３１のＳＣ／２入力クロック・サイクルを包含するパケット間データ使用禁止インターバル（inter-packet data disable interval）が続く。各セグメントは、ＳＣ／２入力クロック・サイクル（時間では、シンボル・クロックＳＣの８３８サイクルに対応する）の４１９（すなわち、１８８＋２３１）インターバルを包含し、フィールド同期セグメントの間に４１８のデータ・セグメントがある。このように、フィールド同期セグメントの間にデータ・セグメントがあるのに比べて、各データ・セグメントにおいて１多い（one more）ＳＣ／２入力クロック・サイクルがある（４１９対４１８）。したがって、ＳＣ／２入力クロックの４１８の付加的サイクルは、４１８セグメントの全データ・フィールドの後に累積する。４１８の付加的なＳＣ／２入力クロック・サイクルは、出力シンボル・クロックＳＣの８３６の付加的サイクルに対応する。理解されるように、これらの付加的な８３６のＳＣクロック・サイクルは、データ・フローを中断しさもなければデータ・フローを妨害することなく、出力シンボル・クロックを使用して、フィールド同期セグメントをその後にクロックしてデータ・ストリームの中に入れるのに必要とされる時間を正確に供給する。
クロック発生器２４は、トランスポート・プロセッサ１４と伝送プロセッサ１６との間の同期を保持するためにトランスポート・プロセッサ１４（図２）が使用するＳＣ／２クロックを含むシステムによって必要とされる、クロック信号（ＳＣ、ＳＣ／２、ＳＣ／４）を供給する。これらのクロックがそれぞれ作動させるブロックとのこれらのクロックとの接続は、図面を簡単にするために図示されていない。制御装置３０（例えば、マイクロプロセッサ）は、前述のように、出力シンボル・データ（信号Ｆ）として現れるようなデータ・フィールド構造の伝送データ・フィールドを作成するのに必要な信号を発生する。制御装置３０は、さらに、データ・フィールド構造に正確に参照されるイネーブル（ENABLE）信号を発生する。１フィールドの入力ＭＰＥＧバイト・データは、フィールド・レートでメモリ動作モードを書き込みから読み出しに切り換える前に、メモリに書き込まれなければならない。イネーブル（ENABLE）信号は、１パケットのデータがトランスポート・プロセッサから伝送プロセッサに移ることを可能にする。このイネーブル信号に応答してトランスポート・プロセッサによって発生されるデータ・バリッド（DATA VALID）信号は、トランスポート・システムがイネーブル（ENABLE）信号に応動する前に一定数の遅延クロック・サイクルを有することを可能にする。
トランスポート・プロセッサ１４からＦＦＣユニット２２に供給されたデータ・バリッド（DATA VALID）信号によって、ユニット２２がトランスポート・プロセッサ１４から入力データを読み出し、処理することができるようになる。この処理は、その信号（イネーブル信号）がトランスポート・プロセッサに対して送信プロセッサが処理するためのデータ・パケットをいつでも獲得できるようになっていることを知らせる、制御装置３０からのイネーブル（ENABLE）信号によって支援される。データ使用禁止インターバル（data disable interval）が後に続く１８８バイトのデータ使用許可インターバル（data enable interval）によって構成される各入力セグメントを有する入力信号Ａ（図１５）のフォーマットは、イネーブル（ENABLE）信号のフォーマットによって決定される。イネーブル（ENABLE）信号によって、トランスポート・プロセッサの出力レジスタは、データ・バリッド・インターバル中にパケットを転送できるようになる。ヌル・パケットは、トランスポート・プロセッサの出力レジスタ内にデータがない場合に転送され、それによってデータ・ストリームの一様な形態（uniform geometry）が保持される。データバリット（DATA VALID）信号は、イネーブル（ENABLE）信号と、バッファが所定のデータ・バイト数を含むことを示す出力レジスタからのバッファ満杯信号との同時発生に応答して、発生される。
ＦＥＣユニット２２は、データ使用禁止インターバル（data disable interval）中に２１１のＳＣ／２クロック・サイクルを残しておく図１５の信号Ｂによって示されるような、２０バイトのＦＥＣデータを追加する。信号Ｂは、全隣接データ・フィールドのためのデータ／ＦＥＣセグメントをそれぞれ記憶する６５Ｋバイトのセグメント・メモリ２６および２８に同時に印加される。これらのユニットは、装置３０からの制御信号に応答してデータ・フィールド・レートでピンポンのように交互にデータの書き込みおよび読み出しを行い、それによって一方のメモリは１つのデータ・フィールドのためにデータ／ＦＥＣセグメントを書き込むのに対して、他方のメモリは前の隣接データ・フィールドのためにデータ／ＦＥＣセグメントを読み出し、そして逆も行う。ユニット２６および２８は共に、ＳＣ／２入力クロックに応答して書き込み、ＳＣ／４クロックに応答して読み出し、８ビット（１バイト）の出力ワードを供給する。信号Ｂは、ＳＣ／２でのデータの書き込みを示し、信号Ｃは、書き込み速度の半分であるＳＣ／４でのデータの読み出しを示す。
メモリ２６および２８からの出力データ／ＦＥＣセグメントは、装置３０からの制御信号に応答して、ユニット３４によって８ビット（１バイト）ワードの単一データ・ストリームにフィールド・レート時間軸多重（field rate time multiplexed）される。このデータ・ストリームは、連続データ・フィールドからの一連のセグメント群を含み、並直列データ変換器３８に印加される。ユニット３８は、各々の並列８ビット・バイトを、直列に出力される４つの２ビット・ワード群に変換する。ユニット３８からのデータは、信号対雑音特性を改善するために２入力ビット毎に対して３ビット（２つの情報ビットおよび１つの冗長ビット）を出力するユニット４０によって２／３トレリス符号化（公知）される。これらのビットは、所定のアルゴリズムにより供給され、その例は当該技術分野で公知である。コーダ４０は、所定のアルゴリズムに従って第３ビットを供給するユニット４２と共に、シンボル・クロックＳＣに応答して作動する。
トレリス・コーダ４０の出力（図１５の信号Ｄ）は、１バイトを含む４つの３ビット・ワードを有する一連の３ビットのトレリス符号化ワードを含んでいる。各データ・セグメントは、４倍速のシンボル・クロックＳＣに応答してコーダ４０が動作することに起因する、８３２のシンボルを含む。シンボル・クロックＳＣによってクロックされる出力ユニット５０は、コーダ４０からの各々の３ビット入力ワードを１つの出力シンボルにマップし、これらのシンボルを、ユニット４８からの所定値のフィールド同期セグメント、および、ユニット４５からの４つのシンボル・セグメント同期成分（信号Ｅ）と共に時間軸多重（time multiplex）し、シンボル・データ・ストリームを発生する。ユニット５０のマッピング機能において、ユニット４０からの段々と増加する８つの数を表す２進出力値、すなわち０００，００１，０１０，．．．から１１１までは、８つのシンボル・レベル−７，−５，−３，−１，＋１，＋３，＋５，＋７に変換される。ユニット４５は、ユニット５０により所定のシンボル値にマップされる所定値のセグメント同期成分を供給する。任意的に、ＭＰＥＧ同期成分はセグメント同期の代わりに使用することができる。このような場合、ユニット４５によるセグメント同期成分の生成は禁止され、ＭＰＥＧ同期成分は、ＦＥＣユニット２２の出力信号から除去され、ユニット４５を介してユニット５０に、すなわちユニット５０への主データ処理経路に伝送される。
メモリ２６および２８、フィールド・マルチプレクサ３４、変換器３８、フィールド同期発生器４８およびマッパ／マルチプレクサ５０のための制御信号は、制御装置３０、例えばマイクロプロセッサによって供給される。制御装置３０は、例えば、パケット読み出し／書き込み使用許可（enable）信号および使用禁止（disable）信号、メモリ２６および２８間でピンポン動作を制御するためのタイミング信号、および、マルチプレクサ３４のためのフィールド・レート・スイッチング信号を供給する。特に、装置３０は、ユニット４８が隣接データ・フィールド間で発生された所定の持続時間のインターバル中フィールド同期セグメント情報を出力するために使用可能にされるように、メモリ２６および２８間のフィールド・レート・ピンポン切り換えの機能として、フィールド同期発生器４８の動作を制御する。この所定の持続時間のインターバルは、図１５〜図１８に関して述べられ、例示されるような処理から生じ、それによって各フィールド・同期セグメントは、予想通りに、データのフローを中断することなく、フィールド・データ・セグメントのグループ間のデータ・ストリームにユニット５０によって多重化される。
マルチプレクサ５０からの出力シンボル・データ・ストリームは、図１５の信号Ｆによって示される。このデータ・ストリームの各セグメントは、４つのＭＰＥＧ−２同期シンボルおよびＭＰＥＧデータ・パケット（ＦＥＣバイトを含む）が後に続く４つのセグメント同期シンボルで始まる８３６シンボルの一様なシーケンスを含む。出力データ・ストリーム信号Ｆの各セグメントは、８３６シンボル・クロック・サイクルでクロックされる。これは、入力データ・ストリーム信号Ａの４１９のＳＣ／２入力クロック・サイクルに等価な８３８のシンボル・クロック・サイクルよりも、２シンボル・クロック・サイクルだけ少ない。このように、各出力セグメントは、対応する入力セグメントと比較すると、２シンボル・クロック・サイクルだけ少ないことを必要とする（８３６対８３８）。フィールド同期セグメント間のデータ・フィールドを構成する４１８のデータ・セグメントにわたって累積がなされたとき、これらの２つのシンボル・クロック・サイクルは、出力シンボル・クロックを使用してフィールド同期セグメントをクロックしてデータ・ストリームの中に入れるようにユニット５０によって必要とされる、付加的時間を正確に供給する。特に、８３６のシンボル・データ・セグメントの各々をクロックするために使用されるクロック・サイクル数、すなわち８３６のシンボル・クロック・サイクル（４１８×２）が、データ・ストリームを中止することなくフィールド同期セグメントの各々をデータ・ストリーム中にシームレスに挿入するために、使用可能である。
データ信号Ｆから分かるように、出力シンボル・データ・ストリームは、連続的な隣接の８３６のシンボル・セグメントのストリーム（その３つだけが図面を簡単にするために示されている）である。タイム・インターバルＴ１は、入力データ信号Ａに対して２つのシンボル・クロックの“オーバラップ”を示している。特に、信号Ｆの第２セグメントは第１セグメントの終わりで直ちに始まるが、入力データ・ストリーム信号Ａの第２セグメントの前の２シンボル・クロック・サイクルが始まる。同様に、タイム・インターバルＴ１＋Ｔ２は、信号Ａに対して４シンボル・クロックのオーバラップを示す。このインターバルは、累積タイム・インターバルＴ１＋２クロック・サイクル・インターバルＴ２を含む。インターバルＴ２は、第２セグメントの終わりに直ちに始まる信号Ｆの第３セグメントから生じるが、入力データ・ストリーム信号Ａの対応する第３セグメントの前の２シンボル・クロック・サイクルが始まる。付加的なＳＣクロック・インターバルＴ３，Ｔ４，Ｔ５等は、８３６の付加的なシンボル・クロック・サイクルの累算が４１８のセグメント・データ・フィールドの終わりに生じるまで、その後のセグメントに対して累積する。その時に、フィールド同期セグメントはシンボル・クロックＳＣに応答してユニット５０により挿入される。
図１６において、唯一の同期成分が使用されている以外は、図１５に示されているデータ信号と同様なデータ信号Ａ〜Ｆが示されている。この他の例は図６に関して図示され、述べられた他の例に相当する。この例では、１バイト、４シンボル・セグメント同期成分は使用されていない。その代わりに、ＭＰＥＧ−２同期は、ユニット４５を介して主処理経路側に伝送され、ユニット５０によってセグメント同期の代わりに出力データ・ストリームに多重化される。図１５および図１６の信号Ｆと連続セグメントの各々とを比較すると理解されるように、２つの付加的クロック・サイクルがインターバルＴ１、Ｔ１＋Ｔ２等中に“セーブ”され、それによって、データ・ストリームを中断（disrupt）することなしに、４１６のフレーム・セグメントの終わりにフィールド同期セグメントを挿入するのに必要とされる時間が供給される。この例では、制御装置３０は、各々のセグメントが８３２シンボル（すなわち、４１６セグメント×２シンボル／セグメント）、および、図１５の例よりも２つ少ない８３２シンボル・クロック・サイクルを含むセグメントを供給する。したがって、唯一の同期成分の使用は、都合が良いことに、データ・スループット・レートを増加させる。
図１７および図１８の例は、入力バイト・クロックおよび出力シンボル・クロック周波数に関する整数Ｎが２ではなく“４”であることを除いて、それぞれ図１５および図１６の例と同様である。特に、シンボル・クロック（ＳＣ）周波数は入力クロック周波数よりも４倍大きく、それによって、信号Ａ、Ｂ、およびＣは、図１５および図１６におけるようにＳＣ／２ではなくＳＣ／４でクロックされ、２０９のセグメントは各フィールド同期成分の間で生じる。図１７では、セグメント同期成分およびＭＰＥＧ同期成分の両方が使用され、図１８では、ＭＰＥＧ同期はセグメント同期として使用される。
再び図１２を参照するに、ユニット５０から出力された８レベルの１０．７６Ｍシンボル／秒のシンボル・データ信号は図２の出力プロセッサに供給される。ここで、小さなパイロット信号が、ある困難な受信状態の下で受信機での強固な（robust）搬送波回復を可能にするために、抑圧された高周波搬送波に付加される。パイロット信号の付加は、小さな（ディジタル）直流レベルを、各データおよびベース・バンド信号の同期シンボルに付加することによって達成される。公知の信号処理技術を使用して、出力プロセッサ１８における８−ＶＳＢ変調器は、トレリス符号化複合（composite）データ信号（パイロットを有する）を受信し、標準６ＭＨｚテレビジョン・チャネルにわたって伝送するための信号をろ波し、かつスペクトル整形し、中間周波数（ＩＦ）搬送波上にデータ信号を変調（アップ・コンバート）し、生じる信号を高周波搬送波に変換する。図１３は、下部の図に示されたような標準の６ＭＨｚのＮＴＳＣチャネル・スペクトルに対して上部の図においては、ベース・バンドＶＳＢ変調信号のスペクトルを示している。
図１３Ａによって示されたＶＳＢ信号受信機において、受信された信号は、チャネル選択回路およびミキサ回路を含む高周波チューナ１１０によって処理され、周波数ダウン変換信号を発生する。この信号は、ユニット１１２によって中間周波数フィルタリングおよび同期検出に委ねられ、公知の信号処理技術によりベース・バンド信号を発生する。このベース・バンド信号は、ユニット１１４によって等化され、伝送チャネル振幅および位相摂動（phase perturbation）を補償し、その後、送信機にて図１２の装置によって実行される処理の逆であるようにベースバンド・データ・パケット・プロセッサ１１６によってトレリス復号化、順方向エラー検出／訂正および他の信号処理に委ねられる。ユニット１１６は、図１４において詳細に示されている。ユニット１１６からの復号化、パケット化ベース・バンド・バイト・データ信号は、送信機にてトランスポート・プロセッサ１４（図２）によって実行された動作の逆を基本的に実行する、トランスポート・パケット・デコーダ８５により処理される。トランスポート・デコーダ８５によって回復（recover）されたビデオ・データおよびオーディオ・データは、ユニット１２２におけるビデオ回路網およびオーディオ回路網によってそれぞれ処理され、再生に適するイメージ情報およびサウンド情報を供給する。
図１４における受信機のデータ処理装置は、図１２に示した送信機のデータ処理装置と同じ動作をするが、逆の順序で実行する。従って、図１４に示した受信機システムの出力データ・ストリーム（ＭＰＥＧバイト・データ出力）は、図１２に示した送信機の入力データ・ストリーム（ＭＰＥＧバイト・データ入力）に対応する。
図１４では、入力シンボル・データ・ストリーム（シンボル・データ入力）は、図１２の装置によって発生されたシンボル・データ出力データ・ストリームに対応する。この入力シンボル・データ・ストリームは、隣接するデータ・フィールドをそれぞれ規定する、より短い持続時間のデータ・パケットのグループの間に、比較的長い持続時間のフィールド同期成分を含む。したがって、受信機の入力信号は一様でないデータ・レート（データ持続時間：data duration）特性を示している。後述されるように、この一様でないレートの入力シンボル・データ・ストリームは、均一パケット間データ・ギャップによって分離された、一定で均一なレートで発生するデータ・パケットを含む、ＭＰＥＧバイト・データ出力信号に変換される。このような出力データ・ストリームは、都合がよいことに、トランスポート・デコーダ８５によるデータ処理およびデータ多重分離（demultiplex）を容易にする。送信機のエンコーダの場合のように、均一なレートの出力バイト・データ・ストリームは、図１２に関して述べられた送信機／エンコーダ処理の逆であるデータ処理を使用することによって、データ・ストリームを中断することなしにシームレスに発生される。
復調および等化後に発生された不均一なレートのベース・バンド・シンボル・データ・ストリーム（シンボル・データ入力）は、図１２のユニット５０で実行された動作の逆を実行するためのシンボル・クロックＳＣに応動するユニット６０に印加される。シンボル・クロックＳＣは、送信機でのシンボル・クロックＳＣと同一である。ユニット６０によって発生された出力シンボル・データ・ストリームは、フィールド同期インターバルの間にある制御情報、例えば、前段の等化器（preceding equalizer）（図１３Ａのユニット１１４）によって使用するためのいわゆる“トレーニング”信号情報および他の情報の中でモード選択情報の出現を検出するようにユニット７８によって監視される。この情報はユニット７８によって抽出され、特定のシステムの条件に従って直前の（preceding）回路に伝送される。ユニット７８も後述されるようにフィールド・レート・タイミング動作を確立するために、フィールド・マーカ信号を制御装置８０に供給する。
ユニット６０は、各々の３ビット・シンボルを、ユニット６４と共にデコーダ６２によって２ビット・ワードにトレリス復号化される、３ビット・ワードにマップする。４つの２ビット・データ・ワードのグループは、直並列変換器６８によって直列形式から８ビット（１バイト）に変換される。変換器６８からの直列ワードはピンポン・セグメント・メモリ７０および７２に印加される。これらのメモリは、読み出しクロックおよび書き込みクロックが逆にされる場合を除いて図１２のセグメント・メモリ２６および２８と本質的に同様に作動する。すなわち、メモリ７０および７２のための読み出しクロックおよび書き込みクロックは図１２のメモリ２６および２８の書き込みクロックおよび読み出しクロックに対応する。メモリ７０および７２に記憶されたデータ・フィールドは、時間マルチプレクサ７４によってフィールド・レートで時間多重化（time multiplexed）される。ユニット７８により制御信号発生器８０に供給されたフィールド・マーカ信号は、ユニット８０によってメモリ７０、７２に供給された読み出し／書き込み制御信号のフィールド・レート・タイミングおよびマルチプレクサ７４のタイミング動作を確立する。フィールド・マーカ信号は、また、コントローラ８０にフィールド同期セグメントをメモリ７０および７２に書き込まないように指令し、それによって、生じる出力データ・ストリームはフィールド同期成分をもっていない。
ユニット７４は、メモリ７０および７２からの出力データ・パケットをフィールド同期成分をもっていない単一データ・ストリームへ多重化し、それによって、ユニット７４および７５からのデータ・ストリーム（ＭＰＥＧバイト・データ出力）は、一定で、一様なデータ・レートおよび一定で、一様なパケット間ギャップを示す。特に、図１４の受信機におけるＭＰＥＧバイト・データ出力データ・ストリームは、図１２の送信機の入力でのＭＰＥＧバイト・データ入力データ・ストリームと同様である。これは、入力シンボル・クロック（ＳＣ）の整数の約数（an integer submultiple）である出力バイト・クロック（ＳＣ／２）と共に図１２および図１５〜図１８に関して述べられるような、受信機の入力シンボル・データ・ストリームの特性から生じる。これは、送信機／エンコーダでの入力クロックと出力クロックとの関係の逆である。しかしながら、送信機および受信機の両方でのバイト・クロック（ＳＣ／２）は、シンボル・クロック（ＳＣ）の整数の約数である。一定で、一様なレートのデータ・ストリームを発生するための処理は、ユニット７４によって供給されるフィールド・レートの多重化と共にメモリ７０および７２の読み出し／書き込みクロック周波数の選択によって支援される。ユニット７４はまた、ユニット６０から得られ、ユニット８２によって伝送される同期シンボル成分をデータ・ストリームにオプション的（optionally）多重化する。
ＭＰＥＧ同期成分を含むＭＰＥＧパケットは、トランスポート・プロセッサ８５よりも前に受信機で再構成される。ＭＰＥＧ同期成分は、予めそれが除去されているならば、データ・ストリームの中で取り換える必要があり、他方、セグメント同期成分は、予めそれがデータ・ストリームに挿入されているならば、除去されねばならない。これらの動作は、マルチプレクサ７４と協働して同期シンボル検出器・発生器８２によって実行される。ユニット８２は、ＭＰＥＧ同期成分がないことを検出し、必要に応じてこのような成分を生成し、ユニット７４は、この同期成分をデータ・ストリーム中に多重化する。ユニット８２もセグメント同期成分の存在を検出し、それをデータ・ストリームから除去させる。
制御信号発生器８０は、また、トランスポート・デコーダ／プロセッサ８５が、順方向エラー訂正ユニット７５、例えばリード・ソロモン・デコーダからの一定で、均一レートのＭＰＥＧバイト・データ・パケットを受信し、処理することができるようなイネーブル（ENABLE）信号を提供する。トランスポート・デコーダ８５は、送信機でのトランスポート・プロセッサ１４（図２）によって与えられた機能の逆を供給し、クロック発生器８６に供給されたシンボル・クロックの周波数の半分であるバイト・クロックＳＣ／２に応動する。トランスポート・プロセッサ８５は、ヘッダ分析器と、ヘッダ情報に応動する信号ルータと、ＭＰＥＧ圧縮解除（decompresssion）回路網と、図１３Ａのビデオ／オーディオ・プロセッサ１２２によって必要に応じてフォーマット化される信号を供給する他のイメージ・データ・プロセッサおよびオーディオ・データ・プロセッサとを含む、様々なデータ処理回路および多重分離（demultiplexing）回路を含む。
開示された好ましい実施例では、入力バイトクロックおよび出力シンボルクロックは整数の周波数関係を示しているが、整数でない周波数も使用することができる。しかしながら、他の実施例はシステムのコストおよび複雑さを増す位相ロック・ループ回路網の使用を必要とするので、これはたいていの場合、あまり望ましくない他の実施例である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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