(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)176128

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/US95/00109 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: , W095/19092, PCT Gazette nr 30/95 (51) IntCl6- H04N7/16 H04N 7/58 H04N 7/24 (54) Urządzenie telewizyjne do odbioru wielu kodowanych cyfrowo programów telewizyjnych (30) Pierwszeństwo: , GB, (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 22/96 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 04/99 (73) Uprawniony z patentu: THOMSON CONSUMER ELECTRONICS INC., Indianapolis, US (72) Twórcy wynalazku: John W. Chaney, Indianapolis, US Billy W.Jr. Beyers, Greenfield, US Michael W. Johnson, Indianapolis, US James E. Hailey, Indianapolis, US Kevin E. Bridgewater, Indianapolis, US Michael S. Deiss, Zionsville, US Raymond S. Horton, Fishers, US (74) Pełnomocnik: Palka Grażyna, POLSERVICE PL B1 57) 1. Urządzenie telewizyjne do odbioru wielu kodowanych cyfrowo programów telewizyjnych, zawierające układ wejściowy danych sterowany przez użytkownika dla wprowadzania danych, układ wyboru żądanego programu spośród wielu kodowanych cyfrowo programów telewizyjnych w odpowiedzi na sygnał sterujący 1 układ sterujący dołączony do układu wyboru żądanego programu i do układu wejściowego danych dla wytwarzania sygnału sterującego w odpowiedzi na dane wprowadzone przez użytkownika, znamienne tym, że układ wyboru żądanego programu zawiera demodulator-dekoder wyprzedzającej korekcji błędów (607), dołączony do układu transportowego (608) dołączonego do dekoderów (609) sygnałów akustycznych lub wizyjnych, dla wyboru żądanego spośród kodowanych cyfrowo programów telewizyjnych (PR1, PR2, PR3,...) w jednym z wielu kanałów wirtualnych, związanych z wieloma kanałami transmisji danych zawierających dane rozkładu programów (PG). Fig.6

2 Urządzenie telewizyjne do odbioru wielu kodowanych cyfrowo programów telewizyjnych Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie telewizyjne do odbioru wielu kodowanych cyfrowo programów telewizyjnych, zawierające układ w ejściow y danych sterowany przez użytkownika dla wprowadzania danych, układ wyboru żądanego programu spośród wielu kodowanych cyfrowo programów telewizyjnych w odpowiedzi na sygnał sterujący i układ sterujący dołączony do układu wyboru żądanego programu i do układu wejściowego danych dla wytwarzania sygnału sterującego w odpowiedzi na dane wprowadzone przez użytkownika, znamienne tym, że układ wyboru żądanego programu zawiera demodulator-dekoder wyprzedzającej korekcji błędów (607), dołączony do układu transportowego (608) dołączonego do dekoderów (609) sygnałów akustycznych lub w i- zyjnych, dla wyboru żądanego spośród kodowanych cyfrowo programów telewizyjnych (PR1, PR2, P R 3,...) w jednym z wielu kanałów wirtualnych, związanych z wieloma kanałami transmisji danych zawierających dane rozkładu programów (PG). 2. Urządzenie według zastrz. 1, znam ienne tym, że dekodery (609) sygnałów akustycznych lub wizyjnych zawierają elementy do dekompresji wyświetlanych sygnałów programów telewizyjnych. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera układ wytwarzania obrazów graficznych na ekranie, zawarty w mikrosterowniku systemu, dla przedstawienia zestawienia czasów nadawania i kanałów wirtualnych dla programów telewizyjnych. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera mikroprocesor (606) w odbiorniku (612) do reagowania na wejściowe sygnały danych użytkownika dla odbioru informacji w postaci pakietów ( 4 ) reprezentujących opis programu w strumieniu bitów zawierającym identyfikator (SCID1) pakietu podstawowego dla identyfikacji pierwszego programu (PR1) i identyfikator (SCID2) drugiego pakietu, mający określoną wartość przesunięcia względem identyfikatora pakietu podstawowego dla identyfikacji drugiego programu (PR2), przy czym zbiór identyfikatorów zawiera identyfikatory pakietu podstawowego i drugiego pakietu. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wartość identyfikatora (SCID1) pakietu podstawowego i wartość identyfikatora (SCID2) drugiego pakietu są całkowitymi wielokrotnościami poszczególnych, związanych z nimi liczb kanału programowego. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znam ienne tym, że identyfikator (SC ID 1) pakietu podstawowego i identyfikator (SCID2) drugiego pakietu są przystosowane do identyfikacji pakietów mapy kanału. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera mikroprocesor (606) w odbiorniku (612) do reagowania na wejściowe sygnały danych użytkownika dla odbioru informacji w postaci pakietów (D 4) reprezentujących opis programu w strumieniu bitów zawierającym identyfikator (SCID1) pakietu podstawowego dla identyfikacji pierwszego strumienia danych w y- mienionego pierwszego programu (PR1) i identyfikator (SCID2) drugiego pakietu, mający określoną wartość przesunięcia względem identyfikatora pakietu podstawowego dla identyfikacji drugiego strumienia danych pierwszego programu (PR1), przy czym wymienione związane z nim identyfikatory zawierają identyfikatory pakietu podstawowego i drugiego pakietu. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znam ienne tym, że wartość identyfikatora (SCID1) pakietu podstawowego jest całkowitą wielokrotnością poszczególnej, związanej z nią liczby kanału programowego. 9. Urządzenie według zastrz. 7, znam ienne tym, że identyfikator (S C ID 1) pakietu podstawowego jest przystosowany do identyfikacji pakietów mapy kanału. 10. Urządzenie według zastrz. 7, znam ienne tym, że mikroprocesor (606) jest przystosowany także do odbioru informacji prowadzącej program, zawierającej określony identyfikator

3 (SCID3) trzeciego pakietu dla identyfikacji pierwszego strumienia danych drugiego programu (PR2) i identyfikator (SCID4) czwartego pakietu o określonej wartości przesunięcia względem identyfikatora trzeciego pakietu dla identyfikacji drugiego strumienia drugiego programu (PR2), przy czym drugi strumień danych zarówno pierwszego, jak i drugiego programu, zawiera dane tego samego typu, wybrane z typów wizyjnego i akustycznego oraz ma taką samą wartość przesunięcia względem pierwszego strumienia danych odpowiednio pierwszego i drugiego programu. * * * Przedmiotem wynalazku jest urządzenie telewizyjne do odbioru wielu kodowanych cyfrowo programów telewizyjnych dla systemu telewizji kolorowej, zwłaszcza cyfrowej telewizji satelitarnej, a także cyfrowej telewizji kablowej, cyfrowej transmisji naziemnej lub cyfrowej telekomunikacji wykorzystującej linie telefoniczne, przy zastosowaniu monitorów ekranowych do sterowania takimi urządzeniami. W znanym systemie telewizji satelitarnej satelita odbiera sygnały reprezentujące informacje akustyczne, wizyjne lub innych danych z nadajnika naziemnego. Satelita wzmacnia i wysyła te sygnały do wielu odbiorników znajdujących się w pomieszczeniach użytkowników, poprzez transpondery działające przy określonych częstotliwościach i określonych szerokościach pasm częstotliwości. Taki system obejmuje urządzenia do realizacji łączności z ziemi do satelity, urządzenia nadawczo-odbiorcze na obiegającym ziemię satelicie i urządzenia do realizacji łączności z satelity do ziemi, zawierające odbiornik w pomieszczeniu użytkownika. Znany jest system komunikacyjny zawierający dwa satelity znajdujące się w odległości kilku stopni jeden od drugiego na stacjonarnej orbicie oddalonej o około 900 km od ziemi. W tym systemie odbiorniki, znajdujące się w dowolnym miejscu, odbierają sygnały z obu satelitów przez tę samą antenę odbiorczą, bez konieczności zmiany ustawienia czaszy anteny. Każdy satelita wysyła sygnały o określonej polaryzacji. Wybór satelity, z którego są odbierane sygnały, jest realizowany w antenie odbiorczej przez wybór sygnałów o właściwej polaryzacji. Każdy satelita zawiera szesnaście transponderów do nadawania sygnałów w stronę czaszy anteny odbiorczej w określonym zakresie częstotliwości. Każdy transponder pracuje z multipleksowaniem czasowym pracy dla przesyłania wielu kanałów telewizyjnych, na przykład sześciu do ośmiu kanałów, w zasadzie równocześnie. Sygnały satelity są przesyłane w postaci poddanej kompresji jako pakiety i zawierają sygnały telewizyjne i sygnały danych pomocniczych. Ze względu na to, ze system jest w stanie przenosić aż 256 kanałów, użytkownik powinien posiadać proste w obsłudze urządzenie do wyboru programu telewizyjnego. W konwencjonalnym, analogowym systemie telewizji VHF i UHF, numer kanału danej stacji telewizyjnej odpowiada ustalonemu pasmu częstotliwości. Na przykład, kanał 6 w Stanach Zjednoczonych zajmuje zakres od 82 do 88 MHz. Większość klientów dostraja żądany kanał przez wprowadzanie numeru danego kanału w odbiorniku, który jest zaprogramowany na dostrojenie żądanego kanału w odpowiedzi na wprowadzenie numeru kanału przez użytkownika. Taki standard ustalonych częstotliwości jest dopuszczalny w stacjach nadawczych, ponieważ zainstalowane na ziemi wyposażenie nadawcze jest dostępne dla serwisu. W przypadku niesprawności nadajnika, zostaje on naprawiony i stacja nadaje ponownie w wyznaczonym paśmie częstotliwości po stosunkowo krótkim czasie. W przeciwieństwie do tego system z ustalonymi częstotliwościami nie jest pożądany dla satelity ze względu na praktyczną niedostępność urządzeń satelity znajdującej się na orbicie. Znany jest odbiornik satelitarny zaprogramowany na wykonywanie funkcji podobnej do funkcji autoprogramowania, podczas którego odbiornik telewizyjny wyszukuje wszystkie aktywne kanały i rejestruje wykrycie każdego z nich. Jeżeli taki system jest użyty po uszkodzeniu transpondera, uszkodzony transponder zostaje zauważony i będzie wyszukany nowy, aktywny transponder, zakładając, że programowanie zostało przeniesione do nowego transpondera przez personel kontroli naziemnej. Odbiornik użytkownika wykonuje wówczas wewnętrzne przeprogramowanie, żeby związać żądany kanał z nowym transponderem. Jednak w przypadku, gdy w

4 satelicie ulegnie uszkodzeniu moduł zasilania, spowoduje to, że kilka transponderów zasilanych z tego modułu przestaje nadawać. Wówczas autoprogramowanie przedstawione powyżej nie skutkuje, ponieważ kilka nowych transponderów zostaje wykrytych równocześnie, podczas gdy kilka starych transponderów zostaje odnotowanych jako utracone i odbiornik nie jest w stanie przydzielić odbieranych sygnałów odpowiednim kanałom. Ze względu na to, że każdy transponder przenosi od sześciu do ośmiu kanałów, kanały przydzielone uszkodzonemu transponderowi m ogą zostać rozłożone między kilka działających jeszcze transponderów. W tym przypadku antena odbiorcza ma dostęp do wszystkich kanałów telewizyjnych, lecz odbiornik nie wie, gdzie znaleźć te kanały, które zostały przeniesione. Znane s ą z europejskiego opisu patentowego nr sposób i urządzenie do dynamicznego przydziału szerokości pasma kanałów pomiędzy wielokrotne, równoległe kodery sygnałów wizyjnych. W sposobie tym każdy koder przetwarza równolegle przynajmniej część co najmniej jednego sygnału wizyjnego zawartego w ramkach stanowiących reprezentację obrazu. Sposób polega na tym, że odbiera się jako wejście z każdego elementu zespołu indywidualnych koderów sygnałów wizyjnych średnią wartość kroku kwantyzacji ramki, wykorzystywaną w poprzedniej ramce i wytwarza się dla bieżącej ramki zespół ocenianych współczynników podziału kanału w odpowiedzi na średnią wartość kroku kwantyzacji ramki z każdego z indywidualnych koderów wizyjnych. Urządzenie zawiera zespół wielu indywidualnych koderów sygnałów wizyjnych, z których każdy przetwarza przynajmniej część sygnału wizyjnego i jest dołączony do układu odbierającego średnią wartość kroku kwantyzacji ramki, dołączonego do układu reagującego na tę wartość dla wytwarzania dla bieżącej ramki zespołu ocenianych współczynników podziału kanału. Układ dynamicznego przydziału kanałów określa szybkość przesyłania danych dla każdego kodera sygnałów wizyjnych w zespole równoległych koderów sygnałów wizyjnych. Układ dynamicznego przydziału kanałów jest zasilany z każdego indywidualnego kodera sygnałów w i- zyjnych, przy zastosowaniu średniej wartości kroku kwantyzacji ramki dla poprzedniej ramki i średniej liczby bitów wytwarzanych na piksel. Dla bieżącej ramki obrazu układ dynamicznego przydziału kanałów oblicza zespół współczynników podziału kanału, to jest wartość procentową całkowitej szerokości pasma kanału, przydzielaną określonemu koderowi sygnałów wizyjnych. Jeden współczynnik podziału kanału jest obliczany dla każdego indywidualnego kodera sygnałów wizyjnych. Indywidualne elementy zespołu współczynników podziału kanałów mogą być następnie uściślone w celu przedstawienia poprzedniej historii współczynnika podziału kanału dla odpowiedniego kodera. Dodatkowo zespół ocen może być znormalizowany w celu przedstawienia rzeczywistej liczby bitów, które mogą być wytwarzane przez każdy indywidualny koder sygnałów wizyjnych. Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr interakcyjny system telewizji kablowej, zawierający w iele abonenckich systemów telewizyjnych odbiorczych, zawierających wielokanałowy odbiornik telewizyjny. Taki odbiornik ma wiele różnych kanałów telewizyjnych odbiorczych, z których każdy ma inną częstotliwość komunikacyjną. Do tych wielu abonenckich systemów telewizyjnych odbiorczych jest dołączona operacyjnie abonencka sieć rozdzielcza telewizji kablowej, do której jest dołączony układ transmisji programowania telewizji kablowej dołączony do wielu abonenckich systemów telewizyjnych odbiorczych. Układ transmisji programowania telewizji kablowej zawiera elementy do zasadniczo równoczesnego dostarczania multipleksowanego, wielomformacyjnego sygnału komunikacyjnego programu telewizyjnego wraz z co najmniej jednym, innym, regularnym sygnałem informacyjnym programu telewizyjnego, jako wymienione transmitowane programowanie telewizyjne, do abonenckiej sieci rozdzielczej. Multipleksowany, wieloinformacyjny sygnał komunikacyjny programu telewizyjnego zawiera wiele pakietów wieloinformacyjnych, z których każdy zawiera wiele dostarczanych równocześnie, różnych sygnałów komunikatu informacji programowej, związanych ze sobą zawartością, w czasie rzeczywistym. Każdy z sygnałów komunikatu w pakiecie wieloinformacyjnym ma różną częstotliwość komunikacyjną względem siebie i względem częstotliwości związanych z kanałem telewizyjnym odbiorczym, skutkiem czego sygnały komunikatu są oddzielone częstotliwościowo od siebie i nie są bezpośrednio od-

5 bierane w kanałach telewizyjnych odbiorczych. Jeden regularny sygnał informacji programu telewizyjnego ma częstotliwość komunikacyjną odpowiadającą częstotliwości kanału i bezpośrednio odbieraną wybiórczo w odpowiednim kanale. Każdy z wielokanałowych odbiorników telewizyjnych jest przystosowany do niezależnie wybiórczego odbioru informacji w dowolnym kanale. Co najmniej jeden z abonenckich systemów telewizyjnych odbiorczych zawiera ponadto interfejs włączony operacyjnie pomiędzy abonencką sieć rozdzielczą i wielokanałowy odbiornik telewizyjny, zawierający pierwsze elementy separacji sygnałów, dołączone operacyjnie do abonenckiego układu rozdzielczego dla demultipleksowania sygnału komunikacyjnego i dostarczania pierwszego sygnału wyjściowego pasma przepustowego, oraz elementy selekcji sygnału, dołączone operacyjnie do pierwszych elementów separacji sygnałów dla odbioru pierwszego sygnału wyjściowego pasma przepustowego i selekcyjnego przetwarzania dowolnej częstotliwości sygnałów komunikatu w częstotliwość wyznaczonego kanału telewizyjnego odbiorczego i przepuszczania wybranej częstotliwości do wielokanałowego odbiornika telewizyjnego, skutkiem czego abonenci w systemie telewizyjnym m ogą wybierać pomiędzy regularnym programowaniem telewizyjnym transmitowanym w kanałach telewizyjnych odbiorczych i wieloinformacyjnym programowaniem telewizyjnym odbieranym w wyznaczonym kanale odbioru telewizyjnego. Urządzenie według wynalazku zawiera układ wyboru żądanego programu zawierający demodulator-dekoder wyprzedzającej korekcji błędów, dołączony do układu transportowego dołączonego do dekoderów sygnałów akustycznych lub wizyjnych, dla wyboru żądanego spośród kodowanych cyfrowo programów telewizyjnych w jednym z wielu kanałów wirtualnych, związanych z wieloma kanałami transmisji danych zawierających dane rozkładu programów. Korzystnie dekodery sygnałów akustycznych lub wizyjnych zawierają elementy do dekompresji wyświetlanych sygnałów programów telewizyjnych. Korzystnie urządzenie zawiera układ wytwarzania obrazów graficznych na ekranie, zawarty w mikrosterowniku systemu, dla przedstawienia zestawienia czasów nadawania i kanałów wirtualnych dla programów telewizyjnych. Korzystnie urządzenie zawiera mikroprocesor w odbiorniku do reagowania na wyjściowe sygnały danych użytkownika dla odbioru informacji w postaci pakietów reprezentujących opis programu w strumieniu bitów zawierającym identyfikator pakietu podstawowego dla identyfikacji pierwszego programu i identyfikator drugiego pakietu, mający określoną wartość przesunięcia względem identyfikatora pakietu podstawowego dla identyfikacji drugiego programu, przy czym zbiór identyfikatorów zawiera identyfikatory pakietu podstawowego i drugiego pakietu. Korzystnie wartość identyfikatora pakietu podstawowego i wartość identyfikatora drugiego pakietu są całkowitymi wielokrotnościami poszczególnych, związanych z nimi liczb kanału programowego. Korzystnie identyfikator pakietu podstawowego i identyfikator drugiego pakietu są przystosowane do identyfikacji pakietów mapy kanału. Korzystnie urządzenie zawiera mikroprocesor w odbiorniku do reagowania na wejściowe sygnały danych użytkownika dla odbioru informacji w postaci pakietów reprezentujących opis programu w strumieniu bitów zawierającym identyfikator pakietu podstawowego dla identyfikacji pierwszego strumienia danych wymienionego pierwszego programu i identyfikator drugiego pakietu, mający określoną wartość przesunięcia względem identyfikatora pakietu podstawowego dla identyfikacji drugiego strumienia danych pierwszego programu, przy czym wymienione związane z nim identyfikatory zawierają identyfikatory pakietu podstawowego i drugiego pakietu. Korzystnie wartość identyfikatora pakietu podstawowego jest całkowitą wielokrotnością poszczególnej, związanej z nią liczby kanału programowego. Korzystnie identyfikator pakietu podstawowego jest przystosowany do identyfikacji pakietów mapy kanału. Korzystnie mikroprocesor jest przystosowany także do odbioru informacji prowadzącej program, zawierającej określony identyfikator trzeciego pakietu dla identyfikacji pierwszego strumienia danych drugiego programu i identyfikator czwartego pakietu o określonej wartości

6 przesunięcia względem identyfikatora trzeciego pakietu dla identyfikacji drugiego strumienia drugiego programu, przy czym drugi strumień danych zarówno pierwszego, jak i drugiego programu, zawiera dane tego samego typu, wybrane z typów wizyjnego i akustycznego oraz ma taką samą wartość przesunięcia względem pierwszego strumienia danych odpowiednio pierwszego i drugiego programu. Przedmiotem wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i 2 przedstawiają typowy strumień danych z transpondera według wynalazku, fig. 3 - obraz opisu programów telewizyjnych, wyświetlany na ekranie, fig. 4 - segmentację głównego opisu programów i specjalnego opisu programów, fig. 5a, 5b i 5c - struktury danych programu, fig. 6 - schemat blokowy satelitarnego urządzenia nadawczo-odbiorczego według wynalazku, fig. 7 - schemat blokowy urządzenia odbiorczego i fig. 8 - szczegółowy schemat blokowy części urządzenia odbiorczego z fig. 6 i 7. W urządzeniu według wynalazku informacja potrzebna do wybrania danego programu telewizyjnego nie jest zaprogramowana na stałe w każdym odbiorniku, lecz jest przesyłana ciągle z satelity przez każdy transponder. Informacja o wyborze programu telewizyjnego zawiera zespół danych znany jako główny opis programów MPG, który podaje tytuły programów telewizyjnych, czasy ich rozpoczęcia i zakończenia, numer kanału wirtualnego, jaki ma być wyświetlony u użytkownika, oraz informację przydzielającą kanały wirtualne częstotliwościom transpondera i położeniu w zmultipleksowanym w czasie strumieniu danych, nadawanym przez określony transponder. W urządzeniu według wynalazku nie jest m ożliwe dostrojenie dowolnego kanału, aż zostanie odebrany pierwszy główny opis programów z satelity, ponieważ odbiornik me wie, gdzie kanał jest umieszczony, jeśli chodzi o częstotliwość i położenie, to jest przedział czasowy danych, w strumieniu danych dowolnego transpondera. Koncepcja kanałów wirtualnych umożliwia przydzielanie numerów kanałom wirtualnych według kategorii, jak na przykład sport, filmy, wiadomości. Takie wykonanie umożliwia z kolei podział na aktywne i nieaktywne kanały wirtualne. To oznacza, że dziesięć kanałów wirtualnych, związanych na przykład z wydarzeniami sportowymi, może zostać wyłączonych po zakończeniu rozgrywek i zapewnić dostateczną szerokość pasma do przesłania na przekład dwudziestu kanałów filmowych. Zatem według użytkownika obsługiwanych jest o wiele więcej kanałów niż w rzeczywistości może być obsługiwanych w dostępnym paśmie częstotliwości. To znaczy, że koncepcja kanałów wirtualnych umożliwia multipleksowanie w czasie pasma częstotliwości obsługiwanego przez urządzenie. Ponadto, umożliwia to, że program telewizyjny, wymagający zastosowania szerszego pasma, jak na przykład transmisje z wydarzeń sportowych, może pożyczać bity od innego programu telewizyjnego, nadawanego przez ten sam transponder i nie wymagającego tak szerokiego pasma, jak na przykład rozmowa w studiu. Wobec tego dostępne pasmo częstotliwości danego transpondera może być przenoszone w razie potrzeby z jednego wirtualnego kanału do drugiego. Urządzenie jest całkowicie elastyczne przez to, że dowolny program może być przypisany lub przeniesiony w dowolnym czasie nadawania głównego opisu programów do dowolnego transpondera lub przedziału czasowego danych w sposób, który jest całkowicie niewidoczny dla użytkownika, który widzi tylko niezmieniony tytuł programu i kanał wirtualny. Problem awarii wielu transponderów jest więc rozwiązywany bez informowania o tym użytkownika, poprzez szybkie przemieszczenie objętych awarią programów telewizyjnych do działających transponderów mających me używane przedziały czasowe danych i przez przesłanie nowego opisu programów do użytkowników. Główny opis programów jest nadawany przez wszystkie transpondery z danymi wizyjnymi i akustycznymi programu telewizyjnego i jest powtarzany okresowo, na przykład co 2 sekundy. Główny opis programów nie jest zaszyfrowany i może być użyty przez odbiornik natychmiast po odebraniu i zapamiętaniu. Główny opis programów po odebraniu jest przechowywany w pamięci odbiornika i jest uaktualniany okresowo, na przykład co 30 minut. Przechowywanie głównego opisu programów umożliwia natychmiastowy wybór programu telewizyjnego, ponieważ zawsze są dostępne potrzebne dane wyboru. Gdyby główny opis programów był usuwany po w y- korzystaniu do wyboru programu telewizyjnego, wówczas występowałoby opóźnienie co naj-

7 mniej dwie sekundy, potrzebne na odebranie nowego opisu programu, zanim można by dokonać jakikolwiek wybór programu telewizyjnego. Urządzenie jest zdolne do przesyłania setek programów. Każdy program może zawierać wiele usług. Usługa jest tutaj definiowana jako składnik programu, na przykład sygnał wizyjny, sygnał akustyczny, sygnał z zapisem planszy lub inne dane, włącznie z wykonywalnymi programami komputerowymi, przesyłane do odbiornika. Każda usługa programu jest identyfikowana przez unikalny identyfikator składowej usługi. Informacja dla poszczególnych usług jest przesyłana w pakietach zawierających określoną ilość danych, na przykład 130 bajtów, przy czym każdy pakiet zawiera identyfikator składowej usługi odpowiadający usłudze. Figura 1 przedstawia przykład typowego strumienia danych z jednego z transponderów, a figura 2 przedstawia typowy pakiet tego strumienia danych. Na fig. 1 ciąg kratek reprezentuje pakiet sygnałów, które są składowymi wielu różnych programów telewizyjnych, przesyłanych przez dany transponder. Pakiety oznaczone literami z tymi samymi indeksami reprezentują składowe jednego programu telewizyjnego. Na przykład pakiety V 1 A 1 i D 1, reprezentują sygnały wizyjne, akustyczne i danych dla programu 1. W górnej linii strumienia pakietów są pokazane grupy odpowiednich składowych danego programu. Jednak nie jest konieczne grupowanie składowych danego programu ze sobą, jak pokazano w sekwencji pakietów w środku ciągu pakietów. Ponadto, nie ma wymagania co do umieszczania pakietów ciągu w określonej kolejności. Ciąg pakietów pokazany w dolnej części fig. 1 reprezentuje trzy programy 1,2 i 3 multipleksowane w czasie plus pakiety D4 reprezentujące opis programu. Dane opisu programu wiążą ze sobą składowe programu i kanały wirtualne poprzez identyfikator składowej usługi. Poszczególne pakiety zawierają wstęp i część usługową, jak widać na fig. 2. Wstęp z tego przykładu zawiera dwa 8-bitowe bajty zawierające pięć pól, z których cztery są polami 1 -bitowymi P, BB, CF, CS i jedno jest polem 12-bitowym SCID (skrót od Service Component Identifier). Część usługowa zawiera rzeczywiste informacje odbierane i przetwarzane. Na fig. 2 przykładowy wstęp zawiera 1-bitowe pole priorytetowe P, 1-bitowe pole graniczne BB, które wskazuje granice między znacznymi zmianami sygnału, 1-bitowe pole CF, które wskazuje, czy pole usługowe jest zaszyfrowane czy nie, 1-bitowe pole CS, które wskazuje, który z dwóch kodów deszyfrujących należy użyć, żeby odszyfrować zaszyfrowaną usługę i 12-bitowe pole SCID. Pozostała część pakietu zawiera usługę, która może zawierać bity parzystości kodu błędu, dołączone na końcu danych usługi. Główny opis programów zwykle zawiera informacje o programach telewizyjnych na następne dwie godziny, ale może zawierać informacje dotyczące czterech, sześciu lub ośmiu godzin, zależnie od wielkości pamięci przeznaczonej do zapisu w odbiorniku. Oprócz głównego opisu programów jest również jeden lub więcej szczegółowych opisów programów zawierających dodatkowe dane, jak na przykład informacje o programie telewizyjnym na następnych osiem godzin. Główny opis programów zawiera więc wszystkie informacje potrzebne do wyboru bieżących programów telewizyjnych, natomiast szczegółowe opisy zawierają informacje o przyszłych programach telewizyjnych. Szczegółowe opisy są przesyłane z satelity w razie potrzeby i nie są utrzymywane w pamięci ze względu na duże rozmiary. Figura 4 przedstawia, że zarówno główny opis programów, jak i szczegółowe opisy programów są podzielone na wiele segmentów 0 do 15. Każdy segment zawiera informacje o programie dla jednego lub więcej kanałów wirtualnych 100 do 999. Fig. 4 przedstawia tylko przykładowe przydzielenie kanałów wirtualnych segmentom, natomiast inne grupowanie może być wykonane przez operatorów w centrum łączności satelitarnej. Każdy segment szczegółow ego opisu zawiera dwa bloki sekwencyjne danych CSSM1,..., CSSMnseg (skrót od Channel to Service Segment Map) i PISM1,..., PISMnseg, (skrót od Program Information Segment Map), które również zostaną omówione poniżej. Figury 5a, 5b i 5c przedstawiają struktury danych programu urządzenia do transmisji satelitarnej według wynalazku. Blok głównego opisu programów Mapa Segmentu SEGM (skrót od Segment Map) zawiera informacje o podziale strumienia danych kanału na segmenty oraz o ilości segmentów. Blok Dodatkowe Dane Opisu Programów zawiera mapę opisu programów, która

8 wskazuje, które segmenty szczegółowego opisu programów są aktywne i ich położenie, to jest określony transponder, który przenosi ten segment i identyfikatory składowej usługi dla segmentów. Blok ten zawiera informacje o programie, odnoszące się do klasyfikacji i tematyki programu telewizyjnego i mapę opisu programów, wiążącą segmenty szczegółowego opisu z nazwami, numerami i typami. Główny opis i każdy szczegółowy opis zawiera blok Kanał Usługowy Mapy Segmentu oraz blok Informacji o Programie Mapy Segmentu. Pierwszy z tych bloków opisuje kanały wirtualne, na przykład wymieniając informacje typu nazwa kanału, litery wywołujące kanał, numer kanału i typ, które są w danym segmencie. Drugi blok zawiera związane ze sobą wykazy informacji o programie typu tytuł, czas rozpoczęcia, czas trwania, klasyfikacja i kategoria, które są w każdym kanale wirtualnym, opisanym w bloku Mapa Segmentu Kanał-Usługa. Figura 3 przedstawia, że użytkownik wybiera program telewizyjny do oglądania, przez przesunięcie kursora, w wyniku operacji zdalnego sterowania klawiszami w kierunku w górę, w dół, w prawo, w lewo, czego nie pokazano, do bloku obrazu opisu programów, który zawiera nazwę żądanego programu. Wówczas kiedy klawisz wyboru zdalnego sterowania zostanie naciśnięty, bieżące współrzędne x i y położenia kursora są oceniane w celu uzyskania informacji o kanale wirtualnym i czasie nadawania programu. Na fig. 4 główny opis programu i szczegółowy opis programu są podzielone na segmenty, których może być tylko jeden lub aż 16. Najniższy kanał wirtualny 100 jest zawsze przypisany jako pierwszy kanał segmentowi seg(0). Każdy segment zawiera informacje o kanale i programach dla określonej liczby kanałów wirtualnych. Po uzyskaniu numeru kanału wirtualnego ze współrzędnych X i Y położenia kursora, numer kanału wirtualnego jest stosowany do wskazania we właściwym segmencie określonego opisu programów, albo głównego opisu programów, albo szczególnego opisu programów, dla odczytu informacji o określonym kanale i programie. W ówczas gdy transponder kanału, przenoszący żądany program telewizyjny zostanie dostrojony, pakiety danych zawierające informacje akustyczne i wizyjne dla tego programu są w y- bierane ze strumienia danych odbieranego z transpondera przez przebadanie pakietów danych o właściwym, 12-bitowym kodzie identyfikatora składowej usługi. Jeżeli identyfikator składowej usługi aktualnie odebranego pakietu danych jest zgodny z identyfikatorem żądanego programu telewizyjnego, podanym w opisie programów, wówczas pakiet danych jest kierowany do właściwych sekcji przetwarzania danych odbiornika. Jeżeli identyfikator składowej usługi określonego pakietu nie jest zgodny z identyfikatorem żądanego programu telewizyjnego, podanym w opisie programów, wówczas pakiet danych jest odrzucany. Figura 6 przedstawia urządzenie, w którym jest wykorzystany wynalazek. Urządzenie zawiera nadajnik 601, który przetwarza sygnał danych ze źródła 614, na przykład źródła sygnału telewizyjnego i wysyła go do satelity 613, który odbiera i przesyła sygnał do odbiornika 612. Nadajnik 601 zawiera koder 602, modulator-wyprzedzający korektor błędów 603 i układ nawiązywania łączności 604 z satelitą. Koder 602 poddaje kompresji i koduje sygnały ze źródła 614 według określonego standardu, na przykład MPEG, który jest międzynarodowym standardem opracowanym przez Moving Picture Expert Group z International Standards Organization dla kodowanego przedstawienia filmów i związanych z nimi sygnałów akustycznych przechowywanych w pamięci cyfrowej. Kodowany sygnał z kodera 602 jest przesyłany do modulatora w y- przedzającego korektora błędów 603, który dodaje do sygnału dane korekcji błędów, zaś klucz poczwórnego przesunięcia fazy moduluje kodowany sygnał na nośnej. Zarówno kodowanie splotowe, jak i Reeda-Solomona są wykonywane w modulatorze-wyprzedzającym korektorze błędów 603. Układ nawiązywania łączności 604 z satelitą wysyła poddany kompresji i kodowany sygnał do satelity 613, który przesyła sygnał do wybranego rejonu geograficznego. W tym przykładzie wykonania satelita 613 działa w dwóch trybach, z których jeden ogranicza pojemność kanału dla zwiększenia m ocy transmisji, zaś drugi ogranicza moc transmisji dla uzyskania większej pojemności kanału. W pierwszym trybie satelita 613 przesyła na przykład szesnaście kanałów z

9 mocą 120 watów w każdym kanale. W drugim trybie satelita 613 przesyła osiem kanałów z mocą 240 watów w każdym kanale. Sygnał z satelity 613 jest odbierany przez czaszę anteny 605, połączoną z wejściem odbiornika 612, to jest urządzeniem interfejsowym umieszczonym na odbiorniku telewizyjnym. Odbiornik 612 zawiera demodulator-dekoder wyprzedzającej korekcji błędu 607 dla demodulacji sygnału i dekodowania danych korekcji błędów, mikroprocesor 606, który współpracuje z demodulatorem-dekoderem wyprzedzającej korekcji błędów 607 i układ transportowy 608, który przenosi sygnał do dekodera 609 sygnałów akustycznych lub wizyjnych. Układ transportowy 608 odbiera pakiety skorygowanych danych z demodulatora-dekodera wyprzedzającej korekcji błędów 607 i sprawdza nagłówek każdego pakietu w celu określenia jego trasy. Dekodery 609 dekodują sygnał i usuwają dodane dane transportowe, jeśli zostały one zastosowane. Koder 610 system NTSC koduje dekodowany sygnał, nadając mu format właściwy do zastosowania przez układy przetwarzania sygnałów w odbiorniku telewizyjnym 611 w systemie NTSC. Figura 7 przedstawia schemat blokowy pokazujący elementy urządzenia odbiorczego, włącznie z zewnętrzną czaszą anteny 705. Urządzenie odbiorcze zawiera blok 707 zawierający tuner 734 i demodulator 735 do detekcji różnych sygnałów telewizyjnych. Urządzenie odbiorcze jest sterowane przez mikrosterownik 706, który steruje również interfejsami między urządzeniem odbiorczym a siecią telefoniczną poprzez modem telefoniczny 724, między urządzeniem odbiorczym a użytkownikiem poprzez łącze 725 na podczerwień i między urządzeniem odbiorczym a odbiornikiem telewizyjnym poprzez dekoder MPEG 723 o standardzie MPEG, koder 721 sygnałów wizyjnych, modulator 722 częstotliwości radiowej i w końcu między urządzeniem odbiorczym a użytkownikiem poprzez czytnik kart magnetycznych i układ transportowy 708. Figura 8 przedstawia urządzenie zawierające demodulator i wyprzedzający korektor błędów 807, który odbiera, demoduluje i dekoduje sygnał danych, który jest odbierany przez czaszę anteny 805. Urządzenie zawiera tuner 834, demodulator 835 klucza czterokrotnego przesunięcia fazy, dekoder 836 splotu Viterbiego, układ odpłatania 837 i dekoder 838 Reeda-Solomona, wszystkie o tradycyjnej budowie, połączone jak pokazano. Tuner 834 odbiera sygnał wejściowy z czaszy anteny 805. Na podstawie wyboru kanału przez użytkownika, mikroprocesor 806 wysyła sygnał częstotliwościowy do tunera 834. Sygnał ten powoduje, że tuner 834 dostraja się do właściwego kanału i przetwarza odebrany sygnał na niższe częstotliwości w odpowiedzi na sygnał częstotliwościowy strojenia przesyłany do tunera 834 z mikroprocesora 806. Sygnał wyjściowy z tunera 834 jest przesyłany do demodulatora 835 klucza czterokrotnego przesunięcia fazy. Demodulator 835 klucza czterokrotnego przesunięcia fazy jest synchronizowany ze strojonym kanałem, demoduluje modulowany sygnał danych i wytwarza sygnał określający jakość demodulowanego sygnału. Demodulator 835 demoduluje modulowany sygnał danych wejściowych niezależnie od rodzaju kodu korekcj i błędów odebranego sygnału danych. Układ z pętlą fazową w demodulatorze 835 synchronizuje pracę demodulatora 835 z sygnałem wejściowym, przy użyciu znanych technik. Demodulator 835 wytwarza wyjściowy sygnał sterujący synchronizacji, który wskazuje, czy demodulator 835 jest zsynchronizowany z sygnałem wejściowym czy nie, i przesyła ten sygnał do rejestru pamięciowego w mikroprocesorze 806. Demodulowany sygnał wyjściowy demodulatora 835 jest doprowadzany do dekodera 836 splotu Viterbiego. Demodulator 835 wytwarza również sygnał jakości sygnału, który określa jakość sygnału odebranego z satelity i jest związany ze stosunkiem sygnału do szumu w odebranym sygnale. Różne źródła szumu, jak również opady deszczu, mogą pogorszyć jakość odebranego sygnału. Dekoder 836 splotu Viterbiego wykorzystuje algorytm Viterbiego do dekodowania i korekcji błędów bitów w demodulowanym sygnale z demodulatora 835. Dekoder 836 zawiera sieć wewnętrzną do synchronizowania pracy z doprowadzanym demodulowanym sygnałem, aby skutecznie dekodować demodulowany sygnał. Wówczas gdy dekoder 836 zdekoduje i skoryguje błędy w demodulowanym sygnale danych, zdekodowany sygnał danych jest doprowadzany do układu odpłatania 837. Układ odpłatania 837 przywraca kolejność sygnału danych zgodnie z pierwotną kolejnością i tworzy bloki

10 Reeda-Solomona. W tym celu układ odplatania 837 opiera się na 8-bitowym słowie synchronizującym, wprowadzonym przez koder na początku każdego bloku Reeda-Solomona, zapewniając w ten sposób synchronizację tego bloku. Odpleciony sygnał jest wprowadzany do dekodera 838 Reeda-Solomona. Dekoder 838 Reeda-Solomona dekoduje bloki Reeda-Solomona i koryguje błędy bajtów z bloku. Dekodowany sygnał z dekodera 836 splotu Viterbiego jest doprowadzany do dekodera 838 Reeda-Solomona przez układ odplatania 837. Jeżeli dekoder 836 stosuje właściwą szybkość dekodowania korekcji błędów, to układ odpłatania 837 i dekoder 838 Reeda-Solomona pracują normalnie. To urządzenie do cyfrowej transmisji wielokanałowej przypisuje programy telewizyjne transponderom i przedziałom z multipleksowaniem czasowym w strumieniu danych transpondera w sposób całkowicie niewidoczny dla użytkownika, który po prostu dostraja się do żądanego programu telewizyjnego poprzez wybór kanału wirtualnego. Kluczem do sprawnego działania urządzenia jest przesyłanie głównego i szczegółowych opisów kanałów, które wiążą kanały transpondera i pozycje danych programu w strumieniu danych transpondera z numerami kanałów wirtualnych.

11

12 Fig.1 Fig.2

13 Fig.3

14 Fig. 4

15 Fig. 5a

16 Fig. 5b

17 Fig. 5c

18 Fig.6

19 Fig.7

20 Fig. 8 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł