专利名称：加时间标记的设备和方法、接收机、延迟广播的系统及相应的分组串的制作方法
技术领域：
本发明涉及实时地对接收的数字数据流的节目加上时间标记的设备和方法。本发明还涉及接收机、包括这样的设备的、用于延迟广播的系统、和利用这样的方法获得的、与几个节目相关和混合在一起的数字数据分组串。
背景技术：
在含有硬盘(HDD，代表Hard Disk Drive(硬盘驱动器))和到诸如同步总线的接口之类的广播路径的链路或到本地解码器的连接器的数据设备中，保证记录在硬盘上的数字数据流以后被读出和通过链路加以广播，同时遵从预定时间行为约束，一般说来，是有用的，甚至是必要的。特别是，当编码器根据MPEG(运动图像专家组)标准编码数据流，和解码器接收该编码数据流，以便加以广播时，该标准要求在接收时与27MHz+/-30ppm(百万分之30)(参阅ISO/IEC(国际标准化组织/国际电工委员会)标准13818-1，§2.4.2.1)的时钟频率一致。然后，通过给出合并到数据流(特别参阅ISO/IEC标准13818-1的表2-6，为传输序列给出适当字段或TS代表传输流)中的时间信息的时钟基准，把解码器的系统基准时钟(下文称为“解码器时钟”)锁定在编码器的系统基准时钟(下文称为“编码器时钟”)上。违反频率约束则表现为分别由于缓冲存储区溢出或未充满引起的跳跃或重复。
目前，一旦该流已经被记录在盘上，当读取记录的流时，一点也不能保证遵守这种时间相干性，除非已经设计了为这个目的而采取的特殊措施。具体地说，以盘读取速度提取数据口串。因此，往盘上记录破坏了最初的时间状态。
当必须以同步模式，通过同步总线，譬如，IEEE(电气电子工程师学会)1394型总线或UBS(通用串行总线)总线把记录的数据发送到MEPG解码器时，这种时间不相干性是不能接受的。具体地说，由于这种解码器的行为就像它直接从编码器接收到数据流一样，因此，为了使处在总线下游的解码器时钟具有适合于编码器时钟的实现频率，传输序列必须遵从MPEG标准。此外，必须在“推”模式下使用诸如IEEE 1394总线之类的同步总线凭借遵从用于这种总线的标准的加标记机构，以接收它们的速率发送数据。因此，不可能对位广播速度提供反馈控制。
当把记录的数据发送到本地MPEG解码器，以便直接向用户广播时，由于传输频率受这个解码器支配，插入速率不是关键性的。然后，在“拉”模式下进行数据传输解码器通过尤其可以包括直接存储器存取系统或DMA和FIFO(先进先出)存储器的适合机构，及时地从盘中提取有用信息。因此，DMA可能要求存储在盘上的数据随位缓冲存储区的填充水平而改变。尽管不需要把解码器时钟锁定在编码器时钟上，但是，必须将它的值固定在使电视机可以恢复的范围内可接受行频(根据ITU(国际电信联盟)-R BT.472-3标准，容限为+/-100ppm)，和可接受色度副载波(根据制造商技术要求，容限为+/-80-100ppm)。
因此，即使没有残缺，由于对盘进行记录引起的时间不相干性也会带来变坏的风险。
为了使在读取存储在盘上的数据串期间重构正确的时间机能成为可能，人们提出了在记录它们之前，把时间标记插入传输序列的分组中。这些时间标记是在记录系统中，通过每个分组到达时本地写时间计数器的值确定的。在读取期间，将记录在盘上的这些值与本地读时间计数器的那些值相比较，并且，只有当这个读计数器达到相应记录值时，才(通过存储器)广播分组。
这种技术的缺点在于，它需要控制读和写时间计数器的最准确时钟，以便不把附加错误引入频率精度中。具体地说，接收的流满足必要的时间要求，例如，对于MPEG传输序列，27MHz+/-30ppm的频率。因此，记录数据在读取之后的写入使误差幅度加宽，超出了可接受极限，这样，只有一个具有非常高的精度和非常低的漂移(例如，+/-1ppm)的时钟可以有效地得到使用，但是，这样的时钟很昂贵。此外，甚至在这种情况下，也难以长期保证有效的稳定性。
另一个缺点是，为了使观看节目和同时记录在盘上或从盘上读取成为可能，需要两个时钟一个时钟，譬如，受控振荡器或VCXO(电压控制晶体振荡器)，被锁定在正在广播的节目上，和另一个时钟(具有高精度)用于记录的节目。
国际专利申请WO-98/40889描述了把包括在MPEG传输序列中的几个节目记录在记录媒体上。接收的节目之一用于通过与这个节目相关的PCR，把以27MHz的平均频率工作的振荡器锁定在与这个节目相关的编码时钟上。如此使用的所有分组被指定了等于在其中它们是载波的PCR的时间标记，同时，利用从属振荡器给定的计数器值对中间分组加上标记。
在本文件中描述的方法使得从根本上消除在记录之前由MPEG源引入的频率误差，以及在往盘上写期间引入的那些频率误差成为可能，这是因为，通过把振荡器锁定在编码时钟上，这两种类型的误差相互补偿。低阶的残余误差是来源于连续用于锁定的PCR之间的时钟不精度性的那些误差。因此，在这个不准度之内，频率误差完全由读时钟带来的。因此，为了使在记录媒体上进行读取期间生成的流应该遵从时间要求，对于这种读时钟，选择具有目标精度，也就是说，27MHz+/-30ppm的振荡器就足够了。
然而，这种已知技术的应用领域已证明是受到限制的。首先，如果不把传输序列的各种节目锁定在同一时基上，那么，只有用于锁定本机振荡器的节目被正确地加上标记。其它节目被指定了与它们自己的编码时钟没有关系的时刻标记，使得在源频率和写频率中的误差得不到补偿，而是有可能复合在一起。因此，如果源时钟、写盘时钟和读盘时钟每一个都遵从MPEG标准(在27MHz下，误差为+/-30ppm)，那么，累积误差在+/-90ppm的范围内，这是不能接受的。
此外，这样的系统不允许一边实时广播节目，一边把一个或多个其它节目记录在盘，无论后者包括在与前者相同的传输序列中，还是包含在分开的传输序列中。具体地说，本机时钟被锁定在用于正在观看的节目的编码时钟上，一般来说，用于正在观看的节目的编码时钟与用于要记录的节目的编码时钟是不一致的。
使用两个振荡器，一个振荡器被锁定在用于实时节目广播的编码时钟上，和另一个振荡器被锁定在用于记录节目之一的编码时钟上，使得以增加设备的复杂性为代价来克服这种困难成为可能。但是，这解决不了同时记录不共享同一基准时钟的节目所带来的问题。
发明内容
本发明涉及一种加时间标记设备，这种加时间标记设备使得同时把几个节目记录在记录媒体上，同时，无论这些节目是否具有同步基准时钟，都可以在读取记录节目期间，遵守时间广播约束成为可能。
本发明的加标记设备还使得一边实时广播节目，一边把一个或多个其它节目记录在记录媒体上或从这个媒体读取一个或多个其它节目，同时，即使这些记录节目不具有与实时广播的时钟相一致的基准时钟，也可以在读取记录节目期间，遵守时间广播约束成为可能。
本发明还涉及一种接收机和包括这样的接收机的广播系统，以及具有上面引述的优点的加标记方法和通过本发明的加标记设备或方法获得的数字数据分组串。
本发明可应用于各种各样的数字设备，例如，数字电视、也称为IRD(接收机解码器组件)或顶置盒的、含有内置MPEG解码器的接收机、和DVD(数字视频盘)播放器。在把传输序列的信号从硬盘传送到IEEE 1394总线方面，本发明尤其有用。
因此，本发明的主题是通过加标记时钟实时地对接收数字数据的一种或多种同步流的一个或多个节目加上时间标记的设备。这些流包括能够与至少两个节目相联系的分组，每个分组包括一个首标，所述首标包含标识与所述分组相联系的节目的指示符，和至少一些分组，即，所谓的按时引用分组还包括时钟基准。时钟基准给出通过分别用于与相应分组相联系的节目的编码时钟测量的时间。该加标记设备包括读取每个分组中标识节目的指示符的模块；选择节目之一，即，所谓基节目的装置；读取基节目的至少一些按时引用分组，即，基节目的所谓按时利用分组的时钟基准的模块；通过由用于读取时钟基准的模块读取的基节目的时钟基准，启动把加标记时钟锁定在用于基节目的编码时钟上的单元；和一旦接收到所述分组，就通过加标记时钟，对节目的至少一个，即，所谓要加标记的节目的所有分组加上时间标记的系统，要加标记的节目可能包括至少一个与基节目不同的节目。
根据本发明读取时钟基准的模块还被设计成读取与不同于基节目的要加标记的节目相联系的至少一些按时引用分组，即，所述节目的所谓按时利用分组的时钟基准；和加时间标记系统被设计成为要加标记的每个节目把选择所述分组的时钟基准的时间标记指定给所述节目的按时利用分组的每一个；和把至少根据上游分组的时钟基准和接收上游分组和接收当前分组之间的由加标记时钟给出的时间增量获得的时间标记指定给分别在两个连续按时利用分组，即，所谓的上游分组和下游分组之间接收的、所述节目的每个分组，即，所谓的当前分组。
针对加标记设备定义的各个实体(读取模块、选择装置、锁定单元、加时间标记系统)应该根据功能含义，而不是根据物理含义来理解。例如，可以把它们分组在一起，作为单个部件内或单个软件内的零件。
与现在技术文件WO-98/40889不同，本发明的加标记设备不仅仅考虑到只有一个节目(基节目)的时钟基准，而是能够为要加标记的所有节目考虑编码时钟。更确切地说，尽管加标记时钟被锁定在基时钟上，但是，令人吃惊的是，对于所记录节目的所有广播，无论它们的编码时钟是否与基时钟同步，都可以获得所需的时间精度。
这种有利功效在理论上可作如下解释。如下符号用于在加标记之后记录，然后，读出来进行广播的、要加标记的给定节目FO，基准频率(对于MPEG标准，27MHz)；FT(“T”代表“目标(target)”)，要在接收节目期间获取的频率(例如，在目标MPEG解码器中再生的频率)，和ΔT，FT与FO之间的相对差值FT＝FO(1+ΔT)(因此，根据MPEG标准，我们必须具有-30ppm≤ΔT≤30ppm)；FS(“S”代表“源(source)”)，在加标记之前节目流的接收频率，和ΔS，FS与FO之间的相对差值FS＝FO(1+ΔS)；FW(“W”代表“写(write)”)，加标记时钟的频率，和ΔW，FW与FO之间的相对差值FS＝FO(1+ΔW)；和FR(“R”代表“读(read)”)，用于读取记录节目的时钟，即，所述读时钟的频率，和ΔR，FR与FO之间的相对差值FR＝FO(1+ΔR)。
频率FT通过下式给出FT＝FS+FR-FW＝FO(1+ΔS+ΔR-ΔW)现在，对于按时利用分组(在这种情况下，时间标记与时钟基准相同)，精确地，或者，对于中间分组，近似地，把节目的分组加上标记(通过加标记时钟)。从按时引用分组中选择足够数量的按时利用标记，以便在读取之后广播节目的总时间精度只可忽略地受此影响。因此，在可忽略误差内，我们具有ΔW＝ΔS和，由此得出FT＝FO(1+ΔR)因此，在读取记录节目时再生的频率基本上等于读时钟的频率。由此得出，对于流的接收，这种读时钟足以满足时间精度技术要求(对于MPEG标准，+/-30ppm)，从而保证接收流的一致性。事实上，由此可见，间接地，对所有编码时钟立刻实现加标记时钟的锁定。
本发明的另一个优点是，为了以时间标记的所需精度同时对几个节目加标记和实时广播另一个节目，需要单个时钟。由于大多数MPEG集成电路只配有一个时钟，因此，这个优点对MPEG解码器尤其有用。
而且，尽管把第二个时钟加入MPEG解码器中使同时进行一个节目的实时广播和另一个节目(或以同一个编码时钟为基准的几个其它节目)的记录成为可能，但是，借助于足够精确的时间标记，本发明相对于像这种装置那样的可能装置是有长处的。具体地说，它也使记录通过不同编码时钟引用的、来自同一个传输序列的几个节目成为可能。
因此，本发明有利于用于记录完整的传输序列。
根据选择要加标记的节目的按时利用分组的有利模式，所用按时引用分组都得到按时利用。这种选择模式给出最佳精度。根据选择按时利用分组的另一种有利模式，中间分组的最小个数或两个按时利用分组之间的最短持续时间是固定的。这另一种选择模式具有以损失精度为代价，使标记加得更快的优点。
最好有意把加了标记的节目记录在记录媒体上，比如，记录在硬盘上是有利的，然后，接着读出它们。在利用加标记节目的一种有利形式中，把加标记节目直接写入记录媒体中，最好在对它们加标记的时候。在另一种利用形式中，向外部记录系统广播它们，尤其通过通信线或网络。
在第一种安装形式中，加标记设备是通过软件这条途径具体化的。在这种情况下，根据每个分组的到达，把中断信号发送到中央单元是有利的。在第二种实施形式中，这种设备是受专用硬件设施支持的。
在确定时间标记的第一种优选形式中，加时间标记系统被设计成把等于上游分组的时钟基准与时间增量之和的时间标记指定给当前分组的每一个。就按时利用分组靠得足够近而言，这种确定形式尤其简单和使获得好的精度成为可能。然后，分别存在于中间分组之中的抖动可忽略不计。
通过用PCR_Ri表示要记录的节目的按时利用分组i的时钟基准，和用C(t)表示时刻t通过加标记时钟同步的本地计数器的值，那么，时间标记等于对于在ti到达的按时利用分组，PCR_Ri；对于在时刻t到达和位于按时利用分组i与节目的下一个按时利用分组之间的、同一个节目的分组，PCR_Rj+(C(t)-C(ti))。
尤其是，对于MPEG流的传输序列的分组，MPEG标准强制要求在两个相继按时引用分组之间最大持续时间为100ms。因此，在所有按时引用分组都被按时利用的有利情况中，目标解码器中缓冲存储区漂移不超过45个字节(也就是说，小于一个传输序列分组)。事实上，这个最大漂移通过下式给出27MHz×100ms×(2×30pps)×(60Mbit/s/8)/27MHz由此得出，抖动对目标解码器的缓冲存储区的影响是非常弱的。
让通过加标记时钟同步的本地计数器以如下方式计算上游分组的时钟基准与时间增量之和是有利的。随着节目的按时利用分组的每一次到达，计算和存储分组的时间基准PCR_Ri与当它到达时(时刻ti)本地计数器的值C(ti)之间的差值Δi。在这个节目的下一个按时利用分组到达之前，时间标记是差值Δi与当以后用于确定时间标记的每个新分组到达时本标计数器的值C(t)之和(Δi+C(t))。
在确定时间标记的第二种优选形式中，加时间标记系统被设计成把等于时间增量与下游和上游分组的时间基准之差除以接收下游和上游分组的时间之差所得的商之积的时间标记指定给所述当前分组的每一个。
通过用PCR_Ri和PCR_Ri+1表示要记录的节目的两个相继按时利用分组i和(i+1)的时钟基准，那么，时间标记等于对于在ti到达的按时利用分组，PCR_Ri；对于在ti+1到达的按时利用分组，PCR_Ri+1；对于在时刻t到达和位于同一节目的按时利用分组i和(i+1)之间的分组，((C(t)-C(ti))×(PCR_Ri+1-PCR_Ri)/((C(ti+1)-C(ti)))。
因此，这种确定形式依赖于两个相继利用的时钟基准之间的时间的线性内插。它使以附加计算为代价，提高时间机能的精度和减小缓冲存储区漂移成为可能。
基节目本身可加上标记，也可不加上标记。
因此，在确定基节目的有利模式中，选择这个基节目的装置被设计成从接收流的节目当中选择实时解码的节目。表达式“实时解码的节目”指的是在与加时间标记的实现相同的时间解码的节目。这个节目尤其可以直接向用户广播(这个用户局部跟踪的节目)；移位读取地向用户广播(时间移位)；在这种情况下，最好在记录之前，使这个节目加上时间标记；或者在解码之后，发送到另一个系统。
解码节目由，例如，与加标记设备耦合和利用同一时钟的解码器处理。因此，解码器的本地时钟可以传统地用于把节目广播到屏幕上，同时，也起加标记时钟的作用。
更确切地说，选择基节目的装置最好是这样的它们包括接收流中实时解码的节目的接收指示符；和它们被设计成，当接收指示符指示未接收时，从接收流的节目当中，选择要加标记的节目之一。
因此，这个实施例通过从基节目的一种选择模式切换到另一种选择模式，把要实时解码的节目的接收和没有接收两种可能情况考虑进来。这样，即使不能把加标记时钟锁定在这样的节目上，系统也能工作。
因此，可以在没有接收到要实时解码的节目的情况下(在上面实施模式)或者系统地(基节目总是形成没有实时解码和要加上标记的节目的一部分)使基节目从要加标记的节目中选择出来。
使从要加标记的节目中选择出一个节目成为可能的各种技术可以从文件WO-98/40889中找到。
选择基节目的装置被设计成等从要加标记的节目中选择为其检测时钟基准的那些节目的第一个是有利的。
此外，选择基节目的装置是如下这样是有利的它们包括确定当前基节目结束的装置，譬如，定时器，它能够测量自从接收到当前基节目的最后按时利用分组以来所经过的持续时间；和它们被设计成选择要加标记的节目之一作为基节目，和当这些确定装置检测到当前基节目结束时，例如，当这个检测的已经过持续时间大于预定最大持续时间时，从当前基节目的选择切换到节目的另一种选择。
然后，最好根据公共准则，例如，为其检测时钟基准的第一个，确定新的基节目。
加时间标记设备能够对根据MPEG标准编码的数字数据加上时间标记是有利的，这些流最好包括传输序列。
本发明还涉及数字数据的一个或多个同时流的接收机。
这个接收机的特征在于，它包括基于本发明的加时间标记设备。
在接收机的实施例的有利形式中，该接收机包括把通过加时间标记设备加上标记的节目的至少一个记录在记录媒体上的设备。然后，时间标记以后用于在与适当时间机能保持一致的同时，读取存储在媒体上的节目。
在实施例的另一种形式中，接收机不包括这样的记录设备，但是，被设计成把加标记节目发送到将记录它们的外部系统。例如，接收机包括发送到配有硬盘和配有读取时间标记的适当装置的许多成套设备的服务器。
在接收机包括记录设备、记录节目在读模式下需要预定时钟频率和对于所述频率需要预定精度的有利实施例中，所述接收机最好包括读取所述记录节目的设备，该设备与读时钟相联系。然后，读取设备能够通过读时钟，生成具有预定精度的预定频率。具体地说，根据上面已经陈述的内容，可以从中为目标接收机接收的流成功地获得所需精度。
根据获得与读时钟有关的所需精度的第一种形式，读时钟本身具有提供这种精度的特征。例如，对于MPEG流，它可以是对于在制造期间通过测量确定的额定电压，保证频率为27MHz，以及误差幅度为+/-30ppm的VCXO。
根据获得与读时钟有关的所需精度的第二种形式，读取设备包括把读时钟锁定在读取期间接收的节目的时钟基准上的指示器，这个节目是在具有预定精度的预定频率上接收的。例如，在接收和读取这个节目时，把读时钟锁定在满足MPEG标准(因此，拥有27MHz+/-30ppm的编码时钟)的节目上。
根据获得与读时钟有关的所需精度的第三种形式，读时钟包括加标记时钟，和读取设备包括控制存储器，控制存储器被设计成为记录节目存储相对于加标记时钟对所述节目所作的频率校正的平均值。然后，加标记设备被设计成把这个平均值记录在控制存储器中，和读取设备被设计成利用这个平均值来控制读时钟。
当使用第二种获取形式时，最好将其与第三种结合在一起，当接收和读取适当节目时，通过第二种形式进行读取，否则，通过第三种形式进行读取。
本发明的主题还有包括配有记录和读取设备的、基于本发明的至少一个接收机的、用于延迟广播的系统。
这个广播系统的特征在于，它还包括被设计成通过接收机的记录设备使用的一个或多个记录媒体、和分别将读设备与用于记录在记录媒体上的节目的一条或多条广播路径相链接的一条或多条链路。
然后，该链路有利地包括如下部件与最好从IEEE 1394型总线中选取的同步总线、和同步模式USB总线相连的至少一个连接器；和/或与本地解码器相连的至少一个连接器。
如上所述，与同步总线相连的连接器使本发明的加标记设备变得尤其有用，这是因为，加标记设备使流的时间重构能力得到充分利用成为可能。
因此，本发明还应用于通过加标记时钟实时地对接收数字数据的至少一种同步流的至少一个节目加上时间标记的方法。这些流包括能够与至少两个节目相联系的分组，每个分组包括一个首标，所述首标包含标识与所述分组相联系的节目的指示符。此外，至少一些分组，即，所谓的按时引用分组还包括给出通过分别用于与这些分组相联系的节目的编码时钟测量的时间的时钟基准。该方法包括如下步骤读取每个分组中标识节目的指示符；选择所述节目之一，即，所谓基节目；读取基节目的至少一些按时引用分组，即，基节目的所谓按时利用分组的时钟基准；通过由用于读取时钟基准的模块读取的基节目的时钟基准，把加标记时钟锁定在用于基节目的编码时钟上；和一旦接收到所述分组，就通过加标记时钟，对节目的至少一个，即，所谓要加标记的节目的所有分组加上时间标记，要加标记的节目包括至少一个与基节目不同的节目(但是，它也可以包括基节目)。
根据本发明还读取与不同于基节目的要加标记的节目相联系的至少一些按时引用分组，即，所述节目的所谓按时利用分组的时钟基准；和在加时间标记期间，为要加标记的所述节目的每一个把等于所述分组的时钟基准的时间标记指定给所述节目的按时利用分组的每一个；和把至少根据上游分组的时钟基准和接收上游分组和接收当前分组之间的由加标记时钟给出的时间增量获得的时间标记指定给分别在两个连续按时利用分组，即，所谓的上游分组和下游分组之间接收的、所述节目的每个分组，即，所谓的当前分组。
本发明还涉及与至少两个节目相联系的数字数据分组串。将与所述节目相联系的分组混合在一起并分别包括时间标记。此外，所述节目的每一个的至少一些分组，即，所谓的按时引用分组，还包括给出通过分别用于与所述分组相联系的节目的编码时钟测量的时间。
根据本发明，每个节目的至少一些按时引用分组的时间标记与所述分组的时间基准相同。
这样的串可以通过本发明加上时间标记的设备或方法获得，它可以存储在记录媒体上，也可以不存储在记录媒体上。与通过在文件WO-98/40889中描述的设备获得的串不同，几个节目受益于一些分组的时间标记和时钟基准之间的一致性。在现有技术的文件中，与此相反，只有一个节目(被选来锁定加标记时间的那一个)具有这种特性。因此，本发明的串，在允许混洗几个节目的分组的同时，允许借助于精确的时间重构对所有这些节目，而不只是对它们当中的一个进行读取。
通过以下参照附图，对完全为非限制性的示范性实施例和实施方案加以描述，本发明将得到更好理解和说明，在附图中图1显示了第一系统结构，它包括通过IEEE 1394总线链接的、配有根据本发明的加标记设备和配有硬盘的两个IRD接收机；图2示意性地表示在总线上游的IRD的中央系统和本地时钟，以及它的硬盘，中央系统尤其包括用于记录、用于加时间标记、和用于读取的设备；图3示意性地显示了图2的IRD的加时间标记设备，和它与这个IRD的本地时钟的关系；图4示意性地显示了图2的IRD的读取设备，和它与这个IRD的本地时钟的关系；
图5说明了根据本发明的加时间标记方法，通过被锁定在正在观看的节目上的本地计数器，把时间标记指定给要记录的节目的第一种技术；图6说明了根据本发明的加时间标记方法，通过被锁定在正在观看的节目上的本地计数器，把时间标记指定给要记录的节目的第二种技术；和图7显示了第二系统结构，它包括通过IEEE 1394总线链接的、配有根据本发明的加标记设备和配有硬盘的一个IRD接收机。
具体实施例方式
第一系统结构(图1)包括通过接口4，由标号为6的IEEE 1394总线与第二IRD 20链接的第一IRD 10，接口4包括链路层(LINK)和物理层(PHY)和配有总线时钟5。时钟5使得把特定的时间标记指定给穿过总线6的分组成为可能。IRD 10和20分别与为特别存储记录的节目而配备的硬盘3和9相联系。
IRD 10包括中央系统1、本地时钟2和两个输入级(前端)11和12，中央系统1包括中央单元和解码器，两个输入级(前端)11和12能够并行地分别接收两个流TS。本地时钟2是，例如，打算锁存在具有所需频率的时钟上的、具有比MPEG标准(频率为27MHz+/-30ppm)所要求的频率精度低的频率精度的VCXO。输入级11和12被设计成接收打算分别实况广播并记录的流。中央系统1包括解码这些流的装置；实时广播源自输入级11的流的节目的装置；通过时间标记21，把从源自输入线12的流中选择的节目加上标记，和把这些节目记录在盘3上的装置；和读取利用了时间标记22的、记录在盘3上的节目的装置。
IRD 20包括中央系统7、和其类型与本地时钟2相同的本地时钟8，以及被设计成接收TS流的输入级13，中央系统7包括中央单元和解码器。中央系统7包括下列装置解码这种流的装置；实时广播这种流的节目的装置；通过时间标记23、把这种流的节目(与前面的节目相同或不同)加上标记，和把这些节目记录在盘9上的装置；和读取利用了时间标记24的、记录在盘9上的节目的装置。
现在将参照图2到4详细描述IRD 10的中央系统1。IRD 20的中央系统7在基本配用件方面，是相似的，因此，不构成这样的描述的主题。主要差异在于，IRD 20只含有一个输入级，接收流可以包括要实时广播的节目和要记录的节目两者。因此，IRD 20包括根据接收的分组所属的节目，从实况广播功能切换到记录功能的装置。
中央系统1基本上包括(图2)标号为31的MPEG解码器，用于接收源自输入级11的传输序列的分组14，和以这样的方式，即生成广播在屏幕60上的解码图像的方式，解码它们；加时间标记设备40，用于把时间标记附在源自输入级12的分组15上，生成加标记分组16；锁定设备32，用于锁定与解码器31和与加时间标记设备40相链接的本地时钟2；记录设备33，用于把加标记分组16记录在盘3中；读取设备50，用于读取包含在盘3中的信息，尤其以加时间标记分组17的形式读取，和以通过分组17的时间标记确定的时间速率广播与分组17相对应的分组18；和控制单元30，用于控制与本地时钟2链接的、中央系统1的各个部件。
加时间标记设备40(图3)包括读取单元41，被设计成读取接收的分组15的首标中，标识节目(模块42)和任何时间基准PCR(模块43)的指示符ID；选择单元44，用于选择打算用于锁定本地时钟2的基节目，和与读取单元42相链接；锁定启动单元45，与读单元41和选择单元44相链接，能够启动锁定设备32和把与基节目的分组有关的信息发送给它；和加时间标记系统46，与读单元41相链接，通过把时间标记S加入分组15的首标中，生成加标记分组16。
读取设备50包括(图4)读单元51，被设计成读取从盘3读取的分组17的首标中，标识节目(模块52)和时间标记S(模块53)的指示符ID，并作为时间标记S的值的函数广播分组18；控制存储器54，与时间标记设备40相链接，被设计成存储记录在盘3上的节目的、相对于本地时钟2的频率校正的平均值；和锁定启动单元55，与读单元51和与控制存储器54相连接，能够启动锁定设备32和把与读取的节目的校正值有关的信息发送给它。
在下文中，由IRD 10接收的流被当作满足MPEG标准的TS流，尤其在时间约束方面。
在操作期间，当TS到达输入级11时，这个流的节目通过解码器31来解码，和将它广播在屏幕60上。为了获得适当的时间机能，为此目的把本地时钟2锁定在解码节目的时钟基准上。
当TS流到达输入级12，打算把这个流的一个或多个节目记录在盘3上时，通过选择单元44选择必须用于锁定本地时钟2的基节目。如果当前正在把一个节目广播到屏幕60上，所选的基节目就是解码的那一个。那么，不调用锁定启动单元45。另一方面，如果当前没有正在广播节目，从要记录的节目当中确定基节目，然后，启用锁定启动单元41，以便它通过锁定设备32把本地时钟2锁定在基节目上。
从要记录的节目中选择基节目的准则是，例如，时钟基准首先检测准则一旦读模块43在要记录的节目之一的接收分组之一中检测到存在PCR，就把相应节目(由读模块43识别)选为基节目。
在记录的过程中可能发生几种类型的基节目切换。这些切换受控制单元30控制。因此当基节目由要记录的节目之一组成时，和当节目解码开始，从而把它广播到屏幕60上时，后者自动用于锁定基时钟2；当基节目由当前正在解码的节目组成和当这个节目停止时，启用基节目从要记录的节目中的选择；当从要记录的节目当中选择的基节目已完成，而继续接收输入TS流中要记录的其它节目时，重新启用从其余要记录的节目当中选择基节目的过程。
当为了把分组加上标记而由基节目提供的信息的数量不足时，使基节目从要记录的一个节目切换到另一个节目的改进取决于选择的重新启用。由于基节目已经终止了，或由于这个节目用于加标记的分组(称为按时利用分组)相距太远，就会出现这种情况。为此，例如，可以利用测量自从最后按时利用分组以来经过的持续时间的定时器和预定最大持续时间。当经过的持续时间超过最大值，而又没有识别出新的按时利用分组时，触发切换。
然后，由加标记系统46参照锁定在基节目上的本地时钟2、标识相关节目的指示符ID、和这个节目的时钟基准，把接收的分组15加上标记。在所述的例子中，要记录的节目的所有时钟基准用于加标记，但是，在不同的实施方案中，只有这些基准中的一些得到考虑(例如，每隔一个基准)。
在加时间标记的第一个例子中，把由本身锁定在基节目上的本地时钟2测量的、这个节目的最后PCR和自从那时以来经过的持续时间之和指定给要记录的节目的每个分组。
正如图5中通过图解所表示的那样，基节目包括实时广播的节目61，节目61包括含有PCR的分组71(表示成PCR_Wi，其中“W”代表“观看(watch)”)和不含PCR的分组72。要记录的节目62也包括含有PCR的分组74(表示成PCR_Ri，其中“R”代表“记录(record)”)和不含PCR的其它分组73和75。时钟2被锁定在节目61的时钟基准PCR_Wi上，并使用作为与时钟2同步的时间t(轴63)的函数给出值C(t)的本地计数器。因此，当系统稳定时，在广播的节目61的分组71到达的时刻t1的值C(t1)等于PCR_W1。
在要记录的节目62具有时钟基准PCR_R1的第一分组74到达的时刻t2，计数器等于C(t2)把等于这个时钟基准PCR_R1的时间标记S指定给分组74；和计算和存储这个时钟基准PCR_R1与计数器的值C(t2)之间的差值Δ1Δ1＝PCR_R1-C(t2)然后，在跟随在分组74之后并且没有时钟基准的分组75到达的时刻t3，计数器等于C(t3)，把等于差值Δ1与计数器的值C(t3)之和的时间标记S指定给分组75S＝Δ1+C(t3)对于节目62的随后分组，我们就像对待分组75那样进行处理，直到节目62的下一个分组配有时钟基准为止。然后，重复对分组74所进行的操作。
在加时间标记的第二个例子中，把通过对这个节目的位于当前分组侧面的那些分组的相继PCR进行线性内插所获得的标记指定给要记录的节目的每个当前分组。这个内插是针对经过的持续时间在含有PCR的上游分组与当前分组之间的那一部分(由本身锁定在基节目上的本地时钟2测量)来进行的。
因此，正如图6中通过图解所表示的那样，要记录的节目64也包括含有时钟基准的分组81和82和不含时钟基准的分组80(80_1，80_2，…，80_n)。与第一例(图5)中一样，与本地计数器同步的本地时钟2被锁定在可能由实时解码的节目组成的基节目的PCR上。当包括相继时钟基准(表示成PCR_Ri和PCR_Ri+1)的两个分组81和82，即所谓的“上游”分组81和所谓的“下游”分组82刚一到达时，本地计数器就分别具有值C(ti)和C(ti+1)。
在上游分组81刚一到达时，就存储计数器的值C(ti)和时钟基准PCR_Ri，并且把等于PCR_Ri的时间标记指定给这个分组。然后，对于相继的中间分组80_j，分别存储计数器值C(tj)。我们就像对待上游分组81那样继续对下游分组82进行处理。此后，计算和存储通过K＝(PCR_Ri+1-PCR_Ri)/(C(ti+1)-C(ti))给出的因子K，并且，接着，通过公式Sj＝K×(C(tj)-C(ti))确定每个中间分组80_j的时间标记Sj，和把这些标记指定给相应分组。
此后，通过记录设备33把加标记分组16记录在盘3上。
此外，把相对于本地时钟2的、每个记录节目的频率校正的平均值存储在读取设备50的控制存储器54中。
在读取记录在盘3上的节目，以便通过总线6把它广播到IRD 20期间，通过读模块53识别要发送的节目的分组。使发送获得的分组18的速度随通过读模块53读取的并与与本地时钟2同步的时间计数器作比较的时间标记S而改变。
按如下进行本地时钟2的锁定。在与读取要发送的节目并行地接收节目或它的PCR用于锁定时钟2的情况下，不需要采取特殊措施。在相反的情况下，存储在控制存储器54中的平均值由锁定启动单元55用于控制时钟2。控制单元30可以保证从锁定的一种模式切换到另一种模式。
因此，借助于所需的时间约束，使从盘3读取的节目的分组到达IRD 20。在接收到如此发送的节目之后，直接将它广播到屏幕上，或者，将它记录在盘9上。然后，我们以相似的方式，继续进行通过IRD 10所作的记录，就像此后，利用IRD 20读回记录在盘9上的节目时那样。
第二系统结构(图7)包括与硬盘103相联系和通过配有总线时钟105的接口104与标号为106的IEEE 1394总线相链接的第一IRD 110。
IRD 110包括中央系统101、两个本地时钟102和132、和输入级111，中央系统1包括中央单元和解码器。时钟102是，例如，与第一结构的时钟2相同的类型的，而时钟132供应具有MPEG标准(频率为27MHz+/-30ppm)所要求的精度的频率。时钟102用于实时广播或用于把节目记录在盘103上，而时钟132应用于读取记录在盘103上的节目。中央系统101还包括解码接收流的装置；实时广播流的节目的装置；通过时间标记121，把从接收流中选择的节目加上标记，和把这些节目记录在盘3上的装置；和读取利用了时间标记122的、记录在盘103上的节目的装置。
因此，IRD 110与第一系统结构的IRD 10的主要不同之处在于它包括单个输入级、和用于转换实时广播/记录功能的适当装置；和在从盘103读取方面，它包括专用时钟。
因此，当读取记录在盘103上的节目时，由于时钟132已经从所需精度中获益，所以不需要时钟锁定。
权利要求
1.一种通过加标记时钟(2，8，102)实时地对接收数字数据的至少一种同步流的至少一个节目(62，64)加上时间标记的设备(40)，所述流包括能够与至少两个节目(61，62，64)相联系的分组(14；71，72；73-75；80-83)，每个分组(14；71，72；73-75；80-83)包括一个首标，所述首标包含标识与所述分组相联系的节目的指示符，和至少一些分组(71；74；81，82)，即，所谓的按时引用分组，还包括时钟基准(PCR_Wj，PCR_Wi)，所述时钟基准(PCR_Wj，PCR_Wi)给出通过分别用于与所述分组相联系的节目(61，62，64)的编码时钟测量的时间，所述加标记设备(40)包括读取每个分组中标识节目(61，62，64)的指示符(ID)的模块(42)；选择所述节目(61)之一，即，所谓基节目的装置(44)；读取基节目(61)的至少一些按时引用分组(71)，即，基节目的所谓按时利用分组的时钟基准(PCR_Wj)的模块(43)；通过由用于读取时钟基准的模块(43)读取的基节目(61)的时钟基准(PCR_Wj)，启动把加标记时钟(2，8，102)锁定在用于基节目(61)的编码时钟上的单元(45)；和一旦接收到所述分组，就通过加标记时钟(2，8，102)，对节目(62，64)的至少一个，即，所谓要加标记的节目的所有分组(74，75；80-83)加上时间标记的系统(46)，要加标记的节目(62，64)可能包括至少一个与基节目(61)不同的节目，其特征在于读取时钟基准的模块(43)还被设计成读取与不同于基节目(61)的要加标记的节目(62，64)相联系的至少一些按时引用分组(74，81，82)，即，所述节目的所谓按时利用分组的时钟基准(PCR_Ri)；和加时间标记系统(46)被设计成为要加标记的所述节目(62，64)的每一个进行如下指定操作把等于所述分组的时钟基准(PCR_Ri)的时间标记(S)指定给所述节目(62，64)的按时利用分组(74，81，82)的每一个；和把至少根据上游分组(74，81)的时钟基准(PCR_Ri)和接收上游分组(74，81)和接收当前分组(75，80，83)之间的由加标记时钟(2，8，102)给出的时间增量(C(t)-C(ti))获得的时间标记(S)指定给分别在两个连续按时利用分组(74，81，82)，即，所谓的上游分组(74，81)和下游分组(82)之间接收的、所述节目(62，64)的每个分组(75，81，83)，即，所谓的当前分组。
2.根据权利要求1所述的加标记设备，其特征在于，加时间标记系统(46)被设计成把等于上游分组(74)的时钟基准(PCR_Ri)与所述时间增量(C(t)-C(ti))之和(PCR_Ri+(C(t)-C(ti)))的时间标记指定给所述当前分组(75)的每一个。
3.根据权利要求1所述的加标记设备，其特征在于，加时间标记系统(46)被设计成把等于所述时间增量(C(t)-C(ti))与所述下游(82)和上游(81)分组的时间基准之差(PCR_Ri+1-PCR_Ri)除以接收所述下游(82)和上游(81)分组的时间之差(C(ti+1)-C(ti))所得的商之积((C(t)-C(ti))×(PCR_Ri+1-PCR_Ri)/((C(ti+1)-C(ti)))的时间标记指定给所述当前分组(83)的每一个。
4.根据前面权利要求的任何一项所述的加标记设备，其特征在于，选择基节目(61)的装置(44)被设计成从接收流的所述节目(61，62，64)当中选择实时解码的节目。
5.根据权利要求4所述的加标记设备，其特征在于，选择基节目的装置(44)包括所述接收流中实时解码的节目(61)的接收指示符；和所述选择装置(44)被设计成当所述接收指示符指示没有接收到时，从接收流的所述节目当中，选择要加标记的节目之一。
6.根据前面权利要求的任何一项所述的加标记设备，其特征在于，选择基节目的装置(44)被设计成从要加标记的节目(62，64)中选择为其检测时钟基准的(PCR_Ri)的所述节目的第一个。
7.根据前面权利要求的任何一项所述的加标记设备，其特征在于，选择基节目的装置(44)包括确定当前基节目结束的装置，和所述选择装置被设计成选择要加标记的节目之一作为基节目，和当所述确定装置检测到当前基节目结束时，从当前基节目的选择切换到节目的另一种选择。
8.根据前面权利要求的任何一项所述的加标记设备，其特征在于，它能够对根据MPEG标准编码的数字数据加上时间标记，所述流最好包括传输序列。
9.一种数字数据的至少一种同时流的接收机(10，20，110)，其特征在于，它包括基于权利要求1到8的任何一项的加时间标记设备(40)。
10.根据权利要求9所述的接收机(10，20，110)，其特征在于，它包括把通过加时间标记设备(40)加上标记的节目(62，64)的至少一个记录在记录媒体(3，9，103)上的设备(33)。
11.根据权利要求10所述的接收机(10，20，110)，其特征在于，所述记录节目在读模式下需要预定时钟频率和对于所述频率需要预定精度，所述接收机包括读取所述记录节目的设备(50)，该设备与读时钟(2，8，132)相联系，读取设备(50)能够通过读时钟，生成具有所述精度的所述频率。
12.根据权利要求11所述的接收机(10，20)，其特征在于，读设备(50)包括把读时钟(2，8)锁定在在读取期间接收的节目的时钟基准上的指示器，所述节目是在具有所述精度的所述频率上接收的。
13.根据权利要求11或12所述的接收机(10，20)，其特征在于，读时钟(2，8)包括加标记时钟，和其特征在于，读取设备(50)包括控制存储器(54)，所述控制存储器(54)被设计成为所述记录节目存储相对于加标记时钟(2，8)的、所述节目(62，64)的频率校正的平均值，加标记设备(40)被设计成把所述平均值记录在所述控制存储器(54)中，和读取设备(50)被设计成利用所述平均值来控制读时钟(2，8)。
14.包括基于权利要求11到13的任何一项的至少一个接收机(10，20，110)的、用于延迟广播的系统，其特征在于，它还包括被设计成通过所述接收机的所述记录设备(33)使用的至少一个记录媒体(3，9，103)、和分别将所述读取设备(50)与用于记录在所述记录媒体(3，9，103)上的节目(62，64)的至少一条广播路径相链接的至少一条链路。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述链路包括与最好从IEEE 1394型总线(6)中选取的同步总线、和同步模式下的USB总线相连的至少一个连接器。
16.根据权利要求14和15之一所述的用于延迟广播的系统，其特征在于，所述链路包括与本地解码器(7)相连的至少一个连接器。
17.一种通过加标记时钟(2，8，102)实时地对接收数字数据的至少一种同步流的至少一个节目(62，64)加上时间标记的方法，所述流包括能够与至少两个节目(61，62，64)相联系的分组(14；71，72；73-75；80-83)，每个分组(14；71，72；73-75；80-83)包括一个首标，所述首标包含标识与所述分组相联系的节目的指示符，和至少一些分组(71；74；81，82)，即，所谓的按时引用分组还包括时钟基准(PCR_Wj，PCR_Wi)，所述时钟基准(PCR_Wj，PCR_Wi)给出通过分别用于与所述分组相联系的节目(61，62，64)的编码时钟测量的时间，所述方法还包括读取每个分组中标识节目(61，62，64)的指示符(ID)；选择所述节目(61)之一，即，所谓的基节目；读取基节目(61)的至少一些按时引用分组(71)，即，基节目的所谓按时利用分组的时钟基准(PCR_Wj)；通过由用于读取时钟基准的模块(43)读取的基节目(61)的时钟基准(PCR_Wj)，把加标记时钟(2，8，102)锁定在用于基节目(61)的编码时钟上；和一旦接收到所述分组，就通过加标记时钟(2，8，102)，对节目(62，64)的至少一个，即，所谓要加标记的节目的所有分组(74，75；80-83)加上时间标记，要加标记的节目(62，64)包括至少一个与基节目(61)不同的节目，其特征在于还读取与不同于基节目(61)的要加标记的节目(62，64)相联系的至少一些按时引用分组(74，81，82)，即，所述节目的所谓按时利用分组的时钟基准(PCR_Ri)；和在加时间标记期间，为要加标记的所述节目(62，64)的每一个进行如下指定操作把等于所述分组的时钟基准(PCR_Ri)的时间标记(S)指定给所述节目(62，64)的按时利用分组(74，81，82)的每一个；和把至少根据上游分组(74，81)的时钟基准(PCR_Ri)和接收上游分组(74，81)和接收当前分组(75，80，83)之间的由加标记时钟(2，8，102)给出的时间(C(t)-C(ti))增量获得的时间标记(S)指定给分别在两个连续按时利用分组(74，81，82)，即，所谓的上游分组(74，81)和下游分组(82)之间接收的、所述节目(62，64)的每个分组(75，81，83)，即，所谓的当前分组。
18.与至少两个节目相联系的数字数据分组串，与所述节目相联系的分组混合在一起和分别包括时间标记(S)，所述节目的每一个的至少一些分组，即，所谓的按时引用分组，还包括时间基准(PCR_Ri)，所述时间基准给出通过分别用于与所述分组相联系的节目的编码时钟测量的时间，其特征在于，每个节目的至少一些按时引用分组的时间标记(S)与所述分组的时间基准(PCR_Ri)相同。
全文摘要
本发明涉及通过加标记时钟(2)实时地对节目加上标记的设备和方法，以及涉及接收机、包含这样的设备的广播系统、和通过这样的方法获得的分组串。加标记设备(40)包括选择接收节目之一，即，所谓基节目的装置；启动把加标记时钟(2)锁定在用于基节目的编码时钟上的单元(45)；和通过加标记时钟，对与基节目不同的接收节目的至少一个的所有分组加上时间标记的系统(46)。对于包括编码时钟基准的至少一些分组，即，所谓的按时利用分组，时间标记等于这些时钟基准。对于其它分组的每一个，即，所谓的当前分组，根据与当前分组最接近的上游按时利用分组的时钟基准，和根据接收上游分组和接收当前分组之间的由加标记时钟给出的时间增量，获得时间标记。
文档编号H04N7/24GK1483202SQ01821399
公开日2004年3月17日 申请日期2001年12月14日 优先权日2000年12月26日
发明者帕斯卡尔·梅茨, 帕斯卡尔 梅茨, 兰鲍尔特, 克劳德·兰鲍尔特, 莱恩德克尔, 菲利普·莱恩德克尔 申请人:汤姆森特许公司