[发明专利]产生采样斜坡信号的设备和协助重建同步信号的设备

说明书

技术领域

本发明涉及设备的同步，具体涉及通过通信网络传输同步信号，以便对设备进行相互同步。

背景技术

例如视频设备(例如摄像机或录像机)的特定设备，一旦与参考时间基础同步，就能够提供同步的数据(例如定义视频图像)。这个同步通过向设备发送同步信号而完成，在视频设备的情况下(非限制)，该同步信号例如被称作“同步锁相”。

当借助专用电缆(例如同轴型)来完成同步信号的传输时，该电缆中不会有其他信号流动。因此，向待同步的各项设备传输同步信号的时延是恒定的，而且不会出现抖动。基于所接收的同步信号，每一个接收方的设备项能够重建针对其操作的定时时钟(或参考时间基础，或其他参考时钟信号)，并保证其产生的每一个数据集(例如图像)与在相同的同步下的每一个其他的设备项所产生的每一个数据集严格地同相。因此，例如两个摄像机可以产生彼此不同的但严格同相和同频的视频内容。回想一下，时钟的相位和频率构成了所谓的定时。

当设备与引起传输时延和抖动(随设备项的不同而不同)的通信网络连接时(如同所谓的分组交换网络的情况，例如基于有线(以太网)或基于无线的IP网络)，不再能够传输同步信号。这时，在网络部分上传输代表同步信号的采样斜坡信号。

更具体地，在发送端，从同步信号中提取能够恢复参考时钟信号和内容尖脉冲(例如图像尖脉冲)的信息，该同步信号由主设备项传递。参考时钟信号提供给传递第一和第二同步斜坡信号的第一和第二计数器，该第一和第二同步斜坡信号分别代表从最后恢复的内容尖脉冲开始以及从最后的参考尖脉冲开始已经传递的参考时钟信号的滴答(Tick)数。每当内容尖脉冲被恢复时，第一计数器的值被设为零。第三计数器测量第一斜坡信号的零设置次数，并每当该次数等于所选阈值时产生参考尖脉冲。每当产生参考尖脉冲时，第二计数器的值(通常称作“PCR”(代表“程序时钟参考”))被设为零。根据采样频率(通常由网络提供)对第二斜坡信号进行采样，并借助包括分组的帧经网络把所获得的采样传输给接收方的设备项。

注意，在视频内容的情况下，内容尖脉冲的周期例如在625行标准的情况下等于40ms。

在接收端，通过网络而接收到的采样用于对锁相环(或PLL)进行同步，并因此重建启始参考时钟信号。更具体地，锁相环基于所传输的第二采样斜坡信号来重建参考时钟信号，然后其重建与已经被采样的发送端相同并同相的第二斜坡信号。处理装置负责：基于第二重建斜坡信号和重建的参考时钟信号，对同步计数器的值进行初始化，与第二重建斜坡信号同步。

以有规律的间隔(采样周期)在发送端采样的第二斜坡信号(PCR)以无规律的间隔到达接收端，主要是因为传输该信号(例如通过IP)而引起的抖动。在接收端上再次考虑到这些PCR信号具有有规律的间隔(Tsamp)。锁相环(PLL)负责对与PCR计数斜坡的采样时刻有关的抖动进行滤波，使得从计数器(接收端)中获得与发送端产生的第二斜坡信号(PCR)严格同步的第二斜坡信号作为输出。发送端和接收端的采样时刻之间的不准确由具有合适带宽的PLL来吸收。因此，接收端重建的参考时钟信号的定时与发送端上所产生的在频率和相位上均相同。

一旦完成对定时的重建，需要重建第一斜坡信号，并将其与第二重建斜坡信号进行同步。因此，使用与发送端所用相同的零设置周期(例如40ms)。然后，每当第一斜坡信号被设为零，就产生内容尖脉冲，并基于内容尖脉冲和重建的参考时钟信号来重建初始同步信号。

发明内容

当前不能完成对第一斜坡信号的重建，除非第二斜坡信号(PCR)的周期T2是所述第一斜坡信号的周期T1的整数倍，或T2＝m*T1。因此，为了能够开始重建第一斜坡信号，需要在接收端等待计数器第一次被设置为零，其用于重建第二斜坡信号。在最坏的情况下，该等待可能几乎等于第二斜坡信号(PCR)的周期T2。现在，本领域的技术人员了解，由于与PLL接收端的锁定时间有关的原因，周期T2的持续时间可能会很长。例如，在T1等于40ms的情况下(视频内容)，m必须处于2000的数量级，所以对用于重建第一斜坡信号的计数器进行初始化的等待时间可能等于大约80秒，这个时间太长了。

为了减小这个等待时间，例如可以在第二斜坡信号接近其最大值时(即，将要被复位至零之前)决定开始传输(发送端)这个第二斜坡信号。但是，这将涉及发送和接收几乎是同时开始，而该情况几乎不会在使用阶段发生。