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CN1324892C - 多节目传输流－单节目传输流分离装置 - Google Patents

多节目传输流－单节目传输流分离装置 Download PDF

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CN1324892C CNB2004100048914A CN200410004891A CN1324892C CN 1324892 C CN1324892 C CN 1324892C CN B2004100048914 A CNB2004100048914 A CN B2004100048914A CN 200410004891 A CN200410004891 A CN 200410004891A CN 1324892 C CN1324892 C CN 1324892C
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Abstract

一种数字广播系统中的MPTS-SPTS(多节目传输流一单节目传输流)分离装置，包括接收接口、MPTS-SPTS分离器以及发送接口。该分离器从来自数字广播节目提供商的MPEG-2MPTS分组中检测PAT(节目关联表)分组、分析分别与多个存在于MPEG-2分组中的多个节目相对应的PID(节目ID)、接收由用户选择的单个节目的信息、去除与除了所选择节目之外的其它所有节目相关的分组，从PAT中删除与其它节目关联的PID，并将改变的PAT插入到与选择的单个节目对应的流中。

Description

多节目传输流-单节目传输流分离装置
技术领域
本发明涉及一种用于提供数字广播服务的数字广播系统，更具体地，涉及对数字广播系统中MPTS(多节目传输流)的处理。
背景技术
在现有的模拟广播的缺点中，存在由噪声、重影等引起的图像质量恶化、广播频率资源的非有效使用以及不能提供综合数据服务。由于消费者需要更高的图像和产品质量，数字广播服务得到了迅速发展以满足需要。
诸如在视频/音频数据传输中使用MPEG-2 TS(传输流)之类的数字广播的特点在于：其最重要的优点之一是能够利用现有的传输介质发送大量信道的广播。例如，韩国陆地广播中的传统模拟广播使用了根据美国NTSC(全国电视系统委员会)标准的VSB(残留边带)方案，而数字广播使用了根据美国ATSC(高级电视系统委员会)标准的8-VSB方案。这两种方案的相似点在于均将6MHz的RF频谱带用于一个物理信道。不过，前者方案只能携带单一SD(标准清晰度)级TV信号，而后者方案能够携带具有数据广播的附加数据的4至6SD级TV信号或单一HD(高清晰度)级TV信号。
在这种数字广播系统中，将广播信道信号结合并格式化为MPTS(多节目传输流)，以适用于其中使用TDM(时分复用)技术来发送符合MPEG-2标准的多媒体数据的电缆网。
在通过诸如电缆或光纤之类有线介质传输的过程中，产生的MPTS数据量与节目的数量成正比，并且占用的大量带宽。如果只需要一个节目，则系统浪费了比单一节目传输多几倍的带宽量。因此，需要向用户提供一种SPTS(单节目传输流)。可以使用传统的重新复用器(remux)来从MPTS中分离SPTS，但是其价格昂贵，使得具有数十到数百个信道的实际数字电缆广播系统无法实行。
发明内容
因此，考虑到上述问题，提出了本发明，本发明的目的是提供一种MPTS-SPTS分离装置，能够在小型SO(系统运营商)或ONU(光网络单元)处从MPTS分离SPTS，而不会造成带宽浪费并且不必使用价格高昂的广播设备。
根据本发明，提出了一种数字广播系统中的多节目传输流-单节目传输流MPTS-SPTS分离装置，包括：接收接口，用于接收由数字广播节目提供商提供的组合了多个节目的MPEG-2多节目传输流MPTS；MPTS-SPTS分离器，用于a)从由接收接口提供的MPEG-2 MPTS数据中检测节目关联表PAT分组；b)分析分别与MPEG-2 MPTS分组中存在的多个节目相对应的节目映射表PMT的节目ID PID；c)接收由用户选择的单一节目的信息；d)去除与除了所选择节目之外的所有其它节目相关的分组；e)通过从PAT中删除与所述其它节目相关的PID而保留与所选择节目相关的PMT的PID，对PAT进行改变；以及f)将改变的PAT插入与所选择的单一节目相对应的流中；发送接口，用于发送从MPTS-SPTS分离器输出的单节目传输流SPTS，以及用户接口，用于接收并显示来自PAT提取器/分析器的MPEG-2 MPTS分组的分析结果，当接收所述单一节目的信息时，将该信息提供给PMT滤波器/选择器，其中，所述MPTS-SPTS分离器包括：所述PAT提取器/分析器，用于检测在由接收接口提供的MPEG-2 MPTS数据中的PAT分组；PMT提取器/分析器，用于分析分别与存在于MPEG-2分组中的多个节目相对应的PMT的PID；所述PMT滤波器/选择器，用于接收由用户选择的单一节目的信息；分组端接器，用于去除与除了所选择节目之外的所有其它节目相关的分组；以及  分组插入器，用于通过从PAT中删除与所述其它节目相关的PID而保留与所选择节目相关的PMT的所述PID，并将改变的PAT插入到与选择的单一节目相对应的流中。
根据本发明，通过提供一种数字广播系统中的MPTS-SPTS(多节目传输流-单节目传输流)分离装置，能够实现上述及其它目的。该装置包括接收接口，用于接收由数字广播节目提供商提供的通过组合多个节目形成的MPEG-2 MPTS(多节目传输流)。该装置还包括MPTS-SPTS分离器，用于a)从由接收接口提供的MPEG-2 MPTS数据中检测PAT(节目关联表)分组；b)分析分别与MPEG-2 MPTS分组存在的多个节目相对应的PMT(节目映射表)的PID(节目ID)；c)接收由用户选择的单一节目的信息；d)去除与除了选择节目之外的其它所有节目相关的分组；e)从PAT中删除与所述其他节目相关的PID，而保留与所选节目相关的PID；以及f)将改变的PAT插入与所选择单一节目相对应的流中。该装置还包括用于发送MPTS-SPTS分离器输出的SPTS的发送接口。
附图说明
从结合附图采用的以下详细描述中，本发明的上述及其它目的、特征及其它优点更为清楚并更易理解，其中：
图1示出了作为应用了本发明的广播传输系统的有线电缆系统的结构框图；
图2示出了作为应用了本发明的广播传输系统的AON(有源光网络)的结构框图；
图3示出了根据本发明优选实施例的MPTS-SPTS分离装置的结构框图；
图4示出了根据本发明优选实施例的MPTS-SPTS分离器的结构框图；以及
图5示出了MPEG-2 MPTS分组的开销部分。
具体实施方式
现在将参考附图对本发明的优选实施例进行说明。在下述说明中，为了表述清楚，将省略对其中包括的已知功能或结构的详细描述。
图1和图2分别示出了有线电缆系统和AON(有源光网络)的结构框图，其中的每一个系统均为应用了本发明的广播传输系统。
如图1所示，该有线电缆系统包括节目提供商(PP)2、数字媒体中心(DMC)4、CATV(有线电视)广播台(或系统运营商(SO))6以及多个用户(图中未示出)。作为用于向有线电视(CATV)载体提供广播节目的服务提供商，节目提供商2能够经通信卫星逐个频道地提供专门节目。节目提供商2提供诸如VOD(视频点播)、航空以及卫星广播之类的广播。数字媒体中心4是其中集中了数字广播设备的大型数字传输中心，并将来自节目提供商2的节目数字化地广播到多个CATV广播台。尽管图1中只给出了与数字媒体中心4相连的单个CATV广播台6，可以分别安装在多个区域中的多个CATV广播台可以与数字媒体中心4相连。CATV广播台6接受来自数字媒体中心4的节目频道信号并将该信号提供给其CATV用户。
参考图2，对AON进行配置以提供多个点对点连接，从而使多个ONU(光网络单元)16经过其自身的光纤共享OLT(光线路终端)14。为了在这种光网络中提供数字广播服务，在电光转换之后OLT 14将从广播服务提供商12接收的数字广播数据组合为单一的光信号，并将其发送到每一个ONU 16，并且每一个ONU 16将从OLT 14接收到的信息传送到用户。
根据本发明的MPTS-SPTS分离装置被安装于每一个CATV广播台6和OLT 14，并将包含多个节目的MPTS转换为包含单个节目的SPTS，以便只向各个用户提供需要的节目。因此本发明能够应用于小型系统运营商或ONU。
图3示出了根据本发明一个优选实施例的MPTS-SPTS分离装置的框图。该MPTS-SPTS分离装置100包括接收(或Rx)接口110、MPTS-SPTS分离器120、用户接口130以及发送(或Tx)接口140。接收接口110接收ASI(异步串行接口)输入，该输入为根据DVB(数字视频广播)-ASI标准接收的MPEG-2 MPTS数据。当以270Mbps传送率接收到包括根据物理层标准的填充字符在内的数据之后，接收接口110去除这些字符以只将纯粹的MPEG-2数据传送到MPTS-SPTS分离器120。以8比特并行方式，将来自接收接口110的MPEG-2数据提供给MPTS-SPTS分离器120。可以利用低廉的FPGA(现场可编程门阵列)以简单的硬件结构来实现MPTS-SPTS分离器120。MPTS-SPTS分离器120从MPEG-2 MPTS数据中分离出SPTS，并将分离的SPTS的MPEG-2数据传送到发送接口(或Tx接口)140。详细地，MPTS-SPTS分离器120检测从接收接口110提供的MPEG-2 MPTS数据中的PAT(节目关联表)分组，即将MPEG-2 MPTS分组之一识别为PAT分组，并分析分别与存在于已识别的MPEG-2 MPTS分组中的多个节目相对应的PMT(节目映射表)的PID(节目ID)。分离器120接收用户选择的单个节目的信息，并去除除了被选择节目之外的其他所有节目相关联的分组。MPTS-SPTS分离器120利用删除与PAT中其它节目关联的PID而改变PAT，同时保留与被选择节目关联的PID，并将改变的PAT插入到与选择的单个节目对应的流中。在此过程中，分离器120以8比特并行方式将MPEG-2数据提供给发送接口140。发送接口140在物理层上传送根据标准的MPEG-2数据，以符合其它广播设备，并将数据作为DVB-ASI数据输出。此外，分离器120通过UART(通用异步接收器/发送器)与用户接口130交换信号，以允许用户选择节目。用户接口130允许用户选择包含于MPTS中多个节目的其中之一。因此，优选地，该用户接口130是GUI(图形用户接口)。
图4所示为根据本发明优选实施例的MPTS-SPTS分离器120的框图。如图4所示，该MPTS-SPTS分离器120包括PAT提取器/分析器121、PMT提取器/分析器122、PMT滤波器/选择器123、分组端接器124以及PAT插入器125。PAT提取器/分析器121接收来自接收接口110的MPTS分组，每一个都由188个字节组成。图5示出了MPTS分组中除了184个字节净荷部分之外的4个字节的开销部分。
如此图所示，MPTS分组的开销200包括用于对流进行随机访问的同步字节201、传输误差指示符202、净荷单元起始指示符203、传输优先级204、分组ID(PID)205、传输加扰控制206、适配字段控制207、连续计数器208以及适配字段209。从作为分组指示符的13位的PID 205中可以看到在188字节的MPEG-2分组的净荷中承载了哪些数据。
MPEG-2分组包括根据国际标准的PSI(节目指定信息)。传统的模拟广播只能通过调谐器的频道选择来接收，而MPEG-2广播能够通过两个操作来接收，即在调谐器中的频道选择以及分离器中的分组分配。PSI提供用于用户选择需要的频道所需的信息。PSI包括PAT(节目关联表)、PMT(节目映射表)、NIT(网络信息表)以及CAT(条件访问表)等等。PAT提取器/分析器121从MPEG-2 MPTS数据中检测PAT分组。通过参考MPTS分组的开销200中的PID(分组标识)205，PAT提取器/分析器121识别其是否为PAT分组。例如，如果该PID205为0x00，则其为PAT分组。
此外，PAT提取器/分析器121将MPEG-2 MPTS分组的分析结果提供给PMT提取器/分析器122，还将该分析结果提供给用户接口130以显示与MPEG-2分组有关的信息。由于在PAT中已经同时记录了与包括于MPTS的节目数量有关的信息、以及与作为每个节目参考的PMT的PID(节目ID)有关的信息，因此用户能够选择显示于用户接口130上的多个节目之一。即，将这样的信息显示于用户接口130以允许用户选择多个节目的其中之一。用户接口130经UART(通用异步接收器/发送器)、RS-232等与PAT提取器/分析器121相连。该用户接口可以为任意设备，只要其能够显示与MPEG-2分组有关的信息，诸如通用计算机的LCD(液晶显示器)或CRT监视器。
PMT提取器/分析器122分析分别与存在于MPEG-2 MPTS分组中的多个节目相对应的PMT的PID(节目ID)，并将分析结果提供给PMT滤波器/选择器123。PMT滤波器/选择器123接收用户通过用户接口130选择的单个节目的信息。该PMT包括属于相应节目的视频分组、音频分组及数据分组等的PID(节目ID)值。参考属于用户通过用户接口130选择的节目的PID，PMT滤波器/选择器123使分组端接器124去除除了被选择节目之外的与其它所有节目有关的分组。分组端接器124滤出对应于未选择节目的分组，并将对应于选择的单个节目的流提供给PAT插入器125。该分组插入器125通过从包含于PSI的PAT表中删除与除了被选择节目外的其它所有节目相关的PID来改变该PAT，而保留与被选择节目相关的PID。然后，该分组插入器125将改变的PAT插入到与所选择的单个节目相对应的流中。
对于本领域技术人员而言显而易见，作为本发明的可选实施例，在从包含多个节目的MPTS MPEG-2数据中分离一个或多个SPTS的情况下，可以提供根据本发明的多个MPTS-SPTS分离装置100。
在快速变化和发展的数字广播以及VOD(视频点播)服务市场上，其中，大量内容按照利用了MPEG-2系统标准的MPTS格式来产生，由于其本来在尺寸上大于SPTS，因此，MPTS可能会浪费存储空间及传输带宽。为了避免这种资源的浪费，可以将重新复用器用作广播设备，以将MPTS重新分离成为SPTS。然而，由于其非常昂贵，对于系统运营商、中继有线广播服务提供商或用户端的OUN而言，在实际中使用该重新复用器是不现实的。当考虑到当前数字广播的趋势向多频道数字广播发展来满足消费者喜好时，此缺点就更为明显。因此本发明提供了一种如上所述适用于小型转播服务提供商或ONU使用的MPTS-SPTS分离装置，由此可以避免由重新复用器的使用造成的极大预算浪费、以及由不必要的链路带宽占用造成的额外损耗。
从技术的角度出发，常规重新复用器的缺点在于：其必须使用采用了相对较慢软件的奔腾级处理器或网络专用处理器，这不可避免地会造成不必要的时间延迟或造价增长。相反，在根据本发明的MPTS-SPTS分离装置中，需要的硬件仅为单个低造价的FPGA(现场可编程门阵列)，并且不需要使用这种处理器或软件数据处理。因此，本发明能够有效地将单个节目从MPTS的多个节目中分离出来，而不会花费现有技术的相关时延。
尽管出于说明的目的公开了本发明的优选实施例，然而本领域的技术人员可以理解的是，在不脱离如所附权利要求公开的范围及精神的情况下，各种修改、添加以及替代都是可行的。

Claims (8)

1.一种数字广播系统中的多节目传输流-单节目传输流MPTS-SPTS分离装置，包括：
接收接口，用于接收由数字广播节目提供商提供的组合了多个节目的MPEG-2多节目传输流MPTS；
MPTS-SPTS分离器，用于a)从由接收接口提供的MPEG-2 MPTS数据中检测节目关联表PAT分组；b)分析分别与MPEG-2 MPTS分组中存在的多个节目相对应的节目映射表PMT的节目ID PID；c)接收由用户选择的单一节目的信息；d)去除与除了所选择节目之外的所有其它节目相关的分组；e)通过从PAT中删除与所述其它节目相关的PID而保留与所选择节目相关的PMT的PID，对PAT进行改变；以及f)将改变的PAT插入与所选择的单一节目相对应的流中；
发送接口，用于发送从MPTS-SPTS分离器输出的单节目传输流SPTS，以及
用户接口，用于接收并显示来自PAT提取器/分析器的MPEG-2MPTS分组的分析结果，当接收所述单一节目的信息时，将该信息提供给PMT滤波器/选择器，
其中，所述MPTS-SPTS分离器包括：
所述PAT提取器/分析器，用于检测在由接收接口提供的MPEG-2 MPTS数据中的PAT分组；
PMT提取器/分析器，用于分析分别与存在于MPEG-2分组中的多个节目相对应的PMT的PID；
所述PMT滤波器/选择器，用于接收由用户选择的单一节目的信息；
分组端接器，用于去除与除了所选择节目之外的所有其它节目相关的分组；以及
分组插入器，用于通过从PAT中删除与所述其它节目相关的PID而保留与所选择节目相关的PMT的所述PID，并将改变的PAT插入到与选择的单一节目相对应的流中。
2.根据权利要求1所述的MPTS-SPTS分离装置，其特征在于所去除的分组为视频、音频或数据分组。
3.根据权利要求1所述的MPTS-SPTS分离装置，其特征在于所述装置为接收视频点播VOD、航空以及卫星广播中的至少一个的有线电视CATV广播台的一部分。
4.根据权利要求1所述的MPTS-SPTS分离装置，其特征在于所述装置为接收视频点播VOD、航空以及卫星广播中的至少一个的光线路终端OLT的一部分。
5.根据权利要求1所述的MPTS-SPTS分离装置，其特征在于PAT提取器/分析器参考MPTS分组的开销部分中的PID，以识别该MPTS分组是否为PAT分组。
6.根据权利要求1所述的MPTS-SPTS分离装置，其特征在于用户接口包括通用计算机的液晶显示器LCD和阴极射线管CRT监视器中的任一个。
7.根据权利要求1所述的MPTS-SPTS分离装置，其特征在于将该MPTS-SPTS分离装置安装于有线电缆系统中的有线电视TV广播台中。
8.根据权利要求1所述的MPTS-SPTS分离装置，其特征在于将该MPTS-SPTS分离装置安装于有源光网络AON的光线路终端OLT中。
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