Уплотнение заголовков пакетов транспортного потока

Уплотнение заголовков пакетов транспортного потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретения

[0001] Настоящее изобретение относится к уплотнению (сжатию) заголовка пакетов транспортного потока для передачи по сети цифрового вещания. В частности, настоящее изобретение относится к обратимому уплотнению заголовка пакета транспортного потока.

Предшествующий уровень техники

[0002] Сети цифрового вещания обеспечивают однонаправленную передачу данных, например, аудио, видео, текста субтитров, приложений и т.д. В сетях вещания обычно не существует обратных каналов от приемника к передатчику, что не позволяет применять адаптивные методы. В настоящее время в мире существует несколько семейств стандартов цифрового вещания. Например, в Европе приняты стандарты цифрового видеовещания (DVB). В целом, эти стандарты задают физический уровень и канальный уровень широковещательной системы. Определение физического и канального уровня зависит от транспортной среды, которая может представлять собой, например, спутниковый, кабельный или наземный канал. Соответственно, семейство стандартов DVB включает в себя DVB-S и DVB-S2 для спутниковой передачи, DVB-C и DVB-C2 для кабельной передачи, DVB-T и DVB-T2 для наземной передачи, и DVB-H для наземной передачи на карманные устройства.

[0003] Последний стандарт наземного цифрового вещания DVB-T2 является расширенной версией широко используемого стандарта DVB-T. Спецификации этих двух стандартов можно найти в непатентных источниках 1 и 2, соответственно. В отличие от стандарта DVB-T, стандарт DVB-T2 вводит, например, понятие магистральных потоков физического уровня (PLP), обеспечивает новые схемы прямого исправления ошибок, звездные диаграммы модуляции, увеличенные размеры символов OFDM и большее количество конфигураций пилот-сигнала.

Видеопотоки обычно кодируются с использованием стандарта с уплотнением, например, MPEG-2 или MPEG-4 часть 10 (H.264) и инкапсулируются в транспортный поток MPEG. Подробности, касающиеся транспортного потока (TS) MPEG, можно найти в непатентных источниках 3 и 4. Эти спецификации определяют механизм для мультиплексирования и синхронизации потоков аудио, видео и метаданных. В частности, поддерживаются следующие функции: (i) мультиплексирование множественных потоков в потоке постоянной битовой скорости, (ii) синхронизация потоков по декодированию, и (iii) управление буфером декодера.

[0004] В целом, сети цифрового вещания могут нести множественные транспортные потоки. Каждый транспортный поток может нести мультиплекс услуг (программ). Каждая услуга может дополнительно состоять из компонентов услуги, которые транспортируются в элементарных потоках.

[0005] Для передачи кодированного потока вещаемых данных по сети вещания, транспортный поток имеет постоянную битовую скорость и может включать в себя несколько элементарных потоков, например, потоки аудио, видео и данных. Транспортный поток постоянной битовой скорости содержит пакеты фиксированного размера, несущие данные элементарных потоков и информацию сигнализации, необходимую для идентификации программ и компонентов программы в транспортном потоке. Такие данные сигнализации включают в себя, например, таблицы информации, зависящей от программы (PSI), позволяющие приемнику/декодеру демультиплексировать элементарные потоки. Например, спецификация транспортного потока MPEG задает таблицу ассоциаций программы (PAT) и таблицу отображения (соотнесения) программы (PMT). Каждый мультиплекс транспортных потоков имеет одну PAT. PAT обеспечивает соответствие между каждой программой, идентифицированной посредством номера программы, и пакетами, несущими PMT, связанную с этой программой. Для каждой программы существует одна PMT. PMT обеспечивает соотнесение между программой и ее элементарными потоками и может содержать программу и описатели элементарных потоков. Помимо таблиц PSI, заданных спецификациями транспортных потоков, различные стандарты цифрового вещания, поддерживающие транспортные потоки задают дополнительные таблицы. В семействе стандартов DVB они именуются таблицами системной информации (SI). Некоторые таблицы системной информации являются обязательными в стандартах DVB, например, таблица сетевой информации (NIT), несущая информацию, касающуюся сети цифрового вещания и физической организации переносимых транспортных потоков.

[0006] Фиг. 1 иллюстрирует формат пакета 110 транспортного потока. Пакет 110 транспортного потока содержит 4-байтовый заголовок 120 и 184-байтовую полезную нагрузку 130. 4-байтовый заголовок 120 включает в себя 8 битов для последовательности 121 синхронизации, один бит для указателя 122 транспортной ошибки, один бит для указателя 123 начала участка полезной нагрузки, один бит для транспортного приоритета 124, 13 битов для идентификатора 125 пакета (PID), 2 бита для управления 126 скремблированием транспорта, 2 бита для контроля 127 поля адаптации, и 4 бита для счетчика 128 непрерывности.

[0007] Байт 121 синхронизации (синхробайт) является фиксированной последовательностью из 8 битов со значением "01000111" (0×47). Эта последовательность используется для определения границ между пакетами в системах, не имеющих других средств сигнализировать их.

[0008] Указатель 122 транспортной ошибки обычно задается на приемнике демодулятором, когда механизм исправления ошибок не дает результата, для указания декодеру, что пакет поврежден. Указатель 123 начала участка полезной нагрузки указывает, что новый пакетизированный элементарный поток или таблица PSI/SI начинается с этого пакета транспортного потока. Указатель 124 транспортного приоритета позволяет различать пакеты более высокого и более низкого приоритета среди пакетов с одинаковым идентификатором пакета (PID).

[0009] Поле 125 PID идентифицирует источник данных пакета транспортного потока. Каждый пакет транспортного потока может нести только данные из единичного/ой элементарного потока или таблицы PSI/SI. Каждый/ая элементарный поток и таблица PSI/SI уникально связан/а с PID. Таким образом, поле PID используется декодером для выделения таблиц PSI/SI и нужных элементарных потоков из мультиплексированного транспортного потока. Значения PID от 0×0000 до 0×000F зарезервированы. Значение PID 0×1FFF указывает пакеты NULL. Пакеты NULL представляют особый тип пакетов стаффинга, которые не несут данных, но необходимы, например, для асинхронного мультиплексирования элементарных потоков и таблиц PSI/SI в транспортный поток постоянной битовой скорости.

[0010] Управление 126 скремблированием транспорта сигнализирует, применяется ли скремблирование и какого рода. Контроль 127 поля адаптации указывает, присутствует ли поле адаптации и/или полезная нагрузка в пакете транспортного потока.

[0011] Счетчик 128 непрерывности - это порядковый номер пакета в транспортном потоке. Значение счетчика непрерывности увеличивается для каждого пакета транспортного потока с одним и тем же PID. Синтаксис транспортного потока допускает передачу дублированных пакетов, и счетчик непрерывности допускает идентификацию таких дублированных пакетов, имеющих один и тот же PID, путем связывания с дублированными пакетами одного и того же значение счетчика непрерывности. Здесь, "дублированный пакет" означает повторение предыдущего пакета с одним и тем же значением ID. Счетчик непрерывности ведет отсчет по модулю 16, т.е. возвращается к нулю после достижения своего максимального значения 15.

[0012] В целом, сети вещания цифрового видео могут нести множественные транспортные потоки. Каждый транспортный поток может нести мультиплекс услуг вещания цифрового видео (программ). Каждая услуга может дополнительно состоять из компонентов услуги, которые транспортируются в элементарных потоках, где элементарный поток идентифицируется идентификатором пакета PID. Все пакеты транспортного потока, принадлежащие одному и тому же элементарному потоку, имеют одно и то же значение PID. Услугой вещания может быть, например, телевизионная программа, которая может включать в себя один или более аудиокомпонентов и один или более видеокомпонентов. Множественные аудиокомпоненты может нести речь на разных языках. Альтернативно, множественные аудиокомпоненты и множественные видеокомпоненты могут нести один и тот же аудио- и видеоконтент соответственно, но кодироваться с разными уровнями надежности.

[0013] Байт синхронизации в заголовке пакета транспортного потока передается только в системах, более низкие уровни которых не имеют никаких средств для различения границ между пакетами. Однако в системах, располагающих такими средствами, например DVB-T2, байт синхронизации не передается. В некоторых других случаях, дополнительные поля сигнализации могут оказываться избыточными, поскольку их можно извлекать, например, из информации сигнализации, обеспечиваемой на более низких уровнях. Передача таких полей сигнализации без необходимости снижает эффективность сети цифрового вещания.

Библиография

Непатентные источники

[0014] [NPL 1] стандарт ETSI EN 302 755, "Frame Structure Channel Coding and Modulation for a Second Generation Digital Terrestrial Television Broadcasting System (DVB-T2)".

[NPL 2] стандарт ETSI и т.д. 300 744, "Digital Broadcasting Systems for Television, Sound and Data Services: Frame Instructor, Channel Coding and Modulation for Digital Terrestrial Television".

[NPL 3] ISO/IEC 13818-1, "Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio Information: Systems".

[NPL 4] Рекомендация ITU H.222.0, "Generic coding of moving Pictures and Associated Audio information: Systems".

Сущность изобретения

[0015] Задачей настоящего изобретения является обеспечение эффективной передачи и приема данных цифрового вещания в сети цифрового вещания посредством уплотнения заголовка пакетов транспортного потока. Это достигается посредством признаков, указанных в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

[0016] Особый подход настоящего изобретения состоит в замене, на стороне передатчика, поля идентификатора пакета в заголовке пакета транспортного потока, соотносимого, согласно идентификатору пакета, с конкретным магистральным потоком физического уровня, более коротким полем, именуемым, например, коротким идентификатором пакета, длина которого может составлять всего один бит. Еще один особый подход настоящего изобретения состоит в восстановлении, соответственно, на стороне приемника, идентификатора пакета путем замены упомянутого короткого идентификатора пакета первоначальным идентификатором пакета.

[0017] Замена первоначального идентификатора пакета полной длины более коротким идентификатором пакета сокращает количество битов заголовка, передаваемых для каждого пакета транспортного потока, что позволяет более эффективно использовать ресурсы в системе цифрового вещания.

[0018] В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ передачи, в сети цифрового вещания, данных цифрового вещания в форме пакетов транспортного потока фиксированной длины. Способ включает в себя идентификацию заголовка пакета транспортного потока, причем упомянутый заголовок включает в себя идентификатор пакета заранее заданной длины, превышающей один бит. Пакет транспортного потока маршрутизируется в магистральный поток физического уровня в соответствии с заранее заданным отображением, указывающим соответствие между значениями идентификатора пакета и одним или более магистральными потоками физического уровня, причем в отображении, в каждый из магистральных потоков физического уровня маршрутизируются только один или более пакетов транспортного потока с одним значением идентификатора пакета. Идентификатор пакета упомянутого пакета транспортного потока заменяется однобитовым коротким идентификатором пакета. Упомянутый короткий идентификатор пакета указывает, является ли пакет пакетом NULL или пакетом данных.

[0019] Поле идентификатора пакета PID обычно имеет длину 13 битов. На основании своего значения PID, пакет транспортного потока соотносится с магистральным потоком физического уровня согласно заранее заданной таблице отображения, которая сигнализируется приемнику. Пакеты, соотнесенные с другими PLP, преимущественно заменяются пакетами NULL. Таким образом, существующие пакеты NULL сохраняются во всех PLP.

[0020] Если PLP содержит пакеты только с одним единственным PID, короткий идентификатор пакета может иметь длину всего лишь один бит, поскольку нужно проводить различие между пакетами NULL и пакетами данных одного типа. В этом случае короткий идентификатор пакета можно альтернативно именовать указателем пакета NULL.

[0021] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предусмотрено устройство для передачи данных цифрового вещания в сети цифрового вещания в форме пакетов транспортного потока фиксированной длины. Устройство содержит блок выделения для идентификации заголовка пакета транспортного потока, причем заголовок включает в себя идентификатор пакета заранее заданной длины, которая превышает один бит. Устройство дополнительно содержит демультиплексор для маршрутизации упомянутого пакета транспортного потока в магистральный поток физического уровня в соответствии с заранее заданным отображением, указывающим соответствие между значениями идентификатора пакета и одним или более магистральными потоками физического уровня, причем в отображении, в каждый из магистральных потоков физического уровня маршрутизируются только один или более пакетов транспортного потока с одним и тем же значением идентификатора пакета. Устройство дополнительно содержит блок уплотнения заголовка для замены идентификатора пакета в заголовке упомянутого пакета транспортного потока однобитовым коротким идентификатором пакета. Короткий идентификатор пакета указывает, по меньшей мере, является ли упомянутый пакет транспортного потока пакетом NULL.

[0022] Значение идентификатора пакета (поле PID) указывает источник данных, включенных в пакет транспортного потока. Источником данных является либо элементарный поток, либо таблица PSI/SI. Все пакеты транспортного потока, принадлежащие одному и тому же элементарному потоку или таблице PSI/SI, имеют одно и то же значение PID. Таблицы PSI/SI сигнализируют информацию, связанную с транспортным потоком и системой, в которой он переносится. Информация, содержащаяся в таблицах PSI, например, описывает данные, мультиплексируемые в транспортном потоке, что позволяет правильно демультиплексировать на приемнике отдельные элементарные потоки в транспортном потоке.

[0023] Термин "пакет NULL" означает пакет транспортного потока, который не содержит информации и не передается. Пакеты NULL могут присутствовать в транспортном потоке, например, для сохранения информации об относительной позиции пакетов данных.

[0024] Замена 13-битового поля PID однобитовым коротким PID (указателем пакета NULL) сокращает длину заголовка пакета транспортного потока, но все же позволяет проводить различие между пакетами NULL и пакетами данных. Существенное условие состоит в том, что все пакеты данных имеют один и тот же PID. Идентификация пакетов NULL важна для обеспечения возможности их вставки на приемнике согласно сигнализируемой информации.

[0025] На приемнике, короткий PID заменяется первоначальным 13-битовым PID. Если короткий PID указывает пакет NULL, то PID принимает заранее определенное значение идентификатора пакета для пакетов NULL, 0×1FFF.

[0026] Заголовок пакета транспортного потока дополнительно включает в себя счетчик непрерывности, который указывает порядковый номер пакета транспортного потока в элементарном потоке. Счетчик непрерывности обычно имеет 4 бита.

[0027] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, счетчик непрерывности заменяется предпочтительно однобитовым указателем дублированного пакета, который указывает, является ли пакет транспортного потока повторением предыдущего пакета с тем же самым значением PID. Эта подстановка дополнительно сокращает длину заголовка пакета транспортного потока, в то же время, позволяя идентифицировать дублированные пакеты. Подстановка возможна, поскольку пакеты транспортного потока не могут быть потеряны или переупорядочены в передаче цифрового вещания.

[0028] Заголовок пакета транспортного потока дополнительно включает в себя однобитовый указатель транспортной ошибки для сигнализации, произошла ли неисправимая ошибка в ходе передачи пакета транспортного потока.

[0029] В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, указатель транспортной ошибки удаляется из заголовка пакета транспортного потока на передатчике. Удаление указателя транспортной ошибки дополнительно сокращает длину заголовка пакета. Указатель транспортной ошибки можно удалять, поскольку он установлен демодулятором на принимающей стороне.

[0030] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ для приема данных цифрового вещания в сети цифрового вещания в форме пакетов транспортного потока фиксированной длины. Пакет транспортного потока выделяется из магистрального потока приема физического уровня, и его заголовок идентифицируется. В соответствии с отображением, указывающим соответствие между значениями идентификатора пакета и одним или более магистральными потоками физического уровня, определяется значение идентификатора пакета для выделенного пакета транспортного потока, причем идентификатор пакета имеет заранее заданную длину множества битов. В заголовке выделенного пакета транспортного потока, короткий идентификатор пакета, который указывает, по меньшей мере, является ли пакет пакетом NULL, заменяется определенным первоначальным идентификатором пакета, который длиннее короткого идентификатора пакета.

[0031] Предпочтительно, короткий идентификатор пакета является однобитовым указателем пакета NULL. Если указатель пакета NULL не установлен, то указатель пакета NULL в заголовке принятого пакета заменяется упомянутым первоначальным 13-битовым PID. Если указатель пакета NULL установлен, указатель пакета NULL заменяется заранее заданным 13-битовым PID для пакетов NULL (1_1111_1111_1111, или 0×1FFF, указанным в спецификации транспортном потоке).

[0032] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предусмотрено устройство для приема в сети цифрового вещания данных цифрового вещания в форме пакетов транспортного потока фиксированной длины. Устройство приема содержит блок выделения для идентификации заголовка пакета транспортного потока, выделенного из магистрального потока приема физического уровня. Устройство дополнительно содержит блок извлечения заголовка для определения, в соответствии с отображением, указывающим соответствие между значениями идентификатора пакета и одним или более магистральными потоками физического уровня, значения идентификатора пакета для выделенного пакета транспортного потока. Значение идентификатора пакета имеет заранее заданную длину множества битов. Устройство приема дополнительно содержит блок уплотнения заголовка, способный заменять, в заголовке выделенного пакета транспортного потока, короткий идентификатор пакета, который указывает, по меньшей мере, является ли пакет пакетом NULL, определенным идентификатором пакета, который длиннее короткого идентификатора пакета.

[0033] Способ приема предпочтительно содержит определение значения счетчика непрерывности, обычно имеющего длину 4 бита. Определенный счетчик непрерывности преимущественно используется для замены однобитового указателя дублированного пакета в заголовке принятого пакета транспортного потока.

[0034] В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, в заголовок принятого пакета транспортного потока можно вставлять указатель транспортной ошибки. Значение указателя транспортной ошибки можно устанавливать в соответствии с результатом прямого исправления ошибок, осуществляемого на приемнике.

[0035] В соответствии с преимущественным вариантом осуществления настоящего изобретения, идентификатор пакета имеет длину 13 битов и уплотняется до однобитового указателя пакета NULL. Счетчик непрерывности имеет длину 4 бита и заменяется однобитовым указателем дублированного пакета. Указатель транспортной ошибки удаляется. Предпочтительно, 8-битовая последовательность синхронизации (синхробайт) также удаляется.

[0036] Благодаря замене идентификатора пакета и счетчика непрерывности и удалению указателя транспортной ошибки длина заголовка пакета транспортного потока сокращается до двух байтов. Если синхробайт не передается, результирующая длина заголовка составляет всего лишь один байт.

[0037] В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, указатель уплотнения заголовка сигнализируется для каждого магистрального потока физического уровня. Указатель уплотнения заголовка указывает, уплотнен ли заголовок пакетов транспортного потока, передаваемый в каждом магистральном потоке физического уровня, с использованием какого-либо из вышеупомянутых методов уплотнения заголовка. Предпочтительно, указатель уплотнения заголовка включен в петлю PLP, которая входит в состав сигнализации уровня 1 (сигнализации физического уровня). Альтернативно, указатель уплотнения заголовка может сигнализироваться в заголовке соответствующих пакетов, в которые инкапсулированы пакеты транспортного потока, например, кадров немодулированного сигнала (как в случае DVB-T2). Это позволяет поддерживать в одной и той же системе пакеты транспортного потока одновременно с уплотненными и неуплотненными заголовками.

[0038] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предусмотрен машиночитаемый носитель, на котором воплощен машиночитаемый программный код, причем программный код предназначен для выполнения настоящего изобретения.

[0039] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предусмотрена система для переноса данных цифрового вещания с передающей стороны на принимающую сторону, содержащая вышеописанное устройство передачи, широковещательный канал и вышеописанное устройство приема. Широковещательный канал может формироваться любыми средами, например, кабелем, спутниковым каналом, наземным беспроводным каналом и т.д. Устройством приема может быть цифровой телевизор, телевизионная приставка, персональный компьютер или портативный компьютер, снабженный приемником цифрового вещания, карманное устройство или любое другое устройство.

[0040] Вышеуказанные и другие задачи и признаки настоящего изобретения будут прояснены в нижеследующем описании и предпочтительных вариантах осуществления, приведенных совместно с прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

[0041] Фиг. 1 - схематический чертеж, иллюстрирующий фиксированный формат пакета транспортного потока и его заголовок в соответствии со спецификацией транспортного потока MPEG.

Фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая понятие магистрального потока физического уровня, используемое в стандарте DVB-T2.

Фиг. 3 - схематический чертеж, иллюстрирующий формат кадра немодулированного сигнала для системы DVB-T2.

Фиг. 4 - схематический чертеж, иллюстрирующий использование пакетов NULL в транспортном потоке, до и после соотнесения с магистральными потоками физического уровня.

Фиг. 5 - схематический чертеж, иллюстрирующий пример уплотнения заголовка пакета транспортного потока в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 6A - блок-схема, иллюстрирующая пример передатчика цифрового вещания в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 6B - блок-схема, иллюстрирующая пример приемника цифрового вещания в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 7 - схематический чертеж, иллюстрирующий пример системы цифрового вещания для применения настоящего изобретения.

Фиг. 8 иллюстрирует структуру передатчика 800.

Фиг. 9 иллюстрирует структуру кадра физического уровня.

Фиг. 10 иллюстрирует структуру приемника 1000.

Фиг. 11 - схематический чертеж, иллюстрирующий пример принимающего устройства.

Фиг. 12 - схематический чертеж, иллюстрирующий структуру мультиплексированных данных.

Фиг. 13 - схематический чертеж, иллюстрирующий, как мультиплексируется каждый поток.

Фиг. 14 - схематический чертеж, подробно иллюстрирующий, как видеопоток сохраняется в последовательности пакетов PES.

Фиг. 15 - схематический чертеж, иллюстрирующий формат пакета TS и исходного пакета, присутствующих в мультиплексированных данных.

Фиг. 16 - схематический чертеж, иллюстрирующий структуру данных PMT.

Фиг. 17 - схематический чертеж, иллюстрирующий внутреннюю структуру мультиплексированных данных.

Фиг. 18 - схематический чертеж, иллюстрирующий внутреннюю структуру информации атрибутов потока.

Фиг. 19 - схематический чертеж, иллюстрирующий пример структуры устройства воспроизведения видео и вывода аудио.

Описание вариантов осуществления

[0042] Настоящее изобретение обеспечивает уплотнение заголовка пакета транспортного потока для повышения эффективности передачи в сети цифрового вещания.

[0043] Способ/устройство по настоящему изобретению можно применять к пакетам транспортного потока MPEG, передаваемым по сети широковещания. Способ/устройство может сокращать размер пакета транспортного потока до двух байтов. Это достигается путем замены и/или удаления некоторых полей в заголовке пакета транспортного потока. Уплотнение является уплотнением без потерь (обратимым) и осуществляется на стороне передатчика. Соответственно, на стороне приемника, первоначальные заголовки пакетов можно восстанавливать с использованием информации сигнализации, передаваемой совместно с фактическими данными.

[0044] Как показано на фиг. 1, самым длинным полем заголовка 120 пакета транспортного потока является 13-битовый идентификатор 125 пакета PID. Поле PID указывает источник данных, переносимых упомянутым пакетом транспортного потока. Применительно к цифровому вещанию, источником данных может быть, например, конкретный элементарный поток или таблица, содержащая информацию, зависящую от программы, или системную информацию (таблица PSI/SI). Таблицы PSI содержат информацию, необходимую приемнику для правильного демультиплексирования элементарных потоков программ в мультиплексе транспортных потоков. Длину PID можно сократить, если система более низкого уровня допускает соответствующую идентификацию источника данных.

[0045] Некоторые системы, например, последнего стандарта DVB-T2, используют понятие магистральных потоков физического уровня (PLP). Магистральные потоки физического уровня позволяют мультиплексировать множественные параллельные потоки данных на физическом уровне. Обработка для множественных потоков данных может конфигурироваться отдельно посредством выбора, например, скорости кодирования прямого исправления ошибок (FEC), размера звездной диаграммы модуляции, длины перемежения и других параметров физического уровня. Раздельная конфигурируемость магистральных потоков физического уровня позволяет обеспечивать разные уровни надежности для каждого отдельного магистрального потока физического уровня.

[0046] Фиг. 2 схематически иллюстрирует традиционную сторону передатчика, которая использует магистральные потоки физического уровня, например, передатчик DVB-T2. Транспортный поток, содержащий пакеты 201 фиксированного размера, вводится в демультиплексор 210. Согласно идентификатору 125 пакета PID, на демультиплексоре пакеты транспортного потока маршрутизируются (отображаются) в соответствующие магистральные потоки 220 физического уровня и дополнительно обрабатываются. Отображение между PID 125 и PLP 220 является фиксированным, т.е. не изменяется в ходе передачи, и сигнализируется с передатчика на приемник с использованием специальных ресурсов (полей) сигнализации. Множественные магистральные потоки 220 физического уровня можно обрабатывать параллельно.

[0047] В системах цифрового вещания, которые используют магистральные потоки физического уровня, каждая услуга (программа) может передаваться в своем собственном магистральном потоке физического уровня. Это обеспечивает сокращение объема данных, подлежащих демодуляции на приемнике, при условии, что одновременно потребляется только одна услуга, поскольку приемнику нужно демодулировать только данные, переносимые в соответствующем единичном магистральном потоке физического уровня.

[0048] Обработка 220 магистральных потоков физического уровня включает в себя входную обработку 250, кодирование 260 прямого исправления ошибок (FEC), отображение 270 звездной диаграммы и перемежение 280. При осуществлении входной обработки 250, пакеты транспортного потока преобразуются в надлежащим образом форматированный битовый поток, который затем кодируется и соотносится с ресурсами физического уровня. Базовая структура данных на физическом уровне известна как кадр немодулированного сигнала. Входная обработка 250 преобразует пакеты транспортного потока в кадры немодулированного сигнала, которые, совместно с байтами четности, генерируемыми кодом прямого исправления ошибок (FEC), дополнительно строят кодированные блоки FEC. Кадры немодулированного сигнала имеют фиксированную длину, которая зависит от конкретного используемого кодирования FEC.

[0049] Фиг. 3 иллюстрирует кадр 303 немодулированного сигнала, который также можно найти в DVB-T2, с заголовком 320, полем 340 данных и заполнением 350. Каждый кадр немодулированного сигнала имеет заголовок 320 фиксированного размера, содержащий информацию сигнализации, необходимую для идентификации границ пакетов транспортного потока, инкапсулированных в полезную нагрузку кадра немодулированного сигнала. Заголовок кадра немодулированного сигнала включает в себя, например, так называемое поле SYNCD, которое указывает смещение относительно начала полезной нагрузки 340 пакета немодулированного сигнала к началу первого полного пакета транспортного потока в полезной нагрузке пакета немодулированного сигнала. Это проиллюстрировано на фиг. 3 как участок 302 данных 340 немодулированного сигнала, участок 302 данных, включающий в себя остаток 330 последнего пакета транспортного потока, который, возможно, начался в предыдущем кадре немодулированного сигнала, причем остаток 330 имеет длину, указанную значением SYNCD. Участок 302 данных 340 дополнительно включает в себя множество пакетов 110 транспортного потока, не обязательно целое число.

[0050] Заголовок 320 кадра 303 немодулированного сигнала дополнительно включает в себя указатель (DFL) длины поля данных, который указывает длину (число байтов) полезной нагрузки 340 кадра немодулированного сигнала, занятой фактическими данными. Оставшиеся байты до конца кадра 303 немодулированного сигнала фиксированного размера являются байтами 350 заполнения. Длина поля данных требуется для того, чтобы отличать полезную нагрузку 340 от заполнения 350 в кадре немодулированного сигнала. Заполнение 350 необходимо, поскольку данные полезной нагрузки (пакеты транспортного потока) обычно не полностью заполняют последний кадр немодулированного сигнала, что демонстрирует группа 301, включающая в себя пять кадров немодулированного сигнала.

[0051] В каждом кадре передачи физического уровня, передается целое число кадров немодулированного сигнала. Кадр немодулированного сигнала также является блоком FEC (прямого исправления ошибок). Типичные схемы блочного кодирования FEC включают в себя LDPC и BCH, которые также используются в DVB-T2. Это приводит к добавлению в каждый кадр немодулированного сигнала битов четности, объем которых определяется выбранной скоростью кодирования FEC.

[0052] Отображение 270 звездной диаграммы означает применение модуляции к кодированным блокам FEC, с образованием комплексных символов. Обычно, это модуляция QAM, например, 16, 64 или 256 QAM. Наконец, комплексные символы, генерируемые отображением 270 звездной диаграммы, подвергаются частотному перемежению и/или временному перемежению путем перемежения 280 для улучшения частотного и/или временного разнесения. Перемеженные комплексные символы из разных магистральных потоков физического уровня затем соотносятся 230 с кадрами физического уровня. Затем кадры физического уровня модулируются 240 с использованием, например, мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) и обеспечиваются для передачи в сети цифрового вещания. Параметры для вышеописанных этапов обработки сигнализируются на приемник как часть сигнализации уровня 1 (сигнализации физического уровня).

[0053] Поскольку сигнализация на более низких уровнях допускает идентификацию первого пакета транспортного потока в кадре немодулированного сигнала, приемник способен правильно выделять пакеты, синхробайт не требуется передавать в вышеописанной системе.

[0054] Что касается соотнесения пакетов с магистральными потоками физического уровня (отображения PID в PLP), пакеты транспортного потока с одним и тем же PID соотносятся с одним и тем же PLP. Однако PLP, в целом, может нести пакеты транспортного потока с множественными разными PID. Соотнесение PID с PLP является фиксированным, т.е. не изменяется динамически в ходе передачи. Существует два предельных случая соотнесения:

(i) все пакеты TS переносятся в единичном PLP вне зависимости от их PID, и

(ii) каждый PID переносится в своем собственном PLP.

[0055] В большинстве случаев, реальная система будет содержать PLP, который несет пакеты с разными значениями PID, а также PLP, который несет пакеты только с одним PID.

[0056] Согласно настоящему изобретению, с одним PLP соотносятся только пакеты транспортного потока, имеющие одно и то же значение PID. Если PLP несет пакеты только с одним значением PID, поле PID в каждом пакете не требуется передавать, поскольку оно не содержит информации. Передатчик передает таблицу отображения (отображение PID в PLP), указывающую соответствие между значениями PID и одним или более PLP. Его значение можно восстанавливать на приемнике из фиксированной таблицы отображения PID в PLP, сигнализируемой передатчиком. Например, такая система может нести все пакеты PSI/SI в одном общем PLP, и каждый компонент программы (элементарный поток) в своем собственном отдельном PLP.

[0057] Также, если передатчик и приемник совместно используют заранее заданный фиксированный метод отображения (соотнесения PID с PLP), приемник может восстанавливать значение PID без необходимости в передаче таблицы отображения PID в PLP с передатчика на приемник.

[0058] Как описано выше, даже если PLP несет пакеты только с одним PID, пакеты NULL по-прежнему присутствуют для сохранения первоначальных позиций пакетов. Пакеты NULL имеют заранее заданный PID 0×1FFF (все единицы). Пакеты NULL являются пакеты стаффинга, которые не несут информации, но необходимы для мультиплексирования элементарных потоков переменной битовой скорости в транспортный поток постоянной битовой скорости. Чтобы метки времени, генерируемые на передатчике могли сохранять свой смысл на приемнике, модель системы транспортных потоков требует постоянной сквозной задержки в цепи, образованной модулятором, каналом и демодулятором. Метки времени критичны для относительной синхронизации компонентов услуги.

[0059] На фиг. 4 показано соотнесение пакетов транспортного потока (TS) с PLP согласно их PID в настоящем изобретении. Пакеты, которые соотносятся с конкретным PLP, заменяются пакетами NULL во всех других PLP, которые несут пакеты, принадлежащие одному и тому же транспортному потоку. Пакеты NULL нужны для сохранения битовой скорости первоначального транспортного потока во всех PLP, которые несут пакеты из этого транспортного потока. На фигуре, PID 1-4 обозначают пакеты транспортного потока с первым, вторым, третьим и четвертым значением PID, соответственно. Транспортные пакеты, помеченные как NULL, являются пакетами 410 NULL. Поскольку пакеты 410 NULL не содержат информации, их не нужно передавать. Их присутствие, однако, должно сигнализироваться, чтобы их можно было повторно вставлять в первоначальных позициях на приемнике. Это гарантирует отсутствие влияния на относительную позицию пакетов транспортного потока, благодаря чему, сквозная задержка остается постоянной.

[0060] В DVB-T2 пакеты NULL удаляются до их передачи, но количество последовательно удаленных пакетов NULL сигнализируется с использованием особого байта после каждого пакета данных. При наличии более 255 последовательных пакетов NULL, будет передан 256-й пакет NULL. Поэтому, даже после этапа удаления пакетов NULL, пакеты NULL все еще могут существовать.