数字接收器和对应的数字发送系统服务器

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数字接收器和对应的数字发送系统服务器\n技术领域\n[0001] 本发明总地涉及数字电视分发并且尤其涉及通过多个分发网络的传输。\n背景技术\n[0002] 本部分意图向读者介绍可能与下面描述和/或要求保护的本发明的各个方面有关的领域的各个方面。相信本讨论有助于向读者提供背景信息以促进更好地理解本发明的各个方面。相应地，应当理解要鉴于此来阅读这些陈述，并且不是对现有技术的承认。\n[0003] 通信系统通常经历传输错误。在广播系统中，使用纠错来改进传输的鲁棒性。基于附加冗余信息的前向纠错(FEC)在不需要重复信息并且不需要使用返回信道的情况下执行纠错。FEC一般用在通信网络上，诸如地面、移动或者卫星网络。另一校正模式使用重复，其中向接收器传送数据若干次。可以按接收器的要求执行重复，其中接收器检测错误并且向发送器请求重复。当返回信道可用时，这是可能的。接收器使用返回信道来向发送器传送用于重复丢失的或者损坏的信息的请求。\n[0004] 在数字电视领域，也被称作机顶盒的电视解码器用于访问利用加密进行发送并且在解码器内解密的一组电视频道。电视解码器是电视信号发送系统(特别是MPEG和DVB格式的数字电视信号)和显示监视器之间的接口单元。向这些解码器广播电视传输的发送装置可以是服务区域或者因特网网络的标准的天线发送部件、同轴电缆、光缆、重传卫星。解码器包括用以接收发送信号的接收部件以及用以将接收信号变换为可以直接应用于显示设备命令单元的信号的格式化单元。解码器还通常包括错误检测和纠错部件。它们受制于(bound to)广播发送部件。具体地，在卫星发送系统中，可以使用前向纠错。在通过因特网协议的发送中，可以使用重传。\n[0005] 现今的机顶盒适配为从至少两个网络(诸如因特网和地面发送系统)接收内容。\n通常在广播网络中发送广播视频，因特网网络用于交互服务。当从单向地面分发网络中接收视频内容时，使用在该分发网络上可用的前向纠错机制。然而，传输FEC分组对于分发网络可能是繁重的并且成本高。最小化错误控制对广播网络的影响将是有价值的。\n发明内容\n[0006] 本发明试图通过使用在接收器处可用的网络之间的协作(synergy)来提供纠错方法，从而弥补与现有技术联系的至少一些担忧。\n[0007] 本发明涉及数字接收器中的纠错方法，包括以下步骤：以分组序列(300)接收(S1)来自广播网络(109)的数据信息，检测(S2)分组序列(300)中的、是损坏分组的第一分组，识别第一分组的分组标识符(418)以及序列号码(416)，在第二网络上请求(S3)接收标识有序列号码(416)并且包括所述第一分组的传输分组，以及从第二网络接收(S4)嵌入在传输分组中的第一分组。\n[0008] 有利地，本发明的方法使得接收器能够使用第二网络来执行错误控制。然后单独使用第一网络用于数据分发。具体地，本发明允许同步在两个网络上的分组传输，其中同步允许接收器将在第一网络上传送的分组与在第二网络上传送的分组匹配。具体地，本发明借助第二网络允许接收器执行对损坏分组的校正。\n[0009] 此外，本发明的方法允许在接收器处执行实时纠错用于流传输内容。\n[0010] 本发明的另一个目的是数字接收器的纠错方法，包括以下步骤：以分组序列(300)接收(S’1)来自广播网络(109)的数据信息；从第二网络接收(S’2)嵌入到传输分组的纠错分组；检测(S’3)分组序列(300)中的第一分组，第一分组是损坏分组；识别第一分组的分组标识符(418)以及序列号码(416)，序列号码(416)适配为使得接收器能够将多个分组嵌入到与传输协议对应的虚拟传输分组，虚拟传输分组利用序列号码(416)识别，如同使用传输协议发送分组的序列一样；以及利用被嵌入到具有所述序列号码的传输分组的纠错码来恢复(S’4)具有该序列号码的虚拟传输分组。\n[0011] 由此，本发明可替代地允许从与第一网络同步的第二网络获得纠错，使得接收器可以容易地将纠错分组与损坏分组匹配。\n[0012] 根据本发明的实施例，纠错码是前向纠错码。\n[0013] 根据本发明的实施例，分组序列的分组是MPEG2传输流分组。\n[0014] 根据本发明的实施例，第二网络是因特网协议型网络。\n[0015] 根据本发明的实施例，传输协议是RTP并且虚拟传输分组是RTP分组。\n[0016] 发明的另一个目的是一种接收器设备，包括：第一网络接口，适配为以分组序列接收来自第一网络的第一数据信息，分组包括至少一个标识符；第二网络接口，适配为发送并且从第二网络接收第二数据信息；检测器，检测发送错误；以及校正器，校正检测到的发送错误。检测器适配为将多个分组嵌入到与传输协议对应的虚拟传输分组，虚拟传输分组利用序列号码识别，如同使用传输协议发送分组序列一样，并且在分组序列中检测到损坏分组时，在启动传输协议的第二网络上请求接收标识有损坏分组中包括的序列号码的传输分组。\n[0017] 本发明的另一个目的是一种接收器设备，包括：第一网络接口，适配为以分组序列接收来自第一网络的数据信息，分组包括至少一个标识符；第二网络接口，适配为从第二网络接收纠错分组；检测器，检测所述分组序列中的损坏分组，所述损坏分组包括序列号码；\n以及校正器，用于校正检测到的发送错误。校正器适配为将多个分组嵌入到与传输协议对应的虚拟传输分组，虚拟传输分组利用序列号码标识，就像使用传输协议发送分组序列一样；并且在分组序列中检测到损坏分组时，利用被嵌入到具有序列号码的传输分组的纠错码来恢复具有该序列号码的虚拟传输分组。\n[0018] 下面阐述与公开的实施例范围相当的某些方面。应该理解，呈现这些方面仅仅向读者提供本发明可能采用的某些形式的简要概述以及这些方面不意图限制本发明的范围。\n实际上，本发明可以涵盖可能在下面没有阐述的各个方面。\n附图说明\n[0019] 参考附图的、借助于以下的决不是限制性的实施例和执行示例将更好地理解和例示本发明，在附图中：\n[0020] -图1例示根据本发明实施例的双链路接收器架构；\n[0021] -图2是根据本发明实施例的系统；\n[0022] -图3描绘根据实施例的视听分组；\n[0023] -图4描述根据实施例的虚拟RTP分组；\n[0024] -图5例示根据本发明实施例的服务器；\n[0025] -图6描述根据实施例的虚拟RTP分组；\n[0026] -图7是本发明实施例的方法的流程图；以及\n[0027] -图8是本发明另一个实施例的方法的流程图。\n具体实施方式\n[0028] 应该理解已经简化本发明的附图和描述来例示与清楚理解本发明相关的要素，同时为了简要的目的，消除在典型数字多媒体内容传递方法和系统中发现的很多其他要素。\n然而，因为这样的要素在本领域是熟知的，所以在此不提供对这样的要素的详细讨论。在此的公开针对本领域技术人员已知的所有这样的变型和修改。\n[0029] 示例性实施例在MPEG2传输流错误控制的框架范围内，但是本发明不限于这样的具体环境并且可以应用在其中在两个网络之间同步分组传输的其他框架内。\n[0030] 利 用“Information Technology，Generic coding of moving pictures and associated audio information：Systems，Second edition 2000-12-01” 的 ISO IEC \n13818-1标准定义也表示为MPEG2-TS的MPEG2传输流。\n[0031] 图2表示根据本发明实施例的发送系统。该系统包括服务器211，其适配为通过单向广播网络209向至少一个连接到广播网络209的双链路数字机顶盒212、213、214、215广播MPEG2-TS分组。服务器211和机顶盒212、213、214、215还连接到双向网络210。根据实施例，广播网络是兼容DVB-T标准家族的地面广播网络。双向网络是因特网协议型网络，适配为传输被表示为RTP流的实时传输协议流，并且兼容RFC 3550。具体地，双向网络是因特网网络。在变型实施例中，广播网络可以是任何类型的广播网络。数字机顶盒212、\n213、214、215中的任一个意图通过网络209接收从服务器211广播的音频/视频节目。它们中的任一个可能接收到损坏信息，而网络209上的其他机顶盒在没有干扰的情况下接收信息。\n[0032] 在通过广播网络209发送期间，在机顶盒212、213、214、215之一检测到错误的情况下，如在以下各种实施例中描述地，执行纠错。\n[0033] 在图3中图示MPEG2-TS分组300。其包括首标301、自适应字段302和有效载荷303。分组首标301包括关于分组内容的信息：节目标识符(PID)304和连续计数器(CC)305。分组的有效载荷303中携带的音频/视频数据属于所述节目标识符304标识的视听节目。连续计数器305对于与给定节目标识符对应的每个广播分组递增。自适应字段\n302通常包括私有数据字段。根据实施例的私有数据字段包括序列号码306、最后分组标志\n307和TS号码308。私有数据字段用于携带在图4和图6中表示的虚拟RTP分组400的RTP序列号码，其将在通过RTP、具体是通过双向网络传输MPEG2流的情况下使用。序列号码306对于传送的每个虚拟RTP数据分组递增1，并且由接收器用于检测分组丢失以及恢复分组序列。为了能够在虚拟RTP分组的开始或者结束时检测分组的丢失，在虚拟RTP分组内使用附加字节来携带last_byte标志和TS分组号码。序列号码则使得接收器能够建立携带这些视听流的虚拟RTP分组。\n[0034] 当不需要其他自适应字段时，自适应字段则向TS分组带来附加的6个字节(自适应字段长度＝1字节+标志＝1字节+私有数据长度＝1字节+seq nb＝2字节+last_packet_flag&TS_packet_nd＝1字节)。当自适应字段已经呈现在分组中时，其包括4个附加字节(私有数据长度＝1字节+spq nb＝2字节+last_packet_flag&TS_packet_nb＝1字节)。\n[0035] 图4图示嵌入如图3图示的MPEG2-TS分组的虚拟RTP分组400。RTP首标401的RTP序列号码402对应于嵌入的RTP分组401-409的序列号码416。\n[0036] 图6图示包括4个MPEG2-TS分组的虚拟RTP分组。在RTP首标中指示的RTP序列号码是11。其还在每个MPEG2-TS自适应字段中进行指示。MPEG2-TS分组包括PID值100或者200，并且每个用它们的连续计数器(CC)值来标识。TS_nb从1到4递增。将最后分组last_flag值设置为1来指示它是RTP分组的最后分组。\n[0037] 图1是根据本发明的第一实施例的MPEG2-TS接收器112的框图。接收器112通过第一网络接口101连接到广播网络109并且通过第二网络接口102连接到双向网络110。\n视听信息从服务器111传送并且由所述第一网络接口101在MPEG2-TS分组的序列接收，并且然后发送到检测器103。每个MPEG2-TS包括首标和有效载荷。每个首标包括节目标识符字段和连续计数器字段。连续计数器值在服务器处对于携带与给定节目有关的以及对应节目标识符引用的数据的每个新分组递增。当连续计数器到达最大值时，其循环到零。如果对于给定节目的分组缺失，接收器检测到连续计数器的值中的不连续。节目标识符对应于MPEG2-TS分组标识符(PID)。\n[0038] 考虑分组首标的节目标识符字段和连续计数器，根据在检测器103完成的处理将接收的分组存储在存储缓冲器105中。存储缓冲器根据节目标识符值和连续计数器值存储分组。即使以错误顺序接收，该存储缓冲器也存储连续分组。例如，其可以相继存储PID A4的分组11、PID A4的分组13以及PID A4的分组12，11、12和13是连续计数器值并且A4是节目标识符值。\n[0039] 当接收器检测到连续计数器中的值的不连续时，这意味着分组缺失。接收器在已经正确接收的其他分组的自适应字段中获得虚拟RTP分组的序列号码值。这允许接收器识别嵌入该缺失分组的虚拟RTP分组的序列号码。接收器然后要求服务器在双向网络上重传对应于该虚拟RTP分组的RTP分组。\n[0040] 具体地，检测器103检测连续计数器字段何时不匹配期望值。然后生成被传送到第二网络接口102并且通过双向网络110发送到服务器111的请求。该请求包括与在丢失分组中携带的节目对应的节目标识符、丢失分组首标的连续计数器值、RTP序列号码以及标识接收器的信息。\n[0041] 在接收到请求时，服务器111通过双向网络110传送RTP分组。第二网络接口102接收RTP分组并且将其发送到检测器103，检测器103解析分组首标并且将分组写入存储缓冲器105。与接收处理并行地，音频和视频处理块106读取存储缓冲器105并且解码要发送到视频输出接口107和音频输出接口108的视听信息。与接收处理和解码处理并行地，校正器(corrector)104对分组有效载荷的数据内容操作FEC处理，所述FEC处理是基于被包括在视听信息中的并且由广播网络109接收的FEC码。在分组的末端发送FEC码。具体地，在MPEG2-TS分组中，188个字节用于首标和有效载荷，并且16个附加字节用于携带与分组有效载荷有关的FEC码。\n[0042] 总之，如图7所图示，第一实施例的方法包括以下步骤：\n[0043] -S1以分组的序列接收来自广播网络的数据信息\n[0044] -S2利用序列号码识别损坏的分组\n[0045] -S3请求具有该序列号码的RTP分组\n[0046] -S4接收被嵌入所述RTP分组的所述损坏的分组\n[0047] 在第一实施例中，通过双向网络传送RTP分组。在变型实施例中，可以通过第三网络传送它，该双向网络仅用于接收器请求。\n[0048] 根据第二实施例，使用通过双向网络发送的广播数据流来执行纠错机制。在第二实施例中，自适应字段指示用于标识通过双向网络110同时发送的FEC码在RTP流内的位置的参考。接收器112接收作为这些RTP分组的有效载荷数据的FEC码。RTP分组由接收器的第二网络接口102接收并且然后发送到检测器103。检测器103解析从第一网络接口\n101接收的自适应字段。自适应字段允许接收器建立虚拟RTP分组，如在第一实施例中所执行的。然后允许接收器将双向网络上接收的RTP分组与第一网络中接收的虚拟RTP分组进行匹配。\n[0049] 接收器读取与对应于在分组的有效载荷字段中携带的视听信息的FEC码的位置有关的序列号码和分组号码信息。检测器103还读取RTP分组首标并且标识通过双向网络发送并且由第二网络接口102接收的对应的FEC码在分组中的何处。然后在根据自适应字段内容定义的位置中将它们写入存储缓冲器105。写入操作适配为在接收器112的存储器\n105中将从双向网络110接收的FEC码与从第一网络109接收的视听信息相关联。校正器\n104然后能够将它们一起处理以在音频/视频处理部件106从存储缓冲器105读取数据用于解码处理之前实现FEC。有利地，检测器103被实现为使用在软件的控制下加载的寄存器的硬件编码多路分解块和链接到存储器接口并且与用以通过第二网络接口传送分组请求的逻辑块相关联的比较器块。可替代地，在与存储缓冲器相关联的微控制器块的控制下实现检测器。微控制器运行特定软件任务来分析来自两个网络接口的数据并且将接收的数据写入接收器的存储器以及控制寄存器传送分组请求。\n[0050] 总之，如图8所图示，第二实施例的方法包括以下步骤：\n[0051] -S’1以分组序列接收来自广播网络的数据信息\n[0052] -S’2从第二网络接收纠错分组\n[0053] -S’3识别包括序列号码的损坏的分组\n[0054] -S’4恢复第一RTP分组。\n[0055] 在第一实施例中，其中当分组缺失并且连续计数器不匹配期望值时就检测到错误，检测器处理连续计数器和PID。在其中实现FEC的第二实施例中，检测器是校正器104的子系统。其通过向来自第一广播109的视听数据和来自双向网络110的纠错码二者应用诸如FEC算法之类的处理来检测错误，两种类型的数据由接收器存储缓冲器105处理。\n[0056] 在第二实施例中，节目服务器211通过双向宽带网络210广播与视听信息数据有关的FEC码。机顶盒212、213、214、215接收从服务器211广播的音频/视频节目。在通过广播网络209发送期间、机顶盒检测到错误的情况下，其使用从双向网络210接收的、与从广播第一网络接收的视听信息数据相关联的FEC码来处理FEC并且使校正后的数据用于进一步处理。\n[0057] 第一和第二实施例可以结合，以提供FEC和重传。当第二实施例的FEC不允许纠错时，接收器使用第一实施例的重传方法来请求RTP分组的重传。\n[0058] 在实施例中，在双向网络中使用RTP。当然，任何其他传输协议可以在第二网络上使用。更一般地，本发明允许同步单向网络的分组分发和第二网络的传输协议。\n[0059] 图5描述根据本发明实施例的服务器501的基本架构。服务器501包括：输入接口\n502；与存储缓冲器504相关联的音频/视频处理块503，适配为向广播网络传递音频和视频信号的输出接口509；输入/输出接口510，适配为向宽带网络传递音频和视频信号并且接收来自连接的接收器的请求以在连接到输出接口509的广播网络上发送错误之后重复缺失或者损坏的分组。输入接口从至少一个源设备接收音频和视频信号。通过处理块503来处理音频和视频，该处理块503能够以分组序列生成音频和视频并且生成用于校正发送错误的FEC码。处理模块503利用存储缓冲器操作并且能够在分组已经被处理和传送之后存储该分组给定的时间，倘若为纠错而必须再次传送该分组。通过数字总线508向广播输出接口509传送音频和视频分组。根据第一实施例，在已经从宽带接口510接收到请求之后，通过数字总线507向宽带输出接口510重新传送用于纠错的分组。根据第二实施例，向宽带接口510传送FEC分组。\n[0060] 可以单独地或者以任何适当组合提供说明书、权利要求书和附图中公开的引用。\n如果合适，可以以硬件、软件或者二者的结合来实现特征。\n[0061] 在此对“一个实施例”或者“实施例”的引用意味着与实施例相关地描述的具体特征、结构或者特性可以被包括在本发明的至少一个实现方式中。在说明书中各处出现的措辞“在一个实施例中”未必全部指代相同的实施例，也不是必须相互排除其他实施例的独立或者替代实施例。\n[0062] 在权利要求书中出现的参考标号仅仅是例示性的并且不对权利要求的范围具有限制影响。