CN101009847A - 视频感知业务管理 - Google Patents

Abstract

公开了一种多路复用器，用于选择性地选择分组用以在拥塞期间丢弃。在第一实施方式中，针对多个优先级类型设置FIFO队列的填充水平的阈值。当超出阈值时，位于设置的优先级水平以下的输入分组将被阻止进入队列，并且将丢弃设置的优先级以下的队列前端的分组。在第二实施方式中，队列中的分组将被标记为删除。转发/丢弃列表向新的分组分配索引并且保持与每个分组相关联的流的列表。优先级索引列表按索引号保持针对每个优先级类型的分组的列表。视频元数据缓冲器存储对于每个入列的分组的元数据。物理视频缓冲器存储分组。当输入的分组不能被入列时，则通过引用索引列表来检测具有较低优先级的分组并且将其标记为丢弃。

Description

视频感知业务管理

技术领域

本发明一般地涉及网络通信，并且更具体地，涉及用于丢弃分组的方法和设备。

背景技术

在数字信息传送网络中，在源设备和目的地设备之间，可能由于多种原因而丢失数据的分组。由于不可控制的错误，例如由于传输线路上的噪声、同步问题等造成的错误，一些分组随机地丢失了。一些分组由于拥塞而丢失，即网元不太可能以一种及时的方式发送所有接收到的分组。针对IP QoS(服务质量)算法的当前丢弃机制执行随机选择策略来确定在不考虑对最终输出的相对影响下丢弃哪些分组。

对于一些数据传输协议，丢失分组造成目的地设备请求丢失信息的重传。然而，这在具有例如音频或视频的实时流的多播的网络中不是非常可行的。通常，没有足够的时间可用于请求和接收重传的分组，除非目的地设备处的缓冲器很大。

当在目的地设备处没有接收到分组流中的期望分组时，在宣布分组为丢失之前，目的地设备等待一定时间量。一旦分组被宣布为丢失，则一些解码器可请求重传，其它的解码器可通过错误隐藏技术在某种程度上纠正该问题。在多数情况下，错误隐藏技术将导致输出质量的恶化并且无法纠正一些错误；另外，根据丢失分组中数据的类型，输出错误的程度将是不同的，其中一些类型的数据将比另外一些更难隐藏。因此，如果必须要丢弃分组，则对于丢弃，一些类型的分组与其它类型的分组相比将是更好的候选者。

因此，需要一种用于识别和丢弃分组以最小化输出错误的方法和设备。

发明内容

在本发明的第一方面中，一种用于宽带用户接入的多路复周器包括：存储器队列，用于存储视频信息分组；以及与各个优先级相关联的多个控制标记，每个标记指示存储在存储器中的分组是否已经满足各个预定的阈值。响应于控制标记和与输入分组相关联的优先级，输入电路选择性地将输入分组存储在存储器队列中。

与现有技术相比，本发明的该方面提供了显著的优势。通过选择性地从队列丢弃分组，极大地改善了在拥塞时间期间得到的视频的恶化。控制标记允许使用最小的处理资源来丢弃分组。

在本发明的第二方面中，一种用于宽带用户接入的多路复用器包括：存储器队列，用于存储来自多个数据流的视频分组，其中每个视频分组与多个优先级水平中的一个优先级水平相关联；以及转发/丢弃列表存储器，用于将队列中的每个视频分组与同该视频分组相关联的数据流的索引和指示符进行关联。优先级索引列表存储器保持与多个优先级水平中的每一个优先级水平相关联的分组的列表。输入电路根据优先级索引列表中的信息将存储器队列中的现有分组标记为丢弃，以便容纳一个或多个预定参数内的输入分组。

与现有技术相比，本发明的该方面提供了显著的优势。通过选择性地从队列丢弃分组，极大地改善了在拥塞时间期间得到的视频的恶化。优先级索引列表和转发/丢弃列表允许使用最小处理资源来标记队列中用于丢弃的分组。

在本发明的第三方面中，一种用于从数据分组流中生成视频输出的接收机包括：用于从分组生成视频帧的电路和用于将分组流解码成视频信号的电路，其中解码电路包括用于隐藏由于第一类型的丢失帧而造成的错误的电路。当检测到丢失分组时，接收机基于丢失分组是否是所述第一类型的丢失分组来选择性地隐藏该错误或请求重传。

本发明的该方面通过隐藏由于丢失或损坏的低优先级视频帧并且仅在当高优先级视频帧正在丢失或损坏时请求重传而提供了更优的接收性能。

附图说明

为了更为完整的理解本发明及其优势，现在参考下面结合附图的描述，其中：

图1示出IP视频传送系统的框图；

图2示出图1的多路复用器的框图；

图3示出由于聚合数据率可能超出预期的平均聚合数据率，拥塞如何在多路复用器处发生；

图4示出多路复用器的第一实施方式的框图；

图5示出分段的视频帧的框图；

图6示出描述针对图4的多路复用器的队列进入逻辑的操作的流程图；

图7示出描述针对图4的多路复用器的出列(dequeue)逻辑的操作的流程图；

图8示出描述针对图4的多路复用器的信道改变逻辑的操作的流程图；

图9示出多路复用器的第二实施方式的框图；

图10示出描述针对图9的多路复用器的入列(enqueue)微块的操作的流程图；

图11示出描述针对图9的多路复用器的出列微块的操作的流程图；

图12示出描述针对图9的多路复用器的信道改变逻辑的操作的流程图；

图13到图21示出图9的多路复用器的操作的例子；以及

图22示出表示接收机通过请求重传或通过错误恢复技术选择性地纠正错误的操作的状态图。

具体实施方式

结合图1到图22的附图可最好地理解本发明，在各个附图中，相同的编号用于相同的元件。

图1表示用于向站点12发送视频节目的IP视频网络10的框图。源(例如视频头端或VHE)20通过在分组中流传输视频信息来提供该节目。分组最终由站点12处的一个或多个IP视频接收机22接收。IP视频接收机22将视频分组转换为用于视频监视器24的视频。为了到达IP视频接收机22，数据必须穿过公共/专用网络26，该网络26可包括多个路由器，其中包括边缘路由器28。由多路复用器30(例如可以是DSLAM接入单元)接收边缘路由器28的输出，其中用于多个视频信道的数据被多路复用到双铰线31上。用户站点上的调制解调器32(例如，DSL调制解调器)通过现场路由器34在多路复用器30和IP视频接收机22之间通信。

在操作中，VHE源20将视频信息流传输到IP视频接收机22。为了实况视频广播，例如实况电视信号，视频数据通常作为多播传输来发送。对于点播视频，可使用单播传输。在接收机侧，点播视频通常具有更长的缓冲器，因为从源20到观看的延迟不像广播视频服务器那样的重要，并且因此点播视频具有比实况广播视频服务低的优先级。站点12可具有若干个IP视频接收机22，每个接收机接收节目的多个流。例如，每个IP视频接收机22可接收两个视频数据流。如果在站点12中存在三个IP视频接收机22，并且每个接收机22接收两个视频流，则多路复用器30和调制解调器32之间的链路31将承载六个不同数据流的视频分组。

现今的视频协议通过周期性地发送视频数据的完整帧(压缩过的)，接着发送指示帧之间变化的差分帧而不是帧本身来压缩视频流。因此，具有快速改变图像的情景将比相对静止的帧需要更高的带宽。鉴于多路复用器30和调制解调器32使用的技术，视频头端20和用于站点12的IP接收机22之间的总可用带宽通常由链路31的带宽所固定。

利用在其中为站点12传输所有数据流的所有分组的固定带宽，由链路31支持的数据流的数目由每个接收到的信道的平均带宽来确定(链路31可以承载其它的数据业务，例如具有比实况视频数据流更低的优先级(最低优先级)因特网业务，以及语音(VOIP-通过因特网协议的语音，其通常具有最高的优先级)。然而，对于单独的N个数据流，数据率不是固定的。有时，多个信道可能同时使用大于它们的平均带宽的带宽，这导致链路31上的拥塞。

图2示出支持N个不同数据流的多路复用器30的框图。对于设计成在三个接收机22上提供观看高达两个数据流的系统，N将等于六。输入级40接收各种视频流并且将分组转发到FIFO(先入，先出)存储器42(可选地，多个FIFO可用于各个数据流)。输出级44将来自FIFO存储器42的分组多路复用到链路31上(经由DSL调度电路，未示出)。在站点12处，路由器34将分组导向到合适的接收机22。业务管理系统46控制将分组从存储器42多路复用到链路31上，如下将更为详细地描述的那样。

图3中示出拥塞问题。当来自N个源的组合数据率超出链路31的容量和多路复用器30的容量从而将超出部分存储在它的FIFO存储器42中时，业务管理系统46必须做出智能判定，即判定丢弃哪些分组以最小化对到终端用户的数据服务的任何不利影响。在图3中示出这样的情况，其中仅使用了两个数据源(N＝2)。在图3中，数据分组来自源A和源B。每个源实施一种策略以按照已知的平均速率提供数据。来自两个源的数据必须被合并到链路31上，该链路31具有容纳组合的平均数据率的容量。从FIFO存储器42可获得有限的缓冲；然而，期望尽可能地保持FIFO存储器小；否则当切换实况视频信道时，将发生明显的延迟。当来自源的组合的数据率超出平均数据率太多时，超出了缓冲过剩数据的容量，并且必须丢弃一些分组。即使多路复用器30具有缓冲额外分组的存储器容量，它也可能由于与它的FIFO42相关联的定时考虑而丢弃分组。例如，多路复用器可能具有这样的需求，即所有分组将在接收到该分组的200ms内被发送。如果对于输入分组该条件无法得到满足，则多路复用器交将要求不将输入分组放置到FIFO42中或将已经在FIFO42中的分组丢弃。

在操作中，多路复用器30被设计成最小化丢弃分组的影响。问题的关键方面在于所有的分组是时效性的(time-critical)。对于每个数据流，所有的分组在单个的服务器上生成(VHE20)。一旦生成，则每个分组具有严格的“使用(use by)”时间。传输到终端用户时变得过时的分组变得不可用。为了保持共享链路带宽，必须丢弃过时的分组而无需通过链路31发送。

在操作中，多路复用器30遵守这样的策略，即当丢弃分组时，需要最小化对终端用户的服务的恶化。该目标通过两种基本方式来完成：(1)多路复用器30丢弃为避免拥塞所必须的最小量数据和(2)多路复用器30使用优先级方案来确保优选丢弃至少使用的分组。

图4示出图2的多路复用器30的更为详细的框图，其表示使用包含优先级指示符的分组的实施方式。假设由视频头端20生成优先级指示符。对于示出的实施方式，使用了两个比特的优先级(四个可能的优先级值)，其中“00”二进制是最低优先级而“11”二进制是最高优先级。

业务管理系统46被分割成队列进入逻辑50、出列逻辑52、信道改变逻辑54和转发预测逻辑56。在FIFO42中，每个优先级水平具有阈值水平，即P00(“优先级00”)阈值、P01阈值、P10阈值和P11阈值。另外，还有一个初始迟延(Initial Hold-off)阈值。当超出阈值水平时，则设置标记(符号“P00 FG”用于代表来自优先级“00”的标记)。假设阈值是基于出列时间(time-to-dequeue)统计的。换句话说，如果P00阈值被设置成50毫秒，则如果在队列中存在50毫秒内没有出列的分组，则该阈值被超出。由于在FIFO42中存在将不被发送的分组，所以分组的物理地址可以不指示出阈值是否已经被超出。

在示出的实施方式中，针对多个信道(多个数据流)使用单个FIFO42。在优选的实施方式中，在全局的基础上保持低优先级标记P00 FG和P01 FG，即，使用一个标记来指示分组已经超出阈值而不考虑与该分组相关联的信道。在每个信道的基础上保持较高优先级标记P10 FG和P11 FG。例如，如果信道“1”上的分组超出阈值“10”，则针对信道“1”设置P10标记，但不针对信道“2”设置标记(尽管实际的实施方式可支持更多的信道，但在示出的实施方式中仅表示出两个信道)。

出于背景的目的，图5示出视频帧和分组之间的关联。在整个网络10中，信息通常作为以太网分组58传递。一些视频帧将大于以太网分组58，并因此被分段成多个分组。接着接收机22将这些分组聚合成视频帧以便解码。在优选的实施方式中，如下所述，如果丢弃视频帧的任何分组，则由业务管理系统46检查周围的以太网帧；对于其中分组已经被丢失的任何帧，也将丢弃与该帧相关联的其余分组，因为这些帧对于接收机22将没有价值。应该注意到，有时失序地(out-of-order)接收以太网帧，并且因此业务管理系统46将从丢弃的分组查找足够的距离，以确保已经合适地检查了所有关联的以太网帧。

图6示出描述队列进入逻辑50的操作的流程图。图6中的步骤指示出针对接收到的每个分组的队列进入逻辑50的操作。在步骤60中，确定是否已经满足初始延迟阈值。在直到满足延迟阈值之前将不丢弃分组，即使已经超出了其他优先级阈值。一旦满足初始延迟阈值，则将检查随后的分组以查看是否超出优先级阈值。在步骤62中，队列进入逻辑50确定在FIFO 42中对分组进行排列是否将导致优先级阈值P00被超出。如果被超出，则在步骤64中设置标记P00并且在步骤66中，队列进入逻辑50确定在FIFO 42中对分组进行排列是否将导致优先级阈值P01被超出。如果在步骤66中P01阈值没有被超出，则在步骤68中，队列进入逻辑50确定分组是否是P00分组。如果是P00分组，则在步骤70丢弃该分组。

如果在步骤66中超出P01阈值，则在步骤72中，设置标记P01。在步骤74中，队列进入逻辑50确定在FIFO 42中对分组进行排列是否将导致超出对于关联的信道的优先级阈值P10。如果在步骤74中，没有超出对于该信道的优先级阈值P10阈值，则在步骤76中，队列进入逻辑50确定分组是否是P00或P01分组。如果是的话，则在步骤70中将该分组丢弃。

如果在步骤74中超出P10阈值，则在步骤78中，设置P10标记。在步骤80中，队列进入逻辑50确定在FIFO 42中对分组进行排列是否将导致超出对于关联的信道的优先级阈值P11。如果在步骤80中，没有超出对于该信道阈值的优先级阈值P11阈值，则在步骤82中，队列进入逻辑50确定分组是否是P00、P01或P10。如果是的话，则在步骤70中将该分组丢弃。

如果在步骤80中超出P11阈值，则在步骤84中，设置P11标记。在步骤86中，队列进入逻辑50确定FIFO 42是否是满的。如果是满的，则在步骤70中将该分组丢弃。如果FIFO是不满的，则在步骤88中，队列进入逻辑50确定分组是否是P11分组。如果不是，则在步骤70中丢弃该分组。

如果在步骤62中没有超出P00阈值，或如果在步骤68中确定分组不是P00分组，或在步骤76中确定不是P00/P01分组，或在步骤82中确定不是P00/P01/P10分组，或在步骤88中确定是P11分组，则在步骤92中检查分组以查看其是否是具有先前被丢弃的分组的帧的分段。如果是，则在步骤70中将其丢弃，否则，在步骤94中将其添加到队列。

在步骤70丢弃分组以后，队列进入逻辑50在步骤96中确定其是否是更大帧的分段。如果是，则在步骤98中保存帧ID以与来自同一个帧的其他分段进行匹配。

应该注意到，在接收到n个分组时，标记将被复位，在这期间不存在设置标记的条件。值n是可配置的值。

图7示出描述出列逻辑52的操作的流程图。依据来自DSL调度器的分组提取请求(关于下一个分组将被发送到DSL调度器以便在链路31上传输的请求)，在步骤100中，出列逻辑52在FIFO42的头部处获得下一个分组，并且在步骤102中，检查以查看从FIFO42中排队(in line)输出的下一个分组是否是与先前丢弃的帧关联的分组。如果是，则在步骤104中，将该分组丢弃(不输出)。如果不是，则在步骤106中，出列逻辑52确定是否设置P00标记；如果不设置，则在步骤108中，分组将被出列(发送到DSL调度器以便在双铰线31上传输)。在分组出列之后，在队列的前面可能存在不符合传送条件的分组。出列逻辑52将丢弃这些分组直到下一个符合传送条件的分组出现为止。接着出列逻辑52等待来自DSL调度器的下一次请求。

如果在步骤106中设置P00标记，则如果分组是P00分组就丢弃该分组(步骤112)。如果在步骤112中，分组具有比P00高的优先级，则在步骤114中，出列逻辑52将确定是否设置P01标记。如果在步骤114中设置P01标记，则如果分组是P01分组就丢弃该分组(步骤116)。如果在步骤114中没有设置P01标记，则分组将被出列(步骤108)。如果在步骤116中，其高于P01分组，则在步骤118中，出列逻辑52将确定是否设置P10标记(针对与分组关联的信道)。如果在步骤118中设置针对信道的P10标记，则如果分组是P10分组就丢弃该分组(步骤120)。如果在步骤114中，没有设置P01标记，则该分组将被出列(步骤108)。如果在步骤120中，分组具有优先级较高的P10分组，则在步骤122中，出列逻辑52将确定是否设置P11标记(针对与分组关联的信道)。如果在步骤122中设置针对该信道的P11标记，则将丢弃分组。如果没有设置P11标记，则分组将被出列。

再次参照图4，信道改变逻辑54加速丢弃分组的处理，该分组与不再受到监视的信道关联。图8示出描述信道改变逻辑54的操作的流程图。如果用户改变信道(并且假设没有其他的用户在监视“来自(from)”信道，则发送旧的信道号(“来自”信道ID)和新的信道号(“去往(to)”信道)到信道改变逻辑54。在接收到该信息时，信道改变逻辑与出列逻辑52协作来移除与“来自”信道关联的分组。信道改变逻辑54还移除与“去往”信道关联的低优先级分组，因为这些分组将与差分帧(即，取决于其他视频帧的帧)关联并且因此对于接收机22是无用的。如果另一个接收机22保持调谐到“去往”信道，则这些分组将不被丢弃。

在步骤130中，将从FIFO42的头部提取下一个分组。如果在步骤132中访分组与“来自”信道关联，则在步骤134中丢弃该分组。如果不与“来自”信道关联，但在步骤136中该分组与“去往”信道关联，则在步骤138中，如果该分组是低优先级分组(P00或P01)，则丢弃该分组。如果在步骤138中分组是高优先级分组，则在步骤140中，完成信道改变清除处理。

再次参考图4，转发预测逻辑56接收关于还没有被接收的输入分组的信息。因此转发预测逻辑可做出关于何时将需要额外的空间以容纳特定优先级的分组的估计。因此，上述的丢弃功能可在实际的拥塞发生之前做出。

在上述的实施方式中，FIFO阈值用于基于超出的阈值和与分组关联的优先级来阻止分组进入队列。本实施方式提供一种利用最小量的计算资源来传递高优先级分组的方法。以下将描述以不同的方式操作的第二实施方式。当缓冲器为满时(即，当新的分组在预定的时间限度内将不会到达FIFO缓冲器的尾部时)，FIFO内的分组被在FIFO内标记为丢弃。当这些标记的分组到达FIFO的头部时，它们不会简单地被传递转发以便通过链路31传输。

图9到图19示出多路复用器30的第二实施方式，其中接入网络设备可识别视频业务以便在拥塞期间做出丢弃决定，从而帮助最小化服务质量恶化。对于高质量视频的再生，一些类型的视频分组将比其他类型的视频分组更为重要。视频分组丢弃决定是基于视频分组类型和当前拥塞水平做出的，使得最不重要的分组(那些对图像质量具有最小影响的分组)首先被丢弃并且下一次丢弃下一最不重要的分组，依次类推。

在该实施方式中，已经在视频队列中的分组可以被标记为丢弃。丢弃入列的分组导致更快的视频队列空间恢复并且可以对更快的信道改变做出贡献。该实施方式假设视频数据流由编码器或视频服务器20生成，其遵从用于在IP分组网络上传输压缩的视频内容的一组规则或协议。可容纳多于一个的协议定义。协议定义分组报头如何被组合，以及如何在应用层处编码视频内容优先级指示符。该实施方式进一步假设视频数据传输数据速率位于针对特定网络实现定义的范围内。此外，该实施方式假设在应用层定义最大分组尺寸使得将不再需要在更低的层处分段。这将确保进入接入节点的每个视频分组包含视频分量优先级指示符。

在图9中，全用户伪视频队列(缓冲器)150包括全优先级索引列表(PIL)152(对于每个优先级水平存在一个优先级索引列表152，在该示出的实施方式中，存在仅仅两个优先级水平，即P0和P1)和转发/丢弃列表(FDL)154。视频元数据缓冲器156具有若干条目，所述条目包含针对物理视频分组缓冲器158中入列的每个分组的分组元数据。伪视频缓冲器150、视频元数据缓冲器156和物理视频分组缓冲器158耦合在入列微块160和出列微块162之间。物理视频缓冲器存储由任务的优先级(P0或P1)标识的分组和与该分组(S0或S1)关联的数据流(信道)。在实际的实施方式中，可以存在额外的优先级水平并且将可能支持更多的数据流。

在操作中，入列微块160和出列微块162控制进入到多路复用器30的分组流和从多路复用器30出来的分组流并且保持伪视频队列150和视频元数据缓冲器156的内容。在接收到视频分组时，它们将被存储在物理视频缓冲器158中。物理视频缓冲器158中的每个分组将其元数据存储在视频元数据缓冲器156的关联条目中。元数据信息用于进一步的分组处理。如果多个接收机22预订到相同的信道，则对于同一个视频流，多个元数据将存在于视频元数据缓冲器156中。优选地，视频元数据缓冲器156是具有预定有限深度的FIFO队列，其按照视频分组的顺序保持元数据。

当检测到拥塞时(即，在接收分组和发送同一个分组之间的时间超出预定的阈值)，或如果物理视频缓冲器158为满时，则物理缓冲器158内的分组则被标记为丢弃(当标记为丢弃的分组到达物理视频缓冲器158的头部时，它将被移除而不会进一步在线路31上传输)。如果当前物理视频缓冲器158内没有入列的分组可被丢弃以便为输入分组让出空间，则输入的分组将被丢弃而不会入列。

伪视频缓冲器150用于识别和标记用于丢弃的分组。伪视频缓冲器150使用循环缓冲器作为它的主数据结构，其中该数据结构带有头指针和尾指针，使得在尾部添加新的缓冲器条目而从头部移除缓冲器条目。如下面所表示的，该循环列表数据结构提供简单的机制来保持该列表。

对于每个优先级类型，伪视频缓冲器150包括转发/丢弃列表154和索引列表152。转发/丢弃列表154中的每个条目与视频元数据缓冲器156中的条目相关联。如果要转发分组，则转发/丢弃列表154中的每个条目的内容是数据流的指示符(在示出的实施方式中是“0”或“1”)，或是用以指示将要丢弃的关联的分组的丢弃记号(“D”)。每个优先级索引列表152按优先级来保持分组的索引。通过为每个优先级维持单独的分组列表，可以很容易定位具有特定优先级的分组或元数据以供标记，而无需扫描整个队列。

图10是示出入列微块160的操作的流程图。当在步骤170中视频分组到达时，在步骤172中，入列微块160确定物理视频缓冲器是否可以容纳输入分组。如果可以，则入列微块160从输入分组提取分组信息(例如优先级、视频流ID等)并通过将分组的视频流ID插入到转发/丢弃列表154中而将该分组入列(步骤174)并根据来自元数据的优先级信息将分组的转发/丢弃列表索引添加到合适的索引列表152(步骤176)。在步骤178，调整其余的队列水平(QLevel)，以考虑最新入列的视频分组。

如果在步骤172中缓冲器拥塞，则入列微块查看与较低优先级分组关联的索引列表152(即，如果输入分组是P1分组，则将使用P0索引列表来确定在物理视频队列158中是否存在较低优先级分组)。如果在步骤180中合适的索引列表152是空的，则在步骤182中，丢弃(不入列)输入分组。另一方面，如果在步骤180中合适的索引列表152不是空的，则索引列表152中指明的较低优先级分组在转发/丢弃列表154中标记为丢弃以便在步骤184到步骤188中，在物理视频缓冲器中创建额外的空间。在优选的实施方式中，入列处理将仅标记为丢弃的分组，直到恢复足够的空间来入列输入分组。在步骤184中，由来自合适的索引列表152的条目识别分组；该条目中的索引指向转发/丢弃列表中的相应条目。在步骤186中，该条目被标记为丢弃(在示例的实施方式中通过“D”来标记)。接着从索引列表152中删除该条目并且调整队列水平，以考虑丢弃的分组。在步骤172处控制继续，其中确定在丢弃分组之后队列是否具有用于输入分组的空间。如果有，则在步骤174到178中，将输入分组入列。如果需要更多的空间来对输入分组入列，则再次针对队列内的较低优先级分组检查索引列表。重复该处理，直到通过丢弃较低优先级的分组而获得足够的空间，或者如果无法创建更多的空间，则通过丢弃输入分组来获得足够的空间。

图11中表示出列微块162的操作。在步骤190中，由出列微块162从DSL传输调度器接收发送请求。如果在步骤192中转发/丢弃列表(FDL)154是空，则在当前时刻没有要发送的分组。另一方面，如果在步骤192中转发/丢弃列表154指示有要发送的分组，则在步骤194中，出列针对将要被发送的下一个分组的转发丢弃列表中的下一个条目以及来自索引列表192的相应条目。在步骤198中，如果来自转发/丢弃列表的条目指示出分组已经被标记为丢弃，则控制返回到步骤192以查看物理视频缓冲器158中下一个分组。另一方面，如果条目没有指示出该分组被标记为丢弃，则在步骤200中取回该分组的元数据并且在步骤202中转发该分组。

图12示出描述信道改变逻辑的操作的流程图。可通过尽可能快地丢弃视频缓冲器中涉及先前视频信道的分组来为新的视频流让出空间，来实现快速信道改变支持。当在步骤210中接收到信道改变通告时，则在步骤212中，将扫描索引(scanidx)设置到转发/丢弃列表的头部，并且在步骤214中，取回针对“来自”信道的视频信道ID。在步骤216中，在扫描索引处检查转发/丢弃列表154以查看在该条目处的流是否匹配“来自”信道数据流ID。如果匹配，则在步骤218中，在由扫描索引指定的输入处将转发/丢弃列表标记为丢弃。在步骤220中，相应的索引列表条目也被标记为被丢弃。在步骤222中，递增扫描索引以找到与“来自”信道关联的额外分组。如果在步骤224中，扫描索引被递增到转发/丢弃列表的尾部，则已经找到所有的这类分组；否则，在步骤216到220中，将再次搜索转发/丢弃列表。如果在步骤216中，条目不具有与“来自”信道匹配的视频流ID，则在步骤222中递增该扫描索引。

图13到21提供多路复用器30的操作的示意图。图13示出多路复用器30的初始状态的实例，其中物理视频缓冲器的缓冲器深度为26，其中当前物理视频缓冲器158中的分组具有五个分组(S1/P0-长度为3、S1，P0-长度为6、S0/P0-长度为3、S0/P1-长度为6以及S1/P0-长度为3)。因此当前分组的填充水平是21，剩下长度5用于新的分组。在入列微块160处接收具有长度为3的输入分组(S0/P0)。

在图14中，将新的分组入列，因为在物理视频缓冲器158中存储足够的空间。转发/丢弃列表154将最新入列的分组以索引“5”添加到列表中，表示该分组与流“0”关联。同样地，更新针对P0的索引列表152，以引用(reference)最新入列的分组的索引(5)。在视频元数据缓冲器156中做出条目，其与物理视频缓冲器158中的分组关联。现在新的缓冲器填充水平是24，因为新的分组将水平增加了三。

在图15中，另一个输入分组(S0/P1-长度为6)位于入列微块160处。因为分组的长度为六并且物理视频缓冲器158仅具有长度为2的可用长度，所以缓冲器中较低优先级的分组必须被标记为丢弃以容纳新的分组。如上所述，入列的微块寻找低优先级的分组(即，P0分组)以进行丢弃。因为在P0索引缓冲器152中存在条目，所以有可利用的分组来丢弃。

在图16中，在P0索引缓冲器152的头部(索引0)处指示的第一分组在索引缓冲器152和转发/丢弃缓冲器154中被标记为丢弃。尽管被标记用于删除，该分组保留在物理视频缓冲器158中。然而，将向可利用的长度添加三个单元(现在是五个单元)，因为标记为丢弃的分组不影响新的分组移动到物理视频缓冲器的头部的时间。

在图17中，伴随着五个单元可用于新的分组并且输入分组的长度为6，如果输入的分组将被入列，则必须丢弃额外的分组。因为在P0索引缓冲器中仍存在条目，所以将丢弃更多的分组。因此，在P0索引缓冲器152的头部(索引3)指示出的分组在索引缓冲器152和转发/丢弃缓冲器154中被标记为丢弃。这就得到八的可用长度，允许输入分组入列到物理视频缓冲器158中。最新入列的分组在转发/丢弃列表154中表示在为6的索引处理(表示该分组与流“0”关联)。还将该信息添加到P1索引列表152中并且将分组元数据存储在视频元数据缓冲器156中。

在图18中，移除在物理视频缓冲器158的头部标记为丢弃的分组。因为该分组将不被转发，所以其数据将简单地由FIFO中其后面的数据重写。这还使得转发/丢弃列表154的头部旋转，从而索引“1”位于列表的头部。

在图19中，位于物理视频缓冲器158头部处的分组被转发到DSL转发电路以便在链路31上传输。转发该分组和它的元数据，并且更新转发/丢弃列表154使得将索引“2”移动到头部。

在图20中，由用户发起信道改变，从数据流“0”切换开。因此，入列微块160为具有数据流“0”的分组而扫描转发/丢弃列表154的条目，其中两个在索引“2”和索引“5”处列出。

在图21中，索引“5”和“6”处的两个分组在转发/丢弃列表154中和也更新对于这些分组的索引列表152。

如果完全可能的话，在本发明图9到21中描述的本发明的实施方式确保较高的优先级被传送到用户住所。通过按优先级水平来保持分组的列表，可以容易地找到较低优先级的分组而无需扫描整个分组列表。

在这里描述的任一实施方式中，接收机可面对丢失的分组。图22示出表示接收机22的操作的状态图，其中接收机22可选择性地请求分组的重传或试图隐藏错误。在状态240中，接收机22处于常规模式，接收分组、解码来自分组的信息和生成视频输出。当接收机22检测到丢失的分组时，在状态242中检测帧的类型。帧的类型将取决于协议；一般在协议内部，可基于由解码设备设置的帧类型的已知顺序来确定帧类型。如果丢失的帧是可被隐藏的类型，则在状态244中执行错误恢复。如果丢失的帧是不可被隐藏的类型，例如是I帧或视频固定帧，则在状态246中请求重传。

尽管针对某些示例性的实施方式描述了本发明，但向本领域技术人员暗示了这些实施方式的各种修改以及可选方式。本发明包括落入到权利要求书范围内的任何修改或可选实施方式。

Claims (10)

1.一种用于宽带用户接入的多路复用器，包括：

存储器队列，用于存储视频信息的分组；

与各个优先级相关联的多个控制标记，每个标记指示存储在存储器中的分组是否已经满足各个预定的阈值；以及

输入电路，用于响应于所述控制标记和与输入分组相关联的优先级，选择性地将所述输入分组存储在所述存储器队列中。

2.根据权利要求1所述的多路复用器，还包括输出电路，用于响应于所述控制标记以及与所述存储器的头部处的分组相关联的优先级，选择性地丢弃所述头部处的分组。

3.根据权利要求2所述的多路复用器，其中所述输出电路还包括用于当已经丢弃了与公共视频帧相关联的分组时从所述存储器队列选择性地丢弃多个与所述公共视频帧相关联的分组的电路。

4.根据权利要求1所述的多路复用器，其中每个阈值与出列时间参数相关联，该出列时间参数表示用于将分组传递通过多路复用器的期望时间段。

5.一种用于宽带用户接入的多路复用器，包括：

存储器队列，用于存储来自多个数据流的视频分组，其中每个视频分组与多个优先级水平中的一个优先级水平相关联；

转发/丢弃列表存储器，用于将该队列中的每个视频分组与同所述视频分组相关联的所述数据流的索引和指示符进行关联；

优先级索引列表存储器，用于保持与所述多个优先级水平中的每一个优先级水平相关联的分组的列表；以及

输入电路，用于根据优先级索引列表中的信息将存储器队列中的现有分组标记为丢弃，以便容纳一个或多个预定参数内的输入分组。

6.根据权利要求5所述的多路复用器，还包括元数据存储器，用于存储与每个分组相关联的元数据。

7.根据权利要求5所述的多路复用器，其中所述输入电路在接收到具有已知优先级水平的输入分组时，确定将所述输入分组入列是否将违反一个或多个所述预定参数，并且如果违反，则将具有比已知优先级水平低的优先级的一个或多个现存分组标记为删除。

8.根据权利要求5所述的多路复用器，其中通过检查与较低优先级相关联的优先级索引列表来确定具有较低优先级的分组。

9.一种用于从数据分组的流中生成视频输出的接收机，包括：

用于从分组生成视频帧的电路；

用于将分组流解码成视频信号的电路，所述解码电路包括用于隐藏由于第一类型的丢失帧而造成的错误的电路；

用于检测丢失的分组是否与所述第一类型的视频帧相关联的电路；以及

用于响应于所述检测电路来选择性地请求重传丢失分组的电路。

10.根据权利要求9所述的接收机，其中所述检测电路包括用于确定与丢失分组相关联的视频帧在接收到的帧的顺序内的位置的电路。

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