CN101115184B - 发送、接收广播业务的方法及对应装置和广播系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发送及接收广播业务的方法、广播业务发送及接收装置、以及一种广播系统。本发明所提供的发送广播业务和接收广播业务的方法，在发送端通过将帧群划分为通道，为各待发送的广播业务分配各自的通道，并发送承载了多个广播业务的帧群；在接收端，根据自身所需广播业务对应的通道解调所述通道，获得自身所需的广播业务。通过应用本发明能够使用户直接获得自身所需的广播业务，节约了整个数字电视广播系统的资源，加快了接收端接收广播业务的处理效率以及时间。

Description

发送、接收广播业务的方法及对应装置和广播系统

技术领域

本发明涉及广播技术，尤指一种发送及接收广播业务的方法、广播业务发送及接收装置、以及一种广播系统。

背景技术

在现有的数字电视广播技术中，通常采用运动图像编码组(MPEG-2)中的传输流(TS)技术对各种电视广播业务实现复用。这里，所述各种电视广播业务指的是各种电视节目。

在利用MPEG-2中的TS流复用技术时，接收端用户必须对所有接收到的TS流都进行解复用，才能获得自身所需的广播业务，因此接收端用户在解复用的过程中，耗费了大量的系统资源和时间解调无用的信息，造成了系统资源的极大浪费，同时也延长了用户获得广播业务的时间。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供发送广播业务的方法及接收广播业务的方法，能够使用户直接获得自身所需的业务，节约用户接收广播业务过程中使用的资源和时间。

另，本发明又一主要目的在于提供广播业务发送装置及广播业务接收装置，能够使接收装置直接获得自身所需的广播业务，节约接收端接收广播业务过程中使用的资源和时间。

另，本发明再一主要目的在于提供一种广播系统，能够使接收端直接获得自身所需的广播业务，节约接收端接收广播业务过程中使用的资源和时间。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发送广播业务的方法，设置广播业务类型，包括静态指配业务和动态指配业务；将帧群划分为一个以上的通道，该方法包括以下步骤：

A11、为各静态指配业务分配各自所需的通道；在为静态指配业务分配完通道后，根据各动态指配业务各自所需的业务基本通道分配剩余通道；

A12、判断经过步骤A11的通道分配后，是否还存在剩余通道，如果是，则执行步骤A13；否则，结束当前处理流程；

A13、根据各动态指配业务期望分配到的通道数的大小，依次将步骤A12中所述的剩余通道分配给需要通道的各动态指配业务，直至通道分配完毕或各动态指配业务均获得所述通道；

B1、根据各通道承载的广播业务对帧群进行复用，发送携带各广播业务与通道对应关系的帧群。

其中，设置各动态指配业务的优先级，所述为各动态指配业务分配各自所需的业务基本通道为：

根据各动态指配业务的优先级，依次为各动态指配业务分配所需的业务基本通道。

其中，所述步骤A13为：

A131、计算得到在满足了业务基本通道数之后还需通道的各动态指配业务期望分配的通道数；

A132、根据各动态指配业务期望分配的通道数大小，依次分配步骤A12中所述的剩余通道；

A133、当分配结束时，判断是否还存在没有分配完的剩余通道，如果是，则返回步骤A131；否则，结束当前处理流程。

其中，设置各动态指配业务的指配权重；

步骤A131中，所述计算得到各需要通道的动态指配业务期望分配的通道数为：将各动态指配业务需要的通道数乘以自身指配权重得到所期望分配的通道数。

另外，步骤A13之后，进一步包括：

A14、判断帧群中是否存在剩余通道，如果是，则执行步骤A15；否则，结束当前处理流程；

A15、将步骤A14中所述剩余通道分配给优先级最高广播业务，所述广播业务根据帧群所能支持的调制模式，调整自身占用通道的调制模式提高业务发送质量。

另外，步骤A15中，进一步记录通道与调制模式的对应关系；

相应的，所述发送的帧群中进一步包括：通道与调制模式的对应关系。

其中，所述对应关系携带在帧群的帧群头中。

本发明所提供的发送广播业务和接收广播业务的方法，在发送端通过将帧群划分为通道，为各待发送的广播业务分配各自的通道，并发送承载了多个广播业务的帧群；在接收端，根据自身所需广播业务对应的通道解调所述通道，获得自身所需的广播业务。另外，本发明还提供广播业务发送装置及广播业务接收装置、以及广播系统。通过应用本发明能够使用户直接获得自身所需的广播业务，节约了整个数字电视广播系统的资源，加快了接收端接收广播业务的处理效率以及时间。

附图说明

图1为帧结构示意图；

图2为本发明中帧群时域划分的示意图；

图3为本发明中帧群划分的示意图；

图4为本发明中发送广播业务方法的流程图；

图5为本发明中分配通道方法的流程图；

图6为本发明中广播业务发送装置结构图；

图7为本发明中接收广播业务方法的流程图；

图8为本发明中广播业务接收装置结构图；

图9为本发明中广播系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步的详细说明。

在本发明的实施例中主要以数字电视广播系统为例进行介绍。

数字电视广播系统在物理层主要采用基于OFDM的通信系统，并采用分层的帧结构，帧结构如图1所示。

为实现接收端用户能够直接获得自身所需的广播业务，本发明将一个帧群划分为多个通道，将不同的广播业务分配在不同的通道内传输；接收端则根据自身所需接收的广播业务，直接在广播业务所在的通道上解调得到自身需要的广播业务。

在本发明中，网络侧可以根据具体网络运营环境的需求，确定划分通道的方法、以及划分通道的数目。其中，将帧群划分为多个通道的方法，可以从频域和/或时域的角度考虑，以下列举从频域和时域的角度划分帧群的方法。

在时域，由于每个帧群中包含有255个信号帧，又255＝3×5×17，因此可以考虑将帧群分为3组、或5组、或17组。当选择将帧群分为5个信号帧组时，信号帧组的分布情况如如图2所示。在图2中，每个方格代表帧群中的一个信号帧，在方格下面的数字代表信号帧的序号，在方格内的数字代表信号帧所在信号帧组的组号。

在频域，OFDM系统通常采用4K模式，其中有用的子载波数为3780个。为了节省接收终端电源，对于帧群头的同步信息依次从第一组子载波、第二组子载波、第三组子载波和第四组子载波发送。

在帧群在时域上划分为5组、在频域上划分为4组的情况下，一个帧群中则有4×5＝20个通道，具体如图3所示。

数字广播发送端在确定将帧群划分为通道的方法后，为每个通道分配通道号，用来唯一标识通道。

为了实现本发明的发明目的，还需在数字广播发送端设置业务索引表和QoS映射表。业务索引表中记录业务标识与QoS索引值之间的对应关系；QoS映射表记录QoS索引值与QoS参数之间的对应关系。这里，业务标识是用来唯一标识数字广播发送端广播发送的业务类型。QoS参数包括：业务的指配类型、业务的指配权重ServiceWeight、业务基本字节数ServiceBaseByteNum、以及业务优先级ServicePro。

其中，指配类型包括：静态指配业务和动态指配业务。当一个广播业务为静态指配业务时，它在帧群中占用固定的通道；而动态指配业务，只有在帧群中通道满足静态指配业务通道需求的条件下，才能再根据数字广播发送端当前需要发送的其他动态指配业务确定当前自身能够占用的通道。业务基本字节数为：为保证该广播业务的正常发送，在一个帧群中广播业务最少需要占用的字节数，业务基本字节数是根据广播业务的基本发送速率和帧群周期的乘积得到。业务优先级主要为广播业务在一个帧群中分配资源时，保证其广播业务基本字节数时的优先级顺序。

数字电视广播发送端按照如图4所示的步骤执行数字电视广播的发送过程：

步骤401：根据各待发送的广播业务的传输数据量，为各待发送的广播业务分配在帧群中所使用的通道。

由于在帧群中每个通道承载数据的大小，不仅与将帧群划分为通道的方法有关，同时还与通道所采用的调制/编码模式有关，因此对待发送的广播业务进行通道分配时，还必须考虑通道所采用的调制/编码模式。通常情况下，在一个帧群中一般采用一种编码模式，因为在一个帧群中，如果采用多种编码模式的话，会给接收端的解码过程造成负担，影响解码效率。因此，在确定帧群中通道所采用的编码模式后，帧群中每个通道承载数据的大小则只与通道所采用的调制模式有关。

在本实施例中，针对帧群中各通道采用的调制模式可以分为两种情况讨论，首先是在固定调制模式下对待发送的广播业务的通道的分配，即帧群中所有的通道都采用预先协商好的相同的调制模式；其次是混合调制模式下对广播业务的通道的分配，即帧群中的通道不一定需要采用相同的调制模式，而是可以根据广播业务的传输数据量确定具体通道采用的调制模式。

在采用固定调制模式的情况下，可以在帧群中携带帧群各通道所采用的调制/编码模式，接收端根据帧群中携带的调制/编码模式解调帧群中的各通道；也可以由传输双方预先设置采用的调制/编码模式，这样就不需要在帧群中携带调制/编码模式，传输双方只需根据预先设置好的调制/编码模式对帧群进行解调以及解码。

这里，针对帧群通道所采用的调制模式的两种情况，分别列举在帧群中为待发送的广播业务分配通道的方法。

在此，首先介绍在固定调制模式下对待发送的广播业务的通道分配过程，具体如图5所示。

在执行如图5所示的流程之前，需首先根据固定的调制/编码模式、以及帧群划分为通道的方法确定通道能够承载的字节数ServicePathByte。图5所示的流程具体如下：

步骤501：获得当前所有待发送的广播业务的业务标识，根据各业务标识查找业务索引表得到各广播业务所对应的QoS索引值，并根据得到的各QoS索引值查找QoS映射表，最终得到各广播业务对应的QoS参数。

业务标识是由网络运营商设置的每个电视频道对应的标识，例如设置CCTV5的业务标识为4，这样终端需要观看CCTV5的节目只要接收业务标识为4的广播业务即可。

步骤502：根据得到的QoS参数的指示，为静态指配业务分配通道，满足静态指配业务的通道需求。

具体为：根据静态指配业务待发送数据的字节数ReceiveServiceByte以及各通道能够承载的字节数，为各静态指配业务分配足够的通道数ServicePathNum。并且，得到静态指配剩余通道数RemainPathNum1＝总通道数ServicePathAll-各静态指配业务占用的ServicePathNum。

步骤503：在为静态指配业务分配完通道后，为各动态指配业务分配各自所需的业务基本通道数。

具体为：根据静态指配剩余通道数RemainPathNum1、各动态指配业务的业务基本字节数ServiceBaseByteNum、各动态指配业务待发送的字节数ReceiveServiceByte及各动态指配业务的业务优先级ServicePro，按照各业务的业务优先级ServicePro的大小依次为各动态指配业务分配业务基本通道数ServiceMinPathNum＝Min(ServiceBaseByteNum，ReceiveServiceByte)/ServicePathByte。

在本步骤中，由于为各动态指配业务分配基本通道数均按照各动态指配业务的优先级进行通道的分配，因此即使在通道数不足的情况下，也可以保证高优先级用户的基本通道数。

步骤504：判断在满足了静态指配业务的需求、以及动态指配业务的基本通道需求后，是否还存在剩余的通道，如果存在，则执行步骤505；否则，执行步骤506。

这里，判断是否还存在剩余的通道，即判断动态基本指配剩余通道数RemainPathNum2是否大于零，如果大于零，则存在剩余通道；否则，不存在剩余通道。动态基本指配剩余通道数RemainPathNum2为＝静态指配剩余通道数RemainPathNum1-各动态指配业务占用的业务基本通道数的总和。

步骤505：在满足动态指配业务的基本通道需求后，还存在剩余通道时，则根据各动态指配业务所期望分配的通道数的大小，为各动态指配业务再次分配通道，直至所有的动态指配业务均得到自身所需的通道或帧群中的通道被分配完。结束当前处理流程。

具体可以按照如下步骤进行：

步骤505a：针对各动态指配业务计算各广播业务所期望分配的通道数。

具体为：业务期望分配到的通道数ServiceAllotePathExp＝(ServiceRemainByte×ServiceWeigth)/ServicePathByte，其中ServiceRemainByte为动态指配业务在经过基本通道分配之后，还没有被分配通道的数据字节数。ServiceWeigth表示在一个帧群中分配无线资源时的权重。

步骤505b：比较各动态指配业务所期望分配的通道数的大小，将动态基本指配剩余通道数RemainPathNum2按照各动态指配业务所期望分配通道数的大小，依次分配给各动态指配业务，当所有动态指配业务均得到自身所需的通道数或帧群中的通道被分配完，结束此次分配过程。当本次分配剩余通道的过程结束后，判断是否还存在剩余通道以及还存在没有分配完的动态指配业务，如果存在，则返回步骤505a，重新计算各动态指配业务所期望分配的通道数，直至所有动态指配业务均得到自身所需的通道或帧群中的通道被分配完毕；否则，结束当前处理流程。

在步骤505b中，还可以在计算完各广播业务所期望分配的通道数后，只为所期望分配通道数最大的广播业务分配一个通道；在分配完当前通道之后，再次计算各广播业务所期望分配的通道数，并只为此次计算得到的期望分配通道数最大的广播业务分配一个通道；依次循环下去，直至所有的动态指配业务均得到自身所需的通道或帧群中的通道被分配完。

在步骤505中，所述期望分配的通道数还可以是各动态指配业务在分配完业务基本通道数之后，还需要进一步分配的通道数。

步骤506：结束当前分配通道的流程。

至此，采用固定调制模式对待发送的广播业务的通道分配过程结束。

在步骤505之后，如果帧群中还存在剩余的通道时，则还可以根据广播业务的优先级，将多余的通道分配给优先级高的广播业务。另外，考虑到当一个通道的调制阶数降低，那么该通道所承载的字节数则会降低，相应的，该通道上的信噪比(SNR)则会提高，从而广播业务的发送质量也会提高。因此，则可以考虑将广播业务的一部分数据量放在调制阶数低的通道，而将另外一部分数据量放在调制阶数高的通道上，这样即可以满足不浪费通道，也可以相应提高广播业务的发送质量。具体分配的方法如下，在具体分配之前首先必要分别计算出系统能够支持的调制模式在每个通道能够承载的字节数。这里，假设存在调制模式A、B、C和D，在每个通道上分别能够承载的字节数为AJ、BJ、CJ和DJ。然后，计算广播业务需要每个通道承载的字节数，这里假设EJ。最后比较EJ和AJ、BJ、CJ以及DJ，选择小于EJ的最大值，以及大于EJ的最小值。在此，假设小于EJ的最大值为AJ，大于EJ的最小值为BJ，则选择AJ和BJ对应的调制模式调制通道。

在确定了调制模式之后，则需要确定各调制模式调试通道的数目。这里，可以采用依次试验的方法，例如，当广播业务总共可以使用的通道数为G时，则A调制的通道数从1到G-1，相应的B调制的通道数从G-1到1依次试验，得到A和B总共能够承载的字节数为大于广播业务所需发送字节数的最小值。

步骤402：根据帧群所采用的调制/编码方式、以及为各发送待广播业务分配的通道对广播业务进行帧群的复用，并将复用后的帧群通过广播信道进行广播。在对帧群的复用过程中，根据当前帧群中承载的广播业务，除了需要在帧群头中携带原来的同步高层信息，还需携带业务映射表和通道列表，以便各接收端能够根据业务映射表和通道列表中携带的信息直接解调得到自身所需的广播业务。

其中，业务映射表记录的是：帧群上承载业务的业务标识与该广播业务占用通道的对应关系；通道列表中记录的是每个通道对应的通道参数；通道参数包括该通道所对应的调制/编码方式。

上面描述的是广播业务发送装置发送电视广播业务的过程，与该过程对应的广播业务发送装置60结构如图6所示，包括业务提供单元61、发送缓存单元62、资源调度单元63和多路业务复用单元64。

其中，业务提供单元61包括一个或一个以上的用于提供广播业务的业务单元，每个业务单元均能提供一个广播业务，即提供一个电视节目制作、处理、以及发送。当要发送广播业务时，各业务单元均将自身当前发送的广播业务发送至发送缓存单元62中存储。

发送缓存单元62，用于存储业务提供单元61发送的广播业务，并根据资源调度单元63的分配将各广播业务发送至多路业务复用单元64。

资源调度单元63根据发送缓存单元62中缓存的各待发送的广播业务，对各待发送的广播业务进行通道分配，并记录各广播业务与自身分配的通道的对应关系；将分配的结果以及各广播业务与自身分配的通道的对应关系通知多路业务复用单元64。

当广播业务发送装置60并不是采用固定的调制/编码模式的话，资源调度单元63还可以进一步通知多路业务复用单元64，各通道对应的调制/编码模式。

这里，资源调度单元63对各待发发送的广播业务的通道分配的具体方法，可以根据步骤401中所描述的方法，在此不再详述。

多路业务复用单元64，用户根据资源调度单元63对各待发送的广播业务通道分配的结果，对帧群上承载各待发送广播业务进行复用，并发送对应关系的帧群。

当资源调度单元63进一步通知了调制/编码模式的情况下，则多路业务复用单元则根据通知的调制/编码模式进行时间和频率上复用。

其中，对各待发送的广播业务通道分配的结果中，也包括业务所采用的调制、编码模式。

相应的，数字广播接收端接收数据的过程如图7所示，具体介绍如下：

步骤701：当接收端接收到数字广播系统发送端发送的帧群时，对每个帧群进行分析，具体为：首先提取帧群的帧群头，获得帧群头中携带的业务映射表和通道列表；接着，根据自身需要接收广播业务的业务标识查找业务映射表，得到广播业务占用帧群通道的通道号；再根据得到的通道号查找通道列表得到对应通道的调制和编码方式。

步骤702：根据获得的通道号以及通道所采用的调制/编码方式，对自身所需接收的广播业务进行解调，获得自身所需的广播业务。

与数字广播接收端对应的广播业务接收装置80结构如图8所示，包括接收缓存单元81、帧群分析单元82、多路业务分离单元83、以及用户处理单元84。广播业务接收装置80对应于广播系统的客户端。

接收缓存单元81，用于接收并存储数字电视发送装置60广播发送的数据，并将接收到的数据送与帧群分析单元42中进行分析。

帧群分析单元82，用于根据当前所需接收的广播业务，查找帧群中携带的对应关系，获得所述广播业务对应的通道。如果帧群中进一步携带了帧群中各通道使用的调制/编码模式，则帧群分析单元82进一步获得携带的调制/编码模式。

多路业务分离单元83，用于根据帧群分析单元82分析得到的结果，对帧群中的业务进行分离，得到用户所需要的业务，并将获得广播业务发送至用户处理单元84。

用户处理单元84，用于接收并处理多路业务分离单元83解调后的数据。

相应的，在本发明中还提供了一个广播系统，如图9所示，包括广播业务发送装置60和广播业务接收装置80；其中，

广播业务发送装置60，用于根据各待发送广播业务的传输数据量，为各待发送广播业务在帧群中分配通道；记录各广播业务与自身分配的通道的对应关系；并根据资源调度单元分配的各通道承载的广播业务对帧群进行复用，发送携带各广播业务与通道对应关系的帧群。

广播业务接收装置80，用于根据当前所需接收的广播业务，查找帧群中携带的对应关系，获得所述广播业务对应的通道；解调所述广播业务对应的通道获得所述广播业务。

本发明所提供的方法、装置以及系统不仅适用于数字电视广播系统，同样也适用于其他广播系统，例如语音广播系统，股票广播系统等。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种发送广播业务的方法，其特征在于，设置广播业务类型，包括静态指配业务和动态指配业务；将帧群划分为一个以上的通道，该方法包括以下步骤：

A11、为各静态指配业务分配各自所需的通道；在为静态指配业务分配完通道后，根据各动态指配业务各自所需的业务基本通道分配剩余通道；

A12、判断经过步骤A11的通道分配后，是否还存在剩余通道，如果是，则执行步骤A13；否则，结束当前处理流程；

A13、根据各动态指配业务期望分配到的通道数的大小，依次将步骤A12中所述的剩余通道分配给需要通道的各动态指配业务，直至通道分配完毕或各动态指配业务均获得所述通道；

B1、根据各通道承载的广播业务对帧群进行复用，发送携带各广播业务与通道对应关系的帧群。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置各动态指配业务的优先级，所述为各动态指配业务分配各自所需的业务基本通道为：

根据各动态指配业务的优先级，依次为各动态指配业务分配所需的业务基本通道。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A13为：

A131、计算得到在满足了业务基本通道数之后还需通道的各动态指配业务期望分配的通道数；

A132、根据各动态指配业务期望分配的通道数大小，依次分配步骤A12中所述的剩余通道；

A133、当分配结束时，判断是否还存在没有分配完的剩余通道，如果是，则返回步骤A131；否则，结束当前处理流程。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，设置各动态指配业务的指配权重；

步骤A131中，所述计算得到各需要通道的动态指配业务期望分配的通道数为：将各动态指配业务需要的通道数乘以自身指配权重得到所期望分配的通道数。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，步骤A13之后，进一步包括：

A14、判断帧群中是否存在剩余通道，如果是，则执行步骤A15；否则，结束当前处理流程；

A15、将步骤A14中所述剩余通道分配给优先级最高广播业务，所述广播业务根据帧群所能支持的调制模式，调整自身占用通道的调制模式提高业务发送质量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A15中，进一步记录通道与调制模式的对应关系；

相应的，所述发送的帧群中进一步包括：通道与调制模式的对应关系。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对应关系携带在帧群的帧群头中。

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