CN101159667A - 用于移动多媒体广播系统对分组数据进行报头压缩的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于移动多媒体广播系统对分组数据进行报头压缩的方法，包括以下步骤：从移动多媒体广播系统承载多媒体业务的因特网协议分组数据中提取因特网协议报文报头，将传输过程中不变的内容生成因特网协议压缩报头；提取因特网协议报文净荷中的用户数据协议报头，将用户数据协议报头的源端口/目的端口和因特网协议压缩报头一起组成分组压缩报头；以及将分组压缩报头封装在业务的复用子帧中传输，其中，用户数据协议报文净荷封装在业务的复用子帧中传输。通过本发明，提高了移动多媒体广播系统中分组数据的传输效率。

Description

用于移动多媒体广播系统对分组数据进行报头压缩的方法

技术领域

本发明涉及移动多媒体广播或手机电视技术领域，具体地，涉及对分组数据进行报头压缩的方法。

背景技术

移动多媒体广播是近年来兴起的一种广播方式的多媒体传输和播放技术。通过手持的终端，在高速移动的情况下，可以接收移动多媒体广播网络的媒体内容并播放。终端通过无线广播信道，接收到多媒体业务节目单，并可以选择自己有权利收看的频道，从而可以接受选择频道的多媒体数据，实现在移动终端上看电视。

移动多媒体广播系统的数据传输比较复杂，采用什么样的数据传输方法和数据的类型、数据帧结构、以及数据的调制技术密切相关，例如欧洲标准的数字电视广播标准根据应用环境、调制技术等因素采用多种数据传输方法，其中常见的传输流、多协议封装、因特网协议数据封装等，特别是在欧洲手机电视标准(DVB-H)中，使用多协议封装技术MPE封装因特网协议数据、配合前向纠错编码FEC等技术实现因特网协议分组数据在手机电视系统中的传输，但是DVB-H为了兼容和使用原来的DVB系统混合组网，多次封装因特网协议数据，如因特网协议数据封装协议的数据需要通过多协议封装，然后进行传输包(TS)的再次封装，每次封装都需要增加开销，特别是传输包的封装开销，每个188字节的包最少有4个字节的固定开销，导致系统的数据效率下降，浪费宝贵的空中无线广播资源。

而在国内的移动多媒体广播系统中，为了提高系统的数据传输效率，充分利用空中的无线传输信道的传输能力，采用复用帧结构封装多媒体数据，复用帧结构是移动多媒体广播系列标准的第二部分，复用帧结构定义多媒体数据的封装格式，复用帧由多个复用子帧组成，复用子帧中封装一个多媒体广播业务的内容，分为视频段、音频段、数据段。其中，视频段进一步分为视频单元，多个视频单元组成一个视频段；音频段进一步分为音频单元，多个音频单元组成一个音频段；数据段进一步分为数据单元，多个数据单元组成一个数据段。视频段用来封装视频流数据，如视频编码器输出的封装在实时传输协议(RTP)上的视频流；音频段用来封装音频流数据，如音频编码器输出的封装在实时传输协议上的视频流；数据段用来封装节目的伴随数据，如字幕信息、节目提示信息、加密控制信息等。复用帧结构的设计实现移动多媒体广播系统的高效率传输媒体数据，这种通过剥离用户数据协议(UDP)和因特网协议(IP)，直接使用实时传输协议包进行复用帧的封装传输，提高系统数据传输效率。这种直接封装并传输媒体数据，不传输因特网协议头的方法保证系统的传输效率，但是不能充分地利用因特网协议的开放性、普遍性带来的好处，因此本发明要解决的技术问题就是既保证移动多媒体广播系统的数据传输效率，同时又要充分地利用因特网协议，本发明的方法是对在移动多媒体广播系统中传输的分组数据进行报头压缩，减少报头的开销，满足移动多媒体广播系统的传输需求

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于，提供一种用于移动多媒体广播系统对分组数据进行报头压缩的方法。

根据本发明的用于移动多媒体广播系统对分组数据进行报头压缩的方法，包括以下步骤：步骤S102，从移动多媒体广播系统承载多媒体业务的因特网协议分组数据中提取因特网协议报文报头，将传输过程中不变的内容生成因特网协议压缩报头；步骤S104，提取因特网协议报文净荷中的用户数据协议报头，将用户数据协议报头的源端口/目的端口和因特网协议压缩报头一起组成分组压缩报头；以及步骤S106，将分组压缩报头封装在业务的复用子帧中传输，其中，用户数据协议报文净荷封装在业务的复用子帧中传输。

此外，在该方法中，还包括以下步骤：移动多媒体终端通过移动多媒体广播信道接收复用帧后，从复用子帧中提取分组压缩报头并保存因特网协议压缩报头和用户数据协议源端口/目的端口；从复用子帧中解析用户数据协议报文净荷，按照因特网协议栈利用用户数据协议源端口/目的端口重组用户数据协议报文；以及利用因特网协议压缩报头重组因特网协议分组报文。

此外，在该方法中，后续承载多媒体业务的因特网协议分组数据不用再处理因特网协议报头和用户数据协议报头，直接将用户数据协议报文净荷封装在业务的复用子帧中传输。

此外，在该方法的步骤S106中，复用子帧按照移动多媒体广播复用帧结构的规范封装在复用帧中，封装后的复用帧通过移动多媒体广播的广播信道向移动多媒体终端传输。

此外，在该方法的步骤S104中，分组压缩报头可以按一定的时间间隔重复传输，保证移动多媒体广播终端可以随时接收分组压缩报头。

此外，在该方法中，分组压缩报头可以按照移动多媒体广播复用帧结构的规范封装在复用帧的控制消息中，或者封装在电子业务指南即ESG中通过移动多媒体广播的广播信道向移动多媒体终端传输。

此外，在该方法中，分组压缩报头还可以通过其他的通信网络发送给移动多媒体终端。

此外，在该方法中，用户数据协议报文由用户数据协议报头和用户数据协议报文净荷组成，其中，用户数据协议报头由源端口、目的端口、长度和检验和组成。

通过本发明的上述方面，本发明充分利用中国移动多媒体广播的复用帧结构的特点，一个复用子帧承载一个移动多媒体业务，移动多媒体业务和复用子帧有一一对应的关系，而承载移动多媒体业务的分组数据报的因特网协议报头和UDP报头基本不变，根据这些特点本发明实现对承载移动多媒体业务的分组数据进行报头的压缩。提高移动多媒体广播系统中分组数据的传输效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是示出了根据本发明实施例的用于移动多媒体广播系统对分组数据进行报头压缩的方法的流程图；

图2是示出了根据本发明实施例的复用子帧的结构；

图3是示出了根据本发明实施例的H.264视频节目的传输流程；

图4是示出了根据本发明实施例的因特网协议分组报头示意图；以及

图5是示出了根据本发明实施例的用户数据协议报头示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

在移动多媒体广播系统中，视频数据、音频数据、附属数据封装在一起成为一个复用帧的有效负荷中，加上长度信息和媒体参数等内容组成帧头成为完整的复用帧在移动多媒体广播系统中传送，一个复用帧由多个复用子帧组成，复用子帧的数量在复用帧头中。

图1是示出了根据本发明实施例的用于移动多媒体广播系统对分组数据进行报头压缩的方法的流程图。

如图1所示，包括以下步骤：步骤S102，从移动多媒体广播系统承载多媒体业务的因特网协议分组数据中提取因特网协议报文报头，将传输过程中不变的内容生成因特网协议压缩报头；步骤S104，提取因特网协议报文净荷中的用户数据协议报头，将用户数据协议报头的源端口/目的端口和因特网协议压缩报头一起组成分组压缩报头；以及步骤S106，将分组压缩报头封装在业务的复用子帧中传输，其中，用户数据协议报文净荷封装在业务的复用子帧中传输。

此外，在该方法中，还包括以下步骤：移动多媒体终端通过移动多媒体广播信道接收复用帧后，从复用子帧中提取分组压缩报头并保存因特网协议压缩报头和用户数据协议源端口/目的端口；从复用子帧中解析用户数据协议报文净荷，按照因特网协议栈利用用户数据协议源端口/目的端口重组用户数据协议报文；以及利用因特网协议压缩报头重组因特网协议分组报文。

此外，在该方法中，后续承载多媒体业务的因特网协议分组数据不用再处理因特网协议报头和用户数据协议报头，直接将用户数据协议报文净荷封装在业务的复用子帧中传输。

此外，在该方法的步骤S106中，复用子帧按照移动多媒体广播复用帧结构的规范封装在复用帧中，封装后的复用帧通过移动多媒体广播的广播信道向移动多媒体终端传输。

此外，在该方法的步骤S104中，分组压缩报头可以按一定的时间间隔重复传输，保证移动多媒体广播终端可以随时接收分组压缩报头。

此外，在该方法中，分组压缩报头可以按照移动多媒体广播复用帧结构的规范封装在复用帧的控制消息中，或者封装在电子业务指南即ESG中通过移动多媒体广播的广播信道向移动多媒体终端传输。

此外，在该方法中，分组压缩报头还可以通过其他的通信网络发送给移动多媒体终端。

此外，在该方法中，用户数据协议报文由用户数据协议报头和用户数据协议报文净荷组成，其中，用户数据协议报头由源端口、目的端口、长度和检验和组成。

图2是示出了根据本发明实施例的复用子帧的结构。

如图2所示，复用帧中包括多个复用子帧，复用子帧由复用子帧头、视频段、音频段、数据段组成。视频段承载视频业务，音频段承载音频业务，数据段承载数据业务。一个复用子帧承载一个移动多媒业务，复用子帧和移动多媒体业务有一一对应的关系，承载移动多媒体广播业务的因特网协议分组数据，根据因特网协议分组数据承载业务的不同，一个业务的数据可以封装在一个复用子帧的视频段、音频段、数据段中。

图3是示出了根据本发明实施例的H.264视频节目的传输流程。图4是示出了根据本发明实施例的因特网协议分组报头示意图；以及图5是示出了根据本发明实施例的用户数据协议报头示意图。

下面结合图3、图4及图5进行详细描述。

如图3所示，视频编码采用国际标准H.264进行编码，编码的数据通过因特网协议分组数据报输入到复用系统，H.264视频流格式符合《RFC3984：RTP Payload Format for H.264 Video》规范，H.264视频流数据作为实时传输协议报文的净荷加上实时传输协议头一起组成用户数据协议报文的净荷，然后加上用户数据协议头和因特网协议头组成因特网协议数据报文，复用接收因特网协议数据报文并进行复用处理。

对于这样的一个业务的因特网协议分组数据报文，使用的因特网协议报头见图4，在图4中，T0SD表示低延时，T表示高流量，R表示高可用，C表示低费用，在最初的设计中考虑了区别服务，但一直未采用，后来定义DS字段。可见承载该移动多媒体业务的多个因特网协议分组数据报文的报头基本一样，只有“总长度”和“头部检验和”两个字段的内容会有变化，“总长度”的值可以根据因特网协议分组报文的净荷计算得到，“头部检验和”是一个冗余的信息，可见一系列传输移动多媒体业务的因特网协议分组数据报文所使用的因特网协议报头有很多相同的内容，因此可以对因特网协议分组报头进行压缩，仅传输因特网协议报头除“总长度”和“头部检验和”外的其他部分，称为因特网协议压缩报头。因此在移动多媒体广播系统中，承载该业务的因特网协议报头仅需要在业务开始的时候传输一次即可，后续的因特网协议报头不用传输，达到压缩的目的，首先复用处理对该业务的第一个因特网协议数据报文进行处理，按照因特网协议栈的规范提取因特网协议报头，生成因特网协议压缩报头(因特网协议报头除“总长度”和“头部检验和”外的其他部分)，因特网协议分组报文的净荷封装在复用子帧中传输，复用处理对后续的因特网协议报文不用处理因特网协议报头，将因特网协议分组报文的净荷封装在复用子帧中传输即可。对于移动多媒体广播的终端处理比较简单，终端接收到该业务的因特网协议压缩报头并保存该因特网协议压缩报文，当从接收的复用子帧解析因特网协议报文净荷后，计算因特网协议报文“总长度”，然后使用因特网协议压缩报头产生“头部检验和”，从而重组该业务后续的每一个因特网协议分组数据报头，这样的因特网协议报头压缩方法可以节省大量的传输带宽。

移动多媒体广播系统中上述的因特网协议报文净荷是用户数据协议报文，如图3所示，用户数据协议报文由用户数据协议报头和用户数据协议报文净荷组成，其中用户数据协议报头的组成见图5，由源端口、目的端口、长度和检验和共8个字节组成。承载业务的所有用户数据协议报头中源端口和目的端口是相同的，而长度可以根据用户数据协议报文的净荷计算得到，检验和是一个冗余的信息，因此可以进一步对承载移动多媒体业务的用户数据协议报头进行压缩处理，提高移动多媒体系统的传输效率。移动多媒体广播系统的复用处理如下所述。

复用处理对该业务的第一个因特网协议数据报文进行处理，提取因特网协议报头，生成因特网协议压缩报头(因特网协议报头除“总长度”和“头部检验和”外的其他部分)，对组成因特网协议分组报文净荷的用户数据协议报文处理，将用户数据协议报头中的源端口、目的端口附在因特网协议压缩报头后形成分组数据压缩报头，用户数据协议报文净荷封装在复用子帧中传输，复用处理对该业务后续的因特网协议报文不用处理因特网协议报头，用户数据协议报文不用处理用户数据协议报头，将用户数据协议报文净荷封装在复用子帧中传输即可。

对于移动多媒体广播的终端处理比较简单，终端接收到该业务的分组压缩报头并保存其中的因特网协议压缩报头和用户数据协议源端口、目的端口，当从接收的复用子帧解析用户数据协议报文净荷后，计算用户数据协议报文长度，加入用户数据协议源端口和目的端口后计算用户数据协议报头的检验和，重组用户数据协议报文，即因特网协议报文净荷，然后计算因特网协议报文“总长度”，再使用因特网协议压缩报头产生“头部检验和”，从而重组该业务后续的每一个因特网协议分组数据报。

上述的分组数据报头压缩方法需要终端能接受该业务开始时的分组压缩报头，否则将丢失分组压缩报头的因特网协议压缩报头和用户数据协议端口，无法恢复承载该业务的因特网协议分组报文，因此为了让移动多媒体终端可以在任何时候接入系统，增加分组数据压缩报头传输的次数，间隔一定时间传输一次分组压缩报头，如可以每秒钟传输一次分组数据压缩报头。

使用本发明的分组数据报头压缩方法，可以提高移动多媒体广播系统传输分组数据业务的效率，充分利用移动多媒体广播系统的空中无线资源。例如：一个移动多媒体广播视频业务，视频编码采用国际标准H.264进行编码，H.264视频流格式符合《RFC3984：RTP Payload Format for H.264 Video》规范，平均每个用户数据协议报文净荷为1000字节，承载该业务的因特网协议报文平均长度为1028个字节(用户数据协议报文净荷1000字节+用户数据协议报头8个字节+因特网协议报头20字节)，每秒传输该业务的一个分组压缩报头20字节，每秒传输46个因特网协议分组报文，因此可以少传输45个因特网协议报头和用户数据协议报头，共节省1260个字节，节约2.5％的传输带宽(1260/46*1028)。

如果承载的是移动多媒体广播的音频业务，则平均每个用户数据协议报文净荷为200字节，承载该业务的因特网协议报文平均长度为228个字节(用户数据协议报文净荷200字节+用户数据协议报头8个字节+因特网协议报头20字节)，每秒传输该业务的一个分组压缩报头20字节，每秒传输21个因特网协议分组报文，因此可以少传输20个因特网协议报头和用户数据协议报头，共节省560个字节，节约11.5％的传输带宽(560/21*228)。

综上所述，本发明充分利用中国移动多媒体广播的复用帧结构的特点，一个复用子帧承载一个移动多媒体业务，移动多媒体业务和复用子帧有一一对应的关系，而承载移动多媒体业务的分组数据报的因特网协议报头和UDP报头基本不变，根据这些特点本发明实现对承载移动多媒体业务的分组数据进行报头的压缩。提高移动多媒体广播系统中分组数据的传输效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于移动多媒体广播系统对分组数据进行报头压缩的方法，包括以下步骤：

步骤S102，从所述移动多媒体广播系统承载多媒体业务的因特网协议分组数据中提取因特网协议报文报头，将传输过程中不变的内容生成因特网协议压缩报头；

步骤S104，提取因特网协议报文净荷中的用户数据协议报头，将所述用户数据协议报头的源端口/目的端口和所述因特网协议压缩报头一起组成分组压缩报头；以及

步骤S106，将所述分组压缩报头封装在所述业务的复用子帧中传输，其中，所述用户数据协议报文净荷封装在所述业务的复用子帧中传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：所述移动多媒体终端通过移动多媒体广播信道接收复用帧后，从所述复用子帧中提取所述分组压缩报头并保存所述因特网协议压缩报头和所述用户数据协议源端口/目的端口；

从所述复用子帧中解析所述用户数据协议报文净荷，按照因特网协议栈利用所述用户数据协议源端口/目的端口重组所述用户数据协议报文；以及

利用所述因特网协议压缩报头重组所述因特网协议分组报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，后续承载所述多媒体业务的所述因特网协议分组数据不用再处理所述因特网协议报头和所述用户数据协议报头，直接将所述用户数据协议报文净荷封装在所述业务的所述复用子帧中传输。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S106中，所述复用子帧按照所述移动多媒体广播复用帧结构的规范封装在所述复用帧中，封装后的所述复用帧通过所述移动多媒体广播的所述广播信道向所述移动多媒体终端传输。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S104中，所述分组压缩报头可以按一定的时间间隔重复所述传输，保证所述移动多媒体广播终端可以随时接收所述分组压缩报头。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分组压缩报头可以按照所述移动多媒体广播复用帧结构的规范封装在所述复用帧的控制消息中，或者封装在电子业务指南即ESG中通过所述移动多媒体广播的所述广播信道向所述移动多媒体终端传输。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分组压缩报头还可以通过其他的通信网络发送给所述移动多媒体终端。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述用户数据协议报文由所述用户数据协议报头和所述用户数据协议报文净荷组成，其中，所述用户数据协议报头由所述源端口、目的端口、长度和检验和组成。

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