CN101321293B - 一种实现多路节目复用的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种实现多路节目复用的装置，包括码流转换模块和控制台，还有转码模块和复帧组建模块。一种实现多路节目复用的方法包括：(1)转码模块接收到编码器向其发送的多路多媒体数据后，将每路多媒体数据按照复用规范的定义组成复用子帧；接收到复帧组建模块向其发送的申请后，向复帧组建模块发送其所需要的所有复用子帧；(2)控制台将控制信息表发送给复帧组建模块；(3)复帧组建模块根据控制信息表中的复帧配置要求向转码模块发出所需复用子帧申请，将接收到的所有复用子帧组成复帧；将控制信息表组成控制帧；并将它们发送给码流转换模块，将其转换为传送流码流后输出。采用本发明可以将多路电视节目复用并转换成方便调制发射的一路数据码流。
Description
技术领域
本发明涉及一种实现将多路节目复用成一路输出码流的装置和方法。
背景技术
目前国际上移动多媒体广播(手机电视)有多个行业标准并存，其中中国移动多媒体广播CMMB(China Multimedia Mobile Broadcasting)是中国自主研发的手机电视行业标准，受到了广泛的重视。该标准包括多个部分，其中第2部分中国移动多媒体广播复用规范定义了移动多媒体广播系统中视频、音频、数据与控制信息的复用子帧结构以及由多个复用子帧组成的复帧的结构。
从编码器输出多路节目源数据开始，首先需要完成多路节目的复用功能，经过复用完成后的节目码流才能进行调制发射。
传统的DVB(数字视频广播)复用器大多采用FPGA(现场可编程门阵列)单芯片解决方案，其输入接口通常为异步串行接口ASI，无法接入基于IP输出的编码器，而且输出的ASI码流格式也不符合CMMB信道传输标准要求。由此可以看出，该复用器功能受到很多限制，难以实现强大的网管控制功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现多路节目复用的装置和方法，采用该装置和方法可以准确、方便、快捷、高效地实现《中华人民共和国广播电影电视行业标准移动多媒体广播第2部分：复用》所定义的功能。
本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种实现多路节目复用的装置，包括码流转换模块和控制台，还包括转码模块和复帧组建模块；
转码模块用于接收编码器向其发送的多路多媒体数据并将其转换为中国移动多媒体广播复用规范中定义的复用子帧；还用于在接收到复帧组建模块向其发送的请求后将复帧组建模块需要的复用子帧发送给复帧组建模块；
控制台用于向复帧组建模块发送控制信息表；
复帧组建模块根据所述的控制信息表中的复帧配置要求向转码模块发出所需复用子帧申请，将接收到的一个或多个复用子帧组成复帧；将所述的控制信息表组成控制帧；并将组成的复帧和控制帧发送给码流转换模块。
码流转换模块用于在接收到复帧组建模块向其发送的复帧和控制帧后，将其转换成传送流码流后输出。
进一步地，控制信息表包括持续业务/短时业务复帧配置信息表、网络配置信息表、持续业务/短时业务配置信息表；持续业务/短时业务复帧配置信息表中包括复帧的信道配置信息。进一步地，复帧组建模块是按照控制台向其发送的持续业务/短时业务复帧配置信息表对每个复帧的配置要求，向转码模块申请所需要的复用子帧，待接收到转码器向其发送的所有需要的复用子帧后，将其组成复帧的。
进一步地，复帧组建模块还用于接收控制台向其发送的控制信息表，并将控制信息表按照中国移动多媒体广播复用规范对控制帧的定义组成控制帧并发送给码流转换模块；码流转换模块还用于在接收到控制帧后，将其转换成传送流码流后输出。
进一步地，复帧组建模块包括中央处理器，码流转换模块包括现场可编程门阵列；中央处理器和现场可编程门阵列之间采用数据总线连接；中央处理器与控制台和转码模块之间的接口为以太网口，现场可编程门阵列的对外接口为异步串行接口或者同步并行接口。
本发明还提供了一种实现多路节目复用的方法，包括以下步骤：
(1)转码模块在接收到编码器向其发送的多路多媒体数据后，将每路多媒体数据按照中国移动多媒体广播复用规范的定义组成复用子帧，并在接收到复帧组建模块向其发送的申请后，向复帧组建模块发送其所需要的所有复用子帧；(2)复帧组建模块在接收到其所需要的所有复用子帧后，将其组成复帧后发送给码流转换模块，由码流转换模块将其转换为传送流码流后输出。进一步地，步骤(1)具体为：
(1a)转码模块在接收到编码器向其发送的多路多媒体数据后，将每路多媒体数据按照中国移动多媒体广播复用规范的定义组成复用子帧；
(1b)控制台将控制信息表发送给复帧组建模块；
(1c)复帧组建模块根据接收到的控制信息表对每个复帧的配置要求，向转码模块申请其所需要的一个或多个复用子帧；
(1d)转码模块在接收到复帧组建模块向其发送的申请后，向其发送其所需要的所有复用子帧。
进一步地，步骤(2)具体为：
(2a)复帧组建模块在接收到其所需要的所有复用子帧后，将其组成复帧；
(2b)复帧组建模块将复帧根据控制信息表写入码流转换模块的时隙缓冲区；
(2c)码流转换模块将时隙缓冲区中的数据根据传送流码流包格式进行处理，包括：添加传送流包包头、切包等处理后，将生成的传送流包输出。
进一步地，步骤(1b)之后或(2a)之后还包括：复帧组建模块在收到控制信息表后，将控制信息表按照中国移动多媒体广播复用规范对控制帧的定义组成控制帧；步骤(2b)具体为：复帧组建模块将控制帧和复帧按照其ID的顺序，由小至大写入码流转换模块的时隙缓冲区。
进一步地，控制信息表包括持续业务/短时业务复帧配置信息表、网络配置信息表、持续业务/短时业务配置信息表；持续业务/短时业务复帧配置信息表中包括复帧的信道配置信息；步骤(1c)中，复帧组建模块是根据持续业务/短时业务复帧配置信息表对每个复帧的配置要求，向转码模块发出申请的；步骤(2b)中，复帧组建模块根据复帧的信道配置信息将复帧和控制帧按照其ID的顺序，由小至大写入码流转换模块的时隙缓冲区的。
本发明对《中华人民共和国广播电影电视行业标准移动多媒体广播第2部分：复用》所定义的功能进行了合理的分解，分别在不同的模块上实现。采用本发明，可以将多路电视节目复用并转换成方便调整发射的一路数据码流，在该装置中定义并实现了与硬件相关的输入输出接口，以及与软件相关的输入输出数据格式。通过PC机、嵌入式CPU与现场可编程门阵列FPGA的配合实现了中国移动多媒体广播复用规范中定义的所有功能。
附图说明
图1是本发明实施例中复用器所在系统的硬件结构示意图；
图2是本发明实施例中实现多路节目复用的处理流程图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
在中国移动多媒体广播系统中的复用器部分采用了本发明中实现的复用装置。由于该装置对前端设备采用了通用的以太网接口，因此完全可以在目前已有的编码器设备基础上，通过增加转码器及其他复用设备实现多路节目的复用。
本实施例的实现多路节目复用的装置(即复用器)，如图1所示，包括：转码器(即转码模块)、中央处理器CPU(即复帧组建模块)、现场可编程门阵列FPGA(即码流转换模块)和控制台。其中，CPU和FPGA集成在复用器单板上，硬件上，通过二者共同完成复用功能。由于转码器和编码器之间采用以太网接口，因此转码器的功能既可以在通用服务器上实现，也可以根据CPU的处理能力集成到复用器单板上，本实施例中转码器功能由一台独立的PC服务器通过软件来实现。控制台也可以在PC机上实现。
转码器与编码器及CPU之间、以及控制台与CPU之间的接口均为100M快速以太网口，CPU和FPGA之间采用数据总线连接，使得CPU和FPGA之间的数据传输非常方便。FPGA的输出接口为异步串行接口ASI或者同步并行接口SPI。
装置中，各模块的作用为：
转码器通过100M快速以太网口接收多路编码器输出的H.264或者AVS格式的多媒体数据，并将每一路多媒体数据按照中国移动多媒体广播复用规范的定义处理成复用子帧，待接收到CPU的请求后，将复用子帧通过100M快速以太网口输出给CPU；
控制台用于向CPU发送各种控制信息表，包括持续业务/短时业务复帧配置信息表；
CPU用于按照控制台向其发送的持续业务/短时业务复帧配置信息表对每个复帧的配置要求，向转码器申请所需要的复用子帧，待接收到所有其需要的复用子帧后，将其组成复帧并发送给FPGA；还用于接收控制台向其发送的控制信息表，并将其按照中国移动多媒体广播复用规范对控制帧的定义组成控制帧并发送给FPGA；
FPGA(也可以在逻辑运算器件上实现)用于在接收到上述复帧和控制帧后，将其转换成TS(传送流)码流并输出。复用器中的CPU完成复帧组建的工作，复用器的FPGA完成将复帧和控制帧转换成TS码流的工作。
本实施例实现多路节目复用的方法，包括以下步骤：
第一步：转码器从多路编码器接收到视频、音频多媒体数据后，将每路多媒体数据按照中国移动多媒体广播复用规范的定义组成一个复用子帧，每路编码器的输出数据对应一个复用子帧；
第二步：控制台将持续业务/短时业务复帧配置信息表(其中包括复帧的信道配置信息)、网络配置信息表、持续业务/短时业务配置信息表等控制信息表发送给CPU；
第三步：CPU收到各种控制信息表后，将其按照中国移动多媒体广播复用规范对控制帧的定义组成控制帧；(在执行顺序上，此步骤也可与第四步相交换)
控制帧中的内容是各种控制信息表。终端在接收到控制帧后根据各种信息表中的数据来实现从复用码流中获取用户选定节目。比如终端通过业务ID可以在复用配置表中查找该业务所在的复帧ID和子帧序号，再根据复帧ID在复用配置表中查找复帧对应的时隙号，位于终端的解调器解出对应时隙的数据后，再找出特定子帧序号的对应的数据就可以获取特定业务ID对应的音/视频码流进行播放了。控制帧中还包括不同复帧所占用的逻辑通道的调制参数信息，这些参数供解调使用；
第四步：CPU根据持续业务/短时业务复帧配置信息表对每个复帧的配置要求，根据包含在持续业务/短时业务配置信息表中的业务ID与复用子帧的对应关系，用业务ID向转码器申请所需要的复用子帧。转码器收到该申请后，向复帧组建模块返回其所需要的所有复用子帧。CPU收到后，根据持续业务/短时业务复帧配置信息表的要求将不同的复用子帧组成复帧；
第五步：CPU将组好的复帧和控制帧根据复帧的信道配置信息写入FPGA的时隙缓冲区。在CMMB系统中，1秒钟的信道容量被划分为40个时隙，时隙0传输的是控制帧(控制帧的复帧ID是0)，复帧的复帧ID越小使用的时隙号也就越小，因此复帧的生成必须按照ID从小到大的顺序依次进行并发送；
第六步：FPGA将时隙缓冲区中的数据根据TS包格式进行TS包处理，包括：添加TS包包头、切包等处理。将生成的TS包通过ASI接口或者SPI接口输出。
总之，通过本发明对编码器输出的多路节目数据进行复用转换后，输出的TS码流适合调制发射，该发明为多路电视节目的无线传输提供了可能，作为一种提供的移动多媒体业务的关键设备可以广泛应用于广播电视行业。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种实现多路节目复用的装置，包括码流转换模块和控制台，其特征在于，还包括转码模块和复帧组建模块；
所述转码模块用于接收编码器向其发送的多路多媒体数据并将其转换为中国移动多媒体广播复用规范中定义的复用子帧；还用于在接收到所述复帧组建模块向其发送的请求后将所述复帧组建模块需要的复用子帧发送给复帧组建模块；
所述控制台用于将控制信息表发送给复帧组建模块；
所述复帧组建模块根据所述的控制信息表中的复帧配置要求向转码模块发出所需复用子帧申请，将接收到的一个或多个复用子帧组成复帧；将所述的控制信息表组成控制帧；并将组成的复帧和控制帧发送给码流转换模块。
所述码流转换模块用于在接收到所述复帧组建模块向其发送的所述复帧和控制帧后，将其转换成传送流码流后输出。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制信息表包括持续业务/短时业务复帧配置信息表、网络配置信息表、持续业务/短时业务配置信息表；所述持续业务/短时业务复帧配置信息表中包括复帧的信道配置信息。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述复帧组建模块是按照控制台向其发送的持续业务/短时业务复帧配置信息表对每个复帧的配置要求，向转码模块申请所需要的复用子帧，待接收到转码器向其发送的所有需要的复用子帧后，将其组成复帧的。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述复帧组建模块还用于接收所述控制台向其发送的控制信息表，并将所述控制信息表按照中国移动多媒体广播复用规范对控制帧的定义组成控制帧并发送给所述码流转换模块；所述码流转换模块还用于在接收到所述控制帧后，将其转换成传送流码流后输出。
5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述复帧组建模块包括中央处理器，所述码流转换模块包括现场可编程门阵列；所述中央处理器和所述现场可编程门阵列之间采用数据总线连接；所述中央处理器与所述控制台和转码模块之间的接口为以太网口，所述现场可编程门阵列的对外接口为异步串行接口或者同步并行接口。
6.一种实现多路节目复用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)转码模块在接收到编码器向其发送的多路多媒体数据后，将每路多媒体数据按照中国移动多媒体广播复用规范的定义组成复用子帧；
(b)控制台将控制信息表发送给复帧组建模块；
(c)所述复帧组建模块根据接收到的所述控制信息表对每个复帧的配置要求，向所述转码模块申请其所需要的一个或多个复用子帧；
(d)所述转码模块在接收到所述复帧组建模块向其发送的申请后，向其发送其所需要的所有复用子帧。
(e)所述复帧组建模块在接收到其所需要的所有复用子帧后，将其组成复帧；
(f)所述复帧组建模块将所述复帧根据所述控制信息表写入所述码流转换模块的时隙缓冲区；
(g)所述码流转换模块将所述时隙缓冲区中的数据根据传送流码流包格式进行处理，包括：添加传送流包包头、切包等处理后，将生成的传送流包输出。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(b)之后或(e)之后还包括：所述复帧组建模块在收到所述控制信息表后，将所述控制信息表按照中国移动多媒体广播复用规范对控制帧的定义组成控制帧；步骤(f)具体为：所述复帧组建模块将所述控制帧和复帧按照其ID的顺序，由小至大写入所述码流转换模块的时隙缓冲区。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制信息表包括持续业务/短时业务复帧配置信息表、网络配置信息表、持续业务/短时业务配置信息表；所述持续业务/短时业务复帧配置信息表中包括复帧的信道配置信息；步骤(c)中，所述复帧组建模块是根据所述持续业务/短时业务复帧配置信息表对每个复帧的配置要求，向所述转码模块发出申请的；步骤(f)中，所述复帧组建模块根据所述复帧的信道配置信息将所述复帧和控制帧按照其ID的顺序，由小至大写入所述码流转换模块的时隙缓冲区的。
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