CN101465711A - 一种移动多媒体广播系统中传输多模式数据业务的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动多媒体广播系统中传输多模式数据业务的方法。该方法根据数据业务模式，按照相应的协议把不同的业务数据封装成对应的业务数据包；然后，按照可扩展多协议封装语法结构，将不同模式的业务数据包打包生成可扩展多协议封装包；接着，将可扩展多协议封装包适配到中国移动多媒体广播复用子帧的数据段中；最后，将中国移动多媒体广播复用子帧复用、调制后，实现中国移动多媒体广播系统对多模式数据业务的传送。本发明通过对移动多媒体广播数据协议层次的进一步定义，有效地实现了多模式数据业务在移动多媒体广播系统中的传送与接收，用户可以方便快捷的接收多模式数据业务，从而极大的提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明属于移动多媒体广播技术领域，尤其涉及一种多模式数据业务在中国移动多媒体广播(China Mobile Multimedia Broadcast，缩写为CMMB)系统中的传输方法。
背景技术
CMMB系统是利用大功率S波段卫星信号覆盖全国范围，利用地面增补转发器同频同时同内容转发卫星信号、补点覆盖卫星信号盲区，利用无线移动通信网络构建回传通道，组成单向广播和双向交互相结合的移动多媒体广播网络。
CMMB系统通过卫星和地面无线广播方式，可以让人们通过各种交通工具、多种便携终端来随时随地的接收广播电视收视与信息服务。利用移动多媒体广播系统开展业务无疑将是一种非常有效且有力的方式。
随着数据通信业务不断的多样化，比如流模式业务、文件模式业务以及其他模式业务等，将多模式数据业务通过CMMB系统广播传输出去，已经成为目前一种迫切的表现模式。但是，由于CMMB的自身特点，服务网络提供给每个移动终端的无线带宽非常有限。因而既要满足终端可接受的传输效率，又要保证传输的准确性，节省终端电源，更好的满足移动多媒体业务要求的多模式数据业务传输，目前没有一种合适的方法来实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在移动多媒体广播系统中传输多模式数据业务的方法，该方法能够简单有效地实现通过CMMB系统传输多模式数据业务，包括流模式业务、文件模式业务以及其他模式业务。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括如下步骤：
第一步，根据数据业务模式，按照相应的协议把不同的业务数据封装成对应的业务数据包；
第二步，按照可扩展多协议封装(eXtensible Protocol Encapsulation，简称XPE)语法结构，将不同模式的业务数据包打包生成XPE包；
第三步，将XPE包封装到CMMB复用子帧的数据段中；
第四步，将CMMB复用子帧复用、调制后，实现CMMB系统对多模式数据业务的传送。
上述第一步中，所述数据业务模式包括流模式、文件模式以及其他模式。
上述第二步中，可以采用如下步骤将不同模式的业务数据包打包生成XPE包：
(1)针对各种数据长度的多模式业务数据，根据需要将业务数据拆分成若干业务数据段，作为XPE净荷；
(2)将与某段XPE净荷对应的开始标志、结束标志、净荷类型、净荷长度、CRC指示、数据包标识、数据包总长度、业务模式指示、保留、校验和打包成该段XPE净荷的XPE包头；
(3)采用循环校验算法，生成用于对所述段XPE净荷进行校验的32位循环校验字段CRC_32；
(4)按照XPE包头、XPE净荷和CRC_32的顺序打包形成XPE包。
如果数据传输业务对传输的完整性要求较高，本发明还可以对业务数据包进行前向纠错，以增强数据传输的可靠性。纠错数据按照XPE前向纠错语法结构(eXtensible ProtocolEncapsulation-Forward Error Correction，简称XPE-FEC)封装打包成XPE-FEC包，具体步骤如下：
(1)根据需要，将业务数据包的前向纠错数据拆分成若干纠错数据段，作为XPE-FEC净荷；
(2)将与某段XPE-FEC净荷对应的开始标志、结束标志、净荷类型、净荷长度、CRC指示、数据包标识、数据包总长度、FEC算法标识、FEC参数长度、FEC参数、校验和打包成该段XPE-FEC净荷的XPE-FEC包头；
(3)采用循环校验算法，生成用于对所述段XPE-FEC净荷进行校验的32位循环校验字段CRC_32；
(4)按照XPE-FEC包头、XPE-FEC净荷和CRC_32的顺序打包形成XPE-FEC包。
针对某XPE包生成的XPE-FEC包，必须紧随该XPE包传输，而且其数据包标识应与对应XPE包的数据包标识保持一致。换句话说，同一个业务数据包和纠错数据包在逻辑上要求具有相同的数据包标识，其拆分、封装的XPE/XPE-FEC包也应具有相同的数据包标识。
本发明通过对CMMB数据协议层次的进一步定义，有效地实现了多模式数据业务在CMMB系统中的传送与接收，用户可以方便快捷的接收多模式数据业务，从而极大的提高了用户体验。
附图说明
图1为多模式数据业务传输流程图；
图2为多模式数据业务协议层次示意图；
图3为XPE包结构示意图；
图4为XPE-FEC包结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步说明。
在详细描述本发明方法之前，以下先对中国移动多媒体广播复用帧给予介绍，以便更好地理解本发明。
由于移动多媒体广播系统所需要传输的数据量和传输环境需求与普通的家用大屏幕电视不同，因此根据我国移动多媒体广播的特点，CMMB系统采用了自主研发的复用技术。复用帧由复用帧头、复用净荷和填充组成，其作用和目的是为了完成音频、视频、数据及控制信息的封装和排列，使其能够适配在移动多媒体广播信道上进行传送。每个复用帧由MF_ID唯一标识，MF_ID取值范围为0～39，其中MF_ID＝0的复用帧用于承载控制信息，其它的复用帧用于承载业务。
本发明将多模式业务包首先打包生成XPE包，如果业务数据需要前向纠错，则采用前向纠错算法生成纠错数据，并打包成XPE-FEC包，然后将XPE/XPE-FEC包封装到复用子帧的数据段，从而实现在CMMB系统中完成多模式数据业务的传送。
图1为本发明多模式数据业务传输流程图。如图所示，多模式数据业务在CMMB系统中的传输过程包括以下步骤：
(1)多模式数据业务通过各自不同的协议封装生成业务数据包，即流模式业务根据相应的协议封装成流模式业务包，文件模式业务根据相应的协议封装成文件业务包，其他模式业务根据相应的协议封装成IP业务包；
(2)多模式业务数据包经过可扩展多协议(eXtensible Protocol Encapsulation，简称XPE)封装，生成XPE包；如果业务数据需要前向纠错，则采用前向纠错算法生成纠错数据，并按照XPE前向纠错(eXtensible Protocol Encapsulation-Forward Error Correction，简称XPE-FEC)语法结构打包生成XPE-FEC包；
(3)采用相关标准，如《GY/T 220.2-2006移动多媒体广播第2部分：复用》，将XPE包/XPE-FEC包封装到CMMB复用子帧的数据段中；
(4)将CMMB复用子帧复用到复用帧，再经过调制后发送到CMMB传输网络。
在接收端，用户首先通过解调、解复用得到XPE包/XPE-FEC包，然后通过对XPE包/XPE-FEC包进行解析得到多模式业务包，再按照多模式数据业务各自的封装协议进行解析得到多模式业务数据。
图2所示为移动多媒体广播(CMMB)数据业务协议层次示意图。在CMMB系统中，数据业务被划分成流模式数据业务、文件模式数据业务、其他模式数据业务等多种。如图所示，不同的数据业务数据被封装成不同的业务包，将不同的业务数据包首先打包生成XPE包，然后再封装到复用子帧的数据单元中。
本发明对多种模式数据业务包不作任何限制，比如流模式数据业务可以通过封装打包生成实时传输协议(Real Time Transport Protocol，缩写为RTP)业务数据包，其他模式数据业务通过IETF(互联网工程任务组)RFC791(即IPv4)和IETF RFC2460(即IPv6)封装语法生成IP业务数据包等等，这里仅为示意性举例，不构成对本发明的限制。
图3为XPE包的结构示意图。如图所示，XPE包由XPE包头、XPE净荷以及CRC_32组成，XPE包携带业务数据即业务数据包。
XPE包头包含开始标志、结束标志、净荷类型、净荷长度、CRC指示、数据包标识、数据包总长度、业务模式指示、保留、校验和等。其中，开始标志字段用于表示本XPE包携带着业务数据的开始部分；结束标志字段用于表示本XPE包携带着业务数据的结束部分；净荷类型字段用于表示XPE净荷是业务数据还是FEC数据；净荷长度字段用于表示XPE包携带的净荷长度，单位为字节；CRC指示字段用于表示本XPE包的净荷是否进行CRC_32校验；数据包标识字段用于表示XPE包的标识，同一个业务数据包和纠错数据包在逻辑上要求具有相同的数据包标识，其拆分、封装的XPE包/XPE-FEC包也应具有相同的数据包标识；数据包总长度字段用于表示多模式业务数据的总长度，单位为字节，只有当多模式业务数据被拆分时才需要传输本字段，若未被拆分，净荷长度字段即表示多模式业务数据的总长度；业务模式指示字段用于表示多模式业务数据的协议；校验和字段用作XPE包头信息的校验，是对XPE包头中本字段前面所有字节进行异或运算的值。
XPE净荷用于携带多模式业务数据的全部或部分，其长度由XPE包头中的“净荷长度”字段指示，数据类型由“净荷类型”字段指示。
CRC_32是32位循环校验字段，只对XPE净荷进行校验。
图4为XPE-FEC包的结构示意图。当数据传输业务对传输的完整性要求较高时，本发明可对业务数据包进行前向纠错，以增强数据传输的可靠性，纠错数据按照XPE前向纠错(eXtensible Protocol Encapsulation-Forward Error Correction，简称XPE-FEC)语法结构封装打包成XPE-FEC包。如图所示，XPE-FEC包由XPE-FEC包头、XPE-FEC净荷以及CRC_32组成，XPE-FEC包携带纠错数据。
XPE-FEC包头包含开始标志、结束标志、净荷类型、净荷长度、CRC指示、数据包标识、数据包总长度、FEC算法标识、FEC参数长度、FEC参数、校验和等。其中，开始标志字段用于表示本XPE-FEC包携带着FEC数据的开始部分；结束标志字段用于表示本XPE-FEC包携带着前向纠错信息的结束部分；净荷类型字段用于表示净荷是业务数据还是FEC数据；净荷长度字段用于表示XPE-FEC携带的净荷长度，单位为字节；CRC指示字段用于表示本XPE-FEC包的净荷是否进行CRC_32校验；数据包标识字段用于表示一个纠错数据包的包标识，同一个业务数据包和纠错数据包在逻辑上要求具有相同数据包标识，其拆分、封装的XPE/XPE-FEC包也应具有相同的数据包标识；数据包总长度字段用于表示纠错数据的总长度，单位为字节，只有当纠错数据被拆分时才需要传输本字段，若未被拆分，净荷长度字段即表示纠错数据的总长度；FEC算法标识字段用于表示标识一种前向纠错算法；FEC参数长度字段用于表示后续前向纠错参数信息的总长度，单位为字节；FEC参数字段的语法跟前向纠错算法相关，定义前向纠错算法时，需要同时定义本字段的语法，FEC参数字段的长度由“FEC参数长度”字段指定；校验和字段用作XPE-FEC包头信息的校验，是对XPE-FEC包头中本字段前面所有字节进行异或运算的值。
XPE-FEC净荷字段用于携带纠错数据的全部或部分，长度由“净荷长度”字段指示，数据类型由“净荷类型”字段指示。
CRC_32是32位循环校验字段，只对XPE_FEC的净荷进行校验。
本发明的前向纠错为可选项，不同的数据业务可以采用不同的前向纠错算法，同一个数据业务的不同数据资源也可以采用不同的前向纠错算法。若进行了前向纠错，采用本发明定义的包封装结构进行封装，生成XPE-FEC包，并且必须紧随XPE包传输，且数据包标识应与XPE的包保持一致。
本发明约定将RS(255，191)作为基本的前向纠错算法，其余的前向纠错算法保留为将来扩展。
在CMMB系统中，将生成的XPE包/XPE-FEC包封装到复用子帧数据段的数据单元。比如，当数据单元的类型值等于160时，表示此数据单元携带的是XPE包；当数据单元的类型值等于161时，表示此数据单元携带的是XPE-FEC包。
综上，本发明可以将多模式数据业务通过可扩展协议封装将数据业务在CMMB系统的复用子帧进行封装映射，有效的实现多模式数据业务在CMMB系统中的传送和接收。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 (9)
1、一种移动多媒体广播系统中传输多模式数据业务的方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步，根据数据业务模式，按照相应的协议把不同的业务数据封装成对应的业务数据包；
第二步，按照可扩展多协议封装XPE语法结构，将不同模式的业务数据包打包生成XPE包；
第三步，将XPE包封装到中国移动多媒体广播CMMB复用子帧的数据段中；
第四步，将CMMB复用子帧复用、调制后，实现CMMB系统对多模式数据业务的传送。
2、根据权利要求1所述的传输多模式数据业务的方法，其特征在于，所述第二步中打包生成XPE包的步骤如下：
(1)针对各种数据长度的多模式业务数据，根据需要将业务数据拆分成若干业务数据段，作为XPE净荷；
(2)将与某段XPE净荷对应的开始标志、结束标志、净荷类型、净荷长度、CRC指示、数据包标识、数据包总长度、业务模式指示、保留、校验和打包成该段XPE净荷的XPE包头；
(3)采用循环校验算法，生成用于对所述段XPE净荷进行校验的32位循环校验字段CRC_32；
(4)按照XPE包头、XPE净荷和CRC_32的顺序打包形成XPE包。
3、根据权利要求2所述的传输多模式数据业务的方法，其特征在于，所述开始标志字段用于表示本XPE包携带着业务数据的开始部分；
所述结束标志字段，用于表示本XPE包携带着业务数据的结束部分；
所述净荷类型字段，用于表示XPE净荷是业务数据还是FEC数据；
所述净荷长度字段，用于表示XPE包携带的净荷长度；
所述CRC指示字段，用于表示本XPE包的净荷是否进行CRC_32校验；
所述数据包标识字段，用于表示XPE包的标识，同一个业务数据包在逻辑上要求具有相同的数据包标识，其拆分、封装的XPE包也具有相同的数据包标识；
所述数据包总长度字段，用于表示多模式业务数据的总长度，只有当多模式业务数据被拆分时才需要传输本字段，若未被拆分，净荷长度字段即表示多模式业务数据的总长度；
所述业务模式指示字段，用于表示多模式业务数据的协议；
所述校验和字段，用作XPE包头信息的校验，是对XPE包头中本字段前面所有字节进行异或运算的值。
4、根据权利要求1、2或3所述的传输多模式数据业务的方法，其特征在于，第一步中所述数据业务模式，包括流模式、文件模式以及其他模式。
5、根据权利要求1、2或3所述的传输多模式数据业务的方法，其特征在于，还对业务数据包进行前向纠错FEC，纠错数据按照前向纠错语法结构XPE-FEC封装打包成XPE-FEC包；
所述XPE-FEC包紧随其对应的XPE包传输，而且其数据包标识与对应XPE包的数据包标识保持一致。
6、根据权利要求5所述的传输多模式数据业务的方法，其特征在于，所述打包生成XPE-FEC包的步骤如下：
(1)根据需要，将业务数据包的前向纠错数据拆分成若干纠错数据段，作为XPE-FEC净荷；
(2)将与某段XPE-FEC净荷对应的开始标志、结束标志、净荷类型、净荷长度、CRC指示、数据包标识、数据包总长度、FEC算法标识、FEC参数长度、FEC参数、校验和打包成该段XPE-FEC净荷的XPE-FEC包头；
(3)采用循环校验算法，生成用于对所述段XPE-FEC净荷进行校验的32位循环校验字段CRC_32；
(4)按照XPE-FEC包头、XPE-FEC净荷和CRC_32的顺序打包形成XPE-FEC包。
7、根据权利要求6所述的传输多模式数据业务的方法，其特征在于，所述前向纠错采用RS(255,191)作为基本的前向纠错算法，其余的前向纠错算法保留为将来扩展。
8、根据权利要求6所述的传输多模式数据业务的方法，其特征在于，所述开始标志字段用于表示本XPE-FEC包携带着FEC数据的开始部分；
所述结束标志字段，用于表示本XPE-FEC包携带着前向纠错信息的结束部分；
所述净荷类型字段，用于表示净荷是业务数据还是FEC数据；
所述净荷长度字段，用于表示XPE-FEC携带的净荷长度；
所述CRC指示字段，用于表示本XPE-FEC包的净荷是否进行CRC_32校验；
所述数据包标识字段，用于表示一个纠错数据包的包标识，同一个业务数据包和纠错数据包在逻辑上要求具有相同数据包标识，其拆分、封装的XPE/XPE-FEC包应具有相同的数据包标识；
所述数据包总长度字段，用于表示纠错数据的总长度，只有当纠错数据被拆分时才需要传输本字段，若未被拆分，净荷长度字段即表示纠错数据的总长度；
所述FEC算法标识字段，用于表示标识一种前向纠错算法；
所述FEC参数长度字段，用于表示后续前向纠错参数信息的总长度；
所述FEC参数字段的语法跟前向纠错算法相关，定义前向纠错算法时，同时定义本字段的语法；
所述校验和字段，用作XPE-FEC包头信息的校验，是对XPE-FEC包头中本字段前面所有字节进行异或运算的值。
9、一种接收按照权利要求8所述方法传输的多模式数据业务数据的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)通过解调、解复用，得到XPE包/XPE-FEC包；
(2)通过对XPE包/XPE-FEC包进行解析，得到多模式业务包；
(3)按照多模式数据业务各自的封装协议进行解析多模式业务包，得到多模式业务数据。
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