CN101674485B - 一种打包复用码流选择输出装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种打包复用码流选择输出装置，包括编解码单元和处理单元，其中：编解码单元，与处理单元连接，用于对输入的异步串行码流进行8b/10b解码，解析出多路打包复用码流，并对打包复用码流188字节中的16字节包头信息进行异常检验；接收处理单元解析后的复用帧，封装成188字节的打包复用码流，进行8b/10b编码，发送到异步串行输出接口，或者选择质量最佳的一路打包复用码流，直接发送给异步串行输出接口；处理单元，与编解码单元连接，用于进行各路复用帧解析以及业务质量的打分。本发明还公开了一种打包复用码流选择输出的方法。本发明实现了多路PMS码流的选择性输出，降低后级设备业务中断的可能性。

Description

一种打包复用码流选择输出装置和方法

技术领域

本发明属于移动多媒体广播技术领域，具体涉及一种打包复用码流选择输出装置和方法。

背景技术

在移动多媒体广播前端系统中，复用器的功能是完成音频、视频、数据、电子业务指南、紧急广播等信息封装，使其能够在移动多媒体广播信道上传送。为了兼容现有的网络传输设备，复用器的码流输出采用异步串行接口(Asynchronous Serial Interface，ASI)，ASI采用非直流平衡编码方式(8b/10b)，ASI的净荷为打包复用码流(Packaged Multiplexing Stream，PMS)，PMS的净荷为复用帧。PMS是中国移动多媒体广播(China MobileMultimedia Broadcasting，CMMB)复用器和后级设备(如调制器、网络适配器等)间的数据协议。复用器输出ASI码流后直接发送给后级设备(如调制器、网络适配器等)，没有进行输出的严格控制，特别是在多路ASI码流存在的情况下，无法选择延时差异最小的输出方式或者质量最优的输出方式，容易造成后级设备的业务中断。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种打包复用码流选择输出装置和方法，实现多路PMS码流的选择性输出，降低后级设备业务中断的可能性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种打包复用码流选择输出装置，包括编解码单元和处理单元，其中：

编解码单元，与处理单元连接，用于对输入的异步串行码流进行8b/10b解码，解析出多路打包复用码流，并对打包复用码流188字节中的16字节包头信息进行异常检验；接收处理单元解析后的复用帧，封装成188字节的打包复用码流，进行8b/10b编码，发送到异步串行输出接口，或者选择质量最佳的一路打包复用码流，直接发送给异步串行输出接口；

处理单元，与编解码单元连接，用于进行各路复用帧解析以及业务质量的打分。

本发明实施例中，所述装置还包括电子继电器，与编解码单元连接，当装置掉电时，通过电子继电器的断电直通功能，选择默认输入的打包复用码流送至异步串行输出接口。

本发明实施例中，所述编解码单元与处理单元之间通过数据总线连接。

本发明实施例中，所述编解码单元为现场可编程门阵列，处理单元为中央处理器。

一种打包复用码流选择输出方法，包括步骤：

编解码单元对输入的异步串行码流进行8b/10b解码，解析出多路打包复用码流，并对打包复用码流188字节中的16字节包头信息进行异常检验；

编解码单元将打包复用码流的16字节包头信息异常检验结果和解析出的复用帧发送给处理单元，处理单元进行打包复用码流的复用帧解析和业务质量打分；

编解码单元接收处理单元解析后的复用帧，封装成188字节的打包复用码流，进行8b/10b编码，发送到异步串行输出接口，或者选择质量最佳的一路打包复用码流，直接发送给异步串行输出接口。

本发明实施例中，所述异常检验参数包括传输错误比特位、空包出现时间、包序号是否连续、净荷类型是否非法、时间包合理性、描述包合理性和数据包合理性。

本发明实施例中，处理单元进行打包复用码流的复用帧解析和业务质量打分包括步骤：

在第一缓冲区缓存复用帧一定时间，依次解析每路复用帧的复用子帧，解析所有复用子帧的视频段、音频段和数据段，并对该所有复用子帧的视频段的循环冗余码、音频段的循环冗余码以及数据段的循环冗余码依次进行校验；

依据现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)发送过来的异常检验结果，结合处理单元该所有复用子帧的视频段的循环冗余码、音频段的循环冗余码以及数据段的循环冗余码的校验，进行各路的业务质量打分。

按照后台配置方式，在第二缓冲区存储复用帧。

本发明实施例中，所述后台配置方式具体包括：

将用户选择的特定的某路复用器进行输出的复用帧存储到第二缓冲区中；或者

将业务质量分值最高的某路复用帧存储到第二缓冲区中。

与现有技术相比，本发明提供一种打包复用码流选择输出装置和方法，实现多路PMS码流的选择性输出，降低后级设备业务中断的可能性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种打包复用码流选择输出装置原理框图；

图2为PMS包结构示意图之一；

图3为PMS包结构示意图之二；

图4为PMS包结构示意图之三；

图5为本发明实施例提供的一种打包复用码流选择输出方法流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的核心思想是：提供一种打包复用码流选择输出装置和方法，实现多路PMS码流的选择性输出，降低后级设备业务中断的可能性。

请参阅图1所示，图1为本发明实施例提供的一种打包复用码流选择输出装置原理框图。

本发明实施例中，所述装置包括编解码单元、处理单元和电子继电器，编解码单元为现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)，与处理单元连接，用于对输入的异步串行码流进行8b/10b解码，解析出多路打包复用码流，并对打包复用码流188字节中的16字节包头信息进行异常检验；接收处理单元解析后的复用帧，封装成188字节的打包复用码流，进行8b/10b编码，发送到异步串行输出接口，或者选择质量最佳的一路打包复用码流，直接发送给异步串行输出接口。

本发明实施例中，处理单元为中央处理器CPU，与现场可编程门阵列FPGA连接，用于进行各路复用帧解析以及业务质量的打分。

本发明实施例，当选择器装置工作正常时，FPGA首先对输入的ASI的码流进行8b/10解码，解出多路的PMS码流，然后检测PMS码流层面的188字节中的16字节包头，依据包头信息做最基本的异常信息检验。关于PMS包结构请参阅图2、图3和图4所示。

所述异常信息检验具体包括：

(1)搜索PMS包包头字段0x47，分为前方保护和后方保护。前方保护：连续搜到5个正确的0x47，则进入PMS包同步状态；后方保护：在进入PMS包同步状态后，连续丢失3个0x47，则PMS包失步。

(2)进入PMS包同步状态后，对传输错误比特位(PMS包头第2个字节最高位)进行监控，当传输错误比特位为1时，给出传输错误告警。当检测到PMS包头第2个字节的后5位和第3个字节的8比特为0x1FFF时，表示此PMS包是空包，否则不是空包，对空包进行监控，当1秒内该字段始终是0x1FFF时，给出告警。

(3)PMS包头第12、13字节是包序号，对此包序号进行检测(注意：空包不参与检测)，当此包序号不连续时，产生包序号不连续告警。

(4)PMS包的第14、15字节是净荷类型指示，在《移动多媒体广播系统复用器技术规范》中，定义了三种净荷类型(0x1111表示TOD包、0x3333表示复用帧描述消息包、0x5555表示复用帧数据包)，当检测的字段不是这三种值时，给出非法净荷类型告警。

(5)对1秒内的时间(Time of Date，TOD)包进行统计，1秒内只能出现1个TOD包，当1秒内没有收到1个TOD包或者收到多个TOD包时，产生TOD包错误告警。

(6)对1秒内的复用帧描述消息包个数进行监控，1秒内最多40个描述包，当1秒内没有收到描述包或者描述包的个数超过40时，差生描述包错误告警。

(7)对1秒内的数据包进行监控，当1秒内1个数据包都没有收到的话，产生无数据包告警。

(8)对TOD包的秒个位进行监控，当秒个位不连续时，产生秒错误告警。

然后，FPGA去掉PMS码流的16字节的包头、填充字节，将其转换为复用帧。然后每路再进行PMS包类型解析，找到TOD包、描述包、数据包、将时间信息和复用帧解析出来送给CPU，在本装置内部CPU和FPGA之间的数据采用数据总线连接，通过数据总线，FPGA将PMS包头的告警信息和解析出的复用帧送进CPU。使得CPU和FPGA之间的数据传输非常方便。

CPU接收到FPGA数据后，依据每路PMS码流的TOD信息，将各路数据按照后台配置缓存(默认缓存1秒)，依次解析各路通道的复用帧0，找到控制信息表，根据控制信息表找到复用帧中所承载的所有业务标识，如果这几路PMS码流只要有2路以上业务标示相同，则选择器的输出优先考虑这几路通道。然后对这几路通道中当前缓存的数据从复用帧1开始，提取每路复用帧的子帧，解析所有子帧的视频段、音频段、数据段。对该所有子帧的视频段的CRC、音频段的CRC、数据段的CRC依次进行校验。

接下来，CPU再在内存中开辟一个缓冲区(默认是1秒)，按照后台的配置方式，将这个缓冲区内存放重新组帧后的数据。本发明实施例中有3种配置方式：1)强制输出：按用户选择的通道中的所有复用帧；2)自动选择质量最好的一路进行输出；3)可靠输出：从所有通道中挑选正确的复用帧；

最后，CPU将当前缓存的数据发送给FPGA，FPGA重新封装成188字节的PMS包，然后进行8b/10b编码，发送到ASI输出接口。

同样，用户也可以选取延时差异最小的方式，将质量最优的一路ASI码流直接送到ASI输出接口，省掉了中间的8b/10b解码、PMS解码、复用帧解析、PMS编码、8b/10b编码的环节，系统延时差异最小。

本发明实施例，当装置掉电或者工作异常时，通过直通的方式选择默认输入的ASI接口上的PMS码流送至输出的ASI接口上。

请参阅图5所示，图5为本发明实施例提供的一种打包复用码流选择输出方法流程图，包括步骤：

S501：FPGA将复用器1到n输入的ASI码流进行8b/10b解码，变成PMS码流，如果出现编码违例，将此告警信息通过数据总线传给CPU。

S502：FPGA进行PMS层解析。

S503：CPU进行PMS码流的复用帧层次解析，具体包括：

A1：CPU按照用户配置，缓存一定时间(默认是1秒)的复用帧；

A2：搜索复用帧0，找到控制信息表，找到各业务所对应的复用帧和子帧信息；

A3：解析业务1的视频段、音频段、数据段。检测各段的CRC有无错误；

A4：再解析业务2的视频段、音频段、数据段。检测各段的CRC有无错误；

A5：解析出该秒内所有的复用帧承载的信息后，等待新的一秒到来继续进行解析。

S504：CPU将各路的复用帧数据都缓存1秒后，依据FPGA送过来的各路8b/10b编码违例告警、PMS包头各种告警字段、并结合CPU自己解析出的复用帧层次的告警，进行该路的业务质量打分。具体包括步骤：

S505：CPU再新开辟一个缓冲区，存储将要向外发送的复用帧，根据用户的既定策略，有以下几种方式：

a、用户选择的特定的某路复用器进行输出，则将1中存储该路的复用帧存在新开辟的缓冲区中；

b、将业务质量分值最高的一路复用帧存储到该缓冲区中。

S506：CPU将新开辟的缓冲区中的复用帧通过数据总线传送给FPGA。

S507：FPGA将CPU送过来的复用帧重新封装成188字节的PMS包，然后进行8b/10b编码，发送到ASI输出接口。

S508：根据软件的判断结果，选择质量最佳的一路ASI码流，直接送到ASI输出接口，这时，省掉了中间的8b/10b解码、PMS解码、复用帧解析、PMS编码以及8b/10b编码环节，系统延时差异最小。

需要说明的是，所述步骤S507和S508为两种不同的输出方式，可根据实际需要进行选择。

综上所述，本发明提供一种打包复用码流选择输出装置和方法，通过对多路的PMS码流进行解析和质量检测，从而可以选择多种方式输出PMS码流，降低后级设备业务中断的可能性。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种打包复用码流选择输出装置，其特征在于，包括编解码单元和处理单元，其中：

编解码单元，与处理单元连接，用于对输入的异步串行码流进行8b/10b解码，解析出多路打包复用码流，并对打包复用码流188字节中的16字节包头信息进行异常检验；接收处理单元解析后的复用帧，封装成188字节的打包复用码流，进行8b/10b编码，发送到异步串行输出接口，或者选择质量最佳的一路打包复用码流，直接发送给异步串行输出接口；

处理单元，与编解码单元连接，用于进行各路复用帧解析以及业务质量的打分。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括电子继电器，与编解码单元连接，当装置掉电时，通过电子继电器的断电直通功能，选择默认输入的打包复用码流送至异步串行输出接口。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述编解码单元与处理单元之间通过数据总线连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述编解码单元为现场可编程门阵列，处理单元为中央处理器。

5.一种打包复用码流选择输出方法，其特征在于，包括步骤：

编解码单元对输入的异步串行码流进行8b/10b解码，解析出多路打包复用码流，并对打包复用码流188字节中的16字节包头信息进行异常检验；

编解码单元将打包复用码流的16字节包头信息异常检验结果和解析出的复用帧发送给处理单元，处理单元进行打包复用码流的复用帧解析和业务质量打分；

编解码单元接收处理单元解析后的复用帧，封装成188字节的打包复用码流，进行8b/10b编码，发送到异步串行输出接口，或者选择质量最佳的一路打包复用码流，直接发送给异步串行输出接口。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述异常检验的参数包括传输错误比特位、空包出现时间、包序号是否连续、净荷类型是否非法、时间包合理性、描述包合理性和数据包合理性。

7.根据权利要求5所述的方法，处理单元进行打包复用码流的复用帧解析和业务质量打分包括步骤：

在第一缓冲区缓存复用帧一定时间，依次解析每路复用帧的复用子帧，解析所有复用子帧的视频段、音频段和数据段，并对该所有复用子帧的视频段的循环冗余码、音频段的循环冗余码以及数据段的循环冗余码依次进行校验；

所述编解码单元为现场可编程门阵列，依据现场可编程门阵列发送过来的异常检验结果，结合处理单元对所有复用子帧的视频段的循环冗余码、音频段的循环冗余码以及数据段的循环冗余码的校验，进行各路的业务质量打分。

按照后台配置方式，在第二缓冲区存储复用帧。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述后台配置方式具体包括：

将用户选择的特定的某路复用器进行输出的复用帧存储到第二缓冲区中；或者

将业务质量分值最高的某路复用帧存储到第二缓冲区中。

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