CN101785293B - 数字多媒体接收机系统中的错误检测和恢复 - Google Patents

数字多媒体接收机系统中的错误检测和恢复 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于检测数字多媒体接收机系统中的错误的方法，该方法包括如下步骤：接收来自接收机系统中的多个转发器中的至少一个转发器的表示视频节目的封包比特流，所述封包比特流周期性地包括标记分组，所述标记分组具有与连续性计数器值有关的数据，并且在第一计数器中对标记分组的每次发生进行计数。在每次计数发生时评估连续性计数器值，并且如果每个连续性计数器值比在先所评估的连续性计数器值大1，则使第二计数器增大。通过以预定时间间隔比较第一计数器和第二计数器的值来判断是否正在接收有效比特流。

Description

数字多媒体接收机系统中的错误检测和恢复
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年8月13日提交的美国临时专利申请序列号No.60/964,464的优先权。
技术领域
本发明一般地涉及卫星接收机系统，并且更具体地涉及用于监控和检测卫星转发器(transponder)系统中的信号错误并且如果检测到错误则判断何时自动使系统复位的系统和方法。
背景技术
诸如卫星接收机之类的数字多媒体接收机系统遭受由于雨衰(rainfade)和其它干扰源所致的瞬间信号丢失。雨衰以及其它类型的干扰最终具有同样的作用-它们使得卫星系统丢失其正常信号电平中的某些信号电平。这样的不连续信号可能因缺少分组而导致系统定时和数据处理方面的问题。当问题出现时，接收机可以继续发送存储器的数据，但是此数据可能是不完整的、包含错误的或者是被错误地定时的重复分组。
对于接收机，不连续的传输信号常常是问题。例如，卫星系统中的雨衰导致接收信号的瞬间不连续性，并且可能锁定(lock up)系统。系统的输出可能看起来其仍然正在发送有效分组，但是分组可能是被错误地定时的，或者可能包括不当长度、来自早先接收的重复分组，或者是没有顺序的分组。这主要是因为较大存储器缓冲器内的读写指针之间的同步失败所致。在不对视频进行解码并且实际检查得到的图像或因错误所致的图像缺失的情况下，检测这样的同步失败可能是困难的。
在具有该特性的卫星天线的通常消费者接收机中，消费者可以通过拔掉接收机使接收机复位或者推动复位按钮以重启接收机来使坏数据的存储器清零。在专业系统(诸如用于公寓住宅的服务器(MFH3-多家庭家用网关)和用于飞机的服务器(Live TVTM))中，卫星接收机位于主信号房间中或者终端消费者不能控制或访问它的某个其它位置。在这样的情形中，消费者将不得不呼叫服务供应商来使服务器复位，这常常是不方便和耗时的，并且在某些情况中在不中断全部服务的情况下是不可能的。在传输流被重新封包并通过无线连接发送的任何服务器应用、分发中心或者以太网中都可能发生这样的情况。
发明内容
在根据本发明的一个实施例中，提供了一种用于通过监控从每个转发器周期性地发送的每个标记分组以例如判断标记分组是否是及时到达的以及所接收的每个分组是否按照正确的顺序，来监控卫星转发器的操作的系统和方法。
根据本发明的系统和方法示出如何检测数据流中的错误何时发生，以及如何自动判断是否需要通过软件使系统复位以及何时进行复位，以使系统再次工作并且使适当数据流恢复。
根据一个方面，卫星标记分组用于监控传输流的接收。标记分组是从每个转发器周期性地发送的，并且优选地以清楚的(未加密的)格式发送。连续性计数器被提供并在某一最小时间段中被检查，以确保分组处于具有适当定时的适当顺序。如果判断出错误正在发生，则对此检测到的问题的一个解决方案是复位(一个或多个)调谐器以查看问题是否为调谐器锁定。当判断出错误正在发生时，本系统或者本系统的部分可以被相应地复位。然而，如果调谐器被复位，但是标记分组的计数值仍然产生差异，则可以推断原因可能是诸如雨衰之类的其它问题。
在本发明的一个方面中，提供了一种用于检测数字多媒体接收机系统中的错误的方法，该方法包括如下步骤：从接收机系统中的多个转发器中的至少一个转发器接收表示视频节目的封包比特流，所述封包比特流周期性地包括具有与连续性计数器值有关的数据的标记分组，在第一计数器中对标记分组的每次发生进行计数，评估每次计数发生时的连续性计数器值，并且如果每个连续性计数器值大于在先所评估出的计数器值则使第二计数器增大，并且通过以预定时间间隔对第一计数器和第二计数器的值进行比较来判断是否正在接收有效比特流。
根据另一方面，一种用于检测数字多媒体接收机系统中的错误的系统包括：传输处理器，用于从接收机系统中的多个转发器中的至少一个转发器接收表示视频节目的封包比特流，所述封包比特流周期地包括具有与连续性计数器值有关的数据的标记分组；第一计数器，用于在第一计数器中对标记分组的每次发生进行计数；第二计数器，用于评估每次计数发生时的连续性计数器值，其中，如果每个连续性计数器值大于在先所评估出的计数器值则使第二计数器增大；比较器模块，用于通过以预定时间间隔对第一计数器和第二计数器的值进行比较来判断是否正在接收有效比特流。
本发明的这些以及其它方面、特征以及优点将被描述，并且从结合附图来阅读的下面对优选实施例的详细描述中将变得很明显。
附图说明
在附图中，贯穿各示图的相同标号表示相似元件，其中：
图1是示例性卫星系统设置和通过示例性卫星系统设置到公寓住宅中的多个用户的数据流的框图；
图2是描述根据本发明一方面的用于追踪所监控的分组标识符的示例性硬件组件的示例性示意图；以及
图3是根据本发明一方面的用于利用计数器结果来判断是否正在接收有效比特流的示例性方法流程。
应当理解，附图用于图示说明本发明的概念的目的，并且不一定是用于图示说明本发明的仅有的可能配置。
具体实施方式
根据本发明的多个方面有利地提供了用于监控卫星接收机系统中的卫星转发器的操作的方法、设备和系统。虽然本发明将主要在卫星接收机监控系统和方法的背景环境中被描述，但是本发明的特定实施例不应当被认为限制本发明的范围。本领域技术人员将会认识到并且通过本发明的教导被告知，本发明的概念可以有利地被应用在希望信号监控功能的任何其它环境中。
通过利用专用硬件以及能够与适当的软件相关联地执行软件的硬件可以提供在图中所示的各种元件的功能。当由处理器提供时，这些功能可以由单个专用处理器提供，可由单个共用处理器提供，或者可由多个单独的处理器(其中一些可以共用)提供。而且，术语“处理器”和“控制器”的明确使用不应当解释为排他性地指代能够执行软件的硬件，而是可以隐含地而非限制性地包括数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)和非易失性存储装置。而且，这里叙述本发明的原理、方面和实施例及其特定示例的所有陈述意在包含其结构和功能上的等同物。另外，意在这样的等同物既包含当前已知的等同物又包含未来开发出的等同物(即，所开发的执行相同功能的任何元件，而不论结构如何)。
因此，例如，本领域计数人员将认识到，在此所呈现的任何框图表示实现了本发明的原理的说明性系统组件和/或电路的概念性示图。类似地，将会认识到，任何流程表、流程图、状态转变图、伪代码等表示实质上可以在计算机可读介质中被表示并且因此由计算机或处理器来执行的各种过程，而不论这样的计算机或处理器是否被明确示出。
有利地，根据本发明的一方面，在此提供了具有提高的效率和准确度的用于卫星转发器监控系统的系统和方法。根据本发明的系统和方法可以有利地被结合或使用在需要监控动作的任何卫星系统(例如具有有关每个用户的特性的卫星天线的消费者系统，或者诸如用于公寓或飞机的那些专业系统之类的专业系统)中。
现在参考附图，图1是示例性卫星系统100设置和通过示例性卫星系统到例如诸如公寓大楼之类的多住宅综合体中的多个用户的数据流的框图。来自多种卫星101的信号经由处理中心105以及传输处理器106和比较器模块108被接收并处理，处理中心105可以包括卫星调谐器、解调器、解复用器等。一般卫星信号处理和分发的过程是众所周知的，并且可以根据任何现有的或者希望的方法或系统来执行。
传输处理器106包括用于根据本发明的一方面执行下面将关于图2所讨论的对所选择的标记分组进行监控和状态报告的分组标识符(PID)发生计数器(PO计数器)215和邻接连续性(CC)计数器217。传输处理器106还包括下面还将参考图3所描述的用于访问计数器215、217以通过比较它们各自的计数值来监控它们的状态的比较器模块108。
传输流107经由IP封包器109被重新封包成IP(因特网协议)流。因特网协议(IP)是用于利用TCP/IP协议组来跨分组交换因特网传送数据的协议。IP是在因特网协议组的因特网层中的主要协议，并且具有基于目的地主机的地址从源主机只向目的地主机递送数据报(分组)的任务。IP流然后经由IP分发网络111被路由到各个住宅113。每个住宅113包括至少一个IP机顶盒接收机(未示出)以对内容进行解密和解码。
图2是描述根据本发明的一方面的用于追踪和监控标记分组并报告它们的状态的传输处理器的示例性硬件组件的示意图。
根据本发明的系统和方法有利地可以使用由信号源发送的信号(例如，诸如按照部分DirecTVTM系统规范而发送的那些信号之类的信号)来监控卫星转发器的操作。周期性地，例如，每三秒，转发器发送标记分组以确认哪个转发器正在被调入(turn in)。根据本发明的一方面，我们在每个转发器上不断地监控该标记分组并且判断这些分组是否是及时到达的以及所接收的每个分组是否按照正确的顺序。一种顺序判断算法使用传输分组的连续性计数器，根据本发明的优选实施例，所述传输分组优选地未被加扰(未被加密)。在某些现有系统中，某些视频分组被加扰并且具有经加扰的连续性计数器值，因此在分组被解扰之前不能发生简单的分组顺序检查。然而，这样的系统还包括未经加扰的分组(包括标记分组)，它们可用于实现本发明。在类似MFH3(多家庭家用网关)的分发服务器系统中，分组被重新分发并且在不经历连续性检查的情况下被发出。
现在参考图2，传输流201(例如从卫星调谐器接收到的)被输入分组捕获模块203，分组捕获模块203将所捕获的分组发送给分组过滤模块205。过滤模块205将分组转发给分组分发模块207以便路由给用户。
传输处理器106例如利用分组过滤模块205不断地监控具有所选择的PID(例如，标记分组)的分组的数据流。当所希望的传输分组被识别出时，传输处理器捕获该传输分组内所包括的连续性计数器值(在框209处)。PID寄存器224提供希望被评估的PID值。希望的PID值可以由计算机227确定。
两个计数器用于记录和报告每个标记分组的状态：PID发生计数器215，其对接收到的所选择(标记)分组进行计数(箭头211)，以及邻接连续性(CC)计数器217，其仅在判断出所接收的/所捕获的标记分组的连续性计数213比在先的标记分组的连续性计数大1时(即，当所接收的分组的CC计数＝(在先分组的CC计数+1)时)才被增大(框219)。在先的标记分组的连续性计数可以包括直接在前的标记分组的连续性计数值。连续性计数213例如作为“CC_Count”225被记录在PID计数器寄存器221中。
当从到来的分组找到211每个PID匹配时，PID发生计数器215被增大。也就是，被找到(211)的每个匹配的PID使得PO计数器215被增大。经增大的计数作为“PO_Count”(223)被记录在PID计数器寄存器221中。优选地，此事件独立于CC值213。此外，PID发生计数器215优选地将具有此定义的PID值的分组数目存储仅仅一定时间段。希望存储足够的样本，以用于估计和滤除噪声而不会由于太多的检查对软件造成负担。例如，在标记PID以3秒的间隔到来并且我们使用8比特计数器(0-255个计数)的情况中，我们可以使用200个计数的阈值，即200×3秒＝600秒，即等于10分钟。因此，例如，卫星标记PID计数器值可以在被清零之前被存储10分钟的间隔。
CC计数225是在每次具有所请求的PID值的分组到达时被估计和存储的当前分组的连续性计数器值。为了进行说明，假设所接收的当前分组具有被设定为某个值的CC值X。到来的下一分组应当具有X+1的值。如果是这样，则邻接CC计数器217被增大1并且数据流被推断为正在正常操作。
如果不是这样，则CC计数器217不增大。然而，CC比特(值)仍然被捕获(213)。此捕获的值(例如，值Y)然后被与下一分组中的CC计数器值比较，该下一分组中的CC计数器值应当为Y+1。如果如此，则邻接CC计数器217被增大。如果不是如此，则CC计数器217不增大，但是CC值仍然被捕获213，等等等等。优选地，此检查标记分组的过程是以预定时间间隔执行的，该预定时间间隔例如可以基于系统是处于监控模式还是处于“问题”模式来确定。通常，当在系统监控模式中时，希望减少检查次数，而在“问题”模式(即，存在已知的问题，和/或希望执行复位)中，更频繁的检查次数是希望的。因此，用于监控模式的预定时间间隔优选地包括比用于问题模式的预定时间间隔更长的时间段。
例如，上述10分钟的时间间隔可以包括当在监控模式中时可以执行检查的示例性时间段。当在问题模式中时，可以以更频繁的间隔，例如30秒，来执行检查。有利地，这避免了在每次值不同时都要复位计数器，每次值不同时都复位计数器将导致过于频繁的并且不必要的多次复位被执行。通过使计数器运行更长时间段，可以积累更大的不同。这将示出存在真正的数据流问题，而不是因为诸如噪声或某些其他扰乱(诸如初始化错误)之类的少数问题而可能具有错误的一个或多个分组的差异。
换句话说，如果存在已知问题，则检查标记分组的时间间隔可以被减少到较短时间段，以使得如果证明存在设备问题则信号不被丢失很长时间。例如，1分钟的间隔将得到可以使用的20个计数。如果是雨衰问题，虽然可能不能接收被大气阻断的信号，但是可能能够从时隐时现的杂乱信号中使系统从可能发生的任何锁定中恢复。
PID计数器寄存器结果221被发送给计算机227，计算机227将它们转发以与下一到来的分组进行比较。另外，可以经由比较器模块108对PID计数器寄存器221进行分析来看CC计数225是否等于PO计数223，这将在下面参考图3来讨论。
图3是根据本发明的一方面的例如由比较器模块108执行的利用计数器值结果来判断是否正在接收有效比特流的示例性方法流程。优选地，针对每个单独的转发器301、303等执行此方法流程。注意，在图3中所示示例中，响应于每次第一和第二计数器215、217分别不相等并且希望执行复位时，问题标志被激活。优选地，在执行对计数器值的检查之前，在预定时间间隔中估计和比较计数值(上面参考图2所讨论的)。
优选地，PID发生计数器215和邻接CC计数器217应当总是相同的值。也就是，对于每个到来的标记分组，PO计数223和CC计数225应当相等。通常，这表明所接收到的信号是适当无误地接收的。如果PID发生计数器大于邻接CC计数器，则这可能表明某些分组被丢弃了。也就是，虽然知道连续的分组序列被广播，但是连续的分组序列却没有接收到。因此，有利地，基于此检测器的结果可以推断出存在漏掉的数据或者丢弃的数据。
根据本发明的一方面，比较器模块108可以被提供用于以单读取的方式来访问计数器215、217，以监控它们的状况。通过对所报告的计数差别的比较，这两个寄存器可证明卫星信号当前是活动的还是不活动的。比较器模块108对PO计数器215和CC计数器217的值进行比较以查看例如它们是否相等。如果计数器215、217都不报告计数，则卫星信号没有被接收到。如果PID发生计数器215报告许多计数而邻接CC计数器217报告很少的计数或者零，则系统很可能从内部存储器流传输数据，但是不再提供有效流。通常，当这两个计数器215、217在计数器读取之间正在接收相同数目的计数(即，如果PO计数等于CC计数)，则认为当前是有效信号。
在步骤305中，PID寄存器221被写入，也就是，定义/确定希望评估哪个PID值。在步骤307中，PID计数器寄存器优选地被清零(即，被设定为零)。虽然不要求，但是清零PID计数器寄存器有利地减少了起动器错误(系统初始化期间)，并且使得时间差能够用来测量到达的具有所指定PID值的PID的数目。例如，如果CC计数器在“CC计数+1”被计算出之前没有时间来设置初始值，则在起动时可能发生单个计数错误。知道复位和下一次读寄存器的时间差有助于建立分组到达的速率。
假若诸如30秒的时间段并且诸如每秒3PID的一定速率，我们将期望10+/-1的正常计数。如果计数器没有被复位，则在我们的时间间隔期间8比特计数器的示例可能随着计数器在溢出情况下从全为1(11111111)变到全为0(00000000)而将计数从255改变到0。这将在测得的计数中产生非单值性，因为10或者(10+255)＝265的值都将被读作10。有利地，通过在起动时复位计数器，可以知道初始条件，并且我们可以选择我们希望对计数器采样的下次时间。
优选地，等待时段被发起(步骤309)。等待时段可以是基于例如系统是处于监控模式还是复位模式来确定的。通常，当在系统监控模式中时，希望减少的检查次数，而在“复位模式”(即，其中存在已知问题并且希望执行恢复)中，希望更频繁的检查次数。例如，如图3的示例中所示，等待时段约为30秒，在此时段之后，PID计数器寄存器被读取(步骤311)。在步骤313中，判断CC计数225是否等于PO计数221。如果为“是”(314)，则系统被认为是在正常操作(即，正在接收有效比特流)，并且然后处理返回步骤307。
如果为“否”，则在判断框316中判断是否希望对此特定转发器执行系统复位。影响是否希望执行复位的因素例如包括可能的初始化复位、对问题(其中该问题必须被核实)的第一次检测(例如，在复位之前执行一两次或更多次以减少系统复位次数)，或者如果已经发生了复位并且计数器被复位了几次以核实问题已经固定并且不需要另外的系统复位。
如果为“是”，则用于该特定转发器的调谐器被复位(步骤317)，并且然后方法返回进行到步骤307。如果为“否”，则方法直接返回进行到步骤307。
虽然已经示出结合了本发明的教导的实施例并且在此做了详细描述，但是本领域技术人员可以容易地设计出仍然结合了这些特征的许多其它经过变化的实施例。虽然已经描述了用于卫星转发器监控系统的系统和方法的优选实施例(它们意在用于说明而非限制)，但是应当注意，本领域技术人员可以在上述教导下作出修改和变化。例如，虽然本发明是在标记分组以及与标记分组相关联的PID的背景环境中描述的，但是应当明白，可以针对具有有相关联的特定PID的视频和/或音频流的并且具有在传输分组内包括的连续性计数的任何所选择的节目来实现本发明。因此，应当明白，在所公开的本发明的特定实施例中，可以作出落入如所附权利要求所概括的本发明的范围和精神内的各种改变。已经如此以细节和专利法所要求的特征性描述了本发明，所要求和希望的被专利法保护的内容在所附权利要求中被给出。

Claims (14)

1.一种用于在具有传输处理器和包括调谐器的处理中心的信号接收系统中确定所述系统中的数据流错误的发生的方法，包括：所述传输处理器
从所述处理中心接收封包比特流，所述封包比特流中的每个分组具有相关联的分组标识符；
每当发生接收到所述封包比特流内的具有第一分组标识符的分组时，进行第一计数；
评估在具有所述第一分组标识符的每个分组中所包含的计数器值；
每当发生所评估出的计数器值大于最近评估出的计数器值时，进行第二计数；
响应于对所述第一计数和所述第二计数的比较，来判断是否正在接收有效比特流，以及
响应于对所述第一计数和所述第二计数的比较，来判断是否有源自所述处理中心的数据流错误，并且如果判定有错误，则向所述处理中心发送复位命令。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述接收步骤包括从多个转发器中的一个转发器接收封包比特流，并且所述第一分组标识符与和所述多个转发器中的一个转发器相关联的标记分组相关联，并且包括标识所述多个转发器中的一个转发器的信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收步骤包括经由与多住宅单元相关联的处理中心接收来自多个转发器中的一个转发器的封包比特流，并且还包括如下步骤：当判断不是正在接收有效比特流时，向所述处理中心发送复位信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一分组标识符与和第一节目流相关联的传输分组相关联，并且其中，所述传输分组包括未加密的数据。
5.根据权利要求2到4中的一项所述的方法，其中，如果在特定时间来自所述第一计数和所述第二计数的计数值相同，则所接收的比特流被判定为是有效比特流。
6.根据权利要求2到4中的一项所述的方法，其中，如果在第一时间间隔中来自所述第一计数和所述第二计数的计数值相同，则所接收的比特流被判定为是有效比特流。
7.根据权利要求2到4中的一项所述的方法，其中，所述判断步骤包括：在第一时间间隔中对来自所述第一计数和所述第二计数的计数值进行比较，并且如果计数值不同，则在比所述第一时间间隔短的第二时间间隔中对来自所述第一计数和所述第二计数的计数值进行比较，并且如果在所述第二时间间隔中来自所述第一计数和所述第二计数的计数值不同，则判定比特流不是有效比特流。
8.一种具有包括调谐器的处理中心的接收机，包括：
传输处理器，从所述处理中心接收封包比特流，所述封包比特流中的每个分组具有相关联的分组标识符，所述传输处理器识别所述封包比特流内的具有第一分组标识符的分组的每次发生，所述传输处理器评估在具有所述第一分组标识符的每个分组中所包含的计数器值；
第一计数器，耦合到所述传输处理器，在每当发生接收到具有所述第一分组标识符的分组时，所述第一计数器增大；
第二计数器，耦合到所述传输处理器，在每当当前所评估出的计数器值大于最近评估出的计数器值时，所述第二计数器增大；
比较器，耦合到所述第一计数器和所述第二计数器，并且对存储在所述第一计数器和所述第二计数器中的值进行比较；以及
处理器，耦合到所述比较器，所述处理器响应于对存储在所述第一计数器和所述第二计数器中的计数值的比较来判断是否正在接收有效比特流，
其中，所述传输处理器响应于对存储在所述第一计数器和所述第二计数器中的计数值的比较，来判断是否有源自所述处理中心的数据流错误，并且如果判定有错误，则向所述处理中心发送复位命令。
9.根据权利要求8所述的接收机，其中，
所述传输处理器接收来自多个转发器中的一个转发器的封包比特流，并且所述第一分组标识符与和所述多个转发器中的一个转发器相关联标记分组相关联，并且包括标识所述多个转发器中的一个转发器的信息。
10.根据权利要求8所述的接收机，其中，所述传输处理器经由与多住宅单元相关联的处理中心来接收来自多个转发器中的一个转发器的封包比特流，并且还包括如下步骤：当判断不是正在接收有效比特流时，向所述处理中心发送复位信号。
11.根据权利要求8所述的接收机，其中，所述第一分组标识符与和第一节目流相关联的传输分组相关联，并且其中，所述传输分组包括未加密的数据。
12.根据权利要求9-11中的一项所述的接收机，其中，如果在特定时间来自第一计数和第二计数的计数值相同，则所接收的比特流被判定为是有效比特流。
13.根据权利要求9-11中的一项所述的接收机，其中，如果在第一时间间隔中来自第一计数和第二计数的计数值相同，则所接收的比特流被判定为是有效比特流。
14.根据权利要求9-11中的一项所述的接收机，其中，所述传输处理器通过在第一时间间隔中对来自第一计数和第二计数的计数值进行比较来判断所接收的比特流是否是有效比特流，并且如果计数值不同，则在比所述第一时间间隔短的第二时间间隔中对来自第一计数和第二计数的计数值进行比较，并且如果在第二时间间隔中来自第一计数和第二计数的计数值不同，则判定比特流不是有效比特流。
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