CN101810005B - 用于经由tdm/tdma型复用基础结构向异构终端传输分层多媒体内容的方法以及相关联的处理设备和解码器 - Google Patents

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Abstract

一种处理设备(D)，用于形成用来在不同传输时隙中对至少一个信道的多媒体内容进行时分复用传输的基础结构(RC)的一部分，这些多媒体内容布置于至少两个互补数据层中。这一设备(D)在时隙与构成信道多媒体内容的每个互补层存在关联时负责：i)分离待传输的每个多媒体内容的互补层；ii)将单独互补层分成所选大小的部分；并且iii)将层的每个部分合成到突发中，以便在与包括该突发所合成的部分的层关联的时隙期间传输每个突发。

Description

用于经由TDM/TDMA型复用基础结构向异构终端传输分层多媒体内容的方法以及相关联的处理设备和解码器
技术领域
本发明涉及借助复用传输基础结构来传输所谓“分层”多媒体内容。
背景技术
在本文中，“分层多媒体内容”意味着布置于至少两个互补层(例如所谓基本层与至少一个所谓增强层)中的数据集。基本层包括多媒体内容的所有数据，这些数据将使通信终端能够以最低质量(或者分辨率或者解析度)水平再现所述多媒体内容。每个增强层包括所述多媒体内容的另一数据集，该数据集将使所述通信终端能够完成基本层的整个数据集以便以更高的质量(或者分辨率或者解析度)水平再现多媒体内容。应当理解，仅在已经接收所述多媒体内容的基本层和n-1个在前增强层(与更低质量(或者分辨率或者解析度)水平关联)的条件下，才可以使用多媒体内容的第n个增强层。分层多媒体内容可以例如是电视或者电台节目、音频文件或者视频。
另外，在本文中，“时间复用传输基础结构”(或者简称为“TDM/TDMA基础结构”)应当意味着其中借助TDM/TDMA型时间复用(时分复用/时分多址)来单向或者双向传输多媒体内容的任何基础结构。因此，所讨论的网络可以是通信或者广播网络。
在此重申：TDM复用包括服务的时间复用，因此数个用户可以同时访问同一个服务，而TDMA复用包括去往不同用户的内容的时间复用，其中每个内容可以对应于一个或者多个服务。
另外，在本文中“广播网络”应当意味着能够根据单向(一个方向)下行链路向通信终端传输多媒体内容的任一类陆地和/或卫星基础结构。
此外，在本文中“通信网络”应当意味着特别地能够以“广播”和/或“多播”(点到多点)和/或“单播”(点到点)模式向终端广播多媒体内容的所有类型的双向通信接触结构(无论宽带、有线还是无线)。
因此，TDM/TDMA基础结构可以是例如xDSL、光纤或者线缆型的有线网络，或者如TDM复用广播网络(例如陆地DVB-H型网络(用于数字视频广播-手持-移动电视))之类的无线网络，或者复用TDM卫星网络(例如DVB-S2型)，或者TDMA型(例如DVB-RCS型)，或者TDM型混合复用网络、即既有卫星又有陆地(比如DVB-SH型网络(具有陆地链路的卫星链路))，或者蜂窝(或者移动)TMDA型复用网络(例如GSM/EDGE、WiMAX型网络(以单载波和多载波调制模式)或者Wi-Fi)。
最后，在本文中术语“通信终端”指代至少能够从(可能是以波来传输的)TDM/TDMA型多媒体内容传输基础结构接收分层多媒体内容的任何固定或者移动(或者便携或者蜂窝)通信设备。因而，它可以例如是固定或者移动(或者蜂窝)电话、膝上型或者桌面型计算机、个人数字助理(或者PDA)、分层多媒体内容接收器(例如解码器、住宅网关或者机顶盒(STB))，只要它配备有适合于接收分层多媒体内容的潜在基于无线电或者基于卫星的通信装置。
如本领域技术人员所知，在TDM/TDMA型传输基础结构中，不同传输时隙一般分配给这样的不同多媒体内容信道或者不同IP流。然后将给定信道的多媒体内容(或者给定IP流的多媒体内容)分解成如下部分，这些部分放置于在归于该信道(或者该IP系统)的时隙期间经由基础结构传输的突发中。在本文中，信道应当是TV或者广播电台或者信道或者视频广播器。
当(通信)终端的用户希望接收给定信道(或者IP流)的多媒体内容时，他将用他的终端选择适当信道并且将仅在归于所选信道的时隙期间才激活他的接收器。在归于其它未选信道的时隙期间，将接收器置于空闲模式，由此实现处理容量(或者CPU)和能量(这在配备电池的移动或者便携终端的情况下是有利的)的节省。
在当前TDM/TDMA基础结构中，每个突发包含来自层编码多媒体内容的所有补充层中的编码数据的一部分。换而言之，突发代表质量(或者分辨率或者解析度)水平最佳的多媒体内容一部分。因此，当用户已经选择信道时，他的终端必须对所选信道的突发中包含的所有数据进行解码以便重构传输的多媒体内容的所有层，然后该终端将向它的播放器传达一个或者多个层，该播放器可以在考虑用户终端的特征的情况下使用该一个或者多个层。
应当理解，这一操作模式非常适合于配有如下播放器的终端，这些播放器能够以最高质量(或者分辨率或者解析度)水平再现多媒体内容。另一方面，这一操作模式并不适合于配有如下播放器的终端，这些播放器能够以中间或者最低质量(或者分辨率或者解析度)水平再现多媒体内容，因为这些终端必须重构它们的播放器不能够使用并且因此浪费处理容量和能量的层。
换而言之，当前操作模式并不很适合于异构终端可以连接到的基础结构(即呈现出不同技术特征，比如解码能力、屏幕解析度或者存储器容量)。
发明内容
因此，本发明的目的在于改善该情形。
因此，本发明提出一种用于经由具有至少一个信道并且适合于在传输时隙中进行传输的时间复用传输基础结构来传输多媒体内容的方法，这样的多媒体内容布置于至少两个互补数据层中，其中时隙与构成信道(或者多媒体流)多媒体内容的每个互补层关联，以便在分别与这样的互补多媒体内容层关联的时隙期间传输互补多媒体内容层的部分。
注意，与信道关联(更准确地说是与它的不同互补内容层关联)的时隙未必连续。事实上，不同信道的不同互补层可以是交织的。另外，突发(包含层部分)的传输时段对于所有互补层和对于所有信道而言未必相同。
本发明的方法可以包括可以单独或者组合实施的其它特征，具体而言：
-可以分离待传输的每个多媒体内容的互补层，然后将分离的互补层划分成所选大小的部分，并且最终将层的每个部分并入突发内，以便在与包括该突发所合成的部分的层关联的时隙期间传输每个突发；
-可以向通信终端(多媒体内容的接收器)传输包含如下信息的信令消息，该信息代表时隙的时间位置以及时隙与不同互补层的关联；
-互补层可以例如包括基本层和至少一个增强层。
本发明也提出一种用于在传输时隙中进行传输的具有至少一个信道的时间复用分层多媒体内容传输基础结构的处理设备，该设备在时隙与构成多媒体信道内容的每个互补层存在关联时负责：
-分离用于传输的每个多媒体内容的互补层，
-将单独互补层划分成所选大小的部分，并且
-将层的每个部分并入突发中，以便在与包括该突发所合成的部分的层关联的时隙期间传输每个突发。
本发明也提出一种用于在传输时隙中进行传输的具有至少一个信道的时间复用分层多媒体内容传输基础结构的传输设备，该设备包括如上所述的处理设备。
本发明也提出一种适合于连接到时间复用传输基础结构的通信终端，该通信终端包括：接收器；播放器，适合于利用从至少一个信道的分层多媒体内容中选择的至少一个互补数据层；以及解码器，负责对接收器接收的分层多媒体内容部分进行解码以便向播放器馈送所选互补层。
所述终端的解码器包括：
-激活装置，负责在选择了信道的情况下和在时隙与构成信道多媒体内容的每个互补层存在关联时在与所选信道的内容的、能够由播放器使用的每个互补层关联的每个时隙期间激活接收器，以及
-处理装置，负责基于接收器在它被激活时接收的部分并且根据从中传输这些部分的时隙来重构可由播放器使用的每个多媒体内容层。
本发明虽然并非唯一地、但是特别地适合于DVB-H、DVB-SH和WiMAX型网络。
附图说明
本发明的其它特征和优点将在考察以下具体描述和附图时变得清楚：
-图1高度示意性地和功能性地描绘了根据本发明的通信终端和配有根据本发明的处理设备的传输设备的一个实施例所连接的TDM传输基础结构，并且
-图2是代表将时隙(与三个不同信道关联)各自细分成两个子时隙(与两个不同层关联)的例子的时间图(t)。
附图可以不仅用于使本发明完整而且有助于按照需要来限定本发明。
具体实施方式
本发明的目的在于提出一种经由适合于异构终端的TDM/TDMA复用传输基础结构的传输分层多媒体内容的传输模式。
在下文中，应当出于举例而不是限制原因来考虑，传输基础结构是DVB-H(数字视频广播-手持-移动电视)型TDM复用无线通信网络。然而，本发明不限于这一类传输基础结构。事实上，它涉及能够在单向(陆地和/或卫星)广播网络中或者在双向宽带、有线或者无线通信网络中借助TDM或者TDMA时间复用来保证多媒体内容的单向或者双向传输的所有类型的基础结构。因而，它也可以是有线网络(比如xDSL、光纤或者线缆网络)；或者蜂窝(或者移动)GSM/EDGE型网络、实施源于卫星技术的技术的陆地网络(例如DVB-S、DVB-S2或者DVB-RCS)；或者混合网络(比如DVB-SH型网络)。
另外，在下文中通过举例而非限制来假设通信终端是移动(或者蜂窝)电话或者个人数字助理(PDA)。然而，本发明不限于这一类通信终端。事实上，它涉及至少能够从(可能是以波来传输的)TDM/TDMA型传输基础结构接收分层多媒体内容的任何固定或者移动(或者便携或者蜂窝)通信设备。因而，它也可以是固定或者移动(或者蜂窝)电话、膝上型或者桌面型计算机、个人数字助理(PDA)、分层多媒体内容接收器(例如解码器、住宅网关或者机顶盒(STB))，只要它配备有至少适合于接收分层多媒体内容的潜在基于无线电或者基于卫星的通信装置。
另外，在以下讨论中通过举例而非限制来假设去往终端的分层多媒体内容广播为视频。然而，本发明不限于这一类分层多媒体内容。事实上，它涉及所有类型的分层多媒体内容并且具体地涉及电台或者TV节目或者音频内容。
如图1中示意地所示，本发明的实施要求存在配备有(或者耦合到)处理设备D的至少一个分层多媒体内容传输设备ET、至少一个(通信)终端TC和至少一个TDM或者TDMA RC传输基础结构。
在以下讨论中，通过举例而非限制来考虑多媒体内容(在这一情况下为视频)布置于两个互补层中，其中一层为基本层而另一层为增强层，该增强层用于在基本层与增强层组合时提高由基本层提供的质量(分辨率或者解析度)水平。然而，本发明不限于这一互补层数目(2)。它们的数目事实上可以与希望的一样大，只要它至少等于二(2)。
传输设备ET例如可以是负责基于分层多媒体内容来生成视频流(潜在地以IP分组的形式)并且向网络RC提供这样的流的接入网关。分层多媒体内容的来源可以是任意的。在图1中通过举例而非限制性图示的视频由服务器(或者服务平台)SC提供。
例如，传输设备ET接收与三个不同信道CAi(i＝1至3)关联的双(互补)层视频Bi和Ci。然而，本发明不限于层和信道的这一数目。如上文所示，互补层的数目事实上可以与希望的一样大(在网络RC的传输容量限制内)。此外，一旦必须传输(传送)至少一个信道的内容就适用本发明。
在本文中，传输设备ET如下文将更具体描述的那样包括(通过举例而非限制)负责对限定视频的数据进行编码的编码器EN和与编码器EN的输出耦合的处理设备。
为了能够接收(并且潜在地传输)分层多媒体内容，(通信)终端TC至少包括：
-突发接收器R(在潜在天线AN为无线电类型时耦合到该天线)，
-解码器DC，用于对接收器R接收的突发中包含的数据进行解码，以便递送来自构成多媒体内容的互补数据层的数据分组，
-缓冲器BF，负责存储由解码器DC递送的分组直至完全接收构成每个所需互补层的所有分组(对应于终端TC的容量)，然后一旦已经完全重构它们的互补层就向输出递送这样的所存储的分组，
-内容播放器LC，负责使用由缓冲器BF递送的互补层分组，以便显示和/或广播它们构成的多媒体内容，以及
-显示器AF，比如屏幕，负责显示由内容播放器LC递送的多媒体内容的图像；和/或至少一个扬声器HP，负责广播由内容播放器LC递送的多媒体内容的声音。
应当注意，缓冲器BF可以潜在地为解码器DC的一部分。
本发明提出实施一种用于传输分层多媒体内容(在这一情况下为视频)的新方法。
所述新方法包括将时隙Tij与构成信道CAi(或者多媒体流)的多媒体内容的每个互补层(Bi，Ci)关联，以便在分别与这样的互补多媒体内容层关联的时隙Tij期间传送这些互补多媒体内容层的各部分。
因此，Ni个时隙Tij归于每个信道CAi，其中Ni是构成信道CAi多媒体内容的互补层Bi和Ci的数目。应当理解，互补层的数目Ni可以潜在地随着信道而变化，但是它也可以对于所有信道CAi而言相同。
图2中所示时间图代表网络RC在分别与三个视频信道CAi中的每个视频信道的互补层Bi和Ci关联的时隙Tij中相继传输的互补层部分。在这一情况下，指定信道CAi的索引i在1与3之间取值，而指定与互补层Bi或者Ci关联的时隙Tij的索引j在1与2之间取值。具体而言：
-在第一信道CA1的第一时隙T11期间的突发中传输第一信道CA1的视频的基本层B1的一部分，
-在第一信道CA1的第二时隙T12期间的突发中传输第一信道CA1的同一视频的增强层C1的一部分，
-在第二信道CA2的第一时隙T21期间的突发中传输第二信道CA2的视频的基本层B2的一部分，
-在第二信道CA2的第二时隙T22期间的突发中传输第二信道CA2的同一视频的增强层C2的一部分，
-在第三信道CA3的第一时隙T31期间的突发中传输第三信道CA3的视频的基本层B3的一部分，
-在第三信道CA3的第二时隙T32期间的突发中传输第三信道CA3的同一视频的增强层C3的一部分，
-在第一信道CA1的另一第一时隙T11期间的突发中传输第一信道CA1的视频(潜在地与先前部分的视频是同一个)的基本层B1的另一部分，
-在第一信道CA1的另一第二时隙T12期间的突发中传输第一信道CA1的同一视频的增强层C1的另一部分，等等。
重要的是注意与信道CAi关联(更准确地说是与它的不同互补内容层关联)的时隙未必连续(图2中通过举例而非限制来示出的时间图中所示的就是这种情况)。事实上不同信道CAi的不同互补层Bi和Ci可以是交织的。
另外重要的是注意包含互补层部分(Bi和Ci)的突发的传输时段对于所有互补层Bi和Ci以及对于所有信道CAi而言未必相同。
上述方法可以由上述处理设备D实施。为了这样做，所述设备D被设计成首先分离待传输(递送、由编码器EN编码)的(每个信道CAi的)每个多媒体内容的Ni个补充层(在这一情况下为Bi和Ci)。它也被设计成将它已经分离出的互补层(在这一情况下为Bi和Ci)分成所选尺寸的部分。最后，它被设计成将层(Bi或者Ci)的每个部分并入突发中，以便在与包括该突发所合成的该部分的(信道CAi的)Bi或者Ci层关联的时隙Tij期间传输每个突发。
由于将时隙Tij与每个互补层Bi或者Ci关联，所以通信终端TC现在仅需基于它们在具有相同索引i和j的所述时隙Tij期间的突发中从网络RC接收的层Bi或者Ci的各部分，在考虑它们的技术特征(例如屏幕AF的像素数目和/或解码能力)的情况下，重构它们实际需要的层(Bi和潜在的Ci)(即它们可以实际使用的层)。
为了这样做，经由网络RC向通信终端TC传输包含如下信息的信令消息，该信息代表时隙Tij的时间位置以及该时隙与不同信道CAi的内容的不同互补层Bi和Ci的关联。例如，信令消息可以包含第一时隙T11的起始时间、在两个相继时隙Tij和T(i+1)j或者Ti(j+1)的起点之间的时间间隔的持续时间、时隙Tij的数目以及时隙Tij与相关联的互补层之间的关系参数。
这样的信令消息例如由单个处理设备D生成。然而，可以设想它们可以由数个处理设备D生成。
(根据本发明的)每个终端TC的解码器DC包括激活模块MA，该模块负责一旦已经选择了信道CAi就在与可以由播放器LC使用的所选信道CAi的内容的互补层(Bi和潜在的Ci)关联的(具有相同索引i和一个或者多个相同索引j的)时隙Tij期间激活接收器R。
在本文中，“激活”应当意味着在与时隙Tij的持续时间至少相等的时间间隔期间授权向接收器R进行馈送并且因此授权接收器R的操作这一事实。
为了能够在特定时间实现这样的激活，激活模块MA必须不仅使用接收的信令消息中包含的上述信息而且与网络RC的时钟基本上同步。可以例如借助向终端TC定期传输包括同步信息的信令消息来进行这样的同步。
举例而言并且参照通过举例而非限制来提供的图2的图示，如果已经选择第二信道CA2并且内容播放器LC仅能使用多媒体内容的基本层B2(由于它的终端TC的技术特征)，则激活模块MA将恰在第二信道CA的每个第一时隙T21开始之前才激活接收器R并且恰在第二信道的每个第一时隙T21结束之后才将接收器R解除激活。如果已经选择第二信道CA2并且内容播放器LC可以使用多媒体内容的基本层B2和增强层C2两者，则激活模块MA将恰在第二信道CA2的每个第一时隙T21开始之前激活接收器R并且恰在第二信道CA2的每个第二时隙T22结束之后将接收器R解除激活。第一例子例如涉及能够对QCIF(四分之一通用中间格式-每图像176x144个像素和每秒15帧)格式的视频进行解码的移动电话，而第二例子例如涉及能够对CIF(通用中间格式-每图像352x288个像素和每秒30帧)型的视频进行解码的PDA。这些例子涉及符合H264SVC标准的视频流，其中基本层Bi以每秒15帧的速率以QCIF格式传送数据，而增强层Ci以每秒30帧的速率以CIF格式传送数据并且设计成当对它们的相应数据进行组合时提高由基本层Bi提供的视频质量。
(根据本发明的)每个终端TC的解码器也包括处理模块MT，该模块负责基于接收器R在它每次被激活模块MA激活时接收的突发中包含的部分并且根据已经从中传输(并且因此接收)所述部分时的时隙Tij来重构可以由内容播放器LC使用的每个多媒体内容层Bi或者Ci的分组。
举例而言并且参照通过举例而非限制来提供的图2的图示，如果已经选择了第二信道CA2并且内容播放器LC仅能使用多媒体内容的基本层B2，则处理模块MT针对内容播放器LC基于在第二信道CA2的一个或者多个第一时隙T21期间接收的突发中包含的部分来重构第二信道CA的视频的每个基本层B2。如果已经选择了第二信道CA2并且内容播放器LC可以使用多媒体内容的基本层B2和增强层C2两者，则处理模块MT针对内容播放器LC基于在第二信道CA2的一个或者多个第一时隙T21期间接收的突发中包含的部分来重构第二信道CA2的视频的每个基本层B2而基于第二信道CA2的一个或者多个第二时隙T22期间接收的突发中包含的部分来重构第二信道CA2的同一视频的每个增强层C2。
可以用电子电路、软件(或者计算)模块或者电路和软件的组合来实施根据本发明的处理设备D和/或根据本发明的解码器DC(并且具体来说是它的激活模块MA)。
本发明不限于上文仅通过举例来描述的处理设备、传输设备、解码器和通信终端的实施例。实际上，它涵盖了本领域技术人员可以在所附权利要求的框架内设想的所有变化。

Claims (8)

1.一种用于经由用于传输至少一个信道并且适合于在传输时隙中进行传输的时间复用(RC)传输基础结构来传输多媒体内容的方法，这样的多媒体内容布置于至少两个互补数据层中，其中时隙与构成信道多媒体内容的每个互补层关联，以便在分别与这样的互补多媒体内容层关联的所述时隙期间传输所述互补多媒体内容层的各部分，其中所述互补多媒体内容层的各个部分分别在相同信道的不同时隙部分中传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其中i)分离出待传输的每个多媒体内容的所述互补层，ii)将所述分离的互补层划分成所选大小的部分，并且iii)将层的每个部分并入突发中，以便在与包括所述突发所合成的所述部分的所述层关联的时隙期间传输每个突发。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中向作为所述多媒体内容的接收器的通信终端(TC)传输包含如下信息的信令消息，所述信息代表所述时隙的时间位置以及所述时隙与所述不同互补层的关联。
4.根据权利要求1或者2所述的方法，其中所述互补层包括所谓基本层和至少一个所谓增强层。
5.一种用于具有至少一个信道并且适合于在传输时隙中进行传输的多媒体内容时间复用(RC)传输基础结构的处理设备(D)，这样的多媒体内容布置于至少两个互补数据层中，其中这样的设备在时隙与构成信道多媒体内容的每个互补层存在关联时适合于：i)分离待传输的每个多媒体内容的所述互补层；ii)将所述分离的互补层划分成所选大小的部分；并且iii)将层的每个部分并入突发中，以便在与包括所述突发所合成的所述部分的所述层关联的时隙期间传输每个突发，其中所述互补多媒体内容层的各个部分分别在相同信道的不同时隙部分中传输。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述互补层包括所谓基本层和至少一个所谓增强层。
7.一种用于具有至少一个信道并且适合于在传输时隙中进行传输的多媒体内容时间复用(RC)传输基础结构的传输设备(ET)，这样的多媒体内容布置于至少两个互补数据层中，其中这样的设备包括根据权利要求5或者6所述的处理设备(D)。
8.一种通信终端(TC)，包括：接收器(R)；播放器(LC)，适合于使用从至少一个信道的分层多媒体内容之中选择的至少一个互补数据层；以及解码器(DC)，适合于对所述接收器(R)接收的分层多媒体内容的各部分进行解码以便向所述播放器(LC)馈送所选互补层，其中所述解码器(DC)包括：i)激活装置(MA)，适合于在选择了信道的情况下和在时隙与构成信道多媒体内容的每个互补层存在关联时在与所选信道的内容的、可由所述播放器(LC)使用的每个互补层关联的每个时隙期间激活所述接收器；以及ii)处理装置(MT)，设计成基于所述接收器(R)在它被激活时接收的所述部分并且根据从中传输所述部分的时隙来重构可由所述播放器(LC)使用的多媒体内容的每个层，其中所述互补多媒体内容层的各个部分分别在相同信道的不同时隙部分中传输。
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