CN1192489C - 周期包数据传输系统中的接收机 - Google Patents

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Abstract

周期包数据传输系统中的接收机，所述系统还包括至少一个发射机。该接收机包括：多路分解及过滤数据包装置(5)；存储从通过过滤提取的包的数据结构中选择的数据的数据库的装置(6)；检测包括该数据库内的数据的数据结构的更新的装置(19，23)；在检测到数据结构更新的情况下比较存储在数据库内的数据和所述被更新数据结构的相应数据，并仅在有差别时才把这种差别通知客户应用的装置(19，23)。本发明特别应用在DVB或DSS类型的数字电视系统中传输电子节目指南。

Description

周期包数据传输系 统中的接收机
本发明涉及周期包数据传输系统中的接收机，所述系统还包括至少一个发射机。本发明尤其可应用于数字电视和业务信息、例如电子节目指南之类的传输的领域。
在数字电视传输的体制中，例如根据DVB(数字视频广播)标准，提供了发送用来专门告诉用户有关发送的节目或用来专门实现一定程度的交互性的某些数据项的措施。多路复用数据流于是形成了周期性转发的不断更新数据库，数据相关的转发周期与数据类型和分配的通带有关。
已有必要开发在考虑到接收机的可能性及限制的同时，有效地利用这种数据库的工具。接收机实际上在存储器和计算能力方面受到限制。
传输所用的数据结构(描述符，表，……)包括使接收机能够判断在数据流中检测的结构是包括了还是不包括的新信息项的版本号。
接收机内的数据更新可以涉及到相关应用、尤其是显示的刷新方面的大量处理。
因此提出能够使其资源发挥最大作用的接收机是合时宜的。
本发明的目的是提供一种周期包数据传输系统中的接收机，所述系统还包括至少一个发射机，其特征在于所述接收机包括：
-多路分解及过滤所述数据包的装置；
-存储从利用过滤提取的包的数据结构中选择的数据的数据库的装置；
-检测被包括在该数据库内的数据的数据结构的更新的装置；
-在检测到数据结构的更新的情况下比较存储在该数据库内的数据和所述被更新数据结构的相应数据，并仅在有差别的情况下才把这种差别通知客户应用的装置。
因此，如上所述，即使只改变了结构中的一个数据值也会修改数据结构的版本号。如果被更新数据不是应用所使用的数据，或换句话说，如果接收机的数据库内所存储的数据没有被修改，则把任何变化通知所关心的应用或一些应用就没有好处。这样就避免了其数值实际上没有被改变的数据的多余处理。
根据一变化的实施例，多路分解及过滤装置根据来自(一些)客户应用的请求进行编程。
根据一特定实施例，(这些)客户应用包括电子节目指南类型的应用。
根据一特定实施例，应用为每一请求确定优先级，多路分解及过滤装置和存储装置的资源首先专供具有最高优先级的请求之用。
通过从内部处理和资源分配的观点来看，相对其它请求给某些请求优先权，就能够根据数据的重要性、特别是根据它们被需要的时刻对它们进行分级。
根据一特定实施例，设置了预约优先级和非预约优先级，非预约优先级高于预约优先级。
根据一特定实施例，非预约优先级被分配给与这样的数据有关的请求，即应用使用这种数据是确定的，而预约优先级被分配给与这样的数据有关的请求，即应用使用这种数据是可能的，但不是确定的。
根据一特定实施例，非预约优先级被分配给与要被尽可能快地进行显示的数据有关的请求。
根据一特定实施例，应用判断请求的类型是永久的还是一次性的，永久型请求在多路分解及过滤装置的编程的级别上被保持到有来自发出该永久请求的应用的相反指令为止，而一次性请求在得到相应(一些)数据包之后在多路分解及过滤装置的编程的级别上被取消。
根据一特定实施例，存储装置内所存储的数据是相应于永久请求的数据。
本发明的其它特征和优点将在利用是本说明书整体的一部分的附图对特定的非限制性具体实施例的以下描述中显露出来：
-图1是实现当前例示性实施例的电视接收机的方框图；
-图2a至2c是根据当前的实例在应用、数据管理模块和数据源之间发生了的交换的时序图；
-图3a和3b分别是表示一次性和永久请求的操作的状态图；
-图4是根据当前例示性实施例的称为电子节目指南的应用的屏幕的图示；
-图5是管理模块所保持的数据库的图示。
将看到为了获得关于业务数据的格式及内容、MPEG和DVB表及部分的更多信息，将特别参看以下三个文件：
(a)ETS 300468-数字视频广播(DVB)系统内的业务信息(SI)的规范-1996年1月23日；
(b)ISO/IEC 13818-1(1994)运动图像及相关音频的一般编码-建议H220，也称为“MPEG II系统”；以及
(c)ETR 211-供电视用的数字广播系统：供MPEG-2系统应用的实现指南；关于业务信息的实现和用途的指南。
图1是DVB(数字视频广播)型的数字电视集成译码器/接收机的方框图。
显然本发明不受这一物理环境的限制，而是可容易地适合于其它类型的业务数据传输。
图1的译码器与天线1连接，该天线本身与该译码器的调谐器2连接。该调谐器提供的信号被解调器3解调。解调数据被校正电路4校正并被传送给多路分解器5。
后者是例如类似于在1995年12月29日以汤姆逊多媒体公司的名义申请的法国专利申请9515767中所描述的多路分调器的多路分解器。多路分解器5包括被微处理器23编程为被译码器支持的各种应用的函数的一定数目过滤器。为了图的清楚，只画出了微处理器23的最重要的连接。
多路分解器过滤的音频或视频包或部分存储在缓冲存储器6的预定区域内，以便被这些应用维护。如果需要，信息在存储在该缓冲存储器6之前可首先被解密电路7根据用户的资格进行解密。
根据本实施例，应用总共是5个：音频译码器16，视频译码器17，图文电视译码器18，存取控制部件(包括解密电路7、验证器微控制器8以及在正常操作模式下与微处理器卡10连接的微处理器卡9的接口)，以及业务数据管理模块。
译码器还包括供遥控器24用的红外接口，所述接口同样与微处理器23连接。后者与存储器12连接，存储器12包括操作系统以及运行应用的驻留或下载程序。
与交换电话网络14连接的调制解调器13也被微处理器进行控制。
字符发生器15允许与译码器参数或与特定应用有关的命令或图形菜单的产生。该字符发生器产生的视频信号与来自视频译码器17或来自图文电视译码器18的视频信号之一进行多路复用以送至与电视机22连接的第一TV外部插座或与录像机21连接的第二TV外部插座。多路复用电路20被微处理器23进行管理。
本发明尤其涉及到业务数据管理模块的操作。在本实例中，虽然这一模块在概念上涉及按照与音频或视频译码器相同的方式处理数据包并采用了专用电路的应用，但实际上它表达的是被微处理器管理的程序。
该模块是在业务数据(MPEG和DVB表及部分)和客户应用(节目指南、电视购物、交互式游戏等)之间的接口。它管理来自客户应用的请求和维护关于所接收业务数据的强度的内部数据库。
根据当前例示性实施例，客户应用是也被微处理器进行管理的节目指南。
该管理模块使一定数目的功能可被客户应用获得，这些功能的目的是提出与这些应用所需的信息有关的请求。
请求功能异步地操作。一旦对一请求的响应(如果有的话)可被获得，管理模块就把这一响应通知应用。这需要请求功能标识机制的实施。为此目的，应用为发出的每一请求选择一标识符，并将该标识符与该请求一道发送。管理模块把该标识符与响应的通知捆绑在一起。
图2a至2c表示在一请求之后，在客户应用、业务数据管理模块和这些数据源之间、即在多路分解器/缓冲存储器/微处理器部件之间的三种交换情况。
图2a涉及内部数据库(“高速缓存”)包括被客户应用请求的信息的情况。来自客户应用的请求的后面是该信息可得到的通知。在本实例中，信息在数据库中，响应的通知是准立即的。在这种情况下，没有数据项出入数据源。
图2b表示被请求的信息项不在内部数据库中的情况。在这种情况下，来自客户应用的请求的后面也是管理模块发给该应用的暂时得不到信息项的通知，然后是管理模块发给数据源的命令。一旦在存储在缓冲存储器内的多路分解数据流中发现了相应于试图获得的信息项的部分或一些部分，数据源就通知模块SI这些部分可被获得。在读出和重新格式化这些部分的数据之后，管理模块再通知客户应用可获得试图获得的信息项。该模块把试图获得的信息项(可能只是该部分的一部分数据)写入在客户应用的最初请求期间由客户应用指定的缓冲存储器。因此在这种情况下，该通知不如在情况2a中那么迅速地到达。
根据一种变化，管理模块不承担对信息项得不到的通知。
图2c表示例如图2a的请求这样的初始请求规定必需发信号通知试图获得的信息项的变化的情况。在这种情况下，使从数据流中提取包含该信息项的数据包成为可能的数据源的过滤器被保持在先前的值而不是被停用。以下将更详细地描述这种请求，即所谓的永久请求。
根据当前例示性实施例，有4种请求：
(a)唯一请求
当应用向管理模块提出这种请求时，后者使其资源(过滤器和存储器)只有效到传送被请求数据时为止。这些资源然后立即被释放。
(b)预约一次性请求
该请求具有一次性请求的特点，但具有较低的优先权。管理模块维护着两个FIFO类型的存储器，一个供预约请求用，另一个供非预约请求用。等待的预约请求总是在非预约请求之后被处理。
(c)永久请求
即使在被请求数据被进行了多路复用和传送之后，也保持管理模块的资源。每当这些数据发生了变化，就向应用发送通知。这样管理模块就执行了系统的监控，这种监控进行到应用发出命令对其进行中断为止。
(d)预约永久请求
这一请求类似于永久请求，但优先级较低。
请求所具有的优先权当然不以任何方式预计与这些请求有关的数据的实际接收顺序。该顺序还依赖于例如每一数据项的周期性和相对于这种周期提出请求的时刻这样的因素。
图3a是一次性请求的状态图，而图3b是永久请求的状态图。
每当应用提出一请求，都必需使一请求类型与其相关联。
在永久请求的情况下，从数据流中检索的数据还存储在管理模块的内部数据库内。对于在一次性请求之后提取的数据不是如此，此时不保留数据的拷贝。一旦检测到包含与永久请求有关的数据的表的新版本或描述符的新版本(即一旦表的version_id参数发生变化)，就把该表的合适数据或该描述符的合适数据与数据库内的数据作比较。只有当至少一个这些数据项已被修改时才发送更新的通知。实际上对表的版本标识符或描述符的版本标识符进行修改时不考虑与该表有关的修改，即使该表只涉及到不被应用请求的数据也是如此。这种机制避免了在应用和管理模块之间传送多余的数据。
请求类型的选择留给应用。作为在请求类型方面应用的判断标准的一个例子，图4是节目指南屏幕的图示。该屏幕包括两个部分：使通过遥控能使用命令功能的下面部分40，以及包括利用所述命令进行选择的事件的表的上面部分41。对于每一个事件，节目指南显示标题、相应业务的名称以及开始和结束时间。
上面部分41可以只显示事件表的一部分。为了选取其它事件，用户可使用遥控器的滚动箭头。
当节目指南应用向管理模块提出与表中的事件的信息有关的请求时，与首先要被显示的事件有关的请求将是非预约类型的，就是说，将具有优先权。实际上这是绝对必需进行显示的信息。与表中的其它事件有关的请求将是预约类型的，在非预约请求之后被管理模块进行处理。如果用户正在寻找的某一事件在一开始被显示的事件之中，则由于不能确定用户实际上将滚动事件，所以应用将需要相应的信息实际上也不是确定的。为了在这些数据被请求的情况下加速它们的显示，它们被预先装载。一旦响应一预约请求的数据已被多路分解，管理模块就把这一事实通知发出这一请求的应用。但是，只要应用没有请求至缓冲器的数据传送，该应用就不会使这一传送发生。
业务数据管理模块的功能之一是编程多路分解器的过滤器。为了实现这一功能和能够快速获得试图获得的数据，根据当前例示性实施例，它维持它所存取的一网络或一些网络的物理结构的图像。
文件a和b定义了给出有关一网络或一些网络的配置、光纤束、业务和传送的事件的信息的10个表。这些表用PID(包标识数据)的特定值和表标识符(table_id)的特定值来标识，这些值被所述文件定义。每一表包含一版本标识符，由此能够根据该表至另一表的一次传输确定该表的内容是否发生了变化。
版本标识符还能够在一个描述符或一组描述符的级别上被使用，并且能够与表的描述符并行地被使用。
在此使我们感兴趣的表是所谓的MT表(表示“网络信息表”)。NIT表包括有关已知传输网络的信息，特别是包括每传输信道可利用业务的表(传送流)。
数据管理模块建立网络、信道和现有业务的内部索引。一旦译码器被接通或一旦NIT表被更新，就给每一现有业务分配一逻辑键标。该键标是该业务在该模块所维护的数据库内的索引。
在DVB系统内，可利用包括以下变量的路由唯一地定位业务：
-network_id(网络的标识符)，
-(transport_stream_id；original_network_id)对；
-service_id(业务本身的标识符)。
这三个变量都是16位编码的自然整数。
建立三种表：一个网络表，一个每一网络的信道表和一个每一信道的业务表。
每当包括一新网络的MT表被多路分解，就在网络表内产生一个元素。为此，过滤其PID等于0x0010的传送包。这些包实际上包含额外地利用变量table_id进行标识的NIT表。按照相应表的多路分解顺序使一4位代码与每一网络相关联。该代码是包括与这一网络相关的信息的结构的地址指针的索引。
NIT表包括该网络的信道表，还包括每一信道可利用的业务表。
对于网络表中的每一网络，建立一个信道表。信道表中的每一元素用5个位来索引。该信道表包含包括每一信道特有数据的结构的地址指针。数据库内标识一个信道的逻辑键标由后面跟有该网络的该信道的5位索引的该网络的4个索引位组成。
对于每个信道，建立一业务表，该业务表包含在NIT表中描述的业务的标识符。表中的每一业务用7个位来索引。数据库内一个业务的逻辑键标因此总共包括16个位：4个网络索引位、5个信道位和7个业务位。
业务的一个事件将用表示该事件的16个位(表的变量event_id)来标识，向这16个位附加相关业务的16个位的逻辑键标。
(除事件外的)数据库的结构按照以下结构组织：
  数据库
网络表地址
    网络表
0 网络地址
1 网络地址
2 网络地址
3 网络地址
4 网络地址
5 网络地址
6 网络地址
7 网络地址
网络数组下一地址
    网络
网络标识符(“network_id”)
网络名(“network_name”)
信道表地址
    信道表
0 信道地址
1 信道地址
2 信道地址
3 信道地址
4 信道地址
5 信道地址
6 信道地址
7 信道地址
信道数组下一地址
    信道
信道标识符(“Transport-Stream_id”)
原始网络标识符(“Original Network_id”)
业务表地址
    业务表
0 业务地址
1 业务地址
2 业务地址
3 业务地址
4 业务地址
5 业务地址
6 业务地址
7 业务地址
业务数组下一地址
    业务
业务标识符(“service_id”)
业务名(“service name”)
状态(“running status”)
其名称包含“地址”项的变量是相应于数据结构的开始的存储区域的指针。
其它变量相应于从数据流提取的信息。为便于理解，这些变量后面跟有用括号括起来和在引号之间的在文件(a)内所用的名称。
应当指出，网络表、信道表和业务表各被组织成数组，每一数组由网络、信道或业务型的数据结构的8个指针和包含表其余的部分的可能数组的一个指针组成。当没有其它数组、即当一个数组包含一个表的最后元素时，后一指针是空的。
数据库数组包括包含网络表的第一部分的数组的指针。
网络表数组包括前8个网络的指针。根据当前例示性实施例，最多有两个网络表数组，包含全部网络表。
网络数组包括与一已知网络有关的信息，还包括与该网络相关的信道表的指针。
其它数组的结构与以上描述的数组的结构相似。此外，容易把这种结构延伸至事件和其它类型的数据。
根据一个变化的实施例，涉及到与网络结构、信道结构和业务结构有关的数据的请求都是永久型请求，这是出于使数据库内的网络的图像经常保持最新的目的。
在应用与管理模块的交换中，它们只利用逻辑键标。这些键标被该模块变换成相应于存储了信息的位置的存储器地址。
图5是在存在网络的情况下管理模块的数据库的图示，该网络包括两个信道，每一信道本身包括两种业务。
应用请求的表给出当前被这些应用提出的请求清单。根据当前的实例，当前的唯一请求是用来检索在网络上的业务清单的永久型请求。
管理模块的请求表包括相应于应用请求的基本请求。基本请求在当前的范围内是可在多路分解器级别上被变换为单个过滤器的请求。在当前情况下，已知在网络中有两个信道，需要两个基本请求来变换应用请求：每一业务清单或每信道一个基本请求。它是把应用请求分离为基本请求的管理模块。
在该图中，相应于每一基本请求的过滤程序位于管理模块的请求表的左侧。
假定在图5所示的时刻首次获得了业务清单。给定应用请求的永久性质，就保持相应的过滤器以及与该请求有关的数据库的内容。
表示连接一个清单和该清单内的一个元素的分支的数字相应于该清单内的该元素的索引(逻辑键标)。
应用现在试图获得网络中当前事件的清单。每个业务有一个当前事件；这就使得必需过滤相应的“EIT当前/后续”表(“事件信息表”)。
对于一给定的业务，应用发出的请求包括以下参数：
-请求标识符，
-请求的类型，
-有关业务的逻辑键标，
-指出事件描述符的哪些数据将存储在数据库内的一组标记，
-数据结构，包含事件的开始时刻、其持续时间、与存取控制有关的信息项和事件的名称，还包含被这些标记标识的数据的存储将开始的地址的地址指针。
根据本实例，假定与在第一信道中的当前事件(TS_id＝7)有关的请求是非预约的，而与在第二信道中的当前事件(TS_id＝9)有关的请求是预约的。这可以例如是只有两个事件可同时被显示以及业务1(Service_id＝1)和业务3(Service_id＝3)的事件首先在屏幕上被显示的情况。
为了获得有关当前事件的详情，应用不得不发出四个截然不同的请求，它们已经是基本请求。在下面将假定这些请求不是永久的。一旦与这些事件有关的数据被传送给客户应用，它们将因此不存储在内部数据库内。
管理模块再检查这些基本请求并把非预约请求作为优先权进行处理。
应用发送的逻辑键标将分别是：
0.0.0
0.0.1
0.1.0
0.1.1其中的第一个数字代表网络，第二个数字代表(信道、原始网络)对，第三个数字代表业务。
利用管理模块维护的清单，就能够把实际的标识符传送给多路分解器，给予前两个请求优先权。文件(a)定义了EIT表的PID的值(PID＝0x0012)以及EIT_present_following表的标识符(table_id＝0x4E)，可利用被请求功能索引的查阅表查阅它们。
利用这种信息就能够对多路分解器的过滤器中的一个编程。
根据一变化的实施例，在存储器不够的情况下，删除相应于永久预约请求的至少某些存储数据。
根据一变化的实施例，可以改变当前请求的类型。设想的一具体实例把非预约永久类型的请求改变成为预约永久类型的请求。这种改变的特定功能可被客户应用利用。
根据一变化的实施例，管理模块自身产生与网络结构(尤其是网络清单和相关的信道清单)有关的一些请求，并以永久的方式维护它们。
应当指出，本发明不限于利用卫星、无线电或电缆的数据传输，还可应用于数据或数据包在数据流中周期性地出现的任何系统。这种情况的一个特别的例子就是被记录和重放的数据流。

Claims (9)

1.周期包数据传输系统中的接收机，所述系统还包括至少一个发射机，其特征在于所述接收机包括：
-多路分解及过滤所述数据包的装置(5)；
-存储从通过过滤提取的包的数据结构中选择的数据的数据库的装置(6)；
-检测被包括在该数据库内的数据的数据结构的更新的装置(19，23)；
-在检测到数据结构的更新的情况下比较存储在该数据库内的数据和所述被更新数据结构的相应数据，并仅在有差别的情况下才把这种差别通知客户应用的装置(19，23)。
2.如权利要求1所述的接收机，其特征在于多路分解及过滤装置(5)根据来自客户应用的请求进行编程。
3.如权利要求1或2所述的接收机，其特征在于客户应用包括电子节目指南类型的应用。
4.如权利要求2所述的接收机，其特征在于，所述客户应用包括用于为每一请求确定优先级的装置，多路分解及过滤装置(5)和存储装置(6)的资源首先专供具有最高优先级的请求之用。
5.如权利要求4所述的接收机，其特征在于，所述的用于确定优先级的装置确定每一请求的预约优先级和非预约优先级，非预约优先级高于预约优先级。
6.如权利要求5所述的接收机，其特征在于，所述的用于确定优先级的装置对于与所述客户应用所确定使用的数据有关的请求分配非预约优先级，并且，所述的用于确定优先级的装置对于与所述客户应用所可能使用但不是确定使用的数据有关的请求分配预约优先级。
7.如权利要求5所述的接收机，其特征在于，所述的用于确定优先级的装置对于与要尽可能快地进行显示的数据有关的请求分配非预约优先级。
8.如权利要求2所述的接收机，其特征在于，应用包括用于判断请求的类型是永久型的还是一次性型的装置，永久型请求在多路分解及过滤装置(5)的编程级别上被保持到有来自发出该永久请求的应用的相反指令为止，而一次性型的请求在得到相应数据包之后在多路分解及过滤装置(5)的编程的级别上被取消。
9.如权利要求8所述的接收机，其特征在于，存储装置内所存储的数据是相应于永久请求的数据。
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