CN1988667A - 一种广播网络中时钟同步的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种广播网络中时钟同步的方法，应用于移动多媒体广播系统，包括以下步骤：系统侧的复用器、发射设备每隔一段时间发送全帧结构数据，该结构数据中包括系统时钟参考参数；终端接收到携带有系统时钟参考信号的业务数据后，根据该系统时钟参考参数，在终端开机时和以后每次收到系统时钟参考参数后，校正本地时钟。本发明适合在广播网络中使用，能实现系统与终端之间的时钟同步。

Description

一种广播网络中时钟同步的方法
技术领域
本发明属于移动多媒体广播或手机电视技术领域，特别涉及到一种实现移动多媒体广播的实时视频音频流的时钟同步的方法。
背景技术
移动多媒体广播是近年来兴起的一种多媒体播放技术。通过手持的终端，在高速移动的情况下，用户可以观看电视。终端通过无线协议，接收到节目单，并可以选择自己有权利收看的频道，从而可以接收选择频道的多媒体数据，实现在移动终端上看电视。
系统发射的空中数据，被分成不同的频道，每个频道的数据又包括：视频、音频和数据三种类型，要求保证终端与系统之间能同步播放，即时钟同步，还要求终端能保证视频音频的同步播放，即唇音同步。时钟同步是多媒体广播系统中最基本的功能。
在多媒体广播领域，现有的保证时钟同步的方法有2种。一种是TS(传输流)协议，通过系统侧不断地发送节目参考时钟(PCR)包，让终端不停地校正时钟，以保证终端的时钟与系统设备的时钟是同步的。另一种方法是NTP(网络时间协议)，每隔一段时间，例如1个小时，服务器与客户端做一次交互，校对一下时间。
第一种方法适合在电路网络中使用，也适合单向广播网络使用，时钟可以保证很精确，但是TS方式每秒钟至少要发送3到10次来校正时钟，每个包有188字节大小，优点是精度高，缺点是浪费了带宽资源，同时TS实现的复杂度高；第二种方法适合在IP网络中使用，对网络带宽的开销很小，但要求网络是双向的，只能在交互式网络中使用，不适合广播网络中使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种广播网络中时钟同步的方法，让终端与系统编码设备之间保持时钟同步。
为了解决上述问题，本发明提出一种广播网络中时钟同步的方法，应用于移动多媒体广播系统，包括以下步骤：
(2)系统侧的复用器、发射设备每隔一段时间发送全帧结构数据，该结构数据中包括系统时钟参考参数；
(3)终端接收到携带有系统时钟参考信号的业务数据后，根据该系统时钟参考参数，在终端开机时和以后每次收到系统时钟参考参数后，校正本地时钟。
进一步，上述方法还可具有以下特点：步骤(2)中，系统侧的复用器、发射设备每隔固定时间间隔发送包括系统时钟参考参数的全帧结构数据。
进一步，上述方法还可具有以下特点：步骤(2)中，所述全帧结构数据包括N个通道，通道0用来传递控制信息，通道1到通道N-1用来传递业务数据；每个业务通道的数据包括包头，该包头包括一个系统时钟参考参数。
进一步，上述方法还可具有以下特点：步骤(2)中，所述系统时钟参考参数包括编码器的晶振的计数器的值。
进一步，上述方法还可具有以下特点：步骤(3)中所述校正本地时钟是校对本地晶振的计数器的值。
进一步，上述方法还可具有以下特点，所述步骤(2)之前还包括：
(1)系统侧的编码器，根据本地的系统时钟，产生一个系统时钟参考参数，放在业务通道中依次传送给复用器和发射设备，这三个设备间保持时钟同步。
进一步，上述方法还可具有以下特点：步骤(3)中，校正本地时钟时，保持本地时钟值与系统时钟参考值相等，或者保持本地时钟值与系统时钟参考值相差固定时间，并记录该时间差ΔT。
进一步，上述方法还可具有以下特点，步骤(3)之后还包括：
(4)解码视频数据、音频数据，并根据它们的播放时间戳，对照本地时钟，定时播放。
进一步，上述方法还可具有以下特点：本地时钟值与系统时钟参考值相等，直接根据播放时间戳进行播放；或者，本地时钟值与系统时钟参考值相差固定时间，将播放时间戳加上时间差ΔT，与校正后本地时钟相同时进行播放。
进一步，上述方法还可具有以下特点：系统时钟参考参数重复后，所述计算器就重新从0开始计数。
现有技术是采用TS方式实现的，TS实现的复杂度高，每秒钟需要发送几个时钟校对包，每个包有188字节长，带来了无线频谱资源的开销。与现有技术相比，本发明可以在每秒钟发送一个时钟同步参考参数来保证时钟同步，系统开销很小。本发明适合在广播网络中使用，能实现系统与终端之间的时钟同步。
附图说明
图1是实施例中系统时钟传递方法的示意图。
图2是实施例中终端校对本地时钟的示意图。
具体实施方式
本发明是一种广播网络中时钟同步的方法，在业务通道中每一个固定时间间隔内，发送一个时钟同步参考参数，终端可以通过这个参数来校正本地时钟，从而可以保证时钟同步。所述方法包括以下步骤：
步骤100，系统侧的编码器，根据本地的系统时钟，产生一个系统时钟参考参数，放在业务通道中依次传送给复用器和发射设备；
由于一旦编码器、解码器之间不同步，时间长了，就形成累计误差，造成缓冲区溢出，而经常性校对，可以消除累计误差。
步骤110，系统侧的复用器、发射设备把带有系统时钟参考参数的业务数据发送给终端；
无线广播可以在一个固定时间间隔内发送1个全帧结构数据，所述固定时间间隔可以是1秒钟，也可以是其他时间值。全帧结构数据由N个通道组成，通道数N是一个固定的自然数。其中，通道0是特殊的，用来传递控制信息。其余的通道1到通道N-1用来传递业务数据。如图1所示，每个业务通道的数据是由包头、视频数据、音频数据组成的，每个业务有且只有一个包头，在该包头中包括一个系统时钟参考参数。
步骤120，终端接收到携带有系统时钟参考信号的业务数据后，在终端开机时校正时钟，随后，终端每次收到系统时钟参考参数后，需要再次校正系统时钟。
终端的时钟频率与编码器的时钟频率相等，系统时钟参考也就是编码器的晶振的计数器的值，终端校对的就是本地晶振的计数器的值，保持编码器与终端的晶振的计数器值相等，或保持编码器与终端的晶振的计数器值相差固定的计数器值，可以保证终端播放视频帧、音频帧的时间间隔与编码器的时间间隔完全相等。
如图1所示，系统时钟参考参数被放在通道1中的包头中传送，业务通道1的速率为256Kbit/s。编码器每秒钟发送1次数据，每次在包头放1个系统时钟参考参数。终端开机后，接收到无线信号后，取出第1秒钟的数据，从包头得到系统时钟参考值，先校对终端时钟的初始值，每隔1秒钟，终端收到1个新的系统时钟参考值，重新校对一次终端本地时钟，以保证终端与编码器的时钟同步。
上述例子中，所述系统时钟参考的精度可以是6.75MHZ，精确到148ns(纳秒)，参数的长度是40bit，参数可以1.715天后才会重复。重复后，计算器就重新从0开始计数。考虑到PAL、NTSC制的电视机要求达到1us的精度，晶振频率还可以取13.5M、27M，然而参数的长度至少要40bit。
如图2所示，终端校对本地时钟的步骤如下：
步骤210，终端根据电子节目单，选择节目内容；
步骤220，终端开始接收节目数据，每次可以收到一段时间长度内的业务数据，假定为1秒钟的业务数据；
步骤230，检查包头中是否包括系统时钟参考参数，如果有，则根据该包头中的参考参数校对本地时钟，保持本地时钟值与系统时钟参考值相等；或者保持本地时钟值与系统时钟参考值相差固定时间，并记录该时间差ΔT。
步骤240，解码视频数据、音频数据，并根据它们的播放时间戳，对照本地时钟，定时播放，同时返回步骤220，继续接收业务数据。
如果本地时钟值与系统时钟参考值相等，则直接根据播放时间戳进行播放；如果本地时钟值与系统时钟参考值相差固定时间，则将播放时间戳加上时间差ΔT，与校正后本地时钟相同时进行播放。
这样，每个图像、语音数据编码的时间间隔，也就是播放的时间间隔，从而解决了编码与播放的时钟同步问题。

Claims (10)

1、一种广播网络中时钟同步的方法，应用于移动多媒体广播系统，包括以下步骤：
(2)系统侧的复用器、发射设备每隔一段时间发送全帧结构数据，该结构数据中包括系统时钟参考参数；
(3)终端接收到携带有系统时钟参考信号的业务数据后，根据该系统时钟参考参数，在终端开机时和以后每次收到系统时钟参考参数后，校正本地时钟。
2、如权利要求1所述方法，其特征在于：
步骤(2)中，系统侧的复用器、发射设备每隔固定时间间隔发送包括系统时钟参考参数的全帧结构数据。
3、如权利要求2所述方法，其特征在于：
步骤(2)中，所述全帧结构数据包括N个通道，通道0用来传递控制信息，通道1到通道N-1用来传递业务数据；每个业务通道的数据包括包头，该包头包括一个系统时钟参考参数。
4、如权利要求1所述方法，其特征在于：
步骤(2)中，所述系统时钟参考参数包括编码器的晶振的计数器的值。
5、如权利要求4所述方法，其特征在于：
步骤(3)中所述校正本地时钟是校对本地晶振的计数器的值。
6、如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(2)之前还包括：
(1)系统侧的编码器，根据本地的系统时钟，产生一个系统时钟参考参数，放在业务通道中依次传送给复用器和发射设备，这三个设备间保持时钟同步。
7、如权利要求1所述方法，其特征在于：
步骤(3)中，校正本地时钟时，保持本地时钟值与系统时钟参考值相等，或者保持本地时钟值与系统时钟参考值相差固定时间，并记录该时间差ΔT。
8、如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(3)之后还包括：
(4)解码视频数据、音频数据，并根据它们的播放时间戳，对照本地时钟，定时播放。
9、如权利要求8所述方法，其特征在于：
本地时钟值与系统时钟参考值相等，直接根据播放时间戳进行播放；或者，本地时钟值与系统时钟参考值相差固定时间，将播放时间戳加上时间差ΔT，与校正后本地时钟相同时进行播放。
10、如权利要求4所述方法，其特征在于：
系统时钟参考参数重复后，所述计算器就重新从0开始计数。
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