ES2307444B1 - Metodo y aparato para la transmodulacion de señales dvb-s o dvb-c a señales dvb-t mediante filtrado pid. - Google Patents
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Abstract
Método y aparato para la transmodulación de
señales DVB-S ó DVB-C a señales
DVB-T mediante filtrado PID.
Método de transmodulación de señales
DVB-S ó DVB-C a señales
DVB-T mediante filtrado PID, estando las señales
organizadas en tramas de transporte de bits organizados en paquetes,
cada uno de los cuales tiene un PID de paquete, que comprende
demodular, en un demodulador (1), una señal DVB-S ó
DVB-C, para obtener una trama de transporte inicial
TSx compuesta por elementos o paquetes de bytes, de cuya trama deben
ser eliminados paquetes PES ("Packetized Elementary Stream")
para adaptar la velocidad de transporte. Para todos los paquetes de
la trama de transporte inicial TSx se realizan las siguientes fases
en un filtro PID (2): leer el identificador PID de cada paquete de
la trama de transporte inicial; si el identificador PID corresponde
a un PID de un PES que se requiere eliminar, filtrar el PID marcando
éste como paquete nulo (NULL), con el marcador reservado a los
paquetes NULL, sin modificar el orden temporal de los paquetes ni
las tablas PSI, generándose una trama de transporte filtrada
TSy.
Description
Método y aparato para la transmodulación de
señales DVB-S ó DVB-C a señales
DVB-T mediante filtrado PID.
La presente invención pertenece al sector
técnico de las telecomunicaciones, más en concreto a la
radiodifusión de señales digitales. En particular, la invención se
refiere a un método y a un aparato para la transmodulación de
señales DVB-S ó DVB-C a señales
DVB-T mediante filtrado PID, estando las señales
organizadas en tramas de transporte de bits organizados en
paquetes, cada uno de los cuales tiene un PID de paquete, que
comprende demodular en un demodulador ó receptor, una señal
DVB-S ó DVB-C, para obtener una
trama de transporte inicial TS compuesta por elementos o paquetes
de bytes, de cuya trama deben ser eliminados paquetes conteniendo
PES ("Packetized Elementary Stream") para adaptar la
velocidad de transporte.
La aparición de la televisión digital terrestre,
DVB-T, ha comportado una serie de importantes
ventajas: mayor eficiencia espectral con más servicios de TV, mayor
robustez de la señal de televisión, uso más eficiente de la potencia
radiada, mejora en la planificación de la red de transmisión, etc.
DVB son las siglas de la expresión en inglés "Digital Video
Broadcasting" (Transmisión de Vídeo Digital).
La Televisión Digital Terrenal (TDT) es la
plataforma de TV digital a la que un mayor número de usuarios
migrará antes de que se produzca el apagón de la TV analógica en
Europa. La disponibilidad de receptores de TDT a bajo precio y, más
recientemente, la integración de dichos receptores dentro de
televisores de pantalla plana de última generación han facilitado
la penetración de esta nueva tecnología en un gran número de
instalaciones domésticas.
La TDT es uno de los sistemas de transmisión
empleados para hacer llegar una trama de transporte (TS,
Transport Stream) MPEG-2 al usuario final. El
estándar DVB-T recoge los detalles técnicos sobre
la implementación de la plataforma de TV digital terrestre utilizada
en Europa. Otros sistemas con amplia implantación hacen uso de la
transmisión vía satélite (DVB-S) ó por cable
(DVB-C).
En última instancia, las diferentes plataformas
de TV digital del proyecto DVB funcionan como simples contenedores
de tramas de transporte. La trama de transporte
MPEG-2 es el resultado de multiplexar un conjunto de
flujos elementales "paquetizados" (PES, Packetized
Elementary Stream), conteniendo información de video, audio,
datos y sincronización de uno o más programas, y unas tablas que
contienen la información específica de cada programa (PSI,
Program Specific Information). Estas tablas describen tanto
los programas como los PES que es necesario combinar para obtener
un determinado programa. En sistemas DVB existen además las tablas
de información de sistema (DVB-SI, Service
Information) que permiten la creación de entornos de difusión
("broadcast") multicanal.
Todos los paquetes de 188 bytes que forman parte
de una trama de transporte MPEG-2 contienen en su
cabecera un identificador de paquete (PID, Packet IDentifier)
que los asocia de manera unívoca a un flujo elemental paquetizado
PES ó a una tabla PSI/DVB-SI.
La velocidad o tasa binaria de una trama de
transporte depende del número de programas que la conformen. Ésta
viene limitada por la capacidad máxima del medio de transmisión que
se utilice para hacer llegar la trama de transporte
MPEG-2 al usuario final. En el caso de los sistemas
de modulación DVB, las plataformas de satélite y cable tienen una
capacidad de transmisión mayor que la plataforma terrestre.
La velocidad binaria de una trama de transporte
es la suma de la velocidad binaria útil dedicada a programas y de
la velocidad binaria de los paquetes de relleno (NULL). Los
paquetes de relleno se suelen introducir en la trama de transporte
de forma dinámica de manera que la velocidad binaria total sea
aproximadamente constante aún cuando la velocidad binaria útil de
los distintos PES presente marca- das variaciones en el tiempo.
Dado el reciente incremento del número de
receptores domésticos de DVB-T y las expectativas
de aumento de dicho número en los años que restan hasta el apagón
analógico, se plantea una necesidad real de transmodular señales RF
DVB-S ó DVB-C a señales RF
DVB-T. Esto permitiría que los usuarios finales
tuviesen acceso a más de una plataforma de televisión digital
utilizando para ello un único receptor de
DVB-T.
Una aproximación al proceso de transmodulación
de DVB-C/S a DVB-T ya existente en
la práctica consiste en utilizar un remultiplexor de trama de
transporte. En la patente EP 0 940 043 se describe un método y
aparato de este tipo. Esta solución es, además de costosa, bastante
compleja, ya que implica generar una nueva trama de transporte a
partir de la trama de transporte obtenida a la salida de un receptor
DVB-C/S. La creación de una nueva TS comprende
eliminar determinados programas, regenerar la información de
sincronización temporal (PCR, Program Clock Reference) y modificar
las tablas PSI/DVB-SI. En general, esta solución
necesita de la intervención de personal con conocimientos técnicos
avanzados, y suele ir acompañada de la configuración de una
aplicación de software bastante compleja. Todo lo cual supone
notables inconvenientes.
La presente invención tiene por finalidad dar
una solución simple, eficiente y de bajo coste de implementación a
los anteriores inconvenientes.
A tal finalidad, el objeto de la invención es,
según un primer aspecto, un método de transmodulación de señales
DVB-S ó DVB-C a señales
DVB-T mediante filtrado PID, de nuevo concepto y
funcionalidad, que en su esencia se caracteriza porque para todos
los paquetes de la trama de transporte inicial se realizan las
siguientes fases:
leer el identificador PID de cada paquete de la
trama de transporte inicial; y
si el identificador PID corresponde a un PID de
un PES que se requiere eliminar, filtrar el PID marcando éste como
paquete nulo (NULL), con el marcador reservado a los paquetes NULL,
sin modificar el orden temporal de los paquetes ni las tablas
PSI,
con lo que se genera una trama de transporte
filtrada (mediante este "filtrado PID"):
Optativamente, la trama de transporte filtrada
se puede introducir a un modulador DVB-T
convencional, para adaptar la velocidad o tasa binaria útil filtrada
hasta la velocidad binaria útil requerida por dicho modulador
DVB-T, para obtener la trama de transporte a
modular.
La fase de adaptar la velocidad o tasa binaria
útil se puede realizar:
almacenando en primer lugar en una memoria
intermedia flexible tipo cola FIFO, todos los paquetes filtrados
que no están marcados como NULL, y
reinsertado posteriormente a la salida de dicha
FIFO tantos paquetes NULL como sea necesario hasta alcanzar la tasa
binaria requerida según sea la configuración del modulador
DVB-T.
En una forma de realización preferida, la trama
de transporte TS inicial es una trama de transporte
MPEG-2; los identificadores PID leídos están
contenidos dentro del segundo y tercer byte de cada paquete de la
trama de transporte TS; y si este identificador PID leído
corresponde al PID de un PES que se requiere eliminar, éste se
substituye por el PID con el código hexadecimal 0x1 FFF
identificativo de paquete NULL.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, otro objeto de la misma es un aparato de transmodulación
de señales DVB-S ó DVB-C a señales
DVB-T mediante filtrado PID, para la realización
del método antes definido, que en su esencia se caracteriza por
comprender un filtro PID, adaptado para leer el identificador PID de
cada paquete de la trama de transporte inicial TSx, y para marcar
un PID como paquete nulo (NULL), si el mismo corresponde a un PID
de un PES que se requiere eliminar, con el marcador reservado a los
paquetes NULL, sin modificar el orden temporal de los paquetes ni
las tablas PSI, produciendo el filtro PID a su salida una trama de
transporte filtrada TSy.
De acuerdo con otra característica del aparato
según la invención, el filtro PID está conectado a un modulador
DVB-T, para adaptar la velocidad o tasa binaria útil
filtrada hasta la velocidad binaria útil requerida por dicho
modulador DVB-T, para obtener una nueva señal
DVB-T transmodulada.
Apreciarán los expertos en la técnica que el
proceso de adaptación de tasa binaria propuesto según la presente
invención permite reducir la velocidad binaria entrante útil de la
trama de transporte DVB-C/S a un valor nominalmente
menor que la velocidad binaria de la trama de transporte
DVB-T eliminando para ello determinados programas
seleccionados según su PID.
El filtrado PID sustituye los paquetes de trama
de transporte cuyo PID pertenezca al conjunto de PIDs que deseamos
eliminar por paquetes NULL. Este proceso no altera la posición
relativa de los paquetes dentro de la trama de transporte, por lo
que no se modifica la información de sincronización temporal de
cada PES. Asimismo, el filtrado PID no modifica las tablas
PSI/DVB-Sl.
A continuación se realizará la descripción de
las formas de realización preferidas de la presente invención, para
cuya mejor comprensión se acompaña de unos dibujos, dados meramente
a título de ejemplo descriptivo y no limitativo, en los cuales:
la Fig. 1, es un esquema de un sistema de
transmodulación en que se aplica el método de la invención, con sus
diferentes elementos; y
la Fig. 2 es un diagrama de bloques que ilustra
un algoritmo que implementa el método según la invención.
El sistema de la invención consiste en un método
mediante el cual, en un transmodulador 10, se modifica el formato
de una señal de televisión digital por cable (DVB-C)
o satélite (DBV-S) digital a formato
DVB-T (DVB son las siglas de la expresión en inglés
"Digital Video Broadcasting" (Transmisión de Vídeo
Digital)). De esta manera la señal de vídeo digital - y con él
asimismo la señal de audio- puede ser "interpretada" en
televisores convencionales provistos de una caja receptora de TDT 4
("Set-Top-Box"; STB) ó
televisores de última generación con descodificadores de TDT 5
(IDTV) integrado. Principalmente, esta transmodulación se necesita
puesto que las señales DBV-S/C son diferentes de la
señal DVB-T, por lo que un televisor con receptor
TDT comercial no podría "entender" aquellas y la visión sería
incorrecta.
En la Fig. 1 puede verse que la señal
DVB-S/C de radiofrecuencia es demodulada en un
demodulador 1, para obtener una trama de transporte inicial TSx
compuesta por elementos o paquetes PES ("Packetized Elementary
Stream") de bytes, tal como se ha explicado al inicio.
Comoquiera que la velocidad de la transmisión
DVB-T es menor que la velocidad de la
DVB-S/C, es preciso que de esa trama TSx deban ser
eliminados paquetes PES, para adaptar la velocidad de
transporte.
La señal de la trama TSx entra en un filtro PID
2, en que todos los paquetes de la trama (bloque 100 en Fig. 2) son
analizados de la siguiente manera: en 101 (Fig. 2) se lee el PID de
cada paquete de la trama TSx; se almacena el paquete en memoria
(bloque 102), se lee el paquete almacenado (bloque 103); se busca,
en el bloque 11 de la Fig. 1, el PES asociado al PID del paquete
leído a partir de los datos sobre PID a eliminar almacenados en una
lista 8 (paso 104); y si el identificador PID corresponde a un PID
de un PES que se requiere eliminar, en el bloque 12 de la Fig. 1,
el PID se "filtra" marcando éste como paquete nulo (NULL), con
el marcador reservado a los paquetes NULL, sin modificar el orden
temporal de los paquetes ni las tablas PSI (bloque 105 de la Fig.
2).
La trama de transporte filtrada TSy, se
introduce un modulador DVB-T 3 en el que se adapta
la velocidad o tasa binaria útil filtrada hasta la velocidad binaria
útil requerida por dicho modulador DVB-T 3, para
obtener, a la salida del mismo (ver Fig. 1) una nueva señal
DVB-T transmodulada.
La fase de adaptar la velocidad o tasa binaria
útil se realiza almacenando en una memoria intermedia flexible tipo
cola FIFO 6, en el bloque 107 de la Fig. 2, todos los paquetes
filtrados que no están marcados como NULL, descartando los paquetes
NULL.
Una vez almacenado el paquete no NULL en la
FIFO, se procede a procesar otro paquete (conexión de salida de 107
a entrada en 106 en la Fig. 2), y, simultáneamente, en otro proceso
concurrente con la escritura, se procede a leer los paquetes de la
FIFO (bloque 7 de la Fig. 2).
En el bloque de adaptación de velocidad binaria
7, se van leyendo paquetes de la FIFO a la velocidad binaria
requerida por el modulador DVB-T. Cuando la FIFO
esté vacía - la velocidad de escritura tras el descarte de paquetes
NULL es menor que la velocidad de lectura - se inserta un paquete
NULL. También se realiza el re-estampado de las
marcas de sincronización temporal (PCR) embebidas en la trama de
transporte MPEG-2 para corregir el jitter de
PCR causado por el cambio de posición relativa entre paquetes
resultado de la inserción ocasional de un paquete NULL. (En el
campo de las telecomunicaciones, por jitter suele entenderse
la variación en el retardo, en términos simples la diferencia entre
el tiempo en que llega un paquete y el tiempo que se cree que
llegara el paquete).
Posteriormente, la trama de transporte filtrada
y con velocidad binaria adaptada a los requerimientos del modulador
es modulada para obtener así una señal DVB-T en RF,
la cual es introducida en un IDTV 5 o en un set-top
box STB 4.
Normalmente, la trama de transporte TSx inicial
estará construida según el estándar MPEG-2, que es
el más habitual actualmente. No obstante, se prevé que el contenido
de la TSx esté en un futuro codificado en otros estándares de vídeo
y audio que puedan ir apareciendo, como por ejemplo H.264 ó
VC-1. Los identificadores PID leídos están
contenidos dentro del segundo y tercer byte de cada paquete de la
trama de transporte MPEG-2. Si este identificador
PID leído corresponde al PID de un PES que se requiere eliminar,
éste se substituye, en bloque 12, por el PID con el código
hexadecimal 0x1 FFF identificativo de paquete NULL en el caso de
este formato MPEG-2.
Claims (5)
1. Método de transmodulación de señales
DVB-S ó DVB-C a señales
DVB-T mediante filtrado PID, estando las señales
organizadas en tramas de transporte de bits organizados en
paquetes, cada uno de los cuales tiene un PID de paquete, que
comprende
demodular, en un demodulador (1), una señal
DVB-S ó DVB-C, para obtener una
trama de transporte inicial TSx compuesta por elementos o paquetes
de bytes, de cuya trama deben ser eliminados paquetes PES
("Packetized Elementary Stream") para adaptar la
velocidad de transporte,
caracterizado porque, para todos los
paquetes de la trama de transporte inicial TSx se realizan las
siguientes fases en un filtro PID (2):
leer el identificador PID de cada paquete de la
trama de transporte inicial;
si el identificador PID corresponde a un PID de
un PES que se requiere eliminar, filtrar el PID marcando éste como
paquete nulo (NULL), con el marcador reservado a los paquetes NULL,
sin modificar el orden temporal de los paquetes ni las tablas
PSI,
generándose una trama de transporte filtrada
TSy.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la trama de transporte filtrada TSy se
somete a las siguientes etapas:
introducir la trama de transporte filtrada TSy a
un modulador DVB-T (3); y
adaptar la velocidad o tasa binaria útil
filtrada hasta la velocidad binaria útil requerida por dicho
modulador DVB-T, para obtener una nueva señal
DVB-T trans-modulada.
3. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la trama de trans-porte
TSx inicial es una trama de transporte MPEG-2; los
identificadores PID leídos están contenidos dentro del segundo y
tercer byte de cada paquete de la trama de transporte TSx; y si
este identificador PID leído corresponde al PID de un PES que se
requiere eliminar, éste se substituye por el PID con el código
hexadecimal 0x1 FFF identificativo de paquete NULL.
4. Aparato de transmodulación de señales
DVB-S ó DVB-C a señales
DVB-T mediante filtrado PID, para la realización
del método según las reivindicaciones 1 a 3, estando las señales
organizadas en tramas de transporte de bits organizados en
paquetes, cada uno de los cuales tiene un PID de paquete, que
comprende un demodulador (1) de señales DVB-S ó
DVB-C, para obtener una trama de transporte inicial
TSx compuesta por elementos o paquetes de bytes, de cuya trama deben
ser eliminados paquetes PES ("Packetized Elementary
Stream") para adaptar la velocidad de transporte,
caracterizado porque comprende un filtro PID (2), adaptado
para leer el identificador PID de cada paquete de la trama de
transporte inicial TSx, y para marcar un PID como paquete nulo
(NULL), si el mismo corresponde a un PID de un PES que se requiere
eliminar, con el marcador reservado a los paquetes NULL, sin
modificar el orden temporal de los paquetes ni las tablas PSI,
produciendo el filtro PID (2) a su salida una trama de transporte
filtrada TSy.
5. Aparato de transmodulación de señales
DVB-S ó DVB-C a señales
DVB-T mediante filtrado PID, según la
reivindicación 4, caracterizado porque comprende, a la
salida del filtro PID (2), un modulador DVB-T (3),
para adaptar la velocidad o tasa binaria útil filtrada hasta la
velocidad binaria útil requerida por dicho modulador
DVB-T, para obtener una nueva señal
DVB-T transmodulada.
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