广播电视传输分配网信道损伤测试方法
【专利摘要】本发明提供一种广播电视传输分配网信道损伤测试方法，包括：本发明提供的广播电视传输分配网信道损伤测试方法，向待测传输码TS流的每一个TS包的第一字段位置添加输入时间戳，并将添加输入时间戳的TS包发送至待测广播电视传输分配网中；从待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有输入时间戳的TS包，向TS包的第二字段位置添加输出时间戳后，将该TS包存入缓存中；将缓存中存储的各TS包内包含的输入时间戳和输出时间戳的时间戳差值，确定为TS包在待测广播电视传输分配网信道中的延时损伤。本发明实施例有效提高了测试TS流在传输分配网络中的延时损伤的准确性。
【专利说明】广播电视传输分配网信道损伤测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信息技术，尤其涉及一种广播电视传输分配网信道损伤测试方法。
【背景技术】
[0002]目前，对现有广播电视传输分配网信道损伤进行测试的方法为通过码流分析仪对在传输分配网中传输的传输码(Transmit Stream, TS)流进行传输质量的测量评估。通过监测TS流中节目时钟参考(Program Clock Reference, PCR)关键字段来测试TS流在传输过程中的延时和抖动。
[0003]PCR可视为保证传输分配网中编码器和解码器在时间上保持同步的内部时间。在编码器中该内部时间可采用27MHz振荡器作为系统时钟(System Time Clock, STC)的输入。STC为42bit计数器，由27MHz时钟计数，溢出后重新从O开始。为保证与编码器的时间同步，解码器也必须采用相同的STC且时钟同步。在MPEG-2标准中，假设在TS流的传输过程中所有TS包延迟相同，编码器和解码器之间的延迟也是固定的，则解码器利用接收到的PCR值，通过锁相环PLL锁定本地系统时钟，使解码器服从于编码器，从而产生解码与播放的同步信号。
[0004]但是在实际环境中，存储诸多因素造成真正的PCR值与实际接收到的PCR值之间存在差异；如各STC的突然变化、节目复用或再复用时对PCR的修改、传输码率的变化或传输网络延时和抖动等原因改变了编码器与解码器间的固定延迟等。而上述因素中前两种因素并不是TS流因在传输网络中的延时引起的。因此，采用现有的码流分析仪将通过测试TS中PCR字段得到TS流在传输分配网络中的延时损伤是不准确的。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种广播电视传输分配网信道损伤测试方法，用于解决现有技术中，采用码流分析仪测试TS流在传输分配网络中的延时损伤不准确的技术问题。
[0006]本发明实施例提供一种广播电视传输分配网信道损伤测试方法，包括:
[0007]向待测传输码TS流的每一个TS包的第一字段位置添加输入时间戳，并将添加所述输入时间戳的所述TS包发送至待测广播电视传输分配网中；所述输入时间戳为发送所述TS包至所述待测广播电视传输分配网时对应的本地时间；
[0008]从所述待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有所述输入时间戳的TS包，向所述TS包的第二字段位置添加输出时间戳后，将该TS包存入缓存中；所述输出时间戳为所述从所述待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有所述输入时间戳的TS包时对应的所述本地时间；
[0009]将所述缓存中存储的各所述TS包内包含的所述输入时间戳和所述输出时间戳的时间戳差值，确定为所述TS包在所述待测广播电视传输分配网信道中的延时损伤。
[0010]本发明提供的广播电视传输分配网信道损伤测试方法，有效提高了测试TS流在传输分配网络中的延时损伤的准确性。【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明提供的广播电视传输分配网信道损伤测试方法一个实施例的流程图；
[0012]图2为本发明提供的广播电视传输分配网信道损伤测试方法另一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0013]图1为本发明提供的广播电视传输分配网信道损伤测试方法一个实施例的流程图。如图1所示，该方法具体包括:
[0014]S101,向待测传输码TS流的每一个TS包的第一字段位置添加输入时间戳，并将添加输入时间戳的TS包发送至待测广播电视传输分配网中；该输入时间戳为发送TS包至待测广播电视传输分配网时对应的本地时间；
[0015]本实施例采用27MHz，长度为4字节的时钟(每个时钟周期占据四个字节)计数表
示本地时间Tltrcal。
[0016]具体地，在计算发送TS包至待测广播电视传输分配网对应的输入时间戳Tinput时，可将发送TS包的包头0x47字段信息时对应的Tltjeal确定为发送TS包对应的Tinput。确定发送时间后，将该Tinput添加到该TS包的第一字段位置。
[0017]一个标准的TS包由188个字节构成，其中以0x47字节位置开始的包头占据4个字节，其余184个字节用于承载传输数据。本实施例中向每一个TS包中添加输入时间戳的第一字段位置可以是除TS包的包头之外的其余184个字节所在位置。由于不考虑添加的输入时间戳信息对传输数据本身的覆盖影响问题，因此在不影响TS包正常传输的情况下，该第一字段位置可以是上述184字节中任一连续的4字节位置，如可以是整个TS包中的第9、10、11和12字节位置。
[0018]S102，从待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有输入时间戳的TS包，向TS包的第二字段位置添加输出时间戳后，将该TS包存入缓存中；该输出时间戳为从待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有输入时间戳的TS包时对应的本地时间；
[0019]将添加了输入时间戳的TS包发送至待测广播电视传输分配网中后，可通过该待测广播电视传输分配网的数据输出端接收这些数据包；向每个TS包的第二字段位置添加输出时间戳Tratput，该Tratput为从上述待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有输入时间戳的TS包时对应的本地时间。其中，该Tratput的时间格式与上述Tinput的时间格式相同；该TS包的第二字段位置可以为整个TS包中的第13、14、15和16字节位置。
[0020]这里说明，确定输出时间戳采用的本地时间与上述确定输入时间戳采用的本地时间是同步的。当两个本地时间采用的时钟来源为不同的时钟计数系统时，则需要使用全球定位系统(Global Positioning System, GPS)时钟来统一两个时钟来源,使其二者计算的本地时间保持同步。
[0021]在从待测广播电视传输分配网的数据输出端接收上述TS包，并向每个TS包的第二字段位置添加输出时间戳Tratput后，可将这些数据存储在本地缓存中，以便后续处理。
[0022]S103，将缓存中存储的各TS包内包含的输入时间戳和输出时间戳的时间戳差值，确定为该TS包在待测广播电视传输分配网信道中的延时损伤；
[0023]每个TS包经过上述待测广播电视传输分配网时都要持续一段时间，这段时间即为每个TS包在传输分配网中的延时损伤。本方案中，可用每个TS包对应的Tinput和Twtput的差值来计量各TS包在传输分配网中的延时损伤的具体值。根据各TS包的时间戳差值的数值分布情况，可以综合分析出整个待测TS流在上述待测广播电视传输分配网信道中的延时损伤情况。
[0024]本发明提供的广播电视传输分配网信道损伤测试方法，向待测传输码TS流的每一个TS包的第一字段位置添加输入时间戳，并将添加输入时间戳的TS包发送至待测广播电视传输分配网中；该输入时间戳为发送TS包至待测广播电视传输分配网时对应的本地时间；从待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有输入时间戳的TS包，向TS包的第二字段位置添加输出时间戳后，将该TS包存入缓存中；该输出时间戳为从待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有输入时间戳的TS包时对应的本地时间；将缓存中存储的各TS包内包含的输入时间戳和输出时间戳的时间戳差值，确定为TS包在待测广播电视传输分配网信道中的延时损伤。该方案有效提高了测试TS流在传输分配网络中的延时损伤的准确性。
[0025]图2为本发明提供的广播电视传输分配网信道损伤测试方法另一个实施例的流程图，该方法是如图1所示实施例的一种具体实现方式。如图2所示，该方法具体包括:
[0026]S201，从预置的TS流生成器中获取待测TS流；
[0027]为了更加方便、快捷地获取到本实施例所需的待测TS流，本方案给出了一种通过预置的TS流生成器来获取上述待测TS流的方法。其中，该TS流生成器可生成普通的TS流，也可以生成适用于单频网(Single Frequency Network, SFN)中传输的插入有秒巾贞初始化包(Second Frame Initialization Packet, SIP)的 TS 流，且 SIP 的插入方法和位置均与现有SFN中向TS流中插入SIP的原理相同，在此不作赘述。
[0028]为保证从预置的TS流生成器中获取的TS流格式准确，可对从TS流生成器中采集的原始TS流进行预处理操作，检测该原始TS流中的各TS包的格式是否符合标准TS包格式；将符合TS包标准格式的原始TS包保留以形成预处理后的TS流，并将该预处理后形成的TS流作为从上述预置的TS流生成器中获取的最终的插入有秒帧初始化包SIP的传输码TS流。
[0029]S202,向待测传输码TS流的每一个TS包的第一字段位置添加输入时间戳，并将添加输入时间戳的TS包发送至待测广播电视传输分配网中；该输入时间戳为发送TS包至待测广播电视传输分配网时对应的本地时间；该步骤具体执行过程可参见步骤101的相应内容。
[0030]S203，向待测TS流的每一个TS包的第三字段位置添加位置序号；该位置序号为大于O的整数，用于标识TS包在待测TS流中的排序位置；
[0031]在步骤202中，向待测传输码TS流的每一个TS包中的第一字段位置添加输入时间戳的同时，本实施例所示方法还向该TS包中的第三字段位置添加位置序号，该位置序号标识了当前向待测广播电视传输分配网中发送的TS包在整个待测TS流中的排序位置。其中，位置序号具体可采用4字节的计数值进行表示，该位置序号添加至的第三字段位置可以是上述TS包中的第5、6、7和8字节位置。[0032]S204,从待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有输入时间戳的TS包，向TS包的第二字段位置添加输出时间戳后，将该TS包存入缓存中；该输出时间戳为从待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有输入时间戳的TS包时对应的本地时间；该步骤具体执行过程可参见步骤102的相应内容。
[0033]S205，将缓存中存储的各TS包内包含的输入时间戳和输出时间戳的时间戳差值，确定为该TS包在待测广播电视传输分配网信道中的延时损伤；该步骤具体执行过程可参见步骤103的相应内容。
[0034]S206，将缓存中存储的各TS包按其包含的输出时间戳对应的时间顺序进行排序，并根据:
[0035]J (i) = [Tr (i+2) -Tr (i+1) ] -[Tr (i+1) -Tr (i) ] (I)计算排序后的 TS 包中第 i 个 TS 包在待测广播电视传输分配网信道中的抖动损耗J(i);其中，TJi)为排序后的TS包中第i个TS包内包含的输出时间戳；i为大于O的整数；
[0036]本实施例给出的TS包的抖动损耗，其概念是描述从待测广播电视传输分配网信道接收到的TS包中两个相邻的TS包间隔的差值；例如，当前从待测广播电视传输分配网信道的接收端接收到的三个连续的TS包对应的Twtput分别为I秒、3秒和8秒，则第一个TS包与第二个TS包对应的Twtput间隔I为2秒，第二个TS包与第三个TS包对应的Tratput间隔2为5秒。本实施例为了对相邻的两个Tratput间隔进行标记定义，则将Tratput间隔2减去Toutput间隔I的差值(5-2=3)确定为第一个TS包对应的上述抖动损耗。
[0037]本实施例还给出了确定TS包在待测广播电视传输分配网信道的抖动损耗的另一种实现方法，包括步骡207和208的内容。
[0038]S207，在向待测传输码TS流的每一个TS包的第一字段位置添加输入时间戳后，按输入时间戳对应的时间顺序对待测TS流中包含的TS包进行排序，判断排序后的TS包中每相邻两个TS包对应的输入时间戳的差值是否相同；
[0039]通常，待测TS流中包含的TS包按输入时间戳对应的时间顺序进行排序的结果与从待测广播电视传输分配网信道输出端接收的TS包按输出时间戳对应的时间顺序进行排序的结果相同(此处不考虑丢包现象)。按输入时间戳对应的时间顺序对待测TS流中包含的TS包进行排序后，可计算获得每相邻两个TS包的输入时间戳的差值，根据判断该待测TS流中所有获得的相邻两个输入时间戳的差值是否相同，可获知发送该待测TS流中各TS包间的时间间隔是否相同。
[0040]S208，若排序后的TS包中每相邻两个TS包对应的输入时间戳的差值相同，则根据:
[0041]J(i) = [L(i+2)-L(i+l)]-[L(i+l)-L(i)] (2)计算排序后的 TS 包中第 i 个 TS 包的抖动损耗J(i);其中，该L(i)为排序后的TS包中第i个TS包在待测广播电视传输分配网信道中的延时损伤；i为大于O的整数；
[0042]步骤206 中，J⑴=[Tr(i+2)-Tr(i+1)]-[Tr(i+1)-Tr⑴]中的 Tr⑴=Tt⑴+L⑴，其中，Tt (i)为第i个TS包内包含的上述输入时间戳，L(i)为第i个TS包对应的上述延时损伤。同理，Tr(i+1) = Tt(i+1)+L(i+1)
[0043]Tr (i+2) =Tt (i+2)+L (i+2)，
[0044]则(I)变形为:[0045]Wi) = [(Tt(i+2)+L(i+2))-(Tt(i + l)+L(i + l))]-[(Tt(i + l)+L(i + l))-(Tt(i)+L(
i))] (3)
[0046]当按输入时间戳对应的时间顺序对待测TS流中包含的TS包进行排序，且判断排序后的TS包中每相邻两个TS包对应的输入时间戳的差值相同时，则(3)式中的Tt (i+2)-(Tt (i+1) =Tt (i+1)-(Tt ⑴；此时(3)式变形为:
[0047]J (i) = [L (i+2)-L (i+1) ]-[L (i+1)-L (i) ] (2)。
[0048]即当将待测TS流中各TS包时间间隔均匀发送至待测广播电视传输分配网信道时，可用(2)式求解对应TS包在待测广播电视传输分配网信道中的上述抖动损耗。
[0049]S209，根据缓存中存储的各TS包内包含的位置序号，确定固定时间内，将添加输入时间戳的TS包发送至待测广播电视传输分配网后，在待测广播电视传输分配网的输出端未接收到的TS包；
[0050]本实施例在待测TS流发送至待测广播电视传输分配网时，预先向各TS包中添加了位置序号。这样，当发生丢包现象时，可通过缓存中存储的各TS包的位置序号获知哪些TS包在传输过程中被丢弃，以获得待测TS流在上述待测广播电视传输分配网信道中的丢包损伤。
[0051]为了量化上述丢包损伤，可以某一固定时间段作为测量周期，计算如I分钟内确定将添加上述输入时间戳的TS包发送至待测广播电视传输分配网后，在待测广播电视传输分配网的输出端接收这些TS包时实际没有接收到的TS包的数目。
[0052]S210，将在待测广播电视传输分配网的输出端未接收到的TS包在固定时间内发送至待测广播电视传输分配网的TS包中的数目比重确定为待测TS流在待测广播电视传输分配网信道中的丢包损伤；
[0053]在上述固定时间内，将待测TS流中的TS包发送至待测广播电视传输分配网后，记录下这些TS包对应的位置序号，并在待测广播电视传输分配网的输出端接收这些TS包，根据接收的TS包中包含的位置序号，可获知哪些TS包在传输过程中丢失，并记录下丢失的TS包的数目。
[0054]将在待测广播电视传输分配网传输过程中丢失的TS包的数目在上述固定时间内对应的发送至待测广播电视传输分配网中TS包的总数目的比值确定为该待测TS流在待测广播电视传输分配网信道中的丢包损伤(即丢包率)。例如，在一分钟内发送至待测广播电视传输分配网中TS包的总数目为3600个，在待测广播电视传输分配网的输出端对应的这些TS包实际接收到的为3000个，则确定该待测TS流在待测广播电视传输分配网信道中的丢包损伤为(3600-3000) / 3600=1 / 6。
[0055]本发明提供的广播电视传输分配网信道损伤测试方法，向待测传输码TS流的每一个TS包的第一字段位置添加输入时间戳，并将添加输入时间戳的TS包发送至待测广播电视传输分配网中；该输入时间戳为发送TS包至待测广播电视传输分配网时对应的本地时间；从待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有输入时间戳的TS包，向TS包的第二字段位置添加输出时间戳后，将该TS包存入缓存中；该输出时间戳为从待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有输入时间戳的TS包时对应的本地时间；将缓存中存储的各TS包内包含的输入时间戳和输出时间戳的时间戳差值，确定为TS包在待测广播电视传输分配网信道中的延时损伤；同时，在向TS包中添加输入时间戳的过程中还添加了该TS包在整个TS流中对应的位置序号，通过从待测广播电视传输分配网的输出端接收的TS包对应的位置序号情况，判断该待测TS流的丢包损伤。该方案有效提高了测试TS流在传输分配网络中的延时损伤和丢包损伤的准确性。
[0056]本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0057]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种广播电视传输分配网信道损伤测试方法,其特征在于,包括: 向待测传输码TS流的每一个TS包的第一字段位置添加输入时间戳，并将添加所述输入时间戳的所述TS包发送至待测广播电视传输分配网中；所述输入时间戳为发送所述TS包至所述待测广播电视传输分配网时对应的本地时间； 从所述待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有所述输入时间戳的TS包，向所述TS包的第二字段位置添加输出时间戳后，将该TS包存入缓存中；所述输出时间戳为所述从所述待测广播电视传输分配网的输出端接收添加有所述输入时间戳的TS包时对应的所述本地时间； 将所述缓存中存储的各所述TS包内包含的所述输入时间戳和所述输出时间戳的时间戳差值，确定为所述TS包在所述待测广播电视传输分配网信道中的延时损伤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 将所述缓存中存储的各所述TS包按其包含的所述输出时间戳对应的时间顺序进行排序，并根据:
J (i) = [Tr (i+2) -Tr (i+1) ] -[Tr (i+1) -Tr (i)]计算排序后的所述 TS 包中第 i 个 TS 包在所述待测广播电视传输分配网信道中的抖动损耗ja);其中，所述ι;α)为所述排序后的所述TS包中第i个TS包内包含的所述输出时间戳；所述i为大于O的整数。
3.根据权 利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 在所述向待测传输码TS流的每一个TS包的第一字段位置添加输入时间戳后，按所述输入时间戳对应的时间顺序对所述待测TS流中包含的TS包进行排序，判断排序后的所述TS包中每相邻两个所述TS包对应的所述输入时间戳的差值是否相同； 若相同，则根据: J (i) = [L (i+2) -L (i+1) ] - [L (i+1) -L (i)]计算排序后的所述TS包中第i个TS包的抖动损耗J(i);其中，所述L(i)为所述排序后的所述TS包中第i个TS包在所述待测广播电视传输分配网信道中的所述延时损伤；所述i为大于O的整数。
4.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述向待测传输码TS流的每一个TS包的第一字段位置添加输入时间戳的过程中，还包括: 向所述待测TS流的每一个TS包的第三字段位置添加位置序号；所述位置序号为大于O的整数，用于标识所述TS包在所述待测TS流中的排序位置； 所述方法还包括: 根据所述缓存中存储的各所述TS包内包含的所述位置序号，确定固定时间内，所述将添加所述输入时间戳的所述TS包发送至待测广播电视传输分配网后，在所述待测广播电视传输分配网的输出端未接收到的所述TS包； 将所述在所述待测广播电视传输分配网的输出端未接收到的所述TS包在所述固定时间内发送至所述待测广播电视传输分配网的TS包中的数目比重确定为所述待测TS流在所述待测广播电视传输分配网信道中的丢包损伤。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述向待测传输TS码流的每一个TS包中的第一字段位置添加输入时间戳之前，包括: 从预置的TS流生成器中获取所述待测TS流。
【文档编号】H04N17/00GK103795589SQ201310727057
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】李培琳, 白鹤, 崔竞飞, 万倩, 张国庭, 赵明 申请人:国家广播电影电视总局广播科学研究院