用于检测交错播送中的分组丢失的方法和装置与流程

本发明大体地涉及通信系统，并且更具体地涉及无线和有线系统，例如，地面广播、蜂窝、无线保真(wi-fi)、卫星、电缆，等等。

背景技术：

在交错播送中，(例如，分组的)流被发送两次—作为主流以及作为交错流。与主流相比，交错流被提前发送，即，主流被延迟(交错延迟)。图1中示出了说明性的交错播送发送器。图中所示的元件是众所周知的并且将不详细描述。在图1中，交错播送发送器说明性地包括编码器105和110、交错延迟115以及多路复用器(复用器)120。信号104被施加到编码器105和110，编码器105和110分别对信号进行编码以提供编码信号106和111。编码信号111也是交错流111。为了说明的目的，这些编码器进行相同类型的编码，尽管这不是必需的。然后编码信号106通过交错延迟115在时间上延迟以提供主流116。该延迟可以是可调整的或固定的。作为被延迟的结果，现在交错流“提前”于主流。复用器120多路复用主流和交错流以提供用于传输(广播)的输出流121，即，传输流。

现在转向图2，示出了说明性的交错播送接收器。交错播送接收器包括多路分配器(解复用器)150、交错播送选择器155以及解码器160。传输流(传输介质，例如广播、因特网等，在图2中未示出)被解复用器150接收，解复用器150多路分配接收到的传输流121并且提供主流151和交错流152。因此，在由于物理破坏而导致丢失的情况下，可以通过交错播送选择器155通过在主流151中插入来自交错流152的数据而在接收器侧做出校正。具体而言，当在主流152中的接收到的传送分组的序列号中发现不连续时，交错播送选择器155检测主流151中的“孔”。由于来自交错流152的分组被较早接收到，因此交错播送选择器155针对主流151中的缺失分组插入来自交错流152的正确分组，并且将输出信号156提供给解码器160。以这种方式，可以通过使用来自交错流152的较早接收到的对应分组来代替来自主流151的缺失分组。因此，对用户的服务质量(qos)得以维持，并且解码器160提供用于被用户观看的(例如，用于附加处理的(未示出))解码流161。

在图3中进一步示出了该分组丢失示例。交错流152包括如由分组“nstg”、“n+1stg”和“n+2stg”表示的分组流，其中“n”、“n+1”和“n+2”表示分组序列号，并且“n”是整数值，例如10。类似地，主流151包括如由分组“n-1”、“n”、“n+1”和“n+2”表示的分组流。图3中还示出了主流151中的每个分组的递送时间(td)。例如，在图3中将分组“n-1”的递送时间示为tdn-1，等等。遗憾的是，丢失11发生，以致交错流152缺失分组“n+2stg”(示为虚线框)，而主流151缺失分组“n”(示为虚线框)。图2的交错播送选择器155由于接收到的下一个分组具有序列号“n+1”而在tdn+1时检测到从主流151中缺失分组。因此，交错播送选择器155将来自交错流152的较早接收到的分组“nstg”和来自主流151的分组“n+1”都推送(在轴“交错播送选择器输出时间”的下方示出)到图2的解码器160。在图3中将分组的递送与对用户的呈现之间的时间示为δ。在图3的底轴上示出了对用户的呈现时间(tp)。可以观察到，对用户的qos得以维持，即，在解码的音频/视频内容中没有中断，因为在tpn时分组“nstg”被及时提供以用于呈现给用户。应当观察到，即使在交错流152中丢失了分组“n+2stg”，但是由于在主流151中正确地接收到了对应分组“n+2”，因此该缺失分组对解码的音频/视频没有影响。遗憾的是，如果缺失分组不能从交错流中获得，则对用户的qos降级。目的是正确地调整交错延迟，使得交错流中的分组可用以代替主流中的缺失分组。

然而，即使在交错流中分组可用以代替主流中的缺失分组，但是可能仍然存在关于呈现时间(tp)的问题。这在图4中示出。后者类似于图3，除了现在分组“n”的呈现时间较短。换句话说，分组的呈现时间更接近于分组的递送时间。因此，在分组“n”的呈现时间tpn(15)时，交错播送选择器155尚未检测到分组“n”从主流151中缺失。因此，在解码的音频/视频中存在间断，即使交错流152中的对应分组可用以代替主流151中的缺失分组，但是该对应分组提供得太晚了。

此外，在丢失较长的情况下，用户将无法从交错校正中受益。这在图5中示出。后者类似于图4，除了丢失18较长而且还有分组“n+1”从主流151中缺失。然而，交错播送选择器155直到接收到主流151中的分组“n+2”才检测到序列号中的间断。在这点上，交错播送选择器155推送来自交错流152的分组“nstg”和“n+1stg”以及来自主流151的分组“n+2”。然而，来自交错流152的分组提供得太晚了，即，在分组“n”和“n+1”的呈现时间之后，并且将在呈现时间被解码器丢弃。

此外，当前提议的atsc3.0广播系统可以支持交错播送，并且已经选择使用如图6所示的ip分组上的udp来发送内容。后者示出了说明性的传送栈190，其中使用广播(物理)层上的ip分组上的udp来发送内容。遗憾的是，udp协议本身无法识别缺失分组，而且物理层不能向交错播送选择器发送丢失和错误，因为可以用mpeg2传送流完成。接收器必须在损坏发生时(使用ip校验和或由物理层管理)或者在丢失发生时(例如使用传送分组序列号中的不连续性(如上所述))通过其自己的手段检测。

技术实现要素：

鉴于以上，存在对提高交错播送的校正能力的需要。具体而言并且根据本发明的原理，接收器估计来自主流的分组的递送时间，并且如果在所估计的递送时间没有接收到来自主流的分组，则接收器替换来自交错流的对应分组。结果，可以较快地检测到丢失，因为接收器不必在检测到缺失序列号以前等待，并且因此接收器可以适应跨不同系统(以及不同类型的传送栈)的呈现时间，使得用户不会遭受qos的损失。

在本发明的说明性实施例中，高级电视系统委员会数字电视(atscdtv)设备包括接收器，用于接收表示包括至少两个分组流的内容的交错播送传输，其中，一个分组流是主流，而另一个分组流是交错流；以及处理器，被配置为估计来自主流的分组的递送时间；以及如果在所估计的递送时间没有接收到来自主流的分组，则替换来自接收到的交错流的对应分组以在呈现内容时使用。

在本发明的另一说明性实施例中，高级电视系统委员会数字电视(atscdtv)设备进行一种方法，包括接收表示包括至少两个分组流的内容的交错播送传输，其中，一个分组流是主流，而另一个分组流是交错流；以及估计来自主流的分组的递送时间；以及如果在所估计的递送时间没有接收到来自主流的分组，则替换来自接收到的交错流的对应分组以在呈现内容时使用。

鉴于以上，并且如根据阅读详细描述而将明显的那样，其他实施例和特征也是可能的并且落入本发明的原理内。

附图说明

图1和图2分别图示了在交错播送系统中使用的现有技术的发送器和现有技术的接收器；

图3示出了基于对缺失序列号的检测的对交错播送系统中的缺失分组的恢复；

图4和图5图示了基于对缺失序列号的检测的交错播送系统中的呈现时间问题；

图6示出了在广播系统中使用的说明性传送栈；

图7示出了根据本发明原理的设备的说明性实施例；

图8示出了根据本发明原理的接收器的说明性实施例；

图9示出了根据本发明原理的在接收器中使用的说明性流程图；

图10示出了根据本发明原理的对交错播送系统中的缺失分组的恢复；以及

图11示出了根据本发明原理的在接收器中使用的说明性流程图。

具体实施方式

除了本发明构思之外，图中所示的元件是众所周知的并且将不对其详细描述。例如，假设熟悉电视广播、接收器和视频编码，并且在此不对其详细描述。同样，除了本发明构思之外，假设熟悉诸如atsc(高级电视系统委员会)和数字视频广播(dvb)(例如，地面数字视频广播(dvb-t2))之类的电视(tv)标准的当前的和提议的推荐。此外，除了本发明构思之外，假设熟悉诸如单向传输文件传递(flute)协议、用户数据报协议(udp)、异步分层编码(alc)协议、因特网协议(ip)和因特网协议封装(ipe)之类的协议，并且在此不对其描述。类似地，除了本发明构思之外，用于生成传送位流的格式化和编码方法(诸如运动图像专家组(mpeg)-2系统标准(iso/iec13818-1))是众所周知的，并且在此不对其描述。还应当注意，可以使用常规编程技术来实现本发明构思，因此在此将不对其描述。最后，附图上的相似数字表示类似元件。

如较早所注意到的，存在对提高交错播送的校正能力的需要。具体而言并且根据本发明的原理，接收器估计来自主流的分组的递送时间，并且如果在所估计的递送时间没有接收到来自主流的分组，则接收器替换来自交错流的对应分组。结果，可以较快地检测到丢失，因为接收器不必在检测到缺失序列号以前等待，并且因此接收器可以适应跨不同系统(以及不同类型的传送栈)的呈现时间，使得用户不会遭受qos的损失。

现在参考图7，示出了根据本发明原理的设备200的说明性实施例。设备200表示任何基于处理器的平台，无论是手持的、移动的还是固定的。例如，pc、服务器、机顶盒、个人数字助理(pda)、蜂窝电话、移动数字电视(dtv)、dtv等。在这点上，设备200包括一个或多个具有相关联的存储器的处理器(未示出)。设备200包括接收器205和显示器290。接收器205接收传输信号121(传输介质，例如广播、因特网等，在图7中未示出)，传输信号121使用交错播送用于处理以从中恢复例如用于应用到显示器290以供在其上观看视频内容的视频信号206。根据本发明的原理，接收器205基于错过的递送时间来检测可能的缺失分组。

现在转向接收器205，图8中示出了根据本发明原理的接收器205的说明性部分。仅示出与本发明构思相关的那些部分。接收器205是基于处理器的系统，并且包括如由在图8中以虚线框的形式示出的处理器390和存储器395表示的一个或多个处理器和相关联的存储器。在该背景下，计算机程序或软件被存储在存储器395中用于由处理器390执行并且例如实现交错播送选择器255。处理器390表示一个或多个存储程序控制处理器，并且这些不必专用于接收器功能，例如，处理器390还可以控制接收器205的其他功能。存储器395表示任何存储设备，例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)等；可以在接收器205的内部和/或外部；并且根据需要是易失性的和/或非易失性的。

接收器205包括多路分配器(解复用器)150、交错播送选择器255以及解码器160。仅示出与本发明构思相关的那些部分。传输流(传输介质，例如广播、因特网等，在图8中未示出)被解复用器150接收，解复用器150多路分配接收到的传输流121并且提供主流151和交错流152。因此，在由于物理破坏而导致丢失的情况下，可以通过交错播送选择器155通过在主流151中插入来自交错流152的数据而在接收器侧做出校正。具体而言并且根据本发明的原理，交错播送选择器255估计来自主流的分组的递送时间，并且如果在所估计的递送时间没有接收到来自主流的分组，则接收器替换来自交错流的对应分组(下面进一步描述)。由于来自交错流152的分组被较早接收到，因此交错播送选择器155针对主流151中的缺失分组插入来自交错流152的正确分组，并且将输出信号256提供给解码器160。后者提供解码流161，解码流161通过如由省略号325表示的接收器205的其他电路(未示出)处理，以从中恢复例如用于经由图7的显示器290呈现给用户的视频信号206。结果，可以较快地检测到可能的丢失，因为接收器不必在检测到缺失序列号以前等待，并且因此接收器可以适应跨不同系统(以及不同类型的传送栈)的呈现时间，使得用户不会遭受qos的损失。

现在参考图9，示出了根据本发明原理的在接收器205中使用的说明性流程图。在步骤405中，交错播送选择器255根据两个相邻分组的实际递送时间的函数来估计分组的递送时间。可以使用交错流252或主流151。例如，参照图10，交错流152中的分组“nstg”和“n+1stg”可以用于估计下一个分组的递送时间，因为这两个分组都被接收到。在该示例中，所估计的递送时间为：

d＝tdn+1stg-tdnstg(1)

其中tdn+1stg和“tdnstg”是相应交错播送分组的递送时间。应当注意，尽管在图10中并未明确示出tdn+1stg和tdnstg，但是示出了它们在交错流152中的位置，并且因此也示出了它们的递送时间。回到图9，然后在步骤410中，交错播送选择器255使用递送时间d来检查丢失。应当注意，步骤405可以连续地、周期性地进行，等等。步骤405的要点在于确定对递送时间d的估计，用于在如步骤410所示的检查丢失中使用。此外，尽管等式(1)表示简单的减法，但是可以使用例如使用统计学(诸如在多个接收到的分组上求平均)的其他方法。还应当注意，如果交错播送选择器255不能为步骤405的特定执行确定递送时间d，则可以继续使用先前确定的值，或者可以使用d的默认值。事实上，可以使用用于确定递送时间d的其他方法，诸如但不限于简单地使用交错延迟d。

现在转向图11，示出了使用对递送时间d的估计来检查丢失的说明性流程图。在推送最近分组(这里由图10中的分组“n-1”(22)表示)之后，交错播送选择器255在步骤505中从最近分组的递送时间开始等待等待时间“w”，以确定分组流中是否存在丢失。在该示例中，等待时间w由下式确定：

w＝d+m(2)

其中d是所估计的递送时间(如上面对于图9中的流程图所述来确定)，并且m是余量，其允许在主流上仍然接收分组n的机会。然而，m可以被设置为零。在图10中在“交错播送选择器输出时间”轴的正上方说明性地示出了等待时间w。在从tdn-1已经过去等待时间w之后，交错播送选择器255在步骤510中在时间“tdn-1+w”检查是否接收到了分组(在该示例中为分组“n”)，其中，tdn-1是最近接收到的分组的递送时间。如果接收到了来自主流151的分组“n”，则交错播送选择器255在步骤515中推送来自主流151的分组“n”。然而，如果未接收到来自主流151的分组“n”，则交错播送选择器255在步骤520中推送来自交错流152的分组“nstg”。这在图10中被示出，其中在等待时间w到期之后现在假设分组“n”丢失，因为尚未接收到来自主流的分组“n”(如由虚线框所表示)，并且如图10中在“交错播送选择器输出时间”轴之下所示，来自交错流152的分组“nstg”被推送到分组“n”的所需呈现时间tpn(15)之前。因此并且根据本发明的原理，可以较快地检测到丢失，因为接收器不必在检测到缺失序列号以前等待，并且因此接收器可以适应跨不同系统(以及不同类型的传送栈)的呈现时间，使得用户不会遭受qos的损失。

以相同的方式，如果丢失较长，例如如图5所示，其中，来自主流151的分组“n”和“n+1”被丢失，则交错播送选择器255可以对后面的分组“n+1”使用相同的方法。在这种情况下，tdn由(tdn-1+d)简单地提供，并且交错播送选择器255将以与针对图11关于分组“n”所述的相同方式，等待等待时间w到期以针对分组“n+1”在时间(tdn+w)确定是否存在丢失。

鉴于以上，前述内容仅仅说明本发明的原理适用于任何基于交错播送的系统，并且因此将理解，本领域技术人员将能够设计出许多替选布置，尽管没有在此明确地描述，但是替选布置包含本发明的原理并且在其范围内。例如，尽管在交错播送选择器的背景下示出确定时间估计，但是这可以在结构上由接收器的另一部分或者在所执行软件的不同部分中确定。此外，尽管在单独的功能元件的背景下示出，但是这些功能元件可以包含在一个或多个集成电路(ic)中。类似地，尽管示出为单独元件，但是任何或所有元件可以实现在存储程序控制的处理器(例如，数字信号处理器)中，其执行(例如，对应于例如图9和图11中所示的一个或多个步骤的)相关联的软件等。此外，尽管一些附图可能暗示元件被捆绑在一起，但是本发明构思不限于此，例如图7的设备200的元件可以以其任何组合分布在不同单元中。例如，图7的接收器205可以是设备或盒(诸如机顶盒)的一部分，其与设备或盒物理分离，包含显示器290等。因此应当理解，可以对说明性实施例做出很多修改，并且可以设计出其他布置，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围。