专利名称：面向ip的网络的等时传输的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及面向因特网协议(IP)的通信网络，更具体来说涉及用于结合基于IP的网络使用的等时协议。
背景技术：
音频/视频(AV)流常常经许多网络如以太网、无线(IEEE 802.11等)和电力线通信(PLC)网络(即HomePlugTM)从服务器传输到客户机。这些网络通常是基于IP的，且具有如图1所示的协议栈。附图的左边部分图示开放系统互连(OSI)7层模型。附图的右边部分说明当经以太网传送AV流时的实际协议栈。
首先，基于RTP(实时传输协议)将MPEG-TS(运动图片专家组-传输流)打包。RTCP(RTP控制协议)主要用于提供有关传输条件的反馈。RTSP(实时流传输协议)被客户机利用来向服务器发送控制命令(即，停止、快进等)。根据UDP(用户数据报协议)对RTP和RTCP包打包。通过TCP(传输控制协议)将RTSP打包。所有这些结果通过IP(因特网协议)来处理。将IP包发送到以太网MAC(媒体访问控制)层，然后发送到以太网物理层以供传输。服务器执行打包过程。在接收器(客户机)端，按相反方向将数据解包，如图2所示。
AV流的当前IP栈有许多问题，包括冗余性。应该注意大多数数字广播节目使用MPEG-TS，其中重复地将MPEG-TS包与诸如RTP、UDP和IP之类的协议封装在一起。这些协议的每一种具有各自的头和显著级别的开销。另一个缺点是，由软件来执行开销密集的打包，这是慢速过程且是一个其速度取决于主机处理器负载的过程。主机总线的配置常常是必须解决的另一个实质性问题。应该认识到AV流的时间关键特性并不完全符合于软件过程的慢速执行。
AV流常常经PCI总线从一个硬件块发送到另一个硬件块(即存储器到以太网接口)。虽然PCI总线提供高带宽，但是在PCI总线繁忙时总线通信仍必须等待，这导致不可预测的延迟。因此，现有的IP栈机制并不很好适于AV流的本质上等时的特性。尽管常规IP堆栈有这些缺点，但是由于它们普遍存在的原因常常将它们用于传送AV流。
与基于IP的网络的主要异步特性相对，出现了IEEE 1394网络标准，它主要针对AV应用。IEEE 1394能够以两种通信模式、异步和等时来工作。非时间关键数据和一般数据的传送通过异步传输来处理，而时间关键数据，如AV流等以等时模式发送。
图3说明常规IEEE 1394网络的框图，其中首先将异步数据发送到事务层，然后发送到链路层，而将等时数据直接发送到链路层。
图4-7说明对MPEG-TS流打包以供执行等时传输。在图4中，看到源包头(4个字节)附着到每个188个字节的MPEG-TS包。源包头包含25位时间戳。以每个包到达链路层的时间、确切地说到达IEEE 1394硬件的传输接口的时间将每个包加时间戳，并将每个包拆分成多个数据块。
图5A说明根据1394配置的总线包的结构。将一个或多个数据块重新打包成一个总线包，以与分配的时隙适配。将CIP(通用等时包)头和等时包头附着到每个总线包，其中包含用于承载等时传输的最小基本信息。在接收器一端，按相反顺序将数据解包，其中组合数据块以重新构建原MPEG-TS包。响应其时间戳从IEEE 1394硬件输出该包。应该认识到等时格式与基于IP的协议相比提供较少的冗余性。
图5B说明根据图5A所述的IEEE 1394配置的总线包的CIP头的结构，其中示出字段SID、DBS、FN、QPC、SPH、DBC、FMT、FDF和可选地SYT。
图5C说明根据图5A所述的IEEE 1394配置的总线包的源包头的结构，它具有时间戳和保留位。
图6说明根据以图5A为例的IEEE 1394配置的总线包内的头字段的映射。
图7说明根据以图5B为例的IEEE 1394配置的CIP标题内的字段的映射。
虽然IEEE 1394网络具有许多有利之处，但是它尚未广泛被采纳，而压倒性数量的市场仍依附于IP联网。此外，最流行的中间层和应用层是为在IP网络上而非在IEEE 1394网络上使用而构建的那些，如UpnP(通用即插即用)和DLNA(数字现场网络联盟)。
因此，存在对一种在基于IP的网络内有效地支持等时通信的系统和方法的需求。这些和其他需求在本发明内得以满足，本发明克服了先前开发的基于包的数字通信标准的缺陷。
发明内容
本发明提出一种设备和方法，用于通过如电力线通信(PLC)网络的基于IP的网络等时地传送流式数据(即AV流)。该通信提供在连接到基于IP的网络的设备之间非常有效率的传送流式数据。网络的通信周期被划分成其中进行等时通信的无争用部分，而该周期的其余部分用于支持异步通信。根据本发明的等时通信由位于物理层的硬件执行，该硬件将流式数据打包，并在该周期的无争用部分内的时隙上传送它。本发明的等时通信机制与用于传送等时数据包的现有数据结构兼容。异步通信优选地仍由微处理器来处理，它响应IP协议的软件执行层来执行打包和通信。
用于通过基于IP的网络进行等时通信的本发明方法和系统适合于多种备选形式的实施例，包括但不限于如下实施例。
本发明的一个实施例描述一种用于通过基于因特网协议(IP)的网络等时地传送数据流的设备，它包括(a)用于将在通信周期内的无争用期期间传送的、在所述基于IP的网络的物理层内的流式数据打包或解包的部件；以及(b)配置为将在所述通信周期的其余部分即争用期期间传送的异步数据打包或解包的控制电路。用于将流式数据打包的部件优选地包括配置为接收流式数据、将该数据编码成包格式并将流式数据打包成等时数据包的硬件电路。用于将流式数据打包的部件还优选地配置为保留无争用期中的时隙用于传送流式数据，其中无任何其他传输方可以争用该保留的时隙，直到它已经被释放为止。控制电路优选地包括微处理器或其他可编程单元，配置为执行编程用于对在所述通信周期内的争用期期间接收的异步数据的解包进行控制以及对将异步数据打包用于在所述通信周期内的争用期期间传送进行控制。
本发明的一个实施例还可以描述为一种用于通过因特网协议(IP)网络(即电力线通信(PLC)网络)等时地传送数据流的设备，它包括(a)成帧电路，配置为响应连续的通信周期(即作为指示)检测所述网络上的信标信号；(b)编码器，配置为接收流式数据(MPEG)并将流式数据编码成基于数字包的格式；(c)接口电路，配置为从所述编码器接收编码的包并将数据打包，用于在通信周期内的无争用期内进行等时传输；以及(d)控制器电路，配置为将所接收的异步数据打包用于在通信周期内的争用期内传送。传送的流式数据优选地包括流式音频数据、可视数据或音频数据和可视数据的组合。将认识到以等时方式传送它们允许提供有关要保持的服务质量(QoS)的保证。本发明在用于等时通信的硬件与用于时间关键性不高的异步通信的软件之间划分处理。用于处理异步通信的控制电路优选地包括微处理器、微控制器或类似可编程数据单元，配置为执行编程用于对在所述通信周期内的争用期期间接收的异步数据的解包进行控制以及对将异步数据打包用于在所述通信周期内的争用期期间传送进行控制。
本发明的一个实施例还可以描述为通过因特网协议(IP)网络等时地传送流式数据的方法，它包括(a)利用信标信号在基于IP的网络上标记连续的通信周期；(b)将每个连续的通信周期分成无争用期和争用期；(c)并将输入的流式数据打包成连续的等时数据包；(d)检测所述无争用期中的可用时隙；(e)保留所述可用时隙用于传送连续的等时数据包；(f)为等时通信生成MAC编址；(g)在可用时隙内传送数据流；以及(h)如在目的地设备上接收可用时隙内的数据流。
标记连续的通信周期优选地由连接到网络作为总线主设备的设备(如作为网络的主服务器的设备)来执行。将无争用期配置为具有预定长度或配置为具有可变长度，其中可变长度由发信号通知无争用期的长度的总线主设备来建立。使用可变长度的争用期允许网络在异步数据与等时数据的比率变化时调整以便更有效率地操作。可以容易地响应主设备生成的信号建立可变长度的无争用期的范围，其中建立可变期的长度。如果两个或两个以上等时传输设备尝试保留无争用期中的给定时隙，则可以使用退避技术。例如一种此类退避技术包括载波侦听多路访问(CSMA)技术。
本发明提出多个有利之处和优点，包括但不限于如下方面。
本发明的一个方面提供用于通过基于IP的网络进行等时传输的方法和设备。
本发明的另一个方面提供通过是基于IP的电力线通信(PLC)网络的等时传输。
本发明的另一个方面提供通过基于IP的网络等时传输AV流。
本发明的另一个方面支持通过基于IP的网络的等时通信而无冗余的RTP/UDP/IP打包。
本发明的另一个方面支持通过基于IP的网络等时传输MPEG流。
本发明的另一个方面是提供等时通信，其中等时流由硬件处理而异步流由软件处理。
本发明的另一个方面提供用于利用比基于软件的方法在程度上已缩减开销、延迟和抖动来进行等时通信的硬件。
本发明的另一个方面在等时通信内提供足够的服务质量(QoS)以支持QoS保证。
本发明的另一个方面提供与容易获得的以太网MAC+PHY相兼容的等时通信。
本发明的另一个方面在基于IP的网络内提供等时通信，同时利用现有的IP栈和协议来实现上层控制。
本发明的另一个方面在基于IP的网络内提供等时通信，同时利用UPnP和DLNA堆栈，其中再利用现有的协议节省了开发资源以及系统成本。
本发明的再一个方面提供可以容易地结合在基于IP的基础设施内的等时通信功能。
本发明的再一些方面将在本说明书的如下部分中提出，其中这些详细的描述是为了充分公开本发明的优选实施例，而非对其设置限制。
参考仅为说明性目的的如下附图，将会更充分地理解本发明。
图1是具有开放系统互连(OSI)7层模型的常规因特网协议(IP)协议栈的数据模式。
图2是连接到基于IP的网络的客户机与服务器的IP栈之间的流式数据(MPEG-TS)的常规传送的框图。
图3是根据常规IEEE 1394网络传送异步和等时数据的框图。
图4是对IEEE 1394网络上的MPEG流的常规打包过程的框图。
图5A是IEEE 1394网络上的等时总线包的位映射的数据结构。
图5B是IEEE 1394网络上的CIP头的位映射的数据结构。
图5C是IEEE 1394网络上的源包头的位映射的数据结构。
图6是IEEE 1394网络总线包内的头字段的数据字段映射图。
图7是IEEE 1394网络中CIP头字段的数据字段映射图。
图8是根据本发明实施例、为基于IP的通信所配置的设备的MAC与物理层之间的流式数据通信的框图。
图9是根据本发明实施例利用的等时包头的位映射的数据结构。
图10是图9中所示的等时包头的数据字段映射图。
图11是根据本发明实施例的打包总线包的框图，其中示出将MPEG-TS包构造成源包，然后构造成等时包，最后构造成总线包。
图12是根据本发明实施例配置为与以太网帧头匹配的总线包头的字段映射的数据结构。
图13是根据本发明实施例的打包总线包的框图，其中示出将源包划分到多个块上。
图14是根据本发明实施例的通信周期的时序图，其中示出按信标信号所定义的每个通信周期内的无争用和争用部分。
图15是根据本发明实施例的电力线通信(PLC)网络的框图，其中示出配置为在PLC网络上等时地传送MPEG流的服务器和客户机。
图16是图15的服务器内的电路的框图。
图17是图15的客户机内的电路的框图。
发明的详细说明更确切地参考附图，为了说明目的，在图8至图17中图示的设备中实施本发明。将认识到在不背离本文所公开的基本概念的前提下，该设备可能随具体配置和部件的具体细节有所不同，以及该方法可能随特定步骤和顺序有所不同。
本发明提出用于在基于IP的网络内支持等时通信的设备和方法。本发明能够使等时通信容易地在任何基于IP的网络内得以支持。虽然该论述主要集中在基于IP的电力线通信(PLC)网络，但是应该认识到这些方法和设备还可以普遍性地应用于其他基于IP的网络。
图8示出实施例10，其中通信在MAC层12、14之间进行，它们不使用IP栈来处理MPEG-TS流16。
图9和图10详细示出等时传输格式的实施例内的等时包头的格式。在一个实施例中，包头在长度上(1个四字节组)包括四个字节(32位)，如图9所示。前两位区域保留以供将来使用。字段FMT ID(6位)用来指示流格式类型，如MPEG-TS。字段DBC(8位)是数据块计数，它提供块连续性的指示，以便可以通过校验DBC来找到丢失的块。字段FN(2位)是分段编号，例如1、2或3，作为示例它分别指示192、94或64个字节。字段DBN(3位)指示包中块的数量。最后三位(3位)字段目前也保留以供将来使用。通过在保留的区域中定义扩充位，等时包头可以具有一个或多个四字节组，这包括例如头CRC(循环冗余校验)和其他头信息。
图11作为示例示出当DBS是192个字节且FN是1时根据本发明的打包。在此情况中，不将MPEG-TS包拆分成更小的块。源包头(4个字节)包含例如25位的时间戳值，可以将其格式转化为与图5C所示的IEEE 1394源包头匹配或相似。将认识到根据本发明的源包头以及其他包结构可以利用任何期望的格式。但是，还应该认识到通过与一些现有包标准相符，如根据IEEE 1394，常常可以再利用通信协议的一部分编程以便减少开发工作量。
等时包包含等时包头和长度为192字节的一个或多个源包。图10所示的左边的等时包的DBN是两(2)个，因为等时包具有两个块。应该认识到对于此情况，一个块相当于单个MPEG-TS包。右边的等时包的DBN是一(1)个。如果左边的包的字段DBC是n，则后一个包的DBC是n+2。总线包(帧)由总线包头、等时包和四字节(4字节)的CRC(循环冗余校验)码组成。
图12作为示例示出配置为与以太网帧头(22个字节)相同的总线包头。在此情况中的总线包头具有64位前导、48位目的地MAC地址和16位类型/长度信息。四字节CRC作为帧校验序列(FCS)被置于总线包的尾部。应该注意代之IP地址，而使用MAC地址来标识源或目的地。正如本说明书稍后将更详细描述的，每个MAC地址唯一地与其具有地址解析协议(ARP)的IP地址相关联。有效负载字段包含一个或多个等时包，其中最大以太网有效负载的长度为1500字节。总线包包含最多七(7)个等时包((192×7)+4个字节)。
图13示出两(2)个块(DBS是96个字节和FN是2)的情况。应该认识到当PLC网络繁忙且访问时隙提供不了足够的长度时，则可以将源包分成多个块。等时包包含头和一个或多个块。在图12中，对于左边的等时包，字段DBN具有值1，且DBC是n。对于中间的包，DBN具有值2，且DBC是n+1，而对于右边的包，DBN是1，且DBC是n+3。总线包头和CRC附着到每个等时包，如前文所解释的。短的总线包使短时隙的利用有效率。
图14作为示例示出PLC总线访问，其中水平线表示时间轴。信标主设备通常为服务器，它将周期性信标信号(30a、30b、30c)传送到电力线。信标周期被分成两个部分(1)无争用期；和(2)争用期。无争用期用于等时传输。在新的等时传输开始之前，必须检测到可用的时隙。当时隙变成可用的时，为流传输期间的每个周期保留它。在附图中，传输32a表示等时总线包(帧)在可用时隙内的无争用期内传送。在后续无争用期中，相同的时隙用于相同流的传输32b。在当前传输完成时，释放该时隙以用于另一个传输。
如果两个或两个以上传输尝试获取相同的时隙，则它们尝试优选地根据随机退避技术、如CSMA(载波侦听多路访问)来重试。基于IP的异步通信在争用期中执行，如在以太网中基于CSMA来执行。该附图还示出在争用期期间传送与异步通信相关联的总线包34。注意对于异步传输来说，在下一个争用期中不保证任何时隙。争用期和无争用期的长度是固定的或可变的。在可变长度的情况中，如信标主设备的设备发送指示无争用期的结束的周期性信号。
图15示出在服务器54与客户机56之间工作的电力线通信(PLC)网络52的一个示例50，客户机56表示为电视机，虽然PLC网络上可以支持多种客户机。服务器54从编程源58接收信号，例如编程源58可以包括天线、电缆网络、卫星网络、便携式/固定媒体播放器、照相机/摄像机等。在该实施例中，服务器54还配置为例如直接或更优选地以通过客户机电视机56接收的形式，从遥控命令器60接收遥控命令(即，频道选择、源流配置和选项等)。服务器54通过电力线通信(PLC)网络52发送和接收AV流，在电力线通信(PLC)网络52上提供有多个插座62，配置为从该电力线汲取电力的设备的电源插头64插入其中，而且这些设备还可以配置为通过PLC网络通信，从而允许它们与服务器54、客户机56或与电力线网络连接的其他设备交互。
图16示出服务器54内的电路的一个示范实施例。该电路表示为包括具有存储器68(即，数据存储器、程序存储器、便携式或固定存储器媒体等)的计算机处理器66，它们通过总线70与多个输入和输出设备通信。源耦合72，如天线、电缆或卫星，表示用于将信号输入到调谐并解调该信号的调谐器前端(FE)74的前端。从调谐器FE 74输出的视频由信号转换部件转换成数字信号，例如通过模数转换器76来转换。相似地，从调谐器FE 74输出的音频由转换部件转换成数字的，例如通过另一个模数转换器78来转换。这些信号由如MPEG编码器电路80的编码部件来编码。包括等时MPEG传输流的编码结果通过流路由器82被发送到PLC接口84。PLC接口84按前文所述对这些等时包进行打包。将认识到在此实施例内，打包由硬件执行，这可以是比软件执行的打包显著地快的过程。硬件打包还呈现出几乎没有延迟或抖动。传输流由PLC接口84经电源插头64发送到PLC网络，以便被其他设备接收。
MPEG传输流可以被记录在存储部件中，例如记录在存储器或更优选地记录在媒体内。作为示例，传输流描述为存储在经硬盘驱动器接口86控制的硬盘驱动器88上。通过硬盘驱动器接口86将来自硬盘驱动器88的回放流发送到流路由器82。回放流可以通过PLC接口84通过插头64分发到PLC网络上。还应该认识到PLC设备54还可以调整为经PLC接口84接收PLC网络上的内容，且通过硬盘驱动器接口86记录在HDD 88上。
可以提供用户接口的任何期望形式，如以结合显示器92利用的小键盘90作为例子说明。小键盘90经总线70向CPU 66发送输入数据，而来自CPU 66的输出可以显示在LCD显示器92上(即输入确认、调谐状态、网络状态、错误消息、参数设置等)。应该认识到未示出小键盘和显示器的接口电路，而且在不背离本发明原理的前提下系统可以利用备选或附加形式的输入和输出。
与等时流的基于硬件的打包相比，异步数据的打包由CPU 66执行，以将其打包成发送到PLC接口84的基于IP的异步数据包。异步数据在每个通信周期内的争用期期间被发送到目的地，如上所述。CPU 66还配置为对经PLC接口84接收到的输入异步数据解包。还可以将无线通信的部件耦合到服务器54，以便控制附加的设备。作为示例，此实施例包括红外(IR)接口94，它配置为允许服务器54与可以使用IR信号控制的设备如录像机、便携式摄像机、机顶盒等通信。
图17示出配置为输出从服务器54接收到的流式数据的客户机设备56的示范实施例。CPU 102和存储器104配置为控制连接到总线100的多种单元。PLC接口106对来自如图16的服务器54的输入等时流解包。在多路分解器108中对从PLC接口106的输出进行多路分解，并发送到音频解码器110和视频解码器112。
视频数据在混合器114内与来自图形引擎116的数据混合，其结果在数模(D/A)转换器内被转换成模拟信号。可以由CPU 102通过总线100来控制该图形引擎。显示驱动120接收该模拟信号，用于在视频显示器122上显示。应该认识到如果该显示驱动配置为接收数字控制信号，则无需执行D/A转换。
来自音频解码器110的解码的音频信号由音频数模(D/A)转换器124转换成数字的，由放大器126放大，这可选地由CPU 102来控制，并输出到音频换能器128(即一个或多个扬声器)。音频部分优选地配置为再现至少两个声道以提供具有右声道和左声道的立体声输出。可以可选地通过提供附加的音频信号处理和输出来调整环绕声音。还应该认识到可以利用D类放大，其中不将音频信号转换成模拟信号，而是转换成脉冲宽度调制(PWM)数字输出以控制音频换能器。
可以提供如集成了红外接口130的无线通信的部件，图示中它配置为与遥控命令器132通信，或提供配置为通过采用兼容信号的IR信道通信的其他设备。还配置CPU 102，以便可以通过PLC网络与服务器54(图16)或与连接到PLC网络的其他设备传送经IR接口130接收到的命令。
结合存储器104在CPU 102上执行的软件控制异步数据的打包和解包。将认识到存储器104优选地包括节目存储器以及数据存储器(即ROM、闪速存储器、RAM等)。
根据本发明，由执行网络管理的现有IP栈提供上层控制。作为示例而非限制，IP栈执行(1)设备的拨/插检测；(2)IP地址管理(DHCP动态配置协议)；(3)地址解析(ARP地址解析协议)；以及(4)用于内容保护和安全性的认证和密钥交换。还应该认识到可以利用UPnP和可选的DLNA，以提供上层控制。
根据本发明的新等时协议不利用IP地址，而是利用MAC地址。利用ARP，将每个IP地址映射到相关联的MAC地址。因此，可以以此方式获取正确的目的地MAC地址。此外，由IP栈控制等时传输。例如，优选地经IP栈执行如下控制(1)用于动态MPEG编码率控制的传输条件反馈；(2)目的地控制(点到点或广播)；(3)源选择(电缆、卫星、VCR等)；(4)频道选择(即上调频道/下调频道)；(5)VCR式操作(即播放、暂停、停止、录制、慢速、快进、快退等)。还应该认识到可以利用例如RTSP/RTCP的现有协议来执行这些操作。
应该认识到本发明符合根据多种实施例的实现。作为示例而非限制，包括如下这些可能变化的一些。这些实施例不限于MPEG-TS，这些实施例可容易地适用于结合MPEG-PS(节目流)、DV(数字视频)或其他格式来使用。通信媒体无需是PLC网络，这些技术适用于其他有线和无线网络形式。实现不限于以太网MAC/物理协议。包结构是作为示例示出的，本领域技术人员将认识到在不背离本发明原理的前提下可以根据需要调整包头和其他子包结构。例如，包头可以具有用于头CRC的额外数据字段和其他信息。为了利于至另一种网络的桥接或路由，可以对等时包进行IP打包，以便允许路由选择，这仍可能增加延迟和抖动。
所述设备和方法支持基于IP的网络上的等时传输，如在PLC网络内的等时传输。本发明提供多个有利之处，以及在不背离本文原理的前提下存在本领域技术人员进行的多种不同实现。
虽然上文的描述包含许多细节，但是这些细节不应视为限制本发明的范围，而是仅提供对本发明的目前一些优选实施例的说明。因此，将认识到本发明的范围完全涵盖对于本领域技术人员显而易见的其他实施例，以及因此本发明的范围将不受除所附权利要求以外的任何限制，其中除非另行说明，对单个形式的单元的引用不应意味着“一个且仅一个”，而是意味着“一个或多个”。本领域技术人员熟知的与上文所述的优选实施例的单元等效的所有结构和功能等效物通过引用明确地结合于本文，而且本发明权利要求应涵盖它们。再者，本发明权利要求涵盖的设备或方法不一定解决本发明尝试解决的每一个问题。而且，本发明的公开内容中的元素、组件或方法步骤均不视为贡献给公众，而无论该元素、组件或方法步骤是否明确地在权利要求中引述。本文中的权利要求元素均不是依据35U.S.C.112，第六段的规定来解释的，除非使用短语“部件用于”明确地引述该元素。
权利要求
1.一种用于通过基于因特网协议(IP)的网络等时地传送数据流的设备，包括用于将在通信周期内的无争用期期间传送的、在所述基于IP的网络的物理层内的流式数据打包或解包的部件；以及配置为将在所述通信周期内的其余部分即争用期期间传送的异步数据打包或解包的控制电路。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于将流式数据打包的部件包括配置为接收流式数据、将所述数据编码成包格式并将所述流式数据打包成等时数据包的硬件电路。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于将流式数据打包的部件配置为保留所述无争用期中的时隙用于传送所述流式数据，其中无任何其他传输方可以争用所保留的时隙，直到所述时隙已经被释放为止。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制电路包括微处理器，配置为执行编程用于对在所述通信周期内的争用期期间接收的异步数据的解包进行控制；以及对将异步数据打包用于在所述通信周期内的争用期期间传送进行控制。
5.一种用于通过因特网协议(IP)网络等时地传送数据流的设备，包括成帧电路，配置为响应连续的通信周期来检测所述网络上的信标信号；编码器，配置为从源接收流式数据并将所述流式数据编码成基于数字包的格式；接口电路，配置为从所述编码器接收编码的包并将所述数据打包，用于在所述通信周期的无争用期内等时传输；以及控制器电路，配置为将异步数据打包，用于在争用期期间传送，所述争周期包括所述通信周期的除了所述无争用期的部分。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述基于IP的网络包括电力线通信(PLC)网络。
7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述流式数据包括流式音频数据、视频数据或音频和视频数据的组合。
8.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述编码器包括基于运动图片专家组(MPEG)的编码器。
9.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述控制器电路包括微处理器，配置为执行编程用于对在所述通信周期内的争用期期间接收的异步数据的解包进行控制；以及对将异步数据打包用于在所述通信周期内的争用期期间传送进行控制。
10.一种用于通过因特网协议(IP)网络等时地传送流式数据的方法，包括利用信标信号在基于IP的网络上标记连续的通信周期；将每个连续的通信周期分成无争用期和争用期；将输入的流式数据打包成连续的等时数据包；检测所述无争用期中的可用时隙；保留所述可用时隙用于传送所述连续的等时数据包；生成用于所述等时通信的媒体访问控制(MAC)编址；以及在所述可用时隙内传送所述等时数据包，用于由连接到所述基于因特网协议(IP)的网络的另一个设备接收。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述标记连续的通信周期由连接到所述网络的作为总线主设备的设备来执行。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述无争用期具有预定长度或具有可变长度，所述可变长度由发信号通知所述无争用期的长度的总线主设备建立。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，响应所述总线主设备生成的信号建立所述可变长度的无争用期的范围。
14.如权利要求10所述的方法，还包括如果两个或两个以上等时传输设备尝试保留所述无争用期中的给定时隙，则使用退避技术。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述退避技术包括载波侦听多路多访问(CSMA)技术。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将源包头附着到来自所述源的流式数据的每个包；将等时包头附着到具有头的至少一个源包，以形成等时包；以及将总线包头附着到具有等时头的至少一个等时包，以形成总线包。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述源包头结合了时间戳。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于所述源包包含188个字节的信息；所述源包头包含4个字节的信息；所述等时包头包含4个字节的信息；以及所述总线包头包含22个字节的信息，包括媒体访问控制(MAC)编址和帧校验序列。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述总线包头结合了媒体访问控制(MAC)地址。
20.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于IP的网络包括基于因特网协议(IP)的电力线通信(PLC)网络。
全文摘要
一种用于通过网络等时地传送如音频和视频流的流式数据。可以通过电力线通信(PLC)网络(52)或其他基于IP的网络来利用本发明。将硬件(84)配置为将如MPEG流式数据的流式数据打包，在每个通信周期的无争用期内在IP物理层上传送流式数据。保留机制利用退避来允许单个传输方保留用于给定数据流的等时传输的时隙。处理单元仅在每个通信周期中称为争用期的其余部分内为执行数据的异步通信而处理打包，因为多个传输方可能在该期间竞争来进行通信。等时通信的编址利用MAC编址而非IP编址来进行。可以再利用现有IP栈和协议来实现上层控制机制。
文档编号G08C15/08GK101027703SQ200580028566
公开日2007年8月29日 申请日期2005年8月19日 优先权日2004年8月20日
发明者岩村隆一 申请人:索尼电子有限公司, 索尼株式会社