专利名称：用于传送传输流数据的方法
技术领域：
本发明涉及机顶装置；更具体而言，本发明涉及传送MPEG-2传输流。
背景技术：
随同对因特网和万维网增长的兴趣，已经开发出类似有线电视盒的装置或者机顶盒，试图允许通过传统的电视机访问卫星传输和因特网。然而，这些意图受到访问内容延迟的影响。例如，受限的带宽可能在向机顶装置传输单纯的音频和视频比特流期间引起传输错误。在机顶装置处这些传输错误作为比特流数据的一部分而被接收。结果，在机顶装置处回放数据时这些错误作为信号劣化而出现。
从以下给出的详细描述和从本发明的各种实施例的附图中，可以更全面地理解本发明。然而，附图不应当用来将本发明限制于具体的实施例，而只是用于解释和理解。
图1图示了数据传送系统的一个实施例；图2是计算机系统的一个实施例的框图；图3图示了示例性发送设备和机顶装置；图4是发送设备和机顶装置的一个实施例的框图；图5是发送设备的操作的一个实施例的流程图；和图6是机顶装置的操作的一个实施例的流程图。
具体实施例方式
本发明描述了用于向机顶装置传送传输流数据的方法。根据一个实施例，在发送设备处对音频和视频比特流进行编码并结合以形成单传输流。将传输流转换成文件格式并存储起来。接着，将该文件编码以供传输，然后调制并发送给机顶装置，以供机顶装置用户访问。
在以下描述中，阐述了大量细节。然而，显而易见的是，对本领域技术人员而言，不需要这些具体细节也可以实施本发明。在其它情况下，为了避免混淆本发明，以框图形式示出公知的结构和设备而不详细描述。
本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用，表示结合该实施例所描述的特定的特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书中各个地方出现词语“在一个实施例中”，不一定指同一实施例。
以下详细描述中的一些部分将以对计算机存储器中的数据比特进行操作的算法和符号表示进行说明。这些算法描述和表示是数据处理领域技术人员所使用的工具，以最有效地向本领域其他技术人员交流其工作的实质。这里以及通常地，算法被认为是得到预期结果的自一致的步骤序列。这些步骤是那些需要对物理量进行物理处理的步骤。通常但并非必须地，这些量表现为能够被存储、传输、结合、比较和进行其它处理的电或磁信号的形式。有时，主要是为了通用的原因，用比特、值、元素、符号、字符、项、数目等来指代这些信号已被证明是很方便的。
然而，应当认识到，所有这些以及类似的术语应当与恰当的物理量相结合，并且它们只是应用到这些量上的方便的标识。除非明确声明，否则从以下讨论中很显然的是，应当了解到在整个说明书中，使用了诸如“处理”或“计算”或“运算”或“确定”或“显示”等等术语的讨论指的是计算机系统或类似的电子计算设备的动作和过程，所述计算机系统或类似的电子计算设备把表现为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电)量的数据处理或转换为其它数据，所述其它数据是类似地表现为计算机系统存储器或寄存器或其它此类信息存储、传输或显示设备中的物理量。
本发明还涉及用于在此执行的操作的装置。此装置可以为所要求的目的而特别构建，或者它可以包括由计算机中存储的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。此类计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，所述计算机可读存储介质是诸如但不限于包括软盘、光盘、CD-ROM、光驱和磁光盘的任何种类的盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁或光卡或者适合存储电子指令的任何种类的介质，并且它们都耦合到计算机系统总线上。
此处提出的算法和显示并非固有地涉及任何具体的计算机或者其它装置。根据此处的教导各种通用系统可以与程序一起使用，或者构建更专用的装置来执行所需的方法步骤也很方便。多种这些系统所需的结构将从以下描述中显现出来。此外，没有依据任何具体的编程语言来描述本发明。应当了解到，可以使用多种编程语言来实现如此处所描述的本发明的教导。
可以由一个或多个处理设备(例如处理器、控制器、控制处理单元(CPU)和执行核等)来执行(多种)编程语言的指令。
图1图示了数据传送系统100的一个实施例。系统100包括发送设备110和机顶装置120，它们经由传输介质130耦合。在一个实施例中，发送设备110运行为向机顶装置120发送数据对象的源设备，所述机顶装置120运行为接收设备。所述对象可以是例如传输流、数据文件、可执行程序或其它数字对象。经由数据传输介质130而发送这些对象。数据传输介质130可以是多种介质中的一种。
根据一个实施例，传输介质130是卫星传输。然而，在其它实施例中，传输介质130可以是地面广播、内部网络连接、因特网连接或其它连接。根据一个实施例，为了从发送设备110接收内容，机顶装置120被实施为用于数字卫星服务。然而，在其它实施例中，机顶装置120可以是耦合到发送设备110的个人计算机(PC)，其中传输介质是因特网。
图2是计算机系统200的一个实施例的框图。可以将计算机系统200实现为发送设备110或机顶装置120(都在图1中示出)。计算机系统200包括处理数据信号的处理器201。处理器201可以是复杂指令集计算机(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、实现多个指令集组合的处理器或其它处理器设备。
在一个实施例中，处理器201是包括PentiumII系列和移动Pentium与PentiumII处理器的Pentium系列处理器，Pentium系列处理器可以从加利福尼亚州圣克拉拉市的英特尔公司获得。或者，可以使用其它处理器。图2示出了采用单处理器计算机的计算机系统200的例子。然而，本领域普通技术人员将了解到可以使用多处理器来实现计算机系统200。
处理器201耦合到处理器总线210。处理器总线210在处理器201和计算机系统200中的其它部件之间传输数据信号。计算机系统200还包括存储器213。在一个实施例中，存储器213是动态随机存取存储器(DRAM)设备。然而，在其它实施例中，存储器213可以是静态随机存取存储器(SRAM)设备，或其它存储器设备。存储器213可以存储由数据信号表示的指令和代码，处理器201可以执行所述指令和代码。
根据一个实施例，高速缓存202位于处理器201内，并存储还存储在存储器213中的数据信号。得益于其访问的局部性，高速缓存202加速了处理器201对存储器的访问。在另一个实施例中，高速缓存202位于处理器201之外。
计算机系统200还包括耦合到处理器总线210和存储器213上的桥存储器控制器211。桥/存储器控制器211对处理器201、存储器213和计算机系统200中的其它部件之间的数据信号进行导向，并对处理器总线210、存储器213和第一输入/输出(I/O)总线220之间的数据进行桥接。在一个实施例中，I/O总线220可以是单个总线或者多总线组合。
在另一个实施例中，I/O总线220是外设互连接口(PeripheralComponent Interconnect，PCI)，所述外设互连接口遵循俄勒冈州波特兰市PCI特别兴趣组开发的2.1修订版总线规范。在另一个实施例中，I/O总线220可以是个人计算机存储卡协会(PCMCIA)总线，该总线规范由加利福尼亚州圣何塞市的PCMCIA开发。或者，可以使用其它总线来实现I/O总线。I/O总线220提供计算机系统200中的部件之间的通信链接。
网络控制器221耦合到I/O总线220上。网络控制器221将计算机系统200链接到计算机网络(未在图2中示出)上，并支持机器之间的通信。显示设备控制器222也耦合到I/O总线220上。显示设备控制器222允许将显示设备耦合到计算机系统200上，并且充当该显示设备和计算机系统200之间的接口。在一个实施例中，显示设备控制器222是单色显示适配器(MDA)卡。在其它实施例中，显示设备控制器222可以是彩色图形适配器(CGA)卡、增强型图形适配器(EGA)卡、扩展图形阵列(XGA)卡或其它显示设备控制器。
显示设备可以是电视机、计算机监视器、平板显示器或其它显示设备。显示设备通过显示设备控制器222从处理器201接收数据信号，并向计算机系统200的用户显示信息和数据信号。摄影机223也耦合到I/O总线220上。
计算机系统200包括经由总线桥224耦合到I/O总线220上的第二I/O总线230。总线桥224操作来缓冲并桥接I/O总线220和I/O总线230之间的数据信号。I/O总线230可以是单个总线或者多总线组合。在一个实施例中，I/O总线230是工业标准体系结构(ISA)规范修订版1.0总线，由纽约州雅莫市的国际商用机器公司开发。然而，也可以使用其它总线标准，例如由康柏计算机公司开发的扩展工业标准体系结构(EISA)规范修订版3.12等等。
I/O总线230提供计算机系统200中的部件之间的通信链接。数据存储设备231耦合到I/O总线230上。I/O设备231可以是硬盘驱动、软盘驱动、CD-ROM设备、闪存设备或其它大容量存储设备。键盘接口232也耦合到I/O总线230上。键盘接口232可以是键盘控制器或其它键盘接口。此外，键盘接口232可以是专用设备或者可以位于诸如总线控制器或其它控制器的另外的设备中。键盘接口232允许将键盘耦合到计算机系统200上，并且从键盘向计算机系统200传输数据信号。音频控制器也耦合到I/O总线230上。音频控制器233运行来协调录制和播放声音。
如上所述，发送设备110向机顶装置120发送流数据。根据一个实施例，从发送设备110向机顶装置120发送运动图像专家组2(MPEG-2)传输流。传输流用于将节目与一个或多个独立的时基(time base)结合形成单流，所述节目由打包基本流(packetized elementary stream，PES)编码数据组成。一般而言，在MPEG-2标准中，单个节目不需要有唯一的时基，但如果它有，则对该单个节目中所有元素而言时基都是相同的。
图3图示了实现来向机顶装置传送流数据的示例性系统。一般而言，在发送设备处接收单纯的音频和视频比特流，在此使用MPEG-2编码技术对它们分别进行编码。然后，在多路复用器处将视频和音频比特流结合以形成单一比特流。单一比特流形成后，其被调制并从发送设备发送到机顶装置。
机顶装置接收比特流数据并解调该数据。然后对该数据进行滤波。滤波后，该数据以其被接收的方式而在所附的显示和/或音频设备处播放出来。或者，可以在该装置处存储此数据以供将来回放。工业标准组织(ISO)13818-1标准中规定了一个过程，用于从发送设备向机顶装置发送压缩比特流，之后在机顶装置处解压缩该比特流，从而使得可以解压缩众多图像序列中的一个并实时显示出来的过程。ISO13818-1是MPEG-2标准的系统或者输送层部分。本领域普通技术人员将了解到可以实现其它MPEG标准流(例如第三层MPEG-1(MP3)、MPEG-4等)。
图3中所描述的传统系统的问题在于，无论是机顶装置实况回放接收到的数据，还是将数据记录到盘上，都很有可能出现错误。因为比特流数据是从发送设备实况传输到机顶装置的，因此需要专用全时带宽。如果没有足够带宽来处理“实况”比特流数据，可能会丢包，当机顶装置播放此数据时导致信号劣化。因为信号错误也被存储了，所以不管是在机顶装置处一接收就马上播放数据，还是把数据存储到盘上以供将来回放，都会出现信号劣化。
术语“实况(live)”定义为从发送设备向机顶装置发送流数据。例如，流向机顶装置的数据可以从正在发生的事件，或者从预先录制的事件，传送给发送设备。不过，数据仍被认为是实况的，因为机顶装置不能分辨来自实况事件和已接收到的预先录制的数据之间的差别。
根据一个实施例，在传输系统中产生并存储传输流文件(TSF)，并作为文件向机顶装置传送。TSF是包含比特流数据的数据文件，所述比特流数据是经由可靠的传送机制而在机顶装置处接收到的，没有由传输引起的错误。而且，向机顶装置传送TSF不需要专用带宽。图4是发送设备110和机顶装置120的一个实施例的框图。
参考图4，发送设备110包括视频编码器411、音频编码器412、多路复用器(MUX)413、传输文件生成器414、文件传输编码模块415和文件盘420。此外，发送设备110包括数据插入模块416、MUX 417、调制器418和发射器419。
视频编码器411和音频编码器412分别形成所接收数据的视频和音频基本流。编码器411和412将所述基本流打包成PES编码数据。MUX 413将音频数据、视频数据和其它系统数据的PES多路复用为系统流。传输文件生成器414接收打包数据的组合流，并将此流转换为文件格式。
编码模块415提供TSF编码以供传输。在一个实施例中，编码模块415使用前向纠错(FEC)和轮流传送(carouselling)来对数据编码。当数据在传输介质310上传输期间，FEC可以减少错误的出现。使用数据轮流传送，编码模块415将TSF划分为等长度包符号。因此，通过在编码符号中循环并发送编码符号而非源信号，以数据轮流传送方式使用FEC码，从而提供可靠性。
在TSF产生后，用文件盘420存储TSF。在一个实施例中，用数据存储器231(图2)来实现文件盘420。数据插入模块416将编码包流IP数据封装为由MPEG-2实现的多协议封装(MPE)包MUX 417是MPEG-2多路复用器，其将多输入传输流结合为将要发送的单一输出传输流。调制器418将包数据流并入载波中以供发送。发射器419经由传输介质130发送文件数据。如上所述，可以将发送实现为卫星传输。因此，发射器419将信号发送给卫星上行链路。
图5是发送设备110的操作的一个实施例的流程图。在处理方框510处，在编码器412和编码器411处分别对音频和视频比特流编码。在处理方框520处，在多路复用器413处将音频和视频比特流结合以形成传输流。在处理方框530处，将传输流转换为TSF格式。
在处理方框540处，将TSF文件存储在文件盘420中。在处理方框550处，在编码器415中将TSF编码以供文件传输。在处理方框560处，在数据插入416中将数据封装为PES编码数据。在处理方框570处，在MUX 417中将数据多路复用以形成传输流。在处理方框580处，在调制器418中调制数据。在处理方框590处，数据从设备100发送出来。
回头参考图4，机顶装置120包括接收器421，解调器424、多路解复用器(DE-MUX)425、数据提取模块426、解码模块427和盘428。接收器421从传输介质130接收TSF。解调器424从载波提取包数据流。DE-MUX 425将所接收的传输流分离为一个或多个输出传输流。数据提取模块416提取数据的包流。解码模块对FEC编码包进行解码。盘428用来在机顶装置120处存储TSF。
图6是机顶装置120的操作的一个实施例的流程图。在处理方框610处，在机顶装置120中接收到TSF数据。在处理方框620处，解调该数据。在处理方框630处，将数据多路解复用并解码。在处理方框640处，将TSF存储在机顶装置120的硬盘中。
以上所述的单路广播中的传输流的传送方法，有助于确保以无错误格式传送内容。要提供给用户以内容视听的非凡体验，此类传送尤为重要。
鉴于在已经阅读以上描述后，毫无疑问本发明的许多改造和修改对本领域普通技术人员而言都是显而易见的，应当理解到通过举例而示出和描述的许多具体实施例决不应当被认为是限制性的。因此，对各种实施例的细节的引用不应当限制权利要求书的范围，它们只是列举了被视为本发明的那些特征。
权利要求
1.一种系统，包括发送设备，将传输流转换为传输流文件；传输介质，耦合到所述发送设备；以及机顶装置，耦合到所述传输介质并接收所述传输流文件。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述发送设备包括视频编码器，对在所述发送设备处接收到的视频比特流进行编码；音频编码器，对在所述发送设备处接收到的音频比特流进行编码；第一多路复用器，耦合到所述音频编码器和所述视频编码器，并将所述编码的音频和视频比特流结合以形成传输流；以及传输流文件生成器，耦合到所述第一多路复用器，并将所述传输流转换为所述传输流文件。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述发送设备还包括；对所述传输流文件进行编码以供传输的编码模块；耦合到所述编码模块的数据插入模块；耦合到所述数据插入模块的第二多路复用器；耦合到所述第二多路复用器的调制器；耦合到所述调制器的发射器。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述编码模块使用前向纠错和轮流传送来对所述传输流文件进行编码。
5.如权利要求3所述的系统，其中所述机顶装置包括接收器；耦合到所述接收器的解调器；耦合到所述解调器的多路解复用器；耦合到所述多路解复用器的数据提取模块；耦合到所述数据提取模块的解码模块；以及耦合到所述解码模块的数据存储器。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述传输介质是卫星传输。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述传输介质是地面广播。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述传输介质是因特网。
9.一种发送设备，包括视频编码器，对在所述发送设备处接收到的视频比特流进行编码；音频编码器，对在所述发送设备处接收到的音频比特流进行编码；第一多路复用器，耦合到所述音频编码器和所述视频编码器，并将所述编码的音频和视频比特流结合以形成传输流；以及传输流文件生成器，耦合到所述第一多路复用器，并将所述传输流转换为所述传输流文件。
10.如权利要求9所述的发送设备，还包括对所述传输流文件进行编码的编码模块；耦合到所述编码模块的数据插入模块；耦合到所述数据插入模块的第二多路复用器；耦合到所述第二多路复用器的调制器；耦合到所述调制器的发射器。
11.一种方法，包括在发送设备处对音频和视频比特流进行编码；结合所述音频和视频比特流以形成传输流；以及将所述传输流转换为传输流文件。
12.如权利要求11所述的方法，还包括对所述传输流文件进行编码以供传输；多路复用所述传输流文件；调制所述传输流文件；以及传输所述传输流文件。
13.如权利要求12所述的方法，还包括在机顶装置处接收所述传输流文件；解调所述传输流文件；解码所述传输流文件；以及存储所述传输流文件。
14.一种方法，包括经由传输介质在机顶装置处接收传输流文件；以及在所述机顶装置处存储所述传输流文件。
15.如权利要求14所述的方法，还包括解调所述传输流文件；多路解复用所述传输流文件；以及解码所述传输流文件。
16.一种制品，包括一个或多个计算机可读介质，所述计算机可读介质包含有指令程序，其中，当被处理单元执行时，所述指令程序使得所述处理单元在发送设备处对音频和视频比特流进行编码；结合所述音频和视频比特流以形成传输流；以及将所述传输流转换为传输流文件。
17.如权利要求16所述的制品，其中，当被处理单元执行时，所述指令程序使得所述处理单元对所述传输流文件进行编码以供传输；多路复用所述传输流文件；调制所述传输流文件；以及发送所述传输流文件。
全文摘要
根据一个实施例，公开了一种系统。该系统包括将传输流转换为传输流文件(TSF)的发送设备、耦合到该发送设备的传输介质和耦合到该传输介质并接收TSF的机顶装置。
文档编号H04N7/24GK1513267SQ02811263
公开日2004年7月14日 申请日期2002年9月13日 优先权日2001年9月24日
发明者柯蒂斯·尤特茨, 柯蒂斯 尤特茨 申请人:英特尔公司