专利名称：一种电视节目传输方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信和数字电视技术，尤其涉及一种电视节目传输方法及装置。
背景技术：
目前，全球的电视广播系统正从模拟传输向数字传输过渡。通过数字高阶调制和信号处理技术，在原有的5/6/7/8MHz带宽内，可以传输高达20Mbps的多媒体数据。同时，欧洲的数字视频广播-陆地(DVB-T，Digital VideoBroadcasting-Terrestrial)、中国的ADTB-T和DMB-T等数字电视地面传输标准的仿真和外场测试，证明目前的传输技术可以支持高达260公里/小时移动环境下的高速数据传输。
随着数字电视地面传输技术和移动通信技术的迅速发展，用户对于移动多媒体业务的需求也进一步提高，通过手持移动多媒体接收设备，在任何地方和任何时间选择数字电视频道，收看和收听新闻、音乐和其它多媒体视音频节目，已经成为广播电视技术发展的新方向。
手机电视是指在以电池为后备的移动终端上以频道的形式接收广播质量的数字电视音视频频道内容的技术。通常说来，有两种方式可以实现手机电视业务—无线流媒体方式和数字广播方式。相比于流媒体技术，数字广播方式的手机电视不仅可以给用户提供一个广播质量的电视频道收视体验，而且在网络建设成本和运营成本上有巨大的优势，因而引起了电信运营商和广播运营商的广泛关注。
现在，数字电视地面标准的解决方案可以分为两个主要的方向。第一种解决方案，主要是在广播电视频道内，采用全新的手机电视传输方案，主要代表为美国高通公司的MediaFLO标准。第二种解决方案，主要是以已有的数字电视地面传输标准为基础的手机电视传输方案，主要代表是以DVB-T为基础的数字视频广播-手机(DVB-H，Digital Video Broadcasting-Handheld)标准。
下面对手机电视与数字电视传输技术的差异性作进一步说明。
手机电视与数字电视地面传输标准有很大的相似性，同时也具有显著的差异性。在此只描述其中与本发明相关的四个差异性。
(1)手机电视一路节目的数据传输速率远远低于数字电视地面传输一路节目的数据传输速率。
由于手机电视屏幕小，只要求支持CIF和QCIF图像格式，采用H.264图像压缩标准后，平均传输速率仅约为350kbps，远远低于高清电视所要求＞20Mbps的数据传输速率。因此，在现有的手机电视都采用了TDM技术，在一路模拟电视信道内，可以实现最高可达40-50套节目的复用传输。
(2)手机电视功耗远远低于数字电视地面传输机顶盒。
手机电视属于电池供电的移动终端设备，因此低功耗是手机电视芯片和终端设备的重要指标。以DVB-T和DVB-H标准为例，现有的DVB-T接收设备的功耗为1W，在现有的电池技术条件下，ETSI规定DVB-H接收设备的功耗小于100mW时，才能达到商用化要求。
(3)手机的外形小，不适合采用多天线的分集接收技术。
全球无线频谱划分中，电视地面传输频段被划分在48.5MHz到958MHz的VHF和UHF频段。VFH频道覆盖和UHF频道覆盖时，最大波长分别为λVHF＝6.19m，λUHF＝0.64m。根据分集原理，多天线之间的距离需要大于半个波长时，才能保证接收天线间信号的衰落特性是相互独立的，即要求天线间的距离d＞0.5λ。相对于VFH频道覆盖和UHF频道覆盖，天线间的最小距离分别为dVHF＞3.095m，dUHF＞0.32m。由于手机电视的物理尺寸通常小于0.15m，远小于天线分集最小距离的要求，同时考虑分集接收功耗将会成倍提高，所以现有的手机电视的解决方案明确规定，不使用多天线分集技术。
(4)频道切换支持同频点切换和异频点切换两种方式。
数字电视地面传输标准中，节目的切换是从一个频道切换到另一个频道，是异频点切换。由于用了TDM的节目复用技术，手机电视可以是一个频道到另一个频道的切换，也可以是一个频道内不同时间片的切换，属于同频点和异频点切换共存的方式。
现在对手机电视在高速运动环境下和深度衰落环境下的解决方案进行简要说明。
与移动通信终端设备面临的传输环境相同，手机电视需要在高速运动环境和深度衰落环境下保证视音频信号的正常传输。在实现技术上，由于天线尺寸的限制，不能采用数字电视地面传输机顶盒的多天线分集技术，因此现有的主要手机电视标准普遍采用通过分层调制和MAC层的深度交织技术达到提高传输性能的要求。
下面简要描述与本发明相关的第一现有技术。
ETSI-DVB委员会在2004年11月发布了DVB-H标准(V1.4.1版本)，采用时间分片(Time Slicing)的方式，实现同频道复用和功耗降低，如图1所示。利用时间分片的多协议封装-前向纠错MPE-FEC(Multi-Protocol Encapsulation-Forward Error Correction)方法，提高采用DVB-H标准的手机电视在移动环境中的接收性能。
MPE-FEC把视频、音频、图像和文本等多媒体信息，统一封装成IP包。然后，如图2所示，IP包以字节形式，按列方向(->指示数据排列方向)顺序排列成N(N的范围是1～1024)行191列的矩阵格式，然后对每一行进行RS编码(------指示编码的方向)，组成N行255列的矩阵，最后按列方向输出到发射机进行传输。每个时间片最多可以传输2M比特的数据信息。
MPE-FEC主要是希望增加时间方向的交织深度，达到提高在运动环境和深度衰落环境下的传输性能的目的。
DVB-H采用MPE-FEC方式时，考虑到与DVB-T系统的兼容性，只是通过在MAC层加入MPE-FEC来提高接收机的接收性能。ETSI公布的实验和测试结果连同BiDcom公司的仿真结果证明，采用MPE-FEC可以有效提高系统的接收性能，但是与采用两根天线的DVB-T接收机性能有4-6dB的差距，如图3所示。
由于手机电视与手机在应用场合方面有很大的相似性，工作环境复杂，因此手机电视必须要考虑多种情况下的接收质量。同时，与传统模拟电视相比，数字电视的接收存在一个门限效应。只有当接收数据的误比特率低于某个门限时，才能实现图像解码，高于该门限时屏幕只能显示雪花。而现在DVB-T接收机在使用单天线情况下，还无法完全保证移动环境下的图像传输。
综上所述，DVB-H所采用的MPE-FEC技术由于受到手持终端的限制，没有采用任何分集接收技术，无法进一步提高传输系统在高速运动和深度衰落环境中的接收性能。
为提高接收性能，在手机电视标准MediaFLO中对DVB-H所采用的MPE-FEC方法进行了变形。首先，把需要传输的数据封装成长度为122字节的固定长度数据包。然后把数据包排列成K*n列，并进行MAC层的数据包交织。其中n为用来交织的数据块的数目，K为每个数据块所包含的数据包数目。图4是K＝12，n＝2情况下的数据包交织例子。
然后按图5的方式进行MAC层的交织和RS编码。与MPE-FEC方案不同的是，FLO标准中整个交织块的行数N＝16，根据不同情况，K的取值范围为12、14或16，相应的校验行数R为4、2或0。
然后将RS编码后的数据按照图6的方式分配到1个超帧中的四个子帧。这样可以提高接收机在时间分集上的接收增益。
与发送过程相对应，在接收端，通过对解调后的数据进行RS解码和解交织，然后再进行MAC层的数据包分配。
目前FLO还没有公布采用这种方案的性能分析。从理论分析和仿真测试出发，该方案与DVB-H采用MPE-FEC的方式类似，通过增加时间方向的交织深度，达到提高系统接收性能的目的。
同样，由于受到手持终端的限制，没有采用任何分集接收技术，无法进一步提高传输系统在高速运动和深度衰落环境中的接收性能。同时，由于每接收一次节目所需时间是DVB-H标准的4倍，因此开关机所引起的功耗也比DVB-H接收机大。
由于手机电视移动性要求高，因此如何提高在高速移动环境下的手机电视接收性能，是手机电视的技术难点。在现有的技术中，对抗由高速运动产生的Doppler效应的最有效方法，是采用多天线的分集技术和MIMO技术。
但是，手机电视属于电视广播的手持终端技术，因此手机电视的工作频段和传输信号带宽必须与传统的模拟/数字电视地面传输的频段和带宽一致。在全球无线频谱划分中，电视地面传输频段被划分在48.5MHz到958MHz的VHF和UHF频段。VFH频道覆盖和UHF频道覆盖时，最大波长分别为λVHF＝6.19m，λUHF＝0.64m。根据分集原理，多天线之间的距离需要大于半个波长时，才能保证接收天线间信号的衰落特性是相互独立的，即要求天线间的距离d＞0.5λ。相对于VFH频道覆盖和UHF频道覆盖，天线间的最小距离分别为dVHF＞3.095m，dUHF＞0.32m。由于手机电视的物理尺寸通常小于0.15m，远小于天线分集最小距离的要求，同时考虑分集接收功耗将会成倍提高，所以在现有的手机电视的解决方案明确规定，不使用多天线技术。
综上所述，现有技术通过加大传输系统在时间方向的交织深度和分集增益来提高手机电视的移动性能，但在高速运动和深度衰落环境中受到限制，无法进一步提高手机电视的接收性能，无法保证系统在新环境下的传输保障能力。
发明内容
本发明提供一种电视节目传输方法及装置，以解决现有技术在高速运动和深度衰落环境中提高移动终端接收电视节目性能受到限制的问题。
本发明提供以下技术方案一种电视节目传输方法，包括以下步骤根据节目质量等级复制节目源，并在同一时间段内为各节目源分配不同时间片；对各节目源的节目信息进行时间分集后发射；根据节目所在的时间片接收节目信息，并对节目信息进行分集合并；对分集合并后的节目信息进行解封装后恢复出节目。
依据上述方法根据一个时间段所包含的时间片的数量和一个节目源的质量要求确定所述节目源的质量等级，并按照所确定的质量等级将所述节目源的基本数据流复制相应份数。
复制基本数据流包括步骤根据所述节目源原始的基本数据流需要占用的时间片数，将基本数据流分解成相应数量的基本数据支流；按照所确定的质量等级将分解成支流的基本数据流复制相应份。
对节目源的节目信息进行时间分集包括步骤按照所述节目源的基本数据流及其所有复制数据流需要占用的时间片数为所述节目源划分相应数量的时间片，并记录所述节目源的时间片划分信息；分别将封装后的基本数据流及其所有复制数据流中的各个数据流一一对应到划分出来的各个时间片中发射。
对节目源的节目信息进行时间分集处理进一步包括步骤根据预定的分集合并方式和节目质量等级，对封装后的基本数据流及其所有复制数据流进行分集编码。
接收和分集合并节目信息包括步骤查找要接收的节目源在一个时间段内占用的全部时间片；根据找到的数据包所在的数据流与所述节目源的其他数据流之间关系的信息接收同组分集成分；将收到的所述节目源的同组分集成分分集合并后获得原始节目信息。
一种电视节目发送方法，包括以下步骤根据节目质量等级复制节目源，并在同一时间段内为各节目源分配不同时间片和对节目源的节目信息进行时隙封装；对封装后的节目信息进行时间分集后发射。
一种电视节目接收方法，包括以下步骤根据节目所在的时间片接收节目信息，并对节目信息进行分集合并；对分集合并后的节目信息进行解封装后恢复出节目。
一种电视节目发送装置，包括媒体接入控制(MAC)单元和物理功能控制单元；所述MAC处理单元包括多数据流生成装置，用于确定节目质量等级，并根据节目等级复制节目源的基本数据；节目复用和时间片分配装置，用于按照节目源的基本数据流及其所有复制数据流需要占用的时间片数为节目源划分相应数量的时间片；TS封装装置，用于基本数据流及其所有复制数据流中每个数据流进行时隙封装并标识分集信息；所述物理功能控制单元包括信道编码和交织装置，用于对节目源的基本数据流及其各个复制数据流中每个数据流进行信道编码；时间分集装置，用于将信道编码后的基本数据流及其各个复制数据流分配到划分的不同时间片中传输。
一种电视节目接收装置，包括物理功能控制单元和媒体接入控制(MAC)单元；所述物理功能控制单元包括目标节目搜索存储装置，用于查找要接收的节目源所在的时间片，并在找到的时间片中接收所述节目源的可用分集组；分集合并装置，用于对收到的节目源分集组中的各个数据流进行分集合并；信道解码和解交织装置，用于对分集合并后的数据流进行信道解码和解交织；所述MAC处理单元对信道解码和解交织后的各个数据流进行解封装，并进行信源解码后输出节目数据。
一种电视节目传输系统，包括用于发送电视节目信号的电视节目发送装置，以及用于接收所述电视节目信号的接收装置，其特征在于，所述电视节目发送装置包括多数据流生成装置，用于确定节目质量等级，并根据节目等级复制节目源的基本数据；节目复用和时间片分配装置，用于按照节目源的基本数据流及其所有复制数据流需要占用的时间片数为节目源划分相应数量的时间片；时隙(TS)封装装置，用于基本数据流及其所有复制数据流中每个数据流进行时隙封装并标识分集信息；信道编码和交织装置，用于对封装后的节目源的基本数据流及其各个复制数据流中每个数据流进行信道编码；时间分集装置，用于将信道编码后的基本数据流及其各个复制数据流分配到划分的不同时间片中传输；所述电视节目接收装置包括目标节目搜索存储装置，用于查找要接收的节目源所在的时间片，并在找到的时间片中接收所述节目源的可用分集组；分集合并装置，用于对收到的节目源分集组中的各个数据流进行分集合并；信道解码和解交织装置，用于对分集合并后的数据流进行信道解码和解交织；所述MAC处理单元对信道解码和解交织后的各个数据流进行解封装，并进行信源解码后输出节目数据。
对现有技术进行分析可见，本发明的技术方案可以作为现有手机电视技术基础上的任选方案，因此，能够在不改变现有手机电视系统结构的条件下，实现技术覆盖。
该方案可以有效提高电视信号的接收性能，同时可以保证无该方案所述的时间分集接收功能的移动终端能够进行正常接收。
综上所述，本发明主要的优点和特点如下1、利用现有的基于时间分片的节目划分技术和突发传输技术，进行手机电视的时间分集，具有实现容易和成本低的优点。
2、以现有的未采用分集技术的节目信号作为基本信号，保证不具备本发明基于时间片的时间分集技术的手机电视，可以接收最低QoS要求的手机电视节目。时间分集技术的时间片分配采用分层技术，保证不同QoS信号的质量要求。
3、在PMT表中插入时间分集控制字，保证不改变现有系统方案，可以作为可选功能，在手机电视中实现。
4、基于时间片的时间分集技术，向下兼容已经提出来的MPE-FEC等技术。属于在收发信机的MAC层分配，在物理层添加可选功能的总体思想，可以保证现有系统的平滑升级要求。
5、基于时间分片的时间分集结构的分集实现方案，包括选择性合并、切换合并、最大比合并、以及等增益合并等，具有适应性和灵活性强的优点。
图1为现有技术中DVB-H采用时间分片技术的示意图；图2为现有技术中DVB-H采用MPE-FEC方案的示意图；图3为现有技术中DVB-T和DVB-H系统性能在分集情况下的比较示意图；图4为现有技术中FLO采用的MAC层时间交织改进方案示意图；图5为现有技术中FLO采用的DVB-H MPE-FEC技术的变型方案示意图；图6为现有技术中FLO为增大时间交织增益而采取的组帧方案示意图；图7A为本发明实施例中采用基于时间分片的时间分集技术的手机电视发射系统结构；图7B是图7A中多路数据生成装置的组成结构图；
图7C是图7A中节目复用和时间片分配装置的组成结构图；图8A示出采用基于时间分片的时间分集技术的手机电视接收系统结构；图8B是图7A中多路数据生成装置的组成结构图；图9为本发明实施例中基于时间分片的时间分集技术与现有技术在时间上的节目分配方案对比示意图；图10为本发明实施例中发射手机电视信号的流程图；图11为本发明实施例中时间分集技术的参数信息在现有协议基础上可以放置的位置示意图；图12为本发明实施例中接收手机电视信号的流程图。
具体实施例方式
基于广播技术的手机电视技术必须要遵守两个主要的原则第一，手机电视的工作频段和带宽要符合现有的电视地面传输的频率划分和管理方案；第二，为了保证手机电视设备的实用性要求，手机电视的功耗远远小于现有数字电视功耗，欧洲电信标准化委员会(ETSI)明确规定手机电视接收机功耗小于100mW，约为现有数字电视功耗的10％。
鉴于此要求，现有的基于地面广播技术的手机电视标准，都采用了基于时间分片技术的同频段、多节目复用技术。
以DVB-H系统为例，在8MHz带宽内，基于DVB-T传输系统的传输速率约为15Mbps。目前手机电视采用的H.264信源编码的平均速率约为350Kbps。因此，在一路传统的电视节目传输带宽内，可以复用高达40路手机电视节目。
可见，手机电视在节目复用方面存在很大的空间。仅需3或4个8MHz信道，就可以覆盖现有的所有地面广播电视节目。
同时，手机电视节目质量不同。有些电视节目客户群大，要求的质量高，需要保障在极端恶劣的情况下正常的节目接收；有些电视节目客户群较少，只要求在普通的环境下接收即可。
因此，可以按照质量要求的不同，通过给每一路节目分配不同数量的时间片，提高编码增益和时间分集增益，达到满足不同节目质量要求的手机电视传输性能要求。
为了有效提高手机电视在移动和衰落环境下的接收性能，本发明提出一种基于时间分片的时间分集方案和帧结构。通过该方案可以实现灵活的节目信号带宽分配和视频业务QoS控制。
按照本发明所述的手机电视节目的传输系统包括节目发射机和节目接收机，图7A和图8A分别示出节目发射机和节目接收机的组成结构。
如图7A所示，不改变现有发射机的基本结构，该方案分别在媒体接入控制(MAC)层和物理层，增加多数据流生成装置701和时间分集装置706。这两个装置可以在保持现有系统硬件的条件下通过软件的技术升级来实现。
节目发射机的MAC处理单元包括多数据流生成装置701、MPE-FEC处理装置702、节目复用和时间片分配装置703以及时隙(TS)封装装置704，还可以包括用在MAC处理单元中的其他任何装置。该节目发射机的物理功能控制单元包括信道编码和交织装置705、时间分集装置706、以及用在物理功能控制单元中的其他任何装置。
下面以节目A为例，描述发射机内各个装置及装置中各个模块对节目源A的节目数据执行的主要处理。以此类推，这些装置和模块对其他节目数据也执行类似的处理。
在MAC处理单元内，多数据流生成装置701，用于对节目源A的基本数据流进行复制；MPE-FEC处理装置702，用于对来自多数据流生成装置701的基本数据流及其所有复制数据流中每个数据流进行MPE-FEC处理；节目复用和时间片分配装置703，用于按照节目源A的基本数据流及其所有复制数据流需要占用的时间片数为节目源A划分相应数量的时间片，并记录时间片划分信息；TS封装装置704，用于对MPE-FEC处理后的基本数据流及其所有复制数据流中每个数据流进行时隙封装。
在物理功能控制单元内，信道编码和交织装置705，用于对来自MAC处理单元的节目源A的基本数据流及其各个复制数据流中每个数据流进行信道编码；时间分集装置706，用于将信道编码后的基本数据流及其各个复制数据流分配到划分出来的不同时间片中；调制单元707用于调制编码后的数据；模拟发射单元708用于数据映射到载波上进行发射。
如图7B所示，多数据流生成装置701进一步包括节目质量分析模块7011，用于根据每个时间片的数据传输带宽确定节目源A的基本数据流需要占用的时间片数，而且根据节目源A的质量要求和一个时间段所包含的时间片的数量来确定该节目源的质量等级；节目数据分解模块7012，用于按照节目质量分析模块7011所确定的节目源的基本数据流需要占用的时间片数，将基本数据流分解成相应数量的基本数据支流；节目数据复制模块7013，用于按照节目质量分析模块7011所确定的节目质量等级将分解成支流后的基本节目数据流复制相应份。
如图7C所示，节目复用和时间片分配装置703进一步包括节目时间片划分模块7031，用于按照节目源A的基本数据流及其所有复制数据流需要占用的时间片数为该节目源划分相应数量的时间片；时间片划分信息记录模块7032，用于在PMT表中将节目源A的节目标识PID分配给划分出来的每个时间片。
TS封装装置704进一步包括附加信息标志位填写模块，用于在TS包的附加信息标志位填入表示TS包所在的数据流与同一节目源的其他数据流之间关系的信息，还用于在TS包的附加信息标志位填入代表预定的分集合并方式的选项。TS包的典型构造如图11所示，灰色格子代表TS包的附加信息标志位，是本发明中需要添加分集信息的位置。
时间分集装置706进一步包括分集编码模块，用于根据节目质量等级和分集合并方式对信道编码后的基本数据流及其各个复制数据流进行分集编码。
如图8A所示，在接收端的物理层增加分集合并装置，这个装置是在现有系统中增加的独立、可选功能模块，因此可以在保持现有系统硬件的条件下通过软件的技术升级来实现。
节目接收机的物理功能控制单元包括目标节目搜索存储装置801、分集合并装置802以及用在物理功能控制单元中的其他任何装置。
下面以节目A为例，描述接收机内各个装置对要接收的节目源A的节目数据执行的处理。
目标节目搜索存储装置801，用于查找要接收的节目源A所在的时间片并在找到的时间片中接收节目源A的可用分集组；分集合并装置802，用于对收到的节目源A分集组中的各个数据流进行分集合并。
图8B进一步示出图8A中目标节目搜索存储装置的组成结构。
目标节目搜索存储装置801进一步包括目标节目查找模块8011，用于在节目表PMT中查找要接收的节目源A所在的全部时间片；目标节目接收模块8012，用于根据找到的数据流与节目源A的其他数据流之间关系的信息接收同组分解成分及其中每一个的同组分集成分，并将收到的各个同组分解成分及每个分解成分的同组分集成分传递给分集合并装置802。
分集合并装置802进一步用于对收到的节目源A同组分解成分中每一个的同组分集成分进行分集合并。上述节目接收机还包括位于MAC处理单元内的分解合并装置803，用于将解封装装置传递来的节目源A的各个数据流合成一个数据流。
目标节目搜索存储装置801还包括质量等级确定模块8013，用于根据找到的数据包所在的数据流与第一节目源的其他数据流之间关系的信息判断判断节目源A的质量等级；人机交互模块8014，用于将判断出的质量等级通知给用户并接收用户选择的低于或等于节目源A的质量等级的接收质量等级；目标节目接收模块8012，还用于按照用户选择的接收质量等级接收相应数量的同组分集成分。
目标节目搜索存储装置801进一步包括附加信息标志位识别模块8015，用于从找到的数据包的附加信息标志位识别其所在的数据流与第一节目源的其他数据流之间的关系。
目标节目搜索存储装置801进一步包括分集合并方式识别模块8016，用于从找到的数据包的附加信息标志位识别接收端所采用的分集合并方式；而分集合并装置802进一步根据分集合并方式对收到的同组分集成分进行分集合并。
图9示出本发明的技术方案与现有技术在节目分配方式上的对比。
如图9(a)所示，在现有技术方案中，首先将传输信道在时间方向分为时间段。在每个时间段中，每一路节目占用一路节目带宽的时间片(DVB-H占用一个时间片，FLO占用四个时间片)，图中n代表时间段，1代表时间段内的节目1。在移动和衰落环境下的接收性能通过第一或第二现有技术方案来提高。
图9(b)是本发明采用的技术方案，根据节目源要求的节目传输质量不同，在MAC层分配多路节目带宽给一路节目。图9(b)是一个例子，通过节目1分得两个节目带宽进行传输，可以实现手机电视的时间分集技术，其传输性能根据所采用的分集编码技术的不同提高的程度也不同。
参阅图10所示，本实施例中手机电视信号的发射流程如下步骤100、根据一个模拟电视信道带宽最大支持的节目数，确定一个时间段包括N个时间片。这里，N＜一个模拟电视信道带宽最大支持的节目数。
步骤101、在MAC层对一个节目源的节目质量要求进行分析，确定该节目源需要占用时间片的数量，并复制相应份数的节目源。
首先，对节目源的两个参数进行判断a.基本节目信息需要占用的最小信道数目为m；b.根据节目源的质量要求确定节目质量等级为n，即基本节目信息需要复制n-1份。这里，参数m和n满足关系式0＜nm≤N。
然后，将来自该节目源原始的一个基本数据流分解成m个数据流，再复制n-1份，即从基本数据流中分出的每一个数据流都被复制了n-1个，用于分集信号处理和传输，同时将参数m和n传递给节目时间片划分模块和分集编码模块。所以，节目信息由原来的一个数据流变成现在的mn个数据流。
在此假设，以高信噪比的静止或低速运动环境下传输最小手机电视画面(QCIF/CIF)的传输带宽为最小单位。
(1)对于静止环境下的QCIF/CIF格式的手机电视节目，基本节目信息需要占用的最小信道数目为1，节目质量等级为1。对于静止环境下的4CIF/16CIF等格式的电视节目，基本节目信息需要占用的最小信道数目为m，节目质量等级为1，这里的m满足条件1＜m≤N。
(2)对于要求在较高运动速度下传输的QCIF/CIF/4CIF/16CIF格式的手机电视节目，根据具体的节目传输质量的要求确定其质量等级为n，同时满足条件0＜nm≤N。
(3)对于传输高清电视节目或标清质量的电视节目，也可以根据节目传输质量要求的不同定义为更高的节目质量等级。当质量等级高时，有可能nm＝N。
步骤102、对于同频段内的所有节目源，将每个节目源的每个数据流都进行MPE-FEC处理后传送到时隙(TS)封装模块，同时对各个节目源进行节目时间片划分。
MPE-FEC处理将一个数据流中的数据划分成数据块，然后封装成预定大小的数据包，变成数据包序列形式的数据流。
节目复用和时间片分配装置703中的节目时间片划分模块7031根据传递过来的各个节目源各自的m和n参数，为每个节目源划分出相应的mn个时间片。而后，时间片划分信息记录模块7032在节目表中记录每个时间片对应的PID。
在这里，来自同一节目源的所有数据流都采用相同的PID分配信息，并进行节目信道分配。在目前的手机电视标准中，为了区分不同的节目源，为每一个节目源分配了一个节目编号PID，每一个PID对应一个时间片，将所有的PID存放在节目表中。在现有的标准中，由于一个时间段内，每一个时间片所承载的节目不同，因此在节目表中所有的PID是不同的。由于本发明采用时间分集处理方式，因此在一个时间段内，一个节目可能占用多个时间片进行传输。因此，在本发明的方案中，为同一节目源划分出来的所有时间片都一一分配了相同的PID。例如，节目A占用了编号为3和5的两个时间片，那么在节目表中，给时间片3和5分配相同的PID＝A。
步骤103、对MPE-FEC处理后的数据流进行TS封装时，包括以下的特殊处理如图11所示，不改变现有的传输帧结构，通过在附加信息标志位添加分集信息，实现分集信息在接收端的指示。在附加信息标志位上标记的分集信息包括表示该数据包所属节目源是否分集的信息、以及反映该数据包所在的数据流与同一节目源的其他数据流之间关系的信息、预定的分集合并方式，还可以包括该节目源的m和n参数等等信息。
步骤104、经过在MAC处理单元内的MPE-FEC、节目时间片划分和T S封装以后，对数据流进行信道编码和交织，同时将时间片划分信息和编码后的数据传递到时间分集装置，进行如下特殊处理对于节目质量等级n≥2的节目源，采用信道编码后的数据作为基本传输单元。根据预定的分集合并技术和节目质量等级n对基本传输单元进行分集编码，并将分集调制数据信号一一对应到划分出来的各个时间片中进行传输。在此，预定的分集合并技术包括选择性合并、切换合并、最大比合并或等增益合并等时间分集技术。
步骤105、对时间分集处理后的数据进行调节制等处理后通过天线发射。
由此可见，节目源的各个数据流最后在哪个时间片发送由两个因素决定一个是时间片划分信息，一个是分集方式。
一个发送电视信号的实例如下节目A的基本节目单元占用m＝1个时间片，节目质量等级为n＝2。节目A的2个数据流分别经过MPE-FEC处理后传送到节目时间片划分模块，该模块分配mn＝2个时间片用于该节目数据的传输，时间片编号分别为3和5。在PMT表中，分配给时间片3和5的PID＝A。接着，2个数据流分别传到TS封装模块，在分别进行TS封装的过程中，在图11的附加信息标志位填入代表预定的分集合并方式的信息。最后，节目A的2个数据流分别经过信道编码后，在时间分集装置中被分配到时间片3和时间片5中发射。在该实例中，时间片3和时间片5的信号是完全相同的。
参阅图12所示，本实施例中与手机电视信号发射流程对应的接收流程如下步骤110，首先，接收机开机后，搜索PMT表。由于每个时间段都会发送PMT表而且PMT表的PID为固定值，因此可以在不需要任何先验信息的情况下，确定PMT表的位置。然后，从接收到的PMT表中找出需要接收的节目源，并判断可用节目源所占用的全部时间片(mn)。对找到的如图11所示的数据包中信息标志位所标记的该数据包所在的数据流与同一节目源其他数据流之间关系的信息进行提取和判断，可以判断出该节目源的质量等级n和基本节目单元所占用的时间片数目m，并通知用户。
步骤111、用户根据自己的要求选择低于或等于所述节目质量等级的接收质量等级。
步骤112、根据步骤110中提取出来的找到的数据包所在的数据流与同一节目源其他数据流之间关系的信息，搜索该节目源的同组分解成分，进一步根据用户的接收信号质量要求，搜索同组分解成分(m)中每一个的相应数量的同组分集成分。接收机搜索需要接收的信息所在的时间片，然后只在这些时间片到来时启动接收状态，其他时间均处于空闲状态，以达到节省功耗的目的。
步骤113、存储需要接收的节目源同组分解成分(m)中每一个的同组分集成分在一个节目时间段内的可用分集信号。例如，图9中的例子需要存储两个时间片的信息。
步骤114、根据找到的数据包中信息标志位所标记的分集合并方式，对所存储的该节目源同组分解成分(m)中每一个的同组分集成分进行分集合并，得到m个数据流。在该步骤中，可以采用选择性合并、切换合并、最大比合并、等增益合并等时间分集信号处理方式。
步骤115、在接收端的MAC处理单元，将分集合并后得到的m个分支数据流分别解封装后，合并成一个原始的节目信息。
一个与发射端实例对应的接收端的实例为为了接收节目A，接收机接收并存储编号为3和5的两个时间片；然后，判断两个时间片的接收信号的功率，选取功率大的信号作为需要接收的节目信号进行处理，得到基本的节目信息(m个时间片)。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种电视节目发送装置，包括媒体接入控制处理单元和物理功能控制单元；其特征在于，所述MAC处理单元包括多数据流生成装置，用于确定节目质量等级，并根据节目等级复制节目源的基本数据；节目复用和时间片分配装置，用于按照节目源的基本数据流及其所有复制数据流需要占用的时间片数为节目源划分相应数量的时间片；时隙封装装置，用于基本数据流及其所有复制数据流中每个数据流进行时隙封装并标识分集信息；所述物理功能控制单元包括信道编码和交织装置，用于对节目源的基本数据流及其各个复制数据流中每个数据流进行信道编码；时间分集装置，用于将信道编码后的基本数据流及其各个复制数据流分配到划分的不同时间片中传输。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多数据流生成装置包括节目质量分析模块，用于根据每个时间片的数据传输带宽确定节目源的基本数据流需要占用的时间片数，并根据节目源的质量要求和一个时间段所包含的时间片的数量确定该节目源的质量等级；节目数据分解模块，用于按照节目源的基本数据流需要占用的时间片数，将基本数据流分解成相应数量的基本数据支流；节目数据复制模块，用于按照节目质量等级复制所述基本数据支流。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述节目复用和时间片分配装置包括节目时间片划分模块，用于按照节目源的基本数据流及其所有复制数据流需要占用的时间片数为该节目源划分相应数量的时间片；时间片划分信息记录装置，用于在节目表PMT中将节目源的节目标识分配给划分出来的每个时间片。
4.如权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述时间分集装置包括分集编码模块，用于根据节目质量等级和分集合并方式对封装后的基本数据流及其各个复制数据流进行分集编码。
5.一种电视节目接收装置，包括物理功能控制单元和媒体接入控制处理单元；其特征在于，所述物理功能控制单元包括目标节目搜索存储装置，用于查找要接收的节目源所在的时间片，并在找到的时间片中接收所述节目源的可用分集组；分集合并装置，用于对收到的节目源分集组中的各个数据流进行分集合并；信道解码和解交织装置，用于对分集合并后的数据流进行信道解码和解交织；所述MAC处理单元对信道解码和解交织后的各个数据流进行解封装，并进行信源解码后输出节目数据。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述目标节目搜索存储装置包括目标节目查找模块，用于在节目表PMT中查找要接收的节目源所在的全部时间片；目标节目接收模块，用于根据找到的数据包所在的数据流与节目源的其他数据流之间关系的信息接收同组分集成分，并将收到的同组分集成分传递给分集合并装置。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，目标节目搜索存储装置还包括质量等级确定模块，用于判断节目源的质量等级；人机交互模块，用于将判断出的质量等级通知给用户并接收用户选择的低于或等于所述节目源的质量等级的接收质量等级；所述目标节目接收模块根据用户选择的接收质量等级接收相应数量的同组分集成分。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述目标节目搜索存储装置包括附加信息标志位识别模块，用于从找到的数据包的附加信息标志位识别其所在的数据流与所述节目源的其他数据流之间的关系。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述目标节目搜索存储装置进一步包括分集合并方式识别模块，用于从找到的数据包的附加信息标志位识别接收端所采用的分集合并方式。
10.如权利要求5至9任一项所述的装置，其特征在于，所述MAC处理单元包括分解合并装置，用于将解封的节目源的各个数据流合并成一个数据流。
11.一种电视节目传输系统，包括用于发送电视节目信号的电视节目发送装置，以及用于接收所述电视节目信号的接收装置，其特征在于，所述电视节目发送装置包括多数据流生成装置，用于确定节目质量等级，并根据节目等级复制节目源的基本数据；节目复用和时间片分配装置，用于按照节目源的基本数据流及其所有复制数据流需要占用的时间片数为节目源划分相应数量的时间片；时隙封装装置，用于基本数据流及其所有复制数据流中每个数据流进行时隙封装并标识分集信息；信道编码和交织装置，用于对封装后的节目源的基本数据流及其各个复制数据流中每个数据流进行信道编码；时间分集装置，用于将信道编码后的基本数据流及其各个复制数据流分配到划分的不同时间片中传输；所述电视节目接收装置包括目标节目搜索存储装置，用于查找要接收的节目源所在的时间片，并在找到的时间片中接收所述节目源的可用分集组；分集合并装置，用于对收到的节目源分集组中的各个数据流进行分集合并；信道解码和解交织装置，用于对分集合并后的数据流进行信道解码和解交织；所述MAC处理单元对信道解码和解交织后的各个数据流进行解封装，并进行信源解码后输出节目数据。
12.一种电视节目发送方法，包括以下步骤根据节目质量等级复制节目源，并在同一时间段内为各节目源分配不同时间片和对节目源的节目信息进行时隙封装；对封装后的节目信息进行时间分集后发射。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据节目质量等级复制节目源具体指根据一个时间段所包含的时间片的数量和一个节目源的质量要求确定所述节目源的质量等级，并按照所确定的质量等级将所述节目源的基本数据流复制相应份数。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述按照所确定的质量等级将所述节目源的基本数据流复制相应份数包括步骤根据所述节目源原始的基本数据流需要占用的时间片数，将基本数据流分解成相应数量的基本数据支流；按照所确定的质量等级将分解成支流的基本数据流复制相应份。
15.如权利要求12、13或14所述的方法，其特征在于，所述对各节目源的节目信息进行时间分集包括步骤按照所述节目源的基本数据流及其所有复制数据流需要占用的时间片数为所述节目源划分相应数量的时间片，并记录所述节目源的时间片划分信息；将封装后的基本数据流及其所有复制数据流中的各个数据流一一对应到划分出来的各个时间片中发射。
16.一种电视节目接收方法，包括以下步骤根据节目所在的时间片接收节目信息，并对节目信息进行分集合并；对分集合并后的节目信息进行解封装后恢复出节目。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述根据节目所在的时间片接收节目信息，并对节目信息进行分集合并包括步骤查找要接收的节目源在一个时间段内占用的全部时间片；根据找到的数据包所在的数据流与所述节目源的其他数据流之间关系的信息接收同组分集成分；将收到的所述节目源的同组分集成分分集合并后获得节目信息。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述将收到的所述节目源的同组分集成分分集合并后获得节目信息具体包括将收到的所述节目源同组分解成分中每一个的同组分集成分分集合并成一个数据流；分别解封装各个分集合并后的数据流，并合成一个数据流以恢复出节目信息。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述接收同组分集成分包括步骤判断所述节目源的质量等级并将判断出的质量等级通知用户；用户根据自己的要求选择低于或等于所述节目质量等级的接收质量等级；根据找到的数据包所在的数据流与所述节目源的其他数据流之间关系的信息并按照用户所选的接收质量等级，接收相应数量的同组分集成分。
20.一种移动终端的电视节目传输方法，包括以下步骤根据节目质量等级复制节目源，并在同一时间段内为各节目源分配不同时间片和对节目源的节目信息进行时隙封装；对封装后的节目信息进行时间分集后发射；根据节目所在的时间片接收节目信息，并对节目信息进行分集合并；对分集合并后的节目信息进行解封装后恢复出节目。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述根据节目质量等级复制节目源具体指根据一个时间段所包含的时间片的数量和一个节目源的质量要求确定所述节目源的质量等级，并按照所确定的质量等级将所述节目源的基本数据流复制相应份数。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述按照所确定的质量等级将所述节目源的基本数据流复制相应份数包括步骤根据所述节目源原始的基本数据流需要占用的时间片数，将基本数据流分解成相应数量的基本数据支流；按照所确定的质量等级将分解成支流的基本数据流复制相应份。
23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述对各节目源的节目信息进行时间分集包括步骤按照所述节目源的基本数据流及其所有复制数据流需要占用的时间片数为所述节目源划分相应数量的时间片，并记录所述节目源的时间片划分信息；将封装后的基本数据流及其所有复制数据流中的各个数据流一一对应到划分出来的各个时间片中发射。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述记录所述节目源的时间片划分信息时进一步将所述节目源的节目标识分配给划分出来的每个时间片。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，在封装数据流时，进一步在数据包的附加信息标志位填入表示本身所在的数据流与同一节目源的其他数据流之间关系的信息，以及代表预定的分集合并方式的选项。
26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述对各节目源的节目信息进行时间分集进一步包括步骤根据预定的分集合并方式和节目质量等级，对封装后的基本数据流及其所有复制数据流进行分集编码，并将分集编码后的数据流一一对应到划分出来的各个时间片中进行发射。
27.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述根据节目所在的时间片接收节目信息，并对节目信息进行分集合并包括步骤查找要接收的节目源在一个时间段内占用的全部时间片；根据找到的数据包所在的数据流与所述节目源的其他数据流之间关系的信息接收同组分集成分；将收到的所述节目源的同组分集成分分集合并后获得节目信息。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述将收到的所述节目源的同组分集成分分集合并后获得节目信息具体包括将收到的所述节目源同组分解成分中每一个的同组分集成分分集合并成一个数据流；分别解封装各个分集合并后的数据流，并合成一个数据流以恢复出节目信息。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述接收同组分集成分包括步骤判断所述节目源的质量等级并将判断出的质量等级通知用户；用户根据自己的要求选择低于或等于所述节目质量等级的接收质量等级；根据找到的数据包所在的数据流与所述节目源的其他数据流之间关系的信息并按照用户所选的接收质量等级，接收相应数量的同组分集成分。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述判断节目源的质量等级具体指根据数据包的附加信息标志位上所标记的其所在的数据流与所述节目源的其他数据流之间的关系来判断节目质量等级。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，进一步从所述附加信息标志位识别分集合并方式，并按该方式进行分集合并。
32.如权利要求25或31所述的方法，其特征在于，所述分集合并方式包括选择性合并、切换合并、最大比合并或等增益合并。
全文摘要
本发明公开了一种电视节目传输方法，该方法根据节目质量等级复制节目源，并在同一时间段内为各节目源分配不同时间片；对各节目源的节目信息进行时间分集后发射；根据节目所在的时间片接收节目信息，并对节目信息进行分集合并；对分集合并后的节目信息进行解封装后恢复出节目。该方案可以有效提高电视信号的接收性能，同时可以保证无该方案所述的时间分集接收功能的移动终端能够进行正常接收。本发明还同时公开了一种电视节目发送装置、接收装置及系统。
文档编号H04L29/00GK101043620SQ200610086428
公开日2007年9月26日 申请日期2006年6月19日 优先权日2006年6月19日
发明者蔡觉平, 刘崇力, 吴更石, 张毅 申请人:华为技术有限公司