专利名称：传输流分组报头压缩的制作方法
技术领域：
本发明涉及对传输流分组的报头进行压缩以用于通过数字广播网络进行传输。特别地，本发明涉及传输流分组报头的可逆压缩。
背景技术：
数字广播网络能够单向传输数据，诸如音频、视频、标题文本、应用等。在广播网络中，通常没有从接收器到发射器的返回频道，因此不能应用自适应技木。目前，全世界有若干个数字广播标准族。例如，在欧洲，数字视频广播(DVB)标准已经被采用。通常，这些标准定义了广播分发系统的物理层和数据层。物理和数据链路层的定义依赖于传输介质，其可以是例如卫星、电缆或地面通道。因此，DVB标准族包括用于卫星传输的DVB-S和DVB-S2、用于电缆传输的DVB-C和DVB-C2、用于地面传输的DVB-T和DVB-T2以及用于地面传输至手持设备的DVB-H。最近的地面数字广播标准DVB-T2是被广泛使用的DVB-T标准的扩展版本。这两个标准的规范能够分别在非专利文献I和2中找到。除了 DVB-T标准，DVB-T2标准例如引入了物理层管道(PLP)的概念，提供了新的前向纠错方案、调制星座、更大的OFDM符号大小和更多的导频配置。视频流通常使用诸如MPEG-2或MPEG-4部分10 (H. 264)之类的压缩标准进行编码，并被封装到MPEG传输流中。关于MPEG传输流(TS)的细节能够在非专利文献3和4中找到。这些规范定义了用于多路复用以及音频、视频和元数据流的同步的机制。特别地，支持下面的功能(i)恒定比特率流中的多个流的多路复用；(ii)关于解码的流的同歩；以及(iii )解码器缓冲管理。通常，数字广播网络可以携帯多个传输流。每个传输流可以携带多个服务(节目)。每个服务还可以由服务分量组成，其中服务分量在基本流中进行传输。为了通过广播网络传送广播数据的编码流，传输流具有恒定的比特率而且可以包括若干基本流，诸如音频、视频和数据流。恒定比特率传输流包括携帯基本流数据的固定大小分组，以及用于识别传输流中的节目和节目分量所需的信令信息。这种信令数据包括例如节目专用信息(PSI)表，该表使得接收器/解码器能够对基本流解复用。例如，MPEG传输流规范定义了节目相关表(PAT)和节目映射表(PMT)。每个传输流多路复用器具有ー个PAT。PAT提供了通过节目编号识别的每个节目与携帯与该节目相关联的PMT的分组之间的对应性。每个节目中存在ー个PMT。PMT提供了节目与其基本流之间的映射，而且可以包含节目和基本流描述符。除了由传输流规范所定义的PSI表，由支持传输流的各种数字广播标准定义其它的表。在DVB标准族中，它们被称为系统信息(SI)表。一些系统信息表在DVB标准中是强制性的，例如，携帯关于数字广播网络和被携帯的传输流的物理组织的信息的网络信息表(NIT)。图I示出了传输流分组110的格式。传输流分组110包含4字节报头120和184字节有效载荷130。4字节报头120包括用于同步序列的8个比特121、用于传输错误指示符的ー个比特122、用于分组标识符(PID)的13个比特125、用于传输扰码控制的2个比特126、用于自适应字段控制的2个比特127以及用于连续计数器的4个比特128。同步字节(sync字节)121是8比特的固定序列，其值为“01000111”(0x47)。该序列用于在没有用其他方式而仅用信号进行发送分组的系统中检测分组之间的边界。传输错误指示符122通常在纠错机制失败时由解调器在接收器处对其进行设置，以向解码器指示分组被破坏。有效载荷単元开始指示符123指示被新分组的基本流分组或PSI/SI表在该传输流分组中开始。传输优先级指示符124使得能够用同一分组标识符(PID)在分组之间区分更高和更低优先级分组。PID字段125识别传输流分组的数据源。每个传输流分组可以仅携带来自单个基本流或者PSI/SI的数据。每个基本流和PSI/SI表唯一地与PID相关联。因此，解码器使用PID字段以提取PSI/SI表和来自被多路复用的传输流中的期望基本流。从0x0000到OxOOOF的PID值被预留。OxlFFF的PID值指示空分组。空分组是填充分组的特别类型，其不携带数据但却是必需的，例如，用于异步地将基本流和PSI/SI表多路复用成恒定比特率 传输流。传输扰码控制126表明是否应用扰码以及应用什么样的扰码。自适应字段控制127指示在传输流分组中是否存在自适应字段和/或有效载荷。连续计数器128是传输流分组序列号。对于具有相同PID的每个传输流分组而言，连续计数器的值被递増。传输流在语法上允许复制分组的传输，而且连续计数器使得能够通过向复制分组分配相同的连续计数器值来识别具有相同PID的复制分组。这里，“复制分组”意味着以相同ID值来重复之前分组。连续计数器以模16进行计数，即在到达其最大值15之后其返回到零。通常，数字视频广播网络可以携带多个传输流。每个传输流可以携带多个数字视频广播服务(节目)。每个服务可以进ー步由服务分量组成，所述服务分量在基本流中传输，其中基本流由分组标识符PID进行识别。属于同一基本流的所有传输流分组都具有相同的PID值。广播服务可以是例如TV节目，该TV节目可以包括一个或多个音频分量和一个或多个视频分量。多个音频分量可以以不同的语言携带语音。可替换地，多个音频分量和多个视频分量可以分别携帯相同的音频和视频内容，但是用不同的鲁棒级进行编码。传输流分组报头中的同步字节仅在这样的系统中进行传送，即该系统的底层不能对分组之间的边界进行区分。然而，在可以对其进行区分的系统中，诸如DVB-T2，同步字节不被传送。在ー些其他情况下，其它信令字段变得是冗余的，因为它们能够例如从更低层中提供的信令信息中获得。传送这种信令字段不必要地降低了数字广播网络的效率。引用列表非专利文献[NPL I]ETSI standard EN 302755, “Frame Structure Channel Coding andModulation for a Second Generation Digital Terrestrial Television BroadcastingSystem (DVB-T2)”[NPL 2]ETSI standard ETS 300 744， “Digital Broadcasting Systemsfor Television, Sound and Data Services:Frame Instructor, Channel Coding andModulation for Digital Terrestrial Television，，[NPL 3]IS0/IEC 13818-1， “Generic Coding of Moving Pictures andAssociated Audio Information:Systems”[NPL 4]ITU Recommendation H. 222. 0, “Generic coding of moving Picturesand Associated Audio information:Systems”
发明内容
本发明的目的是通过压缩传输流分组的报头的方式来在数字广播网络中实现数字广播数据的有效传输和接收。这通过在独立权利要求中阐述的特征来实现。本发明的优选实施例是从属权利要求的主題。本发明的特别方法是在发射器侧在传输流分组的报头中用于被称为例如短分组标识符的更短字段来替换分组标识符字段，其中，所述分组标识符字段根据分组标识符而被映射到特定的物理层管道，而所述更短字段可以短至I个比持。本发明的又ー特别方法是在接收器侧通过用原始分组标识符替换所述短分组标识符来相应地恢复所述分组标识符。 用更短的分组标识符替换原始的全长分组标识符降低了发送每个传输流分组所需的报头比特的数量，这使得在数字广播网络中能够实现更有效的资源利用。根据本发明的第一方面，提供一种用于在数字广播网络中传送固定长度传输流分组形式的数字广播数据的方法。该方法包括识别传输流分组的报头，其中，所述报头包括具有不止ー个比特的预定义长度的分组标识符。根据预定义映射将传输流分组路由到物理层管道，该预定义映射示出了分组标识符值与ー个或多个物理层管道之间的对应性，其中在该映射中，具有单个分组标识符值的仅ー个或多个传输流分组被路由到每个物理层管道。所述传输流分组的分组标识符用ー个比特的短分组标识符替换。所述短分组标识符指示分组是空分组还是数据分组。分组标识符字段PID典型地具有13比特的长度。基于其PID值，传输流分组根据预定义映射表被映射到物理层管道，该预定义映射表被用信号传递到接收器。被映射到其他PLP的分组有利地用空分组替换。从而，现有的空分组在所有PLP中被保留。如果PLP仅包含具有单个PID的分组，则短分组标识符能够短至ー个比持，因为其需要在空分组与ー种类型的数据分组之间进行区分。在这种情况下，短分组标识符能够可替换地被称为空分组指示符。根据本发明的另一方面，提供一种用于在数字广播网络中传送固定长度传输流分组形式的数字广播数据的装置。该装置包括用于识别传输流分组的报头的提取単元，其中，所述报头包括具有不止ー个比特的预定义长度的分组标识符。该装置还包括用于根据预定义映射将所述传输流分组路由到物理层管道的解多路复用器，该预定义映射示出了分组标识符值与ー个或多个物理层管道之间的对应性，其中在该映射中，具有单个分组标识符值的仅ー个或多个传输流分组被路由到每个物理层管道。该装置还包括报头压缩单元，用于用一个比特的短分组标识符来替换传输流分组的报头中的分组标识符。该短分组标识符至少指示传输流分组是否是空分组。分组标识符(PID字段)的值指示包括在传输流分组中的数据的源。数据的源是基本流或PSI/SI表。属于同一基本流或PSI/SI的所有传输流分组都具有相同的PID值。PSI/SI表信号信息涉及传输流和承载其的系统。包含在PSI表中的信息例如描述了在传输流中被多路复用的数据，从而允许传输流中的不同基本流在接收器中被正确地解多路复用。术语“空分组”指代不包含任何信息且不被传送的传输流分组。空分组可以位于传输流中例如用于保留关于数据分组的相对位置的信息。用一个比特的短PID (空分组指示符)替换13比特的PID字段降低了传输流分组报头的长度，同时仍然允许区分空分组与数据分组。关键条件是所有的数据分组都具有相同的PID。识别空分组对于根据用信 号传送的信息在接收器处插入空分组而言是重要的。
在接收器处，用原始的13比特PID替换短PID。如果短PID指示空分组，则该PID采用用于空分组的预定分组标识符值，即OxlFFF。传输流分组报头还包括连续计数器，该连续计数器指示基本流中的传输流分组的序列号。连续计数器典型具有4个比持。根据本发明的实施例，优选用一个比特的所复制分组指示符来替换连续计数器，该ー个比特的所复制分组指示符指示传输流分组是否是具有相同PID值的之前分组的重复。该替换进ー步降低了传输流分组报头的长度，同时仍然允许所复制分组的识别。该替换是可能的，因为传输流分组在数字广播传输中不能被丢失或重排序。传输流分组报头还包括ー个比特的传输错误指示符，用于用信号传送在传输流分组的传输期间是否已经出现不可发现的错误。根据本发明的另ー实施例，在发射器处，传输错误指示符从传输流分组报头中删除。删除传输错误指示符进一歩降低了分组报头长度。传输错误指示符能够被移除，因为解调器在接收侧对传输错误指示符进行设置。根据本发明的又一方面，提供一种用于在数字广播网络中接收固定长度传输流分组形式的数字广播数据的方法。传输流分组从接收物理层管道中提取，且传输流分组的报头被识别。根据示出了分组标识符值与ー个或多个物理层管道之间的对应性的映射确定所提取的传输流分组的分组标识符的值，其中分组标识符具有多个比特的预定义长度。在所提取的传输流分组的报头中，用比该短分组标识符长的所确定原始分组标识符替换至少指示分组是否是空分组的短分组标识符。优选地，短分组标识符是ー个比特的空分组标识符。如果空分组标识符没有被设置，则用所述原始的13比特PID替换接收到的分组的报头中的空分组指示符。如果空分组指示符被设置，则用空分组的预定义的13比特PID (I 1111 1111 1111或OxlFFF，其在传输流规范中指定)替换空分组指示符。根据本发明的另一方面，提供一种用于在数字广播网络中接收固定长度传输流分组形式的数字广播数据的装置。该接收装置包括提取单元，用于识别从接收物理层管道中提取的传输流分组的报头。该装置还包括报头获取単元，用于根据示出了分组标识符值与ー个或多个物理层管道之间的对应性的映射来确定所提取的传输流分组的分组标识符值。该分组标识符值具有多个比特的预定义长度。接收装置还包括报头解压缩单元，其能够在所提取的传输流分组的报头中用比短分组标识符更长的所确定的分组标识符来替换至少指示所述分组是否是空分组的短分组标识符。该接收方法优选包括确定连续计数器的值，其典型地具有4个比特的长度。所确定的连续计数器有利地用于替换接收到的传输流分组的报头中的一个比特的所复制分组标识符。根据本发明的另ー实施例，传输错误指示符可以插入接收到的传输流分组的报头中。传输错误指示符的值可以根据在接收器处执行的前向纠错的结果进行设置。根据本发明的有利实施例，分组标识符具有13比特的长度，且被压缩成ー个比特的空分组指示符。连续计数器具有4个比特的长度，且用ー个比特的所复制分组指示符对其进行替换。传输错误指示符被移除。优选地，8比特的同步序列(同步字节)也被删除。通过替换分组标识符和连续计数器并移除传输错误指示符，传输流分组报头的长度被降低了高达2个字节。如果同步字节不被传送，则所得到的报头长度低至ー个字节。根据本发明的另ー实施例，报头压缩指示符针对每个物理层管道而被用信号传 送。报头压缩指示符指示在每个物理层管道中传送的传输流分组的报头是否使用上述报头 压缩方法中的任意方法进行压縮。优选地，报头压缩指示符被包括在PLP环中，该PLP环是第一层信令(物理层信令)的一部分。可替换地，报头压缩指示符可以在相应的分组中被用信号发送，其中在该相应分组中封装了传输流分组，例如，基带帧(如在DVB-T2的情况下)。这允许被压缩和未被压缩的报头传输流分组在同一系统中被同时支持。根据本发明的另一方面，提供了在其上具有计算机可读程序代码的计算机可读介质，该程序代码适用于实现本发明。根据本发明的又一方面，提供ー种用于将数字广播数据从发射侧传递到接收侧的系统，该系统包括如上所述的发射装置、广播频道和如上所述的接收装置。广播频道可以通过任意介质形成，诸如电缆、卫星、地面无线信道等。接收装置可以是数字电视、机顶盒、个人计算机或配备有数字广播接收器的便携式计算机、手持设备或任意其他设备。本发明的上述目的和其他目的以及特征将根据结合附图的下述描述和优选实施例而变得更加明显。
图I是示出了根据MPEG传输流规范的传输流分组及其报头的固定格式的示意图。图2是示出了在DVB-T2标准中使用的物理层管道概念的框图。图3是示出了用于DVB-T2系统的基带帧格式的示意图。图4是示出了在映射到物理层管道之前和之后传输流中的空分组的使用的示意图。图5是示出了根据本发明的传输流分组报头的压缩的示例的示意图。图6A是示出了根据本发明的示例性数字广播发射器的框图。图6B是示出了根据本发明的示例性数字广播接收器的框图。图7是示出了用于应用本发明的数字广播系统的示例的示意图。图8示出了发射器800的结构。图9示出了物理层帧的结构。图10示出了接收器1000的结构。图11是示出了接收设备的示例的示意图。图12是示出了多路复用后的数据的结构的示意图。图13是示出了如何对每个流进行多路复用的示意图。
图14是详细示出了视频流如何被存储在PES分组的序列中的示意图。图15是示出了存在于被多路复用的数据中的TS分组和源分组的格式的示意图。图16是示出了 PMT数据的结构的示意图。图17是示出了多路复用后的数据的内部结构的示意图。图18是示出了流属性信息的内部结构的示意图。图19是示出了视频显示和音频输出设备的结构的示例的示意图。
具体实施例方式本发明能够实现传输流分组报头的压缩，以便増加数字广播网络中的传输效率。 本发明的方法/装置能够应用于通过广播网络传送的MPEG传输流分组。所述方法/装置能够将传输流分组的大小降低到2个字节。这通过替换和/或移除传输流分组报头中的一些字段来实现。所述压缩是无损的(可逆的)，且在发射器侧上执行。因此，在接收器侧上，能够使用与实际数据一起传送的信令信息来恢复原始分组报头。如图I所示，传输流分组报头120的最长字段是13比特的分组标识符PID 125。该PID字段指示由传输流分组所携帯的数据的源。在数字广播的上下文中，数据的源可以是例如特定的基本流或者包含节目专用信息或系统信息的表(PSI/SI表)。PSI表包含接收器正确地对传输流多路复用中的节目的基本流进行解多路复用所需的信息。如果底层系统能够实现数据源的相应识别，则可以降低PID的长度。一些系统(例如，最近的标准DVB-T2)采用物理层管道(PLP)的概念。物理层管道允许多个并行数据流在物理层处被多路复用。对多个数据流的处理可以通过选择例如前向纠错(FEC)编码率、调制星座大小、交织长度以及其他物理层參数来进行单独配置。物理层管道的単独配置性使得能够提供针对每个不同物理层管道的不同鲁棒性级别。图2示意性地示出了利用物理层管道(例如DVB-T2发射器)的传统发射器侧。包含固定大小分组的传输流201被输入到解多路复用器210中。根据解多路复用器中的分组标识符PID 125，传输流分组被路由(映射)到各自的物理层管道(在220)并且被进ー步处理。PID 125与PLP 220之间的映射是固定的(即在传输期间不改变)，且通过使用专用信令资源(字段)而从发射器用信号发送到接收器。可以并行地处理多个物理层管道(在220)。在使用物理层管道的数字广播系统中，每个服务(节目)能够在其自己的物理层管道中被传送。当假设在某一时刻仅消耗ー个服务时，这使得能够降低在接收器处必须被解调的数据的量，因为接收器仅需要解调在相应的单个物理层管道中所携帯的数据。物理层管道处理220包括输入处理250、前向纠错(FEC)编码260、星座映射270和交织280。在输入处理250中，传输流分组被转换成恰当格式的比特流，之后该恰当格式的比特流被编码并被映射到物理层资源上。物理层处的基本数据结构称为基带帧。输入处理250将传输流分组转换成基带帧，该基带帧和奇偶校验字节一起由前向纠错(FEC)码生成，且该基带帧进一步构建了编码后的FEC块。基带帧具有依赖于所使用的特定FEC编码的固定长度。图3示出了诸如能够在DVB-T2中找到的基带帧303，该基带帧包括报头320、数据字段340和填充350。每个基带帧具有固定大小的报头320，该固定大小的报头包含识别在基带帧有效载荷中封装的传输流分组的边界所需的信令信息。基带帧的报头包括例如所谓的SYNCD (同歩)字段，该SYNCD字段指示从基带分组有效载荷340的开始到基带分组有效载荷中的第一完整传输流分组的开始的偏移。这在图3中被示为基带数据340的部分302，基带数据310的部分302包括上一传输流分组的剩余部分330，该剩余部分可能已经在之前的基带帧中开始，该剩余部分330具有由SYNCD值所指定的长度。数据340的部分302还包括多个传输流分组110，其不必为整数。基带帧303的报头320还包括数据字段长度(DFL)指示符，该指示符指示由实际数据所占据的基带帧有效载荷340的长度(字节数量)。到固定大小的基带帧303的结束处的剰余字节是填充字节350。数据字段长度是需要的，用于将有效载荷340与基带帧中的填充350进行区分。填充350是必要的，因为有效载荷数据(传输流分组)通常并不完全填满上一基带帧，如在包括5个基带帧的突发301所示的。在每个物理层传输帧中，整数个基带帧被传送。基带帧也是FEC (前向纠错)块。典型的块FEC编码方案包括如也在DVB-T2中使用的LDPC和BCH。这导致向基带帧中添加奇偶校验比特，其中奇偶校验比特的数量由所选的FEC编码率来给定。·星座映射270指代将调制应用到编码后FEC块，从而产生复符号。典型地，这是QAM调制，诸如16、64或256QAM。最后，交织280对星座映射270所生成的复符号进行频率交织和/或时间交织，以便改善频率和/或时间分集。之后，来自不同物理层管道的交织后的复符号被映射(在230)到物理层帧上。物理层帧之后使用例如正交频分多路复用(OFDM)进行调制(在240)以供数字广播网络中的传输。用于上述处理步骤的參数作为第一层信令(物理层信令)的一部分而被用信号发送给接收器。由于更低层的信令允许基带帧中的第一传输流分组的识别，所以接收器能够正确地提取分组，同步字节不需要在上面描述的系统中被传送。关于分组到物理层管道的映射(PID到PLP映射)，具有相同PID的传输流分组被映射到相同的PLP。然而，PLP通常可以携带具有多个不同PID的传输流分组。PID到PLP的映射是固定的，即其在传输期间并不动态地改变。两个极端的映射情况是(i)在单个PLP中携带所有TS分组，而不管它们的PID如何，以及(ii)在自己的PLP中携带每个PID。在大部分情况下，实际系统将包含携帯具有不同PID值的分组的PLP以及携帯具有仅ー个PID的分组的PLP。根据本发明，仅具有相同PID值的传输流分组被映射到ー个PLP。如果PLP携帯具有仅ー个PID值的分组，则每个分组中的PID字段并不需要被传送，因为其没有包含任何信息。发射器传送示出了 PID值与ー个或多个PLP之间的对应性的映射(PID至PLP映射)表。在接收器处，能够从发射器用信号发送的固定PID至PLP映射表中恢复它的值。例如，这种系统可以在ー个公共PLP中携带所有PSI/SI分组，以及在其自己的单独PLP中携带每个节目分量(基本流)。而且，如果发射器和接收器共享预定义的固定映射(PID至PLP映射)方法，接收器能够恢复PID值，而不需要从发射器向接收器传送PID至PLP映射表。如上所述，即使PLP携带仅有ー个PID的分组，空分组仍然存在，以便保留原始分组位置。空分组具有预定义的PID，即OxlFFF(全I)。空分组是不携帯任何信息的空分组，但是需要将可变比特流的基本流多路复用成恒定比特流的传输流。为了允许发射器中生成的时间戳在接收器中保持它们的含义，传输流系统模型需要在通过由调制器、信道和解调器构成的链时具有恒定的端到端延迟。时间戳对于服务分量的相对同步而言是关键的。图4示出在本发明中根据传输流(TS)分组的PID的TS分组到PLP的映射。用携带属于同一传输流的分组的所有其他PLP中的空分组替换被映射到特定PLP的分组。空分组是需要的，以用于保持在携帯了来自原始传输流的分组的所有PLP中的该传输流的比特率。在该图中，PID I至4指代分别具有第一、第二、第三和第四PID值的传输流分组。被标记为空的传输分组是空分组410。由于空分组410不包含任何信息，所以它们不需要被传送。然而，必须用信号告知它们的存在，以便能够在接收器处将它们重新插入原始位置处。这确保了传输流分组的相对位置不受影响，从而端到端延迟保持恒定。在DVB-T2中，在传送空分组之前将空分组删除，但是使用位于每个数据分组之后的专用字节用信号告知被删除的连续空分组的数量。如果多于255个连续空分组出现，则将传送第256个空分组。因此，即使在空分组删除步骤之后，空分组仍然可以存在。鉴于上述的空分组删除机制，即使PLP仅携带具有单个PID的TS分组，仍然有必要将空分组与数据分组进行区分。因此，根据本发明，没有完全移除原始的13比特PID字段，而是用短PID进行替换，该短PID比原始13比特PID更短且至少指示该分组是否是空分组。作为对指示空分组的替换，在ー个PLP中携帯多个PID的情况下，短PID可以指示被缩短的PID。这里，被缩短的PID意指已经基于预定义映射表而被缩短的原始PID。在接收器处基于预定义的映射表来将被缩短的PID恢复成原始PID。之后，可以通过专用表格将原始PID与短PID之间的映射用信号发送给接收器。在由单个PLP传递仅ー个PID (例如，基本流)的情况下，短分组标识符优选是ー个比特的空分组指示符，其用于用信号表明该分组是否是空分组。为了节省更多的分组报头比特，根据本发明的实施例，4比特的连续计数器也能够被丢弃，因为传输流分组在物理层管道中不能被丢失或重新排序。然而，由于连续计数器也能够通过用相同的连续计数器值标记复制分组来识别复制分组，所以仍然需要ー个比持，以用于指示分组是否被复制。根据本发明的该实施例，用ー个比特的复制分组指示符替换4比特连续计数器。在接收器处，连续计数器字段可以被再次恢复成它的全长。为了再节省ー个比特，根据本发明的另ー实施例，从TS分组报头中移除一个比特的传输错误指示符。这是可以完成的，因为在接收器处对传输错误指示符进行设置。当用各自的一个比特指示符替换分组标识符和连续计数器并移除传输错误指示符时，可以为每个传输流分组节省12+3+1=16个比特，即2个字节。这是分组比特长度的一半。而且，如已经描述的，同步字节也可以被移除。因此，根据本发明，传输流分组的报头大小可以从4个字节降低到仅ー个字节。这种降低使得能够更有效地利用数字广播网络中的资源。图5示出了本发明的示例，其中用各自的一个比特指示符510和520替换分组标识符125和连续计数器128，同时删除传输错误指示符和同步字节。然而，本发明不局限于这种示例。可以仅替换分组标识符和/或连续计数器，和/或删除传输错误指示符122。而且，分组标识符不是必须由如上所述的ー个比特的空分组指示符510进行替换。其可以由短PID进行替换。可以确定短PID的大小，以便使得压缩后报头缩短整数个字节。例如，当传送复制分组指示符(I个比特)、自适应字段控制(2个比特)、扰码控制(2个比特)、传递奇偶校验(I个比特)和有效载荷开始指示符(I个比特)时，这些总共是7个比持。为了获得整数个字节，短PID可以具有9个比特的长度。可替换地，如果除了上面的參数之外还传送4比特的连续计数器，则10个比特是必要的。因此，短PID可以具有6个比特的长度。应当指出的是，这些仅是示例，而且其他组合是可能的，诸如除了或可替换地连续计数器之外，还传送传输错误指示符。可以有利地选择短PID的长度，以使得对于其信令以及用信号发送剰余參数而言，整数个字节是必要的。如图5所示，如果在物理层管道中仅发送来自单个服务分量的传输流分组，则传输流分组Iio的PID字段125 (其唯一地识别服务分量)携帯冗余信息且因此不需要被传送。然而，一个比特的指示符510仍然是需要的，以将携带数据的分组与空分组进行区分。接收器例如基于静态PID至PLP映射表而知道在给定物理层管道中发送什么样的PID 125，而且能够因此从压缩后报头500中恢复原始PID值。如果来自不同物理层管道的分组被重新多路复用，则该恢复是需要的，以确保在解调器的输出处同步地校正传输流。图5进ー步示出了通过不传送4比特的连续计数器128来降低传输流分组报头120的大小。然而，至少一个比特520仍然是需要的，以便用信号发送分组重复。为了确保 在解调器的输出处在句法上校正传输流，压缩后报头500必须被解压缩，因此也需要重新生成连续计数器128。通常，接收器处计数器的值不需要与发射器处计数器的值相同，因此接收器中的计数器能够用任意值进行初始化。复制分组指示符使得接收器处连续计数器能够与发射器处连续计数器同步递増。如果需要计数器的确切值，则连续计数器值可以被周期性地用信号发送，以便接收器计数器可以被初始化成发射器中的确切初始值。连续计数器可以例如在每个基带帧中被用信号发送。可替换地，其可以仅在传输帧的第一基带帧中被用信号发送。在这种情况下，仅需要传送包括在第一基带帧中的第一传输流分组的连续计数器。而且，图5也示出了从传输流分组报头120中删除ー个比特的传输错误指示符字段122。如果基带帧不能被校正，则在那个帧中携帯的所有传输流分组将通过在接收器处设置它们的传输错误指示符比特而被标记为未被校正。可替换地，如果CRC校验和被用于每个TS分组，则传输错误指示符仅被设置用于被破坏的分组。图6A和图6B分别示出了根据本发明的示例性发射器600a和接收器600b。包括传输流分组100的传输流分组601的流被输入到提取单元610，在该提取单元中，提取传输流分组的报头120，而且根据报头120中的分组标识符125，解多路复用器630将传输流分组110映射到所选的物理层管道220。具体地，仅具有相同PID值的传输流分组被映射到ー个PLP。物理层管道基于被用信号发送到接收器的PID与PLP之间的固定映射进行选择。之后，报头压缩单元620对传输流分组的报头进行压缩。如上所述，通过用空分组指示符510替换传输流分组110的报头120中的PID字段来执行报头压縮。进ー步地，报头压缩单元620可以通过用复制分组指示符520替换连续计数器128来压缩报头。除此之外或者可替换地，报头压缩单元620可以通过不传送传输错误指示符122和/或通过不传送同步字节121来压缩报头120。之后，在物理层处理単元640中，还处理具有压缩后报头500的传输流分组。物理层处理640可以包括前向纠错编码、调制、交织等。由物理层处理640获得的广播信号之后由发射单元650传送。因此，示例性接收器600b具有用于接收由如上所述的发射装置传送的广播信号的接收单元660。接收到的广播信号在物理层处理单元670中进行处理，该物理层处理单元可以包括对来自物理资源的数字信号的解映射和/或多个物理层管道中的并行处理(包括解交织、解调、前向纠错解码等)。来自特定物理层管道的接收到的传输流分组传递到提取単元680，在该提取单元提取压缩后报头500。报头參数获取单元690获取尚未被传送的报头字段。例如，报头參数获取单元690基于PID与物理层管道之间的用信号发送的映射来获取原始PID，其中在该物理层管道中携帯传输流分组。根据接收到的空分组指示符510，可以通过尝试恢复保留用于指示空分组的值以及恢复用于指示数据分组的PID值正确地获取PID。如上所述，參数获取单元690可以进ー步获取传输流分组的连续计数器值。例如，每个基带帧或者每个发送帧可以发送连续计数器值，通过在处理/接收每个传输流分组之后递增用信号发送的连续值且同时考虑复制分组指示符128可以相应地获得特定传输流分组的连续计数器值。例如，如果复制分组指示符被设置，则每个分组的连续计数器值不增カロ。參数获取単元690可以基于前向纠错处理或校验和检查的结果来进一歩生成传输错误指示符122。之后，报头解压缩单元695通过用所获取的PID 128替换空分组指示符510，用解压缩后报头替换接收到的压缩报头500。还可以用所获得的连续计数器128替换复制分组指示符520，和/或插入所生成的传输错误指示符122。之后，具有被恢复(解压缩)报头的传输流分组691被输出，以用于更高层的进ー步处理。
图7示出可以在其中应用本发明的数字广播系统的示例。发射器710可以实施例如如上參考图6A所描述的本发明的传输流分组报头压缩。发射器710可以是单个设备或多个互连设备。发射站715传送由发射器710形成的广播信号。在该示例中，示出了地面数字广播系统。然而，本发明不局限于此，而且还可以应用于卫星或电缆传输或通过任意其他媒介的数字广播传输。各自包括图7所示的接收器的装置是计算机，诸如便携式或个人计算机730。然而，其还可以是能够接收数字广播的手持设备或移动电话。另ー示例性装置是连接到数字或模拟TV 750或具有集成广播接收器的数字TV 760的机顶盒740。能够接收数字广播的这些示例性接收器或其他接收器可以实施例如如上參考图6B描述的根据本发明的报头解压缩。在同一系统或者甚至是在传输流中，支持具有压缩和未压缩报头的传输流分组的同时传输是有益的。为了实现同时传输，根据本发明的又一实施例，用信号发送报头压缩的存在和/或类型。优选地，在PLP环中用信号发送报头压缩的存在和/或类型，其中该PLP环描述了物理层管道的特性。由于携带根据本发明进行压缩的传输流分组的物理层管道能够与携帯未压缩传输流分组的物理层管道进行混合，所以每个物理层管道至少需要信令比特，以用信号发送是否在那个物理层管道中传递压缩后传输流分组。然而，本发明不局限于用信号发送作为报头压缩指示符的单个比持。就传输效率而言，单个比特报头压缩指示符是有益的。可替换地，可以用信号发送具有不止ー个比特的报头压缩指示符，以用于进一歩指示报头压缩的类型。所述类型可以例如与压缩报头字段的数量和标识相关，所述的压缩诸如为仅压缩PID ;仅压缩同步字节；压缩PID、连续计数器、传输错误指示符和同步字节等。可以例如在基带分组报头320中用信号发送报头压缩指示符。优选地，在具有LI信令的PLP环中用信号发送报头压缩指示符。具有LI信令的DVB-T2PLP环的报头压缩指示符的可能扩展的示例如下所示[数学I]
权利要求
1.一种用于在数字广播网络中传送固定长度传输流分组形式的数字广播数据的方法，该方法包括以下步骤 识别传输流分组的报头，所述报头包括具有预定义的多个比特长度的分组标识符， 其特征在于 根据预定义映射将所述传输流分组路由到物理层管道，该预定义映射示出了分组标识符值与ー个或多个物理层管道之间的对应性，其中在所述映射中，具有单个分组标识符值的仅ー个或多个传输流分组被路由到每个所述物理层管道；以及 用短分组标识符替换所述传输流分组中的报头中的所述分组标识符，所述短分组标识符至少指示所述传输流分组是否是空分组，所述短分组标识符具有ー个比特的长度。
2.根据权利要求I所述的方法，其中 所述传输流分组的所述报头还包括用于指示所述传输流分组的序列号的4比特连续计数器，以及 所述方法还包括用ー个比特的复制分组指示符替换所述传输流分组的所述报头中的所述连续计数器的步骤，所述ー个比特的复制分组指示符指示所述传输流分组是否是之前处理分组的重复。
3.根据权利要求I所述的方法，其中 所述传输流分组的所述报头还包括用于指示所述传输流分组是否有错误的传输错误指示符，以及 所述方法还包括从所述传输流分组的所述报头中删除所述传输错误指示符的步骤。
4.根据权利要求I所述的方法，其中 对于每个物理层管道，用信号发送报头压缩指示符，其中所述报头压缩指示符指示使用所述物理层管道传送的所述传输流分组的所述报头是否被压缩，所述报头压缩指示符被包括在所述物理层管道环信令中。
5.一种在其上包括计算机可读程序代码的计算机可读介质，所述程序代码适用于实现根据权利要求I所述的方法。
6.一种用于在数字广播网络中接收固定长度传输流分组形式的数字广播数据的方法，该方法包括以下步骤 从接收物理层管道中提取传输流分组； 识别所提取的传输流分组的报头， 其特征在于 根据示出了分组标识符值与ー个或多个物理层管道之间的对应性的预定义映射来确定所提取的传输流分组的分组标识符值，其中所述分组标识符值具有多个比特的预定义长度；以及 在所提取的传输流分组的所述报头中用所确定的分组标识符替换至少指示所述传输流分组是否是空分组的短分组标识符，所确定的分组标识符的比特长度大于包括在所述报头中的所述短分组标识符的比特长度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中 所提取的传输流分组的所述报头还包括用于指示所提取的传输流分组是否是之前处理的分组的重复的ー个比特的复制分组指示符，以及所述方法还包括以下步骤 确定4比特连续计数器的值，所述连续计数器指示所述传输流分组的序列号；以及 用所确定的4比特连续计数器替换所提取的传输流分组的所述报头中的所述一个比特的复制分组指示符。
8.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括向所提取的传输流分组的所述报头中插入用于指示所述传输流分组是否有错误的传输错误指示符的步骤。
9.根据权利要求6所述的方法，其中 对于每个物理层管道，用信号发送报头压缩指示符，其中所述报头压缩指示符指示使用所述物理层管道传送的所述传输流分组的所述报头是否被压缩，所述报头压缩指示符被包括在所述物理层管道环信令中。
10.一种在其上包括计算机可读程序代码的计算机可读介质，所述程序代码适用于执行根据权利要求6所述的方法。
11.一种用于在数字广播网络中传送固定长度传输流分组形式的数字广播数据的装置，该装置包括 提取单元，用于识别传输流分组的报头，所述报头包括具有多个比特预定义长度的分组标识符， 其特征在于 解多路复用器，用于根据预定义映射将所述传输流分组路由到物理层管道，该预定义映射示出了分组标识符值与一个或多个物理层管道之间的对应性，其中在所述映射中，具有单个分组标识符值的仅一个或多个传输流分组被路由到每个所述物理层管道；以及 报头压缩单元，用于用短分组标识符替换所述传输流分组中的报头中的所述分组标识符，所述短分组标识符至少指示所述传输流分组是否是空分组，所述短分组标识符具有一个比特的长度。
12.根据权利要求11所述的装置，其中 所述传输流分组的所述报头还包括用于指示所述传输流分组的序列号的4比特连续计数器，以及 所述报头压缩单元还被配置成用一个比特的复制分组指示符替换所述传输流分组的所述报头中的所述连续计数器，所述一个比特的复制分组指示符指示所述传输流分组是否是之前处理的分组的重复。
13.根据权利要求11所述的装置，其中 所述传输流分组的所述报头还包括用于指示所述传输流分组是否有错误的一个比特的传输错误指示符，以及 所述报头压缩单元还被配置成从所述传输流分组的所述报头中删除所述传输错误指示符。
14.根据权利要求11所述的装置，其中 对于每个物理层管道，用信号发送报头压缩指示符，其中所述报头压缩指示符指示使用所述物理层管道传送的所述传输流分组的所述报头是否被压缩，所述报头压缩指示符被包括在所述物理层管道环信令中。
15.一种用于在数字广播网络中接收固定长度传输流分组形式的数字广播数据的装置，该装置包括 提取单元，用于识别从接收物理层管道中提取的传输流分组的报头， 其特征在于 报头获取単元，用于根据示出了分组标识符值与ー个或多个物理层管道之间的对应性的预定义映射来确定所提取的传输流分组的分组标识符值，所述分组标识符值具有多个比特的预定义长度；以及 报头解压缩单元，用于在所提取的传输流分组的所述报头中用所确定的分组标识符替换至少指示所述传输流分组是否是空分组的短分组标识符，所确定的分组指示符的比特长度大于包括在所述报头中的所述短分组标识符的比特长度。
16.根据权利要求15所述的装置，其中 所接收的传输流分组的所述报头还包括用于指示所接收的传输流分组是否是之前处理的分组的重复的ー个比特的复制分组指示符， 所述报头获取单元还被配置成确定用于指示所述传输流分组的序列号的4比特连续计数器的值，以及 所述报头解压缩单元还被配置成用所确定的4比特连续计数器替换所接收的传输流分组的所述报头中的所述复制分组指示符。
17.根据权利要求15所述的装置，其中 所述报头解压缩单元还被配置成向所接收的传输流分组的所述报头中插入用于指示所述传输流分组是否有错误的ー个比特的传输错误指示符。
18.根据权利要求15所述的装置，其中 对于每个物理层管道，用信号发送报头压缩指示符，其中所述报头压缩指示符指示使用所述物理层管道传送的所述传输流分组的所述报头是否被压缩，所述报头压缩指示符被包括在所述物理层管道环信令中。
全文摘要
解多路复用器630仅将具有单个分组标识符值的一个或多个传输流分组路由到每个物理层管道。报头压缩单元620用一个比特长度的短分组标识符替换传输流分组的分组标识符，所述短分组标识符指示传输流分组是否是空分组。
文档编号H04N21/4385GK102860023SQ201180010959
公开日2013年1月2日 申请日期2011年2月24日 优先权日2010年2月26日
发明者米海尔皮特洛夫, F·赫尔曼, 木村知弘, 大内干博 申请人:松下电器产业株式会社