本发明涉及一种数字广播电视系统领域，特别是涉及一种广播多管道业务数据调度复用方法与系统。
背景技术：
随着多媒体业务和终端形态的发展，数字电视广播系统对多qos业务的支持需求日益提高。新一代的数字电视广播系统，如欧洲dvb-t2/ngh和美国atsc3.0数字电视系统，均采用管道化技术，实现支持一个物理帧中复用和传输不同业务数据格式和不同调制编码的业务数据。
实现多管道传输需要保证复用器调度不同速率的多个管道业务数据流分别成帧，并无缝级联；从而让各个逻辑管道(plp)承载的业务数据按照一定的顺序传输到广播调制器并采用不同的编码调制后，映射到各管道相应物理资源上发送。由于各管道业务数据是多路并行输入，而且速率各不相同。因此，将多个管道业务数据采用各自不同的数据长度分别进行成帧处理，成为了实现各个管道业务数据与物理资源的有效匹配传输的关键技术。
鉴于此，如何找到一种方便快捷的调度处理各个管道业务数据并映射到物理帧上的技术方案就成了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种广播多管道业务数据调度复用方法与系统，用于解决现有技术中不同速率的多个管道业务数据流难以调度组装成物理帧的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种广播多管道业务数据调度复用方法，所述广播多管道业务数据调度复用方法包括：步骤s1，获取多管道业务数据参数和系统参数，多管道业务数据参数包括业务管道的数目，各个业务管道数据采用的编码前一个码块的信息比特长度或一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数以及编码块数；根据各个业务管道数据采用的编码前一个码块的信息比特长度或一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数以及编码块数确定各个业务管道的数据基带帧中承载的业务数据比特数目以及数据基带帧数目；步骤s2，接收各个业务管道的数据，并分别缓存到各个业务管道的缓存中；反复执行以下步骤直到各个业务管道都得到数据基带帧数目个数据基带帧：检测各个业务管道缓存中的数据大小，确定缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道；在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道选取一个业务管道，从选取的业务管道缓存中截取所述业务管道业务数据比特数目的数据，并将所截取的数据封装到一个数据基带帧中，所述数据基带帧中包括数据基带帧头信息、所获取的数据；所述数据基带帧头信息包括所述数据基带帧所属的物理帧的序号信息以及所述数据基带帧所述管道的序号信息；步骤s3，获得所述多管道业务数据参数和系统参数，形成信令帧载荷信息并封装到一个信令基带帧中，将所述信令基带帧包括信令基带帧头信息，信令帧载荷信息；所述信令基带帧包括所述信令基带帧所属的物理帧的序号信息；步骤s4，将所述信令基带帧与得到的所有数据基带帧通过时分复用，分段构成可由一个物理帧承载的基带帧序列。所述信令基带帧与数据基带帧中承载的信息比特经过编码调制后映射到一个物理帧的数据区域进行传输，所述物理帧还包括物理帧头信息，所述物理帧头信息包括所述物理帧的序号信息。
可选地，所述业务管道缓存采用fifo缓存。
可选地，在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道选取一个业务管道的具体实现包括：在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道中选择缓存数据大小最大的业务管道。
可选地，将所述信令基带帧与得到的所有数据基带帧通过时分复用，分段构成可由一个物理帧承载的基带帧序列的具体实现包括：按照信令基带帧在先数据基带帧在后的顺序映射到所述物理帧的数据区域；所述数据基带帧按所属管道序号及生成的先后顺序映射到所述物理帧的数据区域。
可选地，所述物理帧还包括填充数据和/或校验数据。
可选地，所述数据基带帧还包括填充数据和/或校验数据。
可选地，所述信令基带帧还包括填充数据和/或校验数据。
可选地，所述校验数据包括crc校验数据。
本发明提供一种广播多管道业务数据调度复用系统，所述广播多管道业务数据调度复用方法系统包括：业务管道参数获取模块，用于获取多管道业务数据参数和系统参数，多管道业务数据参数包括业务管道的数目，各个业务管道数据采用的编码前一个码块的信息比特长度或一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数以及编码块数；根据各个业务管道数据采用的编码前一个码块的信息比特长度或一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数以及编码块数确定各个业务管道的数据基带帧中承载的业务数据比特数目以及数据基带帧数目；业务数据缓存处理模块，用于接收各个业务管道的数据，并分别缓存到各个业务管道的缓存中；反复执行以下步骤直到各个业务管道都得到数据基带帧数目个数据基带帧：检测各个业务管道缓存中的数据大小，确定缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道；在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道选取一个业务管道，从选取的业务管道缓存中截取所述业务管道业务数据比特数目的数据，并将所截取的数据封装到一个数据基带帧中，所述数据基带帧中包括数据基带帧头信息、所获取的数据；所述数据基带帧头信息包括所述数据基带帧所属的物理帧的序号信息以及所述数据基带帧所述管道的序号信息；信令帧生成模块，用于获得所述多管道业务数据参数和系统参数，形成信令帧载荷信息并封装到一个信令基带帧中，将所述信令基带帧包括信令基带帧头信息，信令帧载荷信息；所述信令基带帧包括所述信令基带帧所属的物理帧的序号信息；基带帧复用模块，用于将所述信令基带帧与得到的所有数据基带帧通过时分复用，分段构成可由一个物理帧承载的基带帧序列。
可选地，所述业务管道缓存采用fifo缓存。
可选地，在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道选取一个业务管道的具体实现包括：在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道中选择缓存数据大小最大的业务管道。
可选地，将所述信令基带帧与得到的所有数据基带帧通过时分复用，分段构成可由一个物理帧承载的基带帧序列的具体实现包括：按照信令基带帧在先数据基带帧在后的顺序映射到所述物理帧的数据区域；所述数据基带帧按所属管道序号及生成的先后顺序映射到所述物理帧的数据区域。
可选地，所述数据基带帧还包括填充数据和/或校验数据。
可选地，所述信令基带帧还包括填充数据和/或校验数据。
可选地，所述校验数据包括crc校验数据。
如上所述，本发明的一种广播多管道业务数据调度复用方法与系统，具有以下有益效果：能实现具有不同速率和不同qos要求(调制方式、编码码率和码长)的多管道业务数据，通过动态调度，依次形成基带帧，并映射到一个物理帧传输。
附图说明
图1显示为本发明的广播多管道业务数据调度复用方法的一实施例的流程示意图。
图2显示为本发明的广播多管道业务数据调度复用系统的一实施例的模块示意图。
图3显示为本发明的广播多管道业务数据调度复用系统的另一实施例的原理示意图。
图4显示为本发明的广播多管道业务数据调度复用系统的一实施例的数据基带帧格式示意图。
图5显示为本发明的广播多管道业务数据调度复用系统的一实施例的信令基带帧格式示意图。
图6显示为本发明的广播多管道业务数据调度复用系统的一实施例的基带帧复用示意图。
图7显示为本发明的广播多管道业务数据调度复用系统的一实施例的管道1的fifo读写指针变化的仿真结果示意图。
图8显示为本发明的广播多管道业务数据调度复用系统的一实施例的管道2的fifo读写指针变化的仿真结果示意图。
图9显示为本发明的广播多管道业务数据调度复用系统的一实施例的2个管道fifo读时序仿真结果示意图。
图10显示为本发明的广播多管道业务数据调度复用系统的一实施例的生成的一个物理帧中承载的信令基带帧和数据基带帧格式仿真结果示意图。
元件标号说明
1广播多管道业务数据调度
复用系统
11业务管道参数获取模块
12业务数据缓存处理模块
13信令帧生成模块
14基带帧复用模块
s1～s4步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种广播多管道业务数据调度复用方法。在一个实施例中，如图1所示，所述广播多管道业务数据调度复用方法包括：
步骤s1，获取多管道业务数据参数和系统参数，多管道业务数据参数包括业务管道的数目，各个业务管道数据采用的编码前一个码块的信息比特长度或一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数以及编码块数；根据各个业务管道数据采用的编码前一个码块的信息比特长度或一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数以及编码块数确定各个业务管道的数据基带帧中承载的业务数据比特数目以及数据基带帧数目。在一个实施例中，各个业务管道的数据基带帧中承载的业务数据比特数目等于各个业务管道数据采用的编码前一个码块的信息比特长度或一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数；各个业务管道的数据基带帧中承载的数据基带帧数目等于各个业务管道数据采用的编码块数。
步骤s2，接收各个业务管道的数据，并分别缓存到各个业务管道的缓存中；反复执行以下步骤直到各个业务管道都得到数据基带帧数目个数据基带帧：检测各个业务管道缓存中的数据大小，确定缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道；在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道选取一个业务管道，从选取的业务管道缓存中截取所述业务管道业务数据比特数目的数据，并将所截取的数据封装到一个数据基带帧中，所述数据基带帧中包括数据基带帧头信息、所获取的数据；所述数据基带帧头信息包括所述数据基带帧所属的物理帧的序号信息以及所述数据基带帧所述管道的序号信息。从选取的业务管道缓存中截取的数据将在所述业务管道缓存中删除或标识为无效数据。在一个实施例中，所述业务管道缓存采用fifo缓存(简称fifo)。fifo是英文firstinfirstout的缩写，是一种先进先出的数据缓存器。对fifo操作时，不会对读取的数据进行删除，但由于读写操作都是循环进行的，即旧数据会被新写入的数据覆盖，因此fifo中数据读取必须及时，否则会导致数据因覆盖而丢失。在一个实施例中，在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道选取一个业务管道的具体实现包括：在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道中选择缓存数据大小最大的业务管道。在一个实施例中，当一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数不等于编码前一个码块的信息比特长度整数倍时，业务数据比特数目需通过一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数和编码块数共同决定。所述数据基带帧还包括填充数据和/或校验数据。所述校验数据包括crc校验数据。所述业务管道的数据流包括ts(transportstream)流。基带帧(也称bb帧)是一个数据打包块，当ts流进入复用器之后，以固定比特大小(dfl，即datafieldlength数据域长度)为基准将ts数据包进行切割。将此dfl按照协议，添加基带帧帧头bbheader字段，帧尾进行填充padding。这样bbheader+dfl+padding＝bbframe。这就是形成一个完整的bb帧。bb是ts数据打包的基本单位，之后再通过bch、ldpc编码后形成前向纠错码fec数据块。所述数据基带帧的大小是所述基本单元数所承载的数据大小的整数倍。crc即循环冗余校验码(cyclicredundancycheck)：是数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。
步骤s3，获得所述多管道业务数据参数和系统参数，形成信令帧载荷信息并封装到一个信令基带帧中，将所述信令基带帧包括信令基带帧头信息，信令帧载荷信息；所述信令基带帧包括所述信令基带帧所属的物理帧的序号信息。在一个实施例中，所述信令基带帧还包括填充数据和/或校验数据。所述校验数据包括crc校验数据。在一个实施例中，所述系统参数包括采样周期，一个数据符号的长度，一个所述数据符号中可承载的基本单元数，一个物理帧可承载的所述数据符号的最大数，一个物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度。每个管道的业务数据参数包括传输业务数据的速率、调制阶数、编码码率、编码码长等。
步骤s4，将所述信令基带帧与得到的所有数据基带帧通过时分复用，分段构成可由一个物理帧承载的基带帧序列。所述信令基带帧与数据基带帧中承载的信息比特经过编码调制后映射到一个物理帧的数据区域进行传输，所述物理帧还包括物理帧头信息，所述物理帧头信息包括所述物理帧的序号信息。在一个实施例中，将所述信令基带帧与得到的所有数据基带帧通过时分复用，分段构成可由一个物理帧承载的基带帧序列的具体实现包括：按照信令基带帧在先数据基带帧在后的顺序映射到所述物理帧的数据区域；所述数据基带帧按所属管道序号及生成的先后顺序映射到所述物理帧的数据区域。
在一个实施例中，所述广播多管道业务数据调度复用方法包括：
1，对输入的n路管道数据流(如ts流)数据分别进行fifo缓冲(简称fifo)处理；不同的管道有分别有一个fifo。
2，根据各管道业务数据采用的编码前一个码块的信息比特长度
3，根据获得的承载调度复用系统输出的基带帧的物理帧中承载的各管道的编码块数目
4，根据各管道的数据基带帧中承载的业务数据比特数目
a)检测各管道fifo中的数据量
b)选择所有
c)选择fifo序号集ω中其fifo数据量最大的fifo，其fifo序号为i'(i'∈ω)，其数据量为
d)从第i'个fifo中读取
e)将
f)重复a)到e)步。
5，基于获得的业务数据参数和系统参数，形成信令帧载荷信息，并进行信令基带帧成帧操作；
6，将信令帧载荷信息添加信令基带帧头、填充比特、校验比特后，生成一个信令基带帧。其中信令基带帧头中至少包含该信令基带帧所属物理帧的序号信息frm_id；
7，将1个信令基带帧和
本发明的广播多管道业务数据调度复用方法通过已知的多管道业务数据参数，如管道数量，每个管道业务数据的速率、前向纠错编码前一个码块的信息比特长度等，从并行输入的多路管道业务数据中，依次动态调度选择合适的管道业务数据，并根据其编码前一个码块的信息比特长度进行数据基带成帧处理；根据获得和计算的信令参数，进行信令基带成帧处理；每个信令基带帧与若干个数据基带帧复用，映射到一个物理帧传输；每个基带帧中的信令或数据比特通过一个物理层编码处理；本发明能实现具有不同速率和不同qos要求(调制方式、编码码率和码长)的多管道业务数据，通过动态调度，依次形成基带帧，并映射到一个物理帧传输。本发明的主要目的是针对复用系统，将输入的不同速率的多个管道的输入流，按照其不同的编码信息比特长度，选择并形成数据基带帧，并与形成的信令帧复用后，以输出给后续的调制器，再经编码调制后由后者生成的物理帧传输。本发明的复用系统生成的一个信令基带帧和若干数据基带帧的承载的信息可以由一个物理帧承载传输。
本发明提供一种广播多管道业务数据调度复用系统。所述广播多管道业务数据调度复用方法可以应用如上所述的广播多管道业务数据调度复用方法。在一个实施例中，如图2所示，所述广播多管道业务数据调度复用系统1包括业务管道参数获取模块11、业务数据缓存处理模块12、信令帧生成模块13以及基带帧复用模块14。其中：
业务管道参数获取模块11用于获取多管道业务数据参数和系统参数，多管道业务数据参数包括业务管道的数目，各个业务管道数据采用的编码前一个码块的信息比特长度或一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数以及编码块数；根据各个业务管道数据采用的编码前一个码块的信息比特长度或一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数以及编码块数确定各个业务管道的数据基带帧中承载的业务数据比特数目以及数据基带帧数目。在一个实施例中，各个业务管道的数据基带帧中承载的业务数据比特数目等于各个业务管道数据采用的编码前一个码块的信息比特长度；各个业务管道的数据基带帧中承载的数据基带帧数目等于各个业务管道数据采用的编码块数。
业务数据缓存处理模块12与业务管道参数获取模块11相连，用于接收各个业务管道的数据，并分别缓存到各个业务管道的缓存中；反复执行以下步骤直到各个业务管道都得到数据基带帧数目个数据基带帧：检测各个业务管道缓存中的数据大小，确定缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道；在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道选取一个业务管道，从选取的业务管道缓存中截取所述业务管道业务数据比特数目的数据，并将所截取的数据封装到一个数据基带帧中，所述数据基带帧中包括数据基带帧头信息、所获取的数据；所述数据基带帧头信息包括所述数据基带帧所属的物理帧的序号信息以及所述数据基带帧所述管道的序号信息。在一个实施例中，所述业务管道缓存采用fifo缓存。对fifo操作时，不会对读取的数据进行删除，读写操作都是循环进行的，即旧数据会被新写入的数据覆盖，因此fifo中数据读取必须及时，否则会导致数据因覆盖而丢失。在一个实施例中，在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道选取一个业务管道的具体实现包括：在缓存数据大小大于所述管道业务数据比特数目的业务管道中选择缓存数据大小最大的业务管道。所述数据基带帧还包括填充数据和/或校验数据。所述校验数据包括crc校验数据。所述业务管道的数据流包括ts(transportstream)流。数据基带帧(也称dbb帧)是一个数据打包块，当ts流进入复用器之后，以固定比特大小(dfl，即datafieldlength数据域长度)为基准将ts数据包进行切割。将此dfl按照协议，添加数据基带帧帧头dbbheader字段，帧尾进行填充padding。这样dbbheader+dfl+padding＝dbbframe。这就是形成一个完整的dbb帧。dbb是ts数据打包的基本单位，之后再通过bch、ldpc编码后形成前向纠错码fec数据块。上述反复执行的步骤可以是连续执行，也可以是根据时钟信号(或指令)触发执行。crc即循环冗余校验码(cyclicredundancycheck)：是数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。
信令帧生成模块13与业务管道参数获取模块11相连，用于获得所述多管道业务数据参数和系统参数，形成信令帧载荷信息并封装到一个信令基带帧中，将所述信令基带帧包括信令基带帧头信息，信令帧载荷信息；所述信令基带帧包括所述信令基带帧所属的物理帧的序号信息。在一个实施例中，所述信令基带帧还包括填充数据和/或校验数据。所述校验数据包括crc校验数据。在一个实施例中，所述系统参数包括采样周期，一个数据符号的长度，一个所述数据符号中可承载的基本单元数，一个物理帧可承载的所述数据符号的最大数，一个物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度。每个管道的业务数据参数包括传输业务数据的速率、调制阶数、编码码率、编码码长等。
基带帧复用模块14与业务数据缓存处理模块12以及信令帧生成模块13相连，用于将所述信令基带帧与得到的所有数据基带帧通过时分复用，分段构成可由一个物理帧承载的基带帧序列。所述信令基带帧与数据基带帧中承载的信息比特经过编码调制后映射到一个物理帧的数据区域进行传输，所述物理帧还包括物理帧头信息，所述物理帧头信息包括所述物理帧的序号信息。在一个实施例中，将所述信令基带帧与得到的所有数据基带帧通过时分复用，分段构成可由一个物理帧承载的基带帧序列的具体实现包括：按照信令基带帧在先数据基带帧在后的顺序映射到所述物理帧的数据区域；所述数据基带帧按所属管道序号及生成的先后顺序映射到所述物理帧的数据区域。
在一个实施例中，所述广播多管道业务数据调度复用系统的原理如图3所示，其中：
管道fif0装置对输入的n路管道数据流(如ts流)数据分别进行缓冲处理。
业务管道参数获取装置基于获得的业务数据参数和系统参数，形成信令帧载荷信息；根据各管道业务数据采用的编码前一个码块的信息比特长度，确定各管道的数据基带帧中承载的业务数据比特数目
数据读取控制装置根据业务管道参数获取装置计算获得的各管道的数据基带帧中承载的业务数据比特数目，以及各管道fifo中的数据量状态，选择读取数据量超过数据基带帧中承载的业务数据比特数目且数据量最大的fifo中的一段数据进行后续该管道数据成帧处理；所述一段数据的比特长度为该fifo对应的管道的数据基带帧中承载的业务数据比特数目。
数据成帧装置将从fifo中读取的一段数据封装为数据基带帧，每个数据基带帧通过一个物理层数据编码码块传输。数据基带帧格式如图4所示。一个数据基带帧格包含数据基带帧头、填充比特、crc校验比特，数据基带帧载荷比特，其中数据基带帧头包含识别该数据基带帧所属管道的序号i(i＝1,…,nplp)的信息plp_id和该数据基带帧所属物理帧的序号信息frm_id。
信令成帧装置将信令帧载荷信息封装为信令基带帧，每个信令基带帧通过一个物理层信令编码码块传输。信令基带帧的格式如图5所示。一个信令基带帧包含信令基带帧头、填充比特、crc校验比特、信令基带帧载荷信息比特。其中信令基带帧头中至少包含该信令基带帧所属物理帧的序号信息frm_id。
基带帧复用装置将信令基带帧和数据基带帧按一定顺序和比例级联复用，一般一个物理帧承载一个信令基带帧与若干个数据基带帧，并且信令基带帧先于数据基带帧传输，数据基带帧的总数量等于一个物理帧中承载的所有管道的数据基带帧数目之和。即基带帧复用装置用于装配物理帧的数据区域，在一个实施例中，所述物理帧的数据区域中的基带帧复用数据如图6所示。物理帧中承载的基带帧中，包括首先传输的1个信令基带帧和
在一个实施例中，在给定系统参数参数条件下，采用本发明的方案以2个plp调度复用效果。假设需要传输的数据速率与系统参数如下：1，输入管道数nplp＝2；2，两路管道输入数据为突发ts包，每个突发包大小为188byte，数据流速率分别为rts1＝2.1mbps，rts2＝22.2mbps；3，两路管道采用的编码前一个码块的信息比特长度或一个物理帧中承载的该管道编码前信息比特数目总数
通过仿真结果分析，在如图7和图8中所示的仿真结果中，横坐标代表fifo历经时间变化，用时钟数表示，纵坐标代表指针读取数据。用pwri代表第i个fifo的写指针变化，prdi表示第i个fifo的读指针变化，因为fifo的数据结构是循环链表，用pdiffi表示第i个fifo的写指针值与读指针值之间的差值对fifo深度取模的结果，即
综上所述，本发明的一种广播多管道业务数据调度复用方法与系统能实现具有不同速率和不同qos要求(调制方式、编码码率和码长)的多管道业务数据，通过动态调度，依次形成基带帧，并映射到一个物理帧传输。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。