一种数字广播系统的数据传输方法及装置

摘要

本发明提供了一种数字广播系统的数据发送方法，该方法包括：接收包含若干个RTP数据包的视频流及所述视频流描述信息；依据预置规则，将所述RTP数据包转换为定长的增强IP数据包；将所述增强IP数据包拼装成LDPC帧，以及对所述LDPC帧进行编码，并将编码后的LDPC帧添加到主业务信道；依据所述视频流描述信息生成描述所述视频流的快速信息组，并添加到快速信息信道；将所述主业务信道和快速信息信道封装成总成信号后进行发送。本发明对视频数据采用RTP封装，并将RTP数据包分段打包为增强IP数据包进行传输，去掉了不必要的描述信息，从而提高了数字多媒体系统中视频业务的数据传输效率。

权利要求

1.一种数字广播系统的数据发送方法，其特征在于，包括：接收包含若干个RTP数据包的视频流及所述视频流描述信息；

依据预置规则，将所述RTP数据包转换为定长的增强IP数据包；所述预置规则为：把RTP数据包转换为长度为192字节的增强IP数据包；每个增强IP数据包中包括：1个字节的包头标志字，187个字节的有效数据载荷，2个字节的可选项和2个字节的循环冗余校验码；

将所述增强IP数据包拼装成LDPC帧，以及对所述LDPC帧进行编码，并将编码后的LDPC帧添加到主业务信道；

依据所述视频流描述信息生成描述所述视频流的快速信息组，并将所述快速信息组添加到快速信息信道；

将所述主业务信道和快速信息信道封装成总成信号，并发送所述总成信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述LDPC帧的长度为1920字节；由所述增强IP数据包的长度、LDPC帧的长度和LDPC编码率，确定一个LDPC帧中包含增强IP数据包的个数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

依据所述LDPC帧中包含的增强IP数据包的数量，控制视频数据传输的速度。

4.一种数字广播系统的数据接收方法，其特征在于，包括：接收总成信号；

对所述总成信号解复用得到主业务信道和快速信息信道；

对所述主业务信道中已编码的LDPC帧进行解码，得到LDPC帧；

对所述LDPC帧进行解码，得到增强IP数据包；对所述LDPC帧进行解码时，先校验增强IP数据包的包计数和循环冗余校验码，若校验正确，则跳过LDPC译码过程，直接进行解码；

若校验不正确，则对出错的部分进行LDPC译码；

把所述增强IP数据包进行解封装，得到RTP视频流；

对所述快速信息信道中的快速信息组进行解码，得到视频流描述信息。

5.一种数字广播系统的数据发送装置，其特征在于，包括：接收单元，用于接收包含若干个RTP数据包的视频流及所述视频流描述信息；

增强IP数据包生成单元，用于依据预置规则，将所述RTP数据包转换为定长的增强IP数据包；所述预置规则为：把RTP数据包转换为长度为192字节的增强IP数据包；每个增强IP数据包中包括：1个字节的包头标志字，187个字节的有效数据载荷，2个字节的可选项和2个字节的循环冗余校验码；

数据成帧单元，用于将所述增强IP数据包拼装成LDPC帧，以及对所述LDPC帧进行编码，并将编码后的LDPC帧添加到主业务信道；

描述信息生成单元，用于依据所述视频流描述信息生成描述所述视频流的快速信息组，并将所述快速信息组添加到快速信息信道；

总成信号生成单元，用于将所述主业务信道和快速信息信道封装成总成信号，输出到发射机进行发送。

6.一种数字广播系统的数据接收装置，其特征在于，包括：接收模块，用于接收总成信号；

总成信号解复用模块，用于对所述总成信号解复用，得到主业务信道和快速信息信道；

LDPC帧解码模块，用于对所述主业务信道中已编码的LDPC帧进行解码，得到LDPC帧；

解码模块，用于对所述LDPC帧进行解码，得到增强IP数据包；

解封装模块，用于把增强IP数据包进行解封装，得到RTP视频流；

快速信息组解码模块，用于对所述快速信息信道中的快速信息组进行解码，得到视频流描述信息；

所述装置还包括判断模块和译码模块，

所述判断模块用于在对所述LDPC帧进行解码时，校验增强IP数据包的包计数和循环冗余校验码；若校验正确，则跳过译码模块；若校验不正确，则由所述译码模块对出错的部分进行LDPC译码。

说明书

一种数字广播系统的数据传输方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及数字多媒体广播技术领域，特别是涉及一种数字广播系统的数据传输方法及装置。

背景技术

[0002] 与现有的调频、调幅等模拟广播相比，数字音频广播系统具有音质好、频谱利用率高、可实现大面积的单频网覆盖、接收机灵敏度高、移动接收性能好等优点，由于其数字化的优势，数字音频广播系统可以在传输音频业务的同时传输多种多样的增值数据业务，数字音频广播也逐渐演变为现在的数字多媒体广播(DMB，Digital Multimedia Broadcasting)。数字多媒体广播是广播影视数字化进程的一个重要组成部分。

[0003] 数字多媒体广播中的业务可以分为三大类：音频业务、数据业务和视频业务。其中音频业务以MUSICAM(一种数字音频信号压缩算法)编码算法以24毫秒一帧的时间周期产生音频数据流；而数据业务和视频业务的业务数据流，都按照各自业务的具体需要定义数据流格式。

[0004] 对 于 视 频 业 务，一 种 常 见 的 数 据 流 格 式 为T-DMB(Terrestrial DigitalMultimedia Broadcasting，地面数字多媒体广播)系统中的TS(传输)流。该TS流传输视频数据的方式，是用MPEG2传输流封装压缩的视频数据，压缩后的数据以MPEG4同步层进行封装，再用MPEG2传输流进行封装。其中，MPEG(Moving Pictures Experts Group，动态图象专家组)是国际标准化组织(ISO)成立的制定有关运动图像压缩编码标准的工作组，所制定的标准是国际通用标准，叫MPEG标准(MPEG2、MPEG4)。

[0005] 在使用MPEG2标准压缩视频数据时，常用的码率往往是2-20Mbps(bps表示每秒钟所能传送的字节数)，TS封装所必需的描述信息在总的数据流中所占用的比例相当低，一般在1％以下，为20-30Kbps。

[0006] 而T-DMB系统中的视频业务的码率一般为384Kbps，远低于MPEG2系统的常用码率，由此TS封装所必需的描述信息在总数据流中占用的比例高达10％左右，从而造成了系统整体传输效率的下降。

[0007] 由此可知，目前迫切需要本领域技术人员解决的一个技术问题就是：如何提高T-DMB系统中视频业务的数据传输效率。

发明内容

[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种数字广播系统的数据传输方法及装置，能够大大的提高现有数字多媒体系统中视频业务的数据传输效率。

[0009] 为了解决上述问题，本发明公开了一种数字广播系统的数据发送方法，该方法可以包括：

[0010] 接收包含若干个RTP数据包的视频流及所述视频流描述信息；依据预置规则，将所述RTP数据包转换为定长的增强IP数据包；将所述增强IP数据包拼装成LDPC帧，以及对所述LDPC帧进行编码，并将编码后的LDPC帧添加到主业务信道；依据所述视频流描述信息生成描述所述视频流的快速信息组，并将所述快速信息组添加到快速信息信道；将所述主业务信道和快速信息信道封装成总成信号，并发送所述总成信号。

[0011] 进一步，所述预置规则为：把RTP数据包转换为长度为192字节的增强IP数据包；每个增强IP数据包中包括：1个字节的包头标志字，187个字节的有效数据载荷，2个字节的可选项和2个字节的循环冗余校验码。

[0012] 具体的，所述LDPC帧的长度为1920字节；由所述增强IP数据包的长度、LDPC帧的长度和LDPC编码率，确定一个LDPC帧中包含增强IP数据包的个数。

[0013] 进一步，依据所述LDPC帧中包含的增强IP数据包的数量，控制视频数据传输的速度。

[0014] 为了解决上述问题，本发明公开了一种数字广播系统的数据发送装置，该装置可以包括：

[0015] 接收单元，用于接收包含若干个RTP数据包的视频流及所述视频流描述信息；

[0016] 增强IP数据包生成单元，用于依据预置规则，将所述RTP数据包转换为定长的增强IP数据包；

[0017] 数据成帧单元，用于将所述增强IP数据包拼装成LDPC帧，以及对所述LDPC帧进行编码，并将编码后的LDPC帧添加到主业务信道；

[0018] 描述信息生成单元，用于依据所述视频流描述信息生成描述所述视频流的快速信息组，并将所述快速信息组添加到快速信息信道；

[0019] 总成信号生成单元，用于将所述主业务信道和快速信息信道封装成总成信号，输出到发射机进行发送。

[0020] 具体的，所述预置规则为：把RTP数据包转换为长度为192字节的增强IP数据包；每个增强IP数据包中包括：1个字节的包头标志字，187个字节的有效数据载荷，2个字节的可选项和2个字节的循环冗余校验码。

[0021] 为了解决上述问题，本发明还公开了一种数字广播系统的数据接收方法，该方法可以包括：

[0022] 接收总成信号；对所述总成信号解复用得到主业务信道和快速信息信道；对所述主业务信道中已编码的LDPC帧进行解码，得到LDPC帧；对所述LDPC帧进行解码，得到增强IP数据包；把所述增强IP数据包进行解封装，得到RTP视频流；对所述快速信息信道中的快速信息组进行解码，得到视频流描述信息。

[0023] 进一步，对所述LDPC帧进行解码时，先校验增强IP数据包的包计数和循环冗余校验码。若校验正确，则跳过LDPC译码过程，直接进行解码；若校验不正确，则对出错的部分进行LDPC译码。

[0024] 为了解决上述问题，本发明还公开了一种数字广播系统的数据接收装置，该装置可以包括：

[0025] 接收模块，用于接收总成信号；

[0026] 总成信号解复用模块，用于对所述总成信号解复用，得到主业务信道和快速信息信道；

[0027] LDPC帧解码模块，用于对所述主业务信道中已编码的LDPC帧进行解码，得到LDPC帧；

[0028] 解码模块，用于对所述LDPC帧进行解码，得到增强IP数据包；

[0029] 解封装模块，用于把增强IP数据包进行解封装，得到RTP视频流；

[0030] 快速信息组解码模块，用于对所述快速信息信道中的快速信息组进行解码，得到视频流描述信息。

[0031] 进一步，所述装置还包括判断模块和译码模块。所述判断模块用于在对所述LDPC帧进行解码时，校验增强IP数据包的包计数和循环冗余校验码。若校验正确，则跳过译码模块；若校验不正确，则由所述译码模块对出错的部分进行LDPC译码。

[0032] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0033] 在本发明的解决方案中，对视频数据采用RTP(Real-time TransportProtocol，实时传输协议)封装，并将RTP数据包分段打包为增强IP数据包进行传输，由于去掉了不必要的描述信息，从而提高了数字多媒体系统中视频业务的数据传输效率。

[0034] 进一步，每个增强IP数据包长192个字节，有效载荷为188个字节，正好可以传输完整的TS包，实现本发明对TS流的兼容。

[0035] 此外，由于本发明使用LDPC(Low Density Parity Check，低密度奇偶校验)编码，每个LDPC帧中包含整数个增强IP数据包，每个增强IP数据包都有循环冗余校验码(CRC)，且数据位和校验位顺序排列，接收机端可以跳过LDPC译码过程，先检查增强IP数据包的CRC，如果CRC校验正确，则不需要进行LDPC译码，由此降低接收机解码算法的复杂度，从而降低接收机的功耗，延长接收机的使用时间。

附图说明

[0036] 图1是本发明数字广播系统的数据发送方法实施例的步骤流程图；

[0037] 图2是本发明的增强IP数据包的结构示意图；

[0038] 图3是本发明数字广播系统的数据发送装置实施例的结构框图；

[0039] 图4是本发明数字广播系统的数据接收方法实施例的步骤流程图；

[0040] 图5是本发明数字广播系统的数据接收装置实施例的结构框图。

具体实施方式

[0041] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0042] 本发明应用在数字多媒体广播系统中。数字多媒体广播系统具有灵活的业务复用结构，可以在传输高质量音频业务的同时传输多种形式的数据业务以及实时视频业务。在1.536MHz模拟射频带宽中同时发射传输的数据总称为一个总成信号，一个总成信号中可以同时传输多路业务数据，这些业务数据可以是音频数据流，也可以是视频或其他多媒体业务的数据流。本发明主要是针对视频流的传输方法。

[0043] 参照图1，示出了本发明数字广播系统的数据发送方法实施例，具体可以包括：

[0044] 步骤101，接收包含若干个RTP数据包的视频流及所述视频流描述信息。

[0045] 其中，所述的视频流是由视频编码器对RTP方式输入的视频流进行实时编码，生成以RTP格式封装的视频流。所述封装后的视频流是以UDP(UserDatagram Protocol，用户数据报)方式通过局域网以IP多播形式发送的。UDP协议的主要作用是将网络数据流压缩成数据报的形式。一个典型的数据报就是一个二进制数据的传输单位，每一个数据报的前8个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传输数据。UDP数据报由数据报头域(UDP header)和有用数据域(Data)组成，其中数据报头域包括：源端口(Source Port)、目的端口(Destination Port)、数据报长度(Length)、校验和(Checksum)。

[0046] 步骤102，依据预置规则，将所述RTP数据包转换为定长的增强IP数据包(以下简称EIP包)。

[0047] 优选的，将所述接收到的RTP数据包转换为长度为192字节的EIP包，如图2所示，EIP包的包括：1个字节的包头标志字201；187个字节的有效数据载荷202；2个字节的可选项(Opt)203和2个字节的CRC204。具体转换过程为：将RTP数据包按照187个字节为单位分段，作为EIP包的有效数据载荷，若RTP数据包不能被187整除，不足部分则在最后一个EIP包中以0x00填充；此外，每个EIP包还都包含1个字节的包头标志字，2个字节的Opt和2个字节的CRC，其中Opt部分第一个字节以无符号二进制数表示当前EIP包中填充字节的个数，第二个字节为数据包计数。其中，EIP包可以根据不同的编码算法进行长度的调整，并不局限于192字节。

[0048] 进一步，本发明的EIP包结构，可以兼容现有的多种视频数据格式。例如，TS流为连续的包组成，每个TS包188个字节，当TS包转换为EIP包时，EIP包中前188个字节为该TS包的数据，包头标志字即为TS包的起始字，EIP包还包括两个字节的数据包计数和两个字节的CRC，构成每个EIP包192个字节。

[0049] 步骤103，将所述EIP包拼装成LDPC帧，以及对所述LDPC帧进行编码，并将编码后的LDPC帧添加到主业务信道。

[0050] 其中，根据LDPC设计，每个LDPC帧帧长为15360比特，即1920字节，每帧由若干个EIP包拼装组成。EIP包的具体个数由LDPC编码率决定，如：优选的EIP包的长度为192字节，当LDPC编码率为4/5时，每一帧中包含8个数据包(1920×4/5＝192×8)；当LDPC编码率为9/10时，每一帧中包含9个数据包(1920×9/10＝192×9)。

[0051] 步骤104，依据所述视频流描述信息生成描述所述视频流的快速信息组，并将所述快速信息组添加到快速信息信道。其中，所述视频流描述信息为视频流的业务数据率、视频分辨率、伴音格式等业务描述信息。

[0052] 步骤105，将所述主业务信道和快速信息信道封装成ETI数据流，即包含当前总成信号内所有业务数据的传输流。

[0053] 步骤106，发送所述总成信号。可由现有的DAB(Digital AudioBroadcasting，数字音频广播)发射机或者DMB发射机对总成信号进行发送。

[0054] 进一步，还可以依据所述LDPC帧中包含的EIP包的数量，控制视频数据传输的速度。

[0055] 现有T-DMB的业务/子信道传输方式是：每个传输帧为6144个字节，对应24毫秒的传输时间，业务数据都在传输帧中的主业务信道中传输，在传输多个业务时，主业务信道被分为对应的多个子信道，每个业务的传输速率即为对应子信道在传输帧中占用的字节数和对应帧周期(24毫秒)的比值，如一个在传输帧中，对应子信道占用1152个字节的业务，其传输速率为384Kbps(1152字节×8比特/24毫秒＝384Kbps)。

[0056] 本发明的EIP包传输方式和现有T-DMB系统兼容，在LDPC帧长确定的前提下(1920个字节)，首先根据LDPC编码率确定每个LDPC帧中的EIP包数量。然后通过控制在一个传输帧中EIP包的数量来控制传输速率，如当每个LDPC帧内包含8个EIP包(即LDPC编码率为4/5)时：若这8个EIP包在一个传输帧中传输，则其传输速率为640Kbps(8×192字节×8比特/(4/5)/24毫秒＝640Kbps)；若该LDPC帧在两个连续的传输帧中传输，即每个传输帧中只有4个EIP包时，则其传输速率为320Kbps(4×192字节×8比特/(4/5)/24毫秒＝320Kbps)。

[0057] 一般的，若某个业务在每个传输帧中传输对应N个EIP包，则该业务的传输速率为R＝N×192×8/RLDPC(编码率)/24毫秒。

[0058] 本发明去掉了TS封装时一些不必要的描述信息，相比TS流传输方式，大大提高了系统的整体传输效率，同时还可以实现兼容TS流结构。

[0059] 参照图3，示出了本发明数字广播系统的数据发送装置实施例，具体可以包括：

[0060] 接收单元301，用于接收包含若干个RTP数据包的视频流及所述视频流描述信息；

[0061] EIP包生成单元302，用于依据预置规则，将所述RTP数据包转换为定长的EIP包；

[0062] 数据成帧单元303，用于将所述EIP包拼装成LDPC帧，以及对所述LDPC帧进行编码，并将编码后的LDPC帧添加到主业务信道；

[0063] 描述信息生成单元304，用于依据所述视频流描述信息生成描述所述视频流的快速信息组，并将所述快速信息组添加到快速信息信道；

[0064] 总成信号生成单元305，用于将所述主业务信道和快速信息信道封装成总成信号；

[0065] 发送单元306，用于发送所述总成信号。

[0066] 优选的，所述预置规则为：把RTP数据包转换为长度为192字节的EIP包；每个EIP包中包括：1个字节的包头标志字，187个字节的有效数据载荷，2个字节的Opt和2个字节的CRC。

[0067] 参照图4，示出了本发明数字广播系统的数据接收方法实施例，具体可以包括以下步骤：

[0068] 步骤401，接收总成信号；

[0069] 步骤402，对所述总成信号解复用得到主业务信道和快速信息信道，其中具体过程为总成信号通过COFDM解调得到基带解调信号，再对基带解调信号进行解复用得到主业务信号和快速信息信道，此处为现有技术，在此不再赘述；

[0070] 步骤403，对所述主业务信道中已编码的LDPC帧进行解码，得到LDPC帧；

[0071] 步骤404，对所述LDPC帧进行解码，得到EIP包；

[0072] 步骤405，把所述EIP包进行解封装，得到RTP视频流；

[0073] 步骤406，对所述快速信息信道中的快速信息组进行解码，得到视频流描述信息。

[0074] 进一步，对所述LDPC帧进行解码时，先校验EIP包的包计数和CRC。若校验正确，则跳过LDPC译码过程；若校验不正确，则对出错的部分进行LDPC译码。

[0075] LDPC编码过程属于系统码，即被保护的数据和编码过程中生成的冗余校验数据是顺序传输的，即每一帧的前半部分是原始的被保护数据，后半部分为LDPC编码过程生成的冗余校验数据。如在本发明中，当编码率为4/5时，每一个LDPC帧的前1536个字节为8个EIP包，接收时，先对前1536个字节进行分析，校验EIP包的包计数和CRC，若全部校验正确，则表明这8个EIP包，即1536个字节的数据没有发生传输错误，即可以跳过LDPC译码过程；若校验不正确，则可以只针对出错的部分进行LDPC译码。

[0076] 而现有技术中的T-DMB系统没有类似本发明的EIP包结构和CRC校验，当接收机解码时，直接进行外码译码(如T-DMB系统中的RS译码)。

[0077] 由此，本发明降低了LDPC译码算法的复杂度，从而降低整个接收机译码过程的总复杂度，最终达到一定程度上降低接收机功耗，延长便携接收机连续工作时间的目的。

[0078] 参照图5，示出了本发明数字广播系统的数据接收装置实施例，具体可以包括：

[0079] 接收模块501，用于接收总成信号；

[0080] 总成信号解复用模块502，用于对所述总成信号解复用，得到主业务信道和快速信息信道；

[0081] LDPC帧解码模块503，用于对所述主业务信道中已编码的LDPC帧进行解码，得到LDPC帧；

[0082] 解码模块504，用于对所述LDPC帧进行解码，得到EIP包；

[0083] 解封装模块505，用于把EIP包进行解封装，得到RTP视频流；

[0084] 快速信息组解码模块506，用于对所述快速信息信道中的快速信息组进行解码，得到视频流描述信息。

[0085] 进一步，所述接收装置还可以包括：判断模块和译码模块。所述判断模块用于在对所述LDPC帧进行解码时，校验EIP包的包计数和CRC；若校验正确，则跳过译码模块；若校验不正确，则由所述译码模块对出错的部分进行LDPC译码。

[0086] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

[0087] 以上对本发明所提供的一种数字广播系统的数据传输方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。