專利名稱：數(shù)字視頻壓縮碼流在三級(jí)準(zhǔn)同步系列傳輸中的適配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于數(shù)字視頻系統(tǒng)中的數(shù)字視頻壓縮碼流傳輸，具體地說，涉及活動(dòng)圖像專家組(MPEG)所制定的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的傳輸碼流在三級(jí)準(zhǔn)同步系列(DS3)傳輸中的適配方法。
數(shù)字視頻系統(tǒng)中，數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的傳輸主要是通過DS3通道實(shí)現(xiàn)不同地點(diǎn)間的TS流傳輸。在DS3通道中進(jìn)行傳輸時(shí)，其原理可以用如

圖1的協(xié)議模型進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。圖1為TS碼流傳輸?shù)膮f(xié)議模型。在圖示的協(xié)議模型中，最上層是傳輸層，該層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)遵守MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，采用TS結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有精確的定義；第二層是網(wǎng)絡(luò)層，主要作用是根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)及特點(diǎn)對(duì)TS進(jìn)行適配，該層的適配包括數(shù)據(jù)格式適配及碼率適配兩個(gè)方面；最下面一層是物理層，主要是物理信號(hào)的定義，可以是傳輸設(shè)備提供的光接口或電接口，通過G.703接口實(shí)現(xiàn)直接的物理連接。
在G.704或G.752或ANSI T1.107標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了DS3幀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如圖2所示，圖2為G.704或G.752或ANSI T1.107規(guī)定的DS3幀結(jié)構(gòu)圖。由7個(gè)680bit子幀組成一個(gè)復(fù)幀。每個(gè)子幀又分為8個(gè)85bit數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊采用相同的結(jié)構(gòu)，由84bit凈載和一個(gè)幀標(biāo)志位組成。結(jié)構(gòu)中各個(gè)域的定義如下X＝告警指示位(1bit)；I＝凈載域(84bit)；Fi(i＝0或1)＝子幀同步標(biāo)志位(1bit)；Cij(i＝1～7；j＝1～3)＝填充位(1bit)；P＝奇偶校驗(yàn)位(1bit)；Mi(i＝0或1)＝復(fù)幀同步位(1bit)。這種標(biāo)準(zhǔn)的幀結(jié)構(gòu)中的有效幀凈載為84/85＝98.8％，信道有效碼率達(dá)到44.210Mbit/s。
與DS3接口相對(duì)應(yīng)，ITU標(biāo)準(zhǔn)J.82定義了利用異步傳輸模式(ATM)的適配層AAL1、AAL5進(jìn)行TS封裝的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及碼率適配的方法。這種方法的主要缺點(diǎn)是信道利用率低、協(xié)議復(fù)雜、設(shè)備實(shí)現(xiàn)難度大?？紤]到廣電傳輸網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，基本不選用該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，往往采用透明適配即跨越ATM層的適配方法。
目前，采用透明適配的方法多采用不成幀透明適配方法，該方法是直接將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)傳輸流數(shù)據(jù)包(TSP)進(jìn)行信號(hào)格式轉(zhuǎn)換后直接送入G.703通道進(jìn)行傳輸?shù)?。其基本的原理是在將MPEG-2傳輸流數(shù)據(jù)包適配到DS344.736Mbit/s信道上時(shí)，不進(jìn)行任何信道幀結(jié)構(gòu)的適配，只是進(jìn)行碼率適配時(shí)在輸入的TSP數(shù)據(jù)流中填充自定義的任意數(shù)據(jù)，以滿足信道碼率的要求，將輸入的TSP數(shù)據(jù)流適配到DS3中44.736Mbit/s的信道碼率。這樣不同的填充自定義的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)不同的適配方式，不同的適配方式之間可能就存在差異，并且由于未采用DS3幀結(jié)構(gòu)，無法很好的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的告警處理和信道維護(hù)功能，也無法實(shí)現(xiàn)在DS3中的幀同步傳輸。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種數(shù)字視頻壓縮碼流在三級(jí)準(zhǔn)同步系列(DS3)傳輸中的適配方法，該方法至少包括以下步驟A.數(shù)據(jù)發(fā)送端判斷當(dāng)前MPEG-2數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包(TSP)是否能填充滿一DS3復(fù)幀，若能填充滿一DS3復(fù)幀則執(zhí)行步驟C；否則B.插入空閑復(fù)幀，然后執(zhí)行步驟D；C.將MPEG-2數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包以凈載域拆分后填充到幀的凈載域段，每?jī)糨d域段數(shù)據(jù)加上幀標(biāo)志，封裝成DS3幀結(jié)構(gòu)；D.接收端接收通過信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，識(shí)別出插入的空閑復(fù)幀，從DS3有效復(fù)幀的凈載域中提取MPEG-2數(shù)據(jù)傳輸流數(shù)據(jù)包。
其中，步驟C所述的凈載域以TSP的84比特(bit)為一段拆分；所述的幀標(biāo)志位按照G.704或G.752或ANSI T1.107標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以1bit插入。
另，一種數(shù)字視頻系統(tǒng)數(shù)字視頻壓縮碼流在三級(jí)準(zhǔn)同步系列(DS3)傳輸中的適配方法，該方法至少包括以下步驟A.數(shù)據(jù)發(fā)送端判斷MPEG-2數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包(TSP)碼率是否達(dá)到信道有效碼率，若達(dá)到則執(zhí)行步驟C；否則B.插入TSP空包直至TSP碼率達(dá)到信道有效碼率，并調(diào)整節(jié)目時(shí)鐘參考值(PCR)；C.將MPEG-2數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包以凈載域拆分后填充到幀的凈載域段，每?jī)糨d域段數(shù)據(jù)加上幀標(biāo)志，封裝成DS3幀結(jié)構(gòu)；D.接收端接收通過信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過幀標(biāo)志位定界DS3復(fù)幀，按照幀格式提取凈載域中的數(shù)據(jù)，拼裝成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包。
其中，步驟C所述的凈載域以TSP的84比特(bit)為一段拆分；所述的幀標(biāo)志位按照G.704或G.752或ANSI T1.107標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以1bit插入。
步驟D所述的定界DS3復(fù)幀以幀標(biāo)志位中的幀同步標(biāo)志位定界。
所述的信道有效碼率按照G.704或G.752或ANSI T1.107標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
本發(fā)明通過采用插入DS3空閑復(fù)幀的方法進(jìn)行碼率適配，由于接收端去掉DS3空幀后恢復(fù)出原始碼率的TSP碼流，可以不改變數(shù)據(jù)發(fā)送端輸入的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)原始TSP數(shù)據(jù)流碼率；可實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端TSP數(shù)據(jù)流的對(duì)等傳輸，即發(fā)送的原始TSP數(shù)據(jù)速率在接收端等速率的接收。
本發(fā)明通過采用插入TSP空包的方法進(jìn)行碼率適配，將輸入的TSP碼率提升到信道有效碼率44.210Mbit/s，可以直接將TSP碼流分段映射到DS3幀的凈荷域中；由于無需填充DS3空幀，接收端始終只需要按照固定的信道有效碼率44.210Mbit/s接收TSP數(shù)據(jù)流即可，不用考慮不同速率接收時(shí)的時(shí)鐘恢復(fù)等操作。
本發(fā)明所采用的透明適配方法與國際標(biāo)準(zhǔn)J.82定義的適配方法比較，由于省略了ATM層信道，利用率可高達(dá)98.8％，信道利用率高；實(shí)現(xiàn)適配時(shí)僅涉及G.704或G.752或ANSI T1.107幀的同步位、控制位等幀標(biāo)志位的插入，這些都是廉價(jià)的成熟技術(shù)，設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。與不成幀透明適配方法比較，在各種碼率適配方式下，可以充分利用G.704或G.752或ANSI T1.107定義的幀結(jié)構(gòu)的同步特性實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的同步和碼率恢復(fù)；終端設(shè)備可以利用幀中的告警位、奇偶校驗(yàn)位等實(shí)現(xiàn)信道的性能監(jiān)控，實(shí)時(shí)提供相關(guān)的信道告警信息，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性能；使用標(biāo)準(zhǔn)幀結(jié)構(gòu)的適配方法還可以充分利用傳輸設(shè)備的監(jiān)測(cè)特性，識(shí)別DS3接口幀結(jié)構(gòu)，并利用其中的開銷信息對(duì)DS3通道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，充分利用傳輸設(shè)備功能，進(jìn)一步提高M(jìn)PEG-2編解碼系統(tǒng)的可維護(hù)性。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明將TSP適配到DS3時(shí)，采用了G.704或G.752或ANSI T1.107規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)DS3幀結(jié)構(gòu)，并且分?jǐn)?shù)據(jù)格式適配和碼率適配兩方面提出了適配方法。
首先說明數(shù)據(jù)格式適配方法。
在數(shù)據(jù)發(fā)送端將TSP拆分以84bit為一段，每84bit段數(shù)據(jù)插入1bit幀標(biāo)志位，重新封裝成G.704或G.752或ANSI T1.107規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)DS3幀結(jié)構(gòu)。其中，幀結(jié)構(gòu)中的子幀同步標(biāo)志位(F)、復(fù)幀同步位(M)、告警指示位(X)、填充位(C)、奇偶校驗(yàn)位(P)的定義仍然按照G.704或G.752或ANSI T1.107標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定非通道化的方法使用；接收端通過幀同步標(biāo)志位定界DS3復(fù)幀，再按照幀格式將84bit凈載域中的數(shù)據(jù)提取出來，拼裝成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包即可。實(shí)現(xiàn)方法如圖3所示，圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)格式適配實(shí)現(xiàn)方法示意圖。將輸入的TSP拆分為以84bit為一段，插入幀標(biāo)志位后進(jìn)行G.704或G.752或ANSI T1.107規(guī)定的DS3幀結(jié)構(gòu)封裝，然后生成信道編碼波形通過G.703通道輸出。
下面說明碼率適配方法。
由于數(shù)據(jù)發(fā)送端原始輸入的MPEG-2 TSP碼率低于信道有效碼率44.210Mbit/s(信道碼率為44.736Mbit/s)，因此需要將輸入的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)TSP碼提升到信道有效碼率，解決TSP到DS3幀適配時(shí)碼率適配的問題。輸入的TSP碼率與信道有效碼率間的適配可以采用兩種方法插入DS3空閑復(fù)幀的方法和插入TSP空包的方法。
所述插入DS3空閑復(fù)幀的方法，對(duì)于原始需要適配的TSP數(shù)據(jù)，可以不改變其已有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)碼率，通過在TSP無法填充一個(gè)DS3復(fù)幀時(shí)生成DS3空閑復(fù)幀，在接收端去掉DS3空幀后恢復(fù)出原始碼率的TSP碼流。實(shí)現(xiàn)方法如圖4所示，圖4為本發(fā)明插入DS3空閑復(fù)幀進(jìn)行碼率適配的流程圖。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送端輸入TSP，判斷當(dāng)前TSP是否準(zhǔn)備好，若已準(zhǔn)備好，則進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的適配；否則，插入DS3空閑復(fù)幀；然后，通過信道傳輸。接收端判別出所插入的DS3空閑復(fù)幀，從DS3有效復(fù)幀的凈載域中提取TSP平滑接收，并通過緩沖區(qū)恢復(fù)出發(fā)送端輸入的TSP數(shù)據(jù)包的碼率。上述插入DS3空閑復(fù)幀的方式在物理層完成。
所述插入TSP空包的方法，通過插入TSP空包的方式將需要適配的TSP碼率提升到信道有效碼率44.210Mbit/s，這樣可以直接將TSP分段映射到DS3幀的凈荷域中，無需填充DS3空幀，當(dāng)然在接收端恢復(fù)出的TSP的速率也就是信道的速率44.210Mbit/s。即先通過插入TSP空包，以調(diào)整輸入的TSP碼率到信道有效碼率44.210Mbit/s，然后加上幀標(biāo)志位后速率達(dá)到44.736Mbit/s。由于插入數(shù)字圖像數(shù)據(jù)TSP空包后引入了節(jié)目時(shí)鐘參考值PCR(PROGRAMME CLOCK REFERENCE)抖動(dòng)，因此需要調(diào)整PCR值。實(shí)現(xiàn)方法如圖5所示，圖5為本發(fā)明插入TSP空包進(jìn)行碼率適配的流程圖。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送端輸入TSP，判斷輸入的TSP碼率是否滿足信道有效碼率44.210Mbit/s，若滿足則進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的適配；否則，則插入TSP空包，調(diào)整PCR值后再進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的適配，直接將TSP分段映射到DS3幀的凈荷域中；然后，通過信道傳輸，在接收端按照固定的信道有效碼率44.210Mbit/s接收TSP數(shù)據(jù)流即可。上述插入TSP空包的方式在傳輸層完成。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例的具體介紹。本發(fā)明可進(jìn)一步更新，或者對(duì)本發(fā)明所公開的特征加以新的組合(包括任何相關(guān)的權(quán)利要求、摘要和附圖)，也可對(duì)本發(fā)明所公開的任何方法或者過程進(jìn)行更新或者進(jìn)行新組合。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字視頻壓縮碼流在三級(jí)準(zhǔn)同步系列(DS3)傳輸中的適配方法，其特征在于，該方法至少包括以下步驟A.數(shù)據(jù)發(fā)送端判斷當(dāng)前MPEG-2數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包(TSP)是否能填充滿一DS3復(fù)幀，若能填充滿一DS3復(fù)幀則執(zhí)行步驟C；否則B.插入空閑復(fù)幀，然后執(zhí)行步驟D；C.將MPEG-2數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包以凈載域拆分后填充到幀的凈載域段，每?jī)糨d域段數(shù)據(jù)加上幀標(biāo)志，封裝成DS3幀結(jié)構(gòu)；D.接收端接收通過信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，識(shí)別出插入的空閑復(fù)幀，從DS3有效復(fù)幀的凈載域中提取MPEG-2數(shù)據(jù)傳輸流數(shù)據(jù)包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適配方法，其特征在于，步驟C所述的凈載域以TSP的84比特(bit)為一段拆分；所述的幀標(biāo)志位按照G.704或G.752或ANSIT1.107標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以1bit插入。
3.一種數(shù)字視頻系統(tǒng)數(shù)字視頻壓縮碼流在三級(jí)準(zhǔn)同步系列(DS3)傳輸中的適配方法，其特征在于，該方法至少包括以下步驟A.數(shù)據(jù)發(fā)送端判斷MPEG-2數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包(TSP)碼率是否達(dá)到信道有效碼率，若達(dá)到則執(zhí)行步驟C；否則B.插入TSP空包直至TSP碼率達(dá)到信道有效碼率，并調(diào)整節(jié)目時(shí)鐘參考值(PCR)；C.將MPEG-2數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包以凈載域拆分后填充到幀的凈載域段，每?jī)糨d域段數(shù)據(jù)加上幀標(biāo)志，封裝成DS3幀結(jié)構(gòu)；D.接收端接收通過信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過幀標(biāo)志位定界DS3復(fù)幀，按照幀格式提取凈載域中的數(shù)據(jù)，拼裝成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的的適配方法，其特征在于，步驟C所述的凈載域以TSP的84比特(bit)為一段拆分；所述的幀標(biāo)志位按照G.704或G.752或ANSI T1.107標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以1bit插入。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適配方法，其特征在于，步驟D所述的定界DS3復(fù)幀以幀標(biāo)志位中的幀同步標(biāo)志位定界。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適配方法，其特征在于，所述的信道有效碼率按照G.704或G.752或ANSI T1.107標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字視頻壓縮碼流在三級(jí)準(zhǔn)同步系列(DS3)傳輸中的適配方法，適配包括數(shù)據(jù)格式適配和碼率適配。數(shù)據(jù)格式適配是將MPEG－2數(shù)據(jù)傳輸碼流數(shù)據(jù)包(TSP)以凈載域拆分后填充到幀的凈載域段，每?jī)糨d域段數(shù)據(jù)加上幀標(biāo)志，重新封裝成G.704或G.752或ANSI T1.107規(guī)定的DS3幀結(jié)構(gòu)；碼率適配采用在物理層插空閑復(fù)幀方式，或者采用在傳輸層插TSP空包的方式。該適配方法克服了ATM適配和透明不成幀適配的缺陷，信道利用率高，設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確同步和終端性能監(jiān)控，充分利用傳輸設(shè)備的功能。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1437407SQ0211720
公開日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2002年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月7日
發(fā)明者王展, 姚峻 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司