СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА MPEG В IP-ПАКЕТЫ ДЛЯ ШИРОКОВЕЩАНИЯ В WLAN Российский патент 2009 года по МПК H04N7/26 H04L29/06 

По данной заявке испрашивается приоритет предварительной заявки на патент США 60/439093, поданной 9 января 2003.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в общем относится к способу и устройству для широковещания аудио и видео программ на устройство, выполненное с возможностью работы в беспроводной локальной сети.

Предшествующий уровень техники

Настоящее изобретение соответствует контексту спецификаций WLAN (стандарт беспроводной локальной сети), определяющих известные точки доступа беспроводной локальной сети, которые обеспечивают радиосвязь с мобильными устройствами и другими сетями, такими как проводные локальные сети и глобальные сети, такие как Интернет. Беспроводные приемные точки, используемые при широковещании с условным доступом, могут включать в себя компьютерную приставку к телевизору в простой системе, в то время как в коммерческих ретрансляционных системах транскодер/мультиплексор/демультиплексор (TMD) может работать в сочетании с локальным видеосервером.

На Фиг.1 показана иллюстративная цифровая аудио и видео система, подходящая для реализации настоящего изобретения. Во входном модуле поток с разнообразным видео и аудио контентом (информационно значимым содержимым) преобразуется в цифровой формат (в типичном случае, в соответствии со стандартом MPEG-2) и передается через спутник на приемную тарелку или другое подходящее средство, которое присоединено к приемнику, упоминаемому как компьютерная приставка к телевизору или другое подходящее средство, такое как TMD. В патенте США US 6510519 описана типичная система, использующая входной модуль и компьютерную приставку к телевизору, включающие в себя тюнеры, демодуляторы, декодеры, демультиплексоры транспортных потоков, микропроцессоры, запоминающие устройства программ, запоминающие устройства видеоизображений, видеодекодеры MPEG, дисплеи и микропроцессорные карточки (смарт-карты). Большая часть потоков данных цифрового широковещания кодируется и скремблируется в целях безопасности на передатчике; после выполнения дешифрования и декодирования на приемнике система строит комбинированное видеоизображение в памяти и воспроизводит требующееся изображение синхронизированно с аудиокомпонентом на экране монитора. В дополнение к дескремблированию программы, в общем случае, предоставляются дополнительные полномочия, чтобы гарантировать, что конкретный приемник может принимать программу или набор программ.

Как дополнительно показано на Фиг.1, TMD 123, работающий совместно с локальным видеосервером, может быть спроектирован и сконфигурирован для дополнительного обмена данными с видео LAN (локальной сетью) и беспроводной точкой доступа (AP) 145, которая в данном иллюстративном примере предоставляет приемникам нисходящей линии связи демультиплексированные передаваемые аудио и видео потоки, включающие в себя синхронизированные сигналы, необходимые для передачи аудио и видео контента.

Технология WLAN, развернутая в “горячей точке” (например, в вестибюле отеля, аэропорту, супермаркете, кафе и т.п.), обеспечивает живое телевещание на мобильные устройства, выполненные с возможностью работы в WLAN, что привлекает большое количество поставщиков сетевых услуг. В настоящее время в таких горячих точках с трафиком большого объема телевизионный приемник настраивается на заранее установленный канал (например, CNN, FOX или CBS), и зрители не имеют возможности выбрать другой канал. Используя способы и развертывание WLAN согласно настоящему изобретению, устройства, выполненные с возможностью поддержки WLAN, могут принимать телевизионные программы, при этом зритель сможет выбирать среди доступных вещаемых телевизионных программ.

В настоящее время студии телевещания выполняют широковещание телевизионных программ в виде сжатых цифровым образом потоков MPEG-2. Эти потоки пакетированы в транспортный поток (TS) MPEG-2 для распространения через сеть с постоянной задержкой, такую как спутниковая и кабельная сети. Когда такие потоки принимаются в горячих точках, они ретранслируются по основывающимся на межсетевом протоколе (IP) сетям WLAN, обуславливая необходимость преобразования из транспортного потока в IP-пакеты для совместимости с протоколами WLAN.

Транспортный поток MPEG-2 состоит из набора сжатых аудиовизуальных программ, а также относящейся к программам информации. Широковещание таких транспортных потоков MPEG-2 осуществляется в спутниковых, наземных и кабельных сетях. Приемник (например, компьютерная приставка к телевизору или TMD) принимает весь транспортный поток (несколько программ) и переходит к демультиплексированию и декодированию транспортного потока, выдавая в конечном итоге конкретную аудиовизуальную программу согласно выбору пользователя.

Способ широковещания TS MPEG-2 в локальной сети Ethernet заключается в переносе пакетов TS MPEG-2 поверх протоколов группового вещания/широковещания UDP (протокол дейтаграмм пользователя) и IP (например, протоколов, используемых группой группового вещания, таким как групповой IP-адрес специализированного IP и межсетевой протокол управления группами (IGMP)). Для этих методик требуется значительная вычислительная мощность для демультиплексирования TS MPEG-2 на приемном терминале. В контексте WLAN, где терминалом является мобильное устройство, такое как персональное цифровое информационное устройство (PDA) или сотовый телефон, энергопотребление и вычислительная мощность центрального процессора являются критическими ресурсами, которые необходимо сохранять.

Преобразование пакетов TS MPEG-2 в IP-пакеты для услуги видеовещания требует специального рассмотрения характеристик TS. Протокол TS MPEG-2 был разработан для переноса сжатых цифровым образом аудио и видео потоков по сети с постоянной задержкой, такой как кабельная или спутниковая сеть. В дополнение к аудио и видео содержимому в формате транспортного потока, в том же самом транспортном потоке переносится информация о лежащих в основе программах для содействия приемнику при выборе требующейся программы. Такая информация называется специфической для программ информацией (PSI), которая включает в себя таблицу ассоциации программ (РАТ), таблицу условного доступа (САТ) и множество таблиц карт программ (PMT), идентифицируемых ассоциированными идентификаторами пакетов (PID).

При преобразовании из пакетов TS MPEG-2 в IP-пакеты для услуг широковещания в IP-сети, приемник должен обходиться особым образом с дополнительной информацией, привязанной к конкретной программе. Результат преобразования данных должен быть предназначен для связи через известные IP-адрес и порт, так чтобы любой сетевой узел (хост) в ассоциированной подсети мог принимать данные без предварительного конфигурирования. Преобразованные данные должны передаваться с некоторым минимальным интервалом, так чтобы приемник мог быстро захватить информацию о программах и настроиться на программу без нежелательной задержки. Преобразованные данные должны передаваться с использованием настолько узкой ширины полосы пропускания канала, насколько возможно для сбережения ширины полосы пропускания в пределах выделенного спектра. Два последних требования подразумевают две противоположные цели. Компромисс при проектировании должен систематически уравновешивать эти противоположные цели. В основывающейся на IP сети протокол реального времени (RTP) поверх UDP/IP используется для инкапсуляции видео или аудио пакетов. Этот стек протоколов RTP/UDP/IP имеет много признаков, внедряемых в заголовки протоколов аналогично признакам в TS MPEG-2. Хорошо спроектированное преобразование должно сравнивать TS MPEG-2 со стеком RTP/UDP/IP для гарантии того, что этим преобразованием достигается: (1) WLAN с ограниченной пропускной способностью канала, где существенными являются сниженный объем служебной информации и минимальная ширина полосы пропускания; (2) упрощение обработки входящего видео/аудио потока для таких устройств, как PDA и сотовый телефон, чтобы они могли принимать приложение широковещания в реальном масштабе времени.

Система широковещания WLAN может передавать и обрабатывать множество телевизионных программ, переносимых в TS MPEG-2, и ретранслировать эти программы на выполненные с возможностью работы в WLAN устройства в пределах зоны обслуживания WLAN. Приемник принимает от спутникового транскондера транспортный поток MPEG-2, состоящий из транспортных пакетов фиксированного размера. Как предложено в “RTP Payload Format for MPEG1/MPEG2 Video”, D.Hoffman и др., IETF RFC 2250, январь 1998, эти транспортные пакеты могут быть непосредственно инкапсулированы в полезную нагрузку RTP и перенесены по основывающейся на IP WLAN. Для этого подхода характерен следующий недостаток: он основывается на том, что приемники должны обрабатывать (демультиплексировать) транспортный поток. Для мобильных терминалов производительность центрального процессора ограничена и должна предназначаться для других существенных задач, таких как декодирование и воспроизведение аудио и видео. Помимо этого, все транспортные пакеты переносятся в полезной нагрузке RTP независимо от того, требуются ли они приемникам или нет, что расходует ресурсы полосы пропускания.

Сущность изобретения

Согласно настоящему изобретению новое преобразование из TS MPEG-2 в основывающийся на IP стек RTP/UDP/IP для услуги широковещания в WLAN позволяет выполнять все функции преобразования на приемнике, таком как TMD. Настоящее изобретение обеспечивает устройство и способ для преобразования транспортного потока MPEG-2 в IP-протоколы для содействия эффективному распространению посредством основывающихся на IP услуг широковещания MPEG-2 по IP-сети, такой как WLAN, программ, содержащихся в транспортном потоке, в пункт назначения для представления аудио и видео информации. Согласно изобретению выполняется предварительная обработка в отношении транспортного потока, включая демультиплексирование и преобразования данных, форматированных согласно MPEG-2, перед распространением по беспроводной сети, обеспечивая возможность каждому намеченному беспроводному приемнику определить конкретную программу вместо того, чтобы принимать и обрабатывать каждую программу, имеющуюся в транспортном потоке. Преимуществом изобретения является уменьшение полосы пропускания, требующейся для передачи всего транспортного потока MPEG-2. Помимо этого, демультиплексирование в сети позволяет выполнять перекодирование программных потоков MPEG-2 при желательных скоростях передачи битов.

Раскрываемое здесь изобретение включает в себя средство для приема передаваемого потока, имеющего данные, форматированные в отдельные пакеты, которые включают в себя по меньшей мере один PID и ассоциированную PSI (в основном данные РАТ, РМТ и САТ); средство для демультиплексирования PSI на основе назначений ассоциированных PID уникальным транспортным пакетам; средство для перекомпоновки PSI в соответствии с потоком данных RTP; средство для инкапсуляции потока данных RTP в IP-пакеты с групповым адресом; средство для передачи перекомпонованного транспортного потока через WLAN. Как таковое, настоящее изобретение может быть воплощено в любом медиасервере (обычно упоминаемом как транскодер), выполненном с возможностью обеспечения средств, ассоциированных с настоящим изобретением. Такие медиасерверы могут включать в себя устройства, такие как TMD, компьютерные приставки к телевизору и беспроводные точки доступа, определенные в стандарте IEEE 802.11.

Согласно изобретению дополнительно раскрывается средство для обмена данными, которое содержит видео WLAN, и средство для перекомпоновки PSI, включающее в себя средство для внедрения группового IP-адреса для каждой ассоциированной РМТ. После того как РМТ имеет внедренный групповой IP-адрес, изобретение включает в себя вычисление соответствующего циклического избыточного кода (CRC). Согласно одному варианту осуществления, PSI формируется из РАТ и РМТ, посредством чего PSI содержит поле дескриптора, в котором хранится групповой IP-адрес. PSI также содержит признак, упоминаемый как нулевой флаг, для указания того, что состояние PSI остается неизменным с предыдущей передачи. В случае когда PSI была изменена с предыдущей передачи, состояние флага изменяется для указания того, что состояние PSI изменилось.

Согласно настоящему изобретению любое мобильное устройство, которое принимает передаваемый поток из видео LAN, выполнено с возможностью принимать по меньшей мере один перекомпонованный PID и ассоциированную PSI и включает в себя средство для демультиплексирования перекомпонованной PSI на основе назначений PID для транспортировки пакетов в соответствии с потоком данных RTP, средство для извлечения внедренного группового адреса и средство для приема передаваемого потока, ассоциированного с внедренным групповым адресом. Такие приемники могут включать в себя любое устройство, выполненное с возможностью обеспечения средств для реализации настоящего изобретения, включая телевизионные приемники, устройства беспроводного доступа (как, например, предназначенные, но не в ограничительном смысле, для стандартов IEEE 802.11 или стандарта Hiperlan 2), устройства PDA и другие формы компьютерной технологии.

Раскрытый в настоящих материалах заявки вариант осуществления изобретения включает в себя способ преобразования MPEG-2 в основывающийся на IP стек RTP/UDP/IP, который включает в себя этапы, на которых принимают передаваемый поток, имеющий данные, форматированные в отдельные пакеты, которые включают в себя по меньшей мере один PID и ассоциированную PSI; демультиплексируют PSI на основе назначений PID уникальным транспортным пакетам; перекомпонуют PSI в соответствии с потоком данных RTP; инкапсулируют RTP в групповой адрес; вычисляют соответствующий CRC.

Когда новая PSI скомпонована в соответствии с потоком данных RTP и RTP инкапсулирован в групповой адрес, новый транспортный поток передается по WLAN.

Раскрытое здесь изобретение включает в себя способ приема на мобильной станции TS MPEG-2 в основывающемся на IP стеке RTP/UDP/IP, содержащий этапы, на которых принимают передаваемый поток, имеющий данные, форматированные в отдельные пакеты, которые включают в себя по меньшей мере один PID и ассоциированную PSI; демультиплексируют PSI на основе назначений PID уникальным транспортным пакетам в соответствии с потоком данных RTP; извлекают групповой адрес; принимают передаваемый поток, ассоциированный с групповым адресом.

Вариант осуществления настоящего изобретения также включает в себя машиночитаемый носитель для преобразования отформатированного согласно MPEG-2 транспортного потока в основывающийся на IP стек RTP/UDP/IP, на котором хранятся одна или более структур данных, выбираемых из группы, состоящей из отдельных пакетов, которая включает в себя по меньшей мере один отдельный пакет, который включает в себя по меньшей мере одно первое поле, содержащее групповой IP-адрес, второе поле, представляющее РАТ и ассоциированную РМТ (1), третье поле, содержащее заголовок RTP, и четвертое поле, содержащее программу.

Перечень фигур чертежей

Настоящее изобретение излагается в нижеследующем детальном описании со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 - блок-схема системы видеовещания WLAN;

фиг.2 - блок-схема изобретения для распределенной обработки программного контента в транспортном потоке.

Подробное описание изобретения

На обсуждаемых фигурах схемы и ассоциированные блоки и стрелки представляют функции процесса согласно настоящему изобретению, которое может быть реализовано в виде электрических схем и ассоциированных проводов или шин данных, которые транспортируют электрические сигналы, и/или программных модулей. В качестве альтернативы одна или более ассоциированных стрелок могут представлять обмен данными (например, поток данных) между программными процедурами, в особенности когда способ или устройство согласно настоящему изобретению реализованы в качестве цифрового процесса.

На Фиг.1 проиллюстрирован общий вид соответствующей предшествующему уровню техники системы 100 цифрового широковещания, которая обеспечивает предоставление аудиовизуальных программ. Все потоки данных системы цифрового широковещания содержат видео, аудио, информацию синхронизации, которые закодированы или скремблированы в целях безопасности, то есть чтобы гарантировать то, что только уполномоченные абоненты могут просматривать передаваемые программы.

В системе цифрового широковещания абонент принимает в дополнение к видео и аудио информации разнообразные административные и управляющие сообщения, такие как сообщения управления доступом, которые содержат эксплуатационный ключ, необходимый для дешифрования зашифрованного контрольного слова, требующегося для декодирования ключа дескремблирования так, чтобы разрешить дешифрование и компоновку цифровых видео и аудио данных. После того как завершится дешифрование, система строит в памяти составное видеоизображение, в типичном случае в соответствии со стандартом MPEG-2, и отображает требующееся изображение на экране дисплея.

В соответствии с Фиг.1 входной модуль 110 цифровым образом форматирует видео и аудио контент, используя подсистему 113, включающую в себя кодер, модуль формирования пакетов и мультиплексор, который затем модулируется модулятором 114 для последующей передачи передатчиком 102 через спутник 104 на приемную тарелку 106, расположенную на принимающем конце для телевизионной услуги для абонентов условного доступа.

В типичном случае принимающий конец представляет собой TMD 123, функционирующий в сочетании с локальным видеосервером 120, который электронным образом соединен с приемной тарелкой 106. TMD содержит демодулятор (не показан), который демодулирует принятый сигнал и выдает демодулированный сигнал на центральное устройство обработки данных (не показано), которое обрабатывает множество пакетированных потоков посредством направления выбираемых пакетов в разнообразные подсистемы управления, данных и состояния. Например, в типичном случае выбранный пакетированный видео и аудио поток посылается на транскодер (не показан) для трансляции в формат, подходящий для выдачи на беспроводную станцию 140, которая служит в качестве приемного устройства для таких устройств, как телевизор 150, функционирующий в соответствии с форматами NTSC, PAL или SECAM, либо переносной компьютер, сотовый телефон или персональное цифровое информационное устройство (PDA), все из которых выполнены с возможностью функционирования согласно стандарту IEEE 802.11 или другим применимым стандартам беспроводной сети. Беспроводное приемное устройство может представлять беспроводную станцию 140, которая, в свою очередь, может быть мобильным устройством, таким как переносной компьютер, или сотовый телефон, или устройство PDA. Таким образом, станции могут быть мобильными, портативными или стационарными, и все станции, согласующиеся с IEEE 802.11, предоставляют услуги аутентификации, отмены аутентификации, конфиденциальности и доставки данных. Другие устройства WLAN, например HiperLan 2, могут использоваться для целей беспроводной передачи.

Согласно Фиг.1 и 2, процесс генерирования TS MPEG-2 из несжатых видео и аудио данных начинается с множества программ 202 во входном модуле 110. Каждая из программ 202 состоит из по меньшей мере одного несжатого элементарного видеосигнала 230 и одного несжатого элементарного аудиосигнала 232. В рамках текущих соглашений коммерческого широковещания в программе 212 допустимо множество элементарных видео (например, для разных ракурсов) и аудио (например, для разных языков) потоков. Каждый из оцифрованных аудио или видео сигналов программы 202 обрабатывается кодерами, состоящими из видеокодера 233 (а) и аудиокодера 232 (b); пакетируется 234 (а), 234 (b) и мультиплексируется 235 с целью включения ассоциированной специфической для программы информации (PSI) 203а, включающей в себя таблицу ассоциации программ (РАТ) 205а, таблицу карты программ (PMT) 206а, таблицу сетевой информации (NIT) 208 и таблицу условного доступа (САТ). Мультиплексированные 235 пакеты транспортного потока включают в себя специальную информацию о программах среди множества программ 202. Каждый транспортный поток принадлежит конкретному элементарному потоку (либо видео, либо аудио, либо PSI 203а).

Скомпонованные пакеты 236 транспортного потока, формируемые подсистемой 113, модулируются соответствующими сигналами несущей модулятором 114 для передачи и вещаются в формате TS MPEG-2. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что в альтернативном варианте широковещание пакетов 236 транспортного потока может осуществляться через локальный мультимедийный сервер и ассоциированные линии передачи (не показаны).

TMD 123 принимает транспортный пакет 105 (Фиг.2а) в формате TS MPEG-2, содержащий информацию PSI 203а, например различные таблицы, которые обеспечивают информацию о программах 202, транспортируемых в пакетах 236 транспортного потока. Согласно Фиг.2а, в процессе 240 демультиплексирования выполняется раскомпоновка и повторная компоновка в иерархическом отношении в отношении РАТ 205а, нескольких РМТ 206b (Фиг.2В), соответствующих РМТ 206а и программам 202, которые переносит транспортный поток 236. РАТ всегда идентифицируется PID=0. В РАТ 205а перечислены все программы, такие как программа 202(1), 202(2)-202(n). Кроме того, каждая программа ассоциирована с конкретной РМТ 206b и ассоциирована с программой 202 в РАТ 205а.

Не все программы, принимаемые от входного модуля 110, подлежат ретрансляции в услуге широковещания WLAN. Таким образом, нежелательные элементарные потоки сбрасываются при обработке, в результате чего уменьшается время обработки и требующаяся ширина полосы пропускания WLAN. Если шифрование/повторное шифрование контента не требуется при широковещании, САТ 210 в TS MPEG-2 можно не принимать во внимание при реализации настоящего изобретения.

После повторной компоновки в демультиплексоре 240 (Фиг.2А) в иерархическом отношении (PSI) 203b, которая включает в себя (РАТ) 205а, (РМТ) 206а, (NIT) 208 и все элементарные потоки 212 для услуги широковещания WLAN, TMP 123 преобразует каждый широковещаемый элементарный поток 212 программы 202b в поток данных трафика RTP. Пакеты 249 RTP инкапсулируются в групповые адреса как, например, в качестве иллюстрации, групповые IP-адреса 250, 252. Специалистам в области сообщения через Internet должно быть понятно, что эти IP-адреса соответствуют классу D. Групповые адреса используются для передачи элементарных потоков, объявляемых пакетами 249, через WLAN 160.

Когда элементарные видео и аудио потоки 260 MPEG-2 программы 202 переносятся в полезной нагрузке RTP, например, в пакетах 249, видео и аудио данные могут быть инкапсулированы в отдельные потоки трафика RTP с отличающимися типами полезной нагрузки RTP. Эта инкапсуляция раздельных видео и аудио данных требует того, чтобы приемник синхронизировал видео и аудиоданные для синхронного озвучания. Другой вариант инкапсуляции предлагает совмещенные элементарные видео и аудио потоки, принадлежащие одной и той же программе, в едином потоке трафика RTP для группового вещания. Эта совмещенная инкапсуляция обеспечивает когерентную синхронизацию между видео и аудио данными. Эта совмещенная инкапсуляция видео и аудио данных в едином потоке трафика RTP является предпочтительной.

Для гарантии того, что все хосты, соединяющиеся с точкой доступа 145 беспроводного широковещания, принимают PSI 203а для выбора программ, PSI 203а должна посылаться с аудиовизуальными потоками целевым пользователям при выборе вещаемых программ. Для достижения этой цели могут использоваться два подхода.

Согласно первому подходу, таблицы PSI 203b, полученные из PSI 203a в их исходных форматах, преобразуются в широко известный групповой адрес 250. Благодаря разным схемам адресации, используемым в TS MPEG-2 и в IP-сети, транскодер 123 должен вставить групповой IP-адрес 250, 252 для каждой программы в ассоциированную с ней PMT 206b.

При введении группового IP-адреса 250, 252 в РМТ 206b дополнительное байтовое пространство требуется для хранения группового IP-адреса 250, 252. Поле 253 дескриптора в РМТ 206 может быть использовано для хранения и переноса группового IP-адреса 250, 252. После введения группового IP-адреса в РМТ 206b, CRC 257 для РМТ 206b должен быть вычислен повторно вследствие изменения РМТ 206b. Информация РАТ 205а и РМТ 206b обрабатывается для формирования новых пакетов 254 специфической для программ информации PSI, переносимых в формате UDP/IP с использованием широко известного группового адреса 250.

Второй подход заключается в задании нового протокола PSI, подходящего для основывающейся на WLAN услуге видеовещания. Протокол PSI переносится поверх того же самого широко известного группового адреса 250 и доставляется на все хосты в пределах зоны обслуживания WLAN. Второй подход обеспечивает средства для поддержки частных данных в PSI 203b. При любом подходе пакеты, переносящие PSI 203b, упоминаются как PSI-пакеты для отличия их от пакетов, переносящих элементарные потоки 262.

Для уменьшения времени обработки на приемнике, когда такая информация о программах остается неизменной в течение последовательной передачи TS (нет изменений в РАТ и таблицах РМТ), зарезервированный бит 256 в пакете PSI может быть задействован в качестве нового флага 256, который согласно своему состоянию показывает, что PSI и другая информация остается такой же, либо была изменена после самой последней передачи. Если какие-либо изменения имели место с момента последней передачи, устанавливается новый флаг 256. В противном случае, состояние нового флага остается неустановленным.

Мобильное устройство 140 сначала обрабатывает пакеты 251, 258 PSI, инкапсулированные в широко известный групповой адрес 250, 252, для восстановления потока специфической для программ информации для построения карты программ, включающей в себя список элементарных потоков 262 для каждой программы 202 и их соответствующие групповые адреса 250, 252. Мобильное устройство 140 может игнорировать последующие пакеты 251, 258 PSI, покуда новый флаг 256 остается неустановленным. Карта программ должна быть перестроена в клиенте после того, как новый флаг 256 изменит состояние в принятом пакете 251 PSI. Когда пользователю требуется просмотреть программу 202, мобильное устройство 140 извлекает групповой IP-адрес 250, 252 из карты программ, а затем только отвечает на IP-пакеты, ассоциированные с этим групповым IP-адресом 250, 252. Когда пользователь переключается на другую программу 202 (например, когда пользователь меняет просматриваемый канал на телевизоре), мобильное устройство 140 сперва обнаруживает ассоциированную информацию о программах из карты программ, извлекает групповые адреса, ассоциированные с программой 202, и отвечает на пакеты 249, предназначенные для выбранных групповых адресов 250, 252. Таким образом мобильное устройство 140 выбирает различные программы. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что вышеизложенный процесс может быть реализован либо в программном обеспечении, либо в аппаратном обеспечении.

При преобразовании видео и аудио пакетов TS заголовки транспортных пакетов удаляются во время преобразования вследствие избыточных полей и в заголовке 239 TS, и в заголовке 260 RTP. В заголовке TS соответствующее поле для широковещания представляет собой счетчик целостности и эталон программных часов (PCR). PCR вводится в поле адаптации заголовка 239 TS, в котором поле адаптации является необязательным. Счетчик целостности используется для того, чтобы приемник обнаружил любую потерю пакетов. Тем не менее, в заголовке 260 RTP задается поле, называемое последовательным номером, которое выполняет аналогичную роль. PCR используется для точной синхронизации часов приемника и передатчиков в сети с постоянной задержкой. Эта синхронизация часов может быть упрощена другими средствами, такими как метка времени в заголовке 260 RTP.

В транспортном потоке 236 MPEG-2 элементарные потоки обычно инкапсулируются в пакетированный элементарный поток (PES). Заголовок PES переносит разнообразную информацию о скорости передачи данных, хронировании и описании данных, устанавливаемую кодером источника. Одним вариантом является преобразование всего пакета PES непосредственно в пакет RTP с целью резервирования всей информации, переносимой в заголовке PES. Однако, большинство полей в заголовке PES являются необязательными. Поле в заголовке PES, наиболее релевантное для услуги широковещания, представляет собой презентационную метку времени (PTS). Эта PTS изображения MPEG-2 или аудио кадра может переноситься в поле метки времени в заголовке 260 RTP. Пакеты 252 RTP переносят пакеты изображения или аудио кадра из одной и той же программы и должны иметь одну и ту же метку времени.

Для снижения служебной нагрузки в виде заголовков RTP/UDP/IP (всего 40 байтов) может быть использована стандартная схема сжатия. Этот алгоритм сжатия сжимает объединенный 40-байтовый заголовок RTP/UDP/IP в 2 байта, когда контрольная сумма UDP не посылается, и 4 байта в противном случае.

Вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя способ преобразования TS MPEG-2 в основывающийся на IP стек 252 RTP/UDP/IP, содержащий этапы, на которых принимают передаваемый поток 236, содержащий данные, форматированные в отдельные пакеты, которые включают в себя по меньшей мере один PID 206а и ассоциированную PSI; демультиплексируют PSI на основе назначений PID 206а уникальным транспортным пакетам в соответствии с потоком данных RTP; извлекают групповой адрес; и компонуют видеопрограмму, ассоциированную с групповым адресом.

Согласно Фиг.2 вариант осуществления изобретения включает в себя машиночитаемый носитель 250, 252 для преобразования пакета 236 транспортного потока, форматированного согласно MPEG-2, в основывающийся на IP стек 252 RTP/UDP/IP, на котором хранятся одна или более структур данных, выбираемых из группы, состоящей из отдельных пакетов, которые включают в себя по меньшей мере один отдельный пакет, включающий в себя по меньшей мере одно первое поле, содержащее групповой IP-адрес 250, второе поле, представляющее PAT 251 и по меньшей мере одну ассоциированную РМТ, такую как РМТ 258 (1), третье поле, такое как 260 (1)а, содержащее данные, представляющие заголовок 260 (1) RTP, и четвертое поле 262а, содержащее данные, представляющие программу, такую как 262 (1).

Следует понимать, что настоящее изобретение показано в форме предпочтительного варианта осуществления. Разнообразные изменения могут быть сделаны в отношении функции и размещения частей; эквивалентные средства могут использоваться вместо тех, что были проиллюстрированы и описаны; и некоторые признаки могут использоваться независимо от других, не отходя от сущности и объема настоящего изобретения, определяемого нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к системам для широковещания аудио и видео программ на мобильное устройство беспроводной локальной сети (WLAN). Техническим результатом является обеспечение способа преобразования из TS MPEG-2 в основывающийся на IP стек RTP/UDP/IP для услуги широковещания в WLAN, который позволяет выполнять все функции преобразования на приемнике. Предложен способ преобразования из транспортного потока MPEG-2 в основывающийся на межсетевом протоколе (IP) стек протокола реального времени (RТР)/протокола дейтаграмм пользователя (UDP)/IP для услуги широковещания WLAN. Все функции преобразования могут быть выполнены в транскодере приемника. Для снижения требуемой вычислительной мощности и потребления энергии питания в мобильных устройствах определенные функции обработки данных реализуются в системах связи, таких как функция демультиплексирования, которая обычно подготавливает MPEG-2 для повторной передачи на локальном уровне. Когда транскодер, выполненный с возможностью демультиплексирования транспортного потока MPEG-2, принимает программу, он демультиплексирует поток на основе идентификаторов пакетов (PID), назначаемых каждому транспортному пакету. Функция демультиплексирования извлекает некоторые компоненты из транспортного потока: пакетированный элементарный поток (PES)/элементарный поток (ES) видео и аудио данных, ассоциированный с программами, и специфическую для программ информацию (PSI) (таблицу ассоциации программ (PAT) и таблицы карты программ (РМТ)). 5 н. и 10 з.п. ф-лы. 4 ил.

1. Устройство для беспроводного приема и передачи аудио- и видеоданных, содержащее средства для приема передаваемого потока, имеющего форматированные в отдельные пакеты заголовки пакетов и данные, которые включают в себя по меньшей мере один идентификатор пакета и ассоциированную специфическую для программ информацию, которая включает в себя таблицу ассоциации программ, таблицу карты программ, таблицу условного доступа и таблицу сетевой информации, средства для демультиплексирования специфической для программ информации на основе назначений одного или более идентификаторов пакета уникальным пакетам транспортного потока, средства для исключения заголовков пакетов транспортного потока, средства для перекомпоновки специфической для программ информации в соответствии с потоком данных протокола реального времени, средства для инкапсуляции потока данных протокола реального времени в один или более пакетов межсетевого протокола с соответствующими групповыми адресами для получения перекомпонованного транспортного потока, средства для передачи перекомпонованного транспортного потока.

2. Устройство по п.1, в котором средства для передачи выполнены с возможностью доступа к беспроводной сети.

3. Устройство по п.1, в котором средства для перекомпоновки специфической для программ информации включают в себя средство для вставки группового адреса межсетевого протокола для каждой ассоциированной таблицы карты программ.

4. Устройство по п.3, в котором таблица карты программ указывает на программу, адресуемую групповым адресом межсетевого протокола.

5. Устройство по п.3, в котором средства для вставки группового адреса межсетевого протокола для каждой ассоциированной таблицы карты программ включают в себя средство для вычисления циклического избыточного кода.

6. Устройство по п.3, в котором специфическая для программ информация содержит поле дескриптора, в котором хранится групповой адрес межсетевого протокола.

7. Устройство по п.3, в котором выполняется переформирование специфической для программ информации из таблицы ассоциации программ и таблицы карты программ.

8. Устройство по п.1, в котором специфическая для программ информация содержит флаг для указания того, что специфическая для программ информация не изменилась с момента последней передачи.

9. Устройство по п.1, в котором специфическая для программ информация содержит флаг для указания того, что специфическая для программ информация изменилась с момента последней передачи.

10. Устройство по п.1, в котором упомянутые средства для сохранения представляют упомянутые аудио- и видеоданные в виде одной или более структур данных, выбираемых из группы, содержащей один отдельный пакет, который включает в себя по меньшей мере одно первое поле, содержащее групповой адрес межсетевого протокола, второе поле, представляющее таблицу ассоциации программ и ассоциированную с ней таблицу карты программ, третье поле, содержащее данные, представляющие заголовок протокола реального времени, и четвертое поле, содержащее данные, представляющие программу.

11. Способ преобразования транспортного потока MPEG-2 в основывающийся на межсетевом протоколе стек протокола реального времени/протокола дейтаграмм пользователя/межсетевого протокола, содержащий этапы, на которых принимают передаваемый поток, имеющий данные, форматированные в мультиплексированные отдельные пакеты, которые включают в себя по меньшей мере один идентификатор пакета и ассоциированную специфическую для программ информацию, которая включает в себя таблицу ассоциации программ и таблицу карты программ, демультиплексируют специфическую для программ информацию на основе назначений одного или более идентификаторов пакета уникальным пакетам транспортного потока, исключают заголовки пакетов транспортного потока, перекомпонуют специфическую для программ информацию в соответствии с потоком данных протокола реального времени и инкапсулируют поток данных протокола реального времени в пакеты межсетевого протокола с групповым адресом, передают перекомпонованный транспортный поток по беспроводной локальной сети.

12. Способ преобразования транспортного потока MPEG-2 в основывающийся на межсетевом протоколе стек протокола реального времени/протокола дейтаграмм пользователя/межсетевого протокола, содержащий этапы, на которых принимают передаваемый поток, имеющий данные, форматированные в отдельные пакеты, которые включают в себя заголовки пакетов и по меньшей мере один идентификатор пакета и ассоциированную специфическую для программ информацию, которая включает в себя таблицу ассоциации программ и таблицу карты программ, демультиплексируют специфическую для программ информацию на основе назначений одного или более идентификаторов пакета уникальным пакетам транспортного потока, исключают заголовки пакетов транспортного потока, перекомпонуют специфическую для программ информацию в соответствии с потоком данных протокола реального времени, инкапсулируют поток данных протокола реального времени в пакеты межсетевого протокола с групповым адресом, передают перекомпонованный транспортный поток по беспроводной локальной сети.

13. Способ по п.12, дополнительно содержащий этап, на котором сохраняют упомянутые данные в одной или более структурах данных, выбираемых из группы, содержащей один отдельный пакет, который включает в себя по меньшей мере одно первое поле, содержащее групповой адрес межсетевого протокола, второе поле, представляющее таблицу ассоциации программ и ассоциированную таблицу карты программ, третье поле, содержащее данные, представляющие заголовок протокола реального времени, и четвертое поле, содержащее данные, представляющие программу.

14. Способ преобразования мультиплексированного потока данных программ в транспортные пакеты, содержащий этапы, на которых принимают упомянутый поток данных программ, включающий в себя по меньшей мере один идентификатор пакета и ассоциированную специфическую для программ информацию, которая включает в себя таблицу ассоциации программ, таблицу карты программ, таблицу условного доступа и таблицу сетевой информации, демультиплексируют упомянутую специфическую для программ информацию на основе назначения по меньшей мере одного идентификатора пакета уникальным пакетам транспортного потока, исключают заголовки пакетов транспортного пакета, перекомпоновывают ассоциированную специфическую для программ информацию в соответствии с потоком данных протокола реального времени, инкапсулируют поток данных протокола реального времени в один или более пакетов межсетевого протокола с соответствующими групповыми адресами, передают перекомпонованный транспортный поток.

15. Система для преобразования потока данных программ в транспортные пакеты, содержащая средства для приема упомянутого потока данных программ, включающего в себя по меньшей мере один идентификатор пакета и ассоциированную специфическую для программ информацию, которая включает в себя таблицу ассоциации программ, таблицу карты программ, таблицу условного доступа и таблицу сетевой информации, средства для демультиплексирования упомянутой специфической для программ информации на основе назначения по меньшей мере одного идентификатора пакета уникальным пакетам транспортного потока, средства для исключения заголовков пакетов транспортного потока, средства для перекомпоновки ассоциированной специфической для программ информации в соответствии с потоком данных протокола реального времени, средства для инкапсуляции потока данных протокола реального времени в один или более пакетов межсетевого протокола с соответствующими групповыми адресами, средства для передачи перекомпонованного транспортного потока.