СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СИСТЕМЕ IPTV ПО КОЭФФИЦИЕНТУ BER В РЕЖИМЕ ТВ ВЕЩАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК H04N19/154 H04B17/309 

Изобретение относится к компьютерным системам и сетям IPTV, предназначенным для цифрового телевизионного вещания. В отличие от других цифровых систем ТВ вещания (эфирных, кабельных, спутниковых), наличие в IPTV интерактивных видеоуслуг и широкого набора дополнительных сервисов (видео по запросу, персональный видеомагнитофон и др.) делают его крайне привлекательным для абонентов.

Для предоставления решений, конкурентоспособных с другими областями цифрового ТВ, необходимо постоянно совершенствовать технологию построения систем и сетей IPTV и процессы, происходящие в них.

Недостатком известного способа, представленного в патенте [1], является то, что при уменьшении запаса устойчивости по ошибкам при приеме время на выяснение причин, вызывающих увеличение коэффициента битовых ошибок BER, и время на их устранение ограничено возможностями средств мониторинга работы сети IPTV и опытом работы провайдера.

Несвоевременное устранение причин, вызывающих увеличение коэффициента битовых ошибок BER в канале передачи данных, может приводить к ухудшению качества приема и, как следствие, к нежелательному техническому браку в цифровом телевизионном вещании.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества приема в системе IPTV благодаря автоматизации управления параметрами канала передачи данных, позволяющей автоматизировать процесс устранения причин, вызывающих увеличение коэффициента битовых ошибок BER, обеспечить высокое качество приема и отсутствие технического брака в цифровом телевизионном вещании.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующая предложенный способ повышения качества приема в системе IPTV по коэффициенту BER в режиме ТВ вещания.

Здесь введены следующие обозначения и термины.

1 - канал передачи данных (КП),

2 - блок вычисления коэффициента битовых ошибок (BER),

3 - пульт управления (ПУ),

4 - многоканальное устройство управления (УУ),

5 - преобразователь коэффициента битовых ошибок (lg(1/BER)),

6 - многоканальный индикаторный приемник (МИП),

j∂=1∂, 2∂, 3∂, …, (n-1)∂, n∂ - номера датчиков параметров канала передачи данных,

V∂ - датчик скорости передачи данных в канале,

V - скорость передачи данных в канале.

Канал передачи данных - аппаратные и программные средства в компьютерной системе IPTV, позволяющие передать информацию от передатчика приемнику, обеспечить контроль качества элементов системы и управление ее параметрами.

Многоканальный индикаторный приемник предназначен для приема и обработки информации от датчиков параметров канала передачи данных, измерителей скорости передачи данных и логарифмического коэффициента битовых ошибок.

BER (Bit Error Rate) - коэффициент битовых ошибок, измеренный до декодера БЧХ (Боуза - Чоудхури - Хоквингема).

K_BER=lg(1/BER)=0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 … - логарифмический коэффициент битовых ошибок.

Порог - значение K_BER, при котором прием цифрового ТВ сигнала становится невозможен. Находится в пределах от 2 до 3. Уточняется экспериментально.

Запас устойчивости - граница диапазона устойчивой работы системы IPTV, ниже которой коэффициент битовых ошибок становится близок к его критическому значению, при котором прием становится невозможен. Устанавливается K_BER в пределах от 5 до 6 для своевременного устранения причин, вызвавших увеличение битовых ошибок в системе IPTV без потери качества приема ТВ вещания.

Min, max - минимальные и максимальные значения параметров, устанавливаемые в канале передачи данных.

Nom - номинальное значение скорости передачи данных в канале.

УУ - устройство управления, в котором осуществляется выбор одного из алгоритмов параметрической оптимизации по заданной целевой функции оптимизации параметров и запуск процесса оптимизации.

Пульт управления осуществляет установку начальных значений варьируемых параметров из диапазона их возможных значений.

Сущность предлагаемого способа повышения качества канала передачи данных в системе IPTV заключается в том, что для обеспечения автоматического поддержания логарифмического коэффициента битовых ошибок, превышающего запас устойчивости системы цифрового телевизионного вещания IPTV, позволяющего достичь цель изобретения, настройку параметров системы IPTV осуществляют устройством управления, содержащим алгоритм параметрической оптимизации канала передачи данных на заданные критерии качества канала передачи данных, включающие запас устойчивости по логарифмическому коэффициенту битовых ошибок, в несколько шагов: формулируют целевую функцию оптимизации параметров канала передачи данных, выбирают метод оптимизации канала передачи данных по заданной целевой функции оптимизации параметров канала передачи данных в алгоритме управления параметрами канала передачи данных, запускают процесс оптимизации, анализируют полученные результаты и, в случае, если значения одного или нескольких параметров совпали с их пределами, изменяют пределы изменения параметров и повторяют процесс оптимизации; процесс параметрической оптимизации канала передачи данных повторится автоматически, если логарифмический коэффициент битовых ошибок достигнет границы запаса устойчивости при изменении параметров канала передачи данных во время ТВ вещания.

Устройство, используемое в способе повышения качества канала передачи данных в системе IPTV по коэффициенту BER в режиме ТВ вещания, характеризуется тем, что для обеспечения автоматического поддержания логарифмического коэффициента битовых ошибок, превышающего запас устойчивости системы цифрового телевизионного вещания IPTV, позволяющего достичь цель изобретения, дополнительно размещены датчики параметров 1∂, 2∂, 3∂, …, (n-1)∂, n∂ канала передачи данных 1, соединенные с помощью компьютерных линий связи со входами многоканального индикаторного приемника 6, другие входы приемника соединены с датчиком скорости передачи данных V∂ и выходом преобразователя коэффициента битовых ошибок 5, который осуществляет преобразование коэффициента битовых ошибок в логарифмический коэффициент битовых ошибок; вход преобразователя коэффициента битовых ошибок 5 соединен с выходом блока вычисления коэффициента битовых ошибок BER 2, второй выход преобразователя коэффициента битовых ошибок 5 соединен со входом пульта управления 3, который осуществляет установку начальных значений варьируемых параметров из диапазона их возможных значений; выход пульта управления 3 соединен со входом многоканального устройства управления параметрами канала передачи данных 4, в котором осуществляется выбор одного из алгоритмов параметрической оптимизации по заданной целевой функции оптимизации параметров и запуск процесса оптимизации.

Устройство (фиг. 1), используемое в способе повышения качества канала передачи данных в системе IPTV, работает следующим образом.

В канале передачи данных имеются аппаратные и программные средства, позволяющие передавать информацию от передатчика приемнику, обеспечивать контроль качества элементов системы с помощью соответствующих датчиков и управление ее параметрами устройством управления, соединенным с пультом управления. Прием и обработка информации от датчиков параметров, измерителя скорости передачи данных и от преобразователя коэффициента битовых ошибок осуществляется в многоканальном индикаторном приемнике. Результаты измерений выводятся на монитор приемника.

Для комфортного визуального анализа результатов измерений коэффициент битовых шибок BER преобразован в логарифмический коэффициент битовых ошибок K_BER=lg(1/BER). Монитор индикаторного приемника позволяет визуально оценить качество вещания в системе IPTV по логарифмическому коэффициенту битовых ошибок и скорости передачи информации, контролировать значения пределов варьируемых параметров, а также текущие значения параметров канала передачи данных, полученные в результате оптимизации.

Рассмотренный принцип работы блок-схемы устройства (фиг. 1), реализующий предложенный способ повышения качества канала передачи данных в системе IPTV по коэффициенту битовых ошибок BER в режиме ТВ вещания, изложенный выше, позволяет сделать следующие выводы:

- предложенный способ повышения качества канала передачи данных в системах IPTV по коэффициенту битовых ошибок BER в режиме ТВ вещания является новым, явно не следует из уровня техники, имеет изобретательский шаг, т.к. добавлены новые стадии: формирование целевой функции, применение оптимизации параметров канала передачи данных, автоматическое поддержание устойчивости системы IPTV;

- предложенное устройство является также новым и имеет изобретательский шаг, т.к. использованы новые элементы и их связи: датчики параметров канала передачи данных 1, блок вычисления коэффициента битовых ошибок 2, пульт управления 3, устройство управления 4, преобразователь коэффициента битовых ошибок 5, многоканальный индикаторный приемник 6;

- предложенные способ и устройство промышленно применимы и осуществимы, позволят повысить качество и устойчивость работы систем IPTV благодаря автоматизации устранения причин, вызывающих увеличение битовых ошибок в канале передачи данных.

ЛИТЕРАТУРА

1. Карякин В.Л., Карякин Д.В., Морозова Л.А. Способ оценки качества канала передачи данных в системе IPTV по коэффициенту BER в режиме ТВ вещания и устройство для его осуществления. Патент №2595945, РФ. Патентообладатели: Карякин В.Л., Карякин Д.В., Морозова Л.А. Заявка 2015113424/08; приоритет 10.04.2015; опубликовано 27.08.2016, бюл. №24.

Группа изобретений относится к компьютерным системам и сетям IPTV, предназначенным для цифрового телевизионного вещания. Техническим результатом является обеспечение автоматического поддержания логарифмического коэффициента битовых ошибок, повышающего запас устойчивости системы цифрового телевизионного вещания IPTV. Предложен способ повышения качества канала передачи данных в системах IPTV по коэффициенту битовых ошибок BER в режиме ТВ вещания. Согласно способу настройку параметров системы IPTV осуществляют устройством управления, содержащим алгоритм параметрической оптимизации канала передачи данных на заданные критерии качества канала передачи данных, включающие запас устойчивости по логарифмическому коэффициенту битовых ошибок. Далее, согласно способу, формулируют целевую функцию оптимизации параметров канала передачи данных, выбирают метод оптимизации канала передачи данных по заданной целевой функции оптимизации в алгоритме управления параметрами канала передачи данных. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ повышения качества канала передачи данных в системах IPTV по коэффициенту битовых ошибок BER в режиме ТВ вещания, отличающийся тем, что для обеспечения автоматического поддержания логарифмического коэффициента битовых ошибок, превышающего запас устойчивости системы цифрового телевизионного вещания IPTV, позволяющего достичь цель изобретения, настройку параметров системы IPTV осуществляют устройством управления, содержащим алгоритм параметрической оптимизации канала передачи данных на заданные критерии качества канала передачи данных, включающие запас устойчивости по логарифмическому коэффициенту битовых ошибок, в несколько шагов: формулируют целевую функцию оптимизации параметров канала передачи данных, выбирают метод оптимизации канала передачи данных по заданной целевой функции оптимизации параметров канала передачи данных в алгоритме управления параметрами канала передачи данных, запускают процесс оптимизации, анализируют полученные результаты и, в случае, если значения одного или нескольких параметров совпали с их пределами, изменяют пределы изменения параметров и повторяют процесс оптимизации; процесс параметрической оптимизации канала передачи данных повторится автоматически, если логарифмический коэффициент битовых ошибок достигнет границы запаса устойчивости при изменении параметров канала передачи данных во время ТВ вещания.

2. Устройство, используемое в способе повышения качества канала передачи данных в системе IPTV по коэффициенту битовых ошибок BER в режиме ТВ вещания, включающее средства измерений основных параметров канала передачи данных, в том числе скорости передачи данных; коэффициента битовых ошибок; средства управления параметрами канала передачи данных, отличающееся тем, что для обеспечения автоматического поддержания логарифмического коэффициента битовых ошибок, превышающего запас устойчивости системы цифрового телевизионного вещания IPTV, позволяющего достичь цель изобретения, дополнительно размещены датчики параметров канала передачи данных, соединенные с помощью компьютерных линий связи со входами многоканального индикаторного приемника, другие входы приемника соединены с датчиком скорости передачи данных и выходом преобразователя коэффициента битовых ошибок, который осуществляет преобразование коэффициента битовых ошибок в логарифмический коэффициент битовых ошибок; вход преобразователя коэффициента битовых ошибок соединен с выходом блока вычисления коэффициента битовых ошибок BER, второй выход преобразователя коэффициента битовых ошибок соединен со входом пульта управления, который осуществляет установку начальных значений варьируемых параметров из диапазона их возможных значений; выход пульта управления соединен со входом многоканального устройства управления параметрами канала передачи данных, в котором осуществляется выбор одного из алгоритмов параметрической оптимизации по заданной целевой функции оптимизации параметров и запуск процесса оптимизации.