在基于IEEE 1394家庭网络上MPEG－2输运流的分配

摘要

在家庭网络上很多类型的用户设备使用例如IEEE1394总线以数字形式彼此连接,对于把数字电视会议摄象机连接到PC,和把DVC设备,例如数字手持摄象机和DV片组,连接到一PC编辑台,协议和内容数据格式已被确定。在一家庭网络上完整的MPEG－2输运流的传输大量地浪费带宽,因为不必分配所有的服务。本发明对于部分MPEG－2输运流在家庭网络,例如i.LINK/IEEE1394家庭网络上的分配提供了一个带有普遍性的可适用的方案。

说明书

本发明涉及在一网络上分配MPEG-2输运流(transport stream)的一种方法和为了在一网络上分配MPEG-2输运流的一个接口设备。特别是，本发明与在一网络上分配部分MPEG-2输运流的方法和接口设备有关。

在家庭网络中很多种用户设备是以数字形式彼此连接，即使用IEEE1394串行总线。对于数字电视会议摄象机连接到PC，对于DVC设备，例如数字手持摄象机(Camcorder)和DV片组(deck)连接到PC编辑站，协议和内容数据格式已经制定出。

在家庭网络中MPEG-2输运流的传输是需要这种流的一设备引起的结果，该流是来自有能力提供这种流的另一设备。对于分配MPEG-2输运流的一家庭网络环境的例子在图21中示出。这幅图表示一基于IEEE1394的家庭网络，它能传送MPEG-2输运流并包含一个具有不同设备连接到那里的一总线系统6。通过这一网络-译码器/显示器设备21可去请求与来自一DVB调谐器20的TV服务对应的流，该调谐器能够接收DVB服务。所提供的这个流将是一完整的充满DVB所定义的服务信息SI的输运流。

另一方面，为了在家庭网络中分配，这个DVB接收器主要地将不需要通过这个完整的输运流。一个显示设备在任意时刻只能不断地观看一种服务，并且一存储设备的数据速率容量，像MPEG-2输运流VCR 26或者MPEG-2输运流非线性存储系统24一样，通常低于完整的输运流数据速率。因此，根据现有技术，在基于IEEE 1394的家庭网络的总线系统6中的带宽是浪费的。

因此，本发明的目的是提供一种在一只传送所选择的业务的网络中分配MPEG-2输运流的方法，也就是提供一种在一网络上分配MPEG-2部分输运流的方法。

而且，本发明的目的是提供一种接口设备以在一网络中生成和分配这种MPEG-2部分输运流。

这些目的在独立的权利要求1、8和12中所定义的那样被实现。

进而本发明较佳实施例被定义在各个从属权利要求中。

根据本发明，一个DVB接收器能够生成一新的输运流，即一部分输运流，它只包含一个新来的数据的一子集，但它适合MPEG-2系统和DVB服务信息。因为这个最新生成的部分输运流适合MPEG-2系统和DVB服务信息，也就是MPEG-2输运流，它们能在任意网络中被分配或被任何设备处理，这个设备具有处理MPEG-2输运流的能力。

用于调整在家庭网络上MPEG-2输运流服务供应所需要的协议不是本发明的主题。本发明也不涉及像用户过量、服务选择冲突的问题，例如来自相同的广播媒体但在不同的多路传输上的用户请求服务，等等。无论使用什么样的协议，本发明应用于IEEE 1394等时通道(isochronouschannel)的内容格式中，它被作为在下文描述的较佳实施例的一个例子。

如果调谐器设备20能够支持多于1个的并行连接，它就能对在基于IEEE 1394家庭网络6中的分离的等时通道上的每一个连接提供数据。然而，很可能是调谐器设备20在一单个等时通道上提供有关A/V服务的比特流。根据接收来自调谐器20的A/V服务的其他家庭网络设备的需求，这个通道的内容和带宽需求被改变。

这样一个DVB调谐器20的例子在图13中示出。它是由1个或多个前端设备2(例如一个用于电缆的设备，一个用于陆地的设备和一个用于卫星接收的设备)组成，接收来自各个广播媒体5的信息，实现媒体特定解调和前向误差校正FEC，恢复处理和分别生成完整的MPEG-2输运流，它通常分别包含几个A/V服务。这些MPEG-2输运流被分发到一家庭网络接口4，它输出完整的输运流多路传输到家庭网络6。所图示的DVB调谐器20不能处理输运流数据内容。

本发明也支持这种调谐器设备20，它或者在每一分离的等时通道中只分配所选择的服务或者在一单个等时通道中提供所有所需求的服务，并且只有那些服务。

从下面本发明具体实施例的详细描述并结合附图本发明将变得很明显，并将会更好地理解它的为数众多的修改和优点，在那里：

图1示出根据本发明的DVB服务选择器的方框图；

图2示出根据本发明的部分输运流生成的过程；

图3详细地示出对于部分输运流一新的节目关联表格PAT的生成；

图4详细地示出对于部分输运流一新的节目变换表格PMT的生成；

图5详细地示出选择信息表格SIT的生成；

图6示出部分输运流生成的级；

图7示出使用在图1中所示的服务选择器中的输运流处理器方框图；

图8示出根据本发明的一组合的DVB服务选择器/译码器方框图；

图9示出根据本发明的一DVB播放器的方框图；

图10示出使用在图9中示出的DVB播放器的输运流生成器的方框图；

图11示出根据本发明的家庭网络输运流处理器的方框图；

图12示出对MPEG-2输运流的一家庭网络环境；

图13示出根据现有技术的一DVB多路传输选择器方框图；

图1示出根据本发明的一DVB调谐器设备1，它能从它的每一个前端设备2即调谐器中选择1个或多个服务，并把这些分配到家庭网络6中的其他设备中。为了实现这个，调谐器设备1可以利用一个连接到所有前端设备2的输运流处理器3生成有效的部分输运流。像在现有技术中一样，这些部分输运流被送到一家庭网络接口4，后者把它们传送到家庭网络6。输运流处理器3或者能把来自进来的MPEG-2输运流的几个服务组合到一个有效的MPEG-2部分输运流中去或者组合成一个一个的。这个过程在下面详细描述。

图2示出在输运流处理器3中完成的部分输运流生成过程。在步骤S1中输运流处理器3等待来自家庭网络6中的另一设备的请求。这种请求能够去传输属于在家庭网络6中被选择的服务的数据流或者停止发送这种流。当然，也可能有一请求仅去修改已经在家庭网络上被传输的数据流的内容。这种情况等于请求在家庭网络上去传输此刻带有所修改的内容的数据流。

如果输运流处理器3接收这样一种请求去传输(或者去修改)在家庭网络中的数据流(这里在步骤S2中决定的)，过程站将前进到步骤S3。在步骤S3中，如果调谐器设备1能够去供给所请求的流，它被成为有效的。在“否”的情况下，该流程转回到S1去，并且输运流处理器3将再次等待来自家庭网络上的另一设备的请求。另一方面，如果在步骤S3中判定调谐器设备1能够供给所请求的流，也就是“是”，流程继续到S4，在那里节目关联表格PAT，节目变换表格PMT，和选择信息表SIT，在新的输运流将要被传输的情况下产生，或在一已经存在的带有改变了内容的输运流将要被传输的情况下修改。此后，在步骤S5中，新的包标识符PID被选择或被加进，PID标识出每一分量流，即应当在家庭网络上被传输的数据包。然后，在步骤S6中，所生成的部分输运流将被输出到家庭网络中。一旦这个过程在步骤S6中已经被启动，它将被继续传输直到输运流处理器3接收到停止发送这个流。或者更改这个输运流的请求。因此，在步骤S6之后，流程将继续返回到步骤S1，在那里输运流处理器3等待来自家庭网络上相同的或另一设备的请求。

如果在步骤S1中接收到一个停止在家庭网络上发送一输运流的请求，这在步骤S7中变为有效。此后，在步骤S8中，输运流处理器3检查是否只有一个输运流被提供给家庭网络。如果是只有一个流被提供给家庭网络的情况，即“是”，流程继续到步骤S9，在那里部分输运流到家庭网络的发送就被停止。此后，流程回到步骤S1。另一方面，如果在步骤S8中确定多于1个的输运流被提供给家庭网络，即在步骤S8中的问题的回答是“否”，则PAT、PMT和SIT表格在步骤S10中被更改，以不再包含对属于被选择服务的数据包的引用。接下来，在步骤S11中将所对应的PID从到家庭网络的传输中删除。然后，在步骤S12中，将排除了现在不再发送的输运流的被更改了的部分输运流输出到家庭网络。这一流程继续返回到步骤S1。

在下面给出了一个例子，当请求一个DVB接收机输出一个服务，例如服务1，该例子是将进入数据多路传输到家庭网络。输运流处理器3分析PAT、PMT、服务描述表格SDT，和事件信息表格EIT，这后两种表格是服务信息SI的一部分，以提供关于在服务1中当前事件的有关信息。

进而，PAT必须被更改以致于在服务1这种情况下它只引用被通过到家庭网络的服务。图3示出对于部分输运流把接收到的PAT变换到新的PAT上。在图3中可以看到在原始的DAT中前面的语法片段被传输，跟随其后的是节目0到6和一个循环冗余校验CRC的校验和。在节目0中网络信息表PID被传输。节目1到6分别传输各个节目变换表格PID1到6。另一方面，所生成的部分输运流PAT只包括一语法片段，节目0和1和新计算出的循环冗余校验CRC的校验和。节目0包含选择信息表表格SIT的PID，这个SIT是一种替换用于记录不包含所有服务的部分输运流的所有SI数据的表格。像在原始的PAT中那样，节目1包含节目变换表格PMT PID1。

可以看到更改了的PAT有一个从原始PAT拷贝的一个分量，叫做节目1的分量，并且，另一方面，最新生成的几个分量，即语法片段，在程序0中服务信息表格的PID和循环冗余校验CRC的校验和。

更改了的PMT只涉及正在被传递的服务1的那些分量流。图4示出从对于服务1接收到的包括对多个音频分量流的引用的PMT，到对部分输运流的新的PMT的变换，后者将只包含1个音频流分量，这里是音频1．可以看出，原始的PMT1包含一标题数据部分，一基本流视频PID，基本流音频1到4PID，基本流子标题1PID和基本流子标题2PID和一循环冗余校验CRC的校验和。部分输运流PMT1只包含标题数据部分，基本流视频PID，基本流音频1PID和一最新计算的循环冗余校验CRC的校验和。像在PAT的情况下那样，有些内容是从原始的PAT1拷贝的，像基本流视频PID和基本流音频1PID，并且有些内容是最新生成的，像该段的标题数据和循环冗余校验的校验和。

最新生成的SIT表格将包含从只对服务1的当前事件的SDT和EIT提取的信息，服务图5示出了对于该服务的进入的SDT和EIT表格到生成的SIT的变换。

据图示，原始的SDT包含标题数据部分，一个服务环(包含服务1到6的描述)，和循环冗余校验CRC的校验和。对在实际输运流中的服务1的原始的EIT，当前/下面的内容包含标题数据，和一个包含事件1(它示出当前事件的描述)和事件2(它示出接下来事件的描述符)的事件环，和一循环冗余校验CRC的校验和。另一方面，最新生成的部分输运流SIT包括最新生成的标题数据部分，最新生成的传输信息环，一个服务环(它示出了服务1的所复制的描述符)，和一个最新计算的循环冗余校验CRC的校验和。从原始的SDT和原始的EIT的事件环复制的只是最新生成的服务环的内容。最新生成的部分输运流SIT的所有其他内容都是最新生成的。

在部分输运流的输出期间，输运流处理器3的任务由2个功能组成：

·对于所要求的PID包，对于部分输运流过滤完整的输运流；和

·在所需要的间隔处把新的PSI/SI表格插入到部分输运流中。

图6示出了一个完整的输运流，已过滤了的输运流和最新生成的部分输运流的例子。完整的输运流是由一个接一个的带有不同种类信息的块组成。在所示出的例子中接在V6(节目6的视频块)后面的PMT1表格(引用服务1的节目变换表格)，一V1块(属于服务1的视频块)，一A1块(属于服务1的音频块)，一PAT,一PMT2，等。已过滤的输运流只由V1和A1块组成。在整个服务1被包括在已过滤的输运流中的情况下，PMT1块也可被包含在其中。最新生成的部分输运流是建立在已过滤的输运流的基础上的，并且另外包含最新生成的和引入的PAT、PMT和SIT表格。

在图7中示出了输运流处理器3的方框图。输运流处理器3由PID分析器9组成，它接收进入的MPEG-2输运流并过滤各个输运流。PID分析器9的输出被输入到PID处理器8，在几个进入MPEG-2输运流情况下它被用于组合几个进入的MPEG-2输运流，然后去保证在最新生成的输运流上对于不同的服务同样的PID不存在两次。PID处理器8的输出是被引向一输运包引入器11，它用于通过引入最新生成的PAT、PMT和SIT表格去最后生成1个或多个部分输运流，并且输出1个或多个MPEG-2部分输运流。为了生成新的表格输运流处理器3包含一PSI/SI译码器7，它能接收所有进入的MPEG-2输运流，并从进入的PSI/SI表格中提取有关的信息和使有关信息作用到PSI/SI生成器10，后者用上面描述过的方式生成新的表格并把它们送到输运包引入器11。

进入的服务通过广播媒体被传送，媒体可能是卫星、电缆、陆地或其他。DVB服务选择器1的前端方块2实现媒体特定的解调和前向误差校正FEC，恢复过程。它们每一个都输出一完整的MPEG-2输运流，其中特别包含几个A/V服务。这些完整的MPEG-2输运流被TS处理器3接收。这里，PSI/SI译码器7分析PAT,PMT和来自SI的SIT和EIT表格，以提取关于当前所选择的事件，例如服务1的相关信息。另一方面，PID分析器9被设置以只让那些属于被选择的服务，例如属于服务1的输运包通过，它包括视频包V1和音频包A1。所有其他输运包都被锁住，在所过滤的输运流中出现时间间隙。在一定情况下，也就是当服务1的所有分量流都被通过到家庭网络时，那么服务1的PMT,PMT1也可无更改的被通过。

新的PSI/SI表格由PSI/SI生成器块10生成并通过到输运包引入器11，后者存储这些表格。当把任意表格插入到部分输运流中是必要的时，受由MPEG-2系统和DVB-SI定义的所需要的重复率的控制，表格被封入输运包中，后者被插入到已过滤的输运流的缝隙中。当下一次插入是必要时，输运包引入器11只必须增加各个输运包的连续计数，不改变输运包的有效负荷。

PSI/SI译码器7继续去监视与正在家庭网络上传输的服务有关的进入的PSI和SI数据。如果一事件的传输发生了并且控制软件没有被告知去停止发送当前的服务到家庭网络，这一情况就被通知到控制软件，它相应地更新插入到部分输运流中的PSI和SI表格。它应用普通的如在ETS 300468所描述的版本编号机制，以通知家庭网络接收器设备改变内容。

作为在家庭网络中的任何设备上一用户动作的结果，调谐器设备1在发送第1个服务的同时。可以接收一请求去发出第2个服务到家庭网络。第2个服务是否到同样的目标家庭网络设备是不重要的，比如一个VCR同时能记录两个服务，或者如果第2个服务是被一不同的设备请求的，例如另一个显示器或者VCR。在两种情况下，调谐器1在相同的等时通道中将加进附加的服务到输运流中，而不打断原有的服务。

现在为了把两个服务发送到家庭网络上去，调谐器通过生成PAT,PMT或SIT的新版本更新部分输运流，与现在出现在家庭网络上的两个服务相对应。每一表格的版本号被递增去通知第1个接收设备，它的部分输运流已经被改变。这些新表格被送到包引入器11。送到第1个接收设备的该服务没有改变，所以它的传输没有方法被打断。被传送的附加的PID被传送到PID分析器9并且新的两个节目的部分输运流被传送到家庭网络。

用这个方法可以把任意数量的服务加到输运流中去。这个数量只受在家庭网络中的可用带宽，以及在现有设备上提供附加的所请求的服务的调谐器的能力的限制，调谐器不能做这个的一个例子是当第2个服务被请求时，该服务在与当前接收的服务不同的一个电缆通道上，而且只有一个电缆前端2存在于调谐器中。

如果调谐器有多于1个的前端设备2和被请求提供包含来自不同的前端设备2的服务的一个部分输运流，有可能出现PID值和/或Program-number(节目_编号)/service-ID(服务_ID)数值冲突。如果出现这种情况，在包含新的输运流和部分输运流被输出到家庭网络上之前调谐器必须修改冲突的数值。除了几个输运流的组合之外，这也是PID处理器的任务。

图8示出了与本地译码相结合的DVB服务选择器1。与在家庭网络上提供的输运流那样，用户能够选择在一个本地连接的显示设备上观察的一个服务，例如模拟TV显示器。在家庭网络上输运流的供应在后台中连续不断，尽可能与本地接收的服务无关。这种类型的设备是类似于常规的DVB STB，带有增加的家庭网络的功能。

本地译码通过译码器12完成，该译码器12被供给来自输运流处理器3的信息，并且把它的译码结果输出到一本地A/V显示器。输运流处理器3现在有一附加任务去把一特定选择的服务转移到译码器12。这个任务通过PID分析器9完成。

图11示出了一个不同类型的输运流控制设备，其没有广播媒体输入，只有一家庭网络接口4。这个家庭网络接口4有一到家庭网络6的双向连接。进而，它又被双向连接到输运流处理器19。整个设备提供处理输运流的能力，这些输运流已经出现在家庭网络6中的等时通道上。这就意味着对一个完整的输运流进行解多路复用和输出所需要的部分输运流回到在不同的等时通道上的家庭网络6中。或者对以不同的形式传送MPEG A/V数据的服务(例如节目或基本流)提供格式变换服务。

当然，设备的实现可以使多于1个或所有以前图示过的设备概念合并在一起。

图9示出了一个可能的DVD播放机的方框图，该播放机被连接到一家庭网络，例如，一个IEEE 1394家庭网络。它包含一个盘存储器媒体20，后者传送像MPEG-2节目流PS那样的实际服务。为了在家庭网络上传输这些内容，必须生成一个部分输运流。因此，根据本发明输运流生成器13被连接到一家庭网络接口4上，后者可以在家庭网络6上传输信息。

在图10中示出了输运流生成器13，进入的MPEG-2节目流被送向一节目流过滤器14，后者把输出传送到PCR生成器17和输运组包器(packetizer)15。输运组包器15也接收PCR生成器17的输出并把它的组包信息输出到输运流多路转换器16，后者也连到PSI/SI生成器18。然后输运流多路转换器把MPEG-2部分输运流输出到家庭网络接口4。

来自DVD盘的源节目流包含几个分量基本流，ES的，一个视频的，和几个音频的，以及小标题流。高级家庭网络协议决定哪个ES分量需要出现在家庭网络的部分输运流中。带宽是为高于源节目流宽度速率而准备的，高到足可以适应分组包和总的输运开销。节目流过滤器14搜索源节目流并只把那些所需要的分量的PS包传到输运组包器15。PS过滤器14也解码节目流包标题，以给PCR生成器17提供系统钟的基准数值。输运组包器15搜索进入的PS包并把每一个PS包分成184字节的单元还加上一个带有预定义的PID数值的输运包标题(MPEG-2系统)，还把这些输运包用于输运流多路转换器16。输运组包器15也把PCR数值(它是根据存在于MPEG-2PS所组包的基本流(PES)标题中的时间标志数值计算出的)以如在MPEG-2系统中定义的所需要的速率插入到包流中。TS多路转换器16插入对部分输运流所需要的PSI和SI表格，像已经描述过的那样。PAT和PMT表格通过单独的输运流生成器13完整地生成，因为它(或较高级软件)决定被使用的PID数值。对于SIT描述符的内容取自有关的DVD文本。输运流多路转换器16也必须监视它的输出比特速率，并把填充包插入到发出的部分输运流中，以保持内容的定时特征。