Способ передачи сигналов цифрового телевидения на базе потоков mpeg-ts

Изобретение относится к сфере обеспечения надежности функционирования сетей связи и может быть применено при передаче цифровых телевизионных сигналов. Техническим результатом изобретения является минимизация риска переполнения вещающего буфера. Предложен способ передачи цифровых телевизионных сигналов на базе MPEG-TS, при реализации которого осуществляют вещание UDP-пакетов в IP-сеть, для чего предварительно производят расчет трафика, который необходимо передать в данный момент времени, и задают размер вещающего буфера в соответствии с полученным значением. В том случае, если полученное количество пакетов близко к максимальному объему вещающего буфера или превышает его, часть пакетов перенаправляется на вспомогательный буфер, где всплеск трафика распределяется линейно, после чего передается в сеть.

 

Область техники

Изобретение относится к сфере обеспечения надежности функционирования сетей связи и может быть использовано при передаче цифровых телевизионных сигналов.

Уровень техники

При передаче телевизионных сигналов на базе MPEG-TS активно используются потоки переменной скорости (VBR), так как они позволяют передавать в высоком качестве быстро сменяющиеся динамичные сцены в кино. Одной из проблем, возникающих при передаче таких потоков, является переполнение буфера, возникающее вследствие резкого увеличения предаваемого количества данных (всплеска битрейта).

Для упрощения процесса передачи VBR потоки часто конвертируют в CBR-потоки - и постоянной скорости.

Так, например, из документа WO 0139505 А2 известен способ вещания UDP-потоков в IP-сеть, при реализации которого, VBR-поток преобразуют в поток постоянной скорости CBR. Данный способ заключается во введении в исходный поток нулевых пакетов данных, за счет чего скорость потока выравнивается.

Недостатком данного способа является необходимость последующего извлечения нулевых пакетов при декодировании потока.

Еще одним способом предупреждения переполнения буфера является применение буфера плавающего размера.

Так наиболее близким аналогом предложенного способа передачи телевизионных сигналов является способ передачи видео данных (в том числе в виде UDP-пакетов) по IP-сети, известный из патентного документа СА 2411991 А1. При реализации данного способа буферизация реализуется с помощью буфера, предназначенного для хранения заранее определенного количества данных. Эффективный размер буфера изменяется в зависимости от битрейта, а скорость передачи данных на выходе регулируется путем изменения количества сохраняемых данных.

Однако плавающий буфер также имеет ограничения по размеру и в случае возникновения резких всплесков битрейта может быть переполнен.

Преимуществом предложенного способа является использование дополнительного буфера, на который может быть перенаправлена часть пакетов данных. Кроме того на дополнительном буфере осуществляется линейное распределение перенаправленного трафика, за счет чего снижается верхняя полка битрейта и реализуется более эффективное использование полосы пропускания. Данный процесс не требует ввода в поток нулевых пакетов, что упрощает последующий процесс декодирования.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка способа передачи телевизионных сигналов на базе потоков MPEG-TS, позволяющего осуществлять передачу потоков переменной скорости.

Техническим результатом предложенного изобретения является минимизация риска переполнения вещающего буфера при осуществлении передачи данных.

Раскрытие изобретения

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигаются тем, что передачу телевизионных сигналов на базе транспортных потоков MPEG-TS осуществляют путем вещания UDP-пакетов в IP-сеть. При этом по формуле:

где N_udp - число UDP-пакетов, которое нужно передать при требуемой скорости потока V, выраженной в битах в секунду. L_Mpeg-ts - размер одного MPEG-TS-пакета, N_Mpeg-ts - число MPEG-TS-пакетов, упакованных в один UDP-пакет, Δt - расстояние между MPEG-TS-пакетами в секундах; предварительно производят расчет трафика, который необходимо передать в данный момент времени и задают размер вещающего буфера в соответствии с полученным значением.

В том случае если полученное количество пакетов близко к максимальному объему основного буфера или превышает его, часть пакетов перенаправляется на вспомогательный буфер, где всплеск трафика распределяется линейно, после чего передается в сеть.

Осуществление изобретения

Предложенный способ передачи телевизионных сигналов на базе потоков MPEG-TS заключается в том, что осуществляют вещание UDP-пакетов в IP-сеть. Перед отправкой пакетов производится расчет трафика, который необходимо передать в данный момент времени (исходящий битрейт). Расчет производится, исходя из рекомендованных значений параметров потока DVB MPEG-TS, согласно которым размер пакета должен составлять 188 байт, а расстояние между пакетами MPEG-TS при упаковке 7 MPEG-TS-пакетов в один UDP-пакет не должно превышать 50 мс.

Формула для расчета выглядит следующим образом:

Здесь N_UDP - число UDP-пакетов, которое нужно передать при требуемой скорости потока V, выраженной в битах в секунду. L_mpeg-ts - размер одного MPEG-TS-пакета, N_Mpeg-ts - число MPEG-TS-пакетов, упакованных в один UDP-пакет, Δt - расстояние между MPEG-TS-пакетами в секундах.

Учитывая, что, согласно сказанному выше, L_Mpeg-ts=188 байт, N_mpeg-ts=7, a Δt=50 мс, чтобы передать поток со скоростью, например, 10 Мбит\с основной вещающий буфер должен подстроиться под 10000000*0.050/8*188*7=48 пакетов.

В том случае если полученное количество пакетов близко к максимальному объему основного буфера или превышает его, например, в случае всплеска битрейта, часть пакетов перенаправляется на вспомогательный буфер, где всплеск трафика распределяется равномерно и может быть передан далее, непосредственно в сеть или на основной буфер.

Как следует из описания заявленного изобретения, предложенный способ передачи телевизионного сигнала обеспечивает достижение заявленного технического результата, а именно позволяет минимизировать риск переполнения вещающего буфера при осуществлении передачи данных за счет изменения его размера в соответствии с требуемой скоростью передачи данных, а также за счет применения вспомогательного буфера.

Проведенный анализ показывает, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим для промышленного осуществления изобретения, а в совокупности они позволяют достичь заявленного технического результата.

Таким образом, в разделах «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения» было показано, что все общие и частные признаки предложенного устройства являются существенными и в совокупности удовлетворяют критерию патентоспособности «новизна». В разделе «Осуществление изобретения» было показано, что заявленное изобретение технически осуществимо, позволяет решать поставленные изобретательские задачи и уверенно достигать требуемого технического результата при его (изобретения) использовании, что свидетельствует о промышленной применимости предложенного устройства. Исходя из сказанного выше, мы считаем, что заявленный способ передачи телевизионных сигналов на базе транспортных потоков MPEG-TS удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Способ передачи телевизионных сигналов на базе транспортных потоков MPEG-TS, заключающийся в том, что осуществляют вещание UDP-пакетов в IP-сеть, для чего предварительно производят расчет трафика, который необходимо передать в данный момент времени, и задают размер основного вещающего буфера в соответствии с полученным значением; и отличающийся тем, что расчет трафика осуществляется по формуле:

где N_UDP - число UDP-пакетов, которое нужно передать при требуемой скорости потока V, выраженной в битах в секунду. L_MPEG-TS - размер одного MPEG-TS-пакета, N_MPEG-TS - число MPEG-TS-пакетов, упакованных в один UDP-пакет, Δt - расстояние между MPEG-TS-пакетами в секундах;

а том случае, если полученное количество пакетов близко к максимальному объему основного вещающего буфера или превышает его, часть пакетов перенаправляется на вспомогательный буфер, где всплеск трафика распределяется равномерно, после чего передается в сеть.