СООБЩЕНИЕ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ МНОЖЕСТВА УКАЗАННЫХ СООБЩЕНИЙ, СПОСОБ РЕГИОНАЛИЗАЦИИ КОНТЕНТА (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ РЕГИОНАЛИЗАЦИИ СИГНАЛИЗАЦИИ РЕГИОНАЛЬНОГО БУКЕТА
DATA TRANSMITTING MESSAGE, METHOD OF TRANSMITTING MULTIPLE MESSAGES, CONTENT REGIONALIZING METHOD (VERSIONS) AND METHOD OF REGIONALIZING REGIONAL BOUQUET SIGNALING

Настоящее изобретение относится к области вещания программ телевидения. В частности, изобретение относится к технологиям вещания программ цифрового телевидения в соответствии с версией стандарта наземного телевизионного вещания DVB-T2 (от Digital Video Broadcasting - Second Generation Terrestrial).
Помимо прочих, преимуществом стандарта DVB-T2 над более ранними версиями является возможность организации местного вещания, когда одна или несколько национальных программ, вещаемых на большую территорию, замещается региональными программами, вещаемыми на меньшие территории, или регионы, в рамках большой территории.
Например, для заданного региона можно сформировать и далее вещать один или несколько потоков региональных программ, включающих в себя как собственно региональные программы, так и не подлежащие замене национальные программы. Указанный подход имеет ряд недостатков, таких как дублирование национальных программ в каждом потоке региональных программ, загружающее полосу частот передающего спутника, предварительную загрузку региональных программ в центральный пункт передачи для формирования региональных потоков и т.п.
Альтернативный способ вещания национальных и региональных программ в соответствии со стандартом DVB-T2, а также соответствующее устройство перекомпоновки потока предложены в патенте РФ №2564537 (опубликован 10.10.2015; МПК Н04Н 20/18, H04N 21/236). Известный из патента способ, выбранный в качестве ближайшего аналога заявляемого способа вещания программ цифрового телевидения, основан на создании различных потоков T2-MI согласно стандарту DVB-T2 с использованием технологии туннелей физического уровня, или PLP (от Physical Layer Pipe), описанных в стандарте DVB-T2 и связанных с ним документах, хорошо известных специалисту в данной области техники. Согласно указанному патенту, один поток T2-MI выделяют для национальных программ, а для региональных программ также создают потоки T2-MI. Национальные программы, которые должны быть заменены на региональные программы, изолируют в конкретных туннелях физического уровня. Между различными туннелями согласовывают длительность кадров и размер блоков. Каждый передатчик принимает национальный поток T2-MI и по меньшей мере один региональный поток T2-MI и содержит средства для замены по меньшей мере одного туннеля национального потока T2-MI на туннель регионального потока T2-MI для формирования передаваемого потока T2-MI.
Устройство для перекомпоновки потока в соответствии с указанным патентом РФ №2564537 включает средства приема первого содержащего национальные программы и по меньшей мере одного второго содержащего региональные программы потоков T2-MI, а также средства синхронизации кадров упомянутых первого и второго потоков T2-MI. Национальные программы, подлежащие замене, изолированы в одном или более туннелях физического уровня. Региональные программы также изолированы в туннеле физического уровня. Второй поток T2-MI состоит из кадров, длительность которых равна длительности кадров первого потока T2-MI, а блоки основной полосы частот кадров, образующих второй поток T2-MI, равны по размеру блокам основной полосы частот, образующим первый поток Т2-MI. Устройство также включает средства замены в первом потоке T2-MI блоков основной полосы частот национальных программ, подлежащих замене, на блоки основной полосы частот региональных, предназначенных для региона, для формирования конечного потока T2-MI.
Таким образом, вещание каждой программы осуществляется только один раз между управляющим головным узлом - национальным или региональным, и оконечными передатчиками. При этом ключевым моментом предложенных в патенте РФ №2564537 технических решений для обеспечения вещания цифрового телевидения, включающего национальные и региональные программы, является использование потока формата T2-MI. Этот факт, с одной стороны, позволяет реализовывать заложенные в стандарте DVB-T2 возможности организации подобного вещания, а с другой, влечет за собой ряд недостатков.
Во-первых, известный метод упаковки информации при формировании исходящего транспортного потока T2-MI разрабатывался преимущественно для передачи по интерфейсу ASI (см. раздел 4.3 Protocol stack документа ETSI TS 102 773), что при реализации метода требует создания специальной инфраструктуры передачи данных либо дополнительных преобразований для передачи данных по широко используемым сетям IP, внося избыточность информации при передаче по сетям IP. В соответствии с ISO/IEC 13818-1 каждый пакет TS имеет длину 188 байт, из которых заголовок занимает 5 байт, а под полезную нагрузку отводится оставшееся место. При такой упаковке появляются дополнительные накладные расходы, не считая расходов на передачу информации PSI/SI в соответствии со стандартом DVB-T2. Отказ только от этого шага мог бы дать сокращение «накладных расходов» как минимум на 5%.
Во-вторых, поддержка регионализации в известном методе возможна только путем замены туннелей физического уровня (PLP), что не всегда удобно.
В-третьих, использование T2-MI требует множества преобразований. Так, после формирования полезной нагрузки, набора команд управления и меток времени производят пакетирование сообщений T2-MI в пакеты T2-MI и упаковку пакетов Т2-MI в транспортный поток DVB/MPEG-2 TS согласно ISO/IEC 13818-1. Далее, в зависимости от выбранной среды распространения, производят либо передачу транспортного потока DVB/MPEG-2 TS по интерфейсу ASI, который и был изначально разработан для передачи транспортных потоков MPEG-2 TS, либо, если используются сети IP, последовательно упаковывают транспортный поток DVB/MPEG-2 TS в пакеты RTP согласно IETF RFC 3550, потом в пакеты UDP согласно IETF RFC 768 и, наконец, в пакеты IP согласно IETF RFC 791 или IETF RFC 2460 для передачи по интерфейсу Ethernet.
Задачей настоящего изобретения является разработка и использование нового транспортного потока, далее называемого IP-ΜΙ, состоящего из сообщений, далее также называемых сообщениями IP-ΜΙ, который позволил бы обойти упомянутые недостатки используемого потока T2-MI, а также способов регионализации вещания программ цифрового телевидения и регионализации сигнализации регионального букета, основанных на использовании сообщений IP-ΜΙ, которые давали бы преимущество перед уже известными способами.
Техническим результатом заявляемой группы изобретений является более компактное представление данных вещания программ цифрового телевидения при их передаче через сети, в частности сети IP, возможность непосредственной передачи данных через сети, в частности сети IP, без дополнительных преобразований, возможность использования стандартного оборудования для построения сетей вещания на базе уже имеющихся сетей IP, встроенная в IP-ΜΙ на уровне метаданных поддержка функции регионализации потоков, поддержка регионализации двумя способами - заменой туннелей физического уровня или же объединением суперкадров, снижение стоимости и упрощение инфраструктуры передачи контента.
Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается в заявляемом сообщении, или сообщении IP-ΜΙ, для передачи данных в соответствии со стандартом DVB-T2, в частности вещаемого контента или инструкций для удаленной станции, включающем метаданные и полезную нагрузку, тем, что метаданные содержат транспортные метаданные и идентификационные метаданные, а полезная нагрузка содержит по меньшей мере одно из полезной нагрузки процесса и полезной нагрузки вещания. При этом транспортные метаданные включают данные идентификатора источника сообщения, размещенные в поле идентификатора источника сообщения; данные идентификатора типа сообщения, размещенные в поле идентификатора типа сообщения; данные идентификатора счетчика сообщения, размещенные в поле идентификатора счетчика сообщения; и данные идентификатора длины сообщения, размещенные в поле идентификатора длины сообщения. Идентификационные метаданные включают данные индекса суперкадра, размещенные в поле индекса суперкадра; данные индекса кадра, размещенные в поле индекса кадра; и данные идентификатора туннеля физического уровня (PLP), размещенные в поле идентификатора PLP. Полезная нагрузка процесса включает информацию для обеспечения функции управления регионализацией или функции управления модулятором. Полезная нагрузка вещания включает одно из данных о сигнализации текущего кадра, данных о сигнализации будущего кадра и данных о кадрах основной полосы частот.
На основе указанной структуры сообщения IP-ΜΙ реализуется способ передачи множества таких сообщений, являющийся еще одним объектом данного изобретения и позволяющий решить поставленную задачу с достижением заявленного технического результата. В частности, заявляемый способ передачи множества сообщений IP-ΜΙ включает в себя адаптацию протокола RTP, протокола UDP и протокола IP, в частности протокола IPv4, в котором полезную нагрузку сообщения передают как полезную нагрузку пакетов RTP, а метаданные сообщений размещают в полях заголовка пакетов RTP. Пакеты RTP размещают как полезную нагрузку пакетов UDP, а идентификатор источника сообщения размещают в поле номера порта заголовка пакета UDP. Пакеты UDP размещают как полезную нагрузку пакетов IPv4 и поля заголовка пакетов IPv4 используют для передачи сообщений по сети IP.
Кроме того, указанная структура сообщения IP-ΜΙ позволяет реализовать два варианта регионализации контента - на основе замены PLP и на основе объединения суперкадров, представляющих собой еще два объекта заявленного изобретения.
Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается в заявляемом основанном на замене PLP способе регионализации контента, вещаемого в соответствии со стандартом DVB-T2, за счет того, что способ включает формирование основного букета, состоящего из одного или более основных PLP и передаваемого на удаленную станцию в виде указанных выше сообщений IP-ΜΙ, и формирование дополнительного букета, состоящего из одного или более дополнительных PLP и передаваемого на удаленную станцию в виде сообщений IP-ΜΙ. При этом на удаленной станции посредством модулятора или возбудителя заменяют указанный по меньшей мере один основной PLP на указанный по меньшей мере один дополнительный PLP. Для основного PLP и дополнительного PLP, используемых для выполнения регионализации, обеспечивают одинаковое число кадров основной полосы частот на один DVB-T2 кадр, обеспечивая таким образом одинаковые постоянную скорость передачи дополнительного PLP, используемого для замены основного PLP, и постоянную скорость передачи основного PLP, подлежащего замене.
Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается в заявляемом основанном на объединении суперкадров способе регионализации контента, вещаемого в соответствии со стандартом DVB-T2, за счет того, что способ включает формирование основного потока PLP, составляющего основной букет, содержащего указанные выше сообщения IP-ΜΙ и вещаемого с основным профилем DVB-T2, и формирование дополнительного потока PLP, составляющего дополнительный букет, содержащего сообщения IP-ΜΙ и вещаемого с дополнительным профилем DVB-T2. При этом основной профиль DVB-T2 содержит основной суперкадр, включающий по меньшей мере одну основную часть будущего кадра расширения (основную FEF-часть), а дополнительный профиль DVB-T2 содержит дополнительный суперкадр, включающий по меньшей мере одну дополнительную часть будущего кадра расширения (дополнительную FEF-часть). Кроме того, способ включает объединение на удаленной станции основного суперкадра и дополнительного суперкадра с формированием составного (или композитного) потока DVB-T2, причем дополнительный профиль размещают в основной FEF-части основного суперкадра, основной профиль размещают в дополнительной FEF-части дополнительного суперкадра и объединяют основной поток PLP и дополнительный поток PLP с формированием регионального потока PLP, вещаемого в виде указанного составного потока DVB-T2.
На основе указанной структуры сообщения IP-ΜΙ также реализуется заявляемый способ регионализации сигнализации регионального букета, вещаемого в соответствии со стандартом DVB-T2. Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата указанный способ регионализации сигнализации регионального букета включает формирование основного букета, состоящего из одного или более основных PLP, и формирование дополнительного букета, состоящего из одного или более дополнительных PLP. Каждый из указанных одного или более основных PLP несет таблицы сигнализации для информирования ресиверов (или приемников, оконечного оборудования, например телевизоры, ТВ-приставки, ТВ-тюнеры и т.п.) о вещаемом контенте в текущем основном PLP и в других основных PLP, и основной букет передают на удаленную станцию в виде указанных сообщений IP-ΜΙ. Каждый из указанных из одного или более дополнительных PLP несет таблицы сигнализации для информирования ресиверов о вещаемом контенте в текущем дополнительном PLP после регионализации согласно любому из указанных выше способов регионализации контента, вещаемого в соответствии со стандартом DVB-T2, и в других дополнительных PLP после регионализации согласно любому из указанных выше способов регионализации контента, вещаемого в соответствии со стандартом DVB-T2. При этом дополнительный букет передают на удаленную станцию в виде сообщений IP-ΜΙ. На удаленной станции, после указанной регионализации контента, посредством модулятора или возбудителя заменяют сигнальные таблицы основных PLP сигнальными таблицами дополнительных PLP.
Заявляемые сообщение IP-ΜΙ, способ передачи таких сообщений и способ регионализации контента, основанный на замене PLP, предлагается использовать как альтернативу средствам и методам, описанным в технической спецификации ETSI TS 102 773 «Digital Video Broadcasting (DVB); Modulator Interface (T2-MI) for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)». Заявленные технические решения являются дальнейшим развитием известных сообщений и соответствующих способов и имеют ряд существенных отличий, направленных на оптимизацию трафика при использовании IP среды в качестве каналов связи между источником сигнала (шлюзом IP-ΜΙ) и телевизионными модуляторами. Предлагаемая структура сообщения IP-ΜΙ позволяет реализовать способ регионализации контента, основанный на объединении суперкадров, а также способ регионализации сигнализации регионального букета.
Одним из ключевых отличий предлагаемых технических решений от известных из уровня техники является формат заявленных сообщений IP-MI, формирующих поток данных в соответствии со стандартом DVB-T2, в частности, особая структура метаданных. Использование новой структуры сообщений позволяет не только более компактно представить данные, передаваемые, например, через сети IP, что немедленно влечет за собой увеличение объема передаваемой полезной информации, но и реализовать регионализацию контента неизвестным ранее способом - объединением суперкадров, а также впервые реализовать регионализацию сигнализации регионального букета. Кроме того, в полезной нагрузке сообщения IP-ΜΙ может быть предусмотрено размещение полезной нагрузки процесса, которая включает информацию для обеспечения функции управления регионализацией.
Используемый в настоящее время формат сообщения T2-MI не предусматривает наличия указанных выше особенностей формата сообщений IP-MI, что приводит к необходимости промежуточной переупаковки сообщений T2-MI для каждого действия на пути следования сообщений от их создания до доставки модулятору.
Очевидно, что формат сообщения T2-MI повышает требования, предъявляемые как к используемому оборудованию, так и сети передачи контента. Например, для передачи потока, состоящего из сообщений T2-MI, необходимо упаковать его в DVB/MPEG-2 TS, снабдив необходимыми таблицами DVB (в которых указать, что это поток данных), при этом поделив пакет T2-MI на части 183 или 184 байта. К каждой из таких частей добавляют заголовок MPEG TS пакета длинной 4 байта. Если внутри MPEG TS пакета встречается «стык» двух пакетов T2MI, добавляют еще 8-байтный указатель начала другого пакета. Далее, полученные 188-байтные части упаковывают по семь в пакет RTP (указывая в поле «тип нагрузки», что это поток типа DVB/MPEG-2 TS), добавляют заголовок UDP, добавляют заголовок IP (в поле «тип нагрузки» указывают, что это пакеты UDP/RTP) и только потом отправляют по сети IP.
В случае же передачи по сети IP пакетов из сообщений IP-ΜΙ метаданные сразу помещаются в поля заголовков RTP и UDP, а полезная нагрузка помещается в поле полезной нагрузки пакета RTP. При этом, поскольку максимальная длина RTP пакета ограничивается только протоколами нижележащих уровней (в частности, при передаче по UDP поверх IPv4 это до 1456 байт), упаковка получается более эффективной.
Далее изобретение более подробно поясняется со ссылками на прилагаемые фигуры.
На фиг. 1 приведена структура IP-ΜΙ сообщения, упакованного в RTP/UDP/IP пакет.
На фиг. 2 приведена схема реализации функции регионализации путем объединения супер-фреймов.
Сообщение IP-ΜΙ согласно настоящему изобретению предназначено для передачи данных в соответствии со стандартом DVB-T2. Этими данными, в частности, может быть вещаемый контент. Также ими могут быть инструкции для удаленной станции, например удаленного модулятора, что обеспечивает универсальность предлагаемого формата сообщения IP-ΜΙ. Сообщение состоит из метаданных (также метаданных IP-ΜΙ), несущих необходимую для идентификации и передачи сообщения информацию, и полезной нагрузки (также полезной нагрузки IP-MI).
Метаданные IP-ΜΙ, определяющие информацию, необходимую для передачи сообщения IP-ΜΙ в сети, определяются в рамках данной заявки как транспортные метаданные и включают в себя данные идентификатора источника сообщения, данные идентификатора типа сообщения, данные идентификатора счетчика сообщения и данные идентификатора длины сообщения. Указанные данные размещаются в соответствующих полях, а именно в поле идентификатора источника сообщения, поле идентификатора типа сообщения, поле идентификатора счетчика сообщения и поле идентификатора длины сообщения.
Данные идентификатора источника сообщения определяют источник сообщения IP-ΜΙ в сети: это либо поток IP-ΜΙ, распространяемый в основной сети, либо поток IP-ΜΙ, распространяемый в дополнительной сети. При упаковке сообщения IP-ΜΙ данные идентификатора источника сообщения помещают в заголовок пакета RTP, несущего в себе полезную нагрузку IP-ΜΙ, и далее в заголовок пакета UDP.
Данные идентификатора типа сообщения предназначены для определения типа полезной нагрузки IP-ΜΙ, такого как кадр основной полосы частот, сигнализация текущего кадра, сигнализация будущего кадра, команды управления модулятором, команды управления регионализацией.
Данные идентификатора счетчика сообщения предназначены для нумерации сообщений IP-ΜΙ в потоке IP-ΜΙ. При упаковке сообщения IP-ΜΙ данные идентификатора счетчика сообщения помещают в заголовок пакета RTP, несущего в себе полезную нагрузку IP-MI.
Данные идентификатора длины сообщения предназначены для определения длины полезной нагрузки IP-ΜΙ сообщения IP-ΜΙ. При упаковке сообщения IP-MI данные идентификатора длины сообщения помещают в заголовок пакета RTP, несущего в себе полезную нагрузку IP-MI.
Метаданные IP-ΜΙ, определяющие информацию, необходимую для идентификации той части сигнала Т2, к которой относится полезная нагрузка IP-MI, определяются в рамках данной заявки как идентификационные метаданные и включают в себя данные индекса суперкадра, данные индекса кадра и данные идентификатора туннеля физического уровня (идентификатора PLP). Указанные данные размещаются в соответствующих полях, а именно в поле индекса суперкадра, поле индекса кадра и поле идентификатора PLP.
Данные индекса суперкадра определяют суперкадр Т2, к которому относится полезная нагрузка IP-ΜΙ. При упаковке сообщения IP-ΜΙ данные индекса суперкадра помещают в заголовок пакета RTP, несущего в себе полезную нагрузку IP-MI.
Данные индекса кадра определяют кадр Т2 суперкадра Т2, к которому относится полезная нагрузка IP-ΜΙ. При упаковке сообщения IP-ΜΙ данные индекса кадра помещают в заголовок пакета RTP, несущего в себе полезную нагрузку IP-MI.
Данные идентификатора PLP определяют туннель физического уровня в кадре Т2 суперкадра Т2, к которому относится полезная нагрузка IP-ΜΙ, когда значение идентификатора типа сообщения соответствует кадру основной полосы частот. При других значениях идентификатора типа сообщения данные идентификатора PLP устанавливаются равными заданному значению. При упаковке сообщения IP-ΜΙ данные идентификатора PLP помещают в заголовок пакета RTP, несущего в себе полезную нагрузку IP-MI.
Полезная нагрузка сообщения IP-ΜΙ содержит полезную нагрузку процесса, или полезную нагрузку вещания, или и то и другое. В свою очередь, полезная нагрузка процесса включает в себя информацию для обеспечения функции управления регионализацией или функции управления модулятором или возбудителем - в зависимости от того, передается ли в сообщении вещаемый контент или инструкция удаленной станции. Полезная нагрузка вещания включает в себя либо данные о сигнализации текущего кадра, либо данные о сигнализации будущего кадра, либо данные о кадрах основной полосы частот.
Полезная нагрузка процесса, включающая информацию для обеспечения функции управления регионализацией, выполняется на удаленной станции, например удаленном модуляторе или удаленном возбудителе, и предназначена для осуществления регионализации контента, вещаемого в соответствии со стандартом DVB-T2, посредством замены PLP или посредством объединения суперкадров, для чего в число ее функций помимо прочих входят соответствующие функции «регионализация посредством замены PLP» и «регионализация посредством объединения суперкадров». Более подробно регионализация указанными способами будет описана ниже.
Полезная нагрузка процесса, включающая информацию для обеспечения функции управления модулятором, предназначена для управления удаленной станцией таким образом, чтобы поставляемый ей региональный сигнал был идентичен сигналу Т2. Указанная полезная нагрузка процесса, включающая информацию для обеспечения функции управления модулятором, передает временную метку Т2, которая используется для определения времени начала распространения суперкадра Т2 и которая должна направляться один раз на кадр Т2.
Данные о сигнализации текущего кадра полезной нагрузки вещания содержат сигнализацию текущего кадра Т2 и соответствуют идентификатору типа сообщения «сигнализация текущего кадра».
Данные о сигнализации будущего кадра полезной нагрузки вещания содержат сигнализацию будущего кадра Т2 и соответствуют идентификатору типа сообщения «сигнализация будущего кадра».
Данные о кадрах основной полосы частот полезной нагрузки вещания содержат кадр T2-PLP основной полосы частот туннеля физического уровня, размещенного в кадре Т2 данного суперкадра Т2, и соответствуют идентификатору типа сообщения «кадр основной полосы частот».
При описании структуры сообщения IP-ΜΙ уже упоминалось, каким образом некоторые поля сообщения упаковываются в поля пакетов. Далее это описано более подробно.
Согласно настоящему изобретению сообщения IP-ΜΙ могут передаваться по любой сети, в том числе по используемому в настоящее время интерфейсу ASI, как это реализовано в T2-MI. Однако авторам изобретения представляется наиболее предпочтительным возможность передачи данных по широко используемым сетям IP. Транспортный поток T2-MI также может быть адаптирован для передачи по сетям IP, однако при этом придется вводить дополнительные преобразования потока, а кроме того, такой поток будет содержать избыточную информацию.
Структура сообщения IP-ΜΙ и транспортный поток IP-ΜΙ лишены этих недостатков. По сути, для передачи множества сообщений IP-ΜΙ предлагается адаптировать известные протоколы RTP, UDP и IP, в частности IPv4, следующим образом.
Прежде всего, сообщения упаковываются в пакеты RTP: полезную нагрузку сообщений IP-ΜΙ передают как полезную нагрузку пакетов RTP, а метаданные сообщений размещают в полях заголовка пакетов RTP (фиг. 1).
Далее, пакеты RTP упаковываются в пакеты UDP. Пакеты RTP размещают как полезную нагрузку пакетов UDP, при этом идентификатор источника сообщения IP-ΜΙ размещают в поле номера порта заголовка пакета UDP.
На последнем шаге пакеты UDP упаковывают в пакеты IP, в частности пакеты IPv4, так что пакеты UDP размещают как полезную нагрузку пакетов IPv4, и поля заголовка пакетов IPv4 используют уже для передачи сообщений по сети IP.
Транспортный поток IP-ΜΙ, полученный таким способом, включает в себя команды управления, информацию о синхронизации по времени и полезную нагрузку.
Как следует из вышесказанного, формирование транспортного потока IP-MI предусматривает пакетирование информации в пакеты IP-ΜΙ с последующей упаковкой в пакеты RTP согласно IETF RFC 3550, UDP согласно IETF RFC 768, IP согласно IETF RFC 791 либо IETF RFC 2460, и последующей передачей либо по интерфейсу Ethernet, либо по интерфейсу ASI в соответствии с ETSI EN 301 192. При использовании такого подхода исключается стадия упаковки используемых в настоящее время пакетов T2-MI в транспортный поток DVB/MPEG-2 TS (ISO/IEC 13818-1) для передачи по сетям IP, являющаяся неотъемлемой частью способа вещания национальных и региональных программ в соответствии со стандартом DVB-T2 согласно патенту РФ №2564537.
Помимо указанного ранее сокращения накладных расходов как минимум на 5%, предложенный транспортный поток позволяет «выиграть» еще примерно 10 байт на каждый IP-ΜΙ пакет по сравнению с пакетом T2-MI согласно известному из патента РФ №2564537 решению за счет оптимизации распределения служебной информации в полях протоколов RTP и UDP.
Поскольку в метаданных IP-ΜΙ сохраняется вся значащая информация о сообщении, всегда существует возможность осуществить преобразование из пакета формата IP-ΜΙ в пакет формата T2-MI и обратно. Это предусмотрено для обеспечения совместимости с существующим оборудованием, поддерживающим только интерфейс ETSI TS 102 773.
Как видно из описанной выше структуры сообщения IP-ΜΙ, она обеспечивает передачу информации в виде, удобном для реализации функции регионализации программ. Более того, в отличие от предлагаемого в стандарте DVB-T2 и других известных технических решениях подхода к регионализации на базе замены туннелей физического уровня, в структуре сообщения IP-ΜΙ сразу заложена возможность дополнительно реализовать функцию регионализации на основе объединения суперкадров.
В процессе регионализации осуществляется обновление сигнализации букета программ (таблиц PSI/SI) и агрегация данных букета программ (то есть потоков MPEG2-TS) из основного и дополнительного букетов программ, с формированием регионального букета программ. Заново сформированный региональный букет затем направляется на передатчик DVB-T2 (модулятор или возбудитель) для вещания.
Отметим, что поток или потоки IP-ΜΙ, выделяемые для национальных программ, также могут иметь формат потока T2-MI, поскольку, как отмечалось выше, существует возможность преобразования пакета формата T2-MI в пакет формата IP-ΜΙ. Это предусмотрено для обеспечения совместимости с сетью национальных программ, построенной на используемом в настоящее время оборудовании, поддерживающем только интерфейс ETSI TS 102 773.
Построение регионального букета на каждом передатчике региона подразумевает два особых процесса:
- на уровне букета: обеспечение условия, когда каждый поток TS, получаемый от основного и дополнительного участников регионализации, включает необходимые таблицы сигнализации для информирования передатчиков обо всех программах, включенных в заново сформированный региональный букет;
- на уровне интерфейса модулятора: обеспечение условия, когда каждый элемент заново сформированного регионального букета идентично доставляется для модуляции на каждый передатчик, обслуживающий регион.
Для формирования регионального букета на каждом передатчике региона необходимо осуществить процессы регионализации сигнализации букета и регионализации полезной нагрузки букета.
Регионализация сигнализации букета осуществляется следующим образом.
Региональный букет формируют посредством агрегирования каждого потока TS, доставленного основным участником и дополнительным участником, причем каждый отдельный поток TS должен нести необходимые таблицы сигнализации PSI/SI для информирования приемников о контенте «текущего» и «других» потоков.
Регионализатор обновляет таблицы сигнализации основного букета с помощью данных, предоставляемых таблицами сигнализации дополнительного букета. Для обеспечения этого процесса в процессе генерации букета применяются следующие ограничения:
- основной участник должен обеспечивать таблицы сигнализации основного букета каждому дополнительному участнику;
- каждый поток TS основного букета должен включать число нуль-пакетов (NULL packets), необходимых для размещения таблиц сигнализации потоков данных, полученных от дополнительного участника (то есть будущих «остальных» таблиц сигнализации);
- дополнительный участник должен обеспечивать таблицы сигнализации, описывающие будущий региональный букет. Соответственно, указанные таблицы должны включать таблицы основного букета, обозначаемые (сигнализируемые) как «другие», и таблицы дополнительного букета, сигнализируемые как «текущие»;
- регионализатор заменяет (подставляет) таблицы сигнализации основного букета таблицами сигнализации дополнительного букета и управляет для каждого потока MPEG2-TS будущего регионального букета статусом таблиц («текущий» или «другой»).
Когда запущена регионализация, процедура формирования сигнализации букета выполняется вне зависимости от способа, которым осуществляется регионализация полезной нагрузки букета.
Регионализация полезной нагрузки букета осуществляется следующим образом.
Нагрузка конечного, регионального букета формируется как результат агрегирования потоков MPEG2-TS, доставляемых в виде потоков PLP, обеспечиваемых основным участником и одним дополнительным участником.
Стандарт DVB-T2 определяет, что каждый приемник Т2 должен осуществлять демодуляцию по меньшей мере одного PLP и одного общего PLP. Соответственно, каждый участник формирования букета должен управлять отображением каждого потока TS на букет в определенном PLP и связанной генерацией результирующей сигнализацией Т2.
Стандарт DVB-T2 также определяет, что сигнал Т2 - это поток кадров Т2 с временным разделением (Time Division Multiplex (TDM) of T2-Frames), образующий суперкадр. Соответственно, каждый участник формирования букета должен управлять генерацией потока IP-ΜΙ сообщений, позволяющих построить сигнал Т2 (то есть PLP, сигнализацию, кадр Т2, суперкадр Т2) на передатчике.
Далее, стандарт DVB-T2 допускает функционирование в одночастотной сети. Соответственно, каждый участник букета должен генерировать требуемые средства управления, используя соответствующие сообщения IP-ΜΙ для управления региональной передачей в одночастотной сети. Таким образом, возникает непременное условие: каждый передатчик, обслуживающий регион, излучает строго идентичный Т2-сигнал.
Для регионализации полезной нагрузки букета в настоящей заявке предлагаются два способа - на основе замены туннелей физического уровня и на основе объединения суперкадров.
Предлагаемый способ регионализации контента, вещаемого в соответствии со стандартом DVB-T2, реализуемый заменой туннелей физического уровня (PLP), основан на создании различных потоков сообщений IP-ΜΙ с использованием технологии туннелей физического уровня - основных букетов и дополнительных букетов, и последующей замены PLP основного букета на эквивалентный PLP дополнительного букета. В данном способе используются метаданные, идентифицирующие кадр основной полосы частот любого PLP, чтобы локализовать и затем заменить кадры основной полосы частот основного потока IP-ΜΙ на кадры основной полосы частот дополнительного потока IP-MI.
Для этого формируют основной букет программ, или просто основной букет (или национальный поток IP-ΜΙ), состоящий из одного или более основных PLP, и передают его на удаленную станцию в виде сообщений IP-ΜΙ. Также формируют дополнительный букет программ, или просто дополнительный букет (или вторичный букет, или региональный поток IP-ΜΙ), состоящий из одного или более дополнительных PLP, который передают на удаленную станцию в виде сообщений IP-ΜΙ. Далее на удаленной станции посредством модулятора или возбудителя заменяют один или несколько основных PLP на один или более дополнительные PLP, таким образом формируя региональный букет программ (или региональный букет, или региональный поток IP-ΜΙ). При этом необходимо обеспечить условие одинакового числа кадров основной полосы частот на DVB-T2 кадр для основного PLP и дополнительного PLP, участвующих в регионализации. Тем самым обеспечивается одинаковые постоянная скорость передачи дополнительного PLP, используемого для замены основного PLP, и постоянная скорость передачи основного PLP, подлежащего замене.
Предпочтительно, чтобы сигнализация Т2, обеспечиваемая основным букетом, использовалась модулятором или возбудителем, а сигнализация Т2, обеспечиваемая дополнительным букетом, игнорировалась модулятором или возбудителем.
Отличием заявленного способа регионализации посредством замены PLP от известных является использование формата сообщений и потоков сообщений IP-MI (вместо формата сообщений и потоков сообщений T2-MI), преимущества которых подробно обсуждались выше.
Предлагаемый способ регионализации контента, вещаемого в соответствии со стандартом DVB-T2, реализуемый посредством объединения суперкадров, основан на следующем.
Согласно версии 1.3.1 стандарта DVB-T2 возможно сформировать составной сигнал Т2 (или просто составной сигнал, или композитный сигнал) на основе двух профилей Т2 (ил и просто двух профилей): базового профиля Т2, или основного профиля Т2 (верхний рисунок на фиг. 2), и облегченного профиля Т2, или дополнительного профиля Т2 (средний рисунок на фиг. 2). Составной сигнал (нижний рисунок на фиг. 2) для вещания получается путем встраивания каждого из профилей Т2 в часть будущего кадра расширения (FEF-часть) другого профиля.
Подразумевается, что при осуществлении регионализации на основе объединения суперкадров каждый букет характеризуется конкретным профилем - основным или дополнительным, имеющим конкретное определение суперкадра.
Суперкадры, несущие букет в конкретном профиле, занимают только часть составного сигнала, а именно:
- суперкадр имеет определенную метку времени (time stamp), соответствующую моменту начала суперкадра;
- суперкадр начинается с кадра Т2, использующего профиль букета;
- суперкадр включает по меньшей мере два кадра Т2 букета определенного профиля;
- суперкадр включает по меньшей мере одну FEF-часть, в которой размещен профиль другого букета;
- суперкадр должен заканчиваться FEF-частью.
В FEF-части суперкадра размещается другой профиль (фиг. 2). Поскольку каждый букет использует определенный профиль, доступные ресурсы передачи распределяются между основным и дополнительным букетами путем наслоения суперкадров, несущих букет. Сигнализация, которая переносится в каждом кадре Т2 суперкадра, позволяет передатчику обрабатывать любой поток MPEG2-TS, предназначенный для вещания, в PLP любого суперкадра составного сигнала Т2.
Способ регионализации на основе объединения суперкадров позволяет распределить ресурсы для передачи между основным букетом и дополнительным букетом посредством настроек суперкадров. Соответственно:
- любое число кадров Т2 может быть назначено для суперкадра, несущего букет, при условии, что ресурс для передачи Т2, назначенный для передачи букета, не израсходован (не исчерпан);
- сигнализация каждого суперкадра должна быть согласована с целью сигнализировать, что FEF-часть суперкадра несет другой профиль Т2, соответствующий другому букету;
- в пределах ресурсов передачи Т2, назначенных для передачи букета, ресурсы разделяются полностью независимо между основным и дополнительным букетами в отношении числа PLP (числа потоков MPEG2-TS), числа кадров основной полосы частот в каждом Т2-кадре и т.п.
Как следствие, допускается полная независимость между потоками MPEG2-TS, образующими основной и дополнительный букеты, то есть они могут иметь любую скорость передачи данных.
В контексте регионализации на основе объединения суперкадров кадры Т2, несущие каждый из букетов, имеют разные настройки сигнала. Это свойство позволяет дифференцировать производительность системы для стационарных и нестационарных приемников путем подстройки параметров быстрого преобразования Фурье и плотности пилотного сигнала профиля для целевой ситуации приема.
Ограничения, необходимые для осуществления данного способа регионализации, таковы:
- основной букет и дополнительный букет должны характеризоваться различными профилями Т2 - соответственно основным (базовым) профилем и дополнительным (облегченным) профилем;
- каждый профиль должен быть встроен в FEF-часть другого профиля, что соответствует совершенному наложению суперкадра каждого из профилей или, соответственно, обратному определению суперкадра каждого профиля.
Возвращаясь к регионализации сигнализации регионального букета, вещаемого в соответствии со стандартом DVB-T2, ее можно осуществить с использованием любого из предложенных выше способов регионализации полезной нагрузки (или просто регионализации). При этом формируют основной букет, состоящий из одного или более основных PLP, где каждый из основных PLP несет таблицы сигнализации для информирования ресиверов (или приемников, оконечного оборудования, например телевизоры, ТВ-приставки, ТВ-тюнеры и т.п.), о вещаемом контенте в текущем основном PLP и в других основных PLP, и передают основной букет на удаленную станцию в виде сообщений IP-ΜΙ. Также формируют дополнительный букет, состоящий из одного или более дополнительных PLP, где каждый из дополнительных PLP несет таблицы сигнализации для информирования ресиверов о вещаемом контенте в текущем дополнительном PLP после регионализации согласно одному из способов регионализации, описанных выше, и в других дополнительных PLP после регионализации одному из способов регионализации, описанных выше, и передают дополнительный букет на удаленную станцию в виде сообщений IP-ΜΙ. И далее, на удаленной станции, после указанной регионализации согласно одному из предложенных способов, посредством модулятора или возбудителя заменяют сигнальные таблицы основных PLP сигнальными таблицами дополнительных PLP.
Благодаря использованию сообщений IP-ΜΙ в составе пакетов IP-ΜΙ при передаче данных регионального и национального потока через IP сети устраняется избыточность, свойственная T2-MI протоколу. Кроме того, благодаря использованию IP-ΜΙ появляется возможность производить вставку программ двумя способами: заменой туннелей физического уровня или объединением суперкадров.