专利名称：一种利用网络传输的分区广播方法
技术领域：
本发明涉及网络广播技术，尤其涉及一种通过计算机网络传输音频数据的分区广播方法及 其体系结构。
背景技术：
在学校、智能大厦和展览会等环境中，公共广播系统是必不可少的，而在这些地方的不同 目标区域需要同时进行不同内容的广播，来达到分区广播的要求。
传统的模式是由位于广播站的前端播出系统分别连接到各区域的音箱，构成星型结构，施 工麻烦，划分和调整分区就需要调整线路，声音信号无论是釆用电平传输还是功率传输，都存 在传输距离、衰减和干扰等问题。后来发明了基于调频技术的分区广播技术，在一定程度上解 决了分区广播的问题就是采用同轴电缆连接到各目标区域，同时铺设到各目标区域的控制电 缆，前端播出系统把不同区域的广播信号在不同频道上进行调频调制，向同轴电缆网广播；在 各分区，单片机按照控制电缆上传输的控制信息，控制调频收音机模块接收指定频点的调频广 播，通过功放回放。
这种技术需要铺设2种信号线——同轴电缆和串行控制线，布线复杂，覆盖距离受限。同时 对前端播出系统的专用设备要求高，每个分区都需要一个调频调制器对应。
我们把网络技术与分区广播的要求相结合，开发了基于计算机网络的分区广播技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足而提出通过计算机网络实现分区广 播的方法及其体系结构，以及前端播出系统的实现方法。 本发明采用的技术方案如下；
基于计算机网络的分区广播技术包J舌3个主要部分，播出分区广播的前端播出系统，接收分 区广播内容并回放的分区广播终端，以及连接前端播出系统和分区广播终端的计算机网络。
本发明的关键创新在于分区广播的前端播出系统利用计算机网络把数字化的音频流数据传 输到各终端，终端接收到数据后进行回放。
所述的计算机网络的特征在于网络层上釆用TCP/IP协议，包括IPv4和IPv6版本，在这个条 件基础上，能够支持各种物理层和数据链路层的标准和协议。所述的计算机网络可以用各种网 络设备进行连接，包括交换机、路由器和集线器等，来扩展网络的覆盖距离和接口数。所述的 计算机网络如果采f路由器，则路由器应该支持Multicast路由功能。利用网络传输数字化后的育频数掲,珠有传输跪离的限制，而具不存布奪减等问题。
所述的分区广橫的前端播出系统和终端都接入所述的计箅机网络，网络接口釆用接入点的
物瑪環标准和数掲镇路屠协议，并在上两运行TCP/IP协议。
所述的音频数据包搏育频文件，也可以是育频信号经过攀字化处理后的数据
所雄的音频数据可以是非压缩格式的，也可以是压缩编码格式的，其中压缩编码格式包括 但不限于WAY, M 3、 ASF、 midi、 wma、 AAC、 RM等。釆用非压缩格式，对终端的处理能力要求低， 但是占用计算机网络带宽大，在前端播出系统占用的存储空问大对终端的网络吞吐能力要求髙。 釆用压缩格式，能够暴著降低对计算机网络带宽的占用，使可以同时进行的分区广播数更多， 但是对辨端的处理能力要求高。
所述的音频滩黎据传输方律是探照青频滩的正常播放进度，提取出对应的数据，打包后釆 用MuHi叫st方式向计箅机网络进行传幾。每一个分区，传送一个音频流，采用Mul"cast的目 的地址和目的端口来确定。这样对于一个分区，无论包含多少个终端，只需要占用计算机网络 的一路音频流带宽，而计算机网络的带宽能够容纳多个的分区。
所述的分区广橫终端的接收数据是指终端从计算机网络上按照所属的分区对应的 Multicast目的地址和目的端口来接收打包的音频流数据。
所述的终端进行回放过程包括对来自计算机网络的打包音频数据流进行解包，如果是压縮 的音频数据流，则根据压缩格式进行解码，解码后的数据进行变换生成模拟信号，并进行功率 放大驱动喇叭会放出声音。如果是非压縮音频数据流，则直接变换生成模拟信号，并进行功率 放大驱动喇叭会放出声音。
如果前端播出系统和终端都位于一个子网内，不需要进行路由就可以通信，本专利提供第 二种传输方法所述的音频流数据传输方法是按照音频流的正常播放进度，提取出对应的数据， 打包后采用UDPBroadcast方式向网络进行传送。每一个分区，传送一个音频流，采用Broadcast 的目的卯P端口来确定。这样对于一个分区，无论包含多少个终端，只需要占用计算机网络的一 路音频流带宽，而计算机网络的巨大带宽能够容纳非常多的分区。
UDP BroacJcast的传输方式对终端的TCP/IP协议要求较简单，不需要支持Multicast。
图1是基于网络的分区广播组成结构图； 图2是采用Multicast方式进行分区广播的过程分解图； 图3是采用UDP Broadcast方式逬行分区广播的过程分解图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施作进一步的说明
如图l所示，是本发明的组成结构图，分区广播的前端播出系统和终端都通过网络接口接入到计筹机网络中，
计箅机网络可以通过务种网络设备进行运接和扩展，包括交换机，路由器和集线器等，计
箅机网络能够承载TCP/IP协议，包培IPv4和iPve版本。如果前端播出系统和终端不在一个ip 子网中，则连捧它们的路向器或者第三层交换机必须支持twUicAst路由。 图g鑤利用miUtic貼t进行分区广揮的功能框图。
前靖播出系统进行一个分区广播时，读取已经'数字化的音频文件，按照播放速率和顺序提
取数据瑪行打包，然后竭行multic^t播出到计算机网络上，,前端播出系统还可^接收音频信 号，竭行数字化编码处理后，生成的数据进疗打包，然后进行则Uicft"掙出到计算机网络上。
糾Uic貼t貝的IP地袖和目的端口的组合与一个广辑分区唯一对应。
音辦黎据以则ltieast方式在计筹机网络±传输，可以通过交换机、路由雜和集线器等连 接来扩展距离。计算机网络应该具备把分区广禅咖ltica^传输到所有属于该分区的终端的能 力。
配髯钃于这个分区广播的终端对咖lticast进行侦听捧收，侦听的貝的IP地址和目的端口 设定为该分区的multicast目的IP地址和目的端q 。终端接收到指咖lticast后，经过解包、 解码和数模变换等回放处理，生成音频信号。
当改变一个分区广播终端所属分区时，只需要修改其侦听nmUicast的目的IP地址和目的 端口，改为新加入分区对应的目的IP地址和目的端口。
图3是利用UDP broadcast进行分区广播的功能框图，适用于分区广播前端播出系统和各 终端都在计算机网络的一个子网情况，与图2区别在于音频数据播出方式上不同，釆用了 UDP broadcast方式向计算机网络播出音频数据。UDP broadcast的目的IP地址就是该子网的广播 IP地址，不同的广播分区都一样，但是UDP broadcast的目的端口各不相同，以区分不同的分 区。
音频数据以UDP broadcast方式在计算机网络上传输，可以通过交换机和集线器等连接来 扩展距离。计算机网络应该具备把分区广播UDP broadcast传输到所有属于该分区的终端的能 力。
配置蠲于这个分区广播的终端对UDP broadcast进行侦听接收，侦听的目的端口设定为该 分区的UDP broadcast的目的端口。终端接收到指定UDP broadcast后，经过解包、解码和数 模变换等回放处理，生成音频信号。
当改变一个分区广播终端所属分区时，只需要修改其侦听的他P broadcast目的端口，改 为新加入分区对应的目的端口 。
权利要求
1. 一种利用网络传输的分区广播方法，包括分区广播前端播出系统、分区广播终端以及连接前端和终端的计算机网络，其特征在于分区广播前端播出系统把数字化的音频文件数据或把音频信号经过数字化处理后发送到计算机网络上，分区广播终端通过计算机网络接收音频数据，并进行回放，音频文件数据在计算机网络中的发送和接受采用multicast方式和UDPBroadcast方式。
2、 根据权利要求1所述的广播方法，其特征在于，分区广播在计算机网络上釆用TCP/IP 协议传输，TCP/IP协议包括IPv4和IPv6版本。
3、 根据权利要求l所述的广播方法，其特征在于，分区广播前端播出系统能够支持多个分 区，每个分区根据音频数据multicast传输时的目的IP地址和目的端口来区分，或者是按照UDP broadcast的目的端口来区分，分区广播前端播出系统同时发送具有不同目的IP地址和目的端 口的multicast,或者具有不同目的端口的UDPBroadcast,实现对多个广播分区的支持，其中-采用叫lticast技术传输音频数据时，不同的广播分区由multicast的目的IP地址和目的 端口来共同确认，目的IP地址为D类IP地址，要设定分区广播终端接收咖lticast的目的IP 地址和目的端口为其所属广播分区的multicast目的IP地址和目的端口，以接收这个分区的音 频内容；采用UDP广播传输音频数据时，不同的广播分区由广播的目的端口来确认，目的IP地址都 是该子网的广播IP地址，要设定分区广播终端接收目的端口为其所属分区的UDP broadcast的 目的端口，以接收这个分区的音频内容。
4、 根据权利要求l所述的广播方法，其特征在于，分区广播终端被设置或调整到所属的广 播分区，步骤如下通过multicast传输数据时，修改分区广播终端对multicast的接收参数，即目的IP地址 和目的端口，使终端切换到另一个分区；通过UDP broadcast传输数据时，修改分区广播终端对UDP broadcast接收的UDP端口， 使终端切换到另一个分区。
5、 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，分区广播传输音频数据是数字化形式的，所 传输的音频数据是己经数字化后的音频文件，或者是直接对模拟音频信号进行数字化得到的音 频数据。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，音频文件或考是进行数字化处理的音频信号， 均采用压縮编码格式以降低对计算机网络带宽的占用；所釆用的压縮编码格式包括但不限于 WAV、 raidi、 MP3、 ASF、 AAC、咖、WMA格式。
全文摘要
本发明提供一种利用网络传输的分区广播方法，本发明公开了一种利用计算机网络传输音频数据的分区广播的方法，解决了传统分区广播传输距离有限、管理复杂的问题。本发明的方法是在把分区广播前端播出系统和分区广播终端都接入计算机网络，前端播出系统利用multicast或UDP broadcast把数字化的音频数据传输到各终端，并且音频数据可以采用压缩编码格式来降低对带宽的占用。
文档编号H04L29/06GK101414924SQ200810159270
公开日2009年4月22日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者剑 刘, 刘永辉, 伟 季, 卫 崔, 李晓峰 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司