专利名称：：一种高速并行接收数据及处理的方法及系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及嵌入式
技术领域：
，尤其涉及数字电视系统中，嵌入式终端平台通过同轴电缆，具体涉及一种高速并行接收数据及处理的方法及系统。
背景技术：
：随着国家三网融合战略的推进实施，基于双向有线电视网的互动电视业务的也在不断发展，用户在电视平台上对于互联网的依赖性有所增加，因而终端平台对于数据下行速率的需求也越来越高。如今，接入下行速率不足已经成为数字电视业务发展所需解决的问题，也是影响用户体验的主要因素之一。对于数字电视终端平台，如果采用IP网接入方式，对于4MADSL宽带，下行速率只有4Mbps，采用尚在测试阶段的ADSL2+的方式接入，下行速率也仅能够稳定在8Mbps左右。然而，高清互动电视的直播业务通常采用MPEG-2编码格式，码率大约在20-25Mbps。采用H.264编码，码率也在7Mbps左右。基于现有网络结构，采用IPQAM设备可达到很高的数据接入速率。IPQAM(IPQuadratureAmplitudeModulator)是一种边缘调制设备，通常用于有线电视网的双向改造。IPQAM能够将IP输入的数据流通过重新复用在制定的节目流中，再进行QAM调制和频率变换，输出射频信号，通过同轴电缆发送给用户终端平台。同轴电缆也是数字电视系统中的常用传输通道，通道容量较大，前期投入小。采用64QAM调制方式，单通道下行速率最高可达38Mbps，网络安全性能高，QoS有保障。然而，面对互动电视业务日新月异的发展，以及用户对海量高速下载业务的潜在需求，采用现有单通道技术(即目前主要采用的是一路码流通过IPQAM下载，在终端由单TUNER来锁频，解调后由主芯片来进行数据接收)的下行速率仍难以满足高清影片的快速下载需求。现有技术广播电视双向化的网络的边缘部分的结构如图l_a所示。其中IPQAM属于双向化网络的边缘设备，但是这种网络目前存在的缺陷为区域用户的终端下载速率较低，因此难以满足高清影片等大数据量的快速下载，用户等待时间较长，用户体验较差。因此，为改善人机交互体验，终端(如机顶盒)接收网络数据的速率仍需更大的提升空间。
发明内容本发明的目的在于，为克服现有技术中从边缘设备到用户终端的带宽不够的问题，从而提供一种高速并行接收数据及处理的方法及系统。为实现上述目的，本发明提供一种高速并行接收数据及处理的方法，该方法用于实现广播电视双向化网络系统的边缘设备到嵌入式终端的高速数据下载，所述方法包含如下步骤1)融合通道服务器将输入其内部的数据进行封装，并将封装后的数据拆分为N个部分，通过多个UDP端口并行发送至IPQAM设备，其中2;其中，除了ts节目不能进行拆分(直接进入Player的ts节目，终端一般看不到buffer)，经过融合通道服务器ccgw由虚拟网卡上行的视频流也是可以进行拆分/拼装的，封装方式可能是ts/udp，ts/rtp/udp等2)IPQAM设备通过同轴电缆将多路数据分别在多个频点同时并行发送至用户终端平台；3)嵌入式终端平台通过多高频头射频信号接收板接收多路并行的射频数据，并存放在终端平台的缓冲区中；4)嵌入式终端平台在缓冲区中对接收的数据经过解复用，然后再将解复用后的数据从缓存区中传输到数据处理模块力)数据处理模块完成下行数据的拼接或相应处理，还原发送端发送的数据；其中，所述融合通道服务器输入端与流化服务器设备的输出端相连，其输出端与IPQAM的输入端相连。上述技术方案中，所述输入的数据类型为私有数据，可能是视频流、音频流或其他类型的文件(对融合通道服务器来说，所有Udp/ip进入的数据都可视为是私有数据，包括音视频)；数据封装采用多协议封装，其中融合通道服务器没有直接推视频的功能，这些视频都是由流化服务器(HFC或媒体服务器)下发的。视频流下行过程流化服务器将视频封成udp发到融合通道服务器，融合通道服务器再将数据首先封成mpe，再封TS包最后再封成一层udp，发到IPQAM设备。所述私有数据的封装流程包含如下步骤步骤201，融合通道服务器对从HFC光站或EPON输入其内部的私有数据采用多协议封装方式进行封装；步骤202，融合通道服务器依据包序号交错的方式，将封装后的数据拆分为N个部分，其中数据拆分后，对每一部分数据，还需分割MPEPDU，将其作为TS数据包的载荷，以实现在同轴电缆上的传输；其中N>2；步骤203，将1-7个TS数据包封装为1个UDP数据包，多路数据UDP包通过IP网高速并行发送至IPQAM。所述多协议封装的数据包头部包含数据包ID标识、当前数据包序号、最终数据包序号、数据包长度和CRC校验字段。上述技术方案中，所述步骤2进一步包含如下步骤步骤301，IPQAM设备通过内部的映射表，对多个UDP包进行解封装，解析分离出SPTS码流，把SPTS流复用成多节目传输流MPTS，IPQAM再重新映射PID，生成节目组合表PAT表和节目映射表PMT；步骤302，IPQAM设备对多路数据流分别进行QAM调制，多路数据流分别调制到多个频点上，调制的多个频点上的射频RF信号通过同轴电缆输出，并行下发至用户终端平台。上述技术方案中，所述步骤4进一步包含如下步骤步骤501-1，经过解复用，从经过更新的节目组合表PAT和节目映射表PMT中解析出数据流相关信息，该相关信息包含节目号和PID信息；步骤501-2，对节目特定信息进行提取和分析，根据节目组合表PAT的Section结构找到所有的节目号和各节目号所对应的PMTPID；步骤501-3，分别对每一个节目进行如下操作根据该节目的PMTPID得到PMT表中对应节目号的kction，按照PMTSection的结构进行分析，进而找到所有该节目的基本流PID值进行保存；步骤501-4，多路经过解复用的数据流并行地从缓存区中传输到多个独立的PID过滤器缓存，准备进行过滤。可选的，当终端平台为BrOadCOm7405平台时，所述步骤501_4采用表过滤的二级模型，即当过滤PSI/SI时，系统指派一个一级过滤PIDchannel，并同时分配二级过滤DMAchannel；每个DMAchannel均包含若干过滤规则，只有符合过滤规则的数据，才能由一级过滤送往二级过滤，并最终在DMAmessagebuffer中缓存起来；第一级过滤的对象为PID；第二级过滤的对象为MPESection的头部12个字节。基于上述方法本发明还提供一种高速并行接收数据及处理的系统，包含广电中心机房、广电前端机房、HFC光纤网络、HFC光站或EPON，IPQAM设备、同轴电缆及若干属于区域用户，其特征在于，所述系统还设置一边缘设备融合通道服务器，用于将RTP、UDP或IP包，封装成为MPE包，然后按照DVB标准发送给IPQAM，且该融合通道服务器位于流化服务器设备和IPQAM设备之间；所述IPQAM设备通过同轴电缆将多路数据分别在多个频点同时并行发送至用户终端平台；所述用户终端还包含一多高频头射频信号接收板接收、一解复用单元和一拼接处理单元；其中，所述多高频头射频信号接收板接收用于同时接收IPQAM设备发送的多路数据；所述解复用单元用于对多节目TS流MPTS中的所感兴趣的单节目流通过音视频等PID进行过滤，得到该节目的数据流；所述拼接单元用于根据相应的数据拆分原理将数据流进行相应的拼接组装。上述技术方案中，所述私有数据的封装流程如本发明提供的方法中描述的封装方法。所述IPQAM将多路数据分别在多个频点同时并行发送至用户终端平台的步骤同本发明提供的方法中描述的步骤。所述解复用的步骤也如同本发明提供的方法中描述的解复用的步骤。与现有技术相比，本发明的优势为本发明增加了与边缘设备IPQAM相连的融合通道服务器，还提供了一种针对改进后的系统的高速接收数据包的方法，从而提供一种嵌入式终端系统高速接收下行数据流的方法，以解决现今下行速率不足的问题。本发明整体提高下行速率，包括从发送前端和接收端。由此可见，本专利给出了一种基于IPQAM的并行高速数据下载的方法，可大大提高数据的下行速率，有效提高互动电视业务用户体验。图Ι-a为现有技术的广播电视双向化的网络的结构示意图；图Ι-b是本发明的广播电视双向化的网络的结构示意图；图2-a是本发明的基于MPE方式封装得到的数据包示意图；图2_b是本发明的系统的工作流程示意图；图2-c是本发明的融合通道服务器对私有数据的封装流程图；图3本发明的融合通道服务器下发数据至终端平台；图4本发明的终端平台前端从多频点接收下行数据流程图；图5本发明的终端平台数据解析流程图；图6本发明的二级表过滤模型示意图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施方式对本发明的内容作进一步详细描述。本发明提供一种针对嵌入式终端高速接收下行数据流的方法及系统。本发明提出的一种实现嵌入式终端系统高速并行接收数据以及进行处理的方法，实现该方法所需的系统包括融合通道服务器，IPQAM以及用户终端。实现的过程为，融合通道服务器将下行数据封装为数据包，并将数据包拆分为多个部分，通过IP网并行发送至IPQAM。IPQAM将数据包通过多个频点发送至用户终端。在用户终端上，通过配置多高频头射频信号接收板，在多个频点上将多路数据流并行接收到系统内存。数据流经过解复用，送至数据解析器中解析，并经过数据包拼接，恢复出原始下行数据。采用此种方法，嵌入式终端平台能够高速下载数据。本发明提出了一种实现嵌入式终端系统从同轴电缆高速下载数据的方法，适用于各种高清业务及大容量数据业务下载。如图l_b所示，该图为本发明的广播电视双向化的网络的结构示意图，其与现有技术的的网络组成结构的区别在于在服务器之后IPQAM设备之前接入了融合通道服务器。如附图2-b所示，该图为本发明提出的基于IPQAM的嵌入式系统高速并行收包处理方法，所述高速并行收包处理的方法具体包含如下步骤步骤101，融合通道服务器根据数据类型，对数据进行封装处理并进行并行高速下发。针对私有数据处理流程为启动加速下发流程，该加速下发流程进一步包含如下步骤，参考图2-c。步骤201，，融合通道服务器对从流化服务器输入其内部的下行数据段采用多协议封装(MPE，Multi-ProtocolEncapsulation)方式进行封装。所述MPE封装数据包头部中包含数据包ID标识、当前数据包序号、最终数据包序号、数据包长度和CRC校验字段，此外还有一些MAC等其它信息，MPE封装是本发明提供的一种可选的封装格式。如下表所示ES类型_M_datagram_section(){table_id8uimsbfsectionsyntaxindicator1bslbfprivateindicator1bslbfreserved_2bslbf权利要求1.一种高速并行接收数据及处理的方法，该方法用于实现广播电视双向化网络系统的边缘设备到嵌入式终端的高速数据下载，所述方法包含如下步骤1)融合通道服务器将输入其内部的数据进行封装，并将封装后的数据拆分为N个部分，通过多个UDP端口并行发送至IPQAM设备，其中N彡2；2)IPQAM通过同轴电缆将多路数据分别在多个频点同时并行发送至用户终端平台；3)嵌入式终端平台通过多高频头射频信号接收板接收多路并行的射频数据，并存放在终端平台的缓冲区中；4)嵌入式终端平台在缓冲区中对接收的数据经过解复用，然后再将解复用后的数据从缓存区中传输到数据处理模块；5)数据处理模块完成下行数据的拼接或相应处理，还原发送端发送的数据；其中，所述融合通道服务器输入端与流化服务器设备的输出端相连，其输出端与IPQAM的输入端相连。2.根据权利要求1所述的高速并行接收数据及处理的方法，其特征在于，所述输入融合通道服务器内部的数据为私有数据，所述私有数据采用多协议封装。3.根据权利要求2所述的高速并行接收数据及处理的方法，其特征在于，所述私有数据的封装流程包含如下步骤步骤201，融合通道服务器对从流化服务器输入其内部的私有数据采用多协议封装方式进行封装；步骤202，融合通道服务器依据包序号交错的方式，将封装后的数据拆分为N个部分，其中数据拆分后，对每一部分数据，还需分割MPEPDU，将其作为TS数据包的载荷，以实现在同轴电缆上的传输；其中N>2；步骤203，将1-7个TS数据包封装为IfUDP数据包，多路数据UDP包通过IP网高速并行发送至IPQAM。4.根据权利要求2或3所述的高速并行接收数据及处理的方法，其特征在于，所述多协议封装的数据包头部包含数据包ID标识、当前数据包序号、最终数据包序号、数据包长度和CRC校验字段。5.根据权利要求1、2或3所述的高速并行接收数据及处理的方法，其特征在于，所述步骤2进一步包含如下步骤步骤301，IPQAM设备通过内部的映射表，对多个UDP包进行解封装，解析分离出SPTS码流，把SPTS流复用成多节目传输流MPTS，并重新映射PID，生成节目组合表PAT表和节目映射表PMT；步骤302，IPQAM设备对多路数据流分别进行QAM调制，多路数据流分别调制到多个频点上，调制的多个频点上的射频RF信号通过同轴电缆输出，并行下发至用户终端平台。6.根据权利要求1或5所述的高速并行接收数据及处理的方法，其特征在于，所述步骤4进一步包含如下步骤步骤501-1，经过解复用，从经过更新的节目组合表PAT和节目映射表PMT中解析出数据流相关信息，该相关信息包含节目号和PID信息；步骤501-2，对节目特定信息进行提取和分析，根据节目组合表PAT的Action结构找到所有的节目号和各节目号所对应的PMTPID；步骤501-3，分别对每一个节目进行如下操作根据该节目的PMTPID得到PMT表中对应节目号的kction，按照PMTSection的结构进行分析，进而找到所有该节目的基本流PID值进行保存；步骤501-4，多路经过解复用的数据流并行地从缓存区中传输到多个独立的PID过滤器缓存，准备进行过滤。7.根据权利要求6所述的高速并行接收数据及处理的方法，其特征在于，终端平台为BrOadCOm7405平台时，所述步骤501-4采用表过滤的二级模型，即当过滤PSI/SI时，系统指派一个一级过滤PIDchannel，并同时分配二级过滤DMAchannel；每个DMAchannel均包含若干过滤规则，只有符合过滤规则的数据，才能由一级过滤送往二级过滤，并最终在DMAmessagebuffer中缓存起来；第一级过滤的对象为PID；第二级过滤的对象为MPESection的头部12个字节。8.一种高速并行接收数据及处理的系统，包含广电中心机房、广电前端机房、HFC光纤网络、HFC光站或EPON，IPQAM设备、同轴电缆及若干属于区域用户，其特征在于，所述系统还设置边缘设备融合通道服务器，该设备用于将输入其内部的RTP、UDP或IP包封装为MPE包，然后按照DVB标准发送给与其相连的IPQAM设备；所述IPQAM设备通过同轴电缆将多路数据分别在多个频点同时并行发送至用户终端平台；所述用户终端还包含一多高频头射频信号接收板接收、一解复用单元和一拼接处理单元；其中，所述多高频头射频信号接收板接收用于同时接收IPQAM设备发送的多路数据；所述解复用单元用于对多节目TS流MPTS中的所感兴趣的单节目流通过音视频等PID进行过滤，得到该节目的数据流；所述拼接单元用于根据相应的数据拆分原理将数据流进行相应的拼接组装。9.根据权利要求8所述的高速并行接收数据及处理的系统，其特征在于，所述私有数据的封装流程包含如下步骤步骤201，融合通道服务器对从HFC光站或EPON输入其内部的私有数据采用多协议封装方式进行封装；步骤202，融合通道服务器依据包序号交错的方式，将封装后的数据拆分为N个部分，其中数据拆分后，对每一部分数据，还需分割MPEPDU，将其作为TS数据包的载荷，以实现在同轴电缆上的传输；其中N>2；步骤203，将1-7个TS数据包封装为1个UDP数据包，多路数据UDP包通过IP网高速并行发送至IPQAM。10.根据权利要求8所述的高速并行接收数据及处理的系统，其特征在于，所述IPQAM将多路数据分别在多个频点同时并行发送至用户终端平台的步骤进一步包含步骤301，IPQAM设备通过内部的映射表，对多个UDP包进行解封装，解析分离出SPTS码流，把SPTS流复用成多节目传输流MPTS，IPQAM再重新映射PID，生成节目组合表PAT和节目映射表PMT；步骤302，IPQAM对多路数据流分别进行QAM调制，多路数据流分别调制到多个频点上，调制的多个频点上的射频RF信号通过同轴电缆输出，并行下发至用户终端平台。11.根据权利要求8所述的高速并行接收数据及处理的方法，其特征在于，所述解复用的步骤进一步包含如下步骤步骤501-1，经过解复用，从经过更新的PAT和PMT中解析出数据流相关信息，该相关信息包含节目号和PID信息；步骤501-2，对节目特定信息进行提取和分析，根据PAT的Section结构找到所有的节目号和各节目号所对应的PMTPID；步骤501-3，分别对每一个节目进行如下操作根据该节目的PMTPID得到PMT表中对应节目号的kction，按照PMTSection的结构进行分析，进而找到所有该节目的基本流PID值进行保存；步骤501-4，多路经过解复用的数据流并行地从缓存区中传输到多个独立的PID过滤器缓存，准备进行过滤。全文摘要本发明提供一种高速并行接收数据及处理的方法及系统，该方法用于处理广播电视双向化网络系统的边缘设备到嵌入式终端的高速数据下载，所述方法包含如下步骤1)融合通道服务器将输入其内部的数据按照类型进行封装，并将封装后的数据拆分为N个部分，通过多个UDP端口并行发送至IPQAM设备，其中N≥2；2)IPQAM通过同轴电缆将多路数据分别在多个频点同时并行发送至用户终端平台；3)终端平台通过多高频头射频信号接收板接收多路并行的射频数据，并存放在终端平台的缓冲区中；4)终端平台在缓冲区中对接收的数据经过解复用，然后再将解复用后的数据从缓存区中传输到数据处理模块；5)数据处理模块完成下行数据的拼接或相应处理，还原发送端发送的数据；其中，所述融合通道服务器位于流化服务器设备和IPQAM设备之间。文档编号H04N21/438GK102572585SQ201110251548公开日2012年7月11日申请日期2011年8月29日优先权日2010年12月8日发明者徐超,王劲林,邓峰,郭志川,韩锐申请人:中国科学院声学研究所,北京世网伟业数字系统技术有限公司