DE60312976T2

DE60312976T2 - System zum dynamischen multiplexen digitaler ströme

Info

Publication number: DE60312976T2
Application number: DE60312976T
Authority: DE
Inventors: Dominique Curet; Stephanie Relier; Catherine Roux; Antoine Maisonneuve
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2023-05-01
Also published as: ATE358948T1; EP1504610B1; ES2285160T3; CN1659891A; KR20040106462A; EP1504610A1; US20060232706A1; WO2003094531A1; FR2839403A1; JP4391412B2; JP2005530376A; DE60312976D1; US7577170B2; AU2003246884A1; BR0309704A; KR100973835B1; CN100592802C

Description

Das Gebiet der Erfindung ist dasjenige der Übertragung und der Verbreitung von digitalen Datenflüssen, insbesondere für Multimedia-Anwendungen.
Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur dynamischen Multiplexierung von digitalen Flüssen, sowie das Signal, die Multiplexiervorrichtung und den entsprechenden Empfänger.
Die Erfindung findet insbesondere Anwendung auf dem Gebiet der Verbreitung von Multimedia-Daten vom Typ MPEG2 (englisch: "Moving Picture Experts Group", deutsch "Spezalistengruppe für Bewegtbildcodierung"), MPEG4, DVB (englisch: "Digital Video Broadcast", deutsch: digitale Videoaussendung "), usw.
Heute werden häufig, insbesondere um Bandbreite zu sparen, verschiedene digitale Flüsse im gleichen Signal multiplexiert.
Eine solche Multiplexierung kann vorbestimmt werden, und ihr Aufbau ist dann in der Zeit konstant.
Die Multiplexierung kann auch dynamisch sein, d.h. dass der Aufbau des multiplexierten Signals sich in der Zeit ändert. In diesem Fall wird im Allgemeinen eine Konfigurationstabelle definiert, die Teil der Signalisation des Multiplex ist. Sie kann vom gleichen Übertragungskanal wie das Multiplex (man spricht dann von einer Signalisation "innerhalb der Bandbreite"), oder durch jedes andere Mittel übertragen werden, zum Beispiel von einem spezifischen Kanal, Signalisationskanal genannt, der sich von dem Datenkanal unterscheidet, über den die digitalen Nutzflüsse weitergeleitet werden (man spricht dann von einer Signalisation "außerhalb der Bandbreite").
Im Rahmen der Norm MPEG4 zeigt eine Konfigurationstabelle (oder Zuweisungstabelle), die FlexMuxChannelTable genannt wird, an, welchem digitalen Fluss eine betrachtete Flusseinheit zugeordnet ist, in Abhängigkeit von ihrem Index. Ein solcher Index, der in ein besonderes Feld der Flusseinheit eingetragen wird, ist mit 256 Bits codiert. Für eine gegebene Konfigurationstabelle kann zum Beispiel der Index 112 einem Audiofluss und der Index 118 einem Videofluss entsprechen.
Bei Empfang einer Flusseinheit fragt der Empfänger die Konfigurationstabelle FlexMuxChannelTable ab und bestimmt in Abhängigkeit vom Index der Flusseinheit die an sie anzuwendende Verarbeitung: Im vorhergehenden Beispiel zeigt die Tabelle FlexMuxChannelTable dem Empfänger an, dass die Flusseinheit mit dem Index 118 an einen Videodecoder übertragen werden soll.
Im Rahmen der Anwendungen, die im "multicast"-Modus (deutsch: "selektive Aussendung") arbeiten, wird eine solche Zuweisungstabelle periodisch gesendet (zum Beispiel einmal pro Sekunde im Rahmen der Anwendungen vom Typ Internet), um schnell für einen Benutzer verfügbar zu sein, der sich gerade eingeloggt hat.
Im Rahmen einer dynamischen Multiplexierung wird bei jeder Konfigurationsänderung des Multiplex eine neue Zuweisungstabelle gesendet. Der Empfänger verwendet in jedem Moment die letzte empfangene Konfigurationstabelle, um die an eine besondere Flusseinheit anzuwendende Verarbeitung zu bestimmen.
Diese Methode hat aber den Nachteil, wenig robust zu sein. Im Fall eines Verlusts oder eines Fehlers während der Übertragung der Zuweisungstabelle ist nämlich die vom Empfänger durchgeführte Verarbeitung falsch. Um das oben im Fall von MPEG4 angegebene Beispiel wieder aufzunehmen, kann der Empfänger so die Flusseinheit mit dem Index 118 zu einem Videodecoder leiten, während die neue Konfigurationstabelle, die er aufgrund einer Störung des Netzes nicht empfangen hat, anzeigt, dass der Index 118 einer Szenenbeschreibung entspricht.
Solche Verluste oder Zerstörungen von Paketen sind aber häufig, insbesondere im Rahmen von Netzübertragungen, die Störungen ausgesetzt sind.
Die Erfindung hat insbesondere zum Ziel, diese Nachteile des Stands der Technik zu beheben.
Genauer gesagt ist es ein Ziel der Erfindung, eine Technik einer robusten dynamischen Multiplexierung von digitalen Flüssen anzugeben, die den möglichen Störungen der Übertragungsumgebung standhält.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Technik anzuwenden, die präzise ist bezüglich der Konfigurationsänderung und sparsam bezüglich des Bandbereichs.
Die Erfindung hat noch zum Ziel, eine Technik zu liefern, die eine Unabhängigkeit der verschiedenen multiplexierten Flüsse bezüglich des Zeitpunkts der Konfigurationsänderung ermöglicht.
Diese Ziele, sowie andere, die sich nachfolgend zeigen werden, werden mit Hilfe eines Verfahrens zur dynamischen Multiplexierung von digitalen Datenflüssen erreicht, die in Form von Flusseinheiten in einem gemeinsamen Kanal übertragen werden, wobei jede der Flusseinheiten eine Flusskennung trägt, die es ermöglicht, sie dem entsprechenden digitalen Fluss zuzuordnen, wobei die Zuweisung einer Kennung zu einem digitalen Fluss durch eine Zuweisungstabelle definiert wird und zeitlich variieren kann, um eine dynamische Multiplexierung zu erlauben.
Erfindungsgemäß trägt die Zuweisungstabelle eine Versionsnummer, und um anzuzeigen, dass eine Versionsänderung der Zuweisungstabelle sich auf einen gegebenen digitalen Fluss bezieht, wird ein Burst mindestens einer Versionsänderung-Flusseinheit übertragen, der aufweist:

– die laufende Kennung des digitalen Flusses;
– einen Anzeiger, der es erlaubt festzustellen, dass die Flusseinheit eine Versionsänderung-Flusseinheit ist;
– die Versionsnummer, die für den digitalen Fluss anwendbar wird.

So beruht die Erfindung auf einer ganz neuen und erfinderischen Vorgehensweise bei der dynamischen Multiplexierung von digitalen Flüssen. Die Erfindung beruht nämlich auf der Einführung einerseits einer Versionsnummer der Konfigurationstabelle und andererseits von fiktiven Inhaltselementen, Versionsänderung-Flusseinheiten genannt, die die Versionsnummer der Konfigurationstabelle des Multiplex tragen. Diese fiktiven Inhaltselemente tragen ebenfalls die laufende Kennung des digitalen Flusses; sie ermöglichen es den verschiedenen multiplexierten Flüssen, unabhängig voneinander ihre Konfiguration zu ändern. Außerdem werden diese Versionsänderung-Flusseinheiten nur bei Übergangsphasen der Konfigurationsänderung verwendet, so dass das erfindungsgemäße Verfahren wenig Bandbreite verbraucht.
Vorzugsweise weist der Burst mindestens zwei aufeinander folgende Versionsänderung-Flusseinheiten auf.
Dadurch werden die dem Verlust oder der Zerstörung der Versionsänderung-Flusseinheit inhärenten Gefahren reduziert, was das Verfahren der dynamischen Multiplexierung der Erfindung robuster macht.
Vorteilhafterweise weist der Burst eine ausreichende Anzahl von aufeinander folgenden Versionsänderung-Flusseinheiten auf, um ein vorbestimmtes Störfenster abzudecken, während dem es möglich ist, dass keine Flusseinheit korrekt empfangen wird.
So wird das Problem des Verlusts oder der Zerstörung von Paketen im Fall einer Störung des Netzes oder des Übertragungskanals beseitigt, und man vergewissert sich, dass im Fall einer Konfigurationsänderung der Empfänger immer die Versionsnummer der zu verwendenden Zuweisungstabelle kennt. Es wird nämlich mindestens eine Versionsänderung-Flusseinheit vor dem Beginn des Störfensters und/oder nach dem Ende dieses Fensters empfangen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung misst das Störfenster zwischen 0,2 und 1 s.
Allgemeiner hängt die Dauer des Störfensters von den Merkmalen des Netzes ab, und die Länge des Bursts wird dementsprechend festgelegt.
Vorzugsweise ist der Anzeiger ein Feld, das die Länge des Nutzbereichs der Flusseinheit präzisiert, wobei der Wert per Definition gleich null ist, wenn es sich um eine Versionsänderung-Flusseinheit handelt.
Die Versionsänderung-Flusseinheit hat so den gleichen Aufbau wie eine Flusseinheit, die man als informative oder Nutzflusseinheit bezeichnen könnte, sie kann aber aufgrund der Angabe im entsprechenden Feld, dass eine solche Flusseinheit eine Länge null hat, leicht vom Empfänger erfasst werden. Da ein "reales" Inhaltselement nicht die Länge null haben kann, leitet der Empfänger direkt davon ab, dass das Inhaltselement ein fiktives Inhaltselement ist, das eine Versionsänderung der Konfigurationstabelle anzeigt.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird in einer Versionsänderung-Flusseinheit die Versionsnummer in den Nutzbereich der Flusseinheit eingetragen.
So verwendet man den Aufbau der informativen Flusseinheiten, und insbesondere das für den Nutzbereich der Inhaltselemente reservierte Feld, um dort die Versionsnummer der Zuweisungstabelle einzufügen, die für den betrachteten digitalen Fluss verwendet werden muss: Auf diese Weise haben die Versionsänderung-Flusseinheiten den gleichen Aufbau wie die informativen Flusseinheiten und können innerhalb des Multiplex im gleichen Kanal weitergeleitet werden.
Vorzugsweise wird zumindest während einer Übergangsphase nach der Übertragung des Bursts mindestens eine weitere Versionsänderung-Flusseinheit übertragen.
So kann eine Versionsänderung-Flusseinheit zwischen zwei informativen Flusseinheiten eingefügt werden, um die Versionsnummer der Konfigurationstabelle anzuzeigen, die für die erste Flusseinheit der Länge ungleich null berücksichtigt werden muss, die nach der Versionsänderung-Flusseinheit empfangen wird.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Variante wird die Zuweisungstabelle in dem Kanal übertragen.
Man spricht dann von einer Übertragung innerhalb der Bandbreite.
Gemäß einer zweiten vorteilhaften Variante wird die Zuweisungstabelle von einem eigenen Pfad des Kanals übertragen.
Man spricht dann von einer Übertragung "außerhalb der Bandbreite".
Vorzugsweise wird die Zuweisungstabelle mindestens zwei Mal übertragen, ehe sie für mindestens einen der Flüsse anwendbar wird.
Man erhöht so die Wahrscheinlichkeit, dass der Empfänger die neue Konfigurationstabelle empfangen hat, ehe eine Versionsänderung-Flusseinheit angibt, dass sie für mindestens einen der digitalen Flüsse anwendbar ist. Dies trägt zur Robustheit des erfindungsgemäßen Verfahrens der dynamischen Multiplexierung bei.
Vorteilhafterweise ist eine Versionsänderung ab der ersten Flusseinheit des betroffenen Flusses anwendbar, die nach dem Burst empfangen wird.
Vorzugsweise gehören die Flüsse zu der Gruppe, die aufweist:

– die natürlichen audiovisuellen Signale;
– die synthetischen audiovisuellen Signale;
– die zwei- oder dreidimensionalen Szenen;
– die Daten beschreibenden Daten (oft Metadaten genannt);
– die Zugriffs- und Rechtsschutzdaten.

Vorteilhafterweise wird ein solches Verfahren bei Anwendungen vom Typ MPEG4 oder MPEG2 eingesetzt.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Signal, das dynamisch Datenflüsse multiplexiert, die in Form von Flusseinheiten in einem gemeinsamen Kanal übertragen werden, wobei jede der Flusseinheiten eine Flusskennung trägt, die es ermöglicht, sie dem entsprechenden digitalen Fluss zuzuordnen, wobei die Zuweisung einer Kennung zu einem digitalen Fluss durch eine Zuweisungstabelle definiert wird und zeitlich variieren kann, um eine dynamische Multiplexierung zu erlauben.
Erfindungsgemäß trägt die Zuweisungstabelle eine Versionsnummer, und um zu signalisieren, dass eine Versionsänderung der Zuweisungstabelle sich auf einen gegebenen digitalen Fluss bezieht, weist ein solches Signal einen Burst mindestens einer Versionsänderung-Flusseinheit auf, der enthält:

Vorzugsweise ist der Anzeiger ein Feld, das die Länge des Nutzbereichs der Flusseinheit präzisiert, wobei der Wert per Definition gleich null ist, wenn es sich um eine Versionsänderung-Flusseinheit handelt.
Vorteilhafterweise, da das Signal auf einem Datenkanal transportiert wird, der die Übertragung von Nutzflusseinheiten erlaubt und sich von einem Signalisationskanal unterscheidet, der die Übertragung von Signalisationsdaten erlaubt, hat die Versionsänderung-Flusseinheit den gleichen Aufbau wie die Nutzflusseinheiten und wird vom Datenkanal transportiert.
Die Versionsänderung-Flusseinheit bildet also ein fiktives Inhaltselement von gleichem Aufbau wie eine Nutzflusseinheit oder eine informative Flusseinheit, und sie wird vom gleichen Kanal wie diese letzteren übertragen und nicht von einem getrennten Signalisationskanal. Die für die Länge und den Nutzbereich der Flusseinheit reservierten Felder weisen im Fall einer Versionsänderung-Flusseinheit den Wert null (um anzuzeigen, dass es sich um ein fiktives Inhaltselement handelt), bzw. die Versionsnummer der Zuweisungstabelle auf, die für den betrachteten Fluss anwendbar ist.
Vorzugsweise wird ein solches Signal von dem oben beschriebenen Verfahren zur dynamischen Multiplexierung angewendet.
Die Erfindung betrifft noch eine Vorrichtung zur dynamischen Multiplexierung von digitalen Flüssen, die in Form von Flusseinheiten in einem gemeinsamen Kanal übertragen werden, wobei jede der Flusseinheiten eine Flusskennung trägt, die es ermöglicht, sie dem entsprechenden digitalen Fluss zuzuordnen, wobei die Zuweisung einer Kennung zu einem digitalen Fluss durch eine Zuweisungstabelle definiert wird und zeitlich variieren kann, um eine dynamische Multiplexierung zu erlauben.
Erfindungsgemäß trägt die Zuweisungstabelle eine Versionsnummer, und um anzuzeigen, dass eine Versionsänderung der Zuweisungstabelle sich auf einen gegebenen digitalen Fluss bezieht, wird ein Burst mindestens einer Versionsänderung-Flusseinheit übertragen, der aufweist:

Vorzugsweise wendet eine solche Vorrichtung das oben beschriebene dynamische Multiplexverfahren an.
Vorteilhafterweise speist eine solche Vorrichtung Übertragungseinrichtungen:

– im Internet; und/oder
– in einem DVB-Netz.

Die Erfindung betrifft auch einen Empfänger eines Signals, das gemäß dem oben beschriebenen dynamischen Multiplexierverfahren multiplexiert wurde.
Vorteilhafterweise weist ein solcher Empfänger Mittel zur Erkennung des Bursts und Mittel zur Aktivierung der entsprechenden Versionsänderung am betroffenen Fluss auf.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen klarer aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die als einfaches veranschaulichendes und nicht einschränkendes Beispiel dient, und den beiliegenden Zeichnungen hervor. Es zeigen:
1 ein Funktionsschaltbild einer applikativen Plattform vom Typ MPEG4, an die vorteilhafterweise das erfindungsgemäße Verfahren der dynamischen Multiplexierung angewendet werden kann;
2 die Versionsänderung einer Zuweisungstabelle, die zum Beispiel im Rahmen der applikativen Plattform der 1 eingesetzt werden kann;
die 3a und 3b den verglichenen Aufbau einer so genannten Nutzflusseinheit oder informativen Flusseinheit und einer erfindungsgemäßen Versionsänderung-Flusseinheit.
Das allgemeine Prinzip der Erfindung beruht auf der Einführung einerseits einer Versionsnummer der Zuweisungstabelle und andererseits von fiktiven Inhaltselementen, die eine Versionsänderung für einen gegebenen digitalen Fluss anzeigen.
In Verbindung mit 1 wird eine Ausführungsform der Erfindung im Rahmen einer applikativen Plattform vom Typ MPEG4 vorgestellt.
Die Architektur einer solchen Plattform ist eine klassische Architektur der Norm MPEG4 und wird folglich nachfolgend nur kurz beschrieben. Für weitere Hinweise kann man sich auf die Norm MPEG-4 System (ISO/IEC 14496-1) beziehen.
Der Block 1 bildet eine Datenbank, in der mehrere Dateien vom Typ MPEG4 gespeichert sind, die es ermöglichen, mehrere zugeordnete digitale Flüsse zu erzeugen, welche die Erfindung ermöglicht, dynamisch zu multiplexieren.
Auf der Sendeseite wird die Erfindung insbesondere im Block 2 zum Synchronisieren und zum Multiplexieren der verschiedenen digitalen Flüsse eingesetzt. Im Rahmen der Norm MPEG4 verwendet dieser Multiplexierblock 2 das Multiplexierwerkzeug Flexmux. Der Ausgang des Werkzeugs FlexMux erfolgt in Echtzeit zum Block 4 oder verzögert zum Block 3 zur Speicherung (die verschiedenen entsprechenden Flexmux-Dateien werden dann im Block 3 gespeichert).
Die Systemschichten MPEG4 werden verwendet, um Audio-, Videoflüsse MPEG4 und zum Beispiel MPEG7-Daten zu multiplexieren und zu synchronisieren, die die Segmentierung der Objekte im MPEG4-Video beschreiben und die die den verschiedenen segmentierten Videoobjekten zugewiesenen Links beschreiben.
Der digitale Multiplex durchquert eine Netzschicht RTP ("Real Time Transfer" für "Echtzeittransfer") 4, und geht dann über ein IP-Netz ("Internet Protocol" für "Internetprotokoll") 5 bis zum Block 6, wo er in Zusammenhang mit den lokal gespeicherten Flexmux-Dateien 7 mit Hilfe des Werkzeugs Transmux 8 der Norm MPEG4 verarbeitet wird, das das Verständnis des Protokolls RTP gewährleistet, um daraus die MPEG4-Signale zu extrahieren.
Auf der Empfangsseite wird die Erfindung insbesondere im Block 9 eingesetzt, wo der empfangene Multiplex demultiplexiert wird, um mehrere Elementarflüsse 10₁ , 10₂ , 10₃ , 10₄ vom Typ Audio, Video, Szenenbeschreibung oder auch Metadaten zu erzeugen. Diese verschiedenen digitalen Flüsse werden anschließend vom Block 11 in Abhängigkeit ihrer Beschaffenheit und ihres Ziels verarbeitet.
Nun wird in Zusammenhang mit 2 der Aufbau des im Rahmen der Erfindung eingesetzten Multiplex beschrieben, der Versionsänderung-Flusseinheiten aufweist, die zeitlich unabhängige Versionsänderungen für verschiedene Inhalte oder digitale Flüsse erlaubt.
Aus Gründen der Vereinfachung wird ein Multiplex 20 von zwei digitalen Flüsse angenommen, die Inhalt "A" bzw. Inhalt "B" genannt werden. Es ist leicht zu verstehen, dass die im Rahmen der Erfindung eingesetzten Multiplexe allgemein eine Anzahl größer als 2 von digitalen Flüsse enthalten.
Die Signalisationsdaten 21 können außerhalb der Bandbreite oder innerhalb der Bandbreite gesendet werden. Sie enthalten insbesondere Pakete 22₁ bis 22₃ , die eine Konfigurationstabelle (oder Zuweisungstabelle) 23₁ , ihre Versionsnummer 23₂ , sowie die Versionsnummer 23₃ der laufenden Konfigurationstabelle übermitteln.
Der Multiplex 20 enthält für den Inhalt "A" (bzw. für den Inhalt "B") mehrere informative Flusseinheiten oder Nutzflusseinheiten 24₁ bis 24₇ (bzw. 25₁ bis 25₅ ).
Um anzuzeigen, dass die für den Inhalt "A" (bzw. "B") anwendbare Konfigurationstabelle sich ändern wird (im Beispiel der 2 Übergang von der Zuweisungstabelle Versionsnummer i zur Zuweisungstabelle Versionsnummer i + 1), wird erfindungsgemäß ein Burst 28 (bzw. 29) von fiktiven Inhaltselementen oder Versionsänderung-Flusseinheiten gesendet. Man stellt fest, dass die fiktiven Inhaltselemente 28, 29 in 2 durch Pakete geringerer Größe als diejenige der informativen Flüsse 24₁ bis 24₇ und 25₁ bis 25₅ dargestellt sind, was die Tatsache symbolisiert, dass diese fiktiven Inhaltselemente die Länge null haben.
Die Bursts 28, 29 von Versionsänderung-Flusseinheiten zeigen an, dass die neue Zuweisungstabelle, die für den betrachteten Inhalt "A", "B" anwendbar ist, die Versionsnummer i + 1 trägt.
Für den Inhalt "A" (bzw. "B") beziehen sich die informativen Flusseinheiten 24₁ bis 24₄ (bzw. 25₁ bis 25₃ ) auf die Version i der Konfigurationstabelle. Der Empfang des Bursts 28 (bzw. 29) von fiktiven Inhaltselementen löst für den Inhalt "A" (bzw. "B") im Zeitpunkt 26 (bzw. 27) den Beginn der Berücksichtigung der Konfigurationstabelle der Version i + 1 für die Inhaltselemente 24₅ bis 24₇ (bzw. 25₄ und 25₅ ) aus, die später empfangen werden.
Man stellt fest, dass die Zeitpunkte 26 und 27, in denen die anwendbare Konfigurationstabelle sich ändert, für die Inhalte "A" und "B" unterschiedlich sind. Die Erfindung ermöglicht so vorteilhafterweise eine Unabhängigkeit der multiplexierten Inhalte bezüglich des Zeitpunkts der Konfigurationsänderung.
Die Versionsänderung der Konfigurationstabelle, die für einen gegebenen Inhalt anwendbar ist, wird beim Auftreten der ersten informativen Flusseinheit 24₅ , 25₄ (d.h. bei Empfang des ersten nicht-fiktiven Inhaltselements) berücksichtigt.
Man kann auch feststellen, dass die Konfigurationstabelle 23₁ der Versionsnummer i + 1 vor dem Senden der Bursts 28 und 29 von Versionsänderung-Flusseinheiten mehrmals gesendet wird. Auf diese Weise kann die Konfigurationstabelle i + 1 vor dem Zeitpunkt 26, 27 decodiert werden, in dem sie anwendbar wird. Außerdem erhöht ein wiederholtes Senden dieser Tabelle die Wahrscheinlichkeit, dass sie mindestens einmal korrekt vom Empfänger empfangen wird, trotz möglicher Störungen des Übertragungsnetzes.
Ion einer Ausführungsvariante der Erfindung, die nicht in 2 dargestellt ist, wird außerdem mindestens ein fiktives Inhaltselement in den Inhalt "A" und/oder "B" während einer Übergangsphase nach dem Senden des Bursts 28 und/oder 29 eingefügt. Zum Beispiel wird eine Versionsänderung-Flusseinheit zwischen den Paketen 24₅ und 24₆ eingefügt, um eine Versionsänderung der Zuweisungstabelle anzuzeigen.
Man wählt vorzugsweise eine Dauer der Bursts 28, 29 länger als die Dauer eines Fehler-Bursts, der in dem Netz beobachtet wird, über das der Multiplex 20 geht. Auf diese Weise gewährleistet man die Robustheit des erfindungsgemäßen Multiplexierverfahrens, indem gewährleistet wird, dass der Empfänger tatsächlich über die Versionsänderung der Zuweisungstabelle im Zeitpunkt 26, 27 informiert wurde, in dem die neue Tabelle anwendbar wird, trotz möglicher Störungen des Netzes.
Das erfindungsgemäße Multiplexierverfahren, das in Zusammenhang mit 2 beschrieben wurde, hat viele Vorteile im Vergleich mit einer summarischeren Lösung der dynamischen Multiplexierung, bei der man sich damit begnügen könnte, der Konfigurationstabelle eine Versionsnummer zuzuordnen.
Das erfindungsgemäße Verfahren der dynamischen Multiplexierung hat nämlich eine größere Robustheit, eine größere Präzision und eine größere Flexibilität als ein Verfahren der dynamischen Multiplexierung, das sich damit begnügen würde, der Konfigurationstabelle eine Versionsnummer zuzuordnen, und gemäß dem ein Empfänger die Änderungen der Versionsnummer der Tabelle so überwachen würde, dass eine Zuweisungstabelle nur dann berücksichtigt würde, wenn ihre Versionsnummer sich von der vorhergehenden Tabelle unterscheidet. Ein solches Verfahren wäre nämlich den möglichen Verlusten oder Zerstörungen der Zuweisungstabelle während ihrer Übertragung ausgesetzt. Außerdem würde die Konfigurationsänderung obligatorisch für alle digitalen Flüsse des Multiplex im gleichen Zeitpunkt stattfinden, was im Allgemeinen nicht den realen Anforderungen entspricht.
Das erfindungsgemäße Multiplexierverfahren hat ebenfalls viele Vorteile im Vergleich mit einem dynamischen Multiplexierverfahren, das darin bestehen könnte, bei jeder Sendung einer Konfigurationstabelle und ihrer zugeordneten Versionsnummer die Versionsnummer der laufenden Konfigurationstabelle zu präzisieren. Es hat weiter viele Vorteile im Vergleich mit einem solchen Verfahren, das ggf., wenn die Signalisation außerhalb der Bandbreite stattfindet, durch einen Mechanismus zum Einfügen der Versionsnummer der Konfigurationstabelle des Multiplex in jedes Inhaltselement oder jede Flusseinheit vervollständigt ist.
Wenn nämlich jedes multiplexierte Inhaltselement eine Versionsnummer der Konfigurationstabelle des Multiplex tragen würde, wäre die Überlastung bezüglich der Größe, und somit der Belegung der Bandbreite, die durch diese Versionsnummern eingeführt würde, sehr groß. Die Versionsnummer der Zuweisungstabelle wäre nämlich in jeder multiplexierten Flusseinheit vorhanden, insbesondere während der langen statischen Phasen, in denen die Konfiguration des Multiplex sich nicht ändert, und während der Phasen der Konfigurationsänderung des Multiplex, selbst wenn die betrachtete Flusseinheit nicht von einer solchen Änderung betroffen ist.
Außerdem würde im Fall einer Signalisation innerhalb der Bandbreite, bei der das Eintragen der Versionsnummer in jedes multiplexierte Inhaltselement nicht zwingend notwendig wäre, die Berücksichtigung einer Konfigurationsänderung notwendigerweise für alle multiplexierten digitalen Flüsse im gleichen Zeitpunkt stattfinden, was nicht die realen Anforderungen des betrachteten Typs von Multimedia-Anwendungen reflektiert.
Das Verfahren der dynamischen Multiplexierung gemäß der Erfindung ermöglicht es dagegen den multiplexierten Inhalten, unabhängig voneinander und nicht alle zusammen ihre Konfiguration zu ändern.
Es hat nicht den oben beschriebenen Nachteil, der mit der Überlastung bezüglich der Größe verbunden ist, die durch die Anzeige der Versionsnummern in den Inhaltselementen eingeführt wird. Es ermöglicht im Gegenteil die Einführung der Versionsnummern auf der Ebene der Flusseinheiten nur während der Übergangsphasen der realen Konfigurationsänderung, und dies nur für die Inhaltselemente, deren Konfigurationsmerkmale sich ändern.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren der dynamischen Multiplexierung wird nämlich während der Übergangsphasen der Änderung der Zuweisungstabelle die Versionsnummer der neuen anwendbaren Konfigurationstabelle durch fiktive Inhaltselemente nur für die multiplexierten Inhalte angezeigt, deren Konfigurationsmerkmale sich ändern, und dies mit der feinstmöglichen Präzision.
Außerdem wird erfindungsgemäß die Versionsnummer der Konfigurationstabelle nicht während der Stabilitätsphasen der Zuweisung für die verschiedenen multiplexierten Flusseinheiten angezeigt, unabhängig davon, ob ihre Konfigurationsmerkmale sich geändert haben oder nicht. Sie wird auch nicht während der Übergangsphasen der Änderung der Zuweisungstabelle für die Flusseinheiten des Multiplex angezeigt, deren Konfigurationsmerkmale sich nicht ändern.
Folglich ermöglicht die Erfindung im Vergleich mit anderen summarischeren dynamischen Multiplexierverfahren, die in Betracht gezogen werden könnten, eine Reduzierung des globalen Durchsatzes des Multiplex, eine Unabhängigkeit bezüglich des Zeitpunkts der Konfigurationsänderung der multiplexierten Flüsse, und die feinstmögliche Änderungspräzision.
Nun wird in Zusammenhang mit den 3a und 3b der Aufbau der informativen Flusseinheiten und der Versionsänderung-Flusseinheiten beschrieben, der von der Erfindung angewendet wird.
Die von der Erfindung eingeführten fiktiven Inhaltselemente haben vorteilhafterweise den gleichen Aufbau wie die realen Inhaltselemente und werden vom gleichen Übertragungskanal innerhalb des Multiplex übertragen.
Als Beispiel wird nachfolgend der Fall der Flusseinheiten beschrieben, die vom Standard MPEG4 vorgeschlagen werden.
Im Rahmen der Norm ISO/14496-1 (MPEG4-System), und genauer im Fall des FlexMux genannten Multiplex, weist eine digitale Flusseinheit drei Felder 30 bis 32 auf, die je entsprechen:

– einem Index 30, allgemein zwischen 0 und 255 codiert ist, der der Kanalnummer des Multiplex entspricht und es ermöglicht, den betrachteten digitalen Fluss zu identifizieren;
– der Länge 31 des Pakets;
– dem Nutzbereich 32 des Inhaltselements.

Die Erfindung schlägt vor, fiktive Inhaltselemente einzuführen, die FlexMux-Paketen entsprechen, die keine Daten in ihrem Nutzbereich 32 übermitteln. Solche Pakete sind durch das Vorhandensein des Werts null im Feld mit der Länge 31 gekennzeichnet, was sie für einen Empfänger leicht erfassbar macht. Sie übermitteln außerdem die Versionsnummer der Zuweisungstabelle (oder Tabelle FMC für FlexMuxChannelTable), die an den Fluss anwendbar ist, der mit dem Index 30 in ihrem Nutzbereich 32 bezeichnet ist.

Claims

Verfahren zur dynamischen Multiplexierung von digitalen Datenflüssen, die in Form von Flusseinheiten in einem gemeinsamen Kanal übertragen werden, wobei jede der Flusseinheiten eine Flusskennung trägt, die es ermöglicht, sie dem entsprechenden digitalen Fluss zuzuordnen, wobei die Zuweisung einer Kennung zu einem digitalen Fluss durch eine Zuweisungstabelle definiert wird und zeitlich variieren kann, um eine dynamische Multiplexierung zu erlauben, wobei die Zuweisungstabelle eine Versionsnummer trägt, dadurch gekennzeichnet, dass, um anzuzeigen, dass eine Versionsänderung der Zuweisungstabelle sich auf einen gegebenen digitalen Fluss bezieht, ein Burst mindestens einer Versionsänderung-Flusseinheit übertragen wird, der aufweist: – die laufende Kennung des digitalen Flusses; – einen Anzeiger, der es erlaubt festzustellen, dass die Flusseinheit eine Versionsänderung-Flusseinheit ist; – die Versionsnummer, die für den digitalen Fluss anwendbar wird.
Dynamisches Multiplexierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Burst mindestens zwei aufeinander folgende Versionsänderung-Flusseinheiten aufweist.
Dynamisches Multiplexierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Burst eine ausreichende Anzahl von aufeinander folgenden Versionsänderung-Flusseinheiten aufweist, um ein vorbestimmtes Störfenster abzudecken, während dem es möglich ist, dass keine Flusseinheit korrekt empfangen wird.
Dynamisches Multiplexierverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Störfenster zwischen 0,2 und 1 s misst.
Dynamisches Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeiger ein Feld ist, das die Länge des Nutzbereichs der Flusseinheit präzisiert, wobei der Wert per Definition gleich Null ist, wenn es sich um eine Versionsänderung-Flusseinheit handelt.
Dynamisches Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Versionsänderung-Flusseinheit die Versionsnummer in den Nutzbereich der Flusseinheit eingetragen ist.
Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während einer Übergangsphase nach der Übertragung des Bursts mindestens eine weitere Versionsänderung-Flusseinheit übertragen wird.
Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuweisungstabelle in dem Kanal übertragen wird.
Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuweisungstabelle von einem eigenen Pfad des Kanals übertragen wird.
Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuweisungstabelle mindestens zwei Mal übertragen wird, ehe sie für mindestens einen der Flüsse anwendbar wird.
Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Versionsänderung ab der ersten Flusseinheit des betroffenen Flusses anwendbar ist, die nach dem Burst empfangen wird.
Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüsse zu der Gruppe gehören, die aufweist: – die natürlichen audiovisuellen Signale; – die synthetischen audiovisuellen Signale; – die zwei- oder dreidimensionalen Szenen; – die Daten beschreibenden Daten, Metadaten genannt; – die Zugriffs- und Rechtsschutzdaten.
Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es bei Anwendungen vom Typ MPEG4 oder MPEG2 eingesetzt wird.
Signal, das dynamisch Datenflüsse multiplexiert, die in Form von Flusseinheiten in einem gemeinsamen Kanal übertragen werden, wobei jede der Flusseinheiten eine Flusskennung trägt, die es ermöglicht, sie dem entsprechenden digitalen Fluss zuzuordnen, wobei die Zuweisung einer Kennung zu einem digitalen Fluss durch eine Zuweisungstabelle definiert wird und zeitlich variieren kann, um eine dynamische Multiplexierung zu erlauben, wobei die Zuweisungstabelle eine Versionsnummer trägt, dadurch gekennzeichnet, dass es, um anzuzeigen, dass eine Versionsänderung der Zuweisungstabelle sich auf einen gegebenen digitalen Fluss bezieht, einen Burst mindestens einer Versionsänderung-Flusseinheit aufweist, der enthält: – die laufende Kennung des digitalen Flusses; – einen Anzeiger, der es erlaubt festzustellen, dass die Flusseinheit eine Versionsänderung- Flusseinheit ist; – die Versionsnummer, die für den digitalen Fluss anwendbar wird.
Signal nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeiger ein Feld ist, das die Länge des Nutzbereichs der Flusseinheit präzisiert, wobei der Wert per Definition gleich Null ist, wenn es sich um eine Versionsänderung-Flusseinheit handelt.
Signal nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass, da das Signal auf einem Datenkanal transportiert wird, der die Übertragung von Nutzflusseinheiten erlaubt und sich von einem Signalisationskanal unterscheidet, der die Übertragung von Signalisationsdaten erlaubt, die Versionsänderung-Flusseinheit den gleichen Aufbau hat wie die Nutzflusseinheiten und vom Datenkanal transportiert wird.
Signal nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es gemäß dem dynamischen Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 verwendet wird.
Vorrichtung zur dynamischen Multiplexierung von digitalen Datenflüssen, die in Form von Flusseinheiten in einem gemeinsamen Kanal übertragen werden, wobei jede der Flusseinheiten eine Flusskennung trägt, die es ermöglicht, sie dem entsprechenden digitalen Fluss zuzuordnen, wobei die Zuweisung einer Kennung zu einem digitalen Fluss durch eine Zuweisungstabelle definiert wird und zeitlich variieren kann, um eine dynamische Multiplexierung zu erlauben, wobei die Zuweisungstabelle eine Versionsnummer trägt, dadurch gekennzeichnet, dass, um anzuzeigen, dass eine Versionsänderung der Zuweisungstabelle sich auf einen gegebenen digitalen Fluss bezieht, ein Burst mindestens einer Versionsänderung-Flusseinheit übertragen wird, der aufweist: – die laufende Kennung des digitalen Flusses; – einen Anzeiger, der es erlaubt festzustellen, dass die Flusseinheit eine Versionsänderung-Flusseinheit ist; – die Versionsnummer, die für den digitalen Fluss anwendbar wird.
Dynamische Multiplexiervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 anwendet.
Dynamische Multiplexiervorrichtung nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie Übertragungseinrichtungen: – im Internet; und/oder – in einem DVB-Netz speist.
Empfänger eines Signals, das gemäß dem dynamischen Multiplexierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 multiplexiert wurde, dadurch gekennzeichnet, dass er Mittel zur Erkennung des Bursts und Mittel zur Aktivierung der entsprechenden Versionsänderung am betroffenen Fluss aufweist.