[发明专利]以太网数据与数字视频流转换的网关实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网关实现方法，特别涉及一种基于地面数字电视信道进行IP(Internet Protocol，网络之间互连的协议)传输的嵌入式网关的实现方法，又称IP over TS(Transport Stream，传输流)网关。用于无线互联网传输。可实现同网段、跨网段的单工、双工传输。支持UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)及TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)。

背景技术

从互联网的构架来看，物理层链路的发展现状决定了互联网的发展趋势，物理层协同数据链路层规定了数据传输的链路特性、传输速率、封装方式和差错控制等。随着数字电视网络技术的发展，基于数字电视网络链路的互联网数据传输的研究成为当前互联网物理层链路研究的热点。基于数字电视网络的互联网数据传输的主要目的是通过利用现有的数字电视网络来传输IP数据。

因此亟待开发出一种新的以太网数据与数字视频流转换的网关实现方法，以解决在无线设备两侧使用不同网段的IP地址进行工作的问题。通过匹配TS流接口，进行无线传输。

发明内容

本发明的目的在于，通过提供一种以太网数据与数字视频流转换的网关实现方法，在无线设备两侧使用不同网段的IP地址进行工作。采用新的IP数据包和TS数据包的封装和解封装方法，匹配TS流接口，通过TS调制解调器实现远距离、高数据率的双向及单向传输。

本发明是采用以下技术手段实现的：

一种将以太网数据与数字视频流转换的网关实现方法，使用与以太网连接的嵌入式处理器，包括以下步骤：

1.1.将网络数据与数字电视视频流数据格式进行相互转换，即IP包与MPEG-2TS流的相互转换；

1.2.所述的嵌入式处理器中采用双缓冲架构和单缓冲架构的结合，配置开机运行脚本，在两种架构中切换；其中双缓冲构架是在IP处理层通过两个缓冲区均匀流量，在均匀流量的同时采用多个线程来对每个缓冲区进行处理；单缓冲构架是在驱动程序态采用的数据缓冲方式；

1.3.在嵌入式系统的上层应用程序中采用自适应邻接表法，自动获取各自网段中的邻接表并发送给对端进行交换；

1.4.通过IP包封装线程和TS解封线程实现IP和TS格式的转换；

1.5.在嵌入式系统中通过TS接收线程和TS发送线程执行完全的逆功能。

前述的1.3中的自适应链表法包括以下步骤：

2.1系统开机，向全网段内发送地址解析协议数据包，在一定的时间内将收到地址解析协议回复的主机IP地址记录入存根；

2.2系统两端交换存根，并将交换后的存根进行散表映射；

2.3如果有主机上线，主机将发送一个地址解析协议消息确保IP地址不冲突，系统查找对端IP地址列表，如果此IP地址可用，则将该IP地址加入地址列表存根并且准备发送修改消息至对端；如果此IP地址不可用(对端存在该IP地址)，则系统回复该地址解析协议消息表明此IP不可用(IP地址存在冲突)；

2.4系统每隔数分钟向网络中的每台主机广播地址解析协议数据包用来轮询下线的主机同时修改存根，将修改操作发至对端网络。

前述的1.4中的IP包封装线程和TS解封线程包括以下步骤：

3.1IP包封装成TS流数据包；首先，从IP发送队列中获取IP数据包，如果没有获取到IP数据包，则继续获取；线程的等待和挂起由操作系统来决定，当获取到一个IP数据包时，开始进入IP封装为TS线程；循环调用封装线程直到完全将IP数据包重新打包为TS数据包；打包完成的TS数据包将送入TS发送队列等待TS发送线程处理；

3.2TS流数据包解封为IP包；TS解封装线程从TS接收队列中循环读取TS帧；如果TS帧为包含有IP数据包的第一个TS帧时，开始循环调用TS解封装线程直到获取完整的IP数据包；当得到完整的IP数据包时，通过发送套接字接口发送IP数据包。

前述的1.5中的TS发送线程和TS接收线程包括以下步骤：

4.1.TS发送线程和IP封装为TS线程具有相同的属性，均为从线程的创建开始工作直到主线程退出或系统异常；TS发送线程循环从TS发送队列中读取已经封装好的TS帧，然后调用驱动程序将TS帧送入驱动程序直到成功完成后返回；

4.2.TS接收线程和TS发送线程执行完全的逆功能，TS接收线程循环从内核中获取数据，如果成功获取到TS数据并判定其标志位符合IP数据包的发送规则，则将数据放入TS接收队列，待TS解封装线程读取。