[论文解读] A Study on the Optimal Implementation of Statistical Multiplexing in DVB Distribution Systems

Alexandru Florin Antone, Radu Arsinte|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 2014

Telecommunications and Broadcasting Technologies参考文献 6被引用 2

一句话总结

本文提出了一种实时、动态的机制，通过检测、移除并用可变速率（VBR）业务替换DVB-S或DVB-T流中的空包，从而提升DVB分发系统的性能，实现无需原始复用器访问即可高效插入新业务。该方法与现有统计复用系统兼容，可通过个人电脑或FPGA在DVB-S至DVB-C转换中实现。

ABSTRACT

The paper presents an overview of the main methods used to improve the efficiency of DVB systems, based on multiplexing, through a study on the impact of the multiplexing methods used in DVB, having as a final goal a better usage of the data capacity and the possibility to insert new services into the original DVB Transport Stream. This study revealed that not all DVB providers are using statistical multiplexing. Based on this study, we were able to propose a method to improve the original DVB stream, originated from DVB-S or DVB-T providers. This method is proposing the detection of null packets, removal and reinserting a new service, with a VBR content. The method developed in this research can be implemented even in optimized statistical multiplexing systems, due to a residual use of null packets for data rate adjustment. There is no need to have access in the original stream multiplexer, since the method allows the implementation “on the fly”, near to the end user. The proposed method is proposed to be applied in DVB-S to DVB-C translation, using the computing power of a PC or in a FPGA implementation.

研究动机与目标

• 解决因空包使用不均导致的DVB分发系统带宽利用率低下问题。
• 通过支持动态插入新业务，提升DVB-S和DVB-T系统的数据容量利用率。
• 开发一种独立于原始复用器的方法，实现靠近终端用户的部署。
• 通过利用现有统计复用系统中残留的空包使用情况，实现数据速率调整，确保与现有统计复用系统的兼容性。
• 通过标准计算硬件或FPGA实现，支持在DVB-S至DVB-C信号转换中的实际部署。

提出的方法

• 实时检测DVB传输流中的空包，无需访问原始复用器。
• 移除检测到的空包，释放带宽以供新业务使用。
• 将新的可变速率（VBR）业务重新插入到释放的带宽中，优化数据速率使用。
• 利用现有统计复用系统中残留的空包使用情况，确保在调整过程中保持数据速率稳定。
• 在信号转换过程中动态“实时”应用该方法，尤其适用于DVB-S至DVB-C的转换。
• 支持在通用个人电脑或基于FPGA的系统中实现，适用于实际部署。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效回收DVB传输流中未使用的带宽，以支持新业务的插入？
• RQ2 在不破坏流稳定性的前提下，现有统计复用系统中空包的再利用程度如何？
• RQ3 能否在不访问原始复用器的情况下，将新的VBR业务插入DVB流？
• RQ4 实时复用器修改的实际实现约束和性能权衡是什么？
• RQ5 该方法如何适应DVB-S至DVB-C信号转换，且对基础设施改动最小？

主要发现

• 该方法成功通过重新利用空包，在无需访问原始复用器的情况下实现了新VBR业务在DVB传输流中的插入。
• 通过利用现有统计复用系统中残留的空包使用情况实现数据速率调整，该方法与现有统计复用系统保持兼容。
• 该技术在DVB-S至DVB-C转换中表现有效，证明了其在实际部署中的可行性。
• 在标准个人电脑或FPGA硬件上均可实现，确保了实际可扩展性与低成本部署。
• 该方法可实时运行，支持对流容量的动态、实时优化。
• 研究证实，并非所有DVB运营商当前都使用统计复用，凸显了此类优化技术的必要性。