CN100477786C - 用以网络数据传输的系统 - Google Patents

Abstract

本发明叙述一种用于在网络上递送资料到大量用户的新方法及系统，其适合用于建造大规模视频点播系统。在现行的视频点播系统中，在不明显增加网络负载的情形下，用户在开始接收所要求的有能力提供足够互动功能的数据之前，可能要等待很长时间，或没有互动功能。此方法使用两个群的数据流，其中一个负责最小化等待时间同时另一个负责提供必须的互动功能。在反等待数据群中，可以使用均匀、非均匀、或阶层式交错流间隔。基于此发明而实现的系统可拥有一个相对较小的启动等待时间，同时使用者可以享受大部分录像机一般的典型互动功能，包括快速前进、向前跳跃等等。再者，此发明也可以维持必须的数据流数，因而维持必须的频宽。

Description

用以网络数据传输的系统

发明领域

本发明使涉及网络传送数据的一种方法和一个系统，特别是传输大量重复数据给大量用户，例如VOD(Video-on-Demand)系统。

发明背景

当前的VOD系统面临着几个挑战。其中之一是怎样向成百上千万的用户提供例如前进/后退和向前/向后跳跃灵活的互动式服务。同时，当网络资源即带宽是有限的时候，这种功能的服务不能加重网络的负担。进一步，每一个客户端都希望当选择要播放的电影时尽量快的播放。下面描述当前VOD系统和其可能的缺点。

1.有规律的流间隔近似VOD(NVOD)

NVOD系统是一种通过有规律流间隔T(图1)进行流的交错多点传送。这些流在相同或不同物理媒体上被多元化了，并被以一种多元化的机制(例如：时分多元，频分多元，码分多元，波长分多元等等)分配给用户。所述的分配机制包括点对点，点对多点和其他方式。每一个流在间隔T下被有规律的分解成小片段，并且这些小片段被分别标示为1，2，3，...，N。信息内容被所有流复制并且由这N个片段承载着分配给用户。内容被每一个流复制。通过有规律的流间隔安排这样的交错流模式，使使用者能够在任何时刻接收信息内容的起始等待时间小于间隔T。当然，在这样的系统中不会给用户提供任何的互动。如果一个用户打断了信息内容即暂停了播放，用户将不能再次恢复到刚才暂停时的同一个播放点，只能跳过一些内容来维持多点传送流的继续播放。

2.不规则的流间隔准VOD(QVOD)

QVOD是一种具有不规则流间隔T(图2)的交错多点传送流。这些流在相同或不同物理媒体上被多元化了，并被以一种多元化的机制(例如：时分多元，频分多元，码分多元，波长分多元等等)分配给用户。所述的分配机制包括点对点，点对多点和其他方式。不像NVOD系统的流时时刻刻的存在，流在QVOD系统是根据用户要求内容产生的。用户的需求在确定的时间间隔Ti被绑定并且被流i统一服务，流间隔T1，T2，...Ti，...是不规则的。这些流(流1到i等)当被用户要求时才被创建并且当内容传送完毕后就立即被删除。流在用户的要求下不断的产生。通过使用这种经不规则流间隔Ti安排的交错流，在间隔Ti内开始的特定群体用户被保证在间隔Ti(起始等待)内接收内容。同样的，在这样的系统中不会给用户提供任何的互动。如果一个用户打断了信息内容即暂停了播放，用户将不能再次恢复到刚才暂停时的同一个播放点，只能跳过一些内容来维持多点传送流的继续播放。

3.分散式互动网络结构(DINA)

DINA系统论及申请人的PCT申请PCT/IB00/001857和001858描述的方法和系统。在该DINA系统中，互动功能包括快进/快退，向前跳跃/向后跳跃，慢放，和等等的能够提供配合多个所述的互动式服务契的多个多点传送视频数据流。虽然互动功能可由DINA系统向用户提供，但是如果每位用户需求的起始等待被减少就会增加网络的负担。这由多点传送数据流的流间隔决定。一般而言，数据流个数的增加和那所带来的网络负载的增加是随着流间隔的减少而增加的。

在NVOD和QVOD系统中，一个用户想要观看流中的内容时，将会简单的接入许多交错流中的一个，并且与其他用户同时共享同一流。这样的调度是简单和有效的，它的问题在于两个方面-很大的起始等待时间和用户的不灵活性。

对于第一点困难，用户在需求被服务前将花很长时间等待流间隔T，可能要等上几分钟或是几小时，而这种等待时间取决于流间隔。虽然流间隔可能很小，比如说几秒钟，但是这将依然意味着系统不得不为同样的内容提供大量的流。所需求的流数为

R代表内容的长度，T代表流间隔。尽管小的起始等待时间可能会导致更高的传输带宽和成本。DINA系统可能面对这样的问题。

第二种难题就是用户观看多点传输流不能自由的打断流，因为还有别的用户在观看同一流。因此，NVOD和QVOD系统不能允许类似VCR的互动，例如：暂停，恢复，重放，慢放，快进等等。这些系统阻碍新形式的互动媒体的引入与发展。在近些年来，一种向NVOD和QVOD系统提供类似VCR的互动操作的流行方法是提供一种机顶盒，这种机顶盒提供了存储单元，把广播的内容全部存储入存储器中。这样的系统缺点在于更高的系统成本和操作上的问题，比如存储失败和管理问题。

以上的内容没有为现有的VOD系统提供解决方案。特别是当前的VOD系统不能提供给客户端/用户以所希望的互动功能，并以最小的网络负载实现短的起始时间。因此，这就是本发明的为解决上述问题的一个目的。最低限度，本发明的目的是为公众提供一种有用的选择。

发明内容

因此，广义而言，本发明提供了一种方法和一种相应的系统用于在网络上向至少一个客户端传送数据，并且有一起始等待时间来向用户传输的数据。本发明所包括的方法有以下几步：

-生成至少一个反等待的数据流，包括至少一个被客户接收的数据前导部分；

-生成至少一互动数据流，其包括至少一剩余部分数据使用户在接收至少一部分反等待数据流后可以进行合并。

反等待数据流和互动数据流可以分别由至少一个反等待信号生成器和至少一个互动信号生成器生成。

本发明另一方面提供了一种方法和相应的系统用于通过网络项至少一个客户传送数据，包括分割数据片段步骤，该步骤把数据分割成k个包含一头部分和一尾部分的数据段，并且该头部分包含一部分上一个执行片段尾部的数据，以便于客户端在接收到k个数据片段时将其合并。

K个数据片段是由信号产生器生成的。

本发明另一方面提供了一种方法和相应的系统用于通过一网络向至少一个客户端传送数据，该客户端的等待时间用来初始化传送给客户端的数据，包括以下步骤：

-生成至少一个反等待数据流包括至少一个前导部分，为客户端接收数据所用；

-预取客户端的前导部分数据作为预取数据；

-生成至少一个互动数据流，包括为客户端提供至少一个剩余部分以便于与前导部分合并。

此发明也提供一种方法及相对应的系统用于在网络上传送数据到至少一个用户包含该产生多个反等待数据流的方法，其中该反反等待数据流包含：

-一个前导数据流，包含至少一个该数据的前导部分的前导片段在该前导数据流内不断重复；以及

-多个结束数据流，每一个该结束数据流：

·含有该数据的前导部分的剩余部；及

·于该结束数据流中连续被重复，并且其中每一连续的结束数据流被一反等待时间间隔错开。

本发明还提供了一种方法和一个相应系统用于通过网络向至少一个客户端传送数据。本方法包括生成M个反等待数据流从1到M，一个m^th反等待数据流有F_m个片段，F_m和m^th呈斐波纳契数；并且F_m个片段在m^th反等待数据流中不断重复。

本发明的另一方面提供了一种方法和一个相应系统用于通过网络向至少一个客户端传送数据。数据被分割成K个片段，其中每一个片段在网络里传输需要用一个时间T。方法包括生成M个反等待数据流，其中每个数据流包括1至K个反等待数据片段，反等待数据片段被被配在M个反等待数据流中，以至于在反等待数据流中一个k^th前导片段以反等待时间间隔≤kT下重复。

本发明更提供了一种方法用于通过网络接收至少一个客户端的数据。传输的数据被分割成k个片段，每个片段需要用时间T在网络中传输。数据被分成两组数据流，反等待数据流包括M个反等待数据流，并且互动数据流包括N个互动数据流。接收数据包括以下几个步骤：

-生成一个数据请求。请求可由客户端的一个处理器所提出；

-把客户端连接到M个反等地数据流并且在M各反等待数据流中接收数据。客户端或接收器可通过一个连接器连接反等待数据流。

本发明还提供了一种方法和一个相应系统用于通过网络接收至少一个客户端的数据，所述数据包括一个前导部分和一个剩余部分，并且剩余部分被传送于至少一个互动数据流包括如下步骤：

-在客户端预取前导部分作为预取数据，所取数据存放与客户端的缓冲器中；

-通过处理器把剩余部分与预取数据合并。

可选的，反等待数据流除了可以不断的生成，也能够由客户端的请求生成。

上述各方法及系统进一步的实施例及选项将对应于下面各节说明，阅读该说明后，对于本技术领域的技术人员是显然的。

附图说明

本发明的较佳实施例将在如下图中所述详细说明：

图1NVOD系统数据流结构图。

图2QVOD系统数据流结构图。

图3本发明数据传送系统的整体系统结构图。

图4本发明数据传送系统结构1的数据流布置图。

图5本发明数据传送系统结构2的数据流布置图。

图6本发明数据传送系统结构3的数据流布置图。注意群II数据流布置与第4，5图的不同。

图7结构3的另一群I数据流布置图。

图8本发明数据传送系统的结构4的群I的数据流布置图。

图9本发明数据传送系统的结构4的群I的另一种数据流布置图。

图10本发明数据传送系统结构5的数据流布置图。图中所示的群I特殊的数据流布置结合了结构1和3。

图11本发明数据传送系统多点传送数据流生成器的系统结构图。

图12本发明数据传输系统的接收器的结构图。

图13本地存储器与传输带宽的比较图。

图14结构1的可选“请求”方法图。

图15结构2的可选“请求”方法图。

图16结构3的可选“请求”方法图。

具体实施方式

本发明通过图例中的例子来详细说明。虽然有些名词对于本技术领域的技术人员已经理解，下面表1显示了在说明书中出现的缩写或标号及其意义。

缩写/标号	意义
		VOD	视频点播系统
NVOD	近似视频点播系统
		QVOD	准视频点播系统
DINA	分散式互动网络结构，如在PCT申请PCT/IB00/001857和001858描述的方法和系统

VCR	卡式录像带
		STB	机顶盒
DDVR	无盘数码录影机，系统客户端
		IVOD	立即视频点播系统，本发明可能的系统名称
J	个别反等待数据流内的反等待数据片段数(结构1至3)或者将要传送数据前导部分的数据片段数(结构4)
		K	传送数据的数据片段数
M	(群I)反等待数据流
		N	(群II)互动数据流
Q	欲传送的数据量
		R	通过网络传送数据Q所需要的时间
S	在每个数据片段中的数据量
		T	通过网络传送每个数据片段所需要的时间
A	在群I(1)中数据流的数量
		C	在群1(1)数据流中数据片段的个数
B	在群I(2)中数据流的数量
		D	在群1(2)数据流中数据片段的个数
E	粗跳跃间隔的数据片段数

表1  所使用的缩写和标号

虽然以下都是描述用来传送的视频数据，但是其他不同形式的数据也能在本发明系统中传送，例如，音频数据或软件程序，或是它们的混合体。例如，本发明可以用作由网络上大量用户的需求开发一个操作系统软件。进一步，本发明可以用于一个数据传送系统控制大量重复性内容的数据，例如在一计算机视频总线中控制许多复杂的但是重复的3D目标。甚至，本发明可以不被限制为只传送数码数据。

本发明，多流多点传送技术被用于克服当前如在“背景技术”中所述的VOD系统的难题。通过使用这项技术，使用者被允许类似VCR互动而不用在机顶盒添加存储单元并且不用存储下用户在日常观看的所有内容。

图3显示了系统的结构。多点传送流由多点传送服务单元产生。流在物理媒体上被多元化了并且被分配给分布式网络中的终端用户。在每一个终端用户，有一个机顶盒(STB)，例如DDVR，选择多数的流以供处理。通过布置被流呈载的内容为一种希望的方式(就像图4-10)，当向用户提供互动功能时起始等待可被减小。DDVR需要有足够的带宽，缓存区和处理能力来处理多流。

本发明的数据传送系统被称为IVOD系统，和NVOD系统相像。当然，IVOD和NVOD系统存在下几点的不同：

1.内容是怎样被放置于交错流上的，

2.交错流是怎样产生的，

3.DDVR是怎样选择和处理多数交错流来回复内容的。

以上用于整个说明书中的“交错”所描述的是指每个数据流开始在不同的时间内传送数据的情况。因此，两个邻近的数据流的两帧，这里的帧代表每个数据流中重复单元，被时间间隔分开。

广义而言，数据传输方法和系统可以被描述为提供两种群组数据流的群I，群II。群I是数据流，可以被称为反等待数据流，可用来减少传输所需数据的起始等待时间。群I数据流由至少一个反等待信号生成器生成。群II数据流，可以称之为互动数据流，用于为用户提供所需的互动功能。群II数据流由至少一个互动信号生成器生成。由群II提供的互动功能可参考申请人的PCT申请PCT/IB00/001857和001858，其中内容并入本案以做参考数据。互动功能的操作不是本发明申请的描述内容在这里就不进一步详细介绍。

IVOD系统操作使用以下的例子能被最好的说明：每一个例子都是可用的IVOD系统，但是在不同的权衡下它们在详细的处都有不同。这些例子只是打算显示IVOD系统的工作原理并不是描述IVOD系统的唯一工作方式。

在接下来的例子中，被传送的内容共有Q个数据总传送时间为R。内容，比如说是电影。Q个数据被分解成k个数据片段，其中每个数据片段的数据量是S。每个数据片段通过网络的时间为T。Q和S是以兆字节为单位的，R和T是以时间为单位的。出于方便的考虑，Q个数据片段被从1到K分别标注。因此 $K=\frac{R}{T}.$ Q个数据可分成前导部分和剩余部分。在许多情况下，群I反等待数据流只包含前导部分。群II互动数据流包含剩余部分或是Q个数据的全部，这是由系统管理员在设计系统时选择的。

必须注意的是若个别数据片段包含不同的数据量，假设它们都需要时间T来传送，本系统还是可以工作的。这将是通过控制个别数据片段的传输速率来实现的。当然，所述的个别的数据片段最好是有统一数据量S，因为这样会在工程上变得方便。另一方面，在本系统中使数据片段有统一的数据量S比具有不同的传输时间更困难。

虽然下面所叙述的传送一种数据集(例如电影)的方法和系统是前面所描述的一种技术，也可以替代用来传送某些数据集，这依赖于例如带宽的限制。

A.双流IVOD系统(结构1)

这种最简单的IVOD系统的特征是双流操作。双流是指每个用户可以随时接收最多两个多点传送数据流。在大部分的时间里，用户只接收一个数据流。

如图4所示，数据片段被放置在交错流上。有两个群交错流。群I反等待数据流上每一帧有J个数据片段。T是反等待时间间隔也是IVOD系统的起始等待时间的上界。每一个反等待数据流在每个反等待时间间隔T错开，虽然反等待时间间隔可以被设置成任意不同于T的值。

在这个特殊的例子中，J为16并且T为30秒。所以在群I的数据流中的帧每隔JT时间即8分钟后重复它们自己。在群I中总共有M个流。

在群II互动数据流中有N个互动数据流，它们在一个互动时间间隔错开。虽然互动时间间隔可以设置成任意的值，但是为了工程上的方便互动时间间隔最好为JT(例如在本例中为8分钟)。假设内容的长度为R(这里R为120分钟)，那么至少在群II中共有 $\frac{R}{\mathrm{JT}}=15$ 个流。N的值可能大于本例但是这将会加重网络没有必要的负载。

当用户在时间t_I观看内容，在客户端的DDVR将会从群I中选择一个流(流I_i)并且在群II中选出一个流(流II_j)接入。当客户端连接到I_i和/或II_j，数据流将由DDVR处理，数据片段被通过片段序列号缓存起来。具有流间隔T的有效群I的交错流使最小起始等待时间等于T。

可选的，用户或是客户端只接收流I_i并且等待所有在前导部分的数据被接收完毕后再开始接收流II_j。当DDVR封闭了群I的流后，其将会立即寻找合适的群II以接入。在这个特殊的例子里，每一个群II的数据流最好只包含Q个数据的剩余部分。

接入数据流的方法可以在DINA技术中找到。在接入完成后，DDVR不再需要群I的流，DDVR唯一的依靠流II_j进行下面的观看。这只是使网络负担最小化的最佳的方案。

必须注意的是当系统启动以后，用户可以开始下面的互动请求，包括暂停和恢复，倒退，慢放。当然，向前和向后跳跃被限制在群I中的流或群II中的流中(在任何特定时间)。这个问题可以由细调系统参数来解决。例如，群I的数据流可以包含很少有人愿意看到的内容，比如说著作权通告。

在这种IVOD系统中流的总共数量为

理想状态下系统结构为 $M=N=J=\sqrt{\frac{R}{T}},$ 并且给出最佳的流的总个数

B.双流IVOD系统(结构2)

第二种IVOD系统例子的特征还是双流操作。开始，内容被分割成K个统一长度为T的片段，这些片段分别标注为1至K。如图5所示，所述的片段被放置在交错流上。

在这种结构中，同样有两组交错流。群I的反等待数据流中的每一帧上都有J个片段，并且该帧在每个流中重复。在本例中，J依然选择为16并且T为30秒。本结构的特征在于群I中的一个数据流，流I 1在所有时间槽中只包含片段1。流I2至I9包含片段2至17。也可以说，片段1可以看成是包含前导部分的前导片段的前导数据流。片段2至9可以看成是多数完成的数据流，其包含J个片段剩余的前导部分。群I的流间隔时间可以任意的选择，但是因为如结构1中的原因最好是设置成T。流I2至I9在时间JT后重复自己(例如本例中的8分钟)。

在此特定的例子中，为了顺利的合并前导数据流及结束数据流，群I应至少含有总共 $M=\frac{J}{2}+1$ 个流。M可以小于此数但这将会造成不必要的网络负担。此部分应该是系统管理员的设计选项。

虽然在图5中前导部分片段只含有一个前导段，但必须知道该前导数据流可含有超过一个的前导段，如段1至4。则上述关于第二种结构的群I反等待数据流的条件可视为T的4倍。同时，这改变可以不影响群II的互动数据流。在这种情况下，使用者可能感受到一个较大的起始等待时间。另一方面，M实际上可以减少，且可以是 $M=\frac{J}{8}+1,$ 以顺利合并前导数据流及结束数据流。虽然这可能并不是我们所希望的，但是这应是系统管理员在设计时决定的选项。

对群II流而言，流的安排和组织可以和前一个例子相同，且相同的设置和变化也可用于此例中。

当一个使用者于时间t_i开始观看内容，位于客户端的DDVR将立即接入到流I1上。因为前导段每隔时间T重复，所以起始等待时间的上界也是T。当接收到前导段内全部数据后，DDVR也将立即接入群I结束数据流的其中一个。在这里为I2至I9。为了便于说明，选择流I_i。另一种替代方案为：若DDVR能力许可，DDVR可同时接入前导数据流及群I结束数据流的其中之一。后者的情况中，两个流均由DDVR处理并且以片段序号把各片段缓存起来。

DDVR也将接入群II的其中一流(在这里为流II2)。DDVR接入群II流的时间时刻选择的：

1.紧跟在接入前导数据流即流I1之后

2.紧跟在接入一个结束流之后

3.在DDVR完全接收完群I数据流中的前导部分内容之后

一般而言，DDVR应该至少紧接着在群I流内所有数据接收完毕或是由客户端播放之后接入群II流的其中之一。

群I数据流内的全部数据均被接收并且缓冲，DDVR再与群II流其中之一合并。该合并技术在DINA技术中描述。合并后，可以不再需要该群I的流(即流Ii)，且DDVR可仅依靠群II流来完成随后的观看，以节省带宽。如先前在DINA技术中所述的，在任何时间接收到任何允许的互动请求都可以被满足。

IVOD系统中流总数为在理想状态下 $N=\frac{R}{\mathrm{JT}},$ 给定的最佳结构为 $J=\sqrt{2K}+1=\sqrt{\frac{2R}{T}}+1.$

C.双流IVOD系统(结构3)

IVOD系统的第三个实施例其特征也在于一种双流操作，其片段安排在阶层式周期性帧结构中，其中帧的大小取决于斐波纳契数。该内容再次被分割为具有固定长度T的K个片段，且片段分别以1至N来标注。如图6所示，这些片段被放置于交错流上。总共由两个群组的交错流。

在此结构中，群I数据流含有前导部分数据并且具有J个片段。必须注意此J值与结构1及结构2中用的稍有不同。共有M个群I数据流并标注为1至M。对每一个群I数据流I_m，其中m标示数据流个数的整数，给定帧周期为F_m，其中F_m为第m个斐波纳契数。开头的几个斐波纳契数如第2表所示。斐波纳契数有F_Y＝F_Y-1+F_Y-2的性质，其中y是一个由3开始的整数。群I数据流间隔如同结构1及结构2一般设定为T。在此例中共有12个群I数据流。对群II数据流而言，数据流的安排与组织和前述的实施例相似，但为了便于举例说明，群II数据流由片段81开始。

j	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
													Fj	1	2	3	5	8	13	21	34	55	89	144	233

表2  斐波纳契数

尽管可能有许多变化，其工作原理参照以下所述的可最好的说明。当一个使用者于时间T_i开始观看内容，位于客户端的DDVR将立即接入到群I的两个数据流I1及I2上。数据流I1的片段1及数据流I2的片段2或片段3，这两个数据片段均被缓存起来。此时缓存区有两个片段，数据流I2的帧长度为2，使用DINA技术中所描述的方法，数据流I2可以被顺利的合并。所以起始等待时间的上界为T。当片段1被接收到之后，DDVR将接入数据流I2和I3。因数据流I2中只有两个片段，片段3如果不是在接收片段2时被缓冲就是在数据流I2上紧接着片段2完成之后变得可用。在片段2及片段3两者均被接收完成后，DDVR将接入数据流3和4，且此程序如前面所述继续。两数据流由DDVR处理且额外的片段也依靠它们的序列号进行缓冲。

在上述讨论中，为起始电影假设DDVR联接第1数据流和第2数据流，以至于使等待时间上界为T。然而，若使用者希望，他可以选择先接入第m和第m+1数据流，其中m为大于1的任意数字。此时使用者仍可以观看内容，但可能被较大的等待时间所困扰。某些使用者可能较喜欢这样，例如他可能希望跳过影片的前几分钟。

进一步，如结构2，如图6所示每一个数据片段传送包含多于一个所述的K个数据片段的内容。例如，图6所示的每一个数据块实际上包含5个数据片段。则上述关于第三种结构的群I反等待数据流的时间条件可视为T的5倍，这种变化没有影响到群II的互动数据流。在这个例子中，用户可能会受到因较长的启动等待时间而带来的痛苦。

作为可选的方法，m不是必须从1处开始，倘若用户能够接受长时间的启动等待和数据调整。例如，系统管理可以去除图6中群I中最前面的4个数据流，在软件传输的情况下，这样的安排是不被允许的，另外用户也许不能接收到完整的软件。但是，在视频传输的情况下这可以被接受，假如对视频的修改能够被版权所有者所接受。

经由依照斐波纳契数F_m建立该流的帧的周期，在流I_m-1被接收后，DDVR应已缓冲的F_m＝F_m-1+F_m-2个时间槽。使用如DINA技术中所描述的合并方法，由于数据流I_m帧的大小正好为F_m，数据流I_m-1可被顺利的合并到数据流I_m。

值得注意的是，由于双数据流的安排，在接收到m个片段后，恰有m个片段被缓冲。一旦被缓冲的片段数超过群II数据流间隔的大小，DDVR开始合并到群II数据流上，如此至少可节省带宽(在此情况下，8分钟群II数据流间隔需要80个片段)。合并后，可不再需要该群I流(即流I_i)，且DDVR可仅靠群II流来完成随后的观看，以节省带宽。如先前在DINA技术中所述的，在任何时间接收的任何允许的互动请求都可被满足。

此中结构中并没有最佳的参数。为了节省带宽，应无群II数据流。然而，依照DDVR所接收并缓冲的数据量多少而定，用户将只能享受到有限的互动功能。具体说，用户只能使用暂停、恢复、倒退、慢放和向后跳跃，但不能使用快进和向前跳跃的功能。

所需的群I数据流的个数M由群II数据流数决定，而群II数据流数则依各个系统的不同而由人工决定。给定一个起始等待时间T，此IVOD系统所需的数据流总数可以从含有相关斐波纳契数的表格查询所需帧大小所决定。为顺利的合并个别群I数据流，最小的数据流总数必须为M使得 ${F^{\′}}_M\≥\frac{2K}{N}.$ M可以小于此数但这样做将令用户感到“帧丢失”的现象。M可以大于此数但这样做会产生不必要的网络负担。此部分应留给系统管理员决定的设计选项。

使用此技术，以群II流间隔为8分钟计则起始等待时间T可低至6秒(平均为3秒)。对一个两小时的内容而言，所需的数据流总数可低至26个。

另一种群I数据流安排的方式如图7所示。注意在数据流4之后，数据流的帧结构只遵循斐波纳契数序列。

D.多流IVOD系统(结构4)

前述三个实施例显示双流IVOD系统的几种可能的实施方式。事实上，IVOD系统上有许多其他可能的实施方式，每中依据不同的数据流内不同的片段安排方式及用户终端的DDVR必须同时接入和处理的最大流数而定。前述三个实施例比较容易理解及实现，但对于任何给定时间最多仅能接入和处理两个流的限制使其所用的流数并非最佳。在目前这个结构中，用来说明一种较佳数量流的多流IVOD系统。

此结构中是以假设所有携带内容的流均被终端用户DDVR接收及处理而实现。图8显示基于调和级数的方法在各不同的流内的起初三十个段可能的一种最佳安排方式。各段标注为1、2、3、...，以此类推。在仅使用最佳流数的情况下，保证起始等待时间上界在一个时间槽间隔内的充分且必要条件为：段的布置必须满足，对所有1到J的j值，段j(即为前导部分由开头算起的第j个段)必须在每j个时间槽或更少的时间内重复。例如，为使起始等待时间上界在一个反等待期间隔T之内，段1必须在所有时间槽重复。因此可能有一个流全部仅由段1组成。为了使接收到第一个段之后，第二段立即可得，因此段2必须在每个时间槽重复。同理，段3必须在每三个时间槽重复，段j必须在每j个时间槽重复。对于j＞1，段j可以有比要求还高的重复率。即第j个段能以一个反等待期时间间隔≤jT重复。注意“反等待期时间间隔”一词在结构4中的定义与在结构1到3中的定义不同。

因为我们假设所有流均被DDVR接入及处理，所以各段安置在哪一个流上无关紧要。各段由DDVR缓冲并重新安排适当的顺序。图9中空白的时间槽可包含任何数据或甚至维持空白。

如同结构3，本结构并无最佳参数。若欲节省带宽，则应无群II数据流。然而，依照DDVR所接收并缓冲的数据量多少而定，使用者将只能享受到有限的互动功能。这可能不是令人满意的状况。所需群I数据流个数M由群II数据流个数决定，而群II数据流个数则依各种系统因子以人工决定。携带J个时间槽数据所需的流总数M可由将调和级数由1到J加使得 $M\≥{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^{j=J}\left(\frac{1}{j}\right)$ 得到。当J为大数时，这大约等于γ+ln(J)，其中γ为欧拉常数(≈0.5772K)。尽管J可设为大于的任何所要之数，为了工程上的方便，令 $J=\frac{K}{N}$ 较佳，其为互动时间间隔内的数据段数。此为约束起始等待时间到一个时间槽间隔以内所须的最佳流数。

进一步，如在结构2和3中情况，在图8中所示的每一个数据片段传送包含多于一个所述的K个数据片段的内容。举例来说，每一个如图8所示的数据块都包含10个数据片段。则上述关于第四种结构的群I反等待数据流的时间条件可视为T的10倍，这种变化没有影响到群II的互动数据流。在这个例子中，用户可能会受到因较长的启动等待时间而带来的痛苦。

同样，可选的，假如用户能够忍受长时间的启动等待时间，j可能不一定要从1开始而是从大于1的值开始。举例来说，在图8中系统管理可以去除群I中前三个数据流。在传送软件时，是不允许这样的安排与布置的，否则用户将不能够接收到完整的软件。当然，在视频数据传输时，假如版权所有者允许传送这样修整视频数据的话，这样的安排的方法是能够被接受的。

可选的，例5中j可能不一定要从1开始而是从大于1的值开始。当然，这仅仅意味着在图8中第一个数据片段在每隔5T而不是T个反等待间隔被重复，接下来的第j个数据片段在(5+j)T个反等待间隔被重复。这个选择应该被认为是本说明书中的一项技术。

基于此最佳多流条件，流再次被分为两个群组，群I及群II，以产生一个IVOD系统。群I流的片段安排如图8所示。群II流的片段安排与第4到6图任一图中群II流的片段安排一致。当一个使用者发出一个观看请求，所有群I流应被DDVR接收并处理。此外，一个合适的群II流也应被接入及处理。此允许群I流(开始的m个片段放置于此)顺利地合并到一个单一的群II流。另一种方案为等到群I流内所含的前导部分所有数据均由客户端DDVR接收后才接入上群II流。

在一个群II流间隔之后(在此情况中该值再次故意设成JT)，所有群I流就可不再需要，且使用者只需一个单一的群II流即可继续收视。与前例一样，通过使用群II多个流，一旦系统开始运作，使用者可以发出任何可允许的互动请求，包括暂停及恢复、倒退、及慢放。

如同结构3一般，如先前说明，完全以群I流为基础来建立一个IVOD系统是可能的。如此，流数可减少且最小化启动等待时间。然而此种系统的使用者可能受限于有限的互动功能，如结构3中讨论的一般。再者，DDVR的缓冲区大小必须如整个数据一样大，而且对目前结构，DDVR处理能力的需求更大。对于配置何种系统为留待服务提供者决定的选项。

再者必须注意的是此种多流安排方式可用来取代结构4中的斐波纳契流序列(群I流)以进一步降低所需的流个数。条件是DDVR必须有足够的缓冲区及处理能力以缓冲及处理接收到的数据。下一节中的第3表列出所有各种结构的某些结果。

如第9图所示为一种对数流技术的非最佳化多流布置方式。

E.混合双-双/多-双流IVOD系统(结构5)

结构3及结构4展示一种与结构1及结构2相较而言使用相当流数但具有极短启动等待时间的IVOD系统。然而结构1或结构2同时也拥有结构3或结构4所没有的优点-它们允许在第一个流间隔的时间内，就是允许从流到流的粗跳跃，而结构3或结构4却无法做到。在现实生活中，一个数据来源的前几分钟通常含有许多标头及信息，而许多使用者可能想要用跳跃来跳过。因此，提供使用者至少有限的跳跃能力是有意义的。

由结合结构1或结构2以及结构3或结构4，即使没有一个外部单播流的帮助，仍可创造一种具有限跳跃能力的IVOD系统。此IVOD系统含有三个群组的交错流，即为群I(1)及I(2)。群I(1)数据流含有总数为A的数据流负责分配具有C个段的数据。同样地，群I(2)数据流含有总数为B的数据流负责分配具有D个段的数据，其B个数据流中的每个流以一个粗跳跃间隔错开。在该粗跳跃间隔有E个段。

考虑一个具体的范例，假设片段大小T为6秒。令群I(1)含有如结构3所述的前7个斐波纳契流。令群I(2)含有如结构1所述的8个群I流，传送片段11到90，且具有10个片段的交错流间隔。注意群I(2)可含有数据片段1到90，尽管可能看来是多余的。因此群I(2)流的帧周期为80个片段或8分钟，而且此为粗跳跃帧周期其允许使用者在DDVR连接到群I数据流之时执行一个粗跳跃的互动操作。结构5的群II流与其它结构的群II流完全相同。在此特定例中，每个群II流由片段1开始一直到整个数据结束。该流及片段的布置如图10所示。

由此种流及片段的阶层式布置方式可以看出，使用者可以在任何时间开始而启动等待时间为一个片段(此例中为6秒)。再者，当DDVR连接到群I流之时，使用者可在起始周期内的任何时间作粗跳跃。如同前一种结构，起始周期定义为第一个群II流间隔(即为0分钟的时间点到9分钟的时间点)之内的时间较佳。各个粗跳跃相隔1分钟，此由粗跳跃帧周期决定。所以，使用者可以利用此种布置跳过标头。对图10的特定范例，保持一个两小时数据所需要的流总数为30。

尽管图10只显示在群I数据流的结构1及结构3的结合，对本技术领域的技术人员来说，下列组合显然亦为可行：

a.结构4及1

b.结构3及2

c.结构4及2

所需群I(1)数据流个数，即A，在结构3及结构4中可由将E设为

来决定。也就是，在群I(1)中若使用结构3，则群I(1)中应有A个数据流使得F_A≥2E。若使用结构4，则 $A\≥{\mathrm{\Σ}}_{c=1}^{c=C}\frac{1}{c}.$ 如同结构4一般，在群I(1)中欲传送的数据段总数C，等于E较佳。如结构3及结构4，相同数量数据流的需求也应用到群I(1)上。

再次，对于究竟部署何种组合是留待服务提供者决定的选项。

结构1、2和3部署的选择

建立一个VOD系统用来为大量用户提供服务，如前面所述的反等待数据流在较佳情况下被不断的生成以至系统能够不断的使用这些流，或者至少在最主要的时间里(如上午6-11点)提供以便用户接入。另一方面，如果在系统中有几千个用户，其中只有很少量相关的用户，或是被用户提出请求的频率很少的特定程序，如果反等待数据流只是根据用户的要求而产生的话会进一步减轻网络的负担。这种可选方法有利于结构1、2和3。所述这些在图14、15和16中描述。在这些图中，灰色的数据片段代表那些由用户要求产生的数据片段或是数据流。

在结构1中，群I反等待数据流被一个反等待数据流间隔T错开。当然，如上面所述的不是所有的群I的反等待数据流在所有时刻都运作或是提供。它们根据用户的需求而产生，并且这些需求每隔时间T提交一次。这就是说如果用户在一个反等待流间隔中为所述的数据提出请求，就会在下一个反等待流间隔开始处生成反等待数据流。一个例子，参看图14，认为用户的数据请求时间为2T，3T，16T。在本文中，用户的数据请求是分别在1T到2T，2T到3T，15T到16T之间进行的。因此，在本例中，只有流2、3和16被生成或产生并在系统中集中的传送，这时流1和4-15被关闭。如在图14中所示，群I数据流没有常规的流间隔。

这种观念可以被扩展到结构2和3中。

在结构2中，并不是在每次产生的所有的前导数据流和结束数据流中都有前导数据片段。它们只在用户要求时产生。图15所示的例子，每一个前导数据流是与相应的结束数据流相联系的，这个技术是在前文中叙述过的，这一点也可以通过通常的编程技术实现。相应的结束数据流应该在生成其前导数据流时生成。

同样的，在结构3中，不是所有在群I中分配的F_m片段每次都被生成。就像图16所示的。这是在前文中所述的一种技术，这种技术与群组数据片段有关系，并且能够通过普通的编程技术实现。所有相应的F_m数据片段应该在客户端提出请求时生成。特别的，第F_(m+1)片段在上一个F_m片段被接收被前生成。

进一步，当DDVR在群II数据流中被引入后，反等待数据流将被结束进而减小带宽的使用。

作为结构4的基本要求就是使用者应该能够联接到群I的所有数据流，上面所述按“需求”产生数据流的方法不在结构4中应用。

虽然这种可选的方法与以往的结构相比可以节省一些额外的带宽，但是依然无法解决几个问题。第一，这将加重服务端的工作和处理请求的负载，并且会复杂化程序和执行。第二，如果在设计阶段不考虑到需求的带宽，这将可能使解决系统超过它的工作负载。第三，本可选方法将会在客户的请求量很巨大的时候变成以往结构，即与原有结构相比没有变化。

单独数据片段的附加特性

在转换的期间为帮助流转换而不致导致数据大量遗失，每个数据段开始，此部分可称为头部，可含有出现在前面紧临段的尾部份的重复数据。重复部份携带的数据量为T′(对流数据率正规化)，其中T′为在流转换期间可能导致的延迟。典型地，T′可为10-20毫秒等级。

IVOD系统有如下数个系统需求

a.该服务器必须产生适当的多流，以任何一种在结构1到5举例说明的图样，或可能设计的图样。

b.分配网络必须拥有足够容量以携带所有必须的流到该终端使用者DDVR。

c.终端使用者DDVR必须有足够带宽、缓冲区、及处理能力以应付多流。该DDVR亦须有足够的储存空间以从该多流上缓冲至少一个群II流间隔的数据。

这些因素可能影响该服务提供选择部署何种结构。

无盘DVR的思想

一般而言，该接收端DDVR可以有一个处理器以提出内容要求，及一个连接器以连接该群I及II数据流。

对于结构1及2，DDVR可能需要包含一个缓冲器以缓冲接收的群I数据流。对于结构3及4，DDVR必须包含一个缓冲器以缓冲由群I数据流接收的数据。该处理器也将负责处理数据以依适当的顺序放置数据。

用多流概念，客户端的接收装置，即接收器，可不需要有任何硬盘储存器。在该STB，即用户/接收器，唯一需要的内存或缓冲器可为随机存取内存以缓冲一个流间隔等效的数据。假设8分钟的一个流间隔，对一个1Mb/sMPEG-4流此约需60MB的随机存取内存。此技术可与许多在STB需要一个大硬盘(有时大到60GB)的视频点播技术形成对照。因此，此IVOD系统在使用者看来好像一个无盘DVR。然而，该系统提供者可选择对使用者提供额外的硬盘形式的储存体或其它不变性媒体，或使用其它设备因可能需要缓冲及接收数据。

必须再注意DDVR可能有数种选项

首先，DDVR可被设置成使其以比数据传输率低的速率来播放接收到的数据。该数据传输率在每个数据段含有等量数据的情况下可表示为

在该实施例中，该DDVR可能必须有大的缓冲器以容纳该将接收的数据。

其次，该DDVR可被设置成在其本地缓冲器内包含或预先取得至少一部份群I数据流的数据，即为欲传送数据的前导部分，到某一时间期间。此类的数据可称为“预先取得数据”。若需要，如果该DDVR有足够大小的缓冲器该预先取得数据可包含该群I数据流所包含的所有数据。一种极端情况是，对视频数据而言要传送的数据内容可能每日更新，或每日超过一次。对此特定例，预先取得数据可能必须每日更新。该更新时间可设为任何所欲的值，其范围可由一天到甚至一年之间。在离峰期间如午夜过后(例如01:00-06:00)或10:00到15:00间更新预先取得数据可能较佳，此时起因于用户要求的网络活动可能是最小。此过程可由该反等待信号产生器、该互动信号产生器、或由该用户本身以例行通话程序开始。如此做，该等待时间及网络中所需的数据流总数可再减少。对于传送大量数据集合的视频点播系统而言这可能特别重要。

权衡空间-时间-带宽

此发明的IVOD系统在DDVR缓冲器储存体(空间)、启始等待(时间)、及所需流(传输带宽)之间有权衡关系。此由表3显示且更可由图13说明。

在图13中，该端点1可被理解为现行视频点播系统其所有数据被传送然后储存于该STB，不论用户是否发起一个数据请求。在此实施例中，该STB必须拥有一个相当大的缓冲器。这可能增加STB的制造成本。

端点2可以代表如结构1到5说明的系统，在这一种结构下，对该STB的要求可为最小同时该系统可能对带宽要求更大。

端点3可代表端点1及端点2系统的混合。

选择哪一个“端点”的决定可为依据各种因素的设计选项，这些因素包含可用带宽、该STB规格、等待时间及互动性的区域性需求等等。

表3.缓冲器储存体(空间)、起始等待(时间)、及所需流(传输带宽)的权衡

应用于缆线电视、全球广播、及卫星广播系统

此发明的IVOD系统可在现有的缆线电视、全球广播、及卫星广播系统上直接的应用。只须对现有的基础建设作极小修改，该非互动广播或NVOD系统可转变为一个IVOD系统。模拟及数字传输系统两者皆可利用多流观念的优点。然而，以下讨论将只说明数字传输系统的系统结构。

在这些数字广播系统中，该射频传输频带通常分割成6MHz(NTSC)或8MHz(PAL)信道。在缆线电视、全球广播、及卫星广播系统中可有超过一百个信道。图11显示此多流系统的一个典型系统结构。它与现存的广播系统非常相似。只有头端的传输单元，其可称为一种反等待组件，及客户端的接收单元，即该用户/接收器，必须修改。在该头端，每个信道中并非传送模拟信号，而是传送诸如QAM的数字信号。典型而言，一个射频信道可放入30-40Mb/s。假设有一个2小时内容，首先可用MPEG-4或其它的压缩算法将该模拟信号转变成位率约为1Mb/s之数字信号。使用该斐波纳契双流(结构3)或该最佳调和多流IVOD观念(结构4)，可在单一的射频信道内放入30到40个IVOD流。该内容依据该PAL/NTSC/SECAM标准放入不同的射频信道以维持与现存系统的兼容性，且每个射频信道可包含数小时的内容。

在使用者端，该机顶盒必须射频调谐到该感兴趣的特定射频信道。然后该缆线调制解调器滤出该30-40Mb/s数字流且同时译码两个流(对斐波纳契双流系统)或译码所有调和多流(对调和多流系统)。第12图显示该STB/缆线调制解调器的方块图。该STB/缆线调制解调器除了其处理单元之外与其它该STB/缆线调制解调器相似。该处理单元可同时处理至少2个多流而非一个单一流。经译码的流将缓冲在STB之内且该内容将依据片段的序号被重建。利用一个典型广播系统内的数百个可用信道，此可转换成200小时或以上可由无限多个使用者取用的全互动节目。

当本发明较佳实施例已由实施例详细说明时，对本技术领域的技术人员修改及应用将会发生。然而当进行到下述的权利申请范围时，极易理解如此修改及应用是在本发明范畴中。再者，本发明之实施例不应被解释为只局限在实施例或图式。

Claims (126)

1.一种用以由网络传送数据到至少一客户端具有等待时间以开始传送该数据至该客户端的系统，包含：

至少一反等待信号产生器，用来产生至少一反等待数据流其包含至少一用于一客户端所接收的数据的前导部分；及

至少一互动信号产生器，接收至少一反等待数据流的部分后，用来产生互动数据流其包含至少一用于该客户端所合并该数据的剩余部分。

2.如权利要求1所述的系统，其中：

该数据被分成K段，每一部份由网络传送需要时间T；

该反等待数据流包含M个反等待数据流；及

该互动数据流包含N个互动数据流。

3.如权利要求1所述的系统，其中：

该反等待数据流只含有该数据的前导部分；

该互动数据流含有该数据的全部。

4.如权利要求2所述的系统，其中：

该M个反等待数据流中的每一个含有在该反等待数据流内连续重复实质上相同的数据，并且其中每一连续的反等待数据流被一反等待时间间隔错开；及

在该互动数据流内该N个互动数据流的每一个是连续重复的，并且其中每一连续的互动数据流被一互动时间间隔错开。

5.如权利要求4所述的系统，其中：

该M个反等待数据流中的每一个具有J段；及

该反等待时间间隔≥T。

6.如权利要求4所述的系统，其中该互动时间间隔≥JT。

7.如权利要求5所述的系统，其中M≥J。

8.如权利要求7所述的系统，其中M＝J。

9.如权利要求6所述的系统，其中 $N\≥\frac{R}{\mathrm{JT}}.$

10.如权利要求9所述的系统，其中 $N=\frac{R}{\mathrm{JT}}.$

11.如权利要求8或10所述的系统，其中 $M=N=J=\sqrt{\frac{R}{T}}.$

12.如权利要求4所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个数据流含有具K段的该数据的全部。

13.如权利要求4所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个流只含有该数据的剩余部。

14.如权利要求4所述的系统，其中：

当该客户端提出对于该数据的请求时，该客户端连接至该M个反等待数据流中的任何一个；及

该客户端连接至该N个互动数据流中的任何一个。

15.如权利要求2所述的系统，其中该反等待数据流包含：

I.一前导数据流，含有至少一该数据的前导部分的前导段在该前导数据流中连续被重复；及

II.多个结束数据流，每一个结束数据流：

·含有该数据的前导部分的剩余部分；及

·在该结束数据流中连续被重复，并且其中每一连续的结束数据流被一反等待时间间隔错开；

在该互动数据流中，该N个互动数据流的每一个连续被重复，并且其中每一连续的互动数据流被一互动时间间隔错开。

16.如权利要求15所述的系统，其中

每一该结束数据流有J段；及

该反等待期时间间隔≥T。

17.如权利要求15所述的系统，其中该互动时间间隔≥JT。

18.如权利要求16所述的系统，其中 $M\≥\frac{J}{2}+1.$

19.如权利要求18所述的系统，其中 $M=\frac{J}{2}+1.$

20.如权利要求17所述的系统，其中 $N\≥\frac{R}{\mathrm{JT}}.$

21.如权利要求20所述的系统，其中 $N=\frac{R}{\mathrm{JT}}.$

22.如权利要求19或21所述的系统，其中 $J=\sqrt{2K}$

23.如权利要求15所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个含有具K段的该数据的全部。

24.如权利要求15所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个只含有该数据的剩余部。

25.如权利要求15所述的系统，其中：

当该客户端提出对于该数据的请求时，该客户端连接至该前导数据流；

该客户端随后连接至该结束数据流中的任何一个；及

该客户端连接至该N个互动数据流中的任何一个。

26.如权利要求2所述的系统，其中：

-在该互动数据流中，该N个互动数据流的每一个连续被重复，并且其中每一连续的互动数据流被一互动时间

错开；

-产生该反等待期数据流1至M，如此使

·一m^th反等待期数据流具有F_m段，其中F_m为一m^th斐波纳契数；及

·于该m^th反等待期数据流中，该F_m段连续被重复。

27.如权利要求26所述的系统，其中：

-当该客户端提出对于该数据的请求时，该客户端连接至至少该m^th及(m+1)^th反等待数据流；

-至少在该m^th及(m+1)^th反等待数据流内的数据被缓冲于该客户端；

-该客户端随后连接至连续的反等待数据流；及

直到该客户端接收该前导部分内的所有数据。

28.如权利要求27所述的系统，其中：

在该客户端接收该前导部分内的所有数据之后，该客户端连接至该N个互动数据流中的任何一个。

29.如权利要求26所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个含有具K段的该数据的全部。

30.如权利要求26所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个含有具K段该数据的剩余部分。

31.如权利要求26所述的系统，其中 $F_M\≥\frac{2K}{N}.$

32.如权利要求26所述的系统，其中m从1开始。

33.如权利要求26所述的系统，其中m从4开始，并且该重复的1^st、2^nd及3^rd反等待数据流具有以下结构：

34.如权利要求2所述的系统，其中：

在该互动数据流中，该N个互动数据流的每一个连续被重复，并且其中每一连续的互动数据流被一互动时间

错开；

在该M个反等待数据流中，

I.该数据的前导部分含有卷标为1至J前导数据段；及

II.该前导数据段分布于该M个反等待数据流，如此使该反等待数据流中一反等待期时间间隔≤jT重复一j^th前导段。

35.如权利要求34所述的系统，其中：

当该客户端提出对于该数据的请求时，该客户端连接至所有该M个反等待数据流；及

在该M个反等待数据流该数据的前导部分被缓冲于该客户端。

36.如权利要求35所述的系统，其中：

在该客户端接收该前导部分内的所有数据之后，该客户端连接至该N个互动数据流中的任何一个。

37.如权利要求34所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个含有具K段的该数据的全部。

38.如权利要求34所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个只含有该数据的剩余部。

39.如权利要求34所述的系统，其中 $M\≥\underset{j=1}{\overset{j=J}{\mathrm{\Σ}}}\left(\frac{1}{j}\right)$ 及 $J=\frac{K}{N}.$

40.如权利要求34所述的系统，其中含有该前导数据段的该M个反等待数据流的六个安排如下：

其中空白段含有任何数据。

41.如权利要求2所述的系统，其中该M个反等待数据流

含有该数据的前导部分；及

更包含两组数据流，系为一1^st组反等待数据流及一2^nd组反等待数据流。

42.如权利要求41所述的系统，其中：

该1^st反等待数据流具有从1至A之A个1^st反等待数据流，其中

I.一a^th反等待数据流具有F_a段，并且F_a为一a^th斐波纳契数；及

II.于该a^th1^st反等待数据流中，该F_a段连续被重复，

该2^nd反等待数据流具有B个2^nd反等待数据流，其中于该2^nd反等待数据流中该B个2^nd反等待数据流的每一个含有连续重复实质上相同的数据，并且其中每一连续的2^nd反等待数据流被一粗跳跃帧周期错开；

如此使当该客户端连接至该B个2^nd反等待数据流时，该客户端能够执行一粗跳跃功能。

43.如权利要求42所述的系统，其中：

当该客户端提出对于该数据的请求时，该客户端连接到至少该a^th及(a+1)^th1^st反等待期数据流；

至少于该a^th及(a+1)^th1^st反等待数据流内的数据被缓冲于该客户端；

该客户端随后连接至连续的1^st反等待数据流；

直到该客户端接收于该A个1^st反等待数据流内的所有数据。

44.如权利要求43所述的系统，其中：

在该客户端接收于该1^st反等待数据流内的所有数据之后，该客户端连接至该B个2^nd反等待数据流中的任何一个；及

在该客户端接收于该连接的B个2^nd反等待数据流内的所有数据之后，该客户端连接至该N个互动数据流中的任何一个。

45.如权利要求42所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个含有具K段的该数据的全部。

46.如权利要求42所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个只含有该数据的剩余部。

47.如权利要求42所述的系统，其中该粗跳跃帧周期包含E个数据段，并且F_A≥2E。

48.如权利要求42所述的系统，其中a从1开始。

49.如权利要求42所述的系统，其中a从4开始，并且该重复的1^st、2^nd及3^rd反等待数据流具有以下结构：

50.如权利要求41所述的系统，其中：

-该1^st反等待数据流具有从1至A之A个1^st反等待数据流，其中

I.一a^th反等待数据流具有F_a段，其中F_a为一a^th斐波纳契数；及

II.于该a^th1^st反等待数据流中，该F_a段连续被重复，

-该2^nd反等待数据流具B个2^nd反等待数据流，其包含

I.一前导数据流，在该前导数据流中含有至少一该数据的前导部分的前导段连续被重复；及

II.多个结束数据流，每一个结束数据流：

·含有该数据的前导部分的剩余部分；及

·于该结束数据流中连续被重复，并且其中每一连续的结束数据流被一粗跳跃帧周期错开，

如此使当该客户端连接至该B个2^nd反等待数据流时，该客户端能够执行一粗跳跃互动功能。

51.如权利要求50所述的系统，其中：

当该客户端提出对于该数据的请求时，该客户端连接到至少该a^th及(a+1)^th1^st反等待数据流；

至少于该a^th及(a+1)^th1^st反等待数据流内的数据被缓冲于该客户端；

该客户端随后连接至连续的1^st反等待数据流；

直到该客户端接收于该A个1^st反等待数据流内的所有数据。

52.如权利要求51所述的系统，其中：

在该客户端接收于该1^st反等待数据流内的所有数据之后，该客户端连接至该前导数据流；

该客户端随后连接至该结束数据流中的任何一个；及

在该客户端接收于该B个2^nd反等待数据流内的所有数据之后，该客户端连接至该N个互动数据流中的任何一个。

53.如权利要求50所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个含有具K段的该数据的全部。

54.如权利要求50所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个只含有该数据的剩余部。

55.如权利要求50所述的系统，其中该粗跳跃帧周期包含E个数据段，并且F_A≥2E。

56.如权利要求50所述的系统，其中a从1开始。

57.如权利要求50所述的系统，其中a从4开始，并且该重复的1^st、2^nd及3^rd反等待数据流具有以下结构：

58.如权利要求41所述的系统，其中：

该1^st反等待数据流具有A个1^st反等待数据流，其中，

I.该A个1^st反等待数据流含有1至C个1^st数据段；及

II.于该1^st数据段系分布于该A个1^st反等待数据流，如此使得于该A个1^st反等待数据流中经一反等待时间间隔≤cT重复一c^th前导段；

该2^nd反等待数据流具有B个2^nd反等待数据流，其中于该2^nd反等待数据流中该B个2^nd反等待数据流的每一个含有连续重复实质上相同的数据，并且其中每一连续之2^nd反等待数据流被一粗跳跃帧周期错开；

如此使当该客户端连接至该B个2^nd反等待数据流时，该客户端能够执行一粗跳跃互动功能。

59.如权利要求58所述的系统，其中：

当该客户端提出对于该数据的请求时，该客户端系连接至所有该A个1^st反等待数据流；及

于该A个1^st反等待数据流该数据的前导部分一直被缓冲于该客户端到该客户端接收于该A个1^st反等待数据流内的所有数据。

60.如权利要求59所述的系统，其中：

在该客户端接收于该1^st反等待数据流内的所有数据之后，该客户端连接至该B个2^nd反等待数据流中的任何一个；

在该客户端接收于该B个2^nd反等待数据流内的所有数据之后，该客户端连接至该N个互动数据流中的任何一个。

61.如权利要求58所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个含有具K段该数据的全部。

62.如权利要求58所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个只含有该数据的剩余部。

63.如权利要求58所述的系统，其中该粗跳跃帧周期包含E个数据段，并且 $A\≥\underset{c=1}{\overset{c=E}{\mathrm{\Σ}}}\left(\frac{1}{c}\right).$

64.如权利要求58所述的系统，其中该A个1^st反等待数据流的六个安排如下：

其中空白段含有任何数据。

65.如权利要求41所述的系统，其中：

-该1^st反等待数据流具有A个1^st反等待数据流，其中，

I.该A个1^st反等待数据流含C个1^st数据段；及

II.于该1^st数据段分布于该A个1^st反等待数据流，如此使得于该A个1^st反等待数据流中经一反等待时间间隔≤cT重复一c^th前导段；

-该2^nd反等待数据流具有B个2^nd反等待数据流，其包含

I.一前导数据流，含有至少一该数据的前导部分的前导段于该前导数据流中连续被重复；及

II.多个结束数据流，每一个结束数据流：

·含有该数据之前导部分的剩余段；及

·于该结束数据流中连续被重复，并且其中每一连续的结束数据流被一粗跳跃帧周期错开，

如此使当该客户端连接至该B个2^nd反等待数据流时，该客户端能够执行一粗跳跃互动功能。

66.如权利要求65所述的系统，其中：

当该客户端提出对于该数据的请求时，该客户端连接至所有该A个1^st反等待数据流；及

于该A个1^st反等待数据流该数据的前导部分一直被缓冲于该客户端到该客户端接收于该A个1^st反等待数据流内的所有数据。

67.如权利要求66所述的系统，其中：

在该客户端接收于该1^st反等待数据流内的所有数据之后，该客户端连接至该B个2^nd反等待数据流中的前导数据流；

该客户端随后连接至该结束数据流中的任何一个；及

在该客户端接收于步骤F所连接的该B个2^nd反等待数据流内的所有数据之后，该客户端连接至该N个互动数据流中的任何一个。

68.如权利要求65所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个含有具K段之该数据的全部。

69.如权利要求65所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个只含有该数据的剩余部。

70.如权利要求65所述的系统，其中该粗跳跃帧周期包含E个数据段，并且 $A\≥\underset{c=1}{\overset{c=E}{\mathrm{\Σ}}}\left(\frac{1}{c}\right).$

71.如权利要求67所述的系统，其中该A个1^st反等待数据流的六个安排如下：

其中空白段含有任何数据。

72.如权利要求2、4、15、26、34、41、42、50、58或65项中任何一项所述的系统，其中该K个数据段中的每一个含有一头部及一尾部，并且该头部含有该紧接着前段之尾部的数据的一部份，当客户端接收时有助于该K个数据段的合并。

73.如权利要求2、4、15、26、34、41、42、50、58或65项中任何一项所述的系统，其中于该客户端预先取得至少于该前导部分中数据的一部分。

74.一种用以经由网络传送数据到至少一客户端的系统包含一用以将该数据分成K个数据段的信号产生器，每一数据段需要一时间T在网络中传送，其中所述信号产生器包括：

将数据分割为K个数据段的分割单元；其中，该K个数据段中的每一个含有一头部及一尾部，并且该头部含有该紧接着前段的尾部的数据的一部份；

传送该K个数据片段至客户端的传送器，当客户端接收时有助于该K个数据段的合并。

75.一种用以经由网络传送数据到至少一客户端具有等待时间以开始传送该数据至客户端的系统，包含：

至少一反等待信号产生器，用来产生至少一反等待数据流，其包含至少一用于一客户端所接收数据的前导部分；

一缓冲器，于该客户端中用来预先取得该前导部分作为预先取得数据，及

至少一互动信号产生器，用来产生至少一互动数据流，其含有至少一用于该客户端合并该前导部分该数据的剩余部。

76.如权利要求75所述的系统，其中于一更新时间期间更新该预先取得数据。

77.如权利要求76所述的系统，其中该更新时间期间为一非高峰期间。

78.如权利要求76所述的系统，其中该预先取得数据每天更新一次。

79.一种用以经由网络传递数据到至少一客户端的系统包含至少一用来产生多个反等待数据流的反等待信号产生器，该反等待数据流包含：

一前导数据流，含有至少一该数据前导部分的前导段于该前导数据流中连续被重复；及

多个结束数据流，每一个结束数据流：

含有该数据前导部分的剩余部分；及

于该结束数据流中连续被重复，并且其中每一连续的结束数据流被一反等待时间间隔错开。

80.如权利要求76所述的系统，其中：

当该客户端提出对于该数据的请求时，该客户端连接至该前导数据流；及

该客户端随后连接至该结束数据流中的任何一个。

81.如权利要求79所述的系统，其中该数据被分成K个数据段的信号产生器，每一数据段需要一时间T于网络传递，并且该反等待时间间隔≥T。

82.一种用以经由网络传递数据到至少一客户端的系统包含至少一用来产生多个反等待数据流的反等待信号产生器，其中，该反等待数据流包含：

从1至M个反等待数据流，其中一m^th反等待数据流具有Fm段，并且Fm为一m^th斐波纳契数；并且于该m^th反等待数据流中，该Fm段连续被重复。

83.如权利要求82所述的系统，其中：

当该客户端提出对于该数据的请求时，该客户端连接至至少该m^th及(m+1)^th反等待数据流；

至少于该m^th及(m+1)^th反等待数据流内的数据被缓冲于该客户端；

该客户端随后连接至连续的反等待数据流；及

直到该客户端接收所有数据。

84.如权利要求82所述的系统，其中m从1开始。

85.如权利要求82所述的系统，其中m从4开始，并且该重复的1st、2nd及3rd反等待数据流具有以下结构：

86.一种用以经由网络传递数据到至少一客户端的系统，该数据分成K个数据段，每一数据段需要一时间T于网络传递，包含至少一用来产生多个反等待数据流的信号产生器，其中该反等待数据流包含：

M个反等待数据流含有1至K个反等待数据段，其中该反等待数据段分布于该M个反等待数据，如此使得于该反等待数据流中经一反等待时间间隔≤kT重复一k^th前导段。

87.如权利要求86所述的系统，其中：

该客户端系连接至所有该M个反等待数据流；及

当该客户端提出对于该数据的请求时，于该M个反等待数据流中该数据被缓冲于该客户端。

88.如权利要求86所述的系统，其中含有该前导数据段的M个反等待数据流的六个安排如下：

其中空白段含有任何数据。

89.一种用以接收经由网络传递到至少一客户端数据的接收器，其中该数据包含一前导部分及一剩余部，该剩余部由至少一互动数据流传递，包含：

一缓冲器，于该客户端用来预先取得该前导部分作为预先取得数据；及

一处理器，用来将该预先取得数据并至该剩余部。

90.如权利要求89所述的接收器，其中于一更新时间期间更新该预先取得数据。

91.如权利要求90所述的接收器，其中该更新时间期间为一非高峰期间。

92.如权利要求90所述的接收器，其中该预先取得数据每天更新一次。

93.一种用以经由网络传送数据到至少一客户端具有等待时间以开始传送该数据至客户端的系统，包含：

至少一反等待信号产生器，用来产生至少一反等待数据流，其包含至少一用于一客户端所接收数据的前导部分；

至少一互动信号产生器，用来产生至少一互动数据流，其含有至少一所述数据的剩余部分，用于该客户并入到接收后的至少一个反等待时间数据流的一个部分；

其中：

所述数据的前导部分

能够在规则的反等待流间隔中被生成；并且

在至少一个客户发出一个所述数据的请求后，且在下一个最早的反等待流时间间隔生成。

94.如权利要求93所述的系统，其中：

通过网络传输的需要一个时间R的所述数据被分割成k段，每一段在网络传输需要时间T；

反等待数据流包括M个反等待数据流，其中每一个反等待数据流：

包含同样的数据；

在规则的反等待时间间隔内产生；并且

在客户发出数据请求后，在下一个最早的反等待流时间间隔生成；

互动数据流包含N个互动数据流，其中N个互动数据流的每一个在所述的互动数据流中不断的被重复着，每一个连续的互动数据流在互动时间间隔时被交错。

95.如权利要求94所述的系统，其中：

M个反等待数据流中的每一个都有J个段；并且

反等待时间间隔≥T。

96.如权利要求95所述的系统，其中互动时间间隔≥JT。

97.如权利要求96所述的系统，其中M≥J。

98.如权利要求95所述的系统，其中 $N\≥\frac{R}{\mathrm{JT}}.$

99.如权利要求98所述的系统，其中 $M=N=J=\sqrt{\frac{R}{T}}.$

100.如权利要求94所述的系统，N个互动数据流中的每一个互动数据流都包含K个段的全部数据。

101.如权利要求94所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个只含有该数据的剩余部。

102.如权利要求94所述的系统，其中：

当用户发送数据请求时，用户将被连接到为其生成的M个反等待数据流；

用户被连接到N个互动数据流中的任意一个；

当用户被连接到N个互动数据流中的一个后，为用户生成的M个反等待数据流也将被终结。

103.如权利要求93所述的系统，其中：

-通过网络传输的需要一个时间R的所述数据被分割成k段，每一段在网络传输需要时间T；

-反等待数据流包括M个反等待数据流，其中包括：

I.一前导数据流

在所述数据的前导部分中至少包含一个前导段；

能够在规则的反等待时间间隔中产生；

在客户端发出数据请求后，在下一个最早的反等待流时间间隔被生成；

II.多个结束数据流，每一个结束数据流包含：

包含所述数据导向部分的剩余部分；

与一前导段相对应；

当相应的前导段生成的时候也随之生成；

-互动数据流中包括N个互动数据流，其中每一个互动数据流在所述的互动数据流中不断的被重复着，每一个连续的互动数据流在互动时间间隔时被交错。

104.如权利要求103所述的系统，其中：

每个结束数据流都有J个段；

反等待时间间隔≥T。

105.如权利要求104所述的系统，其中互动时间间隔≥JT。

106.如权利要求104所述的系统，其中 $M\≥\frac{J}{2}+1.$

107.如权利要求105所述的系统，其中 $N\≥\frac{R}{\mathrm{JT}}.$

108.如权利要求105所述的系统，其中 $J=\sqrt{2K}.$

109.如权利要求103所述的系统，其中N个互动数据流中的每一个互动数据流都包含K个段的全部数据。

110.如权利要求103所述的系统，其中该N个互动数据流的每一个只含有该数据的剩余部。

111.如权利要求103所述的系统，其中：

当用户发送数据请求时，用户将被连接到为其生成的M个反等待数据流；

用户被连接到N个互动数据流中的任意一个；

用户连接到N个互动数据流中的任意一个；

当用户被连接到N个互动数据流中的一个后，为用户生成的前导数据段和相应的结束数据流也将被终结。

112.如权利要求93所述的系统，其中

-通过网络传输的需要一个时间R的所述数据被分割成k段，每一段在网络传输需要时间T；

-互动数据流包含N个互动数据流，其中每一个互动数据流在所述的互动数据流中不断的被重复着，每一个连续的互动数据流在互动时间时被交错；

-反等待数据流包括M个反等待数据流：

一m^th反等待数据流具有Fm段，并且Fm为一m^th斐波纳契数；

第Fm数据段能够在规则的反等待流间隔中生成；

当用户对所述数据发出请求时，第一个Fm段在下一个最早的反等待流间隔被生成；

在F_m段中所有的数据被用户接收到前，后面的F_(m+1)段被产生。

113.如权利要求112所述的系统，其中

当用户发出对数据的请求后，其连接到至少m^th和(m+1)^th反等待数据流；

m^th和(m+1)^th反等待数据流在客户端被缓冲；

在前导部分的全部数据被接收完之前，客户端将继续连接后面的反等待数据流。

114.如权利要求112所述的系统，其中：

客户端在接收完前导部分的全部数据后将连接到N个互动数据流中的任意一个；

当用户端连接到N个互动数据流中的一个后，M个反等待数据流将被终止。

115.如权利要求112所述的系统，其中N个互动数据流中的每一个都包含着所述数据的K个数据片段的全部。

116.如权利要求112所述的系统，其中N个互动数据流中的每一个只包含所述数据的剩余部分。

117.如权利要求112所述的系统，其中 $F_m\≥\frac{2K}{N}.$

118.如权利要求112所述的系统，其中m从1开始。

119.如权利要求112所述的系统，其中m从4开始并且该重复的1^st、2^nd及3^rd反等待数据流具有以下结构：

120.一种生成多个反等待数据流用于通过网络向至少一个用户传送数据的反等待信号生成器，其中反等待数据流包含：

-一前导数据流

在所述数据的前导部分中至少包含一个前导片段；

能够通过规则的反等待时间间隔生成；

当用户对所述数据提出请求后，该前导数据流在下一个反等待流间隔的开始时生成；

-多个结束数据流，每一个结束数据流：

包含所述数据前导部分的剩余部分；

与一前导片段相对应；

当相对应的前导片段被生成时才生成该结束流。

121.如权利要求120所述的反等待信号生成器，其中

当用户对所述数据提出请求时，用户连接到前导数据流；

用户相继连接到相应的结束数据流。

122.如权利要求120所述的反等待信号生成器，其中所述数据被分割成k个片段，每一片段需要时间T在网络中传输，并且反等待时间间隔≥T。

123.一种为在网络上向至少一个用户传送数据生成M个反等待数据流的反等待信号生成器，其中，

一m^th反等待数据流具有Fm段，并且Fm为一m^th斐波纳契数；

第Fm数据段能够在规则的反等待流间隔中生成；

当用户对所述数据发出请求时，第一个Fm段在下一个最早的反等待流间隔被生成；

下面的第Fm+1数据片段在Fm片段的数据被用户全部接收之前被生成。

124.如权利要求123所述的反等待信号生成器，其中：

当用户对所述数据发出请求时，至少连接上m^th和(m+1)^th反等待数据流；

至少m^th和(m+1)^th反等待数据流中的数据被缓冲在用户端；

用户连接上接下来的反等待数据流直到前到部分的数据完全被用户接收到。

125.如权利要求123所述的反等待信号生成器，其中m从1开始。

126.如权利要求123所述的反等待信号生成器，其中其中m从4开始并且该重复的1^st、2^nd及3^rd反等待数据流具有以下结构：

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