CN101647258A - 个性化通过ip网络广播的多媒体节目的方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种用个性化的替换第二节目，例如插入TV频道的主节目中的广告节目来自动替换主多媒体第一节目的方法和系统。第一多媒体节目(111a)在第一多播地址(112a)上发射，以及多个替换多媒体节目(111b，111c，111d)在不同于第一多播地址(112a)的多个多播替换地址(112b，112c，111d)上发射。每个用户主机(115a)从第一多播地址(112a)以及从其它多播地址(112b，c，d)之一接收数据帧。在特定的用户主机(115a)中，借助切换装置，来自两个地址的节目数据可从通信装置传送给播放装置，因此，每个用户主机(115a)能够播放通过与替换多播地址(112b，c，d)之一相关联的个性化切换数据而选择的个性化替换节目。

Description

个性化通过IP网络广播的多媒体节目的方法
技术领域
本发明涉及通过IP网络广播的多媒体节目，尤其是通过因特网广播的电视(IP TV)的领域。更具体地说，本发明关于用个性化替换节目，比如插入TV频道的主节目中的广告节目来代替主多媒体节目的方法和系统。
背景技术
随着基于因特网的通信中的最新技术进展，电视广播进入了一个新时代，其中，通信基础设施越来越少地基于模拟的借助电缆或电磁的地面网络。基于IP的数字视频目前正在成为一种标准，利用新的数字网络：基于卫星的、或者基于电缆的、或者基于xDSL(即，ADSL、SDSL等)或者甚至基于无线的(3G)基础设施的宽带通信能力。
多通道分组正在成为TV运营商向范围日益增大的订户提出的通常通过因特网服务提供商的常见提议。借助这种分组，订户通过他们的因特网连接能够接收一百个以上的不同频道在今天已变得普通。
目前实现因特网上TV的趋势是基于“多播”协议，多播协议也可用在利用网际协议(IP)的任何其它网络中。
多播是一种使一个主机(下面称为服务器)能够连接到属于多播组的所有用户主机的技术，如下在图1中所述。流是通过网络发送的，随后用户能够借助因特网组管理协议(IGMP)命令而预定成为多播组的一部分。在这种情况下，一个流是从一个服务器发出的，并被若干用户主机接收。
广告目前是并将仍然是TV频道运营商(包括在数字IP TV领域中)的重要收入来源。从而，TV节目中的广告的效率，从而其价值高度取决于其准确地以可能与这种广告的对象相对应的观众为目标的能力。
几年以来，首先根据播放广告的频道，其次根据定时，来广播广告剪辑片段以试图到达给定观众。例如，当广播卡通片时，通常可看到以K-12观众为目标的剪辑片段，而在一级方程式国际汽车大奖赛广播中，通常可看到汽车行业剪辑片段。尽管这种方法自称能够到达目标观众，不过没有办法真正地妥善处理TV观众的个人简档，例如购买简档。
在普通的主要频道的节目内定制节目的一些部分，以便更准确地满足接收这些节目的用户的希望或需要，或者建立与用户互动的节目也是有意义的。
发明内容
本发明的一个目的是，能够定制在IP网络，比如因特网或者任何专用IP网络上广播的普通节目的某一部分。
另一目的是能够按照用户或用户主机的若干组或类别，在这样的主节目内插入定制的广告节目。
这样的目的是通过利用不同的多播地址一方面传送主节目，另一方面传送一个或几个替换节目或者插入节目来实现的。
对于观众或用户主机，本发明提出一种用第二多媒体节目自动替换在第一多播地址上通过多播IP网络接收并由用户主机播放的第一多媒体节目的系统和/或方法。按照本发明，这样的方法包括下述步骤：
-在不同于第一多播地址的第二多播地址上，通过所述多播IP网络接收至少一个第二多媒体节目；和
-把所述至少一个用户主机从播放在所述第一多播地址上接收的第一多媒体节目切换成播放在第二多播地址上接收的所述至少一个第二节目，所述第二多播地址通过切换数据与所述第一多播地址关联。
更准确地说，这可通过同时属于具有所述第一多播地址的第一批多个用户主机的第一多播组，和具有所述第二多播地址的第二批多个用户主机的第二多播组的至少一个用户主机来达到。
最好，切换数据被存储在用户主机中。
在一个优选实施例中，在用户侧，本发明还包括向所述至少一个用户主机的播放装置传送借助所述至少一个用户主机的通信装置，在所述第一和第二多播地址两者上接收的节目数据的步骤。
因此，在发射器侧，本发明还包括下述步骤：
-中断在所述第一多播地址上接收的节目数据流，和
-开始发送在所述第二多播地址上接收的节目数据流。
更具体地说，本发明还包括修改在所述第二多播地址上接收的节目数据，以便当所述节目数据被传送给播放装置时，表现为来自所述第一多播地址的步骤。
在备选实施例中，在用户侧，切换步骤还包括下述步骤：
-修改存储在所述用户主机中的至少一个选择数据，
-利用所述选择数据来选择多播地址，来自所述多播地址的接收节目数据将被传送给所述播放装置。
-把由所述至少一个用户主机的通信装置仅在所述第一和第二多播地址之一上接收的节目数据传送给所述至少一个用户主机的播放装置。
例如，这种切换可包括过滤所述两个多播地址之一，或者选择另一个地址从其接收数据。
在这种备选实施例中，修改选择数据的步骤可由分析用户主机的状态或者在第一或第二多播地址上接收的数据的状态的本地处理的结果来触发。例如，可以通过检测到来自先前静默的多播地址的输入事件来触发切换。另外，通过接收信令数据，可触发修改选择数据的步骤。
可按照不同的方式结合这两个实施例。例如，一个实施例可用在一些情况下(例如，影片中的广告，或者在某些特定时间的广告)，而另一实施例可用在其它一些情况下(例如，影片之间，或者在其它特定时间)。
按照用户主机的兼容性，不同的实施例也可同时用于不同的用户主机。
在两个实施例中，本发明提出按照用户简档对用户进行分组，所述用户简档可能通过用户的账户标识符或者与因特网服务提供商或TV运营商的鉴别过程而被识别和分类。
从而，本发明包括一种用替换节目自动替换在第一多播地址上通过多播IP网络接收并由多个用户主机播放的主多媒体节目的方法。
因此，所述方法包括下述步骤：
-运行按照权利要求1-11任意之一所述的方法，以便对于第一组用户主机中的至少一个用户主机，按照第一切换数据，用第一替换节目来替换所述主多媒体节目，和
-运行按照权利要求1-11任意之一所述的方法，以便对于第二组用户主机中的至少一个用户主机，按照第二切换数据，用第二替换节目来替换所述主多媒体节目。
在优选实施例中，本发明从而还包括一种把目标节目插入在第一多播地址上通过多播IP网络接收并由为使用按照优选实施例的方法而配置的多个用户主机播放的主多媒体节目中的方法。按照该方法，对于每个单独的用户主机，按照所述单独的用户主机的用户的至少一个特征，来选择所述目标节目。从而，对于每个所述用户，所述插入方法包括下述步骤：
-按照所述至少一个特征来定义切换数据，并把所述用户分类到多个用户组中的至少一个用户组中，和
-把所述切换数据存储到对应于所述用户的主机中；
因此，在选择用于把所述目标节目插入所述主节目的给定时刻，在发射器侧，所述插入方法包括下述步骤：
-中断发射所述主多媒体节目，和
-在与将接收每个选择的目标节目的用户组的切换数据相对应的多播地址上发射所述目标节目。
在备选实施例中，本发明还包括一种把目标节目插入在第一多播地址上通过多播IP网络接收并由为使用这种节目替换方法而配置的多个用户主机播放的主多媒体节目中的方法。按照该方法，对于每个单独的用户主机，按照所述单独的用户主机的用户的至少一个特征，来选择所述目标节目。从而，对于每个所述用户，所述插入方法包括下述步骤：
-按照所述至少一个特征来定义切换数据，并把所述用户分类到多个用户组中的至少一个用户组中，
-把所述切换数据存储到对应于所述用户的主机中；
因此，在选择用于所述目标节目插入所述主节目的给定时刻，在发射器侧，所述插入方法包括下述步骤：
-在与存储在将被接收的每个选择的目标节目所针对的用户组的主机中的切换数据相对应的多播地址上，发射所述每个选择的目标节目，和
-发射配置用于触发在所述用户主机中用所述目标节目来替换所述主节目的信号。
从而，这种备选实施例使得能够连续地发射包括默认第二节目，例如默认的广告节目的主多媒体节目。该默认的第二节目从而被不属于特定用户组从而没有个性化切换数据的所有用户主机接收并播放。
同时，具有个性化切换数据的任何用户主机将按照它所属的用户组，接收并播放个性化的插入节目。这种过滤特征使得这样的个性化用户主机只播放个性化的第二节目，而没有来自在第一多播地址上发射的节目的干扰。
从而，本发明能够在IP TV环境中实现个性化广告的接收。这意味全部或部分的下述特征：
-在每个用户主机中，至少一对地址，一个地址用于主服务(TV频道)，另一个地址用于广告；
-具有相同兴趣中心或相似简档的用户被集中一个或几个组中；
-当用户与任何IP TV频道连接时，用户被鉴别，这可用于把用户指定到某一组或另一组中；
-广告地址与每组用户相关联；
-用户设备同意并允许接收该对地址的分组，并把广告地址转换成主服务地址；
-在用户主机中，排他地为主服务(TV频道)或者为广告传送数据。
此外，本发明提出在IP多播地址的结构内定义新的特征，其中：
-第一节目的多播地址和第二节目的多播地址仅在它们的低位不同；和/或
-第一节目的多播地址是偶数类型，一个或多个第二节目的多播地址是奇数类型。
在用于发送与和定义的频道有关的广告组相对应的广告节目的地址方面，本发明提出定义多播广告组地址的划分，其中：
-主频道地址的最后七位为0；和/或
-地址的最后一位用于指示广告地址；和
-前面的六位指示广告组。
附图说明
附加权利要求中陈述了本发明特有的新的发明特征。不过，结合附图，参考例证的具体实施例的下述详细说明，将更好地理解发明本身，及其优选应用模式，其它目的和优点，其中：
图1按照现有技术图解说明通过因特网广播的IP数字TV的结构；
图2表示IEEE 802多播MAC地址的映射技术；
图3图解说明在播放主节目的状态下，本发明的一个实施例；
图4图解说明在为两个独立的用户组播放广告节目的状态下，本发明的一个实施例；
图5按照本发明表示划分多播组地址的新的结构定义；
图6按照本发明图解说明用户主机的主节目帧和广告节目帧的处理；
图7按照本发明表示网络接口控制器中用于管理备选子地址的多播地址表；
图8是按照本发明图解说明网络接口控制器中的输入帧的处理的方框图；
图9按照本发明表示用于管理IP层中的备选子地址的多播地址表；以及
图10是按照本发明图解说明IP层中的输入帧的处理的方框图。
具体实施方式
在下面的说明书中，几个附图共有的部件用相同的标识符表示。
现有技术
图1图解说明了目前已知的用于通过IP网络，尤其是因特网广播TV频道的体系结构。
发射器主机111a-111d(这里也称为服务器)在它们各自的多播地址112a-112d上发射它们各自频道CH1-CH4的多媒体节目。这些节目被细分成IP帧，所述IP帧由具有多播能力的路由器113通过因特网110传送给登记到它们各自的多播地址的所有用户主机(这里图解表示成用户主机115a-115j)。用户主机可以是能够接收IP帧，并按照处理IP帧到硬件或软件多媒体播放器的任何种类的计算机化设备。这些计算机化设备可以是微计算机，或者TV数字机顶盒，或者数字电视机，或者适当装置和软件的各种布置。
用户主机115a-115j注册到正确的主机组，以便具有多播能力的路由器113通过因特网把对应帧转发给它们。通常，用户主机115a通过局域网140a-140h，比如以太网LAN与因特网连接设备114a-114h，比如电缆调制解调器或者ADSL盒连接。连接设备114a充当LAN 140a和因特网110或外部IP网络之间的桥接器。
图1中，图解说明的用户接收并播放如下的不同TV频道：
-用户1、用户2、用户4、用户6和用户8接收具有IP多播地址224.77.98.128的CH1。
-用户3和用户7接收具有IP多播地址224.77.99.128的CH2。
-用户5和用户10接收具有IP多播地址224.77.100.128的CH3。
-用户9接收具有IP多播地址224.77.101.128的CH4。
多播IP连接
IP多播是针对“主机组”(由单个IP目的地地址识别的一组零个或以上的主机)的IP数据报传输，所述IP目的地地址是所述主机注册的多播地址。多播数据报通过与普通的单播(即，具有唯一的目的地)IP数据报相同的“尽力而为”可靠性被传送给其目的地主机组的所有成员。
主机组的成员资格是动态的；即，主机可在任何时候加入和脱离组。对于主机组中的成员的位置或数目没有限制。一个主机可以同时是一个以上的组的成员。主机使用因特网组管理协议(IGMP)动态地加入或脱离组。在关于IGMPv1的RFC1112和关于IGMPv2的RFC2236中定义了IGMP。
下面是IP多播操作的一些基本细节：
-所有多播业务被发送给范围224.0.0.0-239.255.255.255(224.0.0.0/4)中的D类地址。范围224.0.0.0-224.0.0.255(224.0.0.0/24)中的所有业务用于本地子网，并且不被路由器转发。具有多播能力的路由器转发范围224.0.0.1-239.255.255.255中的多播业务。
-特定的多播地址被称为组地址。
-在特定的组地址收听多播业务的一组主机被称为多播组或主机组。多播组成员能够接收给它们的单播地址和组地址的业务。多播组可以是永久的或者瞬时的。永久多播组被分配公知的组地址。永久多播组的一个例子是在公知的多播地址224.0.0.1上收听业务的全体主机多播组。永久多播组的成员资格是短暂的；只有组地址是永久的。
-对于多播组的大小没有限制。
-对于多播组的成员何时能够加入和离开多播组没有限制。
-对于主机能够属于的多播组的数目没有限制。
IP多播地址到IEEE 802.3多播MAC地址的TCP/IP地址解析
通过因特网或者任何种类的其它IP网络，以按照IP协议构建的帧的形式来传送数据报。这种IP帧主要包括源地址和目的地地址。就多播数据报来说，所述目的地地址是IP格式化的多播地址，比如频道CH1的多播地址112a(224.77.98.128)。
在数据传输层上，使用媒体访问控制(MAC)协议。MAC协议按照经过的物理网络的拓扑结构来封装净荷数据(IP帧)。例如，在因特网的ATM部分中，IP帧被嵌入ATM格式化信元内，所述ATM格式化信元还包括与嵌入的IP帧的IP多播地址相对应的ATM格式化目的地地址。
当到达局域网(LAN)时，从其以前的传输帧(例如，ATM信元)中提取IP帧，并把提取的IP帧嵌入按照所述LAN的拓扑结构格式化的新的传输帧(具有目的地地址)中。对所述新嵌入来说，通过解析处理，IP帧的MAC目的地地址被计算成与所述LAN兼容的地址。
通过单播通信，数据报从一个源设备发送给一个目的地设备。不管使用直接映射还是使用动态解析来解析网络层地址，当只存在数据报的一个预定接受者时，解析地址都是一件相当简单的事。TCP/IP使用ARP用于其动态解析方案，所述动态解析方案是专门为单播解析而设计的。
对于按照因特网协议的多播来说，数据报必须被发送给多个接受者。因此，必须在IP多播地址和目的地设备的MAC层地址之间建立关系。
通常，以太网LAN段上的网络接口卡(NIC)只接收前往其固化MAC地址或广播MAC地址的分组。设计了一些手段，使得多个主机可接收相同的分组，并且仍然能够区分多播组。
IEEE LAN规范规定广播和/或多播分组的传输。在IEEE 802.3标准中，第一字节的位0被用于指示广播和/或多播帧。这对应于如上披露的分配给多播地址的地址范围(224.0.0.0-239.255.255.255)。
通过定义IP多播组和数据链路层多播组之间的映射，物理设备能够知道何时注意多播数据报。
最常使用的具有多播能力的数据链路寻址方案是因其在以太网中的应用而人所共知的IEEE 802寻址系统。这些数据链路层地址具有48位，被安排成每个24位的两个块。前24位被安排成被称为组织唯一标识符(OUI)的块，不同的值被分配给不同的组织；后24位被用于特定设备。
因特网编号分配机构(IANA)本身具有它用于把多播地址映射到IEEE 802地址的OUI。该OUI是“01:00:5E”。为了形成用于以太网的映射，24位被用于该OUI，(48位中的)第25位始终为0。从而留下初始的48位中的23位来编码多播地址。为了实现映射，多播地址的最低23位被用作以“01:00:5E”开始的用于发送多播消息的以太网地址的最后23位。图2中图解说明了该处理，图2中图解说明的处理表示IP多播地址200到带有IANA多播OUI地址250的IEEE 802.348位多播MAC地址260的解析。
IP多播地址200由代表因特网D类地址的位串“1110”210和后面的28位多播组地址230组成。为了产生48位的多播IEEE 802(以太网)地址260，用IANA的多播OUI(01-00-5E)250填充前面的24位，第25位为0，多播组的后23位被放入MAC地址的后23位中。
在图1的例子中，发射的IP帧通过因特网(例如，在ATM信元内)被传送给因特网连接设备114a。在因特网连接设备114a处，从ATM信元中提取IP帧并如图2中所示，按照所述以太网LAN 140a所使用的MAC格式(IEEE 802.3)，将提取的IP帧嵌入MAC帧内。
本发明的原理
图3-图6示例了按照本发明，用于广播这些TV频道之一，例如从服务器111a在IP多播地址112a(224.77.98.128)上发射的前述CH1TV频道的体系结构。
图3表示用户主机115a-115h播放频道CH1的主节目的状态。
当用户在每个连接被鉴别时，用户被TV服务提供商识别，或者被他们的ISP识别，或者按照另一种方式管理。用户已被分配一个简档，按照该简档，用户与相同的目标组相关联，例如，包括定义的社会职业类别或者属于相同的兴趣中心的广告组。在我们的例子中，假定用户1、用户2、用户4、用户6和用户8分布在由组SG1和组SG2组成的两个组中：
-包含用户1、用户4和用户8的组SG1；和
-包含用户2、用户6的组SG2。
每个用户主机115a-115h配有用于从播放在主节目MCH多播地址上接收的数据报切换到播放在与它自己的广告组相对应的广告节目SG1或SG2多播地址121或122上接收的数据报的装置25a-25h。
图4表示对于相同的主频道CH1，用户主机115a-115h正在播放它们各自的广告节目SG1或SG2的状态。
对于CH1广告时段，对应于不同多播地址传送不同的频道。就我们的情况来说，组SG1与地址121(224.77.98.131)相关联，而组SG2与地址122(224.77.98.133)相关联。
借助切换装置25a-25h，来实现用户主机115a-115h从主节目MCH切换到广告节目SG1或SG2，切换装置25a-25h由包含在用户主机中或者分布在几个设备中的软件和/或硬件机构来实现。
本发明的详细描述
新的IP多播地址结构
图5描述按照本发明提出的用于分配多播地址的新结构。
按照这种结构，在具有个性化广告的IP TV中使用的多播地址500中，前四位“1110”510定义“D类”地址，即，IP多播地址。
当从IP多播地址中计算时，对于MAC帧的目的地地址(MAC地址)来说，接下来的5位520被丢弃。
从IP多播地址获取剩余的23位530来构建MAC地址。这23位允许标准IP多播中的223(2的23次方)个地址。这23位530中的一些位被定义成用于编码子组地址，并因此对于主节目来说，通常被设为0。
在本发明的一个优选实施例中，最低位被用于编码子组地址，例如，如图5中图解说明的允许216(2的16次方)个不同的主频道和每一个这些主频道的26(2的6次方)个子频道的最低7位。
因此，最后一位550被用于指示多播组子地址，而前面的6位540定义将与主节目地址相关联使用的子地址。从而对于给定频道和一个主节目，多达26个子地址(64组)可被用于兴趣中心、交互性或者个性化广告节目。
这种结构尤其有意义，因为如后所述，它能够简化或集中在本发明中实现的众多运算。例如，根据组子地址来计算主节目地址更加容易，因为它只要求把地址的后7位设为0。
按照本发明的优选实施例，图6示意地图解说明如前所述，当在用户1的用户主机115a中接收并播放来自TV频道CH1的主节目MCH和广告节目SG1的数据报的过程和处理。
对于主节目MCH，数据报是作为包括按照IP格式的目的地地址112a:224.77.98.128的IP帧通过因特网传送的。
所述IP帧被因特网连接设备114a，比如ADSL调制解调器或路由器或电缆调制解调器或附加卡接收。在因特网连接设备114a处，IP帧被嵌入MAC帧中，它们的目的地地址112a被解析成插入MAC帧内的MAC地址112am(01005E 4D 6280)。
对于广告节目SG1，数据报是作为包括按照IP格式的目的地地址121:224.77.98.131的IP帧通过因特网传送的。
SG1节目的IP帧被同一个因特网连接设备接收。在因特网连接设备处，SG1 IP帧被嵌入MAC帧中，它们的目的地地址121被解析成MAC地址121m(01 00 5E 4D 62 83)，MAC地址121m被插入对应的SG1 MAC帧内。
网络接口控制器
数据报随后作为MAC帧被传送给网络接口控制器或NIC卡。该NIC识别并接受将被它所属的设备接收的数据报。
在本实施例中，来自MCH和SG1节目的数据报被NIC接受并被传送给IP层。
利用存储在用户主机115a中的切换数据，通过逻辑运算来识别数据报。由于该用户主机属于广告组SG1，因此除了从主节目多播地址112a接收的数据报之外，它还存储为从广告组SG1的多播地址121m接收数据报而配置的切换数据。
对于NIC处理来说，切换数据最好包含构成逻辑掩码的位序列，所述逻辑掩码被排列成当对其各位与广告节目地址121m的对应位应用XOR(异或)运算时，获得主节目地址112am。
通过使用这种切换数据，在NIC中，如图6中所示，通过该逻辑掩码(00 00 00 00 00 03)，MAC帧的目的地地址121m(01 00 5E 4D62 83)被计算成与主节目的MAC帧相对应的计算目的地地址(01 005E 4D 62 80)。如后面在图8中所示(参见步骤865)，随后把该计算的地址与主节目地址112am比较，肯定的比较结果导致该帧也将被传送给IP层。
由于MAC帧处理必须非常快，因此包括硬布线逻辑电路的硬件模块是用于获得计算的目的地测试地址的优选解决方案。
NIC在数据链路控制层层面处理接受的MAC帧，并把其净荷作为具有目的地地址112a或121的IP帧转发给IP层。
NIC：多播处理的处理
如图7中所示，NIC切换数据被存储在被称为“NIC_MulticastAddrTable”的数据表770内。
表770存储与不同频道，比如CH1(773)和CH2-CH4(775)的主节目(例如，MCH)相对应的多播MAC地址771的列表。
这些主节目地址的每一个都具有相关的与相关频道(例如CH1)的个性化广告组(例如SG1或SG2)的多播地址774a相对应的多播子组地址数据772。在这些列中，为了清楚起见，用注释标注了相关的IP地址773a、774a，不过它们并不存储在该表中。
对于表770的每一行(或表目)，第二列772中的数据表示将与接收的目的地MAC地址(121m；图6)异或以便取回和相关TV频道CH1的主节目MCH相关联的MAC地址(112am；图6)的掩码。
当使用上面举例说明的特定划分时(参见图5)，意味着除了最低位(多播子组地址的最低位)，例如最低的7位之外，所述掩码的所有位等于0。
在该表中，第一表目773对应于地址224.77.98.128，它是前一例子中的CH1的地址。与相关的多播组子地址224.77.98.131(它是组SG1的广告地址)相对应的掩码为x“00.00.00.00.00.03”774。当与MAC地址01.00.5E.4D.62.83异或时，该掩码产生与IP地址224.77.98.128相对应的01.00.5E.4D.62.80。这种方法使得能够接收具有不同但是关联的地址(112am和121m)的帧，并且能够好像接收帧实际上具有相同地址(112am)似地处理它们。
图8描述在优选实施例中与本发明相关的，用于每个输入MAC帧的网络接口控制器的接收器部分算法。
·在步骤805，处理等待开始载波检测。
·在步骤815，当已检测到载波检测时，处理等待帧的起点，以便开始处理并把数据存储在缓冲器中。
·在步骤820，利用数据部分以及报头来计算CRC。比较所述计算的CRC和附加到帧上的接收的CRC。如果这两个CRC匹配，那么在步骤825继续该处理；否则，错误计数被递增(步骤890)，该帧被丢弃(895)。
·在步骤825，检查帧大小。接收的小于64字节(46字节的数据)的任何帧是非法的，并被称为“侏儒”。在多数情况下，这种帧起因于冲突，尽管它们指示非法接收，不过在正确运行的网络上可观察到它们。按照相同的方式，接收的大于最大帧大小(1518字节(1500字节的数据))的任何帧被称为“巨人”。在所有情况下(侏儒帧或巨人帧)，如果帧的大小无效，那么错误计数被递增(步骤890)，并且该帧被丢弃(步骤895)。
如果帧的大小有效，那么控制被交给步骤830。
·在步骤830，用接收的帧目的地地址(MAC地址)来初始化名为“DestAddr”的局部变量。
·在步骤835，进行测试，以核实目的地地址是否等于“固化地址”(BIA)，“固化地址”(BIA)是由制造商永久附加到NIC产品上的MAC地址。如果该目的地地址和BIA匹配，那么接收的帧被视为单播数据报，并被转发给层3(IP层)(步骤845)，处理循环，以在步骤815等待接收新的帧。
否则处理进入步骤840。
·在步骤840，进行测试，以核实目的地地址是否等于广播地址。如果目的地地址和广播地址匹配，那么接收的帧被转发给层3(IP层)(步骤845)，处理循环，以在步骤815等待接收新的帧。否则处理进入步骤850。
·从步骤850开始，更具体地处理多播地址。变量被初始化，以扫描所有多播地址。用表“NIC_MulticastAddrTable”(770；图7)的大小来初始化局部变量“MulticastAddrCount”，以及索引“AddrIndx”作为局部变量被设置成等于0。
·在步骤855，进行测试，以确定在表770中是否定义了至少一个多播地址。
如果没有定义多播地址，那么该帧被丢弃(步骤885)，处理循环，以等待接收新的帧(步骤815)。
否则处理进入步骤860。
·在步骤860，进行测试，以确定帧目的地地址的低位是否被设为1。
如果是，那么接收的帧包含多播组子地址，并且控制被交给步骤865。否则控制被交给步骤870。
·在步骤865，局部变量“DestAddr”被设成计算的地址，所述计算的地址是接收的帧目的地地址和与MulticastAddrTable的已处理表目相对应的掩码之间的异或(XOR)结果。
例如，如果属于组SG1的用户正在观看CH1，那么我们得到：
  主多播地址   广告地址
  十进制IP地址   224.77.98.128(112a)   224.77.98.131(121)
  十六进制IP地址   E0.4D.62.80   E0.4D.62.83
  帧目的地MAC地址   01 00 5E 0D 62 80(112am)   01 00 5E 0D 62 83(121m)
这种情况下，与多播组子地址121m(或广告地址)相关联的掩码774为x“000000000003”。把该掩码应用于广告地址121m产生主节目MCH的多播地址112am。
借助这些手段，网络接口卡能够截取MAC地址(主节目地址112am和广告节目地址121m)。如果目的地地址的低位未被设为1，那么在步骤870中继续该处理。
·在步骤870，通过比较“AddrIndx”计数器变量与“DestAddr”变量进行测试，以确定接收的可能与和多播组子地址相关联的掩码异或的帧目的地地址是否和多播地址匹配。
如果是，那么接收的MAC帧被处理成IP帧，并被转发给层3模块(IP层)845，处理循环，以便在步骤815等待接收新的帧。
否则，变量AddrIndx被加1(步骤875)，以指向表770“NIC_MulticastAddrTable”的下一表目。
·在步骤880，通过比较“AddrIndx”计数器变量与表的大小(MulticastAddrCount)进行测试，以确定是否到达了表770“NIC_MulticastAddrTable”的末端。
如果是，那么到来的MAC帧被丢弃(步骤885)，处理循环，以便在步骤815等待接收新的帧。
否则，通过重新重复步骤860，继续表扫描处理。
通过该算法，在网络接口控制器中，进入LAN的MAC帧将被接受，并按照IP层被处理成：
-或者具有主节目MCH的地址112am，
-或者具有相关的个性化广告节目SG1的目的地MAC地址121m。
从而，NIC将仅仅接受、处理用户主机115a所注册(即，调谐到)的频道的主节目和广告节目的数据报，并把所述数据报传给IP层。
IP层
对于主节目MCH，在IP层中，数据报是作为具有按照IP格式的目的地地址112a(224.77.98.128)的IP帧被接收的。
对于广告节目SG1，在IP层中，数据报是作为具有按照IP格式的目的地地址121(224.77.98.131)的IP帧被接收的。
随后按照存储在用户主机115a中的切换数据，来修改具有对应于广告节目的目的地地址，即，121(224.77.98.131)的到达IP层的帧。由于用户主机115a属于广告组SG1，因此其切换数据被配置成接收来自广告组SG1的多播地址121的数据报。
对于IP处理，切换数据可被存储为表示用户主机115a所属的广告组SG1的IP多播地址121的IP格式化地址。然而，如上所述，在软件或硬布线电路中使用的逻辑掩码也可用于NIC处理。
通过使用该切换数据，在IP层模块中，对照存储在存储器中的切换数据来检查帧的目的地地址121m(01 00 5E 4D 62 83)。如果在帧中找到的目的地地址和由切换数据识别的组广告地址相同，那么帧的目的地地址被与主节目相对应的目的地地址112am(01 00 5E 4D 62 80)替换。随后为IP层处理修改后的数据报，并将其传给应用层，例如，传给计算机的播放器软件或者数字电视机的播放器模块。
从而，广告节目的数据报完全被用户主机115a的播放器接收和播放，好像它们来自主节目多播地址。
在优选实施例中，为了把广告节目插入主节目中，服务器111a中断其在与主节目MCH相对应的主节目MCH多播地址112a上的发射。同时，开始个性化广告节目SG1、SG2的发射。
所有用户主机115a-115h因此用它们的组个性化广告SG1或SG2来替换它们先前正在播放的主节目MCH，而没有主节目和广告节目之间的干扰。
多播地址的IP处理
如图9中所示，切换数据被存储在被称为“IP_MulticastAddrTable”的数据表内。
该表900存储与不同频道，比如CH1(930)和CH2-CH4(950)的主节目(比如MCH)相对应的多播地址910的列表。
这些主节目地址的每一个均可具有相关的与相关频道(例如CH1)的个性化广告组(例如SG1或SG2)的多播地址相对应的多播子组地址920。
图10描述优选实施例中与本发明相关的IP分组处理的算法(部分)。
·在步骤1000，在MAC层提出中断之后，进入该处理。
·在步骤1005，进行测试，以确定接收的IP帧的IP目的地地址是否是多播地址(前四个高位等于b“1110”)。如果不是，那么重新开始该处理(步骤1060)。
·如果IP目的地地址是多播地址，那么进行另一测试(步骤1010)，以确定接收的IP帧的IP目的地地址是否是多播组子地址(即，广告地址)。这是通过检查该地址是否是偶数(最后一位为0)来实现的。
如果不是，那么重新开始该处理(步骤1060)。如果IP目的地地址是多播组子地址(比如121，图6)，那么在步骤1015中，处理继续扫描IP多播地址表(900；图9)。
·在步骤1015，变量被初始化以扫描所有IP多播组子地址。用表“IP_MulticastAddrTable”的大小来初始化局部变量“IP_MulticastAddrCount”，以及索引“AddrIndx”作为局部变量被设置成等于0。
·在步骤1020，进行测试，以确定是否已经定义了至少一个IP多播地址910。
如果没有定义IP多播地址，那么重新开始该处理(步骤1060)。
否则处理进入步骤1025。
·在每次重复步骤1025时，进行测试，以确定IP帧的IP目的地地址121是否和与表IP_MulticastAddrTable 900中的索引AddrIndx所定义的表目相对应的IP多播组子地址940匹配。
·如果地址不匹配，那么变量AddrIndx被加1(步骤1030)，从而指向下一个IP_MulticastAddrTable表目950、960，并且控制被交给步骤1035。
·如果地址匹配，那么处理后的帧的IP目的地地址121被与表900中的该表目相对应的IP多播地址930(即，主节目MCH的地址112a)替代(步骤1040)。
(当使用图5中图解说明的特定划分时，这意味着IP目的地地址的低7位被设为0)。
随后重新开始该处理(步骤1060)。
·在步骤1035，通过比较“AddrIndx”计数器变量与表的大小(IP_MulticastAddrCount)进行测试，以确定是否到达了表“IP_MulticastAddrTable”的末端。
如果是，那么重新开始该处理(步骤1060)。
否则，通过重新重复步骤1025，继续表扫描处理。
·在步骤1060，重新开始IP分组的处理。
通过这种算法，在IP层模块中：
-接收的具有主节目的目的地地址的任何IP帧被正常地处理，以及
-接收的具有存储在表900(IP_MulticastAddrTable)中的目的地地址的任何IP帧被修改，以便利用与其相关的主节目MCH相对应的目的地地址112a被进一步处理。
从而，如果用户主机115a被配置成播放在多播地址112a上到达的所有数据报，那么来自多播地址112a(用于主节目MCH)和121(用于广告节目SG1)两者的所有数据报都被该用户主机播放。
备选实施例
在备选实施例中，切换装置25a按照分别专用于相关用户主机115a、115b的切换数据，仅仅从一个多播地址，例如，或者从主节目MCH地址112a，或者从广告节目SG1或SG2地址121或122把数据报传给应用层。例如，可以通过在NIC中或者在IP层模块中过滤来自不期望的地址的数据报，来实现这种切换。
切换可由在主节目MCH多播地址112a上发射的特定信号来触发。切换也可由用户主机的状态的分析(例如来自定时器或者来自注视用户主机的用户)，或者从多播地址之一发送的数据的分析来触发。例如，当用户主机检测到来自其个性化广告多播地址121的节目数据时，触发切换，并停止主节目数据。
这使得能够在主节目多播地址112a上发射默认的广告节目，而只对分类在个性化广告组中的用户主机发射几个不同的个性化广告节目SG1、SG2。
此外，可按照用户主机的状态或条件，例如，按照时间或观众来改变切换数据。
应用层
能够实现IP TV观看的应用程序典型的是在计算机、或数字电视机、或者与模拟电视机连接的被称为“机顶盒(STB)”的独立设备中运行的因特网浏览器。TV频道上的连接是用命令来实现的。所述因特网浏览器支持诸如“IGMP://url:port”之类的命令，所述命令导致“脱离”先前的IGMP组，并“加入”在该命令中指定的下一个IGMP组，即频道。
在优选实施例中，该命令被修改，以便以参数的形式传送多播组子地址，从而该命令看起来好像：
“IGMP://TV_Channel_address/！Advertising_address”
执行该命令将产生两个“脱离”和两个“加入”IGMP命令。一个用于主TV频道地址，另一个用于与广告频道对应的多播组子地址。
尽管主要参考优选实施例详细表示和说明了本发明，不过在形式和细节方面显然可做出各种变化，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (15)

1、一种用至少一个第二多媒体节目来自动替换在第一多播地址(112a)上通过多播IP网络(110)接收并由至少一个用户主机(115a)播放的第一多媒体节目的方法，所述方法包括下述步骤：
-在不同于第一多播地址(112a)的第二多播地址(121，122)上，通过所述多播IP网络接收所述至少一个第二多媒体节目；和
-把所述至少一个用户主机从播放在所述第一多播地址接收的第一多媒体节目切换成播放在第二多播地址上接收的所述至少一个第二节目，所述第二多播地址通过切换数据(774a，940)与所述第一多播地址相关联。
2、按照权利要求1所述的方法，其中，所述切换数据存储在用户主机(115a)中。
3、按照权利要求1或2所述的方法，其中，至少一个用户主机(115a)同时属于具有所述第一多播地址(112a)的第一批多个用户主机的第一多播组，和具有所述第二多播地址(121，122)的第二批多个用户主机的第二多播组。
4、按照权利要求1-3任意之一所述的方法，还包括下述步骤：
-在用户侧，向所述至少一个用户主机的播放装置传送由所述至少一个用户主机(115a)的通信装置(NIC)在所述第一(112a)和第二多播(121)地址两者上接收的节目数据；和
-在发射器侧的下述步骤：
ο中断在所述第一多播地址(112a)上接收的节目数据流，和
ο开始发送在所述第二多播地址(121)上接收的节目数据流。
5、按照权利要求4所述的方法，还包括步骤：修改在所述第二多播地址(121)上接收的节目数据，以便当所述节目数据被传送给播放装置时，好像来自所述第一多播地址(112a)。
6、按照权利要求4或5所述的方法，还包括下述步骤：
至少一个网络控制器(NIC)把在第一(112a)和第二(121)多播地址两者上接收的IP帧处理成MAC帧，和
-把MAC帧转发给至少一个IP层模块(IP)。
7、按照权利要求6所述的方法，还包括下述步骤：处理传送给至少一个IP层模块(IP)的MAC帧，以便把其目的地地址从所述第二多播地址(121)修改成所述第一多播地址(112a)，或者相反。
8、按照权利要求1-7任意之一所述的方法，其中，切换数据被用于根据所述第一多播地址(112a)来计算所述第二多播地址(121)，或者相反。
9、按照权利要求8所述的方法，还包括下述步骤：把逻辑掩码(774)应用于所述第一多播地址(112a)，以便计算所述第二多播地址(121)，或者相反。
10、按照权利要求9所述的方法，其中计算步骤还包括步骤：执行组合逻辑掩码的各位与所述第一多播地址的对应位的XOR运算，或者相反。
11、按照权利要求1-10任意之一所述的方法，其中，所述切换数据(774)是硬布线逻辑电路。
12、一种用替换节目(SG1，SG2)来自动替换在第一多播地址上通过多播IP网络接收并由多个用户主机(115a-115h)播放的主多媒体节目(MCH)的方法，所述方法包括下述步骤：
-运行按照权利要求1-11任意之一所述的方法，以便对于第一组用户主机(115a，115d，115h)中的至少一个用户主机，按照第一切换数据，用第一替换节目(SG1)来替换所述主多媒体节目(MCH)，以及
-运行按照权利要求1-11任意之一所述的方法，以便对于第二组用户主机(115b，115f)中的至少一个用户主机，按照第二切换数据，用第二替换节目(SG2)来替换所述主多媒体节目(MCH)。
13、一种把目标节目(SG1，SG2)插入在第一多播地址(112a)上通过多播IP网络(110)接收并由配置成使用按照权利要求1-11任意之一所述的方法的多个用户主机(115a-115h)播放的主多媒体节目(MCH)中的方法，其中，对于每个单独的用户主机，按照所述单独的用户主机的用户的至少一个特征，来选择所述目标节目(SG1，SG2)，
所述插入方法包括对于每个所述用户的下述步骤：
-按照所述至少一个特征来定义切换数据，以及把所述用户分类到多个用户组中的至少一个用户组中，以及
-把所述切换数据存储到对应于所述用户的主机中；
在发射器侧，在选择用于把所述目标节目插入所述主节目的给定时刻，所述插入方法还包括下述步骤：
-中断发射所述主多媒体节目(MCH)，以及
-在与将接收每个选择的目标节目(SG1，SG2)的用户组的切换数据相对应的多播地址(121，122)上发射所述目标节目。
14、一种系统，包含适合于执行按照权利要求1-13任意之一所述的方法的步骤的装置。
15、一种计算机程序，包括当在计算机系统上执行所述计算机程序时，执行按照权利要求1-13任意之一所述的方法的步骤的指令。
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