CN102007754B - 提高文件传输可靠性的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在文件服务器(1.1)处向多于一个接收机(1.7)发送多于一个文件(41、42、43)的方法，包括以下步骤：将所述文件聚集成容器(40)，将所述容器分成多于一个分组(401、402、403)，并向所述多于一个接收机发送所述多于一个分组，其中，接收到容器的至少一个分组使得接收机请求接收容器的丢失分组。为此，该方法包括以下步骤：多于一个接收机接收容器的连续丢失分组的数目的指示；以及根据所述接收机处连续丢失分组的数目，来适配容器的尺寸。

Description

提高文件传输可靠性的系统和方法
技术领域
本发明总体涉及向移动接收机广播视频，具体涉及提高传输可靠性的方法和系统。 
背景技术
本部分旨在向读者介绍现与以下描述和/或要求保护的本发明的各方面有关的各个技术方面。相信该讨论有助于为读者提供背景信息以便于更好地理解本发明的各方面。相应地，应理解，这些阐述仅仅是就此而论，而并不是对现有技术的承认。 
服务器与多个接收机之间内容的分发需要在服务器与各个接收机之间建立点到点连接或多点连接。点到点连接允许以单播方式向各个接收机分发内容，并提供了鲁棒的分发。然而，在接收机数目众多的情况下，需要对连接进行繁重的管理。这还可以极大地提高网络上的业务量。组播分发提供了较少的网络负载，但由于没有应答机制，分发较不鲁棒。当使用组播分发时，必须找到一种修复接收错误的解决方案；例如，利用重传要求。作为内容的组播传递的示例，IETF RFC3926定义了单向传递协议的文件传送，记为FLUTE。该标准中定义的协议非常适于解决在客户端数目方面的扩缩性以及在客户端所支持的带宽方面的多样性的问题。 
标准DVB-H IP数据广播标准《ETSI TS 102 472 V1.1.1(2006-06)，Digital Video Broadcasting(DVB)；IP Datacast over DVB-H；Content Delivery Protocols(CDP)》(下文中称作CDP标准)定义了文件修复机制。CDP标准中采用的文件修复策略是一级文件修复策略，并且采用集中式客户端-服务器“文件修复”模式。该文件修复策略使用文件修复机制来帮助FLUTE协议实现在广播/组播网络上的可靠的文件传递。一旦检测到接收了不完整的文件，FLUTE接收机就发起文件修复机制。该文件修复机制是请求丢失的或被破坏的分组。根据FLUTE术语，将这些分组称为符号。使用点到点连接向修复文件服务器发送请求。请求基本上集合了要修复的文件的名称以及丢失的符号的列表。 
FLUTE协议定义了文件传递表(记为FDT)，FDT包括需要在文件传递会话内传输的文件的文件描述信息。FLUTE协议以组播模式从内容服务器向所有客户端传输FDT。因为这可能遭遇发送错误，所以可以利用实质上公知的诸如前向纠错等机制或通过在会话期间重传FDT来提高FDT文件传输的可靠性。因此，在组播内容传递结束时，每个客户端精确地知道需要在会话中传输哪些文件以及已经接收到哪些文件。然后每个客户端向索引服务器指示丢失的文件。 
CDP标准中规定的机制需要接收机至少接收文件的分组。如果尚未接收到分组，则接收机无法立即且精确地检测到尚未接收到的文件。 
2005年8月18日的US2005/182842(WALSH ROD等人的)设计一种在文件传递系统中的重传方法，该方法基于尚未正确接收到的数据块的标识。 
发明内容
本发明目的是通过提供一种提高可靠性的机制来解决现有技术中向多个接收机的传输有关的至少一些问题。 
本发明涉及一种在文件服务器处向多于一个接收机发送多于一个文件的方法，包括以下步骤：将文件聚集成容器，将容器分成多于一个分组，以及向所述多于一个接收机传输所述多于一个分组，其中，接收的容器的至少一个分组使得接收机请求接收的容器的丢失分组。为此，该方法包括以下步骤：多于一个接收机接收容器的连续丢失分组的数目的指示，并在接收机处根据连续丢失分组的数目来适配容器的尺寸。 
因此，本发明允许服务器根据接收机的接收能力来适配聚集尺寸。接收机处的接收环境是可变的。将所述接收环境报告给作出反应的服务器，以改善传输。本发明的系统允许将传输参数适配为适合网络环境。分组丢失突发性的特征在于，大多数的分组丢失时间段相对较短。文件聚集技术确保了小文件在频繁较短的丢失时间段内不会完全丢失，在这种情况下修复是不可能的。 
根据本发明，容器的尺寸还基于在默认值以上或以下的、报告连续丢失分组数目的接收机的数目。 
根据本发明，如果接收机的数目在默认值以上，则减小所述尺寸，如果接收机的数目在所述默认值一下，则增大所述尺寸。 
根据实施例，容器的尺寸取决于所述多于一个接收机的接收缓冲器尺寸。 
根据实施例，利用单向传递协议的文件传送(FLUTE协议)来传输分组。 
根据实施例，接收指示的步骤包括：在修复服务器处获得与从接收机接收到的修复请求有关的信息。 
根据实施例，接收指示的步骤包括：从接收机接收与连续丢失分组的数目有关的报告。 
根据实施例，容器的尺寸被初始地设置为默认值，容器的尺寸只能大于或等于默认值。 
本发明还涉及一种DVB-H移动终端，包括：用于接收来自服务器的文件并与服务器通信的通信装置，用于检验文件的接收的文件接收计算装置，以及用于向服务器报告接收到的或未接收到的文件的文件接收报告装置。 
本发明还涉及一种文件服务器，包括：用于向至少一个接收机广播多于一个文件的通信装置，所述文件被聚集成容器，所述容器具有尺寸；聚集丢失值计算装置，用于将容器的尺寸适配为适合所述至少一个接收机处的连续丢失分组的数目；以及文件聚集装置，用于构建容器，将容器分成多于一个分组并将分组发送至所述至少一个接收机。 
以下产生了根据所公开的实施例的特定方面。应理解，这些方面仅用于为读者提供对本发明可以采取的特定形式的简要概括，这些方面不旨在限制本发明的范围。实际上，本发明可以包括下文中可能没有阐述的多个方面。 
附图说明
参考附图，以非限制性的方式，通过以下实施例和执行示例，本发明将得到更好的理解和说明，附图中： 
-图1示出了根据实施例的视频分发系统； 
-图2示出了根据实施例的移动终端； 
-图3示出了根据实施例的文件服务器； 
-图4示出了分组丢失突发性的测量报告；以及 
-图5示出了根据实施例的文件聚集。 
在图1至3中，所示模块是纯功能实体，不必须与物理上分离的实体相对应。即，这些所示的模块可以以硬件或软件形式来开发，或者实现在一个或多个集成电路中。 
具体实施方式
示例实施例在DVB-H传输的架构内，但是本发明不限于该具体环境，而是可以应用在服务器以聚集方式向多个接收机发送数据以提高传输可靠性的其他架构中。 
图1示出了根据实施例的视频分发系统。视频广播网络1.6遵照ETSI TR 102 469 V 1.1.1(2006-05)，“Digital Video Broadcasting(DVB)；IP Datacast over DVB-H：Architecture”，下文中记为IP数据广播标准。 
系统还遵照ETSI TS 102 472 V1.2.1(2006-12)，“Digital Video Broadcasting(DVB)；IP Datacast over DVB-H：Content Delivery Protocols”，下文中记为CDP标准。 
文件服务器1.1根据CDP标准和FLUTE协议来发送数据文件。通过IP网络1.3和DVB-H广播网络1.6向移动终端1.7传递数据文件。IP网络可以是支持组播传输的任何IP网络，如，互联网。DVB-H传输网络包括DVB-H IP封装器1.4和DVB-H发射机1.5。当然，实施例不限于DVB-H网络。实施例可以应用于其他宽带分发网络，如，数字订户线族。 
系统还包括通过蜂窝网络1.8的返回信道。移动终端可以通过返回信道来接收和发送数据，具体地，交互数据。当然，返回信道可以是提供点到点双向连接的任何其他类型的信道。系统是与如CDP标准中定义的DVB-H相关联的简化文件修复基础设施。终端向修复服务器1.2提交修复请求，以便恢复被检测为丢失或遭到破坏的分组，所述分组 是FLUTE符号。修复服务器存储已下载的文件的拷贝。修复服务器在获得分组的情况下将所请求的分组发送回终端。 
移动终端通过返回信道将下文中定义的分组丢失信息传输至文件服务器。 
图2中示出了移动终端1.7。根据实施例，该移动终端1.7是与IP数据广播标准兼容的终端。该移动终端1.7包括通信模块24，所述通信模块24用于接收来自广播网络(具体地DVB-H网络)的数据，以及用于在具体地蜂窝网络的返回信道上发送和接收数据。移动终端1.7包括存储模块22，用于存储除FDT和ESG信息之外的从广播信道接收的数据。移动终端1.7包括处理模块21以及用于允许在模块之间通信的内部总线26。移动终端1.7包括文件接收计算模块25，根据实施例，文件接收计算模块25用于检验文件接收。移动终端1.7还包括用于向文件服务器报告接收到和没有接收到的文件的文件接收报告模块23。 
图3中示出了文件服务器。文件服务器与CDP标准兼容。文件服务器包括通信模块34，通信模块34用于通过返回信道与移动终端通信，以及用于通过分发信道来广播内容。文件服务器包括存储模块32，存储模块32用于存储从移动终端接收到的聚集值和分组丢失值。服务器包括处理模块31以及用于允许在模块之间通信的内部总线36。服务器包括用于基于从每个移动终端接收到的容器的连续丢失分组来计算聚集值的聚集丢失值计算模块33。下文中进一步描述了聚集值。服务器包括用于构建聚集文件并将该文件发送至移动终端的文件聚集模块35。 
对于分组长度X，连续分组丢失的个数记为INCPL-X。INCPL-X是在服务器处计算的。MSAF-X表示聚集文件的最小尺寸，下文将对其进一步描述。基于INCPL-X值来调整MSAF-X的值。 
与特定发生阈值(记为T)和典型的分组长度X相对应的连续分组丢失数目记为NCPL-T-X。NCPL-T-X是恒定值。例如，对于1400个字节的广播分组长度，NCPL-80-1400指示相关广播系统和接收机的NCPL值，对此，从接收机观察到的连续分组丢失时间段的80％丢失了“NCPL-80-1400”个连续分组或更少的分组；即，NCPL-80-1400的值 具有值162。换言之，如果NCPL-80-1400被设置为162，则80％的接收机将至少接收一个分组。这里，1400是最小长度，这意味着NCPL-80-1400的值应用于长度超过或等于1400的分组。 
更一般地，NCPL-T-X值集合的计算基于通过现场测量而确定的模型，或基于移动终端使用该广播系统根据规则测量而进行的动态评估。 
接收机向服务器提供接收报告信息。接收报告信息由每一个接收机来提供。接收报告信息可以仅由一些接收机来提供。接收机使用双向链路以所谓的透明模式或非透明模式来来发送该信息。 
在非透明模式下，移动终端使用双向信道来传输接收报告信息。接收报告信息被周期性传输。接收报告信息与最近的文件接收有关的测量报告相对应。 
一个非透明模式基于以下事实：在广播中，要通过介质或安排的传递时间来传递或下载的文件列表通常是事先已知的，这是由于其他类似类型列表的电子服务指南(记为ESG)。接收机检测该接收机是否已接收到文件。然后，接收机向文件服务器发送与文件的接收有关的应答或非应答信息。终端使用如ETSI TS 102472的章节7.4.3中定义的接收报告过程来报告文件传递状态。该标准定义了具有reportType参数的文件接收报告。根据实施例，reportType与被定义为报告尚未接收到文件的标准的reportType不同。reportType值被设置为“mack”。当然，终端也可以使用如OMA-BCAST中定义的接收报告过程。当文件服务器接收到来自移动终端的报告时，文件服务器计算观察时间段期间每个终端的INCPL-X值。然后，文件服务器计算所有文件传递系统的MSAF-X值，以便驱动要广播的下一个聚集文件的尺寸。 
在服务器处得到这样的报告的另一种非透明模式是使用实时传输协议RTP。这基于对与专用传输有关的介质的监控。例如，对于终端n，成功接收到长度为Yn的连续RTP分组使得可以计算该终端n的INCP-Xn值。关联的RTCP接收机报告与分组丢失有关的收集信息，然后使得文件服务器可以得到系统中每个进行报告的接收机的INCPL-X的概览。 
在透明模式下，移动终端向修复服务器提交修复请求。修复服务器基于从这些移动终端接收到的修复请求来计算每一个终端的INCPL-X值。修复服务器根据修复请求来计算INCPL-X，因为希望知道FLUTE分组传输的原始顺序。修复服务器使值集合可用于服务器。文件服务器可以周期性地检索该值集合。然后文件服务器可以确定MSAF-X的新值。 
备选地，修复服务器还计算比率Rref。然后修复服务器将Rref值指示给文件服务器，其中任何IP通知机制实质上是公知的。 
根据实施例，在开始时，将NCPL-T-X值提供给服务器。该值是由操作者通过图形用户界面手动设置的。当然，可以利用配置文件或通过任何本地或远程配置装置将该值指示给服务器。 
该NCPL-T-X值用于计算初始最小尺寸以构建要向接收机广播的聚集文件。 
在服务器处限定可调谐时间段。该时间段具有与2个或3个文件的广播和修复时间段相对应的值。可调谐值也可以由操作者在服务器处配置。在可调谐时间段之后，利用终端报告的信息来动态地调谐聚集文件的最小尺寸。 
在服务器处计算的MSAF-X的值总是考虑每个接收机缓冲器的容量。接收机缓冲器尺寸是由操作者设置的配置参数，并且被传送至所有接收机和服务器。当然，当从接收机接收到最大缓冲器尺寸容量时，可以在服务器处动态地设置接收机缓冲器尺寸。 
操作者为服务器指示默认NCPL-T-X值集合。该值集合允许服务器开始发送聚集分组。该值集合来自于运动测量。测量的示例可以在实际DVB-H覆盖区上进行，这使得可以为这样的网络确定分组丢失的基本特性。通过将IP/RTP分组发生器耦合至头端传输设备以及通过记录由便携式接收机在覆盖区中的固定和移动点处接收到的分组来进行测量。由于发送的每个分组是独立编号的，所以接收机日志的分析使得可以确定分组丢失速率和突发性特性。图4示出了分组丢失突发性的测量，其中分组长度为1400字节。图4示出了具有相对少量的连续分组丢失的分组丢失时间段的高发生率。丢失时间段的大约80％具有162 个分组或更少的分组。因此，80％的发生阈值提供了NCPL-80-1400值162。这产生了对NCPL-T-X值的估计。 
针对每个接收机而计算的INCPL-T-X允许确定MSAF-X的值。该值增大或减小。MSAF-X表示聚集文件的最小尺寸。MSAF-X与所聚集的长度为X的分组的数目相对应。 
在开始时，使用NCPL-T-X值来构建MSAF-X的值。MSAF-X的值比NCPL-T-X的值大。MSAF-X的值被设置为MSAF-X＝NCPL-T-X+N。N被设置为5。较高的N值提高了客户至少接收到聚集文件的分组的机会。然而，这需要客户端处的高缓冲器尺寸。N应当被设置为1以上，但是在操作者所设置的阈值以下的值，该值取决于接收机缓冲器尺寸需求。 
一旦选择了该值，就在可调谐时间段期间保存并使用该值。如上所说，可调谐时间段被设置为尺寸为MSAF-X的2个或3个聚集文件的广播的持续时间，并且与修复时间段有关。这使传递系统有时间通过透明或非透明方法从接收机获得接收报告。 
然后，服务器计算记为R的接收机的参考比，对于所述接收机，所报告的INCPL-X大于NCPL-T-X。该比率(记为Rref)在下一步骤中用作参考。 
一旦得到值Rref，系统就基于以下情况来周期性地适配MSAF-X。在每个周期，利用上一次从接收机接收到的报告来计算R。 
-在第一种情况下，R低于Rref。这意味着对于过去的周期，发现较少的接收机报告了比所选的NCPL-T-X高的INCPL-X。从而MSAF-X值减小。当然，MSAF-X并不取NCPL-T-X+N以下的值。 
-在第二种情况下，R高于Rref。这意味着对于过去的周期，发现较多的接收机报告了比NCPL-T-X高的INCPL-X。从而MSAF-X增大。当然，MSAF-X不取与接收机的存储限制有关的最大文件尺寸值以上的值。 
-如果R与Rref的值相同，则MSAF-X的值保持不变。 
MSAF-X计算还可以基于其他机制。MSAF-X计算还可以基于仅从一个接收机接或接收机子集收到的接收报告。这使得服务器可以在 没有来自所有接收机的反馈的情况下驱动聚集尺寸。这优化了报告机制，优化在于进行报告的接收机是认为对服务器可靠的接收机。 
根据实施例的文件分组机制是GZIP、GNU ZIP自由压缩软件。利用GZIP格式，压缩文件。服务器考虑合成的压缩文件的尺寸。在将N个文件聚集成一个之后，使用GZIP，文件聚集器模块使用自动分派的名称将合成的文件存储到本地存储装置中。终端使用GZIP格式来检测所传输的对象是聚集文件对象，从而触发文件分割功能。名称的前缀可以是“GroupedFile”，后缀是针对每一个新聚集的文件对象而递增的整数。 
文件聚集器可以基于本地规则来对文件进行分组。如果仅以FDT文件来发布文件，则服务器可以基于文件类别来缓冲文件并聚集这些文件。例如，可以将与相同网页相对应的文件分组在一起。如果以ESG来发布文件，则服务器可以以这样的方式来缓冲和聚集，只要文件传送与ESG一致。文件的广播时间必须与ESG中指示的时间一致。 
更一般地，任何私有或传统文件传送格式都是可能的。附加到文件格式的需求如下： 
-可以承载多个分量， 
-可以对每个分量的名称进行编码，以及 
-可以对附着到每个分量的其他信息进行编码。 
当被构建时，所聚集的文件被传送至FLUTE栈，以传输至接收机。图5示出了文件聚集的示例。文件服务器将文件聚集成容器40，以便达到长度L，其中，长度L＝X×MSAF-X，X表示分组长度。服务器将File1、File2、File3聚集成容器。然后将容器分成长度为X的三个分组Packet1、Packet2和Packet3；这里，MSAF-X值是3。 
以上描述的可调谐机制当然与小区较小时一样精确。考虑到移动广播或组播网络，优选地具有由多个文件服务器和相关修复服务器组成的基础设施，每个文件服务器和相关修复服务器为至少一个传输点的区域服务。在这种情况下，可以估计NCPL-T-X和MSAF-X并为每个文件服务器所覆盖的每个区域提供该NCPL-T-X和MSAF-X，这使得整个文件分发系统的效率高得多。在所有服务器中，服务平台推送要传 输的文件。每个文件服务器收集文件聚集器，文件聚集器对于所聚集的文件保持其自己的最小尺寸。 
上述机制在DVB-H的范围之内。当然，上述机制应用于服务器以聚集的方式向多个接收机广播内容以及接收机利用返回信道与服务器通信的任何系统。这样的系统的示例可以是UDP分组的聚集，其中，对UDP分组进行标注，以使得接收机可以检测到丢失的分组。 
说明书中公开的参考、权利要求以及附图可以单独提供或者以任何合适组合的形式提供。在合适的情况下，可以以硬件、软件或两者的组合的形式来提供特征。 
本文对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实现方式中。在说明书中多处出现的短语“在一个实施例中”不一定指的是、同一个实施例，也不一定指的是必须与其他实施例互不相同的分开的或备选的实施例。 
权利要求中出现的参考数字仅仅是说明性的，不应对权利要求的范围起到限制作用。 

Claims (10)

1.一种在文件服务器(1.1)处向多于一个接收机(1.7)发送多于一个文件(41、42、43)的方法，包括以下步骤：
-将所述文件聚集成容器(40)，所述容器具有尺寸，
-将所述容器分成多于一个分组(401、402、403)，并向所述多于一个接收机发送所述多于一个分组，其中，接收到容器的至少一个分组使得接收机请求对容器的丢失分组的重传；所述方法还包括以下步骤：
-每个所述多于一个接收机接收容器的连续丢失分组的数目的指示；以及
-根据所述接收机处连续丢失分组的数目，来适配容器的尺寸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，容器的尺寸还基于接收机的数目，所述接收机报告高于默认值的连续丢失分组的数目。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果接收机的数目在参考值以上，则增大尺寸，如果接收机的数目在参考值以下，则减小尺寸。
4.根据前述权利要求1所述的方法，其特征在于，容器的尺寸取决于所述多于一个接收机的接收缓冲器尺寸。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用单向传递协议的文件传送FLUTE来传输分组。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，接收指示的步骤包括：获得与从所述接收机接收到的与重传的请求有关的信息的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，接收指示的步骤包括：从所述接收机接收与连续丢失分组的数目有关的报告。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，容器的尺寸被初始地设置为默认值，容器尺寸的值可以仅大于或等于所述默认值。
9.一种移动终端(1.7)，包括：
-通信装置(24)，用于接收来自服务器(1.1)的分组(401、402、403)，以及与所述服务器通信，所述分组是容器的一部分，所述容器是多于一个文件(41、42、43)的聚集；
-文件接收计算装置(25)，用于检验所述分组的接收；以及
-文件接收报告装置(23)，用于向服务器报告容器的连续丢失分组的数目，所述服务器(1.1)适配聚集尺寸。
10.一种文件服务器，包括：
-通信装置(34)，用于向多于一个接收机广播多于一个文件，所述文件被聚集成容器，所述容器具有尺寸；
-文件聚集装置(35)，用于构建所述容器，将所述容器分成多于一个分组，以及将所述分组发送至所述多于一个接收机；以及
-聚集丢失值计算装置(33)，用于接收每个所述多于一个接收机的容器的连续丢失分组的数目的指示，以及将容器的尺寸适配为在所述多于一个接收机处的连续丢失分组的数目。
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