CN102301737A - 用于在基于因特网协议的电视系统中进行电视数据的传输期间确保可靠性的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
编码/发送器设备(11)包括广播模块(12),以经由IP/因特网网络(14)向多个STB接收器/解码器设备(15)广播电视,从而向客户端订户提供第一UDP流和第二UDP流,所述第二UDP流包括与第一UDP流中传送的数据分组关联的标识数据,以提供例如分组的重组、丢失的检测、重传的请求等功能,而不增加根据RTP协议的报头,但是与RTP协议提供的相比具有可靠性并且能够插入额外数据。
Description
技术领域
概括地说,本发明涉及因特网协议电视IPTV,具体地,涉及通过电信网络(例如基于因特网协议、因特网/IP协议的网络)从数字电视平台向多个客户端传送多媒体电视内容的方法和设备。
背景技术
在宽带连接上从IP网络应要求广播电视和视频信号正逐渐变得普遍。在IPTV中,向使用IP协议(典型地,这由使用因特网/IP网络架构的宽带运营商提供)的消费者提供多个数字电视业务。
IPTV覆盖活动电视(active television)多播以及视频点播(或VOD)。IPTV需要与电视屏幕连接的用于订户的解码器设备或电视解码器接口(即机顶盒或STB)。
用于解码和在屏幕上显示而接收的多媒体内容可通过多播(IP)提供,其中可将信息同时发送给接收器/解码器的组或STB接口。
一般地,在多播IPTV系统中,在无连接的情况下使用用户数据报协议或UDP,因为这是快速的,并且因为具有UDP格式的分组包括与传输控制协议或TCP报头相比缩减的分组报头。
在UDP协议中,生成根据IP协议传送的数据报,所述IP协议定义了分组交换网并且将不同运营商设备与订户的STB接口链接。通过接收每个分组的STB接口地址或通过多播地址来传送每个分组,并且通过IP网络独立于其他分组来传送每个分组,直到他到达其目的地。
TCP格式提供了例如用于分组的可靠传输业务;其还重传任意丢失的数据分组。
为此,TCP协议对信息分段并对每个分组进行传送和编号,即,其分配标识标签,从而如果他们以无序形式到达或如果任意分组没有到达其目的地,则分组流的接收器可在接收方对他们排序。
然而,UDP协议不提供由TCP协议提供的信息的可靠传输的保证,因此,他不检验分组是否到达他们的目的地,从而不提供他们将有序到达、接收所有分组、或在信息中没有错误的保证。在后者的情况下,涉及的分组在网络层之外设置,并且不传递至应用层。
UDP协议不具有补救先前所述的可能缺陷的手段,因为对于多媒体数据流,报头的开销、提供可靠性的重传和双向通信、TCP格式的分组是不均衡的。
TCP报头的缺点在于其在IPTV的不可假定的传输中引入了延迟。
因此,通常对于多媒体流应用(音频、视频等)使用UDP协议,在该应用中分组的立即到达比信息所提供的可靠性更重要,从而接收器传送标识接收的分组的传输信息的成功或失败和来自之前和随后分组的信息,以保持发送的分组的顺序。
多媒体传输指定了STB接口实时地接收分组。然而,在数据分组的丢失、无序和破坏事件中STP接口不能够检测和行动。
因此,如果在根据UDP协议的数据分组的传输期间,发生任何错误,STB接口不能够在接收分组期间通知任何事件,并因此行动(例如请求重传所涉及的分组)。
此外,UDP协议不具有插入与视频关联的额外数据的方法,因为其有效载荷是视频层分组的空序列(bare sequence),这样的序列是MPEG2传输流分组序列。
作为上述问题中一些的补救,RTP协议已经被设计为向UDP格式增加报头,包含识别接收的分组的信息,因此可便于通过数据分组实时使用,例如设置在UDP格式上的多媒体音频和视频流。
此外,RTP协议允许传送额外信息,该额外信息与音频和视频流关联,从而能够实现增值业务,例如,频道的快速改变、FEC(前向纠错)事件中的恢复、与视频的数据同步等。
应注意,安装多个STB接口,能够提取RTP格式报头中包含的信息。
然而,还应注意,当前安装的许多遗留的STB接口不能够知晓RTP协议格式,并且根本不能够处理RTP中封装的多媒体流。如果多媒体流专用地用RTP协议来封装,则这些遗留的STB接口将停止工作。
在主多媒体流中生成和插入RTP报头通常需要多媒体流的主要方式的重大变化,包括设备更新的替换以负责在头端封装MPEG2传输流分组。
发明内容
本发明通过一种方法和设备尝试解决或降低上述缺点中的一个或多个,所述方法和设备用于根据因特网协议传输数字电视数据流期间确保可靠性,并且插入与视频关联的额外信息,以实现如权利要求1的增值业务。在从属权利要求中建立本发明的实施例。
本发明的一个目的在于提供一种方法和系统,用于以如下方式根据UDP协议经由因特网协议电信网络传送电视数据流,其方式为不需要主视频流的当前格式的改变,因此不干扰在工作中安装的遗留STB接口的操作。
本发明的另一目的在于通过单独流发送与视频数据关联的额外信息,所述单独流可遵循独立路径并且可因此通过网络设备独立处理,甚至可在期望时在某些位置被过滤。
本发明的另一目的在于在头端使用单独设备生成具有额外信息的流,其不干扰主UDP流,因此不需要在当前安装的封装器中的任何改变。
本发明的另一目的在于能够在空间和时间中以渐进方式部署增值业务。
附图说明
基于附图在以下说明书中给出本发明的更详细说明,其中:
图1示出根据本发明的用于电视传输的系统的框图。
具体实施方式
关于图1,本发明的方法允许经由电信网络14(例如因特网/IP网络)以可靠方式广播或单播传送与根据UDP协议包含的多媒体相关的数据流,以保证传送的多媒体信号的高度可靠性并包括能实现增值业务的信息。
该方法适用于基于传统UDP协议的数据流,因此保持与现有内容提供商的编码/发送器设备11的互操作性。
生成的UDP电视数据流可以是用于扩展多播的数据流。
属于多媒体内容提供商的编码/传输设备11,包括用于向多个接收器/解码器15设备广播电视的广播模块12,或机顶盒STB电视解码器接口,经由IP网络14与订户关联,从而向消费者-订户提供使用UDP协议在多播、单播或广播中传送MPEG-2传输流分组的广播业务,而不增加根据RTP协议的报头,然而如下所述,与RTP协议提供的相比具有可靠性和发送额外信息的能力。
广播模块12压缩和封装要发送的内容(标准UDP格式的MPEG流),在其输出口之一中生成第一UDP分组流,并将其发送至IP网络14的订户端的STB接口15。
此外,编码器/发送器设备11包括第一指纹识别模块13,其接收由广播模块12生成的第一UDP流,读取他,通过在第一UDP流的每个分组上应用指纹识别技术来生成分组标识数据,通过与该分组关联的某些额外信息来封装这个标识数据,并经由其出口之一在第二UDP数据流上发送他。
第二UDP数据流在不同于第一通信信道的第二通信信道上发送,而在所述第一通信信道上向STB接口15的组发送第一UDP流。
指纹识别技术能够获得一系列关联的标识参数,以形成明确识别第一UDP数据流的每个UDP分组的指纹。
因此,指纹识别器模块13通过与第一UDP流的每个UDP分组关联的标识数据加上与其关联的额外信息生成第二UDP数据流。
应注意,第二UDP数据流包括与第一UDP传输流中传输的分组关联的分组的标识数据,以及与标识数据关联的信息,这等同于由其他协议(例如RTP)承载的信息。
从编码/接收器设备11,在并行管道上向订户端发送第一和第二UDP流,他们由STB接口15的接收器模块接收。
接收器模块16接收第一UDP流,并将其重定向至STB接口15的解码模块,从而其可被解码,并且将解码的输出信号重传至电视屏,以浏览接收的多媒体信号,其方式完全相同于由所有当前安装的遗留STB接口操作的方式。
接收器模块16还接收第二UDP流,并且将其重定向至第二数字指纹模块17,其从第二UDP流提取标识数据,其是第一UDP流中接收的每一个数据分组的期望指纹。
并行地,STB接口15的第二指纹识别器17在包含音频、视频和数据的第一UDP流中接收的每个UDP分组上执行指纹识别处理。显然地,接收器模块16还将第一UDP流重定向至第二指纹识别器17,以实现这个处理。
应注意,由第二指纹识别器17实现的指纹算法与指纹识别器模块13在服务器端执行的算法相同,因此如果两个模块作用在相同UDP分组上,则他们应包含相同结果,即相同指纹。
通过将第二UDP流中接收的和由模块17提取的指纹数据与在第一UDP流上也由模块17本地计算的指纹数据相比较,STB接口15能够识别第一流(音频、视频)的UDP分组,以获知与到达第二流并且也由模块17提取的指纹数据关联的信息。
总之,第二指纹识别器17接收第二UDP流,其包含在提供商服务器11的第一指纹识别器13中计算的指纹数据,并从中提取与第一UDP流的每个UDP分组关联的信息。
这个关联的信息等同于在其他协议(例如RTP)中包括的信息,因此其允许实现例如在上述系统中分组的重排、丢失的检测、重传请求等功能。
因此,如果第二指纹识别器模块17检测到分组的缺失、或具有错误的分组等;第二指纹识别器17或其他模块可生成请求消息,其包括与错误的分组关联的标识数据。
从STB接口15将上述请求发送至编码器/接收器设备11,从而重传所提到的分组。
作为上述结果,如果遗留STB接口15不包括上述第二指纹识别器模块17,则其接收第二UDP流,然而,他将不能够读取它并提取在第二UDP流中包含的指纹信息,并且他将不能够执行从指纹识别技术获得的功能,例如快速信道切换的额外服务、FEC错误的事件中的恢复、与视频的数据同步等。
在任意情况下,第一UDP流通过还未改变的遗留STB接口15来读取,因此其功能将继续与引入第二UDP流之前相同。
因此,提供商可部署和/或逐渐更新当前安装的STB接口15,因此允许无限期保持一些STB接口15没有新功能,而不必在任意时刻中断业务。
此外,应注意,本发明可通过各种环境实现,所述环境具有计算机可读取的装置,包括可编程计算机可读取的可读代码,包括处理组件、计算机可读的存储系统的存储设备,其包括易失性或非易失性存储器系统的存储器设备。
第一和第二指纹识别器的逻辑执行指令或程序的各个集合,其应用于数据分组以执行上述功能。
由上述硬件模块使用的程序可优选地以各种编程语言来实现。
每个计算机程序优选地存储在模块或存储设备中,其可由计算机读取并可为了通用或专用而编程,以当计算机读取模块或存储设备以执行先前所述的过程时配置和操作计算机。
此外,可考虑第一和第二指纹识别器可作为计算机可读的、计算机程序可配置的模块来实现,其使得计算机能够以先前指定和预定的方式运行。
这里所述的说明不认为是穷尽的或将本发明限制在对其描述的精确形式中。在不放弃以下权利要求的精神和范围的情况下,依据以上教导可以进行修改和改变。
Claims (11)
1.一种方法,用于在经由因特网协议电信网络(14)从编码/发送器设备(11)向STB(15)解码器/接收器设备的组传输电视数据流期间确保可靠性和插入与视频流关联的额外数据;其特征在于,其包括以下步骤:
生成第一UDP数据流和从编码器发送器设备(11)中包括的广播模块(12)向STB解码器/接收器设备(15)传输所述第一UDP数据流;
将所述第一UDP数据流重定向至第一指纹识别模块(13);
从第一指纹识别模块(13)读取所述第一UDP流中包括的数据分组,以生成标识数据并将所述标识数据与所述第一UDP流的每个分组关联;以及
生成与生成的所述标识数据相关的第二UDP数据流和将所述第二UDP数据流从所述第一指纹识别模块(13)向所述STB解码器/接收器设备(15)传输。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其还包括以下步骤:
在所述STB接收器/解码器设备(15)中包括的接收器模块中接收所述第一UDP数据流和所述第二UDP数据流;
向第二指纹识别模块(17)传输所述第一UDP数据流,以基于此通过与所述第一指纹识别模块(13)类似的方式根据每个UDP分组计算所述标识数据(指纹);
向第二指纹识别模块(17)传输所述第二UDP数据流,以从中提取与所述第一UDP流的分组关联的标识数据;以及
基于提取的标识数据识别所述第一流的UDP分组,以在所述STB解码器/接收器设备(15)中实现例如UDP分组的重新排序、UDP分组的丢失的检测、UDP分组的重传的请求的功能。
3.计算机可读的第一模块,其具有计算机可读的指令,以向编码/传输设备(11)中包括的计算机给出指令,从而执行根据权利要求1的方法。
4.计算机可读的第二模块,其具有计算机可读的指令,以向编码/传输STB设备(15)中包括的计算机给出指令,从而执行根据权利要求2的方法。
5.一种STB接收器/解码器(15)的更新方法,用于经由因特网协议电信网络(14)从编码/传输设备(11)接收电视数据流;其特征在于,其包括以下步骤:
安装第二指纹识别模块(17),其可电连接至所述STB接收器/解码器的接收器模块(16),从而所述接收器(16)向所述第二指纹识别器(17)重传由所述接收器接收的第二UDP流,从而所述第二指纹识别器(17)从所述第二UDP流提取与同样由所述接收器(16)接收的第一UDP流中包括的分组关联的标识数据。
6.如权利要求5所述的更新方法;包括以下步骤:基于由所述STB接收器/解码器设备(15)的第二指纹识别器(17)提取的标识数据,其能够执行例如重新排序接收的第一UDP流、检测接收的第一UDP流的任意分组的丢失、请求重传第一UDP流分组中的任意分组的功能。
7.编码/传输设备,用于经由因特网协议电信网络(14)向STB接收器/解码器设备(15)的组传送电视数据流,其特征在于,其包括:第一指纹识别模块(13),其可电连接至编码器/接收器设备(11)的广播模块(12),从而其读取第一UDP流,以生成和关联所述第一UDP流的每个分组的标识。
8.如权利要求7所述的设备;其特征在于,所述第一指纹识别模块(13)生成与生成的标识数据相关的第二UDP数据流,并向所述STB接收器/解码器设备(15)传送所述第二UDP数据流。
9.STB接收器/解码器设备,用于经由因特网协议电信网络(14)从编码/传送设备(11)接收电视数据流,其特征在于,其包括第二指纹识别模块(17),其可以如下方式电连接至所述STB解码器/接收器的接收模块(16),所述方式为:所述接收器向所述第二指纹识别器重传由所述接收器接收的第二UDP流,以提取与同样由所述接收器(16)接收的所述第一UDP流中包括的分组关联的标识数据。
10.如权利要求9所述的设备;其特征在于,所述第二指纹识别器(17)基于从所述第二UDP流提取的标识数据,能够执行例如重新排序接收的所述第一UDP流的分组、检测接收的所述第一UDP流的任意分组的丢失、请求重传接收的所述第一UDP流的任意分组的功能。
11.一种用于更新编码/传送设备(11)的方法,所述编码/传送设备(11)用于经由因特网协议电信网络(14)向STB接收器/解码器设备(15)的组传送电视数据流,其特征在于,其包括:第一指纹识别模块(13)可电连接至编码器/接收器设备的广播模块(12),从而所述第一指纹识别器重传第二UDP流,所述第二UDP流包括与传送的第一UDP流中包括的分组关联的标识数据。
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