CN103546779B - 支持多种服务模式的节目内容并行播发调度方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支持多种服务模式的节目内容并行播发调度方法及系统，所述方法包括：根据节目内容的播发截止时间、播发量和最大并发数制定预订式服务各节目内容的播发计划，并将其加入预订式服务播发列表；根据当前的信道空闲情况判断是否接受新的点播式服务请求，并将接受的点播式服务加入点播式服务播发列表；根据信道使用情况重新配置预订式服务的实际播发带宽；按照事先设定的点播式服务带宽播发点播式服务播发列表中的节目内容，按照配置的预订式服务的实际播发带宽播发预订式服务播发列表中的节目内容，并更新预订式服务的实际已播发量。本发明在保证预订式服务的前提下，实现内容服务的最优化和网络信道发送效率的最大化。

Description

支持多种服务模式的节目内容并行播发调度方法及系统

技术领域

本发明涉及一种节目内容的并行播发与调度技术领域，特别是涉及一种在同一信道中需要同时提供多种服务模式和多个节目内容的并行播发调度方法及系统。

背景技术

以下是本领域中的一些名词解释，其使用范围仅限于本发明：

信道：用于播发本发明所述各类型服务节目内容的信息传输通道，包括但不限于广播电视网、互联网等，其带宽一般为固定值。

预订式服务：一种由用户提前预订节目内容，系统在指定播发截止时间前将节目内容播发给用户的节目内容服务模式。如果没有特别规定该内容的截止时间，则统一视为在本次播发周期内播发完毕（如当天的24点整）。预订式服务没有最小播发速度和起始播发时刻的限制。系统可根据实际需要调节每个预订式服务内容的起始播发时间和播发速度。预订式服务在各时段的计划播发带宽可以不同，其实际播发带宽可以根据系统在各时段接收点播式服务的情况随时调整。在实际播发过程中，预订式服务的实际播发带宽应大于或等于计划播发带宽。

点播式服务：一种在用户提交点播请求之后，系统立即按指定的播发带宽将节目内容播发给用户的节目内容服务模式。系统收到用户新的点播请求时，需根据每个点播式服务节目内容的播发带宽要求，判断当前带宽是否空闲，确定是否能立即为用户提供该点播式服务。点播式服务的计划播发带宽为系统设定，其值由系统根据节目内容的码率特性预先设定，不同内容的点播带宽可以不一样，但同一内容在各时段的点播带宽保持恒定不变，并且在实际播发过程不再作带宽调整。

最大并发数：是系统为预订式服务设定的可同时进行节目内容并行播发的最大数量。其目的是为了避免系统在同一时间并行播发的节目内容数量过多，从而导致单个预订式服务的播发带宽太低，影响用户的收视体验。例如可以设定预订式服务在任意时刻最大并发数为10。

播发周期：系统进行服务内容播发的时间区段，一般以一天为一个播发周期。

时段:系统在制定播发计划时对播发周期进行划分的各个时间间隔，其属性包括段首时间、段尾时间和时长，各时段依次首尾相连。时段i的段首时间T_heas(i)为T_i-1，段尾时间T_end(i)为T_i。

播发截止时间：是系统根据服务内容的服务特性，人为设定的节目内容最迟播发完毕的时间。

播发结束时间：是系统计划播发节目内容的结束时间，播发结束时间应不晚于播发截止时间。

播发计划:是系统根据服务内容的相关特性和要求制订的参考行为方案，在本系统中具体分为预订式服务播发计划和点播式服务播发计划。单个内容的播发计划属性包括：内容ID、服务模式（预订式、点播式）、播发截止时间、播发起始时间、播发结束时间、播发时长、播发量、在各时段内的播发带宽。播发计划还应包括每个时段的播发内容并行播发数和并行播发带宽。

播发量：即节目内容的数据量。在带宽分配图表中，播发量可以看作是播发时长（播发结束时间与起始时间的差）和播发带宽围成的面积。图1即为一个带宽分配图表，其中横轴表示时间，纵轴表示带宽。若预订式服务节目内容j的截止时间为T_i，所在时段为i，则其内容的起始时间为T_i-1，设内容j播发量C_j，内容j播发带宽BW_j可由下式给出：

$B{W}_j=\frac{C_j}{T_i-T_{i-1}}$

时段i的并行播发带宽为：

BWperiod(i)=∑BW_j（Σ条件：所有截止时间为T_i的内容j）

专利文献【1】《一种信道网络中信息播发调度方法》（授权公告号CN100469033C）提出了一种网络信道中信息播发分配方法，用于提供预订阅和即时点播的信息传输系统，根据即时点播信息的历史信道占用数，安排即时点播信息和预订阅信息播发信道数，并由此安排播发预订阅信息。该技术适用于有线电视视频点播系统中实现预订阅节目的播发调度。

但是，在实际运营过程中，历史信道占用数和人的活动特征相关，工作日、节假日、季节、寒暑假、重大活动日（世界杯、奥运会）等都不同，历史信道数变化差异较大，会造成历史信道的适用性差。

在业务繁忙的有线和无线信道中，信道资源是非常有限的，应尽可能利用信道资源传输更多的内容。在按照计划播发预订阅节目之前，检测信道占用情况（对应专利文献【1】的步骤131），若即时点播节目占用信道数大于历史数据，且即时点播信道和预订阅节目计划占用信道数之和小于总信道数（对应专利文献【1】的步骤133），不做播出计划调整，空余出的这部分信道又无法调整给其余预订阅节目播发，浪费了网络资源。

此外，专利文献【1】根据预订阅请求生成播发任务的过程中，由于节目必须完整播发，只有找到完整的一个大于等于新任务播发时间长度，且尚未使用的预订阅节目播发的信道，才在该时刻创建一个新任务（对应专利文献【1】的）。尽管提取任务时考虑到内容的优先级，但在安排任务时间时却未考虑任务优先级，会出现截至执行任务时间未安排任务的情况。

针对上述问题，本发明提出一种在同一信道中同时支持提供多种服务模式和多个节目内容的并行播发与调度方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在同一传输信道中支持多种服务模式的节目内容并行播发调度方法及系统，用于解决现有技术中未能充分利用信道资源的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种支持多种服务模式的节目内容并行播发与调度方法，包括：

步骤1，根据节目内容的播发截止时间、播发量和最大并发数制定预订式服务各节目内容的播发计划，并将播发计划加入预订式服务播发列表；

步骤2，当有新的点播式服务请求时，根据当前的信道空闲情况判断是否接受新的点播式服务请求，并将接受的点播式服务加入点播式服务播发列表；

步骤3，在播发启动、加入新的点播式服务或一个点播式服务结束时，根据信道使用情况重新配置预订式服务的实际播发带宽；

步骤4，按照事先设定的点播式服务带宽播发点播式服务播发列表中的节目内容，按照步骤3配置的预订式服务的实际播发带宽播发预订式服务播发列表中的节目内容，并更新预订式服务的实际已播发量。

进一步，所述步骤1具体包括：

步骤11，根据预订式服务各节目内容的播发截止时间划分播发时段；

步骤12，根据播发截止时间，将每个预订式服务节目内容配置到以播发截止时间为段尾时间的时段内，且播发结束时间为该时段的段尾时间，播发起始时间为该时段的段首时间，所有节目内容配置完毕后计算各时段的并行播发节目内容数和并行播发带宽；

步骤13，调整各时段的并行播发带宽、段首时间和段尾时间，并相应调整其中的预订式服务节目内容播发起始和结束时间，使播发周期内各时段的并行播发带宽平滑均匀;

步骤14，根据每个时段的段首时间和段尾时间，重新计算各时段内每个预订式服务节目内容j的播发带宽BWsubplan(j)；

步骤15，根据设定的节目内容的最大并发数，对并行播发节目内容数大于最大并发数的时段进行节目内容的并串转换，使每个时段内的并行播发节目内容数小于或等于最大并发数；

步骤16，依次将各时段内的所有节目内容按照起始时间的先后顺序，加入到预订式服务播发列表中，记录每个节目内容所属的时段及播发起始时间和计划播发带宽。

进一步，所述步骤13的具体方法包括：

步骤131，选择播发周期的最后一个时段；

步骤132，将该时段并行播发带宽与向前一个时段的并行播发带宽相比较，若该时段并行播发带宽高于向前一个时段的并行播发带宽，则均匀化前后时段的并行播发带宽，并调整前后时段内各节目内容的播发起始时间和播发结束时间，同时将均匀化后的前后时段看作新的选择时段，否则向前步进选择一个时段，并记录向前步进的时段数量；

步骤133，重复执行步骤132，若已均匀化到播发周期的第一时段，则返回执行步骤131，直至向前步进的时段数量等于全部时段数量减1，则结束步骤13。

进一步，所述步骤132中均匀化先后时段的并行播发带宽的方法具体为：

步骤132A，记前一时段i-1的播发总量为C_i-1，后一时段i的播发总量为C_i，根据前后时段播发总量、前一个时段的段首时间T_head(i-1)和后一个时段的段尾时间T_end(i)，计算两个时段的平均并行播发带宽BWparallel，具体公式如下：

$\mathrm{BWparallel}=\frac{C_{i-1}+C_i}{T_{\mathrm{end}\left(i\right)}-T_{\mathrm{head}(i-1)}}$

步骤132B，根据前一个时段的播发总量C_i-1和段首时间T_head(i-1)计算前一个时段的段尾时间T_end(i-1)，且后一个时段的段首时间T_head(i)等于前一个时段的段尾时间T_end(i-1)，采用公式如下：

$T_{\mathrm{end}(i-1)}=\frac{C_{i-1}}{\mathrm{BWparallel}}+T_{\mathrm{head}(i-1)}$

步骤132C，将各时段内的预订式播发内容的播发结束时间调整为该时段段尾时间，播发起始时间调整为该时段的段首时间。

进一步，所述步骤15中对并行播发节目内容数大于最大并发数的时段进行节目内容的并串转换的一种具体方法包括：

步骤151，按照播发带宽由小到大的顺序，对该时段内各并行播发节目内容进行排序，并选出两个带宽值最小的节目内容参与并串转换；

步骤152，将参与并串转换节目内容的播发带宽统一调整为串行播发带宽BWserial，采用的公式为：

$\mathrm{BWserial}=\frac{\mathrm{\Σ}{C}_j}{{T_i}^{\′}-{T_{i-1}}^{\′}}$

式中∑C_j表示参与并串转换节目内容播发总量，T_i′表示该时段的段尾时间，T_i-1′表示该时段的段首时间；

步骤153，根据串行播发带宽调整参与并串转换各节目内容的播发起始时间和播发结束时间；

步骤154，将上述参与并串转换的节目内容视为同一并发节目内容，播发带宽则为转换后的串行播发带宽，重复进行步骤151至步骤153，直至该时段内的并行播发节目内容数等于系统设定的最大并发数。

进一步，所述步骤153具体包括：先将播发量较小的节目内容的播发起始时间设定为该时段的段首时间，根据其播发量、串行播发带宽和播发起始时间计算播发结束时间；再依次将剩余节目内容的起始时间调整为前一个节目内容的结束时间，并计算出各个节目内容的播发结束时间。

进一步，所述步骤15中对并行播发节目内容数大于最大并发数的时段进行节目内容的并串转换的另一种方法包括：

步骤15A，根据该时段内并行播发的节目内容数和最大并发数得出本次并串转换节目内容数,采用公式为：并串转换节目内容数=并行播发的节目内容数-最大并发数+1；

步骤15B，根据并串转换节目内容数，按照播发带宽值由小到大的顺序，从该时段内选出相应数目的节目内容参与并串转换；

步骤15C，将参与并串转换节目内容的播发带宽统一调整为串行播发带宽BWserial，采用的公式为：

$\mathrm{BWserial}=\frac{\mathrm{\Σ}{C}_j}{{T_i}^{\′}-{T_{i-1}}^{\′}}$

式中∑C_j表示参与并串转换节目内容播发总量，T_i′表示该时段的段尾时间，T_i-1′表示该时段的段首时间；

步骤15D，根据串行播发带宽调整每个并串转换节目内容的播发起始时间和播发结束时间。

进一步，所述步骤15D具体包括：保持第一个节目内容的起始时间不变，根据播发量、串行播发带宽和播发起始时间计算播发结束时间，之后每一个节目内容的起始时间调整为上一个节目内容的结束时间，并计算出各个节目内容的播发结束时间。

进一步，所述步骤2具体包括：

步骤21，当收到新的点播式服务请求时，系统获取提供该点播式服务所需的播发带宽BWvodreq和正在播发的点播式服务的并行播发带宽BWvoduse。

步骤22，根据当前时刻预订式服务的初始计划播发量Csubplan和计划并行播发带宽BWsubplan，以及当前时刻的实际已播发量Csubreal和总播发量Csub，计算当前时刻预订式服务所需的并行播发最小带宽BWsubmin，具体公式为：

$\mathrm{BWsub}\min =\frac{\mathrm{Csub}-\mathrm{Csubreal}}{\mathrm{Csub}-\mathrm{Csubplan}}*\mathrm{BWsubplan}$

步骤23，用总带宽BW减去BWvodreq、BWsubmin、BWvoduse得到剩余带宽BWleft，若BWleft小于零，则判断当前信道繁忙并拒绝接受新的点播式服务请求；若BWleft大于或等于零，则判断当前信道空闲并接收新的点播式服务请求。

进一步，所述步骤3中，重新配置预订式服务的实际播发带宽的具体方法包括：

步骤31，根据信道总带宽BW和当前点播式服务并行播发带宽BWvoduse，计算本时段预订式服务实际并行播发带宽BWsubreal=BW-BWvoduse

步骤32，根据本时段预订式服务的实际并行播发带宽BWsubreal和计划并行播发带宽BWsubplan，计算各内容j实际播发带宽：

$\mathrm{BWsubreal}\left(j\right)=\frac{\mathrm{BWsubplan}\left(j\right)*\mathrm{BWsubreal}}{\mathrm{BWsubplan}}$

所述步骤4进一步包括：若当前时段预订式服务的实际播发带宽BWsubreal大于计划播发带宽BWsubplan，本时段的节目内容将早于计划结束时间播发完毕，则系统自动将本时段的结束时间设置为下一时段的起始时间，并继续按当前的实际播发带宽BWsubreal播发下一时段中的预订式服务节目内容。

本发明的技术方案还包括一种支持多种服务模式的节目内容并行播发调度系统，包括用户终端、播发计划制定模块、点播式服务处理模块、播发带宽配置模块和播发模块：

所述用户终端，其连接播发计划制定模块和点播式服务处理模块，用于向播发计划制定模块发送预订阅请求，和向点播式服务处理模块发送点播请求；

所述播发计划制定模块，其连接播发带宽配置模块，用于根据节目内容的播发截止时间、播发量和最大并发数制定预订式服务各节目内容的播发计划，并将播发计划加入预订式服务播发列表；

点播式服务处理模块，其连接播发带宽配置模块，用于当有新的点播式服务请求时，根据当前的信道空闲情况判断是否接受新的点播式服务请求，并将接受的点播式服务加入点播式服务播发列表；

播发带宽配置模块，其连接播发模块，用于在播发启动、加入新的点播式服务或一个点播式服务结束时，根据信道使用情况重新配置预订式服务的实际播发带宽；

播发模块，其连接用户终端，用于按照事先设定的点播式服务带宽播发点播式服务播发列表中的节目内容，用于按照播发带宽配置模块配置的预订式服务的实际播发带宽播发预订式服务播发列表中的节目内容，并更新预订式服务的实际已播发量。

本发明的有益效果是：

一、采用预订式服务分配的方法，通过设定适当的预订式服务内容播发起始时间、截止时间和播发带宽，可以确保预订式服务节目内容在预计的截止时间前播发到用户终端，提供播发服务质量保证。

二、通过限制预订式服务内容的预订式服务最大并发数量，避免了单个预订式服务内容的播发带宽太低，从而降低单个任务长时间占用播发资源的情况。

三、采用预订式服务内容分配的方法，通过对各播发周期内容播发带宽进行均匀化，可以使播发周期内预订式服务内容播发带宽相对平缓，进而可为点播服务提供更多、更稳定的带宽资源。

四、充分利用信道资源。若在满足预订式服务内容计划的条件下，满足点播内容服务请求，当两者均满足后若仍有服务带宽可以利用，则调整预订式服务内容的实际播发带宽，从而使预订式服务内容可以更早的发送到终端，并为后续时间段点播服务预留出带宽资源。

综上，本发明用于在网络信道中对预订式服务和点播内容进行并行发送，在保证预订式服务内容播发计划的同时，可利用信道余量进行点播内容服务，并可根据实时信道占用状况进一步为预订式服务内容提供播发服务，实现内容服务的最优化和网络信道发送效率的最大化。其在保证预订式服务内容在截止时刻之前完成的前提下，尽可能为即时点播服务分配更多的信道资源，减少安排任务环节计划性过强带来的传输资源浪费和可能出现的安排任务不合理现象。

附图说明

图1为本发明背景技术部分的带宽分配示意图；

图2为本发明所述支持多种服务模式的节目内容并行播发调度方法的流程示意图；

图3为本发明实施例所述支持多种服务模式的节目内容并行播发调度系统的结构示意图；

图4为本发明实施例中将各时段并行播发带宽平滑均匀的流程示意图；

图5为本发明实施例中均匀化先后时段的并行播发带宽示例图；

图6为本发明实施例中第一种实现并串转换的方法的流程示意图；

图7为本发明实施例中第一种实现并串转换的方法的转换示例图；

图8为本发明实施例中第二种实现并串转换的方法的流程示意图；

图9为本发明实施例中第二种实现并串转换的方法的转换示例图；

图10A为本发明实施例中接收点播式服务请求的带宽分配图；

图10B为本发明实施例中拒绝接收点播式服务请求的带宽分配图；

图11为本发明实施例预订式内容实际播发带宽分配示意图；

图12为本发明的应用例的初始预订式内容带宽分配图；

图13为本发明的应用例中将时段2、3均匀后的带宽分配图；

图14为本发明的应用例中将时段1和时段2、3均匀后的带宽分配图；

图15为本发明的应用例中进行并串转换内容的带宽分配图；

图16为本发明的应用例的播发实际带宽分配图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图2所示，本实施例一种支持多种服务模式的节目内容并行播发与调度方法，包括：

步骤1，根据节目内容的播发截止时间、播发量和最大并发数制定预订式服务各节目内容的播发计划，并将播发计划加入预订式服务播发列表。

步骤2，当有新的点播式服务请求时，根据当前的信道空闲情况判断是否接受新的点播式服务请求，并将接受的点播式服务加入点播式服务播发列表。

步骤3，在播发启动、加入新的点播式服务或一个点播式服务结束时，根据信道使用情况重新配置预订式服务的实际播发带宽。

步骤4，按照事先设定的点播式服务带宽播发点播式服务播发列表中的节目内容，按照步骤3配置的预订式服务的实际播发带宽播发预订式服务播发列表中的节目内容，并更新预订式服务的实际已播发量。

对应地，如图3所示，本实施例还根据上述方法提出了一种支持多种服务模式的节目内容并行播发调度系统，包括用户终端、播发计划制定模块、点播式服务处理模块、播发带宽配置模块和播发模块：

所述用户终端，其连接播发计划制定模块和点播式服务处理模块，用于向播发计划制定模块发送预订阅请求，和向点播式服务处理模块发送点播请求；

所述播发计划制定模块，其连接播发带宽配置模块，用于根据节目内容的播发截止时间、播发量和最大并发数制定预订式服务各节目内容的播发计划，并将播发计划加入预订式服务播发列表；

所述点播式服务处理模块，其连接播发带宽配置模块，用于当有新的点播式服务请求时，根据当前的信道空闲情况判断是否接受新的点播式服务请求，并将接受的点播式服务加入点播式服务播发列表；

所述播发带宽配置模块，其连接播发模块，用于在播发启动、加入新的点播式服务或一个点播式服务结束时，根据信道使用情况重新配置预订式服务的实际播发带宽；

所述播发模块，其连接用户终端，用于按照事先设定的点播式服务带宽播发点播式服务播发列表中的节目内容，用于按照播发带宽配置模块配置的预订式服务的实际播发带宽播发预订式服务播发列表中的节目内容，并更新预订式服务的实际已播发量。

本实施例中，所述步骤1具体包括：

步骤11，根据预订式服务各节目内容的播发截止时间划分播发时段。

步骤12，根据播发截止时间，将每个预订式服务节目内容配置到以播发截止时间为段尾时间的时段内，且播发结束时间为该时段的段尾时间，播发起始时间为该时段的段首时间，所有节目内容配置完毕后计算各时段的并行播发节目内容数和并行播发带宽。

步骤13，调整各时段的并行播发带宽、段首时间和段尾时间，并相应调整其中的预订式服务节目内容播发起始和结束时间，使播发周期内各时段的并行播发带宽平滑均匀。

步骤14，根据每个时段的段首时间和段尾时间，重新计算各时段内每个预订式服务节目内容j的播发带宽BWsubplan(j)。

步骤15，根据设定的节目内容的最大并发数，对并行播发节目内容数大于最大并发数的时段进行节目内容的并串转换，使每个时段内的并行播发节目内容数小于或等于最大并发数。

步骤16，依次将各时段内的所有节目内容按照起始时间的先后顺序，加入到预订式服务播发列表中，记录每个节目内容所属的时段及播发起始时间和计划播发带宽。若两个节目内容起始时间相同，则按内容ID编号的顺序依次加入播发计划列表。

其中，所述步骤13用于调整各时段的并行播发带宽、段首时间和段尾时间，以使播发周期内各时段的并行播发带宽平滑均匀。如图4所示，具体方法如下：

步骤131，选择播发周期的最后一个时段，这里若连续多个时段具有相同并行播发带宽，则将这些具有相同并行播发带宽的连续多个时段视作一个时段处理，下同。

步骤132，将该时段并行播发带宽与向前一个时段的并行播发带宽相比较，若该时段并行播发带宽高于向前一个时段的并行播发带宽，则均匀化前后时段的并行播发带宽，并调整前后时段内各节目内容的播发起始时间和播发结束时间，同时将均匀化后的前后时段看作新的选择时段，否则向前步进选择一个时段，并记录向前步进的时段数量。

步骤133，重复执行步骤132，若已均匀化到播发周期的第一时段，则返回执行步骤131，直至向前步进的时段数量等于全部时段数量减1，则调整结束。

对于所述步骤132中涉及的均匀化先后时段的并行播发带宽，具体实施方法为：

步骤132A，前一时段i-1的播发总量C_i-1，后一时段i的播发总量为C_i，根据前后时段播发总量、前一个时段的段首时间T_head(i-1)和后一个时段的段尾时间T_end(i)，计算两个时段的平均并行播发带宽BWparallel，具体公式如下：

$\mathrm{BWparallel}=\frac{C_{i-1}+C_i}{T_{\mathrm{end}\left(i\right)}-T_{\mathrm{head}(i-1)}}$

步骤132B，根据前一个时段的播发总量C_i-1和段首时间T_head(i-1)计算前一个时段的段尾时间T_end(i-1)，且后一个时段的段首时间T_head(i)等于前一个时段的段尾时间T_end(i-1)，采用公式如下：

$T_{\mathrm{end}(i-1)}=\frac{C_{i-1}}{\mathrm{BWparallel}}+T_{\mathrm{head}(i-1)}$

步骤132C，将各时段内的预订式播发内容的播发结束时间调整为该时段段尾时间，播发起始时间调整为该时段的段首时间。

如图5所示，即为采用步骤132A至132C的方法完成的一个均匀化先后时段的并行带宽示例图。

对于所述步骤15，其可以采用两种方法进行节目内容的并串转换，如下所述。

一、第一种方法：如图6所示，包括以下步骤151至步骤154。

步骤151，按照播发带宽由小到大的顺序，对该时段内各并行播发节目内容进行排序，并选出两个带宽值最小的节目内容参与并串转换。

步骤152，将参与并串转换节目内容的播发带宽统一调整为串行播发带宽BWserial，采用的公式为：

$\mathrm{BWserial}=\frac{\mathrm{\Σ}{C}_j}{{T_i}^{\′}-{T_{i-1}}^{\′}}$

式中∑C_j表示参与并串转换节目内容播发总量，T_i′表示该时段的段尾时间，T_i-1′表示该时段的段首时间。

步骤153，根据串行播发带宽调整参与并串转换各节目内容的播发起始时间和播发结束时间，具体方法为：先将播发量较小的节目内容的播发起始时间设定为该时段的段首时间，根据其播发量、串行播发带宽和播发起始时间计算播发结束时间；再依次将剩余节目内容的起始时间调整为前一个节目内容的结束时间，并计算出各个节目内容的播发结束时间。

步骤154，将上述参与并串转换的节目内容视为同一并发节目内容，播发带宽则为转换后的串行播发带宽，重复进行步骤151至步骤153，直至该时段内的并行播发节目内容数等于系统设定的最大并发数。

如图7所示，为采用步骤151至154的方法得到的并串转换示例图。

二、第二种方法：如图8所示，包括步骤15A至步骤15D。

步骤15A，根据该时段内并行播发的节目内容数和最大并发数得出本次并串转换节目内容数,采用公式为：并串转换节目内容数=并行播发的节目内容数-最大并发数+1。

步骤15B，根据并串转换节目内容数，按照播发带宽值由小到大的顺序，从该时段内选出相应数目的节目内容参与并串转换。

步骤15C，将参与并串转换节目内容的播发带宽统一调整为串行播发带宽BWserial，采用的公式为：

$\mathrm{BWserial}=\frac{\mathrm{\Σ}{C}_j}{{T_i}^{\′}-{T_{i-1}}^{\′}}$

式中∑C_j表示参与并串转换节目内容播发总量，T_i′表示该时段的段尾时间，T_i-1′表示该时段的段首时间。

步骤15D，根据串行播发带宽调整每个并串转换节目内容的播发起始时间和播发结束时间，具体方法为：保持第一个节目内容的起始时间不变，根据播发量、串行播发带宽和播发起始时间计算播发结束时间，之后每一个节目内容的起始时间调整为上一个节目内容的结束时间，并计算出各个节目内容的播发结束时间。

如图9所示，为采用步骤15A至15D的方法得到的并串转换示例图。

如图10A和图10B所示，所述步骤2具体包括：

步骤21，当收到新的点播式服务请求时，系统获取提供该点播式服务所需的播发带宽BWvodreq和正在播发的点播式服务的并行播发带宽BWvoduse。

步骤22，根据当前时刻预订式服务的初始计划播发量Csubplan和计划并行播发带宽BWsubplan，以及当前时刻的实际已播发量Csubreal和总播发量Csub，计算当前时刻预订式服务所需的并行播发最小带宽BWsubmin，具体公式为：

$\mathrm{BWsub}\min =\frac{\mathrm{Csub}-\mathrm{Csubreal}}{\mathrm{Csub}-\mathrm{Csubplan}}*\mathrm{BWsubplan}$

步骤23，用总带宽BW减去BWvodreq、BWsubmin、BWvoduse得到剩余带宽BWleft，若BWleft小于零，则判断当前信道繁忙并拒绝接受新的点播式服务请求；若BWleft大于或等于零，则判断当前信道空闲并接收新的点播式服务请求。

如图11所示，所述步骤3中，重新配置预订式服务的实际播发带宽的具体方法包括：

步骤31，根据信道总带宽BW和当前点播式服务并行播发带宽BWvoduse，计算本时段预订式服务实际并行播发带宽BWsubreal=BW-BWvoduse

步骤32，根据本时段预订式服务的实际并行播发带宽BWsubreal和计划并行播发带宽BWsubplan，计算各内容j实际播发带宽：

$\mathrm{BWsubreal}\left(j\right)=\frac{\mathrm{BWsubplan}\left(j\right)*\mathrm{BWsubreal}}{\mathrm{BWsubplan}}$

另外，所述步骤4进一步包括：若当前时段预订式服务的实际播发带宽BWsubreal大于计划播发带宽BWsubplan，本时段的节目内容将早于计划结束时间播发完毕，则系统自动将本时段的结束时间设置为下一时段的起始时间，并继续按当前的实际播发带宽BWsubreal接继播发下一时段中的预订式服务节目内容。

结合上述各步骤，下面以一个具体应用例对本实施例的节目内容并行播发与调度方法进行说明。

如表1所示，给出了一个初始的预订式内，包括预订式内容ID、播发截止时间和播发量；其中总带宽为16，播发周期共5s。

表1初始预订式内容要求

预订式内容ID	播发截止时间	播发量
			1	T1	8
2	T1	4
			3	T2	8
4	T2	12
			5	T3	12
6	T3	4
			7	T3	4
8	T3	8

表1中，T₁=1s，T₂=4s，T₃=5s。

按表1的内容，绘制相应的初始预订式内容带宽分配图，如图12所示，划分为三个时段，T₀到T₁为时段1，T₁到T₂为时段2，T₂到T₃为时段3。

按步骤13的方法，将时段2和时段3进行均匀化，均匀化后的预订式内容计划如表2所示。时段1并行播发带宽为6，时段2和时段3平均并行播发带宽BWparallel为16。

表2时段2和时段3均匀并行播发带宽后预订式内容计划

预订式内容ID	播发起始时间	播发结束时间	播发带宽	播发量
					1	T0	T1	4	8
2	T0	T1	2	4
					3	T1	T2	6.4	8
4	T1	T2	9.6	12
					5	T2	T3	6.8	12
6	T2	T3	2.3	4
					7	T2	T3	2.3	4
8	T2	T3	4.6	8

表中T₁=1s，T₂=3.25s，T₃=5s。

对应地，时段2和时段3均匀后均匀并行预订式内容带宽分配图如图13所示。

再按步骤13的方法，将时段1与时段2、3进行均匀化，均匀化后的预订式内容计划如表3所示。时段1、时段2和时段3平均并行播发带宽BWparallel为12。

表3时段1和时段2、3在均匀后预订式内容计划

预订式内容ID	播发起始时间	播发结束时间	播发带宽	播发量
					1	T0	T1	8	8
2	T0	T1	4	4
					3	T1	T2	4.8	8
4	T1	T2	7.2	12
					5	T2	T3	5.1	12
6	T2	T3	1.7	4

7	T2	T3	1.7	4
					8	T2	T3	3.4	8

表3中，T₁=1s，T₂=2.67s，T₃=5s。

对应地，时段1与时段2、3均匀后均匀并行预订式内容带宽分配图如图14所示。

根据步骤15的第一种方法（步骤151至步骤154）进行并串转换，假设最大并发数为3，根据最大并发数进行并串转换预订式内容计划如表4所示。

表4根据最大并发数进行并串转换预订式内容计划

表4中，其中T₁=1s，T₂=2.67s，T₂'=3.835s，T₃=5s。其中节目内容ID为6和7的进行了串并转换，且获得的带宽分配图如图15所示。

本应用例给出点播内容请求，如表5所示。

表5点播内容请求列表

点播ID	点播请求时间	带宽	播发时长	是否接受
					1	0s	4	1s	是

2	1s	4	1s	是
					3	2.67s	4	1.167s	是

且综合上述计算，获得的实际预订式内容播发情况如表6所示。

表6实际预订式内容播发情况

表6中，各时间点T₁=1s，T₂=2.67s，T₂'=3.835s，T₃=4.71s。根据表6的数据获得的播发实际带宽分配图如图16所示。

根据该应用例可知，采用预订式服务内容分配的方法，可以确保预订式服务节目内容在预计的截止时间前播发到用户终端，保证了播发服务质量，其避免了单个预订式服务内容的播发带宽太低，使播发周期内预订式服务内容播发带宽相对平缓，进而可为点播服务提供更多、更稳定的带宽资源。同时，采用本实施例中在保证预订式服务内容播发计划的同时，可利用信道余量进行点播内容服务，充分利用了信道资源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种支持多种服务模式的节目内容并行播发调度方法，其特征在于，包括：

步骤1，根据节目内容的播发截止时间、播发量和最大并发数制定预订式服务各节目内容的播发计划，并将播发计划加入预订式服务播发列表；

步骤2，当有新的点播式服务请求时，根据当前的信道空闲情况判断是否接受新的点播式服务请求，并将接受的点播式服务加入点播式服务播发列表；

步骤3，在播发启动、加入新的点播式服务或一个点播式服务结束时，根据信道使用情况重新配置预订式服务的实际播发带宽；

步骤4，按照事先设定的点播式服务带宽播发点播式服务播发列表中的节目内容，按照步骤3配置的预订式服务的实际播发带宽播发预订式服务播发列表中的节目内容，并更新预订式服务的实际已播发量；

其中，所述步骤4中具体包括：若当前时段预订式服务的实际播发带宽BWsubreal大于计划播发带宽BWsubplan，本时段的节目内容将早于计划结束时间播发完毕，则系统自动将本时段的结束时间设置为下一时段的起始时间，并继续按当前的实际播发带宽BWsubreal播发下一时段中的预订式服务节目内容。

2.根据权利要求1所述的节目内容并行播发调度方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤11，根据预订式服务各节目内容的播发截止时间划分播发时段；

步骤12，根据播发截止时间，将每个预订式服务节目内容配置到以播发截止时间为段尾时间的时段内，且播发结束时间为该时段的段尾时间，播发起始时间为该时段的段首时间，所有节目内容配置完毕后计算各时段的并行播发节目内容数和并行播发带宽；

步骤13，调整各时段的并行播发带宽、段首时间和段尾时间，并相应调整其中的预订式服务节目内容播发起始和结束时间，使播发周期内各时段的并行播发带宽平滑均匀；

步骤14，根据每个时段的段首时间和段尾时间，重新计算各时段内每个预订式服务节目内容j的播发带宽BWsubplan(j)；

步骤15，根据设定的节目内容的最大并发数，对并行播发节目内容数大于最大并发数的时段进行节目内容的并串转换，使每个时段内的并行播发节目内容数小于或等于最大并发数；

步骤16，依次将各时段内的所有节目内容按照起始时间的先后顺序，加入到预订式服务播发列表中，记录每个节目内容所属的时段及播发起始时间和计划播发带宽。

3.根据权利要求2所述的节目内容并行播发调度方法，其特征在于，所述步骤13具体包括：

步骤131，选择播发周期的最后一个时段；

步骤132，将该时段并行播发带宽与向前一个时段的并行播发带宽相比较，若该时段并行播发带宽高于向前一个时段的并行播发带宽，则均匀化前后时段的并行播发带宽，并调整前后时段内各节目内容的播发起始时间和播发结束时间，同时将均匀化后的前后时段看作新的选择时段，否则向前步进选择一个时段，并记录向前步进的时段数量；

步骤133，重复执行步骤132，若已均匀化到播发周期的第一时段，则返回执行步骤131，直至向前步进的时段数量等于全部时段数量减1，则结束步骤13。

4.根据权利要求3所述的节目内容并行播发调度方法，其特征在于，所述步骤132中均匀化前后时段的并行播发带宽的方法具体为：

步骤132A，记前一时段i-1的播发总量为C_i-1，后一时段i的播发总量为C_i，根据前后时段播发总量、前一个时段的段首时间T_head(i-1)和后一个时段的段尾时间T_end(i)，计算两个时段的平均并行播发带宽BWparallel，具体公式如下：

$BWparallel=\frac{C_{i-1}+C_i}{T_{end\left(i\right)}-T_{head(i-1)}}$

步骤132B，根据前一个时段的播发总量C_i-1和段首时间T_head(i-1)计算前一个时段的段尾时间T_end(i-1)，且后一个时段的段首时间T_head(i)等于前一个时段的段尾时间T_end(i-1)，采用公式如下：

$T_{end(i-1)}=\frac{C_{i-1}}{BWparallel}+T_{head(i-1)}$

步骤132C，将各时段内的预订式播发内容的播发结束时间调整为该时段段尾时间，播发起始时间调整为该时段的段首时间。

5.根据权利要求2所述的节目内容并行播发调度方法，其特征在于，所述步骤15中对并行播发节目内容数大于最大并发数的时段进行节目内容的并串转换时，采用如下方法：

步骤151，按照播发带宽由小到大的顺序，对该时段内各并行播发节目内容进行排序，并选出两个带宽值最小的节目内容参与并串转换；

步骤152，将参与并串转换节目内容的播发带宽统一调整为串行播发带宽BWserial，采用的公式为：

$BWserial=\frac{{\mathrm{\ΣC}}_j}{T_i^{\′}-{T_{i-1}}^{\′}}$

式中ΣC_j表示参与并串转换节目内容播发总量，T_i′表示该时段的段尾时间，T_i-1′表示该时段的段首时间；

步骤153，根据串行播发带宽调整参与并串转换各节目内容的播发起始时间和播发结束时间:先将播发量较小的节目内容的播发起始时间设定为该时段的段首时间，根据其播发量、串行播发带宽和播发起始时间计算播发结束时间；再依次将剩余节目内容的起始时间调整为前一个节目内容的结束时间，并计算出各个节目内容的播发结束时间；

步骤154，将上述参与并串转换的节目内容视为同一并发节目内容，播发带宽则为转换后的串行播发带宽，重复进行步骤151至步骤153，直至该时段内的并行播发节目内容数等于系统设定的最大并发数。

6.根据权利要求2所述的节目内容并行播发调度方法，其特征在于，所述步骤15中对并行播发节目内容数大于最大并发数的时段进行节目内容的并串转换时，采用如下方法：

步骤15A，根据该时段内并行播发的节目内容数和最大并发数得出本次并串转换节目内容数,采用公式为：并串转换节目内容数＝并行播发的节目内容数-最大并发数+1；

步骤15B，根据并串转换节目内容数，按照播发带宽值由小到大的顺序，从该时段内选出相应数目的节目内容参与并串转换；

步骤15C，将参与并串转换节目内容的播发带宽统一调整为串行播发带宽BWserial，采用的公式为：

$BWserial=\frac{{\mathrm{\ΣC}}_j}{T_i^{\′}-{T_{i-1}}^{\′}}$

式中ΣC_j表示参与并串转换节目内容播发总量，T_i′表示该时段的段尾时间，T_i-1′表示该时段的段首时间；

步骤15D，根据串行播发带宽调整每个并串转换节目内容的播发起始时间和播发结束时间:保持第一个节目内容的起始时间不变，根据播发量、串行播发带宽和播发起始时间计算播发结束时间，之后每一个节目内容的起始时间调整为上一个节目内容的结束时间，并计算出各个节目内容的播发结束时间。

7.根据权利要求1所述的节目内容并行播发调度方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤21，当收到新的点播式服务请求时，系统获取提供该点播式服务所需的播发带宽BWvodreq和正在播发的点播式服务的并行播发带宽BWvoduse；

步骤22，根据当前时刻预订式服务的初始计划播发量Csubplan和计划并行播发带宽BWsubplan，以及当前时刻的实际已播发量Csubreal和总播发量Csub，计算当前时刻预订式服务所需的并行播发最小带宽BWsubmin，具体公式为：

$BWsubmin=\frac{Csub-Csubreal}{Csub-Csubplan}*BWsubplan$

步骤23，用总带宽BW减去BWvodreq、BWsubmin和BWvoduse得到剩余带宽BWleft，若BWleft小于零，则判断当前信道繁忙并拒绝接受新的点播式服务请求；若BWleft大于或等于零，则判断当前信道空闲并接收新的点播式服务请求。

8.根据权利要求1所述的节目内容并行播发调度方法，其特征在于，所述步骤3中重新配置预订式服务的实际播发带宽的具体方法包括：

步骤31，根据信道总带宽BW和当前点播式服务并行播发带宽BWvoduse，计算本时段预订式服务实际并行播发带宽

BWsubreal＝BW-BWvoduse；

步骤32，根据本时段预订式服务的实际并行播发带宽BWsubreal和计划并行播发带宽BWsubplan，计算各节目内容的实际播发带宽BWsubreal(j)：

$BWsubreal\left(j\right)=\frac{BWsubplan\left(j\right)*BWsubreal}{BWsubplan}.$

9.一种支持多种服务模式的节目内容并行播发调度系统，其特征在于，包括用户终端、播发计划制定模块、点播式服务处理模块、播发带宽配置模块和播发模块：

所述用户终端，其连接播发计划制定模块和点播式服务处理模块，用于向播发计划制定模块发送预订阅请求，和向点播式服务处理模块发送点播请求；

所述播发计划制定模块，其连接播发带宽配置模块，用于根据节目内容的播发截止时间、播发量和最大并发数制定预订式服务各节目内容的播发计划，并将播发计划加入预订式服务播发列表；

点播式服务处理模块，其连接播发带宽配置模块，用于当有新的点播式服务请求时，根据当前的信道空闲情况判断是否接受新的点播式服务请求，并将接受的点播式服务加入点播式服务播发列表；

播发带宽配置模块，其连接播发模块，用于在播发启动、加入新的点播式服务或一个点播式服务结束时，根据信道使用情况重新配置预订式服务的实际播发带宽；

播发模块，其连接用户终端，用于按照事先设定的点播式服务带宽播发点播式服务播发列表中的节目内容，用于按照播发带宽配置模块配置的预订式服务的实际播发带宽播发预订式服务播发列表中的节目内容，并更新预订式服务的实际已播发量；

其中，若当前时段预订式服务的实际播发带宽BWsubreal大于计划播发带宽BWsubplan，本时段的节目内容将早于计划结束时间播发完毕，则系统自动将本时段的结束时间设置为下一时段的起始时间，并继续按当前的实际播发带宽BWsubreal播发下一时段中的预订式服务节目内容。