DE69831972T2

DE69831972T2 - Verfahren zur bereitstellung und ermittlung von daten

Info

Publication number: DE69831972T2
Application number: DE69831972T
Authority: DE
Inventors: M. Dennis O'CONNOR
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: AU1313999A; WO1999033209A1; US6072808A; CN1283342A; TW455766B; KR20010033492A; CN1184757C; EP1034633A4; EP1034633A1; DE69831972D1; EP1034633B1; KR100363803B1; JP2001527322A

Description

STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Datensicherung bzw. des Speicherns von Daten und der Datenübertragung. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen eines Datensegments mit minimaler Zugangslatenz Ein Datensegment ist hierin als ein sequentieller Datenstrom mit endlicher Länge definiert. Das Datensegment umfasst jede Kombination von Audio- und/oder Videodaten, ohne darauf beschränkt zu sein.
2. Beschreibung des Stands der Technik
On-Demand-Systeme bzw. Abrufsysteme werden für verschiedene Bereiche eingesetzt. Zum Beispiel werden On-Demand-Filme im Kabelfernsehen angeboten sowie in privaten Fernsehnetzen, wie sie etwa in Hotels zu finden sind. Der Kabelanbieter und das Hotel können das Video einem Zuseher auf die Anfrage durch den Zuhörer bereitstellen (On-Demand). On-Demand-Systeme verwenden einen Rückkanal, um ein Signal an den Videoserver des Kabelanbieters oder des Hotels bereitzustellen, um mit der Wiedergabe des On-Demand-Films zu beginnen. Der Zugriff auf den Rückkanal kann über eine Fernbedienung erfolgen, wobei Information der Anfrage des Benutzers bzw. Zusehers an ein Fernsehgerät oder eine Set-Top-Box übertragen werden, das bzw. die wiederum ein Signal an den Videoserver bereitstellt. Alternativ kann der Benutzer per Telefon einen Anruf tätigen (das Telefon als Rückkanal), um einen Film zu bestellen. Der Film wird dann übertragen, so dass der Benutzer sich den Film ansehen kann.
Near-On-Demand bezeichnet ein System, das nicht unmittelbar nach der Anfrage bzw. Anforderung durch den Benutzer bzw. Zuseher starten kann. Stattdessen wiederholt das Near-On-Demand-System in Intervallen, die ausreichend kurz sind, so dass sie für den Benutzer noch akzeptabel sind. Der Benutzer muss dabei keinen Rückkanal verwenden, um anzuzeigen, dass er auf das Datensegment zugreifen möchte. Stattdessen wartet er auf den Neustart des Datensegments, um das Datensegment von Beginn an ansehen zu können.
Eine Möglichkeit für die Bereitstellung eines Datensegments unter Verwendung eines Near-On-Demand-Systems ist das Bereitstellen des ganzen Datensegments auf mehreren Kanälen, wobei die einzelnen Kanäle um einen festen Zeitraum zueinander versetzt sind. Wenn ein Datensegment zum Beispiel zwei Stunden lang ist, würden es vier Kanäle (mit Versätzen von 0, 30, 60 und 90 Minuten) einer Person entsprechend ermöglichen, alle 30 Minuten von Beginn an auf das Datensegment zuzugreifen. Der Benutzer kann den Kanal einstellen, der als nächstes von Neuem mit dem Datensegment von Anfang an beginnt. Dieses Verfahren setzt jedoch mehrere Kanäle voraus, um die Zugangslatenz auf eine angemessene Zeit zu verkürzen, d.h. die maximale Wartezeit bis zum Neubeginn des Datensegments. In dem oben genannten Beispiel unter Verwendung von vier Kanälen muss eine Person unter Umständen bis zu 30 Minuten auf den Neubeginn des Datensegments warten. Dieser Zeitraum kann für viele Zuseher bzw. Benutzer zu lang sein.
EP-A-0800290 offenbart die Near-On-Demand-Zufuhr digitaler Signale indem die Signale zuerst in Sequenzen von N nummerierten Fragmenten unterteilt werden, wobei die Länge des Fragments dem Sendezeitintervall entspricht. Die Fragmente werden so übertragen, dass das erste Fragment bei jedem Sendezeitintervall wiederholt wird, wobei das zweite Fragment bei jedem zweiten Zeitintervall wiederholt wird und so weiter, bis das N-te Fragment mindesten bei jedem N-ten Zeitintervall wiederholt wird. Ein fraktaler Kanalpackalgorithmus wird verwendet, um die Fragmente über eine Mehrzahl von Kanälen in eine Folge zu bringen, um die Variabilität in Bezug auf die Spitzenbandbreite zu reduzieren, die durch die Fragmentierung verursacht wird. Die Fragmente werden lokal heruntergeladen und während aufeinander folgenden Zeitintervallen als Reaktion auf die Anforderung durch einen Teilnehmer gepuffert, so dass das erste Fragment innerhalb eines Zeitintervalls nach der Anforderung zur Verfügung steht, und wobei die Fragmente mit einer höheren Nummer in ihren entsprechenden Perioden zur Verfügung stehen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vorgesehen ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1.
Vorgesehen ist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Speichermedium gemäß dem gegenständlichen Anspruch 5.
Vorgesehen ist gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm gemäß dem gegenständlichen Anspruch 9.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm der Hardware, die für den Zugriff auf das über zwei oder mehr Kanäle bereitgestellte Datensegment verwendet wird;
2 ein Blockdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels der Hardware, die für den Zugriff auf das über zwei oder mehr Kanäle bereitgestellte Datensegment verwendet wird;
3A ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Datensegment in Abschnitte mit gleicher Länge unterteilt wird;
die 3B bis 3H eine bildliche Darstellung der Abläufe seitens der Hardware während verschiedenen Zeitintervallen, die t=0 bis t=7 entsprechen, wie dies in der Abbildung aus 3A dargestellt ist;
die 4A bis 4H eine bildliche Darstellung der Abläufe seitens der Hardware für den Zugriff auf das gleiche Datensegment aus den Abbildungen der 3A bis 3H ein Zeitintervall später;
die 5A bis 5H eine bildliche Darstellung der Abläufe seitens der Hardware für den Zugriff auf das gleiche Datensegment aus den Abbildungen der 3A bis 3H zwei Zeitintervalle später;
die 6A bis 6H eine bildliche Darstellung der Abläufe seitens der Hardware für den Zugriff auf das gleiche Datensegment aus den Abbildungen der 3A bis 3H drei Zeitintervalle später;
7 ein alternatives Ausführungsbeispiel, in dem zwei oder mehr Kanäle keine physikalischen Kanäle sondern logische Kanäle darstellen, die über einen einzigen physikalischen Kanal einem Zeitmultiplexing ausgesetzt werden; und
8 ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein einem Zeitmultiplexing (TDM) ausgesetztes Datensegment unter Verwendung der Techniken der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, um die Zugriffszeit für den Abruf von Daten von einem Speichermedium wie einer Festplatte oder einer CD-ROM zu verbessern.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Beschrieben wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines Datensegments mit minimaler Zugriffs- bzw. Zugangslatenz. Die Erfindung verwendet Hardware, die gleichzeitig einen oder mehrere Kanäle aufzeichnen kann, während ein anderer Kanal direkt angesehen oder aus dem Speicher wiedergegeben wird.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Möglichkeit bereit, um auf ein Datensegment mit minimaler Zugriffslatenz zuzugreifen. Dies wird erreicht, indem zuerst ein erster Abschnitt des Datensegments auf einem ersten Kanal bereitgestellt wird, der mit einer hohen Frequenzrate wiederholt wird. Ein Benutzer muss somit nicht lange auf den Beginn des Zugriffs auf den ersten Abschnitt des Datenstroms warten.
Während der Benutzer auf den ersten Abschnitt des Datenstroms zugreift kann der Benutzer auch folgende Abschnitte des Datensegments aufzeichnen, die auf anderen Kanälen bereitgestellt werden. Auf diese weise ist der Benutzer in der Lage entweder direkt über einen der Kanäle auf einen Abschnitt des Datensegments zuzugreifen oder auf einen Abschnitt des Datensegments, das in einer Speichereinheit gespeichert bzw. zwischengespeichert worden ist.
Die Kanäle sind so angeordnet, dass Daten so bereitgestellt werden, dass es möglich ist, ein ganzes Datensegment vom Anfang bis zum Ende mit der gleichen Frequenzrate bereitzustellen, wie der erste Abschnitt des Datensegments bereitgestellt wird.
Ein hilfreiches Beispiel ist die Beschreibung der Anordnung bzw. Einstellung der Kanäle zur Nutzung der vorliegenden Erfindung. Die Abbildung aus 3A zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem ein Datensegment in Abschnitt mit gleicher Länge aufgeteilt ist. In diesem speziellen Fall ist das Datensegment in sieben Abschnitte unterteilt, die der Reihe nach von 1 bis 7 nummeriert sind. Die Abschnitte sind auf verschiedene Kanäle verteilt. In dem vorliegenden Beispiel sind die Abschnitte auf drei separate Kanäle verteilt.
Auf dem Kanal 1 wird der Abschnitt 1 immer wieder wiederholt. Der Abschnitt 1 wiederholt sich in jedem Zeitintervall T, das in diesem Fall einem Siebtel der Länge des Datensegments entspricht.
Auf dem Kanal 2 werden die Abschnitte 2 und 3 wiederholt. Bei jedem zweiten Zeitintervall T wiederholt sich der Abschnitt 2. Der Abschnitt 3 folgt auf den Abschnitt 2.
Auf dem Kanal 3 werden die Abschnitte 4, 5, 6 und 7 wiederholt. Bei jedem vierten Zeitintervall T wiederholt sich der Abschnitt 4. Die anderen Abschnitte folgen jeweils nacheinander.
In einem Ausführungsbeispiel stehen vor jedem Abschnitt Indexinformationen, die anzeigen, welcher Abschnitt des Datensegments folgt. In dem Beispiel aus 3A identifizieren die Indexinformationen, welche der Abschnitte 1 bis 7 auf welchem jeweiligen Kanal bereitgestellt werden. Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, diese Art der Indexinformationen bereitzustellen. Zum Beispiel können die Indexinformationen in das Datensegment selbst integriert werden, wie etwa ein Zeitindex des Datensegments. Alternativ kann der Empfänger in der Lage sein zu bestimmen, welcher Abschnitt des Datensegments bereitgestellt wird, indem der Zeitplan bekannt ist, gemäß dem die Abschnitte auf den Kanälen bereitgestellt werden.
Die Abbildungen der 3B bis 3H zeigen bildlich, was die Hardware in einem Ausführungsbeispiel während verschiedenen Zeitintervallen unternimmt, die t=0 bis t=7 entsprechen, wie dies in der Abbildung aus 3A dargestellt ist. Die Abbildungen der 3B bis 3H zeigen eine Ausgabevorrichtung und eine Speichervorrichtung. In dem vorliegenden Beispiel werden Abschnitte des Datensegments an die Ausgabevorrichtung bereitgestellt. Sie werden direkt von einem Empfänger (rcvr) bereitgestellt oder sie werden von einer Speichervorrichtung bereitgestellt. Die Abschnitte des Datensegments werden auch während den verschiedenen Zeitintervallen in der Speichervorrichtung gespeichert. In dem vorliegenden Beispiel handelt es sich bei der Ausgabevorrichtung um einen Bildschirm bzw. Monitor (mon), und bei der Vorrichtung handelt es sich um eine Festplatte (hdd).
Die Abbildung aus 3B zeigt bildlich, was die Hardware während dem ersten Zeitintervall t = [0..1) ausführt: Der Abschnitt 1 wird zu dem Monitor übertragen, während der Abschnitt 4 in der Speichervorrichtung gespeichert wird. HINWEIS: Die obige Zeitangabe verwendet eine linke eckige Klammer zum Anzeigen der Zeit einschließlich des Endpunktes, während die rechte runde Klammer anzeigt, dass der Endpunkt nicht eingeschlossen ist. Dies soll jedoch nur als ein Beispiel gelten, wobei es abhängig von der Implementierung variieren kann, ob die exakten Grenzzeiten für einen Abschnitt in einem bestimmten Zeitintervall T eingeschlossen sind oder nicht.
Die Abbildung aus 3C zeigt bildlich, was die Hardware während dem zweiten Zeitintervall t = [1..2) ausführt: Der Abschnitt 2 wird dem Monitor angezeigt, während der Abschnitt 5 in der Speichervorrichtung gespeichert wird.
Die Abbildung aus 3D zeigt bildlich, was die Hardware während dem dritten Zeitintervall t = [2..3) ausführt: Der Abschnitt 3 wird dem Monitor angezeigt, während der Abschnitt 6 in der Speichervorrichtung gespeichert wird.
Die Abbildung aus 3E zeigt bildlich, was die Hardware während dem vierten Zeitintervall t = [3..4) ausführt: Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, wurde der Abschnitt 4 bereits in der Speichervorrichtung gespeichert, wie dies in der Abbildung aus 1B dargestellt ist. In dem Zeitintervall t = [3..4) wird der Abschnitt 4 aus der Speichervorrichtung abgerufen und dem Monitor angezeigt, während der Abschnitt 7 in der Speichervorrichtung gespeichert wird.
Die Abbildung aus 3F zeigt bildlich, was die Hardware während dem fünften Zeitintervall t = [4..5) ausführt: Der Abschnitt 5 wird aus der Speichervorrichtung abgerufen und dem Monitor angezeigt.
Die Abbildung aus 3G zeigt bildlich, was die Hardware während dem sechsten Zeitintervall t = [5..6) ausführt: Der Abschnitt 6 wird aus der Speichervorrichtung abgerufen und dem Monitor angezeigt.
Die Abbildung aus 3H zeigt bildlich, was die Hardware während dem siebten Zeitintervall t = [6..7) ausführt: Der Abschnitt 7 wird aus der Speichervorrichtung abgerufen und dem Monitor angezeigt.
Wenn ein Benutzer somit zum Zeitpunkt t=0 (oder bis zu einem Zeitintervall vor t=0)auf die 3 Kanäle zugreift, so kann der Benutzer das ganze Datensegment ansehen, indem Abschnitte des Datensegments aufgezeichnet werden, während andere Abschnitte angezeigt werden, Ein Datenflussmanager übernimmt die Wegführung der Abschnitte des Datensegments von dem mehreren Kanälen zu und von der Speichervorrichtung und zu der Ausgabevorrichtung.
Die Abbildungen der 4A bis 4H zeigen bildlich, was die Hardware unternimmt, um ein Zeitintervall später auf das Datensegment aus den Abbildungen der 3A bis 3H zuzugreifen, d.h. beginnend zum Zeitpunkt t=1.
Obwohl die zum Zeitpunkt t=1 auf den Kanälen bereitgestellten Daten den aus der Abbildung aus 3A entsprechen, unterscheidet sich die Sequenz der Pufferung der Abschnitte des Datensegments auf den verschiedenen Kanälen von der Pufferung aus 3A. Der Grund dafür ist es, dass die Abschnitte des Datensegments eine andere Zeitsteuerungsbeziehung untereinander aufweisen. Zum Beispiel wird für das Zeitintervall t = [1..2) in der Sequenz aus 3C der Abschnitt 5 auf der Festplatte gespeichert, während der Abschnitt 2 angezeigt wird. In der Abbildung aus 4B wird der Abschnitt 2 aufgezeichnet, während der Abschnitt 1 angezeigt wird. Der angezeigte Abschnitt wird durch die Anfangszeit des Datensegments vorgegeben, auf das zugegriffen wird.
In der vorstehenden Beschreibung wird immer nur ein Kanal gleichzeitig aufgezeichnet. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass mehrere Kanäle gleichzeitig aufgezeichnet werden. Zum Beispiel können in der Abbildung aus 3B die Abschnitte 1 und 4 während t = [0..1) in der Speichervorrichtung gespeichert werden. Wie dies in der Abbildung aus 3C dargestellt ist, können die Abschnitte 2 und 5 während t = [1..2) in der Speichervorrichtung gespeichert werden, und wie dies in der Abbildung aus 3D dargestellt ist, können während t = [2..3) die Abschnitte 3 und 6 beide in der Speichervorrichtung gespeichert werden. Auf diese Weise kann die Speichervorrichtung in Kombination mit den anderen Zeiträumen, die nur einen Abschnitt aus einem einzigen Kanal speichern müssen, das ganze Datensegment speichern. Sobald in einem Ausführungsbeispiel alle Abschnitte des Datensegments in der Speichervorrichtung gespeichert sind, ist das Near-On-Demand-System 100 in der Lage, für zukünftige Zugriffe direkt auf das Datensegment zuzugreifen.
Die Abbildungen der 5A bis 5H zeigen bildlich, was die Hardware zwei Intervalle später ausführt, um auf das gleiche Datensegment wie in den Abbildungen der 3A bis 3H zuzugreifen, d.h. mit einer Anfangszeit von t = 2. In ähnlicher Weise zeigen die Abbildungen der 6A bis 6H wie das gleiche Datensegment von der Hardware beginnend mit t = 3 behandelt wird. Das zum Zeitpunkt t = 4 startende bzw. beginnende Datensegment entspricht den Abbildungen der 3A bis 3H und so weiter. Auf ein Datensegment kann somit bei jedem Zeitintervall durch drei Kanäle zugegriffen werden.
Unter Verwendung des vorstehenden Beispiels entspricht das Zeitintervall T für einen Film mit einer Spieldauer von zwei Stunden gleich zwei Stunden dividiert durch sieben Zeitintervalle zum Anzeigen des Films. Dies entspricht 17 Minuten und acht Sekunden, was wiederum ungefähr einer 2,33-fachen Verbesserung in Bezug auf die Zugriffslatenz im Vergleich zu dem dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren entspricht bzw. einer Verwendung von drei Kanälen, um das ganze Datensegment alle 40 Minuten bereitzustellen.
Die Tabellen 1, 2 und 3 zeigen die ungefähren Gewinne in Bezug auf die Zugriffszeitlatenz unter Verwendung der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Einsatz der gleichen Anzahl an Kanälen zur Bereitstellung des ganzen Datensegments wie gemäß dem Stand der Technik. TABELLE 1
TABELLE 2
TABELLE 3
Abhängig von der verwendeten Hardware können zwei oder mehr Kanäle gleichzeitig empfangen oder abgestimmt bzw. eingestellt werden („Abstimm." in den Tabellen 1 bis 3), und ein oder mehrere Kanäle können gleichzeitig aufgezeichnet werden („Aufz." in den Tabellen 1 bis 3). Während ein Ausführungsbeispiel tatsächlich auf verschiedene Kanäle eingestellt werden kann, kann ein anderes Ausführungsbeispiel Kanäle aus einem Datenstrom demultiplexieren, der zwei oder mehr Kanäle aufweist. In diesem anderen Ausführungsbeispiel beziehen sich die „abgestimmten" bzw. „eingestellten" Ziffern auf die Anzahl der Kanäle, die gleichzeitig einem Demultiplexing ausgesetzt werden. Andere Verfahren zur gleichzeitigen Bereitstellung mehrerer Kanäle an das System sind ebenfalls möglich. Die Tabelle 1 zeigt Informationen für ein System, das zwei Kanäle gleichzeitig abstimmen kann (Abstimm. = 2), wobei jedoch nur jeweils ein Kanal zu einem Zeitpunkt aufgezeichnet werden kann (Aufz. = 1). Die Tabelle 2 zeigt Informationen für ein System, das zwei Kanäle gleichzeitig abstimmen und die beiden Kanäle aufzeichnen kann.
Die Tabelle 3 zeigt Informationen für ein System, das alle ihre Kanäle abstimmen und aufzeichnen kann.
Die Tabellen 1, 2 und 3 zeigen, dass es Vorteile mit sich bringt, mehr als einen Kanal gleichzeitig aufzuzeichnen. Bei einer Mindestkonfiguration, die zwei Kanäle empfängt und einen der Kanäle gleichzeitig aufzeichnen kann, ist jedoch ebenso eine Verbesserung gegenüber dem dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren erreicht werden, bei dem das ganze Datensegment über jeden Kanal bereitgestellt wird.
Die Tabelle 1 zeigt die beste Kanallängeneinrichtung mit 1 bis 10 Kanälen für ein System, das zwei Kanäle gleichzeitig einstellen kann, wobei es jedoch nur jeweils einen Kanal aufzeichnen kann. Für eine Implementierung mit einem Kanal existiert keine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik. Unter Verwendung von 2 Kanälen gibt es jedoch eine 1,5-fache zeitliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik in Bezug auf die Zugriffslatenz. Unter Verwendung von zwei Kanälen stellt der erste Kanal den ersten Abschnitt (1 Abschnitt insgesamt) bereit, der wiederholt wird. Der zweite Kanal stellt die zweiten und dritten Abschnitte (2 Abschnitte insgesamt) bereit, die wiederholt werden. Somit sind insgesamt drei Abschnitte gegeben, und die Zugriffslatenz beträgt 40 Minuten.
In Tabelle 1 entspricht die zeitliche Verbesserung unter Verwendung von 3 Kanälen dem 1,67-fachen in Bezug auf die Zugriffszeitlatenz gegenüber dem Stand der Technik. Der Kanal 1 stellt den ersten Abschnitt bereit (1 Abschnitt insgesamt), der wiederholt wird; der Kanal 2 stellt die zweiten und dritten Abschnitte (2 Abschnitte insgesamt) bereit, die wiederholt werden; und der Kanal 3 stellt die vierten und fünften Abschnitte bereit (2 Abschnitte insgesamt), die wiederholt werden.
In Tabelle 1 unter Verwendung von 4 Kanälen entspricht die zeitliche Verbesserung dem 2,25-fachen in Bezug auf die Zugriffszeitlatenz gegenüber dem Stand der Technik. Der Kanal 1 stellt den ersten Abschnitt bereit (1 Abschnitt insgesamt), der wiederholt wird; der Kanal 2 stellt die zweiten und dritten Abschnitte (2 Abschnitte insgesamt) bereit, die wiederholt werden; der Kanal 3 stellt die vierten und fünften Abschnitte bereit (2 Abschnitte insgesamt), die wiederholt werden; und der Kanal 4 stellt die sechsten, siebten, achten und neunten Abschnitte bereit (4 Abschnitte insgesamt), die wiederholt werden.
Da in Tabelle 1 eine Begrenzung in Bezug auf die Anzahl der Kanäle existiert, die gleichzeitig aufgezeichnet werden können, ist die Anzahl der Abschnitte beschränkt, die auf einem bestimmten Kanal wiederholt werden können. In Bezug auf Tabelle 3 existiert zum Beispiel keine Beschränkung in Bezug auf die Anzahl der Kanäle, die gleichzeitig aufgezeichnet werden können. Die Tabelle 3 kann somit die Anzahl der Abschnitte je Kanal für jeden zusätzlich hinzugefügten Kanal verdoppeln.
Darüber hinaus muss die Reihenfolge der Abschnitte derart strukturiert werden, dass unabhängig von dem Zeitintervall, in dem auf das Datensegment zugegriffen wird, vollständig auf das das ganze Datensegment zugegriffen werden kann. Für ein System, das durch die Anzahl der Kanäle beschränkt ist, die aufgezeichnet werden können, wie etwa das System aus 1, ist die Anordnung bzw. die Reihenfolge der Abschnitte wichtig. Es ist möglich, dass die Abschnitte des Datensegments auf einem Kanal kann mit einer bestimmten Phase eingerichtet werden können. Eine Phase von X zeigt an, dass die Abschnitte sequentiell angeordnet, jedoch um X gedreht sind, Zum Beispiel entspricht eine Länge von vier Abschnitten eines Datensegments beginnend mit dem Abschnitt 4 und mit einer Phase von 0 der Sequenz der Abschnitte (4, 5, 6, 7). Eine Phase von 1 zeigt an, dass die Abschnitte des Kanals sequentiell angeordnet, jedoch um eins gedreht sind (z.B. 5, 6, 7, 4). Eine Phase von 2 zeigt an, dass die Abschnitte des Kanals sequentiell angeordnet, jedoch um zwei gedreht sind (z.B. 6, 7, 4, 5). Eine Phase von 3 zeigt an, dass die Abschnitte sequentiell angeordnet, jedoch um drei gedreht sind (z.B. 7, 4, 5, 6). Bestimmt worden ist ein Verfahren zum Bestimmen einer zweckmäßigen Reihenfolge bzw. Anordnung für die Abschnitte der Datensegmente und deren Phase im Verhältnis zu den Kanälen. Wenn die Reihenfolge bzw. die Anordnung falsch festgelegt ist, ist es möglich, dass nicht von allen möglichen Ausgangspunkten mit der gewünschten Zugriffslatenz auf das ganze Datensegment zugegriffen werden kann.
Die Tabellen 1, 2 und 3 zeigen eine Länge (die Gesamtanzahl von Abschnitten auf einem Kanal) und die Phase für den Kanal. Die Abbildungen der 3A, 4A, 5A und 6A verwenden zum Beispiel eine Kanalanordnung mit drei Kanälen mit entsprechender Länge/Phase von (1,0 2,0 4,1). Am besten ersichtlich ist dies in der Abbildung aus 4A zum Zeitpunkt t = 1.
Als Anhang ist ein Programm angehängt, das die beste Einrichtung von Länge/Phase für die Kanäle berechnet, beschränkt durch die Anzahl der Kanäle, die entweder eingestellt bzw. abgestimmt oder aufgezeichnet werden können.
Die Abbildung aus 1 zeigt ein Blockdiagramm, das die Hardware veranschaulicht, die für den Zugriff auf das über zwei oder mehr Kanäle bereitgestellte Datensegment verwendet werden. Die Empfänger-Hardware empfängt die Abschnitte des Datensegments über die zwei oder mehr Kanäle. In einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei der Empfänger-Hardware um ein Modem, einen Tuner oder eine Netzwerkschnittstelle handeln.
Die zwei oder mehr Kanäle werden von der Empfänger-Hardware getrennt. In diesem Schritt werden sie optional auch komprimiert. Ein Datenflussmanager leitet die Abschnitte des Datensegments zu einer Speichereinheit oder puffert die Abschnitte des Datensegments an eine Ausgabevorrichtung, wie etwa einen Audio-/Videoausgang. Eine Dekomprimierung wird ausgeführt, wenn die Daten in einem vorherigen Schritte komprimiert worden sind.
Die Abbildung aus 2 zeigt ein Blockdiagramm, das ein alternatives Ausführungsbeispiel der Hardware veranschaulicht, die für den Zugriff auf das über zwei oder mehr Kanäle bereitgestellte Datensegment verwendet wird. Die Rohdaten werden nach Bedarf an eine Festplatte gepuffert. Der Scheduler / Datenflussmanager stellt die Abschnitte des Datensegments dann an einen Unterkanal-Separator bereit, von dem die separaten Abschnitte des Datensegments gepuffert und ausgewählt werden, die an den Audio-/Videoausgang bereitgestellt werden.
Für die vorliegende Erfindung gibt es zahlreiche mögliche Verwendungszwecke. Zum Beispiel kann sie für Near-On-Demand-Filme verwendet werden, die über Kabel bereitgestellt werden oder als Direct Broadcast Satellite (DBS) oder Advanced TV (ATV) ausgestrahlt werden. Die Erfindung kann dazu eingesetzt werden, Musik über das Internet, über Kabel, DBS oder ATV bereitzustellen. Sie kann Nachrichten-Clips, Texte oder Audio über das Internet bereitstellen.
In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung kann auch eine Verschlüsselung eingesetzt werden. Zum Beispiel können alle Kanäle mit Ausnahme des Kanals 1 verschlüsselt werden. Zum Beispiel wären Nicht-Abonnenten bzw. unbefugte Teilnehmer des Übertragungsdienstes in der Lage, zum Beispiel den ersten Abschnitt bzw. Teil eines Films anzusehen, da dieser nicht verschlüsselt ist. Die Nicht-Abonnenten wären jedoch nicht in der Lage, die verschlüsselten Abschnitte anzusehen. Dadurch wird eine wertvolle Funktion der „kostenlosen Vorschau" bereitgestellt.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein programmierbarer Computer zur Ausführung verschiedener Operationen verwendet, wie etwa der Komprimierung, der Dekomprimierung, des Scheduling bzw. der Zeitsteuerung/dem Routing von Abschnitten des Datensegments zu der Festplatte oder der Ausgabevorrichtung. Eine Anwendungs-Software kann geschrieben werden, so dass diese die Techniken gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. In anderen Fällen kann das Betriebssystem des Computers die Techniken gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden, um die Zugriffslatenz zu verringern.
Die Abbildung aus 7 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, in dem die beiden oder mehr Kanäle keine physikalischen Kanäle darstellen. Stattdessen handelt es sich bei den zwei oder mehr Kanälen um logische Kanäle, die über einen einzelnen physikalischen Kanal einem Zeitmultiplexing ausgesetzt werden. Zum Beispiel kann ein TDM-Signal (TDM als englische Abkürzung von Time-Division Multiplexed) mit einer hohen Komprimierung verwendet werden, um ein Datensegment mit minimaler Zugriffslatenz einem Benutzer bereitzustellen.
Die Abbildung aus 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines TDM-Datensegments unter Verwendung der Techniken gemäß der vorliegenden Erfindung, um die Zugriffszeit für den Abruf von Daten von einem Speichermedium wie etwa einer Festplatte oder einer CD-ROM zu verbessern. Aufgrund der runden Beschaffenheit des Mediums kann ein auf einer bestimmten Spur einer Festplatte oder einer CD-ROM positionierter Kopf mit minimaler Zugriffslatenz auf ein auf dem Speichermedium gespeichertes Datensegment zugreifen. Der Kompromiss liegt in dem Speichern von mehr Daten auf dem Speichermedium, um eine schnellere Zugriffszeit zu ermöglichen, und in dem Rückgang der Rate, mit der Informationen abgerufen werden, auf M/N, wobei M die Bitrate der Speichervorrichtung bezeichnet, und wobei N für die Anzahl der verwendeten Kanäle steht. Bestimmte Implementierungen profitieren jedoch von der erreichbaren erhöhten Zugriffszeit. Die Implementierung der Techniken der vorliegenden Erfindung zum Speichern und Abrufen eines TDM-Datensegments in und von einem Speichermedium kann über eine Anwendungs-Software oder über ein Betriebssystem erfolgen.
Zur Veranschaulichung, wie die erfindungsgemäßen Techniken angewandt werden können, weist ein normaler Zugriff auf eine Festplatte eine durchschnittliche Zugriffszeit einer Suchzeit plus die Dauer für eine halbe Rotation auf. Im ungünstigsten Fall entspricht der normale Zugriff auf die Festplatte der Suchzeit zuzüglich der Dauer für eine vollständige Rotation. Unter Verwendung von vier Kanälen, die einem Zeitmultiplexing ausgesetzt sind und auf der Festplatte gespeichert werden, entspricht die durchschnittliche Zeit für den Datenzugriff der Suchzeit zuzüglich des Zeitraums für 1/30 Rotation. Der ungünstigste Fall entspricht der Suchzeit zuzüglich eines Zeitraums für 1/15 der Rotation. (Tabelle 3 zeigt den Fall für vier Kanäle, wobei ein Datensegment in 15 Abschnitte unterteilt ist, Wenn das Datensegment gleichmäßig über die ganze Länge der runden Spur verteilt ist, beginnt das Datensegment alle 1/15 Rotation von neuem. Das Datensegment kann mehrmals wiederholt werden, um eine geringere Zugriffslatenz zu ermöglichen.) Ein Festplattenzugriff kann um mehrere Millisekunden verbessert werden, wenn eine Rotationsdauer von ungefähr 8,3 ms für eine Festplatte mit 7.200 U/Min. vorausgesetzt wird. In ähnlicher Weise entspricht eine Verzögerung der Rotation um 50 ms dem ungünstigsten Fall für eine 8X CD-ROM, die unter Verwendung der Techniken gemäß der vorliegenden Erfindung erheblich verringert werden kann.
Offenbart wird somit ein Verfahren zum Bereitstellen eines Datensegments mit minimaler Zugriffslatenz. Die hierin beschriebenen speziellen Anordnungen und Verfahren dienen ausschließlich der Veranschaulichung der Grundsätze der vorliegenden Erfindung. Das gleiche Verfahren kann zum Beispiel verwendet werden, um andere Arten von Datensegmenten außer Videosegmenten zu speichern und abzurufen. Zahlreiche Modifikationen in Bezug auf die Ausführungen und Einzelheiten sind möglich, ohne dabei vom Umfang der beschriebenen Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung wurde zwar in Bezug auf ein besonderes Ausführungsbeispiel offenbart, wobei dies nicht als einschränkend auszulegen ist. Vielmehr ist die beschriebene Erfindung ausschließlich durch den Umfang der anhängigen Ansprüche beschränkt. ANHANG

Claims

Verfahren zum Bereitstellen eines Datensegments, wobei das Verfahren folgendes umfasst: (a) das Aufteilen des Datensegments in fünf oder mehr Abschnitte; (b) das Bereitstellen des Datensegments über drei oder mehr Kanäle, wobei ein erster der drei oder mehr Kanäle eine erste Länge mindestens eines Abschnitts des Datensegments führt, wobei ein zweiter der drei oder mehr Kanäle eine zweite Länge von mindestens zwei anderen Abschnitten des Datensegments führt, wobei ein dritter der drei oder mehr Kanäle eine dritte Länge von mindestens zwei zusätzlichen Abschnitten des Datensegments führt, wobei jede der von den drei oder mehr Kanälen geführte Länge kleiner ist als das ganze Datensegment, wobei jeder der drei oder mehr Kanäle dauerhaft jede der Längen über einen Zeitraum wiederholt, wobei die erste Länge mit einer ersten Frequenz wiederholt wird, die höher ist als eine zweite Frequenz, über welche die zweite Datenlänge wiederholt wird, und die höher ist als eine dritte Frequenz, mit der die dritte Datenlänge wiederholt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein erster Kanal der drei oder mehr Kanäle einen ersten Abschnitt nach einem ersten Zeitraum wiederholt, wobei ein zweiter Kanal der drei oder mehr Kanäle eine Länge eines zweiten und dritten Abschnitts, die sich von dem ersten Abschnitt unterscheiden, nach einem zweiten Zeitraum wiederholt, und wobei ein dritter Kanal der drei oder mehr Kanäle eine dritte Länge mindestens eines vierten, eines fünften, eines sechsten oder eines siebten Abschnitts nach einem dritten Zeitraum wiederholt, die sich von den ersten, zweiten und dritten Abschnitten unterscheiden, wobei der zweite Zeitraum doppelt so lange ist wie der erste Zeitraum, und wobei der dritte Zeitraum viermal so lange ist wie der erste Zeitraum.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die drei oder mehr Kanäle logische Kanäle darstellen, die über einen einzigen physikalischen Kanal einem Zeitmultiplexing ausgesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: (a) einer der Abschnitte des Datensegments über einen der Kanäle dauerhaft mit einem Intervall T wiederholt wird; (b) andere zwei unterschiedliche Abschnitte des Datensegments über einen anderen Kanal dauerhaft mit einem Intervall 2T wiederholt werden; und (c) weitere vier unterschiedliche Abschnitte des Datensegments über einen anderen Kanal dauerhaft mit einem Intervall 4T wiederholt werden.
Speichermedium, das folgendes umfasst: einen ersten Abschnitt des Datensegments, der in einem ersten Kanal gespeichert ist, wobei der erste Abschnitt als eine erste Datenlänge dauerhaft in dem ersten Kanal mit einer ersten Frequenz wiederholt wird; einen zweiten Abschnitt und einen dritten Abschnitt des Datensegments, die in einem zweiten Kanal gespeichert sind, wobei der zweite Abschnitt und der dritte Abschnitt als eine zweite Datenlänge dauerhaft in dem zweiten Kanal mit einer zweiten Frequenz wiederholt werden, wobei die zweite Frequenz niedriger ist als die erste Frequenz; und mindestens einen vierten Abschnitt und einen fünften Abschnitt des Datensegments, die in einem dritten Kanal gespeichert sind, wobei der mindestens vierte Abschnitt und fünfte Abschnitt als eine dritte Datenlänge dauerhaft in dem dritten Kanal mit einer dritten Frequenz wiederholt werden, wobei die dritte Frequenz niedriger ist als die erste Frequenz.
Speichermedium nach Anspruch 5, wobei der erste Kanal, der zweite Kanal und der dritte Kanal physikalische Kanäle sind.
Speichermedium nach Anspruch 5, wobei der erste Kanal, der zweite Kanal und der dritte Kanal logische Kanäle sind, die über einen einzigen physikalischen Kanal einem Zeitmultiplexing unterzogen werden.
Speichermedium nach Anspruch 7, wobei sich der einzelne physikalische Kanal auf einer kreisförmigen Spur des Speichermediums befindet.
Computerprogramm, das eine Computerprogrammcodeeinrichtung umfasst, die alle Schritte aus Anspruch 1 ausführen kann, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
Computerprogramm nach Anspruch 9, ausgeführt auf einem computerlesbaren Medium.
Speichermedium nach Anspruch 5, wobei die dritte Länge den mindestens einen vierten Abschnitt und einen fünften Abschnitt in einer Folge aufwiest, um eine Zugänglichkeit von allen möglichen Ausgangspunkten mit einer gewünschten Zugangslatenz zu ermöglichen, indem die Phase der Folge des mindestens einen vierten Abschnitts und einen fünften Abschnitts in Bezug auf die ersten und zweiten Längen verändert wird.