專利名稱：用于在基于因特網(wǎng)協(xié)議的電視系統(tǒng)中進行電視數(shù)據(jù)的傳輸期間確保可靠性的方法和設備的制作方法
技術領域：
概括地說，本發(fā)明涉及因特網(wǎng)協(xié)議電視IPTV，具體地，涉及通過電信網(wǎng)絡(例如基于因特網(wǎng)協(xié)議、因特網(wǎng)/IP協(xié)議的網(wǎng)絡)從數(shù)字電視平臺向多個客戶端傳送多媒體電視內(nèi)容的方法和設備。
背景技術：
在寬帶連接上從IP網(wǎng)絡應要求廣播電視和視頻信號正逐漸變得普遍。在IPTV中， 向使用IP協(xié)議(典型地，這由使用因特網(wǎng)/IP網(wǎng)絡架構(gòu)的寬帶運營商提供)的消費者提供多個數(shù)字電視業(yè)務。IPTV覆蓋活動電視(active television)多播以及視頻點播(或V0D)。IPTV需要與電視屏幕連接的用于訂戶的解碼器設備或電視解碼器接口(即機頂盒或STB)。用于解碼和在屏幕上顯示而接收的多媒體內(nèi)容可通過多播(IP)提供，其中可將信息同時發(fā)送給接收器/解碼器的組或STB接口。一般地，在多播IPTV系統(tǒng)中，在無連接的情況下使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議或UDP，因為這是快速的，并且因為具有UDP格式的分組包括與傳輸控制協(xié)議或TCP報頭相比縮減的分組報頭。在UDP協(xié)議中，生成根據(jù)IP協(xié)議傳送的數(shù)據(jù)報，所述IP協(xié)議定義了分組交換網(wǎng)并且將不同運營商設備與訂戶的STB接口鏈接。通過接收每個分組的STB接口地址或通過多播地址來傳送每個分組，并且通過IP網(wǎng)絡獨立于其他分組來傳送每個分組，直到他到達其目的地。TCP格式提供了例如用于分組的可靠傳輸業(yè)務；其還重傳任意丟失的數(shù)據(jù)分組。為此，TCP協(xié)議對信息分段并對每個分組進行傳送和編號，即，其分配標識標簽，從而如果他們以無序形式到達或如果任意分組沒有到達其目的地，則分組流的接收器可在接收方對他們排序。然而，UDP協(xié)議不提供由TCP協(xié)議提供的信息的可靠傳輸?shù)谋ＷC，因此，他不檢驗分組是否到達他們的目的地，從而不提供他們將有序到達、接收所有分組、或在信息中沒有錯誤的保證。在后者的情況下，涉及的分組在網(wǎng)絡層之外設置，并且不傳遞至應用層。UDP協(xié)議不具有補救先前所述的可能缺陷的手段，因為對于多媒體數(shù)據(jù)流，報頭的開銷、提供可靠性的重傳和雙向通信、TCP格式的分組是不均衡的。TCP報頭的缺點在于其在IPTV的不可假定的傳輸中引入了延遲。因此，通常對于多媒體流應用(音頻、視頻等)使用UDP協(xié)議，在該應用中分組的立即到達比信息所提供的可靠性更重要，從而接收器傳送標識接收的分組的傳輸信息的成功或失敗和來自之前和隨后分組的信息，以保持發(fā)送的分組的順序。多媒體傳輸指定了 STB接口實時地接收分組。然而，在數(shù)據(jù)分組的丟失、無序和破壞事件中STP接口不能夠檢測和行動。
因此，如果在根據(jù)UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)分組的傳輸期間，發(fā)生任何錯誤，STB接口不能夠在接收分組期間通知任何事件，并因此行動(例如請求重傳所涉及的分組)。此外，UDP協(xié)議不具有插入與視頻關聯(lián)的額外數(shù)據(jù)的方法，因為其有效載荷是視頻層分組的空序列(bare sequence)，這樣的序列是MPEG2傳輸流分組序列。作為上述問題中一些的補救，RTP協(xié)議已經(jīng)被設計為向UDP格式增加報頭，包含識別接收的分組的信息，因此可便于通過數(shù)據(jù)分組實時使用，例如設置在UDP格式上的多媒體音頻和視頻流。此外，RTP協(xié)議允許傳送額外信息，該額外信息與音頻和視頻流關聯(lián)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)增值業(yè)務，例如，頻道的快速改變、FEC(前向糾錯)事件中的恢復、與視頻的數(shù)據(jù)同步等。應注意，安裝多個STB接口，能夠提取RTP格式報頭中包含的信息。然而，還應注意，當前安裝的許多遺留的STB接口不能夠知曉RTP協(xié)議格式，并且根本不能夠處理RTP中封裝的多媒體流。如果多媒體流專用地用RTP協(xié)議來封裝，則這些遺留的STB接口將停止工作。在主多媒體流中生成和插入RTP報頭通常需要多媒體流的主要方式的重大變化， 包括設備更新的替換以負責在頭端封裝MPEG2傳輸流分組。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過一種方法和設備嘗試解決或降低上述缺點中的一個或多個，所述方法和設備用于根據(jù)因特網(wǎng)協(xié)議傳輸數(shù)字電視數(shù)據(jù)流期間確?？煽啃?，并且插入與視頻關聯(lián)的額外信息，以實現(xiàn)如權(quán)利要求1的增值業(yè)務。在從屬權(quán)利要求中建立本發(fā)明的實施例。本發(fā)明的一個目的在于提供一種方法和系統(tǒng)，用于以如下方式根據(jù)UDP協(xié)議經(jīng)由因特網(wǎng)協(xié)議電信網(wǎng)絡傳送電視數(shù)據(jù)流，其方式為不需要主視頻流的當前格式的改變，因此不干擾在工作中安裝的遺留STB接口的操作。本發(fā)明的另一目的在于通過單獨流發(fā)送與視頻數(shù)據(jù)關聯(lián)的額外信息，所述單獨流可遵循獨立路徑并且可因此通過網(wǎng)絡設備獨立處理，甚至可在期望時在某些位置被過濾。本發(fā)明的另一目的在于在頭端使用單獨設備生成具有額外信息的流，其不干擾主 UDP流，因此不需要在當前安裝的封裝器中的任何改變。本發(fā)明的另一目的在于能夠在空間和時間中以漸進方式部署增值業(yè)務。


基于附圖在以下說明書中給出本發(fā)明的更詳細說明，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于電視傳輸?shù)南到y(tǒng)的框圖。
具體實施例方式關于圖1，本發(fā)明的方法允許經(jīng)由電信網(wǎng)絡14(例如因特網(wǎng)/IP網(wǎng)絡)以可靠方式廣播或單播傳送與根據(jù)UDP協(xié)議包含的多媒體相關的數(shù)據(jù)流，以保證傳送的多媒體信號的高度可靠性并包括能實現(xiàn)增值業(yè)務的信息。該方法適用于基于傳統(tǒng)UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)流，因此保持與現(xiàn)有內(nèi)容提供商的編碼/ 發(fā)送器設備11的互操作性。
生成的UDP電視數(shù)據(jù)流可以是用于擴展多播的數(shù)據(jù)流。屬于多媒體內(nèi)容提供商的編碼/傳輸設備11，包括用于向多個接收器/解碼器15 設備廣播電視的廣播模塊12，或機頂盒STB電視解碼器接口，經(jīng)由IP網(wǎng)絡14與訂戶關聯(lián)， 從而向消費者-訂戶提供使用UDP協(xié)議在多播、單播或廣播中傳送MPEG-2傳輸流分組的廣播業(yè)務，而不增加根據(jù)RTP協(xié)議的報頭，然而如下所述，與RTP協(xié)議提供的相比具有可靠性和發(fā)送額外信息的能力。廣播模塊12壓縮和封裝要發(fā)送的內(nèi)容(標準UDP格式的MPEG流)，在其輸出口之一中生成第一 UDP分組流，并將其發(fā)送至IP網(wǎng)絡14的訂戶端的STB接口 15。此外，編碼器/發(fā)送器設備11包括第一指紋識別模塊13，其接收由廣播模塊12生成的第一 UDP流，讀取他，通過在第一 UDP流的每個分組上應用指紋識別技術來生成分組標識數(shù)據(jù)，通過與該分組關聯(lián)的某些額外信息來封裝這個標識數(shù)據(jù)，并經(jīng)由其出口之一在第二 UDP數(shù)據(jù)流上發(fā)送他。第二 UDP數(shù)據(jù)流在不同于第一通信信道的第二通信信道上發(fā)送，而在所述第一通信信道上向STB接口 15的組發(fā)送第一 UDP流。指紋識別技術能夠獲得一系列關聯(lián)的標識參數(shù)，以形成明確識別第一 UDP數(shù)據(jù)流的每個UDP分組的指紋。因此，指紋識別器模塊13通過與第一 UDP流的每個UDP分組關聯(lián)的標識數(shù)據(jù)加上與其關聯(lián)的額外信息生成第二 UDP數(shù)據(jù)流。應注意，第二 UDP數(shù)據(jù)流包括與第一 UDP傳輸流中傳輸?shù)姆纸M關聯(lián)的分組的標識數(shù)據(jù)，以及與標識數(shù)據(jù)關聯(lián)的信息，這等同于由其他協(xié)議(例如RTP)承載的信息。從編碼/接收器設備11，在并行管道上向訂戶端發(fā)送第一和第二 UDP流，他們由 STB接口 15的接收器模塊接收。接收器模塊16接收第一 UDP流，并將其重定向至STB接口 15的解碼模塊，從而其可被解碼，并且將解碼的輸出信號重傳至電視屏，以瀏覽接收的多媒體信號，其方式完全相同于由所有當前安裝的遺留STB接口操作的方式。接收器模塊16還接收第二 UDP流，并且將其重定向至第二數(shù)字指紋模塊17，其從第二 UDP流提取標識數(shù)據(jù)，其是第一 UDP流中接收的每一個數(shù)據(jù)分組的期望指紋。并行地，STB接口 15的第二指紋識別器17在包含音頻、視頻和數(shù)據(jù)的第一 UDP流中接收的每個UDP分組上執(zhí)行指紋識別處理。顯然地，接收器模塊16還將第一 UDP流重定向至第二指紋識別器17，以實現(xiàn)這個處理。應注意，由第二指紋識別器17實現(xiàn)的指紋算法與指紋識別器模塊13在服務器端執(zhí)行的算法相同，因此如果兩個模塊作用在相同UDP分組上，則他們應包含相同結(jié)果，即相同指紋。通過將第二 UDP流中接收的和由模塊17提取的指紋數(shù)據(jù)與在第一 UDP流上也由模塊17本地計算的指紋數(shù)據(jù)相比較，STB接口 15能夠識別第一流(音頻、視頻)的UDP分組，以獲知與到達第二流并且也由模塊17提取的指紋數(shù)據(jù)關聯(lián)的信息?？傊诙讣y識別器17接收第二 UDP流，其包含在提供商服務器11的第一指紋識別器13中計算的指紋數(shù)據(jù)，并從中提取與第一 UDP流的每個UDP分組關聯(lián)的信息。這個關聯(lián)的信息等同于在其他協(xié)議(例如RTP)中包括的信息，因此其允許實現(xiàn)例
6如在上述系統(tǒng)中分組的重排、丟失的檢測、重傳請求等功能。因此，如果第二指紋識別器模塊17檢測到分組的缺失、或具有錯誤的分組等；第二指紋識別器17或其他模塊可生成請求消息，其包括與錯誤的分組關聯(lián)的標識數(shù)據(jù)。從STB接口 15將上述請求發(fā)送至編碼器/接收器設備11，從而重傳所提到的分組。作為上述結(jié)果，如果遺留STB接口 15不包括上述第二指紋識別器模塊17，則其接收第二 UDP流，然而，他將不能夠讀取它并提取在第二 UDP流中包含的指紋信息，并且他將不能夠執(zhí)行從指紋識別技術獲得的功能，例如快速信道切換的額外服務、FEC錯誤的事件中的恢復、與視頻的數(shù)據(jù)同步等。在任意情況下，第一 UDP流通過還未改變的遺留STB接口 15來讀取，因此其功能將繼續(xù)與引入第二 UDP流之前相同。因此，提供商可部署和/或逐漸更新當前安裝的STB接口 15，因此允許無限期保持一些STB接口 15沒有新功能，而不必在任意時刻中斷業(yè)務。此外，應注意，本發(fā)明可通過各種環(huán)境實現(xiàn)，所述環(huán)境具有計算機可讀取的裝置， 包括可編程計算機可讀取的可讀代碼，包括處理組件、計算機可讀的存儲系統(tǒng)的存儲設備， 其包括易失性或非易失性存儲器系統(tǒng)的存儲器設備。第一和第二指紋識別器的邏輯執(zhí)行指令或程序的各個集合，其應用于數(shù)據(jù)分組以執(zhí)行上述功能。由上述硬件模塊使用的程序可優(yōu)選地以各種編程語言來實現(xiàn)。每個計算機程序優(yōu)選地存儲在模塊或存儲設備中，其可由計算機讀取并可為了通用或?qū)Ｓ枚幊蹋援斢嬎銠C讀取模塊或存儲設備以執(zhí)行先前所述的過程時配置和操作計算機。此外，可考慮第一和第二指紋識別器可作為計算機可讀的、計算機程序可配置的模塊來實現(xiàn)，其使得計算機能夠以先前指定和預定的方式運行。這里所述的說明不認為是窮盡的或?qū)⒈景l(fā)明限制在對其描述的精確形式中。在不放棄以下權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，依據(jù)以上教導可以進行修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種方法，用于在經(jīng)由因特網(wǎng)協(xié)議電信網(wǎng)絡(14)從編碼/發(fā)送器設備(11)向 STB (15)解碼器/接收器設備的組傳輸電視數(shù)據(jù)流期間確?？煽啃院筒迦肱c視頻流關聯(lián)的額外數(shù)據(jù)；其特征在于，其包括以下步驟生成第一 UDP數(shù)據(jù)流和從編碼器發(fā)送器設備(11)中包括的廣播模塊(1 向STB解碼器/接收器設備(1 傳輸所述第一 UDP數(shù)據(jù)流；將所述第一 UDP數(shù)據(jù)流重定向至第一指紋識別模塊(13)；從第一指紋識別模塊(1 讀取所述第一UDP流中包括的數(shù)據(jù)分組，以生成標識數(shù)據(jù)并將所述標識數(shù)據(jù)與所述第一 UDP流的每個分組關聯(lián)；以及生成與生成的所述標識數(shù)據(jù)相關的第二 UDP數(shù)據(jù)流和將所述第二 UDP數(shù)據(jù)流從所述第一指紋識別模塊(1 向所述STB解碼器/接收器設備(1 傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其還包括以下步驟在所述STB接收器/解碼器設備(1 中包括的接收器模塊中接收所述第一 UDP數(shù)據(jù)流和所述第二 UDP數(shù)據(jù)流；向第二指紋識別模塊(17)傳輸所述第一 UDP數(shù)據(jù)流，以基于此通過與所述第一指紋識別模塊(1 類似的方式根據(jù)每個UDP分組計算所述標識數(shù)據(jù)(指紋)；向第二指紋識別模塊(17)傳輸所述第二 UDP數(shù)據(jù)流，以從中提取與所述第一 UDP流的分組關聯(lián)的標識數(shù)據(jù)；以及基于提取的標識數(shù)據(jù)識別所述第一流的UDP分組，以在所述STB解碼器/接收器設備(15)中實現(xiàn)例如UDP分組的重新排序、UDP分組的丟失的檢測、UDP分組的重傳的請求的功能。
3.計算機可讀的第一模塊，其具有計算機可讀的指令，以向編碼/傳輸設備(11)中包括的計算機給出指令，從而執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1的方法。
4.計算機可讀的第二模塊，其具有計算機可讀的指令，以向編碼/傳輸STB設備(15) 中包括的計算機給出指令，從而執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求2的方法。
5.一種STB接收器/解碼器(1 的更新方法，用于經(jīng)由因特網(wǎng)協(xié)議電信網(wǎng)絡(14)從編碼/傳輸設備(11)接收電視數(shù)據(jù)流；其特征在于，其包括以下步驟安裝第二指紋識別模塊(17)，其可電連接至所述STB接收器/解碼器的接收器模塊(16)，從而所述接收器(16)向所述第二指紋識別器(17)重傳由所述接收器接收的第二UDP 流，從而所述第二指紋識別器(17)從所述第二 UDP流提取與同樣由所述接收器(16)接收的第一 UDP流中包括的分組關聯(lián)的標識數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的更新方法；包括以下步驟基于由所述STB接收器/解碼器設備(1 的第二指紋識別器(17)提取的標識數(shù)據(jù)，其能夠執(zhí)行例如重新排序接收的第一UDP 流、檢測接收的第一 UDP流的任意分組的丟失、請求重傳第一 UDP流分組中的任意分組的功能。
7.編碼/傳輸設備，用于經(jīng)由因特網(wǎng)協(xié)議電信網(wǎng)絡(14)向STB接收器/解碼器設備 (15)的組傳送電視數(shù)據(jù)流，其特征在于，其包括第一指紋識別模塊(13)，其可電連接至編碼器/接收器設備(11)的廣播模塊(12)，從而其讀取第一 UDP流，以生成和關聯(lián)所述第一 UDP流的每個分組的標識。
8.如權(quán)利要求7所述的設備；其特征在于，所述第一指紋識別模塊(13)生成與生成的標識數(shù)據(jù)相關的第二 UDP數(shù)據(jù)流，并向所述STB接收器/解碼器設備(1 傳送所述第二 UDP數(shù)據(jù)流。
9.STB接收器/解碼器設備，用于經(jīng)由因特網(wǎng)協(xié)議電信網(wǎng)絡(14)從編碼/傳送設備 (11)接收電視數(shù)據(jù)流，其特征在于，其包括第二指紋識別模塊(17)，其可以如下方式電連接至所述STB解碼器/接收器的接收模塊(16)，所述方式為所述接收器向所述第二指紋識別器重傳由所述接收器接收的第二 UDP流，以提取與同樣由所述接收器(16)接收的所述第一 UDP流中包括的分組關聯(lián)的標識數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的設備；其特征在于，所述第二指紋識別器(17)基于從所述第二 UDP流提取的標識數(shù)據(jù)，能夠執(zhí)行例如重新排序接收的所述第一 UDP流的分組、檢測接收的所述第一 UDP流的任意分組的丟失、請求重傳接收的所述第一 UDP流的任意分組的功能。
11.一種用于更新編碼/傳送設備(11)的方法，所述編碼/傳送設備(11)用于經(jīng)由因特網(wǎng)協(xié)議電信網(wǎng)絡(14)向STB接收器/解碼器設備(1 的組傳送電視數(shù)據(jù)流，其特征在于，其包括第一指紋識別模塊(1 可電連接至編碼器/接收器設備的廣播模塊(12)，從而所述第一指紋識別器重傳第二 UDP流，所述第二 UDP流包括與傳送的第一 UDP流中包括的分組關聯(lián)的標識數(shù)據(jù)。
全文摘要
編碼/發(fā)送器設備(11)包括廣播模塊(12)，以經(jīng)由IP/因特網(wǎng)網(wǎng)絡(14)向多個STB接收器/解碼器設備(15)廣播電視，從而向客戶端訂戶提供第一UDP流和第二UDP流，所述第二UDP流包括與第一UDP流中傳送的數(shù)據(jù)分組關聯(lián)的標識數(shù)據(jù)，以提供例如分組的重組、丟失的檢測、重傳的請求等功能，而不增加根據(jù)RTP協(xié)議的報頭，但是與RTP協(xié)議提供的相比具有可靠性并且能夠插入額外數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N21/4415GK102301737SQ200980142366
公開日2011年12月28日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者努涅斯 A·維勒加斯, J·魯伊斯 申請人:阿爾卡特朗訊公司