專利名稱：在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及ー種在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
數(shù)字視頻編碼技術(shù)普遍采用幀間編碼來提高壓縮率，這就導(dǎo)致解碼端必須接收到I中貞(Intra Frame,巾貞內(nèi)編碼巾貞)才能開始正確顯示視頻畫面。在IPTV中傾向于采用組播技術(shù)傳輸直播碼流，所有終端都共同接收同樣的一路碼流。當(dāng)終端進(jìn)行頻道切換時，其開始接收直播碼流的時刻是隨機(jī)的，通常需要等待一段時間才能接收到I幀并顯示視頻畫面， 這嚴(yán)重影響了 IPTV的頻道切換速度。已經(jīng)有多種快速頻道切換(Fast Channel Change, FCC)方案用于提升IPTV的頻道切換速度，目前的主流方案是采用快速頻道切換服務(wù)器(Fast ChannelChange Server,FCC Server或FCC服務(wù)器)對頻道碼流進(jìn)行緩存，在頻道切換時采用單播方式向終端快速發(fā)送以I幀開頭的碼流，終端接收后迅速解碼顯示視頻畫面，隨后FCC Server停止發(fā)送單播碼流，終端開始使用組播碼流進(jìn)行解碼。在上述方案中，F(xiàn)CC Server停止發(fā)送單播碼流和終端開始使用組播碼流解碼的切換(后續(xù)簡稱為“單播與組播切換”)時機(jī)非常關(guān)鍵，過早切換可能接收不到足夠的單播數(shù)據(jù)，無法與組播數(shù)據(jù)銜接，導(dǎo)致終端播放的視頻畫面受損影響用戶體驗(yàn)；而過晚切換雖然不必?fù)?dān)心單播與組播數(shù)據(jù)的銜接，但FCC Server要發(fā)送較長時間的單播碼流，無形中浪費(fèi)了FCC Server的處理能力，增加了部署成本。本文隨后部分將支持快速頻道切換的終端稱為快速頻道切換客戶端(FastChannel Change Client,FCC Client或FCC客戶端)，在不致引起混淆的情況下直接簡稱為“客戶端”，與此對應(yīng)，快速頻道切換服務(wù)器可被簡稱為“服務(wù)器”。目前，可以由服務(wù)器以較高速度發(fā)送單播碼流，在單播碼流與組播碼流同步(即實(shí)現(xiàn)銜接)時通知客戶端請求加入組播組，客戶端在接收到組播碼流之后通知服務(wù)器停止發(fā)送單播碼流。在實(shí)際的IPTV承載網(wǎng)中，數(shù)據(jù)設(shè)備處理加入組播組的請求需要消耗一定的時間，這就意味著客戶端從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間存在延時間隔，這個時間短則300ms，長則700ms甚至更長，而上述切換機(jī)制并未考慮這個時間開銷，則在單播與組播碼流同步之后服務(wù)器還要繼續(xù)發(fā)送數(shù)百毫秒的單播碼流直到客戶端真正收到組播碼流，這顯然浪費(fèi)了服務(wù)能力。在IETF (Internet Engineering Task Force 互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)草案 draft-ietf-avt-rapid-acquisition-for-rtp-17中，服務(wù)器可以計(jì)算出客戶端請求加入組播組的最早時間并傳遞給客戶端，客戶端可以參考這個數(shù)據(jù)自行確定請求加入組播組的時間，至于如何得到“請求加入組播組的最早時間”的數(shù)據(jù)以及客戶端如何使用這個數(shù)據(jù)，該文檔并未給出實(shí)質(zhì)性的說明。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供ー種在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法和系統(tǒng)，以縮短服務(wù)器發(fā)送單播碼流的時間，節(jié)約處理能力。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法，該方法包括搜集數(shù)據(jù)設(shè)備處理加入組播請求的處理時間開銷，計(jì)算單播與組播碼流同步的時間，計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻。所述搜集方法為以下至少之ー；并且在獲得多個不同的數(shù)值時，采用包括取最小值或平均值在內(nèi)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得到単一的數(shù)值，作為組播請求處理延時
實(shí)時統(tǒng)計(jì)；客戶端在正常工作時，計(jì)算其自身毎次從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔；實(shí)驗(yàn)分析；使用支持組播功能的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量其從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔；經(jīng)驗(yàn)估算；綜合包括歷史數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、設(shè)備型號、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在內(nèi)的因素，進(jìn)行合理估計(jì)；所述計(jì)算單播與組播碼流同步的時間的方法為Tsync — PDif/ (Rd)公式 I上式中，Tsyne為估算的單播與組播碼流同步的時間，Pmf為某ー時刻服務(wù)器已發(fā)送的單播媒體包和其已接收的組播媒體包之間相隔的數(shù)據(jù)量，Ru。為服務(wù)器發(fā)送單播碼流的平均碼率，Rmc為組播碼流的平均碼率；將公式I左邊的除數(shù)和被除數(shù)同時除以RM。，得到如下等價公式Tsync = TDif/(Quc-I) 公式 2上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Tmf為某媒體包從被接收到被發(fā)送之間的時間間隔，Ciu。為單播碼率相對于組播碼率的比例；所述計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻的方法為TEeqMc — TSync-TMcDly 公式 3上式中，TEeqMc為客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的相對時間，TSyn。為單播與組播碼流同步時間，TMcDly為組播請求處理延時。在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法，該方法包括將組播請求處理延時通知到服務(wù)器，服務(wù)器計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間，服務(wù)器控制客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求。所述通知的方法為由客戶端保存組播請求處理延時數(shù)值，通過通訊鏈路發(fā)送給服務(wù)器；將組播請求處理延時作為服務(wù)器的配置參數(shù)；所述計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間的方法為TEeqMc — TSync-TMcDly公式 3上式中，TEeqMc為客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的相對時間，TSyn。為單播與組播碼流同步時間，TMcDly為組播請求處理延時；所述服務(wù)器控制客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的方法為服務(wù)器將計(jì)算得到的預(yù)先加入組播組的時刻通過通訊鏈路通知給客戶端，客戶端在預(yù)定的時刻發(fā)出加入組播請求；或者，服務(wù)器在預(yù)先加入組播組的時刻到達(dá)時通知客戶端，客戶端收到通知后立即發(fā)出加入組播請求。在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法，該方法包括將組播請求處理延時通知到客戶端，服務(wù)器計(jì)算單播與組播碼流同步的時間，客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求。所述將組播請求處理延時通知到客戶端的過程中，客戶端直接保存結(jié)果；或者，將組播請求處理延時作為客戶端的配置參數(shù)；所述服務(wù)器計(jì)算單播與組播碼流同步的時間的方法為 Tsync — PDif/ (Rd)公式 I上式中，Tsyne為估算的單播與組播碼流同步的時間，Pmf為ー時刻服務(wù)器已發(fā)送的單播媒體包和其已接收的組播媒體包之間相隔的數(shù)據(jù)量，Ru。為服務(wù)器發(fā)送單播碼流的平均碼率，Rmc為組播碼流的平均碼率；將公式I左邊的除數(shù)和被除數(shù)同時除以RM。，得到如下等價公式Tsync = TDif/( a Uc-1)公式 2上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Tmf為媒體包從被接收到被發(fā)送之間的時間間隔，Ciu。為單播碼率相對于組播碼率的比例；所述客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法為服務(wù)器將單播與組播碼流同步時間的計(jì)算結(jié)果通過通訊鏈路發(fā)送給客戶端；客戶端計(jì)算預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時間，并在預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻到達(dá)時發(fā)出加入組播請求。在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括搜集單元、計(jì)算單元；其中，所述搜集単元，用于搜集數(shù)據(jù)設(shè)備處理加入組播請求的處理時間開銷；所述計(jì)算単元，用于計(jì)算單播與組播碼流同步的時間，計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻。所述搜集単元在進(jìn)行所述搜集時，采用的搜集方法為以下至少之ー；并且在獲得多個不同的數(shù)值時，采用包括取最小值或平均值在內(nèi)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得到単一的數(shù)值，作為組播請求處理延時實(shí)時統(tǒng)計(jì)；在客戶端正常工作吋，計(jì)算客戶端每次從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔；實(shí)驗(yàn)分析；使用支持組播功能的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量其從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔；經(jīng)驗(yàn)估算；綜合包括歷史數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、設(shè)備型號、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在內(nèi)的因素，進(jìn)行合理估計(jì)；所述計(jì)算単元在計(jì)算單播與組播碼流同步的時間時，用于Tsync — PDif/ (Rd)公式 I上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Pmf為ー時刻服務(wù)器已發(fā)送的單播媒體包和其已接收的組播媒體包之間相隔的數(shù)據(jù)量，Ru。為服務(wù)器發(fā)送單播碼流的平均碼率，Rmc為組播碼流的平均碼率；將公式I左邊的除數(shù)和被除數(shù)同時除以RM。，得到如下等價公式Tsync = TDif/(Quc-I)公式 2上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Tmf為媒體包從被接收到被發(fā)送之間的時間間隔，Ciu。為單播碼率相對于組播碼率的比例；所述計(jì)算単元在計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻時，用于TEeqMc — TSync-TMcDly公式 3上式中，TEeqMc為客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的相對時間，TSyn。為單播與組播碼流同步時間，TMcDly為組播請求處理延時。在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括通知単元、服務(wù)器、客戶端；其中，所述通知単元，用于將組播請求處理延時通知到服務(wù)器；所述服務(wù)器，用于計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間，并且控制客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求。所述通知單元進(jìn)行所述通知時，用干觸發(fā)客戶端保存組播請求處理延時數(shù)值，通過通訊鏈路發(fā)送給服務(wù)器；將組播請求處理延時作為服務(wù)器的配置參數(shù)；所述服務(wù)器計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間時，用于TEeqMc — TSync-TMcDly公式 3上式中，TEeqMc為客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的相對時間，TSyn。為單播與組播碼流同步時間，TMcDly為組播請求處理延時；所述服務(wù)器控制客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求時，用于將計(jì)算得到的預(yù)先加入組播組的時刻通過通訊鏈路通知給客戶端，觸發(fā)客戶端在預(yù)定的時刻發(fā)出加入組播請求；或者，在預(yù)先加入組播組的時刻到達(dá)時通知客戶端，觸發(fā)客戶端在收到通知后立即發(fā)出加入組播請求。在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括通知単元、服務(wù)器、客戶端；其中，所述通知単元，用于將組播請求處理延時通知到客戶端；所述服務(wù)器，用于計(jì)算單播與組播碼流同步的時間；所述客戶端，用于預(yù)先發(fā)送加入組播請求。所述通知単元將組播請求處理延時通知到客戶端的過程中，客戶端用于直接保存 結(jié)果；或者，將組播請求處理延時作為客戶端的配置參數(shù)；所述服務(wù)器計(jì)算單播與組播碼流同步的時間時，用于Tsync — PDif/ (Ruc-Rmc)公式 I上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Pmf為ー時刻服務(wù)器已發(fā)送的單播媒體包和其已接收的組播媒體包之間相隔的數(shù)據(jù)量，Ru。為服務(wù)器發(fā)送單播碼流的平均碼率，Rmc為組播碼流的平均碼率；將公式I左邊的除數(shù)和被除數(shù)同時除以RM。，得到如下等價公式Tsync = TDif/(Quc-I)公式 2
上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Tmf為媒體包從被接收到被發(fā)送之間的時間間隔，Ciu。為單播碼率相對于組播碼率的比例；所述客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求時，用于在服務(wù)器將單播與組播碼流同步時間的計(jì)算結(jié)果通過通訊鏈路發(fā)送給客戶端后，計(jì)算預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時間，并在預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻到達(dá)時發(fā)出加入組播請求。可見，本發(fā)明方法和系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有快速頻道切換技術(shù)中單播與組播切換機(jī)制未考慮數(shù)據(jù)設(shè)備處理加入組播請求的處理時間開銷，導(dǎo)致快速頻道切換服務(wù)器浪費(fèi)處理能カ的缺點(diǎn)，考慮在頻道快速切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間，從而縮短服務(wù)器發(fā)送單播碼流的時間，節(jié)約處理能力，降低部署成本。


圖I為本發(fā)明預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間的計(jì)算方法示意圖；圖2為本發(fā)明計(jì)算在頻道快速切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間的流程簡圖；圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的在快速頻道切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的流程簡圖；圖4為本發(fā)明另ー實(shí)施例的在快速頻道切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的流程簡圖；圖5為本發(fā)明提供的兩個實(shí)施例的部署模型示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例一快速頻道切換過程的流程圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例ニ快速頻道切換過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了克服現(xiàn)有快速頻道切換技術(shù)中單播與組播切換機(jī)制未考慮數(shù)據(jù)設(shè)備處理加入組播請求的處理時間開銷，導(dǎo)致快速頻道切換服務(wù)器浪費(fèi)處理能力的缺點(diǎn)，可以考慮在頻道快速切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間，從而縮短服務(wù)器發(fā)送單播碼流的時間，節(jié)約處理能力，降低部署成本。本發(fā)明所述計(jì)算在頻道快速切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間的方法如下第一歩、搜集數(shù)據(jù)設(shè)備處理加入組播請求的處理時間開銷(以后簡稱為“組播請求處理延吋”)，存在多種搜集方式，包括但不限于實(shí)時統(tǒng)計(jì)；客戶端在正常工作時，計(jì)算其自身毎次從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔；實(shí)驗(yàn)分析；使用支持組播功能的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量其從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔；經(jīng)驗(yàn)估算；綜合歷史數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、設(shè)備型號、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等各種因素，進(jìn)行合理的估計(jì)。上述方式可単獨(dú)使用也可組合使用，如果獲得多個不同的數(shù)值，則采用取最小值或平均值等統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得到一個單ー的數(shù)值，作為組播請求處理延吋。第二步、計(jì)算單播與組播碼流同步的時間；服務(wù)器持續(xù)接收組播碼流并進(jìn)行緩存，當(dāng)客戶端向服務(wù)器請求快速頻道切換服務(wù)時，服務(wù)器將從緩沖區(qū)中取出以I幀開頭的媒體包采用單播方式發(fā)送給客戶端。采用如下公式計(jì)算出單播與組播碼流同步的時間Tsync — PDif/ (Ruc-Rmc) 公式 1
上式中，Tsyne為估算的單播與組播碼流同步的時間，Pmf為某個時刻服務(wù)器已發(fā)送的單播媒體包和其已接收的組播媒體包之間相隔的數(shù)據(jù)量，Ru。為服務(wù)器發(fā)送單播碼流的平均碼率，Rmc為組播碼流的平均碼率。將公式I左邊的除數(shù)和被除數(shù)同時除以RMc，可得到如下等價公式Tsync = TDif/(Quc-I)公式 2上式中，Tsyne為估算的單播與組播碼流同步的時間，Tmf為某個媒體包從被接收到被發(fā)送之間的時間間隔，Ciu。為單播碼率相對于組播碼率的比例，gp α Uc — Ruc/Rmc本步驟得到的結(jié)果是ー個相對時間對于公式1，其計(jì)時起點(diǎn)是進(jìn)行計(jì)算的時刻；對于公式2，其計(jì)時起點(diǎn)是被選擇用于計(jì)算的媒體包被發(fā)送的時刻。第三步、計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻；采用下式進(jìn)行計(jì)算TEeqMc — TSync-TMcDly 公式 3上式中，TEeqMc為客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的相對時間，Tsyne為單播與組播碼流同步時間，TMcDly為組播請求處理延時?？捎煞?wù)器、客戶端或其它設(shè)備完成上述步驟ニ和步驟三的計(jì)算，只要將計(jì)算所需參數(shù)傳遞給相應(yīng)的設(shè)備即可。公式I、公式2和公式3還可表示為絕對時間形式，并可能還有其它的等價形式。本發(fā)明所述在快速頻道切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的第一種方法如下第一歩、將組播請求處理延時通知到服務(wù)器，有多種方式可供選擇，包括但不限于由客戶端保存組播請求處理延時數(shù)值，通過通訊鏈路發(fā)送給服務(wù)器；將組播請求處理延時作為服務(wù)器的ー個配置參數(shù)。第二步、服務(wù)器計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間，具體方法已在本文前面相應(yīng)部分給出。第三步、服務(wù)器控制客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求，有幾種不同的方式，包括但不限于服務(wù)器將計(jì)算得到的預(yù)先加入組播組的時刻通過通訊鏈路通知給客戶端，客戶端在預(yù)定的時刻發(fā)出加入組播請求；或者，服務(wù)器在預(yù)先加入組播組的時刻到達(dá)時通知客戶端，客戶端收到通知后立即發(fā)出加入組播請求。本發(fā)明所述在快速頻道切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的第二種方法如下第一歩、將組播請求處理延時通知到客戶端，有多種方式可供選擇，包括但不限于:客戶端直接保存結(jié)果，這適合于采用實(shí)時統(tǒng)計(jì)方式獲取組播請求處理延時的情況；將組播請求處理延時作為客戶端的ー個配置參數(shù)，這適合于采用實(shí)驗(yàn)分析或經(jīng)驗(yàn)估算方式獲取組 播請求處理延時的情況。第二步、服務(wù)器計(jì)算單播與組播碼流同步的時間，具體過程參見本文前面給出的計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間的方法的第二歩。第三步、客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求，這ー步可分為三個子步驟服務(wù)器將單播與組播碼流同步時間的計(jì)算結(jié)果通過通訊鏈路發(fā)送給客戶端；客戶端計(jì)算預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時間，具體過程參見本文前面給出的計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間的方法的第三步；客戶端在預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻到達(dá)時，發(fā)出加入組播請求。下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)ー步的詳細(xì)描述圖I為本發(fā)明所述預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間的計(jì)算方法示意圖其中，橫軸t表示時間，縱軸P表示媒體包的發(fā)送進(jìn)度。直線101為組播碼流的媒體包發(fā)送進(jìn)度，相當(dāng)于服務(wù)器對組播媒體包的接收緩存進(jìn)度，其斜率對應(yīng)公式I中的組播碼流平均碼率rm。。直線102為服務(wù)器發(fā)出的單播碼流的媒體包發(fā)送進(jìn)度，其斜率對應(yīng)公式I中的單播碼流平均碼率も。。在T1時刻，101和102對應(yīng)的縱坐標(biāo)差值就是該時刻服務(wù)器已發(fā)送的單播媒體包和其已接收的組播媒體包之間相隔的數(shù)據(jù)量，即圖I中的pDif。101和102在T3時刻相交，意味著單播與組播碼流在T3時刻實(shí)現(xiàn)同步，而T3和T1的差值就對應(yīng)于公式I中的Tsyn。，對于101和102兩條斜率已知的直線來說，可通過T1時刻兩者的縱坐標(biāo)差值計(jì)算出TSyn。，即公式I?，F(xiàn)在換個角度，假設(shè)服務(wù)器在T1時刻發(fā)送出某個單播媒體包，其發(fā)包進(jìn)度對應(yīng)于直線102在T1時刻的縱坐標(biāo)，而直線101上與其縱坐標(biāo)相同的點(diǎn)的橫坐標(biāo)Ttl就是該媒體包在組播碼流中被發(fā)送的時刻，也就是服務(wù)器接收該媒體包的時刻，顯然，Ttl和T1的差值就是公式2中的媒體包從被接收到被發(fā)送之間的時間間隔TDif。分別位于101和102兩條直線上且縱坐標(biāo)相同的兩個點(diǎn)的橫坐標(biāo)差值已知(即TDif)，而直線101和直線102的斜率又已知，則通過數(shù)學(xué)運(yùn)算可計(jì)算出兩條直線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)與T1的時間間隔TSyn。，即公式2。假設(shè)組播請求處理延時為TMly，為了保證客戶端在單播與組播碼流同步時剛好接收到組播碼流，則需要相對于Tsyn。提前一段時間(在圖I中的1~2時刻)發(fā)出加入組播請求，而這個提前的時間長度就是TMd)ly。在圖I中，通過公式I或公式2可計(jì)算出T1到T3之間的時間間隔Tsyn。，又已知T2和T1之間的時間間隔TMly，則可通過公式3計(jì)算出T1到T3之間的時間間隔T_M。。單播與組播碼流同步時間通常以秒計(jì)，組播請求處理延時則為數(shù)百毫秒，而媒體包的傳輸時間基本都在10毫秒的數(shù)量級，和前兩者比較起來可以忽略不計(jì)，故本發(fā)明提出的計(jì)算方法忽略了媒體包在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸時間。
前述的在頻道快速切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間的操作思路，可以表示如圖2所示的流程，該流程包括以下步驟步驟210 :搜集數(shù)據(jù)設(shè)備處理加入組播請求的處理時間開銷，該操作可以通過設(shè)置搜集單元實(shí)現(xiàn)。步驟220 :計(jì)算單播與組播碼流同步的時間。步驟230 :計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻。步驟220和步驟230中的操作可以通過設(shè)置計(jì)算單元實(shí)現(xiàn)。前述的在快速頻道切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的操作思路，可以表示如圖3或圖4等所示的流程.其中，圖3所示流程包括以下步驟 步驟310 :將組播請求處理延時通知到服務(wù)器。步驟320 :服務(wù)器計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間。步驟330 :服務(wù)器控制客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求。圖4所示流程則包括以下步驟步驟410 :將組播請求處理延時通知到客戶端。步驟420 :服務(wù)器計(jì)算單播與組播碼流同步的時間。步驟430 :客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求。圖3和圖4中的所述通知操作可以通知設(shè)置通知單元實(shí)現(xiàn)。參見圖5，圖5為本發(fā)明提供的兩個實(shí)施例的部署模型，其中所涉及到的實(shí)體主要有數(shù)據(jù)設(shè)備501、服務(wù)器502和客戶端503，采用互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議(Internet GroupManagemet Protocol, IGMP)來支持組播。服務(wù)器502可通過信道509向數(shù)據(jù)設(shè)備501發(fā)出IGMP報文以加入頻道所在的組播組，而數(shù)據(jù)設(shè)備501則通過信道504向服務(wù)器502發(fā)送組播碼流?？蛻舳?03可通過信道505向數(shù)據(jù)設(shè)備501發(fā)出IGMP報文以加入頻道所在的組播組，數(shù)據(jù)設(shè)備501則通過信道506向客戶端503發(fā)送組播碼流。服務(wù)器502和客戶端503之間通過RTCP建立雙向通訊信道507用于與快速頻道切換相關(guān)的消息通訊，服務(wù)器502通過信道508向客戶端503發(fā)送緩存的單播碼流。信道504和信道506支持組播，其上碼流均采用RTP封裝，服務(wù)器502緩存后通過信道508發(fā)給客戶端503的單播碼流依然保持RTP封裝，且不修改RTP序號字段。一旦客戶端接收到的單播碼流的RTP序號能和組播碼流的RTP序號無縫銜接，則認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了單播與組播碼流同歩。服務(wù)器502啟動后即通過信道509向數(shù)據(jù)設(shè)備501發(fā)出IGMP報文，加入直播頻道所在的組播組，并通過信道504持續(xù)接收媒體包進(jìn)行緩存。客戶端503持續(xù)統(tǒng)計(jì)每次從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔，將其最小值或平均值作為組播請求處理延吋。參見圖6，圖6為實(shí)施例一快速頻道切換過程的流程圖，圖中以虛線分隔的左右兩側(cè)分別為服務(wù)器和客戶端的處理流程，縱向的實(shí)線箭頭表示服務(wù)器或客戶端各自的處理步驟的先后順序，而橫向的虛線箭頭則給出了分別作為箭頭起點(diǎn)和終點(diǎn)的服務(wù)器和客戶端相應(yīng)處理步驟的先后順序。圖6所示流程包括以下步驟
步驟601、客戶端向服務(wù)器請求快速頻道切換服務(wù)，在請求消息中攜帯有組播請求處理延時數(shù)據(jù)；步驟602、服務(wù)器接收客戶端的快速頻道切換請求，提取組播請求處理延時數(shù)據(jù)加以保存；步驟603、服務(wù)器從I幀開始向客戶端發(fā)送緩存的組播碼流；步驟604、機(jī)頂盒接收服務(wù)器發(fā)送的單播碼流并加以顯示；步驟605、服務(wù)器計(jì)算預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間，并在相應(yīng)時刻到達(dá)時通知客戶端立即加入組播組；
步驟606、客戶端向數(shù)據(jù)設(shè)備發(fā)出IGMP消息，請求加入組播組；步驟607、客戶端接收到組播碼流，當(dāng)單播與組播碼流同步時切換到使用組播碼流進(jìn)行解碼，并通知服務(wù)器停止發(fā)送單播碼流；步驟608、服務(wù)器停止發(fā)送單播碼流。參見圖7，圖7為實(shí)施例ニ快速頻道切換過程的流程圖，與圖6 —樣以虛線分隔成左右兩列，實(shí)線箭頭和虛線箭頭的含義也與圖6 —致。圖7所示流程包括以下步驟步驟701、客戶端向服務(wù)器請求快速頻道切換服務(wù)；步驟702、服務(wù)器接收客戶端的快速頻道切換請求，從I幀開始向客戶端發(fā)送緩存的組播碼流；步驟703、客戶端接收服務(wù)器發(fā)送的單播碼流并加以顯示；步驟704、服務(wù)器計(jì)算單播與組播碼流同步的時間，并將結(jié)果通知到客戶端；步驟705、客戶端根據(jù)服務(wù)器提供的單播與組播碼流同步時間，結(jié)合自身保存的組播請求處理延時，計(jì)算出預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間；步驟706、客戶端根據(jù)上一歩驟的計(jì)算結(jié)果在相應(yīng)時刻向數(shù)據(jù)設(shè)備發(fā)出IGMP報文,請求加入組播組；步驟707、客戶端接收到組播碼流，當(dāng)單播與組播碼流同步時切換到使用組播碼流進(jìn)行解碼，并通知服務(wù)器停止發(fā)送單播碼流；步驟708服務(wù)器停止發(fā)送單播碼流。綜上所述可見，無論是方法還是系統(tǒng)，本發(fā)明實(shí)質(zhì)上是根據(jù)組播請求處理延時控制客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求，這樣當(dāng)單播與組播同步時，客戶端正好接收到組播碼流，既保證了單播與組播碼流在客戶端的銜接，也減少了服務(wù)器發(fā)送單播碼流的時間，從而降低了快速頻道切換的部署成本。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法，其特征在于，該方法包括 搜集數(shù)據(jù)設(shè)備處理加入組播請求的處理時間開銷，計(jì)算單播與組播碼流同步的時間，計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干， 所述搜集方法為以下至少之一；并且在獲得多個不同的數(shù)值時，采用包括取最小值或平均值在內(nèi)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得到単一的數(shù)值，作為組播請求處理延時 實(shí)時統(tǒng)計(jì)；客戶端在正常工作時，計(jì)算其自身毎次從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔； 實(shí)驗(yàn)分析；使用支持組播功能的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量其從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔； 經(jīng)驗(yàn)估算；綜合包括歷史數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、設(shè)備型號、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在內(nèi)的因素，進(jìn)行合理估計(jì)； 所述計(jì)算單播與組播碼流同步的時間的方法為 Tsync — PDif/ (Ruc-Rmc)公式 I 上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Pmf為某ー時刻服務(wù)器已發(fā)送的單播媒體包和其已接收的組播媒體包之間相隔的數(shù)據(jù)量，Ru。為服務(wù)器發(fā)送單播碼流的平均碼率，Rmc為組播碼流的平均碼率； 將公式I左邊的除數(shù)和被除數(shù)同時除以RM。，得到如下等價公式 Tsync = W(Quc-I)公式 2 上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Tllif為某媒體包從被接收到被發(fā)送之間的時間間隔，Ou。為單播碼率相對于組播碼率的比例； 所述計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻的方法為 ^EeqMc^Sync ^McDly 公式3 上式中，TK_。為客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的相對時間，Tsyn。為單播與組播碼流同步時間，TMcDly為組播請求處理延吋。
3.在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法，其特征在于，該方法包括 將組播請求處理延時通知到服務(wù)器，服務(wù)器計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間，服務(wù)器控制客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在干， 所述通知的方法為由客戶端保存組播請求處理延時數(shù)值，通過通訊鏈路發(fā)送給服務(wù)器；將組播請求處理延時作為服務(wù)器的配置參數(shù)； 所述計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間的方法為 ^EeqMc^Sync ^McDly 公式3 上式中，TK_。為客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的相對時間，Tsyn。為單播與組播碼流同步時間，TMcDly為組播請求處理延時； 所述服務(wù)器控制客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的方法為 服務(wù)器將計(jì)算得到的預(yù)先加入組播組的時刻通過通訊鏈路通知給客戶端，客戶端在預(yù)定的時刻發(fā)出加入組播請求；或者， 服務(wù)器在預(yù)先加入組播組的時刻到達(dá)時通知客戶端，客戶端收到通知后立即發(fā)出加入組播請求。
5.在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法，其特征在于，該方法包括 將組播請求處理延時通知到客戶端，服務(wù)器計(jì)算單播與組播碼流同步的時間，客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在干， 所述將組播請求處理延時通知到客戶端的過程中，客戶端直接保存結(jié)果；或者，將組播請求處理延時作為客戶端的配置參數(shù)； 所述服務(wù)器計(jì)算單播與組播碼流同步的時間的方法為 Tsync — PDif/ (Ruc-Rmc)公式 I 上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Pmf為ー時刻服務(wù)器已發(fā)送的單播媒體包和其已接收的組播媒體包之間相隔的數(shù)據(jù)量，Ruc為服務(wù)器發(fā)送單播碼流的平均碼率，Rmc為組播碼流的平均碼率； 將公式I左邊的除數(shù)和被除數(shù)同時除以RM。，得到如下等價公式 Tsync = W(Quc-I)公式 2 上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Tllif為媒體包從被接收到被發(fā)送之間的時間間隔，Ou。為單播碼率相對于組播碼率的比例； 所述客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法為 服務(wù)器將單播與組播碼流同步時間的計(jì)算結(jié)果通過通訊鏈路發(fā)送給客戶端；客戶端計(jì)算預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時間，并在預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻到達(dá)時發(fā)出加入組播請求。
7.在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)包括搜集單元、計(jì)算單元；其中， 所述搜集単元，用于搜集數(shù)據(jù)設(shè)備處理加入組播請求的處理時間開銷； 所述計(jì)算単元，用于計(jì)算單播與組播碼流同步的時間，計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求的時刻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述搜集単元在進(jìn)行所述搜集時，采用的搜集方法為以下至少之一；并且在獲得多個不同的數(shù)值時，采用包括取最小值或平均值在內(nèi)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得到単一的數(shù)值，作為組播請求處理延時 實(shí)時統(tǒng)計(jì)；在客戶端正常工作吋，計(jì)算客戶端每次從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔； 實(shí)驗(yàn)分析；使用支持組播功能的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量其從發(fā)送加入組播請求到接收到組播碼流之間的時間間隔； 經(jīng)驗(yàn)估算；綜合包括歷史數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、設(shè)備型號、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在內(nèi)的因素，進(jìn)行合理估計(jì)； 所述計(jì)算単元在計(jì)算單播與組播碼流同步的時間時，用于 Tsync — PDif/ (Ruc-Rmc)公式 I 上式中，TSyn。為估算的單播與組播碼流同步的時間，Pmf為ー時刻服務(wù)器已發(fā)送的單播媒體包和其已接收的組播媒體包之間相隔的數(shù)據(jù)量，Ruc為服務(wù)器發(fā)送單播碼流的平均碼率，Rmc為組播碼流的平均碼率； 將公式I左邊的除數(shù)和被除數(shù)同時除以RM。，得到如下等價公式
9.在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)包括通知單元、服務(wù)器、客戶端；其中， 所述通知単元，用于將組播請求處理延時通知到服務(wù)器； 所述服務(wù)器，用于計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間，并且控制客戶端預(yù)先發(fā)出加入組播請求。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述通知單元進(jìn)行所述通知時，用于觸發(fā)客戶端保存組播請求處理延時數(shù)值，通過通訊鏈路發(fā)送給服務(wù)器；將組播請求處理延時作為服務(wù)器的配置參數(shù)； 所述服務(wù)器計(jì)算客戶端預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間時，用于
11.在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)包括通知單元、服務(wù)器、客戶端；其中， 所述通知単元，用于將組播請求處理延時通知到客戶端； 所述服務(wù)器，用于計(jì)算單播與組播碼流同步的時間； 所述客戶端，用于預(yù)先發(fā)送加入組播請求。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述通知単元將組播請求處理延時通知到客戶端的過程中，客戶端用于直接保存結(jié)果；或者，將組播請求處理延時作為客戶端的配置參數(shù)； 所述服務(wù)器計(jì)算單播與組播碼流同步的時間時，用于
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在快速頻道切換時預(yù)先發(fā)送加入組播請求的方法和系統(tǒng)，為了克服現(xiàn)有快速頻道切換技術(shù)中單播與組播切換機(jī)制未考慮數(shù)據(jù)設(shè)備處理加入組播請求的處理時間開銷，導(dǎo)致快速頻道切換服務(wù)器浪費(fèi)處理能力的缺點(diǎn)，考慮在頻道快速切換過程中預(yù)先發(fā)送加入組播請求的時間，從而縮短服務(wù)器發(fā)送單播碼流的時間，節(jié)約處理能力，降低部署成本。
文檔編號H04L12/18GK102651823SQ201110045498
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者朱曉斌 申請人:中興通訊股份有限公司