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CN1893364B - 一种广播多媒体流中的关键信息同步的方法及装置 - Google Patents

一种广播多媒体流中的关键信息同步的方法及装置 Download PDF

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CN1893364B CN2006100888009A CN200610088800A CN1893364B CN 1893364 B CN1893364 B CN 1893364B CN 2006100888009 A CN2006100888009 A CN 2006100888009A CN 200610088800 A CN200610088800 A CN 200610088800A CN 1893364 B CN1893364 B CN 1893364B
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Abstract

位于宽带网络边缘的服务器向客户机分发多媒体内容流，同时确保传递给每个客户机的最初数据对于正确解码流内容所必需的关键数据(关键信息)。通过以下方法来获得：在接收到加入相应输入流的请求之前，缓冲输入流中的分组，并且以放置在缓冲器中的最近关键信息开始，在输出流中从缓冲器发送分组。由于从缓冲器写入和读取以不同速率执行，输入和输出流最终同步，在该点上可以将客户机直接切换到接收输入流。

Description

一种广播多媒体流中的关键信息同步的方法及装置
技术领域
本发明涉及经通信网络提供娱乐，并且具体涉及用户终端和广播多媒体流的快速同步。 
背景技术
数字电视用诸如电视节目、按次付费(PPV)、视频点播(VoD)、游戏以及因特网接入的特点向观众提供高质量视频娱乐，以上特点总称为“多媒体娱乐内容”或者“内容”。通过降低进入住宅的设备成本和带宽以及交互式个性化服务的出现，用于分发内容的通信网络的使用继续得到普及。 
因为多媒体文件一般很大，内容通常被打包在信息流中，信息流通过宽带通信网络传输给用户。电影或者视频上一系列图像中的各个单独图像被称作帧。帧的序列经常包含类似或者相同的像素(图像元素)，诸如绿草、蓝天等等。压缩以及运动补偿协议典型地用来最小化这些邻近帧之间的冗余像素，以改进传输带宽的使用，目前在所述协议中，MPEG的分布非常广泛。用于压缩/解压缩(编码/解码)协议的视频与音频规范给出用于传送压缩数字内容和用于在标准格式的介质上存储及播放这样的视频所必需的语法以及语义。 
为了压缩(编码)携带多媒体娱乐内容的流，数据流中的离散取样被转变成令牌的比特流(a bit-stream of tokens)，其比相应初始数据流更小，原因是基本上只有在压缩流中捕获从帧到帧转变的数据才被捕获而不是捕获初始流中的所有信息。信号被分为合适大小的数据块，并且头部信息被添加到各个数据块；头部识别分组的开始并必须包括时间戳，因为分组过 程打断了时间轴。 
多媒体编码/解码格式告知解码器如何将压缩流逆向表示为类似于未转换数据的原始流的数据，这样数据可以以通常的形式被听到或看到。然而，如果解码器(接收器)在信道转换时没有重新设置，在信道只简单切换的情况下解码器(接收器)将显示噪音。因此，接收器需要延迟处理来自新信道的视频分组直到接收到显示数据块开始的特定指针(也称为关键数据或关键信息(milestone))。 
应该注意到，本文所使用的MPEG(运动图像专家组)和特定MPEG2传输流来描述和说明本发明的基础思想，但是本发明适用于任何多媒体流格式，这些格式在流中结合了能够被识别和用于同步流启动的关键信息。 
用作传输和数字广播的MPEG传输流包括一个或多个视频和音频分组化基本流(PES)，每个PES包括用于时钟恢复的独立时基和音频/视频同步信息。传输流还包括节目指南和系统信息(PSI)、用于允许有选择地接收每个节目和其要素的条件接收信息，以及可能与节目相关的数据业务。其以短的固定大小分组形成，每个都携带分组标识符(PID)；相同的基本流的分组都有相同的PID，以使得解码器能够选择其想要的基本流并拒绝其余的。 
在每个节目中，节目特定信息跟踪MPEG传输流中和基本流中不同的节目。PSI包括节目关联表(PAT)、节目映射表(PMT)和条件接收表(CAT)。PAT(节目关联表)包括解码器用来确定哪些节目存在于各个传输流中所使用的数据。PAT指向许多PMT(每节目一个)，所述PMT依次指向流携带的各个节目的视频、音频和数据内容。CAT用于不规则的流。PID为“0”表明分组包含PAT PID。流也可以包含NULL(空)分组，其不携带数据但是对于保持具有有效载荷的恒定比特率是必需的。NULL分组总是具有8191的PID(所有为1的)。 
当今使用的最流行的MPEG协议是在ISO/IEC 11172中描述的MPEG1和在ISO/IEC 13818中描述的MPEG2。在MPEG2视频压缩中，每个图片首先被压缩(帧内压缩)，然后连续表示的图片被压缩到一起(帧 间压缩)。在帧间压缩中，仅仅是帧和其依赖的帧之间的差异包括在压缩帧中。其结果是，帧的解码取决于先前观看的帧的解码，并且在一些情况下取决于随后观看的帧的解码。为了使解码问题，特别是可以从一个帧的错误解码传播而导致相关帧的错误解码的差错最小化，只有相对少的图像组(GOP)被一起压缩(例如9个图片)。 
独立于先前的GOP帧，每个GOP的图片被一起编码，并且因而能够独立解码并且任何差错不会从一个组传播到另一个组。GOP中的第一帧叫做I帧(内帧)，该帧是编码的、独立压缩的图片，其解码能独立于任何其他帧来完成。在流中含有的I帧越多，视频的质量就越好；然而，I帧含有大量的比特并因此占用了存储介质上更多的空间。 
一般地，客户机(接收器、解码器、机顶盒，或者播放器)可以选择收看多个信道中的一个，所述信道从首端被广播或者从具有预存储的内容文件的服务器被流式传输。响应于从特定客户机到服务器的请求，执行信道转换；作为响应，服务器向客户机提供用以接收新信道的新地址。接收器离开当前观看的信道并加入新信道。基于IP的音频/视频传输系统中的信道转换时间在用户的电视观看/网络冲浪体验中产生显著的时延。相反地，信道转换速度受到多个因素影响，举几个例子，所述因素诸如按键传播(从信道选择器到服务器)、IGMP离开/加入操作等待时间、分组缓冲和传播、PAT/PMT等待时间、I帧等待时间以及帧解码和显示时间。 
当前，用户终端在数据流中的随机点加入信道并且必须等待其显示完全同步的音频和视频所需要的关键数据结构(关键信息)。对于MPEG2流，I帧是这些关键数据结构之一，PAT/PMT是其他的。彻底的信道转换需要解码开始于I帧(全帧)。I帧在以较低比特率编码的内容中每秒仅仅发送一次或者两次，甚至更低频率，因而引入了从数百毫秒到两、三秒的等待时间。因为这是重要的时延，这对于DVB和ATSC(流媒体广播系统的欧洲以及相应北美标准)的日期标注已经成为问题。然而，采用现有技术很难实现信道转换时间少于一秒。 
尝试减少这一服务器端的时延是当前才出现的。本发明旨在减少由I 帧等待时间引入的时延。 
例如，已经建议连接位于宽带网络边缘的服务器，目的在于向一定地理区域内的客户机提供广播多媒体流。服务器是独立的服务器，其从宽带网络的内容源接收流式多媒体内容。对于每个多媒体内容流，服务器包括管理并缓冲接收的流中的多播分组的缓冲器。一旦服务器接收信道转换的请求，其命令当前的流式传输信道的发送器停止向客户机发送该信道，并命令新选择的信道的发送器尽可能快地从相应缓冲器向客户机首先开始猝发数据。在某点上，系统使用户终端(接收器)从单播流(猝发)转换到请求信道的一般多播流。 
采用该方案，服务器必须直接与客户机“对话”来请求/终止数据的传递、请求信道转换、协商数据中的丢失块、状态报告、频率、单路/多播过渡等等。消息传递例如可以使用能够分别识别每个分组的可靠传输协议(RTP)。在RTP中，服务器告知客户机当前分组是什么，并且客户机请求这个数据直到它赶上当前时间，在该当前时间点客户机从猝发流转换到稳定流。由于为了降低带宽，开始放出(playout)所需要的关键信息的频率故意保持较低，因此当解码器在输入数据流中寻找关键信息时，时间和带宽都被浪费了。 
这个方法的另一不利因素是客户机一定要知道服务器，并且如果服务器不可访问时不能转换信道。同样，在稳定的状态中(当客户观看特定信道时)，消息传递仍然被客户机使用以请求和接收丢失的分组。因此，如果服务器的连接不论由于什么原因丢失，客户机没有任何自主权。当终端进行信道转换时，当前使用的技术还需要网络的很仔细的设计来处理数据猝发。特别地，对于HDTV(高清晰度电视)内容，以及尤其在相同住宅内具有的一个以上的终端，这会是严重的问题。 
需要一种显著减少信道转换时延(信道切换时间)的解决方案。 
发明内容
在向一组客户机提供若干多媒体信道的系统中，本发明提供一种通过 向客户机馈送他们所需要的信息来减少信道转换延迟的方法，以便迅速地开始显示图像和声音。 
因此，本发明提供了一种用于广播系统的服务器，所述广播系统将娱乐内容通过多媒体内容流传递给接收者的广播系统，每个流的特征在于，直到已经接收关键信息的数据结构，流的再现才开始，该服务器包括：侦听机制，用于检测表明客户机想要接收携带感兴趣内容的指定的多媒体内容流的请求；同步单元，从请求时间起，以指定的多媒体内容流中的最近关键信息开始，向客户机流式传输具有所述感兴趣内容的输出流，直到输出流与指定的多媒体内容流同步，其中，所述指定的多媒体内容流中的最近关键信息与所述请求的接收时间有关；以及多播馈送器，用于通过宽带网络从首端接收所有所述多媒体内容流，并且一旦输出流与指定的多媒体内容流同步，则将每个流分发给相应客户机，其中，所述最近关键信息的数据结构使客户机能立即从输出流解码出感兴趣的多媒体内容。 
再有，本发明为广播系统提供了通过多媒体内容流把娱乐内容传递到客户机的同步单元，每个流的特征在于，直到已经接收重要数据的数据结构，流的再现才开始，该同步单元包括：环形缓冲器；探测器，用于检测指定的多媒体内容流中所有关键信息的数据结构；接收器，用于当分组到达时将分组从指定的多媒体内容流放置到缓冲器的末端(ends)上，并且跟踪关键信息的数据结构在缓冲器中的位置；发送器，用于在缓冲器中在与请求的到达时间相关的关键信息的数据结构上创建标志，以及用于从标志表明的位置发送每个下一内容分组，其中接收器以第一速率在缓冲器中放置分组，并以高于第一速率的第二速率增加该标志，直到该标志位置赶上放置于缓冲器中的最后的分组的位置。 
本发明还提供一种用于将娱乐内容通过多媒体内容流传递给接收者的方法，每个流的特征在于，直到已经接收关键信息的数据结构，流的再现才开始，该方法包括：a)侦听表明客户机想要接收携带感兴趣内容的指定的多媒体内容流的请求；b)以指定的多媒体内容流中的最近关键信息的数据结构开始，在输出数据流中将感兴趣内容流式传输给客户机，其中，所 述多媒体内容流中的最近关键信息与请求接收时间有关；c)使输出流与指定的多媒体内容流同步；以及d)一旦流同步，将客户机从接收输出数据流切换到接收指定的多媒体内容流。 
有利地，根据本发明的系统和方法使得向客户机的数字内容的传递和分发快于当前可用的解决方案。同样，当前解决方案是接收者(用户终端)不可知(agnostic)的；因为服务器必须仅仅处理正常的加入/离开请求，与客户机的特殊消息传递是不必要的，因此不需要使用任何诸如用于分组同步的RTP的特殊协议。 
另外，由本发明提出的解决方案不需要任何形式的数据猝发，尽管如果由于特定网络/客户机制约而需要的话，这可以得到支持。此外，本发明显著地优于现有技术方案，更具有成本效益，并且能用于提供诸如“即时重放”、“画中画”的附加功能，同时保持客户机不可知(客户机不需要任何特定的硬件完成这些功能)。 
此外，本发明能够(但是不必须)被集成到硬件(DSLAM、路由器、交换机等)来提供透明业务。 
附图说明
如附图所示，通过下面更具体的优选实施例的描述，本发明前述和其他目的、特征和优点将变得明显，其中： 
图1说明了使用根据本发明的关键信息同步方法的传递系统的实施例； 
图2a-2e说明了同步单元的操作，其中图2a说明“空闲模式”，图2b示出了“加入模式”，图2c和2d示出显示了“正在追赶模式”以及图2e示出了“已经赶上模式”； 
图3说明了本发明关键信息同步单元的另一个允许过滤内容的实施例； 
图4说明本发明关键信息同步单元的另一个调节(leverage)多播的实施例； 
图5说明了本发明关键信息同步单元的另一个允许内容重放的实施例；以及 
图6说明本发明的又一个实施例，其中内容在首端被预处理来简化在服务器上对关键信息的探测。 
具体实施方式
重申一下，本发明适用于任何具有对应于整个图片的有效关键信息的传输流，并且其特征在于直到已经接收特定关键信息分组(或者关键结构)和完整图片的开始，流的再现才开始。本发明的多媒体流传递系统提供一种用户终端一请求新节目(信道)就准确传递其所需的新节目(信道)的机制，从而减少等待数据流中的数据结构到达的时间，或者减少对数据流中的数据结构的随机搜索。这产生了几乎瞬时的信道转换能力。 
本发明采用许多通用或专用的用户终端来运作，所述用户终端这里统称为“客户机”。适于本发明使用的客户机的例子包括但是不局限于：机顶盒、个人计算机、服务器计算机、手持或者膝上型装置、多处理器系统、基于微处理器的系统、可编程用户电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包含任何以上系统或者设备的分布式计算环境，等等。 
因为MPEG协议如今被最广泛地使用，在此使用多播MPEG2传输流作为例子来描述本发明，所述传输流包含音频和视频基本流、PSI和其他数据。MPEG2的传输流的有效关键信息是PSI数据，所述PSI数据包括PAT和PMT分组和包含数据标志开始的分组，其中，所述数据标志对应于GOP的开头。然而可以理解的是，本发明同样适用于以上标识的类型的任何流。同样，术语分组用来定义流中的数据；应当理解，这个术语旨在广泛覆盖可以构成广播多媒体流的任何类型的协议数据单元。 
这里提出的问题概括说来就是，在基于IP的音频/视频传输系统中的信道转换时间在用户观看电视/网络冲浪体验中产生了显著的时延。信道转换速度相反受到多个因素影响，在传递系统的服务器端或者客户端引入了时延。本说明书描述了一种减少在服务器上引入的信道转换时间的解决方 案，该解决方案被称作“关键信息同步”。在MPEG流的情况下，I帧等待时间主要由服务器端时延和按键传播时延、IGMP离开/加入操作等待时间、分组缓冲和传播导致，PAT/PMT等待时间由客户端时延导致；这里提出的解决方案被称为“GOP同步”。 
图1示出根据本发明的关键信息同步方法。在图1的服务器-客户机配置中，提供在宽带网络10边缘上的服务器5从首端1通过多播馈送器15接收编码流。多播馈送器单元15还包括向客户机多播通信内容流的装置。服务器5一经请求，将多媒体内容传递到用户终端(客户机)20、20’。尽管图1所示仅服务器5的两个客户机，明显地，用户设备的数量不局限于两个。服务器确保发送给每个客户机的数据流(携带多媒体内容的信道)以关键信息数据(对MPEG2包括I帧)开始以实现立即和正确的解码。 
服务器5可以方便地在数字用户线接入复用器(DSLAM)或者在任何已靠近边缘存在的网络设备中提供。在使用DSLAM的情况下，DSLAM把单播分组发送到独立线路41、42。服务器5包括客户机同步单元35、侦听机制36和PSI控制器38。优选地，对于任何具有IGMP功能的客户机(播放器)，使用“IGMP探听”来实现侦听机制。IGMP(因特网组管理协议)作为IP多播的因特网标准在RFC 1112，2236，3376中被定义。如今，所有符合IP多播规范第2级的客户机都需要IGMP(版本2或者更高)。当服务器被集成在已经支持IGMP探听的路由器/交换机中时，现有的探听机制可以容易地适于由本发明使用。 
侦听机制36周期地发送消息来询问哪些客户机想接收多播业务。由客户机产生的、称为成员报告或者请求的消息提供加入或者离开特定多播的请求。IGMP探听36检查报告并且允许或者禁止特定多播的转发。检查由主机发送的多播地址使得IGMP探听能提供自动微调控制，所述控制仅仅把请求的多播业务而不是所有的多播业务送往主机。 
同样地可以使用其他用于检测信道转换请求的机制，例如单播侦听HTTP机制或者RTSP机制，所述单播侦听HTTP机制在所有机顶盒(即，侦听机制36可以是HTTP/Javascript接口)上也可以使用。有利地，如果 使用IGMP探听实现请求的检测，则根据本发明的解决方案将支持多播安全增强，并暂停不再对IGMP询问作出反应的客户机。 
在通告已经由服务器5接收之后，同步单元35跟踪出现在每个流中的关键信息，用于允许每个客户机(播放器、STB)20以流中最近关键信息开始，开始接收其请求的信道。对于根据本发明来管理的每个流，同步单元35包括：接收器单元34、环形缓冲器33、探测器37和一个或多个发送器31。在馈送器15上接收的多播传输流中的分组由接收器单元34放置在环形缓冲器33中。对于每个请求接收来自该信道的内容的各个客户机，都存在发送器31。接收器单元34维持缓冲器33并跟踪客户机在缓冲器中的实时位置。 
术语“实时位置”这里用于当前由各个发送器发送到相关客户机的分组。从各个客户机请求信道那一刻的最近关键信息开始，跟踪在缓冲器33中每个发送器31向相关客户机发送分组的位置。因为来自每个客户机的请求的到达时间不同，所以每个客户机位于缓冲器中的不同位置。术语“缓冲器的末端”在这里用于当缓冲器从左至右填充时代表标记有“输入”的点。图1示出采用S1、S2....Sn的标志(或者指针)，每一个都标记了当前由各个发送器31发送的当前分组。只要接收器单元34接收新分组，其都向缓冲器33的末端添加，每个发送器31都从位置标记有S1-Sn的位置发送其下一分组，并且每个标志S1-Sn都在缓冲器33中增加发送器位置，用于跟踪下一个将要发送的分组的位置。由此，分组的发送与提供一致的分组传递速率的新分组的接收同步。因为请求随机进入，每个请求者(客户机)都位于缓冲器中不同的分组中。 
缓冲器被设计得足够大以允许捕获所有有效关键信息和标记了完整图片开始的分组。如果使用更大的缓冲器，缓冲器大小能够根据关键信息的数据结构的速率和大小(例如GOP大小和I帧速率)，采用可能的总比特率的减少来进行调整。在MPEG2传输流的情况下，缓冲器必须比最大可能的GOP还大，实际中，GOP大约为每秒兆字节(4Mbps/8比特/字节)。缓冲器大小与分组大小匹配，这样当到达末端时分组的接收能容易地返回 到缓冲器的开头。 
探测器37用于探测输入流中的关键信息。因为缓冲器填充来自各个流的内容，使用探测器37分析每个分组以在缓冲器中跟踪最近有效关键信息的位置，并跟踪多少有效数据已经被装载。流中的分组必须是适当定义的格式以支持有效的分析。 
在图1的实施例中，节目和系统信息数据(在MPEG2流的情况下是PAT/PMT)被单独地保存，如由PSI(节目和系统信息)单元38所示。单元38从每个流和各个流中的每个信道检索节目指南和系统信息。在发送任何其他数据前，这个信息被单独处理并发送给指定信道的请求者。这允许解码器立即选择请求信道中的分组并正确地解压该数据。 
图2a-2e说明了根据本发明同步单元35的操作。图2a示出了“空闲模式”下的同步器，在这种模式下流被提供给接收器34和馈送器15。如图标记为“输入”的条形所示，接收器在环形缓冲器33中进行填充，同时其跟踪由探测器检测的关键信息(该图上未示出)。多播硬件以已知的方式向各个激活的客户机发送流。图2a示出缓冲器33保持表示为M0的第一关键信息；无论何时新客户机即无论何时新请求被侦听机制收到(图中未示出)，关键信息总是可用的。如上所显示的，关键信息对于不同的流格式是不同的。 
图2b示出了“加入模式”的操作。当从客户机C1到达的“信道开始”请求43被机制36检测到时(未在图2b上示出)，发送器31，这里为发送器1，基于客户机标识被分配给该客户机，并且发送器31的标志S1在最近关键信息上创建(M1＝S1)。发送器1开始通过端口39向客户机发送分组，关键信息总是首先发送。当进行着流的传递并且分组被加入缓冲器末端(“输入”)时，发送器标志S1增加，并且发送器从新位置发送下一个分组。输出流是单播。 
一旦开始，发送器1逐渐赶上输入点，如图2c和2d所示。现在，同步器在“正在追赶模式”已经操作了一段时期，在此期间时间标志S1努力赶上“输入”点。有各种方法来实现追赶。例如，发送器速率可以选择得 稍稍高于输入流速率。用这种方式，初始的放出速率可以稍高于稳态速率，但是差异很难察觉。 
图2e说明了“已经赶上”模式。在一段时间，典型的是若干秒钟之后，发送器赶上输入点。这意味着在单元15上到达的多播分组是将接下来要发送给客户机的分组。在这个点上，发送器1能接通多播流以通过端口39直接将流传递到客户机。这一切换必须在分组间时间间隔之内(2-3毫秒)完成。发送器1将其自身切换到“关闭”，并且当分组到达时，多播单元15取代进行分组传递。同步单元35回到“空闲模式”等待下一个信道转换请求，但是仍然处理流并跟踪位于下一个请求先头的关键信息。 
如果第二个客户机C2请求加入相同的流，第二个客户机只是能加入进行中的多播。由于以上讨论的流等待时间，这种情况下的信道转换会相当慢。服务器的另一个选择是对客户机C1和C2两者转回单播传输直到两个客户机同步。在这种情况下，因为发送器1使用多播(已经赶上)，S1在“输入”点上创建。发送器2的S2标志在第二个请求的最近关键信息上创建，并且同步器如图2b-2e所示操作。当发送器2赶上时，每个客户机接收相应流中内容的单播传递。当发送器1和发送器2同步时，客户机直接从馈送器15切换到多播。 
倘若流的缓冲可以在可靠的网络中减少，解码器一接收各个关键信息，内容流的放出就可以开始；如上所述，这是在MPEG情况下的节目关联表(PAT)、节目映射表(PMT)和包含I帧的GOP的开头。作为结果，客户机和服务器之间的链路很简单，因为不需要协商、频率或者差错校正机制。服务器不需要使用RTP(可靠传输协议)或类似的协议与客户机“对话”。这样，客户机20、20′比以上讨论的现有技术解决方案中的客户机更为普通。 
根据收到请求和缓冲器中最近关键信息之间的时间，流被稍稍延迟，但是，其是完全完整传递的，因此流的所有成分被保存并且流的所有要素(音频、视频、名称和数据)正确工作。此外，由于在客户机与关键信息同步以前没有数据猝发，当发送新信道时，如插入部分所示，不需要额外 带宽。 
如图1所示的同步单元35可以被增强以过滤出不必要的分组用于降低至请求者的带宽。图3示出用35A表示的同步单元的实施例，其允许内容过滤。接收方的同步单元35A配备有分组过滤器39，该过滤器于流在环形缓冲器33中缓冲之前“清理”流。例如，在MPEG2流的情况下，滤波器39丢弃诸如NULL分组、冗余PAT/PMT表等的不必要的MPEG2TS分组，并且向客户机发送由于这些分组的丢弃而使用较少带宽的流41′、42′。在客户机上NULL分组不是典型必需的，并且PAT/PMT分组典型地仅仅在初始加入时需要。 
同样，单元39可以设置为过滤名称信息，所以仅仅与客户机有关的信息通过，并且关键名称(关键信息)信息能被首先传递。这样再次减少了至客户机的带宽和处理时间。通过滤出不必要的分组，系统能允许所有客户机最终赶上实时接收点，允许转接发生以便原始多播流而不是初始的单播能直接发送给客户机。 
作为另一种增强，图4示出同步单元35B，其中减少了发送给客户机的流的数目；这个实施例调节多播。同步单元35B配备有用于对相同信道接收的请求43进行批处理的装置，如26上所示。在批量寄存器(batchregister)26中的第一请求Req1，比如说，从客户机C1接收的对信道ChA的请求，在内容传递开始前开始分组递减计数，如计数器27所示。在批量寄存器26中的每个请求被分配相同的标志，例如M1，以便在组G1中有最大数目的客户机从同一关键信息得到服务。流41″被多播至组G1的客户机；就客户机的请求时间而言，该组的一些客户机将比别的客户机更快地接收请求的内容。批量寄存器的大小根据将被加入接收多播数据流41″的组的客户机数目而设置。一旦所有配置的发送器31都操作，任何新的客户机请求都将被分给与最近关键信息联系(align with)最密切的发送器。 
虽然这个实施例可能稍稍延迟于所需内容的到达，但其在另一方面减少需要跟踪的独立客户机的数目。此外，该实施例允许服务器使用不同多播地址向客户机多播，在与DSLAM或网络分离的服务器上操作的情况下 减少单播可扩缩性的局限性。如果使用诸如HTTP的请求协议，对于服务器可能并且必要的是，发出IGMP控制点信号以将发送多播映射到客户机期望的多播地址，或者可能的是，在单播响应中把多播地址返回到客户机。 
在本发明的另一个实施例中，如图5所示，客户机同步单元35C使用缓冲器28(例如10秒的任意缓冲器(arbitrary buffer))来跟踪“直播”流的第二拷贝。当客户机想完成即时播放功能时，缓冲器的内容被拷贝到存储器，并且用户的标志直接指向它。在这个点上，用户能在缓冲器的长度(10秒)内及时返回。一旦满足时，她/他于是可以重新加入直播流。 
作为进一步的增强的例子，因为缓冲器在已知的位置包含具有各个流的内容的完整图片，这个结构允许生成预览流。这个信息可以用于产生流的瞬态图或者产生该流低比特率版本作为仅包含I帧的流。 
作为进一步增强的例子，决定性关键信息的标识可以在首端聚集，如图6所示。在该实施例中，在运行于首端1的服务器上提供同步单元35D的使用，另外的同步单元35在边缘服务器5上运行。视频源30提供编码的信道并且输出多播流45由附加块44修改以在输出数据中标识关键信息。该标识以这样的方式提供：其可以容易地定位于服务器5并且在流在33上被缓冲且发送给边缘服务器35上的客户机之前容易被撤销(reversed)。这个实施例简化边缘服务器的逻辑，并使得在网络设备或者DSLAM中更易于实施。 

Claims (19)

1.一种用于广播系统的服务器，所述广播系统用于通过多媒体内容流将娱乐内容传递给接收者，其中直到已经接收了关键信息的数据结构，流的再现才开始，该服务器包括：
侦听机制，用于探测表明客户机想要接收携带感兴趣内容的指定的多媒体内容流的请求；
同步单元，用于从所述请求时间起，以所述指定的多媒体内容流中的最近关键信息开始，向所述客户机流式传输具有所述感兴趣内容的输出流，直到所述输出流与所述指定的多媒体内容流同步，其中，所述指定的多媒体内容流中的所述最近关键信息与所述请求的接收时间有关；以及
多播馈送器，用于通过宽带网络从首端接收所有所述多媒体内容流，并且，一旦所述输出流与所述指定的多媒体内容流同步，就将每个流分发给相应客户机，
其中所述最近关键信息的数据结构使所述客户机能立即对来自所述输出流中的所述感兴趣的多媒体内容进行解码，
该服务器特征在于，所述同步单元包括：
环形缓冲器；
探测器，用于探测在所述指定的多媒体内容流中的所有关键信息的数据结构；
接收器，用于当分组到达时将所述分组从所述指定的多媒体内容流放置到所述环形缓冲器的末端，并且跟踪所述关键信息的数据结构在所述环形缓冲器中的位置；
发送器，用于在所述缓冲器中，在与所述请求的到达时间相关的最近的关键信息的数据结构上创建标志，并且用于从由所述标志表明的位置处发送每个下一内容分组，
其中所述接收器以第一速率将所述分组放入所述环形缓冲器，并以高于所述第一速率的第二速率增加所述标志，直到所述标志的位置赶上在所述环形缓冲器中放置的最后的分组位置。
2.如权利要求1的服务器，其中所述关键信息的数据结构包括节目指南和系统信息以及标记完整图片数据结构开始的分组。
3.如权利要求1的服务器，进一步包括节目指南和系统信息控制器，用于在任何内容分组被发给所述客户机之前，响应于所述请求，检测所述指定的多媒体内容流中的节目和系统信息并且将其发送给所述客户机。
4.如权利要求1的服务器，其中对于MPEG流，所述关键信息的数据结构是内帧。
5.如权利要求1的服务器，其中所述环形缓冲器大小根据在所述指定的多媒体内容流中的所述关键信息的数据结构的速率和大小进行调整。
6.如权利要求1的服务器，其中，对于MPEG2传输流，所述环形缓冲器大小大于所述指定的多媒体内容流中最大可能的图像组。
7.如权利要求1的服务器，其中所述环形缓冲器大小与所述分组大小匹配。
8.如权利要求1的服务器，其中所述同步单元进一步包括用于通过丢弃对于流的放出不必要的分组来减少所述输出流的带宽的装置。
9.如权利要求8的服务器，其中对于MPEG2传输流，用于减少带宽的所述装置包括滤波器，所述滤波器用于当所述客户机放出所述输出流时，丢弃接收的空分组和节目关联表/节目映射表分组。
10.如权利要求1的服务器，其中只要一个客户机提出对于所述指定的多媒体内容流的请求，所述输出流就被单播给所述客户机，并且只要两个或更多客户机请求加入同一所述指定的多媒体内容流，则将同一标志分配给所述客户机，且所述输出流被多播给这些客户机。
11.如权利要求1的服务器，其中所述同步单元进一步包括用于从所述指定的多媒体内容流复制一定数量的内容分组以实现即时重放功能的缓冲器。
12.如权利要求1的服务器，提供在所述宽带网络的边缘，用于通过本地网络服务多个客户机。
13.如权利要求1的服务器，提供在所述宽带网络的边缘，其中所述宽带网络位于任何数字用户线接入复用器和已经靠近所述边缘存在的网络设备的范围内。
14.如权利要求1的服务器，其中所述侦听机制是因特网组管理协议探听。
15.一种用于广播系统的同步单元，所述广播系统用于通过多媒体内容流将娱乐内容传递给客户机，其中直到已经接收关键信息的数据结构，流的再现才开始，该同步单元包括：
环形缓冲器；
探测器，用于探测在指定的多媒体内容流中所有关键信息的数据结构；
接收器，用于当分组到达时将所述分组从所述指定的多媒体内容流放置在所述环形缓冲器的末端上，并且跟踪所述关键信息的数据结构在所述环形缓冲器中的位置；
发送器，用于在所述环形缓冲器中在与所述请求的到达时间相关的所述最近关键信息的数据结构上创建标志，以及用于从由所述标志表明的位置发送每个下一内容分组，
其中所述接收器以第一速率将所述分组放入所述环形缓冲器，并以高于所述第一速率的第二速率增加所述标志，直到所述标志的位置赶上所述环形缓冲器中放置的最后的分组位置。
16.如权利要求15的同步单元，其中进一步包括用于通过丢弃对于流的放出不必要的分组，减少在所述输出流之间的带宽的装置。
17.如权利要求16的同步单元，在位于所述宽带网络边缘的服务器中实现。
18.如权利要求16的同步单元，在首端实现，用于通过丢弃对于流的放出不必要的分组，减少所述宽带网络上的所述指定的多媒体内容流的带宽。
19.一种用于通过多媒体内容流将娱乐内容传递到接收者的方法，其中直到已经接收了关键信息的数据结构，流的再现才开始，该方法包括：
a)侦听表明客户机想要接收携带感兴趣内容的指定的多媒体内容流的请求；
b)以所述指定的多媒体内容流中的最近关键信息的数据结构开始，将输出数据流中所述感兴趣内容流式传输给所述客户机，其中，所述指定的多媒体内容流中的所述最近关键信息的数据结构与所述请求接收时间有关；
c)使所述输出流与所述指定的多媒体内容流同步；以及
d)一旦流之间同步，将所述客户机从接收所述输出流切换到接收所述指定的多媒体内容流，
该方法特征在于，步骤b)包括：
在环形缓冲器中提供所述指定的多媒体内容流的延迟版本；
在所述指定的多媒体内容流中检测所有关键信息的数据结构；
当分组以第一速率到达时将所述分组从所述指定的多媒体内容流放置到所述环形缓冲器的末端，同时在所述环形缓冲器中跟踪所述关键信息的数据结构的位置；
在所述环形缓冲器中在与所述请求的到达时间相关的最近关键信息的数据结构上创建标志，并且从所述标志表明的位置发送每个下一内容分组；
以高于所述第一速率的第二速率增加所述标志，直到所述标识位置赶上所述环形缓冲器中最后的分组的位置。
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