使用动态通道提供点播多媒体数据服务的方法及其装置

摘要

本发明公开了一种使用动态通道传输点播多媒体数据的方法及其装置。该传输点播多媒体数据的方法包括：在第一静态通道传输点，通过第一静态通道自始至终连续传输该多媒体数据；在第一至第d(d是不小于1的自然数)动态通道传输点，通过第一至第d动态通道从开始传输该多媒体数据的一部分；在从第k(k大于1且小于d)动态通道传输点经过Tk之后，在释放第k动态通道为可用之后将第k动态通道重用为另一动态通道，其中Tk不小于从第一静态通道传输点至第k动态通道传输点所经过的时间；在第二静态通道传输点，通过第二静态通道自始至终连续传输该多媒体数据。根据本发明，可以使用更少的通道提供VoD服务，而不增加用户的等待时间或者减少要传输的视频总数。

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体数据传输或者广播，具体地说，涉及根据用户的请求传输例如影片或视频的多媒体数据的VoD(视频点播)方法及其装置。

背景技术

VoD技术可以分为对请求视频的用户提供一个通道从而每个用户占用各自的通道的TVoD(真VoD)方案，和周期性传输某一视频流并且可以使用单通道同时服务许多用户的NVoD(准VoD)方案。与TVoD方案相比，NVoD方案可以同时容纳许多用户，并且在广播许多用户想同时观看的流行视频时非常有用。

常规的NVoD系统通过静态通道重复地和周期性地广播视频。具体地说，常规的NVoD系统通过多于一个静态通道广播每一个全视频数据。每个静态通道在某时段开始传输视频数据。

视频是大量数据的集合，例如运动图片和声音的集合，因此为通过网络传输视频需要花费高的相对大的通道带宽。在NVoD方案中，通道带宽与用户等待观看视频的等待时间密切相关。特别地，如果通道带宽，也即通道数量，增加，等待时间可以减少。但是，通道带宽是有限的和宝贵的资源，因此提高通道带宽的效率是重要的，以通过相同数量的通道提供尽可能多的视频。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种通过使用动态通道提高通道带宽效率的NVoD服务方法及其装置。

本发明的另一目的是提供一种在常规NVoD系统所需的相同条件下减少所需通道数量或者等待时间的NVoD服务方法及其装置。

为实现前述目标，根据本发明的一个方面，提供了一种提供点播多媒体数据服务的方法及其计算机可读介质，包括如下步骤：在第一静态通道传输点，通过第一静态通道自始至终连续传输该多媒体数据；在第一至第d(d是不小于1的自然数)动态通道传输点，通过第一至第d动态通道从开始传输该多媒体数据的一部分；在从第k(k大于1且小于d)动态通道传输点经过Tk之后，在释放第k动态通道为可用之后将第k动态通道重用为另一动态通道，其中所述Tk不小于从第一静态通道传输点至第k动态通道传输点所经过的时间；在第二静态通道传输点，通过第二静态通道自始至终连续传输该多媒体数据，其中多个通道中的第一至第d动态通道的每一个在每个动态通道传输点可用，并且第k动态通道传输点位于第一静态通道传输点和第二静态通道传输点之间的任意一点，随着k的增加变得更接近第二静态通道传输点。

较佳地，第k动态通道传输点具有从该第一静态通道传输点的时间间隔“k×T”(T是不小于0的实数)。并且Tk为“k×T”。

根据本发明的另一方面，提供了一种提供点播多媒体数据服务的方法，包括如下步骤：通过第一和第二静态通道传输所有多媒体数据；通过位于第一和第二静态通道之间的第一至第d(d是不小于1的自然数)动态通道连续传输多媒体数据；释放第一至第d动态通道，其中该第一静态通道、第一至第d动态通道和第二静态通道相继启动，以间隔T(T是不小于0的实数)传输所述多媒体数据，其中该第一至第d动态通道可以在释放后被重用。

较佳地，该第k(1≤k≤d)动态通道在从该第k动态通道传输点经过时间kT后被释放。

根据本发明的又一方面，提供了一种提供点播多媒体数据服务的方法及其计算机可读介质，包括如下步骤：接收来自用户的多媒体数据请求；从接收多媒体数据请求的时间确定最近的即将到来的通道；确定该最近的即将到来的通道是动态通道还是静态通道；如果该最近的即将到来的通道是静态通道，通过该静态通道自始至终接收所有多媒体数据；如果该最近的即将到来的通道是动态通道，通过该动态通道接收该多媒体数据，并且同时在存储器中存储通过在该动态通道之前已经开始传输的静态通道接收的多媒体数据；在从该动态通道的启动点经过第一时间时，输出所存储的多媒体数据。

根据本发明的再一方面，提供了一种提供点播多媒体数据服务的用户装置，包括：通过静态通道接收该多媒体数据的第一数据接收器；通过动态通道接收该多媒体数据的第二数据接收器；临时存储通过该静态通道接收的视频数据的存储器；从所述第一数据接收器切换至所述存储器的开关；控制所述开关的控制器，其中由所述开关输出的该多媒体数据被显示给用户。

附图说明

为帮助理解本发明详述中所涉及的图，现提供图的简要描述：

图1示出根据本发明一个实施例的NVoD系统；

图2示出用户装置的两个过程；

图3示出为一个视频服务使用静态通道和动态通道的一个实施例；

图4a是显示当用户装置请求视频订阅时视频服务器操作的流程图；

图4b是显示通道使用视频服务器操作的流程图；

图5是显示用户装置操作的流程图；

图6a至6c是当动态通道数量d改变时静态通道数量Ns和总通道数量Nt的图；

图7a和图7b是显示当D/T从1变化到90时总通道数量N_t1和优化值d的表格；

图8将图7a和7b显示在图中。

具体实施方式

为全面理解本发明、本发明操作的优点和由本发明实现的目标，需要参照展示了本发明的优选实施例的附图及其描述。

在描述本发明优选实施例之前，本发明的概念可以概括如下。

为提高通道带宽的效率，本发明使用动态通道。动态通道较佳地位于静态通道之间，并且静态通道和动态通道在与常规NVoD方案相同的某时间间隔起始。

在下文中，将通过在详细描述中说明的附图描述本发明。每个图中相同的参考数字代表相同的元件。

图1示出根据本发明一个实施例的NVoD系统。参照图1，NVoD系统包括视频服务器100、网络110和用户装置200。

视频服务器100通过使用静态通道和动态通道传输视频数据。视频服务器100将从自备存储器(未示出)提取的视频数据或者通过网络或者专线连接的视频提供器(未示出)提供的视频数据传输给用户装置200。视频数据通过网络110被发送给用户装置200。网络110可以是有线网络、无线网络和其组合中的一种。

网络包括可以分成静态通道和动态通道的逻辑通道。为了描述，图1中示出了分开的静态通道和动态通道。但是，这只是逻辑分开，不意味必须使用物理分开的网络或者通道。

用户装置200包括缓冲器210、开关220、显示器件230、控制器240和接口卡250。缓冲器210用于临时存储从视频服务器100接收的视频数据。在本实施例中，缓冲器210用于静态通道侧。也即，缓冲器存储通过静态通道接收的视频数据。开关220用于在静态通道和动态通道之间切换，特别地，从动态通道切换至静态通道。当被切换至静态通道，视频数据通过缓冲器输出。也就是，存储在缓冲器中的视频数据被输出，并且通过静态通道接收的新视频数据被输入缓冲器。

显示器件230用于显示从静态通道或者动态通道接收的视频数据。显示器件230的示例为个人计算机(PC)或者电视机(TV)。

控制器240用于控制用户装置200的全部操作。控制器240还控制开关220从动态通道切换至静态通道，也就是切换到缓冲器。

接口卡250用于连接网络110。虽然所示出的接口卡250被分为静态通道接口和动态通道接口，但这是逻辑区分，并不意味着必须使用两个物理接口卡。除了显示器件230外，缓冲器210、开关220、控制器240和接口卡250可以作为一个机顶盒实现。

视频数据被通过静态通道和动态通道以与常规NVoD方案相同的方式周期传输。静态通道自始至终连续传输视频数据，动态通道位于静态通道之间。因此，静态通道自始至终传输全部视频数据，而不会被释放。动态通道从开始传输部分视频数据，并且在经过某段时间后被释放。在动态通道被释放后，用户将通过静态通道接收视频数据。

较佳地，所有视频服务器100和用户装置200预先知道传输安排。如果用户请求视频数据传输，他将以与常规NVoD方案相同的方式，得到根据请求时间的最近的即将来临的视频通道的服务。离请求时间最近的视频通道可以是静态通道也可以是动态通道。此时，用户装置200在识别出是静态通道还是动态通道是服务视频通道后执行如下过程。更具体地，根据静态通道和动态通道的哪一个是服务视频通道，可以有两种情况，下面描述每种情况的过程。

图2示出用户装置的两个过程。

在第一种情况下，服务视频通道是静态通道。在此种情况下，用户装置200通过静态通道自始至终接收视频数据，不在缓冲器存储视频数据。

在第二种情况下，服务通道是动态通道。在此种情况下，用户装置200使用动态通道开始视频服务。与此同时，用户装置200从服务动态通道开始前的任何最近的静态通道在缓冲器210存储视频数据。在经过某段时间后，这个动态通道被释放。随后，用户装置200从动态通道切换至静态通道，并且继续再现存储在静态通道侧的缓冲器210中的视频数据。释放的动态通道作为另一动态通道被重新使用。

图3示出为一个视频服务使用静态通道和动态通道的一个实施例。如图3所示设置的M个通道将出现在正在提供M个视频的NVoD系统中。

在参照图3描述本发明实施例之前，将简要描述常规NVoD系统中的通道数量。

在常规NVoD系统中，在周期T内传输每个长度为D的M个视频的所需通道数量N_n可以如下确定：

等式1

$>{}_{}$

其中，周期T代表两个相邻视频通道的间隔，并且也是用户的最大等待时间。例如，如果相同的视频每10分钟开始，周期T为10分钟。因此，提供一个视频的通道数量为长度D除以周期T。如果M个视频被提供，那么总通道数量N_n为一个视频的通道数量(D/T)乘以视频数量M。

参照图3，在本发明的实施例中视频通道被分成静态通道和动态通道，并且动态通道位于静态通道之间。如果参数d代表位于传输相同视频的一个静态通道和下一静态通道之间的动态通道的数量，d具有如下范围：

等式2

其中，N_n是使用的视频通道总数，M是服务的视频总数。如果d＝0，则表示静态通道之间没有动态通道，此系统为常规NVoD系统。并且，如果 $>>d>=>>(>{}_{}$

在视频长度D期间存在的一个视频的静态通道数量N_s1可以如下表达为：

等式3

其中，表示舍入。如已经描述的，T代表相邻通道之间的间隔，也就是周期。

因此，如果M个视频被服务，静态通道N_s的总数量可以如下表达为：

等式4

在图3中，C_k^a是对通道进行编号的符号。参数a用于编号静态通道，其值可以是0，1，2，3，...。参数k是自然数，1≤k≤d，并且用于编号存在于两个相邻静态通道之间的动态通道。

因此，C₀⁰代表第“0”动态通道。C₁⁰代表直接存在于第“0”动态通道之后的第“1”动态通道。假设C₀⁰通道的起始点是“t”，通道间的间隔，也就是视频重复的周期，为T，那么通道C₁⁰的起始点为“t+T”。C_k⁰代表在第“0”静态通道之后的第“k”个动态通道，并且其起始点为“t+kT”。C₀¹代表第“1”静态通道，C_k¹为第“1”静态通道之后的第k个动态通道，C_k^a为第“a”静态通道之后的第“k”个动态通道。

如图3所示，如果用户的视频请求在t_a到达，其中t+(k-1)T＜t_a＜t+kT，用户装置200(图1中)在“t+kT”从第k动态通道(C_k⁰)开始接收视频数据。第k动态通道可以在时间kT过后被释放，也即在“t+2kT”被释放，并且可以被用作第“2k”动态通道。

如果用户在“t”和“t+T”之间请求视频，来自C₁⁰动态通道的视频数据可以在“t+T”被再现。与此同时，用户装置200开始存储在C₁⁰之前已经开始的来自最近的即将来临的静态通道C₀⁰的视频数据至缓冲器210中(图1中)。从“t+2T”，已经存储在缓冲器210中的视频数据可以被再现。因此，C₁⁰动态通道在“t+2T”被释放，并且可以作为第“2”动态通道C₂⁰被重用。

如果用户在“t+T”和“t+2T”之间请求视频，来自C₂⁰动态通道的视频数据可以在“t+2T”被再现。与此同时，用户装置200开始存储在C₂⁰之前已经开始的来自最近的即将来临的静态通道C₀⁰的视频数据至缓冲器中。从“t+4T”，存储在缓冲器中的视频数据可以被再现。因此，C₂⁰动态通道在“t+4T”被释放，并且可以作为第“4”动态通道C₄⁰被重用。

假设动态通道被重用，由于动态通道位于静态通道之间，动态通道的重用规则可以被如下导出。

如果k等于或小于d/2，C_k^a动态通道可以被重用作C_2k^a动态通道。如果k大于d/2，C_k^a动态通道可以被重用作C_{2(k-d/2)-1}^a+1动态通道，其中代表舍入。

当考虑如上所述使用动态通道的VoD方案的重复周期为T的一个视频，总通道数量N_t1可以表达如下：

等式5

其中，N_s1是静态通道数量，N_d1是动态通道数量。也即，N_d1是在静态通道之间以间隔T分配动态通道d次所需要的动态通道数量。为最小化N_t1的优化d根据D/T的值改变，并且对一个D/T的值有多于一个优化d。图7a和图7b是显示当D/T从1变化到90时总通道数量N_t1和d的优化值的表格。图8将图7a和7b显示在图中。

以周期T传输M个视频时的总通道数量N_t可以表达如下：

等式6

其中，N_s为总静态通道数量，N_d为总动态通道数量。

此时，用户装置中缓冲器的容量必须足够大，以存储从开始到kT的视频数据。因此，需要的最大缓冲器容量为dT。这是因为1≤k≤d。

图4a至图5是显示视频服务器和用户装置操作的流程图。

图4a是显示当用户装置请求视频订阅时视频服务器操作的流程图。

参照图4a，在从用户装置接收到视频订阅请求时(S410)，视频服务器向用户终端传送传输安排和通道使用允许(S420)。传输安排可以包括所请求的视频的每个传输时间和传输视频的通道信息(也即动态通道或者静态通道)。

视频服务器检查来自用户装置的对应于传输安排和通道使用允许的确认消息(S430)，如果没有收到，则返回步骤S420。也即，视频服务器再向用户装置传送传输安排和通道使用允许。

图4b是显示视频服务器的通道使用操作的流程图。参照图4b和图3，视频服务器的操作可以描述如下。

视频服务器根据通道传输安排传输视频数据(S510)。并且，视频服务器检查当前携带视频数据的通道是静态通道还是动态通道(S520)。如果是静态通道，则不重用该通道(S530)。也就是，当前通道不被释放，并且自始至终传输视频数据(S530)。

如果不是静态通道，视频服务器检查分配给动态通道的数量(S540)。也即，视频服务器检查动态通道数量k是否大于d/2(S540)。在此，动态通道是在第“0”静态通道之后分配的第“k”个动态通道。也即，动态通道可以被表示为图3中的C_k⁰。因此，此动态通道在时间“t”+“kT”开始传输视频数据，其中“t”是静态通道C₀⁰的起始时间。如上所述，d是一个静态通道和相邻静态通道之间的动态通道的数量。

如果动态通道k的数量大于d/2，从当前通道的起始时间经过kT时，当前通道被释放，下一静态通道C₀¹后的第[2(k-d/2-1]个通道重用所释放的通道(S560)。也即，所释放的通道被重用为C_{2(k-d/2)-1}¹。如果动态通道数量k不大于d/2，从当前通道的起始时间的时间kT之后，当前通道被释放，并且第[2k]通道重用所释放的通道(S570)。也即，所释放的通道被重用为C_2k⁰。

例如，假设d为4、k为2，由于k(＝2)不大于d/2(＝2)，k为2的动态通道C₂⁰将在当前通道起始时间t+2T的时间2T之后，也即“t+4T”，被释放，并且将被重用为C₄⁰。例如，假设d为4、k为3，由于k(＝3)大于d/2(＝2)，k为3的动态通道C₃⁰将在当前通道起始时间t+3T的时间3T之后，也即“t+6T”，被释放，并且将被重用为C₁¹。

概括地说，在图4b中步骤S540的动态通道可以表示为C_k^a，如果动态通道数量k大于d/2，所释放的通道被重用为C_{2(k-d/2)-1}^a+1通道，如果动态通道数量k不大于d/2，所释放的通道被重用为C_2k^a。

图5是显示用户装置操作的流程图。

当用户输入视频订阅请求，用户装置传输该视频请求至视频服务器(S610)。当接收到传输安排和通道使用响应(S620)，之后检查通道(S630)。较佳地，通道检查步骤(S630)包括从该视频订阅请求检查哪一通道是最近的即将来临的通道，也即最快的可用通道。如果根据检查当前通道，也即最近的即将来临的通道，为静态通道(S640)，则用户装置通过该静态通道接收所有视频数据(S650)。也就是，用户装置通过该静态通道接收所有视频数据，而不需要通道切换。

如果当前通道不是静态通道，用户装置开始从当前动态通道接收视频数据，并且同时，接收来自在当前通道之前已经开始服务的静态通道的视频数据，并且在存储器中临时存储所接收的数据(S660)。在从通过动态通道接收视频数据的起始时间之后的某一段时间(在此情况下为kT)后，用户装置显示存储在存储器中的数据，而不是动态通道的视频数据(S670)。

图6a至6c是当动态通道数量d改变时静态通道数量N_s和总通道数量N_t的图。

在此，假设视频数量M为30，并且每个视频的长度D为100分钟。动态通道数量d从0变化至最大值。如果没有动态通道d＝0，这对应于常规的NVoD系统。

在图6a中，通道重复周期，也即最大等待时间T，为10分钟。根据等式1和2，动态通道最大数量d将为9。当d从0至9变化，N_s和N_t的图分别表示为“711”和“712”。当d＝4，总通道N_t具有最小值。并且总通道数量N_t为120。因此，根据本发明一个实施例，VoD系统可以通过120个通道来实现。在另一方面，在常规NVoD系统(d＝0)中有300个通道。也就是，为了在相同条件下实现VoD系统，需要300个通道。因此，当使用本发明时，VoD系统可以使用常规NVoD系统的40％的通道来实现。

在图6b中，通道重复周期，也即最大等待时间T，为5分钟。最大动态通道数量d将为19。当d从0至19变化，N_s和N_t的图分别表示为“721”和“722”。当d＝4和6，总通道N_t具有最小值。并且总通道数量N_t为180。因此，根据本发明的一个实施例，VoD系统可以通过180个通道来实现。在另一方面，常规NVoD系统(d＝0)有600个通道。因此，当使用本发明时，VoD系统可以使用常规NVoD系统的30％的通道来实现。

在图6c中，通道重复周期，也即最大等待时间T，为2分钟。最大动态通道数量d将为49。当d从0至49变化，N_s和N_t的图分别表示为“731”和“732”。当d＝8、9、10和12，总通道N_t具有最小值。并且总通道数量N_t为300，因此与1500个通道的常规NVoD系统(d＝0)相比，需要的通道为常规NVoD系统的20％。因此，当使用本发明时，VoD系统可以使用常规NVoD系统的20％的通道实现。

再次参照图6a和6c，当以同样通道数量提供30个100分钟长度的视频时，常规NVoD系统和根据本发明的VoD系统的等待时间可以互相比较。

在图6a中，d＝0的情况对应于常规NVoD系统，并且在常规系统中以10分钟的重复周期，需要300个通道传输30个100分钟长度的视频。在图6c中，在d＝8、9、10、12的情况下，以2分钟的重复周期，需要300个通道传输30个100分钟长度的视频。也即，当使用本发明时，与常规NVoD系统比较，用户等待观看视频的最大等待时间可以被减少至常规等待时间的1/5。

如实施例中描述的，本发明可以被应用于NVoD方案中的VoD广播。并且，除了视频或者影片，本发明可以被应用于传输点播多媒体数据的多媒体数据广播。

虽然本发明通过附图中所示的实施例进行描述，然而，这仅仅是为了帮助理解的示例，并且对本领域技术人员来说很明显，各种修改和等同实施例可以根据上述描述进行。因此，本发明的真实范围应该由所附权利要求确定。

工业应用性

根据本发明，不增加用户的等待时间或者减少要传输的视频总量的情况下，可以用更少的通道提供NVoD服务。也就是，在使用本发明的VoD系统中，在相同条件(相同等待时间、相同影片数量、相同影片长度)下的通道带宽效率可以被极大地提高。换言之，当使用本发明时，与常规NVoD系统比较，如果影片长度和通道数量相同，用户的等待时间可以被减少。