一种利用p2p机顶盒技术的流媒体传输系统及其方法

专利名称：一种利用p2p机顶盒技术的流媒体传输系统及其方法
技术领域：

发明内容
(VOD)和推播(PushVOD)月艮务。
首先《:量:^1寸装服务器将连续的传辙荒格式(TS)的流媒体文件封装
成若千量孑TS流媒体文件包(量，)；MilP2P管理系统的认证与管理，接 收^A式P2P机顶盒的传输和分组请求，自动搜索和匹酉SM有的P2P网络节点 并进行分组；会鹏目邻的P2P网络节点，每一个P2P网络节点可以从量子^J寸 劍艮务器中下载量賴；同时舰P2P管理系鄉用最短路径和最決^lr速度 的原贝腿行搜索和匹配，为此组的P2P网络节点掛共连接列表；同组相邻的P2P 网络节点根据连接列表互相传递量子包，实现所有节点共享下载具有同样序列 标己的量子包；通过^A式P2P机顶盒内置的媒体处理器的解码，将下载的量 : ^根据连续#^和时间謝斜己恢 连续的流媒体文件，实HX^节点(P2P) 技术在机顶盒中的应用。
本发明采用量子TS流媒体包(量子包)作为P2P载体，本发明的量子包是 職续的TS流媒体文件或普通文件被量子^J寸劉艮务器分割成几十kbps到几 百Kbps不等的一段段小码流的TS流^件分段。*量子包上都标有序列标 签和时间iliH己，^fi子包以文件的方式在所有^A^ P2P机顶盒之间互相传 送时^l皮丢失，也便于量:？^原成连续的TS流媒体文件。
本发明中量子te间相互传递和共享的实现过程是首先在互联网上的嵌 A^P2P机顶^AP2P管理系统中获得最短路径和最佳带宽的相邻P2P网络节 点分组和P2P连接列表；P2P管理系纟JS^用Internet网络协议(TCP/EP)，禾, 动态搜索技术，匹酉Si接列表中具有最短路径和最快传输速度的P2P网络节点， 并与之^Z^接，使同纟朋/f有P2P网络节点中的每一个^A式P2P机顶盒互相 之间^^接，互相传递和共享量子包；最后在^A式P2P机顶盒中将所有量 子包按照序列織和时间謝湖爐賊连续的TS流媒体文件，使其可以在用 户显示终端(电概几)上播出。
本发明的系统包括四个主要部分P2P量子^J寸劍艮务器、^A式P2P机
顶盒、P2P管理系统和互联网络。
本发明的P2P量子^i寸劍艮务器是用来将连续的TS流媒体文件或其他文 件分割和封装^f的量子包(几十kbps到几百Kbps的一段段小码流的TS流 或文件分段)并按照分段的" 纟^^些量^&分别标上具有)§续^^的序列号， 以及按照同一时间段或文件播放时间给量子包iH己时间戳。封装好的量賴通 过互联网协议从量^fei寸装服务器上下载至P2P网络节点上的IMA式P2P机顶 盒；也可在P2P网络节点上的所有駄式P2P机顶盒之间相互传输和共享。当 量子包下载至机顶盒，通过内置的媒体处理器的解码，将量子包根据连续标签
按序号恢复成ii^卖的TS流媒体文件，舰时间Sfeia控制不同解码器的解码速
度和能力，从而控制 流量，实现平 码，防止由于送入的突发 量过 诚離码器P腺或瘫痪。ilii^缴i^和时间戳控制技术，可以M^、缓存区， 降^#1顶盒的] ，使P2P客户端软件會嫩装在普通D TV机顶盒上，不需要 石赠即可获得P2P电视直播接收，视频点播(VOD)，电视推播(PushVOD) 等服务。
本发明的互联网尉链接於P2P节点的网络，魏成P2P网络节点的媒 介。采用互联网作为P2P的传繊某介，可将内容直播、点播和推播业务部署在 世界上招可地方，離网络和时空的限制。
本发明的^A^ P2P机顶盒在互联网上，请求信息，MilP2P管理系统 的认证后便可视为一个P2P网络节点。量子包在P2P网络节点之间的^ij皿 ^S联网上的^A^ P2P机顶^>人P2P管理系统中获得最短路径和最佳带宽的 相邻P2P网络节点分组和P2P连接列表。实l!il程是MAS:P2P机顶盒将内 置的电子节目菜单(EPG)信息、自身的地址信息和传输分组请求，发送给P2P 管理系统；该系乡棘取最佳原则自动搜索和匹配，将互联网上相邻的所有P2P 网络节点进行分组并粒P2P连接列表；机顶tH据返回的连接列表，顿自 动搜索到具有最短路径和最側专输逸度的同组相邻的P2P网络节点；lili:联
网TCP/IP协议方式各节点之间互相^5:连接，传递和接收所需的量子包，实现
与同组的P2P网络节点共享下载量子包；接收的量子包可以暂存在机顶盒的缓 存器或内置激卜置的存储器(硬盘)中。视频播放时，^A式P2P机顶盒将量
，按照连续i^iim咴复皿续的TS流媒体文件，M时间戳控制解码皿 和 流量，恢复的TS流媒体文件 :机顶盒内置的媒体处理器謝 码后便
可输出到用户的电Mt几屏幕上。戶/M^A^ P2P机顶盒包括(1)网卡，与互 联网连接，用于》AS联网收发聽信息，其中包縫子包麵；(2)剤^g， 用于存储来自互联网的量子包及数据；(3)USB接口，用于^^T展存储器的 接口； (4) CPU，分别与媒体处理器、网卡、USB接口和外部控制输A^置相
连接，通Mii行^A^软件系统实现对与其相连的各个部件的控制，并实mf
述录制终端的多种处理功能，其中主要包括从网離收和发送量子包，将被分
割成量子包的流媒体TS续接成遊卖的TS流，及根据P2P节点信息表自动搜索 最短路径和最佳带宽柳艮务器，并从其获取量预，接收电子节目菜单(EPG) 并将点 ^送到前端；(5)媒体处理器，负责赠荒媒体 进行解码处理；(6) 音视频输出装置，并将解码后的视频和音频输出到电视机上；(7)夕卜部控制输 A^置，用于Mf鈔卜部对该终端的控制输入。
本发明的P2P管理系 用节点集中管理与节点自动搜索相结合的^技 术。该系^t接入网络的^A^ P2P机顶盒进行注册、授权和认证管理，在该 管理系统的平台中，经过认证后的KA式P2P机顶盒将被视作一个P2P网络节 点。
P2P管理系^t所有加入P2P网络的节点进行分组，其实J皿程是首先 ^A式P2P机顶盒内置的电子节目菜单(EPG)记录用户已选择的节目或频道 信息，^A5t P2P机顶織出4输分组请求的同时将EPG信息也发i^合P2P管 理系统，系維圣过认证后，采用自动搜索算法，寻找正在传输或下载同一个节 目或频道的所有P2P网络节点；然后把发出请求的机顶盒作为其中一个相邻的
P2P网络节点，与它们分在一个组内，形成分乡li[据，将分组数据存储在数据
库中，分组便 : 库自动完成；然后P2P管理系统根据最短路径和最佳带
宽原则，为同组P2P网络节点选择P2P连接歹據，同组針P2P网络节点根据 返回的连接列表自动搜索，选择具有最短路径和最側专输速度的同组某一个或 多个P2P网络节点并从中获得所需要的量子包。因此^A式P2P机顶盒可以同 时向多个P2P连接节点获取量子包，提高传输M;同时P2P连接列表也可以 只给出有限数量的P2P节点，节点数可以根据P2P网络带宽和节目状 皿行控 审U和调整，便于集中管理，在有限数量的P2P网络节点中自动搜索和相互连接 传输，便于CPU资、源有限的IPTV机顶盒也會,有效的完成P2P功能。
*P2P网络节点可随时要求加入某个分组，一fiM过I^A式P2P机顶盒 把EPG信息和请求信息^^合P2P管理系统，实现过程如上戶脱。因此当用户 更换收看或下载的节目频道时，P2P管理系统可用最决的速度重新寻找一组具 有最短路径和最佳带宽的相邻P2P网络节点分组和连接列表，实现量賴的传 递和共享。
3M:i^方法，所有的在互联网上的P2P网络节点W"在最短路径和最决 传输鄉的劍牛下，收到P2P连接列表，实行互相共享 和传递麵。 一个 P2P管理系统可以管理数万个P2P网络节点，多个P2P管S^统可以同时使用， 管理任意增多的P2P网络节点。
在本发明的系统中，至少有一个量子敏劍艮务器连接到互联网上，作为 P2P频道的 源和种子服务器，为用户掛共转换成量子包的流媒体原文件。 至少有一个P2P管理系统(服务器)在互联网上管理要求接入、发送请求信息 或正招til麵的所有^A^ P2P机顶盒，为其樹共注册、认证和授权；并对 所有P2P网络节点进行分组，为其^^连接列表，实JIi^连接和传送。至少 一组KA式P2P机顶盒，连接在互联网和电概JLt间，将用户点衝言号或EPG 信息传送至P2P管麟统，互相接收和^t量賴，将量子包续接雌续的TS
流媒体，M31视频解码输出到电视机；至少一个电，股几，用于作为音视频输出 单元，播放多媒体信息。


图1是根据本发明实现P2P系统原理图2是根据本发明节目流量^a切割与标己原理图3是根据本发明M:量子^i寸装服务器工作流程图4是根据本发明 ;量:^^寸装服务器实现电^1:播的原理图5是根据本发明P2P网络原理图； 图6是根据本发明的^A式P2P机顶盒硬件结构原理图； 图7是根据本发明的^A^P2P机顶盒软件结构原理图； 图8是根据本发明的KA^P2P机顶盒工作流，呈图。
具体实施例方式
本发明的齡P2P^if与播出的系统，如图1所示，系统由四个主要部分组 成P2P量^f^M劍艮务器、mX^P2P机顶盒、P2P管麟统和互联网络。
P2P量子^J寸装服务翻每连续的TS流媒体或文件分割和封驗軒的量子 包，按照纖的JI,给所有量子包标上连续标签，按照时间点给量子包标上时 间戳。封装好的量子包储存在量子^J寸劍艮务器，作为P2P界面内容或电视频 道的数据源藤中子量子包，供Mil认证后的^A式P2P机顶盒下载。当某^W M P2P机顶盒在互联网上成为一个P2P网络节点时，向P2P管理系乡ffijl请 求信息并获得认证后，#与量子^#劍艮务器或其它P2P节点的通iTO系， 根据请求信息从量子^i寸劍艮务器M它P2P节点中取走所需的量子包。
P2P管理系统分析从* P2P网络节点得到的EPG请斜口地址信息，采用 自动搜索算法、最短路径和最佳带宽原则，对相邻的所有P2P网络节点进行分
组，被分配在同组中的駄式P2P机顶餓照从P2P管理系縱来的连接列表
进行搜索与匹配，选择具有最短路径和最側tir速度的相邻P2P网络节点，通
过互联网TCP/IP幼、议方式互相^i接，实现量，的互相传递并与相邻P2P 网络节点共享量子包。
同组中某^mX^ P2P机顶盒作为P2P网络节点从量子^J寸劍艮务器获得 种子量賴，同时又将种子量子包^^合另一im式P2P机顶盒，另一错 入式P2P机顶盒再作为一个P2P网络节点，如此反复循环便实il^组P2P网络 的传递，实现同组^A^P2P机顶盒之间的,相互传输和共享。
接收的量子包可以暂存在机顶盒的缓存器或存储器(硬盘)中，视频播放时， 量子包根据连续丰碟，按JI,恢复成遊卖的TS流媒体文件以及舰时间戳控制 解码繊和 流量，M駄式P2P机顶盒内置的媒体处理器解码后，输出 到用户的电I ^W幕上
P2P管理系旨接入网络的^A式P2P机顶盒进份主册、授权和认证管理， 所有在互联网Jl^过认证的^A式P2P机顶盒将被视作一个P2P网络节点。P2P 管理系统的主要的任务舰请求加入P2P网络的节点进行分组，其实lil程是 ^A^P2P机顶盒M内置的电子节目菜单(EPG)记录，当用户选择某个节 目时，用户选择收看或下载的节目或频道信息，駄式P2P机顶盒的i魁止信息 将一荆专送给P2P管理系统。经过P2P管理系统认证后，按照mA式P2P机顶 盒提供的所有信息进行分组，即将所有正在收看同一个节目或频道的相邻P2P 网络节点分在一个组内，形成分组 ，分组数据存储在数据库中，分组通过 ,库便自动完成。
P2P管理系统的分组管理可以用分类方法完成，首先将收看同样节目， 道的P2P用户分为一个大组，在将大组内某个时段收看同样节目或频道的P2P 用户进行第二次分组，最后在第二次分组中找出最佳相邻P2P节点分组。在进 行最佳相邻P2P节点分组时，采用最短路径和最佳带宽原贝腿行搜索与匹配，
为同一分组中的P2P网络节点选择最佳P2P连接列表，并将连接列表^t给嵌 入式P2P机顶盒，机顶盒按照连接列表自动搜索、采用不同算法，选择具有最 短路径和最決^iri!S的同飽某一个或多个P2P网络节点并从中获得所需要的 量子包。由于^A^iP2P机顶盒可以同时向多个P2P连接节点获取量预，在 满带宽负荷劍牛下也可同时从任何其它多个P2P节点下载量子包，从而解决了 上行带宽小于下行带宽的不^^尔 #^问题，提高了传输皿。同时P2P连 接列表也可以只给出最佳的有限数量的P2P节点，节点数可以根据P2P网络带 宽和节目状况瞎7舰行调整，在有限数量P2P节点中自动搜索最佳相邻P2P网 络节点，便于CPU资源有限的IPTV机顶盒有效地完成P2P功能。
3MlM方法，所有的在互联网上的P2P网络节点都可在最短路径和最快 传输繊的割牛下，收到P2P连接列表，实现互相共享,和传递麵。 一个
P2P管理系统可以管理数万个P2P网络节点，多个p2p管am统可以同时使用，
管理任M多的P2P网络节点。
根据本发明TS流媒体或文件被量^i寸劍艮务lli寸装成量T^，量子包作
为P2P的载体文件，其封^31程中的切害U与标改口图2所示。正常的节目TS 流媒体是一"t^卖的节目流，对正常节目18、繊纟请:？^装的过程是首先 ,续节目流按照一定的数据大小(几十kbps到几百Kbps)，切成一段段的小 码流的TS流gti:件分段，即量子包。对齡量预按照切割的 ^标己具有连 续丰絡的序列号，如图所示的Ql， Q2…Qn， 一！Bi己至lj节目文件终止；同时 按照同一时间段或文件播放时间为每个量子包打上相应的时间戳，如图所示的 Tl， T2...Tn，直到节目时间终止。所有标有连续丰^^序号和时间i^H己的量子 包在量^J寸鄉艮务器中作为P2P节目叙件的麵源或lr fe种子，被駄 式P2P机顶盒下载到内置的缓存器或存储器(硬盘)之后，在网络中从一个节 点传向另一个节点，将正常的遊卖节目流封装成^P个小量子包，可以提高传 输速度，量子包大小还可以根据网络带宽和传输速度进行调整，最大化利用网 络带宽，舰时间戳控制不同解码器的解码鹏和育g力从而控制娜流量，实 现平滑解码， >缓存区，斷氐机顶盒的成本，使P2P客户端软件育,驗普
通IPTV机顶盒上而不需^S跑即可实现P2P电丰爐播接收，撒频点播(VOD)。 当给IPTV机顶盒EJl石S:后，可以实现电视推播(PushVOD)或多媒Wi播 (Push MOD)等。
本发明的量子，翻艮务器工作流程，如图3M^。首先量T^i寸劉艮务器 对连续的流媒体文件或普通文件，进纟ft刀割与标记，流媒体文件或普通文件被 分割和封装成若干的量T^ (几十kbps到几百Kbps的一段段小码流的TS流或 文件分段)，量，的大小根据支持P2P网络的带宽大小和^A^P2P机顶盒的 处理能力以及存储器的大小确定；被切害啲量子包按照序号标己连续标签并按 照同一时间段或文件播放时间进行时间徵示记；被^Hfi好的量子包封装到量子 ^t劉艮务器的存储器中，当一个P2P网络节点与量^ ^^劍艮务器^3i接 后，取^^f需量^;同时同组的齡P2P网络节点可互相^53i接，^h量 ，在各节点中互相共享传输；当所有的量子包被连续下i^，通过^A式P2P 机顶盒内置的解码器将所有的量子包按照连续+礎柳,恢复成连续的TS流 媒体文件，通过时间戳控制不同解码器的解码速度和能力从而控制数据流量， 实现平滑解码。由于量子^Jt劍艮务器的输出带宽采用千兆网卡，可以同时对 多个节目，频道和文件进t请子^l寸装，所以，可同时与很多P2P节点连接， 同时支持各个P2P网络节点分乡Mf需的各种流媒体文件，每一个流媒体切割与 封装的过程与，描M31^t目同。
根据本发明的量^i寸劍艮务器可实现P2P电M:播，如图4所示。与普通
方式播出的流媒体文件不同的是，采用P2P技^f播、直播电视频道时，需要 增加视频编码器，该视频编码器采驗播^l:播的视音频信号，并按照MPEG4、 腦劇也娜鹏编码格规縮成TS流媒体文件，此文件可封驗IP上通 过互联网络邀缠:？^劍艮务器，再由服务器分割成P2P量子包，量子包的
j纖过程如上戶腿，当量子^iM;P2P网^f专送到P2P机顶紅后，按照如上 戶腿的方^E量子包续接成纖的节目TS流，舰机顶盒可以将连续的TS流 播放到电鹏幕上，从而完成了齡直播与收丰鹏呈。
本发明涉及的P2P网络原理，如图5所示。量子M装服务器将流媒体文 件服或数据按顺序切割，封装成具有序列标签和时间戳的量子包，并放在量子 封劍艮务器的存储器中，作为该P2P频道的繊源或量^a种子，供其它的P2P 网络节点下载。
当mA^P2P机顶盒A要收看或下载节目或频道时，它首先向P2P管理系 统发出传输和分组的请求，并将用户选择电子菜单(EPG)中的节目或频道信 息，以及机顶盒A的地址信息同时^i^合P2P管理系统；该系纟M机顶盒A的 请求及其A的网络itffit行认证，M认证后，机顶盒成为一个相邻P2P网络 节点A; P2P管理系统根据相应搜索算法，寻找一组正在传输相同节目或频道 的具有最短路径和最佳带宽的相邻P2P网络节点(A、 B、 C、 D、 E、 F)，并把 它们分组成同一组；P2P管理系统自动为节点A匹配和选#^佳的P2P连接列 表，靴该P2P连接列表信息发给节点A; P2P网络节点A收到该信息后，根 据网络延迟情况和相邻同组节点下载速度，选择已经加入同一分组的相邻P2P 网络节点(A、 B、 C、 D、 E、 F、。。。)其中的最佳网络传输节点(D、 E、 F、。。。)， 与它们K^接，互相传递和下载量子包；节点A也可以和量子^J寸劍艮务器 ^i接，更新节目频道和量子包种子，并与各个节点交换和共享所有的数据。
如果当节点A发现与之粒联系的节点(D、 E、 F)都没有所需的量子包 n时，就会与同一分组中的其它网络节点^i接，从中筛选出有量T^n的节 点(B、 C、。。。)；节点A根据节点的负载情况和其网络舰时间，衫瞇出最优 的网络节点B，向其请求量，n，节点B会根据其请求将量子包n ，给节 点A。从而4,P2P网络的性會,撮优。
如果当节点A需要结束播放，退出P2P分组的时候，就会向P2P管理系统 发出退出节目，道的请求；P2P管am统会根据P2P网络节点A的退出请求 将其从该P2P频道的连接列表中删除，felt后加入的节点便不会向P2P网络节 点F请求 。同时P2P网络节点A也会将其退出的消息告知其它正在与之建 ，接的节点，节点A退出后，其他节点都不再与节点A交换数据。
^A^ P2P机顶盒硬件结构，如图6所示，由10/100M以太网卡或WiR将 流媒体文件送给CPU处理，经过CPU处理后的视频和音^ 流再送给媒体
处理器解码，解码后M:音视频输出模块恢复淑熟:Ji或数字音视频信号可在电
WLhM示。
CPU负^M行操作系统、浏览器、通讯协议、管理软件等，完成^A^P2P 机顶盒的大部分处理功能；媒体处理器可由硬件或DSP方式实现，负责对各种
音视频格式的多媒体信号进t ^码处理，还原成模m^数字视频和音频并在电
,魁肚显示；Memory和Flash作为系 |#马器的内存，可暂时存放少量的量 子包；10/100M以太网卡或WiFi负责接收和総网^ 流；HDD (内置石赠) 作为^A^P2P机顶盒可选的存储器， 一部分存储P2P量子包，另一部分存储 用量^续接好的节目和文件；MUSB可以实现接入外置5M;音视频输出 模块将CPU解码后的音视频文件恢娜鄉微字音视频信号；红外離器上 有返回键，菜单键，频31±下切换键和音量控制键等，实5鹏户操作。
在本发明的硬件系统中，可实现标准清晰度电视输出，也可实现数字高清晰 度电视输出；可处理不同的^频格式和音频格式。
^AS; P2P机顶盒中的存储器M存储部分量子包完成P2P ^ii和下载功 會g，其所存储的量^S数量可以根据mA^ P2P机顶盒在旨P2P网络中的作 用和需要进fiH周整，当机顶盒内存可以支持所要求的存f糧时，用内存作为P2P 量^存储空间，如果内存空间不够，可以将量，存储在^A式P2P机顶盒 的鹏中。
用户操作可M红外M^器实现，并在电MJdM EPG的界面呈现，移动
光标至ij戶m择的图标，按确认键完^^皿的操作，可以翻页，上下滚动。EPG 有两种， 一种是本地EPG (也称为TVPortal),对本地硬盘存储的内容分类，通 皿控器选择和控制内，放；另一种是由 提供的EPG，供用户选#^制 和下载，实时播放繊等，如果没有5體的机顶盒，只支持前端^f共的EPG。
实现本发明^A^ P2P机顶盒的分层模±刺七駄式软件结构，如图7戶标。 最底层是硬件平台(Hardware Platform),在硬件平台之上是硬件驱动层
(HardwareDriver),该层^A各种与硬件相关的驱动程序，如IDE驱动，USB 驱动，各种解码器驱动，Tmer驱动等；在驱动层之上是Linux操作系统(OS) 包括进S/线程的管理，文件系统，协议栈等；在操作系统之上是应用程序库
(LIBraiy)，包括了流媒体(Streaming)处理，图形库(Graphics),加密包括 CSS， AES等，解码器Decoder包括各种格式的音视^lf码器等较为通用的程 序库；应用禾il^层，包括浏览器(Browser),播放器，系统配置管理，P2P功能 模块，PVR模块，TVPortal模块，广告插播模块，DRM，游戏(Games)，终 端管理引擎，软件升级管理(Software Update)等应用禾骄，这些应用禾辨分别 完成其特定的功能，例如软件升级管理程序的功能是实现和管理软件的升级； 肚层敏用管理层(ApplicationManager),负责系统中各类应用禾聘的管理，
以皿用，Mm司的通讯。
采用本发明的软件分层结构，可以使软件与硬件分离，与硬件的关《31硬 件驱动软件模± 决，因此更换不同的硬件平台，软件部分只需要改写与硬件 相关的部分，如硬件驱动^ii^j。
网络管理引擎，可以^^对终纟驗行网路远禾m控与管理的软件模块。P2P 软件模嫁其它应用模块一样駄到机顶盒的应用层，駄P2P软件模块后的 机顶盒，即^A^P2P机顶盒，可以作为P2P网络中的节点，实现P2P网謝专
输的功能。
本发明^A^ P2P机顶盒的软、硬件系鄉用Linux操作系统，但并不仅
限于Linux操作系统。该软件系统,支持HTML， JavaScript, Flash等功能的 浏览器，可以直接上网浏览，显示菜单及信息。该系乡，可以对Intem改协皿 行处理；接受繊P2P管理系全树駄式P2P终端的远程控制，实现P2P认证 和管理；实现节目的分段存储和量子包续接成完整的流媒体文件；实5舰节目 的DRM (内容版树尉户)解密，完,告插播与控制等功能，这些都ffi3iig行 在CPU上的^A^软件完成。由于^A式P2P机顶盒的许多功能都是靠软件完 成的，所以本发明强调了^A^ P2P机顶盒远程软件升级的重要性，M软件 可以M互联网络会^A式P2P终^^程升级。
i^A式P2P机顶盒也可以是一个带硬盘的网络多媒体终端，它可以实MH重 播放，实现视频、織多媒体组播、点播、本地播放，麵处理，VoIP方式的 语WS讯。因此，具有连接家庭网络(PC，智會镓电和其它多媒体终端)的以
太网端口，也具有电话接口。该^A^; P2P机顶盒还具有游戏功能，及更多地 M:宽带互联网和电视跑共互动信息服务的其它功能。
为了更方便的皿和査找存储在MA^ P2P机顶，百G的大S^上的各 种信息，机顶盒内建本地EPG或TVPortal (本地电视门户)，对内容进行分类 管理，该本地电视门户采用模剁七结构，各种功能的加入，只需增加相应的功 能模块，此外，还有内容检索功能。
作为一个完整的服务系统，要求终端有可管理性，所以，本发明为嵌入式 P2P机顶盒麟管理引擎，系统可以通过管理引擎获得所需机顶盒的资料，并 对它进行控制与管理。
^A^; P2P机顶盒的认证管理功能的实现^M:用户端首次连接到互联网
后，自动向远程P2P管理系縱出注册信息，包括终端的属性信息(如支持的 视音频格式、浏览，型等)。远程P2P管理系,用户3t行认证。认证不M， 繊管縣统拒绝注册；认M31，远程P2P管理系统将下发与该终端相适配 的媒條式内容和增働艮务。本发明的^A^P2P机顶盒的另一个重要点是，具有广告自动插播功能，由 前端将节目和广告推送到用户的^A^ P2P机顶盒硬盘中，由于采用的是分段 节目麟，在播放时需要有节目续接处理，前端可以控制广告插播的间隔，选 择广告内容，插播7M，在节目续接时将广告插入至幡放的节目中。这种新的 广告播出方式比传统的电视广告更加具有针对性，也称之为定向广告，可以根 据人群的不同，推播不同的广告，也可根据付费情况的不同，设计插入广告的 时间间隔和次数。
本发明^A式P2P机顶盒工作流程，如图8所示。首先是^A^P2P机顶 盒接入互联网，MP2P管理系统的认证后作为一个P2P网络节点； 一旦用户 M31iffi^^EPG上点播或下载视频节目，嵌入式P2P机顶盒内置的EPG记 录便获得用户选择收看或下载的节目或^t信息，并把该EPG信息、机顶盒的 网络itt信m^请求分组信息共同传邀合P2P管理系统；经过P2P管理系统认 证，确定^A^P2P机顶盒的一个P2P网络节点的分组，即同一时间所有正在 传输同一个节目或频道的相邻P2P网络节点分在一个组内，并从该分组中M 算法选出最佳相邻P2P节点分组和P2P连接表，所有的分乡1 存储在 库
中，分组ffi3i麵库便可自动完成。
Mii^^B各径和最佳带宽匹配算法从P2P分组信息中选 佳的相邻P2P 连接列表，将驗列表发纟封亥P2P节点，此P2P节点的机顶盒收至隨接列表后， 根据所需要的量子包，搜索连接列表中的所有相邻的P2P网络节点，Mil^佳 路径、最佳匹配带宽和最快传输速度的判别并与之粒联系，从建立联系的其 他节点处获得所要的量子包，同时把下载的量子包存储到缓存器或存储器(硬 盘)中，该节点也为其它节点也劍共量％下载，所有的P2P网络节点在相互 连接和传输中采用TCP/IP协议。
在播放节目时mA^ P2P机顶盒将量子包按照序列磁卖接^i^的TS
流媒体节目，通过机顶盒中的解码器解码，输出视频和音频，在用户的电视机
上显示。当用户需要停止播放时，按下 器的停止播放键或者切换频道，嵌
A^P2P机顶盒向P2P管理系统发送节点退出信号，系统收到i亥节点退出信号 后，将其从P2P网络分组中删除，及时魏相邻P2P网络节点中所有的连接列 表，对所有相邻P2P网络节点发出退出信号，正在互相4输 的P2P网络节 点自动断开。当用户选择新的节目和频道时，^A^P2P机顶盒向P2P管理系 统^f 的分组请求，获得新的连接列表，并加入新的相邻P2P网络节点，工 作流程与i:^过程相同。
本领域的熟练技术人员会明白，尽管这里为了说明的目的而描述了相似性系 统的特定实施例，但是在不脱离本发明精神和范围的情况下可以作各种修改。 因此，除了附加的权利要粒外，对本发明不作限制。
权利要求
1. 一种利用P2P机顶盒技术的流媒体传输系统，包括以下几个部分-至少一个P2P量子包封装服务器，用于将连续的TS流媒体文件或其他文件分割和封装成多个量子包，并按照分段的顺序给这些量子包分别标上具有连续标签的序列号，以及按照同一时间段或文件播放时间给量子包标记时间戳，最后通过互联网络将上述量子包发送给用户端；-至少一个P2P管理系统，对接入互联网络的嵌入式P2P机顶盒进行注册、授权和认证管理；以及按照将传输或下载同一个节目或频道的所有P2P网络节点分为同一组的原则，对所有加入P2P网络的节点进行分组；并根据最短路径和最佳带宽原则，为同组P2P网络节点选择P2P连接列表；使同组所有P2P网络节点中的每一个嵌入式P2P机顶盒互相之间建立连接，互相传递和共享量子包；-至少一个P2P机顶盒，位于用户端，用于通过互联网络向P2P管理系统发送请求认证信息，通过P2P管理系统的认证后成为一个P2P网络节点；所述P2P机顶盒从P2P管理系统中获得最短路径和最佳带宽的相邻P2P网络节点分组和P2P连接列表，并且基于该列表接收和缓存量子包；以及在P2P机顶盒中将所有量子包按照序列标签和时间戳标记被重组成连续的TS流媒体文件，使其可以在用户显示终端上显示；-至少一个音视频输出单元，连接到P2P机顶盒用于播放多媒体信息。
2、 根据权利要求1的利用P2P机顶繊术的流媒体4输系统，其中P2P 机顶盒通过内置的媒体处理器的解码，将量子包根据连续标签按序号恢复成连 续的TS流媒体文件，舰时间微斜己控制不同解码器的解码鹏和能力，来控 制W流量，实现平滑解码。
3、 根据权利要求i的利用P2P机顶餓术的流媒術输系统，其中戶;M嵌入P2P机顶盒包括(1)网卡，与互联网连接，用于AAS联网收发数据信息，其中包括量子包M; (2)存{線置，用于存储来自互联网的量子包及数据；(3) USB接口，用于扩展存储器的接口； (4)CPU，分别与媒体处理器、网卡、USB接口和外部控制输入相连接，aii^行^A式软件系统实m^t与其相连的各，件的控制，并实m^M录制终端的多种处理功能，其中主要包括从 网,收和发送量^，将被分割成量，的流媒体TS续接成连续的TS流， 及根据P2P节点信,歸自动搜索最短路径和最佳带宽的服务器，并从其获取量 子包，接收电子节目菜单(EPG)并将点播繊送到前端；(5)媒体处理器， 负责对流媒体翻进行解码处衝(6)音视频输出體，并将解码后的视频和 音频输出到电视丰/U:; (7)外部控制输A^置，用于提供外部对该终端的控制 输入。
4、 一种利用P2P机顶盒技术的流媒体fm方法，包SM:量^J寸装服务器将纖的TS流媒体等各种文件封装成量子TS流媒体包，舰P2P管麟统 的认证与管理，和对所有在互联网上^il的^A^ P2P机顶盒进行匹配并分组， 作为一组相邻的P2P网络节点，每一个P2P网络节点可以从其它节点下载并与 其它节点共享一组具有同样序列f斜己的量子包，在相同时间t^示记下通过解码 器将量子包根据遊對礎恢誠连续的流媒体文件。
5、 根据权利要求4的利用P2P机顶盒技术的流媒体传输方法，具体包括以 下步骤A) P2P量子包封服务器将遊卖的TS流媒体文件或其他文件分割和封装 成多个量子包，并按照分段的",给这些量子包分别标上具有连续H的序列 号，以及按照同一时间段或文件播放时间纟糧子包l射己时间戳，最后通过互联 网络将il^量^^^合用户端；B) 用户ilil P2P机顶盒经由互联网络向P2P管JK统发出注册和认证请求；C) P2P机顶^KlP2P管理系统认证后，成为P2P网络节点，用户选择节目或频道，并且该B^择的节目或频道信息在P2P机顶盒发出传输分组请求的同时将这^fl息也皿给P2P管理系统；D) P2P管理系统按照粉专输或下载同一个节目或频道的所有P2P网络节点分为同一组的原则，对所有加入P2P网络的节点进行分组；并根据最短路径和 最佳带宽原则，为同组P2P网络节点选择P2P连接列表；并将该连接列表縦 给同组中的每个P2P网络节点;同組所有P2P网络节点中的每一个P2P机顶盒；E) 同组^P2P网络节点根据返回的连接列表自动搜索，选择同组中具有 最短路径和最,专输速度的一个或多个P2P网络节点，并且在互相之间^3i 接，互相传递和共享量预；F) 最后P2P机顶盒缓存收到的量子包，以及将所有量子包按照序列^^和 时间謝斜己^S组成遊卖的TS流媒体文件，使其可以在用户显示终端上显示；G) 禾,连接到P2P机顶盒的音视频输出单元播放下载的多媒体信息。
6、 根据权利要求4或5的利用P2P机顶盒技术的流媒体传输方法，其中 P2P机顶盒为嵌入式P2P机顶盒，并且可以同时向多个P2P连接节点获取量子 包。
7、 根据权利要求4或5的利用P2P机顶盒技术的流媒体传输方法，其中同 时P2P连接列表也可以只给出有限数量的P2P节点，并且在有节点退出P2P系 统时，自动添加和补足新的节点。
8、 根据权利要求4或5的利用P2P机顶技术的流媒体传输方法，其中当 用户更换收看或下载的节目频道时，P2P管理系统可用最快的速度重新寻找一组有最短路径和最佳带宽的相邻P2P网络节点分组和连接表，实现P2P机顶盒量子包的传递和共享。
全文摘要
本发明是嵌入式P2P机顶盒的技术与及其实现方法。通过量子包封装服务器将连续的传输流格式(TS)流媒体等各种文件封装成量子TS流媒体包(量子包)，通过P2P管理系统的认证与管理，对所有在互联网上传输的嵌入式P2P机顶盒进行匹配并分组，作为一组相邻的P2P网络节点，每一个P2P网络节点可以从其它节点下载并与其它节点共享一组具有同样序列标记的量子包，在相同时间戳标记下通过解码器将量子包根据连续标签恢复成连续的流媒体文件。实现对等节点(P2P)技术在机顶盒中的应用。
文档编号H04N7/24GK101207805SQ20061016543
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月20日 优先权日2006年12月20日
发明者菲 何, 琦 周, 秦绮玲 申请人:北京汉辰科技有限公司