专利名称：移动电视系统的接入网络越区切换的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于移动TV的接入网络越区切换(handover)机制，并且更具体地，涉 及允许双模终端在最小程度地中断正在观看的节目的情况下从一个网络切换到另一网络 的越区切换机制。
背景技术：
WiFi 一直被用来描述用于基于IEEE 802. 11的无线局域网的嵌入技术。近来， 在无线局域网连接性和使用的背景下，术语WiFi已经被拓展到包括并描述诸如膝上型计 算机、个人数字助理(PDA)和包括蜂窝电话的移动终端之类的移动计算设备的一般无线接 口。WiFi的常见使用包括因特网接入、基于IP(因特网协议)的语音(VOIP)电话接入、用 于包括电视、多媒体接入播放器和记录器以及数字相机(静止的和运动的)的消费电子产 品的游戏和网络连接性。手持数字视频广播(DVB-H)是将广播服务供应到手持接收器的技术规范，手持接 收器包括诸如电视和多媒体接入播放器和记录器之类的手持消费电子产品。
发明内容
随着越来越多的便携式设备变为支持WiFi，WiFi接入网络的数量也迅速增长。将 诸如DVB-H系统之类的移动电视(TV)系统扩展到WiFi网络可以扩展移动TV节目的覆盖 范围。当移动设备/终端具有移动TV(例如，DVB-H)接口和WiFi接口二者时，WiFi接入可 被用作替代接口，尤其是在DVB-H信号不具有足够的强度和/或品质时。这里使用的“/” 表示相同或类似组件或结构的替代名称。也就是，“/”可被视为这里使用的“或”的含义。因此，本发明致力于用于移动TV的越区切换机制，以使得双模终端可以在最小程 度地中断正在观看的节目的情况下从一个网络切换到另一网络。在两个接入网络提供相同的TV节目的情况下使用户经历从一个接入网络到另一 接入网络的无缝越区切换将是有利的。通过适当的缓冲器使来自两个接入网络的视频流同 步以使得TV节目可被连续地观看，这在接入越区切换期间是更加有利的。描述了一种用于内容递送的方法和装置，包括从第一网络接收内容；移动到第 二网络的覆盖区域中；执行越区切换；从第二网络接收内容；以及丢弃任何重复的内容分 组。还描述了一种用于内容递送的方法和装置，包括从第一网络接收内容；执行越区切 换；从第二网络接收内容；判断是否有任何内容丢失；以及请求丢失的内容。
当结合附图阅读以下的详细描述时，将从中最佳地理解本发明。附图包括以下简 单描述的如下图示图1示出DVB-H和WiFi移动电视覆盖图。图2示出使用示例性双模移动终端/设备的移动TV的系统组件。
图3A示出在不同层处的接入网络切换。图3B给出在不同层处的接入网络切换的细节。图4是根据本发明原理的移动终端/设备中的示例性越区切换过程的流程图。图5示出在DVB-H系统和WiFi网络间进行切换时的缓冲器状况。图6A是从DVB-H系统到WiFi网络的越区切换过程的流程图。图6B是从WiFi网络到DVB-H系统的越区切换过程的流程图。
具体实施例方式图1示出在DVB-H覆盖区域中的WiFi覆盖区域的覆盖图，其中DVB-H是公共移动 TV的示例。在此情境下，移动终端可以接入从DVB-H系统和/或一个或多个WiFi网络中的 任一种或这二种广播/多播的TV节目。然而，WiFi接入仅在热点(hotspot)内可用，在热 点中DVB-H信号强度可能不具有足够的品质(尤其是在室内)。也就是，所广播的节目或任 何信号被发送到这样的信号的所有可用接收器。多播被发送到所有可用接收器的子集。所 有可用接收器的子集实际上可以是所有接收器的整个集合。因此，多播的含义更广，因为它 包含/包括广播的概念。现参考图1，视频源105是提供视频和/或多媒体源(一般地称作“内容”)的服务 器。盘状设备Iio是主干网络的抽象表示。服务器经由主干网络110与头端(headend) 115 通信。头端115经由DVB-H系统的广播/多播塔120将内容广播/多播到被实现为接收内 容的移动设备/终端125。服务器还与位于热点中的交换机130通信。服务器105、与DVB-H 网络通信的头端115以及热点(WiFi网络135)中的交换机130都经由主干网络连接。右 侧热点中的移动设备/终端正在从DVB-H网络接收内容，尽管它处于热点中。位于左侧热 点中的移动设备/终端能够选择它是从WiFi热点还是从DVB-H系统接收节目。移动终端 /设备在WiFi热点中经由WiFi接入点140接收节目。移动终端/设备的用户可以进行上 述选择或者移动终端/设备可以基于信号品质在接入网络间自动切换。现参考图2，源205将内容发送到视频流服务器105，该视频流服务器105将内容 转发至交换机130和头端二者，头端包括因特网协议(IP)封装器(IPE) 210、调制器215、放 大器220和DVB-H塔120。服务器经由主干网络(在图2中未示出)将内容发送至交换机 130和头端二者。示例性移动设备/终端例如是双模无线电话125。仍应再次注意，能够接 收移动TV并使用本发明的双协议栈的任何移动设备/终端可以被使用。交换机130经由 WiFi接入点140将内容发送到移动终端/设备125。双模移动终端/设备具有两个协议栈。 一个协议栈用于经由DVB-H网络接收移动TV，并且第二协议栈用于在热点中经由WiFi网络 接收移动TV。在图2中示出的示例性双模移动终端/设备125具有解调器、解复用器、编解 码器、多媒体播放器和WiFi接口。头端相应地具有复用器和编解码器(未示出)。当出于某种原因(比如由网络之一发送的希望节目的信号强度较低/降低)需要 从一个接入网络切换到另一个时，如图3A所示，视频流(内容)可以在不同的协议层处在 两个接入网络(WiFi和DVB-Η)间切换。通过DVB-H网络的移动TV服务通常具有电子服务 指南(ESG)，该ESG包含该服务的所有节目信息并且被周期地广播给移动终端。通过ESG，移 动终端能够确定节目(也被传统地称作频道)正在广播什么内容并且如何接入该内容。通 过WiFi接入网络，同样针对经由WiFi网络可收到的节目广播ESG。在WiFi网络上广播的/由WiFi网络广播的ESG是与DVB-H ESG相同的ESG或者是其改编本。从DVB-H和WiFi 接入网络二者接收ESG的移动终端能够确定节目是否既可从DVB-H接入网络接收又可从 WiFi接入网络接收，进而能够确定在接入网络从一个切换到另一个时该节目是否可被连续 观看。 可以以如下方式在不同协议层处实现越区切换1)应用层多播TV节目与描述视频流(内容)信息的会话描述协议(SDP)文件 或者包含识别多播会话所需的视频流信息的任何文件相关联/成对。来自DVB-H的节目和 来自WiFi的节目可以具有不同的SDP文件。用户可以通过使用相应的SDP文件来选择用 于观看TV节目的接入网络。该方法可能引入延迟，该延迟至少等于用于改变频道的初始延 迟。因此，越区切换对于用户是不透明的。2)网络层假设针对一个TV节目的SDP文件成对。也就是，假设ESG知道在WiFi 覆盖区域和DVB-H覆盖区域二者中哪些SDP文件对应于所希望的节目并且ESG使得SDP 文件“成对/相关联”，当通过基于信号强度的自动检测或者用户选择而发生接入网络切换 时，在较短的一段时间内(比如几秒)，来自旧接入网络的地址A的分组被转发到新接入网 络的地址B。在较短的一段时间，来自两个接入网络的分组可以从地址B到达。需要去除重 复的分组。在来自两个接入网络的流(内容)不同步的情况下，需要缓冲机制来确保平稳 的越区切换。示例性的缓冲技术在下文中描述。该方法向用户提供透明的越区切换并且它 因此可能能够避免服务的中断。3)媒体访问控制(MAC)层如果针对同一 TV节目，同一 SDP文件可用于DVB-H和 WiFi网络二者，这意味着相同的多播地址被使用，那么该地址一次与一个网络接口绑定，从 而从相应的接入网络接收视频流(内容)。为了减少连续回放的中断，可以在较短的一段时 间中使一个地址与两个网络接口绑定。可以针对一个网络接口创建一个套接口(socket)， 并且可以使所有的套接口加入多播组来接收数据。在这种情况下，移动终端/设备从所有 的网络连接接收数据并且来自不同网络连接的数据是重复的。对重复分组的去除被执行并 且缓冲技术也被应用。该方法对于用户以及应用是透明的。图3B示出用于三个不同协议层处的越区切换的三个协议栈。越区切换过程的阴 影框在不同协议层处可以具有不同的含义/实现方式/过程。在应用层处，越区切换过程 是在切断来自第一接入网络(例如，DVB-H网络)的当前节目的同时取得来自第二接入网 络(例如，WiFi网络)的ESG中的节目的用户行为。在网络层处，越区切换过程是检测信 号强度和信号品质的程序。该越区切换过程然后在一段时间中将套接口绑定接口从接口 A 切换到接口 B并且将来自接口 A的IP分组转发到接口 B。在MAC层处，因为来自接口 A和 接口 B 二者的IP分组使用相同的多播地址，所以IP分组都可以由播放器设备的套接口来 接收。在这种情况下，一次仅使用一个接口。该越区切换过程可以基于信号强度和/或信 号品质来使能一个接口并且禁用另一个。在该越区切换过程期间，存在其中两个接口都被 使能的较短的一段时间。假设存在这样的功能其可以丢弃重复的分组，并且在乱序的(mis-ordered)分 组被发送到播放器设备中的解码器之前将此乱序的分组重新排序。图4是根据本发明原理的移动终端/设备中的示例性越区切换过程的流程图。在 405，移动终端/设备从第一网络(例如，DVB-H网络)接收内容。在410，基于用户输入或信号品质或信号强度，越区切换指示被生成。在465，越区切换指示被接收。在470，测试被 执行以判断移动终端/设备的用户是否指示了切换(越区切换)到第二网络(例如，WiFi 网络)。如果用户未指示切换到第二网络，那么在475，测试被执行以判断是否要基于信号 品质或信号强度来自动切换到第二网络。如果不要进行自动切换，那么本发明的双模移动 终端/设备在465继续从第一网络接收内容。如果将要基于信号品质或信号强度进行自动 切换，那么在477，测试被执行以判断是否将在MAC层处执行切换。是在网络层处还是在MAC 层处执行是基于同一 SDP文件是否可用于DVB-H传输/信号和WiFi传输/信号的。如果 将在MAC层处执行切换，则将在495调换网络接口。如果将在网络层执行切换，则在485内 容将以分组的形式被转发。如果用户指示了将接入从第一网络切换到第二网络，则在490， 测试被执行以判断SDP文件是否成对/相关联。如果SDP文件成对/相关联，则将在网络 层执行切换并且在485内容将以分组的形式被转发。如果SDP文件不成对/相关联，则将 在应用层执行切换，并且在490，在SDP文件间进行调换。在440，经由第二网络接收内容。在445，缓冲器管理被操作。具体地，在450，测试被执行以判断是否存在任何丢失的分组。如果不存在丢失的分组，则在455去除内容中的 任何重复分组。假设WiFi流(内容)总是比DVB-H流(内容)滞后是合理的。这意味着当从WiFi 网络切换到DVB-H网络时在内容中总是存在间隙。该间隙无法被覆盖。如果存在任何丢失 的内容分组，那么在460，经由ARQ机制请求丢失的分组。出于该流程图的目的，假设仅在切 换是从使用DVB-H网络到使用WiFi网络时将存在丢失的分组。ARQ机制被用来从WiFi网 络而非DVB-H网络请求丢失的分组。被表示为第一网络的网络和被表示为第二网络的网络 在440、455或460中的任一处可以互换。这简单地使得更容易在流程图内循环。关于ARQ 机制，它常用在单播中。在多播/广播的情况下，ARQ机制也可以用来通过恢复丢失的/失 去的分组来降低端到端的分组丢失率。这实际上是因为，在WiFi网络中，连接是双向的。然 而，应注意，专用ARQ机制被应用来处理服务器处的ACK/NACK抑制。图5示出对供回放的两个不同步的视频流(内容)的缓冲。不失一般性地，假设 WiFi流总是比DVB-H流更滞后。令DVB-H和WiFi间的滞后差为屯，在播放器处的用于内 容流的总缓冲器是d2。假设客户端/移动终端/设备开始从DVB-H网络接收内容，(移动设备/终端中 的)播放器在开始内容回放之前需要缓冲开始处的(12的长度。如图5所示，存在示出了定 时的两个加阴影的条，、是DVB-H缓冲器中的当前回放点，并且、是当前时间，其中t2 = tQ+d2。、是WiFi缓冲器中的当前回放点。当客户端从DVB-H网络切换到WiFi网络时，因为WiFi网络具有(I1的滞后，所以来 自WiFi的当前流分组(内容)已经在缓冲器中。存在长度为Cl1的重复数据，并且重复内容 分组将被丢弃。在切换到WiFi网络后，如图5的第二行中示出的，所接收的内容分组是已 经在缓冲器中的那些分组的重复分组并且被丢弃，直到缓冲器长度缩短到d3 = Cl2-Cl1为止。当客户端从WiFi网络切换到DVB-H网络时，存在已经被DVB-H系统发送了但因为 滞后差而丢失的长度Cl1的数据，因此如果客户端立即切换到DVB-H则流(内容)无法连续 回放。选项有1)客户端从WiFi和DVB-H 二者接收数据持续数据长度Cl1，和2)在网络条 件允许的情况下，使用上文中讨论的专用ARQ机制来在双模移动设备/终端切换到DVB-H网络之前请求通过WiFi网络从内容服务器下载丢失的内容分组。因为所需数据是WiFi的当前流数据，所以它可能不能在WiFi网络中的服务器上立即得到。然而，可能能够直接从 DVB-H网络的服务器获得该数据。如果不能使用ARQ来获得丢失的分组(内容)，那么每次 客户端/移动终端/设备从WiFi (较慢)切换到DVB-H(较快)频道，都将存在周期为Cl1的 抖动。可以通过查看根据本发明的双模接口手机(其可以同时从两个网络接收内容流) 上的视频/内容流的时间戳来确定滞后差屯。滞后差Cl1可能从一个热点到另一个热点而 漂移(drift)并改变。考虑到可能的漂移和改变，缓冲器长度d2基于所选择内容的回放速 率和滞后差而被确定，并且在尺寸方面可以被连续更新或者最大尺寸可以基于最差情况条 件而被选择。对于越区切换时无中断的回放，缓冲器长度d2必须大于滞后差屯。图6A是从DVB-H系统到WiFi网络的越区切换过程的流程图。在605，移动终端/ 设备从DVB-H系统接收内容分组。在610，判断越区切换是否正在进行。如果未在进行越区 切换，则过程返回到605。如果越区切换正在进行，则在615，移动终端/设备从WiFi网络 接收内容分组。在620，缓冲器中的任何重复分组被丢弃。图6B是从WiFi网络到DVB-H系统的越区切换过程的流程图。在625，移动终端/ 设备从WiFi网络接收内容分组。在630，判断越区切换是否正在进行。如果未在进行越区 切换，则过程返回到625。如果越区切换正在进行，则在635，移动终端/设备从WiFi网络 和DVB-H系统二者接收内容分组。在640，判断来自WiFi网络的最新的内容分组是否与从 DVB-H系统接收的第一个内容分组相同。如果来自WiFi网络的最新的内容分组与从DVB-H 系统接收的第一个内容分组不相同，则移动终端/设备返回到635并且继续从WiFi网络和 DVB-H系统二者接收下一内容分组。这还意味着可以利用具有ACK/NACK抑制的ARQ机制来 请求丢失的内容分组。然而，如果来自WiFi网络的最新的内容分组与从DVB-H系统接收的 第一个内容分组相同，则移动终端/设备仅从DVB-H系统接收内容分组。应理解，可以以硬件、软件、固件、专用处理器或其组合的各种形式来实现本发明。 优选地，本发明被实现为硬件和软件的组合。此外，软件优选地被实现为有形地包含在程序 记录设备上的应用程序。应用程序可以被上传到包括任何适当体系结构的机器并且由该机 器来执行。优选地，在如下的计算机平台上实现机器，该计算机平台具有诸如一个或多个中 央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)和(一个或多个)输入/输出(I/O)接口之类的 硬件。该计算机平台还包括操作系统和微指令代码。这里描述的各种过程和功能可以或者 是微指令代码的一部分或者是应用程序的一部分(或其组合)，它们经由操作系统被执行。 此外，各种其他外围设备可以连接到该计算机平台，比如附加的数据存储设备和打印设备。还应理解，因为在附图中示出的某些组成系统组件和方法步骤优选地以软件实 现，所以系统组件(或过程步骤)间的实际连接可能随本发明被程序化的方式的不同而不 同。在这里给出教导的情况下，相关技术领域中的普通技术人员将能够预期本发明的这些 以及类似的实现方式或配置。
权利要求
一种用于内容递送的方法，所述方法包括从第一网络接收内容；移动到第二网络的覆盖区域中；执行越区切换；从所述第二网络接收内容；以及丢弃任何重复的内容分组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一网络是用于手持设备的数字视频广播 网络。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二网络是无线局域网。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括将从所述第一网络接收的内容存储在缓冲器中；以及 将从所述第二网络接收的内容存储在所述缓冲器中。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括测量所述第一网络和所述第二网络之间的流内容的滞后差；以及 选择比所述第一网络和所述第二网络之间的所述滞后差更大的缓冲器尺寸。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述越区切换是响应于用户输入来执行的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述越区切换是基于所述第二网络的所述覆盖 区域中更好的信号品质和更好的信号强度中的一个来执行的。
8.一种用于内容递送的装置，包括 用于从第一网络接收内容的装置； 用于移动到第二网络的覆盖区域中的装置； 用于执行越区切换的装置；用于从所述第二网络接收内容的装置；以及 用于丢弃任何重复的内容分组的装置。
9.根据权利要求8所述的装置，还包括用于测量所述第一网络和所述第二网络之间的流内容的滞后差的装置；以及 用于选择比所述第一网络和所述第二网络之间的所述滞后差更大的缓冲器尺寸的装置。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一网络是用于手持设备的数字视频广播 网络。
11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第二网络是无线局域网。
12.根据权利要求8所述的装置，其中，所述越区切换是响应于用户输入来执行的。
13.根据权利要求8所述的装置，其中，所述越区切换是基于所述第二网络的所述覆盖 区域中更好的信号品质和更好的信号强度中的一个来执行的。
14.一种用于内容递送的方法，所述方法包括 从第一网络接收内容；执行越区切换； 从第二网络接收内容； 判断是否有任何内容丢失；以及请求所述丢失的内容。
15.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一网络是无线局域网。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第二网络是用于手持设备的数字视频广 播网络。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括将从所述第一网络接收的内容存储在缓冲器中；以及 将从所述第二网络接收的内容存储在所述缓冲器中。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括将从所述第一网络接收的内容存储在第一缓冲器中；以及 将从所述第二网络接收的内容存储在第二缓冲器中。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述越区切换是响应于用户输入来执行的。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述越区切换是基于所述第二网络的所述覆 盖区域中更好的信号品质和更好的信号强度中的一个来执行的。
21.一种用于内容递送的装置，所述装置包括 用于从第一网络接收内容的装置；用于执行越区切换的装置； 用于从第二网络接收内容的装置；以及 用于判断是否有任何内容丢失的装置。
22.根据权利要求22所述的装置，还包括用于将从所述第一网络接收的内容存储在缓冲器中的装置；以及 用于将从所述第二网络接收的内容存储在所述缓冲器中的装置。
23.根据权利要求22所述的装置，还包括用于将从所述第一网络接收的内容存储在第一缓冲器中的装置；以及 用于将从所述第二网络接收的内容存储在第二缓冲器中的装置。
24.根据权利要求22所述的装置，其中，所述第一网络是无线局域网。
25.根据权利要求22所述的装置，其中，所述第二网络是用于手持设备的数字视频广 播网络。
26.根据权利要求22所述的装置，其中，所述越区切换是响应于用户输入来执行的。
27.根据权利要求22所述的装置，其中，所述越区切换是基于所述第二网络的所述覆 盖区域中更好的信号品质和更好的信号强度中的一个来执行的。
全文摘要
描述了一种用于内容递送的方法和装置，包括从第一网络接收内容；移动到第二网络的覆盖区域中；执行越区切换；从第二网络接收内容；以及丢弃任何重复的内容分组。还描述了一种用于内容递送的方法和装置，包括从第一网络接收内容；执行越区切换；从第二网络接收内容；判断是否有任何内容丢失；以及请求丢失的内容。
文档编号H04W36/14GK101803423SQ200880107617
公开日2010年8月11日 申请日期2008年9月16日 优先权日2007年9月18日
发明者上官司南, 史云涛, 李军, 谢凯 申请人:汤姆逊许可证公司