组合多个通信链路的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及能够通过多个通信网络接收多播内容的客户端装置(30)，该多个通信网络包括用于分别连接到客户端装置(30)的至少一个宽带接口和一个仅接收广播接口的至少一个具有宽带带宽的宽带网络和一个广播网络，其中所述客户端装置(30)包括能够选择待使用的接口的适配器选择器(32)以便于节约宽带带宽。
【专利说明】组合多个通信链路的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够通过多个通信网络接收多播流的客户端装置。更具体地，本发明涉及能够通过多通信网络接收多播内容的客户端装置，该多个通信网络包括至少一个宽带网络和一个广播网络，用于分别连接客户端装置的至少一个宽带接口和一个仅接收广播接口。此外，本发明涉及通过多个通信网络发送和/或接收多播内容的方法。
【背景技术】
[0002]多播、单向链路、多通信链路的组合、多播代理和多播路由器是多播流传输会话中广泛使用的概念或组件。在多播流传输会话内，多播流量作为数据流发送到各种接收器。然而，接收器的组可以随时间变化。接收器指示它们期望使用IGMP协议(RFC 3376)来接收给定多播会话。
[0003]单向链路是不提供返回路径的传送信道。存在通过因特网路由多播流量的多播路由协议。例如，可以应用DVMRP(RFC1075)和PM协议。还存在称为IGMP-代理的后台程序(daemon)，其代理从一个网络到另一网络的IGMP请求并且因此实现与在RFC454中描述的类似的某种IGMP窥探。
[0004]用于多播的传递网络以及诸如网关之类的客户端装置中的广播流量的智能管理可以通过选择最适当的网络适配器来完成。
[0005]多播IP由两个主要特征构成。首先，基于组地址的寻址机制，其中，IP地址识别作为当应用到IPTV时的TV信道/流的多播组，以及其次，称为IGMP(IP组管理协议)的IP信令伴侣协议，其由终端/应用使用以发出其连接和断开的信号到例如是TV信道的组。IGMP协议允许由一个或多个路由器构成的IP网络通过仅在已经信号通知了至少一个组成员的分支上转发多播IP分组来最优化多播IP流量的分发。广播网络已经在可以传输包括多播IP流的IP流的方式上演进。可替代地，在IPTV的背景下，IGMP还用于选择TV信道。
[0006]已经做出各种尝试以便于改进到客户端的多播传送以便于最优化多媒体内容的分发。
[0007]在CN 101521626A中，示出了用于多播节目的步进控制的方法，其包括如下步骤。通过终端装置发送多播节目请求消息到访问装置；通过访问装置根据所述多播节目请求消息参考并获得节目步骤参数；并且通过访问装置根据所述节目步骤参数生成多播节目数据。制造商因而可以预先根据多播节目步进控制终端装置定制一些多播节目并根据节目提供差异化的服务。
[0008]在US 2006/0098618A1中，示出了方法、桥接装置、装置的网络以及计算机程序产品和计算机程序要素，其可以用于使得从具有第一带宽的第一总线到使用具有比第一带宽窄的第二介质带宽的介质的第二总线传输等时数据流最优先。桥接装置监控与源自于连接到总线的装置的数据流相关的控制流量，轮询由连接到总线的装置使之可用的寄存器，基于在总线控制流量中传输的和/或由连接到总线的装置使之可用的相关信息使得用于传输的流最优先并且基于优先安排在介质上传输流。因此，使得用于在两个数据总线之间通过无线桥接(对于连接到总线的装置是透明的)传输的流最优先是可能的。
[0009]在US 2011/0058551 Al，示出了用于通过在OSI模型的层2中操作的开关来管理多播流量的方法，以及该方法中涉及的路由器和开关。在一个实现中，路由器向开关发送包含已经请求具体多播流量的具体装备的标识并且还包含具体流量的规范的消息，并且当开关接收到携带多播流量的数据时，基于数据的目的地和原始地址并且基于在该消息中已经接收的具体装备和具体多播流量的规范的标识，开关推导该数据是否携带已经被具体装备请求的具体流量，并且决定通过哪个端口传送该数据。
[0010]在US6487170B1中，提供方法和设备用于在诸如差异化服务(DiffServ)分组网络之类的分组切换网络中做出接纳(admission)决定。根据一个方面，接纳控制决定是基于局域信息。计算在预定时间窗口期间内在网络装置的输出链路上利用的平均优质服务带宽。基于请求、在输出链路上可用的总优质服务带宽、平均优质服务带宽和与已经在预定保持时间间隔期间内接纳的一个或多个流关联的带宽请求信息，做出与接收或拒绝涉及输出链路的对优质服务流的请求有关的决定。根据另一方面，支持多播流。对多播可用的网络装置的输出链路的每一个计算所利用的优质服务带宽的测量。用于多播会话的优质服务带宽的请求被转发到多播路由协议所规定的那些输出链路，其基于在输出链路上可用的总优质服务带宽、在输出链路上所利用的优质服务带宽的测量和该请求而具有足够的优质服务带宽可用来满足请求。对于与多播会话关联的输出链路中的每一个，维持链路状态。链路状态指示状态机的当前状态，该状态机对于多播会话的对应输出链路确定多播可用的网络装置的行为。随后接收的多播分组根据与输出链路关联的链路状态而转发。
[0011]Wan-Ki Park 和 Dae-Young Kim 的论文:“Convergence of Broadcasting andCommunication in Home Network Using an EPON-Based Home Gateway and Overlay，，, 2005年的 IEEE Transactions on Consumer Electronics, 51 卷，n0.2,485 - 493 页描述了包括家庭网关的家庭网络系统，期望该家庭网关促进广播和通信服务的汇聚以补充无所不在的计算和服务。示出了修改的架构，其整合家庭网络中的广播和数据服务。对于此架构，使用家庭网络中的因特网组管理协议(IGMP)和IGMP窥探的IP多播技术和访问网络中的覆盖传输机制。
[0012]此外，知晓在头端动态地选择最适当的网络以传递IP多播流量，其是类似DVB-T、DVB-C或DVB-H的广播单向链路或是宽带链路。
[0013]这样的想法已经在EP 1298836A1中描述。在此文献中，示出了当给定数量的用户请求同样内容时帮助使得宽带链路优先并节约宽带带宽的原理。
[0014]然而，此想法呈现出一些限制。在宽带或广播上可用的多播内容由运营商选择。因此，限制了受此负载平衡关注的多播内容的质量和多样性。如果用户希望接收其他多播内容，则该上一个将自动通过宽带传递，即使比在广播上传递的其他多播流量更多地受质疑。此外，客户端被视为具有单广播适配器的简单终端并同时接收单IP多播服务。对于将多IP多播流(以及广播多播流)传递到家庭网络可以完成最优化。
[0015]因此，在本领域技术中需要至少部分克服与现有技术系统关联的问题。
【发明内容】
[0016]根据本发明，提供能够通过多个通信网络接收多播内容的客户端装置，该多个通信网络包括用于分别连接到客户端装置的至少一个宽带接口和一个仅接收广播接口的至少一个具有宽带带宽的宽带网络和一个广播网络，其中所述客户端装置包括能够选择待使用的接口的适配器选择器以便于节约宽带带宽。
[0017]客户端装置例如是网关。
[0018]根据本发明的实施例，适配器选择器能够使用协议发送消息来允许所选择接口的发信号和激活并且请求通过适当通信网络来路由多播内容。
[0019]根据本发明的进一步实施例，适配器选择器能够捕获并分析多播流的客户端请求并进一步能够在需要时发送控制消息到多播代理服务器，请求在至少一个广播网络上提供多播流。
[0020]根据本发明的进一步实施例，协议是IP组管理协议的扩展。
[0021]在本发明的进一步方面中，提供用于通过多个通信网络发送和/或接收多播内容的方法，该多个通信网络包括被分别连接到客户端装置的至少一个宽带接口和一个仅接收广播接口的至少一个具有宽带带宽的宽带网络和一个广播网络，其中所述方法包括选择待使用的接口以便于节约宽带带宽的步骤。
[0022]根据本发明的实施例，方法进一步包括接收请求并重新导向该请求到广播路由器以使得IP多播流被选择以在广播网络上传送到客户端装置的广播接口。
[0023]根据本发明的进一步实施例，方法包括使用协议发送消息以向所选择接口发信号和激活所选择接口的步骤，以及请求通过适当通信网络来路由多播内容的步骤。
[0024]根据本发明的进一步实施例，方法包括捕获和分析多播流的客户端请求的步骤，以及如果需要就发送控制消息到多播代理，请求在至少一个广播网络上提供该多播流的步骤。
[0025]根据本发明的进一步实施例，方法包括将客户端请求重新导向到对应的广播路由器的步骤，该广播路由器建立了所要求的分发树以在广播网络上发送多播内容到客户端装置。
[0026]有利地，协议是IP组管理协议的扩展。
[0027]优选地，协议包括信号表示(signal)来自客户端装置的请求以接收或停止接收多播IP流的消息。
[0028]根据实施例，协议包括信号表示从多播代理服务器接收的请求的消息，指示在广播网络上多播IP流不再可用或现在可用。
[0029]有利地，根据多播内容带宽和/或多个所述多播内容的受欢迎程度选择待使用的接口。
[0030]内容的受欢迎程度在这里意味着对所述内容感兴趣的客户端的数量。
[0031]根据本发明，描述了知晓其他客户端可以同时接收多播或多播流的情况下，客户端装置的行为，尤其是当客户端请求IP多播流时具有至少一个广播适配器的家庭网络网关的行为。网关试图影响广播信道上最消耗带宽的(多个)流。为了这样做，网关根据比如流带宽、被广播或多播的服务类型、在相同广播传输流上接收若干流的可能性的若干标准来选择网络。因此，网关不是被动元件并且还可以管理客户端请求广播内容的情况。在头端侧处，多播代理行为与EP 1298836A1中描述的完全一样。差别来自于在网关和多播代理之间交换的消息不是通常的多播信令(IGMP)消息而是新的消息的事实。IGMP消息确实不足以携带全部必要信息以允许网关做出最佳决定。新消息扩展IGMP消息以解决这个问题。因此，本发明允许基于目标接收器发布的请求而动态地调节通过广播链路传送的节目或服务的集合，因此做出可用广播带宽的最佳使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]现在本发明将通过参考如下附图而以示例的方式更详细地描述，附图中:
[0033]图1示出了组合多个通信链路的系统的示意图；
[0034]图2示出了根据本发明的实施例的用于组合多个通信链路的系统的进一步示意图；
[0035]图3示出了根据本发明的实施例的分组的细节；
[0036]图4以流程图示出了在本发明的实施例中进行的方法步骤；
[0037]图5以进一步的流程图示出了在本发明的实施例中进行的方法步骤；并且
[0038]图6示出根据本发明的实施例的用于组合多个通信链路的系统的进一步示意图。
[0039]在附图中，除非以其他方式指示，相同的附图标记指代同样的部分。
【具体实施方式】 [0040]图1描绘了组合用于支持广播网络中的IGMP特征的多个通信链路的系统10。可以是电视机的终端12拥有内部逻辑可见的广播接口 14作为支持IP协议的网络接口。该网络接口 14接收视频分组并且传递RTP/UDP/IP多播分组到IP堆栈16。假定由于诸如ESG(电子服务指南)之类的元数据使得应用能够将多播IP地址与TV节目关联，则应用打开与一个IP多播组地址对应的多播插口(socket)。
[0041]因此，IP堆栈16生成IGMP请求，该IGMP请求随后贯通到称为多播代理20的IGMP前沿(frontal)，多播代理是由挂载到广播网络18的广播器所拥有的功能。多播代理20与广播网络基础架构18交互并在TV节目的转发未激活的情况下可能激活TV节目的转发。激活节目的决定取决于比如对该节目感兴趣的接收器的数量的其他标准而完成。广播网络18的部分(例如，节目转发所关注的发送器)与终端位置链接。如果终端12相应地装备或以任何其他方式具有例如广播传送器的识别符(作为系统信息的一部分连续广播)，则该信息可以基于GPS信息。
[0042]可替代地，当用户转向另一电视节目或当用户关闭服务时，应用必须关闭插口。此生成了指示从关联的IP多播组/地址断开的IGMP消息。该消息再次发送到多播代理20，其再次控制广播网络，暗示在与终端位置关联的广播网络18的一部分中的转发电视节目的潜在停止。
[0043]如之前介绍的，多播代理20通过与现有技术IPTV (xDSL TV或DVBIPTV)兼容的方法准许在终端12和广播网络18之间的交互。典型的，IGMP消息由相应地决定过滤并转发多播1?流量的多播1?路由器22、22’、22”接收。该代理20由家庭网关预先已知的IP地址识别，就像DNS服务器或默认网关的地址那样。多播代理20可以是分离的盒子或嵌入在边缘或广播路由器22、22’、22”的之一中的功能。
[0044]多播代理20必须能够定位终端12以便于采用与IGMP消息关联的策略。可以通过不同方式进行定位并且信息必须附加到IGMP消息上。[0045]多播代理20知晓广播路由器22、22’、22”的容量以及每一个多播服务消耗的带宽。对每一个多播服务计数候选接收器的数量并且将“最想要”的服务放置在广播链路之一上。对于必须在广播链路18上提供的服务，发送控制消息到专用广播路由器以使得其加入那些多播服务。相应地向客户端网关告知。
[0046]当服务不再是广播分发的候选时，例如，在“最想要”列表中向下移动时，代理20告诉广播路由器22、22’、22”离开该组并向网关告知它们应当使用IGMP报告成员消息在宽带链路24上请求服务。
[0047]广播网络18可以用例如卫星的独一分支、由一组在地面上分布的发送器(例如，地面TV)构成的简单树或例如支持多播的蜂窝网络或有线网络的多级层次树来组织。
[0048]动态改变在分支上多播的内容具有一些影响。首先，意味着在传送点26处分发的整组节目不时地改变。这支持了在远端(即，传送点26)处形成传输复用的广播网络18。
[0049]移除节目释放了一些带宽，其可以用于各种需要，比如下载元数据(软件更新、应用)，允许更多带宽用于统计复用程序以及因此更高的质量，允许更多带宽用于推送V0D。
[0050]广播网络(DVB-C、DVB-T, DVB-S...)由若干传输流(TS)构成，每一个均以不同频率传递。传输流封装分组化的基本流。传输流中的每一个数据(例如，表格)或基本流由13位分组ID(PID)识别。根据本发明，要假定至少一个传输流传递了 IP多播流量。IP多播流量可以在同一传输流中与通常的广播流量共存。
[0051]广播适配器14可以仅调谐到一个频率，S卩，在同样时间可以仅接收单一传输流TS。认为广播适配器14足够高效以在所选择的传输流内传送在全部PID上携带的内容，gp，可以解复用全部PID。
[0052]对于多播流量，不同的PID可以分配给每一个IP服务。因此，单独管理每一个服务，在给定值(PID)的分组中包含的流量对应于单个多播服务。虽然网关没有被无用流量充满，但是广播适配器14必须过滤与同时接收的多播服务一样多的PID。其他解决方案在于在同一 PID内广播全部IP多播流量。广播适配器14仅需要收听一个PID但是网关被无用流量淹没。识别IP多播分组的方式(即，单PID或每个IP流一个PID)对于这里描述的发明无影响，因为两种概念都是可得出的。
[0053]为了从沉重的多媒体多播流量中卸下(offload)宽带访问，所述流量可以在任何可行并且明智的时间被重新导向到诸如DVB-T之类的广播传送链路26。之前，描述了通过聚合点最优化宽带和广播网络中的带宽。如果网关在给定时刻仅接收一个多播服务，则该解决方案是足够的并且良好地适配。但是如果存在诸如家庭网络28之类的、具有若干连接终端12的网关30，则每一个均在同一时间请求不同的多播服务，如图2所示。
[0054]不清楚如果在广播上全部服务可用则传递行为会是怎样，因为首先请求的多播流可以在广播上传递而其他多播流则默认在宽带上传递，即使将需要更多带宽。
[0055]此外，不处理网关30具有若干广播适配器的情况。网关可以使一个广播链路优先于另一个。
[0056]以下，最优化当网关30满足两个上述情况(即，若干广播适配器和/或同时请求的若干多播流)的至少一个时在宽带和一个或多个广播网络上的多播流量的传递的系统和方法被呈现。图2中示出系统的概述。
[0057]在图2中，家庭网络28由网关30和终端12构成。网关30搜集宽带适配器36以及一个或多个广播适配器34、34’。还包含称为虚拟(或逻辑)适配器32的适配器选择器32，其隐藏宽带适配器36以及广播适配器34、34’。全部终端12所见的是该虚拟适配器32。虚拟适配器32隐藏该多个接口 34、34’、36到IP层，该多个接口之一是双向的，其他是仅用于广播接收的。即，网关30发出的每一个IP分组通过双向链路且在两个接口处接收的全部流量由虚拟适配器32接收并呈现给IP层。
[0058]每当终端12请求多播流时，虚拟适配器32有责任明智地选择最佳的适配器。根据终端12发射的加入或离开多播组的请求，虚拟适配器32可以要求动态地和无缝地改变与多播流关联的物理适配器。虚拟适配器32过滤IGMP消息并且处理改进的多播代理协议。
[0059]网关30不传送通用请求(IGMP消息)到多播代理20，但是在发送格式化的消息之前，根据若干标准分析该请求。
[0060]标准是基于作为同时请求的IP多播流的家庭网络28参数、可用广播适配器、多播/广播流带宽和广播复用组织。
[0061]通常当终端12希望接收特定多播流量时，它经由它的网络适配器向边缘路由器发布IGMP成员报告消息，该边缘路由器随后建立请求的分发树(到多播源)并发送多播流量到终端12。相反，在本发明中，客户端IGMP消息由适配器选择器32捕获并分析，该适配器选择器32在必要时经由宽带适配器36发送控制消息到多播代理20，请求同样的多播流在广播链路38上提供。根据特定实施例，多播代理20发送消息到对应的广播路由器22、22’以建立所要求的分发树(到多播源)并且发送多播流量到终端12。
[0062]从终端的角度看，额外的控制消息是不可见的。它使用正常的IGMP消息请求多播流并经由虚拟适配器32接收多播流量。
[0063]如在RFC1112(vl)、RFC2236(v2)、RFC3376(v3)中定义的 IGMP 消息不足以携带全部所需信息。因此，如下所呈现的新控制消息被引入。
[0064]IGMP消息被用来最优化多播流量在网络上的传递。但是IGMP消息不足以传送全部必需的数据并且需要用额外信息增强。以下是新协议以及交换消息的方式的描述。
[0065]虚拟适配器32捕获全部外送IGMP消息并且用自定义协议替换它们以请求同一多播流量在广播链路38上传递。
[0066]虚拟适配器32和多播代理20之间的全部通信由发送到预定义端口(例如5000)的UDP消息完成。虚拟适配器的IP地址是网关的公用IP地址。多播代理的IP地址预先知晓或经由DHCP接收。
[0067]多播代理20知晓在各种广播链路38上什么服务当前正在被提供并且因此知晓每一个链路的剩余容量。因此，它可以取决于服务是否已经传递或广播链路38上的剩余带宽来确认或拒绝加入请求。当它确认请求时，虚拟适配器32必须准备在关联广播适配器34、34’上接收多播流量。当拒绝时，虚拟适配器32必须通过它的宽带接口 36使用正常IGMP成员报告消息(无论是哪个IGMP协议版本)来加入多播组。当终端12是请求给定多播服务的第一个终端并且请求被代理20确认时，代理20发送消息到专用广播路由器22、22’以开始在广播链路38上传递服务。当接收给定服务的终端12脱离服务时，代理20向广播路由器22、22’告知可以停止传递该服务。
[0068]如图3所描绘，协议消息具有如下语法:
[0069].UDP/IP报头(源/目的地地址和端口)[0070].消息类型，8位，如下所述
[0071]?广播链路字段，8位，如下所述
[0072].嵌入的IGMP消息，取决于消息类型
[0073]?广播数据，可选，取决于消息类型
[0074]“广播链路”字段是位掩码，其中每一个位对应于广播传送链路的类型。它的使用取决于消息类型并且在以上的消息类型描述中给出。
[0075]例如,可以具有如下对应表:
[0076]值广播链路类型
[0077]Oxl DVB-T
[0078]0x2 DVB-S
[0079]0x4 DVB-C
[0080]0x8 DVB-H
[0081 ] 以下描述消息类型及其使用。 [0082]-客户端加入请求(成员报告)
[0083]消息类型:0x01
[0084]广播链路列出所有由虚拟适配器32选择以接收想要的多播流量的、网关的可用广播适配器。
[0085]嵌入的IGMP消息是客户端应用发送的消息并且包含终端12希望加入的多播组。
[0086]广播数据:不可用。
[0087]-客户端离开请求
[0088]消息类型:0x02
[0089]广播链路:指定接收多播流的广播链路。
[0090]嵌入的IGMP消息是客户端应用发送的消息并且包含终端12希望离开的多播组。
[0091]广播数据:不可用。
[0092]-到客户端的由代理确认的加入
[0093]消息类型:0χ10
[0094]广播链路:指定多播流量在其上可用的广播链路。一个且仅一位必须设置为1，其他归零。
[0095]嵌入的IGMP消息是加入请求所携带的消息并且包含终端12希望加入的多播组。接收该消息，虚拟适配器32必须准备在专用广播适配器上接收多播流量。
[0096]广播数据包含接收多播流所要求的带宽以及关于广播链路的全部参数以允许快速连接到多播流。
[0097]参数的集合取决于广播链路(频率、调制、FEC参数、极化、PID...)的类型。
[0098]-代理拒绝的加入(=选择普通多播)
[0099]消息类型:Ox11
[0100]广播数据:不可用。
[0101]嵌入的IGMP消息是加入请求所携带的消息并且包含终端12希望加入的多播组。接收该消息，虚拟适配器32必须发布普通IGMP成员报告以在宽带适配器上普通地接收多
播流量。[0102]广播数据:不可用。
[0103]-代理请求从BC路由器的加入
[0104]消息类型:0xl2
[0105]广播链路:不可用。
[0106]嵌入的IGMP消息是成员报告消息并且包含广播路由器必须加入的多播组。
[0107]广播数据:不可用。
[0108]-代理请求从BC路由器的离开
[0109]消息类型:0xl3
[0110]广播链路:不可用。
[0111]嵌入的IGMP消息是离开组消息并且包含广播路由器必须离开的多播组。
[0112]广播数据:不可用。
[0113]-代理请求客户端报告成员(成员查询)
[0114]消息类型:0xl4
[0115]广播链路:不可用。
[0116]嵌入的IGMP消息是成员查询消息并且包含代理希望对其统计成员的多播组。
[0117]广播数据:不可用。
[0118]以下，虚拟适配器32在它被请求以接收多播IP流时选择适当适配器的行为被描述。该行为在图4的流程图中描绘，该图4分割为图4.1和4.2。
[0119]虚拟适配器32从终端12仅接收IGMP消息。IGMP请求消息不包含关于所请求多播流自身的任何信息，比如带宽、内容类型等。
[0120]首先，虚拟适配器32维持具有关于正被接收的广播流的信息列表的表格:广播适配器、比如频率、所要求的带宽之类的复用描述、以及关于正被接收的多播流的信息:多播IP地址、收听每一个流的客户端的数量、所要求的带宽、适配器以及在广播适配器的情况下关于适配器34、34’的信息(复用描述)。该列表称为“多播/广播流列表”。
[0121]虚拟适配器32还管理可用广播适配器的列表。该列表用全部现有的广播适配器34、34’初始化，即使他们已经被用来接收流。如果该列表为空，则意味着不存在可用的广播适配器34。因此，虚拟适配器32没有意义，因为全部IP多播流将自动地通过宽带适配器36在宽带网络上传递。
[0122]在100处虚拟适配器32的虚拟状态是等待请求。这里，虚拟适配器32等待来自终端12的IGMP请求。“可用广播适配器”列表用全部广播适配器34、34’初始化。
[0123]在102处，当终端12请求多播流时，虚拟适配器32分析IGMP消息并获得多播IP地址以及终端IP地址。
[0124]在决定单元104处，在其上出现若干情况。
[0125]在第一种情况下，多播流当前由家庭网络28中的另一终端12接收。在106处，虚拟适配器32仅需要递增经由多播/广播流列表功能的更新来收听该流的终端12的计数器。它没有其他要做的，因为多播流已经传递到家庭网络。更具体地，虚拟适配器32仅需要在家庭网络中的合适的链路上传递流。它不需要修改任何其他配置参数也不需要传送请求到代理。因此，它移动回到状态100以等待进一步的请求。
[0126]在第二种情况下，家庭网络28没有其他终端12在接收该流。[0127]虚拟适配器32在108处校验可用广播适配器34列表是否为空。
[0128]如果该列表为空，则虚拟适配器32在110处与合适的多播IP地址一起在宽带网络上传送IGMP加入请求，在112处进入“无缝重新影响”步骤(这些步骤稍后描述)，在106处更新多播/广播流列表并且回到初始状态100。
[0129]如果列表不为空，则虚拟适配器32在114处利用可用广播适配器34列表作为参数传送“客户端加入请求”(消息类型:0x01)到多播代理20。
[0130]当在116处从多播代理20接收应答消息时，分析它。两个情况在118处发生:如果消息是“被代理拒绝的加入”，则虚拟适配器32在宽带网络上与合适的多播IP地址一起传送IGMP加入请求，进入“无缝重新影响”步骤112 (这些步骤稍后描述)，在106处更新多播/广播流列表并且回到初始状态100。
[0131]如果消息是“到客户端的由代理确认的加入”消息，则虚拟适配器32分析它并且在120获得广播适配器。在122决定该最上一个适配器是否已被用来接收任何广播或多播流。如果未使用广播适配器34，则虚拟适配器32在124通过传递全部所需的参数(频率、调制、PID...)来驱动广播适配器34以接收请求的多播流，进入“无缝重新影响”步骤112 (这些步骤稍后描述)，在106处更新多播/广播流列表并且回到初始状态100。
[0132]如果广播适配器34当前被用来接收一个或多个流，则虚拟适配器32在126处分析这些上一流的参数(传输流参数)。它在128处校验多播流是否在同一传输流(TS)而不是正被接收的(多个)流上可用。
[0133]如果请求的流也在同一传输流上可用，则虚拟适配器32在124处通过传递全部所需的参数(显著地PID)来驱动广播适配器34以还取回请求的多播流，进入“无缝重新影响”步骤112，在106处更新多播/广播流列表并且回到初始状态100。
[0134]如果不可用，则广播适配器34无法同时接收它们。然后，虚拟适配器32必须选择要在广播网络上取回的最适当的一个。选择标准在130是带宽。如果在132已经接收的流的总和比所请求的流要求更多的带宽，则虚拟适配器32通过在134移除该广播适配器来更新可用广播适配器列表并且回到步骤108。虚拟适配器32将仍然和以前一样继续在所选择广播链路上接收已经接收的流。
[0135]如果所请求的流要求比已经接收的流更多的带宽，则在138处虚拟适配器校验在136处全部当前接收的流中是否存在作为多播服务(例如，IPTV服务)不可用的至少一个广播流。如果是该情况，则广播适配器34将仍然继续接收当前接收的流。虚拟适配器32在134通过移除该广播适配器来更新可用广播适配器列表并回到步骤108。
[0136]如果不是，则全部流作为多播服务可用。该步骤对全部流单独重复。虚拟适配器32重新进入处理，即，对于已经被接收的流前进到步骤104以在另一适配器34’上接收它。可用广播适配器列表用除了这一个之外的全部现有广播适配器34、34’以及变为已经接收的IP多播流之一的多播地址初始化。该步骤140递归地完成。然后，虚拟适配器32影响初始请求的流到广播适配器34，即，它通过在124处传递全部所需的参数(TS参数、PID...)来驱动广播适配器34以取回请求的多播流，进入“无缝重新影响”步骤112，在106处更新多播/广播流列表并且回到初始状态100。
[0137]通过如上所述地进展，确保了广播网络和宽带网络之间的切换对于终端12是无缝的，即，不存在内容接收中断。为此，虚拟适配器32确保在停止影响到新流的在广播适配器上接收已经接收的流之前，已经接收的流在另一适配器上接收，该另一适配器可以是广播或宽带适配器。
[0138]如果两个流比特率一致，则可能考虑额外的区分器(differentiator)，即，终端优先级，例如，起居室中的显示器具有针对儿童卧室中的显示器的优先级。在流程图中不考虑这一点。
[0139]以上，提及了“无缝重新影响”步骤112，其将在以下呈现。首先，虚拟适配器32在142处校验所请求的流是否已经在用于同一客户端的另一适配器上接收。这在流从适配器34重新影响到另一个时发生。该算法确保了流在老适配器34上被停止之前在新适配器34上接收。
[0140]如果所请求的流未在另一适配器34上接收，则虚拟适配器32在106处更新多播/广播流列表并且回到初始状态100。
[0141]如果所请求的流已经在另一适配器34上接收，则虚拟适配器32在144处校验该流是否还对于该客户端在宽带适配器36上接收。如果对于该客户端，流还在另一广播适配器上接收而非在宽带适配器上，则虚拟适配器32在146处发送“客户端离开请求”(消息0x02)到多播代理20。然后，虚拟适配器32在106处更新多播/广播流列表并且回到初始状态100。如果该流还在另一宽带适配器34上被接收，则虚拟适配器32在148处发送“IGMP离开组”。则处理前进到发送“客户端离开请求”的步骤146。
[0142]参考分割为图5.1和5.2的图5，描述了当虚拟适配器32被请求以接收广播流时该虚拟适配器32的行为。
[0143]虚拟适配器32的初始状态与之前部分中的相同，即，在200处等待请求。在此情况下，等待从终端12接收广播流的请求。还用全部现有广播适配器初始化可用广播适配器列表。
[0144]当虚拟适配器32接收这样的请求时，它在202处获得关于广播流(TS、PID...)的信息并且在204处校验广播适配器34是否可用，即，它是否未被用于接收其他流。如果广播适配器34未使用，则虚拟适配器32通过在206处传递全部所需的参数(TS参数、PID...)来驱动广播适配器34以取回所请求的多播流，在208处更新多播/广播流列表并且回到初始状态208。
[0145]如果广播适配器34当前用来接收其他(多个)流，则虚拟适配器32在210处分析该上一流的参数(称为传输流参数)。在212处校验广播流是否在除了正被接收的(多个)流之外的同一传输流(TS)上可用。
[0146]如果全部流都在同一传输流上，则虚拟适配器在206处通过传递全部所需的参数(显著地PID...)来驱动广播适配器34以还取回所请求的广播流，在208处更新多播/广播流列表并且回到初始状态200。
[0147]如果他们不在同一传输流上，即，广播适配器无法同时接收它们，则虚拟适配器32必需在214处选择要在此广播网络上接收的最适当的(多个)流。它在216处校验在当前所接收的流中是否存在作为IP流(IPTV服务)不可用的一个广播流。如果存在作为IP流不可用的至少一个广播流，则虚拟适配器32在216处特许继续接收当前所接收的流并且在218处校验所请求的广播流是否作为IP流(IPTV服务)可用。当不希望广播流停止时，广播适配器将继续接收广播流。[0148]然后，虚拟适配器32通过移除该广播适配器34来更新可用广播适配器34列表并且在220处校验《可用广播适配器列表》是否为空。如果该列表为空，则虚拟适配器32在222处校验所请求的广播流是否作为IP流(IPTV服务)可用。如果不可用，则虚拟适配器32返回指示所请求流不可用的错误消息224。如果作为IP流可用，则以合适IP地址进入处理228并且可用广播适配器34的列表包含除此之外的广播适配器。如果该列表不为空，则虚拟适配器32在226处校验所请求的广播流是否在另一广播网络上可用。如果在另一广播网络上可用，则通过230进入步骤202以使得可用广播适配器34的列表包含除此之外的全部广播适配器34。
[0149]如果在216处全部当前所接收的流作为IP流可用，则虚拟适配器32在232处校验所请求的广播流带宽是否大于当前所接收的广播流的带宽的总和。如果在234处是该情况，则虚拟适配器32以合适IP地址在236处进入处理并且可用广播适配器的列表对于每一个已经接收的流包含全部广播适配器。之后，在206处通过传递全部所需的参数(频率、调制、PID...)来驱动广播适配器以接收所请求的广播流，在208处更新多播/广播流列表并且回到初始状态200。
[0150]如果不是该情况，则虚拟适配器32在步骤218校验所请求的广播流是否作为IP流(IPTV服务)可用。
[0151]现在更详细地描述上述若干步骤。
[0152]-步骤:从终端12请求停止接收多播IP流
[0153]当终端12希望停止接收多播IP流时，虚拟适配器32减小计数器。如果计数器不为空，则虚拟适配器32不做任何事，让其他(多个)终端继续接收该多播流。如果计数器为空，则虚拟适配器32对于当前在宽带上接收的全部多播IP流发送消息到“多播代理”以离开组(消息0x02)，发送“ IGMP离开组”消息，通过移除关于此多播IP流的信息来更新多播/广播流列表，并且处理如上所述的算法，以最优化到家庭网络28的流的传递。为了这样做，虚拟适配器32将选择流并且通过移除关于已经接收的多播IP流的信息，用全部现有广播适配器34、变为已经接收的多播IP流之一的给定多播地址以及多播/广播流列表来更新可用广播适配器34列表。
[0154]-步骤:从终端请求停止接收广播流
[0155]当终端12希望停止接收广播流时，虚拟适配器32对于当前在宽带上接收的全部多播IP流，通过移除关于此广播流的信息来更新多播/广播流列表，处理如上所述的算法，以最优化到家庭网络28的流的传递。为了这样做，虚拟适配器32将选择流并且通过移除关于已经接收的多播IP流的信息，用全部现有广播适配器34、变为已经接收的多播IP流之一的给定多播地址以及多播/广播流列表来更新可用广播适配器34列表。
[0156]-步骤:从多播代理接收的请求，指示在广播网络上多播IP流不再可用
[0157]在多播代理20中，选择广播IP多播流的算法可以引起改变多播IP流的传递网络并且将该上一个从广播切换到宽带。在此情况下，代理20必须向虚拟适配器32告知该修改(消息0x11)。当虚拟适配器32接收这样的消息时，它开始收听宽带适配器上的多播IP流(发送“IGMP客户端加入”消息)并且随后停止收听广播适配器34上的该流。如果广播适配器34未使用，则上述处理对当前被接收的全部其他多播IP流进行以最优化到家庭网络28的流的传递。[0158]-步骤:从多播代理接收的请求，指示在广播网络上多播IP现在可用
[0159]在多播代理20中，选择广播IP多播流的算法可以引起改变多播IP流的传递网络并且将该上一个从宽带切换到广播。在此情况下，代理20必须使用消息0x10向虚拟适配器告知该修改。当虚拟适配器32接收这样的消息时，它进入上述处理。
[0160]在现有技术之外，多播代理必须管理上述消息并必须能够解译从虚拟适配器(0x01和0x02)接收的消息，应答虚拟适配器(0xl0、0xll和0x14)并且传送请求到(多个)广播路由器(0x12和0x13)。
[0161]广播路由器22是已经被增强以变得由协议可控制的典型路由装备。当从代理20接收加入消息(类型0x12)时，它读取附加的IGMP消息以取回多播组。它使用普通进程(PIM、DVMRP...)来从其相邻路由器22’请求同样的多播服务。然后进行广播链路配置以携带额外服务。
[0162]一旦从代理20接收到离开消息(类型0x13)，它就离开由所嵌入的IGMP消息携带的多播地址所指示的组，并且停止在广播链路38上发送服务。广播路由器驱动管理广播服务列表(例如，DVB-H的IPE)的装备的方式及其信令(例如，SI/PSI表格)超出了本公开的范围。
[0163]在之前的描述中，适配器选择在网关30中实现。变化在于将多播代理20中的选择集中化。所述代理20必须管理具有每一个网关(广播适配器...)以及由每一个网关接收的全部流的配置的表格以选择最佳链路候选。但是多播代理20不知道广播流是否当前正在被网关接收。这可以引起选择不是好候选的广播适配器，因为它正在接收广播流。为了填补该缺陷，虚拟适配器32必须还向多播代理20告知关于当前接收的广播流的信息。
[0164]映射指示哪个终端属于哪个DVB-T路由器。多播代理20知晓DSLAM300的位置以及广播路由器的覆盖区域，并且映射终端请求到适当的广播路由器。图6中，控制消息流用虚线302示出，多播流量用到内容服务器306的实线304代表。
[0165]可替代地，可以每个DVB-T/广播覆盖区域存在一个代理。这将暗示在该区域中配置虚拟适配器以总是联系正确的代理。该代理可以集成在DVB-T/广播路由器中并将不必进行任何映射操作。
[0166]到广播链路的切换也可以是网络初始化的:在某时间点，代理已经因为广播链路上的不充足带宽而拒绝了对特定组的一些加入请求。当终结另一服务时，广播带宽释放，给出机会以携带另一服务。代理20对之前拒绝的组发送IGMP成员查询以与当前接收该服务的虚拟适配器取得联系。除了普通IGMP成员报告消息之外，当前接收服务的虚拟适配器32还向代理20以“客户端加入请求”(消息类型0x01)响应。代理20可以随后取决于感兴趣客户端的数量来决定切换服务到广播链路。
[0167]总之，发明允许基于目标接收器发布的请求，动态地调整由广播链路传送的节目或服务的集合，因此实现可用广播带宽的最优利用。
[0168]尽管这里仅描述了本发明的特定实施例，本领域技术人员将明白本发明的其他修改、变型和可能性是可以的。这样的修改、变型和可能性因而认为落入到本发明的精神和范围内，并且因此形成这里描述和/或举例的本发明的一部分。
[0169]虽然本发明已经以其优选实施例描述，但是显然的是在本领域技术人员的能力之内而无需创造性努力就可以容许各种修改和实现。因此，本发明的范围由以下权利要求的范围定义。
【权利要求】
1.一种能够通过多个通信网络接收多播内容的客户端装置(30)，该多个通信网络包括用于分别连接到客户端装置(30)的至少一个宽带接口和一个仅接收广播接口的至少一个具有宽带带宽的宽带网络和一个广播网络，其中所述客户端装置(30)包括能够选择待使用的接口的适配器选择器(32)以便于节约宽带带宽。
2.根据权利要求1所述的客户端装置(30)，其中，所述适配器选择器(32)能够使用协议发送消息来允许所选择接口的发信号和激活并且请求通过适当通信网络来路由多播内容。
3.根据权利要求2所述的客户端装置(30)，其中，适配器选择器(32)能够捕获并分析多播流的客户端请求并进一步能够在需要时发送控制消息到多播代理服务器(20)，请求在至少一个广播网络上提供多播流。
4.根据权利要求2或3所述的客户端装置(30)，其中，所述协议是IP组管理协议的扩展。
5.一种用于通过多个通信网络发送和/或接收多播内容的方法，该多个通信网络包括被分别连接到客户端装置(30)的至少一个宽带接口和一个仅接收广播接口的至少一个具有宽带带宽的宽带网络和一个广播网络，其中所述方法包括选择待使用的接口以便于节约宽带带宽的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括接收请求并重新导向该请求到广播路由器以使得IP多播流被选择以在广播网络上传送到客户端装置的广播接口的步骤。
7.根据权利要求5或6所述的方法，包括使用协议发送消息以向所选择接口发信号和激活所选择接口的步骤以及请求通过适当通信网络来路由多播内容的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，包括捕获和分析多播流的客户端请求的步骤，以及如果需要就发送控制消息到多播代理(20)，请求在至少一个广播网络上提供该多播流的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，包括将客户端请求重新导向到对应的广播路由器的步骤，该广播路由器建立了所要求的分发树以在广播网络上发送多播内容到客户端装置(30)。
10.根据权利要求7-9的任一项所述的方法，其中协议是IP组管理协议的扩展。
11.根据权利要求7-9的任一项所述的方法，其中，协议包括信号表示来自客户端装置的请求以接收或停止接收多播IP流的消息。
12.根据权利要求7-9的任一项所述的方法，其中，协议包括信号表示从多播代理服务器(20)接收的请求的消息，指示在广播网络上多播IP流不再可用或现在可用。
13.根据权利要求5-12的任一项所述的方法，其中，根据多播内容带宽和/或所述多播内容的受欢迎程度选择待使用的接口。
【文档编号】H04L12/18GK103999405SQ201280063931
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2011年12月30日
【发明者】S.古阿基, G.比乔特, A.劳伦特 申请人:汤姆逊许可公司