频道切换延时方法和接入控制设备的制作方法
频道切换延时方法和接入控制设备的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种用于提高IPTV(因特网电视)系统频道可用率的频道切换延时方法和实现该方法的接入控制设备。根据本发明的实施例，所述频道切换延时方法可以包括以下步骤：接收来自用户终端的对频道的请求；将所述频道的基础层数据传送给所述用户终端；基于频道监视和统计信息，确定所述频道是否为低优先级频道；以及如果确定所述频道是低优先级频道，则延迟所述频道的所有增强层数据向所述用户终端的传送。本发明可以通过减小用户频道请求阻塞率、同时提高频道增强层的可用率，能有效的改善由用户执行快速顺序浏览电视频道(特别是在电视节目之间的广告时间)所带来的不良影响。
【专利说明】频道切换延时方法和接入控制设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及网络电视系统，具体地，涉及一种用于提高IPTV(因特网电视）系统频 道可用率的频道切换延时方法和实现该方法的接入控制设备。
【背景技术】
[0002] 图1示出了一个传统的IPTV传输网络100的方框图。如图1所示，传统的IPTV 传输网络100包括视频源端办公室（VH0) 1100、边缘路由器（ER) 1200、接入点（AN) 1300、机 顶盒/电视（STB/TV)(用户终端）1400。图1仅是示例，对其中各个组件的数量不作任何 限制。VH0 1100通过核心网1800与ER 1200相连。ER 1200通过接入网1900与AN 1300 相连。AN 1300 与 STB/TV 1400 相连。
[0003] IPTV系统由电信运营商提供并运营。接入网1900可以包括大量的吉比特以太网 (GbE)链路。通常来说，IPTV服务提供商总是希望能够向用户提供更多数量的、不同种类的 电视频道，并且希望每个频道能有更高的视觉质量（例如，更高的分辨率），因为这样可以 吸引更多的用户，从而为服务提供商创造更高的收入和利润。
[0004] 目前，在一个典型的IPTV系统中，直播电视频道的数目已经高达几百个。例如，某 一个IPTV系统为用户总共提供了 500个直播电视频道，其中包括350个标清频道（SDTV) (带宽4Mbps/CH)和150个高清频道（HDTV)(带宽8Mbps/CH)。为了能够通过多播的方式 在网络上同时传输所有的这500个频道到每一个接入点（例如，图1中的AN1300)，需要在 每一条位于传输路径上的链路上预留大约350*4+150*8 = 2. 6Gbps带宽。此带宽要求已经 远高于吉比特以太网链路的所能支持的容量。
[0005] 在实际的IPTV系统中，不同电视频道的流行度差异非常大。举例来说，当IPTV系 统处于静态（steady-state)时（即所有用户都在观看而非快速浏览电视频道），在任意一 个随机选择的时间点，IPTV服务商提供的所有电视频道中，只有一小部分频道有用户在观 看。因此，服务提供商没有必要在IPTV传输网络中的各条链路上为那些没有用户观看的频 道预留带宽，否则可能导致大量宝贵的资源被浪费。换句话说，IPTV服务提供商通常只需 在传输路径上预留少量的带宽资源（可能大大少于同时传输所有电视频道所需要的带宽） 就能满足服务质量（QoS)和用户体验质量（QoE)的要求。
[0006] 但是，大量电视用户倾向于通过快速（目标/顺序）浏览方式来切换电视频道，这 种情况特别容易发生在节目之间的广告时间。用户的这种行为会破坏静态频道流行度分 布，使那些很不流行的频道也有机会被访问，从而给接入网带来大量额外的流量。其后果是 有可能在带宽受限的IPTV接入网中（例如，图1中的ER 1200和AN 1300之间）产生瓶颈 链路，增大用户请求阻塞概率（同时减小频道可用率）。为了确保良好的服务质量（QoS)和 用户体验质量（QoE)，需要一种技术方案或策略来缓解这种由电视用户快速浏览频道所带 来的不良影响。
【发明内容】
[0007] 本发明提出了一种频道切换延时方法和接入控制设备，用于处理采用K层可伸缩 视频编码方案进行编码的视频数据。根据本发明，可以为所有频道的基础层预留足够的传 输带宽，并将所有的电视频道划分为高优先级（流行）频道和低优先级（非流行）频道两 大类，从而对不同类（高优先级与低优先级）频道的增强层的传输使用不同的主动延时策 略。
[0008] 根据本发明的第一方案，提出了一种频道切换延时方法，包括：接收来自用户终端 的对频道的请求；将所述频道的基础层数据传送给所述用户终端；基于频道监视和统计信 息，确定所述频道是否为低优先级频道；以及如果确定所述频道是低优先级频道，则延迟所 述频道的所有增强层数据向所述用户终端的传送。
[0009] 根据本发明的第二方案，提出了一种接入控制设备，包括：接收单元，用于接收来 自用户终端的对频道的请求；传送单元，用于向用户终端传送视频数据；控制单元，用于在 所述接收单元接收到所述请求时，控制所述传送单元将所述频道的基础层数据传送给所述 用户终端，并基于频道监视和统计信息，确定所述频道是否为低优先级频道，其中，如果所 述控制单元确定所述频道是低优先级频道，则所述控制单元控制所述传送单元延迟所述频 道的所有增强层数据向所述用户终端的传送。
[0010] 根据本发明的一些实施例，如果确定所述频道不是低优先级频道，则将所述频道 的至少一个增强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层数据高的至少 另一个增强层数据向所述用户终端的传送。
[0011] 根据本发明的另一些实施例，如果确定所述频道不是低优先级频道，则进一步确 定与所述用户终端属于相同接入点的其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据； 如果确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，则将所述频道的至少一个增强层 数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层数据高的至少另一个增强层数据 向所述用户终端的传送。
[0012] 根据本发明的再一些实施例，在确定所述频道是否为低优先级频道之前，先确定 与所述用户终端属于相同接入点的其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据，其 中，如果确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，且确定所述频道不是低优先 级频道，则将所述频道的至少一个增强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一 个增强层数据高的至少另一个增强层数据向所述用户终端的传送。
[0013] 在上述这些实施例中，所述至少一个增强层数据包括与所述用户终端属于相同接 入点的所有用户终端所接收的所述频道的所有增强层数据。例如，所述频道的数据包括基 础层数据和第2至第Κ增强层数据，Κ是大于2的整数，与所述用户终端属于相同接入点的 所有用户终端所接收的所述频道的所有增强层数据包括所述频道的第2至第k增强层数 据，k是大于等于2且小于K的整数。在这种情况下，所述至少另一个增强层数据包括第k+1 至第K增强层数据，对第i增强层数据的延迟时间对第j增强层数据的延迟时间、.， 其中Κ彡i > j彡k+1。
[0014] 在本发明的一些实施例中，如果确定与所述用户终端属于相同接入点的其他用户 终端并未接收所述频道的增强层数据，则延迟所述频道的所有增强层数据向所述用户终端 的传送。
[0015] 所述频道的数据包括基础层数据和第2至第K增强层数据，K是大于2的整数。其 中，对第i增强层数据的延迟时间τ i >对第j增强层数据的延迟时间τ p其中K > i > j > 2。
[0016] 根据本发明的另外的实施例，如果确定所述频道不是低优先级频道，则将所述频 道的所有增强层数据传送给所述用户终端。
[0017] 其中，所述频道监视和统计信息是基于频道的访问频率或总观看时间统计确定 的。例如，访问频率不高于预定阈值或总观看时间不长于预定阈值的频道是低优先级频道， 反之，访问频率高于预定阈值或总观看时间长于预定阈值的频道是高优先级频道。
[0018] 通过减小用户频道请求阻塞率、同时提高频道增强层的可用率，能有效的改善由 用户执行快速顺序浏览电视频道（特别是在电视节目之间的广告时间）所带来的不良影 响。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 通过下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特 征和优点更加清楚，其中：
[0020] 图1示出了一个传统的IPTV传输网络100的方框图。
[0021] 图2示出了根据本发明示例实施例的IPTV传输网络200的方框图。
[0022] 图3示出了根据本发明示例实施例的接入控制设备2500的方框图。
[0023] 图4A示出了根据本发明第一示例实施例的频道切换延时方法400A的流程图。
[0024] 图4B示出了根据本发明第二示例实施例的频道切换延时方法400B的流程图。
[0025] 图4C示出了根据本发明第三示例实施例的频道切换延时方法400C的流程图。
[0026] 图4D示出了根据本发明第四示例实施例的频道切换延时方法400C的流程图。
[0027] 在本发明的所有附图中，相同或相似的结构和步骤均以相同或相似的附图标记标 识。
【具体实施方式】
[0028] 下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本 发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。
[0029] 首先，对本说明书中所使用的技术术语进行说明。
[0030] +用户请求阻塞率 CBP，Call Blocking Probability
[0031] 在一段给定的时间中，因为网络带宽限制而被阻塞的频道请求的比例
[0032] <〇>频道可用率 CA，Channel Availability
[0033] 与用户请求阻塞率成反比
[0034] +快速浏览模式Zapping Mode
[0035] 用户在短时间内快速切换频道的浏览模式
[0036] ?观看模式 Viewing Mode
[0037] 用户在相对长的一段时间内持续观看同一频道的模式
[0038] ?顺序浏览 Sequential Zapping
[0039] 用户通过遥控器上\下键选择频道的快速浏览模式
[0040] <〇=?目标浏览 Targeted Zapping
[0041] 用户通过遥控器数字键或电子节目菜单（EPG)选择频道的快速浏览模式
[0042] <〇>可伸缩视频编码 SVC，Scalable Video Coding
[0043] -种先进视频编码技术，可将一路高质量视频流划分为η (η > 1)路子视频流。其 中每一路子视频流可代表一个较低的空间，时间分辨率或图像质量（每个单独或组合）的 视频信号
[0044] ?基础层 Base Layer
[0045] 基础编码子层
[0046] +增强层 Enhancement Layers
[0047] 除基础编码子层外其他的子层，都需和基础子层一起才能被解码
[0048] 々·主动频道切换延时 Active Channel Changing Delay
[0049] 一种基于主动频道切换延时的用户频道请求接入控制方法
[0050] 图2示出了根据本发明示例实施例的IPTV传输网络200的方框图。如图2所 示，IPTV传输网络200包括视频源端办公室（VH0)2100、边缘路由器（ER)2200、接入点 (AN) 2300、机顶盒/电视（STB/TV)(用户终端）2400。图2仅是示例，对其中各个组件的数 量不作任何限制。VH0 2100通过核心网2800与ER 2200相连。ER 2200通过接入网2900 与AN 2300相连。AN 2300与STB/TV 2400相连。IPTV传输网络200还包括接入控制设备 (ACM) 2500和监视统计设备（MSM) 2600。在一个具体的实现中，边缘路由器（ER) 2200可以 由宽带接入服务器/业务路由器（BRAS/SR)实现；接入点（AN) 2300可以由数字用户线接入 复用器（DSLAM)实现。
[0051] 如图2所示，ACM2500用于控制所有电视频道的视频数据（主要是增强层）在接 入网2900中的各AN 2300上的传输控制。一方面，ACM 2500可以通过分布式的方式实现， 即其接入控制功能由各个AN 2300(DSLAM)分别实现。另一方面，ACM 2500也可以集中实 现于接入网2900中比AN 2300更靠近核心网2800的一个物理网络实体上，例如，如图2所 示，实现在 ER 2200(BRAS/SR)上。
[0052] MSM 2600用于监控用户切换频道的行为（如：快速频道浏览），基于访问频率或总 观看时间进行频道流行度统计。例如，MSM 2600可以基于阈值，将电视频道分为流行频道 (高优先级频道）和非流行频道（低优先级频道）。作为示例，可以将访问频率不高于预定 阈值或总观看时间不长于预定阈值的频道划分为低优先级频道，反之，将访问频率高于预 定阈值或总观看时间长于预定阈值的频道划分为高优先级频道。MSM 2600对上述频道分 类可以进行动态监视和统计，例如，可以监视和统计在预定时间段内的访问频率或总观看 时间，从而实现相应的流行度划分。类似于ACM 2500, 一方面，MSM 2600可以通过分布式的 方式实现，即其监控功能在各个AN 2300 (DSLAM)上实现；其统计功能可通过接入网2900中 比AN 2300更靠近核心网2800的物理网络实体实现。另一方面，MSM 2600也可以集中式实 现，即监控功能和统计功能都由同一个物理网络实体实现，例如，实现在ER 2200 (BRAS/SR) 上。
[0053] ACM 2500和MSM 2600可相互连接（例如，通过逻辑接口或物理线路）（如图2中 虚线所示），以交互相关信息（如：电视频道的实时动态分类信息）。
[0054] 在图2所示的IPTV传输网络200中，总共提供N个基于动态多播的电视频道（N 是自然数）。每个频道所对应的视频流通过可伸缩视频编码方法，被编码为K个恒定（或近 似恒定）速率的子视频流（K是大于2的整数），分别对应于K个不同的视频编码子层（包 括1个基础层和Κ-1个增强层）。其中一个特定的子层k需和较其低的所有子层（即从基 础层到第k-Ι增强层）一起才能被解码（K彡k彡2)。
[0055] 通常来讲，核心网2800中的链路拥有足够的带宽用于同时传输所有的电视频道。 因而，所有电视频道的所有子层（基础层和第2至第K增强层）都通过动态（或静态）组 播的方式被传输到核心网2800的边缘（即图2中的ER 2200(BRAS/SR)上）。
[0056] 由于在接入网1900中存在大量的吉比特以太网GbE链路，因而接入网1900的链 路通常不能支持以多播方式传输所有全质量的电视频道（包括基础层和所有的增强层）到 每一个AN 1300 (DSLAM)。接入网1900中一条瓶颈链路的带宽B通常满足以下不等式（1):
[0057]
【权利要求】
1. 一种频道切换延时方法，包括： 接收来自用户终端的对频道的请求； 将所述频道的基础层数据传送给所述用户终端； 基于频道监视和统计信息，确定所述频道是否为低优先级频道；以及 如果确定所述频道是低优先级频道，则延迟所述频道的所有增强层数据向所述用户终 端的传送。
2. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，还包括： 如果确定所述频道不是低优先级频道，则将所述频道的至少一个增强层数据传送给所 述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层数据高的至少另一个增强层数据向所述用户终 端的传送。
3. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，还包括： 如果确定所述频道不是低优先级频道，则进一步确定与所述用户终端属于相同接入点 的其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据； 如果确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，则将所述频道的至少一个增 强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层数据高的至少另一个增强层 数据向所述用户终端的传送。
4. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，还包括： 在确定所述频道是否为低优先级频道之前，先确定与所述用户终端属于相同接入点的 其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据， 其中，如果确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，且确定所述频道不是 低优先级频道，则将所述频道的至少一个增强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述 至少一个增强层数据高的至少另一个增强层数据向所述用户终端的传送。
5. 根据权利要求2?4之一所述的频道切换延时方法，其中所述至少一个增强层数据 包括与所述用户终端属于相同接入点的所有用户终端所接收的所述频道的所有增强层数 据。
6. 根据权利要求5所述的频道切换延时方法，其中所述频道的数据包括基础层数据和 第2至第K增强层数据，K是大于2的整数，与所述用户终端属于相同接入点的所有用户终 端所接收的所述频道的所有增强层数据包括所述频道的第2至第k增强层数据，k是大于 等于2且小于K的整数。
7. 根据权利要求6所述的频道切换延时方法，其中所述至少另一个增强层数据包括第 k+Ι至第K增强层数据，对第i增强层数据的延迟时间τ , >对第j增强层数据的延迟时间 τ』，其中K彡i > j彡k+1。
8. 根据权利要求3或4所述的频道切换延时方法，还包括： 如果确定与所述用户终端属于相同接入点的其他用户终端并未接收所述频道的增强 层数据，则延迟所述频道的所有增强层数据向所述用户终端的传送。
9. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，其中所述频道的数据包括基础层数据和 第2至第K增强层数据，K是大于2的整数。
10. 根据权利要求9所述的频道切换延时方法，其中对第i增强层数据的延迟时间 τ i彡对第j增强层数据的延迟时间τ」，其中K彡i > j彡2。
11. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，还包括： 如果确定所述频道不是低优先级频道，则将所述频道的所有增强层数据传送给所述用 户终端。
12. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，其中所述频道监视和统计信息是基于 频道的访问频率或总观看时间统计确定的。
13. 根据权利要求12所述的频道切换延时方法，其中访问频率不高于预定阈值或总观 看时间不长于预定阈值的频道是低优先级频道，反之，访问频率高于预定阈值或总观看时 间长于预定阈值的频道是高优先级频道。
14. 一种接入控制设备，包括： 接收单元，用于接收来自用户终端的对频道的请求； 传送单元，用于向用户终端传送视频数据； 控制单元，用于在所述接收单元接收到所述请求时，控制所述传送单元将所述频道的 基础层数据传送给所述用户终端，并基于频道监视和统计信息，确定所述频道是否为低优 先级频道， 其中，如果所述控制单元确定所述频道是低优先级频道，则所述控制单元控制所述传 送单元延迟所述频道的所有增强层数据向所述用户终端的传送。
15. 根据权利要求14所述的接入控制设备，还包括： 如果所述控制单元确定所述频道不是低优先级频道，则所述控制单元控制所述传送单 元将所述频道的至少一个增强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层 数据高的至少另一个增强层数据向所述用户终端的传送。
16. 根据权利要求14所述的接入控制设备，还包括： 如果所述控制单元确定所述频道不是低优先级频道，则所述控制单元进一步确定与所 述用户终端属于相同接入点的其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据； 如果所述控制单元确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，则所述控制单 元控制所述传送单元将所述频道的至少一个增强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所 述至少一个增强层数据高的至少另一个增强层数据向所述用户终端的传送。
17. 根据权利要求14所述的接入控制设备，还包括： 所述控制单元在确定所述频道是否为低优先级频道之前，先确定与所述用户终端属于 相同接入点的其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据， 其中，如果所述控制单元确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，且确定 所述频道不是低优先级频道，则所述控制单元控制所述传送单元将所述频道的至少一个增 强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层数据高的至少另一个增强层 数据向所述用户终端的传送。
18. 根据权利要求15?17之一所述的接入控制设备，其中所述至少一个增强层数据包 括与所述用户终端属于相同接入点的所有用户终端所接收的所述频道的所有增强层数据。
19. 根据权利要求18所述的接入控制设备，其中所述频道的数据包括基础层数据和第 2至第K增强层数据，K是大于2的整数，与所述用户终端属于相同接入点的所有用户终端 所接收的所述频道的所有增强层数据包括所述频道的第2至第k增强层数据，k是大于等 于2且小于K的整数。
20. 根据权利要求13所述的接入控制设备，其中所述至少另一个增强层数据包括第 k+14至第K增强层数据，所述控制单元控制所述传送单元对第i增强层数据的延迟时间 τ i彡对第j增强层数据的延迟时间τ」，其中K彡i > j彡k+14。
21. 根据权利要求16或17所述的接入控制设备，还包括： 如果所述控制单元确定与所述用户终端属于相同接入点的其他用户终端并未接收所 述频道的增强层数据，则所述控制单元控制所述传送单元延迟所述频道的所有增强层数据 向所述用户终端的传送。
22. 根据权利要求14所述的接入控制设备，其中所述频道的数据包括基础层数据和第 2至第K增强层数据，K是大于2的整数。
23. 根据权利要求22所述的接入控制设备，其中所述控制单元控制所述传送单元对第 i增强层数据的延迟时间τ i彡对第j增强层数据的延迟时间τ」，其中K彡i > j彡2。
24. 根据权利要求14所述的接入控制设备，还包括： 如果所述控制单元确定所述频道不是低优先级频道，则所述控制单元控制所述传送单 元将所述频道的所有增强层数据传送给所述用户终端。
25. 根据权利要求14所述的接入控制设备，其中所述频道监视和统计信息是基于频道 的访问频率或总观看时间统计确定的。
26. 根据权利要求25所述的接入控制设备，其中访问频率不高于预定阈值或总观看时 间不长于预定阈值的频道是低优先级频道，反之，访问频率高于预定阈值或总观看时间长 于预定阈值的频道是高优先级频道。
【文档编号】H04N21/647GK104053058SQ201310077860
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】赖俊宇, 胡艳, 胡章丰 申请人:日电（中国）有限公司
【专利摘要】本发明提出了一种用于提高IPTV(因特网电视)系统频道可用率的频道切换延时方法和实现该方法的接入控制设备。根据本发明的实施例，所述频道切换延时方法可以包括以下步骤：接收来自用户终端的对频道的请求；将所述频道的基础层数据传送给所述用户终端；基于频道监视和统计信息，确定所述频道是否为低优先级频道；以及如果确定所述频道是低优先级频道，则延迟所述频道的所有增强层数据向所述用户终端的传送。本发明可以通过减小用户频道请求阻塞率、同时提高频道增强层的可用率，能有效的改善由用户执行快速顺序浏览电视频道(特别是在电视节目之间的广告时间)所带来的不良影响。
【专利说明】频道切换延时方法和接入控制设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及网络电视系统，具体地，涉及一种用于提高IPTV(因特网电视）系统频 道可用率的频道切换延时方法和实现该方法的接入控制设备。
【背景技术】
[0002] 图1示出了一个传统的IPTV传输网络100的方框图。如图1所示，传统的IPTV 传输网络100包括视频源端办公室（VH0) 1100、边缘路由器（ER) 1200、接入点（AN) 1300、机 顶盒/电视（STB/TV)(用户终端）1400。图1仅是示例，对其中各个组件的数量不作任何 限制。VH0 1100通过核心网1800与ER 1200相连。ER 1200通过接入网1900与AN 1300 相连。AN 1300 与 STB/TV 1400 相连。
[0003] IPTV系统由电信运营商提供并运营。接入网1900可以包括大量的吉比特以太网 (GbE)链路。通常来说，IPTV服务提供商总是希望能够向用户提供更多数量的、不同种类的 电视频道，并且希望每个频道能有更高的视觉质量（例如，更高的分辨率），因为这样可以 吸引更多的用户，从而为服务提供商创造更高的收入和利润。
[0004] 目前，在一个典型的IPTV系统中，直播电视频道的数目已经高达几百个。例如，某 一个IPTV系统为用户总共提供了 500个直播电视频道，其中包括350个标清频道（SDTV) (带宽4Mbps/CH)和150个高清频道（HDTV)(带宽8Mbps/CH)。为了能够通过多播的方式 在网络上同时传输所有的这500个频道到每一个接入点（例如，图1中的AN1300)，需要在 每一条位于传输路径上的链路上预留大约350*4+150*8 = 2. 6Gbps带宽。此带宽要求已经 远高于吉比特以太网链路的所能支持的容量。
[0005] 在实际的IPTV系统中，不同电视频道的流行度差异非常大。举例来说，当IPTV系 统处于静态（steady-state)时（即所有用户都在观看而非快速浏览电视频道），在任意一 个随机选择的时间点，IPTV服务商提供的所有电视频道中，只有一小部分频道有用户在观 看。因此，服务提供商没有必要在IPTV传输网络中的各条链路上为那些没有用户观看的频 道预留带宽，否则可能导致大量宝贵的资源被浪费。换句话说，IPTV服务提供商通常只需 在传输路径上预留少量的带宽资源（可能大大少于同时传输所有电视频道所需要的带宽） 就能满足服务质量（QoS)和用户体验质量（QoE)的要求。
[0006] 但是，大量电视用户倾向于通过快速（目标/顺序）浏览方式来切换电视频道，这 种情况特别容易发生在节目之间的广告时间。用户的这种行为会破坏静态频道流行度分 布，使那些很不流行的频道也有机会被访问，从而给接入网带来大量额外的流量。其后果是 有可能在带宽受限的IPTV接入网中（例如，图1中的ER 1200和AN 1300之间）产生瓶颈 链路，增大用户请求阻塞概率（同时减小频道可用率）。为了确保良好的服务质量（QoS)和 用户体验质量（QoE)，需要一种技术方案或策略来缓解这种由电视用户快速浏览频道所带 来的不良影响。
【发明内容】
[0007] 本发明提出了一种频道切换延时方法和接入控制设备，用于处理采用K层可伸缩 视频编码方案进行编码的视频数据。根据本发明，可以为所有频道的基础层预留足够的传 输带宽，并将所有的电视频道划分为高优先级（流行）频道和低优先级（非流行）频道两 大类，从而对不同类（高优先级与低优先级）频道的增强层的传输使用不同的主动延时策 略。
[0008] 根据本发明的第一方案，提出了一种频道切换延时方法，包括：接收来自用户终端 的对频道的请求；将所述频道的基础层数据传送给所述用户终端；基于频道监视和统计信 息，确定所述频道是否为低优先级频道；以及如果确定所述频道是低优先级频道，则延迟所 述频道的所有增强层数据向所述用户终端的传送。
[0009] 根据本发明的第二方案，提出了一种接入控制设备，包括：接收单元，用于接收来 自用户终端的对频道的请求；传送单元，用于向用户终端传送视频数据；控制单元，用于在 所述接收单元接收到所述请求时，控制所述传送单元将所述频道的基础层数据传送给所述 用户终端，并基于频道监视和统计信息，确定所述频道是否为低优先级频道，其中，如果所 述控制单元确定所述频道是低优先级频道，则所述控制单元控制所述传送单元延迟所述频 道的所有增强层数据向所述用户终端的传送。
[0010] 根据本发明的一些实施例，如果确定所述频道不是低优先级频道，则将所述频道 的至少一个增强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层数据高的至少 另一个增强层数据向所述用户终端的传送。
[0011] 根据本发明的另一些实施例，如果确定所述频道不是低优先级频道，则进一步确 定与所述用户终端属于相同接入点的其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据； 如果确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，则将所述频道的至少一个增强层 数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层数据高的至少另一个增强层数据 向所述用户终端的传送。
[0012] 根据本发明的再一些实施例，在确定所述频道是否为低优先级频道之前，先确定 与所述用户终端属于相同接入点的其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据，其 中，如果确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，且确定所述频道不是低优先 级频道，则将所述频道的至少一个增强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一 个增强层数据高的至少另一个增强层数据向所述用户终端的传送。
[0013] 在上述这些实施例中，所述至少一个增强层数据包括与所述用户终端属于相同接 入点的所有用户终端所接收的所述频道的所有增强层数据。例如，所述频道的数据包括基 础层数据和第2至第Κ增强层数据，Κ是大于2的整数，与所述用户终端属于相同接入点的 所有用户终端所接收的所述频道的所有增强层数据包括所述频道的第2至第k增强层数 据，k是大于等于2且小于K的整数。在这种情况下，所述至少另一个增强层数据包括第k+1 至第K增强层数据，对第i增强层数据的延迟时间对第j增强层数据的延迟时间、.， 其中Κ彡i > j彡k+1。
[0014] 在本发明的一些实施例中，如果确定与所述用户终端属于相同接入点的其他用户 终端并未接收所述频道的增强层数据，则延迟所述频道的所有增强层数据向所述用户终端 的传送。
[0015] 所述频道的数据包括基础层数据和第2至第K增强层数据，K是大于2的整数。其 中，对第i增强层数据的延迟时间τ i >对第j增强层数据的延迟时间τ p其中K > i > j > 2。
[0016] 根据本发明的另外的实施例，如果确定所述频道不是低优先级频道，则将所述频 道的所有增强层数据传送给所述用户终端。
[0017] 其中，所述频道监视和统计信息是基于频道的访问频率或总观看时间统计确定 的。例如，访问频率不高于预定阈值或总观看时间不长于预定阈值的频道是低优先级频道， 反之，访问频率高于预定阈值或总观看时间长于预定阈值的频道是高优先级频道。
[0018] 通过减小用户频道请求阻塞率、同时提高频道增强层的可用率，能有效的改善由 用户执行快速顺序浏览电视频道（特别是在电视节目之间的广告时间）所带来的不良影 响。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 通过下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特 征和优点更加清楚，其中：
[0020] 图1示出了一个传统的IPTV传输网络100的方框图。
[0021] 图2示出了根据本发明示例实施例的IPTV传输网络200的方框图。
[0022] 图3示出了根据本发明示例实施例的接入控制设备2500的方框图。
[0023] 图4A示出了根据本发明第一示例实施例的频道切换延时方法400A的流程图。
[0024] 图4B示出了根据本发明第二示例实施例的频道切换延时方法400B的流程图。
[0025] 图4C示出了根据本发明第三示例实施例的频道切换延时方法400C的流程图。
[0026] 图4D示出了根据本发明第四示例实施例的频道切换延时方法400C的流程图。
[0027] 在本发明的所有附图中，相同或相似的结构和步骤均以相同或相似的附图标记标 识。
【具体实施方式】
[0028] 下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本 发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。
[0029] 首先，对本说明书中所使用的技术术语进行说明。
[0030] +用户请求阻塞率 CBP，Call Blocking Probability
[0031] 在一段给定的时间中，因为网络带宽限制而被阻塞的频道请求的比例
[0032] <〇>频道可用率 CA，Channel Availability
[0033] 与用户请求阻塞率成反比
[0034] +快速浏览模式Zapping Mode
[0035] 用户在短时间内快速切换频道的浏览模式
[0036] ?观看模式 Viewing Mode
[0037] 用户在相对长的一段时间内持续观看同一频道的模式
[0038] ?顺序浏览 Sequential Zapping
[0039] 用户通过遥控器上\下键选择频道的快速浏览模式
[0040] <〇=?目标浏览 Targeted Zapping
[0041] 用户通过遥控器数字键或电子节目菜单（EPG)选择频道的快速浏览模式
[0042] <〇>可伸缩视频编码 SVC，Scalable Video Coding
[0043] -种先进视频编码技术，可将一路高质量视频流划分为η (η > 1)路子视频流。其 中每一路子视频流可代表一个较低的空间，时间分辨率或图像质量（每个单独或组合）的 视频信号
[0044] ?基础层 Base Layer
[0045] 基础编码子层
[0046] +增强层 Enhancement Layers
[0047] 除基础编码子层外其他的子层，都需和基础子层一起才能被解码
[0048] 々·主动频道切换延时 Active Channel Changing Delay
[0049] 一种基于主动频道切换延时的用户频道请求接入控制方法
[0050] 图2示出了根据本发明示例实施例的IPTV传输网络200的方框图。如图2所 示，IPTV传输网络200包括视频源端办公室（VH0)2100、边缘路由器（ER)2200、接入点 (AN) 2300、机顶盒/电视（STB/TV)(用户终端）2400。图2仅是示例，对其中各个组件的数 量不作任何限制。VH0 2100通过核心网2800与ER 2200相连。ER 2200通过接入网2900 与AN 2300相连。AN 2300与STB/TV 2400相连。IPTV传输网络200还包括接入控制设备 (ACM) 2500和监视统计设备（MSM) 2600。在一个具体的实现中，边缘路由器（ER) 2200可以 由宽带接入服务器/业务路由器（BRAS/SR)实现；接入点（AN) 2300可以由数字用户线接入 复用器（DSLAM)实现。
[0051] 如图2所示，ACM2500用于控制所有电视频道的视频数据（主要是增强层）在接 入网2900中的各AN 2300上的传输控制。一方面，ACM 2500可以通过分布式的方式实现， 即其接入控制功能由各个AN 2300(DSLAM)分别实现。另一方面，ACM 2500也可以集中实 现于接入网2900中比AN 2300更靠近核心网2800的一个物理网络实体上，例如，如图2所 示，实现在 ER 2200(BRAS/SR)上。
[0052] MSM 2600用于监控用户切换频道的行为（如：快速频道浏览），基于访问频率或总 观看时间进行频道流行度统计。例如，MSM 2600可以基于阈值，将电视频道分为流行频道 (高优先级频道）和非流行频道（低优先级频道）。作为示例，可以将访问频率不高于预定 阈值或总观看时间不长于预定阈值的频道划分为低优先级频道，反之，将访问频率高于预 定阈值或总观看时间长于预定阈值的频道划分为高优先级频道。MSM 2600对上述频道分 类可以进行动态监视和统计，例如，可以监视和统计在预定时间段内的访问频率或总观看 时间，从而实现相应的流行度划分。类似于ACM 2500, 一方面，MSM 2600可以通过分布式的 方式实现，即其监控功能在各个AN 2300 (DSLAM)上实现；其统计功能可通过接入网2900中 比AN 2300更靠近核心网2800的物理网络实体实现。另一方面，MSM 2600也可以集中式实 现，即监控功能和统计功能都由同一个物理网络实体实现，例如，实现在ER 2200 (BRAS/SR) 上。
[0053] ACM 2500和MSM 2600可相互连接（例如，通过逻辑接口或物理线路）（如图2中 虚线所示），以交互相关信息（如：电视频道的实时动态分类信息）。
[0054] 在图2所示的IPTV传输网络200中，总共提供N个基于动态多播的电视频道（N 是自然数）。每个频道所对应的视频流通过可伸缩视频编码方法，被编码为K个恒定（或近 似恒定）速率的子视频流（K是大于2的整数），分别对应于K个不同的视频编码子层（包 括1个基础层和Κ-1个增强层）。其中一个特定的子层k需和较其低的所有子层（即从基 础层到第k-Ι增强层）一起才能被解码（K彡k彡2)。
[0055] 通常来讲，核心网2800中的链路拥有足够的带宽用于同时传输所有的电视频道。 因而，所有电视频道的所有子层（基础层和第2至第K增强层）都通过动态（或静态）组 播的方式被传输到核心网2800的边缘（即图2中的ER 2200(BRAS/SR)上）。
[0056] 由于在接入网1900中存在大量的吉比特以太网GbE链路，因而接入网1900的链 路通常不能支持以多播方式传输所有全质量的电视频道（包括基础层和所有的增强层）到 每一个AN 1300 (DSLAM)。接入网1900中一条瓶颈链路的带宽B通常满足以下不等式（1):
[0057]
【权利要求】
1. 一种频道切换延时方法，包括： 接收来自用户终端的对频道的请求； 将所述频道的基础层数据传送给所述用户终端； 基于频道监视和统计信息，确定所述频道是否为低优先级频道；以及 如果确定所述频道是低优先级频道，则延迟所述频道的所有增强层数据向所述用户终 端的传送。
2. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，还包括： 如果确定所述频道不是低优先级频道，则将所述频道的至少一个增强层数据传送给所 述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层数据高的至少另一个增强层数据向所述用户终 端的传送。
3. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，还包括： 如果确定所述频道不是低优先级频道，则进一步确定与所述用户终端属于相同接入点 的其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据； 如果确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，则将所述频道的至少一个增 强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层数据高的至少另一个增强层 数据向所述用户终端的传送。
4. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，还包括： 在确定所述频道是否为低优先级频道之前，先确定与所述用户终端属于相同接入点的 其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据， 其中，如果确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，且确定所述频道不是 低优先级频道，则将所述频道的至少一个增强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述 至少一个增强层数据高的至少另一个增强层数据向所述用户终端的传送。
5. 根据权利要求2?4之一所述的频道切换延时方法，其中所述至少一个增强层数据 包括与所述用户终端属于相同接入点的所有用户终端所接收的所述频道的所有增强层数 据。
6. 根据权利要求5所述的频道切换延时方法，其中所述频道的数据包括基础层数据和 第2至第K增强层数据，K是大于2的整数，与所述用户终端属于相同接入点的所有用户终 端所接收的所述频道的所有增强层数据包括所述频道的第2至第k增强层数据，k是大于 等于2且小于K的整数。
7. 根据权利要求6所述的频道切换延时方法，其中所述至少另一个增强层数据包括第 k+Ι至第K增强层数据，对第i增强层数据的延迟时间τ , >对第j增强层数据的延迟时间 τ』，其中K彡i > j彡k+1。
8. 根据权利要求3或4所述的频道切换延时方法，还包括： 如果确定与所述用户终端属于相同接入点的其他用户终端并未接收所述频道的增强 层数据，则延迟所述频道的所有增强层数据向所述用户终端的传送。
9. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，其中所述频道的数据包括基础层数据和 第2至第K增强层数据，K是大于2的整数。
10. 根据权利要求9所述的频道切换延时方法，其中对第i增强层数据的延迟时间 τ i彡对第j增强层数据的延迟时间τ」，其中K彡i > j彡2。
11. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，还包括： 如果确定所述频道不是低优先级频道，则将所述频道的所有增强层数据传送给所述用 户终端。
12. 根据权利要求1所述的频道切换延时方法，其中所述频道监视和统计信息是基于 频道的访问频率或总观看时间统计确定的。
13. 根据权利要求12所述的频道切换延时方法，其中访问频率不高于预定阈值或总观 看时间不长于预定阈值的频道是低优先级频道，反之，访问频率高于预定阈值或总观看时 间长于预定阈值的频道是高优先级频道。
14. 一种接入控制设备，包括： 接收单元，用于接收来自用户终端的对频道的请求； 传送单元，用于向用户终端传送视频数据； 控制单元，用于在所述接收单元接收到所述请求时，控制所述传送单元将所述频道的 基础层数据传送给所述用户终端，并基于频道监视和统计信息，确定所述频道是否为低优 先级频道， 其中，如果所述控制单元确定所述频道是低优先级频道，则所述控制单元控制所述传 送单元延迟所述频道的所有增强层数据向所述用户终端的传送。
15. 根据权利要求14所述的接入控制设备，还包括： 如果所述控制单元确定所述频道不是低优先级频道，则所述控制单元控制所述传送单 元将所述频道的至少一个增强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层 数据高的至少另一个增强层数据向所述用户终端的传送。
16. 根据权利要求14所述的接入控制设备，还包括： 如果所述控制单元确定所述频道不是低优先级频道，则所述控制单元进一步确定与所 述用户终端属于相同接入点的其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据； 如果所述控制单元确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，则所述控制单 元控制所述传送单元将所述频道的至少一个增强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所 述至少一个增强层数据高的至少另一个增强层数据向所述用户终端的传送。
17. 根据权利要求14所述的接入控制设备，还包括： 所述控制单元在确定所述频道是否为低优先级频道之前，先确定与所述用户终端属于 相同接入点的其他用户终端是否正在接收所述频道的增强层数据， 其中，如果所述控制单元确定其他用户终端正在接收所述频道的增强层数据，且确定 所述频道不是低优先级频道，则所述控制单元控制所述传送单元将所述频道的至少一个增 强层数据传送给所述用户终端，但延迟比所述至少一个增强层数据高的至少另一个增强层 数据向所述用户终端的传送。
18. 根据权利要求15?17之一所述的接入控制设备，其中所述至少一个增强层数据包 括与所述用户终端属于相同接入点的所有用户终端所接收的所述频道的所有增强层数据。
19. 根据权利要求18所述的接入控制设备，其中所述频道的数据包括基础层数据和第 2至第K增强层数据，K是大于2的整数，与所述用户终端属于相同接入点的所有用户终端 所接收的所述频道的所有增强层数据包括所述频道的第2至第k增强层数据，k是大于等 于2且小于K的整数。
20. 根据权利要求13所述的接入控制设备，其中所述至少另一个增强层数据包括第 k+14至第K增强层数据，所述控制单元控制所述传送单元对第i增强层数据的延迟时间 τ i彡对第j增强层数据的延迟时间τ」，其中K彡i > j彡k+14。
21. 根据权利要求16或17所述的接入控制设备，还包括： 如果所述控制单元确定与所述用户终端属于相同接入点的其他用户终端并未接收所 述频道的增强层数据，则所述控制单元控制所述传送单元延迟所述频道的所有增强层数据 向所述用户终端的传送。
22. 根据权利要求14所述的接入控制设备，其中所述频道的数据包括基础层数据和第 2至第K增强层数据，K是大于2的整数。
23. 根据权利要求22所述的接入控制设备，其中所述控制单元控制所述传送单元对第 i增强层数据的延迟时间τ i彡对第j增强层数据的延迟时间τ」，其中K彡i > j彡2。
24. 根据权利要求14所述的接入控制设备，还包括： 如果所述控制单元确定所述频道不是低优先级频道，则所述控制单元控制所述传送单 元将所述频道的所有增强层数据传送给所述用户终端。
25. 根据权利要求14所述的接入控制设备，其中所述频道监视和统计信息是基于频道 的访问频率或总观看时间统计确定的。
26. 根据权利要求25所述的接入控制设备，其中访问频率不高于预定阈值或总观看时 间不长于预定阈值的频道是低优先级频道，反之，访问频率高于预定阈值或总观看时间长 于预定阈值的频道是高优先级频道。
【文档编号】H04N21/647GK104053058SQ201310077860
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】赖俊宇, 胡艳, 胡章丰 申请人:日电（中国）有限公司
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1