专利名称：一种跨网协同的信息订阅与信息播发方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及单向网与双向网融合技术，特别是一种根据双向网交互订阅信息，由前端系统对内容进行组织，再通过单向网向终端用户进行媒体内容分发的系统。
背景技术：
以下是本领域中的一些名词解释，其使用范围仅限于本发明前端系统数字电视系统包括前端系统、传输网络和接收终端。前端系统是指广播电视领域中向传输网络播发信息的系统。单向网可以指广播网，也可以指任何点对多点传输网络，如以太网中的广播模式(目的主机地址为全I)等。 双向网可以指互联网，也可以指任何点对点传输网络，如GPRS等。终端通过单向网络和双向网络接入，获取相关信息的节点，一个终端上可能有多个用户。用户在终端上作为实际使用人的代理(Agent)或帐号(即用户ID)。内容源描述信息是对可用内容源的描述，其中包含内容源的描述信息和内容源ID，也即是用户可以订阅到什么内容源。内容源描述请求消息是终端主动发起索取内容源描述信息的消息，前端系统收 到内容源描述请求消息后会发送内容源描述信息，是通过单向网发送还是双向网发送要看该时刻附近请求数量的多少。用户操作消息是用户对内容源的“订阅”、“退订”操作，由终端向前端系统发起，前端系统之后响应是否成功。用户状态消息是指用户定期向前端报告自身运行情况，前端可根据此消息知道用户的活跃情况，如果在指定的时间内仍没有收到运行情况消息，就可以怀疑发生故障或用户下线。HBBTV 是 Hybrid Broadcast/Broadband TV 的简称,它是一种与 DVB 兼容的内容发布平台，可以为增强和互动的电视业务提供信令、传输和呈现机制。基于混合广播宽带的相关应用，同时针对广播和互联网领域而设计，并可以在同时具有广播和宽带互联网混合连接的终端上运行。发布标准(ETSI TS 102 796V1. I. 1(2010-06))中对应用的生命周期进行了定义，包括启动和终止条件。在《tagging-peoplepowered metadata for social》(2007)—书中(第 19 页what is tagging章why tagging matters节)中将当前的新信息环境比喻为“流”,包括RSS feeds，微博等，其通过内容源对信息源源不断的发布。对于流式信息服务类业务，本发布标准(ETSI TS 102 796 VI. I. I)仅描述了一个基础运行环境。而在这种流式环境下，用户对内容信息的“请求-获得”操作转化成为对内容源的订阅操作(或“关注”)，如微博等流式信息发布平台，用户对信息源的更新速度将小于查询项目的频率。在单向网中对明显大于带宽能力的数据进行播发和在面对不同业务特性的媒体内容数据时，会出现服务能力无法区分的问题，特别是在如今流式内容环境下。在现有技术中，发明专利《主动式广播服务器及其广播方法》(申请号为200410058557. 7)中介绍了一种可将被查询频率较高的查询项目主动广播之客户端的主动式广播服务器及其广播方法，使用该方法可以减少客户端等待响应时间减少客户端用户装置耗电，可快速响应大多数客户端共同查询需求。该发明适用于数据量小、类型简单的信息服务，如发明中的最优实施方案是股票信息服务、请求类型仅为股票代码或便于使用贪婪算法的情况。若考虑媒体内容发布，多种发布格式和类型，内容描述和请求信息将非常复杂，且对大数据的处理效率有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种跨网协同的信息订阅与信息播发方法及系统，用于解决流式环境下类型多样且数据量不等的信息订阅与信息播发问题。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种跨网协同的信息订阅与信息播发方法，包括以下步骤
步骤1，终端通过双向网向前端系统发送用户操作消息，如订阅内容源、退订内容源。步骤2，前端统计服务器根据用户操作消息更新内容源-用户订阅列表，并将更新结果生成响应消息发给终端；这里的响应消息是指前端系统收到用户操作消息之后告知用户响应是否成功。步骤3，终端向前端统计服务器定期发送用户状态消息，前端统计服务器获取用户状态消息，并更新用户活跃度列表；该步骤中获取的用户状态消息主要是当前时间及用户ID，且周期的时间单位为分钟，如10分钟，前端系统统计服务器更新用户活跃度列表。步骤4，前端调度服务器根据用户活跃度列表定期计算出最优的播发调度结果；这里周期的时间单位为分钟。步骤5，前端播发服务器通过单向网按照最优的播发调度结果向终端播发媒体内容。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述信息订阅与信息播发方法在执行步骤I之前还需执行步骤Al或步骤A2 步骤Al，前端系统通过单向网或双向网周期性向终端上的终端发送内容源描述信息；步骤A2，终端主动发起内容源描述请求消息时，前端系统再通过双向网向终端发送内容源描述信息。主动发起内容源描述请求消息包括终端开机的情况，而内容源描述请求消息包括用户ID、请求操作代码，且请求操作代码包括请求可订阅内容源I D和请求用户当前已订阅内容源I D。这里，前端系统通过单向网或双向网向终端发送内容源描述信息是用于告知用户目前能订阅的内容源的相关信息，主要是内容源ID，且该步骤中周期的时间单位为天。进一步，前端系统通过单向网或双向网向终端发送内容源描述信息时，使用协同过滤方法，该方法用于推荐用户I D最可能订阅到的内容源I D。进一步，所述步骤I中的用户操作消息包括内容源I D、用户I D和用户操作代码，所述用户操作代码包括订阅代码和退订代码。进一步，所述步骤2中的内容源一用户订阅列表，用于记录订阅当前内容源I D的用户ID。进一步，所述步骤3中用户活跃度列表，用于记录活跃用户I D和最后活跃时间。进一步，所述步骤3中的用户状态消息包括用户状态和用户ID。进一步，所述步骤4中前端调度服务器定期计算出最优的播发调度结果是采用模拟退火算法，具体包括以下步骤步骤401 :随机产生一个带宽分配序列B ；步骤402 :选择一个索引值，并选择一个改变索引值的方向；·步骤403 :根据索引值改变带宽分配序列B的其中一个值，生成一个新的带宽分配序列B'；步骤404 :分别计算B和B '的优化函数；步骤405 :判断新的带宽分配序列B '是否是更好解，或是趋向最优解的临界解；步骤406 :判断是否达到温度阈值，若达到则流程结束，若没有达到温度阈值，则降低温度，返回并重新执行步骤402。一种跨网协同的信息订阅与信息播发系统，包括前端系统和终端，且所述前端系统和所述终端通过单向网或双向网通信，且所述前端系统设置有统计服务器、调度服务器和播发服务器；所述统计服务器，其通过双向网与所述终端连接，用于接收终端发送用户操作消息和用户状态消息，还用于统计用户订阅内容源信息、用户活跃信息；此外，所述统计服务器也用于接收终端发送的内容源描述请求消息，并向终端发送内容源描述信息；所述调度服务器，其设置在前端系统，用于计算出最优的播发调度结果；所述播发服务器，其通过单向网与所述终端连接，用于向终端播发内容源所发布的媒体内容。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述统计服务器包括内容源一用户订阅列表、用户活跃度列表和内容源一播发数据列表，所述内容源一用户订阅列表用于记录订阅当前内容源ID的用户ID，所述用户活跃度列表用于记录活跃用户ID和最后活跃时间，所述内容源一播发数据列表用于记录当前内容源I D中包含的各媒体内容未发送数据量。本发明的有益效果是本发明所述的信息订阅与信息播发方法及系统，减少了信息获取开销，且所述的信息获取方法更符合当前用户对信息服务的需求及使用方式，用户处理逻辑更简化，节省了网络资源。此外，对于前端系统更新率高和用户关注度高的内容播发提供了优选带宽分配方法，使媒体内容发布更有效率，和发布标准(ETSI TS 102796)提供的信息服务相比，其在大数据量的多类型信息服务上具有更好的的适应力。同时，本发明提出的一个结合用户行为的信息播发方法，通过区分不同业务的服务能力，即带宽的分配，既保证了实时要求高、数据量小的内容的优先播发，又保证了实时要求低、数据量大的内容的播发资源调配。综上，针对目前流式信息服务需求，本发明对前端系统的消息响应方法进行了改进，提出了针对类型多样且数据量不等的信息订阅与信息播发的带宽分配方法，并通过模拟退火算法优化了带宽分配方法。
图I为本发明所述信息订阅与信息播发方法的流程图；图2为本发明所述模拟退火算法的流程图；图3为本发明所述信息订阅与信息播发系统的结构图；附图中，各标号所代表的部件列表如下I、前端系统，2、终端，3、统计服务器，4、调度服务器，5、播发服务器。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并
非用于限定本发明的范围。如图I所示，本实施例所述的一种跨网协同的信息订阅与信息播发方法，包括以下步骤步骤1，终端通过双向网向前端系统发送用户操作消息。用户操作消息包括内容源I D、用户I D和用户操作代码，而所述用户操作代码包括订阅代码和退订代码。这里，用户操作消息也即是用户对内容源的一种操作行为信息，如订阅内容源、退订内容源，如同RSS阅读器中的加订阅和取消订阅，又如微博中的加关注和取消关注。步骤2，前端I统计服务器更新内容源-用户订阅列表，并将处理结果生成响应消息发给终端，这里的响应消息是指前端系统收到用户操作消息之后告知用户响应是否成功，而内容源一用户订阅列表则是用于记录订阅当前内容源I D的用户ID。步骤3，终端向前端统计服务器定期发送用户状态消息，前端统计服务器获取当前时间，提取用户I D，并更新用户活跃度列表。这里的用户状态消息包括用户状态和用户ID，且用户活跃度列表用于记录活跃用户I D和最后活跃时间。步骤4，前端调度服务器根据用户活跃度列表，并采用模拟退火算法定期计算出最优的播发调度结果，这里周期的时间单位为分钟，如图2所示，具体包括以下步骤步骤401 :随机产生一个带宽分配序列B。B在这里也指每个内容源ID的可用播发带宽百分比，表示为B(I D)，假设每次根据活跃用户数排序由高到低，最多支持N个内容源的计算，则覆盖活跃用户越多，可播发的内容个数越多越好。步骤402 :选择一个索引值，并选择一个改变索引值的方向。步骤403 :根据索引值改变带宽分配序列B的其中一个值，生成一个新的带宽分配序列B'。步骤404 :分别计算B和B '的优化函数。设优化函数为W，B和B '对应的优化函数分别表示为W(B)和W( B ')，可知W值越大播发方法越好。一般地，受用户关注度高(该内容源I D的订阅用户数大，且该时刻活跃用户数多)的内容源W值会越大；更新频率高，内容量小的内容源(如新闻类)，W值会越大)。优化函数由每个内容源I D对应的优化函数W (内容源I D)(下简称W (I D))求和而成，SP W=W (IDl) +W (ID2)…+W (IDN).优化函数W (ID)输入为每个内容源ID的活跃用户数N(ID),根据内容源-播发数据列表计算的本间隔本内容源ID可播发内容个数。计算公式为
W (ID) =活跃用户数N (ID) X可播发内容个数(内容源ID)这里，可播发内容的个数为本次播发数据量(ID)可以播发的内容个数。本次播发数据量计算公式为本次播发数据量(ID)=时间间隔TX播发带宽B (ID)这里，可播发内容个数(内容源ID)为本次播发数据量(ID)依次减去内容源ID上的每个待播发内容数据量，直到若在减去一个完整播发内容数据则本次播发数据量(ID)用完或用超，则最后一个取实际可播发百分比计算。步骤405 :判断新的带宽分配序列B '是否是更好解，或是趋向最优解的临界解。步骤406 :判断是否达到温度阈值，若达到则流程结束，若没有达到温度阈值，则降低温度，返回并重新执行步骤402。 步骤5，根据最优的播发调度结果，前端播发服务器通过单向网播发媒体内容。在执行上述步骤之前，还需有准备工作，执行步骤Al或步骤A2 步骤Al，前端系统通过单向网或双向网周期性向终端上发送内容源描述信息；步骤A2，终端主动发起内容源描述请求消息时，前端系统通过双向网向终端发送内容源描述信息。主动发起内容源描述请求消息包括终端开机的情况，而内容源描述请求消息包括用户ID、请求操作代码，且请求操作代码包括请求可订阅内容源I D和请求用户当前已订阅内容源I D。前端系统通过单向网或双向网向终端发送内容源描述信息时，使用协同过滤方法，用于推荐用户I D最可能订阅到的内容源ID。这里，前端系统通过单向网或双向网向终端发送内容源描述信息是用于告知用户目前能订阅的内容源的相关信息，主要是内容源ID，且该步骤中周期的时间单位为天。如图3所示，根据上述方法，本实施例中的一种跨网协同的信息订阅与信息播发系统，包括前端系统I和终端2，且所述前端系统I和所述终端2通过单向网或双向网通信，且所述前端系统I设置有统计服务器3、调度服务器4和播发服务器5 ；所述统计服务器3，其通过双向网与所述终端2连接，用于发送内容源描述信息，并接收终端发送内容源描述请求消息、用户操作消息、用户状态消息，还用于统计用户订阅内容源信息、用户活跃信息。这里所述统计服务器3包括内容源一用户订阅列表、用户活跃度列表和内容源一播发数据列表，所述内容源一用户订阅列表用于记录订阅当前内容源ID的用户ID，所述用户活跃度列表用于记录活跃用户I D和最后活跃时间，所述内容源一播发数据列表用于记录当前内容源I D中包含的各媒体内容未发送数据量。所述调度服务器4，其设置在前端系统1，是计算机型服务器，用于计算出最优的播发调度结果；所述播发服务器5，其通过单向网与所述终端2连接，用于向终端播发内容源所发布的媒体内容。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种跨网协同的信息订阅与信息播发方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤1，终端通过双向网向前端系统发送用户操作消息； 步骤2，前端统计服务器根据用户操作消息更新内容源-用户订阅列表，并将更新结果生成响应消息发送给终端； 步骤3，终端向前端统计服务器定期发送用户状态消息，前端统计服务器获取用户状态消息，并更新用户活跃度列表； 步骤4，前端调度服务器根据用户活跃度列表定期计算出最优的播发调度结果； 步骤5，前端播发服务器通过单向网，并按照最优的播发调度结果向终端播发媒体内容。
2.根据权利要求I所述的信息订阅与信息播发方法，其特征在于，所述信息订阅与信息播发方法在执行步骤I之前还需执行步骤Al或步骤A2 步骤Al，前端系统通过单向网或双向网周期性地向终端发送内容源描述信息； 步骤A2，终端主动向前端系统发起内容源描述请求消息，前端系统再通过双向网向终端发送内容源描述信息。
3.根据权利要求2所述的信息订阅与信息播发方法，其特征在于，前端系统通过单向网或双向网向终端发送内容源描述信息时使用协同过滤方法。
4.根据权利要求I所述的信息订阅与信息播发方法，其特征在于，所述步骤I中的用户操作消息包括内容源I D、用户I D和用户操作代码，所述用户操作代码包括订阅代码和退订代码。
5.根据权利要求I所述的信息订阅与信息播发方法，其特征在于，所述内容源一用户订阅列表，用于记录订阅当前内容源I D的用户I D。
6.根据权利要求I所述的信息订阅与信息播发方法，其特征在于，所述用户活跃度列表，用于记录活跃用户ID和最后活跃时间。
7.根据权利要求I所述的信息订阅与信息播发方法，其特征在于，所述步骤3中的用户状态消息包括用户状态和用户I D。
8.根据权利要求I所述的信息订阅与信息播发方法，其特征在于，所述步骤4中前端调度服务器定期计算出最优的播发调度结果是采用模拟退火算法，具体包括以下步骤 步骤401 :随机产生一个带宽分配序列B ； 步骤402 :选择一个索引值，并选择一个改变索引值的方向； 步骤403 :根据索引值改变带宽分配序列B的其中一个值，生成一个新的带宽分配序列B'； 步骤404 :分别计算B和B '的优化函数； 步骤405 :判断新的带宽分配序列B '是否是更好解，或是趋向最优解的临界解； 步骤406 :判断是否达到温度阈值，若达到则流程结束，若没有达到温度阈值，则降低温度，返回并重新执行步骤402。
9.一种跨网协同的信息订阅与信息播发系统，其特征在于，包括前端系统和终端，所述前端系统和所述终端通过单向网或双向网通信，且所述前端系统设置有统计服务器、调度服务器和播发服务器； 所述统计服务器，其通过双向网与所述终端连接，用于接收终端发送的用户操作消息和用户状态消息，还用于统计用户订阅内容源信息、用户活跃信息； 所述调度服务器，其设置在前端系统，用于计算出最优的播发调度結果； 所述播发服务器，其通过单向网与所述终端连接，用于向终端播发媒体内容。
10.根据权利要求9所述的信息订阅与信息播发系统，其特征在于，所述统计服务器包括内容源一用户订阅列表、用户活跃度列表和内容源ー播发数据列表； 所述内容源一用户订阅列表，用于记录订阅当前内容源I D的用户ID ； 所述用户活跃度列表，用于记录活跃用户ID和最后活跃时间； 所述内容源一播发数据列表用于记录当前内容源ID中包含的各媒体内容未发送数据量。
全文摘要
本发明涉及一种跨网协同的信息订阅与信息播发方法与系统，所述方法包括以下步骤步骤1，终端通过双向网向前端系统发送用户操作消息；步骤2，前端统计服务器更新内容源-用户订阅列表；步骤3，终端向前端统计服务器定期发送用户状态消息；步骤4，前端调度服务器定期计算出最优的播发调度结果；步骤5，前端播发服务器向终端播发媒体内容。所述系统包括前端系统和终端，前端系统和终端通过单向网或双向网通信，且前端系统设置有统计服务器、调度服务器和播发服务器。本发明对前端系统的消息响应方法进行了改进，提出了针对类型多样且数据量不等的信息订阅与信息播发的带宽分配方法，并通过模拟退火算法优化了带宽分配方法。
文档编号H04N21/262GK102802047SQ20121023786
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者徐杰, 何晶, 张进, 万康 申请人:北京迈伦斯科技有限公司