用于动态广播的设备及方法
【专利摘要】本发明涉及用于动态广播的设备及方法，提供了一种动态广播系统及用于此动态广播系统的频谱管理设备。动态空白频段数据库单元存储并动态更新频率资源的动态空白频段数据库，该频率资源被分配来广播广播内容但不能用于本地广播。一个或多个空白频段设备可访问动态空白频段数据库中包括的频率资源。频谱服务器动态管理动态空白频段数据库中包括的供一个或多个空白频段设备访问的频率资源。
【专利说明】用于动态广播的设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及动态广播。本发明特别涉及一种终端及相应接收方法、动态广播系统及方法、控制器设备、控制方法及非临时性计算机可读介质。
【背景技术】
[0002]稀缺的地面频谱是无线通信发展的重要因素。现今，广播服务在(例如，UHF或VHF)广播频带中占用大部分频率，这对室内接收来说是理想的。由于数字化，广播服务的频谱利用率与模拟时代相比大幅提高。然而，网络操作仍然还是静态的，即，传输参数是固定不变的，发射器功率保持不变，并在预定信道中传送服务。此传统广播网络对接收器的要求极低。既不需要反馈信道也不需要内容存储设备，并且通常只在终端设备首次接通时才需要进行信道扫描处理，原因是将对每个电视(TV)信道的传输参数进行存储以供以后收听(调入)。
[0003]消费电子行业快速发展，用户终端正变得越来越强大。近来，消费电视领域的发展趋势是开发“混合用户终端”，这些混合用户终端除传统广播网络之外，还可以经由宽带网络，比如xDSL、DOCSIS或卫星通信链路，最终甚至经由无线互联网(例如，经由长期演进(LTE)网络)或其他无线数据网络获取媒体内容。虽然此等接收器允许对互联网和广播内容进行无缝访问，但两个传输装置之间几乎没有互联互通特征。另一点值得注意的是，越来越多的电视和机顶盒(STB)配备有巨大的存储设备并且这对时移消费媒体内容来说是必不可少的。内容存储通常可由用户或安排程序控制以便构建个人电视信道，但既不受网络控制，也不会对网络中发生的事情产生影响。在某些情况下，付费电视的提供商已经开始将内容预下载到存储设备以便为观看者提供更多的节目选择。
[0004]用户终端的这些新功能，S卩，可用宽带网络接入及容量合理的存储设备，不仅可以用于增强用户体验，而且还可以用于降低电视节目播出成本并提升频谱使用效率及整个系统的能源效益。
[0005]首先，利用第二传输装置(宽带网络)的存在，根深蒂固的电视观看习惯可以被利用来最优化电视内容分配。由于网络操作成本对于指定覆盖区域来说几乎与观看者人数无关，因此广播对广大观看者来说是最佳选择，这表明它为越多的用户提供服务，单个用户的成本就越低。相反，宽带传输的成本通常随观看者数量增多而增加，并且就单播而言，几乎呈线性关系。这意味着对观看者人数较少的事件来说，经由宽带网络的传输可能更节省成本。
[0006]此外，在用户终端的管理下，存储设备能够存储计划由广播公司在接下来的14天左右重复播出并预测用户有强烈的兴趣观看的内容。通过这种方式，重复播出的电视内容的实况转播观看者数量可能会明显减少并且信道流行度分布的偏斜度大大增强。假设实况转播观看者的剩余数量降至预定义阈值以下，然后应将内容重新分配给宽带信道，从而释放广播信道的容量或甚至频谱。
[0007]进一步地，由于电视观看者的数量在一天内有很大不同，释放的容量时效性同样较强。在黄金时段，释放的数据速率将比夜晚少得多。为了充分利用频谱而定义了一种新的传输策略，使用夜间广播容量来向用户终端预传输一部分电视内容。在预发信广播时间，这些终端可以直接从存储设备播放内容。因此，必须接收现场直播的终端的数量将降低，最终，同样可以将现场直播的内容移至宽带信道。类似地，预传输在低流量时间过程中也可以置于宽带信道中，因此可以减少宽带网络在白天的负载。互联网协议电视(IPTV)内容预分配的安排在 P.Kreuger, H.Abrahamsson, “Scheduling IPTV contentpre-distribution,，，in:Lecture Notes in Computer Science;IP Operation and Management, vol.5843, pp.1-14, Springer, Berlin, 2009 中进行研究。
[0008]释放容量对广播公司和其他无线通信网络运营商来说是极有价值的。可以考虑以下可能的用途，例如:提供更多广播服务；将传输参数调整为更强健的模式，为的是可以降低发射器的功耗；暂时关闭某些广播信道并使频率在一段时间内可用于次要无线服务提供商。
[0009]新的无线通信系统的发展往往因缺乏可用频谱而受到限制。另一方面，分配给专用技术的多个频带往往没有得到充分利用。电视空白频段(TVWS)是分配给地面广播系统，但因干扰计划或缺失广播基础设施而不能被广播网络运营商本地使用的频带。监管当局、标准化机构及研究机构以及工厂正在寻找可以利用次要无线通信(次要用户、通常称之为空白频段设备WSD)的这些有价值的频率资源的方式。
[0010]对TVWS频谱的有效使用具有一定限制。一方面，必须保护主要频谱用户(主要用户、主要地面广播网络)免受以相同频带操作的次要用户的有害干扰。另一方面，过于严格的(保守的)TVffS使用许可可能显著降低TVWS可用性。此外，TVffS可用性可能因位置不同而不同，典型地为高人口密度区域提供较少容量。
[0011]管理TVWS频谱接入的已知技术，如ECC报告159中所陈述的，是使用地理定位数据库(或空白频段数据库)。包括主要发射器定位、地形和传播特征及传输功率的所有相关频谱使用信息必须存储在这些数据库中。在WSD投入运行之前，WSD必须了解它们的位置且必须咨询空白频段数据库。通过询问，WSD可找出可用的频带及在这个位置上允许的最大传输功率。然而，空白频段数据库无法克服TVWS频谱在某个位置不可用的问题，也无法处理对广播接收器产生的潜在干扰。
[0012]本文提供的“背景”描述的目的在于总体呈现本发明的环境。目前提及的发明人的工作在该【背景技术】部分以及在提交时不可能取得现有技术资格的描述的各方面中描述的程度上，既不明确地也不暗示地承认是针对本发明的现有技术。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于提供用于动态广播的设备及方法以及使内容能够经由广播网络及宽带网络有效、自动、灵活传输的动态广播系统及方法。
[0014]根据本发明的一方面，提供了一种动态广播系统，其包括:
[0015]-广播发射器，被配置为经由广播网络广播内容，
[0016]-宽带服务器，被配置为经由宽带网络提供内容，
[0017]-控制器，动态控制用于经由所述广播网络广播内容以及经由所述宽带网络提供内容的传输参数、传输时间以及传输路径，[0018]-动态空白频段数据库单元，存储并动态更新频率资源的动态空白频段数据库，所述频率资源被分配来广播广播内容但不能用于本地广播，
[0019]-决策单元，动态决定用于广播及提供内容的传输参数、传输时间以及传输路径，
[0020]-一个或多个空白频段设备，可以利用动态空白频段数据库中包括的频率资源，以及
[0021]-频谱服务器，动态管理动态空白频段数据库中包括的供一个或多个空白频段设备使用的频率资源。
[0022]根据另一方面，提供了一种用于向终端提供内容的动态广播系统的频谱管理设备，所述频谱管理设备包括:
[0023]-动态空白频段数据库单元，存储并动态更新频率资源的动态空白频段数据库，所述频率资源被分配来广播广播内容但不能用于本地广播，
[0024]-频谱服务器，动态管理动态空白频段数据库中包括的供一个或多个空白频段设备使用的频率资源，所述空白频段设备可以利用动态空白频段数据库中包括的频率资源。
[0025]根据其他方面，提供了包括动态广播方法及频谱管理方法的对应方法，以及计算机程序和其上存储有当在计算机上执行时使计算机执行本发明的频谱管理方法的步骤的指令的非临时性计算机可读介质。
[0026]本发明的优选实施方式在从属权利要求中被定义。应理解的是要求保护的设备、系统、方法、计算机程序及计算机可读介质具有与要求保护的终端和要求保护的动态广播系统相似和/或相同的优选实施方式且如从属权利要求中所定义。
[0027]本发明支持提供真收敛、宽带及广播网络的互操作性，从而导致可用于无线宽带系统的频谱显著扩展，优选在UHF频带内，同时不危害传统服务质量以及从地面广播了解的体验质量。利用本发明，可以适应无线宽带服务的时变需求，因为在不受欢迎的电视节目或在最后一天或几天首次播放的回放节目播完的一天中的不同时段，广播网络运营商可以比广播更受欢迎的节目的傍晚释放更多频谱。通过这种方法使得一种注水成为可能，在该方法中无线宽带和广播网络的频谱需求相互优化。
[0028]本发明特别提供了动态控制经由广播网络和宽带网络传输、存储并使用内容的管理/控制元件。特别地，动态控制用于经由广播网络广播内容以及经由宽带网络提供内容的传输参数、传输时间以及传输路径。通过所述控制，可动态控制内容传输(特别是通过广播网络)的复用结构，包括向通过广播网络或宽带网络传输的复用内容数据流分配内容。
[0029]进一步地，优选提出使用足够的信令信息或其他数据以确保将内容无缝呈现给用户，并确保可用资源的自动控制及有效使用，由此规定用于传输内容的实体之间的任何切换不能由观看内容呈现的用户实现。因此，本发明支持向以下业务链中的所有方提供利益。
[0030]对于频率调节器，在不用与由数字红利导致的广播网络运营商发生冲突的情况下，具有响应于无线宽带设备的运营商对更多频谱的需求的可能性。同时，将明显减少解决由传统空白频段的干扰导致的问题所需的工作量。
[0031]无线宽带网络的运营商将为其业务获得更多频谱，问题发生的可能性因网络与广播电视网络之间的干扰而大大降低。它们将能够使用网络中的更高发射器功率电平，且可用于它们的频谱量可以与广播网络的运营商协作，以适应容量需求。
[0032]广播网络的运营商通过数字红利不会完全失去频谱，而能够与无线宽带网络的运营商协作保持可用于其业务的频谱的控制。另外，本发明为它们提供节约能源及操作成本的可能性。广播网络的运营商例如可以选择向其他用户出租动态释放频谱。
[0033]电视观看者与传统广播相比不会经历任何体验质量的损失，同时保留更多的原本通过数字红利而限制了的节目的选择。
[0034]与具有用于接收定期广播的广播接收器及用于经由宽带网络接收内容的宽带接收器的终端(比如网络电视)不同，根据本发明的终端包括管理单元，该管理单元控制应经由什么网络接收什么内容并进一步控制向输出单元提供来自哪个资源(即，现场直播接收、现场直播宽带接收或存储单元)的内容，以便呈现在屏幕上。这通常通过未被用户注意到的方式来完成，该用户通常不应该实现对消费媒体内容的常规方式(特别是看电视的常规方式)产生的任何差异。在如网络电视的传统终端中，相反，用户必须主动决定获取内容的地点以及在哪些资源之间切换。
[0035]如上所述，动态广播是电视内容传送可通过地面广播网络及宽带网络等同实现的系统。用户终端与这两种网络连接并另外配备有本地存储设备。通过利用该存储设备，不需要直播传输的电视内容可以事先进行“非直播”传送，这意味着利用网络管理单元远程管理用户终端。在动态广播中，内容传送网络、传送时间、地面广播网络的复用配置及所有传输参数都被动态配置，以便实现最佳操作状态。
[0036]除了具有降低传输成本的可能性之外，动态广播还可以最优化地面电视频带内的频谱效率。在一定时间内，可以减少广播信道的传输功率，或者可以完全切断信道，从而增加可用于次要无线通信的TVWS频谱。这些另外的动态空白频段信道(以下也称为动态TVWS信道)特别在TVWS可用性较低的区域中是有用的。此外，将这些动态TVWS传输至次要用户，再也不需要依赖于可用频段的纯粹假设。因此可使空白频段频谱以广播公司控制方式用于次要用户，这包括通过次要用户控制潜在干扰。
[0037]广播传输所需的频率资源管理(特别是频率资源准许和撤销)可由动态广播网络管理单元(也称之为决策逻辑)执行。与传统静态广播系统不同，动态广播中的TVWS会随时间变化。决策逻辑的决定中可以包括来自WSD的频谱请求，它们根据需求可适应动态广播网络参数。因此，可以实现最佳频谱利用方案，从而将次要用户的时变频谱需求纳入考虑。
[0038]就管理动态TVWS而言并就动态广播网络与次要用户之间的通信链路而言，本发明提供了一种动态空白频段数据库解决方案。与其他空白频段数据库不同，该动态空白频段数据库包括广播网络运营商作为必须在数据库中注册的主要用户。将主要用户的动态频谱使用纳入考虑。为了维持动态广播网络的初始状态，实现了所有频谱用户的优先级及很好定义的通信协议。通过这种方式，确保即便WSD正在利用动态TVWS，动态广播网络运营商也可以在任何时候检索这些频率资源。因此，可以使另外TVWS可供二次使用，同时确保主要用户保留对分配频谱的控制权。定义频谱服务器，其负责管理动态空白频段数据库及通
协议。
[0039]在本发明的环境中，术语“空白频段设备”(及其缩写“WSD”)可广义地理解为涵盖可通常利用动态空白频段数据库中包括的频率资源的各种各样的设备。由此所述一个或多个动态空白频段设备可包括终端、宽带服务器和/或在预定区域中提供服务的服务提供商，特别作为无线网络服务提供商、传感器网络提供商、安全网络服务提供商、自组织(ad-hoc)网络和/或无线设备(诸如无线音频系统、麦克风及扬声器)的控制系统中的一个或多个。可能存在其他实例。
[0040]应理解，本发明的上述一般性描述和下列详细描述都是示例性的，而不是限制性的。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]在结合附图考虑时参照以下详细描述，将容易获得本发明的更完整的理解及其伴随的多个优点，并且它们会变得更好理解，其中:
[0042]图1示出了动态广播系统的总体布局的示意图，
[0043]图2示出了动态广播系统的简化示意图，
[0044]图3示出了根据本发明的终端的示意图，
[0045]图4示出了根据本发明的终端设备的实施方式的更详细的示意图，
[0046]图5示出了示范环境的示意图，
[0047]图6示出了图5的示范环境中可行的NiS操作的示图，
[0048]图7示出了终端的另一实施方式的示意图，
[0049]图8示出了动态广播系统的网络管理单元的示意图，
[0050]图9示出了终端的另一实施方式的示意图，
[0051]图10示出了有源接收器及由网络启动切换导致的转换的状态图，
[0052]图11示出了终端的另一实施方式的示意图，
[0053]图12示出了 FIFO缓冲器大小在连续TS播放60s期间的数据速率相关性、而对于延迟时间Td=3.5s没有NiS的示图，
[0054]图13示出了 FIFO缓冲器大小在连续TS播放60s期间的数据速率相关性、而对于延迟时间Td=3.5s包括3个NiS操作的示图，
[0055]图14示出了包括动态空白频段数据库及频谱服务器的动态广播系统的另一实施方式的示意图，
[0056]图15示出了使用相同频率资源的设备与图14中所示的动态广播系统中的频谱服务器之间的通信的实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0057]现在参照附图，其中类似参考编号在几个示图中指的是相同或对应部分，图1示出了动态广播系统I的示意图。该系统包括广播(BC)网络、宽带网络(B)、混合式广播宽带(HBB)终端及其他无线通信网络。它们的合作由动态广播网络管理。下面阐述图1中所示的块的功能。
[0058]首先，将描述媒体内容单元12的包化(封装)。电视内容由广播公司10提供并分割成实时(RT)及非实时(NRT)事件。对于实时事件来说，例如新节目(的某些要素)，它们的内容仅在宣布的实况转播时间可用，因此必须进行现场直播；而对于非实时事件来说，如电影、音乐、戏剧等，它们的内容事先是可用的，因此可预下载。当容量被识别出可用时，通过预下载，可以例如在夜间使用(广播或宽带)网络容量，而在白天以及在傍晚，将释放网络容量用作其他用途。选择可预下载的内容将以决策逻辑14中使用的规则为基础。这些规则将由通过宽带网络可用的信息衍生的观看者的使用模式产生。当网络容量通过广播或宽带网络等可用时，结合其他措施可下载此材料。因此应该创建节目安排(schedule)，表明哪些内容实时通过无线电获得以及哪些内容从用户终端中的存储设备播放。
[0059]接着描述监测及信令单元16。为了最优化网络操作，有关实际网络使用的知识是很重要的。因此应从HBB终端18 (下文也称之为“终端”、“用户终端”或“接收器”)收集两种信息并通过宽带连接将这两种信息传输至决策逻辑14。第一种信息是关于是否使用节目或多条媒体内容且被多少人使用。可通过监测一部分或所有用户的观看活动来估计流行度，如在当前的IPTV网络中所进行的一样。了解媒体内容的准确流行度及使用模式可帮助决策逻辑14确定哪些内容应经由宽带网络传送和/或如上所述进行预下载。第二种信息是关于传输链路的瞬间技术服务质量(QoS)。这可利用HBB终端18中的集成测量设备来获得。利用关于实际信号质量的信息，决策逻辑14可最有效地管理网络。
[0060]将数据传送给HBB终端18的信令将提供关于针对‘提前传送’(也称之为‘离线传送’，即，在正式播放时间之前传送)呈现的内容项的信息、广播传输的时间和/或通过宽带网络播放的时间。其将包括节目安排并且将传送关于通过动态复用及联合控制单元20选择的不同参数的信息。信令消息可经由这两个网络并在推挽模式下传输，使得即使HBB终端14是第一次接通，也可获得当前网络信息。
[0061]决策逻辑14负责管理整个网络并且目的在于使运行处于最低成本并同时确保所需的QoS。通过来自HBB终端18的监测报告，并基于额外业务规则、成本函数、现实约束等，决策逻辑14可改变实时事件和非实时事件的包化，或可命令再复用广播信道和宽带信道中的传输流或调整传输参数和传输功率。在决策逻辑14对先前节目安排或网络设置进行任何修改之前，应通过信令确认关于修改的所有HBB终端18。
[0062]接着描述复用及内容分配单元22。通过广播网络和宽带网络灵活分配媒体内容要求动态复用内容项及全部或部分音频、数据及视频节目。因此，必须消除传输参数与电视节目之间的先前的固定映射。关于再复用的信息应传送至HBB终端18，以便HBB终端能够符合改变。由于一个传输流中的不同电视节目的流行度不断变化，再复用可在网上发生，这意味着正传输的一些内容可以在其他物理信道或在当前的但具有新传输参数的信道中重新分配。所有这些行动应以用户感觉不到的方式执行。
[0063]接着，描述用于控制传输参数的联合控制单元20。在传统数字广播系统中，一旦决定传输信号的调制及所使用的前向纠错(FEC)程度，就保持稳定。发射器功率根据网络的覆盖需求来选择。在地面网络中，覆盖区域由前述参数定义，另外还通过发射天线确定的覆盖模式定义。静态网络规划导致有价值的频谱没有得到有效使用，原因是尚未考虑强的时变因素如信道流行度及用户终端接收条件等。
[0064]如果关于信道的复用在此刻没有满载节目项，则动态复用可以降低在特定信道上传输的有用数据速率。由决策逻辑14发起，联合控制单元20将改变FEC设置和/或修改此信道上的调制方案。这会导致信号的鲁棒性增强，从而允许适应发射器功率，由此降低功率密度及传输成本。由于辐射和碳排放将因降低的发射器功率而降低，因此创造了经济效益，以及生态效益。在另一情况下，应该认为从用户终端提供给广播网络的包括关于网络中的接收信号的技术参数的信息的信令表示由于人为噪声(即，在环境下由任何人使用的任意设备制造的噪声)的变化(已发现波动很大并随时间周期性波动)或由于天气条件的变化而比所需的更好或比所需的更差的信号质量。由决策逻辑14发起，联合控制单元20将修改参数(FEC、调制、发射器功率)以便以最低成本满足广播QoS。另外，经由决策逻辑14与动态复用协商的联合控制单元20将发起复用的重新配置，以使在严重干扰的信道中传输的数据速率将被减小并根据需要增强信号的鲁棒性。
[0065]在HBB终端18中，在收到合适的下游信令之后，一部分内容必须“离线”存储，此夕卜，要存储的哪些内容应由HBB终端18决定。因此，应该具有预测用户偏好、自动存储相关电视内各并动态管理存储内各的能力。为了实现这个目的，推荐系统应该在HBB终端18中实现。另一方面，可经由合作宽带网络使一些内容可用。HBB终端18将接收节目安排以及传送网络指示符，该指示符指示在哪一段时间内及多久使用存储内容来替代传统广播中可直播接收的内容。另外，将通知经由哪一个合作网络来传送内容。从不同网络接收的内容应适当由HBB终端18管理。内容项通常相互关联。这对音频和视频而言明显是真的，但另夕卜，过多的数据服务如软件应用等由内容所有者创建，这些数据服务必须在终端18中可用并且与音频和视频内容相关地开始、暂停或取消。嵌入广播流中的额外下游信令信息由HBB终端18接收，表示动态复用配置和通过联合控制选择的参数。上游信令将在HBB终端18中产生以便在宽带网络上传输。用户终端18由此成为动态广播网络的有源部件，而不是如传统广播中的无源器件。
[0066]由动态广播释放的频谱在一定时间段内可以提供给次级无线网络，如蜂窝网络(LTE),W1-Fi网络等。为了避免干扰，由动态广播创建的新“空白频段”的使用应通过资源信令来协调，资源信令是动态广播系统I的输出并通知无线网络运营商关于广播网络的动态选择参数。其还包括关于复用配置的有效期及将释放的包括频谱可用的时段指示的频谱资源的信息。
[0067]图2示出了动态广播系统I的简化示意图。用户终端18应该能够显示经由两个传送路径2、3之一接收的任意媒体内容。控制信道4允许网络管理单元(NMU)24监测实际媒体消费并通知用户终端是否修改了传输参数。
[0068]因为用户应该能够在任意时刻选择自己选取的电视服务，所以将网络中可用的所有服务的列表(LoS)存在在设备(用户终端18)中。现今，将电视服务分配给固定物理和/或逻辑信道。例如，在数字地面电视(DTT)中，网络信息表(NIT)内携带有网络中可用的所有传输流(TS)的传输参数。另外，用于单个TS内的所有服务的标识符(ID)和描述符由NIT和TS中的业务描述表(SDT)给出。因为信道配置是静态的，所以接收器只需要在第一次接通时扫描所有可用TS。在这个过程中，所有服务的名称及对应传输参数可以保存在静态LoS中。在动态广播中，这些分配不再是静态的，以使动态LoS由包含安排信息及基于事件的信息的提供的信令消息(SM)创建以发现服务。由此事件的终点和新事件的起点由单个电视服务的传输参数发生变化时的时间点定义。这意味着事件不一定限于全部节目，而可以由不同节目或仅一个节目的子单元组成。每个事件然后可被描述成“宽带事件”或“广播事件”。这进一步意味着，需要允许唯一识别某条媒体内容或甚至内容组成(例如，单个音频或视频流、某种语言的字幕或数据服务)的唯一内容ID。通过这种方式，接着可以将事件分配给单个或多个内容组成，使得该事件期间的电视服务可以由这些内容组成创建而成。在“ETSI TS 102 822-2 VL 4.1, “Broadcast and On-line Services: Search, select, andrightful use of content on personal storage systems(〃TV_Anytime〃)；Part 2:Phase1-System description”，第 1-127 页，2007 年 11 月”中以及在 “ETSI TS 102 822-3-1V1.6.I, “Broadcast and On-line Services: Search,select,and rightful use ofcontent on personal storage systems(〃TV_Anytime〃)；Part 3:Metadata;Sub-part
1: Phase 1-Metadata schemas”,第1-190页，2010年7月”中描述的一组说明书提供了有前途的方法以通过向现有架构添加一些扩展来完成任务。
[0069]所有SM及对先前消息的更新都应携带版本号或参照普通时基的时间戳，以便能够区分最新信息与较旧的消息。SM应嵌入TS中并定期重复或可用于具有预定义IP连接数据的服务器下载，因为用户终端需要知道哪些电视服务在哪些网络中及在什么地方可用。或者，例如当在夜间关闭之后接通用户终端以获得早间新闻时，可能会发生冲突。SM、购买SM的机制以及对应更新协议需要被标准化，以使网络内的所有用户终端能够正确解释接收的所有SM并且如果缺少信息，则能够获得丢失更新。通过不断更新，线性电视服务可根据安排及对应事件信息直接建立在用户终端内。由此，可指示用户终端切换分配信道，电视服务的单一事件在该分配信道上传送。此等切换操作被称之为网络发起切换(NiS)。应提及的是，不告知用户这些处理。仅向他/她转发可用服务的名称及对应电子节目指南(EPG)，使得潜在分配机制的复杂性被终端隐藏。
[0070]NiS不同于用户发起信道变化，原因是没有导致显示不同的媒体内容，但要无缝转换至在不同信道上传送的相同媒体内容。因为任何服务中断都是令人烦恼的，所以以对用户不知道的方式执行整个过程。因此，在短时间内同时在两个传输路径上接收相应的媒体内容。在并行传送阶段结束时，完成NiS，以使原始接收信道可以由网络管理单元(NMU)关闭。
[0071]在动态广播中，用户终端优选能够执行不同类型的NiS，要求在宽带网络与广播网络之间垂直切换或在广播网络中水平切换。如果停止对某种服务进行广播，则执行广播/宽带NiS，否者开始对相同服务进行多播或单播传送。如果停止对某种服务进行多播或单播，则执行宽带/广播NiS，否者开始对相同服务进行广播传送。如果停止对某个信道上的某种服务进行广播，则执行广播/广播NiS，并同时开始对不同信道上的相同服务进行广播传送。
[0072]最后提到的NiS操作也可由广播/宽带NiS和宽带/广播NiS的顺序处理替代。下文将对这些切换操作进行进一步阐述并对这些处理的实现进行描述，其中将阐述直播传送网络切换。
[0073]正如上面已经提到的，用户终端有可用于存储大量节目的足够存储容量。这个存储空间由集成到家用网络的内置硬盘或网络附加存储设备提供。该存储容量的一部分可以用于提供个人视频录象机的功能，但需要分配存储空间的定义部分以便启用动态广播的允许区分内容传送时间与呈现时间的预传输机制。
[0074]首先，预测大量观看者感兴趣的节目，这些节目在根据安排的呈现时间之前已经可用于分配并且可以被视为非实时(NRT)内容。举个著名例子:“犯罪现场(Tatort)”就是这样的节目，原因是这个节目是一部在周日晚上被成德国上百万观看者收看的电影。在2010年，德国电视中15部最成功的电影中有13部都是犯罪现场情节。如果这些类型的节目在该晚之前的低流量时间内可通过广播预下载，则可指示用户终端在节目播放之前录制节目。这被称之为网络发起记录(NiR)。然后，播放存储设备的内容取代在线接收相应事件。因此，在线观看节目的观看者人数会减少，并且只有错过了预下载的终端才需要接收直播节目。由此将整个事件移至宽带，而在广播网络中释放容量。
[0075]其次，具有对大量用户不太感兴趣的NRT内容，相反，可对特定用户或一组用户预测强烈感兴趣的节目。为了对这些类型的内容进行分类并为了定义用户组，关于单独的媒体使用的数据可以记录在用户终端内并且部分与决策逻辑共享。因此，更专用的内容在低流量时间内应作为经由宽带的预下载提供，从而在内容呈现时间减少宽带网络的负载。预测用户对某个节目感兴趣的方式是使用推荐系统的结果。原则上，推荐系统应利用隐含反馈(使用记录)以及显式反馈(用户反馈)。这两种反馈可由“Broadcast andOn-line Services:Search, select, and rightful use of content on personal storagesystems (〃TV_Anytime〃)； Part 3: Metadata; Sub-part 1: Phase 1-Metadata schemas，，,第1-190页，2010年7月”中描述的数据结构支持。个性化还提供自动记录用户喜爱节目的可能性，然后将这些节目整合到旧NRT内容的数据库中，以便可以将喜欢的系列节目的章节添加到本地视频点播平台或在重复情况下可由本地存储设备回放。旧的NRT内容描述已经在终端侧上可用的内容，因为其是节目的重复，且在过去的几天内已经分配。
[0076]总之，需求(对用户终端及动态广播环境的挑战)改述如下:
[0077].如果接通终端(也许是第一次)，则需要知道网络中哪些电视服务是可用的及其地点。
[0078].对某种服务的传输参数的变化标记事件的起点和终点,所述起点和终点必须传输给终端。
[0079].某几条内容应该用唯一 ID标记使得事件可以由若干内容组成创建而成。
[0080].NiS需要从不同媒体源同步接收相同媒体内容的算法。
[0081].高效的网络管理需要用户终端侧的可靠推荐系统，以便可以事先传送最合适的内容。
[0082].不向用户转发系统相关数据。
[0083]在下文中，将描述HBB终端18的概念架构，目的是满足上文介绍的需求。图3中描述了 HBB终端的三个主要模块。模块设备/适配器181描述了对广播网络和宽带网络以及内置存储设备提供访问的HBB终端18的硬件设置。在实际实施方式中，这些是DVB-T接收器、网络接口控制器及硬盘。在操作系统及某些设备专用应用程序接口(API)的帮助下，可从这些设备中读取数据(媒体内容、信令消息)并将数据发送至决策逻辑(所获取的数据)。
[0084]终端管理单元(TMU) 182负责接收的音频/视频(A/V)内容的管理缓冲以及媒体源之间的无缝切换。为了执行这些任务，必须解释EPG数据及由决策逻辑14作为信令消息提供的动态变化的信道配置。下面将详细描述如何无缝实现用户不知道的这些处理。TMU182还生成输出数据，输出数据是含有关于当前观看的媒体服务、用户偏好及当前可用QoS的信息的测量报告。
[0085]为了显示媒体内容，将数据转发至用户接口 183。在A/V数据的情况下，将数据传送给媒体播放器1831，同时服务信息可用于构建足够的示图形用户界面以启用信道切换或访问个人视频记录器(PVR)的用户请求。出于这个目的，如果发生变化，则可用TV信道的列表由TMU 182创建并更新。推荐系统基于用户反馈、节目收视率及信道观看历史。因为传送某条内容的方式不是那么重要，只要在某个时间可用即可，所以异构网络的架构的复杂性应对用户隐藏。因此，必须强调，在动态广播环境下，一部分本地存储容量优选保留用于由决策逻辑14编程的记录，以使NRT事件预先的传输成为可能。然后回放这些内容由TMU182与嵌入信令消息的所接收的元数据相关地控制。
[0086]如图3所示，示出了用户终端内的内部数据流，首先从存储设备或接收设备中读取数据。在终端管理单元182中处理之后，将所选的数据路由向用户接口 183 (UI)0图4示出了根据本发明的终端设备18a的实施方式的更详细的框图。从图4中可以看出，在A/V数据的情况下，这会导致在标准媒体播放器应用程序的帮助之下显示数据，同时将服务专用数据传送至提供用户发起切换操作(UiS)和记录功能的图形界面的推荐系统引擎。在下文中，将更详细地描述所有模块的功能。
[0087]针对图3和图4，名为设备/适配器181的模块包含所有媒体源，包括广播接收设备1811、宽带接口 1812以及内置硬盘1813。因为TMU 182的功能优选在软件中实现，所以若干设备可以被访问并利用操作系统及某些设备专用API 1814进行控制。
[0088]TMU 182的核心是与媒体源交互以便读取内容并获得可经过广播或宽带到达的SM的有限状态机(FSM) 1821。A/V数据在传输至媒体播放器1831之前通过托管的缓冲器1822传送，而SM通过更新接口 1824引导给控制单元(⑶)1823。由此更新内部数据。此更新可影响对用户来说相关的数据，如EPG数据或LoS 1825。在这种情况下，必须刷新Π183。也有可能是，当前用户观看的电视服务受变化影响。这意味着，用户目前观看的节目即将结束，同时下一个节目即将开始。然后这将产生NiS。因此，⑶1823必须将进入的SM转换为明确定义的指令，以便可以实现FSM状态的受控转换。在NiS的状态下，这将包括下文将阐述的同步(sync)处理。也可以指示终端18a记录即将预传输，然后必须附加到数据库的某条内容。这些处理(NiR)必须并行运行，但同时也通过在FSM 1821的不同状态之间切换开始、中断或停止。如果记录完成，则最终必须更新文件分配表(FAT)。
[0089]用户请求也可以输入⑶1823，一旦中断同样会导致状态修改。首先，由于用户希望观看别的节目，因此具有 UiS。其次，具有选择记录用节目的用户请求，称之为用户发起记录(UiR)。因为没有通知用户某种电视服务当前是经由广播还是经由宽带传输，所以这两种处理都必须由TMU 182控制。查看UiSAU 1823必须从LoS提取相关信息并且必须发起相应的状态转换，这可能以下列状态之一结束:
[0090].用户正在观看广播事件。
[0091]?用户正在观看宽带事件。
[0092].用户正在观看由已经存储在硬盘上的内容组成的事件。
[0093]与NiS不同，UiS将造成短时中断，但这是众所周知的并且可接受，只要等待时间不会太长即可。显然，由此产生的FSM 1821状态对可以并行运行什么种类的处理有影响。建议宽带网络中具有足够的可用数据速率，并且另外，具有构建在终端18a中的两个广播调谐器，以便在任何时刻都可观看一个节目，同时记录另一个。然而，即使做出这样的假设，也不可能避免用户发起行为与网络发起行为之间的每一个冲突，因此需要终端18a内的命令层次，表述如下:“用户发起行为总是在网络发起行为之前进行”。只要对其进行了考虑，终端反馈对用户来说就是合理的，原因是一部分处理(NiS及NiR)仅在背景中运行，因此用户无法看见。如果将命令层次纳入考虑，则只有一个潜在冲突无法解决。这就是何时存在运行的记录广播事件的NiR或UiR处理。在这种情况下，因为两个广播调谐器已经在使用，所以无法执行广播/广播NiS。这就是为什么动态广播系统应总是提供用广播/宽带及宽带/广播NiS的组合替换广播/广播NiS的可能性的原因，使得终端当前处于临界状态下的用户无法看见运行节目的任何中断。
[0094]当然，用户还可以切断终端。由此产生的状态为“待命(Standby)”或“断开(Off)”。“待命”仍然允许更新、NiR和UiR，而“断开”完全禁止更新、NiR和UiR。
[0095]所获取的数据1826 (也称为“系统信令信息”)描述由用户终端18a生成的由系统专用数据如当前QoS以及用户专用数据组成的输出数据。最后提及的可以包含关于当前观看的媒体服务或推荐系统1832的测量报告如信道切换统计及用户偏好的信息。因为用户行为的预测对动态广播系统的性能有很大影响，所以这些数据特别重要。
[0096]为了显示如何可实现NiS，开发出经由三个不同的传输信道提供一种电视服务的示范器。应注意的是，下文阐述的示范器的布局也应该被理解为动态广播系统的终端和/或其他元件的实际实施方式的布局。由此使用户终端能够在这三个传输信道之间切换。下面将阐述在需要执行NiS时所需的同步处理，同时图5中所示的示范环境100将参照图6在下文中介绍，图6示出了示范环境100中可行的NiS操作。
[0097]从图6中可以看出，电视服务I可经由三个不同的传输信道接收，即，BC-l、BC-2、BB-1。DVT-T用于BC-1及BC-2的广播传输。BB-1的宽带传输由TS包的用户数据报协议/互联网协议(UDP/IP)包化实现。这意味着将所有A/V数据封包为MPEG-2 TS容器。利用MPEG-2源编码对A/V数据进行编码。为了提供一个且同样的直播电视服务可以经由三个不同传输信道接收的环境，实现了电视服务I (免费广播电视服务)的重新分配。这从图5中可以看出。从而，重新分配的处理不包括任意A/V重新编码，而只进行TS再复用以便适应BC-2及BB-1中可用的数据速率。这意味着电视服务I的A/V有效荷载在所有这三个TS中是等效的。BC-1是免费广播DVB-T信道，该信道在布伦瑞克/汉诺威(Braunschweig/Hannover)区域中可用并利用16-QAM调制方案、8k FFTU/4的保护间隔及前向纠错(FEC)的2/3的编码率以490MHz进行传输。这使得数据速率大约为13Mbit/s，以便可以在TS内携带四种电视服务。以634MHz传输的BC-2包括电视服务I及2。在?10Mbit/s时，由于使用了 1/2的另一个FEC编码率，因此TS的数据速率低于BC-1的数据速率。宽带传输的数据速率被设为6Mbit/s，稍高于此数据速率，这是电视服务I所需的(?4Mbit/s)。通过该设置，创建经由多个传输信道的电视服务的并行传送的阶段是永久的人工场景。由此示范NiS机制，其是动态广播中的用户终端的基本要求，因为存在从一个事件转换到另一事件的时间点所需的描述的网络条件。
[0098]如上所述，用户终端已经在PC系统上实现。网络接口控制器和两个DVB-T接收器提供所需的连接性。图6示出了上述示范环境中哪些切换操作可行。NiS-1及NiS-6是广播/广播NiS操作，而NiS-2及NiS-4是广播/宽带NiS并且NiS_3、NiS-5是宽带/广播NiS0这意味着上文介绍的所有NiS操作及所需的切换机制可以在实验环境中实现。
[0099]接下来将描述，如果假设上文介绍的输入SM的正确解释，则在NiS期间可以如何执行同步处理。首先，除目前用于接收运行的电视节目的该设备之外必须激活第二接收设备。例如，如果参照图6，则NiS-2指的是当前有源的设备是广播接收器，同时也意味着必须为NiS激活的设备是宽带接口。在NiS期间，因为可见失真可能因丢包出现，所以由这两个设备接收的两个TS必须连接在一起。图7示出了终端18b的另一实施方式的示意图。阐述了两个TS如何可以从两个不同源并行接收。所示的实例显示经由两个不同传输路径同时接收相同电视服务，这两个传输路径为DVB-T信道及通过IP网络的点到点连接。终端18b包括DVB-T接收器1811和相关缓冲器1815、以太网适配器1812及相关缓冲器1816、同步信息184、包选择及同步单元185和媒体播放器1831。
[0100]由于可能存在于两个对应TS之间的延迟，这两个流的一定数量的TS包都需要在短时间(重迭时间)内缓冲。在动态广播系统的实施方式中，根据该延迟的最大值经定义使得NiS可以在上文介绍的所有场景中执行。在图5中所示的示范环境下，三个传输路径之间具有可变延迟，偏离了重新分配的过程。该延迟的值可以多达4秒。如果假设4Mbit/s的数据速率，缓冲器中可用的TS包的数量被设定为12000，与SD TV服务的大致4.5s对应。可以从存储的TS包提取同步处理所需的任何信息。例如，在两次复用中的音频和视频包的顺序以及节目时钟参考(PCR)、对应的呈现及解码时间戳(PTS、DTS)的相关性较高。根据上文做出的假设，必须强调，两个TS中携带的A/V数据是相同的。如果是这样的话，合并的TS可以由两个输入流创建而成并转发至媒体播放器。可能的是，一些TS包被重新排列和/或再加上时间戳，使得可以在利用媒体播放器解码过程中实现无失真的回放。同步处理的需求概括如下:
[0101]?连续输出流中的每个TS包应是唯一的。
[0102]?应指出时基不连续性。
[0103].每个PTS和DTS应参照有效PCR值。
[0104]接下来，将概述动态广播中使用的内容传送机制。在动态广播中，内容的直播传送可经由BC网络或经由BB网络实现。每种电视服务(虚拟信道除外)可经由这些网络之一随时被直播接收。由此，每种电视服务的分配信道都由网络管理系统确定。动态广播网络中可用的电视服务的传输参数的变化·可由网络管理系统确定并传送给接收器。这些变化导致网络发起切换(NiS)—由接收器执行的处理，从而无缝转换至另一个分配信道。在动态广播中，电视服务可以从BC信道移至BB信道(Ni S-2-BB )反之亦然(Ni S-2-BC )。为了允许灵活配置BC复用，也可以使电视服务在不同的BC信道之间移动。当存在在接收器中可用的额外BC调谐器时，BC信道的这种切换可以直接执行。为了适应只具有单个BC调谐器的接收器，电视服务在短期内将经由BB传输，使得(直接的)NiS-2-BC可以被NiS-2-BB和NiS-2-BC的顺序处理取代。因为分配信道可以在短时间内改变，所以必须满足以下需求:
[0105].如果当前观看的电视服务经由BB接收，则BC调谐器应处于待命，以便可以随时执行 NiS-2-BC。
[0106]?如果当前观看的电视服务经由BC接收，则BB连接的足够容量应该保留以允许接收相同的电视服务，以便可以随时执行NiS-2-BB。
[0107]除了经由异构网络现场播放电视内容之外，动态广播中还有非实时传送机制，可以利用两个网络中的任意一个。首先，存在经由BC的预传输，目的是向能够接收BC信号的所有终端分配某条内容。其次，存在经由BB预下载内容，其由终端执行，妻子预测这些终端的用户对观看某条内容有强烈兴趣。传送策略的目的在于在呈现时间根据广播安排通过使接收器回放预存储内容(PbC)来替换内容的直播接收。
[0108]为了避免多次传输由广播公司重复的内容，还可以指示接收器在首次播放期间记录直播流。因为分配信道在该过程中可能会改变，所以NiS必须在接收器内部执行以确保不间断记录。[0109]从接收器的角度来说，上述传送技术可以称为网络发起记录(NiR)。这些处理通过网络管理进行计划安排。然而，接收器侧上可用的BC调谐器的数量和BB容量在家庭之间不同。因此，必须选择节目的数量D’以记录为所有指示的直播和预传输节目D的子集。假设，可以预测用户(或用户群)对每个节目的兴趣，则可以发现D’并且采用“J.Korst，V.Pronkj M.Barbierij W.Verhaeghj and W.Michielsj ^Scheduling TV recordings for arecommender-based DVRj〃2010 IEEE 14th International Symposium on ConsumerElectronics (ISCE)，第1_6页，2010年7月”中提出的方法进行安排，假设需要保留一个BC调谐器和一个BB信道(一对)以进行无中断记录。
[0110]图8提供示范器200的另一实施方式的内部硬件和软件部件的高级框图，而且还阐述了在动态广播系统的实际实施方式中使用哪些元件。在系统示范器中，利用DVB-T执行媒体内容的BC传输，而用户数据报协议(UDP)用于经由BB链路传送媒体内容。信令信息216可嵌入传输流(TS)内或作为单独消息经由双向BB连接进行发送。
[0111]网络管理单元202配备有播放设备，即，用于生成BC信号的DVB-T调制卡204 (表示广播发射器的实施方式)以及以太网控制器206 (表示宽带发射器/服务器的实施方式，内容可主动从该宽带发射器/服务器提供至(“传输至”)终端和/或被动地“提供”，例如由终端下载)。这两个设备由实时(再)复用单元208控制(例如，由软件编程)。
[0112]从图8中可以看出，网络管理应用202可由图形用户界面(⑶I) 210控制。由此，可开始/停止动态广播电视服务，并且可从内容池212中选择要传输的媒体内容，从而提供一组本地存储的包含标准清晰度(SD)电视节目的DVB TS0然后如上所述在将所选的内容提供给复用单元208之前，将其包化在内容包化单元213中。进一步地，可以触发NiS及NiR0决策逻辑214允许模拟在动态广播网络中执行的优化过程。因此，描述大量观看者行为的输入数据在监测信息接收器217处被仿真并与从实现的接收器接收的监测报告组合。传输参数218被适应调整为优化算法的结果并因此将信令消息发送至接收器。
[0113]图9示出了根据 本发明的接收器(用户终端)18c的另一实施方式，该接收器配备有两个DVB-T调谐器1811a、1811b及以太网控制器1812。由此，可接收RF信号以及由网络管理单元提供的UDP流。可获得信令消息以及可经由双向IP连接发送监测报告。
[0114]接收器的中心软件模块是终端逻辑186，其可以被描述成与DVB-T调谐器1811a、1811b、以太网控制器1812及本地硬盘驱动器(HDD)1813交互的有限状态机(FSM)。这些设备将输入数据提供给终端逻辑186。终端逻辑186的主要功能是自动选择用于接收要显示且要记录的媒体内容的合适源。由此对输入的信令消息进行分析。终端逻辑186的输出是媒体内容数据，将媒体内容数据也写入HDD 1813进行存储以供稍后回放或路由至标准媒体播放器187，该播放器对当前观看的内容进行音频和视频解码。为了显示媒体内容，电视机19经由接收器18c的HDMI接口 188连接。
[0115]在下文中，阐述了从网络管理获得的信令消息如何对FSM产生影响。此后，详细描述终端逻辑如何根据FSM的状态对媒体内容数据进行处理。
[0116]基于上文参照图4描述的接收器的概念架构，设置软件模块，该软件模块管理对接收器可用的媒体源(在这种情况下为以太网连接、两个DVB-T调谐器及具有ITB存储容量的HDD)之间的交互。
[0117]图10示出了有源接收器的转换图300，通过示出有源接收器的状态及这些状态之间的可能转换来示出如何实现这些设备的交互，这些状态之间的可能转换可由网络管理(NiS及NiR)发起或由终端自身(PbC)触发。用户发起行动在该图中不考虑。相反，重点是在背景中运行的处理，同时用户正在观看某种由直播内容(经由BC或BB接收的)及由HDD回放的预存储内容组成的电视服务。进一步地，示范器允许与传送网络同时或独立于该传送网络记录内容。出于该目的，假设BB网络中有足够容量来并行接收两个电视节目。
[0118]如果是这样的话，就可满足上文所述的需求，使得在通过网络管理传送的任何时候，NiS都可以执行。因此，终端逻辑的内部状态转换可以作出如下阐述:如果当前观看的内容在本地HDD上不可用并且没有进行任何记录，则FSM的状态将为BC-Live (直播)或BB-Live0如果NiS由输入的信令消息触发，则从BC-Live转换为BB-Live将在直播电视服务移至BB的情况下(NiS-2-BB)执行。另一方面，如果电视服务由于NiS-2-BC转换而不再经由BB链路传送而是移至BC复用，则FSM的新状态为BC-Live。在动态广播系统中，当使用多于一个的单一 DVB转发器时，电视服务也可以在不同的BC复用之间移动。因此，如果开始状态为BC-Live，则接收器能够执行NiS-2-BC。
[0119]为了将HDD整合到接收器的操作中，用于存在于广播安排中的每个媒体内容的唯一标识符由接收的信令消息生成。每15秒检查当前观看的媒体内容是否已经存储在HDD上。如果是这样，该内容的回放自动初始化(PbC-Start)。在回放过程中(HDD)，记录网络中的不断变化，但要忽略NiS操作。如果存储媒体文件的末尾突出，则加载当前分配信道的技术参数，以便可以执行回到直播流(BC-Live或ΒΒ-Live)的转换(PbC_Stop)。当随后的媒体内容也因此存储在HDD上时，执行PbC-Start，而不是PbC-Stop，并且状态保持HDD。
[0120]如果NiR处理通过网络管理来指示，则由终端逻辑创建(NiR-Start)并行记录线程并且FSM的状态根据当前观看的电视服务与要记录的媒体内容的分配信道发生变化。举个例子，应假设正在处理NiR-Start，同时FSM已处于状态BC-Live。由此产生的状态然后位于图10中示出的最前面，BC-Live&BC-Rec，其中一个BC调谐器用于接收直播TV服务，而另一个BC调谐器用于记录。同时，FSM只能处于一个状态或在两个定义的状态之间执行一个转换。因此，随后只可以处理子状态BC-LiVe、BB-LiVe、HDD、BC-Rec及BB-Rec之间的转换。在上述实例中，这意味着如果存在影响电视服务观看直播及录制节目的两个NiS-2-BB操作，则必须基于相应信令消息的到达时间顺序进行处理。如果由于任何原因而不能区分这些时间，则当前观看的电视服务的NiS-2-BB首先被排队。所以，从BC-Live转换至BB-Live是第一步骤，紧接着从BC-Rec切换至BB-Rec，从而产生最终状态BB-Live&BB-Rec。
[0121]在下文中，将讨论媒体内容数据的缓冲如何在终端逻辑中实现以允许在存在NiS操作的情况下无中断呈现及记录。如上所述，NiS要求经由两个不同分配信道同时接收相同媒体内容以便允许补偿可能存在于它们之间的延迟。在该实现中，MPEG-2TS用于传送媒体内容。由此，终端逻辑被设计为处理多个输入流。
[0122]图11示出了终端18d的另一实施方式，包括终端逻辑软件部件的详细概述。可以看出，输入数据由若干界面提供。如下:用于接收信令消息并发送监测报告的信令及监测套接口(socket) 191、用于接收UDP流的媒体套接口 192、DVB API (应用程序接口)193，从而允许控制DVB-T调谐器及HDD I/O 194，因此可从本地硬盘读取并写入媒体内容或将媒体内容读入并写入本地硬盘。
[0123]将经由IP网络到达的信令信息直接转发至控制单元196，而嵌入TS中的信令信息首先需要由PID滤波器197提取。两种类型的信令消息然后由控制单元解释并转化为预定义事件。由此触发FSM的状态转换。
[0124]接下来，描述了在没有NiS的情况下的内部缓冲管理。当FSM处于定义状态中的一种状态下时，媒体内容数据简单路由至FIFO (先进先出)内容缓冲器195a、195b，以便绕过为合并及对齐要传输的媒体内容数据而提供的模块TS合并及对齐198。源选择模块199由此负责将到达的TS包路由至所需目的地，以便将要记录的TS写入HDD并将要解码的TS转发至流缓冲器190，该流缓冲器提供至A/V解码器的终端逻辑的输出接口(参见图9)。在NiS的情况下，需要短时间存储大量TS包以便能够补偿两个分配信道之间的延迟。为了记录而使用固定大小(12000TS包)的FIFO缓冲器。因为媒体内容不需要实时解码，而只是被写入文件，所以可以使用固定缓冲器大小。相反，之前的FIFO缓冲器的大小随时间变化，该FIFO缓冲器用于缓冲器要解码的TS包。这是必须的，因为TS的数据速率不是固定的。因此，如果缓冲器充满程度随数据速率变化，则只可以实现通过缓冲器的恒定延迟。由此将通过缓冲器的延迟设定为固定延迟时间Td并测量每个TS包到达FIFO的时间并将其存储在变量tn中。TS包在被释放之前保持延迟时间TD。
[0125]图12通过示出以TS包为单位的时变缓冲器大小而示出了在60s的播放时间内已经记录的示例性结果。在该实例中，延迟时间Td被设定为3.5s。从图12可以看出，存储TS包的最大数量在实验中为10800，而最小缓冲器大小大致为6300个TS包。换句话说，数据速率在2.7Mbit/s与4.6Mbit/s之间波动。
[0126]接下来，描述了在存在NiS的情况下的内部缓冲管理。原则上，就连续记录媒体内容而言，实现为执行NiS的算法对连续播放来说是相同的。然而，由于管理时变缓冲器，更具挑战的情况就是对直播观看的电视节目执行NiS。因此，FSM状态BC-Live与BB-Live之间的转换用于阐述终端内部处理。
·[0127]因为触发了 NiS-2-BB转换，所以由终端逻辑执行的第一步骤是接通媒体套接口接口。然后，激活TS合并及对齐模块。为了开始同时接收两个TS，随后改变源选择设置并在数据获取阶段启动定时器，持续时间为TDAP。因此，来自这两个源的TS包被路由至TS合并及对齐模块。在数据获取阶段，将经由新分配信道到达的TS包存储在合并及对齐模块内的线性缓冲器Bnew中，而将经由当前分配信道到达的TS包转发至FIFO缓冲器。如果定时器到达TDAP，则数据获取阶段结束。然后，终止同时接收并开始同步处理。对于同步来说，存储在Bmw中及FIFO缓冲器中的数据需要组合为一个单一流。因为两个TS都携带有相同媒体内容，所以可以比较TS包的有效荷载以找到这两个流中相同有效荷载的包。然后两个流对齐的同步点在视频基本流的随机接入点中指明(设有random_access_indicator的视频包)。
[0128]在同步点之后到达的FIFO缓冲器的所有包将被删除(包括同步包本身)。相反，将插入存储在Bnrat中的对应包。存储被丢弃的同步包的节目时钟参考(PCR)值以便随后用于变量P.。所插入的同步包的PCR值是Pn?。接着根据接收TS的构造，可能需要删除和/或重新排序音频包。进一步地，必须修改记录包的呈现时间戳(PTS)和解码时间戳(DTS)，以便可以参照有效PCR。在同步点上，设置不连续标志，以便向A/V解码器指明视频基本流的连续计数器及PCR的不连续性。最后，存储在FIFO内的数据将表示合并TS。该程序的结果是确保输出流在上述示范环境下的无缝解码。同步处理将影响FIFO缓冲器内存储的TS包的数量。在当前与新分配信道之间的正延迟的情况下，将减少缓冲器大小，而负延迟将增加所存储的TS包的数量。
[0129]因此，要强制重置延迟时间TD。新延迟时间Tllnew可根据存储在FIFO缓冲器中的TS包来估计。为此，需要识别包含PCR字段的TS包。优选使用节目时钟参考基础，如果存在于TS包中，则将节目时钟参考基础存储在33位字段中。节目时钟参考基础以fra=90kHz为单位，因此原则上，均提供PCR字段的两个TS包k与I之间的时间距离tdis可以近似为PCR值P1与Pk之差。等式(I)用于计算两个PCR值的PCR差Pdiff，其中假设TS包k比TS包I先到达:
【权利要求】
1.一种用于向终端提供内容的动态广播系统，包括: 广播发射器，经由广播网络广播内容； 宽带服务器，经由宽带网络提供内容； 控制器，动态控制用于经由所述广播网络广播内容以及经由所述宽带网络提供内容的传输参数、传输时间以及传输路径； 动态空白频段数据库单元，存储并动态更新频率资源的动态空白频段数据库，所述频率资源被分配来广播广播内容但不能用于本地广播； 处理电路，动态决定用于广播及提供内容的传输参数、传输时间以及传输路径， 一个或多个空白频段设备，访问所述动态空白频段数据库中包括的频率资源，以及 频谱服务器，动态管理所述动态空白频段数据库中包括的供所述一个或多个空白频段设备访问的频率资源。
2.根据权利要求1所述的动态广播系统，其中， 如果广播发射器请求所述频率资源广播广播内容，则所述频谱服务器撤销准许给所述一个或多个空白频段设备的频率资源。
3.根据权利要求1或2所述的动态广播系统，其中， 如果将与所述广播信道相对应的频率资源输入所述动态空白频段数据库，则所述广播发射器降低广播信道的传输功率或切断广播信道。`
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的动态广播系统，其中， 所述频率服务器基于请求特定频率资源的所述特定频率资源的潜在请求者的优先级动态地准许及撤销频率资源。
5.根据前述任一项权利要求所述的动态广播系统，其中， 所述动态空白频段数据库单元注册存储在所述动态空白频段数据库中的频率资源的潜在请求者，所述潜在请求者包括一个或多个空白频段设备和一个或多个广播发射器中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的动态广播系统，其中， 所述动态空白频段数据库单元存储包括地理位置、传输功率、以及与注册的潜在请求者相关联的带宽请求中的至少一个或多个的请求者专有信息。
7.根据前述任一项权利要求所述的动态广播系统，其中， 所述动态空白频段数据库单元与频率资源相关联地存储时间信息，所述时间信息表示开始时间、结束时间和作为空白频段的所述频率资源的可用性的持续时间中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的动态广播系统，其中， 所述频谱服务器基于所述时间信息识别准许给请求者的频率资源。
9.根据权利要求8所述的动态广播系统，其中， 所述频谱服务器基于所述频率资源的带宽、所述频率资源的容许传输功率、与所述频率资源相对应的地理区域及所述时间信息识别准许给所述请求者的所述频率资源。
10.根据前述任一项权利要求所述的动态广播系统，其中， 所述频谱服务器基于频率资源请求来管理频率资源，所述频率资源请求包括设备类型、数据库ID、用于认证的签名、用于推送消息的IP地址、地理位置、地理位置的精度、最大传输功率、最低可用频率、较低空白频段频带边缘、最高可用频率、较高空白频段频带边缘、空白频段的最小所需带宽、空白频段带宽、空白频段的最早时间、空白频段开始时间、空白频段的最迟时间、空白频段结束时间、所需空白频段的最小持续时间、以及空白频段持续时间中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的动态广播系统，其中， 所述处理电路基于包括表示用户专有内容使用、表示所述宽带服务器与所述终端之间的传输链路的质量的传输质量数据以及所述广播发射器广播的内容的接收中的至少一个的信息的监测数据来动态地决定传输参数、传输时间及传输路径。
12.根据前述任一项权利要求所述的动态广播系统，其中， 当所述广播发射器降低广播信道的传输功率或切断广播信道时，所述动态空白频段数据库单元自动更新所述动态空白频段数据库。
13.根据前述任一项权利要求所述的动态广播系统，其中， 所述决策单元基于由所述频谱服务器提供的对应于空白频段设备的频谱请求的信息，动态地决定用于广播及提供内容的传输参数、传输时间及传输路径。
14.根据前述任一项权利要求所述的动态广播系统，其中， 所述一个或多个空白频段设备是终端、宽带服务器和在预定区域中提供服务的服务提供商中的至少一个。
15.一种用于向终端提供内容的动态广播方法，所述方法包括: 经由广播网络广播内容， 经由宽带网络提供内容 ， 控制用于经由所述广播网络广播内容以及经由所述宽带网络提供内容的传输参数、传输时间以及传输路径， 存储并动态更新频率资源的动态空白频段数据库，所述频率资源被分配来广播广播内容但不能用于本地广播， 基于包括表示用户专有内容使用、所述宽带服务器与所述终端之间的传输链路的质量以及所述广播发射器广播的内容的接收中的至少一个的信息的监测数据来决定用于广播和提供内容的传输参数、传输时间及传输路径，以及 动态管理所述动态空白频段数据库中包括的供一个或多个空白频段设备访问的频率资源，所述空白频段设备访问所述动态空白频段数据库中包括的所述频率资源。
16.一种频谱管理设备，包括: 动态空白频段数据库单元，存储并动态更新频率资源的动态空白频段数据库，所述频率资源被分配来广播广播内容但不能用于本地广播， 频谱服务器，动态管理所述动态空白频段数据库中包括的供一个或多个空白频段设备访问的频率资源，所述空白频段设备访问所述动态空白频段数据库中包括的所述频率资源。
17.—种频谱管理方法,包括: 存储并动态更新包括频率资源的动态空白频段数据库，所述频率资源被分配来广播广播内容但不能用于本地广播， 动态管理所述动态空白频段数据库中包括的供一个或多个空白频段设备访问的频率资源，所述空白频段设备访问所述动态空白频段数据库中包括的所述频率资源。
18.一种非临时性计算机可读介质，其上存储有当在计算机上执行时使所述计算机执行根据权利要求17所述的.方法的指令。
【文档编号】H04N21/24GK103428533SQ201310186638
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2012年5月21日
【发明者】乌尔里希·雷默斯, 皮奥特尔·帕尔卡, 马库斯·布雷默 申请人:索尼公司