减少空闲时间和恒定带宽的数据点播广播传送矩阵制造技术

一种用于减少空闲时间之调度矩阵（５２０）的方法和系统，该矩阵用于被分解为数据块的数据文件。调度矩阵被产生，空闲时间被数据块所填充，这些数据块稍后出现在该矩阵中，保持初始的数据块序列。然后这一过程重复（５５０），或同样地产生一个新的减少空闲时间的调度矩阵（５６０）。特别设计的机顶盒接收这些数据块。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的
技术介绍
视频点播(VOD)系统是数据点播(DOD)系统的一个类型。在VOD系统中，由服务器或者服务器的网络根据要求将视频数据文件提供给一个或者多个客户机。本领域技术人员都充分理解这些系统。在常规的VOD结构中，服务器或者服务器网络与客户机通信并采用标准的分级客户机-服务器模型。例如，客户机发送对于数据文件(例如视频数据文件)的请求给一个服务器。为响应客户机的请求，该服务器发送该所请求的文件给该客户机。在标准的客户机-服务器模型中，客户机对于数据文件的请求可以由一个或者多个服务器满足。该客户机可以具有在非易失性存储器中存储本机接收的任何数据文件的容量，以便以后使用这些数据文件。标准的客户机-服务器模型要求双向通信基础设施。当前，双向通信要求建立新的基础设施，因为现有的电缆只可提供单向的通信。双向通信基础设施的示例是混合的光纤同轴电缆(HFC)或者所有的光纤基础设施。更换现有电缆的成本相当高，而得到的服务不是大多数用户能够支付得起的。另外，当服务提供者(例如有线公司)试图提供VOD服务给大量的客户机时，该标准的客户机-服务器模型具有许多限制。该标准的客户机-服务器模型的一种限制是服务提供者必须实现一种结构，以连续地监听和满足来自该网络内的每个客户机的每个请求；因此，可以接收服务的客户机数量取决于这样的一个结构的容量。一种结构采用大规模并行计算机作为本地服务器，它具有大容量高速磁盘阵列。但是，即使最快的现有的本地服务器同时只可传送视频数据流给大约1000至2000台客户机。因此，为了服务更多的客户机，必须增加本地服务器的数量。增加本地服务器要求有更多的上层服务器以便保持对本地服务器的控制。标准的客户机-服务器模型的另一种限制是每个客户机要求它自己的带宽。因此，所要求的总带宽直接正比于预订客户机的数量。在本地服务器内的超高速缓冲存储器已经用于改进带宽限制，但是使用超高速缓冲存储器不解决该问题，因为超高速缓冲存储器也受限制。目前，为了使客户更能负担得起视频点播服务，目前的服务供应商在本地服务器的能力上面增加每个本地服务器的客户机的比例。典型地，一个本地服务器能够提供服务给1000个客户机，实际上要承担对10,000个客户机的服务。如果大多数的预订客户机不同时预订视频，这个技术可以工作。但是，这项技术的建立会导致故障，因为大多数的客户机很可能同时(即晚间和周末)要观看视频，因此，引起本地服务器变得过载。因此，希望提供一个系统，能够实际上在任何传输媒介上提供点播服务给大量的客户机而不必更换现有的基础设施。本专利技术的概述在一个示例的实施例中，在服务器端，一种用于传送数据给客户机以便提供数据点播服务的方法包括以下步骤接收数据文件，指定时间间隔，根据该时间间隔解析该数据文件为多个数据块，使得每个数据块在该时间间隔期间是可显示的，确定发送该数据文件要求的时隙数量，给每个时隙分配该多个数据块中的至少一个第一数据块以及可选的一个或者多个附加数据块，使得在任何时隙期间、访问该数据文件的客户机可以按顺序得到该多个数据块，和基于该分配步骤发送该多个数据块。一个实施例中，该解析步骤包括以下步骤确定估计的数据块长度，确定在频道服务器中的存储器的丛集长度(cluster)，和基于该估计的数据块长度和丛集长度解析该数据文件。在另一个实施例中，该确定步骤包括评价资源分配和带宽可用性的步骤。在一个示例的实施例中，在客户机端，一种用于处理从服务器接收的数据以便提供数据点播服务的方法包括以下步骤(a)在第一时隙期间接收一个数据文件之选择信息；(b)在第二时隙期间接收该数据文件的至少一个数据块；(c)在下一个时隙期间接收尚未被接收的任何数据块，按顺序显示该数据文件的数据块，和重复步骤(c)，直到该数据文件的所有数据块已经被接收和显示。一个实施例中，由在客户机端的机顶盒执行该用于处理从服务器接收之数据的方法。在一个示例的实施例中，数据文件被分成多个数据块并基于该多个数据块产生一个调度(scheduling)矩阵。在服务器端，该调度矩阵提供用于发送这些数据块的发送次序，使得客户机可以在随机的时间按顺序访问这些数据块。在一个示例的实施例中，用于产生用于数据文件的调度矩阵的方法包括步骤(a)接收数据文件的多个数据块；(b)设置第一变量为零；(c)设置第二变量为零；(d)清除在一个参考阵列中的所有的条目；(e)把存储在一个矩阵中列之矩阵位置中的至少一个数据块写到一个参考阵列，如果该参考阵列还没有包含该数据块；(f)把一个数据块写到该参考阵列和该矩阵之矩阵位置，如果该参考阵列没有包含该数据块；(g)第二变量递增1并且重复步骤(e)、直到第二变量等于该多个数据块；和(h)第一变量递增1并且重复步骤(c)、直到第一变量等于该多个数据块。在一个实施例中，产生用于一组数据文件中的每个数据文件的调度矩阵，并且根据用于发送该组数据文件的调度矩阵，应用卷积(convolution)方法产生传送矩阵。一种数据点播系统，包括第一组频道服务器、用于控制该第一组频道服务器的一个中央控制服务器、耦合到该第一组频道服务器的第一组上变频器、耦合到该第一组上变频器的一个组合器/放大器、和适合于通过传输媒介发送数据的一个组合器/放大器。在一个示例的实施例中，该数据点播系统还包括用于监视该系统一个频道监视的模块、一个开关矩阵、第二组频道服务器和第二组上变频器。该频道监视模块在发生系统故障时向该中央控制服务器报告。该中央控制服务器根据来自该频道监视模块的报告，向该开关矩阵发出指令，以便用第二组频道服务器中的频道服务器代替第一组频道服务器中的故障频道服务器、及用第二组上变频器中的上变频器代替第一组上变频器中的故障上变频器。一种提供数据点播服务的方法包括以下步骤计算数据文件的传送矩阵，根据该传送矩阵发送该数据文件，使得大量的客户机能够根据需要观看该数据文件。一个实施例中，该数据文件包含视频文件。在本专利技术的另一个实施例中，通过将传送矩阵中之下面的数据块上移，可以减少在传送矩阵中产生的空闲时间，直到所有的时隙是满的并占用整个带宽。在这种方式中，该传送矩阵更多地被认为是保持该初始矩阵阶的数据流。在任何时候用户可以加入该流，只要开始块被接收时，就使用数据点播服务。由于该矩阵可以被认为是一个流，用户可以在任何给定时间加入(enter)该流，只要它开始接收一个开始块，以使用该数据点播服务，只需等待，它不会比初始的传送矩阵的预定时隙更长。在本专利技术的另一个实施例中提出一种通用的STB，它能够接收和处理诸如VOD和数字广播的多种数字式服务。这个实施例提出一种通用的STB，它具有高度灵活的结构，能够对所接收的数据进行复杂处理。这个结构包括一个数据总线、适用于耦合到数字广播通信媒介的第一通信设备、一般包括双向耦合到该数据总线的持久及瞬态存储器的一个存储器、和双向耦合到该数据总线的一个中央处理单元(CPU)。本专利技术的这个实施例的CPU实现一种STB控制处理，用于控制存储器、数字译码器和解调器。该STB控制处理可以操作以处理数字数据，如在第一通信设备接收的数字数据。该STB控制处理应该能够接收数据块以及这样的数据块的并行流，这些数据块来源于一个减少空闲时间的调度矩阵。附图简述附图说明图1A说明根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机实现的通用广播方法，包括准备传送矩阵之步骤，该传送矩阵定义数据传输序列，适用于以非特定客户机方式向多个客户机广播点播数据，因此，所述点播数据文件的传输要求适量的传输带宽，它与所述多个客户机的数量无关。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炎，
申请(专利权)人：派威公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]