一種利用p2p機頂盒技術的流媒體傳輸系統及其方法

2023-11-08 02:53:42

專利名稱：一種利用p2p機頂盒技術的流媒體傳輸系統及其方法
技術領域：

發明內容
(VOD)和推播(PushVOD)月艮務。
首先《:量:^1寸裝伺服器將連續的傳轍荒格式(TS)的流媒體文件封裝
成若千量孑TS流媒體文件包(量，)；MilP2P管理系統的認證與管理，接 收^A式P2P機頂盒的傳輸和分組請求，自動搜索和匹酉SM有的P2P網絡節點 並進行分組；會鵬目鄰的P2P網絡節點，每一個P2P網絡節點可以從量子^J寸 劍艮務器中下載量賴；同時艦P2P管理系鄉用最短路徑和最決^lr速度 的原貝腿行搜索和匹配，為此組的P2P網絡節點掛共連接列表；同組相鄰的P2P 網絡節點根據連接列表互相傳遞量子包，實現所有節點共享下載具有同樣序列 標己的量子包；通過^A式P2P機頂盒內置的媒體處理器的解碼，將下載的量 : ^根據連續#^和時間謝斜己恢 連續的流媒體文件，實HX^節點(P2P) 技術在機頂盒中的應用。
本發明採用量子TS流媒體包(量子包)作為P2P載體，本發明的量子包是 職續的TS流媒體文件或普通文件被量子^J寸劉艮務器分割成幾十kbps到幾 百Kbps不等的一段段小碼流的TS流^件分段。*量子包上都標有序列標 籤和時間iliH己，^fi子包以文件的方式在所有^A^ P2P機頂盒之間互相傳 送時^l皮丟失，也便於量:？^原成連續的TS流媒體文件。
本發明中量子te間相互傳遞和共享的實現過程是首先在網際網路上的嵌 A^P2P機頂^AP2P管理系統中獲得最短路徑和最佳帶寬的相鄰P2P網絡節 點分組和P2P連接列表；P2P管理系糹JS^用Internet網絡協議(TCP/EP)，禾, 動態搜索技術，匹酉Si接列表中具有最短路徑和最快傳輸速度的P2P網絡節點， 並與之^Z^接，使同糹朋/f有P2P網絡節點中的每一個^A式P2P機頂盒互相 之間^^接，互相傳遞和共享量子包；最後在^A式P2P機頂盒中將所有量 子包按照序列織和時間謝湖爐賊連續的TS流媒體文件，使其可以在用 戶顯示終端(電概幾)上播出。
本發明的系統包括四個主要部分P2P量子^J寸劍艮務器、^A式P2P機
頂盒、P2P管理系統和網際網路。
本發明的P2P量子^i寸劍艮務器是用來將連續的TS流媒體文件或其他文 件分割和封裝^f的量子包(幾十kbps到幾百Kbps的一段段小碼流的TS流 或文件分段)並按照分段的" 糹^^些量^&分別標上具有)§續^^的序列號， 以及按照同一時間段或文件播放時間給量子包iH己時間戳。封裝好的量賴通 過網際網路協議從量^fei寸裝伺服器上下載至P2P網絡節點上的IMA式P2P機頂 盒；也可在P2P網絡節點上的所有駄式P2P機頂盒之間相互傳輸和共享。當 量子包下載至機頂盒，通過內置的媒體處理器的解碼，將量子包根據連續標籤
按序號恢復成ii^賣的TS流媒體文件，艦時間Sfeia控制不同解碼器的解碼速
度和能力，從而控制 流量，實現平 碼，防止由於送入的突發 量過 誠離碼器P腺或癱瘓。ilii^繳i^和時間戳控制技術，可以M^、緩存區， 降^#1頂盒的] ，使P2P客戶端軟體會嫩裝在普通D TV機頂盒上，不需要 石贈即可獲得P2P電視直播接收，視頻點播(VOD)，電視推播(PushVOD) 等服務。
本發明的網際網路尉連結於P2P節點的網絡，魏成P2P網絡節點的媒 介。採用網際網路作為P2P的傳繊某介，可將內容直播、點播和推播業務部署在 世界上招可地方，離網絡和時空的限制。
本發明的^A^ P2P機頂盒在網際網路上，請求信息，MilP2P管理系統 的認證後便可視為一個P2P網絡節點。量子包在P2P網絡節點之間的^ij皿 ^S聯網上的^A^ P2P機頂^>人P2P管理系統中獲得最短路徑和最佳帶寬的 相鄰P2P網絡節點分組和P2P連接列表。實l!il程是MAS:P2P機頂盒將內 置的電子節目菜單(EPG)信息、自身的地址信息和傳輸分組請求，發送給P2P 管理系統；該系鄉棘取最佳原則自動搜索和匹配，將網際網路上相鄰的所有P2P 網絡節點進行分組並粒P2P連接列表；機頂tH據返回的連接列表，頓自 動搜索到具有最短路徑和最側專輸逸度的同組相鄰的P2P網絡節點；lili:聯
網TCP/IP協議方式各節點之間互相^5:連接，傳遞和接收所需的量子包，實現
與同組的P2P網絡節點共享下載量子包；接收的量子包可以暫存在機頂盒的緩 存器或內置激卜置的存儲器(硬碟)中。視頻播放時，^A式P2P機頂盒將量
，按照連續i^iim咴復皿續的TS流媒體文件，M時間戳控制解碼皿 和 流量，恢復的TS流媒體文件 :機頂盒內置的媒體處理器謝 碼後便
可輸出到用戶的電Mt幾屏幕上。戶/M^A^ P2P機頂盒包括(1)網卡，與互 聯網連接，用於》AS聯網收發聽信息，其中包縫子包麵；(2)剤^g， 用於存儲來自網際網路的量子包及數據；(3)USB接口，用於^^T展存儲器的 接口； (4) CPU，分別與媒體處理器、網卡、USB接口和外部控制輸A^置相
連接，通Mii行^A^軟體系統實現對與其相連的各個部件的控制，並實mf
述錄製終端的多種處理功能，其中主要包括從網離收和發送量子包，將被分
割成量子包的流媒體TS續接成遊賣的TS流，及根據P2P節點信息表自動搜索 最短路徑和最佳帶寬柳艮務器，並從其獲取量預，接收電子節目菜單(EPG) 並將點 ^送到前端；(5)媒體處理器，負責贈荒媒體 進行解碼處理；(6) 音視頻輸出裝置，並將解碼後的視頻和音頻輸出到電視機上；(7)夕卜部控制輸 A^置，用於Mf鈔卜部對該終端的控制輸入。
本發明的P2P管理系 用節點集中管理與節點自動搜索相結合的^技 術。該系^t接入網絡的^A^ P2P機頂盒進行註冊、授權和認證管理，在該 管理系統的平臺中，經過認證後的KA式P2P機頂盒將被視作一個P2P網絡節 點。
P2P管理系^t所有加入P2P網絡的節點進行分組，其實J皿程是首先 ^A式P2P機頂盒內置的電子節目菜單(EPG)記錄用戶已選擇的節目或頻道 信息，^A5t P2P機頂織出4輸分組請求的同時將EPG信息也發i^合P2P管 理系統，系維聖過認證後，採用自動搜索算法，尋找正在傳輸或下載同一個節 目或頻道的所有P2P網絡節點；然後把發出請求的機頂盒作為其中一個相鄰的
P2P網絡節點，與它們分在一個組內，形成分鄉li[據，將分組數據存儲在數據
庫中，分組便 : 庫自動完成；然後P2P管理系統根據最短路徑和最佳帶
寬原則，為同組P2P網絡節點選擇P2P連接歹據，同組針P2P網絡節點根據 返回的連接列表自動搜索，選擇具有最短路徑和最側專輸速度的同組某一個或 多個P2P網絡節點並從中獲得所需要的量子包。因此^A式P2P機頂盒可以同 時向多個P2P連接節點獲取量子包，提高傳輸M;同時P2P連接列表也可以 只給出有限數量的P2P節點，節點數可以根據P2P網絡帶寬和節目狀 皿行控 審U和調整，便於集中管理，在有限數量的P2P網絡節點中自動搜索和相互連接 傳輸，便於CPU資、源有限的IPTV機頂盒也會,有效的完成P2P功能。
*P2P網絡節點可隨時要求加入某個分組，一fiM過I^A式P2P機頂盒 把EPG信息和請求信息^^合P2P管理系統，實現過程如上戶脫。因此當用戶 更換收看或下載的節目頻道時，P2P管理系統可用最決的速度重新尋找一組具 有最短路徑和最佳帶寬的相鄰P2P網絡節點分組和連接列表，實現量賴的傳 遞和共享。
3M:i^方法，所有的在網際網路上的P2P網絡節點W"在最短路徑和最決 傳輸鄉的劍牛下，收到P2P連接列表，實行互相共享 和傳遞麵。 一個 P2P管理系統可以管理數萬個P2P網絡節點，多個P2P管S^統可以同時使用， 管理任意增多的P2P網絡節點。
在本發明的系統中，至少有一個量子敏劍艮務器連接到網際網路上，作為 P2P頻道的 源和種子伺服器，為用戶掛共轉換成量子包的流媒體原文件。 至少有一個P2P管理系統(伺服器)在網際網路上管理要求接入、發送請求信息 或正招til麵的所有^A^ P2P機頂盒，為其樹共註冊、認證和授權；並對 所有P2P網絡節點進行分組，為其^^連接列表，實JIi^連接和傳送。至少 一組KA式P2P機頂盒，連接在網際網路和電概JLt間，將用戶點衝言號或EPG 信息傳送至P2P管麟統，互相接收和^t量賴，將量子包續接雌續的TS
流媒體，M31視頻解碼輸出到電視機；至少一個電，股幾，用於作為音視頻輸出 單元，播放多媒體信息。


圖1是根據本發明實現P2P系統原理圖2是根據本發明節目流量^a切割與標己原理圖3是根據本發明M:量子^i寸裝伺服器工作流程圖4是根據本發明 ;量:^^寸裝伺服器實現電^1:播的原理圖5是根據本發明P2P網絡原理圖； 圖6是根據本發明的^A式P2P機頂盒硬體結構原理圖； 圖7是根據本發明的^A^P2P機頂盒軟體結構原理圖； 圖8是根據本發明的KA^P2P機頂盒工作流，呈圖。
具體實施例方式
本發明的齡P2P^if與播出的系統，如圖1所示，系統由四個主要部分組 成P2P量^f^M劍艮務器、mX^P2P機頂盒、P2P管麟統和網際網路。
P2P量子^J寸裝服務翻每連續的TS流媒體或文件分割和封驗軒的量子 包，按照纖的JI,給所有量子包標上連續標籤，按照時間點給量子包標上時 間戳。封裝好的量子包儲存在量子^J寸劍艮務器，作為P2P界面內容或電視頻 道的數據源藤中子量子包，供Mil認證後的^A式P2P機頂盒下載。當某^W M P2P機頂盒在網際網路上成為一個P2P網絡節點時，向P2P管理系鄉ffijl請 求信息並獲得認證後，#與量子^#劍艮務器或其它P2P節點的通iTO系， 根據請求信息從量子^i寸劍艮務器M它P2P節點中取走所需的量子包。
P2P管理系統分析從* P2P網絡節點得到的EPG請斜口地址信息，採用 自動搜索算法、最短路徑和最佳帶寬原則，對相鄰的所有P2P網絡節點進行分
組，被分配在同組中的駄式P2P機頂餓照從P2P管理系縱來的連接列表
進行搜索與匹配，選擇具有最短路徑和最側tir速度的相鄰P2P網絡節點，通
過網際網路TCP/IP幼、議方式互相^i接，實現量，的互相傳遞並與相鄰P2P 網絡節點共享量子包。
同組中某^mX^ P2P機頂盒作為P2P網絡節點從量子^J寸劍艮務器獲得 種子量賴，同時又將種子量子包^^合另一im式P2P機頂盒，另一錯 入式P2P機頂盒再作為一個P2P網絡節點，如此反覆循環便實il^組P2P網絡 的傳遞，實現同組^A^P2P機頂盒之間的,相互傳輸和共享。
接收的量子包可以暫存在機頂盒的緩存器或存儲器(硬碟)中，視頻播放時， 量子包根據連續豐碟，按JI,恢復成遊賣的TS流媒體文件以及艦時間戳控制 解碼繊和 流量，M駄式P2P機頂盒內置的媒體處理器解碼後，輸出 到用戶的電I ^W幕上
P2P管理系旨接入網絡的^A式P2P機頂盒進份主冊、授權和認證管理， 所有在網際網路Jl^過認證的^A式P2P機頂盒將被視作一個P2P網絡節點。P2P 管理系統的主要的任務艦請求加入P2P網絡的節點進行分組，其實lil程是 ^A^P2P機頂盒M內置的電子節目菜單(EPG)記錄，當用戶選擇某個節 目時，用戶選擇收看或下載的節目或頻道信息，駄式P2P機頂盒的i魁止信息 將一荊專送給P2P管理系統。經過P2P管理系統認證後，按照mA式P2P機頂 盒提供的所有信息進行分組，即將所有正在收看同一個節目或頻道的相鄰P2P 網絡節點分在一個組內，形成分組 ，分組數據存儲在資料庫中，分組通過 ,庫便自動完成。
P2P管理系統的分組管理可以用分類方法完成，首先將收看同樣節目， 道的P2P用戶分為一個大組，在將大組內某個時段收看同樣節目或頻道的P2P 用戶進行第二次分組，最後在第二次分組中找出最佳相鄰P2P節點分組。在進 行最佳相鄰P2P節點分組時，採用最短路徑和最佳帶寬原貝腿行搜索與匹配，
為同一分組中的P2P網絡節點選擇最佳P2P連接列表，並將連接列表^t給嵌 入式P2P機頂盒，機頂盒按照連接列表自動搜索、採用不同算法，選擇具有最 短路徑和最決^iri!S的同飽某一個或多個P2P網絡節點並從中獲得所需要的 量子包。由於^A^iP2P機頂盒可以同時向多個P2P連接節點獲取量預，在 滿帶寬負荷劍牛下也可同時從任何其它多個P2P節點下載量子包，從而解決了 上行帶寬小於下行帶寬的不^^爾 #^問題，提高了傳輸皿。同時P2P連 接列表也可以只給出最佳的有限數量的P2P節點，節點數可以根據P2P網絡帶 寬和節目狀況瞎7艦行調整，在有限數量P2P節點中自動搜索最佳相鄰P2P網 絡節點，便於CPU資源有限的IPTV機頂盒有效地完成P2P功能。
3MlM方法，所有的在網際網路上的P2P網絡節點都可在最短路徑和最快 傳輸繊的割牛下，收到P2P連接列表，實現互相共享,和傳遞麵。 一個
P2P管理系統可以管理數萬個P2P網絡節點，多個p2p管am統可以同時使用，
管理任M多的P2P網絡節點。
根據本發明TS流媒體或文件被量^i寸劍艮務lli寸裝成量T^，量子包作
為P2P的載體文件，其封^31程中的切害U與標改口圖2所示。正常的節目TS 流媒體是一"t^賣的節目流，對正常節目18、繊糹請:？^裝的過程是首先 ,續節目流按照一定的數據大小(幾十kbps到幾百Kbps)，切成一段段的小 碼流的TS流gti:件分段，即量子包。對齡量預按照切割的 ^標己具有連 續豐絡的序列號，如圖所示的Ql， Q2…Qn， 一！Bi己至lj節目文件終止；同時 按照同一時間段或文件播放時間為每個量子包打上相應的時間戳，如圖所示的 Tl， T2...Tn，直到節目時間終止。所有標有連續豐^^序號和時間i^H己的量子 包在量^J寸鄉艮務器中作為P2P節目敘件的麵源或lr fe種子，被駄 式P2P機頂盒下載到內置的緩存器或存儲器(硬碟)之後，在網絡中從一個節 點傳向另一個節點，將正常的遊賣節目流封裝成^P個小量子包，可以提高傳 輸速度，量子包大小還可以根據網絡帶寬和傳輸速度進行調整，最大化利用網 絡帶寬，艦時間戳控制不同解碼器的解碼鵬和育g力從而控制娜流量，實 現平滑解碼， >緩存區，斷氐機頂盒的成本，使P2P客戶端軟體育,驗普
通IPTV機頂盒上而不需^S跑即可實現P2P電豐爐播接收，撒頻點播(VOD)。 當給IPTV機頂盒EJl石S:後，可以實現電視推播(PushVOD)或多媒Wi播 (Push MOD)等。
本發明的量子，翻艮務器工作流程，如圖3M^。首先量T^i寸劉艮務器 對連續的流媒體文件或普通文件，進糹ft刀割與標記，流媒體文件或普通文件被 分割和封裝成若干的量T^ (幾十kbps到幾百Kbps的一段段小碼流的TS流或 文件分段)，量，的大小根據支持P2P網絡的帶寬大小和^A^P2P機頂盒的 處理能力以及存儲器的大小確定；被切害啲量子包按照序號標己連續標籤並按 照同一時間段或文件播放時間進行時間徵示記；被^Hfi好的量子包封裝到量子 ^t劉艮務器的存儲器中，當一個P2P網絡節點與量^ ^^劍艮務器^3i接 後，取^^f需量^;同時同組的齡P2P網絡節點可互相^53i接，^h量 ，在各節點中互相共享傳輸；當所有的量子包被連續下i^，通過^A式P2P 機頂盒內置的解碼器將所有的量子包按照連續+礎柳,恢復成連續的TS流 媒體文件，通過時間戳控制不同解碼器的解碼速度和能力從而控制數據流量， 實現平滑解碼。由於量子^Jt劍艮務器的輸出帶寬採用千兆網卡，可以同時對 多個節目，頻道和文件進t請子^l寸裝，所以，可同時與很多P2P節點連接， 同時支持各個P2P網絡節點分鄉Mf需的各種流媒體文件，每一個流媒體切割與 封裝的過程與，描M31^t目同。
根據本發明的量^i寸劍艮務器可實現P2P電M:播，如圖4所示。與普通
方式播出的流媒體文件不同的是，採用P2P技^f播、直播電視頻道時，需要 增加視頻編碼器，該視頻編碼器採驗播^l:播的視音頻信號，並按照MPEG4、 腦劇也娜鵬編碼格規縮成TS流媒體文件，此文件可封驗IP上通 過網際網路邀纏:？^劍艮務器，再由伺服器分割成P2P量子包，量子包的
j纖過程如上戶腿，當量子^iM;P2P網^f專送到P2P機頂紅後，按照如上 戶腿的方^E量子包續接成纖的節目TS流，艦機頂盒可以將連續的TS流 播放到電鵬幕上，從而完成了齡直播與收豐鵬呈。
本發明涉及的P2P網絡原理，如圖5所示。量子M裝伺服器將流媒體文 件服或數據按順序切割，封裝成具有序列標籤和時間戳的量子包，並放在量子 封劍艮務器的存儲器中，作為該P2P頻道的繊源或量^a種子，供其它的P2P 網絡節點下載。
當mA^P2P機頂盒A要收看或下載節目或頻道時，它首先向P2P管理系 統發出傳輸和分組的請求，並將用戶選擇電子菜單(EPG)中的節目或頻道信 息，以及機頂盒A的地址信息同時^i^合P2P管理系統；該系糹M機頂盒A的 請求及其A的網絡itffit行認證，M認證後，機頂盒成為一個相鄰P2P網絡 節點A; P2P管理系統根據相應搜索算法，尋找一組正在傳輸相同節目或頻道 的具有最短路徑和最佳帶寬的相鄰P2P網絡節點(A、 B、 C、 D、 E、 F)，並把 它們分組成同一組；P2P管理系統自動為節點A匹配和選#^佳的P2P連接列 表，靴該P2P連接列表信息發給節點A; P2P網絡節點A收到該信息後，根 據網絡延遲情況和相鄰同組節點下載速度，選擇已經加入同一分組的相鄰P2P 網絡節點(A、 B、 C、 D、 E、 F、。。。)其中的最佳網絡傳輸節點(D、 E、 F、。。。)， 與它們K^接，互相傳遞和下載量子包；節點A也可以和量子^J寸劍艮務器 ^i接，更新節目頻道和量子包種子，並與各個節點交換和共享所有的數據。
如果當節點A發現與之粒聯繫的節點(D、 E、 F)都沒有所需的量子包 n時，就會與同一分組中的其它網絡節點^i接，從中篩選出有量T^n的節 點(B、 C、。。。)；節點A根據節點的負載情況和其網絡艦時間，衫瞇出最優 的網絡節點B，向其請求量，n，節點B會根據其請求將量子包n ，給節 點A。從而4,P2P網絡的性會,撮優。
如果當節點A需要結束播放，退出P2P分組的時候，就會向P2P管理系統 發出退出節目，道的請求；P2P管am統會根據P2P網絡節點A的退出請求 將其從該P2P頻道的連接列表中刪除，felt後加入的節點便不會向P2P網絡節 點F請求 。同時P2P網絡節點A也會將其退出的消息告知其它正在與之建 ，接的節點，節點A退出後，其他節點都不再與節點A交換數據。
^A^ P2P機頂盒硬體結構，如圖6所示，由10/100M乙太網卡或WiR將 流媒體文件送給CPU處理，經過CPU處理後的視頻和音^ 流再送給媒體
處理器解碼，解碼後M:音視頻輸出模塊恢復淑熟:Ji或數字音視頻信號可在電
WLhM示。
CPU負^M行作業系統、瀏覽器、通訊協議、管理軟體等，完成^A^P2P 機頂盒的大部分處理功能；媒體處理器可由硬體或DSP方式實現，負責對各種
音視頻格式的多媒體信號進t ^碼處理，還原成模m^數字視頻和音頻並在電
,魁肚顯示；Memory和Flash作為系 |#馬器的內存，可暫時存放少量的量 子包；10/100M乙太網卡或WiFi負責接收和総網^ 流；HDD (內置石贈) 作為^A^P2P機頂盒可選的存儲器， 一部分存儲P2P量子包，另一部分存儲 用量^續接好的節目和文件；MUSB可以實現接入外置5M;音視頻輸出 模塊將CPU解碼後的音視頻文件恢娜鄉微字音視頻信號；紅外離器上 有返回鍵，菜單鍵，頻31±下切換鍵和音量控制鍵等，實5鵬戶操作。
在本發明的硬體系統中，可實現標準清晰度電視輸出，也可實現數字高清晰 度電視輸出；可處理不同的^頻格式和音頻格式。
^AS; P2P機頂盒中的存儲器M存儲部分量子包完成P2P ^ii和下載功 會g，其所存儲的量^S數量可以根據mA^ P2P機頂盒在旨P2P網絡中的作 用和需要進fiH周整，當機頂盒內存可以支持所要求的存f糧時，用內存作為P2P 量^存儲空間，如果內存空間不夠，可以將量，存儲在^A式P2P機頂盒 的鵬中。
用戶操作可M紅外M^器實現，並在電MJdM EPG的界面呈現，移動
光標至ij戶m擇的圖標，按確認鍵完^^皿的操作，可以翻頁，上下滾動。EPG 有兩種， 一種是本地EPG (也稱為TVPortal),對本地硬碟存儲的內容分類，通 皿控器選擇和控制內，放；另一種是由 提供的EPG，供用戶選#^制 和下載，實時播放繊等，如果沒有5體的機頂盒，只支持前端^f共的EPG。
實現本發明^A^ P2P機頂盒的分層模±刺七駄式軟體結構，如圖7戶標。 最底層是硬體平臺(Hardware Platform),在硬體平臺之上是硬體驅動層
(HardwareDriver),該層^A各種與硬體相關的驅動程序，如IDE驅動，USB 驅動，各種解碼器驅動，Tmer驅動等；在驅動層之上是Linux作業系統(OS) 包括進S/線程的管理，文件系統，協議棧等；在作業系統之上是應用程式庫
(LIBraiy)，包括了流媒體(Streaming)處理，圖形庫(Graphics),加密包括 CSS， AES等，解碼器Decoder包括各種格式的音視^lf碼器等較為通用的程 序庫；應用禾il^層，包括瀏覽器(Browser),播放器，系統配置管理，P2P功能 模塊，PVR模塊，TVPortal模塊，廣告插播模塊，DRM，遊戲(Games)，終 端管理引擎，軟體升級管理(Software Update)等應用禾驕，這些應用禾辨分別 完成其特定的功能，例如軟體升級管理程序的功能是實現和管理軟體的升級； 肚層敏用管理層(ApplicationManager),負責系統中各類應用禾聘的管理，
以皿用，Mm司的通訊。
採用本發明的軟體分層結構，可以使軟體與硬體分離，與硬體的關《31硬 件驅動軟體模± 決，因此更換不同的硬體平臺，軟體部分只需要改寫與硬體 相關的部分，如硬體驅動^ii^j。
網絡管理引擎，可以^^對終糹驗行網路遠禾m控與管理的軟體模塊。P2P 軟體模嫁其它應用模塊一樣駄到機頂盒的應用層，駄P2P軟體模塊後的 機頂盒，即^A^P2P機頂盒，可以作為P2P網絡中的節點，實現P2P網謝專
輸的功能。
本發明^A^ P2P機頂盒的軟、硬體系鄉用Linux作業系統，但並不僅
限於Linux作業系統。該軟體系統,支持HTML， JavaScript, Flash等功能的 瀏覽器，可以直接上網瀏覽，顯示菜單及信息。該系鄉，可以對Intem改協皿 行處理；接受繊P2P管理系全樹駄式P2P終端的遠程控制，實現P2P認證 和管理；實現節目的分段存儲和量子包續接成完整的流媒體文件；實5艦節目 的DRM (內容版樹尉戶)解密，完,告插播與控制等功能，這些都ffi3iig行 在CPU上的^A^軟體完成。由於^A式P2P機頂盒的許多功能都是靠軟體完 成的，所以本發明強調了^A^ P2P機頂盒遠程軟體升級的重要性，M軟體 可以M網際網路會^A式P2P終^^程升級。
i^A式P2P機頂盒也可以是一個帶硬碟的網絡多媒體終端，它可以實MH重 播放，實現視頻、織多媒體組播、點播、本地播放，麵處理，VoIP方式的 語WS訊。因此，具有連接家庭網絡(PC，智會鎵電和其它多媒體終端)的以
太網埠，也具有電話接口。該^A^; P2P機頂盒還具有遊戲功能，及更多地 M:寬帶網際網路和電視跑共互動信息服務的其它功能。
為了更方便的皿和査找存儲在MA^ P2P機頂，百G的大S^上的各 種信息，機頂盒內建本地EPG或TVPortal (本地電視門戶)，對內容進行分類 管理，該本地電視門戶採用模剁七結構，各種功能的加入，只需增加相應的功 能模塊，此外，還有內容檢索功能。
作為一個完整的服務系統，要求終端有可管理性，所以，本發明為嵌入式 P2P機頂盒麟管理引擎，系統可以通過管理引擎獲得所需機頂盒的資料，並 對它進行控制與管理。
^A^; P2P機頂盒的認證管理功能的實現^M:用戶端首次連接到網際網路
後，自動向遠程P2P管理系縱出註冊信息，包括終端的屬性信息(如支持的 視音頻格式、瀏覽，型等)。遠程P2P管理系,用戶3t行認證。認證不M， 繊管縣統拒絕註冊；認M31，遠程P2P管理系統將下發與該終端相適配 的媒條式內容和增働艮務。本發明的^A^P2P機頂盒的另一個重要點是，具有廣告自動插播功能，由 前端將節目和廣告推送到用戶的^A^ P2P機頂盒硬碟中，由於採用的是分段 節目麟，在播放時需要有節目續接處理，前端可以控制廣告插播的間隔，選 擇廣告內容，插播7M，在節目續接時將廣告插入至幡放的節目中。這種新的 廣告播出方式比傳統的電視廣告更加具有針對性，也稱之為定向廣告，可以根 據人群的不同，推播不同的廣告，也可根據付費情況的不同，設計插入廣告的 時間間隔和次數。
本發明^A式P2P機頂盒工作流程，如圖8所示。首先是^A^P2P機頂 盒接入網際網路，MP2P管理系統的認證後作為一個P2P網絡節點； 一旦用戶 M31iffi^^EPG上點播或下載視頻節目，嵌入式P2P機頂盒內置的EPG記 錄便獲得用戶選擇收看或下載的節目或^t信息，並把該EPG信息、機頂盒的 網絡itt信m^請求分組信息共同傳邀合P2P管理系統；經過P2P管理系統認 證，確定^A^P2P機頂盒的一個P2P網絡節點的分組，即同一時間所有正在 傳輸同一個節目或頻道的相鄰P2P網絡節點分在一個組內，並從該分組中M 算法選出最佳相鄰P2P節點分組和P2P連接表，所有的分鄉1 存儲在 庫
中，分組ffi3i麵庫便可自動完成。
Mii^^B各徑和最佳帶寬匹配算法從P2P分組信息中選 佳的相鄰P2P 連接列表，將驗列表發糹封亥P2P節點，此P2P節點的機頂盒收至隨接列表後， 根據所需要的量子包，搜索連接列表中的所有相鄰的P2P網絡節點，Mil^佳 路徑、最佳匹配帶寬和最快傳輸速度的判別並與之粒聯繫，從建立聯繫的其 他節點處獲得所要的量子包，同時把下載的量子包存儲到緩存器或存儲器(硬 盤)中，該節點也為其它節點也劍共量％下載，所有的P2P網絡節點在相互 連接和傳輸中採用TCP/IP協議。
在播放節目時mA^ P2P機頂盒將量子包按照序列磁賣接^i^的TS
流媒體節目，通過機頂盒中的解碼器解碼，輸出視頻和音頻，在用戶的電視機
上顯示。當用戶需要停止播放時，按下 器的停止播放鍵或者切換頻道，嵌
A^P2P機頂盒向P2P管理系統發送節點退出信號，系統收到i亥節點退出信號 後，將其從P2P網絡分組中刪除，及時魏相鄰P2P網絡節點中所有的連接列 表，對所有相鄰P2P網絡節點發出退出信號，正在互相4輸 的P2P網絡節 點自動斷開。當用戶選擇新的節目和頻道時，^A^P2P機頂盒向P2P管理系 統^f 的分組請求，獲得新的連接列表，並加入新的相鄰P2P網絡節點，工 作流程與i:^過程相同。
本領域的熟練技術人員會明白，儘管這裡為了說明的目的而描述了相似性系 統的特定實施例，但是在不脫離本發明精神和範圍的情況下可以作各種修改。 因此，除了附加的權利要粒外，對本發明不作限制。
權利要求
1. 一種利用P2P機頂盒技術的流媒體傳輸系統，包括以下幾個部分-至少一個P2P量子包封裝伺服器，用於將連續的TS流媒體文件或其他文件分割和封裝成多個量子包，並按照分段的順序給這些量子包分別標上具有連續標籤的序列號，以及按照同一時間段或文件播放時間給量子包標記時間戳，最後通過網際網路將上述量子包發送給用戶端；-至少一個P2P管理系統，對接入網際網路的嵌入式P2P機頂盒進行註冊、授權和認證管理；以及按照將傳輸或下載同一個節目或頻道的所有P2P網絡節點分為同一組的原則，對所有加入P2P網絡的節點進行分組；並根據最短路徑和最佳帶寬原則，為同組P2P網絡節點選擇P2P連接列表；使同組所有P2P網絡節點中的每一個嵌入式P2P機頂盒互相之間建立連接，互相傳遞和共享量子包；-至少一個P2P機頂盒，位於用戶端，用於通過網際網路向P2P管理系統發送請求認證信息，通過P2P管理系統的認證後成為一個P2P網絡節點；所述P2P機頂盒從P2P管理系統中獲得最短路徑和最佳帶寬的相鄰P2P網絡節點分組和P2P連接列表，並且基於該列表接收和緩存量子包；以及在P2P機頂盒中將所有量子包按照序列標籤和時間戳標記被重組成連續的TS流媒體文件，使其可以在用戶顯示終端上顯示；-至少一個音視頻輸出單元，連接到P2P機頂盒用於播放多媒體信息。
2、 根據權利要求1的利用P2P機頂繊術的流媒體4輸系統，其中P2P 機頂盒通過內置的媒體處理器的解碼，將量子包根據連續標籤按序號恢復成連 續的TS流媒體文件，艦時間微斜己控制不同解碼器的解碼鵬和能力，來控 制W流量，實現平滑解碼。
3、 根據權利要求i的利用P2P機頂餓術的流媒術輸系統，其中戶;M嵌入P2P機頂盒包括(1)網卡，與網際網路連接，用於AAS聯網收發數據信息，其中包括量子包M; (2)存{線置，用於存儲來自網際網路的量子包及數據；(3) USB接口，用於擴展存儲器的接口； (4)CPU，分別與媒體處理器、網卡、USB接口和外部控制輸入相連接，aii^行^A式軟體系統實m^t與其相連的各，件的控制，並實m^M錄製終端的多種處理功能，其中主要包括從 網,收和發送量^，將被分割成量，的流媒體TS續接成連續的TS流， 及根據P2P節點信,歸自動搜索最短路徑和最佳帶寬的伺服器，並從其獲取量 子包，接收電子節目菜單(EPG)並將點播繊送到前端；(5)媒體處理器， 負責對流媒體翻進行解碼處衝(6)音視頻輸出體，並將解碼後的視頻和 音頻輸出到電視豐/U:; (7)外部控制輸A^置，用於提供外部對該終端的控制 輸入。
4、 一種利用P2P機頂盒技術的流媒體fm方法，包SM:量^J寸裝伺服器將纖的TS流媒體等各種文件封裝成量子TS流媒體包，艦P2P管麟統 的認證與管理，和對所有在網際網路上^il的^A^ P2P機頂盒進行匹配並分組， 作為一組相鄰的P2P網絡節點，每一個P2P網絡節點可以從其它節點下載並與 其它節點共享一組具有同樣序列f斜己的量子包，在相同時間t^示記下通過解碼 器將量子包根據遊對礎恢誠連續的流媒體文件。
5、 根據權利要求4的利用P2P機頂盒技術的流媒體傳輸方法，具體包括以 下步驟A) P2P量子包封伺服器將遊賣的TS流媒體文件或其他文件分割和封裝 成多個量子包，並按照分段的",給這些量子包分別標上具有連續H的序列 號，以及按照同一時間段或文件播放時間糹糧子包l射己時間戳，最後通過互聯 網絡將il^量^^^合用戶端；B) 用戶ilil P2P機頂盒經由網際網路向P2P管JK統發出註冊和認證請求；C) P2P機頂^KlP2P管理系統認證後，成為P2P網絡節點，用戶選擇節目或頻道，並且該B^擇的節目或頻道信息在P2P機頂盒發出傳輸分組請求的同時將這^fl息也皿給P2P管理系統；D) P2P管理系統按照粉專輸或下載同一個節目或頻道的所有P2P網絡節點分為同一組的原則，對所有加入P2P網絡的節點進行分組；並根據最短路徑和 最佳帶寬原則，為同組P2P網絡節點選擇P2P連接列表；並將該連接列表縦 給同組中的每個P2P網絡節點;同組所有P2P網絡節點中的每一個P2P機頂盒；E) 同組^P2P網絡節點根據返回的連接列表自動搜索，選擇同組中具有 最短路徑和最,專輸速度的一個或多個P2P網絡節點，並且在互相之間^3i 接，互相傳遞和共享量預；F) 最後P2P機頂盒緩存收到的量子包，以及將所有量子包按照序列^^和 時間謝斜己^S組成遊賣的TS流媒體文件，使其可以在用戶顯示終端上顯示；G) 禾,連接到P2P機頂盒的音視頻輸出單元播放下載的多媒體信息。
6、 根據權利要求4或5的利用P2P機頂盒技術的流媒體傳輸方法，其中 P2P機頂盒為嵌入式P2P機頂盒，並且可以同時向多個P2P連接節點獲取量子 包。
7、 根據權利要求4或5的利用P2P機頂盒技術的流媒體傳輸方法，其中同 時P2P連接列表也可以只給出有限數量的P2P節點，並且在有節點退出P2P系 統時，自動添加和補足新的節點。
8、 根據權利要求4或5的利用P2P機頂技術的流媒體傳輸方法，其中當 用戶更換收看或下載的節目頻道時，P2P管理系統可用最快的速度重新尋找一組有最短路徑和最佳帶寬的相鄰P2P網絡節點分組和連接表，實現P2P機頂盒量子包的傳遞和共享。
全文摘要
本發明是嵌入式P2P機頂盒的技術與及其實現方法。通過量子包封裝伺服器將連續的傳輸流格式(TS)流媒體等各種文件封裝成量子TS流媒體包(量子包)，通過P2P管理系統的認證與管理，對所有在網際網路上傳輸的嵌入式P2P機頂盒進行匹配並分組，作為一組相鄰的P2P網絡節點，每一個P2P網絡節點可以從其它節點下載並與其它節點共享一組具有同樣序列標記的量子包，在相同時間戳標記下通過解碼器將量子包根據連續標籤恢復成連續的流媒體文件。實現對等節點(P2P)技術在機頂盒中的應用。
文檔編號H04N7/24GK101207805SQ20061016543
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月20日 優先權日2006年12月20日
發明者菲 何, 琦 周, 秦綺玲 申請人:北京漢辰科技有限公司