[发明专利]组播频道快速启动系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种流媒体技术，具体说，涉及一种组播频道快速启动的系统和方法。

背景技术

在一个现有流媒体频道系统中，头端、流服务器和播放器是最基本的组成部分，通常采用TCP/IP协议转输码流和信令，播放器和流服务器之间采用RTSP协议交换信令，在UDP或TCP协议之上承载RTP或TS等格式的载荷，传输媒体数据。一般来说，UDP较TCP更为常用。

组播是UDP的一种，由于历史和现有不少网络都不能很好地支持组播，当网络不能支持组播协议时，只能由流服务器接收头端发出的码流，然后通过TCP协议或点对点的UDP协议，分发给各个播放器，我们把码流分发给其中一个播放器的过程称为单播。在一个IPTV频道系统中，单播是流服务器最为基本的功能之一。

组播是TCP/IP协议中，从一个单点向多点发送相同的数据协议，发送者只需要向组播IP地址发送一份组播UDP包，然后由网络上的路由器把数据分发复制到感兴趣的接收者，不管接收者的数量，发送者的工作负荷是常数，同时，组播协议的设计，可以把网络上传输的数据量减到最小。这一特性，使得组播非常适合于频道数据的传输。

如果网络支持组播协议，播放器则可以通过加入组播组，直接接收头端发出的组播码流，从而大大减轻流服务器的工作负荷和降低网络流量。由于通过组播传输码流，中间无须流服务器参与，这样减少了一个故障点，也提高了系统的可靠性。

如图1所示，组播频道子系统是流媒体频道系统的一个子系统，一般来说，逻辑上没有流服务器的参与，仅仅由一个头端和数量不等的播放器组成，由于头端没有信令交互能力，头端只能按照媒体编码方法的要求，按照固有的方式发送码流。例如按照一定的时间间隔，定期发送视频媒体的I帧数据等。头端发送媒体码流时，数据发送的方向是单向的，由头端发送到播放器。

客户端是由用户操纵的，可能在任意一个时刻点，加入组播接收码流，因此接收到的码流的起始点是随机的。

而相当多的编码方法，尤其是视频编码方法，必须接收到一帧完整的关键帧(例如，视频编码的I帧)，其解码结果才是完整正确的。收到关键帧之前接收的码流不能完全正确解码，要么是只能丢弃，要么强行解码，但解码后的数据是有误的，对于视频来说，会有马赛克或停顿等异常现象出现，同样影响用户体验。

从开始接收数据，到接收到关键帧的码流，需要一段时间，这段时刻称为关键帧等待时间。关键帧等待时间取决时关键帧的发送频率，平均值为关键帧的发送间隔的1/2。

同时，为了防止传输的抖动，客户端一般都设置了缓冲区，需要首先把接收到的码流保存到缓冲区中，当缓冲区填充到一定大小时，才把媒体数据从缓冲区取出解码播放。这段缓冲区的填充，也需要一段时间，这段时间称为缓冲填充时间。

同时，从播放器加入组播组，到收到组播包，也需要一段时间，这段时间称为加入组播时间，加入组播时间取决网络结构。在某些网络结构或环境下，这个时间可能非常长。

在一个码率大于1Mbps的IPTV频道系统中，关键帧的发送间隔往往设为2秒左右，同时缓冲填充时间也为2秒左右。也就是说，从用户开始点播一个频，到正常观看节目，不计加入组播时间，平均需要3秒左右的等待时间。而人在观看电视时，切换频道时能容忍的等待时间往往在1秒以内，因此有必要采用某些技术方案，提高播放启动速度，提高用户体验。

绝大部分播放器，都设置了最大等待时间，如果在规定的时间内，收到不到组播包，则认为播放失败，中止播放。如果出现某些特殊情况，加入组播时间大于最大等待时间，还可能造成播放失败。

在申请号为CN200410069507的专利申请中，提及了一些提高组播频道切换速度的技术方案。该方法的核心是当用户终端离开当前所在的组播频道时，根据所述用户终端接入的位置信息判断该组播频道下的该位置信息是否还存在其他接入的用户终端，并根据判断结果对相应组播频道的组播复制表进行维护。其目的是解决播放器从一个组播频道，切换到另一个频道时，切换时间长的问题，它工作的层次在网络设备，并没有解决前面所述的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种组播频道快速启动系统，提高了播放器的启动速度，并且缩短了切换时间。

技术方案如下：

组播频道快速启动系统，包括：头端和至少一个播放器，其中，

头端，产生或者中转频道的媒体数据并发送；

播放器，设置有缓冲区，用于播放所述媒体数据；