[发明专利]一种用P2P机顶盒实现的流媒体传输系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体技术与互联网领域，涉及的技术有：对等节点(P2P)技术，数字视频压缩技术、嵌入式系统与软件技术等。

背景技术

嵌入式IPTV机顶盒作为网络多媒体终端在网络电视(IPTV)系统中已经获得广泛的应用。但是，IPTV机顶盒在保证业务质量和宽带应用时，需要带宽保证，运营商需要大规模地改造现有网络，直接在互联网上使用IPTV机顶盒几乎是不可能的。但是，采用P2P技术，可以网络资源和存储资源的共享，克服带宽和网络距离的限制，通过计算机实现的P2P技术在流媒体传输方面已经成功广泛的运用，用户可以通过嵌入在PC中的P2P软件实现网络资源和存储资源的共享，克服带宽和网络距离的限制，成功地收看网络电视直播和流媒体，文件下载业务，著名的P2P应用有BT、电驴、PPlive等。

将P2P客户端软件直接嵌入到嵌入式机顶盒中实现高质量服务，有一定的技术难度。由于嵌入P2P终端机顶盒成本低，工作性能稳定可靠，在互联网的应用时，可以摆脱现有网络带宽的瓶颈，实现大范围的多媒体服务与应用，具有很高的商业价值。

发明内容

本发明一种用P2P机顶盒实现的流媒体传输系统及其方法是采用嵌入式P2P机顶盒实现流媒体传输的技术与及其具体实现方法，通过本发明的技术与方法，嵌入式P2P机顶盒可以在互联网上实现网络流媒体直播、点播(VOD)和推播(Push VOD)服务。

首先通过量子包封装服务器将连续的传输流格式(TS)的流媒体文件封装成若干量子TS流媒体文件包(量子包)；通过P2P管理系统的认证与管理，接收嵌入式P2P机顶盒的传输和分组请求，自动搜索和匹配所有的P2P网络节点并进行分组；组成相邻的P2P网络节点，每一个P2P网络节点可以从量子包封装服务器中下载量子包；同时通过P2P管理系统采用最短路径和最快传输速度的原则进行搜索和匹配，为此组的P2P网络节点提供连接列表；同组相邻的P2P网络节点根据连接列表互相传递量子包，实现所有节点共享下载具有同样序列标记的量子包；通过嵌入式P2P机顶盒内置的媒体处理器的解码，将下载的量子包根据连续标签和时间戳标记恢复成连续的流媒体文件，实现对等节点(P2P)技术在机顶盒中的应用。

本发明采用量子TS流媒体包(量子包)作为P2P载体，本发明的量子包是指连续的TS流媒体文件或普通文件被量子包封装服务器分割成几十kbps到几百Kbps不等的一段段小码流的TS流或文件分段。每个量子包上都标有序列标签和时间戳标心，使量子包以文件的方式在所有嵌入式P2P机顶盒之间互相传送时不被丢失，也便于量子包还原成连续的TS流媒体文件。

本发明中量子包之间相互传递和共享的实现过程是：首先在互联网上的嵌入式P2P机顶盒从P2P管理系统中获得最短路径和最佳带宽的相邻P2P附络节点分组和P2P连接列表；P2P管理系统采用Internet网络协议(TCP/IP)，利用动态搜索技术，匹配连接列表中具有最短路径和最快传输速度的P2P网络节点，并与之建立连接，使同组所有P2P 网络节点中的每一个嵌入式P2P机顶盒互相之间建立连接，互相传递和共享量子包；最后在嵌入式P2P机顶盒中将所有量子包按照序列标签和时间戳标记被重组成连续的TS流媒体文件，使其可以在用户显示终端(电视机)上播出。

本发明的系统包括四个主要部分：P2P量子包封装服务器、嵌入式P2P机顶盒、P2P管理系统和互联网络。

本发明的P2P量子包封装服务器是用来将连续的TS流媒体文件或其他文件分割和封装成若干的量子包(几十kbps到几百Kbps的一段段小码流的TS流或文件分段)并按照分段的顺序给这些量子包分别标上具有连续标签的序列号，以及按照同一时间段或文件播放时间给量子包标记时间戳。封装好的量子包通过互联网协议从量子包封装服务器上下载至P2P网络节点上的嵌入式P2P机顶盒；也可在P2P网络节点上的所有嵌入式P2P机顶盒之间相互传输和共享。当量子包下载至机顶盒，通过内置的媒体处理器的解码，将量子包根据连续标签按序号恢复成连续的TS流媒体文件，通过时间戳标记控制不同解码器的解码速度和能力，从而控制数据流量，实现平滑解码，防止由于送入的突发数据量过大造成解码器阻塞或瘫痪。通过连续标签和时间戳控制技术，可以减少缓存区，降低机顶盒的成本，使P2P客户端软件能够装在普通IPTV机顶盒上，不需要硬盘即可获得P2P电视直播接收，视频点播(VOD)，电视推播(Push VOD)等服务。