在单向电视网上实现大规模数字电视视频点播的方法.pdf

本发明提供一种在单向电视网上实现大规模数字电视视频点播的方法，该方法是前端服务器把电视节目通过数字广播发送到电视网上，用户使用电视机顶盒接收和选择相应电视节目的数字广播，被选中的电视节目缓存在机顶盒中的硬盘上供用户点播收看；本发明的方法和现有技术相比，克服了现有技术的不足，不需要线路改造，就可以支持大规模的用户点播，而且能够提供足够多的节目供用户选择点播。因而，具有存储容量大、随意点播、使用方便的特点，数字电视机顶盒可以采用外置也可采用内置，对于用户已有的各种制式的电视机可采用外置的，电视机生产厂家则应选择生产内置的电视机以减少占用室内的有效空间。

1、  在单向电视网上实现大规模数字电视视频点播的方法，其特征在于前端服务器把电视节目通过数字广播发送到电视网上，用户使用带硬盘存储器的数字电视机顶盒接收和选择相应电视节目的数字广播，被选中的电视节目缓存在数字电视机顶盒中的硬盘上供用户点播收看；点播方法包括以下步骤：
a、首先在电视传输的频率空间内，保留一个到多个预播频道作为节目内容发送频道；
b、每一个预播频道生成一个超过正常数字电视播出带宽的数字传输通道，该数字传输通道的带宽最大为预播频道的全部带宽，前端服务器读取视频节目文件后通过该数字传输通道进行节目预播；
c、在节目预播前先制定节目预播顺序表，并生成预播EPG进行发布；
d、数字电视机顶盒接收到预播EPG，把预播节目表显示出来供用户选择；
e、数字电视机顶盒根据选中节目的预播时间，自动接收预播频道中的数据广播并保存到硬盘中进行缓存，供用户进行点播；
f、一旦用户选择的节目开始接收，数字电视机顶盒就把该节目标注为可用节目，提示用户可以进行播放。

2、  根据权利要求1所述的一种有线、无线电视网上实现视频点播的方法，其特征在于，预播时节目内容的广播速率高于正常播放速率，以使节目内容能够更快地到达用户端，在保持传输的可靠性情况下，尽量利用模拟频道的全部带宽。

3、  根据权利要求1所述的在单向电视网上实现大规模数字电视视频点播的方法，其特征在于，把预播节目顺序编排，在预播频道上进行广播，在多个预播频道的情况下，预播节目在不同频道错开广播，另外预播节目的频道和时间安排以EPG方式进行发布。

4、  根据权利要求1所述的在单向电视网上实现大规模数字电视视频点播的方法，其特征在于，数字电视机顶盒根据用户选择的预播节目列表，按照预播EPG中寻找节目的预播频道和时间进行接收。

5、  根据权利要求1所述的在单向电视网上实现大规模数字电视视频点播的方法，其特征在于，在单向电视网上实现大规模数字电视视频点播方法的数字机顶盒采用双高频头接收装置，其中一个高频头用于接收正常数字电视，另一个高频头用于接收节目预播，在不收看电视时，两个高频头同时接收节目预播。

6、  根据权利要求5所述的在单向电视网上实现大规模数字电视视频点播方法，其特征在于，数字电视机顶盒中采用大容量硬盘来缓存预播节目内容，硬盘可用空间不足时，数字电视机顶盒则根据节目保存时间或播放次数自动对部分节目内容进行删除。

在单向电视网上实现大规模数字电视视频点播的方法
1、技术领域
本发明涉及一种数字电视的传送与接收技术，具体地说是一种在单向电视网上实现大规模数字电视视频点播的方法。
2、背景技术
现在收看视频节目的主要方式是通过电视接收有线、无线或卫星的广播，具有覆盖面广、支持用户数量不受限制的优点，但它有其自身的弱点，如稍纵即逝、只能被动顺序收看。因此视频点播受到了人们的关注。视频点播能够让使用者方便地选择节目，并可以选择从任意地方开始播放。目前已经有了基于多种技术的视频点播解决方案：
基于计算机网络的视频点播经过长期的发展已经非常成熟，但是由于网络带宽限制，在线点播用户数量有限。为了提高支持的用户数，采用了各种最新最先进的技术，如提高视频压缩率，采用服务器集群和内容分布网。这些技术的综合使用使网络视频点播用户数有一定提高，但是要实现对家庭用户的普遍服务，还存在着非常大的差距。
在数字电视基础上利用有线电视网进行视频点播服务也被深入的进行了研究，已经提出了两种方案。第一种是把有线电视网改造成为双向网，或者是利用电话拨号或网络，把用户的点播等控制指令传送到点播服务器，服务器控制播放系统播放相应内容并调制到分配的信道，用户进行接受。这种方式每个用户要独占一个信道，能够支持的用户非常有限，最多几百。另一种是准视频点播方式——NVOD，视频服务器将一个电视节目在几个通道/频道中延时-循环播放，使用户可以自己调整收看相应节目的时间。这种方式支持的用户数量不受限制，但是一个节目要占用多个通道/频道，可选择的节目极少。
因此，现在的视频点播技术普遍存在支持用户少或可选择点播节目少的不足，距离提供普遍人性化服务还有较大的距离。
3、发明内容
本发明的目的就是为克服上述缺点而提供一种在有线和地面电视广播网上实现数字电视视频点播的方法，不需要进行线路改造，就可以支持大规模的用户进行点播，而且能够提供足够多的节目供用户选择点播。
实现本发明目的的技术方案包括以下步骤：
a、首先在电视传输的频率空间内保留一个到多个模拟频道，作为节目内容发送频道，每个保留的模拟频道称之为预播频道；
b、对于一个预播频道，生成一个超过正常数字电视播出带宽的数字传输通道，最大可以占用模拟频道全部带宽，前端服务器读取视频节目文件，通过这个数字传输通道进行数据广播，这个过程称为节目预播。与普通电视不同的是，为了使节目内容尽快到达用户端，数据广播的速率高于节目播放速率；
c、在节目预播前，制定节目预播顺序，并生成预播EPG，进行发布；
d、数字电视机顶盒接收到预播EPG，把预播节目表显示出来，供用户选择感兴趣的节目；
e、数字电视机顶盒根据选中节目的预播时间自动接收预播频道中的数据广播，并保存到硬盘中进行缓存，供用户进行点播。数字电视机顶盒监视硬盘可用空间，当空间不足时，自动删除部分节目，以容纳新的节目；
f、一旦用户选择的节目开始接收，数字电视机顶盒就把该节目标注为可用节目，提示用户可以进行播放。
其中步骤a所述的一个预播频道一般占用8MHz频带。
其中步骤b所述的数字通道的带宽根据调制方法的不同有一些差异，例如在有线电视中采用的64QAM，传送码率最高约能够达到41.34Mb/s。在每个预播频道，当完成对全部节目的播出后，就按照播出节目表进行重播。在多个预播频道的情况，预播节目在不同的预播频道错位播出。以3个预播频道为例，对于制定的好的一组预播节目ABCDEFGHIJ，在不同频道上按时间播出顺序如图1所示。一个预播频道一天能够发布播放时间约为100至150小时的DVD质量的视频节目内容，折合60至90个标准电影。
其中步骤c所述的预播EPG包括以下内容：节目名、节目介绍、时间长度、
文件大小、<预播频道号、开始时间、结束时间>、……、<预播频道号、开始时间、结束时间>。一次可以制定将来一周甚至是一个月的预播计划，根据预播频道数，能够提供几百甚至是几千部电影。在预播过程中，可以对预播节目列表进行部分修改，去掉较早加入的节目，加入新的节目，并且相应修正EPG。
其中步骤d所述的数字电视机顶盒需要具备支持这种节目预播技术，能够读取和处理预播节目的EPG，具备大容量硬盘。数字电视机顶盒建议采用双高频头，并具备先进电源管理功能。
其中步骤d所述的向用户显示预播节目列表，只需要显示节目介绍等内容，不需要显示节目预播时间。
其中步骤e所述的对预播频道的数据接收，对于双高频头数字电视机顶盒，在第一高频头正常收看数字电视时，第二高频头接收预播内容，避免发生冲突，不收看电视时，2个高频头都接收来自不同预播频道的预播内容；数字电视机顶盒只具备单高频头时，只能够利用不收看电视的时间进行接收。在不需要接收预播时处于关机状态，到达需要接收的预播节目，提前自动开机，接收完毕关机，并且在工作时，能够关闭空闲模块，如硬盘、高频头、解码芯片等。
其中步骤e所述的用于缓存预播节目的硬盘，容量至少60GB，缓存30小时的DVD质量节目，建议160GB或更大，缓存80小时节目。在硬盘可用空间不足以容纳下一个要接收的预播节目时，数字电视机顶盒统计已缓存节目的信息，根据节目文件大小、接收时间、是否被播放过、是否被选择保留等情况，自动选择删除部分节目，以缓存新的预播节目。
其中步骤f中，数字电视机顶盒把已经缓存的和正在接收缓存的节目的列表向用户提供，供用户进行点播欣赏。由于预播节目的发送速率远远高于播放速率，因此可以在接收预播时用户就可以欣赏。
由于本发明采用了用户先划定自己地点播需求，然后内容缓存到数字电视机顶盒大容量硬盘上，能够较好地覆盖用户的点播意向，真正的点播在本地进行，不受网络等外界因素影响，具有完全的控制，效果好。
4、具体实施方式
实现本发明目的的技术方案包括以下步骤：
a、在有线或无线电视的前端系统的存储服务器中保存大量的视频节目文件；
b、在前端系统选择一些节目，作为以后一段时间的预播内容，形成预播节目列表，另外在预播过程中，可以随时在预播节目列表中去掉一些较早选择的节目，并增加新的节目；
c、前端系统随时根据预播节目列表生成预播EPG，并且向电视网进行广播。预播EPG包括以下内容：节目名、节目介绍、时间长度、文件大小、<预播频道号、开始时间、结束时间>、……、<预播频道号、开始时间、结束时间>；
d、支持节目预播的数字电视机顶盒接收预播EPG，并把预播节目名、介绍等提供给用户，用户可以选择大量感兴趣的预播节目；
e、数字电视机顶盒按照用户选择的预播节目的预播时间从相应预播频道接收，并且缓存到大容量硬盘上；
f、数字电视机顶盒提示用户本地已经或正在缓存的节目列表，用户可以在其中点播欣赏。
数字电视机顶盒可以采用外置也可采用内置，对于用户已有的各种制式的电视机可采用外置的，电视机生产厂家则应选择生产内置的电视机以减少占用室内的有效空间。