專利名稱：一種在點對多點通信系統(tǒng)中實現(xiàn)交互式通信的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在點對多點通信系統(tǒng)中，特別是在有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)中實現(xiàn)交互式通信的方法。
目前已有的有線電視網(wǎng)絡大都采用點對多點廣播通信方式，即有線電視臺前端設備以廣播方式發(fā)送多頻道電視及其它數(shù)據(jù)廣播節(jié)目，各個節(jié)目占據(jù)不同的射頻頻道，所有的節(jié)目經(jīng)頻分合成后在同一樹狀結(jié)構的電纜網(wǎng)絡中傳送至所有用戶端，用戶端機頂盒或電視機用選頻的方法(通過前端調(diào)諧器)選擇處于某個頻道的節(jié)目，并將其解調(diào)出來后，送至用戶界面(電視機屏幕)。對于數(shù)字電視節(jié)目，通常多套節(jié)目數(shù)據(jù)流以時分復用的方法合成后經(jīng)調(diào)制在同一頻道中傳送，所以解調(diào)后的數(shù)字信號要經(jīng)過數(shù)字信號處理從中選出一個節(jié)目送至用戶界面。這類系統(tǒng)構成概圖如

圖1所示，前述電視臺前端設備包括多個節(jié)目服務器1、發(fā)送機2和合成器3。各類電視節(jié)目在節(jié)目服務器1中合成后送入發(fā)送機中調(diào)制成已調(diào)制模擬信號后經(jīng)上變頻調(diào)制到不同的射頻頻率后通過合成器3接入電纜網(wǎng)4(亦可光纜/電纜混合網(wǎng))。機頂盒5從電纜網(wǎng)4中選擇所需頻道的信號并將其解調(diào)，經(jīng)數(shù)字信號處理后取出需要的電視節(jié)目(若為電視節(jié)目)送至電視機6。對于數(shù)字電視節(jié)目，其對應的節(jié)目服務器一般包括多個數(shù)字電視服務器13(包括節(jié)目源，編碼器等)和一個數(shù)字復接器14，每個數(shù)字電視服務器13對應一個電視節(jié)目，各個輸出的電視數(shù)字信號流經(jīng)數(shù)字復接器14以時分復用的方式復接后成為一數(shù)據(jù)流后送往發(fā)送機。
隨著技術的發(fā)展和用戶需求的提高，交互式服務逐漸有了發(fā)展市場。用戶終端設備(機頂盒或交互式電視機)和服務供應商(電視臺等)前端設備之間的雙向通信網(wǎng)是這種交互式服務得以實現(xiàn)的基礎，服務供應商通過該雙向網(wǎng)可實現(xiàn)各種網(wǎng)絡管理功能，如機頂盒軟件升級，加密節(jié)目管理，收費管理等，而用戶則可得到各種交互式服務，如節(jié)目點播，網(wǎng)上銀行，上網(wǎng)瀏覽，發(fā)電子郵件等。目前已得到廣泛應用或即將得到推廣的雙向網(wǎng)絡主要有以下幾類1．雙向電話調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)該系統(tǒng)的框圖如圖2所示，該系統(tǒng)的電視節(jié)目服務供應部分與傳統(tǒng)的單向廣播網(wǎng)類似。不同的是在電視臺有一交互控制器7，它可控制數(shù)個可進行交互式服務的節(jié)目服務器1，交互式控制器7本身有電話調(diào)制解調(diào)器群(機內(nèi)或外接)，通過電話網(wǎng)8及位于用戶端的電話調(diào)制解調(diào)器9(位于機頂盒5內(nèi)部或獨立外接)與機頂盒5構成雙向通路，從而用戶可通過該雙向通路與交互式控制器7取得聯(lián)系而獲得交互式服務，同時電視臺亦可通過它實現(xiàn)網(wǎng)絡管理功能。用戶還可通過該電話調(diào)制解調(diào)器9及電話網(wǎng)8與網(wǎng)際網(wǎng)服務供應商設備10取得聯(lián)系而實現(xiàn)上網(wǎng)服務。上網(wǎng)的終端設備可為普通電視機6加鍵盤亦可為PC機12。用戶也可通過網(wǎng)際網(wǎng)與同時連接在網(wǎng)際網(wǎng)上的交互式控制器7進行通信從而實現(xiàn)交互式服務。
這種系統(tǒng)的好處是對原網(wǎng)絡系統(tǒng)改造小，成本低，其缺點是雙向數(shù)據(jù)傳輸太慢，因而無法滿足日益增長的對各種寬帶數(shù)據(jù)服務的要求。
2．電纜下行加電話調(diào)制解器上行系統(tǒng)。
這種系統(tǒng)構成框圖如圖3所示，通常用戶上網(wǎng)需要下載大量數(shù)據(jù)但僅上傳少量數(shù)據(jù)，故一般希望有高速下行通路和一般速度上行通路。為了滿足這個要求，該類型系統(tǒng)的上行通路仍采用傳統(tǒng)的電話調(diào)制解調(diào)器通過電話網(wǎng)來建立，而下行通路則通過占用一個電纜中的頻道來傳輸數(shù)據(jù)而實現(xiàn)，即交互式控制器7將欲送往用戶的數(shù)據(jù)送至發(fā)送機2(該發(fā)送機2亦可位于交互式控制器7中)后變成處于某一頻道的模擬射頻信號，再經(jīng)合成器3與其它電視節(jié)目頻道合成后，通過電纜4送給各機頂盒5。各用戶的數(shù)據(jù)通常在交互式控制器中以時間復用的方式合成后送出。這樣每個機頂盒5都可接收所有的數(shù)據(jù)但僅從中提取屬于該機頂盒的數(shù)據(jù)。
在某些情況下，交互式控制器7亦可將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)送至某些節(jié)目服務器1中的數(shù)字復接器14中，先與其它電視節(jié)目進行數(shù)字復接再調(diào)制、變頻后下傳給機頂盒5。(如圖4所示)一般機頂盒5中僅有一單頻道數(shù)字接收機，若采用圖3所示系統(tǒng)，該機頂盒將無法同時收看電視節(jié)目和取得電纜下載數(shù)據(jù)服務。采用圖4所示系統(tǒng)，則僅當該機頂盒工作在含有數(shù)字和電視節(jié)目復接信號的頻道里時，才能同時又看電視又得到下載數(shù)據(jù)服務。為了能同時自由地選擇看電視和得到通過電纜下載數(shù)據(jù)的服務，目前歐洲和北美所提出的相關標準中均采用雙單頻道接收機的方案，該方案能解決上述問題，但其缺點是很明顯的，即雙單頻道接收機機頂盒的成本會遠大于單頻道接收機機頂盒的成本。
3．電纜雙向傳送系統(tǒng)這種系統(tǒng)構成框圖如圖5所示，該系統(tǒng)不僅下行數(shù)據(jù)通過電纜傳送，上行數(shù)據(jù)亦通過電纜傳送，從而組成一高速雙向回路。該類系統(tǒng)與類型2很相似，僅在電視臺前端多一上行接收器16，用于接收從機頂盒5通過電纜發(fā)送來的上行信號(該上行接收機16亦可位于交互式控制器7內(nèi)部)。通常情況下當用戶數(shù)較多時，交互控制器7會有多個下行通路頻道和多個上行通路頻道，這樣用戶可分散在不同的下行和上行通路中，從而降低網(wǎng)絡擁擠程度。與類型2所述系統(tǒng)類似，下行數(shù)據(jù)可與電視節(jié)目時分復接后送出(如圖4所示)。與類型2的情況一樣，目前歐洲和北美的標準中為了使機頂盒能同時自由選擇電視節(jié)目和獲得其它數(shù)據(jù)服務，都采用雙單頻道接收機機頂盒的方案，從而使機頂盒成本大幅度上升。
本發(fā)明所涉及的方法就是為解決目前已有標準中所采用的雙單頻道接收機方案所帶來的高成本問題而提出的。采用本發(fā)明的方法可使僅有單個頻道接收機的機頂盒能同時自由地選擇收看電視節(jié)目和獲得其它數(shù)據(jù)服務。
以下通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
圖1為數(shù)字有線電視廣播網(wǎng)絡系統(tǒng)概圖。
圖2為由電話調(diào)制解調(diào)器作為交互通信手段的數(shù)字有線電視廣播網(wǎng)絡系統(tǒng)概圖。
圖3為由電纜下行加電話網(wǎng)上行構成交互通信回路的數(shù)字有線電視廣播網(wǎng)絡系統(tǒng)概圖。
圖4為數(shù)據(jù)信號與數(shù)字信號復接方法示意圖。
圖5為由電纜上、下行構成交互通信回路的數(shù)字有線電視廣播網(wǎng)絡系統(tǒng)概圖。
圖6為交互控制器與多路數(shù)字電視節(jié)目復接方法示意圖。
本發(fā)明所涉及的一種頻分復用點對多點雙向通信系統(tǒng)，其服務器前端設備中有多個單頻發(fā)送機，其用戶終端設備有一單頻收發(fā)機，一種在該通信系統(tǒng)中實現(xiàn)交互式通信的方法，其特征在于用戶終端設備將其目前單頻接收機所處下行通路頻率通過上行頻道告知服務器前端設備，而服務器前端設備則將需輸送給該用戶設備的數(shù)據(jù)流復接在目前用戶設備所處的頻道的電視節(jié)目數(shù)據(jù)流中發(fā)送出去。這里所說的服務器前端設備可以為前述的交互控制器7，而上行通路可以是由電話調(diào)制解調(diào)器建立起來的上行通路，也可以是由電纜回傳通路建立起來的通路。所述的點對多點系統(tǒng)可以是前述的有線電視網(wǎng)絡，亦可是目前得到飛速發(fā)展的LMDS(本地多點分配系統(tǒng))無線網(wǎng)絡(這種網(wǎng)絡以無線鏈路代替有線網(wǎng)中的電纜)。一種采用該方法的系統(tǒng)框圖如圖6所示。在圖6中，上行接收機16可以是上行電纜接收機，亦可以為位于電視臺的電話調(diào)制解調(diào)器。
如圖6所示，當交互式控制器7得知目前機頂盒下行接收機所處頻道后，可以將欲發(fā)往該機的信號送至相應頻道所對應的節(jié)目服務器中，與其中的數(shù)字電視節(jié)目在數(shù)字復接器中進行時分復接后通過發(fā)送機2后變成位于相應頻道的射頻信號經(jīng)由合成器3送入電纜4(或空中，對于LMDS系統(tǒng))最終到達相應的機頂盒5。
機頂盒5和交互控制器7之間可以通過以下信令來實現(xiàn)上述交互式控制過程1、交互控制器周期性地在部分或全部下行信道中發(fā)送網(wǎng)絡管理信號，網(wǎng)絡同步信號，上行信道描述信號(如上行信道為電纜或電話調(diào)制解調(diào)器，電纜上行信道中心頻率，調(diào)制方式，數(shù)據(jù)速率等)，上行發(fā)送控制信號等。
2、機頂盒開機后即自動掃描下行頻道，獲得上述周期性網(wǎng)絡管理信號。若上行信道為電纜中的頻道，則自動轉(zhuǎn)至相應上行頻道，進行初始化過程，如網(wǎng)絡同步，功率調(diào)整，入網(wǎng)登記等，其過程可與現(xiàn)有歐洲或北美標準所述過程類似，但機頂盒需告知前端設備其目前所處下行頻道信息。
3、機頂盒開機后，若用戶僅收看電視而不進入交互式過程，機頂盒則僅不斷接收上述網(wǎng)絡管理信息并在用戶切換頻道時告知交互控制器目前新的頻道信息，但當上行為電話調(diào)制解調(diào)器時，機頂盒則無需立即將其所處下行頻道信息告知交互式控制器。為了節(jié)省網(wǎng)絡資源，即使在電纜上行系統(tǒng)中機頂盒亦可以不立即告知交互式控制器目前其所處下行頻道信息。
4、當用戶欲進入交互式服務過程時，機頂盒立即將目前下行頻道信息告知交互式控制器(若以前尚未通知)，交互式控制器通過相應的下行頻道與機頂盒建立雙向通信聯(lián)系。
5、在進入交互式服務過程后，若用戶欲轉(zhuǎn)換當前下行工作頻道(切換至另一頻道接收新的電視節(jié)目)，機頂盒立即將欲切換至的新工作頻道的信息告知交互式控制器，并繼續(xù)在原頻道中接收來自交互式控制器的信號。交互式控制器收到相應機頂盒欲切換頻道信息后或者將少量未發(fā)完信息繼續(xù)發(fā)完或者立即停止該用戶信息發(fā)送并給出收到切換要求證實信息。機頂盒收到證實信息后即切換至新的頻道，再與同時切換到新頻道的交互式控制器建立新的通信。若雙方在新的頻道中無法在一定時間內(nèi)建立通信，則意味著通知信息或證實信息有丟失，任何已切換方必須回至原頻道重新進行通知和證實過程。
本發(fā)明提出的方法可使僅有一個單頻數(shù)字接收機的機頂盒可以同時自由地選擇收看電視節(jié)目和得到交互式數(shù)據(jù)服務，從而大幅度地降低了機頂盒的成本。由于采用這種方法需要將數(shù)據(jù)插入所有或者大部分的電視頻道中，故前端成本會有所增加，但當數(shù)據(jù)用戶數(shù)量很大時，前端本來就需要在多個頻道中傳送數(shù)據(jù)，所以采用本方法造成的額外下行頻道增加數(shù)并不很多，故成本增加有限。但從全網(wǎng)總成本角度來衡量，網(wǎng)內(nèi)所有機頂盒成本的節(jié)約將遠大于前端服務成本的增加，故具有明顯的經(jīng)濟效益。
權利要求
1.一種點對多點雙向通信系統(tǒng)，包括服務器前端設備，所述服務器前端設備通過電纜網(wǎng)絡和/或無線空間和多個用戶終端設備建立雙向通道，其特征在于所述服務器前端設備接收所述用戶終端設備通過上行頻道傳來的、表示該用戶終端設備目前所處下行通路頻率的信息，并根據(jù)該信息把需輸送給該用戶設備的數(shù)據(jù)流復接在該用戶設備目前所處的頻道的電視節(jié)目數(shù)據(jù)流中發(fā)送出去。
2.根據(jù)權利要求1的點對多點雙向通信系統(tǒng)，其特征在于所述服務器前端設備包括交互式控制器、合成器，多個節(jié)目服務器及多個單頻發(fā)送機和上行接收機，且各個所述用戶終端設備內(nèi)有一單頻收發(fā)機；所述交互式控制器周期性地在至少部分下行信道中向所述單頻收發(fā)機發(fā)送管理信號；所述上行接收器接收來自所述單頻收發(fā)機的、表示該單頻收發(fā)機目前所處信道的信號并將其送至所述交互控制器；所述交互控制器根據(jù)來自所述單頻收發(fā)機的、表示該單頻收發(fā)機目前所處信道的信號，將需輸送給該單頻收發(fā)機的數(shù)據(jù)流復接在該單頻收發(fā)機目前所處的頻道的電視節(jié)目數(shù)據(jù)流中發(fā)送出去。
3.根據(jù)權利要求2的點對多點雙向通信系統(tǒng)，其中所述交互式控制器周期性地向所述單頻收發(fā)機發(fā)送的管理信號包括網(wǎng)絡管理信號、網(wǎng)絡同步信號、上行信道描述信號、以及上行發(fā)送控制信號中的至少一種信號。
4.一種在雙向通信系統(tǒng)中實現(xiàn)交互式通信的方法，所述點對多點雙向通信系統(tǒng)包括服務器前端設備和多個用戶終端設備，所述服務器前端設備和所述多個用戶終端設備通過電纜網(wǎng)絡和/或無線空間建立雙向通道，其特征在于包括以下步驟從所述用戶終端設備通過上行頻道將表示所述用戶終端設備目前所處下行通路頻率的信號傳送給所述服務器前端設備；在所述服務器前端設備把需輸送給所述用戶終端設備的數(shù)據(jù)流復接在目前用戶設備所處的頻道的電視節(jié)目數(shù)據(jù)流中；通過所述雙向通道把復接有需輸送給所述用戶設備的數(shù)據(jù)流的所述電視節(jié)目數(shù)據(jù)流發(fā)往所述用戶終端設備。
5.根據(jù)權利要求4的在雙向通信系統(tǒng)中實現(xiàn)交互式通信的方法，其中所述服務器前端設備包括交互式控制器、合成器，多個節(jié)目服務器及多個單頻發(fā)送機和上行接收機，且各個所述用戶終端設備內(nèi)有一單頻收發(fā)機，其特征在于所述方法包括從所述交互式控制器周期性地通過所述雙向通道中的下行信道向所述單頻收發(fā)機發(fā)送管理信號；在所述上行接收器接收來自所述單頻收發(fā)機的、表示所述單頻收發(fā)機目前所處信道的信號；把所述上行接收機所接收的表示所述單頻收發(fā)機目前所處信道的信號送至交互控制器；根據(jù)表示所述單頻收發(fā)機目前所處信道的信號，將需輸送給該單頻收發(fā)機的數(shù)據(jù)流復接在該單頻收發(fā)機目前所處的頻道的電視節(jié)目數(shù)據(jù)流中。
6.根據(jù)權利要求5的在雙向通信系統(tǒng)中實現(xiàn)交互式通信的方法，其中從所述交互式控制器周期性地向所述單頻收發(fā)機發(fā)送的管理信號包括網(wǎng)絡管理信號、網(wǎng)絡同步信號、上行信道描述信號、以及上行發(fā)送控制信號中的至少一種信號。
全文摘要
一種點對多點雙向通信系統(tǒng),包括服務器前端設備,所述服務器前端設備通過電纜網(wǎng)絡和/或無線空間和多個用戶終端設備建立雙向通道,所述服務器前端設備接收所述用戶終端設備通過上行頻道傳來的、表示該用戶終端設備目前所處下行通路頻率的信息,并根據(jù)該信息把需輸送給該用戶設備的數(shù)據(jù)流復接在該用戶設備目前所處的頻道的電視節(jié)目數(shù)據(jù)流中發(fā)送出去。
文檔編號H04N7/10GK1313710SQ0010349
公開日2001年9月19日 申請日期2000年3月15日 優(yōu)先權日2000年3月15日
發(fā)明者杜聚龍 申請人:北京華諾信息技術有限公司