專利名稱：廣播系統(tǒng)中用于按優(yōu)先序排列的雙向通信的多媒體解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣播系統(tǒng)中多數(shù)據(jù)服務(wù)的按優(yōu)先序排列交互式雙向通信。
背景技術(shù)：
結(jié)合個人計算機和電視功能(PC/TV功能)的家用娛樂機頂盒系統(tǒng)逐漸地變?yōu)槠毡榈摹⒂脩艚换ナ降?、多源和多目標的通信設(shè)備。要求此類系統(tǒng)響應(yīng)用戶請求在多種應(yīng)用的多個位置之間以不同的數(shù)據(jù)格式通信。例如，機頂盒系統(tǒng)可以從人造衛(wèi)星或者地面源接收數(shù)據(jù)，該地面源包含高精確度電視(HDTV)廣播、多點微波分布式系統(tǒng)(MMDS)廣播和數(shù)字視頻廣播(DVB)。機頂盒系統(tǒng)也可以通過電話(例如互聯(lián)網(wǎng))與同軸電纜線(例如有線電視)并從遠程和本地源、比如數(shù)字視頻盤(DVD)，CDROM、VHS和數(shù)字VHS(DVHSTM)類型播放機、PC機以及許多其他類型的源接收和傳送數(shù)據(jù)。
要求機頂盒系統(tǒng)能夠支持雙向通信和家庭控制功能，以及能夠訪問并解碼來自多廣播源的信息。還要求機頂盒系統(tǒng)能夠無縫組合顯示給用戶的解碼信息。獲得這樣一種系統(tǒng)存在許多問題。具體地，問題出現(xiàn)在從不同源有效地獲得不同數(shù)據(jù)格式的信息并按優(yōu)先次序排列信息的處理。用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)解決了這些問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種因特網(wǎng)協(xié)議兼容多媒體解碼器，它有益地包括一個用于按優(yōu)先序排列數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)按優(yōu)先序排列由第一處理器處理的所接收數(shù)據(jù)，并按優(yōu)先序排列由第二處理器編碼用于返回通信的數(shù)據(jù)。根據(jù)與要按優(yōu)先序排列的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的功能或要按優(yōu)先序排列的數(shù)據(jù)的協(xié)議特性，為所接收數(shù)據(jù)和返回數(shù)據(jù)分配一所需的分級數(shù)據(jù)輸出優(yōu)先級。
按照本發(fā)明，提供一種多媒體解碼器設(shè)備，它支持多種功能并在至少一個物理通信鏈路上通信，包括第一處理器，用于解碼出按照因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)格式分組化的數(shù)據(jù)，以提供第一解碼輸出；第二處理器，用于按照因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)格式編碼數(shù)據(jù)，以返回傳遞到廣播源；第三處理器，用于解碼按照MPEG兼容數(shù)據(jù)格式分組化的廣播視頻數(shù)據(jù)，以提供解碼視頻輸出；確定優(yōu)先級別的裝置，按照所述進行處理的數(shù)據(jù)的協(xié)議特性按優(yōu)先序排列由所述第一、第二和第三處理器處理的數(shù)據(jù)；以及顯示處理器，用于由所述第一解碼輸出和所述解碼視頻輸出顯示圖像。


附圖中圖1示出按照本發(fā)明的一種變比解碼器系統(tǒng)，用于有效地與多個源通信并處理示范性TCP/IP和MPEG格式數(shù)據(jù)。
圖2和3給出了在圖1系統(tǒng)中描述的廣播、數(shù)據(jù)和返回信道的示范性特性。
圖4和5列出了通過圖1上游信道和下游信道提供的服務(wù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型和示范性比特率分配。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的用于按優(yōu)先次序排列廣播和雙向應(yīng)用數(shù)據(jù)分組的處理的優(yōu)先級排定系統(tǒng)。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的用于圖6系統(tǒng)的按優(yōu)先次序排列廣播和數(shù)據(jù)分組的處理的方法的流程圖。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一種服務(wù)器分布集線器，用于從多個服務(wù)提供者分發(fā)廣播數(shù)據(jù)到圖1解碼器和處理來自圖1解碼器的上游數(shù)據(jù)。
圖9列出和描述根據(jù)本發(fā)明的在圖8服務(wù)器系統(tǒng)中識別的示范性接口1-10。
具體實施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一種解碼器系統(tǒng)，提供與多個源有效通信。該解碼器系統(tǒng)有利結(jié)合單獨的調(diào)諧器、解調(diào)器和處理路徑，用于同時處理和解碼以不同的數(shù)據(jù)格式編碼的數(shù)據(jù)。該解碼器系統(tǒng)還有利結(jié)合單獨的返回信道通信路徑，該路徑例如允許與廣播源安全返回通信。圖1的示范性實施例支持TCP/IP(發(fā)射控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議)與MPEG(運動圖像專案組)格式數(shù)據(jù)的解碼，(例如19946月10日的MPEG2ISO/IEC13818-1，與19951月20日的ISO/IEC13818-2)。另外，圖1的機頂盒系統(tǒng)與多媒體電纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(MCNS)初步要求一致。
圖1的結(jié)構(gòu)允許變比(即動態(tài)可變的比特率)同時解碼來自不同格式的單獨源的表示圖像的數(shù)據(jù)。如此，不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)可以用圖1的變比解碼器系統(tǒng)處理而不必按照擁有的更高層通信格式編碼。從而，該解碼器系統(tǒng)避免處理利用這樣一種附加的通信格式分級編碼的數(shù)據(jù)時涉及的開銷和低效率。
例如，該解碼器系統(tǒng)還結(jié)合一種調(diào)度器系統(tǒng)，用于按優(yōu)先次序排列接收的數(shù)據(jù)以及到廣播源的返回通信數(shù)據(jù)這兩者的處理。根據(jù)如下特征為接收和返回數(shù)據(jù)分配所需的分級數(shù)據(jù)輸出優(yōu)先級，該特征包括，a)與該數(shù)據(jù)相關(guān)的功能，b)該數(shù)據(jù)的協(xié)議特性，或c)傳輸數(shù)據(jù)的物理通信信道。該解碼器執(zhí)行的典型功能包含，i)電子郵件ii)因特網(wǎng)網(wǎng)頁瀏覽，iii)因特網(wǎng)電話服務(wù)iv)傳統(tǒng)的電話服務(wù)，V)傳真，vi)可視電話，vii)廣播視頻、音頻和無線電處理以及viii)家庭控制功能。由優(yōu)先級簡表或映象導出所需分級數(shù)據(jù)輸出優(yōu)先級。優(yōu)先級簡表包含一數(shù)據(jù)庫，將相對優(yōu)先級分配給與單獨的功能、協(xié)議特性、或通信信道相關(guān)的數(shù)據(jù)分組。優(yōu)先級簡表中的信息包含例如，預(yù)先存儲的缺省信息、用戶輸入信息，或從服務(wù)提供者廣播給解碼器的信息。該簡表還可包含由這些源中的一些導出的信息。
雖然解碼器系統(tǒng)被描述為處理通過同軸電纜接收的MPEG與因特網(wǎng)協(xié)議兼容格式的數(shù)據(jù)，但這只是示范性的。該解碼器系統(tǒng)處理支持包括電子郵件、因特網(wǎng)網(wǎng)頁瀏覽、因特網(wǎng)電話服務(wù)、傳統(tǒng)的電話服務(wù)、傳真、可視電話、廣播視頻、音頻以及無線電和家庭控制功能的數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明原理可應(yīng)用于發(fā)射信道類型和通信協(xié)議可變化的系統(tǒng)，或編碼和調(diào)制類型可變化的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可包含，例如，采用非MPEG和非因特網(wǎng)兼容協(xié)議的人造衛(wèi)星、地面、因特網(wǎng)和內(nèi)部網(wǎng)廣播和通信系統(tǒng)。此外，本發(fā)明原理應(yīng)用于任何形式的數(shù)據(jù)比如電話消息、計算機程序、因特網(wǎng)數(shù)據(jù)或其他通信的處理。
總之，在圖1的機頂盒系統(tǒng)12中，例如，用廣播視頻數(shù)據(jù)調(diào)制的第一載波和用因特網(wǎng)數(shù)據(jù)如網(wǎng)頁信息調(diào)制的第二載波，是用分離器/組合器單元25收到并用輸入解碼器13處理。單元13調(diào)諧到相應(yīng)第一和第二載波并解調(diào)、前向糾錯和區(qū)分接收數(shù)據(jù)的優(yōu)先次序以提供解調(diào)數(shù)字數(shù)據(jù)由輸出解碼器20進一步處理。單元13還從接收數(shù)據(jù)導出模擬視頻信號并提供該信號到單元20。單元20處理包括MPEG兼容的視頻和音頻數(shù)據(jù)以及因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)的數(shù)字數(shù)據(jù)，分別地由單元60和63顯示和音頻再現(xiàn)。在另一模式下，單元20還處理來自單元13的模擬視頻數(shù)據(jù)，由設(shè)備60顯示。
機頂盒用戶利用遙控單元67通過屏幕菜單選擇和光標命令選擇將執(zhí)行的功能，例如觀看特別的節(jié)目或網(wǎng)頁數(shù)據(jù)。單元15控制輸入解碼器13和輸出解碼器20的元件的操作，并利用雙向數(shù)據(jù)和控制信號總線C響應(yīng)遙控單元67的命令?？刂破?5通過用控制總線C設(shè)置這些元件內(nèi)部的控制寄存器值控制單元13和20內(nèi)部各個元件的功能。另外，單元15，聯(lián)合單元13，啟動并按優(yōu)先次序排列在至服務(wù)提供者的同軸電纜鏈路上用于返回通信的消息的產(chǎn)生和發(fā)射。
詳細地考慮圖1，分離器/組合器25提供包括第一和第二正交幅度調(diào)制(QAM)載波的信號到調(diào)諧器30和65。第一和第二載波利用256或者64點的可選擇的符號構(gòu)象獨立地進行QAM調(diào)制。調(diào)諧器30從頻率多路復用信號導出用MPEG兼容的節(jié)目代表性音頻、視頻和相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)制的第一載波調(diào)諧器65從頻分多路復用信號導出用因特網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)頁代表性數(shù)據(jù)調(diào)制的第二載波。調(diào)諧器30和65分別包含頻分多路分解器、射頻(RF)調(diào)諧器和中頻(IF)混頻器和下變頻來自單元25的信號到低頻帶的放大級，以導出第一和第二載波。
調(diào)諧器30，會同控制器15，判定第一載波是包含數(shù)字MPEG兼容的視頻數(shù)據(jù)還是包含模擬視頻信號。數(shù)字視頻數(shù)據(jù)代表性第一載波由調(diào)諧器30經(jīng)由多路復用器(mux)35提供到解調(diào)器40，模擬視頻信號經(jīng)由mux35提供到輸出解碼器20中的顯示處理器55。調(diào)諧器65提供第二載波到解調(diào)器70。在此示范性系統(tǒng)中，來自單元25的輸入頻分多路復用信號包含33個物理發(fā)射信道(PTC 0-32)。每一物理發(fā)射信道(PTC)分配有6MHz帶寬并包含，例如，多達6個子信道，每個子信道具有唯一載波頻率。
為示范性目的，假定機頂盒用戶利用遙控單元67選擇一個子信道(SC)供觀看?？刂破?5使用從遙控單元67經(jīng)由接口69提供到輸入解碼器13的適當配置元件的選擇信息接收PTC和選定的子信道SC的相應(yīng)的載波頻率。下變頻之后，來自調(diào)諧器30的用于選定的PTC的第一載波輸出信號具有6MHz的帶寬和范圍在54-806MHz的中心載波頻率。在下列討論中，RF信道或物理發(fā)射信道(PTC)是指分配的播送者發(fā)射信道頻帶，它擁有一個以上的子信道。
控制器15配置射頻(RF)調(diào)諧器和中頻(IF)混頻器和調(diào)諧器30的放大級以接收選定的PTC第一載波頻率。用單元40解調(diào)調(diào)諧器30經(jīng)由mux35提供的用于選定的PTC的下變頻第一載波頻率輸出。解調(diào)器40的主要功能是恢復和跟蹤載波頻率，恢復發(fā)射數(shù)據(jù)時鐘頻率，和恢復并前向糾錯MPEG兼容的視頻數(shù)據(jù)本身。單元40還恢復對應(yīng)于發(fā)射機時鐘并被用于定時調(diào)諧器30、解調(diào)器40和調(diào)度器43的操作的抽樣和同步時鐘。
單元40解調(diào)QAM調(diào)制的第一載波信號以提供解調(diào)數(shù)字輸出數(shù)據(jù)。而且，在單元40中，解調(diào)數(shù)字輸出數(shù)據(jù)被映射為字節(jié)長度分節(jié)，按照公知原理進行解交織和里德-所羅門糾錯。另外，單元40提供前向糾錯(FEC)有效性或鎖定指示到控制器15。里德-所羅門糾錯是公知類型前向糾錯。該FEC鎖定指示用信號報告里德-所羅門糾錯與正被校正數(shù)據(jù)同步并提供有效的輸出。會注意到單元30和40(以及單元65和70)實現(xiàn)的調(diào)諧、解調(diào)器以及解碼器功能各自都是公知的并在例如Lee和Messerschmidt的參考文本“數(shù)字通信”(Kluwer Academic Press，Boston，MA，USA，1988)中描述。來自單元40的恢復輸出為MPEG兼容的傳輸數(shù)據(jù)流的形式，該數(shù)據(jù)流包含節(jié)目代表性多路復用音頻、視頻和數(shù)據(jù)分量。此傳輸流被提供到調(diào)度器43。
用調(diào)諧器65導出用因特網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)頁代表性數(shù)據(jù)調(diào)制的第二載波，并用單元70解調(diào)和糾錯。例如，調(diào)諧器65和解調(diào)器70分別地復制單元30和40的調(diào)諧器和解調(diào)器功能并有利提供獨立的處理路徑，該路徑允許同時處理因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)和MPEG兼容的數(shù)據(jù)。調(diào)諧器65和解調(diào)器70按照先前結(jié)合相應(yīng)的單元30和40描述的方式操作。調(diào)諧器65和解調(diào)器70以表示用戶選定的網(wǎng)頁的因特網(wǎng)協(xié)議格式提供數(shù)據(jù)到調(diào)度器43。
調(diào)度器43會同控制器15按優(yōu)先序排列來自解調(diào)器70的因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)和來自解調(diào)器40的MPEG兼容的傳輸數(shù)據(jù)流，用輸出解碼器20的元件處理。例如，調(diào)度器43和控制器15還按優(yōu)先序排列用于經(jīng)由同軸電纜鏈路返回通信到廣播源的數(shù)據(jù)。在單元15控制下，調(diào)度器43識別來自單元70的表示特定功能例如經(jīng)由一個Web瀏覽器請求的網(wǎng)頁信息的各個因特網(wǎng)協(xié)議分組。另外，在單元15控制下，調(diào)度器43識別表示特定節(jié)目例如選定的信道NBCTM上的“SeinfeldTM″和相關(guān)數(shù)據(jù)的各個MPEG兼容的分組。該相關(guān)數(shù)據(jù)包含分組標識和支持MPEG解碼和節(jié)目恢復的組合信息并還包含用于顯示的輔助分畫面信息，比如節(jié)目指南數(shù)據(jù)。
調(diào)度器43包括一個多路分解器，用于匹配來自單元40的數(shù)據(jù)流中的傳入MPEG分組的PID與由控制器15預(yù)先載入的單元43內(nèi)部控制寄存器的PID值。同樣地，調(diào)度器43匹配數(shù)據(jù)標識符、比如數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目標、數(shù)據(jù)類型、IP地址、以及來自單元70的因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)流中的通用資源定位器(URL)碼，與控制器15預(yù)先載入單元43內(nèi)部控制寄存器的值。此匹配過程用于識別功能和節(jié)目代表性因特網(wǎng)以及MPEG數(shù)據(jù)分組，以按優(yōu)先序排列和進一步處理。最終識別的因特網(wǎng)和MPEG分組存儲在存儲器中并按照一個預(yù)定優(yōu)先級簡表(映象)按順序訪問，該簡表使具有特殊的特性和功能的數(shù)據(jù)與所需優(yōu)先級關(guān)聯(lián)。從而，單元43提供緩存的按優(yōu)先序排列的因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)頁HTMLTM(超級文本標記語言Hyper Text Mark-up Language)和相關(guān)的JavaTM數(shù)據(jù)(和其他數(shù)據(jù)例如JPEG、GIF、TIF類型數(shù)據(jù))到HTMLTM處理器75。單元43還分別地提供按優(yōu)先序排列的MPEG視頻、音頻和分畫面分組到MPEG視頻解碼器50，音頻處理器61和分畫面處理器80。稍后結(jié)合圖6和7更詳細地描述調(diào)度器43的方法和它的實現(xiàn)。
MPEG解碼器50解碼和解壓縮來自單元43的按優(yōu)先序排列的MPEG兼容的分組化視頻數(shù)據(jù)，和提供按優(yōu)先序排列的解壓縮節(jié)目代表性象素數(shù)據(jù)，以存儲在顯示處理器中的象素代表性存儲器和NTSC編碼器55中。音頻處理器61解碼來自單元43的按優(yōu)先序排列分組化音頻數(shù)據(jù)和提供與相關(guān)的解壓縮視頻數(shù)據(jù)同步的按優(yōu)先序排列的解碼和放大音頻數(shù)據(jù)到用于音頻再現(xiàn)的設(shè)備63。處理器75解碼來自單元43的HTMLTM和JavaTM編碼網(wǎng)信息并提供表示網(wǎng)頁圖像的象素數(shù)據(jù)以存儲在分畫面處理器80內(nèi)部的存儲器中。處理器75還解碼以其他格式例如JPEG、TIF、GIF格式和其他標記語言例如SGML(標準廣義標記語言Standard Generalized Mark-up Language)編碼的數(shù)據(jù)并提供解碼的數(shù)據(jù)到分畫面處理器80，以作進一步處理。在控制器15指導下，處理器80格式化存儲的網(wǎng)頁圖象象素數(shù)據(jù)，以存儲為顯示處理器55中所包含的表示象素的存儲器中的重疊，由單元60作為合并的顯示再現(xiàn)。另外，控制器15包括一個網(wǎng)頁瀏覽程序，支持全套網(wǎng)頁瀏覽器功能的執(zhí)行。藉此單元15加之處理器75和處理器80，通過慣用網(wǎng)頁瀏覽器或者標準瀏覽器比如可進行全部因特網(wǎng)訪問的網(wǎng)景NavigatorTM的單元60提供顯示。
分畫面處理器80包括屏幕顯示(OSD)文本和圖形生成器，使用于解碼與處理來自單元43的分畫面數(shù)據(jù)。處理器80還使用內(nèi)部的OSD生成器產(chǎn)生表示節(jié)目指南的象素映射數(shù)據(jù)、副標題、包括可選擇的菜單選項的控制與信息菜單顯示、以及其他輔助項。處理器80產(chǎn)生的文本和圖形是在控制器15的指導下以重疊象素映象數(shù)據(jù)的形式產(chǎn)生的。在包含在顯示處理器55的象素代表性存儲器中將此重疊象素映象數(shù)據(jù)與來自MPEG解碼器50的解壓縮象素數(shù)據(jù)和來自處理器75的解碼因特網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)頁數(shù)據(jù)組合和同步。來自單元50的表示子信道SC上視頻節(jié)目的組合象素映象數(shù)據(jù)加之來自單元80的網(wǎng)頁顯示數(shù)據(jù)和相關(guān)的分畫面文本消息數(shù)據(jù)由處理器55作為NTSC信號編碼，由單元60作為合并顯示輸出以再現(xiàn)。在另一模式下單元55還將從調(diào)諧器30經(jīng)由mux35提供的模擬視頻信號編碼為NTSC信號，由單元60輸出和再現(xiàn)。
除了所述示范性網(wǎng)瀏覽和MPEG視頻處理功能，機頂盒系統(tǒng)12支持全套多媒體功能。這些多媒體功能包含，例如，電子郵件、因特網(wǎng)電話服務(wù)、傳統(tǒng)的電話服務(wù)、傳真、可視電話，無線電、廣播音頻、存儲和家庭控制功能。在此處詳細說明的解碼和按優(yōu)先序排列原理還應(yīng)用于處理用于這樣的多媒體功能的數(shù)據(jù)。例如，在處理因特網(wǎng)電話服務(wù)數(shù)據(jù)時，處理器75解壓縮和解碼以因特網(wǎng)協(xié)議格式編碼并用單元43分配高級別、例如實時處理優(yōu)先級的被壓縮的音頻數(shù)據(jù)。處理器75將解壓縮音頻數(shù)據(jù)提供到單元63進行音頻再現(xiàn)。此外，處理器75包括按照不同的數(shù)據(jù)格式處理多媒體數(shù)據(jù)和用單元80、55、60、61和63以類似于先前所述的方式處理之后提供給用戶的協(xié)議的功能。
控制器15，會同調(diào)制器85和調(diào)度器43啟動和實現(xiàn)經(jīng)由分離器/組合器25在同軸電纜輸入鏈路上與因特網(wǎng)或廣播服務(wù)提供者的返回信道通信。通過單元60上顯示的菜單選項的用戶選定可啟動例如，因特網(wǎng)網(wǎng)頁信息的一則消息請求(或與另一功能相關(guān)的請求)?？刂破?5，會同單元85和調(diào)度器43生成、按優(yōu)先序排列和編碼經(jīng)由單元25在同軸電纜鏈路上傳輸給服務(wù)提供者的網(wǎng)頁請求消息。控制器15還判定請求的因特網(wǎng)訪問是由條件訪問還是由例如來自智能卡單元(為簡化附圖未示出)的智能卡用戶權(quán)利信息授權(quán)。如果請求的因特網(wǎng)訪問被授權(quán)，控制器15啟動在返回信道上與服務(wù)提供者的通信?？刂破?5，會同單元43和85，利用預(yù)先存儲的請求訪問數(shù)據(jù)(比如電話號碼，IP地址，URL碼和條件訪問數(shù)據(jù))建立與服務(wù)提供者通信并生成網(wǎng)頁請求消息數(shù)據(jù)。生成的請求消息數(shù)據(jù)為因特網(wǎng)協(xié)議格式并包括適當?shù)脑?、目標并IP地址碼。
調(diào)度器43在存儲器中存儲并緩存網(wǎng)頁請求消息數(shù)據(jù)分組并按照一個預(yù)定優(yōu)先級簡表(映象)按順序訪問該分組，該簡表使具有特殊的特性和功能的返回數(shù)據(jù)與所需優(yōu)先級關(guān)聯(lián)。從而，單元43提供緩存的按優(yōu)先序排列網(wǎng)頁請求消息數(shù)據(jù)到調(diào)制器85。調(diào)制器85利用QPSK(四相相移鍵控)調(diào)制前向糾錯、交織和編碼該請求消息數(shù)據(jù)。單元85還以一種安全數(shù)據(jù)格式可選擇地加密該請求消息數(shù)據(jù)(在控制器15的指導下)并以所需優(yōu)先級經(jīng)由電纜鏈路和單元25傳送編碼數(shù)據(jù)給服務(wù)提供者。單元85也可以交替編碼、加擾或交織請求信息(或其他返回數(shù)據(jù))或使用其他保護技巧以增加數(shù)據(jù)安全性。這樣的數(shù)據(jù)安全性在電子交易類型消息中特別重要，例如包括信用卡數(shù)據(jù)。另外，返回信道還可用于以下功能比如，a)包括儀表讀取的遙感勘測，b)視頻和報警監(jiān)視，C)家庭環(huán)境監(jiān)視，d)家用電器監(jiān)視，e)商品定購以及f)節(jié)目條件訪問和權(quán)利管理。稍后結(jié)合圖6和7更詳細地描述調(diào)度器43使用的按優(yōu)先序排列接收和返回數(shù)據(jù)的方法。
如前所述，圖1機頂盒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能獨立并行處理不同格式的和來自不同源的廣播數(shù)據(jù)(例如來自廣播源的MPEG節(jié)目數(shù)據(jù)和來自因特網(wǎng)服務(wù)提供者的因特網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)頁數(shù)據(jù))。該結(jié)構(gòu)是完全變比的并能夠解碼動態(tài)可劃分的數(shù)據(jù)和兩個下游(例如MPEG和因特網(wǎng))處理路徑之間的帶寬。如此，該結(jié)構(gòu)支持同時解碼HBO電影和伴隨的因特網(wǎng)網(wǎng)頁數(shù)據(jù)的MPEG廣播，例如。在本例子中，伴隨的網(wǎng)頁數(shù)據(jù)是間歇的，網(wǎng)頁數(shù)據(jù)占有的帶寬被動態(tài)重新分配給MPEG數(shù)據(jù)或其他補充的數(shù)據(jù)服務(wù)，如節(jié)目指南，電子郵件等。該結(jié)構(gòu)還允許動態(tài)的劃分返回信道路徑與兩個下游處理路徑之間的帶寬。
圖2示出下游因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)與MPEG廣播視頻信道的示范性特性。雖然圖2示出兩下游信道的完全相同的特性，這僅僅是為示范性，每個信道可有不同的特性。圖3示出上游返回通信信道的示范性特性。圖4列出該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型和一用于通過圖1下游信道提供的服務(wù)的示范性比特速率分配，圖5列出該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型和用于經(jīng)由圖1上游信道提供的服務(wù)的一示范性比特速率分配。圖1的機頂盒系統(tǒng)12的處理結(jié)構(gòu)是完全變比而且能夠適應(yīng)性地處理在兩個下游信道之間動態(tài)分配的數(shù)據(jù)。機頂盒系統(tǒng)12還能夠適應(yīng)性地處理占據(jù)在下游信道與返回信道之間動態(tài)可分配的帶寬的數(shù)據(jù)。
圖6示出一種優(yōu)先級排定系統(tǒng)，用于按優(yōu)先序排列分別從單元40與70(圖1)收到MPEG廣播與因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)分組的處理。圖6系統(tǒng)還用于按優(yōu)先序排列經(jīng)由單元85(圖1)向服務(wù)提供者返回通信的數(shù)據(jù)的處理。在圖6系統(tǒng)中，輸入數(shù)據(jù)例如，MPEG，因特網(wǎng)協(xié)議TCP/IP或返回數(shù)據(jù)處于輸入存儲椎棧600中。網(wǎng)絡(luò)接口610識別堆棧600中的接收數(shù)據(jù)的類型(例如MPEG，因特網(wǎng)協(xié)議或返回數(shù)據(jù))并格式化它以由智能調(diào)度器620識別特性(屬性)。在履行智能調(diào)度功能時調(diào)度器620響應(yīng)來自控制器15(圖1)的控制和同步消息615。
調(diào)度器620(圖6)檢查來自接口610的格式化數(shù)據(jù)的功能、協(xié)議和通信信道屬性，它們包含在內(nèi)部DRAM存儲器中存儲的優(yōu)先級簡表640中。調(diào)度器620還比較接收數(shù)據(jù)的屬性與優(yōu)先級簡表中的屬性并根據(jù)此比較關(guān)系按照所需輸出優(yōu)先級整理接收的數(shù)據(jù)分組。調(diào)度器620根據(jù)所需輸出優(yōu)先級(例如關(guān)鍵的，高，中或低優(yōu)先級-640)分配連續(xù)輸出FIFO(先進先出)單元650中的存儲并經(jīng)由高速DMA(直接存儲器訪問)接口630提供整理的按優(yōu)先序排列數(shù)據(jù)給FIFO 650中的所分配存儲單元。輸出處理器660按順序訪問來自FIFO 650的按優(yōu)先序排列的數(shù)據(jù)并格式化它，以由單元40，70和85(圖1)進一步處理。
圖7示出詳述適用于圖6系統(tǒng)的按優(yōu)先序排列輸入MPEG廣播數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)和返回數(shù)據(jù)的處理的方法的流程圖。在圖7步驟705，起始于步驟700之后，調(diào)度器620(圖6)接收輸入數(shù)據(jù)而在步驟710從存儲器檢索優(yōu)先級簡表信息。該優(yōu)先級簡表分級地使特別需要的輸出優(yōu)先級與展現(xiàn)一種特別屬性或?qū)傩缘慕M合的輸入數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。該優(yōu)先級簡表可從服務(wù)提供者傳送，由用戶輸入或可包含預(yù)先存儲缺省信息或可從這些源的組合導出。服務(wù)提供者能夠提供不同等級的服務(wù)，各自通過下載優(yōu)先級簡表給用戶機頂盒系統(tǒng)以相應(yīng)的不同記帳速率為用戶提供不同的數(shù)據(jù)訪問時間。下載的優(yōu)先級簡表允許服務(wù)提供者控制用戶對收到信息的訪問。例如，通過下載(或預(yù)先安裝)一優(yōu)先級簡表，因特網(wǎng)服務(wù)提供者可以每月$10每秒1k比特和每月$20每秒5k比特的最小數(shù)據(jù)率提供因特網(wǎng)訪問。做為選擇，用戶可輸入優(yōu)先級簡表信息來配置他的系統(tǒng)以按照所需次序或以所需優(yōu)先權(quán)來處理和傳遞數(shù)據(jù)或消息。
該優(yōu)先級簡表信息可被安全編碼，例如，為了保護目的而加密、加擾或編碼，以免未經(jīng)許可使用高速和優(yōu)惠費率數(shù)據(jù)訪問級別的服務(wù)。在這種情況下，在使用以前，該優(yōu)先級簡表信息由控制器15(圖1)會同調(diào)度器620(圖6)解碼(例如解密或解擾)?？稍趫D1機頂盒系統(tǒng)12中的一種條件訪問和權(quán)利管理系統(tǒng)(為保持附圖清楚未示出)中，授權(quán)和實現(xiàn)此種解密或解擾。應(yīng)注意到，優(yōu)先級簡表可傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的任何和所有的節(jié)點，比如因特網(wǎng)或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)等，以保證服務(wù)質(zhì)量(QOS)。節(jié)點可包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，比如服務(wù)器(分布集線器)，網(wǎng)關(guān)，終端，路由器和交換器。優(yōu)先級簡表還可聯(lián)合包括用于保留網(wǎng)絡(luò)資源的數(shù)據(jù)優(yōu)先級指示符的通信協(xié)議分配和使用，以保證整個網(wǎng)絡(luò)通信路徑或僅路徑的部分的服務(wù)質(zhì)量。此類通信協(xié)議包含，例如，1997年6月14日的資源保留協(xié)議(RSVP)因特網(wǎng)草案；1996年2月1日的實時傳輸協(xié)議(RTP)征求意見資料文件RFC1889，這兩個文件都可用于因特網(wǎng)。優(yōu)先級簡表信息也可使用于按照定義多媒體網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)元件的標準操作的系統(tǒng)，比如國際遠程通信聯(lián)盟(ITU)開發(fā)1996年11月的H.323和H.324。
在圖7的步驟715中，調(diào)度器620識別在步驟705接收的數(shù)據(jù)的屬性。識別的屬性包含(i)協(xié)議特性，(ii)功能類型特性以及(iii)通信信道特性。
協(xié)議特性包含，例如，(a)數(shù)據(jù)源標識符，(b)數(shù)據(jù)目標標識符，(c)數(shù)據(jù)類型標識符，(d)數(shù)據(jù)優(yōu)先級指示符，(e)數(shù)據(jù)誤差指示符，(f)權(quán)利指示符，(g)因特網(wǎng)協(xié)議指示符，(h)MPEG兼容的指示符，以及(i)分組標識符。
功能類型特性識別的功能包括例如，a)電子郵件，b)因特網(wǎng)網(wǎng)頁瀏覽，c)因特網(wǎng)電話服務(wù)，d)傳統(tǒng)的電話服務(wù)，e)傳真，f)廣播視頻處理，g)可視電話處理，h)廣播無線電處理，i)廣播音頻處理以及j)家庭控制功能，比如報警、遙感勘測、用具以及環(huán)境控制和監(jiān)視。
通信信道特性識別物理通信鏈路類型，例如電話線，地面、電纜或人造衛(wèi)星鏈路，光纖鏈路，廣域網(wǎng)(WAN)，局域網(wǎng)(LAN)，因特網(wǎng)，或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。通信信道特性還標識相同類型的通信鏈路的不同信道，例如不同的電話線。
在圖7步驟720，調(diào)度器620比較步驟715中識別的屬性與優(yōu)先級簡表中的屬性，步驟725根據(jù)此比較按照所需輸出優(yōu)先級整理分組化輸入數(shù)據(jù)。按照此方式使用優(yōu)先級簡表提供構(gòu)造源自多個不同源的多種多樣的數(shù)據(jù)的優(yōu)先級的靈活手段。可用通信鏈路、協(xié)議或功能特性的任何組合方便地按優(yōu)先序排列數(shù)據(jù)。從而特別功能的數(shù)據(jù)，或在特別鏈路上通信的數(shù)據(jù)，可按照源或目標或類型按優(yōu)先序排列。例如，可根據(jù)源標識符按優(yōu)先序排列電子郵件消息，即，可給來自某些源的電子郵件更高的優(yōu)先級。同樣地，至特殊的目標的返回消息(由目標標識符識別)可以更高的優(yōu)先級分配和編碼。此外，調(diào)度器620解釋專用優(yōu)先級指示符例如輸入數(shù)據(jù)中的因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)類型(居先)指示符并為此數(shù)據(jù)分配適當?shù)膬?yōu)先級。同樣地，還可利用基于權(quán)利指示符，因特網(wǎng)協(xié)議指示符，MPEG兼容的指示符例如分組標識符的優(yōu)先級簡表分配分級處理優(yōu)先級。
在步驟730，調(diào)度器620根據(jù)所需輸出優(yōu)先級按照連續(xù)的輸出FIFO(圖6的先進先出單元650)分配存儲單元并經(jīng)高速DMA(直接存儲器訪問)提供整理的按優(yōu)先序排列的數(shù)據(jù)到FIFO 650中分配的存儲單元。在步驟733(圖7)，以所需輸出優(yōu)先級從FIFO 650輸出整理的按優(yōu)先序排列分組數(shù)據(jù)。在步驟735，處理整理的按優(yōu)先序排列輸出數(shù)據(jù)，以再現(xiàn)并提供至用戶或返回傳輸至服務(wù)提供者。此類處理可包括為安全返回通信編碼和加密數(shù)據(jù)，例如，使數(shù)據(jù)與其他機頂盒處理同步。在步驟740結(jié)束該處理。
圖8示出本發(fā)明的一種服務(wù)器分布集線器102，用于分布廣播數(shù)據(jù)和從一個或多個服務(wù)提供者109提供多媒體服務(wù)到機頂盒系統(tǒng)12(圖1和8)和用于處理來自單元12的上游數(shù)據(jù)。QAM調(diào)制廣播數(shù)據(jù)比如來自一個或多個服務(wù)提供者109(圖8)的MPEG兼容的視頻數(shù)據(jù)或模擬表現(xiàn)的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)由光纖鏈路145信道135提供到mux125。單元125從包括來自信道135的接收廣播數(shù)據(jù)、本地集線器生成數(shù)據(jù)137的源，和從來自電纜調(diào)制解調(diào)器終端150(經(jīng)由上變頻器134)的QAM調(diào)制數(shù)據(jù)提供多路復用的輸出。來自mux125的多路復用輸出被輸出到光纖通信接口120。單元120通過經(jīng)由光纖鏈路115、coax 105和電連接到光變換器107在高頻率信道110上傳送下游QAM數(shù)據(jù)和接收上游QPSK(或QAM)數(shù)據(jù)與圖1機頂盒系統(tǒng)12通信。
來自機頂盒系統(tǒng)12的上游數(shù)據(jù)被單元120經(jīng)由信道110接收并經(jīng)由分離器155和下變頻器160確定路線到電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)150。系統(tǒng)150解調(diào)來自變頻器160的QPSK調(diào)制的上游數(shù)據(jù)并經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口154、可選的集線器交換器140和光纖鏈路145提供解調(diào)上游數(shù)據(jù)給服務(wù)提供者109。做為選擇，可選擇的集線器交換器140可提供解調(diào)的上游數(shù)據(jù)到可選擇的廣域網(wǎng)設(shè)備130。系統(tǒng)150的單元154還經(jīng)由交換器140從服務(wù)提供者109或廣域網(wǎng)設(shè)備130接收下游數(shù)據(jù)。單元154格式化和處理來自交換器140下游數(shù)據(jù)并提供到單元152進行QAM調(diào)制和隨后由變頻器134上變頻。來自變頻器134的上變頻數(shù)據(jù)如先前所述經(jīng)由mux125傳輸至機頂盒系統(tǒng)12。
圖9列出和描述根據(jù)本發(fā)明的在圖8服務(wù)器系統(tǒng)中識別的示范性接口1-10。
圖1、6和8的結(jié)構(gòu)不是唯一的。可按照本發(fā)明原理導出實現(xiàn)相同目的其他結(jié)構(gòu)。此外，圖1系統(tǒng)12的元件的功能以及圖7的處理步驟可全部或部分地在微處理器的編程指令內(nèi)實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種多媒體解碼器設(shè)備，它支持多種功能并在至少一個物理通信鏈路上通信，包括第一處理器(75)，用于解碼出按照因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)格式分組化的數(shù)據(jù)，以提供第一解碼輸出；第二處理器(15，85)，用于按照因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)格式編碼數(shù)據(jù)，以返回傳遞到廣播源；第三處理器(50)，用于解碼按照MPEG兼容數(shù)據(jù)格式分組化的廣播視頻數(shù)據(jù)，以提供解碼視頻輸出；確定優(yōu)先級別的裝置(15，43)，按照所述進行處理的數(shù)據(jù)的協(xié)議特性按優(yōu)先序排列由所述第一、第二和第三處理器處理的數(shù)據(jù)；以及顯示處理器(55，80)，用于由所述第一解碼輸出和所述解碼視頻輸出顯示圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的多媒體解碼器設(shè)備，其中所述協(xié)議特性包括下列特性中的至少一個，a)數(shù)據(jù)源標識符，b)數(shù)據(jù)目標標識符，以及c)數(shù)據(jù)類型標識符。
3.如權(quán)利要求1所述的多媒體解碼器設(shè)備，其中所述確定優(yōu)選級別的裝置通過檢查進行處理的所述數(shù)據(jù)的一個或多個特性來識別所述協(xié)議特性，所述一個或多個特性包含在數(shù)據(jù)優(yōu)先級處理映像中，該映像使各個特性與所需的特定處理優(yōu)先級相關(guān)聯(lián)。
4.如權(quán)利要求3所述的多媒體解碼器設(shè)備，其中所述優(yōu)先級處理映像使各個物理通信信道與所需的特定處理優(yōu)先級相關(guān)聯(lián)。
5.如權(quán)利要求3所述的多媒體解碼器設(shè)備，其中所述優(yōu)先級處理映像結(jié)合具有所需的特定處理優(yōu)先級的功能，所述功能包括一個或多個下列功能，a)電子郵件，b)因特網(wǎng)網(wǎng)頁瀏覽，c)因特網(wǎng)電話服務(wù)，d)電話服務(wù)，e)傳真，f)廣播視頻，g)視頻電話，h)廣播無線電，i)廣播音頻，以及j)戶內(nèi)控制。
6.如權(quán)利要求3所述的多媒體解碼器設(shè)備，其中所述優(yōu)先級處理映像是從下列之一導出的，a)用戶通過數(shù)據(jù)輸入裝置輸入的數(shù)據(jù)，b)在物理通信信道上按因特網(wǎng)協(xié)議傳送的數(shù)據(jù)，c)在物理通信信道上以MPEG兼容格式傳送的數(shù)據(jù)，d)制造者在所述多媒體解碼器中存儲的缺省信息。
全文摘要
一種多媒體解碼器(10，20)，它支持多種功能并在至少一個物理通信鏈路上通信。該解碼器包括第一處理器(75)，用于解碼出按照因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)格式分組化的數(shù)據(jù)，以提供第一解碼輸出。該解碼器還包括第二處理器(15，85)，用于按照因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)格式編碼數(shù)據(jù)，以返回傳遞到廣播源。該解碼器(15，63)按優(yōu)先序排列由第一處理器處理的接收的數(shù)據(jù)，并按優(yōu)先序排列為返回通信由第二處理器編碼的數(shù)據(jù)。根據(jù)要按優(yōu)先序排列的數(shù)據(jù)的功能或協(xié)議特性為接收的數(shù)據(jù)和用于編碼的數(shù)據(jù)分配所需分級數(shù)據(jù)輸出優(yōu)先級。
文檔編號H04N7/173GK1585400SQ0314891
公開日2005年2月23日 申請日期1998年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月2日
發(fā)明者彼得·P·波利特, 斯里尼瓦薩·R·達塔里 申請人:湯姆森特許公司