專利名稱：寬帶通信服務的小規(guī)格子系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子通信系統(tǒng)，而更具體地涉及用于寬帶通信服務的電子接收機/發(fā)射機。
背景技術：
電視可從諸如電纜、衛(wèi)星碟、視盤與DVD播放機等多種源接收信號。家庭個人計算機(PC)可從諸如電話線、電纜調(diào)制解調(diào)器及衛(wèi)星碟等其它類型的源接收數(shù)據(jù)。目前的趨勢是匯合這些市場并提供圖象與數(shù)據(jù)的數(shù)字寬帶分布給電視與計算機兩者。此外，將來可將其它消費者電器耦合在寬帶系統(tǒng)上。
為了從通信網(wǎng)接收圖象與數(shù)據(jù)的數(shù)字寬帶分布，需要數(shù)字機頂盒(“STB”)接收機。然而全球有許多不同的通信網(wǎng)正在或將要供應這種寬帶服務。這些網(wǎng)絡的實例包含用于在對絞電話線上發(fā)送數(shù)據(jù)的各種數(shù)字用戶線路(xDSL)技術；混合光纖同軸(HFC)數(shù)字光纜；直接廣播衛(wèi)星(DBS)；多信道多點分布系統(tǒng)(MMDS)，又稱作微波無線電纜；及本地多點分布系統(tǒng)(LMDS)。未來還期望開發(fā)其它通信網(wǎng)技術。
這些網(wǎng)絡通常具有安全性及條件接入(CA)加密系統(tǒng)來防止信號失竊及允許按觀看次數(shù)計費分布。然而網(wǎng)絡經(jīng)營者通常愿意選擇他們自己“喜歡的”CA系統(tǒng)。與特定CA系統(tǒng)耦合的不同網(wǎng)絡的大量可能組合意味著設備制造商需要制造許多不同型號的STB來接收各種信號。所需STB的數(shù)目隨著考慮國際網(wǎng)絡而增加。
這一處境阻止制造商設計供在所有網(wǎng)絡中使用的“公共”平臺STB。這一無能具有若干后果，包括不能統(tǒng)一研究開發(fā)與制造以得到低單位成本的規(guī)模經(jīng)濟；單位容量限于各STB制造商；不同電子消費品具有冗余的功能；人為提高STB價格；不能通過零售渠道銷售；網(wǎng)絡經(jīng)營者的完整產(chǎn)品的高運輸費用；較少的供應商/制造商，導致網(wǎng)絡經(jīng)營者的較高成本。
本發(fā)明概述本發(fā)明包括將包含數(shù)字消費電器與PC的機頂盒(STB)中的與網(wǎng)絡有關及與網(wǎng)絡無關的功能分開的方法與裝置。接收機子系統(tǒng)將與網(wǎng)絡有關的調(diào)諧器、數(shù)字解調(diào)、前向糾錯(FEC)、反擾頻/解密及條件接入功能集成到非常小的規(guī)格中(諸如PCMCIA型號I、II或III形狀因數(shù)中任何一種)。這一功能組合構成數(shù)字接口條件接入模塊(DICAM)。DICAM與包含與網(wǎng)絡無關的功能的公共模塊，或通用機頂盒(STUB)接口。也可將STUB功能與諸如TV、PC、DVD播放機等消費電子(CE)電器集成在一起。DICAM也可包含用于實現(xiàn)當前在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)的許多不同的CA功能類型的“智能卡”的接口。
更具體地，本發(fā)明包含電子寬帶網(wǎng)通信系統(tǒng)，包括(1)配置用來接收RF聲象信號并從中生成傳送流中的經(jīng)糾錯的數(shù)字信號的分開的可連接的與網(wǎng)絡有關的數(shù)字接口條件接入模塊(DICAM)；以及(2)配置成與DICAM耦合并進行電子通信以接收該傳送流及從中至少生成視頻輸出信號的分開的與網(wǎng)絡無關的公共模塊。
本發(fā)明使制造商能將所有與網(wǎng)絡有關及與CA有關的功能分離到小型的用戶可安裝的模塊上。這意味著制造商能大批量生產(chǎn)只包含對所有網(wǎng)絡的公共功能的STUB。如上所述，STUB功能也可與諸如TV、PC、DVD播放機等消費電子(CE)電器集成使它們準備好數(shù)字聲象MPEG標準。本發(fā)明的優(yōu)點包括更好地資助研究與開發(fā)；網(wǎng)絡經(jīng)營者用于STUB的成本較低，因為更多的制造商能建立公共平臺；影響消費零售渠道更快地達到更多用戶的能力；消除網(wǎng)絡經(jīng)營者的高成本運輸費用，它們不需要購買整個STB而只是包含各經(jīng)營者想要的網(wǎng)絡特定的與CA功能的小型DICAM單元。
隨著全球向諸如PC、DVD播放機、TV、STB、立體聲系統(tǒng)等“現(xiàn)成的MPEG”設備的推進，越來越多的消費品將具有標準接口與功能。所有設備公共的將是MPEG處理/解碼、圖形、CPU功能等。使用帶有實現(xiàn)這些功能的單一STUB的不同插接式DICAM模塊，用戶能在PC中接收來自衛(wèi)星的寬帶數(shù)據(jù)；在PC中接收有線寬帶交互式雙向數(shù)據(jù)；在PC中接收電話線上的寬帶交互式xDSL數(shù)據(jù)；在TV中直接接收有線數(shù)字圖象；在DVD-RAM中接收來自衛(wèi)星的數(shù)字圖象供在家中錄制；在立體聲系統(tǒng)與/或TV中接收來自衛(wèi)星的數(shù)字音頻；等等。
本發(fā)明還使用戶能從零售處購買“現(xiàn)成的MPEG”DVD、PC、TV或其它CE產(chǎn)品。此后，不論用戶移居或生活在何處，用戶只須更換DICAM使能為任何可獲得的服務簽約及將寬帶信息接收到各電器中。
在附圖及下面的描述中說明本發(fā)明的一或多個實施例的細節(jié)。從描述與附圖及從權利要求書中本發(fā)明的其它特征、目的與優(yōu)點將是顯而易見的。
附圖的描述

圖1為展示按照本發(fā)明的典型的與網(wǎng)絡有關及與網(wǎng)絡無關的功能的較佳劃分的方框圖。
圖2A與2B為展示本發(fā)明的較佳物理實現(xiàn)的方框圖。圖2A示出DICAM的PCMCIA實施例，而圖2B示出具有匹配的PCMCIA插座連接器的STUB或CE電器(如數(shù)字TV)的后視圖。
圖3為展示按照本發(fā)明的典型的與網(wǎng)絡有關及與網(wǎng)絡無關的功能的更具體的較佳劃分的方框圖。
圖4為展示按照本發(fā)明的DICAM單元的一種可能實現(xiàn)的實例的方框圖。
圖5為展示按照本發(fā)明的DICAM單元的可能實現(xiàn)的另一實例的方框圖。
各圖中相同的參照數(shù)字與指示表示相同的元件。
圖1為展示按照本發(fā)明的典型的與網(wǎng)絡有關的功能10及與網(wǎng)絡無關的功能12的較佳劃分的方框圖。通常在通用機頂盒(STUB)中實現(xiàn)的公共的與網(wǎng)絡無關的功能12包含·聲象處理單元14，通常包含中央處理單元16、用于分開進入的傳送數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)與命令的傳送多路分解器18、用于從進入的數(shù)據(jù)與命令生成各自的音頻及視頻輸出的聲象解碼器20(諸如傳統(tǒng)的MPEG 2與DolbyTM解碼器)、及用于提取數(shù)字視頻圖形數(shù)據(jù)供顯示及輸出到計算機監(jiān)視器上的圖形模塊22。
·用于生成與電視兼容的及最好與NTSC、PAL或SECAM廣播視頻標準兼容的輸出信號的視頻編碼器24。
·可根據(jù)需要提供其它模塊。例如需要時提供存儲器及可提供各種輸入/輸出端口，諸如紅外線遙控接口、IEEE 1394(“火線”)接口等。
通常在數(shù)字接口條件接入模塊(DICAM)中實現(xiàn)的與網(wǎng)絡有關的功能10包含·用于接收來自選擇的源的模擬數(shù)字調(diào)制射頻(RF)信號(諸如來自如xDSL線路、有線調(diào)制解調(diào)器、HFC數(shù)字電纜、DBS系統(tǒng)、MMDS系統(tǒng)、LMDS等的源的聲象信號)及用于選擇該RF聲象信號的一部分的調(diào)諧器30。調(diào)諧器30通常對各種源的配置不同以接納不同的信號協(xié)議、寬帶頻率等。
·用于將從RF聲象信號選擇的信號轉換成模擬基帶信號的模擬解調(diào)模塊32。
·用于將接收的模擬基帶信號轉換成數(shù)字，與/或解調(diào)接收的數(shù)字信號，及用于在數(shù)字信號上執(zhí)行傳統(tǒng)的前向糾錯的模數(shù)模塊34。
·用于接納選用的安全與條件接入(CA)模塊36的連接器位置，該模塊36存在時控制數(shù)字信號的的反擾頻/解密及進一步傳播(即接入)。作為替代，可將CA模塊36集成在DICAM中。
·選用數(shù)據(jù)接口38，諸如用于具有因特網(wǎng)協(xié)議(IP)路由選擇能力的有線調(diào)制解調(diào)器的。
·用于控制整體DICAM功能及在連接與網(wǎng)絡有關的功能10及與網(wǎng)絡無關的功能12的總線42上的數(shù)據(jù)流的輸入/輸出(I/O)控制處理器40。
其它功能可在需要時包含在DICAM或STUB之一中。然而，DICAM中的與網(wǎng)絡有關的功能10通常應包括完整的接收機子系統(tǒng)。
最好將DICAM實現(xiàn)成與STUB內(nèi)的對應的插座插接兼容。例如，最好將與網(wǎng)絡有關的功能10實現(xiàn)在PCMCIA型號I、II或III形狀因數(shù)設備中。
圖2A為展示本發(fā)明的較佳物理實現(xiàn)的方框圖。圖1中所示的與網(wǎng)絡有關的功能10可實現(xiàn)為裝在PCMCIA型號II DICAM機架50內(nèi)的CMOS與/或雙極型集成電路(IC)。在至少一種信號源上實現(xiàn)本發(fā)明中，適當?shù)恼{(diào)諧器電路30包含可從加州San Diego的Rockwell半導體系統(tǒng)公司購得的HM1811直接下變頻調(diào)諧器IC。
DICAM機架50可具有用于通過連接器接口60容易地安裝RF連接器(諸如輸入RF連接器54及可選用的輸出RF連接器56)與/或輔助電源連接器58的擴展盒52。所示實施例中的連接器接口60在機械規(guī)格上符合PCMCIA標準。
為了降低成本與提高兼容性，DICAM的連接器接口60最好采用能處理聲象數(shù)據(jù)流與信號的現(xiàn)有信號協(xié)議與總線結構，諸如電子工業(yè)協(xié)會(EIA)與國家有線電視協(xié)會(NCTA)的NRSS聯(lián)合標準委員建議的國家可更新的安全標準總線(NRSS-B)接口，或歐洲數(shù)字視頻廣播(DVB)協(xié)議建議的DVB-CI接口。
圖2B示出具有與圖2A中所示的DICAM機架50上的對應連接器匹配的PCMCIA插座連接器72及RF連接器74、76的STUB或CE電器70的后視圖。STUB或CE電器70可具有分開的RF輸入以及通過連接器78、80。如上所述，也可將STUB功能集成在諸如TV、PC、DVD播放機等CE電器內(nèi)。
圖2A與2B中所示的RF連接器配置的優(yōu)點在于整個單元在機械上是堅固的，因為輸入RF連接器54與選用的輸出RF連接器56內(nèi)嚙合在STUB或CE電器70內(nèi)。DICAM在用跳線連接之類連接在STUB或CE電器70上的擴展盒52外側不需要RF連接器。這一配置的另一優(yōu)點在于“盲”嚙合的RF連接器在STUB或CE電器70內(nèi)可以更容易地電屏蔽。
DICAM也可包含用于實現(xiàn)當前在全球出現(xiàn)的任何不同種類的CA功能的“智能卡”的接口。從而可將諸如DICAM機架50與/或擴展盒52以已知方式適配成包含智能卡閱讀器。智能卡為提供諸如信用卡存取、ATM機等功能的安全服務的主要電子卡。智能卡可以是類似于在GSM蜂窩式電話中使用的“小型”卡，或從擴展盒外部插入PCMCIA型號II DICAM機架50的平板部分中的“信用卡”大小的卡。只是為了示例目的，在擴展盒50的上表面中的讀卡器槽84上方示出智能卡82。
可將智能卡配置成提供加密與/或條件接入處理，使得DICAM在受到適當?shù)闹悄芸ㄊ跈嘁郧安惶峁┯杏玫妮敵鲂盘?。具有可分開的CA功能的優(yōu)點在于相同的DICAM單元可用在只在它們的加密或條件接入方法不同的各種類似的寬帶通信系統(tǒng)中，從而達到進一步的規(guī)模經(jīng)濟。
圖3為展示按照本發(fā)明的典型與網(wǎng)絡有關的及與網(wǎng)絡無關的功能的更具體的較佳劃分的方框圖。包含微處理器102、多路分解器104及解碼器106的STUB 100接收傳統(tǒng)方式的遙控信號，及提供RGB輸出(如用于PC)及視頻輸出之一或兩者給一或多個CE電器108。STUB 100最好通過上述公共的工業(yè)標準接口從DICAM 120接收控制信號110及去擾頻傳送流112。STUB 100也可包含傳統(tǒng)的調(diào)諧器與解調(diào)器(未示出)用于直接處理輸入RF信號。
DICAM 120在提供選擇的信號給解調(diào)器模塊124的調(diào)諧器模塊122內(nèi)接收RF輸入信號。解調(diào)器模塊124的輸出耦合在去擾頻器及條件接入模塊126上，后者在授權時生成去擾頻的傳送流112。去擾頻器及條件接入模塊126所執(zhí)行的功能最好服從NRSS-B標準。
如上所述，可設置智能卡接口128以便可用智能卡130提供CA功能而不是集成在DICAM 120內(nèi)。DICAM 120的整體功能受微處理器132控制。
圖4為展示按照本發(fā)明的DICAM單元的一種可能的實現(xiàn)的示例的方框圖。外部分離器200提供RF輸入信號給內(nèi)部雙工器/分離器202，后者提供分開的信號路徑給正交調(diào)幅(QAM)調(diào)諧器204供視頻信號處理，及正交相移鍵控(QPSK)調(diào)諧器206供數(shù)據(jù)信號處理。正交調(diào)諧器204的輸出耦合在QAM解調(diào)器/FEC模塊208上，而QPSK調(diào)諧器206的輸出則耦合在QPSK解調(diào)器/FEC模塊210上。然后包含控制功能、去擾頻及條件接入功能、選用的智能卡讀取功能及I/O功能的處理模塊212提供去擾頻的傳送流112給STUB 214。如所示，STUB 214包含圖3中STUB 100中所示的功能，加上傳統(tǒng)的模擬調(diào)諧器及解調(diào)器216。
從處理模塊212通過耦合在內(nèi)部雙工器/分離器202上的脈沖串QPSK編碼器218提供雙向通信的選用返回路徑。這一配置允許將返回數(shù)據(jù)傳輸?shù)接秒p向物理層鏈路耦合的RF源。這種通信可使用帶外(OOB)控制協(xié)議及按照多媒體有線網(wǎng)系統(tǒng)(MCNS)協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。
這一DICAM結構的另一優(yōu)點是為更好地控制視頻質(zhì)量而維持所有調(diào)諧與解調(diào)功能。
圖5為展示按照本發(fā)明的DICAM單元的可能實現(xiàn)的另一示例的方框圖。這一結構類似于用相同的參照元件指示的圖4中所示的結構。然而，這一實現(xiàn)使用外部雙工器/分離器201，而STUB 214包含QAM調(diào)諧器230及QAM解調(diào)器/FEC模塊232。DICAM的這一實現(xiàn)當將STUB 214集成在具有內(nèi)筑的調(diào)諧器的CE電器(如數(shù)字TV、DVD播放機、PC等)中時特別有用。由DICAM增加的CA功能能控制將數(shù)字數(shù)據(jù)(如因特網(wǎng)通信)供給CE電器。
利用本發(fā)明的概念，能實現(xiàn)采用下述源中任何一個作為輸入的DICAM衛(wèi)星輸入(950-2150MHz)；有線輸入(47-862MHz)；MMDS輸入；LMDS輸入；數(shù)字地面廣播(例如高清晰度TV或標準清晰度TV)；模擬TV(例如NTSC、PAL、SECAM)；及數(shù)字音響/無線電。能將DICAM實現(xiàn)為提供下述輸出信號類型或協(xié)議中任何一種串行位流；并行位流；通用串行總線；PCI總線；IEEE 1394(“火線”)；光纖信道；及以太網(wǎng)。可將輸出格式實現(xiàn)為包含下述任何一種MPEG-1，2，3或4位流；ATM分組；及IP分組。
已描述了本發(fā)明的若干實施例。然而，應理解可不脫離本發(fā)明的精神與范圍作出各種修改。從而，其它實施例也在下述權利要求書的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種電子寬帶網(wǎng)通信系統(tǒng)，包括(a)一個分開的可連接的與網(wǎng)絡有關的數(shù)字接口條件接入模塊(DICAM)，配置成接收RF聲象信號并從中生成傳送流中的經(jīng)糾錯的數(shù)字信號；(b)一個分開的與網(wǎng)絡無關的公共模塊，配置成耦合到DICAM上并與之進行電子通信，用于接收傳送流及從中生成至少一個視頻輸出信號。
2.一種電子寬帶網(wǎng)通信系統(tǒng)，包括(a)一個分開的可連接的與網(wǎng)絡有關的數(shù)字接口條件接入模塊(DICAM)，配置成接收RF聲象信號，包含(1)用于選擇一部分RF聲象信號的調(diào)諧器模塊；(2)用于將選擇的RF聲象信號轉換成基帶信號的解調(diào)模塊；(3)用于將接收的基帶信號轉換成數(shù)字信號及在數(shù)字信號上執(zhí)行糾錯的轉換模塊；(4)用于接納安全與條件接入(CA)模塊的連接器，該模塊用于去擾頻及控制作為傳送流的經(jīng)糾錯的數(shù)字信號的傳播；(b)一個分開的與網(wǎng)絡無關的公共模塊，配置成耦合在DICAM上并與之電子通信，并包含(1)用于接收傳送流及從中生成相應的音頻與視頻輸出的聲象處理單元；(2)用于生成至少一個視頻輸出信號的視頻編碼器。
3.權利要求2的系統(tǒng)，還包括用于去擾頻及控制作為傳送流的經(jīng)糾錯的數(shù)字信號的傳播的安全與條件接入模塊。
4.權利要求3的系統(tǒng)，其中該安全與條件接入模塊是實現(xiàn)在智能卡中的。
5.權利要求1或2的系統(tǒng)，其中該DICAM是實現(xiàn)在PCMCIA兼容的機架中的。
6.一種與網(wǎng)絡有關的數(shù)字接口條件接入模塊(DICAM)，配置成可連接在用于接收來自DICAM的傳送流及從中生成至少一個視頻輸出信號的分開的與網(wǎng)絡無關的公共模塊上，該DICAM包括(a)用于接收及選擇一部分RF聲象信號的調(diào)諧器模塊；(b)用于將選擇的RF聲象信號轉換成基帶信號的解調(diào)器模塊；(c)用于將接收的基帶信號轉換成數(shù)字信號及在數(shù)字信號上執(zhí)行糾錯的轉換模塊；(d)用于去擾頻及控制作為傳送流的經(jīng)糾錯的數(shù)字信號的傳播的安全與條件接入(CA)模塊。
7.權利要求6的模塊，其中該安全與條件接入模塊是可分開連接在DICAM上的。
8.權利要求7的模塊，其中該安全與條件接入模塊實現(xiàn)在智能卡中。
9.權利要求7的模塊，其中該DICAM實現(xiàn)在PCMCIA兼容的機架中。
10.一種與網(wǎng)絡無關的公共模塊，配置成可連接在分開的與網(wǎng)絡有關的數(shù)字接口條件接入模塊(DICAM)上，后者配置成接收RF聲象信號并從中生成要提供給公共模塊的傳送流中的經(jīng)糾錯的數(shù)字信號，該公共模塊包括(a)用于連接在DICAM上的耦合；(b)用于接收傳送流并從中生成相應的音頻與視頻輸出的聲象處理單元(c)用于生成至少一個視頻信號的視頻編碼器；
11.一種用于劃分電子寬帶網(wǎng)通信系統(tǒng)中的功能的方法，包括下述步驟(a)提供配置成接收RF聲象信號及從中生成傳送流中的經(jīng)糾錯的數(shù)字信號的分開的可連接的與網(wǎng)絡有關的數(shù)字接口條件接入模塊(DICAM)；(b)提供配置成耦合在DICAM上并與之電子通信的用于接收傳送流及從中生成至少一個視頻輸出信號的分開的與網(wǎng)絡無關的公共模塊。
12.一種用于劃分電子寬帶網(wǎng)通信系統(tǒng)中的功能的方法，包括下述步驟(a)提供配置成接收RF聲象信號的分開的可連接的與網(wǎng)絡有關的數(shù)字接口條件接入模塊(DICAM)；(b)在DICAM中包含(1)用于選擇一部分RF聲象信號的調(diào)諧器模塊；(2)用于將選擇的RF聲象信號轉換成基帶信號的解調(diào)模塊；(3)用于將接收的基帶信號轉換成數(shù)字信號及在數(shù)字信號上執(zhí)行糾錯的轉換模塊；(4)用于接納用于去擾頻及控制作為傳送流的經(jīng)糾錯的數(shù)字信號的傳播的安全與條件接入(CA)模塊的連接器；(c)提供配置成耦合在DICAM上并與之電子通信的分開的與網(wǎng)絡無關的公共模塊；(d)在與網(wǎng)絡無關的公共模塊中包含(1)用于接收傳送流及從中生成相應的音頻與視頻輸出的聲象處理單元；(2)用于生成至少一個視頻輸出信號的視頻編碼器。
全文摘要
分開機頂盒(STB)中的與網(wǎng)絡有關的及與網(wǎng)絡無關的功能的方法與裝置,包含數(shù)字消費者電器及PC。接收機子系統(tǒng)將與網(wǎng)絡有關的調(diào)諧器、數(shù)字解調(diào)、前向糾錯(FEC)、去擾頻/解密及條件接入功能集成到非常小的規(guī)格中(如PCMCIA型號Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ形狀因數(shù)中任何一種)。這一功能組合構成數(shù)字接口條件接入模塊(DICAM)。DICAM與機頂通用盒(STUB)接口,后者包含與網(wǎng)絡無關的功能。STUB功能也可與諸如TV、PC、DVD播放機等消費電子(CE)電器集成。DICAM也可包含“智能卡”接口,“智能卡”實現(xiàn)當前在全球出現(xiàn)的不同類型的CA功能中的任何一種。
文檔編號H04N7/16GK1256844SQ99800231
公開日2000年6月14日 申請日期1999年1月20日 優(yōu)先權日1998年1月20日
發(fā)明者弗農(nóng)·程, 格雷格·莫羅 申請人:科內(nèi)森特系統(tǒng)公司