CN100499787C - 改变数字广播接收机中的模式 - Google Patents

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Abstract

一种在数字广播接收机中在基于电缆的数据服务接口规范(DOCSIS)模式和DOCSIS机顶盒网关(DSG)模式之间进行改变的方法，包括：响应用户通过主机请求改变模式，执行信道搜索，以便改变为DSG模式，当未能确保信道时，通过数据库检测未能确保信道的原因；以及当接收到DSG数据时，作为检测到的确保信道失败的结果，恢复DSG模式。因此，可以根据开放式电缆数字广播接收机的状态，从DOCSIS模式改变为DSG模式，从而改进在该领域应对的能力。

Description

改变数字广播接收机中的模式
技术领域
本发明总的涉及一种在数字广播接收机的基于电缆的数据服务接口规范(DOCSIS)模式和DOCSIS机顶盒网关(DSG)模式之间进行改变的设备和方法，更具体地，涉及一种改变数字广播接收机中的模式的设备和方法，能够在广播接收机的DOCSIS模式和DSG模式之间平滑地进行改变。
背景技术
通常，作为一种用于处理有线电视运营商与个人或商业计算机或电视机之间的数据(信号)输入和输出的电缆调制解调器的标准接口，将DOCSIS称作“电缆实验室认证的电缆调制解调器”。国际电信联盟(ITU-TS)于1998年3月批准了DOCSIS 1.0。
现在市场上已经出现了符合DOCSIS的电缆调制解调器。然而，电缆运营商可以通过添加后向兼容的DOCSIS卡来支持其具有非标准电缆调制解调器的已有消费者，以便处理其已有的消费者。随着DOCSIS持续改进为新的版本，已有调制解调器的用户能够通过改变电缆调制解调器中的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)的程序来将DOCSIS更新为新的版本。支持DOCSIS的电缆调制解调器表现出被集成到机顶盒中的趋势，以便用于电视机，并且还支持高清晰度电视。机顶盒本身遵循被称作开放式电缆(OpenCable)的标准。
DSG是一种用于支持开放式电缆标准中的数字电视的传输标准。DSG是一种用于执行双向通信的数字有线电视数据传输标准，除了通过已有DOCSIS作为数据调制解调器操作以外，其还包括针对与服务信息服务器进行发送和接收、与条件访问服务器进行发送和接收来执行双向通信，以及单向模式、上行信道和下行信道的恢复功能。
数字广播包括根据传输介质的数字陆地广播、数字卫星广播和电缆数字广播。目前数字卫星广播在全世界都很活跃，并正在美国和欧洲的一些国家进行测试。
数字广播根据运动图像专家组(MPEG)编码标准，非常有效地压缩了信道特定节目的信息量，并且根据传输介质特定数字调制方案，非常有效地复用并发送与多个信道相对应的节目。因此，数字广播能够广播数十到数百个信道，而无需与模拟广播一样使用大量中继器。
用于电缆数字广播的广播系统通常包括：头端，用于发送广播相关数字信号并接收和处理从订户上载的数据；以及机顶盒，用于接收从头端发送的数字信号并将接收到的数字信号转换为模拟信号，从而将其重构为原始音频和视频信号。
头端指配备有技术设备的主控制中心，所述技术设备能够使有线电视系统通过系统网络接收、创建并重新传送来自卫星或其它地方的节目。通常，机顶盒指包括视频点播服务的多媒体通信服务所需的家庭通信终端。
利用广播系统的该配置，每一个系统运营商(SO)创建有线电视的节目、内容和其它数据，或从创建者提供其，然后发送到订户。在查看节目或从SO发送的其它数据之后，订户能够观看其希望的广播。
世界上在电缆数字广播中使用的视频和音频压缩技术使用MPEG-2作为标准。其调制方案使用一种数字调制方案，即，正交幅度调制(QAM)方案，能够根据要传输的数字数据信号来改变幅度和相位，这适于在有限传输带中进行高效率的数据传输。具体地，64状态QAM数字频率调制技术主要用于在同轴电缆网络中发送下行数据，并在单个6MHz信道中支持28Mbps的最大数据率。
电缆广播使用的大多数技术用于数字电视。其间的一种区别在于数字电视技术使用无线传输介质，而有线电视广播使用有线传输介质。因此，电缆广播的优点在于其在双向服务中优于陆地广播。
用于数字广播的数字广播接收机(例如机顶盒)是一种主要针对以下操作的设备：对于提供给订户的有线电视或调制解调器服务，解密从头端发送的数字化广播和管理信息，所述头端安装在本地有线电视公司；以及将模拟信号发送到电视接收机。数字广播接收机接收来自头端的广播和管理信息，所述头端例如是音频视频服务器、用于发送和接收广播信道信息的服务信息服务器或条件访问服务器。
在许多情况下，用于基于电缆网络的电缆数字广播的电缆数字广播接收机包括电缆调制解调器。电缆调制解调器是一种用于将模拟信号转换为数字信号的设备，以使高速因特网服务可通过电缆网络得到。名称“调制解调器”是适当的，因为电缆网络是一种类似电话网络的模拟网络。电话网络由铜线构成，电缆网络由同轴电缆或光缆构成。因此，电缆网络具有比电话网络更宽的带宽。然而，当传输数据时，电缆网络需要调制和解调技术，用于将数字转换为模拟，或相反。正在开发电缆调制解调器来支持该操作。
包括电缆数字广播中的电缆调制解调器的电缆数字广播接收机基本上包括多个广播信道和单个调制解调器信道。广播信道和调制解调器信道通过物理频率来区分，并且彼此不重叠，因此其具有相互排斥的关系。由服务信息(SI)管理广播信道上的信息，同时调制解调器信道的信息适于通过自搜索过程发现其自身的信道。
电缆数字广播系统通常具有以下结构：本地电缆广播站和订户侧通常通过电缆网络相连。订户侧设备包括：具有电缆调制解调器的电缆数字广播接收机、电视(TV)接收机等，本地电缆广播侧设备包括：用于发送广播信道信息的SI服务器、CA(条件访问)服务器、电缆调制解调器端接系统(CMTS)、音频视频服务器、广播头端等。
从本地电缆广播站发送到订户侧设备的数据包括除视频和音频信号以外的附加信息(例如广播节目信息)并以分组形式发送。接收该信息的电缆数字广播接收机处理由TV接收机和电缆广播站接收的广播信号，并将其转换为能够被TV接收机识别的模拟信号。
下面，将首先说明位于本地电缆广播站的设备。
与因特网信号相关的设备是CMTS、CA服务器和SI服务器。通过因特网协议(IP)网络互连这些设备。
CMTS是一种电缆调制解调器头端，是用于将电缆调制解调器的数据转换为因特网数据分组的设备。CMTS向订户提供一些功能，包括：用于在电缆系统中存储本地数据的路由、用于保护电缆运营商免受不希望攻击的滤除以及用于保证服务质量(QoS)的流量体现。
SI服务器将电缆广播的信道信息、节目映射信息、事件信息发送到订户侧，CS服务器只允许已认证的用户访问特定服务或内容。
与广播信号相关的设备包括音频视频服务器和广播头端。
音频视频服务器压缩并数字化MPEG音频和视频信号，并通过广播头端将其发送到订户侧MPEG(主机)。
广播头端指具有技术设备的主控制中心，用于通过网络接收、创建并重新传送来自音频视频服务器的节目。
构成上述设备的本地广播站侧与电缆数字广播接收机进行通信，采用CMTS和广播头端作为连接到网络的端接点。
在电缆数字广播接收机与订户侧之间进行通信的情况下，存在从CMTS到订户侧的信号流，反之亦然。换句话说，电缆数字广播接收机与订户侧之间的通信是双向的。
相反，在广播头端，存在从广播头端到订户侧的信号流，但反之则并非如此。广播头端的特征在于单向通信。
在房屋内观看电缆数字广播所需的设备包括电缆数字广播接收机。
电缆数字广播接收机主要包括：电缆调制解调器、MPEG(主机)等。
电缆调制解调器允许将个人计算机(PC)与有线TV线路相连，并以大约10Mbps的最大数据率接收数据。当与机顶盒一起安装电缆调制解调器时，可以观看电视。应当将所有电缆调制解调器与有线电视公司的同轴电缆相连，以便与每一个本地电缆广播站的CMTS进行通信。每一个电缆调制解调器可以只针对CMTS发送和接收数据，而不能与连接到相同线路的其它电缆调制解调器交换信号。用于因特网服务的有线TV线路的实际带宽最大是下行大约27Mbps(从广播站到订户侧)且上行大约(从订户侧到广播站)2.5Mbps。
电缆数字广播接收机的电缆调制解调器功能允许通过到用户PC的连接进行用户PC的因特网服务，并且用作电缆数字广播接收机包括的条件访问设备的返回路径，从而用作与CA服务器进行通信的路径。当电缆数字广播接收机具有内置数据广播应用时，将其用作双向数据广播的通信路径。
最初制订了电缆调制解调器的标准，以便使用已经建立的有线电视网络，从而提供因特网服务。由每一个通信公司安装的电缆网络支持750MHz的最大带宽，其中逐一地使用上行信道和下行信道。此外，频带使用每信道6MHz。
其中，上行信道主要使用正交移相键控(QPSK)方案，而下行信道主要使用正交幅度调制(QAM)方案。下行信道利用当前广泛使用的64QAM方案，使用大约最大30Mbps。当使用所有的6MHz带宽时，上行信道使用10Mbps。然而，由于噪声或其它各种影响，上行信道不会使用所有的6MHz带宽，而是使用大约2.4Mbps。由于该噪声，上行信道比下行信道慢。为了保护网络设备免受由安装在每个家庭的设备产生的噪声影响，使用能够少量减小噪声的QPSK方案。相反，由于速度较为重要，下行信道使用QAM方案。
MPEG(主机)解调来自所接收的MPEG数据的视频和音频数据，以便视频和音频处理器能够处理已解调的数据，其中解调作为附加信息来自MPEG数据的广播节目信息并将其发送到中央处理单元(CPU)。
电缆调制解调器的整体操作如下。
首先，扫描用于下载的信道的频率。当开启时，电缆调制解调器自动发现用于上载和下载的频率。频率根据电缆调制解调器运营商而不同。当发现频率时，将其锁定到对应信道。
在搜索并锁定频率之后，电缆调制解调器接收包含用于上载的信道内容的数据或上行信道描述符(UCD)，并利用该信息与外部网络进行通信。当电缆调制解调器未能接收到UCD时，其尝试在设置DSG单向模式之后进行上行信道恢复。
然后，电缆调制解调器检查在上载时正在发送的信号的强度(称作“电平”)。当设置用于上载和下载的信道完全终止时，电缆调制解调器提供对动态主机配置协议(DHCP)服务器的访问，并被分配IP地址和网关地址。电缆调制解调器保留所分配的地址，然后将其发送到PC的LAN卡。
服务器向被分配了IP地址的电缆调制解调器提供“配置文件”，该文件包含除频率信息以外操作所需的各种信息。电缆调制解调器使用被称作简化文件传输协议(TFTP)的协议。对于每一个电缆调制解调器，配置文件不同。电缆调制解调器运营商能够通过利用配置文件来限制上载和下载速度。
DHCP服务器根据预设时间段(例如24小时、12小时、1小时等)来向电缆调制解调器出租IP地址。当经过预设时间之后电缆调制解调器仍然被使用时，允许电缆调制解调器继续使用所租用的IP地址。为了计算该时间，从服务器向电缆调制解调器提供当前时间，其中大多数情况下服务器是DHCP服务器。当没有从DHCP服务器分配IP地址时，电缆调制解调器尝试DSG单向模式。
利用上述一系列过程，设置了用户能够正常使用因特网的环境。
在开放式电缆数字广播系统中，系统一开始操作，数字广播接收机就操作于DOCSIS模式。
然后，当从用户主机发出DSG模式的指令时，数字广播接收机尝试操作于DSG模式。
换句话说，对于数字广播执行搜索信道的处理。当所有信道搜索过程都未能确保信道时，数字广播接收机在搜索信道之后返回DOCSIS模式。
在开放式电缆数字广播系统中，数字广播接收机适于改变DOCSIS模式和DSG模式之间的操作模式。然而，在开放式电缆数字广播系统中只规定了最小要求，因此不能应付在实际各种网络环境和广播系统中产生的异常情况。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于在数字广播接收机中改变模式的设备，通过在未能搜索到信道的因素中，只有当没有正在发送DSG数据时才返回到DOCSIS模式，能够保证数字数据广播的安全。
根据本发明的一方面，一种在数字广播接收机中改变模式的方法包括：响应用户通过主机请求改变第一模式进行信道搜索，以便将第一模式改变为第二模式，当未能确保信道时，通过数据库检测未能确保信道的原因；以及当接收到基于电缆的数据服务接口规范(DOCSIS)机顶盒网关数据时，响应检测到的确保信道失败的原因，恢复第二模式。
根据本发明的另一方面，一种在数字广播接收机中改变模式的方法包括：响应用户通过主机请求改变模式进行信道搜索，以便从基于电缆的数据服务接口规范(DOCSIS)模式改变为DOCSIS机顶盒网关(DSG)模式，当未能确保信道时，通过数据库检测未能确保信道的原因；以及当接收到DSG数据时，作为检测到的确保信道失败的结果，恢复DSG模式。
优选地，该方法还包括：当没有接收到DSG数据时，作为检测到确保信道失败的结果，保持在DOCSIS模式。
优选地，响应用户通过主机请求改变模式进行信道搜索以便从基于电缆的数据服务接口规范(DOCSIS)模式改变为DOCSIS机顶盒网关(DSG)模式、当未能确保信道时通过数据库检测未能确保信道的原因包括：确定失败是否是正交幅度调制(QAM)式失败；以及当确定失败是QAM式失败时，重新尝试信道搜索并同时保持DSG模式。
优选地，该方法还包括：当确定失败不是QAM式失败时，确定失败是否是锁相回路(PLL)式失败；以及当确定失败是PLL式失败时，重新尝试信道搜索并同时保持DSG模式。
优选地，该方法还包括：当确定失败不是PLL式失败时，确定失败是否是电缆调制解调器端接系统(CMTS)和电缆调制解调器之间的同步失败；以及当确定失败是同步失败时，重新尝试信道搜索并同时保持DSG模式。
优选地，该方法还包括：当确定失败不是同步失败时，确定失败是否是接收DSG数据的失败。
优选地，以下步骤：当没有接收到DSG数据时，作为检溅到确保信道失败的结果保持在DOCSIS模式，包括：在操作于DOCSIS模式的同时，当接收到来自电缆调制解调器端接系统(CMTS)的DSG数据时，由电缆调制解调器再次执行信道搜索。
根据本发明的另一方面，一种开放式电缆数字广播系统中的数字广播接收机包括：电缆调制解调器，适于当用户通过主机请求改变模式时，搜索电缆调制解调器端接系统(CMTS)的上行和下行信道，并且根据确保信道是否成功来确定是否以第一模式接收基于电缆的数据服务接口规范(DOCSIS)机顶盒网关数据，以便改变为第一和第二模式之一。
根据本发明的另一方面，一种开放式电缆数字广播系统中的数字广播接收机包括：电缆调制解调器，适于当用户通过主机请求改变基于电缆的数据服务接口规范(DOCSIS)机顶盒网关(DSG)模式时，搜索电缆调制解调器端接系统(CMTS)的上行和下行信道，并且根据确保信道是否成功来确定是否以DOCSIS模式接收DSG数据，以便改变为DSG和DOCSIS模式之一。
优选地，电缆调制解调器包括：信道搜索器，适于当用户通过主机请求改变模式时，搜索CMTS的上行和下行信道；以及模式改变器，适于确定是否以DOCSIS模式接收DSG数据，并且当信道搜索器成功确保信道时，改变为DSG模式，以及当信道搜索器未能确保信道时，改变为DOCSIS模式。
优选地，数字广播接收机还包括：数据库，适于根据信道搜索器的信道搜索失败，存储未能搜索到信道的条件。
优选地，模式改变器包括：检测器，适于当未能在DOCSIS模式中确保信道时，通过数据库检测未能确保信道的因素；以及恢复器，适于当未能确保信道的因素是物理因素时，重新尝试搜索信道并同时保持DSG模式，以及当没有接收到DSG数据时，保持DOCSIS模式。
优选地，数字广播接收机还包括：地址注册器，适于当通过恢复器恢复DSG模式时，将介质访问控制(MAC)地址注册到CMTS。
根据本发明的另一方面，一种开放式电缆数字广播系统包括：电缆调制解调器端接系统(CMTS)，适于接收来自服务信息服务器和条件访问服务器之一的基于电缆的数据服务接口规范(DOCSIS)机顶盒网关(DSG)数据，并发送DSG数据；电缆调制解调器，适于当未能确保(CMTS的信道时，确定是否已经接收到DSG数据，并且在未能确保CMTS的信道之后，只有当没有接收到DSG数据时才执行DOCSIS模式，当接收到DSG数据时执行DSG模式；以及多个DSG信道，每一个DSG信道具有广播头端，适于在DSG模式中通过网络接收、创建并重新传送来自数字广播服务器的节目。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细说明，本发明更完整的理解及其所附的优点会更加显而易见，并且本发明会更加容易理解，附图中相同参考数字表示相同或相似的组件，其中：
图1是在数字广播接收机中改变模式的设备的功能方框图；
图2是根据本发明第一实施例在数字广播接收机中改变模式的设备的功能方框图；
图3是在图2的数字广播接收机中改变模式的设备中模式改变器的功能方框图；
图4是根据本发明第一实施例在数字广播接收机中改变模式的设备在DOCSIS模式和DSG模式之间进行改变的方法的流程图；
图5是根据本发明第一实施例在数字广播接收机中改变模式的设备在DOCSIS模式和DSG模式之间进行改变的方法中第一步骤S1的流程图；
图6A是图4的数字广播接收机中改变模式的设备的连接图；以及
图6B是图4的数字广播接收机中改变模式的设备的断开图。
具体实施方式
图1是在数字广播接收机中改变模式的设备的功能方框图。电缆数字广播系统通常具有以下结构：本地电缆广播站和订户侧通常通过电缆网络相连。订户侧设备包括：具有电缆调制解调器的电缆数字广播接收机130、电视(TV)接收机等，本地电缆广播侧设备包括：用于发送广播信道信息的SI服务器111、CA(条件访问)服务器112、电缆调制解调器端接系统(CMTS)113、音频视频服务器121、广播头端122等。
从本地电缆广播站发送到订户侧设备的数据包括除视频和音频信号以外的附加信息(例如广播节目信息)并以分组形式发送。接收该信息的电缆数字广播接收机130处理由TV接收机和电缆广播站接收的广播信号，并将其转换为能够由TV接收机识别的模拟信号。
下面，将首先说明位于本地电缆广播站的设备。
与因特网信号相关的设备是CMTS 113、CA服务器112和SI服务器111。通过因特网协议(IP)网络互连这些设备。
CMTS 113是一种电缆调制解调器头端，是用于将电缆调制解调器131的数据转换为因特网数据分组的设备。CMTS 113向订户提供一些功能，包括：用于在电缆系统中存储本地数据的路由、用于保护电缆运营商免受不希望攻击的滤除以及用于保证服务质量(QoS)的流量体现。
SI 111服务器将电缆广播的信道信息、节目映射信息、事件信息发送到订户侧，CS服务器112只允许已认证的用户访问特定服务或内容。
与广播信号相关的设备包括音频视频服务器121和广播头端122。
音频视频服务器121压缩并数字化MPEG音频和视频信号，并通过广播头端122将其发送到订户侧MPEG(主机)132。
广播头端122指具有技术设备的主控制中心，用于通过网络接收、创建并重新传送来自音频视频服务器121的节目。
构成上述设备的本地广播站侧与电缆数字广播接收机130进行通信，采用CMTS 113和广播头端122作为用于连接到网络的端接点。
在电缆数字广播接收机130与订户侧之间进行通信的情况下，存在从CMTS 113到订户侧的信号流，反之亦然。换句话说，电缆数字广播接收机130与订户侧之间的通信是双向的。
相反，在广播头端122，存在从广播头端122到订户侧的信号流，但反之则并非如此。广播头端122的特征在于单向通信。
在房屋内观看电缆数字广播的所需的设备包括电缆数字广播接收机130。
电缆数字广播接收机130主要包括：电缆调制解调器131、MPEG(主机)132等。
电缆调制解调器131允许将个人计算机(PC)与有线TV线路相连，并以大约10Mbps的最大数据率接收数据。当与机顶盒一起安装电缆调制解调器131时，可以观看电视。应当将所有电缆调制解调器131与有线电视公司的同轴电缆相连，以便与每一个本地电缆广播站的CMTS113进行通信。每一个电缆调制解调器131可以只针对CMTS 113发送和接收数据，而不能与连接到相同线路的其它电缆调制解调器交换信号。用于因特网服务的有线TV线路的实际带宽最大是下行大约27Mbps(从广播站到订户侧)且上行大约(从订户侧到广播站)2.5Mbps。
电缆数字广播接收机130的电缆调制解调器功能允许通过到用户PC的连接进行用户PC的因特网服务，并且用作电缆数字广播接收机130包括的条件访问设备的返回路径，从而用作与CA服务器进行通信的路径。当电缆数字广播接收机130具有内置数据广播应用时，将其用作双向数据广播的通信路径。
最初制订了电缆调制解调器131的标准，以便使用已经建立的有线电视网络，从而提供因特网服务。由每一个通信公司安装的电缆网络支持750MHz的最大带宽，其中逐一地使用上行信道和下行信道。此外，频带使用每信道6MHz。
其中，上行信道主要使用正交移相键控(QPSK)方案，而下行信道主要使用正交幅度调制(QAM)方案。下行信道利用当前广泛使用的64QAM方案，使用大约最大30Mbps。当使用所有的6MHz带宽时，上行信道使用10Mbps。然而，由于噪声或其它各种影响，上行信道不会使用所有的6MHz带宽，而是使用大约2.4Mbps。由于该噪声，上行信道比下行信道慢。为了保护网络设备免受由安装在每个家庭的设备产生的噪声影响，使用能够少量减小噪声的QPSK方案。相反，由于速度较为重要，下行信道使用QAM方案。
MPEG(主机)132解调来自所接收的MPEG数据的视频和音频数据，以使视频和音频处理器(未示出)能够处理已解调的数据，其中解调作为附加信息来自MPEG数据的广播节目信息并将其发送到中央处理单元(CPU)(未示出)。
电缆调制解调器131的整体操作如下。
首先，扫描用于下载的信道的频率。当开启时，电缆调制解调器131自动发现用于上载和下载的频率。该频率根据电缆调制解调器运营商而不同。当发现该频率时，将其锁定到对应信道。
在搜索并锁定频率之后，电缆调制解调器131接收包含用于上载的信道内容的数据或上行信道描述符(UCD)，并利用该信息与外部网络进行通信。当电缆调制解调器未能接收到UCD时，其尝试在设置DSG单向模式之后进行上行信道恢复。
然后，电缆调制解调器131检查在上载时正在发送的信号的强度(称作“电平”)。当设置用于上载和下载的信道完全终止时，电缆调制解调器131提供对动态主机配置协议(DHCP)服务器的访问，并被分配IP地址和网关地址。电缆调制解调器131保留所分配的地址，然后将其发送到PC的LAN卡。
服务器向被分配了TP地址的电缆调制解调器131提供“配置文件”，该文件包含除频率信息以外操作所需的各种信息。电缆调制解调器131使用被称作简化文件传输协议(TFTP)的协议。对于每一个电缆调制解调器，配置文件不同。电缆调制解调器运营商能够通过利用配置文件来限制上载和下载速度。
DHCP服务器根据预设时间段(例如24小时、12小时、1小时等)来向电缆调制解调器出租IP地址。当经过预设时间之后电缆调制解调器仍然被使用时，允许电缆调制解调器继续使用所租用的IP地址。为了计算该时间，从服务器向电缆调制解调器提供当前时间，其中大多数情况下服务器是DHCP服务器。当没有从DHCP服务器分配IP地址时，电缆调制解调器尝试DSG单向模式。
利用上述一系列过程，设置了用户能够正常使用因特网的环境。
在开放式电缆数字广播系统中，系统一开始操作，数字广播接收机就操作于DOCSIS模式。
然后，当从用户主机发出DSG模式的指令时，数字广播接收机尝试操作于DSG模式。
换句话说，对于数字广播执行搜索信道的处理。当所有信道搜索过程都未能确保信道时，数字广播接收机在搜索信道之后返回DOCSIS模式。
在开放式电缆数字广播系统中，数字广播接收机适于改变DOCSIS模式和DSG模式之间的操作模式。然而，在开放式电缆数字广播系统中只规定了最小要求，因此不能应付在实际各种网络环境和广播系统中产生的异常情况。
下面将参考附图来详细说明根据本发明第一实施例，在数字广播接收机中用于改变模式的设备中在DOCSIS模式和DSG模式之间进行改变的方法。
遵循开放式电缆标准的数字广播系统具有以下结构：如图1所示，本地电缆广播站和订户侧通常通过电缆网络相连。订户侧设备包括：具有电缆调制解调器的电缆数字广播接收机130、电视(TV)接收机等，本地电缆广播侧设备包括：用于发送广播信道信息的服务信息(SI)服务器111、条件访问(CA)服务器112、至少一个电缆调制解调器端接系统(CMTS)113、音频视频服务器121、广播头端122等。
从本地电缆广播站发送到订户侧设备的数据包括除视频和音频信号以外的附加信息(例如广播节目信息)并以分组单元形式发送。接收该信息的电缆数字广播接收机130处理由TV接收机和电缆广播站接收的广播信号，并将其转换为能够被TV接收机识别的模拟信号。
下面，将首先说明位于本地电缆广播站的设备。
与因特网信号相关的设备是CMTS 113、CA服务器112和SI服务器111。通过因特网协议(IP)网络互连这些设备。
至少一个CMTS 113是一种电缆调制解调器头端，是用于将电缆调制解调器131的数据转换为因特网数据分组的设备。CMTS 113向订户提供一些功能，包括：用于在电缆系统中存储本地数据的路由、用于保护电缆运营商免受不希望攻击的滤除以及用于保证服务质量(QoS)的流量体现。
SI服务器111将电缆广播的信道信息、节目映射信息、事件信息发送到订户侧，CS服务器112进行控制，只允许已认证的用户访问特定服务或内容。
与广播信号相关的设备包括音频视频服务器121和广播头端122。
音频视频服务器121压缩并数字化MPEG音频和视频信号，并通过广播头端122将其发送到订户侧MPEG(主机)132。
广播头端122指具有技术设备的主控制中心，用于通过网络接收创建并重新传送来自音频视频服务器121的节目。
通过采用CMTS 113和广播头端122作为用于连接到网络的端接点，构成上述设备的本地广播站侧与位于房屋内的电缆数字广播接收机130进行通信。
在电缆数字广播接收机130与订户侧之间进行通信的情况下，存在从CMTS 113到订户侧的信号流，反之亦然。换句话说，电缆数字广播接收机130与订户侧之间的通信是双向的。
相反，在广播头端122的情况下，存在从广播头端122到订户侧的信号流，但反之则并非如此。广播头端122的特征在于单向通信。
在房屋内观看电缆数字广播所需的设备是电缆数字广播接收机130。
电缆数字广播接收机130主要包括：电缆调制解调器131、MPEG(主机)132等。
电缆调制解调器131允许将个人计算机(PC)与有线TV线路相连，并以大约10Mbps的最大数据率接收数据。当与机顶盒一起安装电缆调制解调器131时，可以观看电视。应当将所有电缆调制解调器131与有线电视公司的同轴电缆相连，以便与每一个本地电缆广播站的CMTS113进行通信。每一个电缆调制解调器131可以只针对CMTS 113发送和接收数据，而不能与连接到相同线路的其它电缆调制解调器交换信号。用于因特网服务的有线TV线路的实际带宽最大是下行大约27Mbps(从广播站到订户侧)且上行大约(从订户侧到广播站)2.5Mbps。
电缆数字广播接收机130的电缆调制解调器功能允许通过到用户PC的连接进行用户PC的因特网服务，并且用作电缆数字广播接收机130包括的条件访问设备的返回路径，从而用作与CA服务器进行通信的路径。当电缆数字广播接收机130具有内置数据广播应用时，将其用作双向数据广播的通信路径。
最初制订了电缆调制解调器131的标准，以便使用已经建立的有线电视网络，从而提供因特网服务。由每一个通信公司安装的电缆网络支持750MHz的最大带宽，其中逐一地使用上行信道和下行信道。此外，频带使用每信道6MHz。
其中，上行信道主要使用正交移相键控(QPSK)方案，而下行信道主要使用正交幅度调制(QAM)方案。下行信道利用当前广泛使用的64QAM方案，使用大约最大30Mbps。当使用所有的6MHz带宽时，上行信道使用10Mbps。然而，由于噪声或其它各种影响，上行信道不会使用所有的6MHz带宽，而是使用大约2.4Mbps。由于噪声，上行信道比下行信道慢。为了保护网络设备免受由安装在每个家庭的设备产生的噪声影响，使用能够少量减小噪声的QPSK方案。相反，由于速度较为重要，下行信道使用QAM方案。
MPEG(主机)132解调来自所接收的MPEG数据的视频和音频数据，以使视频和音频处理器(未示出)能够处理已解调的数据，其中解调作为附加信息来自MPEG数据的广播节目信息并将其发送到中央处理单元(CPU)(未示出)。
图2是根据本发明第一实施例在数字广播接收机中改变模式的设备的功能方框图，其中根据本发明第一实施例的数字广播接收机中的模式改变设备包括电缆调制解调器131。
当用户通过主机请求改变DSG模式时，电缆调制解调器131不仅用于搜索CMTS的上行和下行信道，还根据确保信道的成功来确定是否以DOCSIS模式接收DSG数据，以便执行到DSG模式或DOCSIS模式的转换。如图2和3所示，电缆调制解调器131还包括信道搜索器10、具有检测器21和恢复器22的模式改变器20和地址注册器40。
当用户通过主机请求改变DSG模式时，电缆调制解调器131的信道搜索器10搜索CMTS的上行和下行信道。
电缆调制解调器131的模式改变器20不仅确定是否以DOCSIS模式接收DSG数据，并且当信道搜索器10成功确保信道时，执行到DSG模式的转换，以及当信道搜索器10未能确保信道时，执行到DOCSIS模式的转换。如图3所示，模式改变器20还包括检测器21和恢复器22。
当未能在DOCSIS模式中确保信道时，模式改变器20的检测器21通过数据库30检测未能确保信道的因素。
当失败因素是物理因素时，模式改变器20的恢复器22重新尝试搜索信道并同时保持DSG模式，并且当未能接收到DSG数据时，保持DOCSIS模式。
此外，电缆调制解调器131的数据库30存储未能搜索到信道的条件，其中由信道搜索器10处未能搜索到信道引起了信道搜索失败条件。
当通过恢复器22恢复DSG模式时，电缆调制解调器131的地址注册器40再次将介质访问控制(MAC)地址注册到CMTS。
下面将参考图4来说明具有上述配置的数字广播接收机中的模式改变方法。
首先，电缆调制解调器131在开始时操作于DOCSIS模式。换句话说，如图6所示，电缆调制解调器131、SI服务器和CMTS彼此互连。
当用户通过主机请求改变DSG模式时，电缆调制解调器131执行信道搜索，以便改变为DSG模式，当未能确保信道时，通过数据库检测信道确保失败原因(S1)。
下面将参考图5来详细说明第一步骤S1的详细操作。
之后，当用户通过主机请求改变DSG模式时，电缆调制解调器131执行信道搜索。此时，如图6B所示，当SI服务器没有与CMTS相连时，电缆调制解调器131未能搜索到信道。然后，电缆调制解调器131确定信道搜索失败是否是QAM式失败(S11)。
当在第11步骤S11确定失败是QAM式失败时，电缆调制解调器131重新尝试信道搜索并同时保持DSG模式(S12)。换句话说，电缆调制解调器131重新尝试搜索信道，以便允许操作于DOCSIS模式或DSG模式。
然而，当在第11步骤S11确定失败不是QAM式失败时，电缆调制解调器131确定信道搜索失败是否是PLL(锁相回路)式失败(S13)。
当在第13步骤S13确定失败是PLL式失败时，电缆调制解调器131重新尝试搜索信道并同时保持DSG模式(S14)。
然而，当在第13步骤S13确定失败不是PLL式失败时，电缆调制解调器131确定信道搜索失败是否是CMTS和电缆调制解调器131之间的同步失败(S15)。
当在第15步骤S15确定失败是同步失败时，电缆调制解调器131重新尝试搜素信道并同时保持DSG模式(S16)。
相反，当在第15步骤S15确定失败不是同步失败时，电缆调制解调器131确定信道搜索失败是否是接收DSG数据的失败(S17)。
作为在第一步骤S1检测失败原因的结果，当能够接收DSG数据时，电缆调制解调器131恢复DSG模式(S2)。
然而，作为在第一步骤S1检测失败原因的结果，当不能接收DSG数据时，电缆调制解调器131执行DOCSIS模式(S3)。
下面将说明根据本发明第二实施例具有上述配置的数字广播接收机中的模式改变方法。
在操作于DOCSIS模式的同时，如果接收到来自CMTS的DSG数据，电缆调制解调器131再次执行信道搜索(S31)。当如上所述将电缆调制解调器131改变为DOCSIS模式时，可以产生SI服务器或每一个服务器与CMTS之间的物理错误，例如如存储在数据库中的QAM式失败、PLL式失败以及同步失败，并且不能接收到来自SI服务器的DSG数据。在这些失败中，在数字广播系统的操作期间，频繁产生作为物理错误产生的QAM式失败、PLL式失败和同步失败。
因此，在QAM式失败、PLL式失败和同步失败的情况下，可以再次将SI服务器与CMTS相连。为此，电缆调制解调器确定是否接收到DSG数据并重新尝试DSG模式。
如上所述，根据本发明用于在数字广播接收机中改变模式的设备和方法，根据开放式电缆数字广播接收机的状态，可以进行从DOCSIS模式到DSG模式的改变，并且可以改进在该领域中进行应对的能力。
尽管已经说明了本发明的典型实施例，本领域的技术人员可以理解，本发明并不局限于所述的典型实施例。相反，在由以下权利要求限定的本发明的精神和范围内，可以进行各种改变和修改。

Claims (15)

1、一种在数字广播接收机中改变模式的方法，所述方法包括：
响应用户通过主机请求改变第一模式来进行信道搜索，以便将第一模式改变为第二模式，当未能确保信道时，通过数据库检测未能确保信道的原因；以及
当接收到基于电缆的数据服务接口规范DOCSIS机顶盒网关数据时，响应检测到的未能确保信道的原因，恢复第二模式。
2、一种在数字广播接收机中改变模式的方法，所述方法包括：
响应用户通过主机请求改变模式来进行信道搜索，以便从基于电缆的数据服务接口规范DOCSIS模式改变为DOCSIS机顶盒网关DSG模式，当未能确保信道时，通过数据库检测未能确保信道的原因；以及
当接收到DSG数据时，作为检测到的未能确保信道的结果，恢复DSG模式。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于还包括：当没有接收到DSG数据时，作为检测到的未能确保信道的结果，保持在DOCSIS模式。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于响应用户通过主机请求改变模式进行信道搜索以便从基于电缆的数据服务接口规范DOCSIS模式改变为DOCSIS机顶盒网关DSG模式、且当未能确保信道时通过数据库检测未能确保信道的原因包括：
确定失败是否是正交幅度调制QAM式失败；以及
当确定失败是QAM式失败时，重新尝试信道搜索并同时保持DSG模式。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于还包括：
当确定失败不是QAM式失败时，确定失败是否是锁相回路PLL式失败；以及
当确定失败是PLL式失败时，重新尝试信道搜索并同时保持DSG模式。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包括：
当确定失败不是PLL式失败时，确定失败是否是电缆调制解调器端接系统CMTS和电缆调制解调器之间的同步失败；以及
当确定失败是同步失败时，重新尝试信道搜索并同时保持DSG模式。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于还包括：当确定失败不是同步失败时，确定失败是否是接收DSG数据的失败。
8、根据权利要求3所述的方法，其特征在于当没有接收到DSG数据时、作为检测到的未能确保信道的结果而保持在DOCSIS模式包括：
在操作于DOCSIS模式的同时，当接收到来自电缆调制解调器端接系统CMTS的DSG数据时，由电缆调制解调器再次执行信道搜索。
9、一种开放式电缆数字广播系统中的数字广播接收机，所述数字广播接收机包括：
电缆调制解调器，用于当用户通过主机请求改变模式时，搜索电缆调制解调器端接系统CMTS的上行和下行信道，并且根据确保信道是否成功来确定是否以第一模式接收基于电缆的数据服务接口规范DOCSIS机顶盒网关数据，以便改变为第一和第二模式之一。
10、一种开放式电缆数字广播系统中的数字广播接收机，所述数字广播接收机包括：
电缆调制解调器，用于当用户通过主机请求改变基于电缆的数据服务接口规范DOCSIS机顶盒网关DSG模式时，搜索电缆调制解调器端接系统CMTS的上行和下行信道，并且根据确保信道是否成功来确定是否以DOCSIS模式接收DSG数据，以便改变为DSG和DOCSIS模式之一。
11、根据权利要求10所述的数字广播接收机，其特征在于电缆调制解调器包括：
信道搜索器，用于当用户通过主机请求改变模式时，搜索CMTS的上行和下行信道；以及
模式改变器，用于确定是否以DOCSIS模式接收DSG数据，并且当信道搜索器成功确保信道时，改变为DSG模式，以及当信道搜索器未能确保信道时，改变为DOCSIS模式。
12、根据权利要求10所述的数字广播接收机，其特征在于还包括：数据库，用于根据信道搜索器的信道搜索失败，存储未能搜索到信道的条件。
13、根据权利要求11所述的数字广播接收机，其特征在于模式改变器包括：
检测器，用于当未能在DOCSIS模式中确保信道时，通过数据库检测未能确保信道的因素；以及
恢复器，用于当未能确保信道的因素是物理因素时，重新尝试搜索信道并同时保持DSG模式，以及当没有接收到DSG数据时，保持DOCSIS模式。
14、根据权利要求10所述的数字广播接收机，其特征在于还包括：地址注册器，用于当通过恢复器恢复DSG模式时，将介质访问控制MAC地址注册到CMTS。
15、一种开放式电缆数字广播系统，包括：
电缆调制解调器端接系统CMTS，用于接收来自服务信息服务器和条件访问服务器之一的基于电缆的数据服务接口规范DOCSIS机顶盒网关DSG数据，并发送DSG数据；
电缆调制解调器，用于当未能确保CMTS的信道时，确定是否已经接收到DSG数据，并且在未能确保CMTS的信道之后，仅当没有接收到DSG数据时才执行DOCSIS模式，而当接收到DSG数据时执行DSG模式；以及
多个DSG信道，每一个DSG信道具有广播头端，用于在DSG模式中通过网络接收、创建并重新传送来自数字广播服务器的节目。
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