CN100525431C - 用于数字电视的互动增值服务支撑平台系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字电视互动增值服务支撑平台系统。它包括前端播出系统、业务管理系统、混合光纤同轴电缆网、回传业务网和多个机顶盒，机顶盒上具有移动通信功能模块和业务运行环境中间件，回传业务网为移动通信网，该移动通信网通过互联网连接业务管理系统。在本系统中，通过机顶盒业务运行环境中间件的解析和表现，充分发挥了数字电视广播的优势，结合移动通信网提供的多种回传方式，可以提供丰富多彩的交互式和个性化业务。本发明可以用于有线、地面和卫星数字广播系统，能够满足中国数字电视现在和未来发展的需要。

Description

用于数字电视的互动增值服务支撑平台系统

技术领域

本发明涉及一种用于数字电视的互动增值服务支撑平台系统，属于数字电视技术领域。

背景技术

中国的数字电视产业已经进入了快速发展阶段。国家广电总局陆续制订并发布了推进电视数字化整体转换的有关政策，并且发布了《我国有线电视向数字化过渡时间表》，要求在2010年全面实现数字广播电视，2015年停止模拟广播电视的播出。根据《广播电视信息》发布的《2005-2006中国数字电视产业报告》显示，截至2005年底，中国有线数字电视用户达到439.3万，到2006年底这一数字将突破1000万。

数字电视的优点在于可基本实现高保真传输，即图像、伴音质量与演播室效果无差异，同时由于采用数据压缩技术，传输一套模拟节目的频道可用来同时传输4～6套数字电视节目，大大降低发射、传输费用。数字电视除了带来更多的频道，更好的图像质量外，还可以开展许多增值业务。它是数字技术、微电子技术、网络技术和通信技术等高新技术的综合应用，在“三网融合”发展过程中起着重要作用。

数字电视与模拟电视相比较，不同之处还在于突破了传统模拟电视单向广播式的服务模式，可以实现双向的互动电视服务。双向互动服务是数字电视的一个重要技术特点，它代表了电视的未来发展方向，是对传统电视的一场革命，是数字电视的主要推动力。只有实现了互动服务，数字电视产业才能开展如视频点播、网络游戏、电子商务、VoIP等增值业务。这些增值服务是数字电视运营商构造未来盈利模式的业务核心。但是，数字电视要实现互动电视服务，就必须对整个数字电视支撑系统平台作较大的改进，使之能够支持用户和数字电视服务商之间的双向信息交流。

现有的数字电视支撑系统平台仍然以广播式的服务模式为主，主要的业务就是单向传送电视节目。在用户信息的回传方面，现有技术使用的模式就是使用广域网或者电话线进行回传，操作起来十分不方便。由于上述诸多的技术限制，无法给用户提供更丰富的选择和更精彩的业务。因此，目前开展的基于本地交互的数据广播等增值业务收效甚微，数字电视运营商也难以寻找到广阔的运营空间。

另一方面，目前开展数字电视互动增值服务的通用处理方法是采取中间件方式。中间件方式解决了数字电视从前端、到接收端、再到应用程序这个产业链不被单一厂家技术垄断，从根本上解决了运营成本的问题。现在主要有欧洲的DVB-MHP、美国的ATSC/OCAP和日本的ARIB等中间件标准，中国的中间件标准DTVM《数字电视中间件技术规范》(草案)已经完成。

但是，采用国际标准的中间件存在方案实现复杂、需支付高额知识产权费用等问题，而国内的中间件标准尚未正式颁布，仍然存在标准不一致、使用私有技术、产品不成熟等问题。如何在现有数字电视平台的基础上，提供一种高经济性、高开放性、高移植性和高扩展性的数字广播电视互动增值服务支撑平台系统，以满足中国数字电视整体转换过程中日益增长的互动增值业务需求，仍然是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于数字电视的互动增值服务支撑平台系统。该系统利用现有移动通讯网络如中国移动的GSM网、中国联通的GSM/CDMA网作为数据回传通道，只需要很少的投入就能实现双向互动的数字电视增值业务服务。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种用于数字电视的互动增值服务支撑平台系统，包括前端播出系统、混合光纤同轴电缆网和多个机顶盒，所述机顶盒具有移动通信功能模块，其特征在于：

所述服务支撑平台系统还包括业务管理系统和回传业务网；

其中，所述业务管理系统包括业务发布系统、注册认证授权系统和用户管理系统，它们连接到交换机上，并通过路由器连接互联网；

所述回传业务网为移动通信网，该移动通信网通过WAP服务器和回传业务网关连接到互联网上，以实现与所述业务管理系统的连接。

其中较优地，所述移动通信网为至少提供GSM/GPRS/CDMA/SMS服务中任意一种的通信网络。

其中较优地，所述业务管理系统至少还具有增值应用服务支撑系统和交互数据播控系统，所述交互数据播控系统分别与所述前端播出系统和所述增值应用服务支撑系统相连接。

其中较优地，所述增值应用服务支撑系统包括增值业务设计器、内置增值服务模块和第三方增值服务模块，内置增值服务模块和第三方增值服务模块分别通过专线与所述增值业务设计器相连接。

其中较优地，所述交互数据播控系统直接与所述增值业务设计器相连接，并通过专线分别与所述内置增值服务模块和所述第三方增值服务模块相连接。

其中较优地，所述交互数据播控系统以两种模式播放交互应用数据，第一种是通过单向广播前端系统和MPEG基础通道，通过广播方式传输大数据量信息；第二种是利用互联网接入门户和IP基础通道传输自定或者点对点信息。

其中较优地，所述业务管理系统中具有业务网关，所述业务网关与所述交换机相连接。

其中较优地，所述机顶盒中具有业务运行环境中间件系统，所述中间件系统处在机顶盒驱动层和应用程序层之间，包括系统资源管理器、安全管理器、图形管理器、SI/PSI/私有表解析器、TCP/IP协议栈、DC/OC协议栈、CA接口、字库引擎、Java虚拟机、应用程序管理器和交互应用描述语言引擎。

其中较优地，所述回传业务网中具有回传业务网关和代理系统，用于实现回传交互业务的身份认证、安全通讯以及业务数据的转发、加工和处理。

其中较优地，所述服务支撑平台系统通过回传业务网关和代理系统与数字电视增值服务商的系统对接。

本发明所提供的数字电视互动增值服务支撑平台系统通过机顶盒业务运行环境中间件的解析和表现，充分发挥了数字电视广播的优势，结合移动通信网提供的多种回传方式，可以提供丰富多彩的交互式和个性化业务。本服务支撑平台系统可以用于有线、地面和卫星数字广播系统，能够满足中国数字电视现在和未来发展的需要。

附图说明

下面，参照附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1所示为一种将移动通信网作为回传信道的数字电视网的系统组成示意图。

图2所示为数字电视互动增值服务支撑平台系统进行数字电视增值服务业务时的运作流程图。

图3为交互数据播控系统以两种模式对外播放交互应用数据的示意图。

图4为业务运行环境中间件系统的整体组成结构示意图。

图5为业务运行环境中间件系统处理一个从前端播发到机顶盒的简单交互应用的过程示意图。

具体实施方式

图1为一种将移动通信网作为回传信道的数字电视网的系统组成示意图。该数字电视网是本发明提供的数字电视互动增值服务支撑平台系统(以下简称为服务支撑平台系统)的硬件平台，主要包括前端播出系统、业务管理系统、HFC(混合光纤同轴电缆网)和回传业务网。其中，前端播出系统包括解码器、复用器、加扰器和调制器，用于实现数字电视信号的播出。业务管理系统包括业务发布系统、注册认证授权系统、用户管理系统等，它们连接到一个交换机上，再通过路由器连接互联网。另外，该业务管理系统中还具有业务网关，该业务网关与上述交换机相连接。HFC是利用混合光纤同轴来进行宽带数字通信的CATV网络，它是传播数字电视信号的基础硬件平台。回传业务网是为数字电视用户与业务管理系统提供信息交互服务的通信网络，它可以通过移动通信网来实现。该移动通信网通过WAP服务器和短信网关连接到互联网上，从而实现与业务管理系统的连接。

在图1所示的数字电视网中，实现信息回传的移动通信服务为中国移动所提供的GPRS业务和/或短信(SMS)业务。GPRS是GeneralPacket Radio Service的英文简称，中文为通用无线分组业务，它是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。GPRS业务具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点，下载资料和通话可以同时进行。由于GPRS具有上述的诸多优点，因此很适合用来实现数字电视网的回传服务。当然，图1中所示的GPRS只是一个示例。信息回传业务也可以使用SMS业务平台或者CDMA/GSM通信平台来实现，在此就不一一举例说明了。

图1中所示的用户终端是数字电视机顶盒。数字电视机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备，它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原，产生模拟的视频和声音信号，通过电视显示器和音响设备给观众提供高质量的电视节目。目前，数字电视机顶盒已成为一种嵌入式计算设备，具有完善的实时操作系统，提供强大的CPU计算能力，用来协调控制机顶盒各部分硬件设施，并提供易操作的图形用户界面，如增强型电视的电子节目指南，给用户提供图文并茂的节目介绍和背景资料。同时，数字电视机顶盒还可以实现如因特网浏览、视频点播、家庭电子商务等多种应用。

本数字电视网中所使用的机顶盒需要安装支持GSM/CDMA/GPRS等业务的通信模块。这并不难于实现，例如中国实用新型专利“具有移动回传功能的地面数字电视接收终端”(专利号：ZL 200420102664.0，公告日：2006年1月4日)就是一种安装有上述移动通信功能模块，支持通过移动通信网络进行回传的机顶盒。

本发明所提供的服务支撑平台系统是为运营商开展从端到端的数字电视增值服务的业务支持系统。该系统可以分为增值应用服务支撑系统、交互数据播控系统、终端设备业务运行环境中间件系统、回传业务网关和代理系统等。其中，增值应用服务支撑系统和交互数据播控系统属于图1所示的数字电视网中业务管理系统的功能子系统，终端设备业务运行环境中间件系统是嵌入上述的数字电视机顶盒之中的，回传业务网关和代理系统是图1中所示的回传业务网的重要组成部分。

图2所示为该服务支撑平台系统提供数字电视增值服务业务时的运作流程图。视频和音频数据传送给多路通信发送器，再经过加扰器进行加扰处理之后，送入调制器中进行调制，然后送入HFC网络，向终端电视用户传送。在终端电视用户处，使用的机顶盒上具有支持移动通信服务的通信模块和以中间件形式存在的业务运行环境中间件系统。该机顶盒可以通过PSTN/xDSL/Cable Modem/GSM/GPRS/CDMA/SMS等通信信道与回传业务网关和代理系统相连接。回传业务网关和代理系统连接内置增值服务模块和第三方提供的增值服务模块。这两个增值服务模块通过专线连接增值业务设计器和交互数据播控系统。交互数据播控系统连接上述的多路通信发送器。另外，上述的回传业务网关和代理系统还分别与注册认证授权系统、用户管理系统相连接。用户管理系统连接注册认证授权系统，注册认证授权系统与上述的加扰器相连接。

增值应用服务支撑系统包括图2中所示的内置增值服务模块、第三方增值服务模块和增值业务设计器。内置增值服务模块和/或第三方增值服务模块通过专线与增值业务设计器相连接，交互数据播控系统直接与所述增值业务设计器相连接，并通过专线与内置增值服务模块和/或第三方增值服务模块相连接。增值业务设计器提供了用于交互增值应用开发和制作的可视化开发环境，它主要由可视化页面制作和编辑工具、交互应用模版库、模拟测试器等组成。增值应用服务支撑系统可以接受Dream weaver或者FrontPage等HTML开发工具制作的HTML页面作为原始输入数据，以便进一步的编辑和修改。内置增值服务模块包括用于实现收视率调查、业务即时订购、VOD视频点播等功能的子系统。另外，第三方厂商也可遵循有关的开发规范和接口定义开发相关的增值服务模块在本服务支撑平台系统上运行。

数字电视增值服务开发商通过进行交互页面和应用描述，可以实现快速开发和布置各种交互增值应用服务，将各种增值服务的静态数据、应用程序或脚本和音频、视频数据流结合在一起，通过交互数据播控系统进行播放。

交互数据播控系统由交互应用数据服务器、交互应用数据OC/DC/IP编码器、交互应用播放控制器、数据广播服务器和节目信息编辑器(包括EPG编辑器、SI/PSI编辑器、交互数据私有描述表格编辑器等)等组成。它与前端播出系统中的多路通信发送器相连接。该系统根据交互数据(异步交互应用数据、严格同步交互应用数据和非严格交互同步应用数据)的要求和节目信息，完成交互应用数据内容的获取、播出调度和控制，按照数字存储媒体指令和控制(DSM-CC)标准中规定的OC/DC或者IP方式封装编码，最后进入数字电视前端复用器播出。通过和现有多种数字电视前端设备如复用器、自动播出系统、IP-DVB网关、用户管理系统、注册认证授权系统等集成，完成播放和控制。交互数据播控系统的数据来源包括增值应用服务支撑系统所产生的交互应用文件、动态数据和实时数据等。通过绑定同步信令，可以实现TS流数据同步机制。

如图3所示，交互应用数据可以以两种模式对外播放，第一种是使用单向广播前端系统和MPEG基础通道，通过广播方式传输大数据量信息。这种方式适合于使用率较高的视频文件。第二种是利用双向互联网接入门户和IP基础通道传输自定或者点对点信息，这种方式适合于任何的数据文件。在双向互联网接入门户与单向广播前端系统之间，可以直接进行数据转移操作。

业务运行环境中间件系统是在数字电视机顶盒内部执行和管理交互增值应用的中间件系统。它处在机顶盒驱动层和应用程序层之间，采取模块化设计，具有良好的可配置性，运营商和机顶盒厂商可以根据实际业务需求选择要安装的模块。

该中间件系统的整体组成结构如图4所示，包括作为核心层模块的系统资源管理器、安全管理器、图形管理器、SI/PSI/私有表解析器、TCP/IP协议栈、DC/OC协议栈、CA接口、字库引擎等。此外，该中间件系统还具有Java虚拟机、应用程序管理器以及能够解读交互应用描述语言的引擎等。

在本发明中，用于描述交互应用任务的是基于HTML/XHTML/DHTML/SMIL/XML等开发的一种交互应用描述语言。该语言可以提供了交互数据(异步交互应用数据、严格同步交互应用数据和非严格交互同步应用数据)同步标签、动作标签等扩展内容，并可以支持DOM(Document Object Model)、CSS(Cascading StyleSheets)、JavaScript和ECMA Script等功能。结合Java本身的功能，该交互应用描述语言可以提供全系列的本地交互和远程交互功能。

另外，根据交互应用任务的不同，在本发明中也可以使用交互应用描述语言的不同档次(Profile)或子集，以减轻机顶盒对交互应用描述语言解析和支持的资源需求。这种不同档次的交互应用描述语言如表1所示。

 

Profile/档次	标准功能	扩充功能	备注
				iCanwTV-ML Lite	精简HTML	同步时间标签、动作脚本

 

iCanwTV-MLTVBrowser	精简HTML	支持机顶盒浏览器	类WAP协议，方便机顶盒浏览
				iCanwTV-MLStandard	标准HTMLCSS-TV、JavaScript/ECMAScript、DOM	包括以上扩展
iCanwTV-MLPremium	包括以上标准功能XHTML、DHTML、SMIL、XML	包括以上扩展

表1  不同档次的交互应用描述语言

下面，结合图5介绍上述业务运行环境中间件系统处理一个从前端播发到机顶盒的简单交互应用的过程。

如图5所示，视频和音频数据直接传送给复用器，HTML文件和JAVA源文件则经过广播文件系统后再传送给复用器。复用器将获得的数据传送给解复用器，经解复用器解码之后，分解成视频、音频、HTML和JAVA源文件。其中，视频文件和音频文件通过传统的译码机制译码之后，传送给数字电视终端进行显示，HTML和JAVA源文件则进入上述的业务运行环境中间件系统，机顶盒通过执行上述文件中包含的指令，实现数字电视系统提供的交互应用增值服务。

回传业务网关和代理系统的作用在于在数字电视网提供回传通道的情况下，完成回传交互业务的身份认证、安全通讯，根据业务类型，进行业务数据的转发、加工和处理；同时回传业务网关和代理系统可以作为Web应用系统如网上商城的前端代理服务器，将现有的Web服务后端系统和数字电视网结合在一起。根据增值业务性质，回传业务网关和代理系统可以和各种增值服务商的系统对接，通过数字电视前端用户管理系统、注册认证授权、视频点播等系统通信，完成用户收费、授权、点播处理。

根据回传通道的性质，回传业务网关和代理系统提供不同类型的安全认证机制，如下列的表2所示。

 

Profile/档次

安全特性

备注

 

SMS	SMS协议和自定应用加密协议	GSM/PHS
			窄带网络	自定应用加密协议	PSTN/ISDN
宽带网络	自定应用加密协议、X509数字证书、SSL/TLS/https/Kerberos协议等安全协议	GPRS/CDMA/xDSL/CM/3G非持续连接对安全性有一定影响

表2  回传业务网关和代理系统的安全特性描述

综上所述，本发明所提供的数字电视互动增值服务支撑平台系统采用模块化设计、插件式集成为主的产品设计方针，针对数字广播前端系统，以标准接口的形式与传统广播的数字广播前端系统实现无缝连接，以基于标准扩充的语言描述互动服务并播发；针对用户终端，互动服务是由嵌入到机顶盒中独立的中间件来实现的；针对双向回传，独立和易于扩充的前端接入系统和机顶盒端中间件的抽象，可以使系统适应不同的双向物理网络；整体平台结合数字证书技术，为参与运营的合作伙伴提供安全、可靠的增值服务运营管理。

上面对本发明所述的数字电视互动增值服务支撑平台系统进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (9)

1.一种用于数字电视的互动增值服务支撑平台系统，包括前端播出系统、混合光纤同轴电缆网和多个机顶盒，所述机顶盒具有移动通信功能模块，其特征在于：

所述服务支撑平台系统还包括业务管理系统和回传业务网；

其中，所述业务管理系统包括业务发布系统、注册认证授权系统、用户管理系统、增值应用服务支撑系统和交互数据播控系统，所述业务发布系统、注册认证授权系统和用户管理系统连接到交换机上，并通过路由器连接互联网，所述交互数据播控系统分别与所述前端播出系统和所述增值应用服务支撑系统相连接；

所述交互数据播控系统包括交互应用数据服务器、交互应用数据OC/DC/IP编码器、交互应用播放控制器、数据广播服务器和节目信息编辑器，所述交互数据播控系统根据交互数据的要求和节目信息，完成交互应用数据内容的获取、播出调度和控制，按照数字存储媒体指令和控制标准中规定的OC/DC或者IP方式封装编码，最后进入数字电视前端复用器播出；

所述回传业务网为移动通信网，该移动通信网通过WAP服务器和回传业务网关连接到互联网上，以实现与所述业务管理系统的连接。

2.如权利要求1所述的数字电视的互动增值服务支撑平台系统，其特征在于：

所述移动通信网为至少提供GSM/GPRS/CDMA/SMS服务中任意一种的通信网络。

3.如权利要求1所述的数字电视的互动增值服务支撑平台系统，其特征在于：

所述增值应用服务支撑系统包括增值业务设计器、内置增值服务模块和第三方增值服务模块，所述内置增值服务模块和所述第三方增值服务模块分别通过专线与所述增值业务设计器相连接。

4.如权利要求3所述的数字电视的互动增值服务支撑平台系统，其特征在于：

所述交互数据播控系统直接与所述增值业务设计器相连接，并通过专线分别与所述内置增值服务模块和所述第三方增值服务模块相连接。

5.如权利要求1所述的数字电视的互动增值服务支撑平台系统，其特征在于：

所述交互数据播控系统以两种模式播放交互应用数据，第一种是通过单向广播前端系统和MPEG基础通道，通过广播方式传输大数据量信息；第二种是利用互联网接入门户和IP基础通道传输自定或者点对点信息。

6.如权利要求1所述的数字电视的互动增值服务支撑平台系统，其特征在于：

所述业务管理系统中具有业务网关，所述业务网关与所述交换机相连接。

7.如权利要求1所述的数字电视的互动增值服务支撑平台系统，其特征在于：

所述机顶盒中具有业务运行环境中间件系统，所述中间件系统处在机顶盒驱动层和应用程序层之间，包括系统资源管理器、安全管理器、图形管理器、SI/PSI/私有表解析器、TCP/IP协议栈、DC/OC协议栈、CA接口、字库引擎、Java虚拟机、应用程序管理器和交互应用描述语言引擎。

8.如权利要求1所述的数字电视的互动增值服务支撑平台系统，其特征在于：

所述回传业务网中具有回传业务网关和代理系统，用于实现回传交互业务的身份认证、安全通讯以及业务数据的转发、加工和处理。

9.如权利要求8所述的数字电视的互动增值服务支撑平台系统，其特征在于：

所述服务支撑平台系统通过回传业务网关和代理系统与数字电视增值服务商的系统对接。

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