CN1237810C - 数据广播系统 - Google Patents

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Abstract

面向用户无线广播数字网络来源信息的全部内容的一种数据通信系统和方法是由软件工具来实现的，利用软件工具作为内容来源，编制，以及通过一种宽带广播媒体接收计算机型式的数字信息，这种数据通信系统独立于任何广播硬件，并且可以利用IP-Multicast，RS422，RS232和TCP/IP型通信同时编制许多不同服务的广播，例如有标准文件，网址，节目指南和旋转文件，能够同时通过电视VBI，无线电副载波，卫星(DSS，DVB)，MPEG-2，寻呼网络，电话网络，局域网，和Internet进行广播。在数据流中按照片段(或数据包)向广播站硬件传送文件内容，片段可以由客户接收机重新组装成文件。

Description

数据广播系统
相关申请
本申请要求享有1999年4月15日提交的美国临时申请号60/129,754的权益。
发明领域
本发明涉及到广播系统，它包括用现有的音频/视频广播发送数字信息。本发明具体涉及的广播系统包括用现有的音频/视频广播发送数字信息，利用软件工具产生，编制，以及通过一种宽带广播媒体发送和接收计算机型式的数字信息。
发明背景
为公众提供信息的需求是信息提供者不断面临的挑战，当今现有的各种工业包括无线电和电视工业，在线服务的Internet提供者利用电话线传送包含信息的信号。这样就能利用无线通信技术或者是利用提供在线服务的有线(电缆)通信技术为公众提供信息。通过World WideWeb(WWW)的Internet当然是公众的一个主要信息来源。尽管个人计算机作为便利个人获取信息的一种装置是一种极好的工具，供个人计算机设备使用的数字形式的信息内容会受到通过调制解调设备利用在线服务的限制。
音频/视频工业利用无线广播技术为公众提供了一种信息通信的良好途径。然而，在当今的工作环境中，传统的音频/视频设备不是作为工作面工具的一部分来提供的。所采用的音频/视频设备都是用于娱乐目的。音频/视频设备采用的广播信号不包括诸如通过在线服务发送的数字信号信息等数字信号信息。另一方面，计算机设备已经包括了作为计算机硬件多媒体部件的一部分的音频/视频外围设备，并且包括用来将在线音频/视频数字信号传输转换成视听信息的数字信号接收装置。
在Payne等人的美国专利U.S.6,021,433中已经提出了对有益地组合多媒体，无线和有线在线服务的系统的需求。Payne等人的专利提供了一种数据通信系统，能够将在线网络连接到在线和离线计算机，并且广播有用的网络信息的核心通告部分(标题)。计算机用户接收的通告中包括有关标题的输入消息。Payne等人的专利还以包含数据包的标题形式提出了无线广播的URL，可以用来获取详细的数据。’433专利同时还提供了利用无线广播，小范围广播和定点广播传输网络来源标题消息的一种数据通信系统，这样就需要有一种数据通信系统和方法，它应该能够无线广播网络来源信息的全部内容而不仅仅是象Patne等人的专利US.6,021,433所说的还需要用户通过进一步动作才能获取详细信息的那种有关内容的通告。
因此，本发明的主要目的是提供一种数据通信系统和方法，它能够向用户无线广播数字网络来源信息的全部内容。
发明简述
为用户提供一种能够广播数字网络来源信息的全部内容的数据通信系统和方法的上述主要目的是由软件工具来实现的，利用软件工具作为内容来源，编制，以及通过一种宽带广播媒体发送和接收计算机型式的数字信息。本发明的数据通信系统在商业上称为Jetstream，在市场上由Skystream Corporation of Thunder Bay，Ontario，Canada(以前称为VarunaSoftware Inc.)销售，它具有一个基于TCP/IP的通信层，能够跨越局域网LAN或广域网WAN运行一整套应用。这一层还能使该系统适合任何规模的操作，从一台计算机到大型的计算机网络。这种软件工具包括一个服务器/前端设备，本文中称其为Jetstream Server/Head终端(Suite)，一个客户/最终用户端，本文中称其为Jetstream客户/终端，和一种被称为Jetstream Stream Format的数据流格式。Jetstream Server Suite是一组集成的软件应用程序，经设计和测试可以在个人计算机操作系统上运行，例如商用的Microsoft Windows NT4.0操作系统一样。这一组服务器终端应用被用来完成有计划地收集和发送来自诸如WWW网络数字信息的全部内容。本发明包括以下模块：
服务器/前端设备
*被称为JetWeb的一种应用程序，用来荻取Internet信息并且在本地进行存储。
*被称为JetQueue模块的一种应用模块，用来发送有计划的服务，支持IP-Multicast，RS422，RS232和TCP/IP通信，能够通过包括电视，VBI，无线电副载波，卫星(DSS，DVB)，MPEG-2，寻呼网络，电话网络，局域网，Internet的管道进行广播。
*被称为控制中心的一种应用模块，用来为外部模块编制任务，所有其他模块都能由指令中心来遥控，允许集中组织的任务和服务。
*一种被称为JetMonitor的应用程序，驻留在所有Jetstream系统上，可用来发出和响应遥控指令并且向远程模块报告状态。
客户/最终用户端
*一种被称为JetStream客户的应用程序.用于解码和接收全部内容的广播数据，供计算机桌面使用全部内容的信息，可以存储文件，网址缓存，和打开数据流(插口)。
*一种被称为JetStream节目指南的应用程序，供用户选择要接收的服务，或者是查看输入服务的时间表，并且查看已经接收的目录，它还包含一个旋转信息(广告)标识。
本发明的数据通信系统利用一种工业标准的ODBC数据库(支持MSAccess，Informix，SQLServer，Intrabase，ORACLE等等)，用来在计算机硬盘介质上集中编制和存储数据。这样就能便利和有效地将数据与输入客户现有的支持办公室(back office)系统集成。本发明的数据通信系统被设计成独立于任何广播硬件，并且可以用来同时在许多不同媒体上编制许多不同服务的广播，例如有标准文件，网址，节目指南和旋转文件。服务文件的来源是一个模块源(Fetched)，它又向广播站的硬件发送文件。文件内容由JetQueue在一个数据流中按本文中称为JetStream数据包的片(或包)发送给广播站的硬件，打包是按照本文中称为Jetstream StreamFormat的格式来格式化的。举例来说，用源自本文中称为JetWeb模块的一个来源模块的网址服务类型建立与这一特定网址的连接，下载网址文件(类似于一个网络浏览器)，分析接收的HTML，查看任何参考的要素并且取得这一要素。对网址服务文件打包后发送给由JetQueue模块确定的广播站的硬件，用来供客户接收。
从名为“本发明的详细说明”的一段中可以看出本发明的其他特征。
为了更好地理解本发明，以下要参阅附图。
附图简要说明：
图1.0是表示本发明的基于内容的数据通信系统的一个方框图，图中表示了一个服务器/前端设备，一个宽带广播系统，和一个客户/最终用户端。
图2.0是一个流程图，表示按照本发明的基于内容的打包构筑方法。
图3.0是按照本发明的一个基于内容的打包的示意图，用来表示标题字节和数据字节的分配。
图4.0是一个方框图，表示按照本发明的用于服务器操作的一种服务器/前端设备的目标层次。
图5.0的方框图表示服务器/前端设备JetQueue控制中心，用来说明选定的系统部件的相互作用，例如是Jetserver窗口，用来监视和控制发送预定的基于内容的数字数据通信服务。
图6.0是按照本发明的Queue Properties的一例JetQueue控制中心计算机显示窗口，表示关于预定服务的传输的一般状态信息。
图7.0是按照本发明的一例客户/终端计算机显示窗口，用来表示被称为Jetstream节目指南的一种可提供服务的节目指南清单。
图8.0是按照本发明的一例客户/终端计算机显示窗口，用来表示被称为Jetstream节目指南的一种节目指南清单和预订服务的状态。
图9.0是按照本发明的一例客户/终端计算机显示窗口，用来表示被称为Jetstream广播接收器的用来接收服务的一种广播接收机的开/关控制。
图10.0是按照本发明的一例客户/终端计算机显示窗口，用来表示被称为Jetstream广播接收器的一种包括用来查看其他选项的弹出窗口的广播接收机服务特征的开/关控制。
图11.0是按照本发明的一例客户/终端计算机显示窗口，用来表示被称为Jetstream Statistics的一种从图10.0所示的弹出窗口中选择的广播接收机服务的统计图。
本发明的详细说明
图1.0是表示本发明的基于内容的数据通信系统(Jetstream)100的一个总体示意图。如图所示，基于内容的数据通信系统100包括一个服务器/前端设备110，一个宽带广播系统120，和一个客户/最终用户端130/140。Jetstream 100是一种数据广播系统，并且服务器/前端设备110能够便于广播站为它们现有的音频/视频广播添加数字信息的传输。服务器/前端设备110和一个客户/最终用户端130/140构成了一个软件工具，它能够产生，编制和接收广播站发送的数字信息。
Jetstream 100软件工具是以服务的概念，模块，和作业为基础的。服务的定义是计算机文件的逻辑组合，模块的定义是对一项服务的文件执行一项具体任务的一种程序，而作业被用来控制在一个模块执行分配给它的任务的时间。服务的例子包括一种标准文件，它是一组无关的文件，网址服务是构成一个WWW网址的文件，节目指南服务是用来更新客户节目指南目录的文件，而旋转文件服务是不确定的一组相关文件。由广播站决定产生和发送何种服务。模块包括获取模块，发送模块，以及获取和发送的组合。参见图1.0，获取模块包括网络获得(webget)，也称为Jetweb，并且被用来更新一项服务内部的文件，用来增/删/修改文件。如图1.0所示，荻取模块还包括获得邮件的模块。发送模块是诸如JetQueue的模块，它将一项服务内部的所有文件发送给用来向客户实际广播信号的广播站硬件。如图5.0所示，JetQueue是主要发送模块。组合的获取/发送模块包括JetControl模块和JetMonitor模块。JetControl是一个控制中心模块，它对标准文件和旋转文件服务执行获取操作。JetMonitor对文件服务不执行任何任务，但是在一种分布环境中被用来开始和停止模块。表1.0对模块来源(荻取)，服务文件，以及用哪一个模块向广播站专用硬件发送文件的服务种类进行了分类。
  服务类型   服务文件是由谁控制的   服务文件是由谁发送的
  标准文件   控制中心   JetQueue
  网址   JetWeb   JetQueue
  节目指南   JetQueue   JetQueue
  旋转文件   控制中心   JetQueue
表1.0服务类型和模块之间的关系
由作业控制一个模块执行为某一服务分配给它的任务的时间。作业被编制成按照规定的时间和日期运行。作业被分配给一项服务和一个模块。作业可以是单一作业或者是重复作业。单一作业是为了在特定日期/时间运行一次而编制的。重复作业是为了在特定日期/时间运行而编制的，并且自身能重新安排时间在以后的日期/时间再次运行。例如，一个重复作业可以编制成每两小时重复一次。表2.0是按照服务类型和模块在运行一个“服务/模块对”时的情况来划分的。
  服务类型   JetWeb模块   JetQueue模块
  标准文件   n/a   在服务中向广播站的硬件发送所有文件
  网址   建立与特定网址的连接，下载网址文件(象网络浏览器一样)，分析接收的HTML，查看任何参考要素，然后还要取得这些要素。在每次设置服务时重复。   在服务中向广播站的硬件发送所有文件
  节目指南   n/a   产生一个包含关于有效服务的所有信息的文件，并且将其发送给广播站的硬件
  旋转文件   n/a   从服务中选择一个(仅仅一个)文件发送给广播站的硬件
表2.0“服务类型/模块对”运行结果
在客户/最终用户端的软件工具包括带有若干支持工具的两种主要应用。主要客户应用工具是Jetstream广播接收机，它收听JetQueue发送的输入数据流，以及Jetstream节目指南，它为客户操作提供一个GUI，管理服务预订，显示广播时间表，并且显示来自接收机的有效操作。广播接收机在背景中用图标盘的小字形连续显示。节目指南可以随时起动，不需要在信号接收时操作。
Jetstream 100的工作是将文件的全部内容划分成小片(数据包)，为每个数据包添加一些数据包头信息，并且向客户发送文件数据包。由客户/最终用户软件将数据包重新组装成原始文件。所有Jetstream广播的核心就是这种广播Jetstream数据包，它包含来自上述服务的数字数据信息的全部内容，并且是本发明与其他相关技术例如是Payne等人的专利U.S.6,021,433的区别。以下的表3.0描述了本发明的一种Jetstream数据包。
  数据流号   在JetQueue上可以同时起动多项作业，数据流号为客户确定这一数据包来自哪一个作业
  打包号   在数据流内为每一个数据包编号，这样客户就能确定在传输中是否有数据包丢失，这是常见的。
  数据包大小   数据块的大小
  内容   (参见表4.0)
  数据   数据的基本意思是指内容
  同步字节   用来指示数据包结尾的一个特殊字节
表3.0Jetstream数据包
以下的表4.0将一个Jetstream数据包内部划分成内容对数据
 内容的值是  数据包的数据部分包含
 JS_JobBegin  一项新作业开始的细节，它的服务代码，作业名等等
 JS_EntryBegin  一个新文件开始的细节，文件名，URL数据，预计大小
 JS_EntryData  实际文件内容
 JS_EntryEnd  当前文件入口已经完成的指示
 JS_JobEnd  当前作业已经完成的指示
表4.0打包内容对数据
表5.0表示为一项标准文件服务运行的一个作业。标准文件中包括小于1K字节的三个文件(file1.txt，file2.txt和file3.txt)。JetQueue开始在标准服务上运行一项作业，并且向客户发送数据包。
 打包顺序是：(在这一内容上产生一个Jetstream数据包)   提示客户
 JS_JobBegin(带有唯一的数据流号)   已经开始按这一数据流号发送文件服务
 JS_EntryBegin(开始发送file1.txt)   打开用于接收的file1.txt
 JS_EntryData(file1.txt的内容)   将数据块保存在file1.txt
 JS_EntryEnd(结束file1.txt的传送)   关闭file1.txt
 JS_EntryBegin(开始发送file2.txt)   打开用于接收的file2.txt
 JS_EntryData(file2.txt的内容)   将数据块保存在file2.txt
 JS_EntryEnd(结束file2.txt的传送)   关闭file2.txt
 JS_EntryBegin(开始发送file3.txt)   打开用于接收的file3.txt
 JS_EntryData(file3.txt的内容)   将数据块保存在file3.txt
 JS_EntryEnd(结束file3.txt的传送)   关闭file3.txt
 JS_JobEnd(对这一数据流号的作业已完成)   接收到这一服务的所有文件
表5.0传送一个数据包顺序的例子
图2.0表示一个程序200，用于将文件划分成数据包，例如是图3.0中所示的打包300。这一打包构筑程序200从步骤201开始，在一个数据存储器中分配内存，例如是服务器/前端设备110的一个ODBC数据存储器单元部件。在步骤202读出(而不是产生)文件的内容。然后在步骤203用一种压缩算法压缩文件数据以减少数据包的大小。然后在步骤204用一种加密算法对压缩的数据加密，产生扰频的数据包。然后在步骤205对加密的数据包执行组帧。在步骤206添加一个后缀，用来指示数据包的结尾(EOP)。然后在步骤207a，207b和207c添加所需的数据包，步骤207a表示对NABTS的一种包装(产生正向纠错(FEC)包，某某行和包头)，步骤207b表示对空数据(Null)不包装(Wrap)，而207c表示对JPT的打包(Jetstream数据包传输.它是一个完整Jetstream数据包的组成部分，并且添加了数据包头信息)。然后在步骤208向广播站硬件发送修改过内容的文件，随后在步骤209破坏这一数据包，以便在存储器单元部件中恢复/释放内存。图3.0表示有127字节长度的数据包300，其中的0-4字节被分配给数据包头H信息，字节5-126被分配给数据。表6.0表示本发明的打包格式的附加细节。
  字节#   说明   细节
  0，1，2   数据包地址   3个演示字节，指示一个JPT数据包的起点，每个字节必须是0-15(例如242)
  3   连续性索引   1个演示字节，指示整个Jetstream数据包的组成部分是从0开始到内容标志指示EOP结束(根据需要从15到0包装)
  4   内容标志   1个演示字节，位屏蔽，用来指示位0-完整/完整的数据包*(增加填料？)位-1-最后的Jetstream数据包块
  位2，3-Future Fee/CRC细节？
  5-126   数据块   Jetstream数据包的透明部分
表6.0Jetstream打包格式详细信息。
(*注意：装填数据是根据需要添加到数据包结尾的，首先添加的字符是OxEA，然后是根据需要的许多0x15，构成127字节JTP数据包大小)。
图4.0是一个方框图，表示按照本发明的用于服务器操作的一种服务器/前端设备的目标层次。这种层次能够将所有服务器操作封装在数据库中并且取出。
图5表示利用JetQueue模块发送有计划的服务，支持IP-Multicast，RS422，RS232和TCP/IP通信，它能够通过图1.0所示的管道向一个客户/使用者终端130/140广播，这种管道包括电视，VBI，无线电副载波，卫星(DSS，DVB)，MPEG-2，寻呼网络，电话网络，局域网，因特网。JetQueue的两个成分是控制Center Midi Window(JetServer Window)和用来为硬件传输设备驱动动态连接库(DLL)(Jetstream广播服务)的广播服务。按照本发明的一个实施例，用因特网协议(IP)向被称为DBN的无线网关迁移数据。图6.0表示排队(JetQueue)一般特性的一个计算机显示窗口。由这一窗口来配置服务器特性。例如是配置从排队到一个插入设备(串行RS232，UDP/IP，TCP/IP等等)的路由。还可以从这一窗口中指定每秒的传输比特率。还可以用这一窗口来配置广播格式。例如是为卫星(DVB)发射配置没有包装的Jetstream。可以允许或禁止数据包压缩。
通过一个节目指南来提供客户接收机，节目指南中包含关于可提供的服务的信息，并且允许用户选择接收或忽略这些内容。将内容作为文件保存在用户计算机的存储单元中，或者是高速缓存在网络浏览器中用于在使用节目指南时发布这种信息。图7.0是一例客户/终端计算机显示窗口，用来表示本发明的可提供的服务的节目指南清单。节目指南起源自设在控制中心的服务器/前端设备，并且可以包括可供用户使用的一组缺省的服务。用户同样可以选择一种文件服务，产生文件服务，并且装载需要的文件，文件服务还包括节目指南中的作业。节目指南必须要取得网址服务，并且按类似的方式发送和处理。图8.0是一例客户/终端计算机显示窗口，用来表示一种节目指南清单和预订服务的状态。图9.0是一例客户/终端计算机显示窗口，用来表示被用于接收服务的一种广播接收机的开/关控制。图10.0是一例客户/终端计算机显示窗口，用来表示一种包括用来查看诸如统计等其他选项的弹出窗口的广播接收机服务特征的开/关状态。图11.0是一例客户/终端计算机显示窗口，用来表示一种从图10.0所示的弹出窗口中选择的广播接收机服务的统计图。
本发明是参照其特定的实施例和特征来具体表示和描述的。然而，本领域的技术人员很容易看出，无需脱离权利要求书所述的本发明的原理和范围还能对其形式，材料和设计细节作出各种各样的变更和修改。

Claims (3)

1.一种利用现有的音频/视频广播无线发送数字信息的方法(200)，上述方法的特征在于以下步骤：
通过服务器端装置(110)在广播中编制，收集和发送至少一类数字信息服务的完整的数字数据库内容，所述服务器端装置为准备广播的上述全部数字数据内容进行编码；
通过客户端装置(130/140)选择性地解码和连续地接收广播的全部数字数据库内容并将其存储在客户本地存储单元中，并且提供上述至少一类数字信息服务的全部信息内容，独立于节目指南的操作而响应于所述客户端选择来接收所述广播的全部数字数据库内容；以及
向上述客户端装置(130/140)无线发送上述全部数字数据库内容，供上述数字信息服务的用户来操作和使用。
2.根据权利要求1所述的无线发送数字信息的方法(200)，其特征是上述编码包括将文件划分成至少一个数字信息的数据包的以下步骤：
在上述服务器端装置(110)的数据存储器单元部件中分配存储器(201)；
读出文件的数据内容(202)；
压缩(203)读出的文件数据；
对压缩的数据加密(204)；
对加密的数据包组帧(205)；以及
为上述至少一个数据包添加(206)一个结尾(EOP)指示。
3.根据权利要求2所述的无线发送数字信息的方法，其特征是上述方法还包括以下步骤：
利用从包装选项中选择的附加信息包装上述数据包，所述包装选项包括对NABTS的包装(207a)，对空数据不包装(207b)，以及对JPT的包装(207c)；并且
在无线发送之后破坏一个编码的数据包(209)，破坏上述编码的数据包是为了在所述存储器单元部件中释放存储器。
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