EA004380B1 - Universal digital broadcast system and methods - Google Patents
Universal digital broadcast system and methods Download PDFInfo
- Publication number
- EA004380B1 EA004380B1 EA200201287A EA200201287A EA004380B1 EA 004380 B1 EA004380 B1 EA 004380B1 EA 200201287 A EA200201287 A EA 200201287A EA 200201287 A EA200201287 A EA 200201287A EA 004380 B1 EA004380 B1 EA 004380B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- data
- channel
- digital
- universal
- server
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к технологии цифрового вещания и передаче «видео по требованию». В частности, в настоящем изобретении рассматриваются способы и системы, осуществляющие полный спектр цифровых услуг типа «видео по требованию», цифрового вещания и смещение по времени при использовании любых средств вещания, а также универсальная телевизионная приставка (ТП), обеспечивающая предоставление всего разнообразия цифровых услуг.The present invention relates to digital broadcasting technology and the transfer of "video on demand". In particular, the present invention deals with methods and systems that provide a full range of digital services such as “video on demand”, digital broadcasting and time shift using any means of broadcasting, as well as a universal set-top box (TP) that provides a full range of digital services. .
Предпосылки создания изобретенияBackground of the invention
Для кодирования и передачи цифровых данных могут использоваться разные механизмы. Например, Международная организация стандартизации (далее - 18О/1ЕС) разработала стандарт МРЕС-2, который используется для кодирования фильмов и сопровождающего звука. Ввиду повсеместного применения стандарта МРЕС-2 и его актуальности для настоящего изобретения, полезно провести предварительное обсуждение.Various mechanisms can be used to encode and transmit digital data. For example, the International Organization for Standardization (hereinafter - 18O / 1EC) developed the MPES-2 standard, which is used to encode films and the accompanying sound. In view of the widespread use of the standard MPEC-2 and its relevance to the present invention, it is useful to conduct a preliminary discussion.
Стандарт 18О/1ЕС МРЕС-2 излагается в четырех документах. В документе 18О/1ЕС 13818-1 (системы) определяется системное кодирование. В нем дается определение мультиплексной структуры для объединения аудио- и видеоданных и средств представления синхронизирующей информации для воспроизведения синхронизированных последовательностей в реальном масштабе времени. В документе 18О/1ЕС 13818-2 (видео) описывается кодированное представление видеоданных и процесс декодирования для восстановления изображений. В документе 18О/1ЕС 13818-3 (аудио) описывается кодированное представление аудиоданных и процесс декодирования для восстановления аудиоданных. Наконец, в документе 18О/1ЕС 13818-4 (согласование) описываются процедуры определения характеристик кодированных потоков битов и проверки соответствия требованиям, изложенным в документах 18О/1ЕС 13818-1, 13818-2 и 13818-3. Эти четыре документа (имеющие общее название «стандарт МРЕС-2») приводятся в данном случае в качестве ссылки.The 18O / 1EC MRES-2 standard is described in four documents. Document 18О / 1ЕС 13818-1 (system) defines system coding. It defines the multiplex structure for combining audio and video data and means of presenting synchronization information for playing back synchronized sequences in real time. Document 18О / 1ЕС 13818-2 (video) describes the encoded representation of video data and the decoding process for image restoration. Document 18O / 1EC 13818-3 (audio) describes the encoded representation of audio data and the decoding process for restoring audio data. Finally, document 18О / 1ЕС 13818-4 (agreement) describes the procedures for determining the characteristics of coded bit streams and checking compliance with the requirements set forth in documents 18О / 1ЕС 13818-1, 13818-2 and 13818-3. These four documents (having the common name “MPE-2 standard”) are given in this case as a reference.
В контексте цифровых вещательных систем, поток битов, мультиплицированный в соответствии со стандартом МРЕС-2, является «транспортным потоком», построенным из пакетов «пакетированных элементарных потоков» (ПЭП) и пакетов, содержащих другую необходимую информацию. «Элементарный поток» является родовым термином для обозначения одного из (а) кодированных видео, (Ь) кодированных аудио, или (с) других кодированных потоков битов в последовательности ПЭП пакетов с одним идентификатором потока. Транспортные потоки обеспечивают мультиплицирование сжатых видео и аудио потоков из одной программы с общим масштабом по оси времени.In the context of digital broadcasting systems, the bit stream multiplied in accordance with the MPE-2 standard is a “transport stream” constructed from packets of “packetized elementary streams” (PEP) and packets containing other necessary information. “Elementary Stream” is a generic term for one of (a) encoded video, (b) encoded audio, or (c) other encoded bitstreams in the sequence of AEP packets with one stream identifier. Transport streams provide multiplication of compressed video and audio streams from one program with a common scale along the time axis.
На фиг. 1, иллюстрирующей известный уровень техники, показано пакетирование видеоданных 106 видеопоследовательности 102 в поток ПЭП 108, а затем, в поток пакетов транспортного потока 112. В частности, видеопоследовательность 102 включает различные заголовки 104 и связанные с ними сжатые видеоданные 106. Видеопоследовательность 102 разбирается на сегменты переменной длины, при этом каждый из них снабжается заголовком 110 связанного с ним пакета ПЭП с образованием потока пакетов ПЭП 108. Затем поток пакетов ПЭП 108 разбирается на сегменты, каждый из которых снабжается заголовком транспортного потока 114 с образованием транспортного потока 112. Длина каждого пакета транспортного потока 112 составляет 188 байт.FIG. 1 illustrating the prior art, the packaging of video data 106 of video sequence 102 into a probe trace 108 is shown, and then into the stream packet of transport stream 112. In particular, video sequence 102 includes various headers 104 and associated video data 106. Video sequence 102 is broken down into segments variable length, while each of them is supplied with a header 110 of the associated probe package with the formation of a stream of probe packets 108. Then the stream of probe packets 108 is disassembled into segments, each of which is supplied etsya transport stream header 114 to form a transport stream 112. The length of each transport stream packet 112 is 188 bytes.
Транспортные потоки обеспечивают формирование одного или большего числа программ с одним или большим числом независимых масштабов по оси времени в единый поток. Транспортные потоки применяются тогда, когда запоминающее устройство и/или транспортные средства зашумлены. Скорость передачи транспортных потоков и составляющих их пакетированных элементарных потоков (ПЭП) может быть величиной фиксированной или переменной. Эта скорость определяется значением и расположением опорных полей синхронизации программ внутри транспортного потока.Transport streams ensure the formation of one or more programs with one or more independent scales along the time axis into a single stream. Traffic flows are used when the storage device and / or vehicles are noisy. The transmission rate of transport streams and their component packetized elementary streams (PEP) may be fixed or variable. This speed is determined by the value and location of the program synchronization reference fields within the transport stream.
В соответствии со стандартом МРЕС-2, пакет ПЭП включает заголовок пакета ПЭП, состоящий из 24-битного поля префикса стартового кода, 8-битного поля идентификатора потока, 16-битного поля длины пакета ПЭП, необязательного заголовка ПЭП, и полезного участка или участка данных 706. В стандарте МРЕС-2 описано каждое из этих полей.In accordance with the standard MPEC-2, the probe package includes a probe packet header consisting of a 24-bit prefix field of the start code, an 8-bit stream identifier field, a 16-bit probe length field, an optional probe header, and a useful portion or data portion 706. The MPES-2 standard describes each of these fields.
В стандарте МРЕС-2 уделяется внимание кодированию и передаче видео- и аудиоданных. В общем, в стандарте МРЕС-2 применяются алгоритмы сжатия, что обеспечивает более эффективное хранение и передачу видео- и аудиоданных.The MPEC-2 standard focuses on the encoding and transmission of video and audio data. In general, the MPES-2 standard uses compression algorithms that provide more efficient storage and transmission of video and audio data.
На фиг. 2, иллюстрирующей известный уровень техники, показана блок-диаграмма цифровой вещательной системы 200, в состав которой входит цифровой вещательный сервер 202 и телевизионная приставка 204, обеспечивающая обработку цифровых вещательных данных. На фиг. 2 показаны не только узлы системы, но также и технологический маршрут кодирования, передачи (от цифрового вещательного сервера 202 на телевизионную приставку 204), и декодирования видео- и аудиоданных в соответствии со стандартом МРЕС-2. Очевидно, что при применении обычного способа вещания в соответствии с известным уровнем техники, транспортный поток МРЕС-2 используется в потоковом режиме.FIG. 2, illustrating the prior art, shows a block diagram of a digital broadcasting system 200, which includes a digital broadcast server 202 and a set-top box 204, which processes digital broadcast data. FIG. 2 shows not only the nodes of the system, but also the technological route of encoding, transmitting (from digital broadcasting server 202 to set-top box 204), and decoding video and audio data in accordance with the MPEC-2 standard. Obviously, when using the conventional broadcast method in accordance with the prior art, the transport stream MPEC-2 is used in streaming mode.
В цифровом вещательном сервере 202 видеоданные поступают на устройство кодирова ния 206, в котором они кодируются по стандарту МРЕС-2 (описывается в документе 18О/1ЕС 13818-2). Устройство кодирования видеоданных 206 передает кодированные видеоданные 208 на пакетирующее устройство 210, в котором кодированные видеоданные 208 пакетируются. Затем с выхода пакетирующего устройства 210 пакетированные кодированные видеоданные 212 поступают на вход мультиплексора транспортного потока 214.In the digital broadcast server 202, video data is fed to the encoding device 206, in which they are encoded according to the MPE-2 standard (described in document 18О / 1ЕС 13818-2). The video encoding device 206 transmits the encoded video data 208 to a wrapper 210, in which the encoded video data 208 is packaged. Then from the output of the packer 210, the packaged coded video data 212 is input to the multiplexer of the transport stream 214.
Точно так же в цифровом вещательном сервере 202 аудиоданные поступают на устройство кодирования 216, в котором они кодируются по стандарту МРЕС-2 (описывается в документе 18О/1ЕС 13818-3). Устройство кодирования аудиоданных 216 передает кодированные аудиоданные 218 на пакетирующее устройство 220, в котором кодированные аудиоданные 218 пакетируются. Затем с выхода пакетирующего устройства 220 пакетированные кодированные аудиоданные 222 поступают на вход мультиплексора транспортного потока 214.Similarly, in the digital broadcast server 202, the audio data is fed to the encoding device 216, in which they are encoded according to the MPEC-2 standard (described in document 18О / 1ЕС 13818-3). The audio data encoder 216 transmits the encoded audio data 218 to a wrapper 220, in which the encoded audio data 218 is packaged. Then from the output of the packaging device 220, the packaged encoded audio data 222 is fed to the input of the multiplexer of the transport stream 214.
Мультиплексор транспортного потока 214 мультиплексирует пакеты кодированных видеои аудиоданных и через распределительную инфраструктуру 224 передает принятый мультиплексированный поток на вход телевизионной приставки 204. В качестве распределительной инфраструктуры 224 может использоваться, например, телефонная сеть и/или система кабельного телевидения, в которой используется оптоволокно и применяются протоколы асинхронной передачи данных. Демультиплексор транспортного потока 230, расположенный на дальнем конце распределительной инфраструктуры 224 телевизионной приставки 204, принимает мультиплексированный транспортный поток. На основе идентификационного номера соответствующего пакета демультиплексор транспортного потока 230 разделяет кодированные пакеты аудио- и видеоданных и передает по каналу связи 238 пакеты видеоданных на видеодекодер 232, а по каналу связи 240 пакеты аудиоданных на аудиодекодер 236.The multiplexer of the transport stream 214 multiplexes the encoded video and audio data packets and, via the distribution infrastructure 224, transmits the received multiplexed stream to the input of the set-top box 204. For example, a telephone network and / or a cable television system that uses optical fiber and protocols are used as distribution infrastructure 224 asynchronous data transfer. A transport stream demultiplexer 230 located at the far end of the distribution infrastructure 224 of the set-top box 204 receives the multiplexed transport stream. Based on the identification number of the corresponding packet, the demultiplexer of the transport stream 230 separates the coded audio and video data packets and transmits video data packets via communication channel 238 to video decoder 232, and 240 audio data transmission channels to audio decoder 236 via communication channel 240.
Демультиплексор транспортного потока 230 передает также временные характеристики на блок управления синхронизацией 234. На основе временных характеристик, полученных с выхода демультиплексора транспортного потока 230 (например, на основе значений опорных полей синхронизации программ), блок управления синхронизацией 234 передает сигналы синхронизации как на видеодекодер 232, так и на аудиодекодер 236. С выхода видеодекодера 232 поступают видеоданные, соответствующие видеоданным, которые сначала поступали на видеодекодер 206. Точно также с выхода аудиодекодера 236 поступают аудиоданные, соответствующие аудиоданным, которые сначала поступали на аудиодекодер 216.The demultiplexer of the transport stream 230 also transmits the temporal characteristics to the synchronization control unit 234. Based on the temporal characteristics obtained from the output of the demultiplexer of the transport stream 230 (for example, based on the values of the reference program synchronization fields), the synchronization control unit 234 transmits the synchronization signals as to the video decoder 232, and to the audio decoder 236. From the output of video decoder 232, video data is received corresponding to the video data, which first went to video decoder 206. Similarly, from the output audio decoder 236 receives audio data corresponding to the audio data, which first came to audio decoder 216.
В соответствии с традиционной архитектурой «видео по требованию» сервер или сеть серверов связываются с клиентами в соответствии со стандартной иерархической моделью клиент-сервер. Например, клиент отправляет запрос на сервер на получение файла данных (например, файла видеоданных). В ответ на запрос клиента сервер отправляет клиенту запрашиваемый им файл данных. В соответствии со стандартной моделью клиент-сервер запрос клиента на получение файла данных может выполнить один или большее число серверов. У клиента есть возможность сохранять принятый файл данных в локальном энергонезависимом запоминающем устройстве для использования в будущем. Для применения стандартной модели клиент-сервер требуется инфраструктура двусторонней связи. В настоящее время для двусторонней связи требуется построить новую инфраструктуру, так как существующие кабели могут обеспечить только одностороннюю связь. Примерами двусторонней инфраструктуры связи могут служить гибридные оптоволоконные коаксиальные кабели или вся волоконная инфраструктура. Замена существующих кабелей стоит очень дорого, и предоставляемые с их помощью услуги могут оказаться недоступными для большинства пользователей.In accordance with the traditional video-on-demand architecture, a server or server network is associated with clients in accordance with the standard hierarchical client-server model. For example, the client sends a request to the server to receive a data file (for example, a video data file). In response to a client request, the server sends the requested data file to the client. In accordance with the standard client-server model, one or more servers can execute a client's request for a data file. The client has the ability to save the received data file in a local non-volatile storage device for future use. To use the standard client-server model, a two-way communication infrastructure is required. Currently, two-way communication requires the construction of a new infrastructure, since existing cables can provide only one-way communication. Examples of two-way communication infrastructure are hybrid fiber-optic coaxial cables or the entire fiber infrastructure. Replacing existing cables is very expensive, and the services they provide may not be available to most users.
На фиг. 3, иллюстрирующей известный уровень техники, показана упрощенная блокдиаграмма системы «видео по требованию» 300. Главным узлом системы «видео по требованию» 300 является видеосервер 310, который направляет цифровые фильмы, хранящиеся в системе хранения фильмов 312, в распределительную инфраструктуру 314. В качестве данной распределительной инфраструктуры 314 может использоваться, например, телефонная сеть и/или система кабельного телевидения, в которой используется оптоволокно и применяются протоколы асинхронной передачи данных. С помощью распределительной инфраструктуры 314 и на основе данных маршрутизации, принятых от видеосервера 310, фильмы поступают в отдельные дома.FIG. 3 illustrating the prior art, a simplified block diagram of the “video on demand” system 300 is shown. The main node of the “video on demand” system 300 is a video server 310, which directs digital films stored in the movie film storage system 312 to the distribution infrastructure 314. As This distribution infrastructure 314 can use, for example, a telephone network and / or a cable television system that uses fiber and asynchronous data transfer protocols. Using the distribution infrastructure 314 and based on the routing data received from the video server 310, the films are delivered to individual houses.
Система «видео по требованию» 300 также включает множество телевизионных приставок 304 для обработки «видеоданных по требованию» в системе «видео по требованию» 300. Каждая телевизионная приставка 304 принимает и декодирует цифровой фильм и конвертирует его в сигналы для показа на телевизионном приемнике или видеомониторе. При этом в телевизионной приставке 304 по известному уровню техники используется архитектура потоковых данных, как и в телевизионной приставке 204, рассмотренной выше (фиг. 2). Кроме того, в состав распределительной инфраструктуры 314 входит также «обратный канал», по которому зритель делает заказ и контролирует оплату цифровых фильмов. В качестве обратного канала часто используется телефонная линия связи или линия, выделенная из первичного средства передачи, или эта линия может быть включена выше в кабельной системе двусторонней связи. Обратный канал маршрутизирует команды, поступающие из телевизионной приставки 304, обратно на видеосервер 310 по распределительной сети 314. Главной функцией видеосервера 310 является маршрутизация сжатых цифровых потоков видеоданных, поступающих из накопителей, где они хранятся, к зрителям, сделавшим запросы.The “video on demand” system 300 also includes a plurality of set-top boxes 304 for processing “video data on demand” in the “video on demand” system 300. Each set top box 304 receives and decodes a digital film and converts it into signals for display on a television receiver or video monitor . In this case, according to the prior art, the set-top box 304 uses the streaming data architecture, as in the set-top box 204 discussed above (Fig. 2). In addition, the distribution infrastructure 314 also includes a “return channel”, through which the viewer orders and controls the payment of digital films. As a reverse channel, a telephone line or a line separated from the primary transmission medium is often used, or this line can be included higher in a two-way cable system. The reverse channel routes the commands coming from the set-top box 304 back to the video server 310 via the distribution network 314. The main function of the video server 310 is to route compressed digital video streams coming from the drives, where they are stored, to the viewers who have made the requests.
Как следует из приведенного выше обсуждения, не существует решений, обеспечивающих как вещание «видео по требованию», так и цифровое вещание, с использованием единой системы. Вместо этого предыдущие подходы ограничены разными факторами. Одним из главных ограничивающих факторов является использование транспортного потока МРЕО-2 в потоковом режиме. Кроме того, для работы известных систем «видео по требованию» необходимы линии двусторонней связи. Желательно, чтобы такая система могла осуществлять цифровое вещание и оказывать услуги по требованию большому числу клиентов с применением виртуальной среды и средств передачи без замены существующей инфрастуктуры. Необходимо также обеспечить зрителей возможностью просмотра множества вещательных программ и предоставления виртуального кассетного видеомагнитофона со сдвигом по времени, например, с обеспечением пауз, записи и остановки кадров вещания, исключая, при этом, энергозависимость и плохое качество потокового вещания через Интернет. Желательно также обеспечить такую работу системы с использованием линии односторонней связи.As follows from the discussion above, there are no solutions providing both “video on demand” broadcasting and digital broadcasting using a single system. Instead, previous approaches are limited by various factors. One of the main limiting factors is the use of the MREO-2 transport stream in streaming mode. In addition, two-way communication lines are necessary for the operation of the well-known “video on demand” systems. It is desirable that such a system could carry out digital broadcasting and provide services on demand to a large number of clients using virtual environments and transmission media without replacing the existing infrastructure. It is also necessary to provide viewers with the ability to view multiple broadcast programs and provide a virtual tape cassette recorder with a time shift, for example, providing pauses, recording and stopping broadcasting frames, excluding, however, volatility and poor quality streaming on the Internet. It is also desirable to ensure such system operation using a one-way communication line.
Краткое описание сущности изобретенияA brief description of the invention
В настоящем изобретении описаны способы и системы обеспечения полного спектра цифровых услуг типа «видео по требованию», цифрового вещания и сдвига по времени с использованием любой вещательной среды, а также универсальная телевизионная приставка, обеспечивающая эти разные цифровые услуги.The present invention describes methods and systems for providing a full range of digital services such as “video on demand”, digital broadcasting and time shifting using any broadcast medium, as well as a universal set-top box that provides these different digital services.
В первом варианте настоящего изобретения описывается универсальная вещательная система, обеспечивающая полный спектр цифровых услуг с использованием линии односторонней связи по многочисленным каналам. С помощью этих каналов осуществляется либо вещание «видео по требованию», либо цифровое вещание.In the first embodiment of the present invention, a universal broadcasting system is described that provides a full range of digital services using a one-way communication line over multiple channels. With the help of these channels, either “video on demand” broadcasting or digital broadcasting is carried out.
В состав универсальной вещательной системы входят схемы цифрового вещания для осуществления передачи данных цифрового вещания по первому каналу универсальной вещательной системы. В состав схем цифрового вещания входят многочисленные источники данных цифрового вещания, обеспечивающие данными, предназначенными для вещания по первому каналу, многочисленные кодировщики цифровых данных, первое устройство слияния данных, сервер первого канала и повышающий преобразователь первого канала. Каждый из кодировщиков цифровых данных подключен к одному из соответствующих уникальных источников данных и осуществляет кодирование принимаемых данных с переводом их в формат потока цифровой программы. Первое устройство слияния данных подключено к кодировщикам цифровых данных и осуществляет слияние данных, принимаемых в формате потока цифровой программы, с получением данных первого слившегося цифрового потока.The structure of a universal broadcasting system includes digital broadcasting schemes for transmitting digital broadcasting data on the first channel of a universal broadcasting system. The digital broadcast schemes include multiple digital broadcast data sources providing data intended for broadcasting on the first channel, multiple digital data encoders, the first data fusion device, the first channel server and the uplink converter of the first channel. Each of the encoders of digital data is connected to one of the respective unique data sources and encodes the received data and translates it into a stream format of a digital program. The first data fusion device is connected to digital data encoders and performs data fusion received in a digital program stream format to obtain data of the first merged digital stream.
Сервер первого канала подключен к устройству слияния данных и осуществляет формирование первого модулированного сигнала промежуточной частоты на основе данных первого слившегося цифрового потока. Первый повышающий преобразователь подключен к серверу первого канала и осуществляет преобразование первого модулированного сигнала промежуточной частоты в первый сигнал радиочастоты.The server of the first channel is connected to the data fusion device and generates the first modulated intermediate frequency signal based on the data of the first merged digital stream. The first upconverter is connected to the server of the first channel and converts the first modulated intermediate frequency signal to the first radio frequency signal.
В состав универсальной вещательной системы входит также блок объединения/ усилитель, подключенный к схеме первого канала. Блок объединения/усилитель усиливает, преобразует и объединяет принимаемые радиочастотные сигналы типа первого радиочастотного сигнала. С выхода блока объединения/усилителя обеспечивается доставка сигналов многих каналов универсальной вещательной системы с использованием средств односторонней связи.The universal broadcasting system also includes a combining unit / amplifier connected to the first channel circuit. The combining unit / amplifier amplifies, transforms and combines received RF signals such as the first RF signal. From the output of the combining / amplifier unit, the signals of many channels of the universal broadcasting system are delivered using one-way communication.
В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения универсальная вещательная система приспособлена также к передаче по второму каналу «данных по требованию». Это осуществляется посредством центрального управляющего сервера, центрального запоминающего устройства, в котором хранятся данные системы «данные по требованию», и схемы системы «данные по требованию» для второго канала. В состав схемы системы «данные по требованию» входит сервер второго канала с центральным процессором, локальное запоминающее устройство, модулятор и сетевой интерфейс. Сервер второго канала осуществляет формирование второго модулированного сигнала промежуточной частоты на основе цифровых данных, которые хранятся в локальном запоминающем устройстве.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the universal broadcasting system is also adapted to transmit “data on demand” over the second channel. This is done through the central control server, the central storage device in which the data of the data on demand system is stored, and the data on demand system schema for the second channel. The “data on demand” system schema includes a second channel server with a central processor, local storage, a modulator, and a network interface. The second channel server generates a second modulated intermediate frequency signal based on digital data that is stored in a local storage device.
В состав схемы системы «данные по требованию» входит также повышающий преобразователь второго канала, подключенный к выходу сервера второго канала, при этом второй повышающий преобразователь преобразует второй модулированный сигнал промежуточной частоты во второй сигнал радиочастоты, подаваемый на блок объединения/усилитель.The “data on demand” system circuit also includes a boost converter of the second channel connected to the output of the second channel server, while the second boost converter converts the second modulated intermediate frequency signal into a second radio frequency signal fed to the combining / amplifier unit.
Центральный управляющий сервер может использоваться для выбора второго канала и расчета матрицы доставки для передачи файлов данных, которые хранятся в центральном запоминающем устройстве второго канала. Второй центральный управляющий сервер обеспечивает автономное пополнение, удаление и обновление информации файла данных на втором центральном управляющем сервере.The central control server can be used to select the second channel and calculate the delivery matrix for transmitting data files that are stored in the central memory of the second channel. The second central management server provides offline replenishment, deletion, and updating of the data file information on the second central management server.
Еще один аспект настоящего изобретения посвящен компьютерному универсальному способу цифрового вещания, обеспечивающему передачу данных цифрового вещания по одному каналу, и «данных по требованию» по другому каналу с использованием одной вещательной системы. Этот способ включает использование сервера первого канала, осуществляющего передачу данных цифрового вещания по первому каналу, и использование сервера второго канала, осуществляющего передачу «данных по требованию» по второму каналу. В соответствии с данным способом перед осуществлением вещания с передачей данных, сначала выполняется подготовка сервера первого канала к передаче информации, относящейся к системе «данные по требованию»; передача электронного указателя программ, содержащего информацию, указывающую на то, что по первому каналу передаются данные цифрового вещания, при этом в электронном указателе программ указывается также, что по второму каналу передаются «данные по требованию»; и объединение и передача данных с выходов первого и второго каналов.Another aspect of the present invention is dedicated to a universal computerized digital broadcasting method that transmits digital broadcasting data over one channel and “data on demand” over another channel using one broadcasting system. This method involves using the server of the first channel transmitting digital broadcasting data on the first channel, and using the server of the second channel transmitting “data on demand” on the second channel. In accordance with this method, before broadcasting with data transmission, the server of the first channel is first prepared to transmit information related to the “data on demand” system; transmission of an electronic program guide containing information indicating that digital broadcasting data is being transmitted on the first channel, while the electronic program guide also indicates that “data on demand” is being transmitted on the second channel; and combining and transferring data from the outputs of the first and second channels.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1, иллюстрирующей известный уровень техники, показано пакетирование сжатых видеоданных в поток пакетов и поток транспортных пакетов.FIG. 1, illustrating the prior art, packetizing compressed video data into a packet stream and a stream of transport packets is shown.
На фиг. 2, иллюстрирующей известный уровень техники, показана блок-диаграмма системы, выполненной в соответствии со стандартом МРЕС-2.FIG. 2, illustrating the prior art, shows a block diagram of a system made in accordance with the MPES-2 standard.
На фиг. 3, иллюстрирующей известный уровень техники, показана упрощенная блокдиаграмма системы «видео по требованию».FIG. 3, illustrating the prior art, a simplified block diagram of the “video on demand” system is shown.
На фиг. 4 показана блок-диаграмма цифрового вещательного сервера по одному из вариантов настоящего изобретения.FIG. 4 shows a block diagram of a digital broadcast server in accordance with one embodiment of the present invention.
На фиг. 5 показана блок-диаграмма сервера системы «видео по требованию» в соответствии еще с одним вариантом настоящего изобретения.FIG. 5 shows a block diagram of a “video on demand” system server in accordance with another embodiment of the present invention.
На фиг. 6 показана блок-диаграмма универсального сервера цифровых данных, выполненная в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения.FIG. 6 is a block diagram of a universal digital data server in accordance with another embodiment of the present invention.
На фиг. 7 показана блок-диаграмма канального сервера, обеспечивающего передачу «видеоданных по требованию» в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.FIG. 7 shows a block diagram of a channel server providing transmission of “video data on demand” in accordance with one embodiment of the present invention.
На фиг. 8 показана блок-диаграмма архитектуры аппаратного обеспечения универсальной телевизионной приставки в соответствии еще с одним вариантом настоящего изобретения.FIG. 8 shows a block diagram of the hardware architecture of a universal set-top box in accordance with another embodiment of the present invention.
Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention
В приводимом ниже подробном описании примеров осуществления изобретения даются ссылки на чертежи, которые сопровождают данные примеры осуществления настоящего изобретения и являются их неотъемлемой частью. На чертежах показаны конкретные примеры практического воплощения настоящего изобретения. Эти примеры описаны настолько подробно, что специалисты могут применить данное изобретение на практике, и следует понимать, что могут приводиться и другие примеры, и что возможны изменения в конструкции, логических и электрических элементах, которые, однако, не меняют по существу объема и сущности настоящего изобретения.The following detailed description of embodiments of the invention refers to the drawings that accompany these embodiments of the present invention and are an integral part of it. The drawings show specific examples of the practical implementation of the present invention. These examples are described in such detail that specialists can apply this invention in practice, and it should be understood that other examples can be cited, and that changes in the design, logic and electrical elements are possible, which, however, do not essentially change the scope and essence of the present inventions.
В настоящем изобретении описаны способы и системы обеспечения полного спектра цифровых услуг типа «видео по требованию», цифрового вещания, а также универсальная телевизионная приставка для предоставления этих разнообразных услуг.The present invention describes methods and systems for providing a full range of digital video-on-demand services, digital broadcasting, as well as a universal set-top box for providing these diverse services.
Множество видов архитектуры аппаратного обеспечения и дополняющие их способы передачи данных обеспечивают предоставление вполне определенных услуг с помощью электронного указателя программ, способствующего такой передаче. Универсальная телевизионная приставка по настоящему изобретению способна различать разные услуги на основе информации, получаемой с помощью электронного указателя программ, и снабжена уникальной архитектурой аппаратного обеспечения, включающей буфер большого объема. В настоящем изобретении предусматривается также возможность просмотра множества вещательных программ и предоставления виртуального кассетного видеомагнитофона со сдвигом по времени, например, с обеспечением пауз, записи и остановки кадров вещания, исключая, при этом, энергозависимость и плохое качество потокового вещания через Интернет. Желательно также обеспечить такую работу системы с использованием линии односторонней связи.The many types of hardware architecture and the data transfer methods that complement them ensure the provision of well-defined services using an electronic program guide that facilitates this transfer. The universal set-top box of the present invention is capable of distinguishing different services based on information obtained using an electronic program guide and is equipped with a unique hardware architecture including a large volume buffer. The present invention also provides for the ability to view multiple broadcast programs and provide a virtual tape cassette recorder with a time shift, for example, providing pauses, recording and stopping broadcasting frames, excluding, however, volatility and poor quality streaming broadcasting over the Internet. It is also desirable to ensure such system operation using a one-way communication line.
Рассмотрение универсального вещательного сервера начнем с фиг. 4, на которой показан цифровой вещательный сервер, обеспечивающий программирование цифрового вещания в соответствии с настоящим изобретением. Теперь перейдем к фиг. 5, с помощью которой будет рассмотрен сервер системы «видео по требованию», выполненный в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения. На фиг. 6 изображен универсальный вещательный сервер, обеспечивающий цифровое вещание и «видео по требованию» по многим каналам. Затем рассмотрим канальный сервер для передачи «видео по требованию», который изображен на фиг. 7.Consideration of the universal broadcast server will begin with FIG. 4, a digital broadcast server is shown providing programming of a digital broadcast in accordance with the present invention. We now turn to FIG. 5, with which the “video on demand” system server will be reviewed, made in accordance with another embodiment of the present invention. FIG. 6 depicts a universal broadcast server providing digital broadcasting and “video on demand” on many channels. Then, consider a channel server for transmitting “video on demand”, which is depicted in FIG. 7
На фиг. 4 показан одноканальный участок сервера цифрового вещания 400, в состав которого входит множество видеоисточников 402, множество устройств кодирования цифровых данных 404, устройство слияния данных 408, канальный сервер 410, повышающий преобразователь 412, и блок объединения/усилитель 414. Видеоисточники 402 могут передавать аналоговое видео (например, с видеокамеры, кассетного видеомагнитофона, по телевидению) или цифровое видео (например, файл МРЕС, транспортный поток МРЕС). Устройства кодирования цифровых данных 404 относятся к устройствам кодирования/преобразователямFIG. 4 shows a single-channel portion of a digital broadcast server 400, which includes a plurality of video sources 402, a plurality of digital data encoding devices 404, a data merge device 408, a channel server 410, a boost converter 412, and a combiner / amplifier 414. Video sources 402 can transmit analog video (for example, from a video camera, video cassette recorder, on television) or digital video (for example, an MPEC file, an MPEC transport stream). Digital coding devices 404 relate to coding devices / converters
МРЕС. Специалистам должно быть ясно, что могут использоваться и другие стандарты кодировки, и кодирование может выполняться не только с помощью аппаратного обеспечения, но и с помощью программного или программноаппаратного обеспечения.Mres. It should be clear to those skilled in the art that other coding standards can be used, and coding can be performed not only with the help of hardware, but also with the help of software or firmware.
С выхода устройства кодирования цифровых данных 404 программный поток МРЕС поступает на вход устройства слияния данных 408 для формирования потока объединенных данных 416. Устройство слияния данных 408 может быть любого подходящего вида. Например, в качестве устройства слияния данных 408 может использоваться ключ ЕФегпеЕ если форма выходного сигнала устройства кодирования цифровых данных 404 и входного сигнала канального сервера 410 соответствуют стандарту ЕШегиеЕ Устройство слияния данных 408 может также применяться в компьютере, снабженном соответствующим интерфейсом.From the output of the digital data encoding device 404, the MPEC program stream is fed to the input of the data fusion device 408 to form a stream of combined data 416. The data fusion device 408 can be of any suitable type. For example, an EEfpeE key can be used as a data merge device 408 if the output form of the digital data encoding device 404 and the input signal of the channel server 410 conform to the EE standard. Data merge device 408 can also be used in a computer equipped with an appropriate interface.
Канальный сервер 410 обрабатывает поток объединенных данных 416 и формирует выходной поток 418, состоящий из пакетов подблоков и блоков. В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения число блоков последовательно увеличивается, и, в конце концов, опять становится равным нулю (0), если достигнут предел заполнения 32-битных, 64битных блоков, или блоков из большего числа двоичных разрядов (например, 232-1, 264-1 или 2п-1). Каждый пакет, сформированный канальным сервером 410, содержит соответствующий программный идентификатор. В дальнейшем с помощью этого программного идентификатора универсальная телевизионная приставка определяет тип принимаемого пакета данных, например, данных цифрового вещания или «данных по требованию».Channel server 410 processes the stream of merged data 416 and generates output stream 418 consisting of sub-block and block packets. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the number of blocks increases successively, and finally again becomes zero (0) if the limit is reached filling 32bit, 64bit blocks or blocks of a larger number of bits (e.g., 2 32 - 1, 2 64 -1 or 2 p -1). Each packet formed by the channel server 410 contains a corresponding program identifier. In the future, using this program identifier, the universal set-top box determines the type of data packet being received, for example, digital broadcast data or “data on demand”.
В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения каждое устройство слияния данных 408 и связанный с ним канальный сервер 410 изготавливаются в виде единого устройства 406. Однако эти устройства могут изготавливаться и по отдельности.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, each data fusion device 408 and its associated channel server 410 are manufactured as a single device 406. However, these devices can also be manufactured separately.
На фиг. 5 показана архитектура сервера «видео по требованию» 450, выполненная в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения. В состав сервера «видео по требованию» 450 входит множество канальных серверов 411, множество повышающих преобразователей 412, каждый из которых закреплен за соответствующим канальным сервером 411, блок объединения/усилитель 414, центральный управляющий сервер 502, и центральное запоминающее устройство 504, соединенные посредством шины передачи данных 506. Как будет описано ниже, центральный управляющий сервер 502 управляет автономной работой канальных серверов 411, а также по мере готовности канальных серверов 411 запускает передачу данных в реальном масштабе времени. Центральное запоминающее устройство 504 обычно используется для хранения файлов данных в цифровом формате.FIG. 5 shows the video-on-demand server architecture 450 made in accordance with one embodiment of the present invention. The “video on demand” server 450 includes a plurality of channel servers 411, a plurality of step-up converters 412, each of which is assigned to a corresponding channel server 411, a combining unit / amplifier 414, a central control server 502, and a central storage device 504 connected via a bus data transfer 506. As will be described below, the central control server 502 manages the autonomous operation of the channel servers 411, and also, as the channel servers 411 are ready, launches the data transfer to the actual m time scale. Central storage device 504 is typically used to store data files in a digital format.
В соответствии с одним из вариантов, доступ к файлам данных, которые хранятся в центральном запоминающем устройстве 504, осуществляется с помощью стандартного сетевого интерфейса (например, через подключение к сети Е1йегпе1), через зарегистрированный компьютер, типа центрального управляющего сервера 502, подключенного к сети. В соответствии с инструкциями, получаемыми от центрального управляющего сервера 502, канальные серверы 411 передают файлы данных, принимаемые ими из центрального запоминающего устройства 504. С целью полной подготовки каждого канального сервера 411 к передаче данных в реальном масштабе времени осуществляется автономный поиск цифровых данных и планирование передачи цифровых данных для системы «видео по требованию». Центральный управляющий сервер 502 информируется каждым канальным сервером 411 о готовности каждого канального сервера 411 к передаче «видео по требованию», т.е. о том, что с этого момента центральный управляющий сервер 502 может управлять началом передачи канальными серверами 411 «видео по требованию».In one embodiment, the data files that are stored in the central storage device 504 are accessed using a standard network interface (for example, through an Internet connection) through a registered computer, such as a central management server 502 connected to the network. In accordance with the instructions received from the central control server 502, the channel servers 411 transmit data files received by them from the central storage device 504. In order to fully prepare each channel server 411 for real-time data transmission, an autonomous search for digital data and transmission planning is performed digital data for the video on demand system. The central control server 502 is informed by each channel server 411 of the readiness of each channel server 411 to transmit “video on demand”, i.e. that from this point on, the central control server 502 can control the start of transmission of “video on demand” channel servers 411.
В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения для планирования доставки данных провайдером услуг с помощью отбуксировки в состав центрального управляющего сервера 502 входит графический пользовательский интерфейс (не показан). Кроме того, центральный управляющий сервер 502 опознает канальные серверы 411 и управляет ими при запуске или остановке в соответствии с матрицей доставки. Системы и способы создания матриц вещания с использованием «данных по требованию» с односторонней связью рассмотрены в патенте Хои Хоанга (ΚΗοί Ноапд) «Системы и способы предоставления услуг «видео по требованию» для систем вещания» (8у81еш8 апб шеШобз £ог ргоуИшд У1бео оп бетапб 8егу1се8 £ог Ьгоабсазбпд 8у81еш8), поданном 31 мая 2000 г., с номером заявки США 09/584832, который приводится в данном случае в качестве ссылочного материала.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, a graphical user interface (not shown) is included in the central control server 502 for scheduling the delivery of data by the service provider using towing. In addition, the central control server 502 recognizes the channel servers 411 and controls them when starting or stopping in accordance with the delivery matrix. Systems and methods for creating broadcasting matrices using “one-way data on demand” are discussed in the patent by Hoi Hoang (ΚΗοί Noapd) “Systems and methods for providing video-on-demand services for broadcasting systems” £ 8 £ 8 £ og ogabsázbdd £ 881), filed May 31, 2000, with application number US 09 / 584,832, which is cited in this case as reference material.
Центральный управляющий сервер 502 автоматически выбирает канал и рассчитывает матрицу доставки для передачи файлов данных по выбранному каналу. Центральный управ ляющий сервер 502 обеспечивает автономное пополнение, удаление и обновление информации файла (например, продолжительность, категория, рейтинг, и/или описание). Кроме того, центральный управляющий сервер 502 управляет центральным запоминающим устройством 504 путем обновления файлов данных и баз данных, которые в нем хранятся.The central control server 502 automatically selects a channel and calculates a delivery matrix for transmitting data files on the selected channel. Central management server 502 provides offline replenishment, deletion, and updating of file information (e.g., duration, category, rating, and / or description). In addition, the central control server 502 manages the central storage device 504 by updating data files and databases stored therein.
Каждому каналу приписан канальный сервер 411, который подключен к повышающему преобразователю 412. На выходе каждого канального сервера 411 с помощью квадратурной амплитудной модуляции (КАМ) формируется сигнал промежуточной частоты, подходящей для соответствующего повышающего преобразователя 412. Эти сигналы должны соответствовать принятым стандартам. В США в настоящее время применяется стандарт ЭОС818 (ба1а-оустсаЫс-5у51сш5-ш1сгГасс-5рсс|Пса1юп). в соответствии с которым промежуточная частота составляет 43,75 МГц. На фиг. 7 показан предпочтительный вариант канального сервера 411, который описывается ниже.Each channel is assigned a channel server 411, which is connected to the upconverter 412. At the output of each channel server 411, using a quadrature amplitude modulation (CAM), an intermediate frequency signal is generated that is suitable for the corresponding upconverter 412. These signals must conform to accepted standards. In the USA, the EOS818 standard is currently applied (Ba1a-OustsiS-5u51ssh5-sh1sgGass-5rss | Psa1yup). whereby the intermediate frequency is 43.75 MHz. FIG. 7 shows a preferred embodiment of the link server 411, which is described below.
Повышающие преобразователи 412 преобразуют сигналы промежуточной частоты, принимаемые с выхода канальных серверов 104, в радиочастотные сигналы. Радиочастотные сигналы, включая частоту и диапазон рабочих частот, должны соответствовать рабочему каналу и принятым стандартам. Например, в соответствии с существующим в США стандартом на канал кабельного телевидения 80, частота радиочастотного сигнала составляет приблизительно 559,25 МГц, а диапазон рабочих частот составляет приблизительно 6 МГ ц.Step-up converters 412 convert the intermediate frequency signals received from the output of the channel servers 104 into radio frequency signals. Radio frequency signals, including the frequency and range of operating frequencies, must comply with the working channel and accepted standards. For example, in accordance with the standard for cable television channel 80 in the USA, the frequency of the radio frequency signal is approximately 559.25 MHz, and the operating frequency range is approximately 6 MG c.
С выхода повышающего преобразователя 412 сигнал поступает на блок объединения/усилитель 414. Блок объединения/усилитель 414 усиливает, преобразует и объединяет принимаемые радиочастотные сигналы, а затем передает их на передающее устройство.From the output of the boost converter 412, the signal is fed to the combining unit / amplifier 414. The combining unit / amplifier 414 amplifies, converts and combines the received radio frequency signals, and then transmits them to the transmitting device.
На фиг. 6 показан универсальный вещательный сервер 500 по предпочтительному варианту настоящего изобретения. С помощью системы на основе единого вещательного сервера универсальный вещательный сервер 500 обеспечивает вещание как «данных по требованию», так и цифровых данных. В состав универсального вещательного сервера 500 входит множество видеоисточников 402, множество устройств кодирования цифровых данных 404, множество устройств цифрового вещания 406, в состав каждого из которых входит устройство слияния данных 408 и канальный сервер 410, множество канальных серверов 411, множество повышающих преобразователей 412, блок объединения/усилитель 414, центральный управляющий сервер 502, и центральное запоминающее устройство 504, подключенное с помощью шины передачи данных 506.FIG. 6 shows a universal broadcast server 500 in accordance with a preferred embodiment of the present invention. Using a system based on a single broadcast server, Universal Broadcast Server 500 provides broadcasting of both “data on demand” and digital data. The universal broadcast server 500 includes a plurality of video sources 402, a plurality of digital data encoding devices 404, a plurality of digital broadcast devices 406, each of which includes a data merge device 408 and a channel server 410, a plurality of channel servers 411, a plurality of step-up converters 412, a block combining / amplifier 414, a central control server 502, and a central storage device 504 connected via a data bus 506.
Центральный управляющий сервер 502 управляет устройствами слияния данных 408 и канальными серверами 410 и 411. Цифровое вещание осуществляется в реальном масштабе времени путем слияния потоковых программных данных, в то время как услуги по «видео по требованию» включают автономную подготовку канальных серверов 411. Таким образом, универсальная вещательная система 500 обеспечивает полный спектр цифровых услуг типа «видео по требованию» и цифрового вещания.The central control server 502 manages data merge devices 408 and channel servers 410 and 411. Digital broadcasting is performed in real time by merging streaming program data, while video-on-demand services include the autonomous training of channel servers 411. Thus, Universal Broadcast System 500 provides a full range of digital video-on-demand services and digital broadcasting.
На фиг. 7 показан пример канального сервера 411, выполненного в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения. В состав канального сервера 411 входит центральный процессор 550, КАМ-модулятор 552, локальное запоминающее устройство 554, сетевой интерфейс 556. Центральный управляющий сервер 502 управляет всей работой канального сервера 411 путем передачи инструкций на центральный процессор 550 по разделению файлов данных на блоки (также на подблоки и пакеты данных), а в случае услуг типа «данные по требованию», по отбору блоков данных для передачи в соответствии с матрицей доставки, поступающей с выхода центрального управляющего сервера 502, при этом обеспечивается кодирование выбранных данных, сжатие кодированных данных, затем доставка сжатых данных на вход КАМмодулятора 552.FIG. 7 shows an example of a channel server 411 made in accordance with one embodiment of the present invention. The channel server 411 includes a central processor 550, a KAM modulator 552, a local storage 554, a network interface 556. The central control server 502 controls the entire operation of the channel server 411 by sending instructions to the central processor 550 for dividing the data files into blocks (also sub-blocks and data packets), and in the case of data-on-demand services, for selecting data blocks for transmission in accordance with the delivery matrix received from the output of the central control server 502, while providing Xia encoding the selected data, the compression encoded data, then the delivery of the compressed data to the input 552 KAMmodulyatora.
КАМ-модулятор 552 принимает данные, которые должны передаваться по шине (т.е. по локальной шина РС1, локальной шина центрального процессора) или через ЕШсгпск В соответствии с одним из вариантов в состав КАМ-модулятора 552 может входить предвключенный КАМ-модулятор, поствключенный демодулятор сигналов цветовой синхронизации квадратурной амплитудной модуляции/квадратурной фазовой манипуляции (КАМ/КФМ) с декодером с прямым исправлением ошибок, и/или поствключенный тюнер. На выходе КАМмодулятора 552 формируется сигнал промежуточной частоты, который может сразу же направляться на вход повышающего преобразователя 412.KAM-modulator 552 receives data that must be transmitted via the bus (i.e., the local bus PC1, the local bus of the central processor) or via the ESHPSK. In accordance with one of the options, the KAM-modulator 552 may include an onboard KAM-modulator that is included a demodulator of color synchronization signals of quadrature amplitude modulation / quadrature phase shift keying (KAM / KFM) with a decoder with direct error correction, and / or post-tuner. At the output of the KAM modulator 552, an intermediate frequency signal is generated, which can immediately be sent to the input of the boost converter 412.
Для исполнения плановых и управляющих инструкций, поступающих от центрального управляющего сервера 502, сетевой интерфейс 556 подключает канальный сервер 411 к другим канальным серверам 411 и к центральному управляющему серверу 502, при этом в обратном направлении на центральный управляющий сервер 502 поступает информация о состоянии и поступают файлы данных с выхода центрального запоминающего устройства 504. Любой файл данных, извлеченный из центрального запоминающего устройства 504, может храниться в локальном запоминающем устройстве 554 канального сервера 411 перед обработкой файла данных в соответствии с инструкциями, поступающими от центрального управляющего сервера 502. В соответствии с одним из вариантов канальный сервер 411 может отправлять один или большее число потоков «данных по требованию» в зависимости от диапазона рабочих частот кабельного канала (например, 6; 6,5; или 8 МГц), модуляции КАМ (например, КАМ-64 или КАМ-256), и стандарта сжатия/скорости передачи информации (бит/с) в потоке «данных по требованию» (например, МРЕС-1 илиFor executing the planning and control instructions from the central control server 502, the network interface 556 connects the channel server 411 to the other channel servers 411 and to the central control server 502, and in the opposite direction, the central control server 502 receives status information and files data from the output of the central storage device 504. Any data file retrieved from the central storage device 504 may be stored in the local storage device 554 channel server 411 before processing the data file in accordance with instructions from the central control server 502. In accordance with one of the options, the channel server 411 can send one or more “data on demand” streams depending on the operating frequency range of the cable channel (for example, , 6; 6.5; or 8 MHz), modulation of QAM (for example, KAM-64 or QAM-256), and compression standard / information transfer rate (bit / s) in the “data on demand” stream (for example, MPEC- 1 or
МРЕС-2).MRES-2).
В зависимости от диапазона рабочих частот канала, схемы модуляции и требуемой скорости передачи информации программы (бит/с) (МРЕС) целый ряд цифровых программ может передаваться по аналоговому каналу. Например, максимальная пропускная способность канала кабельного телевидения с диапазоном рабочих частот 6 МГц и модуляцией КАМ-64 составляет 27 Мбит/с. Теоретически при скорости передачи информации 2 Мбит/с по одному аналоговому каналу можно передавать 13 цифровых программ. Реальное число программ меньше, т.к. необходимо передавать еще и протокол.Depending on the channel operating frequency range, modulation scheme, and program information transfer rate (bit / s) (MPEC), a number of digital programs can be transmitted over an analog channel. For example, the maximum bandwidth of a cable television channel with a working frequency range of 6 MHz and a QAM-64 modulation is 27 Mbit / s. Theoretically, with a data transfer rate of 2 Mbps, 13 digital programs can be transmitted over a single analog channel. The real number of programs is less, because it is necessary to transfer also the protocol.
На фиг. 8 показана универсальная телевизионная приставка 600, выполненная в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения. В состав телевизионной приставки 600 входит КАМ-демодулятор 602, центральный процессор 604, локальное запоминающее устройство 608, буферная память 610, декодирующее устройство 612, обеспечивающее декодирование видео- и аудиоданных, графический оверлейный модуль 614, пользовательский интерфейс 618, линия связи 620, и быстрая шина передачи данных 622, соединяющая, как показано, эти устройства. Центральный процессор 602 управляет всей работой универсальной телевизионной приставки 600 по отбору данных в ответ на запрос клиента, по декодированию выбранных данных, по развертыванию декодированных данных, по перетранслированию декодированных данных, по хранению декодированных данных в местном запоминающем устройстве 608 или буферной памяти 610, и по доставке хранящихся данных на вход декодирующего устройства 612. В соответствии с одним из вариантов в состав локального запоминающего устройства 608 входит неэнергозависимое запоминающее устройство (например, жесткий диск), а в состав буферной памяти 610 входит энергозависимое запоминающее устройство.FIG. 8 shows a universal set-top box 600 made in accordance with one embodiment of the present invention. The set-top box 600 includes a CAM demodulator 602, a central processor 604, a local storage 608, a buffer memory 610, a decoder 612 providing decoding of video and audio data, a graphic overlay module 614, a user interface 618, a communication line 620, and a fast data bus 622, connecting, as shown, these devices. The central processor 602 controls the entire operation of the universal set-top box 600 for selecting data in response to a client request, decoding selected data, deploying decoded data, redirecting decoded data, storing decoded data in local storage 608 or buffer memory 610, and the delivery of stored data to the input of the decoding device 612. In accordance with one of the options, the non-energy-dependent memory device is part of the local storage device 608 device (eg, hard disk), and in the buffer memory 610 includes a volatile memory.
В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения в состав КАМдемодулятора 602 входит передающий и принимающий модули и один или большее число следующих компонентов: схемы модуля зашифровки/расшифровки секретных данных; кодирующих/декодирующих устройств с прямым исправлением ошибок; управления тюнером; предвключенного и поствключенного процессоров; центрального процессора и интерфейса запоминающего устройства. КАМ-демодулятор 602 принимает модулированные сигналы промежуточной частоты, производит выборку сиг налов и демодулирует их для восстановления данных.In accordance with one embodiment of the present invention, QAM-demodulator 602 includes transmitting and receiving modules and one or more of the following components: secret data encryption / decryption module circuits; error correction coding / decoding devices; tuner controls; upstream and downstream processors; central processor and memory interface. A QAM demodulator 602 receives the modulated signals of the intermediate frequency, samples the signals, and demodulates them to recover the data.
В соответствии с одним из вариантов, при предоставлении доступа декодирующее устройство 612 декодирует хотя бы один блок данных для перевода этого блока данных в изображения, воспроизводимые на выходном экране. Декодирующее устройство 612 поддерживает команды, поступающие от подписавшегося клиента, типа «воспроизведение», «стоп», «пауза», «выполнить шаг», «перемотать назад», «перемотать вперед», и т.п. Декодирующее устройство 612 передает декодированные данные на выходное устройство 624 для использования их клиентом. В качестве выходного устройства 624 может использоваться любое подходящее устройство типа телевизора, компьютера, видеомонитора, кассетного видеомагнитофона и т.п.In accordance with one embodiment, when access is granted, the decoding device 612 decodes at least one data block to convert this data block to images reproduced on the output screen. The decoder 612 supports commands from a subscribing client, such as play, stop, pause, perform a step, rewind, rewind, etc. The decoding device 612 transmits the decoded data to the output device 624 for use by the client. Any suitable device such as a TV, computer, video monitor, VCR, etc. can be used as output device 624.
Графический оверлейный модуль 614 повышает качество воспроизводимой графики путем, например, альфа-смешения или с помощью дополнительного изображения, введенного в основное изображение. В соответствии с одним из вариантов графический оверлейный модуль 614 может использоваться для обеспечения графического ускорения в режиме игры, например, если провайдер услуги предоставляет услуги типа «игра по требованию» с использованием системы по настоящему изобретению.The graphic overlay module 614 enhances the quality of reproducible graphics by, for example, alpha blending or using an additional image introduced into the main image. In accordance with one embodiment, a graphical overlay module 614 may be used to provide graphical acceleration in a game mode, for example, if the service provider provides play-on-demand services using the system of the present invention.
Пользовательский интерфейс 618 обеспечивает пользователя средством управления телевизионной приставкой 600 и в качестве такого интерфейса может использоваться любое подходящее устройство типа устройства дистанционного управления, клавиатура, микропроцессорная карточка и т.п. Линия связи 620 обеспечивает дополнительное подключение. Она может обеспечивать подключение к другому компьютеру или может использоваться для обеспечения двусторонней связи. Желательно, чтобы в качестве шины передачи данных 622 использовалась серийно выпускаемая «быстрая» шина передачи данных, обеспечивающая передачу данных в реальном масштабе времени в соответствии с требованиями настоящего изобретения. В качестве примеров можно привести шину типа И8В, ЕйсХУйс и т.п.The user interface 618 provides the user with a means of controlling the set-top box 600 and any suitable device such as a remote control device, keyboard, microprocessor card, etc. can be used as such an interface. Link 620 provides additional connectivity. It can connect to another computer or it can be used to provide two-way communication. It is desirable that a serially available “fast” data transmission bus is used as the data bus 622, providing real-time data transmission in accordance with the requirements of the present invention. Examples include an I8B type bus, AISHUIS, etc.
В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения, несмотря на то, что файлы данных передаются всем подписчикам кабельного телевидения, только подписчики «данных по требованию», имеющие совместимые телевизионные приставки 600, могут декодировать и получать услуги «данные по требованию». В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения разрешение на получение файлов «данных по требованию» можно получить по системе микропроцессорной карточки в пользовательском интерфейсе 618. Микропроцессорные карточки могут перезаряжаться в местных торговых аппаратах с помощью провайдера услуг. В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения может применяться система твердых комиссионных, которая обеспечивает подписчику неограниченный доступ ко всем возможным файлам данных.In accordance with one embodiment of the present invention, although data files are transmitted to all cable television subscribers, only “data on demand” subscribers with compatible set-top boxes 600 can decode and receive “data on demand” services. In accordance with one embodiment of the present invention, permission to receive “data on demand” files can be obtained via the microprocessor card system in the user interface 618. The microprocessor cards can be recharged in local trading devices using a service provider. In accordance with another embodiment of the present invention, a solid commission system can be applied, which provides the subscriber with unlimited access to all possible data files.
В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения интерактивные свойства системы «данные по требованию» позволяют клиенту выбирать любой имеющийся в наличии файл данных в любое время. Промежуток времени между моментом нажатия клиентом кнопки выбора и моментом начала выбора файла данных называется временем отклика. Чем больше ресурсов выделяется (например, диапазон рабочих частот, мощность сервера) для предоставления услуг в системе «данные по требованию», тем короче становится время отклика. В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения время отклика можно определить на основе оценки выделенного ресурса и требуемого качества услуги.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the interactive data-on-demand properties of the system allow the client to select any available data file at any time. The time interval between the moment when the client presses the select button and the moment when the data file start is selected is called the response time. The more resources allocated (for example, the operating frequency range, server capacity) to provide services in the “data on demand” system, the shorter the response time becomes. In accordance with one embodiment of the present invention, the response time can be determined based on an assessment of the allocated resource and the required quality of service.
В предыдущих примерах показаны конкретные варианты настоящего изобретения, из которых специалисту должно быть ясно, что допустимы и другие способы осуществления настоящего изобретения, а также изменения приведенных вариантов и их модификации. Поэтому настоящее изобретение не должно ограничиваться конкретными приведенными здесь примерами, а скорее должно описываться пунктами формулы изобретения.In the previous examples, specific embodiments of the present invention are shown, of which it should be clear to the skilled person that other methods of implementing the present invention are acceptable, as well as changes to the above options and their modifications. Therefore, the present invention should not be limited to the specific examples given herein, but rather should be described by the claims.
Claims (23)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/584,832 US6557030B1 (en) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | Systems and methods for providing video-on-demand services for broadcasting systems |
US09/709,948 US6725267B1 (en) | 2000-05-31 | 2000-11-10 | Prefetched data in a digital broadcast system |
US09/841,792 US20020023267A1 (en) | 2000-05-31 | 2001-04-24 | Universal digital broadcast system and methods |
PCT/US2001/013281 WO2001093585A1 (en) | 2000-05-31 | 2001-04-24 | Universal digital broadcast system and methods |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200201287A1 EA200201287A1 (en) | 2003-06-26 |
EA004380B1 true EA004380B1 (en) | 2004-04-29 |
Family
ID=27416442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200201287A EA004380B1 (en) | 2000-05-31 | 2001-04-24 | Universal digital broadcast system and methods |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004501557A (en) |
CN (1) | CN1322757C (en) |
AU (1) | AU2001253797A1 (en) |
BR (1) | BR0111651A (en) |
CA (1) | CA2406714A1 (en) |
EA (1) | EA004380B1 (en) |
HK (1) | HK1049420B (en) |
IL (1) | IL152763A0 (en) |
MX (1) | MXPA02011839A (en) |
NZ (1) | NZ522101A (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101222614B (en) * | 2008-01-11 | 2012-03-21 | 武汉烽火网络有限责任公司 | Centralized high-definition digital television providing method and system supporting multi-program source and coding mode |
WO2011145320A1 (en) * | 2010-05-18 | 2011-11-24 | 三菱電機株式会社 | Broadcast-complementing schedule offering apparatus, broadcast complementing system, and broadcast complementing method |
CN103078656A (en) * | 2013-02-04 | 2013-05-01 | 常州南京大学高新技术研究院 | 2.4G radio frequency sensor |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5557316A (en) * | 1990-09-28 | 1996-09-17 | Ictv, Inc. | System for distributing broadcast television services identically on a first bandwidth portion of a plurality of express trunks and interactive services over a second bandwidth portion of each express trunk on a subscriber demand basis |
US5619249A (en) * | 1994-09-14 | 1997-04-08 | Time Warner Entertainment Company, L.P. | Telecasting service for providing video programs on demand with an interactive interface for facilitating viewer selection of video programs |
EP0716370A3 (en) * | 1994-12-06 | 2005-02-16 | International Business Machines Corporation | A disk access method for delivering multimedia and video information on demand over wide area networks |
US5521680A (en) * | 1994-12-21 | 1996-05-28 | Xerox Corporation | Printer having a self-aligning charging device |
US6012080A (en) * | 1996-03-27 | 2000-01-04 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for providing enhanced pay per view in a video server |
US5892535A (en) * | 1996-05-08 | 1999-04-06 | Digital Video Systems, Inc. | Flexible, configurable, hierarchical system for distributing programming |
-
2001
- 2001-04-24 EA EA200201287A patent/EA004380B1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 MX MXPA02011839A patent/MXPA02011839A/en unknown
- 2001-04-24 CN CNB018007562A patent/CN1322757C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-24 JP JP2001588246A patent/JP2004501557A/en not_active Withdrawn
- 2001-04-24 AU AU2001253797A patent/AU2001253797A1/en not_active Abandoned
- 2001-04-24 BR BR0111651-7A patent/BR0111651A/en not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 IL IL15276301A patent/IL152763A0/en unknown
- 2001-04-24 NZ NZ522101A patent/NZ522101A/en unknown
- 2001-04-24 CA CA002406714A patent/CA2406714A1/en not_active Abandoned
-
2003
- 2003-02-28 HK HK03101489.3A patent/HK1049420B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NZ522101A (en) | 2003-06-30 |
CN1366774A (en) | 2002-08-28 |
BR0111651A (en) | 2003-05-20 |
HK1049420B (en) | 2008-02-01 |
JP2004501557A (en) | 2004-01-15 |
CN1322757C (en) | 2007-06-20 |
IL152763A0 (en) | 2003-06-24 |
AU2001253797A1 (en) | 2001-12-11 |
HK1049420A1 (en) | 2003-05-09 |
EA200201287A1 (en) | 2003-06-26 |
CA2406714A1 (en) | 2001-12-06 |
MXPA02011839A (en) | 2003-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100399316C (en) | Universal STB architectures and control method | |
US7248581B2 (en) | Method and apparatus for injecting information assets into a content stream | |
WO2001093585A1 (en) | Universal digital broadcast system and methods | |
US7024678B2 (en) | Method and apparatus for producing demand real-time television | |
US20020023267A1 (en) | Universal digital broadcast system and methods | |
US6580756B1 (en) | Data transmission method, data transmission system, data receiving method, and data receiving apparatus | |
US20020010936A1 (en) | Digital broadcasting | |
EP0624039A2 (en) | Integrated television services system | |
US8510783B2 (en) | Video on demand transmission/reception method and system using divided transport stream | |
US8572670B2 (en) | Video distribution device, video distribution system, and video distribution method | |
US20040111746A1 (en) | IP to DVB subchannel mapping | |
US20040177161A1 (en) | System and method for distributing digital data services over existing network infrastructure | |
CN105430510A (en) | Video on demand method, gateway, smart terminal and video on demand system | |
EA004380B1 (en) | Universal digital broadcast system and methods | |
JP3172425B2 (en) | Multimedia information transmission system, multimedia information reception system, multimedia information transmission method, and multimedia information reception method | |
JPH11150720A (en) | Real time data reproduction device and system therefor | |
KR20030034082A (en) | Universal digital broadcast system and methods | |
JPH11238019A (en) | Data transmission device, data reception device and data conversion device | |
JP2000059328A (en) | Device and method for multiplexing | |
JP2005506725A (en) | Method and system for transmitting client generic data-on-demand service with delayed access | |
TW535434B (en) | Universal STB architectures and control methods | |
KR20090130609A (en) | Iptv receiver and method of changing channel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |