專利名稱：有線電視發(fā)送系統(tǒng)數(shù)字電纜端頭的制作方法
該發(fā)明涉及用于提供用戶家庭數(shù)字式電視節(jié)目的有線電視發(fā)送系統(tǒng)。更具體地說，該發(fā)明涉及一種用于電纜端頭部分的新技術。這種電纜端頭部分可用于具有處理數(shù)字視頻/音頻信號能力的電視有線傳送系統(tǒng)。
今天電視傳送系統(tǒng)的設計是為了把模擬視頻/音頻信號從信號源傳送到觀看者的電視。隨著視頻/音頻數(shù)字技術的引進，將來的電視傳送系統(tǒng)需要把模擬視頻/音頻傳送系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻/音頻傳送系統(tǒng)。
數(shù)字帶寬壓縮技術允許在現(xiàn)有傳送媒體，或在稍加修改的媒體上大大增加電視節(jié)目信號的吞吐量。為了利用數(shù)字技術，有線電視傳送系統(tǒng)必需重新設計。電纜端頭部分是有線電視的關鍵部分，因此需要重新設計。
當一觀者家中使用一個電視顯示視頻節(jié)目時，模擬有線電視傳送系統(tǒng)需和一個模擬轉(zhuǎn)換盒同時工作。轉(zhuǎn)換盒通過電纜和電纜端頭部分地點相連結(jié)。
典型地說，每一個模擬電纜端頭地點有多個衛(wèi)星天線盤。每一個模擬電纜端頭地點的衛(wèi)生天線盤，一般從一個或二個衛(wèi)星接收轉(zhuǎn)發(fā)的信號?，F(xiàn)在，盡管上行鏈路地點和衛(wèi)星天線盤能夠發(fā)送和接收多個視頻/音頻節(jié)目信號，在一給定時間每一衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器一般只能載帶一個視頻/音頻節(jié)目。典型地說，一個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器專用于一個視頻節(jié)目。另外，為了從脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號，一般來說在模擬電纜端頭每一個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器(或頻道)都有一個集成接收編碼器。
總的來說，為了輸送每一個模擬視頻/音頻節(jié)目到電纜端頭，現(xiàn)行模擬技術需要把一個上行鏈路地點，一個衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器和一個電纜端頭衛(wèi)星天線盤組合在一起。為了提供多重信道模擬信號，電纜端頭使用幾個模擬視頻/音頻信號，這幾個模擬視頻/音頻信號來自于多個天線盤和多個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器。然后，電纜終端把這些具有不同傳送頻率的模擬信號傳送到一個在觀看者家中被選中的信道上。
每一個用于電視模擬視頻/音頻信號傳送的電視信道是6兆赫帶寬區(qū)段。6兆赫工業(yè)標準是在1939年定的，以于每一模擬視頻至今NTSC標準仍然是6兆赫。除了對于模擬一數(shù)字混合型轉(zhuǎn)換器以外，當電視節(jié)目傳送技術發(fā)展到數(shù)字世界，6兆赫區(qū)段沒有真正的技術重要性。
另外，今天的有線電視傳送系統(tǒng)載帶為了保密原因而加密編碼的信息。每一個售主所使用的加密編碼技術和其他售主不相兼容。在加密編碼格式上主要有二個引頭人亞特蘭科技公司(ScientificAtlanta，Inc.(SA)，4386ParkDrive，Norcross，GA30093)和通用儀器公司(GeneralInst-rumentCorporation，GeraldCommunicationDivision(G1)，2200ByberryRord，Hatboro，PA19040)。
現(xiàn)在，有線電視節(jié)目傳送系統(tǒng)所使用的加密編碼/加密編碼復原過程，包括兩步。在第一步的過程中，在衛(wèi)星傳送之前，節(jié)目信號被加密編碼。這個加密編碼在電纜端頭復原。在第二的過程中，節(jié)目信號以加密編碼的格式傳送到觀者家中被許可的轉(zhuǎn)換盒中。這個轉(zhuǎn)換盒把加密編碼的節(jié)目信號復原。這二種加密編碼技術主要用于電纜端頭與訂戶家中轉(zhuǎn)換盒之間，和視頻反相與同步抑制之間。所以，使用二種技術中的任一種，觀者家中的轉(zhuǎn)換盒都能最終復原加密編碼。
通用儀器公司是最領先的工業(yè)領頭人，“鎖定了”從原始點到電纜端頭的信號加密編碼市場。從電纜端頭到訂戶，通用儀器公司和亞特蘭大科技公司占有最大的市場占有率，但是他們面臨競爭者的競爭。例如從天頂(Zenith)和先鋒(Pioneer)來的競爭。亞特蘭大科技公司和通用儀器公司也是美國電纜工業(yè)中機頂終端的主要生產(chǎn)者。所以，電纜端頭可能只能使用一個售主的轉(zhuǎn)換盒?？偟膩碚f，電纜端頭加密編碼設備可和亞特蘭大科技公司的轉(zhuǎn)換器或和通用儀器公司的轉(zhuǎn)換器連接工作，有關標準加密編碼或保密措施，整個工業(yè)還沒有達成協(xié)議。在某些情況下，制造商能夠生產(chǎn)和其它系統(tǒng)兼容的加密編碼器。
用于活動圖象和聲音的數(shù)字編碼的標準方法還沒有建立，通過國際標準化組織美國電視工業(yè)在著手建立數(shù)字編碼技術標準。
數(shù)字視頻/音頻在傳送電纜節(jié)目方面的使用將需要改變現(xiàn)存的有線電視傳送系統(tǒng)。特別是，以上所述的模擬電纜端頭不能在數(shù)字環(huán)境下工作。編碼和譯碼方法也需要被審查。
所需的是一個能在數(shù)字環(huán)境下工作的電纜端頭。
所需的是一個能在數(shù)字環(huán)境和模擬環(huán)境下工作的電纜端頭。
所需的是一個能從單一衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器接受多個視頻/音頻節(jié)目信號的電纜端頭。
所需的是一個能合并數(shù)字視頻/音頻節(jié)目信號，并能傳送合并的信號到觀者家中的電纜端頭。
所需的是一個能把模擬和數(shù)字視頻/音頻節(jié)目信號傳送到觀者家中的電纜端頭。
所需的是一個能合并選中的模擬和選中的數(shù)字視頻/音頻信號，并能把合并的信號傳送到觀者家中的電纜端頭。
所需的是一個可以從多重數(shù)字頻道饋送選擇離散數(shù)字頻道并重新組合頻道，并將此頻道傳送到觀者家中的電纜端頭。
所需的是一個能合并多個數(shù)字視頻/音頻信號，并能為觀者提供多層節(jié)目的電纜端頭。
所需的是一個能將任何必須信號編碼和譯碼的電纜端頭。
因而，對于數(shù)字電纜端頭技術來說，有一個沒有被回應的需要。對于電纜端頭技術來說所需要的是一個利用視頻/音頻數(shù)字壓縮技術電纜端頭技術。
本發(fā)明的目的即在于滿足以上要求。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個實施方案是一個數(shù)字電纜端頭系統(tǒng)。這個系統(tǒng)允許充分使用一個有線電視傳送系統(tǒng)中的數(shù)字技術。電纜端頭是一個數(shù)字有線電視傳送系統(tǒng)中的關鍵部件。電纜端頭是一個用來接收節(jié)目信號，合并節(jié)目信號，并將節(jié)目信號發(fā)送到觀者家中的中心部件。和現(xiàn)存的電纜端頭相比，本發(fā)明的電纜端頭具有更大的容量和靈活性。具體地說，當和本發(fā)明的數(shù)字電纜端頭中的其它部件結(jié)合在一起，合并器能解決許多技術問題和技術挑戰(zhàn)。
數(shù)字節(jié)目信號的引進對有線電視傳送系統(tǒng)提出了幾個新挑戰(zhàn)。數(shù)字技術將為電纜端頭提供上百個節(jié)目頻道。面對這么多的節(jié)目頻道，一定要有一個方法用來選擇合意的節(jié)目，并且/或者過濾掉從脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器收到的不合意的節(jié)目。再者，因為節(jié)目的數(shù)量太多以致不能通過觀者家中并置連接電纜上有限的帶寬空間，對用戶家中可用的帶寬一定要被有效的管理。有限數(shù)量的節(jié)目一定要有選擇地送到觀者家中。
另外，對于不同的觀者用戶，帶寬可能有所不同。例如，一個電纜端頭可能提供觀者用戶550兆赫帶寬信號(典型地從50兆赫到550兆赫)，對另外的觀者用戶提供750兆赫帶寬系統(tǒng)。電纜端頭一定要傳送正確的合并信號到合適的觀者家中。同樣，對于兩個有同樣帶寬但需要不同節(jié)目選擇的并置連結(jié)電纜系統(tǒng)，電纜端頭一定要形成具有同樣帶寬的一個不同的合成信號。一個信號為一個并置連結(jié)電纜系統(tǒng)服務。
衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器用來作為傳送數(shù)字節(jié)目信號到電纜端頭的通道。這些衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器以不同的數(shù)據(jù)壓縮形式，以不同的數(shù)據(jù)速率，以幾種編碼方式將各種格式送出數(shù)據(jù)。因而，為了能夠分配信號到觀者用戶家中，一個電纜端頭一定要能夠以不同的數(shù)據(jù)速率接受，過濾和發(fā)送信號。在必要的情況下，這就需要電纜端頭延遲和同步信號。該發(fā)明解決了這些問題和其它一些問題。
對于以數(shù)字或模擬格式的地方性廣告和/或者特色節(jié)目所用時間，電纜端頭能夠兼顧地方性有線公司和電視公司的節(jié)目時間。地方性數(shù)字或模擬信號可以在端頭和衛(wèi)星信號合并在一起。
新電纜端頭的一個重要部件是合并器。合并器的基本功能是選擇將要合并的視頻信號，以不同的數(shù)據(jù)速率(如果必要的話)處理視頻/音頻信號，信號包轉(zhuǎn)換和確保合并信號的完整性。在優(yōu)先的合并器中，基本部件是控制中央處理器數(shù)字邏輯和一個并串行轉(zhuǎn)換器。和數(shù)字邏輯結(jié)合在一起，控制中央處理器執(zhí)行合并器的功能，具體地說，控制中央處理器和數(shù)字邏輯選擇將要被合并的視頻信號，并確保合并信號的完整性，這個過程是在逐個視頻數(shù)據(jù)信息包在基礎上完成的。許多種硬件和軟件的組合能用來完成合并器的功能。
根據(jù)傳送正確輸出信號到機頂盒的需要，合并器能夠以并行方式或串行方式來使用。合并器能夠用于多種數(shù)字和模擬電纜端頭配置。
本說明書敘述了四種不同種類的端頭模擬和數(shù)字混合、單一數(shù)字、數(shù)字進模擬出和能夠傳送數(shù)據(jù)信號中的電視節(jié)目信息到機頂終端的更復雜實施方案。每一個實施方案可以按模數(shù)方式建成。每一個實施方案可以為具有不同可用帶寬的多路并置連結(jié)電纜系統(tǒng)服務。
本發(fā)明的目的是為有線電視傳送系統(tǒng)提供一個數(shù)字電纜端頭。
本發(fā)明的目的是為使用有線電視傳送系統(tǒng)提供某些數(shù)字電纜端頭的部件。
本發(fā)明的目的是為有線電視傳送系統(tǒng)提供一個多用的合并器。
本發(fā)明的目的是提供能適用于數(shù)字環(huán)境和模擬環(huán)境的電纜端頭。
本發(fā)明的目的是提供一個能從一個衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器接受多個視頻/音頻節(jié)目信號到觀者家中的電纜端頭。
本發(fā)明的目的是提供一個能在多個從一個衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器接收到的視頻/音頻節(jié)目中選出一個節(jié)目的電纜端頭。
本發(fā)明的目的是提供一個能夠過濾掉在多個視頻/音頻節(jié)目信號中沒有選中的節(jié)目。
本發(fā)明的目的是為電纜頭終端提供一個能夠把數(shù)字視頻/音頻信號和模擬視頻/音頻信號合并器部件。
本發(fā)明的目的是為電纜端頭提供一個能夠合并從各不同脈沖轉(zhuǎn)換器收到的數(shù)字視頻/音頻信號的合并器部件。
本發(fā)明的目的是為電纜端頭提供一個合并具有不同數(shù)據(jù)速率的視頻/音頻信號的合并器部件。
本發(fā)明的目的是為電纜端頭提供一個能夠執(zhí)行信息包括轉(zhuǎn)換的合并器部件。
本發(fā)明的目的是提供一個結(jié)合所選模擬和數(shù)字視頻/音頻信號的電纜端頭，傳送到觀者家中。
本發(fā)明的目的是提供一個能夠合并多個數(shù)字視頻/音頻信號成為多層節(jié)目的電纜端頭。
本發(fā)明的目的是提供一個能接收一個視頻/音頻節(jié)目廣帶寬的電纜端頭。該電纜端頭能從廣帶中選擇節(jié)目，并能兼顧電纜頭終端和觀者用戶之間的有限帶寬。
本發(fā)明的目的是提供一個能兼顧電纜頭終端和某些觀者用戶之間不同帶寬可用性的電纜端頭。
本發(fā)明的目的是提供一個能解譯信號的電纜端頭。
本發(fā)明的目的是提供一個能編譯信號的電纜端頭。
本發(fā)明的目的是提供一個能解譯接收到的有多種編譯方式的信號的電纜端頭。
該電纜端頭能夠把將要傳送到觀者家中的信號編譯成一種編譯格式。
本發(fā)明的目的是提供一個模塊式端頭。
本發(fā)明的上述這些及其它目的和優(yōu)點，本技術領域的專業(yè)人員，在閱覽過以下附圖及實施例，將會明白了解。


圖1是現(xiàn)有模擬電纜電視傳送系統(tǒng)的簡圖。
圖2是將來數(shù)字/模擬有線電視傳送系統(tǒng)的簡圖。
圖3a是具有一個電纜端頭的簡圖。該電纜端頭可為三個具有不同可用帶寬的三個不同并行連置電纜系統(tǒng)提供服務。
圖3b是服務于兩個并行連置電纜系統(tǒng)的模塊數(shù)字電纜端頭的簡圖。
圖4是供數(shù)字有線電視發(fā)送系統(tǒng)合并器的數(shù)字電纜端頭主要部件的簡圖。
圖5a是配有數(shù)字有線電視發(fā)送系統(tǒng)合并器的數(shù)字電纜端頭主要部件的簡圖。
圖5b是供合并數(shù)字及模擬有線電視發(fā)送系統(tǒng)用的數(shù)字模擬電纜端頭主要部件的簡圖。
圖6a是另一種實施例的主要部件簡圖，該實施例用于具有合并器和遙控訪問的數(shù)字電纜端頭。
圖6b、6c是一個具有視頻編譯和解譯功能的數(shù)字電纜端頭實施例主要部件簡圖。
圖7是一個具有合并器的數(shù)字電纜端頭詳細圖。
圖8是合并器部件簡圖。
圖9a、b是合并器輸出控制邏輯簡圖。
圖10a是控制中央處理部件軟件的高層次軟件流程圖，該控制中央處理部件軟件控制合并器。
圖10b是控制中央處理部件軟件中(如圖10a)所示控制輸出門子程序流程圖。
圖10c是控制中央處理部件軟件中(如圖10a所示)刪除信息包子程序流程圖。
圖11是一個用于數(shù)字電纜頭終端的復雜節(jié)目傳送系統(tǒng)。該電纜端頭有一個機頂終端控制信息流。
圖12是一有含有合并器和網(wǎng)絡控制器的數(shù)字電纜頭終端，實施例的簡圖，該數(shù)字電纜頭終端可用于如圖11所示的復雜節(jié)目傳送系統(tǒng)。
優(yōu)選實施例的詳細說明圖1顯示一個現(xiàn)有模擬電纜電視傳送系統(tǒng)20的總體。在圖1中，每一個衛(wèi)星天線盤24將一個模擬電視節(jié)目和一個或多個衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器26進行上行鏈接。每一個衛(wèi)星接收天線盤28從一個衛(wèi)星30接收脈轉(zhuǎn)發(fā)信號。
在今天的模擬系統(tǒng)中，每個衛(wèi)星30有多個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器26。在一給定時間，每個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器只能處理一個(在很少情況下處理二個)模擬電視節(jié)目。接收到的模擬電視節(jié)目信號被電纜頭終端34合并，然后被送到并行連接電纜系統(tǒng)32。隨著數(shù)字技術的引進，在模擬電視傳送系統(tǒng)中，每一個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器不再限制在一個節(jié)目上。
圖2顯示本發(fā)明數(shù)字/模擬電纜系統(tǒng)40的總體。在圖2中，數(shù)字和模擬電視節(jié)目被上行鏈結(jié)到一個衛(wèi)星41，并被一個電纜頭終端42所接收。圖2顯示了一個模擬上行鏈結(jié)44，二個數(shù)字上行鏈結(jié)46，和一接收天線盤48。二個示意性的并置連結(jié)電纜系統(tǒng)50和電纜頭終端42相連結(jié)。許多并行連結(jié)電纜能從電纜頭終端42引伸出來。
本申請書假定在本技術領域的人熟悉活動圖像和相關音頻的數(shù)字編碼。具體地說，優(yōu)選實施例使用MPGE-2編碼標準。本申請書假定在本技術領域的人熟悉MPEG-2標準。國際標準化組織系統(tǒng)委員會于1993年9月10日公布的MPEG-2系統(tǒng)工作起草提議(文件號ISO/IECJTC1/VVG11“NO531”MOEG93)，通過引證結(jié)合在本申請中。
本發(fā)明數(shù)字電纜傳送系統(tǒng)40總體上用數(shù)字壓縮技術，以至于增加了現(xiàn)有衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52的容量至少為4∶1的比率，結(jié)果將節(jié)目傳送能力增加了4倍?，F(xiàn)在的數(shù)字壓縮技術允許增加節(jié)目傳送能力直至10倍。隨著壓縮技術的改進，比率還會增加。在衛(wèi)星傳送之前，含有電視節(jié)目的輸入信號被壓縮，合并和編碼。現(xiàn)在有多種壓縮算法能增加容量和改進本發(fā)明所希望的信號質(zhì)量。
新系統(tǒng)的成就之一是有效地利用數(shù)字壓縮技術。例如，利用現(xiàn)有的視頻數(shù)字壓縮技術，一個典型的50信道容量電纜衛(wèi)星接收系統(tǒng)能夠增加到300信道。在現(xiàn)行的模擬配置中，一個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器用于每一個位星傳送信道(見圖1)。相比之下，本發(fā)明中傳送系統(tǒng)40的一個實施例使用18個衛(wèi)性脈沖、脈沖轉(zhuǎn)換器和4∶1到8∶1比率以達到136衛(wèi)星傳送信道的容量。更多的脈沖發(fā)射器和更高的壓縮比率能被利用，以增加任何現(xiàn)有電纜系統(tǒng)的容量。
典型的節(jié)目傳送首先涉及視頻信號數(shù)字化。數(shù)字化的信號能被任一種可用的數(shù)字壓縮技術所壓縮。有三種可用的數(shù)字壓縮技術幀內(nèi)壓縮、幀之間壓縮和載體內(nèi)壓縮。所有這些技術都包含在MPEG壓縮標準中。在壓縮后，信道必須通過多路轉(zhuǎn)換器，然后送到衛(wèi)星天線盤(例如數(shù)字上行鏈結(jié)46之一，天線盤54)。衛(wèi)星天線盤將提供上行鏈結(jié)。在這個系統(tǒng)中，多路轉(zhuǎn)換方案可以被采用。在一些情況下，在整個系統(tǒng)的不同部分采用不同的多路轉(zhuǎn)換方案可能是有利的。例如，為衛(wèi)星傳送采用一種多路轉(zhuǎn)換方案。為地面?zhèn)魉秃铣尚盘?，在電纜頭終端42則可采用另外一種多路轉(zhuǎn)接方案。
一旦當信號到達上行鏈接，或達到主控制場所46，該信號一定要被調(diào)制，向上轉(zhuǎn)換和放大。在該電纜電視組裝和傳送系統(tǒng)40中，有多種衛(wèi)星和脈沖轉(zhuǎn)換器41、52可被使用。脈沖轉(zhuǎn)換器41和52能分別處理數(shù)字信號。在電纜電視傳送系統(tǒng)中使用衛(wèi)星41的一個例子是AT&TTELSTAR303。這些衛(wèi)星41能用來傳送數(shù)字和模擬節(jié)目。
在一個實施例中，正如在序號為07/991，074的在前申請中敘述的一樣，在上行鏈接以前，操作中心56組裝，輸入到電纜電視傳送系統(tǒng)20的輸入信號。序號為07/991，074的在先申請的申請日是1992年12月9日，題目是帶有驅(qū)動用戶訪問選項單的電視節(jié)目組裝和傳送系統(tǒng)。該在先申請書是同樣的受讓人申請的，現(xiàn)通過引證結(jié)合在本申請中。在事先組裝的節(jié)目信號中含有能使在用戶家中的設備上顯示用于選擇某個節(jié)目的選項單的信息，在組裝以后，組裝電視節(jié)目信號被準備好為衛(wèi)星傳送。通過衛(wèi)星傳送，組裝節(jié)目信號從操作中心56被送到電纜頭終端42。
取決于具體實施例，電視節(jié)目信號可能需要壓縮，合成/多路轉(zhuǎn)換、編碼、變換、調(diào)制、向上轉(zhuǎn)換和放大。數(shù)字電纜傳送系統(tǒng)接收具有不同數(shù)據(jù)質(zhì)量，來自好多個來源的視頻、音頻和數(shù)據(jù)信號。該數(shù)字電纜傳送系統(tǒng)打算和現(xiàn)存C和KU波段衛(wèi)星傳送技術相兼容。
在電纜頭終端42收到節(jié)目信號后，該信號被處理，并通過并置連結(jié)電纜系統(tǒng)50送到用戶家中。在優(yōu)選數(shù)字實施例中，信號以壓縮格式送到用戶家中的機頂終端58。因而在觀看之前，信號一定要被復原。取消于具體的實施例，電視節(jié)目信號可通過不同的通訊媒體到達用戶家中。例如通過同軸電纜、雙絞線、細胞電話、或予個人通訊網(wǎng)絡。任何一個所述的傳送媒體或在本領域所知的通訊手段，都能用來傳送信號。
用戶和電纜頭終端42之間的連結(jié)允許和電纜頭終端42進行雙向通訊。通過使用雙向通訊，電纜頭終端42能夠接收到有關用戶帳戶、帳單和所看節(jié)目的信息。另外，電纜頭終端42能夠傳送計算機數(shù)據(jù)和計算機軟件信息到用戶家中。
如圖2所示，一個模擬電纜電視系統(tǒng)40可以與本發(fā)明的數(shù)字壓縮系統(tǒng)并存。電纜頭終端42可以通過衛(wèi)星41接收模擬電視節(jié)目，并且/或者可以接收地方性的模擬節(jié)目。
通過引進本發(fā)明的電纜頭終端42，模擬電視節(jié)目可以和數(shù)字電視節(jié)目一起傳送到用戶家中。數(shù)字傳送不會影響到模擬系統(tǒng)40，事實上，如果數(shù)字信號和模擬信號用兩個不同的載頻傳送，6HMz模擬以電纜信號可以與數(shù)字信號在同一根電纜上同時使用本發(fā)明，電纜頭終端42可以繼續(xù)以模擬信號格式，向用戶提供地方性信道。作為另外一種選擇，在合并之前，電纜頭終端42可將模擬信號數(shù)字化，然后數(shù)字化壓縮。視頻服務可用于接受從全國來的模擬輸入，也可用于重新組裝含有多個視頻信道的數(shù)字多路轉(zhuǎn)換輸入。安裝在觀者家的電纜盒或機頂終端58可以配置僅適用于數(shù)字電視節(jié)目，僅適用于模擬電視節(jié)目，或適用兩者。
帶寬分配圖3a描述一個接收和發(fā)送電視信號的電纜端頭42。更具體地說，圖3a所示的電纜端頭能夠接收大量超過需要的電視節(jié)目，并能夠傳送恰當?shù)碾娨暪?jié)目到電纜系統(tǒng)的恰當部分。本發(fā)明的數(shù)字電纜端頭能夠以幾種方法來執(zhí)行帶寬分配。
為了能夠適用于具有不同帶寬和頻道容量的有線電視系統(tǒng)，電纜端頭傳送具有不同帶寬的信號到并置連結(jié)電纜系統(tǒng)部分。為了實現(xiàn)這個分類，電視節(jié)目可能會被分成幾部分，例如優(yōu)先一、優(yōu)先二和優(yōu)先三節(jié)目。大帶寬電纜電視系統(tǒng)能適用于電視節(jié)目的所有部分(優(yōu)先一、優(yōu)先二和優(yōu)先三)。通過僅接受電纜系統(tǒng)能夠在其帶寬范圍內(nèi)處理的部分，在電纜端頭和觀者家中有嚴格的帶寬限制的電視系統(tǒng)可以使用節(jié)目傳送系統(tǒng)。
例如，如圖3a所示，每個并置連結(jié)電纜系統(tǒng)60、62和64接收每個系統(tǒng)所能夠處理的信息部分，這樣三個具有不同帶寬電纜的電視系統(tǒng)就能同時使用節(jié)目傳送系統(tǒng)40和電纜端頭42。所有的三個系統(tǒng)都能接收優(yōu)先權一電視節(jié)目。數(shù)字容量最小的電纜電視系統(tǒng)是不能接受優(yōu)先權二電視節(jié)目的。在這個例子中，48兆赫系統(tǒng)60是不能收到優(yōu)先權二電視節(jié)目的(8個6兆赫區(qū)段的40頻道是為數(shù)字傳送保留的)。兩個有較大容量的電纜電視系統(tǒng)62、64分別接受使用優(yōu)先權二電視節(jié)目。只有具有最大容量的電視系統(tǒng)64能使用優(yōu)先權三電視節(jié)目。電視系統(tǒng)64能處理所有的三部分一優(yōu)先權一、優(yōu)先權二和優(yōu)先權三(如果需的話)，節(jié)目選項信息。
由于分割電視節(jié)目，多種具有不同系統(tǒng)容量的并置連結(jié)電纜系統(tǒng)能同時使用節(jié)目傳送系統(tǒng)40和電纜端頭42。通過把經(jīng)常觀看的或獲利更高的節(jié)目放在優(yōu)先權一部分，在有限帶寬盡量許可的情況下，有線電視的用戶和擁有人得到了兼顧。
通過使用這個優(yōu)先實施例，上行鏈接能把信號“S”送到衛(wèi)星41。衛(wèi)星41把信號“S”送到電纜端頭42。每個電纜頭終端42接收全部信號。并且通過去掉衛(wèi)星信號“S”中不能為地方性電纜系統(tǒng)60、62、64所處理的部分，每個電纜端頭42為地方性電纜系統(tǒng)將信號用戶化。這樣就不需要上行鏈接46為具有不同容量電纜端頭42的接收發(fā)送不同信號。
電纜端頭42可以用好多種方法去掉不必要的信號。根據(jù)以上的解釋及以下討論的三個例子，熟悉本領域的人可以引伸出許多方法來。
第一種方法是在將要被送出信號中的每一部分設置一個獨立的首部。電纜端頭42然后將識別首部，并只把有恰當識別首部的信號送到并置連結(jié)電纜系統(tǒng)。用如圖3a所示的三個并置連結(jié)的電纜系統(tǒng)60、62、64為例，首部可能是“001”、“002”、“003”。寬帶寬并置連接電纜系統(tǒng)64能夠接收含有所有三個首部的信號。然而，窄帶寬并置連結(jié)電纜系統(tǒng)60可能只能接收首部為“001”的信號。
對于第一種方法，一個中央操作中心56必須將節(jié)目信號分成三部分，在送出每個信號部分之前，必須送出獨立的先行首部。這種方法需要在節(jié)目中花費一個額外首部信號開銷。當需要時，首部不時被發(fā)出。
第二種方法需要有一組脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52專用于一個優(yōu)先級別，根據(jù)對并置連結(jié)電纜系統(tǒng)60、62、64恰當?shù)膬?yōu)先級別，電纜端頭42發(fā)送來自于脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器的信號。例如，如果有三個優(yōu)先級別和18個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52，脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52中的一到九可能專用于優(yōu)先級別一，脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器中的十到十四可能專用于優(yōu)先級別二，脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器中的十五到十八可能專用于優(yōu)先級別三。因此，一個只能在優(yōu)先級別二工作的并置連結(jié)電纜系統(tǒng)(例如，中等帶寬系統(tǒng)62)只能接收來自于脈沖轉(zhuǎn)換器52中的一到九和電纜端頭中的十到十四的信號。來自脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器十五到十八的信號將不會被傳送到優(yōu)先級別二的并置連結(jié)電纜系統(tǒng)。
在第三種方法中，電纜端頭42從每個脈沖轉(zhuǎn)換器中采集和選出的電視節(jié)目中建立用戶化的優(yōu)先權一信號，優(yōu)先權二信號和優(yōu)先權三信號。在為并置連結(jié)電纜系統(tǒng)60、62、64服務中，電纜端頭42傳送恰當?shù)挠脩艋盘柕讲⒅眠B結(jié)電纜系統(tǒng)60、62、64的每一部分。第三種方法需要電纜終端42具有一個如下所述的合并器部件。為了在并置連結(jié)電纜系統(tǒng)上進一步傳送，這個部件能在合并信號前選擇節(jié)目。以這種方式，一個數(shù)字節(jié)目可能從脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52載帶的多個數(shù)字節(jié)目中挑選出來。
在圖3b示意的例子中，一個電纜端頭42為二個并置連接電纜系統(tǒng)提供服務。特別地，圖3b提供了一個適用于傳送不同信號到不同并置連結(jié)電纜系統(tǒng)的模塊化解決問題方法。
在這個例子中，通過衛(wèi)星或地面?zhèn)鬏斁€，射頻信號被接收到，然后被送到不同的二組設備。在圖3b中，數(shù)字設備或至電纜端頭中現(xiàn)有的模擬設備產(chǎn)生一個550兆赫信號(一個具有550兆赫帶寬的信號是在0至550兆赫頻譜之間)。這個550兆赫信號在并置連結(jié)電纜系統(tǒng)74上傳送。(在優(yōu)選實施方案中，頻譜0至50兆赫是為來自于機頂終端的上游信號活動而保留的。)第二組數(shù)字設備76產(chǎn)生一個從550到750兆赫范圍的200兆赫信號。為了在第二個并置連結(jié)電纜系統(tǒng)78上傳送，550兆赫信號(從0至550兆赫)和200兆赫信號合并，從而產(chǎn)生一個750兆赫信號(從0至750兆赫)。在必要的時候，多路轉(zhuǎn)換器80將被使用。
圖3b中的系統(tǒng)能夠支持具有550兆赫容量的機頂轉(zhuǎn)換盒58以及具有750兆赫容量的機頂轉(zhuǎn)換盒58。在這個具體的實施方案中，750兆赫機頂終端58能夠處理在從550到750兆赫范圍內(nèi)的數(shù)字視頻信號。
使用這個調(diào)制設備概念，可以為觀者用戶產(chǎn)生幾乎任何具有不同帶寬信號的組合。另外，該系統(tǒng)能把模擬和數(shù)字信號送到同一個并置連結(jié)電纜系統(tǒng)。使用圖3b所示的系統(tǒng)可以在模擬和數(shù)字混合系統(tǒng)上合并48兆赫、72兆赫和108兆赫，或其它數(shù)字容量的帶寬。另外，將一個較小帶寬數(shù)字信號(例如，0至550兆赫)和一個較大帶寬數(shù)字信號(例如，0至750兆赫)合并是可能的。
理想的是，550兆赫設備組72能夠在許多從多個射頻信號70上接收到節(jié)目中(或頻道中頻挑選特定的節(jié)目或頻道)。另外一種方案是，某些射頻信號70可以被送到550兆赫設備組72，另外一些射頻信號72可能只能被送到200兆赫設備組76。這種方案能通過分配每組設備接收來自于一個特定衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52的信號(例如，脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器1到9分配給設備組一，脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器10到14分配給設備組二)。使用一個解調(diào)頭終端設計能分配多層優(yōu)先級到觀者家中。如果脈沖轉(zhuǎn)換器52被指定或分配到一定的優(yōu)先級別，那么每個設備組也能被分配到優(yōu)先級別，并能從特定的脈沖轉(zhuǎn)換器收到信號。
數(shù)字方案圖4顯示了一個數(shù)字端頭42的基本部件。數(shù)字端頭42有插入地方性節(jié)目(也稱作地方有效信息84)的能力。所示的端頭42從每個脈沖轉(zhuǎn)換器52接收一個射頻信號70，并且通過一個集成接收調(diào)解器(IRD)86)(或集成接收發(fā)送器(1RT))處理每個信號。每個脈沖轉(zhuǎn)換器所發(fā)出的信號載帶多個節(jié)目(視頻/音頻信號)。為了以后能插入地方性節(jié)目，一個信號分離器88用來把信號分離成分散的視頻/音頻信號。另外，脈沖轉(zhuǎn)換器脈沖載帶的數(shù)據(jù)被分離出來并送到一個控制中央處理部件90。
通過一個操作員的手工操作或者通過一個來自于全國性場所(沒有圖示)的遙遠信號，地方性有效信息84(或者地方性節(jié)目)被送到控制中央處理部件90。一個工作站91或者一個具有圖像顯示和控制滑鼠的工作站91是更優(yōu)先的。使用工作站91能把許多命令和各種數(shù)據(jù)送到控制中央處理部件90。調(diào)制解調(diào)器116用于接收來自于一個遙遠場所的地方備有信息84。多種通訊方法可用來接收來自于遙遠場所的地方性有效信息。通過使用從地方性有效信息中分離出來的數(shù)據(jù)信號和信息，控制中央處理部件90利用地方性插入設備92插入必要的地方性節(jié)目。
理想的是，為了直接在分別饋送94中插入，由本地插入設備接收地方性節(jié)目(以數(shù)字視頻/音頻格式)。分別饋送94可以是一個送到數(shù)字編碼器96的模擬饋送，或是一個直接數(shù)字饋送98。地方性節(jié)目可以是商業(yè)廣告或者詳細節(jié)目。根據(jù)控制中央處理部件90的指示，本地插入設備把地方性節(jié)目加到數(shù)字視頻信號上去。在信號流過本地插入設備92后，多路轉(zhuǎn)換器100和調(diào)制器對該信號進行處理，已便把該信號送到觀者家中的機頂終端58上去。
通過使用來自脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52和地方性備有信息84，如圖所示的控制中央處理機90產(chǎn)生稱為機頂終端控制信息流(STTClS)的數(shù)字數(shù)據(jù)信號。經(jīng)過調(diào)制的機頂端控制信息流被送到機頂終端58上去(如在以下圖11和圖12中討論的)，多種協(xié)助機頂終端58的信息可以帶以控制信息流中。對于不能使用STTCIS帶有機頂終端的系統(tǒng)，這個數(shù)據(jù)信號是沒有必要的。
帶有合并器的數(shù)字方案圖5a顯示一個僅能處理數(shù)字電視節(jié)目信號103的合并器104的電纜端頭42基本部件的操作受控制中央處理部件90控制?？刂浦醒胩幚聿考?0可能接收來自遙遠來源(沒有被圖示)的數(shù)據(jù)信號。
在解調(diào)器106解調(diào)輸進信號，信號分離器88分離輸進信號成為分離電視節(jié)目以后，該輸入信號在信息包開關中被處理，并和其他電視節(jié)目信號合并。在控制中央處理部件90的協(xié)助下，合并器104執(zhí)行合并功能。
在合并以后，這個信號被調(diào)制器102調(diào)制，并被傳送到觀者家中的一個或多個并置連結(jié)電纜系統(tǒng)50。如果電纜系統(tǒng)的不同部分需要不同的電視節(jié)目帶寬，合并器104需要更多的軟件和硬件。正如以后所述的，為適用于具有不同帶寬的并置連結(jié)電纜系統(tǒng)，多個合成器104可以并聯(lián)或串聯(lián)使用。另外，如圖3b所示，一個調(diào)制系統(tǒng)設計可以使用多個合并器104。
為端頭42所接收數(shù)字信號的一部分可能是來自于遙遠地方的數(shù)字數(shù)據(jù)信號103。在被送到控制中央處理器90前，調(diào)解器106處理數(shù)字數(shù)據(jù)信號103。如有必要，控制中央處理部分90將使這個信號協(xié)助合并過程。
帶有合并器的數(shù)字和模擬版本除了模擬信號107和數(shù)字信號103能被端頭42操縱以外，圖5b中的系統(tǒng)和圖5a中的系統(tǒng)相仿。模擬電視節(jié)目信號107能被編碼器108數(shù)字化，并且送過合并器104。或者模擬電視節(jié)目信號107被模擬解調(diào)器110所處理。盡管有多種數(shù)字編碼可用，一種MPEG編碼器是優(yōu)選的。MPEG編碼器108在同一步中執(zhí)行數(shù)據(jù)化和壓縮功能。合并器104接收數(shù)字化的模擬信號107，為了傳送給觀者，在需要的情況下和數(shù)字節(jié)目信號合并。
經(jīng)調(diào)制的模擬信號107以合適的還未使用的帶寬位置(現(xiàn)時，需要6兆赫可用帶寬)直接送到并置連結(jié)電纜系統(tǒng)。使用在端頭42包括模擬節(jié)目的方法產(chǎn)生為機頂終端58所使用的混合模擬和數(shù)字信號。為了處理混合的模擬和數(shù)字節(jié)目信號，合適的機頂終端58調(diào)諧到在信號頻譜中正確的6兆赫。
盡管包括模擬信號107的兩種方法在同一端頭中介紹，每一個方法自己是足夠的。
使用數(shù)字編碼器108的數(shù)字化模擬節(jié)目信號107是優(yōu)選的，因為這種方法允許傳送完全數(shù)字輸出到觀者家中。使用數(shù)字編碼器108也簡化控制中央處理器90插入地方性節(jié)目。
對系統(tǒng)操作的詳細介紹圖6A較詳細地顯示了一個僅能夠處理數(shù)字信號117的先進系統(tǒng)終端42的實施方案，這個實施顯示了在發(fā)送到終端42之前，脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52的信息其內(nèi)容被組裝或組織。例如，第一個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)載體育節(jié)目，第二個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)載電影，第三個脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)載雜志等等。對于系統(tǒng)42的操作，這種節(jié)目組織是沒有必要的。
這個實施方案也為調(diào)制解調(diào)器116提供了一個對控制中央處理部件90的遙遠控制。圖6a的實施例使用MPEG2數(shù)字編碼技術。許多像MPEG之類的技術備用的，它們能用于本發(fā)明。
集成接收部件(IRCs)118解調(diào)和復原(如果必要的話)接收脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器信號。該脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器信號可能包含4、6、8或更多的視/音頻信息信道。IRC118把脈沖轉(zhuǎn)發(fā)信號解調(diào)成多路轉(zhuǎn)換數(shù)字化MPEG2格式視頻的數(shù)字位流。在另外的一個實施方案中，多路MPEG信號傳輸?shù)蕉祟^42之前先行編碼，然后由IRC118譯碼。
信號分離器120把多路轉(zhuǎn)換的信號分離成個別的MPEG格式的數(shù)字頻道。盡管圖6a顯示了每個IRC118被硬連接到特定的信號分離器120，信號分離器120能夠連接任一個IRC118是更可取的。具體地說，優(yōu)選的控制中央處理部件90分配信號分離器120去接收來自一個選中IRC118的多路轉(zhuǎn)換MPEG信號。取決于接收到的脈沖轉(zhuǎn)接器信號，信號分離器可能有4、6、8或有更多的到合并器的連接?？刂浦醒胩幚聿考?0有選擇的允許啟用信號分離器120輸出。然后，這些允許啟用的信號分離器輸出送到合并器104。
在圖6a中，一個遙遠的地點(例如一個全國性的地點)通過一個解制器116或一個相似連結(jié)給控制中央處理部件90發(fā)指示。因而，這個遙遠地點能夠控制信號分離器120的輸出。另外一種方法是，不是允許啟用信號分離器120的輸出，而是用控制中央處理部件90去選擇合并器104輸入。通過允許啟動或選擇信號分離器的輸出，控制中央處理器控制哪些電視節(jié)目被合并和傳送到觀看者那兒去。
合并器104把允許啟動或選擇的信號分離器120的輸出合并成恰當?shù)母袷?。合并?04然后輸出信號到數(shù)字式調(diào)制器102。僅管一個數(shù)字正交調(diào)幅QAM或相似設備是優(yōu)選的，多種不同類形的調(diào)制技術能用于本發(fā)明。
正交調(diào)幅器輸出一個和其它載體合并的調(diào)制射頻載體到電纜系統(tǒng)50。在用戶家中的轉(zhuǎn)換盒58選擇和解調(diào)一個被用者選中的具體頻道。僅管電纜是最普通的用于用戶家中的傳送媒體，包括光導纖維、微波傳送或電話線的任何媒體都能用來載帶信號。
除了具有額外的糾錯設備124和編碼/解碼設備126，圖6b還顯示了一個和圖6a幾乎相同的實施方案。幾乎所有數(shù)字糾錯設備124和糾錯技術都能用來保持數(shù)字視頻/音頻數(shù)據(jù)的完整性。僅管糾錯能在好多個場合進行(例如，在信號分離器前或在合并過程中)，在合并之前糾錯是優(yōu)先進行的。
圖6b顯示了一個能執(zhí)行譯碼和/或加密(如果必要的話)的實施方案例。在這個實施方案中，譯碼和加密設備設置在信號分離器120和合并器104之間。對于數(shù)字加密來說，還沒有電纜工業(yè)標準。一般來說，每個機頂終端售主使用一個分別的加密/譯碼方法。在將來大型數(shù)字傳送系統(tǒng)中，在節(jié)目被轉(zhuǎn)接前，數(shù)字視頻信息將可能被加密以適應特定機頂終端售主加密設備。因而，在被脈沖轉(zhuǎn)換器52收到的加密信號之間和在被服務的數(shù)字終端42的機頂終端設備58之間可能會產(chǎn)生不兼容的問題。通過在終端42使用譯碼和加密設備126，這個不兼容的問題可以被解決。
一旦信號117被信號分離器120分離成分開的視頻“頻道”，就可能進行譯碼和加密。不需要的加密格式可以被譯碼去掉。在傳送信號到機頂終端58前(在終端頭42處)對信號加密能產(chǎn)生一種新的加密方法。這個新的加密方法和被終端42服務的機頂終端58保持一致。僅管多種數(shù)字加密方法可用于本發(fā)明，廣泛使用在國防工業(yè)的數(shù)字加密標準DES是一個優(yōu)選的方法。
僅管按圖所示譯碼/加密設備126設在信號分離器120之后，位于糾錯設備124和合并器104之間，譯碼/加密設備可以設置在另外的地方。例如，該設備可設置在合并器104的一些部件之中(在以后敘述)，或該設備也可設置在一個與可糾錯設備124的不同位置。
圖6c顯示了一個使用合并器104的數(shù)字進模擬出的電纜頭終端42'。合并器104由MPEG解碼器132和模擬調(diào)制器134組成。視頻信號以數(shù)字格式被接收、處理、轉(zhuǎn)換，然后被傳送到機頂終端58。在這個特定的設計中，視頻信號從數(shù)字格式轉(zhuǎn)換成模擬格式，以便傳送到機頂終端58(以模擬格式)。這個實施例能實現(xiàn)通過衛(wèi)星的壓縮視頻傳送，而不用改變模擬機頂終端58的大安裝底座。
射頻信號70能被衛(wèi)星的終端42，地面導線或其它通訊裝置所接受。所示的控制中央處理機90可以被遙遠控制，或者給予地方指示。根據(jù)數(shù)字視頻信號的子集標識符，控制中央處理部件指示信號分離器120為了終端42'進一步處理這個視頻信號子集被選擇。
在數(shù)字視頻選擇后，解碼器132被處理這個數(shù)字視頻信號。圖6c顯示了每一個信號是通過一個MPEG解碼器132被處理的。本領域的專業(yè)人士將認識到多種編碼和譯碼方法可以被使用。隨著解碼以后，在傳到機頂終端58(沒有圖示)之前，每一個模擬視頻信號是通過一個模擬調(diào)制器134而被處理的，這個配置可用多個IRCs118，信號分離器120，MPEG譯碼器132和模擬調(diào)制器134。終端頭42'的尺寸大小受到訂戶可用帶寬限制。
以下是一個正在被處理體育節(jié)目的例子。電纜端頭42從專門用于體育節(jié)目的脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52接受需要的體育節(jié)目。分配用于體育節(jié)目的脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52被指示去選擇需要的體育節(jié)目。這個體育節(jié)目然后被解碼成模擬格式并通過模擬調(diào)制器134被處理。模擬調(diào)制器134可能把這個節(jié)目變成在并置連接電纜系統(tǒng)50上6兆赫可用帶寬(例如在544兆赫和550兆赫之間)。
合成器104可和多種端頭42部件一起使用。根據(jù)本發(fā)明的精神和范圍，熟悉本領域的人將認識到多種部件可用來代替終端頭42。
合并系統(tǒng)硬件圖7較詳細地顯示了一個含有合并器104的電纜端頭42實施方案。具體地說，圖7描述了合并器104的主要部件140。主要部件140包括提供選擇功能的部件和執(zhí)行信號合并的其它部件142。選擇功能部件包括信號分離器144和數(shù)字邏輯部件146。選擇功能部件接收來自于控制中央處理部件90的指示。并串轉(zhuǎn)換器148執(zhí)行合并器104的最后一步，合并信號。
在這個實施方案中，控制中央處理部件90和任何一個地方性備有84一起接受數(shù)據(jù)?？刂浦醒胩幚聿考?0產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)信號和機端控制信息流。數(shù)據(jù)信號被數(shù)據(jù)調(diào)制器102處理，并被傳送到機頂終端58?？刂浦醒胩幚聿考€傳送控制信息到數(shù)字邏輯146。
控制信號指示在視頻的數(shù)字邏輯146合并。數(shù)字邏輯146選擇將要被合并的視頻信號，并以一個恰當?shù)臅r間順序傳達視頻信號到并串轉(zhuǎn)換器148。隨后，并串轉(zhuǎn)換器148建立一個傳送到機頂終端58的信號。
除了向合并器104提供用于視頻選擇的指令以外，控制中央處理部件90完成合并過程，并監(jiān)視這個過程以確保合并數(shù)信號的完整性。圖7的硬件配置能適用任何數(shù)量的脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器52和視頻/音頻信號。取決于具體實施方案，調(diào)制器102的需要數(shù)目有所有不同。
圖8是合并器104優(yōu)選設計的詳細簡圖。合并器104的硬件由以下邏輯部件組成配置方框152，邏輯方框153，控制先進先出154，先進先出156，輸出門158和并串轉(zhuǎn)換器148。為了傳送信號到機頂終端58之前調(diào)制信號調(diào)制器102設置在合并器104之后。圖8的方案能適用任何數(shù)目的視頻信號。
配置方框接收來自于控制中央處理部件90的指示。根據(jù)將要被傳送的視頻信號，配置方框152指示控制先進先出154和邏輯方框153。配制方框152提供必要的信息去分配先進先出156處理包含在數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流168中的具體節(jié)目信號，以達到為合成器104提供配制。
邏輯方框153由下列子邏輯部件組成接收器162，標識檢查164，和循環(huán)冗余檢驗(CRC166)。邏輯方框153接受數(shù)字頻道數(shù)據(jù)流168、時鐘信號170，和(來自配置方框)配制信號172。邏輯單元153輸出控制信號到控制先進先出154，并輸出數(shù)據(jù)信號176到一組先進先出156。接收器162和標識檢查164利用配置信號去決定將要通過先進先出156的視頻信號的標識。以這樣的方式，邏輯方框153把視頻數(shù)據(jù)流分成它的組成部分。標識檢查164檢查和視頻數(shù)據(jù)相連的地址(或其它標識數(shù)據(jù))，以便把視頻信號分離成部分。每一部分是一個不同的節(jié)目。邏輯方框所包括循環(huán)冗余碼檢驗166或其它檢查。
每一個先進先出156用作為一個緩沖區(qū)，暫時存儲器，并傳送組裝視頻到輸出門158。每一個先進先出156和一個邏輯門相連是優(yōu)選的。在電子工業(yè)中廣泛使用的先進先出156和邏輯門能提供上述的能力。在這個優(yōu)先實施方案中，先進先出156包括電平指示器或“觸發(fā)點”，以協(xié)助控制中央處理部件90緊密地監(jiān)視數(shù)據(jù)流動。為了限制區(qū)段的分裂，先進先出156至少有足夠大的容量存儲整數(shù)目的數(shù)據(jù)區(qū)段或數(shù)據(jù)信息包是優(yōu)先的。
如果節(jié)目延遲和節(jié)目計劃監(jiān)督變化是允許的話，先進先出156可能要提供大的暫時存儲器。這個存儲容量將允許監(jiān)督時間在節(jié)目中移動，以保證沒有溢出的情況。先進先出156一定要足夠的大，以處理最壞的情況或處理所有信道中最快的脈沖串而不產(chǎn)生溢出。先進先出156任何數(shù)據(jù)丟失都會產(chǎn)生圖像中斷。這種圖像破裂會給觀者帶來不舒服的感覺。
在這個優(yōu)選實施方案中，成本和保持精確節(jié)目計劃是重要的，而先進先出的容量不足以防止外溢。不管先進先出156，時間考慮仍然是重要的。先進先出156的大小是由一系列因素決定的，例如成本，可接受的數(shù)據(jù)丟失程度，計劃和時間的考慮。在決定為任何一個特定實施方案所需先進先出156大小時，這些因素必須被綜合考慮。
數(shù)據(jù)重新同步是合并器104任何中的一個復雜部分、邏輯單元153監(jiān)督所有先進先出156的復雜部分。按照一個固定算法，邏輯單元將控制輸出門158。邏輯單元153和控制先進先出154以不變的輸出速度開啟和關閉門158。這個不變的輸出速度不會造成先進先出156溢出。有時，數(shù)據(jù)流太慢。在最終向并串轉(zhuǎn)換器148輸出前的數(shù)據(jù)需要被填入數(shù)據(jù)流168中。對于維持到機頂終端58的整個信息流的速度，這是有必要的。
輸出門158傳送視頻到并行轉(zhuǎn)換器148。并串轉(zhuǎn)換器148把來自于先進先出156的數(shù)據(jù)流168(8個二進制位寬是優(yōu)先的)轉(zhuǎn)換成單個的二進制輸出流。這個數(shù)據(jù)流被送到電纜系統(tǒng)或其它傳送媒體。
圖9a和9b顯示了合并器104硬件實現(xiàn)的較詳細圖。圖9a顯示了合并器104的具體硬件的實施方案。這個實施方案使用了集成接收解調(diào)器86和正交調(diào)幅102。圖9b顯示可設置在遠離合成器104的輸出控制邏輯190。在這個優(yōu)先實施方案中，輸出控制邏輯設置在控制中央處理部件90和合并成器104之間。
參照圖9a，一個來自衛(wèi)星41的射頻信號70被接收，并被送到集成接收解調(diào)器86。集成接收解調(diào)器86把該信號處理成MPEG數(shù)據(jù)信號176和時鐘信號170。MPEG數(shù)據(jù)信號和時鐘信號170都被送到數(shù)據(jù)接收器162。
接收器162從集成接收解調(diào)器86接收串行MPEG數(shù)據(jù)流。接收器162把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行8個二進位字長信息。地址檢查164'(或其它的標志或地址檢查164')把每個收到的8位二進制數(shù)據(jù)和存在地址檢查164'中的地址進行對比。如果有一個地址相符合，這個特定的信息包數(shù)據(jù)被送到恰當?shù)挠糜谔幚砭哂性摰刂窋?shù)據(jù)的先進先出156。如果沒有任何地址相符合，這個數(shù)據(jù)不會被傳送到任何先進先出156。換句話說并不需要的視頻/音頻數(shù)據(jù)流將被忽視，該數(shù)據(jù)流不會被傳到任何先進先出156。
每個先進先出156分配于處理一個特定的視頻信號。這些分配可以動態(tài)的來進行。這些分配沒有特定的順序，任一先進先出156能分配于任一個視頻信號。在另外一個具有不同大小的先進先出156的實施方案中，較快的視頻信號被分配到較大的先進先出156。因為每個先進先出156被分配于接收含有分配給該先進先出156恰當?shù)刂返腗PEG信息包。
先進先出控制154也增加先進先出156輸入地址記數(shù)器。以這種方式，控制邏輯154輸入地址記數(shù)器。能夠控制輸入到先進先出156視頻信息包的層次，并能在先進先出156達到它的容量時把恰當?shù)男盘査偷娇刂浦醒胩幚聿考?0。先進先出控制154也允許控制中央處理部件90監(jiān)督每個先進先出156的層次。
先進先出控制方框154增加先進先出156輸入和輸出地址計數(shù)器。以這種方式，先進先出控制方框能夠跟蹤輸入和輸出流入到每個先進先出156。
循環(huán)冗余碼檢驗(CRI166)計算為在傳送中的信息包中的數(shù)據(jù)部分循環(huán)冗余碼166，以至于當最后數(shù)據(jù)字節(jié)鎖存在先進先出156時，計算出來的循環(huán)冗余碼156進行比較。如果在32位循環(huán)冗余碼166中有一位多位的差別，一個錯誤標并被設置以指示一個有缺陷的信息包正在通過。控制中央處理90和控制邏輯154一定要決定是否要傳送有缺陷信息包。在并串轉(zhuǎn)換器148之后，但調(diào)制前糾正錯誤也是有可能的。
每次當輸出門158被允許啟動，幾個信息包被傳送到并串轉(zhuǎn)換器148。在優(yōu)先的實施方案中，信息包的子集是不能被傳送到并串轉(zhuǎn)換器148的。并串轉(zhuǎn)換器148把來自于先進先出156的8位字長的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個字位的輸出流。
軟件圖10a是一個用于操作合成器104的高層次軟件流程圖。這個軟件駐存在控制中央處理部件90中?？刂浦醒胩幚聿考?0把恰當?shù)闹甘舅偷胶铣善?04的整個部件，以確保選擇恰當?shù)囊曨l，并確保視頻信號以恰當?shù)姆绞胶喜?。所有圖10a到10c的軟件都要用硬件來實現(xiàn)。作為合并器104的一部分，軟件子程序可用硬線連接。
控制中央處理部件首先從一個中央場所(方框200)接收命令。這些命令包括哪一視頻信號應該被選中。這些命令還包括其它信息，諸如信號類型(快速或慢速視頻信號)是否信號被編碼和所使用的編碼方法等等。視頻信號能按數(shù)據(jù)流動字位速度分類。諸如慢媒介和快數(shù)據(jù)流動?？焖僖曨l或具有大量移動的快速變化視頻比慢速移動視頻或靜止視頻需要更快的字位速度。
某些視頻區(qū)段(或頻道)需要較少數(shù)據(jù)流動，因為較少背景移動(慢視頻信號)。其它視頻區(qū)段可能需要更多的視句流動，因為較多的背景移動和細節(jié)變化(快速視頻信號)。例如體育和電影中的動作景象比靜畫面或者大多以藍天作背景的畫面要更多的視頻數(shù)據(jù)。在這個優(yōu)先實施方案中，控制中央處理部件從中央地點接收視頻區(qū)段中這類信息。另外一種方法，使用在終端42的數(shù)據(jù)設備可決定視頻類型(快速或慢速)。這個數(shù)字設備感測出數(shù)據(jù)量，并決定被接受的視頻類型。
根據(jù)在功能塊200中收到來自于中央地點的信息，控制中央處理部件將檢查被中央地點要求的信頻合成是一種可接受的視頻輸入合成功能塊2041。如果中央地點(功能框200)請求了一個超出了位于那個電纜終端42中合并器104的能力，一個通知信號(功能框208)將被送到中央地點(功能框200)，以便請求新信息。視頻信號的合成(功能框200)可能因很多原因而不恰當。比如包含太多視頻輸入(這是被決定步驟框204決定的)或者太多的視頻信號包被合并(或者太快的變化視頻，快速視頻)。盡管對于從中央地點收到的信息只有一次驗證檢查，對本領域熟悉的人將會認識到可以對從中央地點收到的信息進行許多驗證檢查。在驗證以后，通過或拒絕信號會被送到中央地點。
在驗證檢查以后，控制中央處理部件90把視頻配置數(shù)據(jù)送到配置邏輯(功能框212)。這個配置數(shù)據(jù)將通知每個選中視頻信號和否定選重視頻信號的合并器104。
軟件(功能框200)在不規(guī)則的時間中接收來自于中央地點的信息，驗證這信息產(chǎn)生送到配置邏輯的配置數(shù)據(jù)(功能框212)。軟件其它的部分應被有規(guī)則地執(zhí)行。
控制中央處理部件90監(jiān)督(功能塊216)每個先進先出156，以便決定先進先出156裝滿的百分比。為了完成這一任務，控制中央處理部件將從控制先進先出154或每個個別的先進先出156接收電子信號。分析這些信號能夠決定每個先進先出156的層次。在這個分析以后，控制中央處理部件將決定是否有任何一個先進先出156超出了裝滿容量百分比的第一極限(比例75%被裝滿)(決定功能框220)。如果有一先進先出156超過了第一容量裝滿極限，那么一個溢出條件即存在。如果有一個溢出條件，控制中央處理部件90必須采取步驟決定哪一個信息包要被刪除。這個刪除過程將要在圖10c中進一步敘述。恰當數(shù)目的數(shù)據(jù)信息包被刪除，以便排除溢出條件。在這以后，系統(tǒng)將控制輸出門(功能框228)。當然，如果沒有溢出條件，系統(tǒng)可以直接控制輸出門(功能框228)。控制中央處理部件90指示輸出門(功能框228)在恰當?shù)臅r間開啟。這個將在以大結(jié)合圖10b更詳細的說明。
在控制輸出門以后(功能框228)，控制中央處理部件決定從中央場所來的進一步信息是否收到了(功能框200)或者是要重新配置選中的視頻(決定功能框232)。如果控制中央處理部件90收到了來自中央地點新信號(功能框200)，部件90就處理這些信號并決定是否有視頻選擇變化。如果部件90還沒有收到任何來自于中央地點的信號當改變選中的視頻是必須的時候，它仍然決定是否到達了一定時間片隔(比例一小時或半小時)。如果變化或新的配置是需要的，軟件將在處理配置的子程序中循環(huán)。
圖10b是一個為控制輸出門(功能框228)程序流的例子?？刂浦醒胩幚聿考?0接收在每個先進先出156數(shù)據(jù)層次中，具體的信息(功能框236)。部件90檢查每一個先進先出156，以決定先進先出被裝滿容量的百分比(功能框240)。在這個檢查以后，控制中央處理部件90決定每個先進先出156的順序優(yōu)先權(功能框244)。
多種分析和統(tǒng)計方法能用來決定每個先進先出156的順序優(yōu)先權。一些應該考慮的因素是輸送到先進先出156的視頻是否是快速視頻輸入，先進先出156接收在視頻輸入中的附加信息的速度，和在先進先出156中最近是否有視頻信息包被刪除了。
決定優(yōu)先權最簡單的方法是把具有最小(所剩)可用容量的先進先出156安排成第一順序優(yōu)先權。以這種方式，先進先出156將按照它們的層次被排順序。然而，為了產(chǎn)生精確先進先出156的優(yōu)先順充和從合并器104產(chǎn)生更好的效果，其它信息也應該考慮。例如，和有同樣裝滿程度，接受“慢速”視頻信號，并在最近采樣中表明接收大量數(shù)據(jù)的先進先出156有更大可能需要更高的優(yōu)先權。通過使用合適的優(yōu)先權順序，能避免大多數(shù)溢出條件。
在優(yōu)先化以后，控制中央處理部件90走入下一個先進先出156(功能框248)。在這時，控制中央處理部件開啟恰當?shù)南冗M先出輸出門，以便送出視頻音頻信息(功能框252)。
圖10c顯示了一個簡單的例子，有關在控制中央處理部件90中的軟件如何處理溢出條件。子程序224必須決定哪個視頻如在功能塊256所示音頻信息包必須被刪除和多少信息包要被刪除。如在(功能框200)所示，在進入這個程序軟件必須糾正溢出條件。這個子程序的第一步是軟件檢查造成溢出條件的先進先出156。這個子程序然后決定在這個造成溢出條件先進先出156中的下一個MPEG視頻信號信息包是不是一個較不重要的視頻信息包(決定功能框260)。有許多方法來定義較不重要的視頻信息包。然而，在大多數(shù)情況下時間和同步信息是被認為重要的。一個轉(zhuǎn)不重要的視頻信息包的例子是一個含有關于視頻圖像細節(jié)的信息包。一個較不重要MPEG視頻信息包提供在活動圖像中細節(jié)的視頻信息。
如果下一個MPEG信息包是較不重要信息(例如，細節(jié))，這個較不重要的信息包可能被刪除(功能框264)。如果在溢出的先進先出156中下一個信息包不是較不重要的信息包，系統(tǒng)則移到下一個具有第二最高容量層次的先進先出156。子程序224現(xiàn)在將返回檢查(功能框260)。這個先進先出156，以便決定下一個MPEG信息包是一個較不重要的MPEG信息包。這個在每個先進先出156中查出較不重要信息的循環(huán)，將會停止如果下列二個事件中的一個在先發(fā)聲。找到了一個較不重要的信息包，或檢查過了所有先進先出156。
一旦子程序224找到了一個刪除信息包或查找了所有的先進先出156，它要作出另外一個決定。子程序224的下一個決定是否有必要刪除另外的信息包。為了作出這個決定，子程序224決定是否有任何先進先出156超出了第二個極限層次(例如，80%或90%裝滿)(決定功能框272)。如果有先進先出156超出了第二個極限層次，那么子程序224將刪除整個MPEG視頻信息包(功能框276)，但它不刪除時間信息。從已被子程序224刪除細節(jié)信息的先進先出156中刪除MPEG視頻信息包是可取的。
如果第二極限層次沒有達到，那么子程序224檢查第一極限層次是否達到(功能框280)。如果第一極限層次仍然被超過，子程序224重新開始整個過程去尋找一個將被刪去的具有細節(jié)MPEG信息包的先進先出156。
隨著防止溢出問題活動程度的變化，多個極限層可以被檢查(例如75%、85%、95%)，對于一個較高的極限層次，子程序224為防止對觀者產(chǎn)生信號干擾而采取的行動會有更大(更嚴重)的害處。
盡管子程序224可以用多種方式執(zhí)行，最新刪除對系統(tǒng)視頻信號有最少影響的(較不重要的MPEG信息包(功能塊276)是優(yōu)先的。因而，同步信號不應該被刪除。首先刪除細節(jié)MPEG視頻信號信息是優(yōu)先的。使用所示的子程序224，在快速移動視頻中的細節(jié)MPEP信息包(功能框276)有可能是最先被刪除的信息包。這些信息對于用戶的圖像有最小的影響。因為是快速移動視頻圖像，提供圖像細節(jié)的MPEG信息包，有可能不被觀者的眼睛注意到。如果更大的更重要的信息包需要刪除，觀者可能會注意到在他的圖像中有瞬時停止或屏幕的一部分有稍微的失真。這種情況會發(fā)生，因為刷新屏幕的下一個圖像被刪除了，造成下一個圖像被延遲。熟悉本技術領域的人將會認識到可以許多種子程序224來控制溢出條件。
先進的實施方案圖11顯示了一個更復雜的節(jié)目傳送系統(tǒng)40的操作總體圖。圖12是一個支持更復雜節(jié)目傳送系統(tǒng)40的優(yōu)先實施例的簡圖。這個實施例把合并器104結(jié)合到一個能夠向觀眾提供先進電視特點的更先進的電纜電視傳送系統(tǒng)。該實施方案所示的端頭42有二個部分信號處理器300和網(wǎng)絡控制器304。合并器104是信號處理器300的一部分。
所示的操作中心56是執(zhí)行程序組裝和傳送控制的中心地點200。節(jié)目組裝涉及組織節(jié)目和組織用于電纜端頭42以及觀眾的電視節(jié)目數(shù)據(jù)信息。根據(jù)該優(yōu)先實施方案中，在被傳送到衛(wèi)星41，組裝的節(jié)目信號在主控制上行鏈接地點被處理。多種衛(wèi)星多從訪問方案和結(jié)構能用于本系統(tǒng)，包括每一裁體單一信道(SCPC)頻率分割多路傳送(FDM)和每一裁體多個信道(MCPC)時間分割多路傳送(TDM)。時間分割多路傳送是更想望的方案。信號從衛(wèi)星41被傳送到電纜端頭42。電纜端頭42處理信號，并將信號送到訂戶家中。題為用于電纜電視傳送系統(tǒng)的操作中心專利申請更詳細地敘述了這個操作中心，同一個受讓人在1993年11日提出了申請。這個申請經(jīng)引證結(jié)合在本說明書中。
電纜端頭42接收來自于衛(wèi)星41經(jīng)數(shù)字化壓縮和多路轉(zhuǎn)換的信號，并處理這個信號，以便進一步分配到訂戶家中。本實施方案的電纜端頭42在電纜傳送系統(tǒng)中執(zhí)行兩個主要功能。第一，它擔當信號處理器300和輸送數(shù)字化壓縮信號到訂戶的分配中心。第二，它擔當網(wǎng)絡控制器304，接收來自于訂戶的數(shù)據(jù)和傳送信息到操作中心56以及其它遙遠場所(諸如地區(qū)性統(tǒng)計和帳目地點沒有被圖示)。
為了能執(zhí)行這第二個功能，本優(yōu)先實施例有兩個能在一起工作的計算機處理器。使用第五個能在一起工作的計算機處理器。使用二個處理器執(zhí)行不同功能增加了電纜頭終端的速度和容量而不至于顯著地增加成本。一個處理器(在信號處理系統(tǒng)中的控制中央處理器90)接收處理和合并向用戶提供的衛(wèi)星41信號。第二個處理器擔當網(wǎng)絡控制器304，并且監(jiān)督用戶機頂終端58的活動。電纜端頭42能被一個中央處理部件或一系列中央處理部件操作。這些中處理部件執(zhí)行控制中央處理部件90和網(wǎng)絡控制的功能。
當需要時，信號處理系統(tǒng)300將處理信號，以便為用戶的機頂終端58所使用。在最簡單的實施方案中，信號處理系統(tǒng)300的必要的處理量受到多路分解和頻率分配的限制。但是，在優(yōu)先實施方案中，信號處理系統(tǒng)300分多路分解信號，用合并器104處理信號，分配頻率，然后在分配信號到用戶家中之前用不同的多路轉(zhuǎn)換方案重新多路轉(zhuǎn)換信號。另外，對于需要在電纜端頭42控制地方性可用時間的實施方案，信號處理系統(tǒng)一定要能夠壓縮，并將額外信號加到衛(wèi)星41的信號中去。
為了結(jié)合地方性節(jié)目，信號處理器300將要多路分解衛(wèi)星41信號，壓縮地方性信號，把壓縮的地方信信號合并到衛(wèi)星41信號中去，然后再傳送到用戶端58前多路轉(zhuǎn)換該信號。如前所述，合并器104可能以模擬方式合并地方性節(jié)目。信號處理系統(tǒng)300自動執(zhí)行大多數(shù)合并地方性節(jié)目的必要活動。如圖2所示，在優(yōu)先實施例中，數(shù)字處理系統(tǒng)和帶有全部必要的數(shù)字開關能力，以便為多個用戶和多重疊置連接電纜系統(tǒng)50服務。
盡管這是可能的，電纜端頭42不處理任何視頻壓縮是優(yōu)先可取的。只有在電纜系統(tǒng)所采用的壓縮算法不同于傳送41所用的壓縮算法時，在傳送終端42信號到用戶前，被終端42收到的信號必須被反壓縮。為了保持需要的信號質(zhì)量和用于這兩個傳送媒體的吞吐量，分別的壓縮算法可以被使用。另外，如果電纜端頭42操作員希望以數(shù)字格式把地方性模擬信號傳送到觀眾，數(shù)字壓縮是被需要的。在被傳送到觀眾家中之前，這些被電纜端頭42收到的模擬信號需要編碼(如圖4和5b所示)。
在這個優(yōu)先實施方案，在網(wǎng)絡終端控制器304和機頂終端58之間的雙向通訊是經(jīng)電纜線進行的。網(wǎng)絡控制器304兼顧相互作用的電視節(jié)目。另外對于故障查找，特別影片和復雜的電視節(jié)目，網(wǎng)絡終端控制器304能夠通過電話線訪問機頂終端58。
為了執(zhí)行這一功能，網(wǎng)絡終端控制器304必須緊密地和數(shù)字處理系統(tǒng)300一起工作。在許多情況下，在被傳送到機頂終端前，從操作中心56收到的數(shù)字信號(也稱作為節(jié)目控制信息信號)必須被修改。和數(shù)字處理系統(tǒng)300配合一起工作，網(wǎng)絡控制器304修改節(jié)目控制信息，以便傳送機頂終端控制信息流(STTCIS)。網(wǎng)絡終端控制器304接收來自于信號處理300的節(jié)目控制信息。操作中心56在這個節(jié)目控制信息中加入電纜特許的具體信息。如有必要，網(wǎng)絡控制器304修改節(jié)目控制信息信號，并把新的信息送到信號處理系統(tǒng)300。信號處理系統(tǒng)300然后把這個信息以STTCIS格式送到機頂終端58。在大多數(shù)情況下，網(wǎng)絡控制器304通過加入附加信息來修改節(jié)目控制信息。在一個簡單實施例中，程序控制信息信號可以不加任何修改地通過電纜頭終端42到達機頂終端58。
盡管信號處理系統(tǒng)300能夠把簡單地方性可用性(例如地方性廣告)信息加入到將被送到了機頂終端58的信號中去，網(wǎng)絡處理系統(tǒng)300能處理任何更加復雜的地方性需要，諸如相互作用節(jié)目和某些數(shù)據(jù)服務。網(wǎng)絡控制器304接收任何被機頂終端58傳送的電子信號，包括相互作用服務請求和某些數(shù)據(jù)服務請求。網(wǎng)絡控制器304協(xié)調(diào)必要的開關轉(zhuǎn)換和訪問，以便允許訂戶享用這些服務。
網(wǎng)絡控制器304有能力執(zhí)行現(xiàn)場傳送節(jié)目的變化，協(xié)助遮蓋用戶屏幕的一個部分(分開屏幕視頻)，協(xié)助選擇從同一個視頻中選則不同音頻信號(外國語言)，協(xié)助相互作用特點和建立捆扎節(jié)目等等。在程序的最后一分鐘修改時(例如本地緊急情況或重要地區(qū)事件)，操作員可以使用網(wǎng)絡控制器304來修改正在傳遞的程序控制信息信號和改變訂戶可用的選項單。這樣可兼顧到對節(jié)目信息包括臨時注意到的修改。操作中心56不能事先提供這種臨時注意到的修改、為了適用于PROMO和DEMO的分割屏幕技術，那些不需要的屏幕視頻信號一定要被掩蓋。網(wǎng)絡控制器304能夠傳送必要的控制信息去通知機頂終端58掩蓋一個特定信道視頻部分。例如，一個在分割屏幕上顯示4個分離的視頻的視頻信道將需要一個3/4掩蓋，以便集中觀眾的注意力，在特征的視頻剪輯。序號為和題目為用于有線電視系統(tǒng)的網(wǎng)絡控制器的美國專利申請更詳細的描述這個網(wǎng)絡控制器。同樣的受讓人在1993年11月1日提出了申請。這個申請書通過引證結(jié)合在本申請中。
本申請描述了好幾個數(shù)字電纜頭終端42實施例。熟悉本技術領域的人會認識到許多變化的設計是可能的。同樣根據(jù)所示的例子，熟悉本技術領域的人員認識到有多種方法使用合并器104作為端頭42中的一個部件。
本申請中的術語和描述是用于作為演示范例，因而不能作為一種限制。如在以下權項中定義的一樣，熟悉本技術領域的人會認識到許多可能的變化都是在本發(fā)明的精神和范圍之中。
權利要求
1.一種供電視傳送系統(tǒng)端頭用的合并器，其用于選擇數(shù)字信號和合并所選擇的信號以便送到訂戶家中，從該有線電視節(jié)目傳送系統(tǒng)端頭能接收含有多個數(shù)字化節(jié)目的數(shù)字視頻信號和選擇的節(jié)目信息，該合并器包括用于接收分配到訂戶家中而被選擇的節(jié)目標志的裝置，和根據(jù)被選擇的數(shù)字化節(jié)目標志而產(chǎn)生指示的裝置；被連接到處理裝置，用于選擇數(shù)字化節(jié)目的裝置，其包括把接收到的數(shù)字視頻信號分離成組成部分的裝置，每個組成部分含有多個數(shù)字化節(jié)目中的一個節(jié)目，和通過使用從處理裝置指示中收到的節(jié)目標志來傳送被識別的數(shù)字化節(jié)目的裝置；把被傳送的節(jié)目合并成一個合成信號的裝置，該裝置含有接收被傳送節(jié)目的裝置；和分配合成的信號到訂戶的裝置。
2.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，節(jié)目訂戶獲得數(shù)字化節(jié)目，所述分配裝置包括調(diào)制合成信號的數(shù)字調(diào)制裝置，以便傳送被調(diào)制的數(shù)字化節(jié)目到節(jié)目訂戶;和將由數(shù)字節(jié)目調(diào)制的信號傳送到節(jié)目訂戶的連結(jié)電纜系統(tǒng)。
3.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，其還包括用于把傳送的數(shù)字化節(jié)目轉(zhuǎn)換成模擬節(jié)目的譯碼裝置。
4.如權利要求3所述的合并器，其特征在于，所述節(jié)目訂戶獲得模擬式節(jié)目信號，該合成器還包括把模擬信號調(diào)制成分配到用戶的合成信號的調(diào)制器。
5.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，模擬視頻和音頻節(jié)目被接收、數(shù)字化并和數(shù)字化的節(jié)目合并，該合并器進一步包括把模擬視頻和音頻信號數(shù)字化到地方性數(shù)字化節(jié)目中的數(shù)字編碼裝置，和使地方數(shù)字化節(jié)目傳輸至合并裝置的裝置。
6.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，模擬視頻和音頻節(jié)目被接收、數(shù)字化并和數(shù)字化節(jié)目合并，該合成器進一步包括把模擬視頻和音頻數(shù)字化信號轉(zhuǎn)到地方性數(shù)字化節(jié)目中去的數(shù)字編碼裝置;其中選擇裝置進一步包括從數(shù)字編碼裝置接收地方數(shù)字化節(jié)目的裝置;識別地方性數(shù)字節(jié)目的裝置，以便由傳送裝置傳送地方性數(shù)字節(jié)目到合成裝置。
7.如權利要求1所述的合成器，其特征在于，模擬節(jié)目和合成信號一起被分配，該合成器進一步包括接收將要和合成信號一起被分配的模擬節(jié)目信號的裝置;和其中分配裝置包括把接收到的模擬節(jié)目信號調(diào)制到第一載體頻率上的模擬調(diào)制裝置;和把合成信號調(diào)制到第二載體頻率上的數(shù)字調(diào)制裝置。
8.如權利要求1所述的合成器，其特征在于，數(shù)字化節(jié)目是以視頻數(shù)據(jù)格式表示的，該合成器進一步包括糾正數(shù)字化節(jié)目的視頻數(shù)據(jù)錯誤的裝置。
9.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，數(shù)字化節(jié)目用一種或多種編碼方法使編碼加密，該合并器進一步包括在合并信號分配到訂戶前把一種編碼方法從數(shù)字節(jié)目中解除的譯碼裝置。
10.如權利要求1所述的合并器，進一步包括對識別的節(jié)目進行編碼的裝置，以便只有被核準的用戶能夠?qū)Ρ环峙涞墓?jié)目進行譯碼。
11.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，被選擇的數(shù)字化節(jié)目信息和數(shù)字視頻信號一起被接收，接收數(shù)字化節(jié)目信息裝置包括用于分離出包含在被選擇數(shù)字化節(jié)目信息中的數(shù)據(jù)信號的分離器;和把數(shù)據(jù)信號從信息數(shù)據(jù)分離器送到處理裝置的裝置
12.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，所述接收被選擇數(shù)字化節(jié)目信息的接收裝置包括用于把選擇的數(shù)字化節(jié)目信息以手工方式輸入的終端裝置;和用于把輸入的數(shù)字化節(jié)目信息從終端傳送到處理器的裝置。
13.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，從一個遙遠地點傳送包含被選擇的數(shù)字化節(jié)目信息，被選擇節(jié)目信息接收裝置包括獲取包含在被選中數(shù)字化節(jié)目信息的數(shù)據(jù)信號的調(diào)制裝置;和傳送數(shù)據(jù)信號到處理器的裝置。
14.如權利要求1所述合并器，其特征在于，所述傳送器進一步包括從信號分離器獲取數(shù)字化節(jié)目的裝置;從處理裝置接收指示的裝置;用于解釋從處理裝置接收到的指示和提供節(jié)目標識數(shù)據(jù)的裝置;和接收節(jié)目標識數(shù)據(jù)和允許被傳送到合成裝置上被標識的數(shù)字化節(jié)目的邏輯裝置。
15.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，所述合成裝置進一步包括多個用于暫時存放部分被傳送節(jié)目的先進先出裝置，以及所述選擇裝置包括將控制信號送至多個先進先出裝置的控制裝置。
16.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，所述合并裝置包括多個輸出門，該多個輸出門由處理器所控制，以便輸出被傳送的節(jié)目。
17.如權利要求1所述的合并器，其特征在于，其中數(shù)字化節(jié)目用一系列視頻數(shù)據(jù)信息包表示，用于將視頻信號傳送至合成裝置，合成裝置進一步包括把視頻數(shù)據(jù)信息包轉(zhuǎn)換成串行格式的串行轉(zhuǎn)換裝置。
18.如權利要求17所述的合并器，其特征在于，所述處理裝置進一步包括把傳送的視頻數(shù)據(jù)信息根據(jù)重要性進行優(yōu)先化的優(yōu)先化裝置;和按照由優(yōu)先化裝置建立的優(yōu)先順序來控制被傳送的視頻數(shù)據(jù)信息包在合并器中流動順序的順序控制裝置。
19.如權利要求17所述的合并器，其特征在于，該合并器能刪除被傳送的視頻數(shù)據(jù)包，以便限制用戶接收的圖像被破壞，處理裝置進一步包括決定刪除被傳送的視頻數(shù)據(jù)包的裝置。
20.一種用于選擇和合并數(shù)字化節(jié)目以便建立送到節(jié)目訂戶家中的合成信號的方法，用于電視節(jié)目傳送系統(tǒng)端頭，其中該合并器能接收一個數(shù)字化節(jié)目的數(shù)字視頻信號和被選擇的節(jié)目信息，該方法包括以下步驟為了將節(jié)目分配到節(jié)目訂戶家中，接收被選擇的節(jié)目信息;傳送指示，包括以下步驟應用接收到的信息決定被選擇數(shù)字化節(jié)目標志;和根據(jù)被選擇數(shù)據(jù)化節(jié)目標志產(chǎn)生指示;選擇數(shù)字化節(jié)目，包括以下步驟把接收到的數(shù)字視頻信號分離成組成部分，每個組成部分含有多個數(shù)字化節(jié)目中的一個節(jié)目;和通過使用從上述步驟收到的節(jié)目標志指示來傳送被識別的數(shù)字節(jié)目;將被傳送的節(jié)目合并到由接收的傳輸節(jié)目組成的合并信號中去;和分配合成信號到訂戶。
21.一種用于傳送多個節(jié)目信號的有線電視節(jié)目傳送系統(tǒng)的電纜端頭，每個節(jié)目信號含有多個以數(shù)字格式來表示視頻節(jié)目，該電纜端頭包括接收多個節(jié)目信號的接收裝置，每個節(jié)目信號含有多個以數(shù)字格式來表示的數(shù)字視頻節(jié)目;和接收裝置相連結(jié)，用于解調(diào)多個節(jié)目信號的解調(diào)裝置;和解調(diào)裝置相連，用于把解調(diào)的節(jié)目信號分離成多個數(shù)字視頻信號的信號分離器;在多個數(shù)字視頻節(jié)目中進行選擇的選擇裝置;和選擇裝置相耦合，用于把選擇視頻節(jié)目合并成一個合成信號的合成裝置;為了向電纜用戶進行分配而調(diào)制合成信號的調(diào)制裝置;和把調(diào)制信號傳送到一個或多個并置連結(jié)電纜系統(tǒng)的傳送裝置。
22.如權利要求21所述的電纜端頭，其特征在于，其中電纜端頭從一個遙遠來源接收模擬信號，其合成裝置進一步包括一個把模擬信號和選擇的視頻信號相合并的合成裝置，該電纜端頭進一步包括接收一個或多個模擬信號的接收裝置;選擇一個或多個和選擇的數(shù)字視頻信號相合并的模擬節(jié)目信號的選擇裝置。
23.如權利要求21所述的電纜端頭，其特征在于，所述接收裝置也具有接收模擬節(jié)目信號的能力，該電纜端頭進一步包括把模擬節(jié)目信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號的轉(zhuǎn)換裝置，其包括把模擬節(jié)目信號進行數(shù)字化和壓縮的裝置。
24.如權利要求21所述的電纜端頭，其特征在于，所述合成裝置進一步包括用于在合并選擇的視頻節(jié)目前暫時存放選擇的視頻節(jié)目的多個存儲裝置，在一特定時間每個存儲裝置暫時存放選中視頻節(jié)目的一部分;和一個通過轉(zhuǎn)換一個存儲裝置到另外一個存儲裝置而訪問多個存儲裝置中每一個存儲裝置的訪問裝置，以協(xié)助把存放的視頻節(jié)目部分合并成合成信號。
25.如權利要求21所述的電纜端頭，其特征在于，所述選擇多種數(shù)字視頻節(jié)目的裝置包括用于識別被選擇的數(shù)字視頻節(jié)目的信息處理裝置。
26.如權利要求21所述的電纜端頭，其特征在于，所述數(shù)字視頻節(jié)目被組成多個集合，一些訂戶沒有被批準接收視頻節(jié)目中的第一個集合;和選擇裝置包括一個用于暫時選擇第一數(shù)字視頻節(jié)目集合和選擇第二個數(shù)字視頻節(jié)目集合的裝置;和合成裝置包括一個為分配到電纜訂戶而把第一個數(shù)字視頻節(jié)目集合和第二個數(shù)字視頻節(jié)目集合相合并的裝置。
27.如權利要求21所述的電纜端頭，其特征在于，其進一步包括用于對視頻節(jié)目進行編碼和譯碼的裝置。
28.一種用于電視節(jié)目傳送系統(tǒng)的端頭，所述電視節(jié)目傳送系統(tǒng)傳送含有多個視頻信號的節(jié)目信號，該端頭包括用于處理節(jié)目信號的多個集成化的接收器部件，每個集成化接收器部件包括為了進一步處理而解調(diào)節(jié)目信號的解調(diào)裝置;和把節(jié)目信號分離成多個視頻信號的信號分離器;在多個視頻信號中進行選擇的裝置，其包括用于指示被選擇的視頻信號的中央處理部件;用于合并選擇的視頻信號的合成裝置，包括暫時存放各視頻信號部分的裝置;和把多個各視頻信號存放部分或裝置配為一個合成信號的裝置;把合成信號送到機頂終端的傳送裝置;和與傳送裝置相連接，用于載帶被傳送信號到機頂終端的傳送媒體。
29.如權利要求28所述的端頭，其特征在于，所述傳送媒體包括電話線。
30.一個用于電纜端頭的信號處理器，其特征在于，該處理器從所述電纜端頭接收節(jié)目信號和節(jié)目信息數(shù)據(jù)信號，該處理器包括用于接收多個節(jié)目信號的第一接收裝置;用于接收節(jié)目信息的第二接收裝置;使用接收到的節(jié)目信息在多個節(jié)目信號中進行選擇的選擇裝置;用于合并被選擇節(jié)目信號的第一合成裝置，其包括用于在第一合并過程中暫時存放被選擇節(jié)目信號部分的存儲裝置;用于把節(jié)目信息和合成的選擇信號進行合并以產(chǎn)生合成信號的第二合成裝置;分配合成信號到電纜訂戶的分配裝置。
31.一種用于使用多個視頻信號和指示的電視節(jié)目傳送系統(tǒng)的電纜端頭，在所述電視節(jié)目傳送系統(tǒng)中機頂終端和電纜端頭進行通訊，該電纜端頭包括用于處理多個視頻信號的信號處理器，其包括接收多個視頻信號的裝置;從多個視頻信號中選擇視頻信號的裝置;和為了分配到機頂終端合并被選中視頻信號的合并裝置;用于控制信號處理器和機頂終端操作的網(wǎng)絡控制裝置，其包括從機頂終端獲得通訊的獲得裝置;和所述獲得裝置相連結(jié)，通過與機頂終端的通訊產(chǎn)生指示的控制信號處理器的計算機處理器;和傳送指示到信號處理器以便選擇視頻信號的傳送裝置;和分配合成視頻信號到機頂終端的分配裝置。
32.一種數(shù)字電纜端頭用于使用衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器傳送數(shù)字形式的視頻節(jié)目到連接在并置連結(jié)電纜系統(tǒng)的用戶的有線電視節(jié)目傳送系統(tǒng)，該數(shù)字電纜端頭接收地方性節(jié)目和插入該傳送系統(tǒng)的地方性節(jié)目信息，其特征在于，該數(shù)字電纜端頭包括接收含有數(shù)字視頻節(jié)目脈沖轉(zhuǎn)發(fā)信號的接收裝置;用于對脈沖轉(zhuǎn)發(fā)信號進行接收和解碼的集成式接收器解碼器裝置;把解碼信號分離成數(shù)字視頻節(jié)目的信號分離器;使用插入地方性節(jié)目到收到的數(shù)字視頻節(jié)目信號中，用來產(chǎn)生地方性節(jié)目信息信號的處理器裝置;插入地方性節(jié)目的插入裝置，其包括以數(shù)字形式獲得地方性節(jié)目的裝置;和和處理器通訊以便接收產(chǎn)生的地方性節(jié)目信息信號的通訊裝置;把數(shù)字視頻節(jié)目和地方性節(jié)目多路轉(zhuǎn)換成一個合成信號的多路轉(zhuǎn)換裝置;為了傳送而調(diào)制合成信號的調(diào)制裝置;和分配調(diào)制信號到并置連接電纜系統(tǒng)上訂戶的分配裝置。
33.一種用于有線電視節(jié)目傳送系統(tǒng)的調(diào)制電纜端頭，所述傳送系統(tǒng)接收節(jié)目信號并為多個機頂終端服務，所述機頂終端從該電纜端頭接收處理過的信號，在節(jié)目信號中至少有一個是數(shù)字化節(jié)目，該調(diào)制電纜端頭包括第一組信號處理裝置，其包括為了便于處理而接收節(jié)目信號的接收裝置;和把節(jié)目信號處理成第一處理信號的處理裝置;第二組信號處理裝置，其包括接收含有數(shù)字節(jié)目的節(jié)目信號的接收裝置;把數(shù)字節(jié)目處理成第二組信號處理裝置;連接到第一組和第二組信號處理裝置，用于把第一處理信號加到第二處理信號以產(chǎn)生比單一第一處理信號或第二處理信號更多節(jié)目的合成信號的合成裝置;和分配合成信號到多個機頂終端的分配裝置。
34.如權利要求33所述的調(diào)制電纜端頭，其特征在于，僅有第一處理信號被分配到多個機頂終端上，該調(diào)制電纜端頭進一步包括和第一組信號處理裝置相連，用于分配第一處理信號到多個機頂終端的一部分機頂終端上的分配裝置。
35.如權利要求33所述的調(diào)制電纜端頭，其特征在于，所述電視節(jié)目傳送系統(tǒng)使用兩組衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)換器(第一組和第二組)來傳送電視節(jié)目到連在并置連接電纜系統(tǒng)上的訂戶上;其中接收裝置包括從第一組衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)換器獲得脈沖轉(zhuǎn)換信號的獲得裝置;和其中接收裝置包括從第二組衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)換器獲得脈沖轉(zhuǎn)換信號的裝置。
36.一種用于電視節(jié)目傳送系統(tǒng)的電纜端頭，所述傳送系統(tǒng)使用衛(wèi)星脈沖轉(zhuǎn)換器以數(shù)字格式把電視節(jié)目送到并置連接電纜系統(tǒng)上的訂戶，其特征在于，電纜頭終端把將分配到訂戶的電視節(jié)目按優(yōu)先層次分組，該電纜端頭包括接收含有數(shù)字視頻信號的脈沖轉(zhuǎn)換器信號的接收裝置;接收脈沖轉(zhuǎn)換信號的集成式接收裝置;把脈沖轉(zhuǎn)換器信號組成不同優(yōu)先層次的組成裝置，其中第一組脈沖轉(zhuǎn)發(fā)信號是優(yōu)先層次一;第二組脈沖轉(zhuǎn)發(fā)信號是優(yōu)先層次二;用于把優(yōu)先層次一脈沖轉(zhuǎn)發(fā)信號分離成優(yōu)先層次數(shù)字節(jié)目，把優(yōu)先層次二脈沖轉(zhuǎn)發(fā)信號分離成優(yōu)先層次數(shù)字節(jié)目的信號分離裝置;選擇優(yōu)先層次一數(shù)字節(jié)目的第一裝置;選擇優(yōu)選層次二數(shù)字節(jié)目的第二裝置;為了分配到訂戶，把選中的優(yōu)先層次一和優(yōu)先層次二數(shù)字節(jié)目合并的裝置。
全文摘要
本發(fā)明介紹了幾個使用數(shù)字技術的電纜端頭(42)。和現(xiàn)有電纜端頭相比，本發(fā)明提供了一個具有更大容量、更大靈活性的電纜端頭(42)。特別是，本申請介紹了一個用于電纜端頭調(diào)制器的設計和一個用于電纜端頭(42)的合并器(104)的設計。對于脈沖轉(zhuǎn)發(fā)大量數(shù)字化壓縮的有線電視傳送系統(tǒng)(40)，本發(fā)明是特別有用的。所述的合并器(104)允許從脈沖轉(zhuǎn)發(fā)的信號中隨意選取節(jié)目。
文檔編號H04N5/00GK1090451SQ9312018
公開日1994年8月3日 申請日期1993年12月9日 優(yōu)先權日1992年12月9日
發(fā)明者約翰·S·亨德里克斯, 艾爾弗雷德·E·邦納, 約翰·P·拉平湯, 里查德·E·旺德里奇 申請人:發(fā)現(xiàn)通訊公司