专利名称：一种实现本地交互的数据控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于有线电视网、能够实现本地数据交互的数据控制方法。
背景技术：
现有的多媒体传输系统主要是互联网，用户主要依靠计算机通过各种调制解调器和互联网连接以获得互联网提供的多媒体信息。由于现有的互联网是为了传送以文字、图片、图形为主而发展起来的，而真正的多媒体信息还应当包括数字形式的声音和活动图像(电视图像)，为了传送这些多媒体信息，必须实现宽带互联网。由于建设宽带网需要大量的资金，到目前为止，还没有真正的可供实际应用的宽带多媒体互联网，只有各种昂贵的演示系统，更严重的是，这种宽带互联网还受到各种窄带接口瓶颈的限制。假如需要通过互联网获取多媒体信息，由于现有的多媒体信息通常是通过互联网广播出去的，为了获取所需要的信息，用户必须和远处的网站服务器进行远地交互。为此，在用户端必须有上行通道，以发出各种请求，这样不仅占用了互联网系统有限的资源，也使得当需要交互的用户增多时运行速率大大降低，使用户难以承受。
为了从互联网获得需要的多媒体信息，特别是通过与互联网的交互而获取所需的多媒体信息，人们进行了大量的研究。例如申请号为95114248.8，名称为“多媒体数字传输广播系统”发明专利申请中，公开了一种利用计算机的专用接收卡作为用户终端，利用计算机屏幕来显示有关多媒体信息的方法。由于计算机在我国的普及率还不是很高，因此增加了上述系统的普及的困难；同时，采用上述方法构建的系统要使用计算机作为专用接收设备，因此难以获得普通家电带来的收视成本和服务质量；另外，上述方法不具有交互的能力，只能被动接收数据，无法根据自己的需要进行信息的点播。
又如申请号为94191159.4，名称为“多媒体分配和多媒体播放机”的发明专利申请，该文献主要描述了一种多媒体文件的分配方法，它基本上是一种光盘多媒体信息的分配、传输和储存设备，多媒体信息需要事先存储在光盘中，其要点是利用多个子频道将各个多媒体文件加以时分复用而进行传输。上述方法的缺陷是明显的，既不能提供交互操作获取所需的信息，同时获取的信息也相当有限，难以满足人们的实际需要。
综上所述，采用现有的技术、利用现有的互联网交互式获取多媒体信息难以获得较理想的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现本地交互的数据控制方法及装置，使用该方法或装置能够利用现有单向的有线电视网实现信息的本地交互式操作。
为达到上述目的，本发明提供的实现本地交互的数据控制方法，包括(1)确定对发送数据的分类，根据所述分类创建树状文件目录结构，所述树状目录结构为多层，用以组织发送的不同种类的数据文件；在数据发送端(2)获取需要发送的数字数据；(3)对所述数字数据进行分类，生成相应种类的文件数据包；(4)将所述文件数据包挂接到所述树状目录结构的不同叶子节点并进行MBP(多媒体广播协议)打包，将不同种类的MBP数据包作为数据文件；(5)将所述分类数据进行DVB(数字有线电视协议)打包，生成不同种类的DVB数据包；(6)将上述挂接到所有叶子节点的所有数据文件以及其它数据码流复接成混合数据信号，将所述混合数据信号调制成模拟数据流，通过有线电视网广播出去；在数据接收端(7)将从所述有线电视网得到的数据流解调，得到混合数据信号，从中截取出需要的文件播放。
为更好地实现上述数据控制方法，所述方法还包括创建MBP协议，用以对所述文件数据包进行MBP打包；所述MBP协议包括以下字段帧头用以标识文件的起始；
文件类型用以标识文件的种类；文件编号用以标识文件在树状目录结构中不同叶子节点中的顺序以及目录结构；文件长度用以标识所包装文件的长度；文件内容用以存放数据包的内容。
为使上述协议具有更多的功能，所述MBP协议还包括以下字段协议版本用以标识协议的版本号；序列号用以与文件长度字段共同标识同一DVB数据包的长度；校验用以存放文件内容的校验位。
本发明同时还提供了一种实现本地交互的数据控制装置，包括数据发送部分用于将各种多媒体数据分类打包形成数据文件，将所述数据文件以及其它数据码流复接成混合数据信号，并将所述混合数据信号调制成数据流，通过有线电视网广播出去；数据接收部分用于将从所述有线电视网得到的数据流解调，得到混合数据信号，从中截取出需要的文件播放；其中，所述数据发送部分包括数据获取装置用于获取需要发送的数字数据，包括从卫星电视节目源、本地电视节目源、股票数据源、互联网、本地信息源、数字视频源获取数字数据，并将非数字数据转化为数字数据；数据分类装置用于对所述数字数据进行分类；存储器用于存储根据数据分类创建的树状文件目录结构；MBP打包器用于将所述DVB数据包进行MBP(多媒体广播)打包，并且将不同种类的MBP数据包作为数据文件挂接到树状目录结构的不同叶子节点；DVB打包器用于将所述经过MBP打包以后的分类数据进行DVB(数字有线电视协议)打包，生成不同种类的DVB数据包；前置处理器用于将所述挂接到所有叶子节点的所有数据文件进行加密、加扰、压缩，生成复合数据信号；复接器用于将所述复合数据信号以及其它数据码流复接成混合数据信号；调制发射器将所述混合数据信号调制成模拟数据流，再变换为某一频道的射频信号，并通过有线电视网广播出去；所述数据接收部分包括调谐器用于从有线电视网中的全频道有线电视信号中获取其中一个频道的射频信号；解调器用于将所述射频信号解调制，恢复获得复合数据信号；解复接器根据要求将所复接的信号解出所需要的信号；预处理器用于将所述的解复接后的数据信号根据其数据的类型进行解压缩、解扰、或解密，恢复获得混合数据信号；本地交互器用于查找所要浏览的文件，在选中该文件后，从混合数据信号中截获该文件；存储器用于存储所述数据文件；视频解码器用于将所述数据视频文件进行解压缩、解扰并转化为模拟视频信号输出。并进一步将其变换为复合电视信号输出；
现有技术在DVB的TS(传输流)码流协议之上传送数据流时往往要求在底层的TS码流之上，再增加至少IP和UDP两层协议，如果是同步传送至少还要增加一层PPP。见下表
这三层协议加在一起其额外开销高达很大，很多内容在单向的多媒体广播系统中都是没有用处的，例如其中的源地址和目的地址。而采用本发明的MBP协议，开销很小，更重要的是，MBP协议包含了为实现本地交互所需要的全部信息，这样，在数据发送端，就可以将分类后的数字数据打包后形成的数据文件放在可供检索的树状目录结构的叶子节点之下，根据选择的子目录下的文件信息，与带有MBP协议的数据流进行比较，只要发现有与该文件信息相同的文件，就把这个文件“截获”下来，存到内存中去，从而在接收终端可以很方便地“截获”所需要的文件，完成信息需求的本地交互。
另外，采用本发明，还可以有本地交互的第二种形式，即在本地执行一定的程序完成一些特定的功能，例如应用在计算、比较、判分等场合，从而不需要采用CGI(公共网关接口)到远端服务器去执行就可以实现这些功能。
图1是本发明所述方法的实施例流程图；图2是本发明所述的数据发送部分实施例框图3是本发明所述的数据接收部分实施例框图；图4是本发明所述方法的实施例采用的目录结构图。
具体实施例方式为详细了解本发明，下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的重点，是如何在数字多媒体广播系统中对数据加以控制以实现本地交互，而且不但有多媒体文件的分配传输，还有多媒体实时数据流的传送。这种多媒体实时数据流并不需要事先储存在光盘或硬盘中，而是实时地以模拟信号的形式输入到数字模拟变换和实时数字压缩系统，最后得到的数字信号经本发明采集后，进行实时打包，然后与其它码流复接后通过有线电视网发送给用户。
由于有线电视网本身就是一个宽带网，从有线电视台到用户具有高达1GHz的带宽，它的唯一的缺点就是单向性，没有上行通道，无法传送用户的请求信息。虽然也可以将它改造成为双向网，但是其改造费用十分昂贵。因此，如果能在单向的有线电视网上实现对信息操作的交互，正是本发明要达到的目的。
图1是本发明所述方法的实施例流程图。图中所述的步骤1需要预先完成；步骤2到步骤6需要在数据发送端完成；步骤7到步骤9需要在数据接收端完成。
按照图1所述，在步骤1，首先确定对发送数据的分类，以根据所述分类对发送给用户的数据进行分析、整理，为此，需要根据所述分类创建树状文件目录结构，使用该目录结构组织发送的不同种类的数据文件。所述树状目录结构为多层，从根目录到各层子目录，用于进行数据文件的分类管理，只在最底层的叶子节点中用以挂接或登记数据文件。
为了完成上述构建目录结构的工作，以及为了更好地实现本地交互功能，在数据发送端所发送的信息必须携带一种特殊的多媒体广播协议(MBP)，以便在终端可以很方便地对这些信息进行解读。由于有线电视的单向性，这种协议完全不同于互联网协议(IP协议)，因为是专为单向的有线电视网而设计的，因此，在实现基于有线电视网的信息交互功能时，会比IP协议更加有效，开销更低。为了要和现有的数字有线电视(DVB)系统兼容，在它的底层具有和DVB标准完全一致的188字节的帧结构。从而它可以看成是一种标准的传输流(TS)，只是在其上再加上一层多媒体广播协议(MBP)。
因此，本发明所述的方法还包括创建MBP协议，用以对所述DVB数据包进行MBP打包。本例中所述的MBP协议具有如下的格式和细节8B 1B 1/2B 3.5B 1B 2B 4B
其中帧头8个字节，标识文件的起始；协议版本1个字节，标识协议的版本，文件类型半个字节，用以标识文件的种类，例如，文件类型定义如下01 系统信息
02文件分类信息03通知文件04HTML文件05JPG和GIF文件06WAV文件07MIDI文件08 收视控制(条件接收)的Ticket信息0A股票文件0B系统软件及各种应用软件0C-0F其它文件编号三个半字节，用以标识文件在树状目录结构中不同叶子节点中的顺序以及目录结构；当其为全0时代表目录首页，以后每半个字节定义一个目录层，其中00为保留，所以每个目录层中最多有15个子目录，一共用了两个半字节来定义5层目录，即最多可以有155＝759375个子目录，再用一个字节来定义文件的编号，也就是同一目录下最多的文件数为255个。
文件长度两个字节，用以标识所包装文件的长度，故其最长的长度为64K字节。
序列号用以与文件长度字段共同标识同一DVB数据包的长度。因此，当文件长度超过64K字节时，利用这一个字节的序列号来代表同一文件的数据包号数。所以，最长的文件长度可以达到16MB。
文件内容用以存放DVB数据包的内容，文件本身的长度不定，一旦文件长度确定以后，就可以规定前两个字段文件长度和序列号的具体值。
CRC检错4个字节，用以存放文件内容的校验位。一旦发现错误，就将此文件丢弃，如果文件不止64KB，则只丢弃出错的部分，等到全部收齐以后，再进行合并、解读和显示。
上述文件编号是最核心的部分，因为它把各种文件归纳到一个树型结构的目录系统中去，以便于检索。依据上述方案构建的目录结构参考图4。
子目录的层数原则上不超过6层，每层子目录中的子目录个数不超过16个，以便于检索。当然，本发明不排除任意数目的子目录层数和个数。上述目录结构最底层的叶子节点，用于挂接或登记数据文件。
需要说明的是，本例中的目录结构为典型的树型结构，但是它不同于象在DOS系统中的树型目录结构，文件被严格限定在某一个子目录之下，如果要跳转至另一个目录系统下的文件，必须回到根目录，再一层一层地下到另一个子目录的最下层中的文件。在本实施例具体实现时，每一个目录页都是一个HTML页，其上的每一个目录也都是一个超链接。每一个目录或文件都可以直接跳转到任意一个文件或目录，而不需要逐层跳转。在本实施例中的超链接，并不是连接到某一个URL(统一资源定位器)地址，而是连接到某一个子目录或是另一个子目录中的文件。
如上所述，由于采用不同于IP协议的MBP协议，使本实施例所描述的所有信息文件具有完善定义的字头，当用户想要浏览某一文件时，他不需要向远地的服务器提出请求，而只要对信息流中的信息提出请求，实际上就是对信息流中的这一文件进行“截获”，从而实现了本地交互。而且在终端设备中也不需要下载和存储全部信息，而只要根据用户的输入来“截获”所需要的有关信息，这样就减少了存储器的需求量。
在数据发送端首先执行步骤2，获取需要发送的数字数据。所述数字数据可以从本地电视节目源、卫星电视节目源、股票数据源、互联网、本地信息源以及VCD、DVD等各种渠道获取信息，如果所获得的信息不是数字信息则要将其转化为数字信息。为方便在数据接收端进行数据的交互，获取需要的数据文件，在本步骤中首先广播文件目录结构。接着进行步骤3，对所需广播的数字数据进行分类，生成相应种类的文件数据包，以便对所述数据打包传送和组织管理，进而方便用户在数据接收端截获所需要的信息。然后进行步骤4，将所述文件挂接到所述树状目录结构的不同叶子节点上，并对数据包进行MBP打包，并将不同种类的MBP数据包复接在一起。在步骤5，将所述分类数据进行DVB打包，生成不同种类的DVB数据包，以保证与现有的数字有线系统兼容。最后在步骤6，将上述的所有数据文件以及其它数据码流复接成混合数据信号，将所述混合数据信号调制成模拟数据流，通过有线电视网广播出去；步骤7到步骤9需要在数据接收端完成，主要将从所述有线电视网得到的数据流解调，得到混合数据信号，从中截取出需要的文件播放。具体说，在所述步骤7，将从所述有线电视网得到的数据流解调，查找并选择需要的数据文件，获取该文件的字头信息。本步骤的执行，通过从数据发送端广播的目录结构中查找所要浏览的文件，在选中该文件后，获取作为该类文件特征的字头信息。在所述步骤8，用所述文件的字头信息与数据流中的文件字头相比较，如果相同则截获该文件送到所述数据接收端内存。最后执行所述步骤9，从所述内存中取出所述文件的数据显示。
由上述可知，在数据接收端执行上述步骤，即是用户进行信息交互的过程，其中最重要的步骤8，关于文件截取的内容，所述文件截取的原理和实际的硬件实现举例可以参考图5。如图所示，从有线电视网输入的数据码流经处理后加入到一个串并行寄存器，同时加到一个字头检测器，每当检测到一个字头就启动字头比较器，把输入的字头与所选择文件的字头进行比较，当检测到输入的字头和用户所要求的字头相同时，此比较器就打开控制开关将和此字头相关联的文件送到内存，进而获取所选择的文件，完成信息交互的过程。
为使传送过程中的数据流保密、安全，在所述步骤2还要将混合数据信号进行加密、加扰、压缩的操作；同时在所述步骤(7)中对应相应进行对混合数据信号进行解压缩、解扰、解密的操作。实际上，在所述步骤2对混合数据信号进行的加密、加扰、压缩操作也可以在所述步骤6进行。
本发明提供的实现本地交互的数据控制装置，包括
数据发送部分1用于将各种多媒体数据分类打包形成数据文件，将所述数据文件以及其它数据码流复接成混合数据信号，并将所述混合数据信号调制成数据流，通过有线电视网广播出去；数据接收部分2用于将从所述有线电视网得到的数据流解调，得到混合数据信号，从中截取出需要的文件播放；其中，所述数据发送部分包括数据录入装置11、数据分类装置12、存储器13、MBP打包器14、DVB打包器15、前置处理器16、复接器17和调制发射器18。
首先将根据数据分类创建的树状文件目录结构存储到所述存储器13中。所述数据获取装置11，用于获取需要发送的数字数据，包括从卫星电视节目源、本地电视节目源、股票数据源、互联网、本地信息源、数字视频源获取数字数据，并将非数字数据转化为数字数据；上述数字数据送入所述数据分类装置，并且将不同种类的文件数据包作为数据文件挂接到树状目录结构的不同叶子节点；12，该装置根据所述存储器13存储的树状文件目录对所述数字数据进行分类；分类后的数据被送到所述MBP打包器14进行MBP打包，生成不同种类的MBP数据包；所述MBP数据包再经所述DVB打包器15进行DVB打包，接着进行数据包的发送准备所述前置处理器16，将所述挂接到所有叶子节点的所有数据文件进行加密、加扰、压缩，生成复合数据信号；该信号被送入所述复接器17，与其它数据码流复接成混合数据信号，最后经调制发射器18将所述混合数据信号调制成数据流，通过有线电视网广播出去。
所述数据接收部分2包括调谐器21、解调器22、解复接器23、预处理器24、本地交互器25、存储器26和视频解码器27。
首先调谐器21从有线电视网中获取有线电视信号并转化成射频信号，该信号可以直接输出到播放设备的射频输入端口作为普通节目播放；同时，该信号经所述解调器22，将所述射频信号解调制，恢复获得复合数据信号；将所述复合数据信号经解复接器23解复接，再经所述预处理器24，将所述复合数据信号进行解压缩、解扰、解密，恢复获得混合数据信号；该信号被送到所述本地交互器25，由用户以人机交互的方式用于查找所要浏览的文件，在选中该文件后，从混合数据信号中截获该文件存储到所述存储器26；所述视频解码器27，从所述存储器26中取出所述数据文件转化为视频信号播放。
为增加本发明所述装置的功能，在本装置具体实施时，所述数据接收部分2还包括电话音频传送器用于将从遥控器输入的信号转换为电话音频信号并通过上行电话线传送到数据发送部分；以及把从外部，即从数据发送部分输入的电话信号送至电视机扬声器播送出来。
权利要求
1.一种实现本地交互的数据控制方法，包括(1)确定对发送数据的分类，根据所述分类创建树状文件目录结构，所述树状目录结构为多层，用以组织发送的不同种类的数据文件；在数据发送端(2)获取需要发送的数字数据；(3)对所述数字数据进行分类，生成相应种类的文件数据包；(4)将所述文件数据包挂接到所述树状目录结构的不同叶子节点并进行MBP(多媒体广播协议)打包，将不同种类的MBP数据包作为数据文件；(5)将所述分类数据进行DVB(数字有线电视协议)打包，生成不同种类的DVB数据包；(6)将上述挂接到所有叶子节点的所有数据文件以及其它数据码流复接成混合数据信号，将所述混合数据信号调制成模拟数据流，通过有线电视网广播出去；在数据接收端(7)将从所述有线电视网得到的数据流解调，得到混合数据信号，从中截取出需要的文件播放。
2.根据权利要求1所述的数据控制方法，其特征在于该方法还包括创建MBP协议，用以对所述文件数据包进行MBP打包；所述MBP协议包括以下字段帧头用以标识文件的起始；文件类型用以标识文件的种类；文件编号用以标识文件在树状目录结构中不同叶子节点中的顺序以及目录结构；文件长度用以标识所包装文件的长度；文件内容用以存放DVB数据包的内容。
3.根据权利要求1所述的数据控制方法，其特征在于所述MBP协议还包括以下字段协议版本用以标识协议的版本号；序列号用以与文件长度字段共同标识同一DVB数据包的长度；校验用以存放文件内容的校验位。
4.根据权利要求1、2或3所述的数据控制方法，其特征在于在所述步骤(2)中包括，将混合数据信号进行加密、加扰、压缩的操作；在所述步骤(7)中对应包括，对混合数据信号进行解压缩、解扰、解密的操作。
5.根据权利要求4所述的数据控制方法，其特征在于该方法还包括在数据发送端广播文件目录结构的步骤，以使在数据接收端方便获取需要的数据文件。
6.根据权利要求5所述的数据控制方法，其特征在于所述从混合数据信号中截取出需要的数据文件播放通过以下步骤实现(1)查找并选择需要的数据文件，获取该文件的字头信息；(2)用所述文件的字头信息与数据流中的文件字头相比较，如果相同则截获该文件送到所述数据接收端内存；(3)从所述内存中取出所述文件的数据显示。
7.一种实现本地交互的数据控制装置，包括数据发送部分用于将各种多媒体数据分类打包形成数据文件，将所述数据文件以及其它数据码流复接成混合数据信号，并将所述混合数据信号调制成数据流，通过有线电视网广播出去；数据接收部分用于将从所述有线电视网得到的数据流解调，得到混合数据信号，从中截取出需要的文件播放；其中，所述数据发送部分包括数据获取装置用于获取需要发送的数字数据，包括从卫星电视节目源、本地电视节目源、股票数据源、互联网、本地信息源、数字视频源获取数字数据，并将非数字数据转化为数字数据；数据分类装置用于对所述数字数据进行分类，生成相应种类的文件数据包，并将不同种类的数据包作为数据文件挂接到树状目录结构的不同叶子节点；前置处理器用于将所述挂接到所有叶子节点的所有数据文件进行加密、加扰、压缩，生成复合数据信号；存储器用于存储根据数据分类创建的树状文件目录结构；MBP打包器用于将所述经过预处理后的文件数据包进行MBP(多媒体广播协议)打包，并且复接在一起；DVB打包器用于将所述MBP数据包进行DVB(数字有线电视协议)打包，生成不同种类的DVB数据包；复接器用于将所述复合数据信号以及其它数据码流复接成混合数据信号；调制发射器将所述混合数据信号调制成模拟数据流，再变换为某一频道的射频信号，并通过有线电视网广播出去；所述数据接收部分包括调谐器用于从有线电视网中的全频道有线电视信号中获取其中一个频道的射频信号；解调器用于将所述射频信号解调制，恢复获得复合数据信号；解复接器根据要求将所复接的信号解出所需要的信号；预处理器用于将所述的解复接后的数据信号根据其数据类型进行解压缩、解扰、或解密，恢复获得混合数据信号；本地交互器用于查找所要浏览的文件，在选中该文件后，从混合数据信号中截获该文件；存储器用于存储所述数据文件；视频解码器用于将所述数据视频文件进行解压缩、解扰并转化为模拟视频信号输出。并进一步将其变换为复合电视信号输出；
8.根据权利要求7所述的实现本地交互的数据控制装置，其特征在于所述数据接收部分还包括包括电话音频传送器用于将从遥控器输入的信号转换为电话音频信号并通过上行电话线传送出去；以及把从外部输入的电话信号送至电视机扬声器播送出来。
全文摘要
本发明提供了一种实现本地交互的数据控制方法，该方法包括创建专为有线电视网而设计的MBP(多媒体广播协议)协议，通过应用MBP，在数据发送端将用户需要的数字数据进行MBP打包和DVB打包，并按照树状目录结构对所述数据文件进行管理，这样将数据文件和其它信息码流通过有线电视网传输到用户的数据接收端后，用户根据数据发送端广播的目录结构选取需要浏览的文件，并截取该文件显示浏览。
文档编号H04L12/56GK1396745SQ01120478
公开日2003年2月12日 申请日期2001年7月17日 优先权日2001年7月17日
发明者茅于海 申请人:茅于海