专利名称：用于无线通讯的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于无线通讯的系统和方法，特别是用于交互式无线通讯的系统和方法。所述系统主要包括-至少一种传输介质；-可与传输介质相连的用户装置；-可与传输介质相连的服务器装置，用来与用户装置交换信息；以及-按照需要把用户装置与传送介质连在一起的耦合装置。
在技术上这样的系统是已知的，然而，由于在所述的各装置间的通讯方式存在差异使得在所述用户装置和所述服务器间的通讯经常是不可能的。
本发明的目的是提供一种能够在不同种类的用户装置和服务器装置之间沿任何选择的传输介质进行交互式通讯的装置。
本发明的另一个目的是提供一种以最小数量的运作来完成所述用户装置和所述服务器装置间的通讯的装置。
根据本发明，提供一种系统，其特征在于所述的耦合装置包括基于来自所述服务器装置的信息来控制所述的用户装置的装置和基于来自所述用户服务器的信息来控制所述服务器装置的装置；以及包括建立和进行与所述服务器装置和所述用户装置的通讯的装置。
更进一步，根据本发明的所述系统的特征在于，所述耦合装置包括一顶置式单元(Set-Top Unit)和一物理介质转换器，其中用于控制所述用户装置的装置设置在所述的顶置式单元中，它主要包括一个用于动态进程的程序，该程序从所述的服务器装置下载，并被存储在RAM(随机存储器)存储器中，且其中建立通讯的装置是一个储存在所述顶置式单元的ROM(只读存储器)存储器中用于静态进程的程序。
根据本发明，该系统具有上述的特性所产生的结果是，可以在两个层面上得到调节(adjustment)，即通过所述物理介质转换器的所述顶置单元到所述传输介质的调节；以及通过源于所述服务器装置的所述顶置单元中的各程序，对在所述的顶置单元和所述的服务器装置间的通讯的调节。
根据本发明，一套(lign-up)顶置单元可以作为商用产品开发。此外，为了促进交互式数字音频视频服务的发展，将让顶置单元制造商尽可能自由地在提供这些顶置单元方面进行竞争。因此，为了能够并入同一标准中，只定义了最小的一组功能。这一组可以看作到交互式的数字视频服务的一个“智能入口(smart gateway)”。
以下结合附图对本发明的优选实施例作详细描述。
图1是包括在传输介质两侧的该系统中的单元构成的示意图。
图2是在图1中显示的顶置单元的示意图。
图3是在图1中显示的物理介质转换器的示意图。
根据本发明，在图1中显示的无线通讯系统部分主要包括一顶置单元1；一物理介质转换器3；一个联接通道9；一个传输介质4；和服务器装置2。
耦合装置由顶置单元1与联接通道9和物理介质转换器3一起形成，该耦合装置在用户装置10和传输介质4之间形成一个联接。传输介质4是耦合装置和服务器装置2之间的一个联接，服务器装置2有一个与顶置单元1相似的结构，其由镜象线5强调出来，并用虚线3表示物理介质传换器3。
顶置单元1包括可以主要被分成三个部分的存储器空间。“操作系统”位于该存储空间的第一部分6中，该“操作系统”控制顶置单元1的物理设备与在顶置单元1中运行的用于静态和动态进程的程序之间的通讯。应该注意到一个应用程序接口(API)可以在操作系统和用于静态和动态进程的程序之间运行。在本发明的这种无线通讯系统特别适合的交互式通讯的情形下，该操作系统更最好是实时的(Real Time)、多任务的(Multi Tasking)、面向对象(Obiect Oriented)类型的，并包括最小数量的基本指令。该操作系统主要处理存储器管理和通过“消息处理”(message handling)在各进程之间的通讯。该存储器空间的第二部分8包括用于静态进程的程序，它保证顶置单元1的正确运作。存储器空间的第三部分7包括用于动态进程和程序，它保证了与由用户选择的服务器装置2的正确通讯。
由于服务器装置2与顶置单元1有相似的构成，服务器装置2的存储器空间的对应部分以相似的方式分别用6′，8′，7′表示出来。
顶置单元1和服务器装置2的动态进程间的通讯的开始是由服务器装置2送到顶置单元1的。因此，通讯的开始可以下列次序表示1.用户进行启动；2.相关的静态进程在顶置单元1中被激活；3.静态进程建立与所述用户装置10和所述服务器2的联接；4.静态进程把与顶置单元1相关联的信息以“标识格式”(IdentificationFormat)送到服务器装置2中。这个标识格式在这次会话(session)开始时向服务器装置表明了顶置单元1的性能指标。这些性能指标是关于可被动态进程使用的存储器大小、屏幕驱动器类型或另一个用户装置的类型、遥控类型以及静态进程的附加程序是否可用(即I/O驱动器与/或键盘驱动器)。
5.在服务器装置2中的静态进程与适用于该顶置单元1的动态进程的程序相类似，这里，这种适用性是由在“标识格式”中的信息确定的。当“标识格式”包括不充分的信息时，服务器装置2为该顶置单元1假定一些参数，例如，这些假定的参数是作为标准化的结果而固定的。这些参数最好包括一个最小的标准化屏幕驱动器或别的为用户装置提供的调节单元；一个最小的为动态进程所用的标准化存储器大小；一个最小的标准化物理用户控制器，它是一个基本的遥控器；和为静态进程所使用的无附加选择的程序。这些最小的性能要求要被预先确定，例如，以电视文字覆盖形式的最小荧屏驱动器；动态进程的最小存储器大小，譬如说4兆字节；最小的物理用户控制器，最好是一个四“按钮”的光标加上一个选择/不选择“按钮”，这里这些“按钮”不必是实际的按钮。
6.服务器装置2把顶置单元1所要求的动态进程的程序送到顶置单元1，这里这些程序存储在顶置单元1的存储器空间中。
7.在顶置单元1的动态进程与服务器装置2中的动态进程进行通讯以调整顶置单元1和服务器装置2间的数据流。
图2是一个顶置单元1的构造的示意图，它包括-处理器11；-由一个ROM存储器12和一个RAM存储器13形成的存储器空间；以及-输入和输出数据的端口。
为静态进程所用的程序被放置在ROM存储器12中，并当产生这个静态进程的需求时把这些程序拷贝到RAM存储器13中。驻留在顶置单元1中的为静态进程所用的程序主要包括用于控制用户装置如荧屏驱动器、键盘驱动器或者是I/O端口驱动器的调节单元的工作的程序，以及控制响应呼叫、解码、遥控处理、“下载”程序的处理和驻留的用户接口(RUI)的程序。
在现有的显示装置只提供一个为覆盖(overlay)用的极端的嵌入式和基本的机构的情况下，可能需要一个控制该显示装置的工作的屏幕驱动器。只要动态进程不来取代它，这个进程只保持激活状态。类似地，键盘控制器可以控制终端的工作。I/O端口驱动器也可以控制，例如，一个相连的游戏主机的工作。
当顶置单元1处于打开状态时，驻留用户接口进程是必要的。然后这个进程自动启动，为此它被装入到RAM存储器13中，这里该进程应该是最小化的。在网络应用的情况下，这个进程只使顶置装置1与一个或非常有限个服务器装置2或只与网络提供者(在美国术语中为第1级)提供的导航系统相联接。一旦顶置单元1得以接入到服务器装置2或网络提供者的航行系统，后者在会话开始时下载应用软件，包括用户接口。当这个进程由于某种理由被终止时，一个激活的驻留用户接口进程然后被置于待命状态，并且只有在该次会话因为任何一种原因而结束时才再次被激活。这种机制使服务提供者可以按他们的需要而专门制作他们的用户接口(也是为了提供更好的用户接口而竞争)。RUI的这种功能在任何情况下都非常简单；它仅仅使用户与服务器装置相联接，该服务器装置将有其自己的用户接口。这里应该注意到，驻留的用户接口进程可以被用来能够定义一些功能，例如用户简介(userprofile)，家庭简介(home profile)等等。
当用户选择了他希望连到的一个服务器装置2时，或是当要求例如对一网络的第一次接入和对该网络的联接时，用来控制响应呼叫的静态进程就被激活。呼叫处理器是这样一种进程，它管理所有的网络和协议任务(例如SDH/ATM)以建立联接。如果所有进出该网络的消息都要由这个进程处理，只要与该网络的联接(与服务器装置2的会话)被激活，它就将运行。或者是，当下载的软件直接与该网络进行通讯时(以及，与服务器装置2相关的上层协议方向)，呼叫处理器在呼叫被建立和联接被建立的那一时刻被终止。中间的情况是可能的，这里在所有时刻呼叫处理器进程管理着低层的协议和网络信号发送，而下载应用软件则管理着端对端(end-to-end)协议。呼叫控制器进程依赖于所选择的网络协议。
在交互式的数字无线通讯的情况下，例如，MPEG2(运动图像专家组)编码可以选择用于数字的A/V编码，最好是作为一种标准。如果A/V编码进程由一片专门的硬件来完成，则需要有一个驻留A/V MPEG2解码器管理器。但微处理的性能允许人们在软件中设计A/V解码方案的下载。
需要一个控制遥控进程的程序来完成至少是初始的遥控操作。它还应该包括用来负责初始条件的接入的进程(包括一个智能卡接口驱动器)。另外，一些驻留的“计费”功能可在这个进程中被完成，监视着用户的花费。以与驻留用户接口相类似的方式，下载应用软件可以承担这些功能，在这种情况下，这个遥控处理器处于未激活状态，只有当会话因任何一种原因被终止时，它才被重新激活。
用于“下载”控制的驻留程序管理着在存储器空间7中的用于动态进程的进程。当用户选择要与之相连的一个服务器装置2时，它被激活。然后应用软件从服务器装置2被下载到包含有用于动态进程的程序的存储器空间的部分的7。之后，控制被移交到这个进程。只要动态进程是激活状态的，下载进程就运行起来。当最后的动态进程完成后，控制重新回到驻留用户接口进程。
源自服务器装置2的用于动态进程的程序存储在RAM存储器13中，从那里这些动态进程可以在处理器11中运行。动态进程本身并不驻留在顶置单元1中。所有动态进程都来源于各种各样的服务器装置2(例如，导航，服务提供者或内容提供者)。动态进程通过下载进程被装载进顶置单元1中，然后下载进程通知操作系统告知动态进程的出现。然后下载进程能够利用，例如(如果有必要)，通过操作系统与静态进程通讯的方式开始和实现它的功能。这些动态进程是，例如，一个专门制作(tailored)的用户接口、监视器功能、端到端协议，等等。有必要时动态进程可以使用静态进程。操作系统和下载进程最好是能够容纳任意数量的动态进程，这里同时可用的下载的进程的数量只受到存储器(RAM13)容量的限制。最好是，可以具有多于一个的下载的动态进程，例如用户暂停一个动态进程而去送行另外一个，完成第二个后又恢复第一个，例如，用户可以为了预订一张机票到拍摄这部电影的地方而暂停他的“请求即提供影像”(Video on demand)电影上。下载进程处于激活状态，并能保证只有一个进程可以访问视频/音频解码器硬件。
最好是，顶置单元1包括如下接口网络接口(向下的和返回的通道)；RGB/PAL/SECAM/NTSC接口；模拟/数字音频接口；和一个UHF(超高频)接口。作为一种选择，一个接口可被放置在MPEG2解复用器和视频和音频解码器之间。此外，还可加上一个I/O(数据)接口。用于遥控的用户控制智能卡接口在这里并未具体地提到。
对于各种网络接口，使用了一个独立物理介质的ATM(异当传递模式)逻辑协议(格式和信号发送-包括呼叫的建立)，无论其是向下通道还是返回通道，它们可以是不同的通道。
在这种情况下，一个ATM适配层(ALL)被用来发送信号。为了传送视频-音频数据，可以使用一个MPEG传送流。两个MPEG2传送包包含在八个AAL5单元(cell)中，使开销最优化。用于传送流的MPEG2系统层通过时间标记(time stamp)机制为资源时钟复原提供了所有必要的手段。或者是，可以通过在四个ALL1单元中包含一个MPEG2传送包来使用一个AAL1来传送MPEG2传送流。在当前的AAL1之上的一个FEC(前向误差校正)是任选的，正象测试中所显示的，给到MPEG2解码器的MPEG2传送包的丢失(甚至更好一些，通过使用在AAL1中可用的单元序列计数所得到的单元丢失)加上标识使得适当的误差隐藏技术能够让任何图像的人为痕迹几乎不会被任何观看者觉察出来。
然而，用于动态进程的程序在服务器装置2和顶置单元1之间的会话开始时应该是没有误差地下载的。在这种情况下，并不要求实时处理，因为，不象在A/V流中，没有等时性要求。因此，有可能使用一个ARQ(自动重发请求)类型的端到端的恢复协议。快速的传送协议(XTP)，由于不象TCP/IP(传输控制协议和内部协议)恢复协议那么复杂，可以被用来提供这样一种错误检测机制。
所述RGB/PAL/SECAM/NTSC接口用来联接到一个标准的智能(scart)接口，对于模拟/数字音频接口情况也是如此。
一个UHF接口可被用到老式电视上，因对这种老式电视当前的和更现代的标准音频/视频接口是不能联接上去的。
可任选地加上的I/O(数据)接口是一个允许其它终端，例如一个游戏主机与顶置单元1相连的透明接口(位流)。在这种情况下，顶置单元1对交互式的数字音频/视频服务来说是一个真正的“智能入口”。
在图3中框图表示的物理介质转换器3包括-一个用于联接通道9的转换器21；-一个用于传输介质4的转换器22；和-转换器21和22之间的一个联接，它包括联接通道25和26。
顶置单元1和第一个转换器21间的联接通道9通常与第二转换器22和服务器装置2间的传输介质4是不同类型的。这里示出的实施例的转换器3具有模块化结构，以便能够在转换器3中通过使用另一个转换器22对当前传输介质4作简单的调节。还可以通过加上一个转换器22′(用虚线表示)使得转换器3适合于数种传输介质4′，4′，它需要使用一个选择器24，该选择器24设在通道25和26之间的转换器21和22，22′之间的联接处。
联接通道9最好是一种类型以便在转换器3的这一侧不需要采取类似在转换器的另一侧的那些手段来允许用多种可能的传输介质4。
沿着物理介质转换器3和顶置单元1间的联接通道9的通信例如可以SDH/Sonnet 155Mbps进行。然而，物理介质转换器3到顶置单元1的输出都要满足一些最低性能要求，即，位错误率(BER)，而不管其作为接入网络使用的物理传输介质[同轴电缆，光缆，ADSL(模数模拟语言)，等等]。作为这种机制的结果，顶置单元1完全不依赖于作为接入网络使用的物理传输介质4的类型。
很明显，物理介质转换器3可以与顶置单元1合为一体，尽管它们在图1和图2中是以单独的单元表示出来的。进一步地，由顶置单元1或由顶置单元和物理介质转换器3形成的耦合装置可在用户装置10中合为一体以形成其中的一个单元。
权利要求
1.一种无线通讯系统，包括-至少一种传输介质；-与该传输介质联接的用户装置；-与该传输介质联接的服务器装置，用于与该用户装置交换信息；-用于根据需要对该用户装置和传输介质进行联接的耦合装置，其特征在于，所述的耦合装置包括基于来自所述的服务器装置的信息来控制所述用户装置和基于来自所述的用户装置的信息来控制所述服务器装置的装置；-用来建立和进行与所述的服务器装置和所述用户装置的通讯的装置。
2.根据权利要求1所述的无线通讯系统，其特征在于，所述的耦合装置包括一个顶置单元(Set-up Unit)和一个物理介质转换器，所述的顶置单元包括用来控制所述用户装置的装置，该装置主要包括从所述服务器装置下载的用于动态进程并存储在RAM存储器中的程序，并且，所述的用来建立通讯的装置是一个记录在顶置单元的ROM存储器中用于静态进程的程序。
3.根据权利要求1或2的无线通讯系统，其特征在于，所述的物理介质转换器位于所述的顶置单元和所述的传输介质之间。
4.根据权利要求2的无线通讯系统，其特征在于，所述的ROM存储器进一步包括一个用于记录到所述RAM存储器中的控制程序。
5.根据权利要求2的无线通讯系统，其特征在于，所述的ROM存储器还包括控制一个用于用户装置的调节单元的程序，一个处理呼叫的程序，一个解码程序和一个用于遥控的程序。
6.根据权利要求1的无线通讯系统，其特征在于，所述的耦合装置与所述的用户装置合为一体。
7.适用于根据权利要求1-6中的无线通讯系统中的顶置单元，包括控制用户装置的装置，其包括存储用于动态进程的程序的RAM存储器和存储用于静态进程的程序的ROM存储器。
8.根据权利要求7的顶置单元装置，进一步包括一个建立和进行与服务器装置通讯的物理介质转换器。
9.一种用于在用户装置和服务器装置间通讯的方法，其中信息经由一个耦合装置和通过一个传输介质进行传送和接收，且在所述服务器和所述耦合装置之间的信息传输是按动态进程调整的，其特征在于，所述各动态进程给所述的耦合装置提供用于动态进程的程序并把所述程序存储在所述耦合装置的存储器中去。
10.根据权利要求9中的方法，其特征在于，在所述的耦合装置中激活相关的静态进程以将所述的用户装置联接到所述的服务器装置，并把与所述耦合装置相关的信息提供给所述的服务器装置。
11.根据权利要求9-10中之一的方法，其特征在于，所述的要传送的信息包括交互式的数字视频-音频数据。
12.一种用于无线通讯的方法，包括如下步骤-在一个耦合装置中激活相关的静态进程用于经过一传输介质联接一用户装置和一个服务器装置；-把关于所述的耦合装置中的相关信息送到所述的服务器装置中；-在所述耦合装置处从所述服务器装置接收用于动态进程的程序，并把所述的程序存储到一个存储器装置中；-在所述的服务器装置和所述的耦合装置间进行通讯并按照所述的动态进程调整数据流。
全文摘要
本发明涉及无线通讯的系统和方法，特别是交互式无线通讯的系统和方法。该系统主要包括至少一种传输介质；与传输介质相联接的用户装置；与传输介质相联接并与用户装置交换信息的服务器装置；和按需要联接用户装置和传输介质的耦合装置。这里所述的耦合装置包括根据来自所述服务器装置的信息来控制所述的用户装置和根据来自用户装置的信息来控制所述服务器装置的装置；和用来建立和进行与所述服务器装置和所述用户装置进行通讯的装置等组成。根据本发明，上面所述的系统的特性产生的结果是，在两个层面上得到调节，即通过所述的物理介质转换器的所述顶置单元到所述传输介质的调节；和通过源于所述服务器装置的所述顶置单元中的程序来调节在所述顶置单元和所述服务器装置之间的通讯。
文档编号H04N7/173GK1157684SQ95194429
公开日1997年8月20日 申请日期1995年8月1日 优先权日1994年8月1日
发明者克劳德·G·巴劳德 申请人:索尼欧洲公司