基于单向机顶盒的双向增值业务实现方案
金纯[1][2] 陈许[1] 万正兵[1] 肖玲娜[3]
(重庆邮电大学[1] 重庆金瓯科技发展有限责任公司[2]重庆大学[3])
摘要：本系统将蓝牙无线通信技术应用于有线数字电视系统，在单向机顶盒的数字电视系统上实现各种增值业务。具体的就是开发带有蓝牙功能的电缆调制解调器，用蓝牙手持设备协助实现增值服务。
关键词：HFC网络，蓝牙，电缆调制解调器，视频点播
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该论文发表于《广播与电视技术》2007年第34卷第3期
刊号为：ISSN1002-4522
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Two direction value-added services in
one direction STB system
Jinchun[1][2]Chenxu[1]Wangzhengbing[1]Xiaolingna[2]
(CQUPT[1] CQJinouTech[2] CQU[3])
Abstract: This system applies
wireless blue-tooth technology to digital television
system, and realizes the different value-added
services in one direction system. That is also
developing the cable modem with blue-tooth function,
using handing blue-tooth facility.
Keywords:HFC network blue-tooth cable
modem VOD
1引言
数字电视技术与模拟电视技术相比，除了具有抗干扰能力强、误差小、压缩比高、传输信息量大等优点外，最大的优点在于数字电视用户和有线电视台等内容提供商的互动性，用户可以点播需要的节目，还可以开展各种增值服务业务。但是，现在很多地方数字电视无法开展视频点播等增值业务，这是因为这些机顶盒是单向的。即使是双向机顶盒，限于输入设备的限制，不能输入文本，很多增值服务无法开展。本系统利用双向改造后的HFC网络，在基于单向机顶盒的数字电视系统上实现各种增值业务。在基于双向机顶盒的数字电视系统上仍然有意义，可以扩展更多的增值业务。
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单向机顶盒双向改造的具体实施
2．1 HFC网络的双向改造
在有线电视网络进行HFC双向改造之前，有线电视网络只传送电视信号，将数字电视信号传送到机顶盒，由机顶盒将数字电视信号转换成模拟电视信号，通过模拟电机观看电视节目。其网络结构如图1所示。
图1 HFC网络双向改造前的网络结构
可见，数字电视用户只能被动的接受，不能主动的选择，缺乏互动性。HFC网络双向改造后，可以实现信号的上下行双向传输和数字与模拟的混合传输，可以传送IP数据，用户可以通过电缆调制解调器（cable
modem）上网。HFC网络双向改造后的设备的网络结构如图2所示：
图2 HFC网络双向改造后的网络结构
如图2所示，完成双向改造的数字电视网络结构的广电运营商接入用户的是一根同轴电缆（Cable），电缆可以完全承载实时的双向业务。广电运营网络接出的同轴电缆（Cable）经过用户室内的电缆分线器分成两路：一路接入数字电视机顶盒，另一路接互联网电缆调制解调器（Cable
Modem），分别用于欣赏电视节目和互联网的接入。
2．2基于蓝牙的双向增值业务网络结构及其实现过程
目前，数字电视技术发展迅速，但是开展增殖业务遇到了一些困难，主要是很多机顶盒是单向的，不支持视频点播业务，不能开展增殖服务业务。但我们可以充分利用有线电视网络中的互联网接入功能。改造cable
modem,加载蓝牙模块，使之能够与蓝牙手持设备进行蓝牙通信。可以用蓝牙手持设备进行视频点播，查看天气预报，股票信息，就业信息等资料，也可以实现订购机票，网上购物等业务，可以打IP电话。在单向机顶盒系统实现数字电视的增值业务。上述系统如图3所示。
图3 基于蓝牙技术的单向机顶盒的双向改造的结构图
本系统的主要过程为：
1蓝牙点播系统服务器提供电子节目表，说明能够提供哪些资源。通过有线电视网络传到蓝牙调制解调器（带蓝牙功能的cable
modem）。由蓝牙手持设备（蓝牙手机，蓝牙PDA，蓝牙mp3，蓝牙mp4，蓝牙遥控器，带键盘的蓝牙手持设备）接收电子信息表。
2用户根据电子信息表为蓝牙手持终端或者特定的机顶盒定制相应的服务。通过蓝牙手持设备发出服务请求消息。
3蓝牙调制解调器将服务请求消息传送到服务器。服务器中存有内容提供商和用户的相关信息（如，地址信息）。服务器将用户的请求告诉内容提供商。
4内容提供商将内容通过HFC网络传输到用户。如果用户点播的是视频，则将视频传到目的机顶盒。如果是一些文本信息，则直接传到蓝牙手持设备上。
2．3蓝牙调制解调器的系统结构
带蓝牙功能的调制解调器是本系统的核心。下图是本系统所要用到的蓝牙调制解调器的结构图。
图4带蓝牙功能的Cable Modem系统结构
如上图所示，RF为调谐器，直接与CATV的插座相连，能够接受数字调制的QAM信号。DOCSIS2.0MAC包括模块包括：解调器、突发调制器、MAC模块。解调器通常包含A/D转换器、QAM-64/256解调模块、MPEG帧同步模块，RS纠错模块。突发调制器的信号通过调谐器送入上行信道，该突发调制器对每一个脉冲进行RS编码，对信号进行基于所选速率的OPSK/QAM-16调制和D/A转换。同时输出信号还可通过电平调整来补偿未知的电缆损耗。在接收和发射链路之间有一个MAC模块。CPU用来处理内部数据和控制下层的传输，一般用的是RISC技术的MCU。Bluetooth模块用来接受蓝牙传来的语音和数据。
本系统的蓝牙调制解调器可以主要用TI公司的TNETC460x和CSR公司的BlueCore4实现。如下图5所示。
图5蓝牙cable modem地具体实现图
BlueCore4系列芯片是当前惟一支持增强速率(EDR)蓝牙规范的蓝牙解决方案。符合蓝牙3．O+EDR规范，与现有的蓝牙(v1.1和v1.2)设备兼容。EDR在最小程度的破坏蓝牙上层基栈的前提下，提供可选的2倍或者3倍的蓝牙数据传输速率，即最多可以达到3
Mb／s。开发者不需要使用额外的CPU或者控制处理芯片，就能利用单芯片的解决方案来实现蓝牙的无线功能。有一个基带处理器以及内存控制单元，可以处理蓝牙的数据包；实现链路控制和链路管理。内存控制单元可以快速高效地利用片上存储空间和片外的扩充存储单元。BlueCore4-External拥有48
k的片上RAM ，比之前的版本多了16 k，他还可以最多向外扩充8 M
的存储空间，这对于处理蓝牙数据以及设计一些小规模的蓝牙设备来说已经足够了。BlueCore4-External还延续了BlueCore系列芯片提供多种接口的优点。他依旧给用户提供了1组SPI接口，1组USB接口，1组UART接口，12个可编程引脚以及1组PCM
接口。使得开发者非常方便地使用这款蓝牙芯片。
TNETC460x是一个具有完整功能的高性能cable modem芯片，基于MIPS
RISC微处理器，PHY和MAC层支持DOCSIS 2.0和Euro-DOCSIS
1.1/1.0。有一系列的外围设备接口，有10/100以太网接口，USB1.1接口，UART接口，PCM接口等。有灵活的外部存储器接口EMIF，用来连接flash和
SDRAM。
蓝牙cable
modem是将BlueCore4-External的PCM，USB，UART接口分别与TNETC460X的PCM，USB，UART接口相连，PCM用来传送语音，USB用来交换控制信息和数据，UART传送数据。
本系统主要面向单向机顶盒开展增值业务，主要有以下业务：
视频点播：可以为自己，也可以为好友点播视频节目。
信息查询：查询天气预报，股票信息，就业信息，机票打折等等。
IP电话:如果蓝牙手持设备是蓝牙手机，可以拨打IP电话。
除此之外可以开展网上购物，网上银行等业务。
蓝牙调制解调器可以在基于单向机顶盒的数字电视系统上实现视频点播等增值业务，但对双向机顶盒的数字电视系统仍然有意义，可以更好的开展增值业务。大大拓展了数字电视的增值业务，对广电运营商和互联网服务提供商可以实现互赢，有着广阔的发展前景。
参考文献；
[1] 蒋小宇，金纯，崔晓荣，HFC接入双向认证方案探讨，有线电视技术，2005.6
[2] 肖斌，HFC网和Cable Modem，中国有线电视，2002.3
[3] 峥嵘，Cable Modem在HFC网中的应用，有线电视技术，2003
[4] 蔡佳佳，陈文正，基于DOCSIS1.1的新一代Cable Modem，电子技术与应用，2002
[5] 金纯，蒋小宇，崔晓荣，李晓枫，DTV信息业务平台及其技术探讨，广播与电视技术，2005.10
[6] 李树山，电缆调制解调的现状与发展，西部广播电视，2003
[7] 盛志凡，宽带Cable Modem业务的技术平台，广播与电视信息，2003.6
作者简介：
金纯：(1966-
)男，籍贯重庆，教授，美国伊利诺伊大学计算机专业博士，硕士研究生导师，研究方向通信网。
陈许：（1982－
）男，籍贯山东，重庆邮电大学通信与信息系统专业硕士研究生，研究方向个人通信。
万正兵：（1981－
）男，籍贯湖北，重庆邮电大学通信与信息系统专业硕士研究生，研究方向个人通信。
肖玲娜：（1978－ ）：籍贯重庆，重庆大学通信与信息系统专业研究生
项目介绍：本文受到重庆市经济委员会项目支持，项目编号：05-2SC-DZ079
详细联系方式：
通信地址：重庆市石桥铺科园三路106#高新区留学人员创业园208#
重庆市金瓯科技发展有限责任公司实习研究生
陈许 （收）
邮政编码：400039
电话：13193102260
E-mail：chenxu513@sohu.com
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