多信道宽带内容分配系统.pdf

一种用于管理所提供的内容分布系统带宽的系统。该系统能够结合到内容分布系统的内容头端。该系统包括节目多路复用器、多信道调制模块、信道多路复用器、数模转换器和频率阻塞变换器，这些设备都按一定次序配置。分组表示发送到节目多路复用器的内容节目。节目多路复用器将分组多路复用到输出序列中。分组是如何由节目多路复用器多路复用到输出序列中依赖于具体的设计和/或应用程序。接着，来自输出序列的分组发送到多信道调制模块。多信道调制模块接收分组并把它们传送到代表相应RF信道的各个调制器中。接着，各个调制器分别调制各自的分组以产生相应的RF信号。然后这些RF信号由信道多路复用器多路复用到多信道RF信号。接着，该多信道RF信号发送到数模转换器以转换成模拟多信道RF信号。然后频率阻塞变换器取得模拟多信道RF信号并将其转换到较高频率以进行传送。接着，将该转换的模拟多信道RF信号通过媒介传送到一个或多个用户终端设备。

1.  在内容分配系统中管理带宽的一种系统，包括：
多个内容节目，每个内容节目具有多个部分；以及
配置成接收多个内容节目和经过多个RF信道发送内容节目的内容头端；
其中使用多个RF信道中的一个或多个分别发送一部分内容节目；以及
其中多个RF信道中的某一些或全部是不相邻的。

2.  如权利要求1所述的系统，其特征在于，使用来自一个或多个内容节目的各个部分使所述RF信道的带宽利用率最大化。

3.  如权利要求1所述的系统，其特征在于，在相同时刻或不同时刻使用所述多个RF信道中的一个或多个分别发送一部分内容节目。

4.  如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内容头端能够使用专用RF信道发送第一内容节目；以及
其中所述内容头端能够使用所述多个RF信道中的一个或多个发送第二内容节目。

5.  如权利要求4所述的系统，其特征在于，通过传统设备接收所述专用RF信道。

6.  如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内容头端进一步包括：
节目多路复用器，配置成接收多个内容节目以及使所述多个内容节目的各个部分多路复用成为输出队列；
多信道调制模块，配置成接收来自输出队列的部分和把它们分配给对应于所述多个RF信道的多个调制器，把每个调制器配置成使用分配给它的部分对对应的RF信道上的RF信号进行调制；
信道多路复用器，配置成接收与所述多个RF信道相关联的各个经调制的RF信号，并使所述经调制的RF信号多路复用成为多信道RF信号；
数模转换器，配置成把所述多信道RF信号转换成模拟多信道RF信号；以及
频率阻塞变换器，配置成把所述模拟多信道RF信号偏移到用于发送的正确频率范围。

7.  如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多信道调制模块根据与调制器相关联的所述RF信道的可用带宽把来自输出队列的部分分配给该调制器。

8.  如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多信道调制模块根据指定接收的、与调制器相关联的、所述RF信道的设备类型把来自输出队列的部分分配给该调制器。

9.  如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内容头端进一步包括：
节目多路复用器，配置成接收多个内容节目以及对所述多个内容节目的各个部分进行多路复用；
多个单信道调制器，把每个单信道调制器配置成接收来自节目多路复用器的一个或多个内容节目的各个部分，并且使用一个或多个内容节目的各个部分产生单信道RF信号；
多个数模转换器，把每个数模转换器耦合到对应的单信道调制器，并且配置成把所述单信道RF信号转换成模拟的、单信道RF信号；
多个频率阻塞变换器，把多个频率阻塞变换器中的每一个耦合到对应的数模转换器，并且配置成使所述模拟的、单信道RF信号偏移到正确频率范围；以及
RF信道多路复用器，配置成接收来自多个频率阻塞变换器的各个经偏移的模拟的、单信道RF信号，并且把它们多路复用成为多信道RF信号。

10.  与内容分配系统一起使用的一种内容头端，包括：
节目多路复用器，配置成接收每个内容节目包括多个分组的多个内容节目，以及使所述多个内容节目的各个分组多路复用成为一个或多个输出队列；以及
多信道调制模块，配置成接收和使用来自一个或多个输出队列的分组以对与所述多个RF信道分别相关联的多个RF信号进行调制；
其中使用所述多个RF信道中的一个或多个分别发送来自内容节目的所述分组；以及
其中所述多个RF信道中的某一些或全部是不相邻的。

11.  如权利要求10所述的内容头端，进一步包括：
数模转换器，配置成把所述多个经调制的RF信号转换成模拟多信道RF信号；以及
频率阻塞变换器，配置成把所述模拟多信道RF信号偏移到用于发送的正确频率范围。

12.  如权利要求10所述的内容头端，其特征在于，使用来自所述一个或多个内容节目的各个分组使RF信道的带宽利用率最大化。

13.  如权利要求10所述的内容头端，其特征在于，在相同时刻或不同时刻使用所述多个RF信道中的一个或多个分别发送来自所述内容节目的所述分组。

14.  如权利要求10所述的内容头端，其特征在于，使用来自所述一个或多个输出队列的哪些分组来调制与RF信道相关联的RF信号取决于RF信道的可用带宽。

15.  如权利要求10所述的内容头端，其特征在于，使用来自所述一个或多个输出队列的哪些分组来调制与RF信道相关联的RF信号取决于指定接收所述RF信道的设备的类型。

16.  如权利要求15所述的内容头端，其特征在于，所述设备的类型包括传统设备。

17.  如权利要求10所述的内容头端，其特征在于，使用专用RF信道发送来自另一个内容节目的分组。

18.  如权利要求10所述的内容头端，其特征在于，所述节目多路复用器进一步包括：
多个缓冲器，把每个缓冲器配置成接收和存储属于内容节目的分组；以及
数据取样器，配置成对多个缓冲器进行取样，并且把各个所存储的分组输出到一个或多个输出队列。

19.  如权利要求10所述的内容头端，其特征在于，所述多信道调制模块进一步包括：
信道取样器，配置成对所述一个或多个输出队列进行取样，并且输出存储在其中的所述分组；以及
多个调制器，把每个调制器配置成接收通过信道取样器输出的分组，并且使用所接收的分组对与RF信道相关联的RF信号进行调制。

20.  如权利要求10所述的内容头端，其特征在于，所述内容分配系统包括卫星系统、地面电视系统以及电缆系统。

21.  如权利要求11所述的内容头端，其特征在于，进一步配置所述数模转换器来转换包括所述多个RF信道的整个信号频带。

22.  一种内容头端包括：
节目多路复用器，配置成接收包括多个分组的多个内容节目以及使所述多个内容节目的各个分组多路复用成为输出队列；
多信道调制模块，配置成接收来自输出队列的分组和把它们分配给对应于所述多个RF信道的多个调制器，把每个调制器配置成使用分配给它的分组对对应的RF信道上的RF信号进行调制；
信道多路复用器，配置成接收与所述多个RF信道相关联的各个经调制的RF信号，并使所述经调制的RF信号多路复用成为多信道RF信号；
数模转换器，配置成把所述多信道RF信号转换成模拟多信道RF信号；以及
频率阻塞变换器，配置成把所述模拟多信道RF信号偏移到用于发送的正确频率范围；
其中，多个RF信道中的某一些或全部是不相邻的。

23.  如权利要求22所述的内容头端，其特征在于，使用所述多个RF信道中的一个或多个分别发送来自所述内容节目的所述分组。

24.  如权利要求22所述的内容头端，其特征在于，使用专用RF信道发送来自另一个内容节目的分组。

25.  如权利要求22所述的内容头端，其特征在于，所述多信道调制模块根据与调制器相关联的RF信道的可用带宽把来自所述输出队列的所述分组分配给该调制器。

26.  如权利要求22所述的内容头端，其特征在于，所述多信道调制模块根据指定接收与调制器相关联的RF信道的设备的类型把来自所述输出队列的所述分组分配给该调制器。

27.  如权利要求26所述的内容头端，其特征在于，所述设备的类型包括传统设备。

28.  如权利要求22所述的内容头端，其特征在于，使用来自所述一个或多个内容节目的各个分组使所述RF信道的带宽利用率最大化。

29.  结合权利要求22的内容头端的一种内容分配系统。

30.  如权利要求29所述的内容头端，其特征在于，所述内容分配系统包括卫星系统、地面电视系统以及电缆系统。

31.  如权利要求22所述的内容头端，其特征在于，进一步把所述数模转换器配置成转换包括所述多个RF信道的整个信号频带。

32.  在内容分配系统中用于管理带宽的一种方法，包括：
把每个内容节目包括多个分组的多个内容节目多路复用成为输出队列；以及
使用来自输出队列的分组对一个或多个RF信号进行调制，每个RF信号与一个RF信道相关联；
其中分别使用来自内容节目的分组对一个或多个RF信号进行调制，从而导致经过一个或多个相关联RF信道发送这种分组；以及
其中一个或多个相关联的RF信道是不相邻的。

33.  如权利要求31所述的方法，其特征在于，使用哪些分组来调制RF信号取决于与该RF信号相关联的RF信道的可用带宽。

34.  如权利要求31所述的方法，其特征在于，使用哪些分组来调制RF信号取决于指定接收与该RF信号相关联的RF信道的设备的类型。

35.  如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述设备的类型包括传统设备。

36.  如权利要求31所述的方法，其特征在于，使用来自另一个内容节目的分组对一个特定的RF信号进行调制，从而导致这种分组经过与该一个特定RF信号相关联的一个特定RF信道发送。

37.  如权利要求31所述的方法，进一步包括：
把一个或多个经调制的信号转换成模拟多信道RF信号；以及
把所述模拟多信道RF信号偏移到另一个频带。

38.  如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述内容分配系统包括卫星系统、地面电视系统以及电缆系统。

39.  在内容分配系统中用于管理带宽的一种方法，包括：
把多个内容节目的各个分组多路复用成为输出队列；
把来自输出队列的分组分配给多个调制器；
使每个调制器使用分配给它的分组对与RF信道相关联的RF信号进行调制，其中对应于多个调制器的RF信道的某一些或全部是不相邻的；
对来自多个调制器的经调制的RF信号进行多路复用以产生多信道RF信号；
把多信道RF信号转换成模拟多信道RF信号；以及
把模拟多信道RF信号偏移到更高的频带。

40.  如权利要求39所述的方法，其特征在于，分别使用来自所述内容节目的所述分组对一个或多个RF信号进行调制，从而使所述这种分组经过一个或多个相关联的RF信道发送。

41.  如权利要求39所述的方法，其特征在于，把哪些分组分配给调制器以对RF信号进行调制取决于与该调制器相关联的RF信道的可用带宽。

42.  如权利要求39所述的方法，其特征在于，把哪些分组分配给调制器以对RF信号进行调制取决于指定接收与该RF调制器相关联的RF信道的设备的类型。

43.  如权利要求42所述的方法，其特征在于，所述设备的类型包括传统设备。

44.  如权利要39求所述的方法，其特征在于，把来自另一个内容节目的分组分配给特定的调制器以对一个特定的RF信号进行调制，从而使这种分组经过与该特定调制器相关联的一个特定的RF信道发送。

多信道宽带内容分配系统
有关申请的交叉参考
本申请要求2001年11月1日提出的、美国临时专利申请60/335,29，即835U.S.C.§119的优先权，为了本文件的完整性，在此引用该专利作为参考。
发明背景
本发明一般涉及宽带通信，尤其，本发明涉及一种方法和系统，用于管理内容分配系统中的带宽。
诸如数字电缆、卫星和地面广播系统之类的传统内容分配系统在大量RF(射频)信道上提供内容节目(例如，视频、音频和数据)。每个RF信道可以包括多个内容节目，通过单个RF信道传送整个任何给定的内容节目。
对于传统的电缆系统，在传统上把这种系统的下游信号分割成每个具有特定频率的平均间隔的RF信道。在北美，这些特定频率是六(6)MHz，在北美之外是六和七/八(6 7/8)MHz。每个RF信道有它自己的内容头端设备来处理一个或多个内容节目的发送。图1是典型的内容头端10的简化高级方框图。如在图1中所示，把每个内容节目或源馈送到一个按次序的配置，该配置包括调制器12、数模转换器14以及频率变换器16。此外，在用户室内终端处，每个6-MHz RF信道需要它自己的模拟调谐器和解调器，以便接收所发送的内容节目。用户或终端用户经由远程控制或其它装置选择内容节目。设置模拟调谐器使之只输出包括感兴趣的内容节目的RF信道以选择特定的内容节目。信道解调器对通过模拟调谐器接收的信号进行解调。然后把表示内容节目的经解调的信号发送到终端用户单元，终端用户单元可以是视频显示器或记录装置，诸如电视机、VCR(视频录像机)或诸如计算机之类的数据网络装置。
与上述系统相关联的一个限制是该系统具有相当窄的带宽。如上所述，把每个RF信道限制在6MHz的频率上。如果发送到特定RF信道的内容节目具有大量信息，则会费较长时间来发送整个内容节目，因为传送它的RF信道具有有限的带宽。例如，把传统电缆系统的一般数字带宽限制在约30-40Mbps。高质量数字视频要求约五(5)千兆字节(40千兆位)的数字内容。下载如此的文件要费十五(15)分钟以上的时间。
为了增加每个RF信道的带宽，可以把RF信道的频率扩展到较高的频率，诸如12-MHz和24-MHz。这增加RF信道带宽，然而，由于诸如现有用户室内设备之类的传统系统的不可兼容性，只是有限的成功了。当前还在使用大量传统系统，它们中的大多数不能够处理或适应RF信道带宽的增加。例如，设计来处理6-MHz RF信道的数字机顶盒中的模拟调谐器和解调器不能够选择和解调12-MHz或24MHz RF信道。
与上述系统相关联的另一个限制是系统没有有效地利用可用的带宽。在数字系统中，把内容节目分割成经过每个具有有限带宽量的RF信道发送的信息的分组。发送特定内容节目的分组所需要的RF信道带宽量取决于在该内容节目中的信息量。此外，由于RF信道的物理分隔，系统不能够利用全部可用的带宽。例如，假定RF信道具有20Mbps的总带宽以及每个需要3-4Mbps的带宽的一个或多个数字视频节目。在容纳多个数字视频节目之后，RF信道一般在它的总带宽中有1-2Mbps的剩余。然而，通常不能使用这个剩余带宽，因为它不足以支持至少一个单个数字视频节目。
此外，如果正在发送的内容节目的分组的收集数量没有填充RF信道到一定容量，或另一方面，剩余容量不足以发送内容节目，则传统电缆系统把零分组插入RF信道使之准确地工作。可用用任意位，诸如伪随机信息，来填充这种零分组。例如，如果通过具有足够的带宽来传送内容节目的五(5)个单元的RF信道来传送两(2)个单元的两(2)个内容节目，则将把一(1)个单元的零分组插入RF信道以使系统正常地操作。
因此，希望提供与内容分配系统有关的一种方法和系统，它能够有效地利用可用的带宽，并且还与现有用户室内设备可兼容。
发明概要
提供在内容分配系统中用于管理带宽的一种方法和系统。本发明的至少某些实施例的特征在于较低的成本、较低的功率损耗、较低地复杂度和/或优越的性能。较佳实施例可以与现有用户室内设备兼容。
本发明的一个示例实施例是一个系统，可以把该系统结合到内容分配系统的内容头端中。根据一个示例实施例，系统包括节目多路复用器、多信道调制模块、信道多路复用器、数模转换器以及频率阻塞变换器(frequency block-up converter)，所有这些都安排在有次序的配置中。
配置节目多路复用器来接收许多内容节目。尤其，把表示各个内容节目的分组馈送到节目多路复用器。节目多路复用器把分组多路复用成为输出队列。节目多路复用器如何把分组多路复用成为输出队列取决于特定的设计和/或应用。在一个示例实施例中，节目多路复用器进一步包括：许多缓冲器，其中每个缓冲器接收和存储来自内容节目的分组；以及数据取样器，它对缓冲器进行取样，并把来自一个或多个缓冲器的分组输出到输出队列。
然后把来自输出队列的分组馈送到多信道调制模块。多信道调制模块接收分组和按路由把它们传送到表示对应RF信道的各个调制器。然后各个调制器使用各自的分组以调制和产生相应的RF信号。在一个示例实施例中，多信道调制模块进一步包括配置成对来自输出队列的分组进行取样和把分组分配给各个调制器的信道取样器。信道取样器如何对分组进行取样和把分组分配给各个调制器取决于特定的设计和/或应用。
然后通过信道多路复用器把来自多信道调制模块的RF信号多路复用成为数字多信道RF信号。然后把数字多信道RF信号传送到数模转换器，用于转换成模拟多信道RF信号。
然后频率阻塞变换器取得模拟多信道RF信号，并把它偏移到较高频带进行发送。然后经过媒体把经偏移的模拟多信道RF信号发送到一个或多个用户室内设备。
另一方面，分别把来自输出队列的分组馈送到许多单信道调制器。把每个单信道调制器耦合到一个数模转换器。依次把每个数模转换器耦合到频率阻塞变换器。然后把来自各个频率阻塞变换器的信号馈送到RF信道多路复用器。然后RF信道多路复用器对来自频率阻塞变换器的信号选择地进行多路复用以及经过媒体发送到一个或多个用户室内设备。
通过把多个RF信道组合成一个虚拟宽带信道，即，通过在多个用于发送的RF信道上扩展内容节目，可以使有效带宽与总的可用带宽紧密匹配。换言之，通过使用一个虚拟宽带信道，把来自多个RF信道的相邻信号和不相邻信号两者都有效地组合在一起，其作用象一个单个宽信道。这种带宽利用率的增加允许执行较宽范围的广播节目(programming)。例如，关于诸如视频广播之类的某些实施，可以更有效地传送具有不同带宽要求的不同类型的电影特征。这比使用传统宽带信道至少提供了一个优点，其中把来自多个RF信道的相邻信号的频带组合在一起，以提供一个单个宽信道。参考包括附图和权利要求书的说明书的剩余部分，将理解本发明的其它特征和优点。下面相对于附图详细描述本发明的进一步的特征和优点以及本发明的各个实施例的结构和操作，其中相同的标记表示相同的元件或功能相似的元件。
图1是简化高级方框图，说明一般内容头端；
图2是简化高级方框图，说明本发明的一个示例方面；
图3是可以和本发明连同使用的传统电缆系统的简化高级方框图；
图4是根据本发明的内容头端的一个示例实施例的简化高级方框图；
图5是根据本发明的多信道信号发生器的一个示例实施例的简化高级示意图；
图6是根据本发明的节目多路复用器的一个示例实施例的简化高级示意图；
图7是根据本发明的多信道调制器的一个示例实施例的简化高级示意图；
图8是根据本发明的多信道信号发生器112的另一个示例实施例的简化高级示意图；
图9是可以和本发明联同使用的用户室内设备的一个可能的实施例的简化高级方框图；
图10是可以和本发明联同使用的用户室内设备的另一个可能的实施例的简化高级方框图；
图11是根据本发明的内容分配系统的一个示例实施例的简化高级方框图；以及
图12是根据本发明的内容头端的一个示例实施例的简化高级方框图。
现在将按一个或多个示例实施例的形式来描述本发明。为了这里的目的，“多信道RF信号”是在传送多个RF信道的给定频带中的RF信号。RF信号频带在频谱中的位置可以从极低频率变化到极高频率。通过占据RF信号频带的特定部分的RF信道带宽给出每个RF信道的特征。通过落在RF信道带宽中的载波信号进一步给出每个RF信道的特征。根据特定应用，RF信道可以是模拟的或数字的。
每个RF信道可以传送一个或多个内容节目。使每个内容节目的整个或一部分重叠在正在用于发送该内容节目的RF信道的载波频率上。也称之为内容信道、内容流或节目馈送的内容节目包括可以由签约用户访问或使用的信息。例如，可以指定内容节目作为电视机上的6频道，并且经过调制而传送Discovery Channel(探索频道)。此外还可以调制单个内容节目以传送一个或多个专门类别的信息，诸如音频、视频、数字数据、条件访问数据等。例如，可以把一个传送音频信息而另一个传送视频信息的两个内容节目馈送到电视机，以提供Discovery Channel。节目提供者可以对内容节目进行预编程或选择。可以使用术语“数字内容”或“数据流”来描述数字形式的内容节目。内容节目是模拟的还是数字的将取决于特定的应用。
根据本发明的一个示例实施例，集中管理多个RF信道作为一个虚拟宽带信道。根据特定设计或应用，多个RF信道的各个频率或带宽可以是不同的或可以不是不同的。此外，多个RF信道可以是相邻的或不相邻的。通过管理RF信道作为虚拟宽带信道，更有效地利用来自所有RF信道的总的可用带宽。而，可以把内容节目分割成合适的部分。然后经过RF信道发送这些部分，以允许更有效地使用总的可用带宽。
例如，在任何给定时刻，一个RF信道可用传送一个或多个内容节目。另一方面，在任何给定时刻，组合的两个或多个RF信道可以传送单个内容节目；换言之，可以把一个内容节目分割成独立部分并且经过两个或多个RF信道传送。集中传送内容节目的两个或多个RF信道可以是但是不必须是相邻的。此外，可以在同时或在不同时间经过两个或多个RF信道传送内容节目的部分。在数字实施中，可以把这种部分称为“分组”。
图2是说明本发明的一个示例方面的简化图。如在图2中所示，有三(3)个RF信道20、22和24。这些RF信道20、22和24具有不同的带宽，即，分别为10Mbps、15Mbps和20Mbps。RF信道20的带宽具有3Mbps的未使用容量。同样，RF信道22和24的带宽各自具有1Mbps和2Mbps的未使用容量。把要发送的内容节目分裂成合适的部分。使用三个RF信道20、22和24的各个未使用容量，然后把这些部分相应地通过路由传送到三个RF信道20、22和24用于发送。结果，更有效地利用三个RF信道20、22和24的总的可用带宽。上述说明只示出经过三个RF信道20、22和24集中发送一个内容节目。然而，应该理解，可以分割两个或多个内容节目，并且经过多个RF信道通过路由传送。例如，RF信道可以具有足够的未使用容量或带宽来容纳两个内容节目的各个部分。基于这里提供的揭示，熟悉本技术领域普通技术的人员会清楚如何分割内容节目和经过多个RF信道分配以便使总的可用带宽的利用率最大化。
任选地，可以为发送特定的内容节目而专用多个RF信道中的一个或多个。在特定内容的较快发送是很重要的情况中可能有这个要求。经过专用RF信道发送特定的内容节目，通过用户室内设备再现内容节目所需要的处理就较少。
此外，任选地，可以专用多个RF信道中的一个或多个，用于把内容节目发送到特定的用户室内设备。在把用户室内设备装备成只处理从具有特定频率的RF信道接收的信号时可能有这个要求。例如，某些现有的或传统的用户室内设备可能只能够处理来自6-MHz的RF信道的信号。
图3是可以和本发明联同使用的传统电缆系统100的简化高级方框图。基于这里提供的揭示，熟悉本技术领域普通技术的人员会清楚如何可以和传统电缆系统100联同而实施和实践本发明。应该理解，本发明还可以与其它类型的内容分配系统(诸如地面无线、数字无线系统)一起使用。
如在图3中所示，电缆系统100处理许多内容节目P_1...N。电缆系统100包括接收和处理内容节目P_1...N的内容头端(CHE)102。然后把经处理的内容节目P_1...N作为一个或多个多信道RF信号经过媒体104发送到一个或多个装备了用户室内设备(CPE)107的签约用户。CPE 106接收一个或多个多个多信道RF信号，并且处理它们以获取内容节目P_1...N，然后把它们发送到一个或多个终端用户单元108。有时称之为显示单元的终端用户单元108可以是许多装置中之一，诸如计算机、存储装置、显示装置、电视机以及诸如VCR和PVR之类的视频记录装置。
图4是根据本发明的CHE 102的示例实施例的简化高级方框图。参考图4，由包括节目多路复用器110和多信道信号发生器112的许多部件构成CHE102。有时实施多信道信号发生器112作为物理层硬件。在一个示例实施例中，可以在一个集成芯片上实施CHE 102的各个部件。CHE 102按下列示例方式操作。把内容节目P_1...N馈送到节目多路复用器110。在数字实施中，节目多路复用器110按分组的形式接收每个内容节目。节目多路复用器110把内容节目P_1...N的各个分组多路复用成为输出队列。然后把来自输出队列的分组馈送到多信道信号发生器112。然后多信道信号发生器112使用分组来形成模拟多信道RF信号。通过把分组多路复用成为各个RF信道来形成模拟多信道RF信号。这些RF信道可以是或可以不是相邻的；相反，这些RF信道可以是不相邻的。然后经过媒体104把模拟多信道RF信号发送和分配给用户室内设备106，例如，这些用户室内设备包括一次只能够接收单个RF信道的传统设备106a以及能够同时接收多个RF信道的先进设备106b。
图5是根据本发明的多信道信号发生器112的示例实施例的简化高级方框图。参考图5，由包括多信道调制模块114、数模转换器116和阻塞变换器118的许多部件构成多信道信号发生器112。如在图5中所示，把这些部件安排在有次序的配置中。在一个示例实施例中，可以把多信道信号发生器112的各个部件集成在单个芯片上。多信道信号发生器112按下列示例方式操作。如上所述，把内容节目P_1...N馈送到节目多路复用器110。在数字实施中，节目多路复用器110按分组的形式接收每个内容节目。节目多路复用器110把内容节目P_1...N的各个分组多路复用成为输出队列。然后多信道调制模块114、数模转换器116和阻塞变换器118的组合把来自输出队列的分组分配到各个RF信道经过媒体104发送，如将在下面详述。这些RF信道可以是或可以不是不相邻的。每个RF信道可以传送签约用户要访问或使用的、来自一个或多个内容节目的分组。尤其，使每个内容节目的整个或一部分重叠在一个或多个RF信道的载波频率上。例如，使某些内容节目专用于经过特定RF信道发送以适应某些接收装置的现有或传统的标准；而经过属于总的带宽可用性的单个RF信道发送其它内容节目。如此，CHE 102可以组合任何和所有未使用带宽来发送附加的内容节目，例如，附加的服务或节目。这大大地增加了数据速率。下面提供关于CHE 102的额外的详细说明。
图6是根据本发明的节目多路复用器110的一个示例实施例的简化高级方框图。节目多路复用器110包括许多缓冲器120(1...N)。配置每个缓冲器使之当一部分内容节目到达时接收和存储该部分内容节目。在数字实施中，通过分组来表示一部分内容节目。例如，可以通过分组P_1a，P_1b，...，P_1m来表示内容节目P₁。当每个分组到达节目多路复用器110处时，通过路由把每个分组传送到对应的缓冲器120。例如，如在图6中所示，对应的缓冲器120(1...N)分别接收内容节目P_1...N的分组。表示整个内容节目的分组是否可以存储在一个缓冲器中取决于特定的设计和/或应用。还有，包括在节目多路复用器110中的缓冲器的确切数量取决于特定的设计和/或应用。
节目多路复用器110进一步包括数据取样器122。数据取样器122对缓冲器120(1...N)周期性地取样，以检索分组和把分组输出到输出队列124。基于这里提供的揭示，熟悉本技术领域普通技术的人员应该能够使用普通已知电路技术来实施节目多路复用器110。
由于来自内容节目的分组的各个可用性是变化的，所以不同内容节目的数据速率也变化。然而，数据取样器122对缓冲器120(1...N)连续地取样，以致把输出队列124保持在最大容量。即，如果未使用带宽在输出队列124上变成可用时，就按需要把分组通过路由适当地传送到输出队列124。结果，不需要把信息的零分组插入到输出队列124中。将在下面进一步描述，通过把输出队列124保持在它的最大容量，使RF信道的有效带宽与RF信道的总的可用带宽匹配。此外，使每个RF信道的数据速率保持相对恒定，从而允许更充分地利用RF信道。
根据特定的设计和/或应用，可能有节目多路复用器110的其它实施例。例如，节目多路复用器110的另一个实施例可以包括代替缓冲器的、除了缓冲器之外的、存储器阵列，当内容节目分组到达时，所述存储器阵列存储它们。相似地，根据特定的设计和/或应用，阵列的配置以及选择分组的排序可能变化。在另一个实施例中，节目多路复用器110可以具有两个或多个输出队列。可以根据对于特定的设计和/或应用是特定的预定次序把分组传送到这些输出队列。例如，可以把属于特定内容节目的分组通过路由传送到用于传送的特定输出队列。
把来自节目多路复用器110的输出队列124的内容馈送到多信道调制模块112。如上所述，节目多路复用器110的输出队列124包括来自各个内容节目P_1...N的各个分组。
图7是多信道调制模块114的示例实施例的简化高级方框图。多信道调制模块114包括信道取样器126，它对来自输出队列124的分组进行取样，并把它们馈送到分别对应于RF信道的一个或多个调制器128(1...N)。在通过调制器128(1...N)处理之前，一般把分组存储在各个缓冲器130(1...N)中。然后调制器128(1...N)使用来自各个内容节目P_1...N的各个分组，以调制和产生对应的RF信号，并把这种RF信号输出到对应的RF信道。调制器的确切数量取决于特定的设计和/或应用。如上所述，节目多路复用器110可以包括两个或多个输出队列。熟悉本技术领域普通技术的人员会知道如何实施信道取样器126，以从多个输出队列对内容进行取样。
在某些示例实施例中，把来自输出队列124的分组顺序地分配给不同的调制器128(1...N)，每个周期一个分组；在其它实施例中，可以根据对于特定的设计和/或应用是特定的预定次序把分组分配给不同的调制器128(1...N)。例如，可以选择特定的调制器以专门接收来自特定内容节目的分组。当用户室内设备只能够适应具有特定频率的一个RF信道从而需要经由该RF信道专门传送内容节目时，这是有用的。在用户室内设备能够适应多个RF信道的其它实施例中，就可以把内容节目的分组传送到对应于多个RF信道的多个调制器。
多信道调制模块114的结构使它能够处理多信道卫星、地面TV(电视)(NTSC、ATSC、DVB-T等)以及电缆信号。在某些实施例中，调制器128(1...N)是共享资源的共享调制器。例如，可以在不同调制器之间共享的功能块可以包括数字控制振荡器(NCO)、定时差错检测电路、载波恢复电路等。这种调制器之间的这种资源共享可以导致较大的功率节省，因此允许在单个芯片中调制较大数量的内容节目。
然后把来自多信道调制模块114的各个RF信道的信号馈送到信道多路复用器(未示出)。可以实施信道多路复用器作为多信道调制模块112的一部分或作为独立于多信道调制模块112的个别部件。信道多路复用器接收来自多信道调制模块114的各个RF信道的信号，并把这些信号多路复用成为单个多信道RF信号。在一个示例实施例中，信道多路复用器是数字多路复用器。
然后把来自信道多路复用器的输出馈送到数模转换器116。数模转换器116接收来自信道多路复用器的、经多路复用的多信道RF信号，并把它转换成模拟多信道RF信号。在一个示例实施例中，数模转换器116是高速转换器，以致可以转换具有多个RF信道的整个信号频带。
然后把数模转换器116的输出传送到频率阻塞变换器118。频率阻塞变换器118的功能是把模拟多信道RF信号偏移到更高的频带。在一个示例实施例中，简单地提高频率，即，使每个RF信道的频带和保护频带相对于彼此保持相同，但是通过相同的频率把所有的都变换到高端。尤其，使模拟多信道RF信号乘以基准信号而到更高的频带。然后滤除更高频带之外的信号分量。升高了用于发送的频率。例如，在某些示例实施例中，把频率偏移到约500MHz的频带。给定频率所偏移到达的频率取决于特定的设计和/或应用。对于电缆系统，一般使用单个数模转换器。对应卫星系统，在可以使用单个数模转换器的同时，由于符合更严格的要求(例如，由于更高的频率而同步更困难)而一般使用至少两个数模转换器。然后把经偏移的RF信号经由媒体104传送到一个或多个CPE(如在图3中所示)。
另一方面，可以按另一种示例方式来实施多信道信号发生器112。图8是根据本发明的多信道信号发生器112的另一个示例实施例的简化高级方框图。参考图8，多信道信号发生器112包括许多单信道调制器150、许多数模转换器152、许多阻塞变换器154以及RF信道多路复用器156。例如，每个RF信道与耦合到数模转换器152a的单信道调制器150a相关联，所述单信道调制器150a依次耦合到阻塞变换器154a。把来自节目多路复用器110的分组分别馈送到单信道调制器150。节目多路复用器110根据一个或多个方案控制把哪个分组馈送到哪个单信道调制器150。例如，一个方案可以基于与RF信道相关联的可用带宽；另一个方案可用基于经由特定RF信道通过路由传送某些分组的预定判决。基于这里提供的揭示，熟悉本技术领域普通技术的人员会知道分配分组的其它方案。单信道调制器150使用分组来产生数字单信道RF信号。然后通过数模转换器152把数字单信道RF信号转换成模拟单信道RF信号。然后通过频率阻塞变换器154把模拟单信道RF信号向高频偏移。然后通过RF信道多路复用器156对来自各个阻塞变换器154的经偏移的模拟单信道RF信号进行组合或多路复用，以形成模拟多信道RF信号，然后经过媒体发送该信号。
如图4所述的CHE 102能够产生包括能够处理多信道RF信号的设备以及只能够处理具有特定频率的RF信号的传统设备两者的CPE可以使用的信号。图7是可以与本发明一起使用的CPE 106的一个可能实施例的简化高级示意图。在这个可能实施例中，CPE 106包括多信道解调器132，它能够同时对多个RF信道进行解调。在某些实施例中，只对所选择的RF信道进行解调，这可以减少数据下载时间，例如，可以在一(1)分钟内下载一个5-千兆字节的DVD电影。
在2001年9月18日提出的、代理摘要号为019927-001800US的，题为“A Digital Implementation of Multi-Channel Demodulators”的、共同拥有和未定的美国专利申请串号09/956,479中描述多信道解调器132的一些示例实施例，为了全面的目的，这里引用该申请的揭示作为参考。
如在图9中所示，CPE 106包括可以用来从经解调的多个RF信道选择一个或多个内容节目P_1...N的数字节目选择器134。然后把所选择的一个或多个内容节目传送到一个或多个终端用户单元108。数字节目选择器134展宽了终端用户的节目选择范围。
图10是可以与本发明一起使用的CPE 106的另一个可能实施例的简化高级方框图。一般在传统设备中找到这个实施例。这个实施例包括调谐器136，它接收来自媒体104的一个或多个多信道RF信号，并且把来自特定RF信道的信号传递到解调器138。然后解调器138对来自该特定RF信道的信号进行解调，以检索所需要的内容节目。调谐器145是可以编程而从一个RF信道切换到另一个RF信道的。CPE 106进一步包括可以用来控制调谐器136和解调器138以允许选择来自特定RF信道的信号进行解调的节目选择器140。然后把表示所需要的内容节目的经解调的信号发送到终端用户单元108。熟悉本技术领域普通技术的人员应该清楚，可以使用众所周知的许多调谐器、解调器和节目选择器来实施图9中示出的CPE。根据特定的设计和/或应用，如在图9中所示的CPE 106的其它实施也是可能的。例如，可以堆叠多个调谐器来接收多个RF信道。可以使用对应于每个调谐器的一些解调器和节目选择器。这些解调器和节目选择器也可以共享资源。
图11是根据本发明的内容分配系统200的示例实施例的简化高级方框图。在这个示例实施例中，内容分配系统200是集中的头端分配系统，诸如电缆或卫星系统，其中CHE 202和它相关联的RF信道是位于相同的物理设施中的。这种集中的解决方案适合于较低成本。CHE 202包括许多节目多路复用器204(1...N)。配置每个节目多路复用器204(1...N)以接收和多路复用来自特定源的一个内容节目P_1...N以及来自其它源的一个或多个附加的内容节目208的全部或一部分。在数字实施中，由分组构成内容节目。节目多路复用器204集中来自内容节目的分组，并把它们传送到RF信道模块206。是否包括来自附加内容节目的分组或通过节目多路复用器204对它们进行多路复用取决于节目多路复用器204的可用带宽。例如，如果来自特定内容节目的分组正在按相当慢的速率到达，并且节目多路复用器204能够处理更多的数据，则节目多路复用器204也可以集中来自附加内容节目的分组。
使每个节目多路复用器202与一个RF信道模块206相关联。每个RF信道模块206包括调制器、数模转换器以及频率阻塞变换器(未示出)的组合。RF信道模块206的功能是对从节目多路复用器204接收到的分组进行调制，并把它们放在合适的格式中，作为在媒体104中经过相关联的RF信道发送的RF信号。熟悉本技术领域普通技术的人员知道如何使用普通已知技术来实施RF信道模块206。然后通过CPE 220接收RF信号。
如在图11中所示，CPE 220包括多信道解调器210，它接收来自一个或多个RF信道的RF信号，并对来自这些RF信道中的一个或多个RF信道的RF信号进行选择性解调，以检索对应的内容节目。多信道解调器210按与联同上述图9讨论的方式相似的方式进行操作。CPE 220进一步包括内容流去复用器212，它接收从来自一个或多个RF信道的经解调的RF信号检索的对应的内容节目，以及对它们进行去复用，然后把它们发送到一个或多个终端用户单元，例如，包括计算机214、显示器216和存储单元218。
图12是根据本发明的另一个实施例的CHE的另一个示例实施例的简化高级方框图。根据这个实施例，CHE 302是非—集中头端分配系统。这种系统对于具有不同物理位置的CHE设备的系统是有用的。例如，由电视台、无线电台等来使用这种系统。例如，在电视台的情况中，每个电视台有独立于其它的、它自己的塔，使它难于组合不同的CHE设备。通过用高速链路310把节目多路复用器304连接到因特网，可以把来自多个RF信道的备用和未使用的带宽集中组合成用于数据和视频分配的宽带信道。例如，可以根据来自CHE的可用带宽经由高速链路310把附加内容节目传送到不同的CHE。如此，不同的节目和/或服务可以来自不同的源。
本发明的配置可以改进数字电缆系统、卫星广播系统以及地面数字广播系统的性能。因为可得到更有效的带宽，所以可以传送附加的服务或内容。还有，终端用户可以访问一个以上的内容节目。
此外，可以在多种系统中使用本发明，以提供成本—可行的、可靠的以及功率—可行的家庭娱乐和信息的解决方案，诸如传送高性能视频、音频和数据内容的复合VLSI。还有，本发明对现有操作员基础结构起杠杆作用，同时使新的家用网络结构、新类别的消费电子装置以及新的服务成为可能。此外，本发明还可以与使用标准—过程CMOS的系统解决方案一起使用。此外，可以实施本发明而不中断传统单信道用户，以及对将来的服务提供可能的升级。
总之，可以看到，本发明提供许多优点。例如，本发明可以与现有的数字电缆、地面无线和无线头端基础结构兼容。还有，可以为按要求的视频服务、数据/视频广播服务以及数据通信而采用本发明。
本发明还可以排除对于多个下游调谐器/解调器成套芯片(chipset)以及多个传输引擎的需求，导致大大地减少了成本和功率，具有传送大于10倍性能和容量的潜力。对于卫星服务，使用本发明的系统能够接收整个500MHz的频带而无需模拟调谐器，以及能够支持DVB-RCS返回信道。对于电缆服务，利用本发明的宽带接收机可以结合DOCSIS返回信道。此外，可以在卫星和电缆系统两者中利用本发明。
应该理解，上面提供的本发明的特定实施例只是为了说明和描述的目的，不应该解释成限制这里的权利要求书的范围。根据这里提供的揭示和教导，熟悉本技术领域的人员将会明白和理解许多修改、变化、变型和等效物，而且确定这些都在本发明的范围内。例如，RF信道可以在不同的频带中。还有，RF信道不必须相邻。还有，可以在多种系统中按多种不同形式(即，软件、诸如CMOS之类的硬件或两者的组合)来实施所描述的电路和方法。
应该理解，这里描述的例子和实施例只是为了说明的目的，将对熟悉本技术领域的人员建议根据其的各种修改和变化，并且包括在本申请的精神和范围以及所附的权利要求书的范围中。从而为了全面完整性的目的而引用这里所引用的所有的公开、专利和专利申请作为参考。