背景技术
在消费电子装置和多媒体内容用存取设备的领域，使用宽带广播
网、基带点对点互联网和电话网3种类型的网络。但是，遗憾的是，
设计成从1个网络对内容进行存取的消费设备对其它网络一般都不能
很好地工作，有时甚至完全不能工作。
用来对广播网的内容进行存取的最普遍的用户设备就是电视
机。但是，电视机不能进行计算，也不能用电视机来接收或拨打电话。
最近，介绍了一种提供存取互联网的内容的环球网电视装置(环球网
TV机)。环球网电视装置是作为只适合家庭使用的特殊目的用的固定
装置设计的。该环球网TV需要专用电话线、56Kbps的调制解调器、
150MHz以上的处理器和大约10MB(兆字节)的存储器。环球网TV
具有有限的功能，它们主要与下载环球网内容和电子邮件有关。此
外，环球网TV不提供移动通信存取能力。即，实际上用户不可能将
环球网TV带到各个地方再重新组构。
对互联网进行存取的最普遍的设备是个人计算机或膝上型计算
机。典型地，由象Netscape Navigator那样的环球网浏览器提供图
形用户界面(GUI)。这种类型的互联网存取存在某些问题。它需要
有专用装置。
若与电视和电话那样的其它用户机比较，计算机需要更多的注意
和专用的硬件。必须给计算机装入软件。系统需要安装。操作系统需
要进行频繁更新。多数情况软件更新要求硬件进行更新。系统在可以
使用之前需要经过冗长的起动程序。进而，有时若在对话的最后立即
切断电源会使设备变成不能使用。一般，必须执行关机处理程序。没
有即开即关功能。使用中计算机会无缘无故地频繁死机。用户必须有
与ISP的合同。与ISP的连接通常需要某种调制解调器、电缆、DSL
或拨号电话线路。ISP不是到处都可以使用的。总而言之，通过传统
的计算机系统访问互联网需要用户对计算机有一定的知识。
虽然可以经互联网存取广播电视节目，但是其质量和输送速度都
跟不上。一般，个人计算机构不成也设计不成‘娱乐中心’。此外，
对包括座、磁盘驱动器、打印机、显示器、鼠标、电缆、调制解调器
及扬声器的标准PC机的构成还存在携带不方便的问题。若要装置便
于携带，则视频和音频接口的质量非常差。
最近，无线蜂窝电话(蜂窝电话)和个人数字助理也具有访问互
联网的能力。这种设备不仅提供信息业务，还提供存取互联网的内容
的业务。这种设备也存在其固有的特殊问题。即，这种设备不能作为
网络计算机使用。一般，这种设备不能与广播业务提供者连接。最重
要的问题是，因其显示画面的尺寸有限，故存在完全不能当作娱乐设
备使用的问题。不能奢求人们可以躺在沙发上手持PDA，一边观看新
发行的电影，一边听CD。
虽然可以使用互联网电话业务，但其业务质量仍然非常差，特别
当进行通常的双向通话时，质量非常差。互联网分组交换特性不适合
双向数据流内容的同时输送。
因此，迫切期望提供一种移动通信网络结构，能对广播、互联网
和电话网的内容同时进行高质量的双向存取。希望用户界面简单、灵
活，而且有固定的安全方面的约束。
实施例1。
网络结构概述
图1示出依据本发明的网络结构100的方框图。作为最低级的构
成，网络结构100包含用户用设备110和无线移动通信装置120，它
们经物理连接器103由设备端口(A端口)111与无线端口(W端口)
121相互在物理上连接。
象下面使用该组合进一步详细说明的那样，利用移动通信网可以
存取广播网的内容和互联网的内容。其优点之一是本发明的结构完全
可以携带。用户只要将蜂窝电话与设备(电视机等)连接即可，用户
不需要执行复杂的起动、注册或安装处理，就能进行操作。而且，保
证安全，用户只要从TV上摘掉电话，操作即告结束，而且该设备可
以直接以过去的独立方式使用。当存取网络内容时，可以接收广播用
电视信号，而且，如果可以使用蜂窝电话，则可以在任何地方使用，
在先进国家，几乎可以覆盖任何一个角落。
在一个推荐的实施例中，用户设备110是适合本说明书记载的电
视机。除此之外，该设备还可以是收音机、CD唱机或象冰箱、微波炉、
洗衣机和摄像机那样的家用电器，或者是可以装在汽车、卡车、船舶
等上的移动用设备(导航系统等)或电视机。这时，当然，移动用设
备的操作是必要的条件。
此外，设备100可以用所谓遥控等远地控制装置170来控制。利
用该‘远地控制装置’经红外线或RF频道等通信路径113对设备进
行控制。利用该远地控制装置可以使用传统的选择音量和频道的命令
和能对互联网进行存取的IP命令，例如后退、前进、再装入、返回、
搜索、保密、购物、字符输入等。对于操作任意标准的互联网浏览器，
接收并生成IP内容、数据或控制信息，后者的命令通常就足够用了。
无线装置120使用标准通信方式(WD-BS)131、例如时分多址
联接(TDMA)、频分多址联接(FDMA)、码分多址联接(CDMA)、正
交频分复用(OFDM)、多载波CDMA(MC-CDMA)、AMPS、CDPD、PCS、
W-CDMA和同种通信方式等来与基地台130进行通信。典型的无线装
置120就是蜂窝电话。
基地台130通过互联网协议(IP)141(IETF RFC 791等)的
第3层与互联网业务提供者(ISP)140通信。ISP通过IP协议141
可以与广播内容业务前端150通信。众所周知，互联网通信是通过路
由器和广域网进行通信的。前端使用地面波、电缆、数据用户线路
(DSL)或卫星广播技术161输出电视广播信号160。
需要注意的是，伴随多媒体产业的急剧变化，在大多数情况下，
电话网内容/存取、互联网内容/存取和广播网内容/存取只是同一企
业内的不同的部署而已。因此，在本说明书中，在下面，当叙述到网
络内容提供者时，应理解为其内容源有可能是ISP、电话网经营者、
或广播公司。
本结构100提供从无线装置120到ISP140的上行方向的通信路
径101，并提供从前端150到设备110的下行方向的通信路径102。
在推荐实施例中，上行方向的通信路径使用互联网协议传送低带宽控
制信息，或者，向其它目的地传送打算传送的IP数据。这时，IP数
据是由用户控制的设备生成的内容(“设备数据”)。下行方向的通
信路径响应控制信息传送宽带网络内容(广播或互联网信息)。
网络操作概述
在操作中，用户对业务提供者确立双向通信路径。换言之，用户
只进行移动电话的发送即可。在该时刻，蜂窝电话插入设备的对接端
口(参照图3和图4)，从这时开始，就可以通过设备向蜂窝电话供
电。
设备120正常地连接以便利用高速下行方向的通信路径102接收
网络内容。例如，该设备是经过天线接收ATSC数据广播或直接广播
的卫星广播(DBS)、或通过电缆连接接收电缆信道的电视机。输送
网络是普通的公共输送媒体，可以支持比无线网络130～131支持的
速度更高的速度。
该设备和无线装置起上行方向通信路径101的始发点的作用。上
行方向的通信路径通常向ISP140传送少量的控制信息，如远地命令、
通用资源识别符(URI)、通用资源定位器(URL)等，另一方面，经
高速广播输送网向下行方向发送大量内容，如伴有图像、视频、声音
的Web网页等。这些网页可以是用HTML、XML或无线标高语言(WML：
Wireless Mark-up Language)书写的。这样，利用TV/蜂窝电话的
组合，可以生成为任何具有网络目的地地址(IP地址或电话号码)的
其它目的地准备的其它数据。
蜂窝电话在确立与ISP的联接之后，ISP就可以要求构成数据。
该构成数据包含设备专用参数和用于保密以及收费计算的蜂窝电话
用参数。在该时刻，用户可以开始对网络内容进行存取。
协议堆栈蜂窝上行方向
图2示出本发明的上行方向通信路径01的协议堆栈。在设备110
中，协议堆栈包含应用(浏览器)层114、TCP/UDP层115、IP层116
和由A端口111形成的物理层。移动设备120包含W端口层121、无
线收发装置层122、无线调制解调层123。ISP和互联网经路由器142
和广域网143工作。它们都是标准设备。ISP140包含互补型层144～
146、局域网(LAN)层147。当从设备110来的请求到达ISP140时，
根据与设备能力有关的信息决定是使用蜂窝下行方向，还是使用宽带
下行方向。具有象ATSC、数字电缆和BS那样的MPEG TS接收能力
的设备可以利用高速宽带下行方向的通信路径。
应用层
设备的应用层114可以执行Netscape Navigator等浏览器114。
浏览器是经上行方向的IP通信路径101确立与前端的TCP对话之后
开始的第1应用层。浏览器有2个基本功能。浏览器向用户提供最初
的用户界面，用户可以使用远地操作装置170进行选择，并在各种各
样的业务和应用天地中漫游。如以下说明的那样，在设备110的非易
失性存储器中，既有可常驻的业务，又有可经广播网下载的业务。
浏览器可以使用无线用协议(WAP)和无线用符号语言(WML)。
WML是以XML为基础的语言。利用WML，即使对于没有键盘的设备，
也可以使用指示器简单地进行浏览。利用WAP，可以提供使用专用的
WAP浏览器在移动用终端用户设备上显示Web内容的机会。利用ISP
中执行的WAP业务，可以下载各自的内容。WAP支持象SMS和GPRS
及移动通信网标准(GSM、CDMA、UMTS等)那样的无线业务。该协议
满足低带宽和需要长等待时间的上行方向通信路径的必要条件。
作为浏览器的别的功能，有作为接口的功能，可以根据用户的爱
好使显示设定和应用设定用户化。这些设定不能与初期网络构成或初
始设定混为一谈。因无线装置可以由蜂窝方式网络业务提供者认证，
故结构100不必有任何构成或设定。构成、设定、IP地址的分配以及
必要时所有保密/认证/请求书发行的管理都由提供者进行。ISP中的
“应用”是服务器144(Apache公开范围的HTTP收发电子邮件的后
台程序(daemon)等)。
TCP/UDP层
TCP/UDP层115分别根据IETF RFC768用户数据报协议(UDP)
和RFC793传送控制协议(TCP)进行设定。上行方向TCP或UDP数据
利用WD-BS接口131经无线装置发送。下行方向TCP或UDP数据可
以经WD-BS接口或宽带下行方向通信路径102发送。当是宽带下行
方向时，IP多点传送和多信道广播用的UDP数据可以装入主业务流
(MPEG传输流)中。
IP层
IP层116在IETF RFC791互联网协议中进行设定。注意，互补
型应用、TCP/UDP、IP层152～154存在前端150中。
LAN
在ISP和前端中，物理层147通过LAN连接。
对接端口物理层
图3示出对接端口111和121的物理构成。在一个实施例中，设
备110包含可插入无线装置120的底部的插口117。利用将在下面进
一步详细说明的引脚的互补型装置完成链接103。
对接用座和网络适配器
图4示出包含具有接受无线装置底部的插口411的对接用座400
的另一实施例。该座可以使用与该设备连接用的RJ45公连接器403
等，安装功率连接器401和信号用连接器402。对接用座400也可以
包含适当的指示灯412。当然，在该实施例中，远地操作装置170不
是与设备而是与座直接通信(131)。
该构成的优点是对接用座400可以使先有技术设备适合于本发
明，只有座才有必要根据无线通信装置的形状因子进行设计。换言
之，座是“网络用适配器”。即，在对接用座内，包含有图2、6、8、
9所示的设备协议层的硬件和软件。
在该实施例中，设备可以是任何一种先有型号的设备，此外，座
与设备的连接可以是任何一种标准的复合视频、S-视频和音频连接器
403。换言之，通过使用这样的构成，移动体用户只要携带座和蜂窝
电话就可以按照本发明上网。在本说明书中，以后凡提到设备一词
时，都是指图3那样的独立的设备和适用于本说明书中图示和记载的
实施例的先有技术的设备。
对接端口用信号引脚
图5示出设备和无线装置的引脚(1～9)的一种可能的构成。引
脚1～9包含设备用引脚501～509和移动设备的互补型引脚511～
519。引脚1～2在模拟RS-232c串行通信协议等的同时，进行接收
数据信号和数据信号的传送。串行线控制使用引脚3、4执行。A端口
为了表示设备已做好接收数据的准备而对引脚3加正电压。用同样的
方法，W端口为了表示设备已做好接收数据的准备而对引脚4加正电
压。
在不能确立无线装置和互联网的连接时，警报状态触发引脚5。
在正常工作状态下，无线装置对引脚5加正电压，对引脚5加0电压
表示警报状态。
引脚7用于向无线装置供电和对该电池进行再充电。引脚8用于
信号接地和电源接地。引脚9在有必要延长无线装置的天线时才使
用。有时，因某种环境、如大楼内的物理位置或设备的特定方向的影
响，无线装置本身的天线接收不到足够强的信号。可以不改变设备本
身的方向而通过延长天线，用导线使其与电视机的后部等的设备的终
端装置的连接器连接。该终端装置与对接端口中的引脚9用导线连
接。在另一个实施例中，链接103也可以使用USB或IEEE1394协议。
协议堆栈宽带下行方向
图6举例示出下行方向通信路径102的层。ISP140经蜂窝上行方
向接收从设备110来的要求(URL等)后，通过与URL对应的Web内
容的收集执行该要求，经宽带下行方向通信路径102向设备进行内容
的发送。对IP数据包标题进行必要的修改，经下行方向宽带通信路
径102发送数据。只说明与图2的层显著不同的层。层601是在
ISO/IEC13818MPEG-2第1部分中定义的MPEG专用部分。层602是在
ISO/IEC13818MPEG-2第1部分中定义的MPEG TS(传输流)。层603
是在ATSC AJ53(ATSC数字电视标准)中定义的ATSC VSB(残留
边带)。电缆605时的层604是在有线电视实验室公司的开放型电缆
规格(IS-N-INT01～991021OCI-N有线网络接口规格)中定义的电缆
QAM(正交振幅调制)。
蜂窝上行方向—蜂窝下行方向
图7示出内容业务和分配用网络161不能进行下行方向信道(先
有的NTSC广播电视用网络等)的处理或不希望进行该处理时的构成
700。这时，无线(蜂窝)网作为互联网内容使用，来提供上行方向
和下行方向双方的信道101～102。图8示出用于进行图7的构成的协
议800。
电视设备
图9示出设备是电视机的构成900。在图9中，虚线表示控制信
号。这时，设备110包含天线901和与模拟音频、视频(A/V)电路
920连接的NTSC调谐器910。A/V电路的输出与音频电路930及扬声
器931连接，并与数字视频电路(图形合成装置/格式变换器)940
及显示装置941连接。
调谐器910经天线901或电缆(未图示)接收模拟RF信号。调
谐器利用滤波原理选择与1个电视频道对应的单一的NTSC模拟信
号。模拟A/V电路进行从NTSC调谐器来的NTSC基带信号的解码。该
解调的NTSC信号是包含音频构成要素(立体声、单声道、前逻辑
(pro-logic))902和视频构成要素903(NTSC图像、VBI数据等)
的用SMPTE-170M标准定义了的合成信号。
音频电路对输出给扬声器931的声音信号902进行处理。视频电
路940对输出给显示装置941的视频信号进行处理。与显示装置的接
口依赖于使用的装置，例如，可以是YPbPr或RGB。
CPU和应用
设备110包含中央运算处理装置和存储器950。CPU950包含处理
器(MIPS结构，85000级，250MIPS以上等)、向硬件设备给出命令
的软件驱动器(模拟A/V920等)、A端口111、ATSC调谐/解调装置
960和视频电路940。CPU950还包含实时操作系统(RTOS)软件
(VXWORKS)和浏览器114、下载控制器、AV系统控制器、电子程序
卡(EPG)软件、屏幕显示(OSD)、家庭上网模块等应用软件。
用A端口和W端口来支持协议的串行驱动器软件(RS232等)常
驻在CPU和与此关连的应用软件中。CPU控制器(即CPU控制芯片)
通常支持2个RS232C端口。A端口的连接器和CPU控制器中的端子
用导线连接。
ATSC调谐器/解调装置
根据用户的选择，ATSC调谐器/解调装置960调谐到对应的频道
上。对经天线961接收的信号进行VBS调制。该信号送往以MPEG TS
格式取出比特流的解调装置。替代ATSC调谐器/解调装置，或在ATSC
调谐器/解调装置之外，再将DBS卫星调谐器或数字电缆调谐器或两
者装入设备中，可以向MPEG TS多路分离器970提供替代的MPEG
TS源。
MPEG TS DEMUX
MPEG TS多路分离器970对MPEG TS信号进行多路分离，生成
包含多媒体内容(声音和图像971及IP数据972)的程序流。单一的
TS可以包含多个程序流。
SD和MPEG解码器
SD和HD TVMPEG解码器根据输入信号，按适合于显示装置941
的格式生成信号(SD或HD)。声音信号973通常由可生成直到5.1
的独立频道(杜比AC-3等)的各解码器支持。
I/F模块(1394)
I/F模块980支持外部数字接口，经IEEE1394连接器981与象
电缆或卫星广播接受用机顶盒那样的设备连接。利用该模块，可以使
用象数字TV内容用的MPEG那样的数字格式传送数据。
图形合成装置/格式变换
合成装置940对从多种多样可利用的图形源来的输入进行合
成。例如，作为图像：SD(480p等)、HD(1080I等)，在模拟NTSC
图形用户界面或Web浏览器的情况下，其组合是多种多样的。作为典
型的应用例子，有画中画(PIP)、在窗口内与DTV组合的Web内容
等。
如上所述，在图4的对接用座400中配置CPU、ATSC调谐器、NTSC
编码、图形合成装置等IP存取中所必需的图9的硬件和软件构成要
素，移动通信用户可以使先有技术的设备适用于本发明的网络结构。