[发明专利]交互式通信装置和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及通信。更特别地，本发明涉及提供有线电视网络上的基础设施设备之间通信的装置和方法。

背景技术

我们正处在信息时代。通过多种不同的通信系统访问大量信息正在改变着人们工作、自我娱乐以及相互交流的方式。例如，作为1996电信改革法案会议(Congress in 1996 Telecommunication ReformAct)所导致的增加的电信竞争的结果，传统有线电视节目提供商已经发展为用于家庭和商业的高级视频、语音和数据服务的全服务提供商。现在，很多竞争中的有线公司提供了通过单个宽带网络递送所有上述服务的线缆系统。

带宽是通信介质传送和接收数据能力的度量，随着不断增长的数据传送需求，它正在变得越发重要。例如，家庭电影点播、视频电话会议以及家庭和办公室中的交互视频的应用都需要高数据传送率。

诸如有线电视网络和“光纤到户”(FTTP)网络的宽带通信系统以及多重服务运营商(MSO)一般使用与光纤系统耦合的有限带宽的同轴线缆的组合来传送和接收数据。通过诸如有限带宽的线缆和其它支持基础设施的介质来传送通信信号的传统方法必须使用例如位于该介质的常规传导范围内的频率和振幅的参数对通信信号进行调制。为了提高传统“宽带”系统中的带宽，已经开发了很多昂贵和复杂的方案。这些方案中的一些使用复杂的交换或信号时间共享设置。这些方法中的每一个都昂贵且复杂。

例如，目前的宽带有线电视“前端”架构需要相当数量的基础设施硬件。所使用的系统硬件元件由于相对严格和有限的特性可能使效率受损，特别是在有线电视系统的前端，其一般包括例如专用调制器、信号组合器、复用器和放大器的组件的多个机架。然而，增强、升级和维护这些组件以及位于现场的其它组件是昂贵的，因为这些动作常常包括物理的移除以及用更昂贵的的单元来替换这些硬件组件，这需要硬件和劳务的投入。而且，维护和升级需要不期望出现的对客户不可用信道或系统周期。此外，这些硬件组件需要相当数量的功率和物理空间。

目前的宽带系统中的另一个缺陷在于，宽带提供商在前端“下游”的远程位置适时放置和替换已经发生故障或正在发生故障的组件或监视器并检验系统功能性的能力有限。这样的组件例如包括光纤光收发器和用于在宽带网络内的各点提升信号强度的场放大器。目前的过程需要技师来执行优化系统性能和降低组件故障可能性的周期性预防维护，这需要技师来到每个组件的所在地，以便物理地进行检查、测试并在需要的时候替换组件。尽管昂贵和耗时，但定期的组件检查和替换是仍然比从系统停转中恢复要期望。

因此，需要改进宽带架构、带宽管理、前端信号处理以及现场维护过程的装置、系统和方法。

附图说明

在附图中，以示例而非限制的方式示出了在此教导的本发明的各种实施方式，其中：

图1示出了包括前端的传统线缆或混合光纤同轴通信系统拓扑；

图2示出了一般在图1所示的传统线缆或混合光纤同轴通信系统的前端执行的信号处理；

图3示出了包括高速模数(ADC)和数模(DAC)组件的本发明的一种实施方式；

图4示出了包括使用一个或多个处理单元以用于数字信号合成的主处理模块的本发明的一种实施方式；

图5示出了基于数字信号处理组件的用于数字信号合成的处理单元的一种实施方式；

图6示出了使用缓冲波形查询表的数字信号合成处理单元的一种实施方式；

图7示出了使用多个缓冲波形查询表的数字信号合成处理单元的又一种实施方式；

图8示出了不同的通信方法；

图9示出了两个超宽带冲击；

图10示出了本发明的一种实施方式，其中，将超宽带(UWB)通信信号注入线缆或混合光纤同轴电视信道频谱；

图11示出了状态请求和响应消息协议处理流；

图12示出了自主状态响应消息协议处理流；

图13示出了本发明的一种实施方式，其中，设备内置传感器将系统性能测量提供给线缆或混合光纤同轴前端；

图14示出了在传统线缆信道内容和UWB内容之间的功率水平优化划分；

图15示出了本发明一种实施方式中的UWB系统组件的一般功能；以及

图16示出了目前美国联邦通信委员会(Federal CommunicationCommission)所规定的针对UWB设备的发射限制。

可以认识到，一些或全部附图是用于说明目的的示意性表示，并且无需描述所示元件实际的相对大小和位置。提供附图的目的是说明本发明的一种或多种实施方式，应当清楚地理解，附图不是用来限制权利要求的范围或含义。