專利名稱：基于城域網的數字電視多功能pcmcia卡的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及數字電視接收終端的零部件，具體地說是結合了手機通訊功能與地面數字電視寬帶接收功能的地面數字電視多功能卡，普通的筆記本電腦插入本實用新型的多功能卡后，將變成具有收發功能的便攜式地面數字電視接收終端。
背景技術：
數字電視已經在世界范圍內蓬勃發展。中國也已經制定了“十五”發展規劃，要求至2005年實現省級以上廣播電視臺采、編、播的數字化，全國廣播電視基本實現網絡化；至2010年基本實現全國廣播電視制作、播出、傳輸、發射以及接收的數字化；至2015年完成模擬向數字的過渡。據預測，2004年-2008年中國數字電視用戶規模將以188.8％的復合增長率高速發展，數字電視終端(包括機頂盒與數字電視機在內)未來五年的市場總規模將達到3397億元。
目前，數字電視的傳輸途徑可分為三種數字衛星電視、數字有線電視和數字無線(地面)廣播電視。地面數字電視(也稱無線數字電視)已有歐洲標準DVB-T，美國標準ATSC-T等，清華大學也提出了具有自主知識產權的適合在中國推廣應用的地面數字電視傳輸方案DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia-TelevisionBroadcasting)。地面數字電視的接收同有線數字電視(關于衛星數字電視我們國家暫未允許個人接收)一樣具有如下的形式(1)家用數字電視接收機；(2)數字電視機頂盒+家用模擬數字電視接收機；(3)數字電視接收卡+多媒體電腦。與有線數字電視不同的是，地面數字電視更強調移動接收功能，因此會引發一個龐大的移動電視接收設備市場，目前已經出現車載移動數字電視，包括汽車、火車、地鐵等將是車載移動數字電視的特有領地。移動數字電視接收裝置將如同手機、PDA一樣將成為新興的多媒體消費產品。
隨著電視數字化的發展，目前我們已經存在三大數字化的信息傳輸網絡廣播電視網、計算機網和電信網。三種網絡各有特點、各有優勢，需要互補發展才能發揮更大的效能。
目前是數字電視發展的導入期，需要解決不少的問題，例如制作吸引觀眾的電視內容、改變電視觀眾的免費觀看習慣以及建立數字電視收費平臺等等。中國電視觀眾沒有付費看電視的習慣，開始搞數字電視不得不只能依靠廣告收入贏利。
目前我們看到電信網中的移動電話網已經成為用戶最多、覆蓋面最廣、影響最大的公眾網。并建立起完善的收費平臺。我國移動通信網絡規模和用戶數已居世界首位。一個覆蓋全國、聯通世界、技術先進、業務多樣的數字化現代移動通信網基本形成，移動通信已成為我國電信業務的第一大支柱。移動通訊目前已提供話音通信服務之外的移動增值服務，包括短信、彩信服務，上網服務以及其他聲訊增值業務。電信網服務的多樣性，進一步使手機成為繼收音機、電視機和計算機之后的新一代移動信息終端，是都市時尚和消費文化的象征。而移動增值服務的開發需求，為相關的行業提供了新的發展機會。
移動數字電視接收卡和手機都具有移動接收并處理信息的能力，二者的設計基礎具有不少共性，同時也具有各自的優勢。移動數字電視接收畫面和聲音的播放質量高，電視頻譜資源充足；手機操作簡單，為眾多的用戶熟悉，移動通信網絡的運行也非常成熟。隨著人們隨時隨地獲取海量信息的需求越來越強烈，將二者集合設計，一定能繼續充分發揮移動通信網絡的潛力，并促進地面數字電視的發展。
現在已經有了手機看電視的概念，但是目前國內的有關手機看電視的方案是基于單獨的移動通信系統GPRS或CDMA 1x數據通道，把電視節目以IP流媒體形式傳送給某個點播用戶，這樣數據的壓縮格式往往是高壓縮率的MPEG4的方式。這樣即使到了3G時代，數據速率比2G網絡的有所演進，但傳輸視頻廣播節目時還存在固有缺陷，例如低質量的圖像、昂貴的使用和建設費用等。清華大學提出和開發成功的地面數字多媒體電視廣播傳輸方案DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia-Television Broadcasting)和時域同步正交頻分復用多載波調制技術TDS-OFDM(TimeDomain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplex)，具有較完整的自主知識產權。國家信息產業部和廣播電視總局已向國際電訊聯合會(ITU)正式通報了該方案。DMB-T是國內唯一具有產業化基礎的傳輸方案，使得歐洲標準在技術上已無法被我國作為國家標準采用。深圳清華研究院作為清華大學DMB-T標準地面數字電視的產業化的推廣基地，在依靠自主電視標準研發便攜式數字電視終端的過程中將移動數字電視接收機與移動通信手機相結合，首次提出基于城域網的具有移動回傳功能的地面數字電視接收PCMCIA卡的開發思路。
發明內容
本實用新型要解決的技術問題是針對地面數字電視開播的需要，設計一種可利用現有移動通信覆蓋網絡，如GPRS或CDMA 1x數據通道進行數據回傳，并利用筆記本電腦進行播放的地面數字電視接收卡。
本實用新型的目的可以通過采用如下的技術方案來實現設計一種基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡，包括帶有地面數字電視專用天線的數字電視接收模塊、帶有手機專用天線的移動通信模塊和PCMCIA接口模塊及其驅動程序P，所述PCMCIA接口模塊分別與數字電視接收模塊和移動通信模塊雙向連接，所述PCMCIA接口模塊的信號輸出端連接筆記本電腦，所述驅動程序P被安裝在筆記本電腦中。
所述PCMCIA接口模塊包括PCMCIA接口控制單元以及分別與PCMCIA接口控制單元雙向連接的數字電視TS流接口控制單元、移動通信接口控制單元和用戶身份識別卡接口單元，所述PCMCIA接口控制單元通過PCMCIA插頭與筆記本電腦的PCMCIA口可插拔連接。所述用戶身份識別卡接口控制單元單元、數字電視TS碼流接口控制單元單元和移動通信模塊接口控制單元單元彼此獨立，所有數據都通過所述筆記本電腦PCMCIA接口控制單元進入筆記本電腦進行處理。由此，一臺普通的具有PCMCIA接口和Windows 2000以上版本操作系統的筆記本電腦立即成為具有收發功能的便攜式地面數字電視接收終端。
所述數字電視接收模塊包括射頻調諧器、信道解碼器和基于FPGA的PID濾波器；射頻調諧器接收地面數字電視專用天線感應來的電視射頻信號，對該電視射頻信號進行放大、調諧處理輸出中頻(IF)信號傳給信道解碼器進行解調處理，解調后的中頻信號被送入所述基于FPGA的PID濾波器進行濾波，所述基于FPGA的PID濾波器通過12C總線向所述PCMCIA接口模塊的數字電視TS流接口控制單元輸出TS碼流。
所述移動通信模塊包括發信射頻單元、收信射頻單元和基帶信號處理電路；所述發信射頻單元將所述基帶信號處理電路輸出的數據流信號調制為射頻信號，由天線發射出去；所述收信射頻單元將天線接收的信號低噪聲放大、解調、信號數字化，恢復出數字基帶信號送至基帶信號處理電路，所述基帶信號處理電路與PCMCIA接口模塊的移動通信接口控制單元雙向連接。
所述驅動程序P具有分層的結構體系，包括最底層的操作系統核心層，在底層之上的硬件驅動層，所述硬件驅動層包括數字電視硬件驅動層、系統硬件驅動層和移動通信硬件接口軟件層；在硬件驅動層之上的應用層，該應用層包括TS傳輸流數據管理，數據服務與應用協議軟件、移動通信網絡層和移動通信數據鏈路層以及最上層的人機界面層，即用戶控制、圖文顯示/屏幕顯示、節目控制和授權信息管理。上述驅動程序P被刻錄在一張光碟上，對首次使用本實用新型的數字電視多功能PCMCIA卡的筆記本電腦安裝所述驅動程序P。
與現有技術相比較，本實用新型基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡具有如下優點1、結合數字電視廣播和移動通信網絡，即通過地面數字電視廣播網絡接收于數字電視節目，利用移動通信網絡實現用戶的回傳信道，實現數字電視的收視鑒權、計費和視頻點播；2、由數字電視多功能卡與筆記本電腦結合的數字電視接收終端具有隨身移動性，因此在移動視頻會議，移動網頁瀏覽、移動文件下載方面具有優勢；3、具有廣播式的免費頻道電視接收，在廣播使用時沒有高峰使用效應；4、由于筆記本電腦的強大功能，對數字電視節目能隨時下載和存儲回放；5、可應用于網絡電視游戲。
附圖的圖面說明如下圖1是本實用新型基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡的構成示意圖；圖2是圖1中數字電視接收模塊1的原理方框圖；圖3是圖1中移動通信模塊3的原理方框圖；圖4是圖1中PCMCIA接口模塊2的原理方框圖；圖5是驅動程序P的層狀結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型裝置作進一步的詳細說明。
如圖1所示，本實用新型基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡包括帶有地面數字電視專用天線5的數字電視接收模塊1、PCMCIA接口模塊2、帶有手機專用天線的移動通信模塊3和筆記本電腦4。所述PCMCIA接口模塊2分別與數字電視接收模塊1和移動通信模塊3雙向連接，所述筆記本電腦4接PCMCIA接口模塊2的信號輸出端。
所述數字電視接收模塊1包括射頻調諧器11、信道解碼器12和基于FPGA的PID過濾器13；所述射頻調諧器11接收地面數字電視專用天線5感應來的電視射頻信號，對該電視射頻信號進行放大、調諧處理輸出中頻(IF)信號傳給信道解碼器12進行解調處理，所述基于FPGA的PID濾波器13通過12C總線向所述PCMCIA接口模塊2的數字電視TS流接口控制單元22輸出TS碼流，如圖2所示。射頻調諧器11是硅片式的，可采用英飛凌公司的TUA6034調諧器IC。而信道解碼器12需要根據不同的地面數字標準分別進行不同的解調處理如對ATSC-T進行殘留邊帶調制(VSB)的解調；對DVB-T進行編碼正交頻分調制(COFDM)的解調處理，對DMB-T進行時域同步正交頻分復用多載波調制(TDS-OFDM)的解調。DBM-T的信道解碼電路目前以清華大學的信道解碼芯片LGS-8222-A1為主構成。基于FPGA的PID過濾器13可同時過濾32路PID，也能區分MPEG2和IP包的TS碼流，由它向PCMCIA接口模塊輸出所需過濾后的TS碼流。FPGA實現的方案很多，如ALTERA公司的EPIC3T100芯片等。
如圖3所示，所述移動通信模塊3包括發信射頻單元31、收信射頻單元32和基帶信號處理電路33，所述發信射頻單元31將所述基帶信號處理電路33輸出的數據流信號調制為射頻信號(如800MHz、900MHz或1800MHz)，由天線6發射出去；所述收信射頻單元32將天線6接收的信號低噪聲放大、解調、信號數字化，恢復出數字基帶信號送至基帶信號處理電路33，所述基帶信號處理電路33與PCMCIA接口模塊2雙向連接。基帶信號處理電路33主要由一顆系統的硅片化(System on chip)的基帶芯片構成，根據所采用的技術標準不同，如GSM2代、2.5代和3代技術以及CDMA2代、2.5代和3代，該基帶芯片系統會有不同的選擇。多家公司可以大量供應成套的芯片組，如TI、ADI/TTP、Lucent、VLSI等。基帶信號電路33包括信道編/譯碼，加密/解密、信道分離及基準時鐘電路、碼速適配器等處理功能。
所述PCMCIA接口模塊2包括筆記本電腦PCMCIA接口控制單元單元21、用戶身份識別卡接口控制單元24、數字電視TS碼流接口控制單元22和移動通信模塊接口控制單元23。所述PCMCIA接口控制單元21分別與所述用戶身份識別卡接口控制單元24、數字電視TS碼流接口控制單元22和移動通信模塊接口控制單元23雙向連接，所述用戶身份識別卡接口控制單元24、數字電視TS碼流接口控制單元22和移動通信模塊接口控制單元23彼此獨立，所有數據都通過所述筆記本電腦的PCMCIA接口控制單元21進入筆記本電腦進行處理，如圖4所示。整個PCMCIA接口模塊2的四個部分可以用一塊ALTERA公司的FPGE實現，也可以分別用各自相應的芯片實現，如PCMCIA接口控制單元21和數字電視TS碼流接口控制單元22用PHILIP公司的SAA7135芯片實現，而移動通信模塊接口控制單元32和戶身份識別接口控制24則可以通過GPIO口編程實現。用戶身份識別卡接口單元24針對不同的標準，分別是SIM接口(適合GSM)和UIM接口(適合CDMA)。
所述筆記本電腦21安裝有驅動程序P，Windows 2000以上版本的操作系統，配有PCMCIA接口。
圖5是驅動程序P的層狀結構示意圖。所述驅動程序P具有分層的結構體系，包括最底層的操作系統核心層，嵌入式操作系統提供的各種進程/設備/內存管理功能等等都在這個層次上實現；該操作操作系統是Windows 2000以上版本的操作系統。在底層之上的硬件驅動層，它完成對外部硬件的接口驅動。如數字電視硬件驅動層、系統硬件驅動層和移動通信硬件接口軟件層；在硬件驅動層之上的應用層如TS傳輸流數據管理，節目控制、授權信息管理、數據服務與應用協議軟件、移動通信網絡層和移動通信數據鏈路層，該層可以調用硬件驅動層、實現數據管理和應用協議；最上層的是人機界面層，如用戶控制、頻率調諧、節目下載等。
權利要求1.一種基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡，包括帶有地面數字電視專用天線(5)的數字電視接收模塊(1)和帶有手機專用天線(6)的移動通信模塊(3)；其特征在于還包括PCMCIA接口模塊(2)和驅動程序P，所述PCMCIA接口模塊(2)分別與數字電視接收模塊(1)和移動通信模塊(3)雙向連接，所述PCMCIA接口模塊(2)的信號輸出端連接筆記本電腦(4)，所述驅動程序P被安裝在筆記本電腦(4)中。
2.根據權利要求1所述的基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡，其特征在于所述PCMCIA接口模塊(2)包括PCMCIA接口控制單元(21)，分別與PCMCIA接口控制單元(21)雙向連接的數字電視TS流接口控制單元(22)、移動通信接口控制單元(23)和用戶身份識別卡接口單元(24)，所述PCMCIA接口控制單元(21)通過PCMCIA插頭與筆記本電腦(4)的PCMCIA口可插拔連接。
3.根據權利要求2所述的基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡，其特征在于所述數字電視接收模塊(1)包括射頻調諧器(11)、信道解碼器(12)和基于FPGA的PID濾波器(13)；所述射頻調諧器(11)接收地面數字電視專用天線(5)感應來的電視射頻信號，對該電視射頻信號進行放大、調諧處理輸出中頻(IF)信號傳給信道解碼器(12)進行解調處理，解調后的中頻信號被送入所述基于FPGA的PID濾波器(13)進行濾波，所述基于FPGA的PID濾波器(13)通過12C總線向所述PCMCIA接口模塊(2)的數字電視TS流接口控制單元(22)輸出TS碼流。
4.根據權利要求2所述的基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡，其特征在于所述移動通信模塊(3)包括發信射頻單元(31)、收信射頻單元(32)和基帶信號處理電路(33)；所述發信射頻單元(31)將所述基帶信號處理電路(33)輸出的數據流信號調制為射頻信號，由天線(6)發射出去；所述收信射頻單元(32)將天線(6)接收的信號低噪聲放大、解調、信號數字化，恢復出數字基帶信號送至基帶信號處理電路(33)，所述基帶信號處理電路(33)與PCMCIA接口模塊(2)的移動通信接口控制單元(23)雙向連接。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡，其特征在于所述驅動程序P具有分層的結構體系，包括最底層的操作系統核心層，在底層之上的硬件驅動層，所述硬件驅動層包括數字電視硬件驅動層、系統硬件驅動層和移動通信硬件接口軟件層；在硬件驅動層之上的應用層，該應用層包括TS傳輸流數據管理，數據服務與應用協議軟件、移動通信網絡層和移動通信數據鏈路層以及最上層的人機界面層，即用戶控制、圖文顯示/屏幕顯示、節目控制和授權信息管理。
6.根據權利要求1、2、3或4所述的基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡，其特征在于與所述基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡連接的筆記本電腦(4)必須具備PCMCIA接口和Windows 2000以上版本的操作系統。
專利摘要一種基于城域網的數字電視多功能PCMCIA卡，包括數字電視接收模塊(1)、移動通信模塊(3)、PCMCIA接口模塊(2)和驅動程序P；所述PCMCIA接口模塊(2)分別與數字電視接收模塊(1)和移動通信模塊(3)雙向連接，所述PCMCIA接口模塊(2)包括PCMCIA接口控制單元(21)，數字電視TS流接口控制單元(22)、移動通信接口控制單元(23)和用戶身份識別卡接口單元(24)；所述驅動程序P被安裝在筆記本電腦(4)中，所述PCMCIA接口控制單元(21)通過PCMCIA插頭與筆記本電腦(4)的PCMCIA口可插拔連接。普通的筆記本電腦插入本實用新型的數字電視多功能PCMCIA卡后將成為具有收視鑒權、計費和視頻點播的數字電視接收終端。
文檔編號H04N5/44GK2838179SQ20052006492
公開日2006年11月15日 申請日期2005年9月20日 優先權日2005年9月20日
發明者但唐仁, 翟小武, 侯衛兵, 李鋼橋, 馮冠平 申請人:深圳清華大學研究院