广播内容请求
阅读：958发布：2020-05-13
专利汇可以提供广播内容请求专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种设备，包括：第一收发机，用于经由与近距离网络相对应的第一网络与机顶盒通信；第二收发机，用于在第二网络中与地球同步通信卫星通信，所述第一收发机被配置为从机顶盒接收与跟广播内容相关的 请求 相对应的信息，所述第二收发机被配置为向地球同步通信卫星发送与所述请求相对应的消息。一种机顶盒，包括：接收机，用于接收广播内容；收发机，用于通过近距离网络向终端传送数据，所述终端经由 地球同步卫星 与内容管理中心通信；以及输入 接口 ，用于从用户接收指令，所述输入接口被配置为接收与广播内容相关的用户输入，所述收发机被配置为向终端发送所述用户输入以向上传输至所述内容管理中心。，下面是广播内容请求专利的具体信息内容。
1.一种设备，包括：
第一收发机，用于经由与近距离网络相对应的第一网络与机顶盒通信；
第二收发机，用于在第二网络中与地球同步通信卫星通信，所述第一收发机被配置为从机顶盒接收与跟广播内容相关的请求相对应的信息，所述第二收发机被配置为向地球同步通信卫星发送与所述请求相对应的消息。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述请求包括用于订购未来广播的请求、用于访问先前广播的并在机顶盒中存储的内容的请求，用于购买作为广播的一部分而接收的目录中的产品的请求、或者用于为机顶盒的用户持有的帐户充值的请求。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述第二收发机包括增益在0dBi和12dBi之间的天线。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第二网络采用多条正向信道和多条反向信道，
所述设备包括控制器，用于控制所述第二收发机在第一反向信道中发送随机访问消息，所述随机访问消息指示所述设备想要发送所述消息，
所述第二收发机被配置为在第一正向信道中从所述地球同步通信卫星接收指令消息，所述指令消息具有与如何发送所述消息相关的指令，以及
所述控制器被配置为根据所述指令控制所述第二收发机发送所述消息。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述指令包括用于在所述多条反向信道之中的第二反向信道中发送所述消息的指令，优选地，所述指令包括用于在所述第二反向信道中在特定时刻发送所述消息的指令。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述消息包括第一消息，
所述第二收发机被配置为向地球同步卫星发送与所述请求相对应的第二消息，所述第二收发机被配置为在所述第二反向信道中在第一消息之后的预定时间间隔处发送所述消息。
7.根据权利要求4或5所述的设备，其中，所述正向信道和所述反向信道包括多个时隙，其中，按照预定帧结构将所述多个时隙分组为多个帧，所述第二收发机被配置为在发送所述随机访问消息之后的预定间隔处接收所述指令消息，所述预定间隔指令与预定数目的帧的持续时间相对应。
8.一种机顶盒，包括：
接收机，用于接收广播内容；
收发机，用于通过近距离网络向终端传送数据，所述终端经由地球同步卫星与内容管理中心通信；以及
输入接口，用于从用户接收指令，所述输入接口被配置为接收与广播内容相关的用户输入，所述收发机被配置为向终端发送所述用户输入以向上传输至所述内容管理中心。
9.根据权利要求8所述的机顶盒，其中，所述用户指令包括用于订购未来广播的请求、用于访问所存储的内容的请求、或者用于购买的请求，优选地，用于接收广播内容的接收机被配置为接收用于对所述未来广播或所存储的内容解密的解密码。
10.根据权利要求8或9所述的机顶盒，其中所述用户指令包括用于购买作为广播的一部分而接收的目录中的产品的请求、用于提交针对问题的答案或者广播竞赛中的投票的请求、或者用于为帐户充值的请求。
11.一种系统，包括：
如权利要求1至6中任一项所述的设备，以及
根据权利要求8至10中任一项所述的机顶盒。
12.根据权利要求12所述的系统，还包括至少一个公共事业仪表，所述至少一个公共事业仪表在近距离网络中与所述机顶盒和所述设备通信。
13.根据权利要求13所述的系统，还包括与所述设备通信的地球同步通信卫星。
14.根据权利要求11、12或13所述的系统，还包括内容管理中心，所述内容管理中心包括：用于接收所述请求的设备；以及以下装置中的至少一个：用于向机顶盒发送解密码的装置，用于向零售商转发购买产品的请求的装置，用于获得支付详情的装置和用于更新用户的帐户上的余额的装置。
15.一种传送与广播内容相关的用户请求的方法，包括：
在机顶盒中接收与广播内容相关的用户请求；
向调制解调器发送与所述用户请求相对应的第一消息；
在所述调制解调器中接收所述第一消息；以及
从调制解调器向地球同步通信卫星发送与所述用户请求相对应的第二消息，其中所述地球同步通信卫星与用于处理所述用户请求的内容管理中心通信。
广播内容请求
技术领域
背景技术
[0003] 为了减轻这个问题，一些电视服务供应商允许客户基于账单到期支付的订购，其中所述账单到期支付依赖于插入机顶盒中的智能充值卡。然而，客户仍然需要获得并且安装诸如私人解码器之类的专门设备来使用服务。
[0004] 一些数据服务允许客户与内容交互。例如，客户可以请求更多内容。此外，电视上智力竞赛节目的观众可以提交针对问题的答案，或者比赛节目的观众可以为喜欢的参赛者投票。此外，顾客可以通过输入在在线目录中找到的产品的代码来购买产品。然而，在没有诸如计算机或具有反向信道的机顶盒之类的专门设备的情况下，这是不可能的。
[0005] 已经建议在家庭中引入“智能仪表”。智能仪表将允许远程读取家庭的公共事业使用量。“智能仪表”还可以用于主动负载管理。为了执行仪表读取和消费者主动负载管理，“智能仪表”将必须配备有通信反向链路。
[0006] 在该上下文中构成了本发明。
发明内容
[0007] 根据本发明，提供了一种设备，包括：第一收发机，用于经由与近距离网络相对应的第一网络与机顶盒通信；第二收发机，用于在第二网络中与地球同步通信卫星通信，所述第一收发机被配置为从所述机顶盒接收与跟广播内容相关的请求相对应的信息，所述第二收发机被配置为向地球同步通信卫星发送与所述请求相对应的消息。
[0008] 所述消息可以包括用于订购未来广播的请求、用于访问先前广播的并且在机顶盒中存储的内容的请求，用于购买作为广播的一部分而接收的目录中的产品的请求、或者用于为所述机顶盒的用户持有的帐户充值的请求。
[0009] 第二收发机可以包括与通信卫星通信的天线，所述天线具有0dBi和12dBi之间的增益。
[0010] 第二网络可以采用多条正向信道和多条反向信道；所述设备可以包括用于控制第二收发机在第一反向信道中发送随机访问(RA)消息的控制器，该随机访问消息指示所述设备想要发送所述消息；第二收发机被配置为在第一正向信道中从地球同步通信卫星接收指令消息，所述指令消息具有与如何发送所述消息相关的指令；控制器被配置为根据指令来控制第二收发机发送所述消息。所述指令还可以指示：收发机应该在特定时刻在第二反向信道中发送所述消息。
[0011] 消息可以包括第一消息，第二收发机可以被配置为向地球同步通信卫星发送与所述请求相对应的第二消息。第二收发机被配置为：在第二反向信道中，在第一消息之后的预定时间间隔处，发送所述消息。
[0012] 正向信道和反向信道可以包括多个时隙，其中，按照预定帧结构将所述多个时隙分组为多个帧，第二收发机被配置为在发送随机访问消息之后的预定间隔处接收指令消息，所述预定间隔与预定数目的帧的持续时间相对应。所述设备还可以被配置为在所述预定间隔的至少一部分时间期间，进入睡眠模式。
[0013] 所述设备还可以包括用于存储所述设备的唯一地址的存储器，第二收发机可以被配置为将所述地址发送至地球同步通信卫星。第二收发机可以被配置为在随机访问消息中将所述地址发送至卫星。
[0014] 第一收发机可以被配置为在无线近距离网络中与机顶盒通信。第一收发机还可以被配置为在有线近距离网络中与机顶盒通信。
[0015] 第一收发机可以被配置为与一个或多个公共事业仪表通信，并向地球同步通信卫星发送来自公共事业仪表的仪表读数。所述一个或多个公共事业仪表之一可以被配置为充当用于第一网络的网络控制器，第一收发机可以被配置为经由所述一个或多个公共事业仪表之一来与机顶盒通信。备选地，机顶盒可以被配置为充当网络控制器。
[0016] 根据本发明，提供了一种机顶盒，包括：接收机，用于接收广播内容；收发机，用于通过近距离网络向终端传送数据，所述终端经由地球同步卫星与内容管理中心通信；以及输入接口，用于从用户接收指令，所述输入接口被配置为接收与广播内容相关联的用户输入，所述收发机被配置为向终端发送所述用户输入，以向上传送至所述内容管理中心。
[0017] 所述用户指令可以包括用于订购未来广播的请求或者用于访问所存储的内容的请求或者用于购买的请求。用于接收广播内容的所述接收机可以被配置为接收用于对所述未来广播或所存储的内容解密的解密码。
[0018] 备选地，所述用户指令可以包括用于购买作为广播的一部分而接收的目录中的产品的请求、用于提交针对问题的答案或者广播竞赛中的投票的请求、用于为帐户充值的请求或者用于支付帐单的请求。
[0019] 所述近距离网络可以包括无线近距离网络或有线近距离网络，所述无线近距离网络或有线近距离网络包括多个公共事业仪表。所述公共事业仪表之一可以被配置为充当所述近距离网络的网络控制器，所述收发机可以被配置为向所述网络控制器发送所述数据，以向上传输至所述终端。备选地，所述机顶盒可以被配置为充当网络控制器，并且可以被配置为向所述终端直接发送所述数据。
[0020] 根据本发明，提供了一种系统，包括设备和机顶盒。所述系统可以包括至少一个公共事业仪表。所述系统还可以包括与所述设备通信的地球同步通信卫星。此外，所述系统还可以包括内容管理中心，所述内容管理中心包括用于接收所述请求的装置以及以下装置中的至少一个：用于向机顶盒发送解密码的装置，用于向零售商转发购买产品的请求的装置，用于获得支付详情的装置，以及用于更新用户的帐户上的余额的装置。
[0021] 此外，根据本发明，提供了一种操作机顶盒的方法，所述机顶盒被配置为接收广播内容，所述方法包括：接收与广播内容相关的用户请求；经由近距离网络向调制解调器发送与所述用户请求相对应的第一消息；在调制解调器中接收所述第一消息；以及从调制解调器向地球同步通信卫星发送与所述用户请求相对应的第二消息，其中所述地球同步通信卫星与用于处理所述用户请求的内容管理中心通信。
[0023] 现在将参考附图的图1至20以示例的方式描述本发明的实施例，其中[0024] 图1示出了地理区域的通信系统；
[0025] 图2示出了通信系统中的通信卫星与用户网络之间的通信；
[0026] 图3示出了用于提供数据服务的扩展通信系统；
[0027] 图4示意性地说明了用户网络中的调制解调器的组件；
[0028] 图5示意性地说明了网络中的机顶盒的组件；
[0029] 图6示意性地说明了控制站的组件；
[0030] 图7示意性地说明了通信卫星的组件；
[0031] 图8说明了由通信卫星和调制解调器使用的不同类型的信道；
[0032] 图9说明了根据本发明一些实施例的调制解调器和通信卫星如何在基本操作模式下通信。
[0033] 图10示出了根据本发明一些实施例的调制解调器与通信卫星之间的多种消息的结构；
[0034] 图11a和11b说明了调制解调器和通信卫星如何交换与广播内容相关的数据；
[0035] 图12示出了调制解调器与通信卫星之间的多种附加消息的结构；
[0036] 图13说明了调制解调器与通信卫星之间的另一操作模式；
[0037] 图14说明了在机顶盒中执行的处理；
[0038] 图15说明了在调制解调器中执行的处理；
[0039] 图16说明了在控制中心中执行的处理；以及
[0040] 图17说明了在内容管理中心执行的处理。
具体实施方式
[0041] 参考图1，通信系统1包括与多个用户网络3和数据权力机构4通信的通信卫星2。例如，通信系统可以覆盖世界的国家或地区。通信卫星2在地球同步轨道上移动，并且可以是地球同步卫星。因此，卫星提供了对用户网络3所处的世界的国家或地区的连续覆盖。对于世界的国家或地区中的至少每个家庭或至少每组家庭而言，可以存在一个用户网络。图1中仅示出了较少数目的用户网络，但是应想到，可以在系统中使用多于5千万个用户网络。此外，可以使用多于一个控制站。
[0042] 参考图2，每个用户网络3包括调制解调器5，用于在广域网(WAN)中与同步通信卫星2通信。用户网络还包括与局域网(LAN)中的调制解调器相连的多个设备6。LAN可以是无线ad-hoc网络，包括但不限于蓝牙网络或ZigBee网络。LAN还可以是有线网络。在一个实施例中，设备6、7之一可以充当用户网络控制器，所述用户网络控制器控制LAN中的通信。以下将局域网描述为近距离无线网络。然而，应该理解，局域网还可以是有线网络。
[0043] 设备6可以包括用于对一个或多个家庭中的公共事业进行监视的多个传感器和智能仪表6，通信系统1可以提供用于特定地区或国家内的所有家庭的公共事业控制系统。通信系统1可以用于远程地读取燃气表、电表和水表，但是通信系统1还可以用于提供主动负载管理。例如，系统可以用于远程地转换非时间紧要的负载，以使得能够自动地管理微量产生。应想到，在一些实施例中，用户网络控制器可以是电表，原因在于其具有永久可用的主电源。
[0044] 通过在控制中心与电视设备之间使用通信链路，系统还可以用作用于商业和非商业服务的内容分发系统。设备可以包括电视设备，并且可以在电视设备上示出通过系统分发的内容。更详细地，系统可以用于容易地管理对广播服务的订购，以允许用户与广播交互，并执行目录购物。数据权力机构4可以是单个安全数据权力机构，其中所述单个安全数据权力机构可以链接至一个或多个格网权力机构、广播中心、数据服务供应商和分发中心。
[0045] 图3中示出了内容分发系统的不同的扩展视图。内容管理中心8控制内容的分发。内容是经由广播卫星9或包括多个地面发射机的地面链路10广播的。一些内容是可以经由广播卫星9和地面发射机10二者来广播的。地面链路可以是数字地面电视超高频(DTT-UHF)信道。电视设备7与用于接收内容的装置11、12相连。在一些实施例中，用于接收广播的装置11可以是卫星接收机11。在其它实施例中，用于接收广播的装置12可以是地面电视天线或天线12。在一些实施例中，如图3所示，用于接收广播的装置包括卫星接收机11和地面电视天线12。在一个实施例中，卫星接收机11是卫星盘，以及地面接收机12是简易方向性天线，比如Yagi-Uda天线。
[0046] 电视设备包括用于对广播信号解码的机顶盒13，电视显示器和扬声器14以及遥控器15。显示器和扬声器14从机顶盒接收解码后的信号，以及在显示器上显示图像，并通过扬声器输出音频。观众可以通过使用遥控器15改变频道，与内容交互以及提交订购请求和支付信息。
[0047] 如参考图2所描述的，电视设备还经由智能仪表6与外部调制解调器5相连，其中所述智能仪表6充当近距离网络控制器。备选地，电视设备中的机顶盒可以充当近距离网络控制器，并且可以与外部调制解调器直接通信。外部调制解调器5经由通信卫星2与数据权力机构4通信，所述数据权力机构4进而可以与内容管理中心8交换信息。可以从机顶盒13，经由近距离网络、调制解调器5、通信卫星2和数据权力机构4，向内容管理中心8转发由用户使用遥控器15输入的内容请求、订购信息或支付信息。
[0048] 内容管理中心8包括内容分发模块16、密钥管理模块17、客户数据库18和计费模块19。内容分发模块准备要广播的数据。数据可以是电视节目。然而，数据还可以是传统上被认为是可仅通过互联网访问的数据。例如，内容分发模块可以向系统中的所有机顶盒广播以下项：Wikipedia上可用内容的选定部分、由政府电子服务和报纸提供的数据、交通新闻、和零售商提供的产品的目录。可以在非高峰时刻广播内容，并存储所述内容以在将来使用。仅时间紧要的内容需要日常更新。可以对需要订购的内容加密，并由机顶盒以加密形式进行存储。
[0049] 如以下将更详细地描述的，当用户需要与广播服务相关的产品或服务时，用户可以通过使用遥控器15输入广播内容请求。经由近距离网络控制器6、调制解调器5和通信卫星2向内容管理中心8发送请求。内容管理中心8从数据权力机构接收请求。然后，内容管理中心8检查客户数据库18中客户的详情，如果需要支付，则检查客户是否选择了支付方法或者信用卡是否可用。如果必要，计费单元19就收取对服务或产品的付款，并为其安排递送。
[0050] 向内容管理中心8发送的广播内容请求可以是用于接收其访问受限的服务的请求。服务可以是电视节目、新闻服务或任何其它数据服务。服务可以已经被广播，或者可以被安排在将来广播。请求可以针对单个电视节目或者新闻文章或者对更长时间的订购。然后，密钥管理模块17可以发出解密密钥以供用户对服务进行访问和解密，内容管理中心通过任何适当装置向客户传送该密钥。在一些实施例中，内容分发模块经由广播卫星9或地面发射机10广播密钥。在其它实施例中，可以经由通信卫星2和智能仪表调制解调器5发送密钥。
[0051] 广播内容请求还可以是用于购买在先前向机顶盒广播的零售商产品目录中打广告的产品的请求，在这种情况下，内容管理中心通过联系零售商和适当分发中心，来为该产品安排递送。
[0052] 广播内容请求还可以是用于登记电视比赛的投票或电视测试中的答案的请求，在这种情况下，内容管理中心确保投票或答案被递送至节目供应商。
[0053] 广播内容请求还可以是用于对内容管理中心为客户持有的帐户上的余额进行充值的请求。
[0054] 现在将在下文描述调制解调器5、机顶盒11、通信卫星2和控制中心4的组件的详情以及调制解调器5与通信卫星2之间交换的信息的详情。
[0055] 参考图3，调制解调器5包括：近距离通信天线20；近距离通信收发机21，用于经由近距离通信天线20与LAN通信；卫星通信天线22；和卫星通信收发机23，用于经由卫星通信天线12与通信卫星2通信。调制解调器还包括：存储器24，用于存储数据和计算机可执行指令。调制解调器5还包括：控制器25，用于控制近距离通信收发机21和卫星通信收发机23。此外，调制解调器5包括电源26。电源可以是太阳能电池、电池或太阳能板和电池的组合。电源还可以是至主电源的连接。在一些实施例中，卫星通信天线22和卫星通信收发机23可以工作在UHF、L或S频带。在这些频率处，卫星通信天线22可以是具有宽波束宽度的简单的偶极天线或贴片天线，这极大地简化了调制解调器安装。不需要高增益天线。天线可以是非方向性天线或者具有低增益。在卫星通信天线22可以具有相对低的增益0至12dBi的情况下，可以使用其它操作频率，比如X、C或Ku频带。在一些实施例中，卫星通信天线22和卫星通信收发机23使用频率高于1GHz的信号来通信。在一些实施例中，为了保持安装简单，方位角上的增益不超过6dBi，但是仰角上的增益可以高达12dBi，原因在于可以使用简单的水平仪可以将天线设置成实质上垂直，在这种情况下，可以是指在30度内。
[0056] 存储器24存储调制解调器5的地址27a、27b。调制解调器属于一组或多组。调制解调器还可以属于该组内的一个或多个子组。此外，调制解调器在组或子组内具有地址。组可以是位于国家的特定地区中的所有调制解调器，子组可以是与特定公共事业服务供应商相关的所有调制解调器。然而，还可以在多个不同组之间对位于国家的特定区域中的调制解调器和与特定公共事业服务供应商相关的调制解调器进行分割。可以根据网络需求对调制解调器分组。可以将调制解调器的地址确定为组地址27a和调制解调器在组中的特定地址27b。备选地，如果组被分为子组，则可以将地址确定为组地址、子组地址和调制解调器在子组中的地址。一个调制解调器可以具有多于一个地址，使得可以通过不同组对调制解调器进行寻址。存储器24还可以存储与调制解调器的多种操作模式相对应的数据。模式定义了调制解调器如何与卫星通信。存储器24还可以存储要在用户网络3中执行的多个码和相应动作。取代从通信卫星接收指令集，调制解调器可以接收码，并且调制解调器可以在存储器24中查找与该码相对应的指令。可以在存储器24中的查找表中存储码。以下将更详细地描述地址27a、27b、模式和动作。
[0057] 参考图4，机顶盒13包括近距离通信天线28和用于经由近距离通信天线28与调制解调器通信的收发机29。机顶盒还包括接收机电路30、31，用于处理经由卫星接收机11和天线12接收的信号。在一些实施例中，机顶盒被配置为仅对来自卫星接收机11的信号解码而不对来自地面卫星天线的信号解码，接收机电路仅包括用于对来自卫星接收机的信号解码的电路30。在其它实施例中，机顶盒被配置为仅接收地面电视，并且不能够对经由广播卫星广播的信号解码，接收机电路仅包括用于对地面电视信号解码的电路31。机顶盒13还可以包括：存储器32，用于存储数据和计算机可读指令。此外，设备可以包括：显示器和扬声器接口33，用于向显示器和扬声器单元14传送信息。机顶盒还可以包括：输入设备接口34，用于从遥控器15接收指令。输入设备接口34和遥控器15可以使用红外线信号进行通信。机顶盒还包括：控制器35，用于控制收发机和接收机电路、存储器、显示器接口和输入设备接口的操作。在一些实施例中，显示器和扬声器单元14与机顶盒可以形成单个设备。在其它实施例中，显示器和扬声器单元可以并入接收机电路的至少一部分。在一些实施例中，卫星接收机和地面天线也提供反向链路。机顶盒可以与主电源相连。
[0058] 智能仪表还包括近距离通信天线和用于与调制解调器5通信的收发机(未示出)。近距离通信天线和收发机可以与参考图5描述的近距离通信天线和收发机类似。智能仪表
6和机顶盒16经由近距离通信天线从调制解调器5接收针对信息的请求，并且利用请求的信息进行回复。智能仪表6和机顶盒16还可以通过向调制解调器5发送消息来发起与调制解调器的通信。因为近距离网络内的通信是已知的，所以本文将不进行详细地描述。应想到，可以在调制解调器5和设备6、7之间使用任何适当的消息协议。智能仪表的示例是水表。水表可以读取安装了水表的家庭或者公寓楼的用水量。应该理解，水表仅是一个示例，并且应用程序可以附加地或备选地执行其它任务。智能仪表还可以包括电源，例如，所述电源可以是至主电源、电池、太阳能板或电池和太阳能板的组合的接口。
6和机顶盒16经由近距离通信天线从调制解调器5接收针对信息的请求，并且利用请求的信息进行回复。智能仪表6和机顶盒16还可以通过向调制解调器5发送消息来发起与调制解调器的通信。因为近距离网络内的通信是已知的，所以本文将不进行详细地描述。应想到，可以在调制解调器5和设备6、7之间使用任何适当的消息协议。智能仪表的示例是水表。水表可以读取安装了水表的家庭或者公寓楼的用水量。应该理解，水表仅是一个示例，并且应用程序可以附加地或备选地执行其它任务。智能仪表还可以包括电源，例如，所述电源可以是至主电源、电池、太阳能板或电池和太阳能板的组合的接口。
[0059] 参考图6，控制站或数据权力机构4可以包括卫星通信天线36和卫星通信收发机37。数据权力机构4还可以包括：存储器38，用于存储数据和计算机可读指令。此外，数据权力机构4可以包括：数据库39，用于存储与广域网中的所有用户网络3相关的信息。例如，数据库39可以存储WAN中的每个调制解调器5的地址27a、27b、仪表的类型和与每个调制解调器5相连的其它设备6。数据库39还可以在向相关机构或权力机构传送来自用户网络3的响应(如果必要的话)之前存储这些响应。数据权力机构4还可以包括：控制器40，用于控制收发机37、存储器38和数据库39。此外，控制器40提供针对广域网的广域网控制器。所有软件中的一些可以存储在存储器38中并由控制器40来执行。网络控制器控制卫星2和用户网络3之间的通信，指示卫星向用户网络发送消息，并且记录接收到的响应。数据权力机构还包括：一个或多个外部接口41，用于在向用户网络3发送数据并且从用户网络3接收数据时与感兴趣的机构和权力机构通信。所述一个或多个外部接口41可以是安全外部接口。作为示例，外部安全接口41可以包括防火墙，以允许安全地传送数据。
数据权力机构4可以以分布式数据处理和存储系统或者专用服务器的形式被提供。
数据权力机构4可以以分布式数据处理和存储系统或者专用服务器的形式被提供。
[0060] 参考图6，通信卫星2包括天线盘41和收发机43。通信卫星还包括：存储器45，用于存储数据和指令。此外，通信卫星可以包括：数据库46，用于存储与网络中的调制解调器相关的信息。数据库46中存储的信息可以复制数据权力机构4的数据库39中存储的信息，或者数据库46中存储的信息可以与数据权力机构的数据库39中存储的信息不相同。通信卫星2的数据库46还可以对数据权力机构4中的数据库的附加或替代。通信卫星2还可以包括：控制器44，用于控制收发机43、存储器45和数据库46。如上所述，通信卫星2可以是地球同步卫星，以提供连续覆盖。地球同步卫星可以是对地静止卫星(GEO)。然而，其它类型的轨道中的其它类型的卫星是可能的。
[0061] 应该理解，图3、4、5和6仅是示意图，调制解调器5、机顶盒13、数据权力机构4和通信卫星2可以包括比描述的更多或更少的部件。例如，可以添加附加部件，以满足容错的需求。还应该理解，收发机和接收机电路21、29、30、31、37、43可以包括附图中未示出的放大器、滤波器和信号处理器。此外，可以使用单个中央处理单元实现控制器25、35、40和44，或者可以将控制器25、35、40和44实现为分布式处理系统。控制器可以被实现为软件或硬件或两者的组合。可以在存储器24、32、38和45中存储计算机程序代码，并且由控制器25、35、40和44执行计算机程序代码。此外，在一些实施例中，在通信卫星2中，不需要单独的数据库46。
[0062] 根据本发明，用户网络3与通信卫星2之间的通信被设计为允许低数据速率下的宽地理覆盖率。通过使用低数据速率，卫星信号可以是低功率信号。卫星可以与给定地理区域上的单无线通信链路上的多于5千万个分离调制解调器通信。为此，所有调制解调器5保持与通信卫星2连续地逻辑连接，但是每个调制解调器仅以小于每秒1比特的平均数据传输速率来传输不频繁的毫秒数据突发。单个无线通信链路可以被认为是单个射频单元。
[0063] 参考图8，广域网采用多条正向信道47和多条反向信道48。在不同频带中提供正向信道和反向信道。信道可以是频率信道。备选地或附加地，如果广域网采用码分多路复用，则信道可以与不同的码相对应。
[0064] 信道被分为用于注册到系统并为不同活动分配信道的多条控制信道和用于对完成活动所需的消息进行交换的多条业务信道。在控制信道中，正向信道是广播信道，反向信道是随机访问(RA)信道，下文将对此进行更详细的描述。在业务信道中，一些信道是用于公共事业管理的信道，而一些信道用于商业数据服务管理。
[0065] 为了适应所有用户网络并确保通信的灵活性(如果需要的话)，所有调制解调器被编程为工作在多种不同模式。一些调制解调器可以被配置为工作在其它调制解调器不可以工作的模式。图9中示出了基本操作模式。在图9中，示出了n个正向信道47和n’个反向信道48。第四正向信道ch4和第四反向信道ch4’是用于数据服务管理的信道，所述数据服务管理包括传输与广播内容相关的请求。所示信道当中其余的信道用于公共事业管理。然而，从图8可以看出，多于一个信道可以用于商业数据服务管理。图9没有示出任何控制信道。然而，以下将例如参考图11b更详细地描述控制信道。
[0066] 为每个信道分配多个调制解调器。在以下实施例中，调制解调器一次监听一个正向信道。然而，在其它实施例中，调制解调器可以同时监听多于一个信道。应想到，在一些实施例中，调制解调器可以同时监听至少一个公共事业管理信道和至少一个商业数据服务信道。在以下的基本操作模式的描述中，将描述调制解调器一次仅监听一个信道。然而，应该明白，调整解调器可以一次监听多于1个信道。
[0067] 每个信道被分为包括多个时隙50的帧49。在一些实施例中，帧长度是不固定的。而是，如以下将更详细地描述的，可以改变每帧的时隙数目。在图9中，对于正向和反向信道47、48中的第一信道和第二信道的帧，示出了时隙的编号t1至tn。这种编号还可用于表示其它信道中的时隙。
[0068] 在正向信道47中，每个帧以来自通信卫星2的广播消息分帧51、5236开始。广播消息分帧51、52指示帧的起始点，并且在下文中将被称作帧起始点(SoF)消息。如图9所示，帧和SoF消息不必须在不同信道之间对准。在图9中，公共事业管理信道的SoF消息51跨越了四个时隙50，但是这仅是示例，SoF消息可以短于或长于四个时隙。数据服务信道的SoF消息52的持续时间可以更短，基于下文将更详细描述原因。因为频谱资源有限，所以在任何一个时刻，仅有限数目的调制解调器可以是活动的。如果调制解调器没有尝试发送与广播内容相关的请求，则调制解调器监听向其分配的公共事业管理信道上的正向通信业务，并且使用SoF消息与帧结构同步。如果SoF消息指示针对调制解调器的消息将跟随，则调制解调器继续保持活跃，并监听消息。然而，如果SoF没有指示针对调制解调器的消息将跟随，则调制解调器进入低功率待机状态或睡眠状态，并且仅在监听所分配的公共事业管理信道中的下一SoF消息51时再次唤醒。
[0069] 现在将描述公共事业管理信道中的通信。稍后将更详细地描述数据服务信道中的通信。公共事业管理信道的SoF消息51使用调制解调的组地址和子组地址27a对调制解调器组或者调制解调器子组寻址，并且指定在该信道中下一SoF消息的时间。然后，特定目标组中的调制解调器准备接收它们独立的命令。尚未在为其分配的任何信道上被寻址寻址的调制解调器进入睡眠模式，并且等待下一SoF消息51，除非调制解调器在数据服务信道上交换消息。因为大多数调制解调器将在公共事业管理信道上的较少数目个帧中被寻址，并且仅间歇性地尝试在数据服务信道上发送消息，所以大多数调制解调器将在大部分时间处于低功率或睡眠模式，并且将仅唤醒来监听SoF消息或者发送广播服务请求。此外，因为在任何一个时刻，大量调制解调器处于睡眠模式，所以减少了功耗。
[0070] 在基本操作模式中，在SoF消息51之后，卫星2开始向目标组/子组中的调制解调器5发送调制解调器专有消息53和54。调制解调器专有消息53、54的起始点与整数个时隙50的起始点相一致。在SoF消息51中寻址的调制解调器监听寻址到这些调制解调器的消息，并且记录发送消息的时隙。消息包括组/子组中的调制解调器的地址27b和命令。如将参考图10更详细地示出的，可以以短代码或更长指令集的形式传送命令。在SoF消息中寻址的所有调制解调器监听SoF消息之后的调制解调器专有消息，但是如果消息包括特定调制解调器的地址27b，则该调制解调器仅记录该消息的时隙。在一个示例中，可以在单个时隙50中发送消息，并且消息可以包括令特定调制解调器递交仪表读数的指令。然而，如以下将更详细地描述的，其它类型的指令和更长消息也是可能的。
[0071] 因为特定通信结构及对组、子组和特定调制解调器地址27a、27b的使用，所以网络可以在任何时刻对任何特定仪表有效地进行寻址。如果网络控制器需要向特定调制解调器发送紧急消息，则其仅必须等待下一帧。特定消息结构还允许多个调制解调器长时间处于睡眠模式，从而节约功率。此外，通过在SoF消息51中使用组地址27a以及在调制解调器专有消息53、54中使用组中的调制解调器的单独的短专有地址27b，减少了调制解调器专有消息中的数据开销。因为在每个调制解调器专有消息中需要发送更少量的数据，所以卫星可以与每个调制解调器更频繁地通信。
[0072] 调制解调器记录指令和发送消息53、54的时隙，以及如果需要响应，则调制解调器在与接收消息的正向信道47相对应的反向信道33中发送其响应54、56。在一些实施例中，调制解调器在消息被发送之后正好一帧处发送对消息的响应。在图9中，对调制解调器专有消息53、54与响应54、56之间的时间加以指示的箭头示出了：调制解调器专有消息与相应响应之间的时间等于发送消息的帧的持续时间。因为，已经在调制解调器专有消息前面的SoF消息51中向接收调制解调器专有消息的每个调制解调器通知了何时会发送下一SoF消息，所以该调制解调器可以确定发送调制解调器专有消息的帧的长度以及何时发送响应。因为目标组中的所有调制解调器监听了针对该组的所有消息并且在一帧之后发送响应，所以反向信道帧的定时结构精确地匹配在先正向信道帧的定时结构。这避免了与发送启动定时相关联的问题，其中如果定时在特定帧中靠拢在一起，则将发生所述与发送启动定时相关联的问题。此外，这意味着调制解调器不同时接收和发送消息。这避免了对双工机的需求以及在与调制解调器天线的连接中信号强度的相关联损耗。此外，这具有的优点在于，可以进一步减少在调制解调器专有消息53、54中发送的信息，原因在于消息不必需包括对允许调制解调器发送响应的时隙加以指示的数据。而是，调制解调器被编程为：在接收调制解调器专有消息的第一时隙之后的正好一帧49处发送响应。此外，网络控制器通过确定发送响应的时隙，来获知从哪个调制解调器发送响应。然而，应该理解，可以使用其它定时安排。
[0073] 现在将描述多种不同类型的调制解调器专有消息和调制解调器响应。在一些实施例中，调制解调器专有消息可以是短调制解调器专有消息53或长调制解调器专有消息54。类似地，调制解调器可以以短响应59或长响应56来进行响应。典型地，调制解调器利用短响应55对短消息53作出响应，并且利用长响应56对长消息54作出响应。然而，应该理解，在其它实施例中，可以仅使用这些消息和响应类型中的一个或一些。此外，还可以使用本文没有特别描述的其它类型的消息。
[0074] 如图9所示，在信道ch1中，卫星2在第一帧的时隙t5中向特定调制解调器发送短调制解调器专有消息53。该调制解调器在正好一帧49之后在频率信道ch1’中向卫星发送短响应55。短调制解调器专有消息53和短响应55能够各自符合单一时隙并足以用于最普通且简单的指令和响应，如，对于仪表读数或者用于将设备或设备提供的电路开启或关闭的指令的请求和响应。短调制解调器专有消息53包括码形式的指令。调制解调器5在存储器11中查找与码相对应的指令。因此，对于最普通指令而言，指令的长度可以被减小为码，并且可以符合单一时隙。
[0075] 如图9进一步所示，在频率信道Chn中的第一帧中，特定调制解调器在从时刻t1起的三个时隙上接收长调制解调器专有消息54。在正好一帧之后，调制解调器在频率信道chn’中从时刻t1起以消息56响应长调制解调器专有消息54。在一些实施例中，响应56的长度等于长调制解调器专有消息54的长度。长调制解调器专有消息和响应用于更复杂且更不普通指令。长调制解调器专有消息可以例如包括用于调节室温的指令、开启或关闭设备(其并不是非常普通类型的设备)的指令、或者针对与调制解调器报告的故障相关的详情的请求。长调制解调器专有消息可以用于第一次为特定数据服务信道分配调制解调器，或者命令调制解调器切换至新数据服务信道。然而，还可以经由地面发射机或广播卫星和机顶盒，在广播中向调制解调器通知数据服务信道的详情。长调制解调器专有消息54还可以用于对调制解调器使用的短消息命令集进行升级，或者命令调制解调器改变公共事业管理信道。调制解调器响应56可以包括长消息54中请求的信息或者对已经执行指令的确认。
[0076] 参考图10，示出了SoF消息51、调制解调器专有消息53、54和响应55、56中的不同字段的结构和长度。每个时隙与固定的比特数相对应。非对称数据速率可以用于正向信道47和反向信道47，并且与反向信道48中的时隙50相比，正向信道47中的时隙50可能能够传送不同数目的比特。原因在于，尽管通信卫星2的输出功率可能受到用于实现系统的现有卫星的功率能力的限制，但是调制解调器5的功率输出仅受到用于制造调制解调器的可用功率晶体管的限制。典型地，反向信道48中的数据速率高于正向信道47中的数据速率。
然而，反向信道中的数据速率也可以低于正向信道47中的数据速率。作为示例，反向信道中的数据速率可以是正向信道中的数据速率的四倍。调制解调器5可以例如能够在正向信道中的时隙50中接收16比特(2字节)并在反向信道中的相应时隙中发送64比特(8字节)。为了说明目的，在下文中将使用该示例来描述调制解调器消息和响应的结构。然而，应该理解，可以增大或减小数据速率，或者可以改变时隙的持续时间，使得可以在单个时隙中传送更多或更少数目的比特。此外，应该理解，SoF消息51和调制解调器专有消息52、54和响应55、56的结构可以不同。
然而，反向信道中的数据速率也可以低于正向信道47中的数据速率。作为示例，反向信道中的数据速率可以是正向信道中的数据速率的四倍。调制解调器5可以例如能够在正向信道中的时隙50中接收16比特(2字节)并在反向信道中的相应时隙中发送64比特(8字节)。为了说明目的，在下文中将使用该示例来描述调制解调器消息和响应的结构。然而，应该理解，可以增大或减小数据速率，或者可以改变时隙的持续时间，使得可以在单个时隙中传送更多或更少数目的比特。此外，应该理解，SoF消息51和调制解调器专有消息52、54和响应55、56的结构可以不同。
[0077] 如图10所示，SoF消息51包括同步字段，以允许终端与卫星同步。同步字段的长度和结构由调制解调器接收电路的需求确定。对于大多数调制解调器而言，如图10所示，2字节就足够了。前两个两字节之后可以紧跟用于下一帧字段的8个比特，这8个比特指示下一帧将会何时开始。SoF消息51还包括组地址字段，所述组地址字段包括组的地址14a，并且还可能包括帧所针对的子组的地址14a。为了允许卫星对巨大数目的调制解调器寻址，可以向该字段分配24个比特。因此，调制解调器可以被分组为多于一千六百万个组。应想到，每个终端可以属于多于一个组。组地址字段的第一部分可以指示主组，该字段的最后部分可以指示子组。SoF消息的最后2个字节可以用于校验和，以检查SoF消息51的完整性。用于校验和的字节数目依赖于可接受的错误速率。对于不危及寿命的应用而言，2字节通常足够了。通过改变下一帧字段中的值，可以改变直到下一SoF消息的时间。因此，可以改变特定信道中的SoF消息的定时，并且不同信道中的SoF消息可以不是对准的。在一些实施例中，SoF消息51还可以包括对信道的类型加以指示的字段(未示出)。例如，字段可以指示信道是控制信道、公共事业管理信道还是数据服务信道。
[0078] 如图10进一步所示，如果调制解调器被分配在256个调制解调器的组中，则短调制解调器专有消息53需要1字节的地址信息对256个调制解调器寻址。调制解调器专有消息还可以包括1字节，用于指示短命令。使用码传送命令，以最小化必须要发送的数据量。调制解调器5将查找码，并且明了其是用于来自相连设备6之一的仪表读数的请求。例如，消息可以是对来自电表的读数的请求。其它示例包括用于询问其它设备的请求，如，“状态”、“信用”、“峰值读数”和“平均读数”请求。此外，消息可以是用于使调制解调器确认其地址的指令。可以通过将地址字段设置为特定值，例如零，来向组中的所有调制解调器发送短消息。
[0079] 如图10进一步所示，长调制解调器专有消息54可以包括1字节的地址信息，用于消息所针对的组中的特定调制解调器。长调制解调器专有消息54还可以包括命令字段。因此，一直到命令字段并且包括命令字段在内，长调制解调器专有消息54的结构与短调制解调器专有消息53相同。命令字段足够长，以至于能够指定256个不同码。在一些实施例中，这些码中的一个码或一些码可以指示长串指令集将会跟随，从而向调制解调器告知命令是长调制解调器专有消息54的一部分。其余的码可以对应于所存储的针对短调制解调器专有消息的指令。长调制解调器专有消息中的命令字段后面是包括指令在内的有效载荷以及校验和。图10中示出了长消息，占据3个时隙。然而，应该理解，长调制解调器专有消息可以占据更少或更多时隙。对于一些指令，长调制解调器专有消息可以占据非常多的时隙。长调制解调器专有消息54的持续时间仅受帧长度的限制。长调制解调器专有消息54不可以比发送长调制解调器专有消息54的帧长。可以通过将地址字段设置为预定值，例如零，来向组中的所有调制解调器发送长调制解调器专有消息54。
[0080] 再次参考图10，短响应55是一个时隙50的长度。在以上描述的示例中，其中每个时隙16个比特，因此短响应可以包括64个比特。因为在短调制解调器专有消息53之后的正好一个帧处发送响应，所以网络控制器知道哪个调制解调器发送了响应，并且没有比特必须用于识别调制解调器。因此，理论上，所有可用比特可以用于从调制解调器6发送数据。事实上，可以使用响应之间的保护间隔，并且比64个比特稍少的比特可用于来自调制解调器的信息。然而，对于发送仪表读数而言，这远远足够了。实际上，可能足以发送多于一个读数。典型的机电家庭电表在其使用寿命期间可以记录1000000kWh。这与消息字段中的20个比特相对应。因此，即使8个比特用于保护比特，其余的56个比特也远远足以发送两个仪表读数或一个读数和其它信息。此外，在实践中，可能仅发送相对于先前读数的变化。因此，短响应可能足以发送两个或多个仪表读数。
[0081] 再次参考图10，长响应56的持续时间等于长响应所回复的长调制解调器专有消息54的持续时间。因此，使用图9和图10的示例，如果长调制解调器专有消息54是三个时隙长，则长响应也是三个时隙长。此外，在使用每个时隙64比特的示例的情况下，如图10所示，长响应可以包括192个比特。同样，一些比特可以用于消息之间的保护间隔，并且比192个比特稍少的比特可以用于来自调制解调器的回复。如果仪表之一存在故障，并且长调制解调器专有消息已经请求调制解调器发送故障的详情，则可能需要长响应56。
[0082] 在一些实施例中，每个正向信道中的平均数据速率低于1kbits/s，每个反向信道中的平均数据速率低于4kbits/s。作为具体示例，典型现有卫星可以在1MHz的带宽上以250kbps进行发送。如果带宽被分为1024个频率信道，则每个信道上的数据速率正好在
250bits/s以下。在所需的每时隙16比特的情况下，每秒正好存在15个时隙以上。为了实现四倍于反向信道的数据速率，调制解调器将必须被配置为以大约每信道1kbits/s的数据速率进行发送。例如，这可以通过使用功率部件来实现，其中所述功能部件能够在1MHz的带宽上以250kbps进行发送，所述1MHz的带宽被分为了1024个信道。应该理解，仅给出这些数字作为示例。带宽可以被分为更多或更少数目的信道。此外，如果用于调制解调器的功率部件具有更低功率或更低功率，则可以改变用于反向信道的带宽，以实现所需的相对数据速率。例如，可能需要增大每个反向信道的带宽，以支持每信道1kbits/s的数据速率。可能需要相应地改变每个信道支持的调制解调器的数目。
250bits/s以下。在所需的每时隙16比特的情况下，每秒正好存在15个时隙以上。为了实现四倍于反向信道的数据速率，调制解调器将必须被配置为以大约每信道1kbits/s的数据速率进行发送。例如，这可以通过使用功率部件来实现，其中所述功能部件能够在1MHz的带宽上以250kbps进行发送，所述1MHz的带宽被分为了1024个信道。应该理解，仅给出这些数字作为示例。带宽可以被分为更多或更少数目的信道。此外，如果用于调制解调器的功率部件具有更低功率或更低功率，则可以改变用于反向信道的带宽，以实现所需的相对数据速率。例如，可能需要增大每个反向信道的带宽，以支持每信道1kbits/s的数据速率。可能需要相应地改变每个信道支持的调制解调器的数目。
[0083] 此外，应理解，用于正向信道和反向信道的带宽可以多于或少于1MHz。如果更宽的频谱可用，则可以增大正向和反向信道中的两者或之一的带宽。
[0084] 在使用最简单操作模式并使用SoF消息占据4个时隙的示例的情况下，需要260个时隙对组中的所有调制解调器寻址，其中在所述最简单操作模式中，利用特定帧中的调制解调器专有短消息对256个调制解调器的组中的每个调制解调器寻址。此外，在使用以上示例(针对正向信道数据速率为250bits/s，针对反向信道数据速率为1000bits/s)的情况下，帧因而将是刚好17秒以上。因此，可以在17秒内对网络中的任何调制解调器寻址。然而，应该理解，帧的持续时间随着用于正向信道和反向信道的数据速率而改变。此外，如果在特定信道中，每17秒对256个调制解调器寻址，则该信道可以在一个小时内对多于50000个调制解调器寻址。考虑存在多于1000个频率信道，系统因而可以在不到一个小时内对5千万个用户网络的网络中的每个调制解调器寻址。如果每个调制解调器每小时发送64比特的短响应，则调制解调器具有小于每秒0.02比特的发送数据速率。这可以被看作是极低数据速率消息，所述极低数据速率消息是比当前商业系统可以提供的数量级要慢的数量级。在设计用于控制向家庭供应公共事业的系统中，仅需要按日对特定仪表进行更新。因此，系统还具有以下能力：通过数据服务信道管理订购服务、访问广播数据服务、以及预订和支付目录中广告的产品。
[0085] 在更典型示例中，帧通常将包括每个消息稍多于一个时隙，以允许少数目的长调制解调器专有消息和长响应。因此，应想到，典型帧将持续约20s。此外，如果组中的多个数调制解调器需要更长的消息，则可能的是，在帧中并非对组中的所有消息进行寻址。SoF消息中的下一帧字段可以用于调整每个帧中的时隙数目。
[0086] 如果向特定信道分配的大量调制解调器需要长调制解调器专有消息54，则针对该信道上的其它调制解调器的更新速率将低于平均速率。在一些环境中，网络控制器可以存储特定信道上的调制解调器的更新速率的下限。例如，下限可以与格网权力机构或特定供应商所需的仪表读数的最小更新速率相对应。如果网络控制器确定一个信道上一个或多个调制解调器的更新速率下降到下限以下的风险高，则网络控制器可以将该信道上的一个或多个调制解调器移至新信道。新信道可以具有不同下限或根本没有限制。网络控制器可以通过对等待发送至向特定信道分配的调制解调器的消息加以分析，来确定在该信道上一个或多个调制解调器的更新速率下降到该信道的下限以下的风险高。可以通过向调制解调器发送具有用于如上所述切换信道的指令的长调制解调器消息54，来将调制解调器5移至新信道。以上还提及了，短和长调制解调器专有消息的命令字段中的多于一个的值可以用于指示调制解调器专有消息是长调制解调器专有消息。在一些实施例中，这些值之一可以对应于向调制解调器指示其应该改变信道的码。然后，调制解调器了解到在有效载荷字段中提供了的新信道的详情。如果存在约1000个不同信道，则10个比特将足以指定新信道的数目。因此，在使用每时隙16比特的示例的情况下，在一些实施例中，仅需要两个时隙或32个比特来发送具有用于使调制解调器切换至特定信道的指令的长调制解调器专有消息。在调制解调器切换至新信道之后，调制解调器保持接通，直到其在新信道中获得下一SoF消息为止。如果调制解调器需要发送消息，则调制解调器在反向信道中发送消息，所述反向信道对应于调制解调器被指示切换到的正向信道。在一些实施例中，指示调制解调器切换信道的长调制解调器专有消息示出了新正向信道和新反向信道的详情。在其它实施例中，长调制解调器专有消息仅指示新正向信道，调制解调器确定相应反向信道；或者长调制解调器专有消息仅指示新反向信道，调制解调器确定相应正向信道。正向信道和相应反向信道可以具有相应地址。如果信道是频率信道，则调制解调器可以通过调谐至新频率信道，来切换信道。可以通过将地址字段设置为预定值，例如零，来向组中的所有调制解调器发送具有用于切换信道的指令的消息。通过在信道上存在过多业务时指示一个或多个调制解调器切换信道，由数据权力机构4的控制器25提供的网络控制器可以确保系统正确操作并且系统没有冲突。
[0087] 应该理解，图10描述的消息的结构仅是示例。例如，每个组可以包括多于256个调制解调器，从而需要多于1字节的地址字段。在极端情况下，特定信道中的所有调制解调器可以被寻址/被允许在每个帧中至少响应一次。这意味着在5千万个调制解调器的网络中，每个信道支持50000个调制解调器，每个帧将包括约50000个时隙。在使用上述每秒15个时隙的示例的情况下，帧可以长达一个小时。然而，对于这种较长的帧长度，网络可能不足够快速地对系统中的事件做出反应。在一些实施例中，可以使用非常长的帧，但是如果需要新操作模式，则仍然需要唤醒所有调制解调器，并需要所有调制解调器监听来自卫星的预定间隔的消息突发。
[0088] 现在将参考图11a、11b和12描述图8和9的数据服务信道中的通信。网络控制器并不知道调制解调器是否想要发送针对与广播内容相关的数据服务的请求，因此，调制解调器必须告知通信卫星其想要发送与关于广播内容的请求相对应的多个消息。然后，网络供应商可以分配数据服务信道，其中调制解调器可以在所述数据服务信道中发送请求。图11a示出了正向数据服务信道、反向数据服务信道和为了传输与广播内容相关的请求而交换的消息。图11b示出了正向控制信道和反向控制信道，在所述反向控制信道中，调制解调器可以向网络控制器告知其想要发送消息以及被分给用于发送消息的一组数据服务信道。
在公共事业管理信道中，反向信道帧的定时结构由正向信道中的SoF消息决定。
在公共事业管理信道中，反向信道帧的定时结构由正向信道中的SoF消息决定。
[0089] 参考图11a，正向数据服务信道包括如已经参考图9描述的多个SoF消息52，用于允许调制解调器与数据服务信道中的帧结构同步。调制解调器在多个消息57a至57b中发送与广播服务相关的请求，并且从通信卫星接收在多个肯定应答消息58a至58d中的肯定应答。参考图11b，广播控制信道也包括多个SoF消息59，用于允许调制解调器与控制信道中的帧结构同步。通信卫星在与广播控制信道相对应的随机访问控制信道中接收随机访问(RA)消息60a、60b、60c，并且以指令消息61a、61b作为响应，其中所述指令消息61a、61b具有与如何更进一步地发送数据相关的指令。
[0090] 首先描述控制信道中的消息。随后描述数据服务信道中的消息。调制解调器通过如下步骤发起与网络控制器的通信：与广播信道中的SoF消息59同步，随后在与广播信道相对应的随机访问信道中的随机访问间歇发送消息60a，用于向网络控制器告知其具有向网络控制器发送的消息。随机访问消息60a可以包括调制解调器的全地址和与多个动作相对应的码。在该示例中，所述码可以与用于发送与广播内容相关的消息的请求相对应。码还可以更具体，并且涉及例如如下请求：用于购买在零售商的目录中广告的产品的请求、用于在内容管理中心为帐户充值的请求、用于获得电视频道的订购的请求、或者用于提交投票的请求。在固定数目的帧之后，网络控制器以指令消息61a作出响应，其中所述指令消息61a包括与如何发送广播内容请求相关的指令。在图11b中，如箭头所示，在正好一个帧之后，网络控制器作出响应。然而，在实践中，处理请求并准备响应将可能将花去网络控制器长于一个帧的时间。因为调制解调器知道网络控制器将何时作出响应，所以调制解调器可以进入睡眠模式，并且被及时唤醒，以与调制解调器期望接收指令消息的帧同步。应想到，在一些实施例中，帧是固定长度的，使得调制解调器知道其必须被唤醒之前可能要等待的时间是多长。指令消息61a可以包括调制解调器的减缩地址、信道的详情和在信道中调制解调器能够向网络控制器发送请求的时间。因为在任何一个时刻，仅有限数目的调制解调器将向卫星发送随机访问消息，所以减缩地址足够了。如图11b所见，在每个帧中，可以从不同调制器发送多于1个的随机访问消息60a、60b。如果调制解调器尝试同时发送随机访问消息，则调制解调器之一或者两者可能无法发送其消息。SoF消息59可以包括后退系数的详情，所述后退系数指示：如果第一次发送失败了，则调制解调器应该等待多长时间才尝试发送消息。可以基于尝试发起与网络控制器的通信的调制解调器的数目来确定后退系数。调制解调器使用后退系数来确定调制解调器尝试再次发送随机消息之前要等待的时间段。此外，如果大量调制解调器尝试发送随机消息，则SoF消息可以指示调制解调器应该尝试另一对控制信道。例如，SoF消息可以包括允许调制解调器随机选择另一广播和随机访问信道的参数。
[0091] 现在将参考图11a描述数据服务信道中的消息。一旦为调制解调器分配了用于发送与广播内容请求相对应的数据服务消息的信道和时间，则调制解调器移至所分配的数据服务信道。调制解调器与正向数据服务信道中的SoF消息52同步，然后等待帧和指示在其中发送调制解调器的消息的时隙。在一些实施例中，可以指示在下一帧中发送调制解调器的消息57a。在其它实施例中，可以指示调制解调器等待多个帧。如果指示调制解调器等待，则调制解调器可以断电，并且被及时唤醒，以与所分配的帧中的SoF消息同步。可以指示不同调制解调器等待不同数目的帧。例如，如图11a和11b所示，为在随机访问控制信道中发送第一随机访问消息60a的调制解调器分配数据服务信道中的下一帧中的时隙。发送第二随机访问消息60b的调制解调器被指示等待第二帧。然而，如果第一帧中存在余地，则还可以为发送第二随机访问消息的调制解调器分配第一帧中的时隙。应想到，特定信道的所有帧具有固定帧长度。在SoF帧中向调制解调器告知帧长度，并且调制解调器知道其必须在何时被唤醒来发送其消息。在一个示例中，帧可以足够长，以适应与五个不同调制解调器的消息交换，其中为每个调制解调器分别分配一个时隙。然而，其它帧长度是可能的。
[0092] 在所分配的帧中，调制解调器在所分配的时间发送其第一数据服务消息57a。如图11a所示，可以为调制解调器分配第二时隙。随后，在正好一个帧之后，网络控制器发送肯定应答消息58a。肯定应答消息可以包括调制解调器的减缩地址和用于发送其他数据(如果需要的话)的指令。如果调制解调器具有要发送的附加数据，则在正好一个帧之后，调制解调器在第二数据服务消息57b中发送附加数据，并且在下一帧中接收另一肯定应答58b。
调制解调器继续在交替帧中发送数据服务消息，直到其已经发送了其期望发送且广播内容请求所需的所有数据为止。如图11a所见，当第一调制解调器监听以上所暗示的肯定应答消息时，另一调制解调器可以在帧中发送数据服务消息57c，原因在于卫星可以同时接收和发送消息。在正好一个帧之后，卫星回复第二调制解调器的数据服务消息。此外，不同调制解调器可以在相同帧中发送数据服务消息。例如，当第一调制解调器发送其第二数据服务消息57a时，第三调制解调器可以在相同帧中发送数据服务消息57d。
调制解调器继续在交替帧中发送数据服务消息，直到其已经发送了其期望发送且广播内容请求所需的所有数据为止。如图11a所见，当第一调制解调器监听以上所暗示的肯定应答消息时，另一调制解调器可以在帧中发送数据服务消息57c，原因在于卫星可以同时接收和发送消息。在正好一个帧之后，卫星回复第二调制解调器的数据服务消息。此外，不同调制解调器可以在相同帧中发送数据服务消息。例如，当第一调制解调器发送其第二数据服务消息57a时，第三调制解调器可以在相同帧中发送数据服务消息57d。
[0093] 参考图12，示出了在根据本发明一些实施例的数据服务信道和控制信道中交换的一些不同消息的结构和长度。如参考公共事业管理信道中的消息所描述的，每个时隙50与固定数目的比特相对应，并且非对称数据速率可以用于正向信道47和反向信道48。继续参考图10描述的示例，调制解调器可能能够在正向信道的时隙50中接收16个比特(2字节)，并在反向信道的相应时隙中发送64个比特(8字节)。然而，如早前提及的，应该明白，任何适当结构和数据速率可以用于消息。
[0094] 数据服务信道的SoF消息可以包括2字节的同步分帧。下一字段通过指示当前帧何时结束和/或下一帧何时开始，来指示帧的长度。应想到，对于该字段，8个比特应远远足够。SoF消息以例如8比特的校验和作为结束。因为数据服务信道中的SoF消息52没有包括组地址，所以数据服务信道中的SoF消息52短于公共事业管理信道中的SoF消息51。如参考图10中的公共事业管理信道中的SoF消息51所描述的，SoF消息还可以包括对信道的类型加以指示的字段(未示出)。
[0095] 数据服务消息可以包括8个字节，所述8个字节包括用于地址的1个字节和用于特定数据服务请求的7字节。第一字节可以仅包括减缩地址，原因在于网络控制器已经知道何时期望消息，并且仅有限数目的调制解调器将同时在该信道中发送数据服务消息。地址的目的在于使网络控制器证实正确的调制解调器在分配帧中发送消息。
[0096] 数据服务消息57a的其它7个字节可以包括用于指定广播内容请求的类型的少数比特。例如，消息可以指定与广播内容相关的请求是否是如下请求，即用于购买目录中的产品的请求、用于访问新闻服务或电视节目的请求、用于为电视节目中的竞赛中的竞争者登记投票的请求或者用于为客户帐户的余额充值的请求。7个字节的余下部分和任何其它数据服务消息57b可以用于指定与特定请求相对应的码。码可以对应于特定的电视节目或新闻服务。当客户选择节目或新闻服务时，客户可能没有看见码，但是机顶盒可以存储与节目或新闻服务相对应的码，并且当进行选择时，可以向调制解调器转发所述码。码还可以是与零售商的目录中的产品相对应的产品代码。此外，码可以与电视测试中的答案或电视竞赛中的竞争者相对应。码可以包括TV节目的编号和与答案或竞争者相对应的编号。如果请求是用于购买产品的请求，则数据字节还可以包括递送详情。例如，客户可以具有先前登记的一个或多个地址，并且消息中的数据可以指示产品应该递送至先前登记地址中的哪个地址。如果请求是用于为帐户充值的请求，则数据字节可以仅包括向内容管理中心8通知客户想要为帐户充值的码。
[0097] 如需要，7个字节的一部分和其它数据服务消息57b还可以用于向内容管理中心通知客户想要如何支付服务。支付详情可以包括客户可能使用的信用卡或借记卡的详情。调制解调器可以发送对于建立新支付方法而言是必要的所有详情。备选地，用户可以在之前登记多张卡，并且数据服务消息可以包括对客户想要使用哪张卡来支付服务的指示。如果用户想要登记新支付卡，则可能需要发送多于一个数据服务消息。根据一些实施例，还可以通过购买刮刮卡来支付数据服务。然后，支付详情可以包括来自刮刮卡的个人识别号(pin)。客户可以购买诸如特定节目或一系列节目之类的特定服务的刮刮卡，或者在受限时间段内访问特定信道。备选地或附加地，客户可以购买刮刮卡，以对为多种类型的服务而使用的帐户上的余额充值。然后，客户可以通过使用遥控器向机顶盒输入个人识别号，并且机顶盒可以向要进行发送的调制解调器转发该个人识别号。一些服务可以是免费的，在这种情况下，不发送支付详情。如上所述，如果调制解调器不可以在单个数据服务消息中发送请求的所有详情，则调制解调器在后续帧中发送另一消息。应该明白，8个字节仅是示例，并且数据服务消息可以更长或更短。
[0098] 参考图12，因为在正好一个帧之后，发送正向信道中的肯定应答消息58，所以肯定应答消息58可以占据与数据服务消息一样多的时隙。在图11a和12的示例中，数据服务消息占据1个时隙，肯定应答消息也将占据1个时隙。在使用反向信道的数据速率四倍于正向信道的数据速率的示例中，肯定应答消息可以包括16个比特。这足以使网络供应商允许例如用于调制解调器的减缩地址的8个比特作为对已经从调制解调器接收到消息的确认，而8个比特指示调制器可以发送其下一消息。在一些实施例中，卫星不需要在每个帧中发送肯定应答。此外，在一些实施例中，可以例如通过不在消息中包括调制解调器的地址来缩短数据服务消息和肯定应答。
[0099] 作为示例，如果数据服务信道中的帧可以包括与五个不同调制解调器的消息交换，则数据服务信道中的SoF消息包括32个比特，每个针对调制解调器的消息包括16个比特，帧包括14个字节。在使用约250bits/s的数据速率的情况下，每秒可以发送两帧。因此，在任何信道中，卫星每秒可以与10个调制解调器交换消息。
[0100] 进一步参考图12，广播信道中的每个指令消息61可以包括6个字节，因此，在使用以上描述的数据速率的情况下，每个指令消息61可以跨越3个时隙。每个指令消息可以包括：用于减缩地址的2个字节，用于为调制解调器指定用于发送数据服务消息的信道的2个字节，用于指定帧的1个字节和用于指定时隙的1个字节。应该明白，这些仅是约数，并且在一些实施例中，可以使用更短的消息。例如，如果仅使用地址的最后四个数字，则对于减缩地址而言，8个比特应该远远足够了。此外，如果调制解调器可以使用下一帧，并且每帧仅包括5个时隙，则可以在图12中所示的一半空间中示出帧和时隙。因此，指令消息可以仅是2个时隙长。甚至还可以使用更短消息或更长的消息。RA消息60仅需要包括调制解调器的全地址。RA消息60还可以包括其想要进行的请求类型的详情。在使用参考图10描述的示例的情况下，32个比特足以指定调制解调器的地址。在32个比特中，24个比特可以用于组地址27a，最后8个比特可以用于指定组内的调制解调器的专有地址27b。因此，地址可以仅占据反向帧中的半个时隙。随机访问的剩余部分可以用于指定所请求的动作。例如，系统可以允许调制解调器使用多个码之一来指定调制解调器想要进行什么类型的请求。如果系统使用256个不同的码，则调制解调器可能需要另外8个比特来指定调制解调器想要进行什么类型的请求。因为在正好一个帧之后发送指令消息，并且每次可以指示仅一个调制解调器，所以向单个随机访问消息分配的时间段的持续时间等于指令消息的持续时间。因此，在图12的示例中，随机访问消息可以跨越3个时隙。在这些时隙中，仅一个调制解调器可以发送随机访问消息。如果两个调制解调器尝试发送随机访问消息，则两者都将失败并且将必须在稍后再次尝试。因此，对于调制解调器想要在随机访问消息中提交的所有数据而言，可用时间足够长。随机访问消息还可以包括保护间隔。如图12所示，RA消息的实际数据传输并非必须以可用时隙的起始点作为开始，而是可以在所分配时间段中的任何时刻发送所述RA消息的实际数据传输。
[0101] 应该明白，控制信道不仅可以用于发起与广播内容相关的请求，还可以用于最初注册到系统。此外，当调制解调器需要紧急地联系网络控制器时，也可以使用控制信道。RA消息中的不同码可以用于不同任务。
[0102] 图12没有示出控制信道中的SoF59的结构。然而，SoF消息的长度可以与公共事业管理信道和数据服务信道中的SoF消息相类似。应想到，在一些实施例中，SoF消息的长度可以更长，并且可以在不同类型的控制信道中具有不同长度。SoF59可以包括：多个同步比特、下一帧的时间和校验和。SoF59还可以包括信道的类型。可以存在不同控制信道类型。如以上描述的，一些控制信道可以用于发起与广播内容相关的数据服务请求，而其它控制信道可以用于第一次注册到系统。在紧急情况下，另外的其它控制信道可以用于发起与网络供应商的通信。在控制信道用于发起与广播内容相关的请求的情况下，字段将指示：广播控制信道及其相应随机访问信道是用于发起与广播内容相关的请求的控制信道。应该注意，在一些实施例中，仅存在一种类型的控制广播信道及相应随机访问信道，并且在相同类型的随机访问信道中发送用于发起与卫星通信的所有请求。SoF消息59还可以包括后退系数。后退系数可以指示在调制解调器尝试再次发送随机访问消息之前调制解调器应该等待多长时间。根据同时尝试发送随机访问消息的调制解调器的数目，网络控制器可以包括对更长或更短时间加以指示的后退系数。SoF消息还可以包括对控制信道有多忙以允许调制解调器选择另一对控制信道的指示。SoF消息还可以指示相应随机访问控制信道。
[0103] 如果控制信道是注册控制信道，则SoF消息还可以包括关于网络的信息。信息可以包括标识网络的信息和定时信息，其中所述定时信息给出了例如对基于区域的延迟的补偿的详情。如果对于所有类型的请求，可以使用相同类型的控制信道，则所有SoF消息将包括该信息。
[0104] 应该明白，图12中描述的消息的长度仅是示例。更长或更短的消息可能意味着，每帧更少或更多数目的消息或者更长或更短的帧。更长帧将承载更少同步开销且在封装消息方面允许更大的灵活性，但是以更复杂的定时结构为代价。
[0105] 此外，应该明白，参考数据服务信道描述的消息结构仅是一个示例。在另一示例中，数据服务信道中的结构可能更像公共事业管理信道中的结构。此外，可以将调制解调器从以上描述的数据服务信道移至在一些情况下使用与公共事业管理信道相类似的结构来发送一些类型的数据的信道。在一些情况下，可以在新组中包括期望发送广播内容请求的调制解调器，并且将其移至新信道。然后，在新信道中，可以使用短和长调制解调器专有消息来交换数据。
[0106] 为了清楚起见，在图9、11a和11b中，所示每个信道中的连续帧是相等长度。然而，连续帧的长度当然可能是不同长度。不同信道中的帧也可以是不同长度。可变帧长度对于公共事业管理信道而言尤其重要，并且可变帧长度允许更有效地对消息封装，在所述公共事业管理信道中，长和短调制解调器专有消息和响应的数目可以随着需要交换的信息而改变。帧的长度是根据多个因素确定的，并且由公共事业管理信道的SoF消息51中的下一SoF字段的值来指示，其中所述多个因素包括但不限于组中的调制解调器的数目、要在该组中发送的消息的类型和这些消息的长度。可能必须在帧之间插入哑消息，以调整正向信道和反向信道中的消息的定时。在EP09275101.5中描述了，使用哑消息来调整正向信道和反向信道中的消息的定时。该文档还描述了系统的附加操作模式和灵活特征。
[0107] 如上所述，在一些实施例中，调制解调器没有被配置为同时接收和发送。因此，网络控制器采取措施来确保调制解调器没有必须在同一帧中接收和发送消息。例如，在根据参考公共事业管理信道描述的消息结构操作的数据信道中，网络控制器还可以确保没有在连续帧中对一组调制解调器寻址。如果向包括在第一正向帧中接收短调制解调器专有消息的调制解调器的一组调制解调器发送第二正向帧中的SoF消息，则该调制解调器将必须发送针对该短调制解调器专有消息的响应，同时监听第二正向帧中的调制解调器专有消息。通过在连续帧中对不同组寻址，调制解调器并非必须同时接收和发送。此外，在调制解调器同时监听至少一个公共事业管理信道和至少一个数据服务信道的实施例中，公共事业管理信道可以与数据服务信道同步，使得调制解调器并非必须同时在不同信道接收和发送。此外，网络控制器可以确保调制解调器没有必须同时在两个信道发送消息。
[0108] 此外，调制解调器可以被配置为总是针对公共事业管理消息或广播内容请求给出优选项。在一些实施例中，近距离网络中的网络控制器5可以确保：当调制解调器期望或接收到指令以提交来自网络控制器的数据时，不向调制解调器发送来自机顶盒13的数据服务消息。然而，应该明白，在调制解调器被制造用于同时接收和发送的实施例中，可以使用帧之间的不同对准。此外，在这种情况下，可以在每帧中对调制解调器寻址。此外，当调制解调器可以在两个信道中同时发送或同时接收时，可以进一步修改信道之间的帧的对准。
[0109] 现在将参考图13描述另一操作模式。应想到，与其它调制解调器相比，一些调制解调器需要更高的更新速率。例如，一些调制解调器可以服务于整个公寓楼，并且需要比其它调制解调器更频繁地发送仪表读数。因此，根据所需的更新速率将调制解调器分为不同类别。不同信道可以用于不同类别的调制解调器。大多数调制解调器属于基本类别，所述基本类别的调制解调器仅在给定帧中发送单一数据突发。如图13所示，信道Ch1用于这种类型的调制解调器。信道Chn-2用于在交替的帧中进行发送的两个调制解调器。信道Chn-1和信道Chn示出了当一个调制解调器连续发送时的极端情况。此外，通过改变SoF消息51、52中的下一SoF字段中的值，调制解调器可以继续在更长时间段上在大量时隙中进行发送。对于公共事业管理信道而言，因为属于特定组调制解调器中的所有调制解调器都在对这些调制解调器进行寻址的帧上保持开启，所以可以通过在每个帧中向调制解调器发送多于一个调制解调器专有消息来实现这种操作模式。如果需要响应，则调制解调器在接收到每个消息之后的正好一帧处提交对该消息的响应。对于数据服务信道而言，可以指示调制解调器发送更长的数据服务消息。
[0110] 为如下信道分配一些调制解调器，即当所述一些调制解调器连接至系统时，所述信道允许所述一些调制解调器参考图13描述的更高更新速率。例如，不同调制解调器可以用于不同应用程序，并且当调制解调器注册并分配了适当信道时，系统将确定调制解调器的类别。然而，一些调制解调器可能只是临时需要更高更新速率的信道。例如，当调制解调器必须发送相对大量的信息时，可能需要如下操作模式，即调制解调器与卫星在每帧中交换多于1个消息的操作模式。公共事业管理消息和广播内容请求可能都需要更高更新速率。例如，如果设立新订购来访问新电子服务，则电子服务供应商可能需要来自订户的大量信息。然后，可以将调制解调器临时移至一信道，在该信道中，可以给予调制解调器更高更新速率，并且可以根据参考图9和10描述的数据结构或者参考图11a、11b和12描述的数据结构来操作调制器。在新信道中，网络控制器可以使用单个帧来请求例如支付卡的类型、支付卡的数目、卡的名称、期满日和多个消息的安全码。在接收到消息之后的正好一个帧之后，调整解调器发送所请求的详情。公共事业管理信道中的长调制解调器专有消息可以用于将调制解调器临时或永久地移动至新信道。对于与广播内容请求相关的信息的交换，肯定应答消息也可以用于将调制解调器移动至更高更新速率的信道。
[0111] 现在将描述希望加入网络的调制解调器如何建立与网络控制器的初始通信。可以使用参考图8和11b描述的控制信道。调制解调器预先知道哪个频率用于注册广播控制信道，并“监听”规则SoF消息。一旦调制解调器5与帧结构同步，调制解调器5就尝试发送随机访问注册消息。调制解调器5随机地选择特定访问时隙，并且发送调制解调器的标识详情和其他数据等。调制解调器5还可以发送公共事业供应商及其地理区域的详情，以允许网络控制器将其分配给特定组。如果通过网络成功地接收到了这个响应，则如参考图11b所描述的，在固定数目的帧之后，发送指令消息。肯定应答将与参考图11b和12描述的指令消息61相类似，但是可能更长。肯定应答将包括终端的标识详情和已经由网络向特定调制解调器5分配的一个或多个地址27a、27b。调制解调器在存储器11中存储这些地址。指令消息还可以包括针对调制解调器的独立定时、频率和功率控制信息。
[0112] 此外，指令消息可以向调制解调器分配一个或多个特定信道。网络控制器可以分配与公共事业管理正向信道相对应的单个信道。因为调制解调器知道哪个反向信道与正向信道相对应，所以调制解调器知道在哪个反向信道中发送针对公共事业管理信道中的消息的响应。备选地，网络控制器可以在肯定应答64中包括正向信道和反向信道的详情。网络控制器还可以向调制解调器告知广播控制信道及其相应随机访问控制信道，以用于发起与广播内容相关的数据服务请求。
[0113] 如果没有认出调制解调器的标识详情，则指令消息可以包括用于使调制解调器不再次尝试连接网络的指令。如果连接消息与来自同时也尝试建立连接的另一调制解调器的另一连接消息相冲突，则两个调制解调器均不会接收到肯定应答。然后，这两个调制解调器将在注册信道上随机选择的不同时隙中进行另外的尝试。在任何特定时刻，只要存在比尝试建立通信的调制解调器要多的可用时隙，则冲突的可能性保持低。
[0114] 新调制解调器被分配给已有信道。当所有信道满时，可以通过分配更多的带宽来修改系统，以支持另外的调制解调器。附加地或备选地，可以通过如下方式修改系统来支持另外的调制解调器：减少一些或所有已有信道上的更新速率，并且向信道分配大量调制解调器。
[0115] 如上所描述的，调制解调器还可以使用广播和随机访问控制信道来向卫星发送紧急不定期公用管理消息。广播和随机访问控制信道可以由调制解调器用于向卫星发送非紧急不定期消息。如果网络控制器确定属于相同组的多个调制解调器尝试在随机访问信道上发送不定期消息，则网络控制器可以通过使用调制解调器专有消息指示该组在业务信道之一中向调制解调器分配的时隙中发送消息。通过分配随机访问时隙和随机访问信道，以及通过指示尝试发送随机访问消息的调制解调器5在特定时隙发送消息(如果合适的话)，网络控制器可以确保系统不拥塞也不冲突。
[0116] 应该理解，还可以以多种方式创建和提交与数据广播服务相关的消息。现在将在下文描述用于创建和发送消息的一个过程。
[0117] 参考图14，在步骤S14.1处，机顶盒监视由用户接收的指令，并确定用户在观看例如与零售商的目录相对应的页还是在观看电视节目指南。指令可以是与屏幕上所示的选项相对应的码。用户可以使用遥控器，通过使选项高亮并按压按钮或者通过选择与选项相对应的编号，来输入选择。机顶盒可以存储与选项相对应的码，并且可以响应于所选择的选项而获取码。备选地，用户可以使用遥控器输入码。如果用户使用刮刮卡来尝试为余额充值，则用户将输入与刮刮卡上的个人识别号相对应的码。因为机顶盒知道用户正在观看哪页，所以机顶盒知道码是否是与对特定电视节目或新闻服务的订购相对应的编号、目录中的产品的编号、与竞赛中的投票或测试中的答案或刮刮卡上的个人识别号相对应的编号。在步骤S14.2处，机顶盒在存储器中存储码类型和代的详情。然后，机顶盒可以显示允许客户选择支付方法的页面。再次地，客户可以通过使用遥控器选择选项或输入新信息来选择支付方法。新信息可以是新支付卡详情或刮刮卡上的个人识别号。在步骤S14.3处，机顶盒接收并存储支付详情。在步骤14.4处，机顶盒然后将码类型和码的详情发送至调制解调器5。机顶盒可以仅在机顶盒从用户收集了多个码或多个请求之后才发送数据。例如，数据可以包括与期望的数据服务相对应的一个或多个码和与数据服务的支付信息相对应的一个或多个码。换句话说，可以通过调制解调器存储与一个或多个请求的数据，并向通信卫星成批地发送。在步骤S14.5处，机顶盒可以在稍后阶段接收确认。可以经由广播卫星或地面发射机接收确认。备选地，机顶盒可以经由广播卫星2或调制解调器5接收确认。
[0118] 参考图15，在步骤S15.1处，调制解调器5接收与期望广播内容产品或服务和支付详情相关地信息。然后，在步骤S15.2处，调制解调器5产生要发送至卫星地消息。如上所述，在调制解调器开始向通信卫星发送数据之前，可以在机顶盒与调制解调器之间交换大量消息。对于大多数消息而言，较少数目的数据服务消息57将足以发送整个请求。调制解调器还产生RA消息60。然后，在步骤S15.3处，调制解调器与控制信道同步，并尝试在下一帧中发送随机访问消息。在步骤S15.4处，调制解调器检查是否发送成功。例如多个调制解调器可能同时尝试发送请求。如果发送成功，则调制解调器等待来自网络控制器的指令消息61。在步骤S15.3处，如果发送未成功，则调制解调器使用在控制信道的SoF中接收到的后退系数，以确定在再次尝试发送RA消息之前要等待多长时间。重复步骤S15.3和S15.4，直到发送了RA消息。如果调制解调器发送RA消息的尝试之一成功了，则在步骤S15.5处，在预定数目的帧之后，调制解调器接收指令消息。
[0119] 在步骤S15.6处，调制解调器检查指令消息58，以确定其可以在何地和何时发送数据服务请求消息，并且移至所分配的信道。然后，在步骤S15.7处，调制解调器等待所分配的帧和时隙，并发送数据服务消息57的开始部分。然后，在步骤S15.8处，调制解调器接收肯定应答消息58。如果对于整个请求而言，单数据服务消息足够，则在步骤S15.9处，调制解调器记录不需要另外的数据服务消息，并且在步骤S15.10处完成任务。然后，调制解调器可以返回其分配的公共事业管理信道。如果所有数据没有适应一个数据服务消息，则重复步骤S15.7至S15.9直到发送了与广播内容相关的整个请求，。
[0120] 参考图16，在步骤S16.1处，通信卫星接收RA消息。然后，网络控制器处理随机访问消息60中的请求，确定适当数据服务信道和时隙，并产生指令消息61。在步骤S16.2处，卫星发送指令消息61。然后，在步骤S16.3处，通信卫星接收数据服务信道中的数据服务消息，并且在在步骤S16.4处，卫星发送肯定应答消息。如果在步骤S16.5处，在后续帧中的时隙中检测到另外的数据服务消息，则重复步骤S16.3至S16.4，直到卫星接收到调制解调器期望传送的所有数据并将其传输至网络控制器。然后，在步骤S16.6处，网络控制器经由数据权力机构向内容管理中心8转发与包括支付详情的广播内容相关的请求。
[0121] 参考图17，在步骤S17.1处，内容管理中心8可以接收消息，该消息包括广播内容请求和标识号。然后，在步骤S17.2处，基于数据服务请求中的码，确定请求是用于对数据服务进行访问还是用于获得数据服务所打广告的产品。如果确定广播内容请求是用于购买产品的请求，则在步骤S17.3处，内容管理中心8基于产品代码来识别产品。然后，在在步骤S17.4处，内容管理中心根据从网络控制器发送的数据确定客户想要如何支付，并且计费模块19获取付款。然后，在步骤S17.5处，内容管理中心8确定要将产品递送至哪里，并向分发中心转发指令。然后，在步骤S17.6处，内容管理中心8经由例如广播卫星或地面发射机向机顶盒发送订单已发货的确认。
[0122] 如果与广播内容相关的请求取而代之地是针对可以电递送的服务的请求，则内容管理中心在步骤S17.7处识别服务，在步骤S17.8处获取付款，并在步骤S17.9处产生并提交解密密钥，以允许客户访问服务。然后，在步骤S17.6处，内容管理中心可以经由广播卫星或地面发射机发送已经发送了加密密钥的确认。备选地，机顶盒可以以解密密钥的接收作为确认消息。图17所示的过程仅覆盖了一些数据服务器请求。如果请求是投票或针对测试的答案(图17中未示出)，则内容管理中心可以向适当组织转发信息，并向机顶盒发送确认。如果请求是用于为帐户的余额充值的请求，则内容管理中心可以为余额充值，并向机顶盒发送确认。
[0124] 例如，应该意识到，参考数据服务信道描述的消息结构仅是一个示例。例如，除了包括调制解调器的地址之外，随机访问消息还可以包括调制解调器想要发送的数据量的指示，然后网络控制器可以确定适当信道和适当消息结构来发送数据。此外，在一些实施例中，调制解调器可以在随机访问消息中发送整个广播内容请求，而不是等待网络控制器让调制解调器知道何时可以发送广播内容请求。应该意识到，系统提供了灵活的结构，可以根据数据的类型和发送数据的调制解调器的环境使用不同操作模式。
[0125] 此外，尽管描述了单独的机顶盒，但是机顶盒可以与显示器和扬声器集成以形成集成式电视设备。
[0126] 此外，除了智能仪表和机顶盒之外，设备还可以包括提供其它功能的其它设备。例如，设备可以包括防盗自动警铃和用于监视虚弱的人在家中的状况或者易腐烂材料的状况的其它传感器。此外，调制解调器和设备不限于安装在家庭中。可以将调制解调器和设备安装在例如仓库、船和博物馆中，并且调制解调器和设备可以监视高价值的项目或状况，比如供电线导体的温度或局部风速。。
[0127] 此外，可以使用与图9、10、11a、11b和12中所示的定时结构不同的定时结构。此外，调制解调器和卫星不必限于在一个帧之后，在公共事业管理信道和数据服务信道中发送消息和响应。而是，公共事业管理信道中的调制解调器专有消息还可以包括与何时可以发送响应相关的指令。备选地或附加地，响应可以包括调制解调器的地址，以允许卫星确定响应的起源。此外，公共事业管理信道中的来自调制解调器的响应的持续时间并不必须由该调制解调器从卫星接收到的消息的持续时间确定。响应的持续时间可以与初始消息的持续时间不同。此外，肯定应答消息可以在接收到数据服务消息之后的任何时刻在数据服务信道中发送，并且可以指示可以发送下一数据服务消息的时刻。
[0128] 此外，尽管已经描述了将调制解调器分配给特定信道，所有调制解调器监听所有信道是可能的。这将使得更容易对新信道上的调制解调器寻址，原因在于不必须首先命令调制解调器切换信道。还可能的是，调制解调器可以基于操作模式在一个信道或所有信道上进行监听。例如，可以命令调制解调器在预定时间段内在所有信道上进行监听，或者在所有信道上进行监听直到被再次命令仅监听一个或几个信道。
[0129] 此外，尽管调制解调器已经被描述为相对于用户网络3中的其它设备6、7而言单独的终端，但是调制解调器可以与其它设备6、7之一相结合。
[0130] 此外，尽管描述了调制解调器不同时接收和发送数据是有利的，但是在一些实施例中，调制解调器当然可以被配置为同时接收和发送数据。
[0131] 还应该理解，可以使用本文描述的操作模式之外的其他操作模式。调制解调器可以被升级为使用新的操作模式。例如，可以命令调制解调器切换至另一信道并在该信道上接收一个或多个长消息，以将调制解调器升级为在新操作模式中工作。如果命令调制解调器根据其没有被配置用于工作的操作模式工作，则调制解调器可以进入睡眠模式，并且在该信道的下一帧的起始点唤醒该调制解调器。
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