CN1703871A

CN1703871A - 家庭网络设备

Info

Publication number: CN1703871A
Application number: CNA038249863A
Authority: CN
Inventors: 阿维·克利格尔; 拉米·科佩尔曼; 纳胡姆·阿维谢伊; 阿隆·施特恩; 阿米尔·瓦塞尔曼
Original assignee: Tiaris Inc
Current assignee: Tiaris Inc
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2023-09-03
Also published as: CN1703871B; US9094226B2; US20080271094A1; EP1540888A1; US20030066082A1; WO2004023729A1; AU2003263008A1; US8755289B2

Abstract

一种连接在家庭网络主干线(22)和外部网络(18)之间的分界点单元(14)。分界点单元包括闭塞滤波器(43′)和分路器(24′)。闭塞滤波器接收来自家庭网络主干线的家庭网络信号，以及接收来自外部网络的外部信号。闭塞滤波器将家庭网络信号和外部信号分开，并且将家庭网络信号返回到家庭网络主干线。分路器具有一输入端和至少两个输出端。分路器的输入端接收来自闭塞滤波器的家庭网络信号。

Description

家庭网络设备

相关申请

本申请是2001年08月30日提交的美国非临时申请序列号09/943424的部分继续申请，该申请要求共同未决的2000年08月30日提交的序列号为No.60/229263并且名称为“家庭网络方法和设备”的美国临时申请、2000年09月05日提交的序列号为No.60/230110并且题目为“家庭网络方法和设备”的临时申请、2001年03月12日提交的序列号为No.60/275060的临时申请、2001年03月15日提交的序列号为No.60/291130的临时申请以及2001年06月11日提交的序列号为No.60/297304的临时申请之申请日期的利益，这些临时以及非临时申请的全部内容都通过参考而合并于此。

技术领域

本发明一般地涉及通信网络，以及更具体地，涉及适合在住宅建筑物内使用的网络。

背景技术

随着家庭中电子设备数量的增长，已经存在对允许这些设备在它们之间以及与外部网络进行通信的方法的需求。若干标准正在形成将允许这些设备经由对胶线和其它导线形式进行通信的协议。

但是，大量的家庭目前装设有同轴电缆，以允许收看电缆电视节目或者允许将计算机设备连接到互联网上。这些形成的标准看起来没有考虑这种同轴电缆的安装基础。相反，这种标准需要家庭的重新布线，以便符合涉及的协议，或者使用其它现有媒体，例如电力线路、电话线路、或者无线链路。然而，与同轴电缆相比，这种现有的媒体支持明显很低的位率。

本发明满足这种对互连性的需求，同时不需要改变家庭中现有的物理布线。

发明内容

一方面，本发明涉及一种连接在家庭网络主干线和外部网络之间分界点单元和分路器。该分界点单元包括闭塞滤波器，用于接收来自家庭网络主干线的家庭网络信号以及来自外部网络的外部信号。闭塞滤波器将家庭网络信号与外部信号分开，并且将家庭网络信号返回到家庭网络主干线。分路器具有一输入端和至少两个输出端。分路器的输入端接收与外部信号结合的反射的家庭网络信号。

另一方面，本发明涉及一种连接在家庭网络主干线和外部网络之间的分界点单元。该分界点单元包括双工器和信号反射器。双工器接收来自家庭网络主干线的家庭网络信号以及来自外部网络的外部信号。双工器将家庭网络信号与外部信号分开。信号反射器单元可以与双工器分开设置。信号反射器单元接收来自双工器的家庭网络信号，以及将家庭网络信号返回到家庭网络主干线。

在一个实施例中，信号反射器与双工器位于同一位置，并且相互进行通信。在另一个实施例中，分界点单元也包括分路器，该分路器具有一输入端和至少两个输出端。分路器的输入端与双工器的一个输入端进行通信，并且信号反射器与分路器的至少一个输出端进行通信。

在另一个实施例中，信号反射器包括射频(RF)变频器，用于在家庭网络信号返回到家庭网络主干线之前改变家庭网络信号的频率。在另一个的实施例中，从家庭网络主干线传送到反射器的家庭网络信号是上游信号，从信号反射器单元返回到家庭网络主干线的家庭网络信号是下游信号，以及双工器是第一双工器。信号反射器单元包括第二双工器，其具有与第一双工器进行通信的输入/输入(I/O)端和与RF变频器进行通信的输入端。第二双工器将通过I/O端接收的上游信号与通过输入端接收的下游信号分开。在另一个实施例中，第二双工器经由I/O端将下游信号返回到第一双工器。

在另一个实施例中，分界点单元包括与RF变频器进行通信的输出端，以及第二双工器经由输出端将上游信号传送到RF变频器。在另一个实施例中，RF变频器包括与RF上变频器进行通信的RF下变频器。RF下变频器将上游信号的频率变换为中频。RF上变频器将中频变为下游信号的频率。在另一个实施例中，上游信号的频率高于下游信号的频率。

在另一个实施例中，从家庭网络主干线传送到闭塞滤波器的家庭网络信号是上游信号，以及从信号反射器单元返回到闭塞滤波器的家庭网络信号是下游信号。还包括连接在闭塞滤波器和家庭网络主干线之间的分路器。该分路器接收来自闭塞滤波器的下游信号，以及将返回的下游信号经由多个同轴电缆传送到家庭网络主干线。在另一个实施例中，分路器接收来自家庭网络主干线的上游信号，用于传送到闭塞滤波器。

在一个实施例中，闭塞滤波器将从信号反射器单元接收的家庭网络信号与从外部网络接收的外部信号组合在一起，以及将组合的信号传送到家庭网络主干线。

附图说明

本发明对权利要求中的特性作了描述。附图没有必要按比例绘制，而是一般地将重点放在描述本发明的原理上。在各个附图中，相同的参考字符表示相应的部件。通过参考结合附图的描述，可以更好的理解本发明的上述优势，以及本发明的其它优势，其中：

图1是根据本发明构造的家庭网络系统之实施例的方框图；

图2是包括图1所示家庭网络反射器单元的分界点单元之实施例的方框图；

图2A是家庭网络反射器单元之另一个实施例的方框图；

图2B是包括闭塞滤波器之实施例的分界点单元的实施例的方框图；

图2C是根据本发明的原理构造的闭塞滤波器的信号损耗的示意图；

图2D具有外置HRU的分界点单元的一对实施例的方框图；

图2E是包括外置HRU的家庭网络系统之实施例的方框图；

图2F是包括嵌入到设备中的HRU的家庭网络系统的实施例的方框图；

图2G包括嵌入到家庭网络模块中的HRU的家庭网络系统之实施例的方框图；

图3是家庭网络模块之实施例的方框图；

图4是图3的家庭网络模块的物理层之实施例的方框图；

图4A是图4的既用作HNM又用作HRU的RF单元的电路之实施例的方框图；

图4B是并入了图4A的RF电路的芯片之实施例的方框图；

图4C是并入了图4A的RF电路的芯片之实施例的方框图；

图4D是图4的RF单元的又一个实施例的方框图；

图5是图3的家庭网络模块中的调制解调器的实施例的方框图；

图6是脉冲串或消息的实施例的示意图；

图7是显示家庭网络之主干线上的通信周期之示例性序列的时序图；

图8A-8B是描述主家庭网络模块对同轴电缆主干线上的通信进行控制的处理的实施例的流程图；

图9是描述家庭网络中除主家庭网络模块之外的每一个家庭网络模块经由家庭网络之主干线进行通信的处理的实施例的流程图；

图10是描述新的家庭网络模块登记成为家庭家庭网络一部分的处理的实施例的流程图；

图11是家庭网络的逻辑图，其中所述主干线经由不同的家庭网络模块连接四个IEEE1394本地总线；

图12是从每一个家庭网络模块观点来看的仿真的总线结构的概念图；

图13是描述由每一个家庭网络模块执行来对家庭网络中的1394总线进行初始化的处理的流程图；

图14是描述每一个家庭网络模块对从仿真的总线实施例中的主干线接收的1394异步数据包进行操作的处理的实施例的流程图；

图15是描述每一个家庭网络模块对从仿真的总线实施例中的1394本地总线接收的1394异步数据包进行操作的处理的实施例的流程图；以及

图16是分界点单元之另一个实施例的流程图。

具体实施方式

以简要概括的方式，图1显示了根据本发明构造的家庭网络10，包括位于家庭入口点的分界点单元(DPU)14，其中分界点单元(DPU)14用作家庭网络10和外部网络18(例如电缆电视(TV)网络或互联网)之间的接口。DPU 14与多个家庭网络模块(HNM)28、28′、28″、28(通常是28)进行通信，其中每个家庭网络模块位于家庭的多个房间的其中一个中。每一个HNM 28都是房间中的设备(例如，家庭娱乐设备和计算机设备)和DPU 14之间的接口。

在家庭中实现家庭网络10并不需要电缆TV设备的重新布线，电缆TV设备通常已设置在许多家庭中，用于访问电缆TV网络18或者互联网。HNM 28经由标准的电缆设备与DPU 14进行通信，以及相互之间进行通信。这种电缆设备包括共轴(或同轴)电缆22、分路器(通常是24)、以及电缆TV插座26。此设置的电缆设备用作家庭网络10的主干线，用于进行房间内部的通信。尽管家庭网络10可以使用现有的同轴电缆线路进行操作，但是本发明的原理也应用到其它类型的线路，例如CAT-5或塑料光纤。通常，家庭网络10和电缆TV服务并行操作，使得传统的电缆TV信号和设备(例如机顶盒和电缆调制解调器)不受影响。

利用这种现有的同轴电缆设备，家庭网络10结合各种计算机设备，例如个人计算机和外围设备(打印机、扫描仪、CD等)，以及娱乐设备，例如机顶盒(STB)、电视、视频磁带录像机、个人视频录像机(PVR)等，使整个家庭位于一个网络中。利用这一个网络，在不同房间中的各种计算机设备可以共享对互联网的访问，并且一个房间中播放的视频或音频源可以在家庭中的另一个房间中享用。在以下更详细描述的一个实施例中，现有的电缆设备为IEEE-1394(火线)网络提供房间内部的主干线。

更具体地，在家庭网络10的典型实施例中，各个房间30、30′、30″、30(通常是30)中的HNM 28、28′、28″、28都经由电缆TV插座26连接到家庭网络主干线上。家庭网络主干线(此后描述为主干线20)包括多条同轴电缆22，其中同轴电缆22将电缆TV插座以及这样将HNM 28连接到DPU 14。同轴电缆22连接到分路器24，其中分路器24把从外部网络18以及从HNM 28接收的信号分发到连接到家庭网络10的每一个房间30。在图1显示的实施例中，DPU 14包括分路器24′的其中一个；在另一个实施例中，代替作为DPU 14的一部分，该分路器24′连接到DPU 14的输出端。在一些实施例中，住宅网关设备位于分界点(例如，同轴电缆到家庭的入口点)，以在外部网络18和房屋内的其它设备(例如电缆调制解调器和STB)之间交换信号。住宅往关设备的实施例提供互联网访问(例如，电缆调制解调器、数字用户线路(DSL))。其它的实施例提供机顶盒的功能、个人视频录像机的功能、或者用于多路节目的调谐器的功能。在这些实施例的每一个中，DPU 14可以被集成到该住宅网关设备内部，或者位于该住宅网关设备的外部。

每个房间30包括一个或多个设备33。设备33例如包括数字视频光盘(DVD)播放机、视频磁带录像机(VCR)、游戏控制台、互动电视计算机、扫描仪、传真机、打印机、模拟电视、数字电视、机顶盒、立体音响系统、以及便携式摄像机。在每一个具有家庭居民想用于进行房间内部通信的设备33的房间中，设置了HNM 28，其将那个设备33连接到主干线20。例如，房间30、30′、30″、30每个具有居民选择以具有房间内部通信能力的设备33；因而，在这些房间的每一个中，HNM 28将这些设备33连接到主干线20。

在给定房间内根据相同的协议(例如，USB(通用串行总线)、IP(互联网协议)、以太网、以及IEEE-1394)进行通信的设备33通常地连接到相同的本地总线35，每个HNM 28可以与一个或多个不同类型的本地总线(通常是35)接合。例如，在房间30中，HNM 28与本地1394-总线35′接合，并连接到模拟机顶盒以及DVD播放机；以及与本地数据总线35″(例如，以太网、USB、IP)接合，连接到模拟机顶盒以及个人计算机。在一个实施例中，不同房间中具有相同本地总线类型(例如，1394)的设备33可以在主干线20上相互通信，但是不同本地总线类型(例如，1394和USB)的设备33相互之间不能通信。在一些实施例中，HNM 28设置在娱乐或数据设备中，在其它的实施例中，HNM 28设置在单独的盒子中。

除各种类型的本地总线35之外，HNM 28经由同轴电缆可以连接到房间33中的其它设备。例如，房间30中的HNM 28经由同轴电缆36也连接到模拟机顶盒。尽管图1中显示的是与模拟机顶盒分开的情况，但是在一个实施例中，HNM 28是机顶盒的内置组件。

每个HNM 28在主干线20上利用模拟信号与DPU 14以及HNM28相互之间进行通信，并且把从DPU 14和HNM 28接收的模拟信号转换成数字信号，用于传送到与那个HNM 28连接的设备33。如果房间30具有要求模拟信号的传统设备(例如模拟或数字TV)，但是没有机顶盒，则接口盒可以将由HNM 28产生的数字信号转换成适用于那个传统设备的信号。例如，在房间30′，HNM 28′经由将1394模拟信号转换成音频/视频模拟信号的接口盒32与要求模拟信号的模拟TV进行通信。

代替在相同的本地总线35上，给定的房间30内相同协议的设备33可以经由不同的本地总线35连接到相同的HNM 28上。利用这种设置，这些设备33可以与家庭内的其它房间30中的设备33进行通信。

居民不想将其加入到房间内部通信的设备33可以直接连接到外部网络18，而没有使用HNM 28。例如，在房间30iv中，模拟电视装置直接连接到主干线20，而没有引入HNM 28。这些设备33经由DPU14从电缆TV网络接收传统电缆TV信号，或具有访问互联网的宽带。

在操作中，每个HNM28允许这些设备33连接到那个HNM 28，以与不同房间30中的其它设备33进行通信，以接收来自电缆电视的节目，以及使得实现对互联网的宽带访问(例如，经由电缆调制解调器、DSL服务以及卫星)。例如，可以在房间30″中的数字电视上收看房间30中的DVD播放机中播放的DVD光盘，以及那个数字电视也可以接收来自电缆电视网络18的节目。类似地，各个房间的计算机设备可利用连接到主干线20的它们各自的HNM 28相互进行通信。例如，房间30中的个人计算机(PC)可以在打印机上打印文档，或者与房间30里的个人计算机共享文件，或者经由电缆调制解调器(或DSL或音频调制解调器)访问互联网。根据本发明的原理，传送到或来自互联网(或电缆提供商)的模拟信号在房屋内相同的同轴电缆线路22上传送，以及同时作为房间内部通信信号(此后描述为家庭网络信号)。在每个情况中，从电缆电视网络或互联网提供商接收的信号经由DPU 14和合适的HNM 28被发送到适当的电子设备。

图2显示了包括双工器40、家庭网络反射器单元(HRU)44以及分路器24的DPU 14的一个实施例。通常，双工器40将从外部网络18接收的电缆TV(CaTV)信号和从连接到主干线20的多个HNM28接收的家庭网络信号分开。双工器40的一个输入/输出(I/O)端口(“L”端口)将CaTV信号(或卫星信号)传送到外部网络18，以及从外部网络18接收CaTV信号(或卫星信号)。双工器40的另一个I/O端口(“H”端口)将家庭网络信号传送到HRU44，以及从HRU 44接收家庭网络信号。双工器40也对从外部网络18接收位于房屋内的的CaTV(或卫星)信号进行组合，包括作为DPU 14的一部分的HRU 44是期望的。可选地，如果外部网络18具有从HRU 44接收的家庭网络信号，则经由第三个I/O端口(“C”端口)将组合的信号传送到分路器24′，用于经由主干线20随后传送到多个HNM28。

“L”端口使用在某个预定的频率fc处的低通滤波器，以及所述“H”端口使用在相同频率fc处高通滤波器。通过将频率fc设置到大约900MHz，例如，低通“L”端口传送TV信号(5-860Mhz)，以及高通“H”端口传送大于860MHz的家庭网络信号。更具体地，一个实施例将截止频率设定为950MHz，以将家庭网络信号所使用的大于950MHz的频率与CaTV信号，其中CaTV信号是在5-860MHz范围内。

如果在家庭中使用卫星TV信号，频率fc被设定在大约2100MHz，以将卫星TV信号(950-2100MHz)和家庭网络信号(小于950MHz或大于2100MHz)分开。在这种卫星的例子中，“L”端口连接到外部网络18，以及“H”端口连接到HRU 44。可选地，截止频率设定为大约或小于900MHz，并且家庭网络信号使用的频率低于卫星TV信号的频率。在这种卫星的例子中，“H”端口连接到外部网络18，以及“L”端口连接到HRU 44。

在一些实施例中，HRU44是无端的或者是短路的同轴电缆，其将从双工器40接收的家庭网络信号反射回到双工器40。无源HRU的一些实施例将无源延迟线的一个端口连接到双工器40的H端口，以通过避免信号衰减来提高网络10的性能。在这些实施例中，无源延迟线的另一端口是无端的或者短路的。在另一个实施例中，使双工器的一输出端没有终端或者将该输出端短路接地，来获得家庭网络信号的反射。这些HRU44的实施例都被称为无源HRU。

图2A显示了HRU 44的另一个实施例，包括双工器42、带通滤波器46和48、放大器50和52、RF上变频器56以及中频滤波器和放大器单元58。双工器42和BP滤波器46、48一起将上游信号与下游信号分开。所述上游信号是从主干线20到HRU44的信号，以及所述下游信号是从HRU44返回到主干线20的信号。来自传送HNM28的上游信号进入双工器40，以及传到HRU 44的内部双工器42。来自双工器42的信号通过BP滤波器46被带通滤波，通过放大器被放大，以及通过下变频器54被RF下变换到中频(IF)。在一个实施例中，中频是630MHz。其它不同的频率都可以使用，而没有背离本发明的原理。通过保持信号、它的图像以及本地振荡器频率相互分开，中频的使用可以简化RF设计。将BPF 46、48设置在双工器42外部，简化了双工器42的实现。

IF滤波器和放大器单元58然后对IF信号进行放大以及带通滤波。RF上变频器56将IF信号的频率变换到下游频带。放大器52和BP滤波器48然后对下游信号进行放大和滤波。放大器50、52利用由IF滤波器和放大器单元58提供的放大率对所述家庭网络信号进行充分放大，以增大家庭网络信号到达家庭内的范围。这个下游信号然后经由双工器42、40返回到家庭网络10的主干线20。这样，HNM 28通过向主干线20发送消息来进行相互通信(例如，上游信号)。HRU44接收所述上游信号，对所述上游信号的RF频率进行放大和转换。以及然后将具有转换的频率的上游信号返回到主干线20作为下游信号。HNM 28然后从主干线20接收下游信号中的消息。在下游信号到达主干线20之前，双工器40将下游信号与CaTV(或卫星)信号进行组合，用于在家庭同轴线上进行传送。

即使HRU 44被显示作为DPU 14(图2)的一部分，但是HRU 44可以与DPU 44分开进行设置。当外部网络18的入口点设置在房屋内部时，期望HRU 44作为DPU 14的一部分。可选地，如果入口点分路器(例如，图1的分路器24′)设置在房屋外部，通常需要将HRU44设置在房屋内部，使得在例如雨、雪、或冰雹的自然条件下对其进行保护。另外，将HRU44设置在室内的优势在于：适用于室内使用的设备比适用于室外使用的设备便宜。同样，对设置在家庭外部的设备进行电力传送时常常是很困难的。再次参考图2，在一个实施例中，HRU 44通过一段同轴电缆连接到双工器40的“H”端口，由此允许HRU 44与DPU 14有一定距离。例如，可以使用长度等于30英尺的同轴电缆，而没有相当大地减弱系统性能。

参考图2B，在另一个实施例中，DPU 14包括混合器/分路器43(在整个说明中也描述为闭塞滤波器43)，而不是双工器42和HRU44。混合器/分路器43是无源滤波器，其对大于950MHz的频率进行反射，同时使低频通过。这种混合器/分路器43的传送和反射特性的大小如图2C所示：从S₂₁传送到S₁₂以及从S₁₂传送到S₂₁的信号在大约5MHz-860MHz之间的频率的损耗大约小于4dB，以及在大约950MHz-1150MHz之间的频率的损耗大约大于20dB。从S₃₁传送到S₁₃以及从S₁₃传送到S₃₁的信号在大约5MHz-860MHz之间的频率的损耗大约大于25dB，以及在大约950MHz-1150MHz之间的频率的损耗大约小于4dB。从S₂₂传送的信号在大约5MHz-860MHz之间的频率的损耗大约大于15dB，以及在大约950MHz-1150MHz之间的频率的损耗大约小于6dB。从S₃₃传送的信号在大约5MHz-860MHz之间的频率的损耗大约大于15dB，以及在大约950MHz-1150MHz之间的频率的损耗大约小于6dB。

正如所显示的那样，混合器/分路器43在大于950MHz的频率回波损耗低以及绝缘性差。在低于860MHz的频率时，回波损耗和绝缘性都很高，在频率等于860MHz时的插入损耗低以及在频率大于950MHz时高。在一个实施例中，混合器/分路器43被构造成简单的无源LC电路。可选地，闭塞滤波器43可以利用具有以短路终结的“H”端口的双工器来实现。同样，混合器/分路器43可以被用于替换系统中使用的任何其它双工器。

通过参考图2D，在另一个实施例中，双工器40被替换成以上通过参考图2B描述的闭塞滤波器43。分路器24′连接到闭塞滤波器43的输出端。HRU 44连接到分路器24′的输出端。在一个实施例中，将HRU 44连接到分路器24的同轴电缆的长度可以为大约30英尺。主分路器24′在HRU 44和分路器24′的输入之间引入额外的损耗。如果分路器24′为1对2(1-to-2)分路器，损耗大概为4dB，或者如果是1对4分路器，损耗为8dB。在另一个实施例中，在分路器24′和闭塞滤波器43′之间设置一新的分路器24″。分路器24″的输入端连接到闭塞滤波器的输出端。分路器24″的输出端连接到现有的主分路器24′的输入端。其它输出端经由现有的或新安装的同轴电缆连接到HRU44。

通过参考图2E，在另一个实施例中，HRU 44可以被连接到CaTV插座26。双工器42(设置在HRU 44内或设置在HRU44外部)在双工器42的“C”端口连接到插座26。HRU 44连接到双工器42的“H”端口。双工器42的“L”端口可以被连接到设备33(例如，模拟电视)或者另一个分路器24。如果双工器的“L”端口连接到任意的分路器24，分路器的输出端可以连接到设备33(例如，模拟电视)和附加的同轴电缆。

通过参考图2F，在又另一个实施例中，HRU44可以被并入到设备33中。例如，HRU 44可以被并入STB或家庭媒体服务器(HMS)。在这样的实施例中，希望将STB和HMS设置在尽可能靠近外部网络18的入口点，由此减少插入损耗。在这样的实施例中，消除了对于外部HRU的需要。

参考图2G，在另一个实施例中，HRU 44可以被并入HNM 28中。在这样的实施例中，对于外部HRU的需要由此被消除。

家庭网络10采用传送功率控制。每个HNM 28将其传送功率调整到这样一个功率电平，即当其传送的信号到达HRU 44时，该信号具有预定的功率电平。因而，到达HRU 44的上游信号之输入功率保持恒定，因为每个HNM 28使用适合的传送功率电平来考虑在主干线20上信号的衰减，以及由此在HRU 44上达到预定的功率电平。同样，因为输入的上游信号的功率电平恒定，并且由HRU 44执行的放大系数恒定，所以离开HRU 44的下游信号也恒定。

在一个实施例中，HRU 44之输入端的上游信号是-50dBm，以及在其输出端的下游信号是-10dBm。因此，HNM 28可以传送-10dBm(如果远离HRU 44)和-50dBm(如果靠近HRU 44)之间的功率，实际的传送功率是根据远程HNM 28和HRU 44之间的衰减来预先确定的。例如，如果衰减是10dB，则HNM 28应该传送-40dBm，如果HNM 28位于距离HRU 4440dB的位置，则HNM 28应该在-10dBm的功率下传送，使得上游信号可以以-50dBm的功率到达HRU 44。

HRU 44以恒定的功率(例如，-10dBm)进行传送。因此，如果HNM 28位于距离HRU 4425dB的位置，则HNM 28接收-35dBm功率的下游信号(-10dBm-25dBm＝-35dBm)，而不管是哪一个HNM 28将反射回来作为下游信号的上游信号发送到HRU 44。

采用这种传送功率控制有效地简化了家庭网络信号之接收器和发射器的增益控制功能。尤其，在每个HNM 28在初始化期间对增益只进行一次设定的情况下。

在一个实施例中，在家庭网络主干线20上传送的家庭网络信号是在960到1046MHz频率范围内，但是可以使用CaTV信号以上的其它频带。CaTV信号(包括来自互联网提供商的信号)是在5到860MHz的频率范围内。表1显示了大于960MHz的频率可以用于在这些设置了CaTV信号的家庭内使用。应该注意：在大于1000MHz的频率，家庭中低质量的分路器提供较差的信号绝缘和回波损耗性能。

表1

频率范围(MHz)	信号
频率范围(MHz)	信号	870-896	蜂窝移动电话上行链路
896-902	私地移动无线电	870-896	蜂窝移动电话上行链路
896-902	私地移动无线电	902-928	业余无线电服务储备
928-932	国内公共无线电服务(寻呼)	902-928	业余无线电服务储备
928-932	国内公共无线电服务(寻呼)	944-947	广播无线电服务(城际中继)
950-2100	DBS(同轴电缆上的卫星)	944-947	广播无线电服务(城际中继)

在另一个实施例中，家庭网络信号是在5-45MHz的频率范围。这个频带被美国电缆电视管理者用于反向路径信号，例如，家庭设备33(例如机顶盒(STB)和电缆调制解调器(CM))传送返回到电缆提供者(例如，前端)的信号。对于欧洲标准(称为DVB)，反向路径频率位于5-65MHz频带中。

传送到头端器的反向路径数据包括来自STB频带外反向数据信道(RDC OOB)信号和CM的反向数据信道(RDC CM)。为了确保机顶盒和电缆调制解调器在家庭网络10上正确操作，反向路径信号应该无缝地返回到头端器。所述头端器确定用于反向信道信号的实际频率，并且与5-45的频率范围相比，对于每个信道的带宽较小。通常，但不是必须地，家庭中的机顶盒和电缆调制解调器对于返回信道使用相同的可编程频率。头端器确定频率分配，以及将关于分配频率的信息传送到家庭中的设备33。

为了传送这个信息，头端器使用大于50MHz的频率。在大于50MHz的频率下的这个通信信道称为频带外前向数据信道(OOBFDC)。因为大于50MHz的频率自由地穿过家庭网络10，所以这个携带着RDC OOB和RDC CM信息的OOB FDC信号无阻挡地传送到直接连接(没有经由HNM 28)到同轴电缆22的机顶盒以及电缆调制解调器。

图3显示了实现HNM 28的一个示例性的概念性实施例，其用作同轴电缆主干线20和每一个本地总线35之间的桥接器。在简明视图中，HNM 28在主干线20上经由数据端口从设备33接收信号以及将那个信号转换成与CaTV信号组合的调制的模拟信号。在另一方向，HNM 28经主干线20接收模拟信号，以及将模拟信号转换成数据信号。在一个实施例中，HNM 28被实施作为组合在娱乐或数据设备中或者在独立盒子中的IC(集成电路)芯片组。

HNM 28的主干线侧包括物理层90，媒体访问控制(MAC)层92、以及网络层94。MAC层92支持分别具有CBR96和UBR98协议的恒定的位率(CBR)传送以及非特定位率(UBR)传送。为了提供需要的服务质量(QoS)，使用CBR协议96来进行同步数据的传送，以及利用UBR协议98进行异步数据的传送。网络层94包括交换结构100，用于控制主干线20和每一个本地总线35之间的同步或异步通信流。

在HNM 28本地总线侧上的协议堆栈的结构取决于本地总线的类型。例如，如果本地总线是IEEE 1394总线，那么HNM 28包括1394物理层102、1394.1链路层104(具有桥接功能)，以及支持同步107和异步108传送的网络层106。在一个实施例中，本地总线是以太网总线，其具有以太网特有的物理和MAC层。在另一个实施例中，本地总线是通用串行总线(USB)，其相应地具有USB特有的物理和数据链路层，在一个实施例中，HNM 28被集成在例如机顶盒和个人计算机的设备中，所述总线对于该设备是特定的并且在该设备的内部，以及协议堆栈之总线侧包括设备特定的接口，用于在总线上进行通信。

在另一个实施例中，HNM 28用作主干线20和多个不同类型的本地总线之间的桥接器。例如，如图3所示，HNM 28是1394、802.3和USB本地总线的桥接器。HNM 28可以支持其它类型的本地总线和不同本地总线类型的组合，而没有背离本发明的原理。如果HNM28设置在例如STB的设备中，各种本地总线都直接连接到该设备内部的本地总线。

图4显示了HNM 28的物理层90的示例性实施例，包括双工器110、RF/模拟单元112(此后为RF单元)和调制解调器114。双工器110被连接到房间30中的同轴电缆插座26，并且将CaTV信号(频率5-860MHz)和家庭网络信号分开。CaTV数据包括广播视频、视频点播、电缆调制解调器以及所有其它的由电缆电视管理者传送到家庭的信号、以及逆程路径信号，例如电缆调制解调器逆程路径、互动电视等。CaTV信号可以传到房间30中的其它电子设备，例如TV电缆调制解调器和模拟机顶盒(STB)。家庭网络信号传送到RF单元112。

RF单元112包括双工器116，其连接到下游路径118(此处，从主干线20到本地总线35)和上游路径120(丛本地总线35到主干线20)。从家庭网络信号，双工器116和滤波器122、142将下游信号与上游信号分开。下游信号传送到本地总线35，以及上游信号传送到主干线20。

带通滤波器(BPF)122对下游信号(较低频率)进行滤波，以去除上游信号和带外噪波。下游信号穿过低噪波放大器124和RF向下转换电路126。RF向下转换电路126将下游信号转换到基带频率。RF下向转换电路126的实施例包括I/Q解调器或混频器。

如果RF下转换电路126用作I/Q解调器，I信道和Q信道分别连到宽带滤波器/放大器单元128，其对I信道和Q信道分别进行低通滤波，以去除信号的图像。双重A/D129分别具有用于I信道和用于Q信道A/D转换器。A/D转换器129的数字输出进入调制解调器114。调制解调器114包括数字信号处理(DSP)部分130和成帧器132。

通常，调制解调器114使用有效的调制方案，例如正交幅度调制(QAM)、多重QAM、正交频分复用(OFDM)、离散多音复用(DMT)。在一个实施例中，主干线20支持100Mbps位率。例如，如果调制解调器114使用QAM256(每符号8位)，则只需要12.5MHz(100/8)的带宽。有效带宽调制的使用实现了指定频带的较高的数据速率，产生很小的潜在干扰信号之间的串扰。另一个优势在于：经常发现调制解调器114使得家庭网络10与预先存在的低质量分路器在住宅的电缆网络中共存。这些分路器被限制频率，即在大于1000MHz的频率，因而这种分路器的性能就会很大的减弱。可以在分路器出现反射，导致家庭网络信号的符号间干扰。

上游路径120经由一双重D/A转换器134、基带滤波器/放大器单元136、RF向上转换电路138、放大器140、以及带通滤波器142从调制解调器114传送到双工器116。在上游路径120上，根据RF上变频器电路138的实施例，DSP130产生一个或两个输出字，输出字对应一个或两个变频器134。RF上变频器电路138的实施例包括I/Q解调器或混频器。如果在RF上变频器电路138中使用I/Q解调器，那么利用两个D/A转换器134实现两个输出信道。如果使用混频器，那么只需要一个D/A转换器134。

由D/A转换器134产生的模拟基带信号穿过滤波器136，然后被RF上变频器电路138向上换频到上游频带。功率放大器140将RF向上换频的信号放大，以及带通滤波器142对该信号进行滤波，并且双工器116将上游信号与CaTV信号组合，用于在同轴电缆主干线20上传送。放大器124和140的增益都是可编程的，并且调制解调器DSP 130设定该增益。

通过参考图4A，在可选实施例中，HNM28的RF电路也可以被用来提供HRU功能。正如所显示的，附图左侧的RF电路112′提供传统的HNM 28的功能。该电路包括循环器111。下游信号穿过循环器111到低噪波放大器124′和RF转换电路127。RF转换电路127将所述下游信号转换为基带频率f1。在一个实施例中，RF转换电路127包括I/Q解调器、锁相环、以及混频器。下游模拟信号经由另一个BPF 117′穿过RF转换电路127之混频器到A/D转换器129′。A/D转换器129′的数字输出传送到DSP电路130，在此处完成合理的信号处理。

RF转换电路127是频率捷变(agile)的。即，在上游路径120和下游路径118使用的频率都是可控制的。该频率是由与本机振荡器(未显示)结合的软件和调制解调器DSP 130的移频器确定的，其中本机振荡器为RF转换电路127的一部分。

上游路径120经由一对D/A转换器134′、一对低通滤波器137、RF转换电路127、放大器140′、以及另一个BPF117从调制解调器114(未显示)连通到循环器111。在上游路径120上，DSP130电路产生两个输出字。一个字被发送到两个D/A转换器134′的每一个。

由D/A转换器134′产生的模拟基带信号穿过滤波器137，以及然后被RF变频器电路127向上换频。功率放大器140将RF向上换频的信号放大，并且双工器116将上游信号与CaTV信号组合，用于在家庭同轴电缆主干线20上传送。放大器124′和140′的增益都是可编程的，并且调制解调器DSP130设定该增益。

在这个实施例中，HNM 28被设计作为常规的HNM 28，HNM 28在上游频带中发送数据以及在下游频带中接收数据。当HNM 28不发送数据时，其只是在下游频带中接收反射的信号。

在可选的实施例中，图4A的右半部分描述了基本上类似于电路112′的电路112″。电路112″提供HRU功能。当作为HRU44的功能时，电路112″在下游频带中发送数据以及在上游频带中接收数据。电路112″包括循环器111和带通滤波器(BPF)117。上游信号穿过循环器111到低噪波放大器124′和RF转换电路127。RF转换电路127将上游信号转换到基带频率f2，其不同于以上描述的基带频率f1。在一个实施例中，RF转换电路127包括I/Q解调器、锁相环、以及混频器。上游模拟信号经由另一个BPF 117′穿过RF转换电路127之混频器到A/D转换器129′。A/D转换器129′的数字输出传送到DSP电路130，在此处完成合理的信号处理。

下游路径118经由一对D/A转换器134′、一对低通滤波器137、RF转换电路127、放大器140′、以及另一个BPF117从DSP电路130(未显示)连通到循环器111。在上游路径120上，DSP130电路产生两个输出字。一个字被发送到两个D/A转换器134′的每一个。

由D/A转换器134′产生的模拟基带信号穿过滤波器137，以及然后被RF变频器电路127向下变频。功率放大器140将RF向下变频的信号放大，并且双工器116将下游信号与CaTV信号组合，用于在家庭同轴电缆主干线20上传送。放大器124′和140′的放大率都是可编程的，并且调制解调器DSP130设定该增益。

正如以上所述，当用作HRU 44时，电路112″在下游频带中发送数据以及在上游频带中接收数据。当电路112″不发送其本身的数据时，电路112″在下游频率中将接收的信号反射到同轴电缆主干线20。这个功能可以通过模拟放大以及改变频率来实现，正如以上通过参考图4A所描述的。可选地，可以将模拟和数据处理合并，正如通过参考图4A所描述的。以这种方法，接收的信号(在上游频带)被下变频，模拟到数字的转换，以及然后在通过数字到模拟变频器转换回到模拟之前进行数字放大和移频。

参考图4B，在一个实施例中，图4A的RF电路可以被集成到芯片中，所述芯片可以包括带通滤波器117、宽带BPF 117′、低噪波滤波器124′、RF转换电路127、低通滤波器137、以及功率放大器140′。另外，所述芯片包括：接收自动增益控制电路(AGC)125，第一D/A电路131、传送驱动器模块141、以及第二D/A电路143。所述芯片包括：接收端口151，其与LNA124′进行通信；以及传送端口153，其与传送驱动器模块153进行通信。所述芯片还包括第一输出端口155和可选输出端口155′。第一输出端口155将BPF117之输出例如提供给DSP电路130。在特定的实施例中，可选端口155′将宽带BPF117′的输出提供给外部电路，正如以下更加详细描述的。所述芯片也包括两个DSP输入端口157，其将例如来自DSP电路130的信号提供给LPF 137。

在操作期间，在接收端口151从同轴电缆主干线20接收到信号。正如以上所述，该信号被放大，频率转变以及滤波。在经过滤波之后，接收的信号经由输出端口155例如被提供到DSP电路130。在信号被DSP电路130处理之后，所述信号经由DSP输入端口157返回到LPF137。所述接收的信号正如以上所述进行频率转换和组合。组合的信号然后被功率放大器140′放大。驱动器模块141接收放大的信号，经由传送端口153在同轴电缆主干线20上将所述信号传送收回。正如以上所述，AGC电路125和功率放大器140′的增益由DSP电路130控制。D/A转换器131和143接收来自DSP电路130的信号，其指定了放大器125和140′提供的增益的数量。在响应期间，D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，以及由此控制放大器125和140的增益。

参考图4C，在可选的实施例中，所述芯片可以被用作单独的HRU28。正如以上所述，在接收端口151接收到一信号，该信号被放大，频率被转换到中频，以及被滤波。可选输出端口155′提供宽带输出(例如，120-85MHz)。可选的输出端口155′和信号被混频器163混频。PLL 165以高于BPF155′之输出频率的频率将混频的信号提供给混频器163。例如，PLL 165可以提供1155MHz的信号。混频的信号被提供到表面声波设备(SAW)167，用于进一步的信号处理。SAW 167的输出被提供到功率放大器140进行放大，并且传送到同轴电缆主干线20，正如以上所述。

参考图4D，在另一个实施例中，模拟和数字信号处理方法被组合，以提供具有增大的频率捷变范围的RF单元112′功能。例如，可以达到55MHz到1050MHz的频率捷变。RF单元112包括双工器116′或混合/分路器43，其连接到下游路径118″(此处，从主干线20到本地总线35)以及下游路径120″(从本地总线35到主干线20)。下游信号传向本地总线35，以及上游信号传向主干线20。

RF BPF 122″对下游信号(低频率)进行滤波，以去除上游信号和带外噪波。下游信号穿过低噪波放大器124″和RF转换电路127″。RF转换电路127″将下游信号转换到基带频率，以及从基带频率转换为上游频率。在一个实施例中，RF转换电路127″包括下游混合器500、上游混合器504、以及第一数字合成器508。混频器500、504和第一合成器508分别用作将所述信号在下游118″路径转换为中频以及在上游120″路径从中频转换。

在下游路径118中，在转换到IF之后，所述信号穿过IF BPF 512。如果HNM 28用作HRU和HNM，则所述信号穿过放大器516(例如，低噪波滤波器)，并且依次到第二IF BPF 520。在滤波之后，IF信号被RF转换电路127″向上转换到上游频率。如果HNM28没有用作HRU HNM，IF信号从IF BPF512传送到IQ解调器254，用于进行第二级的频率调整。IQ解调器524与第二数字合成器进行通信。IQ解调器的输出被传到A/D转换器(未显示)。在上游路径120中，通过提供向上转换的第一级的IQ调制器532从D/A转换器(未显示)接收IF信号。IQ调制器532也与第二数字合成器进行通信。

图5显示了调制解调器114的两个实施例，包括DSP 130和成帧器132。信号经由调制解调器114占用两条路径；下游路径118，经由成帧器132从双重A/D转换器到MAC92；以及下游路径120，从成帧器132到双重D/A转换器134。

在图5中，显示了调制解调器114的两个实施例。在第一个实施例中，I/Q调制出现在RF单元112。这个实施例包括一I/Q补偿块144(虚线所示)，其对不同的I/Q调制的缺点(例如本地振荡器损耗、I/Q相位和振幅不平衡、以及DC信号分量)进行数字补偿。I/Q补偿的信号穿过接收器前端电路146，其包括匹配滤波器和插入器(两者都未显示)。匹配滤波器对噪波以及不需要的带外信号进行过滤。基于从时序VCO块148和时序PLL块150接收的时序修复信息，插入器输出以接收的采样频率的整数倍所采样的信号。因为A/D转换器129以特定的采样频率(该频率接近但不等于HNM 28传送信号的符率)对下游信号进行采样，所以时间修复是很有用的。

在调制解调器114的第二个实施例中，I/Q调制发生在调制解调器114的DSP 130上(因为RF单元112是用标准的混频器)；因而这个实施例没有I/Q补偿块144。同样，这个实施例的接收器之前端146包括一下向转换块和低通滤波器(两者都未显示)，以执行I/Q解调。

接收器前端的输出146传到脉冲串AGC块152，其提供每个脉冲串的数字增益控制，以在均衡器154之输入端优化信号电平。所述信号从脉冲串AGC块152传到判决反馈均衡器154。DFE 154包括前馈均衡器(FFE)156和判决反馈滤波器158。为了克服传送和接收HNM 28之间的频率偏移，DFE 154包括旋转器160，其用在FFE156的输出端。载波修复PLL 162设定旋转器160的修正频率。旋转器160的输出减去DFF 158的输出进入限幅器电路164，以对接收的符号做出判决。误差信号166等于判定的符号和限幅电路164的输入之间的距离。误差信号166表示噪波的数量和接收的信号和判决的质量。误差信号166也用于在数据包接收期间调节均衡器。接收的符号被发送到解帧器132，用于进行逆映射、逆前向误差修复(FEC)、以及解帧，以提取传送的数据位，其被传送到MAC(媒体接入控制)92，进行上层处理。

在上游路径120上，成帧器132从MAC92接收数据位，MAC 92对位进行成帧。变频器170对编码器成帧的位进行映射，以产生传送的QAM符号。传送器前端172处理QAM符号。传送器前端包括脉冲串整形器174、数字功率增益调整器176，用于对传送的功率进行微调，以及限幅器176，用于减少传送的信号的峰均比，以放宽对RF发送器的要求。插入器180将传送的符率和主HNM 28之符率合成。调制器时序VCO环路182执行该合成。

因为QAM符号都是复数，所以离开插入器180的信号都是复数信号，即，所述信号是由两个数据流组成的(真实信道和虚构信道)。如果DSP 130执行I/Q解调，DSP 130包括I/Q频率上变频器184，以创建真实信号。反正弦滤波器186然后形成产生的I/O信号带，以及将所述成形的信号传送到D/A转换器134。

如果DSP 130不执行I/Q解调，因为RF单元112执行I/Q解调，则没有使用I/Q频率上变频器184。来自插入器180的信号保持复数，并且双重D/A转换器将两个信号(真实和虚构)转换为两个模拟信道(I和Q)。同样，在这个实施例中，传送器I/Q补偿装置188被用来处理RF不完整性。

调制解调器114的DSP部分130包括报头检测器和信道估计块190(此后为报头检测器)，其与I/Q补偿块144(如果有)、接收器前端146、周期启动检测器192、以及脉冲串AGC块152进行通信。报头检测器190也控制RF单元112的放大器124和140的增益，以提供功率控制，正如以上所述。报头检测器190为PLL环150提供信道估计、RF不完全性估计、以及同步合成信息。报头检测器190在每一个脉冲串都对DFE 154进行初始化。报头检测器190的其它功能包括在下游路径118中检测已有的脉冲串，区分脉冲串类型(以下所述)、以及检测周期启动信号。根据检测的脉冲串类型，调制解调器114采用不同的工况。

MAC(图3)层92控制传送协议(此后为MAC协议)，HNM28通过该协议在同轴电缆主干线20上相互通信。在家庭网络中，连接到同轴电缆主干线20的一个HNM 28被指定为主HNM 28。在一个实施例中，可以通过对一个HNM 28进行手工配置来指定主HNM28。在另一个实施例中，HNM28选择HNM 28。主HNM 28的功能包括：1)给HNM 28的每一个以及家庭网络中的设备分配地址；2)同步所述多个HNM 28；3)在主干线20上对同步和异步传送进行管理，以避免传送HNM 28之间的干扰；4)给HNM 28分配带宽；以及5)登记新的HNM 28。同样合并到STB(或连接到电缆前端的其它设备)或与STB进行通信的主HNM 28用作家庭网络中的窗口，经由该窗口，电缆前端的人可以检测并且诊断家庭网络10的操作。

根据MAC协议，同轴电缆主干线20上多个HNM 28之间的通信是同步或异步。为了相互之间交换消息，HNM 28在主干线20上传送同步或异步脉冲串。每一个脉冲串具有预定的结构(以下所述)，其封装为一个或多个数据包。数据包的标头包括用于那个数据包的目标设备的目的地址(每一个数据包具有其自身的目的地)。这些数据包中的数据传送消息(例如，通信的意义)。本地总线35上的设备33产生数据包并且发送给适当的HNM 28，以准备成脉冲串。单脉冲串可以包括源自本地总线35上多个设备的数据包或者目标是本地总线35上多个设备的数据包。通常，MAC协议确保由不同的HNM 28在主干线20上传送的脉冲串不干扰，或者如果由于误差或噪波而在主干线20上发生干扰，家庭网络可以修复并恢复正常的操作。

MAC协议至少支持7种类型的脉冲串：1)周期启动脉冲串；2)数据脉冲串；3)登记启动脉冲串；4)登记脉冲串；5)公平(fairness)周期启动脉冲串；6)空脉冲串，以及7)自调整(self-train)脉冲串，以下对每一个进行更详细的描述。只有主HNM 28发出周期启动、公平周期启动、以及登记启动脉冲串。

所述周期启动脉冲串表示同步周期以及传送周期的开始(以下所述)。每一个周期启动信号都携带主HNM 28的CBR数据。周期启动脉冲串中的CBR数据可以包括管理数据、在即将到来的CBR周期228期间对数据脉冲串进行传送的每个HNM 28的标识符、以及在CBR周期228期间遵循的用于HNM 28的传送次序。家庭网络10中的其它HNM 28都与这个周期启动脉冲串同步。

公平周期启动脉冲串表示公平周期(以及UBR周期)的开始。登记启动脉冲串表示新的HNM 28可以使用的登记周期的开始，正如以下所述。

包括主HNM 28在内的一些HNM 28可以发出数据脉冲串、空脉冲串、以及自调整脉冲串。数据脉冲串携带数据和管理信息。空脉冲串不携带数据。HNM 28在它的分配的时间内当没有数据传送时传送空脉冲串。如果另一个HNM 28没有使用其分配的时间(并且不发送空脉冲串)时，主HNM 28传送空脉冲串。自调整脉冲串用于将HNM28校准到家庭网络的特征值。

除HNM 28之外的HNM 28都发送登记脉冲串，以向主HNM 28进行登记，以及然后向家庭网络10进行登记。在登记脉冲串内，登记HNM28可以请求一确定的带宽以及表示需要的带宽的数量。

图6显示了HNM 28在同轴电缆主干线20上传送的每一个脉冲串200之结构的示例性实施例。每一个脉冲串200都是多个分段的序列，其包括一报头202(具有周期性的报头210和非周期性的报头212)、物理层标头204、数据206、以及报尾208。

报头202表示脉冲串200的开始以及脉冲串200的类型。通常，报头202使得HNM 28的调制解调器114分别与载波和时序环路162、150以及均衡器156、158同步，以传送脉冲串200。报头202也能够设定RF单元112中的模拟放大器124、140的增益。

周期性报头210是一预定的序列，其使得调制解调器114在HNM28内，以实现载波侦听、载波和定时同步、接收功率电平估计、以及初始信道估计。在一个实施例中，周期性报头210的长度表示脉冲串的类型。该长度是由若干符号(例如，32的符号)的序列重复的次数确定的。例如，在一个实施例中，如果32个符号的序列重复4次，那么脉冲串是数据脉冲串。6次意味着脉冲串是周期启动脉冲串，8次表示公平周期启动脉冲串，以及10次表示登记启动脉冲串。

周期性报头210中符号的模式也可以被用于表示脉冲串的类型。例如，两个不同的脉冲串类型可以具有相同的周期性报头长度，但是通过不同的符号模式来区分(例如，对于每隔重复的符号序列，颠倒信号的标记)。例如，在以上描述的实施例中，空脉冲串的周期性报头具有重复四次的32符号序列，其长度与数据脉冲串的周期性报头相同。同样，对于自调整脉冲串，所述32符号序列重复8次，其长度与周期启动脉冲串的周期性报头相同。然而，对于空脉冲串和自调整脉冲串，对于每隔重复的符号序列，标记是交替的，其将这些脉冲串分别与数据脉冲串和周期启动脉冲串(其没有使用交替标记)区分。

这里有两类脉冲串：需要信道估计的脉冲串和不需要信道估计的脉冲串。经由接收HNM 28需要信道估计的脉冲串包括数据脉冲串、周期启动脉冲串、公平启动脉冲串、登记脉冲串、以及登记启动脉冲串。这些脉冲串的每一个都具有固定长度的报头202；即，周期启动脉冲串具有第一固定长度的报头；公平启动脉冲串具有第二固定的长度，等等。通过报头202的长度来区分脉冲串类型确保了接收HNM 28实现实时性能，而不需要扩展的复杂性和缓冲。为了获得实时性能，通过周期性报头长度对脉冲串类型进行编码比将脉冲串类型嵌入到标头中更有优势，正如通常用低速率系统的通常实践一样。通过周期性报头长度对脉冲串类型进行编码而不是将脉冲串类型嵌入到标头，避免了提取嵌入到标头中的数据以确定脉冲串类型的时间消耗处理。

不需要信道估计的脉冲串包括空(或无效)脉冲串和自调整脉冲串，其通常具有比其它类型的脉冲串较短的报头202。正如以上所述，这些脉冲串的报头202之周期性报头210具有交替的标记(奇数周期的信号都与偶数周期的信号相反)，尽管对于信道估计没有用处，这种类型的报头对于脉冲串类型识别是很有用的。

调制解调器114使用预定的非周期性报头212(其为伪随机序列)，以细化信道估计，并且对调制解调器均衡器154、156进行初始化。

物理层标头204包括DSP 130和FEC 132对脉冲串进行解码所需要的参数(例如，扰频器种子(seed)、FEC参数、交错器参数、格局大小，等等)。在一些实施例中，物理层标头204也包括产生脉冲串的每一个设备33的源地址。在一个实施例中，物理层标头204在18个QPSK(移相键控)符号上传送36位信息。

数据206携带QAM符号数据。每一个HNM 28的格局相同(当传送时)，除了当HNM28传送登记脉冲串时。(登记脉冲串总是QPSK，其对于要求加入家庭网络10的新的HNM 28是默认格局大小。)

报尾208是BPSK(二进制相移键控)符号之预定的序列，其调制解调器114使用它来(与跟随脉冲串200的任何间隙)识别脉冲串200的末端。

图7显示了由同轴电缆主干线20上的四个HNM 28根据MAC协议产生的并且被传送间隙分开的脉冲串的示例性序列220的一个实施例。主干线20上的脉冲串的传送表现为周期序列。每一个周期携带能够使HNM 28精确地修复定时和其它参数的信息，用于成功地接收脉冲串传送。

正如所显示的，所述周期序列包括三个类型的通信周期，1)传送周期222，2)公平周期224，3)ACK周期226，以及四个时间段类型，1)恒定位率(CBR)时间段228，2)未指定位速率(UBR)时间段230，3)登记时间段232，以及4)ACK时间段226。

每一个传送周期222在主HNM 28传送周期启动脉冲串时开始，以及在主HNM 28传送下一个周期启动脉冲串之前结束。每一个传送周期222具有预定的持续期间(例如，大约1ms)，并且与CBR时间段一起开始。在此CBR时间段228期间，每一个已经由主HNM 228分配了带宽的HNM 28传送一个CBR脉冲串。(CBR脉冲串可以包括一个或多个合在一起并且在CBR时间段传送的CBR数据包。)在CBR时间段228内的每一个已经分配了时间的HNM 28传送一个脉冲串，但是那个脉冲串的大小(或长度)取决于分配给那个HNM28的带宽的数量以及取决于在那个特定周期中准备传送的数据的数量。如果在特定的传送中，HNM 28没有带传送的任何数据，则HNM 28传送空(或无效)脉冲串。所述空脉冲串按照传送顺序通报下一个HNM 28，下一个HNM 28现在可以在CBR时间段228期间传送。HNM 28在主干线20上以由主HNM 28预先确定的顺序传送脉冲串。例如，正如图7所示，在每一个CBR时间段228期间的传送顺序是HNM0(主HNM)接着是HNM1然后是HNM3。(在这个例子中，HNM2在CBR时间段228期间没有被分配带宽。)主HNM 28可以改变分配的带宽的数量和传送顺序，例如当新的HNM 28登记用于确保服务质量时。主HNM 28将这些变化传送给周期启动脉冲串之数据字段206中的其它HNM 28。

如果在CBR时间段结束时时间保持在当前传送周期，则UBR时间段230或登记时间段232和/或ACK时间段226接着CBR时间段228。UBR时间段230时公平周期224的一部分，正如以下所述。在UBR时间段230期间，每一个HNM 28在发送UBR脉冲串之前可以发送自校准(或自调整)脉冲串。(UBR脉冲串是在UBR时间段230期间传送的脉冲串。)

公平脉冲串224表示每个HNM 28在同轴电缆20上传送一个HNM28时间。(如果HNM 28没有数据要传送，HNM 28在分配的时间中传送空脉冲串。)公平周期224可以跨越一个或多个传送周期222。因此在公平周期224期间，UBR时间段230与CBR时间段交错。

更具体地，每一个公平周期224以来自主HNM 28的UBR脉冲串(称为公平启动脉冲串)开始，以及在其它所有HNM 28都传送一UBR脉冲串之后结束。HNM 28根据确定的顺序从主HNM 28(此处为HNM0)开始传送UBR脉冲串。UBR脉冲串不干扰传送周期的同步；即，传送周期222由此与CBR时间段228有规律的出现(带有一些抖动，正如以下所述)，即使每一个登记的HNM 28还没有传送一UBR信号。(在这种例子中，公平周期224跨越多个传送周期222。)当其中一个HNM 28在新的传送周期222启动开始的时候正在传送UBR脉冲串时，发生抖动。代替开始新的周期222，HNM 28允许结束UBR脉冲串(其将当前的传送周期222延伸超出预定的传送周期时间段)。抖动是对UBR时间段超出预期的传送周期222之期望末端(例如，下一个CBR时间段228的开始)的时间量的测量。

在公平周期224的末端，主HNM 28传送一登记启动脉冲串，以对登记时间段232进行初始化，登记时间段232延续一预定的时间段。(登记启动脉冲串标记公平周期224的结束。)主HNM 28确定什么时候启动登记周期。在一些实施例中，登记时间段232很少经常出现，例如在多个公平周期224之后。正如以上所述，通常，相对于UBR时间段230，登记时间段232可以延续超出当前传送周期222的末端，因此延迟了下一个传送周期的开始。

登记时间段232能够被新的HNM 28所使用(例如，已经被添加到家庭网络上并且还没有参与到网络通信中的HNM 28)。在登记时间段232期间，新的HNM 28被登记为主HNM 28，传送自校正脉冲串，已改编物理参数，以及如果已经被校正，传送一登记脉冲串。传送登记脉冲串的HNM 28期望在随后的周期启动脉冲串中从主HNM28接收一响应，该响应包括用于登记HNM 28的新的标识符以及在传送UBR脉冲串的UBR传送顺序中的位置。

在给定的登记时间段232期间，多个HNM 28可能企图被登记为主HNM 28。因此，可能会出现HNM 28之间的冲突。然而，参与到给定的任何登记时间段232中的HNM 28的数量通常很少；因而，家庭网络10上冲突的可能性通常很低。同样，在当前的登记时间段232期间没有登记成功的冲突HNM 28在随后的登记时间段中重新传送登记请求。每一个HNM 28在传送登记请求之前独立地并且随机地确定等待登记周期的数量。这种随机并且独立的重新传送减小了冲突HNM 28再次冲突的可能性。此外，在给定的登记时间段232期间成功登记的每一个HNM 28在随后的登记时间段不进行通信(成功登记的HNM 28随后的通信在分配给那个HNM28的时间间隙期间进行)。

在登记时间段232期间，主HNM 28要收来自新的HNM 28的登记脉冲串。在立即接着登记时间段232的CBR时间段230期间，主HNM 28用周期启动脉冲串来响应其中一个登记脉冲串，所述周期启动脉冲串包括周期启动脉冲串之数据字段206中的主管理消息。主管理消息指示将该登记的HNM 28在CBR时间段230期间在传送次序中出现的地方一级已经分配给该HNM的28的带宽指示给该登记HNM 28。

如果主HNM 28接收多个登记请求，则主HNM 28只相应其中一个登记请求，并且其它登记的HNM 28正如以上所述在随后的登记时间段重新传送。主HNM 28识别主HNM28在周期启动脉冲串之物理标头204中响应的HNM28。

当登记时间段232中止时，主HNM 28传送ACK脉冲串，标志着ACK时间段开始(或者周期)。在一些实施例中，第一个ACK脉冲串(例如，ACK0)标志着ACK时间段226的开始。在另一个实施例中，登记启动脉冲串标志着ACK时间段226的开始。在ACK时间段226期间，每一个HNM 28从主HNM 28开始传送与在前一个公平周期224期间的UBR脉冲串相应的ACK。

ACK脉冲串用来做为UBR通信。每一个HNM 28对于该HNM 28接收的每一个脉冲串发送一回复消息(ACK)。如果传送HNM 28没有从目的地之一接收到回复消息。那么它重新传送数据包。在破坏了一些脉冲串通信的噪波的情况下，利用回复消息来提高家庭网络10的性能。每一个脉冲串都是去往一个或多个目的地的数据包的集合。如果没有从脉冲串中的一个或一些目的地中接收到ACK，则与未回复的数据包相应的消息被重新发送。

在ACK时间段226之后，当主HNM 28仍然对ACK时间段226的最后一个ACK脉冲串进行处理时，同轴电缆主干线20上的通信中可能出现间隙。那么，主HNM 28通过传送UBR脉冲串来标志ACK周期的结束以及下一个公平周期224的开始。如果到达下一个传送周期222开始所期望的时间，主HNM28传送周期启动脉冲串。

图8A-8B显示了主HNM 28对同轴电缆主干线20上的通信进行控制的处理的实施例。为了标记传送周期222的开始，主HNM 28在主干线20上发送(步骤240)周期启动脉冲串。周期启动脉冲串可以包括主管理数据、在将要到来的CBR时间段228将要传送数据脉冲串的每一个HNM 28的识别符、以及HNM 28在CBR时间段228期间所遵循的传送顺序。列出的识别符都是已经从主HNM28请求了确定带宽的那些HNM 28的识别符。在一个实施例中，周期启动脉冲串包括关于在传送周期期间传送UBR脉冲串的HNM28的信息，例如传送顺序。在另一个实施例中，周期启动脉冲串也包括CBR传送顺序信息。

主HNM 28监测(步骤242)对于CBR脉冲串的主干线20。

当主HNM 28确定CBR时间段28已经结束时，以及如果前一个ACK周期已经结束时，主HNM 28发送(步骤246)UBR脉冲串，以开始新的ACK循环。主HNM 28监测(步骤248)对于随后UBR脉冲串的主干线20。主HNM 28维持(步骤250)计时器，以确定当前的传送循环222什么时候结束。当计时器指示传送周期222结束时，主HNM 28通过发送(步骤252)周期启动脉冲串来开始下一个CBR时间段228。在发送周期启动脉冲串之前，主HNM 28等待在进程中待完成的任何脉冲串。

当主HNM 28确定(步骤254)当前的公平循环已经结束，主HNM 28传送(步骤256)登记启动脉冲串，以对登记时间段232进行初始化。(在一个实施例中，主HNM 28在对登记时间段232进行初始化之前可以跳过一个或多个公平周期224。)在登记时间段232，主HNM 28接收(步骤258)零、一个或多个登记请求。主HNM 28在下一个CBR时间段期间(步骤260)对一个登记请求进行回复。

主HNM 28维持(步骤266)计时器，以确定登记时间段什么时候结束，当计时器指示登记时间段结束时，主HNM 28发送(步骤268)一ACK脉冲串，以标记ACK周期的开始。在ACK周期期间，主HNM 28确定(步骤270)当前传送循环什么时候结束，以及什么时候发送(步骤272)周期启动脉冲串，以开始下一个CBR时间段228。在一个实施例中，主HNM 28在发送周期启动脉冲串之前进行等待，直至ACK周期结束。同样在ACK循环期间，主HNM 28监测(步骤274)主干线20上来自其它HNM28的多个ACK。

在监测到ACK周期(包括等待ACK自身的UBR脉冲串(如果ACK在那个脉冲串中被请求))完成时，主HNM 28发送(步骤276)一UBR脉冲串(公平周期启动脉冲串)，以开始一新的公平周期，或者如果已经到达开始新的传送周期的预期的时间，则发送周期启动脉冲串以开始一新的传送周期。

图9显示了出了主HNM 28之外在家庭网络中的每个HNM 28在同轴电缆主干线20上进行通信的处理的实施例。HNM 28接收周期启动脉冲串，并且从该周期启动脉冲串中确定对于CBR和UBR它在传送次序中的位置以及它分配的带宽数量。周期启动脉冲串操作来同步HNM 28和主HNM 28之间的通信。HNM 28监测(步骤282)主干线20上的CBR脉冲串，并且在等候它自己在传送次序中分配的时间之后，如果必要，发送(步骤284)CBR脉冲串。通过监测主干线20上的CBR脉冲串，HNM 28确定CBR时间段什么时候结束(每个HNM 28可以根据周期启动脉冲串所提供的信息确定加入到CBR时间段的HNM 28的列表)。

在CBR周期228结束之后，HNM 28确定(步骤286)是否它发送了一个UBR脉冲串。为了实现发送UBR脉冲串，在一个实施例中，HNM 28要求(步骤288)从在传送次序上先于它的HNM 28得到一个授权。在发送UBR脉冲串之后，授权传送(步骤290)到UBR传送顺序中的下一个HNM 28。在本发明的另一个实施例中，HNM 28通过监测主干线20以及统计从当前公平周期224开始所传送的UBR脉冲串的数量，来等候它转变(步骤288)以传送UBR脉冲串。

在步骤292种，HNM 28检测主干线20上的ACK脉冲串(或者在一个实施例中登记启动脉冲串)，标记ACK周期的开始。HNM 28根据在传送次序中它的位置确定(步骤294)什么时候传送ACK。如果HNM 28具有一个带传送的ACK(取决于是否它在前一个公平周期期间收到请求ACK的UBR)。HNM 28通过监测主干线20上的ACK脉冲串或者通过等待收到来自在UBR传送次序紧挨着之前的HNM 28的授权。

图10显示了新的HNM 28变成家庭网络10之一部分的处理的实施例。当检测到(步骤296)登记启动脉冲串时，新的HNM 28发出(步骤298)自调整脉冲串(用于校准它的物理层)或者登记请求。如果新的HNM 28没有收到指示主HNM 28已经登记了新的HNM 28的答复，则新的HNM 28在随后的登记时间段传送(步骤298)另一个登记请求。新的HNM 28在随后的登记时间段期间继续传送登记请求，直到新的HNM 28变得登记。在一个实施例中，新的HNM 28随机地选择在重新传送登记请求之前跳过多少登记时间段。在变得登记之后，新的HNM 28如上所述在UBR时间段传送脉冲串。

返回参考图1，家庭网络包括多个本地总线35，它们每一个通过HNM 28连接到同轴电缆主干线20网络。多个HNM 28期中之一是主HNM 28，以及连接到主HNM 28的本地总线35是主总线。如果相同的HNM 28连接多条本地总线35到同轴电缆主干线20上，每个本地总线35是不同的类型(例如，1394、以太网、USB)；如果HNM28是家庭网络10的主HNM 28，则这些本地总线35的每一个被认为是主总线(特定类型的主总线)。

图11显示了家庭网络10的一个实施例，其中主干线20经由HNM28连接四个IEEE 1394本地总线。在该实施例中，所示的每个HNM28用作主干线20与连接到该HNM 28的1394本地总线之间的1394到同轴电缆主干线桥接器。连接到1394总线其中之一的设备33称作1394设备或者节点。虽然主干线20作为一个环路出现，但是这是为了显示HNM 28连接到主干线20的目的，没有企图显示主干线20用作一个环形网络。

存在1394到同轴电缆桥接器的两个实施例。在第一个实施例中，每个桥接器根据IEEE 1394.1标准操作。在第二个实施例中，桥接器模仿多个1394总线作为单个总线，使得连接到这些1394本地总线的节点可以像在同一1394总线上一样来彼此通信(例如，使用短拖1394协议)。

对于第二个实施例，为了实现在家庭网络中的所有1394设备都位于同一1394短拖(short haul)总线上的表象，修改1394a的物理层和链路层102和104。简而言之，修改包括以下内容：

1)在物理层102，修改复位、初始化、和识别处理，使得可以实现发现真个家庭网络10；以及

2)在链路层104，添加路由表(在一个实施例中，一个表用于同步通信，以及另一个表用于异步通信；在另一个实施例中，一个路由表处理两种通信类型)以及转发数据包(并入在脉冲串内)到同轴电缆主干线20，使得实现这些数据包经由主干线20传递到远程总线。

链路层104使用异步路由表来确定是否异步数据包的目的地标识符在远程总线上(而不是发出数据包的本地总线)。如果目的地在远程总线上，则链路层104发送ACK待处理数据包给数据包的发出者(例如源节点)并且转发异步数据包给主干线20。HNM 28将异步数据包并入脉冲串中，其中脉冲串包括传送到目的地的其他数据包。如果目的地不是远程总线，则链路层104用作标准链路层，以处理异步数据。

在同一本地总线35上的设备之间的异步数据包对于该总线35保持为本地。HNM 28没有转发这些数据包到主干线20。HNM 28根据位于该HNM 28中的异步路由表来路由传送到远程设备的异步数据包，并且通过发送ACK带处理数据包给数据包发出者来响应该数据包。异步路由表根据在异步数据包目的地字段Phy_ID定义远程HNM28。HNM 28根据同步路由表经由主干线20转发同步数据包和异步数据流到所有其它总线或者其它总线。对于家庭网络10，存在一个时钟参考。主总线产生公用时钟，其中连接到其它总线上的每个HNM28恢复该公用时钟。

再次参考图11，每个本地1394总线具有下列特征。每个1394节点接收唯一的物理标识符号(Phy_ID)(0＝62)，并且每个HNM 28接收同一Phy_ID号(在指定给节点的号中唯一的号)。对于每个本地总线35，总线标识号(Bus_ID)等于0×3FF。家庭网络10具有一个同步资源管理器(IRM)，其是多个HNM 28中的一个，通常为主HNM 28。每个同步信道和在家庭网络10中产生的每个异步数据流都从单个IRM收到它的信道号和带宽分配。每个本地1394总线有它自己的周期控制者，它是那个总线的HNM 28。每个本地总线35具有它的自己的总线管理器。判决、发送信号以及数据传送对于每个本地总线都是本地的。

每个HNM 28执行各种操作，以使得其它远程总线好像出现在它的本地总线上。这些操作包括：

1)根据用于发现1394节点的复位程序，发送自识别(Self_ID)数据包；

2)经由主干线20转发数据流，具有更新的61883同步数据包的时间戳61883是专门用于经由1394传送MPEG信号并且允许在1394设备之间进行视频传送的标准)；

3)发送恢复待处理(ACK_ending)数据包给异步数据包的源，其中异步数据包根据异步路由表将传送给其它远程数据包(对于在标准1394通信中的ACK，带有ACK_pending数据包的响应满足10μSec要求，虽然由数据包目的地发出的回复可以在主干线20发生大于10μSec的等待时间)；

4)根据异步路由表，转发经由主干线20将传送到其它远程总线的一步数据包；

5)从传送到HNM 28本地总线上的设备的其它远程总线经由主干线20接收异步数据包；以及

6)分发发生在一个总线上的复位给其它总线。

为了初始化家庭网络10，HNM 28执行全局的复位处理。在全局复位处理期间，家庭网络10执行初始化和识别处理。作为结果，创建了仿真的总线结构，其中在网络10中的所有1394设备彼此可以看到，以及每个1394设备具有唯一的Phy_ID。在初始化和识别处理结束之后，每个HNM 28出现作为具有三个物理口的根1394节点。

图12是从多个HNM28的每一个的角度的仿真总线结构的一个实施例。每一个HNM(HNM1、HNM2、HNM3、HNM4)都是其各自的本地总线的根节点。每一个HNM 28的端口1(P1)连接到本地总线。物理端口0(P0)和物理端口2(P2)对于在本地总线上的所有1394设备来说或者作为没有连接或者作为所述总线的分支。分支看起来包含在物理的位于其它总线中但是逻辑地出现在本地总线设备上的一些其它1394设备，好像它们是位于相同的总线。例如，对于HNM1，P0端口表现为未连接，P1端口连接到HNM1的物理总线，并且P2端口是家庭网络10中其它本地总线的仿真，即HNM2、HNM3、以及HNM4的远程总线。在另一个例子中，对于HNM2，P0端口是HNM1的远程总线的仿真，P1端口连接到HNM2的物理总线，以及P2端口是HNM3以及HNM4的远程总线的仿真。因而，网络上现有的所有现有的1394设备看起来都设置在相同的总线上。因此，在整个家庭网络10上都支持用1394总线工作的任何应用。

每一个HNM 28产生两种类型的自识别(self_ID)数据包：1)HNM 28 self_ID数据包，以及2)仿真self_ID数据包。由每一个HNM28发出的self_ID数据包描述了那个HNM 28的三端口根节点(图12中显示的)。仿真的self_ID数据包描述了其它HNM本地总线上的所有节点。每一个仿真的self_ID数据包表示作为分支串联到根节点的两端口节点(P0和P2)。

家庭网络10的初始化是在主干线20已经被初始化之后进行的，即，HNM 28的号码(N)是已知的，每一个HNM 28具有它自身的号码(1到N)，并且选出主HNM 28。当初始化结束时，家庭网络10是可操作的。

参考图13，在初始化期间，主HNM 28经由主干线20给所有的HNM28发送第一全局复位数据包。复位是在每一个总线中利用控制复位操作的根(例如，合适的HNM 28)来执行的(步骤308)。在复位之后，每一个HNM 28向主HNM 28发送一更新总线消息。所述更新总线消息包括：1)HNM 28的物理标识符(例如，总线-1上节点的数量)；2)本地总线上每一个节点的链接状态(活动/非活动)，以及3)用于本地总线上每一个节点的指示器，表示那个节点是否“能够桥接”(“能够桥接”的设备是符合IEEE1394.1标准的1394设备)。同样，在复位之后，每一个总线本地地操作。

根据HNM 28获得的更新总线消息，主HNM 28产生(步骤316)网络表。对于每一个HNM 28，所述网络表包括那个HNM 28在本地总线中的节点的号码，那个HNM28在本地总线中每一个节点的链接状态(活动/非活动)，以及那个HNM28在本地总线中每一个节点的桥接能力。在所述网络表产生之后，主HNM 28利用更新网络表(update_network_table)消息将所述网络表传送(步骤320)到每一个HNM28。所述更新网络表消息包括用于产生下一个总线复位的时间。因此，每一个HNM28都更新(步骤324)它自身的网络表。

在更新网络表消息中指定的时间，每一个HNM 28产生(步骤328)总线复位。在所述网络完成初始化之后，所述家庭网络经历了网络更新处理。在步骤332中，如果本地总线中没有拓扑变化，则复位不被传送到其它总线。在本地总线复位序列完成并且HNM28部分获得它的新物理标识符之后，这个信息通过新物理标识符消息被传送到主HNM 28。主HNM 28更新(步骤336)所述网络表，以及给其它HNM28发送(步骤340)更新网络表消息，每一个HNM 28正如以上所述进行操作，即，通过对总线进行局部复位(步骤308)、更新网络表(步骤324)、以及仿真那个总线中的家庭网络10。

在所述家庭网络的初始化完成之后，每一个HNM28处理从总线(从本地总线到主干线的向内的上游)接收的异步数据包以及从主干线20接收的异步数据包(丛主干线到本地总线的向外的下游)。尽管按照本地1394总线来描述，数据包处理也同样应用于其它总线类型，例如USB、以太网、等等。

图14是显示HNM 28在处理向内异步数据包时所使用的处理的一个实施例。对于入站(inbound)异步数据包，每一个HNM28基于物理标识符(Phy ID)目的地地址、HNM28的物理表示符、以及网络表将这种数据包传送到主干线20。在初始化处理期间，每一个HNM28保持两个记录，一个是在它的本地总线上具有最低标识符的节点的物理表示符，以及一个是在本地总线上具有最高标识符。最高标识符与最低标识符之间的物理标识符在本地总线上。

在步骤354中，如果总线标识符等于0x3FF(其识别本地总线作为1394a总线)，则HNM 28执行以下操作：

1、在步骤358中，如果总线标识符等于0x3F16，则这表示数据包是广播数据包。在步骤362中，如果HNM 28是主HNM 28，那么HNM 28传送(步骤366)并且处理(步骤374)所述数据包。如果HNM 28不是主HNM28，那么HNM 28传送(步骤374)所述数据包。在这个例子中，非主HNM 28不处理广播数据包，因而防止广播数据包进入非主HNM 28。访问非主HNM 28是主HNM28的特权，而不是本地总线上的设备的特权。

2、在步骤378中，如果Phy_ID与本地总线上的节点不对应。HNM 28将数据包转送(步骤382)给主干线20，并且向本地总线发送(步骤386)ACK_pending数据包。

3、在步骤390中，如果Phy_ID相应于本地总线上的节点(但是不是HNM 28的Phy_ID)，HNM 28丢弃(步骤392)数据包。

4、在步骤398中，如果Phy_ID是HNM28的Phy_ID，则如果HNM 28是主HNM28，那么HNM 28处理(步骤394)所述数据包，以及如果HNM 28不是主HNM 28，则转发所述数据包。此外，访问非主HNM 28是主HNM 28的特权，而不是本地总线上的设备的特权。

如果总线ID不等于0x3FF，HNM 28转送(步骤398)数据包并且向本地总线发送ACK_pending数据包。

图15是显示HNM 28在处理出站异步数据包时所使用的处理的一个实施例。对于出站异步数据包，每一个HNM28基于物理标识符目的地地址、HNM28的物理标识符、以及网络表将这种数据包从主干线20转送到本地总线35。如果告知了HNM 28的地址，则数据包只有当该数据包的源是主HNM 28时才被转送到HNM 28(数据包中的标记可以表示数据包的源是主HNM 28)，在步骤404中，如果总线标识符等于0x3FF，则HNM 28执行以下操作：

1、在步骤408中，如果Phy_ID等于0x3F16，则这表示数据包是广播数据包；如果是这样，那么HNM28将数据包转送(步骤412)到本地总线。

2、在步骤416中，如果Phy_ID与本地总线上的节点不对应。则HNM28丢弃(步骤420)数据包。

3、在步骤424中，如果Phy_ID相应于本地总线上的节点(但是不是HNM 28的Phy_ID)，HNM 28将数据包转送(步骤428)到本地总线。

4、在步骤432中，如果Phy_ID是HNM 28的Phy_ID，则如果HNM 28是主HNM28，那么HNM 28处理(步骤436)所述数据包，以及如果HNM 28不是主HNM 28，则丢弃所述数据包。

如果总线ID不等于0x3FF，HNM 28将数据包转发(步骤444)到本地总线。

对于同步的数据流，在一个实施例中，每一个HNM 28将这些从主干线20接收的流转发到本地总线，以及将这些从本地总线35接收的流转送到主干线，HNM 28对这些流中向接收的数据包一样的数据包进行转发；即，HNM 28不需要过滤这些数据包。

图16显示了包括第一分路器-组合器460的DPU 14’的另一个实施例，其从电缆电视/互联网网络18接收信号，或者将信号传送到电缆电视/互联网网络18。分路器-组合器460从电缆电视/互联网网络18分发这些信号到DPU 14’的各部件，并且从DPU’14的部件收集信号，用于将其传送到电缆电视/互联网网络18。类似地，第二分路器-组合器464经由同轴电缆从各个房间30接收信号，并且将信号传送到各个房间30。分路器-组合器464分发从各个房间30接收的信号到DPU 14’的部件，以及从DPU 14’的部件分发信号到各个房间30。图11所示的实施例使用5-45Mhz的频带用于家庭网络信号，以及50-860MHz的频带用于电缆TV和互联网提供商信号。

DPU 14’的部件可以被修改来实现用于携带家庭网络信号的上述其它频带。

DPU 14’的该实施例的部件包括连接在第一分路器-组合器460和第二分路器-组合器464之间的高通滤波器470。高通滤波器470允许以前向信道和反向信道透明连接传统的TV电缆网络，同时阻止被分配用于内部家庭网络信号的特定频率信道。在一个实施例中，该高通滤波器470具有50MHz的截止频率，这样，允许具有高于50MHz高通截止的频率的信号透明地在分路器-组合器460、464之间穿过。高于该频率的信号通常为传统的电视信号(例如55-850MHz)，因此应当没有障碍地穿过DPU 14’。这样，低于截止的频率用于家庭网络信号。

DPU 14’用于允许RDC OOD和RDC CM信号分别从机顶盒和电缆调制解调器传送到电缆电视网络18的数据收发器。为了实现此，DPU 14’包括前向OOB接收器和解码器490和电缆调制解调器474。电缆调制解调器474和前向OOB接收器490从OOB前向数据信道接收数据，并且解码信号，以获取关于哪个频率被使用作为RDC OBB和RDC CM信道。控制器492接收OBB信息，提取关于正使用在家庭中的当前频率的信息，以及引导家庭网络10使用其它频带。在获取该频率信息之后，DPU 14’控制家庭网络10，使得没有信号在OOBRDC和RDC CM频率上传送。在一个实施例中，阶式滤波器通过阻止RDC OOB和RDC CM频率区域的信号传送来实现该控制。在另一个实施例中，多载波信号的相应音调被抑制。常规多音调发送器(OFDM或者DMT)确定是否在特定音调上传送功率。根据来自控制器492的管理信息，可以抑制每个音调。在DPU 14’中的控制器将管理消息分发到标识将要抑制的音调的HNM 28的每一个。

当在家庭中的设备33需要使用OOB RDC或RDC CM信道传送数据返回数据收发器时，RDC信号被DPU 14’截取，并且被传送到电缆电视网络18。这使用OOB再生器(接收器/发射器)486来实现。从家庭设备33接收的信号被下变换以及被解调，然后被调制以及上变换为所需的传送频率，以及然后被传送到电缆电视/互联网网络18。

电缆调制解调器(CM)474提供家庭的互联网访问。如果互联网访问提供在不是电缆网络的另一介质上，也可以使用其它类型的访问调制解调器(例如，如果互联网访问提供在电话线路网络上，则可以使用DSL调制解调器)。例如，如果电话网络正提供互联网访问时，数字用户线路(DSL)调制解调器代替电缆调制解调器。在该实施例中，DPU 14’和互联网18之间的连接不是通过分路器-组合器460，而是通过另一连接器，例如RJ11连接器。可替换实施例包括在位于家庭中的机顶盒中的电缆调制解调器的功能(在这种情况中，电缆调制解调器474不是DPU 14’的一部分)。在另一实施例中，电缆调制解调器474是独立的设备(没有在机顶盒或者DPU 14’中)。在这种情况中，电缆调制解调器474经由HNM 28连接到主干线20。

另外，电缆调制解调器474连接到网络集线器/路由器478，用于传送数据到互联网18或者从互联网18传送数据。网络集线器/路由器478或者桥接器提供网络集线和路由功能，其分发外部产生的数据信号(互联网)和家庭网络信号到家庭中的HNM 28。网络集线(或者桥接)和路由功能基于例如100Base-T以太网、IEEE-1394或者USB。来自[[每个网络集线器/路由器的每个输出端口的信号被正交幅度调制(QAM)，以产生QAM信号，具有256QAM调制和达到40MHz的符率，可获得的流量可以达到320Mbps。也提供了在可编程频率下到阶式滤波信号的能力。

各种实施例中的QAM信号是单个载波QAM或者多带QAM，其是具有不同载波频率的几个QAM信号的总和。在另一个实施例中，所述信号被调制为带有大约相同有效处理量的多载波信号。输出调制信号与外部电缆TV信号组合，并且经由主干线20传送到各个房间30。媒体存取控制器(MAC)482、482′(通常是482)位于网络集线器/路由器功能性和QAM或者多音调调制器之间，并且提供允许多个数据源在相同的电缆(网络)上共存的功能性，例如，仲裁、信号检测，等等。

虽然已经参考特定的优选实施例显示并描述了本发明，本领域技术人员应该意识到可以在外形以及详细内容中进行各种变化，而没有背离本发明的由以下权利要求所定义的精神和范围。

Claims

1、一种连接在家庭网络主干线和外部网络之间的分界点单元，所述分界点单元包括：

闭塞滤波器，用于接收来自所述家庭网络主干线的家庭网络信号和来自所述外部网络的外部信号，所述闭塞滤波器将所述家庭网络信号与所述外部信号分开，并且将所述家庭网络信号返回到所述家庭网络主干线；以及

分路器，所述分路器具有一输入端和至少两个输出端，所述分路器的所述输入端接收来自所述闭塞滤波器的所述家庭网络信号。

2、一种连接在家庭网络主干线和外部网络之间的分界点单元，所述分界点单元包括：

双工器，用于接收来自所述家庭网络主干线的家庭网络信号和来自所述外部网络的外部信号，所述双工器将所述家庭网络信号与所述外部信号分开；以及

信号反射器单元，其与所述双工器分开设置，所述信号反射器单元接收来自所述双工器的所述家庭网络信号，并且将所述家庭网络信号返回到所述家庭网络主干线。

3、根据权利要求2的分界点单元，其中，所述信号反射器单元与所述双工器位于同一位置并且相互进行通信。

4、根据权利要求2的分界点单元，还包括分路器，所述分路器具有一个输入端和至少两个输出端，所述分路器的所述输入端与所述双工器的输出端通信，以及所述信号反射器单元与所述分路器的所述输出端中至少一个进行通信。

5、根据权利要求2的分界点单元，其中，所述信号反射器单元包括RF变频器，用于在所述家庭网络信号返回到所述家庭网络主干线之前改变所述家庭网络信号的频率。

6、根据权利要求5的分界点单元，其中，从所述家庭网络主干线传送到所述双工器的所述家庭网络信号是上游信号，从所述信号反射器单元返回到所述家庭网络主干线的所述家庭网络信号是下游信号，以及所述双工器是第一双工器，以及

其中，所述信号反射器单元包括第二双工器，所述第二双工器具有与所述第一双工器进行通信的输入/输出(I/O)端以及与所述RF变频器进行通信的输入端，所述第二双工器将由所述I/O端接收的上游信号与由所述输入端接收的下游信号分开。

7、根据权利要求6的分界点单元，其中，所述第二双工器经由所述I/O端将所述下游信号返回到所述第一双工器。

8、根据权利要求6的分界点单元，还包括与所述RF变频器进行通信的输出端，以及其中，所述第二双工器经由所述输出端将所述上游信号传送到所述RF变频器。

9、根据权利要求5的分界点单元，其中，所述RF变频器包括与RF上变频器进行通信的RF下变频器，所述RF下变频器将所述上游信号的频率改变到中频，以及所述RF上变频器将所述中频改变到所述下游信号的频率。

10、根据权利要求6的分界点单元，其中，所述上游信号的频率高于所述下游信号的频率。

11、根据权利要求6的分界点单元，其中，从所述家庭网络主干线传送到所述闭塞滤波器的所述家庭网络信号是上游信号，从所述信号反射器单元返回到所述闭塞滤波器的所述家庭网络信号是下游信号，以及

还包括连接在所述闭塞滤波器与所述家庭网络主干线之间的分路器，所述分路器接收来自所述闭塞滤波器的所述下游信号，以及经由多条同轴电缆将所述返回的下游信号传送到所述家庭网络主干线。

12、根据权利要求11的分界点单元，其中，所述分路器接收来自所述家庭网络主干线的所述上游信号，用于传送到所述闭塞滤波器。

13、根据权利要求2的分界点单元，其中，所述闭塞滤波器将从所述信号反射器单元接收的所述家庭网络信号和从所述外部网络接收的所述外部信号组合在一起，并且将所述组合的信号传送到所述家庭网络主干线。