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発明の名称 データストリームの一部を異なるチャネルから同時に取り出すための方法および装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−198492(P2003−198492A)
公開日 平成15年7月11日(2003.7.11)
出願番号 特願2002−255744(P2002−255744)
出願日 平成14年8月30日(2002.8.30)
代理人 【識別番号】100077481
【弁理士】
【氏名又は名称】谷 義一 (外2名)
【テーマコード(参考)】
5C059
5C063
5C064
5K022
【Fターム(参考)】
5C059 MA00 RB02 RB09 RB10 RC24 RD03 SS02 SS06 UA31 
5C063 AB03 AB15 AC01 AC05 CA09 CA23 CA34 CA36 EB45
5C064 DA02 DA07 DA10
5K022 AA03 AA24
発明者 マイケル アンソニー プゲル
要約 課題
複数の移送チャネルストリームそれぞれを受け取るための装置(100)および方法(500)を提供すること。

解決手段
少なくとも1つのビットストリームが、前記移送チャネルストリームのうち2つに含められ、前記ビットストリームがストリーム識別(312)およびシーケンス(314)コードに関連付けられた複数のパケットを含み、前記受信機が前記ストリーム識別およびシーケンスコードを使用して前記初期ビットストリームを再形成する。
特許請求の範囲
【請求項1】 複数の搬送波信号をデジタルデータストリームに直接変換し、前記デジタルデータストリームから、少なくとも2つの搬送波信号によって搬送されたデータを同時に抽出し、前記少なくとも2つの搬送波信号から抽出されたデータの少なくとも一部を組み合わせて、完全なビットストリームを形成する、各ステップを具え、前記抽出されたデータが、それぞれが、抽出されたデータに対応する完全なビットストリームを識別し、前記完全なビットストリーム内の抽出されたデータの位置を決定する、ストリーム識別子およびシーケンスコード情報と関連付けられることを特徴とする方法。
【請求項2】 前記完全なビットストリームが移送ストリームを含み、前記方法が、前記完全なビットストリームに対応するストリーム識別子を有する抽出されたデータ内の移送パケットを選択し、それぞれのシーケンスコードに従って前記選択されたパケットを配置して前記完全なビットストリームを形成することをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】 前記抽出されたデータが、第1の移送形式に従った移送ストリームパケットを含み、前記完全なビットストリームが、前記第1の移送形式の移送ストリームパケットを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項4】 前記抽出されたデータが、第1の移送形式に従った移送ストリームパケットを含み、前記完全なビットストリームが、第2の移送形式の移送ストリームを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項5】 前記第1の移送ストリーム形式に従った移送ストリームパケットが、前記第2の移送形式に従った移送ストリームパケットのペイロード部分内で搬送されることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
【請求項6】 前記ストリーム識別子および前記シーケンスコードが、前記第1の形式に従って前記移送ストリームパケットのヘッダ部分に格納されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
【請求項7】 前記直接変換ステップが、前記複数の搬送波信号を渡すために受け取った信号の帯域を制限し、前記受け取った帯域制限信号をデジタル信号に変換することを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項8】 前記同時に抽出するステップが、前記デジタル化された複数の搬送波信号それぞれを同時にデローテートして、それぞれのデローテートされた搬送波信号を生成し、少なくとも2つのフィルタリングされた搬送波信号それぞれを同時に復調して、それぞれのデータを含んだストリームから抽出することを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項9】 前記同時に抽出するステップが、前記デローテートされた搬送波信号それぞれを同時にフィルタリングして、非チャネルスペクトルエネルギーを減少させ、前記フィルタリングされた信号それぞれを同時にデシメートして、データを表すサンプルの数を減らすことをさらに含むことを特徴とする、請求項8に記載の方法。
【請求項10】 前記抽出されたデータの一部が、それぞれが、前記複数の搬送波信号のうちどれが前記完全なビットストリーム部分を搬送するかを示し、前記部分が搬送される時間を示す、チャネル識別情報および伝送時間情報に関連付けられていることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項11】 前記同時に抽出するステップが、所望の完全なビットストリームに対応するデータを有する搬送波信号を識別し、前記識別された搬送波信号を処理して、前記所望の完全なビットストリームに対応する前記データを抽出することを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項12】 前記同時に抽出するステップが、前記識別された搬送波信号が、前記所望の完全なビットストリームに対応する前記データを含める時点を決定することをさらに含み、前記識別された搬送波信号が前記決定された時点に処理されることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
【請求項13】 前記抽出されたデータの一部が、前記複数の搬送波信号のうちいずれが前記所望の完全なビットストリームに対応する前記データを搬送するかを示すための、チャネル識別情報に関連付けられることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
【請求項14】 前記抽出されたデータが、前記チャネル識別情報に関連付けられ、さらに、前記識別された搬送波信号が前記所望の完全なビットストリームに対応する前記データを含む時点を示すための伝送時間情報にも関連付けられることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
【請求項15】 前記第1の形式に従った前記移送ストリームパケットの一部が、それぞれが、前記複数の搬送波信号のうちどれが前記完全なビットストリーム部分を搬送するかを示し、前記部分が搬送される時間を示す、前記ヘッダ部分チャネル識別情報および伝送時間情報を格納することを特徴とする、請求項6に記載の方法。
【請求項16】 受け取った信号の帯域を制限して、それぞれが、それぞれのデータを含むストリームをチャネル帯域幅内で変調した複数の搬送波信号を渡し、前記受け取った帯域制限信号をデジタル信号に変換し、前記デジタル化された搬送波信号それぞれを同時にデローテートして、それぞれデローテートされた搬送波信号を生成し、少なくとも2つのフィルタリングされた搬送波信号それぞれを同時に復調して、それぞれのデータを含むストリームから抽出し、結果として生じるデータストリームのそれぞれの部分を含む少なくとも2つのデータを含むストリームからのデータを、前記結果として生じるデータストリームと組み合わせる、各ステップを具えたことを特徴とする方法。
【請求項17】 前記デローテートされた搬送波信号それぞれを同時にフィルタリングして、非チャネルスペクトルエネルギーを減少させ、前記フィルタリングされた信号それぞれを同時にデシメートして、それぞれのデータを含むストリームをあらわすサンプルの数を減らすことをさらに含むことを特徴とする、請求項16に記載の方法。
【請求項18】 前記結果として生じるデータストリームが移送ストリームを含み、前記方法が、前記第1および第2のデータを含むストリーム内の移送パケットが、前記結果として生じるストリームに対応するストリーム識別子に関連付けられていることを識別し、前記結果として生じるストリームを形成するために前記識別されたパケットに関連付けられたそれぞれのシーケンスコードに従って、識別されたパケットを配置することをさらに含むことを特徴とする、請求項16に記載の方法。
【請求項19】 前記同時に復調されたデータを含むストリームが、それぞれ第1の移送形式に従った移送ストリームであり、前記結果として生じるデータを含むストリームが第2の移送形式に従った移送ストリームであることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
【請求項20】 前記データを含むストリームが第1の移送形式に従った移送ストリームを含み、前記結果として生じるデータストリームが前記第1の移送形式の移送ストリームを含むことを特徴とする、請求項16に記載の方法。
【請求項21】 前記データを含むストリームが第1の移送形式に従った移送ストリームを含み、前記結果として生じるデータストリームが第2の移送形式の移送ストリームを含むことを特徴とする、請求項16に記載の方法。
【請求項22】 前記第2の移送ストリーム形式に従ったデータが、前記第2の形式に従ったデータパケットのペイロード部分内で搬送されることを特徴とする、請求項21に記載の方法。
【請求項23】 前記第2の形式に従った前記データパケットがそれぞれ、ヘッダ部分に、それぞれのペイロード部分内で搬送されるデータのストリーム識別子およびシーケンスコードを含むことを特徴とする、請求項22に記載の方法。
【請求項24】 受け取った信号の帯域を制限して、実質上第1の周波数fと第2の周波数fとの間のスペクトル領域を占有する周波数を渡し、fよりも大きいサンプリングレートfを有するアナログデジタル変換器を使用し前記帯域制限信号を変換して、デジタル信号を生成し、前記デジタル信号内の複数のデータを含む信号それぞれを同時にデローテートして、それぞれのデローテートされた信号を生成し、前記それぞれのデローテートされた信号それぞれを同時にフィルタリングして、それぞれの定義されたチャネル外にあるチャネルエネルギーを除去し、前記フィルタリングおよびデローテートされた信号それぞれを同時にデシメートして、それぞれのデータを含む信号をあらわすサンプルの数を減らし、少なくとも2つのフィルタリングされた搬送波信号それぞれを同時に復調して、それぞれのデータを含む信号から抽出し、前記結果として生じるデシメートされたデータを含む信号のうち少なくとも2つの少なくともそれぞれの部分を、単一のデータ信号に組み合わせる、各ステップを具えたことを特徴とする方法。
【請求項25】 複数の搬送波信号をデジタルデータストリームに直接変換するアナログデジタル変換器と、前記デジタルデータストリームから、それぞれの搬送波信号によって搬送されるデータを同時に抽出する複数のチャネルプロセッサと、少なくとも2つの搬送波信号から抽出された前記データの少なくとも一部を組み合わせて、完全なビットストリームを生成するプロセッサとを具えた装置であって、前記抽出されたデータが、それぞれ、前記データに対応する前記完全なビットストリームと、前記データの完全なビットストリーム内のシーケンスを決定するための、ストリーム識別子およびシーケンスコード情報に関連付けられることを特徴とする装置。
【請求項26】 前記チャネルプロセッサがそれぞれ、それぞれのデジタル化された搬送波信号をデローテートして、それぞれのデローテートされた搬送波信号を生成するデローテータと、前記それぞれのデローテートされた搬送波信号を復調して、データストリームを抽出する復調器とを含むことを特徴とする、請求項25に記載の装置。
【請求項27】 前記チャネルプロセッサがそれぞれ、それぞれのデローテートされた信号をフィルタリングして、前記それぞれの定義されたチャネル外のチャネルエネルギーを除去するフィルタと、前記フィルタリングおよびデローテートされた信号それぞれをデシメートして、前記それぞれのデータを表すサンプル数を減らすデシメータとをさらに含むことを特徴とする、請求項25に記載の装置。
【請求項28】 前記複数の搬送波信号および変調されたそれぞれのデータのみを主に渡すための帯域制限装置をさらに含み、前記アナログデジタル変換器が、前記複数のデータチャネル内にある当該の最大周波数の2倍よりも少ないサンプリングレートを使用することを特徴とする、請求項25に記載の装置。
【請求項29】 複数の搬送波信号が、応答機によって提供されたチャネルの共通偏波グループにほぼ適合することを特徴とする、請求項25に記載の装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信システムに関し、より詳細には、複数のデータチャネルそれぞれから、データストリームのそれぞれの部分を同時に受信する機能を備えた受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】データスループットが高く、使用可能な帯域幅を使用する際の効率が良い通信システムの需要が高まってきている。衛星通信システムなどの典型的な通信システムでは、衛星は、地上の受信機に複数の通信チャネルを提供する。各通信チャネルが、たとえば特定の応答機(transponder)、特定の偏波(polarization)などに関連付けられる。通常、定義付けられた各チャネルは最大データ速度で同報通信する。
【0003】チャネルが伝送できるデータの量よりも伝送されるデータの量が少ないと、定義付けられたチャネルは十分に活用されていないことになる。この場合、定義付けられたチャネルは、伝送に使用できるデータがないタイムスライス中にNULLパケットを伝送することができる。伝送されるデータが、チャネル上で使用可能なものよりも広い帯域幅を必要とする場合、より大きな使用可能容量を有する代替チャネルを選択しなければならない。したがって、伝送されるデータストリームの数および各ストリーム内のデータ量が、伝送チャネル内で使用可能な帯域幅と一致しないことが多いという可能性により、通信チャネルが典型的に100%よりも少ない使用レベルで動作する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、変調されたデータを有する複数の搬送波信号それぞれを同時に処理するための装置および方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、変調されたデータを有する複数の搬送波信号それぞれを同時に処理するための装置および方法を含み、変調されたストリームのうち少なくとも2つから少なくとも一部を抽出し、抽出された部分を組み合わせることによって、完全なデータストリームが形成される。完全なデータストリームの一部はそれぞれ、それぞれのストリーム識別子およびシーケンスコードに関連付けられた複数のパケットを含み、ストリーム識別子は形成される完全なビットストリームを識別し、シーケンスコードは、関連付けられたデータパケットが挿入されるべき完全なビットストリーム内の順序または位置を識別する。
【0006】本発明の一実施形態によれば、装置は、複数の搬送波信号をデジタルデータストリームに直接変換するためのアナログデジタル変換器と、それぞれの搬送波信号によって搬送されるデータをデジタルデータストリームから同時に抽出するための複数のチャネルプロセッサと、完全なビットストリームを生成するために少なくとも2つの搬送波信号から抽出されたデータの少なくとも一部を組み合わせるためのプロセッサとを含み、抽出されたデータは、抽出されたデータに対応する完全なビットストリームおよび抽出されたデータの完全なビットストリーム内のシーケンスをそれぞれ決定するために、ストリーム識別子およびシーケンスコード情報に関連付けられる。
【0007】本発明の教示は、添付の図面に関して以下の詳細な説明を考慮することによって容易に明らかになろう。
【0008】複数の図に共通の同一の要素を示す場合は、理解しやすいように、可能であれば同一の参照番号が使用されている。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の原理に従って使用可能な例示的受信機を示す高水準構成図である。具体的に言えば、受信機100は、アナログ処理セクションを含む直接放送衛星(DBS)受信機110と、アナログデジタル(A/D)変換器120と、複数のチャネルプロセッサ130〜130(集合的にチャネルプロセッサ130と呼ぶ)と、バックエンドプロセッサ140と、任意選択で大容量記憶デバイス150とを含む。
【0010】アナログプロセッサ110は、例示的に、24MHzの帯域幅および隣接するアナログ搬送波信号の中央周波数から29.16MHz離れた中央周波数を有する、変調された複数のアナログ搬送波信号を有する950〜1,450MHz信号を含むアナログ入力信号S1を受け取る。アナログプロセッサ110は、A/D変換器120による処理に好適な出力信号S2を生成するために、信号調整機能を実行する。
【0011】アナログ処理セクション110は、任意選択の第1のアナログ利得制御(AGC)機能ブロック112と、帯域ろ過フィルタ114と、増幅器116と、第2のAGC 118との一連の組合せを含む。第1の任意選択AGCは、入力信号S1を(必要に応じて)増幅する。帯域ろ過フィルタ114は、帯域外の周波数構成要素(たとえば、およそ950MHzより下および1,450MHzより上の周波数構成要素)を拒否する。増幅器116は、結果として生じる通過帯域限定信号を、A/D変換器120によって処理するのに適切なレベルまで増加させる。AGC 118は、衛星システムの「屋外」部分(すなわち衛星用パラボラアンテナおよび関連付けられた回路)から使用可能であるなどの、増幅された信号が比較的広範囲の入力信号に渡って整合性を確実に維持するように動作する。出力信号S2は、例示的に、50db利得および45db自動利得制御を提供するために処理されている入力信号S1を含む。
【0012】A/D変換器120は、16のチャネルすべて(例示的に)を同時に受け取り、その出力で、16チャネルの代表であるデジタルビットストリームS3をデジタル形式で処理する。例示的な衛星受信機実施形態では、A/D変換器120は、8ビットのA/D変換器約1.5GHzを含む。したがって、950〜1,450MHzの信号S2の適切な入力周波数が与えられた場合、出力信号S3は、50〜550MHzの逆スペクトルを有するデジタル信号を含む。A/D変換器120の出力信号S3は、チャネルプロセッサ130〜130内の各ミクサ(mixer)132の入力に結合される。
【0013】A/D変換器120は、サンプリングレートFSで動作する高速アナログデジタル変換器を含む。A/D変換器120は、例示的に、DBSシステム内で同じ偏波(すなわち右旋または左旋)を有する16の応答機それぞれに関連付けられた周波数構成要素を含む信号S2を受け取る。directTVなどのDBSシステムの状況では、使用可能な帯域幅を増加させるため、すなわち顧客に提供可能なチャネルの合計数を増加させるために、左旋および右旋の円偏波が知られた方式で使用される。
【0014】本発明の一実施形態では、A/D変換器120は950MHzよりも低いサンプリング周波数で動作する。本発明の他の実施形態では、A/D変換器120はアンダーサンプリング(undersampling)は使用しない。具体的に言えば、本発明のこの実施形態では、最高周波数の2倍(すなわち3GHz)でのサンプリングによって、ナイキスト基準が満たされる。ただし、帯域ろ過フィルタ114およびアナログプロセッサ110は入力信号の帯域幅を制限するので、本明細書に記載されたアンダーサンプリング技法を使用して、このような高いサンプリングレートを回避する可能性がある。低いサンプリング周波数を使用することによって、経費の少ないA/D変換器を使用することができる。
【0015】チャネルプロセッサ130はそれぞれ、ミクサ132、デシメータ(decimator)/フィルタ134、デジタル復調器136、および移送プロセッサ138を含む。当分野の技術者であれば、デジタル復調器136および移送プロセッサ138がリンクICとして知られる単一の集積回路に組み合わせられることを理解されよう。
【0016】それぞれのミクサ132は、デジタル信号S3とそれぞれの数値制御発振器(NCO)信号とを混合して、それぞれの同相Iおよび直角位相Q信号構成要素を生成し、これがそれぞれのデシメータ/フィルタ134に結合される。それぞれのNCO周波数は、所望の信号またはチャネルをデローテート(derotate)するために選択される。各ミクサ132は、周波数回転関数を実行するように動作し、この関数によって選択されたチャネルがアンダーサンプリングされたデジタル信号S3からベースバンドまで回転する。これは、A/D変換器120によって処理された使用可能なすべての周波数を含むデジタル信号から所望のチャネル周波数を抽出(または回転)するために、数値テーブルを使用して達成することができる。
【0017】デシメータ/フィルタ134は、選択解除および選択されたチャネルのそれぞれの同相Iおよび直角位相Q構成要素を受け取る。デシメータ/フィルタ134は、所望の信号を抽出するためにこれらの直交構成要素を処理する。簡潔に言えば、ミクサ132が選択された信号をベースバンドまでデローテートさせた後(すなわち、信号にサイン関数およびコサイン関数を掛けることによって)、デローテートされた信号から望ましくないチャネルエネルギーが除去される。具体的に言えば、16のチャネルが同時に処理される例示的な実施形態では、特定の所望チャネルに関連付けられたチャネルエネルギーだけを保持することが望ましい。望ましくないチャネルエネルギーを除去するために、デローテートされたベースバンド信号をフィルタリングした後、所望のチャネルに関連付けられた余分なエネルギーを除去するために、残った信号がデシメートされる。たとえば、A/D変換器のサンプリング周波数は1秒当たり1.5ギガサンプルであるため、0〜750MHzの周波数構成要素が存在する可能性がある。選択されたチャネルに関連付けられた(約)24MHzに関連付けられていないこれらのサンプルは、不要である。デシメーションプロセスは、望ましくないサンプルを除去する。当分野の技術者であれば理解するように、選択されたチャネルに関連付けられた24MHzは、デローテータ(derotator)またはミクサ132のサイン/コサイン処理によって、実際には2つの12MHzチャネルである。結果として生じる、デローテート、フィルタリング、およびデシメートされた信号は、その後それぞれの復調器136に提供される。
【0018】復調器136は、提供された信号を復調し、そこで復調されたオリジナルのデータストリームをそこから取り出すように動作する。各チャネルプロセッサ130が同時に動作するため、それぞれの復調器136は、ほぼ同時に伝送されるストリームに対して動作する。デジタル復調器136は、復調されたそれぞれのデータストリームを、それぞれの移送プロセッサ138に提供する。
【0019】例示的な実施形態では、A/D変換器120は8ビットサンプルを使用して動作する。DBSシステムでは、典型的には、QPSK復調器に4ビットサンプルが使用される。他の変調スキームには、これよりも大きいかまたは小さいビットが使用される場合がある。ただし、例示的実施形態では、A/D変換器120は16のチャネルを含む帯域幅の制限されたDBS信号をアンダーサンプルするように動作し、必要な解像(resolution)量は出力関係の合計であるため、およそ16のチャネルが8ビットの解像度を使用して復調または復号されるために、1つのチャネルは通常4〜6ビットの解像度で復号される。当分野の技術者であれば、A/D変換器120の正確さを上げるかまたは下げる、これよりも大きいかまたは小さいビットの解像度が使用可能であり、初期の符号化スキームではより複雑なトポロジおよび他の要素を使用することを理解されよう。
【0020】本発明の一実施形態では、移送プロセッサ138がベースバンドビデオおよびオーディオストリームをバックエンドプロセッサ140に提供する。本発明のこの実施形態では、様々なチャネルからストリーム部分を抽出し、抽出されたストリーム部分を全体のオーディオビジュアルストリームにアセンブルすることによって、ベースバンドオーディオビジュアルストリームを再作成することができるように、様々な移送プロセッサ138〜138が相互に通信し、その他の方法で情報を交換する。本発明の代替の実施形態では、各移送プロセッサ138が出力移送ストリームのうち1つまたはいくつかの基本ストリームを提供し、その後、それらがオーディオビジュアルサブストリームを含む単一の移送ストリームに組み合わされるか、あるいは、オーディオビジュアルサブストリームの一部分が組み合わされて完全なオーディオビジュアルサブストリームになる。
【0021】移送プロセッサ138がベースバンドビデオおよび/またはオーディオ情報を提供する実施形態では、表示される前の標準処理のために、こうしたベースバンドビデオおよび/またはオーディオ情報がベースバンドオーディオビジュアルプロセッサに提供される。符号化されたオーディオビジュアル情報を含む移送プロセッサ138の出力の場合、表示される前の処理のために、こうした符号化されたオーディオビジュアル情報が適切なオーディオおよびビデオ復号器に提供される。
【0022】オプションの大容量記憶デバイス150は、複数のチャネルを介して移送され比較的長期間に渡って受け取られる、完全なビットストリームの一部分を格納するために使用することができる。たとえばサーバは、映画または他のコンテンツを、複数のチャネルを介して一晩中など、リアルタイムではなく、受信機に伝送することができる。したがって、本発明のこの実施形態では、ファイルの部片または一部の受信および処理に応答して、様々なチャネルプロセッサ130がファイルを部片ごとに格納するのに、大容量記憶デバイス150が使用される。
【0023】本発明を実施するのに好適なネットワークパケット構造については、図3を関して以下でより詳細に説明する。簡潔に言えば、図3のネットワークパケット構造300では、初期パケットストリームからの1つまたは複数のパケットをペイロード部分の中に含めている。さらにネットワークパケットでは、ペイロード部分またはヘッダ部分内に、初期パケットストリームのシーケンスを再形成するのに好適な情報が含まれる。さらに、複数の初期パケットストリームが1つまたは複数の受信機で再形成可能なように、識別情報が提供される。
【0024】通信システム内で符号化および/または変調を選択することによって実行される正規のオーバヘッドに加えて、(1)通信システム内で使用される応答機の数および所望のデータを実施するのに使用されるそれらの応答機の識別と、(2)連続データまたは関連データストリームに関する異なる応答機間での変化に関連する情報を含む、使用される応答機の使用タイミングと、(3)伝送されるデータの順序およびそうしたデータの任意の冗長性、ならびにそうしたデータの再組合せを容易にするためのマップまたは他の手段と、(4)デフォルトの表示情報、などの情報も含むことができる。
【0025】図2は、本発明の原理に従って使用可能な周波数プランの例であるDBS周波数プランを示すグラフ図である。具体的に言えば、図2の(A)は右旋円偏波(RHCP)チャネルの公称DSS周波数プランを示し、図2の(B)は左旋円偏波(LHCP)チャネルの公称DSS周波数プランを示す。例示的に、合計32のチャネルがあるとすると、16の奇数チャネルが図2Aに示されているRHCPチャネルであり、16の偶数チャネルが図2の(B)に示されているLHCPチャネルである。奇数チャネルはチャネル中心周波数974.0MHz(チャネル1)から始まり、1413.4MHz(チャネル31)まで延在する。それぞれのチャネルは24MHz幅であり、それぞれの中心周波数は隣接する中心周波数と29.16MHzずつ離れている。同様に、偶数チャネルはチャネル中心周波数988.5MHz(チャネル2)から始まり、1425.98MHz(チャネル32)まで延在する。DSSはHughes Electronicsの商標である。DSSシステム内で使用するのに好適なパケット構造については、1996年2月12日付けの「DSS Transport Protocol」バージョン1.1に記載されており、このプロトコルは全文が参照により本明細書に組み込まれている。
【0026】本発明の一実施形態では、図1のネットワークインターフェース/リンク130によって提供された32のチャネルが、図2のDSS周波数プランにほぼ一致する。ただし、当分野の技術者であれば、本発明が任意の周波数プランおよび任意数のチャネルで実施可能であることを理解されよう。対象となる発明は、初期のパケットストリームを2つまたはそれ以上の伝送チャネル間で分割または分配するための機能により、2つまたはそれ以上の伝送チャネルがあるという状況で特定の有用性を見出すことに留意されたい。
【0027】図3は、本発明の原理に従って使用される例示的データ構造を示す図である。具体的に言えば、データ構造300は、ヘッダ部分310およびペイロード部分320を有するパケット構造を含む。
【0028】ヘッダ部分310は、標準ヘッダデータ311、ストリーム識別子312、およびシーケンスコード314を含む。一実施形態では、ヘッダ部分310がさらに他のデータ316によって増補(augment)される。
【0029】ペイロード部分320は、たとえば初期パケットストリームから1つまたは複数のパケットを実施するために使用される。ペイロード部分の1つまたは複数の初期パケットそれぞれと、ストリーム識別子およびシーケンスコードとを関連付けることによって、受信機は、その後の処理のために初期パケットストリームを生成するために複数の移送チャネルから受け取ったパケットを再配置することができる。この方法では、複数の移送チャネルを使用して初期パケットストリームを移送し、その後の処理のために受信機側で再形成することができる。ネットワークパケットデータ構造のペイロード部分の中に複数のパケットが含まれる場合、複数のパケットまたはパケットのグループが知られたシーケンスで配置され、その結果として、単一のシーケンスコードが、パケットのグループ全体を挿入する必要がある初期ビットストリーム内の位置を表すことができることが好ましい。
【0030】一実施形態では、Moving Picture Experts Group(MPEG)移送パケットなどの1つまたは複数の初期データストリームパケットが、インターネットプロトコル(IP)パケット300のペイロードデータ部分320内で実施される。ヘッダ部分310の標準ヘッダデータ311は、ペイロード内の1つまたは複数のパケットが属する特有の初期データストリームと、ペイロード部分の内の1つまたは複数のパケットの特有の初期データストリーム内のシーケンスとをそれぞれ示す、ストリーム識別子312およびシーケンスコード314を含めることによって増補される。搬送波パケット構造のペイロード部分にある1つまたは複数のMPEG移送パケットは、MPEG移送ストリームそれ自体で通常提供されるものと同じ順序で配置されると想定されるが、そのように配置されていないスキームも実施可能であり、さらに本発明の原理を組み込み、これを実施することも可能である。
【0031】本発明の「チャネルホッピング」実施形態では、図3のデータ構造300のペイロード部分内にある1つまたは複数のパケットまたはパケットのグループに関連付けられたストリーム識別子データ312およびシーケンスコード314が、チャネル識別子フィールドおよび伝送時間フィールドを含む他のデータ316によって増補される。チャネル識別子データは、どの伝送チャネルまたは移送チャネルが、フィールド312で識別されたストリームを移送するのに使用されることになるかを識別するために使用される。データ伝送時間は、こうした伝送の実際の時間を示すために使用される。この方法では、受信機が少数の移送チャネルを処理する機能を有する場合、「チャネルホッピング」メカニズムが実施され、これによって、受信機側の1つまたは複数のチャネルプロセッサが、フィールド312で識別されたストリームを取り出すために識別された時間に識別されたチャネルを選択する。
【0032】チャネルプロセッサの数を減らすために、本発明の一実施形態では、受信されたチャネルのサブセットのみが処理される。この実施形態では、送信機は受信機が後で処理するようにコンテンツをいくつかの移送チャネルに挿入する。同様に、受信機は、挿入されたコンテンツを取り出すためにそれぞれの移送チャネルを処理する。たとえば一実施形態では、例示的に、受信機が2つのチャネルプロセッサ130を提供しており、それぞれが例示的に16の受信された移送チャネルのうち任意の1つを処理することができる。この実施形態では、「チャネルホッピング」スキームを実行可能にするために、ストリーム識別およびシーケンスコード情報に加えてチャネル情報および伝送タイミング情報も提供される。このチャネルホッピングスキームでは、単一の識別されたストリームに関連付けられた移送されたデータが、複数の移送チャネルを介して提供される。チャネル情報および時間情報は、それぞれ、どのチャネルがデータを提供しているか、およびどの時間にチャネルがデータを提供するかを示すものである。
【0033】この方法では、所望の識別されたデータストリームに関連付けられたパケットを選択的に取り出すために、1つまたは複数のチャネルプロセッサが異なる時間に異なるチャネルを処理できるようにする。本発明のこの実施形態は、チャネルの一部が使用されていない時間がある場合に特に有用である。したがって、使用可能な伝送チャネルの中で伝送されるデータを割り振る場合、実際のチャネルおよび時間の割振りが事前に決定され、この所定の時間およびチャネルの割振りがデータストリームに挿入され、受信機に伝送される。受信機は、適切な時間に所望のデータを取り出すために、特定のチャネルプロセッサを適合させるのに十分な時間を持ってこの情報を受け取る必要がある。
【0034】図4は、本発明の原理に従って図1の受信機で使用するのに好適な、バックエンドプロセッサの例示的な高水準構成図である。図4のバックエンドプロセッサ140は、チャネルプロセッサ130〜130から複数の移送ストリーム部分T〜Tを受け取る。バックエンドプロセッサ140は、適切な移送ストリーム部分(または基本ストリーム部分)を再組合せして、1つまたは複数の移送ストリームを生成する。1つまたは複数の移送ストリームは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、データストリーム、および他のストリーム(または基本ストリーム)などの、含まれる基本ストリームを抽出するためにさらに処理される。その後基本ストリームは、復号器、データプロセッサなどの適切な処理要素に結合される。したがって、バックエンドプロセッサ140は、複数の移送ストリーム部分T〜Tを受け取り、そこから取り出した1つまたは複数のデータストリームを応答的に生成する。
【0035】バックエンドプロセッサ140は、プロセッサ144、ならびに様々なプログラム146Pを格納するためのメモリ146を含む。プロセッサ144は、電源、時計回路、キャッシュメモリなどの従来のサポート回路148、ならびにメモリ146に格納されたソフトウェアルーチンの実行を支援する回路と協働する。したがって、本明細書でソフトウェアプロセスとして論じる処理ステップの一部は、たとえば、様々なステップを実施するためにプロセッサ144と協働する回路として、ハードウェア内で実施可能である。プロセッサ144は、バックエンドプロセッサ140、チャネルプロセッサ130、および任意の基本ストリーム処理デバイス(図示せず)の間にインターフェースを形成する、入力/出力(I/O)回路142も含む。図4のバックエンドプロセッサ140は、本発明に従って様々な検出および処理機能を実行するようにプログラムされた汎用コンピュータとして示されているが、本発明は、たとえば特定用途向け集積回路(ASIC)としてハードウェア内で実施することができる。したがって、本明細書に記述された処理ステップは、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組合せによって同様な意味合いで実施されるものとして、広範囲に解釈されることを意図するものである。
【0036】図5は、本発明の原理に従った方法の例示的流れ図である。具体的に言えば、図5は、図1の受信機100の様々な機能を実施する方法500を示す流れ図である。アナログプロセッサ110の機能はステップ505〜510として示され、A/D変換器120の機能はステップ515として示され、チャネルプロセッサ130の機能はステップ525〜540として示され、バックエンドプロセッサ140の機能はステップ545として示されていることに留意されたい。
【0037】ステップ505では、当該の移送チャネルまたは搬送波チャネルを含む搬送波周波数のブロックが受信される。ステップ510では、所望のチャネルブロックより外の周波数を除外するために、受信されたチャネルブロックの帯域が制限される。ステップ515では、好ましくはアンダーサンプリング技法を使用して、周波数の帯域制限ブロックがデジタル化される。デジタル化機能については、図1のA/D変換器120に関して上記で詳細に説明している。受信機能および帯域制限機能505、510については、図1のアナログプロセッサ110に関して上記で詳細に説明している。
【0038】ステップ520では、デジタル化および帯域制限されたチャネルブロック内の当該チャネルが、当該のチャネルを提供するそれぞれのデローテートされたストリームを生成するために、それぞれデローテートされる。ステップ525では、デローテートされたそれぞれのストリームが、他のチャネルのチャネルエネルギーを除去するためにフィルタリングされる(すなわち、チャネルに関連付けられたチャネルエネルギーは特定のチャネルプロセッサ130によって処理されない)。ステップ530では、フィルタリングおよびデローテートされたストリームが、それぞれ余分なサンプルを除去するためにデシメートされる。ステップ535では、それぞれの搬送波移送ストリームを回復するために、デシメートされたストリームがそれぞれ復調される。前述のように、搬送波移送ストリームには、例示的にMPEG移送ストリームを形成するのに使用される、各パケットまたはパケットのグループに関するストリーム識別子およびシーケンスコードの指示が含まれる。任意選択で、移送ストリームにはチャネル識別および伝送時間のデータが含まれる。ステップ520〜540の機能については、図1の受信機100のチャネルプロセッサ130に関して、上記でより詳細に論じている。
【0039】ステップ540では、移送ストリーム部分が搬送波移送ストリームから取り出される。ステップ545では、移送ストリーム部分が、ストリームIDおよびシーケンスコード情報を使用して、全体の移送ストリームに組み合わせられる。組み合わせられた移送ストリームは、その後、ビデオ復号器、オーディオ復号器、データプロセッサ、または他の基本ストリーム処理回路によって、標準方法で処理される。
【0040】本発明の一実施形態では、受け取ったチャネルのサブセットだけが処理される。すなわち、図1の受信機100の経費および複雑さを減らすために、2つまたはそれ以上のチャネルプロセッサ130が使用される。ただし、実際に使用されるチャネルプロセッサ130の数は、A/D変換器120の出力信号S3内に存在するチャネル数よりも少ない。この実施形態では、チャネル識別子およびチャネル伝送時間情報は、チャネルプロセッサ130のうち少なくとも1つに、異なる時間で異なるチャネルを選択的に処理させる。この方法では、選択された少なくとも1つのチャネルプロセッサが異なるチャネル間での「ホップ」を引き起こし、その結果、初期ビットストリームを再構築するのに必要なすべてのデータを、チャネルプロセッサの全補数(full complement)よりも少なく使用して取り出すことができる。
【0041】図6は、本発明の原理に従って実行される例示的なパケットストリーム処理を示すグラフ図である。具体的に言えば、NULLパケットNが点在する複数のデータパケットD1を含む、公称伝送チャネルパケットストリーム610が示される。本発明に従って処理した後、公称移送ストリーム610内のNULLパケットNは、複数の挿入されたストリームからのパケットに置き換えられる。具体的に言えば、それぞれのビットストリームから挿入されたデータパケットX1およびX2が点在する初期データパケットD1を含む、修正されたストリーム620が示される。この方法では、修正されたストリーム620が伝送される際に、NULLパケットを伝送することによって無駄になる帯域幅はない。
【0042】受信機側では、メインチャネルデータパケットD1が、データストリーム630として取り出され、第1の挿入されたストリームパケットX1はデータストリーム640として取り出され、第2の挿入されたストリームパケットX2はデータストリーム650として取り出される。ストリームに挿入されたそれぞれのパケットXが、図1〜5に関して上記で論じたパケット構造に適合することに留意されたい。
【0043】本発明の原理に従ってシステム内の送信機で使用するのに好適な方法、装置、およびデータ構造は、同時に出願された米国特許出願第09/942,886号(Attorney Docket No.PU010164)に開示されている。この開示では、複数のデータパケット構造を含む受信機に送信されるデータストリームが、伝送媒体またはネットワークに適合されたデータパケット構造内にカプセル化される、装置および方法が提供される。カプセル化データ構造のペイロード部分内に含まれる各パケットまたはパケットのグループは、前述のように、ストリーム識別およびシーケンスコードに関連付けられる。一実施形態では、ネットワークパケット構造のヘッダ部分が、この情報を格納するためのストリーム識別子フィールドおよびシーケンスコードフィールドを含むように適用される。一実施形態では、さらにネットワークパケット構造のヘッダ部分が、どの移送チャネルが所望のデータを搬送するか、およびどの時間に所望のデータが搬送されるかを識別するための、チャネル識別子フィールドおよび伝送時間フィールドを含むように適合される。他の実施形態では、フィールドは移送される基礎となるパケットのヘッダ部分に挿入される(すなわち、パケットがカプセル化される)。さらに、伝送チャネル帯域幅を監視および使用する装置および方法も開示され、これによって、例示的にはNULLパケットの代わりにデータストリーム内にデータパケットを挿入することによって、伝送される単一のデータストリームを複数のチャネルを使用して受信機に搬送することができる。NULLパケットは、通常は、伝送されるデータがそれ以外の方法では使用できない場合に、データストリームチャネル内に挿入される。NULLパケットの処理については、上記で参照した米国特許出願で詳細に論じられている。
【0044】本発明の受信機は、受け取った複数のチャネルを同時に処理し、そこから完全なビットストリームのそれぞれの部分を抽出することによって、処理される各チャネルの使用可能帯域幅をより効率良く使用することができる。
【0045】本発明の原理に従った受信機には、直接変換受信機に見られる典型的なアナログ変換段階がないことが有利である。具体的に言えば、アナログミクサおよび発振器が回避されている。以前の配置では、信号応答機によって提供されるような右旋または左旋の円偏波のうち1つのチャネルに関連付けられた周波数などの単一のチャネルを、直接ベースバンドに変換する。
【0046】本発明は、1つのチャネルをダウンコンバート(down convert)するかまたは受け取るだけでなく、N個のチャネルを同時に受け取る機能を提供する。N個のダウンコンバートされたチャネルはすべてデジタルビットストリームに含められ、N個のオリジナル応答機チャネルのうち任意数を同時に回復するためにデジタル形式で処理される。アナログシステムでは、こうした機能には、N個のアナログ同調器を使用してその後の処理用にN個のアナログ信号を選択する必要がある。その後の処理では、N個のアナログ同調器が、こうした信号のパワードメイン処理のために分割できないRF信号に対して動作するので、N個のアナログ同調器は同時に作動するであろう。本発明の状況では、複数チャネルを同時に直接変換処理することで、こうした経費のかかる同調および処理配置を回避している。
【0047】以上、本明細書では、本発明の教示を組み込んだ様々な実施形態について表示および説明してきたが、当分野の技術者であれば、これらの教示を組み込んだ多くの他の変形形態を容易に考案することが可能である。




 

 


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