DE69508553T2

DE69508553T2 - Anwender-schnittstelle fur ein digitales fernsehsystem

Info

Publication number: DE69508553T2
Application number: DE69508553T
Authority: DE
Inventors: Billy Wesley Jr. Greenfield In 46140 Beyers; Kevin Elliott Indianapolis In 46229 Bridgewater; John William Indianapolis In 46236 Chaney; Michael Scott Zionsville In 46077 Deiss; James Edwin Indianapolis In 46250 Hailey; Raymond Scott Fishers In 46038 Horton; Michael Wayne Indianapolis In 46236 Johnson
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1994-01-05
Filing date: 1995-01-04
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2015-01-05
Also published as: CN1204911B; EP0838958A1; JPH09507359A; CA2180111A1; GB9400101D0; RU2146855C1; SG66236A1; KR100336722B1; KR100385035B1; DE69508553D1; EP0738450A1; JP2005218130A; FI962757A; AU1521795A; CN1141708A; SG110002A1; CA2479398A1; WO1995019092A1; WO1995019091A1; EP1146744A2

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet digitaler Kommunikationssysteme und wird für ein digitales Satelliten-Fernsehsystem beschrieben, ist jedoch auch anwendbar bei Systemen wie einem digitalen Kabelsystem, einem digitalen terrestrischen Sendesystem oder einem digitalen Kommunikationssystem mit Anwendung von Telefonleitungen. Die Erfindung betrifft auch Bildschirm-Wiedergabeeinheiten zum Steuern eines derartigen Systems.

Hintergrund der Erfindung

in einem Satelliten-Fernseh-Kommunikationssystem empfängt der Satellit ein Signal, das Informationen über Audio, Video oder Daten von einem erdgebundenen Sender darstellt. Der Satellit empfängt dieses Signal und sendet es über Transponder, die bei bestimmten Frequenzen arbeiten und bestimmte Bandbreiten haben, an eine Vielzahl von Empfängern zurück, die an den Wohnsitzen der Anwender plaziert sind. Ein derartiges System enthält einen nach oben gerichteten, sogenannten "uplink"- Sendeteil (von der Erde zum Satelliten), eine Satelliten-Empfangs- und Sende- Einheit in einer Erdumlaufbahn und einen nach unten gerichteten, sogenannten "downlink-Teil (vom Satelliten zur Erde) mit einem Empfänger am Wohnsitz des Benutzers. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft insbesondere eine nach unten gerichtete Empfangseinheit mit einer relativ einfachen Benutzung durch den Anwender.
Das System ist vorgesehen für die Anwendung von zwei Satelliten mit einem gegenseitigen Abstand von einigen Grad in einer geostationären Erdumlaufbahn, stationiert in einer Höhe von 22.300 Meilen, etwa über dem Staat Texas. Bei dieser Anordnung können Empfänger, die irgendwo in den aneinandergrenzenden 48 Staaten der Vereinigten Staaten angeordnet sind, Signale von beiden Satelliten über dieselbe Empfangs-Antennenschüssel empfangen, ohne daß die Antennenschüssel neu positioniert werden muß. Jeder Satellit sendet seine Signale mit einer bestimmten Polarisation. Die Auswahl eines Satelliten für den Empfang seiner Signale erfolgt an der Empfangsantenne durch Auswahl der Signale mit der geeigneten Polarisation. Jeder Satellit enthält 16 Transponder zum Senden von Signalen zu der empfangenden Antennenschüssel über einen Bereich von Frequenzen. Jeder Transponder arbeitet im Zeitmultiplex, um eine Vielzahl von Fernsehkanälen (zum Beispiel sechs bis acht Kanäle) im wesentlichen gleichzeitig zu übermitteln. Die Satellitensignale werden in komprimierter Form und in Paketform gesendet und enthalten Fernseh- und Zusatzdaten-Signale. Da das System geeignet ist, bis zu 256 Kanäle zu übertragen, sollten für den Benutzer Verfahren und Vorrichtungen zur Auswahl des Fernsehprogramms verfügbar sein, die leicht zu verstehen und zu bedienen sind.
Wenn man als Führer übliche analoge VHF- und UHF-Fernsehsender betrachtet, wird man finden, daß die darin vorgesehene Lösung aus den folgenden Gründen wenig nützlich ist. Die Kanalnummer einer bestimmten Fernsehstation entspricht einem festen Band von Frequenzen. In anderen Worten, in den Vereinigten Staaten nimmt der Kanal 6 den Frequenzbereich von 82-88 MHz ein. Die meisten technisch nicht versierten Anwender verstehen nichts von den Frequenzzuordnungen der Fernseh-Sendebänder. Stattdessen bewirken sie die Abstimmung auf einen gewünschten Kanal durch Eingabe seiner Kanalnummer in ihren Empfänger. Der Empfänger ist mit der eigenen Information programmiert, daß er die notwendige Abstimmung auf den gewünschten Kanal durchführen kann, indem er die Befehle für die geeignete Bandumschaltung und Abstimmung aufgrund der Eingabe der Kanalnummer durch den Benutzer erzeugt. Die Hersteller können eine feste Anordnung mit einer Übersetzung von Kanalnummer auf Frequenz in jeden Fernsehempfänger nur einbauen, weil der Zusammenhang zwischen der Kanalnummer und dem Frequenzband einer Sendenorm entsprechen muß.
Diese Norm mit festen Frequenzen ist für Sendeanstalten akzeptierbar, da ihre Sendeapparatur aufgrund ihrer Lage auf dem Erdboden für Wartungszwecke leicht zugänglich ist. Wenn der Sender fehlerhaft arbeitet, kann er repariert werden, und die Station kann in einer relativ kurzen Zeit wieder mit ihrer gewünschten Frequenz wieder auf Sendung "durch die Luft" zurückgebracht werden. Im Gegensatz dazu ist eine Anordnung mit festen Frequenzen für einen Satelliten unerwünscht, und zwar wegen der praktischen Unzugänglichkeit eines Satelliten in einer Erdumlaufbahn. Wenn ein Transponder fehlerhaft arbeitet, bleibt der Transponder danach im wesentlichen für immer unwirksam, und die Empfänger, die zum Empfang eines gewünschten Fernsehprogramms auf diesen Transponder programmiert sind, würden kein brauchbares Signal mehr empfangen. In diesem Fall gehen für den Empfänger die gewünschten Fernsehkanäle verloren.
Ein Satellitenempfänger kann so programmiert werden, daß er eine Funktion ähnlich zu der allgemeinen Selbstprogrammierungs-Funktion ausübt, in der ein Fernsehempfänger nach allen aktiven Kanälen sucht und die Feststellung jedes gefundenen Kanals registriert. Wenn ein derartiges System nach dem Ausfall eines Transponders benutzt wird, wird der ausgefallene Transponder zur Kenntnis genommen und ein neuer aktiver Transponder gefunden (unter der Annahme, daß die Programmierung durch erdgebundenes Bedienungspersonal auf einen neuen Transponder übertragen wurde). Der Empfänger des Benutzers müßte dann eine interne neue Kennzeichnung durchführen, um den gewünschten Kanal dem neuen Transponder zuzuordnen. Wenn jedoch in dem Satellit ein Betriebsspannungsmodul ausgefallen ist, können gleichzeitig mehrere Transponder, die Betriebsspannung von diesem Modul erhalten, das Senden einstellen. In einem solchen Fall würde die obengenannte Lösung mit der Autoprogrammierung nicht arbeiten, da mehrere neue Transponder zur gleichen. Zeit gefunden werden, zu der mehrere alte Transponder als ausgefallen erkannt werden. In einem solchen Fall hätte der Empfänger keine Möglichkeit, die empfangenen Signale ihren eigenen Kanälen zuzuordnen. Darüberhinaus können, wie oben erwähnt, wenn jeder Transponder sechs bis acht Kanäle übermittelt, die dem ausgefallenen Transponder zugeordneten Kanäle auf mehrere, noch funktionierende Transponder aufgeteilt werden. In diesem Fall hat die Empfangsantenne Zugriff zu allen Fernsehkanälen, jedoch wird der Empfänger, ganz wörtlich genommen, nicht wissen, wo diese auf andere Transponder übertragenen Kanäle zu finden sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung und ihre verschiedenen Aspekte sind in den Ansprüchen angegeben.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Die Fig. 1 und 2 sind Darstellungen eines üblichen übertragenen Datenstroms von einem Transponder gemäß der Erfindung.
Fig. 3 ist eine Darstellung einer Bildschirmwiedergabe mit einem Programmführer gemäß der Erfindung.
Fig. 4 ist eine Darstellung der Segmentierung des Master-Programmführers und spezieller Programmführer gemäß der Erfindung.
Fig. 5a und 5b sind Darstellungen von Programm-Datenstrukturen gemäß der Erfindung.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Satelliten-Sende/Empfangs-Systems gemäß der Erfindung.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild der IRD-Empfängereinheit.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines Teiles der IRD-Empfängereinheit der Fig. 6 und 7 im Detail.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

In dem zugrundeliegenden System sind die zum Auswahl eines bestimmten Fernsehprogramms benötigten Informationen nicht in jedem Empfänger fest einprogrammiert, sondern werden von dem Satelliten ständig in jedem Transponder als Daten abgelegt. Die Informationen über die Fernsehprogramm-Auswahl enthalten einen Datensatz, der allgemein als Master Program Guide (MPG) bekannt ist, der die Fernsehprogramm-Titel, ihre Start- und Endzeit, eine dem Benutzer anzuzeigende virtuelle Kanalnummer und Informationen zur Zuordnung der virtuellen Kanäle zu Transponderfrequenzen und zu einer Lage in dem Zeitmultiplex-Datenstrom betreffen, der von einem bestimmten Transponder gesendet wird. In einem erfindungsgemäßen System kann die Abstimmung irgendeines Kanals nur dann erfolgen, wenn der erste Masterprogramm-Führer von dem Satelliten empfangen wird, weil der Empfänger wörtlich nicht weiß, wo ein bestimmter Kanal in Ausdrücken von Frequenz und Lage, (das heißt Daten-Zeitfenster) innerhalb des Datenstroms eines jeden Transponders liegt. Das Konzept mit virtuellen Kanälen ermöglicht die Zuordnung von virtuellen Kanalnummern durch eine Kategorie, wie zum Beispiel Sport, Kinofilme, Nachrichten. Diese Ausführung ermöglicht daraufhin aktive und inaktive virtuelle Kanäle. Das bedeutet, zehn virtuelle Kanäle, die Sportereignisse an einem Samstagnachmittag betreffen, können nach den Spielen inaktiviert werden und eine ausreichende Bandbreite liefern, um zum Beispiel zwanzig Kanäle mit Spielfilmen zu übertragen. Auf diese Weise hat der Benutzer den Eindruck, daß er mehr Kanäle zur Verfügung hat, als in Wirklichkeit über die verfügbare Bandbreite gleichzeitig übertragen werden können. In anderen Worten, das Konzept mit den virtuellen Kanälen ermöglicht ein Zeitmultiplex der Systembandbreite. Außerdem ermöglicht es ein Fernsehprogramm, das eine größere Bandbreite erfordert (wie ein Sportereignis), indem Bits von einem zweiten Fernsehprogramm bei demselben Transponder "ausgeliehen" werden, der keine so große Bandbreite benötigt (wie zum Beispiel eine "Talkshow"). Auf diese Weise kann die verfügbare Bandbreite eines bestimmten Transponders im Bedarfsfall von einem virtuellen Kanal auf einen anderen neu zugeordnet werden.
In vorteilhafter Weise ist das System vollständig flexibel insofern, daß jedes Programm bei einer beliebigen Übertragungszeit für die Masterprogramm-Übertragung einem beliebigen Transponder oder Daten-Zeitfenster zugeordnet werden kann, und zwar in einer Weise, die für den Benutzer vollständig transparent ist, der nur den unveränderten Programmtitel und den virtuellen Kanal sieht. Somit kann das Problem des Ausfalls mehrerer Transponder gelöst werden, ohne daß der Benutzer merkt, daß dieser Ausfall stattgefunden hat, und zwar durch eine schnell durchgeführte Neu-Zuordnung des betroffenen Fernsehprogramms zu einwandfrei arbeitenden Transpondern mit ungenutzten Daten-Zeitfenstern und durch Senden eines neuen Programmführers an die Benutzer.
Ein Masterprogramm-Führer wird vorzugsweise mit den Fernsehprogramm-, Video- und Audiodaten auf allen Transpondern übertragen und regelmäßig, zum Beispiel alle zwei Sekunden, wiederholt. Der Masterprogramm-Führer ist nicht verschlüsselt und kann durch den Empfänger, unmittelbar nachdem er empfangen und gespeichert wurde, verwendet werden. Wenn der Masterprogramm-Führer einmal empfangen wurde, wird er in einer Speichereinheit aufrechterhalten und periodisch, zum Beispiel alle 30 Minuten, aktualisiert. Die Aufrechterhaltung oder Speicherung des Masterprogramm-Führers erlaubt die sofortige Auswahl des Fernsehprogramms, weil die notwendigen Daten für die Auswahl immer verfügbar sind. Wenn der Masterprogramm- Führer verworfen oder gelöscht würde, nachdem er zur Auswahl eines Fernsehprogramms gedient hat, würde eine Verzögerung von wenigstens zwei Sekunden erfolgen, während ein neuer Programmführer beschafft wurde, bevor weitere Fernsehprogramm-Auswahlvorgänge durchgeführt werden könnten.
Wie oben erwähnt, kann das System Hunderte von Programmen übertragen. Jedes Programm kann eine Anzahl von Diensten (Nutzdaten) enthalten. Ein Dienst wird hier definiert als eine Programmkomponente, wie ein Videosignal, ein Audiosignal, ein Untertitelsignal oder andere Daten, einschließlich durchführbarer Computerprogramme, für einen geeigneten Empfänger. Jeder Dienst eines Programms wird mit einem einzigen sogenannten Service Component Identifier (SCID) identifiziert. Die Informationen für die jeweiligen Dienste werden in Paketen mit vorbestimmten Datenmengen (zum Beispiel 130 Bytes) übertragen, und jedes Paket enthält ein dem Dienst entsprechendes SCID.
Eine Darstellung eines üblichen Datenstroms von einem der Transponder ist in Fig. 1 und ein übliches Paket aus dem Datenstrom ist in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 1 zeigt eine Reihe von Kästen Signalpakete, die Komponenten einer Vielzahl von verschiedenen Fernsehprogrammen sind, die von einem bestimmten Transponder gesendet werden. Pakete mit Buchstaben mit gleichem Index bezeichnen Komponenten eines einzigen Fernsehprogramms. Zum Beispiel stellt das mit V&sub1;, A&sub1; und D&sub1; bezeichnete Paket Video, Audio und Daten für das Programm 1 dar. In der oberen Zeile der Reihe von Paketen sind die jeweiligen Komponenten eines bestimmten Programms in Gruppen zusammengefaßt dargestellt. Es ist jedoch nicht notwendig, Komponenten eines bestimmten Programms in Gruppen zusammenzufassen, wie es durch die Paketfolge in der Mitte der Reihe angedeutet ist. Außerdem besteht nicht die Forderung, die Pakete einer Reihe in einer besonderen Reihenfolge anzuordnen.
Die in dem unteren Teil von Fig. 1 dargestellte Reihe von Paketen stellt drei Programme im Zeitmultiplex dar, nämlich Programme 1, 2 und 3 plus einen Programmführer (Pakete D4) darstellende Pakete. Wichtig ist zu bemerken, daß die Daten des Programmführers mittels der SCID mit den Programmkomponenten und den virtuellen Kanälen in Beziehung stehen. Die jeweiligen Pakete enthalten ein Präfix und ein Nutzsignal, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Das Präfix dieses Beispiels enthält Bytes mit 8 Bit, enthaltend fünf Felder (fields), von denen vier 1-Byte-Felder (P, BB, CF, CS) sind und eines ein 12-Bit-Feld (SCID) ist. Der Nutzsignalteil enthält die aktuellen Informationen, die empfangen und verarbeitet werden sollen. We in Fig. 2 gezeigt, enthält ein beispielhaftes Präfix ein 1-Bit-Prioritätsfeld (P), ein 1-Bit-Begrenzungsfeld (BB), das Abgrenzungen zwischen bedeutungsvollen Signaländerungen anzeigt, ein 1-Bit- Feld (CF), das anzeigt, ob das Nutzsignal verschlüsselt ist oder nicht, ein 1-Bit-Feld (CS), das anzeigt, welcher der beiden Entschlüsselungskodes zu benutzen ist, um ein verschlüsseltes Nutzsignal zu entschlüsseln, und ein 12-Bit-SCID. Der übrige Teil des Pakets enthält das Nutzsignal, das Fehlerkode-Paritätsbits enthalten kann, die an das Ende der Nutzsignaldaten angefügt sind.
Ein Masterprogramm-Führer enthält in der oben beschriebenen Weise formatierte, paketierte Daten und ist einem besonderen SCID zugeordnet, wie zum Beispiel 0000 0000 0001. Ein Masterprogramm-Führer enthält vier aufeinanderfolgende Datenblöcke, bezeichnet mit SEGM, APGD, CSSM1.. CSSMnseg und PISM1... PISMnseg, die später beschrieben werden.
Ein Masterprogramm-Führer enthält im allgemeinen Fernseh- Programmankündigungen für die nächsten zwei Stunden, kann aber auch Programmankündigungen für vier, sechs oder acht Stunden enthalten, abhängig von der Größe des Speichers, der für die Speicherung in dem Empfänger vorgesehen ist. Zusätzlich zu dem Masterprogramm-Führer sind ein oder mehrere Programmführer (SPG = special program guides) vorgesehen, die zusätzliche Daten enthalten wie zum Beispiel Fernseh-Programmankündigungen für die nächsten acht Stunden. Das heißt, der Masterführer enthält alle Informationen, die notwendig sind für die Auswahl laufender Fernsehprogramme, und die besonderen Führer enthalten Informationen über die künftigen Fernsehprogramme. Spezielle Führer werden im Bedarfsfalle von dem Satelliten als Daten abgelegt und wegen ihres großen Umfangs nicht in dem Speicher gehalten. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind sowohl der Masterprogramm-Führer und die speziellen Programmführer in eine Vielzahl von Segmenten oder Teilen (von 0 bis 15) aufgeteilt, mit einem Index "nseg", der die laufende Nummer der den speziellen Führer enthaltenden Segmente anzeigt. Jedes Segment enthält Programminformationen für einen oder mehrere virtuelle Kanäle, die sich von 100 bis 999 erstrecken. Fig. 4 zeigt nur eine beispielhafte Zuordnung von virtuellen Kanälen zu Segmenten, und es können auch andere Gruppierungen durchgeführt werden, entsprechend dem Ermessen der Operateure in dem Center für das Senden zum Satelliten. Jedes spezielle Führerelement enthält zwei aufeinanderfolgende Datenblöcke, CSSM1... CSSMnseg und PISM1... PISMnseg, die ebenfalls später beschrieben werden.
Die Fig. 5a und 5b zeigen Programmdaten-Strukturen des zugrundeliegenden Satelliten-Sendesystems. Es sei bemerkt, daß der Segment Map (SEGM)-Block des Ma sterprogramm-Führers Informationen enthält über die Aufteilung des Kanalbereichs in Segmente und die Zahl der Segmente. Der Block Additional Program Guide Data (APGD) enthält eine Programmführer-Darstellung, die anzeigt, welche besonderen Programmführer-Segmente aktiv sind, sowie ihre Lage (das heißt der besondere Transponder, der dieses Segment führt) sowie auch die SCIDs der jeweiligen Segmente. Der Block APGD enthält Programminformationen für die Bewertungen und das Thema eines besonderen Fernsehprogramms. Das APGD enthält auch eine Programmführer-Darstellung, die besondere Führungssegmente jeweiligen Namen, Nummern und Typen zuordnet.
Der Masterführer und jeder spezielle Führer enthalten einen Block Channel to Service Segment Map (CSSM) und einen Program Information Segment Map (PISM)- Block. Der CSSM beschreibt virtuelle Kanäle (zum Beispiel durch Auflistung von Informationen für den Kanalnamen, Stationsbuchstaben, Kanalnummer und Typ), die in dem entsprechenden Segment vorliegen. Der Block PISM enthält miteinander verknüpfte Listen von Programminformationen wie Titel, Startzeit, Dauer, Bewertung und Kategorie, die in jedem virtuellen Kanal vorliegen, beschrieben in der entsprechenden Channel to Service Segment Map (CSSM).
Relevante Teile der in den Fig. 3, 4, 5a und 5b dargestellten Datenstrukturen werden in der folgenden Beschreibung des Vorgangs für die Programmauswahl behandelt. Das heißt, viele Teile der in den Fig. 5a und 5b dargestellten Datenstrukturen betreffen andere Funktionen als die Auswahl eines virtuellen Kanals, wie zum Beispiel Verkaufsinformationen, und werden nicht diskutiert. In Fig. 3 wählt ein Benutzer ein Fernsehprogramm für die Betrachtung, indem er einen Cursor (über nicht dargestellte Steuertasten einer Fernbedienung nach oben, nach unten, nach rechts und nach links) auf einen Block der Bildschirmwiedergabe für den Programmführer bewegt, der den Namen des gewünschten Programms trägt. Wenn eine WAHL-Taste der Fernbedienung gedrückt wird, wird die laufende Lage des Cursors in X- und Y- Richtung ausgewertet, um eine Zeitinformation für den virtuellen Kanal und das Programm zu ermitteln.
Wie in Fig. 4 gezeigt und oben bereits bemerkt, sind der Masterprogramm-Führer und die speziellen Programmführer in Segmente aufgeteilt (die nur einige wenige Seg mente oder bis zu 16 Segmenten betragen können). Der niedrigste virtuelle Kanal (100) wird immer als der erste Kanal von seg(0) zugeordnet. Jedes Segment enthält Kanal- und Programminformationen für eine bestimmte Zahl von virtuellen Kanälen. Aufgrund der Ableitung der Nummer des virtuellen Kanals aus der Information über die Cursorlage in X- und Y-Richtung wird die Nummer des virtuellen Kanals dazu verwendet, in dem jeweiligen Segment des besonderen Programmführers (entweder Masterprogramm-Führer oder ein spezieller Programmführer) anzuzeigen, um die speziellen Kanalinformationen und Programminformationen wiederzugewinnen. Im einzelnen haben die Aufzeichnungen der Kanalinformationen (CI) in dem CSSM (Channel to Service Segment Map) eine konstante Länge von 17 Bytes und enthalten derartige Punkte wie Nummer der in Gebrauch befindlichen SCIDs (meistens zwei, Audio und Video), den Kanaltransponder (Chan Xpndr), die Nummer und eine kurze Bezeichnung (das heißt im allgemeinen vier Buchstaben) für den Kanal und einen Zeiger in die zugehörigen Programminformationen. Für einen Zugriff zu jeder besonderen Kanalinformation (Channel Information = CI) ist es nur notwendig, einem Grundwert wiederholt 17 hinzuzufügen. Die Programminformationen enthalten den Tag des. Beginns und die Zeit des Programms, die Nummer von Zeitfenstern mit 30 Minuten, die sie einnehmen, die Themenkategorie (das heißt Drama, Sport, Komödie) und Kindersicherung.
Wenn einmal auf einen Kanaltransponder, der ein gewünschtes Fernsehprogramm übermittelt, abgestimmt ist, können die Datenpakete, die die Audio- und Videoinformationen für dieses Programm enthalten, dadurch aus den von dem Transponder empfangenen Datenstrom ausgewählt werden, indem die Datenpakete auf den eigenen SCID (Service Component Identifier) 12-Bit-Kode geprüft werden. Wenn der SCID des momentan empfangenen Datenpaketes mit dem SCID des gewünschten Fernsehprogramms, wie es in dem Programmführer aufgelistet ist, übereinstimmt, wird das Datenpaket zu den eigenen Datenverarbeitungsbereichen des Empfängers geleitet. Wenn der SCID eines bestimmten Pakets mit dem SCID des gewünschten Fernsehprogramms, wie es in dem Programmführer aufgelistet ist, nicht übereinstimmt, wird das Datenpaket nicht beachtet und verworfen.
Es folgt nun eine kurze Beschreibung der System-Hardware, die zur Durchführung der oben beschriebenen Erfindung geeignet ist. In Fig. 6 verarbeitet ein Sender 601 ein Datensignal von einer Quelle 614 (zum Beispiel einer Fernsehsignalquelle) und sendet es zu einem Satelliten 613, der das Signal empfängt und zu einem Empfänger 612 zurücksendet. Der Sender 601 enthält einen Koder 602, einen Modulator/Vorwärts-Fehler-Korrigierer (FEC = Modulator/Forward Error Corrector) 603 und eine Aufwärtseinheit, also eine vom Boden zum Satelliten sendende Einheit 604. Der Koder 602 komprimiert und kodiert Signale von der Quelle 614 nach einer vorbestimmten Norm wie zum Beispiel MPEG. MPEG ist eine internationale Norm, entwickelt durch die Moving Picture Expert Group of the International Standards Organisation für die kodierte Darstellung von sich bewegenden Bildern und einem zugehörigen Audiosignal, gespeichert auf einem digitalen Speichermedium. Ein kodiertes Signal von der Einheit 602 wird dem Modulator/Vorwärts-Fehler-Korrigierer (FEC) 603 zugeführt, der das Signal mit Fehler-Korrekturdaten kodiert, und eine sogenannte Quaternary Phase Shift Key (QPSK) moduliert das kodierte Signal auf einen Träger. In dem Block 603 werden sowohl eine Konvolutional- als auch eine Reed-Solomon (RS)-Blockkodierung durchgeführt.
Die Aufwärts-Einheit 604 sendet das komprimierte und kodierte Signal zu dem Satelliten 613, der das Signal zu einem ausgewählten geographischen Empfangsgebiet sendet. In dieser Ausführungsform arbeitet der Satellit 613 in zwei Modi, mit einem Abstrich an Kanalkapazität zugunsten der Übertragungsleistung oder einem Abstrich an Übertragungsleistung zugunsten der Kanalkapazität. In dem ersten Modus sendet der Satellit 613 zum Beispiel sechzehn Kanäle mit je 120 W. In dem zweiten Modus sendet der Satellit 613 acht Kanäle mit je 240 W.
Das Signal von dem Satelliten 613 wird durch eine Antennenschüssel 605 empfangen, die mit einem Eingang eines sogenannten Set-Top-Empfängers 612 verbunden ist, (das ist eine Schnittstelleneinheit oberhalb eines Fernsehempfängers). Der Empfänger 612 enthält einen Demodulator/Vorwärts-Fehler-Korrigierer (FEC = Forward Error Correction)-Dekoder 607 zur Demodulation des Signals und zur Dekodierung der Fehlerkorrekturdaten, einen Mikroprozessor 606, der mit der Demodulator/FEC-Einheit 607 zusammenarbeitet, und eine Transporteinheit 608 zum Transport des Signals zu einem geeigneten Dekoder innerhalb der Einheit 609, abhängig von dem Signalinhalt, das heißt Audio- oder Videoinformationen. Die Transporteinheit 608 empfängt korrigierte Datenpakete von der Einheit 607 und prüft das Kopfsi gnal jedes Paketes, um seine Weiterleitung zu bestimmen. Die Dekoder in der Einheit 609 dekodieren das Signal und entfernen hinzugefügte Transportdaten, sofern diese benutzt werden. Ein NTSC-Koder 610 kodiert das dekodierte Signal in ein Format, das für eine Verarbeitung durch Signal-Verarbeitungsschaltungen in einem genormten NTSC-Konsum-Fernsehempfänger 611 geeignet ist.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild und zeigt die Bauteile des IRD-Empfängersystems mit der Außer-Haus-Antennenschüsseleinheit 705. Das IRD enthält einen Block 707 mit einem Tuner 734 und einer Demodulatoreinheit 735 zum Abstimmen auf verschiedene Fernsehkanäle. Das IRD wird durch eine Mikrosteuereinheit 706 gesteuert, die außerdem die Schnittstellen zwischen dem IRD und einem Telefonnetz über ein Telefonmodem 734, zwischen dem IRD und dem Benutzer über eine IR-Verbindung 725 und zwischen dem IRD und einem Fernsehempfänger über einen MPEG- Dekoder 723, steuern, einen Videokoder 721 und einen HF-Modulator 722 und schließlich zwischen der IRD-Einheit und einem Benutzer über ein IC 708 für eine Smart Card-Schnittstelle und dem Transport.
Die Demodulator/FEC-Einheit 807 in Fig. 8 empfängt, demoduliert und dekodiert das Datensignal, das von der Antennenschüssel 805 empfangen wird. Diese Einheit enthält einen Tuner 834, einen Quaternary Phase Shift Key (QPSK)-Demodulator 835, einen Viterbi-Konvolutional-Dekoder 836, einen Entschachteler 837 und einen Reed- Solomon (RS)-Dekoder 838, alle mit bekanntem Aufbau und in der in Fig. 8 dargestellten Anordnung.
Der Tuner 834 empfängt ein Eingangssignal von der Antennenschüssel 805. Aufgrund der Kanalwahl durch einen Benutzer sendet eine Steuereinheit 806 (das ist ein Mikroprozessor) ein Frequenzsignal zu dem Tuner 834. Dieses Signal bewirkt die Abstimmung des Tuners 834 auf den gewünschten Kanal und setzt das empfangene Signal in der Frequenz herunter, und zwar in Abhängigkeit von dem Abstimm- Frequenzsignal, das von dem Mikroprozessor 806 dem Tuner 834 zugeführt wird. Ein Ausgangssignal von dem Tuner 34 wird an den Demodulator 834 geliefert.
Der QPSK-Demodulator 835 ist verkoppelt mit (synchronisiert mit) dem abgestimmten Kanal, demoduliert das modulierte Datensignal und erzeugt ein Signal, das die Qualität des demodulierten Signals anzeigt. Der Demodulator 835 demoduliert das modulierte Eingangs-Datensignal, unabhängig von der Fehlerkorrektur-Koderate des empfangenen Datensignals. Die phasenverkoppelte Schaltung (PLL) in dem Demodulator 835 synchronisiert den Betrieb des Demodulators 835 mit dem Eingangssignal unter Verwendung von bekannten Mitteln. Der Demodulator 835 erzeugt ein Demodulator-Verkopplungs-Ausgangssteuersignal, das anzeigt, ob der Demodulator 835 mit dem Eingangssignal synchronisiert ist oder nicht, und liefert dieses Signal zu einem Speicherregister in dem Mikroprozessor 806. Ein demoduliertes Ausgangs- Datensignal von der Einheit 835 wird dem Viterbi-Dekoder 836 zugeführt. Der Demodulator 835 erzeugt außerdem ein Ausgangssignal über die Signalqualität, das die Qualität des von der Satellitenübertragung empfangenen Signals anzeigt, und steht in Beziehung mit dem Signal/Rausch-Verhältnis des empfangenen Signals. Verschiedene Störquellen, wie auch Schwunderscheinung durch Regen, können die Qualität eines empfangenen Signals verschlechtern. Ein QPSK-Demodulator, der für die Anwendung als Einheit 835 geeignet ist, ist kommerziell verfügbar von Hughes Network Systems of Germantown, Maryland (integrierte Schaltung vom Typ Nr. 1016212) und von Comstream Corp., San Diego California (Nr. CD2000).
Der Dekoder 836 verwendet einen Viterbi-Algorithmus, um die Bitfehler in dem demodulierten Signal von der Einheit 835 zu dekodieren und zu korrigieren. Der Dekoder 836 enthält interne Netzwerke, wie bekannt, um seinen Betrieb auf das ankommende demodulierte Signal zu synchronisieren und dadurch das demodulierte Signal effektiv zu dekodieren.
Nachdem der Dekoder 836 das demodulierte Datensignal dekodiert und fehlerkorrigiert hat, wird das dekodierte Datensignal einem Entschachteler 837 zugeführt. Der Entschachteler 837 stellt die Reihenfolge des Datensignal in seine ursprüngliche Folge wieder her und bildet gemäß bekannten Lösungen Reed-Solomon-Blöcke (RS- Blöcke). Zu diesem Zweck arbeitet der Entschachteler 837 mit einem 8-Bit- Synchronwort, das durch den Koder zu Beginn jedes RS-Blocks eingefügt wird, und bildet dadurch die Synchronisierung für den RS-Block. Das entschachtelte Signal wird einem Reed-Solomop (RS)-Dekoder 838 zugeführt.
Der RS-Dekoder 838 dekodiert die RS-Blöcke und korrigiert Byte-Fehler innerhalb eines Blocks. Ein dekodiertes Signal von dem Viterbi-Dekoder 838 wird über den Entschachteler 837 zu dem RS-Dekoder 838 geliefert. Wenn der Dekoder 836 die eigene Fehlerkorrektur-Dekodierrate zum Dekodieren des Datensignals verwendet, werden der Entschachteler 837 und der Reed-Solomon-Dekoder 838 normal arbeiten.
Somit wurde ein digitales Mehrkanal-Übertragungssystem aufgezeigt und beschrieben, das Fernsehprogramme zu Transpondern und Zeitmuliplex-Fenstern in dem Datenstrom eines bestimmten Transponders in einer Weise zuordnet, die für den Benutzer, der ein gewünschtes Fernsehprogramm in einfacher Weise durch Wahl eines virtuellen Kanals abstimmt, vollkommen übersichtlich ist. Außerdem wurde oben beschrieben, daß der Schlüssel für den weichen Betrieb dieses Systems die Übertragung der Führer für die Master- und speziellen Kanäle ist, die Transponderkanäle und Lagen von Programmdaten in dem Transponder-Datenstrom mit virtuellen Kanalnummern in Beziehung setzen.

Claims

1. Fernsehsystem zum Empfangen einer Mehrzahl von digital-kodierten Fernsehprogrammen, enthaltend:

Mittel zum Auswählen eines gewünschten Programms aus den digital-kodierten Fernsehprogrammen auf einem bestimmten Übertragungskanal für digitale Daten aus einer Mehrzahl von Übertragungskanälen für digitalen Daten aufgrund eines Steuersignals, wobei alle diese Daten-Übertragungskanäle auch Fernsehprogramm- Ankündigungsdaten für alle Daten-Übertragungskanäle enthalten und die Fernsehprogramm-Ankündigungsdaten den Zusammenhang jedes der Fernsehprogramme mit jeweils einigen der Mehrzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten bestimmen,

vom Benutzer bedienbare Dateneingabemittel zur Eingabe von Daten, Steuermittel, die mit den Auswahlmitteln und den Dateneingabemitteln verbunden, sind zum Erzeugen des Steuersignals aufgrund der vom Benutzer eingegebenen Daten, und

wobei die Steuermittel ein gewünschtes Programm aus den digital-kodierten Fernsehprogrammen auf einem virtuellen Kanal aus einer Mehrzahl von virtuellen Kanälen aufgrund der vom Benutzer eingegebenen Daten auswählen und wobei jeder virtuelle Kanal Gegenstand einer Neuzuordnung zu einem anderen Kanal der Mehrzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten ist.

2. Fernsehsystem nach Anspruch 1, enthaltend: Mittel zum Erzeugen von Grafiken auf dem Bildschirm zum Erzeugen einer Matrix von Sendezeiten, Fernsehprogramm-Titeln und virtuellen Kanälen, die einer Ankündigung der Fernsehprogramme entsprechen, aufgrund der Fernsehprogramm- Ankündigungsdaten.

3. Fernsehsystem nach Anspruch 2, wobei ein Benutzer das gewünschte Programm der digital-kodierten Fernsehprogramme auf einem Kanal der virtuellen Kanäle von der dargestellten Fernseh- Ankündigungsmatrix und aufgrund der Steuermittel einen entsprechenden Übertragungskanal für digitale Daten für den Empfang des Fernsehprogramms und Daten auswählt, die den gewünschten digital-kodierten Fernsehprogrammen entsprechen, aus einem Datenstrom in dem ausgewählten Übertragungskanal für digitale Daten.

4. Fernsehsystem nach Anspruch 3, wobei die virtuellen Kanäle Nummern tragen, die entsprechend den Programminhalt zugeordnet sind.