DE69512023T2 - Programmführer mit begrenzter gültigkeitsdauer für digitales fernsehsystem - Google Patents

Programmführer mit begrenzter gültigkeitsdauer für digitales fernsehsystem

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DE69512023T2
DE69512023T2 DE69512023T DE69512023T DE69512023T2 DE 69512023 T2 DE69512023 T2 DE 69512023T2 DE 69512023 T DE69512023 T DE 69512023T DE 69512023 T DE69512023 T DE 69512023T DE 69512023 T2 DE69512023 T2 DE 69512023T2
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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 insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sicherstellen, daß die Fernseh-Zeichendaten zum Erzeugen von Bildschirmwiedergaben zur Steuerung des Systems laufend anwesend sind.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In einem Satelliten-Fernseh-Kommunikationssystem, wie es beschrieben ist in der 18th International Television Symposium and Technical Exhibition, 15. Juni 1993, Montreux, Schweiz, Seiten 458-462, Boyer "Digital Broadcast Satellite System", 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 sechzehn 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 Frequenzband. 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 den richtigen Informationen 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. In den Vereinigten Staaten gibt es ein terrestrisches Zeichen-Führersytem, das als Starsight® bekannt ist und eine Anzeige für einen Kanalführer zur Auswahl von Fernsehkanälen mit festen Sendefrequenzen liefert. Die Starsight®-Daten werden in dem Vertikalintervall von Fernsehprogrammen bestimmter Sendeanstalten übertragen (im allgemeinen öffentliche Sendeanstalten (PBS = public broadcasting stations)) und in der Form eines Führers durch Zeichen oder Tabellen auf dem Fernsehschirm des Benutzers wiedergegeben.
  • Leider werden drei Probleme im Zusammenhang mit dem Starsight®-System registriert. Erstens kann es aufgrund seiner Übertragung mit einer niedrigen Datenrate für einen Starsight®-Empfänger mehrere Stunden dauern, um die Daten für seinen Kanalführer zu laden. Somit ist ein Zuschauer nicht in der Lage, dieses Starsight®-System dazu zu verwenden, Kanäle für wenigstens mehrere Stunden nach der Installierung in seinem Heimbereich abzustimmen. Zweitens werden die Informationen für den Kanalführer nicht auf jedem Kanal übertragen. Daher erfordert die Aktualisierung des Führers jeweils eine neue Abstimmung auf den PBS-Kanal, wodurch die Benutzung des Fernsehempfängers durch den Zuschauer während mehrerer Stunden unterbrochen wird, die für das Neuladen des Führers erforderlich sind. Drittens muß ein Starsight®-Benutzer ein Zeitfenster von mehreren Stunden wählen, das nur alle vierundzwanzig Stunden auftritt, damit der Starsight®- Empfänger eine laufende Kopie des Kanalführers als Programm laden kann. Es ist wichtig, zu bemerken, daß unerwartete Änderungen in den Fernseh-Zeichen durch die Starsight®-Einheit nicht ermittelt werden können, wenn der momentan wiedergegebene Kanal keine Starsight®-Signale überträgt und die meisten Kanäle diese Signale nicht enthalten. Daher können unerwartete Änderungen in dem Fernseh-Zeichensystem nicht in einer vernünftigen Zeit verarbeitet werden, weil das System diese Änderungen nicht erkennt, und auch wegen der Einschränkung in dem Laden der Zeichen von einer bestimmten Sendestation während eines vorbestimmten Zeitfensters.
  • Das Dokument 42nd Annual Convention and Exposition of the National Cable Television Association, 9.Juni 1993, San Francisco, Seiten 82-89, Daily "Addresable Decoder with Downloadable Operation" zeigt einen CATV Konverter dieser Art, in dem ein elektronischer Programmführer als Daten außerhalb des Bandes (Daten, die unabhängig von der Bandbreite des abgestimmten Kanals gesendet werden) empfangen und in einem Speicher gespeichert wird. Es besteht der Wunsch, den elektronischen Programmführer ständig zu aktualisieren. Jedoch vermittelt dieses Dokument keine Lehre, wie dieses erfolgen kann.
  • Das Dokument WO-A-90 10988 beschreibt ein System, um von der Ferne Bildschirmdaten auf Fernsehempfängern wiederzugeben (für Datenabruf- oder Bewertungs-Dienste), das die Daten über eine Vielzahl von physischen Kanälen überträgt. Es werden Geräte geschaffen zur Anwendung in jedem Fernsehgerät, das Mittel zum Empfang von Benutzerantworten enthält, zum Beispiel Antworten auf ein betrachtetes Programm.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Fernsehsystem zum Empfangen einer Vielzahl von digital kodierten Fernsehprogrammen enthält einen integrierten Empfängerdekoder (IRD = integrated receiver decoder) mit einer Schaltung zur Auswahl eines bestimmten Übertragungskanals für digitale Daten aus einer Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten, die ein gewünschtes, digital kodiertes Fernsehprogramm enthalten, durch ein Steuersignal, wobei einige der Daten-Übertragungskanäle auch Zeichendaten für Fernsehprogramme enthalten. Das System enthält auch eine von dem Benutzer bedienbare Dateneingabe-Schaltung zur Eingabe von Daten und eine Steuereinheit zum Erzeugen der obengenannten Steuersignale aus den von dem Benutzer eingegebenen Daten. Die Steuereinheit wählt einen virtuellen Kanal aus einer Vielzahl von virtuellen Kanälen aufgrund der von dem Benutzer eingegebenen Daten, wobei jeder virtuelle Kanal einer Neuzuordnung zu einem anderen der Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten unterliegt und die Zeichendaten für das Fernsehprogramm den Zusammenhang jedes der Fernsehprogramme zu jeweiligen Kanälen der Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten bestimmen. Die Fernseh-Zeichendaten werden mehrmals in der Minute wiederholt und enthalten einen Kode über ihre verfügbare Gültigkeitsdauer. Der Empfänger empfängt einen neuen Master-Programmführer, wenn festgestellt wird, daß sein laufender Kanalführer erloschen ist. Zur Anpassung an unerwartete Änderungen in den Zeichen prüft der Empfänger alle paar Minuten ein Zustands-Byte, um festzustellen, ob sich der Master-Programmführer geändert hat. Die genaue Anzahl an Minuten ist um eine gewisse Zeit weniger als die Gültigkeitsdauer der Programmführer vorbestimmt. Wenn das Zustands-Byte anzeigt, daß sich der Programmführer geändert hat, wird ein neuer Programmführer eingelesen, ohne darauf zu warten, bis der laufende Führer aufhört. Das Zustands-Byte kann eine Versionsnummer für den Master-Programmführer sein, die mit der Versionsnummer des momentan gespeicherten Master-Programmführer verglichen wird.
    • 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, 5b und 5c sind Darstellungen von Pragramm-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.
  • Fig. 9 ist ein Flußdiagramm und zeigt einen Teil des Steuerprogramms des Mikrocomputers der IRD-Empfängereinheit.
    • 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. In vorteilhafter Weise ist das System insofern vollständig flexibel, 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.
  • Das Problem der Änderungen in den Fernsehzeichen wird dadurch gelöst, daß ein Master-Programmführer vorzugsweise auf allen Transpondern mit Fernseh- Videoprogramm, Audioprogramm und zusätzlichen Daten übertragen und periodisch, zum Beispiel alle zwei Sekunden, wiederholt wird. Jedoch wird ein System, in dem nur ein oder einige Transponder den Master-Programmführer übertragen, ebenfalls erwogen, indem ein schneller Tuner angewendet werden könnte, den der Master- Programmführer übertragenden Transponder umzuschalten, oder ein zweiter Tuner so abgestimmt sein könnte, daß er die Master-Programmführer-Daten empfängt. Die Datenrate zum Übertragen eines Master-Programmführers beträgt ungefähr 100 kBit je Sekunde. Der Master-Programmführer wird, wenn er einmal empfangen wurde, in einer Speichereinheit in dem Empfänger aufrechterhalten und periodisch, zum Beispiel alle dreißig Minuten, wiederholt. Die Beibehaltung des Master- Programmführers ermöglicht eine sofortige Auswahl des Fernsehprogramms, weil die für die Auswahl notwendigen Daten immer verfügbar sind.
  • Der Master-Programmführer hat eine Gültigkeitsdauer (Dauer innerhalb der die Daten als gültig angesehen werden) von dreißig Minuten. Ein Byte, das die verbleibende Gültigkeitsdauer des Master-Programmführers anzeigt, wird mit jeder Übertragung des Führers selbst übertragen (d. h. ungefähr alle zwei Sekunden). Zusätzlich zu der Gültigkeitsdauer von dreißig Minuten eines Master- Programmführers ist ein "Notfall-Programmführer" verfügbar, um einen Weg zu schaffen, Fehler in dem Programmführer zu korrigieren, die durch Fehler des Bedienenden auf der sogenannten uplink-Seite oder durch eine "Überziehung" eines laufenden Sportereignisses, (d. h. über die angekündigte Zeit hinaus) bedingt sind. Ein Zustands-Byte für den Programmführer (d. h. das Byte "Änderung der Zahl") wird jeweils am Ende einer Zeitdauer von fünf Minuten wiederholt geprüft, um festzustellen, ob sich der Inhalt der gerade empfangenen (aber noch nicht gespeicherten) Master-Pro-grammführers gegenüber dem Inhalt des gerade gespeicherten Master-Pro-grammführers geändert hat. Wenn dies der Fall ist, wird der neu-empfangene Master-Programmführer für den sofortigen Gebrauch in den Speicher geladen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der neu-empfangene Master- Programmführer nicht beachtet oder verworfen.
  • Es folgt eine Erläuterung, wie ein derartiges System ausgeführt werden kann. Wie oben erwähnt, ist das System in der Lage, Hunderte von Programmen zu übertragen. Jedes Programm kann eine Anzahl an Diensten enthalten. Als ein Dienst wird hier definiert eine Programmkomponente, wie zum Beispiel ein Videosignal, ein Audiosignal, ein Untertitel-Signal oder andere Daten einschließlich durchführbarer Computerprogramme für einen geeigneten Empfänger. Jeder Dienst eines Programms wird durch einen einzigen Dienst-Komponenten-Identifizierer (SCID = Service Component Identifier) bezeichnet. Die Informationen für die jeweiligen Dienste werden in Paketen mit vorbestimmten Datenbeträgen übertragen (z. B. 130 Byte), 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. Ein beispielhaftes Präfix enthält 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 spezielle 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 speziellen 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, 5b und 5c zeigen Programmdaten-Strukturen des zugrundeliegenden Systems, von denen nicht alle für die Auswahl des virtuellen Kanals und die Aktualisierung des Master-Programmführers relevant sind. Es werden nur die relevanten Teile beschrieben. In den Fig. 5a, 5b und 5c enthält der Segment Map (SEGM)-Block des Masterprogramm-Führers Informationen 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 von virtuellen Kanälen, Nummern von virtuellen Kanälen und Inhaltstypen 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 durch Definition von Eigenschaften wie zum Beispiel 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 in dem entsprechenden CSSM beschriebenen virtuellen Kanal vorliegen.
  • Relevante Teile der in den Fig. 3, 4, 5a, 5b und 5c dargestellten Datenstrukturen werden in der folgenden Beschreibung des Vorgangs für die Programmauswahl behandelt. Um die Bedeutung der Aufrechterhaltung eines genauen Master- Programmführers zu verstehen, wird es hilfreich sein, zu beschreiben, wie ein Master-Programmführer zur Auswahl eines Fernsehprogramms benutzt wird. 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. Die Fernbedieneinheit ist zur Vereinfachung nicht dargestellt. 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 Segmente 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.
  • Wieder zu der sogenannten Segment Map (SEGM) von Fig. 5a: In dem SEGM sind zwei Byte von besonderem Interesse enthalten. Das erste ist das Byte für die Gültigkeitsdauer, das anfänglich auf dreißig Minuten gesetzt wird, wenn ein neuer Master-Programmführer zum ersten Male übertragen wird. Jede Übertragung dieses Master-Programmführers hat ein Byte für die Gültigkeitsdauer, das um einen Betrag dekrementiert, also schrittweise verringert wird, der gleich ist der Zeitverzögerung zwischen der Übertragung dieses Führers (im allgemeinen alle zwei Sekunden). Wenn das Byte für die Gültigkeitsdauer einen Wert von null erreicht (wodurch angezeigt wird, daß der derzeit gespeicherte Master-Programmführer dreißig Minuten alt ist), wird ein neuer Master-Programmführer gebildet und für den sofortigen Gebrauch gespeichert. Das zweite Byte von besonderem Interesse ist das Byte "Änderung der Zahl". Jeder Master-Programmführer mit einem Inhalt, der von dem Inhalt des derzeit gespeicherten Master-Programmführers abweicht, hat eine andere Nummer als der derzeit gespeicherte Master-Programmführer. Es wird dieses Byte geprüft, um festzustellen, ob eine nicht angekündigte Änderung in dem Programm erfolgt ist, (das heißt eine Änderung in dem Fernsehprogramm, die während der Gültigkeitsdauer des derzeit gespeicherten Master-Programmführers erfolgt ist). Die Ermittlung einer derartigen unerwarteten Änderung erfordert die Anwendung und die Speicherung eines neuen Master-Programmführers. Am Ende jedes Zeitraums von fünf Minuten (wenngleich auch ein anderer Zeitraum verwendet werden kann) während der Gültigkeitsdauer des derzeit gespeicherten Master- Programmführers wird das Byte für "Änderung der Zahl" eines neu-empfangenen Führers geprüft, um festzustellen, ob eine Änderung in dem Inhalt des Master- Programmführers erfolgt ist und ob der neu-empfangene Master-Programmführer gespeichert und verwendet oder nicht verwendet und verworfen werden soll. Das Byte "Änderung der Zahl" kann eine Versionszahl für den Master-Programmführer sein, der mit der Versionszahl des derzeit gespeicherten Master-Programmführers verglichen wird. Ein Flußdiagramm, das den Teil des Steuerprogramms darstellt, der für den Aktualisierungsvorgang der Master-Programmführung wichtig ist, ist in Fig. 9 dargestellt.
  • Das Programm von Fig. 9 wird beim Schritt 900 eingegeben und geht weiter zum Schritt 910, wo eine Prüfung erfolgt, um zu ermitteln, ob die Gültigkeitsdauer von dreißig Minuten des derzeit gespeicherten Master-Programmführers abgelaufen ist. Ist dies der Fall, geht das Programm weiter zum Schritt 920, um einen neuen Master-Programmführer zu bilden und zu speichern, und wird dann beim Schritt 990 ausgegeben. Wenn beim Schritt 910 die Gültigkeitsdauer des derzeit gespeicherten Master-Programmführers nicht abgelaufen ist, erfolgt der Weg NEIN zum Schritt 930, wo eine Prüfung erfolgt, um zu erkennen, ob fünf Minuten seit dem letzten Zeitpunkt verstrichen sind, bei dem das Byte für die Änderung der Zahl geprüft wurde. Wenn der Zeitraum von fünf Minuten nicht verstrichen ist, wird das Programm beim Schritt 990 ausgegeben. Wenn der Zeitraum von fünf Minuten verstrichen ist, wird das Byte für die Änderung der Zahl beim Schritt 940 gelesen. Beim Schritt 950 erfolgt eine Ermittlung, ob oder ob nicht der neu-empfangene Master-Programmführer sich gegenüber dem derzeit gespeicherten Master-Programmführer geändert hat. Ist dies der Fall, geht das Programm weiter zum Schritt 920, um einen neuen Master- Programmführer zu bilden und zu speichern, und wird dann beim Schritt 990 ausgegeben. Ist dies nicht der Fall, wird der Schritt NEIN zu der Ausgabe beim Schritt 990 eingeschlagen. Somit wird bei einem normalen Ablauf der Ereignisse alle dreißig Minuten der Master-Programmführer mit neuen Informationen aktualisiert. Jedoch wird der Empfänger im Falle einer unerwarteten Änderung in der Ankündigung des Fernsehprogramms seinen Master-Pro-grammführer innerhalb eines Zeitraumes von fünf Minuten korrigieren, da ein Master-Programmführer mit Zeichendaten für alle aktiven virtuellen Kanäle alle zwei Sekunden auf jedem Übertragungskanal übertragen wird und ein vollständiger neuer Master- Programmführer nur zwei Sekunden zum Laden benötigt.
  • 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 (uplink unit) 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 Kopfsignal 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 Fernsehsignale. 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. Der Master-Programmführer wird gespeichert, zum Beispiel in dem RAM 709.
  • 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 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 QPSK-Demodulator 835 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-Solomon (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 836 wird über den Entschachteler 837 zu dem RS-Dekoder 838 geliefert. Wenn der Dekoder 836 die geeignete 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. Natürlich ist der Schlüssel für den weichen Betrieb dieses Systems die Übertragung der Führer für die Master- und speziellen Kanäle, die Transponderkanäle und Lagen von Programmdaten in dem Transponder-Datenstrom mit virtuellen Kanalnummern in Beziehung setzen. Die vorliegende Erfindung gewährleistet, daß die Daten für den gespeicherten Master-Programmführer durch Neuladung jede halbe Stunde und durch Überprüfung jede fünf Minuten, um festzustellen, ob der Inhalt eines neuempfangenen Master-Programmführers von dem Inhalt des derzeit gespeicherten Master-Programmführers abweicht, ständig vorhanden sind.

Claims (6)

1. Fernsehsystem zum Empfangen einer Vielzahl von digital kodierten Fernsehprogrammen, wobei jedes der digital kodierten Fernsehprogramme wenigstens einem einer Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten zugeordnet ist, jeder der Übertragungskanäle für digitale Daten in der Lage ist, wenigstens ein digital kodiertes Fernsehprogramm zu übertragen und wenigstens einer der Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten Zeichendaten für das Fernsehprogramm enthält, wobei das System folgendes enthält:
- auf ein Steuersignal ansprechende Mittel (707, 807) zum Auswählen eines bestimmten Übertragungskanals für digitale Daten aus der Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten und
- mit den Auswählmitteln (707, 807) verbundene Steuermittel (706, 806) zum Erzeugen des Steuersignals, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Zeichendaten für das Fernsehprogramm bei vorbestimmten Zeitintervallen aktualisiert werden und folgendes enthalten:
- eine erste Datenstruktur (MPG), die den Zusammenhang zwischen jedem der Fernsehprogramme zu jeweiligen Kanälen der Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten bestimmt,
- eine zweite Datenstruktur ("GÜLTIGKEITSDAUER"), die eine Zeitperiode anzeigt, während der die definierten Zusammenhänge gültig sind, und
- eine dritte Datenstruktur ("ÄNDERUNG DER ZAHL"), die eine Änderung in den definierten Zusammenhängen anzeigt,
wobei die Steuermittel (706, 806) bewirken, daß die erste Datenstruktur (MPG) der Zeichendaten für das Fernsehprogramm in dem System gebildet und gespeichert wird, wenn die zweite Datenstruktur ("GÜLTIGKEITSDAUER") anzeigt, daß die gültige Zeitperiode geringer ist als eine vorbestimmte Zeitperiode oder wenn die dritte Datenstruktur ("ÄNDERUNG DER ZAHL") anzeigt, daß die definierten Zusammenhänge sich geändert haben,
wobei die Steuermittel (706, 806) die dritte Datenstruktur ("ÄNDERUNG DER ZAHL") häufiger prüfen als die zweite Datenstruktur ("GÜLTIGKEITSDAUER").
2. Fernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Übertragungskanäle für digitale Daten die Zeichendaten für das Fernsehprogramm enthält.
3. Fernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitperiode der zweiten Datenstruktur ("GÜLTIGKEITSDAUER") in der Größenordnung von dreißig Minuten liegt.
4. Fernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Datenstruktur ("ÄNDERUNG DER ZAHL") Informationen enthält, die eine Version der Zeichendaten für das Fernsehprogramm anzeigen.
5. Verfahren zum Empfangen einer Vielzahl von digital kodierten Fernsehprogrammen, wobei jedes der digital kodierten Fernsehprogramme wenigstens einem einer Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten zugeordnet ist, jeder der Übertragungskanäle für digitale Daten in der Lage ist, wenigstens ein digital kodiertes Fernsehprogramm zu übertragen und wenigstens einer der Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten Zeichendaten für das Fernsehprogramm enthält, wobei das Verfahren folgendes enthält:
- Auswählen eines Übertragungskanals für digitale Daten, der Zeichendaten für das Fernsehprogramm enthält, aus der Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zeichendaten für das Fernsehprogramm bei vorbestimmten Zeitintervallen aktualisiert werden und folgendes enthalten:
- eine erste Datenstruktur (MPG), die den Zusammenhang zwischen jedem der Fernsehprogramme zu jeweiligen Kanälen der Vielzahl von Übertragungskanälen für digitale Daten definiert,
- eine zweite Datenstruktur ("GÜLTIGKEITSDAUER"), die eine Zeitperiode anzeigt, während der die definierten Zusammenhänge gültig sind, und
- eine dritte Datenstruktur ("ÄNDERUNG DER ZAHL"), die eine Änderung in den definierten Zusammenhängen anzeigt,
- Prüfen der zweiten und der dritten Datenstruktur "GÜLTIGKEITSDAUER", "ÄNDERUNG DER ZAHL") der Zeichendaten für das Fernsehprogramm des ausgewählten Übertragungskanals für digitale Daten, wobei die dritte Datenstruktur ("ÄNDERUNG DER ZAHL") häufiger geprüft wird als die zweite Datenstruktur ("GÜLTIGKEITSDAUER"),
- Bilden und Speichern der ersten Datenstruktur (MPG) der Zeichendaten für das Fernsehprogramm des ausgewählten Übertragungskanals für digitale Daten in dem System, wenn die gültige Zeitperiode geringer ist als eine vorbestimmte Zeitperiode oder wenn die dritte Datenstruktur ("ÄNDERUNG DER ZAHL") anzeigt, daß die definierten Zusammenhänge sich geändert haben.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Übertragungskanäle für digitale Daten die Zeichendaten für das Fernsehprogramm enthält.
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