JP2009095069A - 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 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図３

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 （Ａ）は本発明の原理に従って使用することができる周波数プランの例であるＤＢＳ周波数プランを表し、（Ｂ）は本発明の原理に従って使用することができる周波数プランの例であるＤＢＳ周波数プランを表す図である。 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。 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高水準構成図である。 本発明の原理に従った方法の例示的流れ図である。 本発明の原理に従ったパケットストリーム処理の例示的グラフ図である。

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_１〜１３０_ｎ（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。

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。

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。

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_１〜１３０_Ｎ内の各ミクサ（ｍｉｘｅｒ）１３２の入力に結合される。

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。

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。

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（トランスポート）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。

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。

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。

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。

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。

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_１〜１３８_Ｎ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１〜１３０_Ｎから複数の移送（トランスポート）ストリーム部分Ｔ_１〜Ｔ_Ｎ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_１〜Ｔ_Ｎ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

３１０ ヘッダ部分
３１１ 標準ヘッダデータ
３１２ ストリーム識別子
３１４ シーケンスコード
３１６ 他のデータ
３２０ ペイロードデータ
３２０ １つまたは複数の初期パケット

Claims (26)

1. 第１のストリームからのデータを有する第１の搬送波信号および第２の搬送波信号を含む複数の搬送波信号を有するアナログ信号を受信するステップと、
   前記複数の搬送波信号をデジタルデータストリームに変換するステップと、
   前記第１のデジタルデータストリームから、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号により搬送されるデータを抽出するステップと、
   少なくとも前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号から抽出されたデータの部分を組み合わせて少なくとも前記第１のストリームの部分を形成するステップとを具え、前記抽出されたデータの部分は該抽出されたデータの部分に対応するものとして前記第１のストリームを識別するためのストリーム識別子情報と関連付けられ、前記ストリーム識別子情報は前記アナログ信号に含まれていることを特徴とする方法。
2. 前記第１のストリームがトランスポートストリームを含み、
   前記第１のストリームに対応するストリーム識別子を有する前記抽出されたデータ内でそれらのトランスポートパケットを選択するステップをさらに具えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記抽出されたデータが、第１のトランスポート形式に従ったトランスポートストリームパケットを含み、前記第１のストリームが、前記第１のトランスポート形式のトランスポート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。
4. 前記抽出されたデータが、第１のトランスポート形式に従ったトランスポートストリームパケットを含み、前記第１のストリームが、第２のトランスポート形式のトランスポート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。
5. 前記第２のトランスポートストリーム形式に従ったトランスポートストリームパケットが、前記第１のトランスポート形式に従ったトランスポート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。
6. 前記ストリーム識別子情報が、前記第１のトランスポート形式に従った前記トランスポート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。
7. 変換するステップが、
   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。
8. 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復調して、それぞれのデータを含んだストリームを抽出することを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 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。
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第１の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。
11. 抽出するステップが、
    前記第１の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、前記第１の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。
12. 抽出するステップが、
    前記識別された搬送波信号が、前記第１の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。
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第１の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。
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第１の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。
15. 前記第１の形式に従った前記トランスポートストリームパケットの一部が、前記ヘッダ部分に、それぞれが、前記複数の搬送波信号のうちどれが前記第１の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を格納することを特徴とする請求項６に記載の方法。
16. 前記抽出されたデータが、前記第１のストリーム内にある前記抽出されたデータ部分を決定するための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請求項１に記載の方法。
17. アナログ信号からの複数の搬送波信号であって、第１のストリームからのデータを有する第１の搬送波信号および第２の搬送波信号を含む複数の搬送波信号をデジタルデータストリームに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抽出する複数のチャネルプロセッサと、
    少なくとも前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号から抽出された前記データの少なくとも部分を組み合わせて、少なくとも前記第１のストリームの部分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の部分が、前記第１のストリームに対応するものとして抽出された前記データの部分を識別するための識別子情報と関連付けられ、前記ストリーム識別子情報が前記アナログ信号に含まれていることを特徴とする装置。
18. 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、そこから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１７に記載の装置。
19. 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１８に記載の装置。
20. 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１７に記載の装置。
21. 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１７に記載の装置。
22. 前記抽出されたデータが、前記第１のストリーム内にある抽出された前記データの部分を決定するための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請求項１７に記載の装置。
23. 前記デジタルデータストリームが、第１のトランスポート形式に従ったトランスポートストリームパケットを含み、前記第１のストリームが、第２のトランスポート形式のトランスポートストリームを含むことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
24. 前記第２の搬送波信号が、前記第１のストリームからのデータが点在する第２のストリームからのデータを有することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
25. 前記第２の搬送波信号が、前記第１のストリームからのデータが点在する第２のストリームからのデータを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
26. 少なくとも前記ストリーム識別子情報の部分が、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号に含まれていることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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