JP3079208B2 - Method and apparatus for optimizing program transmission - Google Patents

Method and apparatus for optimizing program transmission

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JP3079208B2
JP3079208B2 JP02511675A JP51167590A JP3079208B2 JP 3079208 B2 JP3079208 B2 JP 3079208B2 JP 02511675 A JP02511675 A JP 02511675A JP 51167590 A JP51167590 A JP 51167590A JP 3079208 B2 JP3079208 B2 JP 3079208B2
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    • H04N2007/1739Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems with two-way working, e.g. subscriber sending a programme selection signal the upstream communication being transmitted via a separate link, e.g. telephone line

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は配給システムによるプログラムの送信を最適
化するシステムおよび方法に関し、特にケーブルテレビ
網を介して、加入者の要求に応じてビデオを供給するシ
ステムおよび方法に関するが、これだけに限定されるも
のではない。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a system and method for optimizing the transmission of a program by a distribution system, and in particular to a system and method for providing video on demand of a subscriber over a cable television network. , But is not limited to this.

従来技術の説明 以下の明細書において、「プログラム」という言葉
は、人間の5感の一つ以上を介して、通常人間に連続的
な印象を与える、視覚、聴覚、その両方、あるいはその
他の情報を含み、最も広い意味に解釈するものとする。
また「ビデオプログラム」という言葉は、再生可能な形
式で記録されているか、「生」で伝送される視覚情報、
あるいは視覚および聴覚情報のプログラムを指すものと
する。情報の入手の容易さに焦点が当てられる現在の
「情報化社会」においては、同じプログラムに二人以上
の人が同時にアクセスすることが頻繁に起こりうる。
2. Description of the Prior Art In the following specification, the term "program" refers to visual, auditory, both, or other information that usually gives a continuous impression to a human through one or more of the five senses of the human. And shall be interpreted in the broadest sense.
The term "video program" also refers to visual information recorded in a reproducible format or transmitted "live"
Alternatively, it refers to a visual and auditory information program. In the current "information society," which focuses on the availability of information, it is frequently possible for two or more people to simultaneously access the same program.

したがって、たとえば視覚および/あるいは聴覚ビデ
オカセットの形で講義およびその他の情報を保管してい
る大規模な教育施設内の図書館では、あるプログラムに
対する需要が特定の時間に非常に高い場合があり、何人
かの学生が最初から特定のプログラムを一度に見たり聞
いたりすることができ、かつ全員が最初から同時に見た
り聞いたりし始める必要のないシステムが求められてい
る。理想的には、あるプログラムを、それを必要とする
すべての人に、要求があると即座に提供できるようにす
るのが望まれる。しかし実際にはこのようなことは高価
な装置を何台も設置したり、複雑な電子的な処理を行わ
ないかぎり不可能である。複数のユーザーに同時に対応
できるこの種のシステムとしては、いわゆる需要対応ビ
デオテレビが挙げられる。需要対応ビデオシステムの場
合、すべての加入者が一日のうちいつでも特定のビデオ
プログラムにアクセスできることに理論的にはなってい
る。
Thus, for example, in a library in a large educational facility that stores lectures and other information in the form of visual and / or audio-video cassettes, the demand for certain programs may be very high at a particular time, and There is a need for a system that allows one student to watch or listen to a particular program at a time from the beginning, and that does not require everyone to start watching or listening at the same time from the beginning. Ideally, it would be desirable to be able to make a program available to everyone who needs it, on demand. In practice, however, this is not possible without the installation of many expensive devices and complicated electronic processing. A so-called demand-based video television is an example of this type of system that can simultaneously accommodate a plurality of users. For demand-based video systems, it is theorized that all subscribers have access to a particular video program at any time of the day.

従来の需要対応ビデオシステムをWalterのアメリカ特
許4507387が開示している。このシステムではビデオプ
ログラムが記憶装置に事前にプログラムされており、ユ
ーザーが送るアドレス信号に応じて、各プログラムが中
央データステーションのホストコンピューターによって
で選択されるようになっている。ホストコンピューター
は高非実時間レートで、光ファイバー網を介して、ユー
ザーの近くのデータ受信ステーションへビデオプログラ
ムを伝送する。データ受信ステーションは受信した光デ
ータを電気的なデータに変換し、次にこれをリアルタイ
ムでユーザーのテレビに送信するために保管する。
A conventional demand responsive video system is disclosed in Walter U.S. Pat. In this system, video programs are pre-programmed in the storage device, and each program is selected by a central data station host computer in response to an address signal sent by a user. The host computer transmits the video program at a high non-real time rate over a fiber optic network to a data receiving station near the user. The data receiving station converts the received optical data into electrical data, which is then stored for transmission to the user's television in real time.

Walterのシステムにはいくつか大きな欠点がある。そ
の中でも最も大きな欠点は、既存のテレビ送信網、特に
CATV、同軸ケーブルネットワークとの互換性がないこと
である。応答時間を速くするために、Walterのシステム
の場合、プログラム全体に相当するデジタルデータを、
複数の光ファイバー網を介して非常に短時間で受信ステ
ーションに送らなくてはならない。デジタルデータを圧
縮したとしても、このシステムはかなり広い帯域幅を必
要とする。たとえば2時間の映画を約31秒で送信するた
めには、4本の光ファイバーラインにわたる16本の光デ
ータチャンネルを必要とする。現在のところほとんどの
家庭、ビルから光ファイバーケーブルにアクセスするこ
とはできず、光ファイバー網の設置は高くつく。
Walter's system has some major drawbacks. The biggest drawback is the existing television networks, especially
Incompatible with CATV and coaxial cable networks. To speed up the response time, Walter's system uses digital data equivalent to the entire program,
It must be sent to the receiving station in a very short time via a plurality of fiber optic networks. Even when compressing digital data, this system requires a fairly large bandwidth. For example, transmitting a 2 hour movie in about 31 seconds requires 16 optical data channels across 4 fiber optic lines. At present, most homes and buildings do not have access to fiber optic cables, and fiber optic networks are expensive to install.

Walterのシステムのもう一つの欠点は、同じビデオプ
ログラムに対する需要が高い場合に適切な対応ができな
いことである。ビデオテープのレンタルを行っている図
書館の調査によると、たとえば合計5000個のテープを保
管しているとして、その中で特定の時間内において需要
が高いのは、20ー40個の最も人気の高い映画に限られる
ということである。さらにこの視聴者の動向調査による
と、一日のうちでも時間とともに視聴者の層が変わるた
め、人気が高いビデオも変化することがわかった。Walt
erのシステムの場合、中央データステーションは第1の
ユーザーの選択したプログラムの一部だけをそのユーザ
ーに送信して、次に第2のユーザーが選択したプログラ
ムの一部をそのユーザーに送信するということはできる
が、同じプログラムに対する数人のユーザーの需要を同
時に満たすことはできない。そのような場合は、自分よ
り前に注文を出したユーザーにプログラム全体の送信が
済むまで、後のユーザーは待たなければならない。人気
の高いビデオプログラムの場合には、我慢できないほど
長い間待たされることになるのは明らかである。
Another disadvantage of Walter's system is that it cannot adequately handle the high demand for the same video program. According to a survey of libraries that rent videotapes, for example, assuming that a total of 5,000 tapes are stored, of which the demand is high within a certain time period is the 20-40 most popular It is limited to movies. In addition, a survey of the audience's behavior showed that the demographics of the audience changed over time throughout the day, so even the most popular videos changed. Walt
In the case of the er system, the central data station sends only the portion of the program selected by the first user to that user, and then sends the portion of the program selected by the second user to that user. They can do it, but they cannot meet the needs of several users at the same time for the same program. In such a case, later users must wait until the entire program has been sent to the user who placed the order before you. Obviously, a popular video program will have to wait for an unbearably long time.

発明の要約 この発明の目的は多数のユーザー向けの配給システム
によるプログラム送信の最適化を行う方法およびシステ
ムを提供することである。より具体的にいうと、ただし
これに限定されるものではないが、CATV等の既存のビデ
オ配給システムに用いることができる、ビデオを需要に
応じて供給するシステムおよび方法を提供することを目
的とする。明細書全体にわたって、「配給システム」と
いう言葉は最も広い意味に解釈し、通常のラジオやテレ
ビ網や、ホテル、教育施設や、最近では飛行機や定期海
洋客船等で用いられているCATVや内部テレビ/ビデオ/
オーディオ配給システム等を含むものとする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and system for optimizing program transmission by a distribution system for multiple users. More specifically, but not exclusively, it is an object of the present invention to provide a system and method for supplying video on demand, which can be used for existing video distribution systems such as CATV. I do. Throughout the specification, the term "distribution system" is to be interpreted in its broadest sense, including the use of ordinary radio and television networks, hotels, educational facilities, and, more recently, CATV and internal television, such as those used on airplanes and regular cruise ships. /video/
It shall include an audio distribution system and the like.

本発明の一つの側面から、配給システムを介して多数
のユーザーにプログラムを送信する場合その送信の最適
化を行う方法において、 前記配給システムのヘッドエンドにおいて、プログラ
ムを複数のプログラムセグメントに分割し、前記プログ
ラムセグメントをスケジューリングアルゴリズムに基づ
く冗長シークエンスによって送信する工程と、 前記配給システムの受信機側で、 前記送信されたプログラムセグメントを、後で再生する
ために前記受信機のバッファーメモリーに記憶させる工
程とからなり、これによって使用時に前記スケジューリ
ングアルゴリズムによって、リアルタイムで前記プログ
ラムの連続再生ができるように、使用者の受信機に前記
プログラムセグメントがすべて受信されるようにしたこ
とを特徴とする方法を提供する。
According to one aspect of the present invention, in a method of optimizing transmission when transmitting a program to a large number of users via a distribution system, at the head end of the distribution system, the program is divided into a plurality of program segments, Transmitting the program segment by a redundant sequence based on a scheduling algorithm; and storing, at a receiver side of the distribution system, the transmitted program segment in a buffer memory of the receiver for later reproduction. Wherein the program algorithm is adapted to receive all of the program segments at the user's receiver so that the program can be continuously played back in real time by the scheduling algorithm in use. That.

好ましくは、この方法には使用者が注文したプログラ
ムを最初から再生し始めることができるようになるまで
に要する最長の時間に対応する最長応答時間(MRT)を
選択する工程を含むようにする。
Preferably, the method includes the step of selecting the longest response time (MRT) corresponding to the longest time required before the user can start playing the ordered program from the beginning.

プログラムを分割する前記工程において、少なくとも
一つのセグメントは1MRT時間以内に送信できるような長
さに前記プログラムを分割するようにする。
In the step of dividing the program, the program may be divided into a length such that at least one segment can be transmitted within one MRT time.

好ましい実施例においては、前記送信の工程におい
て、前記スケジューリングアルゴリズムに基づいて、プ
ログラムの第一のセグメント、すなわち最初に再生する
セグメントを含むセグメントの内、1個以上を各MRT時
間内に送信することによって、使用時第1のセグメント
は常に1MRT以内に受信機に受信され、これによって第1
のセグメントを即座に再生できるようにする。
In a preferred embodiment, in the transmitting step, at least one of a first segment of the program, that is, a segment including a segment to be played first is transmitted within each MRT time based on the scheduling algorithm. In use, the first segment is always received by the receiver within 1 MRT, whereby the first segment
To play the segment immediately.

本発明の別の側面から、多数のユーザーにプログラム
を送信する場合その送信の最適化を行うシステムにおい
て、 前記システムのヘッドエンド側に、 プログラムを複数ののプログラムセグメントに分割する
手段と、前記プログラムセグメントをスケジューリング
アルゴリズムに基づく冗長シークエンスによって送信す
る手段とを設け、 前記システムの受信機側に、 前記送信されたプログラムセグメントを、後で受信機で
再生するために記憶しておくためのバッファーメモリー
を設け、これによって使用時に前記スケジューリングア
ルゴリズムによって、リアルタイムで前記プログラムの
連続再生ができるように、使用者の受信機に前記プログ
ラムセグメントがすべて受信されるようにしたことを特
徴とするシステムを提供する。
According to another aspect of the present invention, in a system for optimizing transmission of a program when transmitting the program to a large number of users, a means for dividing a program into a plurality of program segments on a head end side of the system; Means for transmitting a segment by a redundant sequence based on a scheduling algorithm, wherein a buffer memory for storing the transmitted program segment for later reproduction by a receiver is provided on the receiver side of the system. Providing a system wherein all of the program segments are received by a user's receiver so that, in use, the scheduling algorithm allows for continuous playback of the program in real time.

本発明のさらに別の側面によると、プログラム送信最
適化システムから供給されたプログラムを受信する受信
機において、 スケジューリングアルゴリズムに基づき前記システムの
ヘッドエンドから受信されたプログラムの複数のプログ
ラムセグメントを記憶するバッファー記憶手段と、前記
バッファー記憶手段に記憶されている前記プログラムセ
グメントを処理して、再生を行うために正しい順番で前
記セグメントを供給するための処理手段とを設け、これ
によって使用時、前記スケジューリングアルゴリズムに
よって、前記受信機側でプログラムをリアルタイムで連
続的に再生ができるように、前記プログラムセグメント
のすべてを受信できるようにしたことを特徴とする受信
機を提供する。
According to yet another aspect of the present invention, a receiver for receiving a program supplied from a program transmission optimization system, wherein the buffer stores a plurality of program segments of the program received from a head end of the system based on a scheduling algorithm. Storage means, and processing means for processing the program segments stored in the buffer storage means and supplying the segments in the correct order for playback, whereby the scheduling algorithm is used in use. Thus, the receiver can receive all of the program segments so that the receiver can continuously reproduce the program in real time.

前記処理手段に、セグメント識別マークによって受信
したプログラムセグメントを識別する手段を設け、前記
セグメント識別マークは少なくともセグメントの番号に
よってセグメント識別することができ、これによって受
信機が余分のセグメントと、連続的な再生に必要なセグ
メントとを区別できるようにするのがよい。
The processing means is provided with means for identifying a received program segment by a segment identification mark, wherein the segment identification mark can be identified by at least the segment number, so that the receiver is able to identify extra segments and continuous It is desirable to be able to distinguish segments required for reproduction.

本発明のもう一つ別の側面によると、プログラム送信
最適化システム用のユケジューリング装置において、前
記装置に、 プログラムを複数のプログラムセグメントに分割する手
段と、スケジューリングアルゴリズムに基づく冗長シー
クエンスによって、前記複数のプログラムセグメントの
スケジューリングを行う手段と、前記スケジューリング
されたプログラムセグメントを、そのプログラムのリク
エストをしたユーザーの1台以上の受信機に送信するた
めの経路を決定する手段とを設け、これによって使用
時、前記スケジューリングアルゴリズムによって、前記
受信機側でプログラムをリアルタイムで連続的に再生が
できるように、前記プログラムセグメントのすべてを受
信できるようにしたことを特徴とするスケジューリング
装置を提供する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a scheduling apparatus for a program transmission optimization system, wherein the apparatus includes means for dividing a program into a plurality of program segments, and a redundant sequence based on a scheduling algorithm. Means for scheduling a plurality of program segments, and means for determining a path for transmitting the scheduled program segments to one or more receivers of a user who has requested the program; Wherein the scheduling algorithm allows the receiver to receive all of the program segments so that the receiver can continuously reproduce the program in real time. I do.

前記分割手段は、少なくとも一つのセグメントが、使
用者が注文したプログラムを最初から再生し始めること
ができるようになるまでに要する最長の時間に対応する
最長応答時間(MRT)以内に送信できるような長さに前
記プログラムを分割するのがよい。
The splitting means is adapted to transmit at least one segment within a maximum response time (MRT) corresponding to a longest time required before a user can start playing a program ordered from the beginning. Preferably, the program is divided into lengths.

カウント=各MRT毎に1ずつ増加する所定の初期整数
値、x=1から、プログラムを分割してできたセグメン
トの数に等しい数nまでの数とした場合、本発明のスケ
ジューリングアルゴリズムは、各MRT時間内に、カウン
トモジューロX=Yの結果の繰り返し計算する工程を含
んでおり、使用時、Y=0になる毎にX番のプログラム
セグメントを送信するのがよい。
If the count is a predetermined initial integer value that increases by one for each MRT, and a number from x = 1 to a number n equal to the number of segments obtained by dividing the program, the scheduling algorithm of the present invention The method includes a step of repeatedly calculating the result of the count modulo X = Y within the MRT time. In use, the X-th program segment is preferably transmitted every time Y = 0.

図面の簡単な説明 発明が容易に理解されるように、添付の図面に基づ
き、需要対応ビデオシステム及び方法という形で、プロ
グラム送信最適化システムおよび方法の好ましい実施例
の詳細な説明を行う。これは一例を示しているにすぎな
い。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order that the invention may be readily understood, a detailed description of a preferred embodiment of the program transmission optimization system and method is provided in the form of a demand-based video system and method based on the accompanying drawings. This is only an example.

図1は需要対応ビデオシステムの好ましい実施例の概
略図、 図2は図1の需要対応ビデオシステムをCATV網に応用
した場合の機能ブロックを示す、図1よりも詳細なブロ
ック図、 図3は重要対応ビデオシステムのヘッドエンドで用い
られる方法工程のフローチャート、 図4は需要対応ビデオシステムの受信機側で用いられ
る方法工程のフローチャート、 図5は好ましいスケジューリングアルゴリズムに基づ
く、ビデオセグメントの送信手順を表す表、 図6は最長反応時間と必要ビデオ送信時間との関係を
表すグラフ。
FIG. 1 is a schematic diagram of a preferred embodiment of a demand-response video system, FIG. 2 is a more detailed block diagram showing functional blocks when the demand-response video system is applied to a CATV network, and FIG. FIG. 4 is a flowchart of the method steps used at the head end of the critical video system, FIG. 4 is a flowchart of the method steps used at the receiver side of the demand video system, and FIG. 5 represents a video segment transmission procedure based on a preferred scheduling algorithm. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the longest response time and the required video transmission time.

好ましい実施例の説明 図1は本発明の需要対応ビデオシステムの好ましい実
施例を概略的に示す。図1において、外部非圧縮データ
は、35mmフィルム、ビデオテープ等の最も基本的なフォ
ーマットで、あるいは放送用テレビ送信あるいは衛生送
信などの通信リンクを介してシステム内に送られる。非
圧縮データは、視聴覚プログラムデータを圧縮するため
のメディア圧縮システム10を通される。視聴覚プログラ
ムデータはIntel社などの外部ビデオ圧縮サービスを提
供している会社で圧縮してもらってもよい。このように
外部で圧縮されたデータは記憶配分ノード12から直接シ
ステム内に送ってもよい。記憶配分ノード12は圧縮され
たビデオデータを適当な記憶媒体に送る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 schematically illustrates a preferred embodiment of the demand-based video system of the present invention. In FIG. 1, external uncompressed data is sent into the system in the most basic format, such as 35 mm film, videotape, or over a communications link such as broadcast television transmission or satellite transmission. Uncompressed data is passed through a media compression system 10 for compressing audiovisual program data. The audiovisual program data may be compressed by a company that provides an external video compression service such as Intel. The externally compressed data may be sent directly from the storage distribution node 12 into the system. The storage distribution node 12 sends the compressed video data to a suitable storage medium.

システム内には3種類の記憶手段、すなわち長期低速
記憶手段14、長期高速記憶手段16、短期高速記憶手段18
がある。圧縮されたビデオデータを異なる種類の記憶手
段に記憶させる機構の構築に際しては、たとえば高速記
憶媒体は低速記憶媒体に比べると高価であるといった商
業上の配慮が必要となる。また様々なプログラムを記憶
する記憶手段の種類の選択に際しては、どのようなビデ
オ情報に対する需要が将来高まるかを予測する必要があ
る。日常のニュースなどは短期高速記憶手段16に記憶さ
せるのがよく、また「風と共に去りぬ」等の映画の古典
は長期高速記憶手段16に記憶させるべきであろう。人気
の落ちた無声映画のようなまれにしかリクエストのない
プログラムは、長期低速記憶手段14に記憶させるのがよ
い。記憶配給ノード12としては、異なる記憶装置間のデ
ータの流れを制御するマイクロあるいはミニコンピュー
ターが一般的である。
There are three types of storage means in the system: long-term low-speed storage means 14, long-term high-speed storage means 16, short-term high-speed storage means 18.
There is. Construction of a mechanism for storing compressed video data in different types of storage means requires commercial considerations, for example, that a high-speed storage medium is more expensive than a low-speed storage medium. In addition, when selecting the type of storage means for storing various programs, it is necessary to predict what kind of video information demand will increase in the future. Daily news and the like should be stored in the short-term high-speed storage means 16, and movie classics such as "Gone with the wind" should be stored in the long-term high-speed storage means 16. Programs that are rarely requested, such as the silent movie that has become less popular, may be stored in the long-term low-speed storage unit 14. As the storage distribution node 12, a microcomputer or a mini computer that controls the flow of data between different storage devices is generally used.

長期低速記憶手段14としては、磁気テープ、光ディス
ク等の記憶媒体が挙げられる。このような記憶手段には
まれにしかアクセスされないプログラムを記憶するの
で、取り出すのに人間の手が必要なものであってもかま
わない。長期高速記憶手段16としては、ジュークボック
スタイプの光ディスク記憶装置が一般的である。光ディ
スク記憶手段は高密度の記憶およびランダムアクセスが
可能であり、ジュークボックスタイプのアクセス機構を
採用することによって、自動的にプログラムを呼び出す
ことができる。現在入手可能な典型的なこの種の装置と
しては、KODAK社の光ディスクシステム6800ドライブ/
キャビネットが挙げられる。短期高速記憶手段18として
は、IBM3380型が挙げられる。この装置を用いれば、デ
ジタル形式で記憶されている圧縮ビデオデータにすばや
くランダムアクセスすることができるが、比較的高価な
記憶媒体なので、人気の高いビデオプログラムのグルー
プの記憶だけに用いるようにしてもよい。
Examples of the long-term low-speed storage unit 14 include a storage medium such as a magnetic tape and an optical disk. Since such a storage means stores a program which is rarely accessed, it may be one which requires human hand to retrieve it. As the long-term high-speed storage means 16, a jukebox type optical disk storage device is generally used. The optical disk storage means can perform high-density storage and random access, and can automatically call a program by employing a jukebox type access mechanism. Typical devices of this type currently available include the KODAK optical disk system 6800 drive /
Cabinets. As the short-term high-speed storage means 18, there is an IBM3380 type. This device allows quick random access to compressed video data stored in digital form, but is a relatively expensive storage medium so that it can be used only to store a group of popular video programs. Good.

スケジューリングおよびルーティング用コンピュータ
ー20は、双方向性のリクエストおよび配給用ネットワー
クを介してユーザーの受信機22A,22B,22Cから送られる
特定の視聴覚プログラムに対するリクエストを受け取
る。スケジューリングおよびルーティング用のコンピュ
ーター20は選択されたビデオプログラムを取り出し、こ
れを複数の部分に分割し、スケジューリングアルゴリズ
ムにしたがって複数のセグメントの送信スケジュールを
組み、このスケジュールにしたがって受信機22A,22B,22
Cの1個以上に送る経路を決める。これによってリクエ
ストを送った各視聴者はプログラムを即座に連続して見
ることができる。この需要対応ビデオシステムは、周波
数多重方式および時分割多重方式を組み合わせて用いて
いる。ビデオのセグメントの時分割多重化は、スケジュ
ーリングアルゴリズムにしたがって、スケジューリング
およびルーティング用コンピューター20によって制御さ
れる。周波数多重化は、スケジューリングおよびルーテ
ィング用コンピューター20により加入者向配給用ノード
24を制御して行う。スケジューリングおよびルーティン
グ用コンピューター20の処理能力としては、銀行の現金
自動支払い機用のコンピューターと同程度の能力が要求
される。スケジューリングおよびルーティング用コンピ
ューター20は、加入者のベースの大きさその他のローデ
ィングファクターに応じて、1.5−200MIPS(毎秒x100万
個の命令)の処理能力があればどのようなコンピュータ
ーであってもかまわない。
The scheduling and routing computer 20 receives requests for particular audiovisual programs from the user's receivers 22A, 22B, 22C via the interactive request and distribution network. The scheduling and routing computer 20 retrieves the selected video program, divides it into a plurality of parts, schedules a plurality of segments for transmission according to a scheduling algorithm, and sets the receivers 22A, 22B, 22 according to the schedule.
Decide the route to send to one or more of C. This allows each viewer who sends the request to watch the program immediately and continuously. This demand-based video system uses a combination of a frequency multiplexing method and a time division multiplexing method. The time division multiplexing of video segments is controlled by a scheduling and routing computer 20 according to a scheduling algorithm. Frequency multiplexing is performed by the scheduling and routing computer 20 through the subscriber distribution node.
Perform 24 by controlling. The processing capacity of the scheduling and routing computer 20 is required to be comparable to that of a computer for a bank cash dispenser. The scheduling and routing computer 20 can be any computer capable of processing 1.5-200 MIPS (x1 million instructions per second), depending on the size of the subscriber base and other loading factors. .

視聴者側の受信機22としては、システムのヘッドエン
ドで用いられている周波数多重化に適合させるために周
波数可変能力のあるものを用いる。受信機には、ビデオ
セグメントの時分割多重化によって作られた的なデータ
パケットを受け取るための処理手段を設ける。また受信
機22には受けとったビデオセグメントを記憶するための
緩衝記憶手段を設け、さらに通常は圧縮したビデオデー
タを伸長し、テレビ専用スクリーンまたは従来のテレビ
に映像を映し出すためのデータ伸長手段を設ける。
As the receiver 22 on the viewer side, a receiver having a frequency variable capability to adapt to frequency multiplexing used at the head end of the system is used. The receiver is provided with processing means for receiving data packets generated by time division multiplexing of video segments. Also, the receiver 22 is provided with buffer storage means for storing the received video segments, and is further provided with data decompression means for decompressing the compressed video data and displaying the video on a television screen or conventional television. .

図1の需要対応ビデオシステムはアナログあるいはデ
ジタル通信回路のどちらにも用いることができるが、以
下に説明する好ましい実施例では、ビデオ配給システム
は従来のケーブルテレビシステム、すなわちアナログシ
ステムである。下で説明するシステムの実施例では、主
として変調デジタルデータをCATV網を介して送信してい
るが、アナログおよび変調デジタル信号を組み合わせた
ものを用いる将来のシステムにも対応できる。
Although the demand-based video system of FIG. 1 can be used with either analog or digital communication circuits, in the preferred embodiment described below, the video distribution system is a conventional cable television system, ie, an analog system. In the embodiment of the system described below, the modulated digital data is mainly transmitted via the CATV network, but it can be applied to future systems using a combination of analog and modulated digital signals.

本発明のプログラム送信最適化の方法は、デジタルお
よびアナログ信号の両方の送信の最適化を実現させるも
のである。
The method of the present invention for optimizing program transmission realizes optimization of transmission of both digital and analog signals.

従来のCATVシステムはほとんど単信(1方向)通信シ
ステムなので、エラーが見つかったときにデータを再送
信する簡単な方法はない。したがってある種のエラー補
正手段が必要になる。しかし幸運なことに、テレビのデ
ータは、正確な送信が行われたかどうかを確認しなけれ
ばならないコンピューターのデータとは異なり、通常そ
の場限りのものである。たとえテレビの画面が2、3フ
レーム分乱れたとしても、大半の視聴者はそれが起こっ
たことに気づきさえしないだろう。したがってビットエ
ラー率はもっとずっと高くてもかまわない。たとえば1
0、000データビットに付1ビットのエラーは許容範囲内
である。この程度の率では、通常人間の目および脳組織
はこのエラービットが与えたビデオへの影響に気付くこ
とさえできない。ほとんどのデジタルモデムのエラー率
は1:100,000,000から1:1,000,000,000程度である。した
がってこの発明の需要対応ビデオシステムの場合、現在
のほとんどのコンピューターデータシステムのエラー率
の、1,000−10,000倍のエラー率までが許容範囲であ
る。もちろんエラー率を高めることによって性能の改善
はできるが、そのような改善に視聴者が気付くことはな
いだろう。
Since conventional CATV systems are mostly simplex (one-way) communication systems, there is no easy way to retransmit data when an error is found. Therefore, some kind of error correction means is required. Fortunately, however, television data is usually ad hoc, unlike computer data, which must be checked for correct transmission. Even if the TV screen is disturbed by a few frames, most viewers will not even notice that it has happened. Therefore, the bit error rate can be much higher. For example 1
One bit error per 000 data bits is within the allowable range. At this rate, the human eye and brain tissue are usually not even aware of the effect this error bit has on the video. The error rate of most digital modems is on the order of 1: 100,000,000 to 1: 1,000,000,000. Thus, for the demand-based video system of the present invention, an error rate of 1,000 to 10,000 times the error rate of most current computer data systems is acceptable. Of course, increasing the error rate can improve performance, but viewers will not notice such improvements.

図2需要対応ビデオシステムをCATV網に用いる場合の
好ましい実施例を示すブロック図である。需要対応ビデ
オシステムのヘッドエンドには圧縮した状態でビデオプ
ログラムを送り出す手段が設けてある。この手段はそれ
ぞれ長期高速記憶部16および短期高速記憶部18を構成し
ている、一度だけ書き込んで何回も読出しができる(WO
RM)記憶装置と磁気ディスク記憶装置28とからなる。こ
の実施例では圧縮されたビデオデータがデジタル形式で
記憶手段に記憶されており、ビデオプログラムは、記憶
媒体中で、システムの仕様に適合したサイズのビデオパ
ケットに前もって分割しておいてもよい。磁気ディスク
記憶装置28とWORM装置26はデータバス32を介してスケジ
ューリングおよびルーティング用コンピューター30に接
続されている。
2 is a block diagram showing a preferred embodiment when the demand-based video system is used in a CATV network. The head end of the demand responsive video system is provided with a means for sending the video program in a compressed state. This means constitutes a long-term high-speed storage section 16 and a short-term high-speed storage section 18, respectively, which can be written once and read many times (WO
RM) storage device and a magnetic disk storage device 28. In this embodiment, the compressed video data is stored in digital form in the storage means, and the video program may be divided in advance into video packets of a size conforming to the specifications of the system in the storage medium. The magnetic disk storage device 28 and the WORM device 26 are connected to a scheduling and routing computer 30 via a data bus 32.

スケジューリングおよびルーティング用コンピュータ
ー30は、特定のプログラムに対する加入者のリクエスト
に応じて、対応する記憶媒体からビデオプログラムを取
り出し、このビデオプログラムを複数部分に分割する。
上で述べたように、ビデオプログラムは、システムのス
ケジューリングの条件に応じて、複数部分に前もって分
割した状態で記憶媒体に記憶させておいて、ビデオプロ
グラムの取り出しおよび分割処理工程中にコンピュータ
ー30にかかる負荷を減らすようにしてもよい。次にコン
ピューター30は以下に詳細に説明するようにスケジュー
リングアルゴリズムにしたがって、ビデオプログラムの
セグメントのスケジューリングを行い、このスケジュー
リングにしたがってビデオプログラムをリクエストをし
た視聴者の1台あるいはそれ以上の受信機にビデオプロ
グラムを送信する。人気の高いビデオプログラムのグル
ープ(ビデオ1本を再生する時間(VPT)より長い時
間、少なくとも1人以上の加入者から連続的に需要のあ
るビデオプログラム)の場合、スケジューリングアルゴ
リズムは1回だけ走らせて、それによってスケジューリ
ングされたパケットをテープドライブ(図示省略)等の
シリアル記録装置に記憶させることによって、コンピュ
ーター30にかかる負荷をさらに減らすようにしてもよ
い。
In response to a subscriber's request for a particular program, the scheduling and routing computer 30 retrieves the video program from the corresponding storage medium and divides the video program into multiple parts.
As described above, the video program is stored in the storage medium in a state of being divided into a plurality of parts in advance according to the scheduling conditions of the system, and is stored in the computer 30 during the video program retrieval and division processing steps. Such a load may be reduced. Computer 30 then schedules the segments of the video program according to a scheduling algorithm, as described in more detail below, and sends the video to one or more receivers of the viewers who have requested the video program according to the scheduling. Submit the program. For a group of popular video programs (video programs that are continuously in demand from at least one subscriber for a time longer than the time to play a single video (VPT)), the scheduling algorithm runs only once. The load on the computer 30 may be further reduced by storing the scheduled packets in a serial recording device such as a tape drive (not shown).

この実施例では加入者向け配給用ノード24は、スケジ
ューリングおよびルーティング用コンピューター30で制
御される複数のモデム34からなる。各モデム34は,CATV
網36の各チャンネルに対応した、互いに異なる搬送周波
信号を変調させて、スケジューリングおよびルーティン
グ用コンピューター30によってバス32を介してモデム34
に送られたビデオセグメントのデータパケットを送信す
る。CATVネットワーク36の各加入者は、リクエストした
プログラムに対応するビデオのセグメントのデータパケ
ットを受取り、後でそれを見るために記憶させておくた
めの受信機40を用意する。各受信機40は、ヘッドエンド
から送られたビデオプログラムのセグメントを記憶させ
ておくためのバッファーメモリー42と、バッファーメモ
リーに記憶されているビデオのセグメントを処理して、
それを正しい順番で加入者のテレビに送るためのビデオ
処理手段からなる。ビデオ処理手段は、コントローラー
52と、CATV網から送られ、受信機の1個以上のモデム48
によって復調されたビデオセグメントデータパケットを
捕らえるためのキャプチャーメモリー46を備えている。
コントローラー52の制御により、ビデオ処理手段は、受
け取ったプログラムのセグメントを、PKT ID等のセグ
メント識別子によって識別し、余分な部分は無視して、
キャプチャーメモリー46に重ね書きする。モデム48とし
ては、Fairchild M505等の周波数可変能力のある広帯
域モデムが望ましいが、上で述べたように、ビットエラ
ー率がもっと低い、低級のデジタルモデムを用いてもか
まわない。キャプチャーメモリー46に捕らえられた圧縮
されたビデオデータパケットは、バッファーメモリー42
に記憶される。ここからビデオセグメントを取り出し
て、デコンプレッサー50でデータを伸長させるだけで、
プログラムをすぐに見ることもできるし、後で見ること
もできる。マイクロプロセッサーをベースにしたコント
ローラー52によって、受信機40内のデータの流れおよび
ビデオ処理工程を制御する。
In this embodiment, the subscriber distribution node 24 comprises a plurality of modems 34 controlled by a scheduling and routing computer 30. Each modem 34 is a CATV
By modulating different carrier frequency signals corresponding to each channel of the network 36, the scheduling and routing computer 30 modulates the modem 34 via the bus 32.
To send the data packet of the video segment sent to. Each subscriber of the CATV network 36 has a receiver 40 for receiving the data packet of the video segment corresponding to the requested program and storing it for later viewing. Each receiver 40 processes a buffer memory 42 for storing a segment of the video program sent from the head end, and a video segment stored in the buffer memory,
It comprises video processing means for sending it to the subscriber's television in the correct order. The video processing means is a controller
52 and one or more modems 48 sent from the CATV network to the receiver
And a capture memory 46 for capturing the video segment data packet demodulated by the controller.
Under the control of the controller 52, the video processing means identifies a segment of the received program by a segment identifier such as a PKT ID, ignoring extra parts,
Overwrite on the capture memory 46. As the modem 48, a wideband modem having a frequency variable capability such as Fairchild M505 is preferable, but as described above, a low-grade digital modem having a lower bit error rate may be used. The compressed video data packet captured by the capture memory 46 is transferred to the buffer memory 42.
Is stored. Just take out the video segment from here and decompress the data with the decompressor 50,
You can see the program right away or later. A microprocessor-based controller 52 controls the data flow and video processing steps within the receiver 40.

CATVシステムの種類によっては、双方向性のデコーダ
ーまたは受信機を設けることができる。この種のシステ
ムの場合、受信機40に操作ボタン54を設けて、加入者が
CATVネットワーク36を介して注文できるようにする。し
かしCATVシステムの大半は単方向性(単信式)なので、
加入者は注文を公衆交換電話網(PSTN)56を通じて行わ
なくてはならない。PSTN56を通じての加入者の注文は口
頭で行うようにしてもよいし、他のオンライン加入者ネ
ットワークサービス会社が提供しているような押しボタ
ン式キーで行うようにしてもよい。
Depending on the type of CATV system, a bidirectional decoder or receiver can be provided. In the case of this type of system, the receiver 40 is provided with an operation button 54 so that the subscriber can
Enable ordering via CATV network 36. However, most CATV systems are unidirectional (simplex),
The subscriber must place the order through the public switched telephone network (PSTN) 56. Subscriber orders through the PSTN 56 may be made verbally or with push-button keys such as those provided by other online subscriber network service companies.

非加入者がシステムから送信されたプログラムを無断
で見るのを防ぐための方策はいくつか考えられる。送信
前にモデム34で標準的な暗号化アルゴリズムをプログラ
ムに加えるようにしてもよい。その場合各受信機40には
受け取ったデータの暗号を解読するためのキーが必要に
なる。暗号化用および暗号解読用のキーは、自動現金払
出し機用に金融機関がPINsを配るのと同じようなやり方
で、加入者に配るようにしてもよい。あるいは別の方法
として、ヘッドエンドから送信される各データパケット
の先頭に、加入者一人一人によって異なる受信者ID(識
別マーク)を付けておいて、特定のビデオプログラムを
無断で受信しようとする者は適合する受信者IDを選ばな
くてはならないようにしてもよい。
There are several ways to prevent non-subscribers from viewing programs transmitted from the system without permission. Before transmission, the modem 34 may add a standard encryption algorithm to the program. In that case, each receiver 40 needs a key for decrypting the received data. The encryption and decryption keys may be distributed to the subscriber in a manner similar to the distribution of PINs by financial institutions for automated teller machines. Or, as another method, a person who tries to receive a specific video program without permission by putting a different receiver ID (identification mark) at the head of each data packet transmitted from the head end for each subscriber. May have to choose a matching recipient ID.

図2に示した需要対応ビデオシステムは一例にすぎ
ず、本発明の需要に応じてビデオを供給するための方
法、システムを実施するためのハードウェアとしては、
上で述べた以外にも様々な種類のものが考えられる。た
とえば受信機40には、数本のチャンネルから送られてく
るデータパケットを同時に受け取るために、数個のモデ
ムを設けることも可能であり、またビデオセグメントが
バッファーメモリーに圧縮した状態で記憶されている場
合は、キャプチャーメモリーは省略することができる。
この場合ビデオセグメントのデータの伸長は、加入者の
テレビに正しい順番でそれを送るときに行う。さらにヘ
ッドエンド装置または受信機のある部分は別の位置に設
けてもよい場合がある。たとえばCATVシステムに特有な
アーキテクチャーを考慮すると、受信機のモデムおよび
バッファー部は、ケーブルネットワークのいわゆる加入
者取出し口の一部になるような位置に設け、他の部分は
加入者の建物内に設けるようにすることも可能である。
The demand-based video system shown in FIG. 2 is merely an example, and the method for supplying video according to demand and the hardware for implementing the system according to the present invention include:
Various types other than those described above are conceivable. For example, the receiver 40 can be provided with several modems to simultaneously receive data packets sent from several channels, and the video segments are stored in a buffer memory in a compressed state. If so, the capture memory can be omitted.
In this case, the decompression of the data of the video segment takes place when it is sent to the subscriber's television in the correct order. Further, certain portions of the headend device or receiver may be located at different locations. For example, given the architecture specific to CATV systems, the modem and buffer part of the receiver should be located at a location that would be part of the so-called subscriber outlet of the cable network, and the other part would be in the subscriber's premises. It is also possible to provide.

特定のプログラムのビデオセグメントのデータパケッ
トを、すべての視聴者に対して同一のチャンネルを介し
て送信する必要はない。システムのヘッドエンド側で時
分割多重方式および多重チャンネルを組み合わせて用い
て、各チャンネルのデータ率を最小に保つようにすれ
ば、受信側であまり高価なハードを使わないですむ。ビ
デオプログラムがどのチャンネルを通って送られている
かを判断するために、受信機40でチャンネルを周期的に
スキャンするようにしてもよい。さらにこれに加えて、
スケジューリングおよびルーティング用コンピューター
30からのデータを送信するための専用制御チャンネルを
設け、各受信機にどのチャンネルのどのパケットを受け
取るべきか指示するようにしてもよい。しかし、ビデオ
セグメントのそれぞれにビデオの題名のIDと各セグメン
トのIDを付けて、ヘッドエンドからスケジューリングア
ルゴリズムにしたがって連続的に送信することによっ
て、各受信機が対応する題名のIDの付いたビデオセグメ
ントをすべて受け取って、すでに受け取っている部分は
捨てるか重ね書きできるようにした方がもっと望まし
い。
It is not necessary that the data packets of the video segment of a particular program be sent to all viewers over the same channel. Using a combination of time division multiplexing and multiple channels at the head end of the system to keep the data rate of each channel to a minimum requires less expensive hardware on the receiving side. The receiver 40 may scan the channels periodically to determine which channel the video program is being sent on. In addition to this,
Scheduling and routing computer
A dedicated control channel for transmitting data from 30 may be provided, and each receiver may be instructed which packet of which channel to receive. However, by attaching each video segment with the ID of the video title and the ID of each segment, and transmitting continuously from the headend according to the scheduling algorithm, each receiver can be assigned a video segment with the corresponding title ID. It's even better to receive all of the messages and discard or overwrite any that you have already received.

この発明の主要な特徴は、ビデオセグメント送信のス
ケジューリングに冗長シークエンスを採用することによ
って、受信機側でビデオプログラムをリアルタイムで連
続的に再生できるスケジュールにしたがって、リクエス
トされたプログラムのビデオセグメントのすべてを確実
に受信できるようにしたことにある。効率的なスケジュ
ーリングアルゴリズムの好ましい形態とその実行方法を
以下に詳しく説明する。
A key feature of the present invention is that by employing a redundant sequence for scheduling video segment transmissions, all video segments of the requested program can be re-arranged according to a schedule that allows the video program to be continuously played in real time on the receiver side. The point is to make sure that it can be received. The preferred form of the efficient scheduling algorithm and its execution method will be described in detail below.

以下の説明において、「最長応答時間」(MRT)とい
う言葉は、加入者がビデオプログラムのリクエストを出
してから受信機側で見ることができるようになるまでに
要する最長の時間を指している。MRTはシステムがリク
エストに応答するまでにかかる最長の時間を指してい
る。ビデオ再生時間(VPT)は特定のビデオプログラム
を通常の再生速度で再生するのに要する時間を指す。ビ
デオプログラムを構成しているデータをビデオセグメン
トデータパケットに分割する場合、各パケットは1MRT以
内に送信できる長さにしなくてはならない。ビデオセグ
メントの再生時間、すなわち各データパケットのスロッ
ト長は、1MRT未満にする必要はなく、データパケット送
信用の送信媒体を介して送信する際、1MRT以内の時間で
どの程度の帯域幅が使えるかによって、1MRTより長くて
もよい場合がある。スロット長さを可変にして、送信媒
体にかかる瞬間的な負荷やデータ率を調整したり、受信
機に要求されるバッファー記憶スペースの大きさを調節
できるようにしてもよい。しかし通常は各システム毎に
スロット長さおよびMRTは固定されている。次の説明で
は、わかりやすくするためにスロット長さとMRTを等し
くしている。したがって、たとえばビデオプログラムが
60分の長さで、MRTが5分とすると、ビデオプログラム
は、それぞれが5分のビデオセグメントデータに相当す
る12の離散データパケットに分割される。各データパケ
ットにはビデオを見る順に1〜n(nはVPT/MRTに等し
い)までの番号が付いている。スケジューリングアルゴ
リズムの好ましい形態としては、スケジューリングおよ
びルーティング用コンピューター30で制御されるソフト
ウェアが挙げられる。スケジューリングプログラムの基
本的な流れを以下に示す。
In the following description, the term "longest response time" (MRT) refers to the longest time it takes for a subscriber to make a request for a video program before it can be viewed at the receiver. MRT refers to the longest time it takes for a system to respond to a request. Video playback time (VPT) refers to the time required to play a particular video program at normal playback speed. When dividing the data making up the video program into video segment data packets, each packet must be of a length that can be transmitted within 1 MRT. The playback time of the video segment, that is, the slot length of each data packet does not need to be less than 1 MRT, and how much bandwidth can be used within 1 MRT when transmitting via the transmission medium for data packet transmission Depending on the case, it may be longer than 1 MRT. The slot length may be variable to adjust the instantaneous load and data rate on the transmission medium or to adjust the size of the buffer storage space required for the receiver. However, the slot length and MRT are usually fixed for each system. In the following description, the slot length is set equal to the MRT for simplicity. So, for example, a video program
Assuming a length of 60 minutes and an MRT of 5 minutes, the video program is divided into 12 discrete data packets, each corresponding to 5 minutes of video segment data. Each data packet is numbered from 1 to n (where n is equal to VPT / MRT) in video viewing order. A preferred form of the scheduling algorithm is software controlled by a scheduling and routing computer 30. The basic flow of the scheduling program is shown below.

MRTを選択した最長応答時間に等しい値に設定する カウンターを初期値0に設定する MRTの再生時間に対応する大きさを有するビデオセグ
メントデータパケット(PKT1,PKT2...PKTn)を取り出す ループ MRTに等しい時間の残りの時間待つカウント
値に1を加える (カウントモジューロ1)=0ならばPKT1を送信する (カウントモジューロ2)=0ならばPTK2を送信する (カウントモジューロ3)=0ならばPKT3を送信する ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・(カウントモジューロn)=0ならばPKTnを送信す
る ループに戻る 注意:(xモジューロy)=(x÷y)の残り 上記のスケジューリングアルゴリズムの場合、ビデオ
セグメントデータパケットは冗長シークエンスに基づき
送信され、各MRT時間中に1個以上のデータパケットが
送信される。各送信はインクリメントタイムn・MRTに
始まり、多くの場合MRTの大半は実際の送信に費やされ
る。上記のスケジューリングアルゴリズムの場合、PKT1
は必ず送信されるが、他のパケットはカウントが対応す
る値の時に送信される場合もあるし送信されない場合も
ある。したがって受信機によってはパケットを連続的に
受け取れないこともありうる。たとえばMRT=5,VPT=60
の場合、パケットは次の順番で送られる 上記手段はアルゴリズムに基づいて行うことができる
多くのパケット供給手順の一例にすぎない。図5は各MR
T時間間隔内で送信されたビデオセグメントデータパケ
ットの流れをグラフで表している。縦軸は各ビデオセグ
メントの数を、横軸はMRTの間隔を表している。図5の
場合ビデオセグメント数の最大値は30、MRT間隔の数の
最大値は49であるが、これらの値は任意に決めたもので
あり、両軸ともに無限に続くようにすることもできる。
実際的にはビデオプログラムを分割したビデオセグメン
トの数には限度があるが、MRTの間隔の数は特定のプロ
グラムに対して連続して需要のあった時間の関数であ
る。アルゴリズムの連続的な出力を何気なくみると、パ
ケットの順番はランダムであるように見える。しかし手
順は疑似ランダム的のようであるが、実際はランダムで
はない。なぜなら再生すべきときにパケットが受信機に
送られていないようなことは決して起きず、また正しい
順番でビデオセグメントを即座に見ることができるよう
にパケットは受信機に送られているからである。したが
って受信機が特定のパケットを再生する準備をする頃ま
でには、そのパケットはバッファーメモリーに入ってい
るか、さもなければその瞬間に受信されるはずである。
Set MRT to value equal to selected longest response time Set counter to initial value 0 Take out video segment data packets (PKT1, PKT2 ... PKTn) with size corresponding to MRT playback time Loop to MRT Add 1 to the count value to wait for the remaining time of the same time. If (count modulo 1) = 0, send PKT1. If (count modulo 2) = 0, send PTK2. (Count modulo 3) = 0 Send PKT3 if ...
...
If (count modulo n) = 0, send PKTn Return to the loop Note: (x modulo y) = rest of (x 残 り y) For the above scheduling algorithm, the video segment data packet is based on the redundant sequence One or more data packets are transmitted during each MRT time. Each transmission starts at an increment time n · MRT, and in most cases most of the MRT is spent on the actual transmission. For the above scheduling algorithm, PKT1
Is always transmitted, but other packets may or may not be transmitted when the count has the corresponding value. Therefore, some receivers may not be able to continuously receive packets. For example, MRT = 5, VPT = 60
, Packets are sent in the following order: The above means are only examples of many packet supply procedures that can be performed based on algorithms. Figure 5 shows each MR
5 graphically depicts the flow of a video segment data packet transmitted within a T time interval. The vertical axis represents the number of each video segment, and the horizontal axis represents the MRT interval. In the case of FIG. 5, the maximum value of the number of video segments is 30, and the maximum value of the number of MRT intervals is 49, but these values are arbitrarily determined, and both axes can be continued indefinitely. .
In practice, the number of video segments that divide a video program is limited, but the number of MRT intervals is a function of the amount of continuous demand for a particular program. Casually looking at the continuous output of the algorithm, the order of the packets appears to be random. But while the procedure seems pseudorandom, it is not. Because it never happens that a packet is not being sent to the receiver when it should be playing, and the packet is being sent to the receiver so that the video segments can be viewed immediately in the correct order . Thus, by the time the receiver is ready to play a particular packet, that packet should be in the buffer memory or otherwise received at that moment.

上記表の「受け取ったパケット」の欄には、余分なパ
ケットは含んでいない。これは実際にはこれらのパケッ
トは受信機によって捨てられるか重ね書きされるためで
ある。上記シークエンスの例では、8MRT時間以内に12個
すべてのパケットが受信されており、あるパケット、た
とえばPKT12はそれを再生すべき時間よりもずっと前に
受信機に受信されている。PKT12やその他の再生時間よ
りも早く受信されたパケットは、再生すべき時間までバ
ッファーメモリーに記憶しておく。スケジューリングア
ルゴリズムによって、受信機はパケットを常にそれを再
生すべき時、あるいはそれよりも前に確実に受信するこ
とができる。
The column of “received packets” in the above table does not include extra packets. This is because these packets are actually discarded or overwritten by the receiver. In the above sequence example, all 12 packets have been received within 8 MRT time, and a packet, for example, PKT12, was received by the receiver long before it should be played. Packets received earlier than PKT12 or other playback time are stored in the buffer memory until the time to be played back. The scheduling algorithm ensures that the receiver receives the packet whenever it should be played or before.

図5において、ある特定の時点、たとえばMRT間隔が1
2、24、36では、他の時点よりもたくさんのパケットが
受信されることがわかる。このようなときには送信媒体
および受信機のバッファーメモリーの負荷が大きくな
る。したがってバッファーメモリーの容量はある特定の
プログラムのすべてのデータパケットを記憶できるだけ
の大きさにするのが望ましい。これによって必要に応じ
て後でプログラムを見るために受信機に記憶させておく
ことも可能になる。
In FIG. 5, at a specific point in time, for example, the MRT interval is 1
At 2, 24 and 36, it can be seen that more packets are received than at other times. In such a case, the load on the transmission medium and the buffer memory of the receiver increases. Therefore, the capacity of the buffer memory is desirably large enough to store all data packets of a specific program. This also allows the receiver to store the program for later viewing if necessary.

スケジューリングアルゴリズムと受信機に必要なバッ
ファーメモリーの容量を決める際には、所定の応答時間
(MRT)と、リクエストに応じるのに必要な帯域幅と、
受信機内のバッファー記憶手段の配置スペースを考慮し
なければならない。上で説明したスケジューリングアル
ゴリズムの利点は、送信媒体を効率的に利用できること
である。すなわち、たとえばMRTを5分とすると、スケ
ジューリングアルゴリズムなしの場合には、ビデオプロ
グラム全体を最初から5分毎に連続的に送信しなければ
ならない。したがって、プログラムの再生時間が60分と
すると、プログラム全体を12回送信しなければならない
ことになる。上記のスケジューリングアルゴリズムを用
いれば、MRT5分が達成できるように、送信しなければな
らないデータパックの数は、全プログラムを送信する回
数に換算するとたった3.12回にしかならない。
When determining the scheduling algorithm and the amount of buffer memory required for the receiver, the required response time (MRT), the bandwidth required to service the request,
Consideration must be given to the placement space of the buffer storage means in the receiver. An advantage of the scheduling algorithm described above is that the transmission medium can be used efficiently. That is, for example, when the MRT is set to 5 minutes, without the scheduling algorithm, the entire video program must be continuously transmitted every 5 minutes from the beginning. Therefore, if the playback time of the program is 60 minutes, the entire program must be transmitted 12 times. Using the above scheduling algorithm, the number of data packs that need to be transmitted is only 3.12.

MRTと送信しなければならないデータ量との関係は、
次の「ベストフィット曲線」の方程式で表される。
The relationship between MRT and the amount of data that must be sent is
It is expressed by the following equation of “best fit curve”.

データの総量はVPTに関連した値である。したがって
データ量3は、VPTの3倍、すなわちMRTが5分で、60分
のプログラムの場合は、180分に相当するデータ量に等
しい。図6はMRTと、必要ビデオ送信時間すなわち総送
信データ量との関係を表すグラフである。
The total amount of data is the value associated with VPT. Therefore, the data amount 3 is equal to three times the VPT, that is, in the case of a program with an MRT of 5 minutes and a program of 60 minutes, the data amount is equivalent to 180 minutes. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the MRT and the required video transmission time, that is, the total transmission data amount.

上記のスケジューリングアルゴリズムが最も好ましい
が、送信効率と必要なバッファー記憶装置の容量とのバ
ランスを考慮して、アルゴリズムを変更することもでき
る。この場合システムの各部品のコストバランスを考え
なくてはならない。受信機のバッファーに高価なものを
用いるなら、送信ラインは低コストのものでよい。
Although the above scheduling algorithm is most preferable, the algorithm can be changed in consideration of the balance between the transmission efficiency and the required capacity of the buffer storage device. In this case, the cost balance of each component of the system must be considered. If expensive buffers are used for the receiver, the transmission line may be low cost.

スケジューリングアルゴリズムを変更して、PKT1を常
時は送らないようにすることもできる。この場合、PKT1
および他の特定のパケットの送信回数を減らし、これら
をリクエストが出されるまで受信機の記憶部のスペース
に記憶させておくようにしてもよい。たとえば次のよう
な方法を用いることができる。
The scheduling algorithm can be changed so that PKT1 is not always sent. In this case, PKT1
And the number of transmissions of other specific packets may be reduced, and these may be stored in the space of the storage unit of the receiver until a request is issued. For example, the following method can be used.

各受信機に低容量のバッファーメモリー装置を設け、
ビデオプログラムの特定のパケットを受信するために常
時通電しておく。たとえば人気のあるビデオプログラム
が10本あるとすると、受信機には上記10本のビデオプロ
グラムのPKT1を記憶できるようにしておき、前記のスケ
ジューリングアルゴリズムの場合のように、MRT毎にPKT
1を送信するのではなく、所定の間隔でしか送信しない
ようにスケジューリングアルゴリズムを設定する。こう
すれば、人気のあるプログラムのリクエストが出された
ときには、すでに1番目のパケットは受信機のバッファ
ーメモリーに記憶されていることになるので、即座にプ
ログラムを見ることができ、その間にスケジューリング
アルゴリズムが実行される。こうすることによって、受
信機のコストは少し高くなるが、必要な送信帯域幅を大
幅に減らし、また人気のあるプログラムを視聴者に瞬時
に提供することができる。
Provide a low-capacity buffer memory device for each receiver,
Power is always supplied to receive a specific packet of the video program. For example, if there are 10 popular video programs, the receiver should be able to store the PKT1 of the above 10 video programs, and, as in the case of the above scheduling algorithm, PKT1 for each MRT.
The scheduling algorithm is set so that 1 is not transmitted but transmitted only at predetermined intervals. In this way, when a request for a popular program is made, the first packet is already stored in the buffer memory of the receiver, so that the program can be immediately viewed, and the scheduling algorithm is used in the meantime. Is executed. This can slightly increase the cost of the receiver, but can significantly reduce the required transmission bandwidth and provide the viewer with a popular program instantly.

またすべてのリクエストに対して最長応答時間MRT以
内に送信を開始する必要がなくなるので、ピーク送信負
荷を減らすことができる。少々の送信の遅れを我慢しさ
えすれば送信負荷の一層の平滑化が可能である。
Further, since it is not necessary to start transmission of all requests within the longest response time MRT, peak transmission load can be reduced. Further smoothing of the transmission load is possible if only a little transmission delay is tolerated.

次にヘッドエンド側のコンピューターおよび受信機側
での典型的なソフトウェアによる制御手順を、図3、4
に基づいて説明する。ヘッドエンド側のスケジューリン
グおよびルーティング用コンピューターは加入者からの
リクエストを受け取ると、加入者ID、リクエストされた
プログラムのID,リクエストの時間を記録する。コンピ
ューターはスケジューリングアルゴリズムに基づいて、
リクエストおよびリクエストの処理が完了するまでの手
順を管理する。
Next, a typical software control procedure at the head-end computer and the receiver will be described with reference to FIGS.
It will be described based on. Upon receiving the request from the subscriber, the scheduling and routing computer at the head end records the subscriber ID, the ID of the requested program, and the time of the request. Computers are based on a scheduling algorithm
Manages the request and the procedure to complete the processing of the request.

通常、数本のプログラムが常時送信されている。上で
述べたように、スケジューリングアルゴリズムは時間の
経過とともに異なるデータ量を発生させる。異なるプロ
グラムの流れに対するカウントの入力値を互いにずらし
た値にすることによって、送信媒体中の総データ量を比
較的一定にすることができる。特定のリクエストがアル
ゴリズムに入った時点のカウント値によって、リクエス
トされたプログラムの送信が完了するまでに、1MRTから
1VPTまでの範囲内の時間がかかる。
Usually, several programs are constantly transmitted. As mentioned above, the scheduling algorithm generates different amounts of data over time. By making the input values of the counts for the different program flows shifted from each other, the total data amount in the transmission medium can be made relatively constant. Depending on the count value at the time the particular request entered the algorithm, from the 1MRT until the transmission of the requested program was completed
It takes time within 1VPT.

ヘッドエンド側のコンピューターは加入者ID,タイト
ルID、リクエストの時間を記録するとき、リクエストの
あったプログラムが現在作動しているかどうか判断し、
作動している場合は、現在のMRT時間の間隔が終了した
時点でスケジューリング手順を開始する。もしリクエス
トのあったプログラムが現在作動中でなかったら、コン
ピューターの内部カウンター(ソフトウェアカウンター
の場合もある)のカウントの初期値を、それぞれ異なる
プログラムの流れに対するカウントの入力値がずれた値
になるように設定する。したがって、たとえばプログラ
ムA,B,C,Dに対して同時にリクエストが出された場合、
4つのリクエストの処理が同時に始まる。しかしアルゴ
リズムによるスケジューリング手順に入るとき、プログ
ラムAのカウント値はゼロで、Bのカウント値は1で、
Cのカウント値は2で、Dのカウント値は3であったと
すると、各MRT時間間隔中にそれぞれのプログラムに対
して、同じ番号のビデオセグメントではなく、異なる番
号のビデオセグメントが同時に送信されることになる。
When recording the subscriber ID, title ID, and the time of the request, the head-end computer determines whether the requested program is currently running,
If so, start the scheduling procedure at the end of the current MRT time interval. If the requested program is not currently running, the initial value of the count of the internal counter of the computer (which may be a software counter) will be different from the input value of the count for each different program flow. Set to. Therefore, for example, if requests are issued simultaneously to programs A, B, C, and D,
Processing of the four requests begins simultaneously. However, when entering the algorithmic scheduling procedure, the count value of program A is zero, the count value of B is one,
Assuming that the count value of C is 2 and the count value of D is 3, a different number of video segments are transmitted simultaneously to each program during each MRT time interval, instead of the same number of video segments. Will be.

次のMRT間隔の開始時点で、コンピューターは上記の
スケジューリングアルゴリズムプログラム手順を開始
し、スケジューリングアルゴリズムに基づいて、リクエ
ストされたタイトルのデータパケットのスケジューリン
グを行う。またコンピューターは各データパケットにタ
イトルIDとパケットIDを付ける。次にコンピューターは
空いているチャンネルを選びそのチャンネルに対応した
モデムにデータパケットを送り、そこからリクエストを
出した受信機に送信する。ヘッドエンド側のコンピュー
ターは、このタイトルに対して最後のリクエストが出さ
れてから、このタイトルのパケットすべての送信が完了
するまで、上記手順を実行する。コンピューターがすべ
てのリクエストの処理が完了したと判断すると、そのプ
ログラムのデータパケットの送信をやめる。
At the start of the next MRT interval, the computer starts the above-mentioned scheduling algorithm program procedure, and schedules the data packet of the requested title based on the scheduling algorithm. The computer also assigns a title ID and a packet ID to each data packet. The computer then selects an available channel and sends a data packet to the modem corresponding to that channel, which in turn sends it to the receiver that made the request. The head-end computer executes the above procedure from when the last request is issued for this title until transmission of all packets having this title is completed. If the computer determines that all requests have been processed, it stops sending data packets for that program.

受信機側では、加入者がリクエストを送ると、受信機
が送信チャンネルをスキャンしてタイトルIDを探す。受
信機はタイトルIDを見つけると、今度はパケットIDを探
し、これらの内バッファー記憶部にまだ記憶されていな
いパケットをすべて記憶する。すでに受信されているパ
ケットは捨てられ、受信機はリクエストしたプログラム
のすべてのデータパケットを受け取るまで、残りのデー
タパケットを探し続ける。バッファー記憶部に送られた
データパケットは、受信機に直接送ってすぐにプログラ
ムが見られるようにすることもできるし、後で見るため
に記憶しておくこともできる。図4には示していない
が、非加入者が無断でデータを受信するのを防ぐための
アドレスIDを、受信機で探すことができるようにしても
よい。
On the receiver side, when a subscriber sends a request, the receiver scans the transmission channel and searches for a title ID. When the receiver finds the title ID, it searches for the packet ID, and stores all the packets not yet stored in the buffer storage unit. Packets that have already been received are discarded, and the receiver continues to search for remaining data packets until it has received all data packets for the requested program. The data packet sent to the buffer storage unit can be sent directly to the receiver so that the program can be viewed immediately, or stored for later viewing. Although not shown in FIG. 4, the receiver may be able to search for an address ID for preventing a non-subscriber from receiving data without permission.

要求に応じてビデオを供給するための、送信最適化の
システムおよび方法の好ましい実施例の上記説明から明
らかなように、スケジューリングアルゴリズムを用いる
ことによって、多数の加入者のリクエストに応じて効率
的にプログラムを送信し、所定の最長応答時間内にその
プログラムの再生を開始することができる。エレクトロ
ニクス、テレビ、通信分野の技術者なら、本発明の基本
概念から逸脱することなしに、上で説明したプログラム
送信最適化のシステムおよび方法に、様々な改良、変形
を加えることができることがわかると思われる。たとえ
ば上記の変形例として、配給システムに光ファイバー網
を用いて、例えば飛行機の乗客の要求に応じてプログラ
ムの提供をすることもできる。さらにこのシステムと方
法は、アナログ通信、デジタル通信、その両方が混じり
合ったもののいずれにも用いることができる。上で説明
した要求対応ビデオシステムの場合、ビデオプログラム
セグメントは圧縮した状態で送信したが、これが本発明
の重要な特徴でないことは明らかであろう。なぜならス
ケジューリングアルゴリズムだけで送信効率を大幅に改
善することができるからである。このような改良、変形
はすべて本発明の範囲内にあると考えられる。そして本
発明の特質は添付の請求の範囲によって定義するものと
する。
As will be apparent from the above description of the preferred embodiment of the transmission optimization system and method for providing video on demand, the use of a scheduling algorithm allows for efficient response to a large number of subscriber requests. The program can be transmitted and the reproduction of the program can be started within a predetermined maximum response time. Those skilled in the electronics, television, and communications arts will appreciate that various modifications and variations can be made to the above-described system and method for optimizing program transmission without departing from the basic concepts of the present invention. Seem. For example, as a modification of the above, an optical fiber network may be used in the distribution system to provide a program in response to, for example, a request from an airline passenger. Further, the system and method can be used for analog communications, digital communications, or a mixture of both. In the case of the demand-based video system described above, the video program segments were transmitted in a compressed state, but it will be clear that this is not a key feature of the present invention. This is because transmission efficiency can be greatly improved only by the scheduling algorithm. All such modifications and variations are considered to be within the scope of the present invention. The features of the invention are defined by the appended claims.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04H 1/00 H04N 7/173 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04H 1/00 H04N 7/173

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】番組配信システムを介して複数の受信機に
プログラムを送信する場合その送信の最適化を行う方法
において、一台以上の受信機が同時にまたは異なるタイ
ミングで特定のプログラムを要求したとき、前記番組配
信システムが、その要求への対応に要する送信手段を最
小にしながら、前記一台以上の受信機以外の受信機がす
でにその特定のプログラムを受信しているかどうかに関
係なく各要求に応答するようになっており、 前記番組配信システムのヘッドエンド側で、 (a)プログラムを複数のプログラムセグメントに分割
し、それらのプログラムセグメントを所定のシークエン
スに編成するためのスケジューリングアルゴリズムを実
行する工程と、 (b)前記複数の受信機においてプログラムを通常の速
度で再生するために要する時間内で、プログラムセグメ
ントの少なくとも一部が、前記番組配信システムのヘッ
ドエンドを特定の受信機のためだけに使う必要なしにヘ
ッドエンドから複数の受信機まで何度も同時に送信され
るようにするスケジューリングアルゴリズムに従い、プ
ログラムセグメントを送信する工程と、 前記番組配信システムの受信機側で、 (c)前記送信されたプログラムセグメントを後で再生
するために前記受信機のバッファ手段に蓄積し、同一の
プログラムセグメントが前記受信機に何度も受信された
とき、そのプログラムセグメントが前記バッファ手段に
一度だけ蓄積され、前記スケジューリングアルゴリズム
によって、希望する場合プログラム全体を保持するのに
必要な容量よりも小さなバッファ手段を構成するフレキ
シビリティを持たせながら、プログラムの通常の再生速
度でプログラムの連続再生が可能なようにすべてのプロ
グラムセグメントをどの受信機でも受信できるようにす
る工程から成る前記送信の最適化方法。
1. A method for optimizing the transmission of a program to a plurality of receivers via a program distribution system, wherein one or more receivers request a specific program simultaneously or at different timings. The program distribution system minimizes the transmission means required to respond to the request while minimizing each request regardless of whether or not a receiver other than the one or more receivers has already received the particular program. (A) dividing a program into a plurality of program segments and executing a scheduling algorithm for organizing the program segments into a predetermined sequence; And (b) required to reproduce a program at a normal speed in the plurality of receivers. Within a time period, at least a portion of the program segment is transmitted from the head end to the plurality of receivers at the same time many times without having to use the head end of the program distribution system only for a specific receiver. Transmitting a program segment in accordance with a scheduling algorithm to be performed; and (c) storing the transmitted program segment in a buffer means of the receiver for later reproduction, and When the program segment is received many times by the receiver, the program segment is stored only once in the buffer means and, if desired, is smaller than the capacity required to hold the entire program if desired by the scheduling algorithm. Has flexibility to compose buffer means A method for optimizing transmission, the method comprising the steps of enabling all receivers to receive all program segments so that the program can be played continuously at the normal playback speed of the program.
【請求項2】視聴者が要求したプログラムをプログラム
の最初から再生し始めるまでに要する最長の時間に相当
する最長応答時間(MRT)を選択する工程を含む請求項
1に記載の方法。
2. The method of claim 1, further comprising the step of selecting a longest response time (MRT) corresponding to the longest time required to begin playing the program requested by the viewer from the beginning of the program.
【請求項3】工程(a)において、前記プログラムをプ
ログラムセグメントに分割する際、そのプログラムセグ
メントの長さを1MRT内に少なくとも一つのプログラムセ
グメントを送信できるように選択することを特徴とする
請求項2に記載の方法。
3. In the step (a), when dividing the program into program segments, a length of the program segment is selected so that at least one program segment can be transmitted in one MRT. 3. The method according to 2.
【請求項4】工程(b)において、前記スケジューリン
グアルゴリズムに従い、プログラムの再生時間の第1セ
グメントに対応する第1プログラムセグメントを含む1
つあるいはそれ以上のプログラムセグメントを各MRT内
に送信し、使用時に前記第1プログラムセグメントを常
に1MRT内に受信機で受信し、即座に再生可能にすること
を特徴とする請求項3に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the step (b) includes a first program segment corresponding to a first segment of a program reproduction time according to the scheduling algorithm.
4. The method according to claim 3, wherein one or more program segments are transmitted in each MRT, and the first program segment is always received by the receiver in one MRT when used, and can be immediately reproduced. Method.
【請求項5】前記番組配信システムのヘッドエンドにお
いて、プログラムを分割してできたn個のプログラムセ
グメントに1からnまでの番号を、通常の速度による再
生時に再生される順に割り当てる請求項4に記載の方
法。
5. The program distribution system according to claim 4, wherein in the head end of the program distribution system, numbers from 1 to n are allocated to n program segments obtained by dividing the program in the order of reproduction at the time of reproduction at normal speed. The described method.
【請求項6】前記スケジューリングアルゴリズムが、 カウントモジューロX=Y (カウント=各MRTの終了ごとに1ずつ増加する所定の
初期整数値 x=1〜n n=プログラムを分割してできたセグメントの数) の結果を各MRT内に反復して計算する工程を含み、この
計算の結果に基づいて前記プログラムセグメントを前記
所定のシークエンスに編成し、使用時にY=0になるご
とに第X番のプログラムセグメントの送信を実行する請
求項5に記載の方法。
6. The scheduling algorithm comprises the following steps: count modulo X = Y (count = a predetermined initial integer value that increases by 1 at the end of each MRT, x = 1 to nn = a segment obtained by dividing a program. ) Iteratively calculating the result in each MRT, organizing the program segments into the predetermined sequence based on the result of the calculation, and using the number X in each use when Y = 0. 6. The method according to claim 5, wherein the transmission of the program segment is performed.
【請求項7】視聴者の識別番号と、プログラムのタイト
ル識別番号と、視聴者から要求があった時間を記録する
工程と、各要求およびその完了までの進捗状況をモニタ
ーする工程を含む請求項1に記載の方法。
7. A method for recording a viewer identification number, a program title identification number, a time when a request is made by a viewer, and a step of monitoring the progress of each request and its completion. 2. The method according to 1.
【請求項8】複数の受信機にプログラムを送信する場合
その送信の最適化を行う装置において、一台以上の受信
機が同時にまたは異なる時間に特定のプログラムを要求
したとき、前記番組配信システムが、その要求への対応
に要する送信手段を最小にしながら、前記一台以上の受
信機以外の受信機がすでにその特定のプログラムを受信
しているかどうかに関係なく各要求に応答するようにな
っており、 前記番組配信システムのヘッドエンド側で、 プログラムを複数のプログラムセグメントに分割し、そ
れらのプログラムセグメントを所定のシークエンスに編
成するためのスケジューリングアルゴリズムを実行する
手段と、 前記複数の受信機においてプログラムを通常の速度で再
生するために要する時間内で、プログラムセグメントの
少なくとも一部が、前記番組配信システムのヘッドエン
ドを特定の受信機のためだけに使う必要なしにヘッドエ
ンドから複数の受信機まで何度も同時に送信されるよう
にするスケジューリングアルゴリズムに従い、プログラ
ムセグメントを送信する手段と、 前記番組配信システムの受信機側で、 前記送信されたプログラムセグメントを後で再生するた
めに蓄積するバッファ手段であって、同一のプログラム
セグメントが前記受信機に何度も受信されたとき、その
プログラムセグメントが前記バッファ手段に一度だけ蓄
積され、前記スケジューリングアルゴリズムによって、
希望する場合プログラム全体を保持するのに必要な容量
よりも小さなバッファ手段を構成するフレキシビリティ
を持たせながら、プログラムの通常の再生速度でプログ
ラムの連続再生が可能なようにすべてのプログラムセグ
メントをどの受信機でも受信できるようにしたバッファ
手段から成る前記送信の最適化装置。
8. An apparatus for optimizing the transmission of a program when transmitting the program to a plurality of receivers, wherein when one or more receivers request a specific program at the same time or at different times, the program distribution system may , While minimizing the transmission means required to respond to the request, responding to each request regardless of whether the receiver other than the one or more receivers has already received the particular program. Means for dividing a program into a plurality of program segments on a head end side of the program distribution system and executing a scheduling algorithm for organizing the program segments into a predetermined sequence; and a program in the plurality of receivers. Less program segments within the time it takes to play Some also follow a scheduling algorithm that allows the program distribution system's headend to be transmitted from the headend to multiple receivers many times at the same time without having to use the headend exclusively for a particular receiver. Means for transmitting, and buffer means for storing the transmitted program segment for later reproduction on the receiver side of the program distribution system, wherein the same program segment is repeatedly received by the receiver. The program segment is stored only once in the buffer means, and according to the scheduling algorithm,
If desired, assign all program segments to allow continuous playback of the program at the normal playback speed of the program, while providing the flexibility to configure a buffer that is smaller than required to hold the entire program. The transmission optimizing device comprising buffer means that can be received by a receiver.
【請求項9】前記番組配信システムのヘッドエンドに、
プログラムを分割してできたn個のプログラムセグメン
トに1からnまでの番号を、通常の速度による再生時に
再生される順に割り当てる手段が設けられ、前記番号割
り当て手段が前記プログラム準備手段および前記プログ
ラムセグメント送信手段と協働するように接続され、ス
ケジューリングアルゴリズムに従ってプログラムセグメ
ントを送信できるようにした請求項8に記載の装置。
9. A head end of the program distribution system,
Means for allocating numbers from 1 to n to n program segments obtained by dividing the program in the order of reproduction at the time of reproduction at normal speed, wherein the number allocating means comprises the program preparing means and the program segment 9. Apparatus as claimed in claim 8, wherein the apparatus is connected to cooperate with the transmitting means to transmit the program segments according to a scheduling algorithm.
【請求項10】番組配信システムのヘッドエンドにおい
て、送信前に各プログラムセグメントに識別マークを付
与する手段を設け、前記識別マークによりプログラムセ
グメントを少なくともその番号によって識別できるよう
にし、前記識別マーク付与手段が前記番号割り当て手段
と協働することによって、各プログラムセグメントに割
り当てられる番号を決定して前記識別マークに含めるよ
うにした請求項9に記載の装置。
10. A head end of a program distribution system, comprising means for assigning an identification mark to each program segment before transmission, wherein said identification mark allows a program segment to be identified at least by its number. 10. The apparatus according to claim 9, wherein in cooperation with said number assigning means, a number assigned to each program segment is determined and included in said identification mark.
【請求項11】前記送信手段が、視聴者が要求したプロ
グラムの再生が始まるまでの最長の待ち時間に相当する
最長応答時間(MRT)の各々の間に、前記プログラムセ
グメント1個またはそれ以上を送信するようにした請求
項8に記載の装置。
11. The method according to claim 1, wherein the transmitting means transmits one or more of the program segments during each of a maximum response time (MRT) corresponding to a longest waiting time until the reproduction of the program requested by the viewer starts. 9. The device according to claim 8, adapted to transmit.
【請求項12】請求項11に記載の装置であって、さらに
前記複数のプログラムセグメントのスケジューリングを
行うスケジューリング手段を含み、前記スケジューリン
グ手段が、スケジューリングアルゴリズムすなわち カウントモジューロX=Y (カウント=各MRTの終了ごとに1ずつ増加する所定の
初期整数値 x=1〜n n=プログラムを分割してできたセグメントの数) の結果を各MRT内に反復して計算する手段と、この計算
の結果に基づいて前記プログラムセグメントを前記所定
のシークエンスに編成し、使用時にY=0になるごとに
第X番のプログラムセグメントの送信を実行する手段か
ら成り、前記編成手段が前記スケジューリングアルゴリ
ズムの前記結果に基づいてプログラムセグメントの送信
を実行する前記プログラムセグメント送信手段と協働す
る請求項11に記載の装置。
12. The apparatus according to claim 11, further comprising scheduling means for scheduling said plurality of program segments, wherein said scheduling means comprises a scheduling algorithm: count modulo X = Y (count = each MRT). Means for repeatedly calculating the result of (x = 1 to nn = the number of segments formed by dividing the program) in each MRT, and a result of this calculation. Means for organizing the program segments into the predetermined sequence based on the above, and executing the transmission of the X-th program segment each time Y = 0 when used, wherein the organizing means comprises: The program segment for executing transmission of the program segment based on the program segment 12. The apparatus according to claim 11, wherein said apparatus cooperates with a transmitting means.
【請求項13】プログラムの送信を最適化するシステム
によって複数の受信機に供給されるプログラムを受信す
る受信機において、一台以上の受信機が同時にまたは異
なる時間に特定のプログラムを要求したとき、前記番組
配信システムが、その要求への対応に要する送信手段を
最小にしながら、前記一台以上の受信機以外の受信機が
その特定のプログラムをすでに受信しているかどうかに
関係なく各要求に応答するようになっており、 複数の受信機においてプログラムを通常の速度で再生す
るために要する時間内で、プログラムセグメントの少な
くとも一部が、前記番組配信システムのヘッドエンドを
特定の受信機のためだけに使う必要なしにヘッドエンド
から複数の受信機まで何度も同時に送信されるようにす
るスケジューリングアルゴリズムに従い、プログラムの
送信を最適化するシステムのヘッドエンドから送信され
る複数のプログラムセグメントを蓄積するバッファ手段
であって、同一のプログラムセグメントが何度も受信機
で受信されたとき、その同一のプログラムセグメントを
一度だけ蓄積するバッファ手段と、 前記バッファ手段に蓄積された前記プログラムセグメン
トを処理し、再生を行うために正しいシークエンスで前
記プログラムセグメントを供給するための処理手段であ
って、前記スケジューリングアルゴリズムによって、希
望する場合プログラム全体を保持するのに必要な容量よ
りも小さなバッファ手段を構成するフレキシビリティを
持たせながら、プログラムの通常の再生速度でプログラ
ムの連続再生が可能なようにすべてのプログラムセグメ
ントをどの受信機でも受信できるようにする処理手段か
ら成る受信機。
13. A receiver for receiving a program supplied to a plurality of receivers by a system for optimizing the transmission of the program, wherein one or more receivers request a particular program at the same time or at different times. The program distribution system responds to each request regardless of whether a receiver other than the one or more receivers has already received the particular program, while minimizing transmission means required to respond to the request. Within the time required to play the program at normal speed on the plurality of receivers, at least a portion of the program segments may be used to set the head end of the program distribution system only for a particular receiver. Scheduling algorithm that allows multiple simultaneous transmissions from the headend to multiple receivers without having to use A buffer means for accumulating a plurality of program segments transmitted from a head end of a system for optimizing the transmission of a program according to a rhythm, wherein when the same program segment is received by a receiver many times, the same Buffer means for accumulating a program segment only once; processing means for processing the program segment accumulated in the buffer means and supplying the program segment in a correct sequence for performing reproduction, wherein the scheduling algorithm All program segments so that the program can be played continuously at the normal playback speed of the program, while providing the flexibility to configure a buffer means smaller than required to hold the entire program if desired. Throat A receiver comprising processing means for enabling a receiver to receive a message.
【請求項14】前記処理手段に、セグメント識別マーク
によって受信したプログラムセグメントを識別する手段
を設け、前記セグメント識別マークは少なくともセグメ
ントの番号によってセグメントを識別することができ、
これによって受信機が再生に必要なセグメントと余分な
セグメントとを区別できるようにした請求項13に記載の
装置。
14. The processing means includes means for identifying a received program segment by a segment identification mark, wherein the segment identification mark can identify a segment by at least a segment number.
14. Apparatus according to claim 13, whereby the receiver is able to distinguish between segments needed for playback and extra segments.
【請求項15】前記処理手段に、プログラム送信最適化
システムのヘッドエンドから送信された圧縮された状態
のプログラムセグメントを解凍するための解凍手段を設
けた請求項13に記載の装置。
15. The apparatus according to claim 13, wherein said processing means comprises decompression means for decompressing a compressed program segment transmitted from a head end of the program transmission optimization system.
【請求項16】ヘッドエンドから複数の受信機へのプロ
グラムの送信を最適化するシステムのためのスケジュー
リング装置において、 プログラムを複数のプログラムセグメントに分割し、そ
れらのプログラムセグメントを所定のシークエンスに編
成するためのスケジューリングアルゴリズムを実行でき
るようにする手段と、 複数の受信機においてプログラムを通常の速度で再生す
るために要する時間内で、プログラムセグメントの少な
くとも一部が、前記番組配信システムのヘッドエンドを
特定の受信機のためだけに使う必要なしにヘッドエンド
から複数の受信機まで何度も同時に送信されるようにす
るスケジューリングアルゴリズムに従い、前記複数のプ
ログラムセグメントをスケジューリングする手段から成
り、 プログラムを要求した視聴者の1台以上の受信機へ前記
スケジューリングされたプログラムセグメントを、同一
のプログラムセグメントが前記受信機に何度も受信され
たとき、そのプログラムセグメントが受信機のバッファ
手段に一度だけ蓄積されるように送信し、前記スケジュ
ーリングアルゴリズムによって、希望する場合プログラ
ム全体を保持するのに必要な容量よりも小さなバッファ
手段を構成するフレキシビリティを持たせながら、プロ
グラムの通常の再生速度でプログラムの連続再生が可能
なようにすべてのプログラムセグメントをどの受信機で
も受信できるようにしたスケジューリング装置。
16. A scheduling apparatus for a system for optimizing the transmission of a program from a headend to a plurality of receivers, wherein the program is divided into a plurality of program segments, and the program segments are organized into a predetermined sequence. Means for executing a scheduling algorithm for at least a portion of the program segment within the time required to play the program at normal speed on a plurality of receivers, identifying the head end of the program distribution system A means for scheduling said plurality of program segments according to a scheduling algorithm that allows multiple simultaneous transmissions from the headend to the plurality of receivers without having to use only for the receiver of the requested program. The program segment scheduled to one or more receivers of the listener is stored in the buffer means of the receiver only once when the same program segment is received by the receiver many times. And the above-mentioned scheduling algorithm allows continuous reproduction of the program at the normal reproduction speed of the program, while having the flexibility to configure a buffer means smaller than the capacity required to hold the entire program if desired. A scheduling device that enables all receivers to receive all program segments.
【請求項17】前記プログラム分割手段が、少なくとも
一つのプログラムセグメントを、視聴者が要求したプロ
グラムの最初から再生が始まるまでの最長の待ち時間に
相当する最長応答時間(MRT)以内に送信できる長さに
分割する請求項16に記載のスケジューリング装置。
17. The program division means can transmit at least one program segment within a longest response time (MRT) corresponding to a longest waiting time from the beginning of a program requested by a viewer to the start of reproduction. 17. The scheduling device according to claim 16, wherein the device is divided into pieces.
【請求項18】前記番組配信システムのヘッドエンドに
おいて、プログラムを分割してできたn個のプログラム
セグメントに1からnまでの番号を、通常の速度による
再生時に再生される順に割り当てる請求項17に記載のス
ケジューリング装置。
18. The program distribution system according to claim 17, wherein in the head end of the program distribution, numbers from 1 to n are assigned to n program segments obtained by dividing the program in the order of reproduction at the time of reproduction at normal speed. A scheduling device as described.
【請求項19】前記スケジューリングアルゴリズムが、 カウントモジューロX=Y (カウント=各MRTの終了ごとに1ずつ増加する所定の
初期整数値 x=1〜n n=プログラムを分割してできたセグメントの数) の結果を各MRT内に反復して計算する工程を含み、この
計算の結果に基づいて前記プログラムセグメントを前記
所定のシークエンスに編成し、使用時にY=0になるご
とに第X番のプログラムセグメントの送信を実行するよ
うにした請求項18に記載のスケジューリング装置。
19. The scheduling algorithm may include: count modulo X = Y (count = predetermined initial integer value incremented by one at the end of each MRT x = 1 to nn = part of a segment obtained by dividing a program ) Iteratively calculating the result in each MRT, organizing the program segments into the predetermined sequence based on the result of the calculation, and using the number X in each use when Y = 0. 19. The scheduling apparatus according to claim 18, wherein transmission of the program segment is executed.
【請求項20】前記プログラム分割手段によって、圧縮
されたプログラムを蓄積する手段からプログラムセグメ
ントを取り出し、前記プログラムを前記複数のセグメン
トに対応した圧縮された分割フォーマットで蓄積する請
求項16に記載のスケジューリング装置。
20. The scheduling according to claim 16, wherein the program segmenting means takes out a program segment from a means for accumulating a compressed program, and accumulates the program in a compressed segment format corresponding to the plurality of segments. apparatus.
【請求項21】工程(b)において、プログラムの初め
の段階で、プログラムの後の段階よりも頻繁にプログラ
ムセグメントを送信することを特徴とする請求項1に記
載の方法。
21. The method of claim 1, wherein in step (b), program segments are transmitted more frequently at an earlier stage of the program than at a later stage of the program.
【請求項22】工程(b)において、送信負荷を平滑化
し、送信に必要な帯域幅を狭くするように修正を加えた
スケジューリングアルゴリズムに従い、複数のプログラ
ムセグメントを送信することを特徴とする請求項1に記
載の方法。
22. In the step (b), a plurality of program segments are transmitted according to a scheduling algorithm modified so as to smooth a transmission load and to reduce a bandwidth required for transmission. 2. The method according to 1.
【請求項23】複数のプログラムセグメントが第一プロ
グラムセグメントを含み、工程(b)においてさらに、
1個以上の最初のプログラムセグメントを所定の時間間
隔で送信することによって、受信機のバッファ手段に無
制限に蓄積させ、修正スケジューリングアルゴリズムに
従って前記1個以上の最初のプログラムセグメントを除
く複数のプログラムセグメントを送信し、使用時に第一
プログラムセグメントを常に受信機で即時に視聴可能な
状態にすることを特徴とする請求項22に記載の方法。
23. The method according to claim 23, wherein the plurality of program segments include a first program segment, and in step (b),
The one or more first program segments are transmitted at predetermined time intervals, thereby accumulating indefinitely in a buffer means of the receiver, and a plurality of program segments except the one or more first program segments are stored according to a modified scheduling algorithm. 23. The method according to claim 22, characterized in that the first program segment is always available for immediate viewing at the receiver when transmitted and used.
【請求項24】工程(b)に先立ち、プログラムを圧縮
し、複数のプログラムセグメントを圧縮フォーマットで
蓄積することを特徴とする請求項1に記載の方法。
24. The method of claim 1, wherein prior to step (b), the program is compressed and a plurality of program segments are stored in a compressed format.
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