JP3313704B2 - ケーブルテレビジョン加入者データ高周波送信装置および較正方法 - Google Patents

ケーブルテレビジョン加入者データ高周波送信装置および較正方法

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JP3313704B2 JP50727391A JP50727391A JP3313704B2 JP 3313704 B2 JP3313704 B2 JP 3313704B2 JP 50727391 A JP50727391 A JP 50727391A JP 50727391 A JP50727391 A JP 50727391A JP 3313704 B2 JP3313704 B2 JP 3313704B2
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シャウブス，ランドルフ・ジェームズ
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ワシルスキー，アンソニー・ジョン
ウエスト，ラマー・エドウィン，ジュニアー
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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願相互参照 この出願は、同時に出願された出願番号
のケーブルテレビジョン加入者データ高周波送信装置
および高周波送信方法と題する出願の内容と関連するも
のである。
発明の背景 1.技術分野 この発明はケーブルテレビジョンに関するものであ
る。さらに具体的には、干渉雑音の影響を受けやすいケ
ーブルテレビジョンチャンネルにデータを送信するため
の装置に関連し、この装置においてデータは、CATV加入
者端末装置から親制御局への上流方向への送信のため
に、テレビジョンバンドの中に確保された、互いに高調
波が一致しないキャリア周波数を有する選択可能な複数
のデータチャンネルを通して送信される。本発明による
較正方法によって、上流方向送信レベルは定期的に、自
動的に設定される。
2.従来技術の説明 ケーブルテレビジョンが発展し、双方向へ情報を流す
ことが、単に望まれる段階から、今や新しいサービスの
実施のために実際に必要な段階に至っている。例えば、
加入者が有料番組を視聴のために選択する「視聴毎支
払」を実施するには、サービス利用データを報告するた
めの、ケーブルテレビジョン加入者から親端末への上流
方向（逆方向）へのデータチャンネル、例えば電話通信
チャンネルまたは高周波チャンネルなど、を少なくとも
１チャンネル備えている必要がある。その他に、逆方向
伝送路を使用するものとして、電力メータの読みとり、
警備サービス、加入者世論調査、加入者視聴率集計、お
よびホームショッピングなどがある。すべてのケーブル
テレビジョンの経営者が双方向伝送の準備を行っている
というわけではないが、ケーブルテレビジョン装置の製
造業者達は加入者から親端末装置への上流方向伝送の供
給を行おうという傾向になっている。実際、そういった
製造業者は皆、上流方向伝送のための周波数帯として少
なくとも５−30MHz帯を備えた、いわゆるスプリット、
すなわち双方向システムの供給を行っている。今ここ
で、関心の対象としているこの帯域はケーブルテレビジ
ョンチャネルT7（5.75−11.75MHz）、T8（11.75−17.75
MHz）、T9（17.75−23.75MHz）およびT10（23.75−29.7
5MHz）から成っている。これらの帰還路チャネルは、そ
れぞれテレビジョン信号帯域幅を有しており、例えばテ
レビ会議などに使うことができる。親端末装置の経営者
がいわゆる「副スプリット」、「中間スプリット」、
「高スプリット」システムのどれを双方向伝送に採用す
るにしても、これら三つのタイプのスプリット伝送シス
テムのいずれも、通常は今関心の対象となっている５−
30MHz帯での上流方向伝送路を備えている。
1984年全国ケーブルテレビジョン協会会議論文集の中
の一つとして発表されたリチャード・チッタおよびデニ
ス・マッツボーによる「双方向ケーブル施設の特性」と
題する論文において、典型的なケーブルテレビジョン
（CATV）帰還通信施設の検討結果が示されている。５−
30MHz上流方向帯域における五つの主要な特性について
の解析が行われた。すなわち、白色雑音、ファネリング
効果（望んでいない外部信号の侵入）、分配装置の欠陥
による同相モード歪、電源ラインの干渉あるいはその他
の影響によるインパルス雑音、および増幅器の非線形性
についてである。
白色雑音およびガウス雑音は不規則雑音特性を表すの
にしばしば用いられる用語である。、白色雑音は周波数
に対して雑音電力が一様に分布しているような雑音であ
る。すなわち、対象としている帯域、今ここでは５−30
MHzであるが、において一定の雑音電力スペクトル密度
を有するような雑音である。不規則雑音の成分の中に
は、温度と係わりを持つ熱雑音、能動素子が発生するシ
ョット雑音、および周波数が高くなるに従い減少する低
周波雑音すなわち1/f雑音、が含まれている。フロア雑
音という用語は対象としている帯域にわたるそのような
白色雑音が一定となっている部分の雑音電力レベルを表
すのに用いられる。
この雑音は個々の帰還路分配増幅器を通して運ばれて
いくが、帰還路分配増幅器自身が自分が発生した雑音を
それに加えてしまう。そして、あらゆる枝からの雑音を
親端末装置へのラインに橋渡ししてしまう。分布木の各
々の枝からの雑音が親端末装置への方向へ次々と加えら
れていく現象は雑音ファネリングあるいはファネリング
効果として知られている。一定フロア雑音電力レベル
は、データキャリア電力がその雑音電力レベルよりも大
きくなければならないような、そういう雑音レベルを定
義している。
本発明は、対象としている帯域内の雑音スペクトル密
度分布にピークを発生させる原因となる干渉雑音と特に
係わりを持っている。周波数または位相偏移変調など既
知の技術を用いて単一のデータ伝送チャネルに上に伝送
が行われているときに、干渉雑音があると有効なデータ
伝送が阻害されてしまう。特に、干渉雑音は先に述べた
帰還通信施設の四つの特性と関係している。すなわち、
侵入、同相モード歪、インパルス雑音、増幅器の非線形
性の四つである。
侵入とは望ましくない外部信号がケーブル施設の弱点
となっている所から入ってくることであり、シールドが
部分的になくなっている所、不適当な接地や不適当なケ
ーブル外装接合、不完全なコネクターなどから侵入す
る。これらの弱点部分から、例えば、ローカルAMバン
ド、市民バンド、ハムバンド、またはローカルあるいは
国際短波放送バンドなどの高周波キャリアが侵入してく
る。従って、侵入に敏感なケーブル分配施設の雑音スペ
クトル密度測定を行ってみると、ある特定のキャリア周
波数において干渉雑音のピークが観察される。
同相モード歪はコネクターが腐食を起こして点接触ダ
イオードを形成してしまうことによって生じるケーブル
施設の非線形性に起因するものである。帰還通信施設に
おける、これらのダイオードがもたらす効果は駆動信号
の差成分が、対象としている帯域内に6MHzの倍数の周波
数、すなわち6,12,18,24,30MHzに一貫して雑音電力ピー
クとして現れることにある。
インパルス雑音は、高電力レベルの短いインパルスか
ら成る雑音として定義される。コロナインパルス雑音お
よびギャップインパルス雑音は電源ラインの放電が引き
起こす。温度と湿度とが特に、コロナ雑音がどの程度存
在するかに影響を与える。一方、ギャップ雑音は電源シ
ステムの欠陥、例えば絶縁物にクラックが入っていた
り、絶縁不良などの直接的な結果である。こうして生じ
たインパルス雑音のスペクトルは（sin x）/xの形とな
り数十分の1MHzまで分布する。
増幅器の非線形性あるいは発振は、安定限界ぎりぎり
の状態、あるいは増幅器の不適当な終端に起因するパル
ス性再生振動と関係している。その結果、帰還通信施設
に櫛状の周波数ピークが発生し、その櫛状ピークの間隔
は増幅器と不整合終端との距離と関係している。
典型的なケーブル分配施設の検討さら、チッタ等は０
から30MHzまで雑音スペクトルをプロットするとピーク
とピークとの間の谷間に抜け穴が存在するとの結論を下
している。彼らはこういった谷間を有効に使い、これら
の谷間に帰還キャリアを注意深く配することを提案して
いる。
引き続いて発表された1987年全国ケーブルテレビジョ
ン学会での論文、および米国特許第4,586,078におい
て、チッタ等は45kビットのデータ信号をコヒーレント
位相偏移変調（CPSK）技術を用いて、5.5MHzおよび11.0
MHzのキャリに交互に乗せ、あるいはそれぞれT7とT8ケ
ーブルチャンネルの近傍のキャリアに交互に乗せて送る
ことができると結論している。加入者端末側ではスイッ
チが5.5MHz、および高調波周波数である11.0MHzのキャ
リアを交互に選択する。このようなメッセージを交互に
キャリアにのせて伝送する形態は、データが満足に受信
されるまで続けられる。言い換えれば、二つのキャリア
にのせての交互の伝送は端末がメッセージを確実に受け
取ったことを示す肯定応答信号が得られるまで続けられ
る。このようにしてキャリア周波数を選択することによ
って干渉雑音に起因する雑音分布のピークを回避できる
と主張されてはいるものの、そのような変調を受けた位
相偏移変調データの流れはチッタ等が考慮に入れていな
かったケーブルテレビジョン網への雑音ピークを発生さ
せる危惧が多分に存在する。1988年４月29日に出願し許
可された米国特許第07/188,478から再掲した図２を参照
してみると、5.5MHzにおける伝送は現実には不可能であ
ることがわかる。雑音ピークというのは、その日の時刻
によって、あるいは季節によって、またはその他の条件
に基づいて現れたり、消えたりするものであるというこ
とが知られている。その他の帰還路あるいは上流方向デ
ータ伝送の機構も試みられてきた。それらの試みの例と
しては、チッタ等が「そこらじゅうにある」と表現した
電話システムを用いるものがある。言い換えれば、ケー
ブルテレビジョンの親端末装置への帰還路はケーブル分
配施設そのものは全く持っていない。サービスケーブル
を持つことは意図的に、次の二つのいずれかの理由で排
除されている、すなわち、スプリットシステムにおける
干渉雑音の問題のためか、あるいはシステムが下流方向
への一方だけの伝送ラインしか有していないかのどちら
かの理由によってである。その代わりに、加入者電話線
がデータの伝送のために使われる。しかしながらこの例
では、加入者の家庭への電話線が通常の「平凡な古くか
らの」電話サービスに加えてデータ伝送に用いられると
き、電話線の使用条件に応じた割り増し料金が適用され
る心配がある。さらに、電話線というものは加入者が電
話を使用していない時にのみしかそれをデータ伝送に利
用できないから、データ伝送を計画的に行えない、ある
いは何度も伝送を試みる必要がある。
その他の帰還データ伝送機構として知られている方法
に、問題を生じ易い５−30MHzを避けてこれとは別の離
れたキャリア周波数のデータチャンネルを用いる方法が
ある。この雑音が多い５−30MHzを避ける方法は、中間
スプリットおよび高スプリットに対してのみしか適用で
きない。
いわゆる拡散スペクトルデータ伝送は水面下の潜水艦
と確実に交信するための軍事的必要性から発達した技術
である。拡散スペクトルというとは、比較的狭いバンド
幅を有する信号を伝送するのに、そのような狭いバンド
幅のデータ信号を伝送するのに、通常必要となるスペク
トルよりも、はるかに広いスペクトル分布に渡って、デ
ータ信号を拡散させることに、その名前の由来がある。
ごく最近まで、拡散スプレッド伝送が盗聴されにくいと
いうことは、実はそれが、干渉を起こし易い環境下にお
いて有効に利用できる伝送手段になりえるという利点を
もっていることが注目されなかった。例えば、高レベル
のインパルス雑音を含んでいる電源ライン上で動作する
通信システムが過去に試みられた。しかしながら、わず
かに受け入れられているに過ぎなく、例えば、電源ライ
ンにプラグインして相互通信を行うシステムがタンディ
・ラジオ・シャックから商品として出されている。しか
しながら、日本のNECホームエレクトロニクスグループ
は家庭のACライン上で9600ボーで動作し、実用上200メ
ートルまでの距離の電源ライン間で使用できる拡散スペ
クトルホームバスのデモを行っている。NECのシステム
は、同軸ケーブル（例えばケーブルテレビジョンの同軸
ケーブル）と多くの家庭で共通に使われているAC電源ラ
インとの間で結合を起こさないことにその特徴がある。
カボタ等による米国特許第4,635,274号において、ケ
ーブルテレビジョンシステムの上流方向データ通信に拡
散スペクトル伝送が用いられている双方向ディジタル信
号通信システムが記載されている。しかしながら、その
ようなシステムは、電話によるデータ帰還と比較すると
非常に高価である。
従って、拡散スペクトルあるいは他の高周波データ帰
還が開発されているにもかかわらず、比較的干渉雑音の
影響を受けにくく、高データスループットを有するケー
ブルテレビジョン分配施設を用いた、複数の加入者家屋
からケーブルテレビジョン親端末装置への上流方向デー
タ伝送の必要が、依然としてケーブルテレビジョン技術
において要求されているのである。
IPPVの概念は当該技術としてよく知られている。しか
し、完全を期してここに簡単に記しておく。本質的に
は、それは有料ケーブルテレビジョンの加入者が、個人
ベースで特定のプログラムを購入することができるよう
な販売方法である。さらには、購入は加入者の家庭にセ
ットされた端末（STT）を用いて相互通信を行うことに
よってのみ、その都度その都度ごとに契約がなされる。
購入ずみのプログラムが放送されることが要求されてい
るのではなく、今放送中の番組をすぐ購入できるよう
に、システムがサポートを行うことが要求されているの
だ。購入は、加入者が番組を直ちに見ることに対して明
らかな遅れをもたらさずに、すばやく処理されなければ
ならない。（すなわち即時充足） 上記の販売方式を実現する技術はすでにいくつか存在
するが、これらの技術に共通して要求されるものがあ
る。購入とそれに引き続く番組の視聴を許可するかどう
かを、システムのどこかで決定する必要がある。もし、
許可されれば、その特定の番組についての購入が、いわ
ゆる勘定システムとして知られているものに記録・報告
され、最終的にプログラム販売者が取引による歳入を得
ることになる。
購入された番組の報告を実施するために、いわゆる
「蓄積転送」技術が使われる。この蓄積転送方式におい
て、番組の購入をするためには、加入者宅に据え付けて
ある端末はあらかじめIPPVのサービスを受けられるよう
に登録されていることが必要である。加入者が番組購入
に必要な手順を加入者宅端末で実施すると、加入者宅端
末が番組を視聴できるような状態にし（典型的には、特
定のチャンネルの映像信号に対するスクランブルの解除
を行うことによる）、番組が購入されたことを記録す
る。記録は番組販売者の歳入を表すものであるから、通
常は不揮発性の確実なメモリに行われる。
明かなことであるが、実際に収入を得るには、販売者
の勘定システムはあるタイミングで、すべての加入者の
加入者宅端末に記録されている購入データを収集しなけ
ればならない。これを達成するため、システムの制御コ
ンピュータ（以後、システムマネージャと呼ぶ）は周期
的に加入者端末に対してメモリに記録されているIPPV購
入データを送るように要求する。システムマネージャは
加入者宅端末からのデータを受け取ると、それを受け取
ったことの確認通知を加入者宅に対して行い（すなわ
ち、チッタ等が行っているように）、メモリ中のデータ
をクリアして、さらに続けて購入データを記録するため
の空きをメモリ中に確保する。システムマネージャが、
さらにこのデータを勘定システムに送って、一連のIPPV
購入サイクルが完了する。
IPPV帰還データに対する考慮は、どんな高周波データ
帰還技術を用いるかを決定するのに重要であるから、そ
れは単なる考慮というもの以上のものがある。高データ
・スループットが要求されるので、明らかに最も重要
（クリティカル）な点なのである。その他の要求、例え
ば、データ帰還路を用いた加入者世論調査、盗難警報、
メータ読みとり、ホームショッピング、エネルギー管理
などが加わると、IPPVサービスに要求されるよりもさら
に高いデータスループットが要求されることになる。
従って、IPPVサービスを含むあらゆる範囲のサービス
を可能とするだけの高データスループットを有する高周
波データ帰還装置に対する技術的な要求が依然として存
在しているのである。
発明の要約 本発明は、逆方向ケーブル高周波通信を用いて加入者
端末の購入記録の周期的な、かつ即刻の回収やその他の
情報のための高周波データ帰還通信装置に関するもので
ある。本発明は本質的には、高周波データ帰還路を通し
て返されるデータを受信するための親端末装置における
いわゆるシステムマネージャ装置の改良に関するもので
あり、あらゆる加入者端末、またはシステムモジュール
から、複数のデータチャンネルを通して、変調・送信さ
れてくるデータを受信するための周波数分散高周波受信
装置、および加入者端末またはモジュールそれ自身に関
するものである。
本発明の目的の一つは、勘定システムに重大な変更を
いっさい加えずに加入者データ高周波返信を実現するこ
とである。さらには、加入者データ高周波返信過程は電
話線による返信とは独立して動作すべきものである。す
なわち、これらは互いに並列動作すべきものである。ま
た、加入者データ高周波帰還通信装置は、順方向すなわ
ち下流方向への送信に用いられる親端末装置と適合しな
ければならない。次にシステムについて概説する。
システムマネージャ これはケーブルテレビジョンシス
テムのための主制御コンピュータである。システムマネ
ージャは勘定システムのコンピュータからも、また人間
のオペレータから入力されたコマンドも、両方ともに受
け付ける。システムマネージャは適宜制御トランザクシ
ョンを生成し、これを、制御送信機から順方向（下流方
向）へ加入者端末に対して送る。システムマネージャは
周波数分散データ受信機およびプロセッサ（ここではRF
−IPPVプロセッサと称することもある）からのデータを
受信し、またさらにこれらのデータを勘定システムコン
ピュータに転送する。
制御送信機 これはシステムマネージャから受けた標準
RS−232シリアルデータを、加入者端末またはIPPVモジ
ュールへケーブルを介して送信するため、高周波変調信
号へ変換するための装置である。本発明の譲受け人から
入手できる既知のケーブルシステムでは、制御送信機は
アドレス可能送信機（ATX）または親端末装置制御・ス
クランブラー、あるいはこれらの両方を組み合わせたも
のである。本発明の目的からは、制御送信機は本質的に
単なる通過装置であるが、完全を期して記載した。
双方向増幅器 この幹線分配増幅器およびライン拡張器
は高周波スペクトルのある部分を順方向へ（下流方向
へ）増幅・通過させ、また高周波スペクトルの別の異な
った部分を逆方向へ増幅・通過させる。こうして単一の
同軸ケーブルを用いて双方向通信が可能となる。双方向
増幅器もやはり単にそこを通り抜けるだけの装置である
が完全を期し記載した。
加入者端末装置 この装置はケーブルシステムと加入者
のテレビジョン受信機とのインタフェースである。加入
者端末装置が行うことはいろいろとあるが、その中に、
同軸、下方周波数変換、および選択されたケーブル映像
信号のスクランブルの解除がある。加入者端末装置は、
制御送信機がその提供するサービスを形成し、制御する
ために送ってくるグローバルな制御トランザクション
も、またアドレス指定して送られてくる制御トランザク
ションのどちらも（すなわち、個々の端末に宛てられる
のも、全体に宛てられて送られてくるのもどちらも）受
け取れるようになっている。さらに、加入者端末装置は
内部高周波帰還通信モジュールを装備しているか、また
は外部に帰還通信モジュールを付加して、端末のまたは
外部モジュールの不揮発性メモリに記録されている購入
番組記録あるいは他のデータを帰還送信できるようにな
っている。さらに、加入者端末装置または付属モジュー
ルは本発明による周波数分散逆方向データ送信機を備え
ている。そのようなRF−IPPVモジュールを備えている
か、あるいは付属している加入者端末装置をここではRF
−STTと呼ぶことにする。
RF−IPPVモジュール RF−IPPVモジュールは、加入者端
末装置が内部周波数分散逆方向高周波データ送信機を備
えていない場合に加入者端末装置に付属されるモジュー
ルである。
RF−IPPVプロセッサ RF−IPPVプロセッサは本質的には
端末またはモジュールからの逆方向データを受けるため
の周波数分散高周波データ受信機である。これは同時に
４つまでの（あるいはそれ以上の）異なってデータチャ
ンネル上の変調された高周波信号を復調させる。さら
に、冗長なデータメッセージを濾波して除去し、パケッ
トに寄せ集め、そのパケットを標準RS−232データリン
クを通してシステムマネージャに転送する。それぞれの
ケーブルテレビジョンシステム親端末装置に少なくとも
一つのプロセッサが必要である。
本発明の総合的な目的は高周波加入者データ帰還送信
装置を使いやすくし、確実に動作し、高データスループ
ットを持ち、信頼ができ、高い安全性を持たせることに
ある。さらに本発明は特に以下の特性目標を達成できる
ように設計されている。
1.高周波データ送信機は、ケーブル分配施設の逆方向チ
ャンネルにおける、比較的高レベルの個々の干渉源に対
して非常に許容性が高くなければならない。ここで、干
渉は外部高周波源のいろいろなものが寄せ集まってケー
ブル施設に侵入し、データ受信機に入ってくることによ
って起こる。
2.データ帰還送信方式は充分に高速であり、操業者がす
べての加入者端末からのデータを、24時間ごとあるいは
それ以下で回収できること。この要求は非常に大きな例
えばケーブルテレビジョンシステムの親端末装置あた
り、20万の端末があるような場合においても充足されな
ければならない。
3.加入者宅へ個々の加入者端末装置または付属モジュー
ルを設置する際の周波数調整あるいはレベル調整は事実
上自動的になされなければならない。
最初のふたつの目標は本発明の二つの主要な機能的特
徴、本発明による周波数逆方向通信技術およびメディア
・アクセス／データ・帰還通信プロトコルに対応したも
のである。三番目の目標は通信技術の特性と関係してお
り、主に、環境条件が変化したような場合においてもシ
ステムの保守が自動的に行われることを促進するもので
ある。同時に出願された出願番号
の出願は最初の二つの目標と関連している。
本発明は第一義に第三番目の目標と関連するもので、
特に、加入者端末装置またはIPPVモジュールの高周波デ
ータ送信レベルを定期的に較正し、環境変化に対する補
償を行う方法に関する。環境に対する考慮に加え、ケー
ブル分配施設の移転または再構築はシステムの端末を再
較正する必要性をもたらす。較正ループはシステムマネ
ージャ、端末またはIPPVモジュールと周波数分散高周波
帰還通信データ受信機とから構成され、システムマネー
ジャが較正作業全体の制御に携わる。以下の「本発明の
詳細な説明」にあるように、システムマネージャは、本
発明の目的を達成するためのRF−IPPVプロセッサおよび
加入者端末装置／モジュールの付随的な制御アルゴリズ
ムを含む較正ループ構成要素を制御するためのアルゴリ
ズムを有している。
較正制御器から発せられたアドレス可能コマンドに応
じて、ある特定の加入者端末装置またはモジュールは較
正チャンネル周波数、例えば送信のために選択可能な四
つのデータチャンネルの中のチャンネルＤを選択する。
また、加入者端末装置／モジュール送信機から最初に送
られる送信レベルは一連の８つのレベルの中のどれかに
あらかじめ決められている。信号を受信すると、RF−IP
PVデータ受信機における信号レベルが測定され、信号レ
ベルの期待値と比較される。信号強度は強すぎたり、弱
すぎたりすることがあり、端末は、その較正チャンネル
を通して、あらかじめ決められた一連のレベルを送り、
送信レベルの調節を続ける。一連のレベルはあらかじめ
決められた持続時間を持つ周波数メッセージとして送ら
れる。受信されたすべての信号は表にまとめられ、結果
が期待レベルと比較される。そして、所定の許容範囲内
に入っている最適レベルがRF−IPPVプロセッサによって
決定される。RF−IPPVプロセッサは必要に応じて、二つ
の許容レベル間での内挿を行うこともできる。また、メ
ッセージ間のタイミングはあらかじめ知られていて、一
連のレベルはあらかじめ決められた長さのメッセージと
して送られてくるので、一連のメッセージのタイミング
精度がチェックされる。次に、アドレス可能コマンドに
従い、モジュール送信機は決定された最適レベルで、少
なくとも一つのメッセージを送信するよう設定される。
そして、他のすべてのデータチャンネル、Ａ、Ｂ、Ｃに
おいても、IPPV加入者端末装置または付属RF−IPPVモジ
ュールにおける較正チャンネルレベルと一致するように
調節される。このプロセス中において、端末装置／モジ
ュールは、使用可能性のある範囲のデータチャンネルに
対して、あらかじめ定められた傾き特性のデータを受取
って、記録する。
受信信号強度が最適レベル範囲と比較して強すぎた
り、弱すぎたりすることがある特定の送信機に対して検
出されると、システムマネージャは加入者端末装置／モ
ジュール送信機の再較正を開始する。システムマネージ
ャが較正開始を決定できるようになっている一方で、加
入者端末装置において一連の特定のキー操作を行うこと
により、システムマネージャに対して較正を行うように
要求することもできる。
先に引用した共に出願した発明による、遠隔ユニット
から中央へのメッセージ転送方法を備えている。すなわ
ち、最初に遠隔ユニットから中央へのデータメッセージ
送信のための複数のデータチャンネルが選択される。次
に、複数のデータチャンネルの各々に対して、その時刻
において送信を行うべく、少なくとも一つの送信時刻が
ランダムに決定される。そして、その送信時刻におい
て、複数のデータチャンネル上にデータメッセージが送
信される。
また、上に引用した共出願発明による、データメッセ
ージを中央へ転送するための遠隔ユニットが備えられて
いる。この遠隔ユニットは、あらかじめ決められた周波
数範囲の信号を発生するための信号発生器を有してい
る。そして、チャンネル選択器によって、あらかじめ決
められた範囲の周波数範囲の、複数のデータチャンネル
が選択される。ランダム・タイム・ジェネレータによっ
て、複数のデータチャンネルの各々に対して、データメ
ッセージを送信するための、少なくとも一つの不規則送
信時刻が生成される。送信機は、選択された複数のデー
タチャンネルに対して、送信時刻にデータメッセージを
送信する。
本発明の、これらの、あるいはその他の特徴は、図面
を参照しながら以下の詳細な説明を読むならば、当該技
術者に充分に理解可能なものである。
図面の簡単な説明 図１は、双方向分配増幅器およびCATV加入者端末装置
を結び付けることを可能とするためのスプリッタを有す
るCATV分配施設の概観ブロック図であり、本発明による
高周波データ帰還送信器を含んでいる。また、親端末装
置は本発明による、周波数分散データ受信機を有してい
る。
図２は、典型的なCATV分配施設の上流方向０−30MHz
バンドにおける周波数と雑音レベルとをプロットした図
である。
図３は、図１のシステムの構成要素を示すためのシス
テム・ブロック図であり、勘定システム、システムマネ
ージャ、周波数分散高周波帰還データ受信機、および加
入者端末装置とその付属高周波データ帰還送信モジュー
ルを含んでいる。
図４は、典型的な加入者端末装置（STT）の概略ブロ
ック図であり、バンド外アドレス指定コマンド受信機を
備えた端末を示している。
図５は、図４の加入者端末装置のRF−IPPVモジュール
の概略ブロック図であり、モジュールは端末装置自身の
一部となっているか、または適当なバス・システムを介
して端末装置に接続されている。
図６は、図５のモジュールのBPSK変調器の概略図であ
る。
図７は、図５の周波数分散高周波データ帰還送信機
の、データ帰還送信シーケンス・タイミング図である。
図８は、図３のシステム構成図に示されているRF−IP
PVプロセッサ（受信機）のブロック図である。
図９−13は、図８のRF−IPPVプロセッサのいくつかの
構成要素アセンブリの概略ブロック図である。図９はフ
ロント・エンド・モジュール、図10は周波数シンセサイ
ザー、図11A−Ｃは高周波受信機、図12は信号強度解析
器、図13はコントローラ・アセンブリをそれぞれ示して
いる。
図14は、RF−IPPVプロセッサのキーボードのキーを操
作するときに画面に表示される画面の木構造を示す図で
ある。
図15は、RF−IPPVデータ送信シーケンスのタイミング
図である。
図16は、ミラー符号化の原理を示すためのデータ波形
図である。
発明の詳細な説明 図１は、加入者にケーブルテレビジョン信号を分配
し、また加入者端末装置120からの上流方向メッセージ
を受信するための、典型的なケーブルTV分配施設100を
示している。CATV施設100は親端末装置110と、複数の加
入者のテレビジョン受信機131とを、CATV端末装置120を
介して結びつける。CATV施設100はスプリッタ143を用い
て枝148と150を持つ「木」構造に接続されている。しば
しば、スプリッタ143の位置には、親端末装置と加入者
との通信を、ただ一つの上流方向入力をスプリッタ143
へ接続するための、仲介スイッチが用いられる。本発明
の目的の一つは、加入者から親端末装置へのデータスル
ープットの改善のために、従来用いられてきた仲介スイ
ッチの必要性をなくすことである。下流方向において
は、親端末装置110から送られてくる同じ信号を、典型
的には広帯域CATV信号であるが、を複数の加入者が受信
する。光ファイバーシステムなどのような帯域幅が増大
した将来のシステムにおいても、加入者はそれぞれ自分
自身だけに送られてくる、それぞれ異なった信号を受信
することになるとは考えられない。それは、電話会社の
みが将来の事業としえる領域である。分配増幅器142
は、送信信号を反復あるいはブーストするため、通常は
ケーブル施設100のあちこちにわたって分布して備えら
れている。親端末装置110から加入者のCATV端末装置120
への送信は、幹線141および枝ライン148,147,146,145お
よび引き込み線144で導入される雑音の影響を受けやす
い。しかしながら、加入者から親端末装置110への送信
において、もっとずっと深刻な雑音の侵入が起こる。
加入者がCATV施設へ上流方向メッセージを送信するこ
とによって親端末装置110と交信することが可能となる
ように、周波数分散高周波データ帰還送信機200がCATV
端末装置120に組み込まれるか、あるいはそれに付帯さ
れる。親端末装置110は、いずれかの加入者宅に備えら
れた、あるいはすべての複数の加入者宅に備えられたCA
TV端末装置120の中の周波数分散高周波データ帰還送信
機200が送信してくるメッセージを受信するため、周波
数分散高周波データ受信機300を備えている。IPPVを備
えた他の顧客、あるいはデータ帰還通信を必要とする他
のサービスを必要とする顧客に対して、親端末装置の電
話プロセッサ（図示されていない）と通信するための電
話送信機を備えることもできる。
多くのCATV施設は、双方向伝送が可能な、すなわち親
端末装置から加入者への送信および加入者から親端末装
置への送信の両方が可能な、いわゆるスプリットシステ
ムとよばれるものである。これらのCATV施設において
は、増幅器142は逆方向増幅も可能な双方向伝送の能力
を有している。ケーブルテレビジョン会社は今まで、CA
TV施設における双方向伝送を行うことを避けてきたが、
その理由の一つは、加入者から親端末装置への上流方向
通信は干渉雑音の影響を非常に受けやすいことにある。
上流方向への通信が、より干渉雑音の影響を受けやすい
のは、CATV施設が木構造をしているために、CATV施設の
いろいろな所で受けた干渉雑音が上流方向へ次々と伝搬
し増幅されるからである。これは、ファネリング効果と
呼ばれている。例えば、ライン144および154上のそれぞ
れの干渉雑音160および161は結合して、引き込み線144
と枝154に接続されているスプリッタ143にとっては、干
渉雑音162となる。信号が親端末装置110の方へと伝わる
につれて、この雑音はさらに枝ライン153,152,151,150
からの雑音と、あるいはCATV施設全体のあらゆるライン
からの雑音と結合していく。このように、CATV施設のそ
れぞれの枝で導入される雑音のために、上流方向へ伝送
されてきた信号を親端末装置110が識別することができ
なくなってしまう。
干渉雑音はさらにインパルス雑音、同相モード歪、侵
入、および増幅器の非線形性の雑音が加わりうる。雷1
0、ラジオ放送11、電源ライン12も立派な干渉雑音であ
る。CATV施設は古い欠陥のある接地やケーブルの外装つ
なぎを含んでいるかもしれず、これらはCATV施設への雑
音の侵入の原因となる。古いスプリッタ143および非線
形性増幅器142もまた干渉雑音の原因となる。下流方向
ラインへの干渉雑音が単一ライン（例えば141,148,147,
146,145,144）からだけ影響を受けるに過ぎないのに比
べ、一方、上流方向への通信に対しては、CATV施設の個
々の枝のすべての干渉雑音が影響を与えるので、上流方
向CATV施設では経年による高価な保守を下流方向CATV施
設よりも早い時期に行う必要がある。本発明は、従来は
上流方向への通信が困難であった「不完全」なCATV施設
での上流方向への通信を、CATV施設の高価な日常保守の
必要なしに可能とするものである。本発明は従来ではと
うてい不可能であったような雑音の多いCATV施設におい
てもメッセージの双方向伝送を可能とするものである。
さて、図２は典型的なケーブルテレビジョン施設の周
波数対雑音電力レベルを示したグラフである。測定は比
較的最近設置された施設に対して、最も主要な視聴時間
帯（夕方）において行われた。測定されたこの施設で
は、1500kHzのAM地方局、ブリティッシュ・ワールド・
サービス、ボイス・オブ・アメリカ、および21MHzのハ
ム放送から特に著しい雑音侵入の影響を受けているのが
わかる。チャンネルT7（5.75−11.75MHz）を用いての従
来技術での通信は実際上不可能であることはすぐにわか
ろう。さらに、この雑音分布から、一般的に、周波数が
より高いほど干渉雑音が少ないこともわかる。
この測定を実施した時点においては同相モード歪の影
響は特別に著しくはなかった。しかしながら、この施設
をおよび一年後に再び調べたところ、予想通り、同相モ
ード歪によるピークが6,12,18,および24MHzに見られ
た。
図３は、本発明によるRF−IPPVシステムの概要であ
る。このシステムは、システム加入者の各々に対する記
録とその保守を行う勘定システムコンピュータ305を備
えている。記録は典型的には加入者名、住所、電話番
号、加入者が所持している装置の型式、およびどの有料
サービスを視聴することが許可されているかなどの情報
を含んでいる。典型的にはケーブルの運営者は勘定シス
テムコンピュータを所持しているか、またはこの種の装
置を専門業者から賃貸するか、あるいは勘定請求会社が
所持している装置を時分割で使用する。
勘定システムコンピュータ305はシステムマネージャ3
10と接続されている。システムマネージャ310はケーブ
ルシステムの運営の制御を行う。システムマネージャ31
0は各端末が受けることを許可されているサービスとと
もに、アドレス可能なすべての加入者端末装置のリスト
の保守を行う。システムマネージャ310はまた、各シス
テムに対してケーブル運営者が選定したパラメータの定
義と保守維持とを行う。これらのパラメータは、システ
ムの各チャンネルの周波数、どのチャンネルにスクラン
ブルをかけるのか、システムの防御特色、そしてシステ
ム・タイムなどである。さらに、システムマネージャ31
0はシステムの有料視聴の許可、不許可の決定責任を有
している。
また、システムマネージャ310はIPPV情報の記録も行
う。システムマネージャの常駐プログラムがケーブルシ
ステムの加入者端末装置からIPPVトランザクションを読
み込む。このIPPVトランザクションは、勘定システムコ
ンピュータ305がそれを回収するまでの間、システムマ
ネージャのデータベースに記録される。システムマネー
ジャ310は、ケーブルシステムの加入者端末装置からの
データ送信要求に応じて行われるIPPV購入情報の報告送
信の制御をの行う。
図３に示されているように、システムマネージャが発
したコマンドは加入者端末装置は、二つのうちのどちら
かの方法で送られる。最初の技術においては、アドレス
可能送信機（ATX）314がシステムマネージャ310からの
コマンドを（場合によっては、オプションの親端末装置
コントローラ312を介して）専用チャンネル（すなわち1
04.2MHz）を通してアドレス可能加入者端末装置が認識
できる形式で送信する。二番目の技術では、帯域内スク
ランブラー313の動作を介することによって映像信号の
中にコマンドを含ませて送る。帯域内システムはここに
参照併合する出願中の出願番号第188,481の出願に記載
されている。その他の技術もまた親端末装置から加入者
端末装置へのアドレス指定または全体的なデータ送信に
使用ができ、本発明はこの点において制限されるべきも
のではない。例えば、オーディオ帯下データ、超オーデ
ィオ帯データ、拡散スペクトル、あるいはその他の技術
が同じケーブル上で実施できるし、他の等価な技術が公
衆回線または私設電話または電源ラインを通して実施で
きる。
ケーブルシステムの加入者に対して加入者端末装置31
5が供給される。図３は、三つの加入者端末装置を表し
ており、そのうちの二つ（315a,315b）は帯域内システ
ムと係わっており、他の一つ（315c）は帯域外システム
に関するものである。例えば、加入者端末装置315aおよ
び315bはサイアンティフック・アトランタの8570型およ
び8590型加入者端末装置から成るものであり、一方加入
者端末315cはサイアンティフィック・アトランタの8580
型加入者端末から成る。加入者端末装置は加入者がケー
ブルシステムから提供される望みのサービスに同調さ
せ、逆スクランブルすることを可能とする。各々の加入
者端末装置は固有に割り当てられた、例えばディジタル
アドレスなどのディジタル識別名を有しており、これに
よってケーブル運営者がコマンドを個々の加入者端末装
置に対して直接に送ることが可能となる。これらのコマ
ンドをアドレス可能コマンドと呼ぶ。加入者端末装置は
また、ケーブルシステムのすべての加入者端末装置によ
って処理されるグローバルなコマンドも受信できるよう
になっている。
視聴毎支払番組の購入が許可されている加入者にはイ
ンパルス・モジュールを具備した加入者端末装置が支給
される。簡単に言えば、インパルス・モジュールは、加
入者がその加入者端末装置で、視聴毎支払番組を受信す
ることの許可を得、番組購入に関するデータを記録し、
記録されたデータをケーブル運営者に転送するものであ
る。図３に示されているように、記録されたデータは電
話インパルス・モジュールにより公衆電話交換回線網31
7を用いて、電話プロセッサ321を介してケーブル運営者
に転送してもよいし、また高周波帰還路319を用い高周
波インパルス・モジュールによって、RF−IPPVプロセッ
サ322を介して転送することもできる。高周波帰還路に
ついては以下に非常に詳細に議論を行う。電話プロセッ
サ321およびRF−IPPVプロセッサ322は、例えばRS−232
インタフェースなどの適当なインタフェースを介して、
システムマネージャ310に接続されている。
勘定システムコンピュータ305が、トランザクション
をシステムマネージャに送ると、システムマネージャは
そのシステムの特定の加入者端末装置が高周波帰還路31
9を用いているのか、または電話帰還路317を用いている
のかを特定する。その後、システムマネージャはトラン
ザクションを加入者端末装置315に転送し、加入者端末
装置の構成・認可を行う。例えば、高周波インパルス・
モジュールには高周波送信に用いる周波数と以下に詳細
に説明される較正手順とが装填される必要がある。な
お、これらの周波数はモジュールの生産時に設定されて
もよいし、またシステムマネージャからの全体的なトラ
ンザクションによって装填してもよい。あるいは、周波
数はアドレス可能なコマンドによって装填してもよい。
図４は、当該技術として既知の従来技術によるアドレ
ス可能加入者端末装置、すなわちサイアンティフィック
・アトランタ8580加入者端末装置の概略ブロック図であ
る。本発明の一実施例の原理の点からは、加入者端末装
置は本発明においての役割をなんら持っておらず、単な
る通過装置にすぎない。マイクロプロセッサ500のポー
トを通して、マイクロプロセッサ400はアドレス可能デ
ータ受信機430を通して受信したすべてのコマンドを単
に、図５に示された関連するRF−IPPVデータ帰還送信モ
ジュールに対してIPPVコネクタ490を介して報告するだ
けである。他の実施態様においては、図５のモジュール
のマイクロプロセッサ504の機能はマイクロプロセッサ4
00と結合される。この例においては、M50751よりももっ
た能力の大きなマイクロプロセッサが必要となる。
帯域外アドレス可能加入者端末装置の最も基本的な構
成要素はやってくるケーブル信号を受け下方周波数変換
するためのダウン・コンバータとチューナ410とであ
る。データ受信機430は、下方周波数変換された帯域外1
04.2MHzあるいはその他の適当なデータキャリアをダウ
ン・コンバータ410から受け取る。ダウン・コンバータ
で下方周波数変換されたテレビジョン信号出力は、必要
に応じて、逆スクランブラーによって逆スクランブラル
が行われる。逆スクランブルされたチャンネルはチャン
ネル３またはチャンネル４に上方周波数変換されて、加
入者のテレビジョン装置、ビデオ・テープレコーダ、ま
たは他の加入者の装置（図示せず）に送られる。
マイクロプロセッサ400はNVM470とタイミング・ロジ
ック480、直接の入力を受け取るためのキーボード440、
遠隔制御入力を受け取るための赤外線または他の適当な
遠隔受信機450、および表示装置460を連結している。表
示装置は例えば、同調されたチャンネルの番号あるいは
日付、時刻などを表示する。
前記の8580型加入者端末装置は本発明の目的から見る
と、単に、そこを通過するに過ぎない装置である。857
0、8590型および他の製造業者によるその他の加入者端
末装置は、それぞれ通常はマイクロプロセッサ400のよ
うなプロセッサ・コントローラを具備しているが、この
プロセッサ・コントローラは図５に示したモジュールと
データ交換をするため、あるいは、もし図５のモジュー
ルがマイクロプロセッサを所持していないときにはモジ
ュールの中の構成要素を制御するためのポードあるいは
コネクターを備えている必要がある。図５のNVM502は増
設不揮発性メモリで、単にNVM470のメモリ容量を補助す
るためのもので、マイクロプロセッサ400によってアク
セスされる。
ホームショッピング、エネルギー管理、メータ読みと
り、盗難警備、および他のサービスをIPPVに加えてさら
に実施するためには、端末装置は加入者宅のいろいろな
主要装置（図４には示されていない）とのデータの入出
力を行うための適当なインタフェースを備えている必要
がある。
図５は本発明によるRF−IPPVモジュールのブロック図
である。RF−IPPVモジュールはマイクロプロセッサをベ
ースにしたBPSK送信機であり、CATVシステムにおいて、
逆方向すなわち上流方向へ加入者から親端末装置への情
報を送るために用いられる。マイクロプロセッサ504は
加入者端末装置マイクロプロセッサ400と接続され、NVM
503に記憶されている情報（後に送信される）を受け取
ったり、または送信命令を受け取る。送信サイクルの間
に、マイクロプロセッサ504は周波数シンセサイザー回
路の電源をオンさせて、送信するために適当な周波数を
プログラムし、また終段増幅器の電源をオンさせて変調
器の利得レベルをあらかじめ決められた値に設定し所望
の情報の送信を行う。
マイクロプロセッサ504はモジュールにとっての「頭
脳」であり、（親端末装置から送られた命令に基づき、
以下に非常に詳細に議論されるように）いつ送信を行う
べきかの決定、送信周波数・送信電力レベルの決定と設
定、および送NVM503に記憶されている送信すべきデータ
の符号化を行う。迅速で効果的なデータ返信を保証する
には、データはプリ・フォーマットした状態でNVM503に
記憶させるのが望ましい。送信が完了すると、マイクロ
プロセッサ504は高周波回路をオフさせてモジュールか
らの雑音出力を減少させる、また全体の消費電力を節減
する。NVM503は番組データ（送信のためにプリ・フォー
マットされている）、安全防御情報、送信周波数・送信
電力レベル、およびモジュール識別情報を記憶してい
る。NVM503は、また以下にさらに詳細に説明するように
視聴統計データも記録している。
フェーズロックループ505、低減通過フィルター506、
および電圧制御発振器（VCO）507によって送信に用いら
れる周波数の合成を行う。周波数合成は4MHzクリスタル
・クロック501を用いて行われる。なお、4MHzクリスタ
ル・クロックはマイクロプロセッサ504の制御にも使わ
れる。このやり方は周波数合成に必要な部品点数を少な
くさせるし、また同一の周波数のために異なるクロック
を用いることによって生じるであろう問題を解消でき
る。
モジュールのフェーズロックループ505はマイクロプ
ロセッサ504からシリアル・データを受取り、レジスタ
を特定の周波数にセットする。フェーズロックループ50
4はVCO507からの出力のサンプル信号を4MHzクロック501
から導いた信号と比較して、生成した周波数がプログラ
ムされた合成周波数よりも高いかあるいは低いかを判断
する。ここで、極性は生成周波数の「高」および「低」
を意味する。LPFセクション506はこの信号に数学的積分
を施し、電圧制御発振器VCO507の出力周波数を制御する
ためのDC電圧を発生する。VCO507の出力は変調器508に
印可され、またフェーズロックループ505にフィード・
バックして再びサンプリングされ、このプロセスが送信
の間、反復される。
データフィルタ510は帯域通過型フィルタであり、こ
れにより、送信すべきディジタル情報が有する高い周波
数成分エネルギーが、高周波キャリアを変調してしまう
のを防止する。データフィルタ510はこのようにして、
変調信号が指定された範囲内での変調エネルギーを含む
ように機能する。
変調器508はマイクロプロセッサ504からの濾波された
入力信号と、VCO507からの高周波キャリア信号とを受
け、高周波キャリア信号の位相をデータ信号に比例して
変調する。変調器は、抵抗D/A回路が生成したDCバイア
ス電圧を用いて変調の総合利得を制御する。D/A回路は
マイクロプロセッサ504によって直接制御される。以
下、変調器508について、図６を参照しながら非常に詳
細な説明を行う。
本発明の高周波データ帰還通信に用いるための三つの
変調方式案を検討した。すなわち、２値周波数偏移変調
（FSK）、２値位相偏移変調（BPSK）およびBPSKにダイ
レクト・シーケンス・スプレッド・スペクトル（DSSS）
をかけること、の三つである。ここでは、バンド幅の節
約は重要な要求とはなっていないので、その他のいろい
ろな方式は不必要な複雑過ぎると考えられる。
上の三つの中では、広いバンド幅にわたって分布する
雑音に対して最も影響を受けにくいのはBPSKである。DS
SSは単一周波数の干渉に対して最も影響を受けにくい。
FSKは実施が最も簡単である。一方、BPSKおよびFSKは、
同一チャンネル干渉の強いものに対してはほとんど無防
備である。しかし、DSSS受信機はかなり複雑であり非常
に大きな雑音帯域幅を有する。また、DSSS送信機は順方
向・逆方向の両方の映像信号との干渉を防止しようとす
ると非常に複雑なフィルタを必要とする。さらには、FS
K受信機は（この場合においては）「捕獲効果」を受
け、今の目的状況下ではこの捕獲効果は問題を生じる。
本発明によるシステムは、それぞれが、それぞれの最
良特徴を持っている。BPSKを用いたシステムは四つの異
なる周波数でBPSK信号を送ることができる。このやり方
は周波数分散BPSK（FDBPSK）と名付けられた。こうする
と、受信機の雑音帯域幅は非常に小さく、BPSK固有の雑
音排除特性がうまく利用できる。また周波数を注意深く
選択して単一周波数の干渉を避けている。上記の理由で
本発明にはBPSKが用いられているものの、しかしながら
他の変調技術も利用可能であり、本発明はこの点におい
て制約されるものではない。
終段増幅器509は変調器508からの変調信号をモジュー
ルとして必要とされる出力電力レベルまで増幅する。増
幅器の利得は、あるレベルに固定され、無用送信制御51
3の信号によって増幅器509のオン・オフ切り替えが行わ
れる。
無用送信制御器513はマイクロプロセッサ504が終段増
幅器509の状態を制御できるように設計された回路であ
る。マイクロプロセッサ504に機能不備を生じた際に
は、無用送信制御器513はあらかじめ定められた一定時
間経過後、またはいくつかの連続した送信終了後に終段
増幅器509の機能を停止させる。これにより、マイクロ
プロセッサの状態にかかわらず、設計された、あるいは
意図された以上に長い時間にわたってメッセージが送信
されるのを防ぐことができる。「ぺちゃくちゃしゃべっ
ている」あるいは「金切り声をあげている」端末は制御
不可能となった端末であり、雑音メッセージを発生し、
場合によってはシステム全体と結びついてしまう。無用
送信制御回路は最も長いメッセージが必要とする時間よ
りもあらかじめ長く設定されたある時間が経過するとデ
ータの送信を強制的にオフさせることによって「ぺちゃ
くちゃしゃべり」を防止する。無用送信制御器513につ
いては、その引用のためここに併合されている米国特許
第4,692,919に記載されている。
２重フィルタ511は二つの別個の構成要素、モジュー
ル送信機の高調波成分除去用の12−19MHz帯域通過フィ
ルタ515、および加入者端末装置に妨害を与えずに通過
すべきCATV信号を通過させる54−870MHz高域通過フィル
タ516との二つからなるフィルタである。
いわゆる「構内」システム用のRF−IPPVモジュールに
対する設計上の考慮はいわゆる「構外」システムに対す
る設計の際には適当ではない。「構内」システムは、例
えば、サイアンティフック・アトランタ8570,8580,8590
端末装置などのように、帯域内および帯域外アドレス可
能加入者端末装置と関係する。「構外」システムにおけ
る環境下では、加入者端末装置は加入者の建物内には設
置されないことを前提としている。そのような「構外」
システムでは、例えば、阻止およびトラップ技術が必要
となる。従って、引き込み線がない代わりに、例えば、
ケーブルテレビジョン端末と加入者端末装置とを隔てる
少なくとも一つの家屋がある。ところが、これはデータ
通信にとっては特に好ましいことではない。一方、ある
加入者装置はIPPV、ホームショピングといった従来のテ
レビジョン受信装置では不可能であった双方向サービス
を望むかもしれない。従って、図５のモジュールにバス
あるいは他の内部／モジュール伝送路を接続させること
を前提として従来の家屋あるいは引き込み線に据え付け
るのは、特別なデータ通信上の設計を施さない限り困難
である。そこで、本発明では構内端末の設計をいわゆる
構外阻止・トラップシステム加入者ユニット用IPPVモジ
ュール設計に拡張する端末／モジュールの原理を取り入
れた。
図６は、図５のBPSK変調器の詳細を示したものであ
る。BPSK変調というのは、高周波キャリアが取り得る二
つの位相状態のうちの、どちらか一つにその位相を変え
ることにより、二つの論理状態のうちの一つを表現させ
るような変調方式である。本発明による、RF−IPPV送信
機に用いられるBPSK変調技術は、符号化ディジタル情報
を表現するための高周波キャリアの位相変化を発生させ
るため、平衡差動増幅器を用いている。この型の変調器
を実現するためのやり方はいろいろとありえようが、図
５に示した差動増幅器を使用したものは、回路の総合利
得を変化させるための手段とすることもでき、かくし
て、マイクロプロセッサが出力電力レベルを制御するこ
とが可能となる。図６のQ3のベースに、マイクロプロセ
ッサ504によって制御されているD/A変換器から供給され
るDCバイアス電圧とともに、一定レベルの高周波キャリ
アを加えることによって、擬似的線形出力電力制御を安
価にBPSK変調器に組み込むことができる。
BPSK変調器600はプログラム可能な利得制御器602を備
えている。プログラム可能な利得制御器602は、それぞ
れの値が1KΩ、2.2KΩ、3.9KΩ、8.2KΩである四つの抵
抗R1−R4を含んでいる。抵抗R1−R4のそれぞれの一端が
入力信号B3−B0にそれぞれ接続されている。抵抗のそれ
ぞれの他端は共通出力605に接続されている。プログラ
ム可能利得制御器の出力は605は3.3KΩの抵抗R5を介し
てトランジスタQ3のベースに接続されている。プログラ
ム可能利得制御器602の出力と抵抗R5との間の第一の点
に対して、3.3KΩの抵抗R6を介して5Vの電圧が印可され
る。プログラム可能利得制御器602の出力と抵抗R5との
間の第二の点は、0.01μＦのキャパシタC1を介して接地
される。また、発振器507（図５）の出力が0.01μＦの
キャパシタC2を通してトランジスタQ3のベースに接続さ
れる。
トランジスタQ3のエミッタは8.2KΩの抵抗R7を通して
接地される。また、トランジスタQ3のエミッタと抵抗R7
との間の点は0.01μＦのキャパシタC3と33Ωの抵抗R8を
通して接地される。
トランジスタQ1のエミッタはトランジスタQ2のエミッ
タに接続されている。トランジスタQ3のコレクタはこの
エミッタの結合点に対して接続されている。また、入力
データはトランジスタQ1のベースにデータフィルタ510
（図５）を介して接続される。データフィルタ510とト
ランジスタQ1のベースとの間の点は0.01μＦのキャパシ
タC4を通して接地され、また同時にこの点は27KΩの抵
抗R9を介して27KΩの抵抗R10に接続されている。ここ
で、リード「Ａ」は互いに接続されている点を表す。
抵抗R9と抵抗R10との間の点は12KΩの抵抗R11を介し
て接地されると同時に3.3KΩの抵抗R12を介して＋9V入
力端子に接続されている。抵抗R10とトランジスタQ2の
ベースとの間の点は0.01μＦのキャパシタC5を通して接
地される。
トランジスタQ1およびQ2のコレクタはそれぞれ変圧器
650の一次側端子に接続されている。変圧器650の一次巻
線の中間点に、47Ωの抵抗R12を通して＋9Vが接続され
ている。変圧器650の二次側端子の一方が変調器出力端
子となっており、他の端子は0.01μＦのキャパシタC6を
介して接地されている。
さて、変調器600の動作について説明しよう。
変調器600は、図５のマイクロプロセッサ504からのデ
ータ入力を受けとり、このデータをフィルタにかけて高
い周波数成分を減少させる。フィルタを通過したデータ
波形はトランジスタQ1のコレクタ電流を二つの可能な状
態のうちの一つの値に変化させ、ディジタルの１または
０のどちらかを表す。一方、トランジスタQ2のベースは
一定電圧に保たれる。
発振器の高周波信号がトランジスタQ3のベースに印可
される。トランジスタQ3のコレクタ電流は、プログラム
可能利得制御器D/A変換器の抵抗回路602の出力電圧によ
って決まるある一定レベルに保持される。Q3の高周波コ
レクタ電流は一定値に保持されるので、トランジスタQ1
およびQ2の総エミッタ電流はトランジスタQ3の電流と等
しくなければならない。Q1のコレクタ電流は、そのベー
スに加わるデータ信号に比例して変化し、一方、Q2のコ
レクタ電流は、総エミッタ電流を一定に保つために、こ
れとは反対の電流変化をする。トランジスタQ1とQ2のコ
レクタからの高周波電流は変圧器650の一次側端子に平
衡電圧を発生させる。この平衡高周波信号変圧器650に
よって非平衡信号に変換され、Q1のベースのデータ信号
に比例して極性が変化（位相反転）する高周波キャリア
を発生する。これが増幅され、送信されるBPSK信号であ
る。
変調器の利得が制御できるのは、トランジスタQ3のベ
ースにバイアス電圧が存在することの結果である。この
DCバイアス電圧が発振器の高周波信号と結合されて、バ
イアス電圧に比例するコレクタ電流（そして利得レベ
ル）を発生する。かくして、プログラム可能利得制御抵
抗回路602によってDCバイアスレベルが増加されると、
トランジスタQ3の高周波信号利得もまた増大する。プロ
グラム可能利得制御抵抗回路602は、ディジタル入力に
対して相補的応答をして変調器出力端子に高周波電力の
線形的増加を発生するように設計されている。言い換え
れば、４ビットディジタル信号の各々の増分に対して変
調器の出力電力はある一定の増分だけ増加する。
さて、本発明の特徴的な上記のいろいろな構成要素の
動作について次に説明しよう。
上で議論したように、システムマネージャ310にIPPV
番組購入情報を返信報告するためには、各加入者端末装
置すなわちSTT315は逆方向伝送路（システムマネージャ
310からSTT315への制御情報を送るのに使われる順方向
路とは逆の方向）を備えている必要がある。前に記した
ように、RF−IPPVシステムは逆方向幅スプリットチャン
ネルの能力を備えたケーブル施設において使われること
を意図されている。これらのケーブルシステムは、T7,T
8,T9,およびT10（およそ０−30MHz）チャンネル上を信
号が親端末装置に向けて逆方向へ伝播するのを可能とさ
せる幹線増幅器を備えている。
本発明は、T8チャンネルの一部を用い、選択可能な複
数の変調高周波データキャリアチャンネルを介して端末
あるいはモジュールから親端末装置の周波数分散データ
受信機への通信を行う、図５に示したようなRF−IPPVモ
ジュールを提供する。逆に、T7,T9,およびT10チャンネ
ルをテレビ会議または他の通信に用いるとき、データ通
信が通常はT8チャンネル・バンドのみに限定されている
ので、データ通信の影響を受けない。
加入者端末から加入者情報を回収するためのデータ通
信網としての逆方向チャンネルをケーブル施設中に備え
ることは、主に次の二つの欠点を有する。すなわち、上
に詳細に議論したように、上流方向通信では大きな雑音
・干渉環境にさらされること、および、通信網へのアク
セスを要求できるようにするためのアクセス競合機構が
欠落していることである。
干渉の立場から見ると、「木」の枝は巨大なアンテナ
網として機能する。ケーブルシステム中の不完全なシー
ルドやクラックが入ったりゆるい接合があると、上に説
明したように、システム中に高周波干渉が侵入すること
を許してしまう。幹線増幅器は全体で利得が１になるよ
うにあらかじめ設定してあるので、帯域内干渉・雑音は
各増幅器において再生される。さらに、逆方向伝送路に
おいては、各枝からの干渉および雑音は幹線の各交差部
において結合・足し合わされる。その結果、ケーブルシ
ステム中で拾い上げられたすべての干渉・雑音が最終的
に、RF−IPPVデータ受信機がある親端末装置において加
え合わされることになる。逆方向ケーブルTVチャンネル
をデータ通信に用いるときの、このような本質的な問題
を最小化するために、T8テレビジョンチャンネルバンド
中の23の100KHzデータチャンネルを用いた４つのチャン
ネルが現存のRF−IPPVシステムに用いるために、主にデ
ータスループットの観点から選択された。さらに述べる
ように、本発明は単に４つのチャンネルに制限されるも
のではなく、４つ以上のチャンネルを用いることも可能
である。しかし、チャンネルを付け加えるごとに、メッ
セージを受信する蓋然性は増加するが、増加したチャン
ネルに対してさらに送・受信機を増設しなければなら
ず、許容しがたいほど高価となる。
6MHzの逆方向映像チャンネルは60の100kHz広通信チャ
ンネルに分割使用が可能で、そのうちの23のチャンネル
が本発明の実施において使用される。23のチャンネルの
うちのどの４つのチャンネルを選択すべきかは雑音およ
び干渉がどの周波数に存在するかに基づいて決定され
る。送信機、受信機のいずれも使用周波数を頻繁に変え
る。逆方向通信に用いる周波数は、システムマネージャ
コンピュータが自動的にプログラムをし、雑音が多く、
重大な干渉を含んでいるチャンネルを避ける。時刻によ
って変動する干渉に応じて、必要なだけ頻繁にこれらの
周波数を変えることができる。
各送信機は、そのデータを、望ましくは20キロビット
／秒のデータ速度で、４つの周波数の各々に連続して送
信する。親端末装置では、４つの高周波受信機（各々の
受信機が各周波数に同調している）が用いられる。この
ようなやり方は各メッセージに対する冗長を生み出す。
同一チャンネル干渉によるエラーの確率は、この場合に
は４つのチャンネルの各々がそのチャンネルを送信に使
用する時刻において干渉が存在する４つの確率の積とな
る。従って、非常に高い送信／受信成功確率が得られ
る。
この方法は拡散スペクトルシステムによるよりも良好
な特性を得られることに注意すべきであろう。というの
は、連続送信の実施は周波数の分散とともに、時刻につ
いての分散をももたらしているからである。
周波数の選択 典型的な逆方向システムにおいては、T7,T8,T9および
T10の４つの映像チャンネルが利用可能である。通常、
最下位のチャンネル（T7）は最も雑音が多く、最上位の
チャンネル（T10）は最も雑音が小さい。このことか
ら、T10を用いることが最適であるように思われる。し
かしながら、他に考慮すべきことがある。
多くのケーブル運営者は数チャンネルの逆方向チャン
ネルを用いているか、あるいは用いたいと思っている。
これらは、テレビ電話会議のリンク、地域社会参加TV、
親端末装置へのキャラクタ・ジェネレータ・リンク、お
よびモデムサービスに用いられる。映像信号は、データ
伝送と比較してはるかに雑音に対する許容性が小さいの
で、最も雑音の少ないチャンネルは残しておいて、下の
チャンネルのどれかを使うことが望ましい。
いくつかの顧客の逆方向施設を直接観察した結果得ら
れたデータによれば、チャンネルT8とT7とではT7の方が
著しくチャンネル品質が劣っている。BPSKシステムはお
そらくはT7でも動作はするであろうが、一般的に言っ
て、雑音の少ない周波数帯のT8バンドを用いる方がはる
かに容易である。
周波数の選定における最後の要素は、送信機の高調波
の位置である。送信機の第２高調波および第３高調波が
上位の逆方向チャンネルからはずれていること、および
順方向の映像チャンネルからもはずれていることが重要
である。もし、送信機の周波数が14から18MHzの範囲に
限定されるならば、第２高調波（２×ｆ゜）は28から36
MHzの範囲に存在することになる。また第３高調波（３
×ｆ゜）は42から54MHzの間となる。第２および第３高
調波は順方向、逆方向映像チャンネルのいずれからもは
ずれている。（T10の上、およびチャンネル２の下）こ
のことは、送信機出力のフィルタリングに対する要求を
かなり少なくし、従って非常に価格を安くし、信頼性を
向上させる。このようにして、０−30MHz送信バンドの
上の部分に落ちてきて、上流方向伝送に影響する奇数
次、偶数次のキャリア高調波を意識的に避けるため、チ
ッタ等の場合とは異なり、T8チャンネルを選択した。
侵入干渉源は大抵は単一の周波数を有し、時刻ととも
に変化する性質をもっている。平均スペクトル分析測定
を行って、ある特定の時刻において、T8チャンネルのあ
る領域あるいはバンドが全く不適当であることが示され
たとしても、では、すべての時間においてどの周波数を
使用すべきかを確実に予想するのは依然として困難であ
る。しかしながら、どんな時でも、T8チャンネルの中に
は、信頼性のある通信を行うのに充分な程度に雑音が少
ないかなりのバンド幅が存在する。この周波数分散RF−
IPPVシステムはこの事実を用い、また干渉を避けるため
の、いくつかの相補的な技術を用いて設計されている。
すなわち、最小帯域幅データ通信技術、周波数分散、多
重（同時）通信チャンネル、および時間不規則化冗長メ
ッセージ送信の技術である。
図５の高周波モジュールは、４つの異なったチャンネ
ル（周波数）のできるだけ多くのチャンネルを用いて、
IPPV番組データを送信し、その都度、データを送信しよ
うと試みる（再試み）。実際に用いられる周波数の数
は、親端末装置ごとに、プログラム可能であり、本実施
例においては１から４までの範囲である。ただし、この
点で本発明は制限されるものではない。周波数が頻繁に
変わるというシステムの性質を用いると、返信システム
のチャンネル（周波数）をプログラム動作させることに
より、強い定常的干渉を示さないようにすることができ
る。さらに、多数の周波数を用いることによって不規則
に時間とともに変化する干渉源を避けることができる。
例えば、あるシステムが新たに設立されたとして、ス
ペクトル・アナライザーの測定が15.45、17.75MHz周波
数帯において、平均として低い干渉レベルの、使い得る
100kHzチャンネルをいくつか見つけることができたとし
よう。しかしながら、与えられたどのような時刻におい
ても、不規則なすなわち時間とともに変化する雑音源が
帰還データ送信を干渉する確率がいつでも存在する。あ
る一つのチャンネルにおいて干渉が起こる確率は比較的
他の（すぐ近傍ではない）チャンネルで干渉が起こる確
率とは関係がない。
説明のために、有害な干渉が送信中に起こる確率はど
のチャンネルに対しても50％であると仮定しよう。そう
すると、どのチャンネルも半分以上のバンド幅を使うこ
とはできない。他の視点から見ても、返信データメッセ
ージが得られる確率はたったの50％である。しかし、も
し本質的に同時に複数のチャンネルでメッセージの送信
を試みるならば、その試行が不成功となるのはそれぞれ
のチャンネルの試行がすべて不成功であった場合であ
る。言い換えれば、たった一つの成功も得られないとい
うことは、４つの試行がすべて不成功であるということ
である。４つのチャンネルが用いられているときに、こ
のようなことが起こる確率は、 0.5×0.5×0.5×0.5＝0.0625（6.3％） すなわち、たった一つのチャンネルを用いたときの不成
功確率の50％のわずか８分の１の確率である。一般に、
一つのチャンネルにおいて干渉により不成功となる確率
をＫとすると、４つのチャンネルを用いたときの不成功
の確率はK4となる。相対改善率は従って K/K4すなわ
ち、1/K3となる。
システムマネージャ、RF−IPPVプロセッサ（RFIP）お
よびRF−STTモジュールは、本実施例では、四つ（ま
で）の使用可能なチャンネルの二つの組を記憶してい
る。これらの二つのチャンネルの組を「カテゴリ１の周
波数」および「カテゴリ２の周波数」と呼ぶことにす
る。本発明が、四つの周波数からなる二つのカテゴリに
限定されるものではないことは当業者にとっては明白な
ことであろう。むしろ、任意の数のカテゴリを使うこと
ができ、そのカテゴリには同じ数のまたは異なる数の周
波数を含ませることができる。システムマネージャから
RF−IPPVプロセッサおよびRF−STTへコマンドを送るこ
とによって、瞬間的に動作をある動作周波数の組から別
の組へと切り替えることができる。あるいは、一日の異
なる時刻に自動的・周期的にシステムの動作を異なるカ
テゴリで切り替えるように、システムマネージャをプロ
グラムすることもできる。
本実施例においては、二つの異なる動作モードを動作
の混乱を起こすことなく、瞬時に切り替えて使用するこ
とができる。例えば、カテゴリ１はデータ返信のための
三つのチャンネルとRF−STTモジュールの自動較正のた
めの一つのチャンネルとから成る。一方カテゴリ２は、
データ返信に使用可能な四つのチャンネルから成る。装
置の設置は通常な昼間に行われる。昼間においては自動
較正が可能なように、システムはカテゴリ１を使用す
る。夜間においては、システムはカテゴリ２を使用する
ようにプログラムし、可能な限り多数の帰還データ通信
チャンネルを使用できるようにする。
もし、一日のうちのある時間帯においてある帰還デー
タチャンネルの相対品質が著しく悪くなることがわかっ
たならば、その時間帯には二つのカテゴリを用いて一つ
あるいはそれ以上のチャンネルを自動的にすばやく切り
替えて使用するようにプログラムすることもできる。例
えば、無線送信機の干渉があるために、午前４時から午
後６時までは、チャンネル「Ｂ」よりもチャンネル
「Ａ」の方がずっと良好であるが、夜間（午後６時から
午前４時まで）はＡチャンネルの方が悪いとしよう。し
からば、チャンネル「Ａ」を一つのカテゴリに割りあ
て、チャンネル「Ｂ」を別のカテゴリに割り当てて、午
前４時から午後６時まで、適当な方のカテゴリに切り替
わるようにプログラムするのが有利な使い方である。
複数のチャンネルにわたって雑音が少ない場合におい
ては、もっと少ない数の帰還データチャンネルを使って
スループットを犠牲にすることなく通信ができる。従っ
てこの場合には別のグループが、同一のカテゴリ内の別
のチャンネルを用いて送信を行うことができる。
RF−IPPVプロセッサとシステムマネージャとは、とも
に四つのチャンネルの各々について、受け取った妥当で
異常ではないメッセージの数の統計数の収集・保守を行
う。RF−STTが各（使用している）チャンネルに送るメ
ッセージの数は本質的に同じである。従って、統計的に
意味があるだけの充分な時間にわたって数を収集する
と、使用している各チャンネルが受け取る正しいメッセ
ージの数は、もし、それぞれのチャンネルの品質が等し
ければ、等しいはずである。もし、一つ、あるいはそれ
以上のチャンネルの品質が他のチャンネルよりも劣って
いると、これらのチャンネルが受け取る正しいメッセー
ジの数は、より雑音が少ないチャンネルよりも少ない。
このことは、各チャンネルが受け取った異常ではないメ
ッセージの累積和は、チャンネルの相対品質の非常に良
い指標であることを意味している。品質は、長時間にわ
たる各チャンネルの傾向を解析できるのに加えて、チャ
ンネルからチャンネルへ、短時間ベースでの比較をする
こともできる。
本実施例においては、各返信時間帯における四つの累
積数を表示できるに過ぎないが、この情報は、システム
の他の特徴と相まって、自動周波数選択のプロセスを実
行させるのに用いることができる。例えば、以下のアル
ゴリズムにより、すべてのチャンネル周波数を調べて最
も良好な四つを選択使用することができる。
1.まず最初に、一見して、「良好」と思われる四つの周
波数を選ぶ。
2.統計的に意味があるだけの時間にわたって返信データ
を解析する。
3.相対品質の最も悪い周波数を記憶し、それを使用から
はずす。
4.最悪であった周波数をまだ試みていない周波数に置き
換える。
5.ステップ２からステップ４までを繰り返し行い、使用
可能なすべての周波数について順位づけを行う。
6.チャンネルの交換が必要となった時には、以上のアル
ゴリズムを繰り返し使用する。ただし、その際、品質順
位が上位からｎ番目までのものについて行う。
このアルゴリズムは四つのチャンネルよりもっと多く
のチャンネルを使用しているシステム、あるいは逆に少
ないチャンネルのシステムに対しても用いることができ
る。
本発明のRF−IPPVシステムは２値位相偏移変調キャリ
ア変調を用いたミラー（遅延）データ符号化を用いてい
る。ミラーデータ符号化は、最小帯域幅を用いて非常に
良好な再生データタイミング情報を得ることができる。
システムマネージャが、RF−STTにデータを返信する
ように要求するとき、RF−STTに対して、使用すべき周
波数のカテゴリ、メッセージを送る回数（“N"）、送信
時間についてのメッセージを送る。RF−STTは、使用す
る各周波数ごとに、指定された送信時間内のどの時刻に
“N"個の擬似ランダムメッセージ送信をスタートさせる
かを計算する。そして、各周波数ごとに、“N"回まで返
信データメッセージが送信される。メッセージのスター
ト時刻と周波数順序のいずれもが不規則となるように、
送信スタート時刻は各周波数ごとに独立に計算される。
ある特定の周波数について、ランダムな時刻での各メッ
セージの送信は主に、使用される統計的メディア・アク
セス技術の関数である。（以下のメディア・アクセス・
プロトコルの節を参照）多数の送信周波数で、多数回の
送信を試みることによってメッセージは冗長性を有する
ことになるが、このことが侵入雑音に対して影響を受け
難くできる主要な要因である。この技術は本質的には、
とびとびの周波数を用いた拡散スペクトルシステムであ
ると言うことができる。ただし、従来の拡散スペクトル
技術と比較すると、周波数のとびはデータと比較してゆ
っくりと起こる。
RF−STT送信機の多周波能力を利用できるようにする
ため、RF−IPPVプロセッサは、同時にデータメッセージ
を受信できる四つの独立した受信機セクションを備えて
いる。各返信データグループ期間の開始において、シス
テムマネージャはRF−IPPVプロセッサ周波数カテゴリを
設定してRF−IPPVプロセッサがRF−STTに応答できるよ
うにする。RF−IPPVプロセッサのマイクロプロセッサを
基盤とした制御ユニットが各受信機からのデータメッセ
ージの復号を行う。さらにメッセージはパケットに編成
されてシステムマネージャに転送される。また、RF−IP
PVプロセッサの制御ユニットは各送信期間にRF−STTか
ら受信したメッセージの冗長性を除去するために、メッ
セージのソートを行う。
IPPVメディア・アクセス・データ返信プロトコル IPPVケーブルシステムを作動させるにあたって、一般
的に、データ返信メッセージを要求できること、すなわ
ち、RF−IPPVモジュールを備えたSTT（RF−STT）に対し
て、いくつかの異なる基準に基づき、返信データを有す
るかどうかの「問い合わせ」をできる能力を備えている
ことが望ましい。次のリストは特定のSTTのグループか
らデータ返信を要求する最も有益な場合についてまとめ
たものである。
1.無条件。すなわち、すべてのRF−STTは報告しなけれ
ばならない。
2.一つ以上の番組のIPPVデータを記録しているすべての
RF−STT 3.指定した特定の番組のIPPVデータを記録しているすべ
てのRF−STT 4.（番組データにかかわりなく）個々の特定のRF−STT さらに、前に述べたように、第一の場合（無条件デー
タ要求）においてさえ、すべてのRF−STTが24時間以内
にデータ返信を行うことができることが非常に重要であ
る。これは、数千台のＦ−STTがある場合も、また数十
万台のRF−STTがある場合であっても可能でなければな
らない。これを言い換えると、１時間当たり２万５千の
RF−IPPVのデータ応答ができることが「スループット」
の目標となる。
各逆方向狭帯域データチャンネルは一度に一つだけし
かメッセージを送ることができない。すなわち、もし、
ある特定のケーブルシステムのどこかで、二つ以上のRF
−STTが時間的に重なってメッセージを送ると、それら
の送信は干渉しあって、「衝突」した送信が含んでいた
データメッセージがすべて失われてしまう可能性が非常
に大きい。従って、上記の三つの場合において、複数の
RF−STTが同時に返信データチャンネルを使用すること
を防ぐための何らかのメディア・アクセス制御手順が必
要となる。
もちろん、上記のすべての場合において、個々のデー
タ要求（第４番目の場合のように）を次々と連続して行
うようなやり方を採用することも可能ではある。しかし
ながら、これは、要求／応答メッセージの「往復」シー
ケンスによってもたらせるシステムメッセージ遅れのた
め、スループット目標と相入れない。RF−STTの比較的
大きなグループに対して、一つの「グループデータ要
求」を送り、それに応じて、計画された手順すなわち
「メディア・アクセス・プロトコル」に従ってデータを
返信させる方がはるかに効率的である。このプロトコル
はメッセージに対し高い成功確率を保証するものでなけ
ればならない、すなわち、衝突が起こってはならない。
不幸にして、一般に用いられているメディア・アクセ
ス・プロトコル、例えば送信衝突を防ぐためにキャリア
の検出機構を前提としている特定区域内情報通信網（ロ
ーカルエリアネーットワーク）をケーブルシステムに用
いるには適当ではない。ケーブルシステムでは、逆木構
造を有しているため、異なる枝から送信された信号が寄
せ集まって、親端末装置へと伝搬していく。異なる枝に
存在するRF−STTは、それぞれが幹線増幅器または他の
装置で互いに隔離されていて、他の枝に送信中のRF−ST
Tが存在することを検出できない。
もう一つのアクセスプロトコルであるタイムスロティ
ングも、最悪時の場合におけるシステムメッセージの遅
れの問題を有する。各RF−STTのタイムスロットが受け
入れ難いほど長くなり、スループットの点で劣る。
上記のすべてのことが理由で、衝突に対して一定の見
積もられた許容性を有し、充分に高スループットが得ら
れるようなメディア・アクセス・プロトコルを開発し
た。この方法は、RF−STTのデータ返信をランダムに、
並らして行うよう制御したときの、統計的に予測できる
一定の衝突確率（逆に、メッセージ成功確率）の概念を
用いたものである。
非常に簡単に言えば、システムマネージャが、全体の
RF−STTの中に処理が可能なサイズのサブ・グループを
定め、各々のサブ・グループに対してデータ要求を行う
ものである。（このサブ・グループは送信データ問い合
わせを行う四つの場合とは独立のものである）各々のサ
ブ・グループ、あるいは簡単のために単に「グループ」
は、ある一定時間内にデータを返信すべく定められてい
る。この期間内に、各RF−STTはそれぞれ独立に、デー
タ返信を開始する時刻を（擬似的に）ランダムにプログ
ラムしたプログラム番号を割り当てられる。比較的大き
なサブ・グループでは、返信の試みはその期間内で統計
的に一様な平坦な分布となる。さらに、平衡試行速度は
あらかじめ定められており、また、返信メッセージの平
均長さも知られているので、すべてのRF−STTが少なく
とも一回はデータ返信が成功する確率は予測が可能であ
る。
上記の統計的な概念がこのデータ返信方法の基礎とな
ってはいるが、他の多くの重要な要素がこのプロセスを
うまく働かせるために必要である。これらをまとめると
次のようになる。
1.最適試行速度はデータ返信のスループットが最大とな
るように定める。
2.ケーブルシステムの各親端末装置に属する全RF−STT
を、処理が可能な定められたサイズのグループに分割す
る。このサイズとサブ・グループの数は、データ返信時
間幅とともに、試行速度が最適になるように定めること
ができる。
3.システムマネージャが個々のグループに対してデータ
返信要求を行う方法を定めたデータ返信計画が必要であ
る。
4.グループの中のRF−STTが、データ返信シーケンスに
おいて、データ返信要求および肯定応答に対してどのよ
うに応答すべきかを定めた規則が必要である。
データ返信シーケンス 図７は、典型的なデータ返信シーケンスのタイムチャ
ートである。上に述べたように、全体のRF−STTは、ほ
ぼ同じサイズの処理が可能なサブ・グループに分割され
ている。これらを単にグループと呼ぶことにする。各グ
ループがデータを返信するのに許された時間の長さをグ
ループ時間幅と呼ぶ（あるいは単に時間幅）。RF−IPPV
データ回収の間、システムマネージャはケーブルシステ
ムの親端末装置に属する各グループに対し、次々に連続
してデータ返信要求を送る。すべてのグループがデータ
返信を行う全シーケンスをサイクルと呼ぶ。さらに、二
つのあるいはそれ以上のサイクルから成るデータ返信の
シーケンス（典型的には毎日行われる）をゾーンと呼
ぶ。もし、あるRF−STTがある与えられたゾーンの期間
にそのデータを返信し、肯定応答を受けたときには、そ
のRF−RTTはそのゾーンにおいては再試行を行わない。
システムマネージャによって送られる各グループデータ
返信要求は、グループ番号、現在サイクル、ゾーン番号
の情報を含んでいる。
二つのタイプの自動応答、すなわち、全体にわたるも
のと、アドレス指定されるものとの二つがある。全体自
動応答はさらに周期的自動応答および連続的自動応答に
分解することができる。周期的自動応答においては、顧
客がRF−IPPVモジュールがその時間内に応答すべき時間
長さを決める。一方、連続自動応答においては、システ
ムがその時間長さを、例えば24時間というふうに定義す
る。図７において、周期的および連続自動応答のいずれ
においても、この時間長さをゾーンと呼ぶ。各ゾーンに
は重複しない番号が割り当てられ、あるRF−IPPVモジュ
ールがあるゾーンにおいてすでに応答を行ったかどうか
を確かめられるようになっている。各ゾーンは複数のサ
イクルにさらに分割できる。一つのサイクルは全部のRF
−IPPVモジュールが応答試行を行うのに必要な時間であ
ると定義することができる。各サイクルには重複しない
番号（一つのゾーンにおいて）が割り当てられ、あるRF
−IPPVモジュールがそのサイクル中にすでに応答を行っ
たかどうかが確かめられるようになっている。高周波衝
突が起こるために、すべてのRF−IPPVが高周波受信機に
達するわけではない。RF−IPPVモジュールが高周波受信
機まで達する確率を大きくするために、ゾーン当たりの
最小サイクル数を決めることができる。このゾーン当た
り最小サイクル数は、場所に応じた定め方をすることが
できる。
各サイクルはさらにグループに分割することができ
る。一つのグループは、システムの全RF−IPPVモジュー
ルのサブセットである。各RF−IPPVモジュールは、ある
特定のグループに割り当てられて、その関連グループの
番号を持っている。グループ番号は（顧客が定義する）
外部ソースを介してRF−IPPVモジュールに割り当てられ
るか、または、以下に説明するように、シフト値を用い
てディジタルアドレスから導くこともできる。関連グル
ープ番号がどのようにして導かれるかにはよらず、RF−
IPPVモジュールはそのグループ時間内でだけ応答するこ
とが許されている。各RF−IPPVモジュールはさらに場合
に応じた定め方が可能な再試行回数が割りあてられてい
る。再試行回数とは、ある与えられたRF−IPPVモジュー
ルがそのグループ時間内に何回応答を試みるかの回数で
ある。
本発明の応答アルゴリズムについて、まず概略を説明
し、続けて詳細な説明を行う。
本発明の応答アルゴリズムは、試行される応答回数を
一定数に保とうとする試みに基づいている。この定数は
応答（試行）レートと呼ばれ、１秒間当たりのRF−IPPV
モジュール数で表される。応答レートは場所に応じた割
当が可能である。応答レートを一定に保つためには、一
つのグループに属するRF−IPPVの数を制限しなければな
らない。この定数をグループ当たり最大モジュール数と
呼ぶ。グループ当たり最大モジュール数は場所に応じて
割り振ることが可能である。グループ当たり最大モジュ
ール数に基づいて、サイクル当たりのグループ数を以下
のように計算することができる。
グループの数＝RFモジュール総台数／グループ当たり
最大モジュール数 以下で議論するように、ディジタルアドレスからグル
ープ数を自動的に導出できるシステムにおいては、グル
ープ数は２の次の累乗に切り上げられる。
グループ当たりの平均RFモジュール数は次のように計
算できる。
グループ当たり平均RFモジュール数＝RFモジュール総
台数／グループ数 この数は以下のように秒で表した場合のグループ長さ
を計算するのに用いる。
グループ長さ＝グループ当たり平均RFモジュール数／
応答レート サイクルの長さ（秒）は次のように計算できる。
サイクル長さ＝グループ長さ×（グループ数） ゾーン当たりのサイクル数は次のように計算できる。
サイクル数＝（ゾーン終了時間−ゾーン開始時間）／
サイクル長さ もし、サイクル数の計算値が許容される最小サイクル
数よりも小さければ、サイクル数は最小値に設定され
る。最小ゾーン長さは以下のように計算することができ
る。
最小ゾーン長さ＝サイクル数×サイクル長さ この値は、周期的自動応答の場合においては、顧客に
よって割り当てられたゾーン長さと比較され、与えられ
たゾーン長さが充分に長いかどうかが判定される。
自動応答シーケンスを開始するときに、上記の値が計
算される。システムはゾーン番号と初期サイクル数とを
新たに割り当てる。こうして、自動応答制御シーケンス
の開始の準備が整った。システムは、このゾーンのこの
サイクルの最初のグループから開始して、計算で求めた
そのサイクルのグループ数に達するまで進める。次にサ
イクル数をインクリメントし、このゾーンに対する総サ
イクル数を越えた（すなわち、ゾーンの終了点に達し
た）かどうかをチェックする。もし、達していなけれ
ば、グループ数をリセットして、シーケンスを続行す
る。
RF−IPPVのグループが応答をしている間に、システム
はデータを受け取りそのデータをデータベースに記録す
る。RF−IPPVモジュールからのデータをデータベースに
記録する作業がうまく完了すると、肯定応答がRF−IPPV
モジュールに対して送られる。RF−IPPVモジュールから
システムへ転送されたデータの一部はすべての番組デー
タについての照合合計である。この照合合計は肯定応答
符号であり、肯定応答メッセージの中に含めてRF−IPPV
モジュールに送り返えされる。もし、この肯定応答符号
が番組データとともに送った元のものと一致すれば、デ
ータはRF−IPPVモジュールメモリから消去される。も
し、RF−IPPVモジュールがそのサイクル中においてシス
テムから肯定応答メッセージを受け取らなかった場合に
は、現ゾーンの次のサイクルにおいてRF−IPPVは再び応
答を行う。もし、RF−IPPVモジュールが現在のゾーン中
に肯定応答を受け取った場合には、そのRF−IPPVモジュ
ールは次のゾーンまで応答を行わない。応答を行ったす
べてのRF−IPPVモジュールに対して、データとともに何
らかの番組データが送られたかどうかにはかかわらず、
肯定応答符号が送られる。これにより、ゾーン中の連続
した各サイクルに対して衝突回数を低減することができ
る。
ある指定された特定のRF−IPPVモジュールからIPPVデ
ータを回収するために、アドレス指定された自動応答あ
るいは返信データの有無の問い合わせが設計された。RF
−IPPVモジュールに送られる情報は、以下の点を除い
て、全体自動応答の場合と同じである。すなわち、問い
合わせをすべきRF−IPPVモジュールのディジタルアドレ
スが含まれていること、ゾーン番号は０にセットされて
いること、その他の情報（グループ、サイクル、シフト
値、など）は、報告すべき購入を何も行っていない場合
においてでも、RF−IPPVモジュールが可能な限り早く応
答ができるように設定される。
本実施例においては、グループのサイズは2500から50
00の間の加入者端末数に保たれる。各グループの加入者
端末数が5000に至るまでは、加入者端末は現存のグルー
プに加えられていく。各グループの加入者端末数が5000
に達すると、グループ数を倍にして、各グループの加入
者端末数が再び2500になるようにする。説明のために、
加入者端末数Ｐは、当初、一つのグループに属している
3500だけであると仮定しよう。加入者端末が総数Ｐに加
えられていく際、総数は上限の5000と比較される。加入
者端末総数が5000に達すると、グループ数が１から２へ
倍増される。こうして、二つのグループがそれぞれ2500
の加入者端末を持つことになる。さらに、新たな加入者
端末が加えられていき、二つのグループのそれぞれの加
入者端末数が増加していく。二つのグループのそれぞれ
の加入者端末数が5000に達すると、グループ数が再び倍
にされ、全体のグループの数は４となり、４つのグルー
プのそれぞれが2500の加入者端末を有するようになる。
このRF−IPPV返信システムにおける最適試行レート
は、経験的に、時間当たり50,000試行であることが求め
られている。試行レートをこの値に一定に保つために
は、加入者端末がシステムに新たに加えられるに従い、
グループ時間を変えていかねばならない。本実施例にお
いては、試行レートを一定に保つために、グループ時間
長さ、すなわち、その時間内にそのグループに属する各
加入者端末がそのデータの送信を試みなければならない
時間長さを３分から、６分まで増加する必要がある。
上記の原理は簡単なアルゴリズムで表現することがで
きる。このアルゴリズムは、加入者端末のディジタルア
ドレスビットを用いてグループを自動的に編成するのに
用いることができる。グループの数Ｇは最初は１であ
り、加入者端末総数はＮであるものと仮定しよう。そう
すると、 １） Ｇ＜２ または P/G＞5000 の間は Ｇ＝２×
Ｇ ２） Ｓ＝P/C ３） Ｔ＝Ｋ×Ｓ ここで、Ｓはグループ当たりのコンバータの数、Ｔはグ
ループ時間、Ｋは試行レートを一定の値に保つための定
数であり、上の例においては、2500コンバータ当たり３
分である。
ある特定のコンバータがどのグループに属すべきか
は、コンバータのアドレスビットを用いて決定すること
ができる。例えば、もし、グループ数が８であれば、コ
ンバータのアドレスの最後の３ビットを用いる。もし、
グループ数が16であれば、加入者端末のアドレスの最後
の４ビットを用いる。
グループ時間の最初に、システムマネージャはRF−IP
PVプロセッサにトランザクションを送り、新たなグルー
プ時間が始まろうとしていることを知らせる。システム
マネージャは次にグローバルコマンドを加入者端末に送
り、新たなグループ時間が開始されようとしているこ
と、および、どのグループ番号に対して返信を求めよう
としているのかを知らせる。加入者端末装置は擬似ラン
ダム数発生器を備えている。この擬似ランダム数発生器
は、例えばフリーランタイマーまたは各加入者端末ごと
にカウンターを備えている。擬似ランダム数発生器は、
試行回数に対応する複数の開始時刻、および返信周波数
番号に対応する数を発生する。例えば、もし、加入者端
末が３回の試行を４つの周波数を用いて行うように指示
されているとき、擬似ランダム数発生器は12個のランダ
ムな数を発生する。これらの数はグループ時間に対して
スケーリングをされている。
STTから親端末装置へのメッセージは重ならない。し
かし、本実施例においては、ある与えられたグループ時
間において、重ならないランダム数を発生させるように
するよりは、むしろ、厳密に言って１番目の送信が終了
する前に２番目の送信を開始すべきような場合であって
も、モジュールが最初の送信を完了するまで次の送信を
開始するのを待たせるようにする。当業者にとっては、
重なり合わないランダムな数の組を発生させ、これを用
いて送信時刻を決定することができることは明らかであ
る。なお本発明はこの点でこれに制限されるものではな
い。
グループ RF−STTにデータ返信をさせる一つの方法は、あらか
じめ返信時間を定めて、この返信時間の間のある時刻
に、すべてのRF−STTに返信を行わせることである。し
かしながら、この技術では、もしすべてのRF−STTが同
時に送信を試みると、逆方向増幅器に過負荷がかかり、
また、順方向伝送路に望ましくない効果を発生させる。
従って、全体を複数のグループに分かつことは望ましい
ことである。しかしながら、グループが総RF−STTを含
んでいるような場合もありえる。
RF−STTは、二つの方法のうちのいずれかによって、
グループに割り当てられる。個々のRF−STTをある特定
のグループに属させることが重要な場合（例えば、仲介
スイッチの使用が必要な場合）には、各RF−STTを、ア
ドレス指定グループ割り当てトランザクションを用い
て、指定したグループに割り当てる。ケーブル運営者
は、購入頻度またはグループに関連する他の要因に基づ
いて、加入者端末を特定のグループに割り当てたいと思
うかもしれない。その他にも、ケーブル運営者が、与え
られたメンバーを特定のグループに割り当てたいと思う
理由が存在し得るから、本発明はこの点において制限さ
れるものではない。このような場合においては、グルー
プの数は２から255の間の任意の値をとることができ
る。また、グループのサイズは等しくなくともよいが、
ただし、サイズの異なるグループに対しては、グループ
時間を個々のグループごとに調節する必要がある。仲介
スイッチを使わないようにすることが本発明の一つの目
的であるので、仲介スイッチ網によってグループの割り
当てをあらかじめ定めるのではない方がより望ましい。
より一般的な場合においては、個々のグループ割り当
ては必要ではない。すべてのRF−STTはグローバルトラ
ンザクションによって、STTの固有ディジタル識別子
（アドレス）の最下位のいくつかのビットをグループ番
号として使用するように指示される。この場合のグルー
プ数は常に２のべき乗（2,4,8,16,など）である。RF−S
TTの下位のアドレスビットパターンは非常に多数の全ST
Tユニットの中に均等に分布しているので、各グループ
に割り当てられるSTTの数は事実上互いに等しくなり、R
F−STTの総数をグループ数で割った値と等しくなる。二
つの要因が実際のグループの数を決する。
第一の要因は、再試行の回数にかかわらず、RF−IPPV
プロセッサにSTTからメッセージを送る試行の最適試行
レートを得ることである。第二の要因は、便宜上最小グ
ループ返信時間Pminを定める必要があることである。す
ると、全RF−STTは最大グループ数が2nの処理が可能な
サイズを有するグループに分割される。ここでｎは次の
ようにして定められる。
STTの総数/2n＞＝Ｒ×Pmin この方程式によって定められる２のべきｎが、各RF−
STTがどのグループのメンバーであるかを決する下位ビ
ットの数となる。例えば、もし、ｎが４と定められたな
らば、全体で16個のグループがあり、各RF−STTはその
アドレスの最下位４ビットをグループ番号として用い
る。
試行レート 上の方程式で用いられているRF−STTの最適試行レー
トＲは単純に、単位時間当たりのRF−STTの平均数で表
される。しかしながら、各RF−STTには分布可変な再試
行回数が与えられているので、実際のメッセージ試行レ
ートは、グループに属するRF−STTの数に各ユニットが
行う送信回数（再試行）をかけ、それをグループ時間長
さで割ったものと等しくなる。データ返信期間におい
て、平均試行レートと送信メッセージ長さによってメッ
セージ密度が定まり、従って、与えられた任意の送信に
おいて衝突が起こる確率も定まる。平均送信メッセージ
長さは比較的固定されているものと仮定すると、RF−ST
Tがデータ返信を試みるレートが衝突確率、逆に言えば
メッセージスループットに影響する主要な要因となる。
メッセージ試行レートが小さい方が衝突確率は小さく
なる。一方、メッセージ試行レートを大きくすると、大
きくした分だけ、与えられたどのメッセージの衝突確率
も大きくなる。しかしながら、低試行レートでの高い成
功率（あるいは、高試行レートでの低い成功率）は全体
として小さいスループットをもたらす。従って、実際の
成功レートの指標は、任意のメッセージの成功確率にRF
−STT試行レートをかけたものとなる。例えば、１分間
に1000のRF−STTがデータ返信を試みたとすると、任意
のメッセージが衝突に出会う確率は20％であるから、実
際の成功レートは （1000 RF−STT）×（100−20）％／分＝800 RF−STT/分 ほとんど100％に近い成功率でない限り、RF−STT成功
率の数値が大きいからといって、それはRF−IPPVシステ
ムのスループットの最終的な指標を満たしてはいない。
返信されるデータはケーブル運営者への収入を表すもの
であるから、RF−STTに記録されているすべてのデータ
が返信される必要がある。100％に近い成功率は２回ま
たはそれ以上の統計的データ返信の方法を行うことによ
って達成できる。例を続けて、最初のデータ返信サイク
ルにおいて、グループの成功レートは上記のようなもの
であったと仮定しよう。１分間に800RF−STTというのは
スループットの点からみると非常に満足できる値であ
る。しかしながら、グループの内の20％が、無報告状態
で残ってしまうことは許容しがたい。次のデータ返信サ
イクルにおいて、800の成功RF−STTはデータが正しく受
け取られたことを示すデータ受領通知（肯定応答）を受
け取る。先に議論を行ったように、不揮発性メモリに記
憶してあるデータと正しく対応しているデータ受領通知
を受け取ったRF−STTは、新たなゾーンが始まるまでは
再び応答をしない。従って、最初のサイクルで不成功で
あった200のRF−STTのみがデータ返信を試みることにな
る。従って、二回目のサイクルにおける衝突確率は著し
く小さくなる。説明のため、任意のメッセージが衝突に
出会う確率をを１％と仮定しよう。この１分間におい
て、200×（100−１）％＝198RF−STTが成功する。二つ
のサイクルを寄せ合わせると、実効的な成功レートは 800＋198 RF−STT/2分 すなわち、499 RF−STT/分となる。
このレートはほとんど100％に近いRF−STT報告を伴っ
たものであり、従って、実際のシステムスループットの
良い指標となっている。「最適」試行レートは、与えら
れた任意の数のRF−STTに対して、最小時間内で、事実
上100％の実効的成功率を与えるような試行レートであ
ると定義することができる。
本発明においては、最適試行レートを定めるのに、RF
−IPPVデータ返信システムモデルに基づいたシミュレー
ション技術を用いた。しかし、最適試行レートの選定は
システムの特性に影響を与えるが、本発明の作動にとっ
て、きわどい（クリティカル）ものではないことに注意
すべきである。
上の詳細な説明および計算は、データ返信が、IPPVモ
ジュールからIPPV番組データを返信するものであること
を仮定していた。しかしながら、本発明による高周波返
信システムは、複数の遠隔ユニットまたは端末が記録デ
ータを中央へ転送しようと試みるシステムに広く適用が
可能なものである。盗聴警報、エネルギー管理、ホーム
ショッピング、その他のサービスの要求は一般的にIPPV
サービス要求に付加が可能なものである。これらの付加
サービスのうちのあるものは、そのデータ返信をIPPVサ
ービスのトランザクションと結びつけることによって、
スケール効率が達成できよう、しかし、あるものは異な
ったトランザクションに対する、異なったアドレス可能
またはグローバルコマンドおよび応答とする方が適当
で、特に双方向音声通信（電話）のようなリアルタイム
の要求がある場合はそうである。
RF−IPPVモジュール送信レベル調節 S/N比および近接チャンネル干渉に対する要求を含む
多くの理由から、逆方向チャンネルのRF−IPPV送信機
（図６）のデータキャリア出力レベルは最適値の近くに
セットされている必要がある。さらに、低設置コスト、
容易な保守、良好な再現性と信頼性を達成するため、出
力レベル調節は可能な限り自動的に行えることが非常に
望まれる。
ここでの議論の目的のため、「最適」送信機出力を、
最初の逆方向幹線増幅器でのレベルで定義することに
し、KdBmVであるとしよう。ここで、Ｋは定数であり
（典型的には＋12dBmV）主としてケーブルシステムと逆
方向幹線増幅器の特性に依存する。
幸い、送信機とデータ受信機との間の可変な損失の主
要な源はモジュールからケーブルタップまでの引き込み
線に、および最初の逆方向増幅器までのケーブル部分と
で生じる。送信される信号が出会う残りの逆方向伝送
路、すなわち最初の逆方向増幅器から受信機までは多く
の場合、単位利得（１）を持つように設計されている。
このことは、受信機における信号レベルを測定し、それ
が、加入者位置からの最初の逆方向増幅器（図１）での
レベルと本質上等しいと仮定することを可能とする。
以下に、図３のRF−IPPVシステムの自動送信機較正
（ATC）を実施するための手順と必要な装置について説
明する。
RF−IPPV較正 加入者端末装置から３つのタイプの自動送信機較正
（ATC）応答が送られる。これらの中の最初のものは、
較正の要求を示すためのものである。この応答は直ちに
システムマネージャに転送される。第二の応答は８ステ
ップのATC応答である。８ステップATC応答は次々と連続
的に電力レベルを上げて送信される、あらかじめ定めら
れた長さの８つのATC応答メッセージから成っている。
これを、RFプロセッサは端末の適正な送信レベルを決定
するための手段に用いる。理想的なレベルとはRFプロセ
ッサ入力として定格入力レベル（典型的には＋12dBmV）
に可能な限り近い値を与えるようなもののことである。
８ステップATC応答の各々の後に定常較正信号が続けて
送られRFプロセッサによって測定される。第三のタイプ
のATC応答は１ステップATC応答である。これは単一ATC
応答とそれに続く定常較正信号から成り、通常は端末送
信機レベルが正しく設定されていることの検証のために
用いられる。
RFプロセッサが加入者端末装置から妥当なATC応答を
受信するとATCシーケンスが開始される。ATC応答は、加
入者端末のアドレスによって、どの加入者端末が送信を
行っているのかを示し、また、どの送信機レベル（０−
14）にて送信を行っているのかの情報を含んでいる。AT
C応答にすぐに続いて、加入者端末は連続方形波を表示
の送信機出力レベルで送信する。この方形波はプログラ
ムされた時間だけ続けられる。
プログラム可能な待時間（０−102ミリ秒）が経過
後、RFプロセッサはこの方形波のアナログ測定をプログ
ラム可能な時間（１−400ミリ秒）測定する。測定時間
の間、RFプロセッサは失われた遷移がないかどうかをモ
ニタする。もし、間違った遷移がプログラム可能なしき
い値を越えたときには、その測定に「不明」の格付けが
なされる。これによって、正確な測定を阻害するほどの
大きなエネルギを持った予想外の雑音または信号源がラ
インに加わることの影響を防止する。また、このこと
は、較正信号（方形波）は正確な測定をするのに必要な
レベルよりも低すぎることをも示している。
製造業者において、また定期点検時において、各RFプ
ロセッサは、そのレベルで受信信号が評価される３つの
基準レベルにて較正される。これらを、高レベル、定格
レベル、低レベルと呼ぶ。これらは較正手順により、プ
ログラムすることが可能である。一般的に、高レベルは
定格レベルよりも＋3dB高く、低レベルは定格レベルよ
りも−3dB下のレベルのことをいう。そして、定格レベ
ルとは理想入力レベル（典型的には＋12dBmV）のことを
いう。
ATCシーケンスは、各端末が定格レベルに可能な限り
近いレベルで送信を行うように設計されている。各ATC
較正信号は評価されて、高レベルより高い時には「高」
の格付けを、低レベルよりも低いときには「低」に格付
けされる。「OK」は信号が高と低の間のレベルであった
ことを意味する。「不明」の格付けは較正信号が意味の
ないものであることを意味する。
８ステップATCシーケンスの間、加入者端末は８つの
異なるATC応答を行う。最初のステップはレベル０にて
送信され、２番目はレベル２、という具合にレベル14を
送信するまで続ける。これらの８つのレベルは専用に確
保された周波数ですばやく連続して自動的に送信され
る。評価アルゴリズムの概略は以下の通りである。
１）もし、この測定中において示された不良遷移の数が
許容限界を越えたときには、「不明」のATC格付けを与
え、ステップ2,3,および４を飛ばす。
２）もし、測定されたATC信号のレベルが、それまでに
最良であったものよりもさらに「OK」に近いならば、こ
れを最良ATCレベルとして保存する。
３）もし、これが受信した最初のステップでもなく、ま
た失敗した最後のステップでもないならば、次のことを
行う。
ａ）このステップと最後のステップまでの間の時間を測
定し、タイムアウト計算のために保存する。
ｂ）直前の奇数のATCレベルを内挿によって求め、もし
これが現在の最良ATCレベルよりもさらに「OK」に近い
ならば、この内挿レベルを最良ATCレベルとして保存す
る。
ｃ）直後の奇数のATCレベルを外挿によって求め、もし
これが現在の最良ATCレベルよりもさらに「OK」に近い
ならば、この外挿レベルを最良ATCレベルとして保存す
る。
４）現在の最良ATCレベルを評価し、高、OK、低に格付
けする。
５）これが１ステップATCであるとき、または８ステッ
プATCの最後のステップであるとき、またはタイムアウ
トが生じているときには、このATC評価結果をシステム
マネージャに転送する。そうでないときには、ステップ
と現在のATCレベルとの間の時間に基づいてタイマーを
スタートさせる。
自動送信機較正シーケンスに加えて、IPPV番組データ
やその他のメッセージを含む、他のすべての端末応答に
ついてもやはり信号レベルが評価される。これは受信信
号強度インディケータ（RSSI）と呼ばれる。この測定で
は通常のATC測定がもっている精度は得られないが、し
かし、信号レベルの良い判定手段である。この場合、測
定シーケンスは、有効な端末応答を受信してから待ち時
間として定義された一定短時間が経過した後測定シーケ
ンスが開始され、測定時間が終了するか、または応答が
終了するまで続けられる。測定結果は信号レベルについ
ての評価を受ける。応答がシステムマネージャに転送さ
れる際に、RSSI評価結果も同時に転送される。
（４つある受信機の）各RFプロセッサ受信機に、端末
応答をそれによって評価すべき二つのレベルを設定して
おく。この二つのレベル、高および低は通常は定格レベ
ルに対して、それぞれ＋4dB,−4dBに設定する。しかし
ながら、高および低はそれぞれ個々に設定が可能で、ケ
ーブルシステムに適合させて設定する。各応答を評価
し、信号が高レベルよりも高ければ高の格付けをし、信
号が低レベルよりも低ければ低の格付けを与え、高レベ
ルと低レベルの間に信号があればOKの格付けを与える。
また不明の格付けは、測定時間が応答時間を超過ししし
まったことを意味する。
各端末応答ごとに対して与えられたRSSI評価に加え、
グループ時間の間に受信したすべての応答についての平
均RSSIも各受信機ごとに評価される。これは、４つの受
信機に入力される応答についての、もっと一般化された
評価を与える。
この平均RSSI評価もまたシステムマネージャに転送さ
れる。これは、選択された周波数の妥当性、および逆方
向ケーブルシステムの動作の妥当性を技術的に評価する
ための重要なフィードバック手段となる。
自動送信機較正手続 1.自動送信機較正手続（ATC）を開始する前に、システ
ムマネージャはセットアップコマンドをRF−IPPVプロセ
ッサに送り、適当な周波数と較正パラメータを知らせ
る。さらに、システムマネージャはすべての加入者端末
装置またはモジュールに対して、カテゴリ１のRF−IPPV
周波数とレベルメッセージおよびカテゴリ２の周波数と
レベルメッセージとを送る。
2.システムのオペレータが（もしあれば）較正すべき加
入者端末装置あるいはモジュールを選択するか、また
は、システムマネージャが再較正すべき加入者端末装置
またはシステムに新たに追加されて較正の必要がある加
入者端末装置を決定する。
3.システムマネージャは較正要求を発し、それを選択さ
れた加入者端末装置に対する待ち行列に置く。
4.システムマネージャがATCを開始すべきと決断する
と、要求待ち行列から較正要求を除去して、RF−IPPVに
宛てて較正パラメータトランザクションを送り、加入者
端末装置あるいはモジュールち対し、それ自身とRF−IP
PVプロセッサとの間の８ステップ較正シーケンスを実効
するように指示をする。
5.システムマネージャは、RF−IPPVプロセッサに対して
問い合わせを行い、８ステップ較正シーケンスからRF−
IPPVプロセッサが好適に定めた望ましい送信レベルを取
得する。（ただし、他の実施例においてはシステムマネ
ージャがRF−IPPVから送られたデータを用いて決定す
る。） 6.システムマネージャはRF−IPPVに宛てて較正パラメー
タトランザクションを送り、加入者端末あるいはモジュ
ールにステップ５にて取得した望ましい送信レベルにて
送信を行わせるように指示をする。これは望ましい送信
レベルが妥当であるかどうかの検証のために行われる。
7.システムマネージャはRF−IPPVプロセッサにステップ
６にて行われた検証の結果を問い合わせる。
8.システムマネージャはRF−IPPVに宛てて較正パラメー
タトランザクションを送り、加入者端末にあるいはモジ
ュールに望ましいレベルをNVMに記憶するように指示す
る。
9.システムマネージャはRF−IPPVプロセッサに最新のRF
−IPPV較正パラメータトランザクションの結果を問い合
わせ、加入者端末あるいはモジュールの較正状態の記録
を更新する。
10.RF−IPPVプロセッサへ問い合わせた結果に何か不満
足なものがあれば、システムマネージャはATC較正手続
を繰り返す。そうでなければステップ２へ飛ぶ。
RFプロセッサから見た較正状態 最初に、受信した各アドレスの端末に対して端末較正
状態をチェックする。各加入者端末のディジタルアドレ
スに対してRFプロセッサはレベル格付けを送る。このレ
ベル格付けは較正の完全性のおおまかな表示である。レ
ベル格付けとしてとり得る値は「高」，「低」，「O
K」，および「不明」である。システムマネージャは特
定のディジタルアドレスから受け取った異常レベル（す
なわちOKではないレベル）の数を追跡記憶する。カウン
タがあるしきい値を越えたときには較正状態は「要較
正」へと変化する。このしきい値はRSSIレベル格付けカ
ウンタである。指定省略時のこの値は好適には12であ
り、１から12までの値にプログラムができる。必要なら
ば、RSSIレベル格付けカウンタはIPPVユーティリティプ
ログラムを用いて変えることができる。システムマネー
ジャの設定を変えて、高レベル格付けのみを、または、
低レベル格付けのみを、または、高レベルまたは低レベ
ルのいずれかに格付けされた場合を、インクリメントす
るようにさせることができる。指定省略時の設定は、高
レベルまたは低レベルのいずれかに格付けされた場合を
カウントをするようになっている。「不明」のレベル格
付けはRFプロセッサから無視される。また、インクリメ
ント指定の設定をするフラッグもIPPVユーティリティプ
ログラムを用いて変えることができる。さらに、システ
ムマネージャの設定を、OKのレベル格付けが受信される
たびにカウンタをディクリメントさせるようにすること
も可能である。システムマネージャが指定省略設定にな
っているときにはこのようにはならないが、IPPVユーテ
ィリティプログラムを用いて設定することができる。こ
のモードになっているときに状態が「要較正」になって
カウンタが０となると、較正状態は「較正ずみ」にリセ
ットされる。
RF−IPPVプロセッサとシステムマネージャの交信 RF−IPPVプロセッサはシステムマネージャとRF−232
フル・デュプレックス・シリアル・コミュニケーション
・リンクのハーフ・デュプレックス・フォーマット（一
度に一方向のみ）で交信を行う。他の適当な通信フォー
マットも採用可能であるが、9600ポーの同期フォーマッ
トが好適である。ユニットが互いに離れているときに
は、オプションとしてモデルを介してリンクさせること
もできる。すべての送信データは検査合計で確認するこ
とが望ましい。
システムマネージャからRF−IPPV受信機へのすべての
コマンドは、直前の受信機からシステムマネージャへの
送信に対する確認応答（ACKまたはNAK）を含んでいる。
もし、受信機がACKを受け取ったときには、受信機はそ
の応答バッファをクリアして新たにコマンドを読みとり
応答バッファに新たな応答をロードする。もし、NAKを
受け取った場合には、有効なコマンドをすでに受信ずみ
であるかどうかによって二つの動作のうちのどちらかが
行われる。もし、有効なコマンドをすでに受信ずみであ
る場合には、新たなコマンドがどんなものであるかにか
かわらず、それまでロードしていた応答を単純に再送信
する。しかし、もし有効なコマンドがまだ受信されてい
ないならば（従って応答バッファには応答が存在しな
い）新たなコマンドを読み取り応答バッファにロードを
行う。実際的な立場からは、システムマネージャが不良
検査合計またはタイムアウトを検出したときには、シス
テムマネージャはNAKとともに同じコマンドを再送信す
る。システムマネージャと受信機との間のすべての通信
は好適には、送信終了表示によって終了する。
多バイトデータ項目はMSBを最初に、LSBを最後に送信
される。ただし、STT番組データおよびメモリ応答の場
合は例外で、逆転されずに転送される。このことは端末
（またはモジュール）の２バイト検査合計にも適用され
る。さらに、重要な受信機パラメータおよびデータのメ
モリ・イメージを表す状態応答も逆転されずに送信され
る。この場合には多バイトパラメータはLSBを最初に、M
SBが最後に送信される。（これはインテルの標準的なフ
ォーマットである） システムマネージャおよび受信機の検査合計（例えば
16ビット検査合計）は各送信または受信キャラクタを検
査合計のLSBに加えることによって生成される。検査合
計のMSBへのキャリは存在しない。結果は１ビット左へ
ローテートされる。検査合計の初期値は０である。メッ
セージ中の検査合計未満の各キャラクタは検査合計中に
含まれる。検査合計の結果は変換および符号化されて他
のデータとともに送信される。
システムマネージャから受信機へのトランザクション
には以下のものがある。
１）セットアップコマンド：このコマンドは二つのカテ
ゴリの各々によって使用されるそれぞれ４つの周波数を
定義する。周波数の値が−１のときには対応する受信機
モジュールの使用を禁止する。較正パラメータもまたこ
のコマンドによってセットされる。「自動送信機較正応
答」、「メモリ要求応答」、または「番組／視聴統計応
答パケット」は、このコマンドに応じて送られる。
２）新グループ初期化：このコマンドは「RF「番組／視
聴統計応答パッケト」−IPPVグローバル・コールバック
が端末に対して発せられる度に、受信機に対して発せら
れる。このコマンドは受信機に、どの周波数へ同調すべ
きかを知らせる。また、このコマンドは重複しているチ
ェックリストをクリアする。このコマンドに応じて「グ
ループ統計応答」が送られる。
３）問い合わせコマンド：問い合わせコマンドは、受信
機に対して、もし何か送るべき応答で送信を待機してい
るものがあれば送信をするように要求する。この応答に
該当するものとして、「自動送信機較正応答」、「メモ
リ要求応答」、あるいは「番組／視聴統計応答パッケ
ト」がある。もし、送るべき待機データが何もないとき
には空の「番組／視聴統計パッケト」が送信される。
４）状態要求コマンド：状態要求コマンドは受信機に対
して受信機の現在の状態およびパラメータ設定のダンプ
を送るように要求する。このコマンドは診断およびデバ
ッグを意図して使われる。
受信機からシステムマネージャへのトランザクションに
は以下のものがある。
１）自動送信機較正応答:ATC応答は、端末あるいはモジ
ュールから較正完了メッセージを受信する度に、システ
ムマネージャに対して送られる。このコマンドは受信し
た信号レベルの定性的格付けと、それに対応する端末あ
るいはモジュールによって用いられた減衰レベルとを提
供する。
２）グループ統計応答：これは新グループ初期化コマン
ドに応じて送信される。これは、前回最後に新グループ
初期化コマンドが発せられてから蓄積されたグループ統
計を供給する。
３）「番組／視聴統計応答パッケト」：グループ時間
（ある新グループコマンドから次の新グループコマンド
までの時間）の間、受信機は端末またはモジュールから
の番組／視聴統計を待ち受ける。応答パケットは単一送
信フォーマットで多数の番組／視聴統計の送信を可能と
する。もし、送るべきデータが存在しないときには空の
応答パケットが送られる。
４）メモリ要求応答：これは、加入者端末装置のメモリ
の端末モジュールメモリダンプである。
５）状態要求応答−これは状態要求命令に応じて送信さ
れるものである。
これらの命令についてはさらに以下に説明される。セ
ットアップ命令は新しいグループ命令が出される前に、
受信機に対しシステム・マネージャーにより出されなけ
ればならない。この命令は受信機に、その受信モジュー
ルの各々がどの周波数に同調すべきかを知らせるもので
ある。各々が４つの独自の周波数をもたらすカテゴリー
の２つのカテゴリーの周波数が設定され得る。この２つ
のカテゴリーの典型的な使用により、昼間の間に使用す
る１組の４つの周波数および夜間に使用する別の組の４
つの周波数をもたらす。この周波数の選択は初期化の間
および周期的な再評価の間に行われるだろう。
受信機状態のセットアップ要求が送られる時にこのセ
ットアップ命令は送られるべきである。有効なセットア
ップ命令が受信された時にセットアップ要求状態ビット
はクリアーされるであろう。モジュールＤ（およびチャ
ネルＤ）が有効な周波数をもっていれば、それはSSA
（信号強度分析器）周波数として用いられるであろう。
モジュールＤの周波数が０に設定されると、セットアッ
プ命令パラメータ‘SSA周波数’用いられるだろう。
初期化新グループ命令は１つのグループのコールバッ
ク期間を示すのに用いられる。前のグループ期間からの
統計値はシステム・マネージャーに送られるだろう（グ
ループ統計値応答参照）。前のグループ期間に関連する
統計値は消去されるであろう。
受信機がシステム・マネージャーからの初期化新グル
ープ命令を受信すると、端末若しくはモジュールからの
イベント／ビューイング統計値の収集を開始するであろ
う。１つのグループ・コールバックの期間の間で、16個
の二重のメッセージが１つの端末若しくはモジュールか
ら入ってくることができる。しかしながら、これらの二
重のもののうちの１つのみがシステム・マネージャーへ
送られるだろう。他方のものは全て破棄されるであろ
う。
問い合わせ命令はシステム・マネージャーに送られる
ように準備されているデーターは何であれ送るように受
信機に要求する。この応答は自動送信機校正応答、メモ
リー要求応答、若しくはイベント／ビューイング統計値
応答パケットとなるであろう。
状態要求命令はその現在の状態を送るよう受信機に要
求する。これは全てのパラメータ設定値ソフトウエア改
訂番号、受信行列の状態、および他の関連する状態変数
を含んでいる。
端末若しくはモジュールからのイベント／ビューイン
グ統計値応答は受信機によっていかなる時でも受信され
る。通常、RF受信機が新グループ命令を送出し、端末若
しくはモジュールがグローバル・グループ・コールバッ
クを送出した時に、このデータの収集が始まる。グルー
プ・コールバックの期間の間、端末若しくはモジュール
は４つの異なるデータ返還周波数上に４回、そのイベン
ト／ビューイング統計値を送信するだろう。これらの16
回若しくはそれらの少ない回数の同じ内容の伝送は受信
機によりろ波され、これらのうちの１つのみがシステム
・マネージャーに届くだろう。
受信機は有効なチュックサムを持っていないメッセー
ジ若しくはそのバイト長さが受信バイト計数値に合わな
いメッセージを自動的に破棄するであろう。受信機はそ
れがグループ期間の間に受信する単独のイベント／ビュ
ーイング統計値応答の全ての記録を保存するであろう。
これは受信リストと呼ばれる。この受信リストは受信さ
れた単独の端末／モジュール・アドレスの各々からなっ
ている。１つの応答が１つの端末から入ってくると、そ
れは受信リストに照合されるだろう。合致する端末アド
レスが見つかると、その二重のものは破棄されるだろ
う。端末アドレスが見つからないと、その端末のアドレ
スはリストに追加される。このようにして冗長なメッセ
ージはシステム・マネージャーへの伝送の前に、漉され
るか除去される。受信リストは次の初期化新グループ命
令が受信された時に消される。このリストはグループ期
間の間に応答することができる端末の数の最も大きい数
を収容するのに充分大きいものである。
１つのイベント／ビューイング統計値応答が有効性テ
ストを通過し、二重のメッセージでなければ、それは、
システム・マネージャーへ送信されるべきメッセージの
待ち行列（メッセージ行列と呼ばれる）に並べられるだ
ろう。このメッセージ行列は各々が１回送信されるべき
ものならば、１つのグループ内の端末の最も大きい個数
を収容するに充分な大きさのものである。この有効メッ
セージはシステム・マネージャーへの送信のために、パ
ケット化される。パケット・バッファと呼ばれる第２の
バッファはシステム・マネージャーに送信され得る最大
バイト数（およそ2000バイト）を収容するような大きさ
とされる。メッセージは余裕があれば、メッセージ行列
からパケット・バッファへ転送されるであろう。
メッセージはその伝送がシステム・マネージャーから
のACKにより知らされた後に受信機のメモリーから取り
除かれる。受信機はメッセージが入り始めた後まもなく
してシステム・マネージャーにイベント・ビューイング
・スタティスティクス・パケットを送信し、メッセージ
が全て送信されるまでそうし続けるだろう。メッセージ
行列に残っているメッセージは行列が空になるまでシス
テム・マネージャーに送信され続けるだろう。
グループの期間の待、受信機はライン・アクティビテ
ィの統計値を保持するであろう。これはグループ・スタ
ティスティクス応答の目的である。オペレーターに選ば
れたグループ・パラメータの適切さおよび選ばれた周波
数の適合性をフィード・バックすることを意図するもの
である。端末若しくはモジュールは利用可能な周波数の
各々に同じ情報を送信するので、ライン・アクティビテ
ィの統計値は選択された周波数の１つ以上のものがいつ
別の周波数に変更されるべきか示すであろう。受信機は
各周波数上に受信される有効な応答の回数の計数し続け
る。この計数は二重のものを含んでいる。また、受信機
は各周波数に受信される有効なバイトの数の計数をし続
ける。基本的に、これはメッセージの計数と同じ情報を
もたらすものであるが、メッセージの変化する長さを考
慮するものである。グループ期間の終わりの所で、バイ
トの計数はメッセージの計数に割られ、これにより１メ
ッセージ当たりの平均バイト数が得られる。このように
一般的にいって、グループの統計値データにより各チャ
ネルおよび各送信機上の連続するデータ出力を正確に読
み取ることができる。この報告に応じて、システム・マ
ネージャーは不良な出力によって要求されるように周期
的にチャネル周波数を自動変更することができる。他の
実施例においては、不良データ出力を示すビット誤まり
率若しくは他のパラメータが新しい周波数への変更を指
示するために蓄積され得る。これらの様々なパラメータ
は４つのライン上のRF IPPVプロセッサ（受信機）のと
ころでライン・ディスプレーごとに20の文字により表示
され得る。図14を少し見てみると、スクリーンのメニュ
ー型式のツリー構造が監視、セットアップ、および校正
の機能を表示するために示されている。
初期化新グループ命令が出されると、グループの統計
値がシステム・マネージャーに送信される。この時点で
全ての統計値がメモリーから消去される。システム・マ
ネージャーに送信される統計値は次のものを含んでい
る。
１）最後のグループの期間の間に１つのカテゴリーの４
つの周波数上の各々に受信された有効な応答の総数。
２）最後のグループ期間の間に１つのカテゴリー４つの
周波数上の各々の応答の平均バイト長。
３）最後のグループ期間の間の単独の応答の総数（これ
は受信リストの項目数と同じである）。
システム・マネージャーがアドレス指定されたコール
バック命令のみを端末／モジュールに送るフェーズを開
始するならば、それは初期化新グループ命令によりその
フェーズを開始するものである。これは重大なことでは
ないが、前のグループ・コールバックからの統計値を消
去するであろう。
端末設置の間および他のメンテナンスの期間に各端末
／モジュールの送信機の出力レベルは受信機側での受信
レベルが許容限度内となるように調整されなければなら
ない。これがATC評価応答の目的である。システム・マ
ネージャーが端末／モジュールに所定の減衰レベルで一
連の校正応答メッセージを送信するように要求すると、
校正処理が始まる。端末は各々が校正信号のすぐ前の端
末アドレスおよび試行送信レベルを含む校正応答メッセ
ージを送信する。受信機は予期されるレベルと比較する
ことによってその信号の測定を行い、次の信号レベルの
ためにその評価結果を保存する。そして端末は次のレベ
ルに移って校正応答／校正信号を再び送信する。これは
校正応答メッセージの完全なシーケンスが送られてしま
うまで（最大８）、続けられるであろう。最後の校正応
答メッセージが受信されるか若しくは時間切れとなる
と、そのシーケンスは完全なものと仮定され、ATC評価
応答がシステム・マネージャーに送られるだろう。
校正の測定は信号強度分析器（SSA）および例えばＤ
の選択されたRF受信モジュールの組み合わせにより行わ
れる。受信モジュールＤは校正周波数に設定されなけれ
ばならない。モジュールＤの周波数は次のように決定さ
れる。
１）その周波数が有効な周波数に設定されているなら
ば、モジュールＤのための現在のグループ周波数に設
定。
２）モジュールＤのための現在のグループ周波数が０で
あれば、SSA校正周波数に設定。
３）モジュールＤのための現在のグループ周波数が−１
若しくは最大周波数以上であれば、動作不能。
受信機が端末から有効な校正応答を受信すると、校正
測定シーケンスが始まる。メッセージの終わりが検出さ
れるとすぐに（ミラー符号化が止まるかまたは中断され
ると）、ホールドオフ（Holdoff）期間が始まるであろ
う。これが満了すると、測定プロセスが始まり、測定期
間の期間中継続するであろう。ホールドオフ期間および
測定期間はセットアップ命令によって、若しくはRF受信
機の前面パネルから特定されるものである。読み取られ
る最後の信号レベルは全てのサンプルの平均を表わして
いる。
STT/RF−IPPVモジュールの動作 本章ではSTTおよびRF−IPPVモジュールの間の動作に
ついて説明する。ここで議論される特定のシーケンスの
動作はサイエンティフィック・アトランタ・モデル8580
セット−トップ（Scientific Atlanta Model 8580 Set
−top）についての説明である。電源が投入されると、
セット−トップ端末およびRF−IPPVモジュールの両者は
STTの特定の構造および認証レベルを決定するために一
連の動作を行う。例えば、電源が投入され、RF−IPPVモ
ジュールがセット−トップ端末に接続されると、端末チ
ャネル認証データが全ての有償（pay−per−View）チャ
ネルを含むように（若しくは認証するように）自動的に
更新され得る。換言するとモジュールをセット−トップ
端末に接続するだけでIPPVサービス認証のためには充分
であろう。また、（電話若しくは他の返答ではなく）RF
の返答が行われていること示す１ビットがメモリー内に
セットされるモジュールが送信機のデータ搬送波出力レ
ベルを逆チャネルのための近傍の最適値に設定されるよ
う校正されていなければ、そのモジュールは電源投入初
期化校正自動応答送信（以下PICARTと称す）を行う。
電源投入によるリセットシーケンスによる、RF−IPPV
モジュールは通常のバックグランド処理を開始する。バ
ックグランド処理は主に保持されたビューイング・チャ
ネル記録時間に対し、現在の時間をチェックし、STTキ
ーボードからの手動の初期化校正自動応答送信（以下MI
CARTと称す）要求を求めてチェックを行うことからな
る。モジュール内でのバックグランド処理はSTTからモ
ジュールへの所定周波数を有する所定の第１のオペレー
ション・コード（オペコード）により起動される。
電源投入されると、STTはSTTの不揮発性メモリを読
み、チャネルの認証、サービスのレベル、同調アルゴリ
ズムの定数などをRAMにコピーする。RF−IPPVモジュー
ルはRF−IPPVの不揮発性メモリを読みグループ番号、送
信レベル、アクティブ・イベントチャネル、獲得された
イベントの計数などをRAMにコピーする。そして、モジ
ュールはSTTからの次のオペコードを受けると、STTのタ
イプを決定するためにセットアップする。
オペコードを受信すると、RF−IPPVモジュールはSTT
のタイプを決定するためにSTTのメモリ領域からの１バ
イトのデータを要求する。例えば、RF−IPPVモジュール
はサイエンティフィック・アトランタ8580フェーズ６の
タイプのセット−トップ端末を示すデータを受けるであ
ろう。このフィーチャーによりRF−IPPVモジュールは複
数のSTTと互換性のあるものとなり得る。そして、RF−I
PPVモジュールは次のオペコードを受信するとSTTのアド
レスを読むためにセットアップする。
オペコードを受信すると、RF−IPPVモジュールはSTT
のメモリから４バイトのデータを要求し、STTのアドレ
スとして戻されたデータを保持する。そして、RF−IPPV
モジュールは次のオペコードを受信するとSTTの認証さ
れたチャネル・マップ（すなわち、STTが受けるように
認められたチャネル群）を読むためにセットアップす
る。
オペコードを受信すると、RF−IPPVモジュールはSTT
のメモリから16バイトのデータを要求し、STTのチェッ
クサムの最初の部分を計算する。そして、RF−IPPVモジ
ュールは次のオペコードを受信するとSTTのフィーチャ
ー・フラグけを読むためにセットアップする。
オペコードを受信すると、RF−IPPVモジュールはSTT
のメモリから１バイトのデータを要求し、STTのチェッ
クサムの計算を完遂する。そして、RF−IPPVモジュール
は次のオペコードを受信すると、データ・キャリアが存
在するかどうかを決定するためにセットアップする。
データ・キャリアが存在するまで、若しくは電源投入
後所定の期間が経過するまで、STTはRF−IPPVモジュー
ルをオペコードを送る。そして、RF−IPPVモジュールは
STTのメモリから１バイトのデータを要求し、データ・
キャリア存在フラグがセットされているか否かを決定す
る。データ・キャリアが存在すれば、RF−IPPVモジュー
ルは不揮発性メモリを読み、モジュールが校正されてい
るか否かを決定する。モジュールが校正されていれば、
RF−IPPVモジュールは次のオペコードを受信すると時間
を読むためにセットアップするのみである。モジュール
が校正されていなければ、RF−IPPVモジュールはPICART
を実行するためにセットアップする。いづれかのケース
においても、RF−IPPVモジュールは次のオペコードを受
信すると時間を読むためにセットアップする。
データ・キャリアが存在しなければ、RF−IPPVモジュ
ールはデータ・キャリアが存在するまで（所定期間に対
応する）所定数の連続するオペコードに対しチェックを
し続ける。所定回数試みた後にデータ・キャリアが存在
しなければ、RF−IPPVモジュールは次のオペコードを受
信するとその時間を読むためにセットアップし、通常の
バックグランド処理を開始する、すなわちPICIARTは放
棄される。
データ・キャリアが検出された後に通常のバックグラ
ンド処理が始まる。STTは１つのオペコードをRF−IPPV
モジュールに送るRF−IPPVモジュールはSTTのメモリか
ら４バイトのデータを要求し、現在の時間が不揮発性メ
モリ内に保持されたビューイング統計値の記録時間のい
づれかと一致するか否かを照合する。ビューイング統計
値のフィーチャーについては以下に詳述する。RF−IPPV
モジュールは次のオペコードを受信するとSTTのモード
を読むためにセットアップする。現在の時間と記録時間
との間で一致が見つかると、STTがオンかオフか決定す
るためにSTTのモードが読まれ、正確なビューイング・
チャネル番号が記録される。現在の時間と記録時間との
間で一致が見つからなければ、STTが診断モードにある
か否かにMICARTが要求されたか否かを決定するためにST
Tのモードが読まれる。本節により説明されるステップ
はステップGIとして称されるだろう。
時間の一致が見つかると、STTは１つのオペコードをR
F−IPPVモジュールへ送るRF−IPPVモジュールはSTTのメ
モリから１バイトのメモリを要求し、STTがオフかオン
かをチェックする。STTがオフであれば、RF−IPPVモジ
ュールは現在のビューイング・チャネルとして不揮発性
のメモリ内に所定の１以上の文字を保持する。RF−IPPV
モジュールは次のオペコードを受信するとその時間を読
むためにセットアップし、上述のステップGIをくり返
す。STTがオンであれば、RF−IPPVモジュールは次のオ
ペコードを受信すると、同調された現在のチャネルを読
むためにセットアップする。
時間の一致が見つかりSTTがオンであれば、STTはRF−
IPPVモジュールにそのオペコードを送る。RF−IPPVモジ
ュールはSTTのメモリの中から１バイトのメモリを要求
し、現在のビューイングチャネルとしてその値を不揮発
性メモリ内に保持する。RF−IPPVモジュールは次のオペ
コードを受信するとその時間を読むためにセットアップ
し、ステップGIをくり返す。
時間の一致がなければ、STTはそのオペコードをRF−I
PPVモジュールに送るRF−IPPVモジュールはSTTのメモリ
から１バイトのデータを要求し、STTが診断モードか否
かを決定する。STTが診断モードでなければ、RF−IPPV
モジュールは次のオペコードを受信するとその時間を読
むためにセットアップし、上述のステップG1をくり返
す。STTが診断モードであれば、RF−IPPVモジュールは
次のオペコードを受信すると押下された最後のキーを読
むためにセットアップする。
STTが診断モードであれば、STTはそのオペコードをRF
−IPPVモジュールに送る。RF−IPPVモジュールはSTTの
メモリから１バイトのデータを要求し、その適宜なキー
・シーケンスが最後に押下されたものであったか否かを
チェックする。そうであれば、モジュールはMICARTを開
始する。そうでなければモジュールは何もしない。いづ
れの場合においても、RF−IPPVモジュールは次のオペコ
ードを受信すると現在の時間を読むためにセットアップ
しステップGIをくり返す。
本シーケンスはサイエンティフィック・アトランタ・
モデル8580セット−トップ端末について詳細に説明され
てきたが、イン−バンド（in−band）システムのための
端末を含む他のセット−トップ端末のためのシーケンス
も同様であり、ここでは詳細に説明されないだろう。
次の章はIPPVのイベント認証、獲得、および否認に関
するものである。STTからの所定周波数のオペコードの
受信に基づくバックグランド処理とは異なり、IPPVのイ
ベント動作はRF−IPPVモジュールの通常動作の間のいか
なる時にも起こり得る。STTはいかなる時も１つのイベ
ントを公認するか若しくは否認するやり取りを受ける
（そしてRF−IPPVモジュールに転送する）ことができ
る。同様に加入者はいかなる時も１つのイベントを獲得
することを決定し得る。この意味においてIPPVの動作は
基本的に、RF−IPPVモジュールの通常のバックグランド
処理に対する割り込みであるといえる。
帯域外および帯域内の両システムにおいて、ヘッドエ
ンド（headend）からのやりとりはイベントの公認およ
び否認を制御する。１つのイベントを否認するために、
STTは１つのIPPVイベント・データ・トランザプション
を２回受信しなければならない。これは（STTではな
く）RF−IPPVモジュールが１つのイベントがトランザク
ションから開放されたときを現実に決定し、STTからの
トランザクションの連続する遷移上で（チャネル・マッ
プ更新要求により）STTに知らせる機能をもつのみであ
るからである。
帯域外の動作と帯域内の動作との間の基本的差異は帯
域外のSTTはいかなる時もデータのやりとりを受けるこ
とができる。帯域内のSTTはデータを共なったチャネル
上のやりとりを受けることしかできない。そして、上述
の如く、以下に帯域外のサイエンティフィック・アトラ
ンタ8580セット−トップ端末について詳細に説明する。
IPPVの動作を適宜に制御するために、ヘッドエンドは
１秒間に１回程度の所定周波数により以下にIPPVイベン
ト・データ・トランザクションと称されるIPPVイベント
・データ帯域外トランザクションを送らなければならな
い。
まず、加入者が直接の桁入力によって若しくはセット
−トップ上のインクリメント／デクリメント・スイッチ
を利用することによって若しくは赤外線遠隔操作によっ
て、IPPVチャネルにアクセスするときのイベントの獲得
について説明する。STTはIPPVのチャネルに同調し、帯
域外のトランザクションを待つ。
STTが帯域外のトランザクションを受けると、STTは第
２のオペコードを用いてRF−IPPVモジュールに全体のト
ランザクションを送り、RF−IPPVモジュールがチャネル
・マップの更新を要求しているか否かを決定する。そし
て、STTは自由時間がなければ、バーカー（barker）チ
ャネルに同調し、自由時間があれば、IPPVチャネルに同
調する。STTは獲得ウインドウが開かれていれば、かつ
そのチャネルが現在そのSTTの中で認められていれば、
すなわちまだ獲得されていなければアラート（alert）
を獲得する。
RF−IPPVモジュールはオペコードにより帯域外のトラ
ンザクションを受けた場合、RF−IPPVモジュールは第２
のオペコードを受信してもチャネル・マップの更新を要
求しない。このとき、RF−IPPVモジュールは特定された
チャネルが動作状態であるか否か、およびもしそうであ
れば、そのイベントが終了したか否か（イベントのIDが
異っている）のチェックを含む認証チェックを実行す
る。イベントが終了していれば、モジュールは次のオペ
コードのためにチャネル・マップ更新要求を列に並ば
せ、不揮発性メモリ内に特定されたチャネルのための動
作状態のイベント・ビットをクリアして、将来のトラン
ザクションのためにNVMデータをあらかじめフォーマッ
ト化する。本節において説明された手順はステップＣと
呼ばれる。
加入者が“購入（BUY）”キーを最初に押下した後そ
のイベントを購入すると、STTはRF−IPPVの不揮発性メ
モリが満杯であるか否かを決定するために命令を送る。
RF−IPPVモジュールは保持されたイベントの総数か若し
くは不揮発性メモリが満杯であれば所定の値により応答
する。NVMが満杯であれば、STTはセット−トップ端末の
表面画面上に“満杯（FUL）”を表示する。RF−IPPVのN
VMが満杯でなければ、STTは次の“購入”の押下の後、
次のオペコードのための帯域外購入命令を列に並ばせ
る。
STTが帯域外のトランザクションを受信すると、STTは
第２のオペコードを用いてRF−IPPVモジュールへ全体の
トランザクションを送り、RF−IPPVモジュールがチャネ
ル・マップの更新を要求しているか否かをチェックす
る。そして、RF−IPPVモジュールはステップＣにおいて
説明されたように別の認証チェックを実行する。そし
て、STTはRF−IPPVモジュールにイベント購入命令を送
り、そのモジュールからACK/NAK（了解／了解せず）を
受ける。チャネル番号に加えて、これはイベントの購入
時間を含んでいる。そして、STTはNAKであればバーカー
・チャネルに同調し、ACKであればIPPVチャネルに同調
する。
RF−IPPVモジュールがSTTからイベント購入オペコー
ドを受信すると、RF−IPPVモジュールはNVMが満杯であ
るか否か若しくはNVM/PLLのつめ込み状態が検出された
か否かをチェックする。そうであれば、モジュールはNA
Kをもどす。そうでなければ、モジュールはそのイベン
トを購入することができ、STTにACKを戻す。
イベントが購入されると、RF−IPPVモジュールはチャ
ネル番号、（帯域外トランザクションからの）イベント
ID、およびNVM内の購入時間を保持し、そのイベントの
ためにイベント動作フラグをセットする。
STTが異なるイベントIDを有する帯域外のトランザク
ションを受信すると、STTはオペコードを用いてRF−IPP
Vモジュールへ全体のトランザクションを送り、RF−IPP
Vモジュールがチャネル・マップの更新を要求している
か否かをチェックする。RF−IPPVモジュールはこのトラ
ンザクションに関してはチャネル・マップの更新を要求
しない。モジュールがそのイベントを識別し非認して、
RF−IPPVのNVM内の将来の伝送のためのイベント・デー
タをあらかじめフォーマット化する。モジュールは次の
オペコードのためのチャネル・マップ更新要求を列に並
ばせる。
また、上述のセット−トップ端末はVCRのIPPVイベン
トの購入もサポートする。これは通常のIPPVイベントの
購入とよく似ており、ここでは詳述しない。主な違いは
加入者がイベントを目前に購入して、RF−IPPVモジュー
ルにそのイベントのためのNVM内のスペースを予約せし
めることである。このスペースはイベントが始まるまで
使われないが、NVMが次の購入の試みで満杯になるか否
かを決定するためにはカウントされる。
本発明のRF−IPPVモジュールは応答データの３つの異
なるタイプ、すなわち、イベント／ビューイング統計
値、メモリ・ダンプ、および校正を含んでいる。最初の
２つの応答はある共通の特徴を備えている。すなわち、
ヘッドエンドに戻されるセキュリティ・データである。
３つの応答は全てSTTのディジタル・アドレスを含んで
いる。
イベント／ビューイング統計値応答はメッセージ内の
バイト数に関連する情報、メッセージのタイプ（すなわ
ち、イベント／ビューイング統計値）、STTのディジタ
ル・アドレス、記録時刻、およびそれらの記録時刻にST
Tにより同調されたチャネル、およびイベントIDおよび
購入時刻などのIPPV購入データを含んでいる。
メモリ・ダンプ応答はメッセージ内のバイト数に関係
する情報、コールバックのタイプ（すなわち、メモリ要
求）、STTのディジタル・アドレス、および所望のメモ
リ領域からの情報を含んでいる。
校正応答はメッセージ内のバイト数に関係する情報、
コールバックのタイプ（すなわち校正応答）、STTのデ
ィジタル・アドレス、および信号強度測定のための校正
波形が後続する送信レベルを含んでいる。
ミラー（MILLER）データ符号化 RF−IPPVモジュールはミラーデータ符号化を用いたデ
ータを送信する。
遅延変調としても知られているミラー符号化はビット
の間隔の真ん中に信号先移による“1"を送る。“0"はそ
の後に別の“0"が続いていなければ先移がなく、その場
合先移はビットの間隔の終わりに発生する。図15はミラ
ーデータ符号化を示すものである。
データ送信シーケンス 各データ送信のためにRF−IPPVは次のシーケンスを実
行する。
A.10kHzのレートで送信されるデータのラインのトグリ
ング（toggling）を開始。
B.利得を最小値にセット。
C.RF回路に切り換えられた＋5Vを電源投入する。
D.切り換えられた5Vが安定するためのおよそ1msの遅
延。
E.正しいPLL周波数をセット（NVMから読み出す）。
F.PLLがロックするためのおよそ20msの遅延。
G.アンチ−バブル（anti−babble）をキーダウンする。
H.最終出力段が安定化するためのおよそ1msの遅延。
I.利得を修正するためにランプアップ（Ramp Up）。
J.データを伝送。
データ伝送が完了するとRF−IPPVモジュールは次のシ
ーケンスを実行する。
A.（受信機のために）伝送を終了させるために送信され
るデータの中にミラー誤まりを発生させる。
B.利得を最小値まで下げる。
C.アンチ−バブル回路をキーアップ。
D.チャーピングをさけるためにおよそ1msの遅延。
E.切り換えられた＋5Vを電源断。
次の定義を用いてこれらのシーケンスが図16に詳述さ
れている。
PLLデータ・インに5Vの電源投入:ton、 PLLロック遅延:tLK、 データ・フィルタ充電時間:tCHG、 PGCランプアップのためのアンチ−バブルのキーダウ
ン:tAB: PGCランプアップ:tRU、 PGCランプダウン:tRD、 5V電源オフのためのPGCランプダウン:tOFF、 本発明の一実施例によりシステム・マネージャーはあ
る期間内に所定回数だけ特定の加入者が同調したチャネ
ルに関するビュアー（viewer）の統計値を検索すること
ができる。本実施例において、システム・マネージャー
はRF−IPPVモジュールがそのセット−トップ端末が同調
されるチャネルをNVM503（図５）内に記録すべき４つの
時刻を定義するグローバル・トランザクションを発生す
る。これらの回数は１日に１回、１週間に１回、および
２週間に１回などの都合のよい期間内のものである。説
明のために、１週間の期間内で日曜の午後７時、火曜の
午後９時、木曜の午後８時および木曜の午後10時にシス
テム・マネージャーはRF−IPPVモジュールに同調された
セット−トップ端末のチャネルを記録するように指示す
る。現在の時間がこれらの４つの時刻のうちの１つと一
致すると、モジュールはNVM503内のセット−トップによ
り同調されたチャネルを記録する。上述の如く、ビュー
イング統計値情報にはイベント／ビューイング統計値応
答が含まれている。この応答はメッセージ内のバイト数
に関連する情報、メッセージのタイプ、STTのディジタ
ル・アドレス、記録時刻、それらの記録時刻にSTTによ
って同調されていたチャネル、およびIPPV購入データを
含んでいる。
RF−IPPVプロセッサーの説明 さて、図８を参照すると、図１および３のRF−IPPVプ
ロセッサのブロック図がより詳細に示されている。セッ
ト・トップ端末からのRFリターン信号は副VHFチャネルT
8内で送信される。セット・トップの送信されるキャリ
アは100kHzの分離度により、100kHzの帯域幅の最大60、
より好ましくは23のデータチャネルをもたらす11.8から
17.7MHzの周波数の帯域の中でセットされ得る。セット
−トップ端末若しくはモジュールからの変調されたキャ
リアは20KBPSミラー符号化されたBPPSK情報を含んでい
る。システム内のセット・トップ端末からのRF信号はヘ
ッドエンドに位置するRF−IPPVプロセッサに合流し戻さ
れる。RF−IPPVプロセッサの機能はRFリターン入力信号
を受けとり、その情報を復調し、その複号されたメッセ
ージをシステム・マネージャーに供給することである。
さらに、図８を参照するとRFリターン信号は通常＋12
dBmVの信号キャリア・レベルで受信される。RF−IPPVプ
ロセッサは＋２から＋22でdBmVの信号キャリア・レベル
の範囲で機能するよう設計されている。同時に１つ以上
のキャリアが受信されることがしばしばあり、受信され
るパワーの総量はそれに比例して＋12dBmVより大きくな
るであろう。異なる周波数上であれば、RF−IPPVプロセ
ッサは４つの変調されたチャネルを同時に受信し、復調
し、そして復号することができ、冗長でない復号された
メッセージのみがRF−IPPVプロセッサの制御ボードから
RS232シリアル・インターフェースを介してシステム・
マネージャーに送られる。
RF−IPPVプロセッサのうちの説明すべき第１の要素は
いわゆる、フロント・エンド・モジュール800である。
端末からのRFリターン信号は受信テーブルから分離した
アッセンブリーを含むフロント・エンド・モジュール80
0のコネクターに引きまわされる。フロント・エンド・
モジュール800は入力信号に公称75オームの終端インピ
ーダンスをもたらす。このアッセンブリーはバンドパス
・フィルター前増幅器、到来するRF信号を４つのRF受信
モジュールのＡ−Ｂに切り分けるパワー分割ネットワー
クからなっている。バンドパス・フィルターは無視でき
るほどの減衰およびひずみによりT8の帯域を通し、帯域
外の信号を通さない。前増幅器はフィルターの挿入損お
よびパワー切り分け損を保証する。RF信号はフロント・
エンド・モジュールのRFコネクターから４つのRF受信機
に引きまわされる。フロント・エンド・モジュールはお
よそ1dBの利得を有しており、RF受信機810〜813に入力
される信号はおよそ＋13dBmVである。RF−IPPVプロセッ
サ内部の同軸による総合接続は、RF信号の入力を除いて
は、全て公称50オームにより終端される。ゲーブル・ア
ッセンブリーの＋24Vの直流電源供給および地気は（図
示されない）電源投入アッセンブリーからフロント・エ
ンド・モジュールに直接もたらされる。フロント・エン
ド・モジュール800は制御ボードモジュール840とは直接
信号のやりとりをしない。RF−IPPVプロセッサ内の他の
受信およびシンセサイザのアッセンブリーの全ては制御
ボードモジュール840に内部的に接続されている。
RF−IPPVプロセッサの第２の主要な校正ブロックはRF
受信機である。RF−IPPVプロセッサの中には４つのRF受
信機のアッセンブリーＡ−B810−813がある。これらは
機能的には等価なユニットであり、そのうちの３つは信
号強度分析器（SSA）の出力ポート内の50オームの終端
をもっており、このユニットは相互に互換可能なもので
ある。４番目のもの（チャネルＤ）はSSAアセンブリー8
30への同軸による内部接続により示されている。RF受信
機は高い測定局発として周波数シンセサイザの出力を用
いてフロント・エンド・モジュールに供給される信号を
ダウンコンバートする。シンセサイザの出力周波数は2
2.5MHzと28.4MHzの間であり、11.8から17.7MHz、より好
ましくは15.5から17.7MHzの入力周波数帯域に対応する
好ましくは26.2から28.4MHzのものである。10.7MHzに中
心を置くセラミックIFフィルタは隣接するチャネルおよ
び他の混合機による２次波を拒絶し、所用の信号を通過
させる。狭帯域のフィルタされたIF信号は信号強度（RS
SI）のおおよその推測をもたらす回路により検出され
る。RSSIの出力は直流電圧であり受信されたRF信号のレ
ベルの大きさに比例するものである。RSSI電圧はRF受信
機インターフェース・リボン・ケーブル・アッセンブリ
ーにより他の信号と共に制御ボード・モジュールにもた
らされる。RSSIの両方はRF−IPPVのプロセッサに受信さ
れるセット・トップのRFリターン信号のレベルを示して
いる。この情報はシステム・マネージャーに利用され
る。
特定の端末のためのRSSIデータは再校正を要求する端
末を示している。このため、システム・マネージャーは
端末の高すぎる若しくは低すぎるRSSIデータのリストを
もっており、これらの端末のための独自のアドレスが再
校正のために列に並べられ得る。このような再校正は周
期的ではなくより高い優先順位、すなわち最初に校正を
要求する新しい端末に同等の優先順位を与えるよう行わ
れる。また、所定期間にわたって一覧表にされたRSSデ
ータはそれを介してメッセージが特定のセット−トップ
端末から送られ得るところの23のチャネルの全てのため
のスロープ／チルト（SLOPE/TILT）特性曲線を決定する
ために用いられる。スロープ／チルト特性曲線は端末に
ダウンロードされ、この結果セット−トップ端末は校正
チャネルのための最適な結果からカテゴリー１およびカ
テゴリー２のチャネルの全てに対する適宜な送信レベル
を決定することができる。
RF受信機の主要機能は10.7MHZのIF信号をBPSK復調す
ることにある。この信号はダブル・バランス・ミキサー
を用いて復調される。復調されたデータ流はフィルター
され、同期がとられる。この検出された20KBPSミラー符
号化は制御ボードモジュールに入力される。RSSIおよび
BPSK復調機能は４つの受信機の各々によって行われる。
およそ＋13dBmVのレベルの狭帯域のフィルターされた1
0.7MHzのIF信号はRF受信機Ｄから信号強度アッセンブリ
ーにもたらされる。
信号強度分析器830はRF受信機の動作に関連する。信
号強度分析器アッセンブリーの機能は校正目的のために
選ばれたRF受信機からもたらされる10.7MHzのIF信号の
レベルを検出することである。RF受信機の出力は自動利
得制御（AGC）に従わず、その結果、RF−IPPVプロセッ
サへのRF入力レベルの変化はSSAに対する10.7MHzのIFレ
ベルの変化となるであろう。RFリターンシステムが10.7
MHzのIFを検出することにより校正を行うと、SSAは制御
ボード840にどの端末／モジュールの送信レベルが＋12d
BmVの受信信号レベルに対応するかを示すものをもたら
す。次に制御ボード840はRS232インターフェースを介し
てシステム・マネージャーに通知するであろう。次の校
正サイクルまで（以下に詳述される）、システム・マネ
ージャーはセット・トップ端末に制御ボードに送信され
た信号レベルを利用するよう指示するであろう。
＋13dBmVの13.7MHzのIF信号はSSAにより50オームで終
端される。２つのバッファ増幅器はIFの利得のおよそ30
dBを適応する。増幅されたIF信号はダイオードからなる
回路によりピーク検出が行われる。第２のダイオードか
らなる回路は同様に直流バイアスされている。２つのダ
イオード回路はよく知られた技術に従い温度補償をする
ように結合される。その出力はダイオードの直流性分が
相殺されるのでIFのレベルを正確に反映している。この
検出された信号はフィルタされさらに増幅される。IF信
号のレベルに比例する最終の直流出力信号は制御ボード
に入力される。
システム・マネージャーの制御の元に周波数シンセサ
イザは到来するデータキャリアを復調するための周波数
を校正する。この周波数シンセサイザはRF受信機内で行
われる単周波数変換のための局発振器である。単周波数
シンセサイザ・アセンブリーは４つのデスクリート・ユ
ニット820〜823を含む制御ボード840はシリアルのデー
タ命令により周波数の同調情報を供給する。４つの周波
数シンセサイザ・ユニット820〜823は周波数シンセサイ
ザA,B,C,およびＤとうベルがふられ、４つのRF受信機81
0〜813に対応する。制御ボード840によってセットされ
得るT8のチャネル帯域内に総数60の周波数があるが、本
発明によれば、そのうちの23のみが使用される。出力周
波数のレンジは好ましくは25.1から28.4MHzであり、T8
の帯域の上部部分、すなわち、14.4から17.7MHzにダウ
ンコンバートされる。周波数の分離度は100KHzである。
その出力信号は一般に＋17dBmである。
各周波数シンセサイザ・ユニットは発振器、周波数分
数器、フェーズ・ロック・ループ（PLL）、集積回路（I
C）、およびアクティブ・ループ・フィルタを含む。こ
れらの部品が組み合わさって１つのフェーズ・ロック・
ループを形成する。発振器の出力周波数は自掃の（free
running）4MHz水晶発振器にコヒーレントなフェーズお
よび周波数である。このPLLによりシンセサイザの出力
はスペクトルラム的に純粋であり、正確な周波数となる
ことが保証される。発振器の出力はプッシュープル増幅
器を駆動する。このプッシュープルの設計は所用の＋17
dBmの局発振器のレベルをもたらすために利用される。
フロント・エンドモジュールは図９にブロック図の形
で示されている。フロント・エンド／パワー分割モジュ
ールはバンドパス・プレセレクタ・フィルタ900と、４
つのRF受信モジュールに供給するために、例えば、MHW1
134および分割回路930からなる前増幅器910とから校正
される。変換器920を含むモジュールによる利得は各要
素ごとに以下に示される。
さて、図10を参照して、RF−IPPVプロセッサの周波数
シンセサイザ・アセンブリーをより詳細に説明する。周
波数シンセサイザ・アセンブリーは図10の如く４つのPC
Bサブアセンブリーを含む。サブアセンブリーの各々はR
F−IPPVプロセッサの制御ボード840により周波数設定さ
れる。周波数・シンセサイザのレンジは好ましくは26.2
MHzから28.4MHzであるが、22.5から28.4MHzの広さのも
のでもよい。同調の分離度は100KHzである。４つの周波
数、シンセサイザサブアセンブリーの各々は22.5から2
8.4MHzのレンジ内の60チャネルのいづれにも設定され得
る。周波数シンセサイザのサブアセンブリーのRF出力は
RF−IPPVプロセッサ内の４つのRF受振器のうちの１つの
局発信号である。局発振器は高い側にあるので、15.5か
ら17.7MHzのRFレンジは10.7MHzの受振器のIFにダウンコ
ンバートされる。図10は周波数シンセサイザサブアセン
ブリーのブロック図である。同様に周波数シンセサイザ
・アセンブリー内にその様なサブアセンブリーが４つあ
る。
4MHzの基本モード水晶1000が高利得のフィードバック
増幅器1001に接続さている。この増幅器はPLL（フェー
ズ・ロック・ループ）LSI（大規模集積回路）装置、V
1、好ましくはモトローラ製MC145158の一部である。こ
の4MHzの出力信号はU1内で周波数分割器40のカウンタ10
02にもたらされる。このカウンタの出力はU1内のフェー
ズ／周波数検出器1003にもたらされる100KHzの参照信号
である。
フェーズ／周波数検出器1003は２つの入力信号（100K
Hzの参照信号と100KHzの変動信号）を比較し、この２つ
の入力が同じ周波数および位相でないときに誤まり信号
パルスを発生する。これらのパルスは100KHzの変動周波
数信号が100KHzの参照信号と同じ周波数および位相にな
るように発振器を同調せしめる。こうなると、周波数シ
ンセサイザの出力は正しい周波数でなるであろう。位相
／周波数検出器1003からの差分誤まり信号はU1からルー
プ・フィルタU3の1004および関連する部品にもたらされ
るU3は誤まり信号をフィルターし、それを発振器1005を
制御するシンプル・エンドの同調電圧に変換する。発振
器1005はQ1および関連する部品から校正されている。発
振器1005は入力での同調電圧が22.5から28.4MHz、若し
くはより好ましくは26.2から28.4MHzの所要の出力レン
ジを含む出力周波数をもたらすように設計される。この
発振器の出力はバッファ増幅器Q2 1006にもたらされ
る。バッファ増幅器1006は比較的高いインピーダンスを
呈し、発振器をデュアル・モデュラス分周器U2 1008お
よび電力増幅器Q3,Q4 1009から絶縁する。バッファさ
れた発振器の出力信号はデュアル・モデュラス分周器U2
に入力され、そこで周波数は10若しくは11分周される。
分周器ＡおよびＮ 1007と共にプログラマブル分周器U2
は比率Nt＝10×Ｎ＋Ａによる総分周比とする。カウンタ
ＮおよびＡはシリアル・データ命令を介してRF−IPPVプ
ログラムの制御ボード840によりFout＝Nt×0.1MHzなど
にプログラムされる。例えば、制御ボードは、25MHzの
出力周波数のためにNtを250にセットする。Ntは225およ
び284の間の60の値のうちのいづれにも制御ボードによ
りセットされ得るが、好ましくは251と284との間の値に
セットされる。デュアル・モジュラス制御ラインの機能
はU2が10により分周するときおよびそれが11により分周
するときを確率することである。
また、バッファ増幅器Q2は電力増幅器Q3、Q4 1009を
駆動する。出力号のレベルがおよそ＋17dBmとなるよう
ポテンショメータ調整器（図示せず）が用いられる。電
力増幅器の後ろには、シンセサイザの出力信号の第２お
よび第３の高調波を主に減衰するロウ・パス・フィルタ
1010が続く。この＋17dBmの周波数シンセサイザの出
力はRF−IPPVプロセッサの接続されたRF受信器アセンブ
リーに入力される。
RF受信モジュールは図11A−Ｃにブロック図の形で示
されている。４つの分離したRF受信（RFRX）モジュール
がある。まず、図11Aを参照すると、各RF受信器は入力
信号を10.7MHzのIF周波数に変換するミキサー1101を含
んでいる。高い方の側波注入（High−Side ingectio
n）が用いられる。IF信号は隣接チャネルの信号および
ひずみによる高長波を拒絶するためにセラミックフィル
タ1104、1105を通る。
そして、IFは増幅器1106およびレベル検出器1115を通
る。検出回路は信号強度（RSSI）の大ざっぱな推定値を
もたらす。この検出回路1115は例えばよく知られた方法
によりNE604ANなどから校正される。RSSIの出力はアナ
ログの電圧値であり、それはコントローラ／プロセッサ
・モジュール840に送られディジタル化されてシステム
・マネージャーに送信される。
IFは方向性結合器1108を通過する。タップ出力は信号
強度分析器（SSA）モジュールにより用いられるために
外部ポートに入力される。そして、IF信号はさらに増幅
されて復調器にむかう。
さて、図11Bを見ると、復調器は好ましくは周波数ダ
ブラー（doubler）1125およびキャリア回復のためのイ
ンジェクションロック（ingection−locked）発振器113
0からなる。図ｃに関し、データ回復はモデル・フィル
タ、クロック回復回路、およびサンプラーにより成し遂
げられる。復調器の出力はディジタルデータである。
さて図12を参照すると、RF受信器からの信号強度表示
信号を受信する信号強度分析器が示されている。信号強
度分析器（SSA）モジュールはデータの送信パワーを高
い制度で測定するのに用いられる。測定されるべきRF信
号はRF受信モジュールのうちの１つのIF、例えば、チャ
ネルＤから入力される。信号強度分析モジュールは30dB
の前増幅器1200、レベル検出器1201、およびバッファ段
1202からなる。この出力はアナログの電圧値であり、そ
れはコントローラ／プロセッサ・モジュールへ送られデ
ィジタル化されて、システム・マネージャーに送信され
る。２つの別個のダイオードが作動増幅器1203への入力
の前の温度補償のために使われる。すなわち、ダイオー
ド1204はダイオード1201に対して補償をする。
さて図13を見ると、RF−IPPVプロセッサの動作を管理
するコントローラ・モジュールが示されている。このモ
ジュールはシンセサイザを校正し、信号強度をモニタし
RF受振器により受信されたメッセージを復号し、メッセ
ージの有効性をチェックし、そしてシステム・マネージ
ャーにメッセージを送る。コントローター・モジュール
は診断、誤まり放置、およびスイッチのない校正のため
のユーザ・インターフェース（キーパッドおよびディス
プレイ）を含む。再び図14を参照すると、オペレータが
そこからモニタ、セットアップおよび校正の機能を選ぶ
ことができるメイン・メニューが示されている。モニタ
・メニューからはオペレータは６つの初期スクリーンか
らオペレータにRSSを示す信号強度分布のためのSSAスク
リーンを選択することができる。セットアップおよび校
正のメニューも同様に動作する。図13によると、制御ボ
ードは６つの機能ブロック、すなわち、80188マイクロ
プロセッサ1300、メモリ・サブシステム、8097プロセッ
サおよび各受信器のためのデュアル・ポートRAMSを含む
受信器インターフェース、システム・マネージャー・イ
ンターフェース、およびフロント・パネル・インターフ
ェースからなっている。
コントローラ・モジュール上で使用される制御マイク
ロプロセッサ1300はインテル80188である。これは２チ
ャネルのDMA、４つの割り込み、３つのタイマ13個の復
号されたアドレス・レンジ、および８ビットの外部イン
ターフェースを含む16ビットのプロセッサである。
メモリのサブシステムはメッセージおよび様々な記憶
情報のための256KのダイナミックRAM1380、パラメータ
のための2Kの不揮発性RAM1370、およびプログラムの記
憶のための128KのEPROM1360のためのソケットからなっ
ている。
２つの256KのDRAMはDRAMの配列のために使われる。こ
れらは例えば、グループの統計値有効な受信メッセー
ジ、校正結果を保持するためおよびシステムのセット−
トップ端末のためのものである。従って、これらのメモ
リはパケット・データを保持するために適宜なサイズの
ものでなければならない。メッセージ・データがシステ
ム・マネージャーに送信されると、終了メッセージ・デ
ータを記憶するためのテーブルはクリアされる。EPROM
への読み込みサイクルが生じるたびに、“RASの前のCA
S"のリフレッシュサイクルがDRAM配列に与えられる。EP
ROMへの通常のコードはフェッチはDRAMをリフレッシュ
し続けるのに充分なものであるべきである。EPROMアク
セスの間に15us以上あれば、DMAコントローラーはEPROM
をよむであろう。80188上のLCSはDRAM配列をアクセスす
るのに用いられる。リセットの後、LCSは起動状態のメ
モリの範囲に対してプログラムされなけばならない。DM
Aコントローラーの初期設定の後は、リフレッシュはソ
フトウェアの介入なしに発生するであろう。
２つのEPROMのソケットは128Kまでのプログラム・メ
モリのためにもたらされる。これらのソケットは2764と
2751との間のいかなるEPROMも使用し得る。一方のソケ
ットはUCSによっアクセスされ、他方はMCS3によってア
クセスされる。リセット状態の後UCSは16進のFFBFOから
FFFFFまでのメモリの範囲において動作状態となろう。M
C53は動作状態の範囲についてプログラムされなければ
ならない。
１つの2KのEEPROM1370は校正情報の不揮発の記憶のた
めに設けられる。プログラマーは１バイトがチップに書
き込まれた後10msの間はEPROMにアクセスしないように
注意しなければならない。読み出しサイクルの後の回復
遅延はない。このチップはMCSOによりアクセスされる。
MCSOは動作状態の範囲についてプログラムされなければ
ならない。
各RF受信器のチャネルはインターフェース要素として
専用のインテル8097 1310〜1340を備えている。8097プ
ロセッサはRF受信（RFRX）モジュールからのミラー符号
化データを復号しフレーム化し、信号強度分析（SSA）
モジュールからの信号強度レベルと同様に、各RFRXモジ
ュールからの信号強度レベルを監視し、RFシンセサイザ
（SYN）モジュールの周波数を制御する。
各8097はそれに接続された1Kバイトのデュアル・ポー
トRAM1311〜1341を備えている。これらのデュアル・ポ
ート・メモリは8097と80188との間でデータおよび命令
を通すのに用いられる。このメモリは双方向の割り込み
のためのメカニズムを含んでいる。このソフトウェアは
このメモリを使用するためのいかなる便利なプロトコル
も又は割り込みも規定し得る。EPROMS1313〜1342は8097
のプログラム保持のために設けられる。
慣用のUARD8250シリアル・チップはシリアル・インタ
ーフェース1350をシステム・マネージャーに適応するの
に用いられる。80188の割り込みの１つは8250に接続さ
れ、シリアル・チャネルは割り込み駆動され得る。8250
は38.4Kボウまでの周波数により動作し得る。
モデルのハンドシェーキング信号が利用可能である
（RTS、DTR等）。システム・マネージャー上のマルチプ
レクサは必要に応じこれらの信号を利用したり無視した
りすることができる。受信器は公知の電話プロセッサ・
ボードに類似の、DTEとして校正され得るだろう。
前面パネルはキーパッド860およびLCDディスプレイー
850からなる。キーパッド860は10進数の０〜９およびヘ
ルプ、次頁、次行、エンター、クリア、およびメニュー
等の機能をキーを含む16キーのキーパッドである。キー
ボード／ディスプレイによりスイッチのない校正、重要
な誤まり表示、および内蔵の試験および診断ルーチンの
遠隔操作が可能となる。
１行20文字で４行のLCDディスプレイは２つの登録さ
れたポートを介してアクセスされる。表示データは１つ
のポートにロードされ、そのストローブ命令は第２のポ
ートにロードされる。ディスプレイへのストローブは比
較的おそい。（1us）。
１つのキーが押されると、割り込みが188に発生され
る。符号化されたキー・データは４ビットのレジスター
をよむことにより識別され得る。このレジスターがアク
セスされると、その割り込みはクリアーされる。キーパ
ットの論理回路ははずみ遅延の終わりまで別の割り込み
が生じないようにするためのデバウンス（debounce）回
路を含んでいる。
また、コントローラー・モジュールはRF−IPPVプロセ
ッサのための電力分配の役割を果たす。コントローラー
・モジュールは必要に応じ校正要素への電力を切りかえ
る。このボードをRF受振器若しくはシンセサイザに接続
するケーブルの各々は必要に応じ、４本の＋12Vのライ
ン、３本の−12Vのライン、３本の＋5Vライン、および
６本の地気ラインを含む。
システム・マネージャーの校正コントローラ RF−IPPVプロセッサに付随するシステム・マネージャ
ーのRF−IPPV校正コントローラー・プログラムはセット
・トップ端末に接続されたRF−IPPVモジュール送信機を
校正する役割をになっている。この校正プロセスはセッ
ト−トップからRFプロセッサに送信されるデータが適宜
なレベルで到着するよう保証する。さらに、システム内
の全ての端末を自動的にかつ周期的に校正することによ
ってRF−IPPVプロセッサでの自動利得制御のためのいか
なる要件も除去されない。校正コントローラは校正シー
ケンスの間RF−IPPVモジュールへのコマンドの流れを制
御し、そのモジュールから受信される応答に基づいて、
その校正状態を決定する。校正状態は以下に議論され
る。
RF−IPPVモジュールの校正状態は５つの可能性のある
値をもつ。これらは以下に列挙される。
校正されていない−端末がシステムに投入されたとき
の初期状態 校正が必要−端末からのそれが再校正されることを必
要としていることを示す応答。
校正失敗−校正は試みられたが端末は適当な送信レベ
ルを決定され得なかったと応答。
応答なし−校正は試みられたが端末からは応答が受信
されなかった。
校正された−校正は試みられ成功裡に完了した。
端末／モジュールが最初にシステムに組み込まれる
と、その校正状態は“校正さていない”である。セット
−トップを校正するために要求がなされた後、状態は
‘校正された’、‘応答なし’、若しくは‘校正失敗’
にかわり、システム・マネージャーのメモリ内でその端
末／モジュールから依存して、データ収集（すなわちRF
自動応答）の間であれば、端末の送信レベルが許容範囲
内でないことが決定され、校正状態は‘校正必要’の状
態にセットされる。
RF−IPPVシステム−モジュールのレベル校正の説明 校正要求は２つの源から校正コントローラーに送られ
る。第１のものはセット−トップそれ自体である。校正
されていないセット−トップ端末が最初に電源投入され
ると（PICARDが起動されると）、それはRFプロセッサを
介してシステム・マネージャーの校正コントローラーに
校正要求を送る。校正コントローラはこの要求をとり、
校正シーケンスを開始する。
また、校正されていないセット−トップ端末は特定の
前面パネルのキー・シーケンスが実行されると校正要求
を送り得る。適宜なキー・シーケンスを押下した後（MI
CARTは起動され）、セット−トップ端末はRFプロセッサ
を介して校正コントローラーに校正要求を送る。そし
て、校正コントローラーは校正シーケンスを開始する。
校正要求の第２の源はシステム・マネージャーおよび
ホストのカキンコンピューターのユーザである。１つの
セット−トップがホストのカキンコンピューターを介し
てシステムに付加されると、校正の要求が校正コントロ
ーラーに送られる。校正コントローラーはこの要求をと
り、それを待ち行列上に並べそれを処理する時間がある
ようになるまでそこにとどまる。
最後に校正要求はシステム・マネージャーのIPPVディ
スプレイ・スクリーンからの機能キー入力を押すことに
より送られ得る。校正コントローラーはこの要求をと
り、それを待ち行列上に並べる。セット−トップ端末か
ら受けた校正要求は高い優先順位をもっと考えられシス
テム・マネージャーおよびホストのカキンコンピュータ
ーのユーザーから受けた要求より前に処理される。
次のステップは連続する校正プロセスの間に発生する
一連のイベントを説明するものである。尚、このシーケ
ンスは校正コントローラーから監視され、他のところで
説明されたRF−IPPVモジュール若しくはRFプロセッサの
ハードウェアの機能性を詳細に説明する意図のものでは
ない。
a.校正コントローラーはセット−トップ端末からのある
優先順位の校正要求を受けるか若しくは待ち行列からユ
ーザの校正要求をとる。
b.校正コントローラーは要求された校正が実行され得る
ことを確認する。そしてそれはセット−トップ端末にそ
の開始されようとしている校正シーケンスを開始するよ
うに指示する命令を送る。
c.RFプロセッサはその開始された校正シーケンスに基づ
き最適な送信レベルを決定する。
d.校正コントローラーはRFプロセッサから最適なレベル
を受信し、セット−トップ端末にそのレベルで１つの校
正メッセージを送るよう指示する。
e.送信レベルが限度内（‘OK'）であることを決定する
ためにRFプロセッサーは受信された校正メッセージを評
価する。
f.校正コントローラーはRFプロセッサから‘OK'を示す
ものを受信し、セット−トップ端末に最適なレベルによ
り１つの校正メッセージを送り、将来の送信のためにそ
のレベルを記憶するよう指示する。
g.セット−トップ端末はその特定された最適な送信レベ
ルを記憶し、そのレベルにより１つの校正メッセージを
送信する。
h.RFプロセッサは再び校正メッセージを評価し、校正コ
ントローラへ‘OK'を表わすものを送る。
i.校正コントローラーは‘OK'を表わすものを受信し、
校正状態を‘校正された’に交進する。
j.校正コントローラーは次の校正要求を処理する。
以下はアプリケーションの次のセクションで議論され
る問題である： １）モジュール較正手続き−全体システム−； ２）STTで開始された較正手続き；および ３）RF−IPPV較正指示。
較正についての議論する前に、図３に示されるよう
な、RF−IPPVシステムのブロック図が再び議論される。
ターミナル／モジュールは、自身のプロセッサを持ち、
システムトランザクションを一次加工し、IPPVパーチェ
ス及び事象記憶を許可し、視覚統計を記録し、送信器を
作動させてヘッドエンドにデータを返送する。ヘッドエ
ンドのRFプロセッサはRF−IPPV送信を解読し、情報をシ
ステムマネージャーへ渡す。RFプロセッサは、この技術
において既知のホンプロセッサに機能において非常に類
似している。しかしながら、RFプロセッサは、さらに、
モジュールの較正に使用される受信信号レベルを測定す
る。推奨受信信号レベルは＋12dBmVである。
電話回線データリターンとは異なるRF−IPPVシステム
を扱うアウトバンドおよびインバンドトランザクション
は、自動応答パラメータ、較正パラメータ、周波数およ
びレベルパラメータ、IPPVグループ番号、RF−IPPV視覚
統計、RF−IPPV確認応答、およびある程度詳細にすでに
議論されたメモリダンプトランザクションを含んでい
る。
このシステムは、ケーブルオペレーターが、日中送信
用に１セットまた夜間送信用の１セットというように選
択する任意の方法で使用することができる。各カテゴリ
ーにおいて４つの周波数で２つのカテゴリーの送信周波
数（あるいは複数セット）を持っている。これらの２つ
のカテゴリーの周波数が選択された理由は、ケーブルシ
ステムノイズが温度と時間によって変ることがあるため
であり、そのためこのシステムは、システムと環境の変
化に応じて容易に変更できるように設計された。１つの
カテゴリー当たり４つの周波数を選択することにより、
送信衝突確率を減少させてデータリターン率を増加する
ことができた。更に、異なる４つの周波数の選択によっ
て、４つの周波数での送信に対するノイズ干渉の確率が
減少する。これら８つの周波数は、図２のようなスペク
トル分析プロセスおよび結果グラフによって最初に決定
されてもよい。図示のRFプロセッサには、４つの周波数
のための４つのレシーバしかないが、もっと多くのまた
はより少数の選択チャネル周波数が、本発明の原理を犯
さずに、インプリメントされてもよい。このシステム
は、モジュール較正が実行されているとき、４つのRFプ
ロセッサレシーバの１つが、その時間中較正に使用され
ることを可能にするように設計された。モジュール較正
が実行されていないときは、このレシーバをデータリタ
ーンに使用することができる。較正周波数は任意の指定
周波数であってよい。なぜならこの周波数は、４つのデ
ータ搬送波周波数の中の２つのカテゴリー選択とは独立
に選択してもよいからである。
システムオペレーターによって開始された較正 この議論をおこなうために、較正がターミナル／モジ
ュールの代りにシステムマネージャーから開始されたと
いうことが前提になっている。というのは、後者のケー
ス（ターミナル／モジュール）は次に議論されるからで
ある。システムマネージャは、RF−IPPVモジュールに関
する数片の情報を記憶する。システムマネージャーは、
RF−IPPVモジュールに関連する特別のターミナルレコー
ドを保持する。さらに、以下の事柄を表す２つの較正状
況ビットが記憶される。すなわち、モジュールが、ａ）
較正される必要がある;b）較正に応答したが較正するこ
とができなかった;c）較正要求に応答しなかった；ある
いは、ｄ）モジュールは適切に較正された。以下は、順
序を追った較正オペレーションである； １）システムオペレーターは特定のターミナルのための
較正状態をチェックするか、あるいは較正されるRF−IP
PVモジュール送信器（上記の条件ａ、ｂ、またはｃを示
している較正ビットを有するモジュール）を必要とする
すべてのターミナルの印刷を要求する。その後、システ
ムマネージャは、FIFOあるいは他のアルゴリズムに従っ
て自動的にどのモジュールを較正すべきであるか決めて
もよい。
２）システムオペレーターは特定のターミナル／モジュ
ール送信器の較正を始める。システムマネージャーは較
正周波数を自動的に選択してもよい。較正送信波長は、
例えば、システムマネージャーによって50msecに固定さ
れる。この送信波長は、システムマネージャ“ハックド
ア”によるのみ変更することができる。一度較正周波数
が選択されれば、その周波数を変更する必要はない。し
かしながら、システムには、周期的にかつ自動的に、適
切に、較正周波数を変更する柔軟性がある。システムマ
ネージャーは、衝突を防ぐために、一度に１つのターミ
ナル／モジュールしか較正することができない。
３）システムマネージャは、ATXおよびヘッドエンドコ
ントローラーへの開始較正パラメータトランザクション
を送信する。
４）ATXおよびヘッドエンドコントローラーは、ケーブ
ルシステムによってアドレスされた較正パラメータトラ
ンザクションだけを送信する。
５）トランザクションに含まれていたアドレスがターミ
ナル／モジュール・アドレスと一致する場合、ターミナ
ルのプロセッサはこのトランザクションをRF−IPPVモジ
ュールターミナルへ渡す。
６）その後、RF−IPPVモジュールは較正応答を始める。
モジュールは、指定された送信波長に対して伝送レベル
０で送信し始める。その後、モジュールは、合計８つの
送信に対して、最大レベル14まで各ステップを通る。送
信器は、およそ220msec間、各送信の間オフになる。
７）RFプロセッサはモジュール較正送信を受信し、電力
レベルを測定する。メモリ中に最適レベルの境界を記憶
している。これらの境界は、プロセッサの較正中に決定
される。システムは＋12dBmVレベルに設計される。プロ
セッサはどの伝送レベルが最適かを決定する。送信レベ
ルが低過ぎる場合、OKレベルが受信されるまで、ローレ
ベルは廃棄される。プロセッサは、必要な場合には、２
つのレベルの間に間入することができる。例によって、
モジュールレベル10が最適であると仮定しなさい。較正
送信期間が、前もって定義された値（例えば50msec）に
固定されているので、受信メッセージのタイミングをチ
ェックすることによって、RFプロセッサは、欠けている
ステップがあるかどうかも決めることができる。
８）プロセッサは、モジュールが応答したこと及び10レ
ベルが受信可能だったことをシステムマネージャーに知
らせる。
９）システムマネージャーは、較正メッセージを送信す
るためにレベルとして10レベルを指定し、ATXおよび
（または）ヘッドエンドコントローラーに較正パラメー
タを送信する。
10）ATXおよび（または）ヘッドエンドコントローラー
は、ケーブルシステムによってアドレスされた較正パラ
メータトランザクションを送信する。
11）アドレスが一致する場合、このトランザクションは
モジュールに渡される。今度は、モジュールが、指定さ
れた送信波長に対して、10レベル（可能な８つのレベル
のシーケンス全部ではなく）でのみ転送する。このメッ
セージは、それが単一の較正メッセージであることを示
すインジケータを含んでいる。
12）RFプロセッサは受信伝送レベルを再び測定し、それ
がなお受信可能かどうか決める。
13）レベルが受信可能であると仮定して、RFプロセッサ
は、受信レベルが受信可能だったことをシステムマネー
ジャーに知らせる。
14）システムマネージャーは今度は、較正レベルとして
10レベルでATXおよび（または）ヘッドエンドコントロ
ーラーに較正パラメータを送り、そのNVMにこのレベル
を記憶するようにモジュールに要求する。システムマネ
ージャーは、その後、そのレベルでの単一の較正メッセ
ージを最終的に要求する。
15）ATXおよびヘッドエンドコントローラーは、ケーブ
ルシステムによって較正パラメータトランザクションを
送信する。
16）このトランザクションはモジュールに渡される。モ
ジュールは、すべての８つの（２つのカテゴリーの４つ
周波数）送信周波数レベルに対して10レベルを記憶す
る。特定のアドレスセット−トップターミナルから、送
信のために予め決められたダウンロードされたスロープ
／チルトチャネル特性から、較正チャネルからの他の７
つのチャネルに対するレベルを最も適切に決定してよ
い。モジュールは、また、NVM中の較正ビットを較正さ
れたものにセットする。モジュールは、その後、最終単
一較正メッセージを送信する。RF−IPPVプロセッサがこ
のメッセージを確認すると、システムマネージャーは、
ターミナルの状態を較正されたものに変更する。
上述のように、これは正常な較正手続きである。較正
レベルトランザクションに対する「ハイ、ロー及びオー
ケー」応答は典型的なものであるのに対して、４番めの
可能性は「わからない」である。この場合、例えば、タ
イミングエラーはステップ７で検知される。較正手続き
中に生じ得るプロセスからのいくつかの逸脱がある。
１）モジュールが、較正手続きを始めよというシステム
マネージャの要求に応答しない場合、無応答がモジュー
ルから受信される場合、システムマネージャーは、調節
できる周期で時間を計る。システムマネージャーは、合
計３回、較正開始プロシージャーを送信する。それでも
なお無応答の場合、システムマネージャーは、モジュー
ルが較正に応答しなかったことを記憶する。
２）モジュールが、開始較正トランザクションが応答は
したが、受信レベルが受信できなかった場合。RFプロセ
ッサは、モジュールが応答はしたがそのレベルが受信で
きなかった旨をシステムマネージャーに知らせる。シス
テムマネージャーは、合計３回、較正開始プロシージャ
ーを送信する。もし受信レベルがすべて受信できなけれ
ば、システムマネージャーは、モジュールが応答した
が、較正は失敗したことを記憶する。
３）RFプロセッサがモジュールから受信可能なレベルを
受信した場合。その後、システムマネージャは、モジュ
ールが受信可能なレベルでのみ送信することを要求し
た。今度は、プロセッサが受信可能なレベルに対するモ
ジュールからの較正信号を受信しなかった、もしくは、
RFプロセッサがモジュールからの較正信号を受信した
が、そのレベルが受信できなかった。この場合、システ
ムマネージャーは、受信可能なレベルでモジュールが転
送するように合計３回要求する。プロセッサが別の受信
可能なレベルが受信しない場合、システムマネージャー
はモジュールは較正に応答したが、まだ較正が必要であ
るから、別の８ステップの較正を試みることを記憶す
る。
さて、ターミナル／モジュールによって開始された較
正手続きを説明する。較正手続きは手続きが始められる
方法を除いて、上に言及されたものと同じである。較正
するためにターミナル／モジュールを選択するシステム
オペレーターの代りに、ターミナル／モジュールがRFプ
ロセッサに較正要求メッセージを送信する。RFプロセッ
サは、メッセージ内に含まれているインディケータから
の較正手続きをターミナルが始めたことを決めることが
できる。プロセッサがこのメッセージを受信すると、そ
のメッセージは、上述のような較正手続きを始めるシス
テムマネージャーに渡される。
ターミナルからの較正を始めるために提供される少な
くとも２つの方法がありうる。ターミナルは、パワーア
ップで較正を始める、もしくは、正確なキーシーケンス
がキーによって、例えば、保守担当者によって入力され
た場合、較正を始める。使用されるNVM中に較正状態ビ
ットがあり、もしターミナル状態が構成されなかった場
合、ターミナルがパワーアップと手動開始較正との間で
決められるときこのビットは使用される。
モジュール較正ビットがモジュールを較正する必要が
あることを示し、パワーアップで開始された較正ビット
が可能な場合、ターミナルがパワーアップされたとき、
較正要求をするために、ターミナルはRFプロセッサにデ
ータを送信し始める。モジュールは、既定のNVM中に格
納されたデフォルトレベル（望ましくは比較的ハイレベ
ル）で送信する。モジュールは、さらに、最初の３分間
すべての４つのカテゴリー１周波数でランダムに送信す
る。その後、ターミナルがヘッドエンドから較正パラメ
ータトランザクションを受信しない場合、モジュール
は、次の３分間すべての４つのカテゴリー２周波数でラ
ンダムに送信する。ターミナルがヘッドエンドからカリ
ブレーターパラメータトランザクションをなお受信しな
い場合、モジュールは、ターミナル／モジュールパワー
が再びオフになりオンになるまで、較正を要求する試み
を中止する。モジュールが較正されるか、ターミナルが
パワーアップで開始された較正を不能にするためにトラ
ンザクションを受信するまで、モジュールは、すべての
パワーアップで較正を要求する。パワーアップによって
開始された較正を不能にするトランザクションは、シス
テムマネージャー“バックドア”を通ってアクセス可能
なだけである。
一方、キーシーケンスで開始された較正が可能な場
合、ターミナル／モジュールは適切なキーシーケンスが
ターミナルのキーによって押された場合、較正されるこ
とを要求するために、RFプロセッサにデータを送信し始
める。この方法が可能である限り、モジュールが較正さ
れても、ターミナルに較正を要請することができる。較
正を始めるために、インストローラーは、前もって定義
したキーシーケンスを入力する必要があり、また、もう
一つの別のキーを入力する必要がある。この特定のキー
シーケンスが実行される場合、モジュールは、パワーア
ップで開始された較正に記述されるのと同じ方法で較正
されることを要求するプロセッサにデータを送信する。
キーシーケンスに開始された較正ビットがヘッドエンド
から無効になるまで、特定のキーシーケンスが押される
ごとに、モジュールは較正を始める。キーシーケンスに
開始された較正は、システムオペレーターによって無効
にすることができる。一度モジュール送信器が較正され
れば、キーシーケンスに開始された較正は、ターミナル
に対して無効になってもよい。これは加入者が偶然にモ
ジュールの較正することを妨げる。その後、ターミナル
を別の家に移動させるためにそのターミナルがシステム
から分離される場合、キー順に始められた較正は再び可
能とならなければならない。
異なった設置計画には較正を始める方法が二つ呈され
る。もし、加入者がケーブルオフィスからターミナルを
拾い上げれば、顧客がキー順を知ることは適切でないと
考えられるので、ターミナルがパワーアップに始められ
た較正を使用することになる。ケーブルインストーラー
が加入者の家にターミナル／モジュールを敷設する場合
は、そのインストーラーがキー順に始められた較正を使
用することになる。インストーラーがパワーアップに始
められた較正を使用することができない主要な理由は問
題の実現のためである。ターミナルが分離されたとき、
システムマネージャーはモジュール較正状態を取除くた
めにトランザクションを送信する。これによって、ター
ミナルが次のパワーアップシーケンスを通る場合ターミ
ナルがパワーアップ較正を始めることが可能となる。シ
ステムheadendに戻らずに、１軒の家から次の家にター
ミナルを移動させることができないうちに、このシーケ
ンスが生じる場合、モジュールが較正されて、また、そ
れが較正されたと較正状態が示すこととなる。したがっ
て、ターミナルは、パワーアップでの較正は始めない。
ターミナルディスプレイ上のRF−IPPVモジュール較正
指示は第１にインストーラーのために提供されてもよ
い。この指示の目的は将来におこるかもしれないトラブ
ルコールを妨ぐことである。そのような指示に対する１
つの実施はモジュールが較正されるかどうか示すモジュ
ール内に別のLEDを提供することである。特定のコード
を読むためにターミナルの診断モードを使用するという
別の方法もある。
すでに説明されたように、較正メッセージは、反応す
るセットトップターミナルのアドレス、送信されたレベ
ルおよびそのレベルでの10,000Hzトーンを典型的に包含
する。代りに、ターミナルは、ビット誤り率計算がRF−
IPPVプロセッサで決定される既知の擬ランダムメッセー
ジを送信することを要求されるかもしれない。この方法
で、ビット誤り率（BER）計算は、特定のテスト装置の
必要もなく、あるいは加入者がいる場所を訪問すること
なしに、自動的にテストされてデータ・チャネル用に決
定される。ビット誤り率テストは、システムマネージャ
ー、またはRF−IPPVプロセッサ表示上の図14の補足ブラ
ンチでの表示用に作表された結果により始められる。更
に、ビット誤り率結果は、データ・チャネル周波数選択
のシステムマネージャーにより実施されるかもしれな
い。
今までにのべられたことは、本発明の好ましい実施例
である。他の実施例も、この分野の技術に熟知している
者にとって明らかであろう。本発明はここに記述された
実施例には制限されないが、ここにそえられた請求の範
囲によってのみ制限される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベヤーズ，ロバート・ジョン，ザ・セカ ンド アメリカ合衆国ジョージア州30278，ス ネルヴィル，クリッパー・ストレイツ 2045 (72)発明者 ブランホール，チャールズ・ロバート アメリカ合衆国ジョージア州30093，ノ ークロス，ノースリッジ・ドライヴ 4073―４ (72)発明者 ダーデン，グレゴリー・スティーヴン アメリカ合衆国ジョージア州30236，ジ ョーンズバロ，テリ・レーン 9407 (72)発明者 エドワーズ，ロバート・ジェイ アメリカ合衆国ジョージア州30243，ロ ーレンスヴィル，ブランチズ・ウェイ 1924 (72)発明者 ハーマン，レイ・トーマス，ジュニアー アメリカ合衆国ジョージア州30136，ダ ルース，ホイットニー・プレース 3937 (72)発明者 ホーダー，ダグラス・ジョン アメリカ合衆国オハイオ州44107，レイ クウッド，ベル・アヴェニュー 1639 (72)発明者 ハントレー，ドナルド・ランドルフ アメリカ合衆国ジョージア州30075，ロ ズウェル，ノースゲート・トレイル 11675 (72)発明者 ケネディー，ジョン・アンソン アメリカ合衆国ジョージア州30360，ド ーラヴィル，コールドストリーム・ドラ イヴ 4903 (72)発明者 マックジンティー，エモリー・エル，ジ ュニアー アメリカ合衆国ジョージア州30247，リ ルバーン，ファイアーサイド・コート 1362 (72)発明者 マックマラン，ジェイ・コーサーン，ジ ュニアー アメリカ合衆国ジョージア州30360，ド ーラヴィル，ウィンターズ・チャペル・ ロード 5221 (72)発明者 ナッドー，デーヴィド・ジョナサン アメリカ合衆国ジョージア州30340，ド ーラヴィル，スプリング・ハーバー・ド ライヴ 3381 (72)発明者 シャウブス，ランドルフ・ジェームズ アメリカ合衆国ジョージア州30087，ス トーン・マウンテン，ホッジズ・ウェイ 974 (72)発明者 スティル，ジェス・モンロー アメリカ合衆国ジョージア州30188，ウ ッドストック，スウィートガム・ドライ ヴ 435 (72)発明者 ワシルスキー，アンソニー・ジョン アメリカ合衆国ジョージア州30201，ア ルファレッタ，レン・リッジ 10680 (72)発明者 ウエスト，ラマー・エドウィン，ジュニ アー アメリカ合衆国ジョージア州30558，メ イズヴィル，ルート ２，ボックス 2927 (72)発明者 ホワイト，ドノヴァン・スティーヴ アメリカ合衆国ジョージア州30201，ア ルファレッタ，ツインゲート・ドライヴ 10095 (56)参考文献 特開 昭61−39787（ＪＰ，Ａ) 米国特許4512033（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/173 H04H 1/02 H04L 1/00

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ケーブルテレビの信号分配システム内の複
    数のテレビ端末を制御するためのシステム・マネージャ
    ーを含む双方向ケーブルテレビシステムにおいて、前記
    テレビ端末から前記システム・マネージャーへのデータ
    伝送のために、最適な送信レベルを自動的に較正するた
    めの装置であって、 前記システム・マネージャーによって発生されたアドレ
    ス指定された命令に応答して、特定の較正周波数で一連
    の複数のレベルを有する情報を送信するための、前記テ
    レビ端末の一つに設けられたプログラマブル送信装置
    と、 前記特定の較正周波数で前記情報を受信し、前記情報の
    複数の受信レベルについて受信信号の強度を検出するた
    めの、前記システム・マネージャーに設けられたプログ
    ラマブル受信装置と、 前記の検出された複数の受信信号強度に基づいて、前記
    特定の較正周波数での前記プログラマブル送信装置の動
    作のための最適な送信レベルを決定するための、前記プ
    ログラマブル受信装置に接続されたコントローラと、 を備えた自動レベル較正装置。
  2. 【請求項２】前記プログラマブル送信装置が更に、複数
    の選択可能な周波数のうちのいずれか１つにより前記情
    報を送信し、前記プログラマブル送信装置が前記特定の
    較正周波数での前記最適な送信レベルの前記コントロー
    ラの決定に応じて、前記複数の選択可能な周波数のうち
    の各周波数での動作について最適なレベルを設定する、
    請求項１記載の自動レベル較正装置。
  3. 【請求項３】前記情報は８つのレベルを含み、前記最適
    な送信レベルはおよそ12dBmVの最適な受信レベルに関連
    する、請求項１記載の自動レベル較正装置。
  4. 【請求項４】前記特定の較正周波数は好ましくはT8周波
    数帯域の高い周波数部分内の周波数から選択される、請
    求項１記載の自動レベル較正装置。
  5. 【請求項５】前記情報は８つのレベルを含み、前記最適
    な送信レベルは前記テレビ端末からの第１のリバース増
    幅器での受信信号強度のレベルに関係する、請求項１記
    載の自動レベル較正装置。
  6. 【請求項６】前記プログラマブル受信装置は、 較正チャンネル周波数受信器と関連する信号強度分析器
    と、 前記較正チャンネル周波数受信器を含み、複数のデータ
    ・チャンネル受信器の各々に関連する受信信号強度検出
    器と、 前記複数のデータ・チャンネル受信器と、 を備える、請求項１記載の自動レベル較正装置。
  7. 【請求項７】ケーブルテレビの信号分配システム内の複
    数のテレビ端末を制御するためのシステム・マネージャ
    ーを含む双方向ケーブルテレビシステムにおいて、前記
    テレビ端末から前記システム・マネージャーへのデータ
    伝送のために、最適な送信レベルを自動的に較正するた
    めの方法であって、 特定の較正周波数で、複数のレベルを有する情報を送信
    するために、特定の前記テレビ端末に前記システム・マ
    ネージャーからアドレス指定された命令を送信するステ
    ップと、 前記命令と共に送信されるアドレスが前記特定のテレビ
    端末のアドレスと一致すると、前記の特定のテレビ端末
    から前記特定の較正周波数で前記情報を送信するステッ
    プと、 前記システム・マネージャーが前記特定の較正周波数で
    前記情報を受信するステップと、 前記情報の複数の受信レベルについて受信信号の強度を
    検出するステップと、 前記の検出された複数の受信信号強度に基づいて、前記
    アドレス指定されたテレビ端末からの送信のための最適
    な送信レベルを決定するステップと、 を備えた自動レベル較正方法。
  8. 【請求項８】前記特定のテレビ端末から前記システム・
    マネージャーへ較正要求を開始する初期ステップを更に
    備える、請求項７記載の自動レベル較正方法。
  9. 【請求項９】前記初期ステップが、前記特定のテレビ端
    末の初期電源投入に応答して行われる、請求項８記載の
    自動レベル較正方法。
  10. 【請求項１０】前記初期ステップが、所定の期間内での
    前記特定のテレビ端末の所定のキー・シーケンスの作動
    に応答して行われる、請求項８記載の自動レベル較正方
    法。
  11. 【請求項１１】情報を送信する前記ステップが、前記特
    定のテレビ端末のアドレス、各信号レベルでの信号及び
    各信号レベルを含む較正メッセージを送信するステップ
    を含む、請求項７記載の自動レベル較正方法。
  12. 【請求項１２】各々の前記較正メッセージが等しい所定
    の長さを有する、請求項11記載の自動レベル較正方法。
  13. 【請求項１３】前記システム・マネージャーにおいて較
    正要求を開始する初期ステップを更に備える、請求項７
    記載の自動レベル較正方法。
  14. 【請求項１４】前記システム・マネージャーが、受信信
    号の強度を検出する前記ステップに応答して、前記特定
    のテレビ端末に対して最適な送信レベルの設定を指示す
    る、請求項13記載の自動レベル較正方法。
  15. 【請求項１５】受信信号の強度を検出する前記ステップ
    が、前記受信信号の強度を最適な信号強度のレベルと比
    較するステップを含み、前記の比較の結果、前記受信信
    号の強度が検出される、請求項７記載の自動レベル較正
    方法。
  16. 【請求項１６】最適な送信レベルを決定する前記ステッ
    プが、２つの前記受信信号の強度が所定の範囲内にある
    ときに前記の２つの受信信号の強度の間を補間するステ
    ップを備える、請求項７記載の自動レベル較正方法。
  17. 【請求項１７】前記最適な送信レベルで信号レベルを送
    信するよう前記特定のテレビ端末に第２のアドレス指定
    された命令を送信するステップと、 受信信号が最適なレベルにあることを確認するステップ
    と、 を更に備える、請求項７記載の自動レベル較正方法。
  18. 【請求項１８】前記特定のテレビ端末において前記最適
    な送信レベルを記憶するステップを更に備える、請求項
    17記載の自動レベル較正方法。
  19. 【請求項１９】前記特定のテレビ端末から受信された各
    メッセージについて受信信号強度を保持するステップ
    と、 データ・チャンネル周波数に対する受信信号強度のスロ
    ープ／チルト特性を決定するステップと、 を更に備える、請求項７記載の自動レベル較正方法。
  20. 【請求項２０】前記スロープ／チルト特性に応じて、各
    データ・チャンネルについて前記最適な送信レベルを決
    定するステップを更に備える、請求項19記載の事項レベ
    ル較正方法。
  21. 【請求項２１】最適な送信レベルを決定する前記ステッ
    プが、各データ・チャンネルについての前記最適な送信
    レベルを決定するステップを更に備える、請求項７記載
    の自動レベル較正方法。
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