JP4037610B2

JP4037610B2 - 双方向ブロードキャストデータを優先度付けするシステム

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Publication number: JP4037610B2
Application number: JP2000517530A
Authority: JP
Inventors: スリニバーサラオデイタリ
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP2001521332A; CN1276941A; DE69806624T2; EP1023799B1; DE69806624D1; BRPI9814084B1; BR9814084A; EP1023799A1; WO1999021338A1; AU1065299A; CN1114306C

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、ブロードキャストシステムにおける双方向通信データの優先度付けに関する。
【０００２】
（発明の背景）
家庭用アミューズメントセットトップボックスシステムは、パーソナルコンピュータとテレビ機能（ＰＣ／ＴＶ機能）を組み合わせたものであり、マルチプルソースとマルチプルデスティネーションの一般的なユーザ対話型通信装置としてますます普及している。このようなシステムは、複数のロケーション間では、種々のアプリケーションに対するユーザの要求に応えて、異なるデータフォーマットで通信する必要がある。例えば、セットトップボックスシステムは、高品位テレビ（ＨＤＴＶ）放送（broadcasts）と、マルチポイントマイクロ波分配システム（ＭＭＤＳ）放送（broadcasts）と、デジタルビデオ放送（ＤＶＢ：Digital Video Broadcasts）を備えている衛星または地上のソースから、データを受信することができる。セットトップボックスシステムは、電話回線（例えば、the Internet）および同軸回線（例えば、ケーブルＴＶ）により、リモートおよびローカルの両方のソース、例えば、ＤＶＤ（Digital Video Disk）と、ＣＤＲＯＭと、ＶＨＳと、ＤＶＨＳ（Digital VHS）（商標）型プレーヤと、ＰＣと、等々からデータを送受信することもできる。
【０００３】
セットトップボックスシステムが双方向通信機能とインホーム（in-home）コントロール機能をサポートできるのが望ましく、マルチプルブロードキャストソースからの情報にアクセスでき復号化できるのが望ましい。セットトップボックスシステムが、復号化された情報をシームレスに（seamlessly）組み合わせてユーザに提示できることも望ましい。このようなシステムを実現するには数多くの問題がある。特に、異なるソースから異なるデータフォーマットの情報を効率よく獲得したり、情報の処理に優先度を付けたりするのに問題が生じる。このような問題は本発明に係るシステムによりアドレスされている。
【０００４】
（発明の概要）
ビデオデコーダシステムはパケット化データを処理するものであり、パケット化データはヘッダ情報と、ペイロード情報を含むとともに、このペイロード情報の内容に関係付けをした属性を含んでいる。ビデオデコーダシステムは、個々の属性を所望のデータ出力優先度に関係付けするため、受け取ったパケット化データの属性を識別し、この属性を、予め定めた階層優先度プロファイルに入れてある属性と比較するのに好都合である。階層優先度プロファイルは、リモートでは、サービスプロバイダにより提供することができ、ローカルでは、ユーザによりエンタすることができるか、デフォルトのプリセットのプロファイルとすることができる。この受け取られたパケット化データは、属性比較結果に基づき、所望の出力優先度に従って、照合し出力する。よって、本システムによれば、ユーザまたはサービスプロバイダは、デコーダに入っているサービスを、例えば、カスタマイゼーションするためか、請求（bill）を構造化するために、順応して優先度付けすることができる。
【０００５】
（図面の詳細な説明）
図１は本発明に係るデコーダシステムであって、マルチプルソースと効率的に通信を行うデコーダシステムを示す。このデコーダシステムには、異なるデータフォーマットで符号化されたデータを並行して処理し復号化するのに好都合な、チューナと、復調器と、処理パスとが個別に組み込まれている。デコーダシステムには、ブロードキャストソース（broadcast source）とのセキュア（secure）な戻り通信を行うのに好都合な、戻りチャネル通信パスが個別に組み込まれている。図１の実施例では、ＴＣＰ／ＩＰ（transmission control protocol/internet protocol）とＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）フォーマット（例えば、MPEG2 ISO/IEC of 10th June 1994, ISO/IEC 13818-2 of 20th January 1995による）によりデータの復号化をサポートしている。さらに、図１のセットトップボックスシステムは、ＭＣＮＳ（Multimedia Cable Networks Systems）暫定要件と互換性がある。
【０００６】
図１のアーキテクチャにより、個別のソースから受け取った異なるフォーマットの画像表現データのスケーラブルな（つまり、動的に変更可能なビットレートで）並行復号化が可能になる。とすれば、異なるデータフォーマットのデータを、包含する上位層の通信フォーマットに従って符号化せずに、図１のスケーラブルなデコーダシステムによって処理することができる。従って、このデコーダシステムによれば、このような追加の通信フォーマットを使用して階層的に符号化されたデータの処理に対して、オーバヘッドを回避でき、非能率を回避できる。
【０００７】
このようなデコーダシステムには、受信されたデータと、ブロードキャストソースへのセキュアな戻り通信用データの両方の処理を優先度付けするスケジュラシステムも組み入れられている。受信されたデータおよび戻りデータには、ａ）当該データに関係付けをした機能か、ｂ）当該データに特徴的なプロトコルか、ｃ）当該データが運ばれる物理通信チャネルを含む機構に基づいて、所望の階層データ出力優先度が割り当てられる。デコーダによってパフォームされる機能の例としては、ｉ）Emailと、ｉｉ）InternetＷｅｂページのブラウジングと、ｉｉｉ）Internetテレフォニと、ｉｖ）慣用のテレフォニと、ｖ）ファックスと、ｖｉ）テレビ電話と、ｖｉｉ）ブロードキャストビデオと、オーディオおよびラジオ処理と、ｖｉｉｉ）ホームコントロール機能とが含まれる。望ましい階層データ出力優先度は優先度プロファイルまたはマップから取り出される。この優先度プロファイルはデータベースを備えており、このデータベースは、個々の機能か、プロトコル特性か、通信チャネルかに関係付けをしたデータパケットに、相対的な優先度を割り当てる。この優先度プロファイルに入れられる情報は、例えば、予めストアされたデフォルト情報か、ユーザによりエンタされた情報か、サービスプロバイダからデコーダへブロードキャストされた情報を備えている。この優先度プロファイルはこれらソースのうちの幾つかのソースから取り出された情報も備えることができる。
【０００８】
このようなデコーダシステムは、ＭＰＥＧおよびInternetプロトコル互換フォーマットで、同軸ケーブルを介して受信したデータを処理するシステムと説明されているが、これは例に過ぎない。このデコーダシステムはデータサポート機能とホームコントロール機能とを処理している。このデータサポート機能としては、電子メールと、Internet Ｗｅｂページブラウジングと、Internetテレフォニと、慣用のテレフォニと、ファックスと、テレビ電話と、ブロードキャストビデオと、オーディオと、ラジオとが含まれる。さらに、本発明の原理は、伝送チャネルおよび通信プロトコルの種類が異なる場合があるシステムや、符号化および変調の種類が異なる場合があるシステムに適用することができる。このようなシステムとしては、例えば、衛星、地上、Internet、およびイントラネットブロードキャスト（intranet broadcast）と、非ＭＰＥＧおよび非Internet互換プロトコルを採用している通信システムがある。さらに、本発明の原理は、任意のフォームのデータの処理、例えば、電話メッセージか、コンピュータプログラムか、Internetデータか、その他の通信に適用される。
【０００９】
概して、図１のセットトップボックスシステム１２において、ブロードキャストビデオデータ（broadcast video data）を含む変調された第１のキャリアと、Internetデータ、例えばＷｅｂページ情報を含む変調された第２のキャリアとは、スプリッタ／コンバイナユニット２５によって受信され、入力デコーダ１３によって処理される。ユニット１３は、第１と第２のキャリアにそれぞれ同調し、受信データを復調し、順方向誤り訂正し、優先度付けして、出力デコーダ２０によってさらに処理できるように復調されたデジタルデータを与える。ユニット１３は、さらに、受信データからアナログビデオ信号を取り出し、取り出したアナログビデオ信号をユニット２０に供給する。ユニット２０は、ＭＰＥＧ互換ビデオとオーディオデータを含むデジタルデータ、およびInternetプロトコルデータを処理し、ユニット６０および６３によりそれぞれ表示できオーディオを再生できるようにする。他のモードでは、ユニット２０もユニット１３からのアナログビデオデータを処理し、デバイス６０によって表示する。
【００１０】
セットトップボックスのユーザは、リモートコントロールユニット６７を用いて、オンスクリーンメニューを選択し、カーソルコマンドにより、パフォームされる機能、例えば、特定のプログラムやＷｅｂページデータのビューを選択する。ユニット１５は、双方向データおよびコントロール信号バスＣを使用して、入力デコーダ１３および出力デコーダ２０の要素のオペレーションを制御し、リモートコントロールユニット６７のコマンドに応答する。コントローラ１５は、コントロールバスＣを用いて、ユニット１３および２０内の個々の要素内のコントロールレジスタ値を設定することにより、これら要素の機能を制御する。さらに、ユニット１５は、ユニット１３と協働し、例えばサービスプロバイダへの同軸ケーブルリンクを介して戻り通信を行うため、メッセージの生成と伝送を開始し、優先度付けをする。
【００１１】
図１を詳細に検討する。スプリッタ／コンバイナ２５は、第１および第２のＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulated）キャリアを含む周波数分割多重化信号を、チューナ３０および６５に供給するようになっている。第１と第２のキャリアは、２５６ポイントまたは６４ポイントのいずれかの選択可能なシンボルコンステレーション（symbol constellation）を使用して、独立に、ＱＡＭ変調されている。チューナ３０は、ＭＰＥＧ互換プログラム表現オーディオ、ビデオ、および関連データで変調された第１のキャリアを、周波数分割多重化信号から取り出す。チューナ６５はInternetプロトコルＷｅｂページ表現データで変調された第２のキャリアを、周波数分割多重化信号から取り出す。チューナ３０および６５は、ユニット２５からの信号を低周波帯域にダウンコンバートして第１と第２のキャリアを取り出すために、周波数デマルチプレクサと、無線周波数（ＲＦ）チューナと、中間周波（ＩＦ）ミクサおよび増幅段を含んでいる。
【００１２】
チューナ３０は、コントローラ１５と協働して、第１のキャリアがデジタルＭＰＥＧ互換ビデオデータを含むか、あるいは、アナログビデオ信号を備えているかを判断する。デジタルビデオデータ表現第１キャリアは、チューナ３０によって、マルチプレクサ（ｍｕｘ）３５を介して復調器４０に供給され、アナログビデオ信号はｍｕｘ３５を介して出力デコーダ２０内の表示プロセッサ５５に供給される。チューナ６５は第２のキャリアを復調器７０に供給する。このシステムの例では、ユニット２５からの入力周波数分割多重化信号は、３３本のＰＴＣ（Physical Transmission Channel）（０〜３２）を含む。各ＰＴＣは６ＭＨｚの帯域幅に割り当てられ、例えば、それぞれ固有のキャリア周波数を持つ最大６つまでのサブチャネルを含む。
【００１３】
リモートコントロールユニット６７を使用してビューするため、セットトップボックスユーザがサブチャネル（ＳＣ）を選択すると仮定するのは、例示のためにすぎない。ＰＴＣキャリア周波数を受信するとともに、選択されたサブチャネルＳＣの対応するキャリア周波数を受信するため、コントローラ１５は、リモートコントロールユニット６７からインタフェース６９を介して、適正に、入力デコーダ１３の構成要素に供給される選択情報を使用している。ダウンコンバートを行った後、チューナ３０からの第１のキャリア出力信号は、選択されたＰＴＣのために、帯域幅が６ＭＨｚであり、中心キャリア周波数が５４〜８０６ＭＨｚのレンジにある。以下の説明では、ＲＦチャネルまたはＰＴＣとは、１つ以上のサブチャネルを包含する割り当てられたブロードキャスタ伝送チャネル帯域（broadcaster transmission channel）をいう。
【００１４】
コントローラ１５は、選択されたＰＴＣ第１キャリア周波数を受信するため、チューナ３０のうちの、ＲＦ（radio frequency）チューナと、ＩＦ（intermediate frequency）ミクサと、増幅段を構成する。ｍｕｘ３５を介しチューナ３０によって供給された、選択されたＰＴＣのために、ダウンコンバートされた第１キャリア周波数出力は、ユニット４０によって復調される。復調器４０の主機能は、キャリア周波数の回復およびトラッキングと、送信データクロック周波数の回復と、ＭＰＥＧ互換ビデオデータ自体の回復および順方向誤り訂正である。ユニット４０は、さらに、送信機クロックに対応するサンプリングおよび同期クロックであって、チューナ３０と復調器４０とスケジュラ４３のオペレーションのタイミングをとるために用いられているサンプリングおよび同期クロックを回復する。
【００１５】
ユニット４０は、ＱＡＭ変調第１キャリア信号を復調し、復調されたデジタル出力データを供給する。ユニット４０では、復調されたデジタル出力データが、周知の原理に従ってデインタリーブされるとともにリードソロモン誤り訂正されたバイト長セグメントにマッピングされる。さらに、ユニット４０はＦＥＣ（Forward Error Correcton）有効性またはロック表示をコントローラ１５に供給する。リードソロモン誤り訂正は周知のＦＥＣである。ＦＥＣロック表示により、リードソロモン誤り訂正が、訂正されているデータと同期しており、有効な出力を供給していることがシグナルされる。ユニット３０および４０（ユニット６５および７０）によって実装された、同調機能と復調機能とデコーダ機能は、それぞれ、周知の機能であり、例えば、参考文献Digital Communication, Lee and Messerschmidt（Kluwer Academic Press, Boston, MA, USA, 1988）に一般的な説明がある、ことに注意されたい。ユニット４０からの復元された出力は、プログラム表現多重化オーディオと、ビデオと、データ構成要素とを含むＭＰＥＧ互換トランスポートデータストリームの形式になっている。このトランスポートストリームはスケジュラ４３へ供給される。
【００１６】
第２のキャリアは、InternetプロトコルＷｅｂページ表現データで変調されたものであって、チューナ６５により取り出され、ユニット７０により復調され、誤り訂正が行われる。チューナ６５および復調器７０は、それぞれ、ユニット３０および４０のチューナおよび復調器の機能を複製したものであり、その利点としては、例えば、InternetプロトコルデータおよびＭＰＥＧ互換データの並行処理（concurrent processing）を可能にする独立の処理パスを提供することがある。チューナ６５および復調器７０は、対応するユニット３０および４０に関して既に説明した方法で動作する。チューナ６５および復調器７０は、ユーザが選択したＷｅｂページを表すInternetプロトコルフォーマットでデータをスケジュラ４３に送る。
【００１７】
出力デコーダ２０の要素により処理するため、スケジュラ４３はコントローラ１５と協働して、復調器７０からのInternetプロトコルデータと、復調器４０からのＭＰＥＧ互換トランスポートストリームデータとを、ともに、優先度付けをする。スケジュラ４３およびコントローラ１５も、例えば、ブロードキャストソースへの同軸ケーブルリンクを介して戻り通信を行うため、データの優先度付けをする。ユニット１５の制御により、スケジュラ４３は、ユニット７０からの個々のInternetプロトコルパケットであって、特定の機能、例えば、Ｗｅｂブラウザにより要求されたＷｅｂページ情報を表すパケットを識別する。さらに、ユニット１５の制御により、スケジュラ４３は、ＭＰＥＧ互換パケットであって、特定のプログラム、例えば、選択されたチャネルＮＢＣ（商標）と、関係付けをしたデータとに対するプログラム、例えば、Seinfeld（商標）を表すパケットを識別する。この関係付けをしたデータは、パケットＩＤと、プログラムのＭＰＥＧデコードと復元をサポートするアセンブリ情報とを備えるとともに、表示用の補助サブピクチャ情報、例えば、プログラムガイドデータも含む。
【００１８】
スケジュラ４３にはデマルチプレクサが導入されており、このデマルチプレクサにより、ユニット４０からデータストリームとして到来する各ＭＰＥＧパケットの各ＰＩＤと、ユニット４３内のコントロールレジスタにコントローラ１５によりプリロードされたＰＩＤ値とを突き合わせる。同様にして、スケジュラ４３は、データ識別子、例えば、ユニット７０からのInternetプロトコルデータストリーム内のデータソースと、データデスティネーションと、データタイプと、ＩＰアドレスと、ＵＲＬ（Universal Resource Locator）コードと、コントローラ１５によってユニット４３内のコントロールレジスタにプリロードされている値とを突き合わせる。この突き合わせプロセスにより、優先度付けをし、さらに処理するため、機能およびプログラムを表すInternetおよびＭＰＥＧデータパケットを識別するサービスが提供される。その結果識別されたInternetおよびＭＰＥＧパケットは、メモリにストアされるとともに、予め定めた優先度プロファイル（マップ）であって、所望の優先度を有する特定の特性および機能を持つデータと関係付けをした優先度プロファイル（マップ）に従って、順次、アクセスされる。よって、ユニット４３は、バッファリングされたInternetプロトコルデータであって、ＷｅｂページＨＴＭＬ（Hyper Text Mark-up Language）（商標）と、関連するＪａｖａ（商標）データ（および、その他のデータ、例えば、ＪＰＥＧ、ＧＩＦ、ＴＩＦタイプのデータ）とを含む優先度付けしたInternetプロトコルデータを、ＨＴＭＬ（商標）プロセッサ７５に供給する。ユニット４３は、優先度付けしたＭＰＥＧビデオ、オーディオ、およびサブピクチャパケットも、それぞれ、ＭＰＥＧビデオデコーダ５０と、オーディオプロセッサ６１と、サブピクチャプロセッサ８０に供給する。スケジュラ４３のオペレーション方法とその実装については、後程、図６および７に関連させて詳しく説明する。
【００１９】
ＭＰＥＧデコーダ５０は、ユニット４３から優先度付きＭＰＥＧ互換パケット化ビデオデータを復号化し、圧縮解除し、優先度付き圧縮解除プログラム表現画素データを用意して、表示プロセッサおよびＮＴＳＣエンコーダ５５の画素表現メモリにストアする。オーディオプロセッサ６１は、ユニット４３から優先度付きパケット化オーディオデータを復号化し、関連する圧縮解除ビデオデータと同期している優先度付きの復号化され増幅されたオーディオデータを、オーディオ再生のため、デバイス６３に供給する。プロセッサ７５は、ユニット４３からのＨＴＭＬ（商標）およびＪａｖａ（商標）の符号化されたＷｅｂ情報を復号化し、Ｗｅｂページ画像表現画素データを用意して、サブピクチャプロセッサ８０内のメモリにストアする。プロセッサ７５は他のフォーマット、例えば、ＪＰＥＧ、ＴＩＦ、ＧＩＦフォーマットと、他のマークアップ言語、例えばＳＧＭＬ（Standard Generalized Mark-up Language）で符号化されたデータを復号化し、復号化されたデータをサブピクチャプロセッサ８０に供給し、サブピクチャプロセッサ８０でさらに処理する。コントローラ１５の指令により、プロセッサ８０は、ストアされているＷｅｂページ画像画素データをフォーマットし、表示プロセッサ５５に備えられている画素表現メモリにオーバレイしてストアし、ユニット６０により、それをマージされた表示として再生する。さらに、コントローラ１５には、Ｗｅｂページブラウザの全機能の実行をサポートするＷｅｂページブラウザが導入されている。よって、ユニット１５は、プロセッサ７５およびプロセッサ８０とともに、ユニット６０を介して、カスタムＷｅｂページブラウザか、Netscape Navigator（商標）のような標準ブラウザのうちのいずれかの表示を供給する。このようなブラウザによりInternetにフルアクセスが可能である。
【００２０】
サブピクチャプロセッサ８０には、オンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）テキストと、グラフィックスジェネレータが導入されており、グラフィックスジェネレータはユニット４３からのサブピクチャデータを復号化し処理するのに使用される。プロセッサ８０は内部ＯＳＤジェネレータを、プログラムガイド、サブタイトル、コントロール、および、情報メニュー（選択可能なメニューオプションを含む）と、その他の補助項目とを表すピクセルマップデータ（pixel map data）を作成するのに用いている。プロセッサ８０によって生成されたテキストおよびグラフィックスは、コントローラ１５の指令により、オーバレイ画素マップデータフォーマットで生成される。表示プロセッサ５５に備えられている画素表現メモリ内で、このオーバレイ画素マップデータが、ＭＰＥＧデコーダ５０からの圧縮解除された画素データと、プロセッサ７５からの復号化されたInternetプロトコルＷｅｂページデータと組み合わされ同期がとられる。ユニット８０からのＷｅｂページ表示データと関連するサブピクチャテキストメッセージデータとともに、ユニット５０からのサブチャネルＳＣ上のビデオプログラムを表現する組み合わせた画素マップデータは、プロセッサ５５によってＮＴＳＣ信号として符号化され、ユニット６０によってマージされた表示として再生するために出力される。他のモードでは、ユニット５５は、チューナ３０からｍｕｘ３５を介して供給されたアナログビデオ信号をＮＴＳＣ信号として符号化し、ユニット６０により再生するため出力する。
【００２１】
セットトップボックスシステム１２は、既に例としてあげたＷｅｂブラウジングと、ＭＰＥＧビデオ処理機能に加えて、マルチメディアの全機能をサポートしている。これらのマルチメディア機能は、例えば、Emailと、Internetテレフォニと、慣用のテレフォニと、ファックスと、テレビ電話と、ラジオと、ブロードキャストオーディオ（broadcast audio）と、ストレージと、ホームコントロール機能を含む。ここで詳述する復号化と優先度付けの原理はさらに、そのようなマルチメディア機能のデータの処理にも応用される。例えば、Internet電話データの処理では、プロセッサ７５は、Internetプロトコルフォーマットで符号化され、ユニット４３によって高レベル、例えば、リアルタイム処理の優先度を割り当てられている圧縮オーディオデータを圧縮解除し復号化する。圧縮解除されたオーディオデータは、プロセッサ７５によって、オーディオ再生のためユニット６３に供給される。さらに、プロセッサ７５は、既に説明した方法と類似の方法で、ユニット８０、５５、６０、６１、および６３により処理した後、異なるデータフォーマットおよびプロトコルのマルチメディアデータを処理してユーザに対しプレゼンテーションする機能を備えている。
【００２２】
コントローラ１５は、変調器８５およびスケジュラ４３と協働して、スプリッタ／コンバイナ２５と接続した同軸ケーブル入力リンクを介するInternetまたはブロードキャストサービスプロバイダ（broadcast service provider）との戻りチャネル通信を開始し実装する。例えば、InternetＷｅｂページ情報を要求するメッセージ要求（または、他の機能と関連する要求）は、ユニット６０上に表示されたメニューオプションを、ユーザが選択することにより開始することができる。コントローラ１５は、ユニット８５およびスケジュラ４３と協働して、ユニット２５に接続した同軸ケーブルリンクを介してサービスプロバイダに伝送するため、Ｗｅｂページ要求メッセージを生成し、優先度付けをし、符号化する。コントローラ１５は要求されたInternetアクセスを条件付きアクセスか、スマートカードユーザ資格情報、例えば、スマートカードユニット（ここでは、簡略化して図示せず）で許可するかどうかを判断する。そして、要求されたInternetアクセスが許可された場合は、コントローラ１５は戻りチャネル上を介してサービスプロバイダとの通信を開始する。コントローラ１５は、ユニット４３および８５と協働して、（電話番号と、ＩＰアドレスと、ＵＲＬコードと、条件付きアクセスデータのような）予めストアされている要求アクセスデータを用いて、サービスプロバイダとの通信を確立し、Ｗｅｂページ要求メッセージデータを生成する。生成された要求メッセージデータは、Internetプロトコルフォーマットであり、適切なソースと、デスティネーションと、ＩＰアドレスコードを含む。
【００２３】
スケジュラ４３は、Ｗｅｂページ要求メッセージデータパケットをメモリにストアし、バッファリングし、所望の優先度の特定の特性および機能を持つ予め定めた優先度プロファイル（マップ）関連付け戻りデータに従って、それらのパケットを順次アクセスする。それにより、ユニット４３は優先度付きＷｅｂページ要求メッセージデータをバッファリングし変調器８５に供給する。変調器８５は、ＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying）変調を使用して、要求メッセージデータのＦＥＣと、インタリーブと、符号化を行う。ユニット８５は、オプションで、セキュアなデータフォーマットで、要求メッセージデータを（コントローラ１５の指令により）暗号化し、符号化したデータを所望の優先度付きでケーブルリンクおよびユニット２５を介してサービスプロバイダに送信する。あるいはまた、ユニット８５は要求メッセージ（または、その他の戻りデータ）のスクランブルまたはインタリーブを行うか、他の保護メカニズムを使用してデータセキュリティを高めることができる。このようなデータセキュリティは、例えばクレジットカードデータを含むような電子商取引タイプのメッセージにおいて特に重要である。さらに、戻りチャネルは、機能、例えば、ａ）読取りなどの遠隔計測と、ｂ）ビデオおよびアラームモニタと、ｃ）家庭環境モニタと、ｄ）家庭用器具モニタと、ｅ）商品発注と、ｆ）プログラム条件付きアクセスおよび資格管理にも使用することができる。スケジュラ４３で採用された受信および戻りデータの優先度付け方法については、後程、図６および７に関連して詳細に説明する。
【００２４】
既に説明したように、図１のセットトップボックスシステムのアーキテクチャは、異なるフォーマットのブロードキャストデータ（broadcast data）であって異なるソースからのブロードキャストデータ（例えば、ブロードキャストソースからのＭＰＥＧプログラムデータと、InternetサービスプロバイダからのInternetプロトコルＷｅｂページデータ）を独立に並行処理することができる。このアーキテクチャは完全にスケーラブルであり、２つのダウンストリーム（例えば、ＭＰＥＧおよびInternet）処理パス間で、動的にパーティション可能なデータおよび帯域幅を復号化することができる。したがって、このアーキテクチャは、例えば、ＨＢＯムービと、添付Internet ＷｅｂページデータのＭＰＥＧブロードキャストを並行して復号化することをサポートしている。この例では、添付Ｗｅｂページデータは間欠的であり、Ｗｅｂページデータにより占有される帯域幅は、ＭＰＥＧデータまたはその他の補足データサービス、例えば、プログラムガイド、Emailなどに動的に割り当て変更することができる。このアーキテクチャでは、戻りチャネルパスと２つのダウンストリーム処理パスの間で、帯域幅を動的にパーティションすることもできる。
【００２５】
図２は、ダウンストリームのInternetプロトコルデータとＭＰＥＧブロードキャストビデオチャネル（MPEG broadcast video channels）の特性例を示す。図２は両方のダウンストリームチャネルに対する同一の特性を示すが、これは例示にすぎず、特性はチャネルごとに異なる場合がある。図３はアップストリームの戻り通信チャネルの特性例を示す。図４は、図１のダウンストリームチャネルを介して提供されるサービスのデータトラフィックのタイプとビットレート割り当て例のリストである。図５は、図１のアップストリームチャネルを介して提供されるサービスのデータトラフィックのタイプとビットレート割り当て例のリストである。図１のセットトップボックスシステム１２の処理アーキテクチャは完全にスケーラブルであり、２つのダウンストリームチャネルの間で動的に割り当てられたデータを適応処理することができる。セットトップボックスシステム１２はダウンストリームチャネルと戻りチャネルとの間で動的に割り当て可能な帯域幅を占有するデータも適応して処理することができる。
【００２６】
図６は、ユニット４０および７０（図１）からそれぞれ受信されたＭＰＥＧブロードキャストおよびInternetプロトコルデータパケットの処理を優先度付けするための優先度スケジュールシステムを示す。図６のシステムは、ユニット８５を介してサービスプロバイダへ戻り通信を行うため、データ処理の優先度付けを行う場合にも使用される（図１）。図６のシステムでは、入力データ、例えば、ＭＰＥＧか、InternetプロトコルＴＣＰ／ＩＰか、戻りデータは、入力ストアスタック６００内に置かれる。ネットワークインタフェース６１０は、スタック６００内の受信データのタイプ（例えば、ＭＰＥＧか、Internetプロトコルか、戻りデータ）を識別して、インテリジェント型スケジュラ６２０により特性（属性）を識別できるようにフォーマットする。スケジュラ６２０は、インテリジェント型スケジュール機能をパフォームする際にコントローラ１５（図１）からのコントロールおよび同期メッセージ６１５に応答する。
【００２７】
スケジュラ６２０（図６）は、インタフェース６１０からのフォーマットされたデータに、内部ＤＲＡＭストレージにストアされている優先度プロファイル６４０に含まれている機能と、プロトコルと、通信チャネル属性が、存在するか否かを調べる。スケジュラ６２０は、受信されたデータの属性と、優先度プロファイル内の属性とを比較し、比較結果に基づき、所望の出力優先度により、受信データパケットを照合する。スケジュラ６２０は、所望の出力優先度（例えば、クリティカル（critical）、高優先度、中優先度、または低優先度−６４０）に基づいて、シーケンシャル出力ＦＩＦＯ（First-In First-Out）ユニット６５０内に記憶領域を割り当て、高速ＤＭＡ（Direct Memory Access）インタフェース６３０を介して照合した優先度付きデータを、ＦＩＦＯ６５０内の割り当て済み記憶場所に供給する。出力プロセッサ６６０は、ＦＩＦＯ６５０からの優先度付きデータにシーケンシャルにアクセスし、ユニット４０、７０、および８５によってさらに処理できるように、そのデータをフォーマットする（図１）。
【００２８】
図７は、図６のシステムで使用するのに適した入力ＭＰＥＧブロードキャストデータ（MPEG broadcast data）と、Internetプロトコルデータと、戻りデータの処理を優先度付けするための方法を示すフローチャートである。図７のステップ７０５では、ステップ７００で開始した後、スケジュラ６２０（図６）は入力データを受信し、ステップ７１０で、メモリから優先度プロファイル情報を取得する。優先度プロファイルは、所望の特定出力優先度を入力データに階層的に関係付けをし、特定の属性または属性の組み合わせを表す。優先度プロファイルはサービスプロバイダから伝送させることができ、ユーザによりエンタすることができる。あるいは、優先度プロファイルは予めストアされているデフォルトの情報を備えることができるか、それらのソースの組み合わせから供給させることができる。サービスプロバイダは異なるグレードのサービスを提供し、優先度プロファイルをユーザのセットトップボックスシステムにダウンロードすることにより、それぞれのサービスについて異なるデータアクセス時間を、対応する異なる請求料金でユーザに提供する。ダウンロードされた優先度プロファイルにより、サービスプロバイダは、受信された情報に対するユーザアクセスを制御することができる。例えば、優先度プロファイルをダウンロード（または、プリインストール）することにより、Internetサービスプロバイダは、月１０ドルでは、最低の毎秒１ｋビットのデータレートでInternetアクセスを提供することができ、月２０ドルでは、５ｋビットのデータレートでInternetアクセスを提供することができる。あるいはまた、ユーザは優先度プロファイル情報をエンタして、データやメッセージを所望の順序または所望の優先度で処理して通信するように、自分のシステムを構成することもできる。
【００２９】
優先度プロファイル情報は、高速なプレミアムデータアクセスレベルのサービスを無許可で使用されないよう保護するため、例えばデータの暗号化、スクランブル、または符号化により、セキュリティ符号化することができる。この場合、優先度プロファイル情報は、スケジュラ６２０（図６）と協働して、コントローラ１５（図１）によって検出（例えば、復号化またはデスクランブル）してから使用する。このような復号化またはデスクランブルは、図１のセットトップボックスシステム１２（図面を複雑にしないため図示していない）の条件付きアクセスおよび資格管理システムでオーソライズ（authorize）し実装することができる。次のようなことは注意すべきことであるが、優先度プロファイルは、ＱｏＳ(quality of service)を保証するため、ネットワークシステム、例えば、Internetまたはイントラネット、ＬＡＮまたはＷＡＮなどあらゆるノードに伝送することができる。これらのノードは、ネットワークデバイス、例えば、サービス（分配ハブ）と、ゲートウェイと、端末と、ルータと、スイッチなども含んでいてよい。ネットワーク資源を確保して、ネットワーク通信パス全体でＱｏＳを保証するためか、単に、あるパスのいくつかのセクションのために、優先度プロファイルは、分散させることができ、データ優先度インジケータを組み込んである通信プロトコルとともに用いることができる。このような通信プロトコルには、例えば、ＲＳＶＰ（Resource Reservation Protocol）Internet draft June 14 1997と、ＲＴＰ（Real-Time Transport Protocol）Request for Comment document RFC 1889, February 1, 1996があり、両文献とも、Internet上で入手できる。優先度プロファイル情報は、マルチメディアネットワーキングおよび通信のためのシステム要素を定義する規格、例えば、ＩＴＵ（International Telecommunication Union）によって策定されたH.323 of November 1996およびH.324に従って動作するシステムで使用することもできる。
【００３０】
図７のステップ７１５では、スケジュラ６２０はステップ７０５で受信したデータ内の属性を識別する。識別された属性は、（ｉ）プロトコル特性と、（ｉｉ）機能タイプ特性と、（ｉｉｉ）通信チャネル特性とを含む。
【００３１】
プロトコル特性には、例えば、（ａ）データソース識別子と、（ｂ）データ指定識別子と、（ｃ）データタイプ識別子と、（ｄ）データ優先度識別子と、（ｅ）データ誤りインジケータと、（ｆ）資格インジケータと、（ｇ）Internetプロトコル識別子と、（ｈ）ＭＰＥＧ互換インジケータと、（ｉ）パケット識別子などがある。
【００３２】
機能タイプ特性は、例えば、ａ）Emailと、ｂ）Internet Ｗｅｂページブラウジングと、ｃ）Internetテレフォニと、ｄ）慣用のテレフォニと、ｅ）ファックスと、ｆ）ブロードキャストビデオ処理と、ｇ）テレビ電話処理と、ｈ）ブロードキャストラジオ処理（broadcast radio processing）と、ｉ）ブロードキャストオーディオ処理と、ｊ）アラーム、遠隔計測、器具、および環境コントロールモニタなどのホームコントロール機能をはじめとする機能を識別する。
【００３３】
通信チャネル特性は、物理通信リンクの種類、例えば、電話回線、地上、有線、または衛星リンク、光ファイバリンク、ＷＡＮ（wide area network）、ＬＡＮ（local area network）、Internet、またはイントラネットを識別する。通信チャネル特性は、同一種類の通信リンクの異なるチャネル、例えば、異なる電話回線も識別する。
【００３４】
図７のステップ７２０で、スケジュラ６２０は、ステップ７１５で識別された属性を優先度プロファイル内の属性と比較し、ステップ７２５で、パケット化された入力データをこの比較に基づく所望の出力優先度で照合する。この方法による優先度プロファイルは、複数の異なるソースから供給された様々なデータの優先度を構造化する柔軟な手段として使用できる。データは、通信リンク、プロトコル、または機能特性を組み合わせることで優位に優先度付けすることもできる。そのため、特定の機能のデータか、特定のリンクを介して通信されるデータは、ソースまたはデスティネーションまたはタイプ別に優先度付けすることができる。例えば、Emailメッセージは、ソース識別子に応じて優先度付けすることができる、つまり、あるソースからのEmailに対し高い優先度を付けることができる。同様に、（デスティネーション識別子で識別された）特定のデスティネーションへの戻りメッセージを高い優先度で割り当て、符号化することもできる。さらに、スケジュラ６２０は、専用の優先度インジケータ、例えば、入力データ内のInternetプロトコルデータタイプ（優先度）インジケータを解釈し、このデータを適正な優先度に割り当てる。同様に、階層処理優先度を、資格インジケータに基づく優先度プロファイルを使用し、Internetプロトコルインジケータ、ＭＰＥＧ互換インジケータ、例えばパケット識別子に割り当てることができる。
【００３５】
ステップ７３０で、スケジュラ６２０は、所望の出力優先度に基づいてシーケンシャル出力ＦＩＦＯ（図６のＦＩＦＯユニット６５０）内に記憶領域を割り当て、高速ＤＭＡ（direct memory access）インタフェース６３０を介して照合した優先度付きデータをＦＩＦＯ６５０内の割り当て済み記憶場所に供給する。照合された優先度付きパケットデータは、ステップ７３３で所望の出力優先度でＦＩＦＯ６５０から出力される（図７）。ステップ７３５で、照合された優先度付き出力データをユーザへ再生および表示するためか、サービスプロバイダへの戻り伝送のために処理する。このような処理は、例えば、セキュアな戻り通信のためにデータを符号化し暗号化する操作と、データを他のセットトップボックスプロセスに同期させる操作とを必要とする場合がある。このプロセスはステップ７４０で終了する。
【００３６】
図８は本発明に係るサーバ分配ハブ１０２であって、１つ以上のサービスプロバイダ１０９からセットトップボックスシステム１２（図１および図８）にブロードキャストデータ（broadcast data）を分配（distributing）し、マルチメディアサービスを提供し、ユニット１２からのアップストリームデータを処理するサーバ分配ハブ１０２を示す。１つ以上のサービスプロバイダ１０９（図８）から送られるＭＰＥＧ互換ビデオデータか、アナログ表現ビデオデータなどのＱＡＭ変調ブロードキャストデータは、光ファイバリンク１４５とチャネル１３５を介してｍｕｘ１２５に供給される。ユニット１２５は、ソースからの多重化された出力であって、チャネル１３５から受信されたブロードキャストデータと、ローカルハブにより生成されたデータ１３７と、（アップコンバータ１３４を介して）ケーブルモデム終端１５０からのＱＡＭ変調データを含む出力を供給する。ｍｕｘ１２５からの多重化された出力は、光ファイバ通信インタフェース１２０に出力される。ユニット１２０は図１のセットトップボックスシステム１２と通信を行い、この通信は、光ファイバリンク１１５と、同軸１０５と、電気光コンバータ１０７を介して、高周波チャネル１１０上にダウンストリームＱＡＭデータを送信し、高周波チャネル１１０からアップストリームＱＰＳＫ（またはＱＡＭ）データを受信することにより、行われる。
【００３７】
セットトップボックス１２からのアップストリームデータは、チャネル１１０を介してユニット１２０により受け取られ、スプリッタ１５５とダウンコンバータ１６０を介して、ケーブルモデム終端システム１５０にルーティングされる。システム１５０は、コンバータ１６０からのＱＰＳＫ変調アップストリームデータを復調し、復調されたアップストリームデータを、ネットワークインタフェース１５４と、オプションのハブスイッチ１４０と、光ファイバリンク１４５とを介して、サービスプロバイダ１０９に供給される。あるいはまた、オプションのハブスイッチ１４０は、復調されたアップストリームデータをオプションのＷＡＮデバイス１３０に供給することができる。システム１５０のユニット１５４は、スイッチ１４０を介して、サービスプロバイダ１０９またはＷＡＮデバイス１３０からのダウンストリームデータも受信する。ユニット１５４は、スイッチ１４０からのダウンストリームデータをフォーマットして処理し、そのデータを、ＳＱＡＭ変調と、続くコンバータ１３４によるアップコンバートのために、ユニット１５２に供給する。コンバータ１３４からのアップコンバートされたデータは、前述したように、ｍｕｘ１２５を介してセットトップボックスシステム１２に伝送される。
【００３８】
図９は、図８のサーバシステムで識別された本発明に係る例示のインタフェース１〜１０をリストアップし説明したものである。
【００３９】
図１と、図６と、図８のアーキテクチャは排他的ではない。他のアーキテクチャは、同一目的を達成するために本発明の原理に従って導くことができる。さらに、図１のシステム１２の要素の機能と、図７のプロセスステップは、マイクロプロセッサのプログラムされた命令に全部または一部を実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数のソースと効率よく通信し、例示のＴＣＰ／ＩＰおよびＭＰＥＧフォーマットのデータを処理するための、本発明に係るスケーラブルなデコーダシステムを示す図である。
【図２】本発明に係る、図１のシステムに表されているブロードキャスト、データ、および戻りチャネルの例示の特性を表す。
【図３】本発明に係る、図１のシステムに表されているブロードキャスト、データ、および戻りチャネルの例示の特性を表す図である。
【図４】図１のアップストリームチャネルとダウンストリームチャネルを介して提供されるサービスのデータトラフィックのタイプとビットレート割り当ての一例を示す図である。
【図５】図１のアップストリームチャネルとダウンストリームチャネルを介して提供されるサービスのデータトラフィックのタイプとビットレート割り当ての一例を示す図である。
【図６】本発明に係る、双方向アプリケーション用のブロードキャストおよびデータパケットの処理を優先度付けするための優先度スケジュールシステムを示す図である。
【図７】本発明に係る、図６のシステムで使用するのに適したブロードキャストおよびデータパケットの処理を優先度付けするための方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る、複数のサービスプロバイダからのブロードキャストデータを図１のデコーダに分配し、図１のデコーダからのアップストリームデータを処理するためのサーバ分配ハブを示す図である。
【図９】本発明に係る、図８のサーバシステムで識別されている例示のインタフェース１〜１０を記載し説明するための図である。

Claims

ヘッダ情報およびペイロード情報を備えたパケット化データであって、前記ペイロード情報の内容と関係付けをした属性を含むパケット化データを、ビデオデコーダシステムにより処理する方法において、
前記パケット化データを受け取るステップと、
前記受け取ったパケット化データの属性を識別するステップと、
個々の属性と、所望のデータ出力優先度とを関係付けをするために、前記識別した属性と、予め定めた階層優先度プロファイルの属性とを比較するステップと、
前記属性比較結果に用いて、受け取ったパケット化データを、所望の出力優先度により照合するステップと、
前記照合したパケット化データを前記所望の出力優先度とともに出力するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
請求項１において、前記属性は、ａ）データソース識別子と、ｂ）データデスティネーション識別子と、ｃ）データタイプ識別子と、ｄ）データ優先度インジケータと、ｅ）データエラーインジケータと、ｆ）資格インジケータと、ｇ）Internetプロトコルインジケータと、ｈ）ＭＰＥＧ互換インジケータと、ｉ）パケット識別子とのうちの少なくとも１つを表すことを特徴とする方法。
請求項１において、データエントリメニューとデータエントリデバイスにより提供された階層優先度プロファイルデータを受け取るステップを含むことを特徴とする方法。
請求項１において、サービスプロバイダから階層優先度プロファイルデータを受け取るステップを含むことを特徴とする方法。
請求項４において、前記サービスプロバイダ階層優先度プロファイルデータは、サービスプロバイダにＱｏＳをコントロールさせ、よって、請求を構造化させることを特徴とする方法。
請求項４において、前記属性は、ａ）ユーザＩＤと、ｂ）パスワードと、ｃ）データデスティネーション識別子と、ｄ）データタイプ識別子と、ｅ）データ優先度インジケータと、ｆ）資格インジケータとのうちの少なくとも１つを表すことを特徴とする方法。
請求項１において、前記予め定めた階層優先度プロファイルは、予めストアされたデフォルトの優先度情報を備えたことを特徴とする方法。
請求項１において、前記階層優先度プロファイルに従って、前記ビデオデコーダにストレージ優先度を割り振るステップを含むことを特徴とする方法。
請求項１において、サービスプロバイダに伝送するため、前記出力された、照合済みパケット化データを処理するステップを含むことを特徴とする方法。
請求項１において、再生デバイス上にディスプレイするため、前記出力され、照合済みパケット化データを処理するステップを含むことを特徴とする方法。
請求項１において、前記予め定めた階層優先度プロファイルをセキュリティ復号化するステップを含むことを特徴とする方法。
ヘッダ情報とペイロード情報を備えたパケット化データであって、該ペイロード情報の内容と関係付けをした属性を含むパケット化データをビデオ処理システムにより処理する方法であって、
前記パケット化データを受け取るステップと、
ａ）ユーザエントリと、ｂ）サービスプロバイダからの伝送とのうちの少なくとも一方により供給される階層優先度プロファイルデータを受け取るステップであって、前記階層優先度プロファイルデータが個々の属性と、所望のデータ出力優先度とを関係付けしてあるステップと、
前記受け取ったパケット化データの属性を識別するステップと、
前記識別した属性と、前記階層優先度プロファイルの属性とを比較するステップと、
前記受け取ったパケット化データを、前記属性比較結果を用いて、所望の出力優先度で照合するステップと、
前記照合されたパケット化データを、前記所望の出力優先度とともに出力するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
請求項１２において、前記属性は、ａ）データソース識別子と、ｂ）データデスティネーション識別子と、ｃ）データタイプ識別子と、ｄ）データ優先度インジケータと、ｅ）データエラーインジケータと、ｆ）資格インジケータと、ｇ）Internetプロトコルインジケータと、ｈ）ＭＰＥＧ互換インジケータと、ｉ）パケット識別子とのうちのいずれか１つを表すことを特徴とする方法。
請求項１２において、出力チャンネルを介して伝送するため、前記出力された照合済みバケット化データを処理するステップを含むことを特徴とする方法。
請求項１２において、前記階層優先度プロファイルデータは、ａ）Emailと、ｂ）Internet webページブラウジングと、ｃ）Internetテレフォニと、ｄ）テレフォニと、ｅ）ファックスと、ｆ）ブロードキャストビデオと、ｇ）テレビ電話と、ｈ）ブロードキャストラジオと、ｉ）ブロードキャストオーディオと、ｊ）ホームコントロールとのうちの２つ以上の機能と関係付けをしたパケットデータの優先度付けをすることを特徴とする方法。
請求項１５において、前記階層優先度プロファイルデータは、Ａ）データソース識別子と、Ｂ）データデスティネーション識別子と、Ｃ）データタイプ識別子と、Ｄ）データ優先度インジケータと、Ｅ）資格インジケータとのうちのいずれか１つにより、前記ａ）ないしｉ）の機能のうちの１つのパケットデータの優先度付けをすることを特徴とする方法。
ヘッダ情報とペイロード情報を備えたパケット化データであって、該ペイロード情報の内容と関係付けをした属性を含むパケット化データをビデオ処理システムにより処理する方法であって、
前記パケット化データを受け取るステップと、
ａ）前記パケット化データと関係付けをした機能と、ｂ）前記パケット化データのプロトコル特性とのうちの少なくとも１つに基づいて出力するためのデータを優先度付けするため、個々の属性と、所望のデータ出力優先度とを関係付けをする階層優先度プロファイルデータを受け取るステップと、
前記受け取ったパケット化データの属性を識別するステップと、
前記識別した属性と、前記階層優先度プロファイルの属性とを比較するステップと、
前記属性比較結果を用いて、前記受け取ったパケット化データを、所望の出力優先度で照合するステップと、
前記照合済みパケット化データを、前記所望の出力優先度とともに出力するステップと
を備えことを特徴とする方法。
請求項１７において、前記機能は、ａ）Emailと、ｂ）Internet webページブラウジングと、ｃ）Internetテレフォニと、ｄ）テレフォニと、ｅ）ファックスと、ｆ）ブロードキャストビデオと、ｇ）テレビ電話と、ｈ）ブロードキャストラジオと、ｉ）ブロードキャストオーディオと、ｊ）ホームコントロールとのうちの１つ以上の機能を備えたことを特徴とする方法。
請求項１７において、前記プロトコル特性は、ａ）データソース識別子と、ｂ）データデスティネーション識別子と、ｃ）データタイプ識別子とのうちの少なくとも１つを備えたことを特徴とする方法。