JP4213380B2 - マルチメディア放送ネットワークにおける統合マルチスポット衛星通信システムにおいてアップリンク接続を介して送信されたバーストに対する共通同期のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチメディア放送ネットワークにおける統合マルチスポット衛星通信システムにおいて、主に送信側と受信側の両方で標準的なステーションを採用した広帯域対話式サービスをユーザが要求できるディジタルビデオ放送(DVB)の用途で、アップリンク接続を介して送信されたバーストに対する共通同期のためのシステムおよび方法に関する。本発明は、対話式サービスと放送の両方に共通する単一の同期を提案する。
【0002】
【従来の技術】
ETSI(欧州電気通信標準化機構)のEN300 421規格は、トランスペアレントな衛星通信システムを介したDVBサービスに関するものである。この規格の目的は、ユーザの自宅にある統合受信機/復号器デバイスを介して、DVB−S(digital video broadcasting via satellite、衛星を介したディジタルビデオ放送)として知られているユーザに直接サービスを提供することである。多重化におけるこのフレキシビリティは、音声サービスおよびデータサービスを含めた多様なテレビジョン(TV)サービス構成を包含する伝送能力の使用を可能にする。前記サービスの要素はすべて、単一の搬送波上で時分割多重化(TDM)される。この規格に関する最も詳細な記述は、「Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure,channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services、ディジタルビデオ放送(DVB);11/12GHz衛星サービスのためのフレーム構成、チャネルコーディングおよび変調」という題名のETSI刊行物EN300 421V1.1.2(1997〜98年)に出ており、この内容を参照により本特許出願に含める。
【0003】
さらに、DVB−RCS001として知られているETSI規格は、トランスペアレントな衛星配信システム上の対話チャネルに言及している。この規格の目的は、固定リターンチャネル衛星端末(RCST)を組み込んだ、静止衛星(GEO)に基づく対話式ネットワーク用に、対話チャネルを提供するための基本的な仕様を提供することである。このサービスは、DVB−RCS(digital video broadcasting − return channel satellite、ディジタルビデオ放送−リターンチャネル衛星)としても知られている。この規格は、個人と集合の両タイプの家庭内設置にRCSTを使用するのを容易にする。この規格は同様に、前記端末を自宅のデータネットワークと接続することもサポートし、静止衛星サービスに割り振られたすべての周波数帯域に適用することができる。この規格に関する最も詳細な記述は、「Digital Video Broadcasting (DVB); Interaction Channel for Satellite Distribution Systems、ディジタルビデオ放送(DVB);衛星配信システムのための対話チャネル」という題名のETSI刊行物TM2267r3DVB−RCS001rev12(2000年2月11日)に出ており、この内容を参照により本特許出願に含める。
【0004】
この2つの規格は単一スポットタイプである。すなわち、衛星は単一ゾーンをカバレッジエリアとして画定する。したがってこれらの単一スポットシステムは、カバレッジエリアが限定されているせいで、より広範な世界規模のエリアに適さないという欠点を呈する。これらの各規格に関係するサービスは、現在、相互に独立した形で採用されている。
【0005】
対話式サービスを求めるユーザの要求が着実に増加していることにより、エンドユーザが世界で全く異なる相容れない領域に分散している場合があるときでも衛星通信システムがエンドユーザへのリターンチャネルを持つ放送をサポートし、それによりエンドユーザ間のよりよいアクセスおよびより速い相互接続を促進することが必要となっている。このことにより、マルチスポット通信特性を有するマルチメディアをサポートするネットワーク上で放送できるシステムを提供することが必要となる。
【0006】
DVB−Sが提供するサービスは、ユーザの自宅への直接通信を可能にするものの、ユーザがマルチメディアサービスプロバイダと通信できるようにリターンチャネルを含める可能性を見越していなかったという欠点を有する。一方、DVB−RCSを介して提供されるサービスは前記リターンチャネルを提供するが、放送の用途でユーザの自宅と直接通信する可能性を含まない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことに鑑みて、ユーザの自宅への直接のマルチメディアサービスを容易にするためにディジタルビデオ放送(DVB)用途をサポートし、同時に前記ユーザがリターンチャネルを介してマルチメディアサービスプロバイダとの通信を確立できるようにすることのできる、マルチメディア放送ネットワーク上の統合マルチスポット衛星通信システムを推進することが必要となっている。
【0008】
この問題の解決法の1つが本出願と同じ出願人によって提案されているが、これは、ユーザが衛星へのリターンチャネルを介してマルチメディアサービスプロバイダと通信できるようなマルチメディア放送サービスをユーザに提供するものであり、すべてかなり経済的な方式で行われるものである。
【0009】
前記解決法では、規格化されたDVB−SサービスとDVB−RCSサービスを組み合わせて使用し、それにより、送信側と受信側の両方で標準的なステーションを使用することのできる単一かつ再生式かつマルチスポットの衛星システムを得ることが提案された。この解決法では、エンドユーザおよびマルチメディアサービスプロバイダは、衛星へのアップリンクチャネルを介し、DVB−RCS規格に従うリターンチャネルを採用する。
【0010】
衛星の中では再生式ペイロードが、種々のソースから来る情報を、利用可能な任意の標準統合受信機/復号器装置を有するユーザによる受信に適したデータストリームに多重化する。
【0011】
さらに、衛星システムにおける対話チャネルに関するETSI規格DVB−RCS001(草案EN301 790V1.1.1.)によれば、リターンチャネル衛星端末(RCST)から送信されるバーストの同期は、MPEG2−TS(Motion Picture Expert Group 2 − Transport Stream、動画エキスパートグループ2−伝送ストリーム)と呼ばれる標準パケット内のネットワーククロック基準(NCR)に関する情報を受信することによって実施され、これはネットワーク制御センタからDVB−Sフォーマットで送信される。RCSTは、ネットワーク制御センタの元々の27MHz基準を再構築し、割り当てられたタイムスロット中でバーストモードのリターン情報を送信できるようにする。
【0012】
すでに述べたように、従来の方式で実施されるように放送サービスと対話サービスの2つを相互に独立してトランスペアレントに使用すると、ユーザに提供されるプログラムの送信時にバーストを同期させる必要がなく、したがって、RCSTはDVB−RCS規格を厳密に採用できる。
【0013】
しかし、DVB−SとDVB−RCSの2つのサービスを組み合わせる際、すなわち前述のような統合された放送対話システムを使用するときは、放送プロバイダの使用するRCSTがユーザの使用するRCSTと同じであることが前提となる。このために、対話式サービスと放送の両方に共通のバースト同期方法であり、したがってサービスプロバイダ側とユーザ側で同じタイプのRCSTを使用することを可能にするバースト同期方法を規定する必要がある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上に概説した問題を克服するために、本発明の目的である、マルチメディア放送ネットワークにおける統合マルチスポット衛星通信システムにおいて、アップリンク接続を介して送信されたバーストに対する共通同期のための方法およびシステムを提案する。
【0015】
衛星に搭載された要素の1つはDVB再生式マルチプレクサである。前記DVB再生式マルチプレクサは、異なる(すなわちサービスプロバイダとユーザの両方からの)アップリンクチャネルを、同期方式を用いて単一のDVB−Sダウンリンク信号に挿入しようとするので、本発明の解決法を用いて、ネットワーク制御センタ中のクロックによって生成される基準周波数と衛星の基準周波数との間に単純な関係を生み出すことを提案する。
【0016】
さらに、実際の衛星のクロック基準を採用してネットワークに対するクロック基準を生成することも提案する。
【0017】
したがって本発明の目的は、、衛星からのダウンリンク方向の伝送速度が前記ネットワークのクロック基準の整数倍となるような、バーストに対する共通同期手段を備えることを特徴とするリターンチャネルを有するマルチメディア放送ネットワークにおける統合マルチスポット衛星通信システムを提供することである。
【0018】
本発明の一態様によれば、この統合マルチスポット通信システムは、前記ネットワーククロック基準を生成するのに適した衛星を含む。
【0019】
本発明の別の目的は、本発明の衛星に含めるマルチプレクサを提供することである。
【0020】
本発明の別の態様によれば、マルチプレクサは、ダウンリンクフレームの周期がアップリンクフレームの周期に等しくなるように、異なるアップリンクチャネルを同期方式で1つのダウンリンク信号にはめ込むのに適する。
【0021】
本発明の別の追加の目的は、前記バースト同期は、マルチメディアサービスのプロバイダとユーザに共通であり、ダウンリンク方向の伝送速度がネットワークのクロック基準の整数倍となるように実施することを特徴とするリターンチャネルを有するマルチメディア放送ネットワークにおける統合マルチスポット衛星通信システムにおいて、アップリンク接続を介して送信されたバースト共通同期の方法を提供することである。
【0022】
本発明の別の追加の態様によれば、この方法は、前記システムの衛星中でこのネットワーククロック基準を生成することを含む。
【0023】
本発明のこれらおよび他の特徴について、本明細書に添付した図面を補助として以下により詳細に述べる。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の実施を意図したシナリオをよりよく理解できるように、放送と対話のネットワークの統合システムの一例に関して、図1を参照しながら以下に簡単な記述を提供する。
【0025】
このシステムの典型的なシナリオによれば、DVBシステム中のマルチメディアサービスプロバイダ1が、衛星Sを介してマルチメディアサービス信号、例えばビデオオンデマンドをユーザ2に送信する。プロバイダ1は、その動作に必要な構成要素の中でもとりわけ、放送信号生成手段11およびリターンチャネル衛星端末(RCST)12を備える。プロバイダは衛星Sを介して、マルチメディアチャネルを組み込んだ放送信号P1をユーザ2に送信する。この信号はまた、対話式ネットワークにアクセスしてそれとの同期をとる働きをするリターンシグナリングに関する情報も含む。したがって信号P1は、前述のDVB−RCS規格に準拠する信号タイプのアップリンク信号である。
【0026】
ネットワークコントローラ手段3が、ネットワーク機能を制御および管理する働きをする。さらに、同じDVB−RCS規格モードを採用した、ネットワーク操作のためのシグナリングおよびタイミングに関する情報を信号発生器31から衛星に直接送信することもできる。同時に、ネットワークコントローラ手段3は衛星SがDVB−S信号を用いて送信し、マルチメディアサービスプロバイダとユーザから戻って来る異なるリターンチャネルを受信することもできる。シグナリングは、すべてのネットワーク制御動作、例えばネットワークアクセス要求、認証、同期などを含むものと理解されたい。直接シグナリングは、コントローラ手段3から送信されるシグナリングであり、リターンシグナリングは、ユーザ2および/またはプロバイダ1から送信される信号に相当する。したがって、信号P1のシグナリング部分はコントローラ手段3に向けられる。
【0027】
コントローラ手段はまた、前記DVB−Sリターン信号を受信するためのリターンチャネル衛星端末32も備える。
【0028】
衛星Sは、優先的にマルチスポットタイプのものとすることができ、したがって複数のカバレッジゾーンを有することができ、したがって様々なユーザ2が、マルチスポット衛星Sのカバレッジゾーン内である限りどこにいるかに関係なく、広帯域マルチメディアサービスを個別に要求することができる。図1では、わかりやすくするために1人のユーザ2しか示していないが、衛星Sと通信する様々なユーザが存在してもよいことを理解されたい。
【0029】
この構成で、ユーザ2は、信号U1を介して所定のマルチメディアサービスをプロバイダ1に要求する。前記信号は衛星Sに送信されるが、この信号は、プロバイダ1へのリターンチャネルと制御センタ3へのリターンシグナリングを共にDVB−RCSフォーマットで含む。衛星Sは、ユーザ2のリターンチャネルと制御手段3のシグナリングとを含むDVB−Sタイプの信号P2を使用して、この要求をサービスプロバイダ1に送信する働きをする。前記信号P2は、リターンチャネル衛星端末12によって受信され、次いで、ユーザ2の要求に対処するために従来の方式で処理される。
【0030】
信号U1およびP2を送信するため、ならびにユーザ識別およびプロファイルを検証するための制御動作が、DVB−Sフォーマットの信号C2とDVB−RCSフォーマットのC1をコントローラ手段3中で交換することによって実施される。信号C1は、プロバイダ1および/またはユーザ2にシグナリングを送信する働きをし、信号C2は、プロバイダ1および/またはユーザ2からのリターンシグナリングを受信する働きをする。これらの信号は、リターンチャネル衛星端末32を双方向に通過しなければならない。ユーザが識別され、要求されたサービスを受けることについてのユーザのプロファイルが承認されたと仮定すると、プロバイダ1は放送信号P1を衛星に送信する。この信号はDVB−RCSフォーマットで送信される。この信号が衛星中で受信されると、この信号が、これと同じまたは他の放送ソースから受信した他のアップリンク信号があれば共に、マルチプレクサ中で多重化されて、任意の統合受信機/復号器装置で受信するのに適したデータストリームの形でDVB−Sフォーマットの信号が得られる。多重化は、衛星の中の再生器手段を使用して行われる。前記再生器は、多重化を行うだけではなく、チャネルを異なるカバレッジゾーンに切り替え接続および/または放送する機能を実施することもできる。
【0031】
ユーザ2は、共にDVB−Sフォーマットである、プロバイダ1からのマルチメディアチャネルとコントローラ手段3からのシグナリングを受信する。ユーザ2は、リターンチャネル衛星端末(RCST)をユーザの自宅に設置しており、したがって、リターンチャネルを介して前記衛星Sと、前述の信号U1によって通信するための機能を有するが、この信号U1がDVB−RCSフォーマットなのでこの動作が可能である。このようにして、衛星S中で受信されたユーザからの信号はすべて、同じマルチプレクサ中で多重化される。ひとたび多重化されると、衛星Sは、DVB−Sフォーマットである信号P2を介してプロバイダ1に出力信号を送信する。
【0032】
RCSTの動作は、時分割多重アクセスにおける多周波モードすなわちMF−TDMAで、DVB−RCS規格にちょうど記載されているアップリンクフレーム構造に従ってMPEG2−TSパケットを含むバーストを送信することを含む。
【0033】
このことは、アップリンクフレームの継続時間が、整数サイクル(この場合は27MHz)のネットワーククロック基準(NCR)を含むことを意味する。したがって次のとおりである。
【0034】
Tuf=Nu/Riu=K/27MHz (1)
上式で、
Tufは、アップリンクフレームの周期(μs)である。
【0035】
Nuは、アップリンクフレーム内のMPEG2−TSパケットの情報(ビット)である。
【0036】
Riuは、アップリンク情報の伝送速度(Mbit/s)である。
【0037】
Kは、アップリンクフレーム中のNCRサイクルの数を表す整数である。
【0038】
さらに、搭載されたDVBマルチプレクサは、同期方式を用いて、様々なアップリンク信号をDVB−S規格に適合する時分割多重タイプすなわちTDMのダウンリンクデータストリームにマッピングするが、これにより次の関係が得られる。
【0039】
Nu/Riu=Ntd/(CVR×RS×Rtd)
上式で、
Ntdは、ダウンリンクフレームにマッピングされるMPEG2−TSパケット中の情報(ビットで表される)である。
【0040】
CVRは、ダウンリンクDVB−S信号に対して選択された畳込み符号の割合であり、DVB−S規格で定義される1/2、2/3、3/4、5/6、または7/8の値をとることができる。
【0041】
RSは、MPEG2−TSパケットに対するリードソロモン符号の割合であり、188/204に等しい。
【0042】
Rtdは、畳込み符号化およびリードソロモン符号化を含めたダウンリンク伝送速度(Mbit/s)である。
【0043】
送信されるビットの数であるNtdは選択された畳込み符号の割合(CVR)によって決まり、RSはDVB−S規格において固定なので、式Ntd/(CVR×RS)は一定の値となり、これをNdと呼ぶことができる。したがって次のとおりである。
【0044】
Nu/Riu=Nd/Rtd=Tdf (2)
したがって、Nd/Rtdは、ダウンリンクフレームの周期Tdfを提供することができ、これは、式(1)中のアップリンクフレームTufの周期と一致する。
【0045】
この結論に基づき、次に図2を参照すると、同期多重化方式を見ることができる。ここで、Fu1〜Funは、アップリンクアクセスで採用される種々の搬送周波数であり、Fdは、ダウンリンク方向で採用される周波数である。式(1)および(2)から、以下のことを導き出すことができる。
【0046】
Nd/Rtd=K/27MHz
したがって次のとおりである。
【0047】
Rtd=(Nd/K)×27MHz (3)
割合Nd/Kが整数、例えばMを表すように選択した場合は、次のとおりである。
【0048】
Rtd=M×27MHz
衛星の中にある送信機の帯域幅(BW)に応じて、Mは種々の値をとる可能性がある。以下の表に、前記値のいくつかの例ならびに得られるダウンリンクシグナリング速度を示す。
【表1】
【0049】
さらに、27MHzの倍数のダウンリンクシグナリング速度を用いることにより、衛星クロックをネットワーククロック基準(NCR)に対する周波数発生器として用いることができる。これにより、衛星の中にあるDVB中継器の同期をとる際にかなりの単純化が達成され、それに伴ってコストが削減される。
【0050】
図2では、搬送周波数Fu1およびFunがアップリンク送信フレーム周期Tufを表しているのがわかるが、Tufは、各周波数で所定数の情報パケットNuを含み、Nuはこの図の例の場合では4個である。これらのパケットは、多重分離、復調、復号、およびスクランブル解除の諸段階(わかりやすくするため図示していない)で処理された後、n個の入力41〜4nとダウンリンク信号に対する1つの出力周波数Fdとを持つマルチプレクサ手段4に加えられる。ダウンリンクフレーム周期Tdfがアップリンクフレーム周期と同じであるとすると、このマルチプレクサ4は、同期方式を採用して、ネットワーククロック基準周波数の倍数であるダウンリンク伝送速度Rtdを用いてアップリンクパケットをダウンリンク信号にはめ込むことができる。この結果、いくつかのダウンリンクパケットNtdが、図示のようにダウンリンクフレームにはめ込まれる。
【0051】
本発明によって提案される解決法により、次の大きな利点が得られる。
【0052】
本発明の方法によれば、マルチメディアサービスのユーザとプロバイダの両方が、DVB−RCS規格で定義されたバースト同期方式を用いることができる。
【0053】
同様に、搭載されたDVBマルチプレクサが、非同期多重化よりもずっと単純な同期多重化を利用することができる。
【0054】
対話式ネットワークとの同期とダウンリンク信号の生成の両方に単一の基準周波数を使用することにより、衛星の中でのクロック周波数の生成が単純化される。
【0055】
同様に、ネットワーククロック基準(NCR)周波数を衛星の中で生成することができ、したがって、搭載された装置を対話式ネットワークと同期させることがかなり単純化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による、マルチメディア放送ネットワークにおけるマルチスポット衛星通信システムの概略図である。
【図2】アップリンク方向の様々な周波数とダウンリンク方向の1つの周波数を持つ同期多重化方式を示す図である。
【符号の説明】
1 マルチメディアサービスプロバイダ
2 ユーザ
3 ネットワークコントローラ手段
4 マルチプレクサ(バースト同期の共通手段)
41〜4n 入力
11 放送信号生成手段
12 リターンチャネル衛星端末
31 信号発生器
32 リターンチャネル衛星端末
C1、C2、P1、P2、U1、U2 信号
Fd 出力周波数
Fu1、Fun 搬送周波数
Ntd ダウンリンク情報パケット
Nu アップリンク情報パケット
Rtd ダウンリンク伝送速度
S 衛星(統合マルチスポット衛星通信システム)
Tdf ダウンリンクフレームの周期
Tuf アップリンクフレームの周期
Claims (6)
- リターンチャネルを有するマルチメディア放送ネットワークにおける放送および対話式統合マルチスポット衛星通信システムであって、
プロバイダからマルチメディア放送信号を受け取り、該マルチメディア放送信号をユーザからの要求(U1)に応じて該ユーザへ送信する衛星(S)と、
衛星からのダウンリンク方向(P2、U2、C2)の伝送速度を前記ネットワークのクロック基準の整数倍として同期させる、対話式サービスと放送の両方に共通なバースト同期の手段(4)と、
前記衛星を経由して、前記ユーザおよび前記プロバイダから異なるリターンチャネルを受け取るネットワークコントローラ(3)とを備えており、前記マルチメディア放送信号のシグナリング部分が前記プロバイダから前記ネットワークコントローラへ向けられることを特徴とする、システム。 - 前記ネットワーククロック基準を生成するのに適した衛星(S)を含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 請求項2の衛星に含めるためのマルチプレクサ。
- ダウンリンクフレームの周期(Tdf)がアップリンクフレームの周期(Tuf)に等しくなるように、サービスプロバイダおよびユーザからの異なるアップリンクチャネルを同期方式でダウンリンク信号に挿入することを特徴とする、請求項3に記載のマルチプレクサ。
- リターンチャネルを有するマルチメディア放送ネットワークにおける放送および対話式統合マルチスポット衛星通信システムでのバースト同期の方法であって、
システムが、衛星(S)を経由して、ユーザおよびプロバイダから異なるリターンチャネルを受け取るネットワークコントローラ(3)を含み、ユーザの要求(U1)に応答する前記プロバイダから前記ユーザへのマルチメディア放送信号のシグナリング部分が、前記プロバイダから前記ネットワークコントローラへ向けられ、前記バースト同期は、ダウンリンク方向(P2、U2、C2)の伝送速度をネットワークのクロック基準の整数倍として同期させるために、マルチメディアサービスプロバイダとユーザとの間の放送と対話式サービスとの両方に共通であることを特徴とする、方法。 - 前記システムの衛星(S)において前記ネットワークのクロック基準を生成することを含むことを特徴とする、請求項5に記載の方法。
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