JP4807642B2

JP4807642B2 - リモート・チューニング／クロック同期化の方法およびシステム

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Publication number: JP4807642B2
Application number: JP2004559346A
Authority: JP
Inventors: ウエインロツクリツジ，テリー; アーサーデレンバーガー，マイク; トーマスウエツツエル，ダニエル
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2023-12-04
Also published as: EP1791040A2; EP1576755B1; MXPA05006049A; US7991014B2; EP1791040A3; CN1720487A; KR101019168B1; WO2004054157A3; AU2003297686A8; JP2006511108A; EP1576755A2; US20110113446A1; AU2003297686A1; US20060153182A1; US8929403B2; KR20050084156A; EP1576755A4; CN101534417B; WO2004054157A2; CN101534417A

Description

本発明は、集合住宅（Ｍｕｌｔｉ‐Ｄｗｅｌｌｉｎｇ：マルチドゥエリング）または集合テナント（Ｍｕｌｔｉ‐Ｔｅｎａｎｔ：マルチテナント）ネットワークにおいてビデオ・サービスを提供することに関する。特に本発明は、リモート・チューニング（ｒｅｍｏｔｅｔｕｎｉｎｇ：遠隔同調）およびクロック同期化のための方法とシステムに関する。

本明細書は、以下に説明する本発明の種々の特徴に係る、種々の技術的特徴を読者に紹介するためのものであり、これは、本発明の種々の特徴を容易によく理解するための背景情報を読者に提供するのに役立つものと信じられる。従って、これらの記述はこのような見地から読まれるべきであり、従来技術を容認するものとして読まれるべきではない。

過去数年間に、ホテル、モーテル、アパートなど多数の集合住宅（ＭｘＵ：Ｍｕｌｔｉ−ｄｗｅｌｌｉｎｇＵｎｉｔ、マルチドゥエリング・ユニット）施設は、その利用者たちにディジタル・データ信号を供給する事業（例えば、ディジタル・ビデオ／インターネット・サービス）を拡張し始めている。従来のアナログ・ビデオ・システムよりも高品位のビデオを提供することに加え、ディジタル・データ・システムにより、ホテルやモーテルの所有者は、ビデオ・オン・デマンド、インターネット・アクセスおよびペイ・パー・ビュー・ビデオを１つの接続で各部屋に供給する融通性が与えられている。更に、ホテルやモーテルの経営者は通例、ディジタル・データ・サービスに対しプレミアム（割増金）を宿泊者に請求できるので、ディジタル・データ・システムに投資する集合住宅の数は増加しつつある。あいにく、有線／ネットワークによるディジタル放送信号（例えば、衛星放送）の配信は、かなり広い帯域幅を必要とする。このような帯域幅を提供し維持することは、集合住宅施設の所有者にとって非常に高い費用を要する。

ディジタル・データを集合住宅施設に配信する際の更なる問題は、クロック・ジッタ（ｊｉｔｔｅｒ：変動）の問題である。バッファ／カラー・バーストの制御にシステム・クロックが使用されるので、安定なタイミング・クロックがディジタル信号の復号化に不可欠である。タイミング・クロックが安定しないと、ビデオの品位と信頼性が低下する。

一般に、衛星またはケーブルなどのようなビデオ放送システムでは、オーディオ／ビデオ（Ａ／Ｖ）データ信号内で、或る一定のトランスポート・パケットにタイム・スタンプを付加することにより、クロック信号をＡ／Ｖデータ信号内に埋め込む。トランスポート・ストリームの配信は決定論的なので、タイム・スタンプによって、この種のパケット間の相対的時間基準（タイム・ベース）が得られる。これらのパケットのうち１つが受信されると、受信システムはそのローカル・クロックをタイム・スタンプと比較して、相対的時間基準（タイム・ベース）を生成する。Ａ／Ｖデータ信号内で、複数のタイム・スタンプを比較することにより、受信システムは、そのローカル（局所）クロックを、それが放送者のクロックと一致するまで調節できる。このタイプのクロック再生は現在のディジタル・ビデオ放送システムにおいて一般に使用されている。しかしながら、集合住宅（ＭｘＵ）システムはＡ／Ｖデータ信号を、ジッタを導入するインターネット・プロトコル（ＩＰ）パケットに変換するので、従来のクロック再生方法では、ネットワークのセットトップ・ボックス・システムに対しうまく働かない。

（発明の概要）
開示する実施例は、ネットワーク内でリモート・チューニング（遠隔同期）とクロック同期を行うシステムに関する。本システムは、複数のチャンネルを含む信号を受信する装置と、複数のチャンネルのうち少なくとも１つを見たいというユーザの希望を示すリクエストを受信する装置と、受信した信号をフィルタ（濾波）して複数のチャンネルのうち前記少なくとも１つに対応するユーザ信号をユーザに送信するフィルタと、を具える。本システムの別の実施例は、複数のパケットのうち少なくとも一部が、埋め込まれたタイム・スタンプを含んでいる、前記複数のパケットから成る信号を受信する装置と、複数のパケットのうち、埋め込まれたタイム・スタンプを含んでいる前記少なくとも一部を検出する装置と、前記埋め込まれたタイム・スタンプに基づいて調節されたタイム・スタンプと精密ローカル・クロックを計算し、調節されたタイム・スタンプを、複数のパケットのうち埋め込まれたタイム・スタンプを含んでいる前記少なくとも一部の中に組み込んでから、前記少なくとも一部のパケットをネットワークに送信する装置と、を具える。
本願の特徴や有効性は、以下の記載や実施例の明示によって明らかとなる。

本発明の実施例を以下に説明する。実施例の説明を簡潔にするため実施例のすべての特徴を明細書に記述することはしない。このような実施例の開発においては、すべての工学／設計プロジェクトにおけるように、実施例により異なるシステム関連／ビジネス関連の制約の遵守のような、開発者の目標を達成するため、実施に特有の決定を数多くしなければならない。このような開発の努力は、複雑であり時間を要するが、開示の利益をうける通常の技能者にとっては、設計／組立て／製作の日常的作業である。

最初、図１に、本発明の実施例に従う集合住宅に使用するのに適するディジタル・データ・システム（参照番号１０で表す）のブロック図を示す。ディジタル・データ・システム１０は、統合されたディジタル・データ・システムであって、広帯域（ブロードバンド）のディジタル・ビデオ／サービスを多数の利用者に提供する。ディジタル・データ・システム１０の付加的特徴として、多数の利用者のために高品位のオーディオ／ビデオとディジタルＩＰデータ・サービスを統合できる。更に、ディジタル・データ・システム１０は、費用効率の高い種々のディジタル・サービスを開始するための基盤を提供するように設計され、且つスケーラブルである（ｓｃａｌａｂｌｅ：拡張性がある）のみならず、異なるディジタル・データ・サービスが漸増的に追加されるように設計されている。

ディジタル・データ・システム１０は、ミニ・ヘッドエンド（Ｍｉｎｉ‐Ｈｅａｄｅｎｄ）ユニット１２を含み、ここで、ディジタル・オーディオ、ビデオ、およびデータ・サービスが受信され、統合され、集合住宅／集合テナント・ユニット（ＭｘＵ）ネットワーク１４全体に配信される。ＭｘＵネットワーク１４は、ディジタル・オーディオ、ビデオまたはデータ・サービスを希望する多数の利用者が居るアパート、ホテル、または他の構造物内に配置される。

ミニヘッドエンド・ユニット１２は、データを受信し、ＭｘＵネットワ‐ク１４内の住宅ユニット１６にデータを転送し、工業標準に従うサービス品質（ＱｏＳ：ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）を提供する。コア（ｃｏｒｅ：中核）ビデオ・サービス・システム１８、アドバンスト（ａｄｖａｎｃｅｄ：通常料金より高い）ビデオ・サービス・システム２２、データ・サービス・システム２４は、インターネット２６に接続されている。ギガビット（Ｇｉgａｂｉｔ）ＱｏＳイーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））スイッチ２６も、ミニヘッドエンド・ユニット１２内に含まれる。

コア・ビデオ・サービス・システム１８は、軌道を周回する衛星２０に結合されて通信する衛星受信システム１９を含むのが好ましい。衛星２０は、コア・ビデオ・サービス・システム１８で受信される信号１５を送信する。１つの実施例において、衛星受信システム１９は、ディレクＴＶ（ＤｉｒｅｃＴＶ（商標））のような衛星ビデオ・プロバイダからＡ／Ｖデータ信号を受信する。衛星受信システム１９の付加的特徴として、サービスをリクエストする利用者の数に基づいて、軌道周回衛星２０から受信したＡ／Ｖデータ信号の数を拡張できる。更に具体的に言うと、この実施例で、衛星受信システム１９は、マルチキャスト（ｍｕｌｔｉ‐ｃａｓｔ：同報通信）サーバを働かせて、住宅ユニット１６内のネットワーク・セットトップ・ボックス（ＮＳＴＢ）４４にＡ／Ｖデータ信号をリクエストさせる。ネットワーク・セットトップ・ボックス（ＮＳＴＢ）は、ミニヘッドエンド・ユニットからデータをリクエストできると共に、ビデオ・ストリームを解読し復号化できる。衛星受信システム１９が受信できる衛星トランスポンダ（中継器）の数は、シャーシ（筐体）内の回転ブレードの数をスケール・アップ／ダウンすることにより、調節できる。十分に搭載されたシャーシ（またはそれに類似するもの）は多数のトランスポンダを収容でき、２．４Ｇｂｐｓ以上の入力データ・レートを処理できる。衛星信号を受信すると、衛星受信システム１９は、ギガビット（Ｇｉｇａｂｉｔ）ＱｏＳイーサネット（登録商標）スイッチ２８に、ＩＰデータ・パケットを出力できる。ＩＰデータ・パケットは、ＩＥＥＥ８０２．１ｐ（「トラフィック・クラス・エクスペダイティング／ダイナミック・マルチキャスト・フィルタリング」）およびＩＥＥＥ８０２．１ｑ（「バーチャルＬＡＮ」）に記載の、サービス品質（ＱｏＳ）仕様書にも従う。

衛星受信システム１９は、ネットワーク・インタフェースとして機能する１Ｇｂｐｓイーサネット（登録商標）ポートを備える。このネットワーク・インタフェースは、もし望まれるなら別のイーサネット（登録商標）ポートを含めるために、拡張することもできる。更に、利用者からの番組に関するリクエストを受け入れる管理システムも衛星受信システム１９内に含められる。管理システムにより、利用者は、衛星、トランスポンダおよび番組ＩＤを選択することができ、これによって、衛星受信システム１９は特定の番組ストリームを利用者に供給できる。また、管理システムは、帯域幅節約のためにマルチキャスティング（同報通信）をサポートすることもできる。図１で、衛星受信システム１９と衛星２０はコンテンツ配信メディアとして示されているが、コンテンツ配信のために他のメディア（例えば、ケーブル、ファイバなど）の使用も本発明の範囲内で考慮される。

アドバンスト・ビデオ・サービス・システム２２は、追加的なディジタル・ビデオ・サービスを可能にするために衛星受信システム１９と協働するプラットフォーム（基盤）である。アドバンスト・ビデオ・サービス・システム２２は、スケーラブルなので、このサービスを利用するユーザの数に依って調節できる。例えば、アドバンスト・ビデオ・サービス・システム２２はユーザ数の増加につれ、より多数のサーバ３０を必要とする。ビデオ・サービス・システム２２により提供されるサービスには、ビデオ・オン・デマンド、ニア・ビデオ・オン・デマンド、リミテッド・ビデオ・オン・デマンド、ニールセン格付（ＮｉｅｌｓｅｎＲａｔｉｎｇ）、時間シフト自動録画（ＴｉｍｅＳｈｉｆｔ、ＡｕｔｏＲｅｃｏｒｄ：タイム・シフト・オート・レコード）、パーソナル・ビデオ・レコーディング（ＰＶＲ）などがある。限定受信システム（ＣＡＳ：ＣｏｎｄｉｔｉｏｎａｌＡｃｃｅｓｓＳｙｓｔｅｍ）もハード・ドライブ３２に記録される番組ストリームのためにアドバンスト・ビデオ・システム２２と協働して使用できる。

記録（録画）するとき、衛星受信システム１９から受信される元の番組ストリームは解読され、画像データが抽出され、そして新しい番組ストリーム（抽出された画像データを含んでいる）が暗号化され、ハード・ドライブ３２に記憶される。この実施例では、ネットワーク・プロバイダの限定受信システム（ＣＡＳ）は、アドバンスト・ビデオ・システム・サーバ３０において終端され、その後、新しい限定受信システム（ＣＡＳ）が使用される。

ＭｘＵネットワーク１４にインターネットでアクセスするために、データ・サービス・システム２４を使用することもできる。他の特徴のうちでもとりわけ、データ・サービス・システム２４は、インターネット・サービスを利用している加入者の数、およびインターネット・サービスに必要とされる速度または帯域幅に応じて、拡張できる。データ・サービス・システム２４は、別個の装置を通して供給することができ、あるいは衛星受信機の中に統合することもできる。これらの装置は、ビデオの品質を確保するために、ＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ：サービス品質）を提供できる。

上述のように、ミニヘッドエンド・ユニット１２には、ギガビットＱｏＳイーサネット（登録商標）スイッチ２８が具えられ、コア・ビデオ・サービス・システム１８、アドバンスト・ビデオ・サービス・システム２２、データ・サービス・システム２４、およびＭｘＵネットワーク１４間が接続される。ギガビットＱｏＳイーサネット（登録商標）スイッチ２８は、中型から大型のシステムに使用されるが、小型のシステムでは取りはずされてもよい。ギガビットＱｏＳイーサネット（登録商標）スイッチ２８は、全２重方式ギガビット・イーサネット（登録商標）インターネットをサポートし、且つ種々のサイズのシステムをサポートするためにスケール化することが可能である。ギガビットＱｏＳイーサネット（登録商標）スイッチ２８は、ＩＥＥＥ８０２．１ｐおよび８０２．１ｑ標準に記載のＱｏＳ標準もサポートする。ＱｏＳ標準は、データ・サービス・システム２４からのインターネット・データよりもビデオ・データに高い優先順位を与えることにより、ギガビットＱｏＳイーサネット（登録商標）スイッチ２８、コア・ビデオ・サービス・システム１８、アドバンスト・ビデオ・サービス・システム２２およびデータ・サービス・システム２４間の通信を容易にすることができる。例えば、ビデオ・データとインターネット・データが同時にリクエストされると、ビデオ・データが最初に送信され、インターネット・データは、十分な帯域幅が得られるまで、遅延される。提供されているサービスのタイプ、およびＭｘＵネットワーク１４内にある住宅ユニット１６の数は、この技術分野に通常の技量を有する者（当業者）がギガビットＱｏＳイーサネット（登録商標）スイッチ２８を選択する際に考慮しなければならない多数の要素のうち少数のものである。

また、ＭｘＵネットワーク１４は、１つまたはそれ以上のサービス・ラック（ｒａｃｋ：棚）３４を含むことができる。サービス・ラック３４は、ＭｘＵネットワーク１４内にある住宅ユニット１６の数に応じて拡張できる。本発明の１つの実施例において、サービス・ラック３４は、ＭｘＵネットワーク１４内の電話線が集まる所に配置される。ディジタル・データ・システム１０内にあるＭｘＵネットワーク１４の数により、必要とされるサービス・ラックの数が決められる。マルチネットワーク環境（例えば、複数のビルの集合体）内にある各ＭｘＵネットワーク１４（例えば、ビルディング）ごとに複数のサービス・ラック３４のうちの１つが備えられるのが好ましい。各サービス・ラック３４にはＶＤＳＬスイッチ３６が含まれる。ＶＤＳＬスイッチ３６はＰＯＴＳ（ＰｌａｉｎＯｌｄＴｅｌｅｐｈｏｎｅＳｅｒｖｉｃｅ：従来の電話サービス）スプリッタ３８を含み、ミニヘッドエンド１２のギガビットＱｏＳイーサネット（登録商標）スイッチ２８から受信されるディジタル・ビデオ、オーディオ、およびデータとＰＯＴＳサービスとを合成する。ＶＤＳＬスイッチ３６は、イーサネット（登録商標）直交振幅変調（ＱＡＭ）スイッチとして図示されているが、他の適当なスイッチも本発明の範囲内で考慮される。

ディジタル・データ・システム１０で、各住宅ユニット１６は、モデム４２、ネットワーク・セットトップ・ボックス（ＮＳＴＢ）４４、モデム４２とＮＳＴＢ４４の両方、あるいはモデムとＮＳＴＢの統合ユニットを具えることもできる。ＮＳＴＢ４４の一例は、ＤｉｒｅｃＴＶセットトップ・ボックスであって、これはミニヘッドエンド・ユニット１４とインタフェースするように構成される。モデム４２は、ディジタル・データ、オーディオおよびビデオ・サービスにアクセスするためにＮＳＴＢで使用される装置の一例である。モデム４２は、電話線を介して、ＶＤＳＬスイッチ３６に接続でき、ＶＤＳＬラインを終端できる。モデム４２は電話サービス４６用の接続およびＰＯＴＳスプリッタを具える。またモデム４２は、イーサネット（登録商標）ポート（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ｐｏｒｔ）を具えており、オーディオ、ビデオおよびデータ・サービスにＮＳＴＢ４４でアクセスすることに加えて、１つまたはそれ以上のコンピュータ４８でインターネットへのアクセスが得られる。

図１に電話線が示されているが、住宅ユニット１６、サービス・ラック３４、およびミニヘッドエンド・ユニット１２間の通信、他の適当な形態のネットワーキング（ケーブルおよび無線ネットワークを含む）も本発明の範囲内で考慮される。

図１のアーキテクチャの１つの重要な構成要素は、リモート・チューニング（ｒｅｍｏｔｅｔｕｎｉｎｇ：遠隔同調）の性能である。リモート・チューニングは、ＮＳＴＢ４４から衛星同調機能を取り除き、その機能をミニヘッドエンド・ユニット１２に移す。図１に示す実施例において、同調機能は衛星受信システム１９内部で起こる。同調機能（これには、同調、復調、デマルチプレクス機能が含まれる）をミニヘッドエンド・ユニット１２に移すことにより、衛星受信システム１９が実際に受信するのは限られたデータのサブセットのみなので、ネットワークは比較的狭い帯域幅で動作できる。

動作中、衛星受信システム１９におけるリモート・チューニング（遠隔同調）機能は、ＮＳＴＢ４４からリクエストを受信すると、そのリクエストを処理し、衛星トランスポンダに接続する。通常、トランスポンダのデータ・レートは、衛星受信システム１９とＮＳＴＢ４４間のネットワークの帯域幅を超えるのでデータをフィルタする必要がある。本発明におけるフィルタの１つの実施例では、ＰＩＤ（ＰａｃｋｅｔＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：パケット識別子）によりトランスポート・ストリームをフィルタする。この場合、ＮＳＴＢ４４のリクエストに、関係するＰＩＤが含まれる。フィルタによるこの処理は、リクエストされたＰＩＤを有するストリームのみを抽出することにより、データ・レートを低減させる。この低減されたデータ・レートはネットワークの帯域幅の制限を超えない。これら複数のＮＳＴＢは衛星受信システムのチューナを共有できるので、ネットワーク上のＮＳＴＢ４４の数が増加するにつれて、各ＮＳＴＢにつき利用できるチューナの数は減少する。

図１のアーキテクチャの別の特徴として、Ａ／Ｖデータ信号プロバイダのシステム・クロックにＭｘＵネットワークのクロックを同期させることができる。上述のように、衛星受信システム１９は、放送オーディオ／ビデオ（Ａ／Ｖ）データ信号を受信する。これらの信号は複数のトランスポート・パケットで構成され、トランスポート・パケットの幾つかに、放送システムからの埋め込まれたタイム・スタンプが含まれる。埋め込まれたタイム・スタンプは、バッファとカラー・バーストの制御に使用できる。衛星受信システム１９はトランスポート・パケットをＮＳＴＢ用にＩＰデータ信号に変換する。この変換プロセスで、ジッタが導入され、元のシステム・クロック情報は失われる。衛星受信システム１９は多数のトランスポンダに同調でき、多数のビデオ・チャンネルを受信でき、その各チャンネルは、独自のシステム・クロックを有するので、独自のクロック・ジッタが各チャンネルに導入される。衛星受信システム１９は、変換プロセスで導入されるジッタを除去するよう変更できるので、ＮＳＴＢ用にジッタのないタイム・ベース（時間基準）が得られる。

図２は、本発明の実施例による衛星受信システム（参照番号５０で表す）のブロック図である。精密ローカル・クロック（ＰＬＣ：ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＬｏｃａｌＣｌｏｃｋ、精密局所クロック）５１は、特定のネットワーク・パケットのみに、タイム・スタンプを付加するように構成できる。精密ローカル・クロック（ＰＬＣ）５１と時間補償アルゴリズムを使用して、一定のＡ／Ｖデータ信号について正確なタイム・スタンプを、出て行くＩＰデータ信号のパケットに適用できる。この方法の利点は、衛星受信システム５０にシステム・クロックを１つ必要とするだけで、各ビデオ・チャンネルごとに位相固定クロックを必要としない。ＤｉｒｅｃＴＶ衛星システムの場合、ＰＬＣ５１の周波数は２７ＭＨｚより遅くない。クロックを速めると計算の誤りが減少することは注目されるべきである。

衛星フィード（番組）５６は、複数のチューナ／復調器５７ａ〜５７ｃで受信される。各チューナ／復調器５７ａ〜５７ｃは、それぞれ異なる受信チャンネルに対応する。各チューナ５７ａ〜５７ｃの出力は、対応する受信タイム・スタンプ・ラッチ（ＲＴＳＬ：ＲｅｃｅｉｖｅＴｉｍｅＳｔａｍｐＬａｔｃｈ）５２ａ〜５２ｃに送られる。ＰＬＣ５１は、複数のＲＴＳＬ５２ａ〜５２ｃに対するソース・クロックとして機能する。

各受信タイム・スタンプ・ラッチ（ＲＴＳＬ）５２ａ〜５２ｃは、それが受信されるとき、タイム・スタンプを各Ａ／Ｖデータ信号に付加する。パケット・プロセッサ５３は、埋め込まれたタイム・スタンプを有するパケットをＡ／Ｖデータ信号内で検出するように構成される。この構成は、ＰＩＤ／ＳＣＩＤ、パケットのタイプなどに基づく。パケット・プロセッサ５３は、ＲＴＳＬ５２および埋め込まれた放送Ａ／Ｖストリーム・タイム・スタンプ（ＳＣＲ）を記憶し、その２つのタイム・スタンプを処理して、数式１、２、３に示すような、正規化されたクロック・レートを生成する。放送システム・クロックをＰＬＣに正規化することによって、時間調節係数（ＴＡＦ：ＴｉｍｅＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔＦａｃｔｏｒ）が得られる。
放送Ａ／Ｖストリーム・クロック・デルタ：

精密ローカル・クロック・デルタ：

放送システム・クロックをＰＬＣに正規化し、時間調節係数（ＴＡＦ）が得られる：

タイム・スタンプをＩＰパケットに適用する主眼は、ネットワーク上の多数の装置に、そのクロックと送信機／サーバを同期させることである。タイム・スタンプの適用に使用できるネットワーク・プロトコルが幾つかある。或るネットワーク・プロトコルでは、タイム・スタンプが物理層において適用されない。このプロトコルでは、タイム・スタンプがパケットに適用された後に且つパケットが物理的ネットワーク上に配置される前に、ジッタの導入を除去する統計的方法を使用する必要がある。これらの統計的方法は当業者に知られているので詳細に述べない。別のネットワーク・プロトコルでは、タイム・スタンプを物理層においてネットワーク・パケットに適用する。この方法では、送信機と受信機間の遅延経路は一定であると仮定し、もし受信機も物理層においてタイム・スタンプを適用し、それからそのクロックを送信機のクロックに同期させるなら、システムにより導入されるジッタを除去できる。

以下の説明は、送信機が正確なタイム・スタンプをネットワーク・パケットに適用する仕方に関する。衛星受信システム５０は、ＩＰデータ信号のタイム・スタンプ・パケットを送信する幾つかのオプション（選択肢）を有する。１つのオプションは、ＮＴＰ、ＲＴＰなどの標準プロトコルを使用することである。別のオプションは、Ａ／Ｖデータ信号のタイム・スタンプと同じフォーマットで正確な情報を有する新しいトランスポート・パケットを生成することである。どちらの実施も、衛星受信機に、目標とするビデオ・チャンネルに正確なタイム・スタンプを適用することを要求する。これを行う１つの方法として、タイム・スタンプをＩＰデータ信号のタイム・スタンプ・パケットに、それが物理的ネットワーク５５に送信されているとき、適用する。この実施態様で、ＰＬＣ５９を使用するローカル・カウンタは、ＩＰデータ信号のタイム・スタンプ・パケットに適用されるネットワーク・タイム・スタンプ（ＮＴＳ）をラッチする。ＮＴＳはＡ／Ｖデータ信号からの埋め込まれたタイム・スタンプと同期しないので、修正ネットワーク・タイム・スタンプ（ＣＮＴＳ：ＣｏｒｒｅｃｔｅｄＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＳｔａｍｐ）を発生させるために、式４に示すように調節できる。ＣＮＴＳは、式３からＴＡＦにより調節されているので、Ａ／Ｖデータ信号内の埋め込まれたタイム・スタンプと同期する。その結果、システムは多数の電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）を必要とせず、ジッタのない正確なタイム・スタンプをＩＰデータ信号のタイム・スタンプ・パケットに適用する。

上述した方法は、ＰＬＣ５１がドリフト（変動）せず、そしてＣＮＴＳにおける計算誤りのない理想的なシステムについてのものである。非理想的システムにおいて、クロック・ドリフトや計算誤りの影響を最少限度に抑える方法が幾つかある。最初に、ＰＬＣが正確な水晶であって、ドリフトが＋−１０ｐｐｍ以下であるならば、それは誤りを減らすであろう。次に、衛星受信システムは、ネットワークのタイム・スタンプ・パケットが送られる時を決定するので、より正確なＣＮＴＳを得るため、ＴＡＦはその期間中にのみ平均化できる。このウィンドウ平均（ｗｉｎｄｏｗａｖｅｒａｇｅ）は、変更されたＣＮＴＳ（ＡＣＮＴＳ：ＡｌｔｅｒｅｄＣＮＴＳ）と呼ばれ、式５で示される。

ここで、ｎは最初の未使用のサンプル、Ｎは最後（最新）のサンプルである。サンプルはタイム・スタンプがトランスポート・ストリーム内で検出されたときに取られる。

式５は、タイム・スタンプが集められる方法を制御することによって、更に簡略化できる。もしこれが行われると、レジスタのオーバフローおよびカウンタのラップ・アラウンド（ｗｒａｐａｒｏｕｎｄ）が補償される限り、式５は以下のようになる：

幾つかの異なるネットワーク・タイム・スタンプ・プロトコル（ＮＴＰ、ＲＴＰなど）がある。一般に、これらのプロトコルは、送信ユニット（この場合、衛星受信システム５０）によってＣＮＴＳまたはＡＣＮＴＳの値を計算する必要がある。従って、１つの実施例で、衛星受信システムはトランスポート・パケットまたはプロパティ・パケットを使用して、ＡＣＮＴＳパラメータを、ＡＣＮＴＳの計算を行う利用者／受信者に伝送する。

図３は、本発明の実施例に従いＡＣＮＴＳのパラメータの送信に使用されるトランスポート・パケット（参照番号６０で表す）の実施例のブロック図である。パケット６０は、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、トランスポート・ヘッダ、ネットワーク・タイム・スタンプ（ＮＴＳ）、ＳＣＲ_Ｎ、ＳＣＲ_ｎ、ＲＴＳＬ_ＮおよびＲＴＳＬ_ｎから成る。図３に示す実施例は、使用している各チャンネルのＡＣＮＴＳを計算することをＮＳＴＢに要求することにより、衛星受信機の処理要件を減じる。衛星受信システムはそれでもＮＴＳを挿入するかもしれないが、残りのパケットのパラメータは、パケットが実際に送られるまでは、ネットワーク・パケットに適用する必要はない。ＮＳＴＢは、パケットを受け取ると、式５または式６を使用してＡＣＮＴＳを計算する。

上に概略を述べたシステムは、ネットワーク（衛星受信システムおよびＮＳＴＢ）の終点でパケットの正確なタイム・スタンプを供給するシステムのためのクロック再生スキームを含んでいる。このシステムは、中間のネットワーク装置（規格品のギガビット／イーサネット（登録商標）ＱＡＭスイッチのような）により導入されるクロック・ジッタを減じる。しかしながら、ネットワークのタイム・スタンプ・パケットが、ネットワークに据えられるときにタイム・スタンプを挿入すると、ハードウェアと費用の追加を要する。この理由で、本発明の別の実施例は、ほとんどジッタを生じないシステムである。このようなシステムはジッタレス（ｊｉｔｔｅｒｌｅｓｓ：ジッタの無い）ＭｘＵシステムと呼ぶこともできる。

図４は、本発明の実施例が使用されるネットワークのブロック図である。この図は全体が参照番号８０で表される。ジッタ成分を除去することは主として、物理的に接続された２つのネットワーク装置間のクロックの関係を知ることに基づいている。例えば、システム８０に、互いに接続されたＮ個のネットワーク装置がある。各ネットワーク装置はそれ自身のクロックを有しており、装置Ｎの８５クロックを装置Ａの８１クロックに同期させることが望まれる。

このシステム８０は、任意の他の装置に同期できる装置Ｎ８５の能力を制限しないので
装置Ｎの第１のタスクはそのクロックを、システム内の他の装置に同期させることである。この融通性を与えるために、同期している２つのネットワーク装置は、それら自身の間のクロック関係を確立する。Ｎはシステム８０内の終点であるので、左から右へのクロック関係は、ＣＡ／ＣＢ、ＣＢ／ＣＣ、ＣＣ／ＣＤ、などとなる。ここで、ＣＡは装置Ａ内のクロックであり、ＣＢは装置Ｂ内のクロック、などである。このクロック関係は、タイム・スタンプを付加されたネットワーク・パケットを関連する装置に送ることによって確立される。例えば、装置Ａ８１は、タイム・スタンプ・パケットを装置Ｂ８２に送る。装置Ａ８１は、そのパケットが物理的ネットワークに配置される直前に、そのタイム・スタンプを適用する。そのパケットが装置Ｂに達するまでの到達時間は、定数Ｃ_ＡＢによって遅延される。装置Ｂはそのローカル・クロックを使用して、装置Ａからのネットワーク・パケットの到達時間を獲得する。これらのパケットを２つ受け取ると、装置Ｂは、式７に示すように、装置Ａと装置Ｂ間のクロック関係（ＣＡ／ＣＢ）を計算できる。

システム８０内のクロック関係がすべて知られると、システム８０は装置Ｎのクロックを装置Ａのクロックに同期させることができる。クロックの同期を達成するために、受信機（装置Ｎ８５）は最少限度、送信機（装置Ａ８１）からの２つのクロック再生パケットを必要とする。この２つの装置間の物理的配線は固定遅延と考えられるが、各装置間の遅延は必ずしも固定されていない。その目的は、各装置により導入される遅延を補償すると共に、送信機（Ａ）のクロック単位で遅延を定量化することである。

装置Ａは装置Ｎにクロック再生ネットワーク・パケットを送る。このパケットは、上述のように、変更されたＩＰタイム・スタンプ・パケットである。２つのフィールドがパケット、クロック・レートおよび遅延ティックに加えられる。「クロック・レート」は、パケットがこのシステムを通過するときのクロック・レシオ（比率）を規定する。「遅延ティック」（ｄｅｌａｙｔｉｃｋ）は、送信機のティックを単位とする各装置についての遅延の累積である。装置Ａがクロック再生パケットを装置Ｎに送ると、クロック再生パケットは最初、１に設定されたクロック・レート、および０に設定された遅延ティックを有する。

図５は、本発明の実施例が使用される別のネットワーク構成のブロック図である。このブロック図は全体が参照番号９０で表される。パケットは装置Ａによってタイム・スタンプを付加され、装置Ｂに送られる。装置Ｂは、パケットの到着時間を捕捉し、そのパケットをどこへ送るべきかを、そして必要とされる処理を判断する。パケットを送信する準備が整うと、装置Ｂは、そのパケットがクロック再生パケットであることを確認し、出発時間を捕捉する。次に装置Ｂは、タイム・スタンプ間の遅延を計算し（式８参照）、それにＣＡ／ＣＢを掛ける（式９参照）。次に、この結果は、クロック再生パケット内の「遅延ティック」に加算され、パケットからの「クロック・レート」にＣＡ／ＣＢが掛けられ、それからクロック再生パケットの中に再び書き込まれる。このプロセスは、パケットが装置Ｎで受け取られるまで各ネットワーク装置で繰り返される。このプロセスは数学的に式１０、１１、１２に示されている。式１３は、装置Ａと装置Ｎ間の総合的クロック・エラーを測定する方法を示す。

Ｂについての遅延：Ｂのクロックを単位とする、

Ｂについての遅延：Ａのクロックを単位とする、

システムを通るクロック・レシオ（比率）

システムを通る可変遅延：Ａのクロック単位（遅延ティック）で、

従って、

式１３は、Ｎのクロックの調節に使用する必要はない。それはｐｐｍ（百万分率）でのクロック・エラーである。

装置Ｎは、クロック再生パケットを受信し、その到着時間を捕捉する。パケット内の情報および到着時間が記憶される。第２のクロック再生パケットが受信されると、再生パケット内にあるそれぞれの到着時間および情報を使用して、装置ＮはそのクロックをＡのクロックに同期させる。

図６は、本発明の実施例に従うクロック再生パケット（全体が参照番号１００で表される）のブロック図である。クロック再生パケット１００は、ＡＣＴＳ、クロック・レート成分、および遅延ティック成分から成る。

図７に、本発明の実施例に従うクロック・ジッタを除去する装置のブロック図を例示する。この図は全体として参照番号１２０で表される。標準ルータおよびスイッチは、ジッタレスＭｘＵネットワークに必要とされるタイム・スタンプ付加とパケット変更を行わない。ネットワーク１２０は、エラー（誤り）のほとんどない精密クロック１２１を必要とする。このクロックは、複数のパケット判別器１２２によって共有され、パケット・プロセッサ１２３によって使用される。パケット判別器１２２は、物理的ポート１２４に接続され、出入りするパケットにタイム・スタンプを付加することができる。

図８は、本発明の実施例に従うパケット判別器のブロック図である。パケット判別器は全体として参照番号１３０で表される。パケットが到着すると、それはタイム・スタンプを付加され、このタイム・スタンプはパケットと共に記憶される、パケットが物理的ポート１３１を介して送信されているとき、判別器１３２はパケットを走査してクロック再生パケットを探し求める。このパケットが検出されると、判別器１３２はタイム・スタンプ１３３を捕捉する。次に判別器は、以前のタイム。スタンプおよび現在のタイム・スタンプを使用して、新しい「遅延ティック」と「クロック・レシオ」を計算する。これは再びパケットの中に書き込まれる。チェックサム（ｃｈｅｃｋｓｕｍ）およびＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｏｄｅ：周期的冗長コード）が計算され、パケットは送信される。

本発明は種々の変更の余地があり、別の形態に変更され得るが、図面に実施例を例示し本文中に詳細に説明されている。しかしながら、本発明は、ここに開示する特定の形態に限定される意図のものでなく、本発明には、特許請求の範囲で限定される本発明の精神と範囲内に入るすべての変更、および同等物／代替物が含まれる。

本発明の実施例に従う集合住宅において使用するのに適するディジタル・データ・システムのブロック図である。本発明の実施例に従う衛星受信機のブロック図である。本発明の実施例に従うＡＣＮＴＳのパラメータの伝送に使用するトランスポート・パケットのブロック図である。本発明の実施例が使用されるネットワークのブロック図である。本発明の実施例が使用される別のネットワーク構成のブロック図である。本発明の実施例に従うクロック再生パケットのブロック図である。本発明の実施例に従うクロック・ジッタ除去を行う装置のブロック図である。本発明の実施例に従うパケット判別器のブロック図である。

Claims

ネットワーク上で、複数のネットワーク・セットトップ・ボックスのリモート・チューニングを行うシステムであって、
各々がトランスポート・パケットを含む複数のチャンネルを含む信号を受信する装置と、
前記複数のチャンネルのうち少なくとも１つを見たいというユーザの希望を示すリクエストを前記ネットワーク上で複数のネットワーク・セットトップ・ボックスのひとつから受信する装置と、
前記受信した信号をフィルタし、複数のチャンネルのうち前記少なくとも１つに対応するユーザ信号をインターネット・プロトコル・データ・パケットのストリームとして複数のネットワーク・セットトップ・ボックスのひとつに前記ネットワークを通して送信するフィルタと、
から成る、前記リモート・チューニングを行うシステム。
前記ネットワークが、集合住宅（ＭｘＵ）ネットワークから成る、請求項１記載のリモート・チューニングを行うシステム。
前記フィルタが、パケット識別子フィルタから成る、請求項１記載のリモート・チューニングを行うシステム。
前記信号が、衛星から受信される、請求項１記載のリモート・チューニングを行うシステム。
ネットワーク上で、複数のネットワーク・セットトップ・ボックスのリモート・チューニングを行う方法であって、
各々がトランスポート・パケットを含む複数のチャンネルを含む信号を受信するステップと、
前記複数のチャンネルのうち少なくとも１つを見たいというユーザの希望を示すリクエストを前記ネットワーク上で複数のネットワーク・セットトップ・ボックスのひとつから受信するステップと、
前記受信した信号をフィルタし、前記複数のチャンネルのうち前記少なくとも１つに対応するユーザ信号を獲得するステップと、
前記ユーザ信号を、インターネット・プロトコル・データ・パケットのストリームとして、ネットワークを通して複数のネットワーク・セットトップ・ボックスのひとつに送信するステップと、
から成る、前記リモート・チューニングを行う方法。
パケット識別子フィルタを使用し、前記ユーザ信号を発生するステップを含む、請求項５記載のリモート・チューニングを行う方法。