JPH05505915A - ケーブル・テレビジョン無線周波返還方法 - Google Patents

ケーブル・テレビジョン無線周波返還方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ケーブル・テレビジョン無線周波返還方法(技術分野) 本発明は、複数の遠隔装置からデータを回収する技術に関し、特にケーブル・テ レビジョン・システムにおける複数のセット・トップ端末からデータを回収する ためのデータ返還プロトコルに関する。
(背景技術) ケーブル・テレビジョン・システムの進展は、両方向の情報の流れの提供が望ま しい詐りでなく新しいサービスの実現によっても実際に要求される段階に達して いる。例えば、加入者が見たいイベントを衝動的に選択して料金を負担する衝動 的視聴時支払い(impulse pay−per−view)サービスの実現 に際しては、電話通信チャンネルあるいはRFチャンネルの如き少なくとも1つ のデータ・チャンネルが、サービス使用データを通報するためにケーブル−テレ ビジョンの加入者からケーブル・テレビジョンの主局への上流(逆)方向で要求 される。返還経路の他の用途は、電力計の読み取り、警報サービス、加入者の投 票、加入者の視聴統計の収集およびホーム・ショッピングを含む。各ケーブル・ テレビジョン・システムのオペレータが両方向通信を提供するわけではないが、 ケーブル・テレビジョン装置の製造者は加入者から主局への方向における上流通 信を提供しようとしてきた。はとんど全てのこのような製造者は、少なくとも5 乃至30MHzの帯域を含む上流通信のためのある周波数範囲を持ついわゆる分 割即ち両方向システムを提供する。このような間層の帯域は、ケーブル・テレビ ジョン・チャンネルT7 (5,75〜11. 75MHz) 、T8 (11 ,75−17,75MHz) 、T9 (17,75〜23.75MHz)およ びTl0(23゜75〜29.75MHz)からなる。それぞれテレビジョン信 号帯域幅を持つこれらの返還チャンネルは、例えばテレビ会議のため使用するこ とができる。いわゆる「サブ分割」、「中間分割」または「上位分割」システム のいずれが主局のオペレータにより両方向通信のため使用されるかに従って、3 つのタイプの分割通信システムの全てが問題となる5〜30MHz帯域における 上流通信を含むのが典型的である。
R,C1ttaおよびり、Mutzbaughの論文rTwo−Way Cab le Plant CharacteristicsJ (1984Natio nal Cable Te1evision As5ociation c。
nference)は、典型的なケーブル・テレビジョン(CATV)返還プラ ントの調査結果を示している。5〜3QMHzの上流帯域における5つの主な特 性が分析された。これらは、白色雑音およびファンネリング効果、インブレス( ingress)即ち望ましくない外部信号、欠陥のある分配装置から結果とし て生じる共通モード歪み、電力線干渉からのインパルス雑音および他の影響、お よび増幅器の非線形特性を含む。
白色雑音およびガウス雑音は、ランダム雑音特性の記述のためしばしば使用され る用語である。白色雑音とは、雑音電力対周波数の均一な分布、即ち問題となる 帯域、ここでは5〜30MHzにおける一定の電カスベクトル密度を説明する。
ランダム雑音の成分は、温度と関連する熱雑音、活動状態のデバイスにより生じ る散弾雑音、および周波数の増加と共に減少する1/f即ち低周波ノイズを含む 。
問題の帯域にわたるこのような白色雑音の一定の電力レベルを記述するため、雑 音フロア(floor)なる用語が用いられる。
この雑音は、返還分散増幅器を経て運ばれ、この増幅器はそれ自体の雑音を加え 主局への回線に至る全ての分岐からの雑音にブリッジされる。分散ツリーのこの ような各分岐から主局への方向の雑音の付加は、雑音ファンネリング即ちファン ネリング効果として知られる。一定の雑音フロア電力レベルは、データ・キャリ ヤの電力レベルが越えるはずの雑音レベルを定義する。
本発明は、特に問題の帯域における雑音スペクトル密度分布のピークを生じる干 渉雑音に関する。干渉雑音は、周波数シフトあるいは位相シフトの如き公知のデ ータ伝送コーディング技術が1つのデータ伝送路上で実施される時、有効なデー タ伝送を損なう。特に、干渉雑音は、先に述べた返還プラントの4つの特性、即 ち、インブレス、共通モード歪み、インパルス雑音および増幅器の非線形と関連 する。
インブレスは、シールドの不連続分布、ケーブル被覆の不適性な接地および固着 、および欠陥のあるコネクタの如きケーブルにおける弱点からケーブル・プラン トに侵入する望ましくない意図された外部信号である。これらの弱点において、 例えば地域AM帯域、市民バンド、ハム・オペレータ・バンド、あるいは地域ま たは国際短波帯域における放送によって生じる無線周波キャリヤが侵入し得る・ その結果、特定のキャリヤ周波数における干渉雑音のピークは、インブレスを受 け易いケーブル分散プラントにおいて行われる雑音スペクトル密度の濶定におい て見出される。
共通モード歪みは、点接触ダイオードを生じるコネクタの腐食により生じるケー ブル・プラントにおける非線形の結果である。返還プラントにおけるこれらダイ オードの影響は、駆動信号の差の生成が、−貫して問題の帯域において6MHz の倍数、即ち6.12.18.24.30MHzの雑音電力ピークとして現れる 。
インパルス雑音は、高電力レベルおいて短い持続時間のインパルスからなる雑音 として定義される。コロナおよび間隙インパルス雑音は、電力線の放電によって 生じる。温度および湿度は、特にコロナ雑音の程度の決定に影響を及ぼすが、間 隙雑音は、電力系統の障害、例えば不良あるいはひびの入った絶縁体の直接的な 結果である。結果として生じるインパルス雑音スペクトルは、5inx/x分布 を持つ数十メガヘルツに拡張され得る。
増幅器の非線形即ち発振は、極限的に安定であるかあるいは不適性な成端の増幅 器により生じるパルス再生振動と関連する。その結果は、その間隔が不良成端お よび増幅器間の距離と関連する返還プラントの帯域内の櫛状の周波数ピーク値と なる。
典型的なケーブル分布プラントを調べると、Ci t ta等は、「ホール」が 0乃至30MHzの範囲内でプロットされた雑音スペクトルにおける谷に存在す ると結論した。これらは、これらの谷における「スロット状の」帰線キャリヤを 慎重に選択することにより、谷が有利に使用できることを提起した。
1987 Nationa! Cable Te1evision Confe renceで発行された追鉾論文および米国特許第4.586,078号におい て、C1tta等は、45キロボルトのデータ信号が、5.5MHzおよび11 .0MHzのキャリヤで、あるいはT7およびT8ケーブル・テレビジョン・チ ャンネルの付近で、それぞれ固有の位相シフト・キーイング(CP S K)法 により交互に送ることができると結論している。加入者端末におけるスイッチが 、伝送のため5.5MHzキャリヤまたは調波的に関連するl1MHzキャリヤ を交互に選択する。メツセージのキャリヤ伝送のこのような形態の切換えは、デ ータが成功裏に受取られるまで継続される。換言すれば、2つのキャリヤにおけ る交番伝送は、メツセージの成功裏の受信を示す確認信号が端末において受信さ れるまで生じる。これらキャリヤ周波数の選択は干渉雑音により生じる雑音分布 のピークを避けるため要求されるが、このような変調位相シフト・キーによるデ ータ・ストリームがC1tta等の研究にないケーブル・テレビジョン分散ネッ トワークにおける雑音ピーク値に生じることの憂慮がかなり存在する。1988 年4月29日出願の米国特許出願第07/188,478号から復刻された図2 において、5.5MHzの伝送が実際には不可能である。雑音ピークは、時刻、 季節および他の要因に基いて現れたり消えたりすることが知られている。
他の返還または上流のデータ伝送方式が試みられてきた。これらの方式は、例え ば、C1tta等により「どこにもある」と記述された電話システムを含む。
換言すれば、ケーブル・テレビジョン局への返還データ経路は、ケーブル・テレ ビジョン分散プラントには全く設けられない。サービス−ケーブルは、分割シス テムにおける干渉雑音問題の故に、あるいはシステムが一方向の下流システムで ある故に、意図的に避けられる。その代わり、加入者の電話回線がデータ伝送の ため使用される。しかし、本例では、通常の「ありふれた」電話サービスに加え て、加入者の家庭までの電話回線がデータ伝送に使用されるならば、地域電話デ ータ料金は回線条件設定対か料金の支払いを要求することがあるという恐れがあ る。更にまた、電話回線は、加入者が使用中でない時にのみ使用回置であり、予 定されないかあるいは周期的なデータ・フローを要求する。
別の公知の返還データ伝送方式は、問題のある5〜3QMHz帯域を避けるキャ リヤ周波数におけるここのデータ・チャンネルの使用を含む。雑音の多い5〜3 QMHz帯域を避けるこの方式は、中間分割および上位分割システムにおいての み可能である。
いわゆるデータのスペクトラム拡散伝送は、水面下の潜水艦と確実に通信する必 要からの軍事的要件のため進化した技術である。スペクトラム拡散は、その名称 が、比較的狭い帯域幅を有するデータ信号を狭帯域データ信号の伝送に通常必要 なよりも遥かに大きいスペクトルにわたって分散させることからきている。
更に最近は、スペクトラム拡散伝送により得られる確実性の利点が妨害環境にお けるその使用能力にも拘わらず軽視されてきた。例えば、電力線によるインパル ス雑音レベルが高い電力線上で動作する通信システムが過去において試みられて きたが、例えば、Tandy Radio 5hackから市販される電力線プ ラグ・イン相互通信方式がかろうじて受入れられたに過ぎないことが判った。
しかし、日本のNECHome Electronics Groupは、電力 線が200メートルの距離まで実用的である家庭用AC線上で9600ポーで動 作するスペクトラム拡散ホーム・バスを提示した。このNECシステムは、同釉 ケーブル(例えば、ケーブル・テレビジョンのケーブル)と大部分の家庭で一般 的なAC電力線との間のミッシング・リンクとして特徴付けられる。
Kabota等の米国特許第4..635.274号は、スペクトラム拡散伝送 がケーブル・テレビジョン・システムにおける上流データ伝送のため使用される 両方向ディジタル信号通信システムを記載している。しかし、このような技術は 、電話データ返還と比較して非常に高価となる。
その結果、スペクトラム拡散および他のRFデータ返還の発展にも拘わらず、ケ ーブル・テレビジョン技術において、ケーブル・テレビジョン分散プラントを用 いて複数の加入者の構内から1つのケーブル・テレビジョン局への高いデータ処 理能力を有する、干渉雑音の影響を比較的受けない上流データ伝送に対する要求 は依然として存在する。
インパルス視聴有料(IPPV)の概念は当技術においてはよ(理解されるが、 本文では完結をはかるため簡単に述べる。これは、要するに、有料(ケーブル) テレビジョン加入者が特定のプログラム・イベントを個々に購入するセールス方 法である。更に、この購入は、専ら加入者の家庭内のセット・トップ端末(ST T)と交信することにより「インパルス」ベースで契約される。購入されるイベ ントは「進行する」ことは要件ではないが、システムが進行中のイベントの購入 を支持することが要件となる。購入は、イベントを加入者が即時見ることができ ること(即ち、瞬間的な快楽)に大きな遅れが生じないように処理されねばなら ない。
上記のセールス方法を実現する幾つかの技術が存在するが、全ての技術は共通し た要件を有する。ある一部のシステムは、イベントを購入した後に見ることがで きるかどうかの決定を行なわねばならない。許されると、特定のイベントの購入 は記録され、プログラム販売者が最終的に取引からの収入を受取るように、典型 的に「ピリング・システム」として知られるものへ通知される。
購入されたイベントの通知を行うために、いわゆる「格納して伝送」技術が使用 される。この格納伝送法では、セット・トップ端末が、加入者がIPPVに対し て予め可能状態にあるならば、イベントの購入が許されることを前提とする。
加入者がイベントを購入する必要なステップを行うと、(典型的には、特定のチ ャンネル上のビデオ信号をデスクランブルすることにより)セット・トップ端末 がイベントを見れるようにし、イベントの購入を記録する。この記録は、プログ ラム販売者に対する収入を表わすものであるため、典型的には安全な不揮発性メ モリーに格納される。
明らかに、この収入を実現するためには、販売者のピリング・システムは全ての 加入者のセット・トップ端末に格納された購入記録データを適時に取得しなけれ ばならない。これ行うために、システムの側御コンピュータ(以下本文では、シ ステム・マネージャと呼ぶ)がこのセット・トップ端末がメモリーに格納された rppv購入データを戻すことを周期的に要求する。システム・マネージャは、 データをセット・トップ端末から受取ると、典型的にこの端末に対する受取りを 確認しく即ち、Cftta等の技術と同様に)、データがメモリーからクリヤさ れて別の購入データのための余地を作る。次に、システム・マネージャは、この データをピリング・システムへ送り、IPPV購入サイクルが完了する。
IPPMの返還データの対価がRFデータ返還法の決定に重要であるが、このI PPMの返還データの対価は単なる対価ではなく、いうなれば高いデータ処理要 件の故に最も重要なものである。加入者のポーリング、強盗の警報、メーターの 読取り、ホーム・ショッピング、エネルギ管理などのための返還データ経路の使 用の如き他の要件は、IPPVPP上スのデータ処理要件にとっては付加的なも のである。
従って、IPPVPP上スを含む全サービス範囲をサポートする程度の高いデー タ処理を有するRFデータ返還装置に対する当技術における要求は依然として存 在する。
(発明の要約) 本発明は、逆方向のケーブルRF通信によるセット・トップ端末の購入記録およ び他の情報の周期的かつ迅速な回収のための無線周波データ返還装置に関する。
本発明は、主として、RFデータ返還位相により戻されるデータを受取るための 主局におけるいわゆるシステム・マネージャ装置、全ての加入者端末またはシス テムのモジュールからの複数のデーターチャンネル上で変調され伝送されるデー タを受取る周波数変更RF受信装償、および加入者端末あるいはモジュール自体 に対する改善に関する。
本発明の目的は、実現するRF加入者データ返還がピリング・システムに対する 如何なる重要な変更を必要としないことにある。更に、RF加入者データ返還プ ロセスが電話回線の返還とは独立的に動作し、即ち並列に動作しなければならな い。また、RF加入者データ返還装償は、順方向即ち下流方向の伝送のため使用 される主局あるいは端末装置と共存し得るものでなければならない。システム装 置および用語については、下記の概説から馴染むことができよう。即ち、システ ム・マネージャ・これは、ケーブル・テレビジョン・システムに対する主要な制 御コンピュータである。このシステム・マネージャは、人間のオペレータとピリ ング・コンピュータの双方からの入力指令を受取る。このマネージャは、制御送 信機を介してセット・トップ端末に対する順方向(下流方向)ケーブル経路上に 送られる適当な制御トランザクシランを生成する。これは、周波数変更データ受 信機およびプロセッサ(本文ではRF−IPPVPP上ッサとも呼ばれる)から 返還データを受取り、返還データをピリング・コンピュータへ送る。
制御送信機:これらの送信機は、システム・マネージャからの標準的なR3−2 32シリアル・データをケーブルを介してセット・トップ端末またはI PPV モジュールに送るための変調RF信号に変換する装置である。本発明の譲受人か ら入手可能な公知のケーブル・システムにおいては、この制御送信機は、「アド レス指定可能送信機J(ATX)、または「主局コントローラおよびスクランブ ラ」、あるいはこの両者の組合わせでよい。本発明の目的のためには、制御送信 機は主として通過装置であり、完全を期して記載される。
両方向増幅器:これら幹線分散増幅器および回線拡張部はRFスペクトルのある 部分を順方向(下流方向)に単純化して通過させ、RFスペクトルの別の部分を 逆方向に通過させる。これは、1つの同釉ケーブル上の両方向の通信を可能にし 、完全を期して記述するのみである。
セット・トップ端末:これらの装置は、ケーブル・スペクトルと加入者およびそ のテレビジョン・セット間のインターフェースである。他の装置の内、セット・ トップ端末は、選択的にケーブル・テレビ信号の同調、周波数下方変換およびデ スクランプリングを行う。これら装置は、制御送信機からの大域制御トランザク ションおよびアドレス指定された制御トランザクションの双方(即ち、全である いは個々の端末に向けられるトランザクション)を受取って、供給するサービス を構成し制御する。更に、セット・トップ端末は、内部の無線周波返還モジュー ルを備え、あるいは隣接する外部データ返還モジュールに対するインターフェー スが設けられ、成端または外部モジュールの安全メモリー装置が戻される購入さ れたイベントその他のデータを格納するために設けられるようにする。更に、セ ット・トップ端末あるいは関連するモジュールのいずれかは、本発明による周波 数変更用逆経路データ送信機を含む。RF−IPPVモジュールを備えあるいは 関連するこのようなセット・トップ端末は、本文においてはRF−STTと呼R F IPPVモジュール:RF rppvモジュールは、セット・トップ端末が 内部の周波数変更逆経路のRFデータ送信機を備えなければ、セット・トップ端 末と関連するモジュールである。
RF IPPVPP上ッサ:RF rppvプロセッサは、主として、端末また はモジュールの逆経路データ送信機に対する周波数変更RFデータ受信機である 。これは、変調されたRF倍信号ら4つ(またはそれ以上)までの個々の逆デー タ・チャンネルにデータを同時に回収する。次に、このプロセッサは、冗長デー タ・メツセージを選別し、データをパケットにアセンブルして、このパケットを 標準的なR3−232データ・リンク上のシステム・マネージャへ送る。各ケー ブル・テレビジョン・システム主局に対して、最低1つのプロセッサが必要であ る。本発明の全体的な目的は、無線周波加入者データ返還装置の使用が容易であ り、信頼性を以て働き、高いデータ処理能力、一体性および安全性を有するもの であることである。更に、本発明は、3つの特定の性詣目標を満たすよう設計さ れる。即ち、 1、RFデータ伝送装置は、典型的にケーブル分配プラントの逆方向チャンネル における比較的高いレベルの離散状干渉源によ(耐えるものでなければならない 。干渉は、外部のRFソースのケーブル・プラントへの侵入によるものであり、 その全てはデータ受信機に対して「拡散される」。
2、データ返還法は、例え主局当たり20万端末の大きいケーブル−テレビジョ ン・システムであっても、オペレータが全てのセット・トップ端末からデータを 取得できるように充分に早くなければならない。
3、個々のセット・トップ端末、または加入者の場所における設置に必要な関連 モジュールの周波数またはレベル調整は仮想的に自動的でなければならない。
本発明は、特にこれら目的の2番目のものに関する。本発明によれば、複数のグ ループの遠隔装置から遠隔装置の集団の割当てを制御する方法が提供される。
各遠隔装置は、これとそれぞれ関連するディジタル識別子を有する。グループ当 たりの遠隔装置の最大および最小の平均数は固定されている。遠隔装置は、各デ ィジタル識別子に従って遠隔装置のグループに割当てられている。グループ当た りの遠隔装置の平均数は、遠隔装置が割当てられる時に決定される。次に、グル ープ当たりの遠隔装置の平均数は、グループ当たりの遠隔装置の固定された最大 数と比較される。上記のステップは、グループ当たりの遠隔装置の平均数がグル ープ当たりの遠隔装置の固定された最大数より小さいあるいはこれと等しい間反 復される。グループ数は、グループ当たりの遠隔装置の平均数がグループ当たり の遠隔装置の最大数を越えるならば、遠隔装置のグループ当たり平均数がグルー プ当たりの遠隔装置の固定された最大および最小数の間にあるように変更される 。
また本発明によれば、複数のグループ間に割当てられたセット・トップ端末の集 団と主局の場所からなるケーブル・テレビジョン・システムにおける格納データ の回収方法が提供される。セット・トップ端末は、セット・トップ端末のグルー プに割当てられる。グループ当たりのセット・トップ端末の平均数は、セット・ トップ端末がこのグループに割当てられる時決定される。グループ当たりのセッ ト・トップ端末の平均数は、グループ当たりのセット・トップ端末の予め定めた 最大数と比較される。グループ当たりの小さいの平均数がグループ当たりのセッ ト・トップ端末の予め定めた最大数を越えるならば、グループの数は、グループ 当たりのセット・トップ端末の平均数がグループ当たりのセット・トップ端末の 予め定めた最大数より小さくなるように変化される。データを前記主局の場所へ 単位時間あたり伝送しようとするセット・トップ端末の平均数を決定するように 試みの速度が固定される。各グループにおける各セット・トップ端末がデータを 前記主局の場所へ伝送しようとするグループの期間は、各グループ毎に決定され 、このグループの時間間隔は、試みの速度がグループ当たりのセット・トップ端 末の平均数に依存しないように決定される。各グループのセット・トップ端末は 、1つのサイクルからなる連続するグループの時間間隔の間にデータを前記主局 の場所へ伝送しようと試みることを促され、1つのサイクルは全てのグループが 前記主局の場所に対してデータを伝送するのに要する時間である。
本発明の上記および他の特徴については、図面に関して以降の詳細な記述を読め ば当業者には容易に理解されよう。
(図面の簡単な説明) 図1は、本発明による周波数変更データ受信機を含む主局に対するCATV加入 者端末の両方向性分散増幅器およびスプリッタ可能化接続を備えたCATV分散 プラントを示す全体ブロック図、 図2は、1つの典型的なCATV分散プラントの上流方向の0〜30MHz帯域 にわたる雑音レベル対周波数の関係を示すグラフ、図3は、ピリング・システム 、システム・マネージャ、周波数変更RFデータ返還受信機、およびセット・ト ップ端末とその関連するRFデータ返還モジュールヲ含ム図1によるシステムの 幾つかの構成要素を示すシステムのブロック図、 図4は、特定のセット・トップ端末が帯域外のアドレス指定指令受信機を含む状 態で示される典型的なセット・トップ端末の概略図ブロック図、図5は、端末の 一部をなすか、あるいは適当なバス・システムを介して端末に接続される図4の セット・トップ端末に対するRF−IPPVモジュールの概略ブロック図、 図6は、図5のモジュールのBPSK変調器の概略ブロック図、図7は、図5に よる周波数変更RFデータ返還送信機からのデータ返還シーケンスのタイミング を示す図、 図8は、図3のシステム図に示されたRF−IPPVPP上ッサ(受信機)のブ ロック図、 図9乃至図13は、図8のRF−f PPVプロセッサの幾つかの構成要素組立 体の概略ブロック図であり、図9は前置モジュールを示し、図10は周波数シン セサイザを示し、図11A乃至CはRF受信機を示し、図12は信号強さアナラ イザを示し、図13はコントローチ岨立体を示し、図14は、RF−IPPVP P上ッサのキーボードのキーの操作により表示されるスクリーンのツリー構造の 図、 図15は、RF−IPPVのデータ伝送シーケンスのタイミング図、および図1 6は、ミラー(Miller)コーディングの原理を示すデータ波形図である。
(実施例) 図1は、ケーブル・テレビジョン信号を加入者へ分配し、加入者端末120から の上流メツセージを受信するための典型的なケーブル゛TV分配プラント100 を示す。CATVプラント100は、主局110をCATV端末120を介して 複数の加入者のテレビジョン130へ接続する。CATVプラント100は、ス プリッタ143を用いて「ツリー」変化で分岐面a148.150と接続される 。
時に、スプリッタ143の場所において、ブリッジ・スイッチを用いて主局と加 入者間の通信をスプリッタ143に対する上流入力の唯1つの分岐へ切換える。
本発明の1つの目的は、過去において加入者から主局へのデータ処理能力を改善 するため使用されていたブリッジ・スイッチの必要を排除することにある。下流 方向には、複数の加入者が主局110から送られた同じ信号、典型的には広帯域 CATV信号を受信するのが典型的である。光ファイバ・システムの如き増加し た帯域幅を持つ将来のシステムでは、おそらくは電話会社のみに対して前に留保 された地域で異なる加入者がこれら加入者のみを意図した異なる信号を受信でき る。分配増幅器142もまた、送信された信号を中継しあるいは反復するためケ ーブル・プラント100に沿って規則的に分散される。主局110からCATV 端末120の加入者への送信は、幹線141および分岐線148.147.14 6.145およびドロップ線144に沿って生じる雑音を受け易い。しかし、加 入者から主局110への送信においては遥かに多くの雑音インブレスが生じる。
周波数相違RFデータ返還送信機200は、CATV端末120に含まれるかあ るいはこれと関連させられ、CATVプラントにおいてメツセージを上流に送る ことにより加入者が主局110と通信することを可能にする。主局110は、C ATVa120あるいは複数の加入者の一部または全てにおける関連したモジュ ールにおけるRFデータ返還送信機200により送られたメツセージを受信する 周波数相違RFデータ受信機300を含む。データ返還を必要とするIPPVま たは他のサービスが提供された他の顧客は、主局における電話プロセッサ(図示 せず)と通信する電話送信機が提供される。
多(のCATVプラントは、両方向通信、即ち主局から加入者へ、また加入者か ら主局への送信のため装備されたいわゆる分割システムである。これらのCAT Vプラントにおいては、逆方向経路増幅を含む両方向通信のため増幅器142が 設けられる。CATVプラントにおける両方向通信はこれまでは、一部は加入者 から主局への上流通信が干渉雑音を著しく受け易い故に、テレビジョン会社が避 けてきた。上流通信は、CATVプラントがCATVプラントにおける各点から の干渉雑音を伝播させて上流方向に増幅させる「ツリー」形態で構成されるため 、干渉雑音を更に受け易い。これは、ファンネリング効果と呼ばれる。例えば、 回線144.154上の干渉雑音160,161は、ドロップ線144および分 岐線154と接続されたスプリッタ143において干渉雑音162に合成される ことになる。信号が主局110に向けて進む時、雑音は分岐線153.152. 151.150およびCATVプラントの他の各回線における雑音と合成する。
上流方向では、CATVプラントの各分岐線で生じた雑音から主局110におい て送信されたデータ信号を弁別することは困難であり得る。
干渉雑音は、インパルス雑音、共通モード歪み、インブレスおよび増幅器の非線 形性を含み得る。雷10、ラジオ放送11および電力線12は、干渉雑音の根源 例である。CATVプラントは、CATVプラントのどこにでも雑音を侵入させ る古く欠陥のある接地および固着したケーブル被覆などを含み得る。老朽したス プリッタ143あるいは古い非線形増幅器142もまた、干渉雑音の原因となり 得る。唯1本の下流線(例えば、141.148.147.146.145.1 44)における干渉雑音は下流通信に影響を及ぼすが、CATVプラントの各分 岐線からの干渉雑音が上流通信に影響を及ぼすため、上流CATVプラントは老 化すると共に、下流CATVプラントよりも早くコスト高の保守を必要とするこ とになる。本発明は、CATVプラントのコストの高いルーチン保守なしには上 流通信がこれまでは困難であった「不完全なJ CATVプラントにおける上流 通信信号の送信を可能にする。本発明は、これまで可能であったよりも遥かに雑 音の多いCATVプラントにおけるメツセージの両方向通信を可能にする。
次に図2において、典型的なケーブル・テレビジョン・プラントにおける雑音電 力レベル対周波数の関係グラフが示される。測定は、比較的新しい装置における ゴールデン・アワーの視聴(夜)時に行われた。インブレスの影響は、150Q KH2の地方AM局、ブリティッシュ・ワールド・サービス、Voice 。
f America、および21MH2におけるハム・オペレータ放送から測定 されたプラントにおいて特に激しいことが判る。チャンネルT7 (5,75〜 11.75MHz)における公知の技術による送信が実際に不可能であることが 直ちに判る。更に、一般に周波数が高くなるほど、干渉雑音は少な(なることが 分布状態から判る。
共通モード歪みの影響は、測定時には特にひど(なかった。しかし、プラントは 特に略々1年後に再び調べられず、共通モード歪みによるピーク値は6.12. 18および24MHzにおいて周期的に見られた。
図3は、本発明によるRF−IPPMシステムの概略図である。このシステムは 、各システムの加入者毎に記録し記録を保持するピリング・コンピュータ即ちシ ステム305を含む。記録は、典型的には、加入者の名前、住所および電話番号 、および加入者が所有して加入者が見ることを許されるサービスを支払う装置の 種類の如き情報を含む。典型的には、ケーブル・オペレータはピリング・コンピ ュータを所有するか、この種の装置を専門とする業者から装置をリースし、ある いはピリング業者が所有するマシンをコンピュータ時間で共用するかのいずれか である。
ピリング・コンピュータ305は、システム・マネージャ310とインターフェ ースされる。システム・マネージャ310は、ケーブル・システムの動作を制御 する。システム・マネージャ310は、典型的には、アルゴリズムの格納のため のプログラム・メモリーを備えたHP100O1A400 Micro24コン ピュータ、あるいはHPlooOA400 Micro14コンピュータノ如き パーソナル・コンピュータである。望ましくは、このシステム・マネージャは、 本願の譲受人から入手可能なSystem Manager IVまたはV、あ るいは5ubscrtber Manager Vを含む。システム−マネージ ャ310は、ケーブル・システムにおいてアドレス指定可能な全てのセット・ト ップ端末のリスト、ならびに各端末が受取ることが許されるサービスを保持する 。
システム・マネージャ310はまた、各システム毎にケーブル・オペレータによ り選択されるパラメータを定義し保持する。これらのパラメータは、スクランブ ルされるシステムにおける各CATVチャンネルと関連する周波数、システムの 機密特性およびシステム時間を含んでいる。更に、システム・マネージャ310 は、システムにおける有料視聴イベントの認証および認証解除を管理する。
システム・マネージャ310はI PPV情報をも格納する。システム・マネー ジャの常駐プログラムが、ケーブル・システムにおけるセット・トップ端末から 外されたIPPVI−ランザクジョンを読取る。■PP■トランザクションは、 これらがピリング・コンピュータ305により検索されるまでシステム・マネー ジャのデータベースに格納される。システム・マネージャ310は、ケーブル・ システムにおけるセット・トップ端末に対するデータ要求を送ることにより、I PP■購入情報の送り戻しを管理する。
図3に示されるように、システム・マネージャにより生成された指令は、2方向 の1つでセット・トップ端末へ送ることができる。第1の手法においては、アド レス指定可能送信機(ATX)314が、アドレス指定可能なセット・トップ端 末により認識可能なフォーマットで専用チャンネル(例えば、104.2MHz )上でシステム・マネージャ310からの指令を(任意に主局コントローラ31 2を介して)送信する。第2の手法では、指令はいわゆる帯域内システムを用い て送信され、これにおいては、指令は帯域内スクランブラ313の動作によりビ デオ信号に含まれる。帯域内システムについては、参考のため本文に引用される 同じ譲受人に譲渡された係属中の米国特許出願第188.481号に記載されて いる。他の手法もまた、加入者のセット・トップ端末への主局からのアドレス指 定可能あるいは大域的なデータ送信のため使用でき、本発明はこの点に関しては 限定的に構成されるべきではない。例えば、可聴周波数以下のデータ、可聴周波 数以上のデータ、スペクトラム拡散、あるいは他の手法も同じケーブル上で実現 でき、あるいは相等グループの代著例も切換え電話あるいは専用電話あるいは電 力線上で実現することができる。
ケーブル・システムにおける加入者は、セット・トップ端末315を提供される 。図3は3個のセット・トップ端末を示し、その内の2個(315a、315b )が帯域内システムと関連付けられ、他の1つ(315c)は帯域外システムと 関連付けられる。例えば、セット・トップ端末315a、315bは、5cie ntific At1anta Model 8570および8590セツト・ トップ端末でよく、セット・トップ端末315cは5cientific At 1anta Model 8580セツト・トップ端末でよい。セット・トップ 端末は、加入者がケーブル・システム・オペレータから要求されたサービスに同 調してデスクランブルすることを許容される。各セット・トップ端末は、ケーブ ル・オペレータが指令を直接側々のセット・トップ端末へ送ることを可能にする ディジタル・アドレスの如き一義的なディジタル識別子を含む。これらの指令は 、アドレス指定可能指令と呼ばれる。セット・トップ端末はまた、ケーブル・シ ステムにおける全てのセット・トップ端末により処理される大域指令を受取るこ とができる。衝動視聴時支払いイベントを購入することを許される加入者は、内 部に含まれるインパルス・モジュールを持つセット・トップ端末が波及される。
要約すれば、このインパルス−モジュールは、加入者が自分のセット・トップ端 末を有料視聴イベントを受信し、イベントの購入と関連するデータを格納し、格 納されたデータをケーブル・オペレータへ送るよう認証することを可能にする。
図3に示されるように、格納されたデータは、電話プロセッサ321を介して公 的切換え電話ネットワーク317を用いる電話インパルス・モジュールにより、 あるいはRF−IPPVPP上ッサ322を介してRF返還路319を用いるR Fインパルス・モジュールにより、ケーブル・オペレータへ送り戻すことができ る。
RFデータ返還路については、いかに更に詳細に述べる。電話プロセッサ321 送りRF−IPPVプC7t’y?322は、R3232イン9 7エ 7.0 )如*適当なインターフェースを介してシステム・マネージャ310に接続され る。
ピリング・コンピュータ305は、システム・マネージャ310に対してトラン ザクションを送り、このマネージャはシステムにおける特定のセット・トップ端 末がRF返還路319を使用するかあるいは電話返還路317を使用するかを識 別する。システム・マネージャ310は、セット・トップ端末315に対してト ランザクションをダウンロードして、セット・トップ端末を可能化して構成する 。例えば、RFインパルス・モジュールは、以下に詳細に述べるRF送信および 較正手順のため使用する周波数でロードされねばならない。これらの周波数は、 製造時点でモジュールに設置されるか、あるいはシステム・マネージャ310か らの大域トランザクションでロードすることができる。あるいはまた、周波数は アドレス指定回置な指令によりロードすることもできる。
図4は、当技術において周知の従来のアドレス指定可能なセット・トップ端末、 即ち、5cientific At1anta 8580セツト・トップ端末の 概略ブロック図を示す。本発明の一実施例の原理によれば、セット・トップ端末 は通過デバイスであって本発明においては何らの役割も演じない。マイクロプロ セッサ400の1つのポートを介して、マイクロプロセッサ400は単にアドレ ス指定可能データ受信機430を介して受取った全ての指令を、IPPVコネク タ490を介して図5に示される関連するRF−IPPMデータ返還モジュール のマイクロプロセッサ504へ通知する過ぎない。別の実施例では、図5のモジ ュールのマイクロプロセッサ504の諸機蛯はマイクロプロセッサ400に組込 まれ、これにおいてはM50751より大きな容量のマイクロプロセッサが要求 されよう。
帯域外のアドレス指定可能なセット・トップ端末の基本的なビルディング・ブロ ックは、入力するケーブル信号を受信してダウンコンバートするためのダウン・ コンバータおよびチューナ410である。データ受信機430は、ダウンコンI く−トされた帯域外の104.2MHz、またはダウン・コンバータ410から の他の適当なデータ・キャリヤを受取る。このダウンコンバータのダウンコン、 <−トされたテレビジョン信号出力については、必要に応じてデスクランブラ4 20でデスクランブルされる。デスクランブルされたチャンネルは、加入者のテ レビジョン、ビデオ・レコーダまたは他の加入者装置(図示せず)への入力のた めチャンネル3またはチャンネル4にアップコンバートされる。
マイクロプロセッサ400は、関連するNVM470およびタイミング・ロジッ ク480、直接入力を受入れるキーボード440、遠隔の制御入力を受取る赤外 線あるいは他の遠隔受信機450、およびディスプレイ460を有する。ディス プレイは、例えば同調されたチャンネル番号あるいは時刻を提示する。
先に述べた如きモデル8580セツト・トップ端末は、本発明の目的に対しては 単なる通過デバイスである。Mode18570.8590、および他の製造者 の他のセット・トップ端末の各々は、通常は、全てが図5に示される如きモジュ ールとデータ交換のため、あるいはモジュールがマイクロプロセッサを含まない 時間5の要素を制御するためのポートあるいはコネクタを持たねばならないマイ クロプロセッサ400の如きプロセッサ・コントローラを含む。図5のNVM5 02は、NVM470により与えられるメモリー量を単に補い、マイクロプロセ ッサ400によりアクセスされる付属の不揮発性メモリーである。
ホームショッピング、エネルギ管理、メーターの読取り、強盗の警報、およびI PPVサービスを除く他のサービスを行うため、端末は加入者の家庭における種 々の周辺装置(図4には示さない)に対するデータの入出力のための適当なイン ターフェースをもたねばならない。
図5は、本発明によるRF−IPPVモジュールのブロック図を示す。このRF −IPPVは、加入者の場所から主局へのCATVプラントの逆方向即ち上流方 向システムを介して情報を送るため使用されるマイクロプロセッサに基(BPS K送信機である。マイクロプロセッサ504は、セット・トップ端末のマイクロ プロセッサ400とインターフェースして(後で送るため)NVM502に格納 される情報を受取り、あるいは送信命令を受取る。送信サイクルでは、マイクロ プロセッサ504は周波数シンセサイザ回路に対する電力を投入し、適当な送信 周波数をプログラムし、最終増幅器を投入し、変調器における予め定めた利得レ ベルをセットし、要求される情報を送信する。
マイクロプロセッサ504は、モジュールの「中枢」であり、(主局から送られ る命令に基いて、以後に更に詳細に述べるように)何時送信するかを判定し、送 信の周波数および電力レベルを決定してセットし、送信のためNVM503に格 納されたデータをコード化する。プロンプトおよび有効なデータ返還を保証する ため、データはNVM503に格納された時予めフォーマット化されることが望 ましい。送信の完了と同時に、マイクロプロセッサ504はまたRF回路をオフ に切換え、これによりモジュールの雑音出力を低減し、全体的な電力需要を低減 する。NVM503は、(送信のためフォーマット化された)イベント・データ 、機密情報、送信周波数および電力レベル、およびモジュール識別情報を格納す る。NVM503はまた、いかに更に詳細に述べるように、視聴統計データも格 納する。
位相同期ループ505、低域フィルタ506および電圧制御発振器(VCO)5 07は、送信のため使用される周波数を合成する。この周波数は、これもマイク ロプロセッサ504を制御する4MHzの水晶クロック501から合成される。
この構成は、合成を完成するのに必要な部品数を少なくすると共に、同じ周波数 の2つの異なるクロックを使用する結果として生じ得る諸問題を排除する。
モジュールの位相同期ループ505は、マイクロプロセッサ504からの直列デ ータを受入れてそのレジスタを特定の周波数に対してセットする。位相同期ルー プ505は、VCO507の出力からサンプルされた信号を4MHzクロックか ら得た信号と比較して、生成された周波数がプログラムされたシンセサイザ周波 数より高いか低いかを「高い」または「低い」生成周波数を表わす極性で判定す る。LPF部506は、この信号の数学的積分を行い、電圧制御発振器(VCO )507の出力周波数を制御するDC電圧を生成する。VCO507の出力は、 変調器508へ送られ、また再びサンプルできるように位相同期ループ505ヘ フイードバツクされ、このプロセスが送信期間東繰返される。
データ・フィルタ510は、送信されるディジタル情報の高周波エネルギがRF キャリヤに変調されることを阻止する帯域通過型フィルタである。このため、デ ータ・フィルタ510は指定限度内の変調信号の変調エネルギを含むように機能 する。
変調器508は、マイクロプロセッサ504からのフィルタされたデータ入力と VCO507からのRFキャリヤを受取り、RFキャリヤの位相をデータ信号に 比例するように変調する。この変調器はまた、抵抗性D/Aネットワークにより 生成されるDCバイアス電圧を用いて、変調信号の全体的利得を制御する。この D/Aネットワークは、直接マイクロプロセッサ504により制御される。変調 器508については、図6に関して以下に更に詳細に述べる。
本発明の実現のためRFデータ返還のための3つの変調方式が考察された。即ち 、2進周波数シフト・キーイング(FSX) 、2進位相シフト・キーイング( BPSK)、およびBPSK変調による直接シーケンス・スペクトラム拡散(D SSS)である。帯域幅の保持は重要な要件ではないため、多くの方式が複雑過 ぎて不必要であると考えられた。
3つの内、BPSKは、広帯域雑音に対して最も大きな不感性を持ち、DSSS は離散的周波数干渉に対して最も大きな不感性を持ち、FSXは実現が最も簡単 である。他方、BPSKおよびFSKは強い両チャンネル干渉に対してほとんど 不感性がないが、DSSS受信機はやや複雑であり、非常に大きな雑音帯域幅を 有する。また、DSSS送信機は、順方向および逆方向の両ビデオ信号との干渉 を防止するためには非常に複雑なフィルタを要する。更に、FSX受信機は(こ の場合)、このような場合に問題となる「捕捉」効果を免れない。
本発明によるシステムは、最良の特徴を持つものを提供する。本システムは、4 つの異なる周波数におけるBPSK信号生成を使用する。この試みは、周波数ダ イパーシティBPSK (即ち、FDBPSK)と呼ぶことができる。このよう に、受信機の雑音帯域幅は非常に小さく、BPSKの固有の雑音排除特性が用い られ、周波数の正当な選択により、離散状干渉が避けられる。しかし、本発明に おいて上記の理由のためBPSK変調が用いられたが、他の変調手法も使用でき 、本発明はこの点で限定されるべきものでない。
終段増幅器509は、変調器508から結果として生じる信号をモジュールの要 求された出力電力レベルに増幅する。この増幅器の利得は固定されたレベルにあ り、アンチバブル(ant 1−babble)制御部513からの信号が増幅 器509のオン/オフ切換えを制御する。
アンチバブル制御部513は、マイクロプロセッサ504が終段増幅器509の 状態を制御することを可能にするよう設計された回路である。マイクロプロセッ サ504の故障の場合、アンチバブル制御部513は、予め定めた期間後あるい は幾つかの連続的な送信後、終段増幅器509の動作を禁止する。これは、マイ クロプロセッサの状態如何に拘わらず、モジュールが設計より長(、あるいは意 図されるよりも頻繁にメツセージを送ることを阻止する。「バブル(babbl e)」または「スフリーム(scream)Jする端末が、制御不能状態にあり 許されれば全システムと接続し得る雑音メツセージを生じる端末である。アンチ バブル回路は、最も長いデータ・メツセージが要するよりも長い予め定めた期間 の後データ送信機を遮断することによりバブルを阻止する。このアンチバブル制 御部513については、参考のため本文に引用される同じ譲受人に譲渡された米 国特許第4,692,919号に記載されている。
ダイプレックス・フィルタ511は、次の2つの別個の構成要素を持つフィルタ である。即ち、モジュール送信機の高調波エネルギ除去のための12〜19MH z帯域フィルタ515、および分散されないセット・トップ端末へ送られるCA TV信号に対する54〜870MHzの高域フィルタ516゜いわゆる「構内」 システムに対するRF−IPPVモジュールの設計と関連する設計的配慮は、い わゆる「構外」システムの設計には特に適当ではない。「構内」システムは、例 えば、5cientific At1anta 8570.8580および85 90端末の如き帯域内および帯域外のアドレス指定可能なセット・トップ端末と 関連する。「構外」環境は、加入者の構内からセット・トップ端末装置の除去を 予め想定する。このような「構外」システムは、例えば、阻止およびトラップ技 術を含む。その結果、例えば、ケーブル・テレビジョン端末とデータ通信のため には特に適さない加入者装置との間にドロップ線のケーブル選択がな(とも、少 なくとも1軒の家がある。一方、ある加入者の装置は、IPPV、ホームショッ ピングおよび従来のテレビジョン受信装置では得られない如き両方向サービスの ため要求される。その結果、バスまたは他の端末/モジュール間通信経路を予め 想定する図5のモジュールは、ある特別なデータ通信設計なしには従来の家屋ま たはドロップ・ケーブル上で実現することは困難であろう。従って、本発明は、 構内端末の設計からいわゆる構外阻止およびトラップ・システムの加入者装置に 対するIPPVモジュールの設計まで拡張できる端子/モジュール設計の原理に 関するものである。
図6は、図5のBPSK変調器の詳細を示す。BPSK変調は、2つの論理的状 態の一方を表わすため2つのあり得る状態の一方におけるRFキャリヤの位相状 態を交番させる変調形式である。本発明のRF−IPPV送信機において使用あ れるこのBPSK変調手法は、コード化されたディジタル情報を表わすようにR Fキャリヤにおける位相状態の変化を生じるため、均衡した差動増幅器の使用を 含む。この形式の変調器を実現する概念的に多くの可能な試みがあるが、図6に に示される如き差動増幅器の使用は回路の全体的利得を変化させ手段を提供し、 これにより出力電力レベルのマイクロプロセッサ制御を可能にする。図6におけ るQ3のベースの一定レベルのRFキャリヤを加え、この信号をマイクロプロセ ッサ504により制御されるディジタル/アナログ・コンバータにより与えられ るDCバイアス電圧と組合わせることにより、疑似線形電力出力制御が低コスト のBPSK変調器において統合される。
BPSK変調器600は、プログラム可能利得制御部602を含む。プログラム 可能利得制御部602は、それぞれIKΩ、2.2にΩ、3.9にΩおよび8゜ 2にΩの4個の抵抗R1〜R4を含む。抵抗R1〜R4の各々の一端部は、それ ぞれ人力B3〜BOと接続される。各抵抗の他端部は、共通出力605と接続さ れている。プログラム可能利得制御部602の出力605は、3.3にΩの抵抗 R5を介してトランジスタQ3のベースと接続される。5vの電圧が、プログラ ム可能利得$1117部602の出力と抵抗R5間の第1の地点に3,3にΩ抵 抗R6を介して接続される。プログラム可能利得制御部602の出力605と抵 抗R5間の第2の点は、0.01μfdのコンデンサC1を介して接地される。
発振器507(図5)の出力は、0.01μfdのコンデンサC2を介してトラ ンジスタQ3のベースに接続されている。
トランジスタQ3のエミッタは、8.2にΩ抵抗R7を介して接地されて(、z る。
トランジスタQ3のエミッタと抵抗R7との間の点は、0.01μfdコンデン サC3および33Ω抵抗R8を介して接地される。
トランジスタQ1のエミッタは、トランジスタQ2′のエミッタと接続される。
トランジスタQ3のコレクタは、エミッタの接続に沿った点と接続あれる。入力 データは、データ・フィルタ510(図5)を介してトランジスタQ1のベース と接続される。データ・フィルタ510とトランジスタQ1のベース間の点(ま 、0.01μ「dコンデンサC4を介して接地され、27にΩ抵抗R9を介して 27にΩ抵抗RIOと接続される。リードrAJは、これらの点の一体接続を表 わす。
抵抗R9と抵抗R10間の点は、12にΩ抵抗R11を介して接地され、また3 、3にΩ抵抗R12を介して+9vの入力に接続される。抵抗RIOとトランジ スタQ2のベース間の点は、0.01μfdコンデンサC5を介して接地される 。
トランジスタQ1およびQ2のコレクタは、それぞれ変成器650の1次端子と 接続される。+9vは、47Ω抵抗R12を介して変成器650の1次巻線の中 間点に接続される。変成器650の2次側の1つの端子は、変調器出力であり、 他方の端子は0.01μfdコンデンサC6を介して接地される。
変調器600の動作について次に説明する。
変調器600は、図5のマイクロプロセッサ504から逓減データ入力をとり、 このデータをフィルタして高周波成分を除去する。フィルタされたデータ波形( よ、トランジスタQ1のコレクタ電流を2つの可能な状態の1つに変化させ、デ ィジタル1またはOを表わす。トランジスタQ2のベースは一定電圧に保持され る。
発振器RFは、トランジスタQ3のベースに対して入力される。Q3のコレクタ 電流は、プログラム可能な利得制御ディジタル/アナロルコンノく一タ抵抗ネッ トワーク602の電圧出力により定まる一定レベルに保持される。Q3のRFコ レクタが一定に保持されるため、トランジスタQ1およびQ2からの全エミッタ 電流はトランジスタQ3における電流と等しくなければならない。Qlにおける コレクタ電流は、そのベースにおけるデータ信号と比例関係に変化させられ、こ れによりQ2におけるコレクタ電流を逆方向に変化させて全電流を一定に保持す る。トランジスタQ1およびQ2のコレクタからのRF電流は、変成器650の 1次端子に跨って差電圧を生じる。この差のRF倍信号、変成器650によりシ ングル・エンデッド信号に変換され、Qlのベースにおけるデータ信号と比例す る極性(位相反転)を変化させるRFキャリヤを生じる。これは、増幅され送信 されるBPSK信号である。
変調器における利得制御機能は、トランジスタQ3のベースに存在するバイアス 電圧の結果である。このDCバイアス電圧は、発振器からのRF倍信号組合わさ れると、バイアス電圧と比例するコレクタ電流(および利得レベル)を生じる。
このため、DCバイアス−レベルがプログラム可能利得制御抵抗ネットワーク6 02の結果として増加する時、トランジスタQ3におけるRF倍信号利得もまた 増加する。プログラム可能利得制御抵抗ネットワーク602は、ディジタル入力 に対する相補的なりC応答を生じて変調器の出力におけるRF電力の線形増加を 生じるように設計される。換言すれば、4ビツトのディジタル信号の各増分毎に 、変調器の出力電力が固定された増分量を増加させることになる。
本発明の特徴による上記の種々の構成要素の動作について次に説明する。
先に述べたように、IPPVイベント購入情報をシステム・マネージャ310へ 送り返すため、各セット・トップ端末即ち5TT315は逆方向の(システム・ マネージャ310から5TT315へ制御情報を送るため使用する順方向経路と 反対の)通信経路を持たねばならない。先に述べたように、RF−IPPVシス テムは、逆方向のサブ分割チャンネル能力を持つケーブル・プラントで使用され るためのものである。これらのケーブル・システムは、T7、T8、T9、Tl Oチャンネル(約0〜30MHz)が逆方向に、即ち主局に伝播することを可能 にする中継増幅器を有する。
本発明は、図5に示される如きRF−IPPVモジュールを提供し、このモジュ ールはT8チャンネルの一部を用いて端末即ちモジュールから選択可能な複数の モジュール化されたRFデータ・キャリヤ・チャンネルを介して主局における周 波数ダイパーシティ・データ受信機と通信する。テレビ会議あるL〜は他の通信 のためにU7、T9およびTIOチャンネルを使用すると、一般にT8チャンネ ル帯域に限定されるデータ通信による悪影響を受けない。
ケーブル・プラントにおける逆方向チャンネルを端末の場所からの加入者情報を 検索するためのデータ通信不フトワークとして使用すると、2つの主な欠点から 免れない。即ち、先に詳細に述べたように、上流通信の高雑音および干渉環境、 およびデータがネットワークへのアクセスのため競合するアクセス競合機構の無 いことである。両方の問題は、図1に示される如き倒lツリーであるシステムの トポロジーに起因するものである。
干渉の観点か呟 「ツリー」の分岐は大きなアンテナ・ネットワークとして機能 する。ケーブル・システムにおける欠陥のある被覆および割れたあるいは緩んだ 結線は、先に述べたようにRF干渉がシステムに「侵入」することを許す。中継 増幅器が全体的に1の利得を生じるように予め設定されるため、帯域内干渉およ び雑音が各増幅器に再生される。更に、逆方向の経路においては、各分岐からの 干渉および雑音が各中継交差部において加算的に組合わされる。その結果は、ケ ーブル・システム全体にわたり拾われた干渉および雑音の全てが最終的にはRF −IPPVデータ受信機が置かれる主局において加算されることになる。データ 通信のための逆方向ケーブルTVチャンネルの使用に固有のこれらの問題を最小 限に抑えるため、T8テレビジョン・チャンネル帯域幅における23の100K Hzデータ・チャンネルの範囲の複数の4つのチャンネルが、主としてデータ処 理能力の観点に基いて現在のRF−IPPVシステムにおいて使用されるように 選択される。本文において更に述べるように、本発明は、4つのチャンネルに限 定されるものと解釈すべきではなく、4つ以上のチャンネルを使用できる。メツ セージを受信する確率は使用される別の各チャンネルとともに増加するが、チャ ンネルを増やすために別の送信機および受信機を提供するコストは比較に耐えな い。
6MHzの逆方向のビデオ・チャンネルは60の100KHz幅の通信チャンネ ルに分割でき、その内23が現在の構成に使用される。23チャンネルの内の4 つが雑音および干渉の周波数位置に基いて選択される。送信機および受信機+1 両者とも周波数に敏感である。逆方向通信のため使用される周波数は、システム ・マネージャのコンピュータにより雑音が多いか著しい干渉を含むチャンネルを 避けるように自動的にプログラムすることができる。これらの周波数1よ、時間 的体こ変化する干渉に対処するため必要に応じてしばしば変更することができる 。
各送信機は、連続的にそのデータを望ましくは4つの周波数毎に20キロビット /′秒のデータ速度で送信する。主局において、4個のRF受信機(1つが各チ ャンネルに同調される)が用いられる。この構成は、各メツセージ毎に冗長性を 提供する。チャンネル間の干渉によるエラーお確率は、4個のチャンネルの各々 力(このチャンネルの送信機の使用時間に存在する干渉を有する4つの確率の積 となる。このため、非常に高い送/受信成功率をもたらす結果となる。
逐次送信方式がある時間的ダイパーシティならびに周波数ダイノく−シティを提 供するため、これがスペクトラム拡散システムよりも更に良好な性能をもたらし 得ることに注意すべきである。
(周波数の選択) 典型的な逆方向システムにおいては、4つのビデオ・チャンネル、即ちT7、T 8、T9およびTIOが使用可使である。通常、最も低L)チャンネル(T7) が雑音が多く、最も高いチャンネル(TIO)が最も雑音が少ない。このことは 、TIOが最善の選択であることを示唆する。しかし、他の考察もある。
多くのケーブル・オペレータは、幾つかの逆方向チャンネルを使用するか、ある いは使用できるよう保持することを要求される。これらのチャンネル1よ、テレ ビ会議リンク、コミユニティ・アクセスTV、主局に対する文字ジェネレータ・ リンクおよびモデム・サービスのため時に使用される。ビデオはデータ通信より も遥かに雑音に耐えるため、「最もクリーンな」チャンネルを未使用のまま残し てより低いチャンネルの1つを使用することが望ましい。
幾つかの顧客の逆方向プラントの直接的な観察から得られるデータは、T8から T7へのチャンネル品質の著しい劣化を示す。BPSKシステムはおそら(はT 7で動作し得るが、一般にクリーンな周波数帯域をT8に置くことが遥かに容易 である。
周波数選択に関わる最後の要因は、送信機の高調波の位置である。送信機の第2 および第3の高調波を上位の逆方向チャンネルおよび順方向のビデオ・チャンネ ルの双方から離して保持することが重要である。送信機の周波数が14乃至18 MHzの範囲に制限されるならば、第2の調波(2Xf’)は28乃至38MH zの間にあり、第3の調波(3Xf’)は42乃至54MHzの間にあることに なる。この第2および第3の調波は、ともに順方向および逆方向のビデオ・チャ ンネルから外れる(T10より上でチャンネル2より下)ことになる。このこと は、送信機出力のフィルタ要求を著しく低減し、これによりコストを著しく低減 し信頼性を増す。このため、C4tta等の発明とは異なり、0〜30MHz送 信帯域の上方部分に該当する奇数および備数次の調波に上流通信に悪影響を及ぼ し得るキャリヤの調波を意図的に避けるため、T8チャンネルが選択される。
インブレス干渉源は、典型的には離散的周波数であり、性格上時間的に変化する 。平均スペクトラム・アナライザ測定は1つの特定時間点では完全に7ましくな いT8チャンネルの領域即ち帯域を表示し得るが、確信を以てどの周波数が常に 使用されるかを予測することは依然として困難である。しかし、如何なる時も、 典型的には信頼度の高い通信を支持するに充分な低い雑音および干渉レベルを持 つT8チャンネルにかなりの帯域幅が存在する。本川波数ダイパーシティRF− IPPMシステムは、この事実を利用し幾つかの相補的な手法により干渉を避け るように設計される。即ち、最小帯域幅データ通信法、周波数ダイパーシティ、 多重(同時)通信チャンネル、および時間ランダム化冗長メツセージ送信である 。
図5のRFモジュールは、データを復帰する試みの都度、IPPVイベント−デ ータを4つもの異なるチャンネル(周波数)で送信する。使用される実際の周波 数の数は、本発明はこの点に限定されるものではないが、主局単位に現在の構成 において1乃至4にプログラム可能である。システムの周波数に敏感な性格は、 返還システムが強い安定状態の干渉を持たないチャンネル(周波数)で動作する ようにプログラムを可能にする。更に、多重周波数の使用は、ランダムかつ時間 的に変化する干渉源を避ける。
例えば、システムが最初にセットアツプされる時、幾つかの使用可能な100K Hzチヤンネルを平均して低い干渉レベルを持つ15.45〜17.75MHz の周波数範囲に見出すためスペクトラム・アナライザを使用することができる。
しかし、如何なる時点においても、ランダムあるいは時間的に変化する雑音源が データ返還送信と干渉し得るという常にある確率が存在する。更に、1つのチャ ンネルに生じる干渉の確率は、別のチャンネル(隣接しない)において生じる干 渉とは比較的独立している。
例えば、いずれかのチャンネルにおける送信中に生じる有害な干渉の確率は50 %であるとしよう。このため、どのチャンネルの帯域幅の半分以上は使用されな い。別の観点から、返還データ・メツセージを通す確率は50%に過ぎなも)。
しかし、メツセージを複数のチャンネルに送るため実質的に同時の試みが行われ るならば、各チャンネルにおける試みが不成功な場合のみ試みは不成功となろう 。
換言すれば、少なくとも1つのメツセージの試みが成功しない唯1つの方法は、 4つの試み全てが不成功であるかどうかである。4つのチャンネルが使用される ならば、この状態の確率は、 0.5X0.5XO,5=0.0625 (6,3%)であり、即ち、唯1つの チャンネルを用いる時の失敗の確率50%の僅かに1/8に過ぎない。一般に、 1つのチャンネルにおける干渉による失敗の確率がKならば、4つのチャンネル を使用する失敗の確率はに−即ち1/に3となる。
システム・マネージャ、RF−IPPVPP上ッサ(RF I P)およびRF −3TTモジユールは、現在の構成において2組(まで)の4つの使用可能なチ ャンネルを格納する。これらの2組のチャンネルは、「カテゴリ1の周波数」と 「カテゴリ2の周波数」と呼ばれる。当業者には、本発明が各々4つの周波数を 有する2つのカテゴリーの周波数に限定されないことは明らかであろう。それぞ れが同じか異なる数の周波数を含むどんな数のカテゴリーでも使用することがで きる。
システム−マネージャからRF−IPPVプロセッサ同じRF−3TTに対する 指令は、動作を1組の動作周波数から他の周波数へ瞬間的に切換えることができ る。あるいはまた、システム・マネージャは、−日の異なる時間にカテゴリーに おけるシステム動作を自動的に周期的に切換えるようにプログラムすることがで きる。
現在の構成においては、動作を遮断することなく2つの異なる動作モートが何時 でも瞬間的に得られる4、例えば、カテゴリ1はデータ返還のため3つのチャン ネルを、また自動的なRF−5TTモジユールの較正のため1つのチャンネルを 定義できるが、カテゴリ2はデータ返還のため使用可能な4つのチャンネルを定 義できる。組込みが典型的に行われる時刻において、自動的較正が生じ得るよう にシステムをカテゴリ1を使用するようプログラムすることができる。夜間は、 多重データ返還チャンネルの利点の利用を最大化するために、システムはカテゴ 172を使用するようにプログラム可能である。
−日のある期間に返還チャンネルの相対的品質が著しく変化することが知られる ならば、1つ以上のチャンネルを迅速にかつ予め定めたプログラムされた回数だ け自動的に切換えるため、2つのカテゴリを使用することができる。例えば、干 渉するラジオ送信機の故に、4 : OOAMから6・OOPMまではチャンネ ルrAJがチャンネルrBJより充分に良好であるが、夜間(6: OOPM〜 4:00 AM)ではチャンネルBよりやや悪(なる。従って、チャンネルrA Jを1つのカテゴリに割当て、チャンネルrBJを他のカテゴリに割当てて、4 :00AMおよび6:00PMにシステムを適当なカテゴリに切換えるようにプ ログラムすることが有利である。
複数のチャンネルにおいて低い雑音を仮定すると、データ処理能力を妥協するこ となく少ない数の返還データ・チャンネルを使用することができる。このため、 異なるグループが同じカテゴリ内の異なるチャンネルで送信することができる。
複数のチャンネルが低雑音であるとすれば、データ処理能力を妥協することなく より少ない数のデータ・チャンネルを使用することができる。このため、異なる グループが同じカテゴリ内の異なるチャンネル上で送信することができる。
RF−IPPVPP上ッサおよびシステム・マネージャは、4つのRFチャンネ ルの各々で受信した有効な一義的でないメツセージ数についての統計数字を連携 して集めて保持する。RF−IPPVにより各(使用)チャンネル上に送信され たメツセージ数は、実質的に等しい。従って、統計的に有意義な期間にわたり累 計すると、各チャンネルの品質が等価であるならば、各使用チャンネルにおける 有効なメツセージ数は等しくなる傾向がある。反対に、1つ以上のチャンネルの 品質が他のチャンネルよりも低ければ、これらの低品質のチャンネル上で受信し た有効メツセージ数は、いわゆるよりクリーンなチャンネル上で受信した数より 少ないことになる。これは、各チャンネル毎に受信した一義的でないメツセージ の累計が相対的なチャンネル品質の優れた標識であることを示唆する。品質は、 短期ベースでチャンネル間の比較が可能であると共に、1つのチャンネルにおけ る長期の傾向を分析する。
現在の構成が各呼び戻し区間において表示される累計メツセージ・カウント計に 対してのみ可能であるが、この情報は、システムの他の特徴と共に、自動的な周 波数選択プロセスを実現するため使用することができる。例えば、下記のアルゴ リズムは、最終的に全てのチャンネル周波数を試みて最良の4つを使用すること になる。即ち、 1.4つの明らかに「良好な」開始周波数を取出し、2、統計的に有意義な期間 にわたりデータ返還性能を分析し、3、「最悪の」周波数の相対的品質を記憶し てこれを使用から外し、4、「最悪の」周波数を未試用の周波数と置換し、5、 全ての使用可能な周波数のランク付けが決定されるまでステップ2乃至4を反復 し、 6、置換が必要な時は、rnJ個の最良ランクの周波数からの選択のみを除き、 上記アルゴリズムを使用し続ける。
このアルゴリズムは、4つ前後のチャンネルを用いてシステムに容易に適用され る。
その時のRF−IPPVシステムは、2進位相シフト・キーイング(BPSK) キャリヤ変調によるミラー(遅延)データーコーディングを用いる。このミラー 。
データ・コーディングは、最小限の帯域部を用いながら優れた回収データ・タイ ミング情報を与える。
RF−3TTがシステム・マネージャからデータ返還要求を受取ると、メツセー ジはRF−5TTに対して、周波数のどのカテゴリを使用するか、何回(N)メ ツセージを送るか、送信期間はどれだけかを通知する。RF−3TTは、使用さ れる周波数毎に指定された送信期間内に184回の疑似ランダム・メブセージ開 始時間を計算する。データ返還メツセージは、各周波数毎に184回まで送信さ れる。開始時間は、各周波数毎に独立的に計算され、メツセージの開始時間およ び周波数順序が共にランダムとなるようにする。特定の周波数におけるランダム 時における各メツセージの送信は、主として使用される統計的媒体アクセス法の 関数である(媒体アクセス・プロトコルについての以降の章を参照)。多数の送 信周波数についての多数の送信試みにより影響を受けるメツセージ冗長度は、イ ンブレス雑音の不感性を提供する主な要因である。この手法は、周波数ホッピン グが公知のスペクトラム拡散法に比較してデータに関して遅いが、実質的に周波 数ホッピングスペクトラム拡散システムである。
RF−8TT送信機の多重周波数能力を利用して、RF−I PPMプロセッサ はデータ・メツセージを同時に受信することができる4つの個々の受信セクショ ンを含む。各データ返還グループ期間の初めに、システム・マネージャがRF− IPPVPP上ッサの周波数カテゴリをセットしてこれらがRF−3TTと対応 することを保証する。RF−IPPVPP上ッサにおけるマイクロプロセッサに 基く制御装置が各受信機からのデータ・メツセージを復号する。このメツセージ が、パケットに構成されてシステム・マネージャへ送られる。RF−I PPV プロセッサの制御装置もまたメツセージを分類して、各送信期間中RF−3TT から受取った冗長度メツセージを除去する。
(IPPV媒体アクセス・データ返還プロトコル)rppvケーブル・システム の動作においては、データ返還メツセージを要求、即ち幾つかの異なる基準に基 いてRF−IPPVモジュール(RF−3TT)を備えたSTTを「ポール」す ることができることが一般に望ましい。下記のリストは、特定のグループのST Tからのデータ返還を要求する最も有効な場合を要約している。即ち、 1、無条件、即ち全てのRF−3TTが通報すること2.1つ以上のイベントに 対するIPPVデータを格納する全てのRF−STT 3、特定のイベントに対するIPPVデータを格納する全てのRF−3TT4、  (イベント・データの如何に拘わらず)個別に特定のRF−3TT更に、先に 述べたように、例え最初(無条件データ要求)の場合でも、全てのRF−3TT が24時間以内の期間内にデータを戻すことができることが非常に重要である。
これは、数千あるいは更に数十万のRF−3TT集団で可能なはずであり、1時 間当たり2万5千回のRF−3TTデータ応答の「処理能力」の目標へ遷移する 。
逆方向の各狭帯域データ・チャンネルのみが一時に1つのメツセージを運ぶこと ができる。即ち、特定のケーブル・システムにおけるどれか2つ以上のRF−5 TTが時間的に重なるメツセージを伝送するならば、送信は干渉して「衝突に」 関与した全てのデータ・メツセージが失われる高い確率を有する。従って、先に 述べた3つの場合では、複数のRF−3TTがデータ返還チャンネルを同時に使 用する試みを阻止するためある形式の媒体アクセス制御手順が必要となる。
無論、全ての場合を一連の個々のデータ要求(第4の事例と同様)として処理す ることができる。しかし、これは典型的な「堂々巡りの」要求/応答メツセージ −シーケンスに生じるシステム・メツセージの遅れにより処理能力の目標とは一 致しない。1つの「グループ・データ要求」を比較的大きなグループのRF−3 TTへ送り、これがデータを計画した手順、即ち「媒体アクセス・プロトコル」 に従ってデータを戻すことがはるかに有効である。このプロトコルは、メツセー ジに対する高い成功率、即ち競合の発生がないことを保証しなければならない。
不都合にも、送信の衝突の防止を助けるためキャリヤ検出機構に依存する地方ネ ットワークにおいて使用される如き一般的な媒体アクセス・プロトコルはケーブ ル−システムにおける使用には適さない。ケーブル−システムの倒置ツリー・ト ポロジーが異なる分岐から送信された信号を加算して、これを主局へ送る。各々 が中継増幅器または他の装置により絶縁される異なる分岐に配置されるRF−5 TTは、別の分岐で活発に送信中のRF−5TTの存在を検出することができな い。
別のアクセス・プロトコルの時間スロットもまた、システム・メツセージの遅れ における最悪の場合の分散から免れない。これは、各RF−3TTに対する時間 スロットを受入れ離く長くして、劣った処理能力をもたらす結果となる。
上記の全ての項目は、衝突の計算された公差を有することにより受入れ得る高い 処理能力を与える媒体アクセス・プロトコルの開発を導いてきた。この方法は、 制御された均等に分散されたランダムなRF−3TTデ一タ返還試行速度が与え られると、衝突(および反対に成功したメツセージ処理能力)の予測された統計 的確率を利用する。
非常に簡単な意味では、これは累計RF−8TT集団の管理可能な大きさのサブ グループに対するデータ要求を送出するシステム・マネージャを含む。各サブグ ループまたは単純に「グループ」はデータを戻す定義された期間を有する。この 期間内で、各RF−3TTは予め定めた数のランダムなデータ返還送信開始時間 を独立的に取上げる。使用された比較的大きなサブグループの場合は、返還の試 みはこの期間にわたって統計的に均等に分散される。更にまた、平均的な試みの 速度が予め定められ返還メツセージの平均的長さが知られるため、どのRF−3 TTに対する少なくとも1つの成功したデータ返還メツセージに対する結果的な 確率は予測可能である。
以上の統計的概念はデータ返還法の基礎であるが、多数の他の主要な要素がプロ セスを働くようにさせるため必要である。これらは下記の如く要約される。即ち 、 1、最良の有効データ基礎処理能力を与える最適の試行速度が決定される。
2、各ケーブル・システム主局における全RF−3TTが既知の大きさの管理し 得る大きさのグループに分割される。最適の試行速度が与えられると、サブグル ープの大きさおよび数をデータ返還期間と共に決定することができる。
3、システム・マネージャが個々のグループから返還データを提供する方法で構 造を提供するデータ返還プランが要求される。
4、グループ内のRF−5TTがデータ返還シーケンス内でどのようにデータ返 還要求およびデータ確認に応答するかを1組の規則が支配する。
(データ返還シーケンス) 図7は、典型的なデータ返還シーケンスの時間線の表示を示す。先に述べたよう に、全RF−3TT集団が適当に等しい大きさの管理可能なサブグループに分割 される。これらは、単にグループと呼ばれる。各グループがデータを戻すことが 許される時間長さは、グループ期間(あるいは、単に期間)と呼ばれる。RF− 4PPVデータ検索の間、システム・マネージャはデータ要求を逐次ケーブル・ システムの主局における各グループへ送出する。全てのグループの1つの完全な データ返還シーケンスは、サイクルと呼ばれる。最後に、完全な(典型的には毎 日の)データ返還シーケンスを構成する2つ以上のサイクルのシーケンスは区間 と呼ばれる。1つのRF−3TTが与えられた区間中にそのデータを戻して確認 を受取るならば、このRF−3TTはこの区間中は再び試行することはない。シ ステム・マネージャにより送られた各グループのデータ返還要求は、グループ番 号とその時のサイクルと区間番号を含む。
2つの形式の自動回答、即ち大域とアドレス指定の自動回答がある。大域時間回 答は、更に周期的かつ連続的な自動回答に更に分割することができる。周期的自 動回答においては、ユーザはRF−IPPVモジュールが応答する時間間隔を定 義する。連続的な自動回答では、システムが24時間の如き時間間隔を定義する 。図7においては、周期的または連続的な自動回答のいずれにおいても、時間間 隔は区間と呼ばれる。各区間は、RF−IPPVモジュールが既に特定の区間に おいて応答したかどうかを確認できるように一義的な番号が割当てられる。各区 間は、複数のサイクルに再分割される。1つのサイクルは、再試行を試みるのに RF−IF’PVモジュールの集団全体に要する時間量として定義される。各す ィクルは、RF−IPPVモジュールが既にそのサイクル中に応答したかどうか を確認できるように、一義的な番号(区間内)が割当てられる。RFの衝突のゆ えに、全てのRF−IPPVモジュールはRF受信機に達することができない。
特定のRF−IPPVモジュールがRF受信機に達する可能性を増すために、区 間当たり最小数のサイクルが定義される。区間当たりの最小数のサイクルが構成 可能である。
各サイクルはグループに再分割される。1つのグループはシステムにおけるRF −IPPVモジュールの合計集団のサブセットである。各RF−IPPVモジュ ールは、特定のグループに割当てられ、関連するグループ番号を有する。このグ ループ番号は、外部のソース(ユーザが定義する)を介してRF−IPPVモジ ュールに割当てることができ、あるいは以下に更に詳細に述べるように、シフト 値を用いてディジタル−アドレスから得ることができる。関連するグループ番号 がどのように得られるかの如何に拘わらず、RF−IPPVモジュールはそのグ ループ時間中大域的自動応答に応答するのみである。関連するグループ番号がど のように得られたかの如何に拘わらず、RF−IPPVモジュールはそのグルー プ時間中大域的自動応答に応答するのみである。各RF−IPPVモジュールは 更に構成可能な応答番号が割当てられる。再試行番号は、与えられたRF−IP PVモジュールがそのグループ時間中応答しようとする回数を表わす。
本発明の応答アルゴリズムについては、最初に全体的に述べ、その後特に詳細に 述べることにする。
本発明の応答アルゴリズムは、一定数の試みられた応答を保持しようとする試み に基く。この一定数は応答(試行)速度と呼ばれ、1砂崩たりのRF−IPPV モジュール数で測定される。応答速度は構成可能である。一定の応答速度を維持 するため、1つグループにおけるRF−IPPVモジュールの数を制限しなけれ ばならない。この一定数は、1つのグループ内のモジュールの最大数と呼ばれる 。1つのグループにおけるモジュールの最大数は構成可能である。1つのグルー プ内のモジュールの最大数に基いて、1つのサイクル内のグループ数を下記の如 く計算することができる。即ち、 グループの#=RFモジュール集団/集団/グルー最内数グループ数が以下に述 べるようにディジタル・アドレスから自動的に得られるシステムにおいて、グル ープ数は2の次の蟇乗まで丸められる。
1つのグループにおけるRFモジュールの平均数を下記の如(計算することがで きる。即ち、 グループ内の平均#=RFモジュール集団/グループの#この番号は、下記の如 (秒単位のグループ長さを計算するため使用される。即ち、 グループ長さ=グループ内の平均#/応答速度1つのサイクルの長さく秒単位) は、下記の如(計算することができる。
即ち、 サイクル長さ=グループ長さ*(グループ数)1つの区間内のサイクル数は下記 の如く計算することができる。即ち、サイクル#−(区間の終り時間一区間開始 時間)/サイクル長さサイクルの計算された数が許容されるサイクルの最小数よ り小さければ、サイクル数が最小僅に設定される。従って、最小区間長さは下記 の如く計算することができる。即ち、 最小区間長さ=サイクル#本すイクル長さこの数は、周期的な自動応答の場合に ユーザにより割当てられる区間長さと比較されて、与えられた区間長さが充分に 長いかどうかを判定する。
自動応答シーケンスの開始時に、上記の値が計算される。システムは新しい区間 数および開始サイクル数を割当てる。この時、自動開始制御シーケンスが開始の 用意ができる。システムは、この区間のこのサイクルにおける最初のグループか 始動し、1サイクル内のグループの計算数に達するまで進行する。次にサイクル 数が増分され、この区間に対する合計サイクル数を越えた(即ち、区間の終りに 達した)かどうかを判定するため検査が行われる。もしそうでなければ、グルー プ数はリセットされ、このシーケンスが継続することになる。
RF−IPPVモジュールのグループが応答しつつある間、システムはデータを 受取りこのデータをそのデータベースに置く。RF−I PPVモジュールから のデータがデータベースに成功裏に置かれた後、確認がRF−IPPVモジュー ルへ送られる。RF−IPPVモジュールからシステムへ前送されるデータ部分 は、全てのイベント・データの検査合計である。この検査合計は、確認コードで あり、確認メツセージでRF−IPPVモジュールへ送り戻される。確認コード がイベント・データと共に最初に送られたものとマツチするならば、このデータ はRF−IPPVモジュールのメモリーから削除される。RF−IPPVモジュ ールがその時のサイクル中に確認メツセージをシステムから受取らなければ、R F−IPPVモジュールはその時の区間の次のサイクルにおいて再び応答するこ とになる。RF−IPPVモジュールがその時の区間において確認メツセージを 受取るならば、RF−[’PVモジュールは次の区間まで応答しない。応答した 全てのRF−IPPVモジュールは、データと共に何かのイベント・データが送 られたかどうかの如何に拘わらず、確認コードが送られることになる。これは、 衝突数を区間における各連続サイクルで減少させることになる。
アドレス指定された自動応答即ちポールは、特定のRF−IPPVモジュールか らIPPVデータを検索するように設計される。RF−IPPVモジュールへ送 られた情報は、下記の例外を持つ大域的自動応答におけると同じものである。
ポールされるRF−IPPVモジュールのディジタル・アドレスが含まれ、区間 数はゼ唱こセットされ、情報の残り(グループ、サイクル、シフト値など)は、 通知する購入がなくとも、RF−IPPVモジュールができるだけ早く応答する ようにセットアツプされる。
現在の構成においては、グループ・サイズは2500乃至5000個のセット・ トップ端末の範囲内に維持される。セット・トップ端末は、各グループが500 0セツト・トップを持つまで現在のグループに加えられる。各グループが500 0セツト・トップになると、グループ数は、各グループが再び2500セツト・ トップとなるために2倍される。例示の目的のため、セット・トップの集団Pが 最初は1つのグループで3500セツト・トップ端末からなるものとしよう。セ ット・トップ端末が集団Pに加えられるに伴い、総集団数は上限値5000と比 較される。集団が5000セツト・トップ端末からなる時、グループ数は1から 2に倍増される。このため、2つのグループはそれぞれ2500セツト・トップ 端末を含む。新しいセット・トップ端末が集団に加えられると、2つのグループ の各々における端末数が増加する。2つのグループの各々が5000端末を含む 時、グループ数は再び2倍されて合計4つのグループを生じ、4つのグループは それぞれ2500セツト・トップ端末を含む。
その時のRF−IPPV返還システムに対する最適の試行速度は毎時50000 回の試行であることが実験的に決定された。この試行速度を一定に保持するため 、グループ時間はセット・トップ端末がシステムに加えられるに伴って変化しな ければならない。この構成においては、試行速度を一定に維持するため、グルー プ時間長さ即ちグループ内の各セット・トップ端末がそのデータの送信を試みね ばならない時間長さは、3乃至6分増加しなければならない。
上記の原理は、簡単なアルゴリズムにより表わすことができる。このアルゴリズ ムは、セット−トップ端末のディジタル・アドレスのビットを用いてグループが 自動的にセットされる時に使用される。最初に、グループ数Gが1と等しく総セ ット・トップ端末集団がNに等しいものとすれば、1)(G<2)または(P/ G>5000)である間、但し、Sはグループ当たりのコンバータ数に等しく、 Tはグループ時間に等しく、Kは、上側では2500個のコンバータ当たり3分 に等しい一定試行速度を維持するように選定された定数である。
特定のコンバータが一構成要素であるグループが、コンバータのアドレスの特定 のビット数を用いて決定される。例えば、グループ数が8に等しければ、コンバ ータ・アドレスの最後の3ビツトが使用される。グループ数が16に等しければ 、セット・トップ・アドレスの最後の4ビツトが使用される。
あるグループ時間の初めに、システム・マネージャがRF−IPPVプロセッサ に対するトランザクションをダウンロードして新しいグループ時間が始りつつあ ることを示す。システム・マネージャは、大域指令をセット・トップ端末へ送り 、新しいグループ時間が開始されどのグループ数がポールされつつあるかを表示 する。セット・トップ端末は、疑似乱数ジェネレータを含む。この疑似乱数ジェ ネレータは、例えば、自由計時タイマー即ち各々セット・トップ端末と関連する カウンタを含む。こお疑似乱数ジェネレータは、試行数および返還頻度数と対応 する複数の開始時間を生成する。例えば、セット・トップ端末が3回の試みを行 うよう指令され帰路が4つの周波数を使用するならば、疑似乱数ジェネレータは 12の乱数を生成する。これらの乱数はグループ周期に割付けられる。
STTから主局へのメツセージは重複しない。しかし、その時の構成では、重複 しない与えられたグループ周期内で乱数を生成する代わりに、モジュールは、厳 密に言って、第2の送信が最初のメツセージの終了前に開始されたとしても、第 2の送信を開始する前に1つの送信が完了するまで待機することになる。当業者 には、1組の重ならない乱数が生成されて送信時間の決定のため使用されること が明らかであろうし、本発明はこの観点に限定されるべきでない。
(グループ) RF−3TT返還データを持つ1つの方法は、予め定めた呼び戻し期間中のある 時間に集団全体に個の出たを送信させることである。しかし、この手法は、潜在 的に逆方向の増幅器の過負荷をもたらす結果となり、全集団得が同時に送信を試 みるならば、前送経路に望ましからざる影響を生じ得る。このため、この集団を 複数のグループに分割することが望ましい。それにも拘わらず、RF−3TT集 団全体に等しいグループを使用することができる。
RF−3TTは、2つの方法の1つによりグループに割当てられる。個々のRF −3TTが特定のグループに帰属することが重要である場合(例えば、ブリッジ ャ切換えの使用が要求されるならば)、各RF−3TTはアドレス指定されたグ ループ割当てトランザクションを用いて特定のグループに割当てることができる 。ケーブル・オペレータは、与えられたセット・トップ端末を購入料率または特 定のグループあるいは全集団のサブセットと関連する他の要因に基く特定のグル ープに割当てることを欲するかも知れない。この場合、グループ数は2乃至25 5の範囲内の任意のものである。また、グループ・サイズは等しくな(、グルー プ周期は異なるサイズのグループを許容するよう個々に調整される必要がある。
本発明の目的はブリッジ中の切換えを排除することであるため、グループ分けの 割当てがブリッジャ切換えネットワークにより予め定められなければ更に望まし い。
更に一般的な場合には、個々のグループ割当てが要求されない。全てのRF−3 TTが大域トランザクションによりグループ数としてSTTに一義的なディジタ ル識別子(アドレス)の最下位ビットを使用するように指令される。個の場合の グループ数は、常に2の耳型(2,4,8,16など)である。低次のRF−3 TTアドレス・ビット・パターンが装置の大きな集団に非常に均等に分散される ため、各グループにおけるSTTの数は実質的には同じとなり、グループ数で除 したRF−3TTの合計数と等しくなる。2つの要因が実際のグループ数を決定 する。
第1の要因は、試行数の如何に拘わらず、STTがメツセージをRF−IPPV PP上ッサに送ることを試みる任意の速度Rである。第2の要因は、好都合な最 小グループ呼び戻し期間Pa1sである。従って、RF−IPPVの全STT集 団は、最大値nを用いることにより、最大数が21の管理し得る大きさのグルー プに分割することができる。即ち、 この式により定まる2の耳型は、各RF−3TTが1つの構成要素であるグルー プを決定するため使用しなければならない低次ビットの数となる。例えば、nが 4である決定されると、合計16のグループがあり、各RF−5TTはグループ 数としてそのアドレスの最下位の4ビツトを使用することになる。
(試行速度) 上式において使用される最適のRF−3TT試行速度は、単に単位時間当たりの RF−5TTの平均数として表わされる。しかし、各RF−3TTは構成し得る 試みカウントを持ち、従って実際のメツセージ試行速度は、1つのグループにお けるRF−3TT数に各装置が行う送信(試み)数を乗じて、グループ周期の長 さで除したものに等しい、1デ一タ返還期間において、生じるメツセージ−トラ ンザクションの平均速度および長さがメツセージ密度を、従って与えられた送信 に対して生じる衝突の確率を決定する。送信の平均長さが相対的に固定されるも のとすれば、RF−5TTが返還データを送信しようと試みる速度は衝突の確率 に及ぼす主な影響であり、メツセージ処理能力に対しては反対となる。
低いメツセージ試行速度は結果として衝突の確率を低くし、メツセージ試行速度 が高いと、どんなメツセージに対してもこれに対応して衝突の確率を高くする結 果となる。しかし、低い試行速度における高い成功率(あるいは、高い試行速度 における低い成功率)は、依然として低い全体処理能力を結果として生じ得る。
従って、実際の成功率の測定はメツセージに対する成功の可能性にRF−3TT の試行速度を乗じたものである。例えば、1000個のRF−8TTが1分の期 間内にデータを戻そうと試み、メツセージが衝突に関与する確率が20%である ならば、実際の成功率は: 1000RF −S T T x (100−20)%/分= 800RF−5 TT/分高い数値のRF−STT成功率は、略々100%の成功率を結果として 生じなければ、RF−IPPVシステムにおける処理能力の最終的な測定結果で はない。
返還されたデータがケーブル・オペレータに対する収入を表わすため、全てのR F−STTがそれに格納されたデータを戻さなければならない。略々100%の 成功率に近づ(と、統計的データ返還法における2つ以上の期間を要し得る。更 に本例において、1つのグループが最初のデータ返還サイクルの間上記の成功率 を有するものとしよう。1分当たり800のRF−5TTが非常に望ましい処理 速度であるが、グループの20%を非通知状態に残すことは受入れ得ない。次の データ返還サイクルにおいて、800の成功したRF−3TTがデータ確認を受 取らねばならない。先に述べたように、機密保持メモリーに格納された正確なデ ータと対応する確認を受取るRF−3TTは、新しい区間が開始するまでは再び 応答しない。従って、最初のサイクルで成功しなかった僅かに200個のRF− 8TTがデータ返還を試みるはずである。この結果、第2のサイクルにおける衝 突の確率は非常に低くなる。例示目的のため、メツセージが1つの衝突に関与す る確率が1%であるとしよう。この1分の期間において、200X (100− 1)%=198RF−3TTが成功する。2つのサイクルを組合わせれば、下記 の有効成功率となる。即ち、 800+198RF−3TT/2分 即ち、499RF−3TT/分この比率は 、通知するRF−3TTの略々100%で達成され、従って、実際のシステムの 処理能力の測定は非常に優れている。このように、「最適の」試みは、最短時間 内にあるRF−3TT数に対して略々100%の有効成功率を生じる試行速度と して定義される。
本発明は、最適の試行速度を決定するためRF−IPPVのデータ返還システム のモデルに基いてシミュレーション法を使用した。しかし、最適の試行速度の選 択がシステムの性能に影響を及ぼすが、これは本発明の動作にとっては重大では ないことを知るべきである。
以上の記述および先に詳細に述べた計葺は、データ返還がIPPVモジュールか らIPPVイベント・データを戻すために行われることを前提とする。しかし、 本発明のRF返還システムは、複数の遠隔装置即ち端末が格納されたデータを中 央の場所に移動するため広く用いることができる。強盗の警報、エネルギ管理、 ホームショッピングおよび他のサービスに対する要求は、一般にIPPVサービ ス要求に対する付加的なものである。しかし、スケールにおける効率は、異なる アドレス指定可能あるいは大域的な指令および応答が異なるトランザクション、 特に両方向音声(電話)通信の搬送の如きリアルタイム要求に対しては適当であ り得るが、これらの付加的サービスのあるものに対するデータをIPPVPP上 スに対するトランザクションに組合わせることにより達成することができる。
(RF−IPPVモジュール送信機レベルの調整)S/N比および隣接チャンネ ル干渉要件を含む多くの理由から、RF−IPPV送信機(図8)のデータ・キ ャリヤ出力レベルが逆方向チャンネルに対して略々最適となるようにセットされ ることが必要である。更にまた、安い組込みコスト、保守の用意であること、反 復性および信頼性のため、出力レベルが可能な限り自動的であることが非常に望 ましい。
本論の目的のため、「最適の」送信機出力は、第1の逆方向中継増幅器に現れる レベルがKdBmVであるように定義され、Kは主としてケーブル・システムお よび逆方向中継増幅器特性に依存する定数である(典型的には、+12dBmV )、。
好都合にも、送信機とデータ受信機間の可変損失の主たる根源はモジュールから ケーブル・タップへのドロップ線と、第1の逆方向増幅器に対するケーブル・セ グメントにおいて生じる1、第1の逆方向増幅器から受信機までに送信信号が遭 遇する逆方向経路の残部は、典型的には1の利得を持つように設計される。これ は、受信機における信号レベルを測定すること、およびこれが実質的に加入者の 場所から図1の第1の逆方向増幅器に存在するレベルであるという仮定をするこ とを可能にする。
以降の章は、図3のRF−IPPVシステムにおける自動的な送信機較正(AT C)を実施するための手順および必要な装置の機能性の両方を記述する。
(RF−IPPVの較正) 3つの形式の自動送信機較正(ATC)の応答は、セット・トップ端末により送 ることができる。これらの第1は、較正要求を示す。この応答は、即時システム ・マネージャへ送られる。第2の応答は、8ステツプのATC応答である。この 8ステツプのATC応答は、連続的に上昇する電力レベルで送信される予め定め た長さの8つのATC応答メツセージからなっている。これは、RF−IPPV PP上ッサが端末の適当な送信機出力レベルを判定する手段を提供する。理想的 なレベルは、できるだけ公称入力レベル(典型的には、+12dBmV)に近い RFプロセッサに対する入力を与える。8ステツプの各ATC応答の後には、R F−IPPVPP上ッサにより測定される安定状態の較正信号が続(。第3の形 式のATC応答は、1ステツプのATC応答である。これは、1つのATC応答 に続く安定状態較正信号からなり、通常は端末の送信機レベルの適正なセツティ ングを検証するため使用される。
このATCシーケンスは、RF−IPPVPP上ッサが妥当なATC応答をセッ ト・トップ端末から受取る時に開始する。ATC応答は、どのセット・トップ端 末が送信中であるかをそのアドレスにより表示し、またどんな送信機出力レベル (0〜14)で送信中であるかを表示する。ATC応答の直後に、セット・トッ プ端末が表示された送信機出力レベルでのキャリヤ周波数を持つ連続的な方形波 を送信する。この信号は、プログラム可能な期間だけ継続する。
プログラム可能なホールドオフ期間(0〜102ミリ秒)の後、RF−IPPV PP上ッサは、プログラム可能な測定期間(1〜400ミリ秒)だけこの信号の アナログ測定を開始する。測定期間中、RFプロセッサは逸失する、即ち所定外 の過渡状態について前記方形波を監視する。誤った過渡状態がプログラム可能な 閾値を越えるならば、測定は「関知しない」定格が与えられる。これは、正確な 測定の妨けるに充分なエネルギを回線に加える予期せざる雑音即ち信号源に対す る保護を提供する。これはまた、較正信号(方形波)が正確な測定のためには低 すぎるレベルにあることの表示を与える。
測定時および周期的な保守間隔において、各RFプロセッサが受信信号が評価さ れる3つの基準レベルで較正される。これらは、「高」、「公称」および「低」 レベルとして表わされる。これらは、較正手順によりプログラム可能である。一 般に、「高」とは「公称」レベルより+3dB高いことを示し、「低」は「公称 」より−3dB低い個とを示し、「公称」は理想的な入力レベル(典型的には、 +12dBmV)を表わす。
ATCシーケンスは、各端末ができるだけ「公称」レベルに近いレベルで送信す るように設計される。各ATC較正信号は評価されて、信号が「高」レベルより 高いことを意味する「高」の定格、信号が「低」レベルより低いことを意味する 「低」の定格、およびその信号が「高」および「低」のレベルの間にあったこと を意味す「OK」の定格、あるいは較正信号が妥当でないことを意味する「関知 しない」の定格が与えられる。
8ステツプのATCシーケンスの間、セット・トップ端末は8つの異なるATC 応答を送信する。最初のステップは、レベル0での送信となり、2番目はレベル 2で11、の如くレベル14が送信されるまで送信する。これら8つのレベルは 、予約された周波数で早く連続して自動的に送信される。評価アルゴリズムは下 記の如く要約される。即ち、 1)この測定により示される不良遷移数が受入れ得る限度を越えるならば、これ に「関知しない」のATC定格を与えてステップ2.3.4を飛ばす。
2)ATC信号の測定レベルがその時の最良ATCレベルよりも「OK」に近け れば、これを最良ATCレベルとしてセーブする。
3)これが受取った最初のステップでも最後のステップでもなければ、a)この ステップと最後のステップ間の時間を測定し、時間切れ計算のためにセーブする 。
b)前の古いATCレベルの内挿レベルがその時の最良ATCレベルより「OK 」に近ければ、内挿レベルを最良ATCレヘレベしてセーブする。
C)次に古いATCレベルの外挿レベルがその時の最良ATCレベルより「OK 」に近ければ、この外挿レベルを最良ATCレベルとしてセーブする。
4)その時の最良ATCレベルを「高」、「OK」または「低」として評価する 。
5)これが1ステツプATCであるか、あるいは8ステツプATCの最後のステ ップであるか、あるいは時間切れが生じたならば、このATC評価値をシステム ・マネージャへ送り、さもなければ、ステップ間の時間およびその時のATCレ ベルに基いてタイマーを始動する。
自動送信機較正シーケンスに加えて、I PPVイベント・データおよび他のメ ツセージを含む他の全ての端末応答もまた、信号レベルに対して評価される。こ れは、受信信号強さ標識(R5SI)と呼ばれる。この測定は、通常のATC測 定の精度を持たないが、信号レベルの充分な規範を提供することになる。この場 合、ホールドオフ期間により定義される如く妥当な端末応答の受取りの僅か後に 測定シーケンスが始まり、測定期間が終了するか応答の終りまで継続する。結果 として得る測定は信号レベルに対して評価されることになる。応答がシステム・ マネージャへ送られる時、R35Iもまた送られることになる。
各RF−IPPVプロセッサ受信機(4つの受信機)は、端末応答が評価される 2つのレベルでセットされる。この2つのレベル、「高」と「低」は、典型的に は公称レベルから一4dBと+4dBにセットされる。しかし、「高Jと「低」 のレベルは個々にセットすることができ、ケーブル・システムに対して個別に刺 整される。各応答は評価され、信号が「高」レベルより高いことを意味する「高 」の定格が与えられ、信号が「低」レベルより低いことを意味する「低」の定格 が与えられ、その信号が「高」と「低」レベルの間にあることを意味する「OK 」の定格、あるいは測定期間が応答の持続時間を越えることを意味する「関知し ない」の定格が与えられる。
各端末応答に与えられるR35I評価に加えて、グループ期間の間に受取られた 全ての応答の平均R35Iが受信機単位で評価される。これは、4つの受信機の 各々に達する応答の更に一般化された評価を提供する。
この平均R35I評価はまた、システム・マネージャにも送られる。これは、選 択された周波数あるいは逆方向のケーブル・システム動作の適正さの技術的評価 のためのいんばフィードバック・ツールを提供する。
(自動送信機較正手順) 1、自動送信機較正(ATC)手順の開始に先立ち、システム・マネージャがセ ットアツプ指令をRF−IPPVPP上ッサへ送り、これに適当な周波数および 較正パラメータを与える。更に、システム・マネージャはカテゴリ1のRF−I PPV周波数およびレベル・メツセージと、カテゴリ2の周波数およびレベル・ メツセージを全てのセット・トップ端末またはモジュールに送る。
2、システム・オペレータは、較正すべきセット・トップ端末またはモジュール を選択し、あるいはシステム・マネージャは再較正すべきセット・トップ端末ま たはシステムにとって新しいかつ要求された較正を有するものを決定する。
3、システム・マネージャは、較正要求を生成し、これを選択されたセット・ト ップ端末に対する要求待ち行列に置(。
4、システム・マネージャがATCを開始することを決定すると、要求待ち行列 から較正要求を取出し、セット・トップ端末またはモジュールに命令するアドレ ス指定されたRF−IPPV較正パラメータ・トランザクションを送ってそれ自 体とRF−IPPVプロセッサ間に8ステツプの較正シーケンスを実施する。
5、システム・マネージャは、RF−IPPVPP上ッサをポールして、望まし くはRF−IPPVPP上ッサにより8ステツプの較正シーケンスから決定され る所定の送信レベルを取得する(別の実施例においては、このシステム−マネー ジャはRF−IPPVPP上ッサにより送信された決定を行うことができる力り 6− システム・マネージャは、セット・トップ端末またはモジュールにステッ プ5で受取られた所定の送信レベルで送信するようにセット・トップ端末即ち端 末に指令するアドレス指定されたRF−IPPV較正パラメータ・トランザクシ ョンを送る。これは、所定の端末レベルの正しいことを検証するために行われる 。
7、システム・マネージャは、ステップ6において行われた検証の結果について RF−IPPVPP上ッサをポールする。
8、システム・マネージャは、セット・トップ端末またはモジュールに所定のレ ベルをそのNVMに格納するように指令するアドレス指定されたRF−IPPV 較正パラメータ・トランザクションを送る。
9、システム・マネージャは、最後のRF−IPPVPP式ラメータートランザ クションの結果についてRF−IPPVPP上ッサをポールし、次いでセット・ トップ端末またはモジュールに対する較正状態を更新する。
10、RF−IPPVPP上ッサのポールからの結果のいずれかが不満であれば 、システム・マネージャはATC較正手順を反復することができる。さもなけれ ば、ステップ2へ進む。
(RF−IPPVPP上ッサの観点からの較正状態)第1に、受信した各端末ア ドレスごとの端末較正状態を調べる。ディジタル・セット・トップ端末アドレス 毎に、RFプロセッサは受信信号強さ標識(R3S■)の「レベル定格」を送る 。このレベル定格は、較正の一体性の概略表示である。このレベル定格のあり得 る値は、「高」、「低」、rOKJおよび[関知しない」である。システム・マ ネージャは、特定のディジタル・アドレスから受取った異常な(即ち、OKでな い)レベル定格数を記録する。カウンタがある閾値を越えて増分される時は常に 、較正状態は「計算が必要」に変えられる。この閾値は、rR3]レベル定格カ ウンタ」である。この閾値に対するデフオールド値は12であることが望ましく 、1乃至12にプログラム可能である。R3Sルベル定格カウンタは、必要に応 じて、rppvユーティリティ・プログラムを用いることにより変更可能である 。システム・マネージャはまた、「高」レベル定格でのみ、低いレベル定格での み、あるいは「高」または「低」定格のいずれかである時に増分するように構成 することができる。デフオールド設定は、「高」または「低」のいずれかのレベ ル定格時に増分することである。「関知しない」のレベル定格はシステム・マネ ージャにより無視される。増分指令を構成するフラッグもまた、IPPVユーテ ィリティ・プログラムを用いて変更することができる。更に、システム・マネー ジャは、OKレベル定格が受取られる時常にカウンタを減分するよう構成するこ とができる。この特徴は、システム・マネージャのデフオールド構成時にオフに される。この特徴が状態が「計算を要す」であるならば可能状態にされ、カウン タがゼロに達する時、較正状態は「較正済み」にリセットされる (RF−IPPVPP上ッサおよびシステム・マネージャの通信)RF−IPP VPP上ッサは、R3−232全2重直列通信リンク上でシステム・マネージャ と半2重送信フォーマット(一時に片方向のみ)で通信する。適当な通信フォー マットを使用できるが、9600ポーで同期するものが望ましい。
このリンクは、装置が相互に隔てられるならば、任意に適当なモデムを介して接 続することができる。全ての送信データは検査合計により固定されることが望ま しい。
全てのシステム・マネージャ対RF−IPPMプロセッサ指令は、システム・マ ネージャの送信に先立つ受信機の確認(ACKまたはNAK)を含む。受信機が ACKを受取るならば、その応答バッファをフラツシュして新しい指令を読取り 、この新しい応答をその応答バッファヘロードする。これがNAKを受取るなら ば、新しい指令が既に受取ったものと異なるかどうかに従って、2つの動作の一 方がとられる。新しい指令が同じであれば、前にロードされた応答が単に再び送 られる。しかし、異なる指令が受取られるならば、新しい指令が読取られ、応答 バッファが再びロードされる。実際には、システム・マネージャが不適正な検査 合計あるいは時間切れを検出すると、同じ指令をNAKで再び送信する。システ ム・マネージャと受信機間の全ての送信は、送信表示の終りにより終了されるこ とが望ましい。
多重バイトのデータ・アイテムは、下記を例外としてMSBが最初に、LSBが 最後に送られる。即ち、STTイベントおよびメモリ一応答からのデータは変更 されずに送られる。これは、端末の(即ち、モジュールの)2バイト検査合計を 含む。更に、重要な受信機パラメータおよびデータのメモリー・イメージを表わ す状態応答もまた変更されずに送信される。個の場合、多重バイト・パラメータ がLSBを最初に、MSBを最後に送られる。(これは、Inte1社の標準フ ォーマット)。
システム・マネージャ/受信機の検査合計(例えば、16ビツトの検査合計)が 、送信あるいは受信された各文字を検査合計のLSBに加えることにより生成さ れる。検査合計のMSBへの繰り上げはない。その結果は、1ビツトだけ左方に 回転される。検査合計は最初0にセットされる。メツセージにおける検査合計( を含まない)までの各文字が検査合計に含まれる。結果として得る検査合計は変 換され、コード化されて、他のデータと共に送信される。
システム・マネージャ対RF−IPPVプロセッサの送信は、下記のものを含む 。即ち、 1)セットアツプ指令 この指令は、2つのカテゴリの各々で使用される4つの 周波数を定義する。−1の周波数値は対応する受信機モジュールの使用を不能化 する。較正パラメータもまたこの指令によりセットされる。rAUTOMATI CTRANSMITTERCALIBRATION REPLYJ、「MEMO RY REQUEST REPLYJまたはrEVENT/VIEWING 5 TATISTIC3REPLY PACKETJがこの指令に応答して送られる 。
2)rlNITIAIIZA NEW GROUPJこの指令は、RF−IPp vのrGLOBAL CALLBACKJが端末に対して送られる時は常にRF −IPPVPP上ッサに対して与えらる。これはRF−IPPVPP上ッサに対 してどの周波数に同調するかを通知する。これはまた、2重検査リストをクリヤ する。rGROUP 5TATISTIC3REPLYJは、この指令に応答し て送られる。
3)rENQUIRY COMMANDJこの照会指令は、RF−IPPVPP 上ッサに待ち行列にあるどの応答でも送信するように要求する。この応答は、r AUTOMATIc TRAN’SMITTERCALIBRATION RE PLYJ、rMEMORY REQUEST REPLYJまたはrEVENT /VIEWrNG 5TATISTIC5REPLY PACKETJとなる。
データが送られる待ち行列になければ、空のrEVENT/VIEWINGST ATISTIC3REPLY PACKETJが送られる。
4)rSTATUS REQUEST COMMANDJ状態要求指令は、RF −IPPVPP上ッサに、その時の状態およびパラメータ・セツティングのダン プを送るように要求する。その用途は、診断およびデバッグ・ツールとして意図 される。
RF−IPPVプロセッサ対シスデシステムージャのトランザクションは、下記 を含む。即ち、 1)rAUTOMATIc TRANSMITTERCALIBRATION  ’REPLYJ ATC応答は、完全な較正メツセージが端末またはモジュール から受取られる時常にシステム・マネージャへ送られる。これは、端末またはモ ジュールにより使用された受取った信号レベルおよび対応する減衰レベルの定性 的定格を提供する。
2)rGROUP 5TATISTIC5REPLYJこれは、rlNITIA LIZE NEW GROUPJ指令に応答して送信される。これは、「INI TIALIZE NEW GROUPJが送られた最後から累計されたグループ の統計値を提供する。
3)rEVENT/VIEWING 5TATISTIC3REPLY PAC KETJグループ期間(1つの新しいグループ指令から次の指令までの時間)中 、RF−IPPVPP上ッサが端末またはモジュールからのイベント/視聴統計 値を待機する。応答パケットが、多数のイベント/視聴統計値の1つの送信フォ ーマットにおける送信を行う。送られるデータがなければ、空の応答パケットが 送られる。
4)rMEMORY REQUEST REPLYJこれは、セット・トップ端 末メモリーのメモリー・ダンプである。
5)rSTATUS REQUEST REPLYJこれは、rSTATUSR EQUEST COMMANDJに応答して送信される。
これらの指令は下記の如く更に記述する。セットアツプ指令は、新しいグループ 指令が発される前に、システム・マネージャにより受信機へ送られねばならない 。この指令は、RF−IPPVPP上ッサに、どの周波数をその受信機モジュー ルの各々が同調するかを通知する。周波数の2つのカテゴリが、4つの一義的な 周波数を提供する各カテゴリでセットされる。この2つのカテゴリの典型的な使 用は、日中使用する4つ1組の周波数と、夜間使用する別の4つ1組の周波数を 提供する。周波数の選択は、始動時に行われ、また周期的あるいは動的ベースで 再評価される。
セットアツプ指令は、受信機状態のセットアツプ要求フラッグが送られる時に送 られねばならない。このセットアツプ要求の状態フラッグは、妥当なセットアツ プ指令が受取られた時明らかになろう。モジュールD(およびチャンネルD)が 妥当な周波数を持つならば、これはSSA (信号強さアナライザ)周波数とし て使用される。モジュールDの周波数が0にセットされるならば、セットアツプ 指令パラメータのSSA周波数が使用される。
新しいグループ初期化指令は、グループ呼び戻し期間の初めをマークするため使 用される。前のグループ期間からの統計値はシステム・マネージャへ送られる( グループ統計値応答参照)。前のグループ期間と関連するこの統計値は消去され る。
RF−IPPVPP上ッサは、このRF−IPPVPP上ッサがシステム・マネ ージャから新しいグループ初期化指令を受取る時、端末またはモジュールからの イベント/視聴統計値応答の収集を開始する。グループ呼び戻し期間中、16も の複写メツセージが1つの端末またはモジュールから入り得る。しかし、これら 複写の唯1つがシステム・マネージャへ送られることになる。他の全ては捨てら れる。
照会指令は、RF−IPPVPP上ッサに、システム・マネージャに対して送る 用意のある全てのデータを送るように要求する。この応答は、rAUTOMAT ICTRANSMITTERCALIBRATION REPLYJ、「MEM ORY REQUEST REPLYJまたはrEVENT/VIEWING  5TATISTIC3REPLY PACKETJである。
状態要求指令は、RF−I PPVプロセッサに、その時の状態のスナップショ ットを送るように要求する。これは、全てのパラメータ・セツティング、ソフト ウェア改定番号、受信待ちの状態および他の関連状態変数を含む。
端末またはモジュールからのイベント/視聴統計値応答は、如何なる時もRF− IPPVPP上ッサにより受取ることができる。典型的には、このデータの収集 は、RF−IPPVPP上ッサが新しいグループ指令を発した時、および端末ま たはモジュールが大域グループ呼び戻しを発した時に開始する。グループ呼び戻 し期間中、端末またはモジュールがそのイベント/視聴統計値を4つの異なるデ ータ返還周波数で15回も送信することになる。これらの16以下の同じ送信は 受信機によってフィルタされ、これらの唯1つがシステム・マネージャへ送られ ることになる。
本発明のRF−IPPVPP上ッサは、妥当な検査合計を持たないか、あるいは その長さバイトが受取ったバイト・カウントとマツチしないメツセージを自動的 に捨てる。RFiPPVプロセッサは、グループ期間中に受取る全ての一義的な イベント/視聴統計値応答の記録を保持する。これは、受信リストと呼ばれる。
受信リストは、受信された一義的な各端末/モジュールのアドレスからなる。
応答が1つの端末から入ると、この応答は受信リストに対して調べられる。もし マツチする端末アドレスが見出されると、複写が捨てられる。端末アトレス力( 見出されなければ、この端末のアドレスはリストに加えられる。このよう(こ、 冗長メツセージがシステム・マネージャへ送信する前にフィルタ即ち弾かれる。
受信リストは、次の新しいグループ初期化指令が受取られると故郷される。この Iノストは、グループ期間中応答し得る多数の端末を収容するに充分な大きさで ある。
イベント/視聴統計値応答が妥当性テストを通り、複写メツセージでなけれ(i 、システム・マネージャへ送られるメツセージの待ち行列(メツセージ待ち行列 と呼ばれる)に置かれる。このメツセージ待ち行列は、受取ったメツセージに対 する、またシステム・マネージャへのデータ転送のための異なるデータ速度のノ くソファリングを提供する。4つの受信機の各々が毎秒20キロビツトでデータ を受取り、システム・マネージャは9600ポーでデータを受取る。メツセージ 待ち行列あ、各々が1つのイベントを送信するならば、1つのグループ内の多数 の端末を収容するに充分な大きさである。妥当なメツセージは、システム・マネ ージャへ送るためパケットに形成される。パケット・バッファと呼ばれる2次ノ <・ソファは、システム・マネージャへ送ることができる最大数のバイト(約2 0001くイト)を収容する大きさである。メツセージは、メツセージ待ち行列 からノマセット・バッファへ余地があるだけ送られる。
メツセージは、送信がシステム・マネージャからのACKにより確認された後に RF−IPPMPP上ッサのメモリーから取出される。RF−IPPVPP上ッ サは、メツセージが入り始めた後イベント/視聴統計値/々セットをシステム・ マネージャへ送り、これらが全て送られるまでこれを継続することになる。メツ セージ待ち行列に残るメツセージは、待ち行列が空になるまでシステム・マネー ジャへ送信され続ける。
グループ期間の間、受信機は受信機の活動状態の統計値を保持する。これは、グ ループ統計値応答の目的のためである。この意図は、選択されたグループ・、パ ラメータおよび選択された周波数の両方の適合性のオペレータ・フィードツクツ クを行うことである。端末またはモジュールが同じ情報を使用可能な各周波数で 送信するため、1つ以上の選択された周波数が別の周波数に変更される時、回線 活動状態の統計値が示される。RF−IPPVPP上ッサは、各周波数で受取っ た妥当な応答のカウントを保持する。このカウントは、複写を含む。受信機はま た、各周波数毎に受信した妥当バイト数のカウントを保持する。これは、メツセ ージ・カウントと基本的に同じ情報を提供するが、メツセージの変化する長さを 勘案する。グループ期間の終りに、バイト・カウントはメツセージ・カウントに より除され、これによりメツセージ当たりの平均バイト数を与える。このため、 一般に、グループ統計データは各チャンネル毎および各送信機毎に良好なデータ 処理能力における正確な読みを提供する。この表示に応答して、システム・マネ ージャは、低い処理能力により要求される時周期的にチャンネル周波数を自動的 に変更することができる。別の実施例では、新しい周波数への変更を信号するた め、ビット・エラー率、平均R35Iレベルあるいは劣ったデータ処理能力を示 す他の1<ラメータを累計することができる。これらの種々のパラメータは、4 本の回線上のRF−IPPVPP上ッサで行表示毎に20文字ずつ見ることがで きる。図14を簡単に見れば、モニターリング、セットアツプおよび較正、およ びBERT (ビット・エラー率テスト)の諸機能を表示するためのスクリーン のメニュー駆動のツリー構造が示される。図14については、以下本文で更に詳 細に記述する。
グループ統計値は、新しいグループ初期化指令が発される時システム・マネージ ャに対して送られる。全ての統計値は、その時メモリーからクリヤされる。シス テム・マネージャに送られる統計値は、下記のものを含む。即ち、1)最後のグ ループ期間中1つのカテゴリの4つの周波数のそれぞれで受信された妥当応答の 合計数 2)最後のグループ期間中1つのカテゴリの4つの周波数のそれぞれにおける応 答のバイトの平均長さ 3)最後のグループ期間中の一義的な応答の合計数(これは、受信リストにおけ るエントリ数と同じである) システム・マネージャがアドレス指定された呼び戻し指令のみが端末/モジュー ルに対してはっされる位相を開始するならば、新しいグループ初期化指令により この位相を始めるべきである。これは重要ではないが、前のグループ呼び戻しか らの統計値を取り払うことになる。端末の組つけ中および他の保守期間中に、受 信機における受信レベルが受入れ得る限度内にあるように各端末/モジュールの 出力送信機レベルを調整しなければならない。これは、ATC評価応答の目的で ある。較正プロセスは、システム・マネージャが端末/モジュールに一連の較正 応答メツセージを予め定めた減衰レベルで送信するように要求する時に開始する 。端末は、較正、各々が端末アドレスおよび直後に較正信号が続く試行送信レベ ルを含む応答メツセージを送信する。RF−IPPVPP上ッサは、予期される レベルとの比較により信号の測定を行い、次の信号レベルのためこの評価をセー ブする。端末は次のレベルへ進み、較正応答/較正信号を再び送信する。これは 、較正応答メツセージの完全シーケンス(最大8)が送られるまで継続する。
最後の較正応答メツセージが受取られるか時間切れが生じると、このシーケンス は完全と見做され、ATC評価応答がシステム・マネージャに対して送られる。
較正測定は、信号強さアナライザ(SSA)と、選択されたRF受信機モジュー ル、例えばDの組合わせにより行われる。受信機モジュールDは、較正周波数に セットされねばならない。モジュールDの周波数は下記の如(に決定される。
即ち、 1)妥当な周波数にセットされるならば、モジュールDに対するその時のグルー プ周波数にセットする。
2)モジュールDに対するその時のグループ周波数が0ならば、SSA較正周波 数にセットする。
3)モジュールDに対するその時のグループ周波数が−1あるいは最大周波数以 上ならば、消勢される。
較正測定シーケンスは、RF−IPPVPP上ッサが妥当な較正応答を端末から 受取る時に開始する。メツセージの終りが検出される(ミラー・コーディングが 停止しあるいは遮断される)と直ちに、ホールドオフ期間が始まる。これが終了 すると、測定プロセスが開始し、測定期間中継続する。ホールドオフ期間および 測定期間は、セットアツプ指令により、あるいはRF−IPPVPP上ッサの前 方パネルから指定される。最後の信号レベルの読みは、全てのサンプルの平均を 表わす。
(STT/RF−IPPVモジュールの動作)本章は、STTとRF−IPPV モジュール間の動作を説明する。本文で論述した特定の動作シーケンスは、5c ientifc At1anLaも出る8580セツト・トップ端末について記 述する。パワーアップと同時に、セット・トップ端末およびRF−IPPVモジ ュールは共に一連の動作を行ってSTTの特定の構成および許可レベルを決定す る。例えば、パワーアップと同時に、またRF−IPPVモジュールがセット− トップ端末と接続される時、端末チャンネル許可データが全ての有料視聴チャン ネルを含む(即ち、許可する)ように自動的に更新される。換言すれば、IPP VPP上スの許可のためにはモジュールのセット・トップ端末との接続のみで充 分である。また、メモリーにおいて1つのビットがセットされてRF返還(電話 その他の戻しではな()が実現されることを示す。次にモジュールは、送信機デ ータ・キャリヤ出力レベルを逆方向チャンネルに対して略々最適にセットするよ う較正されていなければ、パワーアップ開始較正自動応答送信(以下本文では、 PICARTと呼ぶ)を行う。
パワーアップ・リセット・シーケンスに続いて、RF−IPPMモジュールは通 常の背景処理を開始する。背景処理は、一般に、現在時格納された視聴チャンネ ル記録時間の検査、およびSTTキーボードからの手動開始較正自動応答送信( 以下本文では、MICARTと呼ぶ)要求の検査からなる。モジュールにおける 背景処理は、STTからモジュールに対する予め定めた周波数を有する予め定め た最初の命令コード(o p c o d e)により駆動される。
パワーアップと同時に、STTはSTT不揮発性メモリーを読出して、チャンネ ル許可、サービスのレベル、同調アルゴリズムの定数などをRAMに対して複写 する。RF−IPPVモジュールは、RF−IPPVの不揮発性メモリーを読出 してグループ数、送信レベル、アクティブなイベント・チャンネル、購入された イベント・カウントなどをRAMに対して複写する。次にこのモジュールは、S TTからの次の命令コードの受取りと同時にセットアツプしてSTTタイプを決 定する。
命令コードの受取りと同時に、RF−IPPVモジュールはSTTタイプを決定 するためSTTの記憶場所からデータの1バイトを要求する。例えば、RF−I PPVモジュールは、5cientific At1anta8580の位相6 タイプのセット・トップ端末を表示するデータを受取る。この特徴は、RF−I PPVモジュールが複数のSTTと共用可能にする。RF−IPPVモジi−ル はセットアツプして、次の命令コードの受取りと同時にSTTアドレスを読出す 。
命令コードの受取りと同時に、RF−IPPVモジュールは、STTメモリーか らデータの4バイトを要求して、STTアドレスとして戻されたデータをセーブ する。次の命令コードの受取りと同時に、RF−IPPVモジュールはセットア ツプして、STTが許可したチャンネル・マツプ(即ち、STTが受信を許可さ れるチャンネル)を読出す。
この命令コードの受取り同時に、RF−IPPVモジュールは、STTメモリー からデータの16バイトを要求して、STT検査合計の最初の部分を計算する。
次の命令コードの受取りと同時に、RF−IPPVモジュールは次にセットアツ プしてSTTの特徴フラッグを読出す。
この命令コードの受取りと同時に、RF−IPPVモジュールはSTTメモリー からデータの1バイトを要求して、STT検査合計計算を完了する。次に、RF −IPPVモジュールは、次の命令コードの受取りと同時にセットアツプして、 データ・キャリヤが存在するかどうかを判定する。
データーキャリヤが存在するまで、あるいはパワーアップ後の予め定めた期間ま で、STTは命令コードをRF−IPPVモジュールへ送る。次いで、RF−I PPVモジュールはSTTメモリーからデータの1バイトを要求して、データ・ キャリヤ存在フラッグがセットされるかどうかを判定する。データ・キャリヤが 存在するならば、RF−IPPVモジュールは不揮発性メモリーを読出して、こ のモジュールが較正されるかどうかを判定する。このモジュールが較正されるな らば、RF−IPPVモジュールは単にセットアツプして、次の命令コードの受 取りと同時に時間を読出す。モジュールが較正されなければ、RF−IPPVモ ジュールはセットアツプしてPICARTを実行する。いずれの場合も、RF− IPPVモジュールは、次の命令コードの受取り同時にセットアツプして時間を 読出す。
データ・キャリヤが存在するならば、RF−IPPVモジュールは、データ・キ ャリヤが存在するまで、予め定めた数の連続的命令コード(予め定めた期間と対 応する)についての検査を継続する。予め定めた数の試行の後データ・キャリヤ が存在しなければ、次の命令コードの受取り同時に、RF−IPPVモジュール はセットアツプして時間を読出し、通常の背景処理を開始する、即ちPICAR Tを打切る。
データ・キャリヤが検出された後、通常の背景処理が開始する。STTはRF− IPPVモジュールへ命令コードを送る。RF−IPPVモジュールは、STT メモリーからデータの4バイトを要求し、その時間が不揮発性メモリーに格納さ れた視聴統計値記録時間とマツチするかかどうか調べる。視聴統計値特徴につい ては、以下において更に詳細に説明する。RF−IPPVモジュールは、次の命 令コードの受取りと同時にSTTモードの読出しを行う。その時間と記録時間と の間のマツチングが見出されるならば、STTモードが読出されてSTTがオン またはオフのいずれであるかを判定し、正しい視聴チャンネル番号が記録できる ようにする。その時間と記録時間との間のマツチングが見出されなければ、ST Tモードが読出されてSTTが診断モードにあるかどうか、またMICARTが 要求されるかどうか判定する。この章で述べたステップは、ステップG1と呼ば れる。
時間のマツチングが見出されるならば、STTは命令コードをRF−IPPVモ ジュールへ送る。RF−IPPMモジュールは、STTメモリーからデータの1 バイトを要求して、STTがオフあるいはオンのいずれにあるかを調べる。ST Tがオフならば、RF−’IPPVモジュールは予め定めた文字を不揮発性メモ リーにその時の視聴チャンネルとして格納する。RF−IPPVモジュールは、 次の命令コードの受取りと同時にセットアツプして時間を読出し、上記のステッ プG1を反復する。STTがオンならば、RF−IPPVモジュールは次の命令 コードの受取りと同時にセットアツプしてその時の同調チャンネルを読出す。
時間のマツチングが見出され、STTがオンであれば、STTは命令コードをR F I P P Vモ’)ニールへ送る。RF I P P V モ’) ユ/ l/ l;!、STTのメモリーからデータの1バイト要求して、この値を不揮 発性メモリーにその時の視聴チャンネルとして格納する。RF−IPPVモジュ ールは、次の命令コードの受取りと同時にセットアツプして時間を読出し、ステ ップG1を反復する。
時間のマツチングがなければ、STTは命令コードをRF−IPPVモジュール へ送る。RF−I PPVモジュールは、STTメモリーからデータの1バイト を要求して、STTが診断モードにあるかどうかを判定する。STTが診断モー ドになければ、RF−IPPVモジュールは次の命令コードの受取りと同時にセ ットアツプして時間を読出し、上記のステップG1を反復する。STTが診断モ ードにあれば、RF−IPPVモジュールは次の命令コードの受取りと同時にセ ットアツプして最後に押されたキーを読出す。
STTが診断モードにあれば、STTは命令コードをRF−IPPVモジュール へ送る。RF−IPPVモジュールは、STTメモリーからデータの1バイトを 要求して、適正なキー・シーケンスが最後に押されたかどうかを調べる。もしそ うであれば、モジュールはMICARTを開始する。もしそうでなければ、モジ ュールは何もしない。いずれの場合も、RF−IPPVモジュールは、次の命令 コードの受取りと同時にセットアツプして、その時間を読出し、ステップG1を 反復する。
このシーケンスについては5cientific At1antaモデル858 0セツト・トップ端末に対して詳細に述べたが、帯域内システムに対するものを 含む他のセット・トップ端末に対するシーケンスは顕像しており、本文では詳細 には記述しない。
この次の章は、IPPVのイベント許可、購入および許可取消しに関するもので ある。STTからの予め定めた周波数を持つ命令コードの受取りに基(背景処理 とは異なり、IPPVイベント動作は、RF−IPPVモジュールの通常の動作 中何時でも起生じ得る。STTは、何時でもイベントを許可し、許可を取消すト ランザクションを受取り(RF−IPPVモジュールへ転送する)ことができる 。同様に、加入者は何時でもイベントの購入を決めることができる。この意味で 、TPPV動作は、RF−IPPVモジュールの通常の背景処理に対する実質的 な割込みである。
帯域外および帯域内の両システムにおいては、主局からのトランザクションはイ ベントの許可および許可取消しを管理する。1つのイベントを許可取消すために は、STTはIPPVのイベント−データ・トランザクションを2回受取らねば ならない。これは、イベントが何時トランザクションから終るかをRF−I P PVモジュール(STTではない)が実際に決定し、またSTTからのトランザ クションの連続する転送と同時に(チャンネル・マツプ更新要求を介して)ST Tに通知する機会を有するに過ぎない故である。
帯域外および帯域内勤作問の基本的相違は、帯域外STTが何時でもデータ・ト ランザクションを受取り、また帯域内STTがチャンネル上のデータとのトラン ザクションを受取るのみであることである。このため、先のように、下記のシー ケンスについて、帯域外の5cientific At1anta8580セツ ト・トップ端末に対して詳細に説明する。
IPPV動作の適正な取扱いのために、主局は、毎秒1回の如き予め定めた周波 数のみでのI PPVイベント・データ・トランザクションとして以下に記され るIPPVイベント・データの帯域外トランザクションを送らなければならない 。
最初に、加入者が直接的な数字の入力か、あるいはセット・トップ上の増分/減 分スイッチまたは遠赤外線を用いることによりIPPVチャンネルをアクセスす る時のイベントの購入について記載する。STTは、rppvチャンネルニ同調 して帯域外トランザクションを待機する。
STTが帯域外トランザクションを受取ると、STTは第2の命令コートを用い てトランザクション全体をRF−IPPVモジュールへ送り、RF−IPPVモ ジュールがチャンネル・マツプの更新を要求するかどうかを判定する。次にST Tは、自由時間が得られなければバーカー(barker)チャンネルに同調し 、あるいは自由時間が得られるならばIPPVチャンネルに同調する。STTは 、購入ウィンドウが開き、チャンネルがその時STTのRAMにおいて許可され なければ、即ち既に購入されなかったならば、「購入」表示を行う。
RF−IPPVモジュールが帯域外トランザクションを命令コードを介して受取 ると、RF−IPPVモジュールは、第2の命令コードの受取りと同時にチャン ネル・マツプ更新を要求しない。この時、RF−IPPVモジュールは許可検査 を行い、その後指定されたチャンネルがアクティブであるかどうかを調べ、もし そうであれば、イベントは終了する(イベントIDが異なる)。イベントが終了 すると、モジュールは次の命令コードに対してチャンネル・マツプ更新要求を待 ち、不揮発性メモリーにおける指定チャンネルに対するアクティブなイベント・ ビットをクリヤし、将来のトランザクションのためNVMデータを実施する。本 章に述べた手順はステップCと呼ばれる。
加入者がイベントを購入すると、rBUYJキーを最初に押した後、STTはR F−IPPVの不揮発性メモリーが一杯であるかどうかを判定する指令を送る。
不揮発性メモリーが一杯であれば、RF−IPPVモジュールは、格納されたイ ベントの総数あるいは予め定めた値に応答する。NVMが一杯ならば、STTは セット・トップ端末のディスプレイ上にrFULJを表示する。RF−IPPV のNVMが一杯でなければ、2回目のrBUYJの選択後、STTは次の命令コ ードに対する帯域外購入指令を待つ。
STTが帯域外トランザクションを受取ると、STTは2回目の命令コードを用 いてトランザクション全体をRF−IPPVモジュールへ送り、RF−IPPV モジュールがチャンネル・マツプ更新を要求するかどうかを調べる。RF−IP PVモジュールは、ステップCに記載した如き別の許可検査を行う。次にSTT は、イベント購入指令をRF−IPPVモジュールへ送り、モジュールからAる 。3つの全ての応答は、STTディジタル・アドレスを含む。他の応答は、IP PVサービス以外、例えば強盗警報、メーターの読出しおよびホームショッピン グ用とされる。
イベント/視聴統計値応答は、メツセージにおけるバイト数、メツセージの形式 (即ち、イベント/視聴統計値)、STTのディジタル・アドレス、読出し回数 、および記録時間においてSTTにより同調されたチャンネル、およびイベント IDおよび購入時間の如きIPPV購入データと関連する情報を含む。
メモリー・ダンプ応答は、メツセージにおけるバイト数と関連する情報、呼び戻 し形式(即ち、メモリー要求)、STTのディジタル・アドレス、および所要の 記憶場所からの情報を含む。
較正応答は、メツセージにおけるバイト数、呼び戻し形式(即ち、較正応答)、 STTのディジタル・アドレス、おり、信号強さ測定のための較正波形が後に続 く送信レベルと関連するjhを含む。
(ミラー・データ・コーディング) RF−IPPVモジュールは、ミラー・データ・コーディングを用いてデータを 送信する。遅延変調としても知られるミラー・コーディングは、ビット間隔の中 間における信号遷移により「1」を送信する。「0」は、その後に別の「0」が 続かなければ遷移はなく、この場合ビット間隔の終りに遷移が生じる。図15は 、ミラー・データ・コーディングを示す。
(データ送信シーケンス) データ送信毎に、RF−IPPVが下記のシーケンスを行う。即ち、A:]、0 KHzの速度でトグルする送信データ線を開始する。
B:利得を最小にセット。
C・RF回路に切換えられた+5vをオンにする。
D:切換えられた沈静する5vに対して約1ミリ秒を遅らせる。
E−正しいPLL周波数(NVMから読出し)をセット。
F : PLLをロックするため約20ミリ秒だけ遅らせる。
G:アンチバブル回路をキー・ダウン H:沈静するため最終出力に対して約1ミリ秒遅らせる。
1.利得を補正するまでのランプ J、データの送信。
データ変換が完了した時、RF−IPPMモジュールは機器のシーケンスを実施 する。即ち、 A・ (受信機に対する)送信を終るため送信データにおけるミラー・エラーを 生成 り:ランプ利得を最小に C・キー・アップおよびバブル回路 り:チャープを避けるため約1msだけ遅延E・+5vをオフ これらシーケンスについては、下記の定義を用いて図16に詳細が示される。即 ち、 PLLデーターインに対する切換え5V ’onPLLσツク遅れ ’LK データ・フィルタ充電時間 ’CHG PGCランプ・アップへのアンチバブル・キー打ち’ABPGCランプ・アップ  ”RU PGCランプ・ダウン ’RD 切換え5vオフへのPGCランプ・ダウン ’OFF本発明の一実施例あ、シス テム・マネージャが特定の加入者がある期間中子め定めた時間で同調されるチャ ンネルに関する視聴統計値を検索することを可能にする。本構成においては、シ ステム・マネージャが、RF−IPPVモジュールがNVM503 (図5)に そのセット・トップ端末が同調されるチャンネルを記録すべき4つの時間を定義 する大域トランザクションを生成する。これらの時間は、−日、1週間、2週間 などの如き好都合な期間内にある。例示目的のため、システム・マネージャがR F−IPPVモジュールに、1週の期間内で日曜の7:OOPM、火曜の9:0 0PM、木曜の8 : OOPMおよび木曜の10 : 00に同調されたセッ ト・トップ端末チャンネルを記録するよう命令するものとしよう。その時間がこ れら4つの時間の1つにマツチする時、モジュールがNVM503にセット・ト ップにより同調されたチャンネルを記録する。先に述べたように、視聴統計情報 がイベント/視聴統計値応答に含まれる。この応答は、メツセージにおけるバイ ト数、メツセージの形式、STTディジタル・アドレス、記録時間、およびST Tによりこれら記録時間に同調されたチャンネル、およびIPPV購入データと 関連する情報を含む。
現在実現されないが、システム・マネージャは、アドレス指定された視聴統計ト ランザクションを自分の視聴習慣のモードを可能にするため同意した加入者に対 してダウンロードすることができる。更に別の実施例において、システム・マネ ージャは、アドレス指定された視聴統計トランザクションを特定のグループのセ ット・トップ端末にダウンロードすることができる。
(RF−TPPVPP上ッサの説明) 図8において、図1および図3のRF−rPPVPP上ッサのブロック図が更に 詳細に示される。セット・トップ端末からのRFF還信号がサブVHFチャンネ ルT8に送られる。セット・トップ端末が送ったキャリヤは、100KHzの分 解能で、11.8乃至17.7MHzの周波数範囲でセットすることができ、最 大60望ましくは23の異なる100KHzの帯域幅のデータ・チャンネルをこ れから選択するため提供する。セット・トップ端末またはモジュールからの変調 キャリヤは、20KBPSミラー・コード化BPSK情報を含む。システムにお ける全セット・トップ端末集団からのRF倍信号、組合わされて主局に置かれた RF−IPPMPP上ッサへ返される。RF−I PPVプロセッサの機能は、 RFF還入力信号を受取り、前記情報を復調して、復調メツセージをシステム・ マネージャへ供給することである。
1つのセット・トップ端末からのデータ返還送信についてのみ詳細に記述するが 、本発明によるRF−IPPVPP上ッサは、データ送信機を備えたケーブル・ テレビジョン分配プラントの両方向増幅器および他の要素の状態監視のため使用 することができる。また、RF−IPPVPP上ッサは、ケーブル・ネットワー クのどこかの点で接続されたBERTおよび他のテスト装置から送られる信号を 受取ることができる。
更に図8において、RFF還信号はプラント12dBmVの単一キャリヤ・レベ ルで受取られるのが典型的である。RF−IPPVPP上ッサは、+2乃至十2 2dBmVの単一キャリヤ乃至レベルの範囲で機能するように設計される。時に 、1つ以上のキャリヤが同時に受取られ、合計受信電力は比例的に+12dBm Vより大きくなる。異なる周波数において、RF−IPPVPP上ッサが4つの 変調キャリヤを同時に受信し、復調し、復号することができるならば、冗長でな い復号メツセージのみがRF−IPPVPP上ッサの制御盤からR3−232の 直列インターフェースを介してシステム・マネージャへ送られる。
RF−I PPVプロセッサについて記述される第1の要素は、いわゆる前置モ ジュール800である。端末からのRF返返信信号入カケーブルから最も望まし くは別個の組立体を含む前lモジュール800のコネクタへ送られる。前置モジ ュール800は、入力信号を公称75Ωの終端インピーダンスに与える。この組 立体は、帯域フィルタと、前置増幅器と、入力するRF倍信号4つのRF受信モ ジュールA−Dへ分ける電力分割ネットワークとからなっている。帯域フィルタ は、バンド信号から排除しなからT8帯域を無視し得る減衰および歪みで通す。
前置増幅器は、フィルタ挿入損および電力分割損失を補償する。RF倍信号、前 置モジュールのRFコネクタから4つのRF受信機へ送られる。前置モジュール は、約1dBの利得を持ち、従ってRFF信機810〜813に与えられる信号 は約+13dBmVとなる。RF−IPPVPP上ッサに対して内部の全ての同 軸相互接続は、入力するRF倍信号除いて、公称50Ωで終端される。+24ボ ルトDCおよびグラウンドを供給するケーブル組立体は、電源組立体(図示せず )から前置モジュールへ直接接続される。前置モジュール800は、制御盤モジ ュール840とは直接インターフェースしない。RF−IPPVPP上ッサにお ける他の全ての受信機およびシンセサイザ組立体は、制御盤モジュール840に 対する相互接続を含む。
RF−IPPVPP上ッサの第2の主要なビルディング・ブロックは、RF受信 機である。RF−IPPVPP上ッサには4個のRF受信機組立体A−D810 〜813がある。これらは機能的に等価の装置であり、その内の3個は信号強さ アナライザ(SSA)出力ポートに50Ωの終端をサポートして、装置が相互交 換可能なようにする。4番目(チャンネルD)は、SSA組立体830に対する 同軸接続で示される。、RF受信機は、周波数シンセサイザ出力を高圧側の局部 発振器として用いて前置モジュールを通る信号をダウンコンバートする。シンセ サイザ出力周波数は、22.5乃至28.4MHz間にあり、11.8乃至17 ゜7MHzの入力周波数範囲、あるいは望ましくは15,5乃至17.7MHz と対応する26.2乃至28.4MHzであることが望ましい。IF倍信号、中 心周波数が10.7MHzである。10.7MHzを中心周波数とするセラミッ クIFフィルタが、意図する信号は通しながら、隣接チャンネルおよび他のミク サーの生成分を取除く。狭帯域のフィルタされたIF倍信号、本文で受信信号強 さ表示(R5SI)と呼ぶ信号強さの大まかな評価を行う回路により検出される 。R35l出力は、大きさが受信RF信号レベルに比例するDC電圧である。R 35I電圧は、RFF信機インターフェース・リボン・ケーブル組立体により他 の信号と共に制御盤モジュールへ送られる。R35I情報は、RF−IPPVP P上ッサにより受信されるセット・トップRF返還信号レベルを表わす。この情 報は、システム・マネージャから利用可能にされる。
特定の端末に対するR35Iデータは、再較正を要求する端末を表わす。この目 的のため、システム・マネージャは、端末に対するR35Iの「高すぎる」ある いは「低すぎる」データのリストを保持して、これら端末に対する一義的アドレ スが再較正のための待ち行列に漬くことができるようにする。このような再較正 は周期的ではなく、高い優先順位ベースで、即ち最初に較正を要求する新しい端 末と等価な優先順位に基いて行われる。また、ある期間にわたりリストされたR 35Iデータは、メツセージが特定のセット・トップ端末から送られる23の全 てノチャンネルに対する勾配/′傾斜特性カーブを決定するために使用すること ができる。この勾配/傾斜特性カーブは、セット・トップ端末が較正チャンネル に対する最適の結果から全てのカテゴリ1およびカテゴリ2のチャンネルに対す る適当な送信レベルを決定できるように、端末に対してダウンロードされる。
RF受信機の主な機能は、10.7MHzのIF倍信号BPSK復調することで ある。この信号は、2重均衡ミクサーを用いて復調される。復調されたデータ・ ストリームはフィルタされ同期させられる。この検出された20KBPSミラー ・コード化データは、制御盤モジュールへ送られる。R35IおよびBPSK復 調機復調機種つのRF受信機の各々により行われる。+13dBmVの適当なレ ベルでフィルタされた狭帯域の10.7MHzのIF倍信号、RF受信機りから 信号強さアナライザ組立体へ送られる。
RF受信機動作と関連するのは、信号強さアナライザ830である。この信号強 さアナライザ組立体の機能は、較正の目的のため選択されたRF受信機組立体か 送られる10.7MHzのIF倍信号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)には行かず、結果として、RF−rPPVP P上ッサに対するRF入力レベルにおける変化が10.7MHzのIFレベルを SSAへ変化させる結果となる。RF返還システムが較正を受ける時、10゜7  M HzのIFを検出することにより、SSAは制御盤840にどの端末/モ ジュール送信レベルが+12dBmVの受信信号レベルと対応するかの表示を与 える。
制御盤840は更に、R5−232インターフエースを介してシステム・マネー ジャに通知することになる。次の較正サイクルまで、(以下本文に詳細に述べる )システム・マネージャがセット・トップ端末に制御盤が通知した送信信号レベ ルを使用するように指令する。
+13dBmV、10.7MHzのIF倍信号SSAにより50Ωで終了させら れる。2つの緩衝増幅器が略々30dBのIF利得を提供する。増幅されたIF 倍信号、ダイオードに基くネットワークによりピーク値を検出される。第2のダ イオードに基くネットワークは同様にDCバイアスを掛けられる。この2つのダ イオード・ネットワークは、周知の手法に従って温度補償を行うように統合され る。出力は、ダイオードのDC成分が打消す時いIFレベルを正確に反映する。
この検出された信号はフィルタされ、更に増幅される。IF信号レベルに比例す る最終出力DC信号が制御盤へ送られる。
システム・マネージャの制御下の周波数シンセサイザは、入力データ・キャリヤ を復調するための周波数を合成する。この周波数シンセサイザは、RF受信機に おいて行われ単一周波数の変換のための局部発振器である。単一周波数シンセサ イザ組立体は、単一周波数シンセサイザ組立体は4個の離散装!820〜823 を含む。制御盤は、直列データ指令を介して、周波数同調情報を与える。4個の シンセサイザ装置820〜823は、4個のRF受信機810〜813と対応す るように周波数シンセサイザA、B、CおよびDとして示される。制御盤840 によりセットすることができるT8チャンネルの帯域幅には合計60の周波数が 存在するが、本発明によれば、僅かに23個が使用される。出力の周波数範囲は 、25.1乃至28−4MHzであることが望ましく、T8帯域の上部即ち14 .4乃至17.7MHzにダウンコンバートされる。この周波数の分解能はIQ QKHzである。出力信号は、+17dBmVの典型的レベルにある。
各周波数シンセサイザ装置は、発振器、分周器、位相同期ループ(P L L) 、集積回路(IC)およびアクティブ・ループ・フィルタを含む。これら構成要 素は一緒に位相同期ループを構成する。発振器の出力周波数は、自由動作の4M H2水晶発振器と位相および周波数がコヒーレントである。PLLは、シンセサ イザ出力が特に純粋で周波数が正確である。この発振器出力はプッシュプル増幅 器を駆動する。このプッシュプル設計は、要求される+17dBmVの局部発振 器レベルを供給するため用いられる。
前置モジュールは、図9においてブロック図形態で示される。この前l/電力分 配モジュールは、帯域ブリセレクタ・フィルタ900、例えばMHW1134か らなる前置増幅器910および4つのRF受信機モジュールに供給する分配ネッ トワーク930からなっている。変成器920を含むモジュールによる利得は、 以下に各要素毎にリストで示される。
次に図10において、RF−IPPVPP上ッサの周波数シンセサイザ組立体に ついて更に詳細に説明する。この周波数シンセサイザ組立体は、図10による4 個のPCB小組立体を含んでいる。各小組立体は、RF−IPPVPP上ッサの 制御盤840により周波数設定される。この周波数小のレンジは、26.2乃至 28.4MH2であることが望ましいが、22,5乃至28.4MHzの如き広 さでもよい。同調分解能は1QQKHzである。4個の周波数シンセサイザ小組 立体の各々は、22.5乃至28.4MHzのレンジ内の60チヤンネルのどれ かにセットすることができる。周波数シンセサイザ小組立体のRF比出力、RF −rppvプロセッサにおける4個のRF受信機の1つの局部発振器信号である 。
局部発振器は高い側にあり、15.5乃至17.7MHzのRFレンジが10゜ 7MHzの受信機IFへダウンコンバートされる。図10は、周波数シンセサイ ザ小組立体のブロック図である。これにおいても、周波数シンセサイザ組立体に 4個のこのような小組立体がある。
4MHzの基本モード・クリスタル1000が高利得フィードバック増幅器10 01と接続されている。この増幅器は、PLL (位相同期ループ)のLSTC 大規模集積)デバイスの一部であるUl、望ましくはMotorola MC1 45158である。4MHzの出力信号は、Ul内で40分周カウンタ1002 へ送られる。このカウンタの出力は、U1内部で位相/周波数検出器1003へ 送られる100KHzの基準信号である。
位相/周波数検出器1003は、2つの入力信号(100KHzの基準信号と1 00KHzの可変周波数信号)を比較し、2つの入力が同じ周波数および位相に ない時はエラー信号を生じる。これらのパルスは、100KHz可変周波数信号 が100KHzの基準信号と同じ周波数および位相に強制されるように発振器を 同調させる。この状態が生じると、周波数シンセサイザ出力は正しい周波数とな る。位相/周波数検出器1003からの差のエラー信号は、Ulからループ・フ ィルタU3 1004および関連する構成要素へ送られる。U3はエラー信号を フィルタして、これを発振器1005を操作するシングル・エンデブド同調電圧 に変換する。発振器1005は、Qlおよび関連する構成要素からなっている。
発振器1005は、入力における同調電圧が22.5乃至28.4MHzあるい は更に望ましくは26.2乃至28.4MHzの所定出力範囲を含む出力周波数 を結果として生じる。発振器出力は、バッファ増幅器Q2 1006へ送られる 。
バッファ増幅器1006は、比較的高いインピーダンスを提供し、前記発振器を 2モジユラス除算器U2 1008、および電力増幅Q3、Q4 1009から 絶縁する。バッファされた発振器出力信号は2モジユラス除算器U2へ送られ、 ここで周波数が10または11で除される。プログラム可能除算器U2は、除算 器AおよびN 1007と共に、比N、で除す合計=10xN+Aを形成する。
カウンタNAおよびAは、Fo、、=N、XQ、1MHzとなるように、直列デ ータ指令によりRF−TPPVPP上ッサの制御盤840によりプログラムされ る。
例えば、制御盤は25.0MHzの出力周波数に対してN、を250にセットす る。
N1は、225と284の間の60の値、望ましくは251と284の間のどれ か1つの値に対して制御盤によりセットすることができる。2モジユラス制御線 の機能は、U2が10で除される時、およびこれが11で除される時を確立する ことである。
緩衝増幅器Q2はまた、電力増幅器Q3、Q4 4009を駆動する。出力信号 レベルが約+17dBmとなるようにポテンショメータ調整(図示せず)が用い られる。電力増幅器の後には、シンセサイザ出力信号の第2および第3の調波を 主として減衰させる低域フィルタ1010が存在する。+17dBm周波数シン セサイザの出力は、RF−IPPVPP上ッサの関連するRF受信機組立体へ送 られる。
RF受信機モジュールが図11A乃至11Cでブロック図形態で示される。4個 のここのRF受信機(RFRX)モジュールがある。最初に図11Aにおいて、 各RF受信機は、入力信号を10.7 M HzのIF周波数に変換するミクサ ー1101を含む。高圧側注入が用いられる。IF倍信号、セラミック・フィル タ1104.1105を通されて隣接チャンネル信号および歪み生成物を取除く 。
IF倍信号次に増幅器1106およびレベル検出器1115へ送られる。この検 出器回路は、信号強さの大まかな評価(RSSI)を提供する。検出器回路11 15は、例えば周知の方法でNE604ANから構成される。R35I出力はア ナログ電圧であり、これはディジタル化およびシステム・マネージャへの送信の ため制御盤/プロセッサ・モジュール840へ送られう。
IF信号は、方向性結合器1108へ送られる。タップ出力は、信号強さアナラ イザ(SSA)モジュールにより使用するため外部ポートへ送られる。次に、I F倍信号更に増幅され、復調器へ送られる。
次に図11Bにおいて、復調器が、キャリヤの回収のための周波数逓倍器112 5および注入同期発振器1130からなることが望ましい。図11Cによるデー タ回収は、モデム・フィルタ、クロック回収回路およびサンプラにより達成され る。復調器の出力はディジタル・データである。
次に図12において、RF受信機から信号強さ標識信号を受取る信号強さアナラ イザが示される。この信号強さアナライザ(SSA)モジュールは、データ送信 電力の高精度測定を得るため使用される。測定されるRF倍信号、例えばチャン ネルDのRF受信機モジュールの1つのIFから送られる。信号強さアナライザ ・モジュールは、30dBMi!増幅器1200、レベル検出器1201および バッファ段1202からなっている。この出力は、ディジタル化およびシステム ・マネージャへの送信のため制御盤/プロセッサ・モジュールへ送られる。差動 増幅器1203への入力に先立ち温度補償のため2つの個々のダイオードが使用 され、即ちダイオード1204がダイオード1201を補償する。
次に図13において、RF−IPPVPP上ッサの動作を管理する制御モジュー ルが示される。このモジュールは、シンセサイザを構成し、信号強さを監視し、 受信機により受信されたメツセージを復号し、メツセージの妥当性を調べ、一義 的なメツセージに対する待ち行列を確立し、メツセージをシステム・マネージャ へ送る。この制御モジュールは、診断、エラーの通知およびスイッチレス構成の ためのユーザ・インターフェース(キーバッドおよびディスプレイ)を含む。再 び図14を参照して、オペレータがモニター、セットアツプ、較正およびBER T(ビット・エラー・レート・テスト)機能から選択できる主メニューが示され る。モニター・メニューから、オペレータは6つの初期スクリーンを選択し、信 号強さ分析のためのSSAスクリーンがオペレータをR35Iへ導く。セットア ツプ、較正およびBERTメニューが同様に動作し、以下本文で更に詳細に説明 する。
制御盤は、図13による6つの機能ブロック、即ち、80188マイクロプロセ ツサ1300、メモリー・サブシステム、各受信機毎の8097プロセツサおよ びデュアル・ポートRAMを含む受信機インターフェース、システム・マネージ ャ・インターフェース、および全面パネル−インターフェースからなっている。
コントローラ・モジュールで使用される制御マイクロプロセッサ1300はIn telの80188である。これは、2チヤンネルのDMAと、4割込みと、3 タイマーと、13の復号アドレス範囲と、8ビツトの外部インターフェースを含 む16ビツト・プロセッサである。
メモリー・サブシステムは、メツセージおよび変数の記憶のための256にのダ イナミックRAM1380と、パラメータのための2にの不揮発性RAM137 0と、プログラムの格納のための128にのEPROM1360のソケットから なる。
2つの256にのDRAMはDRAMアレイのため使用される。これらは、例え ばグループ統計値、妥当な受信メツセージ、較正結果およびシステムのセット・ トップ端末に対するこれらデータを格納するためのものである。その結果、これ らメモリーは、パケブトーデータの格納のため適当な大きさでなければならない 。
メツセージ・データがシステム・マネージャへ送られる時、端末メツセージ・デ ータを格納するためのテーブルがクリヤされる。EFROMに対する読出しサイ クルが生じる毎に、rRAS前のCASJリフレッシュ・サイクルがDRAMア レイに与えられる。EPROMに対する通常のコード・取出しは、DRAMをリ フレッシュし続けるのに充分でなければならない。EPROMのアクセス間に1 5μ秒以上あるならば、DMAコントローラはEFROMを読出すことになる。
80188におけるLC3を用いて、DRAMアレイをアクセスする。リセット の後、LC3はアクティブなメモリー・レンジに対してプログラムされねばなら ない。DMAコントローラの最初のセットアツプの後、ソフトウェアの介入なし にリフレッシュが起生ずる。
128Kまでのプログラム・メモリーのため2個のEPROMソケットが設けら れる。これらのソケットは、2764と27512間のどのEPROMでも使用 することができる。1つのソケットはUC3により、また他方はMC53により アクセスされる。リセット条件の後、UC3は16進数のFFBFOからFFF FFまでのメモリー・レンジで活性状態となる。MC53は、1つの活性レンジ に対してプログラムされねばならない。
コンフィギユレーション情報の不揮発性記憶のため、1つの2にのEPROM1 370が設けられる。コンフィギユレーション情報の2つの同じコピーがEPR OMに格納される。検査合計は、各コピーがコピーの正しさを検証する手段を提 供するよう格納される。書込み動作中の停電における如(コピーの一方が破壊さ れると、他の正しいコピーが破壊されコピーを復旧するため使用される。プログ ラマは、1バイトがチップに書込まれた後10ミリ秒間はEPROMをアクセス しないように注意しなければならない。読出しサイクル後は、復旧遅れは存在あ いない。チップはMC8Oによりアクセスされる。MC3Oはアクティブなレン ジに対してプログラムされねばならない。
各RF受信機チャンネルは、専用のInte18097 1310−1340を インターフェース素子として有する。8097プロセツサは、RF受信機(RF RX)モジュールからのミラー・コード化データを復号してフレームし、各RF RXモジュールならびに信号強さアナライザ(SSA)モジュールからの信号強 さレベルを監視し、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、それ自体の関連するIKバイトのデュアル・ポートRAM131 1〜1341を有する。これらのデュアル・ポート・メモリーは、データおよび 指令を8097と80188間に送るために使用される。このメモリーは、両方 向の割込みのための機構を含む。ソフトウェアは、メモリーおよび割込みの使用 のための便利なプロトコルを定義することができる 8097に対するプログラ ム記憶域のためEFROM1312〜1342が提供される。また、本文に説明 するように受信機の状態標識のため、LED1313〜1343が設けられてい る。
従来のUART8250シリアル・チップを用いて、システム・マネージャに対 する直列インターフェース1350を実現する。80188割込みの一方は82 50に接続されて、直列チャンネルが割込み駆動できるようにする。8250は 、38.4にボーまでの周波数で動作し得る。
モデム初期手続き信号が使用可能である(RTS、DTRなど)。システム・マ ネージャにおけるマルチプレクサは、必要に応じてこれらの信号を使用しあるい は無視することができる。受信機は、公知の電話プロセッサ・ボードと似たDT Eとして構成される。
前面パネルは、キーバッド860およびLCDディスプレイ850、およびLE Dバンク1390からなる。キーバッド860は、数字0〜9とヘルプ、次頁、 次の行、エンター、クリヤおよびメニューの如き機能キーからなる16キーのキ ーバッドが最も望ましい。キーバッド/′ディスプレイは、スイッチレス構成、 有意エラー表示および内蔵されたテストおよび診断ルーチンの局部アクセスを提 供する。LEDバンク1390は、以下本文に述べるように、種々の状態表示を 提供する。
20文字4行のLCDディスプレイは、2つのレジスタ付きポートを介してアク セスされる。視認角度は、本文で更に説明するように、キーボード動作により変 更することができる。表示データは1つのポートヘロードされ、ストローブ指令 は第2のポートヘロードされる。ディスプレイに対するストローブは比較的遅い (1μ秒)。
1つのキーが押されると、188に対して割込みが生じる。コード化されたキー ・データは、4ビツト・レジスタを読出すことにより識別することができる。
このレジスタがアクセスされると、割込みがクリヤされる。キーバッド・ロジッ クが、跳ね戻りの遅れの終りまで別の割込みが生じることを阻止する跳ね戻り回 路を含む。
制御モジュールはまた、RF−IPPVPP上ッサに対する電力配分の役割を供 する。この制御モジュールは、必要に応じて電力を諸素子に切換える。このボー ドを受信機あるいはシンセサイザに接続する各ケーブルは、必要に応じて、4+ 12V線、3−12線、3+5v線、オヨヒ接地線を含む。
(RF−IPPVPP上ッサの動作) 次に図14において、各スクリーンがやや詳細に示されている。rMA I N MENU (主メニュー)」スクリーン1401は、LCDスクリーン・ツリー の根幹部である。このスクリーンは、4つのサブメニューを含む。即ち、rMO NITOR(モニター)」、rSETUP (セットアツプ)」、rCALI  BRATION(較正)」および「BERTJである。サブメニューの1つへ切 換えるためには、キーバッド860のrNEXT LTNE (次の行)」キー を用いてカーソルを所定のサブメニューへ移動し、次にrENTER(エンター )」キーを押す。
rMONITORMENU(モニター・メニュー)」のサブメニュー1410は 、全てのモニター・スクリーンへのアクセスを提供する。モニター・スクリーン を見るには、rNEXT LINEJキーの操作がカーソルを所定のスクリーン へ移動し、rENTERJキーを押す。
rSUMMARY (概要)」スクリーン1411が、その時の呼び戻しの概要 を提示する。rBUFFER(バッファ)」は、システム・マネージャへ送られ るのを待つバッファにおけるメツセージ数のカウントである。rSENT (発 送)」は、システム・マネージャへ送られたメツセージ数である。rUNIQU E(一義的)」は、RF−IPPVPP上ッサにより受取られた一義的メツセー ジ数である。呼び戻しの間、個々のポールがなければ、Bu f f e r十 Sen t=Uniqueとなる。
スクリーンの右側はタイマーである。呼び戻しがアクティブであるならば、タイ マーは呼び戻しが(グループに対して)開始してからの時間量を反映する。タイ マーは呼び戻しの終りではなく開始時にリセットされ、従ってタイマーは最後の 呼び戻しが終った後でも動作し続けることになる。
周波数スクリーン1412は、ユーザがRF−IPPVPP上ッサのその時の周 波数セツティングを見ることを可能にする。周波数は、各受信機A−D毎に表示 される。周波数は、このスクリーンからは変更できない。周波数を変更するには 、適当なrsETUPJスクリーンまたはシステム・マネージャのいずれか一方 が使用される。
rUNIQUE TOTALJスクリーン1413は、呼び戻しの間に受取られ たメツセージ(冗長な複写を除く)の数を表示する。この数は受像機毎に記録さ れる。
rDUPLIcATE TOTALJスクリーン1414は、冗長複写を含むカ ウントを示す。メツセージが受取られて誤りについて調べられた後、受信機に対 する複写の合計が増分される。このスクリーンは、この呼び戻しの間に受取った メツセージ(複写を含む)の数を表示する。この数は各受信機毎に記録される。
rACTIVITYJスクリーン1415は、受信機毎のアクティブ量を表示す る。この数は、受信機が実際にメツセージを受取る時間と遊休状態にある時間と の関係から得られる。1つのチャンネルが他のチャンネルより一貫してアクティ ブでなければ、この周波数における雑音の表示となる。この場合、低い活動状態 の周波数に代えて他の周波数を選択することが適当である。
rMONITOR5SAJスクリーン1416は、ユーザがSTTからの較正応 答を監視することを可能にする。STTアドレスは、ディスプレイの最上部に示 される。次の行は、STTにより送信される最も後のレベル、およびRF−IP PVPP上ッサの信号強さの測定結果を表示する。最後の行は、RFIPが決定 したレベルがSTTに対する最適の送信レベルを含む。送信レベルは、16進数 として表示される(即ち、0、■、3.4.5.6.7.8.9、A、B、C1 D、ESF)。このバイトの上位が4(即ち、40.41.42など)ならば、 これはSTTからの最近の応答が単一送信であることを示す。このバイトの上位 が8(即ち、80.81など)ならば、送信はめられた較正応答(MICART またはPICART)であった。RF−IPPVPP上ッサは、較正応答を測定 し、電圧測定値を示し、この測定値が最適レンジ(HI、OK、LOW)にある かどうかを表示する。
MONITORR35Iスクリーン1417は、各受信機において受信された送 信レベルを監視するためのものである。各メツセージが受取られると、これは受 信信号強さ標識により測定される。これらのレベルは、呼び戻しの開会てのメツ セージについて平均化される。このスクリーンは、各受信機で受取られた平均レ ベルを表示する。更に、Hl、OK、LOWの表示は各受信機に対して与えられ る。このスクリーンは、チャンネルの品質を監視する方法を提供する。−貫して HIまたはLOWの値を表示するチャンネルは、問題を有する。
5EPUP MENUスクリーン1420は、パラメータ・セットアツプ・アク ティビティと関連する。7このサブメニューより下のスクリーンは、ユーザがR F−IPPVプロセッサ上の種々のパラメータを見て変更することを可能にする 。
その時のパラメータは、パスワードを入れないでも見ることができる。パラメー タを変更するためにはパスワードを入れなければならない。1つのスクリーンを 選択するには、NEXT LINEキーの操作がカーソルを所定のスクリーンへ 移動し、ENTRキーが押される。
PASSWORDスクリーン1421は、パスワードの入力のため使用される。
セットアツプ・パスワードはこのスクリーンに入力され、ENTRキーにより確 認される。妥当なパスワードは「OK」へ変わる。パスワードがアクティブであ る限り、セットアツプ・スクリーンにおけるパラメータは修正することができる 。
キーを押すことなく「X」分が経過すると(Xはロック時間)、パスワードは無 効になる。パスワードが無効になった後、セットアツプ・スクリーンにおけるパ ラメータは修正できない。パスワードが有効である間に0が入力されると、これ は即座に無効になる。
5OFTWARE VER3IONスクリーン1422は、図13の5TUNO プロセツサの各々において実行中のソフトウェアのバージョンを表示する。
各カテゴリに対して1つずつ、2つの周波数スクリーン1423.1424があ る。この表示は、モニター・グループにおける周波数スクリーンと類似する。
周波数位置を変更するには、カーソルを変更させる周波数に置いて、新しい周波 数が入力される。周波数は、ENTRキーが押されると有効になる。小数点は自 動的に挿入される。0の周波数が入力されるならば、受信機はSSA周波数を使 用する。レンジ外の周波数(例えば、11.8以下または17.7以上)が入力 されるならば、受信機は消勢される。
アクティブな周波数セットあ、その時のカテゴリ入力により決定される。アクテ ィブなカテゴリを変更するには、カーソルをその時のカテゴリへ移動し、カテゴ リ1または2が入力され、ENTRキーが押される。1または2以外の入力は、 RF−IPPVPP上ッサにおける全ての受信機を消勢する。
5ETUP R35Iスクリーン1426は、R35Iパラメータの確立のため である。各メツセージがRF−IPPVPP上ッサにより受取られと、信号の強 さ評価が受信信号強さ標識により行われる。R55Iにおける幾つかのパラメー タはユーザにより構成可能である。DELAYの入力は、メツセージが開始され るまでメツセージの始まりからの時間量である。測定は、平均化された多数のサ ンプルからなる。サンプルの品質は、MEASUREMENTの入力により構成 可能である。HlおよびLOWの入力は、ユーザがOKレンジを調整することを 可能にする。これらの入力は、サンプルがもはやRF−IPPVPP上ッサによ りOKとしてマークされない点をセットする。
5ETUP SSAスクリーン1426は、SSAパラメータの確立のためのも のである。SSTが較正を実施する時、信号強さアナライザにより信号について 一連の正確な測定が行われる。ユーザにより構成されねばならない42のパラメ ータがある。較正は、通常呼び戻し以外の周波数について行われる。SSAセッ トアツプ・スクリーンは、較正に対する周波数を構成する。取り上げられるサン プル数およびサンプリングの開始の遅れは、MEASUREMENTおよびDE LAYの入力により構成することができる。これらの入力は共に、400μ秒の 期間内にある(即ち、1=400μ秒、2=800μ秒、3=1.2μ秒、など )。較正の測定中、STTは「1」の連続的なストリームを送信する。較正信号 と同じ周波数における雑音は、測定におけるエラーを生じ得、「1」の一部を落 とし得る。RF−IPPVPP上ッサは、このスクリーン上のALLOWフィー ルドで指定される以上のビットを欠く信号は排除する。参考のため、カウント入 力は、最後の較正におけるビット欠落数を表示する。
MISCELLANEOUSスクリーン1427は、LCDディスプレイの角度 およびLCD時間およびロック時間を調整するためのものである。このスクリー ン上の最初の2つの入力はLCDディスプレイを構成する。ディスプレイに対す る最適視認角度は、カーソルをLCD角度の入力にlいて数字キーを押すことに より調整することができる。ディスプレイは、可能なセツティング(Hl、ME D、LOW)にわたりスフリールするが、ENTRキーが押されるまでは有効に ならない。視認角度は、EEFROMにセーブされ、標準的なLCD表示回路の 入力に与えられるアナログ信号へ変換される。
LCDディスプレイは、エレクトロルミネセンス・バックライトを含む。キーを 押さずにある期間が経過すると、ディスプレイは切れる。バックライトが切れる までの時間長さく0乃至9分)は、LCDのTIMEの入力で構成可能である。
時間を変えるためには、数字(0〜9分)が入力される。ユーザがRF−I P PVプロセッサのセットアツプを修正する時、システム・マネージャはパラメー タの変化がロックされる。RF−IPPVPP上ッサのオペレータがプロセッサ をこのモードに放置したならば、システム・マネージャは決してどんなパラメー タの変更もできない。このような状態を避けるため、ロックアウト・モードは[ LOCK TIMEJにより指定される時間長さだけアクティブ状態に止まる。
このパラメータは、RF−IPPVPP上ッサがロックされるロック時間(0〜 9分)を入力することにより変化することができる。
KALIBRATION MENU7.り’J−ン1430Lt、RF−IPP VPP上ッサに対する較正スクリーンへのアクセスを行う。パスワードは、変更 される較正値に対して入力されねばならない。スクリーンは、較正される装置に 分割される。
DATE/PASSWORDスクリーン1431は、較正プロセスを開始するた め使用される。ユーザは、較正パスワードを入力しなければならない。このパス ワードは、通常はセットアツプ・パスワードとは異なる。このパスワードは、キ ーを押さずにrXJ分が経過するまで有効状態を維持し、Xはロック時間である 。パスワードがアクティブである時間を即時終了させるには、0のパスワードを 入れることができる。
パスワードの入力後、NEXT LINEキーがカーソルを日付へ移動する。
次に較正が行われる日付(月/日)を入力することができる。次に、較正が行わ れる周波数を入力することができる。
EEPROM 5TATUSスクリーン1432は、ユーザにEEPROMの状 態についての情報を提供する。EEPROMの検査合計テストが失敗すると、E EPROMは初期化されねばならない。このスクリーンは、初期化の情報につい ての情報を提供する。較正パスワードを変更するためには、ユーザは単に新しい パスワード(数字キーのみ)を入力してENTRを打鍵する。ユーザが次にRF −IPPVPP上ッサを較正する時は、この新しいパスワードが要求される。
このスクリーンは、ENTRを押すことによりDATE/PASSWORDスク リーンからのみ入ることができる。
CLIB SSAスクリーン1433は、信号強さアナライザを較正する時に使 用される。ユーザは、rsETJディスプレイにより表示されるレベルのRF大 入力信号を与えなければならない。例えば、SET点が一3dBである時、ユー ザは公称レベルより−3dB低い信号を与えなければならない。
VALUEディスプレイは、RF−IPPVPP上ッサがSSAにより測定した レベルを表示する。ユーザがその時の入力レベルで満足する時、測定値はENT Rを押すことにより格納される。このセット点は、ENTRが押された後、測定 される次のレベルに変わる。公称値−3dB、および+3dBの点に対して格納 された値がスクリーンの右側に表示される。SSA較正は、3つの全ての点がセ ットされた時完了する。
CALIBRR35I (A)、(B)、(C)、(D)スクリーン1434a  −dが較正のため使用される。各受信機は、受信信号強さアナライザを含む。
各受信機は個々に較正されねばならないが、この方法は4つの全てのR35Iに 対して同じである。ユーザは、SETディスプレイにより表示されるレベルのR F大入力おける信号を与えなければならない。例えば、SET点が一3dBであ る時、ユーザは公称レベルより−3dB低い信号を与えなければならない。
VALUEディスプレイは、RFiPPVプロセッサがR35Iにより測定した レベルを表示する。ユーザがその時の入力レベルで満足する時、測定値は格納さ れる。このセット点は、ENTRが押された後、測定される次のレベルに変わる 。最後の3つの点に対して格納された僅は、スクリーンの右側に表示される。
R35I較正は、11の全ての点がセットされた時完了する。
SET R35I(x)スクリーン1435a−dは、11の全ての点に対して R5S I検出器出力電圧を与える。
BERT MENU1440は、ビット・エラー・レート・テストのためのもの である。このメニューは、RF−IPPVPP上ッサのビット・エラー・レート ・テスト・モードへのアクセスを行う。
PASSWORDスクリーン1441は、パスワードの入力に使用される。同じ パスワードは、セットアツプに対するBERTのため使用することが望ましいが 、第3のパスワードは別の実施例において使用することができる。セットアツプ ・パスワードは、使用された周波数を変更しあるいはテストするために入力され る。BERTテストの結果を見るには、パスワードは必要ない。
FREQUENCYスクリーン1442は、(パスワードが入力されたならば) カテゴリlに対する周波数を見て変更することを許容する。
BERT GOOD TOTALSスクリーン1443は、BERTテスト結果 をリスト表示する。各ビット・エラー・レート・テスト・メツセージが受取られ と、これは復号されエラーについて講べられる。このメツセージが正しければ、 このメツセージを受取ったチャンネルに対する合計が増分される。このスクリー ンは、4つの受信機の各々に対する合計を表示する。これらの数は、テストの初 めにリセットされる。
BERT MrSSED TOTALS7.クリー:/1444は、逸失BER Tメツセージをリスト表示する。全てのテスト・メツセージは逐次送信される。
受信機がメツセージ#lを、次にメツセージ#3を復号するならば、メツセージ #2は失われてしまうはずである。この逸失した合計は逸失メツセージ毎に増分 される。このスクリーンは、4つの受信機の各々に対する逸失メツセージの合計 数を表示する。これらの数は、テストの初めにリセットされる。
BERT CRO3S TOTALSスクリーン1445は、受信機間に交差し たメツセージをリスト表示する。このスクリーンは、4つの受信機の各々に対し て交差したメツセージの合計数を表示する。これらの数は、テストの初めにリセ ットされる。
BERT ACTIVITYスクリーン1446は、アクティビティ・スクリー ン1415に対して同様に各チャンネル毎にBERTのアクティビティを百分率 で示す。
BERT R3S IスクIJ−ン1447は、R5S 117)結果を示す。
R55Iの測定は、受信される時各テスト・メツセージ毎に行われる。このスク リーン波、受信機毎に測定された平均レベルを表示する。更に、測定されたレベ ルに対してHl、OKまたはLOWの表示が与えられる。これら平均値はテスト の初めにリセットされる。
RF−IPPVPP上ッサは、2つの異なるパスワードを使用する。1つのパス ワードはセットアツプ情報に対するもの、第2のパスワードは較正に対するもの である。これらパスワードは、ユーザが不注意から重要なパラメータを修正する ことを避けるため異なる値にセットされるべきである。あるパスワードが入力さ れた後、このパスワードは、キーを押さずに「X」分間は有効なままであり、r XJはロック時間である。パスワード表示が「OK」である限り、パスワードは 有効である。ユーザがパスワードが有効である時間を即時終了することを要する ならば、これらパスワードは単に適当なパスワード・スクリーンに戻り0のパス ワードを押す。
(制御盤に対するLED) RF−IPPVPP上ッサの前面に状態の監視のための12個のLEDがある。
各受信機毎に2個ずつ8個のLED1313〜1343が、4個の受信機の状態 を表示する。また、4個のLEDのバンク1390もまた設けられている。2個 のLEDが直列ポートにおけるアクティビティを監視する。1つのLEDは、バ ッファの状態を表示し、最後の最後は電力の状態を表示する。これら4個は、ラ ッチを介してバス・システムと接続されたLEDバンク139oとして示される 。
データが1つのチャンネル上で受取られると、このチャンネル上の最上部のしE Dは緑色に発光する。各チャンネルの最下部のLEDは、チャンネルが可能状態 にあるならば緑色であり、チャンネルが不能状態にあるならば赤色である。不当 な周波数をシステム・マネージャあるいは前面パネルに入力すると、1つのチャ ンネルを不能状態にする。通常は、全てのチャンネルは可能状態でなければなら ない。
受信機の1つが自己テストに失敗するありそうもない条件では、このチャンネル に対する最上部のLEDは連続する赤色、最下部のLEDは赤色が点滅すること になる。
TXDおよびRXDとマークされた2つのLEDは、RF−IPPVPP上ッサ をシステム・マネージャに接続する直列ポート上のアクティビティを表示する。
データがRFプロセッサからシステム・マネージャへ送られるならば、TXDの ライトが点滅する。反対に、データがシステム・マネージャからRFプロセッサ により受取られるならば、RXDのライトが点滅する。
BUFFERとマークされたLEDは、RFプロセッサとシステム・マネージャ 間のバッファの情報を表示する。このLEDがオフであると、バッファにはシス テム・マネージャに対してデータが存在しない。このLEDが緑色であれば、バ ッファは一杯の状態の半分以下である。バッファが一杯の半分の状態を越すに伴 い、LEDは連続的な緑色から点滅する緑色へ変わる。バッファが完全に一杯の 状態になると、このLEDは点滅する赤色に変化する。通常の環境下では、バッ ファは決して完全に一杯の状態にはならない。
POWERとマークされたLEDは、パワーオンの状態では緑色となる。パワー オンの後、このLEDは単に赤色となり、次いで緑色に変わる。RFプロセッサ が更に回復不能な状態になると、このLEDは単に赤色に変わり、その間RFプ ロセッサは自ら再始動する。
(システム・マネージャ較正コントローラ)システム・マネージャのRF−IP PV較正コントローラ・プログラムが、RF−IPPVPP上ッサと共に、セッ ト・トップ端末と関連するRF−IPPVモジュール送信機を較正する役割を負 う。較正プロセスは、セット・トップ端末からRFプロセッサへ送られるデータ が適当なレベルで到達することを保証する。
更にまた、システム内の全ての端末を自動的かつ周期的に較正することにより、 RF−IPPVPP上ッサにおける自動利得制御の要件は除かれる。較正コント ローラは、較正シーケンスの間RF−IPPVプロセッサに対する指令の流れを 制御し、RF−IPPVモジュールから受取る応答に基いてその較正状態を決定 する。この較正状態については、以下に論述する。
RF−IPPVモジュールの較正状態は5つの可能な値を有する。これらは以下 に列記する。即ち、 NEVERCALIBRATED(全く較正されティない) 端末がシステムい 配置される時の最初の状態。
NEEDS CALIBRATION(較正を要する):端末からの応答が再較 正されることを要することを表示: CALIBRATION FAILED(較正失敗)・較正が試みられ端末が応 答するも、適正な送信レベルが決定できない:番号 RESPONSE (応答 なし):較正が試みられたが、端末からは応答が受取られなかった: CALIBRATED (較正済み):較正が試みられ、成功裏に完了した端末 /モジュールが最初にシステムに配置される時、その較正状態はrNEVERC ALIBRATEDJである。セット・トップ端末を較正する要求がなされた後 、この状態は、端末/モジュールからの応答に応じて、システム・マネージャの メモリーにおいてrCALIBRATEDJ、rNo RESPONSE」、ま たはrcALIBRATION FAILEDJに変わり、データ収集中(即ち 、RF自動応答)では、端末の送信レベルが受入れ得るレンジ内にないことが判 定され、較正状態はrNEEDS CALIBRATIONJにセットされる。
(RF−IPPVシステム−モジュール・レベルの較正の説明)較正要求は、2 つのソースから較正コントローラへ送られる。その第1はセット・トップ端末自 体である。未較正のセット・トップ端末が最初にパワーアップされる時(PIC ARTが可能状態)、この端末は較正要求をRFプロセッサを経てシステム・マ ネージャの較正コントローラへ送る。較正コントローラは、この要求を取上げて 較正シーケンスを開始する。
特定の前面パネル・キー・シーケンスが行われる時、未較正のセット・トップ端 末もまた較正要求を送る。適当なキー・シーケンスを押した(MICARTが可 能状態になった)後、セット・トップ端末は較正要求をRFプロセッサを経て較 正コントローラへ送る。この時、較正コントローラは較正シーケンスを開始する 。
較正要求の第2のソースは、システム・マネージャとホストのピリング・コンピ ュータ・ユーザである。セット・トップ端末がホスト・ピリング・コンピュータ を経てシステムへ加えられると、較正要求は較正コントローラへ送られる。この 較正コントローラは、この要求を取上げて、これを処理する時間となるまで維持 する待ち行列に置く。
最後に、較正要求は、システム・マネージャのIPPV表示スクリーンから機能 キー人力を押すことにより送ることができる。較正コントローラは、この要求を 取上げて、これを待ち行列に入れる。
セット−トップ端末から受取った較正要求は、高い優先順位と見做され、システ ム・マネージャおよびホストのピリング・コンピュータ・ユーザから受取った要 求の前に処理される。
下記のステップは、成功した較正プロセスの間に生じる事象のシーケンスを説明 する。このシーケンスは較正コントローラから視認され、RF−IPPVモジュ ールまたは他で述べたRFプロセッサのハードウェアの機能性の詳細な記述を意 図するものではない。
a、較正コントローラは、セット・トップ端末からの優先較正要求を受取るか、 あるいは待ち行列からユーザの較正要求を取上げる。
b、較正コントローラは、要求された較正が実施できることを検訂する。次いで 、コントローラはセット・トップ端末にその段階的な較正シーケンスを開始する よう命令する指令を送る。
c、RFプロセッサは、段階的な較正シーケンスに基いて最適の送信レベルを決 定する。
d、較正コントローラは、RFプロセッサから最適のレベルを受取り、セット・ トップ端末にこのレベルで単一の較正メツセージをフィールドように指令する。
e、RFプロセッサは、受取った較正メツセージを評価して、処理レベルが限度 内にあることを判定する(OK)。
f、較正コントローラは、このroKJ表示をRFプロセッサから受取り、セッ ト・トップ端末に最適のレベルで単一の較正メツセージを送信し、また将来の送 信のためこのレベルを記憶するように命令する。
g、セット・トップ端末は、指定された最適の送信レベルを記憶し、単一の較正 メツセージをこのレベルで送信する。
h、RFプロセッサは再び較正メツセージを評価し、rOKJ表示を較正コント ローラへ送る。
12較正コントローラは、この「OK」表示を受取り、較正状態をrCALIB RATEDJに更新する。
j、較正コントローラは、次の較正要求を処理する。
以下は、本願の以降の章に述べる諸問題である。即ち、1)モジュール較正手順 −システム全体2)STTが開始した較正手順、および3)RF−IPPVの較 正表示 較正について論議する前に、RF−IPPVシステムのブロック図について、図 3に示されるように再び論議しよう。端末/モジュールは、システムのトランザ クションを処理し、IPPV購入および事象の記憶をさせ、視認統計値を記録し 、データを主局へ戻すよう送信機を操作するそれ自体のプロセッサを有する。
主局におけるRFプロセッサは、RF−IPPVの送信を復号して情報をシステ ム・マネージャへ送る。RFプロセッサは、機能において当技術で公知の電話プ ロセブサに非常に似ている。しかし、RFプロセッサは、モジュールの較正のた め使用される受取った信号レベルを更に測定する。望ましい受信信号レベルは、 +12dBmVである。
電話回線のデータ返還とは異なるRF−TPPVシステムを取扱う帯域外および 帯域内のトランザクションは、既にやや詳細に論議した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、RF−IPPVPP−プ数、 RF−IPPV視認統計値、RF−IPPVPP窓答、およびメモリー・ダンプ ・トランザクションを含む。
本システムは、日中の送信用の1セツトと夜間送信用の1セツトの如き自分で選 択した方法でケーブル・オペレータにより使用し得る各カテゴリに4つの周波数 を持つ2つのカテゴリ(即ち、セット)の送信周波数を有する。これら2つのカ テゴリの周波数は、ケーブル・システムの雑音が温度および時間において変化し 得る故に選択され、従ってシステムおよび環境の変化と共に容易に変更するよう にシステムが設計された。送信の競合の確率を低減することによりデータ返還速 度を高めるため、カテゴリ毎の4つの周波数が選択された。更に、4つの異なる 周波数を選択することにより、4つの全ての周波数における送信に対する雑音干 渉の確率が低減される。これら8つの周波数は、スペクトラム拡散法および図2 の結果のグラフにより最初に決定することができる。図示したRFプロセッサは 、4つの周波数に対して僅かに4個の受信機しか持たないが、本発明の原理を損 なうことなく、より多いか少ない数の選択チャンネル周波数を実現することがで きる。本システムは、モジュールの較正が行われる数時間の間4個のRFプロセ ッサの受信機の1つを使用させるように設計された。この受信機は、モジュール の較正が行われない時、データ返還のために使用することができる。較正周波数 は、この周波数が4つのデータ・キャリヤ周波数の2つのカテゴリの選択とは独 立的に選定できる故に、どんな指定周波数でもよい。
(システム・オペレータが開始する較正)この論議のため、較正が端末/モジュ ールではなくシステム・マネージャから開始されたものと仮定し、後者の場合は 次に述べよう。このシステム・マネージャは、RF−IPPVモジュールに関す る情報の幾つかを格納する。本システム・マネージャは、関連するRF−IPP Mモジュールを有する特定の端末の記録を保持する。また、モジュールが、a) 較正を必要とし、b)較正には応答するも較正できず、C)較正要求に応答せず 、あるいはd)適正に較正されたモジュールであることを表わす2つの較正状態 ビットが格納される。以下は、段階的な較正操作である。即ち、 1)システム・オペレータは、特定の端末について較正状態を調べ、あるいはそ のRF−IPPVモジュール(前記の条件a、bまたはCを示す較正ビットを有 するモジュール)の送信機が較正されることを必要とする全ての端末からプリン トを要求する。システム・マネージャは、どのモジュールが先入れ先出しアルゴ リズムまたは他のアルゴリズムに従って自動的に較正するかを決定することがで きる。
2)システム・オペレータは、特定の端末/モジュールの送信機の較正を開始す る。システム・マネージャは、較正周波数を自動的に選択することができる。
較正送信長さは、例えばシステム・マネージャにおいて50ミリ秒に固定するこ とができる。この送信長さは、システム・マネージャの「裏口」からのみ変更す ることができる。一旦較正周波数が選択されると、この周波数は変更する必要は ないが、システムは較正周波数を適当に周期的かつ自動的に変更する柔軟性を有 する。システム・マネージャは、衝突を防止するため一時に1つの端末/モジュ ールを較正できるに過ぎない。
3)システム・マネージャは、初期の較正パラメータ・トランザクションをAT Xおよび主局のコントローラへ送る。
4)ATXおよび主局のコントローラは、アドレス指定専用較正パラメータのト ランザクションをケーブル・システム全体に送る。
5)端末プロセッサは、このトランザクションに含まれるアドレスが端末/モジ ュールのアドレスにマツチするならば、このトランザクションをRF−IPPV モジュール端末へ送る。
6)次に、RF−IPPVモジュールは較正応答を開始する。このモジュールは 、指定された送信長さに対して送信レベル0で送信を開始する。次にモジュール は、合計8回の送信に対して14の最大レベルまで1つ工きに段階を踏むことに なる。送信機は、各送信間で約220ミリ秒オフとなる。
7)RFプロセッサは、モジュール較正送信を受取り、電力レベルを測定する。
このプロセッサは、最適レベルに対する境界をメモリーに記憶している。これら の境界は、プロセッサの較正中に決定される。プロセッサは、どの送信レベルが 最適であるかを判定する。送信されたレベルが低すぎるならば、この低いレベル はOKレベルを受取るまで捨てられる。プロセッサは、必要に応じて、2つのレ ベル間で補間が可能である。事例として、モジュール・レベル10が最適である ものとする。較正送信の持続時間が予め定めた値、例えば50ミリ秒に固定され るため、RFプロセッサもまた、受取ったメツセージのタイミングを検査するこ とにより失われたステップがあるかどうか判定することもできる。
8)プロセッサは、システム・マネージャにモジュールが応答したこと、および レベル10が受入れられるものであったことを知らせる。
9)システム・マネージャは、較正パラメータをATXおよび(または)主局の コントローラへ送り、較正メツセージを送るレベルとしてレベル10を指定する 。
10)ATXおよび(または)主局コントローラは、アドレス指定された較正パ ラメータ・トランザクションをケーブル・システム全体に送る。
11)このトランザクションは、アドレスがマツチするならばモジュールへ送ら れる。この時、このモジュールは、指定された送信長さに対して(8つの可能な レベルのシーケンスの全てのレベルではな()レベル10でのみ送信する。この メツセージは、単一の較正メツセージであることを示す標識を含む。
12)RFプロセッサは、再び受取した送信レベルを測定し、これが依然として 受入れられるかどうかを判定する。
13)レベルが受入れられるものとすると、RFプロセッサはシステム・マネー ジャに受信レベルが受入れられるものであったことを知らせる。
14)この時、システム・マネージャは、較正パラメータをATXおよび(また は)主局コントローラへ較正レベルとしてレベル10で送り、モジュールにこの レベルをそのNVMに格納することを要求する。次に、システム・マネージャは 最後にこのレベルで単一較正メツセージを要求する。
15)ATXおよび主局コントローラは、較正パラメータ・トランザクションを ケーブル・システム全体に送る。
16)このトランザクションはモジュールへ送られる。このモジュールは、8つ の全ての(2つのカテゴリの4周波数)送信周波数レベルに対するレベル10を 格納する。較正チャンネルからの他の7チヤンネルに対するレベルは、特定のア ドレス指定されたセット・トップ端末からの送信のため予め定められた勾配/傾 斜チャンネル特性から最も便利に決定することができる。このモジュールはまた 、NVMにおける較正ビットを較正されたものにセットする。この時、モジュー ルは最終的な単一較正メツセージを送出する。RF−IPPVPP上ッサがこの メツセージを確認するならば、システム・マネージャは端末の状態を較正された ものへ変更することになる。
先に述べたように、これは正常な較正手順である。較正レベル・トランザクショ ンに対する「高」、「低」および「OK」の応答は典型的であるが、第4の可能 性はステップ7で検出される。較正手順の間に生じ得る正常なプロセス勇ら幾つ かの偏りが生じる。
1)モジュールは、較正手順を開始するためシステム・マネージャ要求には処理 しないと考える。システム・マネージャは、モジュールから応答が受信されなけ れば、調整可能な期間において時間切れとなる。システム・マネージャは、合計 3回転正開始手順を送出することになる。依然として応答がなければ、システム ・マネージャはこのモジュールは較正に応答しなかったことを格納する。
2)モジュールは較正開始トランザクションに応答しなかったが、受信レベルが 受入れられないものであったと考える。RFプロセッサは、システム・マネージ ャにモジュールが応答したがレベルが受入れ得なかったことを知らせる。システ ム・マネージャは、合計3回転正開始手順を送出する。全ての受信レベルが受入 れ得なかったならば、システム・マネージャは、モジュールが較正には応答した が較正が失敗したことを格納する。
3)RFプロセッサがモジュールから受入れ得るレベルを受取ったと考える。
システム・マネージャは、モジュールが受入れ得るレベルのみで送信することを 要求した。この時、プロセッサは受入れ得るレベルに対してモジュールから較正 信号を受取らず、あるいはRFプロセッサはモジュールから較正信号を受取った がレベルが受入れ得るものでなかった。この場合、システム・マネージャは、モ ジュールが受入れ得るレベルで合計3回送信することを要求する。プロセッサが 決して別の受入れ得るレベルを受取らかったならば、システム・マネージャはモ ジュールが較正には応答したが、依然として較正を必要とし、従って別の8ステ ツプの較正を試みることを格納する。
この較正手順は、手順が開始される方法を除いて先に述べたものと同じである。
システム・オペレータが較正する端末/モジュールを選択する代わりに、端末/ モジュールは較正要求メツセージをRFプロセッサへ送る。RFプロセッサは、 端末がメツセージ内に含まれる標識からの較正手順を開始したと判定することが できる。プロセッサがこのメツセージを受取ると、これはシステム・マネージャ へ送り、このシステム・マネージャが先に述べた如き較正手順を開始する。
1つの端末から較正を開始するため少なくとも2つの方法が提供される。即ち、 端末はパワーアップと同時に較正を開始するか、あるいは正しいキー・シーケン スが例えば保守人員によりキーで入力される時較正を開始する。端末の状態が較 正されなければ、端末がパワーアップあるいは手動で開始された較正間を決定す る時に使用される較正状態ビットがNVMに存在する。
モジュール較正ビットが、モジュールが較正されることを必要としパワーアップ 開始較正ビットが可能化されるならば、端末はRFプロセッサに対するデータの 伝送を開始して、端末がパワーアップされる時較正されることを要求する。モジ ュールは、NVMに格納された予定のデフオールド・レベル(望ましくは、比較 的高いレベル)で送信することになる。モジュールはまた、4つの全てのカテゴ リで最初の3分間1つの周波数をランダムに送信することになる。この端末が主 局から較正パラメータ・トランザクションを受取らなければ、モジュールは4つ の全てのカテゴリ2の周波数で次の3分間ランダムに送信することになる。端末 が依然として主局から較正パラメータ・トランザクションを受取らなければ、モ ジュールは、端末/モジュール電力が無(なり再び加えられるまで較正要求の試 みを止めることになる。このモジュールは、モジュールが較正されるか、あるい は端末がパワーアップ開始較正を不能化するトランザクションを受取るまで、パ ワーアップ毎に較正を要求することになる。パワーアップ開始較正を不能化する トランザクションは、システム・マネージャの「裏口」を介してのみアクセスさ れる。
一方、キー・シーケンス開始較正が可能化されるならば、端末/モジュールは適 当なキー・シーケンスが端末のキーにより打鍵される時、較正されることを要求 するためRFプロセッサに対するデータの送出を開始する。この方法が可能化さ れる限り、例えモジュールが較正されても、端末から較正を要求することができ る。較正を開始するために、設置者は予め定めたキー・シーケンスを入力して更 に別のキーを入力することを必要とする。この特別ななキー・シーケンスが行わ れると、モジュールはデータをプロセッサへ送り、パワーアップ開始較正で述べ たものと同じ方法で較正されるよう要求する。モジュールは、このキー・シーケ ンス開始較正ビットが主局から不能化されるまで、この特別なキー・シーケンス が押される毎に較正を開始する。このキー・シーケンス開始較正は、システム・ オペレータにより不能化することができる。一旦モジュール送信機が較正される と、前記キー・シーケンス開始較正はこの端末に対して不能化することができる 。
これは、加入者がモジュールを偶発的に較正することを防止することになる。端 末を別の家へ移動するためシステムから切離されると、前記キー・シーケンス開 始較正は再び不能化されねばならない。
異なる組込みシナリオに対して較正を開始する2つの方法が提供される。加入者 がケーブル・オフィスから端末を取上げるならば、この端末は、顧客がキー・シ ーケンスを知るためにはおそらくは適当でない故に、パワーアップ開始較正を使 用することになる。ケーブルの設置者が加入者の家に端末/モジュールを組込む ならば、キー・シーケンス開始較正を使用することになろう。設置者がパワーア ップ開始較正を使用できない主な理由は、移動上の問題による。端末が切離され ると、システム・マネージャはトランザクションを置くってモジュール較正状態 をクリヤする。これは、端末が次のパワーアップ・シーケンスに進む時、端末が パワーアップ較正を開始することを許容する。端末がシステムの主局へ戻ること なく1つの家から次の家へ移動できる前にこのシーケンスが生じると、この端末 は較正が可能であり、較正状態はこれが較正されることを表示し、端末はパワー アップと同時に較正を開始することはない。
端末のディスプレイにおけるRF−IPPVモジュールの較正表示は、主として 設置者に便利なように提供される。この表示の目的は、将来のトラブル電話を防 止することである。このような表示のたぬの1つの構成は、モジュールが較正さ れると表示するモジュール内部の別のLEDを提供することである。別の提案は 、特別なコードを読出すため端末の診断モードを使用することである。
既に説明したように、較正メツセージは、典型的には、応答するセット・トップ 端末のアドレスと、送信されるレベルと、このレベルにおける10000Hzの トーンからなる。その代わり、端末は、ビット・エラー・レートの計算がRF− IPPMPP上ッサにおいて決定できる既知の疑似ランダム・メツセージを送信 するよう要求される。このように、ビット・エラー・レート(BER)は、特殊 なテスト装置あるいは設置者の加入者の家の訪問を要求することなく自動的にテ スト中のデータ・チャンネルに対して計算することができる。ビット・エラー・ レート・テストは、システム・マネージャにより開始することができ、結果はR Fプロセッサのディスプレイ上で図14のメニューの分岐1440〜1447で 表示するようにリスト表示される。更にまた、ビット・エラー・レートの結果は 、システム・マネージャによりデータ・チャンネル周波数の選択に使用すること ができる。
本文で述べたものは、本発明の望ましい実施態様である。当業者には、他の実施 態様が明らかであろう。本発明は、本文に記載した実施態様に限定されるもので はなく、請求の範囲によってのみ限定されるものである。
4会(内容に変更なし) 図2 内港歓(Ml−1z) 浄書(内容に変更なし) 図7 図12 ・夏 浄書(内容に変更なし) 図工3 MoNITOR5EnJP FIG、 14a CALIBR^丁1ON ”ε日1′ 浄書(内容に変更なし) 図15 要 約 書 遠隔装置(120)の集団の複数のグループの遠隔装!(120)間への割付け を制御する方法を提供する。各遠隔装置(120)は、これとそれぞれ関連する ディジタル識別子を有する。グループ当たりの遠隔装置(120)の最大および 最小の平均数が固定される。遠隔装ff1(120)は、各ディジタル識別子に 従って遠隔装置(120)のグループに割当てられる。次に、遠隔装fil(1 20)が割当てられる時、グループ当たりの遠隔装置(120)の平均数が決定 される。
次に、グループ当たりの遠隔装置(120)の平均数は、グループ当たりの遠隔 装置(120)の固定され最大数と比較される。上記のステップは、グループ当 たりの遠隔装置(120)の平均数がグループ当たりの遠隔装置(120)の固 定された最大数より小さいかこれと等しい間反復される。前記グループ数は、前 記グループ当たりの遠隔装!(120)がグループ当たりの遠隔装置(120) の最大数を越えるならば、グループ当たりの遠隔装置1t(120)の平均数が グループ当たりの遠隔装置(120)の固定された最大および最小数の間になる ように変更される。
手続補正書 1、事件の表示 PCT/US91101847 平成3年特許願第506623号 2、発明の名称 ケーブル・テレビジョン無線周波返還方法3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名 称 サイエンティフィックーアトランタ・インコーホレーテッド 4、代理人 住 所 東京都千代田区大手町二丁目2番1号新大手町ビル 206区 5、補正の対象 国際調査報告

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.複数のグループの遠隔装置間の遠隔装置の集団の割付けを制御する方法であ って、該遠隔装置がそれぞれ関連する一義的な識別子を有する方法において、( a)グループ当たりの遠隔装置の最大および最小の平均数を固定し、(b)一義 的な各識別子に従って、前記遠隔装置を該遠隔装置のグループに割当て、 (c)遠隔装置が割当てられる時、グループ当たりの遠隔装置の平均数を決定し 、 (d)グループ当たりの遠隔装置の平均数をグループ当たりの遠隔装置の固定さ れた最大数と比較し、 (e)グループ当たりの遠隔装置の平均数がグループ当たりの遠隔装置の固定さ れた最大数より小さいかこれと等しい間、ステップ(a)乃至(d)を反復し、 (f)グループ当たりの前記遠隔装置の平均数がグループ当たりの最大数を越え るならば、グループ当たりの前記平均数が、グループ当たりの遠隔装置の前記固 定された最大および最小数間にあるようにグループ数を変更するステップを含む ことを特徴とする方法。
  2. 2.(g)ステップ(b)乃至(f)を反復するステップを更に含むことを特徴 とする請求項1記載の方法。
  3. 3.遠隔装置を前記グループに割当てる前記ステップが、各遠隔装置と関連する ディジタル識別子の予め定めたビット数を選択して、各遠隔装置に対するグルー プ数を決定することを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 4.予め定めたビットを請求のする前記ステップが、前記ディジタル識別子のn 個の最下位ビットを選択することを含み、nが1とディジタル識別子におけるビ ット数との間の数であることを特徴とする請求項3記載の方法。
  5. 5.グループ当たりの遠隔装置の前記固定された最大数が約5000であること を特徴とする請求項1記載の方法。
  6. 6.グループ当たりの遠隔装置の前記固定された最小数が約2500であること を特徴とする請求項1記載の方法。
  7. 7.グループ数を変更する前記ステップが、グループ当たりの遠隔装置の平均す るが半分になるようにグループ数を2倍にすることを含むことを特徴とする請求 項1記載の方法。
  8. 8.複数のグループ間に割付けらえた遠隔装置の集団と中心位置を含むデータ回 収システムにおけるデータを回収する方法において、(a)遠隔装置を遠隔装置 のグループに割当て、(b)遠隔装置が割当てられる時、グループ当たりの遠隔 装置の平均数を決定し、 (c)グループ当たりの遠隔装置の平均数をグループ当たりの遠隔装置の予め定 めた最大数と比較し、 (d)グループ当たりの前記遠隔装置の平均数がグループ当たりの前記遠隔装置 の予め定めた最大数を越えるならは、グループ当たりの遠隔装置の平均数がグル ープ当たりの遠隔装置の予め定めた最大数より小さくなるようにグループの数を 変更し、 (e)試行速度を固定して、単位時間当たりデータを前記中心位置へ転送しよう とする遠隔装置の平均数を決定し、 (f)各グループにおける各遠隔装置がデータを前記中心各へ転送しようとする 各グループに対するグループ期間を決定し、試行速度がグループ当たりの遠隔装 置の平均数とは独立的であるように、該グループ時間間隔が決定され、(g)1 つのサイクルを含む連続的なグループ時間間隔においてデータの前記中心位置へ の転送を試みるように遠隔装置の各グループを促すステップを含み、1サイクル がデータの前記中心位置への転送を試みるため全てのグループに対して要する時 間であることを特徴とする方法。
  9. 9.遠隔装置をグループに割当てる前記ステップが、各遠隔装置と関連するディ ジタル識別子の予め定めたビット数を選択して、各遠隔装置に対するグループ数 を決定することを含むことを特徴とする請求項8記載の方法。
  10. 10.予め定めたビットを選択する前記ステップが、前記ディジタル識別子のn 個の最下位ビットを選択することを含み、nが1と該ディジタル識別子における ビット数との間にあることを特徴とする請求項9記載の方法。
  11. 11.前記グループ数を変更する前記ステップが、グループ当たりの遠隔装置の 平均数が半分になるようにグループ数を2倍にすることを含むことを特徴とする 請求項8記載の方法。
  12. 12.前記試行速度が、毎分約50000回の試みに固定されることを特徴とす る請求項8記載の方法。
  13. 13.各グループの遠隔装置が、複数のサイクルにわたりデータを前記中心位置 へ転送するよう試みることを特徴とする請求項8記載の方法。
  14. 14.複数のグループ間に割付けられたセット・トップ端末の集団と主局位置と を含むケーブル・テレビジョン・システムにおいて格納されたデータを回収する 方法において、 (a)セット・トップ端末をセット・トップ端末のグループに割当て、(b)セ ット・トップ端末が割当てられる時、グループ当たりのセット・トップ端末の平 均数を決定し、 (c)グループ当たりのセット・トップ端末の平均数をグループ当たりのセット ・トップ端末の予め定めた最大数と比較し、(d)グループ当たりのセット・ト ップ端末の平均数がグループ当たりのセット・トップ端末の予め定めた最大数を 越えるならは、グループ当たりのセット・トップ端末の平均数がグループ当たり のセット・トップ端末の予め定めた最大数より小さくなるようにグループ数を変 更し、(e)試行速度を固定して、単位時間当たりデータを前記主局位置へ転送 するよう試みるセット・トップ端末の平均数を決定し、(f)各グループ当たり の各セット・トップ端末がデータを前記主局位置へ転送するよう試みる各グルー プに対するグループ期間を決定するステップを含み、該グループ期間は、前記試 行速度がグループ当たりのセット・トップ端末の平均数とは独立的であるように 決定され、 (g)1つのサイクルを含む連続的なグループ時間間隔においてデータの前記中 心位置への転送を試みるようセット・トップ端末の各グループを促すステップを 含み、1つのサイクルが前記主局位置へデータを転送する試みのため全てのグル ープに対して要する時間である ことを特徴とする方法。
  15. 15.遠隔装置をグループに割当てる前記ステップが、各遠隔装置と関連するデ ィジタル識別子の予め定めたビット数を選択して、各遠隔装置に対するグループ 数を決定することを含むことを特徴とする請求項14記載の方法。
  16. 16.予め定めたビットを選択する前記ステップが、ディジタル識別子のn個の 最下位ビットを選択することを含み、nが1と前記ディジタル識別子におけるビ ット数との間の数であることを特徴とする請求項15記載の方法。
  17. 17.前記グループ数を変更する前記ステップが、グループ当たりの遠隔装置の 平均数が半分になるようにグループ数を2倍にすることを含むことを特徴とする 請求項14記載の方法。
  18. 18.前記試行速度が、毎分約50000回の試みに固定されることを特徴とす る請求項14記載の方法。
  19. 19.各グループの遠隔装置が、複数のサイクルにわたりデータを前記中心位置 へ転送するよう試みることを特徴とする請求項14記載の方法。
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