(57)【要約】【課題】ネットワーク処理に対する負荷が重くなっても、ネットワーク処理のＣＰＵ負荷を一定にすることで放送受信に必要な処理能力を確保し、受信機本来のサービスを提供することを目的とするものである。【解決手段】放送波受信装置１００は、放送波処理部１０２における処理量と、パケット受信処理部１０４における処理量を基に、パケット受信部１０３においてパケットを受信した際に出力する割込み信号の割込み方式の変更を行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放送局から送信される、少なくともテレビ番組に関する番組情報を含む放送波を受信する放送波受信手段と、
ネットワークを介して受信したパケットデータの受信処理を行うパケット受信処理手段と
前記放送波受信手段における処理量を計測する第１の処理量計測手段と、
前記パケット受信処理手段における処理量を計測する第２の処理量計測手段と、
前記第１の処理量計測手段と、前記第２の処理量計測手段とにおいて計測される処理量に応じて、前記パケット受信処理手段の処理方法を変更する制御手段と
を備える放送受信装置。
【請求項２】
前記パケット受信処理手段の処理方法は、受信割込処理を利用する処理方法であることを特徴とする請求項１に記載の放送受信装置。
【請求項３】
前記パケット受信処理手段の処理方法は、タイマ割込処理を利用する処理方法であることを特徴とする請求項１に記載の放送受信装置。
【請求項４】
第１の処理量計測手段は、システムでのＣＰＵ使用率を計測する処理方法であることを特徴とする請求項１に記載の放送受信装置。
【請求項５】
第２の処理量計測手段は、単位時間当たりの受信パケット数を計測する処理方法であることを特徴とする請求項１に記載の放送受信装置。
【請求項６】
第２の処理量計測手段は、ディスクリプタ構成であって、リング枯渇によって処理量を計測する処理方法であることを特徴とする請求項１に記載の放送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク機能を有する放送受信機に関するもので、外部ネットワークを介して受信したパケットデータの処理負荷を制御し、放送波を受像するのに必要な処理能力を確保する放送受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビ放送波の表示を行なう放送受信機においてもネットワーク機能を具備するものが主流になりつつある。そのため、例えばサーバ上にある再放送番組を視聴可能なＩＰＴＶ等、ネットワークを介して放送コンテンツを受信するサービスが普及してきている。
【０００３】
このようなネットワーク機能を有するネットワーク機器に対して、短時間に大量のデータを送信し、ネットワーク機器に高負荷の処理を行なわせることによって、該ネットワーク機器が有するサービス及び、システムを利用不能にさせるＤｏＳ攻撃がある。
【０００４】
ＤｏＳ攻撃には、ＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と呼ばれるプロトコルを利用して短時間に膨大な数のＩＣＭＰ  Ｅｃｈｏ  Ｒｅｑｕｅｓｔパケットを送信する攻撃方法などが良く知られているが、これらのＤｏＳ攻撃を行うにはネットワークの知識が必要であった。しかし、容易に利用できるＤｏＳ攻撃ツールなどが広がっており、ネットワークの知識の乏しいユーザであっても簡単に攻撃可能な環境が整ってきている。
【０００５】
上記のＤｏｓ攻撃が実行された場合、放送受信機におけるネットワーク処理負荷が増大し、放送受信や描画に必要な処理能力を確保できなくなり、映像の乱れや、操作性が悪くなるといった課題があった。この課題を回避する方法として、ネットワーク処理負荷が増大した際には、全ての受信処理を停止する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第２００４／０５９９１４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなＤｏＳ攻撃は、ネットワークを介して多量のデータを相手に送りつけて、相手のネットワーク処理負荷を増大させてサービスを停止させるものであり、放送受信機にとっては、高ビットレートの映像コンテンツの受信や、コンテンツのダウンロードを高速で行っている場合との区別が付かない。そのため、従来の回避方法を適用すると、ネットワークの受信処理全てを停止してしまい、ネットワークサービスを全く利用できないといった課題があった。
【０００７】
本発明はこれらの課題を解決するためのものであり、ネットワーク処理に対する負荷が増大しても、ネットワーク処理のＣＰＵ負荷を一定にすることで、放送受信に必要な処理能力を確保し、受信機本来の放送受信のサービスを損なうことなく、ネットワークサービスの提供も同時に行う放送受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、放送局から送信される、少なくともテレビ番組に関する番組情報を含む放送波を受信する放送波受信手段と、ネットワークを介して受信したパケットデータの受信処理を行うパケット受信処理手段と、前記放送波受信手段における処理量を計測する第１の処理量計測手段と、前記パケット受信処理手段における処理量を計測する第２の処理量計測手段と、前記第１の処理量計測手段と、前記第２の処理量計測手段とにおいて計測される処理量に応じて、前記パケット受信処理手段の処理方法を変更する制御手段と、を備える放送受信装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ネットワーク処理に対する負荷が増えても、ネットワーク処理に対するＣＰＵの割当てを一定にして軽減するので放送受信に必要な処理能力を確保し、受信機本来の放送受信のサービスを損なうことなく割当てられたＣＰＵのリソースの範囲内でネットワークサービスの提供も同時に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態における放送受信装置は、放送局から送信される、少なくともテレビ番組に関する番組情報を含む放送波を受信する放送波受信手段と、ネットワークを介して受信したパケットデータの受信処理を行うパケット受信処理手段と、前記放送波受信手段における処理量を計測する第１の処理量計測手段と、前記パケット受信処理手段における処理量を計測する第２の処理量計測手段と、前記第１の処理量計測手段と、前記第２の処理量計測手段とにおいて計測される処理量に応じて、前記パケット受信処理手段の処理方法を変更する制御手段と、を備える構成である。
【００１１】
上記の構成により、ネットワーク処理に対する負荷が増えても、ネットワーク処理に対するＣＰＵの割当てを一定にして軽減するので放送受信に必要な処理能力を確保し、受信機本来の放送受信のサービスを損なうことなく割当てられたＣＰＵのリソースの範囲内でネットワークサービスの提供も同時に行うことができる。
【００１２】
また、前記パケット受信処理手段の処理方法は、受信割込処理を利用する処理方法で構成しても構わない。
【００１３】
また、前記パケット受信処理手段の処理方法は、タイマ割込処理を利用する処理方法で構成しても構わない。
【００１４】
上記のように構成することで、ネットワーク処理に対する負荷が増えた場合でも、最適に処理方法を割当てることが出来るため、受信機本来の放送受信のサービスを損なうことなく割当てられたＣＰＵのリソースの範囲内でネットワークサービスの提供も同時に行うことができる。
【００１５】
また、上記第１の処理量計測手段は、システムでのＣＰＵ使用率を計測する処理方法である構成にしても構わない。
【００１６】
また、第２の処理量計測手段は、単位時間当たりの受信パケット数を計測する処理方法であることを特徴とする構成にしても構わない。
【００１７】
さらに、第２の処理量計測手段は、ディスクリプタ構成であって、リング枯渇によって処理量を計測する処理方法である構成にしても構わない。
【００１８】
パケット受信部１０３は、放送波受信装置１００と接続された外部ネットワークから入力されるパケットデータを受信する。ここで、パケットデータの受信方法は、切替制御部１０６において規定される。なお、パケット受信部１０３は、ハードウェアで構成され、ネットワーク上に流れる電気信号をデジタルデータに変換する機能を有する。さらに、パケット受信部１０３は、ＦＩＦＯやディスクリプタリングなどのメモリ構造を有する。
【００１９】
また、パケット受信部１０３は、複数のパケットを受信することができるネットワークインターフェースであり、外部ネットワークからパケットが入力された場合、放送受信装置１００全体の処理を行なうＣＰＵ（図示せず。）に対して割込み信号を出力することで、パケット受信部１０３のメモリにパケットが存在する事をパケット受信処理部１０４に通知する。パケット受信部１０３が出力する割込み信号出力は、ネットワークインターフェース内のメモリにパケットがある場合には常に発生する受信割込みと、ネットワークインターフェース内のメモリにパケットがある場合に指定可能な間隔において割込みが発生するタイマ割込みがある。
【００２０】
受信割込みでは、ネットワークインターフェース内のメモリのパケットを即座に処理することが可能なため、スループットを向上することが出来る。しかし、受信の度に割込みが発生するので、割込みによるＣＰＵの処理量が増加する。
【００２１】
一方、タイマ割込みでは、割込み間隔を制御可能なので、割込みによるＣＰＵの処理量を一定に抑えることが出来る。しかし、受信処理するパケット数が少なくなるのでスループットが低下し、結果として受信処理するパケット数より外部ネットワークからのパケット入力が多くなる場合は、ネットワークインターフェース内のメモリにパケットを格納することが困難になりパケットを破棄してしまう。このように、前記２つの割込みの特徴を利用した受信方法を切替制御部１０６が制御する。
【００２２】
パケット受信処理部１０４は、前記パケット受信部１０３が割込み信号を出力した後にＣＰＵが呼び出す処理ブロックであり、割込みハンドラとしてオペレーティングシステムに登録するドライバである。さらに、パケット受信処置部１０４は、パケット受信部１０３のメモリに存在するパケットを取り出し、ＭＡＣレイヤ、ＴＣＰ／ＩＰなどのプロトコルを処理する。そして処理したパケットを、プロトコルに規定されたアプリケーションに転送を行う。なお、アプリケーションによって処理したパケットの表示が求められる場合は、表示部１０７に表示可能な出力信号に変換し出力する。
【００２３】
なお、放送波処理部１０２における動作の演算を行なうＣＰＵと、パケット受信処理部１０４における受信処理の演算を行なうＣＰＵは同一のＣＰＵとなる。そのため、放送波処理部１０２における処理量が増大すると、パケット受信処理部１０４に割当てられる処理量は減少する。また、逆も同じである。
【００２４】
処理量計測部１０５は、放送波処理部１０２における信号処理量と、パケット受信処理部１０４におけるパケットの受信処理量を計測する。計測結果は、切替制御部１０６に出力される。また、処理量計測部１０５は、放送波処理部１０２における処理量に応じた放送受信に影響を及ぼさない単位時間当たりに処理する受信パケット数ｐの最大値が記載されたテーブルを保持している。処理量計測部１０５が保持するテーブルは、放送受信装置１００に具備されるＥＥＰＲＯＭやＨＤＤなどの不揮発性記憶媒体に、事前に検証した結果を基に格納されているものとしてもよいし、放送受信装置１００が具備するＣＰＵやメモリなどの性能から算出するものであっても良い。
【００２５】
切替制御部１０６は、処理量計測部１０５から入力される計測結果を基に、放送波処理部１０２に対してデジタル放送波をリアルタイムに処理可能な処理量が割当てられるように、パケット受信部１０３におけるパケットの受信方法の切替を行なう。具体的には、パケット受信部１０３においてパケットを受信した際にＣＰＵに出力される割込み信号の割込み方法を変更する。この割込み方法の変更に関する具体的な動作フローは後述する。
【００２６】
表示部１０７は、放送波処理部１０２から出力される出力信号又は、パケット受信処理部１０４から出力される出力信号の表示を行なう。表示部１０７は、液晶表示装置、ＰＤＰパネル等、映像信号を表示可能な表示デバイスであればどのようなものを用いても構わない。
【００２７】
以下、切替制御部１０６によるパケット受信部１０３の割込み方法の変更に関して、図面を用いて説明する。
【００２８】
図２は、切替制御部１０６におけるパケット受信部１０３においてパケットを受信した際、ＣＰＵに出力される割込み信号の割込み方法を受信割込みからタイマ割込みに切り替えるパケット受信部１０３の割込み方法の動作を示すフローチャートである。
【００２９】
まず、パケット受信部１０３は、外部ネットワークから入力されるパケットの受信を行なう。この際、パケット受信部１０３は、パケットを受信したことを示す割込み信号をＣＰＵに出力した後、パケット受信処理部１０４において受信したパケットの受信処理を行ない、Ｓ２０２に進む（Ｓ２０１）。
【００３０】
次に、処理量計測部１０５は、パケット受信処理部１０４において受信したパケットの個数をカウントし、Ｓ２０３に進む（Ｓ２０２）。
【００３１】
処理量計測部１０５は、パケット受信処理部１０４における単位時間当たりに処理される受信パケット数ｐを算出する（Ｓ２０３）。本実施の形態においては、単位時間当たりに処理する受信パケット数ｐを、１秒間にパケット受信処理部１０４がパケット受信部１０３のメモリから取り出したパケット数（ｐｐｓ）としているが、ｐを算出する際に使用する単位時間は、パケット受信処理部１０４においての処理量を推定可能な時間、例えば、０．１ｍｓ、０．５ｍｓ等、どのような値を用いても構わない。
【００３２】
次に処理量計測部１０５は、放送波処理部１０２の処理量の取得を行ない、Ｓ２０５に進む（Ｓ２０４）。なお、処理量計測部１０５において取得される放送波処理部１０２の処理量は、例えば、放送受信装置１００に実装されるシステムが提供する特定のコマンドを使用して取得可能な放送波処理部１０２が実際に占有しているＣＰＵ使用率、放送波処理部１０２から表示部１０７に出力している出力信号の転送レート、放送波処理部１０２における処理で占有されるメモリ帯域等、どのような値を用いても構わない。
【００３３】
さらに処理量計測部１０５は、放送波処理部１０２における処理量に応じた放送受信に影響を及ぼさない単位時間当たりの受信パケット数ｐの最大値が記載されたテーブルから、前記ステップ２０４で取得した放送波処理部１０２における処理量に対応した放送受信に影響を及ぼさない単位時間当たりの受信パケット数ｐの最大値を閾値として取得する。そして、受信パケット数ｐが放送受信に影響を及ぼす閾値よりも大きいか小さいかを判定する（Ｓ２０５）。受信パケット数ｐが閾値よりも大きい場合、閾値よりも大きいことを示す信号を切替制御部１０６に出力してＳ２０６に進み、小さい場合は、そのまま動作を終了する。
【００３４】
次に切替制御部１０６は、ＣＰＵの行う処理のうち、外部ネットワークから入力されるパケットの受信動作に割当てるＣＰＵ使用率を低減するために、パケット受信部１０３に対して受信割込みを無効にする信号を出力し、Ｓ２０７に進む（Ｓ２０６）。
【００３５】
さらに、切替制御部１０６は、タイマ割込み処理を行なう際に使用するタイマ間隔を設定し、設定したタイマ間隔でタイマ割込みを行なうようパケット受信部１０３に対して制御信号を出力する。そしてＳ２０８に進む（Ｓ２０７）。なお、タイマ間隔は、放送波処理部１０２における処理量に応じた放送受信に影響を及ぼさない単位時間当たりの受信パケット数ｐの最大値が記載されたテーブルから閾値として取得したレコードの項目として設けられた設定値を使用してもよい。
【００３６】
そして、パケット受信部１０３は、切替制御部１０６から制御信号が入力されると、該制御信号を基にＳ２０７で設定されたタイマ間隔でタイマ割込みに割込み処理を切替え、動作を終了する。
【００３７】
なお、Ｓ２０４で使用した単位時間当たりのパケット処理数による判定を、ある一定量のバッファを有するＦＩＦＯやディスクリプタリングのバッファがオーバーフローすることによって、ネットワークに対する処理負荷が増えていると判断してもよい。この場合、ステップＳ２０３における計算処理を軽減することが出来るという効果を奏する。  
【００３８】
次に、処理量計測部１０５が保持するテーブルに関して図面を参照しながら説明する。
【００３９】
図３は、処理量計測部１０５が保持するテーブル４０１を示す図である。処理量計測部１０５が保持するテーブル４０１は、放送波処理部１０２における処理量に応じた放送受信に影響を及ぼさない単位時間当たりの受信パケット数ｐの最大値が記載されており、放送波処理部１０２に対するＣＰＵ使用率、１秒間にパケット受信処理部１０４がパケット受信部１０３のメモリから取り出すパケット数（ｐｐｓ）における、放送受信に影響を及ぼさない単位時間当たりに処理する受信パケット数ｐの最大値、切替制御部１０６がタイマ割込み処理を行なう際に設定するタイマ間隔、タイマ割込み処理で受信する処理個数の項目から構成される。
【００４０】
ステップＳ２０３で、処理量計測部１０５が算出した、パケット受信処理部１０４における単位時間当たりの受信パケット数ｐが３１０００ｐｐｓ、ステップＳ２０４で取得した放送波処理部１０２における処理量としてのＣＰＵ使用率が２５％の場合、ステップＳ２０５では、前記ＣＰＵ使用率２５％が該当するレコードを判定テーブル４０１から選択する。本実施の形態においては、前記ＣＰＵ使用率２５％は、放送波処理部のＣＰＵ使用率欄における２０％〜３０％に対応するため、レコード２を抽出する。
【００４１】
さらに、前記抽出したレコードにおける切替閾値が前記単位時間当たりの受信パケット数ｐである３１０００ｐｐｓより大きいか判断する。本実施の形態においては、前記抽出したレコードにおける切替閾値３００００ｐｐｓより大きいため、タイマ割込み処理に変更するように判断する。その際に使用するタイマ時間、およびタイマ割込みで処理するパケット数を判定テーブル４０１の該当する欄のタイマ間隔値、処理個数の値を設定する。ステップＳ３０５において、放送波処理部１０２の処理量としてのＣＰＵ使用率が２５％、単位時間当たりのパケット処理数が２００００ｐｐｓとした場合判定結果として、該当する放送波処理部１０２のＣＰＵ使用率に対応する単位時間当たりのパケット処理数の閾値である３００００ｐｐｓを下回っている為従来の受信割込み処理に変更するように判断する。
【００４２】
次に、パケット受信部１０３における割込み方法の動作について図面を参照しながら説明する。
【００４３】
図４は、パケット受信部１０３において、ＣＰＵに出力する割込み信号の割込み方法を、タイマ割込みから受信割込みに切り替える割込み方法変更動作を示すフローチャートである。
【００４４】
まず、タイマ割込み方法に設定されているパケット受信部１０３は、設定したタイマ間隔でタイマ割込み信号をＣＰＵに出力した後、パケット受信処理部１０４において受信したパケットの受信処理を行ない、Ｓ３０２に進む（Ｓ３０１）。
【００４５】
次に、処理量計測部１０５は、パケット受信処理部１０４において受信したパケットの個数をカウントし、Ｓ３０３に進む（Ｓ３０２）。
【００４６】
そして、処理量計測部１０５は、パケット受信処理部１０４における単位時間当たりの受信パケット数ｐを算出する（Ｓ３０３）。
【００４７】
次に処理量計測部１０５は、放送波処理部１０２の処理量の取得を行ない、Ｓ３０５に進む（Ｓ３０４）。
【００４８】
ステップＳ２０５と同様に放送波処理部１０２における処理量に応じた放送受信に影響を及ぼさない単位時間当たりの受信パケット数ｐの最大値が記載されたテーブルから受信パケット数ｐを閾値として取得し、前記ステップＳ３０３で算出したパケット受信処理部１０４における単位時間当たりの受信パケット数ｐが、前記取得した閾値よりも大きいか小さいかを判定する（Ｓ３０５）。
【００４９】
受信パケット数ｐが閾値よりも大きい場合、放送受信に影響を及ぼす単位時間当たりのパケット処理数であるため、ネットワーク処理に割当てるＣＰＵ使用率を軽減しておく必要があると判断し、そのままタイマ割込み動作を継続する為、何もせずに動作を終了し、小さい場合は、閾値よりも小さいことを示す信号を切替制御部１０６に出力してＳ３０６に進む。
【００５０】
次に切替制御部１０６は、ＣＰＵの行う処理のうち、外部ネットワークから入力されるパケットの受信動作に割当てるＣＰＵ使用率を低減する必要がない為、パケット受信部１０３に対してタイマ割込みを無効にする信号を出力し、Ｓ３０７に進む（Ｓ３０６）。
【００５１】
さらに、切替制御部１０６は、受信割込みを行なうようパケット受信部１０３に対して制御信号を出力する。
【００５２】
そして、パケット受信部１０３は、切替制御部１０６から制御信号が入力されると、該制御信号を基に受信割込みに割込み処理を切替え、動作を終了する。
【００５３】
このように、本発明によれば、ダウンロードなどのネットワークサービスを利用中においてダウンロード処理が高速になった場合や、ＤｏＳ攻撃などによって、ネットワークに対する処理負荷が増えた場合には、ネットワーク処理に割当てるＣＰＵ使用率を軽減するように受信処理方法を変更することで放送受信に必要な処理能力を確保し、ブロックノイズなどによる放送視聴サービスへの影響や、ユーザーインターフェース使用時の操作性に対する影響を与えることなく、さらに、ネットワークサービスの提供も同時に行うことが可能な放送受信装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明によれば、ネットワーク処理に対する負荷が増えても、ネットワーク処理に対するＣＰＵの割当てを一定にして軽減するので、放送受信に必要な処理能力を確保し、受信機本来の放送受信のサービスを損なうことなく割当てられたＣＰＵのリソースの範囲内でネットワークサービスの提供も同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態における放送受信装置１００の構成を示すブロック図
【図２】切替制御部１０６におけるパケット受信部１０３においてパケットを受信した際、ＣＰＵに出力される割込み信号の割込み方法を受信割込みからタイマ割込みに切り替えるパケット受信部１０３の割込み方法の動作を示すフローチャート
【図３】処理量計測部１０５が保持するテーブル４０１を示す図
【図４】パケット受信部１０３において、ＣＰＵに出力する割込み信号の割込み方法を、タイマ割込みから受信割込みに切り替える割込み方法変更動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５６】
１００  放送受信装置
１０１  放送波受信部
１０２  放送波処理部
１０３  パケット受信部
１０４  パケット受信処理部
１０５  処理量計測部
１０６  切替制御部
１０７  表示部
【図１】
2010226566.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010226566.tif 000005
【図４】
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