(57)【要約】アーキテクチャおよびプロトコルが、居所内の、周波数変換モジュール（２０）と複数の復号器（６０）との間の信号通信を可能にする。ある実施例によれば、周波数変換モジュール（２０）は、テレビ信号の複数の帯域を受信するよう動作する複数の入力（２２）を含む。複数の同調器（２４）が前記諸入力（２２）に接続されている。同調器（２４）はテレビ信号の前記諸帯域を複数の中間周波数に変換する。コントローラ（３４）は、諸帯域のテレビ信号の要求コマンドを復号器（６０）から受信するよう動作する。復号器（６０）のそれぞれは、別個の時間スロットの間に、要求コマンドの一つを周波数変換モジュール（２０）に送信する。
2008523733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の帯域のテレビ信号を受信するための複数の入力と；
前記諸帯域のテレビ信号を複数の中間周波数に変換するための複数の同調手段と；
前記諸帯域のテレビ信号の諸要求コマンドを複数の復号手段から受信するための制御手段とを有する装置であって、前記復号手段のそれぞれは前記要求コマンドの一つを別個の時間スロットの間に当該装置に送信する、装置。
【請求項２】
前記要求コマンドに応じて前記諸帯域のテレビ信号に対応する信号を前記復号手段に送信する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記要求コマンドを前記復号手段から受信して、前記諸帯域のテレビ信号に対応する前記信号を前記復号手段に送信するのが同軸ケーブルを介してである、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記要求コマンドがそれぞれ所望の衛星および所望のトランスポンダのうち少なくとも一方を指示する、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記復号手段のそれぞれに独自の前記別個の時間スロットを割り当てる、請求項１記載の装置。
【請求項６】
当該装置が、前記要求コマンドに応じて、前記復号手段に確認信号を送信し、前記確認信号は、前記諸帯域のテレビ信号に対応する信号を前記復号手段に送信するために当該装置によって使用される周波数帯域を指示する、請求項１記載の装置。
【請求項７】
装置を介してテレビ信号を提供する方法であって：
複数の帯域のテレビ信号を複数の信号受信要素から受信する段階と；
前記諸帯域のテレビ信号を複数の中間周波数に変換する段階と；
前記諸帯域のテレビ信号の諸要求コマンドを複数の復号器から受信する段階とを有しており、前記復号器のそれぞれは前記要求コマンドの一つを別個の時間スロットの間に前記装置に送信する、方法。
【請求項８】
前記要求コマンドに応じて前記諸帯域のテレビ信号に対応する信号を前記復号器に送信する段階をさらに有する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記要求コマンドを前記復号器から受信して、前記諸帯域のテレビ信号に対応する前記信号を前記復号器に送信するのが同軸ケーブルを介してであることをさらに含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記要求コマンドがそれぞれ所望の衛星および所望のトランスポンダのうち少なくとも一方を指示する、請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記装置が、前記復号器のそれぞれに独自の前記別個の時間スロットを割り当てる、請求項７記載の方法。
【請求項１２】
前記装置が、前記要求コマンドに応じて前記復号器に確認信号を送信し、前記確認信号は、前記諸帯域のテレビ信号に対応する信号を前記復号器に送信するために前記装置によって使用される周波数帯域を指示する、請求項７記載の方法。
【請求項１３】
複数の帯域のテレビ信号を受信するよう動作する複数の入力と；
前記諸入力に接続され、前記諸帯域のテレビ信号を複数の中間周波数に変換するよう動作する複数の同調器と；
前記諸帯域のテレビ信号の諸要求コマンドを複数の復号器から受信するよう動作するコントローラとを有するテレビ信号受信機であって、前記復号器のそれぞれは前記要求コマンドの一つを別個の時間スロットの間に当該テレビ信号受信機に送信する、テレビ信号受信機。
【請求項１４】
前記要求コマンドに応じて前記諸帯域のテレビ信号に対応する信号を前記復号器に送信する、請求項１３記載のテレビ信号受信機。
【請求項１５】
前記要求コマンドを前記復号器から受信して、前記諸帯域のテレビ信号に対応する前記信号を前記復号器に送信するのが同軸ケーブルを介してである、請求項１４記載のテレビ信号受信機。
【請求項１６】
前記要求コマンドがそれぞれ所望の衛星および所望のトランスポンダのうち少なくとも一方を指示する、請求項１３記載のテレビ信号受信機。
【請求項１７】
前記コントローラが、前記復号器のそれぞれに独自の前記別個の時間スロットを割り当てる、請求項１３記載のテレビ信号受信機。
【請求項１８】
当該テレビ信号受信機が、前記要求コマンドに応じて前記復号器に確認信号を送信し、前記確認信号は、前記諸帯域のテレビ信号に対応する信号を前記復号器に送信するために前記装置によって使用される周波数帯域を指示する、請求項１３記載のテレビ信号受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〈関連出願への相互参照〉
本出願は、2004年12月14日に米国特許商標庁に出願され、番号60/636038を割り当てられた仮出願の優先権および該仮出願から生ずるあらゆる恩恵を主張するものである。
〈発明の分野〉
本発明は概括的には信号通信に、より詳細には、居所（dwelling）内の、周波数変換装置（ここでは周波数変換モジュール（FTM:  frequency  translation  module）と称されることがある）と統合受信・復号器（IRD:  integrated  receiver-decoder）との間の信号通信を可能にするアーキテクチャおよびプロトコルに関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星放送システムでは、一つまたは複数の衛星が一つまたは複数の地上ベースの送信器からのオーディオおよび／またはビデオ信号を含む信号を受信する。衛星はそれらの信号を増幅して、消費者の居所にある信号受信設備に再放送する。その際に介するトランスポンダは、指定された周波数で動作し、規定の帯域幅をもつ。そのようなシステムは上りリンク送信部（すなわち地上から衛星へ）、地球を回る衛星の受信および送信部ならびに下りリンク部（すなわち衛星から地上へ）を含む。
【０００３】
衛星放送システムから信号を受信する居所では、衛星の放送スペクトル全体を周波数シフトさせ、結果として得られる出力を単一の同軸ケーブル上に周波数重畳させる（frequency  stack）ために信号受信設備が使用されうる。しかしながら、衛星放送システム内の衛星数が増えると、すべての衛星を受け容れるために必要とされる全帯域幅が同軸ケーブルの伝送容量を超える点に至る。ここに記載される本発明はこのことおよび／またはその他の問題に取り組むものである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のある側面によれば、装置が開示される。例示的な実施形態によれば、本装置は、複数の帯域のテレビ信号を受信するための複数の入力を有する。複数の同調手段が、テレビ信号の前記帯域を、複数の中間周波数に変換する。制御手段は、複数の復号器からテレビ信号の前記帯域についての要求コマンドを受信する。ここで、各復号器は、別個の時間スロットの間に、前記要求コマンドの一つを本装置に送信する。
【０００５】
本発明の別の側面によれば、装置を介してテレビ信号を提供する方法が開示される。例示的な実施形態によれば、本方法は、複数の信号受信要素から複数の帯域のテレビ信号を受信し、テレビ信号の前記帯域を複数の中間周波数に変換し、複数の復号器からテレビ信号の前記帯域についての要求コマンドを受信するステップを有しており、ここで、各復号器は、別個の時間スロットの間に、前記要求コマンドの一つを前記装置に送信する。
【０００６】
本発明のもう一つの側面によれば、テレビ信号受信機が開示される。例示的な実施形態によれば、本テレビ信号受信機は、複数の帯域のテレビ信号を受信するよう動作する複数の入力を有する。複数の同調器がそれらの入力に接続されている。各同調器は、テレビ信号の前記帯域を複数の中間周波数に変換するよう動作する。制御器は、複数の復号器からテレビ信号の前記帯域についての要求コマンドを受信するよう動作する。ここで、各復号器は、別個の時間スロットの間に、前記要求コマンドの一つを本テレビ信号受信機に送信する。
【０００７】
付属の図面とともに本発明の以下の諸実施形態の記述を参照することによって、上述したことを含む本発明のさまざまな特徴および効果ならびにそれを達成する方法がより明白になり、本発明がよりよく理解されるであろう。
【０００８】
ここに記載される例示は本発明の好ましい諸実施形態を解説するものであり、そのような例示はいかなる仕方であれ本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ここで図面、特に図１を参照すると、本発明を実装するための例示的な環境１００の図が示されている。図１の環境１００は、信号受信要素１０のような信号受信手段の複数と、FTM２０のような周波数変換手段と、信号分割器４０のような信号分割手段の複数と、IRD６０のような信号受信・復号手段の複数とを有する。ここに記載される例示的な実施形態によれば、環境１００の上記の諸要素は同軸ケーブルのような伝送媒体を介して互いに動作的に結合されている。ただし、本発明によれば他の種類の伝送媒体を使ってもよい。環境１００はたとえば、所与の家庭および／またはビジネス居所内での信号通信ネットワークを表しうる。
【００１０】
信号受信要素１０はそれぞれオーディオ、ビデオおよび／またはデータ信号（たとえばテレビ信号など）を含む信号を、衛星放送システムおよび／またはその他の種類の信号放送システムのような一つまたは複数の源から受信するよう動作する。ある実施例によれば、信号受信要素１０は衛星受信円板のようなアンテナとして実施されるが、いかなる種類の信号受信要素として実施されてもよい。
【００１１】
FTM２０は、オーディオ、ビデオおよび／またはデータ信号（たとえばテレビ信号など）を含む信号を、信号受信要素１０から受信し、受信された信号を信号同調および周波数変換機能を含む機能を使って処理するよう動作する。生成された対応する出力信号はIRD６０に同軸ケーブルおよび信号分割器４０を介して与えられる。ある実施例によれば、FTM２０は単一の居所内で12個までのIRD６０と通信しうる。しかしながら、例および説明の目的のため、図１は、単純な二路信号分割器４０を使って8個のIRD６０に接続されたFTM２０を示している。FTM２０に関するさらなる例示的な詳細およびそのIRD６０と通信する能力については後述する。
【００１２】
信号分割器４０はそれぞれ、信号分割および／または中継機能を実行するよう動作する。ある実施例によれば、信号分割器４０はそれぞれ、二路信号分割機能を実行してFTM２０とIRD６０との間の信号通信を容易にするよう動作する。
【００１３】
IRD６０はそれぞれ、信号同調、復調および復号機能を含むさまざまな信号受信および処理機能を実行するよう動作する。ある実施例によれば、各IRD６０はFTM２０から信号分割器４０を介して与えられた信号を同調、復調および復号し、受信信号に対応する聴覚および／または視覚出力を可能にするよう動作する。後述するように、そのような信号がFTM２０からIRD６０に与えられるのは、IRD６０からの要求コマンドに応じてであり、そのような要求コマンドはそれぞれ、テレビ信号の所望の帯域の要求を表しうる。衛星放送システムでは、各要求コマンドはたとえば、所望の衛星および／または所望のトランスポンダを示しうる。要求コマンドがIRD６０によって生成されるのは、（たとえばリモコンデバイスなどを介した）ユーザー入力に応じてでありうる。
【００１４】
ある実施例によれば、各IRD６０は、標準精細度（SD）および／または高精細度（HD）表示装置のような付随するオーディオおよび／またはビデオ出力装置をも含む。そのような表示装置は一体でも一体でなくてもよい。したがって、各IRD６０は、テレビ、コンピュータまたはモニタのような、一体化された表示装置を含む装置として実施されてもよいし、あるいはセットトップボックス、ビデオカセットレコーダー（VCR）、デジタル多用途ディスク（DVD）プレーヤー、ビデオゲームボックス、パーソナルビデオレコーダー（PVR）、コンピュータまたはその他の装置のような、一体化された表示装置を含まなくてもよい装置として実施されてもよい。
【００１５】
図２を参照すると、本発明のある実施形態に基づく図１のFTM２０のさらなる詳細を与えるブロック図が示されている。図２のFTMは、クロスオーバー・スイッチ２２のような切り換え手段と、同調器２４のような同調手段の複数と、周波数上方変換器（UC:  up  converter）２６のような周波数変換手段の複数と、可変利得増幅器２８のような増幅手段の複数と、信号合成器３０のような信号合成手段と、トランシーバー３２のようなトランシーバー手段と、コントローラ３４のような制御手段３４とを有する。FTM２０の以上の要素は、集積回路（IC）を使って実装されてもよいし、一つまたは複数の要素が所与のICに含められてもよい。さらに、ある所与の要素が二つ以上のICに含められてもよい。記述の明快のため、FMT２０に付随するある種の通常の要素、たとえばある種の制御信号、電力信号および／またはその他の要素は図２に示されないこともある。
【００１６】
クロスオーバー・スイッチ２２は、信号受信要素１０から複数の入力信号を受信するよう動作する。ある実施例によれば、そのような入力信号は無線周波（RF）テレビ信号のさまざまな帯域を表す。衛星放送システムでは、そのような入力信号はたとえばL帯域信号を表すことができ、クロスオーバー・スイッチ２２は該システム内で使用される信号偏波それぞれについての入力を含みうる。また、ある実施例によれば、クロスオーバー・スイッチ２２はRF信号を、その入力から、特定の指定された同調器２４に、コントローラ３４からの制御信号に応じて選択的に渡す。
【００１７】
同調器２４はそれぞれ、コントローラ３４からの制御信号に応じて信号同調機能を実行するよう動作する。ある実施例によれば、各同調器２４はクロスオーバー・スイッチ２２からRF信号を受信し、信号同調機能を実行する。それは、該RF信号をフィルタ処理および周波数下方変換（すなわち、単一段または多段の下方変換）し、それにより中間周波（IF）信号を生成することによる。RF信号およびIF信号はオーディオ、ビデオおよび／またはデータのコンテンツを含んでいてもよく（たとえばテレビ信号など）、アナログ信号規格（たとえばNTSC、PAL、SECAMなど）および／またはデジタル信号規格（たとえばATSC、QAM、QPSKなど）のものであってもよい。FTM２０における同調器２４の数は設計上の選択の問題である。
【００１８】
周波数上方変換器（UC）２６はそれぞれ周波数変換（translation）機能を実行するよう動作しうる。ある実施例によれば、各周波数上方変換器（UC）２６は、混合要素と局部発振器（図示せず）とを含んでおり、コントローラ３４からの制御信号に応じて、対応する同調器２４から与えられるIF信号を指定された周波数帯域に周波数上方変換し、それにより周波数上方変換信号を生成する。
【００１９】
可変利得増幅器２８はそれぞれ、信号増幅機能を実行するよう動作する。ある実施例によれば、各可変利得増幅器２８は、対応する周波数上方変換器（UC）２６からの周波数変換された信号出力を増幅し、それにより増幅信号を生成するよう動作する。図２に明示的に示されてはいないが、各可変利得増幅器２８の利得は、コントローラ３４からの制御信号を介して制御されうる。
【００２０】
信号合成器３０は、信号合成（すなわち加算）機能を実行するよう動作する。ある実施例によれば、信号合成器３０は、諸可変利得増幅器２８から与えられる諸増幅信号を合成して、結果として得られる諸信号を、同軸ケーブルのような伝送媒体上に出力する。信号分割器４０を介して一つまたは複数のIRD６０に伝送するためである。
【００２１】
トランシーバー３２は、FTM２０とIRD６０との間の通信を可能にするよう動作する。ある実施例によれば、トランシーバー３２は諸IRD６０からのさまざまな信号を受信し、それらの信号をコントローラ３４に中継する。逆に、トランシーバー３２はコントローラ３４から信号を受信して、それらの信号を一つまたは複数のIRD６０に信号分割器４０を介して中継する。トランシーバー３２は、たとえば、一つまたは複数の所定の周波数帯域の信号を受信および送信するよう動作しうる。
【００２２】
コントローラ３４は、さまざまな制御機能を実行するよう動作する。ある実施例によれば、コントローラ３４は、IRD６０から、テレビ信号の所望の帯域の要求コマンドを受信する。後述するように、各IRD６０はその要求コマンドをFTM２０に、コントローラ３４によって割り当てられる別個の時間スロットの間に送信しうる。衛星放送システムでは、要求コマンドは所望の衛星および／または所望のトランスポンダを示しうる。それはテレビ信号の所望の帯域を与える。コントローラ３４は、テレビ信号の所望の帯域に対応する信号が、要求コマンドに応じて対応するIRD６０に送信されることを可能にする。
【００２３】
ある実施例によれば、コントローラ３４はさまざまな制御信号をクロスオーバー・スイッチ２２、同調器２４および周波数上方変換器（UC）２６に与え、それにより、テレビ信号の所望の帯域に対応する信号が同軸ケーブルのような伝送媒体を介してIRD６０に伝送されるようになる。コントローラ３４はまた、要求コマンドに応じて、テレビ信号の所望の帯域に対応する信号をIRD６０に送信するために使われる周波数帯域（たとえば同軸ケーブル上での）を示す確認応答をもIRD６０に与える。このようにして、コントローラ３４は、すべてのIRD６０が所望の信号を同時に受信できるよう、伝送媒体（たとえば同軸ケーブルなど）の利用可能な周波数スペクトルを割り当てることができるのである。
【００２４】
以下では、本発明のある例示的な実施形態に基づく、FTM２０とIRD６０との間の通信のためのプロトコルについて述べる。
【００２５】
ある実施例によれば、物理層はデジタル衛星設備制御（DiSEqC:  digital  satellite  equipment  control）2.0バス仕様に基づくものでありうるが、好ましくは22kHzではなく1ないし8MHzで変調される。実際に使用される厳密な変調周波数は設計上の選択の問題であり、信号分割器４０を通じた典型的な減衰など、いくつかの因子に基づいて選べる。例および説明の目的のため、本稿の残りは1MHzの変調周波数を使う。
【００２６】
ある実施例によれば、FTM２０は、意図しない13/18ボルト信号レベルとの適合性を保持するために、IRD６０からの20ボルトまでの電圧を許容する必要がある。名目上の1MHzの信号振幅は、ピークツーピークで650mV（±250mV）である。公差および同軸ケーブルにおける電圧降下を受け容れるため、FTM２０は下は約300mV（±100mV）までの振幅に反応すべきである。同軸ケーブルネットワークに加えられるべき最大推奨振幅はピークツーピークで1ボルトである。
【００２７】
ある実施例によれば、FTM２０およびIRD６０は同軸ケーブルネットワークに「ノイズ」または偽（spurious）信号を注入することは避けるべきである。しかしながら、電力信号とデータ信号の両方を伝えるケーブル上では何らかの擾乱が生じうることが認識される。したがって、FTM２０のトランシーバー３２は、（周期的でも「スパイク」でも）ピークツーピークで100mV未満の振幅の信号（いかなる周波数でも）の検出にはつながらないようにするべきである。1MHz信号の伝送を容易にするため、同軸ケーブルネットワークの遠方端における全負荷キャパシタンスは250nF（0.25mF）を超えないことが好ましい。FTM２０およびIRD６０は、同軸ケーブルネットワークに、典型的には100nFを超える負荷をかけるべきではなく、それよりずっと低い値が好ましい。
【００２８】
ある実施例によれば、物理層は、名目1MHz（±10%）の搬送波上で、３分の１ビット・パルス幅変調（PWM）符号化信号について、10μs（±1μs）のベースバンド・タイミングを使用する。図３は、本発明のある実施例に基づく、「0」および「1」のデータビットを示す図である。具体的には、図３は、伝送される各ビットについて1MHzの時間エンベロープを示している。名目上、「0」のデータビットについて20サイクル、「1」のデータビットについて10サイクルである。
【００２９】
ある実施例によれば、FTM２０とIRD６０との間の通信は、時分割多重アクセス（TDMA）方式を使用する。ここで、FTM２０がローカルなネットワーク・クロックのはたらきをする。図４は、本発明のある実施例に基づくデータフレーム伝送方式を示す図である。図４に示されるように、FTM２０はTDMAシーケンスの開始にあたって、同期（「sync」）フレームを送信する。それに続いて、新たなIRD６０が当該ネットワークに加わるためのブロードキャスト競合期間がある。競合期間の間、IRD６０は別の伝送の存在を検出しなければならない。そうしてはじめてIRD６０はFTM２０に対し、スロット割り当て要求フレームを送信できる。FTM２０は、図４に示されるように、競合期間に続くスロット割り当て期間において、ネットワークに加わる新たなIRD６０に応答する。最短の競合期間は、該期間の間に送信することを選択するIRD６０がない場合、好ましくは2ビット分の時間と等価である（たとえば、60μs）。
【００３０】
ある実施例によれば、競合解決は、IEEE802.3の節4.2.3.2.5で定義されているような打ち切り二進指数手控え法（a  truncated  binary  exponential  back-off  method）に基づく。この方法によれば、IRD６０はたとえば、0ないし12試行の手控え窓内のある数をランダムに選択する。この乱数は、IRD６０が送信するまでに延期しなければならない競合送信機会の数を示す。一例として、手控え窓が0ないし12のIRD６０がランダムに数5を選択する場合を考える。この場合、IRD６０は合計5回の競合送信機会を延期しなければならない。
【００３１】
図４に示されるように、IRD６０は競合送信ののち、FTM２０からのスロット割り当てを待つ。ひとたびスロット割り当てが受信されたら、競合解決は完了である。ある実施例によれば、IRD６０は、FTM２０からスロット割り当てを受信することがないまま2スロット割り当て期間が経過した場合に、あるいはスロット割り当て期間がフレーム衝突を示す衝突検出フレームを含んでいる場合に、前記競合送信は失われたと判定する。この場合、IRD６０はその手控え窓内のある数をランダムに選択し、上記の延期プロセスを繰り返す。この再試行プロセスは、再試行の最大数（たとえば12）に達するまで続く。再試行の最大数に達した時点には、ペイロードデータ単位（PDU:  payload  data  unit）は破棄されなければならない。
【００３２】
ある実施例によれば、ネットワークに加わった有効なIRD６０は、その割り当てられたスロットにおいて、FTM２０に上り送信をしなければならない。するとFTM２０はそのIRT６０に次の下りスロットにおいて応答する。これも図４に示されている。このようにして、各IRD６０が別個の時間スロットの間に信号を送信するので、同軸ケーブルネットワーク上のフレーム衝突は回避できる。すべてのIRD６０がネットワーク上のすべての伝送を聴いていることが好ましい。ただし、IRD６０がある別のIRD６０からの伝送を聞けない場合には、一般に、そのIRD６０へのFTM２０の応答を検出する。FTM２０は好ましくは、IRD６０の送信フレームに1μs以内に応答する。すると次の有効なIRD６０が、前のIRD６０へのFTM２０の応答の終わりから1μs以内にフレーム送信を開始する。FTM２０およびIRD６０によって送信されるデータフレームは可変長で、最大フレーム長は70バイトだが、平均的なフレーム長はずっと短くてよい（たとえば16バイト）。
【００３３】
ある実施例によれば、スロットを割り当てられたIRD６０は、そのスロットの間に必ずフレームを送信しなければならない。IRD６０が送るべきペイロードデータがない場合には、非動作（NOP）フレームを送信する。FTM２０は必ずIRD６０に応答を送信する。FTM２０は、要求にすぐ応答できない場合には待ち要求フレームを送信し、あるいは応答が必要でない場合にはNOPフレームを送信する。図５は、本発明のある実施例に基づくデータフレーム送信方式を使ったデータ通信の例を示す図である。具体的には、図５は、3つの有効なIRD６０を示している。ここで、上りの時間スロット２に割り当てられたIRD６０がFTM２０にコマンドを送っている。この例では、FTM２０は10μs以内に応答できないので、待ち要求フレームを送っている。全カルーセルの完了までに、FTM２０は要求された機能を完了しており、下りの時間スロット２において適切なIRD６０に確認応答フレームを送る。FTM２０はネットワークのためのルーター／リピーターとしてもはたらきうる。
【００３４】
ある実施例によれば、FTM２０とIRD６０との間で通信されうるコマンドにはさまざまな異なる種類がある。下記に、本発明の原理に従って使用されうるコマンドの例示的な種類のいくつかを示す。これらのコマンドはあくまでも例であり、他の種類のデータフレームも使用されうる。下記のコマンドはたとえば、固定長メッセージとして実装できる。
【００３５】
１．スロット割り当て要求：このコマンドは、IRD６０によって、FTM２０に時間スロット割り当てを要求するために使われる。
２．スロット割り当て応答：このコマンドは、FTM２０によって、スロット割り当て要求に応答してIRD６０に時間スロットを割り当てるために使われる。前述したように、各IRD６０は自分専用の上りおよび下り時間スロットを有しており（図４および図５参照）、そのスロットにおいてFTM２０へのコマンドを送信し、FTM２０からのコマンドを受信する。
３．確認（Ack）応答：このコマンドは、FTM２０によって、コマンドの受領を確認するために使われる。
４．衝突検出応答：このコマンドは、FTM２０によって、ネットワーク上で衝突が検出されたことを示すために使われる。
５．非確認（Nack）応答：このコマンドは、FTM２０によって、要求が識別／確認されなかったことを示すために使われる。
６．非動作（NOP）：このコマンドは、FTM２０およびIRD６０によって、応答が必要でないことを示すために使われる。
７．待ち要求応答：このコマンドは、FTM２０によって、すぐ要求に応答できないことを示すために使われる。
８．チャネル要求：このコマンドは、IRD６０によって、特定の周波数帯域での信号（たとえばテレビ信号など）を要求するために使われる。衛星放送システムでは、要求される信号はたとえば、特定の衛星および／またはトランスポンダに対応するものでありうる。このコマンドに対するFTM２０の確認応答は、その要求を行っている特定のIRD６０に要求された信号を与えるために使われる周波数帯域（たとえば同軸ケーブル上での）を示す。
【００３６】
ある実施例によれば、データリンク層フレームは、IEEE802.3フレームに従ってモデル化される。図６は、本発明のある実施例に基づくデータフレーム形式を示す図である。図６に示されるように、個々のデータフレームは7つのフィールドを含む。すなわち：プリアンブル・フィールド、開始フレーム区切り（SFD:  start  frame  delimiter）フィールド、宛先アドレス・フィールド、源アドレス・フィールド、長さ／型フィールド、データ・フィールドおよびフレーム検査シーケンス・フィールドである。これら7つのフィールドのうち、データ・フィールド以外のすべてが固定サイズであり、データ・フィールドは設計上の選択の問題として選択される最小値と最大値との間の整数個のオクテットを含みうる。最小および最大のフレーム・サイズ限界が指すのはたとえば、データフレームのうち、宛先アドレス・フィールドからフレーム検査シーケンス・フィールドまで（両端含む）の部分でありうる。図６に示されるように、データフレームのオクテットは上から下に送信され、各オクテットのビットは左から右に送信される。
【００３７】
ある実施例によれば、図６に示されるデータフレームの上記のフィールドは次のように定義される。
【００３８】
１．プリアンブル・フィールド：これは、FTM２０および諸IRD６０の間でネットワーク上の同期を確立するために使われる「10101010」のシーケンスをもつ1オクテットのフィールドである。
２．SFDフィールド：これはプリアンブル・フィールドの直後の1オクテットのフィールドであり、フレームの開始を示す「10101011」のシーケンスをもつ。
３．宛先アドレス・フィールド：これはフレームが意図されている宛先のアドレスを指定する1オクテットのフィールドである。後述するように、宛先アドレス・フィールドは個別のアドレスを含んでいてもよいし、マルチキャスト（ブロードキャストも含む）アドレスを含んでいてもよい。
４．源アドレス・フィールド：フレームの起点となったアドレスを指定する1オクテットのフィールドである。
【００３９】
ここで、本発明のある実施例に基づく、宛先アドレス・フィールドおよび源アドレス・フィールドのさらなる詳細を与えておく。図７は、本発明のある実施例に基づくアドレス・フィールド形式を示す図である。
【００４０】
宛先アドレス・フィールドおよび源アドレス・フィールドはそれぞれ8ビットの長さで、各アドレス・フィールドの各オクテットは最下位ビット（LSB）が先に伝送されうる。最初のビット（すなわちLSB）は、宛先アドレス・フィールドにおいては、その宛先アドレスが個別アドレスであるかグループアドレスであるかを識別するためのアドレス種別指定ビットとして使われる。個別アドレスとは、ネットワーク上の特定の局（すなわち、FTM２０、IRD６０など）に関連付けられたアドレスである。逆に、グループアドレスは、ネットワーク上の一つまたは複数の局に関連付けられた多宛先アドレスである。ある実施例によれば、マルチキャストアドレスおよびブロードキャストアドレスを含む少なくとも2つの異なる型のグループアドレスがある。マルチキャストアドレスとは、より上位レベルの規約によって論理的に関係する局の集まりと関連付けられているアドレスである。ブロードキャストアドレスとは、常にネットワーク上のすべての局の集合を表す特別な所定のマルチキャストアドレスである。
【００４１】
宛先アドレス・フィールドにおいて、最初のビットが「0」であれば、これは個別アドレスを示す。最初のビットが「1」であれば、これはその宛先アドレス・フィールドがグループアドレスを含んでいることを示す。該グループアドレスが同定するのは、ネットワークに接続されている局のどれでもないこともあれば、一つまたは複数であることもあれば、全部であることもある。源アドレス・フィールドでは、最初のビット（すなわちLSB）はリザーブで、「0」に設定される。宛先アドレス・フィールドおよび源アドレス・フィールドの第二ビットは、ローカルに管理されているアドレスとグローバルに管理されているアドレスとを区別するために使われる。グローバルに管理されている（すなわちU、universal［普遍的］）アドレスについては、第二ビットは「0」に設定される。アドレスが論理的に割り当てられる場合は、第二ビットは「1」に設定される。ブロードキャストアドレスについては、第二ビットは「1」に設定されることを注意しておく。FTM２０とIRD６０との間の通信のためには、第二ビットは「1」に設定される。ある実施例によれば、宛先アドレス・フィールドにおける全部「1」は、ブロードキャストアドレスであると予約される。このグループは、ネットワークにアクティブに接続されたすべての局を含み、ネットワーク上のすべてのアクティブな局にブロードキャストするために使われる。すべての局は、ブロードキャストアドレスを認識することができる。ただし、局がブロードキャストアドレスを生成できることは必須ではない。
【００４２】
宛先アドレス・フィールドと源アドレス・フィールドの残りの6ビットは、特定のIRD６０に割り当てられた送信スロットを表すために使われる。FTM２０はネットワーク・ルーター／リピーターであり、値「0x0」を割り当てられる。値1ないし12は、各IRD６０内のサービスプロバイダーのためにリザーブされている。サービスプロバイダーは、すべてのIRD６０からのモデム情報を総合する（aggregate）ことを選びうる。各IRD６０はこの情報（たとえば、ペイパービューの課金情報）をある単一のIRD６０に送信できる。そのIRD６０は、このモデム情報を自分のモデム情報と組み合わせ、次いでその総合された情報を電話線のような通信リンクを介してサービスプロバイダーに送信する。この機能は、データリンク層において、アドレス・フィールド内にモデム総合ビットを割り当て、6ビット枠のアドレス・フィールドを5ビットに減らすことによって、実装できる。この機能はまた、アプリケーション層などネットワーク構成のより高い層において、実装されることもできる。そのようなより高い層は、データリンク層においてはペイロードデータとして表現される。この設計はサービスプロバイダーの必要性に基づいて変形することもできる。
【００４３】
図６の参照に戻って、データフレームの残りのフィールドについてこれから述べる。
【００４４】
５．長さ／型フィールド：この1オクテットのフィールドは、その数値的な値に依存して二つの意味のうちのどちらかを取る。数値を評価するにあたっては、最初のオクテットがこのフィールドの最上位オクテットである。このフィールドの値が値63以下であれば、長さ／型フィールドは、当該フレームの次のデータ・フィールドに含まれるデータオクテットの数を示す（すなわち、長さという解釈）。このフィールドの値が十進64（すなわち十六進で0020）以上であれば、この長さ／型フィールドは当該プロトコルの性質を示す（すなわち、型という解釈）。このフィールドの長さの解釈および型の解釈は互いに排反である。この長さ／型フィールドは、最上位のオクテットを先にして送信および受信される。
６．データ・フィールド：このフィールドは、「n」個のオクテットのシーケンスを含む（nは整数）。最大63バイトまでのオクテット値の任意のシーケンスがデータ・フィールドに現れうるという意味で、完全なデータ透明性が与えられる。
７．FCSフィールド：このフィールドは巡回冗長検査（CRC）を提供する。これは、このFCSフィールドについてのCRC値を生成する送信および受信アルゴリズムによって使われる。FCSフィールドは2オクテット（すなわち16ビット）のCRC値を含んでいる。この値は、プリアンブル・フィールド、SFDフィールド、FCSフィールドおよびあらゆる拡張を除いた、データフレームの全フィールドの内容の関数として計算される。エンコードは次の生成多項式によって定義される。
G(x)＝x16＋x14＋x13＋x12＋x10＋x8＋x6＋x4＋x2＋x＋1
＝(x3＋x2＋1)(x6＋x5＋x2＋x＋1)(x7＋x3＋1)
数学的には、所与のデータフレームに対応するCRC値は次の手続きによって定義される：
ａ．フレームの最初の16ビットが補数にされる（complemented）。
ｂ．次いで、フレームのnビットがn−1次の多項式M(x)の係数であると考えられる。（宛先アドレス・フィールドの最初のビットがx(n-1)の項に対応し、データ・フィールドの最後のビットがx0の項に対応する。）
ｃ．M(x)にx16をかけ、G(x)で割る。それにより15次以下の余りR(x)が生じる。
ｄ．R(x)の係数が16ビットシーケンスと考えられる。
ｅ．前記ビットシーケンスを補数にし、その結果がCRCである。
CRC値の16ビットをフレーム検査シーケンス・フィールドに置くのは、x15の項が最初のオクテットの左端のビットで、x0の項が最終オクテットの右端のビットであるように行われる。（これにより、CRCの諸ビットはx15、x14、…、x1、x0の順に送信される。）
また、ある実施例によれば、無効なデータフレームが、次の条件のうち少なくとも一つを満たすデータフレームとして定義される：
（ｉ）フレーム長が長さ／型フィールドで指定されている長さの値と一貫していない。長さ／型フィールドが先述した長さ／型フィールドによって定義される型の値を含んでいる場合には、フレーム長はこのフィールドと一貫していると見なされ、この基準で無効フレームと考えられるべきではない。
（ｉｉ）フレーム長が整数個のオクテットの長さでない。
（ｉｉｉ）はいってくるフレーム（FCSフィールド自身を除く）のビットが、受信されたCRC値と同一のCRC値を生成しない。
【００４５】
先述したように、本発明はFTMと居所内のIRDとの間の信号通信を可能にするアーキテクチャおよびプロトコルを提供する。本発明は好ましい設計をもつものとして記載されてきたが、本発明はこの開示の精神および範囲内においてさらに修正することもできる。したがって、本出願はその一般的な原理を使った本発明のいかなる変形、仕様または適応をもカバーすることが意図されている。さらに、本出願は、本発明が属する技術分野における既知または慣用の範囲内にはいる、および、付属の請求項の限定の範囲内にはいる、本開示からのそのような乖離をカバーすることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を実装するための例示的な実施形態を示す図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態に基づく、図１のFTMのさらなる詳細を示すブロック図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態に基づく、「0」および「1」のデータビットを示す図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態に基づく、データフレーム送信方式を示す図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態に基づく、データフレーム送信方式を使ったデータ通信の例を示す図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態に基づくデータフレーム形式を示す図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態に基づく、アドレス・フィールド形式を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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