(57)【要約】【課題】伝送レートを簡易に高精度で安定化させることの可能なＩＰ放送システムを提供すること。【解決手段】実施形態によれば、ディジタルコンテンツを含むストリームパケットをヘッドエンド装置からＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを介して配信するＩＰ放送システムにおいて、ヘッドエンド装置は、生成部と、送信部と、レート計算部と、レート制御部とを備える。生成部は、ストリームパケットを生成する。送信部は、生成されたストリームパケットをＩＰネットワークに送信する。レート計算部は、ストリームパケットのＩＰネットワークへの伝送レートを、ＩＰネットワークに備えられる時刻情報供給サーバから取得した時刻情報に基づいて算出する。レート制御部は、算出された伝送レートを安定化制御する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルコンテンツを含むストリームパケットをヘッドエンド装置からＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを介して配信するＩＰ放送システムにおいて、
前記ヘッドエンド装置は、
前記ストリームパケットを生成する生成部と、
前記生成されたストリームパケットを前記ＩＰネットワークに送信する送信部と、
前記ストリームパケットの前記ＩＰネットワークへの伝送レートを、前記ＩＰネットワークに備えられる時刻情報供給サーバから取得した時刻情報に基づいて算出するレート計算部と、
前記算出された伝送レートを安定化制御するレート制御部とを備える、ＩＰ放送システム。
【請求項２】
前記レート計算部は、
前記ＩＰネットワークに送信されたストリームパケットの数をカウントするパケットカウンタと、
前記パケットカウンタのカウント値を参照し、一定数のストリームパケットが前記ＩＰネットワークに送信されるごとに前記時刻情報供給サーバから時刻情報を取得する時刻取得部とを備え、
前記一定数と、前記取得した時刻情報とに基づいて前記伝送レートを算出する、請求項１に記載のＩＰ放送システム。
【請求項３】
ディジタルコンテンツを含むストリームパケットを生成する生成部と、
前記生成されたストリームパケットをＩＰ（Internet Protocol）ネットワークに送信する送信部と、
前記ストリームパケットの前記ＩＰネットワークへの伝送レートを、前記ＩＰネットワークに備えられる時刻情報供給サーバから取得した時刻情報に基づいて算出するレート計算部と、
前記算出された伝送レートを安定化制御するレート制御部とを備える、ヘッドエンド装置。
【請求項４】
前記レート計算部は、
前記ＩＰネットワークに送信されたストリームパケットの数をカウントするパケットカウンタと、
前記パケットカウンタのカウント値を参照し、一定数のストリームパケットが前記ＩＰネットワークに送信されるごとに前記時刻情報供給サーバから時刻情報を取得する時刻取得部とを備え、
前記一定数と、前記取得した時刻情報とに基づいて前記伝送レートを算出する、請求項３に記載のヘッドエンド装置。
【請求項５】
ディジタルコンテンツを含むストリームパケットをヘッドエンド装置からＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを介して配信するＩＰ放送システムに用いられるレート安定化方法であって、
前記ヘッドエンド装置が、前記ストリームパケットを生成し、
前記ヘッドエンド装置が、前記生成されたストリームパケットを前記ＩＰネットワークに送信し、
前記ヘッドエンド装置が、前記ＩＰネットワークに備えられる時刻情報供給サーバから時刻情報を取得し、
前記ヘッドエンド装置が、前記ストリームパケットの前記ＩＰネットワークへの伝送レートを前記取得した時刻情報に基づいて算出し、
前記ヘッドエンド装置が、前記算出された伝送レートを安定化制御する、レート安定化方法。
【請求項６】
前記算出することは、
前記ヘッドエンド装置が、前記ＩＰネットワークに送信されたストリームパケットの数をカウントし、
前記ヘッドエンド装置が、前記カウントされたカウント値を参照し、
前記ヘッドエンド装置が、一定数のストリームパケットが前記ＩＰネットワークに送信されるごとに、前記ＩＰネットワークに備えられる時刻情報供給サーバから時刻情報を取得し、
前記ヘッドエンド装置が、前記一定数と、前記取得した時刻情報とに基づいて前記伝送レートを算出する、請求項５に記載のレート安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを利用してコンテンツストリームを放送するヘッドエンド装置と、この装置を備えるＩＰ放送システム、および当該ヘッドエンド装置の伝送レートを安定化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地上波ディジタル放送、衛星ディジタル放送で放送されるディジタルコンテンツ、あるいはコンテンツプロバイダから提供されるディジタルコンテンツを、ＩＰ網を利用して伝送するＩＰ放送システムの構築が進められている。また、ＩＰネットワークなどの媒体を介して視聴者にビデオストリームを配信する、いわゆるＩＰＴＶ（ＩＰ Television）サービスも知られている。例えばＩＰ−ＶＯＤ（Video on Demand）、あるいは地上Ｄ−ＩＰ再送信などの技術が知られている。近年ではＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial）に準拠するワンセグサービスを利用するユーザも多い。この種のシステムにおいては、映像データを含むトランスポートストリーム（Transport Stream：ＴＳ）信号の伝送レートを高精度に安定化させることが重要な要素となる。伝送レートとはＴＳパケットがヘッドエンドからＩＰ網に送出されるレートであり、例えば２７ＭＨｚに安定化させることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５８８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
主にコスト的な観点から、ヘッドエンド装置を旧来の組み込み系ではなく汎用システムとして構成したいという要求がある。すなわち汎用のコンピュータプラットフォームに専用のソフトウェアをインストールすることによりヘッドエンド装置を実現したいというニーズがある。
【０００５】
しかしながら汎用のパーソナルコンピュータやサーバ装置などは内部クロックの精度が低いので、伝送レートが不安定になる。これらのプラットフォームを利用したヘッドエンド装置において規格に定められた精度を達成するためには、高価なクロック源を別途接続する必要があり、コストメリットが帳消しになるなどの弊害がある。レート安定化のための専用の機材を必要とせずにヘッドエンド装置を実現できるようにすることが求められている。  
目的は、伝送レートを簡易に高精度で安定化させることの可能なＩＰ放送システム、ヘッドエンド装置およびレート安定化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、ディジタルコンテンツを含むストリームパケットをヘッドエンド装置からＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを介して配信するＩＰ放送システムにおいて、ヘッドエンド装置は、生成部と、送信部と、レート計算部と、レート制御部とを備える。生成部は、ストリームパケットを生成する。送信部は、生成されたストリームパケットをＩＰネットワークに送信する。レート計算部は、ストリームパケットのＩＰネットワークへの伝送レートを、ＩＰネットワークに備えられる時刻情報供給サーバから取得した時刻情報に基づいて算出する。レート制御部は、算出された伝送レートを安定化制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係わるＩＰ放送システムの一例を示すシステム図。
【図２】図１に示されるヘッドエンド１０の一例を示す機能ブロック図。
【図３】実施形態に係わるヘッドエンド１０における処理手順の一例を示すフローチャート。
【図４】ヘッドエンド１０とＮＴＰサーバ２０との間でのメッセージの授受を模式的に示すシーケンス図。
【図５】メモリ１７に記憶される時刻情報１７ａの一例を示す図。
【図６】ヘッドエンド１０における動作タイミングを示す図。
【図７】既存のヘッドエンドを示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、実施形態に係わるＩＰ放送システムの一例を示すシステム図である。図１のシステムは、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク１００に接続されるヘッドエンド１０と、セットトップボックス（ＳＴＢ）３１〜３３とを備える。ＩＰネットワーク１００にはＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバ２０が設けられる。ＮＴＰサーバ２０はＩＰネットワーク１００に接続されたクライアントに時刻情報を提供する。
【０００９】
ヘッドエンド１０はディジタルコンテンツを含むストリームパケット（transport stream packet:ＴＳパケット）をＩＰネットワーク１００に送信する。このＴＳパケットはＩＰネットワーク１００を経由して配信され、セットトップボックス（ＳＴＢ）３１〜３３において受信される。ＳＴＢ３１〜３３には表示装置４１〜４３がそれぞれ接続される。ＳＴＢ３１〜３３は受信したＴＳパケットから動画、音声などを復元し、表示装置４１〜４３に再生する。
【００１０】
図２は、図１に示されるヘッドエンド１０の一例を示す機能ブロック図である。ヘッドエンド１０は、フレーム生成部１１、バッファメモリ１２、信号送信部１３、レート計算部１４、割り込み処理部１５、データ格納部１６、および、メモリ１７を備える。フレーム生成部１１はデータ格納部１６から映像データを時系列で読み出し、ＴＳパケットを生成する。生成されたＴＳパケットはバッファメモリ１２に書き込まれる。
【００１１】
バッファメモリ１２には割り込み処理部１５により割り込み処理がかけられ、割り込みのタイミングで読み出されて信号送信部１３に送られる。信号送信部１３はＴＳパケットをＩＰネットワーク１００に送信する。
【００１２】
レート計算部１４は、ＴＳパケットがＩＰネットワーク１００に送信されるレート（伝送レート）を算出し、この伝送レートを安定化制御すべく、割り込み処理部１５の割り込みタイミングを制御する。これによりＴＳパケットの伝送レートを安定化させることができる。
【００１３】
ところで、レート計算部１４はパケットカウンタ１４ａと、時刻取得部１４ｂとを備える。パケットカウンタ１４ａは、ＩＰネットワークに送信されたＴＳパケットの数をカウントする。時刻取得部１４ｂは、パケットカウンタ１４ａのカウント値を参照し、一定数のＴＳパケットがＩＰネットワーク１００に送信されるごとに、ＮＴＰサーバ２０から時刻情報を取得する。取得された時刻情報１７ａはメモリ１７に記憶される。
【００１４】
図３は、上記構成のヘッドエンド１０における処理手順の一例を示すフローチャートである。処理手順が開始されると、ヘッドエンド１０はパケットカウンタ１４ａにより、ＩＰネットワーク１００に送出したＴＳパケットの数（出力パケット数）のカウントを開始する（ステップＳ１）。カウント値が一定数（例えば１００００パケット）になれば（ステップＳ２でＹｅｓ）、ヘッドエンド１０は時刻取得部１４ｂによりＮＴＰサーバ２０にアクセスし、時刻情報を取得する（ステップＳ３）。
【００１５】
次にヘッドエンド１０は、ＴＳパケットのＩＰネットワーク１００への伝送レートを計算する（ステップＳ４）。次のステップＳ５においてヘッドエンド１０は伝送レートを評価し、伝送レートが適正であればステップＳ１に戻って同様の処理を継続する。ステップＳ５で伝送レートが過大であれば、ヘッドエンド１０は割り込み処理部１５による割り込みレートをダウンさせ（ステップＳ６）、こののち処理手順はステップＳ１に戻る。ステップＳ５で伝送レートが過小であれば、ヘッドエンド１０は割り込み処理部１５による割り込みレートをアップさせ（ステップＳ７）、こののち処理手順はステップＳ１に戻る。
【００１６】
図４は、ヘッドエンド１０とＮＴＰサーバ２０との間でのメッセージの授受を模式的に示すシーケンス図である。ヘッドエンド１０およびＮＴＰサーバ２０は、既知のプロトコルであるＮＴＰを用いて時刻取得、時刻通知のためのメッセージ（ＮＴＰパケット）を授受する。図４において、それぞれの時刻Ｔ１〜Ｔ４を以下のように定める。  
Ｔ１：ヘッドエンド１０（ＮＴＰクライアント）が問い合わせメッセージを送信した時刻
Ｔ２：ＮＴＰサーバ２０が問い合わせメッセージを受信した時刻
Ｔ３：ＮＴＰサーバ２０が応答メッセージを送信した時刻
Ｔ４：ヘッドエンド１０が応答メッセージを受信した時刻
ＮＴＰサーバ２０の時刻とヘッドエンド１０との時刻差（オフセット）Ｄは、ＩＰネットワーク１００上での往復の遅延時間が等しいと仮定すれば、次式（１）で求めることができる。  
時刻差Ｄ＝｛（Ｔ２−Ｔ１）＋（Ｔ３−Ｔ４）｝／２      ・・・  （１）
この時刻差Ｄを用いて、ヘッドエンド１０は伝送レートを算出するための時刻（ここではＷとする）を算出する。例えばヘッドエンド１０が問い合わせメッセージを送信した時刻をＷとすれば、次式（２）によりＷを求めることができる。  
Ｗ＝Ｔ２−Ｄ      ・・・  （２）
ＮＴＰパケットにはＴ１〜Ｔ４を記載するためのフィールドが定義されている。よってＮＴＰサーバ２０からの応答を受信したヘッドエンド１０は、ＮＴＰサーバ２０での時刻であるＴ２およびＴ３を知ることができ、オフセットＤおよびＷを算出することができる。このようにして算出された時刻Ｗを用いて伝送レートを算出することで、ヘッドエンド１０は自身の内蔵するクロックに比べて格段に高精度な時刻情報に基づいて伝送レートを算出することが可能になる。
【００１７】
図５は、メモリ１７に記憶される時刻情報１７ａの一例を示す図である。ここでは例えば１００００パケットの送出にあたり１０秒程度の時間を要することを仮定する。図５において、時刻Ｗ１（１０：００：００）から処理が開始されてから１００００パケットが送出された時点の時刻Ｗ２は（１０：００：１０）とする。このときのレートでは１００００パケットの送出に１０秒間が経過している。続く時刻Ｗ２とＷ３の間では９秒しか経過しておらずレートが高すぎることが見込まれるので、割り込みのタイミングを遅らせることでレートを下げる。以下、一定期間で一定数のＴＳパケットが送出されるようにレート制御が実行される。
【００１８】
図６はヘッドエンド１０における動作タイミングを示す図である。ＴＳパケットが一定数送出されるごとにヘッドエンド１０とＮＴＰサーバ２０との間で同期パケットが授受され、ヘッドエンド１０において正確な時刻が取得される。ヘッドエンド１０はこの時点で取得した時刻と前回取得した時刻との差に基づいて伝送レートを計算し、その値に応じて次の時刻問い合わせまでの割り込み処理のレートを制御する。このようにしてＴＳパケットの伝送レートが安定化される。
【００１９】
このように実施形態では、ＴＳパケットの送出数をヘッドエンド１０においてカウントし、カウント値が一定数になるごとにＮＴＰサーバ２０に時刻を問い合わせる。ヘッドエンド１０は取得した時刻の最新の値とその前に取得した時刻との差から、一定数パケットの送出にかかった期間を求め、その結果に基づいてＴＳパケットの伝送レートを計算するようにしている。このようにＮＴＰサーバ２０から時刻を取得することで伝送レートの精度を高めることができるのに加え、専用の発振器を接続する必要も無い。また、上記の手順においてヘッドエンド１０の時刻をＮＴＰサーバ２０の時刻に同期させる手順が不要であるので、処理手順を簡略化することもできる。
【００２０】
また実施形態では、レートを計算するための基準として送信パケット数を用いている。つまり一定時間に送出されたパケット数に基づくのではなく、一定数のパケットの送出に要した期間に基づいて伝送レートを算出している。さらに、当該期間を、ＮＴＰサーバから取得した時刻情報に基づいて算出している。この手順ではヘッドエンド１０の内蔵クロック（低精度）を用いていないので、高精度に伝送レートを算出できる。またこの手順ではＮＴＰサーバの時刻とヘッドエンド１０の時刻とを同期させる処理を必要としないので、処理手順を簡略化できる。
【００２１】
既存のヘッドエンドにおいては図７に示すように、外付けの基準パルス発振器２００を用いてレートを安定化するようにしていたのでヘッドエンド本体以外の機材を必要とし、高コスト化を招いていた。また外部機器からのタイミング供給を受けることでバッファメモリ１２に対する割り込みをハードウェア的に行なう必要があり、構成が複雑なものになる。
【００２２】
これに対し実施形態ではＮＴＰサーバ２０から時刻を取得するようにしており、レート制御に関してヘッドエンド本体とソフトウェアのみで完結させることができる。また、時刻取得のための問い合わせを定期的にではなく、送出したパケット数が一定数になることをきっかけとして実施するようにしているので、実装の面でもシンプルになる。以上のことから、伝送レートを簡易に高精度で安定化させることが可能になる。
【００２３】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２４】
１０…ヘッドエンド、２０…ＮＴＰサーバ、３１，３２，３３…ＳＴＢ、４１，４２，４３…表示装置、１１…フレーム生成部、１２…バッファメモリ、１３…信号送信部、１４…レート計算部１４ａ…パケットカウンタ、１４ｂ…時刻取得部、１５…割り込み処理部、１６…データ格納部、１７…メモリ、１７ａ…時刻情報
【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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