(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データストリーム伝送を可能にするための方法であって、
ビットストリームを形成する、少なくとも１つのビットストリームパケットを含む、少なくとも１つのパケットグループそれぞれを、ストリーム識別子およびそれぞれのシーケンスコードに関連付けること、および
使用可能な複数の伝送チャネルであって、十分に活用されていない場合に名目上ＮＵＬＬパケットを伝送する複数の伝送チャネルのうちのいずれか１つを介して、前記少なくとも１つのパケットグループのそれぞれを、前記名目上伝送されるＮＵＬＬパケットの代わりに伝送すること
を含み、
前記ビットストリームを形成する前記少なくとも１つのパケットグループのうちの少なくとも一つは、
複数の利用可能な伝送チャネルのうちの特定の一つあるいは複数と、
前記ビットストリームを形成する一つあるいは複数の残りのパケットを含む、一つあるいは複数の後続する伝送用の、対応する一つあるいは複数の時間と
を識別するための伝送チャネルと伝送時間情報とを含み、
受信機が、前記複数の利用可能な伝送チャネルのうちの識別された特定の一つあるいは複数の伝送チャネル上に、対応する一つあるいは複数の時間で、前記一つあるいは複数の残りのパケットがくることを予期する、ことを可能にする
パケット構造を有する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ビットストリームを形成する前記少なくとも１つのパケットグループは、前記複数の伝送チャネルのいずれがそれぞれのパケットグループを搬送するか、および前記少なくとも１つのパケットグループがいつ搬送されるかをそれぞれ示すために、チャネル識別情報および伝送時間情報と互いに関係付けられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記伝送チャネルによって使用されるのに好適なネットワークパケット構造に合致するように、前記少なくとも１つのパケットグループのそれぞれのパケットに対して前記パケット構造を適合させることをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ネットワークパケット構造はヘッダ部分およびペイロード部分を含み、前記ペイロード部分は少なくとも１つの関連付けられたパケットグループを含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ネットワークパケット構造は、前記ペイロード部分に含められた前記少なくとも１つのパケットグループに対応するストリーム識別子およびシーケンスコード情報を含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ネットワークパケット構造は、伝送チャネルおよび伝送時間情報を含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記伝送ステップは、
複数の伝送チャネルそれぞれのローディングを決定すること、
伝送チャネル間でのビットストリームパケットの割振りを決定すること、および
前記名目上伝送されるＮＵＬＬパケットの代わりに、割り振られていないビットストリームパケットを前記伝送チャネルに挿入することを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記伝送チャネル間での前記ビットストリームパケットの割振りは、
伝送チャネルデータレート、ビットストリームデータレート、伝送チャネル使用レベル、伝送チャネルローディングレベル、伝送チャネルスケジューリング、ビットストリームサービス品質要求の基準のうち、少なくとも１つに関して決定されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１の伝送チャネルが第１のビットストリームに関して１次伝送チャネルを含み、前記第１のビットストリームに関連付けられた前記パケットグループの初期部分は前記第１の伝送チャネルを介して伝送され、前記第１のビットストリームに関連付けられた前記パケットの残りの部分は少なくとも１つの追加伝送チャネルを介して伝送されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの追加伝送チャネルは、前記ビットストリームを形成する前記少なくとも１つのパケットグループのうちいずれかに関連付けられたチャネル識別情報によって識別されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記識別されたチャネルを介して伝送される前記ビットストリームを形成する前記少なくとも１つのパケットグループはさらに、かかる伝送が発生する時間を示すための伝送時間情報に関連付けられることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記伝送ステップは、
前記少なくとも１つのパケットグループに関連付けられたチャネル識別および伝送時間情報に従って、前記少なくとも１つのパケットグループを起動することを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
データストリーム伝送を可能にするための装置であって、
ビットストリームを形成する少なくとも１つのパケットグループそれぞれを、ストリーム識別子およびそれぞれのシーケンスコードに関連付けるための、ビットストリームプロセッサと、
伝送チャネルが十分活用されていない場合に、名目上伝送されるＮＵＬＬパケットの代わりに、前記関連付けられた少なくとも１つのパケットグループが複数の使用可能な伝送チャネルのうちのいずれか１つに挿入されるようにするための、ネットワークインターフェースと
を含み、
前記ビットストリームを形成する前記少なくとも１つのパケットグループのうちの少なくとも一つは、
複数の利用可能な伝送チャネルのうちの特定の一つあるいは複数と、
前記ビットストリームを形成する一つあるいは複数の残りのパケットを含む、一つあるいは複数の後続する伝送用の、対応する一つあるいは複数の時間と
を識別するための伝送チャネルと伝送時間情報とを含み、
受信機が、前記複数の利用可能な伝送チャネルのうちの識別された特定の一つあるいは複数の伝送チャネル上に、対応する一つあるいは複数の時間で、前記一つあるいは複数の残りのパケットがくることを予期する、ことを可能にする
パケット構造を有する
ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記ビットストリームプロセッサは、さらに、前記ビットストリームを形成する前記少なくとも１つのパケットグループのうち少なくとも１つを、前記複数の伝送チャネルのいずれがそれぞれのパケットグループを搬送するか、および前記それぞれのパケットグループがいつ搬送されるかをそれぞれ示すために、チャネル識別情報および伝送時間情報に関連付けることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ネットワークインターフェースは、前記識別されたチャネルを介して伝送される前記少なくとも１つのパケットグループにそれぞれの伝送チャネルタイムスロットを割り振るために、前記チャネル識別および伝送時間情報を使用することを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
通信ネットワークを介したデータの移送に適合したデータ構造であって、
前記データ構造は、ヘッダ部分およびペイロード部分を含み、前記ペイロード部分は初期ビットストリームからの少なくとも１つのパケットを含み、前記少なくとも１つのパケットはストリーム識別子およびシーケンスコードに関連付けられ、前記ストリーム識別子は前記初期ビットストリームを識別し、前記シーケンスコードは前記少なくとも１つのパケットの前記初期ビットストリーム内の相対位置を識別し、
前記少なくとも一つのパケットに関連付けられた前記データ構造は、複数の利用可能な伝送チャネルのうちの少なくとも一つチャネルの使用に適切なネットワークパケット構造に準拠するように適合され、
前記データ構造に関連付けられた前記少なくとも一つのパケットは、伝送チャネルが十分に活用されていない場合に名目上伝送される少なくとも一つのＮＵＬＬパケットを、前記伝送チャネルの不十分な活用を最小にするために、置き換えるのに使用され、
前記ネットワークパケット構造は、
複数の利用可能な伝送チャネルのうちの特定の一つあるいは複数と、
前記ビットストリームを形成する一つあるいは複数の残りのパケットを含む、一つあるいは複数の後続する伝送用の、対応する一つあるいは複数の時間と
を識別するための伝送チャネルと伝送時間情報とを含み、
受信機が、前記複数の利用可能な伝送チャネルのうちの識別された特定の一つあるいは複数の伝送チャネル上に、対応する一つあるいは複数の時間で、前記一つあるいは複数の残りのパケットがくることを予期する、ことを可能にする
ことを特徴とするデータ構造。
【請求項１７】
前記ストリーム識別子および前記シーケンスコードは、前記データ構造の前記ヘッダ部分に格納されることを特徴とする、請求項１６に記載のデータ構造。
【請求項１８】
前記ストリーム識別子および前記シーケンスコードは、前記データ構造のペイロード部分に格納されることを特徴とする、請求項１６に記載のデータ構造。
【請求項１９】
さらに前記少なくとも１つのパケットは、複数の伝送チャネルのいずれが前記対応する少なくとも１つのパケットを搬送するか、前記対応する少なくとも１つのパケットが前記識別された伝送チャネルによっていつ搬送されるかをそれぞれ示すために、チャネル識別情報および伝送時間情報に関連付けられることを特徴とする、請求項１６に記載のデータ構造。
【請求項２０】
前記チャネル識別情報および伝送時間情報は、前記データ構造の前記ヘッダ部分に格納されることを特徴とする、請求項１９に記載のデータ構造。
【請求項２１】
前記チャネル識別情報および伝送時間情報は、前記データ構造の前記ペイロード部分に格納されることを特徴とする、請求項１９に記載のデータ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数チャネルデータストリーム伝送を可能にする方法、装置、およびデータ構造に関するものである。換言すると、本発明は通信システムに関し、より詳細には、通常は使用不可能な伝送チャネル帯域(transmission channel bandwidth)を使用するためのメカニズムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
データスループットが高く、使用可能な帯域幅を使用する際の効率が良い通信システムの需要が高まってきている。例示的には、衛星通信システムでは、衛星は、地上の受信機に複数の通信チャネルを提供する。各通信チャネルが、たとえば特定のトランスポンダ(transponder)、特定の偏波(polarization)などに関連付けられる。通常、定義付けられた各チャネルは最大データレートで通信(broadcast)する。
【０００３】
チャネルが伝送できるデータの量よりも伝送されるデータの量が少ないと、定義付けられたチャネルは十分に活用されていないことになる。この場合、定義付けられたチャネルは、伝送に使用できるデータがないタイムスライス中にＮＵＬＬパケットを伝送することができる。伝送されるデータが、チャネル上で使用可能なものよりも広い帯域幅を必要とする場合、より大きな使用可能容量を有する代替チャネルを選択しなければならない。したがって、伝送されるデータストリームの数および各ストリーム内のデータ量が、伝送チャネル内で使用可能な帯域幅と一致しないことが多いという可能性により、通信チャネルは一般的に１００％よりも少ない使用レベルで動作する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、１つのデータストリームを複数部分にセグメント化するための方法、装置、およびデータ構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、１つのデータストリームを複数部分にセグメント化するための方法、装置、およびデータ構造を含み、複数部分の各部分は、複数の伝送チャネルのうち任意の１つ（または複数）を介して伝送可能である。伝送されるデータはストリーム識別(stream identification)情報およびパケットシーケンス(packet sequence)情報と関連付けられ、その結果、受信機側で様々なセグメントを再度組み合わせることができる。処理されたパケット(processed packet)またはパケットグループ(packet group)は、必要に応じて複数チャネル伝送媒体(multiple channel transmission medium)に適合されたトランスポートパケット構造(transport packet structure)にカプセル化され、それを介して受信機に伝送される。どのチャネルが所望のデータを搬送するか、およびそうしたチャネルがいつ所望のデータを搬送するかを識別するために、チャネル識別(channel identification)情報およびチャネル伝送時間(channel transmission time)情報を提供することもできる。
【０００６】
本発明の一実施形態に従った方法は、ビットストリーム(bitstream)を形成する、少なくとも１つのビットストリームパケットを含む１つまたは複数のパケットグループそれぞれを、ストリーム識別子(stream identifier)およびそれぞれのシーケンスコード(sequence code)に関連付けること、ならびに、複数の使用可能な伝送チャネル(transmission channel)のうち任意の１つを介して、前記１つまたは複数の関連付けられたパケットグループそれぞれを伝送することを含み、伝送チャネルは十分に活用されていない場合に名目上(nominally)ＮＵＬＬパケット(NULL packet)を伝送し、名目上伝送されるＮＵＬＬパケットの代わりに関連付けられたパケットグループが伝送される。
【０００７】
本発明の教示は、添付の図面に関して以下の詳細な説明を考慮することによって容易に明らかになろう。
【０００８】
複数の図に共通の同一の要素を示す場合は、理解しやすいように、可能であれば同一の参照番号を使用してある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の原理に従って使用される例示的パケットストリーム処理装置を示す高水準構成図(high-level diagram)である。具体的に言えば、図１のパケットストリーム処理装置は、ストリーム識別シーケンス関数(stream identification sequence function)１１０、ネットワークパケット変換器(network packet converter)１２０、およびネットワークインターフェース／リンク１３０を含む。
【００１０】
ストリーム識別子（ＩＤ:stream identifier）およびシーケンス関数１１０は、Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ（ＭＰＥＧ）ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム(transport stream)、基本ストリーム(elementary stream)、伝送されるファイルを含むデータストリーム、または任意の他のデータストリームなどの、初期パケットストリーム(initial packet stream)を受け取る。初期パケットストリームは、結果として生じるパケットストリームＰＡＣＫＥＴＳを生成するように処理され、これがネットワークパケット変換器１２０に結合される。結果として生じるパケットストリームＰＡＣＫＥＴＳは、初期パケットストリームを形成するこれらのパケットを修正なしで含むことができる。さらに、ストリームＩＤおよびシーケンス関数１１０は、同様にネットワークパケット変換器１２０に結合される、ストリーム識別子およびシーケンスコードも生成する。
【００１１】
初期パケットストリームからの各パケット（またはパケットグループ）は、ストリーム識別子およびシーケンスコードと関連付けられる。ストリーム識別子は、パケットが属する初期パケットストリームを識別する。シーケンスコードは、そのパケットストリーム内の相対位置または絶対位置を識別し、そのため、異なる伝送チャネルを介して受け取られる複数の初期パケットストリームのパケットが、受信機によってコヒーレントパケットストリーム(coherent packet stream)に統合(consolidate)される。
【００１２】
ネットワークパケット変換器１２０は、ネットワークパケット構造(network packet structure)のそれぞれのペイロード部分(payload portion)で、ストリームＩＤおよびシーケンス関数１１０から受け取った１つまたは複数のパケット（またはパケットグループ）それぞれをカプセル化または関連付けするように動作する。さらに、カプセル化される１つまたは複数のパケットに関連付けられたストリームＩＤおよびシーケンスコードは、ネットワークパケット構造内にも含められる。初期パケットストリームがネットワークパケット構造に適合する形式を有する場合、ネットワークパケット変換器１２０は、初期パケットストリーム内の各パケットをストリーム識別番号(stream identification number)およびシーケンスコードに関連付けるように動作する。初期パケットストリームのパケット構造がトランスポートネットワークのパケット構造(transport network packet structure)に適合する場合、ネットワークパケット変換器１２０は、ストリームＩＤおよびシーケンスコードを初期パケットストリームのパケット構造に関連付けるように動作する。
【００１３】
本発明の一実施形態では、ネットワークパケット構造のヘッダ部分(header portion)が、ストリーム識別子フィールド(stream identifier field)およびシーケンスコードフィールドの情報を格納するために、このフィールドを含むように適合される。本発明の他の実施形態では、ストリームＩＤおよびシーケンス関数１１０が、トランスポートされる初期パケットのヘッダ部分にストリームＩＤおよびシーケンスデータを挿入する。
【００１４】
ネットワークパケット変換器１２０は、ネットワークインターフェース／リンク１３０に結合されるネットワークパケットストリームＮＰＳ１を生成(produce)する。ネットワークインターフェース／リンク１３０は、複数のネットワークパケットストリームＮＰＳ１、ＮＰＳ２、ＮＰＳ３など、ＮＰＳＸまで（総称してネットワークパケットストリームＮＰＳという）を受け取る。それぞれのネットワークパケットストリームＮＰＳが、それぞれのストリームＩＤおよびシーケンス関数１１０ならびにネットワークパケット変換器１２０を使用して処理されたパケットストリームを含むことができる。それぞれのネットワークパケットストリームＮＰＳは、何らかの他の方式で処理されたパケットストリームも含むことができる。いずれの場合にも、ネットワークパケットストリームＮＰＳで使用されるパケット構造は、ネットワークインターフェース／リンク１３０に適合することが好ましい。
【００１５】
ネットワークインターフェース／リンク１３０は、ネットワークパケットストリームＮＰＳを受け取り、これに応答して、受け取ったネットワークパケットストリームＮＰＳを１つまたは複数のトランスポートチャネルを介して伝送(transmit)する。受け取ったネットワークパケットストリームＮＰＳと伝送チャネルとの間に、１対１の相関関係は必要でないことに留意されたい。すなわち、単一のネットワークパケットストリームＮＰＳは、複数の伝送チャネルを占有(occupy)するのに十分なデータを含むことができる。同様に、１つの伝送チャネルは、複数のネットワークパケットストリームＮＰＳの少なくとも一部の需要を満たすのに十分な帯域幅を有することができる。
【００１６】
ネットワークインターフェース／リンク１３０によって提供される複数の伝送チャネルは、それぞれ、それぞれのチャネルトランスポートストリーム(channel transport stream)Ｔを搬送(carry)する。チャネルトランスポートストリームＴは、様々な伝送チャネルを搬送するのに使用される伝送媒体(transmission medium)またはネットワーク（図示せず）の要求に従って変調された、ネットワークインターフェース／リンク１３０に適合するパケット構造を使用する。こうした変調技法には、たとえばＱＡＭ(quadrature amplitude modulation)、残留側波帯（ＶＳＢ）変調、および当分野の技術者にはよく知られた他の変調技法が含まれる。対象となる発明は、衛星通信リンク、地上無線リンク、地上有線または光リンクなどの状況で実施することができることに留意されたい。衛星システムに準拠したデジタル衛星システム（ＤＳＳ）の状況では、ＱＰＳＫ(quadrature phase shift keying)技法が使用される。
【００１７】
例示的実施形態では、ネットワークインターフェース／リンク１３０は、Ｔ１Ｒ〜Ｔ１６Ｒで示される１６の右旋円偏波（ＲＨＣＰ:right hand circularly polarized）チャネルトランスポートストリーム、ならびにＴ１Ｌ〜Ｔ１６Ｌで示される１６の左旋円偏波（ＬＨＣＰ:left hand circularly polarized）チャネルストリームを生成する。これら３２のチャネルは、たとえば衛星伝送システムを介して受信機に伝播される。したがって、ネットワークインターフェース／リンク１３０の一部は、直接放送衛星（ＤＢＳ）システムの宇宙ベース部分として理解することができる。
【００１８】
本発明の一実施形態では、ネットワークインターフェース／リンクは、ネットワークパケットストリームＮＰＳを受け取り、受け取ったパケットストリームを衛星にアップリンクし、衛星から１つのトランスポンダ上の前記右旋および左旋円偏波チャネルを伝送するのに必要な、すべての機能を含む。当分野の技術者であれば、ネットワークインターフェース／リンク１３０が、より多数またはより少数の伝送ストリームを伝送するために、１つまたは複数の衛星上の複数のトランスポンダと協働可能であることが理解されよう。
【００１９】
本発明を実施するのに好適なネットワークパケット構造については、図３に関して後により詳細に説明する。簡潔に言えば、図３のネットワークパケット構造３００では、初期パケットストリームからの１つまたは複数のパケットをペイロード部分の中に含めている。さらにネットワークパケットでは、ペイロード部分またはヘッダ部分内に、初期パケットストリームのシーケンス(sequence of the initial packet stream)を再形成(reform)するのに好適な情報が含まれる。さらに、複数の初期パケットストリームが１つまたは複数の受信機で再形成可能なように、識別情報(identification information)が提供される。
【００２０】
図２は、本発明の原理に従って使用可能な周波数プランの例であるＤＢＳ周波数プラン(frequency plan)を示す図である。具体的に言えば、図２（Ａ）は右旋円偏波（ＲＨＣＰ）チャネルの公称(nominal)ＤＳＳ周波数プランを示し、図２（Ｂ）は左旋円偏波（ＬＨＣＰ）チャネルの公称ＤＳＳ周波数プランを示す。例示的に、合計３２のチャネルがあるとすると、１６の奇数チャネル(odd channel)が図２（Ａ）に示されているＲＨＣＰチャネルであり、１６の偶数チャネル(even channel)が図２（Ｂ）に示されているＬＨＣＰチャネルである。奇数チャネルはチャネル中心周波数９７４．０ＭＨｚ（チャネル１）から始まり、１４１３．４ＭＨｚ（チャネル３１）まで延在する。それぞれのチャネルは２４ＭＨｚ幅であり、それぞれの中心周波数は隣接する中心周波数と２９．１６ＭＨｚずつ離れている。同様に、偶数チャネルはチャネル中心周波数９８８．５ＭＨｚ（チャネル２）から始まり、１４２５．９８ＭＨｚ（チャネル３２）まで延在する。ＤＳＳはＨｕｇｈｅｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社の商標である。ＤＳＳシステム内で使用するのに好適なパケット構造については、１９９６年２月１２日付けの「ＤＳＳ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」バージョン１．１に記載されており、このプロトコルは全文が参照により本明細書に組み込まれている。
【００２１】
本発明の一実施形態では、図１のネットワークインターフェース／リンク１３０によって提供された３２のチャネルが、図２のＤＳＳ周波数プランにほぼ一致する。ただし、当分野の技術者であれば、本発明が任意の周波数プランおよび任意数のチャネルで実施可能であることを理解されよう。対象となる発明は、初期パケットストリームを２つまたはそれ以上の伝送チャネル間で分割(sprit)または分配(distribute)するための機能(ability)により、２つまたはそれ以上の伝送チャネルがあるという状況で特定の有用性を見出すことに留意されたい。
【００２２】
図３は、本発明の原理に従って使用される例示的データ構造を示す図である。具体的に言えば、データ構造３００は、ヘッダ部分３１０およびペイロード部分３２０を有するパケット構造を含む。
【００２３】
ヘッダ部分３１０は、標準(standard)ヘッダデータ３１１、ストリーム識別子３１２、およびシーケンスコード３１４を含む。
【００２４】
ペイロード部分３２０は、たとえば初期パケットストリームから１つまたは複数のパケットを実施するために使用される。ペイロード部分の１つまたは複数の初期パケットそれぞれと、ストリーム識別子およびシーケンスコードとを関連付けることによって、受信機は、その後の処理のために初期パケットストリームを生成するために複数のトランスポートチャネルから受け取ったパケットを再配置(rearrange)することができる。この方法では、複数のトランスポートチャネルを使用して初期パケットストリームをトランスポートし、その後の処理のために受信機側で再形成(reform)することができる。ネットワークパケットデータ構造のペイロード部分の中に複数のパケットが含まれる場合、複数のパケットまたはパケットのグループが知られたシーケンスで配置され、その結果として、単一のシーケンスコードが、パケットのグループ全体を挿入する必要がある初期ビットストリーム内の位置を表すことができることが好ましい。
【００２５】
本発明の一実施形態では、オプションとして、さらにヘッダ部分３１０が他のデータ３１６によって増補(augment)される。以下でより詳細に論じるように、他のデータ３１６はチャネル識別子データ(channel identifier data)および伝送時間データを含むことができる。チャネル識別子データは、フィールド３１２で識別されたストリームをトランスポートする際にどの伝送チャネルまたはトランスポートチャネルが使用されるのかを識別するのに使用される。伝送時間データは、こうした伝送の実際の時間を示すのに使用される。この方式では、受信機が少数のトランスポートチャネルを処理できる場合に、「チャネルホッピング(channel hopping)」メカニズムが実施され、これによって、フィールド３１２で識別されたストリームを取り出すために、受信機側の１つまたは複数のチャネルプロセッサが、識別された時間に識別されたチャネルを選択する。
【００２６】
データ構造(data structure)３００は、例示的に、図１のシステム１００のトランスポートチャネルＴ１Ｒ〜Ｔ１６Ｒ（またはＴ１Ｌ〜Ｔ１６Ｌ）を介してトランスポートするのに好適なデータパケット構造を含む。図３のデータパケット構造３００は、複数チャネルを有する任意のネットワークまたは伝送媒体(transmission medium)に適したパケット構造に合致するように、当分野の技術者によって修正可能であることに留意されたい。
【００２７】
図１の装置１００では、各トランスポートチャネルＴが、事前定義された（典型的には最大の）データレートでパケットのシーケンスを伝送する。データが伝送に使用できる場合、データはネットワークトランスポートパケットのペイロード部分に挿入され、伝送される。データが使用できない場合、通常はＮＵＬＬトランスポートパケットが伝送される。本発明の一実施形態によれば、ＮＵＬＬトランスポートパケットはデータを含むトランスポートパケットに置き換えられ、ＮＵＬＬデータの置換えに使用されるデータには、リアルタイムでないデータ、またはＮＵＬＬパケットが置換えに使用できるような時間になるまで送信機によって保持可能な他のデータを含むことができる。この場合、ＮＵＬＬパケットの出現の「バースト性(bursty)」と、伝送システム内でのＮＵＬＬパケットの使用により、ＮＵＬＬパケットの代わりに伝送されるデータは、リアルタイムでないかまたはビデオ、オーディオなどのストリーミングデータでないことが好ましい。この方式で伝送されるデータに特に有用な形式は、プログラムガイドデータ(program guide data)および他のバルクファイルデータ(bulk file data)である。
【００２８】
本発明の一実施形態では、映画または他のコンテンツが、セットトップ端末(set top terminal)によって受信される１つまたは複数の出力ストリームに挿入されるため、映画または他のコンテンツを、セットトップ端末に関連付けられた大容量記憶デバイスに格納することができる。この実施形態では、映画または他のコンテンツは、リアルタイムではなくセットトップ端末に伝送される。すなわち映画または他のコンテンツは、可能な帯域幅で、一晩中などの時間枠に渡ってセットトップ端末に伝送することができる。この方式では、余分な帯域幅は、セットトップ端末が後で表示するためにサーバからコンテンツを取り出す際に使用することができる。
【００２９】
本発明の一実施形態では、ストリーム識別子データおよびシーケンスコードは、チャネル識別子フィールドおよび伝送時間識別子フィールドによって増補される。チャネル識別子フィールドは、所望のデータ（すなわち、ストリーム識別子によって識別されるデータストリームに関連付けられたデータ）を提供するトランスポートチャネルを示す。伝送時間識別子フィールドは、識別されたトランスポートチャネルによってそうしたデータが提供される時間を示す。この実施形態では、トランスポートチャネルが所望の速度でデータを伝送できなくなった場合、伝送されるデータは代替トランスポートチャネル(alternate transport channel)を介して受信機に提供される。データのトランスポートに使用されるトランスポートチャネルを変更する前に、オリジナルのトランスポートチャネルを介したデータ送信機内のチャネル識別子フィールドおよび時間識別子フィールドには、どの新しいトランスポートチャネルを使用するか、および新しいトランスポートチャネル上でいつデータが使用可能になるかを受信機が決定できるようにする情報が入力される。データを複数のトランスポートチャネル上で複数の時間に使用可能にできること、およびチャネル識別子および時間識別子が複数のトランスポートチャネル上でも提供できることに留意されたい。この方式では、任意のトランスポートチャネルを処理する受信機は、他のどのトランスポートチャネルが所望のデータを含むことになるのかを決定できる。
【００３０】
通信システム内で符号化および／または変調を選択することによって実施される正規のオーバヘッドに加えて、（１）通信システム内で使用されるトランスポンダの数および所望のデータを搬送するのに使用されるこれらトランスポンダの識別子、（２）連続データ(contiguous data)または関連データ(related data)のストリームについての異なるトランスポンダ間での変化に関連する情報を含む、使用されるトランスポンダの使用タイミング、（３）伝送されるデータの順序(order)およびこうしたデータの任意の冗長性(redundancy)、ならびにこうしたデータの再組合せ(recombination)を容易にするためのマップ(map)または他の手段(other means)、および（４）デフォルトのディスプレイ情報も、他のデータとして含めることができる。
【００３１】
本発明に従って処理される初期パケットストリームを復元(reconstruct)するように適合された受信機は、参照により全文が本明細書に組み込まれた、同時出願の米国特許出願第０９／９４２，８１０号（代理人整理番号第ＰＵ０１０１６５号）に開示されている。開示された受信機は、複数のトランスポートチャネルストリームＴそれぞれ（ＤＳＳ周波数プランの１６のＲＨＣＰまたは１６のＬＨＣＰチャネルそれぞれ）を同時に受信する。同時に受信された複数のストリームは、その後、ネットワークパケット構造に含められたパケットまたはパケットグループを抽出(extract)するように処理される。抽出された初期パケットストリーム(extracted initial packet stream)に関連付けられたストリーム識別およびシーケンスコードは、初期パケットストリームを復元(reconstruct)するために使用される。復元されたパケットまたはパケットグループは、その後、ビデオ復号、オーディオ復号、データ処理、または他の処理機能などの、他の処理の対象となる。
【００３２】
図４は、本発明の原理に従って使用される例示的方法を示す流れ図である。具体的に言えば、図４の方法４００は、１つまたは複数のビットストリームのデータを、複数チャネル伝送ネットワークに適合されたパケットデータ構造に組み込むために使用される、様々な処理ステップを示す。各パケット、または関連するパケットグループは、受信機側でのストリーム復元プロセス(stream reconstruction process)を支援するための、ストリーム識別情報およびパケットシーケンス情報に関連付けられる。伝送チャネルのローディングおよび他の要素に基づいて、初期ビットストリームパケットは、１つまたは複数の伝送チャネルを介して受信機に伝送される。伝送されるパケットストリームは、特定のチャネルトランスポートストリームを介して伝送される１次パケットストリーム、あるいは、１つまたは複数のチャネルトランスポートストリームで通常使用されるＮＵＬＬパケットの代わりに便宜的に(opportunistically)挿入される２次パケットストリーム(secondary packet stream)を含むことができる。いずれの場合にも、そのように処理された初期ビットストリームパケットは、伝送前にパケットに関連付けられたストリームＩＤ情報およびシーケンスコード情報を使用して、受信機によって復元される。
【００３３】
ステップ４０５では、１つまたは複数のビットストリームが伝送されると、ネットワークインターフェース／リンク１３０による受信が開始される。ステップ４１０では、様々な伝送チャネルのローディングに関して決定される。すなわち、ステップ４１０では、ネットワークインターフェース／リンクが、受信されるビットストリームをトランスポートするのに使用できる使用可能チャネル容量を決定する。
【００３４】
ステップ４１５では、使用可能伝送チャネルに関してビットストリームパケットのアロケーションが決定される。すなわち、ボックス４２０を参照すると、可能な範囲で使用できる帯域幅を使用する適切な方式でデータが処理されるように、伝送されるデータを使用可能な伝送チャネル間でどのように割り振るかを決定するために、データレート、使用レベル、ローディング、スケジューリング、サービス品質（ＱＯＳ）要求、ならびに、伝送に使用されるチャネルおよび伝送されるデータに関連付けられた他のファクタが評価(evaluate)される。チャネルホッピング実施形態では、パケットはさらに、識別されたチャネルおよびチャネル伝送時間に従っても割り振られる。この場合、そのように割り振られたデータを識別されたチャネルに（または識別された伝送時間に）伝送することが不可能または非現実的であれば、チャネル識別情報および／または伝送時間情報は、同時にまたは（好ましくは）後で、他のチャネルを介して伝送させるように適合可能である。
【００３５】
ステップ４２５では、ビットストリームを復元するためのパケットシーケンスを識別するために、パケット構造がフォーマットされる。すなわち、ボックス４３０を参照すると、伝送される特定のビットストリーム内にある各パケットまたはパケットの逐次(sequential)／連続(contiguous)グループに関連付けられたストリームＩＤおよびパケットシーケンスコードが決定され、パケットは、伝送のためにこうした情報とともにネットワークパケット構造（必要であれば）にカプセル化される。さらに、他のデータをカプセル化されたパケット構造に挿入するか、そうでなければ伝送されるデータに関連付けることができる。前述のように、他の情報には、チャネル識別情報および関連付けられた伝送時間情報を含めることができる。こうしたチャネル識別情報および伝送時間情報は、前述の「チャネルホッピング」伝送方法および他のシステム構成で適用可能であることがわかる。
【００３６】
ステップ４３５では、伝送されるパケットが、例示的にはＮＵＬＬパケットの代わりに、帯域幅が十分に活用されていないと識別された伝送チャネル内に挿入される。任意選択で、それぞれのチャネル識別情報および伝送時間情報に関連付けられたこれらのパケットは、識別された伝送時間に（または識別された伝送時間にできる限り近い時間に）識別されたチャネル上で伝送される。
【００３７】
ステップ４４０では、伝送チャネルローディングまたは伝送されるビットストリームに対していずれかの変更が行われたかどうかに関して判定が行われる。変更が認められない場合、方法４００はステップ４２５に進む。変更が認められた場合、方法４００はステップ４１０に進む。
【００３８】
前述の方法は、１つまたは複数の初期パケットストリームを処理し、便宜上、これら１つまたは複数の初期パケットストリームおよび対応するストリーム識別およびパケットシーケンスデータを、トランスポートチャネルＴに挿入する。さらに方法は、様々なトランスポートチャネルの使用レベルの変更にも応答して、挿入を適合させる。それぞれの初期パケットまたはパケットグループが対応する受信機によって復元可能であるため、処理された初期パケットを受信機が実際に受け取ったトランスポートチャネルに含めるだけでよい。したがって、例示的実施形態では、受信機が１６の右旋円偏波チャネルすべてまたは１６の左旋円偏波チャネルすべてを受け取る場合、その受信機が処理することが意図されている初期パケットストリームが、その受信機が受け取った適切な１６のチャネルのうち１つまたは複数に確実に挿入されるようにするだけでよい。
【００３９】
図５は、本発明の原理に従って実行される例示的なパケットストリーム処理を示す図である。具体的に言えば、ＮＵＬＬパケットＮが点在する複数のデータパケットＤ１を含む、公称伝送チャネルパケットストリーム(nominal transmission channel packet stream)５１０が示される。本発明の原理に従って処理した後、公称トランスポートストリーム５１０内のＮＵＬＬパケットＮは、複数の挿入されたストリームからのパケットに置き換えられる。具体的に言えば、それぞれのビットストリームから挿入されたデータパケットＸ１およびＸ２が点在する初期データパケットＤ１を含む、修正されたストリーム(modified stream)５２０が示される。この方法では、修正されたストリーム５２０が伝送される際に、ＮＵＬＬパケットを伝送することによって無駄になる帯域幅はない。
【００４０】
受信機側では、メインチャネルデータパケットＤ１が、データストリーム５３０として取り出され、第１の挿入されたストリームパケットＸ１はデータストリーム５４０として取り出され、第２の挿入されたストリームパケットＸ２はデータストリーム５５０として取り出される。ストリームに挿入されたそれぞれのパケットＸが、図１〜図４に関して上記で論じたパケット構造に適合することに留意されたい。
【００４１】
図６は、本発明の原理に従って、図１の装置で使用するのに好適な例示的プロセッサを示す高水準構成図である。具体的に言えば、図６のプロセッサ６００は、ストリームＩＤおよびシーケンス関数１１０、ネットワークパケット変換器関数１２０、または両方の関数を一緒に実施するように適合することができる。さらに、図６のプロセッサ６００は、ネットワークインターフェース／リンク１３０の論理処理部分を実施するために使用することもできる。プロセッサ６００は、マイクロプロセッサ６２０ならびに様々なプログラム６３５を格納するためのメモリ６３０を含む。マイクロプロセッサ６２０は、電源、時計回路、キャッシュメモリ、などの従来のサポート回路６４０、ならびにメモリ６３０に格納されたソフトウェアルーチンの実行を支援する回路と協働する。したがって、本明細書でソフトウェアプロセスとして論じる処理ステップの一部は、たとえば、様々なステップを実施するためにマイクロプロセッサ６２０と協働する回路として、ハードウェア内で実施可能であることを考慮されたい。プロセッサ６００は、図１の装置１００内でプロセッサ６００によって実施される機能要素と隣接する機能要素との間にインターフェースを形成する、入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路６１０も含む。図６のプロセッサ６００は、本発明に従って様々な処理機能を実行するようにプログラムされた汎用コンピュータとして示されているが、本発明は、たとえば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）としてハードウェア内で実施することができる。したがって、本明細書に記述された処理ステップは、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組合せによって同様な意味合いで実施されるものとして、広範囲に解釈されることを意図するものである。
【００４２】
本発明の一実施形態では、プロセッサ６００は、ストリームＩＤおよびシーケンス関数１１０とネットワークパケット変換器関数１２０の両方を実施するために使用される。本発明のこの実施形態では、プロセッサ６００は初期パケットストリームを受け取り、これに応答して、図１〜図４に関して上記で論じたパケット構造に従ってネットワークパケットストリームを生成する。
【００４３】
他の実施形態では、プロセッサ６００がネットワークインターフェース／リンク１３０の論理部分を実施する。すなわち、プロセッサ６００は、どのネットワークパケットストリームを特定の伝送チャネルに含めるべきかを決定する方法を実施する際に使用される。この実施形態では、プログラム６３５は、それぞれの伝送チャネルの帯域幅使用に関する情報と、伝送されるデータの帯域幅要求に関する情報と、伝送されるチャネルストリームに便宜的に挿入されるデータに関する情報とを受け取る、アルゴリズムを含む。したがって、公称帯域幅アロケーションアルゴリズム(nominal bandwidth allocation algorithm)が、一般的には伝送チャネルタイムスライス(transmission channel time slice)の一部にＮＵＬＬパケット伝送を提供するとすれば、図１〜図４に関して上記で論じたように、公称アルゴリズム(nominal algorithm)は本発明に従ってＮＵＬＬパケットの代わりに便宜上のデータを挿入するように修正される。
【００４４】
以上、本明細書では、本発明の教示を組み込んだ様々な実施形態について表示および説明してきたが、当分野の技術者であれば、これらの教示を組み込んだ多くの他の変形形態を容易に考案することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態において使用される例示的パケットストリーム処理装置を示す高水準構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態において使用することができる周波数プランの一例であるＤＢＳ周波数プランを示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態において使用される例示的データ構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態において使用される例示的処理方法を示す流れ図である。
【図５】本発明の一実施の形態において実行される例示的パケットストリーム処理を示す図である。
【図６】本発明の原理に従って図１の装置で使用するのに好適な、例示的プロセッサの高水準構成図である。
【符号の説明】
３１０    ヘッダ部分
３１１    標準ヘッダデータ
３１２    ストリーム識別子
３１４    シーケンスコード
３１６    他のデータ
３２０    ペイロードデータ
３２０    １つまたは複数の初期パケット
【図１】
0004122199.tif 000002
【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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