(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテンツデータを含むリアルタイム情報を送信する送信装置と、
前記送信装置から送信された前記リアルタイム情報を伝送する伝送路と、
前記伝送路で伝送された前記リアルタイム情報を受信する中継装置と、
前記中継装置から送信されるデータを伝送する無線ネットワークと、
前記送信装置から送信され前記無線ネットワークで伝送されたデータを受信する受信装置と、
を備えたネットワークシステムであって、
前記中継装置は、
前記伝送路で伝送された前記リアルタイム情報を受信する伝送路受信部と、
前記送信装置と独立して基準時間を生成する基準時間生成部と、
前記伝送路受信部で受信した前記リアルタイム情報と前記基準時間とを前記無線ネットワークを介して送信するネットワーク送信部と、
を有し、
前記受信装置は、
前記中継装置から前記無線ネットワークを介して送信された前記リアルタイム情報と前記基準時間とを受信する第１のネットワーク受信部と、
前記第１のネットワーク受信部で受信した前記基準時間により内部時間を生成する第１の内部時間管理部と、
前記第１のネットワーク受信部で受信した前記リアルタイム情報を復号して前記コンテンツデータを再生し、前記内部時間管理部が生成した前記内部時間に基づいて前記再生されたコンテンツデータを出力するリアルタイム情報処理部と、
を有するネットワークシステム。
【請求項２】
前記送信装置は、
前記中継装置から前記無線ネットワークを介して送信された前記基準時間を受信する第２のネットワーク受信部と、
前記第２のネットワーク受信部が受信した前記基準時間に基づいて内部時間を生成する第２の内部時間管理部と、
前記リアルタイム情報を前記伝送路を介して送信する伝送路送信部と、
前記コンテンツデータを含む元リアルタイム情報と前記第２の内部時間管理部の生成した前記内部時間とから前記リアルタイム情報を生成する制御部と、
を有する、請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
コンテンツデータを含むリアルタイム情報を送信する送信装置と、
前記送信装置から送信された前記リアルタイム情報を伝送する伝送路と、
無線ネットワークと、
前記無線ネットワークで伝送されたデータを受信する受信装置と、
を含むネットワークシステムで用いられる中継装置であって、
前記伝送路で伝送されたリアルタイム情報を受信する伝送路受信部と、
前記送信装置と独立して基準時間を生成する基準時間生成部と、
前記伝送路受信部で受信した前記リアルタイム情報と前記基準時間とを前記無線ネットワークを介して送信するネットワーク送信部と、
を備えた中継装置。
【請求項４】
コンテンツデータと第１の基準時間とを含むリアルタイム情報を送信する送信装置と、
前記送信装置から送信された前記リアルタイム情報を伝送する伝送路と、
前記伝送路で伝送された前記リアルタイム情報を受信する中継装置と、
前記中継装置から送信されるデータを伝送する無線ネットワークと、
前記無線ネットワークで伝送されたデータを受信する受信装置と、
を備えたネットワークシステムであって、
前記中継装置は、
前記伝送路で伝送された前記リアルタイム情報を受信する伝送路受信部と、
前記伝送路受信部で受信した前記リアルタイム情報から前記第１の基準時間を抽出し、前記第１の基準時間を修正して得られた修正基準時間から内部時間を算出し、前記内部時間から第２の基準時間を生成する基準時間生成部と、
前記伝送路受信部が受信した前記リアルタイム情報と前記第２の基準時間とを前記無線ネットワークを介して送信するネットワーク送信部と、
を備え、
前記受信装置は、
前記中継装置から前記無線ネットワークを介して送信された前記リアルタイム情報と前記第２の基準時間とを受信するネットワーク受信部と、
前記受信した第２の基準時間により内部時間を生成する第１の内部時間管理部と、
前記ネットワーク受信部で受信した前記リアルタイム情報を復号して前記コンテンツデータを再生し、前記内部時間管理部が生成した前記内部時間に基づいて前記再生されたコンテンツデータを出力するリアルタイム情報処理部と、
を有するネットワークシステム。
【請求項５】
コンテンツデータと第１の基準時間とを含むリアルタイム情報を送信する送信装置と、
前記送信装置から送信された前記リアルタイム情報を伝送する伝送路と、
無線ネットワークと、
前記無線ネットワークで伝送されたデータを受信する受信装置と、
を含むネットワークシステムに用いられる中継装置であって、
前記伝送路で伝送された前記リアルタイム情報を受信する伝送路受信部と、
前記伝送路受信部で受信した前記リアルタイム情報から前記第１の基準時間を抽出し、前記第１の基準時間を修正して得られた修正基準時間から内部時間を算出し、前記内部時間から第２の基準時間を生成する基準時間生成部と、
前記伝送路受信部が受信した前記リアルタイム情報と前記第２の基準時間とを前記無線ネットワークを介して送信するネットワーク送信部と、
を備えた中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアルタイム特性が要求される情報を送受信するための送信装置、中継装置、受信装置とそれらを備えたネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、旅行客を対象とした航空機などの交通機関では、機内・車内の各座席に受信装置を配置し、映像（映画、衛星放送など）、音声（音楽、ニュースなど）、インタラクティブコンテンツ（ゲーム、ショッピングなど）といった様々なサービスを提供している。これらのサービスは、映像・音声・インタラクティブコンテンツを格納・配信する基幹サーバと客席の受信装置を伝送網で接続し、様々なネットワーク技術（ストリーミング技術、ファイル転送プロトコルなど）を用いて通信を行うことで実現される。
【０００３】
この中でも、特に映画閲覧サービスでは、音声を座席から、映像を壁面の大画面から出力する場合がある。このようなサービスを実現するには、音声を出力する各座席の受信装置と、壁面に映像を投影する投影機のいずれもが互いに同期した内部時間を有し、かつ、同じタイミングで映像・音声を出力する必要がある。
【０００４】
上記のサービスを実現するためには、一般的には非同期である個々の受信装置の内部時間を、互いに同期させる必要がある。しかしながら、有線ネットワーク上では、伝送系路上のルーティング処理などから、時系列的にランダムな遅延時間が生じるため、この経路を用いた同期方式では高精度な同期が概して困難である。
【０００５】
特開２００４−１２９００９号公報は複数の受信装置の内部時間を互いに同期させるための従来の技術を開示している。この技術では、衛星が発信する基準周波数を利用して、送信元および受信装置の内部時間を同期させる。特開平１１−８８３０５号公報は、遅延揺らぎの発生しない衛星通信など特別な経路で基準時間を配信して内部時間を同期させる方法を開示している。また他に、ＩＥＥＥ８０２．３シリーズに代表される有線ネットワーク技術、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに代表される無線ネットワーク技術の上で、Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＮＴＰ）に準拠したシステムで内部時間を同期できる。
【０００６】
特開２００４−１２９００９号公報に開示されている上記の方法では、衛星などの大規模なシステムを要し、また映像・音声情報以外に時刻の同期用の通信経路を用意する必要がある。
【０００７】
特開平１１−８８３０５号公報の方法では、衛星など大規模なシステムや専用の回路を必要とする。
【０００８】
ＮＴＰに準拠したシステムは、中継装置を介すと遅延時間の揺らぎが発生する可能性が高く、確実な同期は保証できない。また、複数の受信装置が少数のＮＴＰサーバに対してＮＴＰタイムスタンプを要求するために輻輳が発生しやすい。
【発明の開示】
【０００９】
ネットワークシステムは送信装置と、伝送路と、伝送路で伝送されたリアルタイム情報を受信する中継装置と、無線ネットワークと、無線ネットワークで伝送されたデータを受信する受信装置とを備える。中継装置は、送信装置と独立して基準時間を生成する基準時間生成部と、送信装置から受信したリアルタイム情報と基準時間とを無線ネットワークを介して送信するネットワーク送信部とを有する。受信装置は、無線ネットワークを介して送信されたリアルタイム情報と基準時間とを受信するネットワーク受信部と、無線ネットワーク受信部で受信した基準時間により内部時間を生成する内部時間管理部と、無線ネットワーク受信部で受信したリアルタイム情報を復号してコンテンツデータを再生して、内部時間管理部が生成した内部時間に基づいてコンテンツデータを出力するリアルタイム情報処理部とを有する。
【００１０】
このネットワークシステムにより、単数、複数に関わらず受信装置は映像・音声を同期して出力できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるネットワークシステムにより、単数、複数に関わらず受信装置は映像・音声を同期して出力でき、航空機内のエンターテイメントシステムやシネマコンプレックスなどの複数の受信機を備えたシステムに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１Ａは本発明の実施の形態１によるネットワークシステムの構成図である。このシステムでは映像や音声等のコンテンツデータが送受信され復号されて映像や音声が出力される。すなわちそのコンテンツデータはリアルタイム特性が要求されるリアルタイム情報として扱われ、コンテンツデータはリアルタイム情報に含まれる。このネットワークシステムはリアルタイム情報を送信する送信装置１、送信装置１から送信されたリアルタイム情報を受信して送信する中継装置２、中継装置から送信されたリアルタイム情報を受信する受信装置３、送信装置１から送信されたリアルタイム情報を伝送する伝送路４１、中継装置から送信されたデータを伝送する無線ネットワーク４２からネットワークシステムが構成される。ネットワークシステムには一般的に複数の受信装置３が存在するが、１つだけの受信装置３が存在してもよい。
【００１３】
実施の形態１によるネットワークシステムでは、伝送路４１にＩＥＥＥ８０２．３シリーズ、無線ネットワーク４２にＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの規格を適用する。リアルタイム情報には、Ｍｏｔｉｏｎ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ（ＭＰＥＧ）規格と、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ（ＩＥＴＦ）勧告のＲｅｑｕｅｓｔ  Ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔｓ（ＲＦＣ）３３５０のＲｅａｌｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＲＴＰ）を適用する。リアルタイム情報は、例えばＭＰＥＧ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｔｒｅａｍ（ＴＳ）をペイロードに格納したＲＴＰパケットである。このＭＰＥＧ  ＴＳには映像・音声をＭＰＥＧ形式で圧縮したデータが格納される。
【００１４】
図１Ｂは図１Ａに示すネットワークシステムを構成する中継装置２と受信装置３のブロック図である。
【００１５】
中継装置２は、伝送路受信部２１、制御部２２、基準時間生成部２３、ネットワーク送信部２４を有する。伝送路受信部２１は伝送路４１からリアルタイム情報を受信する。制御部２２は、受信したリアルタイム情報を修正してネットワーク送信部２４から受信装置３へ同報配信する。基準時間生成部２３は送信装置１と独立してシステム全体の基準となる基準時間を生成してネットワーク送信部２４から受信装置３へ同報配信する。
【００１６】
基準時間は、時間情報を記したＭＰＥＧ  ＴＳパケットをペイロードに格納したＲＴＰパケットで送られる。中継装置２は内部時間としてＳｙｓｔｅｍ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ（ＳＴＣ）を有する。ＭＰＥＧ  ＴＳの中のヘッダのアダプテーションフィールドには、ＳＴＣに基づいて算定されたＰｒｏｇｒａｍ  Ｃｌｏｃｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ（ＰＣＲ）が記述されている。
【００１７】
また、基準時間の生成は、Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＮＴＰ）による方法でも実現可能である。この場合、送信される基準時間はＮＴＰに基づく絶対時刻となる。
【００１８】
受信装置３は、ネットワーク受信部３１、内部時間管理部３２、リアルタイム情報処理部３３を有する。ネットワーク受信部３１は、無線ネットワーク４２を介して中継装置２からリアルタイム情報と基準時間を受信する。内部時間管理部３２は、受信した基準時間を受信装置３の内部時間に変換して管理する。リアルタイム情報処理部３３は、ネットワーク受信部３１で受信したリアルタイム情報を復号化してコンテンツデータを再生して出力する。この際、内部時間管理部３２が管理する内部時間を参照し、リアルタイム情報に記述された表示時間に基づいて出力する。
【００１９】
表示時間は、ＭＰＥＧ  ＴＳのデータフィールドに格納されたＰａｃｋｅｔｉｚｅｄ  Ｅｒｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｓｔｒｅａｍ（ＰＥＳ）パケットのＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ（ＰＴＳ）で規定される。一般的に映画等の映像コンテンツの中の同期した、すなわち同時に出力される映像と音声のデータには同じ値のＰＴＳが付加される。受信装置３は内部時間としてＳｙｓｔｅｍ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ（ＳＴＣ）を有し、ＳＴＣの値がＰＴＳの値に達した時にそのＰＴＳが付加された映像や音声が出力される。
【００２０】
図２は中継装置２の基準時間生成部２３のブロック図である。基準時間生成部２３は、内部時間カウンタ２３１と、基準時間配信部２３２を有する。内部時間カウンタ２３１は、規定周波数に基づいて内部時間を増分する。基準時間配信部２３２は、内部時間の読み出しから基準時間の出力までの処理にかかる時間を内部時間に加算し、この結果を基準時間としてネットワーク送信部２４を介して送信する。
【００２１】
図３は、受信装置３のリアルタイム情報処理部３３のブロック図である。リアルタイム情報処理部３３は抽出部３３１、バッファ３３２、復号部３３３から構成される。抽出部３３１は、受信したリアルタイム情報から映像や音声等のコンテンツデータを抽出する。バッファ３３２は抽出されたコンテンツデータを一時的に格納し、要求に応じて要求された量のデータを出力する。バッファ３３２はリアルタイム情報の伝送系路上の遅延時間の揺らぎを吸収するために、例えば遅延時間の平均時間や最大時間等から導出した揺らぎを吸収するために必要な記憶容量を有する。復号部３３３は、バッファ３３２から出力されたデータを復号し、映像や音声を生成して出力する。
【００２２】
図４は受信装置３の内部時間管理部３２のブロック図である。内部時間管理部３２は、基準時間抽出部３２１、内部時間更新部３２２、内部時間カウンタ３２３から構成される。基準時間抽出部３２１は、受信したＲＴＰパケットから基準時間を抽出する。内部時間更新部３２２は、抽出された基準時間に基づいて受信装置３の内部時間を更新する。内部時間カウンタ３２３は、更新された内部時間を規定周波数にしたがって増分する。
【００２３】
図５は送信装置１のブロック図である。中継装置２と送信装置１に接続される伝送路４１は、無線またはＰＣＩといったローカルバス等の任意の伝送路でもよい。送信装置１は、制御部１３、伝送路送信部１４、ネットワーク受信部１１、内部時間管理部１２から構成される。ネットワーク受信部１１は基準時間を中継装置２から受信する。内部時間管理部１２は送信装置１の内部時間を、受信した基準時間に基づいて更新する。制御部１３は、更新された内部時間に基づいて表示時間を算出し、コンテンツデータを含む元リアルタイム情報に、算出した表示時間を付加して、送信すべきリアルタイム情報を生成する。伝送路送信部１４は表示時間を付加されたリアルタイム情報を中継装置２に送信する。
【００２４】
送信装置１において表示時間であるＰＴＳが生成される。受信装置３の内部時間であるＳＴＣがＰＴＳに同期するので、中継装置２からリアルタイム情報を受信したすべての受信装置３から出力される音声と映像が同期する。
【００２５】
上述の通り、実施の形態１によるネットワークシステムでは、衛星などの大規模システムを利用せず、中継装置２を用いた小規模システムで無線による同期を行う。この特徴に沿うものであれば、他の技術に置き換えることも可能である。
【００２６】
一般的に、有線ネットワーク上では、伝送系路上のルーティング処理などが原因で、時系列的にランダムな遅延揺らぎを生じる。音声や映像などのリアルタイム特性を持った情報を再生する場合、この遅延揺らぎのために、出力タイミングに差異が生じる。
【００２７】
また、有線ネットワークで複数の受信機に同報配信を行う場合、中継装置に相当するスイッチングハブでは、内部で各経路の端点でデータを連続でコピーしていく。したがって、時系列的に連続して複数の基準時間が送信されるので、複数の受信装置は同時に基準時間を受信できない。したがって、複数の受信装置は完全に同期するとは限らない。
【００２８】
これに対して、無線ネットワークで複数の受信装置に同報配信を行う場合、中継装置に相当する無線アクセスポイントなどでは、単一のアンテナから基準時間を含むデータを一括して発信する。よって、無線接続が可能な範囲では複数の受信機が同時に基準時間を受信でき、容易に複数の受信装置を同期させることができる。
【００２９】
映像・音声の同期出力については、出力時間を示すタイムスタンプを付加するなど多数の方式が存在する。すべての複数の受信装置の内部時間が同期すれば、これらの方式により複数の受信装置が映像・音声を同時に出力させることができる。
【００３０】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における中継装置の基準時間生成部２３Ａのブロック図である。実施の形態２によるネットワークシステムでは図１〜図５に示す実施の形態１によるネットワークシステムの中継装置２の基準時間生成部２３の代わりに基準時間生成部２３Ａを備える。その他の部分は実施の形態１によるネットワークシステムと同じであり説明を省略する。
【００３１】
基準時間生成部２３Ａは内部時間生成部２３４、内部時間更新部２３５、内部時間カウンタ２３１、基準時間配信部２３２から構成される。
【００３２】
内部時間生成部２３４は、伝送路受信部２１を介して受信したＲＴＰパケットにより運ばれたＭＰＥＧ  ＴＳパケットに記述されたＰＣＲによる基準時間５０１を修正して修正基準時間を生成する。具体的には、ＲＴＰパケットの伝送時に生じた伝送遅延時間の平均値を、ＰＣＲによる基準時間から差し引くことで修正基準時間を得る。
【００３３】
内部時間更新部２３５は、内部時間生成部２３４が生成した修正基準時間から内部時間を算出する。内部時間カウンタ２３１は算出された内部時間を規定周波数にしたがって増分する。基準時間配信部２３２は、内部時間カウンタ２３１で生成された中継装置２の内部時間を補正基準時間５０２として、ネットワーク送信部２４を介して受信装置３に配信する。
【００３４】
実施の形態２におけるネットワークシステムでは、送信装置１においてリアルタイム情報の表示時間を書き換える必要が無い。したがって、図１に示す実施の形態１によるネットワークシステムにおける中継装置２から送信装置１に基準時間を送信する必要はない。
【００３５】
なお、実施の形態１、２におけるネットワークシステムでは、無線ネットワーク４２を介して中継装置２から基準時間を送信する場合に、基準時間を送信する直前に中継装置２からの無線送信禁止期間を設けることが好ましい。これにより、直前の無線での送信終了を待たず基準時間を送信でき、より正確に受信装置３を同期できる。例えばＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線通信では送信でのパケットの最大フレーム長が２３１２バイトである。送信禁止期間は、そのパケットの前後に付加されてヘッダや誤り検出のためのデータ等の送信に要する時間を加えた時間に設定する。
【００３６】
実施の形態１、２による無線ネットワークシステムは、航空機内のエンターテイメントシステムやシネマコンプレックスなどの複数の受信機を備えたシステムに好適である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によるネットワークシステムにより、単数、複数に関わらず受信装置は映像・音声を同期して出力でき、航空機内のエンターテイメントシステムやシネマコンプレックスなどの複数の受信機を備えたシステムに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１によるネットワークシステムの構成図
【図１Ｂ】図１Ａに示すネットワークシステムを構成する中継装置と受信装置のブロック図
【図２】実施の形態１によるネットワークシステムの中継装置の基準時間生成部と制御部のブロック図
【図３】実施の形態１によるネットワークシステムの受信装置のリアルタイム情報処理部のブロック図
【図４】実施の形態１による受信装置の内部時間管理部のブロック図
【図５】実施の形態１によるネットワークシステムの送信装置のブロック図
【図６】本発明の実施の形態２によるネットワークシステムの中継装置の基準時間生成部のブロック図
【符号の説明】
【００３９】
１    送信装置
１１    ネットワーク受信部（第２のネットワーク受信部）
１２    内部時間管理部（第２の内部時間管理部）
１３    制御部
１４    伝送路送信部
２    中継装置
２１    伝送路受信部
２２    制御部
２３    基準時間生成部
２３１    内部時間カウンタ
２３２    基準時間配信部
２３４    内部時間生成部
２３５    内部時間更新部
２４    ネットワーク送信部
３    受信装置
３１    ネットワーク受信部（第１のネットワーク受信部）
３２    内部時間管理部（第１の内部時間管理部）
３２１    基準時間抽出部
３２２    内部時間更新部
３２３    内部時間カウンタ
３３    リアルタイム情報処理部
３３１    抽出部
３３２    バッファ
３３３    復号部
４１    伝送路
４２    無線ネットワーク
５０１    基準時間（第１の基準時間）
５０２    補正基準時間（第２の基準時間）
【図１Ａ】
0004345816.tif 000002
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004345816.tif 000007
【図６】
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