ホームネットワーク同軸配線で伝送されるネイティブ信号を利用した複数のデジタルＴＶ装置用デジタルメディアサーバ
ヘッドエンドから加入者宅にテレビジョンサービスを提供する方法は、第一の加入者端末が、ヘッドエンドから送信された第一のテレビジョンサービスを、第一の加入者端末に接続された第一の送信リンクを介して受信することを含み、また、それを前提条件とするものである。少なくとも一つのローカルテレビジョンチャネルの属性を特定するためのシステム情報データは、第二の送信リンクを介して、第一の加入者端末に接続された第二の加入者端末に送信される。少なくとも一つのローカルテレビジョンチャネルは、ヘッドエンドが第一の送信リンクで利用しない周波数を備える。第一のテレビジョンサービスは、少なくとも一つのローカルテレビジョンチャネルで、第一の加入者端末から第二の送信リンクを介して、加入者宅に配置された第二の加入者端末に送信される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、本願と同一の出願人に譲渡された出願である２００３年５月９日及び２００３年５月１０日に出願された米国仮特許出願第６０／４６９，５７３号及び第６０／４６９，８０１号の優先権を主張する。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、一般的に、広帯域通信システムに関し、特に、ホームビデオ記憶装置、サーバ端末、ネットワーク・マルチメディアシステムの分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
ハードディスクを利用したデジタルメディアレコーダ（デジタルビデオレコーダ、もしくは、パーソナルビデオレコーダ「ＰＶＲ」と呼ばれることが多い）の出現により、消費者は、テレビジョンを見たり音楽を聞いたりした経験に基づいて制御することを望み、それらの装置を導入することが多くなった。これらのメディア記憶／再生装置により、ユーザは番組をビデオ録画するだけでなく、テレビ信号の記録・再生を同時に行うことができる。これらの装置により、視聴者は、巻き戻しや早送りやスローモーションなどの各種の「ＶＣＲのような」モードを実行するだけでなく、生放送のテレビ番組を強制的に「一時停止」することができる。また、これらの装置により、視聴者は番組を記憶していつでも再生することができ、これは、別の「生」番組を記憶している最中であっても可能である。ＰＶＲで経験した知識は、テレビ番組の情報を豊富に含むレコーダ内のデータベースを連続的に更新するサービスによって完全なものになることが多い。レコーダではこのデータベースを使うことにより、視聴者は記録／再生する番組の選択が容易になり、また、入手可能な生番組の選択を誘導することが容易になる。これらのＰＶＲの機能の技術的な実施方法については、２００１年５月１５日に発行されたバートン他の米国特許６，２３３，３８９の「マルチメディア・タイムワープシステム」にある程度開示されている。これらのＰＶＲアプリケーションでは、現在低価格で利用可能な強力なＭＰＥＧデジタル圧縮を行うことにより、テレビ番組をＰＶＲのハードディスクに１００時間も記憶することができる。従って、加入者インタフェースや記憶装置や検索管理の詳細についてさしあたり無視すれば、標準のアナログテレビジョン信号は、記憶前にデジタル化され、デジタル圧縮され、再生（ハードディスクメモリからの検索）時に伸長される。圧縮されたＭＰＥＧストリームは、標準のテレビやオーディオ娯楽システムに表示するために、伸長され、再び符号化され、デジタル−アナログ変換器（「ＤＡＣ」）によって標準のテレビジョン信号に変換される。
【０００４】
番組信号が既にデジタルＭＰＥＧフォーマットのものであり、デジタルレシーバ（セットトップもしくはテレビジョン）がＰＶＲに適切に接続されている場合は、上述の処理工程の多くはＰＶＲ装置内で省かれることがある。この場合、記憶前の伸長工程、デジタル化工程、ＭＰＥＧ圧縮工程は不要である。何故ならば、それらの工程はデジタル信号発信側（放送局、ケーブルヘッドエンド、衛星アップリンク機関）で行われるからである。また、ＭＰＥＧ伸長、符号化、ＤＡＣはデジタルセットトップで実施されるのでこれらの工程を省いてもよい。これらの信号の流れについては、エリオット他の米国特許６，４４２，３２８のシステムで開示されている。このシステムによれば、対をなすデジタルセットトップの機能を利用して多くの信号処理機能を実現したり、単に記憶／検索のためにＰＶＲを利用してもよい。これらのシステムにより、統合化デジタルセットトップとＰＶＲ、即ち、デジタルセットトップとそれと対をなすＰＶＲを低価格で実現することが可能となる。近年、ケーブルシステム用デジタルセットトップと衛星放送サービスシステム（「ＤＢＳ」）用デジタルセットトップのベンダは、これらの統合化ＰＶＲセットトップ装置を導入している。
【０００５】
残念ながら、上述の統合化デジタルセットトップＰＶＲ装置は、接続されているテレビジョンセットに一つの番組信号を送信可能な組込型デジタルセットトップ装置と共に動作するので、家庭の複数の受信用アウトレットを使うことは有効ではない。従って、これらの装置では、ＰＶＲに記憶された利用可能な番組やＰＶＲから提供される対話型の番組案内を家庭の複数のＴＶアウトレットから見ることができない。この複数のアウトレットの利用に関する問題を解決するために、ＰＶＲのベンダは、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ規格で利用可能なホームネットワーク装置を使うことによって、ＰＶＲから複数のＴＶセットにデジタルメディアストリームを送信する補助的手段を提供している。しかしながら、この解決策では、アウトレットを追加することで必要となる標準画像や音声信号を生成するために、各ＴＶセットは、ネットワークインタフェースカード、ＭＰＥＧ伸長回路、それに続く画像符号化回路、ＤＡＣ回路を含む「シンクライアント」モジュールを備える必要がある。デジタルセットトップにこれらの追加されたアウトレットがあっても、ホームネットワーク装置からは後者のＭＰＥＧ伸長、符号化、ＤＡＣの内部回路をアクセスすることはできない。何故ならば、これらの大部分は、ネットワークインタフェースコネクタからＭＰＥＧ入力データを受け取るように設計されていないからである（また、ベースバンドデジタル入力機能すらないことがある）。従って、従来技術のＰＶＲホームサーバを使っても、数千万台にも及ぶ設置されたデジタルセットトップの基部の大部分が利用不可である。さらに、今日の市場に導入される新しいデジタルテレビジョンセットであっても、適切なネットワークインタフェースカードや、従来技術で構成されたＰＶＲホームサーバがその内部的なデジタル信号処理や符号化処理を活用することを可能とするベースバンドＭＰＥＧ入力機能を備えていない。従って、各アウトレットにホームネットワーク装置を設置しなくても、複数のレガシーデジタルセットトップとデジタルテレビ（「ＤＴＶ」）装置に経済的に対応可能な一台のデジタルメディアサーバによって解決することが求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このことを鑑みて、本発明の目的は、補助的なホームネットワーク装置を使わずにデジタルセットトップ、即ち、ＤＴＶ装置に備えられる全てのＴＶアウトレットに対応可能な一台のデジタルメディアサーバを構成するための経済的な解決策と方法を提供することである。さらに、本発明の別の目的は、設置されたＤＴＶ装置とセットトップの基部に組み込まれた機能を使ってデジタルメディアサーバシステムを提供することによって、それらを介して加入者が交信したり、そのサーバのデジタルメディアに記録したり再生したりすることが可能にすることである。本発明のさらに別の目的は、既存のデジタルセットトップとＤＴＶ装置に固有であり受信可能な信号を送る一方で、家庭内の既存の同軸配線を使う新たな水準のデジタルメディアサーバシステムを提供することである。本発明のさらに別の目的は、設置されたヘッドエンドと、それと調和して機能するアプリケーションモジュールを利用する加入者用デジタルメディアサーバシステムを提供し、ローカル・ホームＰＶＲサーバとネットワークＰＶＲサーバ（ヘッドエンドに基づく）を継ぎ目なく合体させることによって低価格のハイブリッドＰＶＲサービスを可能にすることである。本発明のその他の目的は、本明細書と添付の図面で詳細に示される開示から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
設置された従来のデジタルセットトップやＤＴＶ装置のほとんどは、既にＲＦ変調され、内蔵のチューナ−レシーバを介して送られる信号以外のデジタルＭＰＥＧ信号を処理できない。そのため、本発明では、そのデジタルセットトップとＤＴＶ装置が受信可能な固有の信号フォーマットを利用する。この固有のフォーマットには、ケーブルシステム用の直交振幅変調（「ＱＡＭ」）、地上波放送システム用の残留側波帯（「ＶＳＢ」）、ＤＥＳシステムにおける四相位相変調（「ＱＰＳＫ」）変調がある。また、これらの設置されたデジタル装置は、家庭内の同軸配線に接続され、それを介して受信する。さらに、ＲＦスイッチや配線を新たに導入しないことが望ましいので、デジタルメディアサーバから送られる信号は適切なＲＦ周波数で変調し、同軸配線のホームネットワークに送ることで、その同軸のホームネットワークに接続された関連する全てのデジタル装置で受信される。本発明の斬新な一態様は、番組のプロバイダとローカルメディアサーバから送られる信号を調整し、組み合わせ、デジタル装置によって判別できない信号を明らかにする方法である。本発明の斬新な別の一態様は、双方向型デジタルセットトップの既存のアップストリームトランスミッタの機能を利用して、意図された本来のケーブルヘッドエンドとだけでなく、ローカル・デジタルメディアサーバとも通信することである。これは、ケーブルヘッドエンドから提供されるその他の交信サービスと調和するように行われる。
【０００８】
本発明は、添付の図面を参照することでさらによく理解することができる。添付の図面において、図面全体を通して対応する部分には同じ参照番号を付してある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１と図２に本発明の好適な第一の実施形態を示す。ここでは、ケーブルヘッドエンドはホームデジタルメディアサーバと完全に協調動作するものとしている。図１は、エントリ・ゲートウェイ装置の一部として具現されるデジタルメディアＰＶＲサーバ１００を示す。これは、ケーブルプラントからの広帯域ＲＦ信号を端末１０１で受信し、４ウェイ・スプリッタ１１０によってその信号を全世帯に配信するものである。この４ウェイ・スプリッタ１１０は、設置されたデジタルセットトップ１０３、デジタルテレビ１０４、ケーブルモデム１０５、（もしあれば）その他のＣＡＴＶ家庭用電気製品で終端された各種アウトレットにホーム同軸配線１０２の信号を送る。
【００１０】
図１の線１０２に接続される加入者装置は、ヘッドエンドから発信された全ダウンストリーム信号（順方向チャネル）を受信することができる。これらは、図１のホームチャネル列のスペクトル要素１２０として模式的に示されている。また、ケーブルモデム１０５と１台以上の（双方向型）デジタルセットトップ１０３から送られるアップストリーム信号は、５ＭＨｚから４５ＭＨｚまでのアップストリーム周波数帯域内にあり、線１０２からゲートウェイサーバ１００内の受動構造部を通り、入力端末１０１を介してケーブルプラントを通ってケーブルヘッドエンドの中央集中設備まで送られる。一例として、デジタルセットトップ１０３のうちの一台から送られる２０ＭＨｚのアップストリーム信号が、ホームチャネル列の図のスペクトル要素１２１として上流に送信されることが模式的に示されている。このアップストリーム信号は、ヘッドエンドに基づく処理のためにケーブルヘッドエンドアップストリームレシーバによって受信され、また、図１からわかるように、その信号から引き出されたサンプルもサーバのアップストリームレシーバ１１２によって受信される。
【００１１】
さらに図１によれば、サーバのレシーバ／復調器１１１は、順方向チャネルの下流に送られる番組信号のいずれかを受信することができる。また、複数のチャネルを同時に受信するための二重レシーバ構造を備え、当分野では周知のデジタルセットトップ装置で利用されるレシーバと同様に、制御データやアクセス制御権メッセージを受信する順方向データチャネル（「ＦＤＣ」）レシーバを備えていてもよい。同様に、アップストリームレシーバ１１２からの加入者コマンドをＭＰＥＧ加入者インタフェースユニット１１５が受信すると、ＭＰＥＧ加入者インタフェースユニット１１５はハードディスクドライブ１１６と協力して、アクセス制御ユニット１１４の出力信号に対して当分野では周知のＰＶＲ受信、記憶、検索を行うことができる。さらに詳しく説明すると、セットトップ（不図示）に接続されたテレビに表示される各種の画面メニューを加入者が遠隔操作することによって、加入者のコマンドが双方向セットトップ１０３のアップストリームトランスミッタから送られる。上述のＰＶＲサーバシステムは、加入者コマンドインタフェースと番組再生モードを除いて、統合型セットトップＰＶＲ装置として基本的に動作することが明らかされる。１つまたは２つのデジタル信号を１１５内のＭＰＥＧプロセッサからＱＡＭＲＦ変調器１１３に送ることによって、ＰＶＲ出力と再生結果を見ることができる。一台のデジタルＱＡＭチャネルトランスミッタの利用は簡単であるが、好適な本実施形態では、複数のＨＤＴＶストリームを扱うために、複数の標準画質の画像ストリームを同時に送ることが可能な１１３用の二重ＱＡＭチャネルトランスミッタを示している。方向性結合器１１９を介して主線に接続されるＱＡＭＲＦ変調器１１３は、ダウンストリームチャネル列で利用されない高いケーブル帯域にチューニングするように構成可能である。一般的に、８６０ＭＨｚ回りの帯域のうちの最上位の周波数はケーブルシステムでは利用されないが、全てのデジタルセットトップにとってチューニング範囲内にあるので、それを互換性のあるものとして選択することも可能である。従って、（以下で説明する）チャネルを適切に定義してセットトップを構成し、図１のホームチャネル列のスペクトル要素１２２として模式的に示されている約８６０ＭＨｚのＱＡＭチャネルにチューニングすることによって、ＰＶＲサーバ１００から送られるデジタルストリームのいずれかを受信することができる。線１０２に接続されるＣＡＴＶ家電製品のいずれかでこれらのチャネルが受信されるので、本発明の重要な特徴である複数のアウトレットを提供することは重要である。従って、帯域阻止フィルタ・トラップ１１８は、ケーブルチャネル列とぶつからないＰＶＲのＱＡＭチャネル周波数として利用できる周波数に一致するように構成することが好ましい。この場合におけるその周波数は８６０ＭＨｚである。この帯域阻止フィルタ（２チャネル幅）には２つの目的がある。第一に、ローカルＱＡＭチャネルのセットトップ１０３やＤＴＶ１０４による受信の品質が低下しないように、端末１０１のケーブルシステム（即ち、隣りの加入者）からの８６０ＭＨｚに達する雑音や干渉を除去することである。第二に、局所的に生成される８６０ＭＨｚを濾波することである。スプリッタ１１０で反射して方向性結合器１１９を介して戻るＱＡＭ信号は上流方向にさらに戻る。これにより、局所的に生成された同じ周波数のＰＶＲＱＡＭチャネルを持つ隣りの加入者を保護することができる。トラップ１１８がもつべき重要な特徴を見のがしてはならない。それは、二つのチャネルをカバーする阻止周波数帯域のフラット（均一）な反射特性を示しており、方向性結合器１１９の出力で見られる周波数応答と群遅延歪は最小化される必要がある。
【００１２】
また、図１は、オプションとしてのイーサネット(登録商標）１０／１００ベースT・ホームネットワーク接続１０６を利用して、ネットワークインタフェースユニット１１７から、ルータを備えることが可能なホームネットワーク１０８を介してホームＰＣ１０７に接続できることを示している。この接続により、レシーバ・復調器１１１によって受信されるファイル以外の様々なメディアのファイルをＰＶＲサーバにダウンロードすることが可能となる。また、ＰＣのアプリケーションを用いることによって、ＰＶＲサーバと加入者の交信モードが可能になる。従って、セットトップＯＳＤ機能との単純で基本的な交信を許す一方で、メディアのディレクトリとプレイリストを編成することができる。
【００１３】
図２は、図１の好適な実施形態の信号とデータのフローを示す。データフローでは、構成要素間の物理的な配線を必ずしも示す必要はない。本願では、有線電気通信技術者協会（Society of Cable Telecommunications Engineers）から出版された、本願の援用文献であるＳＣＴＥ４０ ２００３（旧ＶＳ−３１３）「デジタルケーブルネットワークインタフェース規格」（以下「ＤＶＳ−３１３」とする）に記載されているケーブルシステムとデジタルセットトップ間の信号インタフェースの用語と機能の説明を採用する。ＰＶＲサーバの機能はユニット２００で示される。これらの機能が加入者用ゲートウェイで実行されることが示されている。加入者デジタルセットトップとＴＶ装置へ（から）流れる信号を２８０で示す。これらは実際に、図１の家庭内配線１０２をＲＦ周波数で流れ、３つの主成分を備える。第一の成分は、加入者に送られるメディア番組コンテンツを含む順方向アプリケーション送信（「ＦＡＴ」）チャネルである。第二の成分は、ＦＡＴのコンテンツを受信したり伸長するために用いられる制御データやシステム情報を送る順方向データチャネル（「ＦＤＣ」）である。ＦＤＣは帯域外のチャネルで送られることが多いため、デジタルセットトップ内に専用のレシーバと復調器が必要である。第三の成分は、加入者側から発信され、デジタルセットトップから交信サービス用のケーブルヘッドエンドにアップストリーム情報を送る逆方向データチャネル（「ＲＤＣ」）である。好適な第一の実施形態のＰＶＲサーバでは、ケーブルヘッドエンド、即ち、ハブ設備２５０と、２８０の加入者用セットトップの間で、これらの３信号成分を使って通信する。
【００１４】
好適な第一の実施形態に係るサーバＰＶＲの動作は、ケーブルヘッドエンドの協力的な構成に基づくものであるため、セットトップとＤＴＶ装置は必要なシステム制御情報を備えることが可能となり、（ａ）局所的に挿入されたＦＡＴチャネル２０１を受信し、（ｂ）加入者がサーバＰＶＲと交信するために、サーバＰＶＲが受信するアップストリームＲＤＣ情報を送信することができる。このため、ヘッドエンド／ハブ設備は、サーバＰＶＲを設置してハブに接続した全加入者が利用できるようにするために局所的に生成されたＦＡＴチャネルを定義するシステム情報パケットをＦＤＣで送信するように構成される。これは、以下で説明するが、プログラム／システム情報プロトコル（「ＰＳＩＰ」）のメッセージを増やすことによってなされる。ヘッドエンドで使われるＰＳＩＰメッセージは、２０００年３月２８日に改訂されたＳＣＴＥ ＤＶＳ−２３４規格「帯域外送信されるデジタル有線テレビョン向けサービス情報」に記載されている。これは、本願の援用文献であり、これ以後、ＤＶＳ２３４と呼ぶことにする。図２には、ヘッドエンドから発信されるＦＤＣ信号のＤＶＳ−２３４ＰＳＩＰのキャリヤ定義サブテーブル２５１が示されている。このテーブルによって、アナログサービス２５２（チャネル２からチャネル７８）、デジタル放送サービス２５３（チャネル７８より上のチャネル）、デジタル狭帯域放送・ビデオオンデマンド（「ＶＯＤ」）サービス２５４（チャネル１３５より下のチャネル）の物理的なチャネル周波数と論理的な属性に関する情報を送ることができる。これらのサービスは全て、ヘッドエンド／ハブ設備から発信される既存のサービスである。このハブに接続する加入者が利用するホームサーバＰＶＲから恩恵を得るために、ＰＳＩＰパケットを追加して、ＤＶＳ−２３４に基づくホームサーバチャネル２５５（チャネル１３５、１３６）を定義することができる。８５２ＭＨｚから始まる２チャネルのグループのテーブル５．３ＣＤＳ記録フォーマットに基づくその追加パケットの一例を次に示す。
【００１５】
Number_of_carriers=2
spacing_unit=1 (125kHz、ビデオ標準)
Frequency_spacing=48 (6MHz/125kHz、キャリヤ間の距離)
frequency_unit=1(125kHz)
first_carrier_frequency=6816 (852MHz*8、125kHz刻み)
同様に、いくつかのセットトップでは、帯域内送信可能な類似のＦＤＣペイロードのＰＳＩＰ送信するために、本願の援用文献であるＡ／６５ＡＴＳＣ規格「地上放送と有線放送用プログラム／システム情報プロトコル」におけるＰＳＩＰの有線仮想チャネルテーブル（ＣＶＣＴ）構造を利用することができる。
【００１６】
例えば、本願の援用文献であるＡＮＳＩ／ＳＣＴＥ５５−１ ２００２（旧ＤＶＳ１７８）デジタル放送配信システムの帯域外配信パート１のモードＡや、ＡＮＳＩ／ＳＣＴＥ５５−２ ２００２（旧ＤＶＳ１６７）デジタル放送配信システムの帯域外配信パート２のモードＢなどのダウンストリームプロトコルとアップストリームプロトコルを利用することによって、ヘッドエンドのシステムでは、ヘッドエンドとサーバＰＶＲがいずれも競合せずにＦＤＣ２７０とＲＤＣ２７１を介して交信できるようにセットトップを構成することができる。これは次のように行われる。即ち、２つのアップストリーム受信エンティティ（ハブ設備２５０とサーバＰＶＲ２００）を利用する新しい常駐ミドルウェア・アプリケーションをセットトップにダウンロードし、媒体アクセス制御（「ＭＡＣ」）を適切に利用してメッセージを送ることによって交互のアップストリーム通信を可能にする。またサーバＰＶＲの話に戻るが、サーバＰＶＲは、ＦＡＴローカルチャネル（８６０ＭＨｚのチャネル１３５、１３６として示す）を２０１に挿入し、また、ＲＤＣ信号成分２０２を受信する。また、ヘッドエンド発のＦＡＴチャネル２０３を受信し、ハードディスク２１６に格納することができる。さらに、ＦＤＣ２０４を受信することによって、関連するシステム情報やアクセス制御メッセージを利用することが可能となる。ホームサーバペイロード２５５を識別するためのＰＳＩＰ情報は制御データプロセッサ１２５で受信されるが、ＰＳＩＰ情報は線２３０を介してＱＡＭチャネルトランスミッタ２１３に送られるので、その動作周波数の構築が可能になる。メッセージフィルタ２２０は、セットトップからヘッドエンド／ハブ側２５０に送られる全てのメッセージを無視するように構成される。同様に、２０２でセットトップからサーバＰＶＲに送られるメッセージを受信して、メッセージフィルタ２２０で認識し、ヘッドエンドではメッセージフィルタ２６０を使ってそれを無視することができる。上述の識別は次のように行うことができる。即ち、セットトップからサーバＰＶＲまでの全てのアップストリーム通信に対して未使用の１６ビットのReturn_Path_Idワードを割り当てることをＭＡＣを介して行う。従って、メッセージフィルタ２２０、２６０は、そのReturn_Path_Idに基づくメッセージの補集合にフィルタをかけることになる。このように、ヘッドエンドシステムがそれらを無視する一方で、セットトップとサーバＰＶＲ間の交信セッションを実行することができる。同様に、サーバＰＶＲ装置は、セットトップＶＯＤとヘッドエンドの交信セッションを無視することができる。
【００１７】
サーバＰＶＲと交信するためにセットトップで利用されるグラフィカルユーザインタフェース（「ＧＵＩ」）スクリーンを、ＦＤＣもしくはＦＡＴを介してヘッドエンド／ハブ側からダウンロードして、ハードディスク２１６内の適切なアプリケーション区画に格納することができる。また、次の加入者交信セッションが始まると、ＭＰＥＧ加入者インタフェースプロセッサ２１５は、関連する交信セッション時に、トランスミッタ２１３を介して２０１のローカルＦＡＴチャネルのうちの一つにＭＰＥＧストリームを送ることができる。また、そのような交信用スクリーンを、ローカルなイーサネット(登録商標）ホームネットワークポート２０６を介してダウンロードすることも可能である。
【００１８】
（ＤＴＶセットの場合のように）デジタルメディアを見るために用いられる加入者デジタル装置がアップストリーム送信機能を備えていない場合には、上述したように、記憶・再生のためにサーバＰＶＲとの交信がホームＰＣを使って行われること以外は、サーバＰＶＲは、追加されたＰＳＩＦ信号がホームネットワークポート２０６から提供される際に全てのＦＡＴチャネルサービスを提供することができる。
【００１９】
図３に本発明の好適な第二の実施形態を示す。わかりやすくするために、家庭用端末と電化製品は図示していない。この構成は図１のゲートウェイ構成とは異なり、４ウェイ・スプリッタ３１０の後の家庭内のアウトレットにサーバＰＶＲを設置することができる。さらに、それは、１つのＴＶアウトレット（不図示）を提供する統合型セットトップ、即ち、サーバＰＶＲであってもよい。ここで、フィールド書き換え可能トラップ３１８は、上述の第一の実施形態のトラップ１１８と同じ技術要件と同じ機能を有し、さらに、サーバＰＶＲ３００から送られる８６０ＭＨｚの信号を家庭内配線３０２に反射する働きもある。好適な第二の実施形態によれば、３７ＭＨｚのアップストリームトラップ３１９は、線３０２上のアウトレットのいずれかに接続された双方向型セットトップから送られるリターンパス信号の信号ブロッカー／リフレクタとして示されている。従って、加入者用セットトップから送られる３７ＭＨｚのアップストリーム信号は反射されて、サーバＰＶＲのアップストリームレシーバ３１２によって受信される。一方、セットトップが、例えば、２０ＭＨｚのアップストリーム信号を送信するように構成される場合は反射は起こらず、その信号は、アップストリームを通過して端末３０１を介してケーブルヘッド／ハブに送られる。このリターンパスの周波数指向性により、図２に描かれているように、論理的なメッセージをフィルタにかけることなく、アップストリーム・メッセージを物理的に識別することが可能となる。サーバＰＶＲに送られるセットトップからのメッセージは、３７ＭＨｚで送られるが、ヘッドエンドに送られるメッセージは、３７ＭＨｚ以外の周波数（本実施例では２０ＭＨｚ）で送られ、トラップ３１９、３１８を通過し、端末３０１を介してケーブルネットワークに送られる。無論、特定のアップストリームスペクトルの利用可能性に基づいて、二つのアップストリーム通信リンクに対して、５ＭＨｚから４５ＭＨｚまでの間の周波数の組み合わせを選択することも可能である。
【００２０】
上述の物理的なアップストリーム識別機能とは無関係に、本発明の好適な第二の実施形態は、帯域内で送信される制御データ情報を受信して処理することができるセットトップと共に動作するように構成される。また、そのような制御データの帯域内送信は、局所的に挿入されたＱＡＭチャネル１３５もしくは１３６のセットトップによって受信可能である。即ち、サーバＰＶＲシステムは、ヘッドエンドからの受信と競合しないようにＰＳＩＰメッセージを局所的に挿入することができる。図４は、図３の好適な第二の実施形態に対応するデータフロー図であり、ＰＳＩＰプロセッサ４４５によって生成され、局所的に挿入されたＰＳＩＰメッセージを示す。このメッセージには、ローカルチャネルのシステム情報とその属性（４５５）が含まれる。それらのメッセージは、線４３１を介してＱＡＭチャネルと多重化装置４３２に帯域内送信される。ローカルＦＡＴチャネルにとって必要なものは、（オプションとしてホームネットワーク配線４０６から送られるコマンドに応答して）データフロー線４４０を介してＰＳＩＰプロセッサ４４５と通信するＭＰＥＧ加入者インタフェース４１５によって与えられる。また、ＰＳＩＰプロセッサは、ヘッドエンドから発信された全ＰＳＩＰメッセージを受信するので、４０１の局所的に生成されたＦＡＴチャネルに、適切で競合しないＰＳＩＰ属性を割り当てることができる。
【００２１】
好適な第一の実施形態の場合と同様に、ヘッドエンドから送られるＦＤＣメッセージに基づいて常駐ミドルウェアセットトップアプリケーションをセットトップにダウンロードするか、もしくは、ホームネットワークと、多重化装置４３２（不図示）に対して帯域内送信される制御チャネルを介してダウンロードすることができる。ここで、ミドルウェアから提供されるセットトップの新たな機能としては、サーバＰＶＲとヘッドエンドと通信するための２つの異なるアップストリーム周波数を用いた機能がある。その後、第一の実施形態で議論した方法と同様の方法で加入者交信を行うことができる。
【００２２】
図５と図６に本発明の好適な第三の実施形態を示すが、ここでは、ケーブルヘッドエンドの調整は不要である。本実施形態によれば、ＦＤＣは７５ＭＨｚのストリームで帯域外送信されるが、その信号は加入者用セットトップまでとどかない。即ち、トラップ５１０によって遮断される。しかしながら、ヘッドエンドから送られる制御信号は、レシーバ／復調装置５１１の帯域外（「ＯＯＢ」）レシーバによって受信され、元のＰＳＩＰペイロード６５１は、局所的に挿入されたペイロード６５５によって付け加えられる。その後、それは完全なＰＳＩＰ６８５として、７５ＭＨｚのＯＯＢ ＱＰＳＫトランスミッタ５７０から送られた、サーバＰＶＲ発のＯＯＢデータストリームに挿入されて、６９０の新たなＯＯＢ ＦＤＣとなる。
【００２３】
好適な第三の実施形態に係るシステムは、その他の全ての点で、その他の実施形態で開示されたシステムと同様に動作することができる。上述の全ての実施形態では、ＰＳＩＰ内の様々な番組通知用マテリアルをグラフを用いて送る加入者セッションも備えており、サーバＰＶＲ内のハードディスクに格納することも可能である。これらの機能をセットトップの既存の性能で提供できることが本発明の利点であり、これらの属性を、局所的に生成されたＰＳＩＰメッセージに共存させて再送することが可能である。
【００２４】
最後に、ケーブルシステムに関して説明した特定の実施形態は、そのシステムに限定されることはないことを理解されたい。本発明によれば、同様に構成されたサーバＰＶＲは、無線ＭＭＤＳや衛星ＤＢＳサービスを加えることができる。例えば、ＤＢＳアプリケーションに図３と図４の実施形態を適用することが可能である。ここでは、８６０ＭＨｚのＱＡＭトランスミッタは、未使用のＬ帯域チャネルと家庭内配線に送られる複合信号にチューニングされたＱＰＳＫトランスミッタに置き換えられる。パラボラアンテナやＬＮＢダウンコンバータを端末３０１に接続してもよく、また、トラップ３１８は適切なＬ帯域周波数を有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】チャネルの列、加入者用ゲートウェイ、ホームデジタルメディアサーバを含む本発明の好適な第一の実施形態を示す図である。
【図２】図１の好適な実施形態の信号とデータのフロー図である。
【図３】チャネル列、加入者端末装置、ホームデジタルメディアサーバを含む本発明の好適な第二の実施形態を示す図である。
【図４】図３の好適な実施形態の信号とデータのフロー図である。
【図５】チャネルの列、加入者端末装置、ホームデジタルメディアサーバを含む本発明の好適な第三の実施形態を示す図である。
【図６】図５の好適な実施形態の信号とデータのフロー図である。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、本願と同一の出願人に譲渡された出願である２００３年５月９日及び２００３年５月１０日に出願された米国仮特許出願第６０／４６９，５７３号及び第６０／４６９，８０１号の優先権を主張する。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、一般的に、広帯域通信システムに関し、特に、ホームビデオ記憶装置、サーバ端末、ネットワーク・マルチメディアシステムの分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
ハードディスクを利用したデジタルメディアレコーダ（デジタルビデオレコーダ、もしくは、パーソナルビデオレコーダ「ＰＶＲ」と呼ばれることが多い）の出現により、消費者は、テレビジョンを見たり音楽を聞いたりした経験に基づいて制御することを望み、それらの装置を導入することが多くなった。これらのメディア記憶／再生装置により、ユーザは番組をビデオ録画するだけでなく、テレビ信号の記録・再生を同時に行うことができる。これらの装置により、視聴者は、巻き戻しや早送りやスローモーションなどの各種の「ＶＣＲのような」モードを実行するだけでなく、生放送のテレビ番組を強制的に「一時停止」することができる。また、これらの装置により、視聴者は番組を記憶していつでも再生することができ、これは、別の「生」番組を記憶している最中であっても可能である。ＰＶＲで経験した知識は、テレビ番組の情報を豊富に含むレコーダ内のデータベースを連続的に更新するサービスによって完全なものになることが多い。レコーダではこのデータベースを使うことにより、視聴者は記録／再生する番組の選択が容易になり、また、入手可能な生番組の選択を誘導することが容易になる。これらのＰＶＲの機能の技術的な実施方法については、２００１年５月１５日に発行されたバートン他の米国特許６，２３３，３８９の「マルチメディア・タイムワープシステム」にある程度開示されている。これらのＰＶＲアプリケーションでは、現在低価格で利用可能な強力なＭＰＥＧデジタル圧縮を行うことにより、テレビ番組をＰＶＲのハードディスクに１００時間も記憶することができる。従って、加入者インタフェースや記憶装置や検索管理の詳細についてさしあたり無視すれば、標準のアナログテレビジョン信号は、記憶前にデジタル化され、デジタル圧縮され、再生（ハードディスクメモリからの検索）時に伸長される。圧縮されたＭＰＥＧストリームは、標準のテレビやオーディオ娯楽システムに表示するために、伸長され、再び符号化され、デジタル−アナログ変換器（「ＤＡＣ」）によって標準のテレビジョン信号に変換される。
【０００４】
番組信号が既にデジタルＭＰＥＧフォーマットのものであり、デジタルレシーバ（セットトップもしくはテレビジョン）がＰＶＲに適切に接続されている場合は、上述の処理工程の多くはＰＶＲ装置内で省かれることがある。この場合、記憶前の伸長工程、デジタル化工程、ＭＰＥＧ圧縮工程は不要である。何故ならば、それらの工程はデジタル信号発信側（放送局、ケーブルヘッドエンド、衛星アップリンク機関）で行われるからである。また、ＭＰＥＧ伸長、符号化、ＤＡＣはデジタルセットトップで実施されるのでこれらの工程を省いてもよい。これらの信号の流れについては、エリオット他の米国特許６，４４２，３２８のシステムで開示されている。このシステムによれば、対をなすデジタルセットトップの機能を利用して多くの信号処理機能を実現したり、単に記憶／検索のためにＰＶＲを利用してもよい。これらのシステムにより、統合化デジタルセットトップとＰＶＲ、即ち、デジタルセットトップとそれと対をなすＰＶＲを低価格で実現することが可能となる。近年、ケーブルシステム用デジタルセットトップと衛星放送サービスシステム（「ＤＢＳ」）用デジタルセットトップのベンダは、これらの統合化ＰＶＲセットトップ装置を導入している。
【０００５】
残念ながら、上述の統合化デジタルセットトップＰＶＲ装置は、接続されているテレビジョンセットに一つの番組信号を送信可能な組込型デジタルセットトップ装置と共に動作するので、家庭の複数の受信用アウトレットを使うことは有効ではない。従って、これらの装置では、ＰＶＲに記憶された利用可能な番組やＰＶＲから提供される対話型の番組案内を家庭の複数のＴＶアウトレットから見ることができない。この複数のアウトレットの利用に関する問題を解決するために、ＰＶＲのベンダは、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ規格で利用可能なホームネットワーク装置を使うことによって、ＰＶＲから複数のＴＶセットにデジタルメディアストリームを送信する補助的手段を提供している。しかしながら、この解決策では、アウトレットを追加することで必要となる標準画像や音声信号を生成するために、各ＴＶセットは、ネットワークインタフェースカード、ＭＰＥＧ伸長回路、それに続く画像符号化回路、ＤＡＣ回路を含む「シンクライアント」モジュールを備える必要がある。デジタルセットトップにこれらの追加されたアウトレットがあっても、ホームネットワーク装置からは後者のＭＰＥＧ伸長、符号化、ＤＡＣの内部回路をアクセスすることはできない。何故ならば、これらの大部分は、ネットワークインタフェースコネクタからＭＰＥＧ入力データを受け取るように設計されていないからである（また、ベースバンドデジタル入力機能すらないことがある）。従って、従来技術のＰＶＲホームサーバを使っても、数千万台にも及ぶ設置されたデジタルセットトップの基部の大部分が利用不可である。さらに、今日の市場に導入される新しいデジタルテレビジョンセットであっても、適切なネットワークインタフェースカードや、従来技術で構成されたＰＶＲホームサーバがその内部的なデジタル信号処理や符号化処理を活用することを可能とするベースバンドＭＰＥＧ入力機能を備えていない。従って、各アウトレットにホームネットワーク装置を設置しなくても、複数のレガシーデジタルセットトップとデジタルテレビ（「ＤＴＶ」）装置に経済的に対応可能な一台のデジタルメディアサーバによって解決することが求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このことを鑑みて、本発明の目的は、補助的なホームネットワーク装置を使わずにデジタルセットトップ、即ち、ＤＴＶ装置に備えられる全てのＴＶアウトレットに対応可能な一台のデジタルメディアサーバを構成するための経済的な解決策と方法を提供することである。さらに、本発明の別の目的は、設置されたＤＴＶ装置とセットトップの基部に組み込まれた機能を使ってデジタルメディアサーバシステムを提供することによって、それらを介して加入者が交信したり、そのサーバのデジタルメディアに記録したり再生したりすることが可能にすることである。本発明のさらに別の目的は、既存のデジタルセットトップとＤＴＶ装置に固有であり受信可能な信号を送る一方で、家庭内の既存の同軸配線を使う新たな水準のデジタルメディアサーバシステムを提供することである。本発明のさらに別の目的は、設置されたヘッドエンドと、それと調和して機能するアプリケーションモジュールを利用する加入者用デジタルメディアサーバシステムを提供し、ローカル・ホームＰＶＲサーバとネットワークＰＶＲサーバ（ヘッドエンドに基づく）を継ぎ目なく合体させることによって低価格のハイブリッドＰＶＲサービスを可能にすることである。本発明のその他の目的は、本明細書と添付の図面で詳細に示される開示から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
設置された従来のデジタルセットトップやＤＴＶ装置のほとんどは、既にＲＦ変調され、内蔵のチューナ−レシーバを介して送られる信号以外のデジタルＭＰＥＧ信号を処理できない。そのため、本発明では、そのデジタルセットトップとＤＴＶ装置が受信可能な固有の信号フォーマットを利用する。この固有のフォーマットには、ケーブルシステム用の直交振幅変調（「ＱＡＭ」）、地上波放送システム用の残留側波帯（「ＶＳＢ」）、ＤＥＳシステムにおける四相位相変調（「ＱＰＳＫ」）変調がある。また、これらの設置されたデジタル装置は、家庭内の同軸配線に接続され、それを介して受信する。さらに、ＲＦスイッチや配線を新たに導入しないことが望ましいので、デジタルメディアサーバから送られる信号は適切なＲＦ周波数で変調し、同軸配線のホームネットワークに送ることで、その同軸のホームネットワークに接続された関連する全てのデジタル装置で受信される。本発明の斬新な一態様は、番組のプロバイダとローカルメディアサーバから送られる信号を調整し、組み合わせ、デジタル装置によって判別できない信号を明らかにする方法である。本発明の斬新な別の一態様は、双方向型デジタルセットトップの既存のアップストリームトランスミッタの機能を利用して、意図された本来のケーブルヘッドエンドとだけでなく、ローカル・デジタルメディアサーバとも通信することである。これは、ケーブルヘッドエンドから提供されるその他の交信サービスと調和するように行われる。
【０００８】
本発明は、添付の図面を参照することでさらによく理解することができる。添付の図面において、図面全体を通して対応する部分には同じ参照番号を付してある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１と図２に本発明の好適な第一の実施形態を示す。ここでは、ケーブルヘッドエンドはホームデジタルメディアサーバと完全に協調動作するものとしている。図１は、エントリ・ゲートウェイ装置の一部として具現されるデジタルメディアＰＶＲサーバ１００を示す。これは、ケーブルプラントからの広帯域ＲＦ信号を端末１０１で受信し、４ウェイ・スプリッタ１１０によってその信号を全世帯に配信するものである。この４ウェイ・スプリッタ１１０は、設置されたデジタルセットトップ１０３、デジタルテレビ１０４、ケーブルモデム１０５、（もしあれば）その他のＣＡＴＶ家庭用電気製品で終端された各種アウトレットにホーム同軸配線１０２の信号を送る。
【００１０】
図１の線１０２に接続される加入者装置は、ヘッドエンドから発信された全ダウンストリーム信号（順方向チャネル）を受信することができる。これらは、図１のホームチャネル列のスペクトル要素１２０として模式的に示されている。また、ケーブルモデム１０５と１台以上の（双方向型）デジタルセットトップ１０３から送られるアップストリーム信号は、５ＭＨｚから４５ＭＨｚまでのアップストリーム周波数帯域内にあり、線１０２からゲートウェイサーバ１００内の受動構造部を通り、入力端末１０１を介してケーブルプラントを通ってケーブルヘッドエンドの中央集中設備まで送られる。一例として、デジタルセットトップ１０３のうちの一台から送られる２０ＭＨｚのアップストリーム信号が、ホームチャネル列の図のスペクトル要素１２１として上流に送信されることが模式的に示されている。このアップストリーム信号は、ヘッドエンドに基づく処理のためにケーブルヘッドエンドアップストリームレシーバによって受信され、また、図１からわかるように、その信号から引き出されたサンプルもサーバのアップストリームレシーバ１１２によって受信される。
【００１１】
さらに図１によれば、サーバのレシーバ／復調器１１１は、順方向チャネルの下流に送られる番組信号のいずれかを受信することができる。また、複数のチャネルを同時に受信するための二重レシーバ構造を備え、当分野では周知のデジタルセットトップ装置で利用されるレシーバと同様に、制御データやアクセス制御権メッセージを受信する順方向データチャネル（「ＦＤＣ」）レシーバを備えていてもよい。同様に、アップストリームレシーバ１１２からの加入者コマンドをＭＰＥＧ加入者インタフェースユニット１１５が受信すると、ＭＰＥＧ加入者インタフェースユニット１１５はハードディスクドライブ１１６と協力して、アクセス制御ユニット１１４の出力信号に対して当分野では周知のＰＶＲ受信、記憶、検索を行うことができる。さらに詳しく説明すると、セットトップ（不図示）に接続されたテレビに表示される各種の画面メニューを加入者が遠隔操作することによって、加入者のコマンドが双方向セットトップ１０３のアップストリームトランスミッタから送られる。上述のＰＶＲサーバシステムは、加入者コマンドインタフェースと番組再生モードを除いて、統合型セットトップＰＶＲ装置として基本的に動作することが明らかされる。１つまたは２つのデジタル信号を１１５内のＭＰＥＧプロセッサからＱＡＭＲＦ変調器１１３に送ることによって、ＰＶＲ出力と再生結果を見ることができる。一台のデジタルＱＡＭチャネルトランスミッタの利用は簡単であるが、好適な本実施形態では、複数のＨＤＴＶストリームを扱うために、複数の標準画質の画像ストリームを同時に送ることが可能な１１３用の二重ＱＡＭチャネルトランスミッタを示している。方向性結合器１１９を介して主線に接続されるＱＡＭＲＦ変調器１１３は、ダウンストリームチャネル列で利用されない高いケーブル帯域にチューニングするように構成可能である。一般的に、８６０ＭＨｚ回りの帯域のうちの最上位の周波数はケーブルシステムでは利用されないが、全てのデジタルセットトップにとってチューニング範囲内にあるので、それを互換性のあるものとして選択することも可能である。従って、（以下で説明する）チャネルを適切に定義してセットトップを構成し、図１のホームチャネル列のスペクトル要素１２２として模式的に示されている約８６０ＭＨｚのＱＡＭチャネルにチューニングすることによって、ＰＶＲサーバ１００から送られるデジタルストリームのいずれかを受信することができる。線１０２に接続されるＣＡＴＶ家電製品のいずれかでこれらのチャネルが受信されるので、本発明の重要な特徴である複数のアウトレットを提供することは重要である。従って、帯域阻止フィルタ・トラップ１１８は、ケーブルチャネル列とぶつからないＰＶＲのＱＡＭチャネル周波数として利用できる周波数に一致するように構成することが好ましい。この場合におけるその周波数は８６０ＭＨｚである。この帯域阻止フィルタ（２チャネル幅）には２つの目的がある。第一に、ローカルＱＡＭチャネルのセットトップ１０３やＤＴＶ１０４による受信の品質が低下しないように、端末１０１のケーブルシステム（即ち、隣りの加入者）からの８６０ＭＨｚに達する雑音や干渉を除去することである。第二に、局所的に生成される８６０ＭＨｚを濾波することである。スプリッタ１１０で反射して方向性結合器１１９を介して戻るＱＡＭ信号は上流方向にさらに戻る。これにより、局所的に生成された同じ周波数のＰＶＲＱＡＭチャネルを持つ隣りの加入者を保護することができる。トラップ１１８がもつべき重要な特徴を見のがしてはならない。それは、二つのチャネルをカバーする阻止周波数帯域のフラット（均一）な反射特性を示しており、方向性結合器１１９の出力で見られる周波数応答と群遅延歪は最小化される必要がある。
【００１２】
また、図１は、オプションとしてのイーサネット(登録商標）１０／１００ベースT・ホームネットワーク接続１０６を利用して、ネットワークインタフェースユニット１１７から、ルータを備えることが可能なホームネットワーク１０８を介してホームＰＣ１０７に接続できることを示している。この接続により、レシーバ・復調器１１１によって受信されるファイル以外の様々なメディアのファイルをＰＶＲサーバにダウンロードすることが可能となる。また、ＰＣのアプリケーションを用いることによって、ＰＶＲサーバと加入者の交信モードが可能になる。従って、セットトップＯＳＤ機能との単純で基本的な交信を許す一方で、メディアのディレクトリとプレイリストを編成することができる。
【００１３】
図２は、図１の好適な実施形態の信号とデータのフローを示す。データフローでは、構成要素間の物理的な配線を必ずしも示す必要はない。本願では、有線電気通信技術者協会（Society of Cable Telecommunications Engineers）から出版された、本願の援用文献であるＳＣＴＥ４０ ２００３（旧ＶＳ−３１３）「デジタルケーブルネットワークインタフェース規格」（以下「ＤＶＳ−３１３」とする）に記載されているケーブルシステムとデジタルセットトップ間の信号インタフェースの用語と機能の説明を採用する。ＰＶＲサーバの機能はユニット２００で示される。これらの機能が加入者用ゲートウェイで実行されることが示されている。加入者デジタルセットトップとＴＶ装置へ（から）流れる信号を２８０で示す。これらは実際に、図１の家庭内配線１０２をＲＦ周波数で流れ、３つの主成分を備える。第一の成分は、加入者に送られるメディア番組コンテンツを含む順方向アプリケーション送信（「ＦＡＴ」）チャネルである。第二の成分は、ＦＡＴのコンテンツを受信したり伸長するために用いられる制御データやシステム情報を送る順方向データチャネル（「ＦＤＣ」）である。ＦＤＣは帯域外のチャネルで送られることが多いため、デジタルセットトップ内に専用のレシーバと復調器が必要である。第三の成分は、加入者側から発信され、デジタルセットトップから交信サービス用のケーブルヘッドエンドにアップストリーム情報を送る逆方向データチャネル（「ＲＤＣ」）である。好適な第一の実施形態のＰＶＲサーバでは、ケーブルヘッドエンド、即ち、ハブ設備２５０と、２８０の加入者用セットトップの間で、これらの３信号成分を使って通信する。
【００１４】
好適な第一の実施形態に係るサーバＰＶＲの動作は、ケーブルヘッドエンドの協力的な構成に基づくものであるため、セットトップとＤＴＶ装置は必要なシステム制御情報を備えることが可能となり、（ａ）局所的に挿入されたＦＡＴチャネル２０１を受信し、（ｂ）加入者がサーバＰＶＲと交信するために、サーバＰＶＲが受信するアップストリームＲＤＣ情報を送信することができる。このため、ヘッドエンド／ハブ設備は、サーバＰＶＲを設置してハブに接続した全加入者が利用できるようにするために局所的に生成されたＦＡＴチャネルを定義するシステム情報パケットをＦＤＣで送信するように構成される。これは、以下で説明するが、プログラム／システム情報プロトコル（「ＰＳＩＰ」）のメッセージを増やすことによってなされる。ヘッドエンドで使われるＰＳＩＰメッセージは、２０００年３月２８日に改訂されたＳＣＴＥ ＤＶＳ−２３４規格「帯域外送信されるデジタル有線テレビョン向けサービス情報」に記載されている。これは、本願の援用文献であり、これ以後、ＤＶＳ２３４と呼ぶことにする。図２には、ヘッドエンドから発信されるＦＤＣ信号のＤＶＳ−２３４ＰＳＩＰのキャリヤ定義サブテーブル２５１が示されている。このテーブルによって、アナログサービス２５２（チャネル２からチャネル７８）、デジタル放送サービス２５３（チャネル７８より上のチャネル）、デジタル狭帯域放送・ビデオオンデマンド（「ＶＯＤ」）サービス２５４（チャネル１３５より下のチャネル）の物理的なチャネル周波数と論理的な属性に関する情報を送ることができる。これらのサービスは全て、ヘッドエンド／ハブ設備から発信される既存のサービスである。このハブに接続する加入者が利用するホームサーバＰＶＲから恩恵を得るために、ＰＳＩＰパケットを追加して、ＤＶＳ−２３４に基づくホームサーバチャネル２５５（チャネル１３５、１３６）を定義することができる。８５２ＭＨｚから始まる２チャネルのグループのテーブル５．３ＣＤＳ記録フォーマットに基づくその追加パケットの一例を次に示す。
【００１５】
Number_of_carriers=2
spacing_unit=1 (125kHz、ビデオ標準)
Frequency_spacing=48 (6MHz/125kHz、キャリヤ間の距離)
frequency_unit=1(125kHz)
first_carrier_frequency=6816 (852MHz*8、125kHz刻み)
同様に、いくつかのセットトップでは、帯域内送信可能な類似のＦＤＣペイロードのＰＳＩＰ送信するために、本願の援用文献であるＡ／６５ＡＴＳＣ規格「地上放送と有線放送用プログラム／システム情報プロトコル」におけるＰＳＩＰの有線仮想チャネルテーブル（ＣＶＣＴ）構造を利用することができる。
【００１６】
例えば、本願の援用文献であるＡＮＳＩ／ＳＣＴＥ５５−１ ２００２（旧ＤＶＳ１７８）デジタル放送配信システムの帯域外配信パート１のモードＡや、ＡＮＳＩ／ＳＣＴＥ５５−２ ２００２（旧ＤＶＳ１６７）デジタル放送配信システムの帯域外配信パート２のモードＢなどのダウンストリームプロトコルとアップストリームプロトコルを利用することによって、ヘッドエンドのシステムでは、ヘッドエンドとサーバＰＶＲがいずれも競合せずにＦＤＣ２７０とＲＤＣ２７１を介して交信できるようにセットトップを構成することができる。これは次のように行われる。即ち、２つのアップストリーム受信エンティティ（ハブ設備２５０とサーバＰＶＲ２００）を利用する新しい常駐ミドルウェア・アプリケーションをセットトップにダウンロードし、媒体アクセス制御（「ＭＡＣ」）を適切に利用してメッセージを送ることによって交互のアップストリーム通信を可能にする。またサーバＰＶＲの話に戻るが、サーバＰＶＲは、ＦＡＴローカルチャネル（８６０ＭＨｚのチャネル１３５、１３６として示す）を２０１に挿入し、また、ＲＤＣ信号成分２０２を受信する。また、ヘッドエンド発のＦＡＴチャネル２０３を受信し、ハードディスク２１６に格納することができる。さらに、ＦＤＣ２０４を受信することによって、関連するシステム情報やアクセス制御メッセージを利用することが可能となる。ホームサーバペイロード２５５を識別するためのＰＳＩＰ情報は制御データプロセッサ１２５で受信されるが、ＰＳＩＰ情報は線２３０を介してＱＡＭチャネルトランスミッタ２１３に送られるので、その動作周波数の構築が可能になる。メッセージフィルタ２２０は、セットトップからヘッドエンド／ハブ側２５０に送られる全てのメッセージを無視するように構成される。同様に、２０２でセットトップからサーバＰＶＲに送られるメッセージを受信して、メッセージフィルタ２２０で認識し、ヘッドエンドではメッセージフィルタ２６０を使ってそれを無視することができる。上述の識別は次のように行うことができる。即ち、セットトップからサーバＰＶＲまでの全てのアップストリーム通信に対して未使用の１６ビットのReturn_Path_Idワードを割り当てることをＭＡＣを介して行う。従って、メッセージフィルタ２２０、２６０は、そのReturn_Path_Idに基づくメッセージの補集合にフィルタをかけることになる。このように、ヘッドエンドシステムがそれらを無視する一方で、セットトップとサーバＰＶＲ間の交信セッションを実行することができる。同様に、サーバＰＶＲ装置は、セットトップＶＯＤとヘッドエンドの交信セッションを無視することができる。
【００１７】
サーバＰＶＲと交信するためにセットトップで利用されるグラフィカルユーザインタフェース（「ＧＵＩ」）スクリーンを、ＦＤＣもしくはＦＡＴを介してヘッドエンド／ハブ側からダウンロードして、ハードディスク２１６内の適切なアプリケーション区画に格納することができる。また、次の加入者交信セッションが始まると、ＭＰＥＧ加入者インタフェースプロセッサ２１５は、関連する交信セッション時に、トランスミッタ２１３を介して２０１のローカルＦＡＴチャネルのうちの一つにＭＰＥＧストリームを送ることができる。また、そのような交信用スクリーンを、ローカルなイーサネット(登録商標）ホームネットワークポート２０６を介してダウンロードすることも可能である。
【００１８】
（ＤＴＶセットの場合のように）デジタルメディアを見るために用いられる加入者デジタル装置がアップストリーム送信機能を備えていない場合には、上述したように、記憶・再生のためにサーバＰＶＲとの交信がホームＰＣを使って行われること以外は、サーバＰＶＲは、追加されたＰＳＩＦ信号がホームネットワークポート２０６から提供される際に全てのＦＡＴチャネルサービスを提供することができる。
【００１９】
図３に本発明の好適な第二の実施形態を示す。わかりやすくするために、家庭用端末と電化製品は図示していない。この構成は図１のゲートウェイ構成とは異なり、４ウェイ・スプリッタ３１０の後の家庭内のアウトレットにサーバＰＶＲを設置することができる。さらに、それは、１つのＴＶアウトレット（不図示）を提供する統合型セットトップ、即ち、サーバＰＶＲであってもよい。ここで、フィールド書き換え可能トラップ３１８は、上述の第一の実施形態のトラップ１１８と同じ技術要件と同じ機能を有し、さらに、サーバＰＶＲ３００から送られる８６０ＭＨｚの信号を家庭内配線３０２に反射する働きもある。好適な第二の実施形態によれば、３７ＭＨｚのアップストリームトラップ３１９は、線３０２上のアウトレットのいずれかに接続された双方向型セットトップから送られるリターンパス信号の信号ブロッカー／リフレクタとして示されている。従って、加入者用セットトップから送られる３７ＭＨｚのアップストリーム信号は反射されて、サーバＰＶＲのアップストリームレシーバ３１２によって受信される。一方、セットトップが、例えば、２０ＭＨｚのアップストリーム信号を送信するように構成される場合は反射は起こらず、その信号は、アップストリームを通過して端末３０１を介してケーブルヘッド／ハブに送られる。このリターンパスの周波数指向性により、図２に描かれているように、論理的なメッセージをフィルタにかけることなく、アップストリーム・メッセージを物理的に識別することが可能となる。サーバＰＶＲに送られるセットトップからのメッセージは、３７ＭＨｚで送られるが、ヘッドエンドに送られるメッセージは、３７ＭＨｚ以外の周波数（本実施例では２０ＭＨｚ）で送られ、トラップ３１９、３１８を通過し、端末３０１を介してケーブルネットワークに送られる。無論、特定のアップストリームスペクトルの利用可能性に基づいて、二つのアップストリーム通信リンクに対して、５ＭＨｚから４５ＭＨｚまでの間の周波数の組み合わせを選択することも可能である。
【００２０】
上述の物理的なアップストリーム識別機能とは無関係に、本発明の好適な第二の実施形態は、帯域内で送信される制御データ情報を受信して処理することができるセットトップと共に動作するように構成される。また、そのような制御データの帯域内送信は、局所的に挿入されたＱＡＭチャネル１３５もしくは１３６のセットトップによって受信可能である。即ち、サーバＰＶＲシステムは、ヘッドエンドからの受信と競合しないようにＰＳＩＰメッセージを局所的に挿入することができる。図４は、図３の好適な第二の実施形態に対応するデータフロー図であり、ＰＳＩＰプロセッサ４４５によって生成され、局所的に挿入されたＰＳＩＰメッセージを示す。このメッセージには、ローカルチャネルのシステム情報とその属性（４５５）が含まれる。それらのメッセージは、線４３１を介してＱＡＭチャネルと多重化装置４３２に帯域内送信される。ローカルＦＡＴチャネルにとって必要なものは、（オプションとしてホームネットワーク配線４０６から送られるコマンドに応答して）データフロー線４４０を介してＰＳＩＰプロセッサ４４５と通信するＭＰＥＧ加入者インタフェース４１５によって与えられる。また、ＰＳＩＰプロセッサは、ヘッドエンドから発信された全ＰＳＩＰメッセージを受信するので、４０１の局所的に生成されたＦＡＴチャネルに、適切で競合しないＰＳＩＰ属性を割り当てることができる。
【００２１】
好適な第一の実施形態の場合と同様に、ヘッドエンドから送られるＦＤＣメッセージに基づいて常駐ミドルウェアセットトップアプリケーションをセットトップにダウンロードするか、もしくは、ホームネットワークと、多重化装置４３２（不図示）に対して帯域内送信される制御チャネルを介してダウンロードすることができる。ここで、ミドルウェアから提供されるセットトップの新たな機能としては、サーバＰＶＲとヘッドエンドと通信するための２つの異なるアップストリーム周波数を用いた機能がある。その後、第一の実施形態で議論した方法と同様の方法で加入者交信を行うことができる。
【００２２】
図５と図６に本発明の好適な第三の実施形態を示すが、ここでは、ケーブルヘッドエンドの調整は不要である。本実施形態によれば、ＦＤＣは７５ＭＨｚのストリームで帯域外送信されるが、その信号は加入者用セットトップまでとどかない。即ち、トラップ５１０によって遮断される。しかしながら、ヘッドエンドから送られる制御信号は、レシーバ／復調装置５１１の帯域外（「ＯＯＢ」）レシーバによって受信され、元のＰＳＩＰペイロード６５１は、局所的に挿入されたペイロード６５５によって付け加えられる。その後、それは完全なＰＳＩＰ６８５として、７５ＭＨｚのＯＯＢ ＱＰＳＫトランスミッタ５７０から送られた、サーバＰＶＲ発のＯＯＢデータストリームに挿入されて、６９０の新たなＯＯＢ ＦＤＣとなる。
【００２３】
好適な第三の実施形態に係るシステムは、その他の全ての点で、その他の実施形態で開示されたシステムと同様に動作することができる。上述の全ての実施形態では、ＰＳＩＰ内の様々な番組通知用マテリアルをグラフを用いて送る加入者セッションも備えており、サーバＰＶＲ内のハードディスクに格納することも可能である。これらの機能をセットトップの既存の性能で提供できることが本発明の利点であり、これらの属性を、局所的に生成されたＰＳＩＰメッセージに共存させて再送することが可能である。
【００２４】
最後に、ケーブルシステムに関して説明した特定の実施形態は、そのシステムに限定されることはないことを理解されたい。本発明によれば、同様に構成されたサーバＰＶＲは、無線ＭＭＤＳや衛星ＤＢＳサービスを加えることができる。例えば、ＤＢＳアプリケーションに図３と図４の実施形態を適用することが可能である。ここでは、８６０ＭＨｚのＱＡＭトランスミッタは、未使用のＬ帯域チャネルと家庭内配線に送られる複合信号にチューニングされたＱＰＳＫトランスミッタに置き換えられる。パラボラアンテナやＬＮＢダウンコンバータを端末３０１に接続してもよく、また、トラップ３１８は適切なＬ帯域周波数を有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】チャネルの列、加入者用ゲートウェイ、ホームデジタルメディアサーバを含む本発明の好適な第一の実施形態を示す図である。
【図２】図１の好適な実施形態の信号とデータのフロー図である。
【図３】チャネル列、加入者端末装置、ホームデジタルメディアサーバを含む本発明の好適な第二の実施形態を示す図である。
【図４】図３の好適な実施形態の信号とデータのフロー図である。
【図５】チャネルの列、加入者端末装置、ホームデジタルメディアサーバを含む本発明の好適な第三の実施形態を示す図である。
【図６】図５の好適な実施形態の信号とデータのフロー図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドエンドから加入者宅にテレビジョンサービスを提供する方法であって、
第一の加入者端末に接続される第一の送信リンクを介して前記第一の加入者端末が、ヘッドエンドから送信された第一のテレビジョンサービスを受信する工程と、
前記第一の加入者端末に接続された第二の加入者端末に第二の送信リンクを介して少なくとも一つのローカルテレビジョンチャネルの属性を特定するシステム情報データを送信する工程であって、前記少なくとも一つのローカルテレビジョンチャネルは、前記ヘッドエンドが前記第一の送信リンクでは利用しない周波数を有する、当該工程と、
前記少なくとも一つのローカルテレビジョンチャネルで、前記第一のテレビジョンサービスを前記第一の加入者端末から前記第二の送信リンクを介して、加入者宅に配置された前記第二の加入者端末に送信する工程を備えることを特徴とする方法。
【請求項１】
ヘッドエンドから加入者宅にテレビジョンサービスを提供する方法であって、
第一の加入者端末に接続される第一の送信リンクを介して前記第一の加入者端末が、ヘッドエンドから送信された第一のテレビジョンサービスを受信する工程と、
前記第一の加入者端末に接続された第二の加入者端末に第二の送信リンクを介して少なくとも一つのローカルテレビジョンチャネルの属性を特定するシステム情報データを送信する工程であって、前記少なくとも一つのローカルテレビジョンチャネルは、前記ヘッドエンドが前記第一の送信リンクでは利用しない周波数を有する、当該工程と、
前記少なくとも一つのローカルテレビジョンチャネルで、前記第一のテレビジョンサービスを前記第一の加入者端末から前記第二の送信リンクを介して、加入者宅に配置された前記第二の加入者端末に送信する工程を備えることを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００７−５０２０９０（Ｐ２００７−５０２０９０Ａ）
【公表日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３２９０５（Ｐ２００６−５３２９０５）
【出願日】平成１６年５月１０日（２００４．５．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１４５１４
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０２３４４
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（５０１２１４７６４）ブロードバンド・イノベーションズ・インコーポレイテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】ＢＲＯＡＤＢＡＮＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮＳ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年５月１０日（２００４．５．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１４５１４
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０２３４４
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（５０１２１４７６４）ブロードバンド・イノベーションズ・インコーポレイテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】ＢＲＯＡＤＢＡＮＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮＳ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
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