JP5296224B2

JP5296224B2 - インターネットプロトコルに基づくテレビジョンシステムにおけるテレビジョンデータの伝送中の信頼性を確保する方法およびデバイス

Info

Publication number: JP5296224B2
Application number: JP2011544824A
Authority: JP
Inventors: ルイス，ハイメ; ビジエガス・ヌニエス，アルバロ
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: JP2012515458A; KR101280084B1; WO2010081599A1; ATE549860T1; EP2207354A1; EP2207354B1; KR20110106358A; US8966559B2; CN102301737A; US20120110629A1; CN102301737B

Description

本発明は概して、インターネットプロトコルテレビジョン、ＩＰＴＶを参照し、特に、インターネットプロトコル、インターネット／ＩＰプロトコルに基づくネットワークなどの電気通信ネットワークを介してデジタルテレビジョンプラットフォームから複数のクライアントにマルチメディアテレビジョンコンテンツを伝送する方法およびデバイスを参照する。

ブロードバンド接続上のＩＰネットワークからのオンデマンドのテレビジョンおよびビデオ信号のブロードキャストは、徐々に増えつつある。ＩＰＴＶでは、いくつかのデジタルテレビジョンサービスが、ＩＰプロトコルを使用する消費者に提供され、インターネット／ＩＰネットワークインフラストラクチャを使用するブロードバンド事業者によって通常は提供されている。

ＩＰＴＶは、マルチキャスティングにおけるアクティブテレビジョンならびにビデオオンデマンド、即ちＶＯＤ、の両方を包含する。ＩＰＴＶは、加入者のためのデコーダデバイス、または、テレビジョン画面に接続されたセットトップボックス、即ちＳＴＢである、テレビジョンデコーダインタフェースを必要とする。

復号するおよび画面上に表示するために受信されるマルチメディアコンテンツは、マルチキャスティング（ＩＰ）を介して提供されることができ、その情報は受信機／デコーダまたはＳＴＢインタフェースのグループに同時に伝送される。

一般に、マルチキャストＩＰＴＶシステムでは、ユーザデータグラムプロトコル、即ちＵＤＰは高速であり、ＵＤＰ形式をもつパケットは、伝送制御プロトコル、即ちＴＣＰヘッダと比較して、低減されたパケットヘッダを含むため、接続なしで使用される。

ＵＤＰプロトコルにおいて、データグラムは、生成され、パケット交換網を定義するおよび加入者のＳＴＢインタフェースをもつ異なる事業者デバイスにリンクする、ＩＰプロトコルに従って伝送される。各パケットは、それが受信されるＳＴＢインタフェースアドレスとまたはマルチキャスティングアドレスと共に伝送され、各パケットは、それがその宛先に到達するまで、ＩＰネットワークを介して他とは独立して伝送される。

ＴＣＰ形式は、たとえば任意の損失したデータパケットの再伝送も行うので、パケットのための信頼性の高い移送サービスを提供する。

この目的のために、ＴＣＰプロトコルは、情報を断片化し、各パケットを伝送し、番号を付ける、つまり、万一それらが不規則な形態で届いた場合、またはいずれかのパケットがその宛先に届かない場合、パケットストリームの受信機が受信時にそれらを順序付けることができるように、ＴＣＰプロトコルが識別ラベルを割当てる。

しかし、ＵＤＰプロトコルは、ＴＣＰプロトコルによって提供される情報の信頼性の高い伝送の保証を提供せず、従って、パケットがそれらの宛先に到達することを確認せず、それによって、パケットが順番に到達する、すべてのパケットが受信される、またはその情報に含まれたエラーがないという保証を提供しない。後者の場合、関連するパケットは、ネットワーク層内で除外され、アプリケーション層に送達されない。

信頼性を提供するヘッダ、再伝送、および双方向通信の過負荷、ＴＣＰ形式のパケットはマルチメディアデータのフローに不釣合いになるため、ＵＤＰプロトコルは、前述の起こり得る欠陥を救済するための手段をもたない。

ＴＣＰヘッダの不利点は、ＩＰＴＶにおいて推定可能ではない伝送における遅延をそれが持ち込むことである。

従って、ＵＤＰプロトコルは、送信されたパケットの順序を維持するために、受信されたパケットを識別する伝送情報ならびに前および後のパケットからの情報の成功または失敗を受信機が通信するように、パケットの迅速な到達が情報によって提供される信頼性よりも重要なマルチメディアストリーミングアプリケーション（音声、ビデオなど）に通常は使用される。

マルチメディア伝送は、ＳＴＢインタフェースがパケットを実時間で受信することを指定する。しかし、データパケットの損失、障害および破損の場合に検出、動作することができないＳＴＢインタフェースがある。

結果として、ＵＤＰプロトコルによるデータパケットの伝送中にいずれかのエラーが生じる場合、ＳＴＢインタフェースは、パケットの受信中に任意の事象を通知することができず、結果として、たとえば関連するパケットの再送を要求するなどの動作をする。

さらに、ＵＤＰプロトコルは、そのペイロードがＭＰＥＧ２移送ストリームパケットのシーケンスなどのビデオ層パケットのそのままのシーケンスであるため、ビデオに関連付けられた追加データを挿入する手段をもたない。

前述の問題のうちのいくつかについての救済策として、ＲＴＰプロトコルは、受信されたパケットを識別するための情報を含み、従って、ＵＤＰ形式で実装されるマルチメディア音声およびビデオストリーミングなどの実時間でのデータパケットで使用可能なＵＤＰ形式にヘッダを追加するように設計された。

ＲＴＰプロトコルはさらに、追加情報が、伝送され、チャネルの高速変更、ＦＥＣ（順方向誤り訂正）の場合の回復、ビデオと同期されたデータなどの付加価値サービスが実装されることを可能にする音声およびビデオフローに関連付けられることを可能にする。

ＲＴＰ形式ヘッダに含まれる情報を抽出することができる、いくつかのＳＴＢインタフェースがインストールされることに留意されたい。

現在インストールされている多数のレガシーＳＴＢインタフェースはＲＴＰプロトコル形式を理解することができず、ＲＴＰにカプセル化されたマルチメディアストリームとまったく連動することができないことにも留意されたい。マルチメディアストリームが専らＲＴＰプロトコルとカプセル化される場合、これらのレガシーＳＴＢインタフェースは動作を中止する。

主要なマルチメディアフローにおけるＲＴＰヘッダの生成および挿入は一般に、ヘッドエンドでＭＰＥＧ２移送ストリームパケットをカプセル化する役目を担うデバイスの更新の置換えを含む、マルチメディアストリームの主要経路での大きな変更を必要とする。

本発明は、インターネットプロトコル上のデジタルテレビジョンデータストリームの伝送中の信頼性を確保する、そして請求項１に記載の付加価値サービスを可能にするためのビデオに関連付けられた追加情報を挿入する方法およびデバイスによって、前述の不利点のうちの１つまたは複数を解決するまたは低減することを目的とする。本発明の実施形態は従属請求で規定される。

本発明の一目的は、主要ビデオストリームの現在の形式の変更を必要とする、従ってフィールド内にインストールされたレガシーＳＴＢインタフェースの動作に干渉しない形で、インターネットプロトコル電気通信ネットワークを介して、ＵＤＰプロトコルに従って、テレビジョンデータストリームを伝送する方法およびシステムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、独立した経路を辿り、従ってネットワーク機器によって独立して処理されることができ、必要に応じてある特定のロケーションで除去されることもできる、別個のストリームを介して、ビデオデータに関連付けられた追加情報を送信することである。

本発明のさらに別の目的は、主要ＵＤＰストリームには干渉せず、従って、現在インストールされているエンカプスレータの変更を必要としない、ヘッドエンドで別個のデバイスを使用する追加情報でストリームを生成することである。

本発明のもう１つの目的は、付加価値サービスの配備を空間および時間で斬進的な形で可能にすることである。

本発明のさらに詳細な説明が、以下の添付の図面に基づく以下の記載の中で与えられる。

本発明によるテレビジョン伝送のためのシステムの構成図である。

図１に関連して、本発明の方法は、信頼できる形でのインターネット／ＩＰネットワークなどの電気通信１４ネットワークを介してＵＤＰプロトコルに従って含まれ、伝送されるマルチメディア信号の高い信頼性を確保し、付加価値サービスを可能にする情報を含む、マルチメディアに関連するブロードキャストおよびユニキャストデータストリームでの伝送を可能にする。

本方法は、従来のＵＤＰプロトコルに基づくデータストリームに適用可能であり、従って、既存のコンテンツサプライヤのコーディング／伝送機１１デバイスとの相互運用性が維持される。

生成されるＵＤＰテレビジョンデータストリームは、広範囲のマルチキャスティングのためのデータストリームでもよい。

以下に示すように、ＲＴＰプロトコルに従ってヘッダを追加することなく、但し、ＲＴＰプロトコルによって提供されるものに匹敵する追加の情報を送信する信頼性および能力を伴って、ＵＤＰプロトコルを使用するマルチキャスト、ユニキャストまたはブロードキャストで、ＭＰＥＧ２移送ストリームパケットが伝送される、ブロードキャストサービスを顧客−加入者が提供されるように、コーディング／伝送１１デバイスは、マルチメディアコンテンツサプライヤに属し、複数の受信機／デコーダ１５デバイスまたはセットトップボックスＳＴＢテレビジョンデコーダインタフェースにテレビジョンをブロードキャストするためのブロードキャスト１２モジュールを含み、ＩＰネットワーク１４を介して加入者と関連付けられる。

ブロードキャストモジュール１２は、伝送されるコンテンツ、標準ＵＤＰ形式のＭＰＥＧストリームを圧縮およびカプセル化し、その出口のうちの１つで第１のＵＤＰパケットストリームを生成し、それをＩＰネットワーク１４の加入者側のＳＴＢインタフェース１５に送信する。

さらに、コーダ／送信機デバイス１１は、ブロードキャストモジュール１２によって生成される第１のＵＤＰストリームを受信し、それを読み取り、第１のＵＤＰストリームの各パケットにフィンガープリンティング技法を適用するパケット識別データを生成し、そのパケットに関連付けられたいくらかの追加情報をもつこの識別データをカプセル化し、それをその出口のうちの１つを介して第２のＵＤＰデータストリーム上で送信する、第１のフィンガープリンティングモジュール１３を含む。

第２のＵＤＰデータストリームは、そこで第１のＵＤＰストリームがＳＴＢインタフェース１５のグループに伝送される第１の通信チャネルとは異なる第２の通信チャネル上で伝送される。

フィンガープリンティング技法は、第１のＵＤＰデータストリームの各ＵＤＰパケットを明確に識別する指紋を形成するために、一連の関連識別パラメータが取得されることを可能にする。

従って、フィンガープリンタモジュール１３は、第１のＵＤＰストリームの各ＵＤＰパケットに関連付けられた識別データに加えて、それに関連付けられた追加情報で第２のＵＤＰデータストリームを生成する。

第２のＵＤＰデータストリームは、ＲＴＰなどの他のプロトコルによって運搬される情報と等価であるその識別データと関連付けられた情報とともに、第１のＵＤＰ移送ストリーム内を移送されるパケットに関連付けられたパケットの識別データを含むことに留意されたい。

コーディング／受信機デバイス１１から、第１のおよび第２のＵＤＰストリームの両方が加入者側に並列路で伝送され、ＳＴＢインタフェース１５の受信機モジュールによって受信される。

受信機モジュール１６は、第１のＵＤＰストリームが復号されることができ、復号された出口信号が、それが現在インストールされているすべてのレガシーＳＴＢインタフェースによって行われるのと厳密に同じ方式で、受信されるマルチメディア信号の鑑賞のためのテレビジョン画面に再伝送されるように、第１のＵＤＰストリームを受信し、ＳＴＢインタフェース１５のデコーディングモジュールにそれを宛先変更する。

受信機モジュール１６はまた、第２のＵＤＰストリームを受信し、第２のＵＤＰストリームから第１のＵＤＰストリーム内で受信されるデータパケットのそれぞれの識別データ、期待される指紋を抽出する、第２のデジタルフィンガープリンティングモジュール１７に第２のＵＤＰストリームを宛先変更する。

並行して、ＳＴＢインタフェース１５の第２のフィンガープリンタ１７は、音声、ビデオおよびデータを含む第１のＵＤＰストリーム内で受信される各ＵＤＰパケットにフィンガープリンティング処理を実行する。明らかに、受信機モジュール１６もまた、第１のＵＤＰストリームを第２のフィンガープリンタ１７に宛先変更してこの処理を可能にする。

第２のフィンガープリンタモジュール１７によって実装される指紋アルゴリズムは、フィンガープリンタモジュール１３によってサーバ側で実装されるアルゴリズムと同じであり、従って、両方のモジュールが同一のＵＤＰパケットに作用する場合、それらは同一の結果、即ち同一の指紋を取得しなければならないことに留意されたい。

第２のＵＤＰストリームで受信され、モジュール１７によって抽出されたフィンガープリンティングデータを第１のＵＤＰフロー上で、やはりモジュール１７によって局所的に計算されるフィンガープリンティングデータと比較することによって、ＳＴＢインタフェース１５は、第１のフロー（音声、ビデオ）のＵＤＰパケットを識別して、第２のフローで到達し、モジュール１７によってやはり抽出される、これらに関連付けられた情報を学習することができる。

要約すると、第２のフィンガープリンタ１７は、サプライヤのサーバ１１の第１のフィンガープリンタ１３で計算されるフィンガープリンティングデータを含む第２のＵＤＰストリームを受信し、それから第１のＵＤＰフローの各ＵＤＰパケットに関連付けられた情報を抽出する。

この関連情報は、ＲＴＰなどの他のプロトコルに含まれるものと等しく、従って、それは、本明細書に記載のシステム内でパケットの再配列、損失の検出、再伝送の要求などの機能が実装されることを可能にする。

従って、第２のフィンガープリンタモジュール１７がパケットの欠落、またはエラーをもつパケットなどを検出する場合、第２のフィンガープリンタ１７または他のモジュールは、誤りのあるパケットに関連付けられた識別データを含む、要求メッセージを生成することができる。

問題のパケットが再伝送されるように、前述の要求が、ＳＴＢインタフェース１５からコーダ／受信機デバイス１１に送信される。

前述の結果として、レガシーＳＴＢインタフェース１５が前述の第２のフィンガープリンタモジュール１７を含まない場合、それは第２のＵＤＰストリームを受信するが、それを読み取り、第２のＵＤＰストリームに含まれる指紋情報を抽出することはできず、たとえば、高速チャネル切替え、ＦＥＣエラーの場合の回復、ビデオと同期したデータなどの追加サービスなどのフィンガープリンティング技法に由来する機能を実行することはできない。

いずれの場合にも、第１のＵＤＰストリームは、変更されていないレガシーＳＴＢインタフェース１５によって読み取られ、従って、その機能は、第２のＵＤＰストリームの導入より前と同じであり続ける。

その結果として、サプライヤは、現在インストールされているＳＴＢインタフェース１５を展開および／または徐々に更新することができ、従って、いかなる時点でもサービスを中断する必要なしに、いくつかのＳＴＢインタフェース１５が、新しい機能なしで無期限に維持されることを可能にする。

さらに、本発明は、揮発性または非揮発性メモリシステムのメモリデバイスを含む、コンピュータによって読取り可能なストレージシステムからのストレージデバイス、処理構成要素を含む、プログラム可能なコンピュータによって読み取られることができる、可読コードを含む、コンピュータによって読み取られることができる手段をもつ様々な環境によって実装されることができることに留意されたい。

第１のおよび第２のフィンガープリンタの両方のロジックは、前述の機能を実行するために、データパケットに適用される命令またはプログラムの様々なセットを実行する。

前述のハードウェアモジュールによって使用されるプログラムは、好ましくは様々なプログラミング言語で、実装されることができる。

各コンピュータプログラムは、好ましくは、前述の手順を実行するために、モジュールまたはストレージデバイスがコンピュータによって読取られるときに、コンピュータを構成または操作するために、一般的または特別な使用のためにプログラム可能なコンピュータによって読取り可能である、モジュールまたはストレージデバイスに格納される。

さらに、第１のおよび第２のフィンガープリンタは、あらかじめ指定されたおよび既定義の形でコンピュータが機能することを可能にする、コンピュータプログラムで構成された、コンピュータによって読取り可能なモジュールとして実装されることができることが考慮されることができる。

本明細書において説明される記述は、網羅的または本発明をそれが記述されている正確な形に制限するものとは見なされない。以下の特許請求の範囲の趣旨および範囲を放棄することなしに前述の教示を考慮した修正および変更が可能である。

Claims

インターネットプロトコル電気通信ネットワーク（１４）を介したコーディング／伝送デバイス（１１）からＳＴＢ受信機／デコーダデバイス（１５）のグループへのテレビジョンデータストリームの伝送中に追加データを第１のＵＤＰデータストリームに関連付ける方法であって、
・コーディング／伝送デバイス（１１）に含まれるブロードキャストモジュール（１２）からＳＴＢ受信機／デコーダデバイス（１５）へ第１のＵＤＰデータストリームを生成し、ブロードキャストすることと、
・第１のＵＤＰデータストリームをブロードキャストモジュール（１２）からコーディング／伝送デバイス（１１）に含まれる送信機フィンガープリントモジュール（１３）に供給することと、
・受信した第１のＵＤＰストリームに含まれる各データパケットに関係する識別データを送信機フィンガープリントモジュール（１３）で生成することと、
・送信機フィンガープリントモジュール（１３）から生成された識別データを含む第２のＵＤＰデータストリームをＳＴＢ受信機／デコーダデバイス（１５）へ第２のデータチャネルを介してブロードキャストすることと、
・第１および第２のデータチャネル上で送られた第１のＵＤＰデータストリームおよび第２のＵＤＰデータストリームをＳＴＢ受信機／デコーダデバイス（１５）に含まれる受信機モジュールで受信することと、
・受信された第１のＵＤＰデータストリームをＳＴＢ受信機／デコーダデバイス（１５）に含まれる受信機フィンガープリントモジュール（１７）へ伝送することであって、受信機フィンガープリントモジュール（１７）が、受信した第１のＵＤＰストリームに含まれる各データパケットに関係する識別データを計算するように適合されていることと、
・送信機フィンガープリントモジュール（１３）によって生成され、第１のＵＤＰストリームの各データパケットと関連付けられた識別データを再現するために受信された第２のＵＤＰデータストリームを受信機フィンガープリントモジュール（１７）へ供給することと、
・受信機フィンガープリントモジュール（１７）によって生成された第１のＵＤＰパケットストリームと関連付けられた識別されたデータを送信機フィンガープリントモジュール（１３）から受信された第２のＵＤＰデータストリームに関連付けられた識別されたデータとマッチングして、要求されるＳＴＢ受信機／デコーダデバイス（１５）へのＵＤＰパケットの再伝送を可能にすることと
のステージを含むことを特徴とする、方法。
インターネットプロトコル電気通信ネットワーク（１４）の第１のチャネルを介してＳＴＢ受信機／デコーダデバイス（１５）のグループに、第１のＵＤＰデータストリームを含む、テレビジョンデータストリームをブロードキャストするためのコーディング／伝送デバイスであって、コーディング／伝送デバイス（１１）が、コーディング／伝送デバイス（１１）のブロードキャストモジュール（１２）から第１のＵＤＰストリームを受信するように適合された送信機フィンガープリントモジュール（１３）を含み、送信機フィンガープリントモジュール（１３）が、受信した第１のＵＤＰストリームに含まれる各データパケットに関係する識別データを生成し、生成された識別データを第２のＵＤＰストリーム内でＳＴＢ受信機／デコーダデバイス（１５）へ第２のデータチャネルを介してブロードキャストするように適合されていることを特徴とする、コーディング／伝送デバイスと、
インターネットプロトコル電気通信ネットワーク（１４）の第１のチャネルを介してコーディング／伝送デバイス（１１）から第１のＵＤＰデータストリームを含むテレビジョンデータストリームを受信するためのＳＴＢ受信機／デコーダデバイスであって、ＳＴＢ受信機／デコーダデバイス（１５）が、コーディング／伝送デバイス（１１）のブロードキャストモジュール（１２）から第１のＵＤＰデータストリームおよびコーディング／伝送デバイス（１１）から第２のチャネルを介してブロードキャストされた識別データを含む第２のＵＤＰストリームを受信するように適合された受信機フィンガープリントモジュール（１７）を備え、受信機フィンガープリントモジュール（１７）が、受信した第１のＵＤＰストリームに含まれる各データパケットに関係する識別データを計算するように適合され、受信機フィンガープリントモジュール（１７）が、受信機フィンガープリントモジュール（１７）によって生成された第１のＵＤＰデータストリームに関連付けられた識別されたデータをコーディング／伝送デバイス（１１）から受信された第２のＵＤＰデータストリームと関連付けられた識別されたデータとマッチングするために、受信された第２のＵＤＰストリームに含まれる各データパケットと関連付けられた識別データを復元するように適合されていることを特徴とする、ＳＴＢ受信機／デコーダデバイスと
を備える、システム。
ＳＴＢ受信機／デコーダデバイス（１５）へＵＤＰパケットの再伝送を要求することを可能にするために、受信機フィンガープリンタ（１７）が、受信された第１のＵＤＰストリームの任意のデータパケットの損失を検出し、受信された第１のＵＤＰストリームのパケットを順序付けるように構成されることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。