JP3745495B2 - デジタル多重プログラムの送信パケット流を解析する方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル多重プログラム伝送の監視、特にデジタル的にコード化されたビデオ、オーディオ、データからなる多重化されたパケットデータ流の監視に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオおよびオーディオ圧縮技術、集積回路技術、通信下部構造の発展によって有用なデータサービスの転送ならびに、消費者へ高品質のビデオおよびオーディオプログラムを効率的に配送するための新しい多重化された放送フォーマットが生まれた。特に、多重化された放送フォーマットと組み合わせた高パワー通信衛星の登場はデジタルビデオの１００を越えるチャンネルが直接、聴視者の家庭へ送信されることを可能にしている。
【０００３】
例えば、多重化された放送フォーマットのデジタルビデオ情報はバイトまたはパケットの識別可能なグループで送信されることができる。デジタルビデオバイト流は細分され、固定した長さのパケットへパッケージされる。幾つかの異なったビデオソースからのパケットは迅速に単一の搬送波周波数へ共に組立て（多重化）られることができる。単一のソースからの全てのパケットはプログラムまたはサービスチャンネルを形成する。したがって単一の搬送波周波数は、多数の異なったビデオプログラムチャンネルを有する多重化されたパケット流を受信し、送信することができる。
【０００４】
例えば、直接放送衛星（ＤＢＳ）送信システムでは、典型的な高パワー衛星トランスポンダは４つの動画のテレビジョンチャンネルまたは８つまでの記録されたフィルムチャンネルを含んだ単一の搬送波信号を送信することができる。現在の衛星は１００を越えるビデオチャンネルを与えるように多数のトランスポンダを搭載することができる。各トランスポンダはその多重化されたまたは多重プログラムパケット流を受信機にダウンリンクで送信し、受信機は表示のため多重化されたパケット流を本来のビデオデータチャンネルに分割する。類似のデジタル多重プログラム伝送システムはケーブル回路網、コンピュータ回路網、光ファイバ回路網等の他の回路網で使用するように計画されている。
【０００５】
しかしながら、パケット化されたデータの放送および伝送は新しい監視装置を必要とする。例えば、通常の放送テレビジョンは典型的に単に生放送を観察するスタジオ内の職員により監視されることができる。利用可能な複数のプログラムチャンネルおよび、デジタルビデオ伝送に使用される高いビット速度により、より精巧な試験システムが必要とされる。送信フォーマットの多重化された特性は信号を監視するために特定のチャンネルへの直接的アクセスを可能にしない。１００を越える数のビデオチャンネルの放送映像をスタジオ内で監視するには多数のスタッフを必要とする。さらに、送信された信号が供給されている順方向エラー訂正（ＦＥＣ）は信号エラーが受信されたビデオ映像を十分“停止”させまたは送信された画像を完全に損失させる程度に深刻なレベルに達するまで信号エラーを訂正し隠す。それ故、ビデオ映像の可視監視は映像品質の破局的な故障前に劣化した信号状態の警告をほどんど与えない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
高速度デジタルアーキテクチャの複雑な特性のために多重化された伝送システム中の故障の点検および隔離も困難である。デジタル伝送システムは、非常に高いビット速度で種々のソースからの多数の信号のデジタル変換、圧縮、暗号化、パケット化、多重化および送信を行う。高速度電子回路はデジタルデータをパケット化し、必要な転送制御情報を供給することを必要とされる。高いビット伝送速度において回路間のタイミングエラーはパケット流中のパケットの損失を生じさせる。しかしながら、パケット化された信号の高いデータ速度とデジタル特性は補助がなければ人間の肉眼では検出できないエラーを生成する。全てのビデオ信号はデジタル的に圧縮され、暗号化され、パケット化され、したがってビデオ信号は故障の点検を行うために観察されることができない。ビデオ映像はデジタル信号がパケット化と暗号化を解除され圧縮復元され受信機で表示された後に観察されるだけである。
【０００７】
デジタル多重化送信システムのパケット化された転送アーキテクチャはまたシステムに複雑な層を付加する。パケット化された転送アーキテクチャは受信機によるパケット流の適切なパケット解除を確実にするため転送システム制御情報を必要とする。転送システム制御情報のエラーは、受信機がデジタルデータ流を適切に再構成できないようにする。
【０００８】
したがって、デジタル多重化衛星通信システムにより伝送されるデジタル信号のパケット流の完全性を監視し、確認することができる装置が必要とされる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明はデジタルパケットデータ流用のパケット流解析装置に関する。パケット流解析装置は最初に多重プログラムパケットデータ流で伝送される種々のチャンネルについてのサービス情報をアクセスする。このサービス情報は多重プログラムパケット流内のサービス情報または“プログラムガイド”パケットに含まれている。サービス情報／プログラムガイドチャンネルは好ましくは多重プログラムパケット流内の所望のサービスチャンネルを識別し位置付けるため、受信機により必要とされる基本情報を含んでいる。サービス情報は全ての送信されたプログラムとサービスチャンネルの識別子および位置と、使用者チャンネル番号の指定と、チャンネル名およびロゴと、個人のプログラム名、放送時間、解説、料金情報等の識別と、システム時間、他の制御流の識別および位置と、他の類似の機能を含んでいる。
【００１０】
例えば、ＤＢＳテレビジョンシステムは、多重プログラムパケットデータ流により伝送される異なったビデオ、オーディオ、およびデータチャンネルについての情報を含むプログラムガイドパケットを送信してもよい。パケット流解析装置は各パケットのヘッダを読み、プログラムガイトまたはマスタープログラムガイド（ＭＰＧ）パケットを識別する。ＭＰＧは多重プログラムパケット流で利用可能な種々のチャンネルについての情報を含んでいる。パケット流解析装置はパケット流に存在するパケットおよびチャンネルに対してＭＰＧによりリストされたパケットおよびチャンネルを確認する。
【００１１】
本発明の別の実施形態では、パケット流解析装置はまた各パケットのヘッダ中の情報にしたがってパケット流の完全性を確認する。例えば、各パケットヘッダはパケットの適切なシーケンスを維持する３つまでの８ビットバイトを含み、パケットの内容を識別する。パケット流解析装置はパケットの内容およびシーケンスを確認するためヘッダ情報を使用する。
【００１２】
パケット流の種々のパケット、チャンネル、トランスポンダはパケットデータ流の電子プログラムガイドを提供するために表示される。確認試験の結果はまた使用者がパケット流を監視することを可能にするように表示されることもできる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態は同調器、復調器、反対の順方向エラー訂正論理装置（ＦＥＣ-1）、デジタルパケット流の監視および確認用の解析論理装置を含んでいる。同調器、復調器、ＦＥＣ-1は送信されたパケットデータ流を再生する。解析論理装置はパケット流の監視および確認機能を行う。好ましくは、解析論理装置は実時間でパケットを処理する。解析論理装置は好ましくは専用の論理プロセッサまたはゲートアレイからなる。好ましくは、使用者ディスプレイが結果を表示し、使用者入力を受けるために設けられる。
【００１４】
したがって、パケット流解析装置は使用者が多重化されたパケットデータ流の状態を表示し監視することを可能にする。このパケット流解析装置は確認試験を行い、あらゆるエラーを表示する。使用者は問題を示す結果についての状態ディスプレイを監視することによってパケット流のエラーを検出することができる。パケット流解析装置により与えられるエラーのタイプと状態は使用者に見解を与え、これにより多重化された放送システムの故障を識別する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以上の一般的説明と以下の詳細な説明は共に例示および解説であり、特許請求の範囲で記載されている本発明をさらに解説することを目的とする。 本発明はさらに目的および意図する利点と共に添付図面を伴った後述の詳細な説明を参照して最良に理解されるであろう。
図面を参照すると、図１は本発明を使用することができるデジタル衛星システム20を示している。システム20は好ましくは、地上のアップリンク装置21、衛星23ａと23ｂを有する宇宙セグメント22、地上の受信機24とを含んでいる。説明された実施形態はデジタル衛星ビデオ送信システムに関するが、パケット解析装置は地上ケーブルまたは他の多重プログラムデータ流を監視するために使用されてもよいことを理解すべきである。
【００１６】
地上のアップリンク装置21は衛星25、地上光ファイバ通路26、または予めテープ27に記録されたプログラミングを経てプログラミング情報を集める。プログラミング情報は典型的にビデオまたはオーディオデータからなる。入来する衛星25と光ファイバのＮＴＳＣフォーマットのテレビジョン信号26はデジタル化され、２７０Ｍｂｐｓの直列デジタルビデオデータ流28に変換される。予め記録された資料27は品質の検査をされ、放送時間まで記憶するために標準的な記録フォーマットに転送される。標準的な記録フォーマット資料は放送時間に２７０Ｍｂｐｓの直列ビデオ流28にデジタル化される。オーディオ資料は同様に適切なデジタルフォーマット29で維持され送信される。
【００１７】
図２に示されるように、デジタルビデオ28とオーディオ信号29は、ビデオ圧縮31、暗号化32、および制御データ35との多重化33を行うためアップリンク信号処理システム（ＵＳＰＳ）30へ導かれる。２７０Ｍｂｐｓデジタルデータ流28はＭＰＥＧ−２型圧縮方式を用いて、圧縮装置31において３．５乃至７．５Ｍｂｐｓのデジタル圧縮されたビデオデータ流28ａへ圧縮される。ビデオ内容に基づいて、ＭＰＥＧ−２型の圧縮は可能な３６：１乃至７０：１のデータ圧縮を可能にする。圧縮されたビデオ信号28ａは権限をもたずに信号をアクセスしないように暗号化装置32により暗号化される。オーディオ信号は同様に圧縮装置39で圧縮され、通常は暗号化されないが、暗号化されてもよい。処理されたビデオおよびオーディオデータ流28ｂ、29ａは、複数の回路網制御データ流35と共に単一のパケット流38へパケット化され多重化される。制御情報は暗号化されないことが好ましい。パケット化はデータ流28ａ、29ａ、35を固定した長さのブロックまたはパケットへ分断する。多重化は異なったデータ流28ａ、29ａ、35からのパケットを多重プログラムパケットデータ流38へ結合する。受信機で伝送エラーを訂正するためにパケット流38には順方向エラー訂正（ＦＥＣ）36が行われている。
【００１８】
図３で示されているように、多重化されたパケット流38はバイトまたはパケット50のグループのデータを含んでいる。好ましい実施形態では、それぞれ固定した長さのパケット50は１００を越えるバイトを含んでおり、１バイト当たり８ビットである。パケット50の最初の幾つかのバイトは好ましくはパケットヘッダ51を構成している。パケットヘッダ51はパケットタイプを識別するビット53と、パケットにより伝送されるサービスを識別する付加的なアドレスビット52を含んでいる。同一のアドレスまたはサービスチャンネルＩＤを有する全てのパケットは１つのプログラムまたはサービスチャンネルを形成する。パケットヘッダ51はまた情報を含んでおり、この情報はパケットフレーミングを行い、パケットが暗号化されたか否かを示し、パケットにより伝送されるサービスのタイプ（ビデオ、オーディオ、データまたは制御）を識別する。ヘッダ51はまた同じサービスチャンネルＩＤを有する連続的なパケットに対してインクレメントする連続カウンタ54を含むことができる。
【００１９】
パケット50の残りのバイトはデータまたはペイロード56を構成する。ペイロードバイト56は任意のタイプの情報を含んでいる。好ましくはペイロード56は使用者サービス（ビデオ、オーディオまたはデータ）またはシステム制御情報を含んでいる。例えば、典型的なシステムでは、基本的なビデオサービスパケットのペイロードバイト56はＭＰＥＧ−２の圧縮されたデジタルビデオデータ57を含んでいる。代わりに、ペイロード56は４８ＫＨｚの速度または４４．１ＫＨｚのコンパクトデジタルディスクフォーマットでサンプルされたデジタル的に暗号化されているオーディオデータ58を含んでいる。ペイロード56はまたシステム制御情報59を伝送することもできる。さらに、バイト数（図示せず）は順方向エラー訂正用にパケット50に付加されてもよい。より多量のエラー訂正と頑強な信号を与えるため、多数のＦＥＣバイトが付加されることができる。しかしながら、ＦＥＣバイトを付加するとパケット流のデータ速度を低下する。好ましくは３０．３Ｍｂｐｓまたは２３．６Ｍｂｐｓの２つのパケット流データ速度が使用される。
【００２０】
多重化されたパケット方式により、単一の３０．３Ｍｂｐｓの多重プログラムパケット流38は４つまでのテレビジョンチャンネルまたは８つまでの記録フィルムチャンネル、幾つかのオーディオチャンネル、システム制御情報を伝送することができる。３２まで（またはそれ以上）の多重プログラムパケット流38は１００を越えるビデオのチャンネルを転送するために設けられてもよい。各３２のパケット流はサービス情報またはマスタープログラムガイド（ＭＰＧ）チャンネルを有し、これはパケット流中に存在する異なったビデオ57、オーディオ58、制御流パケット59を識別する。ＭＰＧ 59ａは、サービスチャンネルＩＤにより利用可能なチャンネルと各サービスチャンネルＩＤに関連するプログラミングをリストする。ＭＰＧ 59ａは回路網構造データのようなシステム情報および他のシステムパラメータも含んでいてもよい。ＭＰＧパケット59ａは周期的、好ましくは毎秒送信される。
【００２１】
各３２の多重プログラムパケット流38は４０Ｍｂｐｓの総ビット速度を与えるため２０メガシンボル／秒のシンボル速度を有する搬送波周波数に直角位相シフトキー（ＱＰＳＫ）変調される。４０Ｍｂｐｓの搬送波は周波数において１７．３乃至１７．８ＧＨｚ間の３２の割当てられたアップリンク周波数のうちの１つに上方変換される。信号は衛星23にアップリンクで送信される。
【００２２】
図４で示されているように、衛星23ａと23ｂは通常、ヒューズ社のＨＳ−６０１（商標名）の宇宙衛星のような静止衛星である。衛星23ａと23ｂは好ましくは非常に近接した静止軌道に位置する２つの静止衛星である。各衛星は好ましくは１６の高パワー（１２０ワット）のトランスポンダ40を有する。各トランスポンダ40は３２のアップリンク信号のうちの１つを受信するため、１７．３乃至１７．８間の３２のアップリンク周波数のうちの１つで動作する。トランスポンダ40はアップリンクで送信された搬送波信号のうちの１つを受信し、これを１２．２乃至１２．７ＧＨｚ間の３２の割当てられたダウンリンク周波数のうちの１つに変換する。
【００２３】
再度図１を参照すると、ダウンリンクで送信された信号はアンテナ60により地上の受信機24で捕捉され、フィード61へ焦点を結ばれる。フィード61は焦点を結ばれた信号を電気信号へ変換し、電気信号は低雑音下方変換器（ＬＮＢ）（図示せず）によって周波数が下方変換される。増幅され下方変換された信号は同軸ケーブル62を介してパケット流解析装置63へ送られる。
【００２４】
図５で示されているように、パケット流解析装置63は好ましくは同調器64、復調器65、反転順方向エラー訂正論理装置66（ＦＥＣ-1）、解析論理装置68、インターフェイスコンピュータ70を具備している。同調器64は９５０乃至１４５０ＭＨｚ周波数範囲内の３２の搬送波信号のうちの１つに同調する。復調器65は選択された搬送波をデジタルパケット流に復調する。回路またはソフトウェアを使用する反転順方向エラー訂正論理装置66（ＦＥＣ-1）は送信ビットエラーを訂正するためＦＥＣビットを提供するために設けられている。同調、復調、ＦＥＣ-1は技術でよく知られている一般的な技術を用いて行われる。ＦＥＣ-1が行われた後、もとの送信されたパケット流38（図３）が再生される。
【００２５】
解析論理装置68は受信されたパケット流38の完全性を監視および確認するための回路およびソフトウェアを設けられている。パケット流38はまたアップリンク装置21（図１）で利用可能である。パケット流はそれ故、アップリンクで解析されることができる。しかしながら、地上の受信機24で受信されたパケット流を試験することは、アップリンク送信機21の変調器と衛星とを含む衛星伝送システムと、順方向エラー訂正の性能の動作を端部から端部にわたって監視することを可能にする。受信されたパケット流の試験はアップリンク装置から離れた位置において行われることも可能である。したがって、パケット流38の完全性はこれが送信され受信された後に監視されることをが好ましい。
【００２６】
図５で示されているように、解析論理装置68は好ましくは監視されるパケット流からのパケットを記憶するための入力バッファ68ａを含んでいる。解析論理装置68は好ましくはパケットが到着したときに実時間でパケット流を解析するための専用のデジタル信号プロセッサ68ｂを含んでいる。３０．３Ｍｂｐｓのデータ速度で、約３０，０００パケットが毎秒到着し、これは３４ミリ秒毎に到着するパケットに変換する。例えば２０ＭＨｚで動作するテキサスインストルメント社のＴＭＳ３２０Ｃ３０等の専用の信号プロセッサは３４ミリ秒のウィンドウ内でパケットを処理するように所望の機能にしたがってプログラムされることができる。他の論理装置または信号プロセッサまたはフィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途用集積回路（ＡＳＩＣ）のような論理装置から構成される他の等価の装置が解析論理装置68を構成するために使用されることを当業者は認識するであろう。
【００２７】
インターフェイスコンピュータ70は監視および確認結果を表示する。インターフェイスコンピュータ70は高レベルの使用者インターフェイスソフトウェアを動作し、解析論理装置68用のホスト機械として動作する。インターフェイスコンピュータ70は入力を受信し、結果を使用者へ表示することができる任意の装置であってもよい。例えば、あらゆるＩＢＭ両立性パーソナルコンピュータ、アップルコンピュータ、またはより強力なワークステーションコンピュータ等の汎用コンピュータが使用されてもよい。さらに、集積された同調器、復調器、ＦＥＣ-1、解析論理装置、使用者ディスプレイハードウェアを有する専用のパケット流解析装置は、同調器64、復調器65、ＦＥＣ-1、解析論理装置68、インターフェイスコンピュータ70を単一の装置に結合することにより構成されることもできる。集積された装置は移動可能な動作を可能にするため頑丈にされることが好ましい。
【００２８】
解析論理装置68は好ましくはパケット流に対して４つのタイプの機能、即ち、監視、確認、誤り訂正、統計の維持を行う。
【００２９】
モニタ機能はパケット流を観察し、パケット流38で利用可能なサービスチャンネルＩＤとチャンネルを表示する。例えば、モニタ機能は好ましくはパケットのサービスチャンネルＩＤを識別するために各パケットのパケットヘッダ51を読取る。多重プログラムパケット流の種々のチャンネルについての情報を含んでいるＭＰＧパケット59ａは１のサービスチャンネルＩＤ番号を有することが好ましい。ＭＰＧ59ａは好ましくはパケット流のサービスチャンネルＩＤと、各サービスチャンネルＩＤのチャンネル番号と、各サービスチャンネルＩＤにより伝送されたプログラミングをリストする。モニタ機能は各サービスチャンネルＩＤと、関連するチャンネル番号と、利用可能なプログラミングを識別する。例えば、サービスチャンネルＩＤ番号10を有するパケットはＥＳＰＮを伝送するプログラムチャンネル200 であってもよい。サービスチャンネルＩＤ番号20を有するパケットはＣ−ＳＰＡＮを伝送するチャンネル201 であってもよい。モニタ機能はパケット流に存在するパケットおよびチャンネルへの電子プログラムガイドの役目を行うようにインターフェイスコンピュータ70上にＭＰＧ情報を表示してもよい。
【００３０】
前述のチャンネルパラメータに加えて、ＭＰＧ59ａは日中の節約時間変化、料金システム情報等の回路網パラメータ全体も含む。モニタ機能はこのタイプの情報を表示してよい。
【００３１】
パケット流38の完全性を確実にするため確認機能はパケットヘッダ51とＭＰＧパケット59ａを試験する。例えば、確認機能はパケット流の語義と順序を試験する。各パケットヘッダ51はパケットの内容と順序に関する情報を含んでもよい。パケット流解析装置はパケットの内容に対してパケットヘッダ51の情報を確認する。あらゆるエラーまたは妨害が検出され、通知され、インターフェイスコンピュータ70上で表示される。
【００３２】
誤り訂正（debug ）機能は使用者が特定のパケットを記憶することを可能にする。統計機能はパケット流の状態を追跡するため統計を維持する。好ましくは解析論理装置68は監視、確認、誤り訂正、統計機能を同時に行う。
【００３３】
解析論理装置68の４つの基本的機能である監視、確認、誤り訂正、統計機能は好ましくは２つのモード、即ち停留モード（単一のトランスポンダ監視）または走査モード（多重トランスポンダ監視）のうちの一方で使用される。
【００３４】
図６で示されているように、停留モードは単一の衛星トランスポンダ40から放送された単一のパケット流38を解析する。例えば、停留モードはパケットヘッダ51（図３）を読取り、81において各パケットを識別することによってパケット流38を監視する。ＭＰＧパケットがパケット流に存在することは82において確認される。ＭＰＧ構文および情報は83において正確であることを確認される。さらに、パケット流はＭＰＧの情報にしたがって確認される。例えばパケット流が２つの連続パケットが同一のサービスチャンネルＩＤ番号をもたないことを84において確認し、パケット流に存在する全てのサービスチャンネルＩＤがＭＰＧでリストされることを85において確認するチェックが行われる。検出されたエラーは識別され記録される。
【００３５】
停留モードは好ましくは各チャンネルのデータ速度を監視する。パケット流全体のデータ速度は好ましくは３０．３Ｍｂｐｓまたは２３．６Ｍｂｐｓのいずれかである。任意の特定のチャンネルのデータ速度はデータ流に存在する特定のサービスチャンネルＩＤによりパケット数から計算される。例えば、３０．３Ｍｂｐｓパケット流のパケットの１／２は同一のサービスチャンネルを有し、チャンネルのデータ速度は３０．３Ｍｂｐｓ／２、すなわち１５．１５Ｍｂｐｓである。３０．３Ｍｂｐｓパケット流の１／１０は同じサービスチャンネルＩＤを有し、チャンネルのデータ速度は３０．３Ｍｂｐｓ／１０、すなわち３．０３Ｍｂｐｓである。停留モードの統計機能は各サービスチャンネルＩＤのデータ速度を維持し表示する。
【００３６】
誤り訂正機能は選択されたパケットを記録しメモリに記憶することを可能にする。好ましくは、当業者によく知られているソフトウェアの誤り訂正使用と類似して、誤り訂正機能は使用者が捕捉および記憶を要望する故障のタイプをプログラムし選択することも可能にする。使用者は故障を検査し、識別するため後で記憶されたパケットを観察する。
【００３７】
当業者は任意の確認試験が省略されてもよいことを認識するであろう。勿論、パケット流についての他の試験が可能である。例えば、解析論理装置は同一のサービスチャンネルＩＤ 52を有する連続したパケットの連続カウンタ54が連続的に番号を付けられることを確認するようにプログラムされることができる。さらに、ＭＰＧによりリストされる全てのサービスチャンネルＩＤがパケット流中に認められることを確認されることができる。所望するように確認機能を省略または付加するため当業者が解析論理装置68をプログラムできることが理解されるべきである。
【００３８】
インターフェイスコンピュータは89において、各サービスチャンネルＩＤのチャンネルチャンネル番号（ＳＣＩＤ）と名称および各チャンネルのタイプ（ビデオ、オーディオ等）とそのデータ速度と共にパケットデータ流に認められる全てのサービスチャンネルＩＤを表示する。リストは好ましくはインターフェイスコンピュータ70のディスプレイモニタ上で電子的に表示され（図５）、連続的に更新される。表１は典型的なディスプレイを示している。
【００３９】
表１で認められるように、監視されたパケット流のトランスポンダ番号（０４）はディスプレイの上部で識別される。トランスポンダ番号の下には、各ＳＣＩＤおよびＳＣＩＤについての情報をリストした表が表示されている。このような情報はチャンネル番号、名称、チャンネルデータ速度を含んでいる。例えば、表１のＳＣＩＤ10は７．８０Ｍｂｐｓのデータ速度でＥＳＰＮを伝送するチャンネル２００−ｖである。“ｖ”はＳＣＩＤ10がビデオチャンネルであることを示している。ＳＣＩＤ11と12はチャンネル 200−ｖに関連する２つのオーディオチャンネル２００−ａ１、２００−ａ２である。トランスポンダ上のＳＣＩＤ数は１つのスクリーン上で表示されることができるＳＣＩＤ数を越えているので、ＳＣＩＤのリストは上または下にスクロールされてもよい。
【００４０】
表１のＳＣＩＤ表の下には、存在するＳＣＩＤはパケット流の全てのＳＣＩＤのリストを表示する。存在しないＳＣＩＤはＭＰＧにより識別されるがパケット流で見られないＳＣＩＤをリストする。予測のないＳＣＩＤはＭＰＧにリストされないパケット流で見られるＳＣＩＤをリストする。通常、存在しないＳＣＩＤと予測のないＳＣＩＤは存在しない。確認試験により発見されたエラーはＥＲＲＯＲ下にリストされることもできる。
【００４１】
走査モードは種々の衛星トランスポンダ40中のモニタおよび確認機能の自動サイクリングを可能にする。走査モードは、各トランスポンダ40のパケット流を監視および確認するために全てまたは複数の衛星トランスポンダ40（図４）を通ってループする。走査モードはトランポンダ40へ同調し、監視、確認、統計、誤り訂正機能を行う。走査モードにより行われる監視、確認、誤り訂正、統計機能は停留モード（図６）により行われる機能と類似している。１つのトランスポンダで機能が行われた後、別のトランスポンダが同調され、機能は次のトランスポンダで行われる。したがって、走査モードは全ての衛星トランスポンダ40の逐次的監視を可能にする。
【００４２】
本発明はオペレータがデジタル多重プログラムデータ流を監視することを可能にする。多重化されたデジタル信号の状態が観察され、エラーはオペレータへ識別される。各パケット流は確認されあらゆるエラーが報告される。各ＳＣＩＤチャンネルのデータ速度が維持され表示される。故障の点検はＳＣＩＤ数により故障したチャンネルの識別のより行われる。故障したＳＣＩＤ装置に関連する装置はしたがって識別され修理されることができる。
【００４３】
したがって、パケット流解析装置はパケット流の適切なパケット化と多重化を監視し、確認する。
【００４４】
勿論、前述の好ましい実施形態に対して広い範囲の変化および変形を行うことができることを理解すべきである。本発明の他の代わりの実施形態は異なった同調、復調またはＦＥＣ-1機能を使用することができる。他の確認試験およびディスプレイモードもここで説明した本発明の技術的範囲内に含まれる。それ故、以上の詳細な説明は本発明を限定するものではなく単なる例示として考慮されることを意図しており、全ての等価物は特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲に含まれることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を使用することができるデジタル衛星システムの概略図。
【図２】図１のアップリンク信号処理システムのパケット処理のブロック図。
【図３】図２のアップリンク信号処理システムにより送信されるデジタルパケットおよびデジタルパケット流の説明図。
【図４】図１のシステムで使用されることができる２つの衛星のトランスポンダのレイアウト。
【図５】パケット流解析装置のブロック図。
【図６】図５の装置の機能を監視し、確認するためのフロー図。
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル多重プログラム伝送の監視、特にデジタル的にコード化されたビデオ、オーディオ、データからなる多重化されたパケットデータ流の監視に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオおよびオーディオ圧縮技術、集積回路技術、通信下部構造の発展によって有用なデータサービスの転送ならびに、消費者へ高品質のビデオおよびオーディオプログラムを効率的に配送するための新しい多重化された放送フォーマットが生まれた。特に、多重化された放送フォーマットと組み合わせた高パワー通信衛星の登場はデジタルビデオの１００を越えるチャンネルが直接、聴視者の家庭へ送信されることを可能にしている。
【０００３】
例えば、多重化された放送フォーマットのデジタルビデオ情報はバイトまたはパケットの識別可能なグループで送信されることができる。デジタルビデオバイト流は細分され、固定した長さのパケットへパッケージされる。幾つかの異なったビデオソースからのパケットは迅速に単一の搬送波周波数へ共に組立て（多重化）られることができる。単一のソースからの全てのパケットはプログラムまたはサービスチャンネルを形成する。したがって単一の搬送波周波数は、多数の異なったビデオプログラムチャンネルを有する多重化されたパケット流を受信し、送信することができる。
【０００４】
例えば、直接放送衛星（ＤＢＳ）送信システムでは、典型的な高パワー衛星トランスポンダは４つの動画のテレビジョンチャンネルまたは８つまでの記録されたフィルムチャンネルを含んだ単一の搬送波信号を送信することができる。現在の衛星は１００を越えるビデオチャンネルを与えるように多数のトランスポンダを搭載することができる。各トランスポンダはその多重化されたまたは多重プログラムパケット流を受信機にダウンリンクで送信し、受信機は表示のため多重化されたパケット流を本来のビデオデータチャンネルに分割する。類似のデジタル多重プログラム伝送システムはケーブル回路網、コンピュータ回路網、光ファイバ回路網等の他の回路網で使用するように計画されている。
【０００５】
しかしながら、パケット化されたデータの放送および伝送は新しい監視装置を必要とする。例えば、通常の放送テレビジョンは典型的に単に生放送を観察するスタジオ内の職員により監視されることができる。利用可能な複数のプログラムチャンネルおよび、デジタルビデオ伝送に使用される高いビット速度により、より精巧な試験システムが必要とされる。送信フォーマットの多重化された特性は信号を監視するために特定のチャンネルへの直接的アクセスを可能にしない。１００を越える数のビデオチャンネルの放送映像をスタジオ内で監視するには多数のスタッフを必要とする。さらに、送信された信号が供給されている順方向エラー訂正（ＦＥＣ）は信号エラーが受信されたビデオ映像を十分“停止”させまたは送信された画像を完全に損失させる程度に深刻なレベルに達するまで信号エラーを訂正し隠す。それ故、ビデオ映像の可視監視は映像品質の破局的な故障前に劣化した信号状態の警告をほどんど与えない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
高速度デジタルアーキテクチャの複雑な特性のために多重化された伝送システム中の故障の点検および隔離も困難である。デジタル伝送システムは、非常に高いビット速度で種々のソースからの多数の信号のデジタル変換、圧縮、暗号化、パケット化、多重化および送信を行う。高速度電子回路はデジタルデータをパケット化し、必要な転送制御情報を供給することを必要とされる。高いビット伝送速度において回路間のタイミングエラーはパケット流中のパケットの損失を生じさせる。しかしながら、パケット化された信号の高いデータ速度とデジタル特性は補助がなければ人間の肉眼では検出できないエラーを生成する。全てのビデオ信号はデジタル的に圧縮され、暗号化され、パケット化され、したがってビデオ信号は故障の点検を行うために観察されることができない。ビデオ映像はデジタル信号がパケット化と暗号化を解除され圧縮復元され受信機で表示された後に観察されるだけである。
【０００７】
デジタル多重化送信システムのパケット化された転送アーキテクチャはまたシステムに複雑な層を付加する。パケット化された転送アーキテクチャは受信機によるパケット流の適切なパケット解除を確実にするため転送システム制御情報を必要とする。転送システム制御情報のエラーは、受信機がデジタルデータ流を適切に再構成できないようにする。
【０００８】
したがって、デジタル多重化衛星通信システムにより伝送されるデジタル信号のパケット流の完全性を監視し、確認することができる装置が必要とされる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明はデジタルパケットデータ流用のパケット流解析装置に関する。パケット流解析装置は最初に多重プログラムパケットデータ流で伝送される種々のチャンネルについてのサービス情報をアクセスする。このサービス情報は多重プログラムパケット流内のサービス情報または“プログラムガイド”パケットに含まれている。サービス情報／プログラムガイドチャンネルは好ましくは多重プログラムパケット流内の所望のサービスチャンネルを識別し位置付けるため、受信機により必要とされる基本情報を含んでいる。サービス情報は全ての送信されたプログラムとサービスチャンネルの識別子および位置と、使用者チャンネル番号の指定と、チャンネル名およびロゴと、個人のプログラム名、放送時間、解説、料金情報等の識別と、システム時間、他の制御流の識別および位置と、他の類似の機能を含んでいる。
【００１０】
例えば、ＤＢＳテレビジョンシステムは、多重プログラムパケットデータ流により伝送される異なったビデオ、オーディオ、およびデータチャンネルについての情報を含むプログラムガイドパケットを送信してもよい。パケット流解析装置は各パケットのヘッダを読み、プログラムガイトまたはマスタープログラムガイド（ＭＰＧ）パケットを識別する。ＭＰＧは多重プログラムパケット流で利用可能な種々のチャンネルについての情報を含んでいる。パケット流解析装置はパケット流に存在するパケットおよびチャンネルに対してＭＰＧによりリストされたパケットおよびチャンネルを確認する。
【００１１】
本発明の別の実施形態では、パケット流解析装置はまた各パケットのヘッダ中の情報にしたがってパケット流の完全性を確認する。例えば、各パケットヘッダはパケットの適切なシーケンスを維持する３つまでの８ビットバイトを含み、パケットの内容を識別する。パケット流解析装置はパケットの内容およびシーケンスを確認するためヘッダ情報を使用する。
【００１２】
パケット流の種々のパケット、チャンネル、トランスポンダはパケットデータ流の電子プログラムガイドを提供するために表示される。確認試験の結果はまた使用者がパケット流を監視することを可能にするように表示されることもできる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態は同調器、復調器、反対の順方向エラー訂正論理装置（ＦＥＣ-1）、デジタルパケット流の監視および確認用の解析論理装置を含んでいる。同調器、復調器、ＦＥＣ-1は送信されたパケットデータ流を再生する。解析論理装置はパケット流の監視および確認機能を行う。好ましくは、解析論理装置は実時間でパケットを処理する。解析論理装置は好ましくは専用の論理プロセッサまたはゲートアレイからなる。好ましくは、使用者ディスプレイが結果を表示し、使用者入力を受けるために設けられる。
【００１４】
したがって、パケット流解析装置は使用者が多重化されたパケットデータ流の状態を表示し監視することを可能にする。このパケット流解析装置は確認試験を行い、あらゆるエラーを表示する。使用者は問題を示す結果についての状態ディスプレイを監視することによってパケット流のエラーを検出することができる。パケット流解析装置により与えられるエラーのタイプと状態は使用者に見解を与え、これにより多重化された放送システムの故障を識別する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以上の一般的説明と以下の詳細な説明は共に例示および解説であり、特許請求の範囲で記載されている本発明をさらに解説することを目的とする。 本発明はさらに目的および意図する利点と共に添付図面を伴った後述の詳細な説明を参照して最良に理解されるであろう。
図面を参照すると、図１は本発明を使用することができるデジタル衛星システム20を示している。システム20は好ましくは、地上のアップリンク装置21、衛星23ａと23ｂを有する宇宙セグメント22、地上の受信機24とを含んでいる。説明された実施形態はデジタル衛星ビデオ送信システムに関するが、パケット解析装置は地上ケーブルまたは他の多重プログラムデータ流を監視するために使用されてもよいことを理解すべきである。
【００１６】
地上のアップリンク装置21は衛星25、地上光ファイバ通路26、または予めテープ27に記録されたプログラミングを経てプログラミング情報を集める。プログラミング情報は典型的にビデオまたはオーディオデータからなる。入来する衛星25と光ファイバのＮＴＳＣフォーマットのテレビジョン信号26はデジタル化され、２７０Ｍｂｐｓの直列デジタルビデオデータ流28に変換される。予め記録された資料27は品質の検査をされ、放送時間まで記憶するために標準的な記録フォーマットに転送される。標準的な記録フォーマット資料は放送時間に２７０Ｍｂｐｓの直列ビデオ流28にデジタル化される。オーディオ資料は同様に適切なデジタルフォーマット29で維持され送信される。
【００１７】
図２に示されるように、デジタルビデオ28とオーディオ信号29は、ビデオ圧縮31、暗号化32、および制御データ35との多重化33を行うためアップリンク信号処理システム（ＵＳＰＳ）30へ導かれる。２７０Ｍｂｐｓデジタルデータ流28はＭＰＥＧ−２型圧縮方式を用いて、圧縮装置31において３．５乃至７．５Ｍｂｐｓのデジタル圧縮されたビデオデータ流28ａへ圧縮される。ビデオ内容に基づいて、ＭＰＥＧ−２型の圧縮は可能な３６：１乃至７０：１のデータ圧縮を可能にする。圧縮されたビデオ信号28ａは権限をもたずに信号をアクセスしないように暗号化装置32により暗号化される。オーディオ信号は同様に圧縮装置39で圧縮され、通常は暗号化されないが、暗号化されてもよい。処理されたビデオおよびオーディオデータ流28ｂ、29ａは、複数の回路網制御データ流35と共に単一のパケット流38へパケット化され多重化される。制御情報は暗号化されないことが好ましい。パケット化はデータ流28ａ、29ａ、35を固定した長さのブロックまたはパケットへ分断する。多重化は異なったデータ流28ａ、29ａ、35からのパケットを多重プログラムパケットデータ流38へ結合する。受信機で伝送エラーを訂正するためにパケット流38には順方向エラー訂正（ＦＥＣ）36が行われている。
【００１８】
図３で示されているように、多重化されたパケット流38はバイトまたはパケット50のグループのデータを含んでいる。好ましい実施形態では、それぞれ固定した長さのパケット50は１００を越えるバイトを含んでおり、１バイト当たり８ビットである。パケット50の最初の幾つかのバイトは好ましくはパケットヘッダ51を構成している。パケットヘッダ51はパケットタイプを識別するビット53と、パケットにより伝送されるサービスを識別する付加的なアドレスビット52を含んでいる。同一のアドレスまたはサービスチャンネルＩＤを有する全てのパケットは１つのプログラムまたはサービスチャンネルを形成する。パケットヘッダ51はまた情報を含んでおり、この情報はパケットフレーミングを行い、パケットが暗号化されたか否かを示し、パケットにより伝送されるサービスのタイプ（ビデオ、オーディオ、データまたは制御）を識別する。ヘッダ51はまた同じサービスチャンネルＩＤを有する連続的なパケットに対してインクレメントする連続カウンタ54を含むことができる。
【００１９】
パケット50の残りのバイトはデータまたはペイロード56を構成する。ペイロードバイト56は任意のタイプの情報を含んでいる。好ましくはペイロード56は使用者サービス（ビデオ、オーディオまたはデータ）またはシステム制御情報を含んでいる。例えば、典型的なシステムでは、基本的なビデオサービスパケットのペイロードバイト56はＭＰＥＧ−２の圧縮されたデジタルビデオデータ57を含んでいる。代わりに、ペイロード56は４８ＫＨｚの速度または４４．１ＫＨｚのコンパクトデジタルディスクフォーマットでサンプルされたデジタル的に暗号化されているオーディオデータ58を含んでいる。ペイロード56はまたシステム制御情報59を伝送することもできる。さらに、バイト数（図示せず）は順方向エラー訂正用にパケット50に付加されてもよい。より多量のエラー訂正と頑強な信号を与えるため、多数のＦＥＣバイトが付加されることができる。しかしながら、ＦＥＣバイトを付加するとパケット流のデータ速度を低下する。好ましくは３０．３Ｍｂｐｓまたは２３．６Ｍｂｐｓの２つのパケット流データ速度が使用される。
【００２０】
多重化されたパケット方式により、単一の３０．３Ｍｂｐｓの多重プログラムパケット流38は４つまでのテレビジョンチャンネルまたは８つまでの記録フィルムチャンネル、幾つかのオーディオチャンネル、システム制御情報を伝送することができる。３２まで（またはそれ以上）の多重プログラムパケット流38は１００を越えるビデオのチャンネルを転送するために設けられてもよい。各３２のパケット流はサービス情報またはマスタープログラムガイド（ＭＰＧ）チャンネルを有し、これはパケット流中に存在する異なったビデオ57、オーディオ58、制御流パケット59を識別する。ＭＰＧ 59ａは、サービスチャンネルＩＤにより利用可能なチャンネルと各サービスチャンネルＩＤに関連するプログラミングをリストする。ＭＰＧ 59ａは回路網構造データのようなシステム情報および他のシステムパラメータも含んでいてもよい。ＭＰＧパケット59ａは周期的、好ましくは毎秒送信される。
【００２１】
各３２の多重プログラムパケット流38は４０Ｍｂｐｓの総ビット速度を与えるため２０メガシンボル／秒のシンボル速度を有する搬送波周波数に直角位相シフトキー（ＱＰＳＫ）変調される。４０Ｍｂｐｓの搬送波は周波数において１７．３乃至１７．８ＧＨｚ間の３２の割当てられたアップリンク周波数のうちの１つに上方変換される。信号は衛星23にアップリンクで送信される。
【００２２】
図４で示されているように、衛星23ａと23ｂは通常、ヒューズ社のＨＳ−６０１（商標名）の宇宙衛星のような静止衛星である。衛星23ａと23ｂは好ましくは非常に近接した静止軌道に位置する２つの静止衛星である。各衛星は好ましくは１６の高パワー（１２０ワット）のトランスポンダ40を有する。各トランスポンダ40は３２のアップリンク信号のうちの１つを受信するため、１７．３乃至１７．８間の３２のアップリンク周波数のうちの１つで動作する。トランスポンダ40はアップリンクで送信された搬送波信号のうちの１つを受信し、これを１２．２乃至１２．７ＧＨｚ間の３２の割当てられたダウンリンク周波数のうちの１つに変換する。
【００２３】
再度図１を参照すると、ダウンリンクで送信された信号はアンテナ60により地上の受信機24で捕捉され、フィード61へ焦点を結ばれる。フィード61は焦点を結ばれた信号を電気信号へ変換し、電気信号は低雑音下方変換器（ＬＮＢ）（図示せず）によって周波数が下方変換される。増幅され下方変換された信号は同軸ケーブル62を介してパケット流解析装置63へ送られる。
【００２４】
図５で示されているように、パケット流解析装置63は好ましくは同調器64、復調器65、反転順方向エラー訂正論理装置66（ＦＥＣ-1）、解析論理装置68、インターフェイスコンピュータ70を具備している。同調器64は９５０乃至１４５０ＭＨｚ周波数範囲内の３２の搬送波信号のうちの１つに同調する。復調器65は選択された搬送波をデジタルパケット流に復調する。回路またはソフトウェアを使用する反転順方向エラー訂正論理装置66（ＦＥＣ-1）は送信ビットエラーを訂正するためＦＥＣビットを提供するために設けられている。同調、復調、ＦＥＣ-1は技術でよく知られている一般的な技術を用いて行われる。ＦＥＣ-1が行われた後、もとの送信されたパケット流38（図３）が再生される。
【００２５】
解析論理装置68は受信されたパケット流38の完全性を監視および確認するための回路およびソフトウェアを設けられている。パケット流38はまたアップリンク装置21（図１）で利用可能である。パケット流はそれ故、アップリンクで解析されることができる。しかしながら、地上の受信機24で受信されたパケット流を試験することは、アップリンク送信機21の変調器と衛星とを含む衛星伝送システムと、順方向エラー訂正の性能の動作を端部から端部にわたって監視することを可能にする。受信されたパケット流の試験はアップリンク装置から離れた位置において行われることも可能である。したがって、パケット流38の完全性はこれが送信され受信された後に監視されることをが好ましい。
【００２６】
図５で示されているように、解析論理装置68は好ましくは監視されるパケット流からのパケットを記憶するための入力バッファ68ａを含んでいる。解析論理装置68は好ましくはパケットが到着したときに実時間でパケット流を解析するための専用のデジタル信号プロセッサ68ｂを含んでいる。３０．３Ｍｂｐｓのデータ速度で、約３０，０００パケットが毎秒到着し、これは３４ミリ秒毎に到着するパケットに変換する。例えば２０ＭＨｚで動作するテキサスインストルメント社のＴＭＳ３２０Ｃ３０等の専用の信号プロセッサは３４ミリ秒のウィンドウ内でパケットを処理するように所望の機能にしたがってプログラムされることができる。他の論理装置または信号プロセッサまたはフィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途用集積回路（ＡＳＩＣ）のような論理装置から構成される他の等価の装置が解析論理装置68を構成するために使用されることを当業者は認識するであろう。
【００２７】
インターフェイスコンピュータ70は監視および確認結果を表示する。インターフェイスコンピュータ70は高レベルの使用者インターフェイスソフトウェアを動作し、解析論理装置68用のホスト機械として動作する。インターフェイスコンピュータ70は入力を受信し、結果を使用者へ表示することができる任意の装置であってもよい。例えば、あらゆるＩＢＭ両立性パーソナルコンピュータ、アップルコンピュータ、またはより強力なワークステーションコンピュータ等の汎用コンピュータが使用されてもよい。さらに、集積された同調器、復調器、ＦＥＣ-1、解析論理装置、使用者ディスプレイハードウェアを有する専用のパケット流解析装置は、同調器64、復調器65、ＦＥＣ-1、解析論理装置68、インターフェイスコンピュータ70を単一の装置に結合することにより構成されることもできる。集積された装置は移動可能な動作を可能にするため頑丈にされることが好ましい。
【００２８】
解析論理装置68は好ましくはパケット流に対して４つのタイプの機能、即ち、監視、確認、誤り訂正、統計の維持を行う。
【００２９】
モニタ機能はパケット流を観察し、パケット流38で利用可能なサービスチャンネルＩＤとチャンネルを表示する。例えば、モニタ機能は好ましくはパケットのサービスチャンネルＩＤを識別するために各パケットのパケットヘッダ51を読取る。多重プログラムパケット流の種々のチャンネルについての情報を含んでいるＭＰＧパケット59ａは１のサービスチャンネルＩＤ番号を有することが好ましい。ＭＰＧ59ａは好ましくはパケット流のサービスチャンネルＩＤと、各サービスチャンネルＩＤのチャンネル番号と、各サービスチャンネルＩＤにより伝送されたプログラミングをリストする。モニタ機能は各サービスチャンネルＩＤと、関連するチャンネル番号と、利用可能なプログラミングを識別する。例えば、サービスチャンネルＩＤ番号10を有するパケットはＥＳＰＮを伝送するプログラムチャンネル200 であってもよい。サービスチャンネルＩＤ番号20を有するパケットはＣ−ＳＰＡＮを伝送するチャンネル201 であってもよい。モニタ機能はパケット流に存在するパケットおよびチャンネルへの電子プログラムガイドの役目を行うようにインターフェイスコンピュータ70上にＭＰＧ情報を表示してもよい。
【００３０】
前述のチャンネルパラメータに加えて、ＭＰＧ59ａは日中の節約時間変化、料金システム情報等の回路網パラメータ全体も含む。モニタ機能はこのタイプの情報を表示してよい。
【００３１】
パケット流38の完全性を確実にするため確認機能はパケットヘッダ51とＭＰＧパケット59ａを試験する。例えば、確認機能はパケット流の語義と順序を試験する。各パケットヘッダ51はパケットの内容と順序に関する情報を含んでもよい。パケット流解析装置はパケットの内容に対してパケットヘッダ51の情報を確認する。あらゆるエラーまたは妨害が検出され、通知され、インターフェイスコンピュータ70上で表示される。
【００３２】
誤り訂正（debug ）機能は使用者が特定のパケットを記憶することを可能にする。統計機能はパケット流の状態を追跡するため統計を維持する。好ましくは解析論理装置68は監視、確認、誤り訂正、統計機能を同時に行う。
【００３３】
解析論理装置68の４つの基本的機能である監視、確認、誤り訂正、統計機能は好ましくは２つのモード、即ち停留モード（単一のトランスポンダ監視）または走査モード（多重トランスポンダ監視）のうちの一方で使用される。
【００３４】
図６で示されているように、停留モードは単一の衛星トランスポンダ40から放送された単一のパケット流38を解析する。例えば、停留モードはパケットヘッダ51（図３）を読取り、81において各パケットを識別することによってパケット流38を監視する。ＭＰＧパケットがパケット流に存在することは82において確認される。ＭＰＧ構文および情報は83において正確であることを確認される。さらに、パケット流はＭＰＧの情報にしたがって確認される。例えばパケット流が２つの連続パケットが同一のサービスチャンネルＩＤ番号をもたないことを84において確認し、パケット流に存在する全てのサービスチャンネルＩＤがＭＰＧでリストされることを85において確認するチェックが行われる。検出されたエラーは識別され記録される。
【００３５】
停留モードは好ましくは各チャンネルのデータ速度を監視する。パケット流全体のデータ速度は好ましくは３０．３Ｍｂｐｓまたは２３．６Ｍｂｐｓのいずれかである。任意の特定のチャンネルのデータ速度はデータ流に存在する特定のサービスチャンネルＩＤによりパケット数から計算される。例えば、３０．３Ｍｂｐｓパケット流のパケットの１／２は同一のサービスチャンネルを有し、チャンネルのデータ速度は３０．３Ｍｂｐｓ／２、すなわち１５．１５Ｍｂｐｓである。３０．３Ｍｂｐｓパケット流の１／１０は同じサービスチャンネルＩＤを有し、チャンネルのデータ速度は３０．３Ｍｂｐｓ／１０、すなわち３．０３Ｍｂｐｓである。停留モードの統計機能は各サービスチャンネルＩＤのデータ速度を維持し表示する。
【００３６】
誤り訂正機能は選択されたパケットを記録しメモリに記憶することを可能にする。好ましくは、当業者によく知られているソフトウェアの誤り訂正使用と類似して、誤り訂正機能は使用者が捕捉および記憶を要望する故障のタイプをプログラムし選択することも可能にする。使用者は故障を検査し、識別するため後で記憶されたパケットを観察する。
【００３７】
当業者は任意の確認試験が省略されてもよいことを認識するであろう。勿論、パケット流についての他の試験が可能である。例えば、解析論理装置は同一のサービスチャンネルＩＤ 52を有する連続したパケットの連続カウンタ54が連続的に番号を付けられることを確認するようにプログラムされることができる。さらに、ＭＰＧによりリストされる全てのサービスチャンネルＩＤがパケット流中に認められることを確認されることができる。所望するように確認機能を省略または付加するため当業者が解析論理装置68をプログラムできることが理解されるべきである。
【００３８】
インターフェイスコンピュータは89において、各サービスチャンネルＩＤのチャンネルチャンネル番号（ＳＣＩＤ）と名称および各チャンネルのタイプ（ビデオ、オーディオ等）とそのデータ速度と共にパケットデータ流に認められる全てのサービスチャンネルＩＤを表示する。リストは好ましくはインターフェイスコンピュータ70のディスプレイモニタ上で電子的に表示され（図５）、連続的に更新される。表１は典型的なディスプレイを示している。
表１で認められるように、監視されたパケット流のトランスポンダ番号（０４）はディスプレイの上部で識別される。トランスポンダ番号の下には、各ＳＣＩＤおよびＳＣＩＤについての情報をリストした表が表示されている。このような情報はチャンネル番号、名称、チャンネルデータ速度を含んでいる。例えば、表１のＳＣＩＤ10は７．８０Ｍｂｐｓのデータ速度でＥＳＰＮを伝送するチャンネル２００−ｖである。“ｖ”はＳＣＩＤ10がビデオチャンネルであることを示している。ＳＣＩＤ11と12はチャンネル 200−ｖに関連する２つのオーディオチャンネル２００−ａ１、２００−ａ２である。トランスポンダ上のＳＣＩＤ数は１つのスクリーン上で表示されることができるＳＣＩＤ数を越えているので、ＳＣＩＤのリストは上または下にスクロールされてもよい。
【００４０】
表１のＳＣＩＤ表の下には、存在するＳＣＩＤはパケット流の全てのＳＣＩＤのリストを表示する。存在しないＳＣＩＤはＭＰＧにより識別されるがパケット流で見られないＳＣＩＤをリストする。予測のないＳＣＩＤはＭＰＧにリストされないパケット流で見られるＳＣＩＤをリストする。通常、存在しないＳＣＩＤと予測のないＳＣＩＤは存在しない。確認試験により発見されたエラーはＥＲＲＯＲ下にリストされることもできる。
【００４１】
走査モードは種々の衛星トランスポンダ40中のモニタおよび確認機能の自動サイクリングを可能にする。走査モードは、各トランスポンダ40のパケット流を監視および確認するために全てまたは複数の衛星トランスポンダ40（図４）を通ってループする。走査モードはトランポンダ40へ同調し、監視、確認、統計、誤り訂正機能を行う。走査モードにより行われる監視、確認、誤り訂正、統計機能は停留モード（図６）により行われる機能と類似している。１つのトランスポンダで機能が行われた後、別のトランスポンダが同調され、機能は次のトランスポンダで行われる。したがって、走査モードは全ての衛星トランスポンダ40の逐次的監視を可能にする。
【００４２】
本発明はオペレータがデジタル多重プログラムデータ流を監視することを可能にする。多重化されたデジタル信号の状態が観察され、エラーはオペレータへ識別される。各パケット流は確認されあらゆるエラーが報告される。各ＳＣＩＤチャンネルのデータ速度が維持され表示される。故障の点検はＳＣＩＤ数により故障したチャンネルの識別のより行われる。故障したＳＣＩＤ装置に関連する装置はしたがって識別され修理されることができる。
【００４３】
したがって、パケット流解析装置はパケット流の適切なパケット化と多重化を監視し、確認する。
【００４４】
勿論、前述の好ましい実施形態に対して広い範囲の変化および変形を行うことができることを理解すべきである。本発明の他の代わりの実施形態は異なった同調、復調またはＦＥＣ-1機能を使用することができる。他の確認試験およびディスプレイモードもここで説明した本発明の技術的範囲内に含まれる。それ故、以上の詳細な説明は本発明を限定するものではなく単なる例示として考慮されることを意図しており、全ての等価物は特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲に含まれることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を使用することができるデジタル衛星システムの概略図。
【図２】図１のアップリンク信号処理システムのパケット処理のブロック図。
【図３】図２のアップリンク信号処理システムにより送信されるデジタルパケットおよびデジタルパケット流の説明図。
【図４】図１のシステムで使用されることができる２つの衛星のトランスポンダのレイアウト。
【図５】パケット流解析装置のブロック図。
【図６】図５の装置の機能を監視し、確認するためのフロー図。
Claims (19)
- パケットヘッダとペイロードとを含む複数のパケットを有する多重化された多重プログラムの順方向エラー訂正されたデータ流を監視する方法であって、前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流中の少なくとも１つのパケットは、前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流により伝えられるチャンネルを識別するプログラムガイドの少なくとも一部を伝えるプログラムガイドパケットを有する方法において、
前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流から前記パケットヘッダを読み取り、
前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流からプログラムガイドパケットを読み取り、
前記プログラムガイドパケットにより伝えられたプログラムガイドを、前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流内のパケットヘッダと比較して、前記プログラムガイド内で識別されたチャンネルが前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流内に存在することを確認することにより前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流の完全性を確認するステップを含む方法。 - 各パケットヘッダが識別番号を含むことを確認するステップをさらに含んでいる請求項１記載の方法。
- ２つの連続するパケットヘッダが同一の識別番号を持たないことを確認するステップをさらに含む請求項２記載の方法。
- 同じ識別番号を有する連続したパケットヘッダが、連続的に番号を付けられたカウンタを有することを確認するステップをさらに含む請求項２記載の方法。
- 前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流の少なくとも１つのチャンネルのデータ速度を確認するステップをさらに含む請求項１記載の方法。
- 前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流の少なくとも１つのチャンネルのデータ速度の統計を維持するステップをさらに含む請求項５記載の方法。
- 完全性確認の結果を表示端末に表示するステップをさらに含む請求項１記載の方法。
- 完全性確認の結果の統計を維持するステップをさらに含む請求項１記載の方法。
- 前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流が軌道を飛行する地球衛星を介して放送される請求項１記載の方法。
- 前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流が地上回路網を介して送信される請求項１記載の方法。
- 前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流が地上ケーブル回路網を介して送信される請求項１記載の方法。
- 前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流の完全性を確認するステップは、前記パケットヘッダ内で識別された各チャンネルがプログラムガイド内で識別されることを確認するように行われる請求項１記載の方法。
- 前記プログラムガイドパケットは複数のパケットを有する請求項１記載の方法。
- パケットヘッダとペイロードとを含む複数のパケットを有する多重プログラムの順方向エラー訂正されたデータ流を解析する装置であって、前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流中の少なくとも１つのパケットは、前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流により伝えられるチャンネルを識別するプログラムガイドの少なくとも一部を伝えるプログラムガイドパケットを有する装置において、
プログラムガイドを、前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流内のパケットヘッダと比較して、プログラムガイド内で識別されたチャンネルが前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流内に存在することを確認することにより前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流の完全性を解析する解析論理装置と、
この解析論理装置により生成された結果を表示するインターフェイスディスプレイとを具備する装置。 - 前記解析論理装置は前記多重プログラム順方向エラー訂正データ流の少なくとも１つのチャンネルのデータ速度を確認する請求項１４記載の装置。
- 前記解析論理装置は論理プロセッサを有する請求項１４記載の装置。
- 前記解析論理装置はデジタル信号プロセッサを有する請求項１４記載の装置。
- 前記解析論理装置はフィールドプログラム可能なゲートアレイを有する請求項１４記載の装置。
- 前記解析論理装置は特定用途用集積回路を有する請求項１４記載の装置。
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