專利名稱：發(fā)送裝置、中繼裝置、接收裝置及具有這些裝置的網(wǎng)絡系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及收發(fā)要求有實時特性的信息用的發(fā)送裝置、中繼裝置、接收裝置及具有上述裝置的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
背景技術：
近些年來，以旅客為對象的航空等交通機構，對機內和車內各座位配置接收裝置，提供圖像(電影、衛(wèi)星廣播等)、聲音(音樂、新聞等)、互動內容(游戲、購物等)這種各式服務。通過用傳輸網(wǎng)連接存儲和播送圖像·聲音·交互內容的基本服務器和旅客座位的接收裝置，并用各種各樣的網(wǎng)絡技術(數(shù)據(jù)流技術、文件傳送協(xié)議等)進行通信，從而實現(xiàn)上述服務。
其中，尤其是電影閱覽服務，有的時候從座位輸出聲音，從壁面的大屏幕輸出圖像。為了實現(xiàn)這樣的服務，輸出聲音的各座位的接收裝置和將圖像投影到壁面上的投影機其中任一裝置都需要有互相同步的內部時間，而且以相同的定時輸出圖像和聲音。
為了實現(xiàn)上述服務，通常需要使不同步的各個接收裝置的內部時間互相同步。但有線網(wǎng)絡方面，由于傳輸系統(tǒng)通路上的路由處理等原因，在時序上有隨機的延遲時間產生，因而用此路徑的同步方式通常很難實現(xiàn)高精度的同步。
日本特開2004-129009號公報披露了使多個接收裝置的內部時間互相同步用的現(xiàn)有技術。該項技術中，利用衛(wèi)星發(fā)送的基準頻率使發(fā)送源和接收裝置的內部時間同步。日本特開平11-88305號公報披露了以不發(fā)生延遲波動的衛(wèi)星通信等特別路徑播送基準時間來使內部時間同步的方法。此外，在以IEEE802.3系列為代表的有線網(wǎng)絡技術、以IEEE802.11系列為代表的無線網(wǎng)絡技術方面，可以用依據(jù)網(wǎng)絡時間協(xié)議(NetWork Time Protocol；NTP)的系統(tǒng)使內部時間同步。
日本特開2004-129009號公報所披露的上述方法，需要衛(wèi)星等大規(guī)模的系統(tǒng)，另外除了圖像和聲音信息以外還要準備時刻同步用的通信路徑。
日本特開平11-88305號公報的方法，則需要衛(wèi)星等大規(guī)模系統(tǒng)或專用電路。
依據(jù)NTP的系統(tǒng)，一旦經過中繼裝置，發(fā)生延遲時間波動的可能性便很大，無法保證確實可靠的同步。另外，多個接收裝置相對于少數(shù)NTP服務器要求NTP時間印記，所以容易發(fā)生堵塞。

發(fā)明內容
本發(fā)明的網(wǎng)絡系統(tǒng)包括發(fā)送裝置、傳輸通路、接收傳輸通路所傳輸?shù)膶崟r信息的中繼裝置、無線網(wǎng)絡、以及接收無線網(wǎng)絡所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的接收裝置。中繼裝置包括與發(fā)送裝置獨立生成基準時間的基準時間生成部；以及通過無線網(wǎng)絡發(fā)送從接收裝置接收到的實時信息和基準時間的網(wǎng)絡發(fā)送部。接收裝置包括接收通過無線網(wǎng)絡發(fā)送的實時信息和基準時間的網(wǎng)絡接收部；根據(jù)無線網(wǎng)絡接收部接收到的基準時間生成內部時間的內部時間管理部；以及對無線網(wǎng)絡接收部接收到的實時信息進行解碼來再現(xiàn)內容數(shù)據(jù)，根據(jù)內部時間管理部所生成的內部時間輸出內容數(shù)據(jù)的實時信息處理部。
利用該網(wǎng)絡系統(tǒng)，不論是單個還是多個接收裝置均能夠同步輸出圖像和聲音。


圖1A為本發(fā)明實施方式1的網(wǎng)絡系統(tǒng)的構成圖。
圖1B為構成圖1A所示的網(wǎng)絡系統(tǒng)的中繼裝置和接收裝置的框圖。
圖2為實施方式1的網(wǎng)絡系統(tǒng)中的中繼裝置的基準時間生成部和控制部的框圖。
圖3為實施方式1的網(wǎng)絡系統(tǒng)中的接收裝置的實時信息處理部的框圖。
圖4為實施方式1的接收裝置中的內部時間管理部的框圖。
圖5為實施方式1的網(wǎng)絡系統(tǒng)中的發(fā)送裝置的框圖。
圖6為本發(fā)明實施方式2的網(wǎng)絡系統(tǒng)中的中繼裝置的基準時間生成部的框圖。
具體實施例方式
(實施方式1)圖1A為本發(fā)明實施方式1的網(wǎng)絡系統(tǒng)的構成圖。該系統(tǒng)收發(fā)圖像或聲音等內容數(shù)據(jù)來解碼輸出圖像或聲音。具體來說，作為要求有實時特性的實時信息處理該內容數(shù)據(jù)，而內容數(shù)據(jù)為實時信息所包含。該網(wǎng)絡系統(tǒng)包括下列構成發(fā)送實時信息的發(fā)送裝置1；接收發(fā)送裝置1所發(fā)送的實時信息再發(fā)送的中繼裝置2；接收中繼裝置2所發(fā)送的實時信息的接收裝置3；傳輸發(fā)送裝置1所發(fā)送的實時信息的傳輸通路41；以及傳輸中繼裝置所發(fā)送的數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡42。網(wǎng)絡系統(tǒng)中通常存在多個接收裝置3，但也可以只存在1個接收裝置3。
實施方式1的網(wǎng)絡系統(tǒng)中傳輸通路41應用IEEE802.3系列規(guī)范，無線網(wǎng)絡42則應用IEEE802.11系列規(guī)范。實時信息應用運動圖像專家組(Motion Picture Experts Group；MPEG)規(guī)范和互聯(lián)網(wǎng)工程任務部(Internet Engineering Task Force；IETF)所建議的請求注解(Request For Comments；RFC)3350的實時傳輸協(xié)議(Realtime Transport Protocal；RTP)。實時信息是將例如MPEG傳輸流(Transport Stream；TS)存儲于有效荷載的RTP分組。該MPEG TS中存儲有圖像和聲音按MPEG格式壓縮得到的數(shù)據(jù)。
圖1B為構成圖1A所示的網(wǎng)絡系統(tǒng)的中繼裝置2和接收裝置3的框圖。
中繼裝置2包括傳輸通路接收部21、控制部22、基準時間生成部23、以及網(wǎng)絡發(fā)送部24。傳輸通路接收部21從傳輸通路41接收實時信息?？刂撇?2修正所接收到的實時信息從網(wǎng)絡發(fā)送部24廣播發(fā)送至接收裝置3?；鶞蕰r間生成部23與發(fā)送裝置1獨立生成為整個系統(tǒng)基準的基準時間，從網(wǎng)絡發(fā)送部24廣播發(fā)送至接收裝置3。
基準時間以將經過時間信息記錄的MPEG TS分組存儲于有效載荷這種RTP分組形式發(fā)送。中繼裝置2具有系統(tǒng)時間時鐘(System Time Clock；STC)作為內部時間。MPEG TS中標題的自適應字段中記載有根據(jù)STC算出的程序時鐘參考(Program Clock Reference；PCR)。
另外，基準時間的生成也可按基于網(wǎng)絡時間協(xié)議(NetWork Time Protocol；NTP)的方法來實現(xiàn)。這種情況下，所發(fā)送的基準時間為基于NTP的絕對時刻。
接收裝置3包括網(wǎng)絡接收部31、內部時間管理部32、以及實時信息處理部33。網(wǎng)絡接收部31通過無線網(wǎng)絡42從中繼裝置2接收實時信息和基準時間。內部時間管理部32將接收到的基準時間變換為接收裝置3的內部時間進行管理。實時信息處理部33對網(wǎng)絡接收部31接收到的實時信息進行解碼來再現(xiàn)輸出內容數(shù)據(jù)。此時，參照內部時間管理部32所管理的內部時間，并根據(jù)實時信息所記載的顯示時間輸出。
顯示時間由存儲于MPEG TS數(shù)據(jù)字段的分組單元流(Packetized Elementary Stream；PES)分組的顯示時間印記(Presentation Timestamp；PTS)規(guī)定。一般來說，對電影等圖像內容中同步、即同時輸出的圖像和聲音的數(shù)據(jù)附加相同值的PTS。接收裝置3具有系統(tǒng)時間時鐘(System Time Clock；STC)作為內部時間，在STC的值到達PTS的值時輸出附加有該PTS的圖像或聲音。
圖2為中繼裝置2中的基準時間生成部23的框圖?；鶞蕰r間生成部23包括內部時間計數(shù)器231和基準時間播送部232。內部時間計數(shù)器231根據(jù)規(guī)定頻率使內部時間增加。基準時間播送部232將讀出內部時間開始至輸出基準時間為止的處理所用的時間與內部時間相加，將該結果作為基準時間通過網(wǎng)絡發(fā)送部24發(fā)送。
圖3為接收裝置3中實時信息處理部33的框圖。實時信息處理部33由提取部331、緩沖器332、以及解碼部333所構成。提取部331從所接收到的實時信息當中提取圖像或聲音等內容數(shù)據(jù)。緩沖器332暫存所提取的內容數(shù)據(jù)，根據(jù)要求相應輸出所要求量的數(shù)據(jù)。緩沖器332為了吸收實時信息傳輸通路上延遲時間的波動，具有吸收例如根據(jù)延遲時間的平均時間或最大時間所導出的波動所需的存儲容量。解碼部333對緩沖器332所輸出的數(shù)據(jù)進行解碼，生成圖像或聲音輸出。
圖4為接收裝置3中的內部時間管理部32的框圖。內部時間管理部32由基準時間提取部321、內部時間更新部322、內部時間計數(shù)器323所構成?；鶞蕰r間提取部321從所接收到的RTP信息分組當中提取基準時間。內部時間更新部322根據(jù)所提取的基準時間更新接收裝置3的內部時間。內部時間計數(shù)器323按照規(guī)定頻率使所更新的內部時間增加。
圖5為發(fā)送裝置1的框圖。與中繼裝置2和發(fā)送裝置1連接的傳輸通路41也可以是無線或稱為PCI的局部總線等任意的傳輸通路。發(fā)送裝置1由控制部13、傳輸通路發(fā)送部14、網(wǎng)絡接收部11、以及內部時間管理部12構成。網(wǎng)絡接收部11從中繼裝置2接收基準時間。內部時間管理部12根據(jù)接收到的基準時間更新發(fā)送裝置1的內部時間。控制部13根據(jù)所更新的內部時間算出顯示時間，將所算出的顯示時間加到包含內容數(shù)據(jù)在內的原始實時信息上來生成應發(fā)送的實時信息。傳輸通路發(fā)送部14將加上顯示時間的實時信息發(fā)送至中繼裝置2。
發(fā)送裝置1中生成作為顯示時間的PTS。為接收裝置3內部時間的STC與PTS同步，所以從中繼裝置2接收到實時信息的全部接收裝置3所輸出的聲音和圖像同步。
如上所述，實施方式1的網(wǎng)絡系統(tǒng)中，不必用衛(wèi)星等大規(guī)模系統(tǒng)，靠使用中繼裝置2的小規(guī)模系統(tǒng)進行基于無線的同步。只要是遵循這一特征，換作其他技術也是可能的。
一般而言，有線網(wǎng)絡上由于傳輸通路方面的路由處理等原因，在時序上有隨機的延遲波動產生。在再現(xiàn)圖像或聲音等具有實時特性的信息的情況下，由于此延遲波動的原因，輸出定時便有差異發(fā)生。
另外，有線網(wǎng)絡對多個接收機進行廣播發(fā)送的情況下，相當于中繼裝置的交換集線器其內部各通路的端點連續(xù)復制數(shù)據(jù)。因此，在時序上連續(xù)發(fā)送多個基準時間，所以多個接收裝置無法同時接收基準時間。因而，多個接收裝置未必完全同步。
相反，無線網(wǎng)絡對多個接收裝置進行廣播發(fā)送的情況下，相當于中繼裝置的無線接入點等，從單一天線將包含基準時間在內的數(shù)據(jù)一并發(fā)送。于是，在可無線連接的范圍內多個接收機能夠同時接收基準時間，很容易使多個接收裝置同步。
至于圖像和聲音的同步輸出，存在附加表明輸出時間的時間印記等多種方式。只要全部多個接收裝置其內部時間同步，便可利用上述方式使多個接收裝置同時輸出圖像和聲音。
(實施方式2)圖6為本發(fā)明實施方式2中的中繼裝置的基準時間生成部23A的方框圖。實施方式2的網(wǎng)絡系統(tǒng)中具有基準時間生成部23A，替代圖1至圖5所示的實施方式1的網(wǎng)絡系統(tǒng)的中繼裝置2的基準時間生成部23。其余部分與實施方式1的網(wǎng)絡系統(tǒng)相同，因而說明從略。
基準時間生成部23A由內部時間生成部234、內部時間更新部235、內部時間計數(shù)器231、以及基準時間播送部232構成。
內部時間生成部234修正通過傳輸通路接收部21接收到的RTP分組所運送的MPEGTS分組所記載的PCR的基準時間501生成修正基準時間。具體來說，通過從PCR的基準時間當中減去RTP分組傳輸時所產生的傳輸延遲時間平均值，來得到修正基準時間。
內部時間更新部235根據(jù)內部時間生成部234生成的修正基準時間算出內部時間。內部時間計數(shù)器231按照規(guī)定頻率增加所算出的內部時間?；鶞蕰r間播送部232將內部時間計數(shù)器231所生成的中繼裝置2的內部時間作為校正基準時間502，通過網(wǎng)絡發(fā)送部24播送至接收裝置3。
實施方式2中的網(wǎng)絡系統(tǒng)中，不必在發(fā)送裝置1中改寫實時信息的顯示時間。因而，不需要從圖1所示的實施方式1的網(wǎng)絡系統(tǒng)中的中繼裝置2對發(fā)送裝置1發(fā)送基準時間。
另外，實施方式1、2中的網(wǎng)絡系統(tǒng)，通過無線網(wǎng)絡42從中繼裝置2發(fā)送基準時間的情況下，最好在發(fā)送基準時間之前瞬間設置禁止中繼裝置2無線發(fā)送的無線發(fā)送禁止期間。通過這樣，不必等待此前瞬間以無線方式發(fā)送的發(fā)送結束便可以發(fā)送基準時間，可以更為準確地使接收裝置3同步。舉例來說，依據(jù)IEEE802.11標準的無線通信其發(fā)送的分組最大幀長為2312字節(jié)。發(fā)送禁止期間可附加于該分組前后，設定為增加了發(fā)送標題或發(fā)送差錯檢出用數(shù)據(jù)等所需時間的時間。
實施方式1、2的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)，適用于飛機內的娛樂系統(tǒng)或電影院合成設備等具有多個接收機的系統(tǒng)。
工業(yè)實用性利用本發(fā)明的網(wǎng)絡系統(tǒng)，不論是單個還是多個接收裝置均能夠同步輸出圖像和聲音，適用于飛機內的娛樂系統(tǒng)或電影院合成設備等具有多個接收機的系統(tǒng)。
標號說明1發(fā)送裝置11 網(wǎng)絡接收部(第2網(wǎng)絡接收部)12 內部時間管理部(第2內部時間管理部)13 控制部14 傳輸通路發(fā)送部2中繼裝置21 傳輸通路接收部22 控制部23 基準時間生成部231 內部時間計數(shù)器232 基準時間播送部234 內部時間生成部235 內部時間更新部24 網(wǎng)絡發(fā)送部3接收裝置31 網(wǎng)絡接收部(第1網(wǎng)絡接收部)32 內部時間管理部(第1內部時間管理部)321 基準時間提取部322 內部時間更新部323 內部時間計數(shù)器33 實時信息處理部331 提取部332 緩沖器333 解碼部41 傳輸通路
42 無線網(wǎng)絡501 基準時間(第1基準時間)502 校正基準時間(第2基準時間)
權利要求
1.一種網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括發(fā)送包含內容數(shù)據(jù)在內的實時信息的發(fā)送裝置；傳輸所述發(fā)送裝置所發(fā)送的所述實時信息的傳輸通路；接收所述傳輸通路所傳輸?shù)乃鰧崟r信息的中繼裝置；傳輸所述中繼裝置所發(fā)送的數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡；以及接收所述發(fā)送裝置發(fā)送并由所述無線網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的接收裝置，其特征在于，所述中繼裝置包括接收所述傳輸通路所傳輸?shù)乃鰧崟r信息的傳輸通路接收部；與所述發(fā)送裝置獨立生成基準時間的基準時間生成部；以及通過所述無線網(wǎng)絡發(fā)送所述傳輸通路接收部接收到的所述實時信息和所述基準時間的網(wǎng)絡發(fā)送部，所述接收裝置包括接收從所述中繼裝置通過所述無線網(wǎng)絡發(fā)送的所述實時信息和所述基準時間的第1網(wǎng)絡接收部；根據(jù)所述第1網(wǎng)絡接收部接收到的所述基準時間生成內部時間的第1內部時間管理部；以及對所述第1網(wǎng)絡接收部接收到的所述實時信息進行解碼再現(xiàn)所述內容數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述內部時間管理部所生成的所述內部時間輸出所述所再現(xiàn)的內容數(shù)據(jù)的實時信息處理部。
2.如權利要求1所述的網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)送裝置包括接收從所述中繼裝置通過所述無線網(wǎng)絡發(fā)送的所述基準時間的第2網(wǎng)絡接收部；根據(jù)所述第2網(wǎng)絡接收部接收到的所述基準時間生成內部時間的第2內部時間管理部；通過所述傳輸通路發(fā)送所述實時信息的傳輸通路發(fā)送部；以及根據(jù)包括所述內容數(shù)據(jù)的原始實時信息和所述第2內部時間管理部所生成的所述內部時間生成所述實時信息的控制部。
3.一種中繼裝置，用于網(wǎng)絡系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡系統(tǒng)包括發(fā)送包含內容數(shù)據(jù)的實時信息的發(fā)送裝置；傳輸所述發(fā)送裝置發(fā)送的所述實時信息的傳輸通路；無線網(wǎng)絡；以及接收所述無線網(wǎng)絡所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的接收裝置，其特征在于，所述中繼裝置包括接收所述傳輸通路所傳輸?shù)膶崟r信息的傳輸通路接收部；與所述發(fā)送裝置獨立生成基準時間的基準時間生成部；以及通過所述無線網(wǎng)絡發(fā)送所述傳輸通路接收部接收到的所述實時信息和所述基準時間的網(wǎng)絡發(fā)送部。
4.一種接收裝置，用于網(wǎng)絡系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡系統(tǒng)包括發(fā)送包含內容數(shù)據(jù)和基準時間的實時信息的裝置；以及傳輸所述裝置所發(fā)送的數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡，其特征在于，所述接收裝置包括接收所述裝置通過所述無線網(wǎng)絡發(fā)送的所述實時信息和所述基準時間的網(wǎng)絡接收部；利用所述網(wǎng)絡接收部接收到的所述基準時間生成內部時間的內部時間管理部；以及對所述網(wǎng)絡接收部接收到的所述實時信息進行解碼再現(xiàn)所述內容數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述內部時間管理部所生成的所述內部時間輸出所述所再現(xiàn)的內容數(shù)據(jù)的實時信息處理部。
5.一種發(fā)送裝置，用于網(wǎng)絡系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡系統(tǒng)包括傳輸通路；與所述傳輸通路連接、生成基準時間的裝置；以及傳輸所述裝置所發(fā)送的數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡，其特征在于，所述發(fā)送裝置包括接收所述裝置通過所述無線網(wǎng)絡發(fā)送的所述基準時間的網(wǎng)絡接收部；根據(jù)所述網(wǎng)絡接收部接收到的所述基準時間生成內部時間的內部時間管理部；通過所述傳輸通路發(fā)送實時信息的傳輸通路發(fā)送部；以及根據(jù)原始實時信息和所述內部時間管理部所生成的內部時間生成所述實時信息的控制部。
6.一種網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括發(fā)送包含內容數(shù)據(jù)和第1基準時間在內的實時信息的發(fā)送裝置；傳輸所述發(fā)送裝置發(fā)送的所述實時信息的傳輸通路；接收所述傳輸通路所傳輸?shù)乃鰧崟r信息的中繼裝置；傳輸所述中繼裝置所發(fā)送的數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡；以及接收所述無線網(wǎng)絡所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的接收裝置，其特征在于，所述中繼裝置包括接收所述傳輸通路所傳輸?shù)乃鰧崟r信息的傳輸通路接收部；從所述傳輸通路接收部接收到的所述實時信息當中提取所述第1基準時間，并由所述第1基準時間生成第2基準時間的基準時間生成部；以及通過所述無線網(wǎng)絡發(fā)送所述傳輸通路接收部接收到的所述實時信息和所述第2基準時間的網(wǎng)絡發(fā)送部，所述接收裝置包括接收所述中繼裝置通過所述無線網(wǎng)絡發(fā)送的所述實時信息和所述第2基準時間的網(wǎng)絡接收部；根據(jù)所述接收到的第2基準時間生成內部時間的第1內部時間管理部；以及對所述網(wǎng)絡接收部接收到的所述實時信息進行解碼再現(xiàn)所述內容數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述內部時間管理部所生成的所述內部時間輸出所述所再現(xiàn)的內容數(shù)據(jù)的實時信息處理部。
7.一種中繼裝置，用于網(wǎng)絡系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡系統(tǒng)包括發(fā)送包含內容數(shù)據(jù)和第1基準時間的實時信息的發(fā)送裝置；傳輸所述發(fā)送裝置發(fā)送的所述實時信息的傳輸通路；無線網(wǎng)絡；以及接收所述無線網(wǎng)絡所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的接收裝置，其特征在于，所述中繼裝置包括接收所述傳輸通路傳輸?shù)乃鰧崟r信息的傳輸通路接收部；從所述傳輸通路接收部接收到的所述實時信息當中提取所述第1基準時間，并由所述第1基準時間生成第2基準時間的基準時間生成部；以及通過所述無線網(wǎng)絡發(fā)送所述傳輸通路接收部接收到的所述實時信息和所述第2基準時間的網(wǎng)絡發(fā)送部。
全文摘要
本發(fā)明的網(wǎng)絡系統(tǒng)包括發(fā)送裝置、傳輸通路、接收傳輸通路所傳輸?shù)膶崟r信息的中繼裝置、無線網(wǎng)絡、以及接收無線網(wǎng)絡所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的接收裝置。中繼裝置包括與發(fā)送裝置獨立生成基準時間的基準時間生成部；以及通過無線網(wǎng)絡發(fā)送從接收裝置接收到的實時信息和基準時間的網(wǎng)絡發(fā)送部。接收裝置包括接收通過無線網(wǎng)絡發(fā)送的實時信息和基準時間的網(wǎng)絡接收部；根據(jù)無線網(wǎng)絡接收部接收到的基準時間生成內部時間的內部時間管理部；以及對無線網(wǎng)絡接收部接收到的實時信息進行解碼來再現(xiàn)內容數(shù)據(jù)，根據(jù)內部時間管理部所生成的內部時間輸出內容數(shù)據(jù)的實時信息處理部。利用該網(wǎng)絡系統(tǒng)，不論是單個還是多個接收裝置均能夠同步輸出圖像和聲音。
文檔編號H04L12/28GK1879342SQ20058000125
公開日2006年12月13日 申請日期2005年8月30日 優(yōu)先權日2004年9月9日
發(fā)明者櫛木雄介, 東田真明, 谷口憲司 申請人:松下電器產業(yè)株式會社