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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024013480
(43)【公開日】2024-02-01
(54)【発明の名称】通信システム
(51)【国際特許分類】
H04N 21/262 20110101AFI20240125BHJP
H04N 21/24 20110101ALI20240125BHJP
H04N 21/238 20110101ALI20240125BHJP
H04L 7/00 20060101ALI20240125BHJP
H04H 20/18 20080101ALI20240125BHJP
H04H 60/23 20080101ALI20240125BHJP
【ＦＩ】
H04N21/262
H04N21/24
H04N21/238
H04L7/00 330
H04H20/18
H04H60/23
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022115594
(22)【出願日】2022-07-20
(71)【出願人】
【識別番号】000001122
【氏名又は名称】株式会社日立国際電気
(74)【代理人】
【識別番号】100093104
【弁理士】
【氏名又は名称】船津 暢宏
(72)【発明者】
【氏名】庄司 智也
(72)【発明者】
【氏名】西田 順一
(72)【発明者】
【氏名】山本 和弘
(72)【発明者】
【氏名】河野 日向子
(72)【発明者】
【氏名】武井 大輔
【テーマコード（参考）】
5C164
5K047
【Ｆターム（参考）】
5C164SB21P
5C164SB29S
5C164SB41P
5C164SC21P
5C164TC13S
5C164YA24
5K047AA18
(57)【要約】
【課題】 ネットワークの揺らぎを反映した放送開始時刻を設定でき、また、セキュリティを向上させた放送を実現することができる通信システムを提供する。
【解決手段】 複数の無線装置３が、時刻情報を付して、各々に放送制御サーバ１に遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報を要求し、放送制御サーバ１が、要求を受信すると、当該要求に含まれる時刻情報と当該要求の受信時刻との差からネットワークの遅延時間を算出して集計し、集計結果に基づいて遅延に関する情報を生成して、当該遅延に関する情報と、回線の種類に応じた回線状態とを含むサーバ情報を各々の無線装置３に送信し、複数の無線装置における最大の遅延時間に基づいて放送開始時刻を調整し、回線状態に応じて放送データの配信方式を変更する通信システムとしている。
【選択図】 図６
【解決手段】 複数の無線装置３が、時刻情報を付して、各々に放送制御サーバ１に遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報を要求し、放送制御サーバ１が、要求を受信すると、当該要求に含まれる時刻情報と当該要求の受信時刻との差からネットワークの遅延時間を算出して集計し、集計結果に基づいて遅延に関する情報を生成して、当該遅延に関する情報と、回線の種類に応じた回線状態とを含むサーバ情報を各々の無線装置３に送信し、複数の無線装置における最大の遅延時間に基づいて放送開始時刻を調整し、回線状態に応じて放送データの配信方式を変更する通信システムとしている。
【選択図】 図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
放送データを配信する放送制御サーバと、前記配信された放送データを入力して無線送信する複数の無線装置とを有する通信システムであって、
前記複数の無線装置は、各々に時刻情報を付して、遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報を前記放送制御サーバに要求し、
前記放送制御サーバは、前記複数の無線装置の各々から前記要求を受信すると、前記サーバ情報の要求に付された時刻情報と前記要求の受信時刻との差をネットワークの遅延時間として算出して集計し、前記集計結果から前記遅延に関する情報を生成し、当該遅延に関する情報と設定された回線の種類に応じた回線状態とを含む前記サーバ情報を当該各々の無線装置に送信し、前記複数の無線装置のネットワークの遅延時間の内、最大の時間に基づいて放送開始時刻を調整し、前記回線状態に応じて放送データの配信方式を変更することを特徴とする通信システム。
前記複数の無線装置は、各々に時刻情報を付して、遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報を前記放送制御サーバに要求し、
前記放送制御サーバは、前記複数の無線装置の各々から前記要求を受信すると、前記サーバ情報の要求に付された時刻情報と前記要求の受信時刻との差をネットワークの遅延時間として算出して集計し、前記集計結果から前記遅延に関する情報を生成し、当該遅延に関する情報と設定された回線の種類に応じた回線状態とを含む前記サーバ情報を当該各々の無線装置に送信し、前記複数の無線装置のネットワークの遅延時間の内、最大の時間に基づいて放送開始時刻を調整し、前記回線状態に応じて放送データの配信方式を変更することを特徴とする通信システム。
【請求項2】
前記無線装置は、暗号化された通信接続を行うために認証情報を前記放送制御サーバに要求し、
前記放送制御サーバは、前記無線装置に対する認証を行い、前記無線装置に認証情報を付与し、当該認証に要した時間を前記ネットワークの遅延時間に含めることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
前記放送制御サーバは、前記無線装置に対する認証を行い、前記無線装置に認証情報を付与し、当該認証に要した時間を前記ネットワークの遅延時間に含めることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項3】
前記無線装置は、前記サーバ情報に含まれる回線状態を示す情報が低信頼回線である場合は、前記放送制御サーバに放送データと放送開始時刻を要求し、
前記放送制御サーバは、放送データと前記放送開始時刻を前記無線装置に送信することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
前記放送制御サーバは、放送データと前記放送開始時刻を前記無線装置に送信することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項4】
前記放送制御サーバは、前記サーバ情報に含まれる回線状態を示す情報が高信頼回線である場合は、放送データと前記放送開始時刻を前記無線装置に一斉に配信することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項5】
放送データを配信する放送制御サーバであって、
前記複数の無線装置からの遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報の要求を受けると、前記サーバ情報の要求に付された時刻情報と前記要求の受信時刻との差をネットワークの遅延時間として算出して集計し、前記集計結果から前記遅延に関する情報を生成し、当該遅延に関する情報と設定された回線の種類に応じた回線状態とを含む前記サーバ情報を当該各々の無線装置に送信し、前記複数の無線装置のネットワークの遅延時間の内、最大の時間に基づいて放送開始時刻を調整し、前記回線状態に応じて放送データの配信方式を変更することを特徴とする放送制御サーバ。
前記複数の無線装置からの遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報の要求を受けると、前記サーバ情報の要求に付された時刻情報と前記要求の受信時刻との差をネットワークの遅延時間として算出して集計し、前記集計結果から前記遅延に関する情報を生成し、当該遅延に関する情報と設定された回線の種類に応じた回線状態とを含む前記サーバ情報を当該各々の無線装置に送信し、前記複数の無線装置のネットワークの遅延時間の内、最大の時間に基づいて放送開始時刻を調整し、前記回線状態に応じて放送データの配信方式を変更することを特徴とする放送制御サーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信システムに係り、特にネットワークの揺らぎを反映した放送開始時刻を設定でき、また、セキュリティを向上させた放送を実現することができる通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
［先行技術の説明］
従来、ネットワーク上の複数拠点に配置された無線装置を用いて放送を行う通信システムがある。
このような無線システムでは、中央局に放送サービスの制御を行う放送制御サーバを備え、各拠点（無線局と言うこともある）に複数の無線装置を備えており、無線装置が中央局から指示されたスケジュールに従って同一周波数にて放送データを放送する。
複数の無線局の無線装置が同時に放送を開始する必要があるため、放送制御サーバでは、予め遅延時間が最も大きい無線装置に合わせてオフセット時間を設定し、放送データと共に放送開始時刻を各無線装置に配信する。
従来、ネットワーク上の複数拠点に配置された無線装置を用いて放送を行う通信システムがある。
このような無線システムでは、中央局に放送サービスの制御を行う放送制御サーバを備え、各拠点（無線局と言うこともある）に複数の無線装置を備えており、無線装置が中央局から指示されたスケジュールに従って同一周波数にて放送データを放送する。
複数の無線局の無線装置が同時に放送を開始する必要があるため、放送制御サーバでは、予め遅延時間が最も大きい無線装置に合わせてオフセット時間を設定し、放送データと共に放送開始時刻を各無線装置に配信する。
【0003】
また、中央局及び無線局には、それぞれ時刻管理サーバ（時刻同期サーバ）が設けられており、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全球測位衛星システム）から取得した絶対時間に基づく時刻情報及び、それを基に生成した基準信号を配信する。
【0004】
［従来の無線装置の構成：図１０］
従来の無線装置の構成について図１０を用いて説明する。図１０は、従来の無線装置の構成を示す説明図である。
図１０に示すように、従来の無線装置７は、ネットワーク部７１と、無線アクセス制御部７２と、無線信号処理部７３と、高周波部７４とを備えており、時刻管理サーバ６に接続されている。また、無線装置７は、ネットワーク（図示せず）を介して、放送制御サーバ５に接続されている。
従来の無線装置の構成について図１０を用いて説明する。図１０は、従来の無線装置の構成を示す説明図である。
図１０に示すように、従来の無線装置７は、ネットワーク部７１と、無線アクセス制御部７２と、無線信号処理部７３と、高周波部７４とを備えており、時刻管理サーバ６に接続されている。また、無線装置７は、ネットワーク（図示せず）を介して、放送制御サーバ５に接続されている。
【0005】
ネットワーク部７１は、主として、放送制御サーバ５とのインタフェースとなり、放送開始時刻等の制御情報や、放送用データのやり取りを行う。
ネットワーク部７１は、更に、放送データ送受信部７５と、通信方式制御部７６と、無線フレーム送受信部７７とを備えている。
放送データ送受信部７５は、放送制御サーバから放送データを受信し、無線フレーム送受信部７７に出力する。
ネットワーク部７１は、更に、放送データ送受信部７５と、通信方式制御部７６と、無線フレーム送受信部７７とを備えている。
放送データ送受信部７５は、放送制御サーバから放送データを受信し、無線フレーム送受信部７７に出力する。
【0006】
通信方式制御部７６は、時刻管理サーバ６から時刻情報及び基準信号を取得し、無線アクセス制御部７２、無線信号処理部７３、高周波部７４に配信する。また、通信方式制御部７６は、設定された通信方式に基づいて、無線アクセス制御部７２の送信制御部７８、無線信号処理部７３、高周波部７４の設定を切り替える。
無線フレーム送受信部７７は、設定された通信方式に基づいて、放送データからフレームを生成して無線アクセス制御部７３に出力する。
無線フレーム送受信部７７は、設定された通信方式に基づいて、放送データからフレームを生成して無線アクセス制御部７３に出力する。
【0007】
無線アクセス制御部７２は、送信制御部７８を備え、放送データの送信制御を行う。
具体的には、無線アクセス制御部７２の送信制御部７８は、ネットワーク部７１から入力された制御情報と時刻情報（時刻管理サーバ６から取得）に基づいて、指定された放送開始時刻かどうかを判断する。
そして、放送開始時刻となった場合には、無線アクセス制御部７２の送信制御部７８は、放送データから生成されたフレームを複数連結して、暗号化等を実施し、無線信号処理部７３に出力する。
具体的には、無線アクセス制御部７２の送信制御部７８は、ネットワーク部７１から入力された制御情報と時刻情報（時刻管理サーバ６から取得）に基づいて、指定された放送開始時刻かどうかを判断する。
そして、放送開始時刻となった場合には、無線アクセス制御部７２の送信制御部７８は、放送データから生成されたフレームを複数連結して、暗号化等を実施し、無線信号処理部７３に出力する。
【0008】
無線信号処理部７３は、通信の誤りを訂正するための符号化やインタリーブを行い、搬送波への変調処理を行った後、同期信号・制御信号等を付与し、高周波部７４に出力する。
高周波部７４は、搬送波を周波数の高い高周波に変換し、既定の電力に増幅して送信（放送）する。
従来の無線装置７における動作は、後述する。
高周波部７４は、搬送波を周波数の高い高周波に変換し、既定の電力に増幅して送信（放送）する。
従来の無線装置７における動作は、後述する。
【0009】
［従来の送信制御サーバの構成：図１１］
次に、従来の送信制御サーバの構成について図１１を用いて説明する。図１１は、従来の送信制御サーバの構成を示す説明図である。
図１１に示すように、従来の放送制御サーバ５は、放送データバンクサーバ６１から放送データを受信して、無線装置７に伝送するものであり、放送データバンクサーバ通信部５１と、時刻サーバ通信部５２と、放送スケジュール処理部５３と、受信データ確認部５４とを備えている。
次に、従来の送信制御サーバの構成について図１１を用いて説明する。図１１は、従来の送信制御サーバの構成を示す説明図である。
図１１に示すように、従来の放送制御サーバ５は、放送データバンクサーバ６１から放送データを受信して、無線装置７に伝送するものであり、放送データバンクサーバ通信部５１と、時刻サーバ通信部５２と、放送スケジュール処理部５３と、受信データ確認部５４とを備えている。
【0010】
放送データバンクサーバ通信部５１は、放送データバンクサーバ６１と通信を行う。
時刻サーバ通信部５２は、時刻管理サーバ６と通信を行って時刻情報を取得する。
放送スケジュール処理部５３は、放送スケジュールを制御する。
受信データ確認部５４は、無線装置７からのデータを受信する。但し、従来の放送制御サーバ５では、無線装置７から送信されるデータを受信する双方向通信を行うことはなく、放送制御サーバ５から無線装置７への送信のみを行う単方向通信としていた。
従来の放送制御サーバ５における動作は、後述する。
時刻サーバ通信部５２は、時刻管理サーバ６と通信を行って時刻情報を取得する。
放送スケジュール処理部５３は、放送スケジュールを制御する。
受信データ確認部５４は、無線装置７からのデータを受信する。但し、従来の放送制御サーバ５では、無線装置７から送信されるデータを受信する双方向通信を行うことはなく、放送制御サーバ５から無線装置７への送信のみを行う単方向通信としていた。
従来の放送制御サーバ５における動作は、後述する。
【0011】
［従来の通信フォーマット：図１２］
次に、従来の通信フォーマットについて図１２を用いて説明する。図１２は、従来の通信フォーマットを示す説明図である。
図１２に示すように、従来の通信フォーマットは、Ethernetヘッダと、IPヘッダと、TCPヘッダと、放送時刻情報と、放送データとを備えている。つまり、従来の通信フォーマットは、Ethernet/IPプロトコル上に構成され、TCPヘッダの中に放送時刻情報と放送データが格納される形となっている。
放送時刻情報は、放送開始の時刻を指定する情報である。
放送データは、放送データバンクサーバ６１から取得した放送用のデータである。
次に、従来の通信フォーマットについて図１２を用いて説明する。図１２は、従来の通信フォーマットを示す説明図である。
図１２に示すように、従来の通信フォーマットは、Ethernetヘッダと、IPヘッダと、TCPヘッダと、放送時刻情報と、放送データとを備えている。つまり、従来の通信フォーマットは、Ethernet/IPプロトコル上に構成され、TCPヘッダの中に放送時刻情報と放送データが格納される形となっている。
放送時刻情報は、放送開始の時刻を指定する情報である。
放送データは、放送データバンクサーバ６１から取得した放送用のデータである。
【0012】
［従来の通信システムにおける通信時のシーケンス：図１３］
従来の通信システムにおける通信の流れについて図１３を用いて説明する。図１３は、従来の通信システムにおける通信時のシーケンスを示す説明図である。
図１３では、放送制御サーバ５を備えた中央局と、複数の無線局（ここでは無線局＃１、無線局＃２）を備えた通信システムについて説明する。
従来の通信システムにおける通信の流れについて図１３を用いて説明する。図１３は、従来の通信システムにおける通信時のシーケンスを示す説明図である。
図１３では、放送制御サーバ５を備えた中央局と、複数の無線局（ここでは無線局＃１、無線局＃２）を備えた通信システムについて説明する。
【0013】
図１３に示すように、まず、放送制御サーバ５と、無線局＃１内の無線装置７-11，…，７-1n、及び無線局＃２内の無線装置７-21，…，７-2nは、NTPプロトコル等を介して、それぞれの拠点内に設けられた時刻管理サーバ６に時刻情報取得を要求し（Ｓ７１）、時刻管理サーバ６から時刻情報を取得する（Ｓ７２）。
尚、無線装置７-11，…，７-1n、及び無線装置７-21，…，７-2nをまとめて無線装置７と記載することもある。
各拠点の無線装置７は、時刻情報に加えて、基準信号を受信する。
尚、無線装置７-11，…，７-1n、及び無線装置７-21，…，７-2nをまとめて無線装置７と記載することもある。
各拠点の無線装置７は、時刻情報に加えて、基準信号を受信する。
【0014】
そして、放送制御サーバ５は、放送データバンクサーバ６１から放送データの配信要求を受信すると（Ｓ７３）、図１３の通信フォーマットに基づいて、各無線装置７に対して一斉に放送データを配信する（Ｓ７４）。
【0015】
その際、放送制御サーバ５は、送信から各無線装置７で受信するまでの遅延時間の最大値を反映させた遅延時間オフセットに基づいて（現在時刻に遅延時間オフセットを加算して）放送開始時刻を設定して、各無線装置７に配信する。これにより、遅延時間に差があっても、全ての無線装置７で同時に放送を開始する（Ｓ７５）ことができるものである。
【0016】
ネットワークでは、ハブやルータにデータが蓄積することでデータ量に応じて処理遅延の時間が変化し、これをネットワーク揺らぎと称する。
このネットワーク揺らぎにより、同一拠点の無線装置間であっても遅延時間が異なる場合がある。また、ネットワーク揺らぎのため、次の配信の際には前回の遅延時間と異なる場合がある。
放送制御サーバ５では、予め測定された遅延時間の値に基づいて、想定される最大の遅延時間に応じて放送開始時刻を設定するためのオフセット時間を記憶している。
このネットワーク揺らぎにより、同一拠点の無線装置間であっても遅延時間が異なる場合がある。また、ネットワーク揺らぎのため、次の配信の際には前回の遅延時間と異なる場合がある。
放送制御サーバ５では、予め測定された遅延時間の値に基づいて、想定される最大の遅延時間に応じて放送開始時刻を設定するためのオフセット時間を記憶している。
【0017】
従来の通信システムは、専用回線を利用した閉塞網であることが多く、回線遅延や揺らぎによる影響を抑えることは比較的容易であった。
しかし、広域網を利用する場合には、回線遅延や揺らぎに対応することは困難であり、更にセキュリティリスクへの対応も必要となる。
従来の無線装置では、WEBアクセスをはじめとする一般的なセキュリティ保護を行うと、処理が増大して通信の遅延にもつながってしまう。
しかし、広域網を利用する場合には、回線遅延や揺らぎに対応することは困難であり、更にセキュリティリスクへの対応も必要となる。
従来の無線装置では、WEBアクセスをはじめとする一般的なセキュリティ保護を行うと、処理が増大して通信の遅延にもつながってしまう。
【0018】
［関連技術］
尚、放送通信システムに関する従来技術としては、特開２０１６－１１１３９６号公報「無線通信装置」（特許文献１）がある。
特許文献１には、伝送遅延時間を考慮して基準遅延時間との差分をタイミング調整時間として算出し、単一周波数ＦＭ同期放送を実現することが記載されている。
尚、放送通信システムに関する従来技術としては、特開２０１６－１１１３９６号公報「無線通信装置」（特許文献１）がある。
特許文献１には、伝送遅延時間を考慮して基準遅延時間との差分をタイミング調整時間として算出し、単一周波数ＦＭ同期放送を実現することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0019】
【特許文献1】特開２０１６－１１１３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0020】
上述したように、従来の通信システムでは、公衆回線を用いた広域網を利用した場合、ネットワークの揺らぎによる遅延時間のバラつきに応じた放送開始時刻の設定や、セキュリティリスクへの対応が困難であるという問題点があった。
【0021】
尚、特許文献１には、放送制御サーバが、ネットワークの揺らぎを含む遅延時間に応じて放送開始時刻を設定し、回線状態に応じて放送データの配信方法を変更することは記載されていない。
【0022】
本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、ネットワークの揺らぎを反映した放送開始時刻を設定でき、また、セキュリティを向上させた放送を実現することができる通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0023】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、放送データを配信する放送制御サーバと、配信された放送データを入力して無線送信する複数の無線装置とを有する通信システムであって、複数の無線装置は、各々に時刻情報を付して、遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報を前記放送制御サーバに要求し、放送制御サーバは、複数の無線装置の各々から当該要求を受信すると、サーバ情報の要求に付された時刻情報と要求の受信時刻との差をネットワークの遅延時間として算出して集計し、集計結果から遅延に関する情報を生成し、当該遅延に関する情報と設定された回線の種類に応じた回線状態とを含むサーバ情報を当該各々の無線装置に送信し、複数の無線装置のネットワークの遅延時間の内、最大の時間に基づいて放送開始時刻を調整し、回線状態に応じて放送データの配信方式を変更することを特徴としている。
【0024】
また、本発明は、上記通信システムにおいて、無線装置は、暗号化された通信接続を行うために認証情報を放送制御サーバに要求し、放送制御サーバは、無線装置に対する認証を行い、無線装置に認証情報を付与し、当該認証に要した時間をネットワークの遅延時間に関する情報に含めることを特徴としている。
【0025】
また、本発明は、上記通信システムにおいて、無線装置は、サーバ情報に含まれる回線状態を示す情報が低信頼回線である場合は、放送制御サーバに放送データと放送開始時刻を要求し、放送制御サーバは、放送データと放送開始時刻を無線装置に送信することを特徴としている。
【0026】
また、本発明は、上記通信システムにおいて、放送制御サーバは、サーバ情報に含まれる回線状態を示す情報が高信頼回線である場合は、放送データと放送開始時刻を無線装置に一斉に配信することを特徴としている。
【0027】
また、本発明は、放送データを配信する放送制御サーバであって、複数の無線装置からの遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報の要求を受けると、サーバ情報の要求に付された時刻情報と要求の受信時刻との差をネットワークの遅延時間として算出して集計し、集計結果から遅延に関する情報を生成し、当該遅延に関する情報と設定された回線の種類に応じた回線状態とを含むサーバ情報を当該各々の無線装置に送信し、複数の無線装置のネットワークの遅延時間の内、最大の時間に基づいて放送開始時刻を調整し、回線状態に応じて放送データの配信方式を変更することを特徴としている。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、放送データを配信する放送制御サーバと、配信された放送データを入力して無線送信する複数の無線装置とを有する通信システムであって、複数の無線装置は、各々に時刻情報を付して、遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報を前記放送制御サーバに要求し、放送制御サーバは、複数の無線装置の各々から当該要求を受信すると、サーバ情報の要求に付された時刻情報と要求の受信時刻との差をネットワークの遅延時間として算出して集計し、集計結果から遅延に関する情報を生成し、当該遅延に関する情報と設定された回線の種類に応じた回線状態とを含むサーバ情報を当該各々の無線装置に送信し、複数の無線装置のネットワークの遅延時間の内、最大の時間に基づいて放送開始時刻を調整し、回線状態に応じて放送データの配信方式を変更する通信システムとしているので、実際のネットワークの揺らぎを反映した遅延時間に基づいて放送開始時刻を設定でき、また、回線状態に応じて放送データの配信方法を変更して、セキュリティ及び遅延時間を適切にして安定した放送通信を行うことができる効果がある。
【0029】
また、本発明によれば、無線装置は、暗号化された通信接続を行うために認証情報を放送制御サーバに要求し、放送制御サーバは、無線装置に対する認証を行い、無線装置に認証情報を付与し、当該認証に要した時間をネットワークの遅延時間に関する情報に含める上記通信システムとしているので、セキュリティリスクを低減した放送サービスを実現できる効果がある。
【0030】
また、本発明によれば、無線装置は、サーバ情報に含まれる回線状態を示す情報が低信頼回線である場合は、放送制御サーバに放送データと放送開始時刻を要求し、放送制御サーバは、放送データと放送開始時刻を無線装置に送信する上記通信システムとしているので、回線が低信頼回線であっても放送におけるセキュリティを確保できる効果がある。
【0031】
また、本発明によれば、放送制御サーバは、サーバ情報に含まれる回線状態を示す情報が高信頼回線である場合は、放送データと放送開始時刻を無線装置に一斉に配信する上記通信システムとしているので、セキュリティリスクの低い高信頼回線の場合には、処理を簡易にして遅延時間を押さえることができる効果がある。
【0032】
また、本発明によれば、放送データを配信する放送制御サーバであって、複数の無線装置からの遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報の要求を受けると、サーバ情報の要求に付された時刻情報と要求の受信時刻との差をネットワークの遅延時間として算出して集計し、集計結果から遅延に関する情報を生成し、当該遅延に関する情報と設定された回線の種類に応じた回線状態とを含むサーバ情報を当該各々の無線装置に送信し、複数の無線装置のネットワークの遅延時間の内、最大の時間に基づいて放送開始時刻を調整し、回線状態に応じて放送データの配信方式を変更する放送制御サーバとしているので、実際のネットワークの揺らぎを反映した遅延時間に基づいて放送開始時刻を設定でき、また、回線状態に応じて放送データの配信方法を変更して、セキュリティ及び遅延時間を適切にして安定した放送通信を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本通信システムの概略構成を示す説明図である。
【図2】本通信システムの無線装置３の構成を示す説明図である。
【図3】本通信システムの放送制御サーバ１の構成を示す説明図である。
【図4】サーバ情報の伝送データを示す説明図である。
【図5】放送データ／制御データの伝送データを示す説明図である。
【図6】本通信システムにおける暗号化通信開始・サーバ情報取得のシーケンスを示す説明図である。
【図7】放送データ配信時のシーケンス（低信頼回線）を示す説明図である。
【図8】放送データ配信時のシーケンス（高信頼回線）を示す説明図である。
【図9】無線装置内放送開始に向けた制御の流れの例を示す説明図である。
【図10】従来の無線装置の構成を示す説明図である。
【図11】従来の送信制御サーバの構成を示す説明図である。
【図12】従来の通信フォーマットを示す説明図である。
【図13】従来の通信時のシーケンスを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る通信システム（本通信システム）は、放送データを配信する放送制御サーバと、配信された放送データを入力して無線送信する複数の無線装置とを有し、複数の無線装置は、時刻情報を付して、各々に放送制御サーバに遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報を要求し、放送制御サーバは、複数の無線装置の各々から要求を受信すると、サーバ情報の要求に含まれる時刻情報と当該要求の受信時刻との差からネットワークの遅延時間を算出して集計し、当該遅延時間に基づいて遅延に関する情報を生成して、当該遅延に関する情報と、予め設定された回線の種類に応じた回線状態とを含むサーバ情報を各々の無線装置に送信し、最大の遅延時間に基づいて放送開始時刻を調整し、回線状態に応じて放送データの配信方式を変更するものであり、実際のネットワークの揺らぎを反映した遅延時間に基づいて放送開始時刻を設定でき、また、回線状態に応じて放送データの配信方法を変更して、安定した放送通信を行うことができるものである。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る通信システム（本通信システム）は、放送データを配信する放送制御サーバと、配信された放送データを入力して無線送信する複数の無線装置とを有し、複数の無線装置は、時刻情報を付して、各々に放送制御サーバに遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報を要求し、放送制御サーバは、複数の無線装置の各々から要求を受信すると、サーバ情報の要求に含まれる時刻情報と当該要求の受信時刻との差からネットワークの遅延時間を算出して集計し、当該遅延時間に基づいて遅延に関する情報を生成して、当該遅延に関する情報と、予め設定された回線の種類に応じた回線状態とを含むサーバ情報を各々の無線装置に送信し、最大の遅延時間に基づいて放送開始時刻を調整し、回線状態に応じて放送データの配信方式を変更するものであり、実際のネットワークの揺らぎを反映した遅延時間に基づいて放送開始時刻を設定でき、また、回線状態に応じて放送データの配信方法を変更して、安定した放送通信を行うことができるものである。
【0035】
また、本通信システムは、放送制御サーバにおいて無線装置を認証し、回線状態が低信頼回線の場合にはセキュリティの高い暗号化・配信方法とし、高信頼回線の場合には低遅延の暗号化・配信方法としているので、無線装置における負荷を増大させずにセキュリティを確保すると共に、適切な遅延時間で放送を実現することができるものである。
【0036】
［本通信システムの概略構成：図１］
本通信システムの概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本通信システムの概略構成を示す説明図である。
図１に示すように、本通信システムの基本的な構成は、従来の通信システムと同様であり、中央局の放送制御サーバ１と、複数の拠点（無線局）に設けられた複数の無線装置３（無線装置３-11，３-12，…３-1N，…３-N1，…３-NN）とがそれぞれルータを介してネットワークで接続された構成である。
図１の例では、ネットワークはＷＡＮ（Wide Area Network：広域通信網）としているが、広域通信網に限るものではなく、閉塞網であってもよい。
本通信システムの概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本通信システムの概略構成を示す説明図である。
図１に示すように、本通信システムの基本的な構成は、従来の通信システムと同様であり、中央局の放送制御サーバ１と、複数の拠点（無線局）に設けられた複数の無線装置３（無線装置３-11，３-12，…３-1N，…３-N1，…３-NN）とがそれぞれルータを介してネットワークで接続された構成である。
図１の例では、ネットワークはＷＡＮ（Wide Area Network：広域通信網）としているが、広域通信網に限るものではなく、閉塞網であってもよい。
【0037】
中央局の放送制御サーバ１は、放送の情報管理及びスケジュール管理を行う。
本通信システムの放送制御サーバ１は、無線装置３からの要求に対して認証を行って、認証した無線装置３との暗号化通信を実現し、セキュリティリスクの低減を図るものである。
また、本通信システムの放送制御サーバ１は、通信回線の状態に応じて放送データの配信方法を切り替えて、配信を行う。
本通信システムの放送制御サーバ１は、無線装置３からの要求に対して認証を行って、認証した無線装置３との暗号化通信を実現し、セキュリティリスクの低減を図るものである。
また、本通信システムの放送制御サーバ１は、通信回線の状態に応じて放送データの配信方法を切り替えて、配信を行う。
【0038】
具体的には、低信頼回線の場合には、無線装置３からの個別要求に応じて、個別に放送データを配信し、高信頼回線の場合には、複数の拠点の無線装置３に一斉に放送データを配信する（マルチキャスト）。
放送制御サーバ１の構成及び具体的な動作については後述する。
また、時刻管理サーバ２は、放送制御サーバ１にＧＮＳＳに同期した時刻情報を配信する。
放送制御サーバ１の構成及び具体的な動作については後述する。
また、時刻管理サーバ２は、放送制御サーバ１にＧＮＳＳに同期した時刻情報を配信する。
【0039】
各拠点の無線装置３は、従来と同様に放送制御サーバ１から配信された放送データ及び開始時刻に従って放送を行う。
但し、従来の通信システムでは、無線装置７は、放送制御サーバ５から一方的に配信される情報に基づいて動作を行っていたが、本通信システムの無線装置３は、放送制御サーバ１と双方向通信を行う。
但し、従来の通信システムでは、無線装置７は、放送制御サーバ５から一方的に配信される情報に基づいて動作を行っていたが、本通信システムの無線装置３は、放送制御サーバ１と双方向通信を行う。
【0040】
具体的には、本通信システムの無線装置３は、放送制御サーバ１に対して制御情報を要求し、取得した制御情報に基づいて放送データ取得の動作を行う。
また、本通信システムの無線装置３は、サーバとの通信を暗号化通信で行い、セキュリティを向上させる。
無線装置３の構成及び動作については後述する。
また、時刻管理サーバ４（時刻管理サーバ４-1，４-2，…４-n）は、拠点ごとに設けられ、拠点内の無線装置３に対してＧＮＳＳに同期した時刻情報及び基準信号を配信する。
また、本通信システムの無線装置３は、サーバとの通信を暗号化通信で行い、セキュリティを向上させる。
無線装置３の構成及び動作については後述する。
また、時刻管理サーバ４（時刻管理サーバ４-1，４-2，…４-n）は、拠点ごとに設けられ、拠点内の無線装置３に対してＧＮＳＳに同期した時刻情報及び基準信号を配信する。
【0041】
［無線装置３の構成：図２］
次に、本通信システムの無線装置３の構成について図２を用いて説明する。図２は、本通信システムの無線装置３の構成を示す説明図である。
図２に示すように、本通信システムの無線装置３は、ネットワーク部３１と、無線アクセス制御部３２と、無線信号処理部３３と、高周波部３４に加え、本通信システムの特徴として、セキュリティクライアント通信部３５と、セキュリティ署名取得部３６とを備えている。
次に、本通信システムの無線装置３の構成について図２を用いて説明する。図２は、本通信システムの無線装置３の構成を示す説明図である。
図２に示すように、本通信システムの無線装置３は、ネットワーク部３１と、無線アクセス制御部３２と、無線信号処理部３３と、高周波部３４に加え、本通信システムの特徴として、セキュリティクライアント通信部３５と、セキュリティ署名取得部３６とを備えている。
【0042】
これらの内、無線アクセス制御部３２と、無線信号処理部３３と、高周波部３４については従来と構成及び動作が同様であるため、説明は省略する。尚、無線アクセス制御部３２は、送信制御部３７を備えている。
また、ネットワーク部３１は、従来と同様に、放送データ送受信部３１１と、通信方式制御部３１２と、無線フレーム送受信部３１３を備えているが、動作が一部従来とは異なっており、後述する。
また、ネットワーク部３１は、従来と同様に、放送データ送受信部３１１と、通信方式制御部３１２と、無線フレーム送受信部３１３を備えているが、動作が一部従来とは異なっており、後述する。
【0043】
無線装置３の特徴部分について説明する。
本通信システムの無線装置３は、セキュリティクライアント通信部３５と、セキュリティ署名取得部３６とを設けて通信のセキュリティ向上を図るようにしている。
セキュリティクライアント通信部３５は、中央局の放送制御サーバ１との暗号化通信を行うものであり、暗号化や復号に伴う処理を行う。
本通信システムの無線装置３は、セキュリティクライアント通信部３５と、セキュリティ署名取得部３６とを設けて通信のセキュリティ向上を図るようにしている。
セキュリティクライアント通信部３５は、中央局の放送制御サーバ１との暗号化通信を行うものであり、暗号化や復号に伴う処理を行う。
【0044】
セキュリティ署名取得部３６は、拠点の時刻管理サーバ４に接続して、時刻情報及び基準信号を取得する。
また、セキュリティ署名取得部３６は、放送制御サーバ１に対して認証を要求し、認証後は、セキュリティクライアント通信部３５を介して暗号化通信を行い、放送制御サーバ１から放送に関する制御情報であるサーバ情報を取得する。そして、取得したサーバ情報をネットワーク部３１に送出する。サーバ情報については後述する。
また、セキュリティ署名取得部３６は、放送制御サーバ１に対して認証を要求し、認証後は、セキュリティクライアント通信部３５を介して暗号化通信を行い、放送制御サーバ１から放送に関する制御情報であるサーバ情報を取得する。そして、取得したサーバ情報をネットワーク部３１に送出する。サーバ情報については後述する。
【0045】
また、本通信システムの特徴として、ネットワーク部３１が、回線状態に応じて送信データの取得方法を変えるようにしており、安定した放送サービスを提供する。
ネットワーク部３１の通信方式制御部３１２は、後述するように、放送制御サーバ１から取得した回線状態を放送データ送受信部３１１に出力する。
ネットワーク部３１の通信方式制御部３１２は、後述するように、放送制御サーバ１から取得した回線状態を放送データ送受信部３１１に出力する。
【0046】
ネットワーク部３１の放送データ送受信部３１１は、入力された回線状態に基づいて、暗号化方式及び放送データの取得方法を切り替える。
具体的には、放送データ送受信部３１１は、サーバ情報に含まれる回線状態を示す情報が低信頼回線であった場合には、署名付き公開鍵を用いた暗号化方式を用い、放送制御サーバ１に対して放送データの取得を要求して、要求に応じて配信された放送データを取得する。放送データは公開鍵に対応する秘密鍵で暗号化されている。
つまり、低信頼回線の場合には、セキュリティの高い方式で通信を行う。
具体的には、放送データ送受信部３１１は、サーバ情報に含まれる回線状態を示す情報が低信頼回線であった場合には、署名付き公開鍵を用いた暗号化方式を用い、放送制御サーバ１に対して放送データの取得を要求して、要求に応じて配信された放送データを取得する。放送データは公開鍵に対応する秘密鍵で暗号化されている。
つまり、低信頼回線の場合には、セキュリティの高い方式で通信を行う。
【0047】
また、サーバ情報に含まれる回線状態を示す情報が高信頼回線であった場合には、共通鍵を用いた暗号化方式を用い、放送データ送受信部３１１は、放送制御サーバ１からマルチキャストで配信される放送データを取得する。
いずれの場合にも、放送データ送受信部３１１は、放送データと共に受信する放送開始時刻に従って放送を開始する。
これらの動作については後述する。
いずれの場合にも、放送データ送受信部３１１は、放送データと共に受信する放送開始時刻に従って放送を開始する。
これらの動作については後述する。
【0048】
［放送制御サーバ１の構成：図３］
次に、本通信システムの放送制御サーバ１の構成について図３を用いて説明する。図３は、本通信システムの放送制御サーバ１の構成を示す説明図である。
図３に示すように、本通信システムの放送制御サーバ１は、従来と同様の構成部分として、放送データバンクサーバ通信部２１と、時刻サーバ通信部１２と、放送スケジュール処理部１３と、受信データ確認部１４とを備え、本システムの特徴部分として、セキュリティサーバ通信部１５と、セキュリティ署名管理部１６とを備えている。
従来と同様の部分については、説明を省略する。
次に、本通信システムの放送制御サーバ１の構成について図３を用いて説明する。図３は、本通信システムの放送制御サーバ１の構成を示す説明図である。
図３に示すように、本通信システムの放送制御サーバ１は、従来と同様の構成部分として、放送データバンクサーバ通信部２１と、時刻サーバ通信部１２と、放送スケジュール処理部１３と、受信データ確認部１４とを備え、本システムの特徴部分として、セキュリティサーバ通信部１５と、セキュリティ署名管理部１６とを備えている。
従来と同様の部分については、説明を省略する。
【0049】
セキュリティサーバ通信部１５は、暗号化通信に伴う暗号化や復号の処理を行い、無線装置３のセキュリティクライアント通信部３５と暗号化通信を行う。
また、セキュリティ署名管理部１６は、無線装置３に対して認証を行うための署名を管理している。署名には、有効期限（例えば３か月）が設けられており、無線装置３からの認証要求（後述するデジタル認証署名取得要求）があると、対応する署名を出力する。
これにより、本通信システムは通信のセキュリティを向上させている。
また、セキュリティ署名管理部１６は、無線装置３に対して認証を行うための署名を管理している。署名には、有効期限（例えば３か月）が設けられており、無線装置３からの認証要求（後述するデジタル認証署名取得要求）があると、対応する署名を出力する。
これにより、本通信システムは通信のセキュリティを向上させている。
【0050】
本通信システムでは、放送データを配信する前に、放送制御サーバ１が、無線装置３からの要求に応じて無線装置３の認証を行って暗号化方式を決定する。
そして、無線装置３から当該暗号化方式を用いた通信によってサーバ情報の要求があると、放送制御サーバ１はそれに応じてサーバ情報を配信する。無線装置３では、サーバ情報に含まれる情報に基づいて、放送データ取得の処理を切り替えて行うようにしている。
サーバ情報は、本通信システムの特徴部分であり、後述する。
そして、無線装置３から当該暗号化方式を用いた通信によってサーバ情報の要求があると、放送制御サーバ１はそれに応じてサーバ情報を配信する。無線装置３では、サーバ情報に含まれる情報に基づいて、放送データ取得の処理を切り替えて行うようにしている。
サーバ情報は、本通信システムの特徴部分であり、後述する。
【0051】
［サーバ情報の伝送データ構成：図４］
次に、放送制御サーバ１から伝送されるサーバ情報の伝送データについて図４を用いて説明する。図４は、サーバ情報の伝送データを示す説明図であり、（ａ）はデータ構成を示す説明図、（ｂ）はサーバ情報のフォーマットを示す表である。
図４（ａ）に示すように、サーバ情報の伝送データは、従来と同様の、Ethernetヘッダ、IPヘッダ、TCP/UDPヘッダに加え、認証機能や暗号通信方式が実現されているCoAP(Constrained Application Protocol)/HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)ヘッダが付されており、それに続いてサーバ情報が格納されている。
次に、放送制御サーバ１から伝送されるサーバ情報の伝送データについて図４を用いて説明する。図４は、サーバ情報の伝送データを示す説明図であり、（ａ）はデータ構成を示す説明図、（ｂ）はサーバ情報のフォーマットを示す表である。
図４（ａ）に示すように、サーバ情報の伝送データは、従来と同様の、Ethernetヘッダ、IPヘッダ、TCP/UDPヘッダに加え、認証機能や暗号通信方式が実現されているCoAP(Constrained Application Protocol)/HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)ヘッダが付されており、それに続いてサーバ情報が格納されている。
【0052】
また、図４（ｂ）に示すように、サーバ情報は、「認証トークン」と、「遅延時間最小」と、「遅延時間平均」と、「回線判断」の情報とを含んでいる。
「認証トークン」は、サーバ認証を示すトークン情報である。
「遅延時間最小」は、放送制御サーバ１と当該無線装置３との通信の遅延時間の最小となる時間（最短回線遅延時間）である。
「認証トークン」は、サーバ認証を示すトークン情報である。
「遅延時間最小」は、放送制御サーバ１と当該無線装置３との通信の遅延時間の最小となる時間（最短回線遅延時間）である。
【0053】
また、「遅延時間平均」は、放送制御サーバ１と当該無線装置３との間の通信における遅延時間の平均（平均回線遅延時間）である。
「遅延時間最小」及び「遅延時間平均」は、後述するシーケンスにおいて算出される値である。
「回線判断」は、当該システムの放送制御サーバ１と無線装置３との間の回線の種類に応じて放送制御サーバ１が判断した回線の品質を示す情報であり、「低信頼回線」又は「高信頼・低遅延回線」のいずれかが選択される。尚、回線の種類は放送制御サーバ１に予め設定されている。
「遅延時間最小」及び「遅延時間平均」は、後述するシーケンスにおいて算出される値である。
「回線判断」は、当該システムの放送制御サーバ１と無線装置３との間の回線の種類に応じて放送制御サーバ１が判断した回線の品質を示す情報であり、「低信頼回線」又は「高信頼・低遅延回線」のいずれかが選択される。尚、回線の種類は放送制御サーバ１に予め設定されている。
【0054】
［放送データ／制御データの伝送データ構成：図５］
次に、放送制御サーバ１から伝送される放送データ／制御データの伝送データについて図５を用いて説明する。図５は、放送データ／制御データの伝送データを示す説明図であり、（ａ）はデータ構成を示す説明図、（ｂ）は放送データ／制御データのフォーマットを示す表である。
図５（ａ）に示すように、放送データ／制御データもサーバ情報と同様に、Ethernetヘッダ、IPヘッダ、TCP/UDPヘッダ、CoAP/HTTPヘッダに続いて放送データ／制御データが格納されている。
次に、放送制御サーバ１から伝送される放送データ／制御データの伝送データについて図５を用いて説明する。図５は、放送データ／制御データの伝送データを示す説明図であり、（ａ）はデータ構成を示す説明図、（ｂ）は放送データ／制御データのフォーマットを示す表である。
図５（ａ）に示すように、放送データ／制御データもサーバ情報と同様に、Ethernetヘッダ、IPヘッダ、TCP/UDPヘッダ、CoAP/HTTPヘッダに続いて放送データ／制御データが格納されている。
【0055】
また、図５（ｂ）に示すように、放送データ／制御データは、「認証トークン」「放送開始時刻」「放送コード」「放送データ」の情報を含む。
「認証トークン」は、サーバ情報と同様にサーバ認証を示す情報である。
「放送開始時刻」は、放送の開始を行う時刻であり、本通信システムでは、後述するように複数の無線装置におけるネットワーク遅延の最大値に基づいて設定される。
「放送コード」は、放送データに付与される制御情報である。
「放送データ」は、放送するデータ（ユーザ情報）である。
「認証トークン」は、サーバ情報と同様にサーバ認証を示す情報である。
「放送開始時刻」は、放送の開始を行う時刻であり、本通信システムでは、後述するように複数の無線装置におけるネットワーク遅延の最大値に基づいて設定される。
「放送コード」は、放送データに付与される制御情報である。
「放送データ」は、放送するデータ（ユーザ情報）である。
【0056】
［暗号化通信開始・サーバ情報取得時のシーケンス：図６］
次に、本通信システムにおいて暗号化通信開始時及びサーバ情報取得時のシーケンスについて図６を用いて説明する。図６は、本通信システムにおける暗号化通信開始・サーバ情報取得のシーケンスを示す説明図である。
図６の例では、中央局と、２つの拠点（無線局＃１，無線局＃２）とを備えており、中央局には、放送データバンクサーバ２１、時刻管理サーバ２、放送制御サーバ１が設けられている。
また、無線局＃１には、時刻管理サーバ４－１、無線装置＃１－１、…無線装置＃１－Ｎが設けられ、同様に、無線局＃２には、時刻管理サーバ４－２、無線装置＃２－１…、無線装置＃２－Ｎ置が設けられている。
次に、本通信システムにおいて暗号化通信開始時及びサーバ情報取得時のシーケンスについて図６を用いて説明する。図６は、本通信システムにおける暗号化通信開始・サーバ情報取得のシーケンスを示す説明図である。
図６の例では、中央局と、２つの拠点（無線局＃１，無線局＃２）とを備えており、中央局には、放送データバンクサーバ２１、時刻管理サーバ２、放送制御サーバ１が設けられている。
また、無線局＃１には、時刻管理サーバ４－１、無線装置＃１－１、…無線装置＃１－Ｎが設けられ、同様に、無線局＃２には、時刻管理サーバ４－２、無線装置＃２－１…、無線装置＃２－Ｎ置が設けられている。
【0057】
まず、放送制御サーバ１は、中央局の時刻管理サーバ２から時刻情報を取得する（Ｓ１１，Ｓ１２）。
そして、放送制御サーバ１は、放送データバンクサーバ２１に対して、放送データ配信不可を通知する（Ｓ１３）。本通信システムの放送制御サーバ１は、全ての無線装置と接続が完了するまでは放送データ配信を許可しない。
同様に、各拠点の無線装置は、同一拠点の時刻管理サーバ４から時刻情報を取得する（Ｓ１４～Ｓ１７）。無線装置＃１－２及び無線局＃２の無線装置については省略しているが、無線装置＃１－１と同様の処理を行う。
そして、放送制御サーバ１は、放送データバンクサーバ２１に対して、放送データ配信不可を通知する（Ｓ１３）。本通信システムの放送制御サーバ１は、全ての無線装置と接続が完了するまでは放送データ配信を許可しない。
同様に、各拠点の無線装置は、同一拠点の時刻管理サーバ４から時刻情報を取得する（Ｓ１４～Ｓ１７）。無線装置＃１－２及び無線局＃２の無線装置については省略しているが、無線装置＃１－１と同様の処理を行う。
【0058】
以降は、無線装置＃１－１を例として説明する。
無線装置＃１－１は、放送制御サーバ１に対して、デジタル認証署名情報取得の要求を送出する（Ｓ１８）。
放送制御サーバ１のセキュリティ署名管理部１６では、当該無線装置＃１－１のＩＰアドレスに基づいて、認証予定の無線装置であるかどうかを判断し、認証対象であると判断すると、放送制御サーバ１は、当該無線装置＃１－１にデジタル認証署名情報（署名）を応答する（Ｓ１９）。
無線装置＃１－１は、放送制御サーバ１に対して、デジタル認証署名情報取得の要求を送出する（Ｓ１８）。
放送制御サーバ１のセキュリティ署名管理部１６では、当該無線装置＃１－１のＩＰアドレスに基づいて、認証予定の無線装置であるかどうかを判断し、認証対象であると判断すると、放送制御サーバ１は、当該無線装置＃１－１にデジタル認証署名情報（署名）を応答する（Ｓ１９）。
【0059】
次に、無線装置＃１－１は、取得した署名を付して放送制御サーバ１に公開鍵を送付する（Ｓ２０）。
放送制御サーバ１のセキュリティ署名管理部１６は、署名に対応する秘密鍵を用いて復号を行い、無線装置＃１－１に応答する（Ｓ２１）。これにより、無線装置＃１－１と放送制御サーバ１との間で、公開鍵と秘密鍵とを用いて暗号化された通信接続（セッション）が構築される。
無線局＃１の他の無線装置や、無線局＃２の無線装置についても同様の処理が行われ（Ｓ２６～Ｓ３１）、システム内の全ての無線装置と放送制御サーバ１との間で暗号化通信が可能となるものである。
放送制御サーバ１のセキュリティ署名管理部１６は、署名に対応する秘密鍵を用いて復号を行い、無線装置＃１－１に応答する（Ｓ２１）。これにより、無線装置＃１－１と放送制御サーバ１との間で、公開鍵と秘密鍵とを用いて暗号化された通信接続（セッション）が構築される。
無線局＃１の他の無線装置や、無線局＃２の無線装置についても同様の処理が行われ（Ｓ２６～Ｓ３１）、システム内の全ての無線装置と放送制御サーバ１との間で暗号化通信が可能となるものである。
【0060】
そして、無線装置＃１－１は、放送制御サーバ１に対して、Ｓ１５で取得した時刻情報を付して、暗号化通信によりサーバ情報取得要求を送信する（Ｓ２５）。
放送制御サーバ１は、無線装置＃１－１からサーバ情報取得要求を受信すると、当該要求に含まれる時刻情報と、当該要求の受信時刻を比較して、ネットワーク遅延として算出する。つまり、ネットワーク遅延には、処理Ｓ１８～Ｓ２３の認証に要した時間も含まれている。また、ネットワーク揺らぎによる遅延も含まれている。
放送制御サーバ１は、無線装置＃１－１からサーバ情報取得要求を受信すると、当該要求に含まれる時刻情報と、当該要求の受信時刻を比較して、ネットワーク遅延として算出する。つまり、ネットワーク遅延には、処理Ｓ１８～Ｓ２３の認証に要した時間も含まれている。また、ネットワーク揺らぎによる遅延も含まれている。
【0061】
そして、放送制御サーバ１は、遅延に関する情報と、回線状態の情報とを含むサーバ情報を、無線装置＃１－１に応答する。
その際、放送制御サーバ１は、当該無線装置＃１－１のネットワーク遅延を集計して、それらの中の最小値を特定し、当該最小値を図４に示した「遅延時間最小」としてサーバ情報に組み込む。
また、放送制御サーバ１は、無線装置＃１－１のネットワーク遅延の値の平均値を算出し、当該平均値を図４に示した「遅延時間平均」としてサーバ情報に組み込む。
請求項に記載した遅延に関する情報は、遅延時間最小と遅延時間平均に相当している。
その際、放送制御サーバ１は、当該無線装置＃１－１のネットワーク遅延を集計して、それらの中の最小値を特定し、当該最小値を図４に示した「遅延時間最小」としてサーバ情報に組み込む。
また、放送制御サーバ１は、無線装置＃１－１のネットワーク遅延の値の平均値を算出し、当該平均値を図４に示した「遅延時間平均」としてサーバ情報に組み込む。
請求項に記載した遅延に関する情報は、遅延時間最小と遅延時間平均に相当している。
【0062】
更に、放送制御サーバ１は、予め設定されている回線情報に基づいて回線状態を判断し、低信頼回線又は高信頼・低遅延回線（高信頼回線と称することもある）のいずれかを示す情報を「回線判断」としてサーバ情報に組み込む。
ここで、回線状態が低信頼回線であるか高信頼回線であるかによって、放送制御サーバ１における放送データの配信時の動作、及び無線装置における放送データ取得時の動作が変わるものである。
ここで、回線状態が低信頼回線であるか高信頼回線であるかによって、放送制御サーバ１における放送データの配信時の動作、及び無線装置における放送データ取得時の動作が変わるものである。
【0063】
各無線装置は、情報同期のために定期的に時刻情報を付してサーバ情報取得要求を送信するようにしており、放送制御サーバ１では、サーバ情報取得要求を受信する度にネットワーク遅延を算出して集計し、遅延時間最小及び遅延時間平均を更新して保持し、サーバ情報を配信する。
これにより、各無線装置は最新の状況に基づいた遅延に関する情報及び回線状態の情報をサーバ情報として取得することができるものである。
これにより、各無線装置は最新の状況に基づいた遅延に関する情報及び回線状態の情報をサーバ情報として取得することができるものである。
【0064】
［放送データ配信時のシーケンス（低信頼回線）：図７］
次に、放送データ配信時のシーケンス（低信頼回線）について図７を用いて説明する。図７は、放送データ配信時のシーケンス（低信頼回線）を示す説明図である。
放送制御サーバ１は、上述した図６のシーケンスにおいて、複数の無線装置についてのネットワーク遅延の値を算出すると、各無線装置についてネットワーク遅延の平均値、最小値、最大値、偏差等を計算して、保持しておく。
次に、放送データ配信時のシーケンス（低信頼回線）について図７を用いて説明する。図７は、放送データ配信時のシーケンス（低信頼回線）を示す説明図である。
放送制御サーバ１は、上述した図６のシーケンスにおいて、複数の無線装置についてのネットワーク遅延の値を算出すると、各無線装置についてネットワーク遅延の平均値、最小値、最大値、偏差等を計算して、保持しておく。
【0065】
そして、放送制御サーバ１は、複数の無線装置における最大のネットワーク遅延の値に基づいて、放送データの配信から放送開始までのオフセット時間を算出し、放送開始時刻を調整する。
具体的には、放送制御サーバ１は、複数の無線装置におけるネットワーク遅延の最大値だけでなく、ネットワーク遅延の変動量や平均値（遅延時間平均）を参照してオフセット時間を算出し、放送データの受信処理に要する時間も加味して放送開始時刻を決定する（Ｓ４０）。
具体的には、放送制御サーバ１は、複数の無線装置におけるネットワーク遅延の最大値だけでなく、ネットワーク遅延の変動量や平均値（遅延時間平均）を参照してオフセット時間を算出し、放送データの受信処理に要する時間も加味して放送開始時刻を決定する（Ｓ４０）。
【0066】
そして、放送制御サーバ１は、放送データバンクサーバ２１に対して、放送データ配信可能の情報を送信し（Ｓ４１）、放送データバンクサーバ２１は放送データを配信する（Ｓ４２）。
回線状態が低信頼回線であった場合、放送制御サーバ１は、放送データ取得後、無線装置からの放送データ取得要求を待ち受ける。
回線状態が低信頼回線であった場合、放送制御サーバ１は、放送データ取得後、無線装置からの放送データ取得要求を待ち受ける。
【0067】
一方、無線装置＃１－１は、図６の処理で取得したサーバ情報に含まれる回線状態の情報が低信頼回線であった場合、放送制御サーバ１に対して放送データ・放送時刻取得要求を送信する（Ｓ４３）。
放送制御サーバ１は、放送データ・放送時刻取得要求を受信すると、図５に示した放送データ／制御データとして、放送データ及び処理Ｓ４０で決定した放送開始時刻を配信する（Ｓ４４）。
放送制御サーバ１は、放送データ・放送時刻取得要求を受信すると、図５に示した放送データ／制御データとして、放送データ及び処理Ｓ４０で決定した放送開始時刻を配信する（Ｓ４４）。
【0068】
他の無線装置も、取得したサーバ情報に含まれる回線状態が低信頼回線を示すものであった場合には、同様に、放送制御サーバ１に放送データ・放送時刻取得要求を送信し、同一の放送データ／制御データを受信する（Ｓ４３～Ｓ５０）。
これにより、システム内の全ての無線装置が、同一の放送開始時刻に基づいて放送を開始する（Ｓ５０）。
これにより、システム内の全ての無線装置が、同一の放送開始時刻に基づいて放送を開始する（Ｓ５０）。
【0069】
このように、回線状況が低信頼回線であった場合には、セキュリティを向上させるために、無線装置から上述した暗号化方式により公開鍵で暗号化した放送データ・放送時刻取得要求を送信し、放送制御サーバ１は、対応する秘密鍵で要求を復号化すると共に、秘密鍵で暗号化した放送データ／制御データを送信する。
これにより、低信頼回線でもセキュリティリスクを避けることができるものである。
これにより、低信頼回線でもセキュリティリスクを避けることができるものである。
【0070】
［放送データ配信時のシーケンス（高信頼回線）：図８］
次に、放送データ配信時のシーケンス（高信頼回線）について図８を用いて説明する。図８は、放送データ配信時のシーケンス（高信頼回線）を示す説明図である。
尚、高信頼回線の場合にも、図６に示した暗号化通信開始・サーバ情報取得のシーケンスは同様に行われる。
次に、放送データ配信時のシーケンス（高信頼回線）について図８を用いて説明する。図８は、放送データ配信時のシーケンス（高信頼回線）を示す説明図である。
尚、高信頼回線の場合にも、図６に示した暗号化通信開始・サーバ情報取得のシーケンスは同様に行われる。
【0071】
そして、図７に示した処理と同様に、放送制御サーバ１は、ネットワーク遅延の最大値及びネットワーク遅延の変動量や平均値（遅延時間平均）に基づいて放送開始時刻を決定する（Ｓ６０）。
一方、無線装置では、図６の処理で取得したサーバ情報に含まれる回線状態が高信頼性回線であった場合には、簡易的な処理（簡易受信サーバの処理）を設定する（Ｓ６１）。図８の例では、Ｓ６１の処理は無線装置＃２－Ｎのみに記載されているが、システム内の全ての無線装置がＳ６１の処理を行うものである。
一方、無線装置では、図６の処理で取得したサーバ情報に含まれる回線状態が高信頼性回線であった場合には、簡易的な処理（簡易受信サーバの処理）を設定する（Ｓ６１）。図８の例では、Ｓ６１の処理は無線装置＃２－Ｎのみに記載されているが、システム内の全ての無線装置がＳ６１の処理を行うものである。
【0072】
具体的には、無線装置は、取得したサーバ情報に含まれる回線状態が高信頼回線を示すものであった場合には、共通鍵を用いた簡易的な暗号化通信として、放送制御サーバ１からの配信を待ち受けるよう、処理を切り替える。
つまり、本通信システムの無線装置では、放送データ送受信部３１１が、放送制御サーバから取得したサーバ情報で指定された回線状態に基づいて、低信頼回線の場合の高セキュアな処理と、高信頼回線の場合の簡易的な処理のいずれかを選択して動作するものである。
つまり、本通信システムの無線装置では、放送データ送受信部３１１が、放送制御サーバから取得したサーバ情報で指定された回線状態に基づいて、低信頼回線の場合の高セキュアな処理と、高信頼回線の場合の簡易的な処理のいずれかを選択して動作するものである。
【0073】
そして、放送制御サーバ１は、予定されている全ての無線装置と接続が完了すると、放送データバンクサーバ２１に放送データ配信可能を通知し（Ｓ６２）、放送データバンクサーバ２１から放送データを受信する（Ｓ６３）。
そして、放送制御サーバ２１は、複数の無線装置に対して、ＩＰマルチキャスト通信による同報通信（マルチキャスト）で、図５に示した放送データ／制御データの配信を行う（Ｓ６４～Ｓ６７）。当該配信は共通鍵で暗号化される。
そして、放送制御サーバ２１は、複数の無線装置に対して、ＩＰマルチキャスト通信による同報通信（マルチキャスト）で、図５に示した放送データ／制御データの配信を行う（Ｓ６４～Ｓ６７）。当該配信は共通鍵で暗号化される。
【0074】
各無線装置は、放送データ／制御データを受信して、当該受信データに含まれる放送開始時刻になると、一斉に放送を行う（Ｓ６８）。
このように、高信頼回線の場合には、セキュリティのリスクが低いので、受信処理を簡易にして処理遅延を抑え、放送遅延を小さくすることができるものである。
このように、高信頼回線の場合には、セキュリティのリスクが低いので、受信処理を簡易にして処理遅延を抑え、放送遅延を小さくすることができるものである。
【0075】
［放送開始に向けた制御の流れの例：図９］
次に、無線装置における放送開始に向けた制御の流れについて図９を用いて説明する。図９は、無線装置内放送開始に向けた制御の流れの例を示す説明図である。
図９に示すように、無線装置３には、時刻管理サーバ４から基準信号と１ＰＰＳ信号が入力されている。
そして、無線装置３は、予め設定された放送時刻の一定時間前になると、放送制御サーバ１から放送データ／制御データを取得する（図では「放送開始時間」と記載）。
次に、無線装置における放送開始に向けた制御の流れについて図９を用いて説明する。図９は、無線装置内放送開始に向けた制御の流れの例を示す説明図である。
図９に示すように、無線装置３には、時刻管理サーバ４から基準信号と１ＰＰＳ信号が入力されている。
そして、無線装置３は、予め設定された放送時刻の一定時間前になると、放送制御サーバ１から放送データ／制御データを取得する（図では「放送開始時間」と記載）。
【0076】
そして、無線装置３のネットワーク部３の放送データ送受信部３１１は、無線アクセス制御部３２の送信制御部３７に放送開始指示を出力する。
無線アクセス制御部３２の送信制御部３７は、放送開始指示を受けて、放送開始契機信号をＨ（High）レベルとする（アサートする）。
また、送信制御部３７は、送信データから放送用のサブフレームを生成し、無線信号処理部３３に転送しておく。
無線アクセス制御部３２の送信制御部３７は、放送開始指示を受けて、放送開始契機信号をＨ（High）レベルとする（アサートする）。
また、送信制御部３７は、送信データから放送用のサブフレームを生成し、無線信号処理部３３に転送しておく。
【0077】
そして、放送開始契機信号がＨレベルの状態で１ＰＰＳ信号と基準信号が立ち上がると、無線アクセス制御部３２の送信制御部３７は、放送許可信号をＨレベルとして、無線信号処理部３３に出力する。
【0078】
無線信号処理部では、放送許可信号を受信すると、サブフレームの変調を開始して、変調処理に要する一定の遅延時間（変調遅延）の後、変調信号を高周波部３４に出力して放送を開始する。これにより、全ての無線装置３から一斉に放送が開始される。
尚、無線アクセス制御部３２の送信制御部３７は、Ｈレベルとしている放送開始契機信号を、１ＰＰＳ信号が立ち下がるとＬ（Low）レベルとする。
このようにして、放送開始の制御が行われるものである。
尚、無線アクセス制御部３２の送信制御部３７は、Ｈレベルとしている放送開始契機信号を、１ＰＰＳ信号が立ち下がるとＬ（Low）レベルとする。
このようにして、放送開始の制御が行われるものである。
【0079】
［実施の形態の効果］
本通信システムによれば、複数の無線装置３は、時刻情報を付して、各々に放送制御サーバ１に遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報を要求し、放送制御サーバ１は、複数の無線装置３の各々から要求を受信すると、サーバ情報の要求に含まれる時刻情報と当該要求の受信時刻との差からネットワークの遅延時間を算出して集計し、当該遅延時間に基づいて遅延に関する情報を生成して、当該遅延に関する情報と、回線の種類に応じた回線状態とを含むサーバ情報を各々の無線装置３に送信し、集計された最大の遅延時間に基づいて放送開始時刻を調整し、回線状態に応じて放送データの配信方式を変更する通信システムとしているので、実際のネットワークの揺らぎを反映した遅延時間に基づいて放送開始時刻を設定でき、また、回線状態に応じて放送データの配信方法を変更して、セキュリティ及び遅延時間を適切にして安定した放送通信を行うことができる効果がある。
本通信システムによれば、複数の無線装置３は、時刻情報を付して、各々に放送制御サーバ１に遅延に関する情報と回線状態を示す情報を含むサーバ情報を要求し、放送制御サーバ１は、複数の無線装置３の各々から要求を受信すると、サーバ情報の要求に含まれる時刻情報と当該要求の受信時刻との差からネットワークの遅延時間を算出して集計し、当該遅延時間に基づいて遅延に関する情報を生成して、当該遅延に関する情報と、回線の種類に応じた回線状態とを含むサーバ情報を各々の無線装置３に送信し、集計された最大の遅延時間に基づいて放送開始時刻を調整し、回線状態に応じて放送データの配信方式を変更する通信システムとしているので、実際のネットワークの揺らぎを反映した遅延時間に基づいて放送開始時刻を設定でき、また、回線状態に応じて放送データの配信方法を変更して、セキュリティ及び遅延時間を適切にして安定した放送通信を行うことができる効果がある。
【0080】
また、本通信システムによれば、放送制御サーバ１が無線装置３を認証し、回線状態が低信頼回線の場合にはセキュリティの高い暗号化・配信方法とし、高信頼回線の場合には低遅延の暗号化・配信方法としているので、無線装置３における負荷を増大させずにセキュリティを確保すると共に、適切な遅延時間で放送を実現することができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【0081】
本発明は、ネットワークの揺らぎを反映した放送開始時刻を設定でき、また、セキュリティを向上させた放送を実現することができる通信システムに適している。
【符号の説明】
【0082】
１，５…放送制御サーバ、 ２，４，６…時刻管理サーバ、 ３，７…無線装置、 １１，５１…放送データバンクサーバ通信部、 １２，５２…時刻サーバ通信部、 １３，５３…放送スケジュール処理部、 １４，５４…受信データ確認部、 １５…セキュリティサーバ通信部、 １６…セキュリティ署名管理部、 ６１…放送データバンクサーバ、 ３１，７１…ネットワーク部、 ３２，７２…無線アクセス制御部、 ３３，７３…無線信号処理部、 ３４，７４…高周波部、 ３５…セキュリティクライアント通信部、 ３６…セキュリティ署名取得部、 ３７…送信制御部、 ７５，３１１…放送データ送受信部、 ７６，３１２…通信方式制御部、 ７７，３１３…無線フレーム送受信部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】