JP2007537683A - 通信システムのチャンネルへの情報の割り当てのための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信システムのチャンネルへの情報の割り当てのための方法および装置。
【解決手段】無線通信チャネル上での情報の伝送を改善する方法および装置が説明される。これらの技術は、情報を伝送するために利用可能な通信チャネルを決定しそして利用可能なチャネルの可能な物理層パケットサイズを決定することを含む。情報単位は部分に区分され、部分のサイズは利用可能な通信チャネルの物理層パケットサイズの１つに適合するように選択される。別の面は、情報単位間隔の間に発生する伝送の数に対応する数のスライスに情報を区分しそして各パーテションを対応する伝送に割り当てることである。本技術は様々なタイプの情報、例えば、マルチメディアデータ、可変ビットレートデータストリーム、ビデオデータ、あるいはオーディオデータなど、のために使用されることができる。本技術はまた様々な無線インターフェース、例えば、汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）、あるいは、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ（ＩＳ−９５）、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９８−Ｃ（ＩＳ−９８）、ＩＳ２０００、ＨＲＰＤ、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）のようなＣＤＭＡに基づいた標準規格、およびその他、と共に使用されることもできる。
【選択図】 図１０

Description

（米国特許法１１９条のもとでの優先権の主張）
本特許出願は、本譲受人に譲渡され、参照してここに明示的に組み込まれる、２００４年５月１３日に出願された「ＣＤＭＡ物理層プロダクトによって搬送されるマルチメディアパケット(Multimedia Packets Carried by CDMA Physical Layer Products)」と題される米国特許仮出願第６０／５７１，６７３号の優先権を主張する。

（係属中関連特許出願の参照）
本特許出願は、次の同時係属中の米国特許出願に関連する：
同時に出願され、本譲受人に譲渡され、参照してここに全体として明示的に組み込まれる、代理人整理番号０３０１６６ＵＩの「通信チャネル上での情報配信(Delivery Of Information Over A Communication Channel)」；
同時に出願され、本譲受人に譲渡され、参照してここに全体として明示的に組み込まれる、代理人整理番号０３０１６６Ｕ３の「無線通信システム上で伝送されるマルチメディアデータのヘッダ圧縮 (Header Compression Of Multimedia Data Transmitted Over A Wireless Communication System)」；そして
同時に出願され、本譲受人に譲渡され、参照してここに全体として明示的に組み込まれる、代理人整理番号０３０１６６Ｕ４の「無線通信システムにおけるオーディオおよびビデオデータの同期化(Synchronization Of Audio And Video Data In A Wireless Communication System)」。

（分野）
本発明は、概して通信システム上での情報の配信に関し、より具体的には、固定ビットレート通信リンク(a constant bit rate communication link)の物理層パケットに適合するように情報単位を区分すること(partitioning)に関係する。

（背景）
様々な通信ネットワーク上でのマルチメディアデータの配信に対する需要は増加しつつある。例えば、消費者は、インターネット、ワイヤラインおよび無線通信のネットワークのような、様々な通信チャネル上でのストリームビデオの配信を望んでいる。マルチメディアデータは、異なるフォーマットおよびデータレートであり得る、そして、様々な通信ネットワークは、それらのそれぞれの通信チャネル上でのリアルタイムデータの伝送のために異なるメカニズムを使用する。

ありふれたものになった１つのタイプの通信ネットワークは、無線通信用の移動無線ネットワーク(mobile radio networks)である。無線通信システムは、多くのアプリケーションを有し、例えば、携帯電話、ページング、ワイヤレスローカルループ、携帯情報端末（ＰＤＡｓ）、インターネットテレフォニ、衛星通信のシステムを含んでいる。特に重要なアプリケーションは、モバイル加入者用の携帯電話システム(cellular telephone systems for mobile subscribers)である。ここで使用されているように、用語「携帯電話の(cellular)」システムは、携帯電話周波数および個人通信サービス（ＰＣＳ）周波数の両方を含む。様々な無線インターフェース(over-the-air interface)は、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）および符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を含むそのような携帯電話のために開発されている。

異なる国内標準規格および国際標準規格は、様々なエアインターフェース(air interface)をサポートするために確立されてきており、例えば、先進移動電話サービス(Advanced Mobile Phone Service)（ＡＭＰＳ）、汎欧州デジタル移動電話方式(Global System for Mobile)（ＧＳＭ）、汎用パケット無線システム(General Packet Radio Service)（ＧＰＲＳ）、拡張データＧＳＭ環境(Enhanced Data GSM Environment)（ＥＤＧＥ）、暫定標準規格９５（ＩＳ−９５）およびその派生、ＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ、ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８（ここでは集合的にＩＳ−９５としばしば呼ばれる）、そして新生の高データレートシステム、例えば、ｃｄｍａ ２０００、ユニバーサル移動体通信サービス(Universal Mobile Telecommunications Service)（ＵＭＴＳ）、広帯域ＣＤＭＡ(wideband CDMA)（ＷＣＤＭＡ）など、を含む。これらの標準規格は、米国電気通信工業会（ＴＩＡ）、第三世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）、欧州電気通信標準協会（ＥＴＳＩ）および他の良く知られた標準規格団体によって広められている。

携帯電話ネットワークのような移動無線ネットワークのユーザ、または顧客は、無線通信リンク上でビデオ、マルチメディア、およびインターネットプロトコル（ＩＰ）のような、ストリーミングメディアを受信したいと思っている。例えば、顧客は、彼らの携帯電話あるいは他のポータブル無線通信デバイス上で、遠隔会議(teleconference)あるいはテレビ放送のようなストリームビデオを受け取ることができることを望む。顧客が彼らの無線通信デバイスで受け取ることを望むデータのタイプの他の例は、マルチメディア マルチキャスト／ブロードキャストおよびインターネットアクセスを含む。

異なるタイプのマルチメディアデータのソース(sources)、そして、ストリーミングデータを伝送することが望まれる異なるタイプの通信チャネルがある。例えば、マルチメディアデータソースは、固定ビットレート（ＣＢＲ）あるいは可変ビットレート（ＶＢＲ）でデータを生成できる。更に、通信チャネルはＣＢＲあるいはＶＢＲでデータを伝送できる。下記の表１は、データソースと通信チャネルとの様々な組み合わせを一覧表示している。

通信チャネルは、典型的に、我々が物理層パケット(physical layer packets)あるいは物理層フレーム(physical layer frames)と呼ぶチャンクで(in chunks)データを伝送する。マルチメディアソースによって生成されたデータは、ミュー法則(mu-law)あるいはＡ法則(A-law)を使って符号化される音声信号のような、バイトの連続的なストリーム(stream)かもしれない。より頻繁に、マルチメディアソースによって生成されたデータは、データパケット(data packets)と呼ばれるバイトのグループにある。例えば、ＭＰＥＧ−４のビデオエンコーダは、我々がここでビデオフレーム(video frames)と呼ぶ情報単位のシーケンスとして視覚情報を圧縮する。視覚情報は典型的に、エンコーダによって典型的に２５あるいは３０Ｈｚの、固定ビデオフレームレートで符号化され、そして、デコーダによって同じレートで描画されなければならない(must be rendered)。ビデオフレーム期間 (video frame period)は、２つのビデオフレーム間の時間でありそしてビデオフレームレートの逆数として計算されることができる、例えば、４０ミリ秒のビデオフレーム期間は、２５Ｈｚのビデオフレームレートに対応する。各ビデオフレームは、データパケットの可変数に符号化され、そして、全てのデータパケットはデコーダに伝送される。もしデータパケットの部分が失われる場合は、そのパケットはデコーダによって使用できなくなる。他方では、データパケットのうちのいくつかが失われても、デコーダはビデオフレームを再構築し得る、しかし、結果として生じるビデオシーケンスにおいてある品質の劣化という代償を払うことになる。各データパケットは、従って、ビデオフレームの記述の一部を含んでおり、また、数パケット(the number packets)は、従って、あるビデオフレームから別のフレームに変わり得る。

ソースが固定ビットレートでデータを生成しそして通信チャネルが固定レートでデータを伝送する場合は、通信チャネルデータレートがソースデータレートと少なくとも同じくらい速いと仮定すると、あるいは、もし２つのデータレートがそうでなければ適合する(matched)ならば、通信システムリソースは効率よく利用される。言いかえれば、もしソースの固定データレートがチャネルの固定データレートと同じである場合、そのときチャネルのリソースは十分に利用されることができ、そして、ソースデータは遅れなしで伝送されることができる。同様に、もしソースが可変レートでデータを生成しそしてチャネルが可変レートで伝送する場合、そして、チャネルデータレートがソースデータレートをサポートできる限り、そのとき、２つのデータレートは適合することができ、そしてこの場合もやはり、チャネルのリソースは十分に利用され、そして、ソースデータの全てが遅れなしで伝送されることができる。

もしソースが固定データレートでデータを生成しそしてチャネルが可変データレートチャネルである場合、そのとき、チャネルリソースは可能なほどには効率的に利用されないかもしれない。例えば、この不適切に組合せられた場合では、統計的多重化利得（ＳＭＧ）は、適合したＣＢＲチャネル上のＣＢＲソースと比較してより少ない。複数のユーザ間で、同じ通信チャネルが使用されることができる、あるいは多重化されることができる時、統計的多重化利得が生じる。例えば、通信チャネルが音声を伝送するために使用される時、スピーカは通常連続して話さない。すなわち、スピーカからのほとばしる「話」の後に沈黙（聴くこと）が続くであろう。もし、「話」対沈黙の時間の比率が、例えば１：１である場合、そのときは、平均して同じ通信チャネルが多重化されることができるであろうし、２つのユーザをサポートすることができるであろう。しかし、データソースが固定データレートを有しておりそして可変レートチャネル上で配信される場合は、通信チャネルが別のユーザによって使用されることができる時間がないのでＳＭＧはない。すなわち、ＣＢＲソースの「沈黙」の間に中断(break)はない。

上記表１の中で注意される最後のケースは、マルチメディアデータのソースが可変ビットレートストリーム、例えばビデオのようなマルチメディアデータストリームなど、であり、そしてそれが、固定ビットレート割り当てを持っている無線ラジオチャネルのような、固定ビットレートを有する通信チャネル上で伝送される状況である。この場合、遅延がソースと通信チャネルとの間で典型的に導入され、通信チャネルが効率よく利用されることができるようにデータの「噴出(spurts)」を生成する。言いかえれば、可変レートデータストリームは、バッファに保存されそして十分に長く遅らされるので、バッファの出力は、データレートが固定されたチャネルに適合するように外に出されることができる。バッファは、バッファを「空にすること(emptying)」なくそれが一定の出力を維持できるように十分なデータを保存、あるいは遅延させることを必要とし、その結果、ＣＢＲ通信チャネルは十分に利用され通信チャネルリソースは無駄にされない。

エンコーダは、ビデオフレーム期間に従って周期的にビデオのフレームを生成する。ビデオフレームはデータパケットから成り(consist of)、そしてビデオフレーム中のデータの総量は可変である。ビデオデコーダは、ビューア(viewer)に受理可能な結果を保証するために、エンコーダによって使用されるのと同じビデオフレームレートでビデオフレームを描画しなければならない。固定ビデオフレームレートで、そして固定レート通信チャネル上での、可変量のデータを有する、ビデオフレームの伝送は、効率が悪くなる結果となり得る。例えば、もしビデオフレーム中のデータの総量が大きすぎてチャネルのビットレートでビデオフレーム期間内に伝送されることができない場合、そのときデコーダは、ビデオフレームレートに従ってそれを描画するために時間内に全フレームを受け取ることができないかもしれない。実際には、トラフィックシェーピングバッファ(traffic shaping buffer)が、固定レートチャネル上での配信に対しそのような大きな変動を滑らかにするために使用される。もし固定ビデオフレームレートがデコーダによって維持されることに予定されているのであれば、これはビデオを描画する際に遅延が生じる。

別の問題は、複数のビデオフレームからのデータが単一の物理層パケットに含まれている場合、そのとき単一の物理層パケットの損失は結果として複数のビデオフレームの劣化をもたらすということである。データパケットが物理層パケットサイズに近い状況の場合でさえ、１つの物理層パケットの損失は、結果として複数のビデオフレームの劣化になり得る。

それ故に、無線通信チャネル上での可変データレートマルチメディアデータの伝送を改善できる技術および装置に対し技術的に必要性がある。

［要約］
ここに開示された実施形態は、無線通信チャネル上での情報の伝送を改善するために上記に述べられた必要性に対応する。これらの技術は、情報単位の間隔あるいは期間の間に(during an interval, or period an information unit)発生する、無線通信システムにおける伝送の数を決定することを含む。情報単位は部分あるいはスライスに区分され(partitioned into portions, or slices)、ここでは、スライスの数は、情報単位間隔の間の伝送の数以下である。別の面(aspect)は、情報を伝送するための利用可能な通信チャネルを決定しそして利用可能なチャネルの可能な物理層パケットサイズを決定することである。情報単位は部分あるいはスライスに区分され、ここでは、部分のサイズは、利用可能な通信チャネルの物理層パケットサイズの１つを越えないように選択される。本技術は、マルチメディアデータ、可変ビットレートデータストリーム、ビデオデータあるいはオーディオデータのような様々なタイプの情報に対し使用されることができる。本技術はまた様々な無線インターフェース、例えば汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）あるいは、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ（ＩＳ−９５）、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９８−Ｃ（ＩＳ−９８）、ＩＳ２０００、ＨＲＰＤ、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ他（ＷＣＤＭＡ）のようなＣＤＭＡに基づいた標準規格、およびその他、と共に使用されることもまたできる。

別の面は、無線通信システム上でのマルチメディアデータを伝送するための技術を含み、説明される。これらの技術は、マルチメディアデータを伝送するための利用可能な通信チャネルを決定することそして利用可能なチャネルの可能なデータパケットサイズを決定することを含む。マルチメディアデータのフレームは、「スライス(slices)」と呼ばれる部分に区分され、ここでは、スライスのサイズは利用可能な通信チャネルのデータパケットサイズのうちの１つと適合する(match)ように選択される。ここで使用される、ビデオ用の、語句「マルチメディアフレーム(multimedia frame)」は、デコーディングの後に、ディスプレイデバイス上で表示される(displayed)／描画される(rendered)ことができるビデオフレームを意味する。ビデオフレームは、独立してデコード可能な単位(units)に更に分割されることができる。ビデオの専門用語では、これらは「スライス」と呼ばれる。オーディオおよびスピーチの場合には、ここで使用される用語「マルチメディアフレーム」は、スピーチまたはオーディオが伝送およびレシーバでのデコーディングのために圧縮されるタイムウィンドウ(a time window)中の情報を意味する。ここで使用される語句「情報単位間隔(information unit interval)」は、上記に記述されたマルチメディアフレームの時間期間(the time duration)を表わす。例えば、ビデオの場合には、情報単位間隔は、１０フレーム／秒ビデオの場合に１００ミリ秒である。更に、１例として、スピーチの場合には、情報単位間隔は、ｃｄｍａ２０００、ＧＳＭおよびＷＣＤＭＡにおいて、典型的に２０ミリ秒である。この説明から、オーディオ／スピーチ フレームは通常、独立してデコード可能な単位に更には分割されず、またビデオフレームは、通常、独立してデコード可能なスライスに分割される、ということが明らかである。語句「マルチメディアフレーム」、「情報単位間隔」、等が、ビデオ、オーディオおよびスピーチのマルチメディアデータを参照する時、コンテキストから明らかである。

別の面は、情報単位間隔の間に発生するチャネル伝送の数を決定することと、そのあと情報単位間隔の間の伝送の数に対応する複数の部分あるいはスライスに情報単位を区分することと、そして各スライスを対応する伝送に割り当てることとを含む。例えば、もし通信システムがタイムスロット通信システム(time slot communication system)であり、データ伝送が、与えられた間隔あるいはタイムスロットで伝送される物理層パケットに分割される場合、そのとき、情報単位間隔に対応するタイムスロットの数が決定される。情報単位は、そのあと、情報単位間隔の間に生じるタイムスロットの数に等しい数のスライスに区分される。スライスはそのあと、対応するタイムスロットの間に伝送される物理層パケットに割り当てられる。別の面は、情報単位区分あるいはスライス(the information unit partitions, or slices)は、それらがタイムスロットの間に伝送される物理層パケットサイズと適合するように、サイズが作られる。

更に別の面は、複数の情報単位に割り当てられるタイムスロットはそれぞれの単位間で共有されることができる。例えば、２つの連続の情報単位間隔の間に生じるタイムスロットは、これら２つの情報単位間で共有されることができる。すなわち、もし情報単位のうちの１つが他方よりもより多くのデータを含んでいる場合、そのとき、より小さな情報単位に通常割り当てられるであろうタイムスロットは、より大きな情報単位に割り当てられることができる。このように、個々の情報単位が情報の伝送のために更なるタイムスロットを使用するかもしれないが情報単位の平均レートが維持されることができ、それによって、ピークレート（あるいは与えられた情報単位の最大サイズ）を増加させる。そのようなアプローチは、ＩフレームがＰフレームよりもより大きいことを可能にすることにより視覚的な質を改善することにおいて有益である。

本技術はまた様々な無線インターフェースと共に使用されることもできる。例えば、本技術は、汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）あるいは、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ（ＩＳ−９５）、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９８−Ｃ（ＩＳ−９８）、ＩＳ２０００、ＨＲＰＤ、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ他（ＷＣＤＭＡ）のようなＣＤＭＡに基づく標準規格、およびその他、と共に使用されることができる。

本技術は様々なタイプの情報に対して使用されることができる。本技術が使用されることの出来るタイプの情報の例は、可変ビットレートデータストリーム、マルチメディアデータ、ビデオデータ、あるいはオーディオデータを含む。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の面(aspects)を一例として説明する例示的な実施形態の以下の説明から明らかである。

［詳細な説明］
ここで使用されている用語「例示的な(exemplary)」は、「例(example)、実例(instance)、または例証(illustration)である」を意味している。「例示的な」としてここで説明されるどの実施形態も、他の実施形態より好ましいまたは有利であるとして必ずしも解釈されるべきではない。

ここで使用されている用語「ストリーミング(streaming)」は、対話型のユニキャストまたはブロードキャストアプリケーションにおける専用または共有チャネル上での本質的に連続するマルチメディアデータ、例えば、オーディオ、スピーチまたはビデオ情報など、のリアルタイム配信(real time delivery)を意味する。ここで使用されるビデオ用の語句「マルチメディアフレーム(multimedia frame)」は、デコーディング後に、ディスプレイデバイス上で表示される／描画されることができるビデオフレームを意味する。ビデオフレームはさらに、独立してデコード可能な単位に分割されることができる。ビデオ専門用語では、これらは「スライス(slices)」と呼ばれる。オーディオとスピーチの場合には、ここで使用される用語「マルチメディアフレーム」は、スピーチまたはオーディオが伝送およびレシーバでのデコーディングのために圧縮されるタイムウィンドウ(a time window)中の情報を意味する。ここで使用される語句「情報単位間隔(information unit interval)」は、上記に記述されたマルチメディアフレームの時間期間(the time duration)を表わす。例えば、ビデオの場合には、情報単位間隔は、１０フレーム／秒ビデオの場合に１００ミリ秒である。更に、１例として、スピーチの場合には、情報単位間隔は、ｃｄｍａ２０００、ＧＳＭおよびＷＣＤＭＡにおいて、典型的に２０ミリ秒である。この説明から、オーディオ／スピーチ フレームは通常、独立してデコード可能な単位に更には分割されず、そしてビデオフレームは、通常、独立してデコード可能なスライスに更に分割される、ということが明らかである。語句「マルチメディアフレーム」、「情報単位間隔」、等が、ビデオ、オーディオおよびスピーチのマルチメディアデータを参照するとき、コンテキストから明らかである。

無線通信チャネル上での情報の伝送を改善する技術が説明される。これらの技術は、情報単位間隔中に生じる、無線通信システムにおける伝送の数を決定することを含む。情報単位中のデータはスライスに区分され、ここでは、スライスの数は、情報単位間隔の間の伝送の数に等しいかあるいはより少ない。別の面は、情報を伝送するための利用可能な通信チャネルを決定することおよび利用可能なチャネルの可能な物理層パケットサイズを決定することである。情報単位はスライスに区分されており、ここでは、スライスのサイズは、利用可能な通信チャネルの物理層パケットサイズのうちの１つを越えないように選択される。本技術は、マルチメディアデータ、可変ビットレートデータストリーム、ビデオデータ、あるいはオーディオデータのような様々なタイプの情報に対し使用されることができる。本技術はまた、様々な無線インターフェース、例えば、汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）、あるいはＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ（ＩＳ−９５）、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９８−Ｃ（ＩＳ−９８）、ＩＳ２０００、ＨＲＰＤ、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）のようなＣＤＭＡに基づく標準規格、およびその他、と共に使用されることもできる。

一実施形態では、本技術は、無線通信システム上でマルチメディアデータを伝送するために使用される。これらの技術は、マルチメディアデータを伝送するための利用可能な通信チャネルを決定することおよび利用可能なチャネルの可能なデータパケットサイズ決定することを含んでいる。マルチメディアデータのフレームは「スライス」と呼ばれる部分に区分され、ここでは、スライスのサイズは、利用可能な通信チャネルのデータパケットサイズのうちの１つを越えないように選択される。それが利用可能な通信チャネルのサイズを越えないように、スライスのサイズを選択することによって、スライスのサイズはチャネルのサイズに「適合される（matched）」。

説明された技術は、情報単位間隔あるいは期間の間に発生するチャネル伝送の数を決定すること、次に、情報単位を、情報単位間隔の間の伝送の数に対応する数の部分あるいはスライスに区分すること、そして、各スライスを対応する伝送に割り当てることを含んでいる。例えば、もし通信システムがタイムスロット通信システムであり、データ伝送が、与えられた間隔あるいはタイムスロットで伝送される物理層パケットに分割される場合、そのとき、情報単位間隔あるいは期間に対応するタイムスロットの数は決定される。情報単位は、そのあと、情報単位間隔の間に生じるタイムスロットの数に等しい数のスライスに区分される。スライスはそのあと、対応するタイムスロットの間に伝送される物理層パケットに割り当てられる。別の面は、情報単位区分あるいはスライスは、タイムスロットの間に伝送される物理層パケットサイズにそれらが適合するように、サイズが作られている。

複数の情報単位に割り当てられるタイムスロットは、それぞれのユニット間で共有されることができる。例えば、２つの連続する情報単位間隔の間に生じるタイムスロットは、これらの２つの情報単位間で共有されることができる。すなわち、もし情報単位のうちの１つが他方よりもより多くのデータを含んでいる場合、そのときは、より小さな情報単位に通常割り当てられるタイムスロットは、より大きな情報単位に割り当てられることができる。このように、個々の情報単位が情報の伝送のために更なるタイムスロットを使用するかもしれないが情報単位の平均レートが維持されることができ、それによって、ピークレート（あるいは与えられた情報単位の最大サイズ）を増加させる。そのようなアプローチは、ＩフレームがＰフレームよりもより大きいことを可能にすることにより視覚的な質を改善することにおいて有益である。

一般に、情報ソースは可変エントロピー(variable entropy)を有している、すなわち、それは、異なる量のデータを含む情報単位を生成する。情報ソースは、一定の、あるいは予め定められた、レートで、情報単位を生成し得る。加えて、情報単位はフレームと呼ばれてもよい。

有線ネットワーク上でコンテンツサーバあるいはソースからの、可変ビットレートデータ、マルチメディアデータ、ビデオデータ、スピーチデータ、あるいはオーディオデータ、のような情報をモバイルに伝送するためのプロトコルおよびフォーマットの例もまた提供される。説明される本技術は、任意のタイプのマルチメディアアプリケーション、例えばユニキャストストリーミング、対話型およびブロードキャストストリーミングのアプリケーションなど、に適用可能である。例えば、本技術は、ブロードキャスト／マルチキャスト サービスのようなマルチメディアアプリケーション、あるいは２つのモバイル間のビデオ電話のようなオーディオおよび対話型サービス、は勿論、ビデオデータ（例えば、無線モバイルへのワイアラインストリーミング上のコンテンツサーバなど）のようなマルチメディアデータを伝送するために使用されることもできる。

図１は、本発明に従って構成された通信システム１００を示す。通信システム１００は、インフラストラクチャ１０１、複数の無線通信デバイス（ＷＣＤ）１０４および１０５、地上通信線通信装置１２２および１２４を含む。ＷＣＤはまた、移動局（ＭＳ）あるいはモバイルと呼ばれるであろう。一般に、ＷＣＤは移動性であっても固定されたものでもよい。地上通信線通信装置１２２および１２４は、例えば、ストリーミングデータのような様々なタイプのマルチメディアデータを提供する、サービングノードあるいはコンテンツサーバを含むことができる。更に、ＭＳは、マルチメディアデータのようなストリーミングデータを伝送できる。

インフラストラクチャ１０１もまた、他のコンポーネント、例えば、基地局１０２、基地局コントローラ１０６、モバイルの交換局１０８、スイッチングネットワーク１２０、および同様のもの、を含んでもよい。一実施形態においては、基地局１０２は、基地局コントローラ１０６と一体化され、そして、他の実施形態においては、基地局１０２と基地局コントローラ１０６は別々のコンポーネントである。異なるタイプのスイッチングネットワーク１２０、例えば、ＩＰネットワーク、あるいは公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）が、通信システム１００において信号を送るために使用されてもよい。

用語「順方向リンク(forward link)」あるいは「ダウンリンク(downlink)」は、インフラストラクチャ１０１からＭＳまでの信号経路を指し、そして、用語「逆方向リンク(reverse link)」あるいは「アップリンク(up link)」は、ＭＳからインフラストラクチャまでの信号経路を指す。図１において示されるように、ＭＳ１０４および１０５は、順方向リンク上で信号１３２および１３６を受け取り、逆方向リンク上で信号１３４および１３８を送信する。一般に、ＭＳ１０４および１０５から送信される信号は、別の通信デバイス、例えば、別の遠隔ユニットなど、あるいは地上通信線通信装置１２２および１２４での受信を目的としており、ＩＰネットワークまたはスイッチングネットワーク１２０を通って送られる。例えば、もし開始ＷＣＤ(initiating WCD)１０４から送信された信号１３４が送信先ＭＳ(destination MS)１０５によって受け取られるように意図される場合、信号はインフラストラクチャ１０１を通して送られ、信号１３６が順方向リンク上で送信先ＭＳ１０５に送信される。同様に、インフラストラクチャ１０１中において開始された信号は、ＭＳ１０５にブロードキャストされるかもしれない。例えば、コンテンツプロバイダは、ストリーミングマルチメディアデータのようなマルチメディアデータを、ＭＳ１０５に送ってもよい。典型的には、ＭＳあるいは地上通信線通信装置のような通信デバイスは、信号のイニシエータ(initiator)と送信先の両方であり得る。

ＭＳ１０４の例は、携帯電話、無線通信可能パーソナルコンピュータ、および携帯情報端末（ＰＤＡ）、そして他の無線デバイスを含む。通信システム１００は、１つ以上の無線標準規格をサポートするように設計されてもよい。例えば、標準規格は、汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ（ＩＳ−９５）、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９８−Ｃ（ＩＳ−９８）、ＩＳ２０００、ＨＲＰＤ、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）として呼ばれる標準規格、およびその他を含んでよい。

図２は、無線ネットワーク上でパケットデータを配信するための例示的なパケットデータネットワークおよび様々なエアインターフェースのオプションを図示するブロック図である。記述される技術は、図２において例示されるもののようなパケット交換データネットワークにおいてインプリメントされることができる。図２の例で示されるように、パケット交換データネットワークシステムは、無線チャネル２０２、複数の受信者ノード(recipient nodes)あるいはＭＳ２０４、送信ノード(sending node)あるいはコンテンツサーバ２０６、サービングノード２０８、およびコントローラ２１０を含んでよい。送信ノード２０６は、インターネットのようなネットワーク２１２を介してサービングノード２０８に結合されることができる。

サービングノード２０８は、例えば、パケットデータサービングノード（ＰＤＳＮ）あるいはサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）あるいはゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）を備えてよい。サービングノード２０８は、送信ノード２０６からパケットデータを受け取り、コントローラ２１０に情報のパケットを供給できる。コントローラ２１０は、例えば、基地局コントローラ／パケット制御機能（ＢＳＣ／ＰＣＦ）あるいは無線ネットワークコントローラ(Radio Network Controller)（ＲＮＣ）を備えるかもしれない。一実施形態においては、コントローラ２１０は、無線アクセスネットワーク(Radio Access Network)（ＲＡＮ）上でサービングノード２０８と通信する。コントローラ２１０は、サービングノード２０８と通信し、そして、少なくとも１つの受信者ノード２０４、例えばＭＳに無線チャネル２０２上で情報のパケットを伝送する。

一実施形態においては、サービングノード２０８または送信ノード２０６、あるいは両方は、また、データストリームを符号化するためのエンコーダ、あるいはデータストリームをデコードするためのデコーダ、あるいは両方を含んでいるかもしれない。例えば、エンコーダは、ビデオストリームを符号化し、それによって、データの可変サイズのフレーム(variable-sized frames of data)を生成することができるであろう、また、デコーダは、データの可変サイズのフレームを受け取り、それらをデコードすることができるであろう。フレームが様々なサイズであるがビデオフレームレートが一定であるので、データの可変ビットレートストリームが生成される。同様に、ＭＳは、データストリームを符号化するためのエンコーダ、あるいは受信データストリームをデコードするためのデコーダ、あるいは両方を、含んでいるかもしれない。用語「コーデック(codec)」は、エンコーダとデコーダの組合せを説明するために使用される。

図２に例示される一例では、マルチメディアデータのようなデータが、ネットワーク、またはインターネット２１２に接続されている送信ノード２０６から、受信者ノード、またはＭＳ２０４に、サービングノード、またはパケットデータサービングノード（ＰＤＳＮ）２０６、およびコントローラ、または基地局コントローラ／パケット制御機能（ＢＳＣ／ＰＣＦ）２０８を経由して送られることができる。ＭＳ２０４とＢＳＣ／ＰＣＦ２１０の間の無線チャネル２０２インターフェースは、エアインターフェースであり、そして典型的に、シグナリング(signaling)とベアラ(bearer)のための多くのチャネル、あるいはペイロード(payload)、データを使用することができる。

（エアインターフェース）
エアインターフェース２０２は、多くの無線標準規格のうちのいずれに従っても操作し得る。例えば、標準規格は、汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）のような、ＴＤＭＡあるいはＦＤＭＡに基づく標準規格、あるいはＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ（ＩＳ−９５）、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９８−Ｃ（ＩＳ−９８）、ＩＳ２０００、ＨＲＰＤ、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）のようなＣＤＭＡに基づく標準規格、およびその他、を含むことができる。

ｃｄｍａ２０００に基づくシステムでは、データは、複数のチャネル上で、例えば、一般に音声を伝送するために使用される基本チャネル（ＦＣＨ）上、専用コントロールチャネル（ＤＣＣＨ）上、補助チャネル（ＳＣＨ）上、およびパケットデータチャネル（ＰＤＣＨ）上で、そして勿論他のチャネル上で、伝送されることができる。

ＦＣＨは、複数の固定レート、例えば、フルレート、ハーフレート、１／４レートおよび１／８レートでスピーチを伝送するための通信チャネルを提供する。ＦＣＨがこれらのレートを提供し、そして、ユーザのスピーチアクティビティが、目標とする音声品質を達成するためにフルレートより少ないレートを必要とする時、システムは、より低いデータレートのうちの１つを使用することによりシステムにおいて他のユーザへの干渉(interference)を減らす。システム容量を増加させるためにソースレートを下げる利点は、ＣＤＭＡネットワークにおいてよく知られている。

ＤＣＣＨはＦＣＨに似ているが、２つの固定されたレートの１つで、ラジオコンフィギュレーション３(radio configuration three)（ＲＣ３）においては９．６ｋｂｐｓ、そしてラジオコンフィギュレーション５(radio configuration five)（ＲＣ５）においては１４．４９で、フルレートトラフィック(full rate traffic)のみ提供する。これはｌｘトラフィックレートと呼ばれる。ＳＣＨは、ｃｄｍａ２０００において、ｌｘ、２ｘ、４ｘ、８ｘおよび１６ｘでトラフィックレートを提供するように構成されることが出来る。にトラフィックレートを提供するように構成することができる。伝送されるべきデータが無い時、システムにおいて他のユーザへの干渉減少を確かなものとするために、あるいは基地局送信機の伝送パワー量(transmit power budget)内にとどまるために、ＤＣＣＨとＳＣＨの両方は伝送を止めることができ、どんなデータも伝送せず、そしてまたｄｔｘと呼ばれる。ＰＤＣＨは、ｎ*４５バイトであるデータパケットを伝送するように構成されることができる、なお、ｎ＝｛１、２つ、４、８｝。

ＦＣＨとＤＣＣＨのチャネルは、例えば、対話型サービスをイネーブルにするために、データの通信に対して一定の遅れおよび低いデータパケット損失を供給する。ＳＣＨとＰＤＣＨのチャネルは、ＦＣＨとＤＣＣＨよりもより高い帯域幅、例えば３００ｋｂｐｓから３Ｍｂｐｓまで、を供給する複数の固定ビットレートチャネルを提供する。ＳＣＨとＰＤＣＨはまた、これらのチャネルが多くのユーザの間で共有されるので、可変の遅れも有する。ＳＣＨの場合には、複数のユーザがインタイムに多重化され(multiplexed in time)、それはシステム負荷に依存して異なる量の遅延をもたらす。ＰＤＣＨの場合には、帯域幅および遅延は、例えば、無線状態、ネゴシエーションされたサービスの質（ＱｏＳ）および他のスケジューリング考慮事項に依存する。同様のチャネルが、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ（ＩＳ−９５）、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９８−Ｃ（ＩＳ−９８）、ＩＳ２０００、ＨＲＰＤ、ＵＭＴＳ、および広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）に基づくシステムにおいて利用可能である。

音声ユーザによって要求されるパワーを節約するために、ＦＣＨが複数の固定ビットデータレート（フル、ハーフ、１／４および１／８）を提供する、ということは注目される。典型的には、伝送されるべき信号の時間−周波数構造が、必要以上に質を損なうことなしにより高い圧縮を可能とする時、音声エンコーダあるいはボコーダは、より低いデータレートを使用するであろう。この技術は、一般に、ソース制御可変ビットレートボコーディング(source controlled variable bit rate vocoding)と呼ばれる。このように、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ（ＩＳ−９５）、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９８−Ｃ（ＩＳ−９８）、ＩＳ２０００、ＨＲＰＤ、ＵＭＴＳ、ｃｄｍａ２０００、あるいは広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）に基づくシステムにおいては、データを伝送するために利用可能な複数の固定ビットレートチャネルがある。

ｃｄｍａ２０００のようなＣＤＭＡに基づくシステムにおいては、通信チャネルは、「スロット(slots)」の連続的なストリーム(continuous stream)に分割される。例えば、通信チャネルは、２０ｍｓセグメントあるいはタイムスロットに分割され得る。これはまた、「伝送時間間隔(Transmit Time Interval)」（ＴＴＩ）と呼ばれる。これらのタイムスロットの間に伝送されるデータは、パケットにアセンブルされ(assembled)、ここでは、データパケットのサイズは、チャネルの利用可能なデータレートあるいは帯域幅に依存する。従って、任意の個々のタイムスロットの間、それらのそれぞれの通信チャネル上で伝送されている個々のデータパケットがある、ということはあり得る。例えば、単一のタイムスロットの間、データパケットがＤＣＣＨチャネル上で伝送されることができ、そして、異なるデータパケットがＳＣＨチャネル上で同時に伝送されることができる。

同様に、ＧＳＭ、あるいはＧＰＲＳ、あるいはＥＤＧＥに基づくシステムにおいては、データは、フレーム内の複数のタイムスロットを使用して、ＢＳＣ２０８とＭＳ２０４との間で伝送されることができる。図３は、ＧＳＭエアインターフェース(GSM air interface)における２つの無線フレーム(radio frames)３０２および３０４を示すブロック図である。図３において示されるように、ＧＳＭエアインターフェース無線フレーム３０２および３０４は、各々８つのタイムスロットに分割される。個々のタイムスロットは、システムにおける特定のユーザに割り当てられる。更に、ＧＳＭ伝送および受信は２つの異なる周波数を使用し、そして、順方向リンクと逆方向リンクは３つのタイムスロットによってオフセットされている(offset)。例えば、図３では、ダウンリンク無線フレーム３０２は、時間ｔ₀で始まりそしてある周波数で伝送されるであろう、また、アップリンク無線フレーム３０４は、もっと遅い時間で始まりそして異なる周波数で伝送されるであろう。ダウンリンク無線フレーム３０２は、３つのタイムスロット、ＴＳＯ−ＴＳ２、によってアップリンク無線フレームからオフセットされている。ダウンリンクおよびアップリンクの無線フレーム間にオフセットを持つことによって、無線通信デバイスあるいは端末が同時に伝送および受信できる必要があることなしに動作できることを可能にする。

ＧＳＭ無線通信デバイスあるいは端末における進歩は、結果として、同じ無線フレームの間に複数のタイムスロットを受け取ることができるＧＳＭ端末をもたらした。これらは「マルチスロットクラス(multislot classes)」と呼ばれ、３ＧＰＰ ＴＳ ４５．００２の付録Ｂで見られることができ、ここに全体として組込まれる。このように、ＧＳＭ、あるいはＧＰＲＳ、あるいはＥＤＧＥに基づくシステムにおいては、データを伝送するために利用可能な複数の固定タイムスロットがある。

（パケットデータネットワークモデル）
図４は、無線通信システムにおけるパケットデータ用のプロトコルスタックを示す図である。ホスト４０４におけるエンコーダ／デコーダ（コーデック）４０２からのアプリケーションデータは、従来のＯＳＩ階層化方法に従って、ＩＰ伝送のためのＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰ／ＰＰＰ層４０６の中でカプセル化される。データは、基地局コントローラ／パケット制御機能のような、ＰＤＳＮ２０６および無線ネットワーク（ＲＮ）２０８のＯＳＩ層を通って、ＭＳ２０４に進み、そこではコーデック４１０がデータを復元する(decompress)。

マルチメディアエンコーダ、例えばビデオエンコーダは、可変サイズのマルチメディアフレームを生成できる。例えば、ＭＰＥＧ−４のようないくつかの画像圧縮技術では、新しいビデオフレームはそれぞれ、ビデオシーケンスの次のフレームを表示するために使用される情報を含んでいる。このタイプの技術に基づいたシステムでは、ビデオフレームは典型的には２つのタイプでありうる：すなわちＩまたはＰのフレーム。Iフレームは、各Ｉフレームが１つの完全なフレームを表示するために必要とされる全ての情報を含むという点において、自己完結型(self-contained)であり、ＪＰＥＧファイルに似ている。対照的に、Ｐフレームは、典型的に、動画のように、前のフレームと比較する情報、例えば前のフレームに対する差異情報(differential information)などを含む。従って、Ｐフレームは前のフレームに依存するので、Ｐフレームは自己完結型ではない、すなわちそれはセルフデコードする(be self-decoded)ことができない。典型的に、Ｉフレームは、コンテンツおよびエンコーダの設定に依存して、Ｐフレームよりもより大きく、例えば、約８〜１０倍大きい。

下記は、ビデオフレームのいくつかの典型的なシンタックスエレメント(syntax elements)である。異なるコーデック、例えば、Ｈ．２６３、Ｈ．２６３＋、ＭＰＥＧ−４、およびＡＶＣ／Ｈ．２６４など、の間には微妙な違いがあるが、そのような違いは、説明された技術に重要な関連性はない。図５は、典型的なシンタックスを使用して、ストリームの様々な部分を識別する、ビデオフレーム５０２の符号化されたビデオストリームを示す図である。
・ｓｔａｒｔ＿ｃｏｄｅ（ＳＣ）５０４：各ビデオフレームは固有のパターンで始まるので、ビデオフレームのスタートはビットストリームにおいて識別されることができる。用語ｓｔａｒｔ＿ｃｏｄｅは、多くのタイプのスタートコードがあるので、「ビデオフレームスタートコード(video frame start code)」を意味するように一般に使用される。
・Ｆｒａｍｅ＿Ｈｅａｄｅｒ（ＦＨ）５０６：ペイロードの残りの部分の解釈を指定するビットのシーケンス。とりわけ、ヘッダは、タイミング情報（ＭＰＥＧ−４の場合、これらのフィールドは、ｍｏｄｕｌｏ＿ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅとｖｏｐ＿ｔｉｍｅ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔと呼ばれる）を含む。
・Ｖｉｄｅｏ＿ｐａｃｋｅｔ／スライス５０８：独立してデコード可能なビデオフレームの領域を形成する１以上のマイクロブロックのコレクション。
・Ｒｅｓｙｎｃ＿ｍａｒｋｅｒ（ＲＭ）５１０：対応デコーダ(compliant decoder)がｖｉｄｅｏ＿ｐａｃｋｅｔの始まりの位置を定めることを可能にするビットの固有シーケンス。
・Ｓｌｉｃｅ＿ｈｅａｄｅｒ（Ｓ）５１２：所定のスライスあるいはビデオパケットにおけるペイロードの残りの部分の解釈を指定するビットのシーケンス。とりわけ、スライスヘッダは、ビデオフレームにおける最初のマクロブロックのアドレスを含む。例えば、１６ｘ１６ピクセルの１１ｘ９マクロブロックとして配置される、１７６ｘ１４４ピクセルのＱＣＩＦサイズフレームにおいては、マクロブロック「１１」は、第２（２番目）行および第1（１番目」列カラムにあるだろう。

ビデオパケットあるいはスライス５０８は、可変長あるいはサイズであってもよいし、そして典型的に、可変長コード（ＶＬＣ）を使用して符号化される。伝送後、受け取られたスライスはデコードされる。もしデコーディングエラーが、例えばチャネルエラーに起因して、スライス５０８の中の任意のマクロブロックに対して生じる場合、スライス５０８中の残りのマクロブロックは必ずしも全てが適切にデコードされることができないかもしれない。適切なデコーディングは、ビットストリームの中でｒｅｓｙｎｃ＿ｍａｒｋｅｒ５１０あるいはｓｔａｒｔ＿ｃｏｄｅ５１２の位置を定めた後に、再スタートしてもよい。この問題を対処する技術は、可逆的な(reversible)ＶＬＣ（ＲＶＬＣ）の使用を可能とするＭＰＥＧ−４に含まれている、ここでは、ｒｅｓｙｎｃ＿ｍａｒｋｅｒあるいはｓｔａｒｔ＿ｃｏｄｅを発見後に、マクロブロックを逆の順序でデコードすることにより、いくつかのマクロブロックは、ストリーム中の前のスライス５０８からデコードされることができる。ＲＶＬＣは、コーディングオーバヘッドおよび複雑さを加え、そして多くのアプリケーション、例えばビデオ、の中では一般的に使用されない、そして、ブロックエラーの存在する中でいずれの品質改良も依然と評価されている。

これらの問題のうちのいくつかを克服するために、一実施形態においては、各ビデオスライスは独立してデコードされることができる、そして、ビデオスライスサイズは、それが物理層データパケットのサイズと適合するように、選択され、そして符号化される。すなわち、符号化されたスライスが、利用可能な通信チャネルの物理層データパケットと同じあるいは少ない数のデータビットを含むように、ビデオスライスサイズは制約される(constrained)。更に下記に説明されるように、スライスサイズが物理層データパケットサイズと適合するようにエンコーダを制約することは便利である。図６は、最大サイズが１８９バイトに制約された、あるいは制限された場合の、ＡＶＣ／Ｈ．２６４で符号化されたビデオシーケンスのためのスライスサイズのヒストグラムを示す。一般にエンコーダは予め定められた最大スライスサイズを持つようには制約されていない、ということに注意してください。

（ＶＢＲ性能考慮事項）
ビデオのような、可変ビットレート（ＶＢＲ）マルチメディアデータは、通常、共通の特性を含む。例えば、ビデオデータは一般に、カメラのようなセンサーによって固定フレームレートで捕らえられる。マルチメディア送信機は、一般に、ビデオストリームを符号化するために上界を備えた有限処理時間を要求する。マルチメディア受信機は、一般に、ビデオストリームをデコードするために上界を備えた有限処理時間に要求する。

マルチメディアフレームを、それらが生成されたのと同じフレームレートで再構築することは一般に望ましい。例えば、ビデオの場合には、ビデオがセンサーあるいはカメラで捕らえられた(captured)のと同じレートで再構築されたビデオフレームを表示することが望ましい。再構築と捕獲レートを同じにすることにより、他のマルチメディアエレメントに同期させることをより容易にし、例えば、ビデオストリームを付随するオーディオ、あるいはスピーチ、ストリームに同期させることは単純化される。

ビデオの場合には、人間の知覚の観点から、ばらつきの無いレベルの質(consistent level of quality)を維持することが通常望ましい。人が、質の変動を備えたマルチメディアストリームを処理することは、ばらつきの無い質のマルチメディアストリームを処理することよりも、一般に、もっと厄介で重荷となる。例えば、フリーズフレーム(freeze frame)および「ブロッキネス(blockiness)」のような質の技術副作用(quality artifacts)を含むビデオストリームを処理することは、普通、人にとって厄介である。

図７は、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰプロトコルを使用する無線リンク上でビデオデータのようなマルチメディアデータを伝送する時に存在する様々なレベルのカプセル化を示す図である。図７において示されるように、ビデオコーデックが、ビデオフレームを記述する情報を含む、ペイロード(payload)７０２を生成する。ペイロード７０２は、いくつかのビデオパケット（描かれていない）で構成されている。ペイロード７０２は、Ｓｌｉｃｅ＿Ｈｅａｄｅｒ（ＳＨ）７０４によってプリペンドされる(pre-pended)ことができる。このように、アプリケーション層データパケット７０５は、ペイロード７０２および関連するＳｌｉｃｅ＿Ｈｅａｄｅｒ７０４を含む。ペイロードがインターネットのようなネットワークを通過するとき、更なるヘッダ情報が加えられることができる。例えば、リアルタイムプロトコル（ＲＴＰ）ヘッダ７０６、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ヘッダ７０８、およびインターネットプロトコル（ＩＰ）ヘッダ７１０が加えられるかもしれない。これらのヘッダは、その送信元からその送信先にペイロードを送るために使用される情報を提供する。

無線ネットワークに入ると同時に、ポイントツポイントプロトコル(point to point protocol)（ＰＰＰ）ヘッダ７１２が、パケットをビットの連続ストリームにシリアル化する(serialize)ためのフレーミング情報(framing information)を提供するために付加される。無線リンクプロトコル、例えば、ｃｄｍａ２０００におけるＲＬＰあるいはＷ−ＣＤＭＡにおけるＲＬＣが、そのあと、ビットのストリームをＲＬＰパケット７１４に圧縮する(pack)。無線リンクプロトコルは、とりわけ、エアインターフェース上で送られるパケットの再伝送および再配列を可能にする。最後に、エアインターフェースＭＡＣ層が、１つ以上のＲＬＰパケット７１４をとり、それらをＭＵＸ層パケット７１６に圧縮し、そして、多重化ヘッダ(multiplexing header)（ＭＵＸ）７１８を加える。物理層パケットチャネルコーダ(physical layer packet channel coder)が、そのあと、デコーディングエラー(decoding errors)を検知するチェックサム(checksum)（ＣＲＣ）７２０、および物理層パケット７２５を形成する末尾部分(tail part)７２２を加える。

図７において示された連続する調整されていないカプセル化(uncoordinated encapsulation)は、マルチメディアデータの伝送上でいくつかの結果をもたらす。そのような結果の１つは、アプリケーション層データパケット７０５と物理層パケット７２５との間に不適合(mismatch)があるかもしれないということである。この不適合の結果、１つ以上のアプリケーション層パケット７０５の部分を含んでいる物理層パケット７２５が失われるごとに、対応するアプリケーション層７０５の全体が失われる。単一のアプリケーション層データパケット７０５の部分が、１つよりも多い物理層データパケット７２５の中に含まれているかもしれないので、１つの物理層パケット７２５を失うことは、アプリケーション層データパケット７０５の全体が適切にデコードされるためには必要であるのでアプリケーション層パケット７０５全体の損失という結果となり得る。別の結果は、もし１つよりも多いアプリケーション層パケットの部分が物理層データパケット７２５の中に含まれる場合、そのとき単一の物理層データパケット７２５の損失は1つよりも多いアプリケーション層データパケット７０５の損失という結果になる、ということである。

図８は、マルチメディアデータパケットのようなアプリケーションデータパケット７０５の物理層データパケット７２５への、従来の割り当ての例を示す図である。図８に示されるのは、２つのアプリケーションデータパケット８０２および８０４である。アプリケーションデータパケットはマルチメディアデータパケットであり得て、例えば、各データパケット８０２および８０４はビデオフレームを表わすことができる。図８において図示された調整されていないカプセル化は、単一のアプリケーションデータパケットからの又は１つより多いアプリケーションデータパケットからのデータを有する物理層パケットをもたらし得る。図８において示されるように、第1物理層データパケット８０６は、単一アプリケーション層パケット８０２からのデータを含むことができ、一方、第２物理層データパケット８０８は、１つより多いアプリケーションデータパケット８０２および８０４からのデータを含むことができる。この例においては、もし第１物理層データパケット８０６が「失われる」あるいは伝送の間に破損する場合、そのときは単一のアプリケーション層データパケット８０２は失われる。他方では、もし第２物理層パケット８０８が失われる場合、そのときは２つのアプリケーションデータパケット８０２および８０４もまた失われる。

（明示ビットレート制御）
明示ビットレート制御(explicit bit rate control)（ＥＢＲ）と呼ばれる技術の使用は、ＣＢＲやＶＢＲより(rather that CBR or VBR)、ＣＢＲチャネル上での情報単位の伝送を改善できる。ＥＢＲにおいては、情報単位のアプリケーション層データパケットが、データが伝送されようとする通信チャネルの物理層データパケットに適合するように、ビデオストリームのような情報単位は、区分される。例えば、ＥＢＲでは、エンコーダは、それが出力する各アプリケーション層データパケットが所望されるサイズでありそして独立してデコード可能であるように、制約されるあるいは構成されることができる。

ＣＤＭＡに基づく通信システム、例えばｃｄｍａ２０００に基づく通信システム上で実施されるような、ＥＢＲ技術の例が説明される。ｃｄｍａ２０００に基づく通信システムは、データを伝送する複数のチャネルを含んでおり、３つの例は、専用コントロールチャネル（ＤＣＣＨ）、補助チャネル（ＳＣＨ）およびパケットデータチャネル（ＰＤＣＨ）である。ＤＣＣＨは、オン／オフ、低レート、チャネルであり、シングルユーザ専用である。ＳＣＨは可変、高レート、スケジュールされたチャネルであり、複数のユーザの間で共有されてもよい。ＳＣＨは「変数」レートと呼ばれるが、それは真の「可変レート」チャネルではなく、そのかわり、それは、選択されることができる複数の固定レートを有する。ＰＤＣＨは可変、高レートチャネルであり、複数のユーザの間で共有される。つぎは、ＤＣＣＨとＳＣＨとを使用するＥＢＲの例、そしてＰＤＣＨを使用するＥＢＲの別の例である。

（ＤＣＣＨおよびＶ−ＳＣＨを使用するＥＢＲ）
ＥＢＲの一実施形態においては、ＤＣＣＨおよびＳＣＨのチャネルが、マルチメディアデータを伝送するために利用される。図９は、ｃｄｍａ２０００に基づくタイムスロット通信システムのいくつかの特性を示す。ｃｄｍａ２０００に基づくシステムにおいて、データが、タイムスロット９０２の中で、例えば２０ｍｓタイムスロットの中で、伝送される。マルチメディアデータを伝送する時、通信チャネルのタイムスロット性質(the time slot nature)が利用されることができる。例えば、もしビデオデータストリームのようなマルチメディアデータストリームが、１０フレーム／秒（ｆｐｓ）レートで伝送されている場合、そのときデータのフレーム全体は１００ｍｓ以内に伝送される必要がある。従って、５つの２０ｍｓタイムスロット９０４，９０６、９０８，９１０、および９１２がビデオデータのシングルフレームを伝送するために使用されることができる。注目されるように、ｃｄｍａ２０００に基づくシステムでは、各タイムスロットの間にデータを伝送するために利用可能な複数のチャネルがある。図９において示される１つの例では、個々のタイムスロット各々の中に、データを伝送するために使用されることができる、様々な物理層パケットサイズを備えた、２つの可能なチャネル、ＤＣＣＨおよびＳＣＨ、がある。更に、データはＤＣＣＨおよびＳＣＨのチャネルの組合せを使用して伝送されることができ、あるいは、データは伝送されることができず、「ｄｔｘ」と呼ばれる。このように、各タイムスロット内でデータを伝送するために使用されることができる４つの可能な物理層パケットサイズがあり、結果として異なるデータレートをもたらす。

一実施形態においては、マルチメディアデータフレームは、少なくとも１マクロブロックを含む「スライス」に分割される。例えば、ビデオフレームは、１６ピクセル×１６ピクセルであるマクロブロックに区分されることができる。マクロブロックはそのあとスライスにグループ分けされることができる。スライスのサイズは、それらが利用可能な通信チャネルの物理層パケットサイズに適合するように、制約されることができる。すなわち、スライスが、利用可能な通信チャネルの１つより多い物理層パケットサイズを占めないように、アプリケーション層フレームは、区分される。

例えば、上記で言及されたように、ＭＰＥＧ−４圧縮技術に基づくシステムでは、ビデオフレームは、典型的に２つのタイプ、ＩまたはＰのフレームかもしれない。一般に、各スライスが独立してデコードされることが出来るように、データの各フレームはスライスに区分されることができる。すなわち、各スライスは、他の情報を必要とすることなくデコードされることができる。各符号化されたスライスは、符号化されたスライスのサイズが通信チャネル物理層データパケットの利用可能なサイズに適合するように、構成される(configured)。また、もし更なるヘッダ情報がマルチメディアデータに、それが符号化される時に付加される必要がある場合は、ヘッダのサイズは、スライスサイズを選択する時に考慮に入れられる。例えば、図５および７の中で示されるように、もしエンコーダがそのときビデオ情報を符号化している場合は、各スライスは、アプリケーション層データパケットの一部であるスライスヘッダを含むことができる。このように、スライスのサイズは、どんなヘッダも含んで、各符号化されたビデオスライスのサイズが物理層パケットの利用可能なサイズに適合するように、構成されることができる。言いかえれば、フレームスライスサイズは物理層パケットサイズに適合する。

フレームの各スライスが独立してデコード可能であるので、そのとき、フレームのスライスの損失は、フレームの他のスライスのデコーディングを妨げないであろう。例えば、各スライスが独立してデコード可能でありそして物理層データパケットに適合するように、ビデオフレームが５つのスライスに分割される場合、そのとき、物理層データパケットのうちの１つの破損、あるいは損失は、対応するスライスのみの損失という結果になるであろう、そして、成功裏に伝送されるスライスは成功裏にデコードされることができる。このように、ビデオフレーム全体はデコードされないかもしれないが、その部分はされ得る。この例では、５つのビデオスライスのうちの４つは、成功裡にデコードされるであろう、そしてそれによって、能力(performance)は落ちるが、ビデオフレームが描画されるのを、あるいは表示されるのを可能にするであろう。

例えば、ｃｄｍａ２０００に基づくシステムにおいて、もし１０ｆｐｓビデオデータストリームが送信ノードからＭＳに伝えられる場合、そのとき、各ビデオフレームは５つのスライスに区分されることができる。フレームが分割されることができるスライスの数は、フレームレートに対応するタイムスロットの数に対応する。言いかえれば、１０ｆｐｓレートの場合、フレーム期間は１００ｍｓｅｃである。２０ｍｓｅｃのタイムスロット期間であれば、各フレーム期間の間に伝送される５つのタイムスロットがある。フレームが区分されるスライスの数に適合させ、そして各スライスサイズを、それが利用可能な通信チャネルの利用可能な物理層パケットサイズのうちの１つと適合するように、制約することによって、ストリーミングデータは、組み合わせでＶＢＲ通信チャネルのように動作する１セットのＣＢＲチャネル上で効率的に伝送されることができる。

ＤＣＣＨとＳＣＨのチャネルを使用して、ｃｄｍａ２０００に基づくシステムの一例が説明される。上記で言及されたように、ＤＣＣＨチャネルは、複数の、固定された、データレートをサポートするように構成することができる。例えば、ＤＣＣＨは、選択されたレートセット（ＲＳ）、ＲＳ１およびＲＳ２、に夫々依存して、９．６０ｋｂｐｓかまたは１４．４ｋｂｐｓかのデータ伝送レートをサポートできる。ＳＣＨチャネルもまた、ＳＣＨ無線コンフィギュレーション(radio configuration)（ＲＣ）に依存して、複数の,固定されたデータレートをサポートするように構成されることができる。ＳＣＨは、ＲＣ３で構成される時は９．６ｋｐｓの倍数を、そしてＲＣ５として構成される時は１４．４ｋｐｓの倍数をサポートする。

ＳＣＨデータレートは次のとおりである：
ＳＣＨ_{ＤＡＴＡ＿ＲＡＴＥ}＝（ｎ*ＲＣ ｄａｔａ ｒａｔｅ） 式１
但し、ｎ＝１、２、４、８、または１６（チャネル構成に依存して）

下記の表２は、ｃｄｍａ２０００に基づいた通信システムにおけるＤＣＣＨとＳＣＨのチャネルのための可能な物理層データパケットサイズを示す。第１列は、ケース、すなわち可能なコンフィギュレーションを識別する。第２および第３の列は、ＤＣＣＨレートセットおよびＳＣＨ無線コンフィギュレーションをそれぞれ示す。第４の列は３つの項目を有している。１番目は、ＤＣＣＨチャネルのための２０ｍｓタイムスロットの物理層データパケットサイズである。第２の項目は、ＳＣＨチャネルのための２０ｍｓタイムスロットの物理層データパケットサイズである。３番目の項目は、ＤＣＣＨとＳＣＨのチャネルの組合せのための２０ｍｓタイムスロットの物理層データパケットサイズである。

アプリケーション層データパケットが大きすぎてＤＣＣＨあるいはＳＣＨ物理層データパケットに適合できず、そして代わりに、ＤＣＣＨプラスＳＣＨ結合パケット(a combined DCCH plus SCH packet)が使用されようとする場合は、考慮されるべきトレードオフがある、ということに注意される必要がある。アプリケーション層データパケットを、それがＤＣＣＨプラスＳＣＨ結合データパケットサイズ(a combined DCCH plus SCH data packet size)に適合するようなサイズに作られるように、符号化することを決定すること、対、２つのパケットを作ること、におけるトレードオフは、より大きいアプリケーション層パケットあるいはスライスは、一般によりより圧縮効率(compression efficiency)をもたらし、一方、より小さいスライスは一般によりよいエラー回復力(error resiliency)をもたらす、ということである。例えば、より大きなスライスは一般により少ないオーバヘッドを必要とする。図７を参照すると、各スライス７０２はそれ自体のスライスヘッダ７０４を持っている。このように、もし1つの代わりに２つのスライスが使用される場合、ペイロードに付加される２つのスライスヘッダがあり、その結果、パケットを符号化するためにより多くのデータが必要とされ、そしてそのために圧縮効率を減少させる。他方では、もし２つのスライスが使用され、一方はＤＣＣＨ上で伝送されそして他方はＳＣＨ上で伝送される場合、そのとき、ＤＣＣＨまたはＳＣＨのデータパケットのうちの１つのみの破損あるいは損失は、他のデータパケットの回復を依然と可能とし、その結果、エラー回復力を改善する。

表２の理解を助けるために、ケース１および９の派生(derivation)が詳細に説明される。ケース１においては、ＤＣＣＨが９．６Ｋｂｐｓのデータレートに対応するＲＳ１として構成される(configured)。チャネルが、２０ｍｓタイムスロットに分割されるので、個々のタイムスロット内には、ＲＳＩ構成ＤＣＣＨ(DCCH configured RSI)上で伝送されることができるデータの量、あるいは物理層パケットサイズ、は：
９６００ビット／秒 * ２０ミリ秒 ＝１９２ビット＝２４バイト 式７
物理層パケットに付加される更なるオーバヘッド、例えば、エラー訂正用のＲＬＰ、のために、スライスおよびスライスヘッダを含む、アプリケーション層データパケットに対しては２０バイトのみが利用可能である。従って、表２の第４列中の１番目の項目は、ケース１の場合、２０である。

ケース１用のＳＣＨは、ＲＣ３中の２ｘとして構成される。ＲＣ３は、９．６Ｋｂｐｓの基礎データレートに対応し、そして、２Ｘは、チャネルデータレートが基礎データレートの２倍であることを意味する。従って、個々のタイムスロット内では、２ｘＲＣ３構成ＳＣＨ(SCH configured 2x RC3)上で伝送されることができるデータの量、あるいは物理層パケットサイズは：
２*９６００ビット／秒 * ２０ミリ秒 ＝３８４ビット＝４８バイト 式８
ここで、物理層パケットに付加される更なるオーバヘッドのために、スライスおよびスライスヘッダを含む、アプリケーション層データパケットに対しては４０バイトのみが利用可能である。従って、表２の第４列中の２番目の項目は、ケース１の場合、４０である。ケース１の場合の表２の第４列中の３番目の項目は、１番目と２番目の項目の合計、すなわち６０である。

ケース９はケース１に似ている。両方のケースにおいて、ＤＣＣＨは、２０バイトの物理層パケットサイズに対応する、ＲＳ１として構成される。ケース９におけるＳＣＨチャネルは、２ｘＲＣ５として構成される。ＲＣ５は、１４．４Ｋｂｐｓの基礎データレートに対応し、そして、２Ｘは、チャネルデータレートが基礎データレートの２倍であることを意味する。従って、個々のタイムスロット内では、２ｘＲＣ５構成ＳＣＨ(SCH configured 2x RC5)上で伝送されることができるデータの量、あるいは物理層パケットサイズは：
２*１４４００ビット／秒 * ２０ミリ秒 ＝５７６ビット＝７２バイト 式２
ここで、物理層パケットに付加される更なるオーバヘッドのために、スライスおよびスライスヘッダを含む、アプリケーション層データパケットに対しては６４バイトのみが利用可能である。従って、表２の第４列中の２番目の項目は、ケース９の場合、６４である。

ケース９の場合の表２の第４列中の３番目の項目は、１番目と２番目の項目の合計、すなわち８４である。

表２中の他の項目は同様の方法で決定され、ここでは、ＲＳ２は、３１がアプリケーション層に利用可能な２０ミリ秒タイムスロット内の３６バイトに対応する、１４．４Ｋｂｐｓのデータレートを有するＤＣＣＨに対応する。全ての場合に利用可能なｄｔｘオペレーションがあることは注目される、それはゼロペイロードサイズであり、そこでは、データは何れのチャネル上でも伝送されない。ユーザデータが、（各々２０ミリ秒の）利用可能な物理層スロットよりも少ない中で伝送されることができる時、ｄｔｘは次のスロットの中で使用され、システム中の他のユーザへの妨害を軽減する。

上記の表２中で図示されたように、利用可能な複数の固定データレートチャネル、例えばＤＣＣＨおよびＳＣＨ、を構成することにより、１セットのＣＢＲチャネルはＶＢＲチャネルと同様に動作することができる。すなわち、複数の固定レートチャネルを構成することは、ＣＢＲチャネルを疑似ＶＢＲチャネル(pseudo-VBR channel)として動作させることができる。疑似ＶＢＲチャネルを利用する技術は、複数の利用可能な固定ビットレート通信チャネルからＣＢＲチャネルのビットレートに対応する可能な物理層データパケットサイズを決定することと、そして、データの可変ビットストリームを符号化することと、を含み、そうすることによって、データパケットの各々のサイズが物理層データパケットサイズのうちの１つのサイズに適合するような複数のデータパケットを生成する。

一実施形態においては、通信チャネルのコンフィギュレーション(configuration)は、セッションの初めに確立され、そしてそのあと通信セッション全体をとおして変更されないか、あるいは希に変更されるだけである。例えば、上記の例で説明されたＳＣＨは、一般に１つのコンフィギュレーションにセットされそして全セッションをとおしてそのコンフィギュレーションにとどまる。すなわち、説明されたＳＣＨは、固定レートＳＣＨである。別の実施形態においては、チャネルコンフィギュレーションは、セッションの間にダイナミックに変更されることができる。例えば、可変レートＳＣＨ（Ｖ−ＳＣＨ）は、各タイムスロットに対しそのコンフィギュレーションを変更することができる。すなわち、１つのタイムスロットの間に、Ｖ−ＳＣＨは、２ｘＲＣ３のような１つのコンフィギュレーションで構成されることができ、そして次のタイムスロットにおいてＶ−ＳＣＨは、異なるコンフィギュレーション。例えば１６ｘＲＣ３あるいはＶ−ＳＣＨのその他の可能なコンフィギュレーションなど、に構成されることができる。Ｖ−ＳＣＨは更なる柔軟性を提供し、そしてＥＢＲ技術のシステム性能を改善することができる。

もし通信チャネルのコンフィギュレーションが全セッションの間固定される場合、そのときは、アプリケーション層パケットあるいはスライスは、利用できる利用可能物理層データパケットのうちの１つにそれらが適合するように、選択される。例えば、もしＤＣＣＨとＳＣＨが、表２中のケース１に示されるように、ＲＳ１と２ｘＲＣ３として構成される場合、そのときは、アプリケーション層スライスは、０バイト、２０バイト、４０バイト、あるいは６０バイトのパケットに適合するように選択されるであろう。同様に、もしチャネルが、表２中のケース４に示されるように、ＲＳ１と１６ｘＲＣ３として構成される場合、そのときは、アプリケーション層スライスは、０バイト、２０ｂバイト、３２０バイト、あるいは３４０バイトのパケットに適合するように、選択される。もしＶ−ＳＣＨチャネルが使用されたならば、そのときは、各スライスに対し２つの異なるコンフィギュレーション間で変わることは可能である。例えば、もしＤＣＣＨがＲＳ１としてそしてＶ−ＳＣＨがＲＣ３として構成される場合、そのときは、表２のケース１−４に対応する、Ｖ−ＳＣＨコンフィギュレーション２ｘＲＣ３、４ｘＲＣ３、８ｘＲＣ３、あるいは１６ｘＲＣ３の間のうちのどれにも変わることは可能である。これらの様々なコンフィギュレーション間の選択は、表２中のケース１−４に示されるように、０バイト、２０バイト、４０バイト、６０バイト、８０バイト、１００バイト、１６０バイト、１８０バイト、３２０バイト、あるいは３４０バイトの物理層データパケットを提供する。従って、この例においては、Ｖ−ＳＣＨチャネルを使用することは、アプリケーション層スライスが、表２のケース１−４にリストされた、１０の異なる物理層データパケットサイズのうちのいずれにも適合するように選択されることを可能にする。

同様の技術は、データチャネル（ＤＣＨ）を使用する、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）において使用されることができる。ＤＣＨは、Ｖ−ＳＣＨと同様に、異なる物理層パケットサイズをサポートする。例えば、ＤＣＨは４０オクテットの倍数で０からｎｘのレートをサポートできる、なお「ｎｘ」はＤＣＨチャネルに割り当てられた最大レートに対応する。ｎｘの典型的な値は、６４ｋｂｐｓ、１２８ｋｂｐｓおよび２５６ｋｂｐｓを含む。ＷＣＤＭＡの場合には、データに配信されるパケットのサイズは、「トランスポート フォーマット コンビネーション インジケータ(Transport Format Combination Indicator)」（ＴＦＣＩ）を使用する更なるシグナリングを使用して示されるので、ＭＳはブラインド検知を行なう(do blind detection)必要がなく、その結果、可変サイズのパケットがＥＢＲにおいてのように使用される時、ＭＳの計算上の負担を軽減する。本発明において記述されたＥＢＲ概念は、ＴＦＣＩと同様なパケットサイズの明示的表示(explicit indication)とブラインド検知(blind detection)の両方に適用可能である。

アプリケーション層データパケットを、それらが物理層データパケットに適合するように、選択することによって、固定ビットレート通信チャネルとそれらの総合データレート(aggregate data rate)との組合せは、ＶＢＲ通信チャネルと同様な、そしていくつかのケースにおいてはＶＢＲ通信チャネルよりも優れた、性能を備えたＶＢＲデータストリームを伝送することができる。一実施形態においては、可変ビットレートデータストリームは、利用可能な通信チャネルの物理層データパケットサイズと適合するサイズのデータパケットストリームに符号化され、そしてそのあと、固定ビットレートチャネルの組合せで伝送されることができる。別の実施形態においては、可変ビットレートデータストリームのビットレートが変わるので、それは異なるサイズのデータパケットに符号化されることができ、そして固定ビットレートチャネルの異なる組合せがデータパケットを伝送するために使用されてもよい。

例えば、ビデオデータの異なるフレームは異なるサイズかもしれない、従って、固定ビットレート通信チャネルの異なる組合せは、異なるサイズのビデオフレームの伝送に対応出来るように選択されることができる。言いかえれば、固定ビットレート通信チャネルの総合ビットレートを可変ビットレートストリームのビットレートに適合させるようにデータパケットを固定ビットレート通信チャネルの少なくとも１つに割り当てることにより、可変ビットレートデータは、一定のビットレートチャネル上で効率的に伝送されることができる。

別の面は、可変ビットレートデータストリームを表わすために使用されるビットの総数を予め選択されたビットの最大数に制限するように、エンコーダが制約されることができることである。すなわち、もし可変ビットレートデータストリームがビデオのようなマルチメディアデータのフレームであれば、フレームはスライスに分割されることができる、なおこの場合、スライスは、各スライスが独立してデコードされることができそしてスライス中のビットの数が予め定められたビット数に制限されるように選択される。例えば、もしＤＣＣＨとＳＣＨのチャネルがそれぞれＲＳ１と２ｘＲＣ３に構成されている(configured RS1 and 2xRC3)のであれば（表２中のケース１）、そのとき、スライスが２０バイト、４０バイト、あるいは６０バイトの何れよりも大きくならないように、符号化されるものは制約されることができる。

別の実施形態においては、マルチメディアデータを伝送するためにＥＢＲを使用し、ｃｄｍａ２０００パケットデータチャネル（ＰＤＣＨ）を使用することができる。ＰＤＣＨは、ｎ*４５バイトであるデータパケットを伝送するために構成されることができる、なおｎ＝｛１、２つ、４、８｝である。再び、ＰＤＣＨを使用して、マルチメディアデータ、例えばビデオデータは、利用可能な物理層パケットサイズに適合する「スライス」に区分されることができる。ｃｄｍａ２０００では、ＰＤＣＨは、順方向ＰＤＣＨ（Ｆ−ＰＤＣＨ）および逆方向ＰＤＣＨ（Ｒ−ＰＤＣＨ）の利用可能な異なるデータレートを有している。ｃｄｍａ２０００では、Ｆ−ＰＤＣＨは、Ｒ−ＰＤＣＨよりもわずかに少ない利用可能帯域幅を有している。帯域幅のこの差は利用されることができるが、ある場合には、Ｒ−ＰＤＣＨをＦ−ＰＤＣＨと同じ帯域幅に制限することが有利である。例えば、もし第１のＭＳがビデオストリームを第２のＭＳへ伝送する場合は、ビデオストリームは、Ｒ−ＰＤＣＨ上で第１のＭＳによって伝送され、そしてＦ−ＰＤＣＨ上で第２のＭＳによって受け取られるだろう。もし第１のＭＳがＲ−ＰＤＣＨの全帯域幅を使用すれば、そのときデータストリームのうちのいくらかは、それを、第２のＭＳへのＦ−ＰＤＣＨ伝送の帯域幅に適合させるために、除去されなければならないであろう。より狭い帯域幅を備えたチャネル上で第２のＭＳに伝送されることができるように第１のＭＳからの伝送を再フォーマットすることに伴う困難さを軽減するために、Ｒ−ＰＤＣＨの帯域幅は、それがＦ−ＰＤＣＨと同じであるように、制限されることができる。Ｆ−ＰＤＣＨ帯域幅を制限する１つの方法は、Ｒ−ＰＤＣＨ上で送られたアプリケーションデータパケットサイズをＦ−ＰＤＣＨにサポートされたものに制限し、そしてつぎに、Ｒ−ＰＤＣＨ物理層パケット中の残りのビットのために「スタッフィングビット(stuffing bits)」を加えることである。言いかえれば、もしスタッフィングビットが、Ｆ−ＰＤＣＨデータパケットに適合するように、Ｒ−ＰＤＣＨデータパケットに加えられる場合、そのときは、Ｒ−ＰＤＣＨデータパケットは、最小限の変更で、例えば、スタッフィングビットを単に取り去ることによって、Ｆ−ＰＤＣＨ順方向リンク上で使用されることができる。

ちょうど説明された技術を使用し、表３は、４つの可能なデータレートのケースに対しＦ−ＰＤＣＨおよびＲ−ＰＤＣＨのための可能な物理層データパケットサイズを、そしてＲ−ＰＤＣＨに加えられるであろう「スタッフィングビット」の数を、リストする。

ＤＣＣＨプラスＳＣＨ(DCCH plus SCH)を使用するＥＢＲのように、ビデオストリームのようなマルチメディアストリームがスライスに分割される時、より小さいスライスサイズは一般にエラー回復力を改善するが、しかし、圧縮効率を損なうかもしれない。同様に、もしより大きなスライスが使用される場合は、一般に、圧縮効率において増加があるであろうが、しかし、個々のパケットの損失がより多くのデータの損失をもたらすので、失われたパケットのためにシステム性能は下がるかもしれない。

上記の例は、専用チャンネルを使用するＥＢＲ、様々なラジオコンフィギュレーションにおけるＤＣＣＨプラスＳＣＨ、そしてＰＤＣＨのような共有チャネルを説明したが、他のチャネルおよびチャネルの組合せもまた使用されることができ、例えば、ＥＢＲは、ＰＤＣＨプラスＳＣＨ、あるいはＰＤＣＨプラスＤＣＣＨを使用できるであろうし、又、３つの全てが一緒に使用されることができるであろう。更に、データを伝送するために利用可能である他のチャネルのうちのどれもＥＢＲと共に使用されることができる。

同様に、マルチメディアデータ例えばビデオスライスなどを物理層パケットの利用可能なサイズに結合する技術は、他の無線の標準規格に基づいたシステムにおいて実行されることができる。例えば、ＧＳＭ、あるいはＧＰＲＳ、あるいはＥＤＧＥに基づくシステムでは、マルチメディアフレーム例えばビデオスライスなどは、利用可能なタイムスロットに適合するようなサイズに作られることができる。上記で示されたように、多くのＧＳＭ、ＧＰＲＳおよびＥＤＧＥのデバイスは複数のタイムスロットを受け取ることができる。従って、利用可能なタイムスロットの数に依存して、ビデオスライスが物理的なパケットに適合されるようにフレームの符号化されたストリームは制約されることができる。言いかえれば、パケットサイズがＧＳＭタイムスロットのような物理層パケットの利用可能なサイズに適合するように、マルチメディアデータは符号化されることができ、そして、使用される物理層パケットの総合データレートは、マルチメディアデータのデータレートをサポートする。

図１０は、ＤＣＣＨとＳＣＨを使用するｃｄｍａ２０００システム上でＥＢＲを使用する１０のｆｐｓビデオストリームの伝送を示す図である。この例の場合、ＤＣＣＨとＳＣＨはそれぞれＲＳ１と２ｘｉｎＲＣ３に構成されている（表２中のケース１）と仮定される。このコンフィギュレーションにおいて、各２０ミリ秒タイムスロット内に利用可能な、４つの物理層パケットサイズ、０、２０、４０および６０バイトがある。ビデオフレームレートが１０ｆｐｓであるので、１００ミリ秒のフレーム期間の間、５つまでのタイムスロットがデータの個々のフレームを送信するために使用されることができる。このように、各ビデオフレームは、５つまでのスライスに区分されることができ、そして、各スライスは０、２０、４０あるいは６０バイトであり得る。

図１０の例では、５つのＭＰＥＧ−４ビデオフレーム１００２、１００４、１００６、１００８、および１０１０がある。ビデオフレームのうちの２つは、Ｉフレーム１００２および１０１０であり、２５０および２００バイトのデータをそれぞれ含んでいる。Ｉフレーム間の３つのフレーム１００４、１００６および１００８はＰフレームであり、２０、８０、５０バイトのデータをそれぞれ含んでいる。図１０においては、２０ミリ秒タイムスロットから構成されるデータストリームもまた示されている。

上記に示されたように、この例では、５つまでのタイムスロットが各ビデオフレームを伝送するために使用されることができる。この例において、フレームは、データが伝送されない時間を最大限にするように、スライスに区分され、チャネルがｄｔｘにある時間を最大限にする。この方法で区分を選択することは、データが伝送されている時間を減少させることにより通信システムにおける総合的干渉を減少させ得る。他の例においては、他の考慮事項が他の選択方法につながるかもしれない。例えば、いくつかの状況においては、ＭＳとＢＳの間の通信の、あるミニマムレベル、あるいは継続するのを維持することが望ましいかもしれない。例えば、ＢＳがＭＳの電源制御装置を有効に維持することができるように十分なレベルの通信があるのが望まれるかもしれない。このように、ある量のデータが全てのあるいは望まれる数のタイムスロットの中で伝送されるように、スライスを区分することが望まれるかもしれない。

図１０の中で示される例においては、スライスは、データを伝送するために最も少ない数のタイムスロットの中で最大パケットサイズを使用するようなサイズに作られるであろう。この例（表２中のケース１）においては、最大のパケットサイズは６０バイトであるので、フレームはできるだけわずかの６０バイトスライスに分割されるであろう。最初のＩフレーム１００２は２５０バイトであり、それは５つのスライスに区分されるであろう、最初の４つのスライスはサイズで６０バイトであるであろう、そして５番目のスライスは１０バイトであるであろう。符号化されたスライスは、タイムスロット１０２２、１０２４、１０２６、１０２８、および１０３０に割り当てられる。最初の４つのタイムスロット１０２２、１０２４、１０２６、および１０２８は、６０バイト物理層パケットを伝送するためにＤＣＣＨ＋ＳＣＨを使用するように構成され、そして５番目のタイムスロット１０３０は、１０バイトスライスを伝送するＤＣＣＨおよびＳＣＨ ｄｔｘで構成される。従って、２５０バイトである最初のＩフレームは、５つのタイムスロット１０２２、１０２４、１０２６、１０２８、および１０３０の間に伝送される。

タイムスロット１０３０中で伝送される１０バイトスライスはその関連する２０バイトの物理層データパケットを完全には一杯にしない、ということが注目される。このような状況において、物理層に余剰容量がある時、スタッフィングビットが、物理層データパケットを「満たす(fill)」ために加えられるかもしれない。あるいは代わりに、スライスの符号化は、余剰物理層容量を利用するために調節されることができる。例えば、符号化されたものの量子化パラメータ(the quantization parameter)は、スライスのために増加されることができ、そしてスライス中で伝送されるビデオの部分の質を改善することができる。後に続くＰフレームは改善された質の結果ほどには多くのデータを要求しないかもしれないので、ビデオの部分の質を改善することは有利である。

第２ビデオフレーム１００４は、サイズで２０バイトであるＰフレームである。再び、５つのタイムスロット１０３２、１０３４、１０３６、１０３８および１０４０が、このフレームの伝送に利用可能である。このフレームはわずか２０バイトであるので、それは、２０バイトを伝送するＤＣＣＨおよびＳＣＨ ｄｔｘでそのように構成される最初のタイムスロット１０３２の間に、完全に伝送されることができる。データの全フレームが、最初のタイムスロット１０３２の中で伝送されることができるので、このフレームに利用可能な残りの４つのタイムスロット１０３４、１０３６、１０３８、および１０４０は、ｄｔｘに構成されている。

第３ビデオフレーム１００６は、サイズで８０バイトであるＰフレームである。再び、５つのタイムスロット１０４２、１０４４、１０４６、１０４８および１０５０が、このフレームの伝送に利用可能である。このビデオフレームを６０バイトの１番目のスライスにパーティショニングで区分すると、２番目のスライスの中に２０バイトを残す。従って、１番目のスライスは、６０バイトスライスを伝送するためにＤＣＣＨ＋ＳＣＨを使用するように構成されているタイムスロット１０４２の中で伝送される。２番目のスライスは、２０バイトを伝送するＤＣＣＨおよびｄｔｘに構成されるＳＣＨで構成されている第２タイムスロット１０４４の中で伝送される。残りの３つのタイムスロット１０４６、１０４８、および１０５０はｄｔｘに構成されている。

４番目のビデオフレーム１００８は、サイズで５０バイトであるＰフレームである。再び、５つのタイムスロット１０５２、１０５４、１０５６、１０５８および１０６０が、このフレームの伝送に利用可能である。このフレームのサイズがＤＣＣＨまたはＳＣＨのいずれかの物理層パケットよりも大きいので、６０バイトの結合されたＤＣＣＨ＋ＳＣＨ物理層パケットサイズが使用されるであろう。ＤＣＣＨ＋ＳＣＨの物理層パケットを満たすのには不十分なデータがあるので、質を改善するために符号化されたものを調節するスタッフィングビット、あるいはなんらかの他の技術が、物理層パケットを生成するために利用されてよい。従って、スライスは、６０バイトスライスを伝送するためにＤＣＣＨ＋ＳＣＨを使用するように構成されているタイムスロット１０５２の中で伝送される。残りの４つのタイムスロット１０５４、１０５６、１０５８、および１０６０は、ｄｔｘに構成される。

５番目であり且つこの例における最後のビデオフレーム１０１０は、サイズで２００バイトであるＩフレームである。再度、５つのタイムスロット１０６２、１０６４、１０６６、１０６８および１０７０が、このフレームの伝送に利用可能である。フレームは、３つの６０バイトスライスおよび１つの２０バイトスライスに区分される。３つの６０バイトスライスは、６０バイトを伝送するために、ＤＣＣＨ＋ＳＣＨに構成されているタイムスロット１０６２、１０６４、および１０６６の中で伝送される。２０バイトである４番目のスライスは、２０バイトスライスを伝送するＤＣＣＨおよびＳＣＨ ｄｔｘで構成されているタイムスロット１０６８の中で伝送される。このフレームのために利用可能な最後のタイムスロットはｄｔｘに構成されている。

上記の例において、タイムスロットが、２０バイトあるいはそれよりも少ないデータパケットを伝送した時は、それはＤＣＣＨに割り当てられた。データパケットはまた、その代わりにＳＣＨに割り当てられることもできたであろう。

図１１は、可変ビットレートチャネルおよび明示的ビットレートチャネルを使用して伝送された、いくつかのサンプルビデオシーケンスに対する、ピーク信号対雑音比（ＰＳＮＲ）によって測定されたような、質を比較する棒グラフである。図１１において示されるように、ＤＣＣＨおよびＳＣＨのためのチャネルコンフィギュレーションの様々な組合せは、従来のＶＢＲと比較してほとんど同じＰＳＮＲを配信するために十分な粒度(granularity)を提供する。従って、これらの例の場合は、５つのタイムスロット上での１０の異なるｄａｔｅレート組合せの組合せは、無限の粒度を持つＶＢＲチャネルによって提供される性能にかなり近い性能を提供する疑似可変レートチャネル(a pseudo variable rate channel)を効果的に生成する。

ＥＢＲ技術の面に従って、各ビデオフレームに対し、全ての可能なＤＣＣＨおよびＳＣＨ物理層パケットサイズの組合せのスペクトルが生成される。そのあと、熟慮されたスライスサイズに適合する物理層パケットサイズの選択が行われる。選択された物理層パケットサイズ中のどんな余剰データレート容量も、スタッフィングバイトによって、あるいは質を調整するエンコーダパラメータによって、あるいは他の技術によって、「満たされる(filled)」ことができる。スタッフィングバイトを使用する場合には、スタッフィングバイトの量を最小化するために、より小さいサイズのより多くのスライスをもたらす精細マクロブロック量子化器(a finer Macroblock Quantizer)（より大きな量子化パラメータ）が使用されてよい。図１２は、ＤＣＣＨおよびＶ−ＳＣＨの典型的なスライス分布のヒストグラムを示す棒グラフである。

図１１および１２、又、表２および３において示されるように、適切な制御機構が、マルチメディアエンコーダスライスサイズを利用可能な物理層パケット、あるいはペイロードのサイズに適合させるために使用されることができる。この「適合(matching)」の結果として、ビデオデータのようなマルチメディアデータは、真の固定ビットレートチャネルと比較して、圧縮効率を損なうことなく可変ビットレートチャネル上で伝送されることができ、そしてエラー回復力を改善されることができる。

図１３は、ＶＢＲチャネルおよびＥＢＲ−ＰＤＣＨチャネル上で伝送された様々なビデオシーケンスの、ピーク信号対雑音比（ＰＳＮＲ）によって測定されたような、質のシミュレーションを比較する棒グラフである。図１３の中で示されるように、ＶＢＲ伝送と比較して、ＥＢＲ−ＰＤＣＨ伝送の場合は、ＰＳＮＲに非常に小さな減少がある。

図１４は、マルチメディアエンコーダのスライスサイズの分布を示す棒グラフである。この例では、マルチメディアエンコーダは、サイズで９０バイトまたは４５バイトのいずれかであるオプションを有している各マルチメディアフレームの最後のスライスを除き、９０バイトのスライスサイズに制約されている。図１４において示されるように、この例では、９０％を越えるスライス(over 90% of the slices)はサイズで９０バイトであり、より大きなパケットサイズのためにパケットロスに起因する劣化無しに効率的なチャネル利用へと導く。

図１３および１４の品質比較棒グラフは、ＥＢＲ−ＰＤＣＨのケースにおいて、マルチメディアエンコーダあるいはコーデックのスライスサイズを利用可能な物理層パケットサイズに適合させる適切な制御機構の使用は、結果として、ＶＢＲと比較すると、圧縮効率を損なうことなしにマルチメディアデータの高品質伝送をもたらす、ということを示している。

上記の例は、ＡＶＣ／Ｈ．２６４のビデオコーデックのようなマルチメディアエンコーダはＥＢＲおよびＶＢＲのモードで同様の圧縮効率を達成できることを示す。上記の例によって示されるように、ＥＢＲは、ＤＣＣＨプラスＶ−ＳＣＨのような専用チャンネル、および、ＰＤＣＨのような共有チャネル、の両方で、ＶＢＲと同様な性能を達成する。ビデオコーデック（例、ＭＰＥＧ−４およびＨ．２６３＋）のような他のマルチメディアエンコーダは、置き換えられたブロック差に関する動き検出およびＤＣＴ変換(Motion Estimation and DCT transformation on the displaced block differences)を使用するので、同様のＥＢＲ動作が他のビデオコーデックおよび他の無線チャネルに対し可能であると、期待される。更に、ＩＴＵおよびＩＳＯ／ＩＥＣビデオコーデック仕様におけるインプリメンテーションのためにレート制御機構が残されることに注意する必要がある。それ故に、ＥＢＲは既存の標準規格に準拠しており、そして、準拠しているデコーダは、ＥＢＲレート制御で符号化されたビデオストリームをデコードすることができるであろう。

上記の例は、ｃｄｍａ２０００のようなＣＤＭＡに基づいたシステムのために説明されているが、同じ技術は、他のエアインターフェースに適用可能である。例えば、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、あるいはＥＤＧＥに基づいたシステムは、上記に説明されるのと同じ技術を使用してもよい。図３中で示されたように、これらのシステムは、無線フレームの複数のタイムスロット内でデータを伝送する。タイムスロットの数に基づいてマルチメディアスライスサイズを選択することは、ＣＤＭＡに基づくシステムにおいて利用可能なチャネルに基づいてスライスサイズを選択することに似ているだろう。同様に、ＣＤＭＡ物理パケットに適合するようにスライスのサイズを合わせるのと同じように、タイムスロットに適合するようにスライスのサイズを合わせることによって、エラー回復力が改善される。

これらの例において示されるように、ＥＢＲの一面は、例えば、ｃｄｍａ２０００（Ｖ−ＳＣＨ＋ＤＣＣＨ、ＳＣＨ＋ＤＣＣＨ、ＰＤＣＨ）およびＷＣＤＭＡ（ＤＣＨ）のために定義されるように、マルチメディアデータフレームのスライスを利用可能なセットの物理層パケットサイズに適合させることである。一実施形態では、受信者ノード、例えばＭＳは、通信チャネルコンフィギュレーションを、そして従って物理層パケットサイズを、インフラストラクチャにおけるＰＤＳＮとネゴシエーションする。ストリーミングおよびブロードキャストアプリケーションの場合、ＭＳとＰＤＳＮとのネゴシエーションに加えて、ＭＳとコンテンツサーバとの間にネゴシエーションがあるかもしれない。従って、エンドポイントアプリケーション(the end-point applications)と基本となるネットワーク(the underlying network)との間には端末相互間調整(end-to-end coordination)がある。

一実施形態によれば、第１チャネルは可変レート、そしてそれ故可変物理層パケットサイズ、チャネルを含み、それは多分、いくつかの可変ビットレートと固定ビットレートのチャネルを含む複数の論理チャネルからできている。ビデオエンコーダは、ゼロバッファ遅延(zero buffer-delay)を有するビデオ情報の伝送を可能とするビデオトラフィックの整形をサポートするレート制御バッファを含んでもよい。固定ビットレートチャネルは、例えば、Ｐ型ビデオフレームが伝送される専用コントロールチャンネル(a Dedicated Control Channel)（ＤＣＣＨ）を含んでもよい。例えば、複数の受信者ノードの間で共有される可変レート補足チャンネル(a Variable-rate Supplemental Channel)（Ｖ−ＳＣＨ）を含む、第２無線チャネルもまた提供されてもよい。第２無線チャネルは、第１無線チャネルのレートよりもより大きなレートを有してもよい。いくつかの実施形態では、Ｉ型ビデオフレームは、可変レート補足チャンネル（Ｖ−ＳＣＨ）上で伝送される。

本発明の１面によれば、各ビデオフレームは複数の物理層フレーム上で送られる。例えば、専用コントロールチャンネル（ＤＣＣＨ）は第１レートを有し、そして可変レート補足チャネル（Ｖ−ＳＣＨ）は複数のレート、例えば第１レート、第２レート、第３レート、第４レートおよび第５レートを有する。更に、両方のチャネルは、何も伝送されないＤＴＸレートを有している。各物理層フレームの期間中に、複数の伝送フォーマットが、専用コントロールチャンネル（ＤＣＣＨ）および可変レート補足のチャンネル（Ｖ−ＳＣＨ）のレートの各組合せに対し定義される。コンフィギュレーションの数は、少なくとも、伝送フォーマットの数と物理層フレームの数の積である。ビデオフレームのスライスサイズは、ビデオフレームのサイズに基づいたコンフィギュレーションのうちの１つに対応し得る。エンコーダはレート制御モジュールを含んでもよく、それは、ビデオフレームのサイズに基づき、物理層パケットの利用可能なサイズに適合する所望のスライスサイズおよびコンフィギュレーションを制御する。そのようなものとして、ビデオ待ち時間(video latency)は、符号化レートを利用可能なチャネルレートのうちの１つに適合させることにより、専用および共有の両方のチャネルに対し減少させられることができる。

１つの技術においては、配信されたデータのサイズはＭＳによって推定され(estimated)、そしてこのプロセスは「ブラインド検知(Blind Detection)」と呼ばれる。「明示的表示(Explicit Indication)」と呼ばれる別の技術においては、配信されたデータのサイズは、更なるシグナリングを使用することによって示されることができ、そうすることによって、ブラインド検知を行なう必要を無くすことができる。例えば、ＷＣＤＭＡの場合には、配信されたデータパケットのサイズは、「トランスポート フォーマット コンビネーション インジケータ」（ＴＦＣＩ）を使用して示されることができるので、ＭＳはブラインド検知を行なう必要はなく、従って、可変サイズのパケットがＥＢＲにおいてのように使用される時、ＭＳ上の計算の負担を軽減する。記述されたＥＢＲ概念は、パケットサイズのブラインド検知および明示的表示の両方に適用可能である。従って、ＭＳに到着する物理層パケットサイズが時間にわたって異なるサイズであるかもしれないことは明らかであるが、ＷＣＤＭＡにおけるＴＦＣＩでのように、ＭＳは、ブラインド検知によるか又はパケットサイズの明示的なシグナリングを経由するかのいずれかによって、パケットのサイズを識別することができる。

別の面によれば、ＳＣＨ割り当ては非常に低いレート（例、３２ｋｂｐｓ）である。はるかに多くのユーザが、ウォルシュスペース(the Walsh space)を空にすることなくネットワークにおいてサポートされることができるように、これは行なわれる。この場合、ビデオ品質は、ｎビデオフレームがｎ*Ｔ秒でタイムスロットを占めることを可能にすることによって改善される、なお、Ｔ＝１／ｆｒａｍｅｓ＿ｐｅｒｓ＿ｓｅｃｏｎｄ である。

別の実施形態では、各ビデオフレームをＴ秒に制限する代わりに、ｎビデオフレームはｎ*Ｔ秒を共有する。例えば、もしビデオストリームが１０ｆｐｓレートを有している場合、そのときはフレームを１００ミリ秒毎に伝送する代わりに、２つのフレームを２００ミリ秒毎に伝送することが可能である。図１５は、２００ミリ秒の期間にわたって２つの１０ｆｐｓビデオフレームを伝送する例を示す図である。図１５の例においては、ＤＣＣＨとＳＣＨがＲＳ１と２ｘ in ＲＣ３にそれぞれ構成されている（表２中のケース１）と仮定されている。このコンフィギュレーションでは、４つの物理層パケットサイズ、０、２０、４０および６０バイト、があり、２０ミリ秒タイムスロット毎に利用可能である。この例では、２つの１０ｆｐｓビデオフレームが２００ミリ秒毎に伝送される。このように、２つのビデオフレームが、両方のフレームのデータが伝送される１０タイムスロットを共有する。従って、各ビデオフレームは、０、２０、４０あるいは６０のいずれかでありうるスライスに区分されることができ、その結果、２つのフレームのためのスライスの結合総数(the combined total number of slices)はより少ない数のスライスの１０(ten of fewer slices)である。

図１５の例では、２つのＭＰＥＧ−４ビデオフレーム１５０２および１００４がある。第１ビデオフレーム１５０２は、サイズで５４０バイトであるＩフレームであり、そして第２ビデオフレーム１５０４は、サイズで６０バイトであるＰフレームである。この例では、Ｉフレーム１５０２は、サイズで各々６０バイトの９つのスライスに分割されることができ、そして、Ｐフレーム１５０４は、サイズで６０バイトである１つのスライスに分割されることができる。Ｉフレーム１５０２スライスは、６０バイト物理層パケットを伝送するためにＤＣＣＨ＋ＳＣＨを使用するように構成されている９つのタイムスロット１５１０、１５１２、１５１４、１５１６、１５１８、１５２０、１５２２、１５２４、および１５２６の期間に伝送されることができる。Ｐフレーム１５０４スライスは、６０バイト物理層パケットを伝送するためにＤＣＣＨ＋ＳＣＨを使用するように構成されている単一のタイムスロット１５１８の期間に伝送されることができる。従って、２つの１０ｆｐｓビデオフレームは、２００ミリ秒期間の間に伝送され、結果として、１０ｆｐｓの平均レートになる。

図１５の中で示されるように、各ビデオフレームをＴ秒に制限する代わりに、ｎビデオフレームがｎ*Ｔ秒を共有する。このように、周波数領域制限(ピークレート、ウォルシュスペース)と時間領域制限（遅延）との間でトレードオフが達成される。この例では、Iフレーム１５０２は９つのタイムスロットを割り当てられ、そしてＰフレーム１５０４は１つのタイムスロットを割り当てられる。フレーム間でタイムスロットの任意の他の割り当てもまた使用されることができると想像される。例えば、８つ、７つ、あるいは６つのタイムスロットが１つのフレームに割り当てられ、そして、２つ、３つあるいは４つのタイムスロットが、それぞれ、別のフレームに割り当てられることができる。また、この例は、２つのフレーム間の共有するタイムスロットを示したが、しかし、タイムスロットは任意の数のフレームの間で共有されることができるということもまた予想される。

別の実施形態によれば、第１チャネルは、複数のレートをサポートする可変ビットレートチャネル、例えば、可変遅延を持った共有パケットデータチャネル(a shared Packet Data Channel)（ＰＤＣＨ）など、を備える。可変ビットレートチャネルのレートは、ビデオエンコーダからのビデオ情報のパケットの符号化レートに適合している。コントローラは、コントローラが固定遅延を持った第１無線上でビデオ情報を伝送するのを確かなものとするために、受信者ノードへのリソースを仲裁する(arbitrate)スケジューラ(a scheduler)を含んでもよい。本発明の別の面によれば、受信者ノードは、スタッフィングビットを課することによりＦ−ＰＤＣＨレートに適合するようにＲ−ＰＤＣＨレートを制限する。本発明の別の面によれば、コントローラの中のスケジューラはＰＤＣＨにおけるＳＭＧに対し遅延を使用する。

別の実施形態においては、第３無線チャネルもまた提供されることができる。送信ノードは、オーディオ／スピーチ情報のフレームを生成するオーディオエンコーダを更に備えることができる。サービングノードは、送信ノードからオーディオ／スピーチ情報のフレームを受け取り、そしてオーディオ／スピーチ情報のパケットをコントローラに供給する。コントローラは、オーディオ／スピーチ情報のパケットを第３無線チャネル上で受信者ノードの少なくとも１つに伝送する。逆方向リンクまたはアップリンクの伝送の場合は、各受信者ノードは、オーディオ／スピーチ情報のパケットを第３無線チャネル上でコントローラに伝送できる。

図１６は、無線通信チャネル上でマルチメディアデータを伝送する方法を示すフローダイアグラムである。フローは、情報を伝送するために使用されることができる利用可能な通信チャネルが決定されるブロック１６０２において始まる。例えば、利用可能な通信チャネル、そしてそれらのコンフィギュレーションは、コンテンツサーバあるいはＰＳＤＮとコンテンツの受信者との間でネゴシエーションされることができる。フローはブロック１６０４に進み、そこでは、通信チャネルの組合せのパケットサイズと同様に、利用可能な通信チャネルの可能なデータパケットサイズが決定される。そのあと、情報単位がスライスに区分される。スライスの数は、情報単位間隔の間の伝送に利用可能なタイムスロットの数によって決定されることができ、また、スライスサイズは、それが利用可能なデータパケットサイズのうちの１つを越えないように、選択される。例えば、スライスの数は、情報単位間隔中に生じる伝送の数に依存することができる。フローはブロック１６０８に進み、そしてスライスは物理層パケットに割り当てられる。

図１７は、本発明の例示的な実施形態に従って構成された、無線通信デバイスあるいは移動局（ＭＳ）のブロック図である。通信装置１７０２は、ネットワークインターフェース１７０６、コーデック１７０８、ホストプロセッサ１７１０、メモリデバイス１７１２、プログラムプロダクト１７１４、およびユーザインターフェース１７１６を含んでいる。

インフラストラクチャからの信号は、ネットワークインターフェース１７０６によって受け取られ、そしてホストプロセッサ１７１０に送られる。ホストプロセッサ１７１０は信号を受け取り、そして、信号のコンテンツに依存して、適切なアクションで答える。例えば、ホストプロセッサ１７１０は、受信信号自体をデコードするかもしれないし、あるいは、それは、デコーディング用のコーデック１７０８に受信信号を送るかもしれない。別の実施形態においては、受信信号は、ネットワークインターフェース１７０６からコーデック１７０８に直接送られる。

一実施形態においては、ネットワークインターフェース１７０６は、無線チャネル上でインフラストラクチャにインターフェースをとるトランシーバーおよびアンテナであるかもしれない。別の実施形態においては、ネットワークインターフェース１７０６は、地上通信線上でインフラストラクチャにインターフェースをとるために使用されるネットワークインターフェースカードかもしれない。コーデック１７０８は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、あるいは中央処理装置（ＣＰＵ）のような汎用プロセッサとしてインプリメントされるかもしれない。

ホストプロセッサ１７１０およびコーデック１７０８の両方は、メモリデバイス１７１２に接続される。メモリデバイス１７１２は、ホストプロセッサ２２１０あるいはＤＳＰ２２０８によって実行されるプログラムコードを保存するのと同様に、ＷＣＤの動作中にデータを保存するために使用されることができる。例えば、ホストプロセッサ、コーデック、あるいは両方は、メモリデバイス１７１２の中に一時的に保存されるプログラミングインストラクションの制御の下で動作してもよい。ホストプロセッサ１７１０およびコーデック１７０８はまた、それら自身のプログラム保存メモリを含むことができる。プログラミングインストラクションが実行される時、ホストプロセッサ１７１０またはコーデック１７０８、あるいは両方が、それらの機能、例えば、マルチメディアストリームのデコーディングあるいは符号化を実行する。このように、プログラミングステップは、それぞれのホストプロセッサ１７１０およびコーデック１７０８の機能性をインプリメントするので、ホストプロセッサおよびコーデックは、各々、所望されるようなコンテンツストリームをデコードする又は符号化する機能を実行するように作られることができる。プログラミングステップは、プログラムプロダクト１７１４から受け取られることができる。プログラムプロダクト１７１４は、ホストプロセッサ、コーデック、あるいは両方による実行のために、プログラミングステップを、保存し、そしてメモリ１７１２に転送してもよい。

プログラムプロダクト１７１４は、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭのような記憶装置に加えて、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、のような半導体メモリチップであってもよく、あるいは、コンピュータ可読のインストラクションを保存できる技術的に知られている任意の形式の記憶媒体であってよい。更に、プログラムプロダクト１７１４は、ネットワークから受け取られそしてメモリに保存されそしてそのあと実行されるプログラムステップを含むソースファイル(source file)であってもよい。このように、本発明に従う動作に必要な処理ステップは、プログラムプロダクト１７１４上で具現化されることができる。図１７においては、ホストプロセッサが記憶媒体から情報を読み出し、そして記憶媒体に情報を書き込むことができるように、例示的な記憶媒体がホストプロセッサ１７１０に結合されて示されている。あるいは、記憶媒体はホストプロセッサ１７１０と一体化されてもよい。

ユーザインターフェース１７１６は、ホストプロセッサ１７１０およびコーデック１７０８の両方に接続されている。例えば、ユーザインターフェース１７１６は、ユーザにマルチメディアデータを出力するために使用されるディスプレイおよびスピーカを含むことができる。

当業者は、実施形態に関連して記述された方法のステップは、本発明の範囲を逸脱することなく入れ替えられ得ることを認識するであろう。

当業者は、情報および信号は、様々な異なる技術および技法の任意のものを使用して表わされ得ることもまた理解するであろう。例えば、上記記述全体をとおして参照され得るデータ、インストラクション、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場またはあるいは磁性粒子、光場または光学粒子、またはそれらの任意の組み合わせ、によって表されることができる。

当業者は更に、ここで開示された実施形態に関連して説明された、種々の説明のための論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、あるいは両方の組み合わせとしてインプリメントされ得ることを認識するであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明瞭に説明するために、様々な説明のためのコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、概してそれらの機能性の点から上記に説明されている。それらの機能性が、ハードウェアあるいはソフトウェアとしてインプリメントされるかどうかは、システム全体に課される特定のアプリケーションおよび設計制約に依存する。熟練した熟練職人は、各特定のアプリケーションに対し様々な方法で記述された機能性をインプリメントするかもしれないが、しかし、そのようなインプリメンテーションの決定は、本発明の範囲から逸脱させるものとして解釈されるべきでない。

ここに開示された実施形態に関連して記述された様々な説明のための論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡ）あるいは他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートあるいはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア部品、あるいはここで説明された機能を実行するように設計されたこれらの任意の組み合わせを使ってインプリメントあるいは実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよい、しかし別の方法では、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは状態機械でもよい。プロセッサはまた、計算装置の組み合わせ、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併用された１以上のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのようなコンフィギュレーション（configuration）としてインプリメントされてもよい。

ここに開示された実施形態に関連して記述された方法あるいは技術は、ハードウェアで直接に、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、あるいは該２つの組合せで具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは技術的に知られている記憶媒体の任意の他の形態、に存在しうる。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出しそして記憶媒体に情報を書き込めるように、プロセッサに結合される。別の方法では、記憶媒体はプロセッサに内蔵されてもよい。プロセッサと記憶媒体はＡＳＩＣに存在してもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末の中に存在してもよい。別の方法では、プロセッサと記憶媒体は、ユーザ端末の中にディスクリート部品として存在してもよい。

開示された実施形態の以上の説明は、当業者の誰もが本発明を作りまたは使用するのを可能とするように提供されている。これらの実施形態の様々の変形は当業者には容易に明らかであり、そして、ここに定義された包括的な原理は本発明の精神或いは範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用されることが出来る。従って、本発明は、ここで示された実施形態に限定されるように意図されてはおらず、ここに開示された原理及び新規な特徴と整合する最も広い範囲が与えられるべきものである。

図１は、本発明に従って構成された通信システム１００の部分の説明図ある。 図２は、図１システムにおける無線ネットワーク上でパケットデータを配信するための例示的なパケットデータネットワークおよび様々なエアインターフェースオプションを示すブロック図である。 図３は、ＧＳＭエアインターフェースを利用する図１システムにおける２つの無線フレーム３０２および３０４を示すブロック図である。 図４は、無線通信システムにおけるパケットデータ用のプロトコルスタックを示す図である。 図５は、典型的なシンタックスを使用するストリームの様々な部分を識別するビデオフレームの符号化されたビデオストリームを示す図である。 図６は、最大サイズが１８９バイトに制約されたあるいは制限された場合の、ＡＶＣ／Ｈ．２６４で符号化されたビデオシーケンスのためのスライスサイズのヒストグラムを示す。 図７は、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰプロトコルを使用する無線リンク上でビデオデータのようなマルチメディアデータを伝送する時に存在する様々なレベルのカプセル化を示す図である。 図８は、マルチメディアデータパケットのようなアプリケーションデータパケットの物理層データパケットへの割り当ての例を示す図である。 図９は、複数のＣＢＲチャネルが疑似ＶＢＲチャネルを生成するために使用される時、ｃｄｍａ２０００に基づくシステムのタイムスロット特性を示す図である。 図１０は、ＤＣＣＨとＳＣＨを使用するｃｄｍａ２０００システム上でＥＢＲを使用する１０ｆｐｓビデオストリームの伝送を示す図である。 図１１は、可変ビットレートチャネルおよび明示的ビットレートチャネルを使用して伝送された、いくつかのサンプルビデオシーケンスに対する、ピーク信号対雑音比（ＰＳＮＲ）によって測定されたような、質を比較する棒グラフである。 図１２は、典型的なビデオクリップに対する、ＤＣＣＨおよびＶ−ＳＣＨの典型的なスライス分布のヒストグラムを示す棒グラフである。 図１３は、ＶＢＲチャネルおよびＥＢＲ−ＰＤＣＨチャネル上で伝送された様々なビデオシーケンスの、ピーク信号対雑音比（ＰＳＮＲ）によって測定されたような、質のシミュレーションを比較する棒グラフである。 図１４は、ＰＤＣＨチャネル用に制約されたマルチメディアエンコーダのスライスサイズの分布を示す棒グラフである。 図１５は、隣接するＰフレームよりもより多くのタイムスロットを利用するＩフレームで、２００ミリ秒の期間にわたって２つの１０ｆｐｓのビデオフレームを伝送する例を示す図である。 図１６は、無線通信チャネル上で情報データを伝送する方法を示すフローダイアグラムである。 図１７は、本発明の例示的な実施形態に従って構成された、無線通信デバイスあるいは移動局（ＭＳ）のブロック図である。

Claims (52)

1. 無線通信システム上で情報を伝送する方法であって、
   情報単位の間隔の間に発生する無線通信システムにおける伝送の数を決定することと；
   前記情報単位をスライスに区分することと、なおここでは、スライスの数は、前記情報単位の前記間隔の間の前記伝送の数以下である；
   を含む方法。
2. 前記情報単位を区分することは、レート制御モジュールを備えたエンコーダを備える、請求項１記載の方法。
3. 前記情報単位は可変ビットレートデータストリームを備える、請求項１記載の方法。
4. 前記情報単位はビデオデータを備える、請求項１記載の方法。
5. 前記情報単位はオーディオデータを備える、請求項１記載の方法。
6. 前記通信システムはＣＤＭＡシステムである、請求項１記載の方法。
7. 前記通信システムはタイムスロットの中でデータを伝送する、請求項１記載の方法。
8. 利用可能な通信チャネルの可能な物理層データパケットサイズを決定することと；
   前記スライスを、それらが前記利用可能な通信チャネルの前記物理層データパケットサイズの少なくとも１つを越えないサイズを有するように、制約することと；
   を更に含む、請求項１記載の方法。
9. 前記通信システムはＧＳＭシステムである、請求項１記載の方法。
10. 前記通信システムはＥＤＧＥシステムである、請求項１記載の方法。
11. 前記通信システムはＧＰＲＳシステムである、請求項１記載の方法。
12. 無線通信システム上で情報を伝送する方法であって、
    情報単位の間隔の間に発生する利用可能な通信チャネルにおける伝送の数を決定することと；
    前記利用可能なチャネルの可能な物理層データパケットを決定することと；
    前記情報単位をスライスに区分することと、なおここでは、スライスの数は、前記情報単位の前記間隔の間の前記伝送の数以下であり、そして、前記スライスのサイズは、前記利用可能な通信チャネルの前記物理層データパケットサイズの１つを越えないように選択される；
    を含む、方法。
13. 情報を区分することは、可変サイズの区分を生成できるレート制御モジュールを備えたソースエンコーダを備える、請求項１２記載の方法。
14. 複数の情報単位を更に備え、前記情報単位は固定レートで発生する、請求項１２記載の方法。
15. 前記複数の情報単位は情報のフレームである、請求項１４記載の方法。
16. 前記情報単位は可変ビットレートデータストリームを備える、請求項１２記載の方法。
17. 前記情報単位はマルチメディアデータを備える、請求項１２記載の方法。
18. 前記情報単位はビデオデータを備える、請求項１２記載の方法。
19. 前記情報単位はオーディオデータを備える、請求項１２記載の方法。
20. 前記通信チャネルはＣＤＭＡチャネルである、請求項１２記載の方法。
21. 前記通信チャネルはＧＳＭチャネルである、請求項１２記載の方法。
22. 前記通信チャネルはＥＤＧＥチャネルである、請求項１２記載の方法。
23. 前記通信チャネルはＧＰＲＳチャネルである、請求項１２記載の方法。
24. 前記通信チャネルはタイムスロットチャネルである、請求項１２記載の方法。
25. 前記情報単位をスライスに区分するようにエンコーダを制約することを更に含み、個々のスライスの前記サイズは物理層データパケットの前記サイズ以下である、請求項１２記載の方法。
26. 前記情報単位をスライスに区分するようにエンコーダを制約することを更に含み、前記スライスの数は、前記情報単位の前記間隔の間の前記伝送の数以下である、請求項１２記載の方法。
27. 無線通信システム上で情報を伝送する方法であって、
    情報単位間隔の１間隔の間に発生する無線通信システムにおける伝送の数を決定することと；
    複数の情報単位をスライスに区分することと、なおここでは、スライスの数は、前記複数の情報単位間隔の間の伝送の数以下である；
    を含む方法。
28. 複数の通信チャネルを受理するように構成された受信機と；
    前記の受理された複数の通信チャネルを受理しそして前記チャネルをデコードするように構成されたデコーダと、なおここでは、デコードされたチャネルはデータのマルチメディアストリームを生成するように蓄積される；
    を備えた無線通信デバイス。
29. 前記通信チャネルから受け取られたデータパケットのサイズは、前記エンコーダによって推定される、請求項２８記載の無線通信デバイス。
30. 前記通信チャネルから受け取られたデータパケットのサイズは、更なるシグナリングにおいて示される、請求項２８記載の無線通信デバイス。
31. データの前記マルチメディアストリームは可変ビットレートデータストリームである、請求項２８記載の無線通信デバイス。
32. 前記マルチメディアストリームはビデオストリームである、請求項２８記載の無線通信デバイス。
33. 前記マルチメディアストリームは遠隔会議ストリームである、請求項２８記載の無線通信デバイス。
34. 前記複数の通信チャネルはＣＤＭＡチャネルである、請求項２８記載の無線通信デバイス。
35. 前記複数の通信チャネルはＧＳＭチャネルである、請求項２８記載の無線通信デバイス。
36. 前記複数の通信チャネルはＧＰＲＳチャネルである、請求項２８記載の無線通信デバイス。
37. 前記複数の通信チャネルはＥＤＧＥチャネルである、請求項２８記載の無線通信デバイス。
38. 利用可能な通信チャネルの、物理層パケットサイズを決定するように構成されたコントローラと；
    情報単位中に含まれるデータをパケットに区分するように構成されたエンコーダと、なおここでは、個々のパケットサイズは、前記利用可能な通信チャネルの、利用可能な前記物理層パケットサイズの１つを越えないように選択される；
    を備える無線通信デバイス。
39. 前記物理層パケットを伝送するように構成された送信機を更に備える、請求項３８記載の無線通信デバイス。
40. 前記情報単位は可変ビットレートデータストリームを備える、請求項３８記載の無線通信デバイス。
41. 前記情報単位はマルチメディアデータを備える、請求項３８記載の無線通信デバイス。
42. 前記情報単位はビデオデータを備える、請求項３８記載の無線通信デバイス。
43. 前記情報単位はオーディオデータを備える、請求項３８記載の無線通信デバイス。
44. 複数の情報単位を更に備える、請求項３８記載の無線通信デバイス。
45. 前記複数の情報単位は一定のレートで発生する、請求項４４記載の無線通信デバイス。
46. 前記複数の通信チャネルはＣＤＭＡチャネルである、請求項３８記載の無線通信デバイス。
47. 前記複数の通信チャネルはＧＳＭチャネルである、請求項３８記載の無線通信デバイス。
48. 前記複数の通信チャネルはＧＰＲＳチャネルである、請求項３８記載の無線通信デバイス。
49. 前記複数の通信チャネルはＥＤＧＥチャネルである、請求項３８記載の無線通信デバイス。
50. データを符号化する方法を具現化するコンピュータ可読メディアであって、前記方法は、
    情報単位の間隔の間に発生する無線通信システムにおける伝送の数を決定することと；
    前記情報単位をスライスに区分することと、なおここでは、スライスの数は、前記情報単位の前記間隔の間の伝送の数以下である；
    を含む、コンピュータ可読メディア。
51. データを符号化する方法を具現化するコンピュータ可読メディアであって、前記方法は、
    利用可能な通信チャネルの可能な物理層パケットサイズを決定することと；
    情報単位の間隔の間に発生する前記利用可能な通信チャネルの伝送の数を決定することと；
    前記情報単位に含まれるデータをスライスに区分することと、なおここでは、スライスの数は、前記情報単位の前記間隔の間の前記伝送の数以下であり、そして、前記スライスのサイズは、物理層パケットサイズを越えない；
    を含む、コンピュータ可読メディア。
52. ブロードキャストコンテンツをデコードする方法を具現化するコンピュータ可読メディアであって、前記方法は、
    複数の固定ビットレート通信チャネルを受理することと；
    前記の受理された複数の通信チャネルをデコードしそしてそれらをデータの可変ビットレートマルチメディアストリームを生成するために蓄積することと；
    を含む、コンピュータ可読メディア。

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