JP5592235B2 - Multicast pre-delivery method, system, and apparatus - Google Patents

Multicast pre-delivery method, system, and apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5592235B2
JP5592235B2 JP2010243460A JP2010243460A JP5592235B2 JP 5592235 B2 JP5592235 B2 JP 5592235B2 JP 2010243460 A JP2010243460 A JP 2010243460A JP 2010243460 A JP2010243460 A JP 2010243460A JP 5592235 B2 JP5592235 B2 JP 5592235B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distribution
content
loss
delivery
multicast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010243460A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012099895A (en
Inventor
憲昭 上山
亮一 川原
達哉 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2010243460A priority Critical patent/JP5592235B2/en
Publication of JP2012099895A publication Critical patent/JP2012099895A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5592235B2 publication Critical patent/JP5592235B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、マルチキャスト事前配信技術に関し、特にユーザに対して配信する事前配信コンテンツが損失した際に、その事前配信コンテンツを損失補償するための損失補償技術に関する。   The present invention relates to a multicast pre-distribution technique, and more particularly to a loss compensation technique for compensating for loss of pre-distribution content when the pre-distribution content distributed to a user is lost.

多くのインターネットサービスプロバイダ(ISP:Internet Service Provider)は、自身のネットワークサービスを差別化するキラーサービスとしてビデオ・オン・デマンドサービス(VoDサービス:Video On Demand)を位置付けており、映画やTVドラマなど、コンテンツ制作会社が制作した高品質の動画コンテンツ(リッチコンテンツ:Rich Contents)を配信するVoDサービスの普及に力を入れている。   Many Internet Service Providers (ISPs) have positioned Video On Demand as a killer service that differentiates their network services, such as movies and TV dramas. The company is focusing on popularizing VoD services that deliver high-quality video content (rich contents) produced by content production companies.

一般に、動画コンテンツの視聴は夜間に集中する傾向があり、1日の周期で大きく変動する。ISPが収益を向上させユーザに対して安価にVoDサービスを提供するためには、ピーク時のサーバ負荷低減が大きな課題である。また、リッチコンテンツは大容量であるため、配信によって生じるトラヒックがネットワーク(NW)に与える影響を抑えることも重要である。
このようなピーク時のサーバ負荷低減法として様々なものが検討され実用化されているが、主に、マルチキャスト(MC:Multicast)配信とピアツーピア(P2P:Peer to Peer)型配信に分類できる。
In general, viewing of moving image content tends to concentrate at night, and fluctuates greatly with a cycle of one day. In order for ISPs to improve profits and provide VoD services to users at low cost, reducing server load during peak hours is a major issue. In addition, since rich content has a large capacity, it is also important to suppress the influence of traffic generated by distribution on the network (NW).
Various methods for reducing the server load at the peak time have been studied and put into practical use, and can be classified mainly into multicast (MC) distribution and peer-to-peer (P2P) type distribution.

MC配信は、同一のコンテンツを要求した複数のユーザに対して、MC配信ツリーを用いて単一の配信セッションで配信するもので、ユーザ集約度の向上に比例してサーバ負荷の低減が期待できる。しかし、ユーザ集約度を上げるためには、配信要求に対して即時に配信を開始せず、配信を待ち合わせる必要がある。そのため、配信の即時性が損なわれ、ユーザが配信を要求してから実際に配信が開始されるまでの待ち時間が増加し、サービス品質が劣化する。   MC distribution is to distribute to a plurality of users who requested the same content in a single distribution session using the MC distribution tree, and a reduction in server load can be expected in proportion to the improvement in user aggregation. . However, in order to increase the degree of user aggregation, it is necessary to wait for distribution without immediately starting distribution in response to a distribution request. For this reason, the immediacy of distribution is impaired, the waiting time from when the user requests distribution until the distribution is actually started increases, and the service quality deteriorates.

一方、BitTorrent(登録商標)等、ユーザ間で保有するコンテンツを交換することでコンテンツ配信を実現するP2P型配信システムが広く普及している。従来は、UGC(User Generated Contents)の交換を目的に利用されてきたが、近年、リッチコンテンツを配信する手段としてもP2P配信技術が用いられている。しかし、ユーザは配信途中でシステムから退去する可能性があり、他のピアに接続先を切り替える等の配信継続のための方策を用いる必要がある。また、MC配信に対しても言えるが、再生,停止などのVCR(Video Cassette Recorder)操作をサポートするためには、配信セッションを動的に切り替える複雑な処理が必要となる。   On the other hand, a P2P type distribution system such as BitTorrent (registered trademark) that realizes content distribution by exchanging content held between users is widely spread. Conventionally, it has been used for the purpose of exchanging UGC (User Generated Contents), but in recent years, P2P distribution technology is also used as a means for distributing rich contents. However, there is a possibility that the user may leave the system in the middle of distribution, and it is necessary to use a measure for continuing distribution such as switching the connection destination to another peer. As for MC distribution, in order to support VCR (Video Cassette Recorder) operations such as playback and stop, complicated processing for dynamically switching distribution sessions is required.

ところで、アクセス回線のダウンリンク容量の増加は目覚ましく、リッチコンテンツの再生レートと比較しても十分に大きな帯域が利用できる環境が一般的になりつつある。そのため、ユーザの配信要求に対してオンデマンドで配信サーバより配信を行う通常の配信に加え、未使用の伝送容量を活用し、ユーザの配信要求とは無関係にコンテンツを常時配信し、ユーザ宅内に設置されているセットトップボックス(STB:Set Top Box)に蓄積することが有効である。このユーザの配信要求とは無関係に行うコンテンツの配信を事前配信と呼んでいる。   By the way, the increase in the downlink capacity of the access line is remarkable, and an environment in which a sufficiently large band can be used compared with the reproduction rate of rich content is becoming common. For this reason, in addition to the normal delivery that is delivered from the delivery server on demand to the user's delivery request, the unused transmission capacity is utilized, and the content is constantly delivered regardless of the user's delivery request, It is effective to store in an installed set top box (STB). Content distribution performed regardless of the user's distribution request is called pre-distribution.

すなわち、ユーザの配信要求時、事前配信によって要求コンテンツが既にSTBに蓄積されている場合、配信サーバからの配信を回避でき、配信サーバやNWのピーク時の負荷を低減することが可能となる。さらに、ユーザの配信要求とは無関係にSTBに対して配信を行う場合、ISPが自由に配信コンテンツや配信のタイミングを設定できるため、全ユーザに対して同一のコンテンツをブロードキャスト(BC:Broadcast)配信することで、事前配信が配信サーバやNWに与える負荷を抑えることができる。   That is, when the requested content is already stored in the STB by the prior distribution when the user requests distribution, distribution from the distribution server can be avoided, and the load at the peak of the distribution server and NW can be reduced. Furthermore, when delivering to an STB regardless of the user's delivery request, the ISP can freely set the delivery content and delivery timing, so the same content is broadcast to all users (BC: Broadcast) delivery. By doing so, it is possible to suppress the load that pre-distribution gives to the distribution server and NW.

そこで、発明者らはVoDサービスにおける配信方式として、BC事前配信方式を提案した(例えば、非特許文献1など参照)。このBC事前配信方式は、P2P型配信とは異なり、STBにキャッシュされたコンテンツは各STBを保有するユーザのみが視聴するため、ユーザにコンテンツを他ユーザにアップロードさせるインセンティブを与える必要がなく、また事前配信コンテンツを視聴する際にはNWにトラヒックが発生しないため、ピーク時のサーバ負荷に加えてNW負荷の低減も期待できる。さらに、VCR操作に対しても容易に対応できる。   Therefore, the inventors have proposed a BC pre-distribution method as a distribution method in the VoD service (see, for example, Non-Patent Document 1). In this BC pre-distribution method, unlike the P2P type distribution, since the content cached in the STB is viewed only by the user who owns each STB, there is no need to give the user an incentive to upload the content to other users. When viewing the pre-distributed content, no traffic is generated in the NW, so that it is possible to expect a reduction in the NW load in addition to the peak server load. Furthermore, it can easily cope with VCR operations.

ところで、インターネット上で動画コンテンツを配信する場合、セッション受付制御により伝送帯域が各配信セッションに対して確保されている場合にも、パケット到着のバースト性により経由ルータにおいて一時的に輻輳が生じ、伝送パケットが損失する可能性がある。一般に、大容量のリッチコンテンツの圧縮率は高く、僅かな数のパケット損失が生じた場合にも、視聴品質が大きく劣化する可能性がある。そのため損失パケットを何らかの方法で回復する必要がある。単一のサーバから単一のユーザに対して配信を行うユニキャスト(UC:Unicast)配信の場合、受信側が損失パケットの情報をNACKパケットに含めて送信側に送付し、送信側は損失パケットのみを再送するARQ(Automatic Repeat Request)が広く用いられている。   By the way, when distributing video content on the Internet, even if the transmission bandwidth is secured for each distribution session by session admission control, congestion occurs temporarily in the transit router due to burstiness of packet arrival, and transmission Packets can be lost. In general, the compression rate of large-capacity rich content is high, and viewing quality may be greatly degraded even when a small number of packet losses occur. Therefore, it is necessary to recover lost packets by some method. In the case of unicast (UC: Unicast) distribution that distributes to a single user from a single server, the receiving side includes the information of the lost packet in the NACK packet and sends it to the transmitting side, and the transmitting side only receives the lost packet. ARQ (Automatic Repeat Request) is widely used.

MC事前配信においても、ARQを用いることが考えられる。STB(受信ホスト)はパケットの欠損を検出した場合、やはりNACKパケットにより配信サーバ(送信ホスト)にパケットの再送を要求する。再送パケットは、実際に該当パケットが損失したSTBとは無関係に全てのSTBに対してMC配信される。再送パケットが損失した場合には、全STBが受信に成功するまで、同一のパケットを繰り返しMC配信する。   It is conceivable to use ARQ in MC pre-distribution. When the STB (receiving host) detects a packet loss, it again requests the distribution server (transmitting host) to retransmit the packet using a NACK packet. The retransmission packet is MC-delivered to all STBs regardless of the STB in which the corresponding packet is actually lost. When a retransmission packet is lost, the same packet is repeatedly delivered to the MC until all STBs have been successfully received.

また、転送データを固定長のブロックに分割し、各ブロックに対して、送信側で予め冗長パケットを生成し、データパケットと併せて送信することで、パケット損失が発生した場合にも、再送することなく損失パケットを受信側で回復可能とする前方誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)が、MC配信における損失補償方式として検討されている。
FECを用いた方法は、さらにProactive FECとReactive FECに分類される。以下に各々の方法について概要を述べる(例えば、非特許文献2など参照)。
In addition, by dividing the transfer data into fixed-length blocks, a redundant packet is generated on the transmission side in advance for each block, and transmitted together with the data packet, so that it is retransmitted even when packet loss occurs Forward error correction (FEC) that makes it possible to recover lost packets on the receiving side without failure has been studied as a loss compensation method in MC distribution.
The method using FEC is further classified into Proactive FEC and Reactive FEC. The outline of each method will be described below (see, for example, Non-Patent Document 2).

[Proactive FEC]
元々、衛星リンク等、伝送路の環境が悪くビット誤り率が高く、かつ伝送距離が長く再送によって生じる遅延時間の増加が問題となるような環境において、送信側でFEC冗長ビットをデータに付加して伝送することで、ビット誤りが生じた場合にも再送することなく誤り補償を可能とするための技術としてFECが検討されてきた。しかし近年、FEC冗長パケットを送信側で生成し、伝送することで、伝送中にパケットが損失した場合にも再送することになる損失パケットの回復を可能とする技術としての応用が見られる。ここではこのようなProactive FECをMC事前配信に適用することを考える。
[Proactive FEC]
Originally, in environments such as satellite links where the transmission path environment is poor, the bit error rate is high, and the increase in delay time caused by retransmission is long, the FEC redundant bits are added to the data on the transmission side. FEC has been studied as a technique for enabling error compensation without re-transmission even when a bit error occurs through transmission. However, in recent years, an application as a technique that enables recovery of a lost packet that is retransmitted even when a packet is lost during transmission by generating and transmitting an FEC redundant packet on the transmission side is seen. Here, it is considered that such Proactive FEC is applied to MC pre-distribution.

データをk個のパケットから構成されるブロックに分割し、各ブロックに対して、Reed-Solomon符号を用いてn−k個のFEC冗長パケットを生成する。配信サーバは元のデータにFEC冗長パケットを追加したn個のパケットを全STBにMC配信する。STBは、各ブロックにおいてn個のパケットのうち任意のk個以上のパケットを受信できれば、そのブロックを構成するk個のデータパケットを復元することが可能となる。すなわち各ブロックにおいて損失パケット数がn−k個以下である場合、配信サーバからの再送を回避することができる。損失パケットがn−k+1個以上である場合、FECを用いてもブロックを復元することができないため、ブロックを再送する。   Data is divided into blocks composed of k packets, and nk FEC redundant packets are generated using Reed-Solomon codes for each block. The distribution server MC distributes n packets obtained by adding FEC redundant packets to the original data to all STBs. If the STB can receive any k or more packets out of n packets in each block, the STB can restore the k data packets constituting the block. That is, when the number of lost packets in each block is nk or less, retransmission from the distribution server can be avoided. When the number of lost packets is n−k + 1 or more, the block cannot be restored even if FEC is used, so the block is retransmitted.

[Reactive FEC]
前述したProactive FECにおいては、常に各ブロックに対してn個のパケットが全受信ホストにMC配信されるため、特に損失パケット数が少ない場合、多くのFEC冗長パケットが無駄に配信されることになる。このような問題に対して、パケット損失が発生した場合にのみ、必要な数のFEC冗長パケットを配信するReactive FECがMC配信を対象に提案されている。ここではReactive FECをMC事前配信に適用することを考える。
[Reactive FEC]
In the above-described Proactive FEC, MC packets are always delivered to all receiving hosts for each block, and therefore, especially when the number of lost packets is small, many FEC redundant packets are wasted. . In response to such a problem, a reactive FEC that delivers a necessary number of FEC redundant packets only when packet loss occurs has been proposed for MC delivery. Here, it is considered that Reactive FEC is applied to MC pre-distribution.

Proactive FECと同様、配信サーバはデータをk個のパケットから構成されるブロックに分割し、各ブロックに対してn−k個の冗長パケットを生成する。しかしProactive FECと異なり、初回配信時には、各ブロックに対してオリジナルのデータであるk個のパケットのみをMC配信する。各STBは、受信パケットを調べ、各ブロックにおいて損失したパケットの数をNACKパケットにより配信サーバに通知する。配信サーバは、各ブロックに対して、各STBから通知された損失パケット数の最大値に相当する数だけ、事前に生成しておいたFEC冗長パケットを全STBにMC配信する。   Similar to Proactive FEC, the distribution server divides data into blocks composed of k packets and generates nk redundant packets for each block. However, unlike Proactive FEC, at the time of initial delivery, only k packets, which are original data, are delivered to each block by MC. Each STB examines the received packet and notifies the distribution server of the number of packets lost in each block by a NACK packet. The distribution server MC distributes the FEC redundant packets generated in advance to all STBs by the number corresponding to the maximum value of the number of lost packets notified from each STB to each block.

その結果、依然として損失パケット数が多くFEC冗長パケットを用いてもブロックを復元できないSTBは、復元に必要な冗長パケット数をやはりNACKパケットにより配信サーバに通知する。このような処理を、全STBがブロックを復元できるまで反復するが、n−k個の冗長パケットを配信しても依然としてブロックを復元できないSTBが存在する場合には、ブロック単位で再度、k個の全データパケットを再送する。   As a result, the STB that still has a large number of lost packets and cannot restore the block even if the FEC redundant packet is used, also notifies the distribution server of the number of redundant packets necessary for the restoration using the NACK packet. Such a process is repeated until all STBs can restore the blocks. If there are STBs that cannot restore the blocks even after the distribution of nk redundant packets, k blocks are again obtained in units of blocks. Retransmit all data packets.

FECを用いたブロックの復元では、受信できたパケット数がk個以上あれば、それらパケットがどのパケットであるかには無関係に、ブロックを復元することが可能である。そのためSTB間で損失したパケットが異なる場合にも、最大損失パケット数の同一のFEC冗長パケットを全STBに配信することで、全てのSTBはブロックを復元できる。このようにReactive FECはブロックの復元に求められる最小数の冗長パケットを事後に配信するため、Proactive FECと比較して、配信パケット数を低減することが可能である。   In the block restoration using FEC, if the number of received packets is k or more, it is possible to restore the block regardless of which packet these packets are. Therefore, even when packets lost between STBs are different, all STBs can restore blocks by distributing the same FEC redundant packets with the maximum number of lost packets to all STBs. As described above, since the reactive FEC distributes the minimum number of redundant packets required for block restoration after the fact, it is possible to reduce the number of distribution packets as compared with the proactive FEC.

“VoDサービスにおけるブロードキャスト事前配信”、信学技報NS2009−1563.“Broadcast pre-distribution in VoD service”, IEICE Technical Report NS2009-1563. D. Li and D. Cheriton, “Evaluating the Utility of FECwith Reliable Multicast,”IEEE ICNP 99.D. Li and D. Cheriton, “Evaluating the Utility of FECwith Reliable Multicast,” IEEE ICNP 99.

しかしながら、このような従来技術では、マルチキャスト事前配信において、ユーザに対して配信する事前配信コンテンツの損失補償する場合、極めて非効率的であるという問題点があった。   However, such a conventional technique has a problem in that it is extremely inefficient when compensating for loss of pre-distributed content distributed to users in multicast pre-distribution.

すなわち、MC配信の場合にARQを用いると、多数の受信ホストから大量のNACKが送信ホストに送信される可能性があり、また一部の受信ホストのみにおいて損失した場合にも、全受信ホストに対して同一のパケットを再送することになり、極めて非効率的である。
一方、FECについては、無線環境等、ビット誤り率が高くパケットが高い確率で損失する場合を対象に検討されているため、パケット損失率の低い有線のネットワーク上で用いた場合、冗長パケットの転送に伴う転送効率の悪化が懸念される。
In other words, when ARQ is used for MC distribution, a large number of NACKs may be transmitted from a large number of receiving hosts to the transmitting host. On the other hand, the same packet is retransmitted, which is very inefficient.
On the other hand, since FEC is being studied for cases where the bit error rate is high and packets are lost with a high probability, such as in a wireless environment, transfer of redundant packets when used on a wired network with a low packet loss rate. There is concern about the deterioration of transfer efficiency.

また、MC事前配信法においては、ユーザの視聴要求とは無関係に大量のコンテンツをSTBに事前配信するため、ユーザが実際に視聴するコンテンツは事前配信されたコンテンツのごく一部となり、STBをキャッシュと見なした場合、キャッシュヒット率は0.2%〜0.5%と非常に低い。したがって、損失補償が必要なコンテンツは、実際に視聴されるごく一部のコンテンツであるため、全ての事前配信コンテンツに対して損失補償を行うことは、極めて非効率的となる。   In the MC pre-distribution method, a large amount of content is pre-distributed to the STB regardless of the user's viewing request, so the content actually viewed by the user is a small part of the pre-distributed content, and the STB is cached. The cache hit rate is as low as 0.2% to 0.5%. Accordingly, since the content that needs loss compensation is a very small part of the content that is actually viewed, it is extremely inefficient to perform loss compensation for all the pre-delivered content.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ユーザに対して配信する事前配信コンテンツを効率よく損失補償できるマルチキャスト事前配信技術を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a multicast pre-distribution technique capable of efficiently compensating for loss of pre-distributed contents distributed to users.

このような目的を達成するために、本発明にかかるマルチキャスト事前配信方法は、マルチキャスト事前配信装置の事前配信部が、蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信ステップと、各ユーザ側装置の事前配信受信部が、通信網を介してマルチキャスト事前配信装置から配信された事前配信コンテンツを受信して保存する事前配信受信ステップと、各ユーザ側装置の損失検査部が、保存しておいた事前配信コンテンツを再生する際、当該事前配信コンテンツの損失有無を検査する損失検査ステップと、各ユーザ側装置の再送要求部が、損失検査部による事前配信コンテンツの損失検出に応じて、当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求をマルチキャスト事前配信装置へ通知する再送要求ステップと、マルチキャスト事前配信装置の欠損データ配信部が、ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの再送要求に応じて、再送要求で指定された事前配信コンテンツから欠損データを取得し、通信網を介して再送要求元のユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信ステップと、各ユーザ側装置の損失補償部が、再送要求に応じてマルチキャスト事前配信装置から配信された欠損データを受信し、この欠損データに基づいて、保存しておいた事前配信コンテンツの損失を補償する損失補償ステップとを備え、事前配信ステップで、事前配信コンテンツを配信する際、Proactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、事前配信コンテンツを配信するユーザ側装置の数をU、FEC符号化ブロックが損失補償制御により回復できない確率をE BL とした場合、後述の式(4)で求められる、各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数F pro (k)が、最小となるkを用いるようにしたものである。 In order to achieve such an object, according to the multicast pre-distribution method of the present invention, a pre-distribution content selected by the pre-distribution unit of the multicast pre-distribution device from a plurality of stored contents is determined in advance. based on a pre-distribution step of distributing in multicast to a plurality of the user device via a communications network, pre delivery reception section of the user device, is distributed from the multicast pre distribution device via the communication network A pre-delivery reception step for receiving and storing the pre-delivery content, and a loss inspection for inspecting whether or not the pre-delivery content is lost when the loss inspection unit of each user device plays back the pre-delivery content stored. Step and the retransmission request unit of each user side device according to the loss detection of the pre-delivery content by the loss inspection unit A retransmission request step for notifying the multicast pre-distribution device of a retransmission request designating the missing data corresponding to the loss, and the missing data distribution unit of the multicast pre-distribution device is received from any user-side device among the user-side devices. In response to the retransmission request, the missing data distribution step of acquiring the missing data from the pre-delivery content specified in the retransmission request and distributing it to the retransmission requesting user side device via the communication network, and each user side device A loss compensation unit that receives the missing data distributed from the multicast pre-distribution device in response to the retransmission request and compensates for the loss of the stored pre-delivery content based on the missing data. comprising, in prepositioned step, when delivering pre-positioned content, loss complement based on Proactive FEC In this case, the total number of packets of the pre-delivery content is B, the number of original packets constituting each FEC coding block is k, the number of all packets constituting each FEC coding block is n, and the pre-delivery content Is U and the probability that the FEC encoded block cannot be recovered by the loss compensation control is E BL , for loss compensation of each FEC encoded block obtained by the following equation (4). In this example , the minimum number of transfer packets F pro (k) required for the above is used.

また、本発明にかかる他のマルチキャスト事前配信方法は、マルチキャスト事前配信装置の事前配信部が、蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信ステップと、各ユーザ側装置の事前配信受信部が、通信網を介してマルチキャスト事前配信装置から配信された事前配信コンテンツを受信して保存する事前配信受信ステップと、各ユーザ側装置の損失検査部が、保存しておいた事前配信コンテンツを再生する際、当該事前配信コンテンツの損失有無を検査する損失検査ステップと、各ユーザ側装置の再送要求部が、損失検査部による事前配信コンテンツの損失検出に応じて、当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求をマルチキャスト事前配信装置へ通知する再送要求ステップと、マルチキャスト事前配信装置の欠損データ配信部が、ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの再送要求に応じて、再送要求で指定された事前配信コンテンツから欠損データを取得し、通信網を介して再送要求元のユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信ステップと、各ユーザ側装置の損失補償部が、再送要求に応じてマルチキャスト事前配信装置から配信された欠損データを受信し、この欠損データに基づいて、保存しておいた事前配信コンテンツの損失を補償する損失補償ステップとを備え、事前配信ステップで、事前配信コンテンツを配信する際、Reactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、事前配信コンテンツを配信するユーザ側装置の数をU、FEC符号化ブロックが損失補償制御により回復できない確率をEAccording to another multicast pre-distribution method of the present invention, a pre-distribution unit of a multicast pre-distribution device selects a pre-distribution content selected from a plurality of stored contents based on a predetermined distribution schedule. A pre-distribution step of multicast distribution to a plurality of user-side devices via a network, and a pre-distribution receiving unit of each user-side device receives and stores the pre-distributed content distributed from the multicast pre-distribution device via the communication network A pre-delivery reception step, a loss inspection unit of each user side device, when reproducing the stored pre-delivery content, a loss inspection step of inspecting the presence or absence of the pre-delivery content, When the retransmission request unit detects the loss of the pre-distributed content by the loss inspection unit, the retransmission request unit A retransmission request step for notifying a multicast pre-distribution device of a retransmission request designating data, and a missing data distribution unit of the multicast pre-distribution device in response to a retransmission request from any user-side device among user-side devices, The missing data distribution step of acquiring missing data from the pre-distributed content specified in the retransmission request and distributing it to the user side device of the retransmission request via the communication network by unicast, and the loss compensation unit of each user side device, A loss compensation step of receiving lost data distributed from the multicast pre-distribution device in response to the retransmission request and compensating for the loss of the stored pre-delivery content based on the missing data, , When distributing pre-distributed content, distribute with loss compensation control based on Reactive FEC, The total number of packets of pre-delivery content is B, the number of original packets constituting each FEC coding block is k, the number of all packets constituting each FEC coding block is n, and the number of user-side devices that deliver the pre-delivery content U, the probability that the FEC encoded block cannot be recovered by loss compensation control BLBL 、初回配信時の損失パケット数の最大値がjである確率をQ(j)とした場合、後述する式(7)で求められる、各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数FWhen the probability that the maximum number of lost packets at the time of initial delivery is j is Q (j), the transfer required for loss compensation of each FEC encoded block, which is obtained by equation (7) described later Number of packets increased F rearea (k)が、最小となるkを用いるようにしたものである。(K) is such that the minimum k is used.

この際、再送要求ステップで、損失検査ステップで検出された異なる複数の損失を1つの再送要求によりマルチキャスト事前配信装置へ通知するようにしてもよい。At this time, in the retransmission request step, a plurality of different losses detected in the loss inspection step may be notified to the multicast pre-distribution device by one retransmission request.

また、本発明にかかるマルチキャスト事前配信システムは、蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信部と、ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの再送要求に基づいて、事前配信コンテンツから欠損データを取得し、通信網を介して再送要求元のユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信部とを備えるマルチキャスト事前配信装置と、通信網を介してマルチキャスト事前配信装置から配信された事前配信コンテンツを受信して保存する事前配信受信部と、保存しておいた事前配信コンテンツを再生する際、当該事前配信コンテンツの損失有無を検査する損失検査部と、損失検査部による事前配信コンテンツの損失検出に応じて、当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求をマルチキャスト事前配信装置へ通知する再送要求部と、再送要求に応じてマルチキャスト事前配信装置から配信された欠損データを受信し、この欠損データに基づいて、保存しておいた事前配信コンテンツの損失を補償する損失補償部とを備える複数のユーザ側装置とを含み、事前配信ステップで、事前配信コンテンツを配信する際、Proactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、事前配信コンテンツを配信するユーザ側装置の数をU、FEC符号化ブロックが損失補償制御により回復できない確率をEBLとした場合、後述の式(4)で求められる、各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数Fpro(k)が、最小となるkを用いるようにしたものである。 Also, the multicast pre-distribution system according to the present invention distributes pre-delivery content selected from a plurality of stored contents to a plurality of user-side devices via a communication network based on a predetermined distribution schedule. Based on a re-transmission request from the pre-delivery unit and any one of the user-side devices, the missing data is acquired from the pre-delivery content and is transmitted to the user-side device that is the retransmission request source via the communication network. A multicast pre-distribution device including a missing data distribution unit for distribution by casting, a pre-distribution reception unit for receiving and storing pre-distribution content distributed from the multicast pre-distribution device via a communication network, and A loss inspection unit that inspects whether or not the pre-delivery content is lost when playing the pre-delivery content; In response to detection of loss of pre-distributed content by the loss checking unit, a retransmission request unit that notifies the multicast pre-distribution device of a retransmission request specifying missing data corresponding to the loss, and distribution from the multicast pre-distribution device in response to the retransmission request A plurality of user-side devices including a loss compensator that compensates for loss of stored pre-delivery content based on the missing data, and pre-delivery in the pre-delivery step When distributing content, it is distributed by loss compensation control based on Proactive FEC. At this time, the total number of packets of the pre-distributed content is B, the number of original packets constituting each FEC encoded block is k, and each FEC encoded block is N is the number of all the packets that make up, U is the number of user side devices that deliver pre-delivery content, and FE When the probability that the encoded block can not be recovered by the loss compensation control and E BL, determined by Equation (4) described later, the transfer packet increase in the number F pro (k required for the loss compensation of each FEC coding block ) Is the minimum k.

また、本発明にかかる他のマルチキャスト事前配信システムは、蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信部と、ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの再送要求に基づいて、事前配信コンテンツから欠損データを取得し、通信網を介して再送要求元のユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信部とを備えるマルチキャスト事前配信装置と、通信網を介してマルチキャスト事前配信装置から配信された事前配信コンテンツを受信して保存する事前配信受信部と、保存しておいた事前配信コンテンツを再生する際、当該事前配信コンテンツの損失有無を検査する損失検査部と、損失検査部による事前配信コンテンツの損失検出に応じて、当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求をマルチキャスト事前配信装置へ通知する再送要求部と、再送要求に応じてマルチキャスト事前配信装置から配信された欠損データを受信し、この欠損データに基づいて、保存しておいた事前配信コンテンツの損失を補償する損失補償部とを備える複数のユーザ側装置とを含み、事前配信部で、事前配信コンテンツを配信する際、Reactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、事前配信コンテンツを配信するユーザ側装置の数をU、FEC符号化ブロックが損失補償制御により回復できない確率をEBL、初回配信時の損失パケット数の最大値がjである確率をQ(j)とした場合、後述する式(7)で求められる、各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数Frea(k)が、最小となるkを用いるようにしたものである。 Another multicast pre-distribution system according to the present invention multicasts pre-distribution content selected from a plurality of stored contents to a plurality of user side devices via a communication network based on a predetermined distribution schedule. The user side device that obtains the missing data from the pre-delivery content based on the retransmission request from the user side device among the user side device and the pre-distribution unit that distributes in the user side device, via the communication network A multicast pre-distribution device comprising a missing data distribution unit for unicast distribution, a pre-distribution reception unit for receiving and storing pre-distribution content distributed from the multicast pre-distribution device via a communication network, Loss inspection unit that inspects the presence or absence of loss of pre-delivered content when playing pre-delivered content A retransmission request unit for notifying the multicast pre-distribution device of a retransmission request designating missing data corresponding to the loss in response to detection of loss of the pre-delivery content by the loss inspection unit, and a multicast pre-distribution device in response to the retransmission request A plurality of user-side devices including a loss compensation unit that receives the delivered missing data and compensates for the loss of the stored pre-delivered content based on the missing data. When distributing the distribution content, the distribution is performed by loss compensation control based on Reactive FEC. At this time, the total number of packets of the pre-distribution content is B, the number of original packets constituting each FEC encoded block is k, and each FEC encoded block N is the number of all packets that make up the content, U is the number of user side devices that deliver pre-delivery content, Block the loss compensation control E the probability that can not be recovered by BL, when the maximum value of the number of lost packets during first run was probability and the Q (j) is a j, given by Equation (7) described below, each FEC The transfer packet increase number F rea (k) required for the loss compensation of the coding block is used so that k is minimized.

この際、再送要求部で、損失検査部で検出された異なる複数の損失を1つの再送要求によりマルチキャスト事前配信装置へ通知するようにしてもよい。At this time, the retransmission request unit may notify the multicast pre-distribution device of a plurality of different losses detected by the loss inspection unit by one retransmission request.

また、本発明にかかるマルチキャスト事前配信装置は、蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信部と、ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの再送要求に基づいて、事前配信コンテンツから欠損データを取得し、通信網を介して再送要求元のユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信部とを備え、事前配信ステップで、事前配信コンテンツを配信する際、Proactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、事前配信コンテンツを配信するユーザ側装置の数をU、FEC符号化ブロックが損失補償制御により回復できない確率をEBLとした場合、後述の式(4)で求められる、各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数Fpro(k)が、最小となるkを用いるようにしたものである。 The multicast pre-distribution device according to the present invention distributes pre-distribution content selected from a plurality of accumulated contents to a plurality of user-side devices via a communication network based on a predetermined distribution schedule. Based on a re-transmission request from the pre-delivery unit and any one of the user-side devices, the missing data is acquired from the pre-delivery content and is transmitted to the user-side device that is the retransmission request source via the communication network. A loss data distribution unit that distributes by casting, and when distributing the pre-distributed content in the pre-distribution step, the distribution is performed by loss compensation control based on Proactive FEC. At this time, the total number of packets of the pre-distributed content is B, The number of original packets that make up the FEC coding block is k, and all of the FEC coding blocks When n is the number of packets, U is the number of user-side devices that distribute pre-distributed content, and E BL is the probability that the FEC-encoded block cannot be recovered by loss compensation control, The transfer packet increase number F pro (k) necessary for loss compensation of the FEC encoded block is used to minimize k.

また、本発明にかかる他のマルチキャスト事前配信装置は、蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信部と、ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの再送要求に基づいて、事前配信コンテンツから欠損データを取得し、通信網を介して再送要求元のユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信部とを備え、事前配信部で、事前配信コンテンツを配信する際、Reactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、事前配信コンテンツを配信するユーザ側装置の数をU、FEC符号化ブロックが損失補償制御により回復できない確率をEBL、初回配信時の損失パケット数の最大値がjである確率をQ(j)とした場合、後述する式(7)で求められる、各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数Frea(k)が、最小となるkを用いるようにしたものである。 Further, another multicast pre-distribution device according to the present invention multicasts pre-delivery content selected from a plurality of stored content to a plurality of user-side devices via a communication network based on a predetermined distribution schedule. The user side device that obtains the missing data from the pre-delivery content based on the retransmission request from the user side device among the user side device and the pre-distribution unit that distributes in the user side device, via the communication network A unicast-delivered data distribution unit. When the pre-distribution content is distributed by the pre-distribution unit, the pre-distribution content is distributed by loss compensation control based on Reactive FEC. , K is the number of original packets making up each FEC coding block, and all packets making up each FEC coding block. N is the number of packets, U is the number of user-side devices that deliver pre-delivery content, E BL is the probability that the FEC-encoded block cannot be recovered by loss compensation control, and the maximum number of lost packets at the time of initial delivery is j When a certain probability is defined as Q (j), the transfer packet increase number F rea (k) required for loss compensation of each FEC coding block, which is obtained by Expression (7) described later, is minimized. Is used.

本発明によれば、マルチキャスト事前配信装置とユーザ側装置との間でやり取りされる欠損データは、実際に再生要求のあった事前配信コンテンツに限定されるため、再生要求のない事前配信コンテンツについて欠損データのやり取りを省くことができ、極めて効率よく事前配信コンテンツに対する損失補償を行うことが可能となる。
また、マルチキャスト事前配信装置とユーザ側装置との間でやり取りされる欠損データは、実際に事前配信コンテンツを再生するユーザ側装置に限定されるため、再生要求のないユーザ側装置との欠損データのやり取りを省くことができ、極めて効率よく事前配信コンテンツに対する損失補償を行うことが可能となる。
According to the present invention, the missing data exchanged between the multicast pre-distribution device and the user-side device is limited to the pre-delivery content that has actually been requested to be reproduced. Data exchange can be omitted, and loss compensation for pre-delivered content can be performed very efficiently.
Moreover, since the missing data exchanged between the multicast pre-distribution device and the user-side device is limited to the user-side device that actually reproduces the pre-delivery content, Exchanges can be omitted, and loss compensation for pre-delivered contents can be performed very efficiently.

本実施の形態にかかるマルチキャスト事前配信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multicast pre-distribution system concerning this Embodiment. マルチキャスト事前配信システムの動作を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows operation | movement of a multicast pre-delivery system. Proactive FECにおけるパラメタkに対する転送パケット増加数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the transfer packet increase number with respect to the parameter k in Proactive FEC. Reactive FECにおけるパラメタkに対する転送パケット増加数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the transfer packet increase number with respect to the parameter k in Reactive FEC. パケット損失率に対するFEC冗長パケット数の最適値を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the optimal value of the number of FEC redundant packets with respect to a packet loss rate. パケット損失率に対する転送延べ時間比率の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the transfer total time ratio with respect to a packet loss rate. パケット損失率に対するNACKパケット数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the number of NACK packets with respect to a packet loss rate. パケット損失率に対するNW負荷の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of NW load with respect to a packet loss rate. パケット損失率に対するNW負荷の変化(NACK考慮)を示すグラフである。It is a graph which shows the change of NW load with respect to a packet loss rate (NACK consideration).

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
[マルチキャスト事前配信システム]
まず、図1を参照して、本発明の本実施の形態にかかるマルチキャスト事前配信システムについて説明する。図1は、本実施の形態にかかるマルチキャスト事前配信システムの構成を示すブロック図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Multicast pre-distribution system]
First, a multicast pre-distribution system according to this embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multicast pre-distribution system according to the present embodiment.

このマルチキャスト事前配信システム1は、インターネットなどの通信網30を介して接続された複数のユーザ側装置20に対して、予め蓄積されているコンテンツから選択した、人気の高いコンテンツなどの事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網30を介してマルチキャストで配信するシステムである。   This multicast pre-distribution system 1 sends pre-distribution contents such as popular contents selected from pre-stored contents to a plurality of user-side devices 20 connected via a communication network 30 such as the Internet. This is a system that distributes by multicast via the communication network 30 based on a predetermined distribution schedule.

従来のマルチキャスト事前配信方法においては、ユーザの視聴要求とは無関係に大量のコンテンツをSTBに事前配信するため、ユーザが実際に視聴するコンテンツは事前配信されたコンテンツのごく一部となり、STBをキャッシュと見なした場合、キャッシュヒット率は0.2%〜0.5%と非常に低い。一方、損失補償が必要なコンテンツは実際に視聴されるごく一部のコンテンツであり、全ての事前配信コンテンツに対して損失補償を行う必要はない。   In the conventional multicast pre-distribution method, since a large amount of content is pre-distributed to the STB regardless of the user's viewing request, the content actually viewed by the user is a small part of the pre-distributed content, and the STB is cached. The cache hit rate is as low as 0.2% to 0.5%. On the other hand, the content that requires loss compensation is a very small part of the content that is actually viewed, and it is not necessary to perform loss compensation for all the pre-delivered content.

本発明は、このような観点から、マルチキャスト事前配信時には、欠損データに対する損失補償制御を行わず、ユーザが事前配信されたコンテンツを視聴するタイミングで、該当コンテンツの損失パケットを要求ユーザに対してユニキャストで配信するようにしたものである。
再送パケットは、ユニキャストで配信されるため、マルチキャストで再送パケットやFEC冗長パケットを配信する場合と比較して、NW内を流れるトラヒックやマルチキャスト事前配信装置10の負荷は増加するものの、実際に視聴されるコンテンツのみを対象に損失パケットを再送することで、損失補償のために要するトラヒック量の低減が期待される。
From this point of view, the present invention does not perform loss compensation control for missing data at the time of multicast pre-delivery, and at the timing when the user views the pre-delivered content, the lost packet of the corresponding content is unified to the requesting user. It is intended to be delivered by casting.
Since the retransmitted packet is distributed by unicast, the traffic flowing in the NW and the load on the multicast predistribution device 10 increase compared to the case of distributing the retransmitted packet and the FEC redundant packet by multicast, but the packet is actually viewed. By retransmitting a lost packet for only the content to be processed, a reduction in the amount of traffic required for loss compensation is expected.

すなわち、本実施の形態は、マルチキャスト事前配信装置10において、選択した事前配信コンテンツを配信スケジュールに基づいて複数のユーザ側装置へ、欠損データに対する損失補償制御を行うことなくマルチキャストで配信し、各ユーザ側装置20において、マルチキャスト事前配信装置10から受信して保存しておいた事前配信コンテンツを再生する際に当該事前配信コンテンツの損失有無を検査し、損失検出に応じて当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求をマルチキャスト事前配信装置10へ通知し、マルチキャスト事前配信装置10において、いずれかのユーザ側装置20からの再送要求に応じて、指定された事前配信コンテンツから欠損データを取得して、再送要求元のユーザ側装置20へユニキャストで配信し、ユーザ側装置20において、再送要求に応じてマルチキャスト事前配信装置から受信した欠損データに基づいて、保存しておいた事前配信コンテンツの損失を補償するようにしたものである。   That is, according to the present embodiment, the multicast pre-distribution device 10 distributes the selected pre-distribution content to a plurality of user-side devices based on the distribution schedule without performing loss compensation control for missing data, When the pre-delivery content received from the multicast pre-distribution device 10 and stored in the side device 20 is reproduced, the pre-delivery content is checked for loss, and the loss data corresponding to the loss is detected according to the loss detection. Is transmitted to the multicast pre-distribution device 10, and the multicast pre-distribution device 10 acquires missing data from the specified pre-distribution content in response to the retransmission request from any user-side device 20. Unicast to the user side device 20 that is the retransmission request source. In the user device 20, based on the missing data received from the multicast prepositioning device in response to a retransmission request, it is obtained so as to compensate for the loss of pre-positioned content that has been saved.

[マルチキャスト事前配信装置]
次に、図1を参照して、本実施の形態にかかるマルチキャスト事前配信システム1で用いられるマルチキャスト事前配信装置10の構成について説明する。
このマルチキャスト事前配信装置10は、全体としてサーバ装置などの情報処理装置からなり、主な機能部として、コンテンツ蓄積部11、事前配信部12、および欠損データ配信部13が設けられている。
[Multicast pre-distribution device]
Next, with reference to FIG. 1, the structure of the multicast pre-distribution apparatus 10 used with the multicast pre-distribution system 1 concerning this Embodiment is demonstrated.
The multicast pre-distribution device 10 includes an information processing device such as a server device as a whole, and a content storage unit 11, a pre-distribution unit 12, and a missing data distribution unit 13 are provided as main functional units.

コンテンツ蓄積部11は、ハードディスクなどの記憶装置からなり、映画やTVドラマなどの複数のコンテンツを予め蓄積する機能を有している。
事前配信部12は、コンテンツ蓄積部11に蓄積されている各コンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網30を介して複数のユーザ側装置20へ、欠損データに対する損失補償制御を行うことなくマルチキャストで配信する機能を有している。なお、欠損データに対する損失補償制御を行うことなくマルチキャストで配信するプロトコルについては、前述したコンテンツをリアルタイムで配信する従来のコンテンツ配信システムで用いられているものと同等である。
The content storage unit 11 includes a storage device such as a hard disk, and has a function of storing a plurality of contents such as movies and TV dramas in advance.
The pre-distribution unit 12 transmits the pre-distribution content selected from each content stored in the content storage unit 11 to the plurality of user devices 20 via the communication network 30 based on a predetermined distribution schedule. It has a function to distribute by multicast without performing loss compensation control for. Note that the multicast distribution protocol without performing loss compensation control for missing data is the same as that used in the conventional content distribution system that distributes the above-mentioned content in real time.

欠損データ配信部13は、通信網30を介し受信した、ユーザ側装置20のうちのいずれかのユーザ側装置20からの再送要求に応じて、当該再送要求で指定されたコンテンツ蓄積部11の事前配信コンテンツから、当該再送要求で指定された欠損データを取得する機能と、取得した欠損データを、通信網30を介して再送要求元のユーザ側装置20へユニキャストで配信する機能とを有している。   In response to a retransmission request from any one of the user side devices 20 received via the communication network 30, the missing data distribution unit 13 pre-loads the content storage unit 11 specified by the retransmission request. A function of acquiring the missing data specified in the retransmission request from the distribution content, and a function of distributing the acquired missing data to the user apparatus 20 as a retransmission request source via the communication network 30 by unicast. ing.

マルチキャスト事前配信装置10には、一般的な情報処理装置に設けられているデータ通信機能や演算処理機能が設けられている。事前配信部12および欠損データ配信部13については、これらデータ通信機能や演算処理機能で実現すればよい。   The multicast pre-distribution apparatus 10 is provided with a data communication function and an arithmetic processing function that are provided in a general information processing apparatus. The pre-distribution unit 12 and the missing data distribution unit 13 may be realized by these data communication functions and arithmetic processing functions.

[ユーザ側装置]
次に、図1を参照して、本実施の形態にかかるマルチキャスト事前配信システム1で用いられるユーザ側装置20の構成について説明する。
このユーザ側装置20は、全体としてセットトップボックス(STB:Set Top Box)、STBとTVやパソコンなどのコンテンツ再生装置の組合せ、あるいはSTPの機能を含むコンテンツ再生装置からなり、主な機能部として、事前配信受信部21、コンテンツ保存部22、コンテンツ再生部23、損失検査部24、再送要求部25、および損失補償部26が設けられている。
[User equipment]
Next, the configuration of the user side device 20 used in the multicast pre-distribution system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The user side device 20 is composed of a set top box (STB), a combination of STB and a content playback device such as a TV or a personal computer, or a content playback device including an ST P function. As shown, a pre-delivery reception unit 21, a content storage unit 22, a content reproduction unit 23, a loss inspection unit 24, a retransmission request unit 25, and a loss compensation unit 26 are provided.

事前配信受信部21は、通信網30を介してマルチキャスト事前配信装置10からマルチキャストで配信された事前配信コンテンツを受信して、コンテンツ保存部22へ保存する機能を有している。
コンテンツ保存部22は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、事前配信受信部21で受信した事前配信コンテンツを保存する機能を有している。
コンテンツ再生部23は、ユーザの再生要求操作において、コンテンツ保存部22から指定された事前配信コンテンツを読み出して再生する機能を有している。
The pre-delivery reception unit 21 has a function of receiving pre-delivery content distributed by multicast from the multicast pre-distribution device 10 via the communication network 30 and storing it in the content storage unit 22.
The content storage unit 22 includes a storage device such as a hard disk or a semiconductor memory, and has a function of storing the pre-distributed content received by the pre-distribution receiving unit 21.
The content reproduction unit 23 has a function of reading and reproducing the pre-distributed content designated from the content storage unit 22 in the user's reproduction request operation.

損失検査部24は、コンテンツ保存部22に保存されている事前配信コンテンツを再生する際、コンテンツ保存部22から再生対象となる事前配信コンテンツを読み出して、事前配信コンテンツを構成するデータの損失有無を検査する機能を有している。   When reproducing the pre-distributed content stored in the content storage unit 22, the loss inspection unit 24 reads the pre-distributed content to be reproduced from the content storage unit 22 and determines whether or not the data constituting the pre-distributed content is lost. Has a function to inspect.

再送要求部25は、損失検査部24により事前配信コンテンツからデータの損失が検出された場合、当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求を、通信網30を介してマルチキャスト事前配信装置10へ通知する機能を有している。   When the loss inspection unit 24 detects a loss of data from the pre-delivery content, the retransmission request unit 25 sends a retransmission request designating missing data corresponding to the loss to the multicast pre-distribution device 10 via the communication network 30. It has a function to notify.

損失補償部26は、再送要求部25から通知した再送要求に応じてマルチキャスト事前配信装置10から配信された欠損データを、通信網30を介して受信する機能と、この欠損データに基づいて、コンテンツ保存部22に保存されている事前配信コンテンツのうち、再生対象となる事前配信コンテンツの損失を補償する機能とを有している。   The loss compensator 26 receives the missing data distributed from the multicast pre-distribution device 10 in response to the retransmission request notified from the retransmission request unit 25 via the communication network 30, and the content based on the missing data. Among the pre-distributed contents stored in the storage unit 22, it has a function of compensating for the loss of the pre-distributed contents to be reproduced.

ユーザ側装置20には、一般的なSTBやコンテンツ再生装置に設けられているデータ通信機能や演算処理機能が設けられている。事前配信受信部21、コンテンツ再生部23、損失検査部24、再送要求部25,および損失補償部26については、これらデータ通信機能や演算処理機能で実現すればよい。   The user side device 20 is provided with a data communication function and an arithmetic processing function provided in a general STB or content reproduction device. The pre-distribution receiving unit 21, the content reproduction unit 23, the loss inspection unit 24, the retransmission request unit 25, and the loss compensation unit 26 may be realized by these data communication functions and arithmetic processing functions.

[本実施の形態の動作]
次に、図2を参照して、本実施の形態にかかるマルチキャスト事前配信システム1の動作について説明する。図2は、マルチキャスト事前配信システムの動作を示すシーケンス図である。
[Operation of this embodiment]
Next, the operation of the multicast pre-distribution system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sequence diagram showing the operation of the multicast pre-distribution system.

マルチキャスト事前配信装置10の事前配信部12は、予め定めた配信スケジュールに基づいて配信タイミングが到来した場合、コンテンツ蓄積部11に蓄積されている各コンテンツから、配信スケジュールで指定された事前配信コンテンツを選択し、通信網30を介して配信スケジュールで指定された複数のユーザ側装置20へ、欠損データに対する損失補償制御を行うことなくマルチキャストで配信する(ステップ100)。   The pre-distribution unit 12 of the multicast pre-distribution device 10 receives the pre-distribution content specified in the distribution schedule from each content stored in the content storage unit 11 when the distribution timing comes based on a predetermined distribution schedule. Select and distribute to the plurality of user devices 20 specified in the distribution schedule via the communication network 30 by multicast without performing loss compensation control on the missing data (step 100).

これに応じて、ユーザ側装置20の事前配信受信部21は、通信網30を介してマルチキャスト事前配信装置10からマルチキャストで配信された事前配信コンテンツを受信して、コンテンツ保存部22へ保存する(ステップ101)。この際、欠損データに対する損失補償制御が行われないことから、受信した事前配信コンテンツに損失を含む可能性がある。   In response to this, the pre-delivery reception unit 21 of the user-side device 20 receives the pre-delivery content distributed by multicast from the multicast pre-distribution device 10 via the communication network 30 and stores it in the content storage unit 22 ( Step 101). At this time, since loss compensation control is not performed on missing data, there is a possibility that the received pre-distributed content includes a loss.

この後、ユーザ側装置20において、ユーザが事前配信コンテンツの再生を要求した場合、損失検出部24は、コンテンツ保存部22から再生対象となる事前配信コンテンツを読み出して、事前配信コンテンツを構成するデータの損失有無を検査する(ステップ111)。
ここで、データの損失が見つからなかった場合(ステップ112:NO)、コンテンツ再生部23は、コンテンツ保存部22から再生対象となる事前配信コンテンツを読み出して、画面表示装置により再生する(ステップ117)。
Thereafter, in the user-side device 20, when the user requests the reproduction of the pre-distributed content, the loss detection unit 24 reads the pre-distributed content to be reproduced from the content storage unit 22 and configures the pre-distributed content. The presence or absence of loss is inspected (step 111).
If no data loss is found (step 112: NO), the content playback unit 23 reads the pre-delivery content to be played back from the content storage unit 22 and plays it back on the screen display device (step 117). .

一方、データの損失が見つかった場合(ステップ112:YES)、再送要求部25は、見つかった損失に対応する欠損データを指定した再送要求を、通信網30を介してマルチキャスト事前配信装置10へ通知する(ステップ113)。   On the other hand, when a data loss is found (step 112: YES), the retransmission request unit 25 notifies the multicast pre-distribution apparatus 10 via the communication network 30 of a retransmission request specifying missing data corresponding to the found loss. (Step 113).

マルチキャスト事前配信装置10の欠損データ配信部13は、通信網30を介し受信した、ユーザ側装置20のうちのいずれかのユーザ側装置20からの再送要求に応じて、当該再送要求で指定されたコンテンツ蓄積部11の事前配信コンテンツから、当該再送要求で指定された欠損データを取得し(ステップ114)、取得した欠損データを、通信網30を介して再送要求元のユーザ側装置20へユニキャストで配信する(ステップ115)。   The missing data distribution unit 13 of the multicast pre-distribution device 10 is designated by the retransmission request in response to the retransmission request from any of the user-side devices 20 received via the communication network 30. The missing data specified in the retransmission request is acquired from the pre-distributed content in the content storage unit 11 (step 114), and the acquired missing data is unicast to the user side device 20 that is the retransmission request source via the communication network 30. (Step 115).

ユーザ側装置20の損失補償部26は、再送要求部25から通知した再送要求に応じてマルチキャスト事前配信装置10から配信された欠損データを、通信網30を介して受信し、この欠損データに基づいて、コンテンツ保存部22に保存されている事前配信コンテンツのうち、再生対象となる事前配信コンテンツの損失を補償する(ステップ116)。
この後、コンテンツ再生部23は、コンテンツ保存部22から損失補償された再生対象となる事前配信コンテンツを読み出して、画面表示装置により再生する(ステップ117)。
The loss compensation unit 26 of the user-side device 20 receives the missing data distributed from the multicast pre-distribution device 10 in response to the retransmission request notified from the retransmission request unit 25 via the communication network 30, and based on this missing data. Thus, the loss of the pre-distributed content to be reproduced among the pre-distributed content stored in the content storage unit 22 is compensated (step 116).
Thereafter, the content playback unit 23 reads out the pre-delivery content to be played back that has been compensated for loss from the content storage unit 22 and plays it back on the screen display device (step 117).

[本実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、マルチキャスト事前配信装置10において、選択した事前配信コンテンツを配信スケジュールに基づいて複数のユーザ側装置へ、欠損データに対する損失補償制御を行うことなくマルチキャストで配信し、各ユーザ側装置20において、マルチキャスト事前配信装置10から受信して保存しておいた事前配信コンテンツを再生する際に当該事前配信コンテンツの損失有無を検査し、損失検出に応じて当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求をマルチキャスト事前配信装置10へ通知し、マルチキャスト事前配信装置10において、いずれかのユーザ側装置20からの再送要求に応じて、指定された事前配信コンテンツから欠損データを取得して、再送要求元のユーザ側装置20へユニキャストで配信し、ユーザ側装置20において、再送要求に応じてマルチキャスト事前配信装置から受信した欠損データに基づいて、保存しておいた事前配信コンテンツの損失を補償するようにしたものである。
[Effects of the present embodiment]
As described above, according to the present embodiment, the multicast pre-distribution device 10 distributes the selected pre-delivery content to the plurality of user-side devices based on the distribution schedule without performing loss compensation control for the missing data, Each user device 20 checks whether or not the pre-distributed content is lost when reproducing the pre-distributed content received and stored from the multicast pre-distributed device 10 and responds to the loss according to the loss detection. The multicast pre-distribution device 10 is notified of the retransmission request designating the missing data, and the multicast pre-distribution device 10 acquires the missing data from the designated pre-delivery content in response to the retransmission request from any of the user side devices 20 And unicast to the user side device 20 of the retransmission request source In the user device 20, based on the missing data received from the multicast prepositioning device in response to a retransmission request, it is obtained so as to compensate for the loss of pre-positioned content that has been saved.

これにより、マルチキャスト事前配信装置10とユーザ側装置20との間でやり取りされる欠損データは、実際に再生要求のあった事前配信コンテンツに限定されるため、再生要求のない事前配信コンテンツについて欠損データのやり取りを省くことができ、極めて効率よく事前配信コンテンツに対する損失補償を行うことが可能となる。
また、マルチキャスト事前配信装置10とユーザ側装置20との間でやり取りされる欠損データは、実際に事前配信コンテンツを再生するユーザ側装置20に限定されるため、再生要求のないユーザ側装置20との欠損データのやり取りを省くことができ、極めて効率よく事前配信コンテンツに対する損失補償を行うことが可能となる。
As a result, the missing data exchanged between the multicast pre-distribution device 10 and the user-side device 20 is limited to the pre-delivery content that has actually been requested to be reproduced. Exchange can be omitted, and loss compensation for pre-delivered content can be performed very efficiently.
In addition, since the missing data exchanged between the multicast pre-distribution device 10 and the user-side device 20 is limited to the user-side device 20 that actually reproduces the pre-delivery content, Exchange of missing data can be omitted, and loss compensation for pre-delivered content can be performed very efficiently.

[マルチキャスト事前配信装置に対する負荷量]
本実施の形態において、マルチキャスト事前配信装置10からユーザ側装置20へ配信される再送パケットの配信に要するログ期間中の総時間TRCを、MC事前配信のログ期間中の総配信時間TPで除した値をφSと定義する。本実施の形態がマルチキャスト事前配信装置10に与える負荷を評価する尺度としてφSを用いる。ηを事前配信コンテンツの利用率と定義すると、ηはログ期間中に全てのユーザの事前配信コンテンツの総延べ視聴時間TPVを、ログ期間中のMC事前配信の総延べ配信時間TPで除した値で与えられる。各ユーザは各々独立にコンテンツを視聴すると仮定すると、ユーザ数がUのときTRC=UηqPとなるため、φSは次の式(1)で得られる。

Figure 0005592235
[Load on multicast pre-distribution device]
In the present embodiment, the total time T RC during the log period required for the retransmission packet distributed from the multicast pre-distribution device 10 to the user side device 20 is the total distribution time T P during the MC pre-distribution log period. The divided value is defined as φ S. Φ S is used as a measure for evaluating the load applied to multicast pre-distribution apparatus 10 in the present embodiment. When you define a η and utilization of pre-positioned content, η is the total Total viewer hours T PV of pre-positioned content of all of the user during the log period, divided by the total total delivery time T P of MC pre-positioned in the log period Is given as a value. Assuming that each user views content independently, when the number of users is U, T RC = U ηq T P , so φ S is obtained by the following equation (1).
Figure 0005592235

[NWに対する負荷量]
本実施の形態において、マルチキャスト事前配信装置10からユーザ側装置20へ配信される再送パケットのトラヒックが各リンクを流れる量の平均値VRCを、MC事前配信によって配信されるトラヒックが各リンクを流れる量の平均値VPで除した値をφLと定義する。本実施の形態がNW、すなわち各リンクに与える負荷を評価する尺度としてφLを用いる。1つのパケットをMCで全ユーザに配信する場合に経由する総ホップ長をHMCとすると、N−1本のリンクがMSTを構成することからHMC=N−1となる。またUN配信時の配信フローの平均ホップ長をHUCとすると、HUCはマルチキャスト事前配信装置10から他の各ノードに至る最短ホップ経路の平均ホップ長となり、各NWにおいて固有の値となる。
[Load to NW]
In the present embodiment, the average value V RC of the amount of retransmission packet traffic distributed from the multicast pre-distribution device 10 to the user-side device 20 flows through each link, and the traffic distributed by MC pre-distribution flows through each link The value divided by the average value V P of the quantity is defined as φ L. This embodiment is NW, i.e. using phi L as a measure for evaluating the load applied to each link. When the total hop length via single packet if delivery to all users in MC and H MC, the H MC = N-1 from the N-1 pieces of link composing the MST. Also, assuming that the average hop length of the distribution flow at the time of UN distribution is H UC , H UC is the average hop length of the shortest hop route from the multicast pre-distribution device 10 to each other node, and is a unique value in each NW.

また、マルチキャスト事前配信装置10からUCで任意の1つのノードにパケットを転送した場合に各リンクに加わる平均負荷は、MCで全ノードに配信した場合の平均負荷のHUC/HMC倍となることから、VRC=φS・HUC/HMCとなる。よって、φLは、次の式(2)で与えられる。

Figure 0005592235
この際、HUC<HMCであることから、φL<φSとなる。したがって、本実施の形態がNWに与える影響は、マルチキャスト事前配信装置10に与える影響と比較して小さいことが分かる。 In addition, when a packet is transferred from the multicast pre-distribution apparatus 10 to any one node by UC, the average load applied to each link is H UC / H MC times the average load when it is distributed to all nodes by MC. Therefore, V RC = φ S · H UC / H MC Therefore, φ L is given by the following equation (2).
Figure 0005592235
At this time, since H UC <H MC , φ LS is satisfied. Therefore, it can be seen that the influence of the present embodiment on the NW is smaller than the influence on the multicast pre-distribution apparatus 10.

[NACKへの損失パケット情報の集約]
また、本実施の形態では、ユーザ側装置20の再送要求部25において、損失検査部24で検出された、同一事前配信コンテンツ内の異なる複数の損失を1つの再送要求によりマルチキャスト事前配信装置10へ通知するようにしてもよい。
前述した従来の損失補償法は、各パケットもしくは各ブロックがユーザ側装置20に配信された時点でそのパケットやブロックに対する損失補償が行われるため、損失パケットの情報をマルチキャスト事前配信装置10に伝えるために、各パケットや各ブロックに対してNACKが各ユーザ側装置20からマルチキャスト事前配信装置10に送信される。
[Aggregation of lost packet information into NACK]
In the present embodiment, the retransmission request unit 25 of the user-side device 20 detects a plurality of different losses detected in the loss inspection unit 24 in the same pre-distributed content to the multicast pre-distribution device 10 by one retransmission request. You may make it notify.
In the conventional loss compensation method described above, loss compensation is performed for each packet or block when the packet or each block is delivered to the user side device 20, so that information on the lost packet is transmitted to the multicast pre-distribution device 10. In addition, a NACK is transmitted from each user side device 20 to the multicast pre-distribution device 10 for each packet or each block.

一方、本実施の形態では、既にデータの全体がユーザ側装置20に保存された事前配信コンテンツを対象にデータの損失を確認し、その損失をマルチキャスト事前配信装置10へ通知するため、事前配信コンテンツ全体を構成する全パケットを対象に損失したパケットの情報を、少数のNACKパケットに集約することが可能となる。各NACKパケットにはヘッダ情報が付加されるため、NACKパケット数を抑えることで損失補償のための制御トラヒック量の低減が期待される。   On the other hand, in the present embodiment, in order to confirm the loss of data for the pre-distributed content in which the entire data has already been stored in the user-side device 20, and to notify the multicast pre-distributed device 10 of the loss, the pre-distributed content It is possible to aggregate information on packets lost for all the packets constituting the whole into a small number of NACK packets. Since header information is added to each NACK packet, a reduction in the amount of control traffic for loss compensation is expected by suppressing the number of NACK packets.

本実施の形態において、各コンテンツのパケット損失補償のために必要となるNACKパケットのデータ量について考察する。一つのコンテンツを構成するパケット数がZであるとき、log2Zビットのペイロード領域を用いて各構成パケットの位置を表現することができる。例えばChina Telecomが提供する商用VoDサービスPowerInfo VoDシステムにおける最大コンテンツのサイズは2.5Gバイトであり、最大パケットサイズを1,500バイトとすると約1.7×106個のパケットに相当する。この場合、21ビットで各コンテンツを構成する各パケットの位置を表現可能である。より大きなコンテンツに対しても提案方式でパケット損失補償を行うことを想定し、ここでは4バイトのペイロード領域で各損失パケットの位置を表現することを考える。 In the present embodiment, the amount of NACK packet data required for packet loss compensation of each content will be considered. When the number of packets constituting one content is Z, the position of each constituent packet can be expressed using a payload area of log 2 Z bits. For example, in the commercial VoD service PowerInfo VoD system provided by China Telecom, the maximum content size is 2.5 Gbytes, and if the maximum packet size is 1,500 bytes, it corresponds to about 1.7 × 10 6 packets. In this case, the position of each packet constituting each content can be expressed by 21 bits. Assuming that packet loss compensation is performed by the proposed method even for larger contents, it is assumed here that the position of each lost packet is expressed by a 4-byte payload area.

NACKパケットのヘッダ領域の大きさを28バイトとすると、コンテンツ全体でz個のパケットが損失した場合、z/368を下回らない最小の整数(切り上げ)で求められるc個のNACKパケットを用いてマルチキャスト事前配信装置10に損失パケットを伝えることが可能であり、そのためのNACKパケット転送によって生じるトラヒック量は28c+4zバイトとなる。   Assuming that the size of the header area of the NACK packet is 28 bytes, when z packets are lost in the entire content, multicast is performed using c NACK packets obtained by a minimum integer (rounded up) that does not fall below z / 368. It is possible to transmit a lost packet to the pre-distribution apparatus 10, and the traffic amount caused by the NACK packet transfer for that purpose is 28c + 4z bytes.

[性能評価]
次に、本発明にかかるマルチキャスト事前配信システムの性能評価について説明する。
[Performance evaluation]
Next, performance evaluation of the multicast pre-distribution system according to the present invention will be described.

[評価に用いたVoDアクセスログデータ]
評価にはChina Telecomが提供する商用VoDサービスPowerInfo VoDシステムにおいて収集されたアクセスログデータを用いた。本ログデータには2004年6月から12月の7ヶ月間に発生した20,921,657の全配信要求が含まれており、総コンテンツ数は6,735、総ユーザ数は37,360である。45分と90分の長さを有するコンテンツが各々、全体の約4割ずつを占めており、平均コンテンツ長Sは3,510秒である。アクセス回線のダウンリンク容量をAd=10Mbps、コンテンツの再生レートをR=2Mbpsに設定する。γ=4、MC事前配信レートはRb=8Mbps、1日あたりの平均MC事前配信コンテンツ数はX=98.46となる。MC事前配信のために常時、Rb/R=4本のUC配信に相当する負荷がマルチキャスト事前配信装置10に加わる。
[VoD access log data used for evaluation]
For the evaluation, access log data collected in a commercial VoD service PowerInfo VoD system provided by China Telecom was used. This log data includes all distribution requests for 20,921,657 that occurred in the seven months from June to December 2004. The total number of contents is 6,735 and the total number of users is 37,360. is there. The contents having a length of 45 minutes and 90 minutes each occupy about 40% of the total, and the average content length S is 3,510 seconds. The downlink capacity of the access line is set to A d = 10 Mbps, and the content playback rate is set to R = 2 Mbps. γ = 4, MC pre-delivery rate is R b = 8 Mbps, and the average number of MC pre-delivery contents per day is X = 98.46. A load equivalent to R b / R = 4 UC distributions is always applied to the multicast pre-distribution apparatus 10 for MC pre-distribution.

[FECにおける設計値]
Proactive FECにおいては、FECのパラメタ、すなわちFEC符号化ブロック数を示すnと各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数を示すkの値をどのように設計するかが課題である。nに関しては、大きなほどFECの効率が向上するが、一方で冗長パケット生成のためのコーディング計算量が増加する。本評価ではn=255に設定する。kの設計法については、新たに以下に示す設定法を用いる。
[Design value in FEC]
In Proactive FEC, the problem is how to design FEC parameters, that is, n indicating the number of FEC encoded blocks and k indicating the number of original packets constituting each FEC encoded block. Regarding n, the greater the efficiency of FEC, the more the coding calculation amount for generating redundant packets increases. In this evaluation, n = 255 is set. For the design method of k, the following setting method is newly used.

各パケットは独立に確率qで損失すると仮定する。各ブロックにおいてn−k+1個以上のパケットが損失した場合にブロックをFECで回復できなくなるため、各ブロックがFECによって回復できない確率EBLは、次の式(3)で求められる。

Figure 0005592235
Assume that each packet is independently lost with probability q. When n−k + 1 or more packets are lost in each block, the block cannot be recovered by FEC. Therefore, the probability E BL that each block cannot be recovered by FEC is obtained by the following equation (3).
Figure 0005592235

ユーザ数がUであるとき、U人のユーザの中で1人以上、回復できないユーザが存在する場合に、そのブロックを再送することになるため、各ブロックを再送する確率をEとすると、E=1−(1−EBLUとなる。qが低い場合、同じブロックが2回以上、繰り返し再送となる確率は小さいため、再送は各ブロックにおいて高々一度だけ発生すると見なすと、各ブロックの損失補償のために必要となる転送パケットの増加数Fpro(k)は、次の式(4)で求められる。ただし、式(4)において、Bはコンテンツを構成する総パケット数である。ここでは、kの値として、Fpro(k)を最小化する値を設定するものとする。

Figure 0005592235
When the number of users is U, when there are one or more unrecoverable users among U users, the block is retransmitted. Therefore, if the probability of retransmitting each block is E, E = 1- (1-E BL ) U If q is low, the probability that the same block will be repeatedly retransmitted more than once is small. Therefore, assuming that retransmission occurs at most once in each block, the increase in the number of transfer packets required for loss compensation of each block F pro (k) is obtained by the following equation (4). However, in Formula (4), B is the total number of packets constituting the content. Here, a value that minimizes F pro (k) is set as the value of k.
Figure 0005592235

一方、Reactive FECにおいても、やはりFECのパラメタnとkの値をどのように設計するかが課題である。nに関しては、やはりn=255に設定する。またkに関しては、以下に示す設定法を用いる。   On the other hand, the reactive FEC also has a problem of how to design the values of the FEC parameters n and k. For n, it is also set to n = 255. For k, the following setting method is used.

前述と同様に、各パケットは独立に確率qで損失すると仮定すると、初回配信時に各ブロックを構成するk個のパケットの中でi個のパケットを損失する確率P(i)は、次の式(5)で求められる。

Figure 0005592235
Similarly to the above, assuming that each packet is lost independently with probability q, the probability P (i) of losing i packets among k packets constituting each block at the time of initial delivery is Calculated in (5).
Figure 0005592235

また、ユーザ数がUであるとき、初回配信時の損失パケット数の最大値がjである確率をQ(j)とすると、j≧1の場合には、次の式(6)となり、j=0の場合にはQ(0)={P(o)}Uとなる。

Figure 0005592235
Further, when the number of users is U and the probability that the maximum number of lost packets at the time of initial delivery is j is Q (j), when j ≧ 1, the following equation (6) is obtained, and j In the case of = 0, Q (0) = {P (o)} U.
Figure 0005592235

qが低い場合、同じブロックが2回以上、繰り返し再送となる確率は小さいため、再送は各ブロックにおいて高々一度だけ発生すると見なすと、各ブロックの損失補償のために必要となる転送パケットの増加数Frea(k)は、次の式(7)となる。ここでは、kの値として、Frea(k)を最小化する値を設定するものとする。

Figure 0005592235
If q is low, the probability that the same block will be repeatedly retransmitted more than once is small. Therefore, assuming that retransmission occurs at most once in each block, the increase in the number of transfer packets required for loss compensation of each block F rea (k) is expressed by the following equation (7). Here, a value that minimizes F rea (k) is set as the value of k.
Figure 0005592235

図3は、Proactive FECにおけるパラメタkに対する転送パケット増加数の変化を示すグラフである。ここでは、前述した式(4)より算出される、各ブロックの損失補償のために必要となる転送パケットの増加数Fpro(k)をkのいくつかの値に対してプロットしている。また、図4は、Reactive FECにおけるパラメタkに対する転送パケット増加数の変化を示すグラフである。ここでは、Reactive FECに対しても同様に、前述した式(7)より算出されるFrea(k)をkに対してプロットしている。 FIG. 3 is a graph showing a change in the number of transfer packets increased with respect to the parameter k in Proactive FEC. Here, the increase number F pro (k) of transfer packets required for the loss compensation of each block calculated from the above-described equation (4) is plotted with respect to several values of k. FIG. 4 is a graph showing a change in the number of transfer packets increased with respect to the parameter k in Reactive FEC. Here, similarly to Reactive FEC, F rea (k) calculated from the above-described equation (7) is plotted against k.

これら図3および図4では、n=255に設定し、ユーザ数UをPowerInfo VoDのログデータにおけるユーザ数37,360に設定した。またパケット損失率qの4つの場合を対象に各々プロットしている。kが増加してnに近づくにつれて、FEC冗長パケット数が減少しゼロに近づく。   In these FIGS. 3 and 4, n = 255 is set, and the number of users U is set to 37,360 users in the log data of PowerInfo VoD. Each of the four cases of packet loss rate q is plotted. As k increases and approaches n, the number of FEC redundant packets decreases and approaches zero.

図3に示されているように、Proactive FECの場合、FEC冗長パケット数が多い領域では冗長パケット数の減少に伴うブロック再送確率の増加は小さいため、冗長パケット数の減少に伴いFpro(k)は減少するが、冗長パケット数の少ない領域ではブロック再送確率が増加し再送パケット数が増加するためFpro(k)が急増する。そのためFpro(k)は下に凸な曲線となり、Fpro(k)が最小となるkの最適値が存在する。 As shown in FIG. 3, in the case of proactive FEC, in an area where the number of FEC redundant packets is large, the increase in the block retransmission probability due to the decrease in the number of redundant packets is small, so that F pro (k ) Decreases, but in an area where the number of redundant packets is small, the block retransmission probability increases and the number of retransmission packets increases, so F pro (k) increases rapidly. Therefore, F pro (k) becomes a downwardly convex curve, and there exists an optimum value of k that minimizes F pro (k).

図5は、パケット損失率に対するFEC冗長パケット数の最適値を示す説明図である。ここでは、Proactive FECおよびReactive FECについて、kを最適値に設定したときの各ブロックに付加するFEC冗長パケット数n−kが示されている。Proactive FECの場合、パケット損失率qの減少に伴いkの最適値は増加し、FEC冗長パケット数の最適数は減少する。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing the optimum value of the number of FEC redundant packets with respect to the packet loss rate. Here, for Proactive FEC and Reactive FEC, the number of FEC redundant packets nk added to each block when k is set to an optimum value is shown. In the case of Proactive FEC, as the packet loss rate q decreases, the optimal value of k increases, and the optimal number of FEC redundant packets decreases.

一方、図4に示されているように、Reactive FECの場合、FEC冗長パケットが転送されるのは実際にパケット損失が発生した場合に限定されるため、kが小さく冗長パケット数が多い領域ではFrea(k)はkの値とはほぼ無関係となり、ほぼ一定となる。冗長パケット数が少ない領域では、kの増加に伴い冗長パケットの転送数や、FECでは回復できずにブロック全体が再送される確率が増加するため、Frea(k)はkの増加に伴い急増する。そのためFrea(k)が最小となるkの設定値以下にkを設定した場合、kの値に無関係にFrea(k)はほぼ一定となる。前述した図5に示すように、Reactive FECの場合も同様に、パケット損失率qの減少に伴いkの最適値は増加し、FEC冗長パケット数の最適数は減少する。なお、同一のqにおける冗長パケット数の最適値は、Proactive FECにおいて、Reactive FECより1個大きい値となっている。 On the other hand, as shown in FIG. 4, in the case of reactive FEC, FEC redundant packets are transferred only when packet loss actually occurs. Therefore, in an area where k is small and the number of redundant packets is large. F rea (k) is almost independent of the value of k and is substantially constant. In an area where the number of redundant packets is small, the number of transferred redundant packets increases as k increases, and the probability that the entire block will be retransmitted without recovery by FEC increases, so F rea (k) increases rapidly as k increases. To do. Therefore, when k is set to be equal to or less than the set value of k at which F rea (k) is minimized, F rea (k) is substantially constant regardless of the value of k. As shown in FIG. 5 described above, in the case of Reactive FEC as well, the optimal value of k increases and the optimal number of FEC redundant packets decreases as the packet loss rate q decreases. Note that the optimum value of the number of redundant packets in the same q is one value larger in the reactive FEC than in the reactive FEC.

[シミュレーション条件]
CAIDA(Cooperative Association for Internet Data Analysis)のWebページで、トポロジとリンク容量が公開されている商用ISPのバックボーンNWのうち、ノード数Nが22、リンク数Mが25のabove.netのNWを評価に用いる。VoDサービスに対する需要に地域的な偏りがなく、ノードnから発生する配信要求数比rnはノードnが収容する人口のNW全体が収容する人口に対する比率pnに一致することを想定する。
[Simulation conditions]
In the CAIDA (Cooperative Association for Internet Data Analysis) web page, among the backbone NWs of commercial ISPs whose topologies and link capacities are disclosed, above. The net NW is used for evaluation. No regional bias in the demand for VoD service, distribution request ratio r n generated from the node n is assumed to be consistent with the ratio p n for population overall NW population node n accommodates accommodates.

本シミュレーションでは、アクセスログにおける各配信セッションの配信先ノードを、pnに比例する確率で各々ランダムに選択した。UC配信における配信経路は最短ホップ経路とし、同一ノード間に複数の最短ホップ経路が存在する場合には、その中の1つをランダムに選択した。また配信サーバが設置されたノードを根とする最小木(MST:Minimum Spanning Tree)をPrimのアルゴリズムを用いて構成し、MC事前配信における配信経路とした。 In this simulation, the delivery destination node of each delivery session in the access log is randomly selected with a probability proportional to pn . The delivery route in UC delivery is the shortest hop route, and when there are a plurality of shortest hop routes between the same nodes, one of them is selected at random. Also, a minimum tree (MST: Minimum Spanning Tree) rooted at the node where the distribution server is installed is configured using the Prime algorithm, and is used as a distribution path in MC pre-distribution.

配信サーバをどのノードに配置するかが問題であるが、ここでは、配信サーバからUCで配信する場合の配信フローの平均ホップ長が最小となるノードに配置した。すなわち、hijをノードiからノードjへの最短ホップ長とするとき、人口比で重み付けた平均ホップ長H(i)が次の式(8)で与えられるもとのとし、このH(i)が最小となるノードiに配信サーバを設置した。

Figure 0005592235
また、全ての評価においてMC事前配信されたコンテンツに対する損失補償のみを考えるものとし、非事前配信コンテンツに対するオンデマンドのUC配信に対する損失補償は考えない。 The problem is in which node the distribution server is arranged. Here, the distribution server is arranged in a node where the average hop length of the distribution flow when the distribution server distributes by UC is minimum. That is, when h ij is the shortest hop length from node i to node j, the average hop length H (i) weighted by the population ratio is given by the following equation (8), and this H (i The distribution server is installed at the node i where) is minimized.
Figure 0005592235
Also, only loss compensation for MC pre-distributed content is considered in all evaluations, and loss compensation for on-demand UC distribution for non-pre-distributed content is not considered.

[性能比較]
ここでは、本発明を適用した場合にパケット損失補償制御のために増加する配信サーバとNWの負荷を、前述した3つの各方式を用いた場合と比較する。最初に、パケット損失補償制御が配信サーバ(マルチキャスト事前配信装置10)に与える負荷をφSで評価する。この際、提案方式とARQにおいては、再送パケットの転送に要する配信サーバの延べ時間の、MC事前配信に要する延べ時間に対する比率がφSとなる。また、Proactive FECとReactive FECにおいては、FEC冗長パケットと再送パケットの転送に要する配信サーバの延べ時間の、MC事前配信に要する延べ時間に対する比率がφSとなる。
[Performance comparison]
Here, the load of the distribution server and NW that are increased for packet loss compensation control when the present invention is applied will be compared with the case where the above-described three methods are used. First, the load given to the distribution server (multicast pre-distribution device 10) by the packet loss compensation control is evaluated by φ S. At this time, in the proposed method and ARQ, the ratio of the total time of the distribution server required to transfer the retransmission packet to the total time required for MC pre-distribution is φ S. Further, in Proactive FEC and Reactive FEC, the ratio of the total time of the distribution server required for transferring the FEC redundant packet and the retransmission packet to the total time required for MC pre-distribution is φ S.

図6は、パケット損失率に対する転送延べ時間比率の変化を示すグラフである。ここでは、4つの各方式におけるφSをパケット損失率qに対してプロットされている。φSはアクセスログデータのみに依存し、NWトポロジとは無関係となる。特に、ARQを用いた場合、少なくとも1つのSTB(ユーザ側装置20)においてパケット損失が生じた場合に再送が発生するため、qが10−4程度より大きな場合、ほぼ全てのパケットが再送されることになり効率が非常に悪くなる。 FIG. 6 is a graph showing a change in the total transfer time ratio with respect to the packet loss rate. Here, φ S in each of the four systems is plotted against the packet loss rate q. φ S depends only on the access log data and is independent of the NW topology. In particular, when ARQ is used, retransmission occurs when packet loss occurs in at least one STB (user-side device 20). Therefore, when q is larger than about 10 −4 , almost all packets are retransmitted. The efficiency is very bad.

一方、2つのFEC方式では、必要な個数の冗長パケットのみを配信するReactive FECがProactive FECと比較して良好な結果を示している。qが大きい領域では、冗長パケットを用いて損失パケットを復元する効果が高く、2つのFEC方式が提案方式やARQと比較して配信サーバに与える影響が小さい。しかし、qが小さい領域では、実際に視聴されるコンテンツに対してのみ損失補償を行う提案方式が、2つのFEC方式と比較して配信サーバに与える影響が小さい。   On the other hand, in the two FEC schemes, Reactive FEC that delivers only the necessary number of redundant packets shows better results than Proactive FEC. In an area where q is large, the effect of restoring lost packets using redundant packets is high, and the influence of the two FEC methods on the distribution server is small compared to the proposed method and ARQ. However, in a region where q is small, the proposed method that performs loss compensation only for content that is actually viewed has less influence on the distribution server than the two FEC methods.

また、図7は、パケット損失率に対するNACKパケット数の変化を示すグラフである。ここでは、パケットの損失をSTBが配信サーバに対して通知するのに必要となるNACKパケットが、1秒あたりに配信サーバに到着する平均数をqに対してプロットされている。Reactive FECでは、転送される冗長パケットの数が抑えられる反面、初回配信時には冗長パケットが送付されずARQと同様、ブロックをSTBで回復することができないため、転送NACKパケット数はARQと同等となる。   FIG. 7 is a graph showing changes in the number of NACK packets with respect to the packet loss rate. Here, the average number of NACK packets necessary for the STB to notify the distribution server of the packet loss is plotted against q per second. In Reactive FEC, the number of redundant packets to be transferred is suppressed, but at the time of initial distribution, the redundant packets are not sent and the block cannot be recovered by STB as in ARQ. Therefore, the number of transferred NACK packets is equal to ARQ. .

一方、Proactive FECは転送される冗長パケット数が多い反面、転送NACKパケット数を抑えることができる。本発明によれば、ARQやReactive FECと比較して、NACK数を2桁以上、低減できる。また、本発明によれば、複数の損失パケットの情報を1つのNACKパケットに集約して配信サーバに伝えることができるため、qに対して生成NACK数はほぼ一定となる。   On the other hand, Proactive FEC has a large number of redundant packets to be transferred, but can suppress the number of transferred NACK packets. According to the present invention, the number of NACKs can be reduced by two or more digits as compared with ARQ and Reactive FEC. Further, according to the present invention, since information on a plurality of lost packets can be aggregated into one NACK packet and transmitted to the distribution server, the number of generated NACKs is almost constant with respect to q.

次に、パケット損失補償制御がNWに与える負荷をφLで評価する。φLは、アクセスログデータに加えてNWトポロジに依存する。図8は、パケット損失率に対するNW負荷の変化を示すグラフである。ここでは、NW1(above.net)に各方式を適用したときのφLがqに対してプロットされている。前述した図6と比較すると明らかなように、ARQと2つのFECを用いた場合のφLは、φSにほぼ等しい。これはMC事前配信における初回配信におけるデータパケットと冗長パケット、そして再送パケットは、全て同一のMC配信ツリー上を配信されるためである。 Next, the load given to the NW by the packet loss compensation control is evaluated by φ L. φ L depends on the NW topology in addition to the access log data. FIG. 8 is a graph showing a change in NW load with respect to the packet loss rate. Here, φ L when each method is applied to NW1 (above.net) is plotted against q. As is clear from comparison with FIG. 6 described above, φ L when ARQ and two FECs are used is approximately equal to φ S. This is because the data packet, redundant packet, and retransmission packet in the initial distribution in MC pre-distribution are all distributed on the same MC distribution tree.

一方、本発明を用いた場合のφLは、φSと比較して一桁程度も小さい。提案方式においては、初回配信時にはMCでパケットが配信されるのに対して、再送パケットは該当ユーザのみに対してUCで再送されるが、UC配信はMC配信と比較して使用されるリンク数が少ないためである。そのためリンク負荷の観点から見た場合、提案方式の他の方式に対する優位性はより大きい。 On the other hand, φ L when using the present invention is about an order of magnitude smaller than φ S. In the proposed method, packets are distributed by MC at the time of initial distribution, whereas retransmission packets are retransmitted by UC only for the corresponding user, but UC distribution is the number of links used compared to MC distribution. This is because there are few. Therefore, from the viewpoint of link load, the superiority of the proposed method over other methods is greater.

次に、FEC冗長パケットと再送パケットに加えて、STBから配信サーバに対して送付されるNACKパケットも考慮することで、パケット損失の補償制御によって生成される全トラヒックを比較する。ΦLを、これら損失補償制御のために各リンクにおいて生成されるトラヒック量の各NWの全リンクにわたる平均値の、MC事前配信よって各リンクに生成されるトラヒック量の平均値に対する比率と定義する。
図9は、パケット損失率に対するNW負荷の変化(NACK考慮)を示すグラフである。ここでは、各方式を用いたときのNACKパケットを考慮したΦLがqに対してプロットされている。
Next, in addition to the FEC redundant packet and the retransmission packet, the NACK packet sent from the STB to the distribution server is also taken into consideration, thereby comparing all the traffic generated by the packet loss compensation control. Φ L is defined as the ratio of the average value of the traffic volume generated in each link for these loss compensation controls over all links of each NW to the average value of the traffic volume generated in each link by MC pre-distribution. .
FIG. 9 is a graph showing a change in NW load (considering NACK) with respect to the packet loss rate. Here, Φ L in consideration of the NACK packet when each method is used is plotted against q.

前述した図7で示したように、Reactive FECを用いた場合に生成されるNACKパケットは多く、ΦLはφLと比較して増加するが、他の3つの方式においてNACKパケットのトラヒック量の影響は、冗長パケットや再送パケットのトラヒック量と比較して小さく、ΦLはφLとほぼ同等となる。よってqが大きな場合、ReactiveFECは、Proactive FECと比較して損失補償制御によって生成されるトラヒック量が大きくなる。評価したqの全範囲において、提案方式の他の3方式に対する優位性が確認される。 As shown in FIG. 7 described above, many NACK packets are generated when Reactive FEC is used, and Φ L increases compared to φ L. However, in the other three methods, the traffic amount of the NACK packet is increased. The influence is small compared to the traffic volume of redundant packets and retransmission packets, and Φ L is almost equal to φ L. Therefore, when q is large, the amount of traffic generated by loss compensation control in Reactive FEC is larger than that in Proactive FEC. The superiority of the proposed method over the other three methods is confirmed in the entire range of q evaluated.

[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.

1…マルチキャスト事前配信システム、10…マルチキャスト事前配信装置、11…コンテンツ蓄積部、12…事前配信部、13…欠損データ配信部、20…ユーザ側装置、21…事前配信受信部、22…コンテンツ保存部、23…コンテンツ再生部、24…損失検査部、25…再送要求部、26…損失補償部、30…通信網。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multicast pre-delivery system, 10 ... Multicast pre-delivery apparatus, 11 ... Content storage part, 12 ... Pre-delivery part, 13 ... Missing data delivery part, 20 ... User side apparatus, 21 ... Pre-delivery reception part, 22 ... Content preservation | save , 23... Content reproduction unit, 24. Loss inspection unit, 25. Retransmission request unit, 26. Loss compensation unit, 30.

Claims (8)

マルチキャスト事前配信装置の事前配信部が、蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信ステップと、
前記各ユーザ側装置の事前配信受信部が、前記通信網を介して前記マルチキャスト事前配信装置から配信された事前配信コンテンツを受信して保存する事前配信受信ステップと、
前記各ユーザ側装置の損失検査部が、保存しておいた前記事前配信コンテンツを再生する際、当該事前配信コンテンツの損失有無を検査する損失検査ステップと、
前記各ユーザ側装置の再送要求部が、前記損失検査部による前記事前配信コンテンツの損失検出に応じて、当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求を前記マルチキャスト事前配信装置へ通知する再送要求ステップと、
前記マルチキャスト事前配信装置の欠損データ配信部が、前記ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの前記再送要求に応じて、前記再送要求で指定された前記事前配信コンテンツから前記欠損データを取得し、前記通信網を介して再送要求元の前記ユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信ステップと、
前記各ユーザ側装置の損失補償部が、前記再送要求に応じて前記マルチキャスト事前配信装置から配信された欠損データを受信し、この欠損データに基づいて、保存しておいた前記事前配信コンテンツの損失を補償する損失補償ステップとを備え、
前記事前配信ステップは、前記事前配信コンテンツを配信する際、Proactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、前記事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、前記各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、前記事前配信コンテンツを配信する前記ユーザ側装置の数をU、前記FEC符号化ブロックが前記損失補償制御により回復できない確率をEBLとした場合、次の式
Figure 0005592235
で求められる、前記各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数Fpro(k)が、最小となるkを用いる
ことを特徴とするマルチキャスト事前配信方法。
The advance distribution unit of the multicast pre-distribution device distributes the pre-distribution content selected from the plurality of accumulated contents to the plurality of user-side devices via the communication network based on a predetermined distribution schedule in advance. A delivery step;
A pre-delivery reception step in which the pre-delivery reception unit of each user-side device receives and stores the pre-delivery content distributed from the multicast pre-distribution device via the communication network;
A loss inspection step of inspecting the presence or absence of loss of the pre-delivery content when the loss inspection unit of each user-side device reproduces the pre-delivery content stored,
The retransmission request unit of each user side device notifies the multicast pre-distribution device of a retransmission request specifying the missing data corresponding to the loss in response to the loss detection of the pre-distributed content by the loss inspection unit. A request step;
In response to the retransmission request from any of the user side devices, the missing data distribution unit of the multicast pre-distribution device receives the missing data from the pre-delivery content specified in the retransmission request. And the missing data distribution step of unicasting to the user side device of the retransmission request source via the communication network,
The loss compensation unit of each user side device receives the missing data delivered from the multicast pre-delivery device in response to the retransmission request, and based on the missing data, stores the pre-delivery content stored. A loss compensation step for compensating for the loss,
In the pre-distribution step, the pre-distribution content is distributed by loss compensation control based on Proactive FEC. At this time, the total number of packets of the pre-distribution content is set to B, and each FEC encoding block is configured. K is the number of original packets to be processed, n is the number of all packets constituting each FEC encoded block, U is the number of the user side devices that distribute the pre-distributed content, and the FEC encoded block is the loss compensation control. If the probability that cannot be recovered by EBL is E BL ,
Figure 0005592235
A multicast pre-distribution method characterized in that k is used that minimizes the number F pro (k) of transfer packet increases required for loss compensation of each FEC encoded block obtained in step (1).
マルチキャスト事前配信装置の事前配信部が、蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信ステップと、
前記各ユーザ側装置の事前配信受信部が、前記通信網を介して前記マルチキャスト事前配信装置から配信された事前配信コンテンツを受信して保存する事前配信受信ステップと、
前記各ユーザ側装置の損失検査部が、保存しておいた前記事前配信コンテンツを再生する際、当該事前配信コンテンツの損失有無を検査する損失検査ステップと、
前記各ユーザ側装置の再送要求部が、前記損失検査部による前記事前配信コンテンツの損失検出に応じて、当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求を前記マルチキャスト事前配信装置へ通知する再送要求ステップと、
前記マルチキャスト事前配信装置の欠損データ配信部が、前記ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの前記再送要求に応じて、前記再送要求で指定された前記事前配信コンテンツから前記欠損データを取得し、前記通信網を介して再送要求元の前記ユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信ステップと、
前記各ユーザ側装置の損失補償部が、前記再送要求に応じて前記マルチキャスト事前配信装置から配信された欠損データを受信し、この欠損データに基づいて、保存しておいた前記事前配信コンテンツの損失を補償する損失補償ステップとを備え、
前記事前配信ステップは、前記事前配信コンテンツを配信する際、Reactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、前記事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、前記各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、前記事前配信コンテンツを配信する前記ユーザ側装置の数をU、前記FEC符号化ブロックが前記損失補償制御により回復できない確率をEBL、初回配信時の損失パケット数の最大値がjである確率をQ(j)とした場合、次の式
Figure 0005592235
で求められる、前記各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数Frea(k)が、最小となるkを用いる
ことを特徴とするマルチキャスト事前配信方法。
The advance distribution unit of the multicast pre-distribution device distributes the pre-distribution content selected from the plurality of accumulated contents to the plurality of user-side devices via the communication network based on a predetermined distribution schedule in advance. A delivery step;
A pre-delivery reception step in which the pre-delivery reception unit of each user-side device receives and stores the pre-delivery content distributed from the multicast pre-distribution device via the communication network;
A loss inspection step of inspecting the presence or absence of loss of the pre-delivery content when the loss inspection unit of each user-side device reproduces the pre-delivery content stored,
The retransmission request unit of each user side device notifies the multicast pre-distribution device of a retransmission request specifying the missing data corresponding to the loss in response to the loss detection of the pre-distributed content by the loss inspection unit. A request step;
In response to the retransmission request from any of the user side devices, the missing data distribution unit of the multicast pre-distribution device receives the missing data from the pre-delivery content specified in the retransmission request. And the missing data distribution step of unicasting to the user side device of the retransmission request source via the communication network,
The loss compensation unit of each user side device receives the missing data delivered from the multicast pre-delivery device in response to the retransmission request, and based on the missing data, stores the pre-delivery content stored. A loss compensation step for compensating for the loss,
In the pre-distribution step, when distributing the pre-distribution content, the pre-distribution content is distributed by loss compensation control based on Reactive FEC. At this time, the total number of packets of the pre-distribution content is B, and each FEC coding block is configured. K is the number of original packets to be processed, n is the number of all packets constituting each FEC encoded block, U is the number of the user side devices that distribute the pre-distributed content, and the FEC encoded block is the loss compensation control. E BL the probability that can not be recovered by, when the maximum value of the loss the number of packets at the time of the initial delivery was the probability that the j and Q (j), the following equation
Figure 0005592235
A multicast pre-distribution method characterized in that k is used which minimizes the number of transfer packets increase F rea (k) required for loss compensation of each FEC encoded block obtained in step (1).
請求項1または請求項2に記載のマルチキャスト事前配信方法において、
前記再送要求ステップは、前記損失検査ステップで検出された異なる複数の損失を1つの再送要求により前記マルチキャスト事前配信装置へ通知することを特徴とするマルチキャスト事前配信方法。
In the multicast pre-delivery method according to claim 1 or 2,
In the retransmission request step, the multicast pre-distribution method notifies the multicast pre-distribution device of a plurality of different losses detected in the loss check step by one retransmission request.
蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信部と、
前記ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの再送要求に基づいて、前記事前配信コンテンツから欠損データを取得し、前記通信網を介して再送要求元の前記ユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信部と
を備えるマルチキャスト事前配信装置と、
前記通信網を介して前記マルチキャスト事前配信装置から配信された事前配信コンテンツを受信して保存する事前配信受信部と、
保存しておいた前記事前配信コンテンツを再生する際、当該事前配信コンテンツの損失有無を検査する損失検査部と、
前記損失検査部による前記事前配信コンテンツの損失検出に応じて、当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求を前記マルチキャスト事前配信装置へ通知する再送要求部と、
前記再送要求に応じて前記マルチキャスト事前配信装置から配信された欠損データを受信し、この欠損データに基づいて、保存しておいた前記事前配信コンテンツの損失を補償する損失補償部と
を備える複数の前記ユーザ側装置とを含み、
前記事前配信部は、前記事前配信コンテンツを配信する際、Proactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、前記事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、前記各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、前記事前配信コンテンツを配信する前記ユーザ側装置の数をU、前記FEC符号化ブロックが前記損失補償制御により回復できない確率をEBLとした場合、次の式
Figure 0005592235
で求められる、前記各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数Fpro(k)が、最小となるkを用いる
ことを特徴とするマルチキャスト事前配信システム。
A pre-distribution unit that multicasts pre-distribution content selected from a plurality of stored content to a plurality of user devices via a communication network based on a predetermined distribution schedule;
On the basis of the retransmission request from any of the user device of the user device, it acquires the pre-positioned content or al deficient data, the retransmission request source of the user device via the communication network A multicast pre-distribution device comprising a missing data distribution unit for unicast distribution;
A pre-delivery receiving unit that receives and stores pre-delivery content distributed from the multicast pre-distribution device via the communication network;
When playing back the pre-delivered content that has been stored, a loss inspection unit that inspects whether or not the pre-delivered content is lost;
In response to detection of loss of the pre-delivery content by the loss inspection unit, a retransmission request unit for notifying the multicast pre-distribution device of a retransmission request specifying missing data corresponding to the loss;
A plurality of loss compensation units that receive missing data delivered from the multicast pre-delivery device in response to the retransmission request and compensate for the loss of the pre-delivery content stored based on the missing data The user side device,
The pre-distribution unit distributes the pre-distribution content by loss compensation control based on Proactive FEC. At this time, the total number of packets of the pre-distribution content is B, and each FEC coding block is configured K is the number of original packets to be processed, n is the number of all packets constituting each FEC encoded block, U is the number of the user side devices that distribute the pre-distributed content, and the FEC encoded block is the loss compensation control. If the probability that cannot be recovered by EBL is E BL ,
Figure 0005592235
A multicast pre-distribution system, wherein k is used to minimize the number of transfer packet increases F pro (k) required for loss compensation of each FEC encoded block obtained in step (1).
蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信部と、
前記ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの再送要求に基づいて、前記事前配信コンテンツから欠損データを取得し、前記通信網を介して再送要求元の前記ユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信部と
を備えるマルチキャスト事前配信装置と、
前記通信網を介して前記マルチキャスト事前配信装置から配信された事前配信コンテンツを受信して保存する事前配信受信部と、
保存しておいた前記事前配信コンテンツを再生する際、当該事前配信コンテンツの損失有無を検査する損失検査部と、
前記損失検査部による前記事前配信コンテンツの損失検出に応じて、当該損失に対応する欠損データを指定した再送要求を前記マルチキャスト事前配信装置へ通知する再送要求部と、
前記再送要求に応じて前記マルチキャスト事前配信装置から配信された欠損データを受信し、この欠損データに基づいて、保存しておいた前記事前配信コンテンツの損失を補償する損失補償部と
を備える複数の前記ユーザ側装置とを含み、
前記事前配信部は、前記事前配信コンテンツを配信する際、Reactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、前記事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、前記各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、前記事前配信コンテンツを配信する前記ユーザ側装置の数をU、前記FEC符号化ブロックが前記損失補償制御により回復できない確率をEBL、初回配信時の損失パケット数の最大値がjである確率をQ(j)とした場合、次の式
Figure 0005592235
で求められる、前記各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数Frea(k)が、最小となるkを用いる
ことを特徴とするマルチキャスト事前配信システム。
A pre-distribution unit that multicasts pre-distribution content selected from a plurality of stored content to a plurality of user devices via a communication network based on a predetermined distribution schedule;
On the basis of the retransmission request from any of the user device of the user device, it acquires the pre-positioned content or al deficient data, the retransmission request source of the user device via the communication network A multicast pre-distribution device comprising a missing data distribution unit for unicast distribution;
A pre-delivery receiving unit that receives and stores pre-delivery content distributed from the multicast pre-distribution device via the communication network;
When playing back the pre-delivered content that has been stored, a loss inspection unit that inspects whether or not the pre-delivered content is lost;
In response to detection of loss of the pre-delivery content by the loss inspection unit, a retransmission request unit for notifying the multicast pre-distribution device of a retransmission request specifying missing data corresponding to the loss;
A plurality of loss compensation units that receive missing data delivered from the multicast pre-delivery device in response to the retransmission request and compensate for the loss of the pre-delivery content stored based on the missing data The user side device,
The pre-distribution unit distributes the pre-distribution content by loss compensation control based on Reactive FEC. At this time, the total number of packets of the pre-distribution content is B, and each FEC encoding block is configured. K is the number of original packets to be processed, n is the number of all packets constituting each FEC encoded block, U is the number of the user side devices that distribute the pre-distributed content, and the FEC encoded block is the loss compensation control. E BL the probability that can not be recovered by, when the maximum value of the loss the number of packets at the time of the initial delivery was the probability that the j and Q (j), the following equation
Figure 0005592235
A multicast pre-distribution system, wherein k is used to minimize the number of transfer packet increases F rea (k) required for loss compensation of each FEC encoded block obtained in step (1).
請求項4または請求項5に記載のマルチキャスト事前配信システムにおいて、
前記再送要求部は、前記損失検査部で検出された異なる複数の損失を1つの再送要求により前記マルチキャスト事前配信装置へ通知することを特徴とするマルチキャスト事前配信システム。
In the multicast pre-distribution system according to claim 4 or 5,
The retransmission request unit notifies the multicast pre-distribution device of a plurality of different losses detected by the loss inspection unit to the multicast pre-distribution device by one retransmission request.
蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信部と、
前記ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの再送要求に基づいて、前記事前配信コンテンツから欠損データを取得し、前記通信網を介して再送要求元の前記ユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信部とを備え、
前記事前配信部は、前記事前配信コンテンツを配信する際、Proactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、前記事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、前記各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、前記事前配信コンテンツを配信する前記ユーザ側装置の数をU、前記FEC符号化ブロックが前記損失補償制御により回復できない確率をEBLとした場合、次の式
Figure 0005592235
で求められる、前記各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数Fpro(k)が、最小となるkを用いる
ことを特徴とするマルチキャスト事前配信装置。
A pre-distribution unit that multicasts pre-distribution content selected from a plurality of stored content to a plurality of user devices via a communication network based on a predetermined distribution schedule;
On the basis of the retransmission request from any of the user device of the user device, it acquires the pre-positioned content or al deficient data, the retransmission request source of the user device via the communication network With a missing data delivery section that delivers by unicast,
The pre-distribution unit distributes the pre-distribution content by loss compensation control based on Proactive FEC. At this time, the total number of packets of the pre-distribution content is B, and each FEC coding block is configured K is the number of original packets to be processed, n is the number of all packets constituting each FEC encoded block, U is the number of the user side devices that distribute the pre-distributed content, and the FEC encoded block is the loss compensation control. If the probability that cannot be recovered by EBL is E BL ,
Figure 0005592235
A multicast pre-distribution apparatus, wherein k is used to minimize the transfer packet increase number F pro (k) required for loss compensation of each FEC encoded block obtained in step (1).
蓄積されている複数のコンテンツから選択した事前配信コンテンツを、予め定めた配信スケジュールに基づいて、通信網を介して複数のユーザ側装置へマルチキャストで配信する事前配信部と、
前記ユーザ側装置のうちのいずれかのユーザ側装置からの再送要求に基づいて、前記事前配信コンテンツから欠損データを取得し、前記通信網を介して再送要求元の前記ユーザ側装置へユニキャストで配信する欠損データ配信部とを備え、
前記事前配信部は、前記事前配信コンテンツを配信する際、Reactive FECに基づく損失補償制御で配信し、この際、前記事前配信コンテンツの総パケット数をB、各FEC符号化ブロックを構成するオリジナルパケット数をk、前記各FEC符号化ブロックを構成する全パケットの数をn、前記事前配信コンテンツを配信する前記ユーザ側装置の数をU、前記FEC符号化ブロックが前記損失補償制御により回復できない確率をEBL、初回配信時の損失パケット数の最大値がjである確率をQ(j)とした場合、次の式
Figure 0005592235
で求められる、前記各FEC符号化ブロックの損失補償のために必要となる転送パケット増加数Frea(k)が、最小となるkを用いる
ことを特徴とするマルチキャスト事前配信装置。
A pre-distribution unit that multicasts pre-distribution content selected from a plurality of stored content to a plurality of user devices via a communication network based on a predetermined distribution schedule;
On the basis of the retransmission request from any of the user device of the user device, it acquires the pre-positioned content or al deficient data, the retransmission request source of the user device via the communication network With a missing data delivery section that delivers by unicast,
The pre-distribution unit distributes the pre-distribution content by loss compensation control based on Reactive FEC. At this time, the total number of packets of the pre-distribution content is B, and each FEC encoding block is configured. K is the number of original packets to be processed, n is the number of all packets constituting each FEC encoded block, U is the number of the user side devices that distribute the pre-distributed content, and the FEC encoded block is the loss compensation control. E BL the probability that can not be recovered by, when the maximum value of the loss the number of packets at the time of the initial delivery was the probability that the j and Q (j), the following equation
Figure 0005592235
A multicast pre-distribution device characterized in that k is used to minimize the number of transfer packets increase F rea (k) required to compensate for the loss of each FEC encoded block obtained in step (1).
JP2010243460A 2010-10-29 2010-10-29 Multicast pre-delivery method, system, and apparatus Expired - Fee Related JP5592235B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010243460A JP5592235B2 (en) 2010-10-29 2010-10-29 Multicast pre-delivery method, system, and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010243460A JP5592235B2 (en) 2010-10-29 2010-10-29 Multicast pre-delivery method, system, and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012099895A JP2012099895A (en) 2012-05-24
JP5592235B2 true JP5592235B2 (en) 2014-09-17

Family

ID=46391368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010243460A Expired - Fee Related JP5592235B2 (en) 2010-10-29 2010-10-29 Multicast pre-delivery method, system, and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5592235B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9136958B2 (en) * 2012-06-22 2015-09-15 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for providing hybrid unicast broadcast services
JP6539218B2 (en) * 2016-01-29 2019-07-03 日本電信電話株式会社 Data transfer system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003125378A (en) * 2001-10-15 2003-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Receiving recorder and receiving trouble recovery system
JP4341265B2 (en) * 2003-03-11 2009-10-07 パナソニック株式会社 Program recording server
JP5363796B2 (en) * 2008-12-19 2013-12-11 日本放送協会 Content reception / playback apparatus and content reception / playback program

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012099895A (en) 2012-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4405875B2 (en) Method and apparatus for generating data for error correction, generation program, and computer-readable recording medium storing the program
US11057319B2 (en) System and method for recovery of packets in overlay networks
US9781028B2 (en) Transcoding and dynamic error correction for content centric networks using a proxy server
Matsuzono et al. Low latency low loss streaming using in-network coding and caching
US8516346B2 (en) Packet transmission apparatus, communication system and program
US7577750B2 (en) Systems and methods for peer-to-peer collaboration to enhance multimedia streaming
US9537611B2 (en) Method and apparatus for improving the performance of TCP and other network protocols in a communications network using proxy servers
US10812386B2 (en) Bulk data transport in a network
EP2437421B1 (en) Method, device and communication system for retransmitting based on forward error correction
US20080201752A1 (en) Multicast data packet recovery system
US9781488B2 (en) Controlled adaptive rate switching system and method for media streaming over IP networks
BRPI0722125B1 (en) METHOD, SYSTEM AND APPLIANCE FOR CORRECTION OF ADAPTIVE FORWARDING ERROR WITH COMBINED AUTOMATIC REPEAT REQUEST FOR RELIABLE MULTITRANSMISSION IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORKS
JP2005198191A (en) Transmission apparatus, transmission control program, and transmission method
CN108781139A (en) Data in packet network retransmit
US8127196B2 (en) Server and client for determining error restoration according to image data transmission, and method of determining error restoration according to image data transmission
JP5592235B2 (en) Multicast pre-delivery method, system, and apparatus
US20120158818A1 (en) Communications terminal, communications method, and program and integrated circuit for communication
JP2004254127A (en) Data transmission method, its program and its apparatus
JP2005065100A (en) Data distribution method, repeating system, and computer program
Jing et al. A packet loss protection scheme joint deterministic network coding and random linear network coding for H. 264/AVC
Li et al. An adaptive retransmission‐based multipath transmission mechanism for conversational video
JP2009206998A (en) Communications device
Cabrera-Medina et al. Video transmission in multicast networks using network coding
WO2010116616A1 (en) Relay apparatus and distribution control method of stream distribution system
Cui et al. Joint source-network coding optimization for video streaming over wireless multi-hop networks

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130822

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130910

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131105

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140513

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140703

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140729

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140731

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5592235

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees