JP2003529953A - 通信システムにおいてマルチメディア情報を搬送する方法 - Google Patents
通信システムにおいてマルチメディア情報を搬送する方法Info
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Abstract
Description
いてマルチメディア情報を搬送する方法に関する。
一つまたはそれ以上のメディア・サービスを同時に利用する。近年、ワイヤレス
・パケット交換網におけるマルチメディア通信の条件に対処する、H.323な
どの多数の規格が定められている。既存のGSM(Global System for Mobile Co
mmunications)網上に重畳したパケット交換網であるGPRSが欧州電気通信標
準化協会(ETSI:European Telecommunications Standards Institute)に
よって標準化されている。
ークにおいてマルチメディア・アプリケーションをサポートする要求が高まって
いる。さらに、固定−移動体通信の統合のために、ワイヤレス・ネットワーキン
グ・アプリケーション用の既存の有線プロトコル(wireline protocols)を採用、
あるいはできるだけ再利用することが重視されている。
のミドルウェア(middleware)の利用を必要とする、関連したさまざまな問題が存
在する。本明細書では、ミドルウェアという用語は、下層(lower layers)をより
よく利用するためにアプリケーション・ソフトウェアにツールを提供する階層ア
ーキテクチャ(layered architecture)におけるソフトウェアまたはファームウェ
アを表す。有線アプリケーションでは、各コンポーネント・メディア・ストリー
ムからのトラヒックは、同じ扱いを受ける。しかし、ワイヤレス・ネットワーク
では、異なるメディア・ストリームは最適な性能を得るために別々の扱いを受け
なければならない。例えば、利用されるチャネル符号化は、搬送(transport)さ
れるメディアに一般に依存する。さらに、異なるトラヒック・ストリームに対し
て異なるサービス品質(QoS:Quality of Service)の目標(objectives)が適
用できる。例えば、音声コーデック(コーダ/デコーダ)は、ビデオ・コーデッ
クよりもエラーに対する耐性が強くてもよい。
エラー特性が急速に変化するために、さらなる問題も生じる。有線ネットワーク
における、TCP(Transmission Control Protocol)などのトランスポート・プ
ロトコルは、比較的エラーの無い有線環境に適合され、ワイヤレス環境では期待
通りに機能することはありそうにない。
るマルチメディア・アプリケーション100を示す。マルチメディア・アプリケ
ーション100は、音声コーダ(ボコーダ)105およびビデオ・コーダ106
を含む。音声信号103はボコーダ105に入力され、ボコーダ105は音声符
号化機能を実行して、符号化音声信号をマルチプレクサ(Mux)107に渡す
。ビデオ信号104はビデオ・コーダ106に入力され、ビデオ・コーダ106
は信号に対してビデオ符号化を実行して、符号化信号をマルチプレクサ107に
渡す。データ信号108は、マルチプレクサ107に入力される。マルチプレク
サ107は、当技術分野で周知なように、信号に対して多重化動作を行い、多重
化信号をチャネル・コーダ109に送る。チャネル・コーダ109は、多重化信
号を符号化して、この信号をパイプ110に送る。なお、パイプ110に送られ
る符号化信号は、音声部分,ビデオ部分およびデータ部分を含む合成信号である
ことを理解されたい。
にて符号化信号を受信する。パイプ110はこの信号をチャネル・デコーダ11
1に渡し、チャネル・デコーダ111は信号を復号して、この信号をデマルチプ
レクサ113に送る。デマルチプレクサ113は信号を分流(demultiplex)して
、信号のコンポーネント部分を適切なデコーダに送る。音声コンポーネントは音
声デコーダ115に送られ、音声デコーダ115は信号に対して復号動作を行い
、復号音声信号119を出力する。デマルチプレクサ113は信号のビデオ部分
をビデオ・デコーダ117に送り、ビデオ・デコーダ117は信号を復号して、
ビデオ信号121を出力する。デマルチプレクサ113は、データ信号123を
出力する。
パケット・ネットワーキング・プロトコル・スタック上でそのまま利用すると、
大きくなる。これでは、少ないワイヤレス伝送容量上で利用することが負担とな
る。
なわち、レイヤ1,レイヤ2およびレイヤ3がアプリケーションの転送するデー
タ内容を認識しないように設計されている。本明細書では、レイヤ2(L2)は
、パケットの再送信を含むデータ検出および訂正のための機能を提供する。ワイ
ヤレス・チャネルの予測不可能な性質を鑑みると、さまざまなトラヒック・タイ
プの特定の要求を満たすように、下層を適合することが不可欠である。
必要とされる。
して、搬送(transport)する方法を提供する。本方法は、一緒に一つのマルチメ
ディア・セッションを形成する複数のストリームを、好ましくは空中で、受信す
る段階を含む。次に、複数のストリームは、各個別ストリームの内容に基づいて
復号され、複数の復号ストリームになる。次に、複数の復号ストリームのそれぞ
れに対して、レイヤ2機能が実行される。
こで図2を参照して、本発明の好適な実施例によるGSM(Global System for M
obile communications)通信システム200を示す。通信システム200は、好
ましくはGSMシステムであるが、あるいはPDC,AMPS(Advanced Mobile
Phone Service),US−TDMA(United States Time Division Multiple Acc
ess),CDMA(Code Division Multiple Access)または任意の他の適切な通信
システムなど、マルチメディア・ストリームを処理する任意のデジタル通信シス
テムでもよい。図2を参照して、頭文字が便宜上用いられる。以下は、図2で用
いられる頭文字のリストである: BTS 基地トランシーバ局(Base Transceiver Station) BSC 基地局コントローラ(Base Station Controller) GSM Global System for Mobile communications HLR ホーム位置登録局(Home Location Register) ISDN 統合サービス・デジタル網(Integrated Services Digital N
etwork) MS 移動局(Mobile Station) MSC 移動交換局(Mobile Switching Center) OMCR 無線保守運用局(Operations and Maintenance Center - Rad
io) OMCS 交換保守運用局(Operations and Maintenance Center - Swi
tch) PSTN 公衆電話交換網(Public Switched Telephone Network) VLR 在圏位置登録局(Visitor Location Register) XCDR トランスコーダ(Transcoder) 第1基地トランシーバ局(BTS)201は、第1カバレッジ・エリア(cover
age area)204に位置し、移動局205と通信する。移動局205は、移動ユ
ニット,遠隔ユニット,固定ワイヤレス端末または第1BTS201とRF通信
を送受信できる、さらに具体的には、マルチメディア情報を送信できる、任意の
他のユニットでもよい。本明細書では、マルチメディア情報とは、音声,ビデオ
またはデータなど、少なくとも2つの異なる種類の情報を含む情報を表す。通信
は、GSM通信システムと整合性のあるデータ情報を収容する第1デジタル無線
チャネル212を介して行われる。
と通信する。通信は、GSM通信システムと整合性のあるデータ情報を収容する
第2デジタル無線チャネル213を介して行われる。基地トランシーバ局201
,202は、複数のチャネルを含むことができる。
02も含まれる。BTS201,202それぞれは、XCDR210を含む基地
局コントローラ(BSC)214に結合される。XCDR210は、音声情報を
基地トランシーバ局201,202とやり取りする。音声情報はMSC215に
中継され、MSC215はPSTN220またはISDN222へのアクセスの
ための交換機能(switching function)を提供する。ホーム位置登録局(HLR)
216および在圏位置登録局(VLR)217は、当技術分野で周知なように、
システム全体に対して位置および課金(billing)サービスを提供し、OMCS2
24およびOMCR212は、当技術分野で周知なように、システム全体に対し
て診断および保守サービスを提供する。
およびメモリを含む。受信機は、第1チャネル212および第2チャネル213
それぞれを介して、BTS201,202ぞれぞれから情報を受信する。送信機
は、第1基地局201および第2基地局202それぞれに情報を送信する。プロ
セッサは、BTS201,202から受信した情報に少なくとも部分的に基づい
て、移動局205,206に関連する変数を更新する。メモリは、移動局205
,206に関する情報を格納する。
0の構造図を示す。マルチメディア・アプリケーション300は、好ましくは移
動局および基地局で実行されるが、あるいはBSS,BSCまたはマルチメディ
ア情報を送受信できる任意の他のネットワーク要素で実行できる。マルチメディ
ア・アプリケーション300は、コーデック301,ミドルウェア303および
出力ポート304を含む。
airs)を含む。図3に示すような好適な実施例では、コーデック301は音声コ
ーダ(ボコーダ)315,音声チャネル・コーダ335,音声チャネル・デコー
ダ365および音声デコーダ385を含む。また、コーデック301は、好まし
くは、ビデオ・コーダ317,ビデオ・チャネル・コーダ337,ビデオ・チャ
ネル・デコーダ367およびビデオ・デコーダ387を含む。図3に示すような
好適な実施例では、コーデック301はデータ・チャネル・コーダ339および
データ・チャネル・デコーダ369も含む。
能(signaling functionality)を含む。ミドルウェア303は、好適な実施例で
は、L2機能325,L2機能327,L2機能329,L2機能375,L2
機能377およびL2機能379を含む。L2 325,L2 327およびL
2 329は、従来システムにおけるマルチプレクサの機能にとって代わる。
はマルチプレクサに送られ、このマルチプレクサはデータを合成して、多重化デ
ータをチャネル・コーダに送る。本発明では、従来技術と同様に、音声信号30
5はボコーダ315に送られ、ビデオ信号307はビデオ・コーダ317に送ら
れる。ボコーダ315は、当技術分野で周知なように、音声を符号化し、ビデオ
・コーダ317は、当技術分野で周知なように、ビデオ信号を符号化する。本発
明は、従来技術のように符号化信号をマルチプレクサに送らずに、符号化信号を
、任意の他のデータ信号とともに、ミドルウェア303に送る。ミドルウェア3
03は、搬送中にコンポーネント・メディア・ストリームを分離したままにして
おく。このように、各チャネルについて最適なヘッダ圧縮(header compression)
が行われ、ストリームのソースに固有に、ストリームに対してチャネル符号化が
実行される。
含む移動局に接続されたコンピュータから発信できる。これらの信号は、コンピ
ュータから出るときにはコンポーネント・タイプでもよく、あるいはコンピュー
タによって多重化されてもよい。この場合、多重化信号は最初にデマルチプレク
サを通過し、このデマルチプレクサは信号をコンポーネント・マルチメディア部
分に分流する。
ダ335に搬送する。L2機能327は、受信した符号化ビデオ・ストリームを
第1ビデオ・チャネル・コーダ337に搬送する。L2機能329は、任意の受
信したデータ・ストリームを第1データ・チャネル・コーダ339に送る。この
ように、それぞれ異なるマルチメディア・ストリームは、好ましくは異なるコー
ダに送られる。これは、全入力を合成して一つのチャネル・コーダに送る従来技
術に対して改善となる。マルチメディア・ストリームを分離したままにすること
により、それぞれ異なるタイプのマルチメディア・ストリームに対して最適な符
号化を実施できる。
ストリームに対してチャネル符号化を行う。各チャネル・コーダの出力は、出力
ポート304に送られる。出力ポート304は、パイプ345、347,349
,355,357,359を含む。各パイプは、ワイヤレス通信システムにおけ
る要素間の空中通信(over the air communication)を促進するトランシーバに好
ましくは接続される。
リーム307およびデータ・ストリーム309からなるマルチメディア・ストリ
ームは、マルチメディア・アプリケーション300にて発信する。音声ストリー
ム305はボコーダ315に送られ、ボコーダ315は適切な音声符号化を実行
し、符号化音声信号をミドルウェア303内に位置するL2機能325に送る。
ビデオ・ストリーム307はビデオ・コーダ317に送られ、ビデオ・コーダ3
17はこのビデオ・ストリームに対して適切な符号化を実行する。そして、符号
化ビデオ・ストリームは、ミドルウェア303内のL2機能327に送られる。
データ・ストリーム309は、ミドルウェア303内のL2機能329に送られ
る。
声チャネル・コーダ335は、符号化音声信号に対して適切な音声チャネル符号
化を実行し、この信号をパイプ345を介して目的の宛先に送る。L2機能32
7は、符号化ビデオ信号をビデオ・チャネル・コーダ337に送る。ビデオ・チ
ャネル・コーダ339は適切なビデオ・チャネル符号化を実行し、目的の宛先に
中継するためにこのチャネル符号化信号をパイプ347に送る。L2機能329
はデータ信号をデータ・チャネル・コーダ339に送り、データ・チャネル・コ
ーダ339はこの信号に対して適切なデータ・チャネル符号化を実行する。それ
から、チャネル符号化データ信号は、好ましくは空中で、パイプ349を介して
目的の宛先に送られる。
Pアドレスによって表される。各信号は、音声,ビデオまたはデータなど、その
タイプによって分離されたままであり、IPアドレスを用いて宛先に送られる。
このように、信号は最も効率的に中継できる。例えば、一般に時間依存性が著し
くないデータ信号は、信号内でエラーが検出されると、再送信できる。時間依存
性が極めて強い音声およびビデオ信号は、エラーが検出されても、通常再送信さ
れない。不良音声またはビデオ・パケットは、一般に破棄される。本発明を利用
すると、パケットを個別に送信することにより、より良好な通信が実現され、メ
ッセージを再送信すべきかどうかなどの調整は、再送信すると有利なパケットに
対してのみ実行できる。
リケーション300によって受信される。複数のストリームは、一緒になって一
つのマルチメディア・セッションを形成する。好適な実施例では、複数のストリ
ームはワイヤレス通信システムにおいて空中で受信される。
プリケーションから音声信号を受信する。パイプ355は、ミドルウェア303
内の音声チャネル・デコーダ365にこの信号を送る。チャネル・デコーダ36
5は、このストリームに対して適切な音声チャネル復号を実行し、チャネル復号
ストリームをミドルウェア303内のL2機能375に送る。L2機能375は
どのパケットを破棄すべきか、また失ったあるいは破棄されたパケットに起因す
る穴をどのようにして埋めるのかを選ぶ。また、L2機能375は信号を音声デ
コーダ385に送る。音声デコーダ385は信号を復号して、復号音声信号39
5を最終的な宛先、一般には通信ユニットのユーザによって検出するために信号
を増幅するスピーカ、に送る。
号を受信する。この信号は、パイプ355によって受信される音声信号と関連し
ていても関連していなくてもよい。ビデオ信号はビデオ・チャネル・デコーダ3
67に渡され、ビデオ・チャネル・デコーダ367はこのストリームに対して適
切なビデオ・チャネル復号を実行する。それから復号ビデオ・ストリームは、ミ
ドルウェア303内のL2機能377に送られる。L2機能377は信号をビデ
オ・デコーダ387に送り、ビデオ・デコーダ387はビデオ信号を復号して、
復号ビデオ信号397を最終的な宛先、一般には通信ユニットのユーザによって
検出するために画像にビデオ信号397を変換するためのディスプレイ装置、に
送る。
号をデータ・チャネル・デコーダ369に送る。デコーダ369はこの信号を復
号して、復号データ信号をL2機能379に送り、L2機能379はデータ信号
399を出力する。
を提供する。本発明は、通信システム内で搬送するためにマルチメディア・スト
リームをコンポーネント部分に分流することにより、ワイヤレス・ネットワーク
上でマルチメディア・アプリケーションを効率的に搬送することを可能にする。
本発明は、ワイヤレス・ネットワークにおいて単一メディア・ストリームをサポ
ートすべく設計された既存および将来の通信システムの利用を可能にする。さら
に、本発明は、既存の有線マルチメディア規格をエンド・ツー・エンドで利用す
ることを可能にする。
報を提供する。これにより、通信システムは、各データ・タイプに適合したサー
ビスを提供できる。本発明のミドルウェアは、従来技術の負担なしに、エンド・
ツー・エンドで有線アプリケーションの利用を可能にする。
利用すべきかを決定する。本明細書では、マルチメディア・モードとは、マルチ
メディア信号が音声,ビデオまたはデータなどの少なくとも2つの異なるタイプ
に分流される動作モードを表す。この決定は、通信セッションのどの部分がマル
チメディア情報を収容しているのか,ネットワークおよび移動局が本発明を利用
する能力,あるいはセッションの最適化を可能にする他の決定に基づいて行うこ
とができる。マルチメディア・モードに入ることを決定すると、移動局,基地局
および移動局に接続されたコンピュータなどの他のネットワーク・コンポーネン
トは、マルチメディア・モードに入ったことが報知される。マルチメディア・モ
ードに入る決定は、移動局または移動局に接続されたコンピュータによって、も
しくは基地局または基地局に接続されたコントローラにおけるネットワークによ
って行うことができる。これらの要素のそれぞれは、本発明の利用を開始するた
めにマルチメディア・モードに入るように他の要素に報知する。そうすると、他
の要素はマルチメディア・ストリームの処理を開始する。
制限されるものではなく、むしろ特許請求の範囲に規定される範囲にのみ制限さ
れるものとする。
す。
の構造図を示す。
Claims (10)
- 【請求項1】 通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法で
あって: 複数のストリームを受信する段階であって、前記複数のストリームは一緒にな
って一つのマルチメディア・セッションを形成する、段階; 各個別ストリームの内容に基づいて、前記複数のストリームを復号して、複数
の復号ストリームを形成する段階;および 前記複数の復号ストリームのそれぞれに対してレイヤ2機能を実行する段階; によって構成されることを特徴とする通信システムにおいてマルチメディア情
報を受信する方法。 - 【請求項2】 複数のストリームを受信する前記段階は、前記複数のストリ
ームを空中で受信する段階によって構成されることを特徴とする請求項1記載の
通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。 - 【請求項3】 マルチメディア・ストリームの処理を開始するように移動局
に報知する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項1記載の通信
システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。 - 【請求項4】 マルチメディア・ストリームの処理を開始するように基地局
に報知する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項1記載の通信
システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。 - 【請求項5】 マルチメディア・モードに入ることを決定する段階をさらに
含んで構成されることを特徴とする請求項1記載の通信システムにおいてマルチ
メディア情報を受信する方法。 - 【請求項6】 マルチメディア・モードに入ることを決定する前記段階は、
移動局によりマルチメディア・モードに入ることを決定する段階によって構成さ
れることを特徴とする請求項5記載の通信システムにおいてマルチメディア情報
を受信する方法。 - 【請求項7】 マルチメディア・モードに入るように前記移動局に接続され
たコンピュータに報知する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求
項6記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。 - 【請求項8】 マルチメディア・モードに入るようにネットワークに報知す
る段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項6記載の通信システム
においてマルチメディア情報を受信する方法。 - 【請求項9】 マルチメディア・モードに入ることを決定する前記段階は、
前記移動局に接続されたコンピュータによりマルチメディア・モードに入ること
を決定する段階によって構成されることを特徴とする請求項5記載の通信システ
ムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。 - 【請求項10】 マルチメディア・モードに入るように移動局に報知する段
階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項9記載の通信システムにお
いてマルチメディア情報を受信する方法。
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