JP2005531220A - 移動無線相互接続環境における記憶されたビデオストリーミングのための減少するネットワークqos要件 - Google Patents

移動無線相互接続環境における記憶されたビデオストリーミングのための減少するネットワークqos要件 Download PDF

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Abstract

第1のデータ転送速度を有する第1の無線アクセス網と、前記第1のデータ転送速度よりも高速の第2のデータ転送速度を有する第2の無線アクセス網とを含む相互接続環境において移動端末を用いてビデオ番組をダウンロードし表示する方法である。ビデオ番組は、
第1又は第2の無線アクセス網を通じて、第1及び第2のデータ転送速度で夫々ダウンロードされる。ダウンロードされたビデオ番組は所定の再生速度で表示される。ビデオ番組がダウンロードされる速度が所定の再生速度を超えたときに生ずるダウンロードされたビデオ番組の過剰部分はバッファリングされる。第1のデータ転送速度よりも低い第3のデータ転送速度は、所定の再生速度、バッファリングされた過剰部分、及びビデオ番組の残りの持続時間に応じて計算される。第1のデータ転送速度と第3のデータ転送速度の間の差が閾値水準を超えたときは、ビデオ番組をダウンロードするための第3のデータ転送速度について第1のアクセス網と交渉される。

Description

本発明は概してネットワーキングに関連し、特に、第1のデータ転送速度を有する第1の無線アクセス網と、第2のデータ転送速度を有する第2の無線アクセス網とを含む相互接続(interworking)環境においてビデオ番組をダウンロードし表示する方法及び移動端末に関連する。
例えば第3世代(3G)セルラー網及び無線ローカル・エリア・ネットワーク(WLAN)といった2つの網を含む相互接続環境において、WLANの増加した帯域幅をうまく利用することが望ましい。至る所にある(ユビキタスな)低速無線アクセス網をより高速のローカルなマイクロセルと結合させることは、或るエリアでは高速な広いカバレッジを与える。これに関して、移動端末がWLANのより高い帯域幅のカバレッジエリアを定期的に横切る場合は、移動端末はより高いデータ転送速度へアップグレードされうる。データ転送速度の再交渉は、高いデータ転送速度でのビデオ番組の部分のダウンロードの後に所望でありうる。しかしながら、ネットワークの一時的な輻輳により、網からデータ転送速度(サービスの質(QoS))をアップグレードすることが可能ではないかもしれないため、かかる再交渉によって問題が生じうる。このような場合、QoS交渉は、常に成功するとはかぎらない。
従って、上述の欠点を克服しつつ、相互接続環境において増加された帯域幅をうまく利用することが可能な方法及び移動端末を有することが望ましく、非常に有利である。
上述の問題、並びに、従来技術の他の関連する問題は、相互接続環境における移動端末によるビデオ番組のダウンロード及び表示を管理する方法及び移動端末に関連する本発明により解決される。本発明は、より低い帯域幅のエリアにおけるデータ転送速度を低下させるよう相互接続環境のより高い帯域幅のエリアにおいて与えられる増加された帯域幅を利用する。このことは、例えばユーザがより低い帯域幅のエリアを用いることの費用を減少させること、及び、QoS要件の再交渉が成功する確率等を含む、ユーザに対する多くの付随的な利点を与える。
本発明の1つの面によれば、相互接続環境において移動端末を用いてビデオ番組をダウンロードし表示する方法が提供される。相互接続環境は、第1のデータ転送速度を有する第1の無線アクセス網と、第1のデータ転送速度よりも高速の第2のデータ転送速度を有する第2の無線アクセス網とを含む。ビデオ番組は、第1又は第2の無線アクセス網を通じて、第1及び第2のデータ転送速度で夫々ダウンロードされ、ビデオ番組は移動端末が第2の無線アクセス網のカバレッジエリア内にあるときは第2のデータ転送速度でダウンロードされる。ダウンロードされたビデオ番組は所定の再生速度で表示される。ビデオ番組がダウンロードされる速度が所定の再生速度を超えたときに生ずるダウンロードされたビデオ番組の過剰部分がバッファリングされる。所定の再生速度、バッファリングされた過剰部分、及びビデオ番組の残りの持続時間に応じて、第1のデータ転送速度よりも低い第3のデータ転送速度が計算される。第3のデータ転送速度は、上述に関して現在のビデオの質を維持するのに必要な速度に対応する。第1のデータ転送速度と第3のデータ転送速度の間の差が閾値水準を超えたときは、ビデオ番組をダウンロードするための第3のデータ転送速度について第1のアクセス網と交渉される。
本発明の他の面によれば、相互接続環境においてビデオ番組をダウンロードし表示する移動端末が提供される。相互接続環境は、第1のデータ転送速度を有する第1の無線アクセス網と、第1のデータ転送速度よりも高速の第2のデータ転送速度を有する第2の無線アクセス網とを含む。受信器は、第1又は第2の無線アクセス網を通じて、ビデオ番組を第1及び第2のデータ転送速度で夫々ダウンロードし、ビデオ番組は移動端末が第2の無線アクセス網のカバレッジエリア内にあるときは第2のデータ転送速度でダウンロードされる。ディスプレイは、ダウンロードされたビデオ番組を所定の再生速度で表示する。メモリ装置は、ビデオ番組がダウンロードされる速度が所定の再生速度を超えたときに生ずるダウンロードされたビデオ番組の過剰部分をバッファリングする。プロセッサは、所定の再生速度、バッファリングされた過剰部分、及びビデオ番組の残りの持続時間に応じて、第1のデータ転送速度よりも低い第3のデータ転送速度を計算する。プロセッサは、第1のデータ転送速度と第3のデータ転送速度の間の差が閾値水準を超えたときは、ビデオ番組をダウンロードするための第3のデータ転送速度を第1のアクセス網の交渉を制御するプロセッサとを有する。
本発明は、相互接続環境においてビデオ番組をダウンロードし表示する方法及び移動端末に関連する。本発明は、より低い帯域幅のエリアにおいて低下されたデータ転送速度(QoS)を交渉するために、相互接続環境のより高い帯域幅のエリアにおいて与えられるより高い帯域幅を利用する。更に、本発明は、ビデオの質を低下させることなくより低い帯域幅のエリアにおいてサービス品質(QoS)の再交渉を保証する方法を提供する。本願では、「ビデオ番組」の用語は、少なくともビデオデータを含み、例えばオーディオデータ等の他のデータを含んでも含まなくてもよい番組を指すものとする。
本発明は、様々な形のハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、専用プロセッサ、又はそれらの組合せとして実現されうる。望ましくは、本発明は、ハードウエアとソフトウエアの組合せとして実現される。更に、ソフトウエアは、プログラム記憶装置に有形に具現化されたアプリケーションプログラムとして実現されることが望ましい。アプリケーションプログラムは、任意の適当なアーキテクチャを有する機械にアップロードされ、機械によって実行されうる。望ましくは、機械は、1つ又はそれ以上の中央処理装置(CPU)、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、及び、入力/出力(I/O)インタフェースといったハードウエアを有するコンピュータプラットフォーム上で実現される。コンピュータプラットフォームはまた、オペレーティングシステム及びマイクロ命令コードを含む。本願に記載される様々な処理及び機能は、マイクロ命令コードの一部又はオペレーティングシステムを介して実行されるアプリケーションプログラムの一部(又はそれらの組合せ)のいずれかであってもよい。更に、追加的なデータ記憶装置及び印刷装置といった様々な他の周辺装置がコンピュータプラットフォームに接続されてもよい。
更に、添付の図面に示すシステム構成要素及び方法の段階のうちのいくつかはソフトウエア中に実現されることが望ましいため、システム構成要素間(又は方法の段階間)の実際の接続は、本発明がプログラムされる方法によって異なりうる。本願の教示が与えられると、当業者は、本発明の上述又は同様の実施又は形態を考えることが可能となろう。
本発明は、相互接続環境に関連する。かかる相互接続環境は、例えば、至る所にある(ユビキタスな)低速の第1の無線アクセス網をはるかにより高速のデータ転送速度及びより低いアクセス費用を有する第2の無線アクセス網を含みうる。本発明は、比較的高い移動可能性を有するユーザが、記憶されたビデオストリーミング用途においてかかる環境を完全に利用することを可能とする。
本発明が適用されうる低速無線アクセス網(例えば上述の無線A)は、第3世代(3G)、第2世代プラス(2.5G)、第2世代(2G)、第1世代(1G)のセルラー網等といった固定の又は移動のワイヤレス・ワイド・エリア・ネットワークを含むが、これらに限られるものではない。本発明が適用されうる高速無線アクセス網(例えば上述の無線B)は、無線ローカル・エリア・ネットワーク(WLAN)等を含むが、これらに限られるものではない。WLANは、例えば、IEEE802.11又はHiperlan2に準拠するものでありうる。
提示の便宜上、本発明の以下の説明は、一般的には第1の無線アクセス網として3Gセルラー網を用い、第2の無線アクセス網としてWLANを用いるものとする。しかしながら、本発明は、上述の通信技術及びネットワークの種類に限られるものではなく、従って、本発明の趣旨及び範囲を保ちつつ本発明によって他の通信技術及びネットワークの種類が用意に利用されうることが認められるべきである。更に、本発明は、本発明の趣旨及び範囲を保ちつつ、2つ以上の網の間の相互接続に対しても適用されうることが認められるべきである。更に、本発明は、本発明の趣旨及び範囲を保ちつつ相互接続の一部である全ての網又は一部の網に対して適用されうることが認められるべきである。
本発明の例示的な実施例によれば、移動端末は、第1の無線アクセス網から第1のデータ転送速度でビデオ番組をダウンロードし、移動端末が第2の無線アクセス網のカバレッジエリアを横切ると第2のデータ転送速度でダウンロードする。ダウンロードされた番組データは、所定の再生速度で処理され、表示装置に表示される。第2の無線アクセス網エリア内のより高速のデータ転送速度により、過剰な番組データが生じうる。ダウンロード速度が再生速度を超えるときに生ずる過剰な番組データは、メモリ装置にバッファリングされる。第3のデータ転送速度は、所定の再生速度、バッファリングされた過剰部分、及びビデオ番組の残りの持続時間に応じて計算されうる。この第3のデータ転送速度は、上述の要因に関して要求されるデータ転送速度に対応する。第1のデータ転送速度と第3のデータ転送速度の間の差が十分であるとき、即ち閾値水準を超えるとき、移動端末は、ビデオ番組をダウンロードするために、第1の無線アクセス網と、第1のデータ転送速度よりも低い第3のデータ転送速度について再交渉する。これは、ビデオ再生時間の残りについてデータ転送速度が第3のデータ転送速度へと低下しても、ビデオの質が低下しないことを保証する。
図1は、本発明の例示的な実施例による、本発明が適用されうる移動端末100を示すブロック図である。移動端末100は、受信器110、送信器120、ディスプレイ130、メモリ140、及びプロセッサ150を含み、全てがバス179によって相互に接続されている。受信器110及び送信器120は、2つの無線アクセス網のうちのいずれか一方からデータを受信し/データを送信するよう構成される。移動端末は、セルラー電話機、パーソナル・ディジタル・アシスタント(PDA)、ラップトップコンピュータ等でありうるが、これらに限られるものではない。これらの装置中のかかる要素の配置及び動作は、当業者により周知である。
図2は、本発明の例示的な実施例による、本発明が適用されうる相互接続環境200を示す図である。相互接続環境200は、例示的な実施例では3G網である第1の無線アクセス網210と、例示的な実施例ではそれを通じて分散されたWLANである第2の無線アクセス網エリア220とを含む。移動端末100は、おそらくは2重のカバレッジエリアを含む第1及び第2の無線アクセス網を通って移動する。第1の無線アクセス網及び第2の無線アクセス網のいずれからも到達可能なサーバ270は、ビデオ番組が移動端末100へダウンロードされうる源を提供する。
本発明は、図2に関連して図示され説明された相互に接続される環境に厳密に限られるものではなく、従って、本発明の趣旨及び範囲を保ちつつ他の相互接続環境もまた使用されうることが認められるべきである。
移動端末(MT)は、いったんWLANセルに入ると、より高速なWLANデータ転送速度でローカルな記憶装置へのビデオ番組のダウンロードを開始する。ダウンロード速度と再生速度の間にずれがあるとき、ダウンロードの開始からいくらか時間が経過すると、MTは、いくらかの量のバッファリングされたビデオを有する。バッファリングされた量を利用する1つの方法は、いったんMTが3Gカバレッジエリアに入るとQoS要件(データ転送速度)を減少させ、それにより3Gアクセスの費用を低下させることである。このオプションにより、ビデオの質がビデオセッションの残りを通じて低下されなくなることが保証されることが望ましい。しかしながら、3G網上のQoS要件がいったん低下すると、QoS要件がいくらか後の時間においてアップグレードされうると想定することはできない。問題となるのは、例えば網内の一時的な輻輳により、網が速度を高める要求を遵守することが出来ないかもしれないことである。従って、本発明は、ビデオセッションの残りに対して同じ質を保証しつつ、データ転送速度を有利に低下させる方法を提供する。
例示のために、本願では以下の表記を用いる。
バッファリングされた量:Bt
3Gカバレッジエリア内のデータ転送速度:Rg
再生速度:Rp
ビデオの残りについての持続時間:T
更に、以下の制約条件を用いる。
(Rp−Rg)*T<=Bt
MTは、上述の制約条件に基づいて新しい要求される速度を計算する。
g’=Rp−Bt/T
MTが、新しい要求される速度と第1のデータ転送速度との間に、速度について網と再交渉するのに十分な差があると決定すると、移動端末はこの新しい速度を用いて3G網と再交渉する。速度の差が十分であるかは、所定の閾値水準に基づいて決定されえ、又は、要望通り番組に対して調整されうる。新しい速度Rg’は、古い速度Rgよりも必ず小さいことが明らかである。このことは、以下のことからより明らかとなる。WLANセルに入らなかった場合、以下の式が得られる。
g=Rp−Bold/T
ここで、BoldはWLANセルに入らなかった場合のバッファリングされた量である。BtはBoldよりも大きく、従ってRg’<Rgであることが明らかである。従って、再交渉は常に成功する。
図3は、本発明の例示的な実施例により、第1の無線アクセス網及び第2の無線アクセス網を含む相互接続環境においてビデオ番組をダウンロードし表示する段階を示すフローチャートである。図3の例示的な実施例では、第1の無線アクセス網は、移動端末と第1の無線アクセス網の間で交渉されうる第1のデータ転送速度を有し、第2の無線アクセス網は第1のデータ転送速度よりも高速の第2のデータ転送速度を有する。
移動端末が第2の無線アクセス網のカバレッジエリア内にあるかどうかが判定される(ステップ305)。そうであれば、移動端末は、まだ第2の無線アクセス網に加わっていなければ、第2の無線アクセス網に加わり、第2の(より高速な)データ転送速度でビデオ番組をダウンロードする(ステップ315)。データ転送速度はデータが処理され表示される速度よりも高速であるため、過剰が生じ、ステップ325において、過剰なデータは、バッファリングされるか、メモリ装置に記憶される。
移動端末が第2の無線アクセスのカバレッジエリア内に入っていない場合、移動端末は、第1の無線アクセス網のカバレッジエリア内にあるかどうかを判定する(ステップ310)。そうでなければ、方法は終了する。そうであれば、移動端末は、第1の無線アクセス網との間で交渉したデータ転送速度でビデオ番組をダウンロードする(ステップ320)。
ダウンロードされたビデオ番組は、所定の再生速度で表示装置上に表示される(ステップ330)。ダウンロードされたビデオ番組が表示されるにつれ、移動端末は、定期的に又は連続的に、所定の再生速度、バッファリングされた過剰な部分、及びビデオ番組の残りの持続時間に応じて新しいデータ速度を計算する(335)。新しいデータ速度は、ビデオ番組のバッファリングされた過剰な部分及びビデオ番組の残りの時間に関してビデオ表示の質を維持するのに必要とされるデータ速度を反映する。
次に、移動端末は、ステップ335において決定された新しいデータ速度と、現在交渉されている第1の無線アクセス網とのデータ転送速度の間の差が、閾値水準を超えるかどうかを判定する。閾値水準は、設定された所定の水準であってもよく、又は要望どおり調整されてもよい(ステップ340)。閾値は、例えば、再生されるべきビデオ番組の残りの持続時間に、所定の再生速度と第1のデータ転送速度の間の差を掛け合わせたものに等しいものであってもよい。上述の表記を用いると、上述の閾値(threshold)は、以下の式、
threshold=T*(Rp−Rg
で表わせる。
差が閾値水準を超えない場合、方法はステップ305へ戻り、要望どおりビデオ番組の残りのダウンロードを続ける。差が閾値を超える場合、方法はステップ345へ進み、第1の無線アクセス網と、以前に交渉されたデータ転送速度よりも低い新しいデータ転送速度を再交渉する。方法は、要望通りビデオ番組のダウンロードを続けるようステップ305へ戻る。
第1の無線アクセス網と第2の無線アクセス網との間にいくらかの重なり合うカバレッジエリアがある可能性があるとすると、移動端末による第1の無線アクセス網との新しいデータ転送速度の交渉は、かかる交渉が可能な如何なる時間においても行われることができ、これは移動端末が第2の無線アクセス網のカバレッジエリア内から完全に出るまで待っている時間(又は待ちなし)を含む。すなわち、本願発明の教示によれば、当業者は、第1及び第2の無線アクセス網のカバレッジエリア内に関して移動端末の配置に関して交渉がなされうる上述の及び他の様々な時点を考えるであろう。
また、移動端末は、第1の無線アクセス網のカバレッジエリア内の中にあった場合も無かった場合もあり、ステップ305において決定されるように第2の無線アクセス網のカバレッジエリア内に入る前に(第1の(より低速の)データ転送速度で)当該エリア内でビデオをダウンロードすることが認められる。即ち、本発明は、本発明の利益を得るために様々な網を通じて移動端末による如何なる特定の又は予め指定された一連の動きも必要としない。必要なのは、ダウンロードされたビデオ番組のバッファリングされた過剰な部分が、第1のデータ転送速度と新しいデータ転送速度との間に十分な差が生じうるよう、バッファ中に累積されるべきであるということだけである。
有利には、本発明は、「時々交差する」WLANセルによる直接的な利益として網のQoS要件(従って費用)を減少させる。更に、本発明は、有利には、網とのQoS要件再交渉が常に成功するような方法を提供する。更に、本発明は、ビデオセッションの間中、質の低下を生じさせない。
本願では、添付の図面を参照して例示的な実施例について説明したが、本発明は厳密にこれらの実施例に限られるものではなく、本発明の範囲又は趣旨を逸脱することなく当業者によれば様々な他の変形及び変更がなされうることが理解されるべきである。例えば、本発明の実施例について、ビデオ番組を参照して説明したが、本発明は、オーディオ番組、並びに、無線アクセス網を通じてダウンロードされうる他のマルチメディア番組に対しても適用可能であることが明らかである。全てのかかる変形及び変更は、本願の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲内に含まれることが意図される。
本発明の例示的な実施例による、本発明が適用されうる移動端末100を示すブロック図である。 本発明の例示的な実施例による、本発明が適用されうる相互接続環境20を示すブロック図である。 本発明の例示的な実施例による、相互接続環境において移動端末を用いてビデオ番組をダウンロードし表示する段階を示すフローチャートである。

Claims (14)

  1. 第1のデータ転送速度を有する第1の無線アクセス網と、前記第1のデータ転送速度よりも高速の第2のデータ転送速度を有する第2の無線アクセス網とを含む相互接続環境において移動端末を用いてビデオ番組をダウンロードし表示する方法であって、
    前記第1又は第2の無線アクセス網を通じて、前記ビデオ番組を第1及び第2のデータ転送速度で夫々ダウンロードし、前記ビデオ番組は前記移動端末が前記第2の無線アクセス網のカバレッジエリア内にあるときは前記第2のデータ転送速度でダウンロードされる、段階と、
    前記ダウンロードされたビデオ番組を所定の再生速度で表示する段階と、
    前記ビデオ番組がダウンロードされる速度が前記所定の再生速度を超えたときに生ずる前記ダウンロードされたビデオ番組の過剰部分をバッファリングする段階と、
    前記所定の再生速度、前記バッファリングされた過剰部分、及び前記ビデオ番組の残りの持続時間に応じて、前記第1のデータ転送速度よりも低い第3のデータ転送速度を計算する段階と、
    前記第1のデータ転送速度と前記第3のデータ転送速度の間の差が閾値水準を超えたときは、前記ビデオ番組をダウンロードするための前記第3のデータ転送速度について前記第1のアクセス網と交渉する段階とを有する、方法。
  2. 前記第3のデータ転送速度は、
    p−B/T
    に等しく、但し、Rpは所定の再生速度であり、Bは前記ダウンロードされたビデオ番組のバッファリングされた過剰部分の量であり、Tは再生されるべき前記ビデオ番組の残りの持続時間である、請求項1記載の方法。
  3. 前記移動端末が前記第2の無線アクセス網のカバレッジエリアを出て、前記第1の無線アクセス網のカバレッジエリア内にあるとき、前記第1の無線アクセス網から前記第3のデータ転送速度を用いて前記ビデオ番組をダウンロードすることを続ける段階を更に含む、請求項1記載の方法。
  4. 前記交渉する段階は、前記移動端末が前記第2の無線アクセス網のカバレッジエリア内にあるときに行われる、請求項1記載の方法。
  5. 前記交渉する段階は、前記移動端末が前記第2の無線アクセス網のカバレッジエリアを出た後に行われる、請求項1記載の方法。
  6. 前記第1の無線アクセス網は3Gセルラー網である、請求項1記載の方法。
  7. 前記第2の無線アクセス網は、無線ローカル・エリア・ネットワーク(WLAN)である、請求項1記載の方法。
  8. 第1のデータ転送速度を有する第1の無線アクセス網と、前記第1のデータ転送速度よりも高速の第2のデータ転送速度を有する第2の無線アクセス網とを含む相互接続環境においてビデオ番組をダウンロードし表示する移動端末であって、
    前記第1又は第2の無線アクセス網を通じて、前記ビデオ番組を第1及び第2のデータ転送速度で夫々ダウンロードし、前記ビデオ番組は前記移動端末が前記第2の無線アクセス網のカバレッジエリア内にあるときは前記第2のデータ転送速度でダウンロードされる、受信器と、
    前記第1又は第2の無線アクセス網へデータを送信する送信器と、
    前記ダウンロードされたビデオ番組を所定の再生速度で表示するディスプレイと、
    前記ビデオ番組がダウンロードされる速度が前記所定の再生速度を超えたときに生ずる前記ダウンロードされたビデオ番組の過剰部分をバッファリングするメモリ装置と、
    前記所定の再生速度、前記バッファリングされた過剰部分、及び前記ビデオ番組の残りの持続時間に応じて、前記第1のデータ転送速度よりも低い第3のデータ転送速度を計算し、前記第1のデータ転送速度と前記第3のデータ転送速度の間の差が閾値水準を超えたときは、前記ビデオ番組をダウンロードするための前記第3のデータ転送速度を前記第1のアクセス網の交渉を制御するプロセッサとを有する、移動端末。
  9. 前記第3のデータ転送速度は、
    p−B/T
    に等しく、但し、Rpは所定の再生速度であり、Bは前記ダウンロードされたビデオ番組のバッファリングされた過剰部分の量であり、Tは再生されるべき前記ビデオ番組の残りの持続時間である、請求項10記載の移動端末。
  10. 前記受信器は、前記移動端末が前記第2の無線アクセス網のカバレッジエリアを出て、前記第1の無線アクセス網のカバレッジエリア内にあるとき、前記第1の無線アクセス網から前記第3のデータ転送速度を用いて前記ビデオ番組をダウンロードすることを続ける、請求項10記載の移動端末。
  11. 前記第3のデータ転送速度は、前記移動端末が前記第2の無線アクセス網のカバレッジエリア内にあるときに交渉される、請求項10記載の移動端末。
  12. 前記第3のデータ転送速度は、前記移動端末が前記第2の無線アクセス網のカバレッジエリアを出た後に交渉される、請求項10記載の移動端末。
  13. 前記第1の無線アクセス網は3Gセルラー網である、請求項10記載の移動端末。
  14. 前記第2の無線アクセス網は、無線ローカル・エリア・ネットワーク(WLAN)である、請求項10記載の移動端末。
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