JP2007509518A - ネットワーク内でユニキャストによるブロードキャスト - Google Patents

Abstract

ネットワーク内でマルチキャストをユーザ装置で受信する方法であって、マルチキャスト・グループに加入するリクエストを発し、マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別し、マルチキャスト・データ・パケットの伝送をモニタし、識別したマルチキャスト・データ・パケットが、既に設定されたユニキャスト・セッションで伝送されているかどうかを確かめ、既に設定されたユニキャスト・セッションが存在しなければ、ユニキャスト・セッションを設定し、そしてマルチキャスト・データ・パケットを処理する方法が記述される。ネットワーク内でマルチキャストの伝送をユーザ装置で受信する方法であって、専用の端末でユニキャスト・セッションを設定し、マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別し、マルチキャスト・データ・パケットの送信をモニタし、そして専用の端末によりマルチキャスト・データ・パケットを処理する方法が記述される。更に、マルチキャスト・グループに加入するリクエストを受け入れ、マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別し、ユニキャスト・セッションを設定し、マルチキャスト・データ・パケットをユニキャスト・フレーム内に封入し、そしてユニキャスト・フレームをユニキャスト・セッションを介して送る装置が記述される。

Description

本発明は、一般に、ネットワーク通信に関し、特に、ユニキャスト・セッション／コネクション（ｕｎｉｃａｓｔ ｓｅｓｓｉｏｎ／ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）によりブロードキャスト／マルチキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ／ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）のデータを伝達する方法と装置に関する。本発明は、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ’（ＩＥＥＥ）８０２．１１の標準に従って動作する無線ＬＡＮ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で実施するのに特に適している。

本発明のコンテクストは、モバイル装置のためにアクセスを提供し、且つインターネットのような、グローバル・ネットワークおよびハードワイヤド・ローカルエリア・ネットワークのような他のネットワークにアクセスを提供するアクセス・ポイント（ＡＰ）、ブリッジ、ルータおよびブルータのような中間装置（ＩＤ）を規定する、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づく無線ＬＡＮのファミリイである。ブロードキャスト・ビデオ・ストリーミングに利用されるワイヤレス受信点はセットトップ・ボックスを単純なシステム内に含むが、商用のリブロードキャスト（ｒｅｂｒｏａｄｃａｓｔ）システムでは、トランスコーダ／マルチプレクサ／デマルチプレクサ（ＴＭＤ）がローカル・ビデオ・サーバと連係し動作する。インターネットのデータを受信する際に、従来のインターネット・プロトコル／伝送コントロール・プロトコル／ユーザ・データグラム・プロトコル（ＩＰ／ＴＣＰ／ＵＤＰ）で動作する共通のゲートウエイが使用される。

従来、ＩＥＥＥ８０２．１１をベースとするアーキテクチャは相互に作用する数個の構成要素とサービスから成り、ネットワーク・スタックの高層に透明なステーション・モビリティを与える。ＩＥＥＥ８０２．１１をベースとするネットワークは、ワイヤレス・メディアに接続されてＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルの機能性を具える構成要素としてステーションを規定する。それは、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ：物理層）、およびワイヤレス・メディアとの接続である。典型的に、ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルは、ネットワーク・インタフェースカード（ＮＩＣ）のハードウェアおよび／またはソフトウェアで実施される。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１標準は、無線ＬＡＮアーキテクチャにおける基本的要素と見なされるＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ：基本サービス・セット）を規定する。ＢＳＳは、互いに通信を行う複数の中間装置（ＩＤ）ステーションのグループから成る。独立したＢＳＳにおいて、モバイル・ステーション（移動局）は互いに直接通信する。インフラストラクチャのＢＳＳにおいて、ＢＳＳ内のすべてのステーションはＩＤと通信し、独立したＢＳＳと直接通信せず、すべてのフレームはＩＤにより複数のステーション間にリレー（中継）される。

ステーションは、ラップトップのＰＣ、手で持てる装置、あるいはアクセス・ポイント（ＡＰ）である。ステーションは、モバイル、ポータブル、または据置き型である。すべてのステーションは、認証、認証解除、プライバシィ、およびデータ配信についてＩＥＥＥ８０２．１１のステーション・サービスをサポートする。

もしブロードキャストまたはマルチキャストのオリジネータ（ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ）がモバイル端末であるなら、ユニキャスト伝送で、ブロードキャスト／マルチキャスト・データは最初にモバイル端末から中間装置（ＩＤ）に転送される。一般に、ブロードキャスト伝送は、１（ｏｎｅ）からすべて（ａｌｌ）への送信である、マルチキャスト伝送は１（ｏｎｅ）から多数（ｍａｎｙ）への送信であり、ユニキャスト伝送は１（ｏｎｅ）から１（ｏｎｅ）への送信である。ブロードキャストとマルチキャストは互いに置き換えられる。ＩＥＥＥ８０２．１１仕様書によれば、ブロードキャスト／マルチキャストのメッセージは、ＩＤにより基本サービス・セット（ＢＳＳ）の中に配信される。フレームの長さにかかわりなく、ＲＴＳ／ＣＴＳの交換（ｅｘｃｈａｎｇｅ）は使用できない。マルチキャスト／ブロードキャスト・フレームの受取人（ｒｅｃｉｐｉｅｎｔ）がＡＣＫ（確認通知、肯定応答）をＩＤに伝送することは許されない。ＩＤから送られるブロードキャストまたはマルチキャスト・フレーム上で媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レベルの回復はない。

ビデオの伝送（特に、リアルタイムの伝送）は、ネットワーク（例えば、無線ＬＡＮ）による、ブロードキャスト／マルチキャストの伝送を必要とする。しかしながら、ブロードキャスト／マルチキャスト伝送は本来、誤り訂正機構を欠いている。データ・パケットが受信機（ブロードキャスト／マルチキャスト）のグループに送られると、各受信機について送信機が再伝送（ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）プロトコルを管理することは、不可能ではないが、極めて困難である。

ネットワーク（特に、無線ＬＡＮ）におけるデータ・パケットの喪失を解決するために、自動ＦＥＣ（ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方向誤り訂正）、マルチキャストＡＲＱ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｐｅａｔ ｒｅｑｕｅｓｔ：自動再送要求）などのような機構が幾つか存在するが、これらの機構では、ネットワーク・プロダクトにおける複雑性と制限が著しく付加される。アクセス・ポイント（ＡＰ）やブリッジ（ルータまたはブルータ、または同等の機能を有する装置を含む）のような無線ＬＡＮの中間装置の場合、クライアント（顧客）、例えば、受信状態が極めて貧弱なモバイル端末（すなわち、中間装置（ＩＤ）から最も遠く離れているクライアント）によってマルチキャストの品質が制限されるという前提で、無線ＬＡＮマルチキャスト・データ・パケットの伝送レートが本来、制限される。このような制限のため、たとえクライアントがＩＤの近くにあっても、マルチキャストのＱｏＳ（サービスの品質）が向上する可能性はなくなる。

（発明の概要）
本発明は、ユニキャスト・セッションを使用し、ネットワークのマルチキャスト／ブロードキャスト・サービスを提供し、ユニキャスト・コネクションに使用する自動再送要求（ＡＲＱ）をベースとする誤り訂正機構から得をし、近隣のユーザに伝達されるマルチキャスト／ブロードキャストの品質を高める。ＡＲＱをベースとする誤り訂正を使用するユニキャスト・セッションが存在するならば、近隣のユーザはユニキャスト・セッションを聞き、追加的に開始され維持されるユニキャスト・セッションと必要とせず、ＡＲＱ機構から利益を得られる。通常のユニキャスト機構に梃入れし、複雑なＦＥＣまたはマルチキャストＡＲＱスキームなしに、マルチキャスト／ブロードキャスト・サービスを提供できる。加えて、複数の伝送レート（１Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、１１Ｍｂｐｓなど）に順応できる。以下、セッション（ｓｅｓｓｉｏｎ）とコネクション（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）は互換的に使用される。

この複数の伝送レートは遠近の問題にも対処する。この遠近の問題は、スループット・レートがセルのエッジ（遠く）で低く、中間装置の近くで高く、従って、誤り訂正スキームも異なることを示すのに使用される。ユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）トラフィックは、ブロードキャスト／マルチキャスト（例えば、ビデオ・マルチキャスト）であると想定される。本発明では、ＵＤＰブロードキャスト／マルチキャスト・データ・パケットは、ユニキャスト・セッション／コネクションを介する伝送のためにＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のフレーム中に封入される。

ネットワーク内でマルチキャストをユーザ装置で受信する方法であって、マルチキャスト・グループに加入するリクエストを発し、マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別し、マルチキャストのデータ・パケットをモニタして、識別したマルチキャスト・データ・パケットが、既に設定されているユニキャスト・セッションで伝送されているかどうかを確かめ、既に設定されたユニキャスト・セッションが存在しなければ、ユニキャスト・セッションを設定し、マルチキャスト・データ・パケットを処理する方法が記述される。ネットワーク内でマルチキャスト伝送をユーザ装置で受信する方法であって、専用の端末を具えるユニキャスト・セッションを設定し、マルチキャスト・グループに関連するマルチキャストのデータ・パケットを識別し、マルチキャストのデータ・パケットの伝送をモニタし、専用の端末によりマルチキャスト・データ・パケットを処理する方法が記述される。

マルチキャスト・グループに加入するリクエストを受け入れ、マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別し、ユニキャスト・セッションを設定し、マルチキャスト・データ・パケットをユニキャスト・フレーム内に封入し、ユニキャスト・フレームをユニキャスト・セッションを介し送る装置が記述される。加えて、マルチキャストからユニキャストに変換する変換器でユニキャスト・セッションを設定し、マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別し、マルチキャスト・データ・パケットをユニキャスト・フレーム内に封入し、ユニキャスト・セッションを介しユニキャスト・フレームを送る装置が記述される。

ネットワーク内でマルチキャスト／ブロードキャストをユーザ装置で受信する方法と装置であって、中間装置（ＩＤ）により、マルチキャスト・グループに加入する第１のユーザ装置からのリクエストを受信するステップ、マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト／ブロードキャストのデータ・パケットを識別するステップ、第１のユーザ装置により、ＩＤからのマルチキャスト／ブロードキャスト・データ・パケットの伝送をモニタし、識別したマルチキャスト／ブロードキャスト・データ・パケットが、第２のユーザ装置とＩＤとの間で既に設定されたユニキャスト・セッション／コネクションにおいてＩＤと第２のユーザ装置との間で送信されているかどうかを確かめるステップ、もし第２のユーザ装置が、第２のユーザ装置とＩＤとの間で既に設定されたユニキャスト・セッション／コネクション内にあれば、第２のユーザ装置によりマルチキャスト／ブロードキャスト・データ・パケットを処理するステップ、第１のユーザ装置とＩＤとの間にユニキャスト・セッション／コネクションを設定するステップ、および通常モードに切り替え、もし第２のユーザ装置が既に設定されたユニキャスト・セッション／コネクション内になく且つ第１のユーザ装置がもはや、第２のユーザ装置とＩＤ間の伝送を受信するカバレージ・エリア（視聴圏）内になければ、第１のユーザ装置によりマルチキャスト／ブロードキャスト・データ・パケットを処理するステップ、から成る。更に、ユーザ装置がまだ作動しているかどうかを確かめるテストが行われる。もしユーザ装置が作動していなければ、ＩＤにより新しいユーザ装置を選択し、新しく選択したユーザ装置でユニキャスト・セッション／コネクションを設定する。新しく選択したユーザ装置は通常モードに切り替えられ、新しく設定されたユニキャスト・セッション／コネクションを介しマルチキャスト・データ・パケットを処理する。

複数のマルチキャストの伝送レートおよび専用の端末の使用をサポートする代替実施例で、専用端末がまだ作動しているかどうかを確かめるためにウエークアップ（ｗａｋｅ‐ｕｐ：目覚まし）メッセージが使用される。少なくとも１つの専用端末が使用されるのでマルチキャスト・パケットを伝送するためのＩＧＭＰリクエストが生じるのを待つ必要はない。少なくとも１つの専用端子でユニキャスト・セッション／コネクションが設定されると、マルチキャスト・データ・パケット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームとして封入される）の伝送が生じる。マルチキャスト・グループに加入する他のユーザ装置は簡単にユニキャスト・セッション／コネクションで聞くことができる。複数のユニキャスト・セッション／コネクションは、複数の伝送レートをサポートし、中間装置（ＩＤ）間に複数のユニキャスト・セッションを設定することにより、設定される。

図１に、本発明を実施するのに適するディジタル・ビデオ／オーディオ・システムを例示する。ヘッドエンドで、複数のビデオ／オーディオ・コンテンツのストリームがディジタル・フォーマット（ＭＰＥＧ‐２標準に従う）に変換され、衛星を経由し、セットトップ・ボックスと称される受信機またはＴＭＤのような他の適当な手段に取りつけられる受信ディッシュまたは他の適当な手段に送信される。米国特許６，５１０，５１９号に、チューナ、復調器、デコーダ、トランスポート・デマルチプレクサ、マイクロプロセッサ、プログラム・メモリ、ビデオ画像メモリ、ＭＰＥＧビデオ・デコーダ、ディスプレイおよびスマート・カードを含む、セットトップ・ボックスおよびヘッドエンドを利用する代表的なシステムが記載されている。大抵のディジタル・ブロードキャスト・システムのデータ・ストリームは符号化され、セキュリティの目的で送信機においてスクランブルされる。受信機において暗号解読および復号化が行われると、システムはメモリ内にビデオ・コンポジット画像を構築し、そのオーディオ成分と同期する希望画像をモニタ上に表示する。番組をデスクランブル（スクランブル解除）することに加え、更なる認可が行われ、特定の受信機が番組または１セットの番組を確実に受信できるようにしている。

図１で、ローカル・ビデオ・サーバと連係して動作するＴＭＤは、ビデオＬＡＮと更に通信を行うように設計／構成され、ワイヤレス・アクセス・ポイント（ＡＰ）は、ビデオおよびオーディオ・コンテンツの伝送に必要な同期信号を含むデマルチプレクスされたビデオおよびオーディオ伝送ストリームをダウンライン（ｄｏｗｎ ｌｉｎｅ）の受信機に供給する。

本発明では、無線ＬＡＮユニキャスト・セッション／コネクションを１つだけ必要とする無線ＬＡＮによってマルチキャスト・セッションのために誤り訂正を行う。空港、レストラン、ホテルのロビーのような公共のホットスポットで、中間装置を配置し、共に配置されまたは互いの視野にある、モバイル端末／モバイル装置（ＭＴ／ＭＤ）を使用し、ワイヤレス・チャンネルの特性が１グループのユーザ装置についてほぼ同じになるようにする。もし、少なくとも１つのユニキャスト・セッション／コネクションが中間装置（ＩＤ）と１つのユーザ装置との間に存在すれば、媒体アクセス制御（ＭＡＣ） 自動再送要求（ＡＲＱ）機構の本来の使用により、伝送の品質は良好である。その他のユーザ装置は、ＩＤと効果的に通信を行う必要なしに、ユニキャスト・セッションに関連するトラフィックを捕獲できる。すなわち、ユニキャスト・セッションを追加的に開始または維持する必要はない。

ビデオ・ソースの通信は、例えば、ビデオ・サーバから中間装置（ＩＤ）の方向へブロードキャストされる。ビデオ・ソースはマルチキャスト／ブロードキャスト・ソースであると想定され、デスティネーションＩＰパケットは、マルチキャスト・グループＭ１のブロードキャスト／マルチキャストＩＰアドレスＭａ１を見分ける。ユーザ装置がブロードキャスト／マルチキャスト・データ・パケットを受信する意向を表明するまで、ＩＤはそのパケットを阻止する。ユーザ装置Ｔ１は、入来するデータ・パケットをマルチキャスト・グループＭ１に関して処理できるアプリケーションＡ１を開始し、グループＭ１に関連するリクエストであるＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）メッセージをネットワークの方向に（従って、ＩＤに）送る。ＩＤはＩＧＭＰメッセージを受信する。このユーザ装置は、マルチキャスト・グループＭ１との関連をリクエストする最初の要素なので、ＩＤは、ＩＰマルチキャスト・データ・パケットを、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）デスティネーション・アドレス（ユーザ装置Ｔ１のＭＡＣアドレス）として送信する。通常、マルチキャストＩＰアドレスは、マルチキャストＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣアドレスに変換される。パケットを処理するＩＥＥＥ８０２．１１のユーザ装置は、デスティネーション・アドレスがマルチキャストのアドレスであるかどうかを確認する。そのアドレスがマルチキャストのデータ・パケットであれば、ユーザ装置はＭＡＣ 自動再送要求（ＡＲＱ）機構を使用できない。本発明で、マルチキャスト／ブロードキャストのデータ・パケットは Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレーム内に封入され、ユニキャスト・セッション／コネクションを介し伝送される。内部のＩＰデータ・パケットに、変更されないＩＰマルチキャスト・グループのアドレスＭａｌが収容され、外部のＩＰデータ・パケットには、ユーザ装置Ｔ１のユニキャスト・デスティネーション・アドレスが収容される。ユーザ装置Ｔ１はＩＰデータ・パケットを受信する。伝送誤り場合、ＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣ ＡＲＱ機構を通して再伝送が可能である。

第２の端末Ｔ２は、同じグループＭ１との関連をリクエストするアプリケーションＡ２を開始する。Ｔ２は最初に聞き、Ｔ２は次に、そのワイヤレス・ネットワーク・インタフェース・カード（ＮＩＣ）をモニタ・モードに切り替える必要がある、モニタ・モードで、すべてのパケット（デスティネーション・アドレスが何であれ）は、ＮＩＣカードで捕獲されて、ビデオ・ストリーミング専用のチャンネルにより上層（通常、ドライバ）に配送される。Ｔ２は、デスティネーション・アドレスがマルチキャスト・グループのアドレスＭａ１に対応しているＩＰデータ・パケットを配信するセッションを探索する。このようなパケットが存在するので、Ｔ２はモニタ・モードにとどまり、対応するデータ・パケットを聞く。パケット喪失の場合、誤り分布パターンは近隣のユーザ装置間で非常に接近しているとの想定で、ユーザ装置Ｔ２は、中間装置（ＩＤ）からＴ１に繰り返し送信されるパケットを受信する。

ユーザ装置が関連を断つ（セルを離れる）ためユニキャスト・セッションが中断または終了している場合、新しいユニキャスト・セッションのためのユーザ装置（同等物）を機構が中間装置（ＩＤ）のために選択し／指定し／配置する必要がある。新しいユーザ装置が配置され／選ばれ／指定されるとＩＤは、ユニキャスト・モードでビデオに関連するデータ・パケットを新しく選択され／指定され／配置されたユーザ装置に送る（デスティネーション媒体アクセス制御（ＭＡＣ）のアドレスは新しく選択されたユニキャストの同等物に対応する）。新しく指定されたユーザ装置は通常、モニタ・モードにあり、ＩＰマルチキャスト・グループ（Ｍ１）に関して入来するすべてのデータ・パケットを聞く。新しく指定されたユーザ装置は、それ自体にデータ・パケットがアドレスされる（ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダを走査して）ことを検出し／確認すると、そのユーザ装置は通常モード（すなわち、非モニタ・モード）に切り替えられ、データ・パケットを通常に処理する。この切替えは、切替えの遅延により誘発される視覚的悪影響を減じるために、できるだけ素早く行われるべきである。

本発明は、Ｈｉｐｅｒｌａｎ２のような他のラジオ／ワイヤレスＬＡＮ技術に適応できる。本発明は、ブロードキャスト・サービスをサポートするケーブル・ネットワークおよび３Ｇセル状ネットワークにも適応できる。本発明が他のワイヤレスＬＡＮ技術で動作するために、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層における自動再送要求（ＡＲＱ）機構およびモニタ・モードと通常モードを切替え可能な能力だけが要求される。

セルを離れるユニキャスト・セッションを介して通信しているユーザ装置の問題に対処する代替実施例で、専用の端末が指定される。専用端末の唯一の機能は媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを働かせることである。無線ＬＡＮ無線技術のマルチ‐レート能力を処理しあるいは第１の専用端末の故障の際にバックアップとなるために、他の追加的な専用端末が他の場所に配置される。故障した端末を検出し、バックアップ用の端末に切り替えるために幾つかのスキームが当技術分野で知られている。

本発明は、中間装置（ＩＤ）内に組み込まれるものとして説明されるが、ＩＤの外部でも実施される。ＩＤをブリッジとして考え、マルチキャストからユニキャストに変換する変換器は、同じＬＡＮ上でＩＤとして配置する必要がある。もしビデオ・サーバが特異なものであれば、このマルチキャスト‐ユニキャスト変換器をビデオ・サーバ内に配置でき、あるいは別個の独立した装置内に配置できる。

マルチキャスト‐ユニキャスト変換器は、２つのインタフェース（１つのインタフェースは、変換器とネットワークの中間装置（ＩＤ）とを接続し、他の１つのインタフェースは、変換器とビデオ・サーバとを接続する）で構成される。マルチキャスト‐ユニキャスト変換器は、以下のように機能する。
・ ＩＧＭＰのリクエストが検出されるまで、変換器はビデオ・サーバから来るマルチキャスト／ブロードキャストのデータ・パケットを阻止する。
・ ＩＤを介してネットワークから受信される最初のＩＧＭＰリクエストを受け取ると、変換器は、ユニキャストのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレーム（ユニキャスト・セッションに関する）の中に封入されたＩＰマルチキャスト・データ・パケットを、受信したＩＧＭＰパケットのソース・アドレスに対応するデスティネーション・アドレスと共に送る。
・ 外部にあるマルチキャスト‐ユニキャスト変換器の欠点は、ＩＤの外部にあるので、変換器は媒体アクセス制御（ＭＡＣ）についての知識がなく、ユニキャストの端末がまだ利用できるかどうか（自動再送要求（ＡＲＱ）がその端末で働いているかどうか）、を知らない。それを知っているのはＩＤのみである。この問題の解決法は、変換器にあらかじめ知られている１つまたは複数（少なくとも１つ）の専用の端末を使用することである。ＩＤと共にユニキャストのＭＡＣセッションにかかわる専用の端末は、目覚ましメッセージを変換器に定期的に送信する。所定の時間後に変換器がこのようなメッセージを受信しなければ、変換器はマルチキャスト／ブロードキャストのＩＰデータ・パケットを別の専用の端末に送る。

マルチキャスト・サービスを提供する無線ＬＡＮにおいて、異なるレベルのサービスまたは異なるサービスの品質（ＱｏＳ）を有する複数のマルチキャスト・セッションを有することが望ましい。無線ＬＡＮの中間装置（ＩＤ）から明瞭な信号を得られるクライアントにとって、マルチキャストの品質はより高くなり、より高いレートになる。ＩＤから遠く離れていて受信状態の貧弱なクライアントに対しては、より低いレートがサポートされるにすぎない。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに基づく無線ＬＡＮで、４つの異なる変調スキームとレートがサポートされる。サポートされるレートは、１Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓおよび１１Ｍｂｐｓである。標準に明記されていないが、マルチキャストのクライアントは根本的に異なる受信の品質を有し、大部分のクライアントに対応できる低いレートを選ぶべきであるという前提で、マルチキャスト・セッションの伝送レートを低い固定レートに制限するワイヤレスＬＡＮのＩＤもある。ユニキャスト・セッション／コネクションにはそのような制限はない。本発明では、ユニキャスト・セッション／コネクションを使用してマルチキャスト・サービスが提供されるので、各々が異なるレートを有する複数のマルチキャスト（実際にはユニキャスト）セッションが容易にサポートされる。これらのレートは不変的に割り当てられず、そのようなレートを必要とし且つサポートできるクライアントがいるかどうかに依り異なる。例えば、もしクライアントがＩＤの近くにいるならば、５．５Ｍｂｐｓを有するマルチキャスト・セッションがサポートされるが、クライアントが移動してＩＤから遠く離れるならば、より低いレート（例えば、１Ｍｂｐｓ）で、新しい「マルチキャスト」（実際には、ユニキャスト）セッションが開始される。

図３のブロック図は、実施例により本発明が適用されるコンピュータ・システム１００を例示する。コンピュータ処理システム１００は、セル状ネットワークまたは無線ＬＡＮへのアクセスに使用されるモバイル装置で具現化される。コンピュータ処理システム１００は、システム・バス１０４を介して他の構成要素に結合される少なくとも１つのプロセッサ（ＣＰＵ）１０２を具える。読出し専用メモリ（ＲＯＭ）１０６、ランダムアクセス・メモリ（ＲＡＭ）１０８、ディスプレイ・アダプタ１１０、Ｉ／Ｏアダプタ１１２、ユーザ・インタフェース・アダプタ１１４、サウンド・アダプタ１７０、およびネットワーク・アダプタ１９８がシステム・バス１０４に結合される。

表示装置（ディスプレイ）１１６は、ディスプレイ・アダプタ１１０によってシステム・バス１０４に結合される。ディスク記録装置（例えば、磁気的または光学的ディスク記録装置）１１８はＩ／Ｏアダプタ１１２によりシステム・バス１０４に結合される。

マウス１２０およびキーパッド／キーボード１２２は、ユーザ・インタフェース・アダプタ１１４によりシステム・バス１０４に結合される。マウス１２０とキーボード１２２は情報を、システム１００に入力しシステム１００から出力する。

少なくとも１つのスピーカ１８５は、サウンド・アダプタ１７０によりシステム・バス１０４に結合される。

モデム１９６（ディジタル／アナログ）はネットワーク・アダプタ１９８によりシステム・バス１０４に結合される。

図４Ａは、本発明による、マルチキャストからユニキャストに変換する変換器で実行される機能のフローチャートである。実施例で、このマルチキャスト‐ユニキャスト変換器は中間装置（ＩＤ）内に組み込まれると想定される。最初のＩＧＭＰリクエストが受信されるまで、変換器は、ビデオ・サーバから来るマルチキャスト・データ・パケットを阻止する。最初のＩＧＭＰリクエストが受信されると、ネットワークから受信されるマルチキャストのデータ・パケットは、受信されたＩＧＭＰリクエストのソース・アドレスに対応するデスティネーション・アドレスと共に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレーム（ユニキャスト・セッションに対する）の中に封入される。次にテストが周期的に行われて、ユーザ装置がまだ作動しているかどうかを確かめる。ユーザ装置がまだ作動している（ユーザ装置がセルを離れておらず、故障もしていない）なら、マルチキャスト・データ・パケットは送られ続ける。ユーザ装置が作動していない（ユーザ装置が故障しているか、セルを離れている）なら、新しいユーザ装置を配置し／選択し／指定しなければならず、マルチキャストのデータ・パケットは、新しく選択され／指定され／配置されるユーザ装置に送られる。ユーザ装置がモニタ・モードから通常モードに切り替わると、ユーザ装置はデータ・パケットを受信し、それを処理する。

図４Ｂは、中間装置（ＩＤ）の外部にあるマルチキャスト‐ユニキャスト変換器で実行される機能のフローチャートである。主要な相違は、目覚まし（番犬タイマ）メッセージを受信するか否かである。ＩＤに予め知られている専用の端末がユニキャスト・セッションのために使用され、マルチキャスト・データ・パケットを受信し処理する。Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレーム（ユニキャスト・セッションに対する）の中に封入されたマルチキャスト・データ・パケットは専用の端末に送られる。テストが周期的に行われ、専用端末がまだ作動している（目覚ましメッセージが受信される）ことを確かめる。専用端末がまだ作動している（専用端末が故障しておらず、目覚ましメッセージが受信されている）ならば、マルチキャスト・データ・パケットは送られ続ける。専用端末が作動していない（専用端末が故障している、目覚ましメッセージが受信されていない）ならば、新しい専用端末を選択し／指定しなければならず、マルチキャスト・データ・パケットは新しく選択され指定される専用の端末に送られる。新しく選択された専用端末がモニタ・モードから通常モードに切り替わると、新しく選択された専用端末はデータ・パケットを受信して処理する。マルチキャストからユニキャストへの変換器はＬＡＮの外部にあり、このマルチキャスト‐ユニキャスト変換器は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスについて知識がないので、本発明のこの実施例で専用端末が使用される。異なる伝送レートを有する複数のマルチキャスト（実際にはユニキャスト）セッション／コネクションをサポートすることが望ましいときにも、専用の端末が使用される。

本発明はハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェア、またはそれらを組み合わせて使用されることが理解されるべきである。更に、添付の図面に描かれるシステムの構成要素および方法のステップにはソフトウェアで実行されるものもあるので、システムの構成要素（またはプロセスのステップ）間の接続は実際には、本発明をプログラムする仕方に依り異なる。本文中における教示を与えられれば、当技術に通常の技量を有する者は、本発明のこれらのおよび同様な実施または構成を考えることができるであろう。

図示する本発明の形態は、好ましい１つの実施例にすぎない。要素の機能および配置に種々の変更が可能である、図示する手段に代る同等の手段も使用できる、特許請求の範囲に記載の本発明の技術思想と範囲から離脱することなく、或る特徴を他の特徴から独立して使用できる。本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１に基づく無線ＬＡＮに関連して記述されているが、上述した原理を利用する他のワイヤレスＬＡＮ標準およびフォーマットに基づく構成にも応用される。

本発明の実施に適する、ビデオおよびオーディオ・システムを例示する。 本発明のブロック図である。 本発明を実施する例示的システムのブロック図である。 本発明の実施例の方法を例示するフローチャートである。 本発明の実施例の方法を例示するフローチャートである。

Claims (34)

1. マルチキャスト伝送（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）をネットワーク内のユーザ装置で受信するための方法であって、マルチキャスト・グループに加入する第１のユーザ装置からのリクエストをＩＤ（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｄｅｖｉｃｅ：中間装置）で受信するステップと、
   前記マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別するステップと、
   前記ＩＤからの前記マルチキャスト・データ・パケットの伝送を前記第１のユーザ装置によりモニタし、前記識別されたマルチキャスト・データ・パケットが、第２のユーザ装置と前記ＩＤとの間で既に設定されているユニキャスト・セッション（ｕｎｉｃａｓｔ ｓｅｓｓｉｏｎ）において前記ＩＤと前記第２のユーザ装置との間に伝送されているかどうかを確かめるステップと、
   もし前記第２のユーザ装置が、前記第２のユーザ装置と前記ＩＤとの間で既に設定されたユニキャスト・セッション内にあるならば、前記マルチキャスト・データ・パケットを前記第２のユーザ装置で処理するステップと、
   既に設定されたユニキャスト・セッション／コネクション内に前記ユーザ装置がなく、且つ前記第２のユーザ装置と前記ＩＤ間の伝送を受信する視聴圏（カバレージ・エリア）内に前記第１のユーザ装置がなければ、前記第１のユーザ装置と前記ＩＤとの間にユニキャスト・セッションを設定し、通常モードに切り替え、前記第１のユーザ装置によりマルチキャスト・データ・パケットを処理するステップと、から成る、前記方法。
2. 前記ユーザ装置がまだ作動しているかどうか確かめるためにテストするステップと、
   前記設定されたユニキャスト・セッションでマルチキャスト・データ・パケットを受信し続けること、および前記中間装置（ＩＤ）により別のユーザ装置を選択しそのユーザ装置と前記ＩＤが新しいユニキャスト・セッションを設定すること、のうち１つを実行するステップと、から成る、請求項１記載の方法。
3. マルチキャスト・データ・パケットの前記伝送が、ワイヤレス・ローカルエリア・ネットワーク（無線ＬＡＮ）、ケーブル・ネットワーク、およびブロードキャスト・サービスをサポートする３Ｇセル状ネットワークのうちの１つで行われる、請求項１記載の方法。
4. ユニキャスト・セッション内で作動しているユーザ装置を除く、マルチキャスト・グループ内のすべてのユーザ装置がモニタ（ｍｏｎｉｔｏｒ）モードで動作し、前記ユニキャスト・セッション内で作動している前記ユーザ装置が通常（ｎｏｒｍａｌ）モードで動作する、請求項１記載の方法。
5. マルチキャスト・グループに加入するリクエストが、ＩＧＭＰ（インターネット・グループ・マネージメント・プロトコル）のリクエストでなされる、請求項１記載の方法。
6. ネットワーク内でマルチキャスト伝送をユーザ装置で受信する方法であって、
   中間装置（ＩＤ）と専用端末との間にユニキャスト・セッションを設定するステップと、
   マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別するステップと、
   前記ユーザ装置により、前記ＩＤと前記専用端末との間の前記マルチキャスト・データ・パケットの伝送をモニタするステップと、
   前記専用端末により、前記マルチキャスト・データ・パケットを処理するステップと、から成る、前記方法。
7. 前記専用端末から目覚ましメッセージが受信されるかどうかを確かめるためにテストするステップと、
   既に設定された前記ユニキャスト・セッションでマルチキャスト・データ・パケットを受信し続けること、および前記中間装置（ＩＤ）で別の専用端末を選択しその専用端末と前記ＩＤが新しいユニキャスト・セッションを設定すること、のうち１つを実行するステップと、を更に具える、請求項６記載の方法。
8. マルチキャスト／ブロードキャスト・データ・パケットの前記伝送が、ワイヤレス・ローカルエリア・ネットワーク（無線ＬＡＮ）、ケーブル・ネットワーク、およびブロードキャスト・サービスをサポートする３Ｇセル状（ｃｅｌｌｕｌａｒ）ネットワークのうちの１つにおいて行われる、請求項６記載の方法。
9. 前記マルチキャスト・グループ内のすべてのユーザ装置がモニタ・モードで動作し、前記専用の端末が通常モードで動作する、請求項６記載の方法。
10. 複数の伝送レートをサポートするために、複数のユニキャスト・セッションが設定される、請求項６記載の方法。
11. 前記複数のユニキャスト・セッションが前記中間装置（ＩＤ）と複数の専用端末との間にある、請求項１０記載の方法。
12. 前記中間装置（ＩＤ）が、アクセス・ポイント（ＡＰ）、ブリッジ、ルータ、およびブルータのうちの１つである、請求項６記載の方法。
13. ネットワークの中間装置（ＩＤ）内に組み込まれる、マルチキャストからユニキャストに変換する変換器であって、
    マルチキャスト・グループに加入する第１のユーザ装置からのリクエストをＩＤ（中間装置）で受信する手段と、
    前記マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別する手段と、
    前記ＩＤからの前記マルチキャスト・データ・パケットの伝送を前記第１のユーザ装置でモニタし、第２のユーザ装置と前記ＩＤとの間に既に設定されたユニキャスト・セッションにおいて前記識別されたマルチキャスト・データ・パケットが前記ＩＤと前記第２のユーザ装置との間で送信されているかどうかを確かめるための手段と、
    前記第２のユーザ装置が、前記第２のユーザ装置と前記ＩＤとの間で既に設定された前記ユニキャスト・セッション内にあるならば、前記マルチキャスト・データ・パケットを前記第２のユーザ装置で処理する手段と、
    既に設定されたユニキャスト・セッション内に前記第２のユーザ装置がなく、且つ前記第２のユーザ装置と前記ＩＤ間の伝送を受信する視聴圏内に前記第１のユーザ装置がなければ、前記第１のユーザ装置と前記ＩＤとの間にユニキャスト・セッションを設定し、通常モードに切り替え、そしてマルチキャスト・データ・パケットを前記第１のユーザ装置で処理するための手段と、から成る、前記マルチキャストからユニキャストへの変換器。
14. 前記ユーザ装置がまだ作動しているかどうかを確かめるためにテストする手段と、
    前記設定されたユニキャスト・セッションでマルチキャスト・データ・パケットを受信し続けること、および前記中間装置（ＩＤ）により別のユーザ装置を選択しそのユーザ装置と前記ＩＤが新しいユニキャスト・セッションを設定すること、のうち１つを実行する手段と、を更に具える、請求項１３記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
15. マルチキャスト・データ・パケットの前記伝送が、ワイヤレス・ローカルエリア・ネットワーク（無線ＬＡＮ）、ケーブル・ネットワーク、およびブロードキャスト・サービスをサポートする３Ｇセル状ネットワークうちの１つにおいて行われる、請求項１３記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
16. 前記ユニキャスト・セッションで作動している前記ユーザ装置を除く、前記マルチキャスト・グループ内のすべてのユーザ装置がモニタ・モードで動作し、前記ユニキャスト・セッションで作動している前記ユーザ装置が通常モードで動作する、請求項１３記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
17. 前記マルチキャスト・グループに加入するリクエストが、ＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｇｒｏｕｐ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のリクエストでなされる、請求項１３記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
18. ネットワーク内で中間装置（ＩＤ）の外部にある、マルチキャストからユニキャストに変換する変換器であって、
    前記中間装置（ＩＤ）と専用端末との間にユニキャスト・セッションを設定する手段と、
    前記マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別する手段と、
    前記ユーザ装置による前記ＩＤと前記専用端末間のマルチキャスト・データ・パケットの伝送をモニタする手段と、
    前記専用端末により前記マルチキャスト・データ・パケットを処理する手段と、から成る、前記マルチキャストからユニキャストへの変換器。
19. 目覚ましメッセージが前記専用端末で受信されるかどうかを確かめるために、テストする手段と、
    前記既に設定されたユニキャスト・セッションを介しマルチキャスト・データ・パケットを受信し続けること、および前記中間装置（ＩＤ）により別の専用端末を選択しその専用端末と前記ＩＤが新しいユニキャスト・セッションを設定すること、のうち１つを実行する手段と、を更に具える、請求項１８記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
20. マルチキャスト・データ・パケットの前記伝送が、ワイヤレス・ローカルエリア・ネットワーク（無線ＬＡＮ）、ケーブル・ネットワーク、およびブロードキャスト・サービスをサポートする３Ｇセル状ネットワークのうちの１つにおいて行われる、請求項１８記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
21. 前記マルチキャスト・グループ内のすべてのユーザ装置がモニタ・モードで動作し、前記専用の端末が通常モードで動作する、請求項１８記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
22. 複数の伝送レートをサポートするために、複数のユニキャスト・セッションが設定される、請求項１８記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
23. 前記複数のユニキャスト・セッションが前記中間装置（ＩＤ）と複数の専用端末との間にある、請求項２２記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
24. 前記中間装置（ＩＤ）が、アクセス・ポイント（ＡＰ）、ブリッジ、ルータおよびブルータのうちの１つである、請求項１８記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
25. ネットワーク内でマルチキャストをユーザ装置で受信する方法であって、
    マルチキャスト・グループに加入するリクエストを発するステップと、
    前記マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別するステップと、
    前記マルチキャスト・データ・パケットの伝送をモニタし、前記識別されたマルチキャスト・データ・パケットが、既に設定されたユニキャスト・セッションにおいて伝送されているかどうかを確かめるステップと、
    既に設定されたユニキャスト・セッションが存在しなければ、ユニキャスト・セッションを設定し、マルチキャスト・データ・パケットを処理するステップと、から成る、前記方法。
26. 前記既に設定されたユニキャスト・セッションがまだ作動しているかどうかを確かめるためにテストするステップと、
    前記既に設定されたユニキャスト・セッションでマルチキャスト・データ・パケットを受信し続けること、および新しいユニキャスト・セッションを設定すること、のうち１つを実行するステップと、を更に具える、請求項２５記載の方法。
27. ネットワーク内でマルチキャスト伝送をユーザ装置で受信する方法であって、
    ユニキャスト・セッションを専用の端末で設定するステップと、
    マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別するステップと、
    前記マルチキャスト・データ・パケットの伝送をモニタするステップと、
    前記マルチキャスト・データ・パケットを前記専用端末で処理するステップと、から成る、前記方法。
28. 目覚ましメッセージが前記専用端末から受信されるかどうかを確かめるためにテストするステップと、
    前記既に設定されたユニキャスト・セッションでマルチキャスト・データ・パケットを受信し続けること、別の専用端末を選択すること、新しいユニキャスト・セッションを設定すること、のうち１つを実行するステップと、を具える、請求項２７記載の方法。
29. ネットワークの装置内に組み込まれる、マルチキャストからユニキャストに変換する変換器であって、
    マルチキャスト・グループに加入するリクエストを受け入れる手段と、
    前記マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別する手段と、
    ユニキャスト・セッションを設定する手段と、
    前記マルチキャスト・データ・パケットをユニキャスト・フレーム内に封入する手段と、
    前記ユニキャスト・フレームを前記ユニキャスト・セッションで送る手段と、から成る、前記マルチキャストからユニキャストへの変換器。
30. 前記設定されたユニキャスト・セッションがまだ作動しているかどうかを確かめるためにテストする手段と、
    マルチキャスト・データ・パケットを前記設定されたユニキャスト・セッションで伝送し続けること、および新しいユニキャスト・セッションを設定すること、のうち１つを実行する手段と、を具える、請求項２９記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
31. マルチキャスト・データ・パケットの前記伝送が、ワイヤレス・ローカルエリア・ネットワーク（無線ＬＡＮ）、ケーブル・ネットワーク、およびブロードキャスト・サービスをサポートする３Ｇセル状ネットワークのうちの１つにおいて行われる、請求項２９記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
32. ネットワークにおいて装置の外部にある、マルチキャストからユニキャストに変換する変換器であって、
    該マルチキャスト‐ユニキャスト変換器でユニキャスト・セッションを設定する手段、
    マルチキャスト・グループに関連するマルチキャスト・データ・パケットを識別する手段、
    前記マルチキャスト・データ・パケットをユニキャスト・フレーム内に封入する手段、
    および前記ユニキャスト・セッションで前記ユニキャスト・フレームを送る手段から成る、前記マルチキャストからユニキャストへの変換器。
33. 目覚ましメッセージが受信されるかどうかを確かめるためにテストする手段、
    マルチキャスト・データ・パケットを前記設定されたユニキャスト・セッションで送ること、および新しいユニキャスト・セッションを設定すること、のうち１つを実行する手段、を更に具える、請求項３２記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。
34. 複数の伝送レートをサポートするために、複数のユニキャスト・セッションが設定される、請求項３２記載のマルチキャストからユニキャストへの変換器。

Images