JP2009165092A - ストリームデータのネットワーク伝送システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ストリームデータのネットワーク伝送システム及び方法の提供。
【解決手段】このシステムは、ネットワーク、ストリームサーバー、第１から第ｎの協力共有グループを包含する。各協力共有グループ内の全てのユーザーの末端機の間に協力関係がある。ストリームサーバーは複数の番組をストリームデータと共に提供し、各番組はタイムスロット単位で一つ以上のＡＶクリップに分割されている。ストリームサーバーはこのネットワークを通し、一つ以上のＡＶクリップを第１協力共有グループのリーダーノードに伝送し、各協力共有グループのリーダーノードは受け取った最新のＡＶクリップを同一協力共有グループ内のユーザーのターミナルに伝送すると共に、受け取ったＡＶクリップを一つのタイムスロットの後に、次の協力共有グループのリーダーノードにパスする。
【選択図】図２

Description

本発明は一種のストリームデータ（Ｓｔｒｅａｍ Ｄａｔａ）のネットワーク伝送システムと方法に係り、特にＰｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ（Ｐ２Ｐ）ネットワークの通信環境中に応用されうるものに関する。

パーソナルビデオレコーダ（ＰＶＲ）で、使用者が随時番組を視聴或いは録画するためには膨大な保存空間が必要である。例えば、特許文献１に記載のネットワークＰＶＤサービスによると、ネットワーク上に多くのビデオサーバーが構築され、巨大なネットワークビデオが形成され並びに各ユーザーに直接サービスすることで、ユーザーの随時視聴及び録画の要求を満足させる。このほか、特許文献２に記載のマルチメディアデータ分散の技術は、ネットワーク上に一台のサーバーを設置し、クライアントの要求を受けて、番組を録画し並びに指定時間にクライアントに提供する。これらの主従構造のサーバーは性能のネックになりやすい。というのは、プロバイダはクライアントの増加により更に強大で更に多くのサーバーを配置せざるを得ないためである。

近年、Ｐ２Ｐネットワークによるファイル共有がなされ、Ｐ２Ｐネットワークは一つの膨大な共有保存空間となっている。例えばＰ２Ｃａｓｔ技術はＰ２Ｐ間のパッチング（Ｐａｔｃｈｉｎｇ）により選択によるビデオサービスを提供し、ユーザーは加入の時期により複数のグループに分けられ、同一グループのユーザーはその加入の時期が近い。各グループはそれぞれにマルチキャストツリー（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｔｒｅｅ）を組成し、ストリームサーバーは各マルチキャストツリーのルートノード（Ｒｏｏｔ Ｎｏｄｅ）にサービスする。グループ内のユーザーは相互に協調する。しかし、グループとグループの間は独立している。Ｐ２ＶｏＤ技術とＰ２Ｃａｓｔ技術の差異はグループとグループの間の相互協調にあり、第１グループがあるＡＶクリップを視聴し終わってはじめて、第２グループのユーザーがそれを視聴できる。言い換えると、第Ｉグループの全てのユーザーが第Ｉ−Ｉ層の全てのユーザーにサービスする。しかし、グループとグループの間のユーザー数の違いが過大である時、非常に多くのユーザーがサービスを受けられなくなる恐れがある。並びに、大多数のユーザーが第１グループに加入している時、サーバーの負担は非常に大きくなる。

ダイレクトストリーム（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｅａｍ）技術はＰ２Ｃａｓｔ技術に基づくが、多くはユーザーにＶＣＲ機能の使用を許容し、それは異なるマルチキャストツリーを加えることにより放送進度を変更する。しかし、図１のようなＰ２Ｐ技術の例では、ストリームサーバー（Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ Ｓｅｒｖｅｒ）１１０のほか、ネットワーク中の各ノードの状態、例えば視聴進度、バッファエリアサイズ、ネットワークアドレス、サービス能力等を記録する一つ以上のディレクトリサーバー（Ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ Ｓｅｒｖｅｒ）１２０を必要とする。ユーザー１３２がビデオカセットレコーダ（ＶＣＲ）機能を操作して放送進度を変更する時、別の、進度がそれと相互に模倣するペアレントノード（Ｐａｒｅｎｔ Ｎｏｄｅ）１３１よりＡＶクリップがこのユーザー１３２に提供される。ディレクトリサーバー１２０の任務は条件に符合するペアレントノードを探し出すことである。ダイレクトストリーム技術はストリームサーバーの負担を軽減し得るが、ディレクトリサーバーの性能或いは数はユーザーの増加により増加し、これが性能のネックとなり、コストも増加し得る。

現在、Ｐ２Ｐ技術を採用しているネットワークテレビジョンソフトウエア、例えばＰＰＬｉｖｅ、ＰＰＳｔｒｅａｍ、ＡｎｔＴＶ等は、ＶｏＤシステムとＶＣＲ機能をサポートしておらず、各ユーザーの放送進度はサーバーがちょうど放送中の進度と一致させることしかできず、すなわち、ある番組を視聴する視聴者の間では、同一時間点の放送進度は同じである。

米国特許公開第２００５／０００５３００号 米国特許公開第２００５／０１８３１２０号

本発明は一種のストリームデータのネットワーク伝送システム及び方法を提供し、それによりパーソナルビデオレコーダサービスの機能を実現することを目的とする。

ある実施例において、本発明は一種のストリームデータのネットワーク伝送システムを提供する。このシステムは、ネットワーク、ストリームサーバー、及び第１の協力共有グループから第ｎの協力共有グループ（Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｐ−Ｓｈａｒｎｇ Ｇｒｏｕｐ）を包含する。各協力共有グループは複数のユーザーの端末機で形成され、そのうち、少なくとも一つのユーザーの端末機がその協力共有グループのリーダーノード（Ｌｅａｄｅｒ Ｎｏｄｅ）とされる。各協力共有グループ内の全てのユーザーの端末機の間には相互合作のマルチキャスト関係が構築される。ストリームサーバーは複数のストリームデータ番組を提供し、各ストリームデータ番組はタイムスロット単位により一つ或いは複数のＡＶクリップに分割される。ストリームサーバーはこのネットワークを通して、個々のＡＶクリップを第１協力共有グループのリーダーノードに与える。各協力共有グループのリーダーノードは現在受け取ったＡＶクリップを同一の協力共有グループのユーザーの端末機にマルチキャストし、一つのタイムスロットの後に、直前のＡＶクリップを次の協力共有グループのリーダーノードに提供する。

別の実施例では、本発明は一種のストリームデータのネットワーク伝送方法を提供する。この方法は、あるタイムスロットＴＳを特定し、並びにこのタイムスロットを単位として、複数のストリームデータ中の各ストリームデータ番組を分割して複数のＡＶクリップとなす。このタイムスロットＴＳを単位とし、順に第１から第ｎの協力共有グループを特定し、各該協力共有グループは複数のユーザーの端末機により形成する。各該協力共有グループに対して、その数個のユーザーの端末機中より少なくとも一つのユーザーの端末機を選択して該協力共有グループのリーダーノードとなす。各タイムスロットＴＳにおいて、一つのＡＶクリップを第１協力共有グループのリーダーノードに伝送する。及び、各協力共有グループのリーダーノードが現在受信したＡＶクリップを同一協力共有グループのユーザーの端末機にマルチキャストとし、一つのタイムスロットＴＳの後、直前のＡＶクリップを次の協力共有グループのリーダーノードに提供する。

ここに記載の実施例中、ストリームサーバーはメモリエリアを有し、それにより各協力共有グループのリーダーノードのネットワークアドレスを記録する。ユーザーの端末機はこのシステムへの加入、放送進度変更、及び該システムからの脱退の操作を行なえる。本ネットワーク伝送システムはユーザーに、早回し、後退、一時停止等のＶＣＲ機能を提供できる。

本発明の実施例中、ストリームサーバーは順に特定した第１協力共有グループから第ｎ協力共有グループ中、各協力共有グループのリーダーノードが現在受信したＡＶクリップを同一協力共有グループのユーザーの端末機にマルチキャストし、一つのタイムスロットの後、前のＡＶクリップを次の協力共有グループのリーダーノードに提供する。全てのストリームサーバーが提供する番組はいずれも選択により即時放送され、並びにユーザーに早送り、後退、一時停止等のＶＣＲ機能を提供し、ユーザーの視聴の設備は少量のメモリ空間のみ必要とする。ユーザーは別にハードウエアを購入する必要がなく、システム業者は高価なサーバーを設置する必要がない。さらに先に記録した番組及び生放送の番組をサポートし、番組のファイルはＣＢＲエンコード或いはＶＢＲエンコードとされ得る。

この実施例では、一種のネットワーク伝送システム及び方法を提供し、ストリームデータをオンラインで視聴する大量のユーザーに散布できる。このネットワーク伝送技術はＰ２Ｐネットワークを利用してユーザーをグループ分けし、例えば使用者を視聴進度により異なるグループに分ける。並びにサーチセンター、すなわちストリームサーバーを設置して各グループ内のユーザーを記録する。あるユーザーＡが進度を変換したい時、このストリームサーバーに現在、ネットワーク上のどのグループの放送進度がこのユーザーＡの希望する視聴の進度と類似であるかを諮問する。もしそのようなグループが存在すれば、すなわちストリームサーバーはそのグループ内の一つのユーザーのネットワークアドレスを該ユーザーＡに提供し、ユーザーＡは応答内容中に提示されたネットワークアドレスにより新たなグループに加入する。もし当時のネットワーク上に適合する進度のグループが存在しなければ、ストリームデータサーバーよりこのユーザーＡにサービスがなされ、並びにこのユーザーＡが新たなグループの代表とされる。

このネットワーク伝送技術は第Ｉグループ中より一つから数個の代表を選択し、続いて一つのＡＶクリップを第Ｉ＋Ｉグループの代表に提供し、その後、第Ｉ＋Ｉグループのユーザーが自己相互散布を行なう。こうして第Ｉグループのユーザーが第Ｉ＋Ｉグループのユーザーにサービスし、ストリームサーバーの負担を軽減する。第Ｉグループのユーザーが第Ｉ＋Ｉグループのユーザーの数より非常に多いか或いは大量のユーザーが第Ｉグループに加入している時のいずれも問題を誘発することはない。

図２は一つの実施例表示図であり、ストリームデータのネットワーク伝送システムを説明し、並びに本発明中のある実施例と一致する。このネットワーク伝送システムはＰ２Ｐ通信環境に応用可能であり、これによりパーソナルビデオレコーダーの機能を提供する。図２に示されるように、ネットワーク伝送システム２００はネットワーク２１５、ストリームサーバー２１０、及びストリームサーバー２１０が順に特定するｎ個の協力共有グループを包含する。このｎ個の協力共有グループは第１協力共有グループ、第２協力共有グループ、・・・・第ｎ協力共有グループを包含する。各協力共有グループは複数のユーザーの端末機で形成され、そのうち、少なくとも一つのユーザーの端末機はその協力共有グループのリーダーノードとされる。各協力共有グループ内の全てのユーザーの端末機の間には相互合作のマルチキャスト関係が構築される。ストリームサーバーは複数のストリームデータ番組を提供し、各ストリームデータ番組はタイムスロットＴＳにより分割された一つ或いは複数のＡＶクリップに分割される。ストリームサーバー２１０はネットワーク２１５を通し各ＡＶクリップを第１協力共有グループのリーダーノードに提供する。各協力共有グループのリーダーノードは現在受信したＡＶクリップを同一協力共有グループのユーザーの端末機にマルチキャストし、一つのタイムスロットＴＳの後、直前のＡＶクリップを次の協力共有グループのリーダーノードに提供する。

図２に示されるように、ストリームサーバー２１０はストリームデータベース２２１によりストリームデータ番組を提供するか、或いはビデオカメラ２２２を利用して生放送する。例えば、予め記録しておいたストリームデータファイルをデータベース２２１に保存し、生放送する番組内容はビデオカメラ２２２により提供する。番組のファイルは固定ビットレート（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ：ＣＢＲ）コード或いは可変ビットレート（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ：ＶＢＲ）コードとされ得る。一つ或いは複数のタイムスロットＴＳに分割された各ＡＶクリップは、１系列のストリームデータである。ストリームサーバーは予めこのタイムスロットＴＳを特定し、このタイムスロットＴＳを単位とし、このｎ個の協力共有グループを特定する。

全てのユーザーの端末機の間に構築されるマルチキャスト関係は以下のように説明される。システム開始時間Ｔini ０に正規化されて、数台のユーザーの端末機がネットワーク伝送システム２００に加入しようとする時、この数台の端末機は複数の異なる協力共有グループ内に配分され得る。例えば、第１協力共有グループのグループ２３０はタイムスロット０〜ＴＳの間、第２協力共有グループ２４０はタイムスロットＴＳ〜２ＴＳの間、以下はこれにより類推されるとおりである。端末機２３１は第１台のネットワーク伝送システム２００に加入して、ある番組を選択視聴するユーザーの端末機であり、並びに加入時間０〜ＴＳにおいて第１協力共有グループ２３０に分配される。端末機２３２、２３３は端末機２３１と同一の協力共有グループ２３０に分配される。これにより、端末機２４１は第１台の、ＴＳ〜２ＴＳの間にネットワーク伝送システム２００に加入してある番組を選択視聴するユーザーの端末機であり、第２協力共有グループ２４０に分配され、端末機２４２と２４３はその後にＴＳ〜２ＴＳにネットワーク伝送システム２００に加入してある番組を選択視聴するユーザーの端末機である。こうして、各協力共有グループは少なくとも一つのユーザーの端末機により構成される。

ストリームサーバー２１０は各協力共有グループ内より少なくとも一つのリーダー、すなわち、該協力共有グループのリーダーノードを選択し、並びに各リーダーノードのネットワークアドレスを記録する。例えば、端末機２３１が第１協力共有グループ２３０のリーダーノードとされる。端末機２４１は第２協力共有グループのリーダーノードとされる。ストリームサーバー２１０内にはメモリ空間が設けられ得て、例えば符号２１０ａで示されるとおりであり、それによりリーダーノード２３１と２４１のネットワークアドレスを記録する。

ストリームサーバー２１０はＡＶクリップを第１協力共有グループのリーダーノード２３１に提供し、この伝送の速度はビデオ放送の速度と等しいか或いはそれより速く、すなわち、一つのタイムスロットＴＳ単位内に少なくとも一つのＡＶクリップを伝送し、ネットワークにより同一の協力共有グループのその他のユーザーがそれを共有し、並びにその次の協力共有グループのリーダーノードに提供する。例えばストリームサーバー２１０がネットワーク２１５を通して、あるタイムスロットＴＳの第１ＡＶクリップを端末機２３１に提供し、端末機２３１はこのＡＶクリップを受け取った後、それを端末機２３２とネットワークにより共有し、端末機２３２は該ＡＶクリップをネットワークにより端末機２３３と共有する。

ストリームサーバー２１０が第１ＡＶクリップを端末機２３１に伝送して、タイムスロットＴＳが過ぎた後に、端末機２３１は新たに第２ＡＶクリップを受信開始し、同時にネットワーク２１５を通して古い第１ＡＶクリップを第２協力共有グループ２４０のリーダーノード２４１に伝送する。第２協力共有グループ２４０のリーダーノード２４１は端末機２３１より伝送されたＡＶクリップを受け取った後、それを第２協力共有グループ２４０内の端末機２４２と２４３と共有する。

こうして、各協力共有グループのリーダーノードは現在受け取ったＡＶクリップを同一協力共有グループのユーザーの端末機に提供し、あるタイムスロットＴＳの後、古いＡＶクリップを次の協力共有グループのリーダーノードに提供する。各協力共有グループのリーダーノードの動作はいずれも第１協力共有グループのリーダーノードと同じである。

例えば、一部のビデオが１００個のＡＶクリップに分割されたとして、ストリームサーバー２１０は最悪の状況でただ５０本のストリームを提供する必要がある。最良の状況では１本のストリームを提供する。ストリームサーバーの負担が非常に軽いため、高級なサーバーを設置するコストを節約できる。

ストリームサーバー２１０はユーザーの端末機の諮問を受け付け、例えば、端末機２３２は諮問メッセージを通して、視聴したいＡＶクリップの時間をストリームサーバー２１０に伝送する。ユーザーはまた端末機も所属の協力共有グループを離れて、別の協力共有グループに加入することができ、例えば、端末機２３２は第１協力共有グループを離れて第２協力共有グループに加入できる。本記載中、図５において更に説明する。

図３はある実施例のフローチャートであり、ストリームデータのネットワーク伝送システム２００の動作方法を説明し、並びに本記載中のある実施例と一致する。図３を参照されたい。ステップ３１０において、ストリームサーバー２１０はタイムスロットＴＳを特定し、並びにこのタイムスロットＴＳを単位とし、複数のストリームデータ中の各ストリームデータ番組を複数のＡＶクリップに分割する。ステップ３２０において、このタイムスロットＴＳを単位とし、第１から第ｎの協力共有グループを特定し、各該協力共有グループを複数のユーザーの端末機で形成する。ステップ３３０において、各該協力共有グループに対して、それに属するユーザーの端末機より少なくとも一つのユーザーの端末機を選び、その協力共有グループのリーダーノードとなす。ステップ３４０において、各タイムスロットの時、ストリームサーバーは一つのＡＶクリップを第１協力共有グループのリーダーノードに提供する。ステップ３５０において、各協力共有グループのリーダーノードが現在受信しているＡＶクリップを同一協力共有グループのユーザーの端末機にマルチキャストし、あるタイムスロットの後、直前のＡＶクリップを次の協力共有グループのリーダーノードに提供する。

ゆえに、本記載のストリームサーバー２１０はただ全ての番組のオリジナルストリームデータを保存するだけでよく、ユーザーの増加により新たな保存空間を購入したり或いは周波数幅を増したりする必要がない。ユーザーの端末機も全てのビデオの内容をダウンロードする必要がなく、リーダーノードでないユーザーの端末機はただあるタイムスロットＴＳのＡＶクリップを保存できるバッファエリアを必要とするだけである。もしリーダーノードのユーザーの端末機であるなら、直前のタイムスロットに受け取ったＡＶクリップを次の協力共有グループのリーダーノードに提供する必要があるため、二つのタイムスロットのＡＶクリップを保存できるバッファエリアを必要とする。

ストリームサーバー２１０は、多種類の伝送プロトコルを採用可能で、例えば、リアルタイム伝送プロコトル（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＲＴＰ）、ハイパーテキスト伝送プロトコル（Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｐｅｒ
Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＨＴＴＰ）、マルチメディアメッセージサービス（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ：ＭＭＳ）、或いは自己決定伝送プロトコル等を採用可能で、これらのプロトコルのパケットデータを利用してＡＶクリップを協力共有グループのリーダーノードに伝送し、このリーダーノードは受信したＡＶクリップを同一の協力共有グループ内のその他のノードに散布し、及び次の協力共有グループのリーダーノードに伝送する。

本実施例はストリームサーバーの負担を軽減するのみならず、ユーザー側も全ての番組を選択して即時視聴でき、並びにユーザーに早送り、後退、一時停止等のＶＣＲ機能を提供できる。ユーザーはハードウエア設備を増加することなく、システム業者も高価なサーバーを設置する必要なくして、膨大な視聴ユーザーにサービスできる。

ネットワーク伝送システム２００中、ユーザーの端末機が行なう操作は、システムへの加入、放送進度変更、システムからの離脱等である。以下にこれらの操作について詳細に説明する。

前述したように、ストリームサーバーは予めタイムスロットＴＳを特定し、このタイムスロットＴＳを単位としてストリームデータ番組を複数のＡＶクリップに分割し、順に複数の協力共有グループを特定する。

図４はある実施例のフローチャートであり、ユーザーの端末機がネットワーク伝送システムに加入したい時の、ネットワーク伝送システム２００内の動作を説明し、本発明のある実施例と一致するものである。図４に示されるように、ステップ４１０において、最も早くこのネットワーク伝送システムに加入してストリームデータ番組を視聴しようとするユーザーの端末機の開始時間をＴini と特定する。ステップ４２０において、その他のユーザーの端末機がこのストリームデータ番組を視聴するため加入する時間をＴとすると、ストリームサーバー２１０がこの加入したユーザーの端末機を第［（Ｔ−Ｔini ）／ＴＳ］＋１協力共有グループに分配し、そのうち、［］はガウス整数記号を代表する。ゆえに同じ協力共有グループに分配されたユーザーの端末機が視聴する番組進度は類似であり、差はタイムスロットＴＳを超過しない。

その後、ストリームサーバー２１０はこの使用者の端末機に第［（Ｔ−Ｔini ）／ＴＳ］＋１協力共有グループ内の少なくとも一つのリーダーノードのネットワークアドレスを応答する。このユーザーの端末機は第［（Ｔ−Ｔini ）／ＴＳ］＋１協力共有グループのリーダーノードに対して該協力共有グループへの加入を要求する。

ある協力共有グループに加入する時、同一の協力共有グループのユーザーの端末機は一種の相互合作のマルチキャスト関係を構成する。このマルチキャスト関係の構築は、ＳｐｒｅａｄＩｔ、Ｙｏｉｄ、Ｎａｒａｄａ、ＣｏｏｐＮｅｔ、ＢｉＴｏｓ等の技術により実現される。

もしシステム業者が提供するのが生放送番組であれば、新たに加入するユーザーの端末機はいずれも第１協力共有グループに加入し、ユーザーの端末機が加入する時、カメラが撮影し並びにストリームサーバーを通して伝送する最新画面を視聴できる。

ストリームデータ番組を視聴する時、図２中の第１協力共有グループ２３０と第２協力共有グループ２４０を例とすると、そのうち一つのユーザーの端末機が放送進度を変更する必要があり、例えば後退（古いＡＶクリップに戻る）或いは前進して新たなＡＶクリップを視聴する必要がある時、ストリームサーバー２１０はこのユーザーの端末機の放送進度変更の要求を受け取り、並びにその他の協力共有グループに諮問し応答する。図５はこのユーザーの端末機が放送進度変更しようとする時の、ネットワーク伝送システム内の動作を示し、並びに本記載中のある実施例と一致する。

図５を参照されたい。ユーザーの端末機２３２がストリームデータ番組を視聴する時、ユーザーの端末機２３２は諮問メッセージにより、視聴しようとするＡＶクリップの時間Ｔnew をストリームサーバー２１０に伝送し、これは符号５１０に示される。ストリームサーバー２１０は時間Ｔnew の所属するＡＶクリップがどの協力共有グループで放送されているかを計算し、それが例えば、第２協力共有グループ２４０であれば、この放送している協力共有グループ（第２協力共有グループ２４０）のリーダーノード２４１のネットワークアドレスをユーザーの端末機２３に提供し、これは符号５２０に示す。

その後、ユーザーの端末機２３２がそのペアレントノード（この例ではその所属する第１協力共有グループ２３０のリーダーノード２３１）に対してその他の協力共有グループ（すなわち第２協力共有グループ２４０）への切り換えを告知し、ペアレントノード２３１にサービスを継続しないように要請し、これは符号５３０に示す。

もしユーザーの端末機２３２が更に自己のチャイルドノード端末機を有するなら、ユーザーの端末機２３２はこのチャイルドノード端末機に対して自己が別の協力共有グループに切り換えることを告知し、このチャイルドノード端末機に第１協力共有グループ２３０内のその他のペアレントノードを探すように要請する。例えば、ユーザーの端末機２３２がチャイルドノードの端末機２３３に対してその他の協力共有グループに切り換えることを告知して、このチャイルドノードの端末機２３３に別のペアレントノードを探すように要請し、これは符号５４０に示す。

その後、ユーザーの端末機２３２はこれから加入しようとする第２協力共有グループ２４０のリーダーノード２４１に対して加入メッセージを発送し、これは符号５５０に示す。もしユーザーの端末機２３２がリーダーノードであれば、すなわちユーザーの端末機２３２がストリームサーバー２１０に対して別のリーダーノードを選出するように通知する。ユーザーの端末機２３２は第２協力共有グループ２４０に加入した後、時間Ｔnew のＡＶクリップの受信を開始する。

もし、ユーザーの端末機が後退或いは早送りして空の協力共有グループに至る時、すなわちストリームサーバーは直接このユーザーの端末機にサービスし、並びに該ユーザーの端末機が該空の協力共有グループのリーダーノードとなる。もしユーザーの視聴するのがビデオカメラの提供する生放送番組であれば、放送の進度はビデオカメラの提供する最新進度を超過し得ない。

図６は実施例のフローチャートであり、ユーザーの端末機がシステムを離脱しようとする時の、ネットワーク伝送システム２００内の動作を示し、並びに本記載中のある実施例と一致する。図６に示されるように、ステップ６１０において、ストリームサーバー２１０は離脱しようとするユーザーの端末機がリーダーノードであるかを検査する。イエスならば、ステップ６１１に示されるように、ストリームサーバー２１０は新たなリーダーノードを選択し、例えば、離脱者と同じグループで且つ能力が比較的良好なノードをリーダーノードとして選出する。並びにステップ６１２のように、この離脱するユーザーの端末機のチャイルドノードに別の適合するペアレントノードを探すように通知する。

もし離脱するユーザーの端末機がリーダーノードでなければ、すなわち離脱するユーザーの端末機が所属する協力共有グループのペアレントノードとチャイルドノードに離脱メッセージを告知し、これはステップ６２１のようである。ペアレントノードはこの離脱するユーザーの端末機へのサービスを停止し、チャイルドノードは別の適合するペアレントノードを探し、これはステップ６２２のようである。

ユーザーの端末機が非正常な方式、例えばネットワークとの接続の切断、電源切断、ユーザーによる強制的なアプリケーション番組のシャットダウン等を防止するため、各ユーザーの端末機は平時に周期的にそのペアレントノードとチャイルドノードを探査し、それらがまだ存在しているかを確定する。チャイルドノードの不存在が発見されれば、そのチャイルドノードへのサービスを続けない。ペアレントノードの不存在が発見されれば、適合する別のペアレントノードを探す。

ユーザーの端末機が放送進度を一時停止（ｐａｕｓｅ）したい時、一次停止する放送進度を記憶する。一次停止期間より、もとのストリームデータは続けてダウンロードされ、ゆえにユーザーの端末機で再度放送キーを押す時、前述の後退機能（すなわち放送進度変更のうちの一種類）により先に一次停止した進度に戻る必要がある。このユーザーの端末機は現在所属の協力共有グループを離脱する必要はなく、続いてその他のノードから続くデータを受け取ることができる。

ユーザーの端末機がシステムに加入するか、或いは放送進度を変更するか、或いはシステムを離脱し新たにシステムに加入する時、ユーザーの端末機が空の協力共有グループに加入するのであれば、ストリームサーバーが直接このユーザーの端末機にサービスし、並びに該ユーザーの端末機を新たな協力共有グループのリーダーノードとなす。

あるストリームデータ番組が比較的人気がなく、クリック選択するユーザーが比較的少ない時は、協力共有グループの間で不連続の状況が発生し得て、図７に示されるように、第３協力共有グループ７５０が比較的遅く、直前の協力共有グループ７４０内のリーダーノードの端末機７４１のバッファエリア内にすでに先頭のＡＶクリップが不存在となり、これにより協力共有グループ７５０はストリームサーバー２１０より直接サービスを受けなくてはならない。これは符号７５０ａのとおりである。こうして、ネットワーク伝送システム２００は最悪の状況で、すなわち、番号が偶数の協力共有グループがいずれも空の時、ストリームサーバー２１０はただ１／２×（Ｄ／ＴＳ）本のストリーム付加を提供すればよく、そのうちＤはストリームデータ番組のタイムスロットであり、すなわちこのストリームデータ番組のＤ／ＴＳ個に分割されたＡＶクリップである。たとえば、もし一部のビデオが１００個のＡＶクリップに分割されると、本発明のストリームサーバーは最悪の状況でもただ５０本のストリームを提供すればよく、最良の状況では１本のストリームを提供する。ゆえに、最悪の状況下でも、本発明のストリームサーバーの負担は非常に軽い。

周知のＰ２Ｐネットワーク技術の実施例表示図である。 本発明のストリームデータのネットワーク伝送システムの実施例表示図である。 本発明のストリームデータのネットワーク伝送方法の実施例のフローチャートである。 本発明のストリームデータのネットワーク伝送方法の実施例のフローチャートであり、ユーザーの端末機がネットワーク伝送システムに加入する時の、ネットワーク伝送システム内の動作を示す。 本発明のストリームデータのネットワーク伝送方法の実施例のフローチャートであり、ユーザーの端末機が放送進度を変更する時の、ネットワーク伝送システム内の動作を示す。 本発明のストリームデータのネットワーク伝送方法の実施例のフローチャートであり、ユーザーの端末機がシステムより離脱する時の、ネットワーク伝送システム内の動作を示す。 本発明のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、ストリームデータ番組に協力共有グループ間で不連続の状況が発生した状態を示す図である。

符号の説明

２００ ネットワーク伝送システム ２１０ ストリームサーバー
２１５ ネットワーク ２２１ ストリームデータベース
２２２ ビデオカメラ ２３０ 第１協力共有グループ
２４０ 第２協力共有グループ ２３１、２４１ リーダーノード
２３２、２３３、２４２、２４３ 端末機 ２１０ａ メモリ空間
３１０ タイムスロットＴＳを特定し、並びにこのタイムスロットＴＳを単位とし、複数のストリームデータ中の各ストリームデータ番組を分割して複数のＡＶクリップとなす
３２０ このタイムスロットＴＳを単位とし、順に第１から第ｎ協力共有グループを特定し、各該協力共有グループは複数のユーザーの端末機で構成する
３３０ 各該協力共有グループに対して、その複数のユーザーの端末機中より少なくとも一つのユーザーの端末機を選択してその協力共有グループのリーダーノードとなす
３４０ 各タイムスロットの時、一つのＡＶクリップを第１協力共有グループのリーダーノードに伝送する
３５０ 各協力共有グループのリーダーノードが現在受信したＡＶクリップを同一協力共有グループのユーザーの端末機にマルチキャストし、一つのタイムスロットの後、直前のＡＶクリップを次の協力共有グループのリーダーノードに提供する
４１０ 最も早くこのストリームデータ番組の視聴に加わったユーザーの端末機の開始時間をＴini と特定する
４２０ その他のユーザーの端末機がこのストリームデータ番組の視聴に加入する時間をＴとすると、この加入したその他のユーザーの端末機は第［（Ｔ−Ｔini ）／ＴＳ］＋１協力共有グループに分配する
５１０ 視聴したいＡＶクリップの時間Ｔnew を伝送する
５２０ 放送する協力共有グループのリーダーノードのネットワークアドレスを応答する５３０ その他の協力共有グループへの切り換えを告知し、ペアレントノードにサービスの継続停止を要請する
５４０ その他の協力共有グループへの切り換えを告知し、チャイルドノードの端末機に別のペアレントノードを探すよう要請する
５５０ 加入メッセージ発送
６１０ 離脱のユーザーの端末機がリーダーノードであるかを検査
６１１ 新たなリーダーノードを選択
６１２ この離脱したユーザーの端末機のチャイルドノードに別の適合するペアレントノードを探すよう通知
６２１ 離脱したユーザーの端末機が所属する協力共有グループ内のペアレントノードとチャイルドノードに分離メッセージを告知
６２２ ペアレントノードがこの離脱したユーザーの端末機へのサービスを停止し、チャイルドノードは別の適合するペアレントノードを探す
７４０ 直前の協力共有グループ ７５０ 第３協力共有グループ
７５０ａ ストリームサーバーが直接サービスする協力共有グループ

Claims (20)

1. ストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、
   ネットワークと、
   ストリームサーバーであって、複数のストリームデータ番組を提供し、各該ストリームデータ番組を分割して一つ或いは複数のタイムスロットのＡＶクリップとする、上記ストリームサーバーと、
   第１から第ｎの協力共有グループであって、ｎは正の整数であり、各該協力共有グループは複数のユーザーの端末機で構成され、そのうち少なくとも一つのユーザーの端末機が該協力共有グループのリーダーノードとされ、各該協力共有グループ内の全てのユーザーの端末機の間に相互合作のマルチキャスト関係が構築される、上記第１から第ｎの協力共有グループと、
   を包含し、該ストリームサーバーは該ネットワークを通して、一つのＡＶクリップを第１協力共有グループのリーダーノードに伝送し、各該協力共有グループのリーダーノードは現在受信しているＡＶクリップを同一協力共有グループのユーザーの端末機にマルチキャストし、一つの所定のタイムスロットの後、直前のＡＶクリップを次の協力共有グループのリーダーノードに提供することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
2. 請求項１記載のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、ユーザーの端末機が行なう操作は、該システムへの加入、放送進度変更、及び該システムからの離脱のいずれかとされることを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
3. 請求項１記載のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、ストリームサーバーは各該協力共有グループのリーダーノードのネットワークアドレスを記録するためのメモリ空間を具備することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
4. 請求項１記載のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、ストリームサーバーがＡＶクリップを伝送する速度はビデオ放送の速度以上であることを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
5. 請求項１記載のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、ストリームサーバーは複数の番組のオリジナルストリームデータを保存するバッファエリアを具備することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
6. 請求項１記載のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、各該協力共有グループのリーダーノードは二つのタイムスロットのＡＶクリップを保存できるバッファエリアを具備し、非リーダーノードのユーザーの端末機は一つの所定の該タイムスロットのＡＶクリップを保存できるバッファエリアを具備することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
7. 請求項１記載のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、各ストリームサーバーは該所定のタイムスロットを単位とし、第１から第ｎ協力共有グループを順次特定することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
8. 請求項２記載のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、あるユーザーの端末機がシステム加入の操作を行なう時、該ストリームサーバーはこのユーザーの端末機が加入する必要のある協力共有グループ内の一つのリーダーノードのネットワークアドレスをこのユーザーの端末機に応答することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
9. 請求項２記載のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、あるユーザーの端末機が放送進度変更の操作を行なう時、該ストリームサーバーはこのユーザーの端末機の放送進度変更の要求を受信し、並びにその他の協力共有グループに諮問しこのユーザーの端末機に応答することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
10. 請求項２記載のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、あるユーザーの端末機がシステム脱退の操作を行なう時、このユーザーの端末機が協力共有グループのリーダーノードであれば、該ストリームサーバーはその協力共有グループ内のその他のユーザーの端末機より一つの新たなリーダーノードを選出することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
11. 請求項２記載のストリームデータのネットワーク伝送システムにおいて、あるユーザーの端末機がシステム加入、或いは放送進度変更、或いはシステム離脱し新たにシステム加入の操作を行なう時、このユーザーの端末機が空の協力共有グループに加入する場合は、該ストリームサーバーは直接このユーザーの端末機にサービスし、並びにこのユーザーの端末機を新たな協力共有グループのリーダーノードとなすことを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム。
12. ストリームデータのネットワーク伝送方法において、
    あるタイムスロットを特定し、並びにこのタイムスロットを単位として、複数のストリームデータ中の各ストリームデータ番組を分割して複数のＡＶクリップとなすステップ、 このタイムスロットを単位とし、順に第１から第ｎの協力共有グループを特定し、各該協力共有グループは複数のユーザーの端末機により形成するステップ、
    各該協力共有グループに対して、その数個のユーザーの端末機中より少なくとも一つのユーザーの端末機を選択して該協力共有グループのリーダーノードとなすステップ、
    各タイムスロットにおいて、一つのＡＶクリップを第１協力共有グループのリーダーノードに伝送するステップ、
    各該協力共有グループのリーダーノードが現在受信したＡＶクリップを同一協力共有グループのユーザーの端末機にマルチキャストとし、一つのタイムスロットの後、直前のＡＶクリップを次の協力共有グループのリーダーノードに提供するステップ、
    を包含することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送方法。
13. 請求項１２記載のストリームデータのネットワーク伝送方法において、ユーザーの端末機の加入、ユーザーの端末機の放送進度変更、及びユーザーの端末機のネットワーク伝送システム離脱のステップ、及びこれらのステップの任意の組合せのステップをさらに包含することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送方法。
14. 請求項１３記載のストリームデータのネットワーク伝送方法において、ユーザーの端末機の加入はさらに、
    最も早くあるストリームデータ番組の視聴に加わったユーザーの端末機の開始時間をＴini と特定するステップ、
    このユーザー及びその後に続いてこのストリームデータ番組の視聴に加わるユーザーの端末機を第［（Ｔ−Ｔini ）／ＴＳ］＋１協力共有グループに分配するステップ、
    を包含し、［］はガウス整数記号を代表し、Ｔは後に続いてこのストリームデータ番組の視聴に加わるその他のユーザーの端末機の加入の時間とすることを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送方法。
15. 請求項１３記載のストリームデータのネットワーク伝送方法において、該ユーザーの端末機の放送進度変更はさらに、
    該ユーザーの端末機が諮問メッセージにより、視聴したいＡＶクリップの時間Ｔnew をストリームサーバーに伝送するステップ、
    該ストリームサーバーは時間Ｔnew の所属するＡＶクリップがどの協力共有グループで放送されているかを計算し、この放送している協力共有グループのリーダーノード２４１のネットワークアドレスを該ユーザーの端末機に提供するステップ、
    該ユーザーの端末機がもともと所属していた協力共有グループのペアレントノードに対してその他の協力共有グループへの切り換えを告知するステップ、
    該ユーザーの端末機が該その他の協力共有グループのリーダーノードに対して加入メッセージを発送するステップ、
    を包含することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送方法。
16. 請求項１５記載のストリームデータのネットワーク伝送方法において、該ユーザーの端末機に少なくとも一つのチャイルドノードの端末機が接続されている時、該ユーザーの端末機は各該チャイルドノードの端末機にもとの協力共有グループ内のその他のユーザーの端末機を探してペアレントノードとするように告知することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送方法。
17. 請求項１５記載のストリームデータのネットワーク伝送方法において、該ユーザーの端末機がリーダーノードである時、該ユーザーの端末機は該ストリームサーバーに別のリーダーノードを選出するように通知することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送方法。
18. 請求項１３記載のストリームデータのネットワーク伝送方法において、該ユーザーの端末機が放送進度を変更して空の協力共有グループに加入する時、該ストリームサーバーは直接該ユーザーの端末機にサービスし、並びに該ユーザーの端末機を該空の協力共有グループのリーダーノードとなすことを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送システム方法。
19. 請求項１３記載のストリームデータのネットワーク伝送方法において、該ユーザーの端末機の該ネットワーク伝送システム離脱のステップは、さらに、
    該ユーザーの端末機がリーダーノードであるかを検査するステップ、
    該ユーザーの端末機がリーダーノードであれば、新たなリーダーノードを選出し並びに該ユーザーの端末機の全てのチャイルドノードに別の適合するペアレントノードを探すように通知するステップ、
    該ユーザーの端末機がリーダーノードでなければ、システム離脱のメッセージを該ユーザーの端末機の所属する協力共有グループのペアレントノードと該ユーザーの端末機に接続されたチャイルドノードに告知するステップ、
    を包含することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送方法。
20. 請求項１９記載のストリームデータのネットワーク伝送方法において、この離脱するユーザーの端末機が非リーダーノードの時、該ペアレントノードがこの離脱するユーザーの端末機へのサービスを停止し、該ユーザーの端末機に接続されたチャイルドノードが別の適合するペアレントノードを探すステップを包含することを特徴とする、ストリームデータのネットワーク伝送方法。

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