JP2013540408A - 不均一誤り保護および一括ファイル配信サービスを提供するための汎用ファイル配信の方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本非仮出願は、2010年10月22日に出願した、「File Delivery Methods for Providing Unequal Error Protection and Bundled File Delivery Services」という表題の米国仮特許出願第61/406,091号の、米国特許法第119条(e)による優先権の利益を主張するものであり、上記仮出願の内容全体が、あらゆる目的のために参照によって本明細書に組み込まれる。
以下の参照文献の各々は、あらゆる目的のために参照によって全体が本明細書に組み込まれる。
FEC OTIに基づいて、受信機は受信し(または推測することができ)、受信機は、ファイル転送のソースブロックおよびサブブロック構造を決定することができる。本明細書の図1で示されるように、[Raptor-RFC-5053]および[RaptorQ-Spec]では、FECペイロードIDは(SBN, ESI)であり、[Raptor-RFC-5053]ではソースブロック番号(SBN)は16ビットであり符号化シンボルID(ESI)は16ビットであり、[RaptorQ-Spec]ではSBNは8ビットでありESIは24ビットである。このFECペイロードIDフォーマットの1つの欠点は、SBNおよびESIへ割り当てるべきFECペイロードIDのビットの数を事前に決定しなければならず、すべてのファイル配信パラメータに対して妥当になる適切な組合せを決定するのが難しいことがある、ということである。
ブロードキャスト/マルチキャストファイル配信のための3GPP MBMS規格TS 26.346において、修復要求が行われる方法は、たとえば、[Raptor-RFC-5053]で規定される、すなわち、ソースブロック番号(SBN)および符号化シンボル識別子(ESI)を規定することによって規定される、FECペイロードIDを使うことである。修復要求に応答するサーバが、ブロードキャスト/マルチキャストファイル配信において使われるファイル配信構造を決定するようにそのサーバに要求する特別な方法を有する場合、すなわち、そうしたサーバが、ソースブロックおよびサブブロックの構造とともにシンボルサイズTを知っていることを必要とする、ファイルのどの部分が要求されたSBNおよびESIによって参照されるかの解釈を行うように要求される場合には、この方法は合理的である。一方、広大な地理的領域にわたって分散する数百万個のブロードキャスト/マルチキャスト受信機が存在することがあり、専用の応答サーバの配備を必要とすることは、設備投資と運用の両方の観点において、高価であるとともに煩わしい。広範に配備されているのは、たとえばウェブページ、ビデオストリーミングなどのインターネット配信をサポートする、標準的なHTTPウェブサーバおよびウェブキャッシュである。望ましいのは、標準的なHTTPウェブサーバおよびウェブキャッシュを、ブロードキャスト/マルチキャスト応答サーバとして使用するのをサポートする方法である。
基本的な汎用ファイルの配信(「UFD」)の方法および対応するシステムがここで説明され、UFDは、既存のファイル配信方法に対する大きな利点を含む。基本的なUFDの方法に対する、前方誤り訂正(「FEC」)ペイロードIDは、たとえば32ビットのフィールドであり得る、汎用ファイルシンボル識別子(「UFSI」)フィールドを含む。基本的なUFDの方法のための、送信機および受信機の方法が、同じくここで説明される。また、ファイルがオブジェクトと呼ばれる場合、「UFSI」は代わりに「UOSI」(汎用オブジェクトシンボル識別子)と呼ばれ得る。
ほとんどの従来のファイル配信方法は、不均一誤り保護(「UEP」)ファイル配信をサポートしない。ファイルの異なる部分を符号化するのに使われる実際のFEC符号を変えることによってUEPをサポートする、たとえば、ISDB-Tmm(地上モバイルマルチメディア)規格で現在規定されており[LDPC-Extensions]で説明される方法を用いる、いくつかの従来の方法がある。UEPを使うときに実際のFEC符号を変更しなければならないという欠点とは別に、さらなる欠点は、これらの方法によって実現される保護が理想からかけ離れているということである。
大半の従来のファイル配信方法は、一括ファイル配信、すなわち、単一の一括ファイルとしての複数のファイルの配信をサポートしない。いくつかのファイルを配信する単純な方法は、各ファイルを独立に配信することである。しかし、この単純な方法にはいくつかの欠点がある。たとえば、ファイルが小さい場合に、実現される保護が理想から離れたものになる。それは、各ファイルの符号化シンボルを含むパケットの数が少ない場合に、パケット喪失の統計値に大きな変動が存在し得るからである。
ファイルまたはファイルの部分は、受信機によるファイルまたはファイルの部分へのアクセス権を記憶および提供するために標準的なHTTPウェブキャッシュサーバによって使われ得る関連するURLを有する、「HTTPファイル」へと編成されてよく、またはHTTPファイルとして利用可能にされてよい。HTTPファイルとして利用可能にされる、その元の順序のファイルまたはファイルの部分は、本明細書では「元順序HTTPファイル」と呼ばれる。一般に、ユニキャスト修復要求のネイティブなHTTPサポートのための方法は、SBNおよびESIに基づいて、HTTPファイルのソースブロックのシンボルおよびサブシンボルの修復要求を、HTTPファイル内の標準的なHTTPオクテット範囲要求(規定されたバイト範囲を有するHTTP部分獲得要求と呼ばれることが多い)へと変換することができる。これによって、標準的なHTTPウェブキャッシュサーバが、これらの修復要求をサービスできるようになり、HTTPファイルがソースブロックおよびソースブロック内のソースシンボルへとどのように分割されるかを理解する、専用のHTTPウェブキャッシュサーバを大量に配備する必要がなくなる。
SI=T×(KL×min{A, ZL}+KS×max{A-ZL, 0}+B) (式1)
上で説明された方法およびシステムは、ハードウェア、ソフトウェア、および/または、プログラムコードもしくは他の命令を格納する適切に体系化されたコンピュータ可読媒体として、実装され得る。上記の教示を使い得るシステムのいくつかの例が、本明細書で与えられる。
このセクションでは、[RaptorQ-Spec]で規定されるRaptorQ FEC方式を使った、汎用的なオブジェクト配信のための完全に規定されたFEC方式の、特定の実施形態が説明される。UOSI FECペイロードIDが、簡素で改善されたオブジェクト配信能力を提供するために、[RaptorQ-Spec]におけるRaptorQ FEC方式(本明細書では「UOD-RaptorQ FEC方式」と呼ばれる)とともに使われ得る。具体的には、より柔軟で簡単なサポートが、基本的なオブジェクト配信のために提供され、不均一誤り保護(UEP)オブジェクト配信、一括オブジェクト配信、およびUEPオブジェクト配信と一括オブジェクト配信の組合せに対するサポートも提供される。適切なハードウェアおよび/またはソフトウェアを使って、通信デバイス間で「UOD-RaptorQ FEC方式」を実装できることを理解されたい。
102 コンテンツ
103 取込システム
104 HTTPストリーミングサーバ
106 HTTPキャッシュ
108 クライアント
110 コンテンツ記憶装置
122 ネットワーク
123 ブロック選択器
124 ブロック要求器
125 ブロックバッファ
126 ブロックモニタ
127 メディアデコーダ
128 メディアトランスデューサ
300 バス
302 取込プロセッサ
304 メモリ
306 ディスク記憶装置
308 ビデオディスプレイ
310 英数字入力デバイス
312 ネットワークインターフェース
400 バス
402 クライアントプロセッサ
404 メモリ
406 ディスク記憶装置
408 ビデオディスプレイ
410 英数字入力デバイス
412 ネットワークインターフェース
Claims (24)
- パケット交換ネットワークを通じて、電子デバイスまたはシステムから、1つまたは複数のデータオブジェクトを配信する方法であって、前記1つまたは複数のデータオブジェクトのソースデータが、前記ソースデータがパケット中の符号化シンボルから少なくともおおよそ復元可能であるように、前記符号化シンボルによって表される、方法において、
a)配信されるべき前記1つまたは複数のデータオブジェクトの各データオブジェクトについて、オクテット単位での前記データオブジェクトのサイズF、前記データオブジェクトを表すのに使われる各シンボルを表すために使われるオクテットの数T、および、前記データオブジェクトの配信のための分割先のソースブロックの数Zを含む、オブジェクト送信情報(「OTI」)を特定するステップと、
b)前記1つまたは複数のデータオブジェクトのための複数のパケットの各パケットに対して、汎用オブジェクトシンボル識別子(「UOSI」)を生成するステップであって、所与のパケットに対する前記UOSIが、可能なUOSI値のセットから選択され、前記セットが、前記所与のパケットにおいて表される各データオブジェクトのための前記OTIの値とは独立である、ステップと、
c)前記1つまたは複数のデータオブジェクトを表す前記ソースデータを含む、複数のソースシンボルから複数の符号化シンボルを生成するステップであって、前記ソースシンボルの各々が前記ソースデータ中の位置を有し、所与のデータオブジェクトのための所与のパケットの符号化シンボルを生成するステップが、
1)使用すべきFEC符号化処理を決定するステップと、
2)前記所与のパケットの前記UOSIおよび前記所与のデータオブジェクトの前記OTIから、ソースブロック番号(「SBN」)および符号化シンボル識別子(「ESI」)を決定するステップと、
3)前記符号化シンボルについて、(a)前記FEC符号化処理、(b)前記符号化シンボルの前記SBNから決定された前記Z個のソースブロックのうちの1つのソースブロックからの1つまたは複数のソースシンボル、および(c)前記符号化シンボルの前記ESIに少なくとも基づいて、サイズTの符号化シンボル値を生成するステップと
を含む、ステップと、
d)ステップa)で扱われた前記データオブジェクトの各々の前記OTIを表すものを含むOTIフィールドを生成するステップであって、前記OTIフィールドが、前記OTIフィールドによって表されるデータオブジェクトの数であるdも含む、ステップと、
e)前記1つまたは複数のデータオブジェクトのための前記複数のパケットを生成するステップであって、前記複数のパケットの各パケットが、前記パケットの前記UOSIと、前記データオブジェクトの前記OTIおよび前記パケットの前記UOSIを使って前記データオブジェクトから生成された、前記パケット中で表される各データオブジェクトの1つまたは複数の符号化シンボルとを含む、ステップと、
f)前記パケット交換ネットワークによって使用可能な形態で、前記OTIフィールドおよび前記複数のパケットを出力するステップと
を含む、方法。 - 各データオブジェクトの前記OTIが、前記データオブジェクトの各ソースオブジェクトの送信のための分割先であるサブブロックの数Nも含む、請求項1に記載の方法。
- SBNをUOSI modulo Zに等しく設定するステップと、
ESIを、UOSIをZで除算したもの以下の最大の整数に等しく設定するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - パケット交換ネットワークを通じて、電子デバイスまたはシステムから、1つまたは複数のデータオブジェクトを配信する方法であって、前記1つまたは複数のデータオブジェクトのソースデータが、前記ソースデータがパケット中の符号化シンボルから少なくともおおよそ復元可能であるように、前記符号化シンボルによって表される、方法において、
a)配信されるべき前記1つまたは複数のデータオブジェクトの各データオブジェクトについて、オブジェクト送信情報(「OTI」)を特定するステップであって、前記1つまたは複数のデータオブジェクトが2個以上のデータオブジェクトを含む場合、1つの配信の中の2個のデータオブジェクトのOTIが異なり得る、ステップと、
b)前記1つまたは複数のデータオブジェクトのための複数のパケットの各パケットに対して、汎用オブジェクトシンボル識別子(「UOSI」)を生成するステップであって、所与のパケットに対する前記UOSIが、可能なUOSI値のセットから選択され、前記セットが、前記所与のパケットにおいて表される各データオブジェクトのための前記OTIの値とは独立である、ステップと、
c)前記1つまたは複数のデータオブジェクトを表す前記ソースデータを含む、複数のソースシンボルから複数の符号化シンボルを生成するステップであって、前記ソースシンボルの各々が前記ソースデータ中の位置を有し、所与のデータオブジェクトのための所与のパケットの符号化シンボルを生成するステップが、(a)前記所与のパケットの前記UOSI、(b)前記所与のデータオブジェクトの前記OTI、および(c)1つまたは複数のソースシンボル値から前記符号化シンボルの値を決定するステップを含む、ステップと、
d)配信されるべき前記1つまたは複数のデータオブジェクトのための前記複数のパケットを生成するステップであって、前記複数のパケットの各パケットが、前記パケットの前記UOSIと、前記データオブジェクトの前記OTIおよび前記パケットの前記UOSIを使って前記データオブジェクトから生成された、前記パケット中で表される各データオブジェクトの1つまたは複数の符号化シンボルとを含む、ステップと、
e)前記パケット交換ネットワークによって使用可能な形態で、少なくとも前記複数のパケットを出力するステップと
を含む、方法。 - シンボルが、データオブジェクトのソースシンボルに相当するか、それとも、1つまたは複数のソースシンボルの復元のためのFEC復号処理で使用可能なFEC修復シンボルに相当するかを、受信機が判定できるように、シンボルを標識するステップをさらに含み、前記受信機が、前記シンボルを含む前記パケットの前記UOSIを、データオブジェクト中のシンボルの数を表す値と比較することによって、前記判定を実行する、請求項4に記載の方法。
- 前記UOSIが負ではない整数であり、各データオブジェクトの前記OTIが、前記データオブジェクトのオクテット単位のサイズ、前記データオブジェクト表すために使われる各シンボルを表すのに使われるオクテットの数、前記データオブジェクトの配信のための分割先であるソースブロックの数、ソースブロックの分割先のサブブロックの数、および、好ましいメモリの整列に対応する整列係数を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記所与のデータオブジェクトの前記OTIが基本UOSI値を含み、
(a)前記所与のパケットの前記UOSI、(b)前記所与のデータオブジェクトの前記OTI、および(c)1つまたは複数のソースシンボル値から、前記符号化シンボルの値を決定するステップが、前記符号化シンボルの値を決定する前に、前記基本UOSI値によって、前記所与のパケットの前記UOSIを調整して、それによって前記UOSIのオフセット値を可能にするステップを含む、請求項4に記載の方法。 - 前記符号化シンボルの値を決定するステップが、前方誤り訂正(「FEC」)を使うステップを含み、異なるレベルのFEC保護が、異なるデータオブジェクトに対して可能にされ、FEC保護のレベルが、異なる各データオブジェクトの前記OTIから決定される、請求項4に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のデータオブジェクトが、単一のデータオブジェクトを含み、OTIの単一のセットが、前記1つまたは複数のデータオブジェクトの各符号化シンボルを生成するために使われる、請求項4に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のデータオブジェクトが、複数のデータオブジェクトを含み、OTIフィールドが、データオブジェクトごとに1つの複数のOTIサブフィールドと、前記複数のデータオブジェクト中のデータオブジェクトの数を示すカウントサブフィールドとを含み、前記OTIサブフィールドのすべてが同一とは限らず、あるOTIサブフィールドが、少なくとも1つの他のOTIサブフィールドとは独立に生成される、請求項4に記載の方法。
- 各OTIサブフィールドが、そのデータオブジェクトに対して、前記データオブジェクトのサイズ、前記データオブジェクトの転送のための分割先であるソースブロックの数、ソースブロック当たりの使われるサブブロックの数、使われるシンボルサイズ、および整列係数を含み、少なくとも2つのデータオブジェクトに対するソースブロックの前記数が異なる、請求項10に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のデータオブジェクトが、少なくとも第1のデータオブジェクトおよび第2のデータオブジェクトを含み、前記配信が、少なくとも2つの別々のパケットシーケンスへと編成され、前記第1のデータオブジェクトの符号化シンボルが、第1のパケットシーケンスのパケットと、第2のパケットシーケンスのパケットとに現れ、前記第2のデータオブジェクトの符号化シンボルが、前記第1のパケットシーケンスのパケットには現れるが、前記第2のパケットシーケンスのパケットには現れない、請求項4に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のデータオブジェクトの各々が、データをファイルとして記憶するコンピュータ可読媒体に記憶された異なるファイルを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のデータオブジェクトの少なくとも1つが、データをファイルとして記憶するコンピュータ可読媒体に記憶された異なるファイルの一部を含む、請求項4に記載の方法。
- 電子デバイスまたはシステムを用いて、パケット交換ネットワークを通じて受信される1つまたは複数のデータオブジェクトを受信して復号する方法であって、十分な符号化シンボルが受信される場合には、受信される符号化シンボルが、前記1つまたは複数のデータオブジェクトを表すソースシンボルへと復号される、方法において、
a)配信される前記1つまたは複数のデータオブジェクトの各データオブジェクトについて、オブジェクト送信情報(「OTI」)を特定するステップであって、前記1つまたは複数のデータオブジェクトが2個以上のデータオブジェクトを含む場合、1つの配信の中の2個のデータオブジェクトのOTIが異なり得る、ステップと、
b)復号において使われるべき各符号化シンボルについて、前記符号化シンボルによって自身のソースシンボルが符号化されるデータオブジェクト、符号化シンボルの値、および、前記符号化シンボルを含むパケットの汎用オブジェクトシンボル識別子(「UOSI」)を決定するステップと、
c)復号において使われるべき各符号化シンボルについて、復号のために使われる復号パラメータを決定するステップであって、前記符号化シンボルおよび前記対応するデータオブジェクトのOTIを含む前記パケットの前記UOSIを使って、前記復号パラメータを決定する、ステップと、
d)符号化シンボルおよびステップc)で決定された復号パラメータを使って、前記符号化シンボルを、データオブジェクトを表す復元されたソースシンボルへと復号するステップと、
e)前記復元されたソースシンボルを、コンピュータ可読の形態で出力するステップと
を含む、方法。 - 前記受信された符号化シンボルとともに前記OTIを受信するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記復号パラメータが、ソースブロック番号および符号化シンボル識別子を含み、前記方法が、
UOSI modulo (使用されるソースブロックの数)と等しく、前記ソースブロックの数を設定するステップと、
使用されるソースブロックの前記数によってUOSIを除算したもの以下の最大の整数と等しく、前記符号化シンボル識別子を設定するステップと
をさらに含む、請求項15に記載の方法。 - 前記符号化シンボルが、ソースシンボルに相当するか、それとも、1つまたは複数のソースシンボルの復元のためのFEC復号処理で使用可能な前方誤り訂正(FEC)修復シンボルに相当するかを、複数の前記符号化シンボルの各々について判定するステップをさらに含み、受信機が、前記符号化シンボルを含む前記パケットの前記UOSIを、データオブジェクト中のシンボルの数を表す値と比較することによって、前記判定を実行する、請求項15に記載の方法。
- 前記UOSIが負ではない整数であり、複数のデータオブジェクトの各々の前記OTIが、各データオブジェクトのオクテット単位のサイズ、各データオブジェクト表すために使われる各シンボルを表すのに使われるオクテットの数、各データオブジェクトの配信のための分割先であるソースブロックの数、ソースブロックの分割先のサブブロックの数、および、好ましいメモリの整列に対応する整列係数を含み、OTIの値が少なくとも2つのデータオブジェクトで異なり、異なるレベルの前方誤り訂正(「FEC」)が、少なくとも2つのデータオブジェクトに対して使われる、請求項15に記載の方法。
- 電子デバイスまたはシステムを用いて、パケット交換ネットワークを通じて受信される1つまたは複数のデータオブジェクトを受信して復号する方法であって、十分な符号化シンボルが受信される場合には、受信される符号化シンボルが、前記1つまたは複数のデータオブジェクトを表すソースシンボルへと復号される、方法において、
a)各データオブジェクトのための符号化シンボルを含む、1つまたは複数のパケットを受信するステップと、
b)ある数の追加のシンボルが所望のデータオブジェクトの復元に必要であると、判定するステップと、
c)複数の符号化シンボルファイル順序から、ある符号化シンボルファイル順序を選択して、前記数の追加のシンボルを要求するのに必要なバイト範囲の指定が、別の符号化シンボルファイル順序が選択された場合に必要なバイト範囲の指定よりも狭くなるようにするステップと、
d)前記所望のデータオブジェクトの復元に必要な、少なくとも前記数の追加のシンボルを受信するために行うべき、1つまたは複数のバイト要求を決定するステップであって、前記選択された符号化シンボルファイル順序に基づく、ステップと、
e)前記選択された符号化シンボルファイル順序をサービスするように構成されたハイパーテキスト転送プロトコル(「HTTP」)サーバへ、前記1つまたは複数のバイト要求を送信するステップと
を含む、方法。 - 符号化シンボルファイル順序を選択するステップが、前記受信された1つまたは複数のパケットの転送の種類に基づいて、前記符号化シンボルファイル順序を選択するステップを含む、請求項20に記載の方法。
- パケット交換ネットワークを通じて、電子デバイスまたはシステムから、1つまたは複数のデータオブジェクトを配信する方法であって、前記1つまたは複数のデータオブジェクトのソースデータが、前記ソースデータがパケット中の符号化シンボルから少なくともおおよそ復元可能であるように、前記符号化シンボルによって表され、
a)ファイル要求およびバイト範囲要求に応答し、ファイルおよびバイト範囲をサービスする、ハイパーテキスト転送プロトコル(「HTTP」)サーバを構成するステップと、
b)使用される前方誤り訂正(「FEC」)に基づいて要求パターンを決定するステップと、
c)前記バイト範囲要求に応答するために使われる元順序HTTPファイルの順序を変えるステップと、
d)前記順序を変えられたHTTPファイルへのアクセス権を、前記HTTPサーバに与えるステップと
を含み、使用される前記FECに基づく予想される要求が、前記HTTPサーバが前記元順序HTTPファイルへのアクセス権を有するが前記順序を変えられたHTTPファイルへのアクセス権を有さない場合に要求されるバイト範囲の指定よりも狭い、バイト範囲の指定を要求するように、前記順序の変更が行われる、方法。 - 前記使われるFECが、データオブジェクトのソースブロックを複数のサブブロックへと分割し、前記ソースブロックがソースシンボルを含み、
前記順序を変えられたHTTPファイルが、連続的なソースブロックの順序であり、ソースブロック内で、ソースシンボルの順序である、請求項22に記載の方法。 - 前記使われるFECが、複数のソースブロックを交互の順序で使い、データオブジェクトのソースブロックを複数のサブブロックへと分割し、前記ソースブロックがソースシンボルを含み、
前記順序を変えられたHTTPファイルが、ソースブロックの交互の順序であり、ソースブロック内で、ソースシンボルの順序である、請求項22に記載の方法。
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