JP2014187692A - モバイルブロードキャストサービスの再送方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明はモバイルブロードキャストサービスの再送方法を開示し、ユーザ端末のフィードバックのパケットロス状況に応じてパケットロス行列を決定し、該行列に基づき再送パケットを生成し、各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定し、各再送パケットについてそのブロードキャスト再送ベネフィットノード数が統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比より大きい場合、再送パケットをブロードキャスト再送パケットとして決定してブロードキャストネットワークでブロードキャストすることを含む。
【効果】再送パケットがブロードキャスト再送方式によって再送されるべきかを決定することにより、再送パケットが決定された条件で、送信完了に必要な総対価を最小化し、統合ネットワークシステム全体のリソース使用率を向上させる。
【選択図】図２

Description

本願は、モバイル通信技術に関し、特に、モバイルブロードキャストサービスの再送方法に関する。

現在、モバイルブロードキャストサービスは、より広く用いられている。また、いくつかの組織は、様々な関連規格を制定しており、例えば、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ：Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）が制定したハンドヘルド用デジタルビデオブロードキャスト（ＤＶＢ−Ｈ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｈａｎｄｈｅｌｄ）という規格、中国が制定した中国モバイルマルチメディアブロードキャスト（ＣＭＭＢ：Ｃｈｉｎａ Ｍｏｂｉｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）という規格、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）が制定した進化型マルチメディアブロードキャストおよびマルチキャストサービス（ｅＭＢＭＳ）という規格、電波産業会（ＡＲＩＢ：Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓｅｓ）が制定したＩＳＤＢ−Ｔｍｍという規格などがある。

上記の多くの規格のうち、ＩＳＤＢ−Ｔｍｍ規格に統合ネットワークシステムという概念が導入されている。図１は、統合ネットワークシステムの例示的な構成を示す。図１に示すように、統合ネットワークシステムにおいて、ブロードキャストネットワークと、モバイル事業者が運営しているモバイルセルラーネットワーク（ユニキャストネットワークとも呼ばれる）とが融合され、一緒にモバイルユーザに対しブロードキャストサービスを提供している。

具体的に、ＩＳＤＢ−Ｔｍｍ規格に基づいて、ブロードキャストネットワークにおけるブロードキャスト送信局（ＴＳ）は、まず、ブロードキャストサーバーから提供された、コンテンツデータベースからのデータまたはファイルをブロードキャストする。しかし、リンクエラーのせいで、ユーザ端末（ＵＥ）は、一部のデータパケットのみを受信するおそれがある。ＩＳＤＢ−Ｔｍｍ規格において、ＵＥは、その属するユニキャストネットワークの送信局（例えば基地局（ＢＳ））へ、パケットロスの状況をフィードバックすることができる。ＢＳは、ＵＥからフィードバックされたパケットロスの状況を、ユニキャストネットワークに接続される修復サーバーに送信する。修復サーバーは、ＵＥからフィードバックされたパケットロスの状況を受信した後、ＵＥのロスしたパケットをＢＳに送信することができる。また、ＢＳは、ユニキャストの形式でＵＥに送信する。

以上のように、上記のＩＳＤＢ−Ｔｍｍ規格のアーキテクチャは、ユニキャストネットワーク（例えばモバイルセルラーネットワーク）に基づくユニキャスト再送のみを提供するが、ブロードキャストネットワークに基づくブロードキャスト再送をサポートしていない。これは、受信エラーのユーザ数が比較的大きい場合、ユニキャスト再送の回数が多くになってしまう。これにより、ユニキャストネットワークのリソース使用率を大幅に低減させる。

上記の課題を解決するために、本発明の実施例は、モバイルブロードキャストサービスの再送方法を提供している。該方法は、主に、ユーザ端末からフィードバックされたパケットロスの状況に応じてパケットロス行列を決定し、前記パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成し、各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定し、再送パケットごとについて、そのブロードキャスト再送ベネフィットノード数が統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比より大きい場合、前記再送パケットをブロードキャスト再送パケットとして決定して、前記統合ネットワークシステムにおけるブロードキャストネットワークを介して前記ブロードキャスト再送パケットをブロードキャストする、ことを含む。

ここで、前記パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成することは、ｋ＝１にするステップ３０１と、再送する必要がある元のデータパケットをランダムに並べ替えて、初期集合Ｓ_ｋを形成するステップ３０２と、ｊ＝０にして、符号化パケットＣ_ｋ（ｊ）＝Ｓ_ｋ（ｊ）にするステップ３０３と、
を含む。

前記各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定することは、生成された再送パケットに基づいて、前記パケットロス行列を処理し、再送パケット行列を得て、再送パケット行列に基づいて、各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定する、ことを含む。

前記生成された再送パケットに基づいて、前記パケットロス行列を処理することは、パケットロス行列における各再送パケットに含まれる元のデータパケットに対応する列を合併し、再送パケット行列における各再送パケットに対応する列を得る、ことを含む。

前記再送パケット行列に基づいて、各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定することは、前記パケットロス行列における各再送パケットに対応する列の各行の数値を加算し、各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数を得る、ことを含む。

前記ブロードキャストユニキャスト対価比は、ブロードキャストシステムの一回送信で支払われた対価Ｃ_ｂと、ユニキャストシステムの一回送信で支払われた対価Ｃ_ｕとの商であり、ここで、
ここで、Ｓはデータパケットの大きさ（単位：ビット）を表し、Ｐ_ｂはブロードキャスト送信局の送信電力であり、Ｐ_ｕはユニキャスト送信局の送信電力であり、Ｂ_ｂはブロードキャストネットワークの帯域幅（単位：Ｈｚ）を表し、Ｂ_ｕはユニキャストネットワークの帯域幅（単位：Ｈｚ）を表し、Ｅ_ｂはブロードキャストネットワークのスペクトル効率（単位：ｂｐｓ／Ｈｚ）を表し、Ｅ_ｕはユニキャストネットワークのスペクトル効率（単位：ｂｐｓ／Ｈｚ）を表し、α_ｂはブロードキャストネットワークにおけるエネルギー消費による対価の重みを表し、α_ｕはユニキャストネットワークにおけるエネルギー消費による対価の重みを表し、β_ｂはブロードキャストネットワークにおける帯域幅消費による対価の重みを表し、β_ｕはユニキャストネットワークにおける帯域幅消費による対価の重みを表す。

上記の方法は、再送パケットごとについて、そのブロードキャスト再送ベネフィットノード数が前記統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比以下である場合、前記再送パケットを少なくとも１つのユニキャスト再送パケットに転換して、前記統合ネットワークシステムにおけるユニキャストネットワークを介して前記ユニキャスト再送パケットを前記ユニキャスト再送パケットの全てのベネフィットノードにユニキャストする、ことをさらに含むようにしてよい。

または、上記の方法は、ユーザ端末が、前記統合ネットワークシステムにおけるブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを受信し、全ての元のデータパケットを成功に復号化することによって得ることができない場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けるかどうかを判断し、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける場合、本ステップに戻り、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを受信し続け、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けない場合、ユーザ端末が、パケットロスの状況をフィードバックし、前記統合ネットワークシステムが、ユーザ端末からフィードバックされたパケットロスの状況に応じてユニキャスト再送を行う、ことをさらに含むようにしてよい。

ここで、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けるかどうかを判断することは、予めブロードキャスト再送の最大回数を設定し、ユーザ端末が、ブロードキャスト再送回数が予め設定されたブロードキャスト再送の最大回数に達するかどうかを判断し、ブロードキャスト再送回数が所定のブロードキャスト再送の最大回数に達する場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要がないと判断し、ブロードキャスト再送回数が所定のブロードキャスト再送の最大回数に達していない場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要があると判断する、ことを含む。

または、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けるかどうかを判断することは、ユーザ端末が、受信されたブロードキャスト再送パケットの数が前記統合ネットワークシステムから通知されたブロードキャスト再送パケットの数に達するかどうかを判断し、受信されたブロードキャスト再送パケットの数が前記統合ネットワークシステムから通知されたブロードキャスト再送パケットの数に達する場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要がないと判断し、受信されたブロードキャスト再送パケットの数が前記統合ネットワークシステムから通知されたブロードキャスト再送パケットの数に達してない場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要があると判断する、ことを含む。

または、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けるかどうかを判断することは、ユーザ端末が、受信されたブロードキャスト再送パケットにおける後続指示フィールドによって、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要があるかどうかを判断する、ことを含む。

上記の方法において、再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数と、統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比とに基づいて、該再送パケットがブロードキャスト再送方式によって再送されるべきかどうかを決定することにより、再送パケットが決定された条件で、送信を完了するために必要な総対価を最小化して、統合ネットワークシステム全体のリソース使用率を向上させることができる。

統合ネットワークシステムの例示的な構成を示す図である。 本発明の実施例に係るモバイルブロードキャストサービスの再送方法のフローチャートである。 本発明の実施例で提供される、パケットロス行列に基づいて再送パケットを決定する方法のフローチャートである。 統合ネットワークシステムがブロードキャストネットワークのフィードバックをサポートする場合の例示的なシステムシグナリングフローを示す図である。 統合ネットワークシステムがブロードキャストネットワークのフィードバックをサポートしていない場合の例示的なシステムシグナリングフローを示す図である。

前述のように、統合ネットワークシステムにおいて、ブロードキャストネットワークおよびユニキャストネットワークが共存し、この場合、ＩＳＤＢ−Ｔｍｍ規格に従って再送を実行すると、即ち、ユニキャストネットワークのみによってユニキャスト再送を行うと、受信エラーのユーザが比較的多い場合で、必ずユニキャストネットワークのリソース使用率の低下につながる。逆に、ブロードキャストネットワークのみによってブロードキャスト再送を行うと、受信エラーのユーザが比較的少ない場合で、単純なブロードキャスト再送は、大切なブロードキャスト帯域およびより大きな送信電力を浪費することになってしまう。

従って、上記の研究により、完璧なモバイルブロードキャストサービスの再送方式は、ユニキャスト再送とブロードキャスト再送とを合理的に組み合わせる方式であるべき、ということを発見することができる。如何にユニキャスト再送およびブロードキャスト再送を制御することで、ユニキャスト再送とブロードキャスト再送との合理的な組み合わせを実現するかは、モバイルブロードキャストサービスの再送方式が解決すべき基本的な課題の１つになる。

上記の課題を解決するために、まず、統合ネットワークシステムにおける再送問題に対して数学的モデリングを行って目的関数を与える必要がある。

該統合ネットワークシステムは、１つのブロードキャスト送信局を含み、その送信電力がＰ_ｂであり、該統合ネットワークシステムは、低送信電力を有する若干のユニキャスト送信局（例えば、基地局）も含み、その送信電力がＰ_ｕであると仮定する。モバイルブロードキャストサービスの目標は、Ｍ個のデータパケットをＮ個のモバイルユーザに送信する、ということである。この場合で、統合ネットワークシステムが送信過程の全体を正常に完成するために必要な総対価は、下記の式１のように定義することができる。

ここで、Ｃは上記の総対価であり、Ｃ_ｂはブロードキャストシステムの一回送信で支払われた対価であり、その定義について、以下の式２を参照し、Ｎ_ｂはブロードキャストシステムの総伝送回数であり、Ｃ_ｕはユニキャストシステムの一回送信で支払われた対価であり、その定義について、以下の式３を参照し、Ｎ_ｕはユニキャストの総再送回数である。

ここで、Ｓはデータパケットの大きさ（単位：ビット）を表し、Ｂ_ｂはブロードキャストネットワークの帯域幅（単位：Ｈｚ）を表し、Ｂ_ｕはユニキャストネットワークの帯域幅（単位：Ｈｚ）を表し、Ｅ_ｂはブロードキャストネットワークのスペクトル効率（単位：ｂｐｓ／Ｈｚ）を表し、Ｅ_ｕはユニキャストネットワークのスペクトル効率（単位：ｂｐｓ／Ｈｚ）を表し、α_ｂはブロードキャストネットワークにおけるエネルギー消費による対価の重みを表し、α_ｕはユニキャストネットワークにおけるエネルギー消費による対価の重みを表し、β_ｂはブロードキャストネットワークにおける帯域幅消費による対価の重みを表し、β_ｕはユニキャストネットワークにおける帯域幅消費による対価の重みを表す。

説明すべきところとして、上記のパラメータα_ｂ、α_ｕ、β_ｂおよびβ_ｕは、事業者が自身の状況に応じて設定できるものである。ここで、データパケットの大きさＳは、無線送信局で採用される符号化変調方式によって決定されるものである。ブロードキャストデータについて、符号化変調方式は通常変更されないため、データパケットの大きさが定数値であると考えてよい。ブロードキャストネットワークの帯域幅Ｂ_ｂおよびユニキャストネットワークの帯域幅Ｂ_ｕは、いずれも、システムの定数パラメータである。

ブロードキャストネットワークのスペクトル効率は、その採用する符号化変調方式、サブキャリアの数および帯域幅によって算出されることができるものである。ユニキャストのスペクトル効率は、絶えず変化する値であり、ユーザのリンク条件に関連するものである。従って、本発明において、ユニキャストネットワークのスペクトル効率は、具体的に、ユニキャストネットワークのスペクトル効率の統計平均値を指す。

以上のシステムモデルおよび目的関数によって、本発明が最終的に解決しようとする課題は、上記の送信過程の全体を完成するために必要な総対価Ｃを最小化するように、如何にユニキャスト再送およびブロードキャスト再送を制御することである、ということを発見することができる。

以下、上記の目的関数を詳細に分析する。分析の便宜上、予め下記の定義が与えられる。

１）ブロードキャストシステムの一回送信で支払われた対価Ｃ_ｂと、ユニキャストシステムの一回送信で支払われた対価Ｃ_ｕとの商が、統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比として定義され、その数学的な表現式が、下記の式４に示すようになる。

２）あるユーザ端末が１つの再送パケットを受信した後、そのロスした元のデータパケットを直接に復号化することによって得ることができる場合、該ユーザ端末が、該再送パケットのベネフィットノードとして定義される。

３）１つの再送パケットに対応して、該再送パケットをブロードキャスト再送した後のベネフィットノード数が、該再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数として定義される。

例えば、１つの再送パケットがブロードキャスト再送方式によって再送された後に、３つのモバイルユーザが該再送パケットを復号化することによってそのロスした元のデータパケットを得ることができる場合、該再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数は、３である。

以上の定義に基づき、研究によって、再送する必要がある再送パケットが既に決定された場合で、ある再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数がブロードキャストユニキャスト対価比より大きい場合、該再送パケットをブロードキャストすることで支払う対価は、該再送パケットをユニキャストすることで支払う対価より少なくなる、ということを発見することができる。従って、上記の送信過程の全体を完成するために必要な総対価Ｃを最小化する目的を実現するために、該再送パケットについて、ブロードキャスト再送方式を採用すべきである。

逆に、ある再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数がブロードキャストユニキャスト対価比以下である場合、該再送パケットをブロードキャストすることで支払う対価は、該再送パケットをユニキャストすることで支払う対価以上になる。従って、上記の送信過程の全体を完成するために必要な総対価Ｃを最小化する目的を実現するために、該再送パケットについて、ユニキャスト再送方式を採用したほうがよい。

上記の研究結果に基づき、本発明の実施例は、モバイルブロードキャストサービスの再送方法を提供している。図２に示すように、該方法は、主に以下のようなステップを含む。

ステップ２０１で、ユーザ端末からフィードバックされたパケットロスの状況に応じてパケットロス行列を決定する。本ステップにおいて、上記のユーザ端末は、統合ネットワークにおける全てのユーザ端末を含むようにしてもよいし、そのうちの一部のみであってもよい。また、上記のユーザ端末からのフィードバックは、ユーザ端末からフィードバックされた、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを含む確認情報を指す。

下記の表１は、パケットロス行列の例示を示す。この例示において、各行Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３およびＴ_４は、４つのユーザ端末に対応し、各列Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４、Ｐ_５およびＰ_６は、ブロードキャストネットワークによりユーザ端末にブロードキャストされる６つのブロードキャストパケットに対応する。表１に示すパケットロス行列には、ロスされたパケットを数字１で示し、例えば、この行列において、Ｔ_１行目のＰ_３列目が１である場合、ユーザ端末Ｔ_１にブロードキャストされる３番目のパケットＰ_３がロスされたということを代表する。このようにして、該パケットロス行列によって、統合ネットワークシステムにおけるユーザ端末のパケットロスの状況を把握することができる。

ステップ２０２で、パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成する。本発明の実施例において、様々な方法によって再送パケットを生成することができる。パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成する上記の方法は、下文で具体的な例示を参照しながら詳細に説明し、ここで説明を省略する。

ステップ２０３で、各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定する。本ステップで、ステップ２０２で生成された再送パケットに基づいてパケットロス行列を処理し、再送パケット行列を得てから、再送パケット行列に基づいて各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定することができる。

上記の生成された再送パケットに基づいてパケットロス行列を処理することは、具体的に、ステップ２０２で生成された再送パケットに基づいて、パケットロス行列における各再送パケットに含まれる元のデータパケットに対応する列を合併し、再送パケット行列における各再送パケットに対応する列を得る、ことを含むようにしてよい。上記の合併は、具体的に、合併対象の各列に対応する行の数値を加算する、ことである。再送パケット行列を得た後に、各再送パケットに対応する列の各行の数値を加算することで、各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数を得ることができる。

例えば、上記表１に示すパケットロス行列について、決定された再送パケットが
である場合、表１に示すパケットロス行列を処理して、再送パケット行列を得ることができ、下記の表２に示すようになる。再送パケット
について、再送パケット行列におけるその対応する列は、パケットロス行列における該再送パケットに含まれる元のデータパケットＰ_１およびＰ_２に対応する列を合併したものであり、即ち、この２つの列に対応する行の数値を加算したものである。

表２により、再送パケット
のベネフィットノードは、Ｔ_２、Ｔ_３およびＴ_４を含み、そのブロードキャスト再送ベネフィットノード数が３であり、再送パケットＰ_３のベネフィットノードは、Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３およびＴ_４を含み、そのブロードキャスト再送ベネフィットノード数が４であり、再送パケット
のベネフィットノードは、Ｔ_１、Ｔ_２およびＴ_４を含み、そのブロードキャスト再送ベネフィットノード数が３であり、再送パケットＰ_６のベネフィットノードは、Ｔ_４を含み、そのブロードキャスト再送ベネフィットノード数が１である、ということを決定することができる。

ステップ２０４で、再送パケットごとについて、そのブロードキャスト再送ベネフィットノード数がブロードキャストユニキャスト対価比より大きい場合、前記再送パケットをブロードキャスト再送パケットとして決定し、ブロードキャストネットワークを介して前記ブロードキャスト再送パケットをブロードキャストする。

例えば、表２に示す再送パケット行列について、現在の統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比が２であると仮定すると、上記のステップ２０４により、再送パケット
は、ブロードキャスト再送パケットであり、ブロードキャストネットワークを介してブロードキャスト再送されるべきものである、ということを決定することができる。現在の統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比が３であると仮定すると、上記のステップ２０４により、再送パケットＰ_３は、ブロードキャスト再送パケットであり、ブロードキャストネットワークを介してブロードキャスト再送されるべきものである、ということを決定することができる。

上記のモバイルブロードキャストサービスの再送方法において、再送パケットが決定された後に、再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数と、統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比とに基づいて、該再送パケットがブロードキャスト再送方式によって再送されるべきかどうかを決定することにより、再送パケットが決定された条件で、送信を完了するために必要な総対価Ｃを最小化して、ユニキャスト再送とブロードキャスト再送との合理的な組み合わせを実現して、統合ネットワークシステム全体のリソース使用率を向上させることができる。

説明すべきところとして、上記のステップ２０４を実行した後に、下記のステップ２０５をさらに実行するようにしてよい。

ステップ２０５で、再送パケットごとについて、そのブロードキャスト再送ベネフィットノード数がブロードキャストユニキャスト対価比以下である場合、前記再送パケットを少なくとも１つのユニキャスト再送パケットに転換し、ユニキャストネットワークを介して前記ユニキャスト再送パケットをこのユニキャスト再送パケットの全てのベネフィットノードにユニキャストする。

具体的に、上記のステップ２０５において、再送パケットを少なくとも１つのユニキャスト再送パケットに転換することは、ある再送パケットに１つの元のデータパケットのみが含まれる場合、該再送パケットがユニキャスト再送パケットである一方、ある再送パケットは２つ以上の元のデータパケットが含まれる場合、該再送パケットに含まれる各元のデータパケットがそれぞれユニキャスト再送パケットである、ことを含む。また、再送パケットを少なくとも１つのユニキャスト再送パケットに転換した後に、パケットロス行列に基づいて、ユニキャスト再送パケットをユニキャストの方式によって該ユニキャスト再送パケットの全てのベネフィットノードに再送することができる。

例えば、表２に示す再送パケット行列について、現在の統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比が２であると仮定すると、上記のステップ２０５により、再送パケットＰ_６は、ユニキャスト再送パケットであり、ユニキャストネットワークを介して該再送パケットのベネフィットノードであるユーザ端末Ｔ_４にユニキャストされるべきものである。現在の統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比が３であると仮定すると、再送パケット
のブロードキャスト再送ベネフィットノード数がブロードキャストユニキャスト対価比より小さくなり、ステップ２０５で、まず、再送パケット
をユニキャスト再送パケットＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_４およびＰ_５に転換してから、パケットロス行列に基づいて、ユニキャスト再送パケットＰ_１を該ユニキャスト再送パケットのベネフィットノードＴ_２およびＴ_４に再送し、ユニキャスト再送パケットＰ_２を該ユニキャスト再送パケットのベネフィットノードＴ_３に再送し、ユニキャスト再送パケットＰ_４を該ユニキャスト再送パケットのベネフィットノードＴ_２に再送し、ユニキャスト再送パケットＰ_５を該ユニキャスト再送パケットのベネフィットノードＴ_１およびＴ_４に再送する。

上記のモバイルブロードキャストサービスの再送方法の代替案として、上記のステップ２０４を実行した後に、ステップ２０５を実行せず、以下のステップを実行し続けてもよい。

ステップ２０６で、ユーザ端末は、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを受信し、全ての元のデータパケットを成功に復号化することによって得ることができない場合、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けるかどうかを判断し、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける場合、ステップ２０６に戻り、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを受信し続け、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けない場合、ステップ２０７を実行する。

ステップ２０７で、ユーザ端末は、パケットロスの状況をフィードバックし、統合ネットワークシステムは、ユーザ端末からフィードバックされたパケットロスの状況に基づいて、ユニキャスト再送を行う。

上記のステップ２０６において、ユーザ端末は、下記のような様々な方式によって、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けるかどうかを判断することができる。

１）予めブロードキャスト再送の最大回数（例えば３）を設定する。ステップ２０６で、ユーザ端末は、ブロードキャスト再送回数が予め設定されたブロードキャスト再送の最大回数に達するかどうかを判断し、ブロードキャスト再送回数が予め設定されたブロードキャスト再送の最大回数に達する場合、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要がないと判断し、ブロードキャスト再送回数が予め設定されたブロードキャスト再送の最大回数に達していない場合、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要があると判断する。

２）統合ネットワークシステムは、ブロードキャスト再送パケットを決定した後に、シグナリングによって、ブロードキャスト再送パケットの数をユーザ端末に通知する。ステップ２０６で、ユーザ端末は、受信されたブロードキャスト再送パケットの数が統合ネットワークシステムから通知されたブロードキャスト再送パケットの数に達するかどうかを判断し、受信されたブロードキャスト再送パケットの数が統合ネットワークシステムから通知されたブロードキャスト再送パケットの数に達する場合、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要がないと判断し、受信されたブロードキャスト再送パケットの数が統合ネットワークシステムから通知されたブロードキャスト再送パケットの数に達していない場合、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要があると判断する。

３）統合ネットワークシステムには、ブロードキャスト再送パケットに後続指示フィールドが追加され、その長さが１ビット（ｂｉｔ）であってよく、該ブロードキャスト再送パケットの後にブロードキャスト再送パケットがまだあるかどうかを指示する。ステップ２０６で、ユーザ端末は、受信されたブロードキャスト再送パケットにおける後続指示フィールドによって、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要があるかどうかを判断する。

このようにして、上記の本発明の実施例で提供されるサービス再送方法において、再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数と、統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比とに基づいて、該再送パケットがブロードキャスト再送方式によって再送されるべきかどうかを決定することにより、再送パケットが決定された条件で、送信を完了するために必要な総対価を最小化して、統合ネットワークシステム全体のリソース使用率を向上させることができる。

以下、具体的な例示を参照しながら、パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成する方法を詳細に説明する。

具体的に、現在まで、如何にパケットロス行列に基づいて再送パケットを生成するかの方法について、すでに多くの関連研究があって相応のアルゴリズムが提出されている。例えば、２００９年のＪＳＡＣ（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）での記事「Ｒｅｌｉａｂｌｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｕｓｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ」（作者Ｆａｎ Ｐｉｎｇｙｉ）に、パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成する方法が記載されており、また、例えば、２０１１年のＴｒａｎｓ ｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋでの記事「Ａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｄｅｄ Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｓｉｎｇｌｅ−ｈｏｐ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ」（作者Ｓａｍｅｈ Ｓｏｒｏｕｒ）に、パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成する別の方法が記載されている。本発明の実施例に係るステップ２０２において、これらの従来方法のうちのいずれかを採用して、パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成することができる。

また、本発明の実施例は、パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成する新しい方法も提供している。

統合ネットワークシステムにおいて、ブロードキャストネットワークを介して、初回でＭ個のパケットを送信し、Ｎ個の端末からのフィードバックによって生成されたパケットロス行列は、表１に示すようになる（Ｍ＝６、Ｎ＝４）。その後、ブロードキャスト送信局が、
という４つの再送パケットもブロードキャストする場合、ユーザ端末Ｔ_２が受信したデータパケットは、下記の式５で表すことができる。

復号化の原理に基づき、ユーザ端末Ｔ_２に、受信された全てのパケットからデータパケットＰ_１、Ｐ_２、…、Ｐ_６を復号化させるようにすると、ユーザ端末Ｔ_２の受信行列Ａ_２のランクは、Ｍ（Ｍ＝６）を必要とする、ということが既に知られる。このようにして、全てのＮ個のユーザ端末に拡張すると、下記の式６を満たす必要があり、即ち、Ｎ個のユーザの受信行列のランクの和は、ＮとＭとの積である。

以上の研究結果によって、再送パケットを設計する準則は、各再送パケットによる受信行列のランクの増加を最大にすることである、ということを決定することができる。即ち、
が最大になる、ということを満たす。

上記の準則を実現するために、本発明の実施例は、パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成する具体的な方法を提供し、図３に示すように、主に、下記のステップを含む。即ち、ステップ３０１で、ｋ＝１にする。ステップ３０２で、再送する必要がある元のデータパケットをランダムに並べ替えて、初期集合Ｓ_ｋを形成する。ステップ３０３で、ｊ＝０にして、符号化パケットＣ_ｋ（ｊ）＝Ｓ_ｋ（ｊ）にする。ステップ３０４で、下記の式７によって、符号化パケットＣ_ｋ（ｊ）による総ランクの増加ΔＲを算出する。

図２に示すモバイルブロードキャストサービスの再送方法をサポートするために、本発明の実施例は、システムシグナリングフローを提供し、図４および図５に示すようになる。ここで、図４は、統合ネットワークシステムがブロードキャストネットワークのフィードバックをサポートする場合のシステムシグナリングフローを示す。図５は、統合ネットワークシステムがブロードキャストネットワークのフィードバックをサポートしていない場合のシステムシグナリングフローを示す。

図４に示すように、統合ネットワークシステムがブロードキャストネットワークのフィードバックをサポートする場合、ステップ４０１で、ブロードキャスト送信局は、まず、元のデータパケットをブロードキャストする。ステップ４０２で、ユーザ端末は、ブロードキャストネットワークを介してブロードキャスト送信局へＡＣＫまたはＮＡＣＫをフィードバックする。

その後、ステップ４０３で、ブロードキャスト送信局は、パケットロス行列を得てブロードキャスト再送パケットを生成する。ステップ４０４で、ブロードキャスト送信局は、生成されたブロードキャスト再送パケットをブロードキャスト方式によって再送する。

ステップ４０５で、ユーザは、ブロードキャスト再送によってデータを成功に復号化できないと、基地局へ再送要求を開始し、基地局は、再送要求を修復サーバーに転送して、ユーザの必要なデータパケットを得る。ステップ４０６で、ユニキャスト送信局は、生成されたユニキャスト再送パケットをユニキャスト方式によって再送する。

図５に示すように、統合ネットワークシステムがブロードキャストネットワークのフィードバックをサポートしていない場合、ステップ５０１で、ブロードキャスト送信局は、まず、元のデータパケットをブロードキャストする。ステップ５０２で、ユーザ端末は、ユニキャストネットワークを介してユニキャスト送信局（例えば基地局）へＡＣＫまたはＮＡＣＫをフィードバックする。

その後、ステップ５０３で、ユニキャスト送信局は、修復サーバーにパケットロス再送要求を報告する。ステップ５０４で、パケットロスの状況を共有するように、修復サーバーは、ブロードキャストサーバーにパケットロス再送要求を報告する。

次に、ブロードキャストサーバーは、ステップ５０５で、パケットロス行列を得てブロードキャスト再送パケットおよびユニキャスト再送パケットを生成し、かつ、ステップ５０６で、ブロードキャスト再送パケットをブロードキャスト送信局に送信する一方、ステップ５０７で、ユニキャスト再送パケットを、修復サーバーを介してユニキャスト送信局に送信する。

ステップ５０８で、ブロードキャスト送信局は、受信されたブロードキャスト再送パケットをブロードキャスト方式によって再送する。ステップ５０９で、ユニキャスト送信局は、受信されたユニキャスト再送パケットをユニキャスト方式によって再送する。

上記の図４または図５に示すフローによって、モバイルブロードキャストサービスの再送を完成することができる。

上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims (11)

1. モバイルブロードキャストサービスの再送方法であって、
   ユーザ端末からフィードバックされたパケットロスの状況に応じてパケットロス行列を決定し、
   前記パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成し、
   各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定し、
   再送パケットごとについて、そのブロードキャスト再送ベネフィットノード数が統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比より大きい場合、前記再送パケットをブロードキャスト再送パケットとして決定して、前記統合ネットワークシステムにおけるブロードキャストネットワークを介して前記ブロードキャスト再送パケットをブロードキャストする、ことを含むことを特徴とする方法。
2. 前記パケットロス行列に基づいて再送パケットを生成することは、
   ｋ＝１にするステップ３０１と、
   再送する必要がある元のデータパケットをランダムに並べ替えて、初期集合Ｓ_ｋを形成するステップ３０２と、
   ｊ＝０にして、符号化パケットＣ_ｋ（ｊ）＝Ｓ_ｋ（ｊ）にするステップ３０３と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定することは、
   生成された再送パケットに基づいて、前記パケットロス行列を処理し、再送パケット行列を得て、再送パケット行列に基づいて、各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定する、ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記生成された再送パケットに基づいて、前記パケットロス行列を処理することは、
   パケットロス行列における各再送パケットに含まれる元のデータパケットに対応する列を合併し、再送パケット行列における各再送パケットに対応する列を得る、ことを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記再送パケット行列に基づいて、各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数をそれぞれ決定することは、
   前記パケットロス行列における各再送パケットに対応する列の各行の数値を加算し、各再送パケットのブロードキャスト再送ベネフィットノード数を得る、ことを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 前記ブロードキャストユニキャスト対価比が、ブロードキャストシステムの一回送信で支払われた対価Ｃ_ｂと、ユニキャストシステムの一回送信で支払われた対価Ｃ_ｕとの商であり、ここで、
   ここで、Ｓはデータパケットの大きさ（単位：ビット）を表し、Ｐ_ｂはブロードキャスト送信局の送信電力であり、Ｐ_ｕはユニキャスト送信局の送信電力であり、Ｂ_ｂはブロードキャストネットワークの帯域幅（単位：Ｈｚ）を表し、Ｂ_ｕはユニキャストネットワークの帯域幅（単位：Ｈｚ）を表し、Ｅ_ｂはブロードキャストネットワークのスペクトル効率（単位：ｂｐｓ／Ｈｚ）を表し、Ｅ_ｕはユニキャストネットワークのスペクトル効率（単位：ｂｐｓ／Ｈｚ）を表し、α_ｂはブロードキャストネットワークにおけるエネルギー消費による対価の重みを表し、α_ｕはユニキャストネットワークにおけるエネルギー消費による対価の重みを表し、β_ｂはブロードキャストネットワークにおける帯域幅消費による対価の重みを表し、β_ｕはユニキャストネットワークにおける帯域幅消費による対価の重みを表す、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 再送パケットごとについて、そのブロードキャスト再送ベネフィットノード数が前記統合ネットワークシステムのブロードキャストユニキャスト対価比以下である場合、前記再送パケットを少なくとも１つのユニキャスト再送パケットに転換して、前記統合ネットワークシステムにおけるユニキャストネットワークを介して前記ユニキャスト再送パケットを前記ユニキャスト再送パケットの全てのベネフィットノードにユニキャストする、ことをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. ユーザ端末が、前記統合ネットワークシステムにおけるブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを受信し、全ての元のデータパケットを成功に復号化することによって得ることができない場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けるかどうかを判断し、
   前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを受信し続け、
   前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けない場合、ユーザ端末が、パケットロスの状況をフィードバックし、前記統合ネットワークシステムが、ユーザ端末からフィードバックされたパケットロスの状況に基づいてユニキャスト再送を行う、ことをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けるかどうかを判断することは、
   予めブロードキャスト再送の最大回数を設定し、
   ユーザ端末が、ブロードキャスト再送回数が予め設定されたブロードキャスト再送の最大回数に達するかどうかを判断し、
   ブロードキャスト再送回数が予め設定されたブロードキャスト再送の最大回数に達する場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要がないと判断し、
   ブロードキャスト再送回数が所定のブロードキャスト再送の最大回数に達していない場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要があると判断する、ことを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けるかどうかを判断することは、
    ユーザ端末が、受信されたブロードキャスト再送パケットの数が前記統合ネットワークシステムから通知されたブロードキャスト再送パケットの数に達するかどうかを判断し、
    受信されたブロードキャスト再送パケットの数が前記統合ネットワークシステムから通知されたブロードキャスト再送パケットの数に達する場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要がないと判断し、
    受信されたブロードキャスト再送パケットの数が前記統合ネットワークシステムから通知されたブロードキャスト再送パケットの数に達してない場合、前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要があると判断する、ことを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 前記ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続けるかどうかを判断することは、
    ユーザ端末が、受信されたブロードキャスト再送パケットにおける後続指示フィールドによって、ブロードキャストネットワークからのブロードキャストデータパケットを待ち続ける必要があるかどうかを判断する、ことを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。