JP3816117B2 - データシーケンスの転送をスケジューリングする方法及びシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的にデータプロセッシングシステムに関し、より特定的には、ビデオ要求システム（video-on-demand systems）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ほとんどの従来のケーブルビテオシステム（cable vide systems）は、加入者（subscribers）に多数の異なる視聴選択（viewing choices）を提供する。異なる視聴選択は、別々のチャネルに放送され、加入者は、視聴選択に対応付けられたチャネルに彼らのテレビジョンを同調することによって視聴選択を選択する。視聴選択の数は、利用可能なチャネルの数によって制限される。従来のケーブルビデオシステムにおける更なる制限は、視聴選択が始まる時間が固定されているということである。
人気が増してきた従来のケーブルビテオシステムにおいて提供される一つのサービスは、視聴毎支払いチャネル（pay-per-view channels）である。視聴毎支払いチャネルは、固定された時間で放送を開始する選択された視聴選択を加入者に利用可能にする。加入者は、彼が固定された時間で視聴毎支払いチャネルに供給される視聴選択を見ることを要求するためにケーブル局に連絡する。視聴毎支払いチャネルをプログラミングすることに対して責任があるケーブル局は、視聴者が指定された開始時間で始まる要求した視聴選択の放送を受信するように、加入者への接続を切り替える。異なる視聴選択は、各々のチャネルに出力される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のケーブルビテオシステム及び視聴毎支払いチャネルは、多くの制限がある。本発明の目的は、従来の技術における上記制限を除去した装置及び方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、論理的に連続するデータブロックからなるデータシーケンスを論理的に連なる複数の記憶装置にわたるストライプとして記憶するシステムにおいて、前記データシーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、ユーザ選択され且つ前記記憶装置に関連するデータシーケンスの転送をスケジューリングする方法であって、各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することで前記ユーザに対するデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、前記ユーザ選択され且つ前記記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを転送するために前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階であって、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットをもつ記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを前記論理的に連なる複数の記憶装置のそれぞれからその帯域幅のタイムスロット期間中に転送することを連続して行う段階とを具備する方法によって達成される。
【０００５】
本発明の方法では、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットが連続する各期間は、前記論理的に連なる記憶装置において後方に論理結合している記憶装置に関連するデータブロックを、前記ユーザ選択されたデータシーケンスのデータブロックとして連続して転送するようにして、前記見つけ出された帯域幅のスケジューリングが実行されるように構成してもよい。
本発明の方法では、データシーケンスのデータは、オーディオデータを含むように構成してもよい。
本発明の方法では、データシーケンスのデータは、ビデオデータを含むように構成してもよい。
本発明の方法では、データシーケンスのデータは、オーディオデータとビデオデータの両方を含むように構成してもよい。
本発明の方法では、選択されたデータシーケンスのデータの各ブロックの大きさは、可変であるが、しかし制限されるように構成してもよい。
また、本発明の上記目的は、各ビデオ画像シーケンスのデータが論理的に連続したデータブロックを含み、各シーケンスのそのデータブロックが論理的に連なる複数の記憶装置にわたってストライプされるような複数のビデオ画像シーケンスのデータを記憶する一連の記憶装置を備えたシステムにおいて、前記ビデオ画像シーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、前記複数のビデオ画像シーケンスの出力をスケジューリングする方法であって、各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することでデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記複数の記憶装置の１つにとって前記複数のビデオ画像シーケンスの１つのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、前記複数のビデオ画像シーケンスからユーザ選択された１つのビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力するために前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階であって、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックを前記前記見つけ出された帯域幅のタイムスロット期間中に出力することを連続して行う段階とを具備する方法によっても達成される。
【０００６】
本発明の方法では、前記見つけ出された帯域幅の第１のタイムスロットは、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックが、前記ビデオ画像シーケンスの初期ブロックを記憶している記憶装置から出力されるようにスケジュールされるように構成してもよい。
本発明の方法では、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロット期間中はスケジュールに従いながら前記選択されたビデオ画像シーケンスのブロックを前記記憶装置から出力する段階を更に具備して構成してもよい。
本発明の方法では、前記選択されたビデオ画像シーケンスの全データブロックが出力されるまで繰り返される間、前記見つけ出された帯域幅の時間中はスケジュールに従いながら前記選択されたビデオ画像シーケンスのブロックを前記記憶装置から出力する段階を更に具備して構成してもよい。
本発明の方法では、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットが連続する各期間は、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックが、前記論理的に連なる記憶装置において後方に論理結合している記憶装置から連続して出力されるように、前記見つけ出された帯域幅のスケジューリングが実行されるように構成してもよい。
【０００７】
本発明の方法では、ビデオ画像シーケンスのデータは、オーディオデータを含むように構成してもよい。
本発明の方法では、選択されたビデオ画像シーケンスのデータの各ブロックの大きさは、可変であるが、しかし制限されるように構成してもよい。
本発明の方法では、前記未使用の帯域幅を見つけ出す段階は、出力すべき前記選択されたビデオ画像シーケンスの初期データブロックを保持する前記複数の記憶装置のうちの１つのために、スケジュールされた前記連続するタイムスロットの中で自由に利用できるタイムスロットを見つけ出す段階と、前記見つけ出された自由に利用できるタイムスロットを有する帯域幅を、未使用の帯域幅として見つけ出す段階とを更に具備するように構成してもよい。
更に、本発明の上述した目的は、ビデオ画像シーケンスを記憶する論理的に連なる複数の記憶装置を備えたビデオ要求システムにおいて、（ａ）各ビデオ画像シーケンスの連続ブロックが、前記論理的に連なる複数の記憶装置において後方に論理結合している記憶装置上に存在していくように、その論理的に連なる複数の記憶装置にわたって各ビデオ画像シーケンスをストライピングする段階であって、前記ビデオ画像シーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、（ｂ）ビデオ画像シーケンスを視聴するために加入者から要求を受け取る段階と、（ｃ）各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することでデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記複数の記憶装置の１つにとって前記複数のビデオ画像シーケンスの１つのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、（ｄ）加入者の要求に応じて、(i)前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、(ii)前記帯域幅の各タイムスロット期間中、前記加入者へ前記ビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力するために、前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階とを実行する方法によっても達成される。
【０００８】
本発明の方法では、前記未使用の帯域幅を見つけ出す段階は、出力すべき前記選択されたビデオ画像シーケンスの初期データブロックを保持する前記複数の記憶装置のうちの１つのために、スケジュールされた前記連続するタイムスロットの中で自由に利用できるタイムスロットを見つけ出す段階と、前記見つけ出された自由に利用できるタイムスロットを有する帯域幅を、未使用の帯域幅として見つけ出す段階とを更に具備するように構成してもよい。
また、本発明の上述した目的は、データブロックからなるデータシーケンスを記憶するために当該データシーケンスの各々が論理的に連なる複数の記憶装置にわたってストライプされるように論理的に連続させながら編成した複数の記憶装置を備えたシステムであって、前記データシーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、各記憶装置に関してタイムスロット毎に時分割処理して、各記憶装置に関連するデータ転送のスケジューリングを多重化する時分割スケジューラであって、前記各タイムスロットは、前記選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する自由に利用できる帯域幅を見つけ出すフリー帯域幅ロケーターと、前記フリー帯域幅ロケーターによって見つけ出された自由に利用できる帯域幅をスケジュールし、データシーケンスのデータブロックを転送し、その結果、前記見つけ出された帯域幅の各タイムスロット期間中は、前記複数の記憶装置の１つに関連するデータブロックが転送される、前記時分割スケジューラ協調型割当て機構とを備えているシステムによっても達成される。
【０００９】
本発明のシステムでは、記憶装置は、光ディスクドライブであるように構成してもよい。
本発明のシステムでは、記憶装置は、磁気ディスクドライブであるように構成してもよい。
本発明のシステムでは、記憶装置は、ＲＡＭ装置であるように構成してもよい。
本発明のシステムでは、記憶装置は、ＥＰＲＯＭ装置であるように構成してもよい。
本発明のシステムでは、記憶装置は、フラッシュＥＰＲＯＭ装置であるように構成してもよい。
本発明のシステムでは、記憶装置は、ＲＯＭ装置であるように構成してもよい。
【００１０】
【作用】
本発明の第１の観点によれば、一つの方法がデータシーケンスを記憶する一連の記憶装置を有しているシステムで実行される。データシーケンスはデータブロックを含むが、それは一連の記憶装置にまたがるストライプとして記憶されている。データシーケンスは、オーディオデータ、ビデオデータ、または他の適当な形式のデータを保持しうる。この方法では、各記憶装置にデータを転送する処理を一定の順序で配列したタイムスロット（time slots）ごとに行い、時分割で多重処理するためのスケジューリングが行われる。各タイムスロットは、選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間からなる。各記憶装置のタイムスロットの順序は同じだが、一連の記憶装置の中でその記憶装置よりも前の記憶装置と比較すると、タイムスロットの生じる時間がずれていて、即ちタイムシフトしている。また、未使用の帯域幅ユニット(bandwidth unit)を探索する。帯域幅ユニットは、一連の記憶装置において記憶装置のための連続したタイムスロットが同じように配置された（like-positioned）タイムスロットからなる。探索された帯域幅ユニットがスケジューリングされて、その記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを転送する。結果として、探索された帯域幅ユニットの各タイムスロットが連続する期間中、選択されたデータシーケンスのデータブロックが連続して適当な記憶装置に転送される。データの転送は、記憶装置へ記憶するための入力データであったり、または記憶装置から読み出される出力データであったりする。
【００１１】
本発明の別の観点によれば、システムは、論理的に連続して編成される複数の記憶装置を含んで構成される。その記憶装置は、データブロックからなるデータシーケンスを記憶する。データシーケンスのブロックは、一連の記憶装置にわたってストライプされる。また、システムは、各記憶装置のタイムスロットを分割するタイム−マルチプレクサ・スケジューラ（time-multiplexer scheduler）を含む。各記憶装置に関連する連続タイムスロットとしてのデータ転送が、前記タイム−マルチプレクサ・スケジューラによって計画される。各タイムスロットは、データシーケンスのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間からなる。各記憶装置のタイムスロットの順序は同じだが、一連の記憶装置の中でその記憶装置よりも前の記憶装置と比較すると、タイムスロットの生じる時間がずれていて、即ちタイムシフトしている。さらに、システムは、使用されていないフリーな帯域幅ユニットを割当てるフリー帯域幅ユニットロケーター（free bandwidth unit locator）を更に含む。
本システムには、前記タイム−マルチプレクサ・スケジューラと協働する割当て機構が用意されていて、フリー帯域幅ユニットロケーターによって割当てられるフリー帯域幅ユニットのスケジューリングを行う。この割当て機構は、データシーケンスのデータブロックを転送するためにフリー帯域幅ユニットのスケジューリングを行って、帯域幅ユニットの各タイムスロットの期間中は、記憶装置の一つに関連するデータブロックが転送されるようにする。記憶装置は、光ディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、ＲＡＭ装置、ＥＰＲＯＭ装置、フラッシュＥＰＲＯＭ装置、またはＲＯＭ装置を含む多くの異なる形式の記憶装置のいずれかであってよいことに留意すべきである。
【００１２】
【実施例】
本発明の好ましい実施例は、図１に示すようなビデオ要求サーバシステム（video-on-demand server system）での使用に適用される。図１に示されたシステムは、加入者がケーブル局１０から伝送された特定のビデオ画像シーケンスを観ることをいつでも要求しうるビデオ要求サーバシステムである。ケーブル局１０は、ビデオ画像シーケンス用データを相互結合網１２越しに加入者１４に伝送する。この相互結合網１２は、非同期転送モード（ＡＴＭ）回路網を含む適当な相互結合機構でありうる。相互結合網１２は、機能的にはクロスポイントスイッチ（crosspoint switch）のように作用する。ケーブル局１０は、多数の異なるビデオ画像シーケンスを加入者１４に伝送し、かつ実時間で観ることができるようにするのが好ましい。ビデオ画像シーケンスのデータは、ビデオ・データ、オーディオ・データ、及びクローズド・キャプショニング・データ（closed captioning data）のような、他の形式のデータを包含しうる。更に、本発明を、オーディオ・データまたは他の形式のデータシーケンスに単独で適用することもできる。
【００１３】
そのようなビデオ要求サーバシステムに対して、加入者が観るビデオ画像シーケンスの選択を前もってスケジュールに組み入れることをしていない。加入者の要求に応じて視聴選択（viewing choices）がスケジュールされるのである。加入者は、他の加入者が観ているビデオ画像シーケンスを選択する必要がない。というよりむしろ、加入者は、利用可能なビデオ画像シーケンスの任意のシーケンスから選択できるのである。更に、各加入者は、いつ彼がビデオ画像シーケンスを観ることを開始したいかを選択する。多くの異なる加入者１４は、同じビデオ画像シーケンスの異なる部分を同時に視聴することがある。加入者は、シーケンスのどこで彼が観ることを開始したいかを選択でき、かつ全てのシーケンスを観終わる前にシーケンスを視聴することを停止することができる。
図２は、ケーブル局１０をより詳細に示しているブロック図である。ケーブル局１０は、ビデオ要求サーバとして機能する。ケーブル局１０は、加入者１４へ伝送するビデオ画像シーケンスをスケジューリングする能力があるコントローラ１６を含む（図１参照）。コントローラ１６は、複数のサブシステム１８Ａ、１８Ｂ、及び１８Ｃを制御し、そしてサブシステムから加入者１４への出力をスケジューリングし、かつ指示（directing）する能力がある。システムに障害が発生したときの許容力（fault tolerance）を向上するバックアップコントローラを供給するために、コントローラは冗長構成になっている。図２には、３つのサブシステムだけが示されているけれども、当業者であれば、ほとんどの場合、より多くのサブシステムを採り入れることが適当であるということを知っているであろう。簡略化及び明瞭化の目的のために、図２には、３つのサブシステムだけを示している。
【００１４】
各サブシステム１８Ａ、１８Ｂ、及び１８Ｃは、記憶装置の対応するペア（２２Ａ、２４Ａ）、（２２Ｂ、２４Ｂ）、及び（２２Ｃ、２４Ｃ）を制御することを担当するマイクロプロセッサ２０Ａ、２０Ｂ、及び２０Ｃを含む。加入者１４が利用できるビデオ画像シーケンスのデータは、記憶装置２２Ａ、２４Ａ、２２Ｂ、２４Ｂ、２２Ｃ及び、２４Ｃに記憶される。各サブシステム１８Ａ、１８Ｂ、及び１８Ｃは、二つの記憶装置を含む必要がなく、それよりも各サブシステムは、一つの記憶装置だけであったり、または二つ以上の記憶装置を代替的に持ったりする。マイクロプロセッサ２０Ａ、２０Ｂ、及び２０Ｃは、コントローラ１６と協働することができ、記憶装置に記憶されたビデオ画像シーケンスのデータを加入者１４へ伝送する。
記憶装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃは、例えば、磁気ディスク・ドライブまたは光ディスク・ドライブである。当業者であれば、あらゆる適当な記憶装置がビデオ画像シーケンスのデータを記憶するために用いることができることを知っているであろう。例えば、本発明においてビデオ画像シーケンスを記憶するためにＲＡＭ、マクスＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びフラッシュＥＰＲＯＭを用いることができる。
【００１５】
図３は、本発明の好ましい実施例によって実行されるステップのフローチャートである。最初に、ビデオ画像シーケンスは、ビデオ要求サーバシステムの記憶装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃにわたって記憶（即ち、ストライプ：striped）される（図３のステップ４２参照）。多重化したビデオ画像シーケンスの複製を、ケーブル局１０に記憶することができる。このステップは、ケーブル局１０に記憶されたビデオ画像シーケンスの各複写に対して大抵は一度だけ実行され、加入者ごとに繰り返されることはない。ビデオ画像シーケンスのビデオデータをストライピングすることの動機付けは、制限された時間の中で記憶装置がデータを出力する効率を上げること、及び各記憶装置のロード要求条件（load requirements）を平衡に保つことである。
図４は、記憶装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２４Ａ、２４Ｂ、及び２４Ｃにわたってビデオ画像シーケンスをストライプするための（即ち、図３のステップ４２を実行するための）本発明の好ましい実施例によって実行されるステップを示したフローチャートである。ビデオ画像シーケンスの第１のブロックは、指定された記憶装置に記憶される（ステップ５４）。上述したように、ビデオ画像シーケンスの一つ以上の複写が、記憶装置にわたってストライプされることに留意すべきである。したがって、ビデオ画像シーケンスの各ブロックを記憶する一つ以上の記憶装置が存在しうる。ブロックサイズは、可変であるが、しかし一般的に、ブロックは、６４キロバイト（kilobytes）から４メガバイト（megabytes）のデータ含む。ブロックサイズは、越えることができない上限によって制限される。ビデオ画像シーケンスの第１のブロックを指定された記憶装置に記憶した後で、ビデオ画像シーケンスの全データブロックが既に記憶装置に記憶されたかどうかという判断をする（ステップ５６）。もし全データブロックが記憶装置に記憶されていないならば、ビデオ画像シーケンスの次のデータブロックが、記憶装置での所定のシーケンスで次の記憶装置に記憶される（ステップ５８）。ビデオ画像シーケンスのデータの連続した各ブロックは、所定のシーケンスで次の記憶装置に記憶される。ステップ５６及び５８は、ビデオ画像シーケンスの全データが記憶装置にわたって記憶されるまで繰り返される。シーケンスの終わりに達したときは、所定のシーケンスが始め（beginning）に戻る。この処理の結果、ビデオ画像シーケンスのデータは、記憶装置にわたってストライプされる。図４に示されたステップが各ビデオ画像シーケンスに対して実行され、当該各ビデオ画像シーケンスが本発明の好ましい実施例のシステムに記憶される。
【００１６】
ビデオ画像シーケンスを記憶する図３におけるステップ４２の終了の後、ケーブル局１０は加入者要求を受け取って、ビデオ画像シーケンスを表示する（ステップ４４）。加入者要求に応じて、本発明の好ましい実施例は、加入者の要求をサービスするための使用可能な出力帯域幅をどのように活用するかを決定する。前記出力帯域幅を活用するための第１のステップは、観る予定のビデオ画像シーケンスの初期ブロックが記憶されているドライブを決定することである（ステップ４６）。もし加入者がシーケンスの始めからビデオ画像シーケンスを観るならば、初期ブロックはそのシーケンスの第１のブロックである。しかしながら、ある中間地点で始まるビデオ画像シーケンスを観ることを加入者が望む場合には、加入者が観ることを望んでいる最初のブロックが初期ブロックとなる。本発明の好ましい実施例は、記憶装置の記録（以下に詳述する）を維持するが、その記憶装置上で利用可能なビデオ画像シーケンスのそれぞれを開始することができ、そしてより一般的には、加入者が観る予定の初期ブロックの位置を探し出すのに十分な知識を有する。この情報は、図３のステップ４６を実行するために利用される。
視聴しようと思って要求したビデオ画像シーケンスの初期ブロックを保持する記憶装置がひとたび識別されたならば（即ち、ステップ４６）、本発明の好ましい実施例は、次に自由に利用できる帯域幅ユニット（以下、「フリー帯域幅ユニット」という。）を探索する。このフリー帯域幅ユニットは、要求したビデオ画像シーケンスのビデオデータを、要求した加入者へ伝送するために用いられる（ステップ４８）。前記フリー帯域幅ユニットは、本発明の好ましい実施例のビデオ要求システムにおいて、帯域幅の割当てユニットに相当する。各記憶装置に対するスケジューリングを、タイムスロットのコラム(column)で行う。シーケンスが繰り返される中での各コラムは、多数のタイムスロットを含んでいる。各タイムスロットは、記憶装置がデータのブロックを出力するのに十分な制限された時間である。帯域幅ユニットは、タイムスロットの各コラムからのタイムスロットからなる。帯域幅ユニットの各タイムスロットは、ビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力する別々の記憶装置に対応付けられる。データブロックは、記憶装置にわたってストライプされるので、帯域幅ユニットのタイムスロットのシーケンスの期間は、連続するデータブロックが記憶装置の所定のシーケンスより読み出される。コントローラ１６又は他の適当な機構がタイムスロットを発生させる（図２参照）。
【００１７】
タイムスロットのコラム及び帯域幅ユニットの概念は、例を用いて最も良く説明できる。加入者は、帯域幅ユニットによってスケジューリングされる。換言すれば、かれらには、各コラムにおいて、同じ番号付けのされたタイムスロットが与えられる。図５は、３つの記憶装置（例えば、ディスク０、ディスク１及びディスク２）に対する７人の加入者のスケジューリング状態を示す。図５に示された矩形は、タイムスロットである。図５の１〜７番は、対応するコラム０、１及び２のタイムスロットに対応する。
普通の帯域幅ユニットのタイムスロットの場合、全て同じ数を有する。コラム０、１及び２は、互いに関して一時的に全てオフセット状態（相対的にずれた状態）であるが、（即ち、図５のタイムユニット）、しかし各コラムは、同じシーケンスのタイムスロットを有する。図５に示されているように、ディスクドライブ０は、帯域幅１の論理ユニットが割当てられた加入者で始まるシーケンスで各加入者をサービスする。図５の例では、帯域幅ユニット１は、コラム０、１及び２において、１とラベルされたタイムスロットを含む。コラム１のスロット１期間に、ディスクドライブ０は、ビデオ画像シーケンスのデータブロックを、帯域幅ユニット１が割当てられた最初の加入者へ出力することを開始する。１[時間単位]の後、コラム１のタイムスロット１期間に、ディスクドライブ１は、次のデータブロックを当該加入者へ出力する。更に、タイムユニット２で、ディスクドライブ２は、コラム２のタイムスロット１の期間に、ビデオ画像シーケンスの次のデータブロックを当該加入者へ出力する。この例における記憶装置の予め規定されたシーケンスは、ディスクドライブ２からディスクドライブ０へ一巡して戻るシーケンスを伴う、ディスクドライブ０、ディスクドライブ１及びディスクドライブ２で生じる。上述したように、好ましい実施例は、図３のステップ４８で、加入者に割当てることができる次のフリー帯域幅ユニットを見つけて、所望のビデオ画像シーケンスを加入者へ伝送する。特に、好ましい実施例は、視聴しようとするビデオ画像シーケンスの初期ブロックを保持する記憶装置上で、次の自由に利用できる（即ち、フリーな）タイムスロットを見つける。本記憶装置のコラムのスケジューリングによってステップがロックされ、その後に他のコラムのスケジューリングが続くことになる。図６は、ステップ４８における次のフリー帯域幅ユニットを見つけるための、本発明の好ましい実施例によって実行されるステップのフローチャートである。図６のステップを探索する前に、システムが保持するデータ構造をまず導入し、帯域幅ユニットの監視に手助けすることは有用である。特に、好ましい実施例では、帯域幅の各論理ユニットのために、配列、線形リスト、またはツリー（図７参照）のようなデータ構造６８をそのシステムで保持する。各帯域幅ユニットのために、データ構造６８のエントリーが供給される。本データ構造はメモリまたは他の装置に記憶する。図７に示す例では、１６の帯域幅ユニットがある。各エントリーは、帯域幅ユニットが現在割当てられている加入者に対するポインタか、帯域幅ユニットがまだ割当てられていないことを示すヌルポインタ（null pointer）のいずれか一方を保持する。タイムスロットの各コラムが同じシーケンスに従うので、加入者に対するタイムスロットの割当てを保持しながら本データ構造を選択的に用いて視聴することができる。
図６に示すように、フリー帯域幅ユニットを見つける第１のステップは、現時点のフレームを与えたときに、次に用いることができる第１の帯域幅ユニットを決定する計算を実行することである。フリー帯域幅ユニットが見つかったときと、（当該決定の根拠とされる画像データを出力するために）フリーで論理的な帯域幅ユニットを実際に用いることができるときとの間には、特有の遅延が存在する。図６のステップ６０において、本発明は、クロック細分性（clock granularity）、相互接続網１２への通信遅延、及び次の帯域幅ユニットの位置を突き止めるときに読み出されるビデオデータのブロックのための通信遅延を示している。この計算を与えて、本発明の好ましい実施例は、（帯域幅ユニットが既に割当てられていないならば、）要求されたビデオ画像シーケンスを加入者に出力するのに用いることができる第１の帯域幅ユニットを決定する。見つられた帯域幅ユニットを検査し、そして帯域幅ユニットが自由に利用できるフリー状態であるかどうかを判断する（ステップ６２）。従って、図６のステップ６２において、データ構造６８は見つけられた帯域幅ユニットを検査して、当該帯域幅ユニットがヌルエントリーを保持するかどうかを判断する。仮に前記帯域幅ユニットに対するエントリーがヌルエントリーを保持するならば、この帯域幅ユニットは、フリー状態でありかつ用いられる（ステップ６６）。他方、前記帯域幅ユニットがフリー状態でないならば（即ち、それが加入者へのポインタを保持するならば）、次の帯域幅ユニットに対するエントリーが検査され、フリー状態であるかどうかが判断される（ステップ６４）。換言すれば、データ構造６８（図７参照）に保持されたシーケンスの次の帯域幅ユニットに対するエントリーが検査される。ステップ６２は、上述したように繰り返される。この処理は、フリー帯域幅ユニットが見つかるまで繰り返される。このアプローチを採用することによって、本発明の好ましい実施例は、利用可能な帯域幅のあらゆるフリー部分を著しい遅延もなく加入者へ確実に割当てることができる。
【００１８】
フリー帯域幅ユニットをひとたび見つければ、そのフリー帯域幅ユニットに加入者を割当て、そしてビデオ画像シーケンスのデータのブロックを連続して伝送する（図３のステップ５０参照）。そのサイクルは、全てのデータが出力されるまで、または使用者がビデオ画像シーケンスを観ることを停止することを要求するまで繰り返される。ある期間にわたって、スケジューリングは動的（dynamic）であり、その結果、ユーザがシステムに入ることやシステムから去ることができたり、ユーザがビデオ画像シーケンスを観ることを開始したり停止したりできることに注目すべきである。更に、ステップ４４、４６、４８及び５０は、加入者毎基準（per-subscriber basis）で実行されるということに注目すべきである。それゆえに、加入者は、所望のデータを受け取る。
当業者であれば、本発明が加入者または他のデータ源（data source）から記憶装置上に対するデータの書込みにも適用され得ることに気付くであろう。帯域幅ユニットにスケジューリングを分割する場合と同じステップが実行され、そして割当てられたタイムスロットの期間中、データが記憶装置から読み出される代わりに記憶装置に書き込まれる。
【００１９】
上述した本発明の好ましい実施例は、ビデオ要求サーバ（video-on-demand server）の帯域幅のスケジューリングのためのスケーラブル・アプローチを提供する。スケジューリングは、サーバによって記憶されたビデオ画像シーケンスの数の変更及びビデオ画像シーケンスを要求している加入者の数の変更を容易にするために、スケジューリング・アプローチを容易にスケールできる点でスケーラブルである。更に、本発明の好ましい実施例のスケジューリング・アプローチは、容易に実施される。
この文脈で用いられているように、帯域幅は、ビデオ画像シーケンスのデータを保持する記憶装置の（固定時間フレームに対する）入力／出力容量を参照するために向けられている。本発明の好ましい実施例は、出力帯域幅（即ち、ビデオ画像シーケンスを保持している記憶装置からデータを読み出であれば、本発明が入力帯域幅（即ち、記憶装置にビデオ画像シーケンスを書き込むこと）にも同様に適用できることに気づくであろう。
本発明は、その好ましい実施例を参照しながら記述しているが、当業者は、形式及び細部における種々の変化が、添付された特許請求の範囲に規定された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、なしうるということに気づくであろう。
例えば、他の記憶媒体を使用し且つ記憶媒体の異なる量を使用できる。加えて、記憶装置のシーケンスを示したものから変化させることができる。更に、上述された線形リストとは異なる帯域幅ユニットの割当てを監視するアプローチを使用できる。加えて、入力帯域幅を保証することに本発明のアプローチを適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の方法は、論理的に連続するデータブロックからなるデータシーケンスを論理的に連なる複数の記憶装置にわたるストライプとして記憶するシステムにおいて、前記データシーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、ユーザ選択され且つ前記記憶装置に関連するデータシーケンスの転送をスケジューリングする方法であって、各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することで前記ユーザに対するデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、前記ユーザ選択され且つ前記記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを転送するために前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階であって、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットをもつ記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを前記論理的に連なる複数の記憶装置のそれぞれからその帯域幅のタイムスロット期間中に転送することを連続して行う段階とを具備するので、ビデオ要求サーバ（video-on-demand server）の帯域幅のスケジューリングに対するスケーラブル・アプローチを提供する。ここで、スケジューリングは、サーバによって記憶されたビデオ画像シーケンスの変更数及びビデオ画像シーケンスを要求している加入者の変更数を容易にするためにスケジューリング・アプローチが容易にスケールされうるという意味でスケーラブルである。
【００２１】
また、本発明の方法は、各ビデオ画像シーケンスのデータが論理的に連続したデータブロックを含み、各シーケンスのそのデータブロックが論理的に連なる複数の記憶装置にわたってストライプされるような複数のビデオ画像シーケンスのデータを記憶する一連の記憶装置を備えたシステムにおいて、前記ビデオ画像シーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、前記複数のビデオ画像シーケンスの出力をスケジューリングする方法であって、各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することでデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記複数の記憶装置の１つにとって前記複数のビデオ画像シーケンスの１つのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、前記複数のビデオ画像シーケンスからユーザ選択された１つのビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力するために前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階であって、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックを前記前記見つけ出された帯域幅のタイムスロット期間中に出力することを連続して行うとを具備するので、ビデオ要求サーバの帯域幅のスケジューリングに対するスケーラブル・アプローチを提供する。
【００２２】
更に、本発明の方法は、ビデオ画像シーケンスを記憶する論理的に連なる複数の記憶装置を備えたビデオ要求システムにおいて、（ａ）各ビデオ画像シーケンスの連続ブロックが、前記論理的に連なる複数の記憶装置において後方に論理結合している記憶装置上に存在していくように、その論理的に連なる複数の記憶装置にわたって各ビデオ画像シーケンスをストライピングする段階であって、前記ビデオ画像シーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、（ｂ）ビデオ画像シーケンスを視聴するために加入者から要求を受け取る段階と、（ｃ）各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することでデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記複数の記憶装置の１つにとって前記複数のビデオ画像シーケンスの１つのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、（ｄ）加入者の要求に応じて、(i)前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、(ii)前記帯域幅の各タイムスロット期間中、前記加入者へ前記ビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力するために、前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階とを具備するので、ビデオ要求サーバの帯域幅のスケジューリングに対するスケーラブル・アプローチを提供する。
【００２３】
また、本発明のシステムは、データブロックからなるデータシーケンスを記憶するために当該データシーケンスの各々が論理的に連なる複数の記憶装置にわたってストライプされるように論理的に連続させながら編成した複数の記憶装置を備えたシステムであって、前記データシーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、各記憶装置に関してタイムスロット毎に時分割処理して、各記憶装置に関連するデータ転送のスケジューリングを多重化する時分割スケジューラであって、前記各タイムスロットは、前記選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する自由に利用できる帯域幅を見つけ出すフリー帯域幅ロケーターと、前記フリー帯域幅ロケーターによって見つけ出された自由に利用できる帯域幅をスケジュールし、データシーケンスのデータブロックを転送し、その結果、前記見つけ出された帯域幅の各タイムスロット期間中は、前記複数の記憶装置の１つに関連するデータブロックが転送される、前記時分割スケジューラ協調型割当て機構とを備えているので、ビデオ要求サーバの帯域幅のスケジューリングに対するスケーラブル・アプローチが可能なシステムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施例のビデオ要求システムのブロック図である。
【図２】 図１のケーブル局の詳細なブロック図である。
【図３】 本発明の好ましい実施例によって実行される段階の高レベルビューを提供するフローチャートである。
【図４】 どのようにビデオ画像シーケンスが本発明の好ましい実施例に記憶されるかを詳細に示すフローチャートである。
【図５】 本発明の好ましい実施例による３つのディスクドライブシステムにおける帯域幅のスケジューリングを示す図である。
【図６】 本発明の好ましい実施例における加入者要求をサービスするために割り当てられるべき帯域幅ユニットの位置を突き止めるために実行される段階を示すフローチャートである。
【図７】 本発明の好ましい実施例において保守される例示データ構造を示す図である。
【符号の説明】
１０ ケーブル局
１２ 相互結合網
１４ 加入者
１６ コントローラ
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ サブシステム
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ マイクロプロセッサ
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 記憶装置
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的にデータプロセッシングシステムに関し、より特定的には、ビデオ要求システム（video-on-demand systems）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ほとんどの従来のケーブルビテオシステム（cable vide systems）は、加入者（subscribers）に多数の異なる視聴選択（viewing choices）を提供する。異なる視聴選択は、別々のチャネルに放送され、加入者は、視聴選択に対応付けられたチャネルに彼らのテレビジョンを同調することによって視聴選択を選択する。視聴選択の数は、利用可能なチャネルの数によって制限される。従来のケーブルビデオシステムにおける更なる制限は、視聴選択が始まる時間が固定されているということである。
人気が増してきた従来のケーブルビテオシステムにおいて提供される一つのサービスは、視聴毎支払いチャネル（pay-per-view channels）である。視聴毎支払いチャネルは、固定された時間で放送を開始する選択された視聴選択を加入者に利用可能にする。加入者は、彼が固定された時間で視聴毎支払いチャネルに供給される視聴選択を見ることを要求するためにケーブル局に連絡する。視聴毎支払いチャネルをプログラミングすることに対して責任があるケーブル局は、視聴者が指定された開始時間で始まる要求した視聴選択の放送を受信するように、加入者への接続を切り替える。異なる視聴選択は、各々のチャネルに出力される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のケーブルビテオシステム及び視聴毎支払いチャネルは、多くの制限がある。本発明の目的は、従来の技術における上記制限を除去した装置及び方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、論理的に連続するデータブロックからなるデータシーケンスを論理的に連なる複数の記憶装置にわたるストライプとして記憶するシステムにおいて、前記データシーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、ユーザ選択され且つ前記記憶装置に関連するデータシーケンスの転送をスケジューリングする方法であって、各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することで前記ユーザに対するデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、前記ユーザ選択され且つ前記記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを転送するために前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階であって、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットをもつ記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを前記論理的に連なる複数の記憶装置のそれぞれからその帯域幅のタイムスロット期間中に転送することを連続して行う段階とを具備する方法によって達成される。
【０００５】
本発明の方法では、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットが連続する各期間は、前記論理的に連なる記憶装置において後方に論理結合している記憶装置に関連するデータブロックを、前記ユーザ選択されたデータシーケンスのデータブロックとして連続して転送するようにして、前記見つけ出された帯域幅のスケジューリングが実行されるように構成してもよい。
本発明の方法では、データシーケンスのデータは、オーディオデータを含むように構成してもよい。
本発明の方法では、データシーケンスのデータは、ビデオデータを含むように構成してもよい。
本発明の方法では、データシーケンスのデータは、オーディオデータとビデオデータの両方を含むように構成してもよい。
本発明の方法では、選択されたデータシーケンスのデータの各ブロックの大きさは、可変であるが、しかし制限されるように構成してもよい。
また、本発明の上記目的は、各ビデオ画像シーケンスのデータが論理的に連続したデータブロックを含み、各シーケンスのそのデータブロックが論理的に連なる複数の記憶装置にわたってストライプされるような複数のビデオ画像シーケンスのデータを記憶する一連の記憶装置を備えたシステムにおいて、前記ビデオ画像シーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、前記複数のビデオ画像シーケンスの出力をスケジューリングする方法であって、各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することでデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記複数の記憶装置の１つにとって前記複数のビデオ画像シーケンスの１つのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、前記複数のビデオ画像シーケンスからユーザ選択された１つのビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力するために前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階であって、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックを前記前記見つけ出された帯域幅のタイムスロット期間中に出力することを連続して行う段階とを具備する方法によっても達成される。
【０００６】
本発明の方法では、前記見つけ出された帯域幅の第１のタイムスロットは、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックが、前記ビデオ画像シーケンスの初期ブロックを記憶している記憶装置から出力されるようにスケジュールされるように構成してもよい。
本発明の方法では、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロット期間中はスケジュールに従いながら前記選択されたビデオ画像シーケンスのブロックを前記記憶装置から出力する段階を更に具備して構成してもよい。
本発明の方法では、前記選択されたビデオ画像シーケンスの全データブロックが出力されるまで繰り返される間、前記見つけ出された帯域幅の時間中はスケジュールに従いながら前記選択されたビデオ画像シーケンスのブロックを前記記憶装置から出力する段階を更に具備して構成してもよい。
本発明の方法では、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットが連続する各期間は、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックが、前記論理的に連なる記憶装置において後方に論理結合している記憶装置から連続して出力されるように、前記見つけ出された帯域幅のスケジューリングが実行されるように構成してもよい。
【０００７】
本発明の方法では、ビデオ画像シーケンスのデータは、オーディオデータを含むように構成してもよい。
本発明の方法では、選択されたビデオ画像シーケンスのデータの各ブロックの大きさは、可変であるが、しかし制限されるように構成してもよい。
本発明の方法では、前記未使用の帯域幅を見つけ出す段階は、出力すべき前記選択されたビデオ画像シーケンスの初期データブロックを保持する前記複数の記憶装置のうちの１つのために、スケジュールされた前記連続するタイムスロットの中で自由に利用できるタイムスロットを見つけ出す段階と、前記見つけ出された自由に利用できるタイムスロットを有する帯域幅を、未使用の帯域幅として見つけ出す段階とを更に具備するように構成してもよい。
更に、本発明の上述した目的は、ビデオ画像シーケンスを記憶する論理的に連なる複数の記憶装置を備えたビデオ要求システムにおいて、（ａ）各ビデオ画像シーケンスの連続ブロックが、前記論理的に連なる複数の記憶装置において後方に論理結合している記憶装置上に存在していくように、その論理的に連なる複数の記憶装置にわたって各ビデオ画像シーケンスをストライピングする段階であって、前記ビデオ画像シーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、（ｂ）ビデオ画像シーケンスを視聴するために加入者から要求を受け取る段階と、（ｃ）各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することでデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記複数の記憶装置の１つにとって前記複数のビデオ画像シーケンスの１つのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、（ｄ）加入者の要求に応じて、(i)前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、(ii)前記帯域幅の各タイムスロット期間中、前記加入者へ前記ビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力するために、前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階とを実行する方法によっても達成される。
【０００８】
本発明の方法では、前記未使用の帯域幅を見つけ出す段階は、出力すべき前記選択されたビデオ画像シーケンスの初期データブロックを保持する前記複数の記憶装置のうちの１つのために、スケジュールされた前記連続するタイムスロットの中で自由に利用できるタイムスロットを見つけ出す段階と、前記見つけ出された自由に利用できるタイムスロットを有する帯域幅を、未使用の帯域幅として見つけ出す段階とを更に具備するように構成してもよい。
また、本発明の上述した目的は、データブロックからなるデータシーケンスを記憶するために当該データシーケンスの各々が論理的に連なる複数の記憶装置にわたってストライプされるように論理的に連続させながら編成した複数の記憶装置を備えたシステムであって、前記データシーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、各記憶装置に関してタイムスロット毎に時分割処理して、各記憶装置に関連するデータ転送のスケジューリングを多重化する時分割スケジューラであって、前記各タイムスロットは、前記選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する自由に利用できる帯域幅を見つけ出すフリー帯域幅ロケーターと、前記フリー帯域幅ロケーターによって見つけ出された自由に利用できる帯域幅をスケジュールし、データシーケンスのデータブロックを転送し、その結果、前記見つけ出された帯域幅の各タイムスロット期間中は、前記複数の記憶装置の１つに関連するデータブロックが転送される、前記時分割スケジューラ協調型割当て機構とを備えているシステムによっても達成される。
【０００９】
本発明のシステムでは、記憶装置は、光ディスクドライブであるように構成してもよい。
本発明のシステムでは、記憶装置は、磁気ディスクドライブであるように構成してもよい。
本発明のシステムでは、記憶装置は、ＲＡＭ装置であるように構成してもよい。
本発明のシステムでは、記憶装置は、ＥＰＲＯＭ装置であるように構成してもよい。
本発明のシステムでは、記憶装置は、フラッシュＥＰＲＯＭ装置であるように構成してもよい。
本発明のシステムでは、記憶装置は、ＲＯＭ装置であるように構成してもよい。
【００１０】
【作用】
本発明の第１の観点によれば、一つの方法がデータシーケンスを記憶する一連の記憶装置を有しているシステムで実行される。データシーケンスはデータブロックを含むが、それは一連の記憶装置にまたがるストライプとして記憶されている。データシーケンスは、オーディオデータ、ビデオデータ、または他の適当な形式のデータを保持しうる。この方法では、各記憶装置にデータを転送する処理を一定の順序で配列したタイムスロット（time slots）ごとに行い、時分割で多重処理するためのスケジューリングが行われる。各タイムスロットは、選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間からなる。各記憶装置のタイムスロットの順序は同じだが、一連の記憶装置の中でその記憶装置よりも前の記憶装置と比較すると、タイムスロットの生じる時間がずれていて、即ちタイムシフトしている。また、未使用の帯域幅ユニット(bandwidth unit)を探索する。帯域幅ユニットは、一連の記憶装置において記憶装置のための連続したタイムスロットが同じように配置された（like-positioned）タイムスロットからなる。探索された帯域幅ユニットがスケジューリングされて、その記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを転送する。結果として、探索された帯域幅ユニットの各タイムスロットが連続する期間中、選択されたデータシーケンスのデータブロックが連続して適当な記憶装置に転送される。データの転送は、記憶装置へ記憶するための入力データであったり、または記憶装置から読み出される出力データであったりする。
【００１１】
本発明の別の観点によれば、システムは、論理的に連続して編成される複数の記憶装置を含んで構成される。その記憶装置は、データブロックからなるデータシーケンスを記憶する。データシーケンスのブロックは、一連の記憶装置にわたってストライプされる。また、システムは、各記憶装置のタイムスロットを分割するタイム−マルチプレクサ・スケジューラ（time-multiplexer scheduler）を含む。各記憶装置に関連する連続タイムスロットとしてのデータ転送が、前記タイム−マルチプレクサ・スケジューラによって計画される。各タイムスロットは、データシーケンスのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間からなる。各記憶装置のタイムスロットの順序は同じだが、一連の記憶装置の中でその記憶装置よりも前の記憶装置と比較すると、タイムスロットの生じる時間がずれていて、即ちタイムシフトしている。さらに、システムは、使用されていないフリーな帯域幅ユニットを割当てるフリー帯域幅ユニットロケーター（free bandwidth unit locator）を更に含む。
本システムには、前記タイム−マルチプレクサ・スケジューラと協働する割当て機構が用意されていて、フリー帯域幅ユニットロケーターによって割当てられるフリー帯域幅ユニットのスケジューリングを行う。この割当て機構は、データシーケンスのデータブロックを転送するためにフリー帯域幅ユニットのスケジューリングを行って、帯域幅ユニットの各タイムスロットの期間中は、記憶装置の一つに関連するデータブロックが転送されるようにする。記憶装置は、光ディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、ＲＡＭ装置、ＥＰＲＯＭ装置、フラッシュＥＰＲＯＭ装置、またはＲＯＭ装置を含む多くの異なる形式の記憶装置のいずれかであってよいことに留意すべきである。
【００１２】
【実施例】
本発明の好ましい実施例は、図１に示すようなビデオ要求サーバシステム（video-on-demand server system）での使用に適用される。図１に示されたシステムは、加入者がケーブル局１０から伝送された特定のビデオ画像シーケンスを観ることをいつでも要求しうるビデオ要求サーバシステムである。ケーブル局１０は、ビデオ画像シーケンス用データを相互結合網１２越しに加入者１４に伝送する。この相互結合網１２は、非同期転送モード（ＡＴＭ）回路網を含む適当な相互結合機構でありうる。相互結合網１２は、機能的にはクロスポイントスイッチ（crosspoint switch）のように作用する。ケーブル局１０は、多数の異なるビデオ画像シーケンスを加入者１４に伝送し、かつ実時間で観ることができるようにするのが好ましい。ビデオ画像シーケンスのデータは、ビデオ・データ、オーディオ・データ、及びクローズド・キャプショニング・データ（closed captioning data）のような、他の形式のデータを包含しうる。更に、本発明を、オーディオ・データまたは他の形式のデータシーケンスに単独で適用することもできる。
【００１３】
そのようなビデオ要求サーバシステムに対して、加入者が観るビデオ画像シーケンスの選択を前もってスケジュールに組み入れることをしていない。加入者の要求に応じて視聴選択（viewing choices）がスケジュールされるのである。加入者は、他の加入者が観ているビデオ画像シーケンスを選択する必要がない。というよりむしろ、加入者は、利用可能なビデオ画像シーケンスの任意のシーケンスから選択できるのである。更に、各加入者は、いつ彼がビデオ画像シーケンスを観ることを開始したいかを選択する。多くの異なる加入者１４は、同じビデオ画像シーケンスの異なる部分を同時に視聴することがある。加入者は、シーケンスのどこで彼が観ることを開始したいかを選択でき、かつ全てのシーケンスを観終わる前にシーケンスを視聴することを停止することができる。
図２は、ケーブル局１０をより詳細に示しているブロック図である。ケーブル局１０は、ビデオ要求サーバとして機能する。ケーブル局１０は、加入者１４へ伝送するビデオ画像シーケンスをスケジューリングする能力があるコントローラ１６を含む（図１参照）。コントローラ１６は、複数のサブシステム１８Ａ、１８Ｂ、及び１８Ｃを制御し、そしてサブシステムから加入者１４への出力をスケジューリングし、かつ指示（directing）する能力がある。システムに障害が発生したときの許容力（fault tolerance）を向上するバックアップコントローラを供給するために、コントローラは冗長構成になっている。図２には、３つのサブシステムだけが示されているけれども、当業者であれば、ほとんどの場合、より多くのサブシステムを採り入れることが適当であるということを知っているであろう。簡略化及び明瞭化の目的のために、図２には、３つのサブシステムだけを示している。
【００１４】
各サブシステム１８Ａ、１８Ｂ、及び１８Ｃは、記憶装置の対応するペア（２２Ａ、２４Ａ）、（２２Ｂ、２４Ｂ）、及び（２２Ｃ、２４Ｃ）を制御することを担当するマイクロプロセッサ２０Ａ、２０Ｂ、及び２０Ｃを含む。加入者１４が利用できるビデオ画像シーケンスのデータは、記憶装置２２Ａ、２４Ａ、２２Ｂ、２４Ｂ、２２Ｃ及び、２４Ｃに記憶される。各サブシステム１８Ａ、１８Ｂ、及び１８Ｃは、二つの記憶装置を含む必要がなく、それよりも各サブシステムは、一つの記憶装置だけであったり、または二つ以上の記憶装置を代替的に持ったりする。マイクロプロセッサ２０Ａ、２０Ｂ、及び２０Ｃは、コントローラ１６と協働することができ、記憶装置に記憶されたビデオ画像シーケンスのデータを加入者１４へ伝送する。
記憶装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃは、例えば、磁気ディスク・ドライブまたは光ディスク・ドライブである。当業者であれば、あらゆる適当な記憶装置がビデオ画像シーケンスのデータを記憶するために用いることができることを知っているであろう。例えば、本発明においてビデオ画像シーケンスを記憶するためにＲＡＭ、マクスＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びフラッシュＥＰＲＯＭを用いることができる。
【００１５】
図３は、本発明の好ましい実施例によって実行されるステップのフローチャートである。最初に、ビデオ画像シーケンスは、ビデオ要求サーバシステムの記憶装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃにわたって記憶（即ち、ストライプ：striped）される（図３のステップ４２参照）。多重化したビデオ画像シーケンスの複製を、ケーブル局１０に記憶することができる。このステップは、ケーブル局１０に記憶されたビデオ画像シーケンスの各複写に対して大抵は一度だけ実行され、加入者ごとに繰り返されることはない。ビデオ画像シーケンスのビデオデータをストライピングすることの動機付けは、制限された時間の中で記憶装置がデータを出力する効率を上げること、及び各記憶装置のロード要求条件（load requirements）を平衡に保つことである。
図４は、記憶装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２４Ａ、２４Ｂ、及び２４Ｃにわたってビデオ画像シーケンスをストライプするための（即ち、図３のステップ４２を実行するための）本発明の好ましい実施例によって実行されるステップを示したフローチャートである。ビデオ画像シーケンスの第１のブロックは、指定された記憶装置に記憶される（ステップ５４）。上述したように、ビデオ画像シーケンスの一つ以上の複写が、記憶装置にわたってストライプされることに留意すべきである。したがって、ビデオ画像シーケンスの各ブロックを記憶する一つ以上の記憶装置が存在しうる。ブロックサイズは、可変であるが、しかし一般的に、ブロックは、６４キロバイト（kilobytes）から４メガバイト（megabytes）のデータ含む。ブロックサイズは、越えることができない上限によって制限される。ビデオ画像シーケンスの第１のブロックを指定された記憶装置に記憶した後で、ビデオ画像シーケンスの全データブロックが既に記憶装置に記憶されたかどうかという判断をする（ステップ５６）。もし全データブロックが記憶装置に記憶されていないならば、ビデオ画像シーケンスの次のデータブロックが、記憶装置での所定のシーケンスで次の記憶装置に記憶される（ステップ５８）。ビデオ画像シーケンスのデータの連続した各ブロックは、所定のシーケンスで次の記憶装置に記憶される。ステップ５６及び５８は、ビデオ画像シーケンスの全データが記憶装置にわたって記憶されるまで繰り返される。シーケンスの終わりに達したときは、所定のシーケンスが始め（beginning）に戻る。この処理の結果、ビデオ画像シーケンスのデータは、記憶装置にわたってストライプされる。図４に示されたステップが各ビデオ画像シーケンスに対して実行され、当該各ビデオ画像シーケンスが本発明の好ましい実施例のシステムに記憶される。
【００１６】
ビデオ画像シーケンスを記憶する図３におけるステップ４２の終了の後、ケーブル局１０は加入者要求を受け取って、ビデオ画像シーケンスを表示する（ステップ４４）。加入者要求に応じて、本発明の好ましい実施例は、加入者の要求をサービスするための使用可能な出力帯域幅をどのように活用するかを決定する。前記出力帯域幅を活用するための第１のステップは、観る予定のビデオ画像シーケンスの初期ブロックが記憶されているドライブを決定することである（ステップ４６）。もし加入者がシーケンスの始めからビデオ画像シーケンスを観るならば、初期ブロックはそのシーケンスの第１のブロックである。しかしながら、ある中間地点で始まるビデオ画像シーケンスを観ることを加入者が望む場合には、加入者が観ることを望んでいる最初のブロックが初期ブロックとなる。本発明の好ましい実施例は、記憶装置の記録（以下に詳述する）を維持するが、その記憶装置上で利用可能なビデオ画像シーケンスのそれぞれを開始することができ、そしてより一般的には、加入者が観る予定の初期ブロックの位置を探し出すのに十分な知識を有する。この情報は、図３のステップ４６を実行するために利用される。
視聴しようと思って要求したビデオ画像シーケンスの初期ブロックを保持する記憶装置がひとたび識別されたならば（即ち、ステップ４６）、本発明の好ましい実施例は、次に自由に利用できる帯域幅ユニット（以下、「フリー帯域幅ユニット」という。）を探索する。このフリー帯域幅ユニットは、要求したビデオ画像シーケンスのビデオデータを、要求した加入者へ伝送するために用いられる（ステップ４８）。前記フリー帯域幅ユニットは、本発明の好ましい実施例のビデオ要求システムにおいて、帯域幅の割当てユニットに相当する。各記憶装置に対するスケジューリングを、タイムスロットのコラム(column)で行う。シーケンスが繰り返される中での各コラムは、多数のタイムスロットを含んでいる。各タイムスロットは、記憶装置がデータのブロックを出力するのに十分な制限された時間である。帯域幅ユニットは、タイムスロットの各コラムからのタイムスロットからなる。帯域幅ユニットの各タイムスロットは、ビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力する別々の記憶装置に対応付けられる。データブロックは、記憶装置にわたってストライプされるので、帯域幅ユニットのタイムスロットのシーケンスの期間は、連続するデータブロックが記憶装置の所定のシーケンスより読み出される。コントローラ１６又は他の適当な機構がタイムスロットを発生させる（図２参照）。
【００１７】
タイムスロットのコラム及び帯域幅ユニットの概念は、例を用いて最も良く説明できる。加入者は、帯域幅ユニットによってスケジューリングされる。換言すれば、かれらには、各コラムにおいて、同じ番号付けのされたタイムスロットが与えられる。図５は、３つの記憶装置（例えば、ディスク０、ディスク１及びディスク２）に対する７人の加入者のスケジューリング状態を示す。図５に示された矩形は、タイムスロットである。図５の１〜７番は、対応するコラム０、１及び２のタイムスロットに対応する。
普通の帯域幅ユニットのタイムスロットの場合、全て同じ数を有する。コラム０、１及び２は、互いに関して一時的に全てオフセット状態（相対的にずれた状態）であるが、（即ち、図５のタイムユニット）、しかし各コラムは、同じシーケンスのタイムスロットを有する。図５に示されているように、ディスクドライブ０は、帯域幅１の論理ユニットが割当てられた加入者で始まるシーケンスで各加入者をサービスする。図５の例では、帯域幅ユニット１は、コラム０、１及び２において、１とラベルされたタイムスロットを含む。コラム１のスロット１期間に、ディスクドライブ０は、ビデオ画像シーケンスのデータブロックを、帯域幅ユニット１が割当てられた最初の加入者へ出力することを開始する。１[時間単位]の後、コラム１のタイムスロット１期間に、ディスクドライブ１は、次のデータブロックを当該加入者へ出力する。更に、タイムユニット２で、ディスクドライブ２は、コラム２のタイムスロット１の期間に、ビデオ画像シーケンスの次のデータブロックを当該加入者へ出力する。この例における記憶装置の予め規定されたシーケンスは、ディスクドライブ２からディスクドライブ０へ一巡して戻るシーケンスを伴う、ディスクドライブ０、ディスクドライブ１及びディスクドライブ２で生じる。上述したように、好ましい実施例は、図３のステップ４８で、加入者に割当てることができる次のフリー帯域幅ユニットを見つけて、所望のビデオ画像シーケンスを加入者へ伝送する。特に、好ましい実施例は、視聴しようとするビデオ画像シーケンスの初期ブロックを保持する記憶装置上で、次の自由に利用できる（即ち、フリーな）タイムスロットを見つける。本記憶装置のコラムのスケジューリングによってステップがロックされ、その後に他のコラムのスケジューリングが続くことになる。図６は、ステップ４８における次のフリー帯域幅ユニットを見つけるための、本発明の好ましい実施例によって実行されるステップのフローチャートである。図６のステップを探索する前に、システムが保持するデータ構造をまず導入し、帯域幅ユニットの監視に手助けすることは有用である。特に、好ましい実施例では、帯域幅の各論理ユニットのために、配列、線形リスト、またはツリー（図７参照）のようなデータ構造６８をそのシステムで保持する。各帯域幅ユニットのために、データ構造６８のエントリーが供給される。本データ構造はメモリまたは他の装置に記憶する。図７に示す例では、１６の帯域幅ユニットがある。各エントリーは、帯域幅ユニットが現在割当てられている加入者に対するポインタか、帯域幅ユニットがまだ割当てられていないことを示すヌルポインタ（null pointer）のいずれか一方を保持する。タイムスロットの各コラムが同じシーケンスに従うので、加入者に対するタイムスロットの割当てを保持しながら本データ構造を選択的に用いて視聴することができる。
図６に示すように、フリー帯域幅ユニットを見つける第１のステップは、現時点のフレームを与えたときに、次に用いることができる第１の帯域幅ユニットを決定する計算を実行することである。フリー帯域幅ユニットが見つかったときと、（当該決定の根拠とされる画像データを出力するために）フリーで論理的な帯域幅ユニットを実際に用いることができるときとの間には、特有の遅延が存在する。図６のステップ６０において、本発明は、クロック細分性（clock granularity）、相互接続網１２への通信遅延、及び次の帯域幅ユニットの位置を突き止めるときに読み出されるビデオデータのブロックのための通信遅延を示している。この計算を与えて、本発明の好ましい実施例は、（帯域幅ユニットが既に割当てられていないならば、）要求されたビデオ画像シーケンスを加入者に出力するのに用いることができる第１の帯域幅ユニットを決定する。見つられた帯域幅ユニットを検査し、そして帯域幅ユニットが自由に利用できるフリー状態であるかどうかを判断する（ステップ６２）。従って、図６のステップ６２において、データ構造６８は見つけられた帯域幅ユニットを検査して、当該帯域幅ユニットがヌルエントリーを保持するかどうかを判断する。仮に前記帯域幅ユニットに対するエントリーがヌルエントリーを保持するならば、この帯域幅ユニットは、フリー状態でありかつ用いられる（ステップ６６）。他方、前記帯域幅ユニットがフリー状態でないならば（即ち、それが加入者へのポインタを保持するならば）、次の帯域幅ユニットに対するエントリーが検査され、フリー状態であるかどうかが判断される（ステップ６４）。換言すれば、データ構造６８（図７参照）に保持されたシーケンスの次の帯域幅ユニットに対するエントリーが検査される。ステップ６２は、上述したように繰り返される。この処理は、フリー帯域幅ユニットが見つかるまで繰り返される。このアプローチを採用することによって、本発明の好ましい実施例は、利用可能な帯域幅のあらゆるフリー部分を著しい遅延もなく加入者へ確実に割当てることができる。
【００１８】
フリー帯域幅ユニットをひとたび見つければ、そのフリー帯域幅ユニットに加入者を割当て、そしてビデオ画像シーケンスのデータのブロックを連続して伝送する（図３のステップ５０参照）。そのサイクルは、全てのデータが出力されるまで、または使用者がビデオ画像シーケンスを観ることを停止することを要求するまで繰り返される。ある期間にわたって、スケジューリングは動的（dynamic）であり、その結果、ユーザがシステムに入ることやシステムから去ることができたり、ユーザがビデオ画像シーケンスを観ることを開始したり停止したりできることに注目すべきである。更に、ステップ４４、４６、４８及び５０は、加入者毎基準（per-subscriber basis）で実行されるということに注目すべきである。それゆえに、加入者は、所望のデータを受け取る。
当業者であれば、本発明が加入者または他のデータ源（data source）から記憶装置上に対するデータの書込みにも適用され得ることに気付くであろう。帯域幅ユニットにスケジューリングを分割する場合と同じステップが実行され、そして割当てられたタイムスロットの期間中、データが記憶装置から読み出される代わりに記憶装置に書き込まれる。
【００１９】
上述した本発明の好ましい実施例は、ビデオ要求サーバ（video-on-demand server）の帯域幅のスケジューリングのためのスケーラブル・アプローチを提供する。スケジューリングは、サーバによって記憶されたビデオ画像シーケンスの数の変更及びビデオ画像シーケンスを要求している加入者の数の変更を容易にするために、スケジューリング・アプローチを容易にスケールできる点でスケーラブルである。更に、本発明の好ましい実施例のスケジューリング・アプローチは、容易に実施される。
この文脈で用いられているように、帯域幅は、ビデオ画像シーケンスのデータを保持する記憶装置の（固定時間フレームに対する）入力／出力容量を参照するために向けられている。本発明の好ましい実施例は、出力帯域幅（即ち、ビデオ画像シーケンスを保持している記憶装置からデータを読み出であれば、本発明が入力帯域幅（即ち、記憶装置にビデオ画像シーケンスを書き込むこと）にも同様に適用できることに気づくであろう。
本発明は、その好ましい実施例を参照しながら記述しているが、当業者は、形式及び細部における種々の変化が、添付された特許請求の範囲に規定された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、なしうるということに気づくであろう。
例えば、他の記憶媒体を使用し且つ記憶媒体の異なる量を使用できる。加えて、記憶装置のシーケンスを示したものから変化させることができる。更に、上述された線形リストとは異なる帯域幅ユニットの割当てを監視するアプローチを使用できる。加えて、入力帯域幅を保証することに本発明のアプローチを適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の方法は、論理的に連続するデータブロックからなるデータシーケンスを論理的に連なる複数の記憶装置にわたるストライプとして記憶するシステムにおいて、前記データシーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、ユーザ選択され且つ前記記憶装置に関連するデータシーケンスの転送をスケジューリングする方法であって、各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することで前記ユーザに対するデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、前記ユーザ選択され且つ前記記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを転送するために前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階であって、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットをもつ記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを前記論理的に連なる複数の記憶装置のそれぞれからその帯域幅のタイムスロット期間中に転送することを連続して行う段階とを具備するので、ビデオ要求サーバ（video-on-demand server）の帯域幅のスケジューリングに対するスケーラブル・アプローチを提供する。ここで、スケジューリングは、サーバによって記憶されたビデオ画像シーケンスの変更数及びビデオ画像シーケンスを要求している加入者の変更数を容易にするためにスケジューリング・アプローチが容易にスケールされうるという意味でスケーラブルである。
【００２１】
また、本発明の方法は、各ビデオ画像シーケンスのデータが論理的に連続したデータブロックを含み、各シーケンスのそのデータブロックが論理的に連なる複数の記憶装置にわたってストライプされるような複数のビデオ画像シーケンスのデータを記憶する一連の記憶装置を備えたシステムにおいて、前記ビデオ画像シーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、前記複数のビデオ画像シーケンスの出力をスケジューリングする方法であって、各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することでデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記複数の記憶装置の１つにとって前記複数のビデオ画像シーケンスの１つのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、前記複数のビデオ画像シーケンスからユーザ選択された１つのビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力するために前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階であって、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックを前記前記見つけ出された帯域幅のタイムスロット期間中に出力することを連続して行うとを具備するので、ビデオ要求サーバの帯域幅のスケジューリングに対するスケーラブル・アプローチを提供する。
【００２２】
更に、本発明の方法は、ビデオ画像シーケンスを記憶する論理的に連なる複数の記憶装置を備えたビデオ要求システムにおいて、（ａ）各ビデオ画像シーケンスの連続ブロックが、前記論理的に連なる複数の記憶装置において後方に論理結合している記憶装置上に存在していくように、その論理的に連なる複数の記憶装置にわたって各ビデオ画像シーケンスをストライピングする段階であって、前記ビデオ画像シーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、（ｂ）ビデオ画像シーケンスを視聴するために加入者から要求を受け取る段階と、（ｃ）各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することでデータ転送のスケジューリングを多重化する段階であって、前記各タイムスロットは、前記複数の記憶装置の１つにとって前記複数のビデオ画像シーケンスの１つのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、（ｄ）加入者の要求に応じて、(i)前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、(ii)前記帯域幅の各タイムスロット期間中、前記加入者へ前記ビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力するために、前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階とを具備するので、ビデオ要求サーバの帯域幅のスケジューリングに対するスケーラブル・アプローチを提供する。
【００２３】
また、本発明のシステムは、データブロックからなるデータシーケンスを記憶するために当該データシーケンスの各々が論理的に連なる複数の記憶装置にわたってストライプされるように論理的に連続させながら編成した複数の記憶装置を備えたシステムであって、前記データシーケンスの１以上の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、各記憶装置に関してタイムスロット毎に時分割処理して、各記憶装置に関連するデータ転送のスケジューリングを多重化する時分割スケジューラであって、前記各タイムスロットは、前記選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間で順次タイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する自由に利用できる帯域幅を見つけ出すフリー帯域幅ロケーターと、前記フリー帯域幅ロケーターによって見つけ出された自由に利用できる帯域幅をスケジュールし、データシーケンスのデータブロックを転送し、その結果、前記見つけ出された帯域幅の各タイムスロット期間中は、前記複数の記憶装置の１つに関連するデータブロックが転送される、前記時分割スケジューラ協調型割当て機構とを備えているので、ビデオ要求サーバの帯域幅のスケジューリングに対するスケーラブル・アプローチが可能なシステムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施例のビデオ要求システムのブロック図である。
【図２】 図１のケーブル局の詳細なブロック図である。
【図３】 本発明の好ましい実施例によって実行される段階の高レベルビューを提供するフローチャートである。
【図４】 どのようにビデオ画像シーケンスが本発明の好ましい実施例に記憶されるかを詳細に示すフローチャートである。
【図５】 本発明の好ましい実施例による３つのディスクドライブシステムにおける帯域幅のスケジューリングを示す図である。
【図６】 本発明の好ましい実施例における加入者要求をサービスするために割り当てられるべき帯域幅ユニットの位置を突き止めるために実行される段階を示すフローチャートである。
【図７】 本発明の好ましい実施例において保守される例示データ構造を示す図である。
【符号の説明】
１０ ケーブル局
１２ 相互結合網
１４ 加入者
１６ コントローラ
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ サブシステム
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ マイクロプロセッサ
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 記憶装置
Claims (23)
- 論理的に連続するデータブロックからなるデータシーケンスを論理的に連なる複数の記憶装置にわたるストライプとして記憶するシステムにおいて、前記データシーケンスの複数の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、ユーザ選択され且つ前記記憶装置に関連するデータシーケンスの転送をスケジューリングする方法であって、
各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することで前記ユーザに対するデータ転送をスケジューリングする段階であって、前記各タイムスロットは、前記選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間では、前記複数の記憶装置に対するアクセスが同時に行われ得る状態で、且つ前記すべての記憶装置それぞれから少なくとも１タイムスロット分の情報を転送することができる時間幅を時間単位としたときに当該時間単位には各記憶装置における同一の識別子を有するタイムスロットが存在しないようタイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、
前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、
前記ユーザ選択され且つ前記記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを転送するために前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階であって、前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットをもつ記憶装置に関連するデータシーケンスのデータブロックを前記論理的に連なる複数の記憶装置のそれぞれからその帯域幅のタイムスロット期間中に転送することを連続して行う段階と、を含んだスケジューリング方法。 - 前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットが連続する各期間は、前記論理的に連なる記憶装置において後方に論理結合している記憶装置に関連するデータブロックを、前記ユーザ選択されたデータシーケンスのデータブロックとして連続して転送するようにして、前記見つけ出された帯域幅のスケジューリングが実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記データシーケンスのデータは、オーディオデータを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記データシーケンスのデータは、ビデオデータを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記データシーケンスのデータは、オーディオデータとビデオデータの両方を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記選択されたデータシーケンスのデータの各ブロックの大きさは、可変であるが、しかし制限されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 各ビデオ画像シーケンスのデータが論理的に連続したデータブロックを含み、各シーケンスのそのデータブロックが論理的に連なる複数の記憶装置にわたってストライプされるような複数のビデオ画像シーケンスのデータを記憶する一連の記憶装置を備えたシステムにおいて、前記ビデオ画像シーケンスの複数の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、前記複数のビデオ画像シーケンスの出力をスケジューリングする方法であって、
各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することでデータ転送をスケジューリングする段階であって、前記各タイムスロットは、前記複数の記憶装置の１つにとって前記複数のビデオ画像シーケンスの１つのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間では、前記複数の記憶装置に対するアクセスが同時に行われ得る状態 で、且つ前記すべての記憶装置それぞれから少なくとも１タイムスロット分の情報を転送することができる時間幅を時間単位としたときに当該時間単位には各記憶装置における同一の識別子を有するタイムスロットが存在しないようタイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、
前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、
前記複数のビデオ画像シーケンスからユーザ選択された１つのビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力するために前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階であって、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックを前記前記見つけ出された帯域幅のタイムスロット期間中に出力することを連続して行う段階と、を含んだスケジューリング方法。 - 前記見つけ出された帯域幅の第１のタイムスロットは、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックが、前記ビデオ画像シーケンスの初期ブロックを記憶している記憶装置から出力されるようにスケジュールされることを特徴とする請求項７に記載の方法。
- 前記見つけ出された帯域幅のタイムスロット期間中はスケジュールに従いながら前記選択されたビデオ画像シーケンスのブロックを前記記憶装置から出力する段階を更に具備することを特徴とする請求項７に記載の方法。
- 前記選択されたビデオ画像シーケンスの全データブロックが出力されるまで繰り返される間、前記見つけ出された帯域幅の時間中はスケジュールに従いながら前記選択されたビデオ画像シーケンスのブロックを前記記憶装置から出力する段階を更に具備していることを特徴とする請求項９に記載の方法。
- 前記見つけ出された帯域幅のタイムスロットが連続する各期間は、前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータブロックが、前記論理的に連なる記憶装置において後方に論理結合している記憶装置から連続して出力されるように、前記見つけ出された帯域幅のスケジューリングが実行されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
- 前記ビデオ画像シーケンスのデータは、オーディオデータを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
- 前記選択されたビデオ画像シーケンスのデータの各ブロックの大きさは、可変であるが、しかし制限されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
- 前記未使用の帯域幅を見つけ出す段階は、
出力すべき前記選択されたビデオ画像シーケンスの初期データブロックを保持する前記複数の記憶装置のうちの１つのために、スケジュールされた前記連続するタイムスロットの中で自由に利用できるタイムスロットを見つけ出す段階と、
前記見つけ出された自由に利用できるタイムスロットを有する帯域幅を、未使用の帯域幅として見つけ出す段階とを更に具備することを特徴とする請求項７に記載の方法。 - ビデオ画像シーケンスを記憶する論理的に連なる複数の記憶装置を備えたビデオ要求システムにおいて、
（ａ）各ビデオ画像シーケンスの連続ブロックが、前記論理的に連なる複数の記憶装置において後方に論理結合している記憶装置上に存在していくように、その論理的に連なる複数の記憶装置にわたって各ビデオ画像シーケンスをストライピングする段階であって、前記ビデオ画像シーケンスの複数の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、
（ｂ）ビデオ画像シーケンスを視聴するために加入者から要求を受け取る段階と、
（ｃ）各記憶装置のデータ転送を連続するタイムスロット毎に時分割処理することでデータ転送をスケジューリングする段階であって、前記各タイムスロットは、前記複数の記憶装置の１つにとって前記複数のビデオ画像シーケンスの１つのデータブロックを出力するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間では、前記複数の記憶装置に対するアクセスが同時に行われ得る状態で、且つ前記すべての記憶装置それぞれから少なくとも１タイムスロット分の情報を転送することができる時間幅を時間単位としたときに当該時間単位には各記憶装置における同一の識別子を有するタイムスロットが存在しないようタイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、
（ｄ）加入者の要求に応じて、
(i)前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する帯域幅を見つけ出す段階と、
(ii)前記帯域幅の各タイムスロット期間中、前記加入者へ前記ビデオ画像シーケンスのデータブロックを出力するために、前記見つけ出された帯域幅をスケジューリングする段階とを実行する方法。 - 前記未使用の帯域幅を見つけ出す段階は、
出力すべき前記選択されたビデオ画像シーケンスの初期データブロックを保持する前記複数の記憶装置のうちの１つのために、スケジュールされた前記連続するタイムスロットの中で自由に利用できるタイムスロットを見つけ出す段階と、
前記見つけ出された自由に利用できるタイムスロットを有する帯域幅を、未使用の帯域幅として見つけ出す段階とを更に具備することを特徴とする請求項１５に記載の方法。 - データブロックからなるデータシーケンスを記憶するために当該データシーケンスの各々が論理的に連なる複数の記憶装置にわたってストライプされるように論理的に連続させながら編成した複数の記憶装置を備えたシステムであって、前記データシーケンスの複数の複写を前記複数の記憶装置にわたってストライプ記憶し、
各記憶装置に関してタイムスロット毎に時分割処理して、各記憶装置に関連するデータ転送をスケジューリングする時分割スケジューラであって、前記各タイムスロットは、前記選択されたデータシーケンスのデータブロックを転送するのに十分な長さの時間であるとともに所定のスロット識別子で識別され、そして前記複数の記憶装置のタイムスロットの時系列の並び方を比較すると、各記憶装置における前記スロット識別子の並び順は同じだが、同一のスロット識別子をもつタイムスロットが前記論理的に連なる記憶装置間では、前記複数の記憶装置に対するアクセスが同時に行われ得る状態で、且つ前記すべての記憶装置それぞれから少なくとも１タイムスロット分の情報を転送することができる時間幅を時間単位としたときに当該時間単位には各記憶装置における同一の識別子を有するタイムスロットが存在しないようタイムシフトされ、これにより同一のスロット識別子をもつタイムスロットは前記論理的に連なる複数の記憶装置にわたり時系列に連結され、
前記論理的に連なる複数の各記憶装置のために配置された連続するタイムスロットから未使用のタイムスロットを有する自由に利用できる帯域幅を見つけ出すフリー帯域幅ロケーターと、
前記フリー帯域幅ロケーターによって見つけ出された自由に利用できる帯域幅をスケジュールし、データシーケンスのデータブロックを転送し、その結果、前記見つけ出された帯域幅の各タイムスロット期間中は、前記複数の記憶装置の１つに関連するデータブロックが転送される、前記時分割スケジューラ協調型割当て機構とを備えたシステム。 - 前記記憶装置は、光ディスクドライブであることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
- 前記記憶装置は、磁気ディスクドライブであることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
- 前記記憶装置は、ＲＡＭ装置であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
- 前記記憶装置は、ＥＰＲＯＭ装置であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
- 前記記憶装置は、フラッシュＥＰＲＯＭ装置であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
- 前記記憶装置は、ＲＯＭ装置であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
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