JP4287283B2 - データ通信システム及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、複数のエンドユーザ局と接続している無線ネットワークを介して、例えば、マルチメディアコンテンツのようなデータを通信するシステムに関するものであり、このシステムは、ブロードキャスト/マルチキャスト送信をサポートしている。また、本発明は、このようなシステムの中央サーバと、このようなシステムのエンドユーザ局に関するものである。また、本発明の概念は、複数のエンドユーザ局と接続し、かつブローキャスト/マルチキャスト送信をサポートする無線ネットワークを介して、マルチメディアコンテンツのようなデータの通信方法を含むものである。
<従来技術>
無線ネットワークでは、各エンドユーザ局あるいは各デバイスに対して利用可能な帯域幅は、かなり制限されている。それゆえ、原理的には、例えば、マルチメディアコンテンツのような大量のデータ情報に対して、多数の同時リクエストを発行可能にすることは不可能である。一例としてHiperlan/2では、250ユーザが、IPレイヤー(レイヤー3)で25Mbpsの帯域幅を共有する。これは、エンドユーザあたり100kbpsを与える。IEEE802.11bでは、ネットワーク内で、最大1020ユーザを許容することに従えば、典型的な実行環境では、63ユーザを扱うことが可能となる。1020ユーザの基準に基づくと、各ユーザに対して利用可能になるのは、6kbpsとなる。これは、エンドユーザあたり、約95kbpsを与える。例えば、無線送信の問題、バッファオーバラン等によって、任意の時間に使用できる容量は、例えば、実際の容量の半分だけであることを想定することがより現実的である。これは、例えば、各エンドユーザが、50kbpsしか利用できない状況をもたらすことになる。例えば、いくつかの種類のマルチメディアコンテンツ、例えば、ビデオクリップが送信対象である場合、許容可能な品質を保証するために、128〜500kbpsで符号化が必要となる。同時にあるいは一度に、サービスを受けるリクエストを行うクライアントが少数である場合、例えば、そのビデオクリップが短い場合、この問題を無視することが可能であるかもしれない、但し、サービスを受けるために、より多くの数のエンドユーザができる限りのリクエストを同時に行うと、この問題が、実際に発生する。この問題に対しては、様々な提案がなされている。ある提案では、帯域幅を可変にして、かつ、例えば、常に、50Kbpsで送信する。これは、マルチレイヤーエンコーディングを使用して、ストリームを符号化することによって実行することができ、そうすることで、例えば、輻輳、干渉あるいはビットエラーによるパケットが損失する場合には、自動的に品質を低下させる。クライアントとサーバ間の帯域幅仕様をネゴシエートすることも可能である。ビデオクリップに関する限りでは、帯域幅を与えるために、クリップの次元を可変にすることも可能である。これは、ユーザが待機しなければならない時間を削減する。例えば、エンドユーザ局のディスプレイサイズをその最大サイズの10分の1にすることによって、同時アクセス数を著しく増やすことができる。別の提案は、クリップ長等を変更することである。
同時あるいはその前後で限られたエリア内でのアクセス要求を行うエンドユーザが多数あるいは相当数である場合でさえも、無線ネットワークを介してデータ情報のアクセスをエンドユーザ局へ提供することが可能なシステムを提供することが、本発明の目的である。また、本発明の目的は、これは、例えば、それらのユーザが、いわゆるホットスポットに存在している場合に、要求されたデータ情報の高速アクセスをそれらのユーザに与えることによって、できる限りの多くのエンドユーザ局へサービスを提供することである。特に、目的は、実質的に別々に選択された時間でマルチメディア提供から選択されたデータ情報を個別に、エンドユーザ局にアクセス可能にすることである。特に、本発明の目的は、いわゆるホットスポットで、マルチメディアコンテンツ、ライブあるいはクリップのような形態でデータ情報に対し、カスタマイズされたアクセスを提供することを可能にすることである。特に、目的は、例えば、ビデオ、ビデオクリップ、オーディオ、ウェブページのようなライブコンテンツ、一般的な関連情報、任意のファイルあるいはアプリケーションに対して、カスタマイズされたアクセスを、容易でかつ柔軟な方法で、多数のエンドユーザ局へ提供することである。特に、本発明の目的は、容易に実現され、かつ(マルチメディア)データリクエストが関係する限りは、自由度と柔軟性をエンドユーザに提供することを可能にするシステムを提供することである。また、本発明の目的は、容易でかつ高速な方法で、エンドユーザが存在する場所に依存して要求されたあるいは適切なデータを、無線アクセスでエンドユーザ局へ提供することである。特に、本発明の目的は、かなり高速な方法で、かつ高品質を維持しながら、特に、ユーザが要求する時に、かつ要求する数の所望のデータ情報を、再放送あるいはリプレイ、即ち、検索するオプションを与えながら、様々な種類のデータ情報、マルチメディアコンテンツあるいはファイル等をカスタマイズされた方法でエンドユーザへアクセス可能にするシステムを提供することである。
図1Aは、本発明を実現することができる1つの方法を示す、本発明に従うシステムの大まかな概要図を示している。サーバ手段100は、ここでは、符号化手段及びサーバを有し、このサーバには、本実施形態では、データ40としてマルチメディアコンテンツが記憶される、また、ビデオソース41からライブビデオあるいはビデオクリップが提供される、更には、録画再生42が記憶される。より一般的に言えば、ビデオ、クリップ等を鑑賞する場合には、クリップあるいはライブの形態の任意のコンテンツを、HTML、GIF、JPEG等のような任意の他のファイルで利用可能であることは明らかであるが、ここでは、説明を簡単にするために、本実施形態では、ビデオソースあるいはテキスト、図画等がキャプチャされ、かつ、手動あるいは自動となるプロデューサが、目的とされるシーケンスを抽出すると想定する。また、プロデューサは、関連するシーケンスを符号化し、サーバに記憶する。ある構成では、プロデューサは、情報あるいはクリップ、ファイル等の部分に、イベントについてのタイトルあるいはコメントのような情報をタグとして付加する。テキスト、図画、音楽等のような任意の情報は、1つのかつ同一の方法で扱われ、本明細書では、これらのデータは、キャッシュデータユニット(CDU)で示される。本システムは、新規のCDUを自動的に認識し、それらをマルチキャスト/ブロードキャストグループに送信する。この送信方法は、サーバ手段100のコーダ/デコーダモジュールによって判定される。マルチキャスト(あるいはブロードキャスト)プッシュイング(pushing)を介して、情報あるいはマルチメディアコンテンツ(CDU)は、エンドユーザによってそのコンテンツのリクエストがなされる前に自動的に、本明細書では、PDAであるm各エンドユーザ局20A、20B、20Cにプッシュされる。(マルチメディアコンテンツの一部は、様々な反復方法で、異なる時間に、いくつかのユーザあるいはそれ以外のものによってリクエストされても良い。)CDUは、いくつかのマルチキャスト/ブロードキャストグループ、即ち、1つ以上のセグメントに配信することができる。
Claims (29)
- 複数のエンドユーザ局を接続し、かつブロードキャスト/マルチキャスト送信をサポートする無線ネットワークを介して、マルチメディアコンテンツを含むデータ情報の通信用システムであって、
前記無線ネットワークの少なくとも1つのセグメントに関連する、選択されたデータ情報の少なくとも一部を記憶する少なくとも1つの中央キャッシュ構成を有する中央サーバ手段と、
送信スケジューリングを行う送信スケジューリング手段と、
前記送信スケジューリング手段の送信スケジューリングによって生成されるスケジューリング情報を使用して、前記無線ネットワークの前記少なくとも1つのセグメント内のエンドユーザ局へデータ情報をマルチキャスト/ブロードキャストプッシュする中央キャッシュ構成プッシュエンジンを制御する中央キャッシュ構成制御手段とを備え、
前記エンドユーザ局は、前記プッシュされたデータ情報を保持する専用のローカルプッシュコンテンツキャッシュ手段を有するあるいは関連付けられており、エンドユーザによるリクエストにおいて、選択されたデータ情報が、前記スケジューリング情報を使用することによって、前記エンドユーザ局のクライアントを介して、前記ローカルプッシュコンテンツキャッシュ手段から前記エンドユーザへ提供され、
前記送信スケジューリング手段は、エンドユーザリクエスト時とエンドユーザ提供時との間の遅延を最小化するための、推定された/予約されたコンテンツ及びエンドユーザの要求についての情報からなるアルゴリズムを使用して、送信スケジューリングを行う
ことを特徴とするシステム。 - 前記ネットワークのセグメントは、前記無線ネットワークのローカル部分に対応する
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記セグメントは、接続されるエンドユーザ局の数が少なくとも一時的に大量数あるいは相当数となるネットワークのローカル部分に対応し、前記セグメントは、大量数の同時接続のエンドユーザ局が存在する、ホットスポット、スポーツアリーナ、特定イベント用のパブリックプレースあるいは任意の場所に対応する
ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 部分的に重複するネットワークのセグメントが実現される
ことを特徴とする請求項2または3に記載のシステム。 - 前記プッシュされたデータ情報のコンテンツは、セグメント依存、即ち、各セグメントに対して少なくとも主要な部分が異なる
ことを特徴とする請求項2、3または4に記載のシステム。 - 同一コンテンツの少なくとも一部が、前記無線ネットワークの1つ以上のセグメントにプッシュされる
ことを特徴とする請求項3または4に記載のシステム。 - 前記エンドユーザ局のクライアントは、前記システムへの接続時と、前記セグメントに対応するエリアへの進入時に、セグメントに割り当てられる
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記データ情報は、マルチメディア情報、クリップあるいはライブ、ビデオ/オーディオ、ウェブページ、ファイル、アプリケーションの少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のシステム。 - 1つのマルチキャスト/ブロードキャストセッションが、いくつかのマルチメディア/ビデオクリップ/ウェブページを送信するために使用される
ことを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 新規のマルチキャスト/ブロードキャストセッションが、各マルチメディアコンテンツ、クリップ/ウェブページあるいはファイル送信に対して生成される
ことを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 1つのマルチキャスト/ブロードキャストセッションあるいはいくつかのマルチキャスト/ブロードキャストセッションが、各配信チャネル上で使用される
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記中央キャッシュ構成プッシュエンジンは、1つ以上のセグメントのエンドユーザ局へデータ情報をプッシュすることができる
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のシステム。 - 各セグメントに対して、1つの中央キャッシュ構成制御手段と1つの中央キャッシュ構成プッシュエンジンが存在する
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のシステム。 - コンテンツ情報の1つである、送信スケジューリング手段からのリストは、前記エンドユーザ局に、リクエストに対するデータ情報の選択を可能にする関連セグメント内のエンドユーザ局に送信される、あるいは前記マルチメディアコンテンツにはタグが付けられる
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記中央キャッシュ構成制御手段は、
各セグメントに対する、いくつかの従属キャッシュ制御エンジンと、
前記従属キャッシュ制御エンジンを制御し、送信を調整し、かつエンドユーザ局によるセグメントのローミングを処理する専用マスタキャッシュ制御エンジンと
を有する
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載のシステム。 - 一部が異なるデータ情報が、あるセグメントと一部が重複する別のセグメントへ提供される場合、前記あるセグメントのあるエンドユーザ局から、前記一部が重複する別のセグメントの別のエンドユーザ局へ情報を送信するためのエンドユーザ間通信がなされる
ことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載のシステム。 - ビデオストリーミング情報のエンドユーザリクエストに対して、前記エンドユーザ局のクライアントは、前記ローカルプッシュコンテンツキャッシュ手段にコンテンツを渡すことなく、前記マルチキャスト/ブロードキャストのストリームを別々に接続する
ことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記中央サーバ手段からのコンテンツの再送信をリクエストすることができ、
前記コンテンツの送信が時間間隔によるものである場合に、前記中央キャッシュ構成プッシュエンジンから再送信がリクエストされないようにするための制限時間が与えられる
ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記無線ネットワークは、IPベース、WLAN、HIPERLAN 2,3,4、IEEE802.11、UMTS、GSM/GPRS、EDGE、PDC、CDMA、WCDMA、CDMA2000、DVB及びバックチャネルを有するハイブリッドネットワークの少なくとも1つであり、
前記ローカルプッシュコンテンツキャッシュ手段は、専用のプロキシサーバを備える
ことを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載のシステム。 - マルチメディアコンテンツを含むデータ情報の通信をサポートする無線ネットワーク内のエンドユーザ局であって、
専用のローカルプッシュコンテンツキャッシュ手段を備える、あるいは関連付けられ、
前記専用のローカルプッシュコンテンツキャッシュ手段は、当該エンドユーザ局が接続されているあるいは配置されている前記無線ネットワーク内の少なくとも1つのセグメントへのデータ情報のプッシュを制御する中央サーバ手段によって、当該エンドユーザ局に対してマルチキャスト/ブロードキャストを介してプッシュされるデータ情報を保持し、リクエストに応じて、選択されたデータ情報を、前記中央サーバ手段の送信スケジューリング手段による送信スケジューリングによって生成されるスケジューリング情報を使用することによって、前記ローカルプッシュコンテンツキャッシュ手段から前記エンドユーザ局のクライアントへフェッチし、
前記中央サーバ手段の前記送信スケジューリング手段は、エンドユーザリクエスト時とエンドユーザ提供時との間の遅延を最小化するための、推定された/予約されたコンテンツ及びエンドユーザの要求についての情報からなるアルゴリズムを使用して、送信スケジューリングを行う
ことを特徴とするエンドユーザ局。 - 前記エンドユーザ局へプッシュされるあるいはプッシュ対象の情報についての情報として、リストあるいはスケジュールを受信する手段を備え、そうすることで、前記エンドユーザ局は、所望の時間で提供されるべき所望のコンテンツを選択するために、前記情報のリクエストを行うことができる
ことを特徴とする請求項20に記載のエンドユーザ局。 - 前記専用のローカルプッシュコンテンツキャッシュ手段は、プロキシを備える
ことを特徴とする請求項20または21に記載のエンドユーザ局。 - 前記データ情報は、ライブビデオ、ビデオ、クリップ、ウェブページ、オーディオ、HTML、GIF、JPEGファイル、アプリケーション、センサーデータあるいはそれらの任意の組み合わせのマルチメディアコンテンツの少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項20乃至22のいずれか1項に記載のエンドユーザ局。 - 当該エンドユーザ局は、PDA、携帯電話、携帯端末あるいは任意の他の無線端末である
ことを特徴とする請求項20乃至23のいずれか1項に記載のエンドユーザ局。 - 無線ネットワークの少なくとも1つのセグメントに対して関連する、選択されたデータ情報の少なくとも一部を記憶する少なくとも1つの中央キャッシュ構成を有する、前記無線ネットワーク内の中央サーバであって、
送信スケジューリング手段と、
前記送信スケジューリング手段による送信スケジューリングによって生成されるスケジューリング情報を使用することによって、前記無線ネットワークの前記少なくとも1つのセグメントに接続されている無線局へ前記選択されたデータ情報を自動的にマルチキャスト/ブロードキャストプッシュを行うための中央キャッシュ構成プッシュエンジンを制御する中央キャッシュ構成制御手段とを備え、
前記送信スケジューリング手段は、エンドユーザリクエスト時とエンドユーザ提供時との間の遅延を最小化するための、推定された/予約されたコンテンツ及びエンドユーザの要求についての情報からなるアルゴリズムを使用して、送信スケジューリングを行う
ことを特徴とする中央サーバ。 - マルチメディアコンテンツ、ライブビデオあるいはビデオクリップ、オーディオ、ファイル/ウェブページの少なくとも1つを含む前記選択されたデータ情報に関連する、リストを含むコンテンツ情報が、前記セグメントの前記エンドユーザ局のローカル専用キャッシュ手段に提供される
ことを特徴とする請求項25に記載の中央サーバ。 - 前記中央キャッシュ構成制御手段は、いくつかの従属キャッシュ制御エンジンを備え、それらの1つは、いくつかのセグメントのそれぞれに対するものであり、かつ前記中央キャッシュ構成制御手段は、前記従属キャッシュ制御エンジンを制御し、かつ送信を調整する専用マスタキャッシュ制御エンジンを備える
ことを特徴とする請求項25または請求項26に記載の中央サーバ。 - いくつかのセグメントそれぞれに対して1つのプッシュエンジンを備え、その内の特定の1つは、各セグメントに対するものである
ことを特徴とする請求項27に記載の中央サーバ。 - 無線ネットワークにおいて、マルチメディアコンテンツを含むデータ情報をエンドユーザ局へ通信する方法であって、
前記無線ネットワークの少なくとも1つのセグメントの前記エンドユーザ局に関連する、選択されたデータ情報の少なくとも一部を、中央サーバ手段の中央記憶/キャッシュ構成に記憶するステップと、
スケジューリング情報を提供するために送信スケジューリング処理を実行するステップと、
前記少なくとも1つのセグメントの前記エンドユーザ局に対する、前記関連するデータ情報のマルチキャスト/ブロードキャストプッシュを制御するための前記スケジューリング情報を使用するステップと、
前記エンドユーザ局に、前記スケジューリング情報を使用することによって、前記データ情報をプッシュするステップと、
前記プッシュされたデータ情報を、前記エンドユーザ局それぞれのローカル専用プッシュコンテンツキャッシュ手段に記憶するステップとを備え、
そうすることで、前記エンドユーザ局のそれぞれは、自身のローカル専用プッシュコンテンツキャッシュ手段からマルチメディアコンテンツであるデータ情報をリクエストし、かつアクセスし、
前記送信スケジューリング処理は、エンドユーザリクエスト時とエンドユーザ提供時との間の遅延を最小化するための、推定された/予約されたコンテンツ及びエンドユーザの要求についての情報からなるアルゴリズムを使用して、送信スケジューリングを行う
ことを特徴とする方法。
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