JP5143837B2 - サービスセンタ、ユーザ装置、方法及びコンピュータ読取可能な媒体 - Google Patents
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Description
本発明は、複数の無線アクセスネットワーク及びデリバリモードで配信されるマルチメディアストリームをアプリケーションレイヤで合成することに関連する。
世界の移動通信オペレータは、彼らの既存の3Gユニバーサル移動通信システム(UMTS)ネットワークでリアルタイムのストリーミングサービス(例えば、モバイルTVやラジオ)を開始している。しかしながら、既存のUMTSエアインターフェース及び全体的なネットワークアーキテクチャは、多数のユーザに対するテレビジョン等のような、多くの帯域幅を要する高品質なマルチメディアコンテンツを配信するには最適ではない。このため、3GPP標準規格団体は、マルチメディアブロードキャスト／マルチキャストサービス(MBMS)フレームワークを導入している。MBMSフレームワークは、UMTS無線アクセスネットワーク(UTRAN)及びコアネットワークシステムアーキテクチャにおける最適化を取り扱い、UMTSエアインターフェース及びコアネットワークにおいてマルチキャスト／ブロードキャストマルチメディアアプリケーションを配備できるようにしている。
MBMSは多数のユーザを賄うように意図されているので、無線リソースの利用は、MBMSサービスに起因するシステム加重負担を避けるように効率的に管理されることを要し、システム加重負担は他のサービスの品質を劣化させてしまう。通常のMBMS/マルチメディアサービスの場合、マルチメディアトラフィックは、所与の時点で1つの無線アクセスネットワーク上で伝送される。その伝送は、無線信号合成(over-the-air signal)用に最適化され、そのような合成は低いプロトコルレイヤでなされる。この形態は、ユーザ装置で視聴されるマルチメディアコンテンツの信頼性及び解像度等に関して多くの改良の余地がある。
3GPP TS 23.246, "Multimedia/Broadcast Multicast Service(MBMS) User Services; Stage 1", Release 6
3GPP TS 26.346, "Multimedia/Broadcast Multicast Service(MBMS); Protoclos and codescs", Release 6
3GPP TR 29.846, "Multimedia/Broadcast Multicast Service(MBMS); CN1 procedure", Release 6
3GPP TS33.246, "Security of Multimedia Broadcast/Multicast Service", Release 6
3GPP TS 25.346, "Introduction of the Multimedia/Broadcast Multicast Service(MBMS) in the Radio Access Network(RAN); Stage 2", Release 6
Internet Group Management Protocol, IGMPv2, http://www.ietf.org/rfc/rfc2236.txt
"Multicast Listener Discovery (MLD) for IPv6", http://www.ietf.org/rfc/rfc2710.txt
3GPP TS32.240, "Charging management; Charging architecture and principles", Release 6
3GPP TS24.008, "Mobile radio interface Layer 3 specification; Core network protocols; Stage 3", Release 6
3GPP TS 29.060, "General Packet Radio Service(GPRS); GPRS Tunneling Protocol(GTP) across the Gn and Gp interface", Release 6
3GPP TS25.331, "Radio Resource Control (RRC); Protocol specification", Release 6
本発明の課題は、無線ネットワークを介して配信されるマルチメディアサービスの品質を改善することである。
マルチメディアサービスに関して加重負荷のトラフィック状態になる可能性は、マルチメディアトラフィックを、他のサービスに使用される別個の周波数帯域で伝送することで、軽減できる。これを実現する1つの方法は、マルチメディアサービスを配信するためのネットワークを重ねる(overlay)ことである。オーバーレイネットワークは、ユーザやサービス需要が集中している領域(例えば、ホットスポット)に配備される。このようなオーバーレイネットワークは、多数のユーザにマルチメディアサービスを提供することについて最適化される。しかしながら、大きな地理的領域でサービスの利用性を広げるため、サービスが、重なった広いネットワークで提供されてもよい。この大規模なネットワークは、少数のユーザについて最適化されてもよい。すなわち、2つのネットワークは、同じマルチメディアコンテンツを提供する際、異なる伝送モードを使用してもよい。
本発明の実施例は、マルチメディアサービスを提供する方法及び装置をもたらし、マルチメディアサービスは、複数の無線アクセス技術(RAT)により提供される。更に、本発明の実施例は異なる伝送モード(すなわち、配信モード)を使用し、それらの伝送モードは互いに独立である。そのようなモードの具体例は、「マルチキャストMBMSベアラ」及び「ユニキャストストリーミングベアラ」である。サービスを活性化したユーザは、独立した配信モードと共に、1つより多くの無線アクセスネットワークを介してサービスを受信する。異なる配信モードは、無線による信号の合成を制限し、無線アクセスネットワークで規定されるプロトコルレイヤにおける信号の合成を回避する。ユーザ装置(UE)におけるアプリケーションレイヤは、優れたアプリケーションプロシジャを用いて、複数のデータストリームを合成する送信ダイバーシチを行い、知覚できる非常に高いマルチメディア品質を達成する。
特に、マルチメディアサービスのようなサービスを様々なネットワークで提供するサービスセンタは或る装置を含み、その装置は、第1及び第2ネットワークで第1及び第2伝送モードにより第1及び第2データストリームの伝送をそれぞれ設定する。第1及び第2データストリームは同じコンテンツを伝搬してもよく、第1及び第2ネットワークは、第1及び第2無線アクセス技術を使用してもよい。サービスセンタは、第1及び第2ネットワークにおける2つのデータストリームの送信を同期させる装置と、2つのデータストリームが設定されている2つのネットワークの識別子をユーザ装置に通知する装置とを含む。
受信側では、ユーザ装置は、第1及び第2ネットワークで第1及び第2伝送モードにより第1及び第2データストリームのコンテンツをそれぞれ受信する。第1及び第2データストリームは同じコンテンツを伝搬してもよく、第1及び第2ネットワークは第1及び第2無線アクセス技術をそれぞれ使用してよい。ユーザ装置は、第1及び第2データストリームをアプリケーションレイヤで合成データストリームに合成する装置と、合成されたデータストリームを、ユーザに提示する出力にデコードするデコーダとを含む。合成する装置は、第2データストリームに対する第1データストリームの相対的な信号の信頼性に少なくとも部分的に基づいて、第1データストリームからデータユニットを動的に選択し、合成データストリームに合成する。
図１は、2つのRAT102(RAT1，RAT2)を含むオーバーレイネットワークアーキテクチャ例100を示す。各RATは、無線アクセスネットワークに対応する少なくとも1つの無線コントローラを含み、無線ネットワークコントローラは、少なくとも1つの基地局104を制御する。各無線コントローラは、無線リソース及び移動(モビリティ)管理を取り扱う。サービスセンタ(SC)106は、複数のコンテンツプロバイダ／マルチメディアソース108に接続される。SCは、マルチメディアコンテンツをコアネットワーク10に提供し、そしてRAT1及びRAT2を介して同時にユーザ112に提供する。
本発明の一実施例では、受信装置(UE)は、二重の受信機能を有し、2つのRATでトラフィックを同時に受信することができる。サービスセンタは、複数の無線アクセスネットワークにより共有される。従って、RAT102で表現される複数のネットワークを介して、同じマルチメディアコンテンツが配信されるかもしれない。SC106は、複数のマルチメディアデータストリームを同期させ、そして、UMTSのサービス記述／通知メッセージを用いて、特定のデータストリームが伝送されるRAT102の識別子(身元)をUE112に通知する。
図２は、或る時間期間(T0〜T2)の間にRAT1及びRAT2を介して受信される信号強度を示す。信号強度は、無線チャネルで被る高速又は低速フェージングに起因して変動している。各信号の低速フェージング成分は、破線で示されている。時間T1からRAT2の信号がRAT1の信号より強くなり始めている。しかしながら高速フェージングに起因して、RAT2の信号は、ある時点ではRAT1の信号より弱くなっている(図中、そのようになっている部分が、円で囲まれている。)。T1は、UEがRAT1のカバレッジのエリア端に到達した時点を示していることに留意を要する。
コンテンツは2つの独立した無線アクセスネットワークで送信され、無線アクセスネットワークは、異なるエアインターフェース技術及び異なる配信方式を使用してもよい。そして、おそらくは、異なるプロトコルスタックが、様々なモードを制御する端末に存在し、その場合、受信装置のプロトコルの低レイヤ(RAT固有のプロトコルスタック)における信号合成は不可能である。このため、本発明の実施例では、異なる無線アクセスネトワークを介して受信されるデータストリームは、受信装置のアプリケーションレイヤに伝送される。
図３に示されるように、UE112はアプリケーションレイヤにスマートアプリケーション処理部302を含み、スマートアプリケーション処理部302は、マルチメディアストリームのデコードに先立って、異なる無線アクセスネットワークを介して受信した複数のデータストリームを合成する。このストリーム合成は、デコーダ304への入力データストリームを生成し、デコーダは、デコードされたストリームを表示部306に与える。マルチメディアデコーダで軟判定デコードが行われる場合、デコーダは、受信したマルチメディアデータストリームから、軟判定デコードを支援するための付加的な情報を抽出する。なお、UE112は、アプリケーションレイヤで合成する前に、個々のRATを介して受信したデータストリームを時間的に同期させる。
図４は、UEアプリケーションレイヤで行われるストリーム合成処理の様子を示す。時間的に同期したデータストリームから複数のデータユニットが選択され、マルチメディアデコーダへの入力データストリームが構築される。「データユニット(データ単位)」は、任意のアプリケーションレイヤのビットグループに関するものであり、例えば、データビット、複数ビットのデータブロック(ビット数は不変でも可変でもよい)、トランスポートデータブロック(データグラム)、アプリケーションレイヤパケット等でもよく、或いは他のアプリケーションレイヤのビットグループでもよい(例えば、ビデオフレーム、ビデオパケット又はマクロブロック等)。
データユニットは様々なデータストリームから選択され、デコード(復号)後に高品質に知覚されるメディアをもたらす。選択の基準は、例えば、各ストリームで正しく受信されたビット数、正しく受信されたブロック数、ビット誤り率、ブロック誤り率、知覚的な高品質を達成する際のマルチメディアデータの相対的な重要度、又はデコーダからのフィードバック等に基づいて、当該技術分野で既知の方法により、移動する時間枠(タイムウインドウ)にわたって測定されてもよい。図5は、そのような判断基準に基づいて正しく受信されたデータブロックを示す。
図6は、本発明の一実施例によりマルチメディアデータを提供する際に行われるシグナリングフローを示す。これは通信を設定する各ステップの中でいくつかの重要な点が当業者に認識されるであろう。
ステップ1: RAT1おけるマルチメディア配信用の無線ベアラを設定するため、SC、RAT1の無線コントローラ、及び宛先UEの間で(RAT1の無線アクセスネットワークの基地局を介して)必要なシグナリングを行う。RAT1は配信方法1を使用する。配信方法は、例えば、ユニキャスト又は1対多の方式を含む。
ステップ2: SCは、配信方法1を使用してRAT1を介してマルチメディアサービスを配信し始める。
ステップ3: UEは、方法1を使用してRAT1を介してサービスを受信する。
ステップ4: 配信方法2を使用するRAT2を介したマルチメディア配信用の無線ベアラを設定するのに必要なシグナリングが行われる。
ステップ5: 配信方法2を使用するRAT2を介して、SCはサービスを配信し始める。
ステップ6: UEは、RAT1及びRAT2を介して同時にサービスを受信する。
図７は、3GPPネットワークアーキテクチャに関する本発明の一実施例によるネットワークアーキテクチャ例を示し、そこではW-CDMA方式のFDD及びTD-CDMA方式のTDDによる無線アクセスネットワーク702，704がマルチメディアを配信するのに使用されている。この例では、リリース6のTDD及びリリース6以前のFDDのネットワークが使用されている。(リリース6とは、3GPP標準仕様のリリース6をいう。) マルチメディアサービスは、1対多(p-t-m)MBMSベアラを使用するTDDを介して提供され、ユニキャストベアラが、マルチメディアサービス提供用のFDDで使用されている。
他の例の場合、リリース6のTDD及びリリース6のFDDのネットワークが使用されてもよい。サービスは、p-t-mMBMSベアラを使用するTDDを介して、及び1対1(p-t-p)MBMSベアラを使用するFDDを介して提供される。更に別の例では、リリース6のTDD及びリリース6のFDDのネットワークが使用され、サービスは、p-t-mMBMSベアラを使用するTDDを介して、及びp-t-mMBMSベアラを使用するFDDを介して提供される。
UEは2つの無線アクセスネットワークを介してデータストリームを受信する。各々の無線アクセス技術のプロトコルスタックを通過した後、2つのデータストリームは、アプリケーションレイヤ合成に備えてアプリケーションレイヤに伝送される。合成処理の結果、アプリケーションレイヤは、受信した複数の入力ストリームから、1つのデコードされたマルチメディアストリームを生成する。
本発明は特定の実施例及び図面の観点から説明されてきたが、当業者は、説明された実施例や図面に本発明が限定されないことを認識するであろう。本発明の実施例は、場合によってはUMTSの用語を使って説明されたが、当業者は、そのような用語が本願では一般的な意味で使用されていること、及び本発明はそのようなシステムに限定されないことを認識するであろう。
様々な実施例の処理が、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア又はそれらの何らかの組み合わせにより適切に実現されてもよいことを、当業者は認識するであろう。例えば、あるプロセスは、ソフトウエア、ファームウエア又は配線された論理装置の制御の下で、プロセッサ又は他のディジタル回路を用いて実行されてもよい。(本願における「論理装置(logic)」なる用語は、一定のハードウエア、プログラム可能な論理装置、及び／又はそれらの適切な組み合わせであって、説明された機能を実行するように当業者により認識されるものを指す。) ソフトウエア及びファームウエアは、コンピュータ読取可能な媒体に格納可能である。当該技術分野で通常の知識を有する者に良く知られているようなアナログ回路で、他のプロセスが実現されてもよい。更に、通信要素だけでなくメモリ又は他のストレージも本発明の実施例で使用されてよい。
図8は、本発明の実施例による処理機能を実現するのに使用される一般的なコンピュータシステム800を示す。この種のコンピュータシステムは、例えば、SC、無線コントローラ、基地局及びUE等に使用されてよい。当業者は、他のコンピュータシステムやアーキテクチャを使って本発明を如何にして実現するかを認識するであろう。コンピュータシステム800は、所与のアプリケーション又は環境に望まれるような又は相応しい、例えば、デスクトップ、ラップトップ若しくはノートブックコンピュータ、携帯コンピュータ装置(PDA,セルラ電話,パームトップ等)、メインフレーム、サーバ、クライアント等でもよく、或いは特定の又は汎用の適切な他の如何なるタイプのコンピュータ装置でもよい。コンピュータ装置800は、プロセッサ804のような1つ以上のプロセッサを含んでもよい。プロセッサ804は、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又は他の制御論理装置のような汎用の又は特定用途の処理エンジンを使って実現可能である。図示の例では、プロセッサ804はバス802又は他の通信媒体に接続されている。
コンピュータシステム800は、ランダムアクセスメモリ(RAM)又は他のダイナミックメモリのようなメインメモリ808を含むことが可能であり、メインメモリは、プロセッサ804で実行される命令や情報を格納する。メインメモリ808は、プロセッサ804により実行される命令の実行中に、一時的な変数や他の中間的な情報を格納するのに使用されてもよい。コンピュータシステム800は、同様に、バス802に結合された読み取り専用メモリ(ROM)又は他のスタティックストレージ装置を含むことができ、その装置等は、プロセッサ804用の静的な情報及び命令を格納する。
コンピュータシステム800は、情報ストレージシステム810を含み、情報ストレージシステムは、例えば、メディアドライブ812及び着脱可能なストレージインターフェース820を含んでもよい。メディアドライブ812は、固定された又は着脱可能なストレージ媒体を支持するドライブ又は他の手段を含み、そのドライブ等は、ハードディスクドライブ、フロッピディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、CD若しくはDVDドライブ(R又はRW)でもよく、或いは着脱可能な他のメディアドライブや固定式のメディアドライブ等でもよい。ストレージ媒体818は、例えば、ハードディスク、フロッピディスク、磁気テープ、光ディスク、CD若しくはDVD、又は他の固定式の若しくは着脱可能な媒体を含んでもよく、その媒体は、メディアドライブ814により読み書き可能である。これらの例が示すように、ストレージ媒体818は、そこに特定のコンピュータソフトウエア又はデータを格納するコンピュータ読取可能な記憶媒体を含んでよい。
代替実施例では、情報ストレージシステム810は、コンピュータプログラム又は他の命令やデータが、コンピュータシステム800にロードできるようにする他の要素を含んでもよい。そのような要素は、例えば、着脱可能なストレージ装置822及びインターフェース820を含み、例えば、プログラムカートリッジ及びカートリッジインターフェース、着脱可能なメモリ(例えば、フラッシュメモリ又は他の着脱可能なメモリモジュール)、メモリスロット、その他の着脱可能なストレージ装置822及びインターフェース820等であり、着脱可能なストレージ装置818からコンピュータシステム800へソフトウエア及びデータを転送可能にするものである。
コンピュータシステム800は、通信インターフェース824を含むこともできる。通信インターフェース824は、通信システム及び外部装置の間で、ソフトウエア及びデータを転送できるようにするために使用可能である。通信インターフェース824の具体例は、モデム、ネットワークインターフェース(例えば、イーサーネット(登録商標)又は他のNICカード)、通信ポート(例えば、USBポート)、PCMCIAスロット及びカード等を含んでもよい。通信媒体824を介して伝送されるソフトウエア及びデータは、ある信号の形式をとり、その信号は、電子的な、電磁的な、光学的な又は他の信号であって通信インターフェース824により受信可能な信号である。これらの信号はチャネル828を介して通信インターフェース824に提供される。このチャネル828は、信号を伝搬し、無線媒体、有線若しくはケーブル、光ファイバ、又は他の通信媒体を用いて実現されてもよい。いくつかのチャネルの具体例は、電話回線、セルラ電話リンク、RFリンク、ネットワークインターフェース、ローカル又はワイドエリアネットワーク、及び他の通信チャネルである。
本願では、「コンピュータプログラム製品」、「コンピュータ読取可能な記憶媒体」等の用語は、例えば、メモリ808、ストレージデバイス818又はストレージユニット822等の媒体を一般的に指すように使用される。これら及び他の形態のコンピュータ読取可能な媒体は、プロセッサ804により使用され且つプロセッサが特定の処理を行うことを引き起こす1つ以上の命令を格納してもよい。そのような命令は、一般に「コンピュータプログラムコード」(コンピュータプログラムの形式でグループ化されていてもよい又は他のグループ化がなされていてもよい)と言及され、実行された場合に、コンピュータシステム800が、本発明の実施例による機能を実行することを引き起こす。そのコードは、プロセッサが特定の処理を実行すること、そのように動作するようにコンパイルされることを直接的に引き起こしてもよいし、及び／又はそのようにどう動作するように、他のソフトウエア、ハードウエア及び／又はファームウエア要素(例えば、標準的な機能を実行するライブラリ)と組み合わされてもよいことに、留意を要する。
要素がソフトウエアで実現される例の場合、ソフトウエアは、コンピュータ読取可能な媒体に格納され、例えば取り外し可能なストレージドライブ814、ドライブ812又は通信インターフェース824を用いて、コンピュータシステム800にロードされてもよい。制御論理装置(この場合、ソフトウエア命令又はコンピュータプログラムコード)は、プロセッサ804により実行された場合、プロセッサ804が、本願で説明した本発明の機能を実行することを引き起こす。
上記の記述は、簡明化のため、様々な機能ユニット及びプロセッサを参照しながら本発明の実施例を説明してきたことが、理解されるであろう。しかしながら、本発明から逸脱せずに、様々な機能ユニット、プロセッサ又はドメインの中で適切な如何なる機能分散が行われてもよいことは、明らかであろう。例えば、個々のプロセッサやコントローラで実行されるように図示されている機能が、同じプロセッサやコントローラで実行されてもよい。従って、特定の機能ユニットを指すリファレンスは、厳密な論理的又は物理的な構造や組織を表すものではなく、本願で説明された機能をもたらす適切な手段を表すにすぎないものとして理解されるべきである。
本発明はいくつかの実施例に関連して説明されてきたが、説明された特定の実施例に限定されることは意図されていない。そうではなく本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ規定される。更に、特定の実施例に関して或る特徴が説明されたが、当業者は、説明された実施例の様々な特徴が、本発明で組み合わされてもよいことを認識するであろう。
更に、複数の手段、要素又は方法ステップが個々に列挙されているが、それらは例えば1つのユニット又はプロセッサで実現されてもよい。更に、様々な請求項に個々の特徴が含まれているが、これらは、有利に結合される可能性があり、異なる請求項に含まれているということが、特徴の組み合わせは不可能であること及び／又は有利でないことを示唆するわけではない。また、或る特徴が或るカテゴリの請求項に含まれることは、そのカテゴリに対する限定を意味するわけではなく、むしろ、その特徴は適切ならば他のカテゴリの請求項にも等しく適用可能であるかもしれない。
先行技術文献の特許、出願、公開公報及び他の刊行物の全体は本願のリファレンスに組み入れられる。
Claims (7)
- 第1及び第2のネットワークにおいて第1及び第2の伝送モードにより第1及び第2のデータストリームのコンテンツを受信する無線ユーザ装置であって、前記第1及び第2のデータストリームは同一コンテンツを伝送し、前記第1及び第2のネットワークは第1及び第2の無線アクセス技術をそれぞれ使用し、当該無線ユーザ装置は、
前記第1及び第2のデータストリームを、アプリケーションレイヤで合成データストリームに合成する論理部と、
前記合成データストリームを、ユーザに提示する出力にデコードするデコーダと、
を有する、無線ユーザ装置。 - 前記第1及び第2データストリームは、マルチメディアコンテンツを伝送する、請求項1記載の無線ユーザ装置。
- 前記合成する論理部は、前記合成データストリームに合成する際、前記第2のデータストリームに対する前記第1のデータストリームの相対的な信号の信頼度に少なくとも部分的に基づいて、前記第1のデータストリームからデータユニットを動的に選択する、請求項1又は請求項2に記載の無線ユーザ装置。
- 前記デコーダは、軟判定デコードを可能にする軟判定情報を各データストリームから抽出する、請求項1乃至3の何れか1項に記載の無線ユーザ装置。
- 前記第1及び第2のデータストリームが合成される前に、前記第1及び第2のデータストリームを同期させる論理部を更に有する、請求項1乃至4の何れか1項に記載の無線ユーザ装置。
- 第1及び第2のデータストリームのコンテンツを受信する方法であって、
第1及び第2のネットワークにおいて第1及び第2の伝送モードにより前記第1及び第2のデータストリームを受信するステップであって、前記第1及び第2のデータストリームは同一コンテンツを伝送し、前記第1及び第2のネットワークは第1及び第2の無線アクセス技術をそれぞれ使用する、ステップと、
前記第1及び第2のデータストリームを、アプリケーションプロトコルレイヤで合成データストリームに合成するステップと、
前記合成データストリームを、ユーザに提示する出力にデコードするステップと、
を有する、方法。 - 第1及び第2のデータストリームのコンテンツを受信するための命令を有するコンピュータ読取可能な媒体であって、前記命令は或る方法をコンピュータに実行させ、該方法は、
第1及び第2のネットワークにおいて第1及び第2の伝送モードにより前記第1及び第2のデータストリームを受信するステップであって、前記第1及び第2のデータストリームは同一コンテンツを伝送し、前記第1及び第2のネットワークは第1及び第2の無線アクセス技術をそれぞれ使用する、ステップと、
前記第1及び第2のデータストリームを、アプリケーションプロトコルレイヤで合成データストリームに合成するステップと、
前記合成データストリームを、ユーザに提示する出力にデコードするステップと、
を有する、コンピュータ読取可能な媒体。
Applications Claiming Priority (3)
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Related Child Applications (1)
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