JP2006509426A - ストリーミングメディアの伝送品質を高めるための方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】
ストリーミングメディアの伝送品質を高めるための方法を提供する。
【解決手段】
ネットワークの第１の通信リンクのための第１の帯域幅および第２の通信リンクのための第２の帯域幅が決定される（３１０、３２０）。第１の帯域幅が第２の帯域幅よりも広い場合には、第１の超過帯域幅を用いて、第１の通信リンク内の伝送品質が改善される（３４０）。ただし、その超過帯域幅は第１の帯域幅から第２の帯域幅を引いた差に関連する。第２の帯域幅が第１の帯域幅よりも広い場合には、第２の超過帯域幅を用いて、第２の通信リンク内の伝送品質が改善される（３５０）。ただし、第２の超過帯域幅は、第２の帯域幅から第１の帯域幅を引いた差に関連する。
ストリーミングメディアの伝送品質を高めるための方法を提供する。
【解決手段】
ネットワークの第１の通信リンクのための第１の帯域幅および第２の通信リンクのための第２の帯域幅が決定される（３１０、３２０）。第１の帯域幅が第２の帯域幅よりも広い場合には、第１の超過帯域幅を用いて、第１の通信リンク内の伝送品質が改善される（３４０）。ただし、その超過帯域幅は第１の帯域幅から第２の帯域幅を引いた差に関連する。第２の帯域幅が第１の帯域幅よりも広い場合には、第２の超過帯域幅を用いて、第２の通信リンク内の伝送品質が改善される（３５０）。ただし、第２の超過帯域幅は、第２の帯域幅から第１の帯域幅を引いた差に関連する。
Description
［発明の分野］
本発明の種々の実施形態はネットワーク通信の分野に関する。
本発明の種々の実施形態はネットワーク通信の分野に関する。
［発明の背景］
コンピュータネットワークおよびインターネットの用途が広がり続けているので、ストリーミングメディアの用途も広がり続けている。
ストリーミングメディアの最も望ましい応用形態のうちの１つは無線クライアントにストリーミングメディアを提供することである。
通常、ストリーミングメディアが、サーバから有線接続を介して無線基地局にストリーミングされ、無線基地局は、そのストリーミングメディアを、無線接続を介してクライアント装置に送信する。
この環境では、通常、有線ネットワーク（たとえばサーバから無線基地局への）最大帯域幅が無線リンク（たとえば無線基地局からクライアントへの）最大帯域幅と異なることに起因して、伝送速度の不一致が生じる。
コンピュータネットワークおよびインターネットの用途が広がり続けているので、ストリーミングメディアの用途も広がり続けている。
ストリーミングメディアの最も望ましい応用形態のうちの１つは無線クライアントにストリーミングメディアを提供することである。
通常、ストリーミングメディアが、サーバから有線接続を介して無線基地局にストリーミングされ、無線基地局は、そのストリーミングメディアを、無線接続を介してクライアント装置に送信する。
この環境では、通常、有線ネットワーク（たとえばサーバから無線基地局への）最大帯域幅が無線リンク（たとえば無線基地局からクライアントへの）最大帯域幅と異なることに起因して、伝送速度の不一致が生じる。
２つの有線ネットワーク間の伝送速度の不一致に対応するために、多くの場合に終端間輻輳制御が実施される。
有線ネットワークでは、データ損失は通常、伝送速度に直に関連する。
その場合に、伝送速度を低減することによって、データパケット損失のパーセンテージを低減することができる。
同様に、メディアが、有線ネットワークインフラストラクチャ内のサーバから、ラストホップ無線リンクを経由して無線クライアントにストリーミングされる場合に、従来の手法は、ラストホップ無線リンクの影響を無視して、観測可能な端点統計値のみに基づく、端点メディアアダプテーションを利用することである。
端点統計値は全ての有線および無線リンクにわたって集計されるので、有線および無線ネットワークの個々の条件を区別することができない。
国際公開第００／２１２３１号
BALAKRISHNAN H ET AL: "A COMPARISON OF MECHANISMS FOR IMPROVING TCP PERFORMANCE OVER WIRELESS LINKS" IEEE / ACM TRANSACTIONS ON NETWORKING, IEEE INC. NEW YORK, US, vol. 5, no. 6, l December 1997 (1997-12-01), pages 756-769, XP000734405 ISSN: 1063-6692 the whole document
FIEGER A ET AL: "TRANSPORT PROTOCOLS OVER WIRELESS LINKS" PROCEEDINGS IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTERS AND COMMUNICATIONS, XX, XX, l July 1997 (1997-07-01), pages 456-460, XP000764778 the whole doqument
BROWN K: "The RTCP gateway: scaling real-time control bandwidth for wireless networks" COMPUTER COMMUNICATIONS, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS BV, AMSTERDAM, NL, vol. 23, no. 14-15, 30 August 2000 (2000-08-30), pages 1470-1483, XP004209395 ISSN: 0140-3664 the whole document
有線ネットワークでは、データ損失は通常、伝送速度に直に関連する。
その場合に、伝送速度を低減することによって、データパケット損失のパーセンテージを低減することができる。
同様に、メディアが、有線ネットワークインフラストラクチャ内のサーバから、ラストホップ無線リンクを経由して無線クライアントにストリーミングされる場合に、従来の手法は、ラストホップ無線リンクの影響を無視して、観測可能な端点統計値のみに基づく、端点メディアアダプテーションを利用することである。
端点統計値は全ての有線および無線リンクにわたって集計されるので、有線および無線ネットワークの個々の条件を区別することができない。
従来の手法を用いる結果として生じる問題は、端点統計値のみを考えるときに、サーバが、無線リンク障害に起因する損失を、有線ネットワークの輻輳に起因する損失と混同する可能性があることである。
損失が有線ネットワーク輻輳に起因する場合には、サーバは端点輻輳制御を実行し、伝送速度を低減しなければならない。
典型的な輻輳制御アルゴリズムは、２つの終端間のラウンドトリップ時間が長くなり、パケット損失率が高くなると、伝送速度を減少させる。
一方、損失が無線リンク障害に起因する場合には、サーバは、同じ送信速度を維持しながら、伝送中のメディアストリームの誤り回復力を高めなければならない。
２つの異なるタイプの損失を区別できないことにより、損失が無線リンク障害によって引き起こされる場合に、サーバはそれらの損失を有線ネットワーク輻輳損失と混同し、不必要に輻輳制御を実行し、伝送速度を低減するであろう。
最終的には、それは性能の低下に繋がる。
損失が有線ネットワーク輻輳に起因する場合には、サーバは端点輻輳制御を実行し、伝送速度を低減しなければならない。
典型的な輻輳制御アルゴリズムは、２つの終端間のラウンドトリップ時間が長くなり、パケット損失率が高くなると、伝送速度を減少させる。
一方、損失が無線リンク障害に起因する場合には、サーバは、同じ送信速度を維持しながら、伝送中のメディアストリームの誤り回復力を高めなければならない。
２つの異なるタイプの損失を区別できないことにより、損失が無線リンク障害によって引き起こされる場合に、サーバはそれらの損失を有線ネットワーク輻輳損失と混同し、不必要に輻輳制御を実行し、伝送速度を低減するであろう。
最終的には、それは性能の低下に繋がる。
この問題を解決するために、リアルタイム・トランスポート・プロトコル（ＲＴＰ）モニタリングエージェント、すなわち有線ネットワークと無線リンクとが接続される場所に配置され、進行中のストリーミングフローをモニタし、ＲＴＰ制御プロトコル（ＲＴＣＰ）の形で統計的なフィードバックをフローの送信者に定期的に返送するネットワークエージェントが提案されている。
ＲＴＰモニタリングエージェント設計の一部として、ＲＴＰモニタリングエージェントに前置されるシェーピングポイントが、全てのパケットトラフィックの出力速度を無線リンクの速度に調整する。
ＲＴＰモニタリングエージェント設計の一部として、ＲＴＰモニタリングエージェントに前置されるシェーピングポイントが、全てのパケットトラフィックの出力速度を無線リンクの速度に調整する。
シェーピングポイントは以下のように動作する。
Ｒ１を、有線ネットワーク端点において観測可能なラウンドトリップ時間およびパケット損失率に基づいて、標準的な有線ネットワーク輻輳制御アルゴリズムによって判定されるような、有線ネットワークの許容帯域幅とする。
Ｒ２を、接続設定の無線リンク資源割当て段階において基地局によって判定されるような、無線リンクのための許容可能な最大伝送速度とする。
Ｒ１＜Ｒ２の場合に、シェーピングポイントは何もしないので、有線輻輳制御アルゴリズムが初期設定で動作する結果として、ストリーミングサーバは速度Ｒ１で送信する。
Ｒ１＞Ｒ２の場合には、シェーピングポイントは、ＲＴＰモニタリングエージェントにパケットが到着する前にパケットを破棄し、それは、サーバがパケット破棄に応答し、有線ネットワーク輻輳制御を起動することにより、伝送速度をＲ２に低下させるまで続けられる。
Ｒ１を、有線ネットワーク端点において観測可能なラウンドトリップ時間およびパケット損失率に基づいて、標準的な有線ネットワーク輻輳制御アルゴリズムによって判定されるような、有線ネットワークの許容帯域幅とする。
Ｒ２を、接続設定の無線リンク資源割当て段階において基地局によって判定されるような、無線リンクのための許容可能な最大伝送速度とする。
Ｒ１＜Ｒ２の場合に、シェーピングポイントは何もしないので、有線輻輳制御アルゴリズムが初期設定で動作する結果として、ストリーミングサーバは速度Ｒ１で送信する。
Ｒ１＞Ｒ２の場合には、シェーピングポイントは、ＲＴＰモニタリングエージェントにパケットが到着する前にパケットを破棄し、それは、サーバがパケット破棄に応答し、有線ネットワーク輻輳制御を起動することにより、伝送速度をＲ２に低下させるまで続けられる。
詳細には、Ｒ１＜Ｒ２であるとき、シェーピングポイントはパケットを破棄せず、エージェントからのＲＴＣＰ報告は、有線ネットワークの信頼性のある統計値をもたらす。
または、Ｒ１＞Ｒ２である場合には、シェーピングポイントは、エージェントにパケットが到着する前にパケットを破棄し、伝送速度をＲ２まで低減する。
Ｒ１＜Ｒ２であるか、Ｒ１＞Ｒ２であるかに応じて、サーバはある特定の情報を収集することができる。
しかしながら、任意の所与の時点において、サーバには、Ｒ１＜Ｒ２であるか、Ｒ１＞Ｒ２であるかがわからない。
その情報が存在しない場合、サーバは、（１）結果としてサーバが送信する速度である、Ｒ１およびＲ２の小さい方、（２）有線パケット損失条件の上限、および（３）無線リンクのみにおけるパケット損失の３つの情報しか導出することができない。
または、Ｒ１＞Ｒ２である場合には、シェーピングポイントは、エージェントにパケットが到着する前にパケットを破棄し、伝送速度をＲ２まで低減する。
Ｒ１＜Ｒ２であるか、Ｒ１＞Ｒ２であるかに応じて、サーバはある特定の情報を収集することができる。
しかしながら、任意の所与の時点において、サーバには、Ｒ１＜Ｒ２であるか、Ｒ１＞Ｒ２であるかがわからない。
その情報が存在しない場合、サーバは、（１）結果としてサーバが送信する速度である、Ｒ１およびＲ２の小さい方、（２）有線パケット損失条件の上限、および（３）無線リンクのみにおけるパケット損失の３つの情報しか導出することができない。
［発明の概要］
本発明、すなわちストリーミングメディアの伝送品質を高めるための方法の種々の実施形態が提供される。
一実施形態では、ネットワークの第１の通信リンクのための第１の帯域幅および第２の通信リンクのための第２の帯域幅が決定される。
第１の帯域幅が第２の帯域幅よりも広い場合には、第１の超過帯域幅を用いて、第１の通信リンクの伝送品質を改善する。
ただし、超過帯域幅は第１の帯域幅から第２の帯域幅を引いた差に関連する。
第２の帯域幅が第１の帯域幅よりも広い場合には、第２の超過帯域幅を用いて、第２の通信リンクの伝送品質を改善する。
ただし、第２の超過帯域幅は第２の帯域幅から第１の帯域幅を引いた差に関連する。
本発明、すなわちストリーミングメディアの伝送品質を高めるための方法の種々の実施形態が提供される。
一実施形態では、ネットワークの第１の通信リンクのための第１の帯域幅および第２の通信リンクのための第２の帯域幅が決定される。
第１の帯域幅が第２の帯域幅よりも広い場合には、第１の超過帯域幅を用いて、第１の通信リンクの伝送品質を改善する。
ただし、超過帯域幅は第１の帯域幅から第２の帯域幅を引いた差に関連する。
第２の帯域幅が第１の帯域幅よりも広い場合には、第２の超過帯域幅を用いて、第２の通信リンクの伝送品質を改善する。
ただし、第２の超過帯域幅は第２の帯域幅から第１の帯域幅を引いた差に関連する。
本明細書において援用され、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示しており、その説明とともに、本発明の原理を説明するための役割を果たす。
［発明を実施するための最良の形態］
ここで本発明の種々の実施形態が参照されることになり、その例が添付の図面に示される。
本発明は種々の実施形態に関連して説明されることになるが、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図していないことは理解されよう。
それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の精神および範囲内に入ることができる、代替形態、変更形態および同等形態を網羅することを意図している。
さらに、本発明の以下に記載される詳細な説明では、本発明を完全に理解してもらうために、数多くの具体的な細部が述べられる。
しかしながら、本発明をこれらの具体的な細部を用いることなく実施することができることは当業者には明らかであろう。
他の事例では、本発明の態様を不必要に曖昧にするのを避けるために、よく知られている方法、手順、構成要素、構造およびデバイスは詳細には説明されていない。
ここで本発明の種々の実施形態が参照されることになり、その例が添付の図面に示される。
本発明は種々の実施形態に関連して説明されることになるが、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図していないことは理解されよう。
それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の精神および範囲内に入ることができる、代替形態、変更形態および同等形態を網羅することを意図している。
さらに、本発明の以下に記載される詳細な説明では、本発明を完全に理解してもらうために、数多くの具体的な細部が述べられる。
しかしながら、本発明をこれらの具体的な細部を用いることなく実施することができることは当業者には明らかであろう。
他の事例では、本発明の態様を不必要に曖昧にするのを避けるために、よく知られている方法、手順、構成要素、構造およびデバイスは詳細には説明されていない。
図１は、本発明の一実施形態による、ストリーミングメディアの伝送品質を高めるためのシステム１００のブロック図である。
一実施形態では、システム１００は、有線ネットワーク１０５および無線リンク１１０を含む分散型コンピュータネットワークである。
一実施形態では、有線ネットワーク１０５はサーバ１１５を含み、無線リンク１１０はクライアント装置１２５を含む。
またシステム１００は、有線ネットワーク１０５および無線リンク１１０が接続する場所に配置されるストリーミングエージェント１２０も含む。
一実施形態では、ストリーミングエージェント１２０は、無線リンク１１０上でクライアント装置１２５にストリーミングメディアを送信するために、有線ネットワーク１０５に接続される無線インフラストラクチャ１２２に配置される。
一実施形態では、無線インフラストラクチャ１２２は無線基地局である。
一実施形態では、システム１００は、有線ネットワーク１０５および無線リンク１１０を含む分散型コンピュータネットワークである。
一実施形態では、有線ネットワーク１０５はサーバ１１５を含み、無線リンク１１０はクライアント装置１２５を含む。
またシステム１００は、有線ネットワーク１０５および無線リンク１１０が接続する場所に配置されるストリーミングエージェント１２０も含む。
一実施形態では、ストリーミングエージェント１２０は、無線リンク１１０上でクライアント装置１２５にストリーミングメディアを送信するために、有線ネットワーク１０５に接続される無線インフラストラクチャ１２２に配置される。
一実施形態では、無線インフラストラクチャ１２２は無線基地局である。
一実施形態では、システム１００は、サーバ‐クライアントストリーミングメディアシステムであり、そのメディアは、有線ネットワーク１０５内のサーバ１１５からストリーミングされ、ラストホップ無線リンク１１０を経由して無線クライアント装置１２５に配信される。
一実施形態では、ストリーミングメディアはオーディオメディアである。
別の実施形態では、ストリーミングメディアはビデオメディアである。
ストリーミングされるメディアには、情報をストリーミングするための任意のタイプのデータを用いることができ、上記の実施形態には限定されないことは理解されたい。
一実施形態では、ストリーミングメディアはオーディオメディアである。
別の実施形態では、ストリーミングメディアはビデオメディアである。
ストリーミングされるメディアには、情報をストリーミングするための任意のタイプのデータを用いることができ、上記の実施形態には限定されないことは理解されたい。
図２は、本発明の一実施形態によるサーバ１１５のブロック図である。
サーバ１１５は、バス２３０に接続されるプロセッサ２０５と、バス２３０に接続されるコンピュータ読取り可能メモリ２１０と、バス２３０に接続される受信機２１５と、バス２３０に接続される送信機２２０とを含む。
一実施形態では、プロセッサ２０５は、ストリーミングメディアの伝送品質を高めるための過程（たとえば、図３の過程３００あるいは図５の過程５００）を実行するように動作することができる。
受信機２１５は、有線ネットワーク１０５上で図１のストリーミングエージェント１２０から少なくとも１つのパケット肯定応答パケットを受信するように構成される。
送信機２２０は、有線ネットワーク１０５上でストリーミングメディアデータパケットを送信するように構成される。
コンピュータ読取り可能メモリ２１０は、プロセッサ２０５のための情報および命令を記憶するためのコンピュータ読取り可能揮発性メモリ（たとえば、ランダムアクセスメモリ、スタティックＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭなど）および／またはプロセッサ２０５のための静的な情報および命令を記憶するためのコンピュータ読取り可能不揮発性メモリ（たとえば、リードオンリーメモリ、プログラマブルＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなど）を含むことができる。
サーバ１１５は、バス２３０に接続されるプロセッサ２０５と、バス２３０に接続されるコンピュータ読取り可能メモリ２１０と、バス２３０に接続される受信機２１５と、バス２３０に接続される送信機２２０とを含む。
一実施形態では、プロセッサ２０５は、ストリーミングメディアの伝送品質を高めるための過程（たとえば、図３の過程３００あるいは図５の過程５００）を実行するように動作することができる。
受信機２１５は、有線ネットワーク１０５上で図１のストリーミングエージェント１２０から少なくとも１つのパケット肯定応答パケットを受信するように構成される。
送信機２２０は、有線ネットワーク１０５上でストリーミングメディアデータパケットを送信するように構成される。
コンピュータ読取り可能メモリ２１０は、プロセッサ２０５のための情報および命令を記憶するためのコンピュータ読取り可能揮発性メモリ（たとえば、ランダムアクセスメモリ、スタティックＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭなど）および／またはプロセッサ２０５のための静的な情報および命令を記憶するためのコンピュータ読取り可能不揮発性メモリ（たとえば、リードオンリーメモリ、プログラマブルＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなど）を含むことができる。
図１を参照すると、サーバ１１５は有線ネットワーク１０５上でストリーミングメディアをストリーミングエージェント１２０に送信し、有線ネットワーク１０５は最大帯域幅Ｒ１（たとえば、有線ネットワーク帯域幅）を有する。
その後、ストリーミングメディアは無線リンク１１０上でクライアント装置１２５に送信され、無線リンク１１０は最大帯域幅Ｒ２（たとえば、無線リンク帯域幅）を有する。
一実施形態では、ストリーミングエージェント１２０は、有線ネットワーク１０５に接続される無線インフラストラクチャ１２２に配置される。
この実施形態では、ストリーミングエージェント１２０がストリーミングメディアを受信し、その後、そのメディアはクライアント装置１２５に無線で送信される。
その後、ストリーミングメディアは無線リンク１１０上でクライアント装置１２５に送信され、無線リンク１１０は最大帯域幅Ｒ２（たとえば、無線リンク帯域幅）を有する。
一実施形態では、ストリーミングエージェント１２０は、有線ネットワーク１０５に接続される無線インフラストラクチャ１２２に配置される。
この実施形態では、ストリーミングエージェント１２０がストリーミングメディアを受信し、その後、そのメディアはクライアント装置１２５に無線で送信される。
一実施形態では、帯域幅Ｒ１は、観測可能な有線ネットワーク１０５の端点ラウンドトリップ時間およびパケット損失率を用いて標準的なネットワーク輻輳制御技法によって決定されるような、有線ネットワーク１０５の最大許容帯域幅である。
一実施形態では、有線ネットワーク１０５の端点ラウンドトリップ時間およびパケット損失率は、エージェントフィードバック１３０としてストリーミングエージェント１２０からサーバ１１５に送信されるフィードバック情報を用いて、サーバ１１５において決定される。
帯域幅Ｒ２は、無線セッション設定の無線リンク資源割当て段階において無線インフラストラクチャ（たとえば、無線基地局）によって決定されるような、無線リンク１１０の最大許容帯域幅である。
一実施形態では、有線ネットワーク１０５の端点ラウンドトリップ時間およびパケット損失率は、エージェントフィードバック１３０としてストリーミングエージェント１２０からサーバ１１５に送信されるフィードバック情報を用いて、サーバ１１５において決定される。
帯域幅Ｒ２は、無線セッション設定の無線リンク資源割当て段階において無線インフラストラクチャ（たとえば、無線基地局）によって決定されるような、無線リンク１１０の最大許容帯域幅である。
一実施形態では、ストリーミングエージェント１２０は、ストリーミングセッションを開始する前に、無線インフラストラクチャ１２２から帯域幅Ｒ２を決定し、サーバ１１５に帯域幅Ｒ２を通知するように構成される。
またストリーミングエージェント１２０は、サーバ１１５にエージェントフィードバック１３０を与えるように構成され、エージェントフィードバック１３０はパケット肯定応答パケット（ＡＣＫ）を含む。
一実施形態では、サーバ１１５はＡＣＫを用いて、帯域幅Ｒ１の瞬時値および有線ネットワーク損失を決定する。
またストリーミングエージェント１２０は、サーバ１１５にエージェントフィードバック１３０を与えるように構成され、エージェントフィードバック１３０はパケット肯定応答パケット（ＡＣＫ）を含む。
一実施形態では、サーバ１１５はＡＣＫを用いて、帯域幅Ｒ１の瞬時値および有線ネットワーク損失を決定する。
クライアント装置１２５は、サーバ１１５からストリーミングメディアを受信するための電子装置である。
一実施形態では、クライアント装置１２５は、ストリーミングメディアを表現するように構成されるポータブルコンピュータシステム（たとえばラップトップコンピュータ）である。
別の実施形態では、クライアント装置１２５は、ストリーミングメディアを表現するように構成される携帯情報端末（ＰＤＡ）である。
クライアント装置１２５にはストリーミングメディアを表現するための任意のタイプの装置を用いることができ、上記の実施形態には限定されないことは理解されたい。
一実施形態では、クライアント装置１２５はクライアントフィードバック１３５をサーバ１１５に送信する。
一実施形態では、クライアント装置１２５は、ストリーミングメディアを表現するように構成されるポータブルコンピュータシステム（たとえばラップトップコンピュータ）である。
別の実施形態では、クライアント装置１２５は、ストリーミングメディアを表現するように構成される携帯情報端末（ＰＤＡ）である。
クライアント装置１２５にはストリーミングメディアを表現するための任意のタイプの装置を用いることができ、上記の実施形態には限定されないことは理解されたい。
一実施形態では、クライアント装置１２５はクライアントフィードバック１３５をサーバ１１５に送信する。
クライアントフィードバック１３５とともにエージェントフィードバック１３０を用いて、サーバ１１５は、有線ネットワーク１０５内のパケット損失を無線リンク１１０内のパケット損失から区別することができる。
結果として、サーバ１１５には、任意の所与の時点において、帯域幅Ｒ１および帯域幅Ｒ２がわかり、さらに有線ネットワーク１０５および無線リンク１１０内のパケット損失がわかる。
同様に、一実施形態では、ストリーミングエージェント１２０には、任意の所与の時点において、帯域幅Ｒ１、帯域幅Ｒ２および有線ネットワーク１０５内のパケット損失がわかる。
結果として、サーバ１１５には、任意の所与の時点において、帯域幅Ｒ１および帯域幅Ｒ２がわかり、さらに有線ネットワーク１０５および無線リンク１１０内のパケット損失がわかる。
同様に、一実施形態では、ストリーミングエージェント１２０には、任意の所与の時点において、帯域幅Ｒ１、帯域幅Ｒ２および有線ネットワーク１０５内のパケット損失がわかる。
本発明の実施形態によれば、サーバ１１５は、（１）有線ネットワーク１０５内の最大許容伝送速度（たとえば帯域幅Ｒ１）、（２）無線リンク１１０内の最大許容伝送速度（たとえば帯域幅Ｒ２）、（３）有線ネットワーク１０５内のパケット損失、（４）無線リンク１１０内のパケット損失の４つのパラメータを完全に特定できるようになる。
帯域幅Ｒ１および帯域幅Ｒ２を用いて、サーバ１１５は、帯域幅Ｒ１および帯域幅Ｒ２のうちの小さい方に等しい適当な速度でストリーミングメディアを送信することができる。
さらに、サーバ１１５およびストリーミングエージェント１２０は、有線ネットワーク１０５内の任意の超過帯域幅を利用して、有線ネットワーク１０５内のパケット損失を訂正することができ、同様に、無線ネットワーク１１０内の任意の超過帯域幅を利用して、無線ネットワーク１１０内のパケット損失を訂正することができる。
超過帯域幅に基づいて、サーバ１１５は、有線ネットワーク１０５または無線ネットワーク１１０内のストリーミングメディアの伝送品質を改善することができる。
帯域幅Ｒ１および帯域幅Ｒ２を用いて、サーバ１１５は、帯域幅Ｒ１および帯域幅Ｒ２のうちの小さい方に等しい適当な速度でストリーミングメディアを送信することができる。
さらに、サーバ１１５およびストリーミングエージェント１２０は、有線ネットワーク１０５内の任意の超過帯域幅を利用して、有線ネットワーク１０５内のパケット損失を訂正することができ、同様に、無線ネットワーク１１０内の任意の超過帯域幅を利用して、無線ネットワーク１１０内のパケット損失を訂正することができる。
超過帯域幅に基づいて、サーバ１１５は、有線ネットワーク１０５または無線ネットワーク１１０内のストリーミングメディアの伝送品質を改善することができる。
一実施形態では、有線ネットワーク１０５内のパケット損失および無線リンク１１０内のパケット損失とともに、サーバ１１５およびストリーミングエージェント１２０はさらに、利用することができる任意の超過帯域幅において誤り制御機構を最適化することができる。
たとえば、サーバ１１５は、有線ネットワーク１０５内の超過帯域幅の量がわかるだけでなく、サーバ１１５は有線ネットワーク１０５の損失特性もわかるので、サーバ１１５は、ストリーミングメディアの伝送品質を改善するために、多数の技法の中からインテリジェントに選択することができる。
たとえば、サーバ１１５は、有線ネットワーク１０５内の超過帯域幅の量がわかるだけでなく、サーバ１１５は有線ネットワーク１０５の損失特性もわかるので、サーバ１１５は、ストリーミングメディアの伝送品質を改善するために、多数の技法の中からインテリジェントに選択することができる。
一実施形態では、パケット再送を用いて、伝送品質が改善される。
別の実施形態では、順方向誤り訂正を用いて、伝送品質が改善される。
伝送品質を改善するための任意の数の技法を個別に、あるいは組み合わせて用いることができることは理解されたい。
用いられる１つあるいは複数の技術は、有線ネットワーク１０５および無線リンク１１０の支配的なネットワーク条件に基づいて、サーバ１１５によって決定される。
たとえば、ネットワーク（たとえばシステム１００）内の損失がバーストで生じるが、伝送遅延が小さい場合には、多くの場合に再送が好ましい。
一方、損失が比較的均一である場合、あるいは伝送遅延が大きすぎるときには、順方向誤り訂正に基づく誤り制御が好ましいかもしれない。
ネットワークパスの種々の部分において超過資源を特定し、かつインテリジェントに利用する能力によって、本発明の実施形態は、クライアント装置１２５において受信されるストリーミングメディアの伝送品質を大幅に改善することができる。
別の実施形態では、順方向誤り訂正を用いて、伝送品質が改善される。
伝送品質を改善するための任意の数の技法を個別に、あるいは組み合わせて用いることができることは理解されたい。
用いられる１つあるいは複数の技術は、有線ネットワーク１０５および無線リンク１１０の支配的なネットワーク条件に基づいて、サーバ１１５によって決定される。
たとえば、ネットワーク（たとえばシステム１００）内の損失がバーストで生じるが、伝送遅延が小さい場合には、多くの場合に再送が好ましい。
一方、損失が比較的均一である場合、あるいは伝送遅延が大きすぎるときには、順方向誤り訂正に基づく誤り制御が好ましいかもしれない。
ネットワークパスの種々の部分において超過資源を特定し、かつインテリジェントに利用する能力によって、本発明の実施形態は、クライアント装置１２５において受信されるストリーミングメディアの伝送品質を大幅に改善することができる。
図３は、本発明の一実施形態による、ストリーミングメディアの伝送品質を高める過程３００を例示する流れ図である。
一実施形態では、過程３００は、コンピュータ読取り可能およびコンピュータ実行可能命令の制御下でプロセッサおよび電気部品によって実行される。
過程３００において具体的なステップが開示されるが、そのようなステップは例示である。
すなわち、本発明の実施形態は、種々の他のステップあるいは図３に示されるステップの変形を実行するのにも適している。
一実施形態では、過程３００は、コンピュータ読取り可能およびコンピュータ実行可能命令の制御下でプロセッサおよび電気部品によって実行される。
過程３００において具体的なステップが開示されるが、そのようなステップは例示である。
すなわち、本発明の実施形態は、種々の他のステップあるいは図３に示されるステップの変形を実行するのにも適している。
図１のステップ３１０では、ネットワークの第１の通信リンクのための第１の帯域幅（たとえば図１の帯域幅Ｒ１）が決定される。
一実施形態では、第１の通信リンクは有線ネットワーク（たとえば図１の有線ネットワーク１０５）である。
別の実施形態では、第１の通信リンクは有線リンクである。
一実施形態では、第１の帯域幅は、輻輳制御機構を用いて、サーバ（たとえば図１のサーバ１１５）において決定される。
一実施形態では、第１の通信リンクは有線ネットワーク（たとえば図１の有線ネットワーク１０５）である。
別の実施形態では、第１の通信リンクは有線リンクである。
一実施形態では、第１の帯域幅は、輻輳制御機構を用いて、サーバ（たとえば図１のサーバ１１５）において決定される。
ステップ３２０では、ネットワークの第２の通信リンクのための第２の帯域幅（たとえば図１の帯域幅Ｒ２）が決定される。
一実施形態では、第２の通信リンクは無線リンク（たとえば図１の無線リンク１１５）である。
一実施形態では、第２の帯域幅は、有線リンクおよび無線リンクが接続する場所に配置されるストリーミングエージェント（たとえば図１のストリーミングエージェント１２０）において決定され、第２の帯域幅は無線リンクの資源割当て中に決定される。
一実施形態では、第２の通信リンクは無線リンク（たとえば図１の無線リンク１１５）である。
一実施形態では、第２の帯域幅は、有線リンクおよび無線リンクが接続する場所に配置されるストリーミングエージェント（たとえば図１のストリーミングエージェント１２０）において決定され、第２の帯域幅は無線リンクの資源割当て中に決定される。
一実施形態では、ステップ３１０はステップ３２０の前に行われる。
別の実施形態では、ステップ３２０はステップ３１０の前に行われる。
別の実施形態では、ステップ３１０および３２０は同時に行われる。
ステップ３１０および３２０は任意の順序で行うことができるか、時間的に重複して行うことができるか、あるいは同時に行うことができ、本明細書において説明される実施形態だけに限定されないことは理解されたい。
一実施形態では、ストリーミングエージェントは、第２の帯域幅を決定し、その第２の帯域幅をサーバに送信するように動作することができる。
またストリーミングエージェントはサーバにエージェントフィードバックを与え、サーバが第１の帯域幅を決定できるようにする。
別の実施形態では、ステップ３２０はステップ３１０の前に行われる。
別の実施形態では、ステップ３１０および３２０は同時に行われる。
ステップ３１０および３２０は任意の順序で行うことができるか、時間的に重複して行うことができるか、あるいは同時に行うことができ、本明細書において説明される実施形態だけに限定されないことは理解されたい。
一実施形態では、ストリーミングエージェントは、第２の帯域幅を決定し、その第２の帯域幅をサーバに送信するように動作することができる。
またストリーミングエージェントはサーバにエージェントフィードバックを与え、サーバが第１の帯域幅を決定できるようにする。
図４は、本発明の一実施形態による、ストリーミングエージェントにおいてストリーミングメディアの伝送品質を高める過程４００を例示する流れ図である。
一実施形態では、過程４００は、コンピュータ読取り可能およびコンピュータ実行可能命令の制御下でプロセッサおよび電気部品によって実行される。
過程４００において具体的なステップが開示されるが、そのようなステップは例示である。
すなわち、本発明の実施形態は、種々の他のステップまたは図４に示されるステップの変形を実行するのにも適している。
一実施形態では、過程４００は、有線ネットワークおよび無線リンクが接続する場所に配置されるストリーミングエージェント（たとえば図１のストリーミングエージェント１２０）において実行される。
一実施形態では、過程４００は、コンピュータ読取り可能およびコンピュータ実行可能命令の制御下でプロセッサおよび電気部品によって実行される。
過程４００において具体的なステップが開示されるが、そのようなステップは例示である。
すなわち、本発明の実施形態は、種々の他のステップまたは図４に示されるステップの変形を実行するのにも適している。
一実施形態では、過程４００は、有線ネットワークおよび無線リンクが接続する場所に配置されるストリーミングエージェント（たとえば図１のストリーミングエージェント１２０）において実行される。
過程４００のステップ４１０では、無線リンクの無線リンク帯域幅（たとえば図１の帯域幅Ｒ２）が決定される。
一実施形態では、無線リンク帯域幅は、無線リンクの資源割当て中に決定される。
一実施形態では、無線リンク帯域幅は、無線リンクの資源割当て中に決定される。
ステップ４２０では、無線リンク帯域幅（たとえば、無線リンク帯域幅を決定するための情報）が、有線ネットワーク上でサーバに送信される。
一実施形態では、サーバは、有線ネットワークおよび無線リンク上でストリーミングメディアパケットをクライアント装置に送信するように構成される。
ステップ４３０では、少なくとも１つのストリーミングデータパケットが、有線ネットワーク上でサーバから受信される。
一実施形態では、サーバは、有線ネットワークおよび無線リンク上でストリーミングメディアパケットをクライアント装置に送信するように構成される。
ステップ４３０では、少なくとも１つのストリーミングデータパケットが、有線ネットワーク上でサーバから受信される。
ステップ４４０では、少なくとも１つのパケット肯定応答パケットが有線ネットワーク上でサーバに送信される。
パケット肯定応答パケットは、サーバが有線ネットワーク帯域幅（たとえば図１の帯域幅Ｒ１）を決定できるようにするためのパケットである。
パケット肯定応答パケットは、サーバが有線ネットワーク帯域幅（たとえば図１の帯域幅Ｒ１）を決定できるようにするためのパケットである。
図５は、本発明の一実施形態による、メディアサーバにおいてストリーミングメディアの伝送品質を高める過程５００を例示する流れ図である。
一実施形態では、過程５００は、コンピュータ読取り可能およびコンピュータ実行可能命令の制御下でプロセッサおよび電気部品によって実行される。
過程５００において具体的なステップが開示されるが、そのようなステップは例示である。
すなわち、本発明の実施形態は、種々の他のステップあるいは図５に示されるステップの変形を実行するのにも適している。
一実施形態では、過程５００は、有線ネットワークおよび無線リンクが接続する場所に配置されるストリーミングサーバ（たとえば図１および図２のサーバ１１５）において実行される。
一実施形態では、過程５００は、コンピュータ読取り可能およびコンピュータ実行可能命令の制御下でプロセッサおよび電気部品によって実行される。
過程５００において具体的なステップが開示されるが、そのようなステップは例示である。
すなわち、本発明の実施形態は、種々の他のステップあるいは図５に示されるステップの変形を実行するのにも適している。
一実施形態では、過程５００は、有線ネットワークおよび無線リンクが接続する場所に配置されるストリーミングサーバ（たとえば図１および図２のサーバ１１５）において実行される。
過程５００のステップ５１０では、ネットワークの第２の通信リンクのための第２の帯域幅およびパケット肯定応答パケット（たとえばＡＣＫ）がストリーミングエージェント（たとえば図１のストリーミングエージェント１２０）から受信される。
一実施形態では、第２の通信リンクは無線リンクである。
一実施形態では、第２の帯域幅およびＡＣＫは受信機（たとえば図２の受信機２１５）において受信される。
第２の帯域幅は、第２の通信リンクおよび第１の通信リンクが接続する場所に配置されるストリーミングエージェントにおいて決定される。
一実施形態では、ＡＣＫはストリーミングエージェントからのエージェントフィードバック（たとえば図１のエージェントフィードバック１３０）として送信される。
一実施形態では、第２の通信リンクは無線リンクである。
一実施形態では、第２の帯域幅およびＡＣＫは受信機（たとえば図２の受信機２１５）において受信される。
第２の帯域幅は、第２の通信リンクおよび第１の通信リンクが接続する場所に配置されるストリーミングエージェントにおいて決定される。
一実施形態では、ＡＣＫはストリーミングエージェントからのエージェントフィードバック（たとえば図１のエージェントフィードバック１３０）として送信される。
ステップ５０２では、ネットワークの第１の通信リンクのための第１の帯域幅が、ストリーミングエージェントから受信されるパケット肯定応答パケットに基づいて決定される。
一実施形態では、第１の通信リンクは有線ネットワークである。
一実施形態では、第１の通信リンクは有線ネットワークである。
ステップ５３０では、第１の帯域幅および第２の帯域幅のどちらが広いかが判定される。
ステップ５４０において、第１の帯域幅と第２の帯域幅との間の差に関連する超過帯域幅が決定される。
ステップ５５０では、ストリーミングメディアパケットの伝送品質が、超過帯域幅に基づいて改善される。
ステップ５４０において、第１の帯域幅と第２の帯域幅との間の差に関連する超過帯域幅が決定される。
ステップ５５０では、ストリーミングメディアパケットの伝送品質が、超過帯域幅に基づいて改善される。
図３を参照すると、ステップ３３０では、図５のステップ５５０の場合のように、ストリーミングメディアパケットの伝送品質が、超過帯域幅に基づいて改善される。
ステップ３４０に示されるように、第１の帯域幅が第２の帯域幅よりも広い場合には、超過帯域幅を用いて、第１の通信リンクの伝送品質が改善される。
超過帯域幅は、第１の帯域幅から第２の帯域幅を引いた差に関連する。
一実施形態では、超過帯域幅を用いて、第１の通信リンク上でデータパケット再送が提供される。
ステップ３４０に示されるように、第１の帯域幅が第２の帯域幅よりも広い場合には、超過帯域幅を用いて、第１の通信リンクの伝送品質が改善される。
超過帯域幅は、第１の帯域幅から第２の帯域幅を引いた差に関連する。
一実施形態では、超過帯域幅を用いて、第１の通信リンク上でデータパケット再送が提供される。
たとえば、第１の通信リンクが有線ネットワークであり、第２の通信リンクが無線リンクである状況について考えてみる。
帯域幅Ｒ１が帯域幅Ｒ２よりも広い場合、サーバは、有線ネットワーク上で、第２の帯域幅（たとえば狭い方の帯域幅）において、適当な誤り回復力でメディアストリームを送信するであろう。
ストリーミングエージェントは、ストリームの到着をモニタし、有線リンクの超過帯域幅を用いて、有線リンクの損失を訂正する。
たとえば、ストリーミングエージェントは、サーバから、有線リンクにおいて失われたパケットの再送（ＡＲＱ）を要求することができる。
帯域幅Ｒ１が帯域幅Ｒ２よりも広い場合、サーバは、有線ネットワーク上で、第２の帯域幅（たとえば狭い方の帯域幅）において、適当な誤り回復力でメディアストリームを送信するであろう。
ストリーミングエージェントは、ストリームの到着をモニタし、有線リンクの超過帯域幅を用いて、有線リンクの損失を訂正する。
たとえば、ストリーミングエージェントは、サーバから、有線リンクにおいて失われたパケットの再送（ＡＲＱ）を要求することができる。
一実施形態では、ストリーミングエージェントはメディアストリームのリアルタイム・トランスポート・プロトコル（ＲＴＰ）シーケンス番号空間をモニタし、パケットの到着に応答するためにサーバにＡＣＫを返送し、重複したパケットを破棄し、出力伝送速度を帯域幅Ｒ２以下に保持する。
ストリーミングエージェントからのＡＣＫを用いて、サーバは、アプリケーションレベルの再送方式を実行することができる。
遅延が小さいことにより小さいバッファでも再送できるようになり、かつ再送方式はパケットの損失過程がバーストであることに影響を受けにくいので、再送を用いて、有線ネットワーク内のストリーミングメディアの伝送品質が改善される。
ストリーミングエージェントからのＡＣＫを用いて、サーバは、アプリケーションレベルの再送方式を実行することができる。
遅延が小さいことにより小さいバッファでも再送できるようになり、かつ再送方式はパケットの損失過程がバーストであることに影響を受けにくいので、再送を用いて、有線ネットワーク内のストリーミングメディアの伝送品質が改善される。
ステップ３５０に示されるように、第２の帯域幅が第１の帯域幅よりも広い場合には、超過帯域幅を用いて、第２の通信リンク内の伝送品質が改善される。
超過帯域幅は、第２の帯域幅から第１の帯域幅を引いた差に関連する。
一実施形態では、超過帯域幅を用いて、第２の通信リンク上で順方向誤り訂正が行われる。
超過帯域幅は、第２の帯域幅から第１の帯域幅を引いた差に関連する。
一実施形態では、超過帯域幅を用いて、第２の通信リンク上で順方向誤り訂正が行われる。
たとえば、第１の通信リンクが有線ネットワークであり、第２の通信リンクが無線リンクである状況について考えてみる。
帯域幅Ｒ２が帯域幅Ｒ１よりも広い場合、ストリーミングエージェントは、無線ネットワーク内の超過帯域幅を用いて、無線リンク内の損失を訂正することができる。
たとえば、ストリーミングエージェントは、ネットワーク接合部（たとえば無線インフラストラクチャ）において付加的な順方向誤り訂正を行い、有線ネットワークおよび無線ネットワークの組み合わせた条件が、追加されることになる順方向誤り訂正の効果よりも小さくなるように調整された帯域幅Ｒ１で、メディアストリームを送信するであろう。
ネットワーク接合部では、ストリーミングエージェントは、超過帯域幅を用いて、付加的な順方向誤り訂正を上乗せするであろう。
共通のセルラーネットワークの大きな無線リンク遅延に起因して、多くの場合に、無線ネットワークにおいて順方向誤り訂正を用いてストリーミングメディアの伝送品質が改善される。
さらに、順方向誤り訂正は実装する際の負担が小さく、多数のストリームが同じ無線インフラストラクチャを同時に行き来するネットワーク内のオーバーヘッドを小さくすることができる。
帯域幅Ｒ２が帯域幅Ｒ１よりも広い場合、ストリーミングエージェントは、無線ネットワーク内の超過帯域幅を用いて、無線リンク内の損失を訂正することができる。
たとえば、ストリーミングエージェントは、ネットワーク接合部（たとえば無線インフラストラクチャ）において付加的な順方向誤り訂正を行い、有線ネットワークおよび無線ネットワークの組み合わせた条件が、追加されることになる順方向誤り訂正の効果よりも小さくなるように調整された帯域幅Ｒ１で、メディアストリームを送信するであろう。
ネットワーク接合部では、ストリーミングエージェントは、超過帯域幅を用いて、付加的な順方向誤り訂正を上乗せするであろう。
共通のセルラーネットワークの大きな無線リンク遅延に起因して、多くの場合に、無線ネットワークにおいて順方向誤り訂正を用いてストリーミングメディアの伝送品質が改善される。
さらに、順方向誤り訂正は実装する際の負担が小さく、多数のストリームが同じ無線インフラストラクチャを同時に行き来するネットワーク内のオーバーヘッドを小さくすることができる。
一実施形態では、ストリーミングメディアデータパケットは、送信機（たとえば図２の送信機２２０）においてクライアント装置に送信される。
一実施形態では、ストリーミングメディアパケットは、無線リンク上でクライアント装置に伝送するために、有線ネットワーク上で無線インフラストラクチャに送信される。
一実施形態では、ストリーミングメディアパケットは、無線リンク上でクライアント装置に伝送するために、有線ネットワーク上で無線インフラストラクチャに送信される。
こうして、本発明、すなわちストリーミングメディアの伝送品質を高めるための方法の種々の実施形態が説明されてきた。
本発明は特定の実施形態において説明されてきたが、本発明はそのような実施形態によって限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ添付の特許請求の範囲に従って解釈されるべきであることは理解されたい。
本発明は特定の実施形態において説明されてきたが、本発明はそのような実施形態によって限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ添付の特許請求の範囲に従って解釈されるべきであることは理解されたい。
１０５・・・有線ネットワーク，
１１０・・・無線リンク，
１１５・・・サーバ，
１２０・・・ストリーミングエージェント，
１２２・・・無線インフラストラクチャ，
１２５・・・クライアント，
１３０・・・エージェントフィードバック，
１３５・・・クライアントフィードバック，
２０５・・・プロセッサ，
２１０・・・コンピュータ読取り可能メモリ，
２１５・・・受信機，
２２０・・・送信機，
２３０・・・バス，
１１０・・・無線リンク，
１１５・・・サーバ，
１２０・・・ストリーミングエージェント，
１２２・・・無線インフラストラクチャ，
１２５・・・クライアント，
１３０・・・エージェントフィードバック，
１３５・・・クライアントフィードバック，
２０５・・・プロセッサ，
２１０・・・コンピュータ読取り可能メモリ，
２１５・・・受信機，
２２０・・・送信機，
２３０・・・バス，
Claims (10)
- ストリーミングメディアの伝送品質を高めるための方法であって、
ネットワークの第１の通信リンクの第１の帯域幅を決定することと（３１０）、
前記ネットワークの第２の通信リンクの第２の帯域幅を決定することと（３２０）、
前記第１の帯域幅が前記第２の帯域幅よりも広い場合には、第１の超過帯域幅を用いて、前記第１の通信リンク内の伝送品質を改善すること（３４０）であって、前記第１の超過帯域幅は前記第１の帯域幅から前記第２の帯域幅を引いた差に関連することと、
前記第２の帯域幅が前記第１の帯域幅よりも広い場合には、第２の超過帯域幅を用いて、前記第２の通信リンク内の伝送品質を改善すること（３５０）であって、前記第２の超過帯域幅は前記第２の帯域幅から前記第１の帯域幅を引いた差に関連すること
を含む方法。 - 前記第１の帯域幅は、前記第１の通信リンクのための許容伝送帯域幅である
請求項１に記載の方法。 - 前記第２の帯域幅は、前記第２の通信リンクのための許容伝送帯域幅である
請求項１に記載の方法。 - 前記第１の通信リンクは、有線リンク（１０５）である
請求項１に記載の方法。 - 前記第２の通信リンクは、無線リンク（１１０）である
請求項４に記載の方法。 - 前記第１の帯域幅は、輻輳制御機構を用いるサーバ（１１５）において決定される
請求項５に記載の方法。 - 前記第２の帯域幅は、前記有線リンク（１０５）と前記無線リンク（１１０）とが接続する場所に配置されるストリーミングエージェント（１２０）において決定され、前記第２の帯域幅は前記無線リンク（１１０）の資源割当て中に決定される
請求項５に記載の方法。 - 前記第１の超過帯域幅を用いて、前記第１の通信リンク上でデータパケットの再送が行われる
請求項１に記載の方法。 - 前記第２の超過帯域幅を用いて、前記第２の通信リンク上で順方向誤り訂正が行われる
請求項１に記載の方法。 - 前記第１の通信リンクおよび前記第２の通信リンクを介して、サーバからクライアント装置にストリーミングメディアを送信すること
をさらに含む請求項１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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