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JP5434866B2 - ストリーミングレート制御方法、情報処理装置およびプログラム - Google Patents

ストリーミングレート制御方法、情報処理装置およびプログラム Download PDF

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JP5434866B2 JP2010214551A JP2010214551A JP5434866B2 JP 5434866 B2 JP5434866 B2 JP 5434866B2 JP 2010214551 A JP2010214551 A JP 2010214551A JP 2010214551 A JP2010214551 A JP 2010214551A JP 5434866 B2 JP5434866 B2 JP 5434866B2
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Description

本発明は、ストリーミングレート制御方法、情報処理装置およびプログラムに関する。
携帯電話などの移動局装置を含む移動通信システムとして、現在、W−CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)方式やCDMA2000方式を用いた第3世代移動通信サービスが提供されている。一方、LTE(Long Term Evolution)システムは、より高速な通信を可能とする3GPP(3rd Generation Partnership Project)として検討が行なわれている。
また、UMTS(Universal Mobile Telecommunications)システムは、ヨーロッパの第3世代移動体通信システムであり、W−CDMAとTD−CDMA(Time Division-Code Division Multiple Access)の両方式から選択することができるシステムである。
これらの異なる移動通信システム間を、移動端末が移動(InterRAT−HO:inter Radio Access Technology-Handover)するとき、該当の移動端末がストリーミングデータを受信中である場合、第1の移動通信システム側にバッファリングされているデータを第2の移動通信システム側に移動した移動端末に転送する技術が検討されている。
一方、移動端末は、ノートパソコンの小型化、携帯電話ほか携帯端末の高機能化、携帯電話と携帯情報端末(PDA:Personal Data Assistance)を融合させたスマートフォンや、iPad(登録商標)のような情報処理装置も登場してきている。
また、移動通信システムにおいて無線システムの品質劣化の検出を契機に無線システムの切替を行なう際に、データの配信を円滑に行う制御に関し、以下の先行技術文献がある。
3GPP TS25.346 v810,インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25346.htm> 3GPP TS25.346 v810,インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25346.htm> 3GPP TS25.346 v810,インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25346.htm>
特開2007−274016号公報 特開2008−166871号公報
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
2種類の異なる移動通信システム環境(例えば、LTEシステムとUMTSシステム)では、回線速度が異なるため、LTEシステムからUMTSシステムに移動(InterRAT−HO)が行なわれた場合には、移動前後で同様のビットレートで同様の品質でストリーミングデータを視聴することは困難である。
具体的には、しばしば画面サイズが変更されたり、画質のクオリティが変わるなどである。
本発明は、2種類の異なる移動通信システム環境(例えば、LTE網とUMTS網が混在する環境)において、情報処理装置(移動端末を含む)がストリーミングデータを視聴しながら、異なる網間を移動(例えば、LTE網→UMTS網→LTE網またはUMTS網→LTE網→UMTS網)する場合に、画像の切替回数を最小限に抑えることおよびシームレスな切替を行なうことを目的とする。
上記課題を解決するための方法の一観点は、第一の伝送サービスと、前記第一の伝送サービスよりも伝送速度の低い第二の伝送サービスとを選択的に利用可能な情報処理装置のストリーミングレート制御方法であって、前記第一の伝送サービス又は前記第二の伝送サービスを利用してストリーミング配信されたデータであるストリーミングデータを受信し、前記受信されたストリーミングデータをバッファに蓄積し、前記バッファに蓄積されているデータの容量を示す蓄積量を取得し、前記第一の伝送サ−ビスを利用している状態において、前記蓄積量が第一の閾値を下回る場合は前記バッファに蓄積されたストリーミングデータの再生速度を前記第一の伝送サービスの伝送速度よりも低いビットレートに抑制し、前記蓄積量が第一の閾値を上回る場合は前記抑制を解除し、前記第二の伝送サービスを利用している状態において、前記蓄積量が前記第一の閾値よりも低いデータ容量を示す第二の閾値を上回る場合は前記バッファに蓄積されたストリーミングデータの再生速度を前記第一の伝送サービス利用時の伝送速度と同等のビットレートを継続し、下回る場合は前記第二の伝送サービスの伝送速度と同等のビットレートとする。
方法の一観点によれば、情報処理装置が伝送速度の異なる2種類の伝送サービスを選択的に利用してストリーミングを開始する際に、データを先行して受信してバッファに溜めておくことで、安定したストリーミング再生を可能とする情報処理装置を提供できる。
装置は、第一の伝送サービスと、前記第一の伝送サービスよりも伝送速度の低い第二の伝送サービスとを選択的に利用可能な情報処理装置であって、前記第一の伝送サービス又は前記第二の伝送サービスを利用してストリーミング配信されたデータであるストリーミングデータを受信するデータ受信部と、前記受信されたストリーミングデータをバッファに蓄積するデータ蓄積部と、前記バッファに蓄積されているデータの容量を示す蓄積量を取得する蓄積量取得部と、前記第一の伝送サービスを利用している状態において、前記蓄積量が第一の閾値を下回る場合は前記バッファに蓄積されたストリーミングデータの再生速度を前記第一の伝送サービスの伝送速度よりも低いビットレートに抑制し、前記蓄積量が第一の閾値を上回る場合は前記抑制を解除する第一の再生速度制御部と、前記第二の伝送サービスを利用している状態において、前記蓄積量が前記第一の閾値よりも低いデータ容量を示す第二の閾値を上回る場合は前記バッファに蓄積されたストリーミングデータの再生速度を前記第一の伝送サービス利用時の伝送速度と同等のビットレートを継続し、下回る場合は前記第二の伝送サービスの伝送速度と同等のビットレートとする第二の再生速度制御部とを有する。
この装置によれば、情報処理装置が伝送速度の異なる2種類の伝送サービスを選択的に利用してストリーミングを開始する際に、データを先行して受信してバッファに溜めておくことで、安定したストリーミング再生を可能とする情報処理装置を提供できる。
以上、開示の技術によれば、他網へハンドオーバーを繰り返しても、第1の移動通信システム(例えば、LTEシステム)と第2の移動通信システム(例えば、UMTSシステム)の回線速度の差による画像の切替を最小限に抑え、一定品質でストリーミング再生が可能となる。
本発明が対象とする移動通信ネットワークの構成図である。 本発明による移動端末の移動経路を示す説明図(実施例1)である。 図2に示す移動端末の移動経路に応じたストリーミングデータ配信の説明図(実施例1)である。 本発明による移動端末の移動経路を示す説明図(実施例2)である。 図4に示す移動端末の移動経路に応じたストリーミングデータ配信の説明図(実施例2)である。 本発明の一実施形態における移動端末の機能ブロック図である。 本発明によるハンドオーバー時の蓄積バッファデータ量チェック処理のフローチャート(その1)である。 本発明によるハンドオーバー時の蓄積バッファデータ量チェック処理のフローチャート(その2)である。 本発明の一実施形態における在圏情報管理テーブルである。 本発明の一実施形態におけるバッファチェックタイマテーブルである。 本発明の一実施形態におけるバッファ閾値テーブルである。 本発明の一実施形態における在圏網監視部の処理フロー(その1)である。 本発明の一実施形態における在圏網監視部の処理フロー(その2)である。
図1は、本発明が対象とする移動通信ネットワークの構成図である。LTE(Long Term Evolution)システムは、アクセスゲートウェイ(aGW:access GateWay)3とイーノードB(eNodeB)4を備える。UMTS(Universal Mobile Telecommunications)システムは、エスジーエスエヌ(SGSN:Serving GPRS Support Node)6と無線制御装置(RNC:Radio Network Controller)7とノードB(NodeB)8を備える。
LTE網を管轄するeNodeB4は、LTEシステムの基地局装置であり、UMTSを管轄するNodeB8は、UMTSシステムの基地局装置である。
LTEシステムを有するLTE網5とUMTSシステムを有するUMTS網9はインターネット1を経由して接続されており、ストリーミングサーバ2は、インターネット1を経由して移動端末(UE:User Equipment)10にストリーミングデータを供給する。
ストリーミング再生は、ストリーミングデータ受信後即時に再生されるのではなく、トラフィックの乱れなどでストリームを停止させないように、予め一定量のデータをバッファに溜めこんでおき、その溜まったバッファから再生することで品質を保っている。
図2は、本発明による移動端末の移動経路を示す説明図(実施例1)である。図2に示すように、2つの異なる移動通信網であるLTE網5、5とUMTS網9は、混在して存在している。
まず、LTE網5、5に移行対象区間(図2の点線円の外側)を設け、この区間に移動端末10が移動した場合に後述の技術の適用を開始する。移動端末10が、この区間に一度も移動しない場合は、問題ない。
移行対象区間(図2の点線円の外側)の設定は、端末の電波状況などにより判断するものとし、ネットワーク構成により最適値を見つける。
以下に移動端末10→10→10の動きを順を追って説明する。
先ず、移動端末10は、LTE網5内を移動し、点線円51の外側である移行対象区間を経由して点線円51内の内側である中心区間に移動する。更に、点線51を突き抜けて再び移行対象区間に移動する。この区間は、LTE網5とUMTS網9とが混在している区間でもある。更に、移動端末10は、移動して移動端末10に示すUMTS網9を経由してLTE網5の移行対象区間に移動する。この区間は、LTE網5とUMTS網9とが混在している区間でもある。更に移動端末10は、移動して点線51を突き抜けて移動端末10に示すLTE網5の中心区間に移動する。更に、移動端末10は、点線円51の外側である移行対象区間を経由してLTE網5の外に移動する。
なお、1点鎖線で示す移動端末10の動きは、UMTS網9のみを移動し、移行対象区間を経由することなく、更に、UMTS網9の外に移動する。
図3は、図2に示す移動端末の移動経路に応じたストリーミングデータ配信の説明図(実施例1)である。図3において、端末内バッファ11,11の閾値の設定は、下記とする。
閾値(低)=LTEシステムの回線速度×LTE→UMTS移動後の視聴保証時間(任意)
閾値(高)=端末内バッファの最大容量×0.9(任意)
以下に移動端末の移動に応じたストリーミングデータの配信について手順を追って説明する。
S1.移動端末10が、LTE網5でストリーミングを開始すると、ストリーミングのサーバ2は、LTE網5の回線速度に即したビットレートのデータを配信する。
S2.移動端末10は、配信されたデータを端末内バッファ11ヘ蓄積する。
S3.移動端末10は、移行対象区間へ移動すると、蓄積されたバッファデータをLTE網5の回線速度より低いビットレートにて再生を行なう。蓄積データ量がバッファの閾値(高)を上回った場合、移動端末10は、蓄積されたバッファデータをLTE網5の回線速度に即したビットレートにて再生を行なう。
S4.移動端末10が移動(InterRAT−HO)する。
S5.データが、aGW(access GateWay)3経由でRNC(UMTS)7に転送され、転送終了するとデータ伝送路が切替わる。
S6.移動端末10は、蓄積データ量が閾値(低)を超えている場合、UMTS網9の回線速度にかかわらず、LTE網5でと同様の再生ビットで再生する(再生ビットは変更しない)。蓄積データ量が閾値(低)を超えていない場合、UMTS網9の回線速度に即したビットレートのデータ配信および再生に切替える。
S7.移動端末10のバッファ量が閾値(低)を上回ったまま、再びLTE網5へ移動した場合、再生ビットレートは保持する(再生ビットレートを変更しない)。UMTS網9で端末内バッファ11のバッファ量が閾値(低)を下回ると、移動端末10およびストリーミングサーバ2は、UMTS網9の回線速度に即したビットレートのデータ配信および再生に切替える。
図4は、本発明による移動端末の移動経路を示す説明図(実施例2)である。2つの異なる移動通信網であるLTE網5とUMTS網9,9は、混在している。
まず、LTE網5に移行対象区間(図4の点線円51の外側)を設け、この区間に移動端末10が移動した場合に後述の技術の適用を開始する。移動端末10が、この区間に一度も移動しない場合は、問題ない。
以下に移動端末10→10→10の動きを順に説明する。
先ず、移動端末10は、UMTS網9内を移動し、LTE網5との混在区間に移動する。この区間は、点線円51の外側である移行対象区間でもある。更に、UMTS網9,9およびLTE網5の混在区間を経由して、LTE網5とUMTS網9の混在区間に移動する。この区間は、点線円51の外側である移行対象区間でもある。更に、移動端末10は、UMTS網9のみを経由して外に移動する。
なお、1点鎖線で示す移動端末10の動きは、LTE網5のみを移動し、移行対象区間を経由することなく、更に、LTE網5の外に移動する。
図5は、図4に示す移動端末の移動経路に応じたストリーミングデータ配信の説明図(実施例2)である。
S9.移動端末10が、UMTS網9でストリーミングを開始すると、ストリーミングサーバ2は、UMTS網9の回線速度に即したビットレートのデータを配信する。
S10.移動端末10は、配信されたデータを端末内バッファ11に蓄積する。UMTS網9の回線速度に即したビットレートにて再生を行なう。
S11.移動端末10が移動(InterRAT−HO)する。
S12.データが、aGW(access GateWay)3経由でeNodeB(LTE)4に転送され、転送終了するとデータ伝送路が切替わる。
S13.ストリーミングサーバ2は、LTE網5の回線速度に即したビットレートのデータ配信に切替える。移動端末10は、LTE網5の回線速度にかかわらず、UMTS網9と同様の再生ビットレートで再生する(再生ビットレートを変更しない)。
S14.蓄積データ量がバッファの閾値(低)を上回った場合、移動端末10はLTE網5の回線速度に即したビットレートのデータ配信に切替える。このとき、移動端末10は、バッファの閾値(高)を超えるまではLTE網の回線速度より低いビットレートでの再生に切替える。超えた場合は、移動端末10は、LTE網5の回線速度に即したビットレートのデータ配信および再生に切替える。
S15.移動端末10の端末内バッファ11のバッファ量が閾値(低)を上回ったまま、再びUMTS網9へ移動した場合、再生ビットレートは保持する。UMTS網9で移動端末10のバッファ量が閾値(低)を下回ると、移動端末10およびストリーミングサーバ2は、UMTS網9の回線速度に即したビットレートのデータの配信および再生に切替える。
図6は、本発明の一実施形態における移動端末の機能ブロック図である。移動端末UE(User Equipment)10は、表示操作部、アプリケーション部12(再生ビットレート変換制御部121、在圏網監視部122、タイマ制御部123)、バッファ11およびOS(Operating System)を有する基本部と、プロトコル処理部、レイヤ1ソフトウェアおよびRTOS(Real-Time Operating System)を有するベースバンド処理部ならびにハードウェアを含んでいる。本発明では、上記アプリケーション部12とバッファ11にてストリーミング制御が行われる。
図7は、本発明によるハンドオーバー時の蓄積バッファデータ量チェック処理のフローチャート(その1)である。以下に、ストリーミングデータを蓄積するバッファチェック処理方法について、そのチェック手順を説明する。
S1.ビットレート制御フラグがONしているか否かを判断する。
S2.前述のS1にてビットレート制御フラグがONの場合、在圏網の判定を行い、移動端末がLTE網に在圏しているのを確認する。
S3.移行区間在圏フラグがONしているか否かを判断する。
S4.前述のS3にて移行区間在圏フラグがONしていない場合、LTE網の回線速度に即した再生ビットにする。
S5.在圏情報管理テーブルのビットレート制御フラグをOFFに設定する。
S6.前述のS3にて移行区間在圏フラグがONの場合、InterRAT−HOフラグがOFFしているか否かを判断する。
S7.前述のS3にてInterRAT−HOフラグがOFFしていない場合、蓄積バッファデータ量が閾値(低)を上回るか否かを判断する。
S8.前述のS3にて蓄積バッファデータ量が閾値(低)を上回っている場合、InterRAT−HOフラグをOFFする。
S9.前述のS6にてInterRAT−HOフラグがOFFしている場合、蓄積バッファデータ量が閾値(高)を下回るか否かを判断する。
S10.前述のS9にて蓄積バッファデータ量が閾値(高)を下回らない場合、回線速度に即した再生ビットレートに設定する。
S11.前述のS9にて蓄積バッファデータ量が閾値(高)を下回る場合、回線速度より低い再生ビットレートに設定する。
S12.前述のS7において、蓄積バッファデータ量が閾値(低)を上回らない場合、再生ビットレートは変更しない。
図8は、本発明によるハンドオーバー時の蓄積バッファデータ量チェック処理のフローチャート(その2)である。以下に、ストリーミングデータを蓄積するバッファチェック処理方法について、そのチェック手順を説明する。
S13.蓄積バッファデータ量が閾値(高)を下回るか否かを判断する。
S14.前述のS15にて蓄積バッファデータ量が閾値(高)を下回っていない場合、回線速度に即した再生ビットレートに設定する。
S15.ビットレート制御フラグをOFFにする。
S16.前述のS15にて蓄積バッファデータ量が閾値(高)を下回っている場合、再生ビットレートを変更しない。
図9は、本発明の一実施形態における在圏情報管理テーブルである。在圏情報管理テーブルには、4つの項目があり、内容は以下のとおりである。
(1)在圏網は、LTE/UMTS網どちらに在圏しているかを設定する。
(2)移行区間在圏フラグは、移行区間に在圏しているか否かを設定する。
(3)InterRAT−HOフラグは、InterRAT−HO直後であるか否かを設定する。
(4)ビットレート制御フラグは、ビットレート監視処理起動有無を判断する。
を有する。
図10は、本発明の一実施形態におけるバッファチェック・タイマテーブルである。バッファチェック・タイマテーブルには、2つの項目があり、内容は以下のとおりである。
(1)バッファチェックタイマは、蓄積されたバッファデータ量をチェックする間隔を指定する。
(2)リトライ回数は、蓄積されたバッファデータ量をチェックする回数を指定する。
を有する。
図11は、本発明の一実施形態におけるバッファ閾値テーブルである。バッファ閾値テーブルには、2つの項目があり、内容は以下のとおりである。
(1)閾値(低)は、LTEシステムの回線速度×LTEであり、UMTS移動後の視聴保証時間(任意)である。
(2)閾値(高)は、端末内バッファの最大容量×0.9(任意)であり、データ破棄が起きないためのもの(任意)である。
図12は、本発明の一実施形態における在圏網監視部の処理フロー(その1)である。(a)LTE網の移行区間外→LTE網の移行区間に移動は、移動端末がLTE網の移行区間外からLTE網の移行区間に移動した場合であって、在圏情報管理テーブルの移行区間在圏フラグがONに設定され、ビットレート制御フラグがONに設定される。
(b)InterRAT−HO(LTE網→UMTS網に移動)は、移動端末がLTE網からUMTS網に移動した場合であって、在圏情報管理テーブルの在圏網がUMTSに設定され、移行区間在圏フラグがOFFに設定され、InterRAT−HOフラグがONに設定される。
図13は、本発明の一実施形態における在圏網監視部の処理フロー(その2)である。(c)InterRAT−HO(UMTS網→LTE網に移動)は、移動端末がUMTS網からLTE網に移動した場合であって、在圏情報管理テーブルの在圏網がLTEに設定され、移行区間在圏フラグがONに設定され、InterRAT−HOフラグがONに設定される。
(d)LTE網の移行区間外→LTE網の移行区間に移動は、移動端末がLTE網の移行区間からLTE網の移行区間外に移動した場合であって、在圏情報管理テーブルの移行区間在圏フラグがOFFに設定され、InterRAT−HOフラグがOFFに設定される。
1 インターネット
2 ストリーミングサーバ
3 aGW
4 eNodeB
5 LTE網
6 SGSN
7 RNC
8 NodeB
9 UMTS網
10 移動端末
11 端末内バッファ
12 アプリケーション部
121 再生ビットレート変換制御部
122 在圏網監視部
123 タイマ制御部

Claims (5)

  1. 第一の伝送サービスと、前記第一の伝送サービスよりも伝送速度の低い第二の伝送サービスとを選択的に利用可能な情報処理装置のストリーミングレート制御方法であって、
    前記第一の伝送サービス又は前記第二の伝送サービスを利用してストリーミング配信されたデータであるストリーミングデータを受信し、
    前記受信されたストリーミングデータをバッファに蓄積し、
    前記バッファに蓄積されているデータの容量を示す蓄積量を取得し、
    前記第一の伝送サ−ビスを利用している状態において、前記蓄積量が第一の閾値を下回る場合は前記バッファに蓄積されたストリーミングデータの再生速度を前記第一の伝送サービスの伝送速度よりも低いビットレートに抑制し、前記蓄積量が第一の閾値を上回る場合は前記抑制を解除し、
    前記第二の伝送サービスを利用している状態において、前記蓄積量が前記第一の閾値よりも低いデータ容量を示す第二の閾値を上回る場合は前記バッファに蓄積されたストリーミングデータの再生速度を前記第一の伝送サービスの伝送速度と同等のビットレートを継続し、下回る場合は前記第二の伝送サービスの伝送速度と同等のビットレートとする、
    ことを特徴とするストリーミングレート制御方法。
  2. 前記第一の伝送サービスは前記情報処理装置がLTE(Long Term Evolution)網に在圏する伝送サービスであり、前記第二の伝送サービスは前記情報処理装置がUMTS(Universal Mobile Telrcommunications)網に在圏する伝送サービスであることを特徴とする請求項1記載のストリーミングレート制御方法。
  3. 前記第一の伝送サービスには、前記第一の伝送サービスから前記第二の伝送サービスが実施される前の一定移行対象期間を有することを特徴とする請求項1記載のストリーミングレート制御方法。
  4. 第一の伝送サービスと、前記第一の伝送サービスよりも伝送速度の低い第二の伝送サービスとを選択的に利用可能な情報処理装置であって、
    前記第一の伝送サービス又は前記第ニの伝送サービスを利用してストリーミング配信されたデータであるストリーミングデータを受信するデータ受信部と、
    前記受信されたストリーミングデータをバッファに蓄積するデータ蓄積部と、
    前記バッファに蓄積されているデータの容量を示す蓄積量を取得する蓄積量取得部と、
    前記第一の伝送サービスを利用している状態において、前記蓄積量が第一の閾値を下回る場合は前記バッファに蓄積されたストリーミングデータの再生速度を前記第一の伝送サービスの伝送速度よりも低いビットレートに抑制し、前記蓄積量が第一の閾値を上回る場合は前記抑制を解除する第一の再生速度制御部と、
    前記第二の伝送サービスを利用している状態において、前記蓄積量が前記第一の閾値よりも低いデータ容量を示す第二の閾値を上回る場合は前記バッファに蓄積されたストリーミングデータの再生速度を前記第一の伝送サービス利用時の伝送速度と同等のビットレートを継続し、下回る場合は前記第二の伝送サービスの伝送速度と同等のビットレートとする第二の再生速度制御部と、
    を有する情報処理装置。
  5. 第一の伝送サービスと、前記第一の伝送サービスよりも伝送速度の低い第二の伝送サービスとを選択的に利用可能な情報処理装置において実行されるプログラムであって、
    前記第一の伝送サービス又は前記第二の伝送サービスを利用してストリーミング配信されたデータであるストリーミングデータを受信するデータ受信部と、
    前記受信されたストリーミングデータをバッファに蓄積するデータ蓄積部と、
    前記バッファに蓄積されているデータの容量を示す蓄積量を取得する蓄積量取得部と、
    前記第一の伝送サ−ビスを利用している状態において、前記蓄積量が第一の閾値を下回る場合は前記バッファに蓄積されたストリーミングデータの再生速度を前記第一の伝送サービスの伝送速度よりも低いビットレートに抑制し、前記蓄積量が第一の閾値を上回る場合は前記抑制を解除する第一の再生速度制御部と、
    前記第二の伝送サービスを利用している状態において、前記蓄積量が前記第一の閾値よりも低いデータ容量を示す第二の閾値を上回る場合は前記バッファに蓄積されたストリーミングデータの再生速度を前記第一の伝送サービス利用時の伝送速度と同等のビットレートを継続し、下回る場合は前記第二の伝送サービスの伝送速度と同等のビットレートとして情報処理装置を動作させるプログラム。
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