(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サービス多重化処理方法において、
第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームである第１のサービスストリームの伝送特徴を取得し、
前記第１のサービスストリームの伝送特徴に基づいて、前記第１のサービスストリームの分散σ2を計算し、
前記第１の特徴を有する新規のサービスストリームが加入するときに、前記分散σ2を、前記第１のサービスストリームに前記新規のサービスストリームが加入された後に形成した多重化伝送のサービスストリームである第２のサービスストリームの分散として、前記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式を取得し、
前記パケットロスレートを表す式に基づいて、前記新規のサービスストリームに対して資源の割当て又はアクセスの制御を行うことを特徴とするサービス多重化処理方法。
【請求項２】
前記第１のサービスストリームの伝送特徴は、前記第１のサービスストリームのパケットロスレートLi、前記第１のサービスストリームのデータレート平均値μ、前記第１のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅Ci、第１のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズBi、及び前記第１のサービスストリームにおけるサブサービスストリームの数iを含むことを特徴とする請求項１に記載のサービス多重化処理方法。
【請求項３】
前記第１のサービスストリームの分散は
【数１】
0005564350.tif 000020
であることを特徴とする請求項２に記載のサービス多重化処理方法。
【請求項４】
前記Biは、前記Ciと、前記第１のサービスストリームに要求される最大待ち行列遅延であるDとの積以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載のサービス多重化処理方法。
【請求項５】
前記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式は、下記であることを特徴とする請求項２に記載のサービス多重化処理方法。
【数２】
0005564350.tif 000021
Ci+1：前記第２のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅
Bi+1：前記第２のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズ
Bi+1：前記Ci+1とDとの積以下である
μ：前記第２のサービスストリームのデータレート平均値。
【請求項６】
前記データレート平均値は、符号化方式により特定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のサービス多重化処理方法。
【請求項７】
サービス多重化処理装置において、
第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームである第１のサービスストリームの伝送特徴を取得する特徴取得モジュールと、
前記第１のサービスストリームの伝送特徴に基づいて、前記第１のサービスストリームの分散σ2を計算する分散計算モジュールと、
前記第１の特徴を有する新規のサービスストリームが加入するときに、前記分散σ2を、前記第１のサービスストリームに前記新規のサービスストリームが加入された後に形成した多重化伝送のサービスストリームである第２のサービスストリームの分散として、前記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式を取得するパケットロスレート取得モジュールと、
前記パケットロスレートを表す式に基づいて、前記新規のサービスストリームに対して資源の割当て又はアクセスの制御を行うサービス処理モジュールとを含むことを特徴とするサービス多重化処理装置。
【請求項８】
前記第１のサービスストリームの伝送特徴は、前記第１のサービスストリームのパケットロスレートLi、前記第１のサービスストリームのデータレート平均値μ、前記第１のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅Ci、第１のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズBi、及び前記第１のサービスストリームにおけるサブサービスストリームの数iを含むことを特徴とする請求項７に記載のサービス多重化処理装置。
【請求項９】
前記第１のサービスストリームの分散は
【数３】
0005564350.tif 000022
であることを特徴とする請求項８に記載のサービス多重化処理装置。
【請求項１０】
前記Biは、前記Ciと、前記第１のサービスストリームに要求される最大待ち行列遅延であるDとの積以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載のサービス多重化処理装置。
【請求項１１】
前記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式は、下記であることを特徴とする請求項８に記載のサービス多重化処理装置。
【数４】
0005564350.tif 000023
Ci+1：前記第２のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅
Bi+1：前記第２のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズ
Bi+1：前記Ci+1とDとの積以下である
μ：前記第２のサービスストリームのデータレート平均値。
【請求項１２】
前記データレート平均値は、符号化方式により特定されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のサービス多重化処理装置。
【請求項１３】
ＬＴＥシステムに用いるサービス多重化処理方法において、
ｅＢＭ‐ＳＣが、ＢＬＥＲが異なるＭＢＭＳサービスストリームを含む多重化ストリームに対して資源を割当て、
前記ｅＢＭ‐ＳＣが、多重化ストリームに割り当てた資源をゲートウェイを介してＭＣＥに通知し、
前記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を知った後、前記ＭＣＥが、前記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を、対応するＭＢＳＦＮサブフレーム個数にマッピングするとともに、ＭＢＳＦＮのサブフレームインデックス、前記ＭＢＭＳサービスストリームの送信順、各前記ＭＢＭＳサービスストリームのＩＤ及び各前記ＭＢＭＳサービスストリームが採用する変調符号化タイプを含む半静的スケジューリング情報をＭＣＥ配下のすべてのｅＮＢに送信し、
ｅＮＢが半静的スケジューリング情報に基づいて前記多重化ストリームの伝送を行なうとともに、前記ＭＢＭＳサービスストリームが位置するサブフレームの情報を含む動的スケジューリング情報をＭＢＭＳユーザに通知し、
前記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに対して資源を割当てることは、
第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームである第１のサービスストリームの伝送特徴を取得するステップと、
前記第１のサービスストリームの伝送特徴に基づいて、前記第１のサービスストリームの分散σ2を計算するステップと、
前記第１の特徴を有する新規のサービスストリームが加入するときに、前記分散σ2を、前記第１のサービスストリームに前記新規のサービスストリームが加入された後に形成した多重化伝送のサービスストリームである第２のサービスストリームの分散として、前記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式を取得するステップと、
前記パケットロスレートを表す式に基づいて、前記新規のサービスストリームに対して資源の割当てを行うステップとを含むことを特徴とするサービス多重化処理方法。
【請求項１４】
ＬＴＥシステムに用いるサービス多重化処理方法において、
ｅＢＭ‐ＳＣが、ＢＬＥＲが異なるＭＢＭＳサービスストリームを含む多重化ストリームに対して資源を割当て、
前記ｅＢＭ‐ＳＣが、多重化ストリームに割り当てた資源をゲートウェイを介してＭＣＥに通知し、
前記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を知った後、前記ＭＣＥが、前記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を、対応するＭＢＳＦＮサブフレーム個数にマッピングするとともに、ＭＢＳＦＮのサブフレームインデックス、前記ＭＢＭＳサービスストリームの送信順、各前記ＭＢＭＳサービスストリームのＩＤ及び各前記ＭＢＭＳサービスストリームが採用する変調符号化タイプを含む半静的スケジューリング情報をＭＣＥ配下のすべてのｅＮＢに送信し、
ｅＮＢが半静的スケジューリング情報に基づいて前記多重化ストリームの伝送を行なうとともに、前記ＭＢＭＳサービスストリームが位置するサブフレームの情報を含む動的スケジューリング情報をＭＢＭＳユーザに通知し、
変調符号化タイプが同一であるＭＢＭＳサービスストリームは、隣接順番で送信し、
前記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに対して資源を割当てることは、
第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームである第１のサービスストリームの伝送特徴を取得するステップと、
前記第１のサービスストリームの伝送特徴に基づいて、前記第１のサービスストリームの分散σ2を計算するステップと、
前記第１の特徴を有する新規のサービスストリームが加入するときに、前記分散σ2を、前記第１のサービスストリームに前記新規のサービスストリームが加入された後に形成した多重化伝送のサービスストリームである第２のサービスストリームの分散として、前記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式を取得するステップと、
前記パケットロスレートを表す式に基づいて、前記新規のサービスストリームに対して資源の割当てを行うステップとを含むことを特徴とするサービス多重化処理方法。
【請求項１５】
ＬＴＥシステムに用いるサービス多重化処理方法において、
ｅＢＭ‐ＳＣが、ＢＬＥＲが異なるＭＢＭＳサービスストリームを含む多重化ストリームに対して資源を割当て、
前記ｅＢＭ‐ＳＣが、多重化ストリームに割り当てた資源をゲートウェイを介してＭＣＥに通知し、
前記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を知った後、前記ＭＣＥが、前記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を、対応するＭＢＳＦＮサブフレーム個数にマッピングするとともに、ＭＢＳＦＮのサブフレームインデックス、前記ＭＢＭＳサービスストリームの送信順、各前記ＭＢＭＳサービスストリームのＩＤ及び各前記ＭＢＭＳサービスストリームが採用する変調符号化タイプを含む半静的スケジューリング情報をＭＣＥ配下のすべてのｅＮＢに送信し、
ｅＮＢが半静的スケジューリング情報に基づいて前記多重化ストリームの伝送を行なうとともに、前記ＭＢＭＳサービスストリームが位置するサブフレームの情報を含む動的スケジューリング情報をＭＢＭＳユーザに通知し、
前記ｅＢＭ‐ＳＣは、多重化ストリームに割り当てた資源を、セッション開始メッセージにより前記ＭＣＥに通知し、
前記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに対して資源を割当てることは、
第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームである第１のサービスストリームの伝送特徴を取得するステップと、
前記第１のサービスストリームの伝送特徴に基づいて、前記第１のサービスストリームの分散σ2を計算するステップと、
前記第１の特徴を有する新規のサービスストリームが加入するときに、前記分散σ2を、前記第１のサービスストリームに前記新規のサービスストリームが加入された後に形成した多重化伝送のサービスストリームである第２のサービスストリームの分散として、前記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式を取得するステップと、
前記パケットロスレートを表す式に基づいて、前記新規のサービスストリームに対して資源の割当てを行うステップとを含むことを特徴とするサービス多重化処理方法。
【請求項１６】
前記第１のサービスストリームの伝送特徴は、前記第１のサービスストリームのパケットロスレートLi、前記第１のサービスストリームのデータレート平均値μ、前記第１のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅Ci、第１のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズBi、及び前記第１のサービスストリームにおけるサブサービスストリームの数iを含むことを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載のサービス多重化処理方法。
【請求項１７】
前記第１のサービスストリームの分散は
【数５】
0005564350.tif 000024
であることを特徴とする請求項１６に記載のサービス多重化処理方法。
【請求項１８】
前記Biは、前記Ciと、前記第１のサービスストリームに要求される最大待ち行列遅延であるDとの積以下であることを特徴とする請求項１７に記載のサービス多重化処理方法。
【請求項１９】
前記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式は、下記であることを特徴とする請求項１８に記載のサービス多重化処理方法。
【数６】
0005564350.tif 000025
Ci+1：前記第２のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅
Bi+1：前記第２のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズ
Bi+1：前記Ci+1とDとの積以下である
μ：前記第２のサービスストリームのデータレート平均値。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信、インターネット技術分野に関し、特に、サービス多重化処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムにおいて、どのようにサービスに対して資源を割り当てるかは、とても重要な課題である。資源の割当てを行なう際に、サービスのＱｏＳ（Quality  of  Service）要求を保証するとともに、システムの対価を最小にしなければならない。有線ネットワークに対しても無線ネットワークに対しても、システム対価は主にリンク帯域幅とバッファ領域の容量を含む。無線ネットワークにとって、リンク帯域幅のほうはより重要となる。
【０００３】
仮に、単一のビデオサービスストリームの平均速度は３２０ｋｂｐｓであり、ＱｏＳ要求は、９０％のパケットに転送遅延がないことである。上記の要求を満足するには、リンク帯域幅（即ちリンクのサービス速度）は３４０ｋｂｐｓ以上でなければならない。
【０００４】
それぞれの平均速度が３２０ｋｂｐｓの、三つの独立したビデオサービスストリームが混合して伝送するときに、サービスがそれぞれ独立するため、一つのサービスはピークの速度に達したときに、他のサービスはデータ速度の谷にあるかもしれない。従って、それぞれの平均速度が３２０ｋｂｐｓの、三つの独立したビデオサービスストリームを混合して伝送するときに、全体的なデータ速度の変化はより緩やかとなり、ＱｏＳ要求が同一である（９０％のパケットに転送遅延がない）場合に、リンクのサービス速度は１０００ｋｂｐｓであれば要求を満足することができる。該サービス速度が３４０×３＝１０２０ｋｂｐｓより小さいので、多重化ゲインをもたらしている。該多重化ゲインの計算は、下記のようになる。
【数１】
0005564350.tif 000002
【０００５】
以上はビデオサービスを例として説明したが、他の種類のサービスが混合して伝送する際にも同様に多重化ゲインが存在することが理解されよう。
【０００６】
記載を便利にするために、本願出願書類では、混合して伝送する二以上のサービスストリームを多重化サービスストリームという。
【０００７】
上記の記載から分かるように、多重化サービスストリームにリンク資源を割り当てるとき、多重化ゲインを考慮しなければならない。該資源割当て問題は、最適化問題であり、該最適化問題の解を求める目標として、パケットロス要求（ＱｏＳ要求）を満足する場合に、すべてのサービスに必要される延べリンク帯域幅を最小にすることである。
【０００８】
もちろん、別の面から考慮すれば、該目標は、パケットロス要求（ＱｏＳ要求）とリンク帯域幅要求を満足する場合に、アクセス可能なサービスストリームの数を最大にすることであるとも考えられる。
【０００９】
しかし、いずれに対しても、どのようにパケットロスレートを取得することはポイントであり、多重化ストリームのパケットロスレートは、サービス特徴、サービス数、リンク帯域幅及びバッファ領域の容量などに関係する。
【００１０】
従来のパケットロスレート取得方法には、ブラウンブリッジに基づく近似法がある。
【００１１】
ブラウンブリッジに基づく近似法では、Ｂ（ｔ）でブラウン運動を示し、その平均値、分散について、下記式が成立する。
【数２】
0005564350.tif 000003
【００１２】
サービスストリームがブラウンブリッジの特徴を満足するのであれば、その確率分布関数は明白に取得することができる。
【００１３】
任意のサービスストリームにとって、その特徴がブラウンブリッジを満足しないと、ブラウンブリッジに基づく近似法により、近似のμとσ2を取得することができ、更にパケットロス確率を取得する。現在の多重化サービスストリームのパケットロス確率Ｌを表す式は、下記である。
【数３】
0005564350.tif 000004
【００１４】
B：現在の多重化サービスストリームに割り当てたバッファのサイズ
C：現在の多重化サービスストリームに割り当てたリンク帯域幅
N：現在の多重化サービスストリームにおけるサービスストリームの数
μ：現在の多重化サービスストリームのデータレート平均値
σ2：現在の多重化サービスストリームのデータレートの分散。
【００１５】
上記Ｌを取得すると、資源の割当てとアクセスの制御を行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、発明者が本発明の実施例を実現する際に、ブラウンブリッジで情報元を近似する上記方法には少なくとも下記の不足が存在していることを発見した。
【００１７】
ブラウンブリッジで情報元を近似する方法は、semi-Markovで情報元モデル構築法より簡単であるものの、なお複雑な情報元特徴を取得する必要がある。情報元特徴には、平均値、ピーク速度のような簡単な特徴だけではなく、例えば状態遷移確率、状態滞留時間などより複雑な情報も含む。実際のシステムでは、精確の情報元特徴を取得することは、ほとんどありえない。従って、ブラウンブリッジで情報元を近似する方法は複雑なサービスストリームに適用することができない。
【００１８】
本発明の目的は、サービス多重化処理方法及び装置を提供し、多重化資源割当て又はアクセス制御の実現難度を低下させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を実現するために、本発明の実施例は、サービス多重化処理方法を提供している。
【００２０】
該方法において、
第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームである第１のサービスストリームの伝送特徴を取得し、
上記第１のサービスストリームの伝送特徴に基づいて、上記第１のサービスストリームの分散σ2を計算し、
上記第１の特徴を有する新規のサービスストリームが加入するときに、上記分散σ2を、上記第１のサービスストリームに上記新規のサービスストリームが加入された後に形成した多重化伝送のサービスストリームである第２のサービスストリームの分散として、上記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式を取得し、
上記パケットロスレートを表す式に基づいて、上記新規のサービスストリームに対して資源の割当て又はアクセスの制御を行う。
【００２１】
上記サービス多重化処理方法において、上記第１のサービスストリームの伝送特徴は、上記第１のサービスストリームのパケットロスレートLi、上記第１のサービスストリームのデータレート平均値μ、上記第１のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅Ci、第１のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズBi、及び上記第１のサービスストリームにおけるサブサービスストリームの数iを含む。
【００２２】
上記サービス多重化処理方法において、上記第１のサービスストリームの分散は
【数４】
0005564350.tif 000005
【００２３】
である。
【００２４】
上記サービス多重化処理方法において、上記Biは、上記Ciと、上記第１のサービスストリームに要求される最大待ち行列遅延であるDとの積以下である。
【００２５】
上記サービス多重化処理方法において、上記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式は、下記である。
【数５】
0005564350.tif 000006
【００２６】
Ci+1：上記第２のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅
Bi+1：上記第２のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズ
Bi+1：上記Ci+1とDとの積以下である
μ：上記第２のサービスストリームのデータレート平均値
σ2：第１のサービスストリームの分散
上記目的を実現するために、本発明の実施例は更にサービス多重化処理装置を提供している。
【００２７】
該サービス多重化処理装置は、
第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームである第１のサービスストリームの伝送特徴を取得する特徴取得モジュールと、
上記第１のサービスストリームの伝送特徴に基づいて、上記第１のサービスストリームの分散σ2を計算する分散計算モジュールと、
上記第１の特徴を有する新規のサービスストリームが加入するときに、上記分散σ2を、上記第１のサービスストリームに上記新規のサービスストリームが加入された後に形成した多重化伝送のサービスストリームである第２のサービスストリームの分散として、上記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式を取得するパケットロスレート取得モジュールと、
上記パケットロスレートを表す式に基づいて、上記新規のサービスストリームに対して資源の割当て又はアクセスの制御を行うサービス処理モジュールとを含む。
【００２８】
上記サービス多重化処理装置において、上記第１のサービスストリームの伝送特徴は、上記第１のサービスストリームのパケットロスレートLi、上記第１のサービスストリームのデータレート平均値μ、上記第１のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅Ci、第１のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズBi、及び上記第１のサービスストリームにおけるサブサービスストリームの数iを含む。
【００２９】
上記サービス多重化処理装置において、上記第１のサービスストリームの分散は
【数６】
0005564350.tif 000007
【００３０】
である。
【００３１】
上記サービス多重化処理装置において、上記Biは、上記Ciと、上記第１のサービスストリームに要求される最大待ち行列遅延であるDとの積以下である。
【００３２】
上記サービス多重化処理装置において、上記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式は、下記である。
【数７】
0005564350.tif 000008
【００３３】
Ci+1：上記第２のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅
Bi+1：上記第２のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズ
Bi+1：上記Ci+1とDとの積以下である
μ：上記第２のサービスストリームのデータレート平均値。
【００３４】
上記目的を実現するために、本発明の実施例は更にＬＴＥシステムに用いるサービス多重化処理方法を提供している。
【００３５】
該サービス多重化処理方法において、
ｅＢＭ‐ＳＣが、ＢＬＥＲが異なるＭＢＭＳサービスストリームを含む多重化ストリームに対して資源を割当て、
上記ｅＢＭ‐ＳＣが、多重化ストリームに割り当てた資源をゲートウェイを介してＭＣＥに通知し、
上記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を知った後、上記ＭＣＥが、上記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を、対応するＭＢＳＦＮサブフレーム個数にマッピングするとともに、ＭＢＳＦＮのサブフレームインデックス、上記ＭＢＭＳサービスストリームの送信順、各上記ＭＢＭＳサービスストリームのＩＤ及び各上記ＭＢＭＳサービスストリームが採用する変調符号化タイプを含む半静的スケジューリング情報をＭＣＥ配下のすべてのｅＮＢに送信し、
ｅＮＢが半静的スケジューリング情報に基づいて上記多重化ストリームの伝送を行なうとともに、上記ＭＢＭＳサービスストリームが位置するサブフレームの情報を含む動的スケジューリング情報をＭＢＭＳユーザに通知する。
【００３６】
上記サービス多重化処理方法において、変調符号化タイプが同一であるＭＢＭＳサービスストリームは、隣接順番で送信する。
【００３７】
上記サービス多重化処理方法において、上記ｅＢＭ‐ＳＣは、多重化ストリームに割り当てた資源を、セッション開始メッセージにより上記ＭＣＥに通知する。
【００３８】
上記サービス多重化処理方法において、上記ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに対して資源を割当てることは、
第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームである第１のサービスストリームの伝送特徴を取得するステップと、
上記第１のサービスストリームの伝送特徴に基づいて、上記第１のサービスストリームの分散σ2を計算するステップと、
上記第１の特徴を有する新規のサービスストリームが加入するときに、上記分散σ2を、上記第１のサービスストリームに上記新規のサービスストリームが加入された後に形成した多重化伝送のサービスストリームである第２のサービスストリームの分散として、上記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式を取得するステップと、
上記パケットロスレートを表す式に基づいて、上記新規のサービスストリームに対して資源の割当てを行うステップとを含む。
【００３９】
上記サービス多重化処理方法において、上記第１のサービスストリームの伝送特徴は、上記第１のサービスストリームのパケットロスレートLi、上記第１のサービスストリームのデータレート平均値μ、上記第１のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅Ci、第１のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズBi、及び上記第１のサービスストリームにおけるサブサービスストリームの数iを含む。
【００４０】
上記サービス多重化処理方法において、上記第１のサービスストリームの分散は
【数８】
0005564350.tif 000009
【００４１】
である。
【００４２】
上記サービス多重化処理方法において、上記Biは、上記Ciと、上記第１のサービスストリームに要求される最大待ち行列遅延であるDとの積以下である。
【００４３】
上記サービス多重化処理方法において、上記第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式は、下記である。
【数９】
0005564350.tif 000010
【００４４】
Ci+1：上記第２のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅
Bi+1：上記第２のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズ
Bi+1：上記Ci+1とDとの積以下である
μ：上記第２のサービスストリームのデータレート平均値。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の実施例は、下記の有益な効果を有する。
【００４６】
本発明の実施例の方法と装置において、まず第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームの伝送特徴に基づいて、第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームの分散σ2を取得し、同一特徴を有する新規のサービスストリームが加入する際に、伝送レート分散の緩やかに変化する特性を考慮し、計算しておいた分散を直接に新規のサービスストリーム加入後のサービスストリームの分散をし、該分散を利用して新規のサービスストリーム加入後のサービスストリームのパケットロスレートを計算し、更に資源の割当て又はアクセスの制御を行う。従って、従来技術において複雑な情報元特徴を取得できないことが原因でパケットロスレートを表す式を取得できないという技術問題を回避しており、多重化資源割当て又はアクセス制御の実現難度を低下させている。
【００４７】
また、具体的なシミュレーションによっても、本発明の実施例の方法と装置は、多重化ストリームの数が比較的に大きい場合であってもＱｏＳを保証するとともに多重化ゲインを取得できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の実施例の方法の流れを示す図面である。
【図２】図２は、本発明の実施例の方法の詳細な流れを示す図面である。
【図３】図３は、本発明の実施例の方法によるシミュレーション結果を示す図面である。
【図４】図４は、本発明の実施例の方法によるシミュレーション結果を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
上記のブラウンブリッジ法を利用してパケットロスレートを取得する計算式において、サービスストリームのデータレート平均値μとデータレート分散σ2の２つの変数を取得すれば、該パケットロスレートを利用して資源の割当てとアクセスの制御を行うことができる。
【００５０】
ビデオストリームの場合、符号化方式を定義しておけば、該ストリームのデータレート平均値を取得できるが、サービスストリームのデータレート分散は、簡単に取得することができない。統計分散を避けるため、本発明の実施例は、現在のパケットロスレートを記録することにより分散を推定する方法を提案する。
【００５１】
図１に示すように、本発明の実施例の方法は、下記のステップを含む。
【００５２】
ステップ１１において、第１のサービスストリームの伝送特徴を取得する。上記第１のサービスストリームの伝送特徴は、第１のサービスストリームの第１のパケットロスレートLi、現在多重化伝送中のサービスストリームのデータレート平均値μ、第１のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅Ci、第１のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズBiを含む。上記第１のサービスストリームは、第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームである。iは、第１の特徴を有する現在多重化伝送中のサービスストリームにおけるサブサービスストリームの数である。
【００５３】
上記Biは、実際システムのバッファのサイズと関係するだけではなく、サービスの遅延要求にも関係する。該サービスは、待ち行列遅延がDmaxより小さいことを要求する場合、タイムアウトしたすべてのパケットは廃棄される。この場合、
【数１０】
0005564350.tif 000011
【００５４】
ステップ１２において、上記第１のサービスストリームの伝送特徴に基づいて、上記第１のサービスストリームの分散σ2を下記のように計算する。
【数１１】
0005564350.tif 000012
【００５５】
ステップ１３において、上記第１の特徴を有する新規のサービスストリームが加入するときに、分散の変化が緩やかである特性を考慮し、下記のように、直接に上記分散σ2を利用して、第２のサービスストリームの第２のパケットロスレートLi+1を取得する。
【数１２】
0005564350.tif 000013
【００５６】
第２のサービスストリームは、上記新規のサービスストリームが加入された後に形成した多重化伝送のサービスストリームである。Ci+1は、上記第２のサービスストリームに割り当てたリンク帯域幅であり、Bi+1は、第２のサービスストリームに割り当てたバッファのサイズであり、
【数１３】
0005564350.tif 000014
【００５７】
が成立する。もちろん、実際の処理時に、
【数１４】
0005564350.tif 000015
【００５８】
に設置すればよい。
【００５９】
新規のサービスストリームが第１のサービスストリームにおけるサービスストリームとは同一の特徴を有するため、平均値は同一である。
【００６０】
ステップ１４において、Li+1に基づいて、資源の割当て又はアクセスの制御を行う。
【００６１】
以下、資源の割当てとアクセスの制御のそれぞれについて説明する。
【００６２】
資源の割当てを行うとき、下記条件を成立させる最小のCi+1を計算することである。
【数１５】
0005564350.tif 000016
【００６３】
上記数学問題の解を求めることについて、既に完全なアルゴリズムがあるため、ここでは詳細に説明しない。
【００６４】
アクセスの制御について、パケットロスレート要求を満足し且つ現在の帯域幅とバッファ領域の制限の元、新規加入サービスを受け入れ可能か否かを判断することである。すなわち、上記式のCi+1を、システムが提供可能な延べリンク帯域幅C、Bi+1をシステムが提供可能な延べバッファ領域サイズBに設置した後に、下記条件が成り立つか否かを判断する。
【数１６】
0005564350.tif 000017
【００６５】
実際システムでは、転送設備のバッファ領域のサイズはすでにシステムのパフォーマンスに影響を及ぼすネックではない。Ｂは主に最大待ち行列遅延の制限を受ける。従って、上記条件は、下記式が成立するか否かを判断することに変わる。
【数１７】
0005564350.tif 000018
【００６６】
成立すれば、新規サービスストリームを受け入れ可能であることを示し、成立しないと、新規サービスストリームを受け入れ可能でないことを示す。
【００６７】
以上に記載した方法は、平均値が既知で分散が未知である場合に適用する。
【００６８】
平均値と分散はともに未知である場合、前二つのパケットロスレートであるLi-1とLiを記録すればよい。それから、下記方程式群からデータレート平均値μとデータレート分散σ2を求める。
【００６９】
以下、上記方法で資源の割当てを行う場合更に詳しい流れを説明する。
【００７０】
図２に示すように、以下のステップを含む。
【００７１】
ステップ２１において、新規に伝送しようとするサービスストリームの加入があるか否かを判断する。ＹＥＳである場合はステップ２２に入り、ＮＯの場合は引き続き待つ。
【００７２】
ステップ２２において、現在、伝送中のサービスストリームがあるか否かを判断する。ＹＥＳである場合はステップ２５に入り、ＮＯの場合はステップ２３に入る。
【００７３】
ステップ２３において、従来の方法に従い、単一のサービスストリームに対して資源を割り当て、ステップ２４に入る。
【００７４】
ステップ２４において、単一サービスストリーム伝送時のパケットロスレートを保存してステップ２１に戻る。
【００７５】
ステップ２５において、前回に記録したパケットロスレートを取得し、該パケットロスレートに基づいて分散σ2を計算する。
【００７６】
ステップ２６において、該分散σ2を、上記新規に伝送しようとするサービスストリームが現在のサービスストリームに加入された後に得たサービスストリーム（第２のサービスストリームという）の分散とし、第２のサービスストリームのパケットロスレートを表す式を取得する。
【００７７】
ステップ２７において、該パケットロスレートを表す式に基づいて、上記第２のサービスストリームに対して資源を割り当てる。
【００７８】
ステップ２８において、第２のサービスストリーム伝送中のパケットロスレートを記録し、ステップ２１に戻る。
【００７９】
上記の具体的な流れも、平均値が既知である場合について説明している。平均値が未知という場合について、第１個と第２個のサービスストリームの加入時に、ともに従来の方法に従い、単一のサービスストリームに資源を割当て、パケットロスレートをそれぞれ記録するが、第３個のサービスストリームの加入時に、前に記録した２つのパケットロスレートに基づいて分散と平均値を計算することができ（未知数が二つ、方程式が二つあるので、解を求めることができる）、それからパケットロスレートを取得し、更に資源の割当て又はアクセスの制御を行う。該分散を取得した後、その後に加入するサービスストリームの資源割当てとアクセス制御は循環の流れとなり、ここでは逐一に説明しない。
【００８０】
本発明の実施例の方法は、資源の割当て又はアクセスの制御を行う実体において実行される。例えば、ＭＢＭＳシステム（Multimedia Broadcast Multicast System）において、該実体はＭＣＥ（Multi-cell/multicast Coordination Entity）の可能性もあれば、ＢＭＳＣ（Broadcast-Multicast Service Center）の可能性もある。ＷＬＡＮにおいて、該実体はＡＰの可能性がある。インターネットにおいて、該実体はルータの可能性がある。
【００８１】
注意すべきこととして、現在のパケットロスレートを取得するには以下のように複数の手段がある。
【００８２】
実体自身が記録をする。該実体が加入したサービスストリームのデータも割り当てる資源も知るため、パケットロスの情況を記録することができる。
【００８３】
他の実体が記録して、それから該実体に伝送する。これは、資源割当て実体と真のパケット送信実体とは分離する場合に適用する。例えば、ＭＢＭＳシステムにおいて、資源割当て実体はＭＣＥであるに対して、真のパケット送信実体はｅ-ＮｏｄｅＢである。この場合、ｅ-ＮｏｄｅＢでパケットロス情況を記録し、それからＭＣＥにフィードバックする必要がある。
【００８４】
本発明の実施例の効果を現わすために、シミュレーションを行った。シミュレーションパラメータは下表に示すとおりである。
【表１】
0005564350.tif 000019
【００８５】
上記シミュレーション条件の元、以下、異なった資源割当て方法によるパケットロスレートを比較する。ここで、ビデオストリームのＱｏＳ要求は最大待ち行列遅延が３２０ｍｓ、パケットロスレートは10-3より小さいとする。パケットロスは主に待ち行列遅延が過度に長いことから起因する。
【００８６】
図３に示すように、横座標は多重化ストリームの数であり、縦座標はパケットロスレートである。ＯＮ-ＯＦＦモデルでビデオストリームモデル構築法のほか、他の方法は基本的にパケットロスレートの要求を満足することができる。しかし、多重化ストリームの数が比較的に大きいとき、Markovモデル構築とブラウンブリッジ近似は、ともに所定のパケットロスレートを超えている。一方、本発明の実施例の方法を利用すれば（図３の黒丸のグラフに対応）、パケットロスレートの要求をまだ満足することができる。
【００８７】
上記シミュレーション条件の元、以下、異なった資源割当て方法による多重化ゲインを比較する。図４に示すように、横座標は多重化ストリームの数であり、縦座標は多重化ゲインである。多重化ゲインは、下記のように定義される。
【００８８】
(GBR ×N−ABBR)/ GBR ×N
Ｎは多重化ストリームの数を示し、ＧＢＲはＱｏＳ要求を満足する元で単一のサービスストリームに割り当てる資源を示す。ＡＢＢＲ（Aggregated Bundle Bit Rate）は、同一ＱｏＳ要求を満足する元で多重化ストリームに割り当てる資源束である。
【００８９】
図４に示すように、多重化ストリームの数が比較的に大きいときに、本発明の実施例の方法を利用すれば（図４の一番上のグラフに対応）、非常に明らかな多重化ゲインを得られる。
【００９０】
本発明の実施例は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムに応用する統計多重化方法を提供する。
【００９１】
ｅＢＭ‐ＳＣが、ＢＬＥＲが異なるＭＢＭＳサービスストリームを含む多重化ストリームに対して資源を割当てる。
【００９２】
ｅＢＭ‐ＳＣが、多重化ストリームに割り当てた資源をゲートウェイを介してＭＣＥに通知する。
【００９３】
ＭＣＥは、ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を知った後、ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を、対応するＭＢＳＦＮ（Multicast/Broadcast Single Frequency Network）サブフレーム個数にマッピングするとともに、ＭＢＳＦＮのサブフレームインデックス、ＭＢＭＳサービスストリームの送信順、各ＭＢＭＳサービスストリームのＩＤ及び採用する変調符号化タイプを含む半静的スケジューリング情報をＭＣＥ配下のすべてのｅＮＢに送信する。
【００９４】
上記の半静的スケジューリング情報は、すべてのＭＢＭＳサービスストリームに必要されるＭＢＳＦＮサブフレーム個数及びこれらのサービスストリームの送信順並びに変調符号化タイプを含む。変調符号化タイプは、ＭＢＭＳサービスストリームブロックエラーレートＢＬＥＲ要求により定められる。サービスストリームの送信順は、変調符号化タイプを考慮しなければならず、変調符号化タイプが同一であるＭＢＭＳサービスストリームは、隣接順番で送信するべきである。
【００９５】
ｅＮＢが半静的スケジューリング情報を受信すると、ＭＢＭＳサービスストリームをＭＢＭＳユーザに送信し、動的スケジューリング情報をＭＢＭＳユーザに通知する。該動的スケジューリング情報は、ＭＢＭＳサービスが位置するサブフレームの情報を含み、ユーザが対応するサブフレームからＭＢＭＳサービスデータを受信可能にする。
【００９６】
半静的スケジューリング情報が特定し、ｅＮＢがどのようにＭＢＭＳサービスストリームをＭＢＭＳユーザに送信し、動的スケジューリング情報をＭＢＭＳユーザに通知することについて、関連する基準では既に詳細に定められているので、ここでは詳細に説明しない。
【００９７】
上記にも触れたように、ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源をゲートウェイを介してＭＣＥに通知する必要がある。本発明の実施例では、ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源は、ＡＢＢＲ（Aggregated Bundle Bit Rate）で示し、多重化ストリームに割り当てた資源をセッション開始メッセージによりＭＣＥに通知する過程は、下記のとおりである。
【００９８】
仮に、サービスストリーム１の伝送開始時に、ｅＢＭ‐ＳＣが下記のようなセッション開始メッセージを送信する。
【００９９】
Session Start (TMGI=1, ABBR=300kbps)
TMGI（Temporary Mobile Group Identity）は、ＭＢＭＳサービスストリームを特定するＩＤである。
【０１００】
その後、サービスストリーム２の伝送が開始し、ｅＢＭ‐ＳＣが下記のようなセッション開始メッセージを送信する。
【０１０１】
Session Start (TMGI=1, TMGI=2, ABBR=400kbps)
……
その後、サービスストリームｎの伝送が開始し、ｅＢＭ‐ＳＣが下記のようなセッション開始メッセージを送信する。
【０１０２】
Session Start (TMGI=1, TMGI=2, …, TMGI=n,ABBR=4000kbps)
該セッション開始メッセージを通して、ＭＣＥは、ｅＢＭ‐ＳＣが多重化ストリームに割り当てた資源を取得し、その後に続く流れを実行することができる。
【０１０３】
従来技術では、一つの多重化ストリームに含まれるＭＢＭＳサービスストリームのすべてに同一のＢＬＥＲ（R3-091300 ABBR based statistical multiplexing solution for eMBMSとR3-091301 Service multiplexing and signaling for eMBMSを参照する）を有することが必要であるが、従来技術の技術案には下記の不足がある。
【０１０４】
一つの多重化ストリームに含まれるＭＢＭＳサービスストリームのすべてに同一のＢＬＥＲを有するため、ＢＬＥＲが異なるサービスストリームは多重化伝送することができない。多重化により多重化ゲインをもたらすことができるが、伝送しようとするサービスストリームの数が一定である場合、各多重化ストリームにおけるサービスストリームの数がいずれも伝送しようとするサービスストリームの数より小さいため、従来技術の方法により多重化ゲインを最大化することができない。
【０１０５】
一方、本発明の実施例の方法を利用すれば、ＢＬＥＲが異なるサービスストリームは多重化して伝送でき、多重化ストリームにおけるサービスストリームの数は伝送しようとするサービスストリームの数と等しくなることができる。多重化ストリームにおけるサービスストリームの数が多ければ多いほど、もたらす多重化ゲインが大きくなる。従って、従来技術と比較して、本発明の実施例の方法により多重化ゲインを最大化することができる。
【０１０６】
以上は、本発明の好ましい実施方式に過ぎない。なお、当該分野の一般技術者にとって、本発明の原理を背離しない前提で、若干の改進や修飾が考えられる。ただし、これらの改進や修飾も本発明の保護範囲にあることが理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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