(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信の方法であって、
ワイヤレスネットワークを介してリモートデバイスとのビデオ電話(VT)通信を実行するために、ユーザ機器のモデムを利用するステップと、
前記リモートデバイスから受信されたフィードバック情報とは無関係の、前記モデムから取得されたモデム情報に基づいて、前記ワイヤレスネットワーク内の輻輳を示すネットワークメトリックおよび前記VT通信のパケットロスを決定するステップと、
前記ネットワークメトリックに基づいた数量に比例する量だけ、前記VT通信のデータレートを動的に調整するステップと、
前記VT通信の前記パケットロスに応答して、前記VT通信において非圧縮ビデオフレームを送信するステップと
を含む方法。
【請求項２】
時間的に前記非圧縮ビデオフレームの後に送信されたビデオフレームが前記非圧縮ビデオフレームの前に送信されたビデオフレームを参照するのを控えるように、前記ユーザ機器のコーデックを構成するステップ
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記ネットワークメトリックが、アップリンク利用可能帯域幅、ダウンリンク利用可能帯域幅、パケットロス情報、およびアップリンクキュー長からなる群から選択された少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記ネットワークメトリックを決定するステップが、前記モデム情報に基づいて、前記ワイヤレスネットワーク内の利用可能帯域幅を推定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記数量が、前記VT通信の現在のデータレートと前記ワイヤレスネットワーク内の前記推定された利用可能帯域幅との間のレート差を含む、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記推定された利用可能帯域幅が、推定されたアップリンク利用可能帯域幅または推定されたダウンリンク利用可能帯域幅の少なくとも1つを含む、請求項4に記載の方法。
【請求項７】
前記ネットワークメトリックを決定するステップが、前記モデム情報に基づいて、アップリンクキュー長を決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
ワイヤレス通信のための装置であって、
ワイヤレスネットワークを介してリモートデバイスとのビデオ電話(VT)通信を実行するために、前記装置のモデムを利用するための手段と、
前記リモートデバイスから受信されたフィードバック情報とは無関係の、前記モデムから取得されたモデム情報に基づいて、前記ワイヤレスネットワーク内の輻輳を示すネットワークメトリックおよび前記VT通信のパケットロスを決定するための手段と、
前記ネットワークメトリックに基づいた数量に比例する量だけ、前記VT通信のデータレートを動的に調整するための手段と、
前記VT通信の前記パケットロスに応答して、前記VT通信において非圧縮ビデオフレームを送信するための手段と
を備える装置。
【請求項９】
時間的に前記非圧縮ビデオフレームの後に送信されたビデオフレームが前記非圧縮ビデオフレームの前に送信されたビデオフレームを参照するのを控えるように、前記装置のコーデックを構成するための手段
をさらに備える、請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
前記ネットワークメトリックが、アップリンク利用可能帯域幅、ダウンリンク利用可能帯域幅、パケットロス情報、およびアップリンクキュー長からなる群から選択された少なくとも1つを含む、請求項8に記載の装置。
【請求項１１】
前記ネットワークメトリックを前記決定するための手段が、前記モデム情報に基づいて、前記ワイヤレスネットワーク内の利用可能帯域幅を推定するための手段を備える、請求項8に記載の装置。
【請求項１２】
前記数量が、前記VT通信の現在のデータレートと前記ワイヤレスネットワーク内の前記推定された利用可能帯域幅との間のレート差を含む、請求項11に記載の装置。
【請求項１３】
前記推定された利用可能帯域幅が、推定されたアップリンク利用可能帯域幅または推定されたダウンリンク利用可能帯域幅の少なくとも1つを含む、請求項11に記載の装置。
【請求項１４】
前記ネットワークメトリックを前記決定するための手段が、前記モデム情報に基づいて、アップリンクキュー長を決定するための手段を備える、請求項8に記載の装置。
【請求項１５】
ユーザ機器(UE)に、
ワイヤレスネットワークを介してリモートデバイスとのビデオ電話(VT)通信を実行するために、前記UEのモデムを利用させ、
前記リモートデバイスから受信されたフィードバック情報とは無関係の、前記モデムから取得されたモデム情報に基づいて、前記ワイヤレスネットワーク内の輻輳を示すネットワークメトリックおよび前記VT通信のパケットロスを決定させ、
前記ネットワークメトリックに基づいた数量に比例する量だけ、前記VT通信のデータレートを動的に調整させ、
前記VT通信の前記パケットロスに応答して、前記VT通信において非圧縮ビデオフレームを送信させる
ためのコードを含む、コンピュータプログラム。
【請求項１６】
前記UEに、
時間的に前記非圧縮ビデオフレームの後に送信されたビデオフレームが前記非圧縮ビデオフレームの前に送信されたビデオフレームを参照するのを控えるように、前記UEのコーデックを構成させる
ためのコードをさらに含む、請求項15に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１７】
前記ネットワークメトリックが、アップリンク利用可能帯域幅、ダウンリンク利用可能帯域幅、パケットロス情報、およびアップリンクキュー長からなる群から選択された少なくとも1つを含む、請求項15に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
前記ネットワークメトリックを前記決定するためのコードが、前記UEに、前記モデム情報に基づいて、前記ワイヤレスネットワーク内の利用可能帯域幅を推定させるためのコードを含む、請求項15に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１９】
前記数量が、前記VT通信の現在のデータレートと前記ワイヤレスネットワーク内の前記推定された利用可能帯域幅との間のレート差を含む、請求項18に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２０】
前記推定された利用可能帯域幅が、推定されたアップリンク利用可能帯域幅または推定されたダウンリンク利用可能帯域幅の少なくとも1つを含む、請求項18に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２１】
前記ネットワークメトリックを前記決定するためのコードが、前記UEに、前記モデム情報に基づいて、アップリンクキュー長を決定させるためのコードを含む、請求項15に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２２】
ワイヤレス通信のための装置であって、
少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたモデムを含む通信インターフェースと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリと
を備え、
前記少なくとも1つのプロセッサが、
ワイヤレスネットワークを介してリモートデバイスとのビデオ電話(VT)通信を実行するために、前記モデムを利用するように構成された第1の回路と、
前記リモートデバイスから受信されたフィードバック情報とは無関係の、前記モデムから取得されたモデム情報に基づいて、前記ワイヤレスネットワーク内の輻輳を示すネットワークメトリックおよび前記VT通信のパケットロスを決定するように構成された第2の回路と、
前記ネットワークメトリックに基づいた数量に比例する量だけ、前記VT通信のデータレートを動的に調整するように構成された第3の回路と、
前記VT通信の前記パケットロスに応答して、前記VT通信において非圧縮ビデオフレームを送信するように構成された第4の回路と
を備える、装置。
【請求項２３】
時間的に前記非圧縮ビデオフレームの後に送信されたビデオフレームが前記非圧縮ビデオフレームの前に送信されたビデオフレームを参照するのを控えるように、前記装置のコーデックを構成する
ように構成された第5の回路をさらに備える、請求項22に記載の装置。
【請求項２４】
前記ネットワークメトリックが、アップリンク利用可能帯域幅、ダウンリンク利用可能帯域幅、パケットロス情報、およびアップリンクキュー長からなる群から選択された少なくとも1つを含む、請求項22に記載の装置。
【請求項２５】
前記第2の回路が、前記モデム情報に基づいて、前記ワイヤレスネットワーク内の利用可能帯域幅を推定するようにさらに構成される、請求項22に記載の装置。
【請求項２６】
前記数量が、前記VT通信の現在のデータレートと前記ワイヤレスネットワーク内の前記推定された利用可能帯域幅との間のレート差を含む、請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
前記推定された利用可能帯域幅が、推定されたアップリンク利用可能帯域幅または推定されたダウンリンク利用可能帯域幅の少なくとも1つを含む、請求項25に記載の装置。
【請求項２８】
前記第2の回路が、前記モデム情報に基づいて、アップリンクキュー長を決定するようにさらに構成される、請求項22に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、2013年6月6日に米国特許庁に出願された仮特許出願第61/833,535号および2013年12月3日に米国特許庁に出願された非仮特許出願第14/095,041号の優先権および利益を主張する。
【０００２】
本開示の態様は、一般に、ワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、ワイヤレス通信システムにおけるビデオ電話に関する。
【背景技術】
【０００３】
電話、ビデオ、データ、メッセージング、ブロードキャスト、ビデオ電話などの様々な通信サービスを提供するために、ワイヤレス通信ネットワークが広範囲に展開されている。そのようなネットワークは、通常、多元接続ネットワークであり、利用可能なネットワークリソースを共有することによって、複数のユーザ向けの通信をサポートする。そのようなネットワークの一例は、UMTS地上波無線アクセスネットワーク(UTRAN)である。UTRANは、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によってサポートされる第3世代(3G)モバイルフォン技術である、ユニバーサルモバイル通信システム(UMTS)の一部として定義される無線アクセスネットワーク(RAN)である。UMTSは、モバイル通信用グローバルシステム(GSM(登録商標))技術の後継であり、広帯域符号分割多元接続(W-CDMA)、時分割符号分割多元接続(TD-CDMA)、および時分割同期符号分割多元接続(TD-SCDMA)などの様々なエアインターフェース規格を現在サポートしている。UMTSは、関連するUMTSネットワークのデータ転送の速度および容量を向上させる、高速パケットアクセス(HSPA)などの拡張型3Gデータ通信プロトコルもサポートする。
【０００４】
モバイルブロードバンドアクセスに対する要望が増し続けるにつれて、研究開発は、モバイルブロードバンドアクセスに対する高まる要望を満たすためだけでなく、改善されたビデオ電話などのモバイル通信によるユーザ経験を進化および向上させるためにも、ワイヤレス通信技術(たとえば、UMTS技術)を進化させ続けている。
【０００５】
厳しい遅延制約により、ビデオ電話(VT)アプリケーションは通常、VTアプリケーションのデータレートが利用可能帯域幅を超えないことを保証するために、ネットワーク内の利用可能な帯域幅を追跡する。VTアプリケーションはまた、呼の一端から他端までの(たとえば、あるモバイル端末から別のモバイル端末までの)遅延を監視し得る。VTアプリケーションのデータレートを追跡し、制御することによって、フレームのフリーズ、ドロップ、およびブラーなどの障害の発生が低減され得る。関連技術では、インターネットプロトコル(IP)を介して動作するVTアプリケーションは、通常、トランスポートレイヤ(たとえば、TCP/UDP)またはより上位のレイヤにおける帯域幅、ラウンドトリップタイム(RTT)、ジッタなどの様々なネットワークメトリックを監視する。デバイスにおいて動作するVTアプリケーションは、監視されているネットワークメトリックをVTアプリケーションに通知するために、ビデオ呼の他端に依拠する。このエンドツーエンドフィードバック機構の構成は、データパケット経路で輻輳が検出されたとき、特に輻輳が送信側のアップリンク上にあるとき、望ましくない反応遅延をもたらす。
【０００６】
さらに、エンドツーエンドフィードバック機構は一般に、さらにどれだけの帯域幅がビデオ電話呼に利用可能であるかを示さない。輻輳が発生したとき、送信側と受信側との間のデータ経路は、キューイング遅延および/またはパケットロスなどの望ましくない影響を引き起こすことなしに、データを送信するための十分なアップリンクおよび/またはダウンリンク帯域幅を提供しない。輻輳がないことは帯域幅が利用可能であることを示すだけであるが、さらにどれだけの帯域幅が利用可能であるかについての有用な情報は提供されない。ワイヤレス通信では、利用可能ワイヤレス帯域幅は時間とともに変化することが多いので、ワイヤレスチャネルの利用可能帯域幅を追跡することはさらにいっそう困難である。したがって、利用可能帯域幅情報がないことにより、ビデオ通信のためのエンドツーエンドフィードバックベースのレート適応アルゴリズムは、利用可能帯域幅を積極的に利用することができない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下で、本開示の1つまたは複数の態様の基本的理解を与えるために、そのような態様の簡略化された概要を提示する。この概要は、本開示のすべての企図された特徴の包括的な概観ではなく、本開示のすべての態様の主要または重要な要素を特定するものでも、本開示のいずれかまたはすべての態様の範囲を定めるものでもない。その唯一の目的は、後で提示するより詳細な説明の導入として、本開示の1つまたは複数の態様のいくつかの概念を簡略化された形で提示することである。
【０００８】
一態様では、本開示は、ワイヤレス通信の方法を提供する。方法は、ワイヤレスネットワークを介してリモートデバイスとのビデオ電話(VT)通信を実行するために、ユーザ機器のモデムを利用するステップと、リモートデバイスから受信されたフィードバック情報とは無関係の、モデムから取得されたモデム情報に基づいて、ワイヤレスネットワーク内の輻輳を示すネットワークメトリックを決定するステップと、ネットワークメトリックに基づいた数量に比例する量だけ、VT通信のデータレートを動的に調整するステップとを含む。
【０００９】
ネットワークメトリックを決定するステップは、モデム情報に基づいて、VT通信のパケットロスを決定するステップを含み得、方法は、VT通信の決定されたパケットロスに応答して、VT通信において非圧縮ビデオフレームを送信するステップと、時間的に非圧縮ビデオフレームの後に送信されたビデオフレームが非圧縮ビデオフレームの前に送信されたビデオフレームを参照するのを控えるように、ユーザ機器のコーデックを構成するステップとをさらに含み得る。
【００１０】
本開示の別の態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。装置は、ワイヤレスネットワークを介してリモートデバイスとのビデオ電話(VT)通信を実行するために、装置のモデムを利用するための手段と、リモートデバイスから受信されたフィードバック情報とは無関係の、モデムから取得されたモデム情報に基づいて、ワイヤレスネットワーク内の輻輳を示すネットワークメトリックを決定するための手段と、ネットワークメトリックに基づいた数量に比例する量だけ、VT通信のデータレートを動的に調整するための手段とを含む。
【００１１】
本開示の別の態様は、ユーザ機器に様々な機能を実行させるためのコードを含むコンピュータ可読記憶媒体を含む、コンピュータプログラム製品を提供する。機能は、ワイヤレスネットワークを介してリモートデバイスとのビデオ電話(VT)通信を実行するために、ユーザ機器のモデムを利用することと、リモートデバイスから受信されたフィードバック情報とは無関係の、モデムから取得されたモデム情報に基づいて、ワイヤレスネットワーク内の輻輳を示すネットワークメトリックを決定することと、ネットワークメトリックに基づいた数量に比例する量だけ、VT通信のデータレートを動的に調整することとを含む。
【００１２】
本開示の別の態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。装置は、少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのプロセッサに結合されたモデムを含む通信インターフェースと、少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリとを含む。少なくとも1つのプロセッサは、いくつかの回路を含む。第1の回路は、ワイヤレスネットワークを介してリモートデバイスとのビデオ電話(VT)通信を実行するために、モデムを利用するように構成される。第2の回路は、リモートデバイスから受信されたフィードバック情報とは無関係の、モデムから取得されたモデム情報に基づいて、ワイヤレスネットワーク内の輻輳を示すネットワークメトリックを決定するように構成される。第3の回路は、ネットワークメトリックに基づいた数量に比例する量だけ、VT通信のデータレートを動的に調整するように構成される。
【００１３】
本発明のこれらの態様および他の態様は、以下の詳細な説明を検討すれば、より完全に理解されるであろう。本発明の他の態様、特徴、および実施形態は、添付の図面とともに本発明の特定の例示的な実施形態の以下の説明を検討すれば、当業者には明らかとなるであろう。本発明の特徴は、以下のいくつかの実施形態および図面に対して論じられ得るが、本発明のすべての実施形態は、本明細書で論じられる有利な特徴のうちの1つまたは複数を含み得る。言い換えれば、1つまたは複数の実施形態は、いくつかの有利な特徴を有するものとして論じられ得るが、そのような特徴のうちの1つまたは複数はまた、本明細書で論じられる本発明の様々な実施形態に従って使用され得る。同様に、例示的な実施形態はデバイスの実施形態、システムの実施形態、または方法の実施形態として以下で論じられ得るが、そのような例示的な実施形態は様々なデバイス、システム、および方法において実施され得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の一態様による、処理システムを採用する装置のためのハードウェア実装形態の一例を示すブロック図である。
【図２】本開示の態様による、電気通信システムの一例を概念的に示すブロック図である。
【図３】無線アクセスネットワークの一例を示す概念図である。
【図４】ユーザプレーンおよび制御プレーンの無線プロトコルアーキテクチャの一例を示す概念図である。
【図５】電気通信システムにおいてユーザ機器(UE)と通信しているノードBの一例を概念的に示すブロック図である。
【図６】本開示の態様による、両方のUEがモデム情報ベースのレート適応を利用するビデオ電話(VT)通信における2つのUEを概念的に示すブロック図である。
【図７】本開示の態様による、1つのUEがモデム情報ベースのレート適応を利用するVT通信における2つのUEを概念的に示すブロック図である。
【図８】本開示の態様による、VT通信におけるモデム情報ベースのレート適応プロセスを示すフローチャートである。
【図９】本開示の一態様による、パケットロス検出に応答して非圧縮ビデオフレームを送信するためのモデム情報ベースのレート適応プロセスを示す概念図である。
【図１０】本開示の態様による、モデム情報ベースのレート適応を実行するように構成されたプロセッサおよび記憶媒体を概念的に示すブロック図である。
【図１１】本開示の一態様による、モデム情報に基づいてVT通信レート適応を実行する方法を示すフローチャートである。
【図１２】本開示の一態様による、図11の方法のさらなる詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面に関して以下に記載する詳細な説明は、様々な構成の説明として意図されており、本明細書で説明する概念が実施され得る唯一の構成を表すことを意図していない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解をもたらす目的で、具体的な詳細を含んでいる。しかしながら、これらの概念がこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが、当業者には明らかであろう。場合によっては、そのような概念を曖昧にすることを回避するために、周知の構造および構成要素がブロック図の形態で示されている。
【００１６】
本開示の態様は、ビデオ電話(VT)アプリケーション、特に、ワイヤレス通信ネットワーク、たとえば、UMTSネットワーク内のVTアプリケーションにおける輻輳の検出および利用可能帯域幅の追跡を改善することができる装置および方法を提供する。本開示の様々な態様では、ユーザ機器(UE)は、UEと別のネットワークエンティティ(たとえば、別のUE)との間のエンドツーエンドフィードバックに依拠することなしにネットワーク(たとえば、UEとノードBとの間のチャネル)内の輻輳および利用可能帯域幅を迅速に検出するために、モデム情報を利用することができる。
【００１７】
図1は、処理システム114を採用する装置100のハードウェア実装形態の一例を示す概念図である。本開示の様々な態様によれば、要素または要素の任意の部分または要素の任意の組合せは、1つまたは複数のプロセッサ104を含む処理システム114を用いて実装され得る。たとえば、装置100は、図2、図3、図5〜図7、および/または図10のうちのいずれか1つまたは複数に示すようなユーザ機器(UE)であってもよい。別の例では、装置100は、図2、図3および/または図5のうちのいずれか1つまたは複数に示すようなノードBまたは無線ネットワークコントローラ(RNC)であってもよい。プロセッサ104の例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、状態機械、ゲート論理、ディスクリートハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明する様々な機能を実行するように構成された他の適切なハードウェアを含む。すなわち、装置100内で利用されるようなプロセッサ104は、以下で説明し、図8に示すプロセスのうちのいずれか1つまたは複数を実施するために使用され得る。
【００１８】
この例では、処理システム114は、バス102によって概略的に表されるバスアーキテクチャを用いて実装され得る。バス102は、処理システム114の特定の適用例および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続するバスおよびブリッジを含み得る。バス102は、(プロセッサ104によって概略的に表される)1つまたは複数のプロセッサ、メモリ105、および(コンピュータ可読媒体106によって概略的に表される)コンピュータ可読媒体を含む、様々な回路を互いにリンクさせる。バス102は、タイミングソース、周辺機器、電圧調整器、および電力管理回路などの様々な他の回路をリンクさせることもできるが、これらの回路は当技術分野でよく知られており、したがって、これ以上は説明しない。バスインターフェース108は、バス102とトランシーバ110との間にインターフェースを提供する。トランシーバ110は、送信媒体上の様々な他の装置と通信するための手段を提供する。装置の性質に応じて、ユーザインターフェース112(たとえば、キーパッド、ディスプレイ、スピーカ、マイクロフォン、ジョイスティック)も設けられ得る。プロセッサ104およびコンピュータ可読媒体106について、例示的な実施形態において以下でより詳細に説明する。
【００１９】
プロセッサ104は、バス102の管理、およびコンピュータ可読媒体106上に記憶されたソフトウェアの実行を含む全般的な処理を受け持つ。ソフトウェアは、プロセッサ104によって実行されると、処理システム114に任意の特定の装置の以下で説明する様々な機能を実行させる。コンピュータ可読媒体106は、ソフトウェアを実行するときにプロセッサ104によって操作されるデータを記憶するためにも使用され得る。
【００２０】
処理システム内の1つまたは複数のプロセッサ104は、ソフトウェアを実行することができる。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、または他の名称で呼ばれるかどうかにかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するように広く解釈されるべきである。ソフトウェアは、コンピュータ可読媒体106上に常駐し得る。コンピュータ可読媒体106は、非一時的コンピュータ可読媒体であり得る。非一時的コンピュータ可読媒体は、例として、磁気記憶デバイス(たとえば、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップ)、光ディスク(たとえば、コンパクトディスク(CD)またはデジタル多用途ディスク(DVD))、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(たとえば、カード、スティック、またはキードライブ)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能PROM(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、レジスタ、リムーバブルディスク、ならびにコンピュータがアクセスし、読み取ることができるソフトウェアおよび/または命令を記憶するための任意の他の適切な媒体を含む。コンピュータ可読媒体106は、処理システム114の中に常駐してもよく、処理システム114の外に常駐してもよく、または処理システム114を含む複数のエンティティにわたって分散されてもよい。コンピュータ可読媒体106は、コンピュータプログラム製品において具現化され得る。例として、コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料内のコンピュータ可読媒体を含み得る。当業者は、特定の適用例およびシステム全体に課された全体的な設計制約に応じて、本開示全体にわたって提示する説明した機能をどのようにして最善の形で実装するかを認識されよう。
【００２１】
本開示全体にわたって提示する様々な概念は、多種多様な電気通信システム、ネットワークアーキテクチャ、および通信規格にわたって実装され得る。ここで図2を参照すると、限定ではなく例示的な例として、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)システム200に関して、本開示の様々な態様が示されている。UMTSネットワークは、コアネットワーク204、無線アクセスネットワーク(RAN)(たとえば、UMTS地上波無線アクセスネットワーク(UTRAN)202)、およびユーザ機器(UE)210という3つの相互作用ドメインを含む。本開示の一態様では、装置100はUE210として使用され得る。UTRAN202に利用可能ないくつかの選択肢の間で、この例では、図示したUTRAN202は、電話、ビデオ、データ、メッセージング、ブロードキャスト、および/または他のサービスを含む様々なワイヤレスサービスを可能にするためのW-CDMAエアインターフェースを用いることができる。UTRAN202は、無線ネットワークコントローラ(RNC)206などのそれぞれのRNCによって各々が制御される、無線ネットワークサブシステム(RNS)207などの複数のRNSを含み得る。ここで、UTRAN202は、図示したRNC206およびRNS207に加えて、任意の数のRNC206およびRNS207を含み得る。RNC206は、とりわけ、RNS207内の無線リソースを割り当て、再構成し、解放することを受け持つ装置である。RNC206は、任意の適切なトランスポートネットワークを使用して、直接の物理接続、仮想ネットワークなどの様々なタイプのインターフェースを介して、UTRAN202内の他のRNC(図示せず)に相互接続され得る。
【００２２】
RNS207によってカバーされる地理的領域は、いくつかのセルに分割されてもよく、無線トランシーバ装置が各セルにサービスする。無線トランシーバ装置は、通常、UMTS用途ではノードBと呼ばれるが、当業者によって、基地局(BS)、トランシーバ基地局(BTS)、無線基地局、無線トランシーバ、トランシーバ機能、基本サービスセット(BSS)、拡張サービスセット(ESS)、アクセスポイント(AP)、または何らかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。明快にするために、各RNS207に3つのノードB208が示されているが、RNS207は、任意の数のワイヤレスノードBを含み得る。ノードB208は、任意の数のモバイル装置のためのコアネットワーク204にワイヤレスアクセスポイントを提供する。モバイル装置の例は、セルラーフォン、スマートフォン、セッション開始プロトコル(SIP)電話、ラップトップ、ノートブック、ネットブック、スマートブック、携帯情報端末(PDA)、衛星ラジオ、全地球測位システム(GPS)デバイス、マルチメディアデバイス、ビデオデバイス、デジタルオーディオプレーヤ(たとえば、MP3プレーヤ)、カメラ、ゲーム機、または任意の他の同様の機能デバイスを含む。モバイル装置は、通常、UMTS用途ではユーザ機器(UE)と呼ばれるが、当業者によって、移動局(MS)、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末(AT)、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、端末、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、または何らかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。UMTSシステムでは、UE210は、ネットワークへのユーザの加入情報を含むユニバーサル加入者識別モジュール(USIM:universal subscriber identity module)211をさらに含み得る。説明のために、1つのUE210がいくつかのノードB208と通信しているように示される。順方向リンクとも呼ばれるダウンリンク(DL)は、ノードB208からUE210への通信リンクを指し、逆方向リンクとも呼ばれるアップリンク(UL)は、UE210からノードB208への通信リンクを指す。
【００２３】
コアネットワーク204は、UTRAN202などの1つまたは複数のアクセスネットワークとインターフェースすることができる。図示のように、コアネットワーク204はUMTSコアネットワークである。しかしながら、当業者が認識するように、UMTSネットワーク以外のタイプのコアネットワークへのアクセスをUEに提供するために、本開示全体にわたって提示する様々な概念は、RANまたは他の適切なアクセスネットワークにおいて実装され得る。
【００２４】
図示したUMTSコアネットワーク204は、回線交換(CS)ドメインおよびパケット交換(PS)ドメインを含む。回線交換要素のうちのいくつかは、モバイルサービス交換センタ(MSC)、ビジターロケーションレジスタ(VLR)、およびゲートウェイMSC(GMSC)である。パケット交換要素は、サービングGPRSサポートノード(SGSN)およびゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)を含む。EIR、HLR、VLR、およびAuCのようないくつかのネットワーク要素は、回線交換ドメインとパケット交換ドメインの両方によって共有され得る。
【００２５】
図示の例では、コアネットワーク204は、MSC212およびGMSC214によって回線交換サービスをサポートする。いくつかの適用例では、GMSC214はメディアゲートウェイ(MGW)と呼ばれる場合がある。RNC206などの1つまたは複数のRNCは、MSC212に接続され得る。MSC212は、呼設定、呼ルーティング、およびUEモビリティ機能を制御する装置である。MSC212は、UEがMSC212のカバレージエリア内にある継続時間の間、加入者関連の情報を含む、ビジターロケーションレジスタ(VLR)も含む。GMSC214は、UEが回線交換ネットワーク216にアクセスするためのゲートウェイを、MSC212を介して提供する。GMSC214は、特定のユーザが加入したサービスの詳細を反映するデータなどの加入者データを含む、ホームロケーションレジスタ(HLR)215を含む。HLRは、加入者固有の認証データを含む認証センタ(AuC)とも関連付けられている。特定のUE向けの呼が受信されると、GMSC214は、UEのロケーションを決定するためにHLR215に問い合わせ、そのロケーションにサービスする特定のMSCに呼を転送する。
【００２６】
図示したコアネットワーク204は、サービングGPRSサポートノード(SGSN)218およびゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)220を有するパケット交換データサービスもサポートする。汎用パケット無線サービス(GPRS)は、標準の回線交換データサービスで利用可能な速度よりも速い速度でパケットデータサービスを提供するように設計されている。GGSN220は、パケットベースネットワーク222へのUTRAN202の接続を提供する。パケットベースネットワーク222は、インターネット、プライベートデータネットワーク、または何らかの他の適切なパケットベースネットワークであり得る。GGSN220の主要機能は、パケットベースネットワーク接続をUE210に提供することである。データパケットは、MSC212が回線交換ドメイン内で実行する機能と同じ機能をパケットベースドメイン内で主に実行するSGSN218を介して、GGSN220とUE210との間で転送され得る。
【００２７】
UTRAN202は、本開示の態様に従って利用され得るRANの一例である。図3を参照すると、限定ではなく例として、UTRANアーキテクチャにおけるRAN300の簡略化された概略図が示されている。システムは、セル302、304、および306を含む複数のセルラー領域(セル)を含み、セルの各々は、1つまたは複数のセクタを含み得る。セルは、(たとえば、カバレージエリアによって)地理的に定義することができ、および/または周波数、スクランブリングコードなどに従って定義することができる。すなわち、図示した地理的に定義されたセル302、304、および306は各々、たとえば、異なるスクランブリングコードを利用することによって、複数のセルにさらに分割され得る。たとえば、セル304aは、第1のスクランブリングコードを利用することができ、セル304bは、同じ地理的領域内にあり、同じノードB344によってサービスされているが、第2のスクランブリングコードを利用することによって区別され得る。
【００２８】
セクタに分割されたセルでは、セル内の複数のセクタは、アンテナのグループによって形成することができ、各アンテナがセルの一部にあるUEとの通信を担う。たとえば、セル302では、アンテナグループ312、314、および316は各々、異なるセクタに対応することができる。セル304では、アンテナグループ318、320、および322は各々、異なるセクタに対応することができる。セル306では、アンテナグループ324、326、および328は各々、異なるセクタに対応することができる。
【００２９】
セル302、304、および306は、各セル302、304、または306の1つまたは複数のセクタと通信していてもよい、いくつかのUEを含み得る。たとえば、UE330および332は、ノードB342と通信していてもよく、UE334および336は、ノードB344と通信していてもよく、UE338および340は、ノードB346と通信していてもよい。ここで、各ノードB342、344、および346は、それぞれのセル302、304、および306の中のすべてのUE330、332、334、336、338、および340に、コアネットワーク204(図2参照)へのアクセスポイントを提供するように構成され得る。
【００３０】
ソースセルとの呼の間、または任意の他の時間に、UE336は、ソースセルの様々なパラメータならびに近隣セルの様々なパラメータを監視することができる。さらに、これらのパラメータの品質に応じて、UE336は、近隣セルのうちの1つまたは複数との通信を維持することができる。この時間の間、UE336は、Active Set、すなわちUE336が同時に接続されるセルのリストを維持することができる(すなわち、ダウンリンク専用物理チャネルDPCHまたはフラクショナルダウンリンク専用物理チャネルF-DPCHをUE336に現在割り当てているUTRANセルは、Active Setを構成することができる)。
【００３１】
UTRANエアインターフェースは、W-CDMA規格を利用するものなどのスペクトラム拡散直接シーケンス符号分割多元接続(DS-CDMA:Direct-Sequence Code Division Multiple Access)システムであり得る。スペクトラム拡散DS-CDMAは、チップと呼ばれる擬似ランダムビットのシーケンスとの乗算を介してユーザデータを拡散する。UTRAN202のW-CDMAエアインターフェースは、そのようなDS-CDMA技術に基づいており、さらに周波数分割複信(FDD)を必要とする。FDDは、ノードB208とUE210との間のアップリンク(UL)およびダウンリンク(DL)に異なるキャリア周波数を使用する。DS-CDMAを利用し、時分割複信(TDD)を使用するUMTS用の別のエアインターフェースは、TD-SCDMAエアインターフェースである。本明細書で説明する様々な例はW-CDMAエアインターフェースを指す場合があるが、基礎をなす原理は、TD-SCDMAエアインターフェースまたは任意の他の適切なエアインターフェースに等しく適用可能であることを当業者は認識されよう。
【００３２】
高速パケットアクセス(HSPA)エアインターフェースは、ユーザのためにスループットの向上および遅延の低減を容易にする、UE210とUTRAN202との間の3G/W-CDMAエアインターフェースに対する一連の拡張を含む。前の規格に対する他の修正の中でも、HSPAは、ハイブリッド自動再送要求(HARQ)、共有チャネル送信、および適応変調符号化を利用する。HSPAを定義する規格は、HSDPA(高速ダウンリンクパケットアクセス)およびHSUPA(拡張アップリンクまたはEULとも呼ばれる高速アップリンクパケットアクセス)を含む。
【００３３】
ワイヤレス電気通信システムでは、通信プロトコルアーキテクチャは、特定の適用例に応じて様々な形態をとり得る。たとえば、3GPP UMTSシステムでは、シグナリングプロトコルスタックは、非アクセス層(NAS:Non-Access Stratum)とアクセス層(AS:Access Stratum)に分割される。NASは、UE210とコアネットワーク204(図2参照)との間のシグナリング用に上位レイヤを提供し、回線交換プロトコルおよびパケット交換プロトコルを含み得る。ASは、UTRAN202とUE210との間のシグナリング用に下位レイヤを提供し、ユーザプレーンおよび制御プレーンを含み得る。ここで、ユーザプレーンまたはデータプレーンはユーザトラフィックを搬送し、一方、制御プレーンは制御情報(すなわち、シグナリング)を搬送する。
【００３４】
図4を参照すると、ASは、3つのレイヤ、すなわち、レイヤ1、レイヤ2、およびレイヤ3とともに示されている。レイヤ1は、最下位レイヤであり、様々な物理レイヤの信号処理機能を実装する。レイヤ1は、本明細書では物理レイヤ406と呼ばれる。レイヤ2 408と呼ばれるデータリンクレイヤは、物理レイヤ406の上にあり、物理レイヤ406を介したUE210とノードB208との間のリンクを担う。
【００３５】
レイヤ3において、RRCレイヤ416は、UE210とノードB208との間の制御プレーンのシグナリングを処理する。RRCレイヤ416は、上位レイヤメッセージのルーティング、ブロードキャスト機能およびページング機能の処理、無線ベアラの確立および構成などのための、いくつかの機能エンティティを含む。
【００３６】
図示したエアインターフェースでは、L2レイヤ408はサブレイヤに分割される。制御プレーンでは、L2レイヤ408は、2つのサブレイヤ、すなわち、媒体アクセス制御(MAC)サブレイヤ410および無線リンク制御(RLC)サブレイヤ412を含む。ユーザプレーンでは、L2レイヤ408は、パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)サブレイヤ414をさらに含む。図示されていないが、UEは、ネットワーク側のPDNゲートウェイで終端するネットワークレイヤ(たとえば、IPレイヤ)、および接続の他端(たとえば、遠端のUE、サーバなど)で終端するアプリケーションレイヤを含む、L2レイヤ408の上のいくつかの上位レイヤを有する場合がある。
【００３７】
PDCPサブレイヤ414は、様々な無線ベアラと論理チャネルとの間の多重化を実現する。PDCPサブレイヤ414はまた、無線送信のオーバーヘッドを低減する上位レイヤのデータパケットのヘッダ圧縮、データパケットの暗号化によるセキュリティ、およびノードB間のUE向けのハンドオーバーサポートを実現する。
【００３８】
RLCサブレイヤ412は、一般に、(確認応答および再送信プロセスが誤り訂正に使用され得る)確認応答モード(AM)、非確認応答モード(UM)、およびデータ転送のためのトランスペアレントモードをサポートし、上位レイヤのデータパケットのセグメント化および再アセンブリならびにデータパケットの並べ替えを行って、MACレイヤにおけるハイブリッド自動再送要求(HARQ)による順が狂った受信を補償する。確認応答モードでは、RNCおよびUEなどのRLCピアエンティティは、とりわけ、RLCデータPDU、RLCステータスPDU、およびRLCリセットPDUを含む、様々なRLCプロトコルデータユニット(PDU)を交換することができる。本開示では、「パケット」という用語は、RLCピアエンティティ間で交換される任意のRLC PDUを指す場合がある。
【００３９】
MACサブレイヤ410は、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間の多重化を実現する。MACサブレイヤ410はまた、1つのセルの中の様々な無線リソース(たとえばリソースブロック)の複数のUEへの割振りを担う。MACサブレイヤ410はまた、HARQ動作を担う。
【００４０】
図5は、例示的なUE550と通信している例示的なノードB510のブロック図であり、ノードB510は図2のノードB208であってもよく、UE550は図2のUE210であってもよい。ダウンリンク通信では、送信プロセッサ520は、データソース512からデータを受信し、コントローラ/プロセッサ540から制御信号を受信することができる。送信プロセッサ520は、データ信号および制御信号、ならびに基準信号(たとえば、パイロット信号)のための様々な信号処理機能を提供する。たとえば、送信プロセッサ520は、誤り検出のための巡回冗長検査(CRC)コード、順方向誤り訂正(FEC)を容易にするための符号化およびインターリービング、様々な変調方式(たとえば、二位相偏移変調(BPSK)、四位相偏移変調(QPSK)、M位相偏移変調(M-PSK)、M直交振幅変調(M-QAM)など)に基づいた信号コンスタレーションへのマッピング、直交可変拡散率(OVSF)による拡散、および、一連のシンボルを生成するためのスクランブリングコードとの乗算を提供することができる。チャネルプロセッサ544からのチャネル推定値は、送信プロセッサ520のための符号化方式、変調方式、拡散方式、および/またはスクランブリング方式を決定するために、コントローラ/プロセッサ540によって使用され得る。これらのチャネル推定値は、UE550によって送信された基準信号から、またはUE550からのフィードバックから、導出され得る。送信プロセッサ520によって生成されたシンボルは、フレーム構造を作成するために、送信フレームプロセッサ530に与えられる。送信フレームプロセッサ530は、コントローラ/プロセッサ540からの情報でシンボルを多重化することによって、このフレーム構造を作成し、一連のフレームが得られる。次いで、これらのフレームは送信機532に与えられ、送信機532は、アンテナ534を介したワイヤレス媒体によるダウンリンク送信のために、増幅、フィルタリング、およびフレームのキャリア上への変調を含む、様々な信号調整機能を提供する。アンテナ534は、たとえば、ビームステアリング双方向適応アンテナアレイまたは他の同様のビーム技術を含む、1つまたは複数のアンテナを含み得る。
【００４１】
UE550において、受信機554は、アンテナ552を介してダウンリンク送信を受信し、その送信を処理してキャリア上に変調された情報を復元する。受信機554によって復元された情報は、受信フレームプロセッサ560に与えられ、受信フレームプロセッサ560は、各フレームをパースし、フレームからの情報をチャネルプロセッサ594に与え、データ信号、制御信号、および基準信号を受信プロセッサ570に与える。次いで、受信プロセッサ570は、ノードB510中の送信プロセッサ520によって実行される処理の逆を実行する。より詳細には、受信プロセッサ570は、シンボルを逆スクランブルおよび逆拡散し、次いで、変調方式に基づいて、ノードB510によって送信された、最も可能性の高い信号コンスタレーションポイントを決定する。これらの軟判定は、チャネルプロセッサ594によって計算されるチャネル推定値に基づき得る。次いで、軟判定は、データ信号、制御信号、および基準信号を復元するために、復号およびデインターリーブされる。次いで、フレームの復号に成功したかどうかを判断するために、CRCコードが検査される。次いで、復号に成功したフレームによって搬送されるデータがデータシンク572に与えられ、データシンク572は、UE550および/または様々なユーザインターフェース(たとえばディスプレイ)において実行されているアプリケーションを表す。復号に成功したフレームによって搬送される制御信号は、コントローラ/プロセッサ590に与えられる。受信プロセッサ570によるフレームの復号が失敗すると、コントローラ/プロセッサ590は、確認応答(ACK)プロトコルおよび/または否定応答(NACK)プロトコルを使用して、そうしたフレームの再送信要求をサポートすることもできる。
【００４２】
アップリンクでは、データソース578からのデータおよびコントローラ/プロセッサ590からの制御信号が、送信プロセッサ580に与えられる。データソース578は、UE550において実行されているアプリケーション(たとえば、VTアプリケーション)および様々なユーザインターフェース(たとえば、キーボード)を表し得る。ノードB510によるダウンリンク送信に関して説明した機能と同様に、送信プロセッサ580は、CRCコード、FECを容易にする符号化およびインターリービング、信号コンスタレーションへのマッピング、OVSFによる拡散、ならびに、一連のシンボルを生成するスクランブリングを含む、様々な信号処理機能を提供する。ノードB510によって送信される基準信号から、または、ノードB510によって送信されるミッドアンブル中に含まれるフィードバックから、チャネルプロセッサ594によって導出されるチャネル推定値は、適切な符号化方式、変調方式、拡散方式、および/またはスクランブリング方式を選択するために使用され得る。送信プロセッサ580によって生成されたシンボルは、フレーム構造を作成するために、送信フレームプロセッサ582に与えられる。送信フレームプロセッサ582は、コントローラ/プロセッサ590からの情報でシンボルを多重化することによって、このフレーム構造を作成し、一連のフレームが得られる。次いで、これらのフレームは送信機556に与えられ、送信機556は、アンテナ552を介したワイヤレス媒体によるアップリンク送信のために、増幅、フィルタリング、およびフレームのキャリア上への変調を含む、様々な信号調整機能を提供する。UE550における上記で説明したブロックのうちの1つまたは複数は、別のUEとのVT通信用に構成され得るモデムと呼ばれる場合がある。
【００４３】
アップリンク送信は、UE550における受信機機能に関して説明した方式と同様の方式で、ノードB510において処理される。受信機535は、アンテナ534を介してアップリンク送信を受信し、その送信を処理してキャリア上に変調された情報を復元する。受信機535によって復元された情報は、受信フレームプロセッサ536に与えられ、受信フレームプロセッサ536は、各フレームをパースし、フレームからの情報をチャネルプロセッサ544に与え、データ信号、制御信号、および基準信号を受信プロセッサ538に与える。受信プロセッサ538は、UE550中の送信プロセッサ580によって実行される処理の逆を実行する。次いで、復号に成功したフレームによって搬送されるデータ信号および制御信号が、データシンク539およびコントローラ/プロセッサにそれぞれ与えられ得る。受信プロセッサによる一部のフレームの復号が失敗すると、コントローラ/プロセッサ540は、確認応答(ACK)プロトコルおよび/または否定応答(NACK)プロトコルを使用して、そうしたフレームの再送信要求をサポートすることもできる。
【００４４】
コントローラ/プロセッサ540および590は、それぞれノードB510およびUE550における動作を指示するために使用され得る。たとえば、コントローラ/プロセッサ540および590は、タイミング、周辺インターフェース、電圧調整、電力管理、および他の制御機能を含む、様々な機能を提供することができる。メモリ542および592のコンピュータ可読媒体は、それぞれノードB510およびUE550のためのデータおよびソフトウェアを記憶することができる。ノードB510におけるスケジューラ/プロセッサ546は、リソースをUEに割り振り、UEのダウンリンク送信および/またはアップリンク送信をスケジュールするために使用され得る。
【００４５】
図6は、本開示の態様による、モデム情報ベースのレート適応を利用する、VT通信における2つのUE602および608を概念的に示すブロック図である。本開示の一態様では、UE602はUE330であってもよく、UE608は図3のUE332であってもよい。UE602は、ビデオ電話アプリケーション604およびモデム606を含む。ビデオ電話アプリケーション604は、UE602の適切な記憶媒体(たとえば、コンピュータ可読媒体106)に記憶され得る。本開示の一態様では、ビデオ電話アプリケーション604は、デジタルビデオの復号および/または符号化を実行するためのビデオコーデック605を含む。本開示のいくつかの態様では、ビデオコーデック605は、ソフトウェア、ハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せで実装され得る。UE608は、ビデオ電話アプリケーション610およびモデム612も含む。したがって、UE602およびUE608は、VT通信を実行し得る。ビデオ電話アプリケーション610は、ビデオコーデック605によって使用されるビデオ復号/符号化方式をサポートすることができるビデオコーデック611も含む。本開示のいくつかの態様では、ビデオコーデック611は、ソフトウェア、ハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せで実装され得る。
【００４６】
UE602および608がVT通信中であるとき、エンドツーエンドフィードバック情報614がUE間で交換され得る一方、ペイロードデータパケット616(たとえば、ビデオフレーム)がモデム606および612を介してアプリケーション604と610との間で転送される。さらに、ビデオ電話アプリケーション604は、UE608から受信されたエンドツーエンドフィードバック情報614とは無関係のモデム情報618をモデム606から受信し、その結果、ビデオ電話アプリケーション604は、アップリンクまたはダウンリンクチャネル内の輻輳を検出し、VT通信のための利用可能帯域幅を決定または推定することもできる。
【００４７】
本開示の一態様では、モデム情報618は、アップリンク利用可能帯域幅、ダウンリンク利用可能帯域幅、パケットロス、およびアップリンクキュー長、ならびに他の有用なチャネル情報を含み得るネットワークメトリックを決定するために、UEによって利用され得る。本開示の一態様では、ビデオ電話アプリケーション610はまた、(モデム情報618に類似した)モデム情報620をモデム612から受信し、その結果、ビデオ電話アプリケーション610は、アップリンクまたはダウンリンクチャネル内の輻輳を検出し、UE608の観点からVT通信のための利用可能帯域幅を決定することもできる。本開示の一態様では、UE602は、ワイヤレスアップリンクチャネルによって、他のネットワークエンティティ、限定はしないが、1つまたは複数の基地局もしくはノードB(たとえば、ノードB208)および1つまたは複数のRNC(たとえば、RNC206)などを介して、データパケット616をUE608に送信し得る。
【００４８】
本開示の一態様では、図6は、UE(たとえば、UE602または608)におけるVTアプリケーション630とモデム632との間のメッセージフローアルゴリズム600も示す。VTアプリケーション630およびモデム632は、適切なアプリケーションプログラムインターフェース(API)634を介して互いに通信し得る。VTアプリケーション630はVTアプリケーション604または610であってもよく、モデム632はモデム606または612であってもよい。VTアプリケーション630は、API634を介してモデム情報要求メッセージ636をモデム632に送信し得る。モデムAPIの一例は、同時係属の米国特許出願第14/019,843号に開示されており、この同時係属出願の内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。モデム情報要求メッセージ636に応答して、モデム632はデータチャネル条件を決定し得る。次いで、モデム632は、API634を介して、データチャネル条件を含むモデム情報640をVTアプリケーション630に送る。モデム情報640は、モデム情報618または620であってもよい。モデム情報640に基づいて、UEは、アップリンク利用可能帯域幅、ダウンリンク利用可能帯域幅、パケットロス、アップリンクキュー長、および他の有用なデータチャネル情報を含み得るネットワークメトリック642を決定することができる。
【００４９】
図7は、本開示の態様による、モデム情報ベースのレート適応を利用する、VT通信における2つのUE702および708を概念的に示すブロック図である。本開示の一態様では、UE702はUE330であってもよく、UE708は図3のUE332であってもよい。UE702は、ビデオ電話アプリケーション704およびモデム706を含む。ビデオ電話アプリケーション704は、ビデオ符号化および復号を実行するためのビデオコーデック705を含む。本開示のいくつかの態様では、ビデオコーデック705は、ソフトウェア、ハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せで実装され得る。UE702はUE708とVT通信中であってもよく、UE708はビデオ電話アプリケーション710およびモデム712を含む。ビデオ電話アプリケーション710は、ビデオデータを復号および符号化するためのビデオコーデック711を含む。本開示のいくつかの態様では、ビデオコーデック711は、ソフトウェア、ハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せで実装され得、ビデオコーデック705によって使用される符号化/復号方式をサポートする。
【００５０】
UE702および708がVT通信中であるとき、エンドツーエンドフィードバック情報714がUE間で交換され得る一方、ペイロードデータパケット716(たとえば、ビデオフレーム)がモデム706および712を介してアプリケーション704と710との間で交換される。さらに、ビデオ電話アプリケーション704は、UE708から受信されたエンドツーエンドフィードバック情報714とは無関係のモデム情報718をモデム706から受信し、その結果、ビデオ電話アプリケーション704は、アップリンクまたはダウンリンク内の輻輳を検出し、VT通信のための利用可能帯域幅を決定することもできる。本開示の一態様では、UE702は、アップリンク利用可能帯域幅、ダウンリンク利用可能帯域幅、パケットロス、アップリンクキュー長、および他の有用なチャネル情報を含むネットワークメトリックを決定するために、モデム情報718を処理し得る。本開示の一態様では、UE702は、ワイヤレスアップリンクチャネルによって、他のネットワークエンティティ、限定はしないが、1つまたは複数の基地局もしくはノードB(たとえば、ノードB208)および1つまたは複数のRNC(たとえば、RNC206)などを介して、データパケット716をUE708に送信し得る。図7では、VT通信の一端(UE702)のみがモデムフィードバックベースのレート適応をサポートする。
【００５１】
図8は、本開示の態様による、VT通信におけるモデム情報ベースのレート適応方式800を示すフローチャートである。限定はしないが例として、UE(たとえば、UE602または702)は、ワイヤレス通信ネットワーク(たとえば、UTRAN202)を介して、別のUE(たとえば、UE608または708)とVT通信中である。VT通信中に、UEはモデム情報(たとえば、図6のモデム情報618)をそのモデム(たとえば、図6のモデム606)から取得し得る(ブロック802参照)。モデム情報は、他方のUEから受信されたエンドツーエンドフィードバック情報(たとえば、図6の情報614)とは無関係である。本開示の一態様では、UEのVTアプリケーションは、図6に示すメッセージフローアルゴリズム600に基づいて、そのモデムと通信し得る。モデム情報に基づいて、UEは、限定はしないが、アップリンク帯域幅、ダウンリンク帯域幅、パケットロス、アップリンクキュー長などを含むネットワークメトリック(たとえば、ネットワークメトリック642)を決定する(ブロック803)。次いで、UEは、輻輳を回避するか、または利用可能帯域幅を利用するために、ネットワークメトリックまたはモデム情報に基づいて、VT通信のデータレートを調整し得る(ブロック804参照)。本開示の一態様では、モデム情報は、アップリンク利用可能帯域幅、ダウンリンク利用可能帯域幅、パケットロス、およびアップリンクキュー長を含むネットワークメトリックを決定するために処理され得る。
【００５２】
パケットロスおよびキュー長は、簡単な方法でモデムから決定され得る。本開示の一態様では、パケットが確認応答されていないとモデムが判断すると、モデムはモデム情報においてパケットロスを示し得る。本開示の一態様では、アプリケーションはモデムからのアップリンクキュー長を要求することができ、モデムは送信(Tx)キュー(たとえば、図6のTxキュー607)にあるバイトの量を返すことができる。アップリンク利用可能帯域幅の推定について、以下でより詳細に説明する。ネットワークメトリックに基づいて、UEはアップリンクまたはダウンリンク内のネットワーク輻輳を迅速に検出し、UE間のエンドツーエンドフィードバックに依拠することなしに利用可能帯域幅を決定することもできる。
【００５３】
モデム情報に基づいてネットワーク輻輳を検出することにより、UEは直ちにおよび迅速に輻輳に応答することができる。すなわち、モデム情報を使用することなしに、VT呼の反対側からエンドツーエンドフィードバックを受信するだけで輻輳が検出され得、これはワイヤレスネットワークにおいて数十から数百ミリ秒かかり得る。この時間の間、送信側UEはデータ経路に負荷をかけすぎて著しいキューイングを引き起こしている可能性があり、著しいキューイングはフレームのフリーズ、ロス、および他の障害をもたらし得る。
【００５４】
しかしながら、本開示の一態様では、送信側UEは、モデムまたはデータ経路内の輻輳を引き起こすことなしにビデオターゲットレートがどのくらい調整され得るかを決定するために、そのモデム情報を使用して利用可能アップリンクおよび/またはダウンリンク帯域幅を決定または推定することができる。本開示の一態様では、UEは、VT通信の現在のデータレートとワイヤレスネットワーク内の推定された利用可能帯域幅(たとえば、最大アップリンクデータレート)との間のレート差に基づいて、VT通信のデータレートを動的に調整し得る(ブロック806)。本開示の一態様では、UEは、レート差(すなわち、モデム情報に基づいたネットワークメトリックの数量)に比例する量だけ、VTデータレートを動的に調整し得る。たとえば、送信側UEは、その現在のデータレートが利用可能帯域幅に近いときはデータレートを控えめに調整し(たとえば、小さい増分ずつデータレートを増加させる)、その現在のレートが利用可能帯域幅をはるかに下回るときはデータレートを積極的に調整する(たとえば、大きい増分ずつデータレートを増加させる)ことができる。したがって、ワイヤレスリンクは、より効率的な方法で利用され得る。
【００５５】
本開示の一態様では、送信側UEがパケットロス情報をモデムから受信すると、ビデオコーデック(たとえば、コーデック605、611、705、または711)は非圧縮ビデオフレームを送信することによって直ちにまたは迅速に応答する(ブロック808)。図9を参照すると、たとえば、送信側UEはいくつかのビデオフレーム902を受信側UEに送信する。一般に、ビデオフレームは前のビデオフレームのいずれかを参照し得る。モデム情報に基づいたパケットロスの検出に応答して、送信側UEは非圧縮ビデオフレーム904を送信し得る。本開示のさらなる態様では、ビデオコーデックは、非圧縮ビデオフレーム904の送信の後に送信されたすべてのフレーム906が非圧縮フレーム904の前のフレーム902を参照するのを控えることを保証する。これは、フレームまたはパケットロスによって生じる視覚的アーティファクトの持続時間を低減し得る。
【００５６】
UMTSネットワーク内のアップリンクチャネル容量または帯域幅を推定するための方法は、同時係属の米国特許出願第13/611,297号に開示されている。この同時係属出願の内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。本開示の一態様では、同時係属出願第13/611,297号で詳細に論じられているように、アップリンク(UL)チャネル利用可能容量または帯域幅は、送信ウィンドウ長に対応する時間期間にわたる個々の送信時間間隔(TTI)のデータ容量を合計することによって推定され得る。現在のTTIにおいて送信がない場合、TTIデータ容量はゼロに等しくなり得る。UEが現在のTTIにおいてその最初の送信試行を行った場合、TTIデータ容量値は、UEがデータの送信に成功したかどうかに依存し得る(たとえば、送信されたデータは、対応する確認応答メッセージ(ACK)が、ノードB、RNC、または他のネットワークエンティティなどの受信側デバイスにおいて生成され、UEに送信されるように促す)。たとえば、UEがデータを正常に送信する(たとえば、UEがACKを受信する)と、TTIデータ容量は次のように表され得る。
【００５７】
【数１】
0006006440.tif 000002
【００５８】
ここで、MaxDataPerGrantは、TTIにおいてネットワークからのサービンググラントによって制御されたとおりに、そのTTIにおいて送信された可能性があるデータの最大量であり、MaxDataPerHeadroomは、ヘッドルーム限界によって制御されたとおりに、TTIにおいて送信された可能性があるデータの最大量であり、Number of Retransmissionsは、送信の完了に成功するまでにUEが経た再送信の数である。
【００５９】
本開示のさらなる態様では、アップリンクチャネル容量推定は、tの直前の時間期間Tにわたってアルゴリズムを適用することによって所与の時間tに計算される。一例では、Tは所定のウィンドウ長パラメータLの長さに等しく、ウィンドウ長パラメータLはUEに対する送信ウィンドウ長に対応し得る。言い換えれば、これはT=(t-L, t)と示され得る。本開示の一態様では、アップリンクチャネル容量は、時間tにおけるアップリンクチャネル容量を推定する以下の式によって推定され得る。以下の式は時間期間Tの間に適用され得る。
【００６０】
【数２】
0006006440.tif 000003
【００６１】
したがって、上記の式によって表されるように、tにおけるアップリンクチャネル容量推定は、Tにわたるすべての関連するTTIにおけるTTIデータ容量を合計し、その合計を関連するTTIによって占められる時間の総量で除算することによって実現され得る。本開示の一態様では、TTIの間に送信待ちのデータが存在するか、またはTTIの間にデータが送信もしくは再送信された場合、そのTTIが関連すると見なされ得る。
【００６２】
本明細書で開示するVTレート適応アルゴリズムおよびプロセスは、様々なワイヤレスネットワークにおいて適用され得る。たとえば、EVDOネットワークでは、アクセス端末のモデムからのAPI出力のリストは、輻輳を検出し、アップリンクおよびダウンリンク利用可能帯域幅を決定するために利用され得る。APIは、たとえば、モデム電力のコスト、順方向リンク(FL)データレート、逆方向リンク(RL)データレート、RL無線リンクプロトコル(RLP)キュー長、FLパイロット強度Ec/Ioなどを含む。
【００６３】
図10は、本開示の態様による、VTアプリケーション用に構成されたプロセッサ1002および記憶媒体1020を概念的に示すブロック図である。プロセッサ1002はUEのプロセッサ104であってもよく、記憶媒体1020はコンピュータ可読媒体106であってもよい。プロセッサ1002は、モデム制御回路1004と、ネットワークメトリック決定回路1006と、輻輳決定回路1008と、VTレート調整回路1010と、非圧縮フレーム処理回路1012とを含む。
【００６４】
モデム制御回路1004は、モデムAPI(たとえば、API634)を介して、UEにおいてモデム(たとえば、モデム606)からのモデム情報を制御し、受信し、処理するために使用され得る。ネットワークメトリック決定回路1006は、モデムから受信されたモデム情報に基づいて、ネットワークメトリック1100を決定するために使用され得る。ネットワークメトリック1100は、アップリンク帯域幅、ダウンリンク帯域幅、パケットロス、アップリンクキュー長などを含み得る。ネットワークメトリック1100は、UEの適切なメモリ/ストレージ(たとえば、メモリ105またはコンピュータ可読媒体106)に記憶され得る。輻輳決定回路1008は、VTアプリケーションの現在のデータレートおよびアップリンク/ダウンリンク帯域幅に基づいて、データ経路内の輻輳を決定するために使用され得る。利用可能帯域幅が現在のデータレート未満である場合、輻輳が検出される。
【００６５】
VTレート調整回路1010は、図6〜図9で説明したプロセスに従って、モデム情報に基づいてVT通信のデータレートを調整するために使用され得る。非圧縮フレーム処理回路1012は、ネットワークメトリックのパケットロス情報に従ってVT通信に非圧縮フレーム(たとえば、図9のフレーム904)を挿入し、すべての後続のフレームがこの非圧縮フレームの前のフレームを参照するのを控えることを保証するために使用され得る。
【００６６】
記憶媒体1020は、モデム制御ルーチン1022と、ネットワークメトリック決定ルーチン1024と、輻輳決定ルーチン1026と、VTレート調整ルーチン1028と、非圧縮フレーム処理ルーチン1030とを含む。UEは、UEにおいてモデム(たとえば、モデム606)から受信されたモデム情報を受信し、処理するためのモデム制御回路1004を構成するために、モデム制御ルーチン1022を実行し得る。UEは、モデム情報に基づいてネットワークメトリックを決定するネットワークメトリック決定回路1006を構成するために、ネットワークメトリック決定ルーチン1024を実行し得る。UEは、ネットワーク輻輳を決定する輻輳決定回路1008を構成するために、輻輳決定ルーチン1026を実行し得る。UEは、図6〜図9で説明したプロセスに従って、モデム情報に基づいてVT通信のデータレートを調整するためのVTレート調整回路1010を構成するために、VTレート調整ルーチン1028を実行し得る。UEは、モデム情報のパケットロス情報に応答して、VT通信に非圧縮ビデオフレーム(たとえば、図9のフレーム904)を挿入し、すべての後続のフレームがこの非圧縮フレームの前のビデオフレームを参照するのを控えることを保証するための非圧縮フレーム処理回路1012を構成するために、非圧縮フレーム処理ルーチン1030を実行し得る。
【００６７】
図11は、本開示の一態様による、モデム情報に基づいてビデオ電話(VT)通信レート適応を実行する方法1100を示すフローチャートである。方法1100は、UE602または702を用いて実行され得る。UEは、ワイヤレスネットワーク(たとえば、UTRAN202)を介してリモートデバイス(たとえば、リモートUE608)とのVT通信を実行するために、モデムを利用する(ブロック1102参照)。UEは、リモートデバイスから受信されたフィードバック情報とは無関係の、モデムから取得されたモデム情報に基づいて、ワイヤレスネットワーク内の輻輳を示すネットワークメトリックを決定する(ブロック1104参照)。本開示の一態様では、UEは、ブロック1102および1104で説明する機能を実行するためのモデム制御回路1004を構成するために、モデム制御ルーチン1012を実行し得る。さらに、UEは、ネットワークメトリックに基づいた数量に比例する量だけ、VT通信のデータレートを動的に調整する(ブロック1106参照)。本開示の一態様では、UEは、ブロック1106の機能を実行するためのVTレート調整回路1006を構成するために、VTレート調整ルーチン1014を実行し得る。ネットワークメトリックに基づいた数量は、VT通信の現在のデータレートとワイヤレスネットワーク内の推定された利用可能アップリンク帯域幅との間のレート差であってもよい。
【００６８】
図12は、本開示の一態様による、方法1100のさらなる詳細を示すフローチャートである。UEは、モデム情報に基づいて、VT通信のパケットロスを決定する(ブロック1202参照)。パケットロスが生じた場合、UEは、決定されたパケットロスに応答して、VT通信において非圧縮ビデオフレーム(たとえば、非圧縮ビデオフレーム904)を送信する(ブロック1204参照)。次いで、UEは、時間的に非圧縮ビデオフレームの後に送信されたビデオフレームが非圧縮ビデオフレームの前に送信されたビデオフレームを参照するのを控えるように、ビデオコーデック(たとえば、コーデック605、611、705、または711)を構成する(ブロック1206参照)。本開示の一態様では、UEは、ブロック1202、1204、および1206の機能を実行するための非圧縮フレーム処理回路1008を構成するために、非圧縮フレーム処理ルーチン1016を実行し得る。
【００６９】
図6〜図12に示す本開示の上記で説明した態様では、UEは、ワイヤレスリンクの利用可能帯域幅をより効率的に利用し、フレームまたはパケットロスによって生じ得る視覚的アーティファクトを低減するために、リモートデバイスから受信されたフィードバック情報とは無関係のモデム情報に基づいてVT通信のデータレートを調整する。
【００７０】
開示した方法におけるステップの特定の順序または階層は例示的なプロセスの一例であることを理解されたい。設計上の選好に基づいて、方法におけるステップの特定の順序または階層は再構成可能であることを理解されたい。添付の方法クレームは、サンプル的順序で様々なステップの要素を提示しており、クレーム内で明記していない限り、提示した特定の順序または階層に限定されるように意図されているわけではない。
【００７１】
W-CDMAシステムに関して電気通信システムのいくつかの態様を提示した。当業者なら容易に諒解するように、本開示全体にわたって説明する様々な態様は、他の電気通信システム、ネットワークアーキテクチャおよび通信規格に拡張され得る。
【００７２】
例として、様々な態様は、TD-SCDMAおよびTD-CDMAなどの他のUMTSシステムに拡張され得る。様々な態様は、(FDD、TDD、または両モードにおける)ロングタームエボリューション(LTE)、(FDD、TDD、または両モードにおける)LTEアドバンスト(LTE-A)、CDMA2000、エボリューションデータオプティマイズド(EV-DO)、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB)、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20、ウルトラワイドバンド(UWB)、Bluetooth(登録商標)を用いるシステム、および/または他の適切なシステムにも拡張され得る。用いられる実際の電気通信規格、ネットワークアーキテクチャ、および/または通信規格は、特定の適用例およびシステムに課された全体的な設計制約に依存する。
【００７３】
前述の説明は、いかなる当業者も本明細書で説明する様々な態様を実施することを可能にするように与えられる。これらの態様への様々な修正形態は、当業者に容易に明らかになり、本明細書で定義した一般的な原理は、他の態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は本明細書で示す態様に限定されるよう意図されているわけではなく、特許請求の範囲の文言と整合するすべての範囲を許容するように意図されており、単数の要素への言及は、そのように明記されていない限り、「唯一無二の」ではなく、「1つまたは複数の」を意味するよう意図されている。別段に明記されていない限り、「いくつかの」という用語は「1つまたは複数の」を指す。項目のリスト「のうちの少なくとも1つ」という句は、単一のメンバーを含め、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcの少なくとも1つ」は、a、b、c、aおよびb、aおよびc、bおよびc、ならびにa、bおよびcを含むことが意図される。当業者に知られているまたは後で当業者に知られることになる、本開示全体にわたって説明する様々な態様の要素のすべての構造的等価物および機能的等価物は、参照により本明細書に明確に組み込まれ、特許請求の範囲によって包含されることが意図される。さらに、本明細書で開示するいかなる内容も、そのような開示が特許請求の範囲で明示的に記載されているかどうかにかかわらず、公に供することは意図されていない。請求項のいかなる要素も、「のための手段」という句を使用して要素が明示的に記載されていない限り、または方法クレームの場合に「のためのステップ」という句を使用して要素が記載されていない限り、米国特許法第112条第6項の規定に基づいて解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００７４】
100  装置
102  バス
104  プロセッサ
105  メモリ
106  コンピュータ可読媒体
108  バスインターフェース
110  トランシーバ
112  ユーザインターフェース
114  処理システム
200  ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)システム
202  UMTS地上波無線アクセスネットワーク(UTRAN)、UTRAN
204  コアネットワーク
206  無線ネットワークコントローラ(RNC)、RNC
207  無線ネットワークサブシステム(RNS)、RNS
208  ノードB
210  ユーザ機器(UE)、UE
211  ユニバーサル加入者識別モジュール
212  MSC
214  GMSC
215  ホームロケーションレジスタ(HLR)、HLR
216  回線交換ネットワーク
218  サービングGPRSサポートノード(SGSN)、SGSN
220  ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)、GGSN
222  パケットベースネットワーク
300  RAN
302  セル
304  セル
304a  セル
304b  セル
306  セル
312  アンテナグループ
314  アンテナグループ
316  アンテナグループ
318  アンテナグループ
320  アンテナグループ
322  アンテナグループ
324  アンテナグループ
326  アンテナグループ
328  アンテナグループ
330  UE
332  UE
334  UE
336  UE
338  UE
340  UE
342  ノードB
344  ノードB
346  ノードB
406  物理レイヤ
408  レイヤ2
410  媒体アクセス制御(MAC)サブレイヤ、MACサブレイヤ
412  RLCサブレイヤ
414  パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)サブレイヤ、PDCPサブレイヤ
416  RRCレイヤ
510  ノードB
512  データソース
520  送信プロセッサ
530  送信フレームプロセッサ
532  送信機
535  受信機
536  受信フレームプロセッサ
538  受信プロセッサ
539  データシンク
540  コントローラ/プロセッサ
542  メモリ
544  チャネルプロセッサ
546  スケジューラ/プロセッサ
550  UE
554  受信機
556  送信機
560  受信フレームプロセッサ
570  受信プロセッサ
572  データシンク
578  データソース
580  送信プロセッサ
582  送信フレームプロセッサ
590  コントローラ/プロセッサ
592  メモリ
594  チャネルプロセッサ
600  メッセージフローアルゴリズム
602  UE
604  VTアプリケーション
606  モデム
607  Txキュー
608  UE
610  VTアプリケーション
612  モデム
614  エンドツーエンドフィードバック情報
616  ペイロードデータパケット
618  モデム情報
630  VTアプリケーション
632  モデム
634  アプリケーションプログラムインターフェース(API)、API
636  モデム情報要求メッセージ
640  モデム情報
642  ネットワークメトリック
702  UE
704  ビデオ電話アプリケーション
705  ビデオコーデック
706  モデム
708  UE
710  ビデオ電話アプリケーション
711  ビデオコーデック
712  モデム
714  エンドツーエンドフィードバック情報
716  ペイロードデータパケット
800  VT通信におけるモデム情報ベースのレート適応方式
902  ビデオフレーム
904  非圧縮ビデオフレーム
906  フレーム
1002  プロセッサ
1004  モデム制御回路
1006  ネットワークメトリック決定回路
1008  輻輳決定回路
1010  VTレート調整回路
1012  非圧縮フレーム処理回路
1100  ネットワークメトリック
1020  記憶媒体
1022  モデム制御ルーチン
1024  ネットワークメトリック決定ルーチン
1026  輻輳決定ルーチン
1028  VTレート調整ルーチン
1030  非圧縮フレーム処理ルーチン
1100  方法
【図１】
0006006440.tif 000004
【図２】
0006006440.tif 000005
【図３】
0006006440.tif 000006
【図４】
0006006440.tif 000007
【図５】
0006006440.tif 000008
【図６】
0006006440.tif 000009
【図７】
0006006440.tif 000010
【図８】
0006006440.tif 000011
【図９】
0006006440.tif 000012
【図１０】
0006006440.tif 000013
【図１１】
0006006440.tif 000014
【図１２】
0006006440.tif 000015