(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ機器において、適応マルチメディア・ストリームの一部をエンコードするのに用いられる複数のビットレートから、前記ユーザ機器において実装されているレート決定アルゴリズムによって選択された第１のビットレートにアクセスするステップと、
前記ユーザ機器において、前記適応マルチメディア・ストリームの前記一部のサイズと、前記適応マルチメディア・ストリームの前記一部のプレイアウト継続時間とに、前記ユーザ機器に提供されたマニフェスト・ファイルからアクセスするステップと、
前記ユーザ機器から、前記第１のビットレートと前記サイズと前記プレイアウト継続時間との指示を、前記ユーザ機器によって生成されたメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）レベルのシグナリングを用いて提供するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１のビットレート、前記サイズ、または前記プレイアウト継続時間の前記指示を提供するステップは、前記ユーザ機器によって送信されたＩＰメッセージを用いて前記指示を提供するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
基地局において、適応マルチメディア・ストリームの少なくとも一部をエンコードするのに用いられる複数のビットレートから少なくとも１つのユーザ機器によって、前記少なくとも１つのユーザ機器において実装されている少なくとも１つのレート決定アルゴリズムにより選択された少なくとも１つの第１のビットレートの指示を受信するステップと、
前記基地局において、前記適応マルチメディア・ストリームの前記一部の少なくとも１つのサイズと、前記適応マルチメディア・ストリームの前記一部の少なくとも１つのプレイアウト継続時間との指示を、前記基地局に提供されるマニフェスト・ファイルから受信するステップと、
前記基地局において、前記少なくとも１つの第１のビットレート、前記少なくとも１つのサイズ、または前記少なくとも１つのプレイアウト継続時間の前記指示を、メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）レベルのシグナリングを用いて受け取るステップと、
前記基地局において、前記少なくとも１つの第１のビットレートと前記サイズと前記プレイアウト継続時間との前記指示に基づいて、前記適応マルチメディア・ストリームの前記少なくとも一部を前記少なくとも１つのユーザ機器に送信するための少なくとも１つのリソースを配分するステップと、
を含む方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１のビットレート、前記少なくとも１つのサイズ、または前記少なくとも１つのプレイアウト継続時間の前記指示を、ＩＰメッセージを用いて受け取るステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのユーザ機器によってリクエストされた前記第１のビットレートと前記少なくとも１つのユーザ機器と関連するスループットを示す信号品質情報との重み付けされた和に基づいて輻輳条件を検出するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのリソースを配分するステップは、前記少なくとも１つの第１のビットレートと前記サイズと前記プレイアウト継続時間とに基づいてリソースを配分するように修正されているプロポーショナル・フェア・アルゴリズムまたは最小レート制約アルゴリズムの少なくとも一方を用いて前記少なくとも１つのリソースを配分するステップを含み、前記方法は更に、前記少なくとも１つの第１のビットレートに基づいて前記プロポーショナル・フェア・アルゴリズムのために重みを割り当てるステップまたは前記少なくとも１つの第１のビットレートに基づいて前記最小レート制約アルゴリズムのために最小レートを決定するステップを含み、前記方法は更に、前記少なくとも１つの配分されたリソースを用いて、前記適応マルチメディア・ストリームを前記少なくとも１つのユーザ機器に送信するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
ユーザ機器であって、
適応マルチメディア・ストリームの一部をエンコードするのに用いられる複数のビットレートから、前記ユーザ機器において実装されているレート決定アルゴリズムによって選択された第１のビットレートにアクセスし、
前記適応マルチメディア・ストリームの前記一部のサイズと、前記適応マルチメディア・ストリームの前記一部のプレイアウト継続時間とに、前記ユーザ機器に提供されたマニフェスト・ファイルからアクセスし、
前記第１のビットレートと前記サイズと前記プレイアウト継続時間との指示を、前記ユーザ機器によって生成されたメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）レベルのシグナリングを用いて提供するように構成可能なユーザ機器。
【請求項８】
基地局であって、
適応マルチメディア・ストリームの少なくとも一部をエンコードするのに用いられる複数のビットレートから少なくとも１つのユーザ機器によって、前記少なくとも１つのユーザ機器において実装されている少なくとも１つのレート決定アルゴリズムにより選択された少なくとも１つの第１のビットレートの指示を受け取り、
前記適応マルチメディア・ストリームの前記一部の少なくとも１つのサイズと、前記適応マルチメディア・ストリームの前記一部の少なくとも１つのプレイアウト継続時間との指示を、前記基地局に提供されるマニフェスト・ファイルから受け取り、
前記少なくとも１つの第１のビットレート、前記少なくとも１つのサイズ、または前記少なくとも１つのプレイアウト継続時間の前記指示を、メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）レベルのシグナリングを用いて受け取るように構成可能な受信機と、
前記少なくとも１つの第１のビットレートと前記サイズと前記プレイアウト継続時間との前記指示に基づいて、前記適応マルチメディア・ストリームの前記少なくとも一部を前記少なくとも１つのユーザ機器に送信するための少なくとも１つのリソースを配分するように構成されたスケジューラと、
を備えている基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般には通信システムに関し、より詳細には無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは典型的には、基地局のネットワークと、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）、サービング・ゲートウェイ（ＳＧＷ）、またはユーザ機器への無線接続を提供する公衆データ・ネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイなどの基地局制御ネットワーク・エンティティとを含む。例えば、基地局制御エンティティは、エア・インターフェースを経由してユーザ機器に至るフローを設定することができ、次に、基地局は、そのフローのパラメータに基づいて、ユーザ機器との通信のスケジューリングを行うことができる。ユーザ機器には、携帯電話、スマートフォン、タブレット、ウルトラブック、ラップトップ、無線機能付きのデスクトップ・コンピュータなどが含まれうる。無線通信システムは、例えば、電話での通話、テキスト・メッセージング、または電子メールなど、異なる複数のユーザの間での通信をサポートすることができる。無線通信システムは、例えば１つまたは複数のサーバからユーザ機器への、メディアのストリーミングもサポートすることもできる。例えば、ライブのスポーツ・イベント、または、アーカイブされている映画もしくはテレビ番組などの番組を、ユーザ機器にユニキャスト、マルチキャスト、またはブロードキャストすることにより、ユーザがそれらの番組を自分のユーザ機器において視聴することが可能になる。
【０００３】
適応ビットレート・ストリーミングを、番組またはそれ以外のコンテンツをユーザ機器に提供するのに用いることができる。適応ビットレート・ストリーミングによると、クライアント・デバイスが、ソース・オーディオ、ビデオ、マルチメディア、またはそれ以外の情報を受け取るために、複数のビットレートの組の中から１つを選択することが可能になる。例えば、エンコーダは、比較的低いビットレートから比較的高いビットレートまでの範囲にある複数のビットレートでソース入力ストリームをエンコードして、１組の適応ビットレート・ストリームを形成することができる。エンコーダまたは別個のセグメント化機能が、異なる複数のビットレート・ストリームを、所定の継続時間を有するセグメントに分割する。コンテンツは、（例えば、アーカイブされている映画またはテレビ番組の場合には）サーバに置いて、予めエンコードされ、セグメント化されて、記憶されるか、または、（例えば、ライブ番組の場合には）リアルタイムでエンコードされ、セグメント化されて、サーバに提供されうる。クライアントは、異なる複数の利用可能なビットレートとエンコードされたセグメントの長さとを識別する情報を含むマニフェスト・ファイルを受け取ることがある。いったんメディアのストリーミング・セッションが始まると、クライアントは、ストリームのそれぞれのセグメントに対して、異なるビットレートのエンコードを選択することができる。例えば、クライアントは、推定されるネットワーク・スループットが現在のセグメントに対して選択されたビットレートよりも高いと判断すると、来たるべきセグメントに対しては、より高いビットレートでのエンコードをリクエストすることがありうる。クライアントは、また、推定されるネットワーク・スループットが現在のセグメントに対して選択されたビットレートよりも低い場合には、より低いビットレートでのエンコードをリクエストすることがありうる。ＨＴＴＰ適応ストリーミング（ＨＡＳ）は急速に、モバイル・デバイスにおいて予めエンコードされたビデオ・コンテンツを見るために好まれる技術になりつつある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以下では、開示されている主題のいくつかの態様に関する基本的理解を提供するために、開示されている主題の簡略化された概要を提示する。この概要は、開示されている主題に関する網羅的な概略ではない。開示されている主題の核心的または重要な要素を識別することや、開示されている主題の範囲を画定することは、意図されていない。その唯一の目的は、いくつかの概念を、後で論じられるより詳細な説明への導入部として、簡略化された形式で提示することである。
【０００５】
無線通信システムにより適応ビットレート・ストリームにおいて伝送されるデータは、少なくとも３つの異なる独立の制御ループの対象となりうる。第１のアプリケーション・レベルの制御ループは、ネットワークにおける適応ビットレート・サーバとユーザ機器におけるクライアントとの間で確立される。第２の制御ループは、ユーザ機器の伝送制御プロトコル／インターネット・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）とネットワークにおける適応ビットレート・サーバとの間に、ＴＣＰ輻輳管理を実行するために、確立される。第３の制御ループは、基地局とユーザ機器との間に、エア・インターフェース経由での伝送のスケジューリングを実行するために、確立される。無線通信システムは、典型的には、エア・インターフェース接続（フロー）を経由してベスト・エフォート（サービス品質の保証を提供しない）を用い、適応ビットレート・ストリーミング・アプリケーション・コンテンツを伝送する。特定の接続のための無線伝送は、フロー・パラメータに従ってデータの伝送のスケジューリングを行う基地局のスケジューラによって、管理される。第３の制御ループが第１および第２の制御ループと同期がとれておらず、適応ビットレート・サーバから受信されるメディアをユーザが見る経験の質に対して著しい影響が生じる可能性があるときには、ベスト・エフォート・トラフィックの最適ではないスケジューリングが（例えば、第３の制御ループにおいて）生じる。
【０００６】
適応ビットレート・ストリーミングは、また、ネットワークの輻輳にも影響しうる。例えば、無線サービス・プロバイダの視点から眺めると、過度の（over-the-top）適応ビットレート・ストリーミングのトラフィックは、ネットワークの輻輳の主な原因の１つであると考えられる。第４世代のロング・ターム・エボリューション（４Ｇ  ＬＴＥ）の標準またはプロトコルに従って動作するシステムは、スマートフォンおよびタブレット上の、より高い分解能とより大きなスクリーンとをサポートして、より高い分解能の画像を提供する。従って、ネットワークの輻輳の蓋然性は、４Ｇ  ＬＴＥシステムが普及するに従って生じるオーディオ、ビデオ、またはマルチメディアのトラフィック（そして、特に、予めエンコードされたビデオ・コンテンツを見る主な形態としてのＨＡＳ）が結果的に増大するのと共に、増加する可能性がある。従って、適応ビットレート・ストリーミングに起因する輻輳を解決することが、はるかにより重要になりつつある。更に、多くのクライアントが、データ・ストリームを受け取るために同じエア・インターフェース・リソースを用いることがあるために、無線リンクがボトルネックになる可能性が高い。それぞれのクライアントが最大の利用可能なセル・スループットを得ようと試みるような、欲深く非協力的なクライアントの行動は、画像品質の配分における非公平性を拡大させながら、更に問題を増大させている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示されている主題は、上述した問題点の１つまたは複数の影響に対処することを対象とする。
【０００８】
ある実施形態において、適応ビットレート・ストリームのスケジューリングをサポートするための方法が提供される。この方法のいくつかの実施形態は、ユーザ機器において、適応マルチメディア・ストリームの一部をエンコードするのに用いられる複数のビットレートから選択される第１のビットレートと、適応マルチメディア・ストリームの一部のサイズと、適応マルチメディア・ストリームの一部のプレイアウト継続時間（play out duration）とにアクセスするステップを含む。また、この方法のいくつかの実施形態は、第１のビットレートとサイズとプレイアウト継続時間との指示をユーザ機器から提供するステップも含んでいる。
【０００９】
別の実施形態では、適応ビットレート・ストリームのスケジューリングをサポートするための方法が提供される。この方法のいくつかの実施形態は、適応マルチメディア・ストリームの１つまたは複数の部分をエンコードするのに用いられる複数のビットレートから１つまたは複数のユーザ機器によって選択される１つまたは複数の第１のビットレートと、この適応マルチメディア・ストリームの一部の１つまたは複数のサイズと、適応マルチメディア・ストリームの一部の１つまたは複数のプレイアウト継続時間との指示を、基地局において受信するステップを含む。また、この方法の実施形態は、第１のビットレートとサイズとプレイアウト継続時間との指示に基づいて、適応マルチメディア・ストリームの一部をユーザ機器に送信するための１つまたは複数のリソースを配分するステップも含んでいる。
【００１０】
更に別の実施形態では、適応ビットレート・ストリームのスケジューリングを支援するためのユーザ機器が提供される。このユーザ機器のいくつかの実施形態は、適応マルチメディア・ストリームの一部をエンコードするのに用いられる複数のビットレートから選択される第１のビットレートと、適応マルチメディア・ストリームの一部のサイズと、適応マルチメディア・ストリームの一部のプレイアウト継続時間とにアクセスするように構成可能である。また、このユーザ機器のいくつかの実施形態は、第１のビットレートとサイズとプレイアウト継続時間との指示を提供するようにも構成可能である。
【００１１】
更なる実施形態においては、適応ビットレート・ストリームのスケジューリングを行うための基地局が提供される。この基地局のいくつかの実施形態は、適応マルチメディア・ストリームの１つまたは複数の部分をエンコードするのに用いられる複数のビットレートから１つまたは複数のユーザ機器によって選択される１つまたは複数の第１のビットレートと、適応マルチメディア・ストリームの一部の１つまたは複数のサイズと、適応マルチメディア・ストリームの一部の１つまたは複数のプレイアウト継続時間との指示を受け取るように構成可能な受信機を含む。また、この基地局の実施形態は、第１のビットレートとサイズとプレイアウト継続時間との指示に基づいて、適応マルチメディア・ストリームの一部をユーザ機器に送信するための１つまたは複数のリソースを配分するように構成可能なスケジューラも含んでいる。
【００１２】
開示されている主題は、添付の図面と共に後述する説明を参照することによって、理解されるであろう。なお、以下の添付の図面においては、同様の参照番号は同様の要素を識別している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】適応ビットレート・ストリーミングをサポートする無線通信システムの第１の例示的な実施形態の概念的な図である。
【図２】適応ビットレート・ストリーミングをサポートする無線通信システムの第２の例示的な実施形態の概念的な図である。
【図３】適応ビットレート・ストリーミングをサポートする無線通信システムの第３の例示的な実施形態の概念的な図である。
【図４】適応ビットレート・ストリーミングにおいてトラフィックのスケジューリングを行い、輻輳を検出するための方法のある例示的な実施形態の概念的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
開示されている主題には様々な修正および代替的な形式が可能であるが、その特定の実施形態が、図面においては例示的に示されており、ここで詳細に説明されている。しかし、特定の実施形態に関してここで行っている説明は、開示されている主題を開示されている特定の形式に限定することは意図されておらず、むしろ逆に、添付されている特許請求の範囲に属するすべての修正、均等物、および代替物に及ぶことが意図されていることを理解されたい。
【００１５】
例証のための実施形態が、以下で説明される。この明細書では、明瞭にするため、実際の実装例のすべての特徴について説明することはない。任意のそのような実際の実施形態が開発される場合、ある１つの実装例と別の実装例との間で大きく変動しうるシステム上のおよびビジネス上の制約へのコンプライアンスなど、開発者の特定の目的を達成するために、実装例に特有の決定が数多くなされなければならないということは、もちろん理解されるであろう。更に、そのような開発上の努力は複雑であって時間を要することがありうるが、しかし、本開示の利益を有する当業者にとってはルーチン的な仕事であるということも、理解されるであろう。説明と図面とは、単に、特許請求の範囲に記載されている主題の原理を例証しているに過ぎない。よって、当業者であれば、ここで明示的に説明されまたは示されていなくとも、ここで説明される原理を具体化し特許請求の範囲に記載されている主題の範囲に属しうる様々な構成を工夫することができるということを、理解すべきである。更に、ここで記載されているすべての例は、特許請求の範囲に記載されている主題の原理と技術を推し進めるために発明者らが寄与した概念とを読者が理解する際の助けになるという教育的な目的を有するものであって、それらの特定的に記載された例や条件に限定されることのないように解釈されるべきである、ということが主に意図されている。
【００１６】
開示されている主題は、添付の図面を参照しながら、説明される。図面には、説明目的のためだけに、かつ、当業者によく知られている細部のために説明が曖昧にならないように、様々な構造、システム、およびデバイスが概略的に示されている。しかし、添付の図面は、開示されている主題の例証のための例について記載し説明するために、含まれている。ここで用いられている単語や連語は、関連技術の当業者によるそれらの単語および連語の理解と首尾一貫する意味を有するように、理解され解釈されるべきである。用語や連語の特別な定義、すなわち、当業者によって理解される通常のおよび慣例的な意味と異なるような定義は、ここで用語または連語を一貫して用いていることにより、含意されていないことが意図されている。用語や連句が特別の意味を有する、すなわち、当業者によって理解されるのとは異なる意味を有することが意図されている場合には、そのような特別の定義は、その用語や連句に対する特別な定義を直接的かつ明白に提供する明確な態様で、本明細書において、明示的に与えられる。更に、ここで用いられる「または（or）」という用語は、（例えば、「または、それ以外の場合には（or else）」や「または、別の態様では（or in the alternative）」のように）そうではないことが明記されていない限り、非排他的な「または（or）」を意味する。また、ここで説明されている様々な実施形態は、いくつかの実施形態を１つまたは複数の別の実施形態と組み合わせて新たな実施形態が形成されるように、必ずしも相互に排他的でない。
【００１７】
ここで論じられているように、適応ビットレート・ストリーミングに関係する複数の制御ループが、基地局からユーザ機器へのデータ・ストリームの最適ではないスケジューリングを生じさせることがありうる。また、適応ビットレート・ストリーミングが、ネットワークの輻輳を生じさせることもありうる。従って、ここで説明されているユーザ機器の実施形態は、異なるビットレートでエンコードされている複数のデータ・ストリームから選択された１つのデータ・ストリームのあるセグメントのビットレートを示す情報を基地局に送信するように、構成することが可能である。また、ユーザ機器は、選択されたビットレートでエンコードされているデータ・ストリームの一部のセグメントのサイズと継続時間とを示す情報も、送信する。例えば、ユーザ機器は、それがユーザ機器によって再生されるときのデータ・ストリームのセグメントのプレイアウト継続時間を示す情報を、送信することがある。ユーザ機器のいくつかの実施形態は、また、データ・ストリームまたは情報のリクエストされた一部の継続時間に対する許容可能な平均スループットを示す情報を送信することもある。ユーザ機器のいくつかの実施形態は、また、ユーザ機器において実装されているクライアントの伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）ウィンドウ状態を示す情報を送信することもある。
【００１８】
ここで説明されている基地局のいくつかの実施形態は、選択されたデータ・ストリームのユーザ機器への送信のスケジューリングをするために、データ・ストリームの一部の継続時間を示す情報を用いるように構成されることがありうる。基地局のいくつかの実施形態は、また、ユーザ機器への送信のスケジューリングをするために、許容可能な平均スループットまたはクライアントＴＣＰウィンドウ状態を示す情報を用いることがありうる。基地局は、リクエストされたビットレートに基づいてユーザ機器に対するスケジューリング重みを決定すること、最小レートの制約を維持すること、またはそれらの何らかの組み合わせにより、スケジューリングを実行することができる。基地局は、また、ユーザと関連する位置および環境情報に加え、すべてのユーザに対し、リクエストされているビットレートと対応するセグメントの継続時間とを用いて、将来の輻輳を検出または予測することができる場合がある。例えば、基地局からサービスを受けるユーザ機器からのリクエストされているビットレートの重み付けされた和（これは、個々のユーザに対するスループットを示しており基地局に対するユーザの位置、アンテナの幾何学的形状、トポロジ、および環境情報を考慮しうる信号品質情報に対して、調整が可能である）がエア・インターフェースのスループット容量を超えると、輻輳を検出することができる。
【００１９】
図１は、適応ビットレート・ストリーミングをサポートする無線通信システム１００の第１の例示的な実施形態を、概念的に図示している。図示されている実施形態において、無線通信システム１００は、オーディオ、ビデオ、またはマルチメディア情報を含むデータ・ストリーム１１０などの入力データ・ストリーム１１０を受け取ることができるエンコーダ１０５を含む。エンコーダ１０５は、異なる複数のビットレートで入力データ・ストリーム１１０をエンコードし、異なる複数のビットレートでエンコードされている出力データ・ストリーム１１５を形成することができる。例えば、出力データ・ストリーム１１５は、比較的低いビットレートから比較的高いビットレートまでの範囲に及ぶ複数のビットレートでエンコードされていることがありうる。分解能がより高い場合にはより優れた画質が得られるが、より高い分解能のデータを運ぶのに用いられるより高いビットレート・ストリームをサポートするためには、より大きな帯域幅が要求される。エンコーダ１０５は、後で、ユーザに提示される前に記憶することが可能なように、コンテンツを予めエンコード（pre-encode）するのに用いられる場合があるし、または、エンコーダ１０５は、例えばライブでのプログラミングを提示するために、コンテンツをリアルタイムでエンコードする場合もありうる。エンコーダ１０５のいくつかの実施形態は、予めエンコードされるまたはエンコードされているコンテンツをセグメント化するためのセグメント化機能を含むことがある。それ以外の実施形態が、個別的なセグメント化機能（図１には示されていない）を実装していることもある。ビットレートの値と、異なるビットレートまたはデータ・ストリームの個数と、異なる複数の出力データ・ストリーム１１５をエンコードするのに用いられる複数のビットレートの間の差とは、設計上の選択の問題である。例示的な適応ビットレート技術には、これらに限定されることはないが、ＨＴＴＰ適応ストリーミング（ＨＡＳ）、ＨＴＴＰ上のＭＰＥＧ動的適応ストリーミング（MPEG Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）（ＤＡＳＨ）、マイクロソフトＩＩＳスムースストリーミング（Microsoft IIS SmoothStreaming）、アップルＨＴＴＰライブストリーミング（Apple HTTP Livestreaming）、およびアドビ・フラッシュ技術が含まれる。
【００２０】
また、無線通信システム１００は、適応ビットレート・ストリーミングをサポートするサーバ１２０を含む。図１に示されているサーバ１２０は、異なる複数のビットレート分解能における同一のオーディオ、ビデオ、またはそれ以外のマルチメディア・コンテンツの複数のエンコード実行をホストする。例えば、サーバ１２０は、エンコーダ１０５からの異なる複数のビットレート・ストリーム１１５を受け取り、要求しているユーザに後で提供するために、それらのビットレート・ストリーム１１５のいくつかの部分を記憶またはバッファすることがありうる。例えば、サーバ１２０は、要求に応じて提示するために、予めエンコードされたコンテンツを記憶することがありうるし、または、サーバ１２０は、ライブでのプログラミングを提供するために用いられるリアルタイムのデータ・ストリームのいくつかの部分をバッファすることがありうる。サーバ１２０のいくつかの実施形態は、例えばエンコーダ１０５がセグメント化機能を含まない場合には、それぞれの分解能におけるコンテンツを小さなビデオ・セグメントに分割またはセグメント化することがありうる。例えば、異なる複数のビットレート・ストリーム１１５において運ばれる情報が、長さが２〜５秒であるセグメントに分割されることがあり、それらのセグメントは、サーバ１２０において記憶またはバッファされうる。サーバ１２０の他の実施形態は、エンコーダ１０５または別個のセグメント化機能からのセグメント化されたコンテンツを受け取り、記憶またはバッファすることがありうる。ここで用いられている「適応マルチメディア・ストリーム」という用語は、ユーザ機器によって選択される符号化されたビットレートでオーディオ、ビデオ、またはそれ以外のマルチメディア・コンテンツをユーザ機器に提供するデータ・ストリームを意味する。
【００２１】
ユーザ機器１２５は、適応ビットレート・エンコーダ１０５とサーバ１２０とにサポートされるデータ・レートの中から選択することによって、異なる複数のデータ・レートで入力データ・ストリーム１１０において提供されているコンテンツを受け取ることができる。図示されている実施形態では、ユーザ機器１２５において実装されているクライアント・アプリケーションは、サーバ１２０に記憶されているコンテンツのそれぞれのセグメントに対して、異なるビットレートを選択することが可能である。従って、ユーザ機器１２５は、次のセグメントが異なるビットレートでサーバ１２０からユーザ機器１２５に提供されることをリクエストすることにより、ビットレートの分解能をシームレスに切り替えることができる。より低いビットレートがリクエストされると、結果的にユーザ機器１２５におけるオーディオ、ビデオ、またはマルチメディアの質が低くなり、かつ、同じプレイアウト継続時間に対して、より小さなセグメント・サイズが生じ、より低い負荷がネットワーク上に生成されうる。それぞれのユーザ機器１２５は、ビットレートと、そのビットレートで送信されるコンテンツの部分のプレイアウト継続時間（例えば、選択されたビットレートで送信されるセグメントの個数）とを、独立に選択することが可能である。例えば、ユーザ機器１２５（１）は比較的低いビットレートを選択し、ユーザ機器１２５（２）は中間的なビットレートを選択し、ユーザ機器１２５（３）は比較的高いビットレートを選択する、ということがありうる。
【００２２】
マニフェスト・ファイル１２８は、適応ビットレート・サービスと関係する情報を記憶するのに用いられうる。マニフェスト・ファイル１２８のいくつかの実施形態は、利用可能なビットレートを示す情報、エンコーディング、セグメント（例えば、セグメント識別子またはセグメントの継続時間）、およびどのようにコンテンツをリクエストすべきかに関する命令などの情報１２９を含みうる。マニフェスト・ファイル１２８は、次に、無線通信システム１００の内部にあるエンティティに提供されうる、または、そのようなエンティティによってアクセスされうる。例えば、エンコーダ１０５、サーバ１２０、またはユーザ機器１２５が、マニフェスト・ファイル１２８に記憶されている情報１２９にアクセスし、この情報を、適応ビットレート・サービスを提供するまたは受け取るために用いることができる。マニフェスト・ファイル１２８のいくつかの実施形態は、エンコーダ１０５、サーバ１２０、またはユーザ機器１２５に記憶されうる。
【００２３】
基地局１３０は、アンテナ１３５とユーザ機器１２５との間のエア・インターフェースを経由して情報を送信または受信するのに用いられうる。ここで用いられる「基地局」という用語は、基地局、ｅＮｏｄｅＢ、基地局ルータ、アクセス・ネットワーク、アクセス・ポイント、マクロセル、マイクロセル、ピコセル、フェムトセルなどを意味する。基地局１３０は、サーバ１２０から、適応ビットレート・ストリーミング・コンテンツを受け取る。本開示の利益を受ける当業者であれば、無線通信システム１００がサーバ１２０と基地局１３０との間に追加的なネットワークまたは機能を含みうることを理解するはずである。例えば、サーバ１２０と基地局１３０とは、ゲートウェイ、ネットワーク、ルータ、またはそれ以外の要素を介して通信することがありうる。明瞭にするため、これらの従来型の要素は、図１に示されていない。
【００２４】
基地局１３０の図示されている実施形態は、ユーザ機器１２５からアップリンク経由で運ばれる信号を受け取る受信機（ＲＸ）１４０と、信号をダウンリンク経由でユーザ機器１２５に送信する送信機（ＴＸ）１４５とを含む。例えば、送信機１４５は、ユーザ機器１２５にリクエストされた適応ビットレート・ストリーミング・コンテンツを表す信号を送信するのに用いられうる。基地局１３０は、また、エア・インターフェース経由での送信のために送信タイムスロット（または、周波数、サブキャリア、トーンなど、それ以外のエア・インターフェース・リソース）を配分するのに用いられるスケジューラ１５０を含む。無線リンク・スケジューラ１５０のいくつかの実施形態は、送信キューが満たされている関連のユーザ機器１２５に、送信タイムスロットを配分する。例えば、スケジューラ１５０は、これらに限定されることはないが、マックスレート（Max-Rate）、プロポーショナル・フェア（Proportional Fair）、およびアルファ・プロポーショナル・フェア（Alpha-Proportional Fair）スケジューラを含むアルゴリズムを用いて、送信タイムスロットまたはそれ以外のリソースを配分することができる。
【００２５】
図１に示されているスケジューラ１５０は、２つの入力変数を受け取りうる。第１に、スケジューラ１５０は、ユーザ当たり、物理リソース・ブロック（例えば、ＯＦＤＭサブキャリアおよびシンボルの固定された個数として定義される）当たりの利用可能な容量を表す物理層（ＰＨＹ）レート（例えば、スペクトル効率）を受け取るまたは生成することができる。第２に、スケジューラ１５０は、モバイル・ユーザ当たりの公平性すなわちサービス品質（ＱｏＳ）制約条件を示す重みを受け取るまたは生成することができる。そして、スケジューラ１５０は、これら２つの入力に基づき、すべて／ユーザにわたって、重み付けされた合計レートを最大化することを試みることができる。図示されている実施形態では、スケジューラ１５０は、公平性およびＱｏＳ制約条件を説明するために、時間変動する重みを、それぞれのユーザに割り当てることができる。それぞれの重みは、グローバル・フェアネス・パラメータα∈［０，１］と、ユーザに特定のＱｏＳ重みｃｉとに基づいている。異なる公平性モードは典型的には、下記の狭義に凹である効用関数
【数１】
0005989228.tif 000002
によって、任意のユーザｉの平均ＰＨＹレート
【数２】
0005989228.tif 000003
に基づき反映される。
【数３】
0005989228.tif 000004
のこの効用関数の導関数Ｕ’ｉを計算すると、結果的に、ユーザｉの全体的な重み（overall weight）ｗｉ∈［０，１］に対して、次の数式が得られる。
【数４】
0005989228.tif 000005
方程式（１）における効用関数は、α＝１の場合の最大レート・スケジューリングを表し、α＝０の場合には結果的にプロポーショナル・フェアなスケジューリング規則が得られる。これらの関連する特別の場合を方程式（２）に代入すると、プロポーショナル・フェアなスケジューリングに対する重み
【数５】
0005989228.tif 000006
と、最大レートのスケジューリングに対する重み
【数６】
0005989228.tif 000007
とが得られる。
【００２６】
スケジューラ１５０は、また、ユーザ機器１２５によって提供される情報を用いて、適応ビットレート送信のためにリソースを配分することができる。スケジューラ１５０のいくつかの実施形態は、ユーザ機器１２５の１つまたは複数によって選択される（１つまたは複数の）ビットレートを示す情報を受け取ることがありうる。例えば、それぞれのユーザ機器１２５は、マニフェスト・ファイル１２８において示されている複数のビットレートから１つのビットレートを選択することができる。選択されたビットレートは、例えばここで論じられている重み付けされた効用最大化アルゴリズムを用いてスケジューラ１５０が異なるユーザ機器１２５のスケジューリングを行う蓋然性を決定するのに用いられうる、レート要件（例えば、１秒当たりのビット数）または統計的優先度として、示されうる。ユーザ機器１２５は、また、選択されたビットレートでデータ・ストリームを受け取る継続時間（例えば、セグメントの個数）を選択することもできる。スケジューラ１５０は、次に、リクエストされたビットレートでエンコードされたコンテンツを送信するために、ダウンリンク送信リソースを配分することができる。送信リソースには、時間間隔、タイムスロット、周波数、サブキャリア、トーン、リソース・ブロック、符号など、または以上の組み合わせが含まれうる。例えば、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）を実装している無線通信システム１００においては、スケジューラ１５０は、データ・ストリームの１つまたは複数のセグメントの送信のために、時間間隔を割り当てることがありうる。別の例としては、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を実装している無線通信システム１００においては、スケジューラ１５０は、データ・ストリームの複数のセグメントの送信のために、（サブキャリアの周波数と時間間隔とによって定義される）サブキャリア・トーンを配分することがありうる。第４世代のＬＴＥでは、無線通信システム１００は、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）を実装しているが、これは、周波数領域とＴＤＭＡとの組み合わせとして説明することができる。ＯＦＤＭＡシステムにおけるリソースは時間−周波数空間において分割され、スケジューラ１５０が、ＯＦＤＭサブキャリア・インデックス（例えば、周波数次元）だけではなくＯＦＤＭシンボル・インデックス（例えば、時間次元）に沿っても、リソース・スロットを割り当てる。次に、基地局１３０は、配分されたリソースを用いて、選択された継続時間に対して選択されたビットレートに対応する平均ビットレートで、データ・ストリームを送信しうる。例えば、スケジューラ１５０は、ミリ秒から数１０ミリ秒の範囲にある時間間隔など、近い将来の時間間隔に対するデータ・ストリームにおけるデータの送信のスケジューリングを行うことができる。予定されている情報が送信されている間、スケジューラ１５０は、再び動作して、次の時間間隔に対するデータ・ストリームにおけるデータの送信のスケジューリングを行う。１つまたは複数の時間間隔にわたる平均的なデータ・レートは、選択されたビットレートに対応するはずである。
【００２７】
スケジューラ１５０のいくつかの実施形態は、スケジューリングを改善するために、異なるユーザ機器１２５のＴＣＰウィンドウ状態を示す情報を用いることがある。例えば、ＴＣＰウィンドウ状態情報が、（例えば、選択された時間間隔に対して予定されている送信をまったく受け取っていない、または、配分された送信リソースのスレショルド量未満しか受け取っていないユーザなど）飢餓状態にあるユーザ機器１２５が依然として十分なバッファを有しており、従って、ユーザ機器１２５に対して中断のないサービスを提供し続けることができることを示している場合には、スケジューラ１５０は、このユーザ機器１２５に、スケジューリングのための高い優先度を与える必要がない。しかし、その飢餓状態にあるユーザ機器１２５のバッファが空でありスレショルドよりも低い容量によるバッファリングだけしかできないことをＴＣＰウィンドウ状態情報が示している場合には、スケジューラ１５０は、そのユーザ機器１２５に対して、スケジューリングのための高い優先度を与えることがありうる。
【００２８】
図２は、適応ビットレート・ストリーミングをサポートする無線通信システム２００の第２の例示的な実施形態を、概念的に図示している。図示されている実施形態では、ユーザ機器２０５は適応ビットレート・ストリーミングを用いてコンテンツを受信しており、従って、ユーザ機器２０５は、異なる複数のビットレート・ストリーム２１０の間で選択することが可能である。例えば、ビットレート・ストリーム２１０は、ビットレート・ストリーム２１０（１）に対する比較的に低いビットレートからビットレート・ストリーム２１０（Ｎ）に対する比較的に高いビットレートまで上昇するビットレートを有しうる。ビットレート・ストリーム２１０は、また、複数のセグメント２１５に分割される。明瞭にするために、図２では、４つのセグメント２１５だけが、参照番号によって示されている。
【００２９】
ユーザ機器２０５は、利用可能なビットレート、エンコーディング、セグメント、およびコンテンツをどのようにリクエストすべきかについての詳細に関する情報を保持するマニフェスト・ファイル２２０にアクセスする、または、そのようなマニフェスト・ファイル２２０を記憶することができる。ユーザ機器２０５のいくつかの実施形態は、図１に示されているサーバ１２０などのサーバから、マニフェスト・ファイル２２０をリトリーブまたはダウンロードすることができる。ユーザ機器２０５は、固定されたプレイ・バッファなどのバッファ２２５を実装するが、このバッファ２２５は、そのバッファ２２５自体に記憶されているデータのための提示時間を制御することによりユーザ体験を円滑にするのに、用いられうる。バッファ２２５のいくつかの実施形態は、３０秒〜５分の範囲にある継続時間を有するコンテンツを表す情報を、このバッファ２２５が記憶することを可能にするサイズを有しうる。しかし、本開示の利益を受ける当業者であれば、バッファ２２５のサイズは設計事項であって、別のユーザ機器２２５は別のサイズのバッファ２２５を実装することありうる、ということを理解するはずである。
【００３０】
ユーザ機器２０５は、また、ユーザ２２５がサーバにリクエストするそれぞれのセグメント（または、セグメントのグループ）に対してビットレートを選択するのに用いられうるレート決定アルゴリズム（ＲＤＡ）２３０を実装する。レート決定アルゴリズム２３０のいくつかの実施形態は、バッファ２２５の充満度に関する現在の値、バッファの充満度に対する履歴データ、または受け取られたセグメントのための推定される利用可能なスループット帯域幅と共に、予め設定されたロジック、ヒューリスティック、またはスレショルドを用いて、ビットレートを選ぶことができる。例えば、レート決定アルゴリズム２３０は、セグメント２１５（１）に対する低いビットレートのデータ・ストリーム２１０（１）と、セグメント２１５（２）に対するより高いビットレートのデータ・ストリーム２１０（２）と、セグメント２１５（Ｎ）に対する最も高い利用可能なビットレートのデータ・ストリーム２１０（Ｎ）と、セグメント２１５（４）に対するより低いビットレートのデータ・ストリーム２１０（２）とを選択しうる。ここで論じられているように、選択されたビットレートと選択された継続時間またはセグメントとを、適切な基地局に通信することが可能である。それにより、基地局におけるスケジューラは、コンテンツに対するリクエストのダウンリンク通信をスケジューリングするのに、または、エア・インターフェースの輻輳を検出するのに、この情報を用いることができる。
【００３１】
ユーザ機器２０５のいくつかの実施形態は、ソフトウェア・アドオンをダウンロードするかまたは他の態様でアクセスし、そのソフトウェア・アドオンを、ユーザ機器２０５において実装されているオペレーティング・システムにインストールすることができる。ソフトウェア・アドオンは、マニフェスト２２０、バッファ２２５、またはレート決定アルゴリズム２３０などユーザ機器におけるエンティティからの第１のビットレート、サイズ、およびプレイアウト継続時間の指示にアクセスするように、構成可能でありうる。ソフトウェア・アドオンは、また、ここで論じられているように、この情報のエア・インターフェース経由での伝送をサポートする機能を含みうる。
【００３２】
図３は、適応ビットレート・ストリーミングをサポートする無線通信システム３００の第３の例示的な実施形態を、概念的に図示している。無線通信システム３００の図示されている実施形態は、（図１に示されているサーバ１２０に対応しうる）コンテンツ・サーバ３０５と、（図１に示されている基地局１３０に対応しうる）基地局３１０と、（図１および２に示されているユーザ機器１２５、２０５に対応しうる）ユーザ機器３１５とを含む。図３は、コンテンツ・サーバ３０５と基地局３１０との動作を、適応ビットレート・ストリーミングの間、ユーザ機器３１５を用いて、制御および調整するのに用いられうる制御ループ３２０の例を示している。
【００３３】
第１の制御ループ３２０（１）は、コンテンツ・サーバ３０５とユーザ機器３１５との間でシグナリングを運び、適応ビットレート・ストリーミングを制御および調整する。図示されている実施形態では、ユーザ機器３１５は、適応ビットレート・ストリーミングと関係する機能を実行するためのクライアント３２５を実装する。例えば、クライアント３２５は、図２に示されているアルゴリズム２３０などのレート決定アルゴリズムを実装することがある。コンテンツ・サーバ３０５は、これらに限定されることはないが、ここで論じられているように、複数の異なるビットレートでエンコードされている複数のストリームを受け取るまたはホストすることと、データ・ストリームを複数のセグメントに分割することとを含む機能を実装する対応の適応ビットレート・ストリーミング・アプリケーション３３０を実装する。第１の制御ループ３２０（１）を経由して運ばれるシグナリングは、選択されたセグメントの間の、利用可能なビットレートと、クライアント３２５からの特定のビットレートを求めるリクエストとを示すマニフェスト・ファイルなどの情報を含みうる。
【００３４】
第２の制御ループ３２０（２）は、コンテンツ・サーバ３０５とユーザ機器３１５との間でオクテットの信頼性が高く順序付きの搬送を提供するのに用いられる伝送制御プロトコル／インターネット・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）と関係するシグナリングを、運ぶ。図示されている実施形態では、コンテンツ・サーバ３０５とユーザ機器３１５とは、第２の制御ループ３２０（２）を経由してシグナリングを交換することによって通信する対応のＴＣＰ／ＩＰスタック３３５、３４０を実装する。例えば、第２の制御ループ３２０（２）を経由して運ばれるシグナリングは、ユーザ機器３１５とコンテンツ・サーバ３０５との間にＴＣＰ輻輳管理を実装するのに、用いられうる。ＴＣＰ／ＩＰスタック３３５、３４０のいくつかの実施形態は、ここで論じられているようなＴＣＰウィンドウ状態情報を生成するのに用いられうる。
【００３５】
第３の制御ループ３２０（３）は、基地局３１０とユーザ機器３１５との間で、通信のスケジューリングに関係するシグナリングを運ぶ。図示されている実施形態では、ユーザ機器３１５は、エア・インターフェース経由で信号を送信および受信するためのＬＴＥモデム３４５を実装し、基地局３１０は、エア・インターフェース経由の送信のスケジューリングのためのスケジューラ３５０を実装する。スケジューラ３５０のいくつかの実施形態は、エア・インターフェースを経由する伝送のベスト・エフォートのスケジューリングを実装する。（例えば、第１の制御ループ３２０（１）における）クライアント３２５とアプリケーション３３０との間のアプリケーション層シグナリングは、エンコードされているデータ・ストリームに対する選択されたビットレートとクライアント３２５によって推定される利用可能な帯域幅とを整合させようとする試みにおいて、用いられうる。しかし、ここで論じられているように、基地局３１０とユーザ機器３１５との間の無線リンクは、ベスト・エフォート・トラフィックの最適でないスケジューリングのために、無線通信に対するボトルネックになりうる。
【００３６】
最適でないスケジューリングは、第３の制御ループ３２０（３）が第１または第２の制御ループ３２０（１−２）と同期していないときに、生じうる。従来型の制御ループ３２０（１−２）は、制御ループ３２０（３）から切断されている。従って、スケジューラ３５０は、クライアント３２５によって選択されたビットレートを、または、クライアント３２５において実装されているＲＤＡの状態を、見ることができない。例えば、スケジューラ３５０は、経験の質（ＱｏＥ）の安定性を維持するクライアント３２５の能力に影響を与える可能性があるパケット搬送の遅延に対してクライアント３２５がどのくらい寛容であるのか、を知らない可能性がある。別の例としては、推定される利用可能な帯域幅に基づいて選択されるビットレートは、基地局３１０とユーザ機器ユーザ機器３１５との間の伝送のスケジューリングにスケジューラ３５０が用いる実際の利用可能な帯域幅と同期していない可能性がある。結果的に、スケジューラ３５０は、高い確率で「知らないままに」、適応ビットレート・ストリーミング・サービスのＱｏＥの不安定性に寄与してしまっていることがありうる。最適でないスケジューリングは、適応ビットレート・ストリーミング・サービスに対する経験の質に深刻な影響を及ぼしうるのである。
【００３７】
従って、無線通信システム３００は、ユーザ機器３１５と基地局３１０で実装されているスケジューラ３５０との間で直接的または間接的なシグナリングを導入することによって、図３に示されている３つの制御ループ３２０の間の調整をサポートするように、修正することが可能である。無線通信システム３００のいくつかの実施形態は、クライアント３２５とスケジューラ３５０との間のインターフェース３５５を実装する。インターフェース３５５は、クライアント３２５とスケジューラ３５０との間の制御ループ３２０と関連する情報を運ぶのに用いることができる。例えば、クライアント３２５は、そのＲＤＡによって選択されたビットレートでエンコードされている適応ビットレート・ストリームの中の次のセグメントにリクエストするときには、セグメントのＲＤＡによって選択されたビットレートと（次の継続時間Ｔの間の必要とされる平均エア・インターフェース・スループットを示す）再生継続時間Ｔとを、インターフェース３５５経由で、基地局３１０またはスケジューラ３５０に知らせる。ここで論じられているように、クライアント３２５は、選択されたビットレートを、スケジューラ３５０に、レート要件、統計的優先度、またはそれらの何らかの組み合わせとして知らせることができる。
【００３８】
クライアント３２５のいくつかの実施形態は、また、インターフェース３５５を経由して、（例えば選択されたレートに影響することなくどれだけ低速でセグメントを配送することができるかに関する指示などの）時間間隔Ｔの間の許容可能な平均スループットや、例えばクライアント３２５と関連する輻輳ウィンドウまたは受信ウィンドウのサイズに関する指示などのクライアント３２５と関連するＴＣＰウィンドウ状態などの追加情報を、提供することができる。ＴＣＰウィンドウの状態に関して基地局３１０またはスケジューラ３５０に知らせることにより、スケジューラ３５０がＴＣＰウィンドウのサイズを考慮することが可能になり、また、ＴＣＰウィンドウのリセットを回避することに役立つために、制御ループ３２０（３）と制御ループ３２０（２）との整合が可能になる。
【００３９】
基地局３１０またはスケジューラ３５０は、エンコードされたデータ・ストリームをユーザ機器３１５に伝送するスケジューリングを調整するために、提供される情報を用いることがある。基地局３１０またはスケジューラ３５０は、また、基地局３１０と関連するすべてのクライアント３２５によってリクエストされたビットレートの総和が基地局３１０のインターフェース容量を超えるときに生じうるエア・インターフェース経由での輻輳を検出するまたは予測するために、この情報を用いることがありうる。スケジューラ３５０は、タイムスロットなどのエア・インターフェース・リソースを配分することによって既存のまたは予測される輻輳に応答し、適応ビットレート・ストリーム・フローの輻輳を減少させるまたは回避することができる。例えば、スケジューラ３５０は、ユーザ機器３１５に送信されることが予測されるデータ量（例えば、リクエストされている適応ビットレート・ストリームにおいて示されているデータ）と、許容可能なスループットの変動と、それぞれのクライアント３２５に対する次のＴ秒の間のＴＣＰウィンドウへの影響とを前もって知っていることを用いて、制御ループ３２０（３）と制御ループ３２０（１−２）とを、この時間間隔にわたり、同期させることができる。
【００４０】
図４は、適応ビットレート・ストリーミングにおいてトラフィックのスケジューリングを行い、輻輳を検出するための方法４００のある例示的な実施形態を、概念的に図示している。図４に示されている方法４００の実施形態は、ユーザ機器において実装されているクライアントと、基地局において実装されているスケジューラと、適応ビットレート・ストリーミング・コンテンツ・サーバとの間の通信によって実行される動作を示している。方法４００のいくつかの実施形態は、図３において示されているクライアント３２５と、スケジューラ３５０と、コンテンツ・サーバ３０５とによって実行されうる。図示されている実施形態では、適応ビットレート・セッション４０５が、クライアントとスケジューラとサーバとの間で確立されている。例えば、クライアントは、オーディオ、ビデオ、またはマルチメディア・セッションのセグメントを受け取って再生する、または、選択されたビットレートでエンコードされたストリームを用いてそれ以外のコンテンツをダウンロードすることができる。
【００４１】
そして、クライアントにおいて実装されているレート決定アルゴリズム（ＲＤＡ）が、ここで論じられているように、以後の時間間隔の間に送信される次のセグメントのためのビットレートを（４１０において）決定しうる。従って、クライアントは、次のセグメント（そして、おそらくは追加的なセグメント）がＲＤＡによって決定される新たなビットレートで伝送されるように、（４１５において）サーバへのリクエストを送信しうる。また、クライアントは、選択されたビットレート、リクエストされたセグメントのサイズ、および選択されたビットレートでの伝送のプレイアウト継続時間（例えば、セグメントの個数）を示している情報を、（４２０において）基地局に送信する。例えば、クライアントは、図３に示されている制御ループ３２０（１−２）において用いられるパラメータを示す情報を（４２０において）送信することができる。クライアントから基地局に（４２０において）送信されうる例示的なパラメータには、これらに限定されることはないが、新たにリクエストされたセグメントの選択されたビットレート、次の時間間隔Ｔの間のリクエストされている平均スループットを示すセグメント再生継続時間Ｔ、以下に続く後続のセグメントのための予測されるビットレート選択に影響することなくセグメントをどれだけ低速で配送することができるのかを示す時間間隔Ｔの間の許容可能な平均スループット、またはクライアントＴＣＰウィンドウ状態が含まれる。
【００４２】
クライアントからサーバおよび基地局まで情報を適応ビットレート・ストリーミングする（４１５、４２０における）伝送は、異なる順序で生じることがありうる。いくつかの実施形態では、（４２０において）情報を基地局に伝送する前に、（４１５において）情報がサーバに伝送されることがある。他の実施形態では、（４２０において）情報が基地局に伝送されるのと同期してまたは同時的に、（４１５において）情報がサーバに伝送されることがある。情報の（４２０における）伝送は、クライアントと基地局との間のメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）レベルのシグナリング、ユーザ機器において実装されている無線サービス・プロバイダ（ＷＳＰ）のダウンロード可能なアプリケーションとスケジューラへのこの情報の更なる転送を備えているＷＳＰネットワークにおける専用サーバとの間のアプリケーション・レベルのシグナリング、またはこれらの組み合わせあるいは変更などの技術を用いて、実行されうる。例えば、この情報は、ユーザ機器と基地局との間で伝送されるＩＰメッセージのペイロードに含まれていることがありうる。
【００４３】
リクエストされている適応ビットレート・データ・ストリームをサーバが（４２５において）基地局に提供すると、スケジューラは、例えば、適応ビットレート・データ・ストリームの伝送のためのエア・インターフェース・リソースをクライアントに配分することによって、エア・インターフェース経由のトラフィックのクライアントへの伝送を（４３０において）スケジューリングすることができる。スケジューラは、また、基地局からのサービスを受けるクライアントおよび任意の他のクライアントまたはユーザ機器のために、（４３５において）輻輳の検出を行いうる。（個別のユーザのためのスループットを示しうる信号品質情報に対して調整可能であり、かつ、基地局に対するユーザの位置、アンテナの幾何学的形状、トポロジ、および環境情報を考慮しうる）リクエストされているビットレートの重み付けされた和が、基地局の無線スループット容量（over-the-air throughput capacity）を超える場合、または、適応ビットレート・ストリーミングに配分されている基地局のスループット容量の少なくとも一部を超える場合に、スケジューラのいくつかの実施形態は、現時点のまたは将来における輻輳状態を（４３５において）検出することができる。次に、（４４０において）適応ビットレート・ストリームをクライアントへ提供するために、スケジューリングのなされた伝送が実行されうる。（４３０における）トラフィックのスケジューリングまたは（４３５における）輻輳検出は、エンコードされた適応ビットレート・データ・ストリームのリクエストされたセグメントを基地局が受け取った後、適応ビットレート・ストリームが（４４０において）クライアントに提供される前、またはリクエストされているセグメントの受信または提供が進行するのと同時に、生じうる。
【００４４】
スケジューラは、適応ビットレート・ストリーミング・フローに対する輻輳が低減されるまたは回避されるように、ダウンリンク伝送タイムスロットなどのエア・インターフェース・リソースをユーザに配分することができる。スケジューラのいくつかの実施形態は、方程式（１）におけるように効用の最大化を実装することができる。なお、方程式（１）では、ＱｏＳの重みであるｃは、適応ビットレート・ストリーミング・フローの要求に応じて調整されうる。例えば、ＱｏＳの重みであるｃは、リクエストされているセグメントのビットレートに比例するように選ぶことができる。モバイル・ユーザｉとセグメントｊとのリクエストされているビットレートがＶｉｊであり、伝送時間間隔（ＴＴＩ）ｔにおける全体的なセル容量がＲ（ｔ）である場合には、重みは、ｃ：＝Ｖｉｊ／Ｒ（ｔ）として選ぶことができる。ｃは方程式（２）において最終的な重みｗを計算するのに用いられるため、ｃのいかなる変化もモバイル・ユーザが現在のタイムスロットにおいてスケジューリングされる確率に影響する、ということに注意すべきである。スケジューラのいくつかの実施形態は、ユーザ機器において実装されているＲＤＡから、ＱｏＳの重みであるｃを示す情報を受け取りうる。なお、この場合に、ＲＤＡは、ＱｏＳの重みであるｃによって表される統計的な優先度を用いて、ビットレートを定義することがありうる。
【００４５】
スケジューラのいくつかの実施形態は、また、最小レートの制約を用いて、方程式（１）におけるように効用の最大化を実装することがありうる。この場合、スケジューラは、ＱｏＳの重みであるｃをそのまま用いるが、与えられている無線スループットを特定のユーザに対して保証しながら、方程式（１）によって与えられている効用関数を最大化する。形式的には、任意のユーザｉに対して、スケジューラは、レート制約ｒｉ＞＝Ｖｉｊを維持する。第１の実施形態とは異なり、最小レート制約アルゴリズムによって、基地局からのサービスを受けるセルにおいて十分なチャネル・リソースが利用可能である限りセグメントｊに対するビットレートがサポートされることに注意すべきである。他方で、最小レート制約アルゴリズムの結果として、ユーザが経験しているチャネル条件が悪い場合には、チャネルの使用が非効率的になる可能性がある。レートの制約を満たすために、スケジューラが、悪いチャネル条件にあるユーザに、大量のリソースを配分することがありうる。これらのリソースは他のユーザに対してより高いスループットを提供する可能性があるため、最小レート制約に基づくスケジューリングは、セルに対するスペクトル効率を低下させるという犠牲の下に、なされうる。依然としてスループットの保証を提供しながら最小レート制約の非効率性を克服するために、いくつかのスケジューラは、全体的なスペクトル効率を上昇させるために、現在のタイムスロットに対して悪いチャネル条件を経験しているユーザを無視することがある。そのような実施形態は、あるユーザに対しては調整可能なＱｏＳの重みを実装し、別のユーザに対しては最小レート制約を実装することがありうる。例えば、比較的優先度の高いユーザに対しては、最小レート制約が優先的に選択されながら、他方で、比較的優先度が低いユーザは、それらの比較的優先度が低いユーザに対するスケジューリング上の待機をＱｏＳの重みであるｃを用いて増加させることによって実装されうる統計的な保証を受けることになりうる。このアプローチを実装する実施形態は、そのベスト・エフォート・トラフィック・クラスに属するユーザのための特別な取り扱いをまったく有していない現在のスケジューラ設計と比較して、大きな利益を提供することができる。
【００４６】
開示されている主題と、対応する詳細な説明とは、いくつかの部分が、ソフトウェアの言葉で、またはコンピュータ・メモリ内部のデータ・ビットに対する動作のアルゴリズムおよび記号表現の言葉で、提示されている。これらの説明および表現によって、当業者は他の当業者に、仕事の本質を効果的に伝達する。ここで用いられており、一般的に用いられる用語としてのアルゴリズムとは、望ましい結果に至る首尾一貫した一連のステップであると考えられる。ステップとは、物理量の物理的な操作を必要とするものである。必ずしもそうではないが、通常の場合、これらの量は、格納され、転送され、組み合わされ、比較され、またはそれ以外の操作がなされることが可能である、光学的、電気的、または磁気的な信号の形式を有する。これらの信号は、主に一般的な用法であるという理由により、時には、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数値などとして言及することが便利であることが判明している。
【００４７】
しかし、これらのおよび類似の用語は、すべて適切な物理量と関連しており、そのような物理量に付される便利なラベルにすぎないことに留意すべきである。特にそうではないとの記載がない限り、または、論じられていることから明白であるように、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定」、または「表示」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリの内部で物理的かつ電子的な量として表現されているデータを操作し、コンピュータ・システムのメモリもしくはレジスタまたはそれ以外の情報記憶、伝送もしくは表示デバイスの内部にある物理量として同様に表現される他のデータに変換するコンピュータ・システムまたは同様の電子コンピューティング・デバイスの作用およびプロセスを意味する。
【００４８】
また、開示されている主題のソフトウェアとして実装された態様は、典型的に、何らかの形式のプログラム記憶媒体上でエンコードされるか、または何らかのタイプの伝送媒体を経由して実装されることに注意すべきである。ここで、プログラム記憶媒体とは、磁気的（例えば、フロッピ・ディスクもしくはハードドライブ）または光学的（例えば、コンパクト・ディスクを使ったリード・オンリ・メモリ、すなわち「ＣＤ  ＲＯＭ」）でありうるのであって、読み出し専用またはランダム・アクセスでありうる。同様に、伝送媒体とは、ツイストペア線、同軸ケーブル、光ファイバ、または当技術分野において知られている他の何らかの適切な伝送媒体でありうる。開示されている主題が、いずれかの与えられている実装例のこれらの態様によって限定されることはない。
【００４９】
開示されている主題は、修正が可能であり、本明細書における教示の利益を有する当業者には明白な、異なってはいるが均等な態様で実施されうるのであるから、以上で開示された特定の実施形態は例証のためのものにすぎない。更に、以下の特許請求の範囲に記載されている以外には、ここで示されている構造または設計の詳細に限定することは意図されていない。従って、上に開示されている特定の実施形態は変更または修正が可能であり、そのような変形形態はすべて開示された主題の範囲内にあると考えられることは明白である。従って、本明細書において求められている保護対象は、以下の特許請求の範囲に記載されている通りである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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