(57)【要約】  コンテンツデータを複数の移動装置にブロードキャストするシステムおよび方法が開示される。コンテンツデータは、例えば、映像、画像、または、音声データである。コンテンツデータは、複数のデータブロックに構成され、各データブロックは、レートレス伝送符号の初期セットを用いてブロードキャストされる。十分な数の初期符号を受信しなかった移動装置は、ＮＡＣＫメッセージで応答し、ブロードキャストシステムに対するＮＡＣＫレートは監視される。ＮＡＣＫレートに応じて、追加符号を移動装置にブロードキャストまたは伝送でき、このＮＡＣＫレートは、特定のデータブロック用の追加符号の伝送をいつ停止するかを決定するために用いられる。次のデータブロック用の符号の初期セットは、１または複数の先行するデータブロック用の追加符号と同時に伝送してもよい。また、ＮＡＣＫレートは、伝送方式を調節するためのブロードキャストシステムへのフィードバックとして用いることもできる。
2009530980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークを用いてデータを複数の移動装置にブロードキャストする方法であって、
前記データを複数のデータブロックに構成し、
前記複数のデータブロックの第１のデータブロックを示すレートレス伝送符号の初期セットをブロードキャストし、
十分な初期符号を受信しなかった移動装置から受信したＮＡＣＫ応答のＮＡＣＫレートを判定し、
前記ＮＡＣＫレートを評価して、追加伝送符号をブロードキャストすべきかを判定し、
前記ＮＡＣＫレートの評価に応じて、前記第１のデータブロックを示す追加レートレス伝送符号を伝送し、
前記ＮＡＣＫレートの評価に応じて、前記第１のデータブロックのための追加符号の伝送を停止する
ことを含む方法。
【請求項２】
前記追加レートレス伝送符号は、前記ＮＡＣＫレートが著しく低下していると評価された場合に伝送される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記追加レートレス伝送符号の伝送は、前記第１のブロックを伝送するための時間が終了した場合に停止される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記追加レートレス伝送符号の伝送は、前記ＮＡＣＫレートが一定に近いと評価された場合に停止される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記追加レートレス伝送符号の伝送は、前記ＮＡＣＫレートがそのピークを過ぎ、かつ低下していないと評価された場合に停止される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＮＡＣＫレートを用いて、前記追加符号を伝送するための伝送パラメータを調節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７】
前記ＮＡＣＫレートを用いて、前記複数のデータブロックの第２のデータブロックを示すレートレス伝送符号の初期セットを伝送するための伝送パラメータを調節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８】
前記ＮＡＣＫ応答から伝送品質情報を抽出するステップと、
前記抽出した伝送品質情報を用いて、前記追加符号を伝送するための伝送パラメータを調節するステップと
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＮＡＣＫ応答から伝送品質情報を抽出するステップと、
前記抽出した伝送品質情報を用いて、前記複数のデータブロックの第２のデータブロックを示すレートレス伝送符号の初期セットを伝送するための伝送パラメータを調節するステップと
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＮＡＣＫレートを用いて、前記複数のデータブロックの第２のデータブロックのためのレートレス伝送符号の初期セットにおいてブロードキャストする伝送符号の数を決定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１１】
前記ＮＡＣＫレートを用いて、レートレス伝送符号の次の初期セットをブロードキャストするための伝送方式を調節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１２】
前記ＮＡＣＫレートを用いて前記移動装置の一部をユニキャストモードに切り替えて、切り替えられた移動装置がユニキャストモードを用いてレートレス伝送符号の次の初期セットを受信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１３】
前記ＮＡＣＫレートを用いて、ネットワークリソースをブロードキャストモードとユニキャストモードとに割り当てるステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
移動無線装置上で動作し、ブロードキャストデータを受信する方法であって、
（ａ）第１のデータブロックの一部を示すレートレス伝送符号を有するブロードキャストデータパケットを受信し、
（ｂ）初期期間を設定し、
（ｃ）前記初期期間の間に、第１のデータブロックの一部を示すレートレス伝送符号を有するさらなるデータパケットを受信し、
（ｄ）前記初期期間後に、前記第１のデータブロックを生成するための十分な伝送符号が受信されたかどうかを判定し、
（ｅ）受信した伝送符号が不十分である場合、ＮＡＣＫ応答を送信し、
（ｆ）前記第１のデータブロックの一部を示す追加伝送符号を有する追加データパケットを受信し、
（ｇ）追加期間の後、前記第１のデータブロックを生成するための十分な伝送符号が受信されたかどうかを判定し、
（ｈ）伝送符号の受信が不十分である場合、追加ＮＡＣＫ応答を送信し、
ｄ）少なくとも１つの十分な伝送符号を受信し、ブロックを受信する期間が満了するまで、（ｆ）、（ｇ）、および（ｈ）のステップを繰り返す
ことを含む方法。
【請求項１５】
前記設定するステップは、前記データパケットのシーケンス番号を決定することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＮＡＣＫ応答を送信することは、伝送品質情報を送信することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記伝送品質情報を送信することは、ＳＮＲ情報を送信することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
第２のデータブロックの一部を示すレートレス伝送符号を有するブロードキャストデータパケットと、
前記第１のデータブロックの一部を示す追加伝送符号を有する前記追加データパケットと
を同時に受信するステップをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
無線ネットワークを用いてデータを複数の移動装置にブロードキャストする方法であって、
前記データを複数のデータブロックに構成し、
初期ブロードキャストする各データブロック用のレートレス伝送符号の数を決定し、
前記複数のデータブロックの各ブロックのためのレートレス伝送符号の初期セットをブロードキャストし、
各データブロックのＮＡＣＫレートを監視し、
前記監視したＮＡＣＫレートに応じて、各データブロックのための追加レートレス伝送符号を伝送する
ことを含む方法。
【請求項２０】
各データブロックのための追加レートレス伝送符号を前記伝送するステップは、
前記各ＮＡＣＫレートがほぼ一定または一定である場合、各データブロックのための追加伝送符号の伝送を停止し、
前記ＮＡＣＫレートが著しく低下し続ける場合、各データブロックのための追加伝送符号の伝送を継続し、
前記各ＮＡＣＫレートが所定の閾値よりも低い場合、各データブロックのための追加伝送符号の伝送を停止し、
前記各データブロックを伝送する時間が終了した場合、当該各データブロックのための追加伝送符号の伝送を停止する
という条件に従って実行される請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ピークにあるＮＡＣＫレートの前記ＮＡＣＫレートを監視し、前記ピークを過ぎた時にのみ、前記追加伝送符号の伝送を停止するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記監視したＮＡＣＫレートに従って、初期ブロードキャストのためのレートレス伝送符号の数を調節するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記監視したＮＡＣＫレートを用いて、前記追加符号を伝送するための伝送パラメータを調節するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
ＮＡＣＫ応答とともに伝送品質情報を受信し、前記伝送品質情報を用いて、前記追加符号を伝送するための伝送パラメータを調節するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
ＮＡＣＫ応答とともに伝送品質情報を受信し、前記伝送品質情報を用いて、初期ブロードキャストのためのレートレス伝送符号の数を前記監視したＮＡＣＫレートに応じて調節するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記ＮＡＣＫレートを用いて、レートレス伝送符号の次の初期セットをブロードキャストするための伝送方式を調節するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
前記ＮＡＣＫレートを用いて前記移動装置の一部をユニキャストモードに切り替えて、切り替えられた移動装置がユニキャストモードを用いてレートレス伝送符号の次の初期セットを受信するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
前記ＮＡＣＫレートを用いて、ネットワークリソースをブロードキャストモードとユニキャストモードとに割り当てるステップをさらに含む請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して無線通信システムに関し、特に、コンテンツ素材またはコンテンツデータを移動無線装置にブロードキャストすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動無線装置の消費者およびユーザのブロードバンドデータサービスへの需要は益々高まり、その利用も益々増加している。例えば、移動無線装置は、多くの場合、映像、音声、および、マルチメディアコンテンツを受信するように設計かつ構成されており、一般に高品質映像および音声の出力装置を備える。ブロードバンドアプリケーションの一例として、同じライブ映像および音声信号を多くの移動無線装置に受信させるものがある。このようにして、この映像および音声信号は、多くの移動ユーザに「ブロードキャスト」され、各移動装置は、映像および音声信号を受信し、その映像および音声信号を各移動装置のユーザに提示する。
【０００３】
ブロードキャストプロセスを利用することで、ネットワークの下り通信リンク、すなわち、基地局から移動装置への通信リンクをより効果的に使用できる。通信帯域幅は限りのあるリソースであるため、ブロードキャストモデルが特に望まれる。無線ネットワークにおける伝送品質は常に変化しているため、受信可能サービスエリア内の少なくともいくつかの移動局が、ブロードキャストされたパケットのうちの一部を受信し損ねる虞がある。従って、標準的なブロードキャスト伝送システムは、その移動局に問い合わせ、ブロードキャストの受信エリアにおいて最も品質の低いユーザチャネルの品質を特定する。そして、その最も品質の低いユーザチャネル状態に従ってブロードキャスト伝送方式を設定する。伝送方式を、予測される最も品質の低い状態に合せて予め設定し決定することにより、対象の移動ユニットの少なくともほとんどがブロードキャストを受信するようになる。しかしながら、選択される変調、電力、および符号化が品質の最も低いユーザにあわせて設定されているため、ネットワーク全体の効率性や容量は低減される。また、伝送状態は時間とともに変化するため、予め定めた伝送方式では、変化するブロードキャストのニーズに適切に適応できない。
【０００４】
適応性を実現するため、ネットワークが、移動ユニットにブロードキャストしたパケットの受信が成功したことを示す肯定応答を提供するよう要求してもよい。この構成により、ネットワークは、データパケットを各移動ユニットに送信し、移動ユニットは、肯定（「ＡＣＫ」）応答でネットワークに応答する。データパケットの受信を知らされることにより、ネットワークは、移動局が正しくデータを受信していることを確認できる。ネットワークは、ＡＣＫで応答しない移動局に対しては、移動局から受信した旨の応答があるまで、「損失した」データパケットを再送する。しかしながら、移動装置は、それぞれのＡＣＫ応答を、移動装置からネットワークへの通信である上りリンク上で送信する。通常、上りリンクは、下りリンクよりロバスト性に欠けるため、移動装置から多くのＡＣＫ信号の伝送を受けると、過負荷などの有害な影響を受けやすい。ブロードキャストモードで動作中のネットワークが、同一のデータパケットを何百もの移動装置に送信し、全ての移動装置が、ほぼ同時にＡＣＫの送信を試みる場合がある。上りリンクが過負荷となったり、または、少なくとも遅延応答が発生しうるため、ネットワークは、移動装置の多くがブロードキャストを受信し損ねたと判定し、データパケットを多くの移動装置に不必要に再送し始めかねない。そのために、ネットワークに対するストレスおよび／または過負荷を起こしてしまい、ブロードキャストサービスの品質の低下を招いてしまう。そのような状態は、ネットワークシステムの故障さえ引き起こす場合がある。
【０００５】
ＡＣＫ応答を待つ代わりに、ネットワークは、移動局がデータパケットの完全なセットの受信に成功しなかったことを示す否定（「ＮＡＣＫ」）応答を数えるように構成されてもよい。このような構成では、移動装置は、データパケットのセットを受信し始めて、全てのパケットを受信した場合には、ＡＣＫ応答及びＮＡＣＫ応答のどちらも送信しない。しかしながら、移動装置は、全てのパケットを受信しない場合、ＮＡＣＫメッセージをネットワークに対して伝送してパケットを再送するよう要求する。ＮＡＣＫを受信すると、ネットワークは、データパケットを移動装置に対して再送する。この構成によれば、上りリンクにおける通信渋滞はほとんど発生しないが、実質的に「再送」トラヒックが、下りリンクにおいて発生する。特に問題となるのは、いくつかの移動装置がネットワークのフリンジ、つまり、伝送品質の低い場所に位置しうることであり、これによりデータパッケットが再送され続けることである。このように、ネットワークは、下りリンクを使い続けて大容量データを「フリンジ」の移動装置に対して送信するが、これら「フリンジ」の装置が実際にタイミング良くデータを受信し、受信したデータを復号する可能性は低い。同様に、これら同一の「フリンジ」の装置は、ＮＡＣＫメッセージを生成し、上りリンク上で送信し続けるが、その通信リンクは信頼できないものであるため、これらのメッセージがネットワークシステムによって受信されるとは限らない。このように、ネットワークは、ほんのいくつかの装置のために帯域幅を必要以上に費やすが、これらの装置がブロードキャストデータを正常に提供することはほとんどない。
【０００６】
ブロードキャストのフィードバックに関するこのような望ましくない効果を理由に、ブロードキャストシステムのほとんどは、現状では、「最悪の場合」の伝送方式を予め設定し、盲目的にその方式を用いてコンテンツデータを遠隔装置にブロードキャストする。従って、データを無線ネットワーク上の遠隔装置にブロードキャストする、より効率的かつ効果的なシステムおよび方法に対するニーズがある。
【発明の開示】
【０００７】
簡潔に言えば、コンテンツデータを多くの移動装置にブロードキャストするシステムおよび方法が提供される。このコンテンツデータは、例えば、映像、画像、または、音声データである。コンテンツデータは、複数のデータブロックに構成され、各データブロックは、レートレス伝送符号の初期セットを用いてブロードキャストされる。十分な数の初期符号を受信しなかった移動装置は、ＮＡＣＫメッセージで応答し、ブロードキャストシステムのＮＡＣＫレートは監視される。ＮＡＣＫレートに応じて、追加符号を移動装置にブロードキャストまたは伝送でき、ＮＡＣＫレートは、特定のデータブロックに対する追加符号の伝送をいつ終了するかを決めるために用いられる。次のデータブロック用の符号の初期セットは、１つ以上の先行するデータブロックのための追加符号と同時に伝送してもよい。また、ＮＡＣＫレートは、ブロードキャストシステムに対するフィードバックとして、伝送方式を調節するために用いることもできる。
【０００８】
ブロードキャストシステムは、貴重な上りリンクのリソースを節約しながら、コンテンツデータを多くの移動装置に、より効率的にブロードキャストできるという利点がある。また、このシステムは、伝送方式設定を調節するために適応可能な、下りチャネル品質を示す有益な統計的情報も提供できる。以下の説明を読めば、これらの特徴および他の特徴が明らかとなり、これらの特徴および他の特徴は、添付した特許請求の範囲に特に指摘される手段および組み合わせを用いて実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークを用いたデータブロードキャスト方法のフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークを用いたデータブロードキャストシステムのブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークを用いたデータブロードキャスト方法のフロー図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークを用いたデータブロードキャストのＮＡＣＫレート応答のグラフである。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークを用いたデータブロードキャスト方法のフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係るブロードキャストデータを受信する移動装置において動作する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ここでは、本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明は様々な形式において例示できる。そのため、ここに開示する具体的な詳細は、限定解釈されるべきではなく、むしろ、事実上全ての詳細なシステム、構造、または、形式において本発明をいかに採用するかを当業者に教示する代表的な根拠と解釈されるべきである。
【００１１】
図１を参照して、無線ネットワークを用いてデータをブロードキャストする方法を説明する。方法１０は、無線ネットワークのインフラストラクチャ側で動作してもよい。一例において、無線ネットワークは、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＴＳ、ＥＤＧＥ、ＰＨＳ、ＧＳＭ等、国際通信標準または他の通信標準のうちのひとつに準拠したネットワークであってもよい。他例において、無線ネットワークは、所有権を有する商用ネットワーク、政府ネットワーク、または軍事ネットワークであってもよい。無線ネットワークのインフラストラクチャは、無線遠隔装置群と協働する。これらの遠隔装置は、例えば、無線送受話器、携帯電話、携帯情報端末、無線ノートパソコン、無線ラップトップコンピュータ、または、無線移動モジュール等であってもよい。無線移動モジュールは、車両等の他の装置に組み込まれる、無線通信を可能にする無線モデムである。
【００１２】
ネットワークが同一のデータを多くの無線遠隔装置に伝送することが所望されることがよくある。例えば、ライブスポーツイベントを多数の移動電話ユーザにブロードキャストしたい場合等である。このように、各無線電話は、同じ映像およびデータ情報を受信する。また、他の例では、無線ネットワークが同じ音声または画像データを、ユーザ群に対して送信することを所望する場合や、システムが、緊急情報を多数の遠隔無線ユーザにブロードキャストするように構成されている場合がある。それぞれの例において、ネットワークリソースへの負荷を制限しながら、データを対象ユーザ全員に効率的に転送することが望まれている。特に、多くの無線ネットワークは、遠隔ユーザからインフラストラクチャまたは基地局へ戻る通信リンクである上りリンクのトラヒックや、そこで送信される情報に敏感である。従って、ネットワークシステムが、公知の１対１の通信プロセスに比べ、上りネットワークのトラヒックを十分に低減するブロードキャストモードにおいて動作することが望ましい。さらに、ブロードキャストシステムは、ネットワークリソースをより効率的に利用できるように、変化する通信環境に適応可能であることが望ましい。従って、ブロードキャストシステム１０は、ネットワークが、実際の通信状態または変化する通信状態に応じて伝送方式を調節できる、統計的なフィードバックシステムを提供する。
【００１３】
方法１０において、ブロック１２に示すように、コンテンツデータファイルは一組の連続したデータブロックに構成される。コンテンツデータは、例えば、映像ファイル、映像ストリーム、音声ファイル、画像、または、他のデータファイルであってもよい。各ブロックは、レートレス符号化プロセスに従って符号化される。レートレス符号化プロセスとは、ブロック１４に示すように、伝送符号を生成する特定の符号化方式であり、復号装置は、十分な数のレートレス伝送符号を受信した際に元のデータファイルを復元させることができる。重要なことに、復号器は、十分な数の符号を受信すれば、生成されたコードのどの部分を受信しても元のファイルを復元できる。このように、復号装置は、欠けている符号のセットを再送するよう要求する必要はなく、追加的な新規符号が送信されるのを単に待てばよい。そして、十分な数の伝送符号を受信したら、復号装置は、元のデータファイルを復元すればよい。レートレス符号化プロセスを用いることで、データパケットの再送による過負荷を回避できる。
【００１４】
レートレス符号化のいくつかの具体的な変形例を方法１０において用いることができる。例えば、一般的なレートレス符号化には、「トルネード」符号化と呼ばれるものがある。トルネード符号化は、２００５年６月２５日に発行された米国特許公報第６４１１２２３号に開示されている。他の一般的なレートレス符号化は、「ラプタ」符号化と呼ばれ、２００５年１月１３日に公開された米国特許公開公報第２００５/１０８４７号に開示されている。レートレス復号化の利用については、同時係属の「無線通信符号化および伝送システムと方法（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ）」と題する２００５年１０月３１日出願の米国特許公開公報第１１/２６３８９３号、および、「多重ソース通信システムおよび方法（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｗｉｅｒｅｌｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ）」と題する２００５年５月９日出願の米国特許出願第１１１２５５１７号に開示されており、それらの内容を本願明細書に引用するものとする。方法１０において、レートレス符号化の他の変形および特定の変形を用いることができる。
【００１５】
方法１０において、ブロック１７に示すように、レートレス符号化プロセスを各データファイルに適用して、初期伝送符号のセットを生成する。初期符号の数は、希望する伝送範囲または完全性に従って設定できる。例えば、初期符号のセットは、移動ユーザの約９５％が初期符号のみからデータブロックを復号できように、十分な伝送符号を含むようにしてもよい。他の例では、伝送された初期符号の数は、より厳しい、または、より緩和された要求に対応するように調節してもよい。さらに、データブロック当たりの初期符号の数は、伝送品質および移動装置から受信したフィードバックに従って動的に適応させてもよい。
【００１６】
初期伝送符号のセットは、全ての移動ユニットに対して伝送またはブロードキャストされる。短い遅延の後、十分な数の符号を受信しなかった移動ユニットは、ＮＡＣＫメッセージで応答する。ネットワークは、いつでもこれらのＮＡＣＫの監視を開始できるが、通常、全ての初期符号が送信されるまで待つことが理解されるであろう。このように、十分な数の伝送符号を受信した移動装置は応答しないので、上りリンクのトラヒックは、最初の伝送期間に十分な数の伝送符号を受信し損なった移動装置のみに限定される。ブロック２２に示すように、ＮＡＣＫ応答レートは監視される。このように、単位時間当たりのＮＡＣＫの数は監視され、追加の伝送符号をいつブロードキャストするかを決定するために用いられる。例えば、方法１０は、ブロック１９に示すように、ＮＡＣＫレートが閾値点に到達する、または、あるレートで増加すると、追加の伝送符号を伝送する。これらの追加の伝送符号は、全ての移動装置に送信してもよいし、ＮＡＣＫメッセージで応答した一部分に送信してもよい。追加伝送符号をブロードキャストした後、ブロック２４に示すように、方法１０は、ＮＡＣＫレートを継続的に監視する。特に、方法１０は、ＮＡＣＫレートを、先行するＮＡＣＫレートと比較し、ＮＡＣＫレートが著しく低下しているかどうかを評価する。
【００１７】
ＮＡＣＫレートが著しく低下し続けている場合、方法１０は、追加の伝送符号のブロードキャストにより、追加の無線装置がデータブロックを効率的に復号できるようにしていると把握する。従って、ブロック１９に示すように、追加の符号はブロードキャストされ続けてもよい。方法１０は、ＮＡＣＫレートが低下しなくなるか、一定か一定に近いレベルに到達するまで、伝送符号を伝送し続け、ＮＡＣＫレートを監視し続ける。このＮＡＣＫ状態に達すると、方法１０は、追加の伝送符号をさらにブロードキャストしても、復号化の範囲において限定的な改善しか得られないことを認識する。または、データブロックをきちんと復号できなくなる程時間が経過した場合、絶対ＮＡＣＫレートが、全て、または、全てに近い無線移動装置がデータブロックの復号化に成功したことを示す場合には、追加符号の伝送は停止されてもよい。これらの場合、追加符号の伝送は、ブロック２６に示すように停止される。
【００１８】
一般的に、方法１０は、連続したデータブロックをとり、各データブロックをレートレス伝送符号のセットに変換し、これらの初期符号をブロードキャストにより無線装置に伝送する初期伝送部分２８を有する。このプロセスは、使用可能なブロックに対して順次繰り返され、追加符号の伝送に関係なく継続してもよい。また、方法１０は、初期符号セットにおいて伝送された符号の数を補う追加伝送部分３１も有する。この追加伝送部分３１は、最新の伝送品質に適応するので、異なるデータブロックに対して異なる数の伝送符号を送信するようにしてもよい。例えば、無線移動装置の大多数が高品質伝送状態にある間に、あるブロックが伝送されると、僅かな追加符号の送信のみ、もしくは全く送信される必要がない。その後、他のデータブロックが、無線装置の多くが伝送品質の比較的低い状態にある場所へ送信されると、多くのセットの追加符号を送信しなければならない。
【００１９】
初期符号セットにおける符号の数は、通信品質に応じて調節できることが理解されるであろう。例えば、特定数の初期符号の伝送が、非常に高いＮＡＣＫレートを引き起こした場合には、プロセスを調節して初期符号セットにより多くの符号を含めることができる。同様の例において、初期セットの伝送の結果、非常に低いＮＡＣＫレートである場合、ネットワークトラヒックの低減を試みるために、初期セットにおける符号の数を減らすことができる。また、低下するＮＡＣＫレートに応じて送信される追加符号の数も調節されてもよい。特に、特定の数の追加伝送符号のＮＡＣＫレートへの影響がわずかな場合、十分な数の追加符号をより効率的に無線装置に提供するために、次のセットにおける伝送符号の数を増やしてもよい。
【００２０】
方法１０は、下りブロードキャストリンクの性能に関する有益な統計的情報を提供するＮＡＣＫおよびＮＡＣＫレートに関する情報を収集する。この統計的情報は、ブロック３２に示すように、今後の伝送に用いられる伝送方式の調節に利用できる。これらの変化には、変調、電力、または、他のチャネル設定における調節を含んでもよい。また、この統計的情報を用いて、ネットワークは、何人かのユーザを、ブロードキャストモードから、移動ユニットが受信したパケットに対して肯定応答のフィードバックをするユニキャストモードに切り替えるべきかを判定する。反対に、統計的情報は、上りリンクのトラヒックを低減するために、何人かのユーザをユニキャストモードからブロードキャストモードに戻すために用いてもよい。より一般的には、ＮＡＣＫの統計的情報は、ネットワークリソースをブロードキャストモードとユニキャストモードとに振り分ける際に有益な場合がある。また、ＮＡＣＫの統計的情報は、伝送方式をさらに調節するために、ユニキャスト伝送に対するＡＣＫフィードバック等の他の使用可能な情報と組み合わせてもよい。
【００２１】
最後に、方法１０は、方法パラメータの調節に有益な追加ネットワークまたは通信チャネル情報も受信できる。例えば、移動装置は、信号対雑音比または伝送品質に関する他の情報を、それぞれのＮＡＣＫ応答とともに返してもよい。この品質に関する情報は、符号化プロセスを調節するために用いられてもよいし、伝送インフラストラクチャが伝送パラメータを変更または調節するのに用いられてもよい。電力、変調順位、空間伝送、および、チャネル要件を含みうる伝送パラメータは、個別の移動装置毎、または、ブロードキャスト装置のセット全体毎に調節できる。
【００２２】
ここで、図２を参照して、無線ネットワークを用いてデータをブロードキャストするシステムを説明する。システム５０は、ブロードキャスト用のデータを有するコンテンツサーバ５２を含む。このコンテンツは、例えば、映像ストリーム、映像ファイル、音声ファイル、または、他のデータであってもよい。基地局または他のインフラストラクチャシステム５４は、コンテンツサーバ５２上のコンテンツを受信する。基地局５４は、コンテンツデータを一連のデータブロックに構成し、これらのデータブロックをレートレス符号化プロセスに従って符号化する。そして、各データブロックは、移動ユニット５７、５８および５９等の移動ユニットに対して順次ブロードキャストされる。各データブロックについて、基地局５４は、伝送符号の初期セットを移動ユニット５７、５８および５９全てに伝送する。データブロックのデータパケットを受信すると、移動ユニットは、時間ウィンドウを開き、その期間中に伝送符号を受信する。その期間の終了時に、移動ユニットは、データブロックの復号に十分な伝送符号を受信したかどうかを判定する。十分な符号を受信しなかった場合、移動ユニットは、ＮＡＣＫメッセージで基地局５４に応答する。
【００２３】
ブロードキャストシステム全体のＮＡＣＫレートに基づき、基地局は、移動ユニットのひとつ、一部分、または全体に対して追加伝送符号をブロードキャストしてもよい。十分な数の符号を持たない移動ユニットは、受信した符号を監視し続け、不十分な符号が受信されなかった場合、ＮＡＣＫメッセージを定期的に生成し続ける。そのうち、基地局５４は、監視されたＮＡＣＫレートに基づき、または、データブロックを復号するのに有益な時間が過ぎてしまうと、追加符号の送信を停止する。例えば、映像ストリームの場合、特定の限られた時間内に各データブロックを符号化しなければ、映像情報をユーザに提供できない。そのため、その時間が経過すると、移動体にてバッファリングが行われない限り、追加伝送符号を送信しても、もはや有益ではない。
【００２４】
ここで、図３を参照して、無線ネットワークを用いてデータをブロードキャストする方法を説明する。方法７５は、ブロック７７に示すように、Ｋ個のデータ符号で表されるデータブロックを有する。これらＫ個のデータ符号は、ブロック７９に示すように、レートレス符号化方式を用いて、レートレス伝送符号に符号化できる。初期符号のセットは、ブロック８２に示すように、Ｎ個の符号を有するような大きさである。Ｎの値は、無線装置のうちの閾値数が、初期符号だけを用いてデータブロックを復号できるように設定される。特に、ブロック９１に示したように、受信機は、データブロックを復元するためには、Ｋ個の伝送符号を受信する必要がある。このように、Ｎは、Ｋより十分に大きくなるように設定されるので、予測される符号の損失によってもまだ特定の数の無線装置がＫ個の伝送符号を受信できる。例えば、データブロックが１０００個のデータ符号を有する場合、符号の初期セットは、１０１０個に設定できる。このように、１０個までの符号が失われたり、各無線装置によって受信されなくても、各無線装置は、データブロックを復号または復元できる。１０１０個という数は、予測される通信品質、監視されたＮＡＣＫレート、および無線装置から受信した情報に従って選択される。
【００２５】
通常、Ｎの値は、移動装置全体の約９０％〜９５％が、初期伝送符号のみを用いてデータブロックを復元できるように選択される。しかしながら、ブロードキャストデータを受信する移動局の一部は、Ｋ個の伝送符号を受信せず、Ｋ個より少ない数の伝送符号を受信する。この場合、これらの移動装置は、データブロックを復元できない。これらの移動装置は、ネットワークに対してＮＡＣＫで応答し、ネットワークは、システム全体のＮＡＣＫレートに基づいて、ブロック８４に示すように、追加符号で応答できる。数量がＡ１の追加符号が、応答している移動装置によって受信される符号数を補足するために再度ブロードキャストされる。Ａ１の値は、伝送品質に応じて設定、もしくは最新の状態に適合するようになってもよい。移動装置は、十分な数の伝送符号を有するかを定期的に判定し、Ｋ個の符号を受信するまでＮＡＣＫメッセージを継続的に生成する。従って、ブロック８６および８８に示すように、追加の数の符号を伝送されうる。追加符号を送信とＮＡＣＫメッセージを生成するプロセスは、経過した時間またはＮＡＣＫレート要件によりネットワークがそのプロセスを終了するまで継続できる。そして、ブロック９３に示すように、これらの移動装置は、少なくともＫ個の伝送符号を受信すると、データブロックを復号できる。
【００２６】
ここで、図４を参照して、無線ネットワークを用いてデータをブロードキャストする方法を説明する。方法１００は、ブロードキャスト無線システムにおいて監視されたＮＡＣＫレートに従い図示される。グラフ１０５は、Ｘ軸１０４に沿って時間を、そして、Ｙ軸１０２に沿ってＮＡＣＫレートを表す。時間１０７において、ネットワークは、レートレス符号化プロセスを用いて符号化された伝送符号の初期セットを送信する。ネットワークは、初期符号を送信するために時間を要し、時間１０９で、初期符号セットの送信を完了する。初期符号の数は、ほとんどの移動体が、データブロックを初期送信期間に受信した符号で復号可能または再構築可能であるように選択される。いくつかの伝送符号を受信したが十分には受信していない移動装置は、追加符号が必要であることを示すＮＡＣＫ応答を生成する。ほとんどの移動局は、ほぼ同時にＮＡＣＫメッセージで応答するので、ネットワークにより監視されるＮＡＣＫレートは、線１１０で示すように、大変急速に上昇する。
【００２７】
ＮＡＣＫレートは、急速に上昇し、点１１１に示すようにピークに達する。ネットワークが、ＮＡＣＫが閾値レートにあることを一旦認識すると、ネットワークは、追加符号の送信へと移行する。グラフ１０５に示すように、ネットワークは、時間１２０において伝送符号の追加セットを送信し始める。追加符号のセットが伝送されると、ＮＡＣＫレートは、ブロック１１２に示すように低下し始める。通常、ＮＡＣＫレートは、測定可能な程度、または大幅なレートで低下し、トランジション１１４に示すように平らになり始める。トランジションエリア１１４は、追加伝送符号の送信によって、必要な数の符号を受信した追加移動装置が比較的少なかったということを示す。従って、ＮＡＣＫレベルレートが平らになり、点１１８に示すように、ほとんど一定になると、ネットワークは、追加符号のセットを送信続けてももはや効率的または効果的でないと判定する。よって、時間１２２において、ネットワークは、最初のデータブロックに対する追加符号ブロックの送信を終了する。勿論、特定の時点１２２は、アプリケーション要件に従って設定できる。なお、これらの追加符号の伝送は、異なる伝送方式において行ってもよい。例えば、伝送方式は、変調順位、電力、空間チャネル、キャリア、または他のチャネル要件に対して調節できる。場合によっては、追加符号は、ユニキャストモードを用いて特定の移動ユニットに送信されてもよい。
【００２８】
場合によっては、追加符号の送信の停止は、エリア１１８に示すように一定またはほぼ一定のＮＡＣＫレートが見られるまで待ってもよい。他の場合において、ネットワークは、ＮＡＣＫレートに重大な低下が認められない場合、追加符号の送信を停止してもよい。ＮＡＣＫレートの重大な低下とは、追加符号の送信によって、僅かな追加数の移動ユーザが復号閾値に到達できることを意味する。なお、重大な低下の意味は、異なるデータの種類および異なる分類のユーザによって異なってもよい。例えば、ある画像データは、失ったデータブロックに対して比較的鈍感であっても良く、一方、ある音声ファイルは、失ったデータに対して非常に敏感であってもよい。なお、いくつかのデータブロックは、時間に敏感であるため、有用性のウィンドウが経過した後に追加符号のセットを送信し続ける意味もない。例えば、映像ストリームは、順番どおりに復号され表示されなければならないデータブロックを有する。データブロックを表示する効果的な時間が一旦経過すると、そのデータブロックのための追加伝送符号を送信しても役に立たない。
【００２９】
図４に関する説明は、ひとつのデータブロックだけを送信する場合について論じてきた。勿論、データは、通常、多くのデータブロックに構成されており、データブロックは、通常、順番に符号化され伝送される。従って、次の符号ブロックは、線１３１に示すように、初期符号が送信された少し後に送信できる。次ブロックの送信は、１または複数の先行するデータブロック用の追加ブロックを送信することと同時に、または、調整して行われてもよい。同様に、線１３３に示すように、次ブロック用の追加ブロックの送信は、異なるブロックのブロック符号の送信と同時に、または、調整して行ってもよい。このように、受信装置は、部分的に受信した先行するブロック用の追加符号を受信しながら特定のデータブロック用の初期符号セットを受信できる。
【００３０】
ここで、図５を参照して、無線ネットワークを用いてデータをブロードキャストする方法を説明する。方法１５０は、ブロック１５２に示すように、コンテンツサーバにより提供されるコンテンツデータを有する。コンテンツデータは、例えば、映像データ、映像ストリーム、音声、画像、または、他のデータであってもよい。データは、ブロック１５４に示すように、連続したブロックに構成されている。システムは、ブロック１５７に示すように、どのくらいの数の伝送符号が伝送符号の初期セットにおいて用いられるかを判定する。この数は、アプリケーション要件に従って設定、または、最新の通信状態に適合するようになっていてもよい。そして、データブロックは、ブロック１５９に示すように、レートレス符号化プロセスに従って符号化される。その後、ブロック１６２に示すように、その符号は、多くの移動装置に対してブロードキャストされる。次のデータブロックの準備、伝送符号の生成、次のデータブロックにおけるブロードキャストのプロセスは、示したように順次続く。多くのシステムにとっては、符号の初期セットにおける符号の数が十分であり、移動装置の大部分がデータブロックを復号および再構築できる。しかしながら、データブロックの一部は、移動装置の一部によって正常に受信されていない場合がある。このような場合、方法１５０は、追加符号をブロードキャストさせる。
【００３１】
ブロック１６４に示すように、方法１５０は、各データブロックに対して、移動装置から受信したＮＡＣＫメッセージを監視する。１６６に示すように、ＮＡＣＫレートが計算され、ブロック１７１に示すように、そのＮＡＣＫレートは、追加伝送符号か、データブロックのブロードキャストかの決定に用いられる。例えば、ブロック１７５に示すように、ＮＡＣＫレートが低下していない、または、一定値に近い場合、そのブロックの伝送を終了する。しかしながら、追加伝送符号の送信に応じてＮＡＣＫレートの重大な低下がまだ見られる場合、方法１５０は、ブロック１７３に示すように、このブロック伝送の時間切れであるかどうかを照会する。例えば、ある種類のデータは、時間に敏感であり、一旦特定の時間が経過するとデータブロックの復号の役に立たなくなる。時間切れになると、ブロック１７５に示すように、このブロックの伝送を終了する。
【００３２】
ネットワークは、ブロック１７７に示すように、移動装置から受信したメッセージからチャネル品質情報を適宜抽出することもできる。例えば、移動装置は、ＮＡＣＫ応答に、信号対雑音比または他の品質情報を含めてもよい。チャネル品質情報が抽出される場合、ブロック１７９に示すように、このチャネル品質情報を用いて伝送を調節する。伝送調節には、電力調節または他の変調またはチャネル適合を含んでもよい。チャネル品質情報が抽出されない場合でも、最新のＮＡＣＫレートを、伝送を調節するために用いることができる。
【００３３】
方法１５０は、追加伝送符号の送信によりＮＡＣＫレートの重大な低下がまだ見られると判定し、受信機が伝送符号をまだ有益に受信できると判定するので、ブロック１８２に示すように、追加伝送符号を送信できる。従って、ブロック１５９および１６２に示すように、そのブロック用に追加で生成された伝送符号がブロードキャストされる。受信装置は、受信した符号を再び監視し続け、十分な符号が受信されなかった場合、ＮＡＣＫメッセージを提供する。移動装置は、データセットを復号できる自らの能力を定期的に評価できる。または、評価は、他の時間枠に応じて実行してもよい。どちらの場合も、移動装置は、受信した伝送符号を監視し続け、伝送ウィンドウが閉じるか、十分な符号が受信されるまで、生成したＮＡＣＫメッセージで応答する。勿論、時間伝送ウィンドウは、受信する特定のデータ、および、システム性能全体に対する要件に応じて設定できる。
【００３４】
ここで、図６を参照して、ブロードキャストデータを受信する方法を説明する。方法２００は、例えば、ネットワーク環境で動作する無線移動電話上で動作できる。無線装置は、ブロードキャストモードで動作するように構成されるため、上りリンク通信トラヒックを低減させるよう協力する。無線装置は、ブロック２０２に示すように、ブロードキャストパケットを受信する。移動装置は、ブロック２０４に示すように、パケットのシーケンス番号を決定するか、または、伝送時間ウィンドウの開始時間を決定する。簡単な例では、無線移動装置は、ブロードキャストパケットを受信すると、所定の長さの伝送ウィンドウを開始できる。より複雑な例では、移動装置は、受信したパケットがデータブロックの最初のパケットであったかどうかを判定し、もし、そうでなかった場合、それに応じて時間ウィンドウを調節する。ブロードキャスト時間ウィンドウが開いている間、移動装置は、ブロック２０６に示すように、追加ブロードキャストパケットを継続して受信する。ブロック２０８に示すように、ある時点で、伝送時間が経過する。この初期期間は、移動装置の大半が十分な符号を受け取ることを想定して設定されているため、移動装置は、ブロック２１１に示すように、次のブロックの受信を開始できる。このように、移動装置は、次のブロックを示す符号の受信を開始できる。
【００３５】
初期期間が終了した後、無線装置は、ブロック２１３に示すように、最初のブロック用に受信した伝送符号を評価する。ブロック２１７に示すように、データブロックを復号または復元するために十分な符号を受信した場合、データブロックは、復号・復元され、このブロックに対するさらなる作業の必要はない。しかしながら、十分な符号が受信されなかった場合、移動装置は、ＮＡＣＫメッセージを生成し、ブロック２２５に示すように、そのＮＡＣＫメッセージを基地局に送り返す。ＮＡＣＫメッセージには、ブロック２２７に示すように、信号対雑音比などのチャネル品質情報を適宜含んでもよい。そして、移動装置は、追加伝送符号を待つための追加の伝送時間ウィンドウを開く。
【００３６】
伝送符号の送信は、ネットワークのＮＡＣＫレートに依存しているため、移動装置は、追加パケットを受信、または、受信しなくてもよい。追加のブロードキャストパケットが送信されれば、追加時間ウィンドウの間、移動装置は、ブロック２２９に示すように、そのようなパケットを受信する。ブロック２３２に示すように、この追加伝送時間が経過した後、移動装置は、ブロック２３４に示すように、十分な数の符号が受信されたかどうかを再度評価する。十分な符号が受信された場合、データブロックは、復号または復元され、ブロック２１７に示すように、このブロックに対するさらなる作業は必要ない。十分な符号がまだ受信されていない場合、無線移動装置は、ブロック２３６に示すように、全体の伝送時間が経過したかどうかを評価する。伝送時間ウィンドウ内にまだ時間がある場合、移動無線装置は、ＮＡＣＫメッセージを再度送信し、追加パケットを待ち続ける。このように、無線移動装置は、十分な数の符号を受信、または、総時間が経過するまで、受信した符号のセットを補足し続ける。
【００３７】
以上、本発明の特定の好ましい実施形態および他の実施形態について開示してきたが、上述した技術の多くの様々な変更および拡張が、本明細書に開示した本発明の教示を用いて実行可能であることが当業者には明らかであろう。全ての変更および拡張は、添付の特許請求の範囲において論じられる本発明の真の精神および範囲内に含まれるように意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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