(57)【要約】本発明は、ＩＰネットワークのようなデータネットワークを通して符号化されたビデオデータを伝送するシステム及び方法に関する。データネットワークに複数のデータレイヤを送出可能なサーバを有することに加えて、システムは、サーバと、アダプティブノードのダウンストリームに位置されるクライアントとの中間に位置されるアダプティブノードを有しており、クライアントは、受信機及び／又は他のアダプティブノードである場合がある。受信機及びアダプティブノードは、該装置でデータネットワークに関するネットワークの混雑状態を認識することでネットワークキャパシティを分析し、認識されたネットワークの混雑状態に基づいて受信機及び／又はアダプティブノードが加入するチャネル加入を変更可能な場合がある。この要約は、サーチャ又は他のリーダが技術的な開示の主題を迅速に確かめることを可能にするために要約を要求するルールに従って提供されることが強調される。この要約は、特許請求の範囲の意味の範囲を解釈又は限定するために使用されないことが理解される。
2005518729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリーミング・ファイン・グラニュラー・スケーラビリティに従って符号化されたビデオデータを提供するためのシステムであって、
該ファイン・グラニュラー・スケーラビリティに従って符号化されたビデオデータを複数のチャネルを通してデータネットワークに送出するためのサーバと、
受信機で該データネットワークに関するネットワークの混雑状態を認識し、該受信機での該データネットワークに関して認識された混雑状態に基づいて、複数のチャネルのうちの予め決定された数のチャネルに対する加入を動的に変更する第一のネットワークアナライザを有する受信機と、
該受信機により加入されたチャネル数を明らかにする第二のネットワークアナライザを有するアダプティブノードと、
を有するシステム。
【請求項２】
該アダプティブノードは、複数のアダプティブノードを有し、該複数のアダプティブノードのうちの少なくとも１つは、該複数のアダプティブノードのうちの少なくとも他の１つのアップストリームにある、
請求項１記載のシステム。
【請求項３】
ストリーミング・ファイン・グラニュラー・スケーラビリティに従って符号化されたビデオデータを送信するための方法であって、
（ａ）データネットワークにおけるサーバと受信機との論理的な中間にアダプティブノードを配置するステップと、
（ｂ）該アダプティブノードを論理的に介して、該データネットワークを通して該サーバと該受信機との間で通信を始動するステップと、
（ｃ）該受信機により認識されたネットワークキャパシティに基づいて該受信機により１以上のチャネルに加入するステップと、それぞれのチャネルは、該受信機で利用可能な該ストリーミング・ファイン・グラニュラー・スケーラビリティに従って符号化されたビデオデータを含む複数のデータレイヤのうちの予め決定されたデータレイヤに対応し、
（ｄ）該アダプティブノードを論理的に介して、それぞれの加入チャネルについて該データネットワークを通して、該サーバと該受信機の間でエンド−エンド間の通信のチャネルを始動するステップと、
（ｅ）該サーバと該受信機との中間に作用的に配置されたアダプティブノードのダウンストリームにある該受信機により加入されたチャネルを、アダプティブノードにより認識するステップと、
（ｆ）複数のデータレイヤのうちの予め決定された数のデータレイヤを該サーバによりそれらのそれぞれのチャネルを介して該データネットワークに送出するステップと、
（ｇ）該受信機で該受信機によりネットワークキャパシティを監視するステップと、
（ｈ）該アダプティブノードにより該アダプティブノードで該ネットワークキャパシティを監視するステップと、
（ｉ）該受信機により認識されたネットワークキャパシティに基づいて、該受信機で加入チャネルの転送を変更するステップと、
（ｊ）該アダプティブノードにより認識されたネットワークキャパシティに基づいて、アダプティブノードを介した該受信機への加入チャネルの送信を変更するステップと、
を有する方法。
【請求項４】
該ステップ（ｃ）は、
該ストリーミング・ファイン・グラニュラー・スケーラビリティに従って符号化されたビデオデータの一部を符号化して、ベースレイヤフレームを生成するステップと、
ファイン・グラニュラー符号化技術を使用して、該ストリーミング・ファイン・グラニュラー・スケーラビリティに従って符号化されたビデオデータ及び該ベースレイヤフレームから動き補償された残りの画像を生成するステップと、
該動き補償された残りの画像を使用して、それぞれのレイヤが該動き補償された残りの画像の一部を含む複数のレイヤを有するエンハンスメントレイヤを生成するステップと、
をさらに有する請求項３記載の方法。
【請求項５】
該アダプティブノードで該ベースレイヤフレームと該エンハンスメントレイヤをバッファリングするステップをさらに有する、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
該バッファリングするステップは、
アップストリームのノードから再送信を要求するステップと、
ダウンストリームのノードからの再送信の要求に応答するステップと、
をさらに有する請求項５記載の方法。
【請求項７】
アップストリームのデータソースから第一のレートでレイヤデータを受信するステップと、
ダウンストリームのデータの受信者に第二のレートで該レイヤデータを送出するステップと、
をさらに有する請求項４記載の方法。
【請求項８】
該アダプティブノードは、該アダプティブノードの論理的にダウンストリームに配置されたクライアントの加入要求を処理する、
請求項４記載の方法。
【請求項９】
該クライアントは、少なくとも１つの受信機及び第二のアダプティブノードを有する、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
該処理するステップは、
該アダプティブノードで該受信機からの加入要求を受信するステップと、
該アダプティブノードにより最大の加入レベルを計算するステップと、
該アダプティブノードにより該最大の加入レベルを次の同等のアップストリームに伝播するステップと、
を有する請求項８記載の方法。
【請求項１１】
ストリーミングビデオデータシステムにおける使用のためのアダプティブノードであって、
データネットワークに作用的に接続するためのデータ通信インタフェースと、
該アダプティブノードで該データネットワークに関するネットワークの混雑状態を認識し、認識されたネットワークの混雑状態に基づいて、該アダプティブノードの論理的なアップストリームに配置されたデータチャネルのソースから、該アダプティブノードのダウンストリームに論理的に配置されたクライアントへのデータチャネルの送信を動的に変更するためのネットワークアナライザと、
を有するアダプティブノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリーミング技術全般に関し、より詳細には、インターネットのようなＩＰ（Internet  Protocol）ネットワークを通して、ストリーミング・ファイン・グラニュラー符号化ビデオに関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイン・グラニュラー・スケーラビリティ（FGS:  Fine  Granular  Scalability）は、インターネットのような変動する帯域幅を有するネットワークにわたる転送のため、ビデオを圧縮するために使用されている。ＦＧＳ構造は、ビットレートＲBLで符号化されるベースレイヤと、ビットレートＲELで符号化されるシングル・ファイン・グラニュラー・エンハンスメントレイヤとから構成される。
【０００３】
エンハンスメントレイヤのファイングラニュラリティ（細粒度）のため、ＦＧＳビデオストリームは、Ｂmin＝ＲBLからＢmax＝ＲBL＋ＲELの範囲に及ぶ利用可能な帯域幅をもつ、いずれかのネットワークセッションにわたり転送することができる。たとえば、送信機と受信機の間の利用可能な帯域幅がＢ＝Ｒである場合、送信機は、レートＲBLでベースレイヤを送出し、レートＲe＝Ｒ−ＲBLでエンハンスメントレイヤの一部のみを送出する。エンハンスメントレイヤの一部は、転送のためにファイングラニュラリティ方式で選択することができる。したがって、全体の転送されるビットレートは、Ｒ＝ＲBL＋Ｒeである。
【０００４】
ＦＧＳ符号化方法は、ストリーミングアプリケーションの規格としてのＭＰＥＧ−４により最近採用されている。ＦＧＳは、予測不可能な帯域幅の変動に対するその高い順応性のため、ワイヤレス及び異質のネットワーク環境において徐々に支持を得るであろうことが期待される。ＦＧＳを十分に効果的なものとするため、ＦＧＳの帯域幅の適応性の特徴を利用することができる専用のストリーミングソリューションが都合がよい。現在のところ、ＦＧＳをストリーミングするための利用可能な成熟した技術は存在しない。
【０００５】
ＦＧＳの適応性の特徴を利用するため、従来の技術は、所与のリンクが管理することができるレイヤの数のみを選択的に送出することを提案しており、すなわち、全てのレイヤは、受信機のレイヤの加入状態（subscription  status）により暗黙的に定義される同じマルチキャストの配信ツリー又はサブツリーに沿って転送される。したがって、受信機は、受信フローにおいてインターネットを明示することで、マルチキャストの配信ツリーを暗黙に定義する場合がある。このモードでは、受信機は、その加入に関する電流レベルが余りに高いか、又は余りに低いかを判定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
調節可能な帯域幅を扱う従来の方法は、スケーラビリティの低さを欠点としていた。たとえば、当該技術分野で公知であるフィードバックのインプロージョンでは、従来の技術のエンド−エンド間のソリューションにより、ユーザからソースに送出される制御信号が大勢のユーザが同時にセッションに参加したときにソースを圧倒する結果となる。ソースは、これらの制御信号を処理するためのコンピューティングリソースを有していない場合がある。
【０００７】
さらに、従来の技術は、受信ノード間の公平性の低さを示している。複数のユーザが同じボトルネックリンクを共有していない場合、１ユーザのアクティビティが他のユーザの帯域幅に作用し、これに応じて、他のユーザの知覚されるビデオ品質に作用する場合がある。
【０００８】
また、従来技術の方法は、応答時間の遅さを示している。受信機は、受信レートを調節するために「入会又は退会」マルチキャストグループ制御を使用するが、これらの制御手順は、目的を互いに達成するために様々なインターネットプロトコルの協働を含んでいる。これにより、受信機では、制御コマンドを発生する時間とコマンドが上手く実行された時間との間の許容されない待ち時間が生じる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＩＰネットワークにわたり符号化されたビデオデータを転送するシステム及び方法に向けられる。
【００１０】
図２を一般に参照して、システムは、複数レイヤのデータをＩＰネットワークに送出可能なサーバ（参照符号４０で一般に参照される）を有することに加えて、サーバ４０のダウンストリームに位置されるアダプティブノード（参照符号５０で一般に参照される）を有している。アダプティブノード５０は、サーバ４０と、アダプティブノード５０のダウンストリームに位置された受信機（参照符号６０により一般に参照される）との中間に配置される。受信機６０及びアダプティブノード５０は、データネットワークのネットワークの混雑状態を認識することでネットワークキャパシティを分析し、認識されたネットワークの混雑状態に基づいて、受信機６０及び／又はアダプティブノード５０が加入するチャネルを動的に変更することが可能な場合がある。
【００１１】
保護の範囲は、先に述べられた例示的な実施の形態の概要により限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。  
添付図面を参照して、全体の図を通して同じ参照符号は、対応する構成要素を表している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
はじめに、図１及び図３を参照して、ファイン・グラニュラー・スケーラビリティ（ＦＧＳ）符号化は、ＦＧＳベースレイヤ２１（図３）で転送される各フレーム又はピクチャのビデオ品質又は信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善するために実現される。本発明は、スケーラビリティを達成し、データネットワーク１００のような標準的なＩＰネットワークのトップに本実施の形態を直接配置することを可能にするため、データストリームに配置される専用のアダプティブノード５１，５２（図１）を導入することで、データネットワーク１００にわたってＦＧＳ符号化ビデオをストリーミングするためのチャネル管理モデル及びレート制御メカニズムを提供する。
【００１３】
例示的な実施の形態では、図１の特定の物理的な配置図において集合的に示されているように、図２のより一般的、等価的な論理ツリーレイアウトに示されているように、本発明は、ネットワークキャパシティに敏感な符号化ビデオデータを符号化及び復号化するためのシステムを有している。システムは、サーバ４０、アダプティブノード（図２では参照符号５０で、図１では参照符号５１，５２により一般的に示されている）、及び受信機（図２では参照符号６０で、図１では参照符号６１，６２により一般的に示されている）を有しており、これら全ては、インターネット１００のようなＩＰネットワークを介して作用可能に接続されている。
【００１４】
図１及び図３に示されているように、サーバ４０は、プロセッサ及びメモリを有しており、データ通信装置４２（図１）を介してデータを複数のチャネル３０（図３）を介してネットワーク１００に送出可能である。データは、ＦＧＳベースレイヤ２１及び複数のエンハンスメントビデオレイヤ２２〜２５のような複数のレイヤ２０（図３）を含んでいる。ベースレイヤエンコーダ４４（図１）は、ソフトウェアとして実現される場合があり、サーバ４０内に存在して実行する場合があり、ベースレイヤエンコーダ４４は、ベースレイヤフレームを生成するためにビデオデータの一部を符号化可能である。このエンコーダは、ＭＰＥＧ−４規格のような標準に従う符号化を含んでいる場合がある。さらに、エンハンスメントレイヤエンコーダ４５（図１）は、ソフトウェアとして実現される場合があり、サーバ４０内で実行される場合があり、エンハンスメントレイヤエンコーダ４５は、動き補償された残りのフレームを生成可能である。
【００１５】
図２に示されるように、アダプティブノード５０は、サーバ４０と、受信機６０及び／又は他のアダプティブノード５０のようなダウンストリームのクライアントとの中間に作用可能に配置されている。たとえば、図１では、アダプティブノード５２は、アダプティブノード５１のクライアントである。アダプティブノード５０は、受信機６０により加入されたチャネル３０を該受信機６０に送出可能である。
【００１６】
図１及び図２に示されるように、複数のアダプティブノード５０は、他のアダプティブノード５０のような他の同等のものからの幾つかのアップストリームを与える場合があり、たとえば図１では、アダプティブノード５１は、アダプティブノード５２から論理的にアップストリームにあり、あるアダプティブノードは、複数のダウンストリームの受信機６０のようなダウンストリームの同等のものを有している。さらに図２に示されるように、アダプティブノード５０は、サーバ４０と他のアダプティブノード５０、受信機又はそれらの組み合わせとの論理的な中間に位置されている。アダプティブノード５０（図１におけるアダプティブノード５１）は、ネットワークアナライザ５４を備えており、このネットワークアナライザは、アダプティブノード５０内で実行するソフトウェアである場合がある。本発明の１実施の形態では、ネットワークアナライザ５４の機能は、そのダウンストリームの受信機６０のそれぞれが加入しているチャネル数を明らかにすることである場合がある。本発明の別の実施の形態では、ネットワークアナライザ５４は、ダウンストリームの受信機６０により加入されるチャネル数を明らかにすることに加えて、アダプティブノード５０でネットワークの混雑状態を認識する場合もある。アダプティブノード５０により認識されたネットワークの混雑状態に基づいて、アダプティブノード５０は、受信機６０により加入されたチャネル３０（図３）の送信を変更する。
【００１７】
アダプティブノード５０は、２つの異なる機能を実行する場合がある。順方向にして、すなわちサーバ４０から受信機６０では、アダプティブノード５０は、アプリケーションをストリーミングすることに関して、所望のサービス品質を提供するためにネットワーク１００をエンハンスする場合がある。逆方向において、アダプティブノード５０は、コントロールエージェントとしての役割を果たす場合があり、このコントロールエージェントは、フィードバックインプロージョンを抑圧して、チャネルの適応制御を促進する。これに応じて、アダプティブノード５０は、該アダプティブノード５０のダウンストリームに位置される１以上のクライアント、すなわち、ダウンストリームに位置される１以上の他のアダプティブノード５０からだけではなく、１以上の受信機６０からのチャネルの加入要求を扱う場合もある。したがって、加入要求は、逆伝播の終わりでアダプティブノード５０により、又はサーバ４０により処理される場合がある。
【００１８】
アダプティブノード５０は、レイヤ２０（図３）をバッファリングするためのデータストア５５をさらに有している。データストア５５は、固定又は取り外し可能な磁気媒体、固定又は取り外し可能な光媒体、及び固定又は取り外し可能な電子媒体のうちの１以上を有している場合がある。
【００１９】
アダプティブノード５０、及びたとえばサーバ４０又は別のアダプティブノード５０といったデータ送出者は、受信機６０についてチャネルの入会又は退会を達成するために、受信された制御信号に基づいて、図３で示されるチャネル３１〜３５といった所与のチャネルをアクチベートするか又はデアクチベートする場合がある。
【００２０】
受信機６０は、チャネル構造に関して不可知論者である。受信機６０は、受信されたパケットをデコードし、たとえばディスプレイモニタ又はテレビジョン（図示せず）といった表示システムにデコードされたパケットを出力する。ネットワークアナライザ６４（図１）は、受信機６０内で実行されるソフトウェアとして実現される場合があり、認識されるネットワークの混雑状態について受信機６０でネットワーク１００を監視する。認識されたネットワークの混雑状態に基づいて、受信機６０は、（ＲＴＳＰ（Real-Time Streaming Protocol）法を使用することによるような）制御信号をアダプティブノード５０に送出することで、又はたとえばサーバ４０といったデータ送出者に直接送出することで、予め決定された数のチャネル３０に動的に加入する。
【００２１】
アダプティブノード５０は、たとえば、受信機６０又は別のアダプティブノード５０といったダウンストリームのクライアントからの加入を受ける場合がある。次いで、アダプティブノード５０は、加入されたアップストリームを送出する場合がある。さらに、全てのダウンストリームノード５０，６０から受信された予め決定された数の加入を含んでいる加入メッセージは、逆伝播されるアップストリームである場合がある。アダプティブノード５０は、スルーパケットロス及びジッタリポートといったダウンストリームのリンクの負荷を観察し、例として限定されるものではないが、上位のチャネル３０におけるパケットのようなパケットを取出すことで、その送出レートを低減することを決定する場合もある。
【００２２】
ここで、図４を更に参照して、アダプティブノード５０又はサーバ４０は、バーストモード又はレギュラーモードのいずれかで、チャネル３０におけるレイヤデータ２０を含むパケットの転送をスケジュールする場合もある。パケットをグループで送出され、それぞれのグループは、グループオブピクチャからなる１つのビデオフレーム又は複数のビデオフレームを表している。典型的な状況では、グループの送出順序は、再送信要求１１０がベースレイヤ２１のフレームの表示期限の前に処理されるという、より高い可能性を有するように、ベースレイヤ２１を含む第一の転送パケットにより優先付けされる。データストア５５は、受信機６０からの再送信要求をより迅速に処理するために使用される場合がある（図４には図示せず）。
【００２３】
アダプティブノード５０は、データストア５５への送信において失われたパケットについて、それ自身の再送信要求１１０をアップストリームに送出する場合がある。かかる失われたパケットがアダプティブノード５０に到達したとき、アダプティブノード５０は、失われたパケットをデータストア５５に記憶し、さらに、該失われたパケットを優先度のフラグでラベル付けすることで、又はラベル付けすることなしに、該失われたパケットの送出を促進する場合がある。
【００２４】
一般に例示的な実施の形態の動作では、たとえばサーバ４０（図１）といったビデオデータソースは、ＦＧＳ規格に従ってビデオデータをエンコードする。ビデオデータは、ＦＧＳ技術を使用してサーバ４０（図１）等でエンコードされる場合があり、ビデオデータの一部は、ベースレイヤフレーム２１（図３）を生成するために最初に使用される。動き補償された残りの画像は、その後、ファイン・グラニュラー符号化技術を使用してビデオデータ及びベースレイヤフレーム２１から生成される。エンハンスメントレイヤ２２〜２５（図３）は、その後、動き補償された残りの画像を使用して生成され、この場合、それぞれのエンハンスメントレイヤ２２〜２５は、動き補償された残りの画像の一部を含んでいる。サーバ４０は、ネットワーク１００を通してＦＧＳ符号化ビデオをストリーミングするために、複数のチャネル３０を介して複数のパケットを送出する。受信機６０（図１）は、受信機６０で認識された帯域幅の少なくとも１部に依存して、１以上のチャネル３０に加入する。
【００２５】
好適なモードでは、サーバ４０は、ベースレイヤ２１を含んでいるパケットの最も高い伝送の優先度を割り当て、異なるエンハンスメントレイヤ２２〜２５からのパケットの優先度、すなわちエンハンスメントレイヤ２２〜２５のチャネル３２〜３５の優先度を徐々に下げる。たとえば、アダプティブノード５０がパケットを取り出すことを必要とするとき、好適なモードでは、最も優先度が低いパケットから選択される。
【００２６】
ここで、図５を更に参照して、ステップ２００では、１以上のアダプティブノード５０は、たとえば、参照符号１００であるデータネットワークにおけるサーバ４０と受信機６０との中間に論理的に配置される。ＦＧＳ処理の後、サーバ４０は、サーバ４０と、該サーバが符号化ビデオをネットワーク１００に供給する１以上のダウンストリームの受信機６０との間で、複数のエンド−エンド間の通信チャネル３０を始動する場合がある。典型的な実施の形態では、たとえば参照符号３１といった予め決定されたチャネルは、予め決定された帯域幅と優先度をもつベースレイヤ２１と関連される。追加のチャネル３０、たとえばチャネル３２〜３５は、エンハンスメントレイヤ２２〜２５と関連される場合がある。
【００２７】
次いで、ステップ２１０で、１以上のアダプティブノード５０を論理的に介して、データネットワーク１００を通したサーバ４０と受信機６０との間の通信が始動される。ステップ２２０で、受信機６０は、受信機６０により認識されたネットワークキャパシティに基づいて、ベースレイヤ２１及び少なくとも１つのエンハンスメントレイヤ２２〜２５を含む１以上のチャネル３０に加入する。現実のチャネル３０への加入は、受信機６０により認識されたネットワークキャパシティの少なくとも１部に基づいている。したがって、ＦＧＳストリームセッションにおけるこれらの参加の間、アダプティブノード５０と受信機６０は、帯域幅を連続的に監視し、チャネル加入を動的に調整する。
【００２８】
ステップ２３０では、サーバ４０及び受信機６０は、サーバ４０と受信機６０との間に論理的に配置された１以上のアダプティブノード５０を論理的に介して、それぞれ加入されたチャネル３０について、データネットワーク１００を通してエンド−エンド間の通信チャネルを始動する。ステップ２４０では、アダプティブノード５０は、サーバ４０とそれら受信機６０との中間に作用的に配置されるアダプティブノード５０のダウンストリームにある受信機６０に加入されたチャネルを認識する。
【００２９】
チャネル３０がひとたび確立されると、ステップ２５０で、サーバ４０は、複数のデータレイヤのうちの予め決定された数のデータレイヤ２０をそれらのそれぞれのチャネル３０を介してデータネットワーク１００に送出する。
【００３０】
ここで、図６を参照して、受信機６０により達成されたチャネル制御により、受信機６０は、１以上のチャネル３０への加入を申込み又は解除することで、混雑したマルチキャストのグループに参加又は脱退することができる。ステップ２６０で、受信機６０は、受信機６０でのネットワークキャパシティを監視する。ステップ２８０で、受信機６０は、受信機６０により認識されたネットワークキャパシティに基づいて、受信機６０での加入されたチャネル３０の送信を変更する場合がある。
【００３１】
現在考えられている実施の形態では、受信機６０は、受信機６０により認識されたネットワークの混雑状態に基づいて、サーバ４０と受信機６０とのエンド−エンド間の通信チャネル３０を動的にセットアップ又は解除する。このようにして、サーバ４０、アダプティブノード５０及び受信機６０を有する全体のシステムは、全てのパケットがたとえば参照符号３１の単一のチャネル３０で送出される場合に要求される場合があるエンハンスメントレイヤ２２〜２５の最新のトランケーションアルゴリズムに依存することなしに、ＦＧＳ符号化ビデオの伝送レートを効果的に調整することができる。
【００３２】
適切な時間で、受信機６０は、受信されていないパケットの再送信要求を発生する場合がある。しかし、受信機６０がマルチキャストグループに参加又は脱退するために動く前に、受信機６０は、たとえば、受信機６１からアップストリームにあるアダプティブノード５１といった、受信機６０のアップストリームにあるアダプティブノード５０に制御信号を送出する場合がある。
【００３３】
本発明のマルチチャネルストリーミングモデル及びＦＧＳにより、サーバ４０は、少なくとも１つの受信機６０が許容することができる最大レートで、チャネル３０を通してパケットを送出する。ステップ２８１で、それぞれの受信機６０は、全ての加入を受け、最大の加入レートを計算する。より低いレートでのみ受信可能な全ての他の受信機６０は、チャネル３０のサブグループに加入するだけである。これに応じて、同じブロードキャストセッションの全てのチャネル３０は、同じマルチキャスト伝送ツリーを共有、又は部分的に共有し、サーバ４０はチャネル３０を通して最大の帯域幅でデータストリームを送出する場合があるが、それぞれの受信機６０は、受信機６０により認識されたネットワークキャパシティに基づいて、該受信機に適切な帯域幅でデータストリームを受ける。
【００３４】
次いで、ステップ２８２で、受信機６０は、アップストリームに位置されるアダプティブノード５０又はアップストリームに位置されるサーバ４０のように、計算された最大の加入レートを逆伝播する場合がある。
【００３５】
ステップ２７０で、受信機６０は、帯域幅を監視し、データを受信する一方で、アダプティブノード５０もまたネットワークキャパシティを監視するが、アダプティブノード５０でのネットワークキャパシティに的を絞っている。これに応じて、アダプティブノード５０は、異なるチャネル３０でパケットを受信し、アダプティブノード５２のような更なるアダプティブノード５０及び受信機６１，６２を含んでいる場合がある次のダウンストリームの受信者に受信されたパケットを送出する。アダプティブノード５０で認識されたネットワークキャパシティに基づいて、ステップ２７２では、アダプティブノード５０は、アダプティブノード５０で認識されたネットワークキャパシティに基づいてそれらのチャネル３０に加入している受信機６０へのアダプティブノード５０を介しての加入されたチャネル３０の送信を変更する場合がある。したがって、アダプティブノード５０は、それらダウンストリームの受信機６０へのアダプティブノード５０を介してのダウンストリームの受信機６０により加入されたチャネル３０の送信を変更することができる。
【００３６】
現在考えられる実施の形態では、たとえば参照符号５２であるダウンストリームの最も下にあるアダプティブノード５０は、たとえば受信機６２である、アダプティブノード５２からダウンストリームの最も上にある受信機６０からのチャネル加入要求を受ける場合がある。その後、このダウンストリームの最も下にあるアダプティブノード５２は、該ダウンストリームの最も下にあるアダプティブノード５２での適切な最大チャネル加入レベルを計算し、この最大加入レベルを、たとえばアダプティブノード５１である次のアダプティブノードのアップストリームに伝播する。このプロセスは、サーバ４０にまで繰り返される場合がある。結果として、マルチキャストツリーのそれぞれのブランチに沿って、それぞれのブランチのネットワークの負荷の容量に適した最大数のチャネル３０が送信されることになる。
【００３７】
アップストリームパスにおけるそれぞれのアダプティブノード５０は、それらのダウンストリームの受信機６０、又はダウンストリームのアダプティブノード５０から受信された全ての制御信号を集めて、集められた制御信号を必要であればサーバ４０に送出する場合もある。その後、サーバ４０は、アダプティブノード５０により送出された受信された制御信号に従って、そのブロードキャストチャネル３０を調整する場合がある。
【００３８】
アダプティブノード５０は、必要であればパケットを取出すか、又は時間的なトラフィックの変動を平滑にするために、受信機６０にとって許容可能な所定の遅延パラメータ内でパケットの送信を遅らせる場合がある。例を介して、限定するものではないが、たとえばアダプティブノード５１といった送出するノードは、アダプティブノード５１のダウンストリームにあるリンクキャパシティが、たとえば所定の時間スケールといった予め決定されたリンク閾値を超える同時発生するトラフィックにより飽和されたとき、パケットのみを取り出すように構成される場合がある。この飽和がバースト的なトラフィックにより生じる場合のような一時的なものにすぎない場合、送出するプロセスは、一次的に減退する場合があるが、遅延されたパケットを送出するためのタイムスパンは、全てのチャネル３０が到達したタイムスパンと同じ期間でなお維持される場合がある。
【００３９】
アダプティブノード５０は、それらデータパケットに割り当てられた優先度の順序でデータパケットを処理する場合がある。好適な実施の形態では、アダプティブノード５０は、そのダウンストリームのリンクが消費することができるよりも多いチャネル３０にあるパケットを送出せず、すなわち、アダプティブノード５０は、そのパケットを取り出す。取り出されたパケットは、それらのデータパケットに割り当てられた優先度に従って取り出され、これに応じて、アップストリームノードに通知される場合がある。
【００４０】
アダプティブノード５０が送出用のバッファ５５を有する実施の形態では、アダプティブノード５０は、チャネル３０からの内容をバッファリングする場合があり、アダプティブノード５０は、異なるネットワークキャパシティのアップストリーム及びダウンストリームに反応することができる。例を介して、アダプティブノード５０がバッファ５５を有する場合、アダプティブノード５０がバッファ５５からのダウンストリームの再送信要求を扱うことができるように、アダプティブノード５０は、パケットをキャッシュする場合がある。アダプティブノード５０がその送出用のバッファ５５におけるオーバフローのためにパケットを取り出さなければならないことを検出した場合、アダプティブノード５０はパケットを取出し、これに応じてその後、たとえば参照符号５１及び４０といったアップストリームのノードに通知する。
【００４１】
さらに、アダプティブノード５０は、アダプティブノード５０、又はアダプティブノード５０からダウンストリームにある受信機６０のいずれかとは無関係に、１以上のパケットの再送信を要求する場合がある。その後、サーバ４０は、要求されたパケットをアダプティブノード５０に再送信する場合がある。ダウンストリームキャパシティが利用可能となった場合、アダプティブノード５０は、そのアップストリームノードのかかる更なるキャパシティを通知して、更なるチャネル３０を要求することができる。
【００４２】
さらに、アダプティブノード５０は、たとえばサーバ４０といったアップストリームソースからの再送信を要求し、及び／又はダウンストリームの再送信要求に応答する場合もある。さらに、そのバッファリング機能を使用して、アダプティブノード５０は、たとえばサーバ４０といったアップストリームのデータソースから第一のレートでチャネルデータを受信する一方で、データのダウンストリームの受信機６０に第二のレートでチャネルデータを伝播させる。これにより、アダプティブノード５０の両方の側でそれぞれの部分を過負荷になることなしに、効果的なエンド−エンド間のデータレートを増加する可能性のあるバッファのフィル（fill）／エンプティ（empty）動作を導く可能性がある。
【００４３】
更なる例を介して、限定されるものではないが、受信機６０が現在加入しているチャネル３５から離れることを望む場合を仮定する。受信機６０は、アダプティブノード５０又はサーバ４０のいずれかにチャネル制御信号を最初に送出する場合がある。この制御信号が最終的にサーバ４０に到達したとき、他の受信機がチャネル３５に現在加入していない場合、受信機６０が通常の手順を通してマルチキャストグループのチャネルから上手く離れることができなかった場合であっても、サーバ４０は、チャネル３５を通した全てのパケットを送出することを即座に停止することができる。チャネル３５は、即座に静寂になり、ネットワークのリソースが節約される。
【００４４】
アダプティブノード５０がパケットを送出するダウンストリームリンクのキャパシティは、例を介して、限定するものではないが、許容されるエンド−エンド間の遅延に依存して、ＴＣＰフレンドリな基準を満たす送出レートとして従い、たとえば参照符号３２〜３５といった更に上位のチャネルからのパケットを、現在のボトルネックのリンクでの一時的な混雑を包含するために該リンクでバッファリングしつつ、送出し続けることができる。したがって、アダプティブノード５０は、２つの異なる機能を有している場合があり、サーバ４０から受信機６０への順方向に関して、アダプティブノード５０は、選択的なパケットの取り出しのようなストリーミングアプリケーションにクオリティ・オブ・サービス（ＱｏＳ）を提供するためにＩＰネットワークをエンハンスする場合がある。逆方向では、アダプティブノード５０は、フィードバックインプロージョンを抑圧し、チャネル適応制御を促進するコントロールエージェントとしての役割を果たす場合がある。
【００４５】
本発明が特定の例の観点で先に説明されたが、本発明は本実施の形態で開示された例に限定又は制限されることが意図されていないことを理解されたい。たとえば、本発明は、特定の符号化方法のフレームタイプ又は確率分布に限定されない。それに反して、本発明は、特許請求の範囲の精神及び範囲に含まれる様々な構造及びその変更をカバーすることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の例示的な実施の形態に関する概念図である。
【図２】本発明の例示的な実施の形態に関するツリー構造での概念図である。
【図３】本発明の例示的な実施の形態で使用されるチャネルに関する概念図である。
【図４】本発明の例示的な実施の形態で使用されるチャネルに関する更なる概念図である。
【図５】本発明の例示的な実施の形態に関するフローチャートである。ステップは、以下に列挙されるようにそれらの番号により説明される。ステップ２００では、データネットワークにおけるサーバと受信機との論理的な中間にアダプティブノードを配置する。ステップ２１０では、アダプティブノードを論理的に介して、データネットワークにわたりサーバと受信機との間で通信を始動する。ステップ２２０では、受信機により認識されたネットワークキャパシティに基づいて受信機により１以上のチャネルに加入する。ステップ２３０では、アダプティブノードを論理的に介して、それぞれ加入されたチャネルについてデータネットワークにわたりサーバと受信機との間でエンド−エンド間の通信チャネルを始動する。ステップ２４０では、サーバと受信機との中間に作用可能に配置されるアダプティブノードのダウンストリームの受信機により加入されたチャネルを、アダプティブノードで認識する。ステップ２５０では、サーバにより複数のデータレイヤのうちの予め決定された数のデータレイヤをそれぞれのチャネルを介してデータネットワークに送出する。
【図６】本発明の例示的な実施の形態に関するフローチャートである。ステップ２６０では、受信機で受信機によりネットワークキャパシティを監視する。ステップ２７０では、アダプティブノードによりアダプティブノードでネットワークキャパシティを監視する。ステップ２８０では、受信機により認識されたネットワークキャパシティに基づいて受信機で加入されたチャネルの転送を変更する。ステップ２８１では、全ての加入を受け、最大の加入レートを計算する。ステップ２８２では、計算された最大の加入レートを逆伝播する。ステップ２９０では、アダプティブノードにより認識されたネットワークキャパシティに基づいて受信機へのアダプティブノードを介した加入されたチャネルの送信を変更する。
【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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