(57)【要約】  セル通信ネットワークのメディア資源機能からユーザ装置にメディアを伝送するリアルタイムプロトコルで管理されるリンクにおける、帯域幅の使用を最適化する方法である。本方法は、リンクの特性を監視するステップ、及び前記監視ステップの結果として、第３のパーティのノードからメディア資源機能で受信されるメディアを再パケット化することにより、リンクへの送信速度を適応させるステップであって、リンクへ送信するパケットのサイズを増やすあるいは減らすステップを含む。
2007524315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル通信ネットワークのメディア資源機能からユーザ装置へメディアを伝送するリアルタイムプロトコルで管理されるリンクにおける、帯域幅の使用を最適化する方法であって、
前記リンクの特性を監視するステップと、
前記監視の結果として、第３のパーティのノードから前記メディア資源機能で受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させるステップであって、前記リンクへ送信されるパケットのサイズを増やすあるいは減らすステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記リンクの特性を監視するステップは、前記リンクにおけるパケットロス率をサンプリングするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パケットロス率が受け入れ難い程高い場合に、前記メディア資源機能は到来メディアをさらに大きなパケットに再パケット化し、それにより前記パケットヘッダのオーバヘッドを減らし、ダウンリンクにおける前記帯域幅の使用を減らし、
一方、前記パケットロス率が受け入れ可能な限度内にあれば、前記到来メディアは前記パケットサイズを減らすように再パケット化され、それにより前記リンクの伝送遅延を減らすことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記送信速度を適応させるステップは、前記監視されたパケットロス率に応じて動的に実施されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
メディアが前記メディア資源機能で再パケット化される場合には、必要なサイズのパケットを構築するのに十分なメディアが受信されるまで、受信メディアが前記メディア資源機能でバッファに格納されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第３のパーティのノードが仲間のユーザ装置（ＵＥｓ）であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
セル通信ネットワークにおいて使用し、ノード自体とユーザ装置との間でリアルタイムプロトコルで管理されるリンクへ送信されるメディアを扱うメディア資源機能ノードであって、
前記ユーザ装置へのダウンリンクの特性を監視する手段と、
前記監視された特性に基づいて、第３のパーティのノードから受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させる手段であって、前記ダウンリンクへ送信されるパケットのサイズを増やすあるいは減らす手段とを有することを特徴とするメディア資源機能ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット交換ネットワークにおける資源利用の最適化に関し、より詳細には、セル通信ネットワークのパケット交換ネットワーク内における資源利用の最適化に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の多くの２Ｇセル通信ネットワークの運用会社は、現在、パケット交換ベースのデータサービスを導入している。ＧＳＭネットワークでは、これらのサービスは汎用パケット無線サービス（General Packet Radio service: GPRS）プロトコル及びシステムによって促進されている。代表的なネットワーク構成が、図１に示される。３Ｇ規格（第３世代パートナーシッププロジェクト: the 3rd Generation Partnership Projectによって作成された）は、メディア資源機能（media Resource Function: MRF）１の概念を導入しており、これは汎用目的のメディアを扱うノードとして動作するように考えられ、代表的にはセルネットワークのＩＰマルチメディアサブシステム（IP Multimedia Sub-System: IMSS）４内に配置することができる。ＭＲＦノードは、パケット交換ベースのデータサービスを提供する２Ｇネットワークにも導入することができる。
【０００３】
ＭＲＦの１つの専用機能は、ユーザメディアの混合と配信とを含むボイスオーバＩＰ（Voice over IP: VoIP）会議の呼を扱うことにある。構成例では、会議の呼の参加者３は、ＩＭＳＳ４を通じて容易にされルーティングされるセッション開始プロトコル（Session Initiation Protocol: SIP）信号方式を使用して、呼を確立する。呼セッション制御の役割を果たす機能（Serving Call Session Control Function: S-CSCF）として知られるＳＩＰサーバ５は、呼を確立し制御するために、ＭＲＦ１へ及びからのＳＩＰ信号をルーティングする。一度セッションが確立されると、無線アクセスネットワーク（Radio Access Network: RAN）６及びＧＰＲＳコアネットワーク７を介して（特に、ＧＰＲＳゲートウエイサポートノード（GGSNs）８を介して）、ＭＲＦとユーザ端末（以下、ユーザ装置“User Equipment”あるいはＵＥｓと呼ばれる）との間で、メディアがルーティングされる。図１では、第１のＵＥ３とネットワークエレメントとの間の接続のみを詳細に示す。ネットワークと他の（点線で識別される）ＵＥとの間の接続は、単にデータの交換のみを示す（即ち、それぞれのＲＡＮｓ、ＩＭＳＳなどは省略されている）。
【０００４】
リアルタイム伝送プロトコル（Real time Transport Protocol: RTP）はインターネットの標準プロトコルであり、アプリケーションがマルチメディアデータのリアルタイム伝送を管理する方法を規定する。ＲＴＰは、（ＳＩＰあるいは他の呼制御プロトコルを使用する呼制御レベルに反して）ＶｏＩＰを含むインターネット電話アプリケーションのベアラレベルあるいはメディアレベルにおいて使用される。ＲＴＰは、マルチメディアデータのリアルタイム配信を保証しない。何故なら、リアルタイム配信は実際のネットワーク特性に依存するからである。ＲＴＰは、データが最も効果的に着信するようにデータを管理する機能を提供する。ユーザプレーン適応（User Plane Adaptation: UPA）は、ＭＲＦと所与のＵＥとが使用する手順であり、両者の間のＲＴＰトラフィックを監視し、帯域幅の利用を調整して通話セッション中の最適品質の提供を試行する。ＵＰＡは、ＭＲＦが、所与のリンクの所与のＲＴＰパケットにカプセル化される通話バーストの持続期間（このパラメータは、ptimeとして知られる）及びそのリンクに使用されるコーデック（コーデックは、モードセット（mode set）に含まれる幾つかのパラメータの１つにより識別される）を動的に再規定する機能を提供する。ＳＩＰメッセージ「ｒｅＩＮＶＩＴＥ／ＵＰＤＡＴＥ」は、これらのパラメータをＵＥに通知するために使用される。ＵＥは、ＭＲＦにＵＥの能力／要求を通知するため、このメッセージをＭＲＦにも送信することができる。
【０００５】
オープン移動同盟（Open Mobile Alliance）として知られるグループは、標準移動ネットワークを介してサービスの提供を可能にすることを狙いとする、セルを介する押しボタン通話（Push to talk Over Cellular: PoC）の仕様を開発した。このサービスは、ウォーキートーキーサービス（walkie-talkie services）に似て、ボタンを押すと加入者を即座に１つ又は複数の他の加入者に接続することができる。ＰｏＣは、ＭＲＦを拠り所に接続の設定及び取り扱いを行う。ＰｏＣ仕様は、ＭＲＦと個々のＵＥとの間のリンクに亘るパケットロスの検出に利用できるツールを記載する。ＰｏＣはまた、帯域幅利用の変更を要求する手段を記載するが、これを可能にする詳細なアルゴリズムあるいは手順は提供しない。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、セル通信ネットワークのメディア資源機能からユーザ装置へメディアを伝送するリアルタイムプロトコルで管理されるリンクにおける、帯域幅の使用を最適化する方法であって、前記リンクの特性を監視するステップと、前記監視の結果として、第３のパーティのノードから前記メディア資源機能で受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させるステップであって、前記リンクへ送信されるパケットのサイズを増やすあるいは減らすステップとを有する。
【０００７】
本発明は、メディア資源機能が配置され、セルサービスを介する押しボタン通話のメディア配信を扱うネットワークに特に適用できる。
【０００８】
本発明の実施形態には、第３のパーティのノードの送信するパケットサイズを変更する必要なくダウンリンクにおける適応が達成されることができる利点がある。従って、メディア資源機能へのこれらアップリンクの送信遅延が最適レベルに維持される。さらに結果的に得られる利得は、帯域幅の使用が他のＵＥへ信号通知する必要なく適応することができる。従って、経費を要する信号トラフィックの追加が回避される。
【０００９】
好ましくは、本発明の方法は、メディア資源機能において受信されるメディアのパケットサイズより大きなパケットサイズのみへの受信パケットの再パケット化を含む。
【００１０】
代表的には、リンクの特性を監視するステップは、リンクのパケットロス率をサンプリングするステップを含む。これは受信ＵＥにおいて実行されることができ、ＵＥはサンプルをメディア資源機能に送信する。メディア資源機能は送信されたパケットサイズを調整し、リンクのパケットロス率を下げる、あるいは送信遅延を減らす。特に、パケットロス率が受け入れ難い程高い場合、メディア資源機能は、到来メディアをさらに大きなパケットに再パケット化することができ、それによりパケットのヘッダオーバヘッドを減らし、ダウンリンクにおける帯域幅の使用を減らす。パケットロス率が受け入れ可能な限度内にあれば、到来メディアはパケットサイズを減らすように再パケット化することができ、それによりリンクの伝送遅延を減らす。
【００１１】
送信速度を適応させる前記ステップが、パケットロスの監視率に応じて動的に実行されることが理解される。
【００１２】
好ましくは、メディアがメディア資源機能で再パケット化されることになる場合、必要なサイズのパケットを構築するのに十分なメディアが受信されるまで、受信メディアはメディア資源機能でバッファに格納される。
【００１３】
前記第３のパーティのノードは、たとえウエブサーバなどのように他のノードであるとしても、代表的に仲間のユーザ装置（ＵＥｓ）である。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、セル通信ネットワークにおいて使用し、ノード自体とユーザ装置との間でリアルタイムプロトコルで管理されるリンクへ送信されるメディアを扱うメディア資源機能ノードであって、前記ユーザ装置へのダウンリンクの特性を監視する手段と、前記監視された特性に基づいて、第３のパーティのノードから受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させる手段であって、前記ダウンリンクへ送信されるパケットのサイズを増やすあるいは減らす手段とを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ＰｏＣサービスを詳細に考察すると、単一のＭＲＦは数千の通話セッションを管理することができ、各セッションは同一のＭＲＦにより取り扱われる他のセッションと独立である。所与の通話セッションは、２台以上のユーザ装置（ＵＥ）と中央のＭＲＦとを含む。これらＵＥはそれぞれ異なる能力を持つ。ＵＥからの通話バーストはコード化され、本明細書で単に「パケット」と呼ぶ１つ又は複数のＲＴＰパケットとして、（それぞれのＧＧＳＮを介して）ＭＲＦに送信される。次いでＭＲＦは、同一通話セッションに参加するＵＥあるいは他のそれぞれのＵＥにパケットを転送する。ＵＥからＭＲＦに向けてパケットが取る経路は「アップリンク」と呼ばれる。ＭＲＦからＵＥに向けてパケットが取る経路は「ダウンリンク」と呼ばれる。パケットロス率は、連鎖する各リンクによって異なりうる。特に、ＶｏＩＰなどリアルタイムアプリケーションの場合、知覚可能なユーザが経験する品質はパケットロス率に強く依存する。１０台のＵＥを含む通話セッションは、（ＵＥからＭＲＦ及びＭＲＦからＵＥに向けて）２０の異なるリンクと、それ故に２０の異なる問題の可能性のあるエリアとを含む。
【００１６】
上記のごとく、ユーザプレーン適応（ＵＰＡ）は、通話セッションの持続期間のパケットロスを検出し、次いでパケットロスを減じるのに使用される手順である。所与のリンクに生じるパケットロスのレベルが知覚可能なサービス品質に影響するほど十分に高いと一度判断されると、ＵＰＡ手順はパケットロスを減じるように動作する。ＭＲＦ及びＵＥにとって、この結果を得るために利用できる唯一の実際的なツールは、問題のあるリンクの帯域幅の使用を減じることである。圧縮率のより高いコーデックの使用により、及び／又はさらに大きなパケットの送信によって伝送オーバヘッドを減じることにより、帯域幅を削減させることができる。
【００１７】
アップリンク・パケットロス
ＭＲＦは、各ＵＥからのアップリンクにおけるパケットロスの検出を担う。ＵＥは、ＭＲＦがＵＥにＲＴＣＰ受信機レポート（Receiver report: RR）を送信することにより、パケットロスの通知を受ける。ＲＲは、通話セッションの開始後のパケットロスの総数を提供する。所与の通話バーストに対するパケットロスは、最後に受信したレポートにおいて確認されたパケットロスからその前のレポートにおいて確認されたパケットロスを減算することにより計算することができる。
【００１８】
ダウンリンク・パケットロス
ＵＥは、ダウンリンクにおけるパケットロスの検出を担う。各通話バーストがダウンリンクにおいて受信された後、ＵＥはＲＲをＭＲＦに送信し、それによりＭＲＦに失われたパケットについて通知する。
【００１９】
パケット受信機（ＭＲＦあるいはＵＥの）は、パケットストリームに使用されるＲＴＰシーケンス番号の欠落を測定することにより、パケットロスを検出する。Ｓhを受信最大シーケンス番号とし、Ｓlを受信最低シーケンス番号とし、Ｐは受信パケット総数とする。そうすると、失われたパケット数は、以下のようになる。
【００２０】
Ｌｏｓｔ＝（(Ｓh−Ｓi)＋１）−Ｐ
幾つかのパケットは重複することがあるので、失われたパケット数が負の値になることがある。これは些細なことである。このサンプル公式は、ＲＴＰシーケンス番号が通話セッションを通して維持され（シーケンス番号を丸めることは認め）、各バーストの始めで再番号付けはされないことを必要とする。
【００２１】
１つのセッションを通して、ＭＲＦ及びＵＥはパケットのロスを検出することができる。しかしながら、時たま起こるパケットのロスによりリンクの適応動作を起動すべきではない。むしろ、リンクの適応処理は、多くのサンプルに亘って連続するパケットロスによってのみ起動されるべきである。パケットロスのサンプルは定期的に取られ、連続するロスが明らかになれば帯域幅の適応処理を臨時に起動する。
【００２２】
サンプルロス率は、各リンクについて、そのリンクにおいて受信される各通話バーストの終わり、あるいは受信機レポート（ＲＲ）の着信時に計算される。単一サンプルのロス率は、前のサンプル後に失われたパケット数である。幾つかのサンプルに亘るロス率は平均サンプルロス率である。
【００２３】
ロス分析の手順では、５つのパラメータを使用する：
１．サンプルされたロス、Ｌ；
２．ロス率の計算に必要なサンプル数Ｎ；
ＲＬ＝（Ｌｎ−Ｌ（ｎ−Ｎ＋１））／Ｎで、ｎが最近サンプルされたロスである場合の、ロス率ＲＬ；
３．受け入れ可能なロス率で、この値をＡＲＬと呼ぶ；
４．帯域幅の適応処理を実施する試行間の経過時間で、この値をＴと呼ぶ。この値は、実時間よりむしろサンプル期間により規定されてよい。
【００２４】
一度ノードがＮ個のサンプルを集めると、ＲＬの計算を始めることができる。ロス率の計算には、新しいサンプルが得られる度に１サンプル進む滑りウインドウにより規定されるように、最後からのＮサンプルのみが含まれる。ＲＬがＡＲＬ値を超え、且つ直前のリンク適応処理から時間Ｔが経過していれば、帯域幅の適応手順が開始される。ＭＲＦは、Ｎ、ＡＲＬ及びＴの値により構成される。ＵＥも同様に構成される、即ちこれらの値はハードコード化（hard coded）される。
【００２５】
一度帯域幅の効率を改善する処置がリンクに適用されると、リンクは「グレードを低下された（downgraded）」と言われる。グレード低下状態で良好に動作するリンクは、後でアップグレードすることができる。以前にダウングレードされたことのあるリンクが良好な動作を開始するのは、新しい帯域幅の使用がリンク状態にとり理想的であるか、あるいはパケットロスを起こしていた問題がなくなったかのいずれかである。それ故、ＵＰＡプロセスでは、幾らかの期間の良好な動作の後に、以前にダウングレードされたリンクをアップグレードすべきである。それ故、良好な動作と、アップグレードの試みの前に経過すべき良好な動作期間とを規定することが必要である。
【００２６】
ロス率がＡＲＬ値以下あるいはＡＲＬ値に留まれば、良好な動作は達成されている。この動作は、本明細書では良好な動作時間（ＧＰＴ）と呼ばれる一定の期間維持されねばならない。ＧＰＴは、Ｔより長くあるべきである。ロス率がＡＲＬ値を超えることがあれば、その場合動作は再度悪化したと考えられ、タイマがリセットされる。良好な動作が、ＧＰＴに等しいかあるいはＧＰＴより長く維持された後にのみ、リンクをアップグレードすることができる。
【００２７】
一度ＭＲＦあるいはＵＥが帯域幅の適応処理が必要であると判断すれば、それぞれは独立して帯域幅の適応手順を開始することができる。ＵＥ及びＭＲＦの双方は、アップリンク及びダウンリンクの双方に対して帯域幅の適応処理を開始することができる。これはＰｏＣ仕様により認められている。しかしながら、ＵＥ及びＭＲＦの双方が帯域幅の適応手順を開始することは必要でない。ＵＥが、ｒｅＩＮＶＩＴＥ／ＵＰＤＡＴＥ要求を受信すると、新しいｐｔｉｍｅ値及びモード設定を引き受けることは薦めるが、ＵＥが実際に監視をしたりメディアの変更を自ら実行することは薦められない、即ち、ＵＥは自ら帯域幅の適応処理を開始すべきではない。
【００２８】
各リンクが通話セッションに「参加する（join）」ので、リンクにはそのリンクにおいて使用することができる保証されたｐｔｉｍｅ及びモード設定（コーデック: codecs）を決定する等級（グレード）が与えられる。帯域幅の適応処理は、リンクのアップグレード化あるいはダウングレード化、及びそのリンクにおける新しいメディア属性の使用を含む。
【００２９】
図２のフロー図は、帯域幅の使用を適応的に変更する方法を示す。
【００３０】
次に、種々のコンポーネントのそれぞれを詳細に考察する。
【００３１】
メディア資源機能
（アップリンク）
ＭＲＦは、リンクにおけるパケットロスを減らすために所与のＵＥがアップリンクにおいてより少ない帯域幅の使用を試行するよう要求することができる。これは、より長いｐｔｉｍｅ値あるいはより少ない帯域幅のコーデックを要求するＳＤＰ（セッション記述プロトコル: RFC 2327）により、ｒｅＩＮＶＩＴＥ／ＵＰＤＡＴＥを送信することにより成し遂げられる。この要求は、問題のあるリンクにおいて送信しているＵＥにのみ送信される。もし現行のｐｔｉｍｅ値がそのリンクのｍａｘ−ｐｔｉｍｅに達し、全参加者に利用可能な最低速度のコーデックが既に使用されていれば、もはや更なる適応処理は開始され得ない。
【００３２】
（ダウンリンク）
ＭＲＦは、２つのうちの１つの方法でダウンリンク動作の改善を試みることができる：
１．パケットがより少ない帯域幅を必要とするような方法で、そのリンクのパケットを再構成する。この方法はパケット再構成と呼ばれる。
【００３３】
２．セッションの全ての他のＵＥがより帯域幅効率のよいパケットの送信を開始することを要求する。この方法は最小公分母（Least Common Denominator）と呼ばれる。
【００３４】
これら２つの方法を組み合わせることが可能である。例えば、リンク毎をベースに再パケット化し、一方全てのＵＥに帯域幅のより少ないコーデックを要求する。
【００３５】
上記の解決方法１を考察すると、ＭＲＦはパケットをダウンリンクに送信する前にパケットを再編成することができる。これは、より帯域幅効率のよいコーデックにコーディング変換する、オーバヘッドのより少ないより大きなパケットを使用する、あるいは両者を組み合わせることを意味する。しかしながら、現行の提案の下では、ＭＲＦはコーディング変換をすることはできず、より大きなパケット構築の選択肢のみが残る。より大きなパケットを創出するためには、ＭＲＦは、要求サイズのパケットが構成されるまで、ダウンリンク毎のベースでより小さなパケットをバッファしなければならない。十分なパケットが集められる前に通話バーストが終了すると、バッファされたパケットが何であっても最終パケットの構築に使用され、直ちにＵＥに送信される。最大パケットは４００ｍｓの通話バーストに相当するので、この手法ではダウンリンクあたり３００バイト以下をバッファリングすることになる。これは管理可能であると考えられる。
【００３６】
再パケット化が使用され、アップリンクにおいて受信されるこれら相当するパケットより大きなパケットのみを創出する、即ち再パケット化は受信パケットをより小さなパケットに分割するのには使用されない、との仮定がなされる。勿論、この可能性は排除されない。
【００３７】
この手法の主な利点は：
残りのダウンリンクの動作が、単一の問題のあるリンクの影響を受けることがない；
ＵＥの協働動作を必要とすることがない；
新しいｐｔｉｍｅ値の通知を必要とすることがない、ということである。
【００３８】
主な不利な点は：
パケットの処理を扱うＭＲＦプロセッサ（ＭＲＦＰ）がより複雑になることを必要とすることである。
【００３９】
次に、解決方法２を考察すると、この手法は、単一の問題のあるダウンリンクにより良い動作をさせるために、全ＵＥがそのアップリンクでより帯域幅効率のよいパケットの送信を開始することを必要とする。この手法は、ｒｅＩＮＶＩＴＥ／ＵＰＤＡＴＥがＭＲＦにより各ＵＥに送信され、参加ＵＥを新メディア値に移すことを必要とする。
【００４０】
この手法の主な利点は：
ＭＲＦＰがパケットを操作することがないことである。
【００４１】
主な不利な点は：
セッションの全てのリンクが、単独の参加者を受け入れるために、さらに長い遅延の影響を受け、及び／又はさらに低速のコーデックを使用することになる可能性があることである。なお、より大きなパケットサイズを満たすに十分な量が受信されるまでメディアをバッファする必要があるため、さらに長い遅延が起こることに注意が必要である；
ＵＥが、（ｒｅＩＮＶＩＴＥ／ＵＰＤＡＴＥメッセージでＵＥに通知される）新ｐｔｉｍｅ値を無視すると、そのＵＥからのパケットが依然として失われることがある；
全てのアップグレード／ダウングレード手順は、何らかの動作をする前に、全参加者の中の最低の属性を考慮しなければならない；
リンクグレードが変化する度に、かなりの量のネットワーク通報の追加が必要である、ということである。
【００４２】
ＵＥが進行中のセッションに追加される、あるいは進行中のセッションから取り除かれる場合、これらの解決方法の影響を考える価値はある。再パケット化手法（解決方法１）がダウンリンクの適応処理に使用されれば、速度に制限のあるＵＥがセッションを去る、あるいはセッションに加わるときに、ｐｔｉｍｅ値を調整する特別な動作は必要ではない。しかしながら、最小公分母手法（解決方法２）が使用されれば、新ｐｔｉｍｅの設定が既存の設定より長い、あるいは短かければ、残りのＵＥは新ｐｔｉｍｅの通知を受けねばならない。
【００４３】
適応型マルチレイトコーデック（Adaptive Multi Rate codec）は、８つの動作モードを規定する。異なるのハンドセットは、異なるモードをサポートする異なる能力のを有している。ハンドセットは、サポートされるモードのリスト、即ち「モードセット（mode-set）」を供給することができる。セッションでの全ＵＥに受け入れ可能なモードを決定するために、ＭＲＦは、各ＵＥからモードセットを受信し、全モードセットに共通するモードを選択する。
【００４４】
使用する帯域幅の適応手法のいかんにかかわらず、ＭＲＦは、全ＵＥにより使用されるモードセットが全参加ＵＥに共通であり、且つ最悪の動作をするダウンリンクに割り当てられたモードセットであることを、保証しなければならない。これは、ＵＥがセッションに加わる、あるいはセッションを去る度に、モードセットの共通部が再計算されねばならないことを、意味する。結果として、共通部が変われば、共通部は既存の参加者に通信されねばならない。
【００４５】
以上で考察した種々の解決方法を注意深く考察すると、ダウンリンクを介して送信する前にメディア資源機能においてメディアの再パケット化を含む解決方法が最適なものであるという結論に至る。これは、追加の通知を最小にする、あるいは除去する一方で、伝送遅延を最小にするという希望を考慮に入れて、他のＵＥのアップリンクにおける帯域幅の使用が最適レベルに維持されることを許す。
【００４６】
ＥＶＲＣ（ＣＤＭＡのハンドセットにより使用される）などの他のコーデックは、モードセットの概念を使用しない。
【００４７】
ユーザ装置
（アップリンク）
ＵＥは、より少ない帯域幅のコーデックに変更する、より大きなパケットを送信する、あるいは両動作の組み合わせを使用することにより、アップリンクにおける帯域幅の利用を低減することができる。ＵＥは、より長いｐｔｉｍｅ値の使用を通知する必要はないが、ＭＲＦにより規定されるものより短い値、あるいはあるｍａｘ−ｐｔｉｍｅ値より長い値を使用することはできない。ＵＥは、より低速のコーデックの使用を通知する必要はないが、ＭＲＦにより通知された現行のモードセットのコーデックのみを使用することができる。
【００４８】
（ダウンリンク）
ＵＥは、新しいメディアパラメータと共にＭＲＦにｒｅＩＮＶＩＴＥ／ＵＰＤＡＴＥを送信することにより、ＭＲＦがさらに帯域幅効率の良いパケットをダウンリンクに送信することを、要求することができる。ＭＲＦは、ＭＲＦが使用しているダウンリンクの帯域幅の適応手法に応じて、その要求を違う形で引き受ける。最小公母数手法の場合、ＭＲＦは、新メディア要求を満たすため、適切なｒｅＩＮＶＩＴＥ／ＵＰＤＡＴＥを生成し、ｒｅＩＮＶＩＴＥ／ＵＰＤＡＴＥを全ての他の参加ＵＥに送信する。ＭＲＦが再パケット化手法を使用している場合、さらに多くの入りパケットをバッファリングし、より大きなパケットをダウンリンクに送信することにより要求を引き受ける。
【００４９】
リンクのグレードを上げる及び下げるのに使用するリンク「グレード」の概念を導入することは、有用である。例えば、１から８の尺度によりリンクをグレード付けすることができ、８は完全なリンクのグレードであり、１は最悪のリンクのグレードである。これは、リンクのグレードを最大７回まで下げることができることを意味する。各リンクのグレードは、リンクで使用することができる特定のｐｔｉｍｅ値及び（コーデックを含む）モードセットに対応する。各レベルにおいて特定の変更が構成可能である。以下の表１は、モードセット及びｐｔｉｍｅ値がそれぞれのリンクグレードに設定される様子の例を示し、示されるモードセットはＡＭＲコーデックに対するモード０及び１を含む。この表１で３列及び４列は、モード０及びモード１のサポートに必要な各グレードの帯域幅をｋｂｐｓで示す。
【００５０】
新しいＵＥがセッションに追加されると、そのＵＥは、そのダウンリンクの能力を理解して対応するメディアパラメータを（ＳＤＰ  ＩＮＶＩＴＥメッセージにおいて）規定する。ＵＥにより規定されるモードセットは、ＵＥがサポートする全てのモードを表し、それ故ＭＲＦは、ＵＥにより最初に与えられたモードセットとリンクのグレードに基づき選択されるモードセットとの共通部を常に取る。ＭＲＦは、与えられたｐｔｉｍｅ値に基づき初期グレードをリンクに割り当てるべきである。リンクのアップグレードあるいはダウングレードは、初期グレードから出発する。
【００５１】
ＭＲＦは、ユーザプレーン適応を実行するために更新されなければならない。ｒｅＩＮＶＩＴＥ／ＵＰＤＡＴＥ通知はＭＲＦＣにおいて既にサポートされており、それ故変更は必要ではない。以下のセクションで記載されるように、全ての変更はＭＲＦＰにおいてなされる。
【００５２】
＜技術的概要＞
メディア資源機能プロセッサ
（構成パラメータ）
幾つかの新しいＭＲＦＰ構成パラメータが、操作及び保守インタフェースにより提供され構成されなければならない。バーチャルＰＤ  ＰＯＴは、これらの新しい値を含むように更新されるべきである。
【００５３】
実装提案：
以下を追加：
【００５４】
【表１】
2007524315.tif 000003
【００５５】
（性能測定）
ネットワークの品質とＵＰＡ手順及び構成の有効性とを判断するために、新しい性能測定結果が生成されるべきである。
【００５６】
実装提案：
リンクがダウングレードされ帯域幅の適応手順が開始される度に、カウンタがステップを刻むべきである。
【００５７】
リンクがアップグレードされ帯域幅の適応手順が開始される度に、カウンタがステップを刻むべきである。
【００５８】
全リンクの平均ロス率は、定期的に、恐らくセッションの終わりに報告されるべきである。
【００５９】
全リンクの平均リンクグレードは、定期的に、恐らくセッションの終わりに報告されるべきである。
【００６０】
（モードセットの調整）
ＳＤＰの提供あるいは応答において各ＵＥにより与えられるモードセットは、格納され、セッションに参加する他のＵＥに提供する際に使用されねばならない。ＭＲＦは、どのＵＥに提供されるモードセットも、現行のＵＥによりサポートされるモードセットの共通部を表すことを、保証すべきである。
【００６１】
実装提案：
各参加者が加わると、そのＳＤＰはそのＵＥがサポートするモードセットを含む。このセットは０から７までの一連の数である。本セットは、例えばビットマップに変換されるべきである。
【００６２】
モードセット：０，１，２，７は、１００００１１１となる。
【００６３】
ＭＲＦＰは、このビットマップを各参加者に関するデータ（Ｐｄメンバクラス）と共に格納する。
【００６４】
ＭＲＦＰはまた、ビットマップとして格納されるセッションに使用する現行のモードセットの記録を保持する。このモードセットは、新しい空のセッションに対する、１１１１１１１１として始まる。
【００６５】
参加者が加わると、その参加者のモードセットは、現行のセットに「付加される（anded）」。この結果は、応答ＳＤＰにおいて使用される。結果が０であれば、ＵＥは拒否されねばならず、現行のセットは変化しない。この新参加者を受け入れる結果、現行のモードセットが変化すれば、新ＳＤＰが生成され、全現行の参加者に提供されねばならない。
【００６６】
ＵＥがセッションを去ると、残りの参加者リストを調べ、そのモードセットを共に「加える（anding）」ことにより、セッションの現行のモードセットが再計算される。得られるモードセットが現行セットになる。このセットが、ＵＥがセッションを去る前に使用していたモードセットと異なれば、新ＳＤＰが生成され、残りの全参加者に提供されねばならない。
【００６７】
セッションの現行のモードセットは、ユーザプレーン適応手順により必要とされるセットと共に「付加する（anded）」ことができる。結果として変更があれば、新ＳＤＰが生成され、全参加者に提供されねばならない。
【００６８】
（パケットロス分析）
実装提案：
各受信バーストの終了時、あるいはＲＲが受信さたときのいずれかにおいて、ロス率の値は各リンクについて計算されねばならない。
【００６９】
各リンクのこの現行値は、Ｐｄメンバクラスにおいて格納される。
【００７０】
各新規計算は、実装される帯域幅の適応手順に報告されねばならない。
【００７１】
（帯域幅の適応処理−再パケット化）
実装提案：
各Ｐｄメンバクラスは、帯域幅の適応クラスの実体を有する。
【００７２】
Ｐｄメンバクラスにより処理される全てのパケットは、帯域幅の適応クラスに移される。
【００７３】
帯域幅の適応クラスは、以前のパケットをバッファしており、パケットを内部バッファに加える。バッファが最小所要サイズに達すると、バッファの内容が送信される。
【００７４】
バッファが開放されると、帯域幅の適応クラスが通知されねばならない。バッファされるデータは、この通知により直ちに送信される。
【００７５】
許容される最小値より小さいダウンリンクの新規パケットが着信し、バッファが空であれば、そのパケットはバッファに置かれる。パケットが最小サイズより大きい又は等しければ、そのパケットは直ちに送信される。
【００７６】
ロス率の新しい値が計算される度に、Ｐｄメンバは帯域幅の適応装置に通知する。Ｔ、ＡＲＬ、Ｎ及びＧＰＴに対して構成された値を使用して、帯域幅の適応装置は、関連するリンクを現行位置からアップグレードするかダウングレードするかを判断する。
【００７７】
ダウンリンクのグレードが変更されると、次いで新しい最小バッファサイズが計算される。
【００７８】
アップリンクのグレードが変更されると、次いで新しいＳＤＰが計算され、そのリンクに送信される。
【００７９】
（リンクのグレード付け）
実装提案：
リンクグレードに基づく各リンクのモードセット及びｐｔｉｍｅ値の選択方法が、確立されるべきである。
【００８０】
各Ｐｄメンバクラスは、帯域幅適応装置のクラスの実体を有する。
【００８１】
帯域幅適応装置のクラスは、アップリンク及びダウンリンクのグレードを表す２つの整数値を維持する。リンクグレードによりインデックスされる静的テーブルは、モードセットビットマップ及びｐｔｉｍｅ値を返送する。ダウンリンクの初期グレードは、提供された値に整合する最も近いｐｔｉｍｅ値を見つけることにより割り当てられる。アップリンクは、可能な最良のグレードを有すると想定される。
【００８２】
グレードテーブルは、表１のものに類似である。
【００８３】
このテーブルは、最小ｐｔｉｍｅと最大ｐｔｉｍｅの構成設定及びグレードのステップ設定に基づいて計算することができる。
【００８４】
（メディア再交渉）
実装提案：
ＭＲＦＰは、セッション中に新規ＳＤＰの提供を受け入れるべきである。遠隔端末は、受け入れるモードセットを変更する、あるいは異なるｐｔｉｍｅを要求することができる。他の変更は、提供が拒否されることになる（あるいは時間が許せば、新規アドレスとポートが受け入れられる）。
【００８５】
これらの提供によりダウンリンクのグレードを変更することができる。新しいグレードは、この提供に基づいて割り当てられるべきである。パケットロス分析手順に基づいてダウンリンクグレードが変化したとしても、帯域幅の適応方法が適用されるべきである。
【００８６】
セッションにとって現行で適切なメディア設定に基づいて、応答ＳＤＰは生成され、返送されるべきである。
【００８７】
（ユーザプレーン適応テストツール）
ＵＰＡ手順が期待通りに動作しているかを判断するため、基本テスト及び機能テスト中にツールを使用することが可能であるべきである。これは、ツールにより、アップリンク及びダウンリンクの両方におけるパケットロスを予測可能な方法でシミュレートし、ＭＲＦＰの動作を観測できるべきであるということを、意味する。ツールは、また新しいｐｔｉｍｅ及びモードセットの値を受け入れ、これに従うべきである。
【００８８】
実装提案：
ＰｏＣシミュレータ、即ちゼウスは、このテストをサポートするために更新されなければならない。所与のｐｔｉｍｅ及び初期ダウンリンクメディアパラメータについてシミュレートするためロス率を規定するメディアパラメータを追加する。
【００８９】
【表２】
2007524315.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】ＶｏＩＰ音声会議を調整するためにＭＲＦノードを使用するセル通信ネットワークの構成を概略的に示す。
【図２】ＶｏＩＰ音声会議のリンクにおける帯域幅使用を適応させる方法を示すフロー図である。
【図１】
2007524315.tif 000005
【図２】
2007524315.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月1日(2006.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル通信ネットワークのメディア資源機能からユーザ装置へメディアを伝送するリアルタイムプロトコルで管理されるリンクにおける、帯域幅の使用を最適化する方法であって、
パケットロスの率が受け入れ堅い程高いか受け入れ限度内かを決定するため、前記リンクのパケットロスの率を監視するステップと、
前記監視の結果として、第３のパーティのノードから前記メディア資源機能で受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させるステップであって、前記パケットロス率が受け入れ難い程高い場合に、前記メディア資源機能は到来メディアをさらに大きなパケットに再パケット化し、それにより前記パケットヘッダのオーバヘッドを減らして、ダウンリンクにおける前記帯域幅の使用を減らし、前記パケットロス率が受け入れ可能な限度内にあれば、前記到来メディアは前記パケットサイズを減らすように再パケット化され、それにより前記リンクの伝送遅延を減らすステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記リンクの特性を監視するステップは、前記リンクにおけるパケットロス率をサンプリングするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記送信速度を適応させるステップは、前記監視されたパケットロス率に応じて動的に実施されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
メディアが前記メディア資源機能で再パケット化される場合には、必要なサイズのパケットを構築するのに十分なメディアが受信されるまで、受信メディアが前記メディア資源機能でバッファに格納されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記第３のパーティのノードが仲間のユーザ装置（ＵＥｓ）であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
セル通信ネットワークにおいて使用し、ノード自体とユーザ装置との間でリアルタイムプロトコルで管理されるリンクへ送信されるメディアを扱うメディア資源機能ノードであって、
パケットロスの率が受け入れ堅い程高いか受け入れ限度内かを決定するため、前記ユーザ装置へのダウンリンクのパケットロスの率を監視する手段と、
前記監視された特性に基づいて、第３のパーティのノードから受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させる手段であって、前記パケットロス率が受け入れ難い程高い場合に、前記メディア資源機能は到来メディアをさらに大きなパケットに再パケット化し、それにより前記パケットヘッダのオーバヘッドを減らして、ダウンリンクにおける前記帯域幅の使用を減らし、前記パケットロス率が受け入れ可能な限度内にあれば、前記到来メディアは前記パケットサイズを減らすように再パケット化され、それにより前記リンクの伝送遅延を減らす手段とを有することを特徴とするメディア資源機能ノード。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、セル通信ネットワークのメディア資源機能からユーザ装置へメディアを伝送するリアルタイムプロトコルで管理されるリンクにおける、帯域幅の使用を最適化する方法であって、パケットロスの率が受け入れ堅い程高いか受け入れ限度内かを決定するため、前記リンクのパケットロスの率を監視するステップと、前記監視の結果として、第３のパーティのノードから前記メディア資源機能で受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させるステップであって、前記パケットロス率が受け入れ難い程高い場合に、前記メディア資源機能は到来メディアをさらに大きなパケットに再パケット化し、それにより前記パケットヘッダのオーバヘッドを減らして、ダウンリンクにおける前記帯域幅の使用を減らし、前記パケットロス率が受け入れ可能な限度内にあれば、前記到来メディアは前記パケットサイズを減らすように再パケット化され、それにより前記リンクの伝送遅延を減らすステップとを有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、セル通信ネットワークにおいて使用し、ノード自体とユーザ装置との間でリアルタイムプロトコルで管理されるリンクへ送信されるメディアを扱うメディア資源機能ノードであって、パケットロスの率が受け入れ堅い程高いか受け入れ限度内かを決定するため、前記ユーザ装置へのダウンリンクのパケットロスの率を監視する手段と、前記監視された特性に基づいて、第３のパーティのノードから受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させる手段であって、前記パケットロス率が受け入れ難い程高い場合に、前記メディア資源機能は到来メディアをさらに大きなパケットに再パケット化し、それにより前記パケットヘッダのオーバヘッドを減らして、ダウンリンクにおける前記帯域幅の使用を減らし、前記パケットロス率が受け入れ可能な限度内にあれば、前記到来メディアは前記パケットサイズを減らすように再パケット化され、それにより前記リンクの伝送遅延を減らす手段とを有する。
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月13日(2007.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル通信ネットワークのメディア資源機能からユーザ装置へメディアを伝送するリアルタイムプロトコルで管理されるリンクにおける、帯域幅の使用を最適化する方法であって、
パケットロスの率が受け入れ難い程高いか受け入れ可能な限度内かを決定するため、前記リンクのパケットロスの率を監視するステップと、
前記監視の結果として、第３のパーティのノードから前記メディア資源機能で受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させるステップであって、前記パケットロス率が受け入れ難い程高い場合に、前記メディア資源機能は到来メディアをさらに大きなパケットに再パケット化し、それにより前記パケットヘッダのオーバヘッドを減らして、ダウンリンクにおける前記帯域幅の使用を減らし、前記パケットロス率が受け入れ可能な限度内にあれば、前記到来メディアは前記パケットサイズを減らすように再パケット化され、それにより前記リンクの伝送遅延を減らすステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記リンクの特性を監視するステップは、前記リンクにおけるパケットロス率をサンプリングするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記送信速度を適応させるステップは、前記監視されたパケットロス率に応じて動的に実施されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
メディアが前記メディア資源機能で再パケット化される場合には、必要なサイズのパケットを構築するのに十分なメディアが受信されるまで、受信メディアが前記メディア資源機能でバッファに格納されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記第３のパーティのノードが仲間のユーザ装置（ＵＥｓ）であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
セル通信ネットワークにおいて使用し、ノード自体とユーザ装置との間でリアルタイムプロトコルで管理されるリンクへ送信されるメディアを扱うメディア資源機能ノードであって、
パケットロスの率が受け入れ難い程高いか受け入れ可能な限度内かを決定するため、前記ユーザ装置へのダウンリンクのパケットロスの率を監視する手段と、
前記監視された特性に基づいて、第３のパーティのノードから受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させる手段であって、前記パケットロス率が受け入れ難い程高い場合に、前記メディア資源機能は到来メディアをさらに大きなパケットに再パケット化し、それにより前記パケットヘッダのオーバヘッドを減らして、ダウンリンクにおける前記帯域幅の使用を減らし、前記パケットロス率が受け入れ可能な限度内にあれば、前記到来メディアは前記パケットサイズを減らすように再パケット化され、それにより前記リンクの伝送遅延を減らす手段とを有することを特徴とするメディア資源機能ノード。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、セル通信ネットワークのメディア資源機能からユーザ装置へメディアを伝送するリアルタイムプロトコルで管理されるリンクにおける、帯域幅の使用を最適化する方法であって、パケットロスの率が受け入れ難い程高いか受け入れ可能な限度内かを決定するため、前記リンクのパケットロスの率を監視するステップと、前記監視の結果として、第３のパーティのノードから前記メディア資源機能で受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させるステップであって、前記パケットロス率が受け入れ難い程高い場合に、前記メディア資源機能は到来メディアをさらに大きなパケットに再パケット化し、それにより前記パケットヘッダのオーバヘッドを減らして、ダウンリンクにおける前記帯域幅の使用を減らし、前記パケットロス率が受け入れ可能な限度内にあれば、前記到来メディアは前記パケットサイズを減らすように再パケット化され、それにより前記リンクの伝送遅延を減らすステップとを有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、セル通信ネットワークにおいて使用し、ノード自体とユーザ装置との間でリアルタイムプロトコルで管理されるリンクへ送信されるメディアを扱うメディア資源機能ノードであって、パケットロスの率が受け入れ難い程高いか受け入れ可能な限度内かを決定するため、前記ユーザ装置へのダウンリンクのパケットロスの率を監視する手段と、前記監視された特性に基づいて、第３のパーティのノードから受信されるメディアを再パケット化することにより、前記リンクへの送信速度を適応させる手段であって、前記パケットロス率が受け入れ難い程高い場合に、前記メディア資源機能は到来メディアをさらに大きなパケットに再パケット化し、それにより前記パケットヘッダのオーバヘッドを減らして、ダウンリンクにおける前記帯域幅の使用を減らし、前記パケットロス率が受け入れ可能な限度内にあれば、前記到来メディアは前記パケットサイズを減らすように再パケット化され、それにより前記リンクの伝送遅延を減らす手段とを有する。
【国際調査報告】
2007524315.tif 000007
2007524315.tif 000008
2007524315.tif 000009