(57)【要約】  データをマルチキャストする方法は、マルチキャストグループの各ユーザ毎の最小効用選好と効用選好との組を取得し、前記ユーザが要求している異なるマルチキャストデータの対応する確率分布を算出し、前記対応する確率分布に従って前記組の抽選処理を実行し、前記抽選処理から決定された動作点をマルチキャストする。スケーラブルなデータのための方法は、全グループユーザに適応するデータの最下位レイヤについてユーザ毎の初期効用及び利得パラメータを決定し、初期化された確率ベクトルを用いて当該レイヤについて抽選処理を実行して前記最下位レイヤを選定し、前記最下位レイヤをマルチキャストし、データの複数レイヤについて残りの各グループユーザ毎に新たな初期効用及び対応する利得パラメータを決定し、決定された混合された組の確率ベクトルに従って別の抽選処理を実行して特定レイヤを選択し、前記特定レイヤをマルチキャストする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
データをマルチキャストする方法であって、
マルチキャストグループの各ユーザ毎の最小効用選好の組を決定するステップ、
前記ユーザが要求するデータの効用を決定するステップ、
前記ユーザが要求しているデータについて対応する確率分布を算出するステップ、
前記対応する確率分布に従って前記最小効用選好の抽選処理を実行するステップ、及び、
前記抽選処理から決定された動作点をマルチキャストするステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記最小効用選好を、最小スループット、または前記動作点の設定によってユーザにもたらされるサービス品質に相関させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
ユーザが要求する異なるデータの相対的重要度またはユーザ要求の相対的重要度を設定することで、前記データの効用を決定するステップにおけるデータの効用を前記相対的重要度に相関させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
前記対応する確率分布は、Ｍを動作点の数とする
【数１】
2011504003.tif 000054
であると定義するステップを含み、確率λ1乃至λMの各々は最初の動作点Ｓ1乃至最後の動作点ＳMにそれぞれ関連付けられており、且つ、
【数２】
2011504003.tif 000055
であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、
【数３】
2011504003.tif 000056
の算術積を最大にするステップを含み、前記対応する確率分布を算出する手段として、ｕj,ｍはユーザｊについての動作点ｍの効用関数であり、ｄjは前記ユーザｊについての最小効用選好であることを特徴とする方法。
【請求項６】
データをマルチキャストする方法であって、
マルチキャストグループの各ユーザ毎の最小効用選好の組を決定するステップ、
前記ユーザが要求するデータの効用を決定するステップ、及び、
Ｍを動作点の数とする確率分布
【数４】
2011504003.tif 000057
に従って前記最小効用選好の抽選処理を実行するステップ、
を含み、確率λ1乃至λMは、最初の動作点Ｓ1乃至最後の動作点ＳMにそれぞれ関連付けられており、且つ
【数５】
2011504003.tif 000058
であり、確率λ1乃至λMは、算術積
【数６】
2011504003.tif 000059
の最大値に対応する値の２０％以内にある値を表し、ｕj,mはユーザｊについての動作点ｍの効用関数であり、ｄjはユーザｊについての最小効用選好であることを特徴とする方法。
【請求項７】
データをマルチキャストする方法であって、
全ユーザに適応するデータの最下位レイヤについてグループの各ユーザ毎に初期効用及び利得パラメータを決定するステップ、
確率ベクトルを（１，．．．，０）に初期化するステップ、
前記確率ベクトルを用いて当該レイヤについて抽選処理を実行して前記最下位レイヤを選定するステップ、
前記最下位レイヤをマルチキャストするステップ、
前記グループの少なくとも１つのユーザが前記最下位レイヤを受信した旨の確認があるとき、データの複数レイヤについて前記グループの残りの各ユーザ毎に新たな初期効用及びこれに対応する利得パラメータを決定するステップ、
前記データの複数レイヤについて、混合された組の確率ベクトルを決定するステップ、
前記混合された組の確率ベクトルに従って別の抽選処理を実行して、前記データの複数レイヤから特定レイヤを選択するステップ、及び、
前記特定レイヤをマルチキャストするステップ
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、「マルチキャスト方法」と題する２００７年１１月１日付米国仮出願第６０／００１，４６４号に基づく優先権を主張するもので、その内容は引用によって本明細書に組み入れられている。
【０００２】
本発明は複数のユーザに向けてマルチキャストを行う方法に関し、特に、少なくとも１つのユーザが他のユーザと異なるチャネル条件を有する場合のマルチキャストに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線ネットワーク基盤の急速な発達によって、これらネットワーク上のビデオサービスに対する需要は着実に成長してきた。様々なサービスの中でビデオストリーミングが最も重要な応用の１つになってきた。しかし、ワイヤレス環境において多くのユーザに符号化ビデオビットストリームを効率的にストリーミングすると同時にサービスの特定品質（ＱｏＳ）を保証することはなお難題である。
【０００４】
ビデオマルチキャストは、１つのビデオをネットワーク上の多くのユーザに同時に届ける効率的な方法である。ユニキャストとは対照的に、ビデオマルチキャストは、ネットワークを介して届けられるビデオパケットを共有することによって帯域幅効率を改善する。しかし、ビデオマルチキャストは無線ネットワーク応用から生じる幾つかの特定の課題に直面している。例えば、マルチキャスト無線ネットワークは、エラーを生じる傾向が高く且つ時間変動しやすい物理チャネルを有する特性をしばしば有する。加えて、かかるネットワークのユーザはしばしば多様なチャネル条件を有している。
【０００５】
再送とフォワードエラー修正（ＦＥＣ）との２つは無線ネットワークのスループットを改善するのに共通して用いられるメカニズムである。しかし、それらを当該マルチキャストシナリオに直接適用する場合には欠点がある。例えば、再送は、エラー傾向のある単一ユーザの利益のために元のパケットを繰り返しマルチキャストする場合に、当該ユーザ以外の全ユーザにとって効率的でない。事実、８０２．１１無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）は、マルチキャスト応用のためのリンクレイヤ再送をサポートしていない。一方、ＦＥＣは一定のスループット及び限定された遅延を維持し得る。しかし、特定のＱｏＳを保証するために、しばしばＦＥＣ符号は最悪のチャネル条件に対して選択される。チャネル条件が良好な場合には、これはスループットを不必要に抑えることになる。
【０００６】
モジュンダル、Ｄ．ザックス、Ｉ．コージンツェフ、Ｋ．ラムチャンドラン及びＭ．ヤンにより提案がなされた複合型の自動再要求（ＡＲＱ；Automatic Repeat-reQuest）スキーム（「無線ＬＡＮにわたるマルチキャスト及びユニキャスト・リアルタイム・ビデオストリーミング」と題するIEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol. 12, No. 6, Jun 2002, pp. 524-534）は、再送とＦＥＣとの双方の利点を組み合わせている。複合型ＡＲＱによって、サーバは最初にユーザデータを送信し次いでＦＥＣデータをクライアントに送信する。当該プロセス中に、当該クライアントが全てのユーザデータ又は十分なＦＥＣデータを受信して損失を回復したとき、当該クライアントは肯定応答（ＡＣＫ）を当該サーバに送信する。一旦当該サーバがＡＣＫを受信すると、当該サーバはそれ以上のデータの送信を停止する。当該クライアントに送信されたＦＥＣデータ量を現在のチャネル条件に従って適切に調整し得るため、複合型ＡＲＱは高い帯域幅効率を維持することができる。しかし、チャネルが厳しい損失を被るとき、複合型ＡＲＱは限度のない遅延や帯域幅拡大の結果を生じるはずである。ビデオストリーミングの如きリアルタイムサービスの場合、ビデオパケットは、帯域制限された可能性のあるネットワークを介してそれらパケットの最終再生期限前に届けられなければならない。そのため、かかる応用の場合にビデオデータ損失は複合型ＡＲＱによってもなお発生し得るものであって、ＱｏＳを下げるものとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フィードバックを備える無線ネットワーク上のマルチキャストグループに向けたビデオストリーミング環境において、当該グループのユーザは異なるチャネル条件を有する場合があることが本発明では考慮され、例えば、当該全グループに向けて同一のビデオストリームを届けることは、当該グループの各メンバーに効用を等しく与えない場合があることが考慮される。従って、考慮されたかかるマルチキャストグループにおいて、全てのユーザにとって「公正で合理的」な動作点（operation point）戦略を開発する必要があると考えられる。
【０００８】
本発明は、良好な動作点が当該グループの各ユーザ毎に合理的パフォーマンスを維持しつつ、良好な全体システムパフォーマンスを提供するべきであることを前提とする。しかし、マルチキャストネットワークにおいてあり得る多様なチャネル条件のために、上記の２つの要件はしばしば相反するはずである。これは、動作点のパフォーマンスを直接定量化することを困難にしている。そこで、「理想的な」動作点選択戦略について直観的なファクタの集合が簡潔に説明される。
【０００９】
第１の直観的なファクタは多数決原理である。このファクタは、当該ユーザの大多数が同一又は同様のチャネル条件を有する場合、これら大多数のユーザは、他のユーザよりも、彼等の所望の動作点を取得し易いという前提に基づく。これは合理的に良好な全体システムパフォーマンスを保証する。
【００１０】
第２の直観的なファクタは個別の公正さである。このファクタは、個々のどのユーザもサービスを完全に拒否されるべきではない、或いは過剰にペナルティを課されるべきでないと規定する。選択された動作点に起因する当該ＱｏＳの低下は全てのユーザよって（好ましくは等しく）共有されるべきである。
【００１１】
第３の直観的なファクタは柔軟性である。このファクタは、本質的には、先の２つのファクタが競合し且つ１つのファクタは他よりも好ましいはずであるという事実の認識である。このような選好を実現するためには戦略が柔軟でなければならない。
【００１２】
当該直観的なファクタ間にコンフリクトがある可能性を考慮した場合、特定のマルチキャスト環境において動作点を特徴付ける上で、何らかの量的なシステムパフォーマンス尺度が助けになり得ることが明らかとなる。以下では、幾つかの方法の一覧が、上記に要約された直観的なファクタに影響するかの分析と共にここで提示される。マルチキャストグループはＮ個のユーザを有し、当該サーバはＳm（ここで１≦ｍ≦Ｍ）と記されるＭ個の異なる動作点を選ぶことができると仮定する。各ユーザｊ（１≦ｊ≦Ｎ）について動作点Ｓmが選択されるとき、これ対応するパフォーマンスの尺度はＵj,mと記される。
【００１３】
最悪の場合の方法は、最悪のチャネル条件を有するグループのユーザに従って動作点を選択する。換言すると、当該選択された動作点は、他のチャネル条件を持つグループのユーザの数に関係なく、当該最悪のチャネル条件を持つそれらユーザにとって最適なだけである。これは、より良好なチャネル条件を持つユーザのサブグループに過剰にペナルティを課し、当該全体的なシステムパフォーマンスを低下させるはずである。それは、当該第１及び第２の直観的なファクタ間の調整に柔軟性を提供しない。
【００１４】
平均パフォーマンス法は、当該グループにおける全ユーザの平均パフォーマンスに基づいた尺度を定義する。ここで、当該動作点は尺度
【００１５】
【数１】
2011504003.tif 000002
【００１６】
を最適化することよって導出される。この方法は当該第１のファクタを充足するが、当該グループの一部ユーザが過剰にペナルティを課せられ得ることから、当該第２のファクタを充足するのに失敗している。当該方法は、当該第１及び第２のファクタの間の調整における柔軟性を、一見したところ提供していないようである。
【００１７】
加重平均法は、当該グループのユーザの加重平均パフォーマンスとしての尺度を定義し、当該動作点は尺度
【００１８】
【数２】
2011504003.tif 000003
【００１９】
を最適化することよって導出され、ここで、
【００２０】
【数３】
2011504003.tif 000004
【００２１】
である。当該重みＷjは当該全体システムにおけるユーザｊの重要度を反映している。
当該重みについての例は、
【００２２】
【数４】
2011504003.tif 000005
【００２３】
であることができ、ここで、Ｐjはユーザｊよって経験されるチャネルエラー／損失率であり、Ｐthは予め設定された閾値であり、Ｎgは、Ｐthよりも小さなＰjを有するグループのユーザ数である。この重みアプローチは、不良なチャネル条件を有するユーザを除外しつつ、合理的に良好なチャネル条件を有するユーザについて平均を行うだけである。この方法は、選択されたユーザのサブグループについて良好なパフォーマンスを提供し得る。しかし、それは当該グループの特定のユーザに過剰にペナルティを課すことで、当該第２のファクタを充足するのに失敗している。更に、この方法は、当該第１及び第２のファクタの間の調整における柔軟性を提供することができない。
【００２４】
ミニマックス低下法は、全ユーザ中の最大パフォーマンス低下を最小にし得る動作点Ｓmを選択する。すなわち、
【００２５】
【数５】
2011504003.tif 000006
【００２６】
ここで、Ｕ*jは、全ての利用可能な動作点中でユーザｊよって達成され得る最適パフォーマンスである。この方法は、当該グループの多数ユーザに選好（preference）を与えることができず、全体的システムパフォーマンスを危うくするはずであり、それは当該第１のファクタについて失敗することとなる。このように、この方法は、当該第１及び第２のファクタを調整することにおける柔軟性を提供することができない。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
データをマルチキャストする方法は、マルチキャストグループの各ユーザ毎の最小効用選好（utility preference）の組を取得するステップ、前記マルチキャストグループの各ユーザ毎の効用選好を取得するステップ、前記ユーザが要求している異なるマルチキャストデータの対応する確率分布を算出するステップ、前記対応する確率分布に従って当該選好動作点の組の抽選処理を実行するステップ、及び、前記抽選処理から決定された動作点（operation point）をマルチキャストするステップを含む。スケーラブルデータのための方法は、全ユーザに適応するデータの最下位レイヤについてグループの各ユーザ毎の初期効用及び利得（pay-off）パラメータを決定するステップ、確率ベクトルを（１，．．．，０）に初期化するステップ、前記確率ベクトルを用いて当該レイヤについて抽選処理を実行して前記最下位レイヤを選定するステップ、前記最下位レイヤをマルチキャストするステップ、前記グループの少なくとも１つのユーザが前記最下位レイヤを受信した旨の確認（confirmation）があるとき、データの複数レイヤについて前記グループの残りの各ユーザ毎に新たな初期効用及び対応する利得パラメータを決定するステップ、前記データの複数レイヤについて混合された組の確率ベクトルを決定するステップ、前記混合された組の確率ベクトルに従って別の抽選処理を実行して前記複数レイヤから特定レイヤを選択するステップ、及び、前記特定レイヤをマルチキャストするステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に従って動作点を選択してマルチキャストを行うステップからなるフローチャートである。
【図２】本発明に従ってスケーラブルなレイヤ化がなされたデータについて動作点を選択するステップからなるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、雑音性／損失性がある環境内のマルチキャストネットワークにおいて動作点
（operation point）を選択する方法を提供する。その定式化にはゲーム理論戦略（すなわちナッシュの交渉ゲーム）を用いる。利用可能な各動作点Ｓmが純粋戦略として定義され、かかる動作点の数はＭで表される。当該戦略の離散的な性質に依存して、サーバ又は機能的等価物が動作点を選択する単純ではあるが公正なやり方は、採り得る戦略の組
【００３０】
【数６】
2011504003.tif 000007
【００３１】
すなわち
【００３２】
【数７】
2011504003.tif 000008
【００３３】
である組内で抽選処理を実行することである。次に、当該サーバはユーザの個体数を調べ、特定の動作点Ｓmについての各ユーザｊ毎の効用関数であるｕj,mを決定する。当該アプローチは、次いで対応する確率分布ベクトル
【００３４】
【数８】
2011504003.tif 000009
【００３５】
の算出を含むものであってよい。これはナッシュの交渉ゲームにおける「混合戦略」に対応し、単純化のために当該アプローチは混合される各戦略を確率分布ベクトル
【００３６】
【数９】
2011504003.tif 000010
【００３７】
で表している。混合戦略の場合、それはユーザが合意しているか、合意し得るか又は当該サーバよって予め決められている確率組
【００３８】
【数１０】
2011504003.tif 000011
【００３９】
である。先ず、もし、当該混合戦略が公正な利得
【００４０】
【数１１】
2011504003.tif 000012
【００４１】
と初期効用ｄjとの差の算術積が利得
【００４２】
【数１２】
2011504003.tif 000013
【００４３】
と初期効用ｄjとの差の算術積よりも大きいか又は等しいとする条件を充足する場合、そしてその場合に限り、当該混合戦略はナッシュ交渉解（ＮＢＳ）である。
【００４４】
当該ユーザ選好が次いで決定され、当該ユーザ選好は、動作点Ｓmが選択されたときの利得を反映するユーザｊにとっての効用関数ｕj,mの特性を有する。それは、当該ユーザのサービス品質（ＱｏＳ）に関係付けられるべきである。混合戦略分布ベクトル
【００４５】
【数１３】
2011504003.tif 000014
【００４６】
の場合、ユーザｊは、
【００４７】
【数１４】
2011504003.tif 000015
【００４８】
と記述できる彼女の期待される利得に関与し、混合戦略Ａの場合の当該全グループについて効用が
【００４９】
【数１５】
2011504003.tif 000016
【００５０】
として表される。
【００５１】
ユーザｊについての当該初期効用が次いで決定される。当該初期効用ｄjは、当該ゲームに参加するときに保証されるべきであると当該ユーザが欲する最小利得（すなわち等価的にそのＱｏＳ）を反映する。
【００５２】
当該ゲームはＮＢＳである一意の解を有する。当該混合戦略ケースにおいて、当該解はユーザが公正さの観点から同意し且つ当該抽選処理に用いられる確率分布ベクトル
【００５３】
【数１６】
2011504003.tif 000017
【００５４】
である。もし、
【００５５】
【数１７】
2011504003.tif 000018
【００５６】
が全てのあり得る
【００５７】
【数１８】
2011504003.tif 000019
【００５８】
についての条件
【００５９】
【数１９】
2011504003.tif 000020
【００６０】
を充足する場合、そしてその場合に限り、混合戦略分布ベクトル
【００６１】
【数２０】
2011504003.tif 000021
【００６２】
はＮＢＳである。当該マルチキャストサーバは、当該ＮＢＳ確率分布ベクトル
【００６３】
【数２１】
2011504003.tif 000022
【００６４】
を、何れかのユーザｊ（１≦ｊ≦Ｎ）について最適化問題
【００６５】
【数２２】
2011504003.tif 000023
【００６６】
を
【００６７】
【数２３】
2011504003.tif 000024
【００６８】
且つ
【００６９】
【数２４】
2011504003.tif 000025
【００７０】
の制約下で解くことによって発見する。
【００７１】
複数のサブセッション、すなわちその時間単位で当該サーバが動作点を変更できる複数のサブセッションに分割されるマルチキャストセッションを想定する。各サブセッションの開始時に、当該サーバは当該ユーザグループにおいて何らかの変化があるか否かを最初にチェックする。かかる変化には、Ｎ、Ｍ、組｛Ｓm｝又は組｛（ｕj,m，ｄj）｝が含まれる。もし変化があれば当該サーバは
【００７２】
【数２５】
2011504003.tif 000026
【００７３】
の再計算を行って、更新されたＮＢＳベクトル
【００７４】
【数２６】
2011504003.tif 000027
【００７５】
を取得し、もし変化がなければ当該サーバは以前のＮＢＳベクトル
【００７６】
【数２７】
2011504003.tif 000028
【００７７】
を用い続ける。当該確率分布ベクトル
【００７８】
【数２８】
2011504003.tif 000029
【００７９】
に基づいて当該サーバは、
【００８０】
【数２９】
2011504003.tif 000030
【００８１】
に従った動作点Ｓmをランダムに選択し、それを当該サブセッションの全体にわたったマルチキャストに用いる。
【００８２】
図１は、本発明の特徴の概括的なフローチャートを示している。当該設定は、サーバ又は機能的な均等物が同時に同一のデータを、異なるチャネル条件又は異なるデータエラー及び／又は損失条件を有し得る異なるユーザに送信するマルチキャスト環境である。本発明は、送信するのに有用なデータを提供するステップを含む開始ブロック１００から開始する。ブロック１１０は、当該グループのユーザを調査することよって当該グループの各ユーザｊ毎に初期効用ｄj及び利得パラメータｗmを決定するステップを含む。ブロック１２０は、
【００８３】
【数３０】
2011504003.tif 000031
【００８４】
を
【００８５】
【数３１】
2011504003.tif 000032
【００８６】
の制約下で発見することによって、ＮＢＳ混合された確率組
【００８７】
【数３２】
2011504003.tif 000033
【００８８】
を決定するステップを含む。ブロック１３０は、採り得る戦略の組
【００８９】
【数３３】
2011504003.tif 000034
【００９０】
内で当該利用可能な動作点（operation point）の抽選処理を実行するステップを含む。ここで、当該動作点は、当該ＮＢＳ混合された組の確率分布
【００９１】
【数３４】
2011504003.tif 000035
【００９２】
から当該動作点に与えられた重みに基づいてランダムに選択される。ブロック１４０は、次いで、当選した動作点Ｓmのマルチキャストを行うステップを含む。この当選した動作点はビットストリームデータであってよい。ブロック１６０は当該セッションが終了したか否かについて決定するステップであり、そこでは、当該サーバ又は機能的均等物が、当選した動作点のマルチキャストに相応した全ての使用可能なデータをユーザが受信したことを確認する。これは肯定応答（acknowledgement）の形でなされ得る。もしユーザが充足している場合、ブロック１７０によって反映されたセッションは終了する。もし、変化されたステータスを有するか又は異なる動作点を必要とする何らかのユーザがある場合、ブロック１６０は当該戦略のために確率分布
【００９３】
【数３５】
2011504003.tif 000036
【００９４】
の更新を提供する。ブロック１３０は次いで当選した動作点の選択に戻る。全てのユーザが当該マルチキャストの充足を確認するまで、ブロック１３０、１４０、１５０及び１６０が繰り返し実行される。
【００９５】
＜ａ．スケーラブルなレイヤ化がなされたデータのマルチキャスト＞
スケーラブルなレイヤ化がなされたデータとは、その下位レイヤのデータが上位レイヤのデータより重要であるように複数のレイヤに組織化されたデータを意味する。このタイプのデータはしばしば、スケーラブルなオーディオ、ビデオ又はイメージの符号器出力から見出され得る。例えば、ビデオ符号化のためのスケーラブルなビデオ符号化（ＳＶＣ）［５］、イメージ符号化のためのＪＰＥＧ２０００、及び音声符号化のためのＡＡＣがある（これらはＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−１０：２００５／ＦＤＡＭ３スケーラブルなビデオ符号化（ＷＧ １１のＮ９１９７）に依る）。
【００９６】
当該スケーラブルなレイヤ化がされたユーザデータが複数のデータパケットに分割されると想定すると、各時間単位に当該マルチキャストサーバはレイヤから送信する１つのデータパケットを選択する。当該ユーザデータを保護するために、各レイヤに沿って又は全レイヤに跨がって冗長データ（ＦＥＣなど）が加えられる。これら冗長データはさらに送信パケットに分割される。Ｍ個のレイヤを備えるスケーラブルなレイヤ化がなされたデータの場合、当該サーバは、どのレイヤからもデータパケットをマルチキャストすることができる。そのため、当該混合戦略組のサイズはＭであり、各純粋戦略Ｓmはマルチキャストするパケットをレイヤｍから選択することに対応する。本アプローチは、純粋戦略Ｓmが選択された場合のユーザｊについての効用関数ｕj,mを、ユーザｊがレイヤｍのパケットを要求している場合はｕj,m＝ｗmとし、その他の場合はｕj,m＝０として定義する。
【００９７】
【数３６】
2011504003.tif 000037
【００９８】
当該利得パラメータｗmは、当該ＱｏＳの改善に直接関係するように定義される。例えば、スケーラブルなビデオ符号化（ＳＶＣ）の場合、当該利得パラメータｗmは、当該ユーザがレイヤｍからパケットを要求する場合のＭＳＥ（二乗平均誤差）削減量の如く定義され得る。スケーラブルなレイヤ化がなされたデータの場合、当該利得パラメータは、Ｗi≧Ｗj（０≦ｉ＜ｊ）であるように定義される。それは、当該サーバが良好な全体システムパフォーマンスのために下位レイヤからのユーザデータのマルチキャストに対して選好を与えるのを確実にする。スケーラブルなレイヤ化がなされたデータの場合、ユーザｊについての初期効用ｄjは、当該ユーザがより上位レイヤからパケットを要求するにつれて減少するように定義される。具体的には、当該アプローチは、レイヤｍからパケットを要求するユーザｊについてのｄjを、制約
【００９９】
【数３７】
2011504003.tif 000038
【０１００】
を反映するように定義する。上記の定義において、αは当該第１及び第２の直観的なファクタとして、すなわち、合理的に良好な全体システムパフォーマンスのための多数決原理と、どのユーザも完全にサービスが否定されるべきではなく且つ過剰にペナルティを課されるべきではないと保証する個別的公正さと、の各ファクタ間の選好を調整するパラメータとしてαは奉仕する。
【０１０１】
αが小さい値の場合、より下位レイヤを要求しているユーザに対し、より選好が与えられる。当該下位レイヤデータが上位レイヤデータより重要であることから、これは良好な全体パフォーマンスを保証する。他方、αが大きい値の場合、全ユーザがより等しく扱われることによって、全戦略がより等しくすなわち全ユーザがより等しく扱われるという予見から大多数のユーザが優遇されるようになる。従って、当該ファクタ（１）及び（２）が柔軟に調整され得る。
【０１０２】
要約すると、当該サーバは、スケーラブルなレイヤ化データのマルチキャストのための動作点選択を以下のように実行する。
【０１０３】
ステップ１において、ベクトル
【０１０４】
【数３８】
2011504003.tif 000039
【０１０５】
を（１，．．．，０）に初期化して、当該最下位レイヤを当該グループの全ユーザにマルチキャストする。
【０１０６】
ステップ２において、もし当該ユーザコンディションに変化がある場合及び／又は肯定応答が到着する場合、ステップ３へ進む。
【０１０７】
ステップＳ３において、それ以外の場合はステップ５へ進む。
【０１０８】
ステップ４において、肯定応答の送主のユーザｊを追跡し、その要求しているレイヤを記録し、そのｕj,m及びｄjをｄj＝ｗm／αmに基づいて更新する。
【０１０９】
【数３９】
2011504003.tif 000040
【０１１０】
並びに、レイヤｍのパケットを要求している場合にｕj,m＝ｗmであり、それ以外の場合にｕj,m＝０である。
【０１１１】
ステップ５において、
【０１１２】
【数４０】
2011504003.tif 000041
【０１１３】
を
【０１１４】
【数４１】
2011504003.tif 000042
【０１１５】
及び
【０１１６】
【数４２】
2011504003.tif 000043
【０１１７】
の制約下で解くことによってベクトル
【０１１８】
【数４３】
2011504003.tif 000044
【０１１９】
を更新する。
【０１２０】
ステップ６において、ベクトル
【０１２１】
【数４４】
2011504003.tif 000045
【０１２２】
に従ったランダムに当選した戦略Ｓmを選択し、レイヤｍからのパケットをマルチキャストする。
【０１２３】
ステップ７において、肯定応答又はユーザコンディションにおける変化が発生した場合ステップ３へ進み、それ以外の場合当該セッションは完了する。
【０１２４】
図２は、上記されたスケーラブルなレイヤ化データについて動作点を選択する進歩性のある方法の処理フローチャートを示している。本発明はブロック２００で始まり、送信する有用なデータを先ず提供するステップを含む。ブロック２１０は、当該グループのユーザを調査することよって、当該グループの各ユーザｊ毎の初期効用ｄj及び利得パラメータｗmを決定するステップを含む。ブロック２２０は、当該グループの全ユーザに適応し得る最下位レイヤに相関する初期確率組
【０１２５】
【数４５】
2011504003.tif 000046
【０１２６】
を決定するステップを含む。ブロック２３０は、当該初期確率組
【０１２７】
【数４６】
2011504003.tif 000047
【０１２８】
に従って抽選処理を実行するステップである。ブロック２３０で決定されたレイヤｍはブロック２４０よって表されるように次いでマルチキャストされる。ブロック２５０は、当該ユーザとのコミュニケーションを表し、当該マルチキャストレイヤｍの成功裏の受領及び／又はユーザコンディションにおける何らかの変化を決定する。ブロック２６０は、前回とは異なるレイヤからのデータを要求するユーザｊについて初期効用ｄj及び利得パラメータｗmを再評価するステップを含む。ブロック２７０は、当該グループの全ユーザの初期効用及び利得パラメータの新たな組に対応する確率分布
【０１２９】
【数４７】
2011504003.tif 000048
【０１３０】
を決定するステップを含む。ブロック２８０は、当該マルチキャストセッションが完了されるか否かについて判定するステップを含む。もし完了しない場合には当該同一の方法がブロック２３０からの開始を繰り返す。
【０１３１】
本発明のより深い理解のために、２人のユーザ１及び２（すなわちＮ＝２）及び効用ｕ1及びｕ2を有するデータの２つレイヤがある場合の本発明の単純な例が以降で提供される。当該２人のユーザは初期効用ｄ1及びｄ2を有する。１人のユーザが要求しているレイヤだけは当該ユーザにとってゼロではない効用を有する。当該マルチキャストサーバは、当該ＮＢＳ確率分布ベクトル
【０１３２】
【数４８】
2011504003.tif 000049
【０１３３】
を最適化問題
【０１３４】
【数４９】
2011504003.tif 000050
【０１３５】
を解くことによって発見することができ、ここで、λ1＋λ2＝１であり、ｍは動作点の数に対応し、ｊはユーザの数に対応する。確率λ1及びλ2は、
λ1＝０．５＋０．５（ｄ1／ｕ1−ｄ2／ｕ2）、且つ、λ2＝０．５＋０．５（ｄ2／ｕ2−ｄ1／ｕ1）
の如く単純化される。
【０１３６】
当該単純な例において、もし第１のレイヤの効用についてｕ1＝ｗ1であり、第２のレイヤ効用についてｕ2＝ｗ2であり、ｗ1＞ｗ2であり、且つユーザはレイヤｉ（ｉ＝｛１，２｝）を要求することができる場合、当該レイヤは、
【０１３７】
【数５０】
2011504003.tif 000051
【０１３８】
に従う。
【０１３９】
当該２人のユーザが同一のレイヤｉ＝１を要求している場合、λ1＝λ2＝０．５＋０．５（ｗ2／α1−ｗ2／α1）＝０．５である。当該２人のユーザが同一のレイヤｉ＝２を要求している場合、λ1＝λ2＝０．５＋０．５（ｗ2／α2−ｗ2／α2）＝０．５である。この例の抽選処理において、当該初期効用を選択する確率すなわちユーザ１が欲する最小利得（すなわちｄ1）の０．５の確率と、当該初期効用を選択する確率すなわちユーザ２が欲する最小利得（すなわちｄ2）の０．５の確率が存在する。しかし、当該例において、両ユーザが当該同一レイヤに対して彼等の初期効用すなわち最小利得を設定しているので、当該抽選処理は両ユーザが指定したレイヤ（ｉ＝１又は２の何れか）を選択することになる。
【０１４０】
ユーザ１がレイヤ１を要求し且つユーザ２がレイヤ２を要求している場合、λ1＝０．５＋０．５（（ｗ1／α1）／ｗ1−（ｗ2／α2）／ｗ2）＝０．５＋０．５（１／α−１／α2）、且つ、λ2＝０．５＋０．５（（ｗ2／α2）／ｗ2−（ｗ1／α1）／ｗ1）＝０．５＋０．５（１／α2−１／α）である。α≧１であることによって、１／α≧１／α2且つλ1≧λ2である。λ1がλ2を上回るときに、ユーザ１は、ユーザ１がより重要なレイヤ１を要求しているという理由から、望ましいものであるが、当該抽選処理中に、より高い選好が与えられる。
【０１４１】
上記からして当該結果は容易に他の２人ユーザ複数レイヤシナリオにまで拡張できる。ユーザ１が初期効用関数値ｄi＝ｗi／αiを有するレイヤを要求し、ユーザ２が初期効用関数値ｄj＝ｗj／αjを有するレイヤを要求していると仮定すると、λ1＝０．５＋０．５（１／αi−１／αj）、且つ、λ2＝０．５＋０．５（１／αj−１／αi）である。１つの具体例において、ユーザ１がレイヤ１を要求し、ユーザ２がレイヤ２を要求してα＝１．２である場合、λ1＝０．５＋０．５（（ｗ1／α1）／ｗ1−（ｗ2／α2）／ｗ2）＝０．５＋０．５（１／α−１／α2）＝０．５６９４、且つ、λ2＝０．５＋０．５（（ｗ2／α2）／ｗ2−（ｗ1／α1）／ｗ1）＝０．５＋０．５（１／α2−１／α）＝０．４３０６である。他の具体例において、ユーザ１がレイヤ１を要求し、ユーザ２はレイヤ２を要求してα＝１．５である場合、λ1＝０．５＋０．５（（ｗ1／α1）／ｗ1−（ｗ2／α2）／ｗ2）＝０．５＋０．５（１／α−１／α2）＝０．６１１１、且つ、λ2＝０．５＋０．５（（ｗ2／α2）／ｗ2−（ｗ1／α1）／ｗ1）＝０．５＋０．５（１／α2−ｌ／α）＝０．３８８９である。
【０１４２】
＜ｂ．マルチキャスト位分けサービスに対する応用＞
マルチキャストネットワークにおける位分け（tiered）サービスは、特定尺度の保証に基づいた幾つかのグループに位分けがなされたサービスを意味する。例えば、マルチキャストグループにおけるプレミアムサービスに加入したユーザは、基本サービスに加入したユーザよりも良いＱｏＳを得ることができる。当該進歩性のある動作点戦略によって、当該位分けサービスは各グループ中で維持される特定の公正さに依って実現され得る。より高い優先権保証を有するユーザグループの場合、当該グループの各ユーザｊ（１≦ｊ≦Ｎ）毎の初期効用ｄjはより大きい値に設定されるか、又は効用関数Ｕj,m（１≦ｍ≦Ｍ）がより小さい値に設定され得る。他方、より低い優先権保証を有するユーザグループの場合、当該グループの各ユーザ毎に初期効用ｄjはより小さい値を有するように選択されるか、又は効用関数Ｕj,m（１≦ｍ≦Ｍ）がより大きい値に設定され得る。
【０１４３】
上記の処理によって、当該確率ベクトル
【０１４４】
【数５１】
2011504003.tif 000052
【０１４５】
を解いた後に、より高い優先権を有するユーザのグループは、彼等の所望の動作点を得る上で、より低い優先権を有するユーザのグループよりもより高い確率を有する。
【０１４６】
本発明の１つの実施形態において、当該抽選処理を実行する上で用いられる確率λ1乃至λMは当該算数積の最大値に対応する値の２０％以内にある。換言すれば、本発明の実施形態は、当該ゲーム理論公式から決定された値の２０％以内にある確率ベクトル
【０１４７】
【数５２】
2011504003.tif 000053
【０１４８】
における確率を生成する代替的な公式が考慮されている。
【図１】
2011504003.tif 000060
【図２】
2011504003.tif 000061
【国際調査報告】
2011504003.tif 000062