(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法であって：
一つのマルチメディア・セッションを形成する複数のストリームを受信する段階であって、前記複数のストリームの各々は複数のタイプのうちの１つの内容を含み、前記複数のタイプは音声とビデオとデータとを含む、前記複数のストリームを受信する段階；
各個別ストリームのタイプに基づいて、前記複数のストリームを復号して、複数の復号ストリームを形成する段階；および
前記複数の復号ストリームのそれぞれに対して、前記各復号ストリームのタイプに基づいて異なるレイヤ２機能を実行する段階；
を備え、前記レイヤ２機能を実行する段階は、前記各復号ストリームにおいてエラーが検出された場合、エラーが検出された前記復号ストリームのタイプに基づき、対応する個別ストリームの誤り訂正を前記エラーが検出された復号ストリームに対して選択的に実行することを含む、通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【請求項２】
複数のストリームを受信する前記段階は、前記複数のストリームを空中で受信する段階によって構成されることを特徴とする請求項１記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【請求項３】
マルチメディア・ストリームの処理を開始するように移動局に報知する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【請求項４】
マルチメディア・ストリームの処理を開始するように基地局に報知する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【請求項５】
マルチメディア・モードに入ることを決定する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【請求項６】
マルチメディア・モードに入ることを決定する前記段階は、移動局によりマルチメディア・モードに入ることを決定する段階によって構成されることを特徴とする請求項５記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【請求項７】
マルチメディア・モードに入るように前記移動局に接続されたコンピュータに報知する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項６記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【請求項８】
マルチメディア・モードに入るようにネットワークに報知する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項６記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【請求項９】
マルチメディア・モードに入ることを決定する前記段階は、前記移動局に接続されたコンピュータによりマルチメディア・モードに入ることを決定する段階によって構成されることを特徴とする請求項５記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【請求項１０】
マルチメディア・モードに入るように移動局に報知する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項９記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【請求項１１】
前記対応する個別ストリームの誤り訂正をエラーが検出された前記復号ストリームに対して選択的に実行することは、前記エラーが検出された復号ストリームのタイプに基づき、対応する個別ストリームの再送信を選択的に要求することを含む、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の通信システムにおいてマルチメディア情報を受信する方法。
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、一般に、通信システムに関し、さらに詳しくは、通信システムにおいてマルチメディア情報を搬送する方法に関する。
【０００１】
（従来の技術）
マルチメディア通信は、一つの通信セッションで、音声，映像，データなどの一つまたはそれ以上のメディア・サービスを同時に利用する。近年、ワイヤレス・パケット交換網におけるマルチメディア通信の条件に対処する、Ｈ．３２３などの多数の規格が定められている。既存のＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)網上に重畳したパケット交換網であるＧＰＲＳが欧州電気通信標準化協会（ＥＴＳＩ：European Telecommunications Standards Institute）によって標準化されている。
【０００２】
有線および無線通信の上記のトレンドに鑑み、ワイヤレス・セルラ・ネットワークにおいてマルチメディア・アプリケーションをサポートする要求が高まっている。さらに、固定−移動体通信の統合のために、ワイヤレス・ネットワーキング・アプリケーション用の既存の有線プロトコル(wireline protocols)を採用、あるいはできるだけ再利用することが重視されている。
【０００３】
ワイヤレス・アプリケーションにおいてマルチメディア・アプリケーション用のミドルウェア(middleware)の利用を必要とする、関連したさまざまな問題が存在する。本明細書では、ミドルウェアという用語は、下層(lower layers)をよりよく利用するためにアプリケーション・ソフトウェアにツールを提供する階層アーキテクチャ(layered architecture)におけるソフトウェアまたはファームウェアを表す。有線アプリケーションでは、各コンポーネント・メディア・ストリームからのトラヒックは、同じ扱いを受ける。しかし、ワイヤレス・ネットワークでは、異なるメディア・ストリームは最適な性能を得るために別々の扱いを受けなければならない。例えば、利用されるチャネル符号化は、搬送(transport)されるメディアに一般に依存する。さらに、異なるトラヒック・ストリームに対して異なるサービス品質（ＱｏＳ：Quality of Service）の目標(objectives)が適用できる。例えば、音声コーデック（コーダ／デコーダ）は、ビデオ・コーデックよりもエラーに対する耐性が強くてもよい。
【０００４】
ワイヤレス環境は、有線伝送チャネルに比べて一般に劣悪であり、チャネル・エラー特性が急速に変化するために、さらなる問題も生じる。有線ネットワークにおける、ＴＣＰ(Transmission Control Protocol)などのトランスポート・プロトコルは、比較的エラーの無い有線環境に適合され、ワイヤレス環境では期待通りに機能することはありそうにない。
【０００５】
現在のマルチメディア・アプリケーションの一例として、図１は従来技術によるマルチメディア・アプリケーション１００を示す。マルチメディア・アプリケーション１００は、音声コーダ（ボコーダ）１０５およびビデオ・コーダ１０６を含む。音声信号１０３はボコーダ１０５に入力され、ボコーダ１０５は音声符号化機能を実行して、符号化音声信号をマルチプレクサ（Ｍｕｘ）１０７に渡す。ビデオ信号１０４はビデオ・コーダ１０６に入力され、ビデオ・コーダ１０６は信号に対してビデオ符号化を実行して、符号化信号をマルチプレクサ１０７に渡す。データ信号１０８は、マルチプレクサ１０７に入力される。マルチプレクサ１０７は、当技術分野で周知なように、信号に対して多重化動作を行い、多重化信号をチャネル・コーダ１０９に送る。チャネル・コーダ１０９は、多重化信号を符号化して、この信号をパイプ１１０に送る。なお、パイプ１１０に送られる符号化信号は、音声部分，ビデオ部分およびデータ部分を含む合成信号であることを理解されたい。
【０００６】
信号を受信すると、マルチメディア・アプリケーション１００はパイプ１１０にて符号化信号を受信する。パイプ１１０はこの信号をチャネル・デコーダ１１１に渡し、チャネル・デコーダ１１１は信号を復号して、この信号をデマルチプレクサ１１３に送る。デマルチプレクサ１１３は信号を分流(demultiplex)して、信号のコンポーネント部分を適切なデコーダに送る。音声コンポーネントは音声デコーダ１１５に送られ、音声デコーダ１１５は信号に対して復号動作を行い、復号音声信号１１９を出力する。デマルチプレクサ１１３は信号のビデオ部分をビデオ・デコーダ１１７に送り、ビデオ・デコーダ１１７は信号を復号して、ビデオ信号１２１を出力する。デマルチプレクサ１１３は、データ信号１２３を出力する。
【０００７】
有線プロトコルに伴うオーバヘッドは、特に現在規定されているワイヤレス・パケット・ネットワーキング・プロトコル・スタック上でそのまま利用すると、大きくなる。これでは、少ないワイヤレス伝送容量上で利用することが負担となる。
【０００８】
要するに、現在のマルチメディア・アプリケーションは、下層プロトコル、すなわち、レイヤ１，レイヤ２およびレイヤ３がアプリケーションの転送するデータ内容を認識しないように設計されている。本明細書では、レイヤ２（Ｌ２）は、パケットの再送信を含むデータ検出および訂正のための機能を提供する。ワイヤレス・チャネルの予測不可能な性質を鑑みると、さまざまなトラヒック・タイプの特定の要求を満たすように、下層を適合することが不可欠である。
【０００９】
従って、通信システムにおいてマルチメディア情報を送受信するための方法が必要とされる。
【００１０】
（好適な実施例の説明）
本発明は、通信システムにおいてマルチメディア情報を、送信および受信を介して、搬送(transport)する方法を提供する。本方法は、一緒に一つのマルチメディア・セッションを形成する複数のストリームを、好ましくは空中で、受信する段階を含む。次に、複数のストリームは、各個別ストリームの内容に基づいて復号され、複数の復号ストリームになる。次に、複数の復号ストリームのそれぞれに対して、レイヤ２機能が実行される。
【００１１】
本発明は、図２および図３を参照することで理解を深めることができよう。ここで図２を参照して、本発明の好適な実施例によるＧＳＭ(Global System for Mobile communications)通信システム２００を示す。通信システム２００は、好ましくはＧＳＭシステムであるが、あるいはＰＤＣ，ＡＭＰＳ(Advanced Mobile Phone Service)，ＵＳ−ＴＤＭＡ(United States Time Division Multiple Access)，ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)または任意の他の適切な通信システムなど、マルチメディア・ストリームを処理する任意のデジタル通信システムでもよい。図２を参照して、頭文字が便宜上用いられる。以下は、図２で用いられる頭文字のリストである：
ＢＴＳ      基地トランシーバ局(Base Transceiver Station)
ＢＳＣ      基地局コントローラ(Base Station Controller)
ＧＳＭ      Global System for Mobile communications
ＨＬＲ      ホーム位置登録局(Home Location Register)
ＩＳＤＮ    統合サービス・デジタル網(Integrated Services Digital Network)
ＭＳ        移動局(Mobile Station)
ＭＳＣ      移動交換局(Mobile Switching Center)
ＯＭＣＲ    無線保守運用局(Operations and Maintenance Center - Radio)
ＯＭＣＳ    交換保守運用局(Operations and Maintenance Center - Switch)
ＰＳＴＮ    公衆電話交換網(Public Switched Telephone Network)
ＶＬＲ      在圏位置登録局(Visitor Location Register)
ＸＣＤＲ    トランスコーダ(Transcoder)
第１基地トランシーバ局（ＢＴＳ）２０１は、第１カバレッジ・エリア(coverage area)２０４に位置し、移動局２０５と通信する。移動局２０５は、移動ユニット，遠隔ユニット，固定ワイヤレス端末または第１ＢＴＳ２０１とＲＦ通信を送受信できる、さらに具体的には、マルチメディア情報を送信できる、任意の他のユニットでもよい。本明細書では、マルチメディア情報とは、音声，ビデオまたはデータなど、少なくとも２つの異なる種類の情報を含む情報を表す。通信は、ＧＳＭ通信システムと整合性のあるデータ情報を収容する第１デジタル無線チャネル２１２を介して行われる。
【００１２】
移動局２０６は、第２カバレッジ・エリア２０７に位置する第２ＢＴＳ２０２と通信する。通信は、ＧＳＭ通信システムと整合性のあるデータ情報を収容する第２デジタル無線チャネル２１３を介して行われる。基地トランシーバ局２０１，２０２は、複数のチャネルを含むことができる。
【００１３】
また図２には、カバレッジ・エリア２０７内に位置する基地トランシーバ局２０２も含まれる。ＢＴＳ２０１，２０２それぞれは、ＸＣＤＲ２１０を含む基地局コントローラ（ＢＳＣ）２１４に結合される。ＸＣＤＲ２１０は、音声情報を基地トランシーバ局２０１，２０２とやり取りする。音声情報はＭＳＣ２１５に中継され、ＭＳＣ２１５はＰＳＴＮ２２０またはＩＳＤＮ２２２へのアクセスのための交換機能(switching function)を提供する。ホーム位置登録局（ＨＬＲ）２１６および在圏位置登録局（ＶＬＲ）２１７は、当技術分野で周知なように、システム全体に対して位置および課金(billing)サービスを提供し、ＯＭＣＳ２２４およびＯＭＣＲ２１２は、当技術分野で周知なように、システム全体に対して診断および保守サービスを提供する。
【００１４】
移動局２０５，２０６それぞれは、好ましくは、受信機，送信機，プロセッサおよびメモリを含む。受信機は、第１チャネル２１２および第２チャネル２１３それぞれを介して、ＢＴＳ２０１，２０２ぞれぞれから情報を受信する。送信機は、第１基地局２０１および第２基地局２０２それぞれに情報を送信する。プロセッサは、ＢＴＳ２０１，２０２から受信した情報に少なくとも部分的に基づいて、移動局２０５，２０６に関連する変数を更新する。メモリは、移動局２０５，２０６に関する情報を格納する。
【００１５】
図３は、本発明の好適な実施例によるマルチメディア・アプリケーション３００の構造図を示す。マルチメディア・アプリケーション３００は、好ましくは移動局および基地局で実行されるが、あるいはＢＳＳ，ＢＳＣまたはマルチメディア情報を送受信できる任意の他のネットワーク要素で実行できる。マルチメディア・アプリケーション３００は、コーデック３０１，ミドルウェア３０３および出力ポート３０４を含む。
【００１６】
コーデック３０１は、好ましくは、コーダおよびデコーダの整合対(matched pairs)を含む。図３に示すような好適な実施例では、コーデック３０１は音声コーダ（ボコーダ）３１５，音声チャネル・コーダ３３５，音声チャネル・デコーダ３６５および音声デコーダ３８５を含む。また、コーデック３０１は、好ましくは、ビデオ・コーダ３１７，ビデオ・チャネル・コーダ３３７，ビデオ・チャネル・デコーダ３６７およびビデオ・デコーダ３８７を含む。図３に示すような好適な実施例では、コーデック３０１はデータ・チャネル・コーダ３３９およびデータ・チャネル・デコーダ３６９も含む。
【００１７】
ミドルウェア３０３は、各コーダとチャネル・コーダとの間のシグナリング機能(signaling functionality)を含む。ミドルウェア３０３は、好適な実施例では、Ｌ２機能３２５，Ｌ２機能３２７，Ｌ２機能３２９，Ｌ２機能３７５，Ｌ２機能３７７およびＬ２機能３７９を含む。Ｌ２  ３２５，Ｌ２  ３２７およびＬ２  ３２９は、従来システムにおけるマルチプレクサの機能にとって代わる。
【００１８】
従来システムでは、ボコーダ，ビデオ・コーダおよび任意のデータからの出力はマルチプレクサに送られ、このマルチプレクサはデータを合成して、多重化データをチャネル・コーダに送る。本発明では、従来技術と同様に、音声信号３０５はボコーダ３１５に送られ、ビデオ信号３０７はビデオ・コーダ３１７に送られる。ボコーダ３１５は、当技術分野で周知なように、音声を符号化し、ビデオ・コーダ３１７は、当技術分野で周知なように、ビデオ信号を符号化する。本発明は、従来技術のように符号化信号をマルチプレクサに送らずに、符号化信号を、任意の他のデータ信号とともに、ミドルウェア３０３に送る。ミドルウェア３０３は、搬送中にコンポーネント・メディア・ストリームを分離したままにしておく。このように、各チャネルについて最適なヘッダ圧縮(header compression)が行われ、ストリームのソースに固有に、ストリームに対してチャネル符号化が実行される。
【００１９】
信号３０５，３０７，３０９は、マルチメディア・アプリケーション３００を含む移動局に接続されたコンピュータから発信できる。これらの信号は、コンピュータから出るときにはコンポーネント・タイプでもよく、あるいはコンピュータによって多重化されてもよい。この場合、多重化信号は最初にデマルチプレクサを通過し、このデマルチプレクサは信号をコンポーネント・マルチメディア部分に分流する。
【００２０】
Ｌ２機能３２５は、受信した符号化音声ストリームを第１音声チャネル・コーダ３３５に搬送する。Ｌ２機能３２７は、受信した符号化ビデオ・ストリームを第１ビデオ・チャネル・コーダ３３７に搬送する。Ｌ２機能３２９は、任意の受信したデータ・ストリームを第１データ・チャネル・コーダ３３９に送る。このように、それぞれ異なるマルチメディア・ストリームは、好ましくは異なるコーダに送られる。これは、全入力を合成して一つのチャネル・コーダに送る従来技術に対して改善となる。マルチメディア・ストリームを分離したままにすることにより、それぞれ異なるタイプのマルチメディア・ストリームに対して最適な符号化を実施できる。
【００２１】
コーダ３３５，３３７，３３９それぞれは、当技術分野で周知なように、入力ストリームに対してチャネル符号化を行う。各チャネル・コーダの出力は、出力ポート３０４に送られる。出力ポート３０４は、パイプ３４５、３４７，３４９，３５５，３５７，３５９を含む。各パイプは、ワイヤレス通信システムにおける要素間の空中通信(over the air communication)を促進するトランシーバに好ましくは接続される。
【００２２】
本発明の好適な運用方法の一例として、音声ストリーム３０５，ビデオ・ストリーム３０７およびデータ・ストリーム３０９からなるマルチメディア・ストリームは、マルチメディア・アプリケーション３００にて発信する。音声ストリーム３０５はボコーダ３１５に送られ、ボコーダ３１５は適切な音声符号化を実行し、符号化音声信号をミドルウェア３０３内に位置するＬ２機能３２５に送る。ビデオ・ストリーム３０７はビデオ・コーダ３１７に送られ、ビデオ・コーダ３１７はこのビデオ・ストリームに対して適切な符号化を実行する。そして、符号化ビデオ・ストリームは、ミドルウェア３０３内のＬ２機能３２７に送られる。データ・ストリーム３０９は、ミドルウェア３０３内のＬ２機能３２９に送られる。
【００２３】
Ｌ２機能３２５は、符号化音声信号を音声チャネル・コーダ３３５に送る。音声チャネル・コーダ３３５は、符号化音声信号に対して適切な音声チャネル符号化を実行し、この信号をパイプ３４５を介して目的の宛先に送る。Ｌ２機能３２７は、符号化ビデオ信号をビデオ・チャネル・コーダ３３７に送る。ビデオ・チャネル・コーダ３３９は適切なビデオ・チャネル符号化を実行し、目的の宛先に中継するためにこのチャネル符号化信号をパイプ３４７に送る。Ｌ２機能３２９はデータ信号をデータ・チャネル・コーダ３３９に送り、データ・チャネル・コーダ３３９はこの信号に対して適切なデータ・チャネル符号化を実行する。それから、チャネル符号化データ信号は、好ましくは空中で、パイプ３４９を介して目的の宛先に送られる。
【００２４】
本発明の好適な実施例では、信号の目的の宛先(intended destination)は、ＩＰアドレスによって表される。各信号は、音声，ビデオまたはデータなど、そのタイプによって分離されたままであり、ＩＰアドレスを用いて宛先に送られる。このように、信号は最も効率的に中継できる。例えば、一般に時間依存性が著しくないデータ信号は、信号内でエラーが検出されると、再送信できる。時間依存性が極めて強い音声およびビデオ信号は、エラーが検出されても、通常再送信されない。不良音声またはビデオ・パケットは、一般に破棄される。本発明を利用すると、パケットを個別に送信することにより、より良好な通信が実現され、メッセージを再送信すべきかどうかなどの調整は、再送信すると有利なパケットに対してのみ実行できる。
【００２５】
ストリームの送信の場合と同様に、複数のストリームはマルチメディア・アプリケーション３００によって受信される。複数のストリームは、一緒になって一つのマルチメディア・セッションを形成する。好適な実施例では、複数のストリームはワイヤレス通信システムにおいて空中で受信される。
【００２６】
本発明の好適な実施例の一例として、パイプ３５５は別のマルチメディア・アプリケーションから音声信号を受信する。パイプ３５５は、ミドルウェア３０３内の音声チャネル・デコーダ３６５にこの信号を送る。チャネル・デコーダ３６５は、このストリームに対して適切な音声チャネル復号を実行し、チャネル復号ストリームをミドルウェア３０３内のＬ２機能３７５に送る。Ｌ２機能３７５はどのパケットを破棄すべきか、また失ったあるいは破棄されたパケットに起因する穴をどのようにして埋めるのかを選ぶ。また、Ｌ２機能３７５は信号を音声デコーダ３８５に送る。音声デコーダ３８５は信号を復号して、復号音声信号３９５を最終的な宛先、一般には通信ユニットのユーザによって検出するために信号を増幅するスピーカ、に送る。
【００２７】
同様に、パイプ３５７は別のマルチメディア・アプリケーションからビデオ信号を受信する。この信号は、パイプ３５５によって受信される音声信号と関連していても関連していなくてもよい。ビデオ信号はビデオ・チャネル・デコーダ３６７に渡され、ビデオ・チャネル・デコーダ３６７はこのストリームに対して適切なビデオ・チャネル復号を実行する。それから復号ビデオ・ストリームは、ミドルウェア３０３内のＬ２機能３７７に送られる。Ｌ２機能３７７は信号をビデオ・デコーダ３８７に送り、ビデオ・デコーダ３８７はビデオ信号を復号して、復号ビデオ信号３９７を最終的な宛先、一般には通信ユニットのユーザによって検出するために画像にビデオ信号３９７を変換するためのディスプレイ装置、に送る。
【００２８】
同様に、データ信号はパイプ３５９によって受信され、パイプ３５９はこの信号をデータ・チャネル・デコーダ３６９に送る。デコーダ３６９はこの信号を復号して、復号データ信号をＬ２機能３７９に送り、Ｌ２機能３７９はデータ信号３９９を出力する。
【００２９】
従って、本発明は、通信システムにおいてマルチメディア情報を搬送する方法を提供する。本発明は、通信システム内で搬送するためにマルチメディア・ストリームをコンポーネント部分に分流することにより、ワイヤレス・ネットワーク上でマルチメディア・アプリケーションを効率的に搬送することを可能にする。本発明は、ワイヤレス・ネットワークにおいて単一メディア・ストリームをサポートすべく設計された既存および将来の通信システムの利用を可能にする。さらに、本発明は、既存の有線マルチメディア規格をエンド・ツー・エンドで利用することを可能にする。
【００３０】
本発明は、搬送されるデータ内容の性質に関する下層（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）情報を提供する。これにより、通信システムは、各データ・タイプに適合したサービスを提供できる。本発明のミドルウェアは、従来技術の負担なしに、エンド・ツー・エンドで有線アプリケーションの利用を可能にする。
【００３１】
本発明の通信システムは、マルチメディア・モードに入るためにいつ本発明を利用すべきかを決定する。本明細書では、マルチメディア・モードとは、マルチメディア信号が音声，ビデオまたはデータなどの少なくとも２つの異なるタイプに分流される動作モードを表す。この決定は、通信セッションのどの部分がマルチメディア情報を収容しているのか，ネットワークおよび移動局が本発明を利用する能力，あるいはセッションの最適化を可能にする他の決定に基づいて行うことができる。マルチメディア・モードに入ることを決定すると、移動局，基地局および移動局に接続されたコンピュータなどの他のネットワーク・コンポーネントは、マルチメディア・モードに入ったことが報知される。マルチメディア・モードに入る決定は、移動局または移動局に接続されたコンピュータによって、もしくは基地局または基地局に接続されたコントローラにおけるネットワークによって行うことができる。これらの要素のそれぞれは、本発明の利用を開始するためにマルチメディア・モードに入るように他の要素に報知する。そうすると、他の要素はマルチメディア・ストリームの処理を開始する。
【００３２】
以上、本発明について特定の例の観点から説明したが、本発明は上記の説明に制限されるものではなく、むしろ特許請求の範囲に規定される範囲にのみ制限されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術によるマルチメディア・アプリケーションの構造図を示す。
【図２】  本発明の好適な実施例による通信システムを示す。
【図３】  本発明の好適な実施例によるマルチメディア・アプリケーションの構造図を示す。
【図１】
0004664506.tif 000002
【図２】
0004664506.tif 000003
【図３】
0004664506.tif 000004