(57)【要約】  複数の別個のビデオ・ストリームを提供するために第１のプロトコルに従ってマルチメディア・コンテンツを符号化することと、それぞれのコーディング・プロトコルを使用して別個のビデオ・ストリームのそれぞれをコーディングすることであって、各コーディング・プロトコルは、対応する記述子および係数が関連付けられている、コーディングすることと、無線ネットワークに向かってコーディングされたビデオ・ストリームを多重化することとによって、マルチキャスト−ブロードキャスト・サービスで誤り保護を提供する方法および装置。
2015532794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプロトコルに従ってマルチメディア・コンテンツを符号化するステップと、
複数の別個のビデオ・ストリームを提供するために前記符号化されたマルチメディア・コンテンツを分解するステップと、
それぞれのコーディング・プロトコルを使用して前記別個のビデオ・ストリームのそれぞれをコーディングするステップであって、各コーディング・プロトコルは、対応する記述子および係数が関連付けられている、ステップと、
前記コーディングされたビデオ・ストリームを無線ネットワークに向かって多重化するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記コーディング・プロトコルは、ＭＰＥＧプロトコルおよびＨ．２６４プロトコルのうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の別個のビデオ・ストリームは、レートレス・コードを使用してコーディングされた記述子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記記述子は、動きベクトルおよび量子化行列を含み、前記別個のビデオ・ストリームは、変換係数を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記変換係数は、直交多重記述コーダ／デコーダ（ＯＭＤＣ）を使用してコーディングされる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記多重化されたストリームは、前記無線ネットワーク内のマルチキャスト・チャネルを介する通信のために適合される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
デバイスによる提示のために多重化されたバージョン・マルチメディア・コンテンツを適合させる方法であって、
オリジナル符号化レートが関連付けられたマルチメディア・コンテンツの多重化されたバージョンを受信するステップと、
前記マルチメディア・コンテンツの復調され復号されたストリームを形成するために前記マルチメディア・コンテンツの前記多重化されたバージョンを処理するステップと、
マルチメディア・コンテンツの前記復調され復号されたストリームを少なくとも２つの別個のコーディングされたビデオ・ストリームに逆多重化するステップであって、前記コーディングされたビデオ・ストリームのそれぞれは、それぞれの記述子および係数を有する、ステップと、
それぞれのデコーディング・プロトコルを使用して前記少なくとも２つの別個のコーディングされたビデオ・ストリームを復号するステップと、
前記マルチメディア・コンテンツを通信するために前記復号されたストリームをプレゼンテーション・デバイスに向かって伝搬させるステップと
を含む方法。
【請求項８】
それぞれのデコーディング・プロトコルを使用して前記少なくとも２つの別個のコーディングされたビデオ・ストリームを復号する前記ステップは、長いシャドーイングの影響および長いフェージングの影響を最小にするように適合される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
コンピュータによって実行された時、前記コンピュータに、マルチメディア・コンテンツを効率的に処理する方法を実行させる命令を格納するコンピュータ可読記憶媒体であって、前記方法は、
第１のプロトコルに従ってマルチメディア・コンテンツを符号化するステップと、
複数の別個のビデオ・ストリームを提供するために前記符号化されたマルチメディア・コンテンツを分解するステップと、
それぞれのコーディング・プロトコルを使用して前記別個のビデオ・ストリームのそれぞれをコーディングするステップであって、各コーディング・プロトコルは、対応する記述子および係数が関連付けられている、ステップと、
前記コーディングされたビデオ・ストリームを無線ネットワークに向かって多重化するステップと
を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１０】
第１のプロトコルに従ってマルチメディア・コンテンツを符号化し、
複数の別個のビデオ・ストリームを提供するために前記符号化されたマルチメディア・コンテンツを分解し、
それぞれのコーディング・プロトコルを使用して前記別個のビデオ・ストリームのそれぞれをコーディングし、各コーディング・プロトコルは、対応する記述子および係数が関連付けられており、
前記コーディングされたビデオ・ストリームを無線ネットワークに向かって多重化する
ように適合されたプロセッサ
を含む、マルチメディア・コンテンツを効率的に処理する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には通信ネットワークに関し、排他的ではなくより具体的には、モバイルＴＶブロードキャスティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星システムは、ブロードキャスト機構としての使用に経済的である。したがって、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）および他の無線標準規格に従うものなどのモバイル・デバイス受信器による受信に適合された信号の衛星ブロードキャストは、適当である。残念ながら、衛星信号は、信号が橋、ビルディング、または他の構造物によってブロックされる、長いシャドーイングに起因するデータ消失を許す。したがって、モバイル応用の文脈でブロードキャストに使用される時には、長いシャドーイングに起因する信号消失が、ユーザ経験の質を劣化させる可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
従来技術のさまざまな欠陥は、複数の別個のビデオ・ストリームを提供するために第１のプロトコルに従ってマルチメディア・コンテンツを符号化することと、それぞれのコーディング・プロトコルを使用して別個のビデオ・ストリームのそれぞれをコーディングすることであって、各コーディング・プロトコルは、対応する記述子および係数が関連付けられている、コーディングすることと、無線ネットワークに向かってコーディングされたビデオ・ストリームを多重化することとによって、マルチキャスト・ブロードキャスト・サービスで誤り保護を提供する実施形態によって対処される。
【０００４】
一実施形態による方法は、第１のプロトコルに従ってマルチメディア・コンテンツを符号化するステップと、複数の別個のビデオ・ストリームを提供するために符号化されたマルチメディア・コンテンツを分解するステップと、それぞれのコーディング・プロトコルを使用して別個のビデオ・ストリームのそれぞれをコーディングするステップであって、各コーディング・プロトコルは、対応する記述子および係数が関連付けられている、ステップと、コーディングされたビデオ・ストリームを無線ネットワークに向かって多重化するステップとを含む。
【０００５】
本明細書の教示は、添付図面に関連して以下の詳細な説明を検討することによってたやすく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態による、発展型マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービス（ｅｖｏｌｖｅｄ  ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｂｒｏａｄｃａｓｔ−ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  ｓｅｒｖｉｃｅ、ｅＭＢＭＳ）をサポートするように構成された例示的な無線通信システムを示す図である。
【図２】図１の無線通信ネットワークでの使用に適するマルチメディア・サーバ（ｅＮｏｄｅＢ）を示す図である。
【図３】所期のカバレージ・エリアへのマルチメディア・コンテンツの配送をサポートするためにマルチメディア・コンテンツを符号化するのに使用される直交多重記述符号（ＯＭＤＣ）の一実施形態を示す図である。
【図４】マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービス（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｂｒｏａｄｃａｓｔ−ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  ｓｅｒｖｉｃｅ）を使用する衛星モバイルＴＶのクロス・レイヤ・コーディングを使用する方法の一実施形態を示す図である。
【図５】本明細書で説明される機能を実行する際の使用に適するコンピュータを示す高水準ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図面に共通する同一の要素を指定するのに、同一の符号を使用した。
【０００８】
本発明を、主に特定の実施形態の文脈で説明するが、当業者および本明細書の教示によって情報を与えられた者は、本発明が他の技術分野および／または実施形態にも適用可能であることを認めるであろう。
【０００９】
一般的に言って、さまざまな他の能力も本明細書で提示される可能性があるが、マルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・ネットワークでの衛星モバイルＴＶブロードキャストのためのクロス・レイヤ・コーディングが、図示され、本明細書で説明される。具体的に言うと、さまざまな実施形態は、一般に地上無線ネットワークに適合されたモバイル・デバイスへのテレビジョン番組、映画などのマルチメディア・コンテンツのブロードキャスティングおよび／またはマルチキャスティングを提供するための衛星ベースのサービスの使用を企図するものである。たとえば、マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスは、既存のグローバル・システム・フォー・モバイル通信（ＧＳＭ）ネットワークおよびユニバーサル・モバイル通信システム（ＵＭＴＳ）ネットワークでサポートされるものなどのＭｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＭＢＭＳ）、既存のＥｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶＤＯ）ネットワーク）でサポートされるものなどのＢｒｏａｄｃａｓｔ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ（ＢＣＭＣＳ）、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）ネットワークのために企図されるものなどのＥｖｏｌｖｅｄ  ＭＢＭＳ（ｅＭＢＭＳ）などを含むことができる。
【００１０】
少なくともいくつかの実施形態では、マルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・カバレージ能力は、所期のサービス・カバレージ・エリア内でマルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・サービスの誤り保護を提供するように適合され、帯域幅効率をもたらす。マルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・サービスは、任意の適切なタイプのマルチキャスト−ブロードキャスト・サービスを含むことができる。
【００１１】
発展型マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービス（ｅＭＢＭＳ）は、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）ネットワークのブロードキャスト／マルチキャスト・サービスである。この配置では、１つのストリームが、異なるチャネル条件が異なる形で受信に影響する異なる場所にブロードキャスト／マルチキャストされる。受信がかなり良い領域では、すべてのビットが受信される。しかし、相対的に悪い受信を有する領域では、すべてのビットが受信されるわけではなく、したがって、再送信が必要である。ｅＭＢＭＳは、物理層に超短時間インターリーバを有する。その結果、ｅＭＢＭＳは、端末が低速で移動する時の長いチャネル・コヒーレンスのフェージングを処理することができない。再送信は、基地局と端末との間に両方向通信があるセルラ・サービスで長いフェージングを処理するのに使用される。しかし、ブロードキャスト／マルチキャスト・サービスは、両方向通信を容易にしないので、この通信方式に関連する長いフェージングおよび長いシャドーイングを処理する必要がある。
【００１２】
たとえば、一実施形態では、直交多重記述符号（ＯＭＤＣ）が、マルチメディア・コンテンツのより良い品質のバージョンを提供するために、分解され圧縮されたマルチメディア・ストリームの係数をコーディングするのに使用される。コーディングされたビット・ストリームは、多重化され、所期のカバレージ・エリアの無線サービス領域のそれぞれのセットに向かって伝搬される。
【００１３】
主にマルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスを提供するように構成されたセルラ無線ネットワーク内のマルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスの提供という文脈で図示され、本明細書で説明されるが、マルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・カバレージ能力を、さまざまな他のタイプのサービスおよび／またはさまざまな他のタイプのネットワーク（セルラ無線ネットワークおよび非セルラ無線ネットワークを含み得る）のサービス・カバレージを提供するように適合させることができることを理解されたい。
【００１４】
図１に、一実施形態による、発展型マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービス（ｅＭＢＭＳ）をサポートするように構成された例示的な無線通信システムを示す。
【００１５】
例示的な通信システム１００は、発展型マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・カバレージ能力のさまざまな実施形態を使用してブロードキャスト・サービスおよび／またはマルチキャスト・サービスを提供するように構成されたマルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・サービスをサポートする。マルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・サービスは、使用される無線ネットワークのタイプに依存するものとすることができる、任意の適切なタイプのマルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・サービスとすることができる。たとえば、マルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・サービスを、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ｔｏ  Ｈａｎｄｈｅｌｄｓ（ＤＶＢ−ＳＨ）ネットワーク、Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ｅＭＢＭＳ）サービス（たとえば、ＬＴＥ無線ネットワーク内でサポートされる）などとすることができる。マルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・サービスが、ｅＭＢＭＳサービスである一実施形態では、ｅＭＢＭＳサービスは、ＭＢＭＳ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＭＢＳＦＮ）を使用して提供される。例示的な通信システム１００によって提供されるマルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・サービスは、任意の他の適切なタイプのブロードキャスト・サービスおよび／またはマルチキャスト・サービスを含むことができる。
【００１６】
例示的な通信システム１００は、複数のユーザ機器（ＵＥ）１１０（本明細書ではユーザ・デバイス（ＵＤ）１１０と称する場合もある）およびＵＥ  １１０にマルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスを提供するために協力する複数のネットワーク要素を含む。ネットワーク要素は、複数のマルチメディア・サーバ１０２１〜１０２Ｎ（集合的に、サーバ１０２）およびロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）ネットワーク１０５を含む。
【００１７】
ＵＥ  １１０は、サーバ１０２から無線サービスを受信する。サーバ（１０２１〜１０２Ｎ）は、それぞれ複数の無線サービス領域１０３Ａ〜１０３Ｎ（集合的に、無線サービス領域１０３）に無線サービスを提供する。一般に、関連するサーバ１０２の無線サービス領域１０３は、その中でＵＥ  １１０が関連するサーバ１０２から無線サービスを受信することができる地理的区域である。多くのタイプのセルラ無線ネットワークでは、無線サービス領域１０３を、セルラ領域またはより一般的にセルと称する。
【００１８】
マルチメディア・サーバ１０２は、所期のサービス・カバレージ・エリア（本明細書では所期のカバレージ・エリアとも称する）内でＵＥ  １１０にサービスを提供する形で、無線ネットワーク１０５と協力するように構成される。あるサービスの所期のサービス・カバレージ・エリアは、ＵＥ  １１０のために無線サービスをサポートするサーバ１０２の無線サービス領域１０３の一部またはすべてから構成されるものとすることができる。所期のカバレージ・エリアに提供されるサービスは、サーバ１０２を介して提供され得る任意の適切なタイプのサービスを含むことができる（たとえば、ＵＥ  １１０にブロードキャスト・コンテンツを配送するブロードキャスト・サービス、ＵＥ  １１０にマルチキャスト・コンテンツを配送するマルチキャスト・サービスなど、ならびにそのさまざまな組合せ）。
【００１９】
主にサービスがＵＥにコンテンツを配送するマルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスである実施形態に関して図示され、本明細書で説明されるが、任意の他の適切なタイプのサービスが、所期のカバレージ・エリア内でサービス・カバレージを提供するためにマルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・カバレージ能力の能力および機能を利用することができることに留意されたい。
【００２０】
ＬＴＥネットワーク１０５は、例示的なネットワークであるに過ぎず、他のタイプのネットワークを、さまざまな実施形態の文脈で使用することができる。たとえば、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ｔｏ  Ｈａｎｄｈｅｌｄｓ（ＤＶＢ−ＳＨ）ネットワークを使用することができる。ＬＴＥネットワークの基本的な構成および動作は、当業者によって理解される。例示的なＬＴＥネットワークは、通信経路を提供するｅＮｏｄｅＢおよび衛星ならびに明瞭さのために省略されているさまざまなコンポーネントを含む。ｅＮｏｄｅＢは、ＵＥ  １１０の無線アクセス・インターフェースを提供する。
【００２１】
一実施形態では、ｅＮｏｄｅＢは、マルチメディア・サーバ１０２を組み込む。もう１つの実施形態では、マルチメディア・サーバ１０２は、独立型のコンピュータ・システムである。
【００２２】
マルチメディア・サーバ１０２は、マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスを使用してＵＥ  １１０に供給できるコンテンツのソースである。マルチメディア・サーバは、ローカルにおよび／またはリモートにコンテンツにアクセスすることができる。コンテンツは、オーディオ・コンテンツ、イメージおよびビデオ・コンテンツ、マルチメディア・コンテンツなど、ならびにそのさまざまな組合せなど、さまざまなタイプのコンテンツを含むことができる。コンテンツを、コンテンツ・アイテムとして管理することができる。たとえば、コンテンツ・アイテムは、テレビジョン番組、映画などを含むことができる。
【００２３】
マルチメディア・サーバは、スケジュールに従って（たとえば、ブロードキャスト・コンテンツが事前に定義されたブロードキャスト・スケジュールに従って提供される場合など）および／または要求に応答して（たとえば、コンテンツに関するしきい個数の要求が受信された後に、コンテンツがＵＥ  １０２のセットにマルチキャストされる場合など）、所期のカバレージ・エリアへの配送のためにコンテンツ・アイテムを提供することができる。所期のカバレージ・エリアにコンテンツ・アイテムを配送するマルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・カバレージ能力の提供の文脈では、マルチメディア・サーバは、多重化され、所期のカバレージ・エリアの適当な部分に伝搬され得るコンテンツ・アイテムの複数の符号化されたレイヤを形成するために、コンテンツ・アイテムを符号化するように構成される。
【００２４】
本明細書で説明されるように、マルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・サービスは、所期のカバレージ・エリアが関連付けられる。所期のカバレージ・エリアは、特定の地理的区域を包含すると考えることができ、同様に、その特定の地理的区域内に配置された無線サービス領域のグループからなると考えることができる。
【００２５】
一実施形態では、マルチメディア・サーバ１０２は、分解されたビデオ出力を生成するためにオリジナルのマルチメディア・コンテンツのビデオ圧縮を実行するように構成される。この実施形態では、コンテンツ・アイテムは、標準的なコーディング・プロトコル、たとえばＭＰＥＧ２、Ｈ．２６４を使用して圧縮される。結果のビデオ・ストリームは、その後、複数のストリームに分解される。
【００２６】
一実施形態では、分解されたビデオ出力は、記述子および係数を含む。もう１つの実施形態では、分解されたビデオ出力は、任意の個数のコンポーネントを含む。任意の適切な個数のコンポーネントをサポートして、コンテンツ・アイテムの任意の適切な個数の品質レベルを使用可能にすることができることに留意されたい。
【００２７】
用語「記述子」は、本明細書で使用される時に、動きベクトル、量子化行列、他のフレーム記述子、その他などの要素を含むことができる。用語「係数」は、本明細書で使用される時に、ビデオ圧縮の変換係数などを含むことができる。
【００２８】
一実施形態では、記述子は、すべてが参照によってそのそれぞれの全体を本明細書に組み込まれる、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｈａｎｄｈｅｌｄ（ＤＶＢ−Ｈ）、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ｔｏ  Ｈａｎｄｈｅｌｄｓ（ＤＶＢ−ＳＨ）、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）などで記述されるなど、レートレス・コード・プロトコルに従ってコーディングされる。他の実施形態では、記述子は、任意の他の適切なプロトコルを使用してコーディングされる。
【００２９】
マルチメディア・サーバは、それを介してＵＥ  １１０がセルラ無線ネットワークにアクセスできる無線インターフェースを提供する無線アクセス・ノードとすることができる。マルチメディア・サーバ１０２は、ＵＥ  １１０に無線で送信し、ＵＥ  １０２から無線で受信するように構成される。
【００３０】
サーバ１０２１〜１０２Ｎは、それぞれ、符号化され多重化されたマルチメディア・コンテンツを受信し、マルチメディア・コンテンツを処理し、処理されたコンテンツをそれぞれ無線サービス領域１０３１〜１０３Ｎ内で送信する。
【００３１】
一実施形態では、ストリームは、物理層で復調され、復号される。その後、ストリームは、コーディングされた記述子およびコーディングされた係数に逆多重化され、このコーディングされた記述子およびコーディングされた係数は、それぞれのデコーダすなわちレートレス・デコーダ、ＯＭＤＣデコーダを使用して復号される。その後、ビデオ・デコーダが、ユーザへの提示のためにマルチメディアを再構成する。
【００３２】
ＵＥ  １１０は、マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスを介してコンテンツを受信するように構成された無線ユーザ・デバイスを含む。ＵＥ  １１０は、サーバ１０２のうちの１つまたは複数を介して無線ネットワークにアクセスするように構成される（たとえば、ＵＥ  １１０は、一時に単一のサーバ１１０と通信することができ、あるいは、一時に複数のサーバ１１０と通信することができる）。たとえば、ＵＥ  １１０は、フィーチャー・フォン、スマート・フォン、タブレット、ラップトップなどを含むことができる。
【００３３】
長いシャドーイングに起因するデータ消失に関する保護は、少ないオーバーヘッドと共に提供され、帯域幅効率をもたらす。本明細書で説明される実施形態は、従来のインターリービング法と比較して、短い待ち時間を有する。この特徴は、高速のチャネル変更時間を提供する。本明細書で説明される直交多重記述符号は、送信されるビットを消失保護またはビデオ品質の改善のいずれかに使用することができるので、最小限の劣化を提供する。
【００３４】
本明細書で注記するように、マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスのマルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・カバレージ能力を提供するためのＯＭＤＣの使用に加えて、さまざまな他の能力を、マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスのマルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・カバレージ能力を提供するために実施することができる。
【００３５】
図２に、図１のネットワーク・システムでの使用に適する例示的なマルチメディア・サーバ（ｅＮｏｄｅＢ）を示す。図２に示されているように、マルチメディア・サーバ１０２は、プロセッサ２２０、Ｉ／Ｏ回路網２３０、およびメモリ２４０を含むコントローラ２１０を含む。
【００３６】
プロセッサ２２０は、所期のカバレージ・エリアにさまざまな無線機能を提供するために、メモリ２４０、Ｉ／Ｏ回路網２３０と協力するように適合される。
【００３７】
Ｉ／Ｏ回路網２３０は、プロセッサ２２０の内部と外部との両方の周辺デバイスとの通信を容易にするように適合される。たとえば、Ｉ／Ｏ回路網２３０は、１つまたは複数のユーザ・ワークステーション（図示せず）、オペレーションズ・エンジン（ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ  ｅｎｇｉｎｅ）２８０などとの通信を容易にするように適合される。さまざまな実施形態では、プロセッサ・ポートと、マルチメディア・サーバ機能をプログラムするか他の形で管理するのに使用される任意の周辺デバイスとの間に、接続が設けられる。
【００３８】
主に、オペレーションズ・エンジン２８０に関して図示され、説明されるが、Ｉ／Ｏ回路網２３０を、所期のカバレージ・エリアに関連する無線サービスを提供するのに適する任意の他のデバイスとの通信をサポートするように適合させることができることを理解されたい。
【００３９】
メモリ２４０は、一般的に言って、ＬＴＥネットワーク１０５内でさまざまなマルチメディア・サーバ機能を提供する際の使用に適合されたデータおよびソフトウェア・プログラムを格納する。メモリは、ビデオ圧縮／デコーダ（ＶＣＤ）２５０、レートレス・コーダ／デコーダ（ＲＣＤ）２６０、直交多重記述コーダ／デコーダ（ＯＭＤＣ）２７０、および物理層（ＤＶＢ−ＳＨ／ＬＴＥ）オペレーションズ・エンジン（ＯＥ）２８０）２８０を含む。
【００４０】
一実施形態では、ＶＣＤ  ２５０、ＲＣＤ  ２６０、およびＯＭＤＣ  ２７０は、図示され本明細書で説明されるさまざまな機能性を実行するためにプロセッサ（たとえば、コントローラ２１０）によって実行され得るソフトウェア命令を使用して実施される。
【００４１】
エンジン、コーダ／デコーダ、およびツールのそれぞれがメモリ２４０内に格納される実施形態に関して図示され、説明されるが、当業者は、エンジン、コーダ／デコーダ、および／またはツールを、メモリ２４０の内部および／またはメモリ２４０の外部の１つまたは複数の他のストレージ・デバイスに格納することができることを理解する。エンジン、コーダ／デコーダ、および／またはツールを、メモリ２４０の内部および／または外部の任意の適切な個数および／またはタイプのストレージ・デバイスにまたがって分散させることができる。メモリ２４０のエンジン、コーダ／デコーダ、およびツールのそれぞれを含むメモリ２４０を、本明細書で下でさらに詳細に説明する。
【００４２】
本明細書で説明するように、メモリ２４０は、ＶＣＤ  ２５０、ＲＣＤ  ２６０、ＯＭＤＣ  ２７０、およびＯＥ  ２８０を含み、このＶＣＤ  ２５０、ＲＣＤ  ２６０、ＯＭＤＣ  ２７０、およびＯＥ  ２８０は、図示され本明細書で説明されるさまざまなブロードキャスト−マルチキャスト機能を提供するために協力する。主にメモリ２４０のエンジン、コーダ／デコーダ、および／またはツールのうちの特定の１つによってならびに／あるいはこれを使用して実行される特定の機能に関して図示され、本明細書で説明されるが、図示され、本明細書で説明されるブロードキャスト−マルチキャスト機能の任意のものを、メモリ２４０のエンジン、コーダ／デコーダ、および／またはツールのうちの任意の１つもしくは複数によっておよび／またはこれを使用して実行することができることを理解されたい。
【００４３】
エンジンおよびツールを、任意の適切な形でアクティブ化することができる。たとえば、一実施形態では、エンジンおよびツールを、ネットワーク・オペレータによって開始された手動の要求に応答して、自動化された要求、または他のマルチメディア・サーバなど、ならびにそのさまざまな組合せに応答してアクティブ化することができる。
【００４４】
たとえば、エンジンまたはツールが自動的にアクティブ化される場合に、エンジンまたはツールを、スケジューリングされた要求に応答して、マルチメディア・サーバで実行される処理に基づいてマルチメディア・サーバによって開始される要求に応答して、アクティブ化することができる。メモリ２４０のエンジン、コーダ／デコーダ、およびツールの説明を続ける。
【００４５】
前に注記したように、ＬＴＥネットワーク１０５のさまざまな実施形態は、ＵＥ  １１０および／またはｅＮｏｄｅＢを含むインフラストラクチャと通信しているマルチメディア・サーバ１０２を含む。
【００４６】
インフラストラクチャは、ネットワーク・サービス・プロバイダによって提供される適当なおよび必要な無線サービスを提供するように設計される。ネットワーク・サービス・プロバイダは、消費者の期待と一貫する形でその無線／モバイル・ユーザにそのサービス・オファリングを提供するために、ネットワークを管理する。たとえば、無線／モバイル・ユーザ（たとえば、さまざまな音声サービス・オファリング、データ・サービス・オファリング、または他のサービス・オファリングを購入する、標準的な電話機、スマート・フォン、コンピュータなどのユーザ）は、完璧に近い電話／音声サービス、非常に完璧に近いデータ・サービス、グリッチなしのストリーミング・メディアなどを期待する。それ自体のユーザのためにサービス・バンドルを購入するサード・パーティ・サービス・プロバイダは、同一のものならびに、さまざまなネットワークの間のインターオペラビリティを提供するための管理レベル・インターフェースおよび他の機構を期待する。顧客の期待は、サービスの引き受けられたレベルまたは期待されるレベル、サービス・レベル・アグリーメント（ＳＬＡ）で定義されたサービスのレベルなどを含むことができる。
【００４７】
さまざまな実施形態は、帯域幅を浪費せずに誤り保護を提供することを対象とし、ここで、さまざまなコンポーネントのそれぞれは、その機能性を提供するのに必要な特定のインフラストラクチャに適合される。
【００４８】
たとえば、ビデオ圧縮／デコーダ（ＶＣＤ）２５０は、標準的なコーディング・プロトコル、たとえばＭＰＥＧ２、Ｈ．２６４を使用するビデオ圧縮を提供する。出力は、記述子および係数を含む分解されたストリームである。一般に、記述子は、アスペクト比およびアクティブ・ピクチャ特性に関する情報を担持する。
【００４９】
一実施形態では、送信側で、ＲＣＤ  ２６０が記述子をコーディングする。ビットは、フレームにコーディングされる。ソース・データのＮ個のパケットが、Ｍ個のパケットの１フレームに符号化され、Ｍ＞Ｎになっている。したがって、コード・レートを、Ｎ／Ｍとして導出することができる。Ｍ個の符号化されたパケットのフレームが、カバレージの所期のエリアに向かって送信される。上で述べたように、記述子は、動きベクトル、量子化行列であり、したがって、誤りを許容することができない。残りのパケットを使用してビデオ・フレームを再構成できるようにするために、十分なパケットを送信する必要がある。任意のＬ（Ｎ＜Ｌ＜＝Ｍ）個の正しく受信されたパケットを使用して、有用なデータのオリジナルのＮ個のパケットを完全に回復することができる。
【００５０】
一実施形態では、受信側で、ストリームは、ＯＥ  ２８０によって実行される物理層での復調および復号の後に、コーディングされた記述子およびコーディングされた係数に逆多重化される。ＲＣＤ  ２６０は、記述子を復号する逆動作を実行し、この記述子は、マルチメディアの再構成のためにビデオ・デコーダ２５０に供給される。
【００５１】
一実施形態では、係数は、ＯＭＤＣ  ２７０を使用してコーディングされる。情報は、冗長性（直交多重記述）と共に送られる。冗長性を使用して、送信される情報の品質を改善することができる。冗長性を使用して、送信における誤りを検出し、訂正することもできる。ＤＶＢ−ＳＨまたはＬＴＥ、ｅＭＢＭＳなどのブロードキャスト−マルチキャスト・システムに関連して、ＯＭＤＣは、帯域幅を浪費せずに誤り保護を提供する。ＯＭＤＣを、図３に関連して下でさらに説明する。
【００５２】
図３に示された一実施形態では、直交多重記述生成回路網は、次式に従ってベクトルｘに直交行列のそれぞれの１つを適用することによって、ベクトルｘのＭ個の記述ｙ（ｉ）を生成する。
ｙ（ｉ）＝Ｕ（ｉ）ｘ，ｉ＝１，…，Ｍ
【００５３】
本明細書で行列の適用の文脈で使用される用語「適用」は、この実施形態または行列を利用する他の処理でのように行列による乗算を包含するように広義に解釈されることが意図されている。
【００５４】
この例示的実施形態での使用に適する直交行列の集合の一例は、次によって与えられる直交行列の集合である。
【００５５】
【数１】
2015532794.tif 000003
【００５６】
【数２】
2015532794.tif 000004
ここで、ｒｉ，ｉ＝１，２，…，ＮＭは、指定された区間内の乱数のシーケンスであり、
【００５７】
【数３】
2015532794.tif 000005
である。
【００５８】
他のタイプの直交行列を、他の例示的な実施形態で使用することができる。たとえば、直交行列を
Ｕ＝［ｕ（０），ｕ（１），…，ｕ（Ｎ−１）］
によって与えることができ、ここで、ｕ（ｉ），ｉ＝０，…，Ｎ−１は、その成分が乱数である長さＮのベクトルｖ（ｉ），ｉ＝０，…のシーケンスに直交化プロセスを適用することによって生成される直交ベクトルの集合である。
【００５９】
例示的実施形態は、従来の手法を超える重大な利益を提供する。たとえば、これらの実施形態の１つまたは複数では、直交行列は、信号再構成品質の改善だけではなく、受信信号の誤りを検出し、訂正するのにも冗長性を使用できる形で冗長性を導入する。したがって、多重記述は、誤り検出および訂正能力を組み込まれている。これは、追加の帯域幅を順方向誤り訂正（ＦＥＣ）および巡回冗長訂正（ＣＲＣ）のため専用にする必要を回避し、これによって、誤りがない場合に浪費される帯域幅がないことを保証すると同時に、誤りが存在する場合にグレースフル・デグラデーションをも提供する。
【００６０】
主に特定のタイプのブロードキャスト−マルチキャスト・サービスのカバレージを提供する実施形態に関して図示され、本明細書で説明されるが、マルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・カバレージ能力のさまざまな機能を使用して、他のタイプのマルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービス、たとえばブロードキャストのみのサービス、マルチキャストのみのサービスのカバレージを提供することができることに留意されたい。
【００６１】
主にブロードキャスト−マルチキャスト・サービスのカバレージを提供する実施形態に関して図示され、本明細書で説明されるが、マルチメディア・マルチキャスト−ブロードキャスト・カバレージ能力のさまざまな機能を使用して、他の適切なタイプのサービス（すなわち、ブロードキャスト・サービスおよびマルチキャスト・サービス以外のサービス）のカバレージを提供することができることに留意されたい。
【００６２】
本明細書で説明されるように、マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・カバレージ能力を、任意の適切なタイプの無線ネットワーク内で提供することができ、したがって、開示されるマルチメディア・サーバを、任意の適切なタイプのセルラ・ネットワークに関連付けることができる。たとえば、一実施形態では、これらの要素が、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ｔｏ  Ｈａｎｄｈｅｌｄｓ（ＤＶＢ−ＳＨ）無線ネットワーク（たとえば、マルチメディア・サーバ１０２がＮｏｄｅＢである場合）のマルチキャスト−ブロードキャスト部分の一部として実施される。たとえば、もう１つの実施形態では、マルチメディア・サーバ１０２が、ＬＴＥ無線ネットワーク（たとえば、マルチメディア・サーバ１０２がｅＮｏｄｅＢである）のマルチキャスト−ブロードキャスト部分の一部として実施される。これらの要素を、マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスをサポートするように構成された任意の他の適切なタイプの無線ネットワーク内で実施することができる（任意の無線ネットワークの適切な要素を使用して）。
【００６３】
図３に、所期のカバレージ・エリアへのマルチメディア・コンテンツの配送をサポートするためにマルチメディア・コンテンツを符号化するのに使用される直交多重記述符号（ＯＭＤＣ）の一実施形態を示す。
【００６４】
この実施形態では、送信側で、ＯＭＤＣ  ２７０は、直交多重記述ジェネレータ・モジュール２７１、スカラ量子化モジュール２７２、ならびに直列化およびインターリービング・モジュール２７３を含む。受信側では、ＯＭＤＣ  ２７０は、デインターリービングおよび並列化モジュール２７４、誤り検出および訂正モジュール２７５、ならびに再構成モジュール２７６を含む。モジュール２７１、２７２、および２７３は、たとえば、ＯＭＤＣ  ２７０の直交多重記述エンコーダ・コンポーネントの実施態様を集合的に含むとみなすことができる。同様に、モジュール２７４、２７５、および２７６は、たとえば、ＯＭＤＣ  ２７０の直交多重記述デコーダの実施態様を集合的に含むとみなすことができる。
【００６５】
図３に示されたさまざまなモジュールを、関連する機能性を実施するのに使用される回路網の例とみなすことができる。そのような回路網は、本明細書で説明される形で動作するように適切に変更された周知の従来の符号化および復号回路網を含むことができる。たとえば、そのような回路網の諸部分は、プロセッサ２２０、メモリ２４０に関連するプロセッサおよびメモリ回路網を含むことができる。他の例は、行列乗算回路網または他のタイプの算術論理回路網、ディジタル信号プロセッサ、トランシーバなどを含む。そのような回路網の従来の態様は、当業者に周知であり、したがって、本明細書で詳細には説明しない。
【００６６】
図３の実施形態では、ｘは、送信すべきメッセージを示し、より具体的には、実数のベクトル
【００６７】
【数４】
2015532794.tif 000006
を含む。たとえば、ｘを、音声コーディング、イメージ圧縮、またはビデオ圧縮プロセスで生成された変換された係数の集合とすることができる。ＪＰＥＧイメージ圧縮の場合のより特定の例として、ｘを、８ｘ８ＤＣＴ係数とすることができ、ｘを、８ｘ８ＤＣＴ係数の行または列とすることができ、ｘを、１画素のＹ、Ｃｒ、ＣｂのＤＣＴ係数とすることができ、あるいは、ｘを、異なるタイプのそのような係数の組合せとすることができる。もちろん、前に示したように、さまざまな他のタイプの情報を、本明細書で開示される直交多重記述コーディング技法を使用して送信することができる。
【００６８】
送信すべきオリジナル・メッセージｘを、直交多重記述ジェネレータ２７１に適用する。このオリジナル・メッセージから、Ｍ個のメッセージが生成される。これらのメッセージは、直交多重記述メッセージと呼ばれる。Ｍ個のメッセージのそれぞれは、オリジナル・メッセージｘの記述である。任意の直交多重記述メッセージまたはこれらのメッセージの任意の部分集合を使用して、オリジナル・メッセージに対する近似を再構成することができる。再構成に使用されるメッセージが多ければ多いほど、再構成されたメッセージが、オリジナル・メッセージをより正確に近似するようになる。
【００６９】
この実施形態では、直交多重記述メッセージは、次の形でモジュール２０２内で生成される。Ｍ＝２ｋ＋１が、正の整数であるものとし、Ｕ（ｉ），ｉ＝１，２，…，Ｍが、次元Ｎ×Ｎの直交行列
（Ｕ（ｉ））ＴＵ（ｉ）＝Ｕ（ｉ）（Ｕ（ｉ））Ｔ＝Ｉ，ｉ＝１，…，Ｍ
であるものとする。ただし、Ｉは、Ｎ×Ｎ単位行列であり、Ｔは、行列転置演算を示す。Ｍ個のメッセージは、直交行列のそれぞれの１つをオリジナル・メッセージｘに適用することによって生成される。
ｙ（ｉ）＝Ｕ（ｉ）ｘ，ｉ＝１，…，Ｍ
【００７０】
結果のメッセージは、モジュール２７２で、スカラ量子化関数を使用して量子化される。
Ｙ（ｉ）＝Ｑ（ｙ（ｉ））＝Ｑ（Ｕ（ｉ）ｘ），ｉ＝１，…，Ｍ
【００７１】
量子化されたメッセージは、モジュール２７３で直列化され、インターリーブされる。一実施形態では、コーディングされたビット・ストリーム（たとえば、レートレス符号を使用してコーディングされた記述子およびＯＭＤＣを使用してコーディングされた係数）は、ＯＥ  ２８０に関連する物理層で多重化され、送信される。
【００７２】
一実施形態では、コーディングされたビット・ストリームは、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ｔｏ  Ｈａｎｄｈｅｌｄｓ（ＤＶＢ−ＳＨ）ネットワークの要件に従う。もう１つの実施形態では、コーディングされたビット・ストリームは、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）ネットワークの要件に従う。本明細書で説明するように、マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・カバレージ能力を、任意の適切なタイプの無線ネットワーク内で提供することができる。
【００７３】
一実施形態では、ネットワークを介して受信されたデータは、ＯＥ  ２８０に関連する物理層で復調され、復号される。復調の後に、ストリームは、コーディングされた記述子およびコーディングされた係数に逆多重化される。
【００７４】
一実施形態では、コーディングされた記述子は、レートレス・デコーダ２６０を使用して復号される。もう１つの実施形態では、ストリームは、モジュール２７０でデインターリーブされ、並列化されて、受信されたメッセージ
【００７５】
【数５】
2015532794.tif 000007
を形成する。受信されたメッセージ
【数６】
2015532794.tif 000008
は、ネットワーク１０５を介する送信に帰することのできる誤りに起因して、それぞれの送信されたメッセージＹ（ｉ）と異なる可能性がある。
【００７６】
一実施形態では、誤り検出および訂正が、モジュール２７５で実行されて、推定されたメッセージ
【００７７】
【数７】
2015532794.tif 000009
を生成する。推定されたメッセージ
【数８】
2015532794.tif 000010
は、再構成モジュール２７６で使用されて、オリジナル・メッセージｘを近似する推定値
【数９】
2015532794.tif 000011
を生成する。
【００７８】
ジェネレータ２０２で多重記述のそれぞれの１つを生成するのに利用されるＭ個の直交行列の例を、これから詳細に説明する。Ｎ×Ｎ行列Ｕは、ＵＴＵ＝ＵＵＴ＝Ｉである場合に直交行列である。ｒｉ，ｉ＝１，２，…，ＮＭが、区間［０，１］内の乱数のシーケンスであるものとする。それぞれ長さＮのＭ個のベクトルを、
【００７９】
【数１０】
2015532794.tif 000012
によって定義する。その後、直交行列を、次のように計算することができる。
【００８０】
【数１１】
2015532794.tif 000013
【００８１】
【数１２】
2015532794.tif 000014
【００８２】
多数の他の技法を使用して、さまざまな実施形態で直交多重記述コーディングで使用される直交行列を生成することができることに留意されたい。直交行列を生成するもう１つの実施形態を、これから説明する。
【００８３】
ｖ（ｉ），ｉ＝０，１…が、その成分が乱数である長さＮのベクトルのシーケンスであるものとする。当業者に周知のグラムシュミット法などの直交化プロセスを使用して、Ｎ個の直交ベクトルの集合ｕ（ｉ），ｉ＝０，…，Ｎ−１を作成することができる。これらの直交ベクトルは、特性
【００８４】
【数１３】
2015532794.tif 000015
を有する。
【００８５】
直交ベクトルは、作成された後に、次のように直交行列の列を形成するのに使用され得る。
Ｕ＝［ｕ（０），ｕ（１），…，ｕ（Ｎ−１）］
【００８６】
より多くのそのような直交行列を、ランダムな成分を有するベクトルのより多くのシーケンスｖ（ｉ），ｉ＝０，１…を使用することによって生成することができる。
【００８７】
やはり、直交行列を生成する前述の技法は、例示的な例としてのみ提示されるものであり、多数の他の直交行列生成技法を、さまざまな実施形態を実施する際に使用することができる。
【００８８】
上で注記したように、直交行列Ｕ（ｉ）ごとに、ｙ（ｉ）＝Ｕ（ｉ）ｘが生成され、ｙ（ｉ）が、スカラ量子化を使用して量子化されて、送信されるメッセージが生成される。送信されるメッセージは、
Ｙ（ｉ）＝Ｑ（ｙ（ｉ））＝Ｑ（Ｕ（ｉ）ｘ）＝Ｕ（ｉ）ｘ＋Δ（ｉ），ｉ＝１，…，Ｍ
であり、
【数１４】
2015532794.tif 000016
は、量子化誤差である。
【数１５】
2015532794.tif 000017
，ｉ≠ｊまたはｐ≠ｑが、
【数１６】
2015532794.tif 000018
で一様な分布を有する相互に独立なランダム変数であると仮定する。各メッセージの量子化誤差の分散が、
σ２＝Ｅ（（Δ（ｉ））ＴΔ（ｉ）），ｉ＝１，２，…，Ｍ
であるものとし、ここで、Ｅ（・）は期待値を表す。
【００８９】
誤りがない場合の再構成は、次のように進行する。任意の個数の送信されたメッセージを使用して、オリジナル・メッセージｘを再構成することができる。
【００９０】
【数１７】
2015532794.tif 000019
が、ｐ個の送信されたメッセージであるものとする。オリジナル・メッセージをモジュール２１６内で再構成できる形の一例は、次の通りである。
【００９１】
【数１８】
2015532794.tif 000020
この例の再構成されたメッセージの誤差の分散は、
【００９２】
【数１９】
2015532794.tif 000021
である。したがって、この例では、ｐが大きくなるにつれて、誤差の分散が小さくなる。これは、再構成に使用される誤りのないメッセージが多ければ多いほど、再構成がより正確になることを暗示する。
【００９３】
モジュール２７５で実施される誤り検出および訂正を、これからより詳細に説明する。Ｍ＝２ｋ＋１個の直交メッセージが生成され、送信され、多くともｋ個の受信されたメッセージが誤りを含む場合に、大きい誤りを含むメッセージを検出し、訂正することができる。誤り検出および訂正を、Ｏ（Ｍ２）回の演算で達成することができる、すなわち、演算の回数は、Ｍ２のオーダーの大きさを有し、これは、計算的に処理できるものである。受信されたメッセージ内のチャネル誤りを
【数２０】
2015532794.tif 000022
と定義し、ここで、
【数２１】
2015532794.tif 000023
は、送信されたＹ（ｉ）の受信されたメッセージである。チャネル誤りのノルムを、‖ｅ（ｉ）‖＝（ｅ（ｉ））Ｔｅ（ｉ）と定義する。最大の量子化誤差を、δ＝ｍａｘ｛‖Δ（ｉ）‖，ｉ＝１，…，Ｍ｝と定義する。受信された誤りは、‖ｅ（ｉ）‖＞４δである場合に大きいと定義される。また、エラー・シンドローム（ｅｒｒｏｒ  ｓｙｎｄｒｏｍｅ）を
【００９４】
【数２２】
2015532794.tif 000024
と定義する。上の定義から、
ε（ｊ，ｉ）＝−Ｕ（ｊ）（Ｕ（ｉ））Ｔε（ｉ，ｊ），‖ε（ｉ，ｊ）‖＝‖ε（ｊ，ｉ）‖
であることは明らかである。インデックスｐを有する受信されたメッセージが、大きい誤りを含む場合すなわち、‖ｅ（ｐ）‖＞４δである場合に、‖ε（ｉ，ｐ）‖＞２δである、インデックスｉを有する少なくともｋ＋１個のメッセージがあることを示すことができる。これを、本明細書では特性１と称し、次の形で示すことができる。インデックスｐを有するメッセージの誤りは、
【数２３】
2015532794.tif 000025
によって与えられる。誤りを含むメッセージは多くともｋ個あるので、誤りを含まないメッセージは少なくともｋ＋１個ある。誤りなしで受信されたメッセージのすべてのインデックスを含む集合を、
【００９５】
【数２４】
2015532794.tif 000026
と定義する。すると、Ｓｃに含まれるインデックスの個数であるＳｃの濃度は、｜Ｓｃ｜≧ｋ＋１を満足する。ｉ∈Ｓｃであるものとすると、
【００９６】
【数２５】
2015532794.tif 000027
である。上記は、Ｓｃの任意のインデックスｉが、特性‖ε（ｉ，ｐ）‖＞２δを有することを示す。Ｓｃには少なくともｋ＋１個のインデックスがあるので、これは、特性１を証明する。
【００９７】
やはり、Ｍ＝２ｋ＋１であると仮定し、多くともｋ個の受信されたメッセージが誤りを含むと仮定する。インデックスｐを有する受信されたメッセージが、誤りを含まない場合には、‖ε（ｉ，ｐ）‖＞２δである、インデックスｉを有するメッセージが、多くともｋ個ある。これを、本明細書では特性２と称し、次の形で示すことができる。インデックスｐを有するメッセージが誤りを有しないので、
【数２６】
2015532794.tif 000028
である。ｉ∈Ｓｃであるものとすると、
【００９８】
【数２７】
2015532794.tif 000029
である。したがって、‖ε（ｉ，ｐ）‖≦２δである、インデックスｉを有するメッセージが、少なくともｋ＋１個ある。合計２ｋ＋１個のメッセージがあるので、‖ε（ｉ，ｐ）‖＞２δである、インデックスｉを有するメッセージは、ｋ個を超えない。これが、特性２を証明する。
【００９９】
上の原理に基づく誤り検出は、次のようにモジュール２１４内で実施される。Ｍ＝２ｋ＋１個の受信されたメッセージ
【数２８】
2015532794.tif 000030
，ｉ＝１，…，Ｍについて、シンドローム‖ε（ｉ，ｊ）‖，ｉ，ｊ＝１，…，Ｍを計算する。対称性‖ε（ｉ，ｊ）‖＝‖ε（ｊ，ｉ）‖に留意されたい。したがって、総数Ｍ（Ｍ＋１）／２個のシンドロームだけを計算する必要がある。その後、‖ε（ｉ，ｐ）‖＞２δを有する少なくともｋ＋１個のシンドロームがあるように、インデックスｐを有するすべてのメッセージを見つける。大きい誤りを有するすべてのメッセージは、特性１により、そのようなメッセージのうちの１つでなければならない。さらに、すべてのそのようなメッセージは、特性２により、誤りなしのメッセージが‖ε（ｉ，ｐ）‖＞２δを有する多くともｋ個のシンドロームを有することができるので、誤りを含まなければならない。形式的には、
ＳＬ＝｛ｐ｜‖ε（ｉ，ｐ）‖＞２δになる、インデックスｉを有する少なくともｋ＋１個のメッセージがある｝
を定義する。次に、集合ＳＬおよびＳｃは、交わりを有しない、すなわち、ＳＬ∩Ｓｃ＝ψである。大きいエラーを有するすべてのメッセージは、そのインデックスをＳＬ内に有する、すなわち、‖ｅ（ｉ）‖＞４δならばｉ∈ＳＬである。また、
【数２９】
2015532794.tif 000031
ならば‖ｅ（ｉ）‖≦４δなので、ＳＬに含まれないインデックスを有するすべてのメッセージは、誤りを有しないか、小さい誤りを有するかのいずれかである。
【０１００】
大きい誤りを有する受信されたメッセージは、前のアルゴリズムを使用して検出され、そのインデックスは、集合ＳＬに収集される。これらのメッセージを、やはりモジュール２１４で実施される、次のアルゴリズムを使用して訂正することができる。
【０１０１】
Ｐ＝｜ＳＬ｜すなわち、ＳＬに含まれるインデックスの個数であるものとする。インデックスｐ∈ＳＬを有する検出されたメッセージごとに、訂正されたメッセージは、
【０１０２】
【数３０】
2015532794.tif 000032
によって定義される。上の訂正されたメッセージは、送信されたメッセージＹ（ｐ）と正確に等しくはない場合があるが、その目的は、送信されたメッセージを見つけることではなく、オリジナル・メッセージを再構成することである。
【０１０３】
オリジナル・メッセージと比較した、訂正されたメッセージ内の誤りは、
【０１０４】
【数３１】
2015532794.tif 000033
である。上の誤りは、ｋを増やすことによって任意に小さくすることができる。
【０１０５】
誤り検出の後に、オリジナル・メッセージを、再構成
【０１０６】
【数３２】
2015532794.tif 000034
によって近似することができる。上の再構成されたメッセージ
【数３３】
2015532794.tif 000035
は、オリジナル・メッセージｘと等しくない場合があるが、オリジナル・メッセージのよい近似である。オリジナル・メッセージｘと比較した、再構成されたメッセージ
【数３４】
2015532794.tif 000036
の誤りは、前に与えたものと同一である、すなわち、
【０１０７】
【数３５】
2015532794.tif 000037
であり、これは、やはりｋを増やすことによって任意に小さくすることができる。
【０１０８】
上で説明した例の再構成技法および誤り訂正技法について、訂正されたメッセージ
【数３６】
2015532794.tif 000038
，ｉ∈ＳＬを推定されたメッセージ
【数３７】
2015532794.tif 000039
，ｉ∈ＳＬの代わりに使用することに精度の利益がないことに留意されたい。しかし、上で引用したＶ．Ｇｏｙａｌ文献に記載の技法などの他の再構成技法を使用することも可能であり、そのような再構成で訂正されたメッセージを使用することによって、精度の追加の利益を達成することができる。
【０１０９】
前に注記したように、上で説明した直交多重記述コーディング技法は、多重記述を生成するための直交行列の使用によって導入される冗長性を、信号再構成品質の改善だけではなく、受信信号内の誤りを検出し、訂正するのにも使用できるという点で有利である。これは、追加の帯域幅をＦＥＣおよびＣＲＣのため専用にする必要を回避し、これによって、誤りが存在しない場合に帯域幅が浪費されないことを保証すると同時に、誤りが存在する場合の劣化をも最小にする。
【０１１０】
図３のシステムのさまざまな代替実施形態が可能である。たとえば、１つのそのような実施形態は、モジュール２７１、２７２、２７５、および２７６のみを含むことができ、直列化およびインターリービング機能は除去される。そのような配置では、クォンタイザ２７２の出力での多重記述を、直列化しインターリーブするのではなく、それぞれの別々の並列チャネルを介して送信することができる。
【０１１１】
所与の実施形態が、図３の実施形態のように誤り検出能力と誤り訂正能力との両方ではなく、誤り検出能力だけを含むことも可能である。全体的にモジュール２７５に対応するが、誤りを検出するようにのみ構成されたモジュールが、本明細書でより一般的に「誤り保護回路網」と称するものの例である。そのような回路網は、モジュール２７５を包含することも意図されている。
【０１１２】
図４に、マルチメディア・ブロードキャスト−マルチキャスト・サービスを使用する衛星モバイルＴＶのクロス・レイヤ・コーディングを使用する方法の一実施形態を示す。
【０１１３】
ステップ４０５では、この方法は、動作で適用すべき適当なプロセスを判定する。
【０１１４】
箱４１０を参照すると、この方法は、適用可能なプロセスがマルチメディア・コンテンツの送信であるかどうかを判定する。そうである場合には、ステップ４１５が実行され、ここで、この方法は、送信すべきマルチメディア・コンテンツを取り出すか入手する。
【０１１５】
ステップ４２０では、この方法は、標準的なコーディング・プロトコル、たとえばＭＰＥＧ２、Ｈ．２６４を使用してビデオ圧縮を実行する。
【０１１６】
箱４２５を参照すると、この方法は、ビデオを複数のストリームに分解する。そのような動作を実行する１つの既知の方法は、ハイブリッド自動再送要求（Ｈ−ＡＲＱ）プロトコルである。しかし、この方法に関して、送信の回数は、事前に決定され、ネットワーク全体について固定されている。短いフェージングまたは短いシャドーイングを経験するネットワーク内のチャネルについて、再送信は、必要ではなく、そのようなチャネル内の端末は、複数の同一のメッセージを受信し、これによって、帯域幅の非効率的な使用につながる。その一方で、長いフェージングまたは長いシャドーイングを経験するネットワーク内のチャネルについて、送信の個数が十分ではない可能性があり、そのようなチャネル内の端末は、正しいメッセージを全く受信することができない。
【０１１７】
ステップ４３０では、この方法は、それぞれのプロトコルを使用して各ストリームを処理する。一実施形態では、ＯＭＤＣが使用される。もう１つの実施形態では、レートレス・コードが使用される。
【０１１８】
ステップ４３５では、コーディングされたビット・ストリームが、物理層で多重化され、送信される。
【０１１９】
ステップ４４０では、この方法は、適用可能なプロセスがマルチメディア・コンテンツの受信であるかどうかを判定する。そうである場合には、ステップ４４５が実行され、ここで、この方法は、またはより多くの多重化された受信されたストリームを復調し、復号する。
【０１２０】
ステップ４５０では、この方法は、送信されたコーディングされたストリームを入手するために、またはより多くの多重化された受信されたストリームを逆多重化する。
【０１２１】
ステップ４５５では、この方法は、それぞれのデコーダを使用して、送信されたコーディングされたストリームを複数のストリームに復号する。
【０１２２】
ステップ４６０では、この方法は、復号されたストリームを処理し、ストリームをプレゼンテーション・デバイスに向かって伝搬させる。
【０１２３】
ステップ４６５では、この方法が終了する。
【０１２４】
図５に、本明細書で説明される機能を実行する際の使用に適するコンピュータの高水準ブロック図を示す。
【０１２５】
図５に示されているように、コンピュータ５００は、プロセッサ要素５０２（たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ）および／または他の適切なプロセッサ）およびメモリ５０４（たとえば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）など）を含む。コンピュータ５００は、協力するモジュール／プロセス５０５および／またはさまざまな入出力デバイス５０６（たとえば、ユーザ入力デバイス（キーボード、キーパッド、マウスなど）、ユーザ出力デバイス（ディスプレイ、スピーカなど）、入力ポート、出力ポート、受信器、送信器、およびストレージ・デバイス（たとえば、テープ・ドライブ、フロッピ・ドライブ、ハード・ディスク・ドライブ、コンパクト・ディスク・ドライブなど））を含むこともできる。
【０１２６】
図示され本明細書で説明される機能を、ソフトウェアで（たとえば、１つまたは複数のプロセッサ上のソフトウェアの実施態様を介して）および／またはハードウェアで（たとえば、汎用コンピュータ、１つもしくは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／または任意の他のハードウェア同等物を使用して）実施することができることを理解されたい。
【０１２７】
図示され本明細書で説明される機能を、特殊目的コンピュータを実施するために汎用コンピュータ上で実行されるソフトウェアで（たとえば、１つまたは複数のプロセッサによる実行を介して）実施することができ、かつ／またはハードウェアで（たとえば、１つもしくは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／または１つまたは複数の他のハードウェア同等物を使用して）実施することができることを理解されたい。
【０１２８】
一実施形態では、協力するプロセス５０５を、メモリ５０４にロードし、プロセッサ５０２によって実行して、本明細書で議論される機能を実施することができる。したがって、協力するプロセス５０５（関連するデータ構造を含む）を、コンピュータ可読記憶媒体、たとえばＲＡＭメモリ、磁気ドライブ、磁気ディスケット、光ドライブ、光ディスケットなどに格納することができる。
【０１２９】
図５に示されたコンピュータ５００が、本明細書で説明される機能要素および／または本明細書で説明される機能要素の諸部分を実施するのに適する全体的なアーキテクチャおよび機能性を提供することを理解されたい。たとえば、コンピュータ５００は、マルチメディア・サーバ１０２、マルチメディア・サーバ１０２の一部などのうちの１つまたは複数を実施するのに適する全体的なアーキテクチャおよび機能性を提供する。
【０１３０】
本明細書でソフトウェア方法として議論されるステップの一部を、ハードウェア内で、たとえばさまざまな方法ステップを実行するためにプロセッサと協力する回路網として、実施することができることが企図されている。本明細書で説明される機能／要素の諸部分を、コンピュータ・プログラム製品として実施することができ、コンピュータ命令は、コンピュータによって処理される時に、本明細書で説明される方法および／または技法が呼び出されるか他の形で提供されるようにコンピュータの動作を適合させる。発明的方法を呼び出す命令を、固定媒体またはリムーバブル媒体に格納し、かつ／または命令に従って動作するコンピューティング・デバイス内のメモリ内に格納することができる。
【０１３１】
本発明の教示を組み込むさまざまな実施形態を図示し、本明細書で詳細に説明したが、当業者は、これらの教示を組み込む多数の他の変更された実施形態をたやすく考案することができる。
【図１】
2015532794.tif 000040
【図２】
2015532794.tif 000041
【図３】
2015532794.tif 000042
【図４】
2015532794.tif 000043
【図５】
2015532794.tif 000044
【国際調査報告】
2015532794.tif 000045
2015532794.tif 000046
2015532794.tif 000047