JP2015515768A - パケットロス検出を使用するビデオコーディング - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照により全体が本明細書に組み込まれる、2012年2月24日に出願された米国仮特許出願第61/603,212号の非仮特許出願である。
1.PHY/MACは、複数の無線ベアラまたは論理チャネルをサポートする。
2.ビデオトラフィックの各クラスは、それ自体の無線ベアラまたは論理チャネルを有する。
3.各ビデオ論理チャネルは、複数のビデオアプリケーションをサポートできる。
−RLC SDUのセグメンテーションおよび再組み立て(SAR)を行わない
−RLCヘッダが追加されない
−送達保証なし
−音声に適する
2.非確認型モード(UM)
−RLC SDUのセグメンテーションおよび再組み立てを行う
−RLCヘッダが追加される
−送達保証なし
−ストリーミングトラフィックの搬送に適する
3.確認型モード(AM)
−RLC SDUのセグメンテーションおよび再組み立てを行う
−RLCヘッダが追加される
−信頼性の高い順序通りの配送サービス
−TCPトラフィックの搬送に適する
a=uplinkLoss:2e-3
a=downlinkLoss:1e-3
a=maxFeedbackDelay:2e-1
であり、上記の意味は、以下の通りである。
○許容可能なダウンリンクパケットロスは、1×10-3
○任意のパケットロス検出のための最大フィードバック遅延は、2×10-1秒、すなわち、200ms
AF アプリケーション機能
DPI ディープパケットインスペクション
AM 確認型モード
DPI ディープパケットインスペクション
IP インターネットプロトコル
Iフレーム イントラフレーム
IDRフレーム 瞬時復号リフレッシュフレーム
LTE ロングタームエボリューション、セルラシステムの規格
MAC 媒体アクセス制御、LTE PHYの上のサブレイヤ
MB マクロブロック
MMCO メモリ管理制御操作
NACK 否定応答
NAL ネットワークアブストラクションレイヤ、ビデオ符号化器出力のフォーマット
PDCP パケットデータ制御プロトコル、LTE RLCの上のサブレイヤ
PDU プロトコルデータユニット
Pフレーム 予測フレーム
P−GW PDNゲートウェイ
PHY LTEの物理レイヤ
PCC LTEにおけるポリシおよび課金制御
PCRF ポリシ課金およびルール機能
PCEF ポリシ課金実施機能
PDN パケットデータネットワーク(通常−P−GW上でLTEに接続される外部ネットワーク)
QCI QoSクラス識別子(9つの値、LTEにおいて定義される)
QoS サービス品質
RLC 無線リンク制御、LTE PDCPとMACとの間のサブレイヤ
RPS 参照ピクチャリフレッシュ
RTCP リアルタイム制御プロトコル
RTP リアルタイムトランスポートプロトコル、アプリケーションレイヤプロトコル
SAE システムアーキテクチャエボリューション
SDF サービスデータフロー
SDP セッション記述プロトコル
SDU サービスデータユニット
SIP セッション開始プロトコル
SN シーケンス番号
TCP 伝送制御プロトコル、トランスポートレイヤプロトコル
TM 透過モード
UDP ユーザデータグラムプロトコル、トランスポートレイヤプロトコル
UM 非確認型モード
一実施形態では、ビデオデータをネットワーク上で送信する方法であって、無線パケットロスデータを無線送信受信ユニット(WTRU)において受信するステップと、無線パケットロスデータからビデオパケットロスデータを決定するステップと、ビデオデータの符号化に使用するために、ビデオパケットロスデータをWTRU上で動作するビデオ符号化器アプリケーションに提供するステップとを備えた方法が実施される。
上では特徴および要素が特定の組み合わせで説明されたが、各特徴または要素は、単独で使用でき、または他の特徴および要素との任意の組み合わせで使用できることを当業者は理解されよう。加えて、本明細書で説明された方法は、コンピュータまたはプロセッサによって実行される、コンピュータ可読媒体内に包含された、コンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実施される。コンピュータ可読記憶媒体の例は、リードオンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよび着脱可能ディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、およびCD−ROMディスクおよびデジタル多用途ディスク(DVD)などの光媒体を含むが、それらに限定されない。ソフトウェアと連携するプロセッサは、WTRU、UE、端末、基地局、RNC、または任意のホストコンピュータで使用するための無線周波送受信機を実施するために使用される。
Claims (81)
- ビデオデータをネットワーク上で送信する方法であって、
無線パケットロスデータを無線送信受信ユニット(WTRU)において受信するステップと、
前記無線パケットロスデータからビデオパケットロスデータを決定するステップと、
ビデオデータの符号化において前記ビデオパケットロスデータを使用するステップと
を備えたことを特徴とする方法。 - 前記ビデオパケットロスデータに応答して、エラー伝搬抑制プロセスを行うステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記エラー伝搬抑制プロセスは、瞬時復号リフレッシュフレームを生成することを備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記エラー伝搬抑制プロセスは、イントラリフレッシュフレームを生成することを備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記エラー伝搬抑制プロセスは、参照ピクチャ選択方法を使用して、符号化ビデオを生成することを備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記エラー伝搬抑制プロセスは、参照ピクチャ組選択方法を使用して、符号化ビデオを生成することを備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記エラー伝搬抑制プロセスは、前記ビデオパケットロスデータに基づいて選択された1または複数の参照ピクチャを使用して、符号化ビデオを生成することを備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記エラー伝搬抑制プロセスは、
イントラリフレッシュフレームまたは瞬時復号リフレッシュフレームを生成することと、
P予測符号化モードを使用して、符号化ビデオフレームを生成することと、
(1)前記イントラリフレッシュフレームまたは前記瞬時復号リフレッシュフレーム、および(2)P予測符号化モードを使用した前記符号化ビデオフレームの一方を、送信のために選択することと
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記無線パケットロスデータは、基地局によって前記無線送信受信ユニット(WTRU)に提供されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記無線パケットロスデータは、無線リンク制御(RLC)プロトコルレイヤにおいて生成されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- ビデオパケットは、リアルタイムプロトコル(RTP)を使用して転送されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記ビデオデータは、LTE無線トランスポートプロトコルを介して転送されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- RLCレイヤは、確認型モードで動作することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- ARQ再送の回数は、確認型モードではゼロに設定されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- maxRetxThresholdは、ゼロに設定されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記無線パケットロスデータは、前記基地局から受信されたRLCステータスPDUから獲得されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記無線パケットロスデータは、MAC送信機からローカルに生成されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記ビデオパケットロスデータは、PDCPパケットのヘッダ内のPDCPシーケンス番号を識別することによって決定されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記RLCレイヤは、非確認型モードで動作することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記無線パケットロスデータは、NACKメッセージを備えたことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記NACKメッセージは、アップリンク送信と同期していることを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 前記ビデオパケットロスデータは、パケットデータ収束プロトコル(PDCP)シーケンス番号を使用するマッピングから生成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ビデオパケットロスデータを決定するステップは、前記RLCのリアルタイムプロトコル(RTP)シーケンス番号からPDCP PDUシーケンス番号へのマッピングを使用するステップを備えたことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記マッピングは、テーブル検索プロセスを使用することを含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記ビデオパケットロスデータを決定するステップは、前記PDCP PDUシーケンス番号をIPアドレス、ポート番号、およびRTPシーケンス番号にマッピングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記ビデオパケットロスデータを決定するステップは、PDCP PDUに対してディープパケットインスペクションを実行するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記PDCP PDUシーケンス番号をIPアドレス、ポート番号、およびRTPシーケンス番号にマッピングするステップは、PDCP PDUシーケンス番号ルックアップテーブルを使用するステップを備えたことを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記RTPシーケンス番号をNALパケット識別子にマッピングするステップをさらに備えたことを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記RTPシーケンス番号をNALパケット識別子にマッピングするステップは、NALパケット識別子ルックアップテーブルに対してRTPシーケンス番号を使用するステップを備えたことを特徴とする請求項28に記載の方法。
- 前記PDCP PDUシーケンス番号ルックアップテーブルは、RLCセグメンタを使用して構築されることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記ビデオパケットロスデータを決定する前記ステップは、RLCパケットからPDCPシーケンス番号に、さらにRTPシーケンス番号に、さらにNALにマッピ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。
- 前記ビデオパケットロスデータは、無線リンク制御(RLC)シーケンス番号からのマッピングを使用して、前記無線パケットロスデータから生成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記WTRUと前記ビデオデータの受信機との間に第1の無線リンクと第2の無線リンクとを少なくとも含むネットワーク環境において実施される請求項1に記載の方法であって、前記第1の無線リンクは、前記第2の無線リンクよりも前記WTRUに近く配置され、前記無線パケットロスデータは、前記第1の無線リンクに関し、前記方法が、
前記第2の無線リンクにおいて前記第1の無線リンクにおけるよりも高いQoSを実施するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第2の無線リンクのための前記QoSレベルを前記ネットワークが決定するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項33に記載の方法。 - 前記WTRUと第1の基地局との間の第1の無線リンクと、第2の基地局と受信機との間の第2の無線リンクとを少なくとも含むネットワーク環境において実施される請求項1に記載の方法であって、前記第1の無線リンクは、前記第2の無線リンクよりも前記WTRUに近く配置され、前記無線パケットロスデータは、前記第1の無線リンクに関し、前記方法が、
前記第2の無線リンクに関する追加の無線パケットロスデータを生成すべきかどうかを前記ネットワークが決定するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - リモート無線リンクに関する追加の無線パケットロスデータを生成すべきかどうかを決定する前記ステップは、前記WTRUと前記ダウンリンク無線リンクとの間のデータ送信の遅延を決定するステップを含むことを特徴とする請求項35に記載の方法。
- 前記第2の無線リンクに関する追加の無線パケットロスデータを生成すべきかどうかを決定するステップは、ディープパケットインスペクション(DPI)を使用して、ビデオパケットデータのアプリケーション種類を決定するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項36に記載の方法。
- 前記第2の無線リンクに関する追加の無線パケットロスデータを生成すべきかどうかを決定するステップは、
前記WTRUがビデオパケットを前記ネットワーク上で送信するステップと、
前記ビデオパケットデータのサービスデータフロー(SDF)を検出して、前記ビデオパケットデータに対応するアプリケーション種類を決定するために、DPIを実行するステップと、
前記第1の基地局が、遅延テストパケットを前記第2の基地局に送信するステップと、
前記第2の基地局が、前記遅延テストパケットの受信に応答して、ACKメッセージを前記第1の基地局に送信するステップと、
前記第1の基地局が、前記第1の基地局と前記第2の基地局との間の遅延を計算するステップと、
前記第1の基地局が、遅延報告メッセージをネットワークゲートウェイに送信するステップと、
前記ネットワークゲートウェイが、前記遅延報告メッセージに少なくとも一部は基づいて、前記第2の無線リンクに関して生成される無線パケットロスデータを有するべきかどうかを決定するステップと、
前記ゲートウェイが、前記第2の無線リンクに関する追加の無線パケットロスデータを生成すべきかどうかを示すメッセージを前記第2の基地局に送信するステップと
を備えたことを特徴とする請求項37に記載の方法。 - 前記遅延テストパケットは、(1)前記第1の基地局のネットワークアドレスと、(2)前記第2の基地局のネットワークアドレスと、(3)タイムスタンプとを少なくとも備えたことを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記ACKメッセージは、(1)前記第1の基地局の前記ネットワークアドレスと、(2)前記第2の基地局の前記ネットワークアドレスと、(3)前記ACKが生成された時のタイムスタンプと、(4)前記遅延テストパケットからの前記タイムスタンプのコピーとを備えたことを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 前記ネットワーク内のゲートウェイが、前記遅延テストパケットを前記第2の基地局に送信するように前記第1の基地局に要求する要求メッセージを前記第1の基地局に送信するステップ
をさらに含み、
前記第2の基地局による前記遅延テストパケットの前記送信は、前記ゲートウェイからの前記要求メッセージの受信に応答して実行される
ことを特徴とする請求項37に記載の方法。 - 前記遅延テストパケットは、ICMPピングメッセージであることを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記第2の無線リンクに関する追加の無線パケットロスデータを生成すべきかどうかを決定するステップは、アプリケーション機能プロセスを使用して、前記ビデオパケットデータのアプリケーション種類を決定するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項35に記載の方法。
- 前記第2の無線リンクに関する追加の無線パケットロスデータを生成すべきかどうかを決定するステップは、
前記WTRUが、アプリケーションパケットを前記ネットワークを通して受信ノードに送信するステップと、
前記ネットワーク内のアプリケーション機能(AF)が、前記アプリケーションパケットからアプリケーション情報を抽出するステップと、
前記AFが、前記抽出されたアプリケーション情報を前記ネットワーク内のポリシ課金およびルール機能(PCRF)に送信するステップと、
前記PCRFが、前記ビデオデータに対応するアプリケーション種類を決定するステップと、
前記ビデオデータの関数として前記ビデオデータのQoSパラメータを決定し、前記QoSパラメータを前記ネットワーク内のゲートウェイに送信するステップと、
前記第1の基地局が、遅延テストパケットを前記第2の基地局に送信するステップと、
前記第2の基地局が、前記遅延テストパケットの受信に応答して、ACKメッセージを前記第1の基地局に送信するステップと、
前記第1の基地局が、前記第1の基地局と前記第2の基地局との間の遅延を計算するステップと、
前記第1の基地局が、遅延報告メッセージをネットワークゲートウェイに送信するステップと、
前記ネットワークゲートウェイが、前記遅延報告および前記PCRFから受信された前記QoSパラメータに少なくとも一部は基づいて、前記第2の無線リンクに関する追加の無線パケットロスデータを生成すべきかどうかを決定するステップと、
前記ゲートウェイが、前記第2の無線リンクに関する追加の無線パケットロスデータを生成すべきかどうかを示すメッセージを前記第2の基地局に送信するステップと
を備えたことを特徴とする請求項43に記載の方法。 - 前記アプリケーション機能は、P−CSCF(プロキシ−呼サービス制御機能)であることを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記アプリケーションパケットは、セッション開始プロトコル(SIP)INVITEパケットであることを特徴とする請求項45に記載の方法。
- 少なくとも1つの特定種類のアプリケーションについて、アップリンクトラフィックおよびダウンリンクトラフィックのために使用されるQoSレベルを示すポリシを記憶するステップと、
前記ネットワークが、ビデオ符号化器のアプリケーション種類を決定するステップと、
前記ネットワークが、前記ポリシおよび前記ビデオ符号化器の前記アプリケーション種類の関数として、前記第1の無線リンクのためのQoSレベルおよび前記第2の無線リンクのためのQoSレベルを設定するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項35に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのアプリケーションについて、前記ダウンリンクQoSが、前記アップリンクQoSよりも高いことを特徴とする請求項47に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのアプリケーションは、ビデオ符号化器アプリケーションであることを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記WTRUと前記ビデオデータの受信機との間に第1の無線リンクと第2の無線リンクとを少なくとも含むネットワーク環境において実施される請求項1に記載の方法であって、前記第1の無線リンクは、前記第2の無線リンクよりも前記WTRUに近く配置され、前記無線パケットロスデータは、前記第1の無線リンクに関し、前記方法が、
無線パケットデータを前記第2の無線リンク上で送信するステップと、
前記第2の基地局において前記受信機から無線パケットロスデータを受信するステップと、
前記第2の基地局において受信された前記無線パケットロスデータから前記第2の無線リンク上でのビデオパケットロスデータを決定するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第2の基地局において受信された前記ビデオパケットロスデータを前記第2の基地局内のトランスコーダに提供するステップと、
前記第2の無線リンクを通過する前に、前記第2の基地局において前記ビデオデータをトランスコードするステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項50に記載の方法。 - 前記トランスコーダは、前記無線パケットロスデータに応答して前記トランスコードを実行することを特徴とする請求項51に記載の方法。
- 前記トランスコーダは、前記ビデオパケットロスデータに応答して、前記ビデオデータに対してエラー伝搬抑制プロセスを行うことを特徴とする請求項52に記載の方法。
- ビデオデータをネットワーク上で送信するように構成されたプロセッサを含むWTRUであって、前記プロセッサは、
無線パケットロスデータを受信することと、
前記無線パケットロスデータからビデオパケットロスデータを決定することと、
ビデオデータの符号化に使用するために、前記ビデオパケットロスデータを前記WTRU上で動作するビデオ符号化器アプリケーションに提供することと
を行うように構成されたことを特徴とするWTRU。 - 前記ビデオ符号化器は、前記ビデオパケットロスデータに応答して、エラー伝搬抑制プロセスを行うように構成されたことを特徴とする請求項54に記載のWTRU。
- 前記エラー伝搬抑制プロセスは、(a)瞬時復号リフレッシュフレームを生成することと、(b)イントラリフレッシュフレームを生成することと、(c)参照ピクチャ選択方法を使用して、符号化ビデオを生成することと、(d)参照ピクチャ組選択方法を使用して、符号化ビデオを生成すること、のうちの少なくとも1つを備えたことを特徴とする請求項55に記載のWTRU。
- 前記無線パケットロスデータは、基地局から受信されることを特徴とする請求項55に記載のWTRU。
- 前記無線パケットロスデータは、無線リンク制御(RLC)プロトコルレイヤにあることを特徴とする請求項55に記載のWTRU。
- ビデオパケットは、リアルタイムプロトコル(RTP)を使用して転送されることを特徴とする請求項58に記載のWTRU。
- 前記RLCレイヤは、確認型モードで動作することを特徴とする請求項58に記載のWTRU。
- 前記無線パケットロスデータは、受信されたRLCステータスPDUから獲得されることを特徴とする請求項60に記載のWTRU。
- 前記ビデオパケットロスデータは、PDCPパケットのヘッダ内のPDCPシーケンス番号を識別することによって決定されることを特徴とする請求項60に記載のWTRU。
- RLCレイヤは、非確認型モードで動作することを特徴とする請求項54に記載のWTRU。
- 前記無線パケットロスデータは、NACKメッセージを含むことを特徴とする請求項54に記載のWTRU。
- 前記NACKメッセージは、アップリンク送信と同期していることを特徴とする請求項64に記載のWTRU。
- 前記プロセッサは、パケットデータ収束プロトコル(PDCP)シーケンス番号を使用するマッピングから前記ビデオパケットロスデータを生成するようにさらに構成されることを特徴とする請求項54に記載のWTRU。
- 前記プロセッサは、前記RLCのリアルタイムプロトコル(RTP)シーケンス番号からPDCP PDUシーケンス番号へのマッピングを使用して、前記ビデオパケットロスデータを生成するようにさらに構成されることを特徴とする請求項54に記載のWTRU。
- 前記マッピングは、テーブル検索プロセスを使用することを含むことを特徴とする請求項67に記載のWTRU。
- 前記プロセッサは、前記PDCP PDUシーケンス番号をIPアドレス、ポート番号、およびRTPシーケンス番号にマッピングすることによって、前記ビデオパケットロスデータを決定するように構成されたことを特徴とする請求項66に記載のWTRU。
- 前記プロセッサは、PDCP PDUに対してディープパケットインスペクションを実行することによって、前記ビデオパケットロスデータを決定するようにさらに構成されたことを特徴とする請求項69に記載のWTRU。
- 前記プロセッサは、PDCP PDUシーケンス番号ルックアップテーブルを使用して、前記PDCP PDUシーケンス番号をIPアドレス、ポート番号、およびRTPシーケンス番号にマッピングするようにさらに構成されたことを特徴とする請求項69に記載のWTRU。
- 前記プロセッサは、前記RTPシーケンス番号をNALパケット識別子にマッピングするようにさらに構成されたことを特徴とする請求項71に記載のWTRU。
- 前記プロセッサは、前記RTPシーケンス番号をNALパケット識別子にマッピングするようにさらに構成されたことを特徴とする請求項72に記載のWTRU。
- 前記プロセッサは、RLCパケットからPDCPシーケンス番号に、さらにRTPシーケンス番号に、さらにNALにマッピングすることによって、前記ビデオパケットロスデータを決定するように構成されたことを特徴とする請求項54に記載のWTRU。
- ネットワーク環境にある、プロセッサを含む基地局であって、前記プロセッサは、
入力された無線パケットデータを前記ネットワークを介して受信することと、
前記無線パケットデータを無線リンク上で受信機に送信することと、
前記受信機から無線パケットロスデータを受信することと、
前記無線パケットロスデータからアプリケーションレイヤパケットロスデータを決定することと、
前記無線パケットデータ内のアプリケーションレイヤデータのトランスコードに使用するために、前記アプリケーションレイヤパケットロスデータを前記基地局内のトランスコーダに提供することと
を行うように構成されたことを特徴とする基地局。 - 前記アプリケーションレイヤデータは、ビデオデータであることを特徴とする請求項75に記載の基地局。
- 前記トランスコーダは、前記無線パケットデータを前記無線リンク上で前記受信機に送信する前に、前記無線パケットデータをアプリケーションレイヤデータにトランスコードして返すように構成されたことを特徴とする請求項75に記載の基地局。
- 前記プロセッサは、前記無線パケットロスデータに応答して、前記トランスコーダに前記トランスコードを実行させるようにさらに構成されたことを特徴とする請求項77に記載の基地局。
- 前記プロセッサは、前記無線パケットロスデータに応答して、前記トランスコーダに前記アプリケーションレイヤデータに対してエラー伝搬抑制プロセスを行わせるようにさらに構成されることを特徴とする請求項77に記載の基地局。
- プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに無線パケットロスデータをビデオ符号化器に提供させる命令を有するコンピュータ可読記憶媒体を備えたことを特徴とする装置。
- プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、失われたビデオパケットのインジケーションに基づいて、ビデオデータを符号化させる命令を有するコンピュータ可読記憶媒体を備えたことを特徴とする装置。
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