JP2004254127A - データ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】データの伝送効率を悪化させることなく、適確な誤り制御を可能にするデータ伝送方法等を提供する。
【解決手段】前向き誤り訂正方法を用いたデータ伝送方法であって、受信装置２から、前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示す否定応答を受信する否定応答受信ステップと、否定応答の受信状況（又は否定応答に含まれる損失パケットの識別情報）に応じて、冗長データの量を調整する冗長データ量調整ステップと、冗長データ量調整ステップで調整された冗長データの量に応じて、時間当たりに送信されるパケットの制限数を調整する伝送速度制御ステップとを含む。また、否定応答の受信状況に応じて、シャッフリングスパンを調整するステップを含む。さらに、否定応答の受信状況に応じて、パケットサイズを調整するパケットサイズ調整ステップを含む。
【選択図】 図１
【解決手段】前向き誤り訂正方法を用いたデータ伝送方法であって、受信装置２から、前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示す否定応答を受信する否定応答受信ステップと、否定応答の受信状況（又は否定応答に含まれる損失パケットの識別情報）に応じて、冗長データの量を調整する冗長データ量調整ステップと、冗長データ量調整ステップで調整された冗長データの量に応じて、時間当たりに送信されるパケットの制限数を調整する伝送速度制御ステップとを含む。また、否定応答の受信状況に応じて、シャッフリングスパンを調整するステップを含む。さらに、否定応答の受信状況に応じて、パケットサイズを調整するパケットサイズ調整ステップを含む。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ストリーミングなどの高速データ通信において、データの伝送効率が良くかつ適確な誤り制御がなされたデータ通信方法が要求されている。かかる目的で開発された従来技術として、例えば特開２００２−３３０１１８号公報（特許文献１）に開示された技術がある。特許文献１には、受信計算機から返送された受信失敗ブロック情報に応じて次回以降のデータ送信におけるＦＥＣ符号化の冗長度を決定するデータ配信制御方法が開示されている。
【０００３】
また、信頼性マルチキャストを実装した製品としてＤｉｇｉｔａｌＦｏｕｎｔａｉｎ社のＤｉｇｉｔａｌＦｏｕｎｔａｉｎサーバ、ＮＴＴのＲＭＴＰｖ３などがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３０１１８号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２００１−３０８８９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＤｉｇｉｔａｌＦｏｕｎｔａｉｎ社のＤｉｇｉｔａｌＦｏｕｎｔａｉｎサーバ、ＮＴＴのＲＭＴＰｖ３には、エラー率の変動に対応することなくデータを送信するので伝送効率が悪くなるという問題点がある。
【０００７】
また、特許文献１のデータ配信制御方法には、冗長度を高めた場合に伝送路に輻輳を発生させかえって伝送効率を悪化させるおそれがあるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、データの伝送効率を悪化させることなく、適確な誤り制御を可能にするデータ伝送方法等を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を用い、伝送データの受信装置から、前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示し、否定応答受信ステップにおける否定応答の受信状況又は否定応答に含まれる損失パケットの識別情報に応じて、伝送されるオリジナルデータに付加される冗長データの量を調整し、冗長データ量調整ステップで調整された冗長データの量に応じて、時間当たりに送信されるパケットの制限数を調整することを特徴とする。
【００１０】
冗長データ量調整手段が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるように冗長データ量を調整することができる。また、伝送速度制御手段が、調整される冗長データ量に応じてデータ伝送効率を維持するようにパケット送信速度を制御することができる。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を用い、グループを複数集めてシャッフリンググループを形成し、シャッフリンググループに含まれるパケットの配列を並び替え、伝送データの受信装置から、前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示し、否定応答受信ステップにおける否定応答の受信状況又は否定応答に含まれる損失パケットの識別情報に応じて、シャッフリングステップにおいて一つのシャッフリンググループに含まれるパケットの数を調整することを特徴とする。
【００１２】
シャッフリングスパン調整手段が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるようにシャッフリングスパン（一つのシャッフリンググループに含まれるパケットの数）を調整することができる。また、シャッフリングスパンの調整はデータ伝送効率を悪化させることなく行うことができる。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を用い、伝送データの受信装置から、前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示す否定応答を受信し、否定応答の受信状況又は否定応答に含まれる損失パケットの識別情報に応じて、パケットサイズを調整することを特徴とする。
【００１４】
パケットサイズ調整手段が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるようにパケットサイズを調整することができる。また、パケットサイズの調整はデータ伝送効率を悪化させることなく行うことができる。
【００１５】
本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、否定応答には、復号できない損失パケットの識別情報が含まれ、否定応答受信手段が所定時間内に同一の識別情報を含む否定応答を同一の中継装置を介して伝送データを受信する複数の受信装置から受信したときに、これらの受信装置に対してマルチキャスト方式でこの識別情報に対応するパケットが再送信されることが好適である。
【００１６】
伝送路の上流部で送信されるパケット数を減らすことによって更にデータ伝送効率を高めることができる。
【００１７】
本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、送信されるパケットを更に複数のサブパケットに分割し、複数のサブパケットをグループ化して冗長データを付加し、サブパケットの配列を並び替えることが好適である。
【００１８】
更に細分化されたサブパケットがシャッフリングされるので、バーストエラーに対する耐性が強くなる。
【００１９】
本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、多数チャンネルの番組データの同時送信に適用され、各チャンネルにおいて所定の送信順序に従って番組データを送信し、番組データの送信に使用されない余り帯域が生ずるときに、余り帯域を使用して送信中の番組データの送信速度を上げる又は未送信番組データの送信を開始することが好適である。これにより伝送路を無駄なく使用することができる。
【００２０】
本発明のデータ伝送方法は、前向き誤り訂正方法におけるグループが、伝送されるオリジナルデータを含む複数のデータパケットと、オリジナルデータに対する冗長データを含むパリティパケットとを含んで構成され、受信装置において、グループに属するすべてのデータパケットが受信されたときには、パリティパケットを用いた復号化計算が行われないことが好適である。
【００２１】
冗長データがデータパケットとは別のパリティパケットに含まれているので、データパケットの損失がないときにはデータパケットを整列するだけでオリジナルデータを復元することができる。これにより受信装置における計算処理量を軽減させることができる。
【００２２】
本発明のデータ伝送方法は、複数の受信装置がマスタークライアントとスレーブクライアントとに分けられ、マスタークライアントが伝送データの送信元及びスレーブクライアントに否定応答を送信し、スレーブクライアントが否定応答を受信しなかった場合にのみ否定応答を伝送データの送信元に送信することが好適である。伝送データの送信元に対し送信される否定応答の数を減らすことにより、下り伝送路における輻輳を防止することができる。
【００２３】
本発明のデータ伝送方法は、受信装置において、受信したデータが蓄積装置に蓄積されることが好適である。これによりデータ再生時におけるデータエラーを減少させることができる。
【００２４】
本発明のデータ伝送方法は、無線通信を介するデータ伝送に適用されることが好適である。無線通信では天候、大気密度分布などの影響により伝送路中のエラー状況が特に激しく変動する。そのため、伝送路における変動するエラー発生状況に対応できる本発明は、無線通信を介するデータ伝送に適用されるのが好適である。
【００２５】
本発明のデータ伝送方法は、受信装置が受信したデータを無線通信によって乗用車に搭載された蓄積装置に転送するデータ伝送システムに適用されることが好適である。これにより有線ケーブルをひくことができない乗用車にもブロードバンドのデータ伝送を提供することができる。
【００２６】
本発明のデータ伝送方法は、複数の階層のネットワークから成るデータ伝送に適用され、各階層のネットワークにおいて請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のデータ伝送方法が行われることが好適である。各階層で本発明のデータ伝送方法が行われるので、誤り制御の精度及び伝送効率が更に高まる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のデータ伝送方法を適用したＩＰマルチキャスト伝送システムＡの機能的構成図である。データ伝送装置１の格納部１２には複数のマルチメディアファイルが格納されており、特定多数の受信装置２にインターネットを介してマルチメディアファイルをマルチキャスト送信する。ＩＰマルチキャスト伝送システムＡでは、前向き誤り訂正方法（ＦＥＣ；Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を用いて受信装置２で誤り訂正が行われる。また、ＦＥＣを用いた誤り訂正が不可能なときは、受信装置２から送信されるＮＡＣＫ信号（否定応答）に基づき損失パケットの再送信がなされる。
【００２９】
データ伝送装置１は、機能的構成要素として、否定応答受信部１０２、パケット化部１０４、パケットサイズ調整部１０６、冗長データ付加部１０８、冗長データ量調整部１１０、シャッフリング部１１２、シャッフリングスパン調整部１１４、伝送速度制御部１１６、パケット送信部１１８及びエラー耐性化部１２０を備える。
【００３０】
否定応答受信部１０２は、受信装置２から送信されるＮＡＣＫ信号を受信する。パケット化部１０４は、格納部１２から配信中のメディアファイル（オリジナルデータ）を読み込みデータパケットを形成する。パケットサイズ調整部１０６は、ＮＡＣＫ信号の受信状態又はＮＡＣＫ信号に含まれる損失パケットの送信シーケンス番号に基づき、パケットのサイズを調整する。冗長データ付加部１０８は、複数のデータパケットを集めてＦＥＣグループを形成し、ＦＥＣグループに対応するパリティパケット（冗長データ）をオリジナルデータに付加する。冗長データ量調整部１１０は、ＮＡＣＫ信号の受信状態又はＮＡＣＫ信号に含まれる損失パケットの送信シーケンス番号に基づき、ＦＥＣグループに含まれるデータパケットの数を増減させることによりオリジナルデータに対する冗長データの量を調整する。シャッフリング部１１２は、複数のＦＥＣグループを集めてシャッフリンググループを形成し、シャッフリンググループに属するパケットをシャッフリング（配列の並び替え。すなわち送信順序の変更。）する。シャッフリングスパン調整部１１４は、シャッフリンググループを構成するＦＥＣグループの数、すなわちシャッフリンググループに属するパケットの数を増減させる。伝送速度制御部１１６は、ＮＡＣＫ信号の受信状態又はＮＡＣＫ信号に含まれる損失パケットの送信シーケンス番号に基づき、パケットの送信速度の制限値を調整する。パケット送信部１１８は、パケットサイズ調整部１０６、冗長データ量調整部１１０、シャッフリングスパン調整部１１４及び伝送速度制御部１１６により決定される送信パラメータに基づきパケットを送信する。また、パケット送信部１１８は、ＮＡＣＫ信号で再送信要求されたパケットをユニキャスト方式又はマルチキャスト方式で送信する。
【００３１】
エラー耐性化部１２０は、必要に応じて、データパケット及びパリティパケットを細分化したサブパケットを形成した上これらのサブパケットに対するサブパリティパケットを付加し、ＦＥＣグループ又はシャッフリンググループの中でサブパケット及びサブパリティパケットの配列を並び替える。この場合、更に細分化されたサブパケットがシャッフリングされるので、バーストエラーに対する耐性が強くなる。
【００３２】
図２は、ＩＰマルチキャスト伝送システムＡにおけるマルチメディアファイルの送受信手順を示すフローチャートである。図２を参照してＩＰマルチキャスト伝送システムＡにおけるマルチメディアファイルの送受信手順を説明する。
【００３３】
送信パラメータ決定ステップ（Ｓ２０２）で送信パラメータが決定されると（送信パラメータ決定ステップの詳細は後述する。）、パケット化部１０４が格納部１２から配信中のメディアファイルを読み込み、送信パラメータ決定ステップで決定されたパケットサイズに基づいて読み込んだデータをパケット化してデータパケットを形成する（Ｓ２０４）。
【００３４】
冗長データ付加部１０８が、送信パラメータ決定ステップで決定された数のデータパケットを集めてＦＥＣグループを形成し、ＦＥＣグループに対応するパリティパケットを形成してＦＥＣグループに付加する（Ｓ２０６）。図３Ａ、Ｂは、パリティパケットが形成される過程の説明図である。ここで、図３Ａ、Ｂを参照して、パリティパケット形成過程の概要を説明する。図３Ａに示すように、データパケット１（データシンボル：Ａ１、Ｂ１・・・Ｉ１）ないしデータパケット９（データシンボル：Ａ９、Ｂ９・・・Ｉ９）により構成されるＦＥＣグループがブロック化される。ブロック化されたＦＥＣグループの垂直方向及び水平方向に排他的論理和を計算することによりパリティ１（Ｘ１、Ｘ２・・・Ｘ３）及びパリティ２（Ｙ１、Ｙ２・・・Ｙ３）を得る。例えば、水平方向について、Ｘ１は次の論理式（１）により算出される。
Ｘ１＝Ａ１＋Ｂ１＋Ｃ１＋Ｄ１＋Ｅ１＋Ｆ１＋Ｇ１＋Ｈ１＋Ｉ１・・・（１）
ただし、＋は排他的論理和（ＸＯＲ）を表す。
また、垂直方向について、Ｙ１は次の論理式（２）により算出される。
Ｙ１＝Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋Ａ４＋Ａ５＋Ａ６＋Ａ７＋Ａ８＋Ａ９・・・（２）
ただし、＋は排他的論理和（ＸＯＲ）を表す。
図３Ｂに示すように、ブロックを分解することによりデータパケットとは独立したパリティパケット１、２を得る。
【００３５】
シャッフリング部１１２が、送信パラメータ決定ステップで決定された数のＦＥＣグループを集めてシャッフリンググループを形成し、シャッフリンググループに属するパケットの配列を並び替える（Ｓ２０８）。
【００３６】
パケット送信部１１８が、送信パラメータ決定ステップで決定されたパケット送信速度の制限値（時間当たりに送信されるパケット数の最大値）に基づき、送信シーケンス番号に従ってパケットをマルチキャスト送信する（Ｓ２１０）。具体的なパケット送信方法の例としては、伝送路に輻輳が生じていないことを確認しつつ初期送信速度から次第に送信速度を上げていき、制限値に達すると再び初期送信速度に戻す過程を繰り返す方法がある。なお、伝送路の輻輳を検出する方法としては、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）の計測をすることが考えられる。
【００３７】
受信装置２がパケットを受信すると（Ｓ２１２）、パケットの送信シーケンス番号から各シャッフリンググループにつき損失しているパケットがあるか確認する（Ｓ２１４）。パケット損失がない場合にはデシャッフリング及びデコードを行うことなくシャッフリンググループに属するデータパケットの整列をする（Ｓ２２２）。
【００３８】
パケット損失がある場合には、デシャッフリングをしてＦＥＣグループを再構成する（Ｓ２１６）。さらに、パケット損失があるＦＥＣグループについて送信されたデータパケット及びパリティパケットから損失パケットのデコード演算をし（Ｓ２１８）、損失パケットを復元できたか確認する（Ｓ２２０）。このデコード演算により損失パケットを復元することができたときにはパケットの整列をする（Ｓ２２２）。
【００３９】
ＦＥＣグループにおける損失パケットの数が多いためにデコード演算ができなかった場合には、受信装置２からデータ伝送装置１へＮＡＣＫ信号（損失パケットの再送信要求）が送信される（Ｓ２２４）。
【００４０】
図４は、損失パケットが再送信される過程の説明図である。図４を参照して、損失パケットが再送信される過程の概要を説明する。ただし、図４のＦＥＣでは１個のデータパケットを復号する冗長度のパリティが付加されているものとする。図４中のケース１では、データパケット５、６及びパリティパケット９が損失しているのでこれらの再送信を要求するＮＡＣＫ信号が返信される。これに応じて要求したすべてのパケットが再送信・受信されたので、デコード演算することなくパケットの整列がなされる。
【００４１】
なお、パケットの再送信は、同一の中継装置を介してデータを受信する複数の受信装置２から同一シーケンス番号のパケットの再送信要求を受けたときにはマルチキャスト方式でなされる。すなわち、当該中継装置に対し一個のパケットが再送信され、当該中継装置が再送信パケットを複製して各受信装置２に転送する。それ以外の場合にはユニキャスト方式で再送信される。このため、伝送路の上流部で送信されるパケット数を減らすことによってデータ伝送効率を高めることができる。
【００４２】
図４中のケース２では、データパケット５、６及びパリティパケット９が損失しているのでこれらの再送信を要求するＮＡＣＫ信号が返信される。これに応じてデータパケット６以外のパケットが再送信・受信されたので、デコード演算によりデータパケット６が復号される。
【００４３】
図４中のケース３では、データパケット５、６及びパリティパケット９が損失しているのでこれらの再送信を要求するＮＡＣＫ信号が返信される。これに応じてデータパケット５のみが再送信・受信された。パリティパケット９が再送信・受信されないので、残りのデータパケット６を復号することができなかった。そのため、データパケット６の受信・復号に失敗したことが送信元のデータに登録される。なお、失敗登録された場合ＶＯＤのメニュー生成時に当該プログラム（番組）を表示しないようにすることができる。また、すべてのクライアントの失敗情報が登録されるのでネットワーク的に距離の近いクライアントに転送させることもできる。
【００４４】
図５は、送信パラメータ決定ステップにおける処理手順を示すフローチャートである。図５を参照して送信パラメータ決定ステップにおける処理手順の詳細を説明する。
【００４５】
否定応答受信部１０２がＮＡＣＫ信号を受信し（Ｓ５０２）、ＮＡＣＫ信号の受信状態又はＮＡＣＫ信号に含まれる送信シーケンス番号からパケットの損失率及びバーストエラーの発生を探知する（Ｓ５０４）。例えば、時間当たりに特定の受信装置２からＮＡＣＫ信号を受信する頻度からパケット損失率を計測することができる。また、所定の間隔内でＮＡＣＫ信号が受信される時間長からバーストエラー（瞬断）時間を知ることができる。
【００４６】
さらに、送信シーケンス番号からバーストエラー時間を知ることができる。図６は、バーストエラーと送信シーケンス番号との関係を示す図である。Ｅｔｈｅｒｎｅｔの１フレーム（１５００ｂｙｔｅｓ＝１２，０００ｂｉｔｓ）分を１００Ｍｂｐｓの帯域で損失するときのバースト時間は１２０μｓｅｃ以下である。
１／（１００，０００，０００ｂｉｔｓ／ｓｅｃ）×１２，０００ｂｉｔｓ＝１２０μｓｅｃ
図６によると、送信シーケンス番号８の送信中に、伝送路中のクライアント番号１ないし１０の受信装置２に共通する基幹部でバケット損失が起きたことがわかる。これを断線時間に換算すると１２０μｓｅｃ以下であり、このパケット損失がランダムエラーによるものであることがわかる。
【００４７】
また、送信シーケンス番号１２〜２０の送信中に、伝送路中のクライアント番号２の受信装置２へ通じる枝部分において９６０μｓｅｃ超１１８０μｓｅｃ以下のバーストが発生したことがわかる。損失パケットを復号できなかった場合、クライアント番号２の受信装置２にユニキャスト方式でパケットが再送信される。
【００４８】
さらに、送信シーケンス番号２５〜３３の送信中に、伝送路中のクライアント番号１ないし１０の受信装置２に共通する基幹部で９６０μｓｅｃ超１１８０μｓｅｃ以下のバーストが発生したことがわかる。損失パケットを復号できなかった場合、クライアント番号１ないし１０の受信装置２にマルチキャスト方式でパケットが再送信される。
【００４９】
パケットサイズ調整部１０６は、Ｓ５０４で探知されたパケット損失率及びバーストエラーをカバーできるのに十分なパケットサイズを算出する（Ｓ５０６）。
【００５０】
冗長データ量調整部１１０は、Ｓ５０４で探知されたパケット損失率及びバーストエラーをカバーできるのに十分な冗長データ量を算出する（Ｓ５０８）。
【００５１】
シャッフリングスパン調整部１１４は、Ｓ５０４で探知されたパケット損失率及びバーストエラーをカバーできるのに十分なシャッフリングスパンを算出する（Ｓ５０８）。
【００５２】
伝送速度制御部１１６は、Ｓ５０８で決定された冗長データ量に基づき、伝送路に輻輳を生じさせないレベルのパケット送信速度の制限値を算出する（Ｓ５１２）。
【００５３】
図１に示すように、受信装置２がマスタークライアント２ｍとこれに従属するスレーブクライアント２ｓとにより構成される場合において、ＮＡＣＫ信号の送信方法として、マスタークライアント２ｍのみがＮＡＣＫ信号を送信し、スレーブクライアント２ｓはマスタークライアント２ｍからＮＡＣＫ信号を受信しなかったときに限り、メディアファイルを再生するときなど時間をずらしてＮＡＣＫ信号を送信することが考えられる。この方法によれば伝送装置１に対して送信されるＮＡＣＫ信号の量が少なくなるので上り伝送路における輻輳を防止することができる。
【００５４】
図７は、ＩＰマルチキャスト伝送システムＡにおいて障害発生箇所が特定される様子を示す概念図である。受信装置２からのＮＡＣＫ信号が戻ってこない場合、伝送障害の発生及び発生箇所を確認することができる。
【００５５】
次に、ＩＰマルチキャスト伝送システムＡの作用・効果を説明する。冗長データ量調整部１１０が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるように冗長データ量を調整することができる。また、伝送速度制御部１１６が、調整される冗長データ量に応じてデータ伝送効率を維持するようにパケット送信速度を制御することができる。
【００５６】
シャッフリングスパン調整部１１４が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるようにシャッフリングスパン（一つのシャッフリンググループに含まれるパケットの数）を調整することができる。また、シャッフリングスパンの調整はデータ伝送効率を悪化させることなく行うことができる。
【００５７】
パケットサイズ調整部１０６が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるようにパケットサイズを調整することができる。また、パケットサイズの調整はデータ伝送効率を悪化させることなく行うことができる。
【００５８】
また、本実施形態では、冗長データがデータパケットとは別のパリティパケットに含まれているので、データパケットの損失がないときにはデータパケットを整列するだけでオリジナルデータを復元することができる。これにより受信装置における計算処理量を軽減させることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
ＩＰマルチキャスト伝送システムＡを用いて多チャンネル番組を配信する実施形態（多チャンネル番組配信システムＢ）を説明する。なお、多チャンネル番組配信システムＢは、配信された番組が一旦受信側の蓄積装置に蓄積され、配信終了後に再生される蓄積型放送システムである。
【００６０】
図８は、多チャンネル番組配信システムＢにおける配信計画の例を示す図である。図９は、各時間帯におけるチャンネルごとの使用帯域を示す図である。図８に示すように、多チャンネル番組配信システムＢでは、カテゴリごとに複数のチャンネルが設けられ、各チャンネルの長さ、サイズ（データ量）、送信速度（ビットレート）、申請帯域、予測された配信時間（仮配信時間）、配信予定時間、送信優先順位（プライオリティ）などが予め設定される。
【００６１】
しかし、伝送路における輻輳、エラー発生状況により実際に要する配信時間が仮配信時間よりも短いことがある。そのようなときには、どのチャンネルにも使用されていない余りの帯域が生じる。この場合、パケット送信部１１８は、余った帯域を使用して優先順位の高い番組の送信速度を上げる、あるいは予測よりも早く配信が終わったチャンネルについて次番組を繰り上げて配信する。これにより伝送路を無駄なく使用することができる。図９では、優先順位の高いホームシアター用映画素材「ＨＤＴＶ」（２６）の送信速度が高められている。
【００６２】
（第３実施形態）
図１０は、本実施形態のデータ伝送プログラム４０の機能的構成図である。記録媒体４の記憶領域にデータ伝送プログラム４０が記録されている。データ伝送プログラム４０は、機能的構成要素として否定応答受信モジュール４０２、パケット化モジュール４０４、パケットサイズ調整モジュール４０６、冗長データ付加モジュール４０８、冗長データ量調整モジュール４１０、シャッフリングモジュール４１２、シャッフリングスパン調整モジュール４１４、伝送速度制御モジュール４１６、パケット送信モジュール４１８及びエラー耐性化モジュール４２０を備えており、コンピュータ６で実行されることにより第１及び２の実施形態における否定応答受信部１０２、パケット化部１０４、パケットサイズ調整部１０６、冗長データ付加部１０８、冗長データ量調整部１１０、シャッフリング部１１２、シャッフリングスパン調整部１１４、伝送速度制御部１１６、パケット送信部１１８及びエラー耐性化部１２０と同様に機能する。
【００６３】
（第４実施形態）
図１１は、ケーブルＴＶネットワークを用いた蓄積放送システムの概要図である。現在、電話線を用いたＡＤＳＬ「ｘＤＳＬ」、ＦＴＴＨ、ＣＡＴＶインターネットや光無線ＬＡＮなどの高速無線ＬＡＮを用いた家庭へのブロードバンド環境が出来てきている。これらの環境を用いて映画と同等のハイビジョンなどの高画質なストリーミングをオンデマンド形式にて実現しようとしても、ベストエフォット方式によるネットワークではネットワークの輻輳によりブロックノイズのような映像になってしまったり映像が途切れたりする現状がある。第１及び２の実施形態に示したような本発明のデータ伝送方法を蓄積放送システムに適用すると、予め配信サーバ側からクライアントのホームサーバやＳＴＢ（セットトップボックス）にエラーのない映像データを送ってハードディスクなどの記憶デバイスに蓄積しておきクライアントが生成したメニューを用いてＶＯＤ（ビデオオンデマンド）にて視聴することでブロックノイズの全くない高音質映像を視聴することが可能になる。
【００６４】
（第５実施形態）
図１２は、光無線通信システムを用いてケーブルテレビ局のエリアを拡張する実施形態の概念図であり、図１３は、そのブロック図である。例えば道路、川、線路を挟んだ場所において許認可の関係でケーブルがひけなくなっているところがあるが、無線通信を用いてケーブルをひけない場所にもケーブルテレビ局のエリアを拡張することができる。特に、現在のケーブル局は一般にケーブルＴＶインターネットといわれるＩＰ通信網を持っており、その最終段として光無線ＬＡＮのような高速無線通信システムを用いてＩＰ通信網を拡張することができる。
【００６５】
光無線通信システムでは、天候、大気密度分布の変化によるスポットダンシングなどの影響を受けて伝送路におけるエラー発生状況が激しく変動する。しかし、第１及び２の実施形態に示したような本発明のデータ伝送方法を適用することにより、データ伝送効率を維持しつつ激しく変動するエラー発生状況に応じた誤り制御を実現できる。
【００６６】
（第６実施形態）
図１４は、車載型情報端末を用いて音楽配信を実現する実施形態の概念図である。各家庭にはブロードバンド回線がひかれているが、更に光無線ＬＡＮシステムによってケーブルレスで車載型の蓄積型コンテンツプレーヤーまでコンテンツ配信される。
【００６７】
光無線通信システムでは、天候、大気密度分布の変化によるスポットダンシングなどの影響を受けて伝送路におけるエラー発生状況が激しく変動する。しかし、第１及び２の実施形態に示したような本発明のデータ伝送方法を適用することにより、データ伝送効率を維持しつつ高音質音楽データのみならずナビゲーションシステムで使用するためのデータや地域の交通情報をエラーなく配信することができる。
【００６８】
（第７実施形態）
上述したデータ伝送方法、特に伝送路のエラー状況に応じて送信パラメータを変更するデータ送信方法、パケット再送信を要求する受信装置の数に応じてマルチキャスト方式又はユニキャスト方式でパケットを再送信する方法は、複数階層ネットワークの各階層で行うと、データの伝送効率及び信頼性を更に高めることができる。
【００６９】
図１５は、本発明のデータ伝送方法をインターネットによる全世界の地域ＩＸサービスへ適用する実施形態の概念図である。インターネットコンテンツ配信ネットワークと、地域コンテンツ配信ネットワークの各階層において第１及び２の実施形態に示したような本発明のデータ伝送方法を適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、データの伝送効率を悪化させることなく、適確な誤り制御を可能にするデータ伝送方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態のデータ伝送方法を適用したＩＰマルチキャスト伝送システムＡの機能的構成図である。
【図２】図２は、ＩＰマルチキャスト伝送システムＡにおけるマルチメディアファイルの送受信手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、パリティパケットが形成される過程の説明図である。
【図４】図４は、損失パケットが再送信される過程の説明図である。
【図５】図５は、送信パラメータ決定ステップにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、バーストエラーと送信シーケンス番号との関係を示す図である。
【図７】図７は、ＩＰマルチキャスト伝送システムＡにおいて障害発生箇所が特定される様子を示す概念図である。
【図８】図８は、多チャンネル番組配信システムＢにおける配信計画の例を示す図である。
【図９】図９は、各時間帯におけるチャンネルごとの使用帯域を示す図である。
【図１０】図１０は、データ伝送プログラム４０の機能的構成図である。
【図１１】図１１は、ケーブルＴＶネットワークを用いた蓄積放送システムの概要図である。
【図１２】図１２は、光無線通信システムを用いてケーブルテレビ局のエリアを拡張する実施形態の概念図である。
【図１３】図１３は、光無線通信システムを用いてケーブルテレビ局のエリアを拡張する実施形態のブロック図である。
【図１４】図１４は、車載型情報端末を用いて音楽配信を実現する実施形態の概念図である。
【図１５】図１５は、本発明のデータ伝送方法をインターネットによる全世界の地域ＩＸサービスへ適用する実施形態の概念図である。
【符号の説明】
１・・・データ伝送装置、１２・・・格納部、１０２・・・否定応答受信部、１０４・・・パケット化部、１０６・・・パケットサイズ調整部、１０８・・・冗長データ付加部、１１０・・・冗長データ量調整部、１１２・・・シャッフリング部、１１４・・・シャッフリングスパン調整部、１１６・・・伝送速度制御部、１１８・・・パケット送信部、１２０・・・エラー耐性化部、２・・・受信装置、４・・・記録媒体、６・・・コンピュータ、４０・・・データ伝送プログラム、４０２・・・否定応答受信モジュール、４０４・・・パケット化モジュール、４０６・・・パケットサイズ調整モジュール、４０８・・・冗長データ付加モジュール、４１０・・・冗長データ量調整モジュール、４１２・・・シャッフリングモジュール、４１４・・・シャッフリングスパン調整モジュール、４１６・・・伝送速度制御モジュール、４１８・・・パケット送信モジュール、４２０・・・エラー耐性化モジュール。
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ストリーミングなどの高速データ通信において、データの伝送効率が良くかつ適確な誤り制御がなされたデータ通信方法が要求されている。かかる目的で開発された従来技術として、例えば特開２００２−３３０１１８号公報（特許文献１）に開示された技術がある。特許文献１には、受信計算機から返送された受信失敗ブロック情報に応じて次回以降のデータ送信におけるＦＥＣ符号化の冗長度を決定するデータ配信制御方法が開示されている。
【０００３】
また、信頼性マルチキャストを実装した製品としてＤｉｇｉｔａｌＦｏｕｎｔａｉｎ社のＤｉｇｉｔａｌＦｏｕｎｔａｉｎサーバ、ＮＴＴのＲＭＴＰｖ３などがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３０１１８号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２００１−３０８８９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＤｉｇｉｔａｌＦｏｕｎｔａｉｎ社のＤｉｇｉｔａｌＦｏｕｎｔａｉｎサーバ、ＮＴＴのＲＭＴＰｖ３には、エラー率の変動に対応することなくデータを送信するので伝送効率が悪くなるという問題点がある。
【０００７】
また、特許文献１のデータ配信制御方法には、冗長度を高めた場合に伝送路に輻輳を発生させかえって伝送効率を悪化させるおそれがあるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、データの伝送効率を悪化させることなく、適確な誤り制御を可能にするデータ伝送方法等を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を用い、伝送データの受信装置から、前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示し、否定応答受信ステップにおける否定応答の受信状況又は否定応答に含まれる損失パケットの識別情報に応じて、伝送されるオリジナルデータに付加される冗長データの量を調整し、冗長データ量調整ステップで調整された冗長データの量に応じて、時間当たりに送信されるパケットの制限数を調整することを特徴とする。
【００１０】
冗長データ量調整手段が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるように冗長データ量を調整することができる。また、伝送速度制御手段が、調整される冗長データ量に応じてデータ伝送効率を維持するようにパケット送信速度を制御することができる。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を用い、グループを複数集めてシャッフリンググループを形成し、シャッフリンググループに含まれるパケットの配列を並び替え、伝送データの受信装置から、前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示し、否定応答受信ステップにおける否定応答の受信状況又は否定応答に含まれる損失パケットの識別情報に応じて、シャッフリングステップにおいて一つのシャッフリンググループに含まれるパケットの数を調整することを特徴とする。
【００１２】
シャッフリングスパン調整手段が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるようにシャッフリングスパン（一つのシャッフリンググループに含まれるパケットの数）を調整することができる。また、シャッフリングスパンの調整はデータ伝送効率を悪化させることなく行うことができる。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を用い、伝送データの受信装置から、前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示す否定応答を受信し、否定応答の受信状況又は否定応答に含まれる損失パケットの識別情報に応じて、パケットサイズを調整することを特徴とする。
【００１４】
パケットサイズ調整手段が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるようにパケットサイズを調整することができる。また、パケットサイズの調整はデータ伝送効率を悪化させることなく行うことができる。
【００１５】
本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、否定応答には、復号できない損失パケットの識別情報が含まれ、否定応答受信手段が所定時間内に同一の識別情報を含む否定応答を同一の中継装置を介して伝送データを受信する複数の受信装置から受信したときに、これらの受信装置に対してマルチキャスト方式でこの識別情報に対応するパケットが再送信されることが好適である。
【００１６】
伝送路の上流部で送信されるパケット数を減らすことによって更にデータ伝送効率を高めることができる。
【００１７】
本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、送信されるパケットを更に複数のサブパケットに分割し、複数のサブパケットをグループ化して冗長データを付加し、サブパケットの配列を並び替えることが好適である。
【００１８】
更に細分化されたサブパケットがシャッフリングされるので、バーストエラーに対する耐性が強くなる。
【００１９】
本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置は、多数チャンネルの番組データの同時送信に適用され、各チャンネルにおいて所定の送信順序に従って番組データを送信し、番組データの送信に使用されない余り帯域が生ずるときに、余り帯域を使用して送信中の番組データの送信速度を上げる又は未送信番組データの送信を開始することが好適である。これにより伝送路を無駄なく使用することができる。
【００２０】
本発明のデータ伝送方法は、前向き誤り訂正方法におけるグループが、伝送されるオリジナルデータを含む複数のデータパケットと、オリジナルデータに対する冗長データを含むパリティパケットとを含んで構成され、受信装置において、グループに属するすべてのデータパケットが受信されたときには、パリティパケットを用いた復号化計算が行われないことが好適である。
【００２１】
冗長データがデータパケットとは別のパリティパケットに含まれているので、データパケットの損失がないときにはデータパケットを整列するだけでオリジナルデータを復元することができる。これにより受信装置における計算処理量を軽減させることができる。
【００２２】
本発明のデータ伝送方法は、複数の受信装置がマスタークライアントとスレーブクライアントとに分けられ、マスタークライアントが伝送データの送信元及びスレーブクライアントに否定応答を送信し、スレーブクライアントが否定応答を受信しなかった場合にのみ否定応答を伝送データの送信元に送信することが好適である。伝送データの送信元に対し送信される否定応答の数を減らすことにより、下り伝送路における輻輳を防止することができる。
【００２３】
本発明のデータ伝送方法は、受信装置において、受信したデータが蓄積装置に蓄積されることが好適である。これによりデータ再生時におけるデータエラーを減少させることができる。
【００２４】
本発明のデータ伝送方法は、無線通信を介するデータ伝送に適用されることが好適である。無線通信では天候、大気密度分布などの影響により伝送路中のエラー状況が特に激しく変動する。そのため、伝送路における変動するエラー発生状況に対応できる本発明は、無線通信を介するデータ伝送に適用されるのが好適である。
【００２５】
本発明のデータ伝送方法は、受信装置が受信したデータを無線通信によって乗用車に搭載された蓄積装置に転送するデータ伝送システムに適用されることが好適である。これにより有線ケーブルをひくことができない乗用車にもブロードバンドのデータ伝送を提供することができる。
【００２６】
本発明のデータ伝送方法は、複数の階層のネットワークから成るデータ伝送に適用され、各階層のネットワークにおいて請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のデータ伝送方法が行われることが好適である。各階層で本発明のデータ伝送方法が行われるので、誤り制御の精度及び伝送効率が更に高まる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明のデータ伝送方法、データ伝送プログラム及びデータ伝送装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のデータ伝送方法を適用したＩＰマルチキャスト伝送システムＡの機能的構成図である。データ伝送装置１の格納部１２には複数のマルチメディアファイルが格納されており、特定多数の受信装置２にインターネットを介してマルチメディアファイルをマルチキャスト送信する。ＩＰマルチキャスト伝送システムＡでは、前向き誤り訂正方法（ＦＥＣ；Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を用いて受信装置２で誤り訂正が行われる。また、ＦＥＣを用いた誤り訂正が不可能なときは、受信装置２から送信されるＮＡＣＫ信号（否定応答）に基づき損失パケットの再送信がなされる。
【００２９】
データ伝送装置１は、機能的構成要素として、否定応答受信部１０２、パケット化部１０４、パケットサイズ調整部１０６、冗長データ付加部１０８、冗長データ量調整部１１０、シャッフリング部１１２、シャッフリングスパン調整部１１４、伝送速度制御部１１６、パケット送信部１１８及びエラー耐性化部１２０を備える。
【００３０】
否定応答受信部１０２は、受信装置２から送信されるＮＡＣＫ信号を受信する。パケット化部１０４は、格納部１２から配信中のメディアファイル（オリジナルデータ）を読み込みデータパケットを形成する。パケットサイズ調整部１０６は、ＮＡＣＫ信号の受信状態又はＮＡＣＫ信号に含まれる損失パケットの送信シーケンス番号に基づき、パケットのサイズを調整する。冗長データ付加部１０８は、複数のデータパケットを集めてＦＥＣグループを形成し、ＦＥＣグループに対応するパリティパケット（冗長データ）をオリジナルデータに付加する。冗長データ量調整部１１０は、ＮＡＣＫ信号の受信状態又はＮＡＣＫ信号に含まれる損失パケットの送信シーケンス番号に基づき、ＦＥＣグループに含まれるデータパケットの数を増減させることによりオリジナルデータに対する冗長データの量を調整する。シャッフリング部１１２は、複数のＦＥＣグループを集めてシャッフリンググループを形成し、シャッフリンググループに属するパケットをシャッフリング（配列の並び替え。すなわち送信順序の変更。）する。シャッフリングスパン調整部１１４は、シャッフリンググループを構成するＦＥＣグループの数、すなわちシャッフリンググループに属するパケットの数を増減させる。伝送速度制御部１１６は、ＮＡＣＫ信号の受信状態又はＮＡＣＫ信号に含まれる損失パケットの送信シーケンス番号に基づき、パケットの送信速度の制限値を調整する。パケット送信部１１８は、パケットサイズ調整部１０６、冗長データ量調整部１１０、シャッフリングスパン調整部１１４及び伝送速度制御部１１６により決定される送信パラメータに基づきパケットを送信する。また、パケット送信部１１８は、ＮＡＣＫ信号で再送信要求されたパケットをユニキャスト方式又はマルチキャスト方式で送信する。
【００３１】
エラー耐性化部１２０は、必要に応じて、データパケット及びパリティパケットを細分化したサブパケットを形成した上これらのサブパケットに対するサブパリティパケットを付加し、ＦＥＣグループ又はシャッフリンググループの中でサブパケット及びサブパリティパケットの配列を並び替える。この場合、更に細分化されたサブパケットがシャッフリングされるので、バーストエラーに対する耐性が強くなる。
【００３２】
図２は、ＩＰマルチキャスト伝送システムＡにおけるマルチメディアファイルの送受信手順を示すフローチャートである。図２を参照してＩＰマルチキャスト伝送システムＡにおけるマルチメディアファイルの送受信手順を説明する。
【００３３】
送信パラメータ決定ステップ（Ｓ２０２）で送信パラメータが決定されると（送信パラメータ決定ステップの詳細は後述する。）、パケット化部１０４が格納部１２から配信中のメディアファイルを読み込み、送信パラメータ決定ステップで決定されたパケットサイズに基づいて読み込んだデータをパケット化してデータパケットを形成する（Ｓ２０４）。
【００３４】
冗長データ付加部１０８が、送信パラメータ決定ステップで決定された数のデータパケットを集めてＦＥＣグループを形成し、ＦＥＣグループに対応するパリティパケットを形成してＦＥＣグループに付加する（Ｓ２０６）。図３Ａ、Ｂは、パリティパケットが形成される過程の説明図である。ここで、図３Ａ、Ｂを参照して、パリティパケット形成過程の概要を説明する。図３Ａに示すように、データパケット１（データシンボル：Ａ１、Ｂ１・・・Ｉ１）ないしデータパケット９（データシンボル：Ａ９、Ｂ９・・・Ｉ９）により構成されるＦＥＣグループがブロック化される。ブロック化されたＦＥＣグループの垂直方向及び水平方向に排他的論理和を計算することによりパリティ１（Ｘ１、Ｘ２・・・Ｘ３）及びパリティ２（Ｙ１、Ｙ２・・・Ｙ３）を得る。例えば、水平方向について、Ｘ１は次の論理式（１）により算出される。
Ｘ１＝Ａ１＋Ｂ１＋Ｃ１＋Ｄ１＋Ｅ１＋Ｆ１＋Ｇ１＋Ｈ１＋Ｉ１・・・（１）
ただし、＋は排他的論理和（ＸＯＲ）を表す。
また、垂直方向について、Ｙ１は次の論理式（２）により算出される。
Ｙ１＝Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋Ａ４＋Ａ５＋Ａ６＋Ａ７＋Ａ８＋Ａ９・・・（２）
ただし、＋は排他的論理和（ＸＯＲ）を表す。
図３Ｂに示すように、ブロックを分解することによりデータパケットとは独立したパリティパケット１、２を得る。
【００３５】
シャッフリング部１１２が、送信パラメータ決定ステップで決定された数のＦＥＣグループを集めてシャッフリンググループを形成し、シャッフリンググループに属するパケットの配列を並び替える（Ｓ２０８）。
【００３６】
パケット送信部１１８が、送信パラメータ決定ステップで決定されたパケット送信速度の制限値（時間当たりに送信されるパケット数の最大値）に基づき、送信シーケンス番号に従ってパケットをマルチキャスト送信する（Ｓ２１０）。具体的なパケット送信方法の例としては、伝送路に輻輳が生じていないことを確認しつつ初期送信速度から次第に送信速度を上げていき、制限値に達すると再び初期送信速度に戻す過程を繰り返す方法がある。なお、伝送路の輻輳を検出する方法としては、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）の計測をすることが考えられる。
【００３７】
受信装置２がパケットを受信すると（Ｓ２１２）、パケットの送信シーケンス番号から各シャッフリンググループにつき損失しているパケットがあるか確認する（Ｓ２１４）。パケット損失がない場合にはデシャッフリング及びデコードを行うことなくシャッフリンググループに属するデータパケットの整列をする（Ｓ２２２）。
【００３８】
パケット損失がある場合には、デシャッフリングをしてＦＥＣグループを再構成する（Ｓ２１６）。さらに、パケット損失があるＦＥＣグループについて送信されたデータパケット及びパリティパケットから損失パケットのデコード演算をし（Ｓ２１８）、損失パケットを復元できたか確認する（Ｓ２２０）。このデコード演算により損失パケットを復元することができたときにはパケットの整列をする（Ｓ２２２）。
【００３９】
ＦＥＣグループにおける損失パケットの数が多いためにデコード演算ができなかった場合には、受信装置２からデータ伝送装置１へＮＡＣＫ信号（損失パケットの再送信要求）が送信される（Ｓ２２４）。
【００４０】
図４は、損失パケットが再送信される過程の説明図である。図４を参照して、損失パケットが再送信される過程の概要を説明する。ただし、図４のＦＥＣでは１個のデータパケットを復号する冗長度のパリティが付加されているものとする。図４中のケース１では、データパケット５、６及びパリティパケット９が損失しているのでこれらの再送信を要求するＮＡＣＫ信号が返信される。これに応じて要求したすべてのパケットが再送信・受信されたので、デコード演算することなくパケットの整列がなされる。
【００４１】
なお、パケットの再送信は、同一の中継装置を介してデータを受信する複数の受信装置２から同一シーケンス番号のパケットの再送信要求を受けたときにはマルチキャスト方式でなされる。すなわち、当該中継装置に対し一個のパケットが再送信され、当該中継装置が再送信パケットを複製して各受信装置２に転送する。それ以外の場合にはユニキャスト方式で再送信される。このため、伝送路の上流部で送信されるパケット数を減らすことによってデータ伝送効率を高めることができる。
【００４２】
図４中のケース２では、データパケット５、６及びパリティパケット９が損失しているのでこれらの再送信を要求するＮＡＣＫ信号が返信される。これに応じてデータパケット６以外のパケットが再送信・受信されたので、デコード演算によりデータパケット６が復号される。
【００４３】
図４中のケース３では、データパケット５、６及びパリティパケット９が損失しているのでこれらの再送信を要求するＮＡＣＫ信号が返信される。これに応じてデータパケット５のみが再送信・受信された。パリティパケット９が再送信・受信されないので、残りのデータパケット６を復号することができなかった。そのため、データパケット６の受信・復号に失敗したことが送信元のデータに登録される。なお、失敗登録された場合ＶＯＤのメニュー生成時に当該プログラム（番組）を表示しないようにすることができる。また、すべてのクライアントの失敗情報が登録されるのでネットワーク的に距離の近いクライアントに転送させることもできる。
【００４４】
図５は、送信パラメータ決定ステップにおける処理手順を示すフローチャートである。図５を参照して送信パラメータ決定ステップにおける処理手順の詳細を説明する。
【００４５】
否定応答受信部１０２がＮＡＣＫ信号を受信し（Ｓ５０２）、ＮＡＣＫ信号の受信状態又はＮＡＣＫ信号に含まれる送信シーケンス番号からパケットの損失率及びバーストエラーの発生を探知する（Ｓ５０４）。例えば、時間当たりに特定の受信装置２からＮＡＣＫ信号を受信する頻度からパケット損失率を計測することができる。また、所定の間隔内でＮＡＣＫ信号が受信される時間長からバーストエラー（瞬断）時間を知ることができる。
【００４６】
さらに、送信シーケンス番号からバーストエラー時間を知ることができる。図６は、バーストエラーと送信シーケンス番号との関係を示す図である。Ｅｔｈｅｒｎｅｔの１フレーム（１５００ｂｙｔｅｓ＝１２，０００ｂｉｔｓ）分を１００Ｍｂｐｓの帯域で損失するときのバースト時間は１２０μｓｅｃ以下である。
１／（１００，０００，０００ｂｉｔｓ／ｓｅｃ）×１２，０００ｂｉｔｓ＝１２０μｓｅｃ
図６によると、送信シーケンス番号８の送信中に、伝送路中のクライアント番号１ないし１０の受信装置２に共通する基幹部でバケット損失が起きたことがわかる。これを断線時間に換算すると１２０μｓｅｃ以下であり、このパケット損失がランダムエラーによるものであることがわかる。
【００４７】
また、送信シーケンス番号１２〜２０の送信中に、伝送路中のクライアント番号２の受信装置２へ通じる枝部分において９６０μｓｅｃ超１１８０μｓｅｃ以下のバーストが発生したことがわかる。損失パケットを復号できなかった場合、クライアント番号２の受信装置２にユニキャスト方式でパケットが再送信される。
【００４８】
さらに、送信シーケンス番号２５〜３３の送信中に、伝送路中のクライアント番号１ないし１０の受信装置２に共通する基幹部で９６０μｓｅｃ超１１８０μｓｅｃ以下のバーストが発生したことがわかる。損失パケットを復号できなかった場合、クライアント番号１ないし１０の受信装置２にマルチキャスト方式でパケットが再送信される。
【００４９】
パケットサイズ調整部１０６は、Ｓ５０４で探知されたパケット損失率及びバーストエラーをカバーできるのに十分なパケットサイズを算出する（Ｓ５０６）。
【００５０】
冗長データ量調整部１１０は、Ｓ５０４で探知されたパケット損失率及びバーストエラーをカバーできるのに十分な冗長データ量を算出する（Ｓ５０８）。
【００５１】
シャッフリングスパン調整部１１４は、Ｓ５０４で探知されたパケット損失率及びバーストエラーをカバーできるのに十分なシャッフリングスパンを算出する（Ｓ５０８）。
【００５２】
伝送速度制御部１１６は、Ｓ５０８で決定された冗長データ量に基づき、伝送路に輻輳を生じさせないレベルのパケット送信速度の制限値を算出する（Ｓ５１２）。
【００５３】
図１に示すように、受信装置２がマスタークライアント２ｍとこれに従属するスレーブクライアント２ｓとにより構成される場合において、ＮＡＣＫ信号の送信方法として、マスタークライアント２ｍのみがＮＡＣＫ信号を送信し、スレーブクライアント２ｓはマスタークライアント２ｍからＮＡＣＫ信号を受信しなかったときに限り、メディアファイルを再生するときなど時間をずらしてＮＡＣＫ信号を送信することが考えられる。この方法によれば伝送装置１に対して送信されるＮＡＣＫ信号の量が少なくなるので上り伝送路における輻輳を防止することができる。
【００５４】
図７は、ＩＰマルチキャスト伝送システムＡにおいて障害発生箇所が特定される様子を示す概念図である。受信装置２からのＮＡＣＫ信号が戻ってこない場合、伝送障害の発生及び発生箇所を確認することができる。
【００５５】
次に、ＩＰマルチキャスト伝送システムＡの作用・効果を説明する。冗長データ量調整部１１０が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるように冗長データ量を調整することができる。また、伝送速度制御部１１６が、調整される冗長データ量に応じてデータ伝送効率を維持するようにパケット送信速度を制御することができる。
【００５６】
シャッフリングスパン調整部１１４が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるようにシャッフリングスパン（一つのシャッフリンググループに含まれるパケットの数）を調整することができる。また、シャッフリングスパンの調整はデータ伝送効率を悪化させることなく行うことができる。
【００５７】
パケットサイズ調整部１０６が、伝送路における変動するエラー発生状況に応じて適確な誤り制御を可能ならしめるようにパケットサイズを調整することができる。また、パケットサイズの調整はデータ伝送効率を悪化させることなく行うことができる。
【００５８】
また、本実施形態では、冗長データがデータパケットとは別のパリティパケットに含まれているので、データパケットの損失がないときにはデータパケットを整列するだけでオリジナルデータを復元することができる。これにより受信装置における計算処理量を軽減させることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
ＩＰマルチキャスト伝送システムＡを用いて多チャンネル番組を配信する実施形態（多チャンネル番組配信システムＢ）を説明する。なお、多チャンネル番組配信システムＢは、配信された番組が一旦受信側の蓄積装置に蓄積され、配信終了後に再生される蓄積型放送システムである。
【００６０】
図８は、多チャンネル番組配信システムＢにおける配信計画の例を示す図である。図９は、各時間帯におけるチャンネルごとの使用帯域を示す図である。図８に示すように、多チャンネル番組配信システムＢでは、カテゴリごとに複数のチャンネルが設けられ、各チャンネルの長さ、サイズ（データ量）、送信速度（ビットレート）、申請帯域、予測された配信時間（仮配信時間）、配信予定時間、送信優先順位（プライオリティ）などが予め設定される。
【００６１】
しかし、伝送路における輻輳、エラー発生状況により実際に要する配信時間が仮配信時間よりも短いことがある。そのようなときには、どのチャンネルにも使用されていない余りの帯域が生じる。この場合、パケット送信部１１８は、余った帯域を使用して優先順位の高い番組の送信速度を上げる、あるいは予測よりも早く配信が終わったチャンネルについて次番組を繰り上げて配信する。これにより伝送路を無駄なく使用することができる。図９では、優先順位の高いホームシアター用映画素材「ＨＤＴＶ」（２６）の送信速度が高められている。
【００６２】
（第３実施形態）
図１０は、本実施形態のデータ伝送プログラム４０の機能的構成図である。記録媒体４の記憶領域にデータ伝送プログラム４０が記録されている。データ伝送プログラム４０は、機能的構成要素として否定応答受信モジュール４０２、パケット化モジュール４０４、パケットサイズ調整モジュール４０６、冗長データ付加モジュール４０８、冗長データ量調整モジュール４１０、シャッフリングモジュール４１２、シャッフリングスパン調整モジュール４１４、伝送速度制御モジュール４１６、パケット送信モジュール４１８及びエラー耐性化モジュール４２０を備えており、コンピュータ６で実行されることにより第１及び２の実施形態における否定応答受信部１０２、パケット化部１０４、パケットサイズ調整部１０６、冗長データ付加部１０８、冗長データ量調整部１１０、シャッフリング部１１２、シャッフリングスパン調整部１１４、伝送速度制御部１１６、パケット送信部１１８及びエラー耐性化部１２０と同様に機能する。
【００６３】
（第４実施形態）
図１１は、ケーブルＴＶネットワークを用いた蓄積放送システムの概要図である。現在、電話線を用いたＡＤＳＬ「ｘＤＳＬ」、ＦＴＴＨ、ＣＡＴＶインターネットや光無線ＬＡＮなどの高速無線ＬＡＮを用いた家庭へのブロードバンド環境が出来てきている。これらの環境を用いて映画と同等のハイビジョンなどの高画質なストリーミングをオンデマンド形式にて実現しようとしても、ベストエフォット方式によるネットワークではネットワークの輻輳によりブロックノイズのような映像になってしまったり映像が途切れたりする現状がある。第１及び２の実施形態に示したような本発明のデータ伝送方法を蓄積放送システムに適用すると、予め配信サーバ側からクライアントのホームサーバやＳＴＢ（セットトップボックス）にエラーのない映像データを送ってハードディスクなどの記憶デバイスに蓄積しておきクライアントが生成したメニューを用いてＶＯＤ（ビデオオンデマンド）にて視聴することでブロックノイズの全くない高音質映像を視聴することが可能になる。
【００６４】
（第５実施形態）
図１２は、光無線通信システムを用いてケーブルテレビ局のエリアを拡張する実施形態の概念図であり、図１３は、そのブロック図である。例えば道路、川、線路を挟んだ場所において許認可の関係でケーブルがひけなくなっているところがあるが、無線通信を用いてケーブルをひけない場所にもケーブルテレビ局のエリアを拡張することができる。特に、現在のケーブル局は一般にケーブルＴＶインターネットといわれるＩＰ通信網を持っており、その最終段として光無線ＬＡＮのような高速無線通信システムを用いてＩＰ通信網を拡張することができる。
【００６５】
光無線通信システムでは、天候、大気密度分布の変化によるスポットダンシングなどの影響を受けて伝送路におけるエラー発生状況が激しく変動する。しかし、第１及び２の実施形態に示したような本発明のデータ伝送方法を適用することにより、データ伝送効率を維持しつつ激しく変動するエラー発生状況に応じた誤り制御を実現できる。
【００６６】
（第６実施形態）
図１４は、車載型情報端末を用いて音楽配信を実現する実施形態の概念図である。各家庭にはブロードバンド回線がひかれているが、更に光無線ＬＡＮシステムによってケーブルレスで車載型の蓄積型コンテンツプレーヤーまでコンテンツ配信される。
【００６７】
光無線通信システムでは、天候、大気密度分布の変化によるスポットダンシングなどの影響を受けて伝送路におけるエラー発生状況が激しく変動する。しかし、第１及び２の実施形態に示したような本発明のデータ伝送方法を適用することにより、データ伝送効率を維持しつつ高音質音楽データのみならずナビゲーションシステムで使用するためのデータや地域の交通情報をエラーなく配信することができる。
【００６８】
（第７実施形態）
上述したデータ伝送方法、特に伝送路のエラー状況に応じて送信パラメータを変更するデータ送信方法、パケット再送信を要求する受信装置の数に応じてマルチキャスト方式又はユニキャスト方式でパケットを再送信する方法は、複数階層ネットワークの各階層で行うと、データの伝送効率及び信頼性を更に高めることができる。
【００６９】
図１５は、本発明のデータ伝送方法をインターネットによる全世界の地域ＩＸサービスへ適用する実施形態の概念図である。インターネットコンテンツ配信ネットワークと、地域コンテンツ配信ネットワークの各階層において第１及び２の実施形態に示したような本発明のデータ伝送方法を適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、データの伝送効率を悪化させることなく、適確な誤り制御を可能にするデータ伝送方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態のデータ伝送方法を適用したＩＰマルチキャスト伝送システムＡの機能的構成図である。
【図２】図２は、ＩＰマルチキャスト伝送システムＡにおけるマルチメディアファイルの送受信手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、パリティパケットが形成される過程の説明図である。
【図４】図４は、損失パケットが再送信される過程の説明図である。
【図５】図５は、送信パラメータ決定ステップにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、バーストエラーと送信シーケンス番号との関係を示す図である。
【図７】図７は、ＩＰマルチキャスト伝送システムＡにおいて障害発生箇所が特定される様子を示す概念図である。
【図８】図８は、多チャンネル番組配信システムＢにおける配信計画の例を示す図である。
【図９】図９は、各時間帯におけるチャンネルごとの使用帯域を示す図である。
【図１０】図１０は、データ伝送プログラム４０の機能的構成図である。
【図１１】図１１は、ケーブルＴＶネットワークを用いた蓄積放送システムの概要図である。
【図１２】図１２は、光無線通信システムを用いてケーブルテレビ局のエリアを拡張する実施形態の概念図である。
【図１３】図１３は、光無線通信システムを用いてケーブルテレビ局のエリアを拡張する実施形態のブロック図である。
【図１４】図１４は、車載型情報端末を用いて音楽配信を実現する実施形態の概念図である。
【図１５】図１５は、本発明のデータ伝送方法をインターネットによる全世界の地域ＩＸサービスへ適用する実施形態の概念図である。
【符号の説明】
１・・・データ伝送装置、１２・・・格納部、１０２・・・否定応答受信部、１０４・・・パケット化部、１０６・・・パケットサイズ調整部、１０８・・・冗長データ付加部、１１０・・・冗長データ量調整部、１１２・・・シャッフリング部、１１４・・・シャッフリングスパン調整部、１１６・・・伝送速度制御部、１１８・・・パケット送信部、１２０・・・エラー耐性化部、２・・・受信装置、４・・・記録媒体、６・・・コンピュータ、４０・・・データ伝送プログラム、４０２・・・否定応答受信モジュール、４０４・・・パケット化モジュール、４０６・・・パケットサイズ調整モジュール、４０８・・・冗長データ付加モジュール、４１０・・・冗長データ量調整モジュール、４１２・・・シャッフリングモジュール、４１４・・・シャッフリングスパン調整モジュール、４１６・・・伝送速度制御モジュール、４１８・・・パケット送信モジュール、４２０・・・エラー耐性化モジュール。
Claims (19)
- 複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を用いたデータ伝送方法であって、
伝送データの受信装置から、前記前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示す否定応答を受信する否定応答受信ステップと、
前記否定応答受信ステップにおける前記否定応答の受信状況又は前記否定応答に含まれる前記損失パケットの識別情報に応じて、伝送されるオリジナルデータに付加される冗長データの量を調整する冗長データ量調整ステップと、
前記冗長データ量調整ステップで調整された冗長データの量に応じて、時間当たりに送信されるパケットの制限数を調整する伝送速度制御ステップとを含むことを特徴とするデータ伝送方法。 - 複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を用いたデータ伝送方法であって、
前記グループを複数集めてシャッフリンググループを形成し、前記シャッフリンググループに含まれるパケットの配列を並び替えるシャッフリングステップと、
伝送データの受信装置から、前記前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示す否定応答を受信する否定応答受信ステップと、
前記否定応答受信ステップにおける前記否定応答の受信状況又は前記否定応答に含まれる前記損失パケットの識別情報に応じて、前記シャッフリングステップにおいて一つのシャッフリンググループに含まれるパケットの数を調整するシャッフリングスパン調整ステップとを含むことを特徴とするデータ伝送方法。 - 複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を用いたデータ伝送方法であって、
伝送データの受信装置から、前記前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示す否定応答を受信する否定応答受信ステップと、
前記否定応答受信ステップにおける前記否定応答の受信状況又は前記否定応答に含まれる前記損失パケットの識別情報に応じて、パケットサイズを調整するパケットサイズ調整ステップとを含むことを特徴とするデータ伝送方法。 - 前記否定応答には、復号できない損失パケットの識別情報が含まれ、
前記否定応答受信手段が所定時間内に同一の識別情報を含む前記否定応答を同一の中継装置を介して伝送データを受信する複数の受信装置から受信したときに、これらの受信装置に対してマルチキャスト方式でこの識別情報に対応するパケットが再送信される
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデータ伝送方法。 - 送信されるパケットを更に複数のサブパケットに分割し、複数の前記サブパケットをグループ化して冗長データを付加し、前記サブパケットの配列を並び替えるエラー耐性化ステップを更に含むことを特徴とする請求項２に記載のデータ伝送方法。
- 多数チャンネルの番組データの同時送信に適用され、
各チャンネルにおいて所定の送信順序に従って番組データを送信し、番組データの送信に使用されない余り帯域が生ずるときに、前記余り帯域を使用して送信中の番組データの送信速度を上げる又は未送信番組データの送信を開始する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデータ伝送方法。 - 前向き誤り訂正方法における前記グループが、伝送されるオリジナルデータを含む複数のデータパケットと、前記オリジナルデータに対する冗長データを含むパリティパケットとを含んで構成され、
受信装置において、前記グループに属するすべてのデータパケットが受信されたときには、前記パリティパケットを用いた復号化計算が行われないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデータ伝送方法。 - 複数の前記受信装置がマスタークライアントとスレーブクライアントとに分けられ、
前記マスタークライアントが伝送データの送信元及び前記スレーブクライアントに否定応答を送信し、
前記スレーブクライアントが前記否定応答を受信しなかった場合にのみ否定応答を伝送データの送信元に送信する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデータ伝送方法。 - 前記受信装置において、受信したデータが蓄積装置に蓄積されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデータ伝送方法。
- 無線通信を介するデータ伝送に適用される
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデータ伝送方法。 - 前記受信装置が受信したデータを無線通信によって乗用車に搭載された蓄積装置に転送するデータ伝送システムに適用されることを特徴とする請求項９に記載のデータ伝送方法。
- 複数の階層のネットワークから成るデータ伝送に適用され、
各階層のネットワークにおいて請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のデータ伝送方法が行われることを特徴とするデータ伝送方法。 - 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のデータ伝送方法をコンピュータに実行させることを特徴とするデータ伝送プログラム。
- 複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を実行するデータ伝送装置であって、
伝送データの受信装置から、前記前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示す否定応答を受信する否定応答受信手段と、
前記否定応答受信手段による前記否定応答の受信状況又は前記否定応答に含まれる前記損失パケットの識別情報に応じて、伝送されるオリジナルデータに付加される冗長データの量を調整する冗長データ量調整手段と、
前記冗長データ量調整手段により調整された冗長データの量に応じて、時間当たりに送信されるパケットの制限数を調整する伝送速度制御手段とを含むことを特徴とするデータ伝送装置。 - 複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を実行するデータ伝送装置であって、
前記グループを複数集めてシャッフリンググループを形成し、前記シャッフリンググループに含まれるパケットの配列を並び替えるシャッフリング手段と、
伝送データの受信装置から、前記前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示す否定応答を受信する否定応答受信手段と、
前記否定応答受信手段による前記否定応答の受信状況又は前記否定応答に含まれる前記損失パケットの識別情報に応じて、一つのシャッフリンググループに含まれるパケットの数を調整するシャッフリングスパン調整手段とを含むことを特徴とするデータ伝送装置。 - 複数のパケットをグループ化し、このグループに対応する冗長データからグループ内のデータの誤り訂正をする前向き誤り訂正方法を実行するデータ伝送装置であって、
伝送データの受信装置から、前記前向き誤り訂正方法によっても復号できない損失パケットがあることを示す否定応答を受信する否定応答受信手段と、
前記否定応答受信手段による前記否定応答の受信状況又は前記否定応答に含まれる前記損失パケットの識別情報に応じて、パケットサイズを調整するパケットサイズ調整手段とを含むことを特徴とするデータ伝送装置。 - 前記否定応答には、復号できない損失パケットの識別情報が含まれ、前記否定応答受信手段が所定時間内に同一の識別情報を含む前記否定応答を同一の中継装置を介して伝送データを受信する複数の受信装置から受信したときに、これらの受信装置に対してマルチキャスト方式でこの識別情報に対応するパケットを再送信することを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載のデータ伝送装置。
- 送信されるパケットを更に複数のサブパケットに分割し、複数の前記サブパケットをグループ化して冗長データを付加し、前記サブパケットの配列を並び替えるエラー耐性化手段を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載のデータ伝送装置。
- 多数チャンネルの番組データの同時送信に適用され、
パケット送信手段が、各チャンネルにおいて所定の送信順序に従って番組データを送信し、番組データの送信に使用されない余り帯域が生ずるときに、前記余り帯域を使用して送信中の番組データの送信速度を上げる又は未送信番組データの送信を開始することを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載のデータ伝送装置。
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