JP4393041B2

JP4393041B2 - Base station, mobile station and content distribution system

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Publication number: JP4393041B2
Application number: JP2002221658A
Authority: JP
Inventors: 茂孝野口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: JP2004064533A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムを構成する基地局、移動局及びコンテンツ伝送システムに関するものであり、特に画像、音声、文書、インターネット上のウエブ（Ｗｅｂ）等のデータを伝送する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、５ＧＨｚ帯を使用した免許不要の小電力無線通信システムが複数提案、規格化され、実際にＩＥＥＥ８０２．１１ａやＡＲＩＢ（電波産業会）のＨｉ−ＳＷＡＮ規格等を使用した無線通信システムが開発されている。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａあるいはＨｉ−ＳＷＡＮ規格においては、１６値ＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎｓ）や６４値ＱＡＭ等の変調方式により変調した高速なデータ信号を、低速で狭帯域なデータ信号に変換し、周波数軸上で並列に伝送するＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重）方式が用いられている。このような、１６値ＱＡＭや６４値ＱＡＭのような多値変調方式は、ＢＰＳＫ（ＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）やＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）等の変調方式と比較して、より狭い帯域で、高速なデータ伝送が可能であるために、大容量のデータ伝送や画像伝送に適している。
【０００４】
このような画像やデータを伝送する小電力無線通信システムとしては、図１１に示すような基地局１００と移動局１０１，１０２，１０３から構成されるＴＤＭＡ集中制御方式を用いた通信システムが挙げられる。
【０００５】
図１２は、基地局１００と移動局１０１，１０２，１０３との無線通信に使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。通信データの構造は、ある一定時間毎に区切られたフレームを基本構成としており、１つのフレーム１１１は、基地局１００が送受信に使用する伝送チャネルや送受信タイミングを移動局１０１，１０２，１０３に報知するための情報を含んだ制御情報フェイズ１１２と、基地局１００から移動局１０１〜１０３にデータを送信するためのダウンリンクフェイズ１１３と、移動局１０１〜１０３から基地局１００にデータを送信するためのアップリンクフェイズ１１４に分割されている。さらに制御情報フェイズ１１２は、フレームの同期等の情報を得るためのプリアンブル１１５とフレーム内での送受信用の時間領域と周波数チャネルの情報を含むデータペイロード（１１６−１から１１６−Ｎ）から構成されている。
【０００６】
この方式では、基地局１００が移動局１０１，１０２，１０３に対して、制御情報フェイズ１１２で、同期や変調方式等の通信制御に必要な情報を送信し、移動局は制御情報を受信して、自己の通信時間帯等の通信制御に関する情報を取得して、データの送受信を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記のＨｉ−ＳＷＡＮシステムのような方式においては、制御情報１１２は、受信状態の余り良くない環境下でも確実に受信できることが求められているので、通常ＢＰＳＫ変調のようなＱＡＭ変調と比較してノイズに強い方式で伝送する。また、データの送受信を行うダウンリンクフェイズ１１３とアップリンクフェイズ１１４は、移動局との通信環境に応じて変調方式（伝送速度）が決められていることが多い。この従来の通信環境に応じて変調方式を決定する方法は、１対１で通信を行う分散制御方式の場合には、効率的に通信ができる。しかしながら、集中制御方式のように基地局が複数の移動局と通信を行う方式においては、ダウンリンクフェイズ１１３とアップリンクフェイズ１１４の変調方式は、どうしても電波状態の一番悪い移動局に合わせる必要がある。電波状態は各移動局により異なることが普通であるので、どうしても全ての移動局に対して効率良くデータの送受信を行うことはできない。
【０００８】
また、基地局から端末への距離に応じて変調方式を変えて、周波数利用効率を上げる方法として、特開平５−１３００８２号公報の例がある。この方法は、どの端末に対しても一定の情報転送速度を提供するために、情報転送速度に応じて、スロット割り当ての割合を変化させるものである。つまり、遠くにあり情報転送速度の遅い端末には、スロット割り当ての頻度を高くし、近くにあり情報転送速度の速い端末には、スロット割り当ての頻度を低くし、一定の情報転送速度を確保している。
【０００９】
しかしながら、特開平５−１３００８２号公報の方式では、デジタル自動車電話のようなＴＤＭＡ通信を想定したものであり、前述したＨｉ−ＳＷＡＮシステムのような１つのフレームをダウンリンクフェイズとアップリンクフェイズに分離して通信を行うＴＤＭＡ集中制御方式の無線通信システムには、そのまま適用することはできない。
【００１０】
従って、本発明の目的は、１つの伝送チャネルを各時間領域に分解し、１時間領域には１移動局を割り当てる方式のままで、通信距離の異なる同時に複数の移動局に対して画像や音声等を含むコンテンツを効率的に伝送可能な基地局、移動局及びコンテンツ配信システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の基地局は、フレーム単位で、少なくとも１つの移動局にコンテンツを送信する基地局であって、該基地局と通信を要求している前記移動局との通信状態及び前記コンテンツの種類に応じて、コンテンツを送信する伝送速度をリアルタイム伝送を維持できるように該移動局に対して割り当てるコンテンツ割り当て手段と、前記移動局に対して、前記割り当てたコンテンツの伝送速度及び前記移動局への対処方法を示すメッセージと、前記コンテンツのリアルタイム伝送が維持できない場合にはコンテンツの配信を中止したことを示す情報とを含む制御情報を送信する制御情報送信手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の基地局は、前記伝送速度の割り当ては、前記移動局が正常に受信できる最大速度の変調方式を割り当てることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の基地局は、更に、前記コンテンツの伝送速度に基づいて、前記基地局と通信を要求している個々の移動局に対して、コンテンツを送信する時間領域を割り当てる時間領域割り当て手段を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の基地局は、前記時間領域の割り当ては、前記フレーム内において、前記基地局がコンテンツを送信する移動局全てに対して、コンテンツ容量が一定になるように個々の時間領域の長さを割り当てることを特徴とする。
【００１５】
前記時間領域の割り当ては、前記コンテンツの種類に応じて、伝送速度が一定である個々の時間領域の長さを割り当てることを特徴とする。
【００１６】
また、前記基地局に配信を要求しているコンテンツが重複している場合には、前記重複したコンテンツを要求している移動局に対する時間領域を１つに纏めて送信することを特徴とする。
前記基地局に配信を要求している複数の移動局の通信状態が異なるときは、前記伝送速度の割り当ては、伝送速度の小さい移動局に合わせることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の基地局は、前記移動局に対するコンテンツの割り当ては、既にコンテンツの送信を開始している移動局に対して優先的に割り当て、新規にコンテンツの送信を要求している移動局に対しては、前記フレーム中に更にコンテンツを送信可能な時間領域の長さがあれば、コンテンツを割り当て、前記フレーム中に、更にコンテンツを送信可能な時間領域の長さが残っていなければ、コンテンツを割り当てずに、コンテンツの送信を拒否することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、前記基地局に対応した移動局であって、前記基地局に前記コンテンツ伝送要求信号を送信するコンテンツ要求信号送信手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の移動局は、前記基地局から送信される前記制御情報を受信して、自己に割り当てられた伝送速度の情報、自己の対処方法を示すメッセージ、基地局がコンテンツの配信を中止したことを示す情報及びコンテンツを受信する時間領域の情報と取得する制御情報受信手段と、前記自己に割り当てられた時間領域を受信して、自己の要望するコンテンツを取得するコンテンツ受信手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、画像、音声、文書等に関するコンテンツを取得するためのコンテンツ取得手段と、取得したコンテンツを配信するコンテンツ配信手段とを備えた配信局と、前記基地局と、前記移動局から構成され、前記基地局は、前記配信局からのコンテンツの配信を受けて前記移動局にコンテンツを伝送することを特徴とするコンテンツ伝送システムである。
【００２１】
本発明において、画像や音声等を含むコンテンツを無線で送信する基地局は、移動局からの"コンテンツの伝送を要求する"コンテンツ伝送要求信号を受信して、該基地局と通信を要求している前記移動局との通信状態に応じて、該移動局が受信可能な最大の伝送速度と、その伝送速度に応じてコンテンツを伝送する時間領域とを該移動局各々に対して割り当てる。
【００２２】
前記基地局は、割り当てたコンテンツの伝送速度とセグメントの長さとを含む制御情報を前記移動局に対して送信し、前記移動局は、前記制御情報を受信して、自己に割り当てられたコンテンツが送信される時間領域とコンテンツの伝送速度の情報を取得する。前記基地局は、前記割り当てたコンテンツの時間領域とンテンツの伝送速度に基づいてコンテンツを送信し、前記移動局は、自己に割り当てられたコンテンツを取得する。
【００２３】
つまり、基地局は、１フレーム内のコンテンツを送信する時間領域全体（コンテンツ送信領域）を、コンテンツの送信を行う移動局の電波状態に応じて割り振ることにより、送信を行う移動局に対してほぼ等しい容量のコンテンツを送信できる。
【００２４】
更に、前記コンテンツ送信領域の長さを、前記移動局の電波状態と数に応じて可変することにより、電波資源を有効に活用できる。
更に、前記フレームの長さを、前記移動局においてコンテンツのリアルタイム再生が可能な時間に制限することにより、映像や音声等のコンテンツに対して同時伝達性を損なわずに配信することができる。
【００２５】
以上の方法により、１つの伝送チャネルを各セグメントに分解し、各セグメントには１移動局を割り当てる方式のままで、通信距離が異なる複数の移動局に対して、ほぼ同時に画像や音声等を含む同容量のコンテンツを伝送可能な基地局と移動局及びコンテンツ配信システムを提供できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して、詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明のコンテンツ配信システムの構成の一例を示した図である。
本発明のデータ伝送システムは、データを配信する配信局２０と、配信局２０に有線または無線で接続される基地局１０、基地局１６及び基地局１７と、基地局１０と共に無線通信システム１を構成する移動局１１、移動局１２、移動局１３、移動局１４及び移動局１５から構成されている。
【００２８】
無線通信システム１は、基地局１０と５つの移動局１１〜１５で構成されるＴＤＭＡ（時分割多元接続方式）集中制御方式の無線通信システムである。つまり、基地局１０が、前記移動局１１，１２，１３，１４，１５の送受信タイミングや使用する周波数チャネルの制御を集中して行っている。
また、無線通信システム１は、上述した５．１６ＧＨｚから５．２４ＧＨｚ帯の周波数を使用し、周波数間隔２０ＭＨｚで４つの伝送チャネルの使用が可能な無線通信システムである。
【００２９】
さらに、基地局１０と基地局１６は有線で、基地局１７は無線で配信局２０に接続されている。配信局２０は、画像、音声、文書等のデータを加工あるいは保存して、各基地局にデータを配信する機能を有しており、入出力装置２１、制御装置２２、記憶装置２３から構成されている。入出力装置２１は、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、ＴＶ放送、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａＤｉｓｋ）等の映像メディアからの入力と、各基地局との出力に対するインターフェイス機能を具備している。制御装置２２は、入出力装置から入力されるデータを必要に応じて圧縮等の加工を行う等のデータ処理機能と、配信局内の各装置を制御する機能を具備し、記憶装置２３は、入力されるデータを保存する機能を具備している。
【００３０】
図２は、本発明のコンテンツ配信システムを構成する基地局の構成の一例を示したブロック図である。
基地局は、送受信用アンテナ２９ａ、無線通信装置３０ａ、画像処理装置５０ａ、入出力インターフェイス装置５１ａ、データ処理装置５４ａ、システム制御装置５５ａにより構成されている。
【００３１】
次に、基地局がデータ送信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。前記配信局から配信された画像あるいは音声等のデータは、入出力インターフェイス装置５１ａに入力される。放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ａに入力され、画像処理装置５０ａは必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を行う。また、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ａに入力され、データ処理装置５４ａは必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理を行う。画像処理装置５０ａあるいはデータ処理装置５４ａで処理されたデータは、無線通信装置３０ａで変調されて、送受信用アンテナ２９ａにより無線信号として送信される。
【００３２】
次に、基地局がデータ受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。
送受信用アンテナ２９ａから入力された無線信号は、無線通信装置３０ａで復調され、放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ａに入力され、一方、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ａに入力される。画像処理装置５０ａに入力されたデータは、必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を施され、一方、データ処理装置５４ａに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理が施される。その後、画像処理あるいはデータ処理が施されたデータ信号は、必要に応じて入出力インターフェイス装置５１ａを経由して、前記配信局に送られる。
また、システム制御装置５５ａは、個々の機能ブロックに対する制御と、データフローの監視等の基地局全体に対するシステム的な制御の役割を担っている。
【００３３】
図３は、本発明のコンテンツ配信システムを構成する移動局の構成の一例を示したブロック図である。
移動局は、送受信用アンテナ２９ｂ、無線通信装置３０ｂ、画像処理装置５０ｂ、入出力インターフェイス装置５１ｂ、表示装置５２ｂ、入力装置５３ｂ、データ処理装置５４ｂ、システム制御装置５５ｂにより構成されている。
但し、図３の例に示す移動局は、送信装置と受信装置を備えているので、基地局とのアップリンクのデータ通信あるいはネゴシエーションが可能な構成となっているが、画像や音声等のデータを受信するだけであれば、送信装置は必ずしも必要ではない。
【００３４】
次に、移動局がデータ送信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。キーボードやタッチパネル等の入力装置５３ｂあるいは映像メディア等から入力された画像あるいは制御情報等のデータは、入出力インターフェイス装置５１ｂに入力される。放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ｂに入力され、画像処理装置５０ｂは必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を行う。また、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ｂに入力され、データ処理装置５４ｂは必要に応じてデータの形式変換等のデータ処理を行う。画像処理装置５０ｂあるいはデータ処理装置５４ｂで処理されたデータは、無線通信装置３０ｂで変調されて、送受信用アンテナ２９ｂにより無線信号として送信される。
【００３５】
次に、移動局がデータ受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。
送受信用アンテナ２９ｂから入力された無線信号は、無線通信装置３０ｂで復調され、放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ｂに入力され、一方、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ｂに入力される。画像処理装置５０ｂに入力されたデータは、必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を施され、一方、データ処理装置５４ｂに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理が施される。その後、画像処理あるいはデータ処理が施されたデータ信号は、必要に応じて入出力インターフェイス装置５１ｂを経由して、外部の記憶メディアに送られるか、あるいは液晶ディスプレイ等の表示装置５２に表示される。
【００３６】
図４は、本発明の無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
基地局１０，１６，１７に備えられた無線通信装置３０ａと移動局１１，１２，１３，１４，１５に備えられた無線通信装置３０ｂのブロック構成は、図４に示す通りであり、両者は同じ構造をしている。但し、基地局と移動局の送受信制御方法の違いにより、通信制御部３１の一部の機能が異なっている。基地局と移動局との制御に関する機能の違いとは、主として、基地局１０，１６，１７のみが伝送チャネルの割り当て機能とチャネル内の時間領域の割り当て機能とこれらを報知する機能とを具備している点である。
【００３７】
次に、基地局あるいは移動局の前記機能ブロックの動作について説明する。
送受信用アンテナ２９から入力した受信信号は、アンテナ共用器３２で受信側の経路が選択され、ＲＦ／ＩＦ受信器３３により、前記受信信号の増幅と中間周波数（ＩＦ）帯への周波数変換が行われる。中間周波数（例えば中心周波数２０ＭＨｚ）に変換された前記受信信号は、Ａ／Ｄ変換器３５によりアナログ形式からデジタル形式の信号に変換後に、復調器３６で受信信号が復調され、外部とのインターフェイス等の機能を有するバス制御部３８を経由して、データ（Ｄａｔａ）として前記データ処理装置等に送られる。
【００３８】
また、復調器３６は、受信データの誤り率を計測する機能を具備しており、受信信号のＢＥＲ（ビットエラーレート：ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）やＰＥＲ（パケットエラーレート：ＰａｃｋｅｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）等が計測できる。
【００３９】
更に、ＲＦ／ＩＦ受信器３３からは、信号強度を検出するための、信号強度検出器３４に受信信号の一部が伝送され、信号強度が検出される。検出された信号強度のデータは、通信制御部３１に送られて、ＲＦ／ＩＦ受信器３３の損失等の補正が行われ、アンテナ端（送受信用アンテナ２９）で、受信した信号強度が判別される。
【００４０】
また、前記データ処理装置等から出力されたデータ（Ｄａｔａ）は、バス制御部３８を経由して、制御情報の付加と無線通信に使用する送信信号の形式（パケット形式等）への変換が変調器３９で行われる。後述される各セグメントでの伝送速度の変更は、通信制御部３１からの指令を受けて、変調器３９が自身の変調方式を変更することによりなされる。
【００４１】
次に、前記送信信号はＤ／Ａ変換器４０により、デジタル形式からアナログ形式の信号に変換され、ＲＦ／ＩＦ送信器４１で、前記送信信号の増幅と高周波（ＲＦ）信号への周波数変換が行われ、アンテナ共用器３２を経由して、送受信用アンテナ２９から空中線に信号が送信される。
【００４２】
通信制御部３１は、基地局あるいは移動局全体のシステムを制御する機能を有するとともに、周波数チャネルの認識、あるいは各セグメントの伝送速度や長さの割り当て（基地局のみ）等の通信制御機能と各部への電源供給の制御機能も有している。
【００４３】
尚、図３の説明で述べたように、送信装置を必要としない移動局は、アンテナ共用器３２、ＲＦ／ＩＦ送信器４１、Ｄ／Ａ変換器４０、変調器３９を取り除くことが可能となる。
【００４４】
図５は、本発明のコンテンツ配信システムを構成する基地局と移動局間の無線通信に使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。
本発明の通信データの構造は、ある一定時間毎に区切られたフレーム（７１−１から７１−３）を基本構成としており、１つのフレーム７１−１は、基地局が送受信に使用する周波数チャネルや送受信タイミングを移動局に報知するための情報を含んだ制御情報フェイズ７２と、基地局からＭ個の移動局にコンテンツ（データ）を送信するためのＭ個のセグメント（７３−１から７３−Ｍ）と、移動局から基地局にデータを送信するためのアップリンクフェイズ７４に分割されている。さらに制御情報フェイズ７２は、フレームの同期等の情報を得るためのプリアンブル７５とフレーム内での送受信用の時間領域と周波数チャネルの情報を含むデータペイロード（７６−１から７６−Ｍ）から構成されている。尚、フレーム内の制御情報フェイズ７２、ダウンリンクフェイズ７３及びアップリンクフェイズ７４の時間領域は、データ通信容量等に合わせて適宜変更可能である。
【００４５】
図６は、基地局と移動局間の無線通信方法について、主に基地局に着目した場合の流れ図を示している。
この図６に従い、本発明のコンテンツ配信システムを構成する基地局と移動局との通信方法について説明する。但し、コンテンツの伝送は、Ｎ番目のフレーム伝送するものとする。
【００４６】
ステップＳ１１では、（Ｎ−１）番目のフレームのアップリンクフェイズにおいて、基地局１０は、各移動局１１〜１５からのコンテンツ伝送要求信号を受信して、移動局１１〜１５が所望しているコンテンツの種類あるいは移動局の受信状態等の情報を受け取る。移動局の基地局１０からの信号に対する受信状態は、（Ｎ−１）番目のフレームの制御情報７２の受信レベルを信号強度検出器３４で検出するか、あるいは復調した受信信号のＢＥＲ等の計測をすることにより認識することができる。
【００４７】
次のステップＳ１２では、基地局１０は送信されたコンテンツ伝送要求信号から移動局１１〜１５の受信状態を認識するとともに、基地局自身の受信状態も、移動局１１〜１５からのコンテンツ伝送要求信号の受信レベルを信号強度検出器３４で検出するか、あるいは復調した受信信号のＢＥＲ等を計測することにより得られる。この得られた基地局１０と移動局１１〜１５との間の受信状態に応じて、移動局１１〜１５が正常に受信可能な最大伝送レートの認識処理を行う。
【００４８】
次のステップＳ１３では、基地局は、認識したコンテンツの最大伝送レートに基づいて、全ての移動局１１〜１５に対するコンテンツの容量が一定になるように、コンテンツを伝送する時間領域（セグメント）と伝送レートの割り当てを行う。つまり、伝送速度が大きいセグメントの領域は狭く、伝送速度の小さいセグメントの領域は広くする。
【００４９】
次のステップＳ１４では、基地局１０は、移動局１１〜１５にコンテンツを伝送するセグメントの全体の領域が、画像や音声等のコンテンツをリアルタイムに伝送するのが可能な大きさかどうかを判断する。セグメントの大きさが、リアルタイムに伝送できる大きさであれば、コンテンツの伝送速度と時間領域は、そのままで良いので、ステップＳ１７に進む。セグメントの大きさが、大きくなり過ぎてリアルタイムに伝送ができない大きさであれば、ステップＳ１５で、移動局の優先度に従い、コンテンツの伝送速度と時間領域の再割当てを行う。この優先度で再割当を行う方法とは、例えば、既にコンテンツの配信を行っている移動局に高い優先度をもたせ、新規に配信を要求している移動局に対しては低い優先度を与える方法や、あるいは有料のコンテンツを配信している移動局の優先度を高くする方法がある。次のステップＳ１６においては、優先度が低い移動局に対して"コンテンツを送信できない旨"を制御情報に載せて伝送するための処理を行う。
【００５０】
次のステップＳ１７にて、基地局１０は各移動局１１〜１５に対して割り当てたコンテンツの伝送速度の情報と時間領域の情報とを含む制御情報を前記移動局１１〜１５に対して送信し、ステップＳ１８にて、基地局１０は各移動局１１〜１５に対して割り当てた伝送速度と時間領域に従ってコンテンツを送信する。更に、ステップＳ１９に進み、コンテンツの配信を継続する場合には、ステップＳ１１のコンテンツ伝送要求信号の受信処理に戻る。
以上の方法により、基地局１０が各移動局１１〜１５に対してコンテンツを伝送することが可能となる。
【００５１】
次に、図７から図１０を参照して、本発明の実施の形態によるコンテンツ配信システムの具体的な動作例について、説明する。適宜、図１から図６までも参照する。
図７は、本発明に係わる移動局が１個の場合のコンテンツ配信方法の実施例を示した図であり、図８は、移動局が２個の場合のコンテンツ配信方法の実施例を示した図であり、図９は、移動局が３個の場合のコンテンツ配信方法の実施例を示した図であり、図１０は、移動局が４個の場合のコンテンツ配信方法の実施例を示した図である。
【００５２】
この実施例では、図１で示すようなコンテンツ配信システムの構成を用いて、５．１６ＧＨｚから５．２４ＧＨｚ帯の１チャネル（帯域２０ＭＨｚ）を使って、基地局１０から各移動局にＯＦＤＭ方式を使用してコンテンツの伝送を行っている。フレーム内の制御情報（図７では領域８０）の伝送速度（変調度）はあらかじめ規定されており、制御情報を送信する領域では、符号化率ｒ＝１／２のＢＰＳＫ変調（最大伝送速度３Ｍｂｐｓ）で送信し、制御情報がより遠方にまで届くようにする。
【００５３】
コンテンツを伝送するダウンリンクフェイズ（図７では領域８１）と移動局から各種の信号を基地局に伝送するアップリンクフェイズ（図７では領域８２）では、基地局と移動局との電波状態に応じて伝送速度を適宜変更して送信している。
【００５４】
図７において、基地局１０は、移動局１１のみにコンテンツの伝送を行っている状態であり、基地局１０と移動局１１は、近距離に位置しており、最大の伝送符号化率ｒ＝３／４の１６ＱＡＭ変調（最大伝送速度３６Ｍｂｐｓ）で送信が可能である。
【００５５】
この状態では、コンテンツの伝送に使用するセグメント数は１であり、コンテンツの送信に係わるセグメントは伝送領域８１のみとなり、これは最短のフレーム長となる。そのため、１フレームの長さを短くすることができるので、コンテンツの配信の誤りを低下させることができるので、コンテンツ配信の効率化に効果がある。
【００５６】
次に、図８において、移動局１１は、基地局１０とは近距離に位置しており、符号化率ｒ＝３／４の１６ＱＡＭ変調（最大伝送速度３６Ｍｂｐｓ）での送信が可能であるが、移動局１２は、基地局１０とは、中距離に位置しており、符号化率ｒ＝３／４のＱＰＳＫ変調（最大伝送速度１８Ｍｂｐｓ）での送信が限界である。
【００５７】
この状態では、コンテンツの伝送に使用するセグメント数は２であり、コンテンツの送信に係わるセグメントは伝送領域８４と伝送領域８５となる。伝送領域８４は、移動局１１へのコンテンツの配信に係わるものであるから、伝送速度は３６Ｍｂｐｓで送信し、伝送領域８５は、移動局１２へのコンテンツの配信に係わるものであるから、伝送速度は１８Ｍｂｐｓで送信する。伝送領域８４，８５の長さは、伝送速度に応じて設定されるので、伝送領域８４の長さは、伝送領域８５の長さの２分の１となる。また、この状態の１フレームの長さはリアルタイムにコンテンツを送信できる長さの範囲内であるので、このまま２つの移動局１１，１２に対してリアルタイム性を維持しながら、同一の容量のコンテンツを配信することが可能となる。
【００５８】
次に、図９において、移動局１１は、基地局１０とは近距離に位置しており、符号化率ｒ＝３／４の１６ＱＡＭ変調（最大伝送速度３６Ｍｂｐｓ）での送信が可能である。移動局１２は、基地局１０とは、中距離に位置しており、符号化率ｒ＝３／４のＱＰＳＫ変調（最大伝送速度１８Ｍｂｐｓ）での送信が限界である。移動局１３は、基地局１０とは、遠距離に位置しており、符号化率ｒ＝３／４のＢＰＳＫ変調（最大伝送速度９Ｍｂｐｓ）での送信が限界である。
【００５９】
この図９に示す例では、端末局１０にコンテンツの配信を要求する移動局が多いために、コンテンツの質（例えば画像の詳細度）をそのまま維持しようとすると、少数の移動局にしかコンテンツを配信することができなくなってしまう。そのため、コンテンツの配信容量を図８の例の２分の１にする（例えば画像の詳細度を半分にする）ことにより、多数の移動局にコンテンツを配信することが可能となる。
【００６０】
次に、図１０において、移動局１１は、基地局１０とは近距離に位置しており、符号化率ｒ＝３／４の１６ＱＡＭ変調（最大伝送速度３６Ｍｂｐｓ）での送信が可能である。移動局１２，１３は、基地局１０とは、中距離に位置しており、符号化率ｒ＝３／４のＱＰＳＫ変調（最大伝送速度１８Ｍｂｐｓ）での送信が限界でなる。このように３つの移動局１１，１２，１３が既にコンテンツの配信を受けている状態において、移動局１４は、基地局から中距離に位置した状態でコンテンツの配信を基地局１０に要求しているとする。
【００６１】
基地局１０は、中距離に位置しているので、符号化率ｒ＝３／４のＱＰＳＫ変調（最大伝送速度１８Ｍｂｐｓ）での送信が限界であるので、伝送領域９６−１に示す長さがコンテンツの伝送には必要である。しかし、コンテンツのリアルタイム伝送を行うには、このままではフレーム長が長くなり過ぎてしまう。このために、初期の位置では、移動局１４には"コンテンツの配信を行うことができない"ことを、基地局１０が、制御情報に載せて送信し、移動局１４には、コンテンツの配信を行わない。その際に、基地局１０は、"基地局に近づきなさい"というメッセージも同時に制御情報に載せて、移動局１４に送信することにより、移動局１４に対して、対処方法を示すこともできる。
【００６２】
その後、移動局１４が基地局１０に近づいて、移動局１４が最大伝送速度３６Ｍｂｐｓのコンテンツを受信可能な位置に移動した場合には、コンテンツを送信する領域は９６−２になり、コンテンツのリアルタイムの伝送が可能になるので、基地局１０は、移動局１４に、コンテンツの配信を行うことができる。
【００６３】
このように、既存の各移動局に最低限のコンテンツ伝送領域を割り振った後に、残りのコンテンツ伝送領域において、新規の移動局に対して最低限のコンテンツの詳細度が確保できない場合には、新規に参入しようとする移動局に対してコンテンツの送信を拒否することにより、各移動局へのコンテンツ伝送に対して必要最低限のコンテンツ容量を確保することが可能になる。
【００６４】
更に、コンテンツのリアルタイムでの伝送を維持するためには、ある程度の伝送容量が必要であるが、コンテンツの内容によって最低の伝送容量は異なるので、コンテンツの配信内容に応じた伝送容量を設定することが好ましい。
例えば、音声のみの番組や文字放送の番組では、もともとのコンテンツ容量が少ないので、コンテンツを配信するセグメントの長さを短くしてもリアルタイム性を維持することができるが、スポーツ番組等の動画像を扱う番組では、もともとのコンテンツ容量が多いので、セグメントの長さを余り短くすることはできない。
【００６５】
このように、コンテンツの内容に応じて伝送容量を設定することにより、音声のみの番組のように余り伝送容量を必要としないコンテンツを送信するセグメントについては割り当てるセグメントの長さを短くすることができるので、伝送効率の向上が期待でき、更に多数の移動局に対してコンテンツを配信可能となる。
【００６６】
更に、移動局が要求しているコンテンツが重複している場合には、個々にセグメントを確保せずに、移動局に伝送するセグメントを１つに纏めて送信しても良い。この場合のコンテンツの伝送速度は、受信状態の悪い方（例えば基地局との距離の遠い方）の移動局に合わせる。このことにより、セグメントの長さを短くすることができるので、伝送効率の向上に効果がある。
【００６７】
上述した本発明の実施の形態の例では、セグメントの伝送速度と長さを同時に変更しているが、少なくとも一方の変更でも良い。
【００６８】
【発明の効果】
以上、前述したように、１つの伝送チャネルを各セグメント（時間領域）に分解し、１セグメントには１移動局を割り当てる方式のままで、通信状態の異なる同時に複数の移動局に対して画像や音声等を含むコンテンツを効率的に伝送可能な基地局と移動局及びコンテンツ配信システムの提供が可能となる。
【００６９】
更に、基地局は、コンテンツの種類（画像、音声、文字情報等）に応じて、１フレーム内で送信する個々のコンテンツの伝送容量を最低限度まで減少させることにより、より多くの移動局にコンテンツの配信を行うことができる。
【００７０】
更に、基地局は、最大伝送速度に基づくことに加えて、コンテンツの種類（画像、音声、文字情報等）に応じて、個々のセグメント長の割り当てを変化させることにより、より効率的にコンテンツの配信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンテンツ配信システムの構成の一例を示した図である。
【図２】本発明のコンテンツ配信システムを構成する基地局の構成の一例を示したブロック図である。
【図３】本発明のコンテンツ配信システムを構成する移動局の構成の一例を示したブロック図である。
【図４】本発明の無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
【図５】本発明のコンテンツ配信システムを構成する基地局と移動局間の無線通信に使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。
【図６】本発明のコンテンツ配信システムを構成する無線通信システム内の基地局と移動局との伝送方法の一例を示した図である。
【図７】本発明に係わる移動局が１個の場合のコンテンツ配信システムの例を示した図である。
【図８】本発明に係わる移動局が２個の場合のコンテンツ配信システムの例を示した図である。
【図９】本発明に係わる移動局が３個の場合のコンテンツ配信システムの例を示した図である。
【図１０】本発明に係わる移動局が４個の場合のコンテンツ配信システムの例を示した図である。
【図１１】従来の無線通信システムの構成例を示した図である。
【図１２】従来の集中制御方式を用いた無線通信システムのフレームの構成例を示した図である。
【符号の説明】
１無線通信システム
１０，１６，１７基地局
１１，１２，１３，１４，１５移動局
２０配信局
２１入出力装置
２２制御装置
２３記憶装置
２９，２９ａ，２９ｂ送受信用アンテナ
３０，３０ａ，３０ｂ無線通信装置
３１通信制御部
３２アンテナ共用器
３３ＲＦ／ＩＦ受信器
３４信号強度検出機
３５Ａ／Ｄ変換器
３６復調器
３７情報検出器
３８バス制御部
３９変調器
４０Ｄ／Ａ変換器
４１ＲＦ／ＩＦ送信器
５０ａ、５０ｂ画像処理装置
５１ａ、５１ｂ入出力インターフェイス装置
５２ｂ表示装置
５３ｂ入力装置
５４ａ、５４ｂデータ処理装置
５５ａ、５５ｂシステム制御装置
７１−１（Ｎ−１）番目のフレーム
７１−２（Ｎ）番目のフレーム
７１−３（Ｎ＋１）番目のフレーム
７２制御情報
７３−１，７３−Ｍダウンリンクフェイズのセグメント１、セグメントＭ
７４アップリンクフェイズ
７５プリアンブル
７６−１，７６−Ｍデータペイロード
８０，８３，８７，９２制御情報の時間領域
８１，８４，８５，８８−９０，９３−９６コンテンツを送信するセグメント（時間領域）
８２，８６，９１，９７データのアップリンクフェイズの時間領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a base station, a mobile station, and a content transmission system constituting a wireless communication system, and more particularly to a technique for transmitting data such as images, sounds, documents, and web (Web) on the Internet.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a number of license-free low-power wireless communication systems using the 5 GHz band have been proposed and standardized, and wireless communication systems that actually use IEEE 802.11a or the Hi-SWAN standard of ARIB (Radio Industry Association) have been developed. ing.
[0003]
In the IEEE802.11a or Hi-SWAN standard, a high-speed data signal modulated by a modulation method such as 16-value QAM (Quadrature Amplitude Modulations) or 64-value QAM is converted into a low-speed and narrow-band data signal on the frequency axis. The OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) method is used in which the transmission is performed in parallel. Such multi-level modulation schemes such as 16-level QAM and 64-level QAM are narrower and faster than modulation schemes such as BPSK (Binary Phase Shift Keying) and QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). Therefore, it is suitable for large-capacity data transmission and image transmission.
[0004]
As such a low power wireless communication system for transmitting images and data, there is a communication system using a TDMA centralized control system composed of a base station 100 and mobile stations 101, 102, 103 as shown in FIG. .
[0005]
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication frame used for wireless communication between the base station 100 and the mobile stations 101, 102, and 103. The structure of communication data is basically composed of frames that are divided at certain intervals, and one frame 111 notifies the mobile stations 101, 102, and 103 of the transmission channel and transmission / reception timing used by the base station 100 for transmission / reception. Control information phase 112 including information for transmission, downlink phase 113 for transmitting data from base station 100 to mobile stations 101 to 103, and transmission of data from mobile stations 101 to 103 to base station 100 Are divided into uplink phases 114. Further, the control information phase 112 includes a preamble 115 for obtaining information such as frame synchronization, and a data payload (116-1 to 116-N) including information on a time domain for transmission / reception in the frame and frequency channel. ing.
[0006]
In this scheme, base station 100 transmits information necessary for communication control such as synchronization and modulation scheme to mobile stations 101, 102, and 103 in control information phase 112, and the mobile station receives control information. It acquires information related to communication control such as its own communication time zone, and transmits and receives data.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the method such as the Hi-SWAN system, since the control information 112 is required to be reliably received even in an environment where the reception state is not so good, compared with QAM modulation such as normal BPSK modulation. Transmit in a noise resistant manner. Also, in the downlink phase 113 and the uplink phase 114 that perform data transmission / reception, the modulation scheme (transmission rate) is often determined according to the communication environment with the mobile station. This conventional method of determining the modulation method according to the communication environment enables efficient communication in the case of a distributed control method that performs one-to-one communication. However, in a method in which a base station communicates with a plurality of mobile stations such as a centralized control method, the modulation method of the downlink phase 113 and the uplink phase 114 must be matched to the mobile station having the worst radio wave condition. is there. Since the radio wave condition is usually different for each mobile station, it is impossible to efficiently transmit / receive data to / from all mobile stations.
[0008]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-130082 discloses an example of a method for increasing the frequency utilization efficiency by changing the modulation method according to the distance from the base station to the terminal. In this method, in order to provide a constant information transfer rate to any terminal, the slot allocation ratio is changed according to the information transfer rate. In other words, the frequency of slot allocation is increased for terminals that are far away and the information transfer speed is low, and the frequency of slot allocation is decreased for terminals that are close and have a high information transfer speed, ensuring a certain information transfer speed. ing.
[0009]
However, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-130082 assumes TDMA communication such as a digital car phone, and separates one frame as in the Hi-SWAN system described above into a downlink phase and an uplink phase. Therefore, the present invention cannot be applied as it is to a TDMA centralized control wireless communication system that performs communication.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to disassemble one transmission channel into each time domain and assign one mobile station to each time domain, and simultaneously transmit images and audio to a plurality of mobile stations having different communication distances. It is an object of the present invention to provide a base station, a mobile station, and a content distribution system that can efficiently transmit content including the above.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention Base station Is a base station that transmits content to at least one mobile station on a frame-by-frame basis, depending on the communication status with the mobile station that is requesting communication with the base station and the type of content. Content assignment means for assigning a transmission rate to be transmitted to the mobile station so that real-time transmission can be maintained; and transmission rate of the assigned content to the mobile station and to the mobile station Show me what to do message And information indicating that the distribution of the content is stopped when the real-time transmission of the content cannot be maintained, Control information transmitting means for transmitting control information including the control information.
[0012]
The base station of the present invention is characterized in that the transmission rate is assigned by a modulation method of a maximum rate that can be normally received by the mobile station.
[0013]
Further, the base station of the present invention further includes a time domain allocating unit for allocating a time domain for transmitting content to each mobile station that requests communication with the base station based on the transmission rate of the content. It is characterized by having.
[0014]
In addition, the base station of the present invention allocates the time domain so that the content capacity is constant for all mobile stations to which the base station transmits content within the frame. It is characterized by assigning.
[0015]
The time domain allocation is characterized in that the length of each time domain with a constant transmission rate is allocated according to the type of content.
[0016]
In addition, when contents requested to be distributed to the base station are duplicated, the time domain for the mobile station requesting the duplicated contents is collectively transmitted.
When communication states of a plurality of mobile stations requesting distribution from the base station are different, it is desirable that the transmission rate is allocated to a mobile station having a low transmission rate.
[0017]
In addition, the base station of the present invention assigns content to the mobile station preferentially to mobile stations that have already started transmitting content, and to mobile stations that are newly requesting content transmission. On the other hand, if there is a length of the time domain in which the content can be further transmitted in the frame, the content is allocated, and if there is no remaining time domain length in which the content can be transmitted in the frame, the content The transmission of content is rejected without assigning.
[0018]
The present invention is a mobile station corresponding to the base station, and includes content request signal transmission means for transmitting the content transmission request signal to the base station.
[0019]
The mobile station of the present invention receives the control information transmitted from the base station, and transmits information on a transmission rate assigned to the mobile station. Show me what to do message , Information indicating that the base station has stopped delivering content And time domain information for receiving content, control information receiving means for acquiring, and content receiving means for receiving the time domain allocated to the self and acquiring the content desired by the self .
[0020]
The present invention is composed of a content acquisition means for acquiring content related to images, sound, documents, etc., a content distribution means for distributing the acquired content, the base station, and the mobile station. The base station transmits content to the mobile station in response to content distribution from the distribution station.
[0021]
In the present invention, a base station that wirelessly transmits content including images and sounds receives a “content transmission request” content transmission request signal from the mobile station and requests communication with the base station. A maximum transmission rate that can be received by the mobile station and a time domain for transmitting contents according to the transmission rate are allocated to each mobile station according to the communication state with the mobile station.
[0022]
The base station transmits control information including the transmission rate of the allocated content and the length of the segment to the mobile station, and the mobile station receives the control information and receives the content allocated to itself. Information on the time domain to be transmitted and the transmission speed of the content is acquired. The base station transmits the content based on the time domain of the allocated content and the transmission rate of the content, and the mobile station acquires the content allocated to itself.
[0023]
That is, the base station allocates the entire time domain (content transmission area) for transmitting content in one frame according to the radio wave condition of the mobile station that transmits content, so that Equal volume of content can be sent.
[0024]
Furthermore, radio wave resources can be effectively utilized by varying the length of the content transmission area according to the radio wave state and number of the mobile stations.
Furthermore, by limiting the length of the frame to a time during which the mobile station can reproduce the content in real time, it is possible to distribute the content such as video and audio without impairing the simultaneous transmission.
[0025]
By the above method, one transmission channel is decomposed into each segment, and one mobile station is assigned to each segment, and images, sounds, etc. are included almost simultaneously for a plurality of mobile stations having different communication distances. It is possible to provide a base station, a mobile station, and a content distribution system that can transmit the same amount of content.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0027]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the content distribution system of the present invention.
The data transmission system of the present invention includes a distribution station 20 that distributes data, a base station 10, a base station 16, and a base station 17 that are connected to the distribution station 20 by wire or wirelessly, and a wireless communication system 1 together with the base station 10. The mobile station 11, the mobile station 12, the mobile station 13, the mobile station 14, and the mobile station 15 are configured.
[0028]
The wireless communication system 1 is a TDMA (time division multiple access method) centralized control wireless communication system including a base station 10 and five mobile stations 11 to 15. That is, the base station 10 concentrates control of transmission / reception timings of the mobile stations 11, 12, 13, 14, 15 and frequency channels to be used.
The wireless communication system 1 is a wireless communication system that uses the above-mentioned frequencies of 5.16 GHz to 5.24 GHz and can use four transmission channels at a frequency interval of 20 MHz.
[0029]
Further, the base station 10 and the base station 16 are connected to the distribution station 20 by wire, and the base station 17 is connected by radio. The distribution station 20 has a function of processing or storing data such as images, sounds, and documents, and distributing the data to each base station, and includes an input / output device 21, a control device 22, and a storage device 23. ing. The input / output device 21 has an interface function for input from video media such as WAN (Wide Area Network), TV broadcasting, and DVD (Digital Versa Disk), and output from each base station. The control device 22 has a data processing function such as processing the data input from the input / output device as necessary, and a function of controlling each device in the distribution station. It has a function to save the data to be stored.
[0030]
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the base station constituting the content distribution system of the present invention.
The base station includes a transmission / reception antenna 29a, a wireless communication device 30a, an image processing device 50a, an input / output interface device 51a, a data processing device 54a, and a system control device 55a.
[0031]
Next, the operation of each functional block when the base station performs data transmission will be described. Data such as images or sounds distributed from the distribution station is input to the input / output interface device 51a. Real-time transmission data such as broadcast images is input to the image processing device 50a, and the image processing device 50a performs image processing such as noise removal and image compression as necessary. Further, data that does not require real-time transmission, such as a document or a Web image, is input to the data processing device 54a, and the data processing device 54a performs data processing such as data format conversion as necessary. Data processed by the image processing device 50a or the data processing device 54a is modulated by the wireless communication device 30a and transmitted as a wireless signal by the transmission / reception antenna 29a.
[0032]
Next, the operation of each functional block when the base station performs data reception will be described.
The radio signal input from the transmitting / receiving antenna 29a is demodulated by the radio communication device 30a, and the data for real-time transmission such as broadcast images is input to the image processing device 50a, while real-time transmission of documents, web images, etc. is required. The data that is not is input to the data processing device 54a. The data input to the image processing device 50a is subjected to image processing such as noise removal and image compression as necessary, while the data input to the data processing device 54a is converted to a data format as necessary. Data processing is performed. Thereafter, the data signal that has undergone image processing or data processing is sent to the distribution station via the input / output interface device 51a as necessary.
Further, the system control device 55a plays a role of system control for the entire base station such as control of individual functional blocks and data flow monitoring.
[0033]
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a mobile station constituting the content distribution system of the present invention.
The mobile station includes a transmission / reception antenna 29b, a wireless communication device 30b, an image processing device 50b, an input / output interface device 51b, a display device 52b, an input device 53b, a data processing device 54b, and a system control device 55b.
However, since the mobile station shown in the example of FIG. 3 includes a transmission device and a reception device, it is configured to be able to perform uplink data communication or negotiation with the base station. Is only necessary to receive the transmitter.
[0034]
Next, the operation of each functional block when the mobile station performs data transmission will be described. Data such as an image or control information input from an input device 53b such as a keyboard or a touch panel or video media is input to the input / output interface device 51b. Real-time transmission data such as broadcast images is input to the image processing device 50b, and the image processing device 50b performs image processing such as noise removal and image compression as necessary. Further, data that does not require real-time transmission, such as a document or a Web image, is input to the data processing device 54b, and the data processing device 54b performs data processing such as data format conversion as necessary. Data processed by the image processing device 50b or the data processing device 54b is modulated by the wireless communication device 30b and transmitted as a wireless signal by the transmission / reception antenna 29b.
[0035]
Next, the operation of each functional block when the mobile station performs data reception will be described.
The wireless signal input from the transmission / reception antenna 29b is demodulated by the wireless communication device 30b, and the data for real-time transmission such as broadcast images is input to the image processing device 50b, while real-time transmission of documents, web images, etc. is required. The non-data is input to the data processing device 54b. The data input to the image processing device 50b is subjected to image processing such as noise removal and image compression as necessary, while the data input to the data processing device 54b is converted to a data format as necessary. Data processing is performed. Thereafter, the data signal subjected to image processing or data processing is sent to an external storage medium via the input / output interface device 51b as necessary, or displayed on a display device 52 such as a liquid crystal display. .
[0036]
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the wireless communication apparatus of the present invention.
The block configurations of the radio communication device 30a provided in the base stations 10, 16, and 17 and the radio communication device 30b provided in the mobile stations 11, 12, 13, 14, and 15 are as shown in FIG. Has the same structure. However, some functions of the communication control unit 31 differ depending on the transmission / reception control method between the base station and the mobile station. The difference in the functions related to the control between the base station and the mobile station is mainly that only the base stations 10, 16, and 17 have a transmission channel assignment function, a time domain assignment function in the channel, and a function for reporting them. It is a point.
[0037]
Next, the operation of the functional block of the base station or mobile station will be described.
The reception signal input from the transmission / reception antenna 29 is selected on the receiving side by the antenna duplexer 32, and the RF / IF receiver 33 amplifies the received signal and converts the frequency to the intermediate frequency (IF) band. Is called. The received signal converted to an intermediate frequency (for example, a center frequency of 20 MHz) is converted from an analog format to a digital format signal by an A / D converter 35, and then the received signal is demodulated by a demodulator 36, and an external interface, etc. The data is sent as data to the data processing device or the like via the bus control unit 38 having the above function.
[0038]
The demodulator 36 has a function of measuring an error rate of received data, and can measure a BER (Bit Error Rate), a PER (Packet Error Rate), and the like of the received signal. .
[0039]
Further, a part of the received signal is transmitted from the RF / IF receiver 33 to the signal strength detector 34 for detecting the signal strength, and the signal strength is detected. The detected signal strength data is sent to the communication control unit 31, and the loss of the RF / IF receiver 33 is corrected, and the received signal strength is determined at the antenna end (transmission / reception antenna 29). The
[0040]
Further, the data (Data) output from the data processing device or the like is modulated via the bus control unit 38 by adding control information and converting it into a transmission signal format (packet format, etc.) used for wireless communication. This is done in the vessel 39. The transmission rate in each segment, which will be described later, is changed by receiving a command from the communication control unit 31 and the modulator 39 changing its own modulation method.
[0041]
Next, the transmission signal is converted from a digital format to an analog format signal by the D / A converter 40, and the RF / IF transmitter 41 performs amplification of the transmission signal and frequency conversion to a high frequency (RF) signal. The signal is transmitted from the transmission / reception antenna 29 to the antenna via the antenna duplexer 32.
[0042]
The communication control unit 31 has a function of controlling the system of the base station or the mobile station as a whole, as well as a communication control function such as frequency channel recognition or allocation of the transmission rate and length of each segment (base station only) and each unit. It also has a function of controlling power supply to the camera.
[0043]
As described in the description of FIG. 3, a mobile station that does not require a transmission device can remove the antenna duplexer 32, the RF / IF transmitter 41, the D / A converter 40, and the modulator 39. Become.
[0044]
FIG. 5 is a diagram showing an example of a configuration of a communication frame used for wireless communication between a base station and a mobile station constituting the content distribution system of the present invention.
The structure of the communication data of the present invention is basically composed of frames (71-1 to 71-3) divided every certain time, and one frame 71-1 is a frequency channel used for transmission / reception by the base station. And a control information phase 72 including information for informing the mobile station of transmission / reception timing, and M segments (73-1 to 73-) for transmitting content (data) from the base station to the M mobile stations. M) and an uplink phase 74 for transmitting data from the mobile station to the base station. Further, the control information phase 72 includes a preamble 75 for obtaining information such as frame synchronization, and a data payload (76-1 to 76-M) including information on a time domain for transmission / reception within the frame and frequency channel. ing. In addition, the time domain of the control information phase 72, the downlink phase 73, and the uplink phase 74 in the frame can be appropriately changed according to the data communication capacity and the like.
[0045]
FIG. 6 is a flowchart when the wireless communication method between the base station and the mobile station is mainly focused on the base station.
A communication method between the base station and the mobile station constituting the content distribution system of the present invention will be described with reference to FIG. However, it is assumed that the content is transmitted in the Nth frame.
[0046]
In step S11, in the uplink phase of the (N-1) th frame, the base station 10 receives the content transmission request signals from the mobile stations 11 to 15, and the mobile stations 11 to 15 desire. Receives information such as content type or mobile station reception status. The reception state of the mobile station with respect to the signal from the base station 10 is determined by detecting the reception level of the control information 72 of the (N-1) th frame with the signal strength detector 34 or measuring the BER of the demodulated reception signal. Can be recognized.
[0047]
In the next step S12, the base station 10 recognizes the reception status of the mobile stations 11 to 15 from the transmitted content transmission request signal, and the reception status of the base station itself is also the content transmission request signal from the mobile stations 11 to 15. Is detected by the signal intensity detector 34, or the BER of the demodulated received signal is measured. Depending on the obtained reception state between the base station 10 and the mobile stations 11 to 15, recognition processing of the maximum transmission rate that the mobile stations 11 to 15 can normally receive is performed.
[0048]
In the next step S13, the base station transmits the content to the time domain (segment) and the transmission so that the content capacity for all the mobile stations 11 to 15 becomes constant based on the recognized maximum transmission rate of the content. Assign rates. That is, the segment area with a high transmission rate is narrow, and the segment area with a low transmission rate is wide.
[0049]
In the next step S14, the base station 10 determines whether or not the entire area of the segment transmitting content to the mobile stations 11 to 15 is large enough to transmit content such as images and sounds in real time. If the size of the segment is such that it can be transmitted in real time, the content transmission speed and the time domain may remain as they are, and the process proceeds to step S17. If the segment size is too large to be transmitted in real time, in step S15, the content transmission speed and time domain are reallocated according to the priority of the mobile station. The method of performing reallocation with this priority is, for example, to give a high priority to a mobile station that has already distributed content, and give a low priority to a mobile station that has newly requested distribution. There is a method or a method of increasing the priority of a mobile station that distributes paid content. In the next step S16, a process is performed for transmitting information indicating that “content cannot be transmitted” on the control information to a mobile station having a low priority.
[0050]
In the next step S17, the base station 10 transmits to the mobile stations 11 to 15 control information including information on the transmission rate of the content allocated to each of the mobile stations 11 to 15 and time domain information. In step S18, the base station 10 transmits the content according to the transmission rate and time domain assigned to each of the mobile stations 11-15. Further, the process proceeds to step S19, and if the content distribution is to be continued, the process returns to the content transmission request signal reception process in step S11.
With the above method, the base station 10 can transmit contents to the mobile stations 11 to 15.
[0051]
Next, a specific operation example of the content distribution system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Reference is also made to FIGS. 1 to 6 as appropriate.
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of the content distribution method when there is one mobile station according to the present invention, and FIG. 8 shows an embodiment of the content distribution method when there are two mobile stations. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a content distribution method when there are three mobile stations, and FIG. 10 illustrates an example of a content distribution method when there are four mobile stations. FIG.
[0052]
In this embodiment, using the configuration of the content distribution system as shown in FIG. 1, the OFDM system is applied from the base station 10 to each mobile station using one channel (band 20 MHz) from 5.16 GHz to 5.24 GHz. Used to transmit content. The transmission rate (modulation degree) of the control information in the frame (area 80 in FIG. 7) is defined in advance, and in the area where the control information is transmitted, BPSK modulation (maximum transmission rate 3 Mbps) with a coding rate r = 1/2. ) To make the control information reach farther.
[0053]
In the downlink phase for transmitting content (area 81 in FIG. 7) and the uplink phase for transmitting various signals from the mobile station to the base station (area 82 in FIG. 7), the radio wave condition between the base station and the mobile station The transmission speed is changed as appropriate.
[0054]
In FIG. 7, the base station 10 is transmitting content only to the mobile station 11, and the base station 10 and the mobile station 11 are located at a short distance, and the maximum transmission coding rate r = Transmission is possible with 3/4 16QAM modulation (maximum transmission rate 36 Mbps).
[0055]
In this state, the number of segments used for content transmission is 1, and the segment related to content transmission is only the transmission area 81, which is the shortest frame length. Therefore, since the length of one frame can be shortened, content distribution errors can be reduced, which is effective in improving the efficiency of content distribution.
[0056]
Next, in FIG. 8, the mobile station 11 is located at a short distance from the base station 10 and can transmit at 16QAM modulation (maximum transmission rate 36 Mbps) with a coding rate r = 3/4. The mobile station 12 is located at a medium distance from the base station 10, and transmission at the coding rate r = 3/4 with QPSK modulation (maximum transmission rate 18 Mbps) is the limit.
[0057]
In this state, the number of segments used for content transmission is 2, and segments related to content transmission are a transmission area 84 and a transmission area 85. Since the transmission area 84 is related to the distribution of contents to the mobile station 11, the transmission speed is transmitted at 36 Mbps, and the transmission area 85 is related to the distribution of contents to the mobile station 12. Transmits at 18 Mbps. Since the lengths of the transmission areas 84 and 85 are set according to the transmission speed, the length of the transmission area 84 is one half of the length of the transmission area 85. In addition, since the length of one frame in this state is within a range in which the content can be transmitted in real time, the content of the same capacity is maintained while maintaining the real time property for the two mobile stations 11 and 12 as they are. It becomes possible to deliver.
[0058]
Next, in FIG. 9, the mobile station 11 is located at a short distance from the base station 10 and can transmit at 16QAM modulation (maximum transmission rate 36 Mbps) with a coding rate r = 3/4. The mobile station 12 is located at a medium distance from the base station 10, and transmission at QPSK modulation (maximum transmission rate 18 Mbps) with a coding rate r = 3/4 is the limit. The mobile station 13 is located at a long distance from the base station 10, and transmission at the coding rate r = 3/4 with BPSK modulation (maximum transmission rate 9 Mbps) is the limit.
[0059]
In the example shown in FIG. 9, since there are many mobile stations that request the terminal station 10 to distribute the content, if it is attempted to maintain the quality of the content (for example, the level of detail of the image) as it is, the content is only transmitted to a small number of mobile stations. It becomes impossible to deliver. Therefore, content can be distributed to a large number of mobile stations by reducing the content distribution capacity to half that of the example of FIG.
[0060]
Next, in FIG. 10, the mobile station 11 is located at a short distance from the base station 10 and can transmit at 16QAM modulation (maximum transmission rate 36 Mbps) with a coding rate r = 3/4. The mobile stations 12 and 13 are located at a medium distance from the base station 10, and transmission at the coding rate r = 3/4 with QPSK modulation (maximum transmission rate 18 Mbps) becomes a limit. As described above, in a state where the three mobile stations 11, 12, and 13 have already received the content distribution, the mobile station 14 requests the base station 10 to distribute the content while being located at a medium distance from the base station. Suppose that
[0061]
Since the base station 10 is located at a medium distance, transmission at a coding rate r = 3/4 with QPSK modulation (maximum transmission rate 18 Mbps) is the limit. Necessary for content transmission. However, in order to perform real-time transmission of content, the frame length becomes too long as it is. For this reason, at the initial position, the base station 10 transmits that the content cannot be delivered to the mobile station 14 on the control information, and the content is delivered to the mobile station 14. Not performed. At that time, the base station 10 can also indicate a handling method to the mobile station 14 by placing a message “Get close to the base station” on the control information and transmitting it to the mobile station 14 at the same time.
[0062]
After that, when the mobile station 14 approaches the base station 10 and moves to a position where the mobile station 14 can receive the content with the maximum transmission rate of 36 Mbps, the content transmission area becomes 96-2, and the real-time content Therefore, the base station 10 can distribute the content to the mobile station 14.
[0063]
In this way, after allocating the minimum content transmission area to each existing mobile station, in the remaining content transmission area, if the minimum content detail level cannot be secured for the new mobile station, By refusing content transmission to mobile stations that intend to enter the network, it is possible to secure the minimum content capacity necessary for content transmission to each mobile station.
[0064]
Furthermore, in order to maintain content transmission in real time, a certain amount of transmission capacity is required, but the minimum transmission capacity differs depending on the content of the content. Therefore, the transmission capacity should be set according to the content distribution content. Is preferred.
For example, in an audio-only program or a teletext program, the original content capacity is small, so that real-time performance can be maintained even if the length of a segment for distributing content is shortened. In the program that handles, the original content capacity is large, so the segment length cannot be made too short.
[0065]
As described above, by setting the transmission capacity according to the content, the segment length to be allocated can be shortened for the segment that transmits the content that does not require the excessive transmission capacity, such as the audio-only program. Therefore, improvement in transmission efficiency can be expected, and content can be distributed to a large number of mobile stations.
[0066]
Furthermore, when the content requested by the mobile station is duplicated, the segments to be transmitted to the mobile station may be collectively transmitted without securing the segments individually. In this case, the transmission rate of the content is adjusted to that of the mobile station having the poor reception state (for example, the one having a long distance from the base station). As a result, the length of the segment can be shortened, which is effective in improving transmission efficiency.
[0067]
In the example of the embodiment of the present invention described above, the transmission speed and length of the segment are changed at the same time, but at least one of the changes may be used.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, one transmission channel is divided into segments (time domain), and one mobile station is allocated to one segment, and images or images are simultaneously transmitted to a plurality of mobile stations having different communication states. It is possible to provide a base station, a mobile station, and a content distribution system that can efficiently transmit content including audio and the like.
[0069]
Furthermore, the base station reduces the transmission capacity of each content to be transmitted within one frame to the minimum level according to the type of content (image, sound, text information, etc.), thereby increasing the content to more mobile stations. Can be delivered.
[0070]
Furthermore, in addition to being based on the maximum transmission rate, the base station can change the allocation of individual segment lengths according to the content type (image, audio, text information, etc.), thereby more efficiently Distribution can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a content distribution system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a base station constituting the content distribution system of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a mobile station constituting the content distribution system of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a configuration of a wireless communication apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a configuration of a communication frame used for wireless communication between a base station and a mobile station that configure the content distribution system of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a transmission method between a base station and a mobile station in a wireless communication system constituting the content distribution system of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a content distribution system when there is one mobile station according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a content distribution system when there are two mobile stations according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a content distribution system when there are three mobile stations according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a content distribution system when there are four mobile stations according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional wireless communication system.
FIG. 12 is a diagram illustrating a frame configuration example of a wireless communication system using a conventional centralized control method.
[Explanation of symbols]
1 Wireless communication system
10, 16, 17 Base station
11, 12, 13, 14, 15 Mobile station
20 distribution stations
21 I / O devices
22 Control device
23 Storage device
29, 29a, 29b Transmission / reception antenna
30, 30a, 30b Wireless communication device
31 Communication control unit
32 Antenna duplexer
33 RF / IF receiver
34 Signal strength detector
35 A / D converter
36 Demodulator
37 Information detector
38 Bus control unit
39 Modulator
40 D / A converter
41 RF / IF transmitter
50a, 50b image processing apparatus
51a, 51b I / O interface device
52b display device
53b Input device
54a, 54b Data processing device
55a, 55b System control device
71-1 (N-1) th frame
71-2 (N) th frame
71-3 (N + 1) th frame
72 Control information
73-1, 73-M Downlink Phase Segment 1, Segment M
74 Uplink Phase
75 preamble
76-1, 76-M Data payload
80, 83, 87, 92 Time domain of control information
81, 84, 85, 88-90, 93-96 Content transmission segment (time domain)
82, 86, 91, 97 Time domain of data uplink phase

Claims

フレーム単位で、少なくとも１つの移動局にコンテンツを送信する基地局であって、
該基地局と通信を要求している前記移動局との通信状態及び前記コンテンツの種類に応じて、コンテンツを送信する伝送速度をリアルタイム伝送を維持できるように該移動局に対して割り当てるコンテンツ割り当て手段と、
前記移動局に対して、前記割り当てたコンテンツの伝送速度及び前記移動局への対処方法を示すメッセージと、前記コンテンツのリアルタイム伝送が維持できない為コンテンツの配信が中止されている場合には中止したことを示す情報とを含む制御情報を送信する制御情報送信手段とを有することを特徴とする基地局。A base station that transmits content to at least one mobile station in frame units,
Content allocation means for allocating a transmission speed for transmitting content to the mobile station so that real-time transmission can be maintained according to a communication state with the mobile station requesting communication with the base station and the type of content When,
To the mobile station, the message indicating the transmission rate of the allocated content and a method for coping with the mobile station, and the content distribution is stopped because the real-time transmission of the content cannot be maintained. And a control information transmitting means for transmitting control information including information indicating the base station.

前記伝送速度の割り当ては、前記移動局が正常に受信できる最大速度の変調方式を割り当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局。 The base station according to claim 1, wherein the transmission rate is assigned by a modulation method of a maximum rate that can be normally received by the mobile station.

更に、前記コンテンツの伝送速度に基づいて、前記基地局と通信を要求している個々の移動局に対して、コンテンツを送信する時間領域を割り当てる時間領域割り当て手段を有することを特徴とする請求項１に記載の基地局。 2. The method according to claim 1, further comprising time domain allocating means for allocating a time domain for transmitting content to each mobile station requesting communication with the base station based on a transmission rate of the content. The base station according to 1.

前記時間領域の割り当ては、前記フレーム内において、前記基地局がコンテンツを送信する移動局全てに対して、コンテンツ容量が一定になるように個々の時間領域の長さを割り当てることを特徴とする請求項３に記載の基地局。 The time domain allocation is characterized in that, in the frame, the length of each time domain is allocated to all mobile stations to which the base station transmits content so that the content capacity is constant. Item 4. The base station according to Item 3.

前記時間領域の割り当ては、前記コンテンツの種類に応じて、伝送速度が一定である個々の時間領域の長さを割り当てることを特徴とする請求項３に記載の基地局。 4. The base station according to claim 3, wherein the time domain is assigned by assigning the length of each time domain having a constant transmission rate according to the type of the content.

前記基地局に配信を要求しているコンテンツが重複している場合には、前記重複したコンテンツを要求している移動局に対する時間領域を１つに纏めて送信することを特徴とする請求項３に記載の基地局。 4. When the contents requesting distribution to the base station are duplicated, the time domain for the mobile station requesting the duplicate contents is transmitted together as one. Base station described in.

前記基地局に配信を要求している複数の移動局の通信状態が異なるときは、前記伝送速度の割り当ては、伝送速度の小さい移動局に合わせることを特徴とする請求項６に記載の基地局。 The base station according to claim 6, wherein when a plurality of mobile stations requesting distribution to the base station have different communication states, the transmission rate is allocated to a mobile station having a low transmission rate. .

前記移動局に対するコンテンツの割り当ては、既にコンテンツの送信を開始している移動局に対して優先的に割り当て、新規にコンテンツの送信を要求している移動局に対しては、前記フレーム中に更にコンテンツを送信可能な時間領域の長さがあれば、コンテンツを割り当て、前記フレーム中に、更にコンテンツを送信可能な時間領域の長さが残っていなければ、コンテンツを割り当てずに、コンテンツの送信を拒否することを特徴とする請求項１に記載の基地局。 The allocation of content to the mobile station is preferentially allocated to a mobile station that has already started transmitting content, and is further included in the frame for a mobile station that has newly requested transmission of content. If there is a time domain length capable of transmitting content, the content is allocated. If there is no remaining time domain length in the frame, content transmission is not performed. The base station according to claim 1, wherein the base station is rejected.

請求項１に記載の基地局に対応した移動局であって、
前記基地局に前記コンテンツ伝送要求信号を送信するコンテンツ要求信号送信手段とを有することを特徴とする移動局。A mobile station corresponding to the base station according to claim 1,
A mobile station comprising content request signal transmitting means for transmitting the content transmission request signal to the base station.

前記基地局から送信される前記制御情報を受信して、自己に割り当てられた伝送速度の情報、自己の対処方法を示すメッセージと、前記コンテンツのリアルタイム伝送が維持できない為コンテンツの配信が中止されている場合には中止したことを示す情報と及びコンテンツを受信する時間領域の情報と取得する制御情報受信手段と、
前記自己に割り当てられた時間領域を受信して、自己の要望するコンテンツを取得するコンテンツ受信手段とを有することを特徴とする請求項９に記載の移動局。When the control information transmitted from the base station is received, information on the transmission rate assigned to the base station , a message indicating the handling method of the self, and the real-time transmission of the content cannot be maintained. If there is information indicating that it has been stopped , information on the time domain for receiving the content, and control information receiving means for acquiring,
The mobile station according to claim 9, further comprising: a content receiving unit that receives the time domain assigned to the mobile station and acquires content desired by the mobile station.

画像、音声、文書等に関するコンテンツを取得するためのコンテンツ取得手段と、取得したコンテンツを配信するコンテンツ配信手段とを備えた配信局と、
請求項１〜８のいずれかに記載の基地局と、
請求項９あるいは１０に記載の移動局から構成され、
前記基地局は、前記配信局からのコンテンツの配信を受けて前記移動局にコンテンツを伝送することを特徴とするコンテンツ伝送システム。A distribution station comprising content acquisition means for acquiring content related to images, sounds, documents, etc., and content distribution means for distributing the acquired content;
A base station according to any one of claims 1 to 8,
The mobile station according to claim 9 or 10,
The base station transmits content to the mobile station in response to content distribution from the distribution station.