JP4727401B2 - 無線マルチキャスト伝送システム、無線送信装置及び無線マルチキャスト伝送方法 - Google Patents
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Description
省電力データシステム/広帯域移動アクセスシステム(CSMA)標準規格、ARIB STD−T71 1.0版、(社)電波産業会、平成12年策定、第6.2.4.6章
これにより、無線送信装置側では、再生するために最低限必要なデータブロックは利用する帯域の大きい、あるいは信頼性の高い伝送方式を用いてマルチキャスト伝送を行い、無線受信装置側では正常に受信できたデータブロックのみを用いて動画像の再生を行うことにより、全ての無線受信装置が受信したデータブロックに応じた品質での動画像の再生をすることが可能となる。また、このように構成することで、利用する帯域の増加を小さくしつつ、伝搬路状況の劣悪な無線受信装置への最低限必要な動画像データの配信と、伝搬路状況の良好な無線受信装置への高品質な動画像データの配信を行うことが可能となる。
これにより、利用する帯域の大きな、あるいは信頼性の高い伝送方式として伝送速度の低い伝送方式を適用し、利用する帯域の小さな、あるいは信頼性の低い伝送方式として伝送速度の高い伝送方式を適用した無線マルチキャスト伝送システムに係る無線送信装置を得ることができる。一般的に、伝送速度の低い伝送方式により送信された無線信号は伝搬路状況が劣悪な状況下においても正常に受信する可能性を高めることができる。一方、伝送速度の高い伝送方式により送信された無線信号は伝搬路状況が劣悪な場合、正常に受信する可能性は低くなる。
従って、必要最低限の視聴のための動画像の再生が多くの無線受信装置において可能であり、伝搬路状況が良好な無線受信装置ではより高品質な動画像の視聴が可能となる。また、一般的に伝送速度の大きい伝送方式は占有する帯域も小さいため、高品質な動画像データの伝送を行ったとしても帯域の増加は、伝送速度の小さい伝送方式で送信した場合と比較して小さくなる。また、このように構成することで、利用する帯域の増加を小さくしつつ、伝搬路状況の劣悪な無線受信装置への最低限必要な動画像データの配信と、伝搬路状況の良好な無線受信装置への高品質な動画像データの配信を行うことが可能となる。
これにより、利用する帯域の大きな、あるいは信頼性の高い伝送方式として符号化率の低い誤り訂正符号を採用した伝送方式を適用し、利用する帯域の小さな、あるいは信頼性の低い伝送方式として符号化率の高い誤り訂正符号を適用した無線マルチキャスト伝送システムに係る無線送信装置を得ることができる。一般的に、符号化率の低い誤り訂正符号は、その誤り訂正能力が高く、伝搬路状況が劣悪な場合においても正常に受信を行うことが可能となる。一方、符号化率の高い誤り訂正符号は誤り訂正能力が低く伝搬路状況が劣悪な場合、正常に受信を行う可能性は低くなるが、占有する帯域は小さくなる。
従って、高品質な動画像データの伝送を行ったとしても帯域の増加は、符号化率の低い誤り訂正符号を採用した伝送方式で送信した場合と比較して小さくなる。また、このように構成することで、利用する帯域の増加を小さくしつつ、伝搬路状況の劣悪な無線受信装置への最低限必要な動画像データの配信と、伝搬路状況の良好な無線受信装置への高品質な動画像データの配信を行うことが可能となる。
これにより、利用する帯域の大きな、あるいは信頼性の高い伝送方式として、時間的、または空間的、または周波数的にずらして異なる複数の通信路を用いて同一のデータをマルチキャストにより送信し、利用する帯域の小さな、あるいは信頼性の低い伝送方式として最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックについて複数の通信路より少ない数の通信路を用いて当該データと同一のデータをマルチキャストにより送信する無線マルチキャスト伝送システムに係る無線送信装置を得ることができる。同一のデータを複数回送信することによりダイバーシチ効果を得ることができ、伝搬路状況が劣悪な場合においても正常に受信することが可能となる。一方、通信路の数を少なくすると正しく受信される可能性は低くなるが、占有する帯域は小さくなる。
従って、高品質な動画像データの伝送を行ったとしても帯域の増加は、利用する帯域を小さくすることができる。また、このように構成することで、利用する帯域の増加を小さくしつつ、伝搬路状況の劣悪な無線受信装置への最低限必要な動画像データの配信と、伝搬路状況の良好な無線受信装置への高品質な動画像データの配信を行うことが可能となる。
これにより、無線送信装置側で無線受信装置の受信状況の測定、あるいは推定を行うことができるため、無線受信装置の伝搬路状況が変化した場合には、利用する伝送方式を変更することができる。無線を利用した場合には、無線送信装置および無線受信装置の双方が短時間のうちに移動することも起こりうるので、個々の装置の伝搬路状況が変化した場合においても最適な伝送方式を選択することが可能となる。
なお、以下の説明では、本発明の無線マルチキャスト伝送システムに係る無線送信装置の一実施形態を無線マルチキャスト送信装置とし、無線受信装置の一実施形態を無線マルチキャスト受信装置として説明する。
図1は、本実施形態による無線マルチキャスト送信装置1の内部構成を示す概略ブロック図である。
図1に示す無線マルチキャスト送信装置1は、無線伝送方式としてIEEE802.11準拠の無線LAN(Local Area Network)方式が適用される装置であり、マルチキャスト方式にてデータの送信を行う。
次に、本実施形態に係る無線マルチキャスト受信装置について説明する。図4は、無線マルチキャスト受信装置2の内部構成を示した概略ブロック図である。無線マルチキャスト受信装置2は、無線マルチキャスト送信装置と同じくIEEE802.11準拠の無線LAN方式が適用される装置である。
受信フレーム処理部44は、フレーム選択部43から入力される受信フレームからヘッダやテイラを除去し、ペイロードを抽出して、ペイロードに格納されているデータが動画像データのデータブロック、あるいは動画像データ自体、あるいはそれ以外のデータであるか否かを判定する。また、受信フレーム処理部44は、当該データが動画像データのデータブロック、あるいは動画像データ自体である場合には、ペイロードに格納されているデータをデータ結合部45に入力する。
図5は、第1の構成の無線マルチキャスト伝送システム3におけるAP1aとSTA2a、2b、2cの位置関係を示した図である。STA2aは、STA2b、2cに比べてAP1aに近い距離に位置に存在し、STA2bと2cとは、順にAP1aから遠い距離に位置に存在する。一般的に、無線通信では、距離が遠いほど伝搬路状況は劣悪となるため、図5の位置関係では、STA2aの伝搬路状況が最も良好であり、STA2bの伝搬路状況は、STA2aに比べると劣悪であるが、STA2cに比べると良好であり、STA2cの伝搬路状況は、劣悪となっている。
一方、STA2bについては、データブロック(1)及びデータブロック(2)を受信するため、STA2bのユーザは、中品質での動画像の視聴が可能となる。また、STA2cは、データブロック(1)しか受信できないが、STA2cのユーザは、最低限の品質ではあるが、内容の理解が可能な動画像を視聴することができる。
次に、図7は、第2の構成の無線マルチキャスト伝送システム3におけるにおけるAP1aとSTA2a、2b、2cの位置関係を示した図である。図5で示した第1の構成では、各STA2a、2b、2cの伝搬路状況がそれぞれ異なっていたが、図7では、各STA2b、2cが移動して、全てのSTA2a、2b、2cとAP1aの距離がほぼ同じ距離となり、STA2b、2cの伝搬路状況が良好になっている。
次に、図9は、第3の構成の無線マルチキャスト伝送システム3におけるにおけるAP1aとSTA2a、2b、2cの位置関係を示した図である。図9では、STA2a、2b、2cが移動し、全てのSTA2a、2b、2cにて伝搬路状況が劣悪になっている。
10 エンコーダ
20 データ分割部
12 フレーム生成部
13 送信制御部
14 変調部
15 送信部
16 アンテナ
20 受信部
21 復調部
22 誤り検出部
23 フレーム選択部
24 受信フレーム処理部
27 伝搬路状況測定部
28 キャリア検出部
29 伝送レート設定部
100 動画像データ
Claims (9)
- 入力される動画像データを再生のために最低限必要なデータブロックと前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックとを含むように符号化し、符号化した動画像データを前記データブロックごとに分割し、前記分割したデータブロックごとに伝送方式を選択し、選択した伝送方式にて前記データブロックをマルチキャストにより送信する無線送信装置と、
前記無線送信装置が選択した伝送方式にてデータブロックを受信し、前記受信するデータブロックの中で正常に受信したデータブロックを結合して復号化するか、あるいは前記正常に受信したデータブロックを記憶手段へ記録するか、あるいは前記正常に受信したデータブロックを他の無線受信装置に転送する1以上の無線受信装置と、
を備え、
前記無線送信装置は、
前記無線受信装置それぞれのデータの受信状況が良好であるか劣悪であるかを推定あるいは測定し、前記受信状況に基づいて前記伝送方式として、第1の伝送方式と前記第1の伝送方式よりも利用する帯域が大きいあるいは信頼性が高い第2の伝送方式とのいずれかを選択し、
前記受信状況が前記無線受信装置それぞれにおいて異なる場合には、
前記最低限必要なデータブロックを前記第2の伝送方式でマルチキャストにより送信し、前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックを前記第1の伝送方式でマルチキャストにより送信し、
前記受信状況が前記無線受信装置すべてにおいて良好である場合には、
前記最低限必要なデータブロックと前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックとの双方を前記第1の伝送方式でマルチキャストにより送信し、
前記受信状況が前記無線受信装置すべてにおいて劣悪である場合には、
前記最低限必要なデータブロックのみを、もしくは前記最低限必要なデータブロックと前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックとの双方を前記第2の伝送方式でマルチキャストにより送信する
ことを特徴とする無線マルチキャスト伝送システム。 - 前記第2の伝送方式は低い伝送レートの伝送方式であり、
前記第1の伝送方式は高い伝送レートの伝送方式である
ことを特徴とする請求項1に記載の無線マルチキャスト伝送システム。 - 前記第2の伝送方式は符号化率の低い誤り訂正符号を用いた伝送方式であり、
前記第1の伝送方式は符号化率の高い誤り訂正符号を用いた伝送方式である
ことを特徴とする請求項1に記載の無線マルチキャスト伝送システム。 - 前記第2の伝送方式は時間的、または空間的、または周波数的に異なる複数の通信路を用いて同一のデータブロックの情報を送信する伝送方式であり、
前記第1の伝送方式は前記複数の通信路より少ない数の通信路を用いて同一のデータブロックの情報を送信する伝送方式である
ことを特徴とする請求項1に記載の無線マルチキャスト伝送システム。 - 正常に受信したデータに基づく品質にて動画像を再生する1以上の無線受信装置に対してマルチキャストにより無線信号を送信するにあたり、
入力される動画像データを再生のために最低限必要なデータブロックと前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックとを含むように符号化し、符号化した動画像データを前記データブロックごとに分割し、前記分割したデータブロックごとに伝送方式を選択し、選択した伝送方式にて前記データブロックをマルチキャストにより送信する無線送信装置において、
前記無線受信装置それぞれのデータの受信状況が良好であるか劣悪であるかを推定あるいは測定し、前記受信状況に基づいて前記伝送方式として、第1の伝送方式と前記第1の伝送方式よりも利用する帯域が大きいあるいは信頼性が高い第2の伝送方式とのいずれかを選択し、
前記受信状況が前記無線受信装置それぞれにおいて異なる場合には、
前記最低限必要なデータブロックを前記第2の伝送方式でマルチキャストにより送信し、前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックを前記第1の伝送方式でマルチキャストにより送信し、
前記受信状況が前記無線受信装置すべてにおいて良好である場合には、
前記最低限必要なデータブロックと前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックとの双方を前記第1の伝送方式でマルチキャストにより送信し、
前記受信状況が前記無線受信装置すべてにおいて劣悪である場合には、
前記最低限必要なデータブロックのみを、もしくは前記最低限必要なデータブロックと前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックとの双方を前記第2の伝送方式でマルチキャストにより送信する
ことを特徴とする無線送信装置。 - 前記第2の伝送方式は低い伝送レートの伝送方式であり、
前記第1の伝送方式は高い伝送レートの伝送方式である
ことを特徴とする請求項5に記載の無線送信装置。 - 前記第2の伝送方式は符号化率の低い誤り訂正符号を用いた伝送方式であり、
前記第1の伝送方式は符号化率の高い誤り訂正符号を用いた伝送方式である
ことを特徴とする請求項5に記載の無線送信装置。 - 前記第2の伝送方式は時間的、または空間的、または周波数的に異なる複数の通信路を用いて同一のデータブロックの情報を送信する伝送方式であり、
前記第1の伝送方式は前記複数の通信路より少ない数の通信路を用いて同一のデータブロックの情報を送信する伝送方式である
ことを特徴とする請求項5に記載の無線送信装置。 - 動画像データを送信する無線送信装置と、前記無線送信装置から前記動画像データを受信する1以上の無線受信装置とを備えた無線マルチキャスト伝送システムにおける無線マルチキャスト伝送方法であって、
前記無線送信装置が、入力される動画像データを再生のために最低限必要なデータブロックと前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックとを含むように符号化するステップと、
前記無線送信装置が、符号化した動画像データを前記データブロックごとに分割するステップと、
前記無線送信装置が、前記分割したデータブロックごとに伝送方式を選択し、選択した伝送方式にて前記データブロックをマルチキャストにより送信するステップと、
前記無線受信装置が、前記無線送信装置が選択した伝送方式にてデータブロックを受信するステップと、
前記無線受信装置が、前記受信するデータブロックの中で正常に受信したデータブロックを結合して復号化するか、あるいは前記正常に受信したデータブロックを記憶手段へ記録するか、あるいは前記正常に受信したデータブロックを他の無線受信装置に転送するステップと、
を備え、
前記送信するステップは、
前記無線送信装置が、前記無線受信装置それぞれのデータの受信状況が良好であるか劣悪であるかを推定あるいは測定し、前記受信状況に基づいて前記伝送方式として、第1の伝送方式と前記第1の伝送方式よりも利用する帯域が大きいあるいは信頼性が高い第2の伝送方式とのいずれかを選択するステップ
を含み、
前記選択するステップでは、
前記受信状況が前記無線受信装置それぞれにおいて異なる場合には、
前記最低限必要なデータブロックに対して前記第2の伝送方式を選択し、前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックに対して前記第1の伝送方式を選択し、
前記受信状況が前記無線受信装置すべてにおいて良好である場合には、
前記最低限必要なデータブロックと前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックとの双方に対して前記第1の伝送方式を選択し、
前記受信状況が前記無線受信装置すべてにおいて劣悪である場合には、
前記最低限必要なデータブロックのみに対して、もしくは前記最低限必要なデータブロックと前記最低限必要なデータブロックと結合することで再生時の品質を高めるデータブロックとの双方に対して前記第2の伝送方式を選択する
ことを特徴とする無線マルチキャスト伝送方法。
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