(57)【要約】  端末は、データと、伝送品質を観測するための観測パケットとの送信及び受信を行なう送受信部（９０８）と、（ｉ）送受信部（９０８）を介して他の端末との間で観測パケットのやり取りを行ない、（ｉｉ）端末がデータの受信側の場合には、他の端末との間におけるデータのロス率を観測するとともに、当該ロス率を示す劣化状態情報を観測パケットに書込み、（ｉｉｉ）端末がデータの送信側の場合には、他の端末から収集した観測パケットに含まれる劣化状態情報から輻輳状態情報を減じることにより、端末及び中継機器におけるデータの伝送誤り率を求める伝送品質管理部（９０６）と、伝送品質管理部（９０６）で求められた伝送誤り率に基づいて前方誤り訂正能力を決定し、送信するデータに前方誤り訂正能力に応じた前方誤り訂正符号を付与する誤り訂正符号処理部（９０５）とを備える。
2009075097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続された中継機器と、各々が前記中継機器を介してデータの送信又は受信を行なう第１の端末及び第２の端末と、を備えるデータ送受信システムであって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとを受信する受信手段と、
データを記憶する受信バッファと、
前記受信バッファにおけるデータのロス率を観測する受信バッファ管理手段と、
前記受信バッファ管理手段で観測された前記ロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込むパケット情報書換え手段と、
前記受信バッファに格納されたデータを送信先毎に格納する送信バッファと、
前記送信バッファに格納されたデータを送信先毎に予め定められた送信レートで送出する送信バッファ管理手段と、
前記送信バッファ管理手段より送出された前記データと前記観測パケットとを送信先に向けて送信する送信手段と、を有する前記中継機器と、
データ及び前記観測パケットの送受信を行なう第１送受信手段と、
前記端末間におけるデータのロス率を示す劣化状態情報を前記観測パケットに書込む第１伝送品質管理手段と、を有する第１の端末と、
データ及び前記観測パケットの送受信を行なう第２送受信手段と、
前記第１の端末から収集した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報で示されるロス率から前記輻輳状態情報で示されるロス率を減じることにより、前記データ送受信システムにおけるデータの伝送誤り率を求める第２伝送品質管理手段と、
前記伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に応じて、送信するデータに対し、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施す誤り訂正処理手段と、を有する前記第２の端末と、
を備えるデータ送受信システム。
【請求項２】
前記誤り訂正処理手段は、前記伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に基づいて前方誤り訂正能力を決定し、送信するデータに前記前方誤り訂正能力に応じた前方誤り訂正符号を付与する誤り訂正符号処理手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送受信システム。
【請求項３】
前記第１の端末は、さらに、前記送受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する第１端末側受信状態管理手段を備え、
前記第２の端末は、さらに、前記送受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する第２端末側受信状態管理手段を備え、
前記第１伝送品質管理手段は、前記第１端末側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第１送受信手段を介して、データの送信先の端末に向けて前記観測パケットを送信し、
前記第２伝送品質管理手段は、前記第２端末側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第２送受信手段を介して、データの送信先の端末に向けて前記観測パケットを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送受信システム。
【請求項４】
前記データの受信状態は、受信電界強度、ハンドオーバーの通知情報の検出、通信速度、選択されている前方誤り訂正の方式又は強度、データの伝送誤り率、及びデータの再送回数のうちの少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ送受信システム。
【請求項５】
前記第１端末側受信状態管理手段は、前記観測パケットに含まれる前記輻輳状態情報又は前記劣化状態情報で示される前記データのロス率の変化を検出し、当該データのロス率が変化したと判断した場合には、前記第１伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示し、
前記第２端末側受信状態管理手段は、前記観測パケットに含まれる前記輻輳状態情報又は前記劣化状態情報で示される前記データのロス率の変化を検出し、当該データのロス率が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ送受信システム。
【請求項６】
前記中継機器は、さらに、前記受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する中継機器側受信状態管理手段を備え、
前記第２伝送品質管理手段は、前記中継機器側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第２送受信手段を介して、前記第１の端末に向けて前記観測パケットを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送受信システム。
【請求項７】
前記中継機器は、さらに、
所定のルーティングプロトコルを用いて、前記データの転送経路を示すルーティングテーブルを構築するルーティング処理手段と、
前記ルーティングテーブルに従って、前記データの次の転送先を決定する行き先振り分け処理手段とを備え、
前記送信バッファ管理手段は、前記送信手段を介して、前記行き先振り分け処理手段で決定された転送先に向けて前記データを送信し、
前記中継機器側受信状態管理手段は、前記ルーティング処理手段における前記ルーティングテーブルの更新を検出し、ルーティングテーブルが更新されたと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ送受信システム。
【請求項８】
前記中継機器側受信状態管理手段は、前記観測パケットに含まれる前記輻輳状態情報で示される前記データのロス率の変化を検出し、当該データのロス率が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ送受信システム。
【請求項９】
前記中継機器側受信状態管理手段は、前記受信手段が同一の送信元から同一の送信先への前記観測パケットの送信の指示を所定の時間幅内に複数受け取った場合には、１の前記指示を前記第２伝送品質管理手段に対して行ない、他の前記指示を廃棄する
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ送受信システム。
【請求項１０】
ネットワークを介して中継機器と接続され、前記中継機器を介して他の端末との間でデータの送信又は受信を行なう端末であって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとの送受信を行なう送受信手段と、
前記他の端末との間におけるデータのロス率を示す劣化状態情報を前記観測パケットに書込む伝送品質管理手段と、を備える
ことを特徴とする端末。
【請求項１１】
ネットワークを介して中継機器と接続され、前記中継機器を介して他の端末との間でデータの送信又は受信を行なう端末であって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとの送受信を行なう送受信手段と、
前記他の端末から収集した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報で示されるロス率から前記輻輳状態情報で示されるロス率を減じることにより、前記端末及び前記中継機器におけるデータの伝送誤り率を求める伝送品質管理手段と、
前記伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に応じて、送信するデータに対し、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施す誤り訂正処理手段とを備える
ことを特徴とする端末。
【請求項１２】
ネットワークを介して端末と接続され、端末間で送受信されるデータを中継する中継機器であって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとを受信する受信手段と、
データを記憶する受信バッファと、
前記受信バッファにおけるデータのロス率を観測する受信バッファ管理手段と、
前記受信バッファ管理手段で観測された前記ロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込むパケット情報書換え手段と、
前記受信バッファに格納されたデータを送信先毎に格納する送信バッファと、
前記送信バッファに格納されたデータを送信先毎に予め定められた送信レートで送出する送信バッファ管理手段と、
前記送信バッファ管理手段より送出された前記データと前記観測パケットとを送信先に向けて送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする中継機器。
【請求項１３】
ネットワークに接続された中継機器、送信端末及び受信端末を備え、前記中継機器を介して前記送信端末から前記受信端末にデータを送信するシステムにおけるデータ送信方法であって、
前記送信端末が、前記受信端末に向けて、前記中継機器にデータを送信するステップと、
前記中継機器が、前記データを中継するステップと、
前記受信端末が、前記データを受信するステップと、
前記送信端末が、前記受信端末に向けて、伝送品質を観測するための観測パケットを、前記中継機器に送信するステップと、
前記中継機器が、前記観測パケットを受信し、前記データのロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込み、当該観測パケットを前記受信端末に向けて送信するステップと、
前記受信端末が、前記中継機器から送信された前記観測パケットを受信し、前記送信端末と前記受信端末との間におけるデータのロス率を劣化状態情報として前記観測パケットに書込み、前記送信端末に向けて送信し、
前記送信端末が、前記輻輳状態情報及び前記劣化状態情報が書込まれた前記観測パケットを受信し、受信した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報から前記輻輳状態情報を減じることにより、前記システムにおけるデータの伝送誤り率を求めるステップとを含む
ことを特徴とするデータ送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互にネットワークに接続された端末間で中継機器を介してデータの送信及び受信を行なうデータ送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のようなアクセスポイントを必要としない、無線接続可能な複数の端末（パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯電話、カーナビゲーションシステムなど）のみで構成されたネットワーク（一般に、アドホックネットワーク、又はメッシュネットワークとよばれる）の環境下で、低遅延のパケット通信を実現する方法が提案されている。例えば、送受信端末間で複数経路を設定した上で、各経路に定期的に制御パケットを流すことで、エンド・エンド遅延を測定し、常に遅延が最も小さい一つの経路を選択してパケットを送信するという経路切り替え方式が提案されている。【０００３】
このアドホックネットワークでは、遅延伝送が大きいという課題がある。それだけではなく、端末と端末との間を繋ぐ中継機器でのバッファの溢れにより、輻輳が発生してデータが損失し、中継機器間、中継機器と送受信端末との間が無線網で相互接続されているために伝送誤りが発生してデータが損失するという課題がある。【０００４】
そのため、輻輳や伝送誤りによるデータの損失が発生するため、映像や音声のデータを伝送する際、映像の乱れや音飛びといった映像や音声のデータの品質劣化が課題となっている。【０００５】
特に、無線伝送時にデータの損失の原因である輻輳と伝送誤りのいずれの原因がどの程度、データ損失に影響しているかを判断しなければならない。【０００６】
この課題に対して、アドホックネットワークにおける、送受信端末間で、伝送品質観測用の観測パケットを定期的に送信して中継機器のトラフィック量を正確に測定する方法（特許文献１記載）に、観測パケットを定期的に送信することで、伝送誤りと輻輳とを区別した、伝送レートや誤り訂正符号の強度を設定する方法（特許文献２）を適用することが考えられる。
【特許文献１】特開２００５−３４７８７９号公報
【特許文献２】特開２００３−１５２７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、一般に複数段の中継機器に渡って伝送品質観測用の観測パケットを中継する。このため、観測パケットを中継する中継機器の段数が多くなると、観測パケットのパケット長が大きくなり、パケット内容の解析や通信量などのオーバーヘッドが課題となる。【０００８】
また、無線アドホックネットワークのように、多段中継され、動的に伝送経路が決定されるシステムでは、輻輳している中継機器の事前想定が難しく、輻輳している中継機器の特定が困難であるという課題が生じる。【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、アドホックネットワークにおいて、効率的に観測パケットを伝送するとともに、輻輳している中継機器の特定を可能とし、高品質伝送を実現するデータ送受信システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るデータ送受信システムは、ネットワークに接続された中継機器と、各々が前記中継機器を介してデータの送信又は受信を行なう第１の端末及び第２の端末と、を備えるデータ送受信システムであって、データと、伝送品質を観測するための観測パケットとを受信する受信手段と、データを記憶する受信バッファと、前記受信バッファにおけるデータのロス率を観測する受信バッファ管理手段と、前記受信バッファ管理手段で観測された前記ロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込むパケット情報書換え手段と、前記受信バッファに格納されたデータを送信先毎に格納する送信バッファと、前記送信バッファに格納されたデータを送信先毎に予め定められた送信レートで送出する送信バッファ管理手段と、前記送信バッファ管理手段より送出された前記データと前記観測パケットとを送信先に向けて送信する送信手段と、を有する前記中継機器と、データ及び前記観測パケットの送受信を行なう第１送受信手段と、前記端末間におけるデータのロス率を示す劣化状態情報を前記観測パケットに書込む第１伝送品質管理手段と、を有する第１の端末と、データ及び前記観測パケットの送受信を行なう第２送受信手段と、前記第１の端末から収集した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報で示されるロス率から前記輻輳状態情報で示されるロス率を減じることにより、前記データ送受信システムにおけるデータの伝送誤り率を求める第２伝送品質管理手段と、前記伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に応じて、送信するデータに対し、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施す誤り訂正処理手段と、を有する前記第２の端末と、を備えることを特徴とする。【００１１】
この構成によると、送信側の端末（第２の端末）から受信側の端末（第１の端末）に向けて中継機器を介して観測パケットを送信する。観測パケットを受け取った中継機器は、中継機器でのデータのロス率を表す輻輳状態情報を観測パケットに書き込むとともに中継する。また、受信側の端末は、２つの端末間でのデータのロス率を表す劣化状態情報を観測パケットに書き込むとともに、送信側の端末に送り返す。このため、送信側の端末では、観測パケットに書き込まれた輻輳状態情報から輻輳している中継機器を特定することができる。また、劣化状態情報から輻輳状態情報を減じることにより、データ送受信システムにおける伝送誤り率を求めることができる。この伝送誤り率に応じて、送信するデータに対して、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施すことにより、高品質伝送を実現することができる。また、観測パケット長は、中継する段数には依存しないため、効率的に観測パケットを伝送することもできる。【００１２】
好ましくは、前記第１の端末は、さらに、前記送受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する第１端末側受信状態管理手段を備え、前記第２の端末は、さらに、前記送受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する第２端末側受信状態管理手段を備え、前記第１伝送品質管理手段は、前記第１端末側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第１送受信手段を介して、データの送信先の端末に向けて前記観測パケットを送信し、前記第２伝送品質管理手段は、前記第２端末側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第２送受信手段を介して、データの送信先の端末に向けて前記観測パケットを送信することを特徴とする。【００１３】
または、前記中継機器は、さらに、前記受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する中継機器側受信状態管理手段を備え、前記第２伝送品質管理手段は、前記中継機器側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第２送受信手段を介して、前記第１の端末に向けて前記観測パケットを送信することを特徴とする。【００１４】
この構成によると、データの受信状態の変化が起こった際に、送信側の端末が観測パケットの送信を行なうようにすることができる。このため、送信側の端末が不必要に観測パケットを送信することを防止し、ネットワークに与える負荷、並びに、端末及び中継機器に与える負荷を軽減することが可能となる。【００１５】
さらに好ましくは、前記中継機器側受信状態管理手段は、前記受信手段が同一の送信元から同一の送信先への前記観測パケットの送信の指示を所定の時間幅内に複数受け取った場合には、１の前記指示を前記第２伝送品質管理手段に対して行ない、他の前記指示を廃棄することを特徴とする。【００１６】
中継機器が、同一の送信元から同一の送信先へ送信される観測パケットの送信の指示を短時間内に複数受け取った場合には、１つの指示を残して、他の指示を廃棄する。これにより、送信側の端末に向けて同様の内容の指示が複数送信されることを防ぐことができる。これにより、ネットワークに与える負荷、並びに、端末及び中継機器に与える負荷を軽減することが可能となる。【００１７】
なお、本発明は、このような特徴的な手段を備えるデータ送受信システムとして実現することができるだけでなく、データ送受信システムに含まれる特徴的な手段をステップとするデータ送信方法として実現したり、データ送信方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１８】
無線アドホックネットワークにおいて、送信側の端末は、観測パケットに書き込まれた輻輳状態情報から輻輳している中継機器を特定することができる。また、劣化状態情報と輻輳状態情報とから伝送誤り率を求めることができる。この伝送誤り率に応じて、送信するデータに対して、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施すことにより、高品質伝送を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明で対象となるネットワークの構成について説明するための図である。
【図２】図２は、送受信端末で用いられる前方誤り訂正符号について説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の輻輳と伝送誤りを区別した伝送方式の概要について説明するための図である。
【図４】図４は、観測パケットのパケット構造について説明するための図である。
【図５】図５は、トリガーパケットのパケット構造について説明するための図である。
【図６】図６は、端末の構成について説明するための図である。
【図７】図７は、中継機器の構成について説明するための図である。
【図８】図８は、受信状態管理部の動作について説明するための図である。
【図９】図９は、システム全体の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、中継機器の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、観測パケットの送信処理について説明するためのフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、無線アドホックネットワークの具体的な利用シーンについて説明するための図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、無線アドホックネットワークの具体的な利用シーンについて説明するための図である。
【図１３】図１３は、利用シーンに基づいた観測パケット／トリガーパケットの制御方法について説明するための図である。
【符号の説明】
【００２０】
９０１  表示部
９０２  復号化部
９０３  入力部
９０４  伝送レート制御部
９０５  誤り訂正符号処理部
９０６  伝送品質管理部
９０７、１００５  受信状態管理部
９０８  送受信部
１００１  受信部
１００２  受信バッファ管理部
１００３  パケット情報書換え部
１００４  行き先振り分け処理部
１００６  ルーティング処理部
１００７  送信バッファ管理部
１００８  送信部
１０１０  トリガーパケットのイメージ
１０２０  受信状態の管理テーブル
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。【００２２】
図１は、本発明で対象となるネットワークの構成について説明するための図である。【００２３】
同図に示すように、複数の端末が、中継機器に接続されている。無線ネットワーク上のアドホックネットワークにより、各中継機器間はネットワークが構築され、有線網側の端末と相互接続されている。【００２４】
無線網と有線網とを相互接続している中継機器をゲートウェイとも呼ぶ。ゲートウェイは、複数あってもよいし、なくてもよい。【００２５】
中継機器はルーティング機能を備えており、無線アドホックネットワーク内での相互接続及び有線網との相互接続を実現している。ここで、ルーティング機能とは、中継機器を経由して、送信端末から受信端末までの最適な経路を選択し、データを伝送する機能のことである。【００２６】
ルーティング機能は、ＩＰ（Internet Protocol）パケットレベルで実現されていてもよいし、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１１ｓのように、データリンク層で実現されていてもよい。ルーティング機能はルーティングプロトコルにより実現できる。代表的なプロトコルとして、ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｒｏｕｔｉｎｇ）ＰｒｏｔｏｃｏｌやＡＯＤＶ（Ａｄ  ｈｏｃ  Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｖｅｃｔｏｒ）などがあげられる。一般に、ルーティングプロトコルにより、経路情報が作成される。【００２７】
図１に示す端末は、カメラとＰＣ（パーソナルコンピュータ）とで構成されているが、携帯電話、テレビ、カーナビゲーションシステムなど、端末の種類や性能などは規定しない。また、端末は、移動する移動端末であっても、移動しない固定端末であってもよい。【００２８】
無線網は、無線ＬＡＮ、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：専用狭域通信）、携帯電話網などであり、無線媒体の種類及び性能は規定しない。同様に有線網についても、光ファイバ、ＰＳＴＮ（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：公衆交換電話網）、ＬＡＮなどであり、有線網の媒体の種類及び性能は規定しない。【００２９】
図１に示すネットワークは、映像や音声の伝送だけではなく、テキスト、静止画、音楽、制御データなど様々なメディア伝送への適用が可能である。また、図１に示すネットワークについては、利用場所も限定されず、宅外だけではなく宅内での高品質なメディア伝送も対象としている。【００３０】
図２は、送受信端末で用いられる前方誤り訂正符号について説明するための図である。【００３１】
輻輳や伝送誤りによる、伝送パケットの損失やビット誤りが発生した伝送パケットを正常に回復させるために、従来から伝送パケットの再送又はＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正符号）が用いられている。【００３２】
ＦＥＣは、伝送したい情報に冗長な情報を付加し、その情報を元に伝送中に生じた情報の誤りを訂正する技術である。誤り訂正符号が長ければ長いほど訂正能力が高くなるが、同じ速度で通信を行った場合、誤り訂正符号が長いほうが訂正後の速度は低くなる。【００３３】
通信経路の信頼性によって最適な誤り訂正符号の長さは変わるほか、同じ長さの誤り訂正符号でもアルゴリズム（方式の違い）により、訂正能力が異なる。誤り訂正符号方式の例としては、リードソロモン符号やＢＣＨ（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）符号に代表されるブロック符号、ビタビ符号に代表される畳み込み符号が挙げられる。その他の例としては、Ｈ．２２３（ＩＴＵが勧告した、ＴＶ電話における動画像データ、音声データおよび通信データを多重化する方式を規定した規格）を例に、特許文献：特開２００１−１１５２３８号公報の従来技術の紹介部分で、伝送路の状態に応じて誤り耐性のレベルを選択する技術の必要性が述べられている。【００３４】
次に、具体的に、本発明におけるＦＥＣの利用方法について説明する。【００３５】
ＦＥＣが付与されるネットワークのプロトコルレイヤはアプリケーション層やデータリンク層などである。【００３６】
図２は、アプリケーション層で、符号化されたＡＶデータ全体に対してＦＥＣを付与する例を示す図である。各ノード（図中において、少なくともＩＰ層、ＭＡＣ層の使用が示されている機器）は、１台の中継機器に対応し、使用されるネットワークプロトコルのレイヤを示している。【００３７】
例えば、インターネットドラフト（インターネットに関する技術提案文書）では、非特許文献：Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ  Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ（ＦＥＣ），ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｒｍｔ−ｂｂ−ｆｅｃ−ｒｓ−０１．ｔｘｔにて、アプリケーション層での誤り訂正符号の利用方法についての規定があり、訂正能力の選択ができることが規定されている。【００３８】
輻輳で欠落したブロック（データ）については、アプリケーション層で付与したＦＥＣ（図２では、ＡＰＰ（Application）層のＦＥＣと記述）により、受信端末側で回復させる。【００３９】
また、データリンク層では、アプリケーション層からのデータをいくつかのブロックに分割し、各ブロックにＦＥＣ（図２では、ＭＡＣ（Media Access Control）層のＦＥＣと記述）を付与し、伝送中のビット誤りに対し、耐性を持たせる。【００４０】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、畳み込み符号化、ビタビ符号方式、シンボル内インターリーブの使用の規定があり、畳み込み符号については、拘束長は７であり、符号化率は、１／２、２／３及び３／４から選択できるように規定されている。【００４１】
アプリケーション層のＦＥＣは、送受信端末間での輻輳や伝送誤りにより生じたパケットロスを回復するために用いられる。一方、データリンク層のＦＥＣは、中継機器間での伝送誤りにより生じたパケットロスを回復するために用いられる。【００４２】
また、各層で、誤り訂正符号の設定の有無、方式、強度の選択が可能となっているが、具体的にどのようなタイミングで、どのように、方式又は強度の選択を行うかの規定はない。【００４３】
図３は、本発明の輻輳と伝送誤りを区別した伝送方式の概要について説明するための図である。【００４４】
伝送品質の劣化状態情報（送受信端末間でのパケットロス率や遅延時間）及び中継機器の輻輳状態情報（各中継機器でのパケットロス率や遅延時間）を計測するための観測パケットを、送受信端末（送信端末及び受信端末）間で送受信する。観測パケットに対して、各中継機器では輻輳状態情報を計測し、受信した観測パケットに輻輳状態情報を記述する。受信端末は、送受信端末間での伝送品質の劣化状態（送受信端末間でのパケットロス率や伝送遅延時間）を計測し、計測した劣化状態情報を受信した観測パケットに記述するとともに、送信端末へ観測パケットを返信する。この観測パケットに基づき、送信端末は、伝送誤り率と輻輳状態を区別し、それぞれ、前方誤り訂正符号方式又は強度の制御、及び伝送レート制御に利用する。【００４５】
また、送受信端末及び中継機器の受信状態の変化、中継機器のルーティングの更新状態の変化に基づき、受信端末又は中継機器が、トリガーパケットを送信端末に向けて送信する。これにより、送信端末で検出できない受信端末の受信状態の変化や中継機器のルーティングの更新を送信端末が把握することができる。送信端末は、トリガーパケットを受信し、トリガーパケットの受信に応答して観測パケットを送信する。これにより、無駄な観測パケットを送信することなく、伝送路の伝送品質の劣化状態情報、及び中継機器の輻輳状態情報を計測することができる。なお、受信状態の変化の検出は、受信電界強度、ハンドオーバーの通知情報の検出、通信速度、選択されている前方誤り訂正方式又は強度、伝送誤り率、再送回数の情報の変化を検出することで実現することができる。【００４６】
（受信状態の変化）
受信状態の変化は、送信端末、受信端末、中継機器のそれぞれで観測される。送受信端末が、ハンドオーバー（中継する中継機器が移り変わること）を検出した場合には、送信端末と受信端末との間の接続形態が変化している（端末に対する接続先の中継機器が変化する）。これにより、受信端末の受信状態が変化しているため、送受信端末間で、観測パケットをやりとりする必要がある。一般に、ハンドオーバーの処理（接続先の中継機器の変更に伴う伝送経路の変更手続き）は、予め決めた閾値を基準に、中継機器又は端末の受信電界強度が低くなったこと、又は伝送誤り率が高くなったことが検出されることをトリガーとして実施される。または、接続形態が変わらなくても、障害物の出現などの伝送環境の大きな変化により、予め決めた閾値に対して、伝送速度が低くなったことを検出した場合には、利用できる物理帯域が変化している。このため、このような場合にも、観測パケットを送信する必要がある。一般に、伝送品質が劣化した場合には、伝送速度が変化する。このため、伝送速度だけではなく、前方誤り訂正方式若しくは強度、伝送誤り率、又は再送回数の情報の変化を検出してもよい。なお、これらの情報を単独で用いて、受信状態の変化を検出してもよいし、組合せて受信状態の変化を検出してもよい。【００４７】
図４は、観測パケットのパケット構造について説明するための図である。【００４８】
本発明で、最大限に性能を発揮できる観測パケットの仕様として、観測パケットは、ＩＰヘッダーとＵＤＰ（User Datagram Protocol）ヘッダーの他に、送受信端末間情報記述と中継ノード情報記述とを含む。送受信端末間情報記述には、送信端末が観測パケットを送信した「送信時刻」、送信端末から受信端末へデータを送信した際の単位時間当たりのパケット損失である「ロス率」、送信端末から受信端末までに必要な時間である「遅延時間」が記述される。なお、伝送されるデータには、データを伝送するためのパケット毎に、送信順序や欠落を判断するためのシリアル番号と、それぞれのパケットの遅延時間を計測するための送信時刻とが記述できるものとする。送受信端末間情報記述の「遅延時間」には、それぞれのパケットの遅延時間の平均値が記述される。【００４９】
また、中継ノード情報記述には、データが中継される機器を識別するための「中継機器ＩＤ」、中継機器での輻輳状態の「計測時刻」、中継機器での輻輳状態を表現する「ロス率」（中継機器での単位時間当たりのパケット損失）、「滞在時間」（中継機器で、あるデータを受信してから送信されるまでの平均時間）が記述される。【００５０】
なお、特許文献１では各中継機器が、観測した輻輳状態を、上記の中継ノード情報記述に、中継機器を介す毎に追記している。本発明では、特許文献１の課題である中継機器でのパケットの解析や通信量などのオーバーヘッドを抑えるために、送信端末間情報記述のみを用い、中継ノード情報記述を用いずに、全中継機器の輻輳状態の総和を求めるようにしてもよい。【００５１】
すなわち、送信端末から、観測パケットを送信する際には、送信端末間情報記述の送信時刻に、送信端末の送信時の時刻をセットし、ロス率及び遅延時間をゼロにセットする。各中継機器では、送信端末間情報記述のロス率及び遅延時間の項目を読み取り、各項目の値に対して、それぞれ、中継機器のバッファでのパケットの廃棄率及び中継機器のバッファ内でのパケットの平均滞在時間を加算し、送信端末間情報記述のロス率及び遅延時間の各項目に、加算した値をそれぞれ上書きして転送する。なお、観測パケットは、輻輳によりロスが発生しにくいように、データ伝送パケットとは独立して中継機器内で処理される方が望ましい。【００５２】
複数の中継機器を中継された後、受信端末では、観測パケットを読み取ることで、送信端末間情報記述のロス率及び遅延時間の項目から、輻輳により生じた全中継機器のパケットのロス率の総和（Ｌ１）と遅延時間の総和（Ｔ１）が得られる。受信端末では、観測パケットを受信した時刻と送信端末間情報記述の送信時刻との差から、送受信端末間での輻輳や伝送誤りにより生じる遅延時間に関する送受信端末間の総遅延時間（Ｔ２）を求め、Ｔ２とＴ１の差から輻輳以外の、主に伝送誤りにより生じた総遅延時間（Ｔ３）が得られる。【００５３】
また、データを伝送するパケットは、観測パケットとは独立に伝送され、連続したシリアル番号が振られているものとする。送信端末から送信されたデータパケットは、中継機器で中継される際、輻輳時にはデータパケットの廃棄や伝送誤り時にパケットの廃棄が発生する。受信端末では、データパケットのシリアル番号が欠落する割合を測定することで、送受信端末間での輻輳や伝送誤りにより生じるパケット廃棄に関する総和のロス率（Ｌ２）を求めることができる。Ｌ２からＬ１の差を求めることで、伝送誤りにより生じた総和のロス率（Ｌ３）を求めることができる。【００５４】
受信端末では、上記のＬ１からＬ３と、Ｔ１からＴ３を計算するとともに、受信端末は、受信した観測パケットを送信端末へ転送する。送信端末が受信端末から受信した観測パケットのＬ１又はＴ１の値に基づき、送信端末からの伝送量を調整する。具体的には、Ｌ１又はＴ１の値が予め決めた閾値（Ｔｈ１）よりも大きければ輻輳が生じているとして伝送量を減らし、予め決めた閾値（Ｔｈ２）よりも小さければ輻輳が減少しているものとして伝送量を増やす。なお、Ｔｈ１やＴｈ２は経験的に決めてもよい。【００５５】
また、受信端末で計算された伝送誤りに関する伝送品質情報であるＬ３又はＴ３の値は観測パケットに追記される、又は、独立したパケットとして送信端末に送信される。ただし、必ずしも、伝送誤りに関する情報を送信端末へ伝送する必要はなく、送信する場合でも観測パケットと同じタイミングで送信する必要はない。【００５６】
送信端末では、これらの値に基づき、Ｌ３又はＴ３の値が予め決めた閾値（Ｔｈ３）よりも大きければ伝送誤りが増加しているものとして、伝送誤り能力を強くし、予め決めた閾値（Ｔｈ４）よりも小さければ伝送誤りが減少しているものとして、伝送誤り能力を弱くする。図５で示したように、伝送誤り能力の設定対象がアプリケーション層の場合は、送信するデータに対する前方誤り訂正方式と冗長度の選択を行う。伝送誤り能力の設定対象が、データリンク層の場合には、対象とする無線伝送経路の前方誤り訂正方式と冗長度の選択を行う。なお、Ｔｈ３やＴｈ４は経験的に決めてもよい。【００５７】
図５は、トリガーパケットのパケット構造について説明するための図である。【００５８】
トリガーパケットは、ＩＰヘッダーとＵＤＰヘッダーの他に、「イベント発生時刻」と、「発生箇所」と、「発生原因」とを含む。「イベント発生時刻」とは、送信端末や中継機器での受信状態の変化や中継機器でのルーティングが変化した時刻のことである。「発生箇所」とは、このような変化が発生した箇所（送信端末又は中継機器）を特定する情報（例えば、ＩＰアドレス）である。「発生原因」には、送信端末や中継機器での受信状態の変化の具体的な内容として、受信電界強度、通信速度、ハンドオーバー、ルーティングなどが記述される。【００５９】
図６は、端末の構成について説明するための図である。【００６０】
端末は、データを送信する送信端末またはデータを受信する受信端末であり、表示部９０１と、復号化部９０２と、入力部９０３と、伝送レート制御部９０４と、誤り訂正符号処理部９０５と、伝送品質管理部９０６と、受信状態管理部９０７と、送受信部９０８とを備えている。【００６１】
表示部９０１は、復号処理されたデータを表示する表示装置である。【００６２】
復号化部９０２は、映像や音声など復号処理が必要なデータを復号する処理部である。【００６３】
入力部９０３は、映像／静止画／音声／音楽／テキスト／ＣＧ／制御情報など様々なメディアのデータ入力を可能とする処理部である。【００６４】
伝送レート制御部９０４は、輻輳による損失率や遅延時間から伝送レートを決定する処理部である。【００６５】
伝送品質管理部９０６は、観測パケットに基づき、輻輳による損失と伝送誤りによる損失を区別して抽出する処理部である。【００６６】
受信状態管理部９０７は、送受信端末の受信状態の変化を検出する処理部である。【００６７】
誤り訂正符号処理部９０５は、伝送誤り率に基づきアプリケーション層の前方誤り訂正符号の有無、方式、強度を決定する処理部である。【００６８】
送受信部９０８は、前方誤り訂正符号が付与されたデータの送受信を行う処理部である。【００６９】
より詳細に説明すると、端末は、データと、伝送品質を観測するための観測パケットとの送信及び受信を行なう送受信部９０８と、（ｉ）前記送受信部９０８を介して前記他の端末との間で前記観測パケットのやり取りを行ない、（ｉｉ）前記端末がデータの受信側の場合には、前記他の端末との間におけるデータのロス率を観測するとともに、当該ロス率を示す劣化状態情報を前記観測パケットに書込み、（ｉｉｉ）前記端末がデータの送信側の場合には、前記他の端末から収集した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報から前記輻輳状態情報を減じることにより、前記端末及び前記中継機器におけるデータの伝送誤り率を求める伝送品質管理部９０６と、前記送受信部９０８におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記伝送品質管理部９０６へ前記観測パケットの送信を指示する受信状態管理部９０７と、前記伝送品質管理部９０６で求められた前記伝送誤り率に基づいて前方誤り訂正能力を決定し、送信するデータに前記前方誤り訂正能力に応じた前方誤り訂正符号を付与する誤り訂正符号処理部９０５とを備えている。【００７０】
なお、送信端末の受信状態管理部９０７での受信状態の変化の検出や、伝送品質管理部９０６がトリガーパケットを受信時に、送信端末の伝送品質管理部９０６は、受信端末へ観測パケットを送信する。また、送受信部９０８は、データを復号化部９０２へ、受信状態情報を受信状態管理部９０７へ、観測パケット及びトリガーパケットを伝送品質管理部９０６へ送信する。【００７１】
なお、受信状態の変化の検出は、受信電界強度、ハンドオーバーの通知情報の検出、通信速度、選択されている前方誤り訂正方式若しくは強度、伝送誤り率、又は再送回数の情報の変化を検出することで実現することができる。【００７２】
具体的に、受信状態管理部９０７は、送受信部９０８での受信状態の変化を検出する。例えば、（ｉ）受信電界強度が予め決めた閾値を一定時間の間、下回った場合や、（ｉｉ）中継機器側で、受信端末の移動により、受信端末が異なるエリアに属したことを検出して、中継機器から受信端末へハンドオーバーの通知情報が送信される場合や、（ｉｉｉ）伝送誤り率が予め決めた閾値を一定時間の間、上回ったことにより、通信速度又は通信モードが低下したり、前方誤り訂正方式又は強度が変更された場合や、（ｉｖ）輻輳や伝送誤りによるパケットの損失により、再送回数が予め決めた閾値を上回った場合に、受信状態管理部９０７は、受信状態が変化したものと判断する。逆に、通信状態が閾値に対して改善した場合も、受信状態が変化したものと判断する。端末が送信端末の場合には、受信状態管理部９０７は、受信状態が変化したときのみ、伝送品質管理部９０６へ、受信端末への観測パケットの送信を促す。また、端末が受信端末の場合には、受信状態管理部９０７は、伝送品質管理部９０６へ、送信端末へのトリガーパケットの送信を促す。なお、受信状態管理部９０７は、観測パケットに含まれる輻輳状態情報又は劣化状態情報で示されるロス率が予め決めた閾値を基準に高くなったこと又は低くなったことを検出した場合に、受信状態が変化したと判断しても良い。【００７３】
図７は、中継機器の構成について説明するための図である。【００７４】
中継機器は、ネットワークを介して端末と接続され、端末間で送信及び受信されるデータを中継する装置であり、受信部１００１と、受信バッファ管理部１００２と、パケット情報書換え部１００３と、行き先振り分け処理部１００４と、受信状態管理部１００５と、ルーティング処理部１００６と、送信バッファ管理部１００７と、送信部１００８とを備えている。【００７５】
受信部１００１は、他の中継機器や端末から送信されてきたデータを受信する処理部である。【００７６】
受信バッファ管理部１００２は、受信されたデータを一時的に蓄積し、受信バッファが溢れそうになった際に、予め決められた規則でパケット廃棄を行う（例えば、受信バッファの容量の２／３（閾値）に達した段階で、ランダムに伝送パケットを廃棄する）処理部である。【００７７】
パケット情報書換え部１００３は、受信バッファの輻輳状態情報（ロス率、滞在時間、計測時刻）を収集し、受信バッファが観測パケットであれば、輻輳状態情報を観測パケットに記述する処理部である。なお、パケット情報書換え部１００３は、観測パケット以外のパケットに対して処理は行わない。【００７８】
行き先振り分け処理部１００４は、受信バッファ管理部１００２のパケットに対して、ルーティング処理部１００６が作成したパケットの転送先テーブル（ルーティングテーブル）に基づき、パケットの次の中継機器の転送先を決定する処理部である。【００７９】
受信状態管理部１００５は、中継機器の受信部１００１の受信状態（受信電界強度、ハンドオーバーなど）の変化を検出する処理部である。【００８０】
ルーティング処理部１００６は、受信部１００１からルーティングプロトコルを抽出、解析し、パケットの転送先テーブルを作成する処理部である。【００８１】
送信バッファ管理部１００７は、行き先ごとに送信キューを用意し、予め決められた送出量のパケットを決められたタイミングで送信する処理部である。【００８２】
送信部１００８は、データを送信する処理部である。【００８３】
より詳細に説明すると、ネットワークを介して端末と接続され、端末間で送信及び受信されるデータを中継する中継機器は、データと、伝送品質を観測するための観測パケットとを受信する受信部１００１と、（ｉ）データを記憶する受信バッファを有し、（ｉｉ）受信したデータを前記受信バッファに格納し、（ｉｉｉ）前記受信バッファに格納できなかったデータを廃棄し、（ｉｖ）前記受信バッファにおけるデータのロス率を観測する受信バッファ管理部１００２と、前記受信バッファ管理部１００２で観測された前記ロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込むパケット情報書換え部１００３と、前記受信バッファに格納されたデータを送信先毎に格納する送信バッファを有し、前記送信バッファに格納されたデータを送信先毎に予め定められた送信レートで送出する送信バッファ管理部１００７と、前記送信バッファ管理部１００７より送出された前記データを送信先に向けて送信する送信部１００８と、送信部１００８におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、データの送信元の端末が備える前記伝送品質管理部９０６に対して、前記観測パケットの送信を指示する受信状態管理部１００５と、所定のルーティングプロトコルを用いて、前記データの転送経路を示すルーティングテーブルを構築するルーティング処理部１００６と、前記ルーティングテーブルに従って、前記データの次の転送先を決定する行き先振り分け処理部１００４とを備えている。【００８４】
受信状態管理部１００５は、端末と同様に、中継機器での受信状態の変化を検出する。具体的には、受信電界強度、ハンドオーバーの通知情報の検出、通信速度、選択されている前方誤り訂正方式若しくは強度、伝送誤り率、又は再送回数の情報の変化、加えて、ルーティングテーブルの更新を検出する。受信状態管理部１００５は、受信状態の変化を検出すると、行き先振り分け処理部１００４へ、トリガーパケットの送信を行うように促す。なお、受信状態管理部１００５は、観測パケットに含まれる輻輳状態情報で示されるロス率が予め決めた閾値を基準に高くなったこと又は低くなったことを検出した場合に、受信状態が変化したと判断しても良い。【００８５】
例えば、（ｉ）受信電界強度が予め決めた閾値を一定時間の間、下回った場合や、（ｉｉ）中継機器側で、受信端末の移動により、受信端末が異なるエリアに属したことを検出した場合や、（ｉｉｉ）伝送誤り率が予め決めた閾値を一定時間の間、上回ったことにより、通信速度又は通信モードが低下したり、前方誤り訂正方式や強度が変更された場合や、（ｖｉ）輻輳や伝送誤りによるパケットの損失により、再送回数が予め決めた閾値を上回った場合や、（ｖ）ルーティングが再構築された場合に、受信状態管理部９０７は、受信状態が変化したものと判断する。逆に、通信状態が閾値に対して改善した場合も、受信状態が変化したものと判断する。【００８６】
（中継機器でのトリガーパケットの集約）
また、受信状態管理部１００５は、受信部１００１からトリガーパケットを受信する。受信状態管理部１００５は、受信したトリガーパケットと、当該トリガーパケットと送信元及び送信先が同一の過去に受信したトリガーパケットとを比較し、現在受信したトリガーパケットの現在時刻（受信状態管理部１００５の受信時刻）と、過去に受信したトリガーパケットの（行き先振り分け処理部１００４への）送信時刻との時間差が予め定められた時間内であるか否かを判断する。受信状態管理部１００５は、この判断結果に基づき、受信部１００１から転送されてきたトリガーパケットを、転送するか廃棄するかの決定及び実行を行なうことで、トリガーパケットの数の抑制が可能となり、パケットのトラフィック量の削減、並びに送受信端末及び中継機器での処理量の削減が実現できる。【００８７】
具体的には、受信部１００１は、受信端末又は他の中継機器からトリガーパケットを受信した場合、受信したトリガーパケットを受信状態管理部１００５に転送する。受信状態管理部１００５は、受信したトリガーパケットに含まれるデータと過去に受信したトリガーパケットに含まれるデータとを比較することにより、予め決められた時間内に、既に同じ送信元及び同じ送信先のトリガーパケットを外部に送信しているか否かを確認する。同じ送信元、同じ送信先向けにトリガーパケットが送信されている場合には、受信状態管理部１００５は、新たに受信したトリガーパケットを、行き先振り分け処理部１００４へは転送せず、廃棄する。逆に、予め決められた時間を超えている場合や、予め決められた時間内であっても異なる送信先の場合には、受信状態管理部１００５は、新たに受信したトリガーパケットを行き先振り分け処理部１００４へ転送する。【００８８】
図８は、受信状態管理部１００５の動作について説明するための図である。【００８９】
同図には、受信部１００１が受信したトリガーパケットのイメージ１０１０が示されている。受信状態管理部１００５は、トリガーパケットのＩＰヘッダーから送信元アドレスと、送信先アドレスとを取得し、受信状態管理部１００５がトリガーパケットを受信した時刻である現在時刻を計測する。パケット番号１のトリガーパケットについては、受信状態管理部１００５が、同一の送信先及び送信元のトリガーパケットを過去に受信していない。このため、受信状態管理部１００５は、トリガーパケットを行き先振り分け処理部１００４へ転送する。また、受信状態管理部１００５は、パケット番号１のトリガーパケットで示される送信先アドレス「Ｘ」へは、トリガーパケットを中継していない。このため、受信状態管理部１００５は、受信状態の管理テーブル１０２０に、パケット番号１のトリガーパケットの内容を記録する。【００９０】
パケット番号２のトリガーパケットについても、パケット番号１のトリガーパケットと同様に、過去に同一の送信先への転送が行なわれていないため、転送され、さらに受信状態の管理テーブル１０２０に追記される。【００９１】
パケット番号３のトリガーパケットについては、送信先アドレス及び送信元アドレスがパケット番号１のトリガーパケットと同じである。また、予め決められた時間を３分とすると、パケット番号１のトリガーパケットを受信した時刻（１０時１分）から、パケット番号３のトリガーパケットを受信した時刻（１０時２分）までの時間間隔は３分未満である。このため、パケット番号３のトリガーパケットは転送されることなく廃棄される。【００９２】
パケット番号４のトリガーパケットについては、送信先アドレス及び送信元アドレスがパケット番号２のトリガーパケットと同じである。しかし、パケット番号２のトリガーパケットを受信した時刻（１０時２分）から、パケット番号４のトリガーパケットを受信した時刻（１０時７分）までの時間間隔は３分以上である。このため、トリガーパケットは転送され、受信状態の管理テーブル１０２０の転送時刻が更新される。なお、受信状態管理部１００５が、ルーティング処理部１００６からルーティングテーブルの更新の通知を受けた場合、受信状態管理部１００５は、受信状態の管理テーブル１０２０に記されている送信先アドレスに対して、トリガーパケットを送信する。【００９３】
ここでは、中継機器の受信状態管理部１００５の動作について記したが、端末の受信状態管理部９０７についても同様な動作を行なう。【００９４】
図９は、システム全体の動作について説明するためのフローチャートである。【００９５】
送信端末の伝送品質管理部９０６は、予め決めた時間間隔で、観測パケットを送信する（Ｓ１１０１）。中継機器は、受信バッファ管理部１００２で計測した輻輳状態情報（ロス率、滞在時間、計測時刻）を、観測パケットに書き込む（Ｓ１１０２）。受信端末は、送信端末から受信端末へ送信したデータのロス率、遅延時間を計測し、結果を観測パケットに書き込む（Ｓ１１０３）。【００９６】
受信端末は、結果を書き込んだ観測パケットを送信端末へ返信する（Ｓ１１０４）。送信端末は、伝送品質管理部９０６において、受信した観測パケットから輻輳による損失率を求める（Ｓ１１０５）。送信端末は、輻輳による損失率に基づいて伝送レートを制御し、送受信端末間の損失率に基づいて誤り訂正符号を制御する（Ｓ１１０６）。また、同様に、送信端末の伝送品質管理部９０６は、受信した観測パケットから伝送誤り率を求め、求めた伝送誤り率に基づき誤り訂正符号処理部９０５の前方誤り訂正能力を決定する（Ｓ１１０７）。なお、伝送誤り率は、送受信端末間の損失率から輻輳による損失率を減ずることにより求められる。【００９７】
図１０は、中継機器の動作について説明するためのフローチャートである。【００９８】
受信バッファ管理部１００２で、パケットを受信して蓄え、閾値以上であれば、パケットをランダムに廃棄する（Ｓ１２０１）。パケット情報書換え部１００３は、受信したパケットが観測パケットであるかを判断する（Ｓ１２０２）。受信したパケットが観測パケットである場合には（Ｓ１２０２でＹＥＳ）、パケット情報書換え部１００３は、受信バッファ管理部１００２から輻輳状態情報を取得し、取得した輻輳状態情報を観測パケットに書き込む（Ｓ１２０３）。【００９９】
パケットを行き先振り分け処理部１００４は、ルーティング処理部１００６の振り分け指示に基づいて、送信バッファ管理部１００７が備える該当するキューへパケットを振り分ける（Ｓ１２０４）。送信バッファ管理部１００７は、キュー毎に、予め決められた時間比率でパケットを送信する（Ｓ１２０５）。【０１００】
図１１は、観測パケットの送信処理について説明するためのフローチャートである。【０１０１】
中継機器が、中継機器間のルーティングが更新されたか判定し（Ｓ１３０１）、ルーティングが更新されていれば（Ｓ１３０１でＹＥＳ）、中継機器は、ネットワークの論理的な構成の変化により、伝送品質の劣化状態も変化すると判断し、送信端末へトリガーパケットを送信する（Ｓ１３０３）。これにより、中継機器は、送信端末へ観測パケットの送信を促す。【０１０２】
また、中継機器が、中継機器間の受信状態が変化したかを判定する（Ｓ１３０２）。中継機器間の受信状態が変化したと判断した場合には（Ｓ１３０２でＹＥＳ）、中継機器は、送信端末、受信端末及び中継機器の間の接続状態の変化により、伝送品質の劣化状態も変化すると判断し、送信端末へトリガーパケットを送信する（Ｓ１３０３）。これにより、中継機器は、送信端末へ観測パケットの送信を促す。【０１０３】
さらに、受信端末が、受信端末の受信状態が変化したかを判定する（Ｓ１３０４）。受信端末の受信状態が変化した場合には（Ｓ１３０４でＹＥＳ）、受信端末は、受信端末と中継機器との間の接続状態の変化により、伝送品質の劣化状態も変化すると判断し、送信端末へトリガーパケットを送信する（Ｓ１３０５）。これにより、受信端末は、送信端末へ観測パケットの送信を促す。【０１０４】
さらにまた、送信端末が、送信端末の受信状態が変化したかを判定する（Ｓ１３０６）。送信端末の受信状態が変化した場合には（Ｓ１３０６でＹＥＳ）、送信端末が、送信端末と中継機器との間の接続状態の変化により、伝送品質の劣化状態も変化すると判断し、送信端末が、受信端末に向けて観測パケットを送信する（Ｓ１３０７）。【０１０５】
以上のように、送受信端末又は中継機器の受信状態の変化や、中継機器のルーティングの変化を検出し、送信端末の変化だけではなく、トリガーパケットにより受信端末や中継機器の変化を、送信端末に通知することができる。このため、送信端末は、不必要に定期的に観測パケットを送るのではなく、必要なタイミングで観測パケットの送信が可能となる。【０１０６】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、無線アドホックネットワークの具体的な利用シーンについて説明するための図である。【０１０７】
無線アドホックネットワークの典型的な利用例としては、無線基地局の配置によっては、電波の不感地帯が発生する場合に、無線アドホックネットワークを用いて、補完的に不感地帯を無くすという利用方法が考えられる。例えば、図１２Ａに示すように、基地局のセルが小規模化した場合、不感地帯が発生しやすくなるため、基地局の設置コストを抑えながら、通信エリアを拡大させる有効な方法であると考えられる。なお、基地局のセルとは、基地局の電波が届く範囲、つまり通信可能な範囲のことである。【０１０８】
同様に、図１２Ｂに示すように、車が中継機器となり、車車間通信を用いて、交差点にある局所通信の通信エリアを拡大する方法も考えられる。車車間通信を用いる例としては、交差点付近の映像を、ＤＳＲＣや無線ＬＡＮなどの局所通信で配信し、車車間通信で局所通信の通信エリアを拡大する用途が考えられる。無線アドホックネットワークを用いることで、交差点のように複雑に入り組んだ場所でも、通信エリアを拡大することができるので、死角エリアの映像を車へ提供することで車の安全運転を支援することができる。【０１０９】
図１３は、利用シーンに基づいた観測パケット／トリガーパケットの制御方法について説明するための図である。【０１１０】
端末移動（車や携帯端末の移動）に着目した場合、移動する端末が重点監視領域（交差点、繁華街、路地など）へ進入した場合、受信映像を高画質で見たいという要望が高いと想定できる。このため、輻輳や伝送誤りに対して耐性を高めるために、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短くすることにより、受信映像を高画質で見ることができるようになる。なお、重点監視領域への進入の検出は、端末にＧＰＳ（Global Positioning System）と、重点監視領域の位置のデータベースとを持たせることで容易に実現することができる。【０１１１】
また、直進している移動端末が移動方向を変更した場合、例えば、移動端末が車の場合に、方向指示器で指示出しを行っている場合、受信映像を高画質で見たいという要望が高いと想定できる。このため、輻輳や伝送誤りに対して耐性を高めるために、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短くする。なお、移動端末の移動方向の変更の検出は、移動端末が車であれば方向指示器の状態変化を、携帯端末であれば、ＧＰＳにより位置情報を逐次取得し、位置情報の時間的な変化をそれぞれ検出することで実現することができる。【０１１２】
さらに、移動端末が高速移動状態から低速又は停止状態に変化した場合、利用者が高画質で映像を見る機会が増えると判断できる。このため、輻輳や伝送誤りに対して耐性を高めるために、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短くする。なお、端末の移動速度の検出は、ＧＰＳにより位置情報を逐次取得し、位置情報の時間的な変化を検出することで実現することができる。【０１１３】
さらにまた、移動端末の通信状態の変化、具体的にはロス率、受信電界強度及び通信速度のうちの少なくともいずれかの変化を検出すると、受信映像を高画質で見たいという要望が高いと想定できる。このため、輻輳や伝送誤りに対して耐性を高めるために、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短くする。【０１１４】
例えば、移動端末の通信状態の変化の検出により、移動端末が局所通信エリアへ進入したこと又は他の基地局へハンドオーバーしたことを検出して、新たな通信リンクの確立を行う際に、確立時の一定期間、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短く設定しておく。このことで、早期に安定した伝送状態を確立することができる。【０１１５】
また、車車間通信を利用時に、車群が交差点前で停車する場合に、端末の移動速度低下により、端末間通信（車車間通信）が安定し、通信品質が向上する。このような端末の移動速度低下時の端末間通信の伝送路確立時に、確立時の一定期間、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短く設定しておく。このことで、早期に安定した伝送状態を確立することができる。なお、車だけではなく、携帯電話のような携帯端末に適用してもよい。【０１１６】
以上説明したように、本発明によると、送信端末から受信端末に向けて中継機器を介して観測パケットを送信する。観測パケットを受け取った中継機器は、中継機器でのデータのロス率を表す輻輳状態情報を観測パケットに書き込むとともに中継する。また、受信端末は、送信端末と受信端末との間でのデータのロス率を表す劣化状態情報を観測パケットに書き込むとともに、送信端末に送り返す。このため、送信端末では、観測パケットに書き込まれた輻輳状態情報から輻輳している中継機器を特定することができる。また、劣化状態情報から輻輳状態情報を減じることにより、無線アドホックネットワークにおける伝送誤り率を求めることができる。この伝送誤り率に応じた前方誤り訂正符号を送信するデータに付与することにより、高品質伝送を実現することができる。【０１１７】
また、データの受信状態の変化が起こった際に、送信端末が観測パケットの送信を行なうようにすることができる。このため、送信端末が不必要に観測パケットを送信することを防止し、ネットワークに与える負荷、並びに、端末及び中継機器に与える負荷を軽減することが可能となる。【０１１８】
さらに、中継機器が、同一の送信元から同一の送信先へ送信される観測パケットの送信の指示（トリガーパケット）を短時間内に複数受け取った場合には、１つのトリガーパケットを残して、他のトリガーパケットを廃棄する。これにより、送信端末に向けて同様の内容のトリガーパケットが複数送信されることを防ぐことができる。これにより、ネットワークに与える負荷、並びに、端末及び中継機器に与える負荷を軽減することが可能となる。【０１１９】
さらにまた、中継機器に接続された送受信端末間で、伝送誤りに基づいた前方誤り訂正の強度や方式の選択、及び、輻輳と伝送誤りのそれぞれの影響の度合いを把握した伝送レートの制御を行うことで、高品質な映像伝送を実現することができる。【０１２０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明にかかる中継伝送方法は、アドホックネットワークを用いた映像、音声伝送での高品質伝送を実現し、宅内のモニタリングシステム、タウンモニタリングシステム及びＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）などへの利用が可能である。また、映像や音声だけではなく、テキスト、静止画、音楽など様々なメディア伝送への適用が可能であり、宅外だけではなく、宅内での高品質なメディア伝送も可能となる。
【図１】
2009075097.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年4月23日(2009.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互にネットワークに接続された端末間で中継機器を介してデータの送信及び受信を行なうデータ送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のようなアクセスポイントを必要としない、無線接続可能な複数の端末（パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯電話、カーナビゲーションシステムなど）のみで構成されたネットワーク（一般に、アドホックネットワーク、又はメッシュネットワークとよばれる）の環境下で、低遅延のパケット通信を実現する方法が提案されている。例えば、送受信端末間で複数経路を設定した上で、各経路に定期的に制御パケットを流すことで、エンド・エンド遅延を測定し、常に遅延が最も小さい一つの経路を選択してパケットを送信するという経路切り替え方式が提案されている。
【０００３】
このアドホックネットワークでは、遅延伝送が大きいという課題がある。それだけではなく、端末と端末との間を繋ぐ中継機器でのバッファの溢れにより、輻輳が発生してデータが損失し、中継機器間、中継機器と送受信端末との間が無線網で相互接続されているために伝送誤りが発生してデータが損失するという課題がある。
【０００４】
そのため、輻輳や伝送誤りによるデータの損失が発生するため、映像や音声のデータを伝送する際、映像の乱れや音飛びといった映像や音声のデータの品質劣化が課題となっている。
【０００５】
特に、無線伝送時にデータの損失の原因である輻輳と伝送誤りのいずれの原因がどの程度、データ損失に影響しているかを判断しなければならない。
【０００６】
この課題に対して、アドホックネットワークにおける、送受信端末間で、伝送品質観測用の観測パケットを定期的に送信して中継機器のトラフィック量を正確に測定する方法（特許文献１記載）に、観測パケットを定期的に送信することで、伝送誤りと輻輳とを区別した、伝送レートや誤り訂正符号の強度を設定する方法（特許文献２）を適用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３４７８７９号公報
【特許文献２】特開２００３−１５２７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、一般に複数段の中継機器に渡って伝送品質観測用の観測パケットを中継する。このため、観測パケットを中継する中継機器の段数が多くなると、観測パケットのパケット長が大きくなり、パケット内容の解析や通信量などのオーバーヘッドが課題となる。
【０００９】
また、無線アドホックネットワークのように、多段中継され、動的に伝送経路が決定されるシステムでは、輻輳している中継機器の事前想定が難しく、輻輳している中継機器の特定が困難であるという課題が生じる。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、アドホックネットワークにおいて、効率的に観測パケットを伝送するとともに、輻輳している中継機器の特定を可能とし、高品質伝送を実現するデータ送受信システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係るデータ送受信システムは、ネットワークに接続された中継機器と、各々が前記中継機器を介してデータの送信又は受信を行なう第１の端末及び第２の端末と、を備えるデータ送受信システムであって、データと、伝送品質を観測するための観測パケットとを受信する受信手段と、データを記憶する受信バッファと、前記受信バッファにおけるデータのロス率を観測する受信バッファ管理手段と、前記受信バッファ管理手段で観測された前記ロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込むパケット情報書換え手段と、前記受信バッファに格納されたデータを送信先毎に格納する送信バッファと、前記送信バッファに格納されたデータを送信先毎に予め定められた送信レートで送出する送信バッファ管理手段と、前記送信バッファ管理手段より送出された前記データと前記観測パケットとを送信先に向けて送信する送信手段と、を有する前記中継機器と、データ及び前記観測パケットの送受信を行なう第１送受信手段と、前記端末間におけるデータのロス率を示す劣化状態情報を前記観測パケットに書込む第１伝送品質管理手段と、を有する前記第１の端末と、データ及び前記観測パケットの送受信を行なう第２送受信手段と、前記第１の端末から収集した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報で示されるロス率から前記輻輳状態情報で示されるロス率を減じることにより、前記データ送受信システムにおけるデータの伝送誤り率を求める第２伝送品質管理手段と、前記伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に応じて、送信するデータに対し、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施す誤り訂正処理手段と、を有する前記第２の端末と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この構成によると、送信側の端末（第２の端末）から受信側の端末（第１の端末）に向けて中継機器を介して観測パケットを送信する。観測パケットを受け取った中継機器は、中継機器でのデータのロス率を表す輻輳状態情報を観測パケットに書き込むとともに中継する。また、受信側の端末は、２つの端末間でのデータのロス率を表す劣化状態情報を観測パケットに書き込むとともに、送信側の端末に送り返す。このため、送信側の端末では、観測パケットに書き込まれた輻輳状態情報から輻輳している中継機器を特定することができる。また、劣化状態情報から輻輳状態情報を減じることにより、データ送受信システムにおける伝送誤り率を求めることができる。この伝送誤り率に応じて、送信するデータに対して、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施すことにより、高品質伝送を実現することができる。また、観測パケット長は、中継する段数には依存しないため、効率的に観測パケットを伝送することもできる。
【００１３】
好ましくは、前記第１の端末は、さらに、前記第１送受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第１伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する第１端末側受信状態管理手段を備え、前記第２の端末は、さらに、前記第２送受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する第２端末側受信状態管理手段を備え、前記第１伝送品質管理手段は、前記第１端末側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第１送受信手段を介して、データの送信先の端末に向けて前記観測パケットを送信し、前記第２伝送品質管理手段は、前記第２端末側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第２送受信手段を介して、データの送信先の端末に向けて前記観測パケットを送信することを特徴とする。
【００１４】
または、前記中継機器は、さらに、前記受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する中継機器側受信状態管理手段を備え、前記第２伝送品質管理手段は、前記中継機器側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第２送受信手段を介して、前記第１の端末に向けて前記観測パケットを送信することを特徴とする。
【００１５】
この構成によると、データの受信状態の変化が起こった際に、送信側の端末が観測パケットの送信を行なうようにすることができる。このため、送信側の端末が不必要に観測パケットを送信することを防止し、ネットワークに与える負荷、並びに、端末及び中継機器に与える負荷を軽減することが可能となる。
【００１６】
さらに好ましくは、前記中継機器側受信状態管理手段は、前記受信手段が同一の送信元から同一の送信先への前記観測パケットの送信の指示を所定の時間幅内に複数受け取った場合には、１の前記指示を前記第２伝送品質管理手段に対して行ない、他の前記指示を廃棄することを特徴とする。
【００１７】
中継機器が、同一の送信元から同一の送信先へ送信される観測パケットの送信の指示を短時間内に複数受け取った場合には、１つの指示を残して、他の指示を廃棄する。これにより、送信側の端末に向けて同様の内容の指示が複数送信されることを防ぐことができる。これにより、ネットワークに与える負荷、並びに、端末及び中継機器に与える負荷を軽減することが可能となる。
【００１８】
なお、本発明は、このような特徴的な手段を備えるデータ送受信システムとして実現することができるだけでなく、データ送受信システムに含まれる特徴的な手段をステップとするデータ送信方法として実現したり、データ送信方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１９】
無線アドホックネットワークにおいて、送信側の端末は、観測パケットに書き込まれた輻輳状態情報から輻輳している中継機器を特定することができる。また、劣化状態情報と輻輳状態情報とから伝送誤り率を求めることができる。この伝送誤り率に応じて、送信するデータに対して、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施すことにより、高品質伝送を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明で対象となるネットワークの構成について説明するための図である。
【図２】図２は、送受信端末で用いられる前方誤り訂正符号について説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の輻輳と伝送誤りを区別した伝送方式の概要について説明するための図である。
【図４】図４は、観測パケットのパケット構造について説明するための図である。
【図５】図５は、トリガーパケットのパケット構造について説明するための図である。
【図６】図６は、端末の構成について説明するための図である。
【図７】図７は、中継機器の構成について説明するための図である。
【図８】図８は、受信状態管理部の動作について説明するための図である。
【図９】図９は、システム全体の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、中継機器の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、観測パケットの送信処理について説明するためのフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、無線アドホックネットワークの具体的な利用シーンについて説明するための図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、無線アドホックネットワークの具体的な利用シーンについて説明するための図である。
【図１３】図１３は、利用シーンに基づいた観測パケット／トリガーパケットの制御方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明で対象となるネットワークの構成について説明するための図である。
【００２３】
同図に示すように、複数の端末が、中継機器に接続されている。無線ネットワーク上のアドホックネットワークにより、各中継機器間はネットワークが構築され、有線網側の端末と相互接続されている。
【００２４】
無線網と有線網とを相互接続している中継機器をゲートウェイとも呼ぶ。ゲートウェイは、複数あってもよいし、なくてもよい。
【００２５】
中継機器はルーティング機能を備えており、無線アドホックネットワーク内での相互接続及び有線網との相互接続を実現している。ここで、ルーティング機能とは、中継機器を経由して、送信端末から受信端末までの最適な経路を選択し、データを伝送する機能のことである。
【００２６】
ルーティング機能は、ＩＰ（Internet Protocol）パケットレベルで実現されていてもよいし、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１１ｓのように、データリンク層で実現されていてもよい。ルーティング機能はルーティングプロトコルにより実現できる。代表的なプロトコルとして、ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｒｏｕｔｉｎｇ）ＰｒｏｔｏｃｏｌやＡＯＤＶ（Ａｄ  ｈｏｃ  Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｖｅｃｔｏｒ）などがあげられる。一般に、ルーティングプロトコルにより、経路情報が作成される。
【００２７】
図１に示す端末は、カメラとＰＣ（パーソナルコンピュータ）とで構成されているが、携帯電話、テレビ、カーナビゲーションシステムなど、端末の種類や性能などは規定しない。また、端末は、移動する移動端末であっても、移動しない固定端末であってもよい。
【００２８】
無線網は、無線ＬＡＮ、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：専用狭域通信）、携帯電話網などであり、無線媒体の種類及び性能は規定しない。同様に有線網についても、光ファイバ、ＰＳＴＮ（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：公衆交換電話網）、ＬＡＮなどであり、有線網の媒体の種類及び性能は規定しない。
【００２９】
図１に示すネットワークは、映像や音声の伝送だけではなく、テキスト、静止画、音楽、制御データなど様々なメディア伝送への適用が可能である。また、図１に示すネットワークについては、利用場所も限定されず、宅外だけではなく宅内での高品質なメディア伝送も対象としている。
【００３０】
図２は、送受信端末で用いられる前方誤り訂正符号について説明するための図である。
【００３１】
輻輳や伝送誤りによる、伝送パケットの損失やビット誤りが発生した伝送パケットを正常に回復させるために、従来から伝送パケットの再送又はＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正符号）が用いられている。
【００３２】
ＦＥＣは、伝送したい情報に冗長な情報を付加し、その情報を元に伝送中に生じた情報の誤りを訂正する技術である。誤り訂正符号が長ければ長いほど訂正能力が高くなるが、同じ速度で通信を行った場合、誤り訂正符号が長いほうが訂正後の速度は低くなる。
【００３３】
通信経路の信頼性によって最適な誤り訂正符号の長さは変わるほか、同じ長さの誤り訂正符号でもアルゴリズム（方式の違い）により、訂正能力が異なる。誤り訂正符号方式の例としては、リードソロモン符号やＢＣＨ（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）符号に代表されるブロック符号、ビタビ符号に代表される畳み込み符号が挙げられる。その他の例としては、Ｈ．２２３（ＩＴＵが勧告した、ＴＶ電話における動画像データ、音声データおよび通信データを多重化する方式を規定した規格）を例に、特許文献：特開２００１−１１５２３８号公報の従来技術の紹介部分で、伝送路の状態に応じて誤り耐性のレベルを選択する技術の必要性が述べられている。
【００３４】
次に、具体的に、本発明におけるＦＥＣの利用方法について説明する。
【００３５】
ＦＥＣが付与されるネットワークのプロトコルレイヤはアプリケーション層やデータリンク層などである。
【００３６】
図２は、アプリケーション層で、符号化されたＡＶデータ全体に対してＦＥＣを付与する例を示す図である。各ノード（図中において、少なくともＩＰ層、ＭＡＣ層の使用が示されている機器）は、１台の中継機器に対応し、使用されるネットワークプロトコルのレイヤを示している。
【００３７】
例えば、インターネットドラフト（インターネットに関する技術提案文書）では、非特許文献：Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ  Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ（ＦＥＣ），ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｒｍｔ−ｂｂ−ｆｅｃ−ｒｓ−０１．ｔｘｔにて、アプリケーション層での誤り訂正符号の利用方法についての規定があり、訂正能力の選択ができることが規定されている。
【００３８】
輻輳で欠落したブロック（データ）については、アプリケーション層で付与したＦＥＣ（図２では、ＡＰＰ（Application）層のＦＥＣと記述）により、受信端末側で回復させる。
【００３９】
また、データリンク層では、アプリケーション層からのデータをいくつかのブロックに分割し、各ブロックにＦＥＣ（図２では、ＭＡＣ（Media Access Control）層のＦＥＣと記述）を付与し、伝送中のビット誤りに対し、耐性を持たせる。
【００４０】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、畳み込み符号化、ビタビ符号方式、シンボル内インターリーブの使用の規定があり、畳み込み符号については、拘束長は７であり、符号化率は、１／２、２／３及び３／４から選択できるように規定されている。
【００４１】
アプリケーション層のＦＥＣは、送受信端末間での輻輳や伝送誤りにより生じたパケットロスを回復するために用いられる。一方、データリンク層のＦＥＣは、中継機器間での伝送誤りにより生じたパケットロスを回復するために用いられる。
【００４２】
また、各層で、誤り訂正符号の設定の有無、方式、強度の選択が可能となっているが、具体的にどのようなタイミングで、どのように、方式又は強度の選択を行うかの規定はない。
【００４３】
図３は、本発明の輻輳と伝送誤りを区別した伝送方式の概要について説明するための図である。
【００４４】
伝送品質の劣化状態情報（送受信端末間でのパケットロス率や遅延時間）及び中継機器の輻輳状態情報（各中継機器でのパケットロス率や遅延時間）を計測するための観測パケットを、送受信端末（送信端末及び受信端末）間で送受信する。観測パケットに対して、各中継機器では輻輳状態情報を計測し、受信した観測パケットに輻輳状態情報を記述する。受信端末は、送受信端末間での伝送品質の劣化状態（送受信端末間でのパケットロス率や伝送遅延時間）を計測し、計測した劣化状態情報を受信した観測パケットに記述するとともに、送信端末へ観測パケットを返信する。この観測パケットに基づき、送信端末は、伝送誤り率と輻輳状態を区別し、それぞれ、前方誤り訂正符号方式又は強度の制御、及び伝送レート制御に利用する。
【００４５】
また、送受信端末及び中継機器の受信状態の変化、中継機器のルーティングの更新状態の変化に基づき、受信端末又は中継機器が、トリガーパケットを送信端末に向けて送信する。これにより、送信端末で検出できない受信端末の受信状態の変化や中継機器のルーティングの更新を送信端末が把握することができる。送信端末は、トリガーパケットを受信し、トリガーパケットの受信に応答して観測パケットを送信する。これにより、無駄な観測パケットを送信することなく、伝送路の伝送品質の劣化状態情報、及び中継機器の輻輳状態情報を計測することができる。なお、受信状態の変化の検出は、受信電界強度、ハンドオーバーの通知情報の検出、通信速度、選択されている前方誤り訂正方式又は強度、伝送誤り率、再送回数の情報の変化を検出することで実現することができる。
【００４６】
（受信状態の変化）
受信状態の変化は、送信端末、受信端末、中継機器のそれぞれで観測される。送受信端末が、ハンドオーバー（中継する中継機器が移り変わること）を検出した場合には、送信端末と受信端末との間の接続形態が変化している（端末に対する接続先の中継機器が変化する）。これにより、受信端末の受信状態が変化しているため、送受信端末間で、観測パケットをやりとりする必要がある。一般に、ハンドオーバーの処理（接続先の中継機器の変更に伴う伝送経路の変更手続き）は、予め決めた閾値を基準に、中継機器又は端末の受信電界強度が低くなったこと、又は伝送誤り率が高くなったことが検出されることをトリガーとして実施される。または、接続形態が変わらなくても、障害物の出現などの伝送環境の大きな変化により、予め決めた閾値に対して、伝送速度が低くなったことを検出した場合には、利用できる物理帯域が変化している。このため、このような場合にも、観測パケットを送信する必要がある。一般に、伝送品質が劣化した場合には、伝送速度が変化する。このため、伝送速度だけではなく、前方誤り訂正方式若しくは強度、伝送誤り率、又は再送回数の情報の変化を検出してもよい。なお、これらの情報を単独で用いて、受信状態の変化を検出してもよいし、組合せて受信状態の変化を検出してもよい。
【００４７】
図４は、観測パケットのパケット構造について説明するための図である。
【００４８】
本発明で、最大限に性能を発揮できる観測パケットの仕様として、観測パケットは、ＩＰヘッダーとＵＤＰ（User Datagram Protocol）ヘッダーの他に、送受信端末間情報記述と中継ノード情報記述とを含む。送受信端末間情報記述には、送信端末が観測パケットを送信した「送信時刻」、送信端末から受信端末へデータを送信した際の単位時間当たりのパケット損失である「ロス率」、送信端末から受信端末までに必要な時間である「遅延時間」が記述される。なお、伝送されるデータには、データを伝送するためのパケット毎に、送信順序や欠落を判断するためのシリアル番号と、それぞれのパケットの遅延時間を計測するための送信時刻とが記述できるものとする。送受信端末間情報記述の「遅延時間」には、それぞれのパケットの遅延時間の平均値が記述される。
【００４９】
また、中継ノード情報記述には、データが中継される機器を識別するための「中継機器ＩＤ」、中継機器での輻輳状態の「計測時刻」、中継機器での輻輳状態を表現する「ロス率」（中継機器での単位時間当たりのパケット損失）、「滞在時間」（中継機器で、あるデータを受信してから送信されるまでの平均時間）が記述される。
【００５０】
なお、特許文献１では各中継機器が、観測した輻輳状態を、上記の中継ノード情報記述に、中継機器を介す毎に追記している。本発明では、特許文献１の課題である中継機器でのパケットの解析や通信量などのオーバーヘッドを抑えるために、送信端末間情報記述のみを用い、中継ノード情報記述を用いずに、全中継機器の輻輳状態の総和を求めるようにしてもよい。
【００５１】
すなわち、送信端末から、観測パケットを送信する際には、送信端末間情報記述の送信時刻に、送信端末の送信時の時刻をセットし、ロス率及び遅延時間をゼロにセットする。各中継機器では、送信端末間情報記述のロス率及び遅延時間の項目を読み取り、各項目の値に対して、それぞれ、中継機器のバッファでのパケットの廃棄率及び中継機器のバッファ内でのパケットの平均滞在時間を加算し、送信端末間情報記述のロス率及び遅延時間の各項目に、加算した値をそれぞれ上書きして転送する。なお、観測パケットは、輻輳によりロスが発生しにくいように、データ伝送パケットとは独立して中継機器内で処理される方が望ましい。
【００５２】
複数の中継機器を中継された後、受信端末では、観測パケットを読み取ることで、送信端末間情報記述のロス率及び遅延時間の項目から、輻輳により生じた全中継機器のパケットのロス率の総和（Ｌ１）と遅延時間の総和（Ｔ１）が得られる。受信端末では、観測パケットを受信した時刻と送信端末間情報記述の送信時刻との差から、送受信端末間での輻輳や伝送誤りにより生じる遅延時間に関する送受信端末間の総遅延時間（Ｔ２）を求め、Ｔ２とＴ１の差から輻輳以外の、主に伝送誤りにより生じた総遅延時間（Ｔ３）が得られる。
【００５３】
また、データを伝送するパケットは、観測パケットとは独立に伝送され、連続したシリアル番号が振られているものとする。送信端末から送信されたデータパケットは、中継機器で中継される際、輻輳時にはデータパケットの廃棄や伝送誤り時にパケットの廃棄が発生する。受信端末では、データパケットのシリアル番号が欠落する割合を測定することで、送受信端末間での輻輳や伝送誤りにより生じるパケット廃棄に関する総和のロス率（Ｌ２）を求めることができる。Ｌ２からＬ１の差を求めることで、伝送誤りにより生じた総和のロス率（Ｌ３）を求めることができる。
【００５４】
受信端末では、上記のＬ１からＬ３と、Ｔ１からＴ３を計算するとともに、受信端末は、受信した観測パケットを送信端末へ転送する。送信端末が受信端末から受信した観測パケットのＬ１又はＴ１の値に基づき、送信端末からの伝送量を調整する。具体的には、Ｌ１又はＴ１の値が予め決めた閾値（Ｔｈ１）よりも大きければ輻輳が生じているとして伝送量を減らし、予め決めた閾値（Ｔｈ２）よりも小さければ輻輳が減少しているものとして伝送量を増やす。なお、Ｔｈ１やＴｈ２は経験的に決めてもよい。
【００５５】
また、受信端末で計算された伝送誤りに関する伝送品質情報であるＬ３又はＴ３の値は観測パケットに追記される、又は、独立したパケットとして送信端末に送信される。ただし、必ずしも、伝送誤りに関する情報を送信端末へ伝送する必要はなく、送信する場合でも観測パケットと同じタイミングで送信する必要はない。
【００５６】
送信端末では、これらの値に基づき、Ｌ３又はＴ３の値が予め決めた閾値（Ｔｈ３）よりも大きければ伝送誤りが増加しているものとして、伝送誤り能力を強くし、予め決めた閾値（Ｔｈ４）よりも小さければ伝送誤りが減少しているものとして、伝送誤り能力を弱くする。図５で示したように、伝送誤り能力の設定対象がアプリケーション層の場合は、送信するデータに対する前方誤り訂正方式と冗長度の選択を行う。伝送誤り能力の設定対象が、データリンク層の場合には、対象とする無線伝送経路の前方誤り訂正方式と冗長度の選択を行う。なお、Ｔｈ３やＴｈ４は経験的に決めてもよい。
【００５７】
図５は、トリガーパケットのパケット構造について説明するための図である。
【００５８】
トリガーパケットは、ＩＰヘッダーとＵＤＰヘッダーの他に、「イベント発生時刻」と、「発生箇所」と、「発生原因」とを含む。「イベント発生時刻」とは、送信端末や中継機器での受信状態の変化や中継機器でのルーティングが変化した時刻のことである。「発生箇所」とは、このような変化が発生した箇所（送信端末又は中継機器）を特定する情報（例えば、ＩＰアドレス）である。「発生原因」には、送信端末や中継機器での受信状態の変化の具体的な内容として、受信電界強度、通信速度、ハンドオーバー、ルーティングなどが記述される。
【００５９】
図６は、端末の構成について説明するための図である。
【００６０】
端末は、データを送信する送信端末またはデータを受信する受信端末であり、表示部９０１と、復号化部９０２と、入力部９０３と、伝送レート制御部９０４と、誤り訂正符号処理部９０５と、伝送品質管理部９０６と、受信状態管理部９０７と、送受信部９０８とを備えている。
【００６１】
表示部９０１は、復号処理されたデータを表示する表示装置である。
【００６２】
復号化部９０２は、映像や音声など復号処理が必要なデータを復号する処理部である。
【００６３】
入力部９０３は、映像／静止画／音声／音楽／テキスト／ＣＧ／制御情報など様々なメディアのデータ入力を可能とする処理部である。
【００６４】
伝送レート制御部９０４は、輻輳による損失率や遅延時間から伝送レートを決定する処理部である。
【００６５】
伝送品質管理部９０６は、観測パケットに基づき、輻輳による損失と伝送誤りによる損失を区別して抽出する処理部である。
【００６６】
受信状態管理部９０７は、送受信端末の受信状態の変化を検出する処理部である。
【００６７】
誤り訂正符号処理部９０５は、伝送誤り率に基づきアプリケーション層の前方誤り訂正符号の有無、方式、強度を決定する処理部である。
【００６８】
送受信部９０８は、前方誤り訂正符号が付与されたデータの送受信を行う処理部である。
【００６９】
より詳細に説明すると、端末は、データと、伝送品質を観測するための観測パケットとの送信及び受信を行なう送受信部９０８と、（ｉ）前記送受信部９０８を介して前記他の端末との間で前記観測パケットのやり取りを行ない、（ｉｉ）前記端末がデータの受信側の場合には、前記他の端末との間におけるデータのロス率を観測するとともに、当該ロス率を示す劣化状態情報を前記観測パケットに書込み、（ｉｉｉ）前記端末がデータの送信側の場合には、前記他の端末から収集した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報から前記輻輳状態情報を減じることにより、前記端末及び前記中継機器におけるデータの伝送誤り率を求める伝送品質管理部９０６と、前記送受信部９０８におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記伝送品質管理部９０６へ前記観測パケットの送信を指示する受信状態管理部９０７と、前記伝送品質管理部９０６で求められた前記伝送誤り率に基づいて前方誤り訂正能力を決定し、送信するデータに前記前方誤り訂正能力に応じた前方誤り訂正符号を付与する誤り訂正符号処理部９０５とを備えている。
【００７０】
なお、送信端末の受信状態管理部９０７での受信状態の変化の検出や、伝送品質管理部９０６がトリガーパケットを受信時に、送信端末の伝送品質管理部９０６は、受信端末へ観測パケットを送信する。また、送受信部９０８は、データを復号化部９０２へ、受信状態情報を受信状態管理部９０７へ、観測パケット及びトリガーパケットを伝送品質管理部９０６へ送信する。
【００７１】
なお、受信状態の変化の検出は、受信電界強度、ハンドオーバーの通知情報の検出、通信速度、選択されている前方誤り訂正方式若しくは強度、伝送誤り率、又は再送回数の情報の変化を検出することで実現することができる。
【００７２】
具体的に、受信状態管理部９０７は、送受信部９０８での受信状態の変化を検出する。例えば、（ｉ）受信電界強度が予め決めた閾値を一定時間の間、下回った場合や、（ｉｉ）中継機器側で、受信端末の移動により、受信端末が異なるエリアに属したことを検出して、中継機器から受信端末へハンドオーバーの通知情報が送信される場合や、（ｉｉｉ）伝送誤り率が予め決めた閾値を一定時間の間、上回ったことにより、通信速度又は通信モードが低下したり、前方誤り訂正方式又は強度が変更された場合や、（ｉｖ）輻輳や伝送誤りによるパケットの損失により、再送回数が予め決めた閾値を上回った場合に、受信状態管理部９０７は、受信状態が変化したものと判断する。逆に、通信状態が閾値に対して改善した場合も、受信状態が変化したものと判断する。端末が送信端末の場合には、受信状態管理部９０７は、受信状態が変化したときのみ、伝送品質管理部９０６へ、受信端末への観測パケットの送信を促す。また、端末が受信端末の場合には、受信状態管理部９０７は、伝送品質管理部９０６へ、送信端末へのトリガーパケットの送信を促す。なお、受信状態管理部９０７は、観測パケットに含まれる輻輳状態情報又は劣化状態情報で示されるロス率が予め決めた閾値を基準に高くなったこと又は低くなったことを検出した場合に、受信状態が変化したと判断しても良い。
【００７３】
図７は、中継機器の構成について説明するための図である。
【００７４】
中継機器は、ネットワークを介して端末と接続され、端末間で送信及び受信されるデータを中継する装置であり、受信部１００１と、受信バッファ管理部１００２と、パケット情報書換え部１００３と、行き先振り分け処理部１００４と、受信状態管理部１００５と、ルーティング処理部１００６と、送信バッファ管理部１００７と、送信部１００８とを備えている。
【００７５】
受信部１００１は、他の中継機器や端末から送信されてきたデータを受信する処理部である。
【００７６】
受信バッファ管理部１００２は、受信されたデータを一時的に蓄積し、受信バッファが溢れそうになった際に、予め決められた規則でパケット廃棄を行う（例えば、受信バッファの容量の２／３（閾値）に達した段階で、ランダムに伝送パケットを廃棄する）処理部である。
【００７７】
パケット情報書換え部１００３は、受信バッファの輻輳状態情報（ロス率、滞在時間、計測時刻）を収集し、受信バッファが観測パケットであれば、輻輳状態情報を観測パケットに記述する処理部である。なお、パケット情報書換え部１００３は、観測パケット以外のパケットに対して処理は行わない。
【００７８】
行き先振り分け処理部１００４は、受信バッファ管理部１００２のパケットに対して、ルーティング処理部１００６が作成したパケットの転送先テーブル（ルーティングテーブル）に基づき、パケットの次の中継機器の転送先を決定する処理部である。
【００７９】
受信状態管理部１００５は、中継機器の受信部１００１の受信状態（受信電界強度、ハンドオーバーなど）の変化を検出する処理部である。
【００８０】
ルーティング処理部１００６は、受信部１００１からルーティングプロトコルを抽出、解析し、パケットの転送先テーブルを作成する処理部である。
【００８１】
送信バッファ管理部１００７は、行き先ごとに送信キューを用意し、予め決められた送出量のパケットを決められたタイミングで送信する処理部である。
【００８２】
送信部１００８は、データを送信する処理部である。
【００８３】
より詳細に説明すると、ネットワークを介して端末と接続され、端末間で送信及び受信されるデータを中継する中継機器は、データと、伝送品質を観測するための観測パケットとを受信する受信部１００１と、（ｉ）データを記憶する受信バッファを有し、（ｉｉ）受信したデータを前記受信バッファに格納し、（ｉｉｉ）前記受信バッファに格納できなかったデータを廃棄し、（ｉｖ）前記受信バッファにおけるデータのロス率を観測する受信バッファ管理部１００２と、前記受信バッファ管理部１００２で観測された前記ロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込むパケット情報書換え部１００３と、前記受信バッファに格納されたデータを送信先毎に格納する送信バッファを有し、前記送信バッファに格納されたデータを送信先毎に予め定められた送信レートで送出する送信バッファ管理部１００７と、前記送信バッファ管理部１００７より送出された前記データを送信先に向けて送信する送信部１００８と、送信部１００８におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、データの送信元の端末が備える前記伝送品質管理部９０６に対して、前記観測パケットの送信を指示する受信状態管理部１００５と、所定のルーティングプロトコルを用いて、前記データの転送経路を示すルーティングテーブルを構築するルーティング処理部１００６と、前記ルーティングテーブルに従って、前記データの次の転送先を決定する行き先振り分け処理部１００４とを備えている。
【００８４】
受信状態管理部１００５は、端末と同様に、中継機器での受信状態の変化を検出する。具体的には、受信電界強度、ハンドオーバーの通知情報の検出、通信速度、選択されている前方誤り訂正方式若しくは強度、伝送誤り率、又は再送回数の情報の変化、加えて、ルーティングテーブルの更新を検出する。受信状態管理部１００５は、受信状態の変化を検出すると、行き先振り分け処理部１００４へ、トリガーパケットの送信を行うように促す。なお、受信状態管理部１００５は、観測パケットに含まれる輻輳状態情報で示されるロス率が予め決めた閾値を基準に高くなったこと又は低くなったことを検出した場合に、受信状態が変化したと判断しても良い。
【００８５】
例えば、（ｉ）受信電界強度が予め決めた閾値を一定時間の間、下回った場合や、（ｉｉ）中継機器側で、受信端末の移動により、受信端末が異なるエリアに属したことを検出した場合や、（ｉｉｉ）伝送誤り率が予め決めた閾値を一定時間の間、上回ったことにより、通信速度又は通信モードが低下したり、前方誤り訂正方式や強度が変更された場合や、（ｖｉ）輻輳や伝送誤りによるパケットの損失により、再送回数が予め決めた閾値を上回った場合や、（ｖ）ルーティングが再構築された場合に、受信状態管理部９０７は、受信状態が変化したものと判断する。逆に、通信状態が閾値に対して改善した場合も、受信状態が変化したものと判断する。
【００８６】
（中継機器でのトリガーパケットの集約）
また、受信状態管理部１００５は、受信部１００１からトリガーパケットを受信する。受信状態管理部１００５は、受信したトリガーパケットと、当該トリガーパケットと送信元及び送信先が同一の過去に受信したトリガーパケットとを比較し、現在受信したトリガーパケットの現在時刻（受信状態管理部１００５の受信時刻）と、過去に受信したトリガーパケットの（行き先振り分け処理部１００４への）送信時刻との時間差が予め定められた時間内であるか否かを判断する。受信状態管理部１００５は、この判断結果に基づき、受信部１００１から転送されてきたトリガーパケットを、転送するか廃棄するかの決定及び実行を行なうことで、トリガーパケットの数の抑制が可能となり、パケットのトラフィック量の削減、並びに送受信端末及び中継機器での処理量の削減が実現できる。
【００８７】
具体的には、受信部１００１は、受信端末又は他の中継機器からトリガーパケットを受信した場合、受信したトリガーパケットを受信状態管理部１００５に転送する。受信状態管理部１００５は、受信したトリガーパケットに含まれるデータと過去に受信したトリガーパケットに含まれるデータとを比較することにより、予め決められた時間内に、既に同じ送信元及び同じ送信先のトリガーパケットを外部に送信しているか否かを確認する。同じ送信元、同じ送信先向けにトリガーパケットが送信されている場合には、受信状態管理部１００５は、新たに受信したトリガーパケットを、行き先振り分け処理部１００４へは転送せず、廃棄する。逆に、予め決められた時間を超えている場合や、予め決められた時間内であっても異なる送信先の場合には、受信状態管理部１００５は、新たに受信したトリガーパケットを行き先振り分け処理部１００４へ転送する。
【００８８】
図８は、受信状態管理部１００５の動作について説明するための図である。
【００８９】
同図には、受信部１００１が受信したトリガーパケットのイメージ１０１０が示されている。受信状態管理部１００５は、トリガーパケットのＩＰヘッダーから送信元アドレスと、送信先アドレスとを取得し、受信状態管理部１００５がトリガーパケットを受信した時刻である現在時刻を計測する。パケット番号１のトリガーパケットについては、受信状態管理部１００５が、同一の送信先及び送信元のトリガーパケットを過去に受信していない。このため、受信状態管理部１００５は、トリガーパケットを行き先振り分け処理部１００４へ転送する。また、受信状態管理部１００５は、パケット番号１のトリガーパケットで示される送信先アドレス「Ｘ」へは、トリガーパケットを中継していない。このため、受信状態管理部１００５は、受信状態の管理テーブル１０２０に、パケット番号１のトリガーパケットの内容を記録する。
【００９０】
パケット番号２のトリガーパケットについても、パケット番号１のトリガーパケットと同様に、過去に同一の送信先への転送が行なわれていないため、転送され、さらに受信状態の管理テーブル１０２０に追記される。
【００９１】
パケット番号３のトリガーパケットについては、送信先アドレス及び送信元アドレスがパケット番号１のトリガーパケットと同じである。また、予め決められた時間を３分とすると、パケット番号１のトリガーパケットを受信した時刻（１０時１分）から、パケット番号３のトリガーパケットを受信した時刻（１０時２分）までの時間間隔は３分未満である。このため、パケット番号３のトリガーパケットは転送されることなく廃棄される。
【００９２】
パケット番号４のトリガーパケットについては、送信先アドレス及び送信元アドレスがパケット番号２のトリガーパケットと同じである。しかし、パケット番号２のトリガーパケットを受信した時刻（１０時２分）から、パケット番号４のトリガーパケットを受信した時刻（１０時７分）までの時間間隔は３分以上である。このため、トリガーパケットは転送され、受信状態の管理テーブル１０２０の転送時刻が更新される。なお、受信状態管理部１００５が、ルーティング処理部１００６からルーティングテーブルの更新の通知を受けた場合、受信状態管理部１００５は、受信状態の管理テーブル１０２０に記されている送信先アドレスに対して、トリガーパケットを送信する。
【００９３】
ここでは、中継機器の受信状態管理部１００５の動作について記したが、端末の受信状態管理部９０７についても同様な動作を行なう。
【００９４】
図９は、システム全体の動作について説明するためのフローチャートである。
【００９５】
送信端末の伝送品質管理部９０６は、予め決めた時間間隔で、観測パケットを送信する（Ｓ１１０１）。中継機器は、受信バッファ管理部１００２で計測した輻輳状態情報（ロス率、滞在時間、計測時刻）を、観測パケットに書き込む（Ｓ１１０２）。受信端末は、送信端末から受信端末へ送信したデータのロス率、遅延時間を計測し、結果を観測パケットに書き込む（Ｓ１１０３）。
【００９６】
受信端末は、結果を書き込んだ観測パケットを送信端末へ返信する（Ｓ１１０４）。送信端末は、伝送品質管理部９０６において、受信した観測パケットから輻輳による損失率を求める（Ｓ１１０５）。送信端末は、輻輳による損失率に基づいて伝送レートを制御し、送受信端末間の損失率に基づいて誤り訂正符号を制御する（Ｓ１１０６）。また、同様に、送信端末の伝送品質管理部９０６は、受信した観測パケットから伝送誤り率を求め、求めた伝送誤り率に基づき誤り訂正符号処理部９０５の前方誤り訂正能力を決定する（Ｓ１１０７）。なお、伝送誤り率は、送受信端末間の損失率から輻輳による損失率を減ずることにより求められる。
【００９７】
図１０は、中継機器の動作について説明するためのフローチャートである。
【００９８】
受信バッファ管理部１００２で、パケットを受信して蓄え、閾値以上であれば、パケットをランダムに廃棄する（Ｓ１２０１）。パケット情報書換え部１００３は、受信したパケットが観測パケットであるかを判断する（Ｓ１２０２）。受信したパケットが観測パケットである場合には（Ｓ１２０２でＹＥＳ）、パケット情報書換え部１００３は、受信バッファ管理部１００２から輻輳状態情報を取得し、取得した輻輳状態情報を観測パケットに書き込む（Ｓ１２０３）。
【００９９】
パケットを行き先振り分け処理部１００４は、ルーティング処理部１００６の振り分け指示に基づいて、送信バッファ管理部１００７が備える該当するキューへパケットを振り分ける（Ｓ１２０４）。送信バッファ管理部１００７は、キュー毎に、予め決められた時間比率でパケットを送信する（Ｓ１２０５）。
【０１００】
図１１は、観測パケットの送信処理について説明するためのフローチャートである。
【０１０１】
中継機器が、中継機器間のルーティングが更新されたか判定し（Ｓ１３０１）、ルーティングが更新されていれば（Ｓ１３０１でＹＥＳ）、中継機器は、ネットワークの論理的な構成の変化により、伝送品質の劣化状態も変化すると判断し、送信端末へトリガーパケットを送信する（Ｓ１３０３）。これにより、中継機器は、送信端末へ観測パケットの送信を促す。
【０１０２】
また、中継機器が、中継機器間の受信状態が変化したかを判定する（Ｓ１３０２）。中継機器間の受信状態が変化したと判断した場合には（Ｓ１３０２でＹＥＳ）、中継機器は、送信端末、受信端末及び中継機器の間の接続状態の変化により、伝送品質の劣化状態も変化すると判断し、送信端末へトリガーパケットを送信する（Ｓ１３０３）。これにより、中継機器は、送信端末へ観測パケットの送信を促す。
【０１０３】
さらに、受信端末が、受信端末の受信状態が変化したかを判定する（Ｓ１３０４）。受信端末の受信状態が変化した場合には（Ｓ１３０４でＹＥＳ）、受信端末は、受信端末と中継機器との間の接続状態の変化により、伝送品質の劣化状態も変化すると判断し、送信端末へトリガーパケットを送信する（Ｓ１３０５）。これにより、受信端末は、送信端末へ観測パケットの送信を促す。
【０１０４】
さらにまた、送信端末が、送信端末の受信状態が変化したかを判定する（Ｓ１３０６）。送信端末の受信状態が変化した場合には（Ｓ１３０６でＹＥＳ）、送信端末が、送信端末と中継機器との間の接続状態の変化により、伝送品質の劣化状態も変化すると判断し、送信端末が、受信端末に向けて観測パケットを送信する（Ｓ１３０７）。
【０１０５】
以上のように、送受信端末又は中継機器の受信状態の変化や、中継機器のルーティングの変化を検出し、送信端末の変化だけではなく、トリガーパケットにより受信端末や中継機器の変化を、送信端末に通知することができる。このため、送信端末は、不必要に定期的に観測パケットを送るのではなく、必要なタイミングで観測パケットの送信が可能となる。
【０１０６】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、無線アドホックネットワークの具体的な利用シーンについて説明するための図である。
【０１０７】
無線アドホックネットワークの典型的な利用例としては、無線基地局の配置によっては、電波の不感地帯が発生する場合に、無線アドホックネットワークを用いて、補完的に不感地帯を無くすという利用方法が考えられる。例えば、図１２Ａに示すように、基地局のセルが小規模化した場合、不感地帯が発生しやすくなるため、基地局の設置コストを抑えながら、通信エリアを拡大させる有効な方法であると考えられる。なお、基地局のセルとは、基地局の電波が届く範囲、つまり通信可能な範囲のことである。
【０１０８】
同様に、図１２Ｂに示すように、車が中継機器となり、車車間通信を用いて、交差点にある局所通信の通信エリアを拡大する方法も考えられる。車車間通信を用いる例としては、交差点付近の映像を、ＤＳＲＣや無線ＬＡＮなどの局所通信で配信し、車車間通信で局所通信の通信エリアを拡大する用途が考えられる。無線アドホックネットワークを用いることで、交差点のように複雑に入り組んだ場所でも、通信エリアを拡大することができるので、死角エリアの映像を車へ提供することで車の安全運転を支援することができる。
【０１０９】
図１３は、利用シーンに基づいた観測パケット／トリガーパケットの制御方法について説明するための図である。
【０１１０】
端末移動（車や携帯端末の移動）に着目した場合、移動する端末が重点監視領域（交差点、繁華街、路地など）へ進入した場合、受信映像を高画質で見たいという要望が高いと想定できる。このため、輻輳や伝送誤りに対して耐性を高めるために、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短くすることにより、受信映像を高画質で見ることができるようになる。なお、重点監視領域への進入の検出は、端末にＧＰＳ（Global Positioning System）と、重点監視領域の位置のデータベースとを持たせることで容易に実現することができる。
【０１１１】
また、直進している移動端末が移動方向を変更した場合、例えば、移動端末が車の場合に、方向指示器で指示出しを行っている場合、受信映像を高画質で見たいという要望が高いと想定できる。このため、輻輳や伝送誤りに対して耐性を高めるために、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短くする。なお、移動端末の移動方向の変更の検出は、移動端末が車であれば方向指示器の状態変化を、携帯端末であれば、ＧＰＳにより位置情報を逐次取得し、位置情報の時間的な変化をそれぞれ検出することで実現することができる。
【０１１２】
さらに、移動端末が高速移動状態から低速又は停止状態に変化した場合、利用者が高画質で映像を見る機会が増えると判断できる。このため、輻輳や伝送誤りに対して耐性を高めるために、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短くする。なお、端末の移動速度の検出は、ＧＰＳにより位置情報を逐次取得し、位置情報の時間的な変化を検出することで実現することができる。
【０１１３】
さらにまた、移動端末の通信状態の変化、具体的にはロス率、受信電界強度及び通信速度のうちの少なくともいずれかの変化を検出すると、受信映像を高画質で見たいという要望が高いと想定できる。このため、輻輳や伝送誤りに対して耐性を高めるために、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短くする。
【０１１４】
例えば、移動端末の通信状態の変化の検出により、移動端末が局所通信エリアへ進入したこと又は他の基地局へハンドオーバーしたことを検出して、新たな通信リンクの確立を行う際に、確立時の一定期間、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短く設定しておく。このことで、早期に安定した伝送状態を確立することができる。
【０１１５】
また、車車間通信を利用時に、車群が交差点前で停車する場合に、端末の移動速度低下により、端末間通信（車車間通信）が安定し、通信品質が向上する。このような端末の移動速度低下時の端末間通信の伝送路確立時に、確立時の一定期間、観測パケット／トリガーパケットの送信間隔を短く設定しておく。このことで、早期に安定した伝送状態を確立することができる。なお、車だけではなく、携帯電話のような携帯端末に適用してもよい。
【０１１６】
以上説明したように、本発明によると、送信端末から受信端末に向けて中継機器を介して観測パケットを送信する。観測パケットを受け取った中継機器は、中継機器でのデータのロス率を表す輻輳状態情報を観測パケットに書き込むとともに中継する。また、受信端末は、送信端末と受信端末との間でのデータのロス率を表す劣化状態情報を観測パケットに書き込むとともに、送信端末に送り返す。このため、送信端末では、観測パケットに書き込まれた輻輳状態情報から輻輳している中継機器を特定することができる。また、劣化状態情報から輻輳状態情報を減じることにより、無線アドホックネットワークにおける伝送誤り率を求めることができる。この伝送誤り率に応じた前方誤り訂正符号を送信するデータに付与することにより、高品質伝送を実現することができる。
【０１１７】
また、データの受信状態の変化が起こった際に、送信端末が観測パケットの送信を行なうようにすることができる。このため、送信端末が不必要に観測パケットを送信することを防止し、ネットワークに与える負荷、並びに、端末及び中継機器に与える負荷を軽減することが可能となる。
【０１１８】
さらに、中継機器が、同一の送信元から同一の送信先へ送信される観測パケットの送信の指示（トリガーパケット）を短時間内に複数受け取った場合には、１つのトリガーパケットを残して、他のトリガーパケットを廃棄する。これにより、送信端末に向けて同様の内容のトリガーパケットが複数送信されることを防ぐことができる。これにより、ネットワークに与える負荷、並びに、端末及び中継機器に与える負荷を軽減することが可能となる。
【０１１９】
さらにまた、中継機器に接続された送受信端末間で、伝送誤りに基づいた前方誤り訂正の強度や方式の選択、及び、輻輳と伝送誤りのそれぞれの影響の度合いを把握した伝送レートの制御を行うことで、高品質な映像伝送を実現することができる。
【０１２０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明にかかる中継伝送方法は、アドホックネットワークを用いた映像、音声伝送での高品質伝送を実現し、宅内のモニタリングシステム、タウンモニタリングシステム及びＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）などへの利用が可能である。また、映像や音声だけではなく、テキスト、静止画、音楽など様々なメディア伝送への適用が可能であり、宅外だけではなく、宅内での高品質なメディア伝送も可能となる。
【符号の説明】
【０１２２】
９０１  表示部
９０２  復号化部
９０３  入力部
９０４  伝送レート制御部
９０５  誤り訂正符号処理部
９０６  伝送品質管理部
９０７、１００５  受信状態管理部
９０８  送受信部
１００１  受信部
１００２  受信バッファ管理部
１００３  パケット情報書換え部
１００４  行き先振り分け処理部
１００６  ルーティング処理部
１００７  送信バッファ管理部
１００８  送信部
１０１０  トリガーパケットのイメージ
１０２０  受信状態の管理テーブル
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続された中継機器と、各々が前記中継機器を介してデータの送信又は受信を行なう第１の端末及び第２の端末と、を備えるデータ送受信システムであって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとを受信する受信手段と、
データを記憶する受信バッファと、
前記受信バッファにおけるデータのロス率を観測する受信バッファ管理手段と、
前記受信バッファ管理手段で観測された前記ロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込むパケット情報書換え手段と、
前記受信バッファに格納されたデータを送信先毎に格納する送信バッファと、
前記送信バッファに格納されたデータを送信先毎に予め定められた送信レートで送出する送信バッファ管理手段と、
前記送信バッファ管理手段より送出された前記データと前記観測パケットとを送信先に向けて送信する送信手段と、を有する前記中継機器と、
データ及び前記観測パケットの送受信を行なう第１送受信手段と、
前記端末間におけるデータのロス率を示す劣化状態情報を前記観測パケットに書込む第１伝送品質管理手段と、を有する前記第１の端末と、
データ及び前記観測パケットの送受信を行なう第２送受信手段と、
前記第１の端末から収集した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報で示されるロス率から前記輻輳状態情報で示されるロス率を減じることにより、前記データ送受信システムにおけるデータの伝送誤り率を求める第２伝送品質管理手段と、
前記伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に応じて、送信するデータに対し、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施す誤り訂正処理手段と、を有する前記第２の端末と、
を備えるデータ送受信システム。
【請求項２】
前記誤り訂正処理手段は、前記第２伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に基づいて前方誤り訂正能力を決定し、送信するデータに前記前方誤り訂正能力に応じた前方誤り訂正符号を付与する誤り訂正符号処理手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送受信システム。
【請求項３】
前記第１の端末は、さらに、前記第１送受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第１伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する第１端末側受信状態管理手段を備え、
前記第２の端末は、さらに、前記第２送受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する第２端末側受信状態管理手段を備え、
前記第１伝送品質管理手段は、前記第１端末側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第１送受信手段を介して、データの送信先の端末に向けて前記観測パケットを送信し、
前記第２伝送品質管理手段は、前記第２端末側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第２送受信手段を介して、データの送信先の端末に向けて前記観測パケットを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送受信システム。
【請求項４】
前記データの受信状態は、受信電界強度、ハンドオーバーの通知情報の検出、通信速度、選択されている前方誤り訂正の方式又は強度、データの伝送誤り率、及びデータの再送回数のうちの少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ送受信システム。
【請求項５】
前記第１端末側受信状態管理手段は、前記観測パケットに含まれる前記輻輳状態情報又は前記劣化状態情報で示される前記データのロス率の変化を検出し、当該データのロス率が変化したと判断した場合には、前記第１伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示し、
前記第２端末側受信状態管理手段は、前記観測パケットに含まれる前記輻輳状態情報又は前記劣化状態情報で示される前記データのロス率の変化を検出し、当該データのロス率が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ送受信システム。
【請求項６】
前記中継機器は、さらに、前記受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する中継機器側受信状態管理手段を備え、
前記第２伝送品質管理手段は、前記中継機器側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第２送受信手段を介して、前記第１の端末に向けて前記観測パケットを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送受信システム。
【請求項７】
前記中継機器は、さらに、
所定のルーティングプロトコルを用いて、前記データの転送経路を示すルーティングテーブルを構築するルーティング処理手段と、
前記ルーティングテーブルに従って、前記データの次の転送先を決定する行き先振り分け処理手段とを備え、
前記送信バッファ管理手段は、前記送信手段を介して、前記行き先振り分け処理手段で決定された転送先に向けて前記データを送信し、
前記中継機器側受信状態管理手段は、前記ルーティング処理手段における前記ルーティングテーブルの更新を検出し、ルーティングテーブルが更新されたと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ送受信システム。
【請求項８】
前記中継機器側受信状態管理手段は、前記観測パケットに含まれる前記輻輳状態情報で示される前記データのロス率の変化を検出し、当該データのロス率が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ送受信システム。
【請求項９】
前記中継機器側受信状態管理手段は、前記受信手段が同一の送信元から同一の送信先への前記観測パケットの送信の指示を所定の時間幅内に複数受け取った場合には、１の前記指示を前記第２伝送品質管理手段に対して行ない、他の前記指示を廃棄する
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ送受信システム。
【請求項１０】
ネットワークを介して中継機器と接続され、前記中継機器を介して他の端末との間でデータの送信又は受信を行なう端末であって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとの送受信を行なう送受信手段と、
前記他の端末との間におけるデータのロス率を示す劣化状態情報を前記観測パケットに書込む伝送品質管理手段と、を備える
ことを特徴とする端末。
【請求項１１】
ネットワークを介して中継機器と接続され、前記中継機器を介して他の端末との間でデータの送信又は受信を行なう端末であって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとの送受信を行なう送受信手段と、
前記他の端末から収集した前記観測パケットに含まれる劣化状態情報で示される端末間におけるデータのロス率から輻輳状態情報で示される前記中継機器の受信バッファにおけるデータのロス率を減じることにより、前記端末及び前記中継機器におけるデータの伝送誤り率を求める伝送品質管理手段と、
前記伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に応じて、送信するデータに対し、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施す誤り訂正処理手段とを備える
ことを特徴とする端末。
【請求項１２】
ネットワークを介して端末と接続され、端末間で送受信されるデータを中継する中継機器であって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとを受信する受信手段と、
データを記憶する受信バッファと、
前記受信バッファにおけるデータのロス率を観測する受信バッファ管理手段と、
前記受信バッファ管理手段で観測された前記ロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込むパケット情報書換え手段と、
前記受信バッファに格納されたデータを送信先毎に格納する送信バッファと、
前記送信バッファに格納されたデータを送信先毎に予め定められた送信レートで送出する送信バッファ管理手段と、
前記送信バッファ管理手段より送出された前記データと前記観測パケットとを送信先に向けて送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする中継機器。
【請求項１３】
ネットワークに接続された中継機器、送信端末及び受信端末を備え、前記中継機器を介して前記送信端末から前記受信端末にデータを送信するシステムにおけるデータ送信方法であって、
前記送信端末が、前記受信端末に向けて、前記中継機器にデータを送信するステップと、
前記中継機器が、前記データを中継するステップと、
前記受信端末が、前記データを受信するステップと、
前記送信端末が、前記受信端末に向けて、伝送品質を観測するための観測パケットを、前記中継機器に送信するステップと、
前記中継機器が、前記観測パケットを受信し、前記データのロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込み、当該観測パケットを前記受信端末に向けて送信するステップと、
前記受信端末が、前記中継機器から送信された前記観測パケットを受信し、前記送信端末と前記受信端末との間におけるデータのロス率を劣化状態情報として前記観測パケットに書込み、前記送信端末に向けて送信し、
前記送信端末が、前記輻輳状態情報及び前記劣化状態情報が書込まれた前記観測パケットを受信し、受信した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報から前記輻輳状態情報を減じることにより、前記システムにおけるデータの伝送誤り率を求めるステップとを含む
ことを特徴とするデータ送信方法。
【請求項１４】
ネットワークを介して中継機器と接続され、前記中継機器を介して他の端末との間でデータの送信又は受信を行なう端末であって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットと、を受信する受信手段と、
前記他の端末から収集した前記観測パケットに含まれる、劣化状態情報で示されるロス率と、前記受信手段により受信するデータにおける輻輳状態情報で示されるロス率と、に基づき、前記端末及び前記中継機器におけるデータの伝送誤り率を求める伝送品質管理手段と、
前記伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に応じて、送信データに対して誤り訂正処理を施す誤り訂正処理手段とを備える
ことを特徴とする端末。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009075097.tif 000017
【図２】
2009075097.tif 000018
【図３】
2009075097.tif 000019
【図４】
2009075097.tif 000020
【図５】
2009075097.tif 000021
【図６】
2009075097.tif 000022
【図７】
2009075097.tif 000023
【図８】
2009075097.tif 000024
【図９】
2009075097.tif 000025
【図１０】
2009075097.tif 000026
【図１１】
2009075097.tif 000027
【図１２Ａ】
2009075097.tif 000028
【図１２Ｂ】
2009075097.tif 000029
【図１３】
2009075097.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月13日(2009.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
通信経路の信頼性によって最適な誤り訂正符号の長さは変わるほか、同じ長さの誤り訂正符号でもアルゴリズム（方式の違い）により、訂正能力が異なる。誤り訂正符号方式の例としては、リードソロモン符号やＢＣＨ（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）符号に代表されるブロック符号、ビタビ符号に代表される畳み込み符号が挙げられる。その他の例としては、Ｈ．２２３（ＩＴＵが勧告した、ＴＶ電話における動画像データ、音声データおよび通信データを多重化する方式を規定した規格）を例に、特許文献：特開２０００−１１５１３７号公報の従来技術の紹介部分で、伝送路の状態に応じて誤り耐性のレベルを選択する技術の必要性が述べられている。
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月30日(2009.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続された中継機器と、各々が前記中継機器を介してデータの送信又は受信を行なう第１の端末及び第２の端末と、を備えるデータ送受信システムであって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとを受信する受信手段と、
データを記憶する受信バッファと、
前記受信バッファにおけるデータのロス率を観測する受信バッファ管理手段と、
前記受信バッファ管理手段で観測された前記ロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込むパケット情報書換え手段と、
前記受信バッファに格納されたデータを送信先毎に格納する送信バッファと、
前記送信バッファに格納されたデータを送信先毎に予め定められた送信レートで送出する送信バッファ管理手段と、
前記送信バッファ管理手段より送出された前記データと前記観測パケットとを送信先に向けて送信する送信手段と、を有する前記中継機器と、
データ及び前記観測パケットの送受信を行なう第１送受信手段と、
前記端末間におけるデータのロス率を示す劣化状態情報を前記観測パケットに書込む第１伝送品質管理手段と、を有する前記第１の端末と、
データ及び前記観測パケットの送受信を行なう第２送受信手段と、
前記第１の端末から収集した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報で示されるロス率から前記輻輳状態情報で示されるロス率を減じることにより、前記データ送受信システムにおけるデータの伝送誤り率を求める第２伝送品質管理手段と、
前記伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に応じて、送信するデータに対し、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施す誤り訂正処理手段と、を有する前記第２の端末と、
を備えるデータ送受信システム。
【請求項２】
前記誤り訂正処理手段は、前記第２伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に基づいて前方誤り訂正能力を決定し、送信するデータに前記前方誤り訂正能力に応じた前方誤り訂正符号を付与する誤り訂正符号処理手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送受信システム。
【請求項３】
前記第１の端末は、さらに、前記第１送受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第１伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する第１端末側受信状態管理手段を備え、
前記第２の端末は、さらに、前記第２送受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する第２端末側受信状態管理手段を備え、
前記第１伝送品質管理手段は、前記第１端末側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第１送受信手段を介して、データの送信先の端末に向けて前記観測パケットを送信し、
前記第２伝送品質管理手段は、前記第２端末側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第２送受信手段を介して、データの送信先の端末に向けて前記観測パケットを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送受信システム。
【請求項４】
前記データの受信状態は、受信電界強度、ハンドオーバーの通知情報の検出、通信速度、選択されている前方誤り訂正の方式又は強度、データの伝送誤り率、及びデータの再送回数のうちの少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ送受信システム。
【請求項５】
前記第１端末側受信状態管理手段は、前記観測パケットに含まれる前記輻輳状態情報又は前記劣化状態情報で示される前記データのロス率の変化を検出し、当該データのロス率が変化したと判断した場合には、前記第１伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示し、
前記第２端末側受信状態管理手段は、前記観測パケットに含まれる前記輻輳状態情報又は前記劣化状態情報で示される前記データのロス率の変化を検出し、当該データのロス率が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段へ前記観測パケットの送信を指示する
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ送受信システム。
【請求項６】
前記中継機器は、さらに、前記受信手段におけるデータの受信状態の変化を検出し、前記受信状態が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する中継機器側受信状態管理手段を備え、
前記第２伝送品質管理手段は、前記中継機器側受信状態管理手段からの前記観測パケットの送信の指示に応答して、前記第２送受信手段を介して、前記第１の端末に向けて前記観測パケットを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送受信システム。
【請求項７】
前記中継機器は、さらに、
所定のルーティングプロトコルを用いて、前記データの転送経路を示すルーティングテーブルを構築するルーティング処理手段と、
前記ルーティングテーブルに従って、前記データの次の転送先を決定する行き先振り分け処理手段とを備え、
前記送信バッファ管理手段は、前記送信手段を介して、前記行き先振り分け処理手段で決定された転送先に向けて前記データを送信し、
前記中継機器側受信状態管理手段は、前記ルーティング処理手段における前記ルーティングテーブルの更新を検出し、ルーティングテーブルが更新されたと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ送受信システム。
【請求項８】
前記中継機器側受信状態管理手段は、前記観測パケットに含まれる前記輻輳状態情報で示される前記データのロス率の変化を検出し、当該データのロス率が変化したと判断した場合には、前記第２伝送品質管理手段に対して、前記観測パケットの送信を指示する
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ送受信システム。
【請求項９】
前記中継機器側受信状態管理手段は、前記受信手段が同一の送信元から同一の送信先への前記観測パケットの送信の指示を所定の時間幅内に複数受け取った場合には、１の前記指示を前記第２伝送品質管理手段に対して行ない、他の前記指示を廃棄する
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ送受信システム。
【請求項１０】
ネットワークを介して中継機器と接続され、前記中継機器を介して他の端末との間でデータの送信又は受信を行なう端末であって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとの送受信を行なう送受信手段と、
前記他の端末から収集した前記観測パケットに含まれる劣化状態情報で示される端末間におけるデータのロス率から輻輳状態情報で示される前記中継機器の受信バッファにおけるデータのロス率を減じることにより、前記端末及び前記中継機器におけるデータの伝送誤り率を求める伝送品質管理手段と、
前記伝送品質管理手段で求められた前記伝送誤り率に応じて、送信するデータに対し、データの受信時にデータの誤りを訂正させるための処理を施す誤り訂正処理手段とを備える
ことを特徴とする端末。
【請求項１１】
ネットワークを介して端末と接続され、端末間で送受信されるデータを中継する中継機器であって、
データと、伝送品質を観測するための観測パケットとを受信する受信手段と、
データを記憶する受信バッファと、
前記受信バッファにおけるデータのロス率を観測する受信バッファ管理手段と、
前記受信バッファ管理手段で観測された前記ロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込むパケット情報書換え手段と、
前記受信バッファに格納されたデータを送信先毎に格納する送信バッファと、
前記送信バッファに格納されたデータを送信先毎に予め定められた送信レートで送出する送信バッファ管理手段と、
前記送信バッファ管理手段より送出された前記データと前記観測パケットとを送信先に向けて送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする中継機器。
【請求項１２】
ネットワークに接続された中継機器、送信端末及び受信端末を備え、前記中継機器を介して前記送信端末から前記受信端末にデータを送信するシステムにおけるデータ送信方法であって、
前記送信端末が、前記受信端末に向けて、前記中継機器にデータを送信するステップと、
前記中継機器が、前記データを中継するステップと、
前記受信端末が、前記データを受信するステップと、
前記送信端末が、前記受信端末に向けて、伝送品質を観測するための観測パケットを、前記中継機器に送信するステップと、
前記中継機器が、前記観測パケットを受信し、前記データのロス率を輻輳状態情報として前記観測パケットに書込み、当該観測パケットを前記受信端末に向けて送信するステップと、
前記受信端末が、前記中継機器から送信された前記観測パケットを受信し、前記送信端末と前記受信端末との間におけるデータのロス率を劣化状態情報として前記観測パケットに書込み、前記送信端末に向けて送信し、
前記送信端末が、前記輻輳状態情報及び前記劣化状態情報が書込まれた前記観測パケットを受信し、受信した前記観測パケットに含まれる前記劣化状態情報から前記輻輳状態情報を減じることにより、前記システムにおけるデータの伝送誤り率を求めるステップとを含む
ことを特徴とするデータ送信方法。
【国際調査報告】
2009075097.tif 000031
2009075097.tif 000032
2009075097.tif 000033
2009075097.tif 000034