(57)【要約】【課題】複数の宛先にデータを伝送するシステムにおいて、データ転送の信頼性を保ちながら、データ伝送時間を節約する。【解決手段】送信元局＃１は、宛先局＃２〜＃５へデータをブロードキャストする。送信元局＃１は、全ての宛先局＃２〜＃５からＡＣＫを受信できたときは、処理を終了する。送信元局＃１は、ＡＣＫを受信できない宛先局の数が閾値以下であれば、ＡＣＫを受信できた宛先局以外の宛先局に対してポイント・ツー・ポイントでデータを再送する。送信元局＃１は、ＡＣＫを受信できない宛先局の数が閾値を超えていれば、ブロードキャストでデータ再送を行う。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信元局から複数の宛先局へデータを伝送する方法であって、
送信元局から複数の宛先局へデータをブロードキャストし、
各宛先局は、上記送信元局から上記データを受信したときに、その旨を上記送信元局へ通知し、
上記送信元局は、上記複数の宛先局からの通知をモニタし、上記通知を受信できなかった宛先局の数が閾値以下のときは、上記通知を送ってきた宛先局以外の宛先局に対してのみポイント・ツー・ポイント通信で上記データを再送し、上記通知を受信できなかった宛先局の数が上記閾値を超えていたときは、上記複数の宛先局に対して上記データをブロードキャスト通信で再送する
データ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の宛先にデータを伝送するシステムに係わり、特に、無線データ伝送システムにおいてパケットを複数の宛先へ伝送する技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線データ伝送が急速に普及してきている。特に、移動体電話や無線ＬＡＮなどは、一般生活やビジネスにおいて必要不可欠なものとなっている。
無線データ伝送システムでは、一般に、データは、パケットに格納されて伝送される。パケットは、図９（ａ）に示すように、「宛先アドレス」「送信元アドレス」「パケットタイプ」「伝送すべきデータ」を含む。網（ネットワーク）は、基本的に、送信元局から送出されたパケットを無線エリア内に存在する全ての無線局へ送る。そして、各無線局は、受信したパケットに設定されている宛先アドレスと自分自身のアドレスとが一致したときに、そのパケットを取り込む。これにより、送信元局から所望の宛先局へデータが伝送される。
【０００３】
ところが、無線データ伝送システムでは、パケットは、伝送路環境の悪化などにより、宛先局に到達することなく廃棄されてしまうことがある。このため、特に無線ＬＡＮ等は、データ再送機能を備えている。
【０００４】
データ再送機能を備えるシステムでは、一般に、宛先局は、パケットを受信すると、その旨を送信元局に通知するためのパケット（以下、「ＡＣＫ（acknowledgment）パケット」と呼ぶ。）を送信元局へ返送する。一方、送信元局は、パケットを送出してから一定時間、宛先局からＡＣＫパケットが返送されてくるのを待つ。このとき、図９（ｂ）に示すように、ＡＣＫパケットを受信した場合には、送信元局は、宛先局にパケットが到着したものと判断する。一方、ＡＣＫパケットを受信できなかった場合には、送信元局は、宛先局にパケットが到着していないものとみなし、先に送出したパケットを再送する。これにより、パケット廃棄などに起因する通信品質の劣化が回避される。
【０００５】
また、無線データ伝送システムにおいて、所定のデータを複数の宛先局へ伝送したいという要求はしばしば生じる。この場合、送信元局は、パケットの宛先アドレスとして「ブロードキャスト（同報通信）」を表す値を設定してそのパケットを網に送出する。網は、このパケットを無線エリア内に存在する全ての無線局へ送る。一方、各無線局は、宛先アドレスとして「ブロードキャスト」を表す値が設定されているパケットをすべて取り込むように設定されている。上記構成により、送信元局から複数の宛先局へデータが伝送される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ブロードキャストされたパケットに対して各宛先局が送信元局へＡＣＫパケットを返送しようとすると、図１０に示すように、複数のＡＣＫパケットが互いに衝突する恐れがある。この場合、送信元局は、パケットが各宛先局に到着したか否かを認識することができなくなる。このため、無線データ伝送システムでは、各宛先局は、ブロードキャストされたパケットに対してＡＣＫパケットを返送しない場合が多い。
【０００７】
しかしながら、ＡＣＫパケットを返送しないシステムでは、データ再送機能を効率的に使用することができない。例えば、パケットが各宛先局に到着したか否かにかかわらず、同じパケットを所定回数だけ繰り返しブロードキャストする方法が考えられるが、この方法では、無線資源が必要以上に占有されてしまうという欠点を伴う。一方、ブロードキャスト時にデータ再送機能を使用しないようにすると、当然のことながら、データ伝送の信頼性が低下してしまう。
【０００８】
図１１は、複数の無線局へデータを伝送する従来の他の方法を示す図である。この方法では、送信元局は、図９（ｂ）に示した処理を複数の宛先局に対してそれぞれ実行する。このため、データ伝送の信頼性は高い。しかしながら、この方法では、送信元局は、宛先局の数に応じてパケット送出処理を繰返し実行する必要がある。このため、送信元局の負荷が過大になる。また、すべての宛先局がパケットを受信するまでの時間が長くなってしまう。
【０００９】
本発明の課題は、複数の宛先にデータを伝送するシステムにおいて、データ転送の信頼性を向上することである。また、本発明の他の課題は、複数の宛先にデータを伝送するシステムにおいて、通信時間を短縮し、通信資源の浪費を防止すると共に、送信元局の負荷を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のデータ伝送方法は、送信元局から複数の宛先局へデータを伝送する場合には、送信元局から複数の宛先局へデータをブロードキャストする。各宛先局は、上記送信元局から上記データを受信したときに、その旨を上記送信元局へ通知する。上記送信元局は、上記複数の宛先局からの通知をモニタし、上記通知を受信できなかった宛先局の数が閾値以下のときは、上記通知を送ってきた宛先局以外の宛先局に対してのみポイント・ツー・ポイント通信で上記データを再送し、上記通知を受信できなかった宛先局の数が上記閾値を超えていたときは、上記複数の宛先局に対して上記データをブロードキャスト通信で再送する。
【００１１】
データを再送すべき宛先局の数が少ないときは、それらの宛先局に個々にデータを再送しても、その再送処理に要する時間は長くならない。よって、この場合は、信頼性の高いポイント・ツー・ポイント通信でデータが再送される。一方、データを再送すべき宛先局の数が多いときは、それらの宛先局に個々にデータを再送すると送信元局の負荷が重くなる。よって、この場合のデータ再送は、ブロードキャスト送信にて行い、送信元局の負荷の増加を回避する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の宛先局の中の一部または全部に対する再送制御において、データを再送すべき相手局の数に応じてデータ伝送の方式を切り替えるので、通信時間を短縮すること、及び送信元局の負荷を軽くすること、がバランスよく実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態のデータ伝送方法を説明する図である。ここでは、無線局＃１から無線局＃２〜＃ｎへデータを伝送するものとする。
【００１４】
無線局＃１〜＃ｎは、特に限定されるものではないが、例えば、無線ＬＡＮを構成する移動端末であり、それぞれ所定フォーマットのパケットを送受信する。なお、無線局＃１〜＃ｎは、互いに同じ構成であってもよいし、或いは、親子関係（図１の例では、親機：無線局＃１、子機：無線局＃２〜＃ｎ）が設定されていてもよい。
【００１５】
無線局＃１〜＃ｎ間で送受信されるパケットは、図２に示すように「宛先アドレス」「送信元アドレス」「パケットタイプ」「ブロードキャストフラグ」「伝送すべきデータ」を含む。パケットタイプは、この実施例では、パケットに伝送すべきデータが格納されていることを表す「データ」、またはＡＣＫパケットであることを表す「ＡＣＫ」が使用される。また、ブロードキャストフラグは、データを１つの無線局へ伝送する際は「０」が設定され、複数の無線局へ伝送する場合には「１」が設定される。以下、「ブロードキャスト＝０」であるパケットを通常パケットと呼び、「ブロードキャスト＝１」であるパケットをブロードキャストパケットと呼ぶ。
【００１６】
なお、第１の実施形態の方法を用いて複数の無線局へデータを伝送する場合、図１に示すように、データは、送信元局から複数の宛先局へ一斉に伝送されるのではなく、バケツリレーのようにして順番に伝送されていく。したがって、第１の実施形態の伝送方法は、厳密には本来のブロードキャスト通信と異なるが、以下では、本実施例の方法を便宜上「ブロードキャスト」と呼ぶことにする。
【００１７】
各無線局＃１〜＃ｎは、図３に示すブロードキャストリストを備える。このブロードキャストリストは、データ伝送の順番を表す。図３のリストにおいては、無線局＃１が最上流局であり、無線局＃ｎが最下流局であることが登録されている。なお、このリストの生成方法および更新方法については、後述する。
【００１８】
無線局＃１から無線局＃２〜＃ｎへデータＡ伝送する場合、無線局＃１は、データＡをパケットに格納し、そのパケットに「ブロードキャストフラグ＝１」を設定する。これにより、データＡは、ブロードキャストパケットに格納される。また、ブロードキャストリストを参照し、そのパケットに「宛先アドレス＝無線局＃２」を設定する。さらに、そのパケットに「送信元アドレス＝無線局＃１」および「データタイプ＝データ」を設定する。そして、無線局＃１は、このパケットを網（ネットワーク）へ送出し、網は、そのパケットを無線エリア内に存在するすべての無線局に伝送する。
【００１９】
各無線局は、受信したパケットに設定されている宛先アドレスと自分自身のアドレスとが一致したときに、そのパケットに格納されているデータを取り込む。ここでは、「宛先アドレス＝無線局＃２」が設定されているので、データＡは、無線局＃２により取り込まれる。また、各無線局は、受信したパケットがブロードキャストパケットであった場合には、その受信パケットに設定されている送信元アドレスが自分自身の１つ下流側の無線局のアドレスであったときに、そのパケットに格納されているデータを取り込む。ここでは、「送信元アドレス＝無線局＃１」が設定されているが、無線局＃１は最上流局なので、無線局＃２以外にデータＡを取り込む無線局は存在しない。
【００２０】
これにより、無線局＃１から送出されたデータＡは、無線局＃２により受信される。
無線局＃２は、受信したパケットの「宛先アドレス」及び「送信元アドレス」を更新する。すなわち、ブロードキャストリストを参照し、そのパケットに「宛先アドレス＝無線局＃３」を設定すると共に、「送信元アドレス＝無線局＃２」を設定する。そして、無線局＃２は、このパケットを網へ送出し、網は、そのパケットを無線エリア内に存在するすべての無線局に伝送する。
【００２１】
上述の場合と同様に、各無線局は、受信したパケットに設定されている宛先アドレスと自分自身のアドレスとが一致したときに、そのパケットに格納されているデータを取り込む。ここでは、「宛先アドレス＝無線局＃３」が設定されているので、データＡは、無線局＃３により取り込まれる。また、各無線局は、その受信パケットに設定されている送信元アドレスが自分自身の１つ下流側の無線局のアドレスであったときに、そのパケットに格納されているデータを取り込む。ここでは、「送信元アドレス＝無線局＃２」が設定されているので、データＡは無線局＃１によっても取り込まれる。
【００２２】
これにより、無線局＃２から送出されたデータＡは、無線局＃１および無線局＃３により受信されることになる。そして、無線局＃１は、無線局＃２からデータＡを受信することにより、無線局＃１から無線局＃２へのデータ転送が成功したことを認識（検出）する。
【００２３】
以降、無線局＃３〜＃ｎは、図１に示すように、ブロードキャストリストに登録されている順番に従って次々とデータＡを伝送していく。このとき、中継局として機能する各無線局は、無線局＃１の動作として説明したように、それぞれ自分が送出したデータが下流側の無線局により受信されたか否かを確認する。そして、最下流局である無線局＃ｎは、無線局＃（ｎ−１）からデータＡを受信すると、データＡを格納したパケットを網に送出することなく、無線局＃（ｎ−１）に対してＡＣＫパケットを返送する。
【００２４】
このように、本実施形態のシステムでは、無線局＃１から送出されたデータＡは、宛先局を順番に経由しながら最下流局に伝送され、これにより無線局＃２〜＃ｎへそのデータＡが伝送されることになる。
【００２５】
本実施形態システムでは、任意の無線局間においてパケット廃棄などによりデータが伝送されなかったときは、データ再送機能を使用する。ここでは、図４を参照し、無線局＃１から無線局＃２へのデータ伝送が失敗した場合のデータ再送動作を説明する。
【００２６】
無線局＃１は、「宛先アドレス＝無線局＃２」が設定されたブロードキャストパケットを網へ送出すると、タイマを起動し、無線局＃２から対応するパケットが伝送されてくるのを待つ。そして、時間Ｔが経過する前に無線局＃２からそのパケットを受信した場合は、上述したように、無線局＃１は、無線局＃１から無線局＃２へのデータ転送が完了したことを認識する。この場合、無線局＃１の動作は終了する。
【００２７】
一方、タイマを起動してから時間Ｔが経過する前に無線局＃２からそのパケットを受信できなかった場合は、無線局＃１は、無線局＃１から無線局＃２へのデータ転送が失敗であったものとみなす。そして、先に送出したパケットを無線局＃２へ再送する。これにより、無線局＃２が無線局＃１からデータＡを受信すると、以降、図１を参照しながら説明したシーケンスと同様に、無線局＃ｎにまでデータＡが順番に伝送されていく。
【００２８】
このように、本実施形態のシステムでは、ある無線局からその下流側の無線局へのデータ伝送が成功したか否かを認識し、その結果に応じてデータ再送を実行するので、データ伝送の信頼性は高い。また、不必要なデータ再送は行われないので、データ再送機能の利用効率がよい。さらに、本実施形態のシステムでは、ＡＣＫパケットを使用することなくデータ再送機能を実現するので、図１１に示した従来の方法と比べて、各無線局から送信元局へＡＣＫパケットを返送するための時間、およびそのために使用されていた通信資源が節約される。
【００２９】
図５は、無線局の動作を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートは、最下流局を除く各無線局の動作を示している。また、このフローチャートには、データ転送に係わる処理のみが記述されている。
【００３０】
ステップＳ１においてパケットを受信すると、ステップＳ２では、その受信パケットがブロードキャストパケットであるか否か、およびその受信パケットが上流側の無線局から伝送されてきたパケットであるか否かを調べる。前者の判断では、受信パケットに設定されている「ブロードキャストフラグ」が参照される。また、後者の判断では、ブロードキャストリストおよび受信パケットに設定されている「送信元アドレス」が参照される。
【００３１】
受信パケットが上流側から伝送されてきたブロードキャストパケットであった場合には、ステップＳ３へ進み、そうでない場合には、ステップＳ９において、他の処理を実行する。ここで、「他の処理」とは、例えば、送信元局へＡＣＫパケットを返送する処理である。なお、最上流局の動作では、上記ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ９は省略される。
【００３２】
ステップＳ３では、ステップＳ１において受信したパケットに格納されているデータを抽出すると共に、宛先アドレスおよび送信元アドレスを更新した後にそのパケットを下流側の無線局へ送出する。このとき、宛先アドレスは、ブロードキャストリストを参照して決定する。そして、ステップＳ４において、タイマを起動する。
【００３３】
ステップＳ５では、タイマを起動してから一定時間内に、ステップＳ３で送出したパケットに対応するパケットを下流側の無線局（ステップＳ３における宛先局）から受信できたか否かを調べる。この場合、ステップＳ３における宛先局のアドレスと、受信パケットに設定されている送信元アドレスが比較される。
【００３４】
対応するパケットを受信できた場合は、下流側の無線局へのデータ伝送が成功したものとみなし、処理を終了する。一方、一定時間内に対応するパケットを受信できなかった場合には、下流側の無線局へのデータ伝送が失敗したものとみなし、ステップＳ６において、ステップＳ３で送出したパケットを再送する。
【００３５】
ステップＳ７では、下流側の無線局へのデータ再送処理の実行回数が所定回数に達したか否かを調べる。所定回数に達していなければ、ステップＳ８において再送回数をカウントするためのカウンタをインクリメントした後にステップＳ４に戻る。一方、再送回数が所定回数に達していた場合には、データ再送が無限に繰り返されることを回避するために、処理を終了する。
【００３６】
図６は、最下流の無線局の動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ９の処理は、最下流以外の無線局の動作と同じである。ただし、最下流の無線局は、受信パケットが上流側から伝送されてきたブロードキャストパケットであった場合には、ステップＳ１１において、上流側の無線局に対してＡＣＫパケットを送出する。なお、ステップＳ１１において、上流側の無線局だけでなく、最上流の無線局に対してＡＣＫパケットを送出してもよい。
【００３７】
このように、第１の実施形態のシステムでは、各無線局にブロードキャストリストが設けられており、各無線局がそれぞれそのリストに従って上流側から来たパケットを下流側へ転送していくことにより、複数の無線局にデータが伝送される。したがって、各無線局に設けられるブロードキャストリストは、互いに一致している必要がある。
【００３８】
ブロードキャストリストは、例えば、システムのユーザまたは管理者によりそのシステムの構成に従って設定される。この場合、この設定作業は、新たな無線局がシステム追加されるごとに、或いは任意の無線局がシステム取り除かれるごとに行われる。
【００３９】
また、ブロードキャストリストが自動的に更新されるようにしてもよい。この場合、例えば、親局（基本的に、最上流局）が決定され、その親局が無線エリア内における無線局の追加（無線局の電源がオンされることを含む）／削除（無線局の電源がオフされることを含む）を監視する。そして、親局は、無線局の追加を検出すると、その追加された無線局を含む新たなブロードキャストリストを生成し、そのリストを上述したブロードキャストパケットに格納して下流側の無線局に送出する。これにより、各無線局に新しいブロードキャストリストが伝送され、各無線局は、それに従って自局のリストを更新する。なお、このとき、親局は、新たに追加された無線局には、ポイント・ツー・ポイント通信で上述の新しいブロードキャストリストを送る。一方、親局は、無線局の削除を検出すると、それに従って新たなブロードキャストリストを生成する。そして、無線局ごとにポイント・ツー・ポイント通信でそのリストを送る。
【００４０】
なお、ブロードキャストリストの作成方法および更新方法は、上述の方法の限定にされず、他にも様々な方法が考えられる。
＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態のデータ伝送方法を説明する図である。ここでは、無線局＃１から無線局＃２〜＃５へデータを伝送するものとする。なお、無線局間では、データはパケットに格納されて伝送される。このパケットは、図９（ａ）を参照しながら説明したものと同様に、「宛先アドレス」「送信元アドレス」「データタイプ」を含む。
【００４１】
無線局＃１から無線局＃２〜＃５へデータを伝送する場合、無線局＃１は、まず、既存のブロードキャスト通信と同じように、宛先アドレスとして「ブロードキャスト」を表す値を設定したパケットを網に送出する。そして、無線局＃２〜＃５は、そのパケットを受信すると、無線局＃１に対してＡＣＫパケットを返送する。このとき、無線局＃２〜＃５は、複数のＡＣＫパケットが互いに衝突しないようにするために、互いに異なるタイミングでＡＣＫパケットを送出する。
【００４２】
無線局＃１は、すべての宛先局（無線局＃２〜＃５）からＡＣＫパケットを受信できたときは処理を終了し、１以上の宛先局からのＡＣＫパケットを受信できなかったときは、データ再送処理を実行する。データ再送処理は、受信できなかったＡＣＫパケットの数により異なる。すなわち、無線局＃１は、受信できなかったＡＣＫパケットの数がある閾値より少なかったときは、ポイント・ツー・ポイント通信によりデータを再送し、閾値よりも多かったときは、ブロードキャスト通信を再実行する。
【００４３】
ここで、図７を参照しながら、上述の閾値が「２」であるものとして一例を示す。図７に示す例では、無線局＃１から無線局＃２〜＃５へのブロードキャスト通信において、無線局＃２、＃３、＃５へはデータが到着しているが、無線局＃４にはデータが到着していない。この場合、無線局＃１は、無線局＃２、＃３、＃５からＡＣＫパケットを受信するが、無線局＃４からはＡＣＫパケットを受信できない。すなわち、受信できなかったＡＣＫパケットの数は「１」であり、閾値よりも少ない。したがって、無線局＃１は、無線局＃４のみに対してポイント・ツー・ポイント通信でパケットを再送する。
【００４４】
このように、第２の実施形態の方法では、ブロードキャスト通信により伝送されたデータを受信できなかった局の数が少なかったときは、ブロードキャストを再実行するのではなく、データを受信できなかった局のみにデータを再送する。したがって、ブロードキャストを繰り返す方法と比較して、宛先局の負荷が軽くなることが期待される。すなわち、大部分の宛先局においてデータが受信されているのもかかわらず、ブロードキャストが繰り返されると、既にデータを受信している大部分の局では、先に受信しているデータと新たに受信したデータが同じものであるか否かの判断などをする必要があり、余計な負荷が発生することになる。第２の実施形態の方法によれば、宛先局におけるこの余計な負荷が取り除かれる。
【００４５】
図８は、送信元局の動作を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートには、ブロードキャスト転送に係わる処理のみが記述されている。
ステップＳ２１においてパケットをブロードキャストし、ステップＳ２２において各宛先局からのＡＣＫパケットを受信する。ステップＳ２３では、すべての宛先局からＡＣＫパケットを受信できたか否かを調べる。そして、すべての宛先局からＡＣＫパケットを受信できた場合は処理を終了し、そうでない場合には、ステップＳ２４へ進んで再送処理を実行する。
【００４６】
ステップＳ２４では、受信できなかったＡＣＫパケットの数が閾値以下であるか否かを調べる。閾値以下であれば、ステップＳ２５において、ＡＣＫパケットを送出してこなかった宛先局に対してポイント・ツー・ポイント通信でパケットを再送する。この後、ステップＳ２６では、ステップＳ２５を実行した回数が所定回数に達したか否かが調べられる。そして、所定回数に達した場合は処理を終了し、そうでない場合には、ステップＳ２７においてステップＳ２５を実行した回数をカウントするためのカウンタをインクリメントした後にステップＳ２３に戻る。
【００４７】
受信できなかったＡＣＫパケットの数が閾値よりも多かった場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）には、ステップＳ２８において、ブロードキャストを実行した回数が所定回数に達したか否かが調べられる。そして、所定回数に達していた場合は処理を終了する、一方、ブロードキャストを実行した回数が所定回数に達していなければ、ステップＳ２９においてブロードキャストを実行した回数をカウントするためのカウンタをインクリメントした後にステップＳ２１に戻り、ブロードキャストを再実行する。
【００４８】
なお、上述の実施例（第１および第２の実施形態とも）では、無線データ伝送を前提としているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。本発明は、例えば、イーサネット（登録商標）のようにある端末から送出されたパケットがその網に接続されているすべての端末に伝送される場合には、無線網でなくても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１の実施形態のデータ伝送方法を説明する図である。
【図２】第１の実施形態において使用されるパケットの構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態において使用されるブロードキャストリストの一例である。
【図４】第１の実施形態におけるデータ再送機能を説明する図である。
【図５】無線局（最下流の無線局を除く）の動作を説明するフローチャートである。
【図６】最下流の無線局の動作を説明するフローチャートである。
【図７】第２の実施形態のデータ伝送方法を説明する図である。
【図８】送信元局の動作を説明するフローチャートである。
【図９】（ａ）は、パケットの構成を示す図であり、（ｂ）は、データ再送機能を説明する図である。
【図１０】従来のブロードキャストの問題点を説明する図である。
【図１１】複数の無線局へデータを伝送する従来の他の方法を示す図である。
【図１】
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【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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