(57)【要約】【課題】  透過データ伝送サービスとその他のデータ伝送サービスの提供品質を最良に保つ。【解決手段】  各装置のベースバンド信号処理回路３０内に設けられた伝送品質監視部３２によって、受信データの誤りや送信データに対する相手装置からの応答を監視し、エラー率を測定する。エラー率が所定のレベルを越えたときには、透過データの伝送形式を正常受信確率の高い形式（例えば、誤り訂正符号を付加したパケット等）に切り替える。また、エラー率が所定のレベル以下に低下したときには、透過データの伝送形式を伝送効率の高い形式に切り替える。【選択図】      図１
2006129341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の装置から第２の装置へ一定の時間毎に所定量のデータを無線パケットで伝送する透過データ伝送方法であって、
前記第１の装置は、前記データの送信毎に前記第２の装置から送られて来る応答信号を監視して伝送品質を測定し、
前記測定した伝送品質が所定のレベルを満たしていればそれ以降のデータを第１の伝送形式で前記第２の装置へ送信し、該所定のレベルを満たしていなければ該第１の伝送形式よりも正常受信確率の高い第２の伝送形式に切り替えて送信することを特徴とする透過データ伝送方法。
【請求項２】
第１の装置から第２の装置へ一定の時間毎に所定量のデータを無線パケットで伝送する透過データ伝送方法であって、
前記第２の装置は、前記データの送信毎に前記第１の装置から送られて来るデータを監視して伝送品質を測定し、
前記測定した伝送品質が所定のレベルを満たしていなければ、前記第１の装置に対して正常受信確率の高い伝送形式に切り替えて送信させるための指示を行い、該伝送品質が所定のレベルを満たしたときには、転送効率の高い伝送形式に切り替えて送信させるための指示を行うことを特徴とする透過データ伝送方法。
【請求項３】
第１の装置から第２の装置へ一定の時間毎に所定量のデータを無線パケットで伝送する透過データ伝送方法であって、
前記第１の装置は、前記データの送信毎に前記第２の装置から送られて来る応答信号を監視して伝送品質を測定し、該測定した伝送品質が所定のレベルを満たしていればそれ以降のデータを第１の伝送形式で前記第２の装置へ送信し、該所定のレベルを満たしていなければ該第１の伝送形式よりも正常受信確率の高い第２の伝送形式に切り替えて送信し、  前記第２の装置は、前記データの送信毎に前記第１の装置から送られて来るデータを監視して伝送品質を測定し、該測定した伝送品質が所定のレベルを満たしていなければ、該第１の装置に対して前記第２の伝送形式に切り替えて送信させるための指示を行い、該伝送品質が所定のレベルを満たしたときには、前記第１の伝送形式に切り替えて送信させるための指示を行うことを特徴とする透過データ伝送方法。
【請求項４】
前記正常受信確率の高い伝送形式は、誤り訂正用の冗長符号を付加した形式、再送用の予約パケット数を多く設定した形式、またはデータ伝送周期を短く設定した形式であることを特徴とする請求項１、２または３記載の透過データ伝送方法。
【請求項５】
前記伝送形式の切り替えは、２つの閾値を用いてヒステリシス特性を持たせて行うことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の透過データ伝送方法。
【請求項６】
前記伝送形式の切り替えは、切り替えるべき状態が一定時間以上継続したときに行うことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の透過データ伝送方法。
【請求項７】
第１の装置から第２の装置へ一定の時間毎に所定量のデータを無線パケットで伝送する透過データ伝送方法であって、
前記一定の時間をｍ個（但し、ｍは複数）のタイムスロットに分割すると共に、前記所定量のデータを該タイムスロットで送信可能なサイズのｎ個（但し、ｎ＜ｍ）の分割データに分割し、
前記ｎ個の分割データを、重要度の高い順に前記タイムスロットを使用してパケット伝送することを特徴とする透過データ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線システムにおける透過データの伝送方法、特に音声や映像のストリーミングデータのように、リアルタイム性が要求される透過データをBluetooth(米国、Bluetooth SIG Inc.の登録商標）等の無線システムで伝送する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声や映像のストリーミングデータのように、パケット伝送によって一定期間内に決まったデータ量を逐次伝送しなければならないというリアルタイム性が要求される通信アプリケーションが多様化してきている。
【０００３】
このようなアプリケーションを無線システムでサポートする必要性が生じている一方、無線伝送ではフェージングや外来雑音の影響を受けやすいので、伝送路エラーによるパケット紛失を避けることができない。このようにリアルタイム性が求められるアプリケーションであっても、音声伝送に特化されるような場合には、伝送路エラーによってパケット紛失が発生しても、音声コーデックの機能によって人間の耳にエラーを感知しにくくするような音声符号化方式や、それに対応した制御方式を採用することによって、伝送路エラーの影響を低減することが可能であった。
【０００４】
しかし、アプリケーションが多様化することにより、そのアプリケーションを特定することが難しくなり、伝送路エラーの影響を低減することが困難になってきている。このため、伝送路エラーを低減させると共に、リアルタイム性を確保することができる伝送方式が必要になってきている。更に、パケット伝送の無線システムでは、ストリーミングデータ以外のサービスも並行して提供されるため、それらのサービスとの親和性も考慮する必要がある。
【０００５】
図２（ａ）〜（ｃ）は、透過データの伝送方式を示す図である。
図２（ａ）は、伝送路スロット間隔をＴとして、一定の透過データ伝送周期（例えば、１６Ｔ）で、あるデータ量（例えば、４Ｍ）を処理する必要がある場合に、その周期の最初のスロットでデータ量４Ｍのデータを１つのパケットとして送信するものである。最初のスロットで伝送エラーが生じたときには、正常に伝送ができるまで、透過データの再送用に割り当てられた再送予約スロットを用いて引き続いて再送するようになっている。そして、正常に伝送できた後のスロットは、再送予約スロットを含め、他のアプリケーションのデータ転送に使用される。
【０００６】
この図２（ａ）の伝送方式の特徴は次のとおりである。
透過データの伝送サービスに対しては、１つのパケットで送信する情報量が多くなるので、パケット当たりの転送効率が高くなり、全体のスロット使用効率を高くすることができる。一方、短時間に多くの情報を転送するため、誤り訂正符号等の冗長ビットの付加が困難または不可能になる。このため、伝送路の品質が悪い場合には、伝送エラーによってデータ転送ができなくなるおそれがある。
【０００７】
提供するデータ伝送サービス全体に対しては、伝送路の品質が良く、再送が頻発しない状態ではスロット使用効率を高くできる。また、一定期間内に転送するスロットが少ないので、パケットの伝送周期を短くした場合と同じ数だけの再送機会を設ける必要が必ずしも無い。この再送機会を減らすことにより、更に他のサービスを含めた全体の転送効率を高くすることができる。
【０００８】
図２（ｂ）は、同じく伝送路スロット間隔をＴとして、一定の透過データ伝送周期（例えば、１６Ｔ）毎に、あるデータ量（例えば、４Ｍ）を処理する必要がある場合に、その透過データ伝送周期を複数の期間（例えば、１期間を４Ｔとする４期間）に分割し、各分割期間の最初のスロットでデータ量Ｍのデータを１つのパケットとして送信するものである。最初のスロットで伝送エラーが生じたときには、正常に伝送ができるまで、再送予約スロットを用いて引き続いて再送するようになっている。そして、各分割期間で正常に伝送できた後のスロットは、他のアプリケーションのデータ転送に使用される。
【０００９】
図２（ｃ）は、同じく伝送路スロット間隔をＴとして、一定の透過データ伝送周期（例えば、１６Ｔ）毎に、あるデータ量（例えば、４Ｍ）を処理する必要がある場合に、このデータ量４Ｍを４分割してデータ量Ｍの４パケットを生成し、その一定期間の最初のスロットから順次送信するものである。伝送エラーが生じたときには、再送予約スロットを用いて、正常に伝送ができるまで再送するようになっている。そして、４パケットがすべて正常に伝送できた後のスロットは、他のアプリケーションのデータ転送に使用される。
【００１０】
これらの図２（ｂ），（ｃ）の伝送方式の特徴は次のとおりである。
透過データの伝送サービスに対しては、１つのパケットで送信する情報量が少なくなるので、その分多くの冗長ビットを付加でき、強力な誤り訂正を実現できる。一方、アプリケーションで使用するデータの他に、オーバーヘッドデータが付加されるため、パケット当たりの転送効率は低くなり、全体のスロット使用効率は低くなる。
【００１１】
提供するデータ伝送サービス全体に対しては、透過データの伝送に多くのスロットが使用されるため、他のサービスに割り当てられるスロットが少なくなり、転送効率は低くなる。
【００１２】
下記非特許文献１には、Ｂluetoothにおける拡張型ＳＣＯ(Synchronous Connection Oriented）の透過データの伝送方式が規定されている。
【００１３】
【非特許文献１】“Specification of the Bluetooth System" vol2,ver1.2,05 November 2003、p151-152(米）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前述のように、図２（ａ）〜（ｃ）による透過データの伝送方式は、それぞれ一長一短があり、特に無線システムのように伝送品質が一定しない伝送路を使用する場合、いずれか１つの方式に固定することは適切ではない。しかしながら、前記非特許文献１には、伝送品質が一定しない伝送路において、効率的な伝送路を提供するための伝送方式についての規定はなされていない。
【００１５】
本発明は、変動する伝送品質に応じて伝送方式をダイナミックに変更することにより、透過データ伝送サービスとその他のデータ伝送サービスの提供品質を最良に保つことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、第１の装置から第２の装置へ一定の時間毎に所定量のデータを無線パケットで伝送する透過データ伝送方法において、第１の装置は、データの送信毎に第２の装置から送られて来る応答信号を監視して伝送品質を測定し、測定した伝送品質が所定のレベルを満たしていればそれ以降のデータを第１の伝送形式で第２の装置へ送信し、所定のレベルを満たしていなければ第１の伝送形式よりも正常受信確率の高い第２の伝送形式に切り替えて送信するようにしたり、或いは、第２の装置側において、データの送信毎に第１の装置から送られて来るデータを監視して伝送品質を測定し、測定した伝送品質が所定のレベルを満たしていなければ、第１の装置に対して正常受信確率の高い伝送形式に切り替えて送信させるための指示を行い、伝送品質が所定のレベルを満たしたときには、転送効率の高い伝送形式に切り替えて送信させるための指示を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、データの伝送品質が所定のレベルを満たしていれば通常の伝送形式で送信し、所定のレベルよりも低下したときには正常受信確率の高い伝送形式に切り替えて送信するようにしている。これにより、伝送形式が伝送品質によってダイナミックに切り替えられ、伝送サービスに提供品質を最適な状態に保つことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
正常受信確率の高い伝送形式として、誤り訂正用の冗長符号を付加した形式、再送用の予約パケット数を多く設定した形式、またはデータ伝送周期を長く設定した形式を随時使用することができる。また、伝送形式の切り替えは、２つの閾値を用いてヒステリシス特性を持たせて行う方法や、切り替えるべき状態が一定時間以上継続したときに行う方法を採用することができる。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例を示す透過データ伝送システムの概念図である。
この透過データ伝送システムは、複数の装置１，２，３，…がパケット方式による無線回線で接続されたもので、各装置は、例えば装置１に示すように、無線送受信回路１０、変復調回路２０、ベースバンド信号処理回路３０を有している。ベースバンド信号処理回路３０の中には、指定された伝送制御手順に従ってアプリケーションデータをパケット化して送受信する伝送制御部３１や、伝送路の伝送品質を測定するための伝送品質監視部３２が設けられている。なお、音声や映像等のアプリケーションデータを処理するデータ処理部は省略している。
【００２０】
伝送制御部３１は、例えば図２（ａ）の透過データの伝送方式に加えて、図２（ｂ）や図２（ｃ）の透過データの伝送方式に従って伝送制御手順を実行することができるようになっており、どの伝送制御手順でどのようなパラメータを使用してデータの送受信を実行するかは、伝送品質監視部３２から与えられる制御信号ＣＯＮによって随時切り替えができるようになっている。
【００２１】
更に、伝送制御部３１は、与えられた制御信号ＣＯＮで指定されるパラメータに従ってアプリケーションデータをパケット化すると共に、そのパケットのヘッダー部に符号化方式等の情報を制御情報として付加して送信するようになっている。従って、受信側の伝送制御部３１では、受信したパケットのヘッダー部を調べることにより、符号化方式等を知ることができ、指定された符号化方式に従って復号化処理を行うことができるようになっている。
【００２２】
伝送品質監視部３２は、受信して復調されたデータを監視することによって受信回線の伝送品質を測定するだけでなく、相手側へデータを送信する送信回線の伝送品質も測定できるようになっている。即ち、送信側と受信側の各装置の伝送制御部３１では、低消費電力性能やスロット使用効率を満たすために、相手側とのデータ転送が成功したか否かの確認に送達確認フラグのやり取りを行っており、相手側から送られて来る送達確認フラグ（ＡＣＫ，ＮＡＫ等）を調べることにより、送信回線の伝送品質が測定される。
【００２３】
伝送品質監視部３２は、一定の期間毎に、受信したパケットの総数（Ｒall)、受信したパケットの中でエラーのあるパケットの数（Ｒerr)、送信したパケットの総数（Ｔall)、及び送信したパケットに対する送達確認フラグ（ＡＣＫ）の受信数（Ｔack)を監視し、これらの監視結果に基づいて、その期間のエラー率（Ｅtp）を次式によって算出するようになっている。
Ｅtp＝((Ｔall −Ｔack)＋Ｒerr)／（Ｔall ＋Ｒall)
【００２４】
そして、伝送品質監視部３２は、エラー率（Ｅtp）が予め定められた閾値（Ｅth）より小さいとき、即ちエラーが少ないときにはパラメータＡを設定し、エラー率が閾値よりも大きいときにはパラメータＢを設定し、伝送制御部３１に制御信号ＣＯＮとして与えるようになっている。
【００２５】
パラメータとしては、パケット種別（Ｐtype）、透過データ伝送周期（Ｔint)、及び透過データを再送するための再送予約スロット数（Ｔret)が設定される。なお、パケット種別（Ｐtype）は、データエンコード構成、即ち符号化率を指定するものである。
【００２６】
例えば、図２（ａ）の透過データの伝送方式の場合をパラメータＡとすると、このパラメータＡでは、パケット種別（Ｐtype）は符号化率１／１（即ち、誤り訂正符号なし）、透過データ伝送周期（Ｔint)は１６Ｔ、再送予約スロット数（Ｔret)は８となる。また、図２（ｂ）の透過データの伝送方式の場合をパラメータＢとすると、パケット種別（Ｐtype）は符号化率１／３（即ち、データ１ビットに対して２ビットの誤り訂正符号を付加）、透過データ伝送周期（Ｔint)は４Ｔ、再送予約スロット数（Ｔret)は２となる。更に、図２（ｃ）の透過データの伝送方式の場合をパラメータＣとすると、パケット種別（Ｐtype）は符号化率１／３（即ち、データ１ビットに対して２ビットの誤り訂正符号を付加）、透過データ伝送周期（Ｔint)は１６Ｔ、再送予約スロット数（Ｔret)は８となる。
【００２７】
図３は、図１におけるパケット伝送シーケンス図（その１）であり、図１中の装置１から装置２へ、図２（ａ）の伝送方式に従ってパケットデータを送信する場合の一例を示している。
【００２８】
最初の透過データ伝送期間で、装置２は、装置１からの最初の透過データを正常に受信し、装置１へ送達確認フラグ（ＡＣＫ）を返している。これを装置１が正常に受信することにより、最初の透過データの受け渡しは完了する。その後のスロットは、再送用に予約されているが、再送が不要となったので他のサービスのデータ転送に割り当てられる。
【００２９】
２番目の透過データ伝送期間では、初めのスロットで送信された２番目の透過データが伝送路エラーによって装置２で誤りが検出されたため、装置２から装置１へ再送要求フラグ（ＮＡＫ）を返している。これにより、装置１は再送用に予約された次のスロットで透過データを再送する。再送された透過データは装置２で正常に受信されたため、装置２から送達確認フラグ（ＡＣＫ）が返される。これにより、２番目の透過データの受け渡しは完了し、その後のスロットは、他のサービスのデータ転送に割り当てられる。
【００３０】
３番目の透過データ伝送期間では、初めのスロットで送信された３番目の透過データが装置２で正常に受信され、この装置２から送達確認フラグ（ＡＣＫ）が返される。しかし、伝送路エラーのため装置１では送達確認フラグ（ＡＣＫ）を受信できない。このため、装置１は再送用に予約されたスロットを用いて、３番目の透過データを再送する。再送された透過データは装置２で正常に受信される。装置２では、既に３番目の透過データを正常に受信しているので、再送された透過データは廃棄されるが、装置１に対しては送達確認フラグ（ＡＣＫ）が返される。装置１では送達確認フラグ（ＡＣＫ）を正常に受信し、３番目の透過データの受け渡しは完了する。そして、その後のスロットは、他のサービスのデータ転送に割り当てられる。
【００３１】
装置１の伝送品質監視部３２では、装置２との間での透過データの伝送状態を監視し、一定期間毎にエラー率（Ｅtp）を算出する。そして、上記のように伝送エラーが頻発すると、例えば図２（ｃ）に示すような伝送方式に切り替えるための制御信号ＣＯＮを、伝送制御部３１に出力する。
【００３２】
これにより、伝送制御部３１は、パラメータＣに基づく伝送制御を行うように切り替えられる。パラメータＣは、装置１から装置２へ伝送される透過データのパケットのヘッダー部に設けられた制御情報として、装置２へ伝えられる。これにより、装置２の伝送制御部３１も、パラメータＣに基づく伝送制御を行うように切り替えられる。
【００３３】
図４は、図１におけるパケット伝送シーケンス図（その２）であり、図１中の装置１から装置２へ、図２（ｃ）の伝送方式に従ってパケットデータを送信する場合の一例を示している。
【００３４】
図４の伝送シーケンスでは、１つの透過データ伝送期間に伝送すべき透過データが４分割され、分割された各データは符号化率１／３のパケットに生成されて、連続する４つのスロットを使用して送信される。なお、装置１から送信される透過データのパケット毎に、装置２から送達確認フラグ（ＡＣＫ）や再送要求フラグ（ＮＡＫ）が返されるのは、図３と同様である。そして、４分割された透過データが、装置２ですべて正常に受信されたことが確認された後、その透過データ伝送期間の残りのスロットが、他のサービスのデータ転送に割り当てられる。
【００３５】
装置１の伝送品質監視部３２では、装置２との間での透過データの伝送状態の監視が継続されており、エラー率が改善されて閾値以下になると、図２（ａ）に示すような伝送方式に戻すための制御信号ＣＯＮを、伝送制御部３１に出力する。
【００３６】
これにより、伝送制御部３１は、パラメータＡに基づく伝送制御に戻すように切り替えられる。パラメータＡは、装置１から装置２へ伝送される透過データのパケットのヘッダー部に設けられた制御情報として、装置２へ伝えられる。これにより、装置２の伝送制御部３１も、パラメータＡに基づく伝送制御を行うように切り替えられる。
【００３７】
以上のように、本実施例では、伝送開始時に設定したパラメータに拘束されることなく、時々刻々変化する伝送状態に合わせて、最適なパラメータを選択することが可能である。アプリケーションとして透過データ伝送サービスを利用するということは、ある期間内に決まったデータ量を確実に送りたいという要求をデータ伝送システムに求めていることである。従って、伝送路の品質が低下したときに、伝送資源であるスロットを優先的に割り当てることができることは、透過データ伝送サービスに対する信頼性を大きく向上させ、アプリケーションの要求を満たすことができる。
【００３８】
更に、伝送路の品質が良くなったときには、透過データ伝送サービスに割り当てるスロットを減らし、他のサービスへ割り当てることにより、これらのサービスに対する品質も同時に高めることができる。
【００３９】
固定的にスロット割り当てのパラメータが決まっている場合、透過データ伝送サービスまたはその他のサービスのどちらか一方が犠牲になっているといった状況や、どちらも中途半端な伝送品質になっており、伝送路の状態に応じて伝送パラメータをダイナミックに制御できる本実施例の優位性がある。
【００４０】
また、例えば図２（ｂ）の伝送方式では、４分割したそれぞれのパケットに含まれるデータの重要度に違いがある場合には、重要度の高いパケット（例えば、映像での輝度情報で情報の多い部分など）の再送予約スロット数を多くし、重要度の低いパケット（例えば、映像での色情報で情報の少ない部分など）の再送予約スロット数を少なくすることができる。
【００４１】
更に、図２（ｃ）の伝送方式では、重要度の高い情報から順次伝送することができる。これにより、１つのパケットで全情報を一括して送信する場合に比べて、少なくとも重要度の高い情報を確実に伝送できるという利点がある。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
【００４３】
（１）  伝送制御部３１では、伝送方式が変更されたときに、それを相手側へ伝えるために、パケットのヘッダー部に設けられた制御情報を使用しているが、透過データのパケットとは別に制御パケットを使用して、予め伝送方式の変更を相手側へ伝えた後、その伝送方式に従って透過データを送信するようにしても良い。
【００４４】
（２）  伝送品質監視部３２は、一定の期間毎に測定したエラー率（Ｅtp）を閾値（Ｅth）と比較し、その比較結果に従って伝送制御用のパラメータを決定して伝送制御部３１に制御信号ＣＯＮを与えるようしているが、２つの閾値（Ｅth1,Ｅth2、但し、Ｅth1>Ｅth2)を使用し、ヒステリシス特性を持たせて制御信号ＣＯＮを与えるようにしても良い。即ち、エラー率（Ｅtp）が増加して閾値（Ｅth1)を越えたときにパラメータＢまたはＣを与え、その後、エラー率（Ｅtp）が減少したときには閾値（Ｅth2)以下になったときにパラメータＡを与える。これにより、エラー率（Ｅtp）が閾値（Ｅth）の前後で変動するような場合に、伝送方式が頻繁に変更されて通信状態が不安定になるおそれをなくすことができる。
【００４５】
（３）  伝送品質監視部３２において、一定の期間毎に測定したエラー率（Ｅtp）が閾値（Ｅth）を越えて増減したときに、直ちに伝送制御用のパラメータを切り替えるのではなく、更に一定時間だけエラー率を測定し、そのエラー率が元に戻らないときにパラメータを切り替えるようにしても良い。これにより、（２）と同様の効果が得られる。
【００４６】
（４）  透過データの送信側（装置１）で、受信側（装置２）からの送達確認フラグ（ＡＣＫ）を監視することのよって伝送品質を測定しているが、受信側で受信した透過データの状態（例えば、エラーや不達）を監視して伝送品質を測定し、送信側へ伝送制御方式を変更するように指示することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例を示す透過データ伝送システムの概念図である。
【図２】透過データの伝送方式を示す図である。
【図３】図１におけるパケット伝送シーケンス図（その１）である。
【図４】図１におけるパケット伝送シーケンス図（その２）である。
【符号の説明】
【００４８】
１，２，３    装置
１０    無線送受信回路
２０    変復調回路
３０    ベースバンド信号処理回路
３１    伝送制御部
３２    伝送品質監視部
【図１】
2006129341.tif 000003
【図２】
2006129341.tif 000004
【図３】
2006129341.tif 000005
【図４】
2006129341.tif 000006