(57)【要約】【課題】無線近距離ネットワークにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置を提供する。【解決手段】ＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置であって、放送信号を受信し、放送信号を伝送ストリームにデパケット化する放送信号入力部と、端末からチャンネル選択情報を受信し、帯域幅情報を用いてザッピング信号とバッファ制御信号とスイッチ制御信号を生成して、放送信号を制御する放送信号制御部と、放送信号制御部のザッピング信号に応じて、伝送ストリームを選択的に受信し、伝送ストリームを所定のバッファに格納し、バッファ制御信号とスイッチ制御信号に応じて時分割して放送信号制御部に伝送する放送信号切り替え部と、各端末から放送要求信号を受信し、放送要求信号を放送信号制御部に伝送し、放送信号制御部の放送信号を各端末に無線でサービスする放送信号出力部とを備える。【選択図】図４
2006191613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置であって、
放送信号を受信し、該放送信号を伝送ストリームにデパケット化する放送信号入力部と、
端末からチャンネル選択情報を受信し、帯域幅情報を用いてザッピング信号とバッファ制御信号とスイッチ制御信号を生成して、前記放送信号を制御する放送信号制御部と、
前記放送信号制御部の前記ザッピング信号に応じて、前記伝送ストリームを選択的に受信し、前記伝送ストリームを所定のバッファに所定の時間周期の間格納し、前記バッファ制御信号と前記スイッチ制御信号に応じて時分割して前記放送信号制御部に伝送する放送信号切り替え部と、
各端末から放送要求信号を受信し、該放送要求信号を前記放送信号制御部に伝送し、前記放送信号制御部の放送信号を前記各端末に無線でサービスする放送信号出力部と、
を備えることを特徴とするＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置。
【請求項２】
前記放送信号入力部は、
放送ネットワークもしくはインターネットに接続し、受信した放送信号を伝送ストリームにデパケット化する入力インタフェース部を備えることを特徴とする請求項１に記載のＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置。
【請求項３】
前記放送信号切り替え部は、
前記ザッピング信号に応じて前記伝送ストリームを選択的に受信する放送信号スイッチと、
選択的に受信した前記伝送ストリームを前記放送信号制御部の前記バッファ制御信号に応じてそれぞれ別々のバッファに格納する放送信号バッファ部と、
前記放送信号バッファ部の出力信号に対して前記スイッチ制御信号に応じて時分割機能を適用するバッファスイッチ部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載のＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置。
【請求項４】
前記放送信号バッファは、
相異なるサイズを有する複数のバッファよりなり、バッファ制御信号に応じて受信した伝送ストリームを選択的に前記複数のバッファのうちのいずれかに割り当てることを特徴とする請求項３記載のＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置。
【請求項５】
前記放送信号制御部は、
前記端末のチャンネル選択情報を受信し、
前記放送信号出力部から端末に提供可能な最大の帯域幅情報を用いてザッピング信号と前記バッファ制御信号と前記スイッチ制御信号を生成し、
前記ザッピング信号と前記バッファ制御信号と前記スイッチ制御信号を放送信号切り替え部に伝送して放送信号を制御し、
前記放送信号を受信する制御器を備えることを特徴とする請求項１記載のＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置。
【請求項６】
前記バッファ制御信号と前記スイッチ制御信号は、
各端末の最大の帯域幅情報に応答して端末に伝送のための予め定められた時間を割り当てる信号として定義されることを特徴とする請求項５記載のＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置。
【請求項７】
前記放送信号出力部は、
提供可能な帯域幅情報と各端末から受信した放送要求信号を前記放送信号制御部に伝送し、前記放送信号制御部の出力信号を各端末に無線でサービスする無線物理部を備えることを特徴とする請求項１記載のＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置。
【請求項８】
前記無線物理部は、
多重入力多重出力技術を適用して各端末にサービスを提供することを特徴とする請求項７記載のＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線近距離ネットワーク（Wireless Local Area Network、以下、「ＷＬＡＮ」と称する）に係り、特に、放送サービスのサービス品質（Quality of Service、以下、「ＱｏＳ」と称する）を保証するアクセスポイント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有線近距離ネットワーク（Local Area Network、以下、「ＬＡＮ」と称する）環境においては、同軸ケーブル、光ファイバなどの伝送路を用いてデータを送受信する。しかしながら、有線ＬＡＮとは異なり、ＷＬＡＮは、最小限の回線接続だけで無線周波数あるいは赤外線技術を用いて、データを無線で送受信することが可能であるというメリットがある。
【０００３】
ＷＬＡＮは、一般に無線ＬＡＮカードあるいはアクセスポイント装置を用いて構成する。ここで、アクセスポイント装置を用いてＷＬＡＮを構成する場合は、既存の有線ＬＡＮなどとネットワークを共有することになる。以下、アクセスポイント装置を用いてＷＬＡＮを構成したものを、図１に基づいて説明する。
【０００４】
図１は、一般のＷＬＡＮの構造を概略的に示す図である。
【０００５】
同図に示すように、一般に、ＷＬＡＮは、有線ＬＡＮなどとネットワークを共有することになるが、このとき、アクセスポイント装置１０１は、衛星、地上波、ケーブルなどの伝送媒体を介して放送ネットワーク、インターネットなどの外部のネットワークに接続し、ＷＬＡＮユーザも有線ＬＡＮに接続されたネットワークと結合する。
【０００６】
ここで、アクセスポイント装置１０１といった独立した中継装置をイーサネット（登録商標）ハブやサーバなどに接続して用い、アクセスポイント装置１０１は、有線ＬＡＮにおけるスイッチやハブなどの役割を果たす。そして、ＷＬＡＮは、無線クライアント、すなわち、アクセスポイント装置１０１サービス領域内の各端末１０３を有線ＬＡＮに接続する役割を果たす。
【０００７】
このようなＷＬＡＮを導入すると、ネットワークの有線部分が無くなり、いつでもどこでもインターネットはもとより、自由にデータのやり取りを行うことができるようになる。さらに、ネットワークの拡張が容易であり、且つ、種々なるタイプの無線ネットワークの構成が可能になり、その結果、ネットワークを構成することが困難であった地域におけるネットワークの構築が可能になる。また、移動による制約から解放されるといった様々なメリットを有するため、ＷＬＡＮの需要及び使用は増えている一方である。
【０００８】
しかしながら、現在、各ネットワークが提供する放送サービスは、広い帯域幅の割り当てを必要とし、他のサービスに比べて高い重要度を有する。さらに、近年では、高画質の放送信号が利用でき、これに伴う放送信号サービスを用いるためには、広い帯域幅を必要とする。ＷＬＡＮにおいては、無線でデータの送受信を行うため、帯域幅の制限を受けることになる。以下、図２に基づいて放送サービスを提供するアクセスポイント装置について説明する。
【０００９】
図２は、一般のアクセスポイント装置の構造を概略的に示す図である。
【００１０】
同図に示すように、放送信号を受信するアクセスポイント装置は、入力インタフェース部２０１と、放送スイッチ２０３と、無線物理（Wireless PHYsical、以下、「無線ＰＨＹ」と称する）部２０５と、ザッピング制御器２０７と、から構成される。
【００１１】
入力インタフェース部２０１は、放送ネットワークまたはインターネットなどから通常の放送信号を受信する。また、入力インタフェース部２０１は、放送信号を受信し、これを放送スイッチ２０３に出力する。
【００１２】
放送スイッチ２０３では、入力インタフェース部２０１から放送信号を、ザッピングプロトコル（zapping protocol）を用いて選択的に受信し、それらを無線ＰＨＹ部２０５に伝送する。
【００１３】
無線ＰＨＹ部２０５では、アンテナなどを介して各端末に放送信号を伝送する。そして、無線ＰＨＹ部２０５は、端末からの放送要求信号を受信し、これをザッピング制御器２０７に伝送する。
【００１４】
ここで、ザッピング制御器２０７は、入力される放送信号をユーザ別に選択したチャンネル情報を上記無線ＰＨＹ部２０５に上記ザッピングプロトコルを用いて伝送する。以下では、アクセスポイント装置を用いて受信する放送信号と帯域幅を図３に基づいて説明する。
【００１５】
図３は、一般のＷＬＡＮが提供する帯域幅と放送信号を概略的に示す図である。
【００１６】
同図では、ＷＬＡＮのアクセスポイント装置においてサービス可能な帯域幅が示されており、これに伴う可変の伝送率を有する放送サービスの帯域幅が示されている。放送信号は、実際のところ、ＷＬＡＮからユーザ端末に伝送可能な帯域幅よりも広い帯域幅を必要とし、これにより放送信号の損失が生じていることが分かる。
【００１７】
ＷＬＡＮなどの無線伝送方法は、限られたリソースを有し、しかも、有線伝送方法に比べてリソースの変化が激しいという特性を有するため、放送信号の伝送には向いていない。さらに、ＷＬＡＮにおいては、１つのアクセスポイント装置に接続可能な端末の数が限られ、しかも、放送信号のＱｏＳも保証できない。
【００１８】
上述の如き問題を解決するために提案された方法が、帯域幅モニターリング（bandwidth monitoring）技術と、トランスレーティング（translating）技術である。しかしながら、帯域幅モニターリング技術とトランスレーティング技術を用いる場合は、依然として、モニターリングのためにリアルタイムにて提供される放送サービスを、高速な応答速度にて実現する必要があり、しかも、複雑な構造及びアルゴリズムを有するため、その実現が困難であり、さらには、その実現に際して高コストがかかることとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
そこで、本発明の目的は、ＷＬＡＮにおいて放送サービスのＱｏＳを保証するアクセスポイント装置を提供するところにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、ＷＬＡＮにおいて放送サービスを複数の端末にＱｏＳを保証しつつ伝送するための簡単な構造のアクセスポイント装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するための本発明は、ＷＬＡＮにおいて放送サービスのサービス品質を保証するアクセスポイント装置であって、放送信号を受信し、放送信号を伝送ストリームにデパケット化する放送信号入力部と、端末からチャンネル選択情報を受信し、帯域幅情報を用いてザッピング信号とバッファ制御信号とスイッチ制御信号を生成して、放送信号を制御する放送信号制御部と、放送信号制御部のザッピング信号に応じて、伝送ストリームを選択的に受信し、伝送ストリームを所定のバッファに所定の時間周期の間格納し、バッファ制御信号とスイッチ制御信号に応じて時分割して放送信号制御部に伝送する放送信号切り替え部と、各端末から放送要求信号を受信し、放送要求信号を放送信号制御部に伝送し、放送信号制御部の放送信号を各端末に無線でサービスする放送信号出力部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、ＷＬＡＮにおいて所定のバッファを設けて放送信号を蓄積し、端末に必要な帯域幅に応じて放送信号を伝送するアクセスポイント装置を提案することにより、放送サービスのＱｏＳを保証することができる。また、アクセスポイント装置を用いて放送サービスを、複数の端末にＱｏＳを保証しつつ伝送可能であるというメリットを有する。さらに、アクセスポイント装置を用いて放送データを伝送すると、複数の端末にチャンネルを割り当るための技術における端末間の干渉の問題も生じないというメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、本発明の要旨を不明確にする公知の機能及び構成についての詳細な説明は省略する。
【００２４】
本実施形態では、ＷＬＡＮにおいて放送サービスのＱｏＳを保証するアクセスポイント装置を提案する。
【００２５】
図４は、本発明の実施形態のＷＬＡＮのアクセスポイント装置の構造を概略的に示す図である。
【００２６】
同図に示すように、アクセスポイント装置４００は、入力インタフェース部４０１（放送信号入力部とする）と、放送信号スイッチ４０３と、放送信号バッファ４０５と、バッファスイッチ４０７（以上、放送信号切り替え部とする）と、制御器４０９（放送信号制御部とする）と、無線ＰＨＹ部４１１（放送信号出力部とする）と、を備える。
【００２７】
有線ＬＡＮなどとネットワークを共有するアクセスポイント装置４００は、衛星、地上波、ケーブルなどの伝送媒体を介して、放送ネットワーク、インターネットなどの外部のネットワークに接続する。アクセスポイント装置４００を説明すると、入力インタフェース部４０１は、放送ネットワークまたはインターネットなどから放送信号を受信する。
【００２８】
ここで、入力インタフェース部４０１の構成を例に挙げて説明すれば、衛星、地上波、ケーブルなどの放送網インタフェースと、放送信号の伝送時に同期を行わない非同期式の入出力インタフェース（Asynshronous Serial Interface、以下、「ＡＳＩ」と称する）などから構成される。
【００２９】
また、入力インタフェース部４０１では、放送信号を受信し、これを伝送ストリーム（Transport Stream）にデパケット化して伝送ストリーム状態で放送スイッチ４０３に出力する。
【００３０】
放送スイッチ４０３では、伝送ストリームを受信し、制御器４０９から受信したザッピング信号を用いて選択した複数の伝送ストリームを放送信号バッファ４０５に伝送する。放送信号とは、例えば、各放送局で提供されている一種のチャンネルを意味し、チャンネルはビデオデータ、オーディオデータ、一般データで構成される。このとき、放送信号は、ザッピング信号を用いて放送チャンネルに応じて選択される。ここで、放送スイッチ４０３は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）などで実現可能である。
【００３１】
放送スイッチ４０３から放送チャンネルに応じた複数の伝送ストリームを受信した放送信号バッファ４０５では、放送チャンネルに応じた複数の伝送ストリームを、放送信号バッファ４０５に組み込まれているそれぞれ独立したバッファ４０５ａ〜４０５ｄに選択的に蓄積、すなわち、格納する。放送信号をバッファに格納する方法は、一般的に一つのチャンネルに対しては一つのバッファに格納することが望ましいが、一つのチャンネル情報を複数のバッファに格納することも可能である。放送バッファ４０５は、可変サイズを有し、制御器４０９のバッファ制御信号に応じて、バッファのサイズを能動的に割り当てる。
【００３２】
それぞれ独立したバッファ４０５ａ〜４０５ｄに割り当てるサイズは、伝送ストリームの伝送速度及び時分割のリソース割り当てによって大きさが可変的に決められる。本実施形態において提案する放送信号バッファ４０５を用いれば、受信した放送信号のジッタを改善することが可能であり、しかも、広い帯域幅を用いて放送信号を一定の時間蓄積してから送るため、帯域幅の可変によるＱｏＳを保証することが可能であるというメリットがある。なお、図においてはバッファの数を４つとしたが、これに限られず、放送チャンネル数に応じて、適宜変更可能である。
【００３３】
バッファスイッチ４０７は、複数のスイッチ４０７ａ〜４０７ｄを有し、各スイッチは、放送信号バッファ４０５の複数のバッファ４０５ａ〜４０５ｄと各々接続している。バッファスイッチ４０７は、放送信号バッファ４０５の出力信号を用いて時分割機能を提供するスイッチであって、ここでは、制御器４０９のスイッチ制御信号を受信し、これを用いて一定の時間放送信号バッファ４０５のバッファに格納されている伝送ストリーム、すなわち、放送データを制御器４０９に伝送する。制御器４０９の制御によりスイッチ４０７ａ〜４０７ｄの開閉動作を遂行するようにし、バッファ４０５ａ〜４０５ｄから出力される放送信号を、スイッチ４０７ａ〜４０７ｄの開閉動作に応じて各端末機の所望する帯域幅の大きさに応じて時間を割り当てることが可能となる。なお、図においてはスイッチの数を４つとしたが、これに限られず、放送チャンネル数に応じて、適宜変更可能である。
【００３４】
制御器４０９では、放送信号を受信して無線ＰＨＹ部４１１に伝送する。このとき、制御器４０９は、時分割技術を用いて各端末が目的とする帯域幅、すなわち、リソースを割り当てる役割を果たす。仮に、アクセスポイント装置４００からサービスの提供を受ける不図示の端末１と端末２があるとする。このとき、端末１の目的とする放送データの帯域幅が２０Ｍｂｐｓであり、端末２の目的とする放送データの帯域幅が１０Ｍｂｐｓである場合は、制御器４０９では、端末１の目的とするデータの伝送時間を、端末２に比べて２倍だけ長く設定すれば良い。
【００３５】
ここで、データの伝送時間は、無線ＰＨＹ部４１１から提供する最大の帯域幅に比例して計算する。また、無線ＰＨＹ部４１１の最大の帯域幅は、制御器にその平均値が設定されていてもよく、無線ＰＨＹ部４１１からの平均値を用いても良い。帯域幅に応じて時間を割り当てることについては、図５に基づいて後述する。
【００３６】
制御器４０９は、放送信号を制御するために放送信号スイッチ４０３にザッピング信号を伝送する。制御器４０９は、バッファ制御信号及びスイッチ制御信号を用いて放送信号バッファ４０５及びバッファスイッチ４０７を制御する。制御器４０９は、無線ＰＨＹ部４１１から伝送される情報を使用して、受信しようとするチャンネルを選択し、チャンネル選択のためのザッピング信号を使用してアクセスポイント装置４００に受信する放送信号のうち所望のチャンネルを選択する。以後、制御器４０９で伝送ストリームの伝送速度と時分割のリソース割り当てに対する情報を使用して、放送信号バッファ４０５を可変的に分割して放送信号を格納する。以後、制御器４０９は各端末機に伝送する帯域幅などを考慮してバッファスイッチ４０７にスイッチ制御信号を印加することにより放送信号を時間に応じて分割する。従って、サービスを提供する端末の目的とするチャンネル情報を受信し、バッファ制御信号及びスイッチ制御信号を用いて放送信号を選択的に端末に伝送する。ここで、放送信号バッファ４０５及び放送スイッチ４０７に入力されるバッファ制御信号及びスイッチ制御信号は、制御器４０９が無線ＰＨＹ部４１１から受信する情報である最大の帯域幅及び各ユーザの帯域幅情報を用いて生成している。
【００３７】
そして、一般に、無線ＰＨＹ部４１１では、無線環境を提供する多数の加入者を収容するためにチャンネルの概念を導入し、帯域幅を振り分ける無線ＰＨＹを適用し得る。さらに、本実施形態においては、多重入力多重出力（Multiple Input Multiple Output、以下、「ＭＩＭＯ」と称する）技術が適用されている無線ＰＨＹ部４１１を用いる。
【００３８】
ここでは、ＷＬＡＮにおいて８０２．１１ａの１２チャンネルを有する無線ＰＨＹを一例に挙げて説明する。無線ＰＨＹにＭＩＭＯ技術を適用すると、１２チャンネルのうち１０チャンネルを一つに束ねて用いることが可能であり、このとき、ＭＩＭＯ技術が適用されている無線ＰＨＹは、各端末に放送信号を伝送するための十分な帯域幅を提供する。この結果、無線ＰＨＹ部４１１は、各端末に放送信号を伝送し、各端末から放送要求信号を受信し、それを制御器４０９に伝送する。
【００３９】
図５は、本実施形態のＱｏＳを保証するアクセスポイント装置の伝送帯域幅による放送信号を概略的に示す図である。
【００４０】
同図には、無線ＰＨＹ部４１１から提供する最大の通過帯域幅による各放送信号、すなわち、放送データＡ〜Ｄが示されている。放送データＡは、放送サービスのためにデータＡ−１、データＡ−２、データＡ−３をそのまま伝送することなく、上記のバッファに格納し一括して放送データを伝送する。
【００４１】
また、上述の如く、端末１の目的とする放送データの帯域幅が２０Ｍｂｐｓであり、端末２の目的とする放送データの帯域幅が１０Ｍｂｐｓである場合には、放送データＡと放送データＢのように伝送時間に２倍の差を与えて伝送する。このような方法を用いることにより、アクセスポイント装置４００は、端末に与えられる帯域幅を効率よく管理することが可能である。
【００４２】
これにより、端末では、受信したデータのヘッダを確認し、所望のデータだけを取り出すことが可能である。その結果、端末の場合は、所定のバッファを設け、放送ストリームを受信し、端末の要請する信号だけを選択し再生することにより、放送信号の切れが生じることなく伝送することが可能である。また、端末の放送要求信号を送信する場合は、実際に、放送要求信号は大容量を有する信号ではないため、一つのチャンネルを複数の端末が共有して放送要求信号をアクセスポイント装置に伝送する。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく各種の実施例が提供可能である。よって、本発明の真の技術的な範囲は上述の実施形態によって定められるものではなく、特許請求の範囲とその等価な範囲によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】一般のＷＬＡＮの構造を概略的に示す図である。
【図２】一般のアクセスポイント装置の構造を概略的に示す図である。
【図３】一般のＷＬＡＮが提供する帯域幅と放送信号を概略的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態のＷＬＡＮのアクセスポイント装置の構造を概略的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態のＱｏＳを保証するアクセスポイント装置の伝送帯域幅による放送信号を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
４００  アクセスポイント装置
４０１  入力インタフェース部
４０３  放送信号スイッチ
４０５  放送信号バッファ
４０７  バッファスイッチ
４０９  制御器
４１１  無線ＰＨＹ部
【図１】
2006191613.tif 000003
【図２】
2006191613.tif 000004
【図３】
2006191613.tif 000005
【図４】
2006191613.tif 000006
【図５】
2006191613.tif 000007