(57)【要約】【課題】配信サーバからＡＰ経由で配下の無線端末に映像・音声データが同報配信される場合でも、各ＡＰに過大な処理負荷をかけることなく、各ＡＰ毎の通信路状況に応じて誤り訂正符号の能力を変更できる無線通信システムを提供する。【解決手段】配下の無線端末４、５に無線通信路を介してサービスを提供する複数の無線基地局３と、誤り訂正符号を用いてデータから誤り訂正符号化データを生成し、複数の無線基地局３へ配信する配信サーバ１とを備え、無線基地局３と配信サーバ１が基幹ＬＡＮ２で接続された無線通信システムにおいて、無線基地局３はサービスを提供するエリアの無線通信路の通信状態を検出する通信状態検出手段と、その通信状態検出結果に基づいて、誤り訂正符号化データの一部を削除するように制御する制御手段とを有し、無線基地局３は制御後の誤り訂正符号化データを無線端末４、５へ送信する。【選択図】図１
2008228024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配下の無線端末に無線通信路を介してサービスを提供する複数の無線基地局と、
誤り訂正符号を用いてデータから誤り訂正符号化データを生成し、前記複数の無線基地局へ配信する配信サーバとを備え、
前記無線基地局と前記配信サーバが第１の有線ＬＡＮで接続された無線通信システムにおいて、
前記無線基地局は前記サービスを提供するエリアの前記無線通信路の通信状態を検出する通信状態検出手段と、前記通信状態検出手段による検出結果に基づいて、前記誤り訂正符号化データの一部を削除するように制御する制御手段とを有し、
前記無線基地局は前記制御手段による制御後の前記誤り訂正符号化データを前記無線端末へ送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線端末は受信誤り率を検出する受信誤り率検出手段を有し、前記通信状態検出手段は、前記無線端末の受信誤り率を前記無線通信路を介して前記無線端末から取得することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記配信サーバは前記データに誤り訂正用の冗長データを付加することにより、前記誤り訂正符号化データを生成し、前記制御手段は、前記冗長データの一部またはすべてを削除するように制御することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記誤り訂正符号は内符号および外符号からなる積符号であり、前記受信誤り率検出手段はランダム誤りとバースト誤りのそれぞれの誤り率を検出し、前記制御手段はこの検出結果に基づいて前記内符号または外符号を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記誤り訂正符号はリードソロモン符号であり、前記制御手段は前記リードソロモン符号のパリティの一部またはすべてを削除するように制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線基地局は前記制御手段の制御情報を前記送信する誤り訂正符号化データに付加する制御情報付加手段をさらに有し、前記無線端末は前記制御情報に基づいて前記誤り訂正符号を復号することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記無線基地局は前記制御手段の制御情報を前記第１の有線ＬＡＮを介して前記配信サーバへ送信し、前記配信サーバは受信した前記制御情報に基づいて前記誤り訂正符号化データを生成することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記無線端末は第２の有線ＬＡＮで前記配信サーバへ接続されており、前記配信サーバは前記第２の有線ＬＡＮを介して前記無線端末から前記受信誤り率を受信し、前記受信した受信誤り率から前記制御情報を生成し、対応する前記無線基地局へ送信することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば無線ＬＡＮを使ってパケット単位でデータを通信する無線通信システムに関し、特に通信誤りが発生する可能性が大きな通信路で映像信号等の情報を配信する際の通信品質を向上する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇをはじめとする無線通信システムが普及しつつある。これらは無線ローカルエリアネットワーク（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムあるいは略して無線ＬＡＮシステムと呼ばれ、有線ＬＡＮシステムに用いられているイーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））と同等のことを無線に置き換えた通信システムである。
【０００３】
特に、列車や航空機内等の移動体では、座席レイアウトの変更に即座に対応できたり、ケーブルレスによる低コスト化および軽量化が可能なために無線ＬＡＮの利用は大きなメリットがある。しかしながら、無線ＬＡＮを使った通信システムでは通信路の電波環境が種々の要因で変動するために通信路上でデータ誤りが発生する。実時間性を要求しないデータサービスの場合は、データ誤りが発生して正常にデータが受信できなかった場合は、再送等の手段で正常なデータを受信することが可能である。一方、映像や音声の配信サービスのように実時間性が要求される場合は、誤り訂正符号等を用いて通信品質を確保する必要がある。
【０００４】
誤り訂正符号は、配信データに誤りを検出、訂正するための冗長データ（以下、「パリティ」と称する）を付加する。誤り訂正能力を強化するためには冗長データを増やす必要があり、実行通信速度が遅くなる。したがって、適度の訂正能力をもつ誤り訂正符号の選択が重要である。誤り訂正符号としては、符号化効率の優れたリードソロモン符号がよく使用される。しかしながら、リードソロモン符号等の高効率の誤り訂正符号の符号化処理は復号化処理と比較して処理負荷が大きく、実現する回路の規模・消費電力ともに大きくなる。
【０００５】
配信サーバから無線基地局（アクセスポイント：以下、「ＡＰ」と略記する）を経由してクライアントである複数の無線端末に映像データを同報配信（ブロードキャスト配信）するシステムにおいて、ＡＰから無線端末にデータを送信する際に、ＡＰにおいて誤り訂正符号化を行い、この誤り訂正符号の訂正能力を再送回数によって変更する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、無線端末がＡＰから送信要求パケットを受信すると、自己の端末の通信環境状況（Ｓ／Ｎや遅延スプレッド）を検出し、そのデータを応答パケットに付加して送信側へ返信した後、送信側は受信側から返信された応答パケット内の通信環境データに基づいて、最適な通信レートや誤り訂正能力の強化をする技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
さらには、各ユーザ局から受信した受信回線品質状況をセンタ局に通知し、センタ局にてその状況を判断して、適当な変調方式や誤り訂正方式に切り換える。そして、センタ局はユーザ局に対して切り換え情報を通知し、ユーザ局は自動的に対応した方式に切り換える技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平７−３３６３３１号公報
【特許文献２】特開２０００−１５１６３９号公報
【特許文献３】特開２００１−５３８２４号公報
【発明の開示】
【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および特許文献２に開示された技術では、ＡＰが誤り訂正符号化を行っており、かつ電波環境等の通信路の状態に応じてその誤り訂正符号の符号化率を変更している。したがって、ＡＰの処理負荷が大きくなり、ＡＰに高価なＣＰＵが必要になったり、処理回路の規模や消費電力が増大するという課題があった。
【０００９】
また、特許文献３に開示された技術では、センタ局でユーザ局の受信回線状況を監視し、すべてのユーザ局に対して同じ誤り訂正符号化データ伝送を行っていた。各ＡＰ毎にサービスを提供するエリアの電波環境は異なっているが、センタ局で集中して符号化制御をしているために、各ＡＰ毎の制御ができずＡＰによっては、訂正能力が不足したり、過剰となって通信速度が低下するという課題があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、配信サーバからＡＰ経由で配下の無線端末に映像・音声データが同報配信される場合でも、各ＡＰに過大な処理負荷をかけることなく、各ＡＰ毎の通信路状況に応じて誤り訂正符号の能力を変更できる無線通信システム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】
上述したような課題を解決するために、本発明の無線通信システムは、配下の無線端末に無線通信路を介してサービスを提供する複数の無線基地局と、誤り訂正符号を用いてデータから誤り訂正符号化データを生成し、複数の無線基地局へ配信する配信サーバとを備え、無線基地局と配信サーバが第１の有線ＬＡＮで接続された無線通信システムにおいて、無線基地局はサービスを提供するエリアの無線通信路の通信状態を検出する通信状態検出手段と、通信状態検出手段による検出結果に基づいて、誤り訂正符号化データの一部を削除するように制御する制御手段とを有し、無線基地局は制御手段による制御後の誤り訂正符号化データを無線端末へ送信することを特徴とする。これにより、配信サーバからＡＰ経由で配下の無線端末に映像・音声データが同報配信される場合でも、各ＡＰに過大な処理負荷をかけることなく、各ＡＰ毎の通信路状況に応じて誤り訂正符号の能力を変更できる。
【００１２】
また本発明の無線通信システムは、無線端末が受信誤り率を検出する受信誤り率検出手段を有し、通信状態検出手段は、無線端末の受信誤り率を無線通信路を介して無線端末から取得するようにしてもよい。これにより、他の特別な通信手段を設けなくても通信路の状態がほぼリアルタイムで正確に把握できる。
【００１３】
また本発明の無線通信システムは、配信サーバはデータに誤り訂正用の冗長データを付加することにより、誤り訂正符号化データを生成し、制御手段は、冗長データの一部またはすべてを削除するように制御してもよい。これにより、無線基地局は誤り訂正符号の訂正能力を変更するための処理負荷が少なくて済み、無線基地局の回路規模、消費電力の削減ができる。
【００１４】
また本発明の無線通信システムは、誤り訂正符号は内符号および外符号からなる積符号であり、受信誤り率検出手段はランダム誤りとバースト誤りのそれぞれの誤り率を検出し、制御手段はこの検出結果に基づいて内符号または外符号を制御してもよい。これにより、通信路のランダム誤りのみならず、バースト誤りにも的確に対応が可能となる。
【００１５】
また本発明の無線通信システムは、誤り訂正符号はリードソロモン符号であり、制御手段はリードソロモン符号のパリティの一部またはすべてを削除するように制御してもよい。これにより、高い誤り訂正符号化能力を保ちながら誤り訂正能力の変更を極めて容易に実現できる。
【００１６】
また本発明の無線通信システムは、無線基地局が制御手段の制御情報を送信する誤り訂正符号化データに付加する制御情報付加手段をさらに有し、無線端末は制御情報に基づいて誤り訂正符号を復号するようにしてもよい。これにより、符号長、パリティ数、インターリーブ長等の符号化パラメータを誤り訂正符号と同時に、無線端末側へ伝達できるので通信路の状態変化にリアルタイムで対応できるとともに、符号化パラメータを伝送するために他の通信手段を必要とせず、簡単なシステムを構築できる。
【００１７】
また本発明の無線通信システムは、無線基地局が制御手段の制御情報を第１の有線ＬＡＮを介して配信サーバへ送信し、配信サーバは受信した制御情報に基づいて誤り訂正符号化データを生成するようにしてもよい。これにより、配信サーバは、システム全体の通信路状況に対応するための必要最小限の誤り訂正能力をもった誤り訂正符号を構成することができ、配信サーバの符号化処理の負担を必要最小限に下げることができるとともに、基幹ＬＡＮの帯域も節約できる。
【００１８】
また本発明の無線通信システムは、無線端末が第２の有線ＬＡＮで配信サーバへ接続されており、配信サーバは第２の有線ＬＡＮを介して無線端末から受信誤り率を受信し、受信した受信誤り率から制御情報を生成し、対応する無線基地局へ送信するようにしてもよい。これにより、無線端末が検出した受信誤り率データは、有線ＬＡＮ経由で無線基地局に送られるために、安定に伝送されるとともに無線通信路の帯域を有効に活用できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、配信サーバからＡＰ経由で配下の無線端末に映像・音声データが同報配信される場合でも、各ＡＰに過大な処理負荷をかけることなく、各ＡＰ毎の通信路状況に応じて誤り訂正符号の能力を変更できる無線通信システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における無線通信システムの構成図である。本実施の形態の無線通信システムは、サービス対象のすべてのクライアント無線端末（以下、単に「無線端末」と略記する）に同じ映像データを同時に配信するブロードキャストサービスを提供するものである。音声データのサービスも全く同様に扱うことができるが、説明の簡略化のために映像データのみを扱うものとして説明する。無線通信システムは、映像データを配信するための配信サーバ１と、配信サーバ１に基幹ＬＡＮ２で接続されたｍ個のＡＰ（無線基地局）３−１、・・・、３−ｍと、それぞれのＡＰと接続されサービスを受け取る無線端末４−１〜４−ｎ１、・・・・・、５−１〜５−ｎ２（ＡＰ３−１には無線端末４−１〜４−ｎ１が接続されており、ＡＰ３−ｍには無線端末５−１〜５−ｎ２が接続されている）を備えている。また、ＡＰ３−１、・・・、ＡＰ３−ｍのサービス範囲をそれぞれサービスゾーン６−１、・・・、サービスゾーン６−ｍと呼ぶことにする。以下、それぞれのＡＰを区別する必要のないときは、ＡＰ３と呼び、同様に無線端末４、５、サービスゾーン６と呼ぶことにする。
【００２２】
配信サーバ１は、配信サービスの対象となる映像データをＨＤＤ（ハードディスク）等に格納しておき、各ＡＰを経由してサービス対象のすべての無線端末に映像データを配信するためのサーバである。この配信サーバ１では、無線通信路上で発生する通信誤りを訂正するための誤り訂正符号化処理も同時に実行される。
【００２３】
基幹ＬＡＮ２は、ギガビットイーサ等の広帯域のＬＡＮで構成されており、十分広い帯域をもったＬＡＮである。配信サーバ１とすべてのＡＰとの通信データはすべてこの基幹ＬＡＮ２を介して通信が行われる。この基幹ＬＡＮ２には、図示していないが、ＶＯＤサーバからの映像データ等も流れる。
【００２４】
ＡＰ（無線基地局）３−１、・・・、ＡＰ３−ｍは、それぞれサービスゾーン６−１、・・・、サービスゾーン６−ｍ内のすべての無線端末へ特定のチャンネルを使って映像データを送信する。また、各ＡＰは管轄のサービスゾーン内の電波環境等の通信路状態を監視し、その通信路状態に応じて誤り訂正符号の能力を制御するようにしている。このために、ＡＰはサービスゾーン内に存在する無線端末から定期的に受信誤り率を取得する。そして、この取得データに基づいて配信サーバ１から受信した誤り訂正符号を変更して無線端末へ送信する。列車や航空機等のように電波遮蔽物で囲われた空間内では、マルチパスによるフェージングの問題が大きくなり、各サービスゾーン間で電波環境が大きく変化する場合がある。また、同じサービスゾーン内部でも時間によって電波環境は時事刻々変化する。
【００２５】
無線端末４、５は、無線信号を送受信するための無線アダプタ部と配信サーバ１から受信した映像を視聴するための再生処理部から構成されており、クライアントはこの無線端末４、５のモニタ画面で配信サーバ１から配信される映像サービスを楽しむことができる。
【００２６】
図２は、本実施の形態の配信サーバ１内部のブロック図の一例である。配信サーバ１は、サービス対象の映像データが格納されている映像データ格納部２０、映像データを読み出してパケット単位に分割するためのパケット分割部２１、誤り訂正のためのパリティを映像データに付加するための誤り訂正符号化部２２、パケット分割部２１や誤り訂正符号化部２２を制御するための制御部２４、誤り訂正パリティの付加された映像データを基幹ＬＡＮ２に送り出すための送信ＩＦ部２３を備えている。映像データ格納部２０には、伝送帯域を削減するためにＭＰＥＧ等の圧縮映像データが格納されている。
【００２７】
ところで、ブロードキャストサービスの場合は、同じ映像データを同時にすべてのＡＰへ配信しなければならず、個々のＡＰがサービスするサービスゾーンの電波環境に応じて配信サーバ１側で誤り訂正能力を変更することは困難である。また、各ＡＰで電波環境に対応した誤り訂正符号化処理を施すとすると無線アダプタ部の処理負荷が大きくなり、消費電力が増えたり、コストアップにつながる。そこで、本実施の形態では、配信サーバ１では、最も環境の悪い無線端末を想定して誤り訂正符号化を行い、ＡＰでは、電波環境に応じてパリティを削除するのみとした。これにより、ＡＰに負荷をかけないとともに、ＡＰ毎の電波環境に対応した符号化率にできるので、必要以上に符号化率を下げて伝送速度（映像品質）を落としたり、逆に符号化率を下げすぎて誤りが訂正できないという問題を避けることができる。
【００２８】
図２における誤り訂正符号化部２２の動作を図３を参照しながら説明する。図３は、本実施の形態における誤り訂正符号化部２２で符号化される映像データとパリティからなる誤り訂正符号の構成を示す図である。ここでは、１パケット８００バイトのデータで１つのリードソロモン積符号を構成する例を示している。リードソロモン積符号とは、映像データを行と列からなる方形状に配列し、行方向にリードソロモン符号化を行った後に、列方向に独立にリードソロモン符号化を行うものである。そして、行方向の符号を内符号と呼び、列方向の符号を外符号と呼ぶ。本実施の形態の無線通信システムでは、４０バイトのデータＤ１〜Ｄ４０に対して４個の内符号パリティＩＰ１〜ＩＰ４を付加して符号長を４４バイトの内符号を生成し、４０バイトのインターリーブ長でインターリーブして２０バイトのデータＢ１〜Ｂ２０に対して２個の外符号パリティＯＰ１、ＯＰ２を付加して２２バイト長の外符号を生成する。映像データ格納部２０から順次読み出された映像データをまず内符号化し、その後、外符号化することにより、外符号は４０バイトのインターリーブがかかることになる。
【００２９】
内符号は通信路上で発生するランダム誤りを主に訂正し、外符号はバースト誤りを主に訂正するための符号であり、これらを積符号として構成することにより、ランダム誤り、バースト誤りの両方の誤りに強い符号を構成できる。内符号、外符号は、イレージャ訂正を使えばそれぞれ最大４バイト、２バイトまでの誤りが訂正可能となる。積符号を構成することにより、最大８０バイトまでのバースト誤りを訂正できる。この積符号は、符号長サイズ（この例では、８００バイト）のバッファメモリ（図示せず）をもち、このバッファメモリへの書込みを映像データ格納部２０から読み出される順番に（横方向に）書込み、バッファメモリから縦方向に読み出すことで容易にインターリーブをかけることが可能である。一般に、リードソロモン符号は、符号化は処理負荷が大きいが、復号化は比較的小さい処理負荷で実現できる。これらの処理はハードで実現してもよいし、高性能のＣＰＵを搭載していればソフト処理によって実現してもよい。
【００３０】
また、内符号および外符号の符号長は上記の値に限定されるものではなく、システムの設置されている場所の電波環境やサーバの符号化能力等によって適宜決めればよい。
【００３１】
また、本実施の形態では、１パケットを１誤り訂正符号としたが、これに限定されるものではなく、１パケットの中に複数の訂正符号を構成してもよいし、あるいは１つの訂正符号を複数のパケットに分散して構成することもできる。
【００３２】
次に、図４、図５を参照しながらＡＰおよび無線端末の構成および動作を説明する。図４および図５は、それぞれ本実施の形態におけるＡＰおよび無線端末に用いられる無線アダプタ部のブロック図の一例である。ＡＰは配信サーバ１から受け取った映像データを無線ＬＡＮ経由で配下の無線端末へ送信する送信機能が主な機能であり、逆に無線端末はＡＰから送信された映像データを受信する受信機能が主な機能である。そして、サービスゾーン内の通信路状態データを受け渡すためにＡＰの受信機能と無線端末の送信機能は主として使用される。また、無線端末は無線アダプタ部以外に受信した映像データをクライアントが視聴するための映像再生処理部（図示せず）が別に設けられている。この映像再生処理部では、受信した圧縮映像データをベースバンドの映像信号に戻して、モニタ画面への表示処理等が行われる。そして、この映像再生処理部は外部ＩＦを介して無線端末と接続されているものとする。
【００３３】
図４に示すように、ＡＰの送信部３０は、有線ＬＡＮと接続をするためのＬＡＮ＿ＩＦ３２、誤り訂正変更部３３、無線パケット生成部３４、変調部３５、送信アンテナ３６を備えている。一方、ＡＰの受信部３１は、受信アンテナ３７、復調部３８、無線パケット抽出部３９、誤り率データ抽出部４０、訂正能力制御部４１、ＬＡＮ＿ＩＦ４２を備えている。
【００３４】
まず、ＡＰ側の送信部３０の動作について説明する。ＬＡＮ＿ＩＦ３２は、配信サーバ１からの映像データパケットを受信して、このパケットから誤り訂正符号化データを取り出して誤り訂正変更部３３に出力する。誤り訂正変更部３３は、無線端末からの通信路状態データ（例えば受信データ誤り率）を受信し、この通信路状態データに基づいて誤り訂正符号のパリティの数を変更するものである。無線パケット生成部３４では、誤り訂正変更部３３の出力を無線通信の最小単位であるパケットに分割し、パケットを識別するヘッダを付加する。このヘッダには、誤り訂正符号のパラメータ（符号長、パリティ数、インターリーブ長等）も同時に挿入される。無線端末では、このヘッダに乗せられたパラメータを抽出して受信される誤り訂正符号を正しく復号する。変調部３５はパケット化された伝送データを無線通信路に適合するように変調する。マルチパス環境下での使用を想定したＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、複数の直交するサブキャリア信号で変調するＯＦＤＭが使用される。最後に変調データは送信アンテナ３６から無線端末へ向けて送信される。
【００３５】
次に、ＡＰ側の受信部３１の動作について説明する。無線端末から送信された受信誤り率の情報を含んだ無線信号は、受信アンテナ３７で受信された後、復調部３８でＯＦＤＭ復調されてベースバンド信号に戻される。無線パケット抽出部３９で無線パケットが取り出される。そして、誤り率データ抽出部４０は、パケットデータの中から誤り率データを抽出して、訂正能力制御部４１に出力する。訂正能力制御部４１は、誤り率データから必要な誤り訂正能力を計算して、誤り訂正変更部３３のパリティ削除数を決定する。また、ＬＡＮ＿ＩＦ４２を介して、必要に応じて配信サーバ１や他のＡＰと通信が可能となる。
【００３６】
次に、無線端末側の無線アダプタの構成および動作について説明する。図５に示すように、無線端末の送信部５０は、無線端末の他の処理部（図示せず）からデータを受信する外部ＩＦ５２、ＡＰ側へ自身の受信誤り率を伝えるための誤り率データ挿入部５３、無線パケット生成部５４、変調部５５、送信アンテナ５６を備えている。一方、無線端末の受信部５１は、受信アンテナ５７、復調部５８、無線パケット抽出部５９、誤り訂正復号化部６０、誤り率計算部６１、無線端末の他の処理部（図示せず）へ映像データを出力する外部ＩＦ６２を備えている。ここで、無線端末の他の処理とは、配信サーバ１から伝送されてきた圧縮映像データを伸張したり、伸張された映像信号をクライアントが視聴するための表示部へ表示させるための処理である。
【００３７】
次に、無線端末側の動作について説明する。無線端末側は受信機能が主な機能になるので、まず受信側について説明してから送信側の説明をする。受信アンテナ５７、復調部５８、無線パケット抽出部５９よって取り出された誤り訂正符号化された映像データは、誤り訂正復号化部６０で誤り訂正符号化部２２によって付加されたパリティにより誤り訂正復号が実行され、通信中に発生したランダム誤り、バースト誤りが訂正されて誤りのない映像データが復元される。そして、外部ＩＦ６２を介して、無線アダプタの外部にある、映像復号回路、表示処理回路へ送られて、クライアントが映像を楽しむことができる。
【００３８】
一方、誤り訂正復号化部６０では、誤り訂正符号化部２２によって付加されたパリティまたは誤り検出用に別途付加されたＣＲＣＣチェック符号等により、通信中の誤りが検出され、この出力を誤り率計算部６１に送り、この誤り率計算部６１で伝送路の誤り率を計算する。この誤り率としては、パケット毎の誤り率の平均値をとってもよいし、最悪値をとるようにしてもよい。そして、この誤り率の値が、ＡＰ側に伝送されて、ＡＰでの誤り訂正変更内容が決定される。
【００３９】
次に、送信側の動作を説明する。誤り率データ挿入部５３で誤り率計算部６１から取得した誤り率のデータを送信データに挿入した後、無線パケット生成部５４、変調部５５、送信アンテナ５６を経由してＡＰ側へ信号を送信する。外部ＩＦ５２は、無線端末の外部処理部（図示せず）とデータを受け渡しするためのインターフェースであるが、ＡＰからの送信要求に対して、誤り率をＡＰへ送信する通信路状態監視時には、外部とのデータのやり取りは行われない。
【００４０】
図６に本実施の形態における無線パケットのデータ構成を示す。配信サーバ１の映像データ格納部２０から読み出された映像データは８００バイトのパケットに分割される。次に、図３で説明したリードソロモン積符号の内符号単位の４０バイト毎に２０ブロックに分割された後、各ブロックには４バイトのパリティが付加され、さらにデータブロックの最後には、２ブロックの外符号パリティが付加される。そして、これにパケットの区切りを示すパケットヘッダを付加して無線パケットを作成する。このパケットヘッダには、前述したように誤り訂正符号化パラメータが挿入されており、無線端末側では、このヘッダ中の誤り訂正符号化パラメータを読み出して適切な復号が行える。この例では、配信サーバ１により付加されたすべてのパリティがそのまま無線パケットとして送出される場合を示している。ＡＰにおいて不要なパリティが削除されれば、この図面中の内符号のパリティ数と外符号のパリティ数も変化する。これらの、無線パケットは、通信路に送出され、無線端末側では、上記ヘッダを検出してデータが抽出されることになる。
【００４１】
図７は、本実施の形態におけるＡＰ側の無線アダプタ部の動作をさらに詳しく説明するためのフローチャートである。まず、配信サーバ１で誤り訂正符号化され、パケット化された誤り訂正符号化データを基幹ＬＡＮ２経由で受信する（ステップＳ７０）。次に、受信したパケットから誤り訂正符号化データを抽出し（ステップＳ７１）、訂正能力制御部４１からの制御に基づいてパリティ数を変更する（ステップＳ７２）。その後、無線パケット化してヘッダを付加する（ステップＳ７３）。このヘッダには誤り訂正符号のパラメータが挿入される。無線パケット化されたデータは、送信アンテナ３６を介して無線端末へ送信される（ステップＳ７４）。それとともに、ＡＰは映像データを無線端末に送信中に所定の周期で自身の管轄するサービスエリアの通信路状況を監視する。この監視は、送信開始からの時間を計測するタイマによって管理される。ステップＳ７５で監視時刻か否かがチェックされ、監視時刻であれば（Ｙｅｓの場合）ステップＳ７７へ進む。監視時刻でなければ（Ｎｏの場合）はサービス終了か否かを判定し（ステップＳ７６）、サービス終了でなければ（Ｎｏの場合）ステップＳ７０に戻って配信サーバ１から新たな映像データのパケットを受信して、無線端末へ無線パケット送信する動作を繰り返す。
【００４２】
ステップＳ７７ではＡＰから配下の全無線端末に対して自身の受信誤り率をＡＰ側へ送信するように送信要求を発信する。そして全無線端末から誤り率情報を受信すると（ステップＳ７８）、受信した各端末の誤り率の最も悪いものに基づいて参照テーブル等を使って誤り訂正能力（付加パリティ数）を決定する（ステップＳ７９）。この訂正能力の決定のやり方については、後ほど詳しく説明する。この受信誤り率の監視の周期は、ＡＰや無線端末の設置状況や伝送するコンテンツの状況によって適宜決定すればよい。また、電波環境の変化が少ない場合には、通信開始前に一度だけ受信して必要パリティ数を決めてもよい。また、ＡＰ側が無線端末側へ受信誤り率の送信要求を出す代わりに、受信誤り率が所定の値を超えた場合のみ、無線端末側からＡＰ側へ受信誤り率を送信するようにしてもよい。こうすることにより、受信誤り率の送受信回数が減るので、通信路を有効に利用できる。
【００４３】
次に、無線端末側の動作を説明する。図８は、本実施の形態における無線端末側の動作を示すフローチャートである。まず、無線アダプタはステップＳ８０で、ＡＰ側から受信誤り率データの送信要求があったか否かを判定する。もし送信要求がなければ（Ｎｏの場合）、ＡＰより映像データの無線パケットを受信する（ステップＳ８１）。そして、図６で説明した受信パケットの中から誤り訂正符号化された映像データを抽出する（ステップＳ８２）。同時にヘッダより、受信した映像データの符号化パラメータを抽出する（ステップＳ８３）。そして、次のステップＳ８４で抽出パラメータに基づいて誤り訂正復号を行い、通信路で発生した誤りが訂正されて元の映像データが復元される。次に、ステップＳ８５で圧縮映像信号は伸張されて元の映像信号に戻され、この映像信号はクライアントの表示部に表示される（ステップＳ８６）。最後にサービス終了か否かを判定し（ステップＳ８７）、終了でなければ（Ｎｏの場合）、ステップＳ８０に戻って上記動作を繰り返す。
【００４４】
一方、ステップＳ８０で送信要求ありと判定されると（Ｙｅｓの場合）、無線端末は、受信データの誤り率を計算し（ステップＳ８８）、この受信誤り率のデータをＡＰ側へ送信する（ステップＳ８９）。ＡＰ側へ送信する誤り率は、送信要求を受け付ける直前のパケットの誤り率でもよいし、より精度を上げるためには、過去の所定数の受信パケットの平均誤り率や、あるいは誤り率の最悪値を使ってもよい。
【００４５】
ここでは、受信した映像データを誤り訂正復号して検出できる誤り率で、通信路状態データとしたが、これに限定されるものではなく、より厳密に測定するためには、誤り率測定用の信号を別途ＡＰ側から受け取って、この信号で測定した誤り率を返すようにしてもよい。さらには、通信路状態を誤り率以外の、例えば端末が受信した電波強度で測定してもよい。このようにすれば、誤り率計算等の余分な処理が不要となるためにより高速な処理が可能となる。また、誤りの検出は、誤り訂正符号で検出しなくてもＭＡＣ層で付加されるＦＣＳ等を使って、パケットレベルでの誤り率を計算し、この値を受信誤り率として使用してもよい。
【００４６】
図９は、本実施の形態における受信誤り率から誤り訂正符号のパリティ数を決定するための参照テーブルの一例を示す図である。例えば、受信誤り率に基づいて、品質グレードを５段階に設定する。この誤り率と品質グレードの関係は、誤り率のみではなくランダム誤り、バースト誤りの発生状況も参考にして別途定めるものとする。それぞれの品質グレードに応じて誤り訂正積符号の内符号と外符号のパリティを図９のテーブルのように決定する。パリティ数が決定すると符号化率が計算できる。グレード５は、最も誤り率の大きな場合（電波環境の悪い場合）であり、この場合はパリティの削除は行わず、配信サーバ１で付加されたパリティをそのまま送信する。この場合は、誤り訂正能力は最大になるが、符号化率は０．８３と最低になり、伝送スピードは遅くなる。図９に示すように、グレード２では、外符号パリティを１個、グレード３では、内符号パリティを２個、グレード４では、内符号パリティを２個、外符号パリティを２個削除する。そして、グレード５では、最も誤り率が少ない状態であり、誤り訂正は、無線ＬＡＮの物理層の畳み込み符号のみで誤りが訂正される場合である。この場合は、冗長度が付加されないために、符号化率は１．００で伝送スピードは最大になる。グレードは、誤り率のみでなく、誤りの発生状況も加味して決定される。すなわち、グレード２とグレード３は符号化率は同じであるが、ランダム誤りが支配的な場合は、グレード２を選択し、バースト誤りが多い場合には、グレード３を選択するようにする。このようにすれば、その時々のエラーの発生状況により最適な誤り訂正符号を構成することが可能となる。なお、このテーブルは、使用する誤り訂正符号、電波環境の変動状況によって適宜決めればよい。
【００４７】
図１０は、本実施の形態におけるグレード２、３、４が選択された場合の、リードソロモン誤り訂正積符号の構成を示す図である。図１０（ａ）は、配信サーバ１で生成された積符号であり、図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれグレード２、３、４の符号構成を示している。
【００４８】
このように、本実施の形態では、定期的に無線端末の中で、最も受信誤り率の大きな端末の受信誤り率から、無線送信するデータの誤り訂正符号の構成を決めて、それに基づいてＡＰ側で不要なパリティを削除するようにした。これにより、ＡＰ毎（無線ゾーン毎）に、訂正能力と伝送速度を最適化できるとともに、負荷のかかる符号化処理は配信サーバ１側で実施し、ＡＰ側の処理負荷を最小限に抑えることができる。
【００４９】
なお、上記説明では、誤り訂正符号としてリードソロモン符号を例にして説明したが、誤り訂正符号としては、リードソロモン符号に限らない。例えば、ＬＤＰＣ符号（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ−ｃｈｅｃｋ  Ｃｏｄｅ：低密度パリティ検査符号）やＢＣＨ符号等を用いてもよい。また、誤り訂正符号には、リードソロモン符号のように、映像データと誤り訂正のための冗長データであるパリティとが完全に分離されている組織符号だけでなく、データと冗長データが１つの符号の中に混在している構成をとる非組織符号も存在する。誤り訂正符号としては、このような非組織符号を使うこともできる。リードソロモン符号のような組織符号の場合には、ＡＰで通信路状態に応じてパリティのみを削除したが、非組織符号の場合は冗長データの含まれたデータを削除することになる。この場合も、符号化は、配信サーバ側で実施されるので、ＡＰ側の負荷はほとんどかからない。
【００５０】
また、上記リードソロモン符号以外の誤り訂正符号を使用する場合も、これらの誤り訂正符号を単独で用いてもよいが、例えば、これらの誤り訂正符号を内符号とし、リードソロモン符号を外符号とすれば、上記説明はそのまま適用できる。
【００５１】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、配信サーバにおける誤り訂正符号化処理である。実施の形態１では、予めサービスを提供するすべての無線端末の最悪値を想定して付加するパリティを決めているが、実施の形態２では、配信サーバが、各ＡＰからの符号化パラメータを取得し、これによって、符号化を実現するようにしたものである。図１１は、本実施の形態における配信サーバ７内部のブロック図である。実施の形態１と同じ機能をもつ構成ブロックには同じ符号を付して、説明を省略する。配信サーバ７は、受信ＩＦ部２６で基幹ＬＡＮ２を経由して、全ＡＰからそのときの符号化パラメータを取得する。そして、制御部２５は、取得した全ＡＰの符号化率の中で最も符号化率の小さい値で、誤り訂正符号化を実施するように誤り訂正符号化部２２へ指示する。実施の形態１では、配信サーバ１は、常に最悪値を想定して最も負荷の重い符号化処理をしなければならないが、このようにすることで、配信サーバ７の符号化処理の負担を必要最小限に下げることができるとともに、基幹ＬＡＮ２の帯域も節約できる。
【００５２】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３が実施の形態１と異なる点は、無線端末の誤り率情報をＡＰ側が取得する方法である。実施の形態１では、ＡＰ側が無線端末に送信要求を出して、送信要求を受け取った無線端末が、映像データを受信しながら、時間を空けてＡＰ側に送信していた。このために、無線伝送路上で冗長データの送受信が発生したり、ＡＰ、無線端末ともに余分な処理が発生して伝送速度を落とす原因となる。
【００５３】
実施の形態３は、受信端末の誤り率情報は、配信サーバと接続された有線ＬＡＮを経由して配信サーバへ送信し、この情報を基に配信サーバは符号化パラメータを決定する。図１２は本実施の形態における無線通信システムの構成図である。実施の形態１と同じ機能を有する構成ブロックは同じ符号を付して説明は省略する。配信サービスを受信するすべての無線端末は、有線ＬＡＮ８で配信サーバ１とつながっている。こうすることにより、無線端末からの誤り率情報は、有線ＬＡＮ８を経由して安定に送ることができるとともに、無線通信で冗長なデータを送る必要がないため通信速度を下げる心配がない。また、配信サーバ１は、各無線端末から取得した誤り率情報から図９の参照テーブルを使用して、各ＡＰでの符号化パラメータを決定する。そして、映像データとは別に、基幹ＬＡＮ２を経由して各ＡＰへそれぞれのパラメータを送信し、各ＡＰは受信したパラメータにしたがって、パリティの削除を行う。これにより、必要最小限のパリティを付加できるとともに、伝送スピードを損なうことがない。
【００５４】
以上説明したように、本発明の無線通信システムによれば、配信サーバから基地局経由で各無線端末に映像・音声データが同報配信される場合も、各基地局に過度の負担をかけることなく、各基地局毎に通信性能と品質の最適化が可能となる無線通信システムを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、例えば、無線ＬＡＮを使ってパケット単位でデータを通信する無線通信システムであって、特に通信誤りが発生する可能性が大きな通信路で映像信号等の情報を配信するような無線通信システムに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１における無線通信システムの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における配信サーバ内部のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における誤り訂正符号化部で符号化される映像データとパリティからなる誤り訂正符号の構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態１におけるＡＰに用いられる無線アダプタ部のブロック図
【図５】本発明の実施の形態１における無線端末に用いられる無線アダプタ部のブロック図
【図６】本発明の実施の形態１における無線パケットのデータ構成を示す図
【図７】本発明の実施の形態１におけるＡＰ側の無線アダプタ部の動作を説明するためのフローチャート
【図８】本発明の実施の形態１における無線端末の動作を示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態１における受信誤り率から誤り訂正符号のパリティ数を決定するための参照テーブルの一例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１におけるグレード２、３、４が選択された場合のリードソロモン誤り訂正積符号の構成を示す図
【図１１】本発明の実施の形態２における配信サーバ内部のブロック図
【図１２】本発明の実施の形態３における無線通信システムの構成図
【符号の説明】
【００５７】
１，７    配信サーバ
２    基幹ＬＡＮ
３，３−１〜３−ｍ    ＡＰ（無線基地局）
４，４−１〜４−ｎ１，５，５−１〜５−ｎ２    無線端末
６，６−１〜６−ｍ    サービスゾーン
８    有線ＬＡＮ
２０    映像データ格納部
２１    パケット分割部
２２    誤り訂正符号化部
２３    送信ＩＦ部
２４，２５    制御部
２６    受信ＩＦ部
３０，５０    送信部
３１，５１    受信部
３２，４２    ＬＡＮ＿ＩＦ
３３    誤り訂正変更部
３４，５４    無線パケット生成部
３５，５５    変調部
３６，５６    送信アンテナ
３７，５７    受信アンテナ
３８，５８    復調部
３９，５９    無線パケット抽出部
４０    誤り率データ抽出部
４１    訂正能力制御部
５２，６２    外部ＩＦ
５３    誤り率データ挿入部
６０    誤り訂正復号化部
６１    誤り率計算部
【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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【図１２】
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