(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ受信端末からの再送要求に応じてデータ送信端末がデータ再送を行うタイプのマルチキャスト通信システムであって、
前記データ送信端末が全てのデータ受信端末から応答を受け終えるまでに要する単位データ数ＲＴＦmと前記データ送信端末と各データ受信端末との間のラウンド・トリップ単位データ数ＲＴＦcに基づいて待ち単位データ数ＲＴＦを設定する手段と、
該設定された待ち単位データ数ＲＴＦ以内に届いた再送要求を無視する手段と、
を具備することを特徴とするマルチキャスト通信システム。
【請求項２】
データ送信端末が一度に特定の複数のデータ受信端末にデータ伝送を行うとともに、該データ受信端末からの再送要求に応じて前記データ送信端末がデータ再送を行うタイプのマルチキャスト通信方法であって、
前記データ送信端末が全てのデータ受信端末から応答を受け終えるまでに要する単位データ数ＲＴＦmと前記データ送信端末と各データ受信端末との間のラウンド・トリップ・単位データ数ＲＴＦcに基づいて待ち単位データ数ＲＴＦを設定するステップと、
前記データ送信端末が単位データを送信するステップと、
前記データ受信端末が送信された単位データに対する確認応答又は再送要求を返信するステップと、
前記データ送信端末が該設定された待ち単位データ数ＲＴＦ以内に届いた再送要求を無視するステップと、
を具備することを特徴とするマルチキャスト通信方法。
【請求項３】
データ受信端末からの再送要求に応じてデータ再送を行うタイプのデータ通信装置であって、
送信対象データを所定の単位データ毎に送信する送信手段と、
送信された単位データに対応した確認応答又は再送要求を前記データ受信端末から受信する受信手段と、
該確認応答又は再送要求に従って次に送信すべき単位データを処理するデータ処理手段を具備し、前記データ処理手段は、
全てのデータ受信端末から応答を受け終えるまでに要する単位データ数ＲＴＦmと前記データ送信端末と各データ受信端末との間のラウンド・トリップ単位データ数ＲＴＦcに基づいて待ち単位データ数ＲＴＦを設定するとともに、該設定された待ち単位データ数ＲＴＦ以内に届いた再送要求を無視する、
ことを特徴とするデータ通信装置。
【請求項４】
前記データ処理手段は、ＲＴＦm値とＲＴＦc値とを大小比較して、大きい方を待ち単位データ数ＲＴＦとして設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ通信装置。
【請求項５】
前記データ処理手段は、データ受信端末の総数を１回のタイム・スロットで受信可能な応答単位データ数で除した値をＲＴＦm値とする、
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ通信装置。
【請求項６】
前記データ処理手段は、データ受信端末との同期確立ネゴシエーション時にＲＴＦmを算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ通信装置。
【請求項７】
前記データ処理手段は、さらにデータ受信端末との間では送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信を行っているか否かを判別するとともに、直接通信を行っている場合にはＲＴＦm値を待ち単位データ数ＲＴＦとして設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ通信装置。
【請求項８】
データ受信端末からの再送要求に応じてデータ再送を行うタイプのデータ通信方法であって、
送信対象データを所定の単位データ毎に送信する送信ステップと、
送信された単位データに対応した確認応答又は再送要求をデータ受信端末側から受信する受信ステップと、
該確認応答又は再送要求に従って次に送信すべき単位データを処理するデータ処理ステップを有し、前記データ処理ステップでは、
全てのデータ受信端末から応答を受け終えるまでに要する単位データ数ＲＴＦmと前記データ送信端末と各データ受信端末との間のラウンド・トリップ単位データ数ＲＴＦcに基づいて待ち単位データ数ＲＴＦを設定するとともに、該設定された待ち単位データ数ＲＴＦ以内に届いた再送要求を無視する、
ことを特徴とするデータ通信方法。
【請求項９】
データ送信端末が一度に特定の複数のデータ受信端末にデータ伝送を行うマルチキャスト通信における待ち単位データ数の設定方法であって、
（ａ）前記データ送信端末が全てのデータ受信端末から応答を受け終えるまでに要する単位データ数ＲＴＦmを算出するステップと、
（ｂ）前記データ送信端末と各データ受信端末との間のラウンド・トリップ単位データＲＴＦc数を測定するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ａ）で得られたＲＴＦm値と前記ステップ（ｂ）で得られた及びＲＴＦc値とを大小比較して、大きい方を当該マルチキャスト通信における待ち単位データ数ＲＴＦとして設定するステップと、
を有することを特徴とするマルチキャスト通信における待ち単位データ数の自動設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ端末間でデータ伝送を行うデータ通信技術に係り、特に、一度に特定の複数のデータ端末にデータ伝送を行うマルチキャスト方式のデータ通信技術に関する。
【０００２】
更に詳しくは、本発明は、マルチキャスト方式のデータ通信時において伝送データの品質や信頼性を保証する再送制御を行うデータ通信技術に係り、特に、マルチキャスト方式のデータ通信時において再送データの冗長性を排した再送制御を行うデータ通信技術に関する。
【０００３】
【従来の技術】
２以上のデータ端末（ＤＴＥ：Data Terminal Equipment）間でデータの授受を行う「データ通信」について関する研究開発は、従来より盛んになされてきた。かかるデータ通信の主な意義は、各々のコンピュータ資源の共有や、情報の共有・流通・配布・交換などの複数端末間での協働的作業を円滑に行うことなどにある。
【０００４】
各データ端末間を接続するための通信媒体としては、ＬＡＮ（Local Area Network）のように局所的なものから、ＬＡＮどうしを専用線で接続して構成されるＷＡＮ（Wide Area Network）、一般公衆回線（ＰＳＴＮ）のように広域的なもの、さらには、各サーバ同士の相互接続の結果として全世界的な巨大ネットワークと化した「インターネット」まで種々様々である。最近では、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）やＰＨＳ（Personal Handyphone SYstem）、ＭＭＡＣ（Multimedia Mobile Access Communication system）などのような移動体通信、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのように近距離に限定した無線データ通信なども登場し、産業活動や日常生活に普及し始めている。
【０００５】
通信媒体上の伝送されるデータは、通常、「フレーム」又は「パケット」と呼ばれる所定のデータ・サイズに分割されている。これは、伝送データを間欠的にすることで、ある特定のデータ端末間でデータ交換を行う期間中に伝送経路を専有させないようにする（すなわち通信回線を共有する）ためでもある。パケットは、データ伝送用の「データ・パケット」と、制御情報のみの伝送を目的とする「制御パケット」に大別される。
【０００６】
また、データ通信においては、伝送データの品質や信頼性を保証するための、フレームの誤り検査と再送制御が行われる。このうち、再送制御は、一般に、シーケンス番号を用いた確認応答を行うことによって実現される。シーケンス番号は、例えば、データ送受信端末間で接続が確立した時点で初期化される。データ送信側ではフレームにシーケンス番号を付して順次送出するとともに、データ受信側では、誤りなく受信できたフレームのシーケンス番号を１だけ増分した確認応答フレームを返信する。データ送信側が付すシーケンス番号をＦＦＩ（Frame Forward Identification）と呼び、データ受信側が付すシーケンス番号をＦＢＩ（Frame Backward Identification）と呼ぶ。データ送信側では、返信フレーム中のＦＢＩがＦＦＩ＋１であるか否かで、フレームの再送要求か否かを判断することができる。
【０００７】
シーケンス番号を用いた再送制御によれば、データ送信側では送出データを順次分割して送信するとともに、データ受信側では誤りが発生したフレームのシーケンス番号を返すことで、誤りフレームが自動的に再送され、エラー・フリーなデータ伝送を行うことができる。これをＡＲＱ（Automatic Repeat reQuest：自動再送制御）方式とも呼ぶ。
【０００８】
図１には、ストップ・アンド・ウェートＡＲＱ方式によるデータ伝送の手順を概念的に示している。
【０００９】
同図に示す例では、データ受信側がＦＦＩ＝１のフレーム＃１を受信したことに応答して、ＦＢＩ＝２（＝ＦＦＩ＋１）の確認応答を返信する。これに対し、データ送信側では、ＦＦＩ＝１を送出した後はＦＦＩ＝２のフレーム＃２を送出し続け、ＦＢＩ＝２の確認応答を受け取ったことに応答して、次のＦＦＩ＝３のフレーム＃３を送出し始める。
【００１０】
但し、ストップ・アンド・ウェート方式の再送制御を行う場合、データ伝送の誤りが発生しない場合であっても、データ送信側では、あるＦＦＩのフレームを送出してからその確認応答であるＦＢＩ（＝ＦＦＩ＋１）を受け取るまでの間、次のフレームの送出を開始することができない。図１に示すように、データ受信側からの送達確認に要するラウンド・トリップ・フレーム（ＲＴＦ）数として３フレームを要する場合、２フレーム分だけ同じ（すなわち冗長な）フレームを伝送し続けなければならず、データ送信タイム・スロットを浪費してしまう。
【００１１】
すなわち、ストップ・アンド・ウェート方式による場合、送信とその応答をフレーム単位で繰り返すことになるので、データ伝送が冗長であり、スループットが低い。
【００１２】
このような冗長性を解消した再送制御として、例えばＳＲ−ＡＲＱ（Selective Repeat type Automatic Repeat reQuest）方式が挙げられる。ＳＲ−ＡＲＱ方式は、データ送信側及び受信側の双方が複数のフレームを一時的に保管することができる「モジュロ・バッファ」を備えることで、送信及び送信確認をフレーム単位で行うという再送制御の冗長性を解消したものである。
【００１３】
図２には、ＳＲ−ＡＲＱ方式によるデータ伝送の手順を概念的に示している。同図に示すように、データ送信側では、送信フレームをモジュロ・バッファに一時保管しておくので、データ受信側からの送信確認をフレーム単位で待つことなく、次のフレームを送信することができる。
【００１４】
また、ＳＲ−ＡＲＱ方式では、ＲＴＦ（ラウンド・トリップ・フレーム）が規定される。ＲＴＦは、データ送信側が１つのデータ・フレームを送信してからデータ受信側からの送信確認を得るまでに要する時間をフレーム数又はタイム・スロット数で表したものである。ＳＲ−ＡＲＱ方式では、再送要求されたフレームがＲＴＦを越えない範囲では再送要求が無視され、次のシーケンス番号のデータ・フレームが送信される。
【００１５】
図２に示す例ではＲＴＦは４フレームと規定されている。このような場合、データ受信側が例えばフレーム＃３の受信に失敗した場合、フレーム＃３が再送され且つ成功裏に受信するまでの間、データ受信側はＦＢＩ＝３なる再送要求を返信し続ける。
【００１６】
これに対し、データ送信側では、ＦＢＩ＝４が返信されることを待つことなく、フレーム＃４、フレーム＃５、及びフレーム＃６を一方的に送り続けることができる。したがって、データ送信スロットを浪費することがない。また、フレーム＃６を送信したフレームの受信スロットでは、初めて再送要求ＦＢＩ＝３を受け取るが、ＦＦＩ−ＦＢＩ（＝３）はＲＴＦ（＝４）以内であるので、該再送要求は無視される。そして、次の送信スロットでは、ＦＦＩ＝７をそのまま送出すると、ＦＢＩとＦＦＩの差はＲＴＦを越えてしまうので、再送要求に応じてフレーム＃３が再送される。
【００１７】
また、データ受信側においても、フレーム＃３が再送されるまでに受信するフレーム＃４及びフレーム＃５をモジュロ・バッファ内に一時保管し、モジュロ・バッファ内でシーケンス番号通りにフレームを整列化することができる。データ受信側は一旦正常に受信したフレームを再送要求する必要がない。フレーム＃３の再送が完了すると、データ受信側では未送信先頭のフレームすなわちＦＢＩ＝６を指示するので、データ送信側では未送信のフレーム＃６から送信作業を再開することができ、成功裏に送達されたフレーム＃４及びフレーム＃５を再送する必要がない。
【００１８】
図２に示す例では、フレーム＃６に関しても再送要求されているが、該再送要求は上述と同様の手順に従って処理されるものと理解されたい。
【００１９】
モジュロ・バッファは、ウィンドウ制御するために、フレームのシーケンス番号で管理され、より好ましくは、リング・バッファのように連続したバッファ領域で構成されている。
【００２０】
上述したようなＳＲ−ＡＲＱ方式は、例えばＰＩＡＦＳ（PHS Internet Access Forum Standard）において採用されている。なお、再送制御は、通常、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）基本参照モデルのトランスポート層（例えばＴＣＰ（Transport Control Protocol））に相当するプロトコル層において行うことができる。
【００２１】
ところで、最近では、１つのフレーム又はパケットを、同時に特定の複数のデータ端末に送信するという「マルチキャスト」通信技術が普及し始めている。一対一のユニキャストでは、宛先が複数ならば同じ内容のフレームを相手毎に送信する必要がある。これに対し、マルチキャストによれば、１回のフレーム送信だけで済み、手間と通信トラフィックの節約になる。また、ブロードキャストとは相違し、同じネットワーク・セグメント内の特定の端末グループにのみ送信することもできる。
【００２２】
勿論、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのような近距離無線データ通信による直接通信に対しても、マルチキャスト通信方式を適用することができる。
【００２３】
例えば、ある会議室内で、各参加者がノートブックＰＣなどのデータ端末を持ち寄ってｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの近距離無線通信で相互接続されているような環境下では、ある参加者のノートブックＰＣ上に格納されたプレゼンテーション資料などのデータ・ファイルを、マルチキャスト送信することにより、すべてのノートブックＰＣに対してコードレスで且つ一括して配布することができる（図３を参照のこと）。
【００２４】
このようなマルチキャスト通信においても、伝送データの信頼性や品質を保証するためには、当然、再送制御が必要である。
【００２５】
上述のＳＲ−ＡＲＱ方式によって無線マルチキャスト通信を行う場合、ラウンド・トリップ・ディレイ時間（すなわち送信端末側があるシーケンス番号のデータ・フレームを送信してから、これに対する応答フレームを受信するまでの時間）内に再送要求に応答したフレーム再送を行うと、無駄なフレーム転送を引き起こし、送信スロットを浪費し伝送効率が低下することになる。このような問題を防ぐため、データ送受信端末間で同期確立のネゴシエーションを行う際に、データ送信端末は各受信端末に対するラウンド・トリップ・ディレイ時間を測定して、最も長い応答時間に相当するフレーム数ＲＴＦcをラウンド・トリップ・フレームＲＴＦとして採用することができる。
【００２６】
図４には、ＳＲ−ＡＲＱ方式のマルチキャスト通信におけるデータ伝送オペレーションを模式的に図解している。但し、同図に示す例では、単一の送信局Ａに対して４つの受信局１〜４が設けられている。また、送受信局間では近距離無線などによる直接通信が行われており、各受信局１〜４が持つラウンド・トリップ・フレームＲＴＦcは１フレームなので、送受信システム全体のＲＴＦはＲＴＦcの最大である１に設定される。１回の受信タイム・スロット（図４中で斜線で表された期間）では送信局Ａは１つの応答フレームしか受信しないものとする。このため、送信局Ａが全ての受信局から一通り応答フレームを受信するのに要するフレーム数は、ＲＴＦｃ×受信局数（＝４）＝４フレームとなる。
【００２７】
また、同図において、Ｓｉは送信局Ａからの送信フレームを、Ｒｉは受信局からの応答フレームをそれぞれ指し、添字ｉ（ｉ＝１，２…）はフレームのシーケンス番号を表すものとする。また、同図中の"○"はフレーム受信の成功を、"×"はフレーム受信エラーを、それぞれ示している。
【００２８】
第１番目の送信タイム・スロットにおいて、送信局Ａは各受信局１〜４に向けて送信フレームＳ１をマルチキャスト送信するが、受信局１〜３は伝送路上の誤りなどにより受信エラーを引き起こす。
【００２９】
続く第１番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局１からの応答フレームのみを受信するが、これは受信エラーを起こしたフレームの再送要求Ｒ１となる。但し、ＲＴＦ（＝１）以内なので、第２番目の送信タイム・スロットでは、送信局Ａは次のシーケンス番号を持つ後続のフレームＳ２を送信する。送信フレームＳ２は、受信局３を除く各受信局において成功裏に受信される。
【００３０】
続く第２番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局２からの応答フレームのみを受信するが、これは受信エラーを起こしたフレームの再送要求Ｒ１となる。第３番目の送信タイム・スロットでは、ＲＴＦ（＝１）を越えないように、送信局Ａは送信フレームＳ１を再送する。再送フレームＳ１は、受信局１を除く各受信局において成功裏に受信される。但し、受信局４は、最初の送信タイム・スロットにおいて既にＳ１を正常に受信しバッファリングしているので、再送フレームＳ１を無視（又は廃棄）する。
【００３１】
続く第３番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局３からの応答フレームのみを受信するが、これは受信エラーを起こしたフレームの再送要求Ｒ２となる。
【００３２】
第４番目の送信タイム・スロットでは、送信局Ａは再送要求Ｒ２に応答して送信フレームＳ２を再送する。受信局１及び４は再送フレームＳ２の受信に成功するが、受信局２及び３は受信に失敗する。但し、受信局１，２及び４は既にフレームＳ１を正常に受信しバッファリングしているので、再送フレームＳ２を無視（又は廃棄）する。
【００３３】
続く第４番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局４からの応答フレームのみを受信するが、これは通常の確認応答Ｒ３となる。第５番目の送信タイム・スロットでは、送信局Ａは確認応答Ｒ３に従い、後続のフレームＳ３を送信する。
【００３４】
第５番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局１からの応答フレームのみを受信するが、これは受信エラーを起こしたフレームの再送要求Ｒ１となる。第５番目の送信タイム・スロットでは、ＲＴＦ（＝１）を越えないように、送信局Ａは送信フレームＳ１を再送する。再送フレームＳ１は、全ての受信局において成功裏に受信されるが、受信局１以外は既にＳ１を正常に受信しバッファリングしているので、再送フレームＳ１を無視（又は廃棄）する。
【００３５】
第６番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局２からの応答フレームのみを受信するが、これは受信エラーを起こしたフレームの再送要求Ｒ３となる。
【００３６】
第７番目の送信タイム・スロットでは、ＲＴＦ（＝１）を越えないように、送信局Ａは再送要求Ｒ３に応答して送信フレームＳ３を再送する。受信局１及び４は再送フレームＳ３の受信に成功するが、受信局２及び３は受信に失敗する。但し、受信局１及び４は既にフレームＳ３を正常に受信しバッファリングしているので、再送フレームＳ２を無視（又は廃棄）する。…（以降、説明を省略）
【００３７】
マルチキャスト通信では、一般に、送信局が１回の受信タイム・スロットで受信することができる応答フレーム数には限りがある。このため、送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信を行うような場合には、全ての受信局から応答を受け終えるまでに要する時間は、個々の送受信局間のラウンド・トリップ遅延時間よりもむしろ受信局数に依存する場合が多い。
【００３８】
しかしながら、ある特定の送受信局間で測定されたラウンド・トリップ遅延時間と等価なＲＴＦcを用いてマルチキャスト通信の再送制御を行うと、図１を参照しながら説明したように、送信局Ａが全ての受信局から一通り応答フレームを受信するのに要するフレーム数（この場合は４フレーム）よりも短い間隔でフレーム再送が行われることになる。この結果、無駄なフレーム再送回数が増大し、システム全体のデータ伝送効率を低下させてしまう。
【００３９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、一度に特定の複数のデータ端末にデータ伝送を行うことができる、優れたマルチキャスト方式データ通信技術を提供することにある。
【００４０】
本発明の更なる目的は、マルチキャスト方式のデータ通信時において伝送データの品質や信頼性を保証するための再送制御を行うことができる、優れたデータ通信技術を提供することにある。
【００４１】
本発明の更なる目的は、送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信によりマルチキャスト通信を行う場合であっても、システムに対して適用しても、冗長性を排した再送制御を行い高いスループットを達成することができる、優れたデータ通信技術を提供することにある。
【００４２】
本発明の更なる目的は、ＳＲ−ＡＲＱ方式を用いたマルチキャスト通信において、受信局数に関わらず、無駄なフレーム再送すなわち冗長性を排し、高スループットを実現することができる、優れたデータ通信技術を提供することにある。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、データ送信端末が一度に特定の複数のデータ受信端末にデータ伝送を行うとともに、該データ受信端末からの再送要求に応じて前記データ送信端末がデータ再送を行うタイプのマルチキャスト通信システムであって、
前記データ送信端末が全てのデータ受信端末から応答を受け終えるまでに要するフレーム数ＲＴＦmと前記データ送信端末と各データ受信端末との間のラウンド・トリップ・フレームＲＴＦc数に基づいて待ちフレーム数ＲＴＦを設定する手段と、
該設定された待ちフレーム数ＲＴＦ以内に届いた再送要求を無視する手段と、を具備することを特徴とするマルチキャスト通信システムである。
【００４４】
また、本発明の第２の側面は、データ送信端末が一度に特定の複数のデータ受信端末にデータ伝送を行うとともに、該データ受信端末からの再送要求に応じて前記データ送信端末がデータ再送を行うタイプのマルチキャスト通信方法であって、
前記データ送信端末が全てのデータ受信端末から応答を受け終えるまでに要するフレーム数ＲＴＦmと前記データ送信端末と各データ受信端末との間のラウンド・トリップ・フレームＲＴＦc数に基づいて待ちフレーム数ＲＴＦを設定するステップと、
前記データ送信端末がデータ・フレームを送信するステップと、
前記データ受信端末が送信データ・フレームに対する確認応答又は再送要求を返信するステップと、
前記データ送信端末が該設定された待ちフレーム数ＲＴＦ以内に届いた再送要求を無視するステップと、
を具備することを特徴とするマルチキャスト通信方法である。
【００４５】
本発明の第１又は第２の側面に係るマルチキャスト通信システム又は方法において、前記の待ちフレーム数を設定する手段又はステップは、ＲＴＦm値とＲＴＦc値とを大小比較して、大きい方を待ちフレーム数ＲＴＦとして設定することで、冗長なフレーム再送を削減することができる。
【００４６】
また、前記の待ちフレーム数を設定する手段又はステップは、データ受信端末の総数を前記データ送信端末が１回のタイム・スロットで受信可能な応答フレーム数で除した値をＲＴＦm値とすることにより、より値の大きい送信タイム・スロット数をＲＴＦとして設定することができ、冗長なフレーム再送を好適に削減することができる。例えば、前記データ送信端末及びデータ受信端末間の同期確立ネゴシエーション時にＲＴＦmを算出することができる。
【００４７】
本発明を好適に実現するためには、ＲＴＦcが測定可能で且つ接続期間中に変動しないことが好ましい。したがって、前記データ送信端末及びデータ受信端末は、送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信を行うことが好ましい。
【００４８】
あるいは、マルチキャスト通信システム又は方法が、前記データ送信端末及びデータ受信端末が送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信を行っているか否かを判別する手段又はステップをさらに具備し、直接通信を行っている場合には、ＲＴＦm値とＲＴＦc値との大小関係に拘わらずＲＴＦm値を待ちフレーム数ＲＴＦとして設定するようにしてもよい。
【００４９】
また、本発明の第３の側面は、一度に特定の複数のデータ受信端末にデータ伝送を行うとともに、該データ受信端末からの再送要求に応じて前記データ送信端末がデータ再送を行うタイプのデータ通信装置又は方法であって、
データ・フレームを送信する送信手段又はステップと、
データ受信端末側から送信データ・フレームに対する確認応答又は再送要求を受信する受信手段又はステップと、
該確認応答又は再送要求に従って次に送信すべきデータ・フレームを処理するデータ処理手段又はステップと、
を具備し、前記データ処理手段又はステップは、
全てのデータ受信端末から応答を受け終えるまでに要するフレーム数ＲＴＦmと前記データ送信端末と各データ受信端末との間のラウンド・トリップ・フレーム数ＲＴＦcに基づいて待ちフレーム数ＲＴＦを設定するとともに、該設定された待ちフレーム数ＲＴＦ以内に届いた再送要求を無視することを特徴とするデータ通信装置又は方法である。
【００５０】
本発明の第３の側面に係るデータ通信装置又は方法において、前記データ処理手段又はステップは、ＲＴＦm値とＲＴＦc値とを大小比較して、大きい方を待ちフレーム数ＲＴＦとして設定することにより、冗長なフレーム再送を削除して、高スループットのデータ伝送を実現することができる。
【００５１】
また、前記データ処理手段又はステップは、データ受信端末の総数を１回のタイム・スロットで受信可能な応答フレーム数で除した値をＲＴＦm値とすることにより、より値の大きい送信タイム・スロット数をＲＴＦとして設定することができ、冗長なフレーム再送を好適に削減することができる。例えば、前記データ送信端末及びデータ受信端末間の同期確立ネゴシエーション時にＲＴＦmを算出することができる。
【００５２】
本発明を好適に実現するためには、ＲＴＦcが測定可能で且つ接続期間中に変動しないことが好ましい。したがって、前記データ通信装置は、データ受信端末との間で、送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信を行うことが好ましい。
【００５３】
あるいは、データ通信方法又は方法が、データ受信端末との間では送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信を行っているか否かを判別する手段又はステップをさらに具備し、直接通信を行っている場合には、ＲＴＦm値とＲＴＦc値との大小関係に拘わらずＲＴＦm値を待ちフレーム数ＲＴＦとして設定するようにしてもよい。
【００５４】
また、本発明の第４の側面は、データ送信端末が一度に特定の複数のデータ受信端末にデータ伝送を行うマルチキャスト通信における待ちフレーム数の設定方法であって、
（ａ）前記データ送信端末が全てのデータ受信端末から応答を受け終えるまでに要するフレーム数ＲＴＦmを算出するステップと、
（ｂ）前記データ送信端末と各データ受信端末との間のラウンド・トリップ・フレーム数ＲＴＦcを測定するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ａ）で得られたＲＴＦm値と前記ステップ（ｂ）で得られた及びＲＴＦc値とを大小比較して、大きい方を当該マルチキャスト通信における待ちフレーム数ＲＴＦとして設定するステップと、
を具備することを特徴とするマルチキャスト通信における待ちフレーム数の自動設定方法である。
【００５５】
ここで、前記ステップ（ａ）は、例えば、前記データ送信端末及びデータ受信端末間の同期確立ネゴシエーション時に行うことができる。
【００５６】
また、前記ステップ（ａ）では、データ受信端末の総数を前記データ送信端末が１回のタイム・スロットで受信可能な応答フレーム数で除した値をＲＴＦm値として設定することができる。
【００５７】
本発明の第４の側面に係る待ちフレーム数の自動設定方法は、例えば、前記データ送信端末及びデータ受信端末が送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信を行う場合において、好適に作用する。
【００５８】
あるいは、（ａ）’ 前記データ送信端末及びデータ受信端末が送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信を行っているか否かを判別するステップをさらに備えて、値とＲＴＦc値との大小関係に拘わらずＲＴＦm値を待ちフレーム数ＲＴＦとして設定するようにしてもよい。
【００５９】
【作用】
本発明は、例えば複数の受信局からなる無線マルチキャスト通信に適用することができるが、とりわけ、送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信を行うような場合において好適に作用効果を奏することができる。本発明は、このような直接通信においては、全ての受信局から応答を受け終えるまでに要する時間は個々の送受信局間のラウンド・トリップ遅延時間よりもむしろ受信局数に依存する、という点に着目したものである。
【００６０】
本発明に係るマルチキャスト通信では、各送受信局間毎において測定したラウンド・トリップ・フレーム数ＲＴＦcと、送信局が全受信局から応答を受け終えるまでに要するフレーム数ＲＴＦmとを大小比較して、大きい方の値をＳＲ−ＡＲＱ再送制御のためのラウンド・トリップすなわち待ちフレーム数ＲＴＦとして設定する。
【００６１】
この結果、送信局は全受信局からの応答を待たずにフレーム再送を行うことに伴う無駄なフレーム再送を削減することができ、より伝送効率の高いマルチキャスト通信方式を提供することができる。
【００６２】
本発明を複数の受信局からなるマルチキャスト通信に適用するためには、各送受信局間毎のＲＴＦc値が測定可能であることが好ましい。この意味では、本発明は、受信局が中継局を介した場所やインターネットのような広域ネットワーク上に存在してラウンド・トリップ遅延時間が不定又は測定不能な場面よりも、むしろ、送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信において好適に作用効果を奏することができるであろう。直接通信は、例えばｂｌｕｅｔｏｏｔｈやＭＭＡＣのような近距離無線データ通信である。
【００６３】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳解する。
【００６５】
図５には、本発明の実現に供される通信システム１００の構成を模式的に示している。同図に示す通信システム１００内には、参照番号で１０〜１４で示す５台の無線データ通信端末が存在し、各端末間では、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈやＭＭＡＣ（Multimedia Mobile Access Communication system）などのような近距離無線データ通信によりマルチキャスト方式のデータ通信（言い換えれば、送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信）が行われている。
【００６６】
図５に示す例では、便宜上、データ通信端末１０を親機（Ｍａｓｔｅｒ）すなわちマルチキャスト通信の送信側とし、他のデータ通信端末１１，１２…を子機（Ｓｌａｖｅ）すなわちマルチキャスト通信の受信側として説明する。但し、マルチキャスト通信におけるＭａｓｔｅｒ−Ｓｌａｖｅの関係は固定的である必要はなく、どのデータ通信端末も随時データ送信側及びデータ受信側になり得てもよい。
【００６７】
また、図示の例では、１つのデータ通信端末１４は、ＬＡＮ（Local Area Network）２１に接続されている。データ通信端末１４が中継局として機能することにより、ＬＡＮ２１上のデータ通信端末２２もデータ受信端末すなわちＳｌａｖｅとなり得る。さらに、ＬＡＮ２１が、ルータなどの装置（図示しない）により、インターネットのような広域ネットワークに接続されている場合、該広域ネットワーク上のホスト（図示しない）もデータ通信のＳｌａｖｅとなり得る。但し、本発明を好適に実現する上で、データ受信端末の所在をデータ送信端末側がラウンド・トリップ遅延時間を計測可能な範囲に限定することが好ましい。
【００６８】
本実施例に係るマルチキャスト通信システム１００においては、ＳＲ−ＡＲＱ（Selective Repeat type Automatic Repeat reQuest）方式の再送制御が行われる。ＳＲ−ＡＲＱ方式は、データ送信側及び受信側の双方が複数のフレームを一時的に保管することができる「モジュロ・バッファ」を備えることで、送信及び送信確認をフレーム単位で逐次行うという冗長性を解消したものである（前述）。
【００６９】
すなわち、本実施例に係るマルチキャスト通信システム１００においては、Ｍａｓｔｅｒすなわち送信側のデータ通信端末１０は、各１回のフレーム送信につき、すべての受信側データ通信端末１１，１２…からの確認応答を待つことなく、次のフレームの送信を開始することができる。
【００７０】
図６には、本実施例に係るデータ送信端末１０の構成を模式的に表した機能ブロック図を示している。同図に示すように、データ送信端末１０は、ＲＦ受信及び復調部５１と、ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＦＩ決定部５２と、フレーミング変調及びＲＦ送信部５３とで構成される。
【００７１】
ＲＦ受信及び復調部５１は、データ受信端末側から送られてくるＦＢＩ付きの返信フレームを受信すると、これを復調及びデフレーミングして、ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＦＩ決定部５２に出力する。但し、１回の受信タイム・スロットでは、１つの返信フレームのみを受信することができるものとする。
【００７２】
ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＦＩ決定部５２では、受信した応答フレームのＦＢＩ値に基づき、次に送信すべきデータ・フレームすなわちＦＦＩを決定して、送出用のデータを構築する。ＦＢＩが再送要求であることを示す場合には、ＳＲ−ＡＲＱ方式による誤り訂正及び再送制御が行われる。また、送信フレームは、モジュロ・バッファ５４に一時格納される。
【００７３】
ＳＲ−ＡＲＱ方式では、ＦＦＩとＦＢＩの差分がラウンド・トリップ・フレームすなわち待ちフレーム数ＲＴＦを越えるか否かで再送制御が行われる。本実施例では、マルチキャスト通信（とりわけ直接通信による場合）に適した処理手順に従ってＲＴＦ値が決定される。ＲＴＦ値は、例えばデータ送受信端末間で同期確立ネゴシエーションを行う際に決定されるが、該処理手順の詳細については後述に譲る。
【００７４】
フレーミング変調及びＲＦ送信部５３では、送出用のデータを他の情報（例えばヘッダなどの制御情報）とともにフレーミングし、さらに変調して、通信プロトコルにおいて規定される送信タイミングで無線送信する。
【００７５】
また、図７には、本実施例に係るデータ受信端末１１の構成を模式的に表した機能ブロック図を示している。他のデータ受信端末１２…も同様の構成を具備するものと理解されたい。同図に示すように、データ受信端末１１は、ＲＦ受信及び復調部５６と、ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＢＩ決定部５７と、フレーミング変調及びＲＦ送信部５８とで構成される。
【００７６】
ＲＦ受信及び復調部５６は、データ送信端末１０側から送られてくるＦＦＩ付きの返信フレームを受信すると、これを復調及びデフレーミングして、ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＢＩ決定部５７に出力する。
【００７７】
ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＢＩ決定部５７は、ＳＲ−ＡＲＱ方式による再送要求フレーム情報すなわちＦＢＩの決定処理を行う。すなわち、誤りなく受信できたフレームのＦＦＩを１だけ増分したＦＢＩを生成するか、又は、誤りが発見されたフレームのＦＦＩをそのままＦＢＩとして再送要求とする。また、受信データは、モジュロ・バッファ５９に取り込まれる。
【００７８】
フレーミング変調及びＲＦ送信部５８では、ＦＢＩ決定部５７において決定されたＦＢＩを返信フレームとしてフレーミングし、さらに変調して、通信プロトコルにおいて規定される送信タイミングで無線送信する。
【００７９】
一般には、データ通信端末は、データ送信及び受信双方の機能を装備している。このようなデータ通信端末は、図６及び図７に示す全ての機能モジュールを備えた構成であると理解されたい。
【００８０】
なお、データ受信端末１１は、ユニキャスト通信においてＳＲ−ＡＲＱ方式の再送制御を行う従来のデータ受信端末と略同一の構成でよい。
【００８１】
既に述べたように、本実施例に係るマルチキャスト通信システム１００において使用するＲＴＦ値は、例えばデータ送受信端末間で同期確立ネゴシエーションを行う際に決定される。図８には、ＲＴＦ値の決定処理手順をフローチャートの形式で図解している。以下、このフローチャートを参照しながら説明する。
【００８２】
同期確立のネゴシエーションの際に、まず、送信局が全受信局から応答を受け終えるまでに要するフレーム数ＲＴＦmを算出する（ステップＳ１）。ＲＴＦmの算出には、例えば以下の式を用いることができる。すなわち
【００８３】
【数１】
ＲＴＦm  ＝  （マルチキャストの全受信局数）
÷（送信局が１受信タイム・スロットで受けることのできる応答フレーム数）
【００８４】
次いで、各送受信局間における通信形態が直接通信、すなわち、送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む近距離通信か否かを判別する（ステップＳ２）。
【００８５】
無線アドホック通信のような、送信局と受信局間で直接通信を行うことが想定される場合には、各送受信局間のＲＴＦc値は１と定められる。この場合、判断ブロックＳ２の分岐ＹｅｓからステップＳ６に進み、送信局が全受信局から応答を受け終えるまでに要するフレーム数ＲＴＦmを本マルチキャスト通信システム１００のＲＴＦ値として設定して、本処理ルーチン全体を終了する。
【００８６】
他方、各送受信局間で直接通信が行われていないと判断された場合には、各送受信局間毎のＲＴＦc値を測定する（ステップＳ３）。そして、各ＲＴＦc値を先に算出されたＲＴＦm値と大小比較して（ステップＳ４）、値の大きい方を本マルチキャスト通信システム１００のＲＴＦ値として設定して（ステップＳ５又はＳ６）、本処理ルーチン全体を終了する。
【００８７】
図９には、ＳＲ−ＡＲＱ方式のマルチキャスト通信におけるデータ伝送オペレーションを模式的に図解している。但し、同図に示す例では、単一の送信局Ａに対して４つの受信局１〜４が設けられている。また、送受信局間では近距離無線などによる直接通信が行われており、各受信局１〜４が持つラウンド・トリップ・フレームＲＴＦcは１フレームであるが、図８に示す処理手順に従い、マルチキャスト通信システム全体におけるＲＴＦ値は４に設定されるものとする。
【００８８】
１回の受信タイム・スロット（図４中で斜線で表された期間）では送信局Ａは１つの応答フレームしか受信しないので、送信局Ａが全ての受信局から一通り応答フレームを受信するのに４フレームを要するが、これは設定されたＲＴＦ値に一致する。
【００８９】
また、同図において、Ｓｉは送信局Ａからの送信フレームを、Ｒｉは受信局からの応答フレームをそれぞれ指し、添字ｉ（ｉ＝１，２…）はフレームのシーケンス番号を表すものとする。また、同図中の"○"はフレーム受信の成功を、"×"はフレーム受信エラーを、それぞれ示している。
【００９０】
第１番目の送信タイム・スロットにおいて、送信局Ａは各受信局１〜４に向けて送信フレームＳ１をマルチキャスト送信するが、受信局１〜３は伝送路上の誤りなどにより受信エラーを引き起こす。
【００９１】
続く第１番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局１からの応答フレームのみを受信するが、これは受信エラーを起こしたフレームの再送要求Ｒ１となる。但し、該再送要求は同期確立ネゴシエーション時に設定されたＲＴＦ（＝４）以内なので、第２番目の送信タイム・スロットでは、送信局Ａは該再送要求を無視して次のシーケンス番号を持つ後続のフレームＳ２を送信する。送信フレームＳ２は、受信局３を除く各受信局において成功裏に受信される。
【００９２】
続く第２番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局２からの応答フレームのみを受信するが、これは受信エラーを起こしたフレームの再送要求Ｒ１となる。但し、該再送要求は未だＲＴＦ（＝４）以内なので、第３番目の送信タイム・スロットでは、送信局Ａは該再送要求を無視して後続のフレームＳ３を送信する。この送信フレームＳ３は、受信局１を除く各受信局において成功裏に受信される。
【００９３】
続く第３番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局３からの応答フレームのみを受信するが、これは受信エラーを起こしたフレームの再送要求Ｒ１となる。但し、該再送要求は未だＲＴＦ（＝４）以内なので、第４番目の送信タイム・スロットでは、送信局Ａは該再送要求を無視して後続のフレームＳ４を送信する。受信局１及び４はこの送信フレームＳ４の受信に成功するが、受信局２及び３は受信に失敗する。
【００９４】
続く第４番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局４からの応答フレームのみを受信する。受信局Ａはこの時点まで全ての送信フレームを正常に受信しているので、応答フレームは通常の確認応答Ｒ５となる。第５番目の送信タイム・スロットでは、送信局Ａは確認Ｒ５に従い、後続のフレームＳ５を送信する。受信局１及び４はこの送信フレームＳ５の受信に成功するが、受信局２及び３は受信に失敗する。
【００９５】
第５番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局１からの応答フレームのみを受信するが、これは受信エラーを起こしたフレームの再送要求Ｒ１となる。該再送要求は既にＲＴＦ（＝４）を越えているので、第６番目の送信タイム・スロットでは、送信局Ａは送信フレームＳ１を再送する。再送フレームＳ１は、全ての受信局において成功裏に受信されるが、受信局１以外は既にＳ１を正常に受信しバッファリングしているので、再送フレームＳ１を無視（又は廃棄）する。
【００９６】
第６番目の受信タイム・スロットでは、送信局Ａは受信局２からの応答フレームのみを受信するが、これは受信エラーを起こしたフレームの再送要求Ｒ４となる。該再送要求は未だＲＴＦ（＝４）以内なので、第７番目の送信タイム・スロットでは、送信局Ａは該再送要求を無視して後続のフレームＳ６を送信する。受信局１及び４はこの送信フレームＳ６の受信に成功するが、受信局２及び３は受信に失敗する。…（以降、説明を省略）
【００９７】
図９と図４（従来例）と比較してみても明らかなように、本実施例によればマルチキャスト通信における再送制御時の冗長性が排され、通信システム全体のデータ伝送のスループットが著しく向上する。
【００９８】
例えば、図４に示す例では、７回の送信タイム・スロットを費やしても送信局は第３フレームまでしか送信することができない。特に、全てのフレームを正常に受信することができた受信局４においては受信フレームの廃棄が頻繁に行われる。
【００９９】
これに対して、図９に示す本実施例では、各受信局が同じ受信タイム・スロットで受信エラーを発生した場合であっても、同じ７回の送信タイム・スロットで第６フレームまで送信することができる。また、各受信局が同じフレームを繰り返し受信してこれを廃棄するという冗長性が削減されている。
【０１００】
これは、本発明が、全ての受信局から応答を受け終えるまでに要する時間は個々の送受信局間のラウンド・トリップ遅延時間よりもむしろ受信局数に依存する、という直接通信における特性に着眼したことに依拠するものである。本実施例に係るマルチキャスト通信では、各送受信局間毎において測定したラウンド・トリップ・フレーム数ＲＴＦcと、送信局が全受信局から応答を受け終えるまでに要するフレーム数ＲＴＦmとを大小比較して、大きい方の値をＳＲ−ＡＲＱ再送制御のためのラウンド・トリップすなわち待ちフレーム数ＲＴＦとして設定する。
【０１０１】
したがって、本発明に係るＳＲ−ＡＲＱ方式の再送制御によれば、全受信局からの応答を待たずにフレーム再送を行うことに伴う無駄なフレーム再送を削減することができ、より伝送効率の高いマルチキャスト通信方式を提供することができる訳である。
【０１０２】
本発明を複数の受信局からなるマルチキャスト通信に適用するためには、各送受信局間毎のＲＴＦc値が測定可能であることが好ましい。この意味では、本発明は、受信局が中継局を介した場所やインターネットのような広域ネットワーク上に存在してラウンド・トリップ遅延時間が不定又は測定不能な場面よりも、むしろ、送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信において好適に作用効果を奏することができるであろう。直接通信は、例えばｂｌｕｅｔｏｏｔｈやＭＭＡＣのような近距離無線データ通信である。
【０１０３】
例えば本発明を無線マルチキャスト通信（図３を参照のこと）に適用することにより、電子会議などにおいて、プレゼンテーション資料などのデータ・ファイルの配布を、各受信局に対して効率よく且つ確実に行うことができる。
【０１０４】
また、本発明に係るＳＲ−ＡＲＱ方式の再送制御によれば、マルチキャスト通信における受信局数が増大することによって生じる伝送効率の低下の度合いを軽減することができる。
【０１０５】
したがって、駅の構内や街角などのように、多数の受信局が混在することが想定される利用環境においても、本発明に係る再送制御方式によれば、データ伝送の信頼性を維持しつつ伝送効率の低下を軽減することができる。
【０１０６】
［追補］
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０１０７】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、マルチキャスト方式のデータ通信時において伝送データの品質や信頼性を保証するための再送制御を行うことができる、優れたデータ通信技術を提供することができる。
【０１０８】
また、本発明によれば、送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて済む直接通信によりマルチキャスト通信を行う場合であっても、システムに対して適用しても、冗長性を排した再送制御を行い高いスループットを達成することができる、優れたデータ通信技術を提供することができる。
【０１０９】
また、本発明によれば、ＳＲ−ＡＲＱ方式を用いたマルチキャスト通信において、受信局数に拘わらず、無駄なフレーム再送すなわち冗長性を排し、高スループットを実現することができる、優れたデータ通信技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ストップ・アンド・ウェートＡＲＱ方式によるデータ伝送の手順を概念的に示したチャート図（従来例）である。
【図２】ＳＲ−ＡＲＱ方式によるデータ伝送の手順を概念的に示したチャート図（従来例）である。
【図３】複数のノートブックＰＣ間で近距離無線データ通信を用いてマルチキャスト送信する様子を描写した図である。
【図４】ＳＲ−ＡＲＱ方式のマルチキャスト通信におけるデータ伝送オペレーションを模式的に示したチャート（従来例）である。
【図５】本発明の実現に供されるマルチキャスト通信システム１００の構成を模式的に示した図である。
【図６】本実施例に係るデータ送信端末１０の構成を模式的に表した機能ブロック図である。
【図７】本実施例に係るデータ受信端末１１の構成を模式的に表した機能ブロック図である。
【図８】本実施例に係るマルチキャスト通信システム１００において使用するＲＴＦ値の決定処理手順を示したフローチャートである。
【図９】ＳＲ−ＡＲＱ方式のマルチキャスト通信におけるデータ伝送オペレーションを模式的に示したチャート（本実施例例）である。
【符号の説明】
１０〜１４…データ通信端末
５１…ＲＦ受信及び復調部
５２…ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＦＩ決定部
５３…フレーミング変調及びＲＦ送信部
５４…モジュロ・バッファ
５６…ＲＦ受信及び復調部
５７…ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＢＩ決定部
５８…フレーミング変調及びＲＦ送信部
５９…モジュロ・バッファ
【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】
0004277411.tif 000007
【図７】
0004277411.tif 000008
【図８】
0004277411.tif 000009
【図９】
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