CN106534056A - 通信装置以及通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供通信装置以及通信方法。根据一个实施方式的通信装置，具备：无线接口部，其向接收装置发送数据消息，且若接收到从所述接收装置通过单播以最优化后的发送速率发送的消息，则从所述接收到的消息提取表示所述接收装置中的所述最优化后的发送速率的速率信息；消息处理部，其生成以表示组播组的组播标识符作为目的地的数据消息，并输出至无线接口部；以及选择器，其基于速率信息，选择发送数据消息的发送速率。

Description

通信装置以及通信方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2015年9月10日提交的在先美国临时申请No.62/216866并要求其优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本实施方式涉及通信装置以及通信方法。
背景技术
在无线通信中发送终端对多个接收终端发送同一数据的情况下，若通过单播分别向多个接收终端发送数据，则不仅费时而且费电。另一方面，若发送终端通过组播向多个接收终端一起发送，则能够有效地发送数据。
发明内容
实施方式的目的在于提供优异的通信装置以及通信方法。
实施方式提供一种通信装置，其具备：
无线接口部，其向接收装置发送数据消息，且若接收到从所述接收装置通过单播以最优化后的发送速率发送的消息，则从所述接收到的消息提取表示所述接收装置中的所述最优化后的发送速率的速率信息；
消息处理部，其生成以表示组播组的组播标识符作为目的地(宛先)的所述数据消息，并输出至所述无线接口部；以及
选择器，其基于所述速率信息，选择发送所述数据消息的数据消息发送速率。
另外，实施方式提供一种通信方法，该通信方法：
将以表示组播组的组播标识符作为目的地的数据消息发送至接收装置；
若接收到从所述接收装置通过单播以最优化后的发送速率发送的消息，则从所述接收到的消息提取表示所述接收装置中的所述最优化后的发送速率的速率信息；以及
基于所述速率信息，选择发送所述数据消息的数据消息发送速率。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的通信装置的结构例的框图。
图2是表示第一实施方式的数据消息的构成例的图。
图3是表示第一实施方式的修复消息的构成例的图。
图4是表示第一实施方式的消息发送的一例的图。
图5是表示第一实施方式的向组播组的加入处理步骤的一例的图。
图6是表示第一实施方式的接收到数据消息的订阅方的工作的一例的流程图。
图7是表示第一实施方式的循环发送状态下的数据消息发送序列的一例的图。
图8是表示第一实施方式的修复受理状态下的数据消息发送序列的一例的图。
图9是表示第一实施方式的MRS的结构例的图。
图10是表示第一实施方式的速率吞吐量表的一例的图。
图11是表示各订阅方的最佳速率的一例的图。
图12是表示第一实施方式的速率确定器的结构例的图。
图13是表示第一实施方式的发送速率的确定步骤的一例的流程图。
图14是表示第三实施方式的速率确定器的结构例的图。
图15是表示第三实施方式的速率确定器中的发送速率改变处理步骤的一例的图。
具体实施方式
下面，参照附图，对实施方式所涉及的通信装置以及通信方法详细地进行说明。此外，本发明并不由这些实施方式限定。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式所涉及的通信装置1的结构例的框图。通信装置1具备网络控制部2、组播组存储部3、无线接口4(无线接口部)以及非易失性存储器5。
无线接口4按照通信协议实施无线信号的接收处理，并在接收到的信号是发往本装置的消息的情况下，将该消息输出至网络控制部2。另外，无线接口4按照通信协议，将由网络控制部2生成的消息作为无线信号进行发送。
作为通信协议，使用怎样的协议都可以，例如作为第三层即网络层的通信协议，可使用IP(Internet Protocol，因特网协议)。另外，作为第一层以及第二层、即物理层以及数据链路层的通信协议，可使用遵照IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)802.11的协议。此外，第一层以及第二层的通信协议虽然并不限定于IEEE802.11，但以能够应对多个传输速率并且具有被称为速率自适应(或者链路自适应)的功能为前提，所述速率自适应选择多个传输速率之中最适合的传输速率。对速率自适应的具体算法没有限制，例如，可使用ARF(Automatic Rate Fallback，自动速率回退)方式、接收侧使用RTS(Request to Send，请求发送)帧测定无线信号的质量的方式等。另外，设传输速率被保持在所发送的消息的第一层以及第二层的标头(例如，第一层的标头即PLCP(Physical Layer Convergence Protocol，物理层汇聚协议)标头)中。
本实施方式的通信装置1能够与相同结构的其他通信装置1通过基础设施模式(Infrastructure Mode)或者点对点模式(Ad hoc Mode)的通信来进行数据的发送接收。在基础设施模式下，通信装置1作为接入点(AccessPoint)或者终端而发挥作用，在作为终端发挥作用的情况下，进行与接入点的通信、以及经由接入点的与其他通信装置1的通信。在点对点模式下，通信装置1与其他通信装置1进行通信。通信装置1能够实施与其他通信装置1的单播通信，并且还能够将同一数据通过组播发送到多个其他通信装置1。
但是，在通信装置1以基础设施模式作为终端进行工作的情况下，该通信装置1通过组播发送的消息实际上作为单播的消息被发送到作为接入点发挥作用的其他通信装置1。此后，作为接入点发挥作用的其他通信装置1通过组播发送上述消息。
组播组存储部3保持本装置所属的组播组的标识符的列表。组播组存储部3将本装置所属的组播组的标识符通知给无线接口4。对于在目的地中存储了与本装置所属的组播组的标识符相对应的组播地址的消息，无线接口4也将其判断为是发往本装置的消息。非易失性存储器5保持进行发送的数据和/或接收到的数据等。网络控制部2具备工作模式设定部21、文件管理部22、消息处理部23以及MRS(Multicast Rate Selector，组播速率选择器)24。
在移动设备间的数据交换中，有时也需要对多个终端发送同一数据。在该情况下，会发生一对多的数据移动。若不考虑通信效率，则可考虑将一对一的通信反复进行接收终端的个数次。然而，反复发送同一数据是冗长的，将会导致转送所需的时间增长，且长时间不需要地占据频带。
为了避免上述问题，只要不利用一对一的单播通信，而是利用一对多的组播通信即可。但是，在组播通信的情况下，当某接收终端遗漏了特定的数据片段时，无法只为了该终端中断发送终端的数据转送而进行重发处理。数字电视播送和/或IP广播等并不具备数据重发的机构，其原因在于，发送的媒体数据为即使特定的数据区域缺失、处理也不会溃败的数据结构。在考虑处理任意格式的数据的情况下，接收文件连一位都不能缺失。因此，在本实施方式中，边通过组播通信发送数据，边为了防止在接收侧发生数据缺损而实施重发处理。关于重发处理的详情将在后面描述。
另外，在进行组播通信的情况下，还存在无法进行传输速率的最优化的问题。一般，在单播通信中，通过在第二层以下的层实施的速率自适应，将传输速率最优化。但是，在组播通信中，由于不实施速率自适应，所以传输速率不被最优化，例如会以最低传输速率进行组播通信。在本实施方式中，在组播通信中，也为了适合地设定传输速率，具备选择并设定传输速率的MRS24。关于传输速率的设定方法将在后面描述。
在本实施方式中，在向多个其他通信装置1发送同一数据的情况下，使用组播组管理数据的发送接收。组播组是处于属于同一逻辑网络且相互发送或者接收数据的关系的通信装置1的集合。在本实施例中，逻辑网络包括具有同一组播标识符的多个通信装置。即，在具有同一组播标识符的通信装置间进行发布在组播组内的数据的发送接收，在不具有同一组播标识符的通信装置间，即使物理上处于近距离，也不进行发布在组播组内的数据的发送接收。在本实施方式中，在向多个其他通信装置1发送同一数据时，将作为数据的发送源的通信装置1、即发送源装置称为发布方(Publisher)(发送源)或者发送机，将发布方以外的通信装置1称为订阅方(Subscriber)(接收侧)或者接收机。订阅方直接地或者经由其他通信装置1从发布方接收数据。对于一个组播组，设定一个作为发布方的通信装置1。
在以基础设施模式为前提的情况下，发布方是作为接入点发挥作用的通信装置1，订阅方是作为终端发挥作用的通信装置1。在以点对点模式为前提的情况下，发布方以及订阅方分别是任意的通信装置1。
返回到图1的说明，网络控制部2的工作模式设定部21(工作模式存储部)设定使本装置(通信装置1)以发布方和订阅方的哪种模式工作。另外，工作模式设定部21还设定本装置所属的组播组。关于组播组的设定将在后面描述。工作模式能够按每个组播组个别地设定。在点对点模式的情况下，也可以进行如下设定：使一个通信装置1在某组播组中是发布方而在其他组播组中为订阅方。工作模式设定部21对文件管理部22以及消息处理部23进行控制，使得按每个组播组实施与工作模式相应的工作。
在作为发布方进行工作的情况下，文件管理部22生成作为向订阅方的发送对象的文件组的内容表(Table of Contents，ToC)(内容信息)。在本实施方式中，将从发布方向订阅方发送的一组数据称为文件。文件是任意种类的数据文件都可以。例如，既可以是文本文件，也可以是图像和/或视频数据文件。发布方通过一系列的消息发送一个以上的文件。在这一系列的消息的发送前，文件管理部22生成内容表，该内容表存储了关于与该一系列的消息对应的文件的信息。另外，文件管理部22将文件分解成被称为组块(Chunk)(数据块)的进行重发时的单位数据，并对各组块分配唯一的标识符。在内容表中，按每个文件包含文件的标识符以及构成该文件的组块的列表。构成文件的组块的列表例如是组块的标识符的一览表。并不限于此，在对一个文件分配连续的组块标识符的情况下，构成文件的组块的列表(以下称为“组块列表”)也可以是可知所发送的组块的标识符的范围的信息等。消息处理部23生成存储了内容表的消息(内容表消息)。无线接口4将内容表消息作为无线信号进行发送。
在作为订阅方进行工作的情况下，文件管理部22保持通过内容表通知的组块列表。
消息处理部23生成将向其他通信装置1发送的数据整理成了一定的格式的消息，并传递给无线接口4。另外，无线接口4接收从其他通信装置1接收到的消息，并实施与消息的内容相应的处理。
在作为发布方进行工作的情况下，消息处理部23生成数据消息，该数据消息存储了在非易失性存储器5中保持着的数据(构成文件的数据)。另外，在作为发布方进行工作的情况下，消息处理部23基于从订阅方接收到的后述的修复消息(Repair Message)来实施后述的重发处理。另外，在此，虽然对发布方将在非易失性存储器5中保持着的数据发送给订阅方的例子进行说明，但是，本实施方式也可以应用于对通过有线或者无线线路接收到的数据和/或存储在了其他外部存储介质中的数据进行发送的情况。另外，在作为发布方进行工作的情况下，消息处理部23从无线接口4接收后述的修复消息，并将修复消息输出至MRS24。
在作为订阅方进行工作的情况下，消息处理部23从接收自其他通信装置1的数据消息提取数据，并保持至非易失性存储器5。在接收到了内容表的情况下，消息处理部23对存储在内容表中的组块列表进行保持。另外，在作为订阅方进行工作的情况下，消息处理部23在有接收失败了的数据消息时，生成修复消息并传递至无线接口4。
数据消息是包含组块的消息，所述组块是从发布方向订阅方发送的文件数据的片段。在一个数据消息中，含有一个以上的组块。一个组块包括作为组块的实体的字节流以及该组块的标识符。除此之外，其他信息也可以包含于组块中。
在组块的大小对于作为一个数据消息发送来说过大的情况下，也可以将组块分割成更小的被称为扇区的单位数据。在这种情况下，数据消息以扇区为单位进行发送，而重发的请求以组块为单位实施。在这种情况下，数据消息包含一个以上的扇区。扇区包括作为其实体的字节流以及该扇区的标识符。扇区的标识符由包含该扇区的组块的标识符以及该扇区的从组块上的开头起的索引的对(Pair)组成。此外，发布方将内容表也分解成组块或者扇区，并与文件数据同样地作为数据消息进行发送。
在作为发布方进行工作的情况下，MRS24基于从作为订阅方进行工作的其他通信装置1接收到的修复消息，选择组播发送的传输速率，并将所选择的传输速率通知给消息处理部23。消息处理部23在生成了数据消息等通过组播发送进行发送的消息的情况下，指示无线接口4使得以从MRS24通知的传输速率进行发送。由此，可设定组播发送中的传输速率。在作为订阅方进行工作的情况下，MRS24不进行工作。
在以上的说明中，对通信装置1具有发布方和订阅方双方的功能的例子进行了说明，但是，本实施方式的工作也可以应用于通信装置1具有发布方和订阅方中的任意一方的功能的情况。在这种情况下，仅具有发布方的功能的通信装置1也可以不具备图1的工作模式设定部21，各构成要素实施上述的作为发布方进行工作的情况下的工作。仅具有订阅方的功能的通信装置1也可以不具备图1的工作模式设定部21以及MRS24，各构成要素实施上述的作为订阅方进行工作的情况下的工作。在本实施方式中，将具有发布方和订阅方双方的功能且作为发布方进行工作的通信装置1、以及仅具有发布方的功能的通信装置1称为发布方，将具有发布方和订阅方双方的功能且作为订阅方进行工作的通信装置1、以及仅具有订阅方的功能的通信装置1称为订阅方。
图2是表示本实施方式的数据消息的构成例的图。图2示出了以组块为单位发送数据消息的例子。如图2所示，在数据消息中，作为表示发送源的信息而存储发送源的发布方标识符，作为表示目的地的信息而存储发送目的地的组播组标识符。接着，存储表示由该数据消息发送的组块的个数的组块数，在其后存储各组块(组块1、组块2等)。在以扇区为单位发送数据消息的情况下，将图2的组块数替换为扇区数，并代替各组块而存储各扇区。
修复消息是从订阅方发送给发布方的消息。修复消息用于某订阅方对发布方指示请求发送即重发的组块。在修复消息中，包含订阅方请求重发的组块的组块标识符。发布方若接收到修复消息，则作为重发处理，在特定的定时发送与该修复消息内所包含的组块标识符相对应的组块。
图3是表示本实施方式的修复消息的构成例的图。修复消息包括希望发送的组块的标识符的列表。如图3所示，在修复消息中，作为表示发送源的信息而存储发送源的订阅方标识符，作为表示目的地的信息而存储发送目的地的发布方标识符。即，修复消息通过以目的地作为发布方的单播发送来进行发送。接着，存储表示由该修复消息请求发送的组块的标识符的个数的组块标识符数，在其后存储请求发送的各组块的标识符。为了减少在修复消息内指定的组块标识符的数据量，也可以通过用开头组块的标识符与连续的组块数的对(pair)表示同一文件所包含的连续的组块的标识符等的方法进行压缩。此外，在以基础设施模式进行工作的情况下，订阅方也可以在表示目的地的信息中存储组播组标识符。在这种情况下，虽然将目的地设为组播组标识符，但由于成为经由发布方的组播发送，所以该修复消息通过单播发送到发布方。在本说明书中，所谓基于单播进行的发送(单播发送)，也包含在基础设施模式下从订阅方向发布方进行发送的组播发送。
接下来，对本实施方式的组播组进行说明。在本实施方式中，发布方通过组播发送数据消息，加入到同一组播组并且处于电波的到达范围内的所有装置进行接收。在通过组播发送通常的消息时，发送源装置并不保证消息正确地到达接收侧的装置，另外也不进行关于是否到达了的确认。另一方面，在本实施方式中，在数据消息的接收失败了的情况下，使用修复消息进行重发处理。这样，通过进行重发处理，在通过组播发送了数据的情况下也能够防止接收侧的数据缺损。
图4是表示本实施方式的消息发送的一例的图。左侧的通常发送示出发布方101通过组播发送数据消息的情形。位于来自发布方101的电波的到达范围103内的订阅方102能够接收数据消息。右侧的重发请求示出订阅方102通过修复消息104请求重发的情形。此外，从发布方101/订阅方102输出的电波既可以具有指向性，也可以不具有指向性。在不具有指向性的情况下，在图4中，从发布方101/订阅方102输出的电波按同心圆状传播。
作为基于组播进行的发送的一个例子，有使用IP组播的方法。对加入到同一组播组的发布方和所有订阅方分配共同的组播地址。在这种情况下，作为图2的组播组的标识符，可使用组播地址。若向该组播地址发送消息，则消息将到达同一组播组内的全部装置。另一方面，加入到不同组播组的装置即使离得近，由于组播地址不同，相互的消息也不会发生误到达。
图5是表示向组播组的加入处理步骤的一例的图。在建立新的组播组时，首先，发布方选择组播地址(步骤S1)。组播地址的选择由组播组存储部3实施。将该组播地址用作为用于使其他装置接收本装置发送的文件的组播组的标识符。接下来，发布方将该组播地址通过某种方法通知给周围的装置(订阅方)(步骤S2)。例如，可考虑事先将能够加入到组播组的所有通信装置1连接到具有共同的网络地址的网络空间，并通过广播对该网络地址进行通知的方法等。或者，也可以通过发布方的管理者向订阅方的用户口头传达组播地址等不依赖于网络的物理手段来进行传送。或者，既可以并非发布方来确定组播地址，而是应用者确定组播地址并向发布方进行设定，也可以应用者将组播地址通过纸和/或电子邮件等通知给用户。
订阅方若通过来自用户的输入等或者来自发布方的接收而取得组播地址(步骤S3)，则在从该组播组的发布方接收到文件的情况下，通过设定该组播地址来开始监听(Listen)(在组播组内发送的数据的接收)(步骤S4)。具体而言，订阅方的组播组存储部3保持该组播地址。另外，发布方的组播组存储部3也保持所确定的或者被设定的组播地址。
在通信装置1具备多个无线接口4的情况下，一个通信装置1也可以同时加入到多个组播组。在这种情况下，对各无线接口4设定不同的组播地址。
对从发布方接收到数据消息时的、订阅方的工作进行说明。图6是表示接收到数据消息的订阅方的工作的一例的流程图。订阅方若接收到数据消息(步骤S11)，则判断数据消息的目的地是否为本装置所属的组播组的标识符(步骤S12)。在数据消息的目的地是本装置所属的组播组的标识符的情况下(步骤S12的“是”)，将数据消息(具体而言是存储在数据消息中的组块)存储至非易失性存储器5(步骤S13)，并结束处理。此外，在步骤S13，也有时不存储至非易失性存储器5，而在RAM(未图示)上提取数据消息中所包含的组块，并对所提取的组块实施预定的处理。在数据消息的目的地不是本装置所属的组播组的标识符的情况下(步骤S12的“否”)，不将数据消息存储至非易失性存储器5，而结束处理。
接下来，对发布方的数据消息发送序列(Sequence)进行说明。图7是表示本实施方式的循环发送状态下的数据消息发送序列的一例的图。在此，为了简单化，假定中途没有新的订阅方加入到组播组。首先，发布方依次发送内容表以及一系列的数据消息(步骤S21)。如上所述，所谓一系列的数据消息，是通过内容表通知文件的信息的数据消息，是存储了一个以上的文件的数据(组块)的多个数据消息。具体而言，文件管理部22确定进行发送的组块的发送顺序，并向消息处理部23指示从开头到最后的组块的发送顺序，消息处理部23基于发送顺序依次生成存储了一个以上的组块的数据消息。无线接口4发送所生成的数据消息。这样，将发布方从开头到最后的组块依次通过数据消息发送与一个内容表相对应的组块的状态称为循环发送状态。
另一方面，订阅方接收从发布方发送来的数据消息，在有接收失败了的组块的情况下，发送修复消息(步骤S22)。具体而言，订阅方的文件管理部22对由内容表通知的组块列表与正常接收到的组块的组块标识符进行比较，判断是否有未正常接收的组块。在有未正常接收的组块的情况下，将该组块的标识符通知给消息处理部23，消息处理部23生成存储了所通知的组块的标识符的修复消息。无线接口4发送所生成的修复消息。
发布方在循环发送状态时若接收到修复消息，则暂时停止依次发送组块的工作，并对该修复消息进行响应(步骤S23)。具体而言，发布方通过数据消息发送与包含在修复消息中的组块的标识符相对应的组块。在对该修复消息进行响应之后，重新开始暂时停止的一系列的数据消息的发送(步骤S24)。这样，根据修复消息的发送(步骤S22)，反复进行一系列的数据消息的发送的暂时停止及对修复消息的响应(步骤S23)和发送的重新开始(步骤S24)。
在发送了一系列的数据消息的最后的组块之后，发布方从循环发送状态转变至修复受理状态。图8是表示本实施方式的修复受理状态下的数据消息发送序列的一例的图。在修复受理状态下，发布方进行在接收到修复消息的情况下进行响应的工作。在有接收失败了的组块的情况下，订阅方发送修复消息(步骤S31)。发布方若接收到修复消息则对该修复消息进行响应(步骤S32)。具体而言，发布方通过数据消息发送与包含在修复消息中的组块的标识符相对应的组块。此时发送的数据消息既可以通过组播发送也可以通过单播发送。发布方在一定时间未收到修复消息的时刻判断为发送完成，并结束修复受理状态。
此外，虽然在上面说明了以组块为单位发送数据消息的例子，但是在以扇区为单位发送数据消息的情况下，也在修复消息中存储组块的标识符。
接下来，对订阅方发送修复消息的定时以及各修复消息所包含的组块标识符的判断方法，示出一例。订阅方基于由内容表通知的信息，对发布方发送的全部组块进行排序以成为被发送的顺序。接下来，订阅方在以接收到内容表的时间为起点在一定时间未收到包含尚未从发布方接收到的组块的数据消息的情况下，判断为该组块的接收失败并生成修复消息进行发送，由此请求该组块的重发。设此时请求的组块为：在进行了排序的全部组块列表中，对未接收的组块从开头起依次选择一定个数的组块。
综上所述，在本实施方式中，发布方通过组播以组块或扇区为单位发送数据，订阅方向发布方发送修复消息，该修复消息存储了表示判断为未能正常接收的组块或扇区的标识符。然后，发布方重发由订阅方指定的组块或扇区。因此，在将同一数据发送给多个订阅方的情况下，除被要求重发的部分以外，能够通过一次发送将数据发送，因此，能够实现通信的高速化、省电化。同时，能够进行未能正常接收的数据的重发，能够防止数据的缺损。
接下来，对本实施方式的组播通信中的传输速率的设定方法进行说明。如上所述，在单播通信中，进行速率自适应，并在各消息的第一层或者第二层的标头内附加表示传输速率的信息。虽然在图2、图3中未进行图示，但是，在本实施方式的数据消息、修复消息中，也通过无线接口4附加第一层或者第二层的标头。由于修复消息如上所述通过单播发送，因此，在修复消息中，存储表示通过速率自适应最优化后的传输速率(以下，称为“最佳速率”)的信息、即速率信息。
在本实施方式中，发布方的MRS24通过提取存储在从订阅方接收到的修复消息的第一层或者第二层的标头中的速率信息，来掌握各订阅方的最佳速率。另外，MRS24基于各订阅方的最佳速率，确定组播发送的传输速率。
图9是表示本实施方式的MRS24的结构例的图。如图9所示，MRS24具备信道传感器(Channel Sensor)241、可达吞吐量计算器(AchievableThroughput Calculator)242以及速率确定器243。
信道传感器241判断是否接收到修复消息，并在接收到的情况下，从修复消息提取速率信息，将存储在了修复消息中的表示发送源的信息(发送源的订阅方标识符)与速率信息所表示的最佳速率关联而作为订阅方速率信息进行保持。另外，在最佳速率被更新了的情况下、接收到修复消息的情况下或者接收到一定数量以上的修复消息的情况下等，信道传感器241将所保持的订阅方速率信息输出至可达吞吐量计算器242。此外，虽然在此说明将发送源的订阅方标识符与速率信息所表示的最佳速率关联得到的信息设为订阅方速率信息的例子，但是，在订阅方速率信息中也可以不包含订阅方的标识符。例如，订阅方速率信息例如也可以是将每个订阅方的最佳速率排列起来而成的内容。
可达吞吐量计算器242保持有速率吞吐量表(Rate-Throughput table：RT-Table)。可达吞吐量计算器242基于速率吞吐量表以及订阅方速率信息，计算每个传输速率的可达吞吐量。速率吞吐量表是表示所选择的传输速率即所设定的传输速率与订阅方的最佳速率的每个组合的有效吞吐量的表。可达吞吐量是表示对接收通过设定成了各传输速率的情况下的组播发送的消息的订阅方全体的吞吐量的值。
图10是表示本实施方式的速率吞吐量表的一例的图。在此，设通信装置1可应对的传输速率的个数为k(k是大于等于2的整数)，设传输速率R1、R2、…、Rk在i＜j时满足Ri<Rj。i以及j是大于等于1且小于等于k的整数。另外，将Tm,n定义为：在最佳速率为Rm的情况下，设定(选择)Rn而进行基于Rn的传输时的有效吞吐量。从而，速率吞吐量表是存储与最佳速率Rm和所选择的传输速率Rn对应的Tm,n的表。Tm,m表示最佳速率与所选择的传输速率一致的情况下的有效吞吐量，是相对于最佳速率做出了最优选择的状态(可获得最优性能的状态)。以下，也将Tm,m称为匹配吞吐量(Matching Throughput)。在图10中示出的速率吞吐量表中，沿垂直方向表示最佳速率，沿水平方向表示所选择的传输速率(Selected Rate)，在最佳速率Rm与所选择的传输速率Rn相交叉的部分存储对应的有效吞吐量Tm,n。
当n小于m时，即在选择了比最佳速率低的传输速率的情况下，变得无法发挥原本能够实现的性能，且有效吞吐量Tm,n低于匹配吞吐量。当n大于m时，即在选择了比最佳速率高的传输速率的情况下，将会发生丢包，有效吞吐量Tm,n仍然低于匹配吞吐量。
存储在速率吞吐量表中的有效吞吐量基于RTT(Round Trip Time，往返时延)以及数据包发生错误的概率而预先通过理论计算而计算出。或者，存储在速率吞吐量表中的有效吞吐量还可以根据基于模拟或实验(Tested Experiment)的实际测量等而预先计算出。
可达吞吐量计算器242基于各订阅方的最佳速率和速率吞吐量表，对每个所选择的速率，求出各订阅方的有效吞吐量的总和作为可达吞吐量，并将每个所选择的速率的可达吞吐量输出至速率确定器243。
例如，设存在两个对发布方通过组播发送的数据进行接收的订阅方,且这两个订阅方的最佳速率不同。在这种情况下，若配合最佳速率较低的一方的订阅方来设定传输速率并进行组播发送，则在最佳速率较高的一方的订阅方，将会以低于最佳速率的传输速率进行发送，且有效吞吐量低于匹配吞吐量。另一方面，若配合最佳速率较高的一方的订阅方来设定传输速率并进行组播发送，则在最佳速率较低的一方的订阅方，将会发生丢包，且有效吞吐量低于匹配吞吐量。这样，在存在多个订阅方时，如何选择组播发送的传输速率就成为课题。在本实施方式中，作为用于选择组播发送的传输速率的评价函数，使用订阅方的有效吞吐量的总和、即可达吞吐量。
速率确定器243基于由可达吞吐量计算器242计算出的可达吞吐量，来选择组播发送所使用的传输速率，并将选择的传输速率通知给消息处理部23。具体而言，速率确定器243选择可达吞吐量达到最大的传输速率。
下面，列举一例，说明本实施方式的通信装置1中的组播发送的传输速率的选择方法。在此，设本实施方式的通信装置1可应对R1至R12这12个传输速率。在IEEE802.11a/b/g中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12分别为1、2、5.5、6、9、11、12、18、24、36、48、54Mbps。此外，通信装置1可应对的传输速率的个数并不限于12个，通信装置1可应对的传输速率的值也并不限于上述的示例。
图11是表示各订阅方的最佳速率的一例的图。图11中示出的发布方101是作为发布方进行工作的通信装置1，图11中示出的订阅方102-1至102-3是作为订阅方进行工作的通信装置1。设发布方101通过组播递送数据消息，订阅方102-1、102-2、102-3通过单播发送修复消息。设在订阅方102-1、102-2、102-3发送的修复消息中，在速率信息中分别存储了表示R9(24Mbps)、R7(12Mbps)、R4(6Mbps)的信息。
信道传感器241基于存储在从订阅方102-1、102-2、102-3接收到的修复消息中的速率信息，掌握到订阅方102-1、102-2、102-3的最佳速率分别为R9、R7、R4。然后，信道传感器241将表示订阅方102-1、102-2、102-3的标识符与R9、R7、R4关联并作为订阅方速率信息输出至可达吞吐量计算器242。
可达吞吐量计算器242基于订阅方102-1、102-2、102-3的最佳速率R9、R7、R4以及速率吞吐量表，计算出每个所选择的速率的可达吞吐量。对可设定的全部传输速率计算可达吞吐量。即，当设与所选择的速率Rn对应的可达吞吐量为An时，计算出A1＝T4,1+T7,1+T9,1、A2＝T4,2+T7,2+T9,2、…、A12＝T4,12+T7,12+T9,12。此外，对于比订阅方102-1、102-2、102-3的最佳速率之中的最小值低的传输速率、以及比订阅方102-1、102-2、102-3的最佳速率之中的最大值高的传输速率，也可以不计算可达吞吐量。
速率确定器243求取由可达吞吐量计算器242计算出的每个所选择的速率的可达吞吐量即A1、A2、…、A12中的最大值，并将与最大值相对应的所选择的速率作为在组播发送中使用的传输速率通知给消息处理部23。综上所述，在本实施方式中，作为评价函数，使用有效吞吐量的总和即可达吞吐量来选择在组播发送中使用的传输速率。由此，能够设定考虑到了订阅方全体的适合的传输速率。
图12是表示本实施方式的速率确定器243的结构例的图。速率确定器243具备MMT(Maximized Multicast Throughput，最大组播吞吐量)探寻器244、初始值(Initial Rate，初始速率)存储部245以及速率多路复用器(Rate Mux)246。MMT探寻器244计算出可达吞吐量之中的最大值、即MMT，并将与MMT相对应的传输速率输入至速率多路复用器246。初始值存储部245对预先设定的传输速率的初始值、即初始速率进行存储，并输入至速率多路复用器246。速率多路复用器246在未从MMT探寻器244输入与MMT相对应的传输速率的期间、即在一次也未接收到修复消息时，输出从初始值存储部245输入的初始速率，若从MMT探寻器244输入与MMT相对应的传输速率，则输出与MMT相对应的传输速率。
图13是表示本实施方式的发送速率的确定步骤的一例的流程图。首先，网络控制部2将发送速率(组播发送的传输速率)设定成初始值(InitialRate，初始速率)(步骤S41)。具体而言，MRS24将初始速率输出至消息处理部23，消息处理部23设定无线接口4以使得对组播发送使用初始速率。作为初始速率，能够设定可设定的传输速率之中任意的传输速率。
接下来，消息处理部23以所设定的发送速率通过组播发送数据消息(步骤S42)。接下来，MRS24的信道传感器241判断是否接收到修复消息(步骤S43)。在接收到修复消息的情况下(步骤S43的“是”)，MRS24的信道传感器241基于修复消息取得订阅方的最佳速率(步骤S44)。接下来，MRS24实施速率选择处理(步骤S45)。速率选择处理是上述的可达吞吐量计算器242的可达吞吐量的计算以及速率确定器243的基于可达吞吐量的传输速率的选择处理。
在速率选择处理之后，消息处理部23将组播发送的发送速率设定成通过速率选择处理选择出的速率(传输速率)(步骤S46)，并返回到步骤S42。在步骤S43，在没有接收到修复消息的情况下(步骤S43的“否”)，返回到步骤S42。
此外，传输速率的选择既可以在每次接收到修复消息时进行，也可以在接收到预定次数的修复消息的情况下执行，甚至在存储在修复消息中的最佳速率只有一个发生变化的情况下也可以执行。
以上，对使用各订阅方的有效吞吐量的总和作为可达吞吐量的评价函数的例子进行了说明。但是，基于多个订阅方的最佳速率选择传输速率的方法并不限于使用该评价函数的例子。例如，发布方也可以使用：选择发送了修复消息的订阅方的最佳速率之中的最小值的方法；选择发送了修复消息的订阅方的最佳速率之中的最大值的方法；选择发送了修复消息的订阅方的最佳速率之中的处于最大值与最小值中间的值的方法等。即，若对图11的例子进行具体说明，则在选择最小值的方法中A1＝min{T4,1，T7,1，T9,1}、A2＝min{T4,2，T7,2，T9,2}、…、A12＝min{T4,12，T7,12，T9,12}，在选择最大值的方法中A1＝max{T4,1，T7,1，T9,1}、A2＝max{T4,2，T7,2，T9,2}、…、A12＝max{T4,12，T7,12，T9,12}，而作为选择处于中间的值的方法的一例，为A1＝med{T4,1，T7,1，T9,1}、A2＝med{T4,2，T7,2，T9,2}、…、A12＝med{T4,12，T7,12，T9,12}。在此，min、max、med分别是返回中括号内的值的最小值、最大值、中间值(median)的函数。进而，也可以使用如下方法，即并非对多个订阅方的全部、而是对一部分订阅方的有效吞吐量取得总和、最小值、最大值、中间值。在图11的例子中，三个订阅方的最佳速率分别为R9、R7、R4。例如，在此，将具有最小的最佳速率的订阅方102-3从计算中排除，以A1＝T7,1+T9,1、A2＝T7,2+T9,2、…、A12＝T7,12+T9,12的方式计算可达吞吐量。作为排除对象的订阅方的选择方法可考虑：以最佳速率的升序排除Nmin支集的方法；以最佳速率的降序排除Nmax支集的方法；以及这二者的组合。在这种情况下，Nmin、Nmax既可以设为固定值，也可以以订阅方个数的P％等与订阅方的个数成比例的方式进行确定。或者，还可以计算订阅方的最佳速率的平均值或中间值，并将具有与该值之差大于等于阈值Rth的最佳速率的订阅方排除。在图11的例子中，设Ravg＝(R9+R7+R4)/3、Rmed＝med{R9，R7，R4}，当某订阅方的最佳速率为Ri时，如果|Ri–Ravg|>Rth，则将该订阅方从计算中排除。或者，如果|Ri–Rmed|>Rth，则将该订阅方从计算中排除。这样，通过排除具有与大多数订阅方(Most Subscribers)差异较大的最佳速率的订阅方，能够首先优先向大多数的订阅方的数据发送。也可以在大多数订阅方接收到数据之后，个别地进行向具有低最佳速率的订阅方的发送、以及向具有高最佳速率的订阅方的发送。
另外，在本实施方式中，发布方使用修复消息来取得最佳速率，但是，也可以使用修复消息以外的、通过单播发送的数据的第一层或者第二层的标头来取得最佳速率。如上所述，在该基于单播进行的发送中，包括基于从基础设施模式下的订阅方发送的组播进行的发送。例如，发布方也可以向订阅方发送请求基于单播进行的响应，并使用来自订阅方的响应消息取得最佳速率。
综上所述，在本实施方式中，进行组播发送的发布方基于修复消息等通过单播从订阅方发送的消息，来取得订阅方的最佳速率，并基于最佳速率选择组播发送的传输速率。因此，能够设定考虑了订阅方全体的适合的传输速率。
(第二实施方式)
接下来，对第二实施方式所涉及的通信装置1进行说明。本实施方式的通信装置1的构成与第一实施方式相同。下面，对与第一实施方式不同的部分进行说明。
在第一实施方式中，描述了作为发布方进行工作的通信装置1的MRS24在接收到修复消息之前将组播发送中的传输速率设定成初始速率的情况。虽然在第一实施方式中，对将初始速率设定为可设定的传输速率之中的任意传输速率的例子进行了说明，但是，在本实施方式中，将初始速率设定为可设定的传输速率之中的最大值。例如，在能够设定上述的R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12这12个传输速率的情况下，将R12设定为初始速率。
如在第一实施方式中所述的那样，若基于修复消息确定传输速率，则在订阅方与发布方之间的传输路径状态向变差的方向变化的情况下，发布方能够基于修复消息掌握最新的最佳速率。例如在因订阅方移动等而使得发布方与订阅方之间的距离增长了的情况下，传输路径状态将会变差。因此，订阅方的最佳速率下降。另外，由于传输路径状态变差，所以订阅方接收数据消息失败，发送修复消息。
另一方面，若以比订阅方的最佳速率低的传输速率发送数据消息，则发送修复消息的概率降低。因此，发布方不会及时地改变组播发送的传输速率。从传输效率的角度来看，希望将传输速率设定得尽可能高，但是，在第一实施方式的方法中，难以向高速率方向改变传输速率。
因此，在本实施方式中，设定最高的传输速率作为初始速率。由此，从订阅方发送修复消息的可能性增大，能够提高选择适合的传输速率的可能性。
(第三实施方式)
接下来，对第三实施方式所涉及的通信装置进行说明。图14是表示本实施方式的速率确定器243a的构成例的图。除代替速率确定器243而具备速率确定器243a以外，本实施方式的通信装置与第一实施方式的通信装置1相同。下面，对与第一实施方式不同的部分进行说明。
如在第二实施方式中所述的那样，在第一实施方式的方法中，难以向高速率方向改变传输速率。因此，在本实施方式中，速率确定器243a定期地将组播发送的发送速率设定为高传输速率。在此，虽然说明了速率确定器243a定期地设定比当前所设定的发送速率高一个等级的传输速率的例子，但也可以定期地设定最高的传输速率。或者，还可以是，速率确定器243a定期地设定最高的传输速率与当前所设定的传输速率的中间的传输速率。
如图14所示，除对第一实施方式的速率确定器243追加了定时器(Timer)247以及速率提升器(Rate Raiser)248，并代替速率多路复用器246而具备速率多路复用器246a以外，速率确定器243a与第一实施方式的速率确定器243相同。定时器247计测一定时间，并在经过一定时间后向速率提升器248通知定时期满。速率提升器248在从定时器247通知了定时期满后，将传输速率设定成比上次所设定的值(从速率多路复用器246a通知的最新值)高一个等级的传输速率并输出至速率多路复用器246a。速率多路复用器246a在从速率提升器248输入了传输速率的情况下，输出从速率提升器248输入的传输速率；在未从速率提升器248输入传输速率，而从MMT探寻器244输入了传输速率的情况下，输出从MMT探寻器244输入的传输速率；在从速率提升器248以及MMT探寻器244一次也未输入传输速率的情况下，输出从初始值存储部245输入的初始速率。另外，速率多路复用器246a将输出的传输速率通知给速率提升器248。
图15是表示本实施方式的速率确定器243a中的发送速率改变处理步骤的一例的图。在速率确定器243a中，首先，MMT探寻器244对定时器247进行初始化(步骤S51)。MMT探寻器244判断是否接收到修复消息(步骤S52)，在接收到修复消息的情况下(步骤S52的“是”)，基于修复消息改变组播发送中的发送速率(步骤S55)，并返回到步骤S51。此外，在此设每次接收到修复消息，可达吞吐量计算器242实施处理，通过从可达吞吐量计算器242输入数据，MMT探寻器244能够掌握接收到了修复消息这一情况。可达吞吐量计算器242也可以例如在接收到一定次数的修复消息时实施处理的情况下，使得从消息处理部23向MMT探寻器244通知是否接收到了修复消息。在没有接收到修复消息的情况下(步骤S52的“否”)，若定时器247期满(步骤S53的“是”)，则速率提升器248将比当前所设定的发送速率高一个等级的传输速率输出到速率多路复用器246a，由此，改变组播发送中的发送速率(步骤S54)，并返回到步骤S51。在定时器247没有期满的情况下(步骤S53的“否”)，返回到步骤S52。
通过以上的处理，在一定时间内没有从任何订阅方发送来修复消息的情况下，发布方将组播发送的发送速率提高一个等级。如果在将组播发送的发送速率提高一个等级后，从订阅方发送来修复消息，则再次通过第一实施方式中所述的方法，基于各订阅方的最佳速率选择出适合的发送速率。另外，在将组播发送的发送速率提高一个等级后，一定时间内未接收到修复消息的情况下，进一步将组播发送的发送速率提高一个等级。通过这种处理，即使在各订阅方的最佳速率增高的情况下，也能够适合地设定组播发送的发送速率。
综上所述，在本实施方式中，定期地使组播发送的发送速率改变为比当前所设定的值高的值。由此，即使在发布方与订阅方之间的最佳速率向上升的方向变化的情况下，也能够适合地设定组播发送的发送速率。
虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但是这些实施方式是作为例子提出的，并非旨在限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种方式实施，在不偏离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。这些实施方式和/或其变形包含在发明的保护范围和/或宗旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等同的保护范围内。

Claims (20)

1.一种通信装置，具备：
无线接口部，其向接收装置发送数据消息，且若接收到从所述接收装置通过单播以最优化后的发送速率发送的消息，则从所述接收到的消息提取表示所述接收装置中的所述最优化后的发送速率的速率信息；
消息处理部，其生成以表示组播组的组播标识符作为目的地的所述数据消息，并输出至所述无线接口部；以及
选择器，其基于所述速率信息，选择发送所述数据消息的数据消息发送速率。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述接收到的消息是从所述接收装置为了请求所述数据消息的重发而发送的修复消息。
3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述选择器基于所述速率信息计算每个可设定的发送速率的有效吞吐量，并基于所述有效吞吐量来选择所述数据消息发送速率。
4.根据权利要求3所述的通信装置，其中，
基于所述速率信息计算每个所述可设定的发送速率的所述有效吞吐量是通过保持吞吐量信息而进行的，所述吞吐量信息表示所述速率信息的可取值与所述可设定的发送速率的每个组合的有效吞吐量。
5.根据权利要求3所述的通信装置，其中，
所述选择器对每个所述接收到的消息的发送源的所述接收装置求取所述有效吞吐量，并基于综合吞吐量来选择所述数据消息发送速率，所述综合吞吐量是将多个所述接收装置的所述有效吞吐量进行综合的吞吐量。
6.根据权利要求5所述的通信装置，其中，
将所述有效吞吐量进行综合，是取所述有效吞吐量的总和。
7.根据权利要求5所述的通信装置，其中，
将所述有效吞吐量进行综合，是取所述有效吞吐量的最大值。
8.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述选择器在还未从所述接收装置接收消息时，将所述数据消息发送速率设定成可设定的传输速率之中最高的传输速率。
9.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述选择器在没有从所述接收装置接收到所述消息并经过了一定时间的情况下，将所述数据消息发送速率改变为比当前所选择的值高的值。
10.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述选择器在没有从所述接收装置接收到所述消息并经过了一定时间的情况下，将所述数据消息发送速率改变为可设定的传输速率之中最高的传输速率。
11.一种通信方法，其中，
将以表示组播组的组播标识符作为目的地的数据消息发送至接收装置；
若接收到从所述接收装置通过单播以最优化后的发送速率发送的消息，则从所述接收到的消息提取表示所述接收装置中的所述最优化后的发送速率的速率信息；以及
基于所述速率信息，选择发送所述数据消息的数据消息发送速率。
12.根据权利要求11所述的通信方法，其中，
所述接收到的消息是从所述接收装置为了请求所述数据消息的重发而发送的修复消息。
13.根据权利要求11所述的通信方法，其中，
基于所述速率信息计算每个可设定的发送速率的有效吞吐量，并基于所述有效吞吐量来选择所述数据消息发送速率。
14.根据权利要求13所述的通信方法，其中，
基于所述速率信息计算每个所述可设定的发送速率的所述有效吞吐量是通过保持吞吐量信息而进行的，所述吞吐量信息表示所述速率信息的可取值与所述可设定的发送速率的每个组合的有效吞吐量。
15.根据权利要求13所述的通信方法，其中，
对每个所述接收到的消息的发送源的所述接收装置求取所述有效吞吐量，并基于综合吞吐量来选择所述数据消息发送速率，所述综合吞吐量是将多个所述接收装置的所述有效吞吐量进行综合的吞吐量。
16.根据权利要求15所述的通信方法，其中，
将所述有效吞吐量进行综合，是取所述有效吞吐量的总和。
17.根据权利要求15所述的通信方法，其中，
将所述有效吞吐量进行综合，是取所述有效吞吐量的最大值。
18.根据权利要求11所述的通信方法，其中，
在还未从所述接收装置接收消息时，将所述数据消息发送速率设定成可设定的传输速率之中最高的传输速率。
19.根据权利要求11所述的通信方法，其中，
在没有从所述接收装置接收到所述消息并经过了一定时间的情况下，将所述数据消息发送速率改变为比当前所选择的值高的值。
20.根据权利要求11所述的通信方法，其中，
在没有从所述接收装置接收到所述消息并经过了一定时间的情况下，将所述数据消息发送速率改变为可设定的传输速率之中最高的传输速率。
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