JP2001237883A

JP2001237883A - マルチキャスト通信システム及び方法、並びに、データ通信装置及びデータ通信方法

Info

Publication number: JP2001237883A
Application number: JP2000045695A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ogiso; 貴之小木曽
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】データ送信端末側は、全てのデータ受信
端末から返信フレームを受け取るまで待つことなく、次
のデータ・フレームの送信を行う。また、現返信フレー
ムに含まれるＦＢＩと今での未処理ＦＢＩとを古い順に
リスティングして、再送要求を優先順位付けすること
で、次のＦＦＩを決定する。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。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
信において特に有効である。

Description

【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対して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 Ter
minal 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
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（Ｐ
ＳＴＮ）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（Multimed
ia Mobile Access Communication system）などのよう
な移動体通信、ｂｌｏｕｅｔｏｏｔｈ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、普及し始めてい
る。

【０００５】通信媒体上で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
中に伝送経路を専有させないようにする（すなわち通信
回線を多数のデータ端末で共有する）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。これに対し、データ受信側では、次に送信を要求
するフレームのシーケンス番号を付した応答フレームを
返信する。送信フレームを誤りなく受信できたときに
は、そのフレームのシーケンス番号を１だけ増分した値
が確認応答のシーケンス番号となる。データ送信側が付
すシーケンス番号をＦＦＩ（Frame Forward Identifica
tion）と呼び、データ受信側が付すシーケンス番号をＦ
ＢＩ（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分割して順次送出
し、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ＳＲ−ＡＲＱ（Selective Repeat type Automati
c 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ＡＲ
Ｑ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か、あるい
は単なるＡＣＫ／ＮＡＣＫによる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＝１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
＝２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（Ｒ
ＴＦ）数として３フレームを要する場合、２フレーム分
だけ余分な（すなわち冗長な）フレームを伝送しなけれ
ばならなくなり、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、フレーム単位で送信と応答を繰り返すこと
になるので、データ伝送が冗長であり、スループットが
極めて低い。

【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 Auto
matic Repeat reQuest）方式が挙げられる。ＳＲ−ＡＲ
Ｑ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。

【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、同図に示すように、データ受信側が
例えばフレーム＃５の受信に失敗した場合、フレーム＃
５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＝５なる再送要求を返信し続けるが、該再
送要求中（すなわちＦＢＩ＝５を受信中）であってもデ
ータ送信側は次のフレーム＃６及びフレーム＃７を一方
的に送り続けることができる。したがって、送信タイム
・スロットを浪費することがない。また、データ受信側
においても、フレーム＃５が再送されるまでに受信する
フレーム＃６及びフレーム＃７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ので、フレームの送信順序
を保証することができる。フレーム＃５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＝８を指示するので、データ送信側では未送信の
フレーム＃８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＃６やフレーム＃７を再送する
必要がない。

【００１５】また、図２中では、ＦＦＩ＝１０すなわち
フレーム＃１０についてもデータ受信側は再送要求して
いるが、上述と同様の処理手順で再送要求が捌かれるこ
とになる。

【００１６】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。

【００１７】なお、フレームの再送制御は、通常、ＯＳ
Ｉ（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））、及び、リンク層に相当するプロトコル層
において行われる。

【００１８】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、マルチキャストは特
定の端末グループにのみ送信することもできる。

【００１９】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。

【００２０】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たような環境
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、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）。

【００２１】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。

【００２２】例えば、無線系伝送路におけるマルチキャ
スト通信にＡＲＱを用いた再送制御方式は従来より行わ
れていたが、ＳＲ−ＡＲＱ方式のマルチキャスト通信は
存在しない。また、従来のマルチキャスト通信のための
ＳＲ−ＡＲＱ方式はＴＣＰなどのトランスポート層プロ
トコルで実装するものであり、リンク層で制御すること
はできない（このことは、例えばＰＩＡＦＳ（PHS Inte
rnet Access Forum Standard）のようなリンク層相当の
プロトコルでは実装できないことを意味する。）。

【００２３】また、移動体通信のように伝送品質が保証
されていないような通信システムにでは、同一のデータ
（フレーム）を複数の受信端末に配信するために、一対
一すなわちユニキャスト通信を繰り返すという「バケツ
・リレー」形式で伝送する方式もある（図４を参照のこ
と）。この場合、それぞれのユニキャスト通信において
はＳＲ−ＡＲＱ方式の再送制御方式を適用することがで
きるが、通信システム全体としては非効率であることは
言うまでもないであろう。バケツ・リレー方式による場
合、伝送効率を上げるには、充分な周波数資源が必要と
なってしまう。

【００２４】衛星などを使用した大容量の通信回線や、
伝送品質が移動体通信環境ほど劣悪な状態ではない通信
形態では、ＳＲ−ＡＲＱ方式の再送制御は可能である。
例えば、データ受信側の端末としては、据え置き型すな
わち比較的大型化の装置を想定して、再送制御のための
バッファを充分に確保することで、マルチキャスト通信
においてもＳＲ−ＡＲＱ方式を適用することは可能であ
る。

【００２５】しかしながら、移動体通信の場合、データ
端末には大きさやコストなどに著しい制約条件が課され
る。また、他の通信方式のように伝送速度に余裕がある
訳ではないので、できる限り少ない情報量でより効率的
に再送制御を行う必要がある。

【００２６】他方、従来の再送制御方式は、直接通信の
ように送信確認を得るまでの遅延時間が比較的小さくて
済む通信システムを前提としたものではない。このた
め、バッファ・サイズなどの面で、直接通信システムに
適用するには冗長な部分が存在する。

【００２７】

【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。

【００２８】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。

【００２９】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冗長性を排した再送制御を行うこと
で、高スループットでデータ伝送することができる、デ
ータ通信技術を提供することにある。

【００３０】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でマルチキ
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。

【００３１】本発明の更なる目的は、マルチキャスト通
信にＳＲ−ＡＲＱ方式の再送制御を適用することによ
り、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。

【００３２】

【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
データ送信端末はデータ・フレームのシーケンス番号Ｆ
ＦＩ（Frame Forward Identification）を付してフレー
ム送信し、これに対し前記データ受信端末の各々は次に
送信要求するデータ・フレームのシーケンス番号ＦＢＩ
（Frame Backward Identification）を含んだ応答フレ
ームを返信するとともに、前記データ送信端末は、全て
のデータ受信端末から応答フレームが返信されるまで待
つことなく、受信したＦＢＩに基づいて次のデータ・フ
レームのＦＦＩを決定してフレーム送信を行うことを特
徴とするマルチキャスト通信システムである。

【００３３】本発明の第１の側面に係るマルチキャスト
通信システムにおいて、前記データ送信端末は、送信未
処理のＦＢＩを古い順に優先順位付けして次のＦＦＩを
決定することができる。この結果、データ転送の信頼性
を維持しつつ、冗長性を排した再送制御を行い、データ
転送のスループットを向上させることができる。

【００３４】また、前記データ受信端末側は、従来のＳ
Ｒ−ＡＲＱ方式の通信機構をそのまま適用することがで
きる。すなわち、正しくフレーム受信できたＦＦＩを１
だけ増分した値をＦＢＩとして確認応答するとともに、
正しくフレーム受信できなかったＦＦＩをそのままＦＢ
Ｉとして再送要求を行うようにすればよい。

【００３５】マルチキャスト通信方式では、所定数のデ
ータ受信端末を１つの受信グループとして扱い、１回の
受信タイム・スロットで受信グループ内の全ての受信端
末から応答フレームを受け取ることができる場合があ
る。本発明に係るデータ送信端末は、１回の受信タイム
・スロットでは単一の受信グループからの応答フレーム
のみを受信して、次の送信タイム・スロットでは同じフ
レームの送信を繰り返すことなく（また、他の受信グル
ープからの応答を待つことなく）、次の送信フレームの
ＦＦＩを逐次決定すればよい。

【００３６】また、ＳＲ−ＡＲＱ方式の再送制御を本発
明に係るマルチキャスト通信に適用するためには、前記
データ送信端末及びデータ受信端末の各々は、送信順序
を維持したまま複数のフレームを一時的に保管するバッ
ファすなわちモジュロ・バッファを備えていることがよ
り好ましい。

【００３７】本発明に係るマルチキャスト通信方式は、
例えば、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈやＭＭＡＣ（Multimedia M
obile Access Communication system）のアドホック通
信のような無線を用いた直接通信に適用することができ
る。

【００３８】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
を行うマルチキャスト通信方法であって、（ａ）前記デ
ータ送信端末が、データ・フレームのシーケンス番号Ｆ
ＦＩ（FrameForward Identification）を付してフレー
ム送信するステップと、（ｂ）前記データ受信端末の各
々が、次に送信要求するデータ・フレームのシーケンス
番号ＦＢＩ（Frame Backward Identification）を含ん
だ応答フレームを返信するステップと、（ｃ）前記デー
タ送信端末が、全てのデータ受信端末から応答フレーム
が返信されるまで待つことなく、受信したＦＢＩに基づ
いて次のデータ・フレームのＦＦＩを決定するステップ
と、を具備することを特徴とするマルチキャスト通信方
法である。

【００３９】本発明の第２の側面に係るマルチキャスト
通信方法において、前記ステップ（ｃ）では、前記デー
タ送信端末は送信未処理のＦＢＩを古い順に優先順位付
けして次のＦＦＩを決定することができる。

【００４０】また、前記ステップ（ｂ）において、前記
データ受信端末は、正しくフレーム受信できたＦＦＩを
１だけ増分した値をＦＢＩとして確認応答するととも
に、正しくフレーム受信できなかったＦＦＩをそのまま
ＦＢＩとして再送要求を行うようにすればよい。

【００４１】また、所定数のデータ受信端末を１つの受
信グループとして扱う場合には、前記ステップ（ｃ）で
は、前記データ送信端末は１回の受信タイム・スロット
では単一の受信グループからの応答フレームのみを受信
して、次の送信フレームのＦＦＩを決定すればよい。

【００４２】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マルチキャ
スト通信を行うデータ通信装置又は方法であって、デー
タ・フレームのシーケンス番号ＦＦＩ（Frame Forward I
dentification）を付してフレームを送信する送信手段
又はステップと、次に送信要求するデータ・フレームの
シーケンス番号ＦＢＩ（Frame BackwardIdentificatio
n）を含んだ応答フレームを受信する受信手段又はステ
ップと、受信したＦＢＩに基づいてＦＦＩを決定して送
信フレームを生成するデータ処理手段又はステップと、
を具備し、全てのデータ受信端末から応答フレームが返
信されるまで待つことなく次のデータ・フレームの送信
を行うことを特徴とするデータ通信装置又は方法であ
る。

【００４３】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、送信未処理のＦＢＩを古い順に優先順位付けして次
のＦＦＩを決定するようにすればよい。

【００４４】また、前記データ受信端末は、従来のＳＲ
−ＡＲＱ方式に従い、正しくフレーム受信できたＦＦＩ
を１だけ増分した値をＦＢＩとして確認応答するととも
に、正しくフレーム受信できなかったＦＦＩをそのまま
ＦＢＩとして再送要求を行うようにすればよい。

【００４５】また、所定数のデータ受信端末を１つの受
信グループとして扱う場合には、前記受信手段又はステ
ップは、１回の受信タイム・スロットでは単一の受信グ
ループからの応答フレームのみを受信して、次の送信フ
レームのＦＦＩを決定することができる。

【００４６】

【作用】本発明は、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通信にも適用可能なＳＲ
−ＡＲＱ方式の再送制御である。

【００４７】データ送信端末側は、全てのデータ受信端
末から返信フレームを受け取るまで待つことなく、次の
データ・フレームの送信を行う。

【００４８】また、現返信フレームに含まれるＦＢＩと
今での未処理ＦＢＩとを古い順にリスティングして、再
送要求を優先順位付けすることで、次のＦＦＩを決定す
る。冗長性を排した再送制御を行うので、高いスループ
ットを達成することができる。

【００４９】本発明は、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において特に
有効である。

【００５０】また、本発明に係る再送制御方式は、従来
のＳＲ−ＡＲＱ方式を搭載するデータ通信端末に所定の
処理機能を追加するだけで実現することができる。多く
の場合、この処理機能はプログラム・コードの形態で提
供することができるので、システムの変更が容易であ
る。また、携帯端末などのように小型化、低消費電力、
低価格が求められる機器においても、本発明によれば容
易にマルチキャスト通信アプリケーションを提供するこ
とができる。

【００５１】また、本発明に係る通信方式は、ノートブ
ック・コンピュータと携帯端末の組み合わせで構成され
る通信システムにも適用することができる。例えば、会
議などで各端末が直接通信することができる距離に位置
する状況下で、プレゼンテーション資料などのデジタル
・データを各出席者に配布する場合にも有効に適用する
ことができる。また、ある特定のデータ端末を「親機」
とし、その他のデータ端末を「子機」として位置付け、
親機と各子機の接続ネゴシエーション時に取得される情
報に基づき、すべての参加者の情報を親機で一元管理す
ることによって、マルチキャスト送信先の管理を容易化
することができる。

【００５２】本発明に係るデータ通信方式を会議などに
おけるデジタル・データの配布に適用した場合、従来の
原稿コピーにより資料配布を行う場合に比し、紙資源を
節約することができる。すなわち、本発明は、省資源化
に貢献するとともに、資料配布時間、資料コピー作業時
間の削減などを達成することができる。

【００５３】また、本発明に係る通信方式によれば、従
来はデータ送受信双方の端末において用意すべきであっ
たモジュロ・バッファを、単一の共通バッファに節約す
ることができるので、製品コストを削減することができ
る。

【００５４】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。

【００５５】

【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。

【００５６】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 Ac
cess 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）が行われているものとする。

【００５７】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。

【００５８】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）。

【００５９】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。

【００６０】図６には、本実施例に係るマルチキャスト
通信システム１００におけるデータ通信シーケンスを図
解している。但し、同図に示す例では、通信プロトコル
は１回の受信タイム・スロットで最大２つの確認応答フ
レームを受信することを許容しているが、受信フレーム
あたり１つだけも、あるいは受信フレームあたり３つ以
上の確認応答フレームの受信を許容する場合であって
も、本発明は同様に作用するものと理解されたい。

【００６１】本実施例では、全てのＳｌａｖｅから確認
応答を受け取ることを待たずに、Ｍａｓｔｅｒ側は次の
データ・フレームの送信を行うようになっている。ま
た、Ｍａｓｔｅｒは、１回の受信タイム・スロットで受
信可能なフレーム数を最大として、複数のＳｌａｖｅを
幾つかのグループに分けて扱うようにしている。図６に
示す例では、Ｓｌａｖｅ＃１及び＃２を第１の受信グル
ープとし、残りのＳｌａｖｅ＃３及び＃４を第２の受信
グループとしている。

【００６２】Ｍａｓｔｅｒは、最初の送信タイム・スロ
ットでデータ・フレーム＃１を送信して、全てのＳｌａ
ｖｅはこの送信フレームを受信する（但し、受信エラー
を含む場合もある）。これに続く受信タイム・スロット
では、データ送信端末は、第１の受信グループすなわち
Ｓｌａｖｅ＃１及び＃２からの返信フレームのみを受信
し、第２の受信グループからの返信フレームを無視す
る。送信フレームにはＦＦＩ（Frame Forward Identifi
cation）が含まれ、返信フレームにはＦＢＩ（Frame Ba
ckward Identification）が含まれている（上述）。

【００６３】この時点では、Ｍａｓｔｅｒは、第１の受
信グループの各Ｓｌａｖｅが返信するＦＢＩを基にして
どのデータ・フレームまで受信できたかをチェックする
ことができる。第１の受信グループにおいて受信エラー
を検出したら、ＳＲ−ＡＲＱ方式に従いフレームの再送
を行う。これに対し、第２の受信グループに対しては受
信チェックを敢えて無視する。

【００６４】次の送信フレームでは、ＦＦＩを含んだデ
ータ・フレーム＃２を送信して、全てのＳｌａｖｅはこ
の送信フレームを受信する（但し、受信エラーを含む場
合もある）。これに続く受信タイム・スロットでは、デ
ータ送信端末は、第２の受信グループすなわちＳｌａｖ
ｅ＃３及び＃４からの返信フレームのみを受信して、第
１の受信グループからの返信フレームを受信しない。

【００６５】この時点では、Ｍａｓｔｅｒは、第２の受
信グループの各Ｓｌａｖｅが返信するＦＢＩを基にして
どのデータ・フレームまで受信できたかをチェックする
ことができる。第２の受信グループにおいて受信エラー
を検出したら、ＳＲ−ＡＲＱ方式に従いフレームの再送
を行う。これに対し、第１の受信グループに対しては受
信チェックを敢えて無視する。

【００６６】以後、同様にして、１回の受信タイム・ス
ロットでは１つの受信グループからの返信フレームしか
受信せず、次の送信タイム・スロットでは次のデータ・フ
レームを送信する（すなわち同じデータ・フレームを繰
り返して送信しない）。また、返信フレームを受け取っ
た受信グループにおいて発生した受信エラーのみに基づ
いて、再送制御を行う。

【００６７】このような送受信オペレーションを、全て
のＳｌａｖｅから返信フレームを受け取った後でなけれ
ば次のデータ・フレームの送信を行わないような従来方
式のデータ伝送オペレーションと比較してみる。

【００６８】このような従来方式の場合、全てのデータ
受信端末からの返信フレームを１回の受信タイム・スロ
ットで受け取ることができないので、次の送信タイム・
スロットも前回と同じデータ・フレームの送信に費やさ
れてしまう。

【００６９】図７には、従来方式におけるデータ送受信
オペレーションを模式的に示している。Ｍａｓｔｅｒ
は、最初の送信タイム・スロットでＦＦＩを含んだデー
タ・フレーム＃１を送信する。これに対し、全てのＳｌ
ａｖｅはこれを受信して（但し、受信エラーを含んでも
よい）、ＦＢＩを含んだ返信フレームをＭａｓｔｅｒ側
に返す。これに続く受信タイム・スロットでは、Ｍａｓ
ｔｅｒは、第１の受信グループすなわちＳｌａｖｅ＃１
及び＃２からの返信フレームしか受信することができな
い。すなわち、第２の受信グループからの返信を未だ受
け取っていないので、Ｍａｓｔｅｒは次の送信フレーム
でも同じデータ・フレーム＃１を送信する。次の受信タ
イム・スロットでは、Ｍａｓｔｅｒは他方の受信グルー
プすなわちＳｌａｖｅ＃３及び＃４からの返信フレーム
を受け取ることができるので、次の送信スロッテでは次
のデータ・フレームを決定することができる。

【００７０】図６及び図７を比較して判るように、図７
に示す従来方式によれば、同じ送受信タイム・スロット
数を費やして、図６に示す場合の半分程度ののデータ・
フレームしか送信することができない（但し、エラー発
生率が同じとする）。言い換えれば、送受信オペレーシ
ョンは冗長でありネットワーク負荷を徒に増大させてし
まうものである。

【００７１】図８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、ＦＢＩ処理部５２と、ＳＲ−ＡＲ
Ｑ方式ＦＦＩ決定部５３と、フレーミング変調及びＲＦ
送信部５４とで構成される。

【００７２】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、ＦＢＩ処
理部５２に出力する。

【００７３】１回の受信タイム・スロットでは、１又は
それ以上の返信フレームを受信することができる（図６
に示す例では２つ）。ＦＢＩ処理部５２では、複数のＦ
ＢＩの中から再送制御に適用すべきＦＢＩの値を決定す
る。但し、このＦＢＩ決定処理手順の詳細については後
述に譲る。

【００７４】ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＦＩ決定部５３では、
ＦＢＩ処理部において決定された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（図示しない）に一時格納される。

【００７５】フレーミング変調及びＲＦ送信部５４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。

【００７６】また、図９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１２は、ＲＦ受信及び復調部５６と、ＳＲ−Ａ
ＲＱ方式ＦＢＩ決定部５７と、フレーミング変調及びＲ
Ｆ送信部５８とで構成される。

【００７７】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。

【００７８】ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＢＩ決定部５７は、Ｓ
Ｒ−ＡＲＱ方式による再送要求フレーム情報すなわちＦ
ＢＩ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（図示しない）に取り込まれる。

【００７９】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。

【００８０】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８及び図９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。

【００８１】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。

【００８２】図１０には、ＦＢＩ処理部５２で行われ
る、ＦＢＩ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の各ステップ
について説明する。

【００８３】該フローチャートに示す処理は、ある受信
タイム・スロットにおいて、データ送信端末１０が受信
グループ中の各受信端末からＦＢＩを含んだ返信フレー
ムを受信終了することにより開始する。

【００８４】まず、ステップＳ１では、現在の受信タイ
ム・スロットにおいて受信されたうち１つのＦＢＩの値
をチェックする。

【００８５】このＦＢＩが直前の送信タイム・スロット
で送出したデータ・フレームのＦＦＩに１だけ増分した
値（すなわち、ＦＦＩ＝１のモジュロ値）であれば、現
受信グループ内ではデータ・フレームを正常に受信した
ことになる（ステップＳ２）。この場合、ステップＳ３
に進み、現受信グループ内で未処理のＦＢＩが存在する
か否かを判別し、未処理のＦＢＩが残っている場合に
は、ステップＳ１に復帰して上記と同様の処理を繰り返
す。

【００８６】他方、ステップＳ１において、ＦＢＩが直
前の送信タイム・スロットで送出したデータ・フレームの
ＦＦＩに１だけ増分した値でないと判定された場合に
は、現受信グループ内ではデータ・フレームを正常に受
信していないことになる（ステップＳ４）。この場合、
ＦＢＩが示すシーケンス番号を再送要求における優先フ
レームとして設定する（ステップＳ５）。また、未処理
のＦＢＩが残っている場合には、ステップＳ１に復帰し
て上記と同様の処理を繰り返す。

【００８７】現受信グループ内での判定処理が終了する
と、次いでステップＳ６において、他の受信グループに
おけるＦＢＩを含めてリスティングする。ＦＢＩ処理部
５２は、再送要求が未処理のＦＢＩを保持する機構を備
えていることが好ましい。

【００８８】次いで、ステップＳ７では、未処理のＦＢ
Ｉを古い順にリスティングしなおして、ＦＢＩすなわち
再送要求フレームを優先順位付けする。

【００８９】そして、優先順位が最も高いＦＢＩを選択
して、後続のＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＦＩ決定部５３に出力
して（ステップＳ８）、この処理手順全体を終了する。
再送要求が未処理のままのＦＢＩは、引き続き、データ
送信端末１０（例えばＦＢＩ処理部５２）内に保持され
る。

【００９０】［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。

【００９１】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
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
提供することができる。

【００９２】また、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。

【００９３】また、本発明によれば、マルチキャスト方
式のデータ通信時に冗長性を排し高スループットで再送
制御を行うことができる、データ通信技術を提供するこ
とができる。

【００９４】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でマルチキ
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う結果として、
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。

【００９５】また、本発明によれば、マルチキャスト通
信にＳＲ−ＡＲＱ方式の再送制御を適用することによ
り、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。

【００９６】本発明に係る再送制御方式によれば、無線
を用いた直接通信によりマルチキャスト伝送を行う場合
において、データの伝送効率を改善することができる。

【００９７】また、本発明に係る再送制御方式は、従来
のＳＲ−ＡＲＱ方式を搭載するデータ通信端末に所定の
処理機能を追加するだけで実現することができる。多く
の場合、この処理機能はプログラム・コードの形態で提
供することができるので、システムの変更が容易であ
る。また、携帯端末などのように小型化、低消費電力、
低価格が求められる機器においても、本発明によれば容
易にマルチキャスト通信アプリケーションを提供するこ
とができる。

【００９８】また、本発明に係る通信方式は、ノートブ
ック・コンピュータと携帯端末の組み合わせで構成され
る通信システムにも適用することができる。例えば、会
議などで各端末が直接通信することができる距離に位置
する状況下で、プレゼンテーション資料などのデジタル
・データを各出席者に配布する場合にも有効に適用する
ことができる。また、ある特定のデータ端末を「親機」
とし、その他のデータ端末を「子機」として位置付け、
親機と各子機の接続ネゴシエーション時に取得される情
報に基づき、すべての参加者の情報を親機で一元管理す
ることができ、マルチキャスト送信先の管理を容易化す
ることができる。

【００９９】本発明に係るデータ通信方式を会議などに
おけるデジタル・データの配布に適用した場合、従来の
原稿コピーにより資料配布を行う場合に比し、紙資源を
節約することができる。すなわち、本発明は、省資源化
に貢献するとともに、資料配布時間、資料コピー作業時
間の削減などを達成することができる。

【０１００】また、本発明に係る通信方式によれば、従
来はデータ送受信双方の端末において用意すべきであっ
たモジュロ・バッファを、単一の共通バッファに節約す
ることができるので、製品コストを削減することができ
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】バケツ・リレー形式で同一のデータ（フレー
ム）を複数の受信端末に配信する様子を描写した図であ
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】本実施例に係るマルチキャスト通信システム１
００におけるデータ通信シーケンスを示したチャートで
ある。

【図７】従来方式に係るマルチキャスト通信システム１
００におけるデータ通信シーケンスを示したチャートで
ある。

【図８】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９】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１０】ＦＢＩ処理部５２で行われる、ＦＢＩ値の決
定処理手順を示したフローチャートである。

【符号の説明】

１０〜１４…データ通信端末５１…ＲＦ受信及び復調部５２…ＦＢＩ処理部５３…ＳＲ−ＡＲＱ方式ＦＦＩ決定部５４…フレーミング変調及びＲＦ送信部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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B089 GA04 GB01 HA04 HB19 KA05 KA12 KF03 5K030 GA03 GA12 HA08 HB12 JT02 KA03 LA01 LB17 LD04 MB13 5K033 AA02 AA05 BA13 CB04 CB13 CC01 DA01 9A001 CC02 DD10 JJ18 LL02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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シス
テムであって、前記データ送信端末はデータ・フレームのシーケンス番
号ＦＦＩ（Frame Forward Identification）を付してフ
レーム送信し、これに対し前記データ受信端末の各々は
次に送信要求するデータ・フレームのシーケンス番号Ｆ
ＢＩ（Frame Backward Identification）を含んだ応答
フレームを返信するとともに、前記データ送信端末は、全てのデータ受信端末から応答
フレームが返信されるまで待つことなく、受信したＦＢ
Ｉに基づいて次のデータ・フレームのＦＦＩを決定して
フレーム送信を行う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】前記データ送信端末は、送信未処理のＦＢ
Ｉを古い順に優先順位付けして次のＦＦＩを決定するこ
とを特徴とする請求項１に記載のマルチキャスト通信シ
ステム。
【請求項３】前記データ受信端末は、正しくフレーム受
信できたＦＦＩを１だけ増分した値をＦＢＩとして確認
応答するとともに、正しくフレーム受信できなかったＦ
ＦＩをそのままＦＢＩとして再送要求を行うことを特徴
とする請求項１に記載のマルチキャスト通信システム。
【請求項４】所定数のデータ受信端末を１つの受信グル
ープとして扱い、前記データ送信端末は、１回の受信タ
イム・スロットでは単一の受信グループからの応答フレ
ームのみを受信することを特徴とする請求項１に記載の
マルチキャスト通信システム。
【請求項５】前記データ送信端末及びデータ受信端末の
各々は、送信順序を維持したまま複数のフレームを一時
的に保管するバッファを具備することを特徴とする請求
項１に記載のマルチキャスト通信システム。
【請求項６】前記データ送信端末及び前記特定の複数の
データ受信端末間では無線を用いた直接通信を行うこと
を特徴とする請求項１に記載のマルチキャスト通信シス
テム。
【請求項７】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方法
であって、（ａ）前記データ送信端末が、データ・フレ
ームのシーケンス番号ＦＦＩ（FrameForward Identific
ation）を付してフレーム送信するステップと、（ｂ）
前記データ受信端末の各々が、次に送信要求するデータ
・フレームのシーケンス番号ＦＢＩ（Frame Backward Id
entification）を含んだ応答フレームを返信するステッ
プと、（ｃ）前記データ送信端末が、全てのデータ受信
端末から応答フレームが返信されるまで待つことなく、
受信したＦＢＩに基づいて次のデータ・フレームのＦＦ
Ｉを決定するステップと、を具備することを特徴とする
マルチキャスト通信方法。
【請求項８】前記ステップ（ｃ）において、前記データ
送信端末は送信未処理のＦＢＩを古い順に優先順位付け
して次のＦＦＩを決定することを特徴とする請求項７に
記載のマルチキャスト通信方法。
【請求項９】前記ステップ（ｂ）において、前記データ
受信端末は、正しくフレーム受信できたＦＦＩを１だけ
増分した値をＦＢＩとして確認応答するとともに、正し
くフレーム受信できなかったＦＦＩをそのままＦＢＩと
して再送要求を行うことを特徴とする請求項７に記載の
マルチキャスト通信方法。
【請求項１０】所定数のデータ受信端末を１つの受信グ
ループとして扱い、前記ステップ（ｃ）では、前記データ送信端末は１回の
受信タイム・スロットでは単一の受信グループからの応
答フレームのみを受信することを特徴とする請求項７に
記載のマルチキャスト通信方法。
【請求項１１】前記データ送信端末及びデータ受信端末
の各々は、送信順序を維持したまま複数のフレームを一
時的に保管するバッファを具備することを特徴とする請
求項７に記載のマルチキャスト通信方法。
【請求項１２】前記データ送信端末及び前記特定の複数
のデータ受信端末間では無線を用いた直接通信を行うこ
とを特徴とする請求項７に記載のマルチキャスト通信方
法。
【請求項１３】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を行うデータ通信装
置であって、データ・フレームのシーケンス番号ＦＦＩ（Frame Forwa
rd Identification）を付してフレームを送信する送信
手段と、次に送信要求するデータ・フレームのシーケンス番号Ｆ
ＢＩ（Frame BackwardIdentification）を含んだ応答フ
レームを受信する受信手段と、受信したＦＢＩに基づいてＦＦＩを決定して送信フレー
ムを生成するデータ処理手段と、を具備し、全てのデー
タ受信端末から応答フレームが返信されるまで待つこと
なく次のデータ・フレームの送信を行うことを特徴とす
るデータ通信装置。
【請求項１４】前記データ処理手段は、送信未処理のＦ
ＢＩを古い順に優先順位付けして次のＦＦＩを決定する
ことを特徴とする請求項１３に記載のデータ通信装置。
【請求項１５】前記データ受信端末は、正しくフレーム
受信できたＦＦＩを１だけ増分した値をＦＢＩとして確
認応答するとともに、正しくフレーム受信できなかった
ＦＦＩをそのままＦＢＩとして再送要求を行うことを特
徴とする請求項１３に記載のデータ通信装置。
【請求項１６】所定数のデータ受信端末を１つの受信グ
ループとして扱い、前記受信手段は１回の受信タイム・
スロットでは単一の受信グループからの応答フレームの
みを受信することを特徴とする請求項１３に記載のデー
タ通信装置。
【請求項１７】送信順序を維持したまま複数のフレーム
を一時的に保管するバッファを具備することを特徴とす
る請求項１３に記載のデータ通信装置。
【請求項１８】前記送信手段及び受信手段は前記特定の
複数のデータ受信端末との間で無線を用いた直接通信を
行うことを特徴とする請求項１３に記載のデータ通信装
置。
【請求項１９】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を行うデータ通信方
法であって、データ・フレームのシーケンス番号ＦＦＩ（Frame Forwa
rd Identification）を付してフレームを送信する送信
ステップと、次に送信要求するデータ・フレームのシーケンス番号Ｆ
ＢＩ（Frame BackwardIdentification）を含んだ応答フ
レームを受信する受信ステップと、受信したＦＢＩに基づいてＦＦＩを決定して送信フレー
ムを生成するデータ処理ステップと、を具備し、全ての
データ受信端末から応答フレームが返信されるまで待つ
ことなく次のデータ・フレームの送信を行うことを特徴
とするデータ通信方法。
【請求項２０】前記データ処理ステップでは、送信未処
理のＦＢＩを古い順に優先順位付けして次のＦＦＩを決
定することを特徴とする請求項１９に記載のデータ通信
方法。
【請求項２１】前記データ受信端末は、正しくフレーム
受信できたＦＦＩを１だけ増分した値をＦＢＩとして確
認応答するとともに、正しくフレーム受信できなかった
ＦＦＩをそのままＦＢＩとして再送要求を行うことを特
徴とする請求項１９に記載のデータ通信方法。
【請求項２２】所定数のデータ受信端末を１つの受信グ
ループとして扱い、前記受信ステップでは１回の受信タ
イム・スロットでは単一の受信グループからの応答フレ
ームのみを受信することを特徴とする請求項１９に記載
のデータ通信方法。
【請求項２３】送信順序を維持したまま複数のフレーム
を一時的に保管するステップをさらに具備することを特
徴とする請求項１９に記載のデータ通信方法。
【請求項２４】前記送信ステップ及び受信ステップでは
前記特定の複数のデータ受信端末との間で無線を用いた
直接通信を行うことを特徴とする請求項１９に記載のデ
ータ通信方法。