JP2003283582A - マルチキャストデータの送受信装置及び方法 - Google Patents

マルチキャストデータの送受信装置及び方法

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JP2003283582A JP2002333006A JP2002333006A JP2003283582A JP 2003283582 A JP2003283582 A JP 2003283582A JP 2002333006 A JP2002333006 A JP 2002333006A JP 2002333006 A JP2002333006 A JP 2002333006A JP 2003283582 A JP2003283582 A JP 2003283582A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 マルチキャストデータの効率的な無線送受信
装置及び方法を提供する。 【解決手段】 多数の外部受信装置が受信可能なデータ
レートに応じてスケーラブルなデータ構造を有するマル
チキャストデータを分離し、所定のデータレートに対応
する複数本のマルチキャストストリームを生成するスト
リーム生成部、複数本のマルチキャストストリームを各
々符号化処理する符号化処理部、符号化処理されたマル
チキャストストリームに各々対応するヘッダを生成して
所定のデータレートにて変調するヘッダ処理部、複数の
符号化処理されたマルチキャストストリームを対応する
データレートにて変調するストリーム変調部、変調され
たマルチキャストストリームに変調されたヘッダを加え
て一枚以上の伝送フレームを生成するフレーム生成部を
含むマルチキャストデータの無線伝送装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマルチキャストデー
タの無線送受信装置に係り、特に、スケーラブルなデー
タ構造を有するマルチキャストデータを効率良く無線伝
送及び受信するための装置及び方法、そしてこのような
伝送装置及び受信装置を含む無線通信システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】マルチキャストとは、一回の伝送で複数
の受信者（または受信装置、以下、受信装置）に同じ情
報を伝送することを意味する。マルチキャスト技術は、
ネットワーク資源を無駄遣いすることなく効率良く使用
できるという点で優れており、超高速マルチメディアデ
ータなどの伝送に使われる。
【０００３】マルチキャストによるデータ（以下、マル
チキャストデータ）の伝送において、単位時間にネット
ワークを介して受信可能なデータの量（データレート）
は、一般に受信装置ごとに異なる。そこで、送信装置が
同じデータレートでデータを送信する場合、全受信装置
がそのデータを受信できるように最も低いデータレート
で伝送しなければならず、データレートを高めると、送
信データのデータレートより低いデータレートを有する
受信装置は、送信装置が送るデータを受信できなくなっ
てしまうのである。
【０００４】この問題を解決するために、マルチキャス
トデータを幾つかのストリームに区分けし、低いデータ
レートを有する受信装置には一部のストリームのみ伝送
し、送信データレート以上のデータレートを有する受信
装置には全ストリームを伝送する方法が提案されてい
る。このような方法が有効になるためには、データその
ものが、映像データや音声データなどのデータの一部
（基本データ）に最も基本的な情報を含んでいて、それ
だけで低い品質の原データが提供できるとともに、残り
のデータ（付加データ）により詳細な情報を含んでい
て、基本データに加えることで高品質の原データが提供
できるようになっていなければならない。このようなデ
ータ構造をスケーラブルデータ構造と言うが、このよう
なスケーラビリティのある符号化（コーディング）方法
として代表的なものに、ＭＰＥＧ−４（Motion Picture
s Experts Group 4）がある。
【０００５】無線伝送システムにおいてこのようなスケ
ーラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータを
伝送するための方法として、非平衡変調方式がある。代
表的な非平衡変調方式としては、非平衡直交位相偏移変
調（Unbalanced QuadraturePhase Shift Keying: UQPS
K）及び非平衡直交振幅変調（Unbalanced QuadratureAm
plitude Modulation: UQAM）がある。両方式は、１信号
要素が２ビットをである場合、同一なので、以下では図
面を参照し、ＵＱＰＳＫ方式のみについて説明する。
【０００６】図１（ａ）は、ＵＱＰＳＫ方式を用いた通
信システムのブロック図である。図１（ａ）を参照すれ
ば、ＵＱＰＳＫ方式を用いた通信システムは、伝送装置
１００及び受信装置１１０を含んでなる。説明の便宜の
ために、図１（ａ）に通信チャンネル１２０を併せて示
した。
【０００７】伝送装置１００は、基本データ信号１及び
付加データ信号２を各々同じ周波数のサイン波３，D1*s
in(ωct)及びコサイン波４，D2*cos(ωct)で変調して基
本変調信号５及び付加変調信号６を生成した後、これら
を合算して伝送信号７を生成する。
【０００８】伝送信号７は、通信チャンネル１２０を介
して受信装置１１０に伝送され、この過程で雑音が加え
られる。
【０００９】受信装置１１０は、雑音の加えられた伝送
信号１７を伝送装置１００のサイン波３に同期されたサ
イン波１３，sin(ωct)及び伝送装置のコサイン波４に
同期されたコサイン波１４，cos(ωct)，で各々復調
し、雑音の加えられた基本データ信号１１及び雑音の加
えられた付加データ信号１２を生成する。
【００１０】図１（ｂ）は、ＵＱＰＳＫ変調方式におけ
る伝送信号の信号点配置図（constellation I/Q plot）
である。図１（ｂ）を参照すれば、基本変調信号５及び
付加変調信号６は各々伝送信号７の同相（Ｉ）成分及び
直交（Ｑ）成分となる。この時、Ｉ成分の大きさはサイ
ン波３の振幅Ｄ1と同じであり、Ｑ成分の大きさはコサ
イン波４の振幅Ｄ2と同じである。Ｄ2＝λ×Ｄ1である
時、ＵＱＰＳＫ方式ではλが０ないし１の値を有する。
λが０であれば、２進ＰＳＫ（ＢＰＳＫ）となり、λが
１であれば、平衡ＱＰＳＫとなる。
【００１１】図１（ｂ）を参照すれば、伝送装置１００
でＤ1及びＤ2が定めてある時、受信装置では受信された
信号に加えられた雑音の大きさに応じてＱ成分を選択的
に受信できる。すなわち、高い信号対雑音比（Signal t
o Noise Ratio: SNR）を有して雑音の大きさがＱ成分の
振幅Ｄ2より小さい場合にはＩ成分及びＱ成分を両方と
も受信してこれを合成して基本情報に付加情報が加えら
れた元のデータを得ることができるが、低いＳＮＲを有
して雑音の大きさがＤ2より大きい場合にはＩ成分のみ
を受信して基本データのみを得ることができる。
【００１２】図１（ｂ）を参照すれば、伝送信号７は、
４つの信号点２１，２２，２３，２４のうち一つとな
る。しかし、受信装置１１０では、雑音の加えられた伝
送信号１７を受信することになる。例えば、信号点２５
に当たる信号を受信した場合、受信装置１１０でＱ成分
を受信するためには、伝送された信号７が信号点２１に
当たる信号であるか、それとも信号点２２に当たる信号
であるかを判断しなければならない。もし、伝送信号７
が信号点２２に当たる信号であり、Ｑ成分に加えられた
雑音の大きさがｎ2であるとした時、受信装置１１０で
伝送信号７が信号点２１に当たり、Ｑ成分にｎ1の大き
さの雑音が加えられたと判断されれば、エラーが生じて
しまう。従って、Ｑ成分の振幅Ｄ2が大きいほど雑音に
よるエラーの発生可能性が低くなってより多くの受信装
置が付加データを受信可能になる。
【００１３】しかしながら、ＵＱＰＳＫ方式では伝送電
力が一定である必要があるため、Ｑ成分を大きくすれ
ば、Ｉ成分を小さくしなければならない。これを図１
（ｂ）を参照して説明すれば、一定した伝送電力は信号
点が単位円２６上に位置しなければならないため、Ｄ2
を大きくすればＤ1が小さくなるということが分かる。
従って、高いＳＮＲを有した受信装置のためにＱ成分を
大きくする場合、低いＳＮＲを有した受信装置で雑音が
Ｄ1より大きくてＩ成分も受信できなくなる場合があ
る。このように低いＳＮＲを有する受信装置が伝送装置
から伝送される基本データを受信できない状態をアウテ
ージと言う。
【００１４】すなわち、非平衡変調方式を用いてスケー
ラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータを伝
送する方法においては、基本データ及び付加データを一
つの伝送方法により伝送し、受信装置の物理的な状態に
応じて付加データの受信可否を決定するため、全受信装
置が受信するデータの量を増やすためにデータレートを
高めれば、アウテージが生じてそれ以上データレートが
高められなくなるといった問題点がある。
【００１５】上述したマルチキャスト伝送技術を説明し
た技術文献としては、例えば、特許文献１、特許文献２
がある。
【００１６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１０９３２４９号
（Ａ２）明細書
【特許文献２】米国特許第６４１１６１６号（Ｂ１）明
細書
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する技術的課題は、スケーラブルなデータ構造を有する
マルチキャストデータを伝送するに当たって、各々のス
トリームを伝送するデータレート及び受信装置グループ
を予め決定して伝送することにより、全受信装置が受信
する付加情報の量を増やしつつも基本情報を受信できな
い受信装置が無いようにして、全受信装置が受信するデ
ータの量を最大化させ、基本情報に付加情報を加えて高
品質の情報が受信可能な受信装置の数を最大化できるマ
ルチキャストデータの効率良い無線送受信装置及び方法
を提供することにある。
【００１８】本発明が解決しようとする他の技術的課題
は、前記無線伝送装置及び多数の前記無線受信装置を含
むマルチキャストデータの無線通信システムを提供する
ことにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】前記技術的課題を解決す
るために、本発明に係るマルチキャストデータの無線伝
送装置は、多数の外部受信装置が受信可能なデータレー
トに応じて前記マルチキャストデータを分離し、所定の
データレートに対応する複数本のマルチキャストストリ
ームを生成するストリーム生成部と、前記複数本のマル
チキャストストリームを各々符号化処理する符号化処理
部と、前記符号化処理されたマルチキャストストリーム
に各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで
変調するヘッダ処理部と、前記複数の符号化処理された
マルチキャストストリームを対応するデータレートで変
調するストリーム変調部と、前記変調されたマルチキャ
ストストリームに前記変調されたヘッダを付加して一枚
以上の伝送フレームを生成するフレーム生成部とを含む
ことを特徴とする。
【００２０】前記技術的課題を解決するために、本発明
に係るマルチキャストデータの無線伝送方法は、多数の
外部受信装置が受信可能なデータレートに応じて前記マ
ルチキャストデータを分離し、所定のデータレートに対
応する複数本のマルチキャストストリームを生成する段
階と、前記複数本のマルチキャストストリームを各々符
号化処理する段階と、前記符号化処理されたマルチキャ
ストストリームに各々対応するヘッダを生成して所定の
データレートで変調する段階と、前記複数本の符号化処
理されたマルチキャストストリームを対応するデータレ
ートで変調する段階と、前記変調されたマルチキャスト
ストリームに前記変調されたヘッダを付加して一枚以上
の伝送フレームを生成する段階とを含むことを特徴とす
る。
【００２１】前記技術的課題を解決するために、本発明
に係るマルチキャストデータの無線受信装置は、外部の
伝送装置から伝送された一枚以上の伝送フレームのうち
ヘッダ部分を復調してヘッダ情報信号を生成するヘッダ
復調部と、前記ヘッダ情報信号に基づき前記伝送フレー
ムのうち受信するデータストリーム部分を各々復調して
一本以上の符号化処理されたデータストリームを生成す
るストリーム復調部と、前記一本以上の符号化処理され
たデータストリームをデコーディングするストリームデ
コーディング部と、前記一本以上のデコーディングされ
たデータストリームを合成してスケーラブルなデータ構
造を有するデータを出力するデータ合成部とを含むこと
を特徴とする。
【００２２】前記技術的課題を解決するために、本発明
に係るマルチキャストデータの無線受信方法は、外部の
伝送装置から伝送された一枚以上の伝送フレームのうち
ヘッダ部分を復調して伝送フレームのうち受信するデー
タストリーム部分を決定する段階と、前記伝送フレーム
のうち受信するデータストリーム部分を各々復調して一
本以上の符号化処理されたデータストリームを生成する
段階と、前記一本以上の符号化処理されたデータストリ
ームをデコーディングする段階と、前記一本以上のデコ
ーディングされたデータストリームを合成してスケーラ
ブルなデータ構造を有するデータを生成する段階とを含
むことを特徴とする。
【００２３】前記技術的課題を解決するために、本発明
は、前記伝送方法をコンピュータで実行させるためのプ
ログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体、及び前記受信方法をコンピュータで実行させるため
のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記
録媒体をそれぞれ提供する。
【００２４】前記他の技術的課題を解決するために、本
発明に係るマルチキャストデータの無線通信システム
は、多数の無線受信装置が受信可能なデータレートに応
じてスケーラブルなデータ構造を有するマルチキャスト
データを分離し、所定のデータレートに対応する複数本
のマルチキャストストリームを生成するストリーム生成
部と、前記複数本のマルチキャストストリームを各々符
号化処理する符号化処理部と、前記符号化処理されたマ
ルチキャストストリームに各々対応するヘッダを生成し
て所定のデータレートで変調するヘッダ処理部と、前記
複数の符号化処理されたマルチキャストストリームを対
応するデータレートで変調するストリーム変調部と、前
記変調されたマルチキャストストリームに前記変調され
たヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを生成する
フレーム生成部とを含むマルチキャストデータの無線伝
送装置と、前記無線伝送装置から伝送された一枚以上の
伝送フレームのうちヘッダ部分を復調してヘッダ情報信
号を生成するヘッダ復調部と、前記ヘッダ情報信号に基
づき前記伝送フレームのうち受信するデータストリーム
部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデータ
ストリームを生成するストリーム復調部と、前記一本以
上の符号化処理されたデータストリームをデコーディン
グするストリームデコーディング部と、前記一本以上の
デコーディングされたデータストリームを合成してスケ
ーラブルなデータ構造を有するデータを出力するデータ
合成部とを含む多数のマルチキャストデータの無線受信
装置とを含むことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき、本
発明に係るマルチキャストデータの送受信装置及び方法
を詳細に説明する。
【００２６】本発明が適用されるためには、伝送装置側
で受信装置の総数と各受信装置の受信能力及び各受信装
置との伝送チャンネルの状態などを知っていなければな
らない。これは、以前の通信内容を通じて分かるので、
通常の通信システムで満足される要件である。
【００２７】全受信装置が受信するデータの量を最大化
させつつ基本情報を受信できない受信装置が無いように
するためには、基本データを伝送する方法と付加データ
を伝送する方法とが互いに独立的でなければならない。
非平衡変調方式では、２種類のデータを一つの方法によ
り伝送すると互いに影響を及ぼすため、高いＳＮＲを有
して一層高いデータレートで受信可能な受信装置のため
に付加データを含むＱ成分の電力を高めれば、基本デー
タを含むＩ成分の電力が低くなり、低いＳＮＲを有する
受信装置にアウテージが生じる。
【００２８】この問題を回避するため、本発明に係るマ
ルチキャストデータの伝送装置では、受信装置の総数と
各受信装置の受信能力及び各受信装置との伝送チャンネ
ルの状態などの情報を通じて各受信装置が受信可能なデ
ータレートを決定し、これにより、各データレートに対
応する受信装置をグループ分けして、各グループ別に基
本情報及び付加情報をどの程度伝送するべきかを決定す
る。これにより、マルチキャストデータを複数本のマル
チキャストストリームに分離し、各マルチキャストスト
リームを、受信装置グループと、その受信装置グループ
に割り当てられたデータレートで伝送可能な変調方法と
に対応づける。各マルチキャストストリームは、全受信
装置が受信するデータの量が最大となるように、受信装
置グループに対応づけされる。この時、基本情報を含む
マルチキャストストリームをすべての受信装置を含む受
信装置グループに対応づけることにより、基本情報を受
信できない受信装置が無いようにする。付加情報を含む
マルチキャストストリームには、高いデータレートでも
受信可能な受信装置を含む受信装置グループを対応づけ
て、全受信装置が受信するデータの量を最大化するとと
もに、基本情報及び付加情報を両方とも受信して基本情
報のみ受信する場合より高品質の情報を得ることのでき
る受信装置の数を最大化することができる。
【００２９】図２は、本発明に係るマルチキャストデー
タの伝送装置の一実施の形態を示すブロック図である。
図２を参照すれば、望ましい実施の形態によるマルチキ
ャストデータの伝送装置は、ストリーム生成部２００、
符号化処理部２１０、ヘッダ処理部２２０、ストリーム
変調部２３０及びフレーム生成部２４０を含む。
【００３０】図２を参照すれば、ストリーム生成部２０
０は、複数の外部受信装置がデータ受信可能なデータレ
ートに応じてスケーラブルなデータ構造を有するマルチ
キャストデータ３１を分離し、所定のデータレートに対
応する複数本のマルチキャストストリーム３２を生成す
る。ストリーム生成部２００でマルチキャストデータ３
１を分離してマルチキャストストリーム３２を生成する
に当たっては、全受信装置が受信するマルチキャストデ
ータの量を最大としつつも、基本情報を受信できない受
信装置が無いようにしなければならない。
【００３１】これらの条件を数式にて説明すれば、下記
の通りである。
【００３２】データ伝送において、１単位として取り扱
われる信号要素をバーストと呼ぶ。変調において、デー
タレートは各バーストのデータビット数である。したが
って、ｒ＊ｎビットの大きさを有するマルチキャストス
トリームをデータレートｒで変調すれば、ｎ個のバース
トが生成される。
【００３３】ストリーム生成部２００で生成するＮ本の
マルチキャストストリームに、データレートが低い順に
１からＮまで番号を付し、各マルチキャストストリーム
に対応するデータレートを各々ｒ1，ｒ2，．．．，
ｒN、各マルチキャストストリームの受信装置グループ
に含まれる受信装置の数をｕ1，ｕ2，．．．，ｕN、各
マルチキャストストリームが変調された後に生成される
バーストの数をｎ1，ｎ2，．．．，ｎNとした時、全受
信装置が受信するマルチキャストデータの量を最大化さ
せる条件は、下記式１によって満足する。
【００３４】
【数１】
【００３５】基本情報を受信できない受信装置がないよ
うにするためには、全受信装置が受信可能な最も低いデ
ータレートに対応するマルチキャストストリームが、す
べての基本情報を含むように十分に大きくなければなら
ない。これを数式で表せば、下記式２のようになる。
【００３６】
【数２】
【００３７】前式２において、ｒminは、ビット単位で
表わした基本データの大きさである。
【００３８】各受信装置グループに含まれるデータレー
トｒ1，ｒ2，．．．，ｒN及び受信装置の数ｕ1，
ｕ2，．．．，ｕNは、受信装置が受信可能なデータレー
ト及び伝送装置が変調可能な変調方法により決定される
ため、ストリーム生成部２００で決定可能な値は、バー
ストの数ｎ1，ｎ2，．．．，ｎNだけである。ところ
が、伝送装置で伝送可能なバーストの数は限られている
ため、バーストの数を決定することは、条件付最適化の
問題（constrained optimization problem）となる。
【００３９】バーストの総数をＭとした時、式２の条件
を満足するためには、ｎ1にｒmin／ｒ1より大きいの最
小の整数Ｌを割り当て、各バーストの数ｎk（ｋ＝
１，．．．，Ｎ）のうち係数ｒkｕkが最も大きいｎkに
残りのＭ−Ｌを割り当てなければならない。
【００４０】すなわち、基本データが、最も低いデータ
レートに対応するマルチキャストストリームに含まれ、
残りの付加データが、各々のデータレートのうち当該デ
ータレートとそのデータレートで受信可能な受信装置の
数との乗算値が最大となるデータレートに対応するマル
チキャストストリームに含まれるように、マルチキャス
トストリーム３２を生成しなければならない。
【００４１】符号化処理部２１０は、複数本のマルチキ
ャストストリーム３２を各々符号化処理する。そのた
め、符号化処理部２１０は、複数本のマルチキャストス
トリーム３２を各々順方向誤り訂正（Forward Error Co
rrection: FEC）符号化させる第１処理部２１１、ＦＥ
Ｃ符号化されたマルチキャストストリーム３３を各々イ
ンタリーブする第２処理部２１２、及びＦＥＣ符号化及
びインタリーブされたマルチキャストストリーム３４を
各々信号点配置マッピングする第３処理部２１３を含む
ことが望ましい。
【００４２】符号化処理部２１０における符号化処理
は、チャンネル符号化を意味する。チャンネル符号化
は、エラーを訂正するための機能を有する。無線通信シ
ステムでは、ＦＥＣ符号化が使われるが、これには、周
期的冗長検査（cyclic redundancy check: CRC）やコン
ボリューショナルコード、ターボコードなどがある。
【００４３】バースト性エラーが発生するなどＦＥＣ符
号化のエラー訂正が不十分である場合にインタリーブが
使われる。インタリーブは、信号内の複数のビットを互
いに独立に分散配置させてバースト性エラーをランダム
性エラーに変換してエラー訂正を可能にする方法であ
る。
【００４４】信号点配置マッピングは、ＱＰＳＫ（Quad
rature Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Am
plitude Modulation）などの変調方法で各信号点の位相
及び振幅を調節することを言う。例えば、図１（ｂ）の
信号点配置において、λの値を調節してＤ1及びＤ2の大
きさを変える。
【００４５】図２を参照すれば、第１処理部２１１、第
２処理部２１２及び第３処理部２１３がそれぞれＦＥＣ
符号化、インタリーブ及び信号点配置マッピングを行う
が、これは一つの実施の形態に過ぎず、その順序や符号
化方法などはチャンネル状態及び各受信装置の状態に応
じて異なる。
【００４６】ヘッダ処理部２２０は、符号化処理された
マルチキャストストリーム３５に各々対応するヘッダを
生成して所定のデータレートで変調する。ヘッダは、各
マルチキャストストリームごとに生成され、受信装置の
マルチキャストストリーム受信に必要な情報を含む。
【００４７】図３（ａ）及び図３（ｂ）は各々、本発明
に係るマルチキャストデータの無線伝送装置の実施形態
におけるヘッダの構成図である。図３（ａ）を参照すれ
ば、望ましい実施の形態によるマルチキャストデータの
無線伝送装置におけるヘッダは、各マルチキャストスト
リームの受信装置グループの媒体アクセス制御（Media
Access Control: MAC）アドレスＨＡ、各マルチキャス
トストリームに適用された符号化処理情報ＨＣ、各マル
チキャストストリームの大きさＨＳ、その他の必要情報
ＨＥを含む。
【００４８】無線ＬＡＮ（Local Area Network）でマル
チキャストを与える方法には、複数のユニキャスト用Ｍ
ＡＣアドレスを使用する方法と、マルチキャストのため
に定まったＭＡＣアドレスを使用する方法とがある。複
数のユニキャスト用ＭＡＣアドレスを使用する方法は、
同じ情報を各受信装置の数だけ伝送するものであって、
チャンネルの利用効率面ではユニキャスト方法と同じで
ある。伝送チャンネルを効率良く利用しようとするマル
チキャストの長所を生かすためには、マルチキャストの
ためのＭＡＣアドレスを使用しなければならない。ハイ
パーＬＡＮ２の場合、総２５６個のＭＡＣアドレスのう
ち３２個がマルチキャストのために割り当てられてい
る。マルチキャスト用ＭＡＣアドレスを利用するために
は、マルチキャストを受信する受信装置が含まれたグル
ープを指定して各グループ別に一つずつのＭＡＣアドレ
スを指定しなければならない。
【００４９】各マルチキャストストリームに適用された
符号化処理情報ＨＣには、ＦＥＣ符号化の方法、符号化
率、パンクチュアリング方式、インタリーブ方式、信号
点配置方法及び変調データレートなどが含まれる。
【００５０】図３（ｂ）を参照すれば、実施形態によっ
て、ヘッダは、ＨＡ、ＨＣ、ＨＳ及びＨＥに付加して一
層高いデータレートに対応するマルチキャストストリー
ムの存否を示すビットＨＮをさらに含む。ＨＮビットが
１であれば、一層高いデータレートに対応するマルチキ
ャストストリームが存在し、０であれば、該当マルチキ
ャストストリームが最も高いデータレートに対応する。
【００５１】このようにして生成されたヘッダは、所定
のデータレートを有する変調方法により変調される。ヘ
ッダの伝送に当たって、エラー発生を小さくするために
は、ヘッダを最も低いデータレートで変調することが望
ましい。しかしながら、受信しないストリームに該当す
るヘッダは受信装置で受信しなくても良いので、各々の
ヘッダを対応するマルチキャストストリームと同じデー
タレートで変調することもできる。
【００５２】ストリーム変調部２３０は、符号化処理さ
れたマルチキャストストリーム３５を対応するデータレ
ートで変調する。
【００５３】フレーム生成部２４０は、変調されたマル
チキャストストリーム３６に変調されたヘッダ４１を付
加して一枚以上の伝送フレーム５０を生成する。
【００５４】図４（ａ）ないし図４（ｃ）は各々、本発
明に係るマルチキャストデータの無線伝送装置の実施の
形態における伝送フレームの構成図である。
【００５５】図４（ａ）は、Ｎ個の変調されたヘッダＨ
1，Ｈ2，．．．，ＨNを対応するＮ本の変調されたマル
チキャストストリームＤ1，Ｄ2，．．．，ＤNに各々付
加してＮ枚の伝送フレームＦ1，Ｆ2，．．．，ＦNを構
成する場合の伝送フレームの構成図である。図４（ａ）
を参照すれば、各々のフレームＦk（ｋ＝１，
２，．．．，Ｎ）は、ヘッダ部（各Ｈk）及びデータス
トリーム部（各Ｄk）を含む。
【００５６】図４（ｂ）は、Ｎ個の変調されたヘッダＨ
1，Ｈ2，．．．，ＨNを前方に配置し、Ｎ本の変調され
たマルチキャストストリームＤ1，Ｄ2，．．．，ＤNを
後方に配置して１枚の伝送フレームを構成する場合の伝
送フレームの構成図である。図４（ｂ）を参照すれば、
ヘッダＨ1，Ｈ2，．．．，ＨN及びデータストリーム
Ｄ1，Ｄ2，．．．，ＤNは対応するデータレートが低い
順番に配列される。
【００５７】図４（ａ）または図４（ｂ）の構成を有す
る伝送フレームを受信装置で受信する時には、ヘッダ内
のＭＡＣアドレスＨＡを参照して受信するか否かを決定
する。すなわち、ＭＡＣアドレスに対応する受信装置グ
ループに当該受信装置が含まれる場合に限って、該当す
るデータストリームを受信する。
【００５８】図４（ｃ）は、図４（ｂ）の伝送フレーム
において、Ｎ個のヘッダ全体を一つの大きいヘッダＣＨ
として見なした場合の構成図である。この場合、各ヘッ
ダは、図３（ｂ）の構成を有することが望ましい。この
時、ヘッダＣＨは、Ｎ本のストリームに関する符号化処
理情報ＨＣ1，ＨＣ2，．．．，ＨＣN、大きさＨＳ1，Ｈ
Ｓ2，．．．，ＨＳN、その他の情報ＨＥ1，Ｈ
Ｅ2，．．．，ＨＥN及び次ストリームの存否を示すビッ
トＨＮ1，ＨＮ2，．．．，ＨＮNを含む。ところで、受
信装置グループのＭＡＣアドレスＨＡはＮ個を含む必要
がなく、最も前のＭＡＣアドレスのみを含み、残りのＮ
−１個のＭＡＣアドレスは省略しても良い。
【００５９】図４（ｃ）の構成を有した伝送フレームを
受信する場合、受信装置では、ＭＡＣアドレスＨＡの代
わりに符号化処理情報ＨＣ1，ＨＣ2，．．．，ＨＣN及
び次ストリームの存否を示すビットＨＮ1，Ｈ
Ｎ2，．．．，ＨＮNの内容に基づき受信するデータスト
リーム部分を決定する。
【００６０】図５は、本発明に係るマルチキャストデー
タの受信装置の一実施の形態を示すブロック図である。
図５を参照すれば、望ましい実施の形態によるマルチキ
ャストデータの受信装置は、ヘッダ復調部３００、スト
リーム復調部３１０、ストリームデコーディング部３２
０及びデータ合成部３３０を含む。
【００６１】図５を参照すれば、ヘッダ復調部３００
は、外部の伝送装置から伝送された一枚以上の伝送フレ
ーム５１のうちヘッダ部分を復調してヘッダ情報信号５
２を生成する。
【００６２】図５の実施の形態で復調されたヘッダは、
図３（ａ）または図３（ｂ）に示された構造を有する。
受信するデータストリーム部分を決定する方法は、伝送
フレームの構造によって異なる。
【００６３】一つの方法は、図４（ａ）または図４
（ｂ）のフレーム構成に対応するものである。ここ方法
によれば、まず、各々のヘッダ内のＭＡＣアドレスＨＡ
を参照してこの受信装置は、ＭＡＣアドレスにより指定
される受信装置グループに属しているか否かを判断す
る。受信装置が当該受信装置グループに属するならば、
対応するデータストリーム部分を受信し、そうでなけれ
ば、対応するデータストリーム部分を受信しない。
【００６４】もう一つの方法は、図４（ｃ）のフレーム
構成に対応するものであって、ヘッダ内のＭＡＣアドレ
スＨＡがマルチキャストの対象となるあらゆる受信装置
を含む受信装置グループを指定する場合である。この方
法によれば、受信装置は、自体が該当受信装置グループ
に属しているか否かを判断し、もし、属していないなら
ば、伝送フレームを受信しない。もし、当該受信装置グ
ループに属しているならば、ヘッダに含まれた符号化情
報ＨＣ1，ＨＣ2，．．．，ＨＣN及び次ストリームの存
否を示すビットＨＮ1，ＨＮ2，．．．，ＨＮNの内容に
基づき受信するデータストリーム部分を決定する。
【００６５】ストリーム復調部３１０は、ヘッダ情報信
号５２に基づき伝送フレーム５１のうち受信するデータ
ストリーム部分を各々復調して一本以上の符号化処理さ
れたデータストリーム５５を生成する。
【００６６】ストリームデコーディング部３２０は、一
本以上の符号化処理されたデータストリーム５５をデコ
ーディングする。そのためには、ストリームデコーディ
ング部３２０は、各々の符号化処理されたデータストリ
ーム５５を信号点配置デマッピングする第１デコーディ
ング部３２１、信号点配置デマッピングされたデータス
トリーム５６をデインタリーブする第２デコーディング
部３２２、信号点配置デマッピング及びデインタリーブ
されたデータストリーム５７をＦＥＣデコーディングす
る第３デコーディング部３２３を含むことが望ましい。
【００６７】データ合成部３３０は、一本以上のデコー
ディングされたデータストリーム５８を合成してスケー
ラブルなデータ構造を有するデータ６０を出力する。も
し、受信可能なデータストリームが一本のみであれば、
これは、それ自体で基本情報を含むデータとなる。も
し、幾つかのデータストリームが受信されたならば、基
本情報を含むデータストリームに付加情報を含むデータ
ストリームを付加して一層高品質の情報を有したデータ
を得ることができる。
【００６８】本発明に係る通信システムを図１（ａ）の
ＵＱＰＳＫ方式の通信システムと比較するために、無線
ＬＡＮ標準の一つであるＩＥＥＥ ８０２．１１ａ方式
を用いた無線ＬＡＮシステムにおける模擬実験を行っ
た。
【００６９】図６は、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ方式が
サポートする各変調方式における関連変数を示すテーブ
ルである。図６を参照すれば、ＩＥＥＥ ８０２．１１
ａがサポートするデータレート６１は、６Ｍｂｐｓから
５４Ｍｂｐｓまでの８種である。このためにＢＰＳＫ，
ＱＰＳＫ，１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭの変調方式６２を
用いる。符号化率６３は、符号化前のデータビット数及
び符号化後のデータビット数の割合である。
【００７０】ＩＥＥＥ ８０２．１１ａでは、直交周波
数分割多重（Orthogonal FrequencyDivision Multiplex
ing: OFDM）変調方式を用いる。ＯＦＤＭ変調では、４
８本の直交搬送波（キャリア）を用いて伝送を行う。各
直交搬送波をサブキャリアと言い、４８本のサブキャリ
アを用いて伝送される１単位の信号バーストをＯＦＤＭ
記号と言う。サブキャリア別符号化されたビット数６４
は、各変調方式により決定されるが、ＢＰＳＫは１ビッ
ト、ＱＰＳＫは２ビット、１６ＱＡＭは４ビット、そし
て６４ＱＡＭは６ビットである。
【００７１】ＯＦＤＭ変調では、一つのＯＦＤＭ記号が
４８本のサブキャリアを用いて伝送されるため、ＯＦＤ
Ｍ記号別符号化されたビット数６５は、サブキャリア別
符号化されたビット数６４に４８を掛けた数である。Ｏ
ＦＤＭ記号別データビット数６６は、ＯＦＤＭ記号別符
号化されたビット数６５に符号化率６３を掛けた値であ
る。
【００７２】マルチキャスト伝送では、すべての受信装
置が信号を受信できなければならないため、マンダトリ
モードのみを使用する。マンダトリモードとは、システ
ムでサポートすることが強制されている変調方式のこと
である。ＩＥＥＥ ８０２．１１ａを使用する場合、図
６の８種の変調方式のうちマンダトリモードはデータレ
ートが６，１２，２４Ｍｂｐｓである場合（７１，７
２，７３参照）の３種である。
【００７３】受信装置の総数をＡ、各々のデータレート
で受信可能な受信装置の数を各々ｕ 1，ｕ2，ｕ3とす
る。計算の便宜のために、各々の受信装置グループで一
層高いデータレートで受信可能な受信装置を除いた受信
装置の数を各々ａ1，ａ2，ａ3とすれば、ａ1＝ｕ1−
ｕ2，ａ2＝ｕ2−ｕ3，ａ3＝ｕ3，ａ1＋ａ2＋ａ3＝Ａで
あるため、ｕ1＝Ａ，ｕ2＝Ａ−ａ1，ｕ3＝Ａ−ａ1−ａ2
である。ＯＦＤＭ記号別伝送可能なデータビット数をｒ
1，ｒ2，ｒ3とすれば、ｒ1＝２４，ｒ2＝４８，ｒ3＝９
６である。
【００７４】各々の変調方式で伝送するＯＦＤＭ記号の
数をｎ1，ｎ2，ｎ3とし、伝送に利用可能なバーストの
総数をＭとした時、前式１をａ1，ａ2，ａ3に対して書
き直せば、下記式３の通りである。
【００７５】
【数３】
【００７６】基本データの大きさｒmin＝２５６ビット
とすれば、Ａの受信装置がいずれも基本データを受信で
きるためには、ｒmin／ｒ1＝２５６／２４＝１０．６７
であるため、ｎ1は１１以上でなければならない。
【００７７】この条件で前式３を満足するｎ1，ｎ2，ｎ
3の値は、ａ1，ａ2，ａ3の分布によって決定される。図
７は、このような受信装置のデータレート別分布を示す
グラフである。
【００７８】図７を参照すれば、もし、ａ1≧Ａ／２で
あり、ａ1＋ａ2≧３／４＊Ａであれば（ａ領域）、ｒk
ｕk値が最も大きい時のｋは１であるため、Ｍのバース
ト全体を６Ｍｂｐｓのデータレートを有するＢＰＳＫで
変調して伝送しなければならない。
【００７９】もし、ａ1＜Ａ／２であり、ａ1＋２ａ2≧
Ａであれば（ｂ領域）、ｒkｕk値が最も大きい時のｋは
２であるため、Ｍ個のバーストのうち１１個はＢＰＳＫ
で、残りの（Ｍ−１１）個は１２Ｍｂｐｓのデータレー
トを有するＱＰＳＫで変調して伝送しなければならな
い。
【００８０】もし、ａ1＋ａ2＜３／４＊Ａであり、ａ1
＋２ａ2＜Ａであれば（ｃ領域）、ｒ kｕk値が最も大き
い時のｋは３であるため、Ｍ個のバーストのうち１１個
はＢＰＳＫで、残りの（Ｍ−１１）個は２４Ｍｂｐｓの
データレートを有する１６ＱＡＭで変調して伝送しなけ
ればならない。
【００８１】図７の各領域別に受信装置の平均受信デー
トレート及びアウテージの発生を調べてみた。バースト
総数Ｍは５０、受信装置の総数Ａは２０とし、（ａ）領
域ではａ1＝１０，ａ2＝７，ａ3＝３である場合、
（ｂ）領域ではａ1＝７，ａ2＝３，ａ3＝１０である場
合、（ｃ）領域ではａ1＝７，ａ2＝３，ａ3＝１０であ
る場合を各々考慮した。この場合、各受信装置のＳＮＲ
は次第に０．５ｄＢずつ高まる均一分布を有するとし
た。例えば、ａ3＝３の場合、各受信装置は１６ＱＡＭ
を受信できる最小ＳＮＲより各々０ｄＢ，０．５ｄＢ及
び１ｄＢ高いものとなる。ＱＰＳＫを受信するために
は、ＢＰＳＫを受信する場合より３ｄＢだけ一層大きい
ＳＮＲが必要であり、１６ＱＡＭを受信するためには、
ＱＰＳＫを受信する場合より７ｄＢだけ一層大きいＳＮ
Ｒが必要である。
【００８２】図１（ａ）のＵＱＰＳＫ方式の伝送システ
ムでは、λの値に応じて必要なＳＮＲが決まる。受信装
置側で通信チャンネルを介して受信された全信号のＳＮ
ＲをγUQPSK、Ｉ成分のＳＮＲをγI、Ｑ成分のＳＮＲを
γQとすれば、γQ＝λ2＊γIであり、γUQPSK＝γI＋γ
Qであるため、γI＝γUQPSK／（１＋λ2）であり、γ Q
＝λ2γUQPSK／（１＋λ2）である。従って、Ｉ成分及
びＱ成分に対するビット誤り率（ＢＥＲ）は、下記式４
の通りである。
【００８３】
【数４】
【００８４】ＢＰＳＫ方式及びＱＰＳＫ方式で、受信信
号のＳＮＲを各々γBPSK及びγQPSKとすれば、各々のＢ
ＥＲは、下記式５の通りである。図１（ａ）のシステム
でＩ成分を通じて伝送される基本データがＢＰＳＫ方式
を通じて伝送される場合と同じＢＥＲを得るためには、
γUQPSKがγBPSKより１０ｌｏｇ10（１＋λ2）だけ大き
くなければならず、Ｑ成分を通じて伝送される付加デー
タがＱＰＳＫ方式を通じて伝送される場合と同じＢＥＲ
を得るためには、γUQPSKがγQPSKより１０ｌｏｇ
10（１＋λ2）／２λ2ｄＢだけ一層大きくなければなら
ない。
【００８５】
【数５】
【００８６】図８（ａ）ないし図８（ｃ）は、各領域別
に図１（ａ）のＵＱＰＳＫ方式を用いた場合の各変調方
式で受信できる受信装置の数、平均データレート及びア
ウテージの数を示すテーブルである。図８（ａ）ないし
図８（ｃ）を参照すれば、λの値が高まるにつれてＱＰ
ＳＫで受信できる受信装置の数は増えるが、アウテージ
が発生することが分かる。
【００８７】まず、Ａ＝２０、ａ1＝１０，ａ2＝７，Ｍ
＝５０である場合（領域ａ）、本発明に係るマルチキャ
ストデータの伝送装置は、６Ｍｂｐｓのデータレートに
て５０個のバーストをＢＰＳＫ変調する。従って、２０
個の受信装置はいずれも６Ｍｂｐｓにて５０個のバース
トを受信し、平均データレートは６Ｍｂｐｓとなる。図
８（ａ）は、図１（ａ）のＵＱＰＳＫ方式における模擬
実験の結果である。図８（ａ）を参照すれば、ほとんど
のλ値に対して平均データレートは６Ｍｂｐｓ以上であ
るが、λの値が大きくなるにつれてアウテージが増える
ことが分かる。
【００８８】Ａ＝２０、ａ1＝７，ａ2＝８，Ｍ＝５０で
ある場合（領域ｂ）、本発明に係るマルチキャストデー
タの伝送装置は、６Ｍｂｐｓのデータレートにて１１個
のバーストをＢＰＳＫ変調し、１２Ｍｂｐｓのデータレ
ートにて３９個のバーストをＱＰＳＫ変調する。従っ
て、平均データレートは７．４０４Ｍｂｐｓとなる。図
８（ｂ）を参照すれば、図１（ａ）の方式による場合、
平均データレートは６Ｍｂｐｓで７．８Ｍｂｐｓである
が、λの値が大きくなるにつれてアウテージが増えるこ
とが分かる。
【００８９】Ａ＝２０、ａ1＝７，ａ2＝３，Ｍ＝５０で
ある場合（領域ｃ）、本発明に係るマルチキャストデー
タの伝送装置は、６Ｍｂｐｓのデータレートにて１１個
のバーストをＢＰＳＫ変調し、２４Ｍｂｐｓのデータレ
ートにて３９個のバーストを１６ＱＡＭ変調する。従っ
て、平均データレートは１０．６８Ｍｂｐｓとなる。図
８（ｃ）を参照すれば、図１（ａ）の方式による場合、
λの値が大きくなるにつれてアウテージが生じるだけで
はなく、平均データレートも大きくとも８．４Ｍｂｐｓ
であるということが分かる。
【００９０】受信装置のデータレートが全体的に低い場
合、図１（ａ）のＵＱＰＳＫ方式による時には平均デー
タレートが本発明による場合よりやや高いが、ＳＮＲが
低い受信装置はアウテージが生じて伝送サービスを受け
られない。
【００９１】これに対し、受信装置のデータレートが全
体的に高い場合、本発明による場合に平均データレート
が図１（ａ）の場合と比較して遥かに高いということが
分かる。このことは、ＵＱＰＳＫで提供できない１６Ｑ
ＡＭ変調を使用したからである。
【００９２】本発明に係るマルチキャストデータの伝送
及び図１（ａ）の伝送装置によるマルチキャストデータ
の伝送において、所定の変数の変化によるデータレート
の合計及びアウテージの確率の変化を求めてみた。
【００９３】経路損失モデルとしては、ログ距離モデル
及びログ正規フェージングモデルを使用した。この場合
の経路損失Ｌは、下記式６の通りである。
【００９４】
【数６】
【００９５】前式６において、ｆはキャリア周波数、ｃ
は光の速度、ｄはメートル単位で表わした送信装置と受
信装置との距離、αは経路損失指数、そしてＸσは標準
偏差がσである正規分布を有したログ正規フェージング
を表わす。
【００９６】受信装置におけるＳＮＲは、下記式７によ
り計算できる。
【００９７】
【数７】
【００９８】前式７において、Ｐtxは送信電力であって
２４ｄＢｍ、ＢＷは帯域幅であって２０ＭＨｚ、ｋはボ
ルツマン定数であって１．３８×１０-23Ｊｏｕｌｅ／
Ｋｅｌｖｉｎ、Ｔは温度であって２９３Ｋ、ＮＦは雑音
指数であって６ｄＢと仮定した。マルチキャスト受信装
置の数であるＵは、下記式８のように、ポアソン分布を
従う。
【００９９】
【数８】
【０１００】前式８において、ａは受信装置の数の平均
値である。受信装置は、空間的に同心円内に均等に分布
すると仮定し、円の半径は、ＢＰＳＫ方式により受信す
る受信装置がログ正規フェージングのない場合に成功的
に受信可能な最大距離とした。付加ホワイトガウス雑音
（ＡＷＧＮ）チャンネルを仮定すれば、ＢＰＳＫ及びＱ
ＰＳＫ方式において必要なＳＮＲは、前式５においてＢ
ＥＲを１０-6として各々得ることができる。１６ＱＡＭ
において必要なＳＮＲは、ＱＰＳＫにおいて必要なＳＮ
Ｒに７ｄＢを加えて得た。
【０１０１】図９は、経路損失指数αの変化によるデー
タレートの合計を示すグラフである。図９を参照すれ
ば、経路損失指数が２．５より大きい場合、本発明に係
る伝送装置を通じて得たデータレートの合計がＵＱＰＳ
Ｋ方式より優れているということが分かる。この時、受
信装置数の平均ａは３０、ログ正規フェージングの標準
偏差σは４ｄＢとした。
【０１０２】もし、受信装置がＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，１
６ＱＡＭを受信できる距離が各々ｄ１，ｄ２，ｄ３であ
ると仮定すれば、各変調方式により伝送されたデータを
受信できる受信装置の数は、同心円の面積に比例する。
前式６から、ＢＰＳＫで変調された信号を受信できる受
信装置の数ｕ1、ＱＰＳＫを受信できる受信装置の数
ｕ2、１６ＱＡＭを受信できる受信装置の数ｕ3に対する
ｕ2／ｕ3及びｕ1／ｕ3の平均を各々求めれば、下記式９
の通りである。
【０１０３】
【数９】
【０１０４】前式９より、αが大きくなるにつれてより
多くの受信装置がより高いデータレートで変調された信
号を受信できるということが分かる。
【０１０５】図１０は、経路損失指数の変化によるアウ
テージ確率の変化を示すグラフである。図１０を参照す
れば、本発明に係る伝送装置におけるアウテージ確率
は、図１（ａ）のＵＱＰＳＫ方式を使用した場合より常
時小さいということが分かる。このことは、ＵＱＰＳＫ
方式では、Ｉ成分のみを受信する受信装置に対してもＢ
ＰＳＫで変調された信号を受信する場合より一層高いＳ
ＮＲを要するからである。
【０１０６】図１１は、受信装置数の平均ａの変化によ
るデータレートの合計の変化を示すグラフである。図１
１を参照すれば、平均受信装置の数が１０ないし４０個
である時、本発明による場合におけるデータレートの合
計がＵＱＰＳＫ方式を使用した場合より大きいというこ
とが分かる。
【０１０７】図１２は、受信装置数の平均ａの変化によ
るアウテージ確率の変化を示すグラフである。図１２を
参照すれば、アウテージ確率は、受信装置数の平均とは
関係ないということが分かる。
【０１０８】図１１及び図１２を参照すれば、ＵＱＰＳ
Ｋ方式においてλ＝１の場合、すなわちＱＰＳＫの場合
にデータレートの合計は本発明による場合と同じである
が、アウテージ確率は２倍となることが分かる。
【０１０９】図１３は、ログ正規フェージングの標準偏
差σの変化によるデータレートの変化を示すグラフであ
る。図１４は、ログ正規フェージングの標準偏差σの変
化によるアウテージ確率の変化を示すグラフである。図
１３及び図１４において、経路損失指数αは３とし、受
信装置数の平均ａは３０とした。
【０１１０】図１３を参照すれば、ログ正規フェージン
グの標準偏差が高まるにつれて本発明による伝送の場合
にデータレートの合計が高まるが、ＵＱＰＳＫの場合に
データレートの合計が低まるということが分かる。
【０１１１】図１４を参照すれば、ログ正規フェージン
グの標準偏差が高まるにつれて２種の方式共にアウテー
ジ確率が高まるということが分かり、本発明による伝送
の場合にアウテージ確率がＢＰＳＫの場合と同じであ
り、λの値が０より大きい場合のＵＱＰＳＫ方式による
伝送の場合より常時小さいということが分かる。
【０１１２】本発明は、コンピュータ（情報処理機能を
有する装置をいずれも含む）上で実行可能なプログラム
として具現可能であり、コンピュータにて読取り可能な
記録媒体に格納されるほか、電気通信回線（各種ネット
ワーク）を介して提供、流通が可能である。本発明をコ
ンピュータにて読取り可能なコードとして記録する、コ
ンピュータにて読取り可能な記録媒体は、コンピュータ
システムにより読取り可能なデータが格納（記憶）され
るあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータにて読
取り可能な記録装置の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディ
スク、光データ記憶装置などがある。
【０１１３】本発明は、図面に示された実施形態を参考
として説明されたが、これは単なる例示的なものに過ぎ
ず、この技術分野における当業者であれば、これより各
種の変形及び均等な他の実施形態が可能であるというこ
とは理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的
な保護範囲は特許請求の範囲上の技術的な思想によって
定まるべきである。
【０１１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るマルチ
キャストデータの送受信装置及び方法によれば、スケー
ラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータを伝
送するに当たって、各々のストリームを伝送するデータ
レート及び受信装置グループを予め決定して伝送するこ
とにより、全受信装置が受信する付加情報の量を増やし
つつも、基本情報を受信できない受信装置が無いように
する。また、全受信装置が受信するデータの量を最大化
でき、且つ、基本情報に付加情報を加えて高品質の情報
を受信できる受信装置の数を最大化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、ＵＱＰＳＫ方式を使用した通信シス
テムのブロック図であり、（ｂ）は、ＵＱＰＳＫ変調方
式における伝送信号の信号点配置図である。
【図２】本発明に係るマルチキャストデータの伝送装置
の一実施の形態を示すブロック図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係るマルチキャ
ストデータの無線伝送装置の実施形態におけるヘッダの
構成図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明に係るマ
ルチキャストデータの無線伝送装置の実施形態における
伝送フレームの構成図である。
【図５】本発明に係るマルチキャストデータの受信装置
の一実施の形態を示すブロック図である。
【図６】ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ方式で支援する各変
調方式における関連変数を示すテーブルである。
【図７】本発明に係る通信システム及び図１（ａ）のＵ
ＱＰＳＫ方式の通信システムを比較するための模擬実験
における受信装置のデータレート別分布を示すグラフで
ある。
【図８】（ａ）ないし（ｃ）は、図１（ａ）のＵＱＰＳ
Ｋ方式の通信システムにおいて図７の各領域別に各受信
装置が受信できるデータレート及びアウテージの数を示
すテーブルである。
【図９】本発明に係る通信システム及び図１（ａ）のＵ
ＱＰＳＫ方式の通信システムを比較するための模擬実験
において、経路損失指数の変化によるデータレートの合
計の変化を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る通信システム及び図１（ａ）の
ＵＱＰＳＫ方式の通信システムを比較するための模擬実
験において、経路損失指数の変化によるアウテージの確
率の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る通信システム及び図１（ａ）の
ＵＱＰＳＫ方式の通信システムを比較するための模擬実
験において、受信装置数の平均の変化によるデータレー
トの合計の変化を示すグラフである。
【図１２】本発明に係る通信システム及び図１（ａ）の
ＵＱＰＳＫ方式の通信システムを比較するための模擬実
験において、受信装置数の平均の変化によるアウテージ
の確率の変化を示すグラフである。
【図１３】本発明に係る通信システム及び図１（ａ）の
ＵＱＰＳＫ方式の通信システムを比較するための模擬実
験において、ログ正規フェージングの標準偏差の変化に
よるデータレートの合計の変化を示すグラフである。
【図１４】本発明に係る通信システム及び図１（ａ）の
ＵＱＰＳＫ方式の通信システムを比較するための模擬実
験において、ログ正規フェージングの標準偏差の変化に
よるアウテージの確率の変化を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｌ 12/56 ２６０ Ｈ０４Ｌ 12/56 ２６０Ｚ 27/00 27/20 Ｚ 27/20 27/00 Ｚ 29/08 13/00 ３０７Ｃ Ｆターム(参考） 5K004 AA01 AA05 AA08 BA02 FA03 FA05 JA03 5K030 GA03 HA08 HD03 KA04 KX18 KX28 LB06 LC02 LD04 LD05 LD06 MD08 5K033 AA01 BA15 CB06 CB13 DA01 DA19 DB18 EA07 5K034 AA05 EE03 MM08

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スケーラブルなデータ構造を有するマル
    チキャストデータを多数の外部受信装置に伝送する無線
    伝送装置において、 前記多数の外部受信装置が受信可能なデータレートに応
    じて前記マルチキャストデータを分離し、所定のデータ
    レートに対応する複数本のマルチキャストストリームを
    生成するストリーム生成部と、 前記複数本のマルチキャストストリームを各々符号化処
    理する符号化処理部と、 前記符号化処理されたマルチキャストストリームに各々
    対応するヘッダを生成して所定のデータレートで変調す
    るヘッダ処理部と、 前記複数の符号化処理されたマルチキャストストリーム
    を対応するデータレートで変調するストリーム変調部
    と、 前記変調されたマルチキャストストリームに前記変調さ
    れたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを生成す
    るフレーム生成部とを含むことを特徴とするマルチキャ
    ストデータの無線伝送装置。
  2. 【請求項２】 前記符号化処理部は、 前記複数本のマルチキャストストリームを各々順方向誤
    り訂正符号化させる第１処理部と、 前記順方向誤り訂正符号化された複数本のマルチキャス
    トストリームを各々インタリーブする第２処理部と、 前記順方向誤り訂正符号化及びインタリーブされた複数
    本のマルチキャストストリームを各々信号点配置マッピ
    ングする第３処理部とを含むことを特徴とする請求項１
    に記載のマルチキャストデータの無線伝送装置。
  3. 【請求項３】 前記ストリーム生成部は、 基本情報を含むマルチキャストストリームは、全受信装
    置がいずれも受信可能な最も低いデータレートに対応
    し、基本情報に付加して高品質の情報を生成する付加情
    報を含むマルチキャストストリームは、全受信装置が受
    信するマルチキャストデータの量の合計が最大となるよ
    うに、複数本のマルチキャストストリームを生成するこ
    とを特徴とする請求項１に記載のマルチキャストデータ
    の無線伝送装置。
  4. 【請求項４】 前記ストリーム生成部は、 基本情報を含むマルチキャストストリームは、全受信装
    置がいずれも受信可能な最も低いデータレートに対応
    し、付加情報を含むマルチキャストストリームは、伝送
    可能な各々のデータレートのうち当該データレートとそ
    のデータレートで受信可能な受信装置の数との乗算値が
    最大であるデータレートに対応するように、複数本のマ
    ルチキャストストリームを生成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データの無線伝送装置。
  5. 【請求項５】 前記ヘッダ処理部は、 各ヘッダを対応するマルチキャストストリームと同じデ
    ータレートで変調することを特徴とする請求項１に記載
    のマルチキャストデータの無線伝送装置。
  6. 【請求項６】 前記ヘッダ処理部は、 各ヘッダを最も低いデータレートで変調することを特徴
    とする請求項１に記載のマルチキャストデータの無線伝
    送装置。
  7. 【請求項７】 前記ヘッダは各々、 対応するマルチキャストストリームが受信可能なデータ
    レートを有する受信装置をいずれも含む受信装置グルー
    プの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、前記対応す
    るマルチキャストストリームに適用された符号化処理情
    報及び前記対応するマルチキャストストリームの大きさ
    を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチキャス
    トデータの無線伝送装置。
  8. 【請求項８】 前記ヘッダは各々、 前記対応するマルチキャストストリームより一層高いデ
    ータレートに対応するマルチキャストストリームの存否
    を表示する情報をさらに含むことを特徴とする請求項７
    に記載のマルチキャストデータの無線伝送装置。
  9. 【請求項９】 前記フレーム生成部は、 前記変調されたヘッダを各々対応する変調されたマルチ
    キャストストリームに付加して複数の伝送フレームを生
    成することを特徴とする請求項１に記載のマルチキャス
    トデータの無線伝送装置。
  10. 【請求項１０】 前記フレーム生成部は、 前記変調されたマルチキャストストリームをデータレー
    トの低い順番に配列し、前記変調されたヘッダを対応す
    るマルチキャストストリームが配列された順番に前記配
    列されたマルチキャストストリームの前方に付加して一
    枚の伝送フレームを生成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データの無線伝送装置。
  11. 【請求項１１】 スケーラブルなデータ構造を有するマ
    ルチキャストデータを多数の外部受信装置に伝送する無
    線伝送方法において、 （ａ）前記多数の外部受信装置が受信可能なデータレー
    トに応じて前記マルチキャストデータを分離し、所定の
    データレートに対応する複数本のマルチキャストストリ
    ームを生成する段階と、 （ｂ）前記複数本のマルチキャストストリームを各々符
    号化処理する段階と、 （ｃ）前記符号化処理されたマルチキャストストリーム
    に各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで
    変調する段階と、 （ｄ）前記複数本の符号化処理されたマルチキャストス
    トリームを対応するデータレートで変調する段階と、 （ｅ）前記変調されたマルチキャストストリームに前記
    変調されたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを
    生成する段階とを含むことを特徴とするマルチキャスト
    データの無線伝送方法。
  12. 【請求項１２】 前記（ｂ）段階は、 （ｂ１）前記複数本のマルチキャストストリームを各々
    順方向誤り訂正符号化させる段階と、 （ｂ２）前記順方向誤り訂正符号化された複数本のマル
    チキャストストリームを各々インタリーブする段階と、 （ｂ３）前記順方向誤り訂正符号化及びインタリーブさ
    れた複数本のマルチキャストストリームを各々信号点配
    置マッピングする段階とを含むことを特徴とする請求項
    １１に記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。
  13. 【請求項１３】 前記（ａ）段階は、 基本情報を含むマルチキャストストリームは全受信装置
    がいずれも受信可能な最も低いデータレートに対応し、
    基本情報に付加して高品質の情報を生成する付加情報を
    含むマルチキャストストリームは全受信装置が受信する
    マルチキャストデータの量の合計が最大となるように、
    複数本のマルチキャストストリームを生成することを特
    徴とする請求項１１に記載のマルチキャストデータの無
    線伝送方法。
  14. 【請求項１４】 前記（ａ）段階は、 基本情報を含むマルチキャストストリームは全受信装置
    がいずれも受信可能な最も低いデータレートに対応し、
    付加情報を含むマルチキャストストリームは伝送可能な
    各々のデータレートのうち当該データレートとそのデー
    タレートで受信可能な受信装置の数との乗算値が最大の
    データレートに対応するように、複数本のマルチキャス
    トストリームを生成することを特徴とする請求項１１に
    記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。
  15. 【請求項１５】 前記（ｃ）段階は、 各ヘッダを対応するマルチキャストストリームと同じデ
    ータレートで変調することを特徴とする請求項１１に記
    載のマルチキャストデータの無線伝送方法。
  16. 【請求項１６】 前記（ｃ）段階は、 各ヘッダを最も低いデータレートで変調することを特徴
    とする請求項１１に記載のマルチキャストデータの無線
    伝送方法。
  17. 【請求項１７】 前記ヘッダは各々、 対応するマルチキャストストリームが受信可能なデータ
    レートを有する受信装置をいずれも含む受信装置グルー
    プのＭＡＣアドレス、前記対応するマルチキャストスト
    リームに適用された符号化処理情報及び前記対応するマ
    ルチキャストストリームの大きさを含むことを特徴とす
    る請求項１１に記載のマルチキャストデータの無線伝送
    方法。
  18. 【請求項１８】 前記ヘッダは各々、 前記対応するマルチキャストストリームより一層高いデ
    ータレートに対応するマルチキャストストリームの存否
    を表示する情報をさらに含むことを特徴とする請求項１
    ７に記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。
  19. 【請求項１９】 前記（ｅ）段階は、 前記変調されたヘッダを各々対応する変調されたマルチ
    キャストストリームに付加して複数の伝送フレームを生
    成することを特徴とする請求項１１に記載のマルチキャ
    ストデータの無線伝送方法。
  20. 【請求項２０】 前記（ｅ）段階は、 前記変調されたマルチキャストストリームをデータレー
    トが低い順番に配列し、前記変調されたヘッダを対応す
    るマルチキャストストリームが配列された順番に前記配
    列されたマルチキャストストリームの前方に付加して一
    枚の伝送フレームを生成することを特徴とする請求項１
    １に記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。
  21. 【請求項２１】 （ａ）多数の外部受信装置が受信可能
    なデータレートに応じてスケーラブルなデータ構造を有
    するマルチキャストデータを分離し、所定のデータレー
    トに対応する複数本のマルチキャストストリームを生成
    する段階と、 （ｂ）前記複数本のマルチキャストストリームを各々符
    号化処理する段階と、 （ｃ）前記符号化処理されたマルチキャストストリーム
    に各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで
    変調する段階と、 （ｄ）前記複数の符号化処理されたマルチキャストスト
    リームを対応するデータレートで変調する段階と、 （ｅ）前記変調されたマルチキャストストリームに前記
    変調されたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを
    生成する段階とをコンピュータにて実行させるためのプ
    ログラムを記録したコンピュータにて読取り可能な記録
    媒体。
  22. 【請求項２２】 外部の伝送装置から伝送されたスケー
    ラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータの無
    線受信装置において、 前記伝送装置から伝送された一枚以上の伝送フレームの
    うちヘッダ部分を復調してヘッダ情報信号を生成するヘ
    ッダ復調部と、 前記ヘッダ情報信号に基づき前記伝送フレームのうち受
    信するデータストリーム部分を各々復調して一本以上の
    符号化処理されたデータストリームを生成するストリー
    ム復調部と、 前記一本以上の符号化処理されたデータストリームをデ
    コーディングするストリームデコーディング部と、 前記一本以上のデコーディングされたデータストリーム
    を合成してスケーラブルなデータ構造を有するデータを
    出力するデータ合成部とを含むことを特徴とするマルチ
    キャストデータの無線受信装置。
  23. 【請求項２３】 外部の伝送装置から伝送されたスケー
    ラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータの無
    線受信方法において、 （ａ）前記伝送装置から伝送された一枚以上の伝送フレ
    ームのうちヘッダ部分を復調して伝送フレームのうち受
    信するデータストリーム部分を決定する段階と、 （ｂ）前記伝送フレームのうち受信するデータストリー
    ム部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデー
    タストリームを生成する段階と、 （ｃ）前記一本以上の符号化処理されたデータストリー
    ムをデコーディングする段階と、 （ｄ）前記一本以上のデコーディングされたデータスト
    リームを合成してスケーラブルなデータ構造を有するデ
    ータを生成する段階とを含むことを特徴とするマルチキ
    ャストデータの無線受信方法。
  24. 【請求項２４】 （ａ）外部の伝送装置から伝送された
    一枚以上の伝送フレームのうちヘッダ部分を復調して伝
    送フレームのうち受信するデータストリーム部分を決定
    する段階と、 （ｂ）前記伝送フレームのうち受信するデータストリー
    ム部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデー
    タストリームを生成する段階と、 （ｃ）前記一本以上の符号化処理されたデータストリー
    ムをデコーディングする段階と、 （ｄ）前記一本以上のデコーディングされたデータスト
    リームを合成してスケーラブルなデータ構造を有するデ
    ータを生成する段階とをコンピュータにて実行させるた
    めのプログラムを記録したコンピュータにて読取り可能
    な記録媒体。
  25. 【請求項２５】 多数の無線受信装置が受信可能なデー
    タレートに応じてスケーラブルなデータ構造を有するマ
    ルチキャストデータを分離し、所定のデータレートに対
    応する複数本のマルチキャストストリームを生成するス
    トリーム生成部と、 前記複数本のマルチキャストストリームを各々符号化処
    理する符号化処理部と、 前記符号化処理されたマルチキャストストリームに各々
    対応するヘッダを生成して所定のデータレートで変調す
    るヘッダ処理部と、 前記複数の符号化処理されたマルチキャストストリーム
    を対応するデータレートで変調するストリーム変調部
    と、 前記変調されたマルチキャストストリームに前記変調さ
    れたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを生成す
    るフレーム生成部とを含むマルチキャストデータの無線
    伝送装置と、 前記無線伝送装置から伝送された一枚以上の伝送フレー
    ムのうちヘッダ部分を復調してヘッダ情報信号を生成す
    るヘッダ復調部と、 前記ヘッダ情報信号に基づき前記伝送フレームのうち受
    信するデータストリーム部分を各々復調して一本以上の
    符号化処理されたデータストリームを生成するストリー
    ム復調部と、 前記一本以上の符号化処理されたデータストリームをデ
    コーディングするストリームデコーディング部と、 前記一本以上のデコーディングされたデータストリーム
    を合成してスケーラブルなデータ構造を有するデータを
    出力するデータ合成部とを含む多数のマルチキャストデ
    ータの無線受信装置とを含むことを特徴とする無線通信
    システム。
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