JP2004080321A - Transmission method and transmission apparatus - Google Patents

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JP2004080321A
JP2004080321A JP2002237235A JP2002237235A JP2004080321A JP 2004080321 A JP2004080321 A JP 2004080321A JP 2002237235 A JP2002237235 A JP 2002237235A JP 2002237235 A JP2002237235 A JP 2002237235A JP 2004080321 A JP2004080321 A JP 2004080321A
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Japan
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transmission
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frame
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JP2002237235A
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Kaoru Yanagimoto
柳本 薫
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an encode rate in matching with an environment and a state when wirelessly transmitting digital data. <P>SOLUTION: A broadcast reception section 10 is provided with: an encoder 15 for encoding main data; a transmission circuit 16 for assembling the main data encoded by the encoder 15 into data frames and transmitting the data frames; and a reception circuit 16 for receiving a returned ACK frame; and a circuit 18 for calculating a successful rate of transmission of the data frames on the basis of the transmitted number of the data frames and the number of returned ACK frames every time the transmission circuit 16 transmits a prescribed number of the data frame; and a control circuit 18 setting a transmission rate of the data frames and the encode rate of the main data on the basis of the calculated successful rate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルデータの送信方法および送信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
テレビ受像機として、図6に示すように、放送受信部10と表示部20とを別体にしたものがある。この場合、放送受信部10は、テレビ放送を受信して映像信号および音声信号を復調するものであるが、図6の例においては、さらに、外部AV機器としてVTR1やDVDプレーヤ2なども接続されている。なお、放送受信部10は、部屋の隅などに置かれる。
【0003】
そして、放送受信部10において、テレビ放送による映像信号および音声信号と、AV機器1、2により再生された映像信号および音声信号とのうちの1組が選択され、その選択された1組が電波により表示部20へと送信される。なお、その送信される映像信号および音声信号は、例えば、MPEG方式によりエンコード(データ圧縮)され、IEEE802.11にしたがってデータフレーム化されて送信される。
【0004】
一方、表示部20は、電源がバッテリとされるとともに、映像の表示手段がLCDパネルにより構成される。そして、表示部20において、放送受信部10が送信してきたエンコード信号からもとの映像信号および音声信号がデコードされ、映像および音声が出力される。したがって、このテレビ受像機によれば、ユーザは、居間や寝室あるいは庭先など好きな場所で手軽にテレビ番組を見ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述のテレビ受像機の場合、放送受信部10が映像信号および音声信号をエンコード処理するときのエンコードレートを高くすれば、表示部20から出力される映像および音声の品質を高くすることができる。
【0006】
しかし、放送受信部10がMPEGエンコード信号を表示部20に送信するときの送信レート(伝送レート)は、映像信号および音声信号をエンコード処理するときのエンコードレートよりも高くなければならない。そして、放送受信部10と表示部20との間の電波状態は、放送受信部10や表示部20を使用する場所によって異なる。例えば、放送受信部10と表示部20との間の距離、壁や家具の有無などによって異なる。
【0007】
また、表示部20を別の場所に移動させれば、これによっても電波状態は変化してしまう。さらに、表示部20を使用する場所が固定されていても、放送受信部10と表示部20との間を人が通ったり、近づいたりしても電波状態の変化することがある。
【0008】
このため、一般に、放送受信部10がMPEGエンコード信号を送信するときの送信レートは、低めに抑えて伝送状態を確保するようにしている。しかし、そのようにすると、MPEGエンコード信号のエンコードレートを高くすることができなくなり、結果として映像および音声の品質が制限されてしまう。
【0009】
この発明は、このような問題点を解決しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、例えば、
送信側が、主データをエンコードしてからデータフレーム化して送信するとともに、受信側が、上記送信されてきたデータフレームを正常に受信したとき、ACKフレームを上記送信側に返送するようにした通信方法において、
所定数の上記データフレームを送信するごとに、その送信したデータフレームの数と、上記返送されてきたACKフレームの数とから、上記データフレームの送信の成功率を算出し、
この算出した成功率に基づいて上記データフレームの伝送レートおよび上記主データのエンコードレートの設定を行う
ようにした送信方法
とするものである。
したがって、データフレームの伝送レートが、そのときの環境や状態に対応して動的に変更されるとともに、エンコードレートもその伝送レートに見合った速度に動的に変更される。
【0011】
【発明の実施の形態】
▲1▼ データの無線伝送時のプロトコルおよびデータフレームについて
IEEE802.11によりAVデータなどのデータを無線で送信する場合には、図1に示すように、
(A) 送信装置が、主データを有するデータフレーム(MACデータフレーム)を送信する。
(B) 受信装置は、そのMACデータフレームを正常に受信できたときには、送信装置により指定された期間TIDが経過するまでに、ACKデータを有するフレーム(ACKフレーム)を返送する。
受信できないときは、何もしない。
(C) 送信装置は、期間TID内に、ACKデータを受信したときには、次のMACデータフレームを送信する。
期間TID内にACKデータを受信できなかったときは、先のMACデータフレームを再送信する。
(D) 上記の処理を、1つのMACデータフレームごとに繰り返す。
のような処理を行っている。
【0012】
図2は、そのデータフレームの構成を示す。このデータフレームについては、IEEE802.11により規定されているが、図2Aに示すように、1つのデータフレームは、PLCPプリアンブル、PLCPヘッダ、PSDU、テイルビットなどから構成される。この場合、PLCPプリアンブルおよびPLCPヘッダは、伝送レート(送信レート)が6Mbpsに固定されているが、PSDUおよびテイルビットの伝送レートは、後述するように可変とされている。
【0013】
そして、PLCPヘッダは、図2Bに示すように、データDR、データLENGTHなどのデータを有する。この場合、データDRはPSDUおよびテイルビットの伝送レートを示し、データLENGTHはPSDUに含まれる主データの長さを示す。
【0014】
ここで、データDRは、上記のようにPSDUおよびテイルビットの伝送レートを示ものであるが、4ビットとされ、このデータDRと伝送レートとは、例えば図3に示すような関係とされている。例えば、DR=“1101”のときには、PSDUおよびテイルビットの伝送レートは6Mbpsであり、DR=“0101”のときには、伝送レートは12Mbpsである。なお、この伝送レートを低く設定すると、無線伝送としては安定だが、品質の高い映像および音声の伝送や再生はできなくなり、逆に、この伝送レートを高く設定すると、各種の障害に対して弱くなる。
【0015】
そして、データフレームがMACデータフレームの場合には、図2Cに示すように、PSDUは、MACヘッダと、主データと、フレームチェックサムFCSとから構成される。そして、MACヘッダは、フレームコントロールFCと、データDRID、アドレスADDRなどから構成される。この場合、フレームコントロールFCは、そのデータフレームの送信方向、主データが暗号化されている/いない、そのデータフレームが初送信であるか再送信であるかなどのデータを有する。
【0016】
また、データDRIDは、上記(C)項における制限時間TIDを示すもので、一般には、TID=2〜3msである。さらに、アドレスADDRは、送信元のMACアドレス、送信先のMACアドレス、無線エリアを特定するためのBSSIDなどである。
【0017】
そして、主データが伝送すべきデータであり、今の場合、MPEGエンコード処理された映像信号および音声信号である。また、フレームチェックサムFCSは、(B)項に示すように、受信装置がMACデータフレームを正常に受信できたかどうかをチェックするときに使用する。
【0018】
さらに、データフレームがACKフレームの場合には、図2Dに示すように、PSDUは、MACヘッダと、フレームチェックサムFCSとから構成され、MACヘッダがデータRAを有する。
【0019】
▲2▼ MPEGエンコードレートおよび伝送レートについて
データをMPEG方式でエンコードして無線により伝送する場合、無線モジュール(送受信回路)の伝送レートを値RTXに設定しても、1つのデータフレームに対して再送信を1回したとすれば(初送信を含めて全部で2回の送信をしたとすれば)、送信の成功率は1/2であり、実質的な伝送レートはRTX/2である。また、再送信を2回したとすれば(全部で3回送信したとすれば)、送信の成功率は1/3であり、実質的な伝送レートはRTX/3である。
【0020】
そこで、
RTX:無線モジュールに設定した伝送レート
p :送信の成功率。0≦p≦1
REF:無線伝送系の実質的な伝送レート
とすれば、
REF=RTX・p               ・・・ (1)
となる。
【0021】
また、データをMPEG方式でエンコードして無線により伝送する場合、
RENC:送信側のMPEGエンコーダのエンコードレート
とすれば、そのMPEGエンコード信号を受信側でデコードするときのデコードレートも、やはり値RENCである。そして、とうぜん、
RENC<REF                 ・・・ (2)
でなければならない。つまり、連続的にRENC>RTXの状態になってしまうと、MPEGデコーダが動画再生するために必要なデータが枯渇することになり、動画再生を行うことはできなくなる。
【0022】
したがって、(1)式および(2)式から
RENC<RTX・p               ・・・ (3)
となる。しかし、実際には、送信側の無線モジュールから出力されるデータには、▲1▼項において説明したように、本来の映像信号および音声信号以外に各種の情報が含まれたり、受信側からのACKフレームを待つための時間が必要とされたり、あるいはACKフレームを処理するための時間も必要とされたりするので、送信側のMPEGエンコーダのエンコードレートRENCは、80%程度に抑える必要がある。
【0023】
この結果、(3)式は、さらに、
RENC<0.8×RTX・p            ・・・ (4)
となる。つまり、通信状況が良好であり、伝送レートRTXや成功率pが大きくなったときには、それだけエンコードレートRENCを大きくして画質を向上させることができる。
【0024】
そこで、この発明は、通信状況を判断ないし検出し、通信状況が悪いときには、エンコードレートRENCを下げ、画質は落ちるが、駒落ちや切れ目のない動画再生を可能とし、通信環境がよいときには、エンコードレートRENCを上げて画質を向上させるものである。
【0025】
▲3▼ 送信装置および受信装置の一例
図4は、この発明による送信装置を上述の放送受信部10に適用した場合の一例を示す。また、受信装置となる表示部20の一例も示す。そして、アンテナ11により受信されたテレビ放送の放送波信号が受信回路12に供給されて任意のチャンネルの映像信号および音声信号が取り出され、この信号が入力切り換え用のスイッチ回路13に供給される。また、VTR1および DVDプレーヤ2から映像信号および音声信号が出力され、これら信号もスイッチ回路13に供給される。
【0026】
そして、スイッチ回路13により、これに供給された映像信号および音声信号のうちの1組が選択され、その選択された映像信号および音声信号がA/Dコンバータ14に供給されてデジタルデータにA/D変換されてからMPEGエンコーダ15に供給されてMPEGエンコード信号にエンコードされ、このMPEGエンコード信号が無線モジュール16に供給されて▲1▼項により説明したIEEE802.11のMACデータフレームに構成されるとともに、さらにOFDM信号とされ、このOFDM信号がアンテナ17を通じて表示部20へと送信される。
【0027】
また、放送受信部10は制御回路18を有する。この制御回路18は、スイッチ回路13の切り換えを始めとして放送受信部10の全体の動作を制御するものであり、マイクロコンピュータにより構成される。さらに、制御回路18は、MPEGエンコーダ15がデータをMPEGエンコード信号にエンコードするときのエンコードレート、およびMACデータフレームを送信するときの送信レートを最適な値に制御するものでもある。
【0028】
このため、この制御回路18には、そのマイクロコンピュータが実行するプログラムの一部として、例えば図5に示すようなルーチン100が用意される。このルーチン100の詳細については後述するが、図5においては、ルーチン100は、この発明に関係する部分だけを抜粋して示している。
【0029】
一方、受信装置となる表示部20においては、放送受信部10から送信されてきたOFDM信号がアンテナ21により受信され、この受信信号が無線モジュール22に供給されてもとのMPEGエンコード信号が復調されて取り出される。そして、このMPEGエンコード信号がバッファ回路23を通じてMPEGデコーダ回路24に供給されてもとのデジタルデータにデコードされ、このデジタルデータがD/Aコンバータ25に供給されてもとの映像信号および音声信号にD/A変換され、これら信号がドライブ回路26を通じてLCDパネル27およびスピーカ28に供給され、映像および音声が出力される。
【0030】
この場合、無線モジュール22は、(B)項に述べたように、受信したMACデータフレームごとに、そのフレームチェックサムFCSを求めることにより、そのMACデータフレームを正常に受信できたかどうかをチェックし、正常に受信できたときには、期間TIDが経過する前に、放送受信部10の無線モジュール16にACKフレームを返送し、正常に受信できなかったときには、何も返送しない。
【0031】
また、放送受信部10の無線モジュール16は、(C)項に述べたように、MACデータフレームを送信するごとに、ACKフレームの返送の有無をチェックしているが、このACKフレームの返送の有無が(4)式における成功率pを示している。
【0032】
そこで、この発明においては、ACKフレームの返送の有無から成功率pを求め、その成功率pにしたがってMPEGエンコーダ15のエンコードレートRENCおよび無線モジュール16の伝送レートRTXを適正値に制御するものである。そして、その制御は、制御回路18のマイクロコンピュータが例えば図5に示すルーチン100を実行することにより実現するものである。
【0033】
すなわち、放送受信部10がMPEGエンコード信号の送信を開始するとき、制御回路18のマイクロコンピュータの処理が、ルーチン100のステップ101からスタートし、次にステップ102において、MPEGエンコーダ15のエンコードレートRENCおよび無線モジュール16の伝送レートRTXがそれらの最高値に設定される。
【0034】
続いて、ステップ111において、MACデータフレームの送信(再送信を含む)が例えば1000回行われる。なお、今の場合、エンコードレートRENCおよび伝送レートRTXは、ステップ102により設定された最高値である。また、このとき、MACデータフレームの送信に成功すると、表示部20からACKフレームが返送されてくるが、その返送されてきたACKフレームの数nACKがカウントされる。
【0035】
次に、ステップ112において、
p=nACK/1000               ・・・ (5)
からMACデータフレームの送信の成功率pが算出され、ステップ113において、(4)式が成立するかどうかが判別される。
【0036】
そして、(4)式が成立しないときは、伝送レートRTXが高すぎるときであるから、処理はステップ113からステップ114に進み、このステップ114において、伝送レートRTXを下げることができるかどうか、すなわち、伝送レートRTXが最低値であるかどうかが判別される。
【0037】
そして、今の場合、伝送レートRTXはステップ102により最高値であり、したがって、最低値ではないので、処理はステップ114からステップ115に進み、このステップ115において、エンコードレートRENCおよび伝送レートRTXが1ランク低い値とされ、その後、処理はステップ111に戻る。
【0038】
また、ステップ114において、伝送レートRTXが最低値のとき、すなわち、伝送レートRTXをそれ以上下げることができないときには、処理はステップ114からステップ111に戻る。
【0039】
したがって、ステップ111〜115によれば、MACデータフレームを1000回送信するごとに、(4)式が成立するかどうかがチェックされ、成立しないときには、成立するようになるまで、エンコードレートRENCおよび伝送レートRTXが低くされていく。
【0040】
一方、ステップ113において、(4)式が成立するときには、伝送レートRTXに余裕があるときであるから、処理はステップ113からステップ124に進み、このステップ124において、伝送レートRTXを上げることができるかどうか、すなわち、伝送レートRTXが最高値であるかどうかが判別される。
【0041】
そして、伝送レートRTXが最高値ではないときには、処理はステップ124からステップ125に進み、このステップ115において、エンコードレートRENCおよび伝送レートRTXが1ランク高い値とされ、その後、処理はステップ111に戻る。
【0042】
また、ステップ124において、伝送レートRTXが最高値のとき、すなわち、伝送レートRTXをそれ以上高くできないときには、処理はステップ124からステップ111に戻る。
【0043】
したがって、ステップ111〜113、124、125によれば、MACデータフレームを1000回送信するごとに、(4)式が成立するかどうかがチェックされ、成立するときには、成立しないようになるまで、エンコードレートRENCおよび伝送レートRTXが高くされていく。
【0044】
したがって、ルーチン100によれば、伝送レートRTXは、そのときの環境ないし状態で許される最高値となり、エンコードレートRENCも対応した速度となる。
【0045】
▲4▼ まとめ
上述の放送受信部10によれば、返送されてくるACKフレームからMACデータフレームを送信したときの成功率pを求め、この成功率pにしたがって、伝送レートRTXを、そのときの環境や状態で許される最高値に設定するとともに、エンコードレートRENCを、その伝送レートRTXで可能な最高値に設定している。したがって、放送受信部10および表示部20を使用するたびに、あるいは使用中に、環境や状態が変化しても、常に最適な映像および音声を得ることができるとともに、それら映像や音声に欠落を生じることもない。
【0046】
しかも、そのために、放送受信部10のハードウェアを変更したり、追加する必要がなく、ソフトウェアを変更するだけでよい。また、表示部20は、ハードウェアもソフトウェアも変更する必要がなく、これまでのものをそのまま使用することができる。
【0047】
▲5▼ その他
上述において、ステップ102に続いて、主データとしてヌルデータ(例えば、値がすべてFFhであるデータ)を有するMACデータフレームを、例えば100回送信し、その後、ステップ112以降を実行することもできる。そうのようにすれば、本来のMPEGエンコード信号を有するMACデータフレームを最初から適正な速度で送信することができる。そして、そのとき、ヌルデータの送信に必要な時間は、RTX=10Mbpsのときでも10ms以下であるとともに、ヌルデータは映像や音声として再生されないので、映像や音声の視聴に問題を生じることもない。
【0048】
また、上述においては、ステップ102において、エンコードレートRENCおよび伝送レートRTXを最高値に設定したが、中央値や最低値に設定することもできる。
【0049】
〔この明細書で使用している略語の一覧〕
A/D  :Analog to Digital
ACK  :ACKnowledgement
AV   :Audio and Visual
BSSID:Basic Service Set IDentification
D/A  :Digital to Analog
DVD  :Digital Versatile Disc
IEEE :Institute of Electrical and Electronics Engineers
LCD  :Liquid Crystal Display
MAC  :Media Access Control address
MPEG :Motion Picture Image Coding Experts Group
OFDM :Orthogonal Frequency Division Multiplex
PLCP :Physical Layer Convergence Procedure
PSDU :Physical layer Service Data Unit
VTR  :Video Tape Recorder
【0050】
【発明の効果】
この発明によれば、送信装置および受信装置を使用するたびに、あるいは使用中に、環境や状態が変化しても、常に最適な映像および音声などを得ることができるとともに、それら映像や音声に欠落を生じることもない。しかも、そのために、送信装置のハードウェアを変更したり、追加する必要がない。また、受信装置は、ハードウェアもソフトウェアも変更する必要がなく、これまでのものをそのまま使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を説明するための図である。
【図2】この発明を説明するための図である。
【図3】この発明を説明するための図である。
【図4】この発明の一形態を示す系統図である。
【図5】この発明の一形態を示すフローチャートである。
【図6】この発明を説明するための図である。
【符号の説明】
10…放送受信部、12…受信回路、14…A/Dコンバータ、15…MPEGエンコーダ、16…無線モジュール、20…表示部、22…無線モジュール、24…MPEGデコーダ、25…D/Aコンバータ、27…LCDパネル
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and a device for transmitting digital data.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 6, there is a television receiver in which a broadcast receiving unit 10 and a display unit 20 are provided separately. In this case, the broadcast receiving unit 10 receives a television broadcast and demodulates a video signal and an audio signal. In the example of FIG. 6, a VTR 1 and a DVD player 2 are also connected as external AV devices. ing. The broadcast receiving unit 10 is placed at a corner of a room or the like.
[0003]
Then, in the broadcast receiving unit 10, one set of a video signal and an audio signal by television broadcasting and a video signal and an audio signal reproduced by the AV devices 1 and 2 is selected, and the selected pair is transmitted by radio waves. Is transmitted to the display unit 20. The video signal and the audio signal to be transmitted are encoded (data compression) by, for example, the MPEG method, are converted into data frames according to IEEE802.11, and are transmitted.
[0004]
On the other hand, the display unit 20 has a battery as a power source and an image display means configured with an LCD panel. Then, the display unit 20 decodes the original video signal and audio signal from the encoded signal transmitted by the broadcast reception unit 10, and outputs video and audio. Therefore, according to this television receiver, the user can easily watch a television program in a favorite place such as a living room, a bedroom, or a garden.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the above-described television receiver, the quality of the video and audio output from the display unit 20 can be increased by increasing the encode rate when the broadcast receiving unit 10 encodes the video signal and the audio signal.
[0006]
However, the transmission rate (transmission rate) when the broadcast receiving unit 10 transmits the MPEG encoded signal to the display unit 20 must be higher than the encoding rate when the video signal and the audio signal are encoded. The state of radio waves between the broadcast receiving unit 10 and the display unit 20 differs depending on where the broadcast receiving unit 10 and the display unit 20 are used. For example, it differs depending on the distance between the broadcast receiving unit 10 and the display unit 20, the presence or absence of walls and furniture, and the like.
[0007]
Further, if the display unit 20 is moved to another place, the state of the radio wave also changes. Furthermore, even if the place where the display unit 20 is used is fixed, the radio wave condition may change even if a person passes between or approaches the broadcast receiving unit 10 and the display unit 20.
[0008]
For this reason, generally, the transmission rate when the broadcast receiving unit 10 transmits the MPEG encoded signal is set to be low, and the transmission state is secured. However, in such a case, the encoding rate of the MPEG encoded signal cannot be increased, and as a result, the quality of video and audio is limited.
[0009]
The present invention is intended to solve such a problem.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, for example,
In a communication method, a transmitting side encodes main data, converts the data frame into a data frame, and transmits the data frame. When a receiving side normally receives the transmitted data frame, the receiving side returns an ACK frame to the transmitting side. ,
Each time a predetermined number of the data frames are transmitted, a success rate of the data frame transmission is calculated from the number of the transmitted data frames and the number of the returned ACK frames,
The transmission method is such that the transmission rate of the data frame and the encoding rate of the main data are set based on the calculated success rate.
Therefore, the transmission rate of the data frame is dynamically changed in accordance with the environment or state at that time, and the encoding rate is also dynamically changed to a speed corresponding to the transmission rate.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
{Circle around (1)} When data such as AV data is wirelessly transmitted according to IEEE 802.11 for a protocol and a data frame at the time of wireless transmission of data, as shown in FIG.
(A) The transmitting device transmits a data frame (MAC data frame) having main data.
(B) When the receiving device has successfully received the MAC data frame, the receiving device returns a frame having ACK data (ACK frame) until the period TID specified by the transmitting device has elapsed.
If not, do nothing.
(C) When receiving the ACK data within the period TID, the transmitting device transmits the next MAC data frame.
If ACK data cannot be received within the period TID, the previous MAC data frame is retransmitted.
(D) The above process is repeated for each MAC data frame.
Is performed.
[0012]
FIG. 2 shows the configuration of the data frame. This data frame is defined by IEEE 802.11, but as shown in FIG. 2A, one data frame is composed of a PLCP preamble, a PLCP header, a PSDU, tail bits, and the like. In this case, the transmission rate (transmission rate) of the PLCP preamble and the PLCP header is fixed to 6 Mbps, but the transmission rates of the PSDU and the tail bits are variable as described later.
[0013]
Then, the PLCP header has data such as data DR and data LENGTH, as shown in FIG. 2B. In this case, the data DR indicates the transmission rate of the PSDU and the tail bit, and the data LENGTH indicates the length of the main data included in the PSDU.
[0014]
Here, the data DR indicates the transmission rate of the PSDU and the tail bit as described above, but is 4 bits, and the data DR and the transmission rate have a relationship as shown in FIG. 3, for example. I have. For example, when DR = "1101", the transmission rate of PSDU and tail bits is 6 Mbps, and when DR = "0101," the transmission rate is 12 Mbps. If this transmission rate is set low, wireless transmission is stable, but transmission and reproduction of high-quality video and audio cannot be performed. Conversely, if this transmission rate is set high, it is vulnerable to various obstacles. .
[0015]
When the data frame is a MAC data frame, as shown in FIG. 2C, the PSDU includes a MAC header, main data, and a frame checksum FCS. The MAC header includes a frame control FC, data DRID, address ADDR, and the like. In this case, the frame control FC has data such as the transmission direction of the data frame, whether or not the main data is encrypted, and whether the data frame is the first transmission or the retransmission.
[0016]
The data DRID indicates the time limit TID in the above item (C), and is generally TID = 2 to 3 ms. Further, the address ADDR is a source MAC address, a destination MAC address, a BSSID for specifying a wireless area, and the like.
[0017]
The main data is data to be transmitted. In this case, the main data is a video signal and an audio signal that have been subjected to MPEG encoding. The frame checksum FCS is used to check whether or not the receiving device has normally received the MAC data frame, as shown in section (B).
[0018]
Further, when the data frame is an ACK frame, as shown in FIG. 2D, the PSDU includes a MAC header and a frame checksum FCS, and the MAC header has data RA.
[0019]
(2) MPEG encoding rate and transmission rate When data is encoded by the MPEG method and transmitted wirelessly, even if the transmission rate of the wireless module (transmission / reception circuit) is set to the value RTX, one data frame is retransmitted. If the transmission is performed once (assuming that the transmission is performed twice in total including the initial transmission), the success rate of the transmission is 1/2, and the actual transmission rate is RTX / 2. If retransmission is performed twice (assuming that transmission is performed three times in total), the transmission success rate is 1/3, and the actual transmission rate is RTX / 3.
[0020]
Therefore,
RTX: Transmission rate set for wireless module p: Success rate of transmission 0 ≦ p ≦ 1
REF: Assuming a substantial transmission rate of the wireless transmission system,
REF = RTX · p (1)
It becomes.
[0021]
When data is encoded by the MPEG method and transmitted wirelessly,
RENC: If the encoding rate of the MPEG encoder on the transmitting side is used, the decoding rate when the MPEG encoded signal is decoded on the receiving side is also the value RENC. And at all,
RENC <REF (2)
Must. That is, if the state of RENC> RTX is continuously set, the data necessary for the MPEG decoder to reproduce a moving image is depleted, and the moving image cannot be reproduced.
[0022]
Therefore, from Expressions (1) and (2), RENC <RTX · p (3)
It becomes. However, in practice, the data output from the wireless module on the transmitting side contains various information in addition to the original video signal and audio signal, Since the time for waiting for the ACK frame is required or the time for processing the ACK frame is also required, the encoding rate RENC of the MPEG encoder on the transmitting side needs to be suppressed to about 80%.
[0023]
As a result, equation (3) furthermore
RENC <0.8 × RTX · p (4)
It becomes. That is, when the communication condition is good and the transmission rate RTX and the success rate p increase, the image quality can be improved by increasing the encode rate RENC accordingly.
[0024]
Therefore, the present invention judges or detects the communication status, and when the communication status is poor, lowers the encoding rate RNC to reduce the image quality, but enables the reproduction of moving images without dropouts or discontinuities. The image quality is improved by increasing the rate RENC.
[0025]
(3) Example of transmitting device and receiving device FIG. 4 shows an example in which the transmitting device according to the present invention is applied to the above-described broadcast receiving unit 10. Also, an example of the display unit 20 serving as a receiving device is shown. Then, the broadcast wave signal of the television broadcast received by the antenna 11 is supplied to a receiving circuit 12 to extract a video signal and an audio signal of an arbitrary channel, and this signal is supplied to a switch circuit 13 for input switching. Video signals and audio signals are output from the VTR 1 and the DVD player 2, and these signals are also supplied to the switch circuit 13.
[0026]
Then, one set of the video signal and the audio signal supplied thereto is selected by the switch circuit 13, and the selected video signal and audio signal are supplied to the A / D converter 14, and the digital data is converted into an A / D signal. After being D-converted, it is supplied to the MPEG encoder 15 and is encoded into an MPEG encoded signal. The MPEG encoded signal is supplied to the wireless module 16 and is formed into the IEEE 802.11 MAC data frame described in the item (1). The OFDM signal is further transmitted to the display unit 20 via the antenna 17.
[0027]
The broadcast receiving unit 10 has a control circuit 18. The control circuit 18 controls the entire operation of the broadcast receiving unit 10 including switching of the switch circuit 13, and is constituted by a microcomputer. Further, the control circuit 18 controls the encoding rate when the MPEG encoder 15 encodes the data into the MPEG encoded signal and the transmission rate when transmitting the MAC data frame to optimal values.
[0028]
Therefore, the control circuit 18 is provided with, for example, a routine 100 as shown in FIG. 5 as a part of a program executed by the microcomputer. The details of the routine 100 will be described later, but in FIG. 5, only the part related to the present invention is extracted from the routine 100.
[0029]
On the other hand, in the display unit 20 serving as a receiving device, the OFDM signal transmitted from the broadcast receiving unit 10 is received by the antenna 21, and the received MPEG encoded signal is demodulated when the received signal is supplied to the wireless module 22. Taken out. Then, the MPEG encoded signal is supplied to an MPEG decoder circuit 24 through a buffer circuit 23 and is decoded into original digital data. The digital data is supplied to a D / A converter 25 to be converted into an original video signal and audio signal. D / A conversion is performed, and these signals are supplied to the LCD panel 27 and the speaker 28 through the drive circuit 26, and video and audio are output.
[0030]
In this case, the wireless module 22 checks whether or not the MAC data frame has been normally received by obtaining the frame checksum FCS for each received MAC data frame, as described in the section (B). , The ACK frame is returned to the wireless module 16 of the broadcast receiving unit 10 before the period TID elapses. If the reception is not successful, nothing is returned.
[0031]
Further, as described in the section (C), the radio module 16 of the broadcast receiving unit 10 checks whether or not an ACK frame is returned each time a MAC data frame is transmitted. The presence or absence indicates the success rate p in the equation (4).
[0032]
Therefore, in the present invention, the success rate p is obtained from the presence or absence of the return of the ACK frame, and the encode rate RENC of the MPEG encoder 15 and the transmission rate RTX of the wireless module 16 are controlled to appropriate values according to the success rate p. . The control is realized by the microcomputer of the control circuit 18 executing, for example, a routine 100 shown in FIG.
[0033]
That is, when the broadcast receiving unit 10 starts transmitting the MPEG encoded signal, the processing of the microcomputer of the control circuit 18 starts from step 101 of the routine 100, and then, in step 102, the encoding rate RENC of the MPEG encoder 15 and The transmission rate RTX of the wireless module 16 is set to their highest value.
[0034]
Subsequently, in step 111, transmission (including retransmission) of the MAC data frame is performed, for example, 1000 times. In this case, the encode rate RENC and the transmission rate RTX are the maximum values set in step 102. At this time, if the transmission of the MAC data frame is successful, an ACK frame is returned from the display unit 20, and the number nACK of the returned ACK frames is counted.
[0035]
Next, in step 112,
p = nACK / 1000 (5)
, The success rate p of the transmission of the MAC data frame is calculated, and in step 113, it is determined whether the expression (4) is satisfied.
[0036]
Then, when the expression (4) does not hold, it means that the transmission rate RTX is too high. Therefore, the process proceeds from step 113 to step 114, and in this step 114, it is determined whether or not the transmission rate RTX can be reduced. , It is determined whether the transmission rate RTX is the lowest value.
[0037]
In this case, since the transmission rate RTX is the highest value in step 102 and therefore is not the lowest value, the process proceeds from step 114 to step 115. In this step 115, the encoding rate RENC and the transmission rate RTX become 1 The rank is set to a lower value, and then the process returns to step 111.
[0038]
If the transmission rate RTX is the lowest value in step 114, that is, if the transmission rate RTX cannot be further reduced, the process returns from step 114 to step 111.
[0039]
Therefore, according to steps 111 to 115, every time the MAC data frame is transmitted 1000 times, it is checked whether or not the expression (4) is satisfied. If not, the encoding rate RENC and the transmission rate until the expression is satisfied are satisfied. The rate RTX is lowered.
[0040]
On the other hand, when equation (4) is satisfied in step 113, there is a margin in the transmission rate RTX, so the process proceeds from step 113 to step 124, where the transmission rate RTX can be increased. It is determined whether or not the transmission rate RTX is the highest value.
[0041]
If the transmission rate RTX is not the highest value, the process proceeds from step 124 to step 125. In step 115, the encoding rate RENC and the transmission rate RTX are set to values higher by one rank, and then the process returns to step 111. .
[0042]
If the transmission rate RTX is the highest value in step 124, that is, if the transmission rate RTX cannot be increased any more, the process returns from step 124 to step 111.
[0043]
Therefore, according to steps 111 to 113, 124, and 125, every time a MAC data frame is transmitted 1000 times, it is checked whether or not expression (4) is satisfied. The rate RENC and the transmission rate RTX are increased.
[0044]
Therefore, according to the routine 100, the transmission rate RTX becomes the maximum value allowed in the environment or state at that time, and the encoding rate RENC also becomes a corresponding speed.
[0045]
{Circle around (4)} According to the broadcast receiving unit 10 described above, the success rate p when transmitting the MAC data frame from the returned ACK frame is obtained, and the transmission rate RTX at that time is determined according to the success rate p. The encoding rate RENC is set to the highest value allowed by the transmission rate RTX, as well as being set to the highest value allowed by the environment and conditions. Therefore, even when the broadcast receiving unit 10 and the display unit 20 are used or during use, even if the environment and the state change, it is possible to always obtain the optimal video and audio, and to eliminate the lack of the video and audio. It does not occur.
[0046]
Moreover, for that purpose, there is no need to change or add hardware of the broadcast receiving unit 10, and only the software needs to be changed. Further, the display unit 20 does not need to change hardware and software, and can use the existing one as it is.
[0047]
{Circle around (5)} In the above description, after step 102, a MAC data frame having null data (for example, data whose values are all FFh) as main data is transmitted, for example, 100 times, and thereafter, step 112 and thereafter are executed You can also. By doing so, the MAC data frame having the original MPEG encoded signal can be transmitted from the beginning at an appropriate speed. At this time, the time required for transmitting null data is 10 ms or less even when RTX = 10 Mbps, and since null data is not reproduced as video or audio, there is no problem in viewing video and audio.
[0048]
In the above description, the encode rate RENC and the transmission rate RTX are set to the highest values in step 102, but they may be set to the median value or the lowest value.
[0049]
[List of abbreviations used in this specification]
A / D: Analog to Digital
ACK: ACKnowledgment
AV: Audio and Visual
BSSID: Basic Service Set IDentification
D / A: Digital to Analog
DVD: Digital Versatile Disc
IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers
LCD: Liquid Crystal Display
MAC: Media Access Control address
MPEG: Motion Picture Image Coding Experts Group
OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplex
PLCP: Physical Layer Convergence Procedure
PSDU: Physical layer Service Data Unit
VTR: Video Tape Recorder
[0050]
【The invention's effect】
According to the present invention, optimal images and sounds can always be obtained even when the environment and conditions change each time or during use of the transmitting device and the receiving device, and the images and sounds can be obtained. There is no loss. In addition, there is no need to change or add hardware to the transmitting device. Further, the receiving device does not need to change both hardware and software, and can use the existing device as it is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining the present invention.
FIG. 4 is a system diagram illustrating one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Broadcast receiving part, 12 ... Receiving circuit, 14 ... A / D converter, 15 ... MPEG encoder, 16 ... Wireless module, 20 ... Display part, 22 ... Wireless module, 24 ... MPEG decoder, 25 ... D / A converter, 27 ... LCD panel

Claims (6)

送信側が、主データをエンコードしてからデータフレーム化して送信するとともに、受信側が、上記送信されてきたデータフレームを正常に受信したとき、ACKフレームを上記送信側に返送するようにした通信方法において、
所定数の上記データフレームを送信するごとに、その送信したデータフレームの数と、上記返送されてきたACKフレームの数とから、上記データフレームの送信の成功率を算出し、
この算出した成功率に基づいて上記データフレームの伝送レートおよび上記主データのエンコードレートの設定を行う
ようにした送信方法。
In a communication method, a transmitting side encodes main data, converts the data frame into a data frame, and transmits the data frame. When a receiving side normally receives the transmitted data frame, the receiving side returns an ACK frame to the transmitting side. ,
Each time a predetermined number of the data frames are transmitted, a success rate of the data frame transmission is calculated from the number of the transmitted data frames and the number of the returned ACK frames,
A transmission method wherein the transmission rate of the data frame and the encoding rate of the main data are set based on the calculated success rate.
請求項1に記載の送信方法において、
上記設定が、
上記データフレームの伝送レートを、上記成功率に基づいた最高値に設定する処理であるとともに、
上記主データのエンコードレートを、上記設定された伝送レートに基づいた最高値に設定する処理である
ようにした送信方法。
The transmission method according to claim 1,
If the above settings are
A process of setting the transmission rate of the data frame to the highest value based on the success rate,
A transmission method wherein the encoding rate of the main data is set to a maximum value based on the set transmission rate.
請求項1あるいは請求項2に記載の送信方法において、
上記主データが、映像信号および音声信号である
ようにした送信方法。
In the transmission method according to claim 1 or claim 2,
A transmission method in which the main data is a video signal and an audio signal.
送信側が、主データをエンコードしてからデータフレーム化して送信するとともに、受信側が、上記送信されてきたデータフレームを正常に受信したとき、ACKフレームを上記送信側に返送するようにした通信装置において、
上記主データをエンコードするエンコーダと、
上記エンコードされた主データを上記データフレーム化して送信する送信回路と、
上記返送されてきたACKフレームを受信する受信回路と、
上記送信回路が所定数の上記データフレームを送信するごとに、その送信したデータフレームの数と、上記返送されてきたACKフレームの数とから、上記データフレームの送信の成功率を算出する回路と、
上記算出した成功率に基づいて上記データフレームの伝送レートおよび上記主データのエンコードレートの設定を行う制御回路と
を有するようにした送信装置。
A communication apparatus in which a transmitting side encodes main data, converts the data frame into a data frame and transmits the data frame, and a receiving side returns an ACK frame to the transmitting side when the transmitted data frame is normally received. ,
An encoder for encoding the main data,
A transmission circuit that converts the encoded main data into the data frame and transmits the data frame;
A receiving circuit for receiving the returned ACK frame;
A circuit for calculating a success rate of transmission of the data frame from the number of transmitted data frames and the number of returned ACK frames each time the transmission circuit transmits a predetermined number of the data frames; ,
And a control circuit for setting a transmission rate of the data frame and an encoding rate of the main data based on the calculated success rate.
請求項4に記載の送信装置において、
上記制御回路の行う設定が、
上記データフレームの伝送レートを、上記成功率に基づいた最高値に設定する処理であるとともに、
上記主データのエンコードレートを、上記設定された伝送レートに基づいた最高値に設定する処理である
ようにした送信装置。
The transmission device according to claim 4,
The setting made by the control circuit is
A process of setting the transmission rate of the data frame to the highest value based on the success rate,
A transmitting apparatus, wherein the encoding rate of the main data is set to a maximum value based on the set transmission rate.
請求項4あるいは請求項5に記載の送信装置において、
上記主データが、映像信号および音声信号である
ようにした送信装置。
In the transmission device according to claim 4 or claim 5,
A transmission device wherein the main data is a video signal and an audio signal.
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