JP2006186601A - 無線通信システムおよび無線通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線空間を有する通信ネットワークにおけるサーバに対して複数台の端末からのデータ配信要求があった際に、データ配信の遅延時間を短縮し、データスループットを向上させる。
【解決手段】ストリーミングサーバ７が、無線端末３にストリーミングデータの配信を行なっている状態で、無線端末４からストリーミングデータの新たな配信要求があった場合に、ＱｏＳ制御部８は、ストリーミングデータの新たな配信を行なった場合に輻輳が発生すると判断した上で、かつ、無線制御部１と無線端末３の間のリンク速度が、無線制御部１と無線端末４の間のリンク速度より低い場合には、無線端末３に配信されるストリーミングデータのビットレートが低くなるように、ストリーミングサーバ７に指示することで、ストリーミングデータの新たな配信を行なっても輻輳が発生しないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば無線ＬＡＮによる通信路をもつ無線通信システムおよび無線通信制御方法に関する。

従来、無線空間を有する通信ネットワークにおいて、当該通信ネットワーク全体のＱｏＳ（Quality of Service：通信品質）を良い状態とするために、例えば特許文献１に開示されたように、無線区間の伝送速度に応じて、送信データの送信順を制御するものがある。
特開２００４−１１２７８０号公報

無線空間を有する通信ネットワークでは、サーバ、無線アクセスポイント、および、複数台の端末によってＢＳＳ（Basic Service Set）を構成しているものがある。このような通信ネットワークにおいて、少なくとも１台以上の端末がストリーミングデータを受信している状態で、かつ、いずれかの端末から、ストリーミングデータの新たな再生要求がなされた場合には、輻輳が発生して、各端末によるストリーミングデータの競合が起きる場合がある。

この場合には、競合を避けるために、新規の配信要求を拒否することが考えられるが、ストリーミングデータを視聴できないユーザが存在してしまうことになるので、通信ネットワーク全体におけるＱｏＳは高いとはいえない。

そこで、本発明の目的は、無線空間を有する通信ネットワークにおけるサーバに対して複数台の端末からのデータ配信要求があった際に、データ配信の遅延時間を短縮し、データスループットを向上させることが可能になる無線通信システムおよび無線通信制御方法を提供することにある。

すなわち、本発明に係わる無線通信システムは、ストリーミングデータを配信するサーバと、このサーバが配信したストリーミングデータを中継する中継器と、この中継器と無線通信を行なう複数の通信端末と、前記複数の通信端末のうち少なくとも１つが、前記サーバが配信したストリーミングデータを前記中継器を介して受信しており、かつ、前記複数の通信端末のうちいずれかが前記サーバに対しストリーミングデータの新たな配信要求を行なった場合に、この配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合に輻輳が発生するか否かを判断する判断手段と、この判断手段が、輻輳が発生すると判断した場合で、かつ、前記ストリーミングデータを既に受信している通信端末と前記中継器との間のリンク速度が、前記新たな配信要求を行なった通信端末と前記中継器と間のリンク速度より低い場合に、前記既に受信している通信端末に対し前記サーバが配信するストリーミングデータの通信速度を引き下げることで、前記サーバが前記新たな配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合でも輻輳が発生しないよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明に係わる無線通信制御方法は、ストリーミングデータを配信するサーバと、このサーバが配信したストリーミングデータを中継する中継器と、この中継器と無線通信を行なう複数の通信端末とを備える無線通信システムの通信制御を行なう無線通信制御方法であって、前記複数の通信端末のうち少なくとも１つが、前記サーバが配信したストリーミングデータを前記中継器を介して受信している状態で、かつ、前記複数の通信端末のうちいずれかが前記サーバに対しストリーミングデータの新たな配信要求を行なった場合に、この配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合に輻輳が発生するか否かを判断する判断ステップと、この判断ステップにより、輻輳が発生すると判断された場合で、かつ、前記ストリーミングデータを既に受信している通信端末と前記中継器の間のリンク速度が、前記新たな配信要求を行なった通信端末と前記中継器との間のリンク速度より低い場合に、前記既に受信している通信端末に対し前記サーバが配信するストリーミングデータの通信速度を引き下げることで、前記サーバが前記新たな配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合でも輻輳が発生しないよう制御する制御ステップとを有することを特徴とする。

無線空間を有する通信ネットワークにおけるサーバに対して複数台の端末からのデータ配信要求があった際に、データ配信の遅延時間を短縮し、データスループットを向上させる。

以下図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態にしたがった無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
図１に示したように、本発明の実施形態にしたがった無線通信システムは、無線制御部（AP：Access Point）１、無線端末（STA：Station）２，３，４を有する。

この無線通信システムでは、無線ゾーン(BSS：Basic Service Set)５において、無線制御部１および、無線端末２，３，４の間で、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）による無線通信を行なう。無線ＬＡＮの規格は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａである。

無線制御部１は、ＬＡＮケーブル６を介して、ストリーミングサーバ（streaming server）７、および、ＱｏＳ（Quality of Service）制御部８と接続される。ＱｏＳとは、通信ネットワーク全体の通信品質を意味する。

ストリーミングサーバ７は、無線端末２，３，４からの配信要求にしたがって、例えば音声データや画像データなどのストリーミングデータを、無線制御部１を介して、配信要求があった端末に配信する。

図２は、本発明の実施形態にしたがった無線通信システムの無線制御部１の内部回路の構成例を示すブロック図である。
図２に示すように、本発明の実施形態にしたがった無線通信システムの無線制御部１は無線ＬＡＮモジュール２２、周辺機器回路２３、および、有線ＬＡＮモジュール２４を備える。

無線ＬＡＮモジュール２２は、アンテナ１１、送受信部１２、変復調部１３、受信強度測定部１４、再送処理制御部１５、送受信制御部１６、ＭＡＣ（Media Access Control）処理部１７、内部バス１８、内部メモリ１９、ノード制御部２０、および、データ入出力部２１を備える。データ入出力部２１は周辺機器回路２３と接続される。周辺機器回路２３は有線ＬＡＮモジュール２４と接続される。有線ＬＡＮモジュール２４は、ＬＡＮケーブル６を介してストリーミングサーバ７およびＱｏＳ制御部８と接続される。
送受信部１２はアンテナ１１、変復調部１３、および、受信強度測定部１４と接続される。送受信制御部１６は、変復調部１３、再送処理制御部１５、および、ＭＡＣ制御部１７と接続される。
受信強度測定部１４、送受信制御部１６、ＭＡＣ処理部１７、内部メモリ１９、ノード制御部２０、および、データ入出力部２１は、内部バス１８を介して互いに接続される。

送受信部１２は、アンテナ１１が、無線端末２，３，４からの無線信号を入力すると、チャネル（周波数）選択、および、周波数変換を行なう。また、データ入出力部２１は、有線ＬＡＮモジュール２４およびＬＡＮケーブル６を介して、ストリーミングサーバ７やＱｏＳ制御部８との間での信号の入出力を行なう。

また、送受信部１２は、無線端末２，３，４への送信対象の信号の周波数変換を行なう。送信対象の信号は、データ入出力部２１、ストリーミングサーバ７、および、ＱｏＳ制御部８のいずれかから供給される。アンテナ１１は、前述のように周波数変換された送信対象の信号を無線信号として無線空間に送信する。

変復調部１３は、信号のベースバンド処理を行なう。受信強度測定部１４は、送受信部１２が入力した信号の強度を測定する。再送処理制御部１５は、必要に応じて、無線ＬＡＮの送受信フレームの再送にかかる制御を行なう。ＭＡＣ処理部１７は、前述した送受信フレームの種別の識別、および、誤り検出・訂正を行なう。

送受信制御装置１６は、変復調部１３、再送処理制御部１５、およびＭＡＣ処理部１７の動作を制御する。また、送受信制御装置１６は、送受信対象のデータの入出力を行ない、送受信フレームバッファをもつ。ノード制御部２０は、内部バス１８と接続された各ユニットを制御する。データ入出力部２１は、周辺機器回路２３とのインタフェースである。

また、送受信制御部１６は、受信強度検出部１４が取得した受信信号強度や、再送処理制御部１５が行なったフレーム再送回数をもとに、無線制御部１と無線端末２の間、無線制御部１と無線端末３の間、無線制御部１と無線端末４の間の通信路の状態の良し悪しをそれぞれ判別する。

無線制御部１は、前述した判別結果をもとに、各端末とのリンク速度を端末ごとに設定する。リンク速度とは、無線端末２，３，４のそれぞれと無線制御部１との間での信号のフレーム伝送速度である。無線制御部１は、各端末との間のリンク速度として適切な速度の情報を、端末の識別情報、例えばＭＡＣアドレスと関連付けて、この情報を例えば内部メモリ１９に記憶する。

例えば、無線制御部１は、無線端末２との間の通信路の状態が悪いと判別した場合には、通信の信頼性を向上させるべく、通信路の状態が正常である場合と比較して低いリンク速度を設定する。また、無線制御部１は、無線端末２との間の通信路の状態が、前述した低い状態から改善されたと判別した場合には、前述のように低く設定したリンク速度を高い速度に可変する。

無線制御部１と無線端末２，３，４の間でＩＥＥＥ８０２．１１ａにしたがった通信を行なっている場合には、無線制御部１は、無線端末２，３，４との間で、オプションレートを含め、６，９，１２，１８，２４，３６，４８，５４Ｍｂｐｓのうち、リンク速度として適切な速度を端末ごとに設定する。

図３は、本発明の実施形態にしたがった無線通信システムの無線端末２の内部回路の構成例を示すブロック図である。無線端末３，４の内部回路の構成は無線端末２の内部回路の構成と同じである。

図３に示すように、本発明の実施形態にしたがった無線通信システムの無線端末２は、無線ＬＡＮモジュール４２、および周辺機器回路４３を備える。
無線ＬＡＮモジュール４２は、アンテナ３１、送受信部３２、変復調部３３、受信強度測定部３４、再送処理制御部３５、送受信制御部３６、ＭＡＣ処理部３７、内部バス３８、内部メモリ３９、ノード制御部４０、および、データ入出力部４１を備える。データ入出力部４１は周辺機器回路４３と接続される。

これらは、無線制御部１が備える、アンテナ１１、送受信部１２、変復調部１３、受信強度測定部１４、再送処理制御部１５、送受信制御部１６、ＭＡＣ処理部１７、内部バス１８、内部メモリ１９、ノード制御部２０、および、データ入出力部２１（図２参照）とそれぞれ同じである。

図４は、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）のフレームシーケンス及びフォーマットの一例を示す図である。
図４に示すように、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）のフレームシーケンス及びフォーマットでは、前出フレームの送信終了後、任意に定められた時間が経過するまで待機した後にフレーム送信を開始するよう定義される。任意に定められた時間とは、ＩＦＳ(Inter Frame Space)とバックオフ（Backoff）の和である。そして、前述したフレームの送信終了後、受信先の機器は、ＩＦＳに該当する時間が経過した際に受信確認（ＡＣＫ：Acknowledgement）を行なう。

ここで送信するフレームはＰＰＤＵ(PLCP Protocol Data Unit)と呼ばれる。このＰＰＤＵは、プリアンブル（Preamble）、ＰＬＣＰ(Physical Layer Convergence Protoco1)シグナル部分（PLCP(signal））、ＰＬＣＰサービス部分(PLCP(service))、及び、ＭＰＤＵ(MAC Protocol Data Unit)からなる。

送信フレームの伝送速度が変化すると、当該送信フレームの“PLCP(service)/MPDU”部分（図４参照）を送信するために必要な時間が変化する。具体的には、送信フレームの伝送速度が低下すると、送信フレームの“PLCP(service)/MPDU”部分を送信するために必要な時間（無線伝送オーバーヘッド）が長くなる。送信フレームの伝送速度の変化は、通信ネットワーク上位層に対する伝送速度に大きく影響する。

次に、図１に示した構成の無線通信システムの動作について説明する。
図５は、本発明の実施形態にしたがった無線通信システムの各ユニット間のストリーミングデータおよび各種信号の入出力形態の一例を示す図である。
図６は、本発明の実施形態にしたがった無線通信システムのストリーミングサーバ７が行なう通信制御処理の一例を示すフローチャートである。
図７は、本発明の実施形態にしたがった無線通信システムのＱｏＳ制御部８が行なう通信制御処理の一例を示すフローチャートである。

ここでは、無線端末３（ＳＴＡ−２）から、ストリーミングデータの配信要求が無線制御部１を介してストリーミングサーバ７になされて、この配信要求にしたがって、当該配信要求を行なった無線端末３にストリーミングデータが配信されていると仮定する。

この状態では、無線端末２（ＳＴＡ−１）および無線端末４（ＳＴＡ−３）は、ストリーミングサーバ７に対する配信要求を行なっていないものとする。よって、ストリーミングサーバ７は、無線端末２，４に対するストリーミングデータの配信を行なわない。

この状態で、無線端末４が、ストリーミングデータの新たな配信要求（streaming req.）を示す制御信号を無線制御部１を介してストリーミングサーバ７に送信し、かつ、この信号をストリーミングサーバ７が受信すると（ステップＳ１）、ストリーミングサーバ７は、現在配信しているストリーミングデータおよび新たに配信するストリーミングデータのビットレート（通信速度）の設定に関する問い合わせ（ＱｏＳ inquiry）を示す制御信号を、ＬＡＮケーブル６を介してＱｏＳ制御部８に送信する（ステップＳ２）。この信号は、無線端末２，３，４のうち、ストリーミングデータを現在受信している端末の種別、および、それぞれ配信されているストリーミングデータのビットレートの情報を含む。

ＱｏＳ制御部８は、ステップＳ２の処理によりストリーミングサーバ７から出力された信号を受信すると（ステップＡ１）、現在配信されているストリーミングデータのビットレートの値を認識する。そして、ＱｏＳ制御部８は、無線制御部１および各端末との間のリンク速度の情報の送信要求（link info. get）を示す信号を、ＬＡＮケーブル６を介して無線制御部１に送信する。

無線制御部１は、ＱｏＳ制御部８からの信号を受信すると、既にストリーミングデータの配信を受けている無線端末３（ＳＴＡ−２）との間のリンク速度、および、ストリーミングデータの新たな配信要求を行なった無線端末４（ＳＴＡ−３）との間のリンク速度の情報を内部メモリ１９から読み出し、この情報（link info. res.）を示す信号を、ＬＡＮケーブル６を介してＱｏＳ制御部８に送信する。

ＱｏＳ制御部８は、無線制御部１からの信号（link info. res.）を受信すると、この信号に含まれる、無線通信部１と無線端末３，４の間にそれぞれ設定されたリンク速度の情報を取得する（ステップＡ２）。

そして、ＱｏＳ制御部８は、ストリーミングサーバ７からの信号に含まれる情報である、当該ストリーミングサーバ７から現在配信されている、各端末に向けたそれぞれのストリーミングデータのビットレートの情報、および、無線制御部１からの信号に含まれる情報である、無線通信部１と無線端末３，４の間にそれぞれ設定されたリンク速度の情報をもとに、ストリーミングサーバ７が、前述した、新たな配信要求（streaming req.）にしたがったストリーミングデータの配信を行なった場合に、輻輳が発生するか否かを判断する（ステップＡ３）。

この結果、輻輳が発生するとＱｏＳ制御部８が判断した場合（ステップＡ４のＹＥＳ）には、このＱｏＳ制御部８は、前述のように取得した、無線通信部１と各端末とのリンク速度の情報をもとに、ストリーミングデータを現在受信している各端末のうち、無線伝送オーバーヘッドを削減すべきストリーミングデータを配信している端末の種別を判別する（ステップＡ５）。

無線ＬＡＮによるフレーム送信を行なう場合には、送信対象のフレームをリンク速度が低い通信路を用いて伝送する場合と比較して、同一サイズのフレームをリンク速度が高い通信路を用いて伝送した方が、無線ゾーン５における無線チャネル占有時間が短い。つまり無線伝送オーバーヘッドが少ない。

つまり、ストリーミングデータを現在受信している端末と無線制御部１との間で設定されているリンク速度が、新たな配信要求を行なった端末と無線制御部１との間で設定されているリンク速度より低い場合に、既にストリーミングデータを受信している端末に配信される当該ストリーミングデータのビットレートを引き下げた場合の無線伝送オーバーヘッドの削減効果は、新たな配信要求を行なった端末と無線制御部１との間で設定されているリンク速度と同じリンク速度が設定されている端末に配信されているストリーミングデータのビットレートを同じだけ引き下げた場合の無線伝送オーバーヘッドの削減効果と比較して大きい。

よって、ストリーミングサーバ７は、この引き下げたビットレートより高いビットレートをもつストリーミングデータを、新たな配信要求を行なった端末に配信することができる。これは、既にストリーミングデータを受信している端末に配信されているストリーミングデータのビットレートの引き下げ幅が、新たに配信しようとするストリーミングデータのビットレートより少なくても、輻輳を起こすことなく、新たな配信要求に対するストリーミングデータの配信を行なうことができることを意味する。よって、通信ネットワーク全体のＱｏＳを向上させることができる。

具体的には、ＱｏＳ制御部８は、無線端末２，３，４のうち、ストリーミングデータを現在受信している端末と無線制御部１との間で設定されているリンク速度、および、ストリーミングデータの新たな配信要求を行なった端末と無線制御部１との間で設定されているリンク速度を比較する。

そして、ＱｏＳ制御部８は、前述した比較の結果、ストリーミングデータを現在受信している端末と無線制御部１との間で設定されているリンク速度が、新たな配信要求を行なった端末と無線制御部１との間で設定されているリンク速度より低い場合には、前述した、ストリーミングサーバ７からの問い合わせに対する返信（ＱｏＳ res.）として、前述した低いリンク速度が設定されている端末に配信されているストリーミングデータのビットレートの引き下げ幅を計算する。この引き下げ幅の値は、当該引き下げを行なった上で、ストリーミングサーバ７が新規の配信要求にしたがったストリーミングデータの配信を行なっても輻輳が発生しない値である。

そして、ＱｏＳ制御部８は、前述のように計算した引き下げ幅によるビットレートの削減対象であるストリーミングデータの受信先の端末の種別の情報を含む信号をストリーミングサーバ７に出力する（ステップＡ６）。

一方、ステップＡ４の処理で「ＮＯ」と判別された場合には、ＱｏＳ制御部８は、ストリーミングデータを現在受信している各端末のうち、無線伝送オーバーヘッドを削減すべき端末が無いとみなし、現在配信しているストリーミングデータのビットレートの維持を指示する信号をストリーミングサーバ７に出力する（ステップＡ４→Ａ６）。

ストリーミングサーバ７は、ステップＡ６の処理によりＱｏＳ制御部８から出力された信号を受信した際に、この信号がストリーミングデータのビットレートの引き下げ、および、引き下げ対象のストリーミングデータの端末の種別を指示する信号であった場合（ステップＳ３のＹＥＳ）には、この信号に含まれる情報をもとに、無線端末２，３，４のうち、前述した引き下げ対象の端末に対して配信されるストリーミングデータのビットレートを、ＱｏＳ制御部８からの信号で示される引き下げ幅だけ減少させる（ステップＳ４）。

そして、ストリーミングサーバ７は、無線端末２，３，４のうち、ストリーミングデータの新たな配信要求があった端末へのストリーミングデータの配信(new streaming)を開始する（ステップＳ５）。

一方、ステップＳ３の処理で「ＮＯ」と判別された場合には、ストリーミングサーバ７は、前述した、新たな配信要求を行なった端末に対するストリーミングデータの配信を開始する。ただし、輻輳が発生しないように、ストリーミングサーバ７は、新たに配信するストリーミングデータのビットレートを引き下げる。

図８は、ストリーミングデータの配信要求があった際の、各対処方法にしたがったストリーミング品質の良し悪しを表にして示した図である。
図８に示した表では、ストリーミングサーバ７が、無線端末２（ＳＴＡ−１）および、無線端末３（ＳＴＡ−２）へのストリーミングデータの配信を行なっている状態で、無線端末４（ＳＴＡ−３）がストリーミングデータの新規の配信要求をストリーミングサーバ７に行なって、かつ、ストリーミングサーバ７が、この要求をそのまま受け入れた場合には、通信ネットワーク全体の伝送帯域の不足のために無線端末４（ＳＴＡ−３）を含む各端末へのストリーミングデータの配信処理が競合を起こしてしまい、その結果、ＢＳＳ内のＱｏＳが悪くなることを示す。

また、図８に示した表では、ストリーミングデータの新規の配信要求があった場合で、かつ、ストリーミングサーバ７が、この新規の配信を行なわなかった場合には、無線端末２（ＳＴＡ−１）および、無線端末３（ＳＴＡ−２）へのストリーミングデータの配信は継続されるが、無線端末４（ＳＴＡ−３）へのストリーミングデータの配信はなされず、その結果、新規の配信要求をそのまま受け入れた場合に比べてＢＳＳ内のＱｏＳは向上するものの、一部のユーザがストリーミングデータを視聴できない問題が残ることを示す。

また、図８に示した表では、ストリーミングデータの新規の配信要求があった場合で、既に配信されているストリーミングデータのうち、無線端末３（ＳＴＡ−２）に配信されているストリーミングデータのビットレートを低下させることで、無線端末４（ＳＴＡ−３）へのストリーミングデータの新規の配信を行なっても輻輳が発生せずに、無線端末４（ＳＴＡ−３）を含む各端末へのストリーミングデータの配信処理の競合が起きず、その結果、全てのユーザがストリーミングデータの正常な視聴を行なうことができ、ストリーミングサーバ７が、この新規の配信要求をそのまま受け入れた場合および拒否した場合と比較して、ＱｏＳが良いことを示す。

以上のように、本発明の実施形態にしたがった無線通信システムでは、無線端末２，３，４が、ストリーミングデータの新規の配信要求をストリーミングサーバ７に対して行なった場合に、ＱｏＳ制御部８が、この要求にしたがった配信をストリーミングサーバ７が行なった場合に輻輳が発生すると判断した場合には、このＱｏＳ制御部８は、無線端末２，３，４のうち、新規の要求に対するストリーミングデータの配信対象の端末と無線制御部１との間のリンク速度より低い速度が、無線制御部１との間のリンク速度として設定されている端末へ配信するストリーミングデータのビットレートを下げ、かつ、新規の配信要求を行なった端末に対し、ストリーミングデータの配信を開始するよう、ストリーミングサーバ７に指示する。

よって、ストリーミングサーバ７がストリーミングデータの新規の配信を行なう際に通信ネットワークの伝送帯域が不足する場合でも、既にストリーミングデータの配信を受けている端末のユーザ、および、ストリーミングデータの新規の配信の要求を行なった端末のユーザが、ともにストリーミングデータの視聴を行なうことができる。つまり、ストリーミングデータの配信にかかる遅延時間を短縮し、データスループットの向上を実現することができる。

以上説明した実施形態では、ストリーミングサーバ７とＱｏＳ制御部８は、それぞれ異なる筐体に実装される構成としたが、これに限らず、ストリーミングサーバ７とＱｏＳ制御部８を同一の筐体に実装する形態としてもよい。

また、ストリーミングデータの新たな配信の要求を行なう際に、複数台の無線端末のうち、既にストリーミングサーバ７からのストリーミングデータの配信を受けている端末が複数台である場合には、新規の配信要求を受け入れた際に輻輳が発生するとＱｏＳ制御部８が判断した場合には、ＱｏＳ制御部８は、ストリーミングデータを受信中の各端末と無線制御部１との間でそれぞれ設定されたリンク速度のうち、最も低いリンク速度が設定されている端末に配信されるストリーミングデータのビットレートを引き下げる旨をストリーミングサーバ７に指示することで、新たな配信要求を受け入れた際に輻輳が発生しないようにすればよい。

また、前述した最も低いリンク速度が設定されている端末に配信するストリーミングデータのビットレートを引き下げる際には、この引き下げを行なった後のビットレートの値は、予め定められた値、例えばユーザが視聴するに耐えうる最低限必要な値になるように引き下げ幅を計算してもよい。前述した最低限必要な値は、ストリーミングデータの受信先である無線端末をユーザが操作することで任意の値に設定してもよい。

ここで、既にストリーミングサーバ７からのストリーミングデータの配信を受けている端末が複数台あり、これらのうち、最も低いリンク速度が設定されている端末に配信するストリーミングデータのビットレートを、前述した、予め定められた値まで引き下げても、ＱｏＳ制御部８は、新たな配信要求にしたがったストリーミングデータの配信を行なった際に輻輳が発生してしまうと判別する場合がある。

この場合には、ＱｏＳ制御部８は、既にストリーミングサーバ７からのストリーミングデータの配信を受けている端末のうち、前述した最も低いリンク速度が設定されている端末以外の端末に配信されているストリーミングデータのビットレートを引き下げる旨をストリーミングサーバ７にさらに指示することで、新規の配信要求を受け入れた際に輻輳が発生しないようにすればよい。

また、ストリーミングデータの新たな配信の要求を行なう際に、既にストリーミングサーバ７からのストリーミングデータの配信を受けている端末が複数台ある場合には、ＱｏＳ制御部８は、これらの全ての端末にそれぞれ配信するストリーミングデータのビットレートを、前述した予め定められた値まで引き下げても、新たな配信要求にしたがったストリーミングデータの配信を行なった際に輻輳が発生してしまうと判別する場合がある。

また、ストリーミングデータの新たな配信の要求を行なう際に、既にストリーミングサーバ７からのストリーミングデータの配信を受けている端末が１台である場合には、ＱｏＳ制御部８は、この端末に配信するストリーミングデータのビットレートを、前述した予め定められた値まで引き下げても、新たな配信要求にしたがったストリーミングデータの配信を行なった際に輻輳が発生してしまうと判別する場合がある。

これらの場合には、ＱｏＳ制御部８は、新たに配信するストリーミングデータのビットレートを引き下げる旨をストリーミングサーバ７にさらに指示することで、新規の配信要求を受け入れた際に輻輳が発生しないようにすればよい。

また、ここまで説明したシステムの第１の変形例として、ユーザが受信先である無線端末を操作することで、受信するストリーミングデータの通信速度の引き下げを禁止する要求を示す信号をＱｏＳ制御部８に出力してもよい。ＱｏＳ制御部８は、通信速度の引き下げを禁止する要求を示す信号を入力した場合には、信号の送信元の端末に対して配信するストリーミングデータを、通信速度の引き下げの対象から除外する。

また、ここまで説明したシステムの第２変形例として、ストリーミングデータの受信先の端末が当該受信しているストリーミングデータの録画処理を行なっている場合に、この受信するストリーミングデータの通信速度の引き下げを禁止する要求を示す信号をＱｏＳ制御部８に出力してもよい。

ここでは、ストリーミングデータの録画処理を行なっている端末は、現在視聴しているストリーミングデータが録画対象のデータであることを示す識別情報を無線制御部１を介してストリーミングサーバ７に送信している。ストリーミングサーバ７は、この識別情報を受信すると、送信元の端末の識別情報とともに図示しないメモリに記憶する。

ストリーミングサーバ７は、ストリーミングデータの新たな配信要求があった際に、前述した識別情報をＱｏＳ制御部８に出力する。ＱｏＳ制御部８は、ストリーミングサーバ７から入力した識別情報の送信元の端末に配信するストリーミングデータについて、通信速度の引き下げの対象から除外するか、通信速度の引き下げ幅の制限を行なう。

なお、前記実施の形態は、本発明を無線ＬＡＮのＩＥＥＥ８０２．１１ａに適用した場合について説明したものであるが、これに限らず、無線ＬＡＮのＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ｇなどにも本発明を適用することが可能である。

なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の実施形態にしたがった無線通信システムの構成例を示すブロック図。 本発明の実施形態にしたがった無線通信システムの無線制御部の内部回路の構成例を示すブロック図。 本発明の実施形態にしたがった無線通信システムの無線端末の内部回路の構成例を示すブロック図。 無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）のフレームシーケンス及びフォーマットの一例を示す図。 本発明の実施形態にしたがった無線通信システムの各ユニット間のストリーミングデータおよび各種信号の入出力形態の一例を示す図。 本発明の実施形態にしたがった無線通信システムのストリーミングサーバが行なう通信制御処理の一例を示すフローチャート。 本発明の実施形態にしたがった無線通信システムのＱｏＳ制御部が行なう通信制御処理の一例を示すフローチャート。 ストリーミングデータの配信要求があった際の、各対処方法にしたがったストリーミング品質の良し悪しを表にして示した図。

符号の説明

１…無線制御部（AP：Access Point）、２，３，４…無線端末（STA：Station）、５…無線ゾーン(BSS：Basic Service Set)、６…ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル、７…ストリーミングサーバ、８…ＱｏＳ（Quality of Service）制御部、１１，３１…アンテナ、１２，３２…送受信部、１３，３３…変復調部、１４，３４…受信強度測定部、１５，３５…再送処理制御部、１６，３６…送受信制御部、１７，３７…ＭＡＣ（Media Access Control）処理部、１８，３８…内部バス、１９，３９…内部メモリ、２０，４０…ノード制御部、２１，４１…データ入出力部、２２，４２…無線ＬＡＮモジュール、４２３，４３…周辺機器回路、２４…有線ＬＡＮモジュール。

Claims (12)

1. ストリーミングデータを配信するサーバと、
   このサーバが配信したストリーミングデータを中継する中継器と、
   この中継器と無線通信を行なう複数の通信端末と、
   前記複数の通信端末のうち少なくとも１つが、前記サーバが配信したストリーミングデータを前記中継器を介して受信しており、かつ、前記複数の通信端末のうちいずれかが前記サーバに対しストリーミングデータの新たな配信要求を行なった場合に、この配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合に輻輳が発生するか否かを判断する判断手段と、
   この判断手段が、輻輳が発生すると判断した場合で、かつ、前記ストリーミングデータを既に受信している通信端末と前記中継器との間のリンク速度が、前記新たな配信要求を行なった通信端末と前記中継器と間のリンク速度より低い場合に、前記既に受信している通信端末に対し前記サーバが配信するストリーミングデータの通信速度を引き下げることで、前記サーバが前記新たな配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合でも輻輳が発生しないよう制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記ストリーミングデータを受信している通信端末と前記中継器との間のリンク速度、前記新たな配信要求を行なった通信端末と前記中継器との間のリンク速度、および、前記サーバから前記通信端末に配信されるストリーミングデータの通信速度の情報をそれぞれ取得する取得手段をさらに備え、
   前記判断手段は、前記取得手段が取得した情報をもとに、前記サーバが前記新たな配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合に輻輳が発生するか否かを判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記通信端末のうち、前記サーバが配信したストリーミングデータを前記中継器を介して受信している端末が複数あり、
   前記制御手段は、前記ストリーミングデータを受信している通信端末のうち、前記中継器との間のリンク速度が最も低い端末に前記サーバが配信するストリーミングデータの通信速度を引き下げることで前記サーバが新たな配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合でも輻輳が発生しないように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記制御手段は、
   前記ストリーミングデータを受信している通信端末のうち、前記中継器との間のリンク速度が最も低い端末に前記サーバが配信するストリーミングデータの通信速度を予め定められた値まで引き下げても輻輳が発生すると前記判断手段が判断した場合には、前記ストリーミングデータを受信している複数台の通信端末のうち、前記中継器との間のリンク速度が最も低い端末以外の端末と前記中継器との間で通信される前記ストリーミングデータの通信速度を引き下げることで、前記サーバが新たな配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合でも輻輳が発生しないように制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記制御手段は、
   前記ストリーミングデータを受信している通信端末に前記サーバが配信するストリーミングデータの通信速度を予め定められた値まで引き下げても輻輳が発生すると前記判断手段が判断した場合には、前記ストリーミングデータを受信している複数台の通信端末のうち、前記新たな配信要求を行なった通信端末に配信するストリーミングデータの通信速度を引き下げることで、前記サーバが新たな配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合でも輻輳が発生しないように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
6. 前記中継器と前記通信端末との間の無線通信の方式は無線ＬＡＮであることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
7. 前記サーバと前記中継器との間の通信方式は有線ＬＡＮであることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
8. 前記ストリーミングデータは音声データまたは画像データであることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
9. 前記中継器は、前記通信端末との間のリンク速度を、当該通信端末との通信状態に応じて可変することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
10. 前記それぞれの通信端末が、前記中継器から受信するストリーミングデータの通信速度の引き下げを許容する端末であるか否かを判別する判別手段をさらに備え、
    前記制御手段は、
    前記判別手段により前記通信速度の引き下げを許容しないと判別された端末と前記中継器との間で通信されるストリーミングデータの通信速度を、引き下げの対象から除外する
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
11. 前記通信端末に配信されるストリーミングデータが、当該配信対象の端末による録画対象のデータであるか否かを判別する属性判別手段をさらに備え、
    前記制御手段は、
    前記属性判別手段による判別の結果、前記ストリーミングデータが録画対象のデータであった場合には、このストリーミングデータの配信対象の通信端末と前記中継器との間で通信されるストリーミングデータの通信速度を、引き下げの対象から除外する
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
12. ストリーミングデータを配信するサーバと、このサーバが配信したストリーミングデータを中継する中継器と、この中継器と無線通信を行なう複数の通信端末とを備える無線通信システムの通信制御を行なう無線通信制御方法であって、
    前記複数の通信端末のうち少なくとも１つが、前記サーバが配信したストリーミングデータを前記中継器を介して受信している状態で、かつ、前記複数の通信端末のうちいずれかが前記サーバに対しストリーミングデータの新たな配信要求を行なった場合に、この配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合に輻輳が発生するか否かを判断する判断ステップと、
    この判断ステップにより、輻輳が発生すると判断された場合で、かつ、前記ストリーミングデータを既に受信している通信端末と前記中継器の間のリンク速度が、前記新たな配信要求を行なった通信端末と前記中継器との間のリンク速度より低い場合に、前記既に受信している通信端末に対し前記サーバが配信するストリーミングデータの通信速度を引き下げることで、前記サーバが前記新たな配信要求にしたがってストリーミングデータを配信した場合でも輻輳が発生しないよう制御する制御ステップと
    を有することを特徴とする無線通信制御方法。

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