JP2007324646A - 通信システム及びデータ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチキャスト送信における誤り訂正処理に関し、受信装置の個別事情によって誤り訂正能力を最適化すること。
【解決手段】送信装置１０と、複数の受信装置２０と、を含むマルチキャスト送信システム１であって、送信装置１０は、送信データを取得する送信データ取得部１１と、送信データ取得部１１により取得される送信データに対して複数の誤り訂正符号化処理を施し、各処理にそれぞれ対応する複数の検査データを取得する検査データ取得部１２−１乃至ｎと、各検査データをマルチキャスト送信する送信部１３と、を含み、各受信装置２０は、誤り訂正処理に用いる検査データの数を決定する検査データ数決定部２５と、マルチキャスト送信された複数の検査データのうち、検査データ数決定部２５により決定された数の検査データに基づく誤り訂正処理を行う誤り訂正処理部２６と、を含む、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は通信システム及びデータ処理方法に関し、特にマルチキャスト送信等における誤り訂正処理に関する。

複数の受信装置に対し一斉に送信データを送信するマルチキャスト送信を行うマルチキャスト送信システムが知られている。

上記マルチキャスト送信システムには、他の通信システムと同様、受信装置において受信データの誤り訂正処理を行うようにしているものがある（例えば、特許文献１参照。）。

一般に、誤り訂正処理には検査データと呼ばれるデータが用いられる。この検査データは、送信装置において、送信データに所定の誤り訂正符号化処理を施すことによって生成される。こうして生成された検査データは、送信データとともに送信装置から送信され、受信した各受信装置において誤り訂正処理のために用いられる。
特表２００５−５２５０３２号公報

ところで、誤り訂正処理では、誤り訂正能力と呼ばれる指標が用いられる。この誤り訂正能力が高いほど、誤り訂正処理結果に誤りが含まれる確率は減少する。

より良い誤り訂正処理結果を得るために誤り訂正能力を上げるには、検査データの情報量を多くする必要がある。しかしながら、検査データの情報量が多くなると受信装置の処理負荷量が大きくなる。そこで、マルチキャスト送信システムにおいて誤り訂正処理を行うに際しては、通信状態、受信装置の処理能力、受信装置の使用状態（移動端末か固定端末かなど）など、受信装置の個別事情によって誤り訂正能力を最適化することが望まれる。

しかしながら、マルチキャスト送信システムでは、検査データの送信量を受信装置ごとに変化させることはできないため、これまで受信装置の個別事情によって誤り訂正能力を最適化することはできなかった。

このような課題はマルチキャスト送信システムに限られるものではなく、例えば、不特定多数の受信装置に対し一斉に送信データを送信するブロードキャスト送信システムも、同様な課題を有している。

従って、本発明の課題の一つは、マルチキャスト送信やブロードキャスト送信における誤り訂正処理に関し、受信装置の個別事情によって誤り訂正能力を最適化することのできる通信システム及びデータ処理方法を提供することにある。

上記課題を解決するための通信システムは、送信装置と、複数の受信装置と、を含む通信システムであって、前記送信装置は、送信データを取得する送信データ取得手段と、前記送信データ取得手段により取得される送信データに対して複数の誤り訂正符号化処理を施し、各処理にそれぞれ対応する複数の検査データを取得する検査データ取得手段と、少なくとも前記複数の検査データを送信する送信手段と、を含み、前記各受信装置は、誤り訂正処理に用いる前記検査データの数を決定する検査データ数決定手段と、前記送信手段により送信された前記複数の検査データのうち、前記検査データ数決定手段により決定された数の検査データに基づく誤り訂正処理を行う誤り訂正手段と、を含む、ことを特徴とする。

これによれば、送信装置が複数の検査データを送信し、受信装置が受信する数を決定しているので、マルチキャスト送信やブロードキャスト送信における誤り訂正処理に関し、受信装置の個別事情によって誤り訂正能力を最適化することが可能となる。

また、上記通信システムにおいて、前記各受信装置は、前記送信装置との通信状態を示す通信状態情報を取得する通信状態情報取得手段、をさらに含み、前記検査データ数決定手段は、前記通信状態情報取得手段により取得される通信状態情報に応じて、誤り訂正処理に用いる前記検査データの数を決定する、こととしてもよい。

これによれば、受信装置は、通信状態に応じて、誤り訂正処理に用いる検査データの数を決定することができる。

また、上記通信システムにおいて、前記各受信装置は、当該受信装置の処理負荷の量を示す処理負荷量情報を取得する処理負荷量情報取得手段、をさらに含み、前記検査データ数決定手段は、前記処理負荷量情報取得手段により取得される処理負荷量情報に応じて、誤り訂正処理に用いる前記検査データの数を決定する、こととしてもよい。

これによれば、受信装置は、処理負荷量に応じて、誤り訂正処理に用いる検査データの数を決定することができる。

また、上記通信システムにおいて、前記各受信装置は、当該受信装置の使用状態を示す使用状態情報を取得する使用状態情報取得手段、をさらに含み、前記検査データ数決定手段は、前記使用状態情報取得手段により取得される使用状態情報に応じて、誤り訂正処理に用いる前記検査データの数を決定する、こととしてもよい。

これによれば、受信装置は、自身の使用状態に応じて、誤り訂正処理に用いる検査データの数を決定することができる。

また、上記各通信システムにおいて、前記送信手段は、前記複数の検査データを、所定の送信単位に含めて送信し、当該通信システムは、前記各検査データの、前記送信単位内の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段、をさらに含み、前記送信手段は、前記送信単位とともに前記位置情報も送信し、前記誤り訂正手段は、前記送信手段により送信された前記位置情報に基づき、前記送信手段により送信された送信単位から、前記検査データ数決定手段により決定された数の検査データを取り出し、該検査データに基づく誤り訂正処理を行う、こととしてもよい。

これによれば、受信装置は、位置情報により、送信単位から検査データを取り出すことができる。

また、上記各通信システムにおいて、前記送信手段は、前記複数の検査データを、それぞれ互いに異なる周波数によりマルチキャスト送信する、こととしてもよい。

これによれば、いずれかの検査データが通信区間で誤りを含んだ場合に、他の検査データには誤りが含まれない確率を上げることができる。

また、本発明にかかるデータ処理方法は、送信データを取得する送信データ取得ステップと、前記送信データ取得ステップにおいて取得される送信データに対して複数の誤り訂正符号化処理を施し、各処理にそれぞれ対応する複数の検査データを取得する検査データ取得ステップと、少なくとも前記複数の検査データを送信する送信ステップと、誤り訂正処理に用いる前記検査データの数を決定する検査データ数決定ステップと、前記送信ステップにおいて送信された前記複数の検査データのうち、前記検査データ数決定ステップにおいて決定した数の検査データに基づく誤り訂正処理を行う誤り訂正ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態にかかるマルチキャスト送信システム１のシステム構成及び機能ブロックを示す図である。同図に示すように、マルチキャスト送信システム１は送信装置１０と、複数の受信装置２０と、を含んで構成される。

マルチキャスト送信システム１は、例えば移動体通信システムやサーバ・クライアントシステムである。

送信装置１０及び各受信装置２０は、いずれもＣＰＵ及びメモリを備えるコンピュータである。具体的な例では、送信装置１０は移動体通信システムの基地局装置であり、受信装置２０は同じく移動局装置である。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行するための処理ユニットであり、各装置の各部を制御する処理を行うとともに、後述する各機能を実現する。メモリは本実施の形態を実施するためのプログラムやデータを記憶している。また、ＣＰＵのワークメモリとしても動作する。

送信装置１０は、送信データを、無線によりマルチキャスト送信する。受信装置２０は、ユーザの選択に応じ、送信装置１０によりマルチキャスト送信された送信データを受信する。

送信装置１０は、送信データをマルチキャスト送信するにあたり、送信データに基づいて、誤り訂正処理用の検査データを複数生成する。そして、送信データとともに、この検査データをマルチキャスト送信する。受信装置２０は、こうしてマルチキャスト送信された複数の検査データを受信し、その中から、必要に応じた数の検査データに基づいて、送信データの誤り訂正処理を行う。

以下、送信装置１０及び受信装置２０の機能ブロックを参照しながら、より詳細に説明する。

図１に示すように、送信装置１０は機能的に、データ取得部１１、検査データ取得部１２−１乃至ｎ、送信部１３を含んで構成される。また、受信装置２０は機能的に、受信部２１、通信状態情報取得部２２、処理負荷量情報取得部２３、使用状態情報取得部２４、検査データ数決定部２５、誤り訂正処理部２６を含んで構成される。

データ取得部１１は、マルチキャスト送信すべき送信データを順次取得し、各検査データ取得部１２及び送信部１３に入力する。

各検査データ取得部１２は、データ取得部１１から入力される送信データに対して誤り訂正符号化処理を施し、検査データを取得する。そして、取得した検査データを送信部１３に出力する。この結果、送信部１３には複数の検査データが入力される。

なお、この誤り訂正符号化処理としてはターボ符号方式を使用することが好適である。また、各検査データ取得部１２は、互いに異なる誤り訂正符号化処理方法により、送信データに対して誤り訂正符号化処理を施すようにすることが好適である。

例えばターボ符号方式の例では、誤り訂正符号化処理のために組織的再帰的要素符号器が使用される。この組織的再帰的要素符号器は、送信データを畳み込むことにより、検査データを生成するものである。そこで、各検査データ取得部１２に、それぞれ畳み込み論理が互いに異なる組織的再帰的要素符号器を備えることにより、各検査データ取得部１２が、互いに異なる誤り訂正符号化処理方法により、送信データに対して誤り訂正符号化処理を施すようにすることが可能となる。

送信部１３は、データ取得部１１から入力される送信データと、各検査データ取得部１２から入力される複数の検査データと、をマルチキャスト送信する。具体的には、送信部１３は、これらを所定の送信単位に含めるとともに、各データの送信単位内の位置を示す位置情報を取得する。そして、送信単位と位置情報をともにマルチキャスト送信する。

なお、送信部１３は、各データを、それぞれ互いに異なる周波数により送信することが好適である。具体的な例では、送信部１３は、送信単位をタイムスロットとし、１つのタイムスロット内を複数の周波数キャリアに分割し、各キャリアで各データを送信する。この場合、上記位置情報は周波数を示す情報となる。

受信部２１は、送信装置１０によりマルチキャスト送信された送信データ、各検査データ、及び位置情報を受信する。

通信状態情報取得部２２は、送信装置１０との通信状態を示す通信状態情報を取得する。具体的な例では、通信状態情報取得部２２は、送信装置１０から過去に受信した送信データのエラーレートや、受信中の受信波のＳＩＮＲ(Signal to Interference and Noise Ratio:信号対干渉雑音比)などを通信状態情報として取得する。

処理負荷量情報取得部２３は、当該受信装置２０の処理負荷の量を示す処理負荷量情報を取得する。具体的な例では、処理負荷量情報取得部２３は、当該受信装置２０のＣＰＵ使用率やメモリ残量を処理負荷量情報として取得する。

使用状態情報取得部２４は、当該受信装置２０の使用状態を示す使用状態情報を取得する。具体的な例では、使用状態情報取得部２４は、当該受信装置２０が移動体として使用されているか、固定して使用されているか、を示す情報をユーザに入力させ、入力結果を使用状態情報として使用する。

検査データ数決定部２５は、誤り訂正処理に用いる検査データの数を決定する。具体的には、検査データ数決定部２５は、上述のようにして取得された通信状態情報、処理負荷量情報、及び使用状態情報のうちいずれか少なくとも１つに応じて、誤り訂正処理に用いる検査データの数を決定する。より具体的には、検査データ数決定部２５は、通信状態情報により示される通信状態が悪いほど、誤り訂正処理に用いる検査データの数を多くする。また、処理負荷量情報により処理負荷量が多いほど、誤り訂正処理に用いる検査データの数を少なくする。さらに、使用状態情報により当該受信装置２０が移動体として使用されていることが示される場合、固定して使用されていることが示される場合に比べ、誤り訂正処理に用いる検査データの数を多くする。

誤り訂正処理部２６は、送信装置１０によりマルチキャスト送信された複数の検査データのうち、検査データ数決定部２５により決定された数の検査データに基づいて、同じくマルチキャスト送信された送信データの誤り訂正処理を行う。

より具体的には、誤り訂正処理部２６は、受信部２１から、送信装置１０によりマルチキャスト送信された送信単位と位置情報とを取得する。誤り訂正処理部２６は、取得した位置情報に基づき、送信単位から検査データ数決定部２５により決定された数の検査データを取り出す。そして、取り出した検査データに基づいて、送信データの誤り訂正処理を行う。

以下では、送信装置１０のより具体的な構成例について説明する。

図２は、送信装置１０のより具体的な構成例を示す図である。同図に示すように、送信装置１０は、データ取得部３０、送信データ系列Ａ取得部３１−１、送信データ系列Ｂ取得部３１−２、インターリーブ部(Interleaver)３２−１、インターリーブ部３２−２、符号化部３３−１、符号化部３３−２、検査データ系列Ｙ１取得部３４−１、検査データ系列Ｗ１取得部３４−１、検査データ系列Ｙ２取得部３４−３、検査データ系列Ｗ２取得部３４−４、インターリーブ部３５−１、インターリーブ部３５−２、インターリーブ・パンクチュアドマルチプレクサ部(Interleaver & Punctured Multiplexer)３６、インターリーブ部３７、送信部３８を含んで構成される。送信部３８はさらに送信部３９−１乃至ｍを含んで構成される。

データ取得部３０は、マルチキャスト送信すべき送信データを順次取得し、１ビットずつ交互に、送信データ系列Ａ取得部３１−１と送信データ系列Ｂ取得部３１−２とに入力する。

送信データ系列Ａ取得部３１−１は、順次入力される１ビットおきの送信データを、送信データ系列Ａとして取得し、符号化部３３−１、インターリーブ部３２−１、及びインターリーブ部３７に出力する。同様に、送信データ系列Ｂ取得部３１−２は、順次入力される１ビットおきの送信データを、送信データ系列Ｂとして取得し、符号化部３３−１、インターリーブ部３２−２、及びインターリーブ部３７に出力する。

インターリーブ部３２−１及び２は、入力された送信データ系列を構成する各ビットの順序を、所定の入れ替え規則に従って入れ替え、入れ替えた順序で、符号化部３３−２に出力する。

符号化部３３−１及び２は、入力された送信データ系列を、所定の誤り訂正符号化処理により符号化し、検査データ系列を取得する。以下、具体的に説明する。

図３は、符号化部３３−１の内部構成を示す図である。同図に示すように、符号化部３３−１は加算器Ａ１乃至Ａ５と、レジスタＳ１乃至Ｓ３を含んで構成される。符号化部３３−１は、これらを使用し、入力された送信データ系列Ａ及びＢに基づく再帰的組織畳み込み（ＲＳＣ：Recursive Systematic Convolutional）を行う。その結果、符号化部３３−１は、検査データ系列Ｙ１及びＷ１を出力する。符号化部３３−２についても同様であるが、符号化部３３−２から出力される検査データ系列は、検査データ系列Ｙ２及びＷ２ということにする。

検査データ系列Ｙ１取得部３４−１は、符号化部３３−１から出力される検査データ系列Ｙ１を取得し、インターリーブ部３５−１及び２に出力する。検査データ系列Ｗ１取得部３４−２は、符号化部３３−１から出力される検査データ系列Ｗ１を取得し、インターリーブ部３５−１及び２に出力する。検査データ系列Ｙ２取得部３４−３は、符号化部３３−２から出力される検査データ系列Ｙ２を取得し、インターリーブ部３５−１及び２に出力する。検査データ系列Ｗ２取得部３４−４は、符号化部３３−２から出力される検査データ系列Ｗ２を取得し、インターリーブ部３５−１及び２に出力する。

インターリーブ部３５−１及び２は、各部から入力される検査データ系列を所定の配置規則に従って配置してなる１系列の検査データを取得し、インターリーブ・パンクチュアドマルチプレクサ部３６に出力する。

インターリーブ・パンクチュアドマルチプレクサ部３６は、入力された検査データに基づき、複数の検査データを取得する。具体的には、インターリーブ・パンクチュアドマルチプレクサ部３６は、複数の入れ替え規則と、複数の省略規則と、複数の多重化規則と、を保持しており、これらの組み合わせにより入力された検査データを処理する。インターリーブ・パンクチュアドマルチプレクサ部３６は、入力された検査データに、互いに異なる組み合わせを適用することにより、複数の検査データを取得する。

インターリーブ・パンクチュアドマルチプレクサ部３６は、こうして取得した複数の検査データを、インターリーブ部３７、及び送信部３９−２乃至ｍに出力する。

インターリーブ部３７は、送信データ系列Ａ取得部３１−１及び送信データ系列Ｂ取得部３１−２からそれぞれ入力された送信データ系列Ａ及び送信データ系列Ｂと、インターリーブ・パンクチュアドマルチプレクサ部３６から入力された検査データと、を所定の配置規則に従って配置してなる１系列の送信データを取得し、送信部３９−１に出力する。

各送信部３９は、こうして入力された各データを、それぞれ互いに異なる周波数により送信する。

受信装置２０は、こうして送信された送信データ及び検査データに基づいて誤り訂正処理を行う。この場合において、受信装置２０は上記各配置規則、各入れ替え規則、各省略規則、各多重化規則を保持しており、各周波数で受信されたデータが、これらをどのようにして適用して生成されたものであるかを示す適用情報を記憶している。受信装置２０は、この適用情報に従って、送信データ系列Ａ及びＢ、検査データ系列Ｙ１，Ｙ２，Ｗ１，Ｗ２を取得し、これらに基づいて誤り訂正処理を行う。

以上説明したように、マルチキャスト送信システム１によれば、送信装置１０が複数の検査データを送信し、受信装置２０が受信する数を決定しているので、マルチキャスト送信における誤り訂正処理に関し、受信装置２０の個別事情によって誤り訂正能力を最適化することが可能となる。

また、受信装置２０は、通信状態、処理負荷量、自身の使用状態に応じて、誤り訂正処理に用いる検査データの数を決定することができる。

さらに、受信装置２０は、位置情報により、送信単位から検査データを取り出すことができる。

また、送信データ及び各検査データをそれぞれ異なる周波数で送信するので、いずれかのデータが通信区間で誤りを含んだ場合に、他のデータには誤りが含まれない確率を上げることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態はマルチキャスト送信システムに本発明を適用した場合について説明したが、ブロードキャスト送信システムに対しても、同様に本発明を適用することが可能である。

本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト送信システムのシステム構成及び機能ブロックを示す図である。 本発明の実施の形態にかかる送信装置の具体的な構成例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる符号化部の内部構成を示す図である。

符号の説明

１ マルチキャスト送信システム、１０ 送信装置、１１ データ取得部、１２ 検査データ取得部、１３ 送信部、２０ 受信装置、２１ 受信部、２２ 通信状態情報取得部、２３ 処理負荷量情報取得部、２４ 使用状態情報取得部、２５ 検査データ数決定部、２６ 誤り訂正処理部、３０ データ取得部、３１−１ 送信データ系列Ａ取得部、３１−２ 送信データ系列Ｂ取得部、３２，３５，３７ インターリーブ部、３３ 符号化部、３４−１ 検査データ系列Ｙ１取得部、３４−２ 検査データ系列Ｗ１取得部、３４−３ 検査データ系列Ｙ２取得部、３４−４ 検査データ系列Ｗ２取得部、３６ インターリーブ・パンクチュアドマルチプレクサ部、３８，３９ 送信部。

Claims (7)

1. 送信装置と、複数の受信装置と、を含む通信システムであって、
   前記送信装置は、
   送信データを取得する送信データ取得手段と、
   前記送信データ取得手段により取得される送信データに対して複数の誤り訂正符号化処理を施し、各処理にそれぞれ対応する複数の検査データを取得する検査データ取得手段と、
   少なくとも前記複数の検査データを送信する送信手段と、
   を含み、
   前記各受信装置は、
   誤り訂正処理に用いる前記検査データの数を決定する検査データ数決定手段と、
   前記送信手段により送信された前記複数の検査データのうち、前記検査データ数決定手段により決定された数の検査データに基づく誤り訂正処理を行う誤り訂正手段と、
   を含む、
   ことを特徴とする通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記各受信装置は、
   前記送信装置との通信状態を示す通信状態情報を取得する通信状態情報取得手段、
   をさらに含み、
   前記検査データ数決定手段は、前記通信状態情報取得手段により取得される通信状態情報に応じて、誤り訂正処理に用いる前記検査データの数を決定する、
   ことを特徴とする通信システム。
3. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記各受信装置は、
   当該受信装置の処理負荷の量を示す処理負荷量情報を取得する処理負荷量情報取得手段、
   をさらに含み、
   前記検査データ数決定手段は、前記処理負荷量情報取得手段により取得される処理負荷量情報に応じて、誤り訂正処理に用いる前記検査データの数を決定する、
   ことを特徴とする通信システム。
4. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記各受信装置は、
   当該受信装置の使用状態を示す使用状態情報を取得する使用状態情報取得手段、
   をさらに含み、
   前記検査データ数決定手段は、前記使用状態情報取得手段により取得される使用状態情報に応じて、誤り訂正処理に用いる前記検査データの数を決定する、
   ことを特徴とする通信システム。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の通信システムにおいて、
   前記送信手段は、前記複数の検査データを、所定の送信単位に含めて送信し、
   当該通信システムは、
   前記各検査データの、前記送信単位内の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段、
   をさらに含み、
   前記送信手段は、前記送信単位とともに前記位置情報も送信し、
   前記誤り訂正手段は、前記送信手段により送信された前記位置情報に基づき、前記送信手段により送信された送信単位から、前記検査データ数決定手段により決定された数の検査データを取り出し、該検査データに基づく誤り訂正処理を行う、
   ことを特徴とする通信システム。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の通信システムにおいて、
   前記送信手段は、前記複数の検査データを、それぞれ互いに異なる周波数によりマルチキャスト送信する、
   ことを特徴とする通信システム。
7. 送信データを取得する送信データ取得ステップと、
   前記送信データ取得ステップにおいて取得される送信データに対して複数の誤り訂正符号化処理を施し、各処理にそれぞれ対応する複数の検査データを取得する検査データ取得ステップと、
   少なくとも前記複数の検査データを送信する送信ステップと、
   誤り訂正処理に用いる前記検査データの数を決定する検査データ数決定ステップと、
   前記送信ステップにおいて送信された前記複数の検査データのうち、前記検査データ数決定ステップにおいて決定した数の検査データに基づく誤り訂正処理を行う誤り訂正ステップと、
   を含むことを特徴とするデータ処理方法。
   

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