JP2011019118A - 無線通信システム、無線通信装置、受信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の通信装置に対してデータの確認応答を実施する場合に、周波数利用効率の低下を防ぐことができる無線通信システムを得ること。
【解決手段】複数の端末と、端末にデータを送信する基地局と、を備える無線通信システムであって、基地局は、送信したデータに対する確認応答を要求する確認応答要求を端末に送信し、その応答に基づいて未受信データを次回の送信対象として指定する確認応答処理部１６と、送信データを保持し、指定されたデータ間の排他的論理和演算結果を符号化データとする符号部１３と、符号化データを前記複数の送信先装置へ送信する送信部１２と、を備え、端末は、基地局から送信されたデータを保持し、保持しているデータと前記符号化データとの排他的論理和演算に基づいて、自装置が正常に受信していないデータを取得する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の無線通信装置にデータを送信する無線通信システム、無線通信装置、受信装置および無線通信方法に関する。

無線通信において、たとえば、ブロードキャスト、マルチキャストといった同時に複数の通信装置に対して同一データを送信する方法では、一般に確認応答を行わない。すなわち、データの受信の可否に関わらず一方的にデータを送信する。そのため、受信側の装置がデータを受信できない場合でも、送信側は、データの未受信を検知できないため同じデータを再送せず、到達確率を向上させるには限界がある。

このようなことを鑑みて、ブロードキャスト、マルチキャストなどを用いた場合のデータ到達確率を向上させるために、単純に同じデータを連続して送信する方法や、送信側が冗長データを送信しデータの誤りが発生した場合に受信側がその冗長データを用いてデータを復元して到達確率を向上させる技術がある（たとえば、下記特許文献１参照）。

特開２００５−２２３６８３号公報

しかしながら、上記従来のデータ到達確率を向上させる技術によれば受信の可否に関わらず、同一データまたは冗長データを送信する。そのため、周波数利用効率が悪い、という問題があった。また、冗長データを用いる場合、復元できるデータに限りがあり、データの受信の可否を確実に知ることはできない、という問題があった。

一方、マルチキャストによって送信したデータに対して、受信すべき装置に順番に確認応答を行うようにすれば、送信側がデータの受信の可否を認識でき、データが正しく受信できていない場合に再送することができる。しかし、このような方法では再送による帯域の消費が著しく、上記の従来技術と同様に周波数利用効率が悪い、という問題がある。

また、ユニキャストの通信では、到達確率を向上させる場合には確認応答が実施される。この際、ユニキャストの通信経路に通信を中継する中継通信装置が存在し、その中継通信装置が複数のユニキャスト通信を中継する場合がある。その場合、中継通信装置は、ユニキャスト通信ごとに、各データの確認応答を行うことになり、確認応答とデータの再送による周波数利用効率が低下する、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の通信装置に対してデータの確認応答を実施する場合に、周波数利用効率の低下を防ぐことができる無線通信システム、無線通信装置、受信装置および無線通信方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の送信先装置と、前記送信先装置にデータを送信する無線通信装置と、を備える無線通信システムであって、前記無線通信装置は、前記送信先装置に対して、自装置から送信したデータを正常に受信したか否かを示す確認応答を、前記確認応答の対象となるデータのデータ識別子を用いて指定して要求する確認応答要求を送信し、また、前記確認応答要求に対する応答に基づいて、正常に受信されていないデータを未受信データとして識別し、未受信データが有る場合には次回の送信対象として未受信データのデータ識別子を指定する確認応答要求手段と、前記送信先装置に送信したデータをデータ識別子に対応付けて保持し、前記確認応答要求手段から指定されたデータ識別子に対応するデータを排他的論理和演算対象データとし、排他的論理和演算対象データ間の排他的論理和演算を実施し、その排他的論理和演算結果を符号化データとする符号手段と、前記符号化データに対応する未受信データの識別子前記符号化データを前記複数の送信先装置へ送信する送信手段と、を備え、前記送信先装置は、前記無線通信装置から、前記確認応答要求を受信した場合に、前記確認応答要求に含まれるデータ識別子に対応するデータごとに自装置が正常に受信したか否かを通知する確認応答を返送する確認応答手段と、前記無線通信装置から送信されたデータを保持し、前記無線通信装置が送信したデータ間の排他的論理和演算結果である符号化データを前記無線通信装置から受信した場合には、保持しているデータと前記符号化データとの排他的論理和演算を実施し、その排他的論理和演算結果に基づいて、自装置が正常に受信していないデータを取得する復号手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、データの送信元の装置が、データの送信先装置に対して確認応答を要求し、確認応答に基づいて送信先の装置での未受信データを把握した後に、未受信データ間の排他的論理和演算を求め、排他的論理和演算結果を送信先の装置に送信し、送信先の装置は、受信したデータを保持しておき、保持しているデータと排他的論理和演算結果とに基づいて未受信のデータを求めるようにしたので、ブロードキャスト、マルチキャストなどにより同時に複数の通信装置に送信されたデータの確認応答を実施する場合に、周波数利用効率の低下を防ぐことができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の無線通信システムの構成例を示す図である。 図２は、基地局および端末が搭載する無線通信装置の機能構成例を示す図である。 図３は、ＭＡＣレイヤにおけるデータフレームの構成例を示す図である。 図４は、ＭＡＣレイヤにおける確認応答要求フレームまたは確認応答フレームの構成例を示す図である。 図５は、基地局と端末間の通信処理手順の一例を示すチャート図である。 図６は、排他的論理和演算を行わない場合の簡略化フレームの構成例を示す図である。 図７は、実施の形態２の無線通信システムの構成例を示す図である。 図８は、実施の形態２のＭＡＣレイヤにおけるデータフレームの構成例を示す図である。 図９は、実施の形態２の基地局と端末間の通信処理手順の一例を示すチャート図である。 図１０は、簡略化したフレーム構成の一例を示す図である。 図１１は、再送対象のデータが３以上の場合の通信処理動作例を示すチャート図である。 図１２は、端末ごとに伝送レートが変更可能な場合の基地局と端末との間の通信処理手順の一例を示すチャート図である。

以下に、本発明にかかる無線通信システム、無線通信装置、受信装置および無線通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の無線通信システムは、基地局１，端末２，端末３，ストリーミングサーバ４で構成される。基地局１、端末２および端末３は、それぞれ無線信号の送受信を行う無線通信装置を搭載している。基地局１は端末２および端末３と無線接続しており通信可能な状態とする。本実施の形態では、本発明にかかる無線通信装置として基地局１を、受信装置として端末２および端末３を、例に説明する。

また、ストリーミングサーバ４は、基地局１と接続されており、基地局１を介して端末２および端末３にマルチキャストによるデータ送信を行っているとする。また、基地局１は端末２および端末３の固有の宛先アドレスを認識しており、また、ストリーミングサーバ４がデータ送信を行う際に用いるマルチキャストアドレスとそのマルチキャストアドレスに属する宛先アドレス（この場合は、端末２および端末２の宛先アドレスを含む）との関係を把握しているとする。

なお、端末２および端末３が、ストリーミングサーバ４がデータ送信を行う際に用いるマルチキャストアドレスに属するか否かについては、端末２，３が基地局１に接続する際に、基地局１が、そのマルチキャストアドレスに属しているかの情報を端末２，３から取得する方法でもよいし、基地局１が、接続後に、ユニキャストにより端末２，３からその情報を取得してもよいし、他の方法により把握してもよい。なお、基地局１と端末２，３との間のアクセス方式はＣＤＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）でも、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）でもよく、またその他の方式でも良く、アクセス方式に限定はない。

図２は、基地局１、端末２および端末３が搭載する無線通信装置の機能構成例を示す図である。図２に示すように、無線通信装置１１は、送信部１２，符号部１３，受信部１４，復号部１５，確認応答処理部１６で構成される。

図３は、ＭＡＣ（Media Access Control）レイヤにおけるデータフレームの構成例を示す図である。図３に示すようにデータフレームは、ＭＡＣ header，Coding header，Coding data，ＦＣＳ（Frame Check Sequence）で構成される。

また、図３に示したように、データフレームのＭＡＣ headerは、データフレーム、確認応答要求フレーム、確認応答フレームなどのフレームの種別を区別するための識別子であるFrame Typeと、フレームの送信完了までの時間を示すDurationと、基地局固有の識別子であるBS（Base Station） ID（Identifier）と、送信元装置固有の識別子であるＳＡ（Source Address）と、宛先のアドレス（宛先装置固有の識別子、全ての端末が受信可能な識別子または特定の端末の集合を示すグループの識別子（マルチキャストアドレスなど）である）ＤＡ（Destination Address）と、ＳＡとＤＡに関連付けたフレームの識別番号であるSequence Numberと、で構成される。

また、Coding headerは、Coding headerを識別するための識別子であるCoding header Typeと、後述の排他的論理輪演算を行ったフレームの数であるCoding Counterと、排他的論理和演算を行ったフレームの識別番号であるCoding Sequence Numberと、直前のCoding Sequence Numberのフレームのデータ長であるCoding Lengthと、で構成される。また、Coding Counterの値をＮとするとき、Coding Sequence NumberとCoding Lengthの組をＮ組（＃１〜＃Ｎ）設けることとした。なお、Coding header TypeによってCoding headerの構成を変更してもよい。

また、Coding dataは、排他的論理和演算を行ったデータ、または排他的論理和演算を行わないデータである。ＦＣＳは、受信時にフレームに誤りがないか判定するための誤り検出符号である。

図４は、ＭＡＣレイヤにおける確認応答要求フレームまたは確認応答フレームの構成例を示す図である。確認応答要求フレームまたは確認応答フレームは、ＭＡＣ header，Ack Information，ＦＣＳで構成される。

図４に示したように、確認応答要求フレームまたは確認応答フレームのＭＡＣ headerは、データフレーム、確認応答要求フレーム、確認応答フレームを区別するための識別子であるFrame Typeと、フレームの送信完了までの時間を示すDurationと、基地局から送信する場合は基地局固有の識別子であり、端末から送信する場合は端末固有の識別子または特定のグループの識別子であるＴＡ（Transmitter Address）と、端末が送信する場合は基地局固有の識別子であり、基地局が送信する場合は端末固有の識別子または特定のグループの識別子であるＲＡ（Receiver Address）と、で構成される。

また、Ack Informationは、端末固有の識別子であるＣＡと、であり、連続して送信したデータフレームの実際の最小値であるSequence Numberと、その後に続くフレームに対応した情報であるBitmapと、で構成される。Ack InformationのSequence NumberとBitmapの詳細ついては後述する。ＦＣＳは、データフレームの場合と同様に、受信時にフレームに誤りがないか判定するための誤り検出符号である。

つぎに、図３，４を用いて図２に示した通信装置１１の各要素の動作を説明する。送信部１２は符号部１３から出力されるフレームに対してＭＡＣ headerとＦＣＳを付与し、付与後のフレームを端末２，３へ送信する。また、送信部１２は、確認応答処理部１６からの指示に基づいて、確認応答要求フレームまたは確認応答フレームを生成し送信する。

符号部１３は上位層から送信されるデータを保持し、確認応答処理部１６からの指定に基づいて、符号化処理として、保持している複数のデータの排他的論理和演算を行い、または排他的論理和演算を行わずに、Coding dataを生成する。そして、確認応答処理部１６は、生成したCoding dataにCoding headerを付与して、送信部１２に受け渡すとともに、そのフレームのSequence Numberを通知する。符号部１３は、確認応答処理部１６から保持しているフレームが全ての端末で受信されたことを通知された場合、または一定時間を超えた場合に保持しているフレームを破棄し、その旨を確認応答処理部１６に通知する。

受信部１４は、無線によりフレームを受信し、受信フレームに付与されているＦＣＳに基づいてその受信フレームに誤りがないか否かを判定し、誤りがあると判定した場合はその受信フレームを破棄する。また、受信部１４は、誤りがないと判定した場合にはその受信フレームに付与されているFrame Typeに基づいて、フレームの種別を判定し、データフレームと判定した場合、その受信フレームを復号部１５に送信するとともに、確認応答処理部１６にデータフレームを受信したことを通知する。また、受信部１４は、受信フレームに付与されているフレームタイプに基づいて確認応答要求フレームまたは確認応答フレームと判定した場合、確認応答処理部１６にその受信フレームを受け渡す。

復号部１５は、受信フレームのCoding headerに基づいて、受信フレームを復号し、Coding headerのCoding Sequence Numberに基づいて、その復号フレームとすでに保持している復号フレームとをCoding Sequence Numberが小さい順に並び替え、順番に空きがない（番号が連続する）Coding Sequence Numberまでの復号フレームは、復号フレームとCoding Sequence Numberとを関係付けて保持するとともに、復号フレームを複写して上位層に受け渡す。また、復号部１５は、新たに復号したフレームを保持し、また、すでに上位層に受け渡した復号フレームは受け渡しから一定時間が経過した場合、または、確認応答処理部１６から、保持している復号フレームを全ての端末が受信したことを通知された場合に、対応する復号フレームを破棄する。さらに、復号部１５は、上位層に送信しないで保持している復号フレームは、受信から一定時間を超えた場合は上位層に送信し、破棄する。また、復号したフレームをすでに受信している場合は破棄する。さらに復号部１５は、保持しているフレームの情報（たとえば、保持しているフレームのSequence Numberなど）を確認応答処理部１６に通知する。

確認応答処理部１６は、受信部１４からのデータフレームの受信通知と、復号部１５からの復号部１５が保持しているフレームの情報と、に基づいて、送信部１２に通知する確認応答フレームの内容を更新する。また、確認応答処理部１６は、受信部１４から受け取った確認応答要求フレームに基づいて、確認応答フレームの送信内容を求め、確認応答フレームの送信内容を送信部１２に通知して確認応答フレームを送信するよう指示する。また、確認応答処理部１６は、受信部１４から受け取った確認応答フレームに基づいて符号部１３と、保持しているフレームの情報（たとえば、保持しているフレームのSequence Numberなど）と、に基づいて符号部１３に次回の送信で送信するデータまたはフレームを指示する。なお、確認応答処理部１６は、次回の送信で符号化するフレームとして、再送すべきフレームがない場合には、新規データを送信するよう指示し、再送すべきフレームがある場合には、再送対象のフレームの情報（Sequence Numberなど）を指示することとする。

なお、基地局１の確認応答処理部１６は、確認応答要求を生成する確認応答要求手段として機能し、端末２および端末２の確認応答処理部１６は、確認応答を返送する確認応答手段として機能することになる。

図５は、基地局１と端末２および端末３の間の通信処理手順の一例を示すチャート図である。図５に基づいて、本実施の形態の通信処理について説明する。まず、基地局１は、ストリーミングサーバ４から端末２および端末３に送信するデータを受信したとする。この時点では、基地局１には保持しているデータはない。また、この時点では、再送すべきデータがないことから、確認応答処理部１６は、符号部１３に対して新規データを送信するよう指示していることとする。

基地局１の符号部１３は、保持しているデータがないため後述の排他的論理和演算を行わず、ストリーミングサーバ４から受信したデータをCoding Dataとし、排他的論理和演算を行っていないこと示すCoding headerを付与し、Coding headerと、Coding Dataと、Sequence Numberと、を送信部１２に出力するとともに、Sequence Numberに対応付けてそのデータを保持する。ここでは、たとえば、Sequence Number＝１５であったとする。なお、このとき、たとえば、Coding header Typeが“０”であった場合には、排他的論理和演算を行わないことを送受信間で定めておき、Coding headerの他の項目をフレームから削除した簡略化フレームを用いるようにもよい。なお、排他的論理和演算を行わないことを示すCoding header Typeの値は“０”に限らず、他の値であってもよい。

図６は、排他的論理和演算を行わない場合の簡略化フレームの構成例を示す図である。図６に示すように、簡略化フレームでは、Coding headerのCoding header Type以外の項目が削除されている。このような簡略化フレームを用いることで、必要のない情報要素を削除しCoding headerを短縮できる。

送信部１２は、符号部１３から受け取ったデータに対して、Frame Typeにデータフレームの識別子を入力し、Durationにフレームの送信完了までの時間を計算した値を入力し、BS IDに基地局１の固有の識別子を入力し、ＳＡに送信元装置であるストリーミングサーバ４の固有の識別子を入力し、ＤＡに端末２および端末３が受信可能な識別子（たとえば、端末２および端末３を含む特定のグループの識別子など）入力して、Sequence Numberには符号部１３から通知されたSequence Numberを入力したＭＡＣ headerを付与し、さらにＦＣＳを付与したフレームを生成し、生成したフレームを下位層に送信する。

基地局１の下位層では、送信部１２から受け取ったフレームに対して誤り訂正符号化を行い、プリアンブル、ＰＨＹ（Physical）ヘッダを付与し、さらに、基地局１は、下位層の処理後のフレームをＤＡ（Digital−Analog）変換器、アップコンバータ、アンプ、アンテナ等を経て無線信号として送信する（ステップＳ１１）。

端末２，端末３では、基地局１から無線信号として送信されたフレームをアンテナ、アンプ、ダウンコンバータ、ＡＤ（Analog−Digital）変換器等を経て受信し、下位層が、受信したフレームからプリアンブル、ＰＨＹヘッダをはずして、端末２，端末３の無線通信装置の受信部１４に受け渡す。

同様にして、Sequence Numberが“１６”のフレーム、Sequence Numberが“１７”のフレームが基地局１から送信される（ステップＳ１２，ステップＳ１４）。なお、基地局１の符号部１３が通知するSequence Numberは、送信するデータ毎にインクリメントされることする。

端末２の受信部１４は、ステップＳ１１で送信されたSequence Numberに“１５”が付与されたフレームを受信するとそのフレームのＦＣＳに基づいてパケットに誤りがないか否かを判定し、また、ＭＡＣ headerのFrame Typeに基づいてデータフレームであることを判定する。さらに、端末２の受信部１４は、受信したフレームのBS IDに基づいて端末２にそのフレームを中継した基地局が端末２の接続している基地局１であることを判定し、ＳＡに基づいてストリーミングサーバ４からのデータであることを判定し、ＤＡに基づいて端末２を宛先として含む識別子であることを判定し、Sequence Numberに基づいてそれ以前に受信したフレームでないか否かを判定する。

端末２の受信部１４は、以上の処理により、受信したフレームが、フレームの誤りがなく、以前にも受信したことがないフレームで、また自分宛のフレームであると判定した場合、そのフレームを復号部１５に渡すとともに、確認応答処理部１６にSequence Numberに“１５”が付与されたフレームを正常に受信したことを通知する。

復号部１５は、受信部１４から受け取ったSequence Numberに１５が付与されたフレームのCoding headerに基づいてデータの符号化がどのように行われたかを判断し復号を行う。この場合は、受信したフレームのCoding header Typeの値は“０”であり、符号化処理（排他的論理輪演算）をしていないと判断し、復号部１５は受信したフレームのCoding data部分をそのままデータとして保持する。

また、確認応答処理部１６は、受信部１４からの通知に基づいてSequence Numberに“１５”が付与されたフレームを受信したことを、フレーム受信情報として記憶しておく。端末３でも、Sequence Numberに“１５”が付与されたフレームを受信すると、端末２と同様の処理が行われる。

つぎに、端末２の受信部１４は、ステップＳ１２で送信されたSequence Numberに“１６”が付与されたフレームを受信し、そのフレームのＦＣＳに基づいて誤りがあると判定され、そのフレームを破棄する。すなわち、端末２は、Sequence Numberに“１６”が付与されたフレームを受信不可であり、未受信となる（ステップＳ１３）。一方、端末３では、Sequence Numberに“１６”が付与されたフレームを受信すると、そのフレームのＦＣＳに基づいて誤りがないと判定し、そのフレームをSequence Numberに“１５”が付与されたフレームと同様に処理する。

また、端末２の受信部１４は、ステップＳ１３で送信されたSequence Numberに“１７”が付与されたフレームを受信し、そのフレームのＦＣＳに基づいて誤りがないと判定し、そのフレームをSequence Numberに“１５”が付与されたフレームと同様に処理する。この際、確認応答処理部１６は、Sequence Numberに“１７”が付与されたフレームを受信したことをフレーム受信情報として記憶するが、Sequence Numberに“１６”が付与されたフレームを受信しなかったこともフレーム受信情報として記憶する。一方、端末３では、Sequence Numberに“１７”が付与されたフレームを受信すると、そのフレームのＦＣＳに基づいて誤りがあると判定され、そのフレームを破棄する。すなわち、端末３は、Sequence Numberに“１７”が付与されたフレームを受信不可であり、未受信となる（ステップＳ１５）。

以上の処理により、端末２はSequence Numberに“１５”，“１７”が付与されたフレームを正常に受信し、Sequence Numberに“１６”が付与されたフレームを受信していない状態となる。また、端末３はSequence Numberに“１５”，“１６”が付与されたフレームを正常に受信し、Sequence Numberに“１７”が付与されたフレームを受信していない状態となる。

ここで、基地局１の符号部１３には連続して送信するフレーム数の閾値、または連続して送信できるフレーム長の閾値、または連続して送信できる時間の閾値を設定しておくこととする。そして、符号部１３は、閾値を設定した項目の値が閾値を超えた場合は、確認応答処理部１６に、連続して送信したデータフレームの実際の最小値のSequence Number（たとえば、Sequence Number＝１５，１６，１７のフレームを連続して送信した場合、Sequence Numberの最小値の“１５”）と、送信したフレーム数と、端末２および端末３が受信可能な識別子と、を通知する。

基地局１の確認応答処理部１６は符号部１３からの通知に基づいて、Ack InformationのSequence Numberに通知されたSequence Numberの値（この場合は“１５”）を入力し、また、Sequence Numberに入力した値に対応するフレームからそのフレームを含めた３つのフレームの確認応答要求であることを判断できるような値をBitmapに入力する。ここでは、たとえば、Bitmapに“１１１０ ００００”と入力することとする。すなわち、Bitmapの情報の最上位BitはSequence Numberに“１５”が付与されたフレームの位置を示し、最上位から２番目のBitがSequence Numberに“１６”が付与されたフレームを示し、最上位から３番目のBitがSequence Numberに“１７”が付与されたフレームを示している。各フレームに対応するビットの値が“１”の場合に確認応答要求の対象であり、“０”の場合に確認応答要求の対象でないとする。なお、ここでは、Sequence Number１８以降は送信していないため、最上位から４番目以降には“０”を入力する。

また、確認応答処理部１６は、端末２，端末３のそれぞれの固有の識別子と端末２と端末３が受信可能な識別子との関係を把握していることとし、まず、端末２に対して確認応答要求を送信するように送信部１２に通知するために、Sequence NumberとBitmapの値が入力されたAck Informationに対し、ＣＡに端末２固有の識別子を入力して、入力後のAck Informationを送信部１２に受け渡す。

基地局１の送信部１２は、確認応答処理部１６から受け取ったAck Informationに、Frame Typeに確認応答要求フレームの識別子を入力し、Durationは確認応答要求フレームの送信完了までの時間を計算した結果を入力し、ＴＡに基地局１の固有の識別子を入力し、ＲＡに端末２が受信可能な識別子を入力したＭＡＣ headerを付与し、さらに、ＦＣＳを付与して無線信号として送信する（ステップＳ１６）。

端末２では、基地局１から確認応答要求フレームを受信すると、受信部１４は、そのフレームのＦＣＳに基づいて誤りがないか否かを判定し、ＭＡＣ headerのFrame Typeに基づいてフレームの種別を判定し、また、ＲＡが、端末２が受信可能な識別子である（自分宛のフレームである）か否かを判定する。以上の判定結果により、フレームの誤りがなく、自分宛の確認応答要求フレームであると判定した場合、確認応答処理部１６にそのフレームを受け渡す。

端末２の確認応答処理部１６は、受け取ったフレームのAck Information内のＣＡとSequence NumberとBitmapとに基づいて、自分宛のSequence Numberが“１５”，“１６”，“１７”であるフレームの確認応答要求であることを認識できる。前述のように、確認応答処理部１６は、フレーム受信情報として、Sequence Numberに“１５”が付与されたフレームおよび“１７”が付与されたフレームを受信したことと、Sequence Numberに“１６”が付与されたフレームを受信できていないことと、を記憶している。これらのフレーム受信情報に基づいて、受け取ったフレームのAck InformationのBitmapのうち最上位から２番目のビットを０に変更する。そして、Bitmapを変更したAck Informationを送信部１２に受け渡し、さらに送信部１２にそのAck Informationを確認応答として送信するよう指示する。この際、確認応答処理部１６は、ＭＡＣ headerのＴＡに端末２および端末３を含む特定のグループの識別子を入力するよう送信部１２に指示する。

送信部１２は受け取ったAck Informationに、ＭＡＣ headerとＦＣＳを付与して確認応答フレームを作成し、生成した確認応答フレームを基地局１に送信する（ステップＳ１７）。

基地局１は、端末２から確認応答フレームを受信すると、そのフレームのAck InformationのＣＡに基づいて端末２からの確認応答であることを認識し、また、Bitmapに基づいて、端末２がSequence Numberに“１５”，“１７”が付与されたフレームを受信できており、Sequence Numberに“１６”が付与されたフレームを受信していない状態であることを認識し、その旨を符号部１３に通知する。

つぎに、基地局１は、端末２に確認応答要求フレームを送信した処理と同様にして、端末３に確認応答要求フレームを送信する（ステップＳ１８）。なお、その際、確認応答要求フレームのＣＡには端末３固有の識別子を入力する。

端末３は、基地局１から確認応答要求フレームを受信すると、端末２と同様の処理を行い、自身が記憶しているフレーム受信情報に基づいて確認応答フレームを生成して送信する（ステップＳ１９）。この場合、端末３は、Sequence Numberに“１７”が付与されたフレームを受信していないため、確認応答フレームのAck InformationのBitmapの最上位から３番目のBitを０とする。なお、端末３では、Sequence Numberに“１７”の後に、データフレームを受信していないため、フレーム受信情報には、Sequence Numberに“１７”が付与されたフレームを受信していないという情報がまだ含まれていないが、確認応答要求フレームに基づいてSequence Numberに“１７”が付与されたフレームが既に送信されていることを認識できるため、Sequence Numberに“１７”が付与されたフレームが未受信であることが認識できる。

基地局１は、端末３から確認応答フレームを受信すると、そのフレームのAck InformationのＣＡに基づいて端末３からの確認応答であることがわかり、また、Bitmapに基づいて端末３がSequence Numberに“１５”，“１６”が付与されたフレームを受信できており、Sequence Numberに“１７”が付与されたフレームを受信していない状態であることを認識し、その旨を符号部１３に通知する。

なお、端末２，端末３が、何らかの理由で確認応答要求フレームを受信できず、確認応答フレームが送信されない場合、または端末２，端末３が確認応答フレーム送信したにも関わらず、何らかの理由で基地局１が確認応答フレームを受信できない場合も考えられる。このような場合、基地局１は、端末２，端末３のそれぞれから確認応答フレームを受信するまで確認応答要求フレームの再送を行うか、または再送の回数の閾値をあらかじめ決めておき閾値未満の回数まで確認応答要求フレームの再送を行い、閾値以上になった場合は再送を停止するようにする。

基地局１の符号部１３は、端末２および端末３からの確認応答フレームに基づいて、Sequence Numberに“１５”が付与されたフレームは全ての端末が受信できたと判断し、保持していたSequence Numberに“１５”のフレームに対応するデータを破棄する。また、基地局１の符号部１３は、端末２が受信していないSequence Numberに“１６”が付与されたフレームと端末３が受信していないSequence Numberに“１７”が付与されたフレームとのデータ長が異なる場合、データ長の短い方のフレームに“０”を挿入してデータ長を同じにして、それらのフレームの排他的論理和演算を行い、その演算結果をCoding Dataとし、さらにCoding headerを付与する（ステップＳ２０）。

たとえば、Coding headerのCoding header Typeが識別番号“１”の場合はマルチキャストの排他的論理和演算を行っていることを、あらかじめ送受信間で決めておく。そして、ステップＳ２０では、Coding header Typeとして、“１”を入力し、Coding Counterには、２つのフレームの排他的論理輪演算を行ったため“２”を入力する。そして、Coding Sequence Number＃１には排他的論理和演算を行った１番目のフレームのSequence Numberである“１６”を入力し、Coding Length＃１には１番目のフレームのSequence Numberである“１６”のフレームのデータ長を合わせる前のデータ長を入力し、Coding Sequence Number＃２には排他的論理和演算を行った２番目のフレームのSequence Numberである“１７”を入力し、Coding Length＃２には２番目のフレームのSequence Numberである“１７”のフレームのデータ長（“０”を挿入する前のデータ長）を入力する。

基地局１の符号部１３は、送信部１２に、Coding headerを付与したCoding Dataを送信するとともに、そのCoding Dataを送信するためのフレームのSequence Numberを通知し、Sequence Numberに対応付けてフレームを保持する。ここでは、たとえば、Sequence Number＝１８を通知することとする。符号部１３は、Sequence Numberに“１８”が付与されたフレームは、Sequence Numberに“１６”が付与されたフレームとSequence Numberに“１７”が付与されたフレームに対応するフレームであることを記憶しておく。

基地局１の送信部１２は、符号部１３から受け取ったCoding headerを付与したCoding Dataに、Frame Typeにはデータフレームの識別子を入力し、Durationにはデータフレームの送信完了までの時間を計算した結果を入力し、BS IDには基地局１固有の識別子を入力し、ＳＡには送信元装置であるストリーミングサーバ４固有の識別子を入力し、ＤＡには端末２および端末３が受信可能な識別子を入力し、Sequence Numberには符号部１３から通知されたSequence Numberを入力したＭＡＣ headerを付与し、さらにＦＣＳを付与したフレームを生成して下位層に送信する。基地局１の下位層は、Sequence Numberに“１５”が付与されたフレームの送信の場合と同様に、受け取ったフレームを無線信号として送信する（ステップＳ２１）。

端末２の受信部１４は、Sequence Numberに“１８”が付与されたフレームを受信すると、そのフレームのＦＣＳに基づいて誤りがないと判定し、かつデータフレームであると判定した場合は、復号部１５にフレームを受渡し、確認応答処理部１６にSequence Numberに“１８”が付与されたフレームを受信したことを通知する。

端末２の復号部１５は、受け取ったデータフレームのCoding headerに基づいてデータの符号化がどのように行われたかを判断し復号を行う。この場合、Coding header Typeには“１”が入力されているため排他的論理和演算を行っていることがわかる。また、Coding Counterには２が入力されており、２つのフレームの排他的論理和演算を行っていることがわかる。また、Coding Sequence Number＃１，＃２に基づいてSequence Numberに“１６”が付与されたフレームとSequence Numberに“１７”が付与されたフレームとの排他的論理和演算であることがわかり、また、Coding Length＃１，＃２に基づいて、それぞれのフレームのデータ長がわかる。

端末２の復号部１５は、すでに受信しているSequence Numberに“１７”が付与されたフレームとSequence Numberに“１８”が付与されたフレームの排他的論理和演算を行うことで、Sequence Numberに“１６”が付与されたフレームを求めることができる。復号部１５は、この排他的論理和演算を行い、受信したSequence Numberに“１８”が付与されたフレームと、排他的論理和演算を行って得られたSequence Numberに“１６”が付与されたフレームと、を保持する。また、復号部１５は、確認応答処理部１６にSequence Numberに“１６”が付与されたフレームを受信できたことを通知する。

端末３は端末２と同様の処理を行う。この際、端末３の復号部１５は、保持しているSequence Numberに“１６”が付与されたフレームと受信したSequence Numberに“１８”が付与されたフレームとの排他的論理和演算を行うことによりSequence Numberに“１７”が付与されたフレームを求める。

そして、基地局１は、端末２宛に確認応答要求フレームを送信する（ステップＳ２２）。この確認応答要求フレームのAck InformationのＣＡには端末２固有の識別子を入力し、Sequence Numberには送信を行ったフレームの実際の最小値を入力する。この場合、Sequence Numberに“１８”が付与されたフレームは実際にはSequence Numberに“１６”が付与されたフレームとSequence Numberに“１７”が付与されたフレームとの排他的論理和演算を行ったフレームであるので、送信を行ったフレームの実際の最小値は“１６”になる。また、確認応答要求フレームのAck InformationのBitmapには、Sequence Number“１６”からそれを含めた３つのフレームの確認応答要求であることを判断できるように、“１１１０ ００００”と入力する。

また、ステップＳ２１で送信する確認応答要求フレームのＭＡＣ headerは、ステップＳ１６で送信した確認応答要求フレームのＭＡＣ headerと同様である。なお、ここで、端末２または端末３で未受信となったフレームについて、連続して送信できる閾値を設定した項目（連続して送信するフレーム数の閾値、または連続して送信できるフレーム長の閾値、または連続して送信できる時間の閾値など）が閾値を超えていなければ、閾値を満たすまで新たなデータを含むデータフレームを送信したのちに、端末２宛の確認応答要求フレームを送信するようにしてもよい。その場合、上記のBitmapは、その時点での送信済みのフレームに基づいて作成する。

端末２の受信部１４は、基地局１から確認応答要求フレームを受信すると、ステップＳ１６で受信した際と同様に、Frame Typeに基づいて確認応答要求フレームであることを認識し、確認応答処理部１６に受信したフレームを受け渡す。確認応答処理部１６は、ステップＳ１６で送信された確認応答要求フレームに対する処理と同様に、Ack Informationに基づいて、Sequence Numberが“１６”，“１７”，“１８”のフレームに対する確認応答要求であることを認識する。確認応答処理部１６では、Sequence Numberに“１６”，“１７”，“１８”が付与されたフレームを受信したことを記憶しており、受信したAck Informationをそのまま確認応答として送信するように送信部１２に受け渡す。送信部１２は、そのAck Informationを含む確認応答フレームをステップＳ１７と同様に基地局１へ送信する（ステップＳ２３）。

また、端末２の受信部１４は、保持しているSequence Number“１５”のフレームはすでに周囲の全端末が受信したため基地局１から送信されなかったことが認識し、復号部１５に対してSequence Number“１５”のフレームを上位層に受け渡すように指示し、また、復号部１５が保持しているSequence Numberに“１５”が付与されているフレームを破棄するように指示する。

端末２の復号部１５は、確認応答処理部１６の指示に基づいて、Sequence Numberが連続しているSequence Number“１５”，“１６”，“１７”のフレームを複写して、上位層に受け渡し、Sequence Number“１６”，“１７”，“１８”のフレームを保持する。また、Sequence Number“１５”のフレームは、上位層に受け渡した後に破棄する。なお、Sequence Numberに“１８”が付与されているフレームは符号化されたフレームであるため、上位層への受渡しは行わない。

基地局１は、端末２から確認応答フレームを受信すると、宛先等を端末３とした確認応答要求フレームを端末２の場合と同様に、端末３宛に送信する（ステップＳ２４）。端末３は、基地局１から確認応答要求を受信すると、端末２と同様の処理を行い、確認応答フレームを返送する（ステップＳ２５）。基地局１の確認応答処理部１６は、端末２および端末３からの確認応答フレームを受信すると、そのフレームに基づいて確認応答の対象であった全てのフレームが受信されことを認識し、それらのフレームに対応するデータを削除するよう符号部１３へ指示する。

なお、本実施の形態では、端末を２台としてが、端末の数はこれに限らず３台以上であってもよく、端末ごとに、上記と同様に確認応答の処理を実施すればよい。

以上のように、本実施の形態では、基地局１が、所定の間隔で、端末２および端末３に確認応答フレームを送信し、確認応答フレームを受信した端末２および端末３は、それぞれが保持しているデータフレームの受信情報に基づいて、確認応答要求の対象フレームのうち自信が受信していないデータフレームの識別子を基地局１に確認応答として返送するようにした。そして、基地局１は、確認応答に基づいて、未受信のデータフレームの排他的論理和演算結果を、端末２および端末３に送信し、端末２および端末３は、排他的論理和演算結果と自身が受信しているフレームと排他的論理和演算を行うことにより、未受信のフレームを得るようにした。そのため、複数の端末に対して、それぞれの未受信フレームを送信するかわりに、１つのデータフレームを送信すればよく、確認応答を実施しつつ、周波数利用効率の低下を防ぐことができる。

実施の形態２．
図７は、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態２の構成例を示す図である。本実施の形態の無線通信システムは、実施の形態１のストリーミングサーバ４の替わりに、有線端末５，６を備える以外は、実施の形態１の無線通信システムと同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、同一の符号を付して説明を省略する。

基地局１、端末２および端末３はＣＳＭＡ／ＣＡ方式で動作する無線通信装置をそれぞれ搭載しており、基地局１は端末２および端末３は無線接続されており通信可能な状態である。また、有線端末５は、基地局１を介して端末２と通信し、有線端末６は、基地局１を介して端末３と通信している。無線通信装置の構成は実施の形態１の無線通信装置と同様である。

実施の形態１では、基地局がマルチキャストによるデータフレームの中継を行う場合について説明した。本実施の形態では、基地局１が、１対１通信を行っているデータフレームを中継して送信する場合について説明する。

図８は、本実施の形態のＭＡＣレイヤにおけるデータフレームの構成例を示す図である。図８に示すように、本実施の形態のデータフレームはＭＡＣ header，Coding header，Coding Data，ＦＣＳで構成される。ＭＡＣ headerは、実施の形態１の図３で示したＭＡＣ headerと同様である。

Coding headerは、実施の形態１のCoding headerに、送信元固有の識別子を示すＴＳＡと、宛先装置固有のデータフレームの識別子、または全ての端末が受信可能な識別子（ブロードキャストアドレスなど）、または特定のグループの識別子（マルチキャストアドレスなど）であるＴＤＡと、を追加している。Coding Data，ＦＣＳは、実施の形態１のCoding Data，ＦＣＳと同様である。

図９は、本実施の形態の基地局１と端末２および端末３との間の通信処理手順の一例を示すチャート図である。図９を用いて、本実施の形態の動作を説明する。基地局１は、有線端末５から端末２に送信するデータを受信し、また、有線端末６から端末３宛てに送信するデータを受信する。基地局１には、現時点では保持しているデータはないとする。

基地局１の符号部１３は、保持しているデータがないため符号化処理、すなわちデータの排他的論理和演算を行わず、有線端末５から受信した端末２に送信するデータをそのままCoding DataとしCoding headerを付与して、送信部１２に送信し、また、Sequence Numberを送信部１２通知し、Sequence Numberに対応付けてデータを保持する。ここでは、Sequence Number＝５１と通知したとする。このとき、Coding header Typeには、実施の形態１と同様に、あらかじめ、たとえば、識別番号が“２”の場合は、排他的論理和演算を行わないことを送受信間で決めておく。そして、Coding header Typeが“２”の場合は、Coding header TypeとＴＤＡとCoding Sequence Number以外のCoding headerの項目は削除した簡略化したフレームを送信する。図１０は、簡略化したフレーム構成の一例を示す図である。

したがって、この場合、Coding header Typeは“２”とし、また、ＴＤＡには、端末２固有の識別子が入力される。また、この例では、たとえば、Coding Sequence Number＝２１とし、Coding Sequence Numberには、“２１”が入力されるとする。なお、実施の形態１では、Coding Sequence NumberはSequence Numberと同一であったが、本実施の形態では、Coding Sequence Numberは、宛先端末ごと（または送信元の装置ごと）に、それぞれ“１”ずつインクリメントされていく番号とする。

基地局１の送信部１２は、Coding headerが付与されたCoding Dataに対して、Frame Typeにはデータフレームの識別子を入力し、Durationにはデータフレームの送信完了までの時間を計算した結果を入力し、BS IDには基地局１固有の識別子を入力し、ＳＡには送信元装置である有線端末５の固有の識別子を入力し、ＤＡには端末２および端末３が受信可能な識別子を入力し、Sequence Numberには符号部１３から通知された“５１”を入力したＭＡＣ headerを付与し、さらにＦＣＳを付与したフレームを生成し、生成したフレームを下位層に送信する。下位層以降の送信処理は、実施の形態１と同様であり、下位層に送信されたフレームは、無線信号として送信される（ステップＳ３１）。

そして、基地局１の符号部１３は、Sequence Numberをインクリメントして“５２”とし、有線端末５から受信した端末２に送信する次のデータをCoding Dataとし、Coding headerを付与して、送信部１２に渡す。このときCoding headerのCoding header Typeは“２”とし、ＴＤＡには、端末２固有の識別子が入力され、Coding Sequence Numberはインクリメントされて“２２”が入力される。送信部１２は、符号部１３から受け取った、Coding headerが付与されたCoding DataにＭＡＣ headerを付与し、さらにＦＣＳを付与して下位層に送信する。この際のＭＡＣ headerはSequence Number以外は、ステップＳ３１で送信されたフレームと同様である。ここでは、Sequence Numberには、“５２”が入力される。そして、このフレームがステップＳ３１の場合と同様に無線信号として送信される（ステップＳ３２）。

また、基地局１の符号部１３は、Sequence Numberをインクリメントして“５３”とし、有線端末６から受信した端末３に送信するデータをCoding Dataとし、Coding headerを付与して、送信部１２に渡す。このときのCoding headerのＴＤＡには端末３固有の識別子が入力され、Coding Sequence Numberには、たとえば、“３１”を付与するとする。

基地局１の送信部１２では、Coding headerが付与されたCoding Dataに対して、Frame Typeにはデータフレームの識別子を入力し、Durationにはデータフレームの送信完了までの時間を計算した結果を入力し、BS IDには基地局１固有の識別子を入力し、ＳＡには送信元装置である有線端末６の固有の識別子を入力し、ＤＡには端末２、端末３が受信可能な識別子を入力して、Sequence Numberには符号部１３から通知された“５３”を入力したＭＡＣ headerを付与し、さらにＦＣＳを付与して、付与後のフレームを下位層に送信し、無線信号として送信する（ステップＳ３４）。

一方、端末２の受信部１４は、ステップＳ３１で送信されたSequence Numberに“５１”が付与されたフレームを受信すると、そのフレームのＦＣＳに基づいて誤りがないか否かを判定し、また、Frame Typeに基づいてデータフレームの識別子であるか否かを判定し、BS IDに基づいて端末２が接続している基地局１であるか否かことを判定し、ＳＡに基づいて有線端末５からのデータであることを判定し、ＤＡに基づいて端末２が受信可能な識別子であるか否かことを判定し、Sequence Numberから以前受信したことがないフレームであるか否かを判定する。端末２の受信部１４は、以上の処理により、フレームの誤りがなく、以前にも受信したことがないフレームで、自分宛のデータフレームであると判定した場合、そのフレームを復号部１５に送信するとともに、確認応答処理部１６にSequence Numberに“５１”が付与されたフレームを正常に受信したことを通知する。

端末２の復号部１５は、受信部１４から受け取ったフレームのCoding headerに基づいて、データの符号化がどのように行われたかを判断し復号を行う。この場合は、符号化を行っていないことを示す識別子であるため、符号化されていないことを認識しCoding Dataをそのままデータとする。また、受信部１４は、ＴＤＡに基づいて端末２宛であることを認識し、Coding Sequence Numberに基づいて以前に受信したことがないフレームであるか否かを判定し、受信したデータを保持する。また、端末２の確認応答処理部１６は、Sequence Numberに“５１”が付与されたフレームを受信したことを記憶しておく。

つぎに、端末２の受信部１４は、ステップＳ１２で送信されたSequence Numberに“５２”が付与されたフレームを受信し、そのフレームのＦＣＳに基づいて誤りがあると認識し、そのフレームを破棄する。すなわち、端末２は、Sequence Numberに“５２”が付与されたフレームが受信不可であり、未受信の状態となる（ステップＳ３３）。

そして、端末２の受信部１４は、ステップＳ３４で送信されたSequence Numberに“５３”が付与されたフレームを正しく受信し、Sequence Numberに“５１”が付与されたフレームと同様の処理を行う。このとき端末２の確認応答処理部１６はSequence Numberに“５３”が付与されたフレームを受信したことを記憶しておくとともに、Sequence Numberに“５２”が付与されたフレームを受信しなかったことを記憶する。

端末２の復号部１５はSequence Numberに“５３”が付与されたフレームのCoding headerに基づいて、符号化されていないことを認識でき、また、ＴＤＡに基づいて端末３宛であり自分宛のデータでないことを認識し、Coding Sequence Numberに基づいて以前に受信したことがないフレームであると判定し、受信したデータを保持する。

一方、端末３の受信部１４は、Sequence Numberに“５１”が付与されたフレーム、Sequence Numberに“５２”が付与されたフレームともに正しく受信され、端末２がSequence Numberに“５１”が付与されたフレームに対して行った処理と同様に処理が行われる。また、端末３の受信部１４は、Sequence Numberに“５３”が付与されたフレームは、そのフレームのＦＣＳに基づいて誤りがあると認識され、受信部１４が破棄する(ステップＳ３５)。

以上の処理により、端末２はSequence Numberに“５１”，“５３”が付与されたフレームを受信でき、Sequence Numberに“５２”が付与されたフレームを受信していない状態となり、一方、端末３はSequence Numberに“５１”，“５２”が付与されたフレームを受信でき、Sequence Numberに“５３”が付与されたフレームを受信していない状態となる。

ここで、基地局１の符号部１３は、実施の形態１と同様に、連続して送信するフレーム数の閾値、あるいは連続して送信できるフレーム長の閾値、あるいは連続して送信できる時間の閾値を設定しておき、それを超えた場合は、確認応答処理部１６に、連続して送信したデータフレームの最小値のSequence Number（この例では“５１”）と、送信したフレーム数と端末２および端末３が受信可能な識別子とを通知する。

確認応答処理部１６は、符号部１３の通知に基づいて、Ack InformationのSequence Numberに“５１”を入力し、また、Sequence Number＝５１のフレームからそれを含めた３つのフレームの確認応答要求であることを判断できるように、Bitmapに“１１１０ ００００”と入力する。Bitmapでは、実施の形態１と同様に、最上位Bitは確認応答要求の対象の最小のSequence Numberが付与されたフレームを示し、最上位から２番目のBitが２番目のSequence Numberが付与されたフレームを示し、最上位から３番目のBitが３番目のSequence Numberが付与されたフレームを示すこととし、“１”としたフレームを確認応答の対象とすることを示している。また、確認応答処理部１６は端末２、端末３の固有の識別子と端末２と端末３が受信可能な識別子の関係を把握しているとし、まず、端末２に対して確認応答要求を送信するように送信部１２に通知するために、上記のAck InformationにさらにＣＡに端末２固有の識別子を入力して、送信部１２に受け渡す。

基地局１の送信部１２は、確認応答処理部１６から受け取ったAck Informationに、Frame Typeには確認応答要求フレームの識別子を入力し、Durationには確認応答要求フレームの送信完了までの時間を計算した結果を入力し、ＴＡには基地局１固有の識別子を入力し、ＲＡには端末２および端末３が受信可能な識別子を入力したＭＡＣ headerを付与し、さらにＦＣＳを付与して確認応答フレームとして生成し、確認応答フレームを端末２へ送信する（ステップＳ３６）。

端末２は、基地局１から確認応答要求フレームを受信すると、そのフレームのＦＣＳに基づいて誤りがことを判定し、Frame Typeに基づいて確認応答要求フレームの識別子であることを判定し、ＲＡに基づいて端末２が受信可能な識別子であることを判定すると、そのフレームを確認応答処理部１６に受け渡す。以降、端末２は、実施の形態１と同様に自信が保持しているフレームの受信情報に基づいて、確認応答フレームを返送する（ステップＳ３７）。

基地局１は、端末２に確認応答要求フレームを送信した処理と同様にして、端末３に確認応答要求フレームを送信する（ステップＳ３８）。なお、この際、ＣＡには端末３固有の識別子を入力する。そして、端末３は、確認応答要求フレームを受信すると、実施の形態１と同様に、自信が保持しているフレームの受信情報に基づいて、確認応答フレームを返送する（ステップＳ３９）。

基地局１の確認応答処理部１６は、端末２および端末３からそれぞれ受信した確認応答フレームに基づいて、端末２および端末３でそれぞれ受信されたフレームと未受信のフレームとを把握し、その情報を符号部１３に通知する。

なお、本実施の形態では、端末２が正常に受信できなかったSequence Numberに“５２”が付与されたフレームには、端末２宛てのデータが含まれていたとしているが、仮に、端末２が正常に受信できなかったフレームが、端末２が本来の宛先でない場合（端末３が宛先の場合）、基地局１は、端末３に対して１つのフレーム（Sequence Numberに“５３”が付与されたフレーム）を再送するだけでよいため、ステップＳ３４と同様にフレームの送信を行えばよい。

基地局１の符号部１３は、確認応答フレームに基づいてSequence Numberに“５１”が付与されたフレームは全ての端末が受信できたものと判断し保持していたデータを破棄する。そして、符号部１３は、端末２が受信していないSequence Numberに“５２”が付与されたフレームが、端末２が本来の宛先のフレームであり、端末３が受信していないSequence Numberに“５３”が付与されたフレームが、端末３が本来の宛先のフレームであることを認識し、この２つのフレームを再送する必要があると判断する。そして、Sequence Numberに“５２”が付与されたフレームとSequence Numberに“５３”が付与されたフレームとのデータ長が異なる場合、データ長の短いフレームに“０”を挿入してデータ長を同じにして、それらの排他的論理和演算を行い、演算結果をCoding Dataとし、Coding headerを付与する。

Coding headerのCoding header Typeについては、たとえば識別番号“３”の場合はユニキャストの排他的論理和演算を行っていることを送受信間で決めておく。この場合は、Coding header Typeに“３”を入力し、Coding Counterには２つのフレームの排他的論理輪演算を行ったため“２”を入力し、ＴＳＡ＃１には有線端末５固有の識別子を入力し、ＴＤＡ＃１には端末２固有の識別子を入力し、Coding Sequence Number＃１には排他的論理和演算を行った１番目のフレームのCoding Sequence Numberである“２２”を入力し、Coding Lengthは１番目のフレームのデータ長（“０”を挿入してデータ長を合わせる前のデータ長）を入力する。また、ＴＳＡ＃２には、有線端末６固有の識別子を入力し、ＴＤＡ＃２には端末３固有の識別子を入力し、Coding Sequence Number＃２には排他的論理和演算を行った２番目のフレームのCoding Sequence Numberである“３１”を入力し、Coding Length＃２には２番目のフレームのデータ長を入力する。

そして、符号部１３は、Coding headerを付与したCoding Dataを、送信部１２に送信するとともに、Sequence Number＝５４を送信部１２に通知し、Coding Sequence Numberに対応付けてフレームを保持する。また、符号部１３は、Sequence Number＝５４のフレームが、Coding Sequence Numberに“２２”が付与されたフレームとCoding Sequence Numberに“３１”が付与されたフレームと排他的論理和演算結果のフレームであることを記憶しておく。

送信部１２は、符号部１３から受け取ったCoding headerを付与したCoding Dataに、Frame Typeにはデータフレームの識別子を入力し、Durationにはデータフレームの送信完了までの時間を計算した結果を入力し、BS IDには基地局１固有の識別子を入力し、ＳＡには基地局１固有の識別子を入力して、ＤＡには端末２および端末３が受信可能な識別子を入力し、Sequence Numberには符号部１３から通知された“５４”を入力したＭＡＣ headerを付与し、さらにＦＣＳを付与して下位層等経由で付与後のフレームを端末２および端末３に送信する（ステップＳ４０）。

端末２の受信部１４は、基地局１からSequence Numberに“５４”が付与されたフレームを受信すると、他のデータフレームの受信の場合と同様の処理により、フレームに誤りがなく、はじめて受信したフレームであると判定すると、復号部１５にそのフレームを受渡し、また、確認応答処理部１６にSequence Numberに“５４”が付与されたフレームを受信したことを通知する。

復号部１５は、受信したフレームのCoding headerに基づいてユニキャストの排他的論理和演算を行っていることを認識する。また、Coding Counterに基づいて２つのフレームの排他的論理和演算を行っていることを認識し、また、ＴＳＡ＃１，＃２，ＴＤＡ＃１，＃２に基づいて本来の送信元、宛先を認識し、また、Coding Sequence Number＃１，＃２，Coding Length＃１，＃２に基づいて、Coding Sequence Numberとそれぞれのフレームの長さを認識する。

そして、端末２の復号部１５は、自身がすでに受信しているCoding Sequence Numberに“３１”が付与されたフレームとSequence Numberに“５４”が付与されたフレームとの排他的論理和演算を行うことで、Coding Sequence Numberに“２２”が付与されたフレームを求めることができる。また、復号部１５は、受信したSequence Numberに“５４”が付与されたフレームと排他的論理和演算を行って得られたCoding Sequence Numberに“２２”が付与されたフレームを保持する。また、確認応答処理部１６にCoding Sequence Numberに“２２”が付与されたフレームを受信できたことを通知する。

端末３は、端末２と同様の処理を行い、復号部１５で保持しているCoding Sequence Numberに“２２”が付与されたフレームと受信したSequence Numberに“５４”が付与されたフレームの排他的論理和演算を行うことによりCoding Sequence Numberに“３１”が付与されたフレームを求めることができる。

基地局１は、実施の形態１と同様に、端末２宛に確認応答要求フレームを送信する（ステップＳ４１）。この際、Ack InformationのＣＡに端末２固有の識別子を入力し、Sequence Numberには送信を行ったフレームの最小値、すなわち“５４”を入力する。また、Sequence Numberの“５４”フレームのみの確認応答要求であることわかるようにBitmapは“１０００ ００００”と入力する。

端末２の受信部１４は、基地局１から確認応答要求フレームを受信した場合、そのフレームのFrame Typeに基づいて確認応答要求であることを認識し、確認応答処理部１６にそのフレームを受け渡す。

確認応答処理部１６は、受け取ったフレームのAck Informationに入力されているSequence NumberとBitmapに基づいてSequence Numberの“５４”のフレームの確認応答要求であることを認識できる。確認応答処理部１６は、Sequence Numberに“５４”が付与されたフレームを受信したことを記憶しているため、受信したAck Informationをそのまま確認応答として送信するように送信部１２に受け渡す。送信部１２は、指示に基づいて確認応答フレームを基地局１へ送信する（ステップＳ４２）。また、確認応答処理部１６は、保持しているSequence Numberが“５４”より小さい数値が付与されたフレーム（Sequence Numberに“５１”，“５２”，“５３”が付与されたフレーム）はすでに周囲の全員が受信したため基地局１から送信されなかったことがわかるため、復号部１５に上位層に受け渡すように指示し、復号部１５が保持しているSequence Numberが“５４”より小さい数値が付与されたフレームを破棄するように指示する。

復号部１５では確認応答処理部１６の指示に基づいて、Sequence Numberが“５４”より小さい数値が付与されたフレームを上位層に渡すが、この際、まず、Sequence Numberが“５４”より小さい数値が付与されたフレームに対応するCoding Sequence Numberをそれぞれ求める。その結果、復号部１５は、Sequence Numberが“５４”より小さい数値が付与されたフレームは、Coding Sequence Numberが“２１”，“２２”，“３１”のフレームであることを認識すると、自装置宛てのデータが含まれていたCoding Sequence Numberに“２１”，“２２”が付与されたフレームを複写して上位層に受け渡し、Coding Sequence Numberに“２１”，“２２”，“３１”が付与されているフレームを保持する。

なお、Coding Sequence Numberに“３１”が付与されているフレームは自装置宛のデータが含まれるフレームでないため、上位層への受渡しは行わない。また、Coding Sequence Numberに“２２”が付与にされたフレームついては、Sequence Numberの“５４”が付与されたフレームに基づいて求めたが、Sequence Numberの“５４”は符号化されたデータを含む、すなわち再送のフレームであることがわかるため、Sequence Numberが“５４”より小さい数値が付与されたフレームとして送信されたと判断することができる。

また、基地局１は、端末２から確認応答フレームを受信すると、端末２にステップＳ４０で送信したフレームと同様のフレームを端末３宛に送信する（ステップＳ４３）。端末３は、基地局１から確認応答要求を受信した端末３では端末２と同様の処理を行う（ステップＳ４４）。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。

なお、本実施の形態では、端末を２台としてが、端末の数はこれに限らず３台以上であってもよく、その場合、端末ごとに、Coding Sequence Numberが連続するようにし、上記と同様に確認応答の処理を実施すればよい。

また、実施の形態１で説明した場合と同様に、３つ以上の再送対象のデータ（フレーム）が存在するときに、各データの長さに基づいて送信時間が最も短くなる組合せで排他的論理和演算を行うように送信パターンを選択するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、基地局１は、端末２が未受信の端末２宛てのフレームと、端末３が未受信で端末３宛てのフレームと、の排他的論理和演算結果を１つのフレームで端末２と端末３へ送信するようにした。

なお、本実施の形態では、基地局１が端末２および端末３とユニキャストによる通信を行う場合について説明したが、実施の形態１で述べたマルチキャストによる通信と、本実施の形態のユニキャストによる通信の両方を実施するようにしてもよい。この場合、たとえば、上記で説明したように、ユニキャストの場合のCoding header Typeの値（“２”，“３”）と、マルチキャストの場合のCoding header Typeの値（“０”，“１”）と、異なる値として定めておき、両者の動作を使い分けるようにすればよい。

上記の例では、再送対象のデータ（フレーム）が２つの場合について説明したが、排他的論理和演算を行う際に、３つ以上の再送対象のデータ（フレーム）が存在するときに、各データの長さに基づいて送信時間が最も短くなる組合せで排他的論理和演算を行うように送信パターンを選択するようにしてもよい。以下、その選択方法について具体例を用いて説明する。

図１１は、再送対象のデータが３以上の場合の通信処理動作例を示すチャート図である。図１１に示すように、基地局１は、ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５４，Ｓ５５で、実施の形態１のステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４または実施の形態２のステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３４と同様に、端末２および端末３に送信するグループ宛てのデータ、または、端末２，端末３に個別に送信するデータをデータフレームとして送信する。ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５４，Ｓ５５で送信するデータをそれぞれデータ＃１，＃２，＃３，＃４とする。

端末２では、ステップＳ５２，Ｓ５６で送信されたフレーム（データ＃２，＃４）を受信できず（ステップＳ５３，ステップＳ５５）、ステップＳ５１，Ｓ５４で送信されたフレーム（データ＃１，＃３）を正しく受信できたとする。また、端末３では、ステップＳ５４で送信されたフレームを受信できず（ステップＳ５５）、ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５６で送信されたフレームを正しく受信できたとする。

基地局１は、実施の形態１または実施の形態２と同様に、端末２，端末３宛てにそれぞれ確認応答要求フレームを送信し（ステップＳ５８、ステップＳ６０）、端末２は、確認応答フレームによって、ステップＳ５２，Ｓ５６で送信されたフレームを受信できず、ステップＳ５１，Ｓ５４で送信されたフレームを正しく受信できたことを通知する（ステップＳ５９，ステップＳ６１）。

基地局１は、端末２および端末３から確認応答フレームを受信すると、端末２がデータ＃２およびデータ＃４を未受信で、端末３がデータ＃３を未受信であることを認識する。すなわち、データ＃２，＃３，＃４が再送の対象であることを認識する。基地局１の符号部１３は、これらの再送対象のデータを送信する場合、つぎの３つのパターンがあると判断する。データ＃２とデータ＃３の排他的論理和演算結果を送信し、データ＃４を単独で送信するパターン（パターンＡ）。データ＃２を単独で送信し、データ＃４とデータ＃３の排他的論理和演算結果を送信するパターン（パターンＢ）。データ＃２とデータ＃３の排他的論理和演算結果を送信し、データ＃３とデータ＃４の排他的論理和演算を行い送信するパターン（パターンＣ）。

ここで、たとえば、データ＃２のデータ長が１５００Byteであり、データ＃３のデータ長が１０００Byteであり、データ＃４のデータ長が５００Byteであったとする。この場合、パターンＡでは１５００Byteと５００Byteを送信することになり、パターンＢでは１５００Byteと１０００Byteを送信することになり、パターンＣでは１５００Byteと１０００Byteを送信することになる。このうち、トータルの送信時間が最も短くなる（トータルのデータ長が最も短くなる）のはパターンＡの場合であるため、符号部１３は、パターンＡでデータを送信することを選択する。

基地局１は、以上のように送信時間が最も短くなるパターンを選択して、そのパターンで再送すべきデータを送信する（ステップＳ６２）。このように、送信時間が最も短くなるパターンを選択して選択することにより、排他的論理和演算を行った場合の伝送効率を向上させることができる。

また、基地局１が、通信相手の端末ごとにその端末との間の通信品質（たとえば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication,）、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）、再送回数など）の情報を用いて伝送速度を変更可能である場合、基地局１は、排他的論理和演算を行わずにデータを送信する場合には、排他的論理和演算結果を送信する場合と、排他的論理和演算を行わないデータを送信する場合で、それぞれ異なる伝送レートを選択するようにしてもよい。すなわち、本来受信すべき端末が受信可能な伝送レートを選択してその伝送レートで送信し、排他的論理和演算を行ったデータを送信する場合はデータを本来受信する端末らのうち最も伝送レートが低い端末の伝送レートを選択して、排他的論理和演算結果の送信をその伝送レートで行うようにしてもよい。具体的には、たとえば、以下のような方法で伝送レートを選択して送信する。

図１２は、端末ごとに伝送レートが変更可能な場合の本実施の形態の基地局１と端末２および端末３との間の通信処理手順の一例を示すチャート図である。図１２に示すように、基地局１は、ステップＳ７１，Ｓ７３で、上述のステップＳ３２，Ｓ３４と同様に、端末２，端末３にそれぞれ個別に送信するデータをデータフレームとして送信する。ステップＳ７１，Ｓ７３で送信するデータをそれぞれデータ＃１（端末２宛てデータ），＃２（端末３宛てデータ）とする。

端末２は、自装置宛てのデータ＃１を含むフレームを受信できず（ステップＳ７２）、端末３は、自装置宛てのデータ＃２を含むフレームを受信できない（ステップＳ７３）。基地局１は、端末２とは、たとえば伝送レート２４Mbpsで通信しており、端末３とは、たとえば伝送レート３６Mbpsで通信しているとする。

その後、基地局１が、上記の図９の例と同様に確認応答要求フレームを送信し（ステップＳ７５，ステップＳ７７）、端末２は、データ＃１を受信できず、データ＃２を受信できたことを確認応答フレームで基地局１に通知し（ステップＳ７６）、また、端末２は、データ＃２を受信できず、データ＃１を受信できたことを確認応答フレームで基地局１に通知する（ステップＳ７８）。

基地局１は、データ＃１とデータ＃２の排他的論理和演算を行い、演算結果をデータフレームとして送信するが、この際の伝送レートは、伝送レートの低い端末２に合わせて送信する（ステップＳ７９）。一般的に伝送レートが低い場合のほうがデータの到達確率が高く、このように伝送レートが低い方を選択して送信することで端末２、端末３は双方とも本来の伝送レート以下の伝送レートになり、到達確率を向上させることができる。

以上のように、本実施の形態では、基地局１は、端末２が未受信の端末２宛てのフレームと、端末３が未受信で端末３宛てのフレームと、の排他的論理和演算結果を１つのフレームで端末２と端末３へ送信するようにした。そのため、端末２と端末３にそれぞれフレームを再送する場合に、１つ排他的論理和演算を行ったフレームを１つだけ送信すれば良いため、確認応答を実施しつつ、周波数利用効率の低下を防ぐことができる。

以上のように、本発明にかかる無線通信システム、無線通信装置、受信装置および無線通信方法は、複数の無線通信装置にデータを送信する無線通信に有用であり、特に、マルチキャストによりデータを送信する無線通信システムに適している。

１ 基地局
２，３ 端末
４ ストリーミングサーバ
５，６ 有線端末
１１ 無線通信装置
１２ 送信部
１３ 符号部
１４ 受信部
１５ 復号部
１６ 確認応答処理部

Claims (12)

1. 複数の送信先装置と、前記送信先装置にデータを送信する無線通信装置と、を備える無線通信システムであって、
   前記無線通信装置は、
   前記送信先装置に対して、自装置から送信したデータを正常に受信したか否かを示す確認応答を、前記確認応答の対象となるデータのデータ識別子を用いて指定して要求する確認応答要求を送信し、また、前記確認応答要求に対する応答に基づいて、正常に受信されていないデータを未受信データとして識別し、未受信データが有る場合には次回の送信対象として未受信データのデータ識別子を指定する確認応答要求手段と、
   前記送信先装置に送信したデータをデータ識別子に対応付けて保持し、前記確認応答要求手段から指定されたデータ識別子に対応するデータを排他的論理和演算対象データとし、排他的論理和演算対象データ間の排他的論理和演算を実施し、その排他的論理和演算結果を符号化データとする符号手段と、
   前記符号化データを前記複数の送信先装置へ送信する送信手段と、
   を備え、
   前記送信先装置は、
   前記無線通信装置から、前記確認応答要求を受信した場合に、前記確認応答要求に含まれるデータ識別子に対応するデータごとに自装置が正常に受信したか否かを通知する応答を返送する確認応答手段と、
   前記無線通信装置から送信されたデータを保持し、前記符号化データを前記無線通信装置から受信した場合には、保持しているデータと前記符号化データとの排他的論理和演算を実施し、その排他的論理和演算結果に基づいて、自装置が正常に受信していないデータを取得する復号手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記複数の送信先装置を１つのグループとし、
   前記無線通信装置は、前記グループ宛のマルチキャストによりデータを送信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. 前記無線通信装置は、前記複数の送信先装置へユニキャストによりデータを送信することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
4. 前記符号手段は、前記確認応答要求手段から指定されたデータ識別子に対応するデータが、データを正常に受信していない送信先装置を宛先としないデータであった場合に、そのデータを排他的論理和演算対象データから除く、
   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. 前記無線通信装置は、
   前記送信先装置との間の通信品質に基づいて前記送信先装置ごとにデータの伝送速度を設定することとし、
   前記符号化データを送信する場合には、前記符号化データに対応する排他的論理和演算前のデータの宛先の送信先装置のうち、伝送速度が低く設定されている送信先装置の伝送速度で、前記符号化データを送信する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
6. 前記無線通信装置は、
   前記送信先装置へデータを送信する場合に、送信するデータを含むデータフレームを生成して、生成したデータフレームを前記送信先装置へ送信することとし、
   データフレームに、排他的論理和演算を行ったか否かを示す情報と、排他的論理和演算の対象としたデータのデータ識別子と、送信するデータまたは符号化データと、を含めることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の無線通信システム。
7. 前記無線通信装置は、
   前記送信先装置へデータを送信する場合に、送信するデータを含むデータフレームを生成して、生成したデータフレームを前記送信先装置へ送信することとし、
   排他的論理和演算を行わずにデータを送信する場合には、排他的論理和演算を行っていないことを示す情報と、送信するデータと、を含め、
   排他的論理和演算を行った符号化データを送信する場合には、排他的論理和演算を行っていることを示す情報と、排他的論理和演算の対象としたデータのデータ識別子と、符号化データと、送信するデータと、を含める、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の無線通信システム。
8. 前記符号手段は、前記確認応答手段から指定されたデータ識別子に対応するデータが３つ以上である場合に、各データのデータ長に基づいて、符号化データを含む全未受信データのデータ送信時間が最小となるよう、排他的論理和演算の対象を選択する、
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の無線通信システム。
9. 前記確認応答要求手段は、排他的論理和演算を行わないデータを所定の回数以上連続して送信した場合、または、排他的論理和演算を行わないデータを所定の時間以上連続して送信した場合に、前記確認応答要求を送信することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の無線通信システム。
10. 複数の送信先装置にデータを送信する無線通信装置であって、
    前記送信先装置に対して、自装置から送信したデータを正常に受信したか否かを示す確認応答を、前記確認応答の対象となるデータのデータ識別子を用いて指定して要求する確認応答要求を送信し、また、前記確認応答要求に対する応答に基づいて、正常に受信されていないデータを未受信データとして識別し、未受信データが有る場合には次回の送信対象として未受信データのデータ識別子を指定する確認応答要求手段と、
    前記送信先装置に送信したデータをデータ識別子に対応付けて保持し、前記確認応答手段から指定されたデータ識別子に対応するデータを排他的論理和演算対象データとし、排他的論理和演算対象データ間の排他的論理和演算を実施し、その排他的論理和演算結果を符号化データとする符号手段と、
    前記符号化データに対応する未受信データの識別子前記符号化データを前記複数の送信先装置へ送信する送信手段と、
    を備えることを特徴とする無線通信装置。
11. 無線通信装置から送信されたデータを受信する受信装置であって、
    前記無線通信装置から、その装置が送信したデータを正常に受信したか否かを示す確認応答を、前記確認応答の対象となるデータのデータ識別子を用いて指定して要求する確認応答要求を受信した場合に、前記データ識別子に対応するデータごとに自装置が正常に受信したか否かを通知する応答を返送する確認応答手段と、
    前記無線通信装置から送信されたデータを保持し、前記無線通信装置が送信したデータ間の排他的論理和演算結果である符号化データを前記無線通信装置から受信した場合には、保持しているデータと前記符号化データとの排他的論理和演算を実施し、排他的論理和演算結果に基づいて、自装置が正常に受信していないデータを取得する復号手段と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
12. 複数の送信先装置と、前記送信先装置にデータを送信する無線通信装置と、を備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    前記無線通信装置が、前記送信先装置に対して、自装置から送信したデータを正常に受信したか否かを示す確認応答を、前記確認応答の対象となるデータのデータ識別子を用いて指定して要求する確認応答要求を送信する確認応答要求ステップと、
    前記送信先装置が、前記無線通信装置から、前記確認応答要求を受信した場合に、前記確認応答要求に含まれるデータ識別子に対応するデータごとに自装置が正常に受信したか否かを通知する応答を返送する確認応答ステップと、
    前記無線通信装置が、前記確認応答要求に対する応答に基づいて、正常に受信されていないデータを未受信データとして識別し、未受信データが有る場合には次回の送信対象として未受信データのデータ識別子を指定する未受信データ指定ステップと、
    前記無線通信装置が、前記送信先装置に送信したデータをデータ識別子に対応付けて保持し、前記未受信データ指定ステップで指定されたデータ識別子に対応するデータを排他的論理和演算対象データとし、排他的論理和演算対象データ間の排他的論理和演算を実施し、その排他的論理和演算結果を符号化データとする符号ステップと、
    前記無線通信装置が、前記符号化データを前記複数の送信先装置へ送信する送信ステップと、
    前記送信先装置が、前記無線通信装置から送信されたデータを保持し、前記符号化データを前記無線通信装置から受信した場合には、保持しているデータと前記符号化データとの排他的論理和演算を実施し、その排他的論理和演算結果に基づいて、自装置が正常に受信していないデータを取得する復号ステップと、
    を含むことを特徴とする無線通信方法。

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