JP3686651B2 - マルチキャストデータの送受信装置及び方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチキャストデータの無線送受信装置に係り、特に、スケーラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータを効率良く無線伝送及び受信するための装置及び方法、そしてこのような伝送装置及び受信装置を含む無線通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
マルチキャストとは、一回の伝送で複数の受信者(または受信装置、以下、受信装置)に同じ情報を伝送することを意味する。マルチキャスト技術は、ネットワーク資源を無駄遣いすることなく効率良く使用できるという点で優れており、超高速マルチメディアデータなどの伝送に使われる。
【0003】
マルチキャストによるデータ(以下、マルチキャストデータ)の伝送において、単位時間にネットワークを介して受信可能なデータの量(データレート)は、一般に受信装置ごとに異なる。そこで、送信装置が同じデータレートでデータを送信する場合、全受信装置がそのデータを受信できるように最も低いデータレートで伝送しなければならず、データレートを高めると、送信データのデータレートより低いデータレートを有する受信装置は、送信装置が送るデータを受信できなくなってしまうのである。
【0004】
この問題を解決するために、マルチキャストデータを幾つかのストリームに区分けし、低いデータレートを有する受信装置には一部のストリームのみ伝送し、送信データレート以上のデータレートを有する受信装置には全ストリームを伝送する方法が提案されている。このような方法が有効になるためには、データそのものが、映像データや音声データなどのデータの一部(基本データ)に最も基本的な情報を含んでいて、それだけで低い品質の原データが提供できるとともに、残りのデータ(付加データ)により詳細な情報を含んでいて、基本データに加えることで高品質の原データが提供できるようになっていなければならない。このようなデータ構造をスケーラブルデータ構造と言うが、このようなスケーラビリティのある符号化(コーディング)方法として代表的なものに、MPEG−4(Motion Pictures Experts Group 4)がある。
【0005】
無線伝送システムにおいてこのようなスケーラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータを伝送するための方法として、非平衡変調方式がある。代表的な非平衡変調方式としては、非平衡直交位相偏移変調(Unbalanced Quadrature Phase Shift Keying: UQPSK)及び非平衡直交振幅変調(Unbalanced Quadrature Amplitude Modulation: UQAM)がある。両方式は、1信号要素が2ビットをである場合、同一なので、以下では図面を参照し、UQPSK方式のみについて説明する。
【0006】
図1(a)は、UQPSK方式を用いた通信システムのブロック図である。図1(a)を参照すれば、UQPSK方式を用いた通信システムは、伝送装置100及び受信装置110を含んでなる。説明の便宜のために、図1(a)に通信チャンネル120を併せて示した。
【0007】
伝送装置100は、基本データ信号1及び付加データ信号2を各々同じ周波数のサイン波3,D1*sin(ωct)及びコサイン波4,D2*cos(ωct)で変調して基本変調信号5及び付加変調信号6を生成した後、これらを合算して伝送信号7を生成する。
【0008】
伝送信号7は、通信チャンネル120を介して受信装置110に伝送され、この過程で雑音が加えられる。
【0009】
受信装置110は、雑音の加えられた伝送信号17を伝送装置100のサイン波3に同期されたサイン波13,sin(ωct)及び伝送装置のコサイン波4に同期されたコサイン波14,cos(ωct),で各々復調し、雑音の加えられた基本データ信号11及び雑音の加えられた付加データ信号12を生成する。
【0010】
図1(b)は、UQPSK変調方式における伝送信号の信号点配置図(constellation I/Q plot)である。図1(b)を参照すれば、基本変調信号5及び付加変調信号6は各々伝送信号7の同相(I)成分及び直交(Q)成分となる。この時、I成分の大きさはサイン波3の振幅D1と同じであり、Q成分の大きさはコサイン波4の振幅D2と同じである。D2=λ×D1である時、UQPSK方式ではλが0ないし1の値を有する。λが0であれば、2進PSK(BPSK)となり、λが1であれば、平衡QPSKとなる。
【0011】
図1(b)を参照すれば、伝送装置100でD1及びD2が定めてある時、受信装置では受信された信号に加えられた雑音の大きさに応じてQ成分を選択的に受信できる。すなわち、高い信号対雑音比(Signal to Noise Ratio: SNR)を有して雑音の大きさがQ成分の振幅D2より小さい場合にはI成分及びQ成分を両方とも受信してこれを合成して基本情報に付加情報が加えられた元のデータを得ることができるが、低いSNRを有して雑音の大きさがD2より大きい場合にはI成分のみを受信して基本データのみを得ることができる。
【0012】
図1(b)を参照すれば、伝送信号7は、4つの信号点21,22,23,24のうち一つとなる。しかし、受信装置110では、雑音の加えられた伝送信号17を受信することになる。例えば、信号点25に当たる信号を受信した場合、受信装置110でQ成分を受信するためには、伝送された信号7が信号点21に当たる信号であるか、それとも信号点22に当たる信号であるかを判断しなければならない。もし、伝送信号7が信号点22に当たる信号であり、Q成分に加えられた雑音の大きさがn2であるとした時、受信装置110で伝送信号7が信号点21に当たり、Q成分にn1の大きさの雑音が加えられたと判断されれば、エラーが生じてしまう。従って、Q成分の振幅D2が大きいほど雑音によるエラーの発生可能性が低くなってより多くの受信装置が付加データを受信可能になる。
【0013】
しかしながら、UQPSK方式では伝送電力が一定である必要があるため、Q成分を大きくすれば、I成分を小さくしなければならない。これを図1(b)を参照して説明すれば、一定した伝送電力は信号点が単位円26上に位置しなければならないため、D2を大きくすればD1が小さくなるということが分かる。従って、高いSNRを有した受信装置のためにQ成分を大きくする場合、低いSNRを有した受信装置で雑音がD1より大きくてI成分も受信できなくなる場合がある。このように低いSNRを有する受信装置が伝送装置から伝送される基本データを受信できない状態をアウテージと言う。
【0014】
すなわち、非平衡変調方式を用いてスケーラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータを伝送する方法においては、基本データ及び付加データを一つの伝送方法により伝送し、受信装置の物理的な状態に応じて付加データの受信可否を決定するため、全受信装置が受信するデータの量を増やすためにデータレートを高めれば、アウテージが生じてそれ以上データレートが高められなくなるといった問題点がある。
【0015】
上述したマルチキャスト伝送技術を説明した技術文献としては、例えば、特許文献1、特許文献2がある。
【0016】
【特許文献1】
欧州特許出願公開第1093249号(A2)明細書
【特許文献2】
米国特許第6411616号(B1)明細書
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする技術的課題は、スケーラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータを伝送するに当たって、各々のストリームを伝送するデータレート及び受信装置グループを予め決定して伝送することにより、全受信装置が受信する付加情報の量を増やしつつも基本情報を受信できない受信装置が無いようにして、全受信装置が受信するデータの量を最大化させ、基本情報に付加情報を加えて高品質の情報が受信可能な受信装置の数を最大化できるマルチキャストデータの効率良い無線送受信装置及び方法を提供することにある。
【0018】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記無線伝送装置及び多数の前記無線受信装置を含むマルチキャストデータの無線通信システムを提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を解決するために、本発明に係るマルチキャストデータの無線伝送装置は、外部受信装置の各々が受信するマルチキャストデータの総量を最大化するように複数本のマルチキャストストリームを生成するとともに、前記受信装置の各々に送信する各マルチキャストストリームについて、最小のデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記基本データを含め、かつ、前記最小のデータレート以外の各データレートと当該各データレートで受信可能な受信装置の数との乗算値が最大となるデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記付加データを含むように生成するストリーム生成部と、前記複数本のマルチキャストストリームを各々符号化処理する符号化処理部と、前記符号化処理されたマルチキャストストリームに各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで変調するヘッダ処理部と、前記符号化処理された各マルチキャストストリームを対応するデータレートで変調するストリーム変調部と、前記変調されたマルチキャストストリームに前記変調されたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを生成するフレーム生成部とを含むことを特徴とする。
【0020】
前記技術的課題を解決するために、本発明に係るマルチキャストデータの無線伝送方法置は、外部受信装置の各々が受信するマルチキャストデータの総量を最大化するように複数本のマルチキャストストリームを生成するとともに、前記受信装置の各々に送信する各マルチキャストストリームについて、最小のデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記基本データを含め、かつ、前記最小のデータレート以外の各データレートと当該各データレートで受信可能な受信装置の数との乗算値が最大となるデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記付加データを含むように生成する段階と、前記複数本のマルチキャストストリームを各々符号化処理する段階と、前記符号化処理されたマルチキャストストリームに各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで変調する段階と、前記複数本の符号化処理されたマルチキャストストリームを対応するデータレートで変調する段階と、前記変調されたマルチキャストストリームに前記変調されたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを生成する段階とを含むことを特徴とする。
【0021】
前記技術的課題を解決するために、本発明に係るマルチキャストデータの無線受信装置は、無線伝送装置から伝送された一枚以上の伝送フレームのうちヘッダ部分を復調してヘッダ情報信号を生成するヘッダ復調部と、前記ヘッダ情報信号に基づき前記伝送フレームのうち受信するデータストリーム部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデータストリームを生成するストリーム復調部と、前記一本以上の符号化処理されたデータストリームをデコーディングするストリームデコーディング部と、前記一本以上のデコーディングされたデータストリームを合成して、前記基本データを少なくとも有するデータを出力するデータ合成部とを含むことを特徴とする。
【0022】
前記技術的課題を解決するために、本発明に係るマルチキャストデータの無線受信方法は、無線伝送方法により伝送された一枚以上の伝送フレームのうちヘッダ部分を復調して伝送フレームのうち受信するデータストリーム部分を決定する段階と、前記伝送フレームのうち受信するデータストリーム部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデータストリームを生成する段階と、前記一本以上の符号化処理されたデータストリームをデコーディングする段階と、前記一本以上のデコーディングされたデータストリームを合成して、前記基本データを少なくとも有するデータを出力する段階とを含むことを特徴とする。
【0023】
前記技術的課題を解決するために、本発明は、前記伝送方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、及び前記受信方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体をそれぞれ提供する。
【0024】
前記他の技術的課題を解決するために、本発明に係るマルチキャストデータの無線通信システムは、無線伝送装置と無線受信装置とを備え、無線伝送装置は、無線受信装置の各々が受信するマルチキャストデータの総量を最大化するように複数本のマルチキャストストリームを生成するとともに、前記無線受信装置の各々に送信する各マルチキャストストリームについて、最小のデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記基本データを含め、かつ、前記最小のデータレート以外の各データレートと当該各データレートで受信可能な受信装置の数との乗算値が最大となるデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記付加データを含むように生成するストリーム生成部と、前記複数本のマルチキャストストリームを各々符号化処理する符号化処理部と、前記符号化処理されたマルチキャストストリームに各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで変調するヘッダ処理部と、前記符号化処理された各マルチキャストストリームを対応するデータレートで変調するストリーム変調部と、前記変調されたマルチキャストストリームに前記変調されたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを生成するフレーム生成部とを有するとともに、無線受信装置は、前記無線伝送装置のフレーム生成部から伝送された一枚以上の伝送フレームのうちヘッダ部分を復調してヘッダ情報信号を生成するヘッダ復調部と、前記ヘッダ情報信号に基づき前記伝送フレームのうち受信するデータストリーム部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデータストリームを生成するストリーム復調部と、前記一本以上の符号化処理されたデータストリームをデコーディングするストリームデコーディング部と、前記一本以上のデコーディングされたデータストリームを合成して、前記基本データを少なくとも有するデータを出力するデータ合成部とを有することを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明に係るマルチキャストデータの送受信装置及び方法を詳細に説明する。
【0026】
本発明が適用されるためには、伝送装置側で受信装置の総数と各受信装置の受信能力及び各受信装置との伝送チャンネルの状態などを知っていなければならない。これは、以前の通信内容を通じて分かるので、通常の通信システムで満足される要件である。
【0027】
全受信装置が受信するデータの量を最大化させつつ基本情報を受信できない受信装置が無いようにするためには、基本データを伝送する方法と付加データを伝送する方法とが互いに独立的でなければならない。非平衡変調方式では、2種類のデータを一つの方法により伝送すると互いに影響を及ぼすため、高いSNRを有して一層高いデータレートで受信可能な受信装置のために付加データを含むQ成分の電力を高めれば、基本データを含むI成分の電力が低くなり、低いSNRを有する受信装置にアウテージが生じる。
【0028】
この問題を回避するため、本発明に係るマルチキャストデータの伝送装置では、受信装置の総数と各受信装置の受信能力及び各受信装置との伝送チャンネルの状態などの情報を通じて各受信装置が受信可能なデータレートを決定し、これにより、各データレートに対応する受信装置をグループ分けして、各グループ別に基本情報及び付加情報をどの程度伝送するべきかを決定する。これにより、マルチキャストデータを複数本のマルチキャストストリームに分離し、各マルチキャストストリームを、受信装置グループと、その受信装置グループに割り当てられたデータレートで伝送可能な変調方法とに対応づける。各マルチキャストストリームは、全受信装置が受信するデータの量が最大となるように、受信装置グループに対応づけされる。この時、基本情報を含むマルチキャストストリームをすべての受信装置を含む受信装置グループに対応づけることにより、基本情報を受信できない受信装置が無いようにする。付加情報を含むマルチキャストストリームには、高いデータレートでも受信可能な受信装置を含む受信装置グループを対応づけて、全受信装置が受信するデータの量を最大化するとともに、基本情報及び付加情報を両方とも受信して基本情報のみ受信する場合より高品質の情報を得ることのできる受信装置の数を最大化することができる。
【0029】
図2は、本発明に係るマルチキャストデータの伝送装置の一実施の形態を示すブロック図である。図2を参照すれば、望ましい実施の形態によるマルチキャストデータの伝送装置は、ストリーム生成部200、符号化処理部210、ヘッダ処理部220、ストリーム変調部230及びフレーム生成部240を含む。
【0030】
図2を参照すれば、ストリーム生成部200は、複数の外部受信装置がデータ受信可能なデータレートに応じてスケーラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータ31を分離し、所定のデータレートに対応する複数本のマルチキャストストリーム32を生成する。ストリーム生成部200でマルチキャストデータ31を分離してマルチキャストストリーム32を生成するに当たっては、全受信装置が受信するマルチキャストデータの量を最大としつつも、基本情報を受信できない受信装置が無いようにしなければならない。
【0031】
これらの条件を数式にて説明すれば、下記の通りである。
【0032】
データ伝送において、1単位として取り扱われる信号要素をバーストと呼ぶ。変調において、データレートは各バーストのデータビット数である。したがって、r*nビットの大きさを有するマルチキャストストリームをデータレートrで変調すれば、n個のバーストが生成される。
【0033】
ストリーム生成部200で生成するN本のマルチキャストストリームに、データレートが低い順に1からNまで番号を付し、各マルチキャストストリームに対応するデータレートを各々r1,r2,...,rN、各マルチキャストストリームの受信装置グループに含まれる受信装置の数をu1,u2,...,uN、各マルチキャストストリームが変調された後に生成されるバーストの数をn1,n2,...,nNとした時、全受信装置が受信するマルチキャストデータの量を最大化させる条件は、下記式1によって満足する。
【0034】
【数1】
【0035】
基本情報を受信できない受信装置がないようにするためには、全受信装置が受信可能な最も低いデータレートに対応するマルチキャストストリームが、すべての基本情報を含むように十分に大きくなければならない。これを数式で表せば、下記式2のようになる。
【0036】
【数2】
【0037】
前式2において、rminは、ビット単位で表わした基本データの大きさである。
【0038】
各受信装置グループに含まれるデータレートr1,r2,...,rN及び受信装置の数u1,u2,...,uNは、受信装置が受信可能なデータレート及び伝送装置が変調可能な変調方法により決定されるため、ストリーム生成部200で決定可能な値は、バーストの数n1,n2,...,nNだけである。ところが、伝送装置で伝送可能なバーストの数は限られているため、バーストの数を決定することは、条件付最適化の問題(constrained optimization problem)となる。
【0039】
バーストの総数をMとした時、式2の条件を満足するためには、n1にrmin/r1より大きいの最小の整数Lを割り当て、各バーストの数nk(k=1,...,N)のうち係数rkukが最も大きいnkに残りのM−Lを割り当てなければならない。
【0040】
すなわち、基本データが、最も低いデータレートに対応するマルチキャストストリームに含まれ、残りの付加データが、各々のデータレートのうち当該データレートとそのデータレートで受信可能な受信装置の数との乗算値が最大となるデータレートに対応するマルチキャストストリームに含まれるように、マルチキャストストリーム32を生成しなければならない。
【0041】
符号化処理部210は、複数本のマルチキャストストリーム32を各々符号化処理する。そのため、符号化処理部210は、複数本のマルチキャストストリーム32を各々順方向誤り訂正(Forward Error Correction: FEC)符号化させる第1処理部211、FEC符号化されたマルチキャストストリーム33を各々インタリーブする第2処理部212、及びFEC符号化及びインタリーブされたマルチキャストストリーム34を各々信号点配置マッピングする第3処理部213を含むことが望ましい。
【0042】
符号化処理部210における符号化処理は、チャンネル符号化を意味する。チャンネル符号化は、エラーを訂正するための機能を有する。無線通信システムでは、FEC符号化が使われるが、これには、周期的冗長検査(cyclic redundancy check: CRC)やコンボリューショナルコード、ターボコードなどがある。
【0043】
バースト性エラーが発生するなどFEC符号化のエラー訂正が不十分である場合にインタリーブが使われる。インタリーブは、信号内の複数のビットを互いに独立に分散配置させてバースト性エラーをランダム性エラーに変換してエラー訂正を可能にする方法である。
【0044】
信号点配置マッピングは、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)やQAM(Quadrature Amplitude Modulation)などの変調方法で各信号点の位相及び振幅を調節することを言う。例えば、図1(b)の信号点配置において、λの値を調節してD1及びD2の大きさを変える。
【0045】
図2を参照すれば、第1処理部211、第2処理部212及び第3処理部213がそれぞれFEC符号化、インタリーブ及び信号点配置マッピングを行うが、これは一つの実施の形態に過ぎず、その順序や符号化方法などはチャンネル状態及び各受信装置の状態に応じて異なる。
【0046】
ヘッダ処理部220は、符号化処理されたマルチキャストストリーム35に各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで変調する。ヘッダは、各マルチキャストストリームごとに生成され、受信装置のマルチキャストストリーム受信に必要な情報を含む。
【0047】
図3(a)及び図3(b)は各々、本発明に係るマルチキャストデータの無線伝送装置の実施形態におけるヘッダの構成図である。図3(a)を参照すれば、望ましい実施の形態によるマルチキャストデータの無線伝送装置におけるヘッダは、各マルチキャストストリームの受信装置グループの媒体アクセス制御(Media Access Control: MAC)アドレスHA、各マルチキャストストリームに適用された符号化処理情報HC、各マルチキャストストリームの大きさHS、その他の必要情報HEを含む。
【0048】
無線LAN(Local Area Network)でマルチキャストを与える方法には、複数のユニキャスト用MACアドレスを使用する方法と、マルチキャストのために定まったMACアドレスを使用する方法とがある。複数のユニキャスト用MACアドレスを使用する方法は、同じ情報を各受信装置の数だけ伝送するものであって、チャンネルの利用効率面ではユニキャスト方法と同じである。伝送チャンネルを効率良く利用しようとするマルチキャストの長所を生かすためには、マルチキャストのためのMACアドレスを使用しなければならない。ハイパーLAN2の場合、総256個のMACアドレスのうち32個がマルチキャストのために割り当てられている。マルチキャスト用MACアドレスを利用するためには、マルチキャストを受信する受信装置が含まれたグループを指定して各グループ別に一つずつのMACアドレスを指定しなければならない。
【0049】
各マルチキャストストリームに適用された符号化処理情報HCには、FEC符号化の方法、符号化率、パンクチュアリング方式、インタリーブ方式、信号点配置方法及び変調データレートなどが含まれる。
【0050】
図3(b)を参照すれば、実施形態によって、ヘッダは、HA、HC、HS及びHEに付加して一層高いデータレートに対応するマルチキャストストリームの存否を示すビットHNをさらに含む。HNビットが1であれば、一層高いデータレートに対応するマルチキャストストリームが存在し、0であれば、該当マルチキャストストリームが最も高いデータレートに対応する。
【0051】
このようにして生成されたヘッダは、所定のデータレートを有する変調方法により変調される。ヘッダの伝送に当たって、エラー発生を小さくするためには、ヘッダを最も低いデータレートで変調することが望ましい。しかしながら、受信しないストリームに該当するヘッダは受信装置で受信しなくても良いので、各々のヘッダを対応するマルチキャストストリームと同じデータレートで変調することもできる。
【0052】
ストリーム変調部230は、符号化処理されたマルチキャストストリーム35を対応するデータレートで変調する。
【0053】
フレーム生成部240は、変調されたマルチキャストストリーム36に変調されたヘッダ41を付加して一枚以上の伝送フレーム50を生成する。
【0054】
図4(a)ないし図4(c)は各々、本発明に係るマルチキャストデータの無線伝送装置の実施の形態における伝送フレームの構成図である。
【0055】
図4(a)は、N個の変調されたヘッダH1,H2,...,HNを対応するN本の変調されたマルチキャストストリームD1,D2,...,DNに各々付加してN枚の伝送フレームF1,F2,...,FNを構成する場合の伝送フレームの構成図である。図4(a)を参照すれば、各々のフレームFk(k=1,2,...,N)は、ヘッダ部(各Hk)及びデータストリーム部(各Dk)を含む。
【0056】
図4(b)は、N個の変調されたヘッダH1,H2,...,HNを前方に配置し、N本の変調されたマルチキャストストリームD1,D2,...,DNを後方に配置して1枚の伝送フレームを構成する場合の伝送フレームの構成図である。図4(b)を参照すれば、ヘッダH1,H2,...,HN及びデータストリームD1,D2,...,DNは対応するデータレートが低い順番に配列される。
【0057】
図4(a)または図4(b)の構成を有する伝送フレームを受信装置で受信する時には、ヘッダ内のMACアドレスHAを参照して受信するか否かを決定する。すなわち、MACアドレスに対応する受信装置グループに当該受信装置が含まれる場合に限って、該当するデータストリームを受信する。
【0058】
図4(c)は、図4(b)の伝送フレームにおいて、N個のヘッダ全体を一つの大きいヘッダCHとして見なした場合の構成図である。この場合、各ヘッダは、図3(b)の構成を有することが望ましい。この時、ヘッダCHは、N本のストリームに関する符号化処理情報HC1,HC2,...,HCN、大きさHS1,HS2,...,HSN、その他の情報HE1,HE2,...,HEN及び次ストリームの存否を示すビットHN1,HN2,...,HNNを含む。ところで、受信装置グループのMACアドレスHAはN個を含む必要がなく、最も前のMACアドレスのみを含み、残りのN−1個のMACアドレスは省略しても良い。
【0059】
図4(c)の構成を有した伝送フレームを受信する場合、受信装置では、MACアドレスHAの代わりに符号化処理情報HC1,HC2,...,HCN及び次ストリームの存否を示すビットHN1,HN2,...,HNNの内容に基づき受信するデータストリーム部分を決定する。
【0060】
図5は、本発明に係るマルチキャストデータの受信装置の一実施の形態を示すブロック図である。図5を参照すれば、望ましい実施の形態によるマルチキャストデータの受信装置は、ヘッダ復調部300、ストリーム復調部310、ストリームデコーディング部320及びデータ合成部330を含む。
【0061】
図5を参照すれば、ヘッダ復調部300は、外部の伝送装置から伝送された一枚以上の伝送フレーム51のうちヘッダ部分を復調してヘッダ情報信号52を生成する。
【0062】
図5の実施の形態で復調されたヘッダは、図3(a)または図3(b)に示された構造を有する。受信するデータストリーム部分を決定する方法は、伝送フレームの構造によって異なる。
【0063】
一つの方法は、図4(a)または図4(b)のフレーム構成に対応するものである。ここ方法によれば、まず、各々のヘッダ内のMACアドレスHAを参照してこの受信装置は、MACアドレスにより指定される受信装置グループに属しているか否かを判断する。受信装置が当該受信装置グループに属するならば、対応するデータストリーム部分を受信し、そうでなければ、対応するデータストリーム部分を受信しない。
【0064】
もう一つの方法は、図4(c)のフレーム構成に対応するものであって、ヘッダ内のMACアドレスHAがマルチキャストの対象となるあらゆる受信装置を含む受信装置グループを指定する場合である。この方法によれば、受信装置は、自体が該当受信装置グループに属しているか否かを判断し、もし、属していないならば、伝送フレームを受信しない。もし、当該受信装置グループに属しているならば、ヘッダに含まれた符号化情報HC1,HC2,...,HCN及び次ストリームの存否を示すビットHN1,HN2,...,HNNの内容に基づき受信するデータストリーム部分を決定する。
【0065】
ストリーム復調部310は、ヘッダ情報信号52に基づき伝送フレーム51のうち受信するデータストリーム部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデータストリーム55を生成する。
【0066】
ストリームデコーディング部320は、一本以上の符号化処理されたデータストリーム55をデコーディングする。そのためには、ストリームデコーディング部320は、各々の符号化処理されたデータストリーム55を信号点配置デマッピングする第1デコーディング部321、信号点配置デマッピングされたデータストリーム56をデインタリーブする第2デコーディング部322、信号点配置デマッピング及びデインタリーブされたデータストリーム57をFECデコーディングする第3デコーディング部323を含むことが望ましい。
【0067】
データ合成部330は、一本以上のデコーディングされたデータストリーム58を合成してスケーラブルなデータ構造を有するデータ60を出力する。もし、受信可能なデータストリームが一本のみであれば、これは、それ自体で基本情報を含むデータとなる。もし、幾つかのデータストリームが受信されたならば、基本情報を含むデータストリームに付加情報を含むデータストリームを付加して一層高品質の情報を有したデータを得ることができる。
【0068】
本発明に係る通信システムを図1(a)のUQPSK方式の通信システムと比較するために、無線LAN標準の一つであるIEEE 802.11a方式を用いた無線LANシステムにおける模擬実験を行った。
【0069】
図6は、IEEE 802.11a方式がサポートする各変調方式における関連変数を示すテーブルである。図6を参照すれば、IEEE 802.11aがサポートするデータレート61は、6Mbpsから54Mbpsまでの8種である。このためにBPSK,QPSK,16QAM及び64QAMの変調方式62を用いる。符号化率63は、符号化前のデータビット数及び符号化後のデータビット数の割合である。
【0070】
IEEE 802.11aでは、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM)変調方式を用いる。OFDM変調では、48本の直交搬送波(キャリア)を用いて伝送を行う。各直交搬送波をサブキャリアと言い、48本のサブキャリアを用いて伝送される1単位の信号バーストをOFDM記号と言う。サブキャリア別符号化されたビット数64は、各変調方式により決定されるが、BPSKは1ビット、QPSKは2ビット、16QAMは4ビット、そして64QAMは6ビットである。
【0071】
OFDM変調では、一つのOFDM記号が48本のサブキャリアを用いて伝送されるため、OFDM記号別符号化されたビット数65は、サブキャリア別符号化されたビット数64に48を掛けた数である。OFDM記号別データビット数66は、OFDM記号別符号化されたビット数65に符号化率63を掛けた値である。
【0072】
マルチキャスト伝送では、すべての受信装置が信号を受信できなければならないため、マンダトリモードのみを使用する。マンダトリモードとは、システムでサポートすることが強制されている変調方式のことである。IEEE 802.11aを使用する場合、図6の8種の変調方式のうちマンダトリモードはデータレートが6,12,24Mbpsである場合(71,72,73参照)の3種である。
【0073】
受信装置の総数をA、各々のデータレートで受信可能な受信装置の数を各々u1,u2,u3とする。計算の便宜のために、各々の受信装置グループで一層高いデータレートで受信可能な受信装置を除いた受信装置の数を各々a1,a2,a3とすれば、a1=u1−u2,a2=u2−u3,a3=u3,a1+a2+a3=Aであるため、u1=A,u2=A−a1,u3=A−a1−a2である。OFDM記号別伝送可能なデータビット数をr1,r2,r3とすれば、r1=24,r2=48,r3=96である。
【0074】
各々の変調方式で伝送するOFDM記号の数をn1,n2,n3とし、伝送に利用可能なバーストの総数をMとした時、前式1をa1,a2,a3に対して書き直せば、下記式3の通りである。
【0075】
【数3】
【0076】
基本データの大きさrmin=256ビットとすれば、Aの受信装置がいずれも基本データを受信できるためには、rmin/r1=256/24=10.67であるため、n1は11以上でなければならない。
【0077】
この条件で前式3を満足するn1,n2,n3の値は、a1,a2,a3の分布によって決定される。図7は、このような受信装置のデータレート別分布を示すグラフである。
【0078】
図7を参照すれば、もし、a1≧A/2であり、a1+a2≧3/4*Aであれば(a領域)、rkuk値が最も大きい時のkは1であるため、Mのバースト全体を6Mbpsのデータレートを有するBPSKで変調して伝送しなければならない。
【0079】
もし、a1<A/2であり、a1+2a2≧Aであれば(b領域)、rkuk値が最も大きい時のkは2であるため、M個のバーストのうち11個はBPSKで、残りの(M−11)個は12Mbpsのデータレートを有するQPSKで変調して伝送しなければならない。
【0080】
もし、a1+a2<3/4*Aであり、a1+2a2<Aであれば(c領域)、rkuk値が最も大きい時のkは3であるため、M個のバーストのうち11個はBPSKで、残りの(M−11)個は24Mbpsのデータレートを有する16QAMで変調して伝送しなければならない。
【0081】
図7の各領域別に受信装置の平均受信デートレート及びアウテージの発生を調べてみた。バースト総数Mは50、受信装置の総数Aは20とし、(a)領域ではa1=10,a2=7,a3=3である場合、(b)領域ではa1=7,a2=3,a3=10である場合、(c)領域ではa1=7,a2=3,a3=10である場合を各々考慮した。この場合、各受信装置のSNRは次第に0.5dBずつ高まる均一分布を有するとした。例えば、a3=3の場合、各受信装置は16QAMを受信できる最小SNRより各々0dB,0.5dB及び1dB高いものとなる。QPSKを受信するためには、BPSKを受信する場合より3dBだけ一層大きいSNRが必要であり、16QAMを受信するためには、QPSKを受信する場合より7dBだけ一層大きいSNRが必要である。
【0082】
図1(a)のUQPSK方式の伝送システムでは、λの値に応じて必要なSNRが決まる。受信装置側で通信チャンネルを介して受信された全信号のSNRをγUQPSK、I成分のSNRをγI、Q成分のSNRをγQとすれば、γQ=λ2*γIであり、γUQPSK=γI+γQであるため、γI=γUQPSK/(1+λ2)であり、γQ=λ2γUQPSK/(1+λ2)である。従って、I成分及びQ成分に対するビット誤り率(BER)は、下記式4の通りである。
【0083】
【数4】
【0084】
BPSK方式及びQPSK方式で、受信信号のSNRを各々γBPSK及びγQPSKとすれば、各々のBERは、下記式5の通りである。図1(a)のシステムでI成分を通じて伝送される基本データがBPSK方式を通じて伝送される場合と同じBERを得るためには、γUQPSKがγBPSKより10log10(1+λ2)だけ大きくなければならず、Q成分を通じて伝送される付加データがQPSK方式を通じて伝送される場合と同じBERを得るためには、γUQPSKがγQPSKより10log10(1+λ2)/2λ2dBだけ一層大きくなければならない。
【0085】
【数5】
【0086】
図8(a)ないし図8(c)は、各領域別に図1(a)のUQPSK方式を用いた場合の各変調方式で受信できる受信装置の数、平均データレート及びアウテージの数を示すテーブルである。図8(a)ないし図8(c)を参照すれば、λの値が高まるにつれてQPSKで受信できる受信装置の数は増えるが、アウテージが発生することが分かる。
【0087】
まず、A=20、a1=10,a2=7,M=50である場合(領域a)、本発明に係るマルチキャストデータの伝送装置は、6Mbpsのデータレートにて50個のバーストをBPSK変調する。従って、20個の受信装置はいずれも6Mbpsにて50個のバーストを受信し、平均データレートは6Mbpsとなる。図8(a)は、図1(a)のUQPSK方式における模擬実験の結果である。図8(a)を参照すれば、ほとんどのλ値に対して平均データレートは6Mbps以上であるが、λの値が大きくなるにつれてアウテージが増えることが分かる。
【0088】
A=20、a1=7,a2=8,M=50である場合(領域b)、本発明に係るマルチキャストデータの伝送装置は、6Mbpsのデータレートにて11個のバーストをBPSK変調し、12Mbpsのデータレートにて39個のバーストをQPSK変調する。従って、平均データレートは7.404Mbpsとなる。図8(b)を参照すれば、図1(a)の方式による場合、平均データレートは6Mbpsで7.8Mbpsであるが、λの値が大きくなるにつれてアウテージが増えることが分かる。
【0089】
A=20、a1=7,a2=3,M=50である場合(領域c)、本発明に係るマルチキャストデータの伝送装置は、6Mbpsのデータレートにて11個のバーストをBPSK変調し、24Mbpsのデータレートにて39個のバーストを16QAM変調する。従って、平均データレートは10.68Mbpsとなる。図8(c)を参照すれば、図1(a)の方式による場合、λの値が大きくなるにつれてアウテージが生じるだけではなく、平均データレートも大きくとも8.4Mbpsであるということが分かる。
【0090】
受信装置のデータレートが全体的に低い場合、図1(a)のUQPSK方式による時には平均データレートが本発明による場合よりやや高いが、SNRが低い受信装置はアウテージが生じて伝送サービスを受けられない。
【0091】
これに対し、受信装置のデータレートが全体的に高い場合、本発明による場合に平均データレートが図1(a)の場合と比較して遥かに高いということが分かる。このことは、UQPSKで提供できない16QAM変調を使用したからである。
【0092】
本発明に係るマルチキャストデータの伝送及び図1(a)の伝送装置によるマルチキャストデータの伝送において、所定の変数の変化によるデータレートの合計及びアウテージの確率の変化を求めてみた。
【0093】
経路損失モデルとしては、ログ距離モデル及びログ正規フェージングモデルを使用した。この場合の経路損失Lは、下記式6の通りである。
【0094】
【数6】
【0095】
前式6において、fはキャリア周波数、cは光の速度、dはメートル単位で表わした送信装置と受信装置との距離、αは経路損失指数、そしてXσは標準偏差がσである正規分布を有したログ正規フェージングを表わす。
【0096】
受信装置におけるSNRは、下記式7により計算できる。
【0097】
【数7】
【0098】
前式7において、Ptxは送信電力であって24dBm、BWは帯域幅であって20MHz、kはボルツマン定数であって1.38×10-23Joule/Kelvin、Tは温度であって293K、NFは雑音指数であって6dBと仮定した。マルチキャスト受信装置の数であるUは、下記式8のように、ポアソン分布を従う。
【0099】
【数8】
【0100】
前式8において、aは受信装置の数の平均値である。受信装置は、空間的に同心円内に均等に分布すると仮定し、円の半径は、BPSK方式により受信する受信装置がログ正規フェージングのない場合に成功的に受信可能な最大距離とした。付加ホワイトガウス雑音(AWGN)チャンネルを仮定すれば、BPSK及びQPSK方式において必要なSNRは、前式5においてBERを10-6として各々得ることができる。16QAMにおいて必要なSNRは、QPSKにおいて必要なSNRに7dBを加えて得た。
【0101】
図9は、経路損失指数αの変化によるデータレートの合計を示すグラフである。図9を参照すれば、経路損失指数が2.5より大きい場合、本発明に係る伝送装置を通じて得たデータレートの合計がUQPSK方式より優れているということが分かる。この時、受信装置数の平均aは30、ログ正規フェージングの標準偏差σは4dBとした。
【0102】
もし、受信装置がBPSK,QPSK,16QAMを受信できる距離が各々d1,d2,d3であると仮定すれば、各変調方式により伝送されたデータを受信できる受信装置の数は、同心円の面積に比例する。前式6から、BPSKで変調された信号を受信できる受信装置の数u1、QPSKを受信できる受信装置の数u2、16QAMを受信できる受信装置の数u3に対するu2/u3及びu1/u3の平均を各々求めれば、下記式9の通りである。
【0103】
【数9】
【0104】
前式9より、αが大きくなるにつれてより多くの受信装置がより高いデータレートで変調された信号を受信できるということが分かる。
【0105】
図10は、経路損失指数の変化によるアウテージ確率の変化を示すグラフである。図10を参照すれば、本発明に係る伝送装置におけるアウテージ確率は、図1(a)のUQPSK方式を使用した場合より常時小さいということが分かる。このことは、UQPSK方式では、I成分のみを受信する受信装置に対してもBPSKで変調された信号を受信する場合より一層高いSNRを要するからである。
【0106】
図11は、受信装置数の平均aの変化によるデータレートの合計の変化を示すグラフである。図11を参照すれば、平均受信装置の数が10ないし40個である時、本発明による場合におけるデータレートの合計がUQPSK方式を使用した場合より大きいということが分かる。
【0107】
図12は、受信装置数の平均aの変化によるアウテージ確率の変化を示すグラフである。図12を参照すれば、アウテージ確率は、受信装置数の平均とは関係ないということが分かる。
【0108】
図11及び図12を参照すれば、UQPSK方式においてλ=1の場合、すなわちQPSKの場合にデータレートの合計は本発明による場合と同じであるが、アウテージ確率は2倍となることが分かる。
【0109】
図13は、ログ正規フェージングの標準偏差σの変化によるデータレートの変化を示すグラフである。図14は、ログ正規フェージングの標準偏差σの変化によるアウテージ確率の変化を示すグラフである。図13及び図14において、経路損失指数αは3とし、受信装置数の平均aは30とした。
【0110】
図13を参照すれば、ログ正規フェージングの標準偏差が高まるにつれて本発明による伝送の場合にデータレートの合計が高まるが、UQPSKの場合にデータレートの合計が低まるということが分かる。
【0111】
図14を参照すれば、ログ正規フェージングの標準偏差が高まるにつれて2種の方式共にアウテージ確率が高まるということが分かり、本発明による伝送の場合にアウテージ確率がBPSKの場合と同じであり、λの値が0より大きい場合のUQPSK方式による伝送の場合より常時小さいということが分かる。
【0112】
本発明は、コンピュータ(情報処理機能を有する装置をいずれも含む)上で実行可能なプログラムとして具現可能であり、コンピュータにて読取り可能な記録媒体に格納されるほか、電気通信回線(各種ネットワーク)を介して提供、流通が可能である。本発明をコンピュータにて読取り可能なコードとして記録する、コンピュータにて読取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムにより読取り可能なデータが格納(記憶)されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータにて読取り可能な記録装置の例としては、ROM、RAM、CD−ROM、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ記憶装置などがある。
【0113】
本発明は、図面に示された実施形態を参考として説明されたが、これは単なる例示的なものに過ぎず、この技術分野における当業者であれば、これより各種の変形及び均等な他の実施形態が可能であるということは理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的な保護範囲は特許請求の範囲上の技術的な思想によって定まるべきである。
【0114】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るマルチキャストデータの送受信装置及び方法によれば、スケーラブルなデータ構造を有するマルチキャストデータを伝送するに当たって、各々のストリームを伝送するデータレート及び受信装置グループを予め決定して伝送することにより、全受信装置が受信する付加情報の量を増やしつつも、基本情報を受信できない受信装置が無いようにする。また、全受信装置が受信するデータの量を最大化でき、且つ、基本情報に付加情報を加えて高品質の情報を受信できる受信装置の数を最大化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、UQPSK方式を使用した通信システムのブロック図であり、(b)は、UQPSK変調方式における伝送信号の信号点配置図である。
【図2】本発明に係るマルチキャストデータの伝送装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図3】(a)及び(b)は、本発明に係るマルチキャストデータの無線伝送装置の実施形態におけるヘッダの構成図である。
【図4】(a)、(b)及び(c)は、本発明に係るマルチキャストデータの無線伝送装置の実施形態における伝送フレームの構成図である。
【図5】本発明に係るマルチキャストデータの受信装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図6】IEEE 802.11a方式で支援する各変調方式における関連変数を示すテーブルである。
【図7】本発明に係る通信システム及び図1(a)のUQPSK方式の通信システムを比較するための模擬実験における受信装置のデータレート別分布を示すグラフである。
【図8】(a)ないし(c)は、図1(a)のUQPSK方式の通信システムにおいて図7の各領域別に各受信装置が受信できるデータレート及びアウテージの数を示すテーブルである。
【図9】本発明に係る通信システム及び図1(a)のUQPSK方式の通信システムを比較するための模擬実験において、経路損失指数の変化によるデータレートの合計の変化を示すグラフである。
【図10】本発明に係る通信システム及び図1(a)のUQPSK方式の通信システムを比較するための模擬実験において、経路損失指数の変化によるアウテージの確率の変化を示すグラフである。
【図11】本発明に係る通信システム及び図1(a)のUQPSK方式の通信システムを比較するための模擬実験において、受信装置数の平均の変化によるデータレートの合計の変化を示すグラフである。
【図12】本発明に係る通信システム及び図1(a)のUQPSK方式の通信システムを比較するための模擬実験において、受信装置数の平均の変化によるアウテージの確率の変化を示すグラフである。
【図13】本発明に係る通信システム及び図1(a)のUQPSK方式の通信システムを比較するための模擬実験において、ログ正規フェージングの標準偏差の変化によるデータレートの合計の変化を示すグラフである。
【図14】本発明に係る通信システム及び図1(a)のUQPSK方式の通信システムを比較するための模擬実験において、ログ正規フェージングの標準偏差の変化によるアウテージの確率の変化を示すグラフである。
Claims (21)
- 基本データおよび付加データを有するマルチキャストデータを多数の外部受信装置に伝送する無線伝送装置において、
前記外部受信装置の各々が受信するマルチキャストデータの総量を最大化するように複数本のマルチキャストストリームを生成するとともに、前記受信装置の各々に送信する各マルチキャストストリームについて、最小のデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記基本データを含め、かつ、前記最小のデータレート以外の各データレートと当該各データレートで受信可能な受信装置の数との乗算値が最大となるデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記付加データを含むように生成するストリーム生成部と、
前記複数本のマルチキャストストリームを各々符号化処理する符号化処理部と、
前記符号化処理されたマルチキャストストリームに各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで変調するヘッダ処理部と、
前記符号化処理された各マルチキャストストリームを対応するデータレートで変調するストリーム変調部と、
前記変調されたマルチキャストストリームに前記変調されたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを生成するフレーム生成部とを含むことを特徴とするマルチキャストデータの無線伝送装置。 - 前記符号化処理部は、
前記複数本のマルチキャストストリームを各々順方向誤り訂正符号化させる第1処理部と、
前記順方向誤り訂正符号化された複数本のマルチキャストストリームを各々インタリーブする第2処理部と、
前記順方向誤り訂正符号化及びインタリーブされた複数本のマルチキャストストリームを各々信号点配置マッピングする第3処理部とを含むことを特徴とする請求項1に記載のマルチキャストデータの無線伝送装置。 - 前記ヘッダ処理部は、
各ヘッダを対応するマルチキャストストリームと同じデータレートで変調することを特徴とする請求項1に記載のマルチキャストデータの無線伝送装置。 - 前記ヘッダ処理部は、
各ヘッダを最も低いデータレートで変調することを特徴とする請求項1に記載のマルチキャストデータの無線伝送装置。 - 前記ヘッダは各々、
対応するマルチキャストストリームが受信可能なデータレートを有する受信装置をいずれも含む受信装置グループの媒体アクセス制御(MAC)アドレス、前記対応するマルチキャストストリームに適用された符号化処理情報及び前記対応するマルチキャストストリームの大きさを含むことを特徴とする請求項1に記載のマルチキャストデータの無線伝送装置。 - 前記ヘッダは各々、
前記対応するマルチキャストストリームより一層高いデータレートに対応するマルチキャストストリームの存否を表示する情報をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載のマルチキャストデータの無線伝送装置。 - 前記フレーム生成部は、
前記変調されたヘッダを各々対応する変調されたマルチキャストストリームに付加して複数の伝送フレームを生成することを特徴とする請求項1に記載のマルチキャストデータの無線伝送装置。 - 前記フレーム生成部は、
前記変調されたマルチキャストストリームをデータレートの低い順番に配列し、前記変調されたヘッダを対応するマルチキャストストリームが配列された順番に前記配列されたマルチキャストストリームの前方に付加して一枚の伝送フレームを生成することを特徴とする請求項1に記載のマルチキャストデータの無線伝送装置。 - 基本データおよび付加データを有するマルチキャストデータを多数の外部受信装置に伝送する無線伝送方法において、
(a)前記外部受信装置の各々が受信するマルチキャストデータの総量を最大化するように複数本のマルチキャストストリームを生成するとともに、前記受信装置の各々に送信する各マルチキャストストリームについて、最小のデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記基本データを含め、かつ、前記最小のデータレート以外の各データレートと当該各データレートで受信可能な受信装置の数との乗算値が最大となるデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記付加データを含むように生成する段階と、
(b)前記複数本のマルチキャストストリームを各々符号化処理する段階と、
(c)前記符号化処理されたマルチキャストストリームに各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで変調する段階と、
(d)前記複数本の符号化処理されたマルチキャストストリームを対応するデータレートで変調する段階と、
(e)前記変調されたマルチキャストストリームに前記変調されたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを生成する段階とを含むことを特徴とするマルチキャストデータの無線伝送方法。 - 前記(b)段階は、
(b1)前記複数本のマルチキャストストリームを各々順方向誤り訂正符号化させる段階と、
(b2)前記順方向誤り訂正符号化された複数本のマルチキャストストリームを各々インタリーブする段階と、
(b3)前記順方向誤り訂正符号化及びインタリーブされた複数本のマルチキャストストリームを各々信号点配置マッピングする段階とを含むことを特徴とする請求項9に記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。 - 前記(c)段階は、
各ヘッダを対応するマルチキャストストリームと同じデータレートで変調することを特徴とする請求項9に記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。 - 前記(c)段階は、
各ヘッダを最も低いデータレートで変調することを特徴とする請求項9に記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。 - 前記ヘッダは各々、
対応するマルチキャストストリームが受信可能なデータレートを有する受信装置をいずれも含む受信装置グループのMACアドレス、前記対応するマルチキャストストリームに適用された符号化処理情報及び前記対応するマルチキャストストリームの大きさを含むことを特徴とする請求項9に記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。 - 前記ヘッダは各々、
前記対応するマルチキャストストリームより一層高いデータレートに対応するマルチキャストストリームの存否を表示する情報をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。 - 前記(e)段階は、
前記変調されたヘッダを各々対応する変調されたマルチキャストストリームに付加して複数の伝送フレームを生成することを特徴とする請求項9に記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。 - 前記(e)段階は、
前記変調されたマルチキャストストリームをデータレートが低い順番に配列し、前記変調されたヘッダを対応するマルチキャストストリームが配列された順番に前記配列されたマルチキャストストリームの前方に付加して一枚の伝送フレームを生成することを特徴とする請求項9に記載のマルチキャストデータの無線伝送方法。 - (a)基本データおよび付加データを有するマルチキャストデータについて、外部受信装置の各々が受信するマルチキャストデータの総量を最大化するように複数本のマルチキャストストリームを生成するとともに、前記受信装置の各々に送信する各マルチキャストストリームについて、最小のデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記基本データを含め、かつ、前記最小のデータレート以外の各データレートと当該各データレートで受信可能な受信装置の数との乗算値が最大となるデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記付加データを含むように生成する段階と、
(b)前記複数本のマルチキャストストリームを各々符号化処理する段階と、
(c)前記符号化処理されたマルチキャストストリームに各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで変調する段階と、
(d)前記複数の符号化処理されたマルチキャストストリームを対応するデータレートで変調する段階と、
(e)前記変調されたマルチキャストストリームに前記変調されたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを生成する段階とをコンピュータにて実行させるためのプログラムを記録したコンピュータにて読取り可能な記録媒体。 - 請求項1ないし請求項8に記載の無線伝送装置から伝送された伝送フレームを受信する無線受信装置であって、
前記無線伝送装置から伝送された一枚以上の伝送フレームのうちヘッダ部分を復調してヘッダ情報信号を生成するヘッダ復調部と、
前記ヘッダ情報信号に基づき前記伝送フレームのうち受信するデータストリーム部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデータストリームを生成するストリーム復調部と、
前記一本以上の符号化処理されたデータストリームをデコーディングするストリームデコーディング部と、
前記一本以上のデコーディングされたデータストリームを合成して、前記基本データを少なくとも有するデータを出力するデータ合成部とを含むことを特徴とするマルチキャストデータの無線受信装置。 - 請求項9ないし請求項16のいずれかに記載の無線伝送方法を用いて伝送されたフレームを受信するマルチキャストデータの無線受信方法であって、
(a)前記無線伝送方法により伝送された一枚以上の伝送フレームのうちヘッダ部分を復調して伝送フレームのうち受信するデータストリーム部分を決定する段階と、
(b)前記伝送フレームのうち受信するデータストリーム部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデータストリームを生成する段階と、
(c)前記一本以上の符号化処理されたデータストリームをデコーディングする段階と、
(d)前記一本以上のデコーディングされたデータストリームを合成して、前記基本データを少なくとも有するデータを出力する段階とを含むことを特徴とするマルチキャストデータの無線受信方法。 - (a)請求項1ないし請求項8に記載の無線伝送装置から伝送された一枚以上の伝送フレームのうちヘッダ部分を復調して伝送フレームのうち受信するデータストリーム部分を決定する段階と、
(b)前記伝送フレームのうち受信するデータストリーム部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデータストリームを生成する段階と、
(c)前記一本以上の符号化処理されたデータストリームをデコーディングする段階と、
(d)前記一本以上のデコーディングされたデータストリームを合成して、前記基本データを少なくとも有するデータを出力する段階とをコンピュータにて実行させるためのプログラムを記録したコンピュータにて読取り可能な記録媒体。 - 無線伝送装置と無線受信装置とを備えた無線通信システムであって、
無線伝送装置は、
無線受信装置の各々が受信するマルチキャストデータの総量を最大化するように複数本のマルチキャストストリームを生成するとともに、前記無線受信装置の各々に送信する各マルチキャストストリームについて、最小のデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記基本データを含め、かつ、前記最小のデータレート以外の各データレートと当該各データレートで受信可能な無線受信装置の数との乗算値が最大となるデータレートに対応するマルチキャストストリームに前記付加データを含むように生成するストリーム生成部と、
前記複数本のマルチキャストストリームを各々符号化処理する符号化処理部と、
前記符号化処理されたマルチキャストストリームに各々対応するヘッダを生成して所定のデータレートで変調するヘッダ処理部と、
前記符号化処理された各マルチキャストストリームを対応するデータレートで変調するストリーム変調部と、
前記変調されたマルチキャストストリームに前記変調されたヘッダを付加して一枚以上の伝送フレームを生成するフレーム生成部とを有するとともに、
無線受信装置は、
前記無線伝送装置のフレーム生成部から伝送された一枚以上の伝送フレームのうちヘッダ部分を復調してヘッダ情報信号を生成するヘッダ復調部と、
前記ヘッダ情報信号に基づき前記伝送フレームのうち受信するデータストリーム部分を各々復調して一本以上の符号化処理されたデータストリームを生成するストリーム復調部と、
前記一本以上の符号化処理されたデータストリームをデコーディングするストリームデコーディング部と、
前記一本以上のデコーディングされたデータストリームを合成して、前記基本データを少なくとも有するデータを出力するデータ合成部とを有することを特徴とする無線通信システム。
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