JP4513730B2 - 無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムに関し、例えば、複数の無線通信装置間で通信信号（無線信号）を中継・授受する無線通信装置、無線通信方法及びこれら無線通信装置を有する無線通信システムに適用し得る。

例えば、マルチホップ機能を採用した無線通信ネットワーク（無線通信システム）は、マルチホップ機能を搭載した複数の無線局装置（以下、単に「無線局」という）を有して構成される。そして、各無線局は、隣接する１又は複数の無線局に対して無線データ信号を中継していくことにより、直接電波の届かない無線局に対しても当該無線データ信号を転送させることができる。

このようなマルチホップ中継機能を無線ＬＡＮの基地局であるＡＰ（アクセスポイント：Access Point）に適用し、ＡＰ間の無線接続にマルチホップで行なうことにより、従来ＡＰ間の設置に必要とされていた有線ネットワークの敷設コストを削減することが可能となる。

また、特許文献１には、マルチホップ中継機能を採用した自律形成型無線ＬＡＮ方式が開示されており、具体的には、ＡＰが無線端末から受信したフレームをＩＰパケットでカプセル化し、ＩＰ層のルーティングプロトコルを用いて所望のＡＰへのパケット中継を実現する技術が開示されている。

しかし、特許文献１に開示されるような手法では、カプセル化によるオーバーヘッドの増加や、無線局でのカプセル化／カプセル化解除の処理遅延などにより、スループットが低下するおそれがある。

そのため、無線ＬＡＮの機能のみでマルチホップルーティングを実現することが要望されており、これに対応した技術が特許文献２に開示されている。特許文献２では、無線ＬＡＮのＭＡＣ層のアドレス情報を活用することにより、マルチホップルーティングを実現する技術が開示されている。

さらに、無線ＬＡＮの標準化組織であるＩＥＥＥ８０２．１１のＴＧｓ（タスクグループ：エス）では、既存の無線ＬＡＮのＭＡＣ層を改良することで、マルチホップルーティング機能を実現することが検討されている。
特開２００３−３３３０５３号公報 特開２００３−１７４４５２号公報

ところで、動画像配信サービスを無線ＬＡＮ上で行なう場合、同一データパケットを、すべての無線局や無線端末に配送するブロードキャストによる手法が必要となる。

また、マルチホップ機能を採用した無線ＬＡＮ上で動画像配信を実現しようとすると、各無線局は、受信したすべてのデータパケットを隣接する１又は複数の無線局に送信する、データパケットの再中継で実現することができる。

しかしながら、単純なブロードバンド方式を採用すると、複数の無線局が、ある無線局に対して同一データパケットを再中継する場合があり、ネットワークスループットの低下を招くおそれがある。

なお、動画像データの配信に限定されず、静止画やファイルデータ等その他の同一データパケットを、マルチホップ機能を採用した無線ＬＡＮ上の全部又は一部の無線通信装置に伝送する無線通信システムも、上記同様の課題がある。

そのため、無線通信システム（ネットワーク）を構成する無線局や無線端末に、通信信号（データパケット）を効率良く配信することができる無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムが望まれている。

かかる課題を解決するために、第１の本発明の無線通信装置は、１又は複数の配信先装置に対して同一の通信信号を配信する無線通信システムを構成する無線通信装置において、（１）無線通信システムを構成する複数の他の無線通信装置までの経路情報を格納する経路情報格納手段と、（２）各他の無線通信装置に接続される各配信先装置の識別情報を他の無線通信装置毎に格納する配信先装置格納手段と、（３）同一の通信信号を配信する１又は複数の配信グループに属する配信先装置の識別情報を配信グループの配信グループ識別情報毎に格納する配信グループ格納手段と、（４）通信信号を受信すると、配信グループ格納手段、配信先装置格納手段、及び、経路情報格納手段を参照して、次に転送する他の無線通信装置が未配信の装置であるか又は配信済みの装置であるかを、通信信号の配信状況に基づいて判定する中継判定手段と、（５）中継判定手段が他の無線通信装置が未配信の装置であると判定した場合に、他の無線通信装置に対して通信信号を送信する無線通信手段とを備え、中継判定手段が、（４−１）受信した通信信号に配信グループ識別情報が含まれている場合に、配信グループ格納手段を参照して、当該配信グループに属する配信先装置の識別情報が登録されているかを判断する配信先装置判断部と、（４−２）配信先装置判断部により登録されていると判断されると、登録されている配信先装置の識別情報に基づき、配信先装置格納手段から当該配信先装置が接続している他の無線通信装置を特定する無線通信装置特定部と、（４−３）経路情報格納手段に格納される経路情報を参照して、無線通信装置特定部により特定された他の無線通信装置が既に中継済みである場合、他の無線通信装置が配信済みであると判定する判定部とを有することを特徴とする。

また、第２の本発明の無線通信方法は、１又は複数の配信先装置に対して同一の通信信号を配信する無線通信システムを構成する無線通信装置の無線通信方法において、無線通信装置が、無線通信システムを構成する複数の他の無線通信装置までの経路情報を格納する経路情報格納手段と、各他無線通信装置に接続される各配信先装置の識別情報を他の無線通信装置毎に格納する配信先装置格納手段と、同一の通信信号を配信する１又は複数の配信グループに属する配信先装置の識別情報を配信グループの配信グループ識別情報毎に格納する配信グループ格納手段とを備え、（１）中継判定手段が、通信信号を受信すると、配信グループ格納手段、配信先装置格納手段、及び、経路情報格納手段を参照して、次に転送する他の無線通信装置が未配信の装置であるか又は配信済みの装置であるかを、通信信号の配信状況に基づいて判定する中継判定工程と、（２）無線通信手段が、中継判定手段が他の無線通信装置が未配信の装置であると判定した場合に、他の無線通信装置に対して通信信号を送信する無線通信工程とを有し、中継判定手段が、（１−１）受信した通信信号に配信グループ識別情報が含まれている場合に、配信グループ格納手段を参照して、当該配信グループに属する配信先装置の識別情報が登録されているかを判断する配信先装置判断工程と、（１−２）配信先装置判断工程で登録されていると判断されると、登録されている配信先装置の識別情報に基づき、配信先装置格納手段から当該配信先装置が接続している他の無線通信装置を特定する無線通信装置特定工程と、（１−３）経路情報格納手段に格納される経路情報を参照して、無線通信装置特定工程で特定された他の無線通信装置が既に中継済みである場合、他の無線通信装置が配信済みであると判定する判定工程とを有することを特徴とする。

さらに、第３の本発明の無線通信システムは、１又は複数の配信先装置に対して同一の通信信号を配信する無線通信システムにおいて、（１）通信信号を各配信先装置に対して配信する配信装置と、（２）到来した通信信号の配信先に基づいて、通信信号を受信又は中継する第１の本発明の複数の無線通信装置と、（３）複数の無線通信装置のうち、同一の通信信号を配信する１又は複数の配信グループを管理するものであって、配信装置から与えられた通信信号を他の無線通信装置に送信する配信管理無線通信装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、無線通信システムを構成する無線局や無線端末に、通信信号を効率良く配信することができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明の無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムの第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

本実施形態では、マルチホップ機能を搭載した無線局をＡＰ（アクセスポイント）とした、動画像データを配信する無線通信システムに、本発明の無線通信システムを適用した場合を説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図２は、本実施形態の無線通信システム（ネットワーク）２００の全体構成例を示すイメージ図である。

図２において、本実施形態の無線通信システム２００は、ＧＷ（ゲートウェイ）無線局２０１、無線局２０２〜２０５、サーバ２０６、無線端末２１０及び２１１、を少なくとも有して構成される。

なお、無線局及び無線端末の数は図２に示す数に限定されない。また、無線局２０２〜２０５は、後述する機能構成を備えるものであれば、固定設置されているものでもよいし、移動可能なものでもよい。

サーバ２０６は、有線ネットワーク２０７上において、動画像配信に係る画像データ等を蓄積するものであり、動画配信を希望する無線端末に対してデータ配信を行なうサーバである。なお、サーバ２０６は、動画像データの配信ができるものであれば、物理的に１台のサーバに限定されず、複数台に分散されたサーバ機能を有して構成されるものでもよい。サーバ２０６は、既存の画像配信サーバを適用することができ、その機能構成の詳細な説明は省略する。

無線局２０２〜２０５は、無線エリア内に存在する無線端末２１０及び２１１と無線接続するＡＰとして機能する無線通信装置であり、無線受信したデータパケットを隣接する無線局に中継するマルチホップ機能を備えるものである。

ＧＷ無線局２０１は、無線局２０２〜２０５と同じ機能を有するものであり、これに加えて、有線ネットワーク２０７に接続し、ゲートウェイとしての機能も有するものであり、サーバ２０６から受信したデータパケットを無線により隣接する他の無線局２０２〜２０５に送信するものである。また、ＧＷ無線局２０１は、サーバ２０６が配信するコンテンツ毎に割り当てられた配信チャネルを管理しており、そのコンテンツの配信先をマルチキャストグループとして管理している。

図２において、各無線局２０１〜２０５間を結ぶ点線は無線リンクを表現している。

従って、ＧＷ無線局２０１は、無線局２０２及び２０４と接続可能であり、無線局２０２は、ＧＷ無線局２０１と無線局２０３及び２０４と接続可能であり、無線局２０３は、無線局２０２及び２０５と接続可能であり、無線局２０４は、ＧＷ無線局２０１と無線局２０２及び２０５と接続可能であり、無線局２０５は、無線局２０３及び２０４と接続可能である。

また、ＧＷ無線局２０１及び無線局２０２〜２０５は、後述する、ルーティングテーブル１０８、無線端末接続管理テーブル１０９及びマルチキャストグループ管理テーブル１１０を有しており、これらのテーブル内容を無線局間２０１〜２０５で授受しあい、すべての無線局間２０１〜２０５で共有している。

無線端末２１０及び２１１は、無線局２０１〜２０５と無線接続可能な無線端末であり、図２では、無線局２０４及び２０３に接続しているものとする。無線端末２１０及び２１１は、例えば、無線通信機能を搭載したパーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡを含む携帯型無線通信装置、ＰＨＳ受信機などが該当する。

次に、無線局２０１〜２０５の内部構成を、図１を参照して詳細に説明する。なお、上述したように、ＧＷ無線局２０１と無線局２０２〜２０５との内部構成は基本的には同じであるが、図１では、有線ネットワーク２０７側のゲートウェイ機能も兼ね備えるＧＷ無線局２０１の内部構成を示す。

図１において、本実施形態の無線局１００（２０１、２０２〜２０５）は、アンテナ１０１、増幅器１０２、無線送受信部１０３、無線ＭＡＣ処理部１０４、有線送受信部１０５、有線ＭＡＣ処理部１０６、フレーム解析部１０７、ルーティングテーブル１０８、無線端末接続管理テーブル１０９、マルチキャストグループ管理テーブル１１０、中継判定部１１１、中継バッファ１１２、を少なくとも有する。

なお、有線送受信部１０５や有線ＭＡＣ処理部１０６等はＧＷ無線局２０１に特有の機能構成であり、無線局２０２〜２０５はこれら構成を備えなくてもよい。

アンテナ１０１は、到来した電波を捕捉し、捕捉した電波信号を無線送受信部１０３に与えるものである。また、アンテナ１０１は、増幅器１０２から与えられた送信信号を無線電波で放出するものである。

増幅器１０２は、無線ＭＡＣ処理部１０４から与えられた送信信号の強度を高めて、アンテナ１０１に与えるものである。

無線送受信部１０３は、アンテナ１０１から与えられた無線信号を受け取り、その受信信号に対して所定の復調処理等を施し、復調した復調信号を無線ＭＡＣ処理部１０４に与えるものである。また、無線送受信部１０３は、無線ＭＡＣ処理部１０４から送信信号を受け取り、その送信信号に対して所定の変調処理や周波数変換処理等を施し、変調した変調信号を増幅器１０２に与えるものである。

無線ＭＡＣ処理部１０４は、無線送受信部１０３から復調信号を受け取ると、その復調信号を、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されたメディアアクセス制御に必要な所定のフレーム構成に分解し、フレーム解析部１０７に与えるものである。また、無線ＭＡＣ処理部１０４は、中継バッファ１１２から送信データを受け取り、送信データを用いて、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定された所定のフレーム構成を組み立てて、そのフレームを無線送受信部１０３に与えるものである。

有線送受信部１０５は、接続する有線ネットワーク２０７から受信信号を受け取ると、その受信信号を有線ＭＡＣ処理部１０６に与えるものである。また、有線送受信部１０５は、有線ＭＡＣ処理部１０６から送信信号を受け取ると、その送信信号を有線ネットワーク２０７に与えるものである。

有線ＭＡＣ処理部１０６は、有線送受信部１０５から与えられた受信信号を、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されたメディアアクセス制御を行なうためのイーサネット（登録商標）フレーム構成に分解し、フレーム解析部１０７に与えるものである。また、有線ＭＡＣ処理部１０６は、中継バッファ１１２から送信データを受け取り、送信データを用いて、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されたメディアアクセス制御を行なうためのイーサネット（登録商標）フレーム構成を組み立てて、そのフレームを有線送受信部１０５に与えるものである。

フレーム解析部１０７は、無線ＭＡＣ処理部１０４及び又は有線ＭＡＣ処理部１０６から受信フレームを受け取ると、そのフレームのヘッダ部を解析し、その解析結果を中継判定部１１１に与えるものである。

中継判定部１１１は、フレーム解析部１０７によるフレームヘッダ部の解析結果に基づいて、マルチキャストグループ管理テーブル１１０、無線端末接続管理テーブル１０９、ルーティングテーブル１０８を参照して、受信データを隣接する無線局へ中継するか否かを判定するものである。

中継バッファ１１２は、中継判定部１１１により無線局に中継すると判定されたフレームを一時的に保持する保持手段である。

ルーティングテーブル１０８は、無線局２０１〜２０５間で制御情報を交換することで作成する各無線局への経路情報を管理するテーブルである。図５は、ルーティングテーブル１０８の構成例である。図５に示すように、ルーティングテーブル１０８は、少なくとも、「無線局アドレス情報」と「経路情報」とを有して構成される。この「無線局アドレス情報」は、例えば、無線局２０１〜２０５のＩＰアドレス及び又はＭＡＣアドレス等を適用できる。また、「経路情報」は、当該無線局２０１〜２０５に到達するまでの経路情報である。

無線端末接続管理テーブル１０９は、無線局２０１〜２０５間で制御情報を交換することで、無線端末２１０及び２１１がどの無線局２０１〜２０５と無線接続しているかを示すテーブルである。図６は、無線端末接続管理テーブル１０９の構成例である。図６に示すように、無線端末接続管理テーブル１０９は、少なくとも、「端末アドレス情報」と「無線局アドレス情報」とを有して構成される。「端末アドレス情報」は、例えば、無線端末２１０及び２１１のＩＰアドレス及び又はＭＡＣアドレス等を適用できる。

マルチキャストグループ管理テーブル１１０は、無線端末２１０及び２１１が参加しているマルチキャストグループを管理するテーブルである。図７は、マルチキャストグループ管理テーブル１１０の構成例である。図７に示すように、マルチキャストグループ管理テーブル１１０は、少なくとも、「マルチキャストグループ」と「マルチキャストアドレス」と登録された無線端末の「端末アドレス情報」とを有して構成される。ここで、「マルチキャストグループ」とは、サーバ２０６が配信するコンテンツの提供を受けるためのグループ名をいい、「マルチキャストアドレス」とは、マルチキャストグループを特定するためのアドレス情報をいう。

なお、これらフレーム解析部１０７、ルーティングテーブル１０８、無線端末接続管理テーブル１０９、マルチキャストグループ管理テーブル１１０、中継判定部１１１、中継バッファ１１２は、それぞれ汎用的なＭＰＵなどの演算装置や、メモリやハードディスクなどの記憶装置によって構成されても構わない。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、本実施形態の無線通信システム２００における動画像配信データ信号の配信処理を、図面を参照しながら詳細に説明する。

以下では、まず、無線端末のマルチキャストグループへの登録処理について図３を参照して説明する。

図３は、動画像配信サービスの提供を望む無線端末２１０からＧＷ無線局２０１へのマルチキャストグループの登録処理を示すシーケンスである。

以下では、ＧＷ無線局２０１は、サーバ２０６が提供するコンテンツの配信チャネルをマルチキャストグループと対応付けて管理している。また、サーバ２０６が配信する動画像配信データ信号のヘッダ部分には、マルチキャストアドレスが含まれており、ＧＷ無線局２０１は、そのマルチキャストアドレスに基づいて、当該受信データがマルチキャストデータであることを認識し、マルチキャストグループを特定する。

まず、動画像配信の提供を希望する無線端末２１０は、サーバ２０６との接続点であるＧＷ無線局２０１に対して、マルチキャストグループの参加要求を送信する（Ｓ３０１）。

このとき、例えば、無線端末２１０は、所望動画像配信サービスを特定するための識別情報（例えば、マルチキャストグループを特定するアドレス情報）を乗せた参加要求信号を送信する。

また、無線端末２１０と無線接続する無線局２０４は、受信した参加要求のフレームヘッダ部を解析し、送信先がＧＷ無線局２０１であることを判断すると、マルチホップにより隣接する無線局２０１に無線端末２１０からの参加要求を中継する。

ＧＷ無線局２０１に無線端末２１０からの参加要求が与えられると、ＧＷ無線局２０１において、フレーム解析部１０７により、受信フレームのヘッダ部が解析される。そして、フレーム解析部１０７により無線端末２１０からの参加要求であると判断されると、所定の判断情報に基づいて無線端末２１０の参加可否が判断される（Ｓ３０２）。

ここで、参加可否を判断する判断情報は、サーバ２０６が提供する動画像データを配信するだけの充分な通信環境が整っているか否か等を判断する情報であり、例えば、無線端末２１０が無線局２０４と無線接続する無線帯域や、ＧＷ無線局２０１から無線端末２１０までのホップ数等がある。

ＧＷ無線局２０１は、これら判断情報を評価し、所望の通信品質を確保できると判断した場合に参加許諾メッセージを無線端末２１０に送信し、そうでないと判断した場合に参加不可メッセージを無線端末２１０に送信する（Ｓ３０３）。

また、ＧＷ無線局２０１において、無線端末２１０の参加が許諾された場合、ＧＷ無線局２０１において、無線端末２１０のアドレス情報（ＭＡＣアドレスやＩＰアドレスなど）が所望のマルチキャストグループに登録される（Ｓ３０４）。

ＧＷ無線局２０１において、無線端末２１０のアドレス情報がマルチキャストグループ管理テーブル１１０に登録されると、マルチキャストグループ管理テーブル１１０の内容が、他の無線局２０１〜２０５に送信（広告ともいう）される（Ｓ３０５）。

このマルチキャストグループ管理テーブル１１０の広告は、定期的に各無線局２０１〜２０５間で行なうようにしてもよいし、又はマルチキャストグループ管理テーブル１１０の内容に変更があった場合に行なうようにしてもよい。

また、広告されたマルチキャストグループ管理テーブル１１０を受信した無線局２０２〜２０５では、自装置２０２〜２０５が保有するマルチキャストグループ管理テーブル１１０の内容を更新し、最新のテーブル内容を維持する。

その後、サーバ２０６から動画像配信データがＧＷ無線局２０１に送信されてくると、ＧＷ無線局２０１において、フレーム解析部１０７により、受信フレームのヘッダ部が解析され、ヘッダ部に含まれているマルチキャストアドレスに基づいて対応するマルチキャストグループが検索される。そして、そのマルチキャストグループに属す無線端末２１０及び２１１が接続している無線局２０２〜２０５に対して、適切に動画像配信データを送信する（Ｓ３０６）。

これにより、マルチキャストグループに登録した無線端末２１０に、動画像配信データが配信される。

次に、無線端末２１０が当該動画像配信サービスを終了する場合を説明する。無線端末２１０が当該動画像配信サービスを終了する場合、無線端末２１０は、当該動画像配信サービスを特定する識別情報（例えば、マルチキャストアドレス）を含む切断要求をＧＷ無線局２０１に送信する（Ｓ３０７）。

無線端末２１０から切断要求を受信したＧＷ無線局２０１は、その切断要求に含まれている識別情報に基づいて、マルチキャストグループ管理テーブル１１０内の当該マルチキャストグループから、無線端末２１０のアドレス情報を削除する（Ｓ３０８）。

ＧＷ無線局２０１において、マルチキャストグループ管理テーブル１１０が更新されると、ＧＷ無線局２０１は、他の全無線局２０２〜２０５に対して、マルチキャストグループ管理テーブル１１０の内容を広告する（Ｓ３０９）。

この広告により、各無線局２０２〜２０５において保有されるマルチキャストグループ管理テーブル１１０の内容が更新され、当該マルチキャストグループから無線端末２１０が削除される。これにより、無線端末２１０への動画像配信データの配信がされず、不必要なデータ配信をなくすることができる。

続いて、本実施形態の無線通信システム２００における動画像配信データ信号の配信処理を、図４を参照して説明する。

以下では、主に、無線局２０２を例に挙げて、マルチキャストデータ（動画像配信データ）を受信した際に、どの無線局にデータ中継すべきかを判断して、マルチキャストデータを配信する場合の手順を説明する。なお、無線端末２１０及び２１１は、同じグループであるマルチキャストグループＡに登録しているものとする。

まず、無線信号が無線局２０２に到来すると、所定の復調処理や所定のフレーム処理等が行なわれ、無線局２０２のフレーム解析部１０７により、受信フレームのヘッダ部が解析される。そして、ヘッダ部に含まれているアドレスがマルチキャストアドレスであるとフレーム解析部１０７に解析されると、当該受信フレームがマルチキャストデータであると判断される。

無線局２０２において、受信フレームがマルチキャストデータであると判断されると、中継判定部１１１は、ヘッダ部のマルチキャストアドレスに基づいて、マルチキャストグループ管理テーブル１１０を参照する（Ｓ４０１）。

このとき、マルチキャストアドレスに対応するマルチキャストグループの中に、いずれかの無線端末のアドレス情報が登録されているか否かを判定する（Ｓ４０２）。

そして、中継判定部１１１により、マルチキャストグループにいずれの無線端末のアドレス情報も登録されていないと判定されると、当該受信したマルチキャストデータの宛先とする無線端末はないと判断し、中継判定部１１１は当該受信データ（マルチキャストデータ）を廃棄する（Ｓ４０２、Ｓ４０８）。

一方、中継判定部１１１により、マルチキャストグループにいずれかの無線端末のアドレス情報が登録されていると判定されると、中継判定部１１１は、グループ登録されている無線端末のアドレス情報に基づいて、無線端末接続管理テーブル１０９を参照する（Ｓ４０３）。

このとき、マルチキャストグループに登録されている無線端末が、どの無線局に接続しているかを判定する（Ｓ４０４）。これにより、グループ登録されている無線端末が無線接続している無線局を特定することができる。

そして、無線端末接続管理テーブル１０９からグループ登録されている無線端末が検出できない場合、中継判定部１１１は当該受信データ（マルチキャストデータ）を廃棄する（Ｓ４０４、Ｓ４０８）。

一方、無線端末接続管理テーブル１０９からグループ登録されている無線端末が検出できた場合、そのグループ登録されている無線端末が接続している無線局を特定することができる（Ｓ４０４）。そして、中継判定部１１１は、ルーティングテーブル１０８を参照して、グループ登録されている無線端末が無線接続している無線局までの経路情報を検索する（Ｓ４０５）。

例えば、受信したマルチキャストデータがマルチキャストグループＡに関するものである場合、中継判定部１１１は、マルチキャストグループＡ内に登録されている無線端末２１０及び２１１のアドレス情報を検出する。そうすると、その無線端末２１０及び２１１のアドレス情報に基づいて、無線端末接続管理テーブル１０９から、無線局２０４及び２０３を認識することができる。そして、これらの無線局２０４及び２０３の経路情報が、ルーティングテーブル１０８から検索される。

ルーティングテーブル１０８から、グループ登録されている無線端末が無線接続している無線局の経路情報を検索すると、中継判定部１１１は、その経路情報から当該無線局へのマルチキャストデータの配信が既に中継済みであるか否かを判定する（Ｓ４０６）。

そして、当該無線局への配信が既に中継済みであると判定すると、中継判定部１１１は、当該受信データ（マルチキャストデータ）を廃棄する（Ｓ４０８）。

一方、当該無線局への配信が未中継であると判定すると、中継判定部１１１は、経路情報に従って、マルチキャストデータを中継バッファ１１２に与える。そして、所定の変調処理等が施されて、当該マルチキャストデータが送信される（Ｓ４０７）。

例えば、無線局２０２において、中継判定部１１１は、経路情報に基づいて、無線局２０２から無線局２０４と無線局２０３とには、それぞれ１ホップで到達できることを認識する。また、中継判定部１１１は、ＧＷ無線局２０１から無線局２０４及び無線局２０３への経路情報も認識する。

また、中継判定部１１１は、ルーティングテーブル１０８を参照することにより、受信したマルチキャストデータが、どの無線局を経由してきたかの情報を認識する。

その結果、中継判定部１１１は、無線局２０３への経路情報に基づいて、ＧＷ無線局２０１から受信したマルチキャストデータが無線局２０３には未中継であることを認識するので、受信したマルチキャストデータを送信する。

一方、例えば無線局２０４においては、無線局２０２から送信されてきたマルチキャストデータを受信するが、中継判定部１１１は、Ｓ４０６の処理により、次に送信する無線端末２１０へのマルチキャストデータの送信は終了していると判断し、無線局２０２から受信した当該マルチキャストデータを廃棄する。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、マルチホップ中継機能を有する各無線局２０１〜２０５が、特定データを配信する特定の１又は複数の無線端末をマルチキャストグループ管理テーブル１１０で共有し、特定の各無線端末の無線局までの経路情報を利用して、同一無線局に対する同一データの再中継を防止することができる。その結果、ネットワーク全体のスループットの低下を回避し、効率的な中継処理をなし得る。

また、本実施形態によれば、各無線局２０１〜２０５が、マルチホップ中継機能を有し、マルチキャストグループ管理テーブル１１０を共有することで、無線端末２１０及び２１１からＧＷ無線局２０１へのマルチキャストグループ登録又は解除が容易になし得る。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明の無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムの第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
本実施形態が第１の実施形態と異なる点は無線局の内部構成であり、無線通信システムの全体構成は、図２に示す構成に対応する。従って、以下では、図２を参照しつつ、本実施形態の無線局の内部構成を説明する。

図８は、本実施形態の無線局３００（２０１〜２０５）の内部構成を示す機能ブロック図である。

図８において、本実施形態の無線局３００（２０１、２０２〜２０５）は、アンテナ１０１、増幅器１０２、無線送受信部１０３、無線ＭＡＣ処理部１０４、有線送受信部１０５、有線ＭＡＣ処理部１０６、フレーム解析部１０７、ルーティングテーブル１０８、無線端末接続管理テーブル１０９、マルチキャストグループ管理テーブル１１０、中継判定部１１１、中継バッファ１１２、代理応答部１１３、ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４、を少なくとも有する。

本実施形態の無線局３００が第１の実施形態の無線局１００と異なる点は、代理応答部１１３とローカルマルチキャスト管理テーブル１１４とを新たに備える点である。

代理応答部１１３は、無線接続している無線端末２１０及び２１１からマルチキャストグループへの参加要求又は切断要求を受信すると、無線端末２１０及び２１１に代わって、ＧＷ無線局２０１に対して参加要求又は切断要求を行なうものである。

ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４は、自装置２０１〜２０５と無線接続しており、かつ、マルチキャストグループに登録している無線端末２１０及び２１１のアドレス情報を管理するテーブルである。

なお、図８では、無線端末接続管理テーブル１０９を備えることとして説明するが、この無線端末接続管理テーブル１０９を保有しなくても、以下の本実施形態を実現できる。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、本実施形態の無線通信システム２００における動画像配信データ信号の配信処理を、図面を参照しながら詳細に説明する。

以下では、まず、無線端末のマルチキャストグループへの登録処理について図９を参照して説明する。

図９は、動画像配信サービスの提供を望む無線端末２１１からＧＷ無線局２０１へのマルチキャストグループの登録処理を示すシーケンスである。

まず、動画像配信の提供を希望する無線端末２１１は、無線接続する無線局２０３に対して所望マルチキャストグループへの参加要求を送信する（Ｓ６０１）。

無線端末２１１からの参加要求が送信されてくると、無線局２０３のフレーム解析部１０７が受信した参加要求のフレームヘッダ部を解析し、代理応答部１１３がヘッダ部に含まれているマルチキャストグループのアドレスに基づいて、ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４を参照する。

そして、代理応答部１１３は、ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４を参照し、無線局２０３と無線接続している無線端末のうち、当該マルチキャストグループに参加している無線端末があるか否かを検索する（Ｓ６０２）。

ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４の当該マルチキャストグループに登録があり、参加している無線端末がある場合、代理応答部１１３は、自装置２０３が当該マルチキャストグループのマルチキャストデータを受信し、送信するものであることを認識し、ＧＷ無線局２０１に対する参加要求を送信しない。

一方、ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４の当該マルチキャストグループに登録がなく、参加している無線端末がない場合、代理応答部１１３は、無線端末２１１の代理として、ＧＷ無線局２０１に対して参加要求を送信する（Ｓ６０３）。

このとき、無線局２０３が送信する参加要求には、参加を要求するマルチキャストアドレスが少なくとも含まれている。

無線局２０３が送信した参加要求がＧＷ無線局２０１に与えられると、第１の実施形態と同様にして、ＧＷ無線局２０１において、参加の可否が判断される（Ｓ６０４）。

そして、ＧＷ無線局２０１において、参加不可と判断されると、参加不可メッセージが、無線局２０３を経由し、無線端末２１１に送信される（Ｓ６０５）。

一方、ＧＷ無線局２０１において、参加が承認されると、マルチキャストグループ管理テーブル１１０のマルチキャストグループに登録され、ＧＷ無線局２０３は他のすべての無線局２０２〜２０５に対してマルチキャストグループ管理テーブル１１０の内容を広告する（Ｓ６０６、Ｓ６０７）。

このとき、ＧＷ無線局２０１において、マルチキャストグループに登録する対象は、無線端末２１１のアドレス情報でなく、代理応答を行なった無線局２０３のアドレス情報が登録される。

図１１は、本実施形態のマルチキャストグループ管理テーブル１１０の構成例である。図１１に示すように、本実施形態では、「マルチキャストグループ」及び「マルチキャストアドレス」と対応付けて管理するアドレス情報は、「無線局アドレス情報」とする。これにより、ＧＷ無線局２０１が受信したマルチキャストデータを無線局２０３宛に送信させることができる。

ＧＷ無線局２０１から広告されたマルチキャスト管理アドレス１１０を受信すると、無線局２０３において、ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４の当該マルチキャストグループに無線端末２１１のアドレス情報を追加し、更新する（Ｓ６０８）。

その後、ＧＷ無線局２０１からマルチキャストデータが無線局２０３に送信されてくると、フレーム解析部１０７によるフレームヘッダ部の解析後、中継判定部１１１により、ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４が参照されて、当該マルチキャストグループに属す無線端末に対してマルチキャストデータを配信する。

次に、無線端末２１１が当該マルチキャストサービスを終了する場合、無線端末２１１は無線局２０３に切断要求を送信する（Ｓ６０９）。

無線端末２１１から切断要求が与えられると、無線局２０３のフレーム解析部１０７によるフレームヘッダ部の解析後、代理応答部１１３により、ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４が参照され、自装置２０３に無線接続している無線端末のうち、当該マルチキャストグループに参加している無線端末があるか否かが判断される（Ｓ６１０）。

ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４の当該マルチキャストグループに登録があり、参加している無線端末がある場合、代理応答部１１３は、他の無線端末がまだ当該マルチキャストグループに参加していると認識し、ＧＷ無線局２０１への切断要求をせず、ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４から無線端末２１１のアドレス情報を削除し、更新する（Ｓ６１４）。

一方、ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４の当該マルチキャストグループに登録がなく、参加している無線端末がない場合、代理応答部１１３は、無線端末２１１の代理として、ＧＷ無線局２０１に対して切断要求を送信する（Ｓ６１１）。

無線局２０３から切断要求を受信したＧＷ無線局２０１は、その切断要求に含まれているマルチキャストアドレスに基づいて、マルチキャストグループ管理テーブル１１０内の当該マルチキャストグループから、無線局２０３のアドレス情報を削除する（Ｓ６１２）。

ＧＷ無線局２０１において、マルチキャストグループ管理テーブル１１０が更新されると、ＧＷ無線局２０１は、他の全無線局２０２〜２０５に対して、マルチキャストグループ管理テーブル１１０の内容を広告する（Ｓ６１３）。

この広告により、各無線局２０２〜２０５において保有されるマルチキャストグループ管理テーブル１１０の内容が更新され、当該マルチキャストグループから無線局２０３が削除され、更新される（Ｓ６１４）。

以上の動作により、無線局による代理応答により、処理シーケンス量が削減可能となる。

また、マルチキャストグループ管理テーブル１１０は、無線端末ではなく無線局が代理で登録されるため、無線端末数が無線局数よりも多い場合、第１の実施形態に比べてそのテーブルサイズを減少することができる。

なお、各無線局ではローカルマルチキャスト管理テーブル１１４のテーブル量が増加するが、このテーブルは全無線局に広告する必要がないため、ネットワーク全体としては、制御情報量を削減することが可能となる。

次に、本実施形態の無線通信システム２００におけるマルチキャストデータの配信動作を図１０を参照して説明する。

図１０は、図２における、無線局２０２が、マルチキャストデータ（動画像配信データ）を受信した際に、どの無線局にデータ中継すべきかを判断して、マルチキャストデータを配信する場合の手順を示すフローチャートである。

なお、無線端末２１０及び２１１は、同じグループであるマルチキャストグループＡに登録しているものとする。

まず、無線信号が無線局２０２に到来すると、第１の実施形態と同様に（図４参照）、無線局２０２において、マルチキャストデータであることが判断され、中継判定部１１１により、マルチキャストアドレスに基づいてマルチキャストグループ管理テーブル１１０が参照され（Ｓ７０１）、当該マルチキャストグループに、いずれかの無線局のアドレス情報が登録されているか否かが判定される（Ｓ７０２）。

そして、中継判定部１１１により、マルチキャストグループにいずれの無線局のアドレス情報も登録されていないと判定されると、中継判定部１１１は当該受信データ（マルチキャストデータ）を廃棄する（Ｓ７０２、Ｓ７０６）。

一方、マルチキャストグループにいずれかの無線局のアドレス情報が登録されていると判定されると、中継判定部１１１は、グループ登録されている無線局のアドレス情報に基づいて、ルーティングテーブル１０８を参照する（Ｓ７０２、７０３）。

中継判定部１１１により、ルーティングテーブル１０８からグループ登録されている無線局の経路情報が検索されると、中継判定部１１１は、その経路情報から当該無線局へのマルチキャストデータの配信が既に中継済みであるか否かを判定する（Ｓ７０４）。

そして、当該無線局への配信が既に中継済みであると判定すると、中継判定部１１１は、当該受信データ（マルチキャストデータ）を廃棄する（Ｓ７０６）。

一方、当該無線局への配信が未中継であると判定すると、中継判定部１１１は、経路情報に従って、マルチキャストデータを中継バッファ１１２に与える。そして、所定の変調処理等が施されて、当該マルチキャストデータが送信される（Ｓ７０５）。

なお、中継判定部１１１による無線局が未中継であるか否かの判定は、第１の実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態で説明した効果と同等の効果を得ることができる。

また、本実施形態によれば、各無線局２０１〜２０５が、無線接続する各無線端末２１０及び２１１のマルチキャストグループへの登録及び又は解除の要求を代理で行なうと共に、当該無線局２０１〜２０５と直接無線接続する無線端末２１０及び２１１をローカルマルチキャスト管理テーブル１１４で管理することにより、ＧＷ無線局２０１との処理シーケンス量の削減、保有するテーブル量の減少、並びに、ネットワーク全体の制御情報量の削減を図ることができる。

（Ｃ）他の実施形態
（Ｃ−１）上述した第１及び第２の実施形態では、図１及び図８に示す構成を、無線局２０１〜２０５の内部構成として説明したが、マルチホップ中継機能を有する無線端末２１０及び２１１が、図１及び図８の構成を備えるようにしてもよい。これにより、アクセスポイントである無線局間だけでなく、無線局と無線端末との間や、無線端末間も含めたマルチホップ中継によるデータ配信ができる。

（Ｃ−２）ルーティングテーブル１０８、無線端末接続管理テーブル１０９、マルチキャストグループ管理テーブル１１０、ローカルマルチキャスト管理テーブル１１４の構成は、上述した第１及び第２の実施形態で説明した構成例に限定されない。

例えば、上述した第１及び第２の実施形態では、それぞれ物理的に異なるテーブルとして説明したが、それぞれを１つにまとめたテーブルとしてもよい。

（Ｃ−３）上述した第１及び第２の実施形態で説明した無線局１００が実行する各機能及び各テーブルは、同一装置内に設けられるものとして説明したが、同様の機能を実現することができれば、各機能及び各テーブルを分散配置させてもよい。

（Ｃ−４）上述した第１及び第２の実施形態では、動画像配信サービスを提供する無線通信システムに適用した場合を説明したが、同一のデータ信号を１又は複数の無線局若しくは無線端末に配信するシステムであれば、動画像データ配信システムに限定されず、静止画像データ信号の配信システムや一般的なファイルデータの配信システム等その他配信システムにも適用できる。

（Ｃ−５）上述した第１及び第２の実施形態では、同一の配信信号を複数の特定の無線局又は無線端末に配信するマルチキャストシステムに適用した場合を説明したが、複数の不特定の無線局又は無線端末に配信するブロードキャストシステムにも適用できる。

また、複数の無線局等に配信することに限定されず、配信グループの登録状況によっては、１台の無線局等に配信する場合も上記無線通信システムに含まれる。

（Ｃ−６）マルチキャストデータのヘッダ部に、サーバ２０６から送信される動画像データの送信順番を示す番号が含まれており、中継判定部１１１が、この順番番号に基づいて図４及び図８の処理を行なうようにしてもよい。

第１の実施形態の無線局の内部構成を示す内部構成図である。 第１の実施形態の無線通信システムの構成を示す全体構成図である。 第１の実施形態の無線通信システムにおけるブロードキャストグループへの登録／削除処理を示すシーケンスである。 第１の実施形態の無線通信システムにおけるマルチキャストデータの配信処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態のルーティングテーブルの構成例を説明する説明図である。 第１の実施形態の無線端末接続管理テーブルの構成例を説明する説明図である。 第１の実施形態のマルチキャストグループ管理テーブルの構成例を説明する説明図である。 第２の実施形態の無線局の内部構成を示す内部構成図である。 第２の実施形態の無線通信システムにおけるブロードキャストグループへの登録／削除処理を示すシーケンスである。 第２の実施形態の無線通信システムにおけるマルチキャストデータの配信処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態のマルチキャストグループ管理テーブルの構成例を説明する説明図である。

符号の説明

１００…無線局、１０７…フレーム解析部、１０８…ルーティングテーブル、１０９…無線端末接続管理テーブル、１１０…マルチキャストグループ管理テーブル、１１１…中継判定部、１１２…中継バッファ、１１３…代理応答部、１１４…ローカルマルチキャスト管理テーブル、２００…無線通信システム、２０１〜２０５…無線局、２０６…サーバ、２１０及び２１１…無線端末。

Claims (5)

1. １又は複数の配信先装置に対して同一の通信信号を配信する無線通信システムを構成する無線通信装置において、
   上記無線通信システムを構成する複数の他の無線通信装置までの経路情報を格納する経路情報格納手段と、
   上記各他の無線通信装置に接続される上記各配信先装置の識別情報を上記他の無線通信装置毎に格納する配信先装置格納手段と、
   上記同一の通信信号を配信する１又は複数の配信グループに属する上記配信先装置の識別情報を上記配信グループの配信グループ識別情報毎に格納する配信グループ格納手段と、
   上記通信信号を受信すると、上記配信グループ格納手段、上記配信先装置格納手段、及び、上記経路情報格納手段を参照して、次に転送する上記他の無線通信装置が未配信の装置であるか又は配信済みの装置であるかを、上記通信信号の配信状況に基づいて判定する中継判定手段と、
   上記中継判定手段が上記他の無線通信装置が未配信の装置であると判定した場合に、上記他の無線通信装置に対して上記通信信号を送信する無線通信手段と
   を備え、
   上記中継判定手段が、
   受信した上記通信信号に配信グループ識別情報が含まれている場合に、上記配信グループ格納手段を参照して、当該配信グループに属する上記配信先装置の識別情報が登録されているかを判断する配信先装置判断部と、
   上記配信先装置判断部により登録されていると判断されると、登録されている上記配信先装置の識別情報に基づき、上記配信先装置格納手段から当該配信先装置が接続している上記他の無線通信装置を特定する無線通信装置特定部と、
   上記経路情報格納手段に格納される経路情報を参照して、上記無線通信装置特定部により特定された上記他の無線通信装置が既に中継済みである場合、上記他の無線通信装置が配信済みであると判定する判定部と
   を有する
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. 上記無線通信手段が、
   配下の無線端末から、上記配信グループへの登録要求又は登録している上記配信グループからの解除要求を受信すると、上記配下の無線端末に代わって、上記配信グループへの登録要求又は上記配信グループからの解除要求を行なう代理応答手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 上記代理応答手段は、上記登録要求又は解除要求の代理応答を行なう場合、上記配信グループ格納手段に格納される上記配信グループ毎の上記各配信先装置の登録情報として、上記配下の無線端末の識別情報に代わり、上記無線端末と接続する当該無線通信装置の識別情報を登録させることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. １又は複数の配信先装置に対して同一の通信信号を配信する無線通信システムを構成する無線通信装置の無線通信方法において、
   上記無線通信装置が、
   上記無線通信システムを構成する複数の他の無線通信装置までの経路情報を格納する経路情報格納手段と、
   上記各他の無線通信装置に接続される上記各配信先装置の識別情報を上記他の無線通信装置毎に格納する配信先装置格納手段と、
   上記同一の通信信号を配信する１又は複数の配信グループに属する上記配信先装置の識別情報を上記配信グループの配信グループ識別情報毎に格納する配信グループ格納手段と
   を備え、
   中継判定手段が、上記通信信号を受信すると、上記配信グループ格納手段、上記配信先装置格納手段、及び、上記経路情報格納手段を参照して、次に転送する上記他の無線通信装置が未配信の装置であるか又は配信済みの装置であるかを、上記通信信号の配信状況に基づいて判定する中継判定工程と、
   無線通信手段が、上記中継判定手段が上記他の無線通信装置が未配信の装置であると判定した場合に、上記他の無線通信装置に対して上記通信信号を送信する無線通信工程と
   を有し、
   上記中継判定手段が、
   受信した上記通信信号に配信グループ識別情報が含まれている場合に、上記配信グループ格納手段を参照して、当該配信グループに属する上記配信先装置の識別情報が登録されているかを判断する配信先装置判断工程と、
   上記配信先装置判断工程で登録されていると判断されると、登録されている上記配信先装置の識別情報に基づき、上記配信先装置格納手段から当該配信先装置が接続している上記他の無線通信装置を特定する無線通信装置特定工程と、
   上記経路情報格納手段に格納される経路情報を参照して、上記無線通信装置特定工程で特定された上記他の無線通信装置が既に中継済みである場合、上記他の無線通信装置が配信済みであると判定する判定工程と
   を有する
   ことを特徴とする無線通信方法。
5. １又は複数の配信先装置に対して同一の通信信号を配信する無線通信システムにおいて、
   上記通信信号を上記各配信先装置に対して配信する配信装置と、
   到来した上記通信信号の配信先に基づいて、上記通信信号を受信又は中継する請求項１〜３のいずれかに記載の複数の無線通信装置と、
   上記複数の無線通信装置のうち、同一の上記通信信号を配信する１又は複数の配信グループを管理するものであって、上記配信装置から与えられた上記通信信号を他の無線通信装置に送信する配信管理無線通信装置と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。

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