JP6886856B2 - 通信方法、サーバ及び無線配信システム - Google Patents

Description

本開示は、通信方法、サーバ及び無線配信システムに関する。

ＩＥＥＥ８０２．１１で規定される無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で構築された無線ネットワーク上で使用される通信方法として、ユニキャストと、マルチキャストと、ブロードキャストとが挙げられる。

ユニキャストは、特定の無線基地局と特定の無線端末との間や、２つの特定の無線端末間等において、１対１でパケットを送受信する通信方法である。

マルチキャストは、少なくとも１つ以上のグループ（以下、「マルチキャストグループ」という）を形成し、任意のマルチキャストグループに参加する無線基地局又は無線端末から、同じマルチキャストグループに参加する他の無線基地局又は他の無線端末にパケットを送信する通信方法である。この通信方法は、例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）マルチキャストによる通信が行われる場合に使用される。

ブロードキャストは、宛先を指定せずにパケットを送信する通信方法である。この通信方法は、例えば、無線基地局から広告用のビーコンフレームを無線端末に送信する際に使用される。

なお、上述したマルチキャスト及びブロードキャストによる通信方法では、無線ＬＡＮにおけるフレームの送信に対して、Ａｃｋフレームによる受信確認が行われない。このため、フレームの伝送エラーが発生した場合であっても、無線ＬＡＮにおけるフレームの再送信が自動的に行われない。

次に、ＩＰマルチキャストによるパケット（以下、「マルチキャストパケット」という）の送信方法について説明する。ＩＰマルチキャストでは、マルチキャストＩＰアドレスと呼ばれるマルチキャストグループを識別するためのＩＰアドレスを用いて通信が行われる（例えば、特許文献１及び２参照）。

具体的には、サーバが任意のマルチキャストグループ宛にマルチキャストパケットを送信する際には、当該マルチキャストグループに対応するマルチキャストＩＰアドレスを、マルチキャストパケットの宛先アドレスとして指定する。

一方、無線端末（クライアント）がマルチキャストグループ宛に送信されたマルチキャストパケットを受信する際には、当該マルチキャストグループに対応するマルチキャストＩＰアドレス宛のマルチキャストパケットを受信する。そのため、無線端末は、当該無線端末に接続されたＩＰネットワーク上の無線基地局に対して、例えばＩＰｖ４であればＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のＪｏｉｎメッセージを使用してマルチキャストＩＰアドレスを通知することにより、マルチキャストＩＰアドレス宛のパケットを受信することを宣言する。

無線基地局がＪｏｉｎメッセージを受信した際には、ＩＰネットワーク上の無線基地局とルータとの間で無線端末にマルチキャストＩＰアドレス宛のマルチキャストパケットが転送されるように配送木を構築する。これにより、ＩＰネットワーク上の無線基地局及びルータは、構築した配送木に基づいて、マルチキャストパケットを無線端末に転送する。

特許第４３８６２９２号公報 特開２００７−３２９６１４号公報

しかしながら、従来のマルチキャストによる通信方法では、無線ネットワーク上でマルチキャストパケットをリアルタイムに送信することができないおそれがある。

そこで、本開示は、無線ネットワーク上でデータをリアルタイムに送信することができる通信方法、サーバ及び無線配信システムを提供する。

本開示の一態様に係る通信方法は、無線基地局と任意のチャネルを使用した無線ネットワークを介して接続された少なくとも１以上の無線端末に対して、前記無線基地局を介してパケットをマルチキャスト又はブロードキャストで送信するサーバにおける通信方法であって、前記無線端末に関する情報を取得するステップと、前記無線端末に関する情報に基づいて、データの優先度を決定するステップと、前記優先度が決定された前記データを含む前記パケットを生成するステップと、前記無線基地局において単位時間あたりに前記チャネルが使用されている時間である被チャネル使用時間を取得するステップと、前記被チャネル使用時間に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記単位時間あたりに前記チャネルを使用できる時間であるチャネル使用可能時間を算出するステップと、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記チャネルを使用すると予想される時間である第１のチャネル使用予想時間を算出するステップと、前記第１のチャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間以下になるように、前記パケットに含まれる前記データの前記優先度に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信する際に適用する無線伝送レートを算出するステップと、前記パケット及び前記無線伝送レートを示す情報を前記無線基地局に送信するステップと、を含む。

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の一態様に係る通信方法によれば、無線ネットワーク上でマルチキャスト又はブロードキャストによりデータを送信する際に、データの優先度に基づいて無線伝送レートを適応的に制御することにより、データをリアルタイムに送信することができる。

図１は、実施の形態に係る無線配信システムの構成を示す図である。 図２は、実施の形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態に係るサーバの構成を示すブロック図である。 図４は、無線伝送レート制御管理テーブルの一例を示す図である。 図５は、無線端末管理テーブルの一例を示す図である。 図６は、実施の形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。 図７は、実施の形態に係るサーバの処理を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態に係るサーバの処理を示すフローチャートである。 図９は、図８における無線伝送レート変更処理を具体的に示すフローチャートである。 図１０Ａは、図８における無線伝送レート変更処理の一例を説明するための図である。 図１０Ｂは、図８における無線伝送レート変更処理の一例を説明するための図である。 図１０Ｃは、図８における無線伝送レート変更処理の一例を説明するための図である。

（本開示の基礎となった知見）
本発明者らは、「背景技術」の欄において記載した技術に関し、以下の問題が生じることを見出した。

まず、無線ＬＡＮにおけるアクセス制御について説明する。無線ＬＡＮでは、予め選択した無線周波数（以下、「チャネル」という）を使用して、ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と呼ばれるＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に基づく自律分散的なアクセス制御が行われる。以下、無線配信システムにおける、ＤＣＦを使用したアクセス制御について説明する。

無線配信システムは、サーバと、無線基地局と、第１の無線端末と、第２の無線端末とを備えている。サーバは、有線ネットワークを介して無線基地局に接続されている。無線基地局は、任意のチャネルを使用した無線ネットワークを構築している。クライアントである第１の無線端末及び第２の無線端末は、無線ネットワークを介して無線基地局に接続されている。

第１の無線端末は、サーバにパケットを送信する際には、任意のチャネルを使用して、パケットを含むフレームを無線基地局に送信する。このとき、無線ネットワーク上でチャネル干渉が発生するのを防ぐため、第１の無線端末が上記チャネルを使用してフレームを送信している間、無線基地局及び第２の無線端末はフレームを送信することができない。また、第１の無線端末が送信した電波が、上記チャネルと同じチャネルを使用する他の無線ネットワークにも届く場合には、第１の無線端末が上記チャネルを使用してフレームを送信している間、当該他の無線ネットワークを構築する無線基地局及び無線端末もフレームを送信することができない。

ここで、無線ＬＡＮにおける無線伝送レートについて説明する。無線ＬＡＮでは、複数の無線伝送レートの中から任意の無線伝送レートを選択してフレームを送信する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの規格では、６，９，１３，１８，２４，３６，４８，５４Ｍｂｐｓの８つの無線伝送レートの中から任意の無線伝送レートを選択することができる。

一般的に、無線伝送レートが低速になるほど、無線ネットワーク上での伝送エラーの発生が少なくなり、且つ、フレームをより遠くまで到達させることができる。これにより、フレームの伝送に関する信頼性が高くなる。一方、無線伝送レートが高速になるほど、より多くの情報をより短時間に送信することができる。このため、同じ長さのフレームを送信する場合、無線伝送レートが高速になるほど、チャネルを使用する時間が短くなる。

次に、上述した無線配信システムにおいて、無線ネットワーク上でフレームをマルチキャストで送信する場合の無線伝送レートについて説明する。

サーバが第１の無線端末及び第２の無線端末に対してＩＰマルチキャストを使用してマルチキャストによりフレームを送信した際には、無線基地局は、サーバから受信したフレームを、無線ネットワークを介して第１の無線端末及び第２の無線端末に送信する。一般的に、無線基地局と第２の無線端末との間の距離が、無線基地局と第１の無線端末との間の距離よりも長い場合には、無線基地局から第２の無線端末に届く電波の減衰量は、無線基地局から第１の無線端末に届く電波の減衰量よりも大きくなる。

上述したように、無線ネットワーク上でマルチキャストによりフレームを送信する場合には、フレームの伝送エラーの発生時にフレームの再送が自動的に行われない。そのため、電波受信状況が異なる複数の無線端末に対するフレーム伝送の信頼性を確保するため、フレームの到達範囲が広くなるように、最も低速な無線伝送レートが選択される。しかしながら、選択した無線伝送レートが低速である場合には、ビットレートの高いデータをリアルタイムに送信することが困難になる。

このような課題に対して、特許文献１に開示された方法では、無線基地局が複数の無線端末に対してマルチキャストによりフレームを送信する際に、使用するマルチキャストＩＰアドレスと、当該マルチキャストＩＰアドレス宛にサーバから送信されるフレームに含まれるデータのビットレート情報とを予め無線基地局に登録しておく。無線基地局は、登録されたマルチキャストＩＰアドレス宛のフレームをサーバから受信した際に、当該フレームに含まれるデータのビットレートに適した無線伝送レートを使用して、当該フレームをマルチキャストにより複数の無線端末に送信する。複数の無線端末の各々は、無線基地局との電波受信状況に応じて受信するデータのビットレートを選択し、当該データに対応するマルチキャストＩＰアドレスを含むＩＧＭＰのＪｏｉｎメッセージを送信する。これにより、複数の無線端末の各々は、フレーム伝送の信頼性を維持しながら、電波受信状況に適したビットレートのデータをリアルタイムに受信することができる。

しかしながら、特許文献１に開示された方法では、チャネル干渉の発生が考慮されていない。例えば、無線端末がフレームを送信し始めた場合には、無線基地局はフレームの送信自体ができなくなる。このため、無線端末がフレームを送信している間、無線基地局には送信待ちのフレームが蓄積される。その結果、サーバは、データをリアルタイムに送信することが困難になる。

また、特許文献２に開示された方法では、無線基地局は、マルチキャストによりフレームを送信する際に、チャネルが使用されていない時間（以下、「チャネル未使用時間」という）と、マルチキャストＩＰアドレス宛に送信されるデータのビットレートとに基づき、当該マルチキャストＩＰアドレス宛のフレームの送信に適用する最適な無線伝送レートを選択する。具体的には、無線基地局は、単位時間あたりのチャネル未使用時間を算出する。さらに、無線基地局は、マルチキャストＩＰアドレス宛にサーバから送信されたデータのビットレートに基づいて、フレームの送信に任意の無線伝送レートを選択した場合のチャネルを使用する時間がチャネル未使用時間以下になるように、無線伝送レートを選択する。

しかしながら、特許文献２に開示された方法では、チャネル未使用時間が極端に短い場合が考慮されていない。具体的には、フレームの送信に最も高速な無線伝送レートを選択した場合のチャネルを使用する時間がチャネル未使用時間を超えた際には、無線基地局に送信待ちのフレームが蓄積される。このため、サーバは、データをリアルタイムに送信することが困難になる。

このような課題を解決するために、本開示の一態様に係る通信方法は、無線基地局と任意のチャネルを使用した無線ネットワークを介して接続された少なくとも１以上の無線端末に対して、前記無線基地局を介してパケットをマルチキャスト又はブロードキャストで送信するサーバにおける通信方法であって、前記無線端末に関する情報を取得するステップと、前記無線端末に関する情報に基づいて、データの優先度を決定するステップと、前記優先度が決定された前記データを含む前記パケットを生成するステップと、前記無線基地局において単位時間あたりに前記チャネルが使用されている時間である被チャネル使用時間を取得するステップと、前記被チャネル使用時間に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記単位時間あたりに前記チャネルを使用できる時間であるチャネル使用可能時間を算出するステップと、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記チャネルを使用すると予想される時間である第１のチャネル使用予想時間を算出するステップと、前記第１のチャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間以下になるように、前記パケットに含まれる前記データの前記優先度に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信する際に適用する無線伝送レートを算出するステップと、前記パケット及び前記無線伝送レートを示す情報を前記無線基地局に送信するステップと、を含む。

本態様によれば、サーバは、第１のチャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間以下になるように、パケットに含まれるデータの優先度に基づいて無線伝送レートを制御する。例えば、チャネル使用可能時間が比較的短い場合には、無線基地局が無線ネットワーク上で優先度の低いデータを含むパケットを送信する際に、より高速な無線伝送レートを適用することにより、第１のチャネル使用予想時間を短くすることができ、データをリアルタイムに送信することができる。一方、例えば、チャネル使用可能時間が比較的長い場合には、無線基地局が無線ネットワーク上で優先度の高いデータを含むパケットを送信する際に、より低速な無線伝送レートを適用することにより、データの送信の信頼性を高めることができる。また、サーバは、無線端末に関する情報に基づいてデータの優先度を決定するので、無線端末に適したデータを優先的に送信することができる。

例えば、前記無線端末に関する情報を取得するステップでは、前記無線端末に関する情報を含むフィードバックパケットを前記無線端末から受信するように構成してもよい。

本態様によれば、サーバは、無線端末からフィードバックパケットを受信することにより、無線端末に関する情報を容易に取得することができる。

例えば、前記無線端末が前記フィードバックパケットを前記サーバに送信する時間間隔は、前記無線ネットワークに接続されている前記無線端末の数に基づいて決定されるように構成してもよい。

本態様によれば、無線ネットワークに接続されている無線端末の数が増加した場合に、各無線端末がフィードバックパケットを送信することによる被チャネル使用時間の増大を抑制することができ、チャネル使用可能時間を確保することができる。これにより、サーバは、より信頼性の高い無線伝送レートを使用して、より多くのデータを含むパケットを無線基地局を介して無線端末に送信することができる。

例えば、前記無線端末が前記フィードバックパケットを前記サーバに送信する時間間隔は、前記被チャネル使用時間に基づいて決定されるように構成してもよい。

本態様によれば、被チャネル使用時間の増減に応じて、無線端末が送信するフィードバックパケットの数を制御することができる。これにより、サーバは、被チャネル使用時間を一定に保つことができ、一定の無線伝送レートを使用して、一定量のパケットを無線基地局を介して無線端末に送信することができる。

例えば、前記無線端末に関する情報は、前記無線端末の受信電波状況を示す受信電波情報、及び、前記無線端末が受信を要求するデータを示すデマンド情報のうち少なくとも１つを含むように構成してもよい。

本態様によれば、無線ネットワークに接続された無線端末の状況に基づいてデータの優先度を決定するので、例えばチャネル使用可能時間が短い場合であっても、無線端末に適したデータを優先的に送信することができる。

例えば、前記通信方法は、さらに、前記無線伝送レートの初期値を設定するステップを含み、前記無線伝送レートを算出するステップでは、前記第１のチャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間を超える場合に、特定のパケットに含まれる前記データの前記優先度に基づいて、前記無線伝送レートの前記初期値を変更するように構成してもよい。

本態様によれば、第１のチャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間を超える場合に、データの優先度に基づいて無線伝送レートの初期値を変更する。例えば、優先度の低いデータに対応する無線伝送レートの初期値をより高い値に変更することにより、第１のチャネル使用予想時間をチャネル使用可能時間以下にすることができ、データをリアルタイムに送信することができる。

例えば、前記生成するステップでは、前記優先度が互いに異なる複数のデータをそれぞれ含む複数の前記パケットを生成し、前記第１のチャネル使用予想時間を算出するステップでは、前記無線基地局が前記複数のパケットを前記無線端末に送信するために、前記チャネルを使用すると予想される時間である前記第１のチャネル使用予想時間を算出し、前記無線伝送レートを算出するステップでは、前記第１のチャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間を超える場合に、前記複数のパケットの中から前記優先度が最も低い前記データを含む前記特定のパケットを抽出し、前記特定のパケットに対応する前記無線伝送レートの前記初期値をより高い値に変更するように構成してもよい。

本態様によれば、第１のチャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間を超える場合に、優先度が最も低いデータを含む特定のパケットに対応する無線伝送レートの初期値をより高い値に変更する。これにより、第１のチャネル使用予想時間をチャネル使用可能時間以下にすることができ、データをリアルタイムに送信することができる。

例えば、前記通信方法は、さらに、前記無線伝送レートを算出するステップで前記無線伝送レートを変更した後に、前記無線基地局が前記特定のパケットを含む複数の前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記チャネルを使用すると予想される時間である第２のチャネル使用予想時間を算出するステップと、前記第２のチャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間を超える場合に、前記特定のパケットを前記無線基地局に送信するか否かを判定するステップと、を含むように構成してもよい。

本態様によれば、第２のチャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間を超える場合に、特定のパケットを無線基地局に送信するか否かを判定する。例えば、チャネル使用可能時間が極端に短い場合に、サーバは、優先度が最も低いデータを含む特定のパケットを無線基地局に送信しないことにより、優先度の高いデータをリアルタイムに送信することができる。

例えば、前記通信方法は、さらに、前記判定するステップで前記特定のパケットを前記無線基地局に送信しないと判定した場合に、前記特定のパケットを廃棄するステップを含むように構成してもよい。

本態様によれば、特定のパケットを廃棄することにより、特定のパケットが無線基地局に蓄積されるのを抑制することができる。

例えば、前記送信するステップでは、前記パケットに対して前記無線伝送レートを示す識別子を付与するように構成してもよい。

本態様によれば、簡易な方法で、無線伝送レートを示す情報を無線基地局に送信することができる。

また、本開示の一態様に係るサーバは、無線基地局と任意のチャネルを使用した無線ネットワークを介して接続された少なくとも１以上の無線端末に対して、前記無線基地局を介してパケットをマルチキャスト又はブロードキャストで送信するサーバであって、前記無線端末から前記無線端末に関する情報を受信する受信部と、前記無線端末に関する情報に基づいて、データの優先度を決定する優先度制御部と、前記優先度が決定された前記データを含む前記パケットを生成する生成部と、前記無線基地局において単位時間あたりに前記チャネルが使用されている時間である被チャネル使用時間を取得する取得部と、前記被チャネル使用時間に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記単位時間あたりに前記チャネルを使用できる時間であるチャネル使用可能時間を算出する第１の算出部と、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために前記チャネルを使用すると予想される時間であるチャネル使用予想時間を算出し、前記チャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間以下になるように、前記パケットに含まれる前記データの前記優先度に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信する際に適用する無線伝送レートを算出する第２の算出部と、前記パケット及び前記無線伝送レートを示す情報を前記無線基地局に送信する送信部と、を備える。

また、本開示の一態様に係る無線配信システムは、サーバと、前記サーバとネットワークを介して接続された無線基地局と、前記無線基地局と任意のチャネルを使用した無線ネットワークを介して接続された少なくとも１以上の無線端末と、を備える無線配信システムであって、前記サーバは、前記無線端末から前記無線端末に関する情報を受信する第１の受信部と、前記無線端末に関する情報に基づいて、データの優先度を決定する優先度制御部と、前記優先度が決定された前記データを含むパケットを生成する生成部と、前記無線基地局において単位時間あたりに前記チャネルが使用されている時間である被チャネル使用時間を取得する取得部と、前記被チャネル使用時間に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記単位時間あたりに前記チャネルを使用できる時間であるチャネル使用可能時間を算出する第１の算出部と、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために前記チャネルを使用すると予想される時間であるチャネル使用予想時間を算出し、前記チャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間以下になるように、前記パケットに含まれる前記データの前記優先度に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信する際に適用する無線伝送レートを算出する第２の算出部と、前記パケット及び前記無線伝送レートを示す情報を前記無線基地局に送信する第１の送信部と、を備え、前記無線基地局は、前記サーバから前記パケット及び前記情報を受信する第２の受信部と、前記情報に基づいて、前記無線伝送レートを決定する決定部と、決定した前記無線伝送レートにより、前記パケットをマルチキャスト又はブロードキャストで前記無線端末に送信する第２の送信部と、を備える。

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又は記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態）
［１．無線配信システムの構成］
まず、図１を参照しながら、実施の形態に係る無線配信システムの構成について説明する。図１は、実施の形態に係る無線配信システムの構成を示す図である。

図１に示すように、無線配信システムは、サーバ１２と、無線基地局１３と、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂとを備えている。

サーバ１２は、有線ネットワーク１０（ネットワークの一例）を介して無線基地局１３と接続されている。サーバ１２は、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々に関する情報を含むフィードバックパケットを、無線基地局１３を介して複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々から受信し、受信したフィードバックパケットに基づいてデータの優先度（後述する）を決定する。サーバ１２は、優先度が決定されたデータを含むマルチキャストパケット（パケットの一例）を、無線基地局１３を介して複数の無線端末１４ａ及び１４ｂにマルチキャストで送信する。なお、有線ネットワーク１０は、１つ以上のルータ又は１つ以上のスイッチで構成されていてもよい。

無線基地局１３は、任意のチャネルを使用した無線ネットワーク１１を構築している。無線基地局１３は、サーバ１２からのマルチキャストパケットを受信し、且つ、受信したマルチキャストパケットを複数の無線端末１４ａ及び１４ｂにマルチキャストで送信する。また、無線基地局１３は、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々からのフィードバックパケットを受信し、受信したフィードバックパケットをサーバ１２に送信する。

複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々は、無線ネットワーク１１を介して無線基地局１３と接続されている。複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々は、無線基地局１３からのマルチキャストパケットを受信する。また、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々は、サーバ１２宛のフィードバックパケットを無線基地局１３に送信する。

なお、サーバ１２及び無線基地局１３は、有線ネットワーク１０を省いた、物理的に一つの装置として実現されていてもよい。

［２．無線基地局の構成］
次に、図２を参照しながら、無線基地局１３の構成について説明する。図２は、実施の形態に係る無線基地局１３の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、無線基地局１３は、有線通信部１３０１（第２の受信部の一例）と、無線伝送レート設定部１３０２と、パケット処理部１３０３（決定部の一例）と、被チャネル使用時間計測部１３０４（計測部の一例）と、無線通信部１３０５（送信部及び第２の送信部の一例）とを有している。

有線通信部１３０１は、有線ネットワーク１０を介してサーバ１２と接続されている。有線通信部１３０１は、サーバ１２からのマルチキャストパケットを受信する。また、有線通信部１３０１は、被チャネル使用時間計測部１３０４により計測された被チャネル使用時間（後述する）をサーバ１２に送信する。また、有線通信部１３０１は、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々からのフィードバックパケットをサーバ１２に送信する。

無線伝送レート設定部１３０２は、有線通信部１３０１で受信したマルチキャストパケットに含まれる識別子に対して、無線ネットワーク１１上においてマルチキャストパケットを送信する際に適用する無線伝送レートを対応付ける。なお、この対応付けは、有線ネットワーク１０又は無線ネットワーク１１を介して行われる。識別子は、例えば、イ）Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームに含まれるＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定されたＶＬＡＮ ＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）及びＰＣＰ（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｃｏｄｅ Ｐｏｉｎｔ）、ロ）ＩＰｖ４ヘッダに含まれるＴＯＳ（Ｔｙｐｅ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ハ）ＩＰｖ６ヘッダに含まれるＴｒａｆｆｉｃ Ｃｌａｓｓ、並びに、ニ）ＵＤＰヘッダに含まれる送信元ポート番号及び宛先ポート番号の少なくとも１つである。

無線伝送レート設定部１３０２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの規格に基づいて、６，９，１３，１８，２４，３６，４８，５４Ｍｂｐｓのうちいずれかの無線伝送レートを対応付けする。なお、無線伝送レート設定部１３０２は、予め固定値に設定された無線伝送レートを、マルチキャストパケットの識別子に対して対応付けてもよい。

パケット処理部１３０３は、無線ネットワーク１１上においてマルチキャストパケットを送信する際に、マルチキャストパケットに含まれる識別子に基づいて、無線伝送レート設定部１３０２により対応付けられた無線伝送レートを決定する。また、パケット処理部１３０３は、無線通信部１３０５が受信したフィードバックパケットを、有線通信部１３０１に出力する。

被チャネル使用時間計測部１３０４は、マルチキャストパケットの送信以外に、単位時間（例えば１００ｍｓｅｃ）あたりにチャネルが使用されている時間である被チャネル使用時間を計測する。

無線通信部１３０５は、無線ネットワーク１１を介して複数の無線端末１４ａ及び１４ｂと接続されている。無線通信部１３０５は、パケット処理部１３０３により決定された無線伝送レートを使用して、マルチキャストパケットを複数の無線端末１４ａ及び１４ｂにマルチキャストで送信する。また、無線通信部１３０５は、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々からのフィードバックパケットを受信する。

［３．サーバの構成］
次に、図３〜図５を参照しながら、サーバ１２の構成について説明する。図３は、実施の形態に係るサーバ１２の構成を示すブロック図である。図４は、無線伝送レート制御管理テーブル３０の一例を示す図である。図５は、無線端末管理テーブル５０の一例を示す図である。

図３に示すように、サーバ１２は、データ生成部１２０１と、パケット生成部１２０２（生成部の一例）と、無線伝送レート算出部１２０３（第２の算出部の一例）と、パケット送信部１２０４と、チャネル使用可能時間算出部１２０５（第１の算出部の一例）と、被チャネル使用時間取得部１２０６（取得部の一例）と、有線通信部１２０７（送信部及び第１の送信部の一例）と、フィードバック受信部１２０８（受信部及び第１の受信部の一例）と、無線端末管理テーブル記憶部１２０９と、優先度制御部１２１０とを有している。

データ生成部１２０１は、優先度制御部１２１０により優先度が決定されたデータを生成する。なお、優先度は、データを送信する優先順位を示す情報であり、例えば「高」、「中」、「低」の３段階で構成される。例えば、データに設定された優先度が「高」である場合には、当該データを送信する優先順位は最も高い。データに設定された優先度が「中」である場合には、当該データを送信する優先順位は２番目に高い。データに設定された優先度が「低」である場合には、当該データを送信する優先順位は最も低い。

パケット生成部１２０２は、データ生成部１２０１により生成されたデータを含むマルチキャストパケットを生成する。なお、サーバ１２においてマルチキャストパケットの宛先に指定されるマルチキャストＩＰアドレスは、全て同一であってもよい。これにより、有線ネットワーク１０が１つ以上のルータ又は１つ以上のスイッチで構成されている場合に、マルチキャストパケットを有線ネットワーク１０上で転送するための配送木の構築が行われる回数及び時間が、複数のマルチキャストＩＰアドレスを使用する場合に比べて少なくなる。その結果、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂは、サーバ１２が送信したマルチキャストパケットをより素早く受信することができる。

なお、パケット生成部１２０２は、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々がサーバ１２宛にフィードバックパケットを送信する時間間隔をマルチキャストパケットに付与してもよい。このとき、フィードバックパケットを送信する時間間隔は、無線端末管理テーブル５０（後述する）に格納された、無線ネットワーク１１に接続されている無線端末の数に基づいて決定されてもよい。あるいは、フィードバックパケットを送信する時間間隔は、被チャネル使用時間取得部１２０６から取得した被チャネル使用時間に基づいて決定されてもよい。

被チャネル使用時間取得部１２０６は、無線基地局１３の被チャネル使用時間計測部１３０４により計測された被チャネル使用時間を、無線基地局１３から取得する。

チャネル使用可能時間算出部１２０５は、被チャネル使用時間取得部１２０６により取得された被チャネル使用時間に基づいて、無線基地局１３がマルチキャストパケットを送信するために、単位時間あたりにチャネルを使用できる時間であるチャネル使用可能時間を算出する。具体的には、チャネル使用可能時間算出部１２０５は、例えば次式１を用いてチャネル使用可能時間を算出する。

上式１において、Ｔｕｓａｂｌｅはチャネル使用可能時間であり、αは０より大きく且つ１以下の実数であり、Ｔは無線基地局１３が被チャネル使用時間を計測する際の単位時間であり、Ｔｕｓｅｄは被チャネル使用時間である。なお、被チャネル使用時間は、今回計測された被チャネル使用時間と過去に計測された被チャネル使用時間との平均値であってもよい。

無線伝送レート算出部１２０３は、チャネル使用予想時間を算出する。チャネル使用予想時間は、無線基地局１３が任意の無線伝送レートを使用してマルチキャストパケットを複数の無線端末１４ａ及び１４ｂに送信する際に、チャネルを使用すると予想される時間である。具体的には、無線伝送レート算出部１２０３は、次式２及び３を用いて、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａで定められた規格に基づくチャネル使用予想時間を算出する。

上式２において、Ｔｅｓｔはチャネル使用予想時間であり、Ｎは優先度が設定されたデータを含むマルチキャストパケットの個数であり、ｔＤＩＦＳはＤＣＦ ＩＦＳ（Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）の時間間隔であり、ｔｂａｃｋｏｆｆはＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗに基づく平均バックオフ時間間隔であり、ｔＰＬＣＰ＿ｐｒｅａｍｂｌｅは無線ネットワーク１１上でＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のプリアンブル送信に要する時間であり、ｔＰＬＣＰ＿ｓｉｇｎａｌは無線ネットワーク１１上でＰＬＣＰヘッダのシグナル部分の送信に要する時間であり、ｔｖａｒｉａｂｌｅは無線ネットワーク１１上で後述するＰＬＣＰヘッダのサービス部分からパディングまでのビットを無線伝送レートで送信した場合に要する時間である。

また、上式３において、ＳＰＬＣＰ＿ｓｅｒｖｉｃｅはＰＬＣＰヘッダのサービス部分のビット数であり、ＳＰＳＤＵはマルチキャストパケットを含むＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ） Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔのビット数であり、Ｓｔａｉｌはフレームの終端を示すテイルビットのビット数であり、Ｓｐａｄｄｉｎｇはパディング部分のビット数であり、Ｓｓｙｍｂｌｅは無線ネットワーク１１上で無線伝送レートを使用してフレームを送信する場合の１シンボルあたりのビット数であり、ｔｓｙｍｂｌｅは無線ネットワーク１１上で１シンボルの送信に要する時間である。

無線伝送レート算出部１２０３は、チャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間以下になるように、マルチキャストパケットの個数及びサイズと、マルチキャストパケットに含まれるデータの優先度とに基づいて、マルチキャストパケットを送信する際に適用する無線伝送レートを算出する。このとき、無線伝送レート算出部１２０３は、チャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間以下になるように、マルチキャストパケットを送信する際に適用する無線伝送レートを算出できない場合には、マルチキャストパケットに含まれるデータの優先度に基づいて、マルチキャストパケットを無線基地局１３に送信するか否かを判定する。

さらに、無線伝送レート算出部１２０３は、送信対象のマルチキャストパケットに関する情報が格納された無線伝送レート制御管理テーブル３０を記憶している。ここで、図４を参照しながら、無線伝送レート制御管理テーブル３０について説明する。図４に示すように、無線伝送レート制御管理テーブル３０は、優先度列３０１、制御対象列３０２、送信対象列３０３及び無線伝送レート列３０４を含んでいる。

優先度列３０１には、マルチキャストパケットに含まれるデータの優先度が格納されている。図４に示す例では、優先度列３０１の１行目には、最も高い優先度を示す「高」という情報が格納されている。優先度列３０１の２行目には、２番目に高い優先度を示す「中」という情報が格納されている。優先度列３０１の３行目には、最も低い優先度を示す「低」という情報が格納されている。

制御対象列３０２には、マルチキャストパケットを送信する際に適用する無線伝送レートを変更する対象であるか否かを示す情報が格納されている。図４に示す例では、制御対象列３０２の１行目には、マルチキャストパケットを送信する際に適用する無線伝送レートを変更する対象でないことを示す「ｆａｌｓｅ」という情報が格納されている。制御対象列３０２の２行目及び３行目には、マルチキャストパケットを送信する際に適用する無線伝送レートを変更する対象であることを示す「ｔｒｕｅ」という情報が格納されている。

送信対象列３０３には、マルチキャストパケットを送信する対象であるか否かを示す情報が格納されている。図４に示す例では、送信対象列３０３の１行目、２行目及び３行目には、マルチキャストパケットを送信する対象であることを示す「ｔｒｕｅ」という情報が格納されている。

無線伝送レート列３０４には、マルチキャストパケットを送信する際に適用する無線伝送レートを示す情報が格納されている。図４に示す例では、無線伝送レート列３０４の１行目には、無線伝送レートが６Ｍｂｐｓであることを示す「ＯＦＤＭ６Ｍｂｐｓ」という情報が格納されている。無線伝送レート列３０４の２行目には、無線伝送レートが１２Ｍｂｐｓであることを示す「ＯＦＤＭ１２Ｍｂｐｓ」という情報が格納されている。無線伝送レート列３０４の３行目には、無線伝送レートが２４Ｍｂｐｓであることを示す「ＯＦＤＭ２４Ｍｂｐｓ」という情報が格納されている。

なお、無線基地局１３において、任意の優先度が設定されたデータを含むマルチキャストパケットを予め定められた無線伝送レートの初期値で必ず送信したい場合には、制御対象列３０２を「ｆａｌｓｅ」に設定し、且つ、無線伝送レート列３０４を無線伝送レートの初期値に設定すればよい。

図３に戻り、パケット送信部１２０４は、無線伝送レート算出部１２０３の算出結果に基づいて、送信対象のマルチキャストパケットに対して、無線伝送レートに対応する識別子（無線伝送レートを示す情報の一例）を付与する。

有線通信部１２０７は、有線ネットワーク１０を介して無線基地局１３と接続されている。有線通信部１２０７は、パケット送信部１２０４により処理されたマルチキャストパケットを無線基地局１３に送信する。このとき、マルチキャストパケットに対して無線伝送レートに対応する識別子が付与されているので、有線通信部１２０７は、マルチキャストパケットを無線基地局１３に送信することにより、無線伝送レートを示す情報を無線基地局１３に通知することになる。また、有線通信部１２０７は、無線基地局１３からの被チャネル使用時間を受信し、受信した被チャネル使用時間を被チャネル使用時間取得部１２０６に出力する。また、有線通信部１２０７は、無線基地局１３からのフィードバックパケットを受信し、受信したフィードバックパケットをフィードバック受信部１２０８に出力する。

フィードバック受信部１２０８は、有線通信部１２０７を介して、無線基地局１３からのフィードバックパケットを受信する。

無線端末管理テーブル記憶部１２０９は、フィードバックパケットに含まれる複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々に関する情報が格納された無線端末管理テーブル５０を記憶している。無線端末管理テーブル５０は、例えばサーバ１２が解像度の異なる３種類の映像データを送信する場合に、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々の映像表示能力に関するデマンド情報（後述する）に基づいて、データの優先度を決定する際に使用される。

ここで、図５を参照しながら、無線端末管理テーブル５０について説明する。図５に示すように、無線端末管理テーブル５０は、映像データ種別列５０１、解像度列５０２及び無線端末リスト列５０３を含んでいる。

映像データ種別列５０１には、映像データの種別に関する情報が格納されている。図５に示す例では、映像データ種別列５０１の１行目には、「映像データＡ」という情報が格納されている。映像データ種別列５０１の２行目には、「映像データＢ」という情報が格納されている。映像データ種別列５０１の３行目には、「映像データＣ」という情報が格納されている。

解像度列５０２には、映像データの解像度に関する情報が格納されている。図５に示す例では、解像度列５０２の１行目には、映像データＡの解像度である「１９２０×１０８０」という情報が格納されている。解像度列５０２の２行目には、映像データＢの解像度である「１２８０×７２０」という情報が格納されている。解像度列５０２の３行目には、映像データＣの解像度である「７２０×４８０」という情報が格納されている。

無線端末リスト列５０３には、映像データ種別列５０１に格納された映像データの受信を要求する無線端末に関する情報が格納されている。図５に示す例では、無線端末リスト列５０３の１行目には、映像データＡの受信を要求する無線端末が存在しないことを示す情報が格納されている。無線端末リスト列５０３の２行目には、無線端末１４ａが映像データＢの受信を要求することを示す「無線端末１４ａ」という情報が格納されている。無線端末リスト列５０３の３行目には、無線端末１４ｂが映像データＣの受信を要求することを示す「無線端末１４ｂ」という情報が格納されている。

優先度制御部１２１０は、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々に関する情報に基づいて、データの優先度を決定する。具体的には、優先度制御部１２１０は、無線端末管理テーブル５０を使用して、データの優先度を決定する。

［４．無線端末の構成］
次に、図６を参照しながら、無線端末１４ａ及び１４ｂの構成について説明する。図６は、実施の形態に係る無線端末１４ａ及び１４ｂの構成を示すブロック図である。なお、無線端末１４ａ及び１４ｂの各構成は同一であるため、以下では、無線端末１４ａの構成についてのみ説明する。

図６に示すように、無線端末１４ａは、無線通信部１４０１と、パケット受信部１４０２と、データ処理部１４０３と、フィードバック生成部１４０４と、フィードバック送信部１４０５とを有している。

無線通信部１４０１は、無線ネットワーク１１を介して無線基地局１３と接続されている。無線通信部１４０１は、無線基地局１３からのマルチキャストパケットを受信する。また、無線通信部１４０１は、フィードバック送信部１４０５からのサーバ１２宛のフィードバックパケットを無線基地局１３に送信する。

パケット受信部１４０２は、ＩＧＭＰのＪｏｉｎメッセージを使用して、サーバ１２が送信した任意のマルチキャストＩＰアドレス宛のマルチキャストパケットを、無線通信部１４０１から受信する。パケット受信部１４０２は、受信したマルチキャストパケットに含まれるデータをデータ処理部１４０３に出力する。

データ処理部１４０３は、パケット受信部１４０２からのマルチキャストパケットに含まれるデータを処理し、フィードバック生成部１４０４に出力する。

フィードバック生成部１４０４は、任意の時間間隔で、無線端末１４ａに関する情報を生成し、当該情報を含むフィードバックパケットを生成する。無線端末１４ａに関する情報は、例えば、サーバ１２が送信する少なくとも２種類以上のデータに関して無線端末１４ａが受信を要求するデータを示すデマンド情報を含む。具体的には、デマンド情報は、例えばサーバ１２が解像度の異なる２種類以上の映像データを送信する場合に、複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの各々のディスプレイの映像表示能力に適した解像度の映像データを示す情報である。

なお、無線端末１４ａに関する情報は、例えば、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）又はＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）等に代表される無線端末１４ａの受信電波状況を示す受信電波情報を含んでいてもよい。

受信電波情報については、フィードバック生成部１４０４が無線通信部１４０１から取得する。また、デマンド情報については、フィードバック生成部１４０４がデータ処理部１４０３から取得する。なお、デマンド情報は、無線端末１４ａを使用するユーザにより設定されてもよい。あるいは、デマンド情報は、無線端末１４ａのディスプレイの解像度等の表示能力、ＣＰＵの能力又は現在のＣＰＵの処理負荷等のデータ処理能力に基づいて設定されてもよい。

フィードバック送信部１４０５は、フィードバック生成部１４０４により生成されたフィードバックパケットを、無線通信部１４０１を介して無線基地局１３に送信する。

なお、フィードバックパケットを生成及び送信する時間間隔は、例えば被チャネル使用時間に基づいて、サーバ１２により決定されてもよい。あるいは、フィードバックパケットを生成及び送信する時間間隔は、例えば無線ネットワーク１１に接続されている複数の無線端末１４ａ及び１４ｂの数に基づいて、無線端末１４ａにより決定されてもよい。

［５．サーバの処理］
次に、図７〜図１０Ｃを参照しながら、実施の形態に係るサーバ１２の処理について説明する。図７及び図８は、実施の形態に係るサーバ１２の処理を示すフローチャートである。図９は、図８における無線伝送レート変更処理（Ｓ２０）の処理を具体的に示すフローチャートである。図１０Ａ〜図１０Ｃは、図８における無線伝送レート変更処理の一例を説明するための図である。

なお、図１０Ａ〜図１０Ｃでは、説明を簡略化するために、上式１においてα＝１であり、且つ、マルチキャストパケットＰ１，Ｐ２及びＰ３のそれぞれの個数及びサイズが同じであると仮定する。

まず、優先度制御部１２１０は、無線端末管理テーブル５０を使用して、データの優先度を決定する。ここで、図７を参照しながら、優先度制御部１２１０によるデータの優先度の決定処理の一例について説明する。

図７に示すように、優先度制御部１２１０は、無線端末管理テーブル５０の映像データ種別列５０１に格納された映像データの種別毎に、無線端末リスト列５０３に格納された無線端末の数をカウントする（Ｓ１）。

次に、優先度制御部１２１０は、映像データ種別列５０１に格納された映像データの種別毎に、ステップＳ１でカウントした無線端末の数が多い方から優先度を「高」、「中」及び「低」の順に付与することにより、優先度を決定する（Ｓ２）。

図５に示す例では、映像データＢ及びＣに対する無線端末リスト列５０３にそれぞれ１台ずつ無線端末が格納されている。例えばデマンド情報が無線端末１４ａ及び１４ｂの各々のディスプレイの映像表示能力に適した解像度の映像データを示す情報である場合、優先度制御部１２１０は、当該デマンド情報に基づいて、無線端末１４ａ及び１４ｂがいずれも表示可能な解像度の映像データＣに関する優先度を「高」に決定し、無線端末１４ａのみが表示可能な解像度の映像データＢに関する優先度を「中」に決定し、無線端末１４ａ及び１４ｂがいずれも表示不可能な解像度の映像データＡに関する優先度を「低」に決定する。

次に、図８を参照しながら、マルチキャストパケットの送信処理の一例について説明する。図８に示すように、まず、パケット生成部１２０２は、データ生成部１２０１により生成されたデータを含むマルチキャストパケットを生成する（Ｓ１１）。具体的には、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、データの優先度は「高」、「中」及び「低」の３段階で構成され、パケット生成部１２０２は、優先度「高」のデータを含むマルチキャストパケットＰ１と、優先度「中」のデータを含むマルチキャストパケットＰ２と、優先度「低」のデータを含むマルチキャストパケットＰ３とを生成する。なお、図５に示す例では、優先度「高」のデータは映像データＣであり、優先度「中」のデータは映像データＢであり、優先度「低」のデータは映像データＡである。

無線伝送レート算出部１２０３は、パケット生成部１２０２により生成されたマルチキャストパケットＰ１，Ｐ２及びＰ３に含まれるデータの優先度「高」、「中」及び「低」毎に、マルチキャストパケットの個数及びサイズをカウントする（Ｓ１２）。

次に、無線伝送レート算出部１２０３は、図４に示す送信対象列３０３が「ｔｒｕｅ」となる、マルチキャストパケットＰ１，Ｐ２及びＰ３にそれぞれ含まれるデータの優先度「高」、「中」及び「低」毎に、無線伝送レートの初期値Ｒ１，Ｒ２及びＲ３を設定する（Ｓ１３）。すなわち、無線伝送レート算出部１２０３は、優先度「高」に対する無線伝送レートの初期値Ｒ１を設定し、優先度「中」に対する無線伝送レートの初期値Ｒ２を設定し、優先度「低」に対する無線伝送レートの初期値Ｒ３を設定する。なお、説明の都合上、無線伝送レートの初期値Ｒ１，Ｒ２及びＲ３は全て同じ値であると仮定する。

次に、被チャネル使用時間取得部１２０６は、被チャネル使用時間Ｔｕｓｅｄを無線基地局１３から取得する（Ｓ１４）。チャネル使用可能時間算出部１２０５は、被チャネル使用時間取得部１２０６により取得された被チャネル使用時間Ｔｕｓｅｄに基づいて、チャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅを算出する（Ｓ１５）。

次に、無線伝送レート算出部１２０３は、無線伝送レートの初期値Ｒ１，Ｒ２及びＲ３と、マルチキャストパケットＰ１，Ｐ２及びＰ３のそれぞれの個数及びサイズとに基づいて、チャネル使用予想時間（第１のチャネル使用予想時間の一例）を算出する（Ｓ１６）。

次に、無線伝送レート算出部１２０３は、チャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅ以下であるか否かを判定する（Ｓ１７）。図１０Ａに示すように、無線伝送レート算出部１２０３は、チャネル使用予想時間Ｔｅｓｔ＿１がチャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅ以下であると判定した場合には（Ｓ１７でＹＥＳ）、無線伝送レートの初期値Ｒ１，Ｒ２及びＲ３を変更することなくそのまま維持する。パケット送信部１２０４は、マルチキャストパケットＰ１，Ｐ２及びＰ３に対して、無線伝送レートの初期値Ｒ１，Ｒ２及びＲ３に対応する識別子をそれぞれ付与する。これにより、有線通信部１２０７は、パケット送信部１２０４により処理されたマルチキャストパケットＰ１，Ｐ２及びＰ３をそれぞれ、無線伝送レートの初期値Ｒ１，Ｒ２及びＲ３で無線基地局１３に送信する（Ｓ１８）。

一方、図１０Ｂの（ａ）及び図１０Ｃの（ａ）に示すように、無線伝送レート算出部１２０３は、チャネル使用予想時間Ｔｅｓｔ＿２がチャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅを超えると判定した場合には（Ｓ１７でＮＯ）、無線伝送レート制御管理テーブル３０を探索することにより、制御対象列３０２及び送信対象列３０３がいずれも「ｔｒｕｅ」となる、マルチキャストパケットＰ１，Ｐ２及びＰ３に含まれるデータの優先度が存在するか否かを判定する（Ｓ１９）。すなわち、無線伝送レート算出部１２０３は、無線伝送レートを変更する制御対象であり、且つ、送信対象であるマルチキャストパケットが存在するか否かを判定する。

図４、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示す例では、無線伝送レート算出部１２０３は、制御対象であり、且つ、送信対象であるマルチキャストパケットＰ２及びＰ３が存在すると判定する（Ｓ１９でＹＥＳ）。この場合には、優先度に基づく無線伝送レート変更処理が実行される（Ｓ２０）。無線伝送レート変更処理については後で詳述する。

一方、無線伝送レート算出部１２０３は、制御対象であり、且つ、送信対象であるマルチキャストパケットが存在しない、換言すると、無線伝送レート制御管理テーブル３０において、全てのマルチキャストパケットＰ１，Ｐ２及びＰ３に含まれるデータの優先度に対して制御対象列３０２及び送信対象列３０３の少なくとも一方が「ｆａｌｓｅ」である場合には（Ｓ１９でＮＯ）、処理を終了する。

ここで、図９を参照しながら、上述した無線伝送レート変更処理（Ｓ２０）について具体的に説明する。図９に示すように、無線伝送レート算出部１２０３は、無線伝送レート制御管理テーブル３０を探索することにより、制御対象列３０２及び送信対象列３０３がいずれも「ｔｒｕｅ」となる、優先度が最も低いデータを含むマルチキャストパケット（特定のパケットの一例）を抽出する（Ｓ４１）。図４、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示す例では、無線伝送レート算出部１２０３は、優先度「低」のデータを含むマルチキャストパケットＰ３を抽出する。

次に、無線伝送レート算出部１２０３は、無線伝送レート制御管理テーブル３０において、抽出したマルチキャストパケットＰ３の優先度「低」に対応する無線伝送レートの初期値Ｒ３をより高い値に変更可能か否かを判定する（Ｓ４２）。無線伝送レート算出部１２０３は、無線伝送レートの初期値Ｒ３をより高い値に変更可能であると判定した場合には（Ｓ４２でＹＥＳ）、無線伝送レートの初期値Ｒ３をより高い値Ｒ３’（Ｒ３＜Ｒ３’）に変更する（Ｓ４３）。

次に、無線伝送レート算出部１２０３は、無線伝送レートの初期値Ｒ１，Ｒ２及び変更値Ｒ３’と、マルチキャストパケットＰ１，Ｐ２及びＰ３のそれぞれの個数及びサイズとに基づいて、チャネル使用予想時間（第２のチャネル使用予想時間の一例）を算出する（Ｓ４４）。なお、ステップＳ４４におけるチャネル使用予想時間の算出方法は、上述したステップＳ１６におけるチャネル使用予想時間の算出方法と同じである。

次に、無線伝送レート算出部１２０３は、チャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅ以下であるか否かを判定する（Ｓ４５）。図１０Ｂの（ｂ）に示すように、無線伝送レート算出部１２０３は、チャネル使用予想時間Ｔｅｓｔ＿３がチャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅ以下であると判定した場合には（Ｓ４５でＹＥＳ）、図８のステップＳ２１に進み、ステップＳ２０において、優先度が最も低いデータを含むマルチキャストパケットＰ３を廃棄したか否かを判定する。

図８に戻り、無線伝送レート算出部１２０３は、優先度が最も低いデータを含むマルチキャストパケットＰ３を廃棄していないと判定した場合には（Ｓ２１でＮＯ）、パケット送信部１２０４に無線伝送レートの初期値Ｒ１，Ｒ２及び変更値Ｒ３’を通知する。パケット送信部１２０４は、マルチキャストパケットＰ１及びＰ２に対して無線伝送レートの初期値Ｒ１及びＲ２に対応する識別子を付与し、且つ、マルチキャストパケットＰ３に対して無線伝送レートの変更値Ｒ３’に対応する識別子を付与する。これにより、有線通信部１２０７は、マルチキャストパケットＰ１及びＰ２をそれぞれ無線伝送レートの初期値Ｒ１及びＲ２で無線基地局１３に送信し、且つ、マルチキャストパケットＰ３を無線伝送レートの変更値Ｒ３’で無線基地局１３に送信する（Ｓ１８）。

図９のステップＳ４５に戻り、図１０Ｃの（ｂ）に示すように、無線伝送レート算出部１２０３は、チャネル使用予想時間Ｔｅｓｔ＿４がチャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅを超えると判定した場合には（Ｓ４５でＮＯ）、ステップＳ４２に戻る。これにより、無線伝送レート算出部１２０３は、マルチキャストパケットＰ３の優先度「低」に対応する無線伝送レートの変更値Ｒ３’をより高い値に変更可能か否かを判定する（Ｓ４２）。無線伝送レート算出部１２０３は、チャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅ以下になるまで、上述したステップＳ４２〜Ｓ４５の各処理を繰り返し実行する。

一方、無線伝送レート算出部１２０３は、マルチキャストパケットＰ３の優先度「低」に対応する無線伝送レートの初期値Ｒ３又は変更値Ｒ３’をより高い値に変更できないと判定した場合には（Ｓ４２でＮＯ）、図１０Ｃの（ｃ）に示すように、優先度が最も低いデータを含むマルチキャストパケットＰ３を送信対象から除外する（Ｓ４６）。具体的には、無線伝送レート算出部１２０３は、無線伝送レート制御管理テーブル３０において、優先度「低」に対応する送信対象列３０３を「ｔｒｕｅ」から「ｆａｌｓｅ」に変更する。なお、マルチキャストパケットＰ３の優先度「低」に対応する無線伝送レートの初期値Ｒ３又は変更値Ｒ３’をより高い値に変更できない場合としては、例えば無線伝送レートの初期値Ｒ３又は変更値Ｒ３’がＩＥＥＥ８０２．１１ａの規格の上限値５４Ｍｂｐｓである場合が考えられる。無線伝送レート算出部１２０３は、送信対象から除外した、優先度が最も低いデータを含むマルチキャストパケットＰ３を廃棄し（Ｓ４７）、図８のステップＳ２１に進む。

図８に戻り、無線伝送レート算出部１２０３は、ステップＳ２０において優先度が最も低いデータを含むマルチキャストパケットＰ３を廃棄したと判定した場合には（Ｓ２１でＹＥＳ）、ステップＳ１６に戻り、無線伝送レートの初期値Ｒ１及びＲ２と、マルチキャストパケットＰ１及びＰ２のそれぞれの個数及びサイズとに基づいて、チャネル使用予想時間Ｔｅｓｔ＿５を算出する（Ｓ１６）。図１０Ｃの（ｃ）に示すように、チャネル使用予想時間Ｔｅｓｔ＿５がチャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅ以下である場合には（Ｓ１７でＹＥＳ）、パケット送信部１２０４は、マルチキャストパケットＰ１及びＰ２に対して、無線伝送レートの初期値Ｒ１及びＲ２に対応する識別子をそれぞれ付与する。これにより、有線通信部１２０７は、マルチキャストパケットＰ１及びＰ２をそれぞれ、無線伝送レートの初期値Ｒ１及びＲ２で無線基地局１３に送信する（Ｓ１８）。

なお、チャネル使用予想時間Ｔｅｓｔ＿５がチャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅを超える場合には（Ｓ１７でＮＯ）、チャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間Ｔｕｓａｂｌｅ以下になるまで、上述したステップＳ１６，Ｓ１７及びＳ２０〜Ｓ２１の各処理が繰り返し実行される。

［６．効果］
以上説明したように、サーバ１２は、チャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間以下になるように、マルチキャストパケットに含まれるデータの優先度に基づいて無線伝送レートを制御する。例えば、チャネル使用可能時間が比較的短い場合には、無線基地局１３が無線ネットワーク１１上で優先度の低いデータを含むパケットを送信する際に、より高速な無線伝送レートを適用することにより、チャネル使用予想時間を短くすることができる。その結果、データをリアルタイムに送信することができる。また、サーバ１２は、無線端末１４ａ及び１４ｂの各々に関する情報に基づいてデータの優先度を決定するので、無線端末１４ａ及び１４ｂの各々に適したデータを優先的に送信することができる。

（他の変形例）
以上、一つ又は複数の態様に係る通信方法等について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

上記実施の形態では、サーバ１２がマルチキャストパケットを複数の無線端末１４ａ及び１４ｂにマルチキャストで送信する場合について説明したが、これに限定されず、例えばブロードキャストパケット（パケットの一例）を複数の無線端末１４ａ及び１４ｂにブロードキャストで送信してもよい。

上記実施の形態では、無線配信システムが２つの無線端末１４ａ及び１４ｂを備える場合について説明したが、これに限定されず、例えば１つ又は３つ以上の無線端末を備えてもよい。

上記実施の形態では、優先度を「高」、「中」及び「低」の３段階で構成したが、これに限定されず、例えば優先度を２段階又は４段階以上で構成してもよい。

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサ等のプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態のサーバ等を実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。

すなわち、このプログラムは、コンピュータに、無線端末に関する情報を取得するステップと、無線端末に関する情報に基づいて、データの優先度を決定するステップと、優先度が決定されたデータを含むパケットを生成するステップと、無線基地局において単位時間あたりにチャネルが使用されている時間である被チャネル使用時間を取得するステップと、被チャネル使用時間に基づいて、無線基地局がパケットを無線端末に送信するために、単位時間あたりにチャネルを使用できる時間であるチャネル使用可能時間を算出するステップと、無線基地局がパケットを無線端末に送信するために、チャネルを使用すると予想される時間である第１のチャネル使用予想時間を算出するステップと、第１のチャネル使用予想時間がチャネル使用可能時間以下になるように、パケットに含まれるデータの優先度に基づいて、無線基地局がパケットを無線端末に送信する際に適用する無線伝送レートを算出するステップと、パケット及び無線伝送レートを示す情報を無線基地局に送信するステップとを実行させる。

上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されているとしても良い。前記ＩＣカード又は前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるコンピュータシステムである。前記ＩＣカード又は前記モジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしても良い。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ＩＣカード又は前記モジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしても良い。

本発明は、上記に示す方法であるとしても良い。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしても良いし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしても良い。また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）、半導体メモリ等に記録したものとしても良い。また、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしても良い。また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしても良い。また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしても良い。また、前記プログラム又は前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、又は前記プログラム又は前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしても良い。

本開示に係る通信方法、サーバ及び無線配信システムは、例えば自動運転車両に道路状況等を示すダイナミックマップをリアルタイムに配信するためのシステム等に有用である。

１０ 有線ネットワーク
１１ 無線ネットワーク
１２ サーバ
１３ 無線基地局
１４ａ，１４ｂ 無線端末
３０ 無線伝送レート制御管理テーブル
５０ 無線端末管理テーブル
３０１ 優先度列
３０２ 制御対象列
３０３ 送信対象列
３０４ 無線伝送レート列
５０１ 映像データ種別列
５０２ 解像度列
５０３ 無線端末リスト列
１２０１ データ生成部
１２０２ パケット生成部
１２０３ 無線伝送レート算出部
１２０４ パケット送信部
１２０５ チャネル使用可能時間算出部
１２０６ 被チャネル使用時間取得部
１２０７，１３０１ 有線通信部
１２０８ フィードバック受信部
１２０９ 無線端末管理テーブル記憶部
１２１０ 優先度制御部
１３０２ 無線伝送レート設定部
１３０３ パケット処理部
１３０４ 被チャネル使用時間計測部
１３０５，１４０１ 無線通信部
１４０２ パケット受信部
１４０３ データ処理部
１４０４ フィードバック生成部
１４０５ フィードバック送信部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ マルチキャストパケット

Claims (12)

1. 無線基地局と任意のチャネルを使用した無線ネットワークを介して接続された少なくとも１以上の無線端末に対して、前記無線基地局を介してパケットをマルチキャスト又はブロードキャストで送信するサーバにおける通信方法であって、
   前記無線端末の映像表示能力に関する情報を取得するステップと、
   前記無線端末の映像表示能力に関する情報に基づいて、データの優先度を決定するステップと、
   前記優先度が決定された前記データを含む前記パケットを生成するステップと、
   前記無線基地局において単位時間あたりに前記チャネルが使用されている時間である被チャネル使用時間を取得するステップと、
   前記被チャネル使用時間に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記単位時間あたりに前記チャネルを使用できる時間であるチャネル使用可能時間を算出するステップと、
   前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記チャネルを使用すると予想される時間である第１のチャネル使用予想時間を算出するステップと、
   前記第１のチャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間以下になるように、前記パケットに含まれる前記データの前記優先度に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信する際に適用する無線伝送レートを算出するステップと、
   前記パケット及び前記無線伝送レートを示す情報を前記無線基地局に送信するステップと、を含む
   通信方法。
2. 前記データの優先度は、前記データの解像度が低いほど前記優先度が高くなるように決定される
   請求項１に記載の通信方法。
3. 前記無線端末の映像表示能力に関する情報を取得するステップでは、前記無線端末の映像表示能力に関する情報を含むフィードバックパケットを前記無線端末から受信する
   請求項１に記載の通信方法。
4. 前記無線端末が前記フィードバックパケットを前記サーバに送信する時間間隔は、前記無線ネットワークに接続されている前記無線端末の数に基づいて決定される
   請求項３に記載の通信方法。
5. 前記無線端末が前記フィードバックパケットを前記サーバに送信する時間間隔は、前記被チャネル使用時間に基づいて決定される
   請求項３に記載の通信方法。
6. 前記通信方法は、さらに、前記無線伝送レートの初期値を設定するステップを含み、
   前記無線伝送レートを算出するステップでは、前記第１のチャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間を超える場合に、特定のパケットに含まれる前記データの前記優先度に基づいて、前記無線伝送レートの前記初期値を変更する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信方法。
7. 前記生成するステップでは、前記優先度が互いに異なる複数のデータをそれぞれ含む複数の前記パケットを生成し、
   前記第１のチャネル使用予想時間を算出するステップでは、前記無線基地局が前記複数のパケットを前記無線端末に送信するために、前記チャネルを使用すると予想される時間である前記第１のチャネル使用予想時間を算出し、
   前記無線伝送レートを算出するステップでは、前記第１のチャネル使用予想時間が前記
   チャネル使用可能時間を超える場合に、前記複数のパケットの中から前記優先度が最も低い前記データを含む前記特定のパケットを抽出し、前記特定のパケットに対応する前記無線伝送レートの前記初期値をより高い値に変更する
   請求項６に記載の通信方法。
8. 前記通信方法は、さらに、
   前記無線伝送レートを算出するステップで前記無線伝送レートを変更した後に、前記無線基地局が前記特定のパケットを含む複数の前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記チャネルを使用すると予想される時間である第２のチャネル使用予想時間を算出するステップと、
   前記第２のチャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間を超える場合に、前記特定のパケットを前記無線基地局に送信するか否かを判定するステップと、を含む
   請求項６又は７に記載の通信方法。
9. 前記通信方法は、さらに、前記判定するステップで前記特定のパケットを前記無線基地局に送信しないと判定した場合に、前記特定のパケットを廃棄するステップを含む
   請求項８に記載の通信方法。
10. 前記送信するステップでは、前記パケットに対して前記無線伝送レートを示す識別子を付与する
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信方法。
11. 無線基地局と任意のチャネルを使用した無線ネットワークを介して接続された少なくとも１以上の無線端末に対して、前記無線基地局を介してパケットをマルチキャスト又はブロードキャストで送信するサーバであって、
    前記無線端末から前記無線端末の映像表示能力に関する情報を受信する受信部と、
    前記無線端末の映像表示能力に関する情報に基づいて、データの優先度を決定する優先度制御部と、
    前記優先度が決定された前記データを含む前記パケットを生成する生成部と、
    前記無線基地局において単位時間あたりに前記チャネルが使用されている時間である被チャネル使用時間を取得する取得部と、
    前記被チャネル使用時間に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記単位時間あたりに前記チャネルを使用できる時間であるチャネル使用可能時間を算出する第１の算出部と、
    前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために前記チャネルを使用すると予想される時間であるチャネル使用予想時間を算出し、前記チャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間以下になるように、前記パケットに含まれる前記データの前記優先度に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信する際に適用する無線伝送レートを算出する第２の算出部と、
    前記パケット及び前記無線伝送レートを示す情報を前記無線基地局に送信する送信部と、を備える
    サーバ。
12. サーバと、前記サーバとネットワークを介して接続された無線基地局と、前記無線基地局と任意のチャネルを使用した無線ネットワークを介して接続された少なくとも１以上の無線端末と、を備える無線配信システムであって、
    前記サーバは、
    前記無線端末から前記無線端末の映像表示能力に関する情報を受信する第１の受信部と、
    前記無線端末の映像表示能力に関する情報に基づいて、データの優先度を決定する優先度制御部と、
    前記優先度が決定された前記データを含むパケットを生成する生成部と、
    前記無線基地局において単位時間あたりに前記チャネルが使用されている時間である被
    チャネル使用時間を取得する取得部と、
    前記被チャネル使用時間に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために、前記単位時間あたりに前記チャネルを使用できる時間であるチャネル使用可能時間を算出する第１の算出部と、
    前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信するために前記チャネルを使用すると予想される時間であるチャネル使用予想時間を算出し、前記チャネル使用予想時間が前記チャネル使用可能時間以下になるように、前記パケットに含まれる前記データの前記優先度に基づいて、前記無線基地局が前記パケットを前記無線端末に送信する際に適用する無線伝送レートを算出する第２の算出部と、
    前記パケット及び前記無線伝送レートを示す情報を前記無線基地局に送信する第１の送信部と、を備え、
    前記無線基地局は、
    前記サーバから前記パケット及び前記情報を受信する第２の受信部と、
    前記情報に基づいて、前記無線伝送レートを決定する決定部と、
    決定した前記無線伝送レートにより、前記パケットをマルチキャスト又はブロードキャストで前記無線端末に送信する第２の送信部と、を備える
    無線配信システム。

Images