JPWO2002032083A1 - データ通信品質制御システム、送信システム及び受信機 - Google Patents

Abstract

本発明は、送信システム及び受信機間でデータの種類に応じた最適な通信品質を保証できるようにする。本発明は、コンテンツを送信する送信システム２と、当該送信システム２から所定の通信路１５を経てコンテンツを受信する携帯無線端末８との間におけるデータ通信品質を制御する無線通信システム１において、送信システム２は、携帯無線端末８へ送信すべきコンテンツの種類に応じてデータ送出部１３における変調方式を変更することにより当該送信システム２及び携帯無線端末８間におけるデータ通信品質を制御し得、かくしてコンテンツの種類に応じた最も適切な変調方式によって所定のデータ通信品質を保持しつつ送信システム２から携帯無線端末８へデータ伝送を実行することができる。

Description

技術分野
本発明はデータ通信品質制御システム、送信システム及び受信機に関し、例えば画像又は音声等のコンテンツデータをサーバから経由して送信する基地局と、当該基地局からコンテンツデータを受信する携帯無線端末とによって構築される無線通信システムに適用して好適なものである。
背景技術
従来、基地局及び携帯無線端末によって構築される無線通信システムにおいては、基地局と携帯無線端末との間で無線通信チャンネルを確立し、当該無線通信チャンネルを介して音声、テキスト又は画像等の種々のアプリケーションデータに対するデータ通信を実行するようになされている。
また無線通信システムでは、基地局及び携帯無線端末間の無線通信路における種々の影響によって伝送状況が時々刻々と変化するため通信容量が一定ではない。そのため無線通信システムは、送信すべきデータのビットエラーレートが一定値以下になるように、基地局により設定した一定の伝送速度で当該基地局からアプリケーションデータを携帯無線端末へ送信している。
ところでかかる構成の無線通信システムにおいては、基地局からビットエラーレートを一定値以下にするための伝送速度でアプリケーションデータを携帯無線端末へ送信しているだけであって、アプリケーションデータの種類によっては伝送速度が遅くてもデータの信頼性が必要な場合や、データの信頼性が弱冠低くても高速な伝送速度が必要な場合等には対応しておらず、ユーザが希望する通信品質を提供しているとは必ずしもいえなかった。
発明の開示
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、データの種類に応じた最適な通信品質を保証し得るデータ通信品質制御システム、送信システム及び受信機を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、データを送信する送信システムと、当該送信システムから所定の通信路を経てデータを受信する受信機との間におけるデータ通信品質を制御するデータ通信品質制御システムにおいて、送信システムは、受信機へ送信すべきデータの種類に応じて変調方式を変更することにより当該送信システム及び受信機間におけるデータ通信品質を制御するようにした。
これによりデータの種類に応じた最も適切な変調方式によって所定のデータ通信品質を保持しつつ送信システムから受信機へデータ伝送を実行することができる。
また本発明においては、データを送信する送信システムと、当該送信システムから所定の通信路を経てデータを受信する受信機との間におけるデータ通信品質を制御するデータ通信品質制御システムにおいて、送信システムは、受信機へ送信すべきデータの種類に応じて、当該データを受信機へ送信する際に一時的にバッファリングする送信側データ蓄積量を調整し、受信機は、送信機から受信したデータを一時的にバッファリングする受信側データ蓄積量を送信側データ蓄積量と同じデータ蓄積量に調整することにより、当該送信システム及び受信機間におけるデータ通信品質を制御するようにした。
これによりデータの種類に応じた最適なデータ読出タイミングで受信機によりデータを読み出してデコード処理することができるので、データの種類に応じたデータ通信品質を保持しつつ送信システムから受信機へアンダーフロー又はオーバーフローを発生させることなく有効にデータ伝送を実行することができる。
さらに本発明においては、データを送信する送信システムと、当該送信システムから所定の通信路を経てデータを受信する受信機との間におけるデータ通信品質を制御するデータ通信品質制御システムにおいて、送信システムは、受信機へ送信すべきデータの種類に応じて、当該データを受信機へ送信する際の再送回数を調整することにより、当該送信システム及び受信機間におけるデータ通信品質を制御するようにした。
これによりデータの種類に応じた最も適切なデータの再送回数によって所定のデータ通信品質を保持しつつ送信システムから受信機へデータ伝送を実行することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
（１）無線通信システムの全体構成
図１において、１は全体として本発明におけるデータ通信品質制御システムとしての無線通信システムを示し、コンテンツを送信する送信システム２及び当該送信システム２からコンテンツを受信して表示する受信機としての携帯無線端末８によって構成されている。
送信システム２は、コンテンツを提供するサーバ３、当該サーバ３から供給されたコンテンツを携帯無線端末８へ送信する基地局４によって構築され、当該サーバ３の制御により基地局４と携帯無線端末８との間の通信品質を制御し得るようになされている。
携帯無線端末８は、例えばセルラーシステムにおける携帯電話機であり、当該携帯無線端末８自身が存在するセル範囲内の基地局４と無線チャンネルを確立し、サーバ３からのコンテンツを当該基地局４を経由して受信するようになされている。
（２）第１の実施の形態
（２−１）無線通信システムの回路構成
図２に示すように、サーバ３は、まず送信すべきコンテンツ（例えば動画、静止画、テキスト又は音声等）のコンテンツデータＤ１をエンコード部１１に入力し、マイクロプロセッサ構成の送信制御部１４により指定された所定の圧縮率でコンテンツデータＤ１を圧縮符号化することにより符号化データＤ２を生成し、これを基地局４のデータ蓄積部１２へ供給する。
基地局４は、サーバ３のエンコード部１１から供給された符号化データＤ２をデータ蓄積部１２に一旦格納した後、これをシステム側送信手段としてのデータ送出部１３へ送出する。
データ送出部１３は、符号化データＤ２に対して誤り訂正符号を付加すると共にパケット化し、サーバ３の送信制御部１４からの制御信号Ｓ１に応じた変調方式で変調することにより送信データＤ３を生成し、これを通信路１５を介して携帯無線端末８へ送信する。
携帯無線端末８は、送信データＤ３を受信機側受信手段としてのデータ受信部１６により受信し、これを受信データＤ４として復調処理及び誤り訂正処理することにより復調データＤ５を得、データ蓄積部１７に一旦格納した後デコード部１８へ送出する。
このとき同時にデータ受信部１６は、当該復調データＤ５に含まれているパイロット信号を検出することにより受信データＤ４におけるＣＩＲ（Ｃａｒｒｉ−ｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｒａｔｉｏ：希望波電力／干渉波電力）を算出し、これをＣＩＲの算出結果信号Ｄ５Ａとしてマイクロプロセッサ構成の受信制御部２０へ送出する。
なお受信制御部２０は、データ受信部１６からデータ蓄積部１７へ蓄積されるデータ蓄積量を監視しており、デコード部１８で復号し得るだけのデータ量が格納された時点でデコードタイミングを当該デコード部１８へ通知するようになされている。
デコード部１８は、受信制御部２０からのデコードタイミングの通知に従って復調データＤ５を復号し、その結果得られる復号データＤ６を表示部１９に送出し、当該表示部１９を介してコンテンツの内容を表示することによりユーザに視聴させるようになされている。
ところで図３に示すように、受信制御部２０は通信路１５を経由して受信した受信データＤ４のビットエラーレート（Ｂｉｔ　Ｅｒｒｏｒ　Ｒａｔｅ）を例えば「１．０」％（標準）に抑えたい場合、棒グラフで示したようなＣＩＲ及び伝送速度（ｋｂｐｓ）の関係を所定のアルゴリズムに従って算出し得るようになされている。
この場合、ＣＩＲが例えば０［ｄＢ］のとき、通信路１５を１５３．６［ｋｂｐｓ］の伝送速度で送信された送信データＳ３を携帯無線端末８のデータ受信部１６が受信すれば、その受信データＤ４のビットエラーレートを「１．０」％（標準）以下に抑えることができると考えられる。
即ち、ビットエラーレートを「１．０」％（標準）以下に抑えるためには、送信システム２側において、ＣＩＲが低くなるに連れて低伝送速度の変調方式を用いる必要があり、ＣＩＲが高くなるに連れて高伝送速度の変調方式を用いる必要がある。
ビットエラーレートを「１０」％以下又は「０．１」％に抑える場合も全く同様の関係であるが、その場合ビットエラーレートを「１．０」％（標準）以下に抑える場合と比較して全体的に要求される伝送速度が高くなるか低くなるかの違いが生じる。
受信制御部２０は、送信システム２へ要求するコンテンツの種類（動画、静止画、テキスト又は音声等）に応じてビットエラーレートを「１．０」％（標準）のままでよいか、それともビットエラーレートは「１０」％以下でよいから伝送速度の高速性が必要であるか、又は伝送速度の高速性は要らない代わりにビットエラーレートは「０．１」％の高信頼性が必要であるかを適宜決定するようになされている。
そして受信機側送信手段としての受信制御部２０は、適宜決定したビットエラーレートに応じて補正した新たな伝送速度（例えばＣＩＲが０［ｄＢ］でビットエラーレートを「１０」％以下に抑えたいときは３０７．２［ｋｂｐｓ］、ＣＩＲが０［ｄＢ］でビットエラーレートを「０．１」％以下に抑えたいときは７６．８［ｋｂｐｓ］）を決定し、これを補正伝送速度としてサーバ３における制御手段及びシステム側送信手段としての送信制御部１４へ要求信号Ｓ４を送信するようになされている。
サーバ３の送信制御部１４は、携帯無線端末８の受信制御部２０から要求信号Ｓ４によって要求された補正伝送速度で送信可能な変調方式（例えばＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｔａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）又は６４ＱＡＭ等）を適宜選択し、その変調方式を示す制御信号Ｓ１を基地局４のデータ送出部１３へ出力することにより、コンテンツの種類に応じた伝送速度及びビットエラーレートを満足させて伝送路１５における通信品質をコンテンツの種類に応じて最大限向上させ得るようになされている。
（２−２）携帯無線端末によるコンテンツの種類に応じた変調制御処理手順
すなわち無線通信システム１では、送信システム２と携帯無線端末８との間で図４に示すような手順で変調制御処理を実行する。
まずステップＳＰ１において送信システム２の基地局４は、データ送出部１３によりパイロット信号が含まれた送信データＤ３を携帯無線端末８へ送信し、次のステップＳＰ２へ移る。
ステップＳＰ２において携帯無線端末８は、データ受信部１６で受信した受信データＤ４中のパイロット信号を検出した後、次のステップＳＰ３で、そのパイロット信号に基づいて当該受信データＤ４におけるＣＩＲを算出する。
ステップＳＰ４において携帯無線端末８は、受信制御部２０により図３に示したＣＩＲと伝送速度の関係に従ってビットエラーレートを「１．０」％（標準）以下に抑えるため伝送速度を割り出し、次のステップＳＰ５へ移る。
ステップＳＰ５において携帯無線端末８は、受信制御部２０からサーバ３１へ要求するコンテンツの種類（動画像データ、テキストデータ又は音声データ等）に応じてビットエラーレートを「１．０」％のままにするか、「１０」％以下にして伝送速度の高速性を必要とするか、又は伝送速度の高速性は要らない代わりにビットエラーレートを「０．１」％以下にして高信頼性を必要とするかを適宜決定し、その決定したビットエラーレートとＣＩＲとに基づいて伝送速度を補正する。
ステップＳＰ６において携帯無線端末８は、受信制御部２０から当該補正後の補正伝送速度をサーバ３の送信制御部１４へ要求し、次のステップＳＰ７へ移る。
ステップＳＰ７においてサーバ３の送信制御部１４は、携帯無線端末８から補正伝送速度に対する要求を受信する。
ステップＳＰ８においてサーバ３の送信制御部１４は、補正伝送速度で送信可能な変調方式を決定し、その変調方式を示す制御信号Ｓ１を基地局４のデータ送出部１３へ出力することにより、補正伝送速度で基地局４から送信データＤ３を携帯無線端末８へ送信する。
ステップＳＰ９において携帯無線端末８は、基地局４から補正伝送速度で送信された送信データＤ３をデータ受信部１６で受信することにより、コンテンツの種類に対して最適なビットエラーレートを満足する受信データＤ４を得ることができる。
（２−３）送信システムによるコンテンツの種類に応じた変調制御処理手順
これに対して無線通信システム１では、送信システム２と携帯無線端末８との間で、図５に示すように送信システム２側の制御によって変調制御処理を実行することも可能である。
まずステップＳＰ１１において送信システム２の基地局４は、データ送出部１３によりパイロット信号が含まれた送信データＤ３を携帯無線端末８へ送信し、次のステップＳＰ１２へ移る。
ステップＳＰ１２において携帯無線端末８は、データ受信部１６により受信データＤ４中のパイロット信号を検出した後、次のステップＳＰ１３で、そのパイロット信号に基づいて当該受信データＤ４におけるＣＩＲを算出し、これを受信制御部２０へ通知する。
ステップＳＰ１４において携帯無線端末８は、受信制御部２０によりＣＩＲと伝送速度の関係に従ってビットエラーレートを「１．０」％（標準）以下に抑えるための伝送速度を割り出し、次のステップＳＰ１５へ移る。
ステップＳＰ１５において携帯無線端末８は、ビットエラーレートを「１．０」％（標準）以下に抑えるための伝送速度を受信制御部２０からサーバ３の送信制御部１４へ要求し、次のステップＳＰ１６へ移る。
ステップＳＰ１６においてサーバ３の送信制御部１４は、携帯無線端末８から当該伝送速度に対する要求を受信する。
ステップＳＰ１７においてサーバ３の送信制御部１４は、携帯無線端末８から要求されたコンテンツの種類（動画像データ、テキストデータ又は音声データ等）に応じて携帯無線端末８からの要求通りにビットエラーレートを「１．０」％のままにするか、「１０」％以下にして伝送速度の高速性を必要とするか、又は伝送速度の高速性は要らない代わりにビットエラーレートを「０．１」％以下にして高信頼性を必要とするかを適宜決定し、その決定したビットエラーレートとＣＩＲとに基づいて伝送速度を補正する。
ステップＳＰ１８においてサーバ３の送信制御部１４は、補正した補正伝送速度で送信可能な変調方式を決定し、その変調方式を示す制御信号Ｓ１を基地局４のデータ送出部１３へ出力し、その補正伝送速度で基地局４から携帯無線端末８へ決定された補正伝送速度を通知する。
ステップＳＰ１９において携帯無線端末８の受信制御部２０は、補正伝送速度の通知を受け、その補正伝送速度に基づいて基地局４のデータ送出部１３における変調方式を推測し、当該推測した変調方式に対応する復調方式で復調処理する準備を行う。
ステップＳＰ２０においてサーバ３の送信制御部１４は、補正伝送速度で送信可能な変調方式を決定し、その変調方式を示す制御信号Ｓ１を基地局４のデータ送出部１３へ出力することにより、補正伝送速度で基地局４から送信データＤ３を携帯無線端末８へ送信する。
ステップＳＰ２１において携帯無線端末８は、基地局４から補正伝送速度で送信された送信データＤ３をデータ受信部１６で受信することにより、コンテンツの種類に対して最適なビットエラーレートを満足する受信データＤ４を得ることができる。
（２−４）動作及び効果
以上の構成において、無線通信システム１では携帯無線端末８のデータ受信部１６で受信した受信データＤ４中のパイロット信号に基づいて当該受信データＤ４におけるＣＩＲを算出し、当該ＣＩＲと伝送速度の関係（図３）に従ってビットエラーレートを「１．０」％（標準）以下に抑えるため伝送速度を決定する。
そして無線通信システム１では、携帯無線端末８又は送信システム２により、コンテンツの種類（動画像データ、テキストデータ又は音声データ等）に応じてビットエラーレートを「１．０」％、「１０」％又は「０．１」％のいずれかに決定し、その決定したビットエラーレートとＣＩＲとに基づいて伝送速度を補正する。
続いて無線通信システム１では、サーバ３の送信制御部１４により当該補正後の補正伝送速度で送信可能な変調方式を決定し、その変調方式を示す制御信号Ｓ１を基地局４のデータ送出部１３へ出力し、補正伝送速度で基地局４から送信データＤ３を携帯無線端末８へ送信する。
これにより携帯無線端末８は、基地局４からコンテンツの種類に応じて補正された補正伝送速度の送信データＤ３をデータ受信部１６で受信することができ、かくしてコンテンツの種類に対して必要な通信品質（ビットエラーレート）を満足する受信データＤ４を得ることができる。
（３）第２の実施の形態
図１に示すように無線通信システム２０は、サーバ３１及び基地局４からなる送信システム３０及び携帯無線端末３３によって構築されている。
（３−１）無線通信システムの回路構成
図２との対応部分に同一符号を付して示す図６に示すように、送信システム３０のサーバ３１は、送信すべきコンテンツ（例えば動画、静止画、テキスト又は音声等）のコンテンツデータＤ１をエンコード部１１に入力し、送信制御部３２により指定された所定の圧縮率でコンテンツデータＤ１を圧縮符号化することにより符号化データＤ２を生成し、これを基地局４のデータ蓄積部１２へ供給する。
基地局４は、サーバ３１のエンコード部１１から供給された符号化データＤ２をデータ蓄積部１２に一旦格納した後、これをデータ送出部１３へ送出する。データ送出部１３は、符号化データＤ２に対して誤り訂正符号を付加すると共にパケット化し、所定の変調方式で変調することにより送信データＤ３を生成し、これを通信路１５を介して携帯無線端末３３へ送信する。
携帯無線端末３３は、送信データＤ３をデータ受信部１６により受信し、これを受信データＤ４として復調処理及び誤り訂正処理することにより復調データＤ５を得、データ蓄積部１７に一旦格納した後デコード部１８へ送出する。
ところで受信制御部３４は、データ受信部１６からデータ蓄積部１７へ蓄積されるデータ蓄積量を監視しており、デコード部１８で復号し得るだけのデータ量が格納された時点でデコードタイミングを当該デコード部１８へ通知するようになされている。
デコード部１８は、受信制御部２０からのデコードタイミングの通知に従って復調データＤ５を復号し、その結果得られる復号データＤ６を表示部１９に送出し、当該表示部１９を介してコンテンツの内容を表示することによりユーザに視聴させるようになされている。
ところでサーバ３１の送信制御部３２では、基地局４のデータ蓄積部１２に対して格納する符号化データＤ２のデータ蓄積量を制御し得ると共に、当該データ蓄積部１２と連動させて携帯無線端末３３のデータ蓄積部１７に対する復調データＤ５のデータ蓄積量を制御し得るようになされている。
（３−２）コンテンツの種類に応じたバッファサイズ制御処理手順
すなわち無線通信システム２０では、送信システム３０と携帯無線端末３３との間で図７に示すような手順でデータ蓄積部１２及びデータ蓄積部１７に対するバッファサイズ制御処理を実行する。
まずステップＳＰ３０において携帯無線端末３３は、受信制御部２０から送信システム３０のサーバ３１における送信制御部３２に対してコンテンツの種類を要求する。
ステップＳＰ３１においてサーバ３１の送信制御部３２は、コンテンツの種類に応じてバッファサイズ設定信号Ｓ６をデータ蓄積部１２へ送出することにより、当該データ蓄積部１２に対する符号化データＤ２のデータ蓄積量（バッファサイズ）を設定すると共に、当該バッファサイズ設定信号Ｓ６を携帯無線端末３３の受信制御部３４に対しても送信することによりデータ蓄積部１７についてもデータ蓄積部１２と同様のデータ蓄積量を指定する。
ステップＳＰ３２において携帯無線端末３３は、受信制御部３４からデータ蓄積部１７に対してバッファサイズ設定信号Ｓ６を送出することにより、データ受信部１６で復調された復調データＤ５をデータ蓄積部１７に格納する際のデータ蓄積量（バッファサイズ）をデータ蓄積部１２と同様に設定し、次のステップＳＰ３３へ移る。
ここでデータ蓄積部１２及びデータ蓄積部１７の物理的な最大データ格納量は決まっているため、ここでいうデータ蓄積量（バッファサイズ）の設定とは、データ蓄積部１２及びデータ蓄積部１７の書込及び読出に関する使用態様を設定することを意味している。
ステップＳＰ３３において携帯無線端末８は、サーバ３１からの指定に従ってデータ蓄積部１７のバッファサイズを設定したので、受信制御部３４によりコンテンツのデータ通信開始の要求を基地局４を介してサーバ３１へ行う。
ステップＳＰ３４において基地局４は、サーバ３１のエンコード部１１から供給された符号化データＤ２のデータ蓄積部１２に対するバッファリングを開始し、次のステップＳＰ３５へ移る。
ステップＳＰ３５において基地局４は、データ送出部１３によりデータ蓄積部１２から符号化データＤ２を読み出す際、バッファサイズ設定信号Ｓ６に基づいて設定されたデータ蓄積量分の符号化データＤ２が蓄積された時点のタイミングから読み出し、変調処理を施して送信データＤ３のデータ送信を開始する。
ステップＳＰ３６の携帯無線端末３３は、基地局４からの送信データＤ３をデータ受信部１６により受信データＤ４として受信し、次のステップＳＰ３７へ移る。
ステップＳＰ３７の携帯無線端末３３は、サーバ３１から指定されたバッファサイズに従ってデータ蓄積部１７に所定データ蓄積量分の復調データＤ５が蓄積されたであろう読出タイミングから読み出し、デコード部１８によってデコード処理を開始する。
ここで図８に示すように、データ蓄積部１２及びデータ蓄積部１７のデータ蓄積量（バッファサイズ）をバッファサイズ設定信号Ｓ６に従って任意に設定した場合の当該バッファサイズ（大、中、小）と送信データＤ３の遅延時間との関係は図示の如く表される。
すなわち、バッファサイズと遅延時間との関係では、送信システム３０から携帯無線端末３３へデータ送信するときの遅延発生確率を遅延時間単位で表したものであり、バッファサイズを大きく設定したときには符号化データＤ２を格納して読み出すまでに長時間を要し、バッファサイズを小さく設定したときには符号化データＤ２を格納して読み出すまでに短時間で済むことが読み取れる。
また図９に示すように、バッファサイズ（大、中、小）とパケットロスとの関係では、携帯無線端末３３のデータ受信部１６で受信した受信データＤ４についてパケットロスが発生する割合の確率を当該割合単位で表したものであり、当該バッファサイズが小さくなるに連れてパケットロスの発生確率が高くなり、バッファサイズが大きくなるに連れてパケットロスの発生確率が低くなることが読み取れる。
このことは、サーバ３１の送信制御部３２が、基地局４のデータ蓄積部１２及び携帯無線端末３３のデータ蓄積部１７のバッファサイズを同一のデータ蓄積量に設定したことにより、当該データ蓄積部１２及びデータ蓄積部１７からのデータ読出タイミングも同一となることに起因するものである。
即ち、基地局４におけるデータ蓄積部１２及び携帯無線端末３３のデータ蓄積部１７のバッファサイズを通常の標準サイズよりも大きく設定した場合には、基地局４から通信路１５を介して携帯無線端末３３へデータ送信を開始したときに（ステップＳＰ３５、ステップＳＰ３６及びステップＳＰ３７）、通信路１５における通信状況が悪化したことによりデータ伝送速度が低下して、携帯無線端末３３のデータ蓄積部１７に十分なデータ蓄積量が格納されていない状態となっても、バッァサイズを大きく設定した分だけデコードのための読出タイミングが遅いのでアンダーフローの発生確率が低下する。
これに対して、基地局４におけるデータ蓄積部１２及び携帯無線端末３３のデータ蓄積部１７のバッファサイズを通常の標準サイズよりも小さく設定した場合には、基地局４から通信路１５を介して携帯無線端末３３へデータ送信を開始したときに（ステップＳＰ３５、ステップＳＰ３６及びステップＳＰ３７）、通信路１５における通信状況が悪化したことによりデータ伝送速度が低下して、携帯無線端末３３のデータ蓄積部１７に十分なデータ蓄積量が格納されていない状態になると、バッファサイズが小さい分だけデコードのための読出タイミングが早いのでアンダーフローが発生し易くなる。
従ってサーバ３１の送信制御部３２は、コンテンツの種類に応じてデータ蓄積部１２に対するデータ蓄積量及び携帯無線端末３３のデータ蓄積部１７に対するデータ蓄積部１２を制御することによりデータ蓄積から読み出しまでに要する時間を調整し得、これにより通信路１５におけるデータ伝送速度が低下した場合でもアンダーフローの発生を防止してデコードエラーを一段と低下し得るようになされている。
（３−３）動作及び効果
以上の構成において、サーバ３１の送信制御部３２は、携帯無線端末３３から要求されたコンテンツの種類（動画像データ、テキストデータ又は音声データ等）に応じて基地局４のデータ蓄積部１２及び携帯無線端末３３のデータ蓄積部１７におけるバッファサイズを任意に設定し、書込から読出までの所要時間を揃える。
即ちサーバ３１の送信制御部３２は、データ蓄積部１２及びデータ蓄積部１７におけるバッファサイズを通常の標準サイズのときよりも小さく設定すれば、基地局４から携帯無線端末３３までの送信データＤ３の遅延時間は短くなるものの、通信路１５における通信状況の悪化等により伝送速度が低下した場合には、当該携帯無線端末３３のデータ蓄積部１７に復調データＤ５が十分に蓄積されていない状況でデコードのための読み出しが行われるのでアンダーフローの生じるおそれがある。
これに対してサーバ３１の送信制御部３２は、データ蓄積部１２及びデータ蓄積部１７におけるバッファサイズを通常の標準サイズのときよりも大きく設定すれば、基地局４から携帯無線端末３３までの送信データＤ３の遅延時間は長くなるものの、通信路１５における通信状況の悪化等により伝送速度が低下した場合でも、バッファサイズを小さく設定したときよりも読出タイミングがその分だけ遅いので、データ蓄積部１７からデコードのための読み出しが行われてもアンダーフローの生じる確率を低下させることができる。
従ってサーバ３１の送信制御部３２は、コンテンツの種類に応じて信頼性の高いデータ通信を必要とする場合にはデータ蓄積部１２及びデータ蓄積部１７におけるバッファサイズを大きく設定し、信頼性よりも遅延時間の短い高速通信性を必要とする場合にはデータ蓄積部１２及びデータ蓄積部１７におけるバッファサイズを小さく設定することにより、携帯無線端末３３により種類の指定されたコンテンツに応じた最適な通信品質を提供する。
以上の構成によれば、無線通信システム２０は、サーバ３１の送信制御部３２によりコンテンツの種類に応じて基地局４のデータ蓄積部１２及び携帯無線端末３３のデータ蓄積部１７におけるバッファサイズを設定することにより、携帯無線端末３３に対してコンテンツの種類に応じた最適な通信品質を提供することができる。
（４）第３の実施の形態
図１に示したように、無線通信システム４０は、サーバ５１及び基地局４からなる送信システム５０及び携帯無線端末５３によって構築されている。
（４−１）無線通信システムの回路構成
図２との対応部分に同一符号を付して示す図１０に示すように、送信システム５０のサーバ５１は、送信すべきコンテンツ（例えば動画、静止画、テキスト又は音声等）のコンテンツデータＤ１をエンコード部１１に入力し、送信制御部５２により指定された所定の圧縮率でコンテンツデータＤ１を圧縮符号化することにより符号化データＤ２を生成し、これを基地局４のデータ蓄積部１２へ供給する。
基地局４は、サーバ５１のエンコード部１１から供給された符号化データＤ２をデータ蓄積部１２に一旦格納した後、これをデータ送出部１３へ送出する。データ送出部１３は、符号化データＤ２に対して誤り訂正符号を付加すると共にパケット化し、所定の変調方式で変調することにより送信データＤ３を生成し、これを通信路１５を介して携帯無線端末５３へ送信する。
携帯無線端末５３は、送信データＤ３をデータ受信部１６により受信し、これを受信データＤ４として復調処理及び誤り訂正処理することにより復調データＤ５を得、データ蓄積部１７に一旦格納した後デコード部１８へ送出する。
なお受信制御部５４は、データ受信部１６からデータ蓄積部１７へ蓄積されるデータ蓄積量を監視しており、デコード部１８で復号し得るだけのデータ量が格納された時点でデコードタイミングを当該デコード部１８へ通知するようになされている。
デコード部１８は、受信制御部５４からのデコードタイミングの通知に従って復調データＤ５を復号し、その結果得られる復号データＤ６を表示部１９に送出し、当該表示部１９を介してコンテンツの内容を表示することによりユーザに視聴させるようになされている。
ところでサーバ５１の送信制御部５２では、携帯無線端末３３から要求されたコンテンツの種類に応じて再送制御信号Ｓ８を基地局４のデータ送出部１３に対して出力するようになされており、これにより当該データ送出部１３から送信すべき送信データＤ３のパケット再送回数を制御し得るようになされている。
因みに基地局４のデータ蓄積部１２では、データ送出部１３でパケットを所定回数再送する場合でもオーバーフローが発生しない程度のデータ蓄積容量を有していることが前提となる。
（４−２）コンテンツの種類に応じたパケット再送回数制御処理手順
すなわち無線通信システム４０では、送信システム５０と携帯無線端末５３との間で、図１１に示すような手順により基地局４のデータ送出部１３から送信する送信データＤ３のパケット再送回数制御処理を実行する。
まずステップＳＰ４１において携帯無線端末５３は、受信制御部５４から送信システム５０のサーバ５１における送信制御部５２に対してコンテンツの種類を要求する。
ステップＳＰ４２においてサーバ５１の送信制御部５２は、指定されたコンテンツの種類に応じた再送制御信号Ｓ８を基地局４のデータ送出部１３に対して出力することにより、当該データ送出部１３におけるパケット再送回数をコンテンツの種類に応じて設定する。
ステップＳＰ４３において基地局４のデータ送出部１３は、データ蓄積部１２から符号化データＤ２を読み出してデータ送出部１３で変調処理を施すことによりデータ通信処理を開始し、次のステップＳＰ４４へ移る。
ステップＳＰ４４において基地局４のデータ送出部１３は、サーバ５１の送信制御部５２によって指定された再送制御信号Ｓ８に基づいて、送信すべきコンテンツの種類に応じたパケット再送回数で送信データＤ３のパケットを繰り返し再送することによりデータ送信を実行する。
ステップＳＰ４５において携帯無線端末５３のデータ受信部１６は、送信データＤ３を受信する。その際、図１２に示すように送信データＤ３のパケット再送回数が多いほど正確な復号データＤ６を得るまでの遅延時間が長くなる傾向にあり、パケット再送回数が少ないほど遅延時間が短くなる傾向にある。
また図１３に示すように、送信データＤ３のパケット再送回数が多いほどパケットロスは減少する傾向にあり、パケット再送回数が少ないほどパケットロスは増加する傾向にある。
従って、ステップＳＰ４６で携帯無線端末５３のデコード部１８は、デコード処理を開始するが、そのときパケット再送回数が少ないときはデコード結果を得るまでの遅延時間が短いものの、パケット再送回数が少ないためにデコードエラーが発生する確率が高い。
これに対してデコード部１８は、パケット再送回数が多いときはデコード結果を得るまでの遅延時間が長いものの、パケット再送回数が多いためにデコードエラーが発生する確率が低く確実に復号データＤ６を復元することができる。
（４−３）動作及び効果
以上の構成において、サーバ５１の送信制御部５２は、携帯無線端末５３から要求されたコンテンツの種類（動画像データ、テキストデータ又は音声データ等）に応じて基地局４のデータ送出部１３から送出する送信データのパケット再送回数を制御する。
即ちサーバ５１の送信制御部５２は、コンテンツの種類に応じて信頼性の高いデータ通信を必要とする場合にはパケット再送回数を多く設定し、信頼性よりも遅延時間の短い高速通信性を必要とする場合にはパケット再送回数を少なく設定することにより、携帯無線端末５３から種類の指定されたコンテンツの要求に対して最適な通信品質を保証することができる。
以上の構成によれば、無線通信システム２０は、サーバ５１の送信制御部５２によって基地局４のデータ送出部１３によるパケット再送回数をコンテンツの種類に応じて制御することにより、携帯無線端末３３に対してコンテンツの種類に応じた最適な通信品質を常に保証することができる。
（５）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、第１の実施の形態のように変調方式だけを制御し、第２の実施の形態のようにバッファサイズだけを制御し、又は第３の実施の形態のように再送回数又は再送時間だけを制御するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、変調方式とバッファサイズを組み合わせて制御したり、変調方式と再送回数又は再送時間を組み合わせて制御したり、バッファサイズと再送回数又は再送時間を組み合わせて制御したり、若しくは変調方式とバッファサイズと再送回数又は再送時間を全て組み合わせて制御するようにしても良い。
また上述の第２の実施の形態においては、受信機としての携帯無線端末３３から要求されたコンテンツの種類に応じてデータ蓄積部１２及びデータ蓄積部１７のデータ蓄積量（バッファサイズ）を設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、携帯無線端末３３の受信制御部３４によりフィードバックされた受信データＤ４のデータ誤り率（パケットロス等を含む）に応じてデータ蓄積量（バッファサイズ）を設定するようにしても良い。
さらに上述の第３の実施の形態においては、サーバ５１の送信制御部５２によってパケット再送回数を制御するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、パケット再送に要するパケット再送時間を調整することによって結果的にパケット再送回数を制御するようにしても良い。
さらに上述の第１の実施の形態においては、データ受信部１６でＣＩＲを算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、復調データＤ５を受信制御部５４へ送出し、当該受信制御部５４でＣＩＲを算出するようにしても良い。
さらに上述の第１〜第３の実施の形態においては、サーバ３、３１及び５１をエンコード部１１及び送信制御部１４、３２及び５２によって構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、送信制御部１４、３２及び５２を基地局４に設けたり、又は基地局４やその他の基地局を統括制御する統括基地局に設けるようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、受信機として携帯無線端末８、３３及び５３を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、無線通信機能を有するＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓ−ｔａｎｔ）やパーソナルコンピュータ等の他の種々の受信機を用いるようにしても良い。
上述のように本発明によれば、データの種類に応じた最も適切な変調方式によって所定のデータ通信品質を保持しつつ送信システムから受信機へデータ伝送を実行し得るデータ通信品質制御システム、送信システム及び受信機を実現することができる。
また本発明によれば、データの種類に応じた最適なデータ読出タイミングで受信機によりデータを読み出してデコード処理することができるので、データの種類に応じたデータ通信品質を保持しつつ送信システムから受信機へアンダーフロー又はオーバーフローを発生させることなく有効にデータ伝送を実行し得るデータ通信品質制御システム、送信システム及び受信機を実現することができる。
さらに本発明によれば、データの種類に応じた最も適切なデータの再送回数によって所定のデータ通信品質を保持しつつ送信システムから受信機へデータ伝送を実行し得るデータ通信品質制御システム、送信システム及び受信機を実現することができる。
産業上の利用可能性
本発明のデータ通信品質制御システム、送信システム及び受信機は、例えばサーバからコンテンツを基地局を介して携帯無線端末へ送信する際の通信品質を制御する無線通信システムに適応される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態における無線通信システムの全体構成を示す略線図である。
図２は、第１の実施の形態における無線通信システムの回路構成を示す略線的ブロック図である。
図３は、ＣＩＲと伝送速度との関係を示す特性曲線図である。
図４は、携帯無線端末によるコンテンツの種類に応じた変調制御処理手順を示すフローチャートである。
図５は、送信システムによるコンテンツの種類に応じた変調制御処理手順を示すフローチャートである。
図６は、第２実施の形態における無線通信システムの回路構成を示す略線的ブロック図である。
図７は、コンテンツの種類に応じたバッファサイズ制御処理手順を示すフローチャートである。
図８は、バッファサイズと遅延時間との関係を示す特性曲線図である。
図９は、バッファサイズとパケットロスとの関係を示す特性曲線図である。
図１０は、第３実施の形態における無線通信システムの回路構成を示す略線的ブロック図である。
図１１は、コンテンツの種類に応じたパケット再送回数制御処理手順を示すフローチャートである。
図１２は、パケット再送回数と遅延時間との関係を示す特性曲線図である。
図１３は、パケット再送回数とパケットロスとの関係を示す特性曲線図である。
符号の説明
１、２０、４０……無線通信システム、２、３０、５０……送信システム、３、３１、５１……サーバ、４……基地局、８、３３、５３……携帯無線端末、１１……エンコード部、１２、１７……データ蓄積部、１３……データ送出部、１５……通信路、１６……データ受信部、１８……デコード部、１４、３２、５２……送信制御部、２０、３４、５４……受信制御部

Claims (21)

1. データを送信する送信システムと、当該送信システムから所定の通信路を経て上記データを受信する受信機との間におけるデータ通信品質を制御するデータ通信品質制御システムにおいて、
   上記送信システムは、
   上記受信機へ送信すべき上記データの種類に応じて変調方式を変更することにより当該送信システム及び上記受信機間における上記データ通信品質を制御する
   ことを特徴とするデータ通信品質制御システム。
2. 上記送信システムは、
   上記データの種類に応じて当該データの高信頼性を不要とする場合には高伝送速度で伝送可能な変調方式を用い、
   上記データの種類に応じて当該データの高信頼性を必要とする場合には低伝送速度で伝送可能な変調方式を用いる
   ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のデータ通信品質制御システム。
3. 受信機からの要求に対応したデータを当該受信機へ送信する送信システムにおいて、
   上記受信機からの要求を受信するシステム側受信手段と、
   上記受信機に対して上記データを送信するシステム側送信手段と、
   上記要求に対応したデータの種類に応じて変調方式を変更することにより当該送信システム及び上記受信機間におけるデータ通信品質を制御する制御手段と
   を具えることを特徴とする送信システム。
4. 上記制御手段は、
   上記データの種類に応じてデータの高信頼性を不要とする場合には高伝送速度で伝送可能な変調方式を用い、
   上記データの種類に応じてデータの高信頼性を必要とする場合には低伝送速度で伝送可能な変調方式を用いる
   ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の送信システム。
5. 要求したデータを送信システムから受信する受信機において、
   上記送信システムに対して上記要求を送信する受信機側送信手段と、
   上記データの種類に応じて変調方式を変更することにより上記送信システム及び上記受信機間におけるデータ通信品質が制御された上記データを上記送信システムから受信する受信機側受信手段と
   を具えることを特徴とする受信機。
6. 上記受信機側受信手段は、
   上記要求したデータの種類が当該データの高信頼性を不要とするものである場合には、高伝送速度で伝送可能な変調方式が用いられた上記データを受信し、
   上記要求したデータの種類が当該データの高信頼性を必要とするものである場合には、低伝送速度で伝送可能な変調方式が用いられた上記データを受信する
   ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の受信機。
7. データを送信する送信システムと、当該送信システムから所定の通信路を経て上記データを受信する受信機との間におけるデータ通信品質を制御するデータ通信品質制御システムにおいて、
   上記送信システムは、上記受信機へ送信すべき上記データの種類に応じて、当該データを上記受信機へ送信する際に一時的にバッファリングする送信側データ蓄積量を調整し、
   上記受信機は、上記送信機から受信した上記データを一時的にバッファリングする受信側データ蓄積量を上記送信側データ蓄積量と同じデータ蓄積量に調整することにより、当該送信システム及び上記受信機間における上記データ通信品質を制御する
   ことを特徴とするデータ通信品質制御システム。
8. 上記送信システムは、
   上記データの種類に応じて当該データの高信頼性を不要とする場合には上記送信側データ蓄積量を上記受信側データ蓄積量と連動させて標準のデータ通信時よりも小さく設定することにより当該標準のデータ通信時よりも短時間で上記データを送信し、
   上記データの種類に応じて当該データの高信頼性を必要とする場合には上記送信側データ蓄積量を上記受信側データ蓄積量と連動させて上記標準のデータ通信時よりも大きく設定することにより当該標準のデータ通信時よりも長時間で上記データを送信する
   ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載のデータ通信品質制御システム。
9. 上記送信システムは、
   上記受信機から通知されたデータ誤り率に応じて上記送信側データ蓄積量を上記受信側データ蓄積量と連動させて調整する
   ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載のデータ通信品質制御システム。
10. 受信機からの要求に対応したデータを当該受信機へ送信する送信システムにおいて、
    上記受信機からの要求を受信するシステム側受信手段と、
    上記受信機に対して上記データを送信するシステム側送信手段と、
    上記要求に対応したデータの種類に応じて、当該データを上記受信機へ送信する際に一時的にバッファリングする送信側データ蓄積量を、上記受信機において上記データをバッファリングする受信側データ蓄積量とほぼ同一に調整することにより、当該送信システム及び上記受信機間における上記データ通信品質を制御する制御手段と
    を具えることを特徴とする送信システム。
11. 上記制御手段は、
    上記データの種類に応じて当該データの高信頼性を不要とする場合には上記送信側データ蓄積量を上記受信側データ蓄積量と連動させて標準のデータ通信時よりも小さく設定することにより当該標準のデータ通信時よりも短時間で上記データを送信し、
    上記データの種類に応じて当該データの高信頼性を必要とする場合には上記送信側データ蓄積量を上記受信側データ蓄積量と連動させて上記標準のデータ通信時よりも大きく設定することにより当該標準のデータ通信時よりも長時間で上記データを送信する
    ことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の送信システム。
12. 上記送信システムは、
    上記受信機から通知されたデータ誤り率に応じて上記送信側データ蓄積量を上記受信側データ蓄積量と連動させて調整する
    ことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の送信システム。
13. 要求したデータを送信システムから受信する受信機において、
    上記送信システムに対して上記要求を送信する受信機側送信手段と、
    上記要求したデータの種類に応じて当該データを上記受信機へ送信する際に一時的にバッファリングする送信側データ蓄積量を、上記受信機において上記データをバッファリングする受信側データ蓄積量と同一に調整することにより、上記送信システム及び当該受信機間における上記データ通信品質が制御された上記データを上記送信システムから受信する受信機側受信手段と
    を具えることを特徴とする受信機。
14. 上記受信機側受信手段は、
    上記要求したデータの種類が当該データの高信頼性を不要とするものである場合には、上記送信側データ蓄積量を上記受信側データ蓄積量と連動させて標準のデータ通信時よりも小さく設定することにより当該標準のデータ通信時よりも短時間で上記送信システムから送信された上記データを受信し、
    上記要求したデータの種類が当該データの高信頼性を必要とするものである場合には、上記送信側データ蓄積量を上記受信側データ蓄積量と連動させて上記標準のデータ通信時よりも大きく設定することにより当該標準のデータ通信時よりも長時間で上記送信システムから送信された上記データを受信する
    ことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の受信機。
15. 上記受信機側受信手段は、
    上記受信機から通知されたデータ誤り率に応じて上記送信側データ蓄積量を上記受信側データ蓄積量と連動させて調整することにより上記送信システム及び当該受信機間における上記データ通信品質が制御された上記データを上記送信システムから受信する
    ことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の受信機。
16. データを送信する送信システムと、当該送信システムから所定の通信路を経て上記データを受信する受信機との間におけるデータ通信品質を制御するデータ通信品質制御システムにおいて、
    上記送信システムは、
    上記受信機へ送信すべき上記データの種類に応じて、当該データを上記受信機へ送信する際の再送回数を調整することにより、当該送信システム及び上記受信機間における上記データ通信品質を制御する
    ことを特徴とするデータ通信品質制御システム。
17. 上記送信システムは、
    上記データの種類に応じて当該データを上記受信機へ送信する際の再送回数の最大値を調整することにより上記データ通信品質を制御する
    ことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載のデータ通信品質制御システム。
18. 受信機からの要求に対応したデータを当該受信機へ送信する送信システムにおいて、
    上記受信機からの要求を受信するシステム側受信手段と
    上記受信機に対して上記データを送信するシステム側送信手段と、
    上記要求に対応したデータの種類に応じて、当該データを上記受信機へ送信する際の再送回数を調整することにより、当該送信システム及び上記受信機間におけるデータ通信品質を制御する制御手段と
    を具えることを特徴とする送信システム。
19. 上記制御手段は、
    上記データの種類に応じて当該データを上記受信機へ送信する際の再送回数の最大値を調整することにより上記データ通信品質を制御する
    ことを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の送信システム。
20. 要求したデータを送信システムから受信する受信機において、
    上記送信システムに対して上記要求を送信する受信機側送信手段と、
    上記要求したデータの種類に応じて当該データを上記受信機へ送信する際の再送回数を調整することによりデータ通信品質が制御された上記データを上記送信システムから受信する受信機側受信手段と
    を具えることを特徴とする受信機。
21. 上記受信機側受信手段は、
    上記要求に対する上記データの種類に応じて当該データを上記受信機へ送信する際の再送回数の最大値を調整することにより上記データ通信品質が制御された上記データを上記送信システムから受信する
    ことを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の受信機。

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