JP4611274B2 - 無線ネットワークにおけるデータ伝送方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は無線ネットワークにおけるビデオデータの伝送に係り、さらに詳細にはビデオデータ伝送時、無線ネットワークの資源を効率的に用いることができるデータ伝送方法及び装置に関する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ、ｃｄｍａ２０００、ＵＭＴＳ、ＷｉＢｒｏ等の無線通信技術の発展と大衆化でホームネットワーク、無線インターネットが広く使われる予定で、これらサービスのキラーアプリケーションとしてビデオストリーミングが予想される。特に、ＤＭＢ（デジタルマルチメディアブロードキャスティング）のような放送システムが構築されながら無線通信におけるビデオストリーミングの重要性が浮び上がっている。

無線ネットワークでは、不安定なチャネル状況でパケット紛失が発生して受信側のユーザーが感じるビデオ品質に問題を引き起こすことができる。

ユーザーが感じるビデオ品質に異常がないようにするために従来には紛失されたパケットを再伝送したり、伝送速度を遅らせて再伝送する方法を用いている。さらに具体的に、データフレームをパケットを分けて伝送する時、所定パケットが伝送に失敗する場合、ビデオ送信装置は他のパケットの伝送を中止する。そして、伝送に失敗したパケットを成功的に伝送する時まで再伝送する。伝送に失敗したパケットをあらかじめ指定された回数だけ再伝送した後にも成功的に伝送されない場合、送信側はパケット伝送速度を下げて再伝送する。このような過程を経て伝送に失敗したパケットが成功的に伝送されれば、ビデオ送信装置は次のパケットを伝送する。

ところが従来のデータ伝送方法は、指定された帯域幅を最大限に活用してデータを無欠に伝送するのに重点を置いている。そのため制限された無線ネットワーク資源を効率的に用いていることができないという問題がある。

これで多くの発明（例えば、米国公開特許２００３−０００５３８２‘Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｆｒａｍｅ ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ａ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ’）が提示されたが上述した問題は相変らず解決されていない。

したがって無線ネットワークを介してビデオデータを伝送する場合、無線ネットワークの限られた資源を効率的に用いることができるデータ伝送方法と装置が必要である。
米国公開特許第２００３−０００５３８２号公報

本発明は前記した問題点を改善するために案出したものであって、データ伝送時無線ネットワークの資源を効率的に用いることができるデータ伝送方法及び装置を提供することに目的がある。

しかし本発明の目的は以上で言及した目的に制限されないし、言及されないまた他の目的は下記の記載から当業者に明確に理解されることができることである。

前記目的を達成するために本発明の実施形態によるデータ伝送方法は、無線ネットワークに伝送するデータを所定単位別にエンコーディングして前記伝送するデータのエラーを復旧するための情報が付加された送信データを提供する段階、前記送信データを前記無線ネットワークに送信する段階、前記送信データの伝送成功率を計算する段階及び前記伝送成功率が所定臨界値以上であるか否かによって前記送信データの伝送を制御する段階を含む。

前記目的を達成するために本発明の一実施形態による無線ネットワークにおけるデータ伝送装置は、無線ネットワークに伝送するデータを所定単位別にエンコーディングして前記伝送するデータのエラーを復旧するための情報が付加された送信データを提供するビデオデータ処理部、前記送信データを前記無線ネットワークに送信する送信部、前記送信データの伝送成功率を計算する計算部及び前記伝送成功率が所定臨界値以上であるか否かによって前記送信データの伝送を制御する判断部を含む。

その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すると明確になることである。しかし本発明は以下で開示する実施形態に限られることでなく相異なる多様な形態で具現されることができ、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにして、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範ちゅうを完全に知らせるために提供することであり、本発明は請求項の範ちゅうにより定義されるだけである。明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を指称する

前記したような本発明による無線ネットワークにおけるデータ伝送方法及び装置によれば、次のような効果がある。

第一に、制限された無線ネットワーク資源を効率的に用いることができるという長所がある。

第二に、保存部を効率的に用いることができるという長所がある。

以下、本発明の実施形態によって無線ネットワークにおけるデータ伝送方法及び装置を説明するためのブロック図または処理フローチャートに対する図面を参考にして本発明について説明するようにする。この時、処理フローチャート図面の各ブロックとフローチャート図面の組合はコンピュータプログラムインストラクションにより行われることができることを理解することができることである。これらコンピュータプログラムインストラクションは汎用コンピュータ、特殊用コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサに搭載されることができるので、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサを介して行われるそのインストラクションがフローチャートブロックで説明した機能を行う手段を生成するようになる。これらコンピュータプログラムインストラクションは特定方式で機能を具現するためにコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備を指向することができるコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリーに保存されることも可能であるので、そのコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリーに保存されたインストラクションはフローチャートブロックで説明した機能を行うインストラクション手段を含む製造品目を生産することも可能である。コンピュータプログラムインストラクションはコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備上に搭載されることも可能であるので、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備上で一連の動作段階が行われてコンピュータで実行されるプロセスを生成してコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備を行うインストラクションはフローチャートブロックで説明した機能を実行するための段階を提供することも可能である。

また、各ブロックは特定された論理的機能を実行するための一つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメントまたはコードの一部を示すことができる。また、いくつの代替実行例ではブロックで言及された機能が順序を外れて発生することも可能なことを注目しなければならない。例えば、相次いで示されている２個のブロックは事実実質的に同時に行われることも可能であってまたはそのブロックが時々該当する機能によって逆順で行われることも可能である。

図１は本発明の第１実施形態によるビデオ送信装置１００の構成を示す例示図である。

本実施形態で使われる‘〜部’という用語、すなわち‘モジュール’または‘テーブル’等はソフトウェア、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）または注文型半導体（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）のようなハードウェア構成要素を意味し、モジュールはある機能を行う。しかしモジュールはソフトウェアまたはハードウェアに限られる意味ではない。モジュールはアドレッシングできる保存媒体にあるように構成されることもできて一つまたはそれ以上のプロセッサを再生させるように構成されることもできる。したがって、一例でモジュールはソフトウェア構成要素、オブジェクト指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素及びタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバ、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、及び変数を含む。構成要素とモジュール内で提供する機能はさらに小さな数の構成要素及びモジュールで結合したり追加的な構成要素とモジュールでさらに分離されることができる。その上、構成要素及びモジュールはデバイス内の一つまたはそれ以上のＣＰＵを再生させるように具現されることもできる。

図示されたビデオ送信装置１００は入力部１１０、フレーム分類部１２０、ビデオデータ処理部１３０、送信部１４０、計算部１５０、判断部１６０、保存部１７０、制御部１８０及び受信部１９０を含む。

入力部１１０はＭＰＥＧのようなビデオデータを入力を受ける。

フレーム分類部１２０は入力部１１０を介して入力されたビデオデータをフレーム別に分類する。例えば、ＭＰＥＧビデオデータはＩフレーム、Ｂフレーム、Ｐフレームに分類することができる。この場合、各フレームデータがＭＰＥＧ ＴＳ（トランスポートストリーム）パケットに分けられる時フレーム分類部１２０は各ＴＳパケット毎にＩ／Ｐ／Ｂフレームタイプを表示しておく。

ビデオデータ処理部１３０は入力部１１０を介して入力されたビデオデータを処理する。図２はビデオデータ処理部１３０の構成をさらに詳細に示したブロック図である。

図示されたビデオデータ処理部１３０は、コーダー１３１、インターリーバ１３２及び伝送パケッタイザ１３３を含むことができる。

コーダー１３１はＦＥＣ（フォワードエラーコレクション）方式によってフレームデータをコード化する。ＦＥＣはフレームデータに一定大きさのデータを付加して、この付加したデータを介して流失されたりエラーが発生したデータを復旧することができるようにするのを言う。ＦＥＣ方式によるコーディングアルゴリズムとしてはリードソロモンコーディングアルゴリズム、ビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）アルゴリズムを例に挙げることができる。

リードソロモンアルゴリズムを用いる場合、実際データの大きさがＫ ｂｙｔｅであり、エンコーディングされたデータがＮ ｂｙｔｅの場合エンコーディング率はＲＳ（Ｎ、Ｋ）で示すことができる。ここで、コーディングによって付加したデータの大きさＲはＮ−Ｋである。リードソロモンアルゴリズムで、発生したエラーの大きさがＲ／２より小さい場合にはデータを復旧することができる。すなわち、Ｒの大きさを大きくするほどエラーを復旧することができる範囲が増加する。しかしＲを大きくするためにはＮを大きくしなければならなく、これは伝送するデータ量が多くなるのを意味する。

コーダー１３１はエンコーディング時付加するデータすなわち、エラーを復旧することができるデータの大きさはフレームの重要度によって差等的に付加することができる。例えば、コーダー１３１は他のフレームに比べてＩフレームにさらに多くの復旧データを付加することができる。なぜなら、ＩフレームはＢフレームとＰフレームが参照するフレームであるため、Ｉフレームにエラーが発生すればこれを参照するＢフレームとＰフレームにもエラーが発生するためである。

また、コーダー１３１は無線ネットワークの状況によってデータをエンコーディングする方式を調節することができる。例えば、伝送したパケットにおけるエラー発生率が少ない場合、コーダー１３１はエンコーディング時付加するデータの量を減らすことができる。またはＩフレームにだけ復旧データを付加して、Ｐフレームには復旧データを付加しないようにエンコーディング方式を変更することができる。

インターリーバ１３２は、コード化されたフレームデータをインターリービングする。ここで、インターリービングと言うことは、それぞれのパケットを複数個のブロックに分けて、他のパケットのブロックと統合して新しいパケットに作ることを意味する。すなわち、図２のように、２１０、２２０、２３０、２４０パケットにエンコーディングしたフレームデータを複数個のブロックに分けて、２１１パケットに２１０、２２０、２３０及び２４０パケットの一部を保存して、２１２、２１３、２１４パケットにも同様に一部を保存する。このようにインターリービングを行えば、パケット伝送時パケット単位でエラーが発生しても、エラーが発生したパケットによりフレームまたはビデオデータが全部消失することを防止することができる。

さらに具体的に、図２で、インターリービングを行わずにパケット伝送した時、２１０パケットが流失されるならば、２１０パケットが有しているフレームの特定データが全て流失される。インターリービングを行った後パケットを伝送すれば、２１１パケットが流失されても、２１０、２２０、２３０及び２４０パケットの一部が流出することである。すなわち、２１１パケット流失によるエラーが他のパケット２２０、２３０、２４０に分散されるためフレームまたはビデオデータが全部消失する場合を防ぐことができる。また、リードソロモンアルゴリズムによれば、各フレームデータで発生したエラーの大きさがＲ／２より小さい場合にはＦＥＣにより流失されたデータを復旧することができる。

一方、コード化されたデータがインターリーブされる時、インターリービングブロックの大きさは無線ネットワークの状態によって調節することができる。例えば、無線ネットワークのエラー発生率が高い場合、インターリーバ１３２はインターリービングブロックの大きさを小さく設定することができる。反対に、無線ネットワークのエラー発生率が低い場合、インターリーバ１３２はインターリービングブロックの大きさを大きく設定することができる。

伝送パケッタイザ１３３は、インターリーブされたフレームデータを複数個のパケットに分離して、各パケットのヘッダー部分に順次番号を追加する役割をする。順次番号は、後述するビデオ受信装置４００が受信されたデータを整列することに使われる。すなわち、ビデオ送信装置１００でパケットが伝送された順序とビデオ受信装置４００にパケットが受信された順序が異なる場合、ビデオ受信装置４００は順次番号を利用してパケットを整列する。

一方、インターリーブされたデータがパケッタイジングされる時、ＵＤＰパケットの大きさは無線ネットワークの状態によって調節することができる。例えば、無線ネットワークのエラー発生率が高い場合にはＵＤＰパケットの大きさを減らすことができる。反対にデータ伝送率が低い場合にはＵＤＰパケットの大きさを増加させることができる。

送信部１４０はパケットを重要度によって区分して伝送する。このために送信部１４０は複数の優先順位Ｑを含むことができる。すなわち、表示されたフレームタイプによって相異なる優先順位Ｑに保存された後、ビデオ受信装置４００に伝送される。

一方、送信部１４０はあらかじめ決まった伝送パラメーターによってパケットを伝送する。伝送パラメーターでは伝送に失敗したパケットを再伝送するのに必要な再伝送回数（Ｒｅｔｒｙ ｌｉｍｉｔ）、データ伝送率及び一度に伝送することができるデータの最大サイズ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｕｎｉｔ；ＭＴＵ）等を例に挙げることができる。このような伝送パラメーターは無線ネットワークの状況によって調節することができる。さらに具体的に、無線ネットワークのエラー発生率が高い場合にはＭＴＵを減らすことができる。反対にエラー発生率が低い場合にはＭＴＵを増加させることができる。

計算部１５０は、送信部１４０を介してパケットが伝送されれば、伝送したパケットを含むフレームに対するパケット伝送成功率を計算する。例えば、送信部１４０を介してＩフレームを構成するパケットが伝送されたとすれば、Ｉフレームを構成する全体パケットのうちから成功的に伝送されたパケットの比率を計算する。そしてこれに対する情報を後述される判断部１６０に提供する。

判断部１６０は、計算部１５０から提供を受けたパケット伝送成功率が臨界値以上であるのかを判断して、判断結果によってパケット伝送を制御する。すなわち、該パケットを含むフレームデータのパケット伝送を完了して次のフレームデータのパケットを伝送したり、伝送時失敗したパケットを再伝送する。さらに具体的な説明は図６を参照して後述するようにする。

保存部１７０は第１保存部（図示せず）と第２保存部（図示せず）を含む。

第１保存部は、エンコーディング率、インターリービングブロック大きさ、ＵＤＰパケット大きさ、及びパケット伝送と関連した伝送パラメーター例えば、データ伝送率、ＭＴＵ及び再転送回数に対する情報を保存する。また、第１保存部は、エンコーディング率によるエラー復旧率及びパケット伝送成功率に対する臨界値を保存する。（表１）のようにテーブル化して保存されることができる。

（表１）はリードソロモンコーディングアルゴリズムを適用した場合、エンコーディング率によるエラー復旧率及びパケット伝送成功率に対する臨界値を示したものである。

（表１）を参照すると、ＩフレームがＲＳ（２５５、１２７）のエンコーディング率でエンコーディングされた場合（単位、ｂｙｔｅ）、パケット伝送成功率に対する臨界値は７５％であることが分かる。これは、Ｉフレームが伝送パケッタイザ１３３により１２個のパケットに分けられた場合、９個以上のパケットが成功的に伝送されてこそビデオ受信装置４００でデータを復旧することができることを意味する。

一方、第２保存部はパケット伝送時、伝送に失敗したパケットを保存する。このような保存部１７０はＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブルＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（イレーザブルプログラマブルＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（エレクトリカリイレーザブルプログラマブルＲＯＭ）、フラッシュメモリーのような非揮発性メモリー素子またはＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）のような揮発性メモリー素子またはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のような保存媒体のうち少なくとも一つで具現されることができるがこれに限られない。

受信部１９０は後述されるビデオ受信装置４００から無線ネットワーク状態情報を受信する。無線ネットワークの状態情報にはパケット伝送率、エラー発生率に対する情報が含まれることができる。受信部１９０に受信された無線ネットワーク状態情報は制御部１８０に提供される。

制御部１８０は無線ネットワークの環境によってビデオ送信装置１００内の他の構成要素を制御する役割をする。例えば、制御部１８０は送信部１４０を制御してデータ伝送率、最大伝送ユニットの大きさを調節する。さらに具体的に、８０２．１１ａの場合、５４Ｍｂｐｓ、４８Ｍｂｐｓ、３６Ｍｂｐｓ、２４Ｍｂｐｓ、１１Ｍｂｐｓ等の多様なデータ伝送率を提供するが、無線ネットワークのエラー発生率が低い場合、制御部１８０はデータ伝送率を５４Ｍｂｐｓに設定する。これに比べて無線ネットワークのエラー発生率が高い場合にはデータ伝送率を５４Ｍｂｐｓさらに低く設定する。

また、制御部１８０は無線ネットワークの状態によって第２保存部に保存されたデータすなわち、伝送失敗したパケットの再伝送回数を適応的に設定する。例えば、無線ネットワークのエラー発生率が高い場合、制御部１８０はパケット再伝送回数を大きく設定する。反面、無線ネットワークのエラー発生率が低い場合には再伝送回数を低く設定する。また、制御部１８０は、データの重要度によって、再伝送回数を適応的に設定することができる。言い換えると、重要度が高いデータ、例えばＩフレームが流失される場合他のフレームに影響を及ぼすことができるので再伝送回数を高く設定することができる。反面Ｂフレームの場合は流失されても他のフレームに大きく影響を及ぼさないので再伝送回数を低く設定することができる。

図３は本発明の実施形態によるビデオ送信装置１００内でのデータの流れを示したものである。

図３を参照すると、入力部１１０を介して入力されたビデオデータはフレーム分類部１２０によりフレーム別に分類される。例えば、ＭＰＥＧビデオデータの場合、Ｉ、Ｂ、Ｐフレームに分類する。以後、分類されたフレームデータがＭＰＥＧ ＴＳ（トランスポートストリーム）パケットに分けられる時、各ＴＳパケットには該フレームタイプが表示される。

以後、該フレームタイプが表示されたＴＳパケットはエンコーダ１３１によりあらかじめ決まったエンコーディング率によりエンコーディングされる。すなわち、各フレームタイプの重要度に合うように設定されたエンコーディング率によってエンコーディングされる。

このようにエンコーディングされたデータは無線ネットワークの状況に合うように設定されたインターリービングブロック大きさに合せて複数個のブロックに分けられた次に相互に混ざるようになる。

インターリーブされたフレームは伝送パケッタイザ１３３により順次番号が付加されてパケットに分類した後、送信部１４０を介してビデオ受信装置４００に伝送される。パケット伝送時、該フレームに対するパケット伝送成功率が臨界値以上である場合には該フレームに対するパケット伝送が終了されて、次のフレームのパケットが伝送される。また、パケット伝送時、伝送失敗したパケットは第２保存部に保存される。第２保存部に保存されたパケットは、該フレームに対するパケット伝送率があらかじめ指定された臨界値以下であって、フレーム単位での伝送が完了した場合、送信部１４０を介して再伝送される。

次に、図４は本発明の第１実施形態によるビデオ受信装置４００の構成を示したブロック図である。

図示されたビデオ受信装置４００は、受信部４１０、パケット整列部４２０、ビデオデータ処理部４３０、出力部４４０情報収集部４５０及び送信部４６０を含む。

受信部４１０は無線ネットワークを介してビデオ送信装置１００で送信されたパケット及び再伝送されたパケットを受信する。この時、受信されたパケットはフレームタイプによって別途のＱに保存される。

パケット整列部パケットソータ４２０は受信されたパケットのヘッダーに含まれた順次番号を参照して、順次に受信されないパケットを整列する。この時整列する方法は複数のフレームＱ（図示せず）からパケットを一つずつ持ってきて最も小さな順次番号を有するパケットをシーケンスＱ（図示せず）に保存する。その次に選択されたパケットが出たフレームＱから次のパケットを持ってきて再び最も小さな順次番号を比較する。このような過程を各フレームＱが空くようになる時まで繰り返して受信されたパケットを整列する。

ビデオデータ処理部４３０はパケット整列部４２０により整列されたパケットを処理してビデオデータを再生する役割をする。さらに具体的に、ビデオデータ処理部４３０は、デパケッタイザ４３１、デインターリーバ４３２及びデコーダ４３３を含む。

デパケッタイザ４３１は受信されたパケットを組み合わせてフレームデータを生成する。この時、デパケッタイザ４３１はパケットのヘッダーに含まれている情報すなわち、コード化されたデータの大きさ及び順次番号を利用してドロップされたパケットを捜し出して、ドロップされたパケットの大きさだけダミーデータを満たしてフレームデータを生成する。

デインターリーバ４３２は、デパケッタイザ４３１により生成されたフレームデータをデインターリービング（ｄｅ−ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）する。このように、デインターリービングをすれば、ダミーデータがフレーム全体に分散されるので、損失されたパケットによりフレームの特定部分のデータが全部消失されることを防ぐことができる。

デコーダ４３３は、デインターリービングされたフレームデータをデコーディングする。すなわち、ビデオ送信装置１００でエラー復旧のために付加した復旧情報を利用して本来のビデオデータを抽出する。

ビデオ出力部４４０はビデオデータ処理部４３０により処理されたビデオデータを出力する。

情報収集部４５０はデコーディングされた後のエラー発生率等のような無線ネットワーク状態情報を収集する。

送信部４６０は情報収集部４５０により収集された無線ネットワーク状態情報をビデオ送信装置１００に送信する役割をする。

図５は本発明の実施形態によるビデオ受信装置４００内におけるデータの流れを示したものである。

図５を参照すると、ビデオ送信装置１００で伝送したパケットはビデオ受信装置４００の受信部４１０に受信される。この時、受信部４１０ではビデオ受信装置４００で復旧可能なだけのパケットが受信される。受信されたパケットはパケット整列部４２０により順番どおり整列される。以後、デパケッタイザ４３１によりドロップされたパケットの位置に、該パケットの大きさだけのダミーデータが満たされてフレームデータが生成されれば、フレームデータはデインターリーバ４３２によりデインターリービングされる。デインターリービングされたフレームはデコーダ４３３によりデコーディングされた後、ビデオ出力部４４０を介して出力される。

次に図６及び図７を参照して本発明の第１実施形態によるデータ送受信方法に対して説明する。

図６は本発明の実施形態によるビデオ送信装置１００における作業処理過程を示したフローチャートである。

まず、制御部１８０は受信部１９０を介してビデオ受信装置４００から無線ネットワークの状態情報を受信する（Ｓ６０１）。ここで、無線ネットワークの状態情報にはパケット伝送率、エラー発生率等の情報が含まれることができる。制御部は受信された無線ネットワークの状態情報によってビデオデータ処理に必要な各種パラメーター及びデータ送信に必要な伝送パラメーターを設定する。

以後、ビデオ入力部１１０を介して入力されたビデオデータはフレーム別に分類される（Ｓ６０２）。例えば、ＭＰＥＧビデオデータの場合、Ｉ、Ｂ、Ｐフレームに分類する。タイプ別に分類されたフレームデータＴＳパケットに分けられた後、ビデオ処理部によりコーディング、インターリービング、そしてパケッタイジングされる（Ｓ６０３）。この時、Ｉ／Ｐ／Ｂフレームタイプの重要度に合うように制御部１８０により設定されたエンコーディング率、インターリービングブロック大きさ、ＵＤＰパケット大きさが適用される。例えば、Ｉフレームは重要度が最も高いので、他のフレームに比べて高いエンコーディング率でエンコーディングされることができる。

一方、ビデオフレームだけでなく、システムに関する情報とヘッダー、オーディオＴＳパケットも伝達されるのに、このうちからシステム情報とヘッダーはＩフレームのような重要度で処理されてコード化されることができる。そしてオーディオＴＳパケットは各Ｉ／Ｐ／Ｂフレームに含まれて共にエンコーディングされることができる。

パケットに作る過程であるパケッタイジングまで終わったパケットは送信部１４０を介してビデオ受信装置４００に伝送される（Ｓ６０４）。この時、伝送に失敗したパケットは第２保存部に別途に保存される（Ｓ６１１）。

一方、送信部１４０を介してパケットが伝送されれば、計算部１５０は該パケットを含むフレームに対するパケット伝送成功率を計算して、判断部１６０に提供する。例えば、伝送したパケットがＩフレームのパケットならば（Ｓ６１０）、計算部１５０はＩフレームに対するパケット伝送成功率（すなわち、Ｉフレームを構成する全体パケットのうち成功的に伝送されたパケットの比率）を計算して、判断部１６０に提供する。

判断部１６０は計算部１５０から提供を受けたパケット伝送成功率が臨界値以上であるのかを判断する（Ｓ６２０）。例えば、ＩフレームがＲＳ（２５５、１２７）のエンコーディング率でエンコーディングされた場合、判断部１６０は計算部１５０から提供を受けたパケット伝送成功率が７５％であるかを判断する。さらに具体的に、Ｉフレームが１２個のパケットにパケッタイジングされた場合、判断部１６０は９個以上のパケットが成功的に伝送されたのかを判断する。

判断結果、パケット伝送成功率が臨界値以上であれば（Ｓ６２０、はい）、判断部１６０はこれを送信部１４０に知らせて該フレームのパケット伝送が中止されて（Ｓ６２１）、次のフレームのパケットが伝送されることができるようにする（Ｓ６２２）。例えば、Ｉフレームに対する１２個のパケットのうち１番目のパケットから９番目のパケットまで全て成功的に伝送されたとすれば、判断部１６０はＩフレームに対するパケット伝送が中止されて、次のフレーム例えば、Ｂフレームのパケットが伝送されることができるようにする。もしも、第２保存部に一次伝送に失敗したパケットが保存されている場合、判断部１６０は保存されたパケットが廃棄されることができるようにする（Ｓ６２１）。

判断結果、パケット伝送成功率が臨界値以下ならば（Ｓ６２０、いいえ）、判断部１６０は伝送したパケットが該フレームの最終パケットであるかを判断する（Ｓ６３０）。すなわち、該フレームのパケットが全て伝送されたのかを判断する。

判断結果、該フレームのパケットが全て伝送されない場合（Ｓ６３０、いいえ）、判断部１６０は該フレームの次のパケットが送信部１４０を介して伝送することができるようにする（Ｓ６０４）。例えば、Ｉフレームに対するパケットのうち、１番目のパケットから７番目のパケットが全て成功的に伝送された場合、パケット伝送成功率は７５％以下であって、Ｉフレームのパケットが全て伝送されたことでないので、判断部１６０は、次のパケットすなわち、Ｉフレームの８番目のパケットが伝送されることができるようにする。

判断結果、該フレームのパケットが全て伝送された場合（Ｓ６３０、はい）、判断部１６０は第２保存部に保存されているパケットすなわち、最初伝送時、伝送に失敗したパケットが再伝送されることができるようにする（Ｓ６５０）。例えば、Ｉフレームに対する１２個のパケットのうち、総８個のパケットが成功的に伝送された状態で１２番目のパケットを伝送した結果、伝送に失敗した場合、パケット伝送成功率は７５％以下であって、Ｉフレームのパケットが全て伝送された状態であるので、判断部１６０は、第２保存部に保存されている４個のパケットのうち一つが再伝送されることができるようにする。この時、再伝送されるパケットは先に保存された順序通り再伝送されたり任意の順序通り再伝送されることができる。

また、再伝送されるパケットのデータ伝送率は初期データ伝送率に比べて低く設定されることが望ましい（Ｓ６４０）。例えば、初期データ伝送率が５４Ｍｂｐｓだったら、再伝送されるパケットは２４Ｍｂｐｓのデータ伝送率で伝送することが望ましい。このように、再伝送されるパケットのデータ伝送率を初期データ伝送率に比べて低く設定することによって、再伝送されるパケットの伝送成功率を高めることができる。

このように、パケットが再伝送されれば、判断部１６０はパケット伝送成功率が臨界値以上になったのかを再び判断する（Ｓ６６０）。

判断結果、パケット伝送成功率が臨界値以上であれば（Ｓ６６０、はい）、判断部１６０は第２保存部に保存されているパケットが全て廃棄されることができるようにする（Ｓ６６１）。そして、次のフレームのパケットが伝送されることができるようにする（Ｓ６６２）。例えば、第２保存部に保存された４個のパケットのうち一つのパケットを再伝送した結果、成功的に伝送された場合、１２個のパケットのうち９個のパケットが成功的に伝送されたので、パケット伝送成功率が７５％になる。これは、ビデオ受信装置４００では９個のパケットを利用してＩフレームを復旧することができることを意味する。したがって、判断部１６０は第２保存部に保存されている４個のパケットが廃棄されることができるようにした次に、次のフレーム例えば、Ｂフレームのパケットが伝送されることができるようにする。

判断結果、パケット伝送成功率が臨界値以下ならば（Ｓ６６０、いいえ）、判断部１６０は該パケットが指定された再伝送回数だけ再伝送されたのかを判断する（Ｓ６７０）。

判断結果、指定された再伝送回数だけ再伝送されない場合（Ｓ６７０、いいえ）、判断部１６０は該パケットが指定された回数だけ再伝送されることができるようにする（Ｓ６７１）。例えば、制御部１８０により再伝送回数が３回に設定された場合、判断部１６０は一次再伝送されたパケットが送信部１４０を介して３次まで再伝送されることができるようにする。

判断結果、指定された再伝送回数だけ再伝送が行われた場合（Ｓ６７０、はい）、判断部１６０は該パケットが廃棄されるようにしたり、別途に保存されるようにした後、第２保存部に保存されたパケットのうちから他のパケットを再伝送する（Ｓ６５０）。そして、前述した段階（Ｓ６５０ないしＳ６７１）を反復する。

図７は本発明の実施形態によるビデオ受信装置４００における作業処理過程を示したフローチャートである。

ビデオ受信装置４００の受信部４１０はビデオ送信装置１００から復旧可能なだけのパケットを受信する（Ｓ７１０）。以後、パケット整列部４２０は受信されたパケットを順番どおり整列する（Ｓ７２０）。以後、デパケッタイザ４３１はドロップされたパケットの位置にドロップされたパケットの大きさに該当するダミーデータを満たしてフレームデータを生成する（Ｓ７３０）。フレームデータが生成されれば、デインターリーバ４３２によりデインターリービングされた次に、デコーダ４３３によりデコーディングされた後、ビデオ出力部４４０を介して表示される（Ｓ７４０）。

一方、ビデオ受信装置４００の情報収集部４５０はデコーディングされたデータからどれほどのエラーが発生するかを計算して無線ネットワークの状態情報を生成する。そして、送信部４６０を介してこの状態情報をビデオ送信装置１００に送信する（Ｓ７５０）。

次に、図８及び図９を参照して本発明の第２実施形態によるビデオ送信装置８００の構成及び作業処理過程に対して説明する。

ここで、図８は本発明の第２実施形態によるビデオ送信装置８００の構成を示したブロック図であって、図９は本発明の第２実施形態によるビデオ送信装置８００の作業処理過程を示したフローチャートである。

本発明の第２実施形態によるビデオ送信装置８００は次を除いては前述した第１実施形態によるビデオ送信装置１００の構造と同じである。

すなわち、計算部８５０は送信部８９０を介して伝送したパケットが伝送に失敗した場合（Ｓ９１０、いいえ）、伝送に失敗したパケットを含むフレームに対するパケット伝送失敗率を計算する。そしてこれを判断部８６０に提供する。例えば、Ｉフレームに対するパケットが伝送に失敗した場合、計算部８５０はＩフレームに対するパケット伝送失敗率（すなわち、Ｉフレームを構成する全体パケットのうち伝送に失敗したパケットの比率）を計算して判断部８６０に提供する。

判断部８６０は計算部８５０から提供を受けたパケット伝送失敗率がエラー復旧率以上であるのかを判断して（Ｓ９１１）、判断結果によって伝送に失敗したパケットが第２保存部（図示せず）に保存されたり（Ｓ９１２）、廃棄されるようにする（Ｓ９１３）。

さらに具体的な説明のためにＩフレームがＲＳ（２５５、１２７）のエンコーディング率でエンコーディングされて、１６個のパケットにパケッタイジングされた場合を例に挙げて説明する。

Ｉフレームに対する１６個のパケットのうち、１番目のパケットを伝送した結果、伝送に失敗した場合、計算部８５０は１番目のパケットの伝送失敗によるパケット伝送失敗率を計算する。この場合、パケット伝送失敗率は約６％である。

以後、判断部８６０は計算部８５０で提供されたパケット伝送失敗率がエラー復旧率以上であるのかを判断する（Ｓ９１１）。すなわち、パケット伝送失敗率が２５％以上であるかを判断する。

判断結果、パケット伝送失敗率が２５％以下であるので（Ｓ９１１、いいえ）、判断部８６０は１番目のパケットが廃棄されるようにする（Ｓ９１３）。２番目のパケット、３番目及び４番目のパケットも伝送に失敗しても、パケット伝送失敗率は２５％以下である。したがって、判断部８６０は２番目のパケット、３番目のパケット及び４番目のパケットが全て廃棄されるようにする（Ｓ９１３）。

もしも、５番目のパケットも伝送に失敗した場合、パケット伝送失敗率は２５％以上になる（Ｓ９１１、はい）。したがって、判断部８６０は５番目のパケットから第２保存部に保存されることができるようにする（Ｓ９１２）。このような方法で伝送に失敗したパケットを保存すれば、第２保存部の空間をさらに効率的に用いることができる。

図１０はエンコーディング率による無線ネットワークの帯域幅使用頻度を標準化してグラフで示したのである。

図１０は無線ネットワークでエラーがない場合の帯域幅を１に標準化したのである。図１０を参照すると、平均エラー率が０％ないし２０％の値を有する場合、平均エラー率が高いほど帯域幅使用率が高いということが分かる。一例で、商用化された技術であるＭａｄＷｉＦｉでは、平均エラー率が０％ないし２％の場合、０．２２くらいの帯域幅１０を用いるのに比べて、平均エラー率が２％ないし５％の場合、０．４くらいの帯域幅１１を用いていることが分かる。

また、所定平均エラー率で、例えば２％ないし５％の平均エラー率で、ビデオデータがＲＳ（２５５、２３９）またはＲＳ（２５５、２２３）またはＲＳ（２５５、１９１）のエンコーディング率でエンコーディングされた場合、ＭａｄＷｉＦｉに比べて無線ネットワークの帯域幅を少なく用いていることが分かる。なぜなら、ＭａｄＷｉＦｉでは、伝送に失敗したパケットが成功的に伝送される時まで該パケットが再伝送されるのに比べて、本発明の実施形態では、伝送したパケットのパケット伝送成功率によってパケット伝送を制御するためである。

図１１は本発明の実施形態によってデータを伝送する場合、エンコーディング率によるパケット当たり再伝送比率を示したグラフである。

図１１を参照すると、本発明の実施形態によるデータ伝送方法によってパケットを伝送する場合、同じ平均エラー率で、例えば１５％ないし２０％の平均エラー率で、商用化された技術であるＭａｄＷｉＦｉに比べてパケット当たり再伝送回数が顕著に減少することが分かる。

以上のように例示された図面を参照にして本発明の実施形態を説明したが、本発明は本明細書に開示された実施形態と図面によって限定されないし、その発明の技術思想範囲内で当業者により多様な変形ができることはもちろんである。

本発明の第１実施形態によるビデオ送信装置の構成を示したブロック図である。 図１に示された送信装置のビデオ処理部の構成をさらに具体的に示したブロック図である。 本発明の第１実施形態によるビデオ送信装置におけるデータの流れを示した例示図である。 本発明の第１実施形態によるビデオ受信装置の構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態によるビデオ受信装置におけるデータの流れを示した例示図である。 本発明の第１実施形態によるビデオ送信装置における作業処理過程を示したフローチャートである。 本発明の第１実施形態によるビデオ受信装置における作業処理過程を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態によるビデオ受信装置の構成を示したブロック図である。 本発明の第２実施形態によるビデオ受信装置で作業処理過程を示したフローチャートである。 本発明の実施形態を適用した場合、エンコーディング率による無線ネットワークの帯域幅使用頻度を標準化して示したグラフである。 本発明の実施形態を適用した場合、エンコーディング率によるパケット当たり再伝送回数を標準化して示したグラフである。

符号の説明

１００ ビデオ送信装置
１２０ フレーム分類部
１３０ ビデオデータ処理部
１３１ エンコーダ
１３２ インターリーバ
１３３ 伝送パケッタイザ
１４０ 送信部
１５０ 計算部
１６０ 判断部
１７０ 保存部
４００ ビデオ受信装置
４２０ パケット整列部
４３１ デパケッタイザ
４３２ デインターリーバ
４３３ デコーダ
４４０ 出力部

Claims (18)

1. データ伝送装置が、
   無線ネットワークに伝送するデータを所定のエンコーディング率でエンコーディングして前記伝送するデータのエラーを復旧するための情報が付加された送信データを提供する段階と、
   前記送信データを前記無線ネットワークに送信する段階と、
   前記送信する段階において前記送信データ中の伝送に成功したパケット及び伝送に失敗したパケットを用いて、前記送信データ中の全体パケットのうち前記伝送に成功したパケットの比率である伝送成功率を計算する段階と、
   前記伝送成功率が所定臨界値以上であるか否かによって、無線ネットワークへの前記送信データの伝送を制御する段階とを含み、
   前記制御する段階は、前記伝送成功率が前記臨界値以上である場合、前記送信データの中で未伝送のデータの伝送を中止する段階を含み、また前記伝送成功率が前記臨界値以下である場合、前記送信データの中で伝送に失敗したデータを再伝送する段階とを含むことを特徴とする、データ伝送方法。
2. 前記伝送するデータはビデオデータであって、
   前記データにＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームであるかを表示して前記データを分類する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
3. 前記提供する段階は、ＦＥＣエンコーディングを行う段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
4. 前記提供する段階は、前記送信データをインターリービングする段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の、データ伝送方法。
5. 前記計算する段階は、
   前記送信データの中で伝送に失敗したデータがある場合、前記送信データの伝送失敗率を計算する段階と、
   前記伝送に失敗したデータを保存する段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
6. 前記保存する段階は、
   前記伝送失敗率が、前記提供する段階において前記送信データがエンコーディングされたときのエンコーディング率に対応するエラー復旧率より小さい場合に、前記伝送に失敗したデータを廃棄する段階を含むことを特徴とする請求項５に記載のデータ伝送方法。
7. 前記臨界値は、前記提供する段階において前記送信データがエンコーディングされたときのエンコーディング率に対応するエラー復旧率により決定されることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
8. 前記再伝送する段階は、前記伝送に失敗したデータの伝送速度を減少させる段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
9. 前記再伝送する段階は、前記再伝送されたデータによる前記送信データの伝送成功率が前記臨界値以上であるか否かによって前記伝送に失敗したデータの再伝送を制御する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
10. 無線ネットワークに伝送するデータを所定のエンコーディング率でエンコーディングして前記伝送するデータのエラーを復旧するための情報が付加された送信データを提供するビデオデータ処理部と、
    前記送信データを前記無線ネットワークに送信する送信部と、
    前記送信する送信部により送信された前記送信データ中の伝送に成功したパケット及び伝送に失敗したパケットを用いて、前記送信データ中の全体パケットのうち前記伝送に成功したパケットの比率である伝送成功率を計算する計算部と、
    前記伝送成功率が所定臨界値以上であるか否かによって、無線ネットワークへの前記送信データの伝送を制御する判断部を含み、
    前記判断部は、前記伝送成功率が前記臨界値以上である場合、前記送信データの中で未伝送のデータの伝送を中止し、また前記伝送成功率が前記臨界値以下である場合、前記送信データの中で伝送に失敗したデータを再伝送することを特徴とするデータ伝送装置。
11. 前記伝送するデータはビデオデータであって、
    前記データにＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームであるかを表示して前記データを分類するフレーム分類部をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のデータ伝送装置。
12. 前記ビデオデータ処理部はＦＥＣエンコーディングを行うことを特徴とする請求項１０に記載のデータ伝送装置。
13. 前記ビデオデータ処理部は前記エンコーディングした送信データをインターリービングすることを特徴とする請求項１０に記載のデータ伝送装置。
14. 前記送信データの中で伝送に失敗したデータを保存する保存部をさらに含み、前記計算部は、前記送信データの伝送失敗率を計算することを特徴とする請求項１０に記載のデータ伝送装置。
15. 前記判断部は、前記伝送失敗率と前記送信データのエラー復旧率を比較した結果、前記伝送失敗率が、前記送信データがエンコーディングされたときのエンコーディング率に対応するエラー復旧率より小さい場合に、前記伝送に失敗したデータを廃棄することを特徴とする請求項１４に記載のデータ伝送装置。
16. 前記臨界値は、前記送信データがエンコーディングされたときのエンコーディング率に対応するエラー復旧率により決定されることを特徴とする請求項１０に記載のデータ伝送装置。
17. 前記判断部は、前記伝送に失敗したデータの伝送速度を減少させることを特徴とする請求項１０に記載の、データ伝送装置。
18. 前記判断部は、前記再伝送されたデータによる前記送信データの伝送成功率が前記臨界値以上であるか否かによって前記伝送に失敗したデータの再伝送を制御することを特徴とする請求項１０に記載のデータ伝送装置。
    

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