JP3935463B2 - 無線通信システム、およびそれにおけるデータの送受信をコンピュータに実行させるためのプログラム - Google Patents

Description

この発明は、無線通信においてデータの欠落が少なく、かつ、待ち時間の少ない無線通信システム、およびそれにおけるデータの送受信をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。

無線通信の規格の１つであるＩＥＥＥ８０２．１１のアドホックモードコミュニケーションは、ベースステーションが必要なく、いつでも、どこでも通信可能である。そして、最近、このＩＥＥＥ８０２．１１を用いて、有線ネットワークでは実現し得なかった新しいサービスを実現することが期待されている。

無線パケット通信を用いて、小さな制御パケットをリアルタイムで相互に交換するようなアプリケーションでは、待ち時間が深刻な問題になる。したがって、リアルタイム性が要求されるアプリケーションでは、制御オーバーヘッドがＴＣＰ（Transmission Control Protocol）通信よりも少ないＵＤＰ（User Datagram Protocol）通信が用いられることが多い。また、複数の端末に同じデータを送信するブロードキャスト通信が用いられる場合が多い。

このように、リアルタイム性が要求されるアプリケーションでは、ブロードキャスト通信においてＵＤＰを用いてデータを送信することが多い。

一方、データをまとめて送信する方法として、過去に送信したデータを抽出し、新たに送信するデータと合わせて送信データを作成して送信する方法（特許文献１）、およびＩＰプロトコルの通信環境において用いられるＩＰパケットを複数個集めて１つのデータリンクフレームに格納して送信する方法（特許文献２）が知られている。
特開２００１−３１３６３７号公報 特開２００３−７８５６５号公報

しかし、ブロードキャスト通信においては、待ち時間を少なくできるが、データの再送が行なわれないため、同一電波範囲内に存在するノードが極めて少ない場合でも衝突によるパケットロスが発生するという問題がある。

また、ユニキャスト通信では、データの再送を行なうため、衝突によるパケットロスを低減できるが、送信側と受信側との間で１対１の通信が行なわれるため、待ち時間が増加するという問題がある。

更に、特許文献１は、データ再送に伴う通信トラフィックを減少させるものであり、また、特許文献２は、無線パケット通信システムにおいてスループットを向上させるものであり、特許文献１および２に記載された通信方式では、データの欠落を抑制し、かつ、無線通信の待ち時間を短縮することが困難であるという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、データの欠落を抑制し、かつ、無線通信の待ち時間を短縮可能な無線通信システムを提供することである。

また、この発明の別の目的は、データの欠落を抑制し、かつ、無線通信の待ち時間を短縮可能な無線通信システムにおいてデータの送受信をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することである。

この発明によれば、無線通信システムは、送信機と、受信機とを備える。送信機は、ｋ（ｋは、１≦ｋ≦Ｒを満たす自然数、Ｒは、２以上の自然数）個のデータを任意の時間が経過する毎に１回送信することによりｋ個のデータの各々をｋ回以上送信する。受信機は、無線通信空間においてｋ個のデータを受信し、ｋ個のデータのうち新しいデータを再生する。そして、送信機は、第１および第２のモードのいずれかのモードによってｋ個のデータを所定時間毎に又は所定時間内でデータが生成される毎に１回送信することによりｋ個のデータの各々をＲ回以上送信する。第１のモードは、新しいデータが所定時間内に生成されると、生成順になるように新しいデータが既に送信されたデータに追加されたデータを送信するモードである。第２のモードは、新しいデータが所定時間内に生成されないとき、所定時間経過時に送信機に保持されたデータを送信するモードである。

好ましくは、第１のモードは、新しいデータが所定時間内に生成されると、Ｒ個のデータのうち最も古いデータが削除され、かつ、生成順になるように新しいデータが既に送信されたＲ−１個のデータに追加されたＲ個のデータを送信するモードと、新しいデータが所定時間内に生成されると、生成順になるように新しいデータが既に送信されたデータに追加されたデータを送信するモードとからなる。

好ましくは、送信機は、データを生成するデータ生成部と、Ｒ個のデータを記憶可能なバッファと、データを送信する送信部と、データ生成部によって新しいデータが所定時間内に生成されると、生成順になるように新しいデータをバッファに記憶されたデータに追加したｋ個のデータを作成して送信部へ出力し、データ生成部によって新しいデータが所定時間内に生成されないとき、バッファに記憶されたデータを読出して送信部へ出力するデータ制御部とを含む。

好ましくは、データ制御部は、新しいデータが所定時間内に生成されたとき、バッファに記憶されているデータの個数がＲ個であるか否かを判定し、バッファに記憶されているデータの個数がＲ個であるとき、Ｒ個のデータのうち最も古いデータを削除し、かつ、生成順になるように新しいデータをＲ−１個のデータに追加して送信部へ出力する。

好ましくは、データ制御部は、新しいデータが所定時間内に生成されたとき、バッファに記憶されているデータの個数がＲ個であるか否かを判定し、バッファに記憶されているデータの個数がＲ個よりも少ないとき、バッファに記憶されているデータの個数がＲ個になるまで、生成順になるように新しいデータをバッファに記憶されているデータに追加して送信部へ出力する。

好ましくは、バッファは、順次大きくなるシーケンス番号に対応付けて、順次生成された新しいデータを記憶する。データ制御部は、データ生成部によって新しいデータが生成されると、バッファにおいて用いられている最大のシーケンス番号に連続するシーケンス番号を新しいデータに付与し、バッファが満杯であるとき、最も小さいシーケンス番号に対応するデータを削除し、かつ、シーケンス番号順になるように新しいデータをＲ−１個のデータに追加して送信部へ出力し、バッファが満杯でないとき、シーケンス番号順になるように新しいデータを追加して送信部へ出力する。

好ましくは、データ制御部は、新しいデータが所定時間内に生成されない回数が所定回数に達したとき、バッファに記憶されたデータの送信部への出力を中止して待機する。

好ましくは、第１のモードは、新しいデータが所定時間内に生成されると、ｋ個のデータのうち最も古いデータが削除され、かつ、Ｒ回送信されるように新しいデータが既に送信されたｋ−１個のデータに追加されたｋ個のデータを送信するモードである。

好ましくは、送信機は、ｋ個のデータを所定時間毎に又は所定時間内でデータが生成される毎に１回送信することによりｋ個のデータの各々をＲ回繰返し送信する。送信機は、データを生成するデータ生成部と、Ｒ個のデータを記憶可能なバッファと、データを送信する送信部と、データ生成部によって新しいデータが所定時間内に生成されると、バッファに記憶されたデータのうち最も古いデータを削除し、Ｒ回送信されるように新しいデータを追加したｋ個のデータを作成して送信部へ出力し、データ生成部によって新しいデータが所定時間内に生成されないとき、バッファに記憶されたデータを読出して送信部へ出力するデータ制御部とを含む。

好ましくは、データ制御部は、バッファが空になると、更にｋ個のデータの送信を中止して待機する。

好ましくは、バッファは、Ｒ個のデータを記憶可能なＲ個の番地を有し、順次大きくなるシーケンス番号が生成順に付与されたｋ個のデータをｋ個の番地に格納する。データ制御部は、データ生成部によって新しいデータが生成されると、バッファにおいて用いられている最大のシーケンス番号に連続するシーケンス番号を新しいデータに付与し、バッファの１番目の番地に格納されたデータを削除して残りのデータを番地番号が１つ小さくなる番地へシフトし、かつ、新しいデータをバッファのＲ番目の番地に追加して送信部へ出力する。

好ましくは、データ制御部は、更に、所定時間内に新しいデータが生成されないとき、バッファの１番目の番地に格納されたデータを削除して残りのデータを番地番号が１つ小さくなる番地へシフトし、バッファに格納されたデータを読出して送信部へ出力する。

また、この発明によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムは、無線通信空間に配置された送信機と受信機とを備える無線通信システムにおいてデータの送受信をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、ｋ（ｋは、１≦ｋ≦Ｒを満たす自然数、Ｒは、２以上の自然数）個のデータを任意の時間が経過する毎に１回送信することによりｋ個のデータの各々をｋ回以上送信機が送信する第１のステップと、受信機が無線通信空間においてｋ個のデータを受信し、ｋ個のデータのうち新しいデータを再生する第２のステップとをコンピュータに実行させ、第１のステップにおいて、送信機は、ｋ個のデータを所定時間毎に又は所定時間内でデータが生成される毎に１回送信することによりｋ個のデータの各々をＲ回以上送信し、第１のステップは、新たなデータを所定時間内に生成する第１のサブステップと、新たなデータが所定時間内に生成されると、生成順になるように新しいデータを送信機のバッファに記憶されたデータに追加して送信する第２のサブステップと、新たなデータが所定時間内に生成されないとき、バッファに記憶されたデータを読み出して送信する第３のサブステップとを含む。

好ましくは、第２のサブステップは、新しいデータが所定時間内に生成されたとき、バッファに記憶されているデータの個数がＲ個であるか否かを判定するステップＡと、バッファに記憶されているデータの個数がＲ個であるとき、Ｒ個のデータのうち最も古いデータを削除するステップＢと、生成順になるように新しいデータをＲ−１個のデータに追加してＲ個のデータを送信するステップＣとを含む。

好ましくは、第２のサブステップは、バッファに記憶されているデータの個数がＲ個よりも少ないとき、生成順になるように新しいデータをバッファに記憶されているデータに追加して送信するステップＤをさらに含む。

好ましくは、ステップＤは、バッファに記憶されているデータの個数がＲ個になるまで繰返し実行される。

好ましくは、第３のサブステップは、新たなデータが所定時間内に生成されない回数が所定回数よりも少ないか否かを判定するステップと、新たなデータが所定時間内に生成されない回数が所定回数よりも少ないとき、バッファに記憶されたデータを読出して送信するステップと、新たなデータが所定時間内に生成されない回数が所定回数に到達したとき、バッファに記憶されたデータの送信を中止して待機するステップとを含む。

好ましくは、第２のサブステップは、新たなデータが所定時間内に生成されると、バッファに記憶されている最も古いデータを削除し、新しいデータがＲ回送信されるように新しいデータを削除された最も古いデータ以外の残りのデータに追加して送信し、第３のサブステップは、新たなデータが所定時間内に生成されないとき、バッファに記憶されている最も古いデータを削除し、その削除された最も古いデータ以外の残りのデータを送信する。

好ましくは、第１のステップは、送信機のバッファが空になると、バッファに記憶されたデータの送信を中止して待機する第４のサブステップをさらに含む。

この発明による無線通信システムにおいては、送信機は、任意の時間ごとに１つのデータが生成されると、最も古いデータを削除し、新たに生成されたデータを追加して受信機へ送信する。従って、送信機は、同じデータの送信回数を任意の時間ごとに増加させながら、各データをＲ回以上送信する。そして、受信機は、送信機から受信したデータのうち、新しく受信したデータを再生する。その結果、同じデータが再送されることにより、無線通信空間におけるデータの欠落が抑制され、それに伴って無線通信の待ち時間が少なくなる。

従って、この発明によれば、データの欠落を抑制し、かつ、待ち時間を短縮できる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による無線通信システムの概略ブロック図である。無線通信システム１００は、端末装置１１〜１Ｎ（Ｎは、２以上の自然数）からなる。端末装置１１〜１Ｎは、無線通信空間３０に配置される。そして、端末装置１１〜１Ｎは、それぞれアンテナ２１〜２Ｎを備え、ＩＥＥＥ８０２．１１のアドホックモードコミュニケーションを用いて無線通信空間３０において相互にデータを送受信する。より具体的には、端末装置１１〜１Ｎは、ｋ（ｋは、１≦ｋ≦Ｒを満たす自然数、Ｒは、２以上の自然数）個のデータからなるパケットをブロードキャスト通信により所定時間毎に又は所定時間内にデータが生成される毎に１回送受信することにより、ｋ個のデータの各々をＲ回以上送受信する。

なお、端末装置１１〜１Ｎは、ブロードキャスト通信によりパケットを送受信するため、以下の説明においては、端末装置１１〜１Ｎのうち、１個の端末装置１１を送信機ＴＸとし、Ｎ−１個の端末装置１２〜１Ｎを受信機ＲＸとして説明する。

図２は、図１に示す端末装置１１の機能ブロック図である。また、図３及び図４は、パケット構成図である。端末装置１１は、送受信部１１０と、バッファ１２０と、データ制御部１３０と、データ生成部１４０と、データ再生部１５０と、カウンタ１６０とを含む。

送受信部１１０は、図１に示すアンテナ２１を含む。そして、送受信部１１０は、データ制御部１３０から受けたパケットを無線通信空間３０において他の端末装置１２〜１Ｎへブロードキャスト通信により送信し、無線通信空間３０において他の端末装置１２〜１Ｎからパケットを受信してデータ制御部１３０へ出力する。

バッファ１２０は、Ｒ個のデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ）を記憶可能である。そして、Ｒ個のデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ）は、それぞれ、ｐ−Ｒ＋１，ｐ−Ｒ＋２，ｐ−Ｒ＋３，・・・，ｐのシーケンス番号が付与されている。従って、バッファ１２０は、Ｒ個のデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（Ｒ）をシーケンス番号ｐ−Ｒ＋１，ｐ−Ｒ＋２，ｐ−Ｒ＋３，・・・，ｐに対応付けて記憶する。

データ制御部１３０は、データの送信時、次の動作を行なう。データ制御部１３０は、タイマーを内蔵しており、データを送受信部１１０へ出力すると、タイマーにより所定時間Ｔを計測する。そして、データ制御部１３０は、所定時間Ｔ内にデータ生成部１４０から新たなデータＤ（ＮＥＷ）を受けると、バッファ１２０に格納されたデータが満杯か否かを判定する。データ制御部１３０は、バッファ１２０に格納されたデータが満杯であるとき、最小のシーケンス番号ｐ−Ｒ＋１が付与されたデータＤ（１）を削除し、バッファ１２０に格納されているデータに付与された最大のシーケンス番号ｐに連続するシーケンス番号ｐ＋１を新たなデータＤ（ＮＥＷ）に付与する。そして、データ制御部１３０は、シーケンス番号ｐ＋１を付与したデータＤ（ＮＥＷ）をシーケンス番号ｐが付与されたデータＤ（Ｒ）に続けてバッファ１２０に格納する。

このように、データ制御部１３０は、バッファ１２０に格納されたデータが満杯であるとき、最小のシーケンス番号が付与されたデータ（最も古いデータ）を削除し、バッファ１２０に格納されているデータに付与されたシーケンス番号に連続するシーケンス番号を新たに生成されたデータに付与してバッファ１２０に格納する。これにより、バッファ１２０は、Ｒ個のデータを格納する。

また、データ制御部１３０は、バッファ１２０に格納されたデータが満杯でないとき、即ち、ｍ（ｍは、ｍ＜Ｒを満たす自然数）個のデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｍ）がバッファ１２０に格納されているとき、バッファ１２０に格納されているデータに付与された最大のシーケンス番号ｐ−Ｒ＋ｍに連続するシーケンス番号ｐ−Ｒ＋ｍ＋１を新たなデータＤ（ＮＥＷ）に付与する。そして、データ制御部１３０は、シーケンス番号ｐ−Ｒ＋ｍ＋１を付与したデータＤ（ＮＥＷ）をシーケンス番号ｐ−Ｒ＋ｍが付与されたデータＤ（ｍ）に続けてバッファ１２０に格納する。この場合、データ制御部１３０は、バッファ１２０に格納されたデータが満杯になるまで、即ち、Ｒ個のデータがバッファ１２０に格納されるまで、新たに生成されたデータをバッファ１２０に格納されたデータに追加する。そして、バッファ１２０に格納されたデータがＲ個に達すると、上述した方法により、バッファ１２０に格納されたデータの個数をＲ個に保持する。

データ制御部１３０は、上述した２つの方法により、新たに生成されたデータＤ（ＮＥＷ）にシーケンス番号を付与し、バッファ１２０に格納する。そして、データ制御部１３０は、新たに生成されたデータＤ（ＮＥＷ）を追加したデータＤ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ），Ｄ（ＮＥＷ）またはＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｍ），Ｄ（ＮＥＷ）をバッファ１２０から読出し、その読出したデータＤ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ），Ｄ（ＮＥＷ）またはＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｍ），Ｄ（ＮＥＷ）にヘッダを付与して１つのパケットを作成する。

データ制御部１３０は、１つのパケットを作成すると、その作成した１つのパケットを送受信部１１０へ出力し、内蔵したタイマーをリセットして所定時間Ｔを計測する。

また、データ制御部１３０は、所定時間Ｔ内にデータ生成部１４０から新たなデータＤ（ＮＥＷ）を受けないとき、バッファ１２０に格納されているデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｊ）（ｊは、ｊ≦Ｒを満たす自然数）を読出し、その読出したデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｊ）にヘッダを付与して１つのパケットを作成する。そして、データ制御部１３０は、作成した１つのパケットを送受信部１１０へ出力し、所定時間Ｔ内に新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成されなかったことを示す信号ＮＧＤを生成してカウンタ１６０へ出力する。

データ制御部１３０は、所定時間Ｔ内に新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成されないことが所定回数に達するまで、所定時間Ｔ経過時にバッファ１２０に記憶されているデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｊ）から１つのパケットを作成して送受信部１１０へ出力する。

より具体的には、データ制御部１３０は、カウンタ１６０からカウント値ＣＮＴを受け、その受けたカウント値ＣＮＴが所定回数以下であるとき、所定時間Ｔ経過時にバッファ１２０に記憶されているデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｊ）をバッファ１２０から読出し、その読出したデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｊ）から１つのパケットを作成して送受信部１１０へ出力し、カウント値ＣＮＴが所定回数に到達すると、バッファ１２０に記憶されているデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｊ）の送信を中止して待機する。

データ制御部１３０は、終了コマンドＦＮＨを受けるまで上述した動作を継続する。

上述した所定時間Ｔは、使用するアプリケーションで許容される最大待ち時間をＤとし、同時に使用する端末装置の数をｎ（ｎは、１≦ｎ≦Ｎを満たす自然数）としたとき、Ｔ＝Ｄ／（ｎ×Ｒ）によって決定される。即ち、所定時間Ｔは、送信先の端末装置の数が増加する程、または１つのパケットで送信するデータの個数が増加する程、短く設定される。

データ制御部１３０は、所定時間Ｔ毎に又は所定時間Ｔ内にデータが生成される毎に上述した方法によって１つのパケットを作成して送受信部１１０へ出力するので、端末装置１１は、所定時間Ｔ毎に又は所定時間Ｔ内にデータが生成される毎に１つのパケットをブロードキャスト通信により送信する。

また、上述したデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（Ｒ）の各々は、比較的小さいデータサイズを有する。例えば、データＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（Ｒ）の各々は、パケットが分割されるサイズよりも小さいサイズからなる。より好ましくは、データＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（Ｒ）の各々のデータサイズは、データサイズとＲとの積が１５００バイトよりも小さくなるように決定される。

データ制御部１３０は、データの受信時、次の動作を行なう。データ制御部１３０は、送受信部１１０から１つのパケットを受けると、そのパケットに含まれるｋ個のデータをバッファ１２０に格納する。そして、データ制御部１３０は、ｋ個のデータの中に、既に受信したデータと同じデータが含まれているか否かを判定する。

データ制御部１３０は、同じデータが含まれているとき、重複したデータを削除し、新しいデータのみをバッファ１２０から読出してデータ再生部１５０へ出力する。また、データ制御部１３０は、ｋ個のデータの中に、既に受信したｋ個のデータと同じデータが含まれていないとき、受信したｋ個のデータの全てをバッファ１２０から読出してデータ再生部１５０へ出力する。

送受信部１１０は、図４に示すように、タイミングｔ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３においてそれぞれＲ個のデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（Ｒ）；Ｄ（３），Ｄ（４），・・・，Ｄ（Ｒ＋１），Ｄ（Ｒ＋２）；Ｄ（Ｒ＋３），Ｄ（Ｒ＋４），・・・，Ｄ（２Ｒ＋２）を受信する。即ち、送受信部１１０は、所定時間Ｔ毎に又は所定時間Ｔ内にデータが生成される毎にＲ個のデータを受信する。

そして、Ｒ個のデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（Ｒ）が受信された後に、Ｒ個のデータＤ（３），Ｄ（４），・・・，Ｄ（Ｒ＋１），Ｄ（Ｒ＋２）が受信されたときに、データ制御部１３０は、Ｒ個のデータＤ（３），Ｄ（４），・・・，Ｄ（Ｒ＋１），Ｄ（Ｒ＋２）に含まれるデータのうち、既に受信されたＲ個のデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（Ｒ）と重複するデータＤ（３），Ｄ（４），・・・，Ｄ（Ｒ）を削除し、データＤ（Ｒ＋１），Ｄ（Ｒ＋２）を抽出する。

また、Ｒ個のデータＤ（３），Ｄ（４），・・・，Ｄ（Ｒ＋１），Ｄ（Ｒ＋２）が受信された後に、Ｒ個のデータＤ（Ｒ＋３），Ｄ（Ｒ＋４），・・・，Ｄ（２Ｒ＋２）が受信されたときに、データ制御部１３０は、Ｒ個のデータＤ（Ｒ＋３），Ｄ（Ｒ＋４），・・・，Ｄ（２Ｒ＋２）が既に受信されたＲ個のデータＤ（３），Ｄ（４），・・・，Ｄ（Ｒ＋１），Ｄ（Ｒ＋２）を含んでいないと判定したとき、Ｒ個のデータＤ（Ｒ＋３），Ｄ（Ｒ＋４），・・・，Ｄ（２Ｒ＋２）を全て抽出する。

これにより、パケットロスが生じても、そのパケットロスが生じたデータ以降のデータを再度受信して再生できる。

データ生成部１４０は、新たなデータＤ（ＮＥＷ）を生成し、その生成したデータＤ（ＮＥＷ）をデータ制御部１３０へ出力する。データ再生部１５０は、データ制御部１３０から受けたデータを再生する。カウンタ１６０は、データ制御部１３０から信号ＮＧＤを受けると、カウント値ＣＮＴを１だけインクリメントし、そのインクリメントしたカウント値ＣＮＴをデータ制御部１３０へ出力する。

端末装置１２〜１Ｎの各々は、端末装置１１と同じ構成からなる。

図５は、図１に示す送信機ＴＸ（端末装置１１）における動作を説明するためのフローチャートである。送信機ＴＸにおける動作が開始されると、データ生成部１４０は、新たなデータＤ（ＮＥＷ）を生成し、その生成したデータＤ（ＮＥＷ）をデータ制御部１３０へ出力する。そして、データ制御部１３０は、終了コマンドＦＮＨを受信したか否かを判定し（ステップＳ１）、終了コマンドＦＮＨを受信したとき、送信機ＴＸにおける動作が終了する。

一方、終了コマンドＦＮＨが受信されなかったとき、データ制御部１３０は、データ生成部１４０からデータＤ（ＮＥＷ）を受けたか否かによってデータが生成されたか否かを判定する（ステップＳ２）。

データが生成されたとき、データ制御部１３０は、カウンタ１６０を初期化し（ステップＳ３）、バッファ１２０が満杯か否かを判定する（ステップＳ４）。より具体的には、データ制御部１３０は、バッファ１２０に格納されたデータに付与されたシーケンス番号の最大値と最小値との差がＲであるか否かによりバッファ１２０が満杯であるか否かを判定する。この場合、データ制御部１３０は、最大値と最小値との差がＲであるとき、バッファ１２０は満杯であると判定し、最大値と最小値との差がＲでないとき、バッファ１２０は満杯でないと判定する。

ステップＳ４において、バッファ１２０が満杯であると判定されたとき、データ制御部１３０は、バッファ１２０に格納されたデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ）のうち、１番目のデータであるデータＤ（１）を削除し（ステップＳ５）、バッファ１２０内のＲ−１個のデータＤ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ）を１つずつシフトさせる（ステップＳ６）。そして、データ制御部１３０は、新たに生成されたデータＤ（ＮＥＷ）にシーケンス番号ｐ＋１を付与し（ステップＳ７）、新しいデータＤ（ＮＥＷ）をバッファ１２０のＲ番目のデータにセットする（ステップＳ８）。即ち、データ制御部１３０は、シーケンス番号ｐが付与されたデータＤ（Ｒ）に続けてデータＤ（ＮＥＷ）をセットする（図３参照）。

その後、データ制御部１３０は、バッファ１２０からＲ個のデータＤ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ），Ｄ（ＮＥＷ）を読出し、その読出したＲ個のデータＤ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ），Ｄ（ＮＥＷ）にヘッダを付加して１つのパケットを作成する。そして、データ制御部１３０は、作成した１つのパケットを送受信部１１０へ出力し、送受信部１１０は、１つのパケットを無線通信空間３０において受信機ＲＸへ送信する（ステップＳ９）。その後、データ制御部１３０は、内蔵したタイマーをセットし、所定時間Ｔを計測する（ステップＳ１０）。そして、一連の動作は、ステップＳ１へ移行する。

一方、ステップＳ４において、バッファ１２０が満杯でないと判定されたとき、データ制御部１３０は、新しいデータＤ（ＮＥＷ）にシーケンス番号ｐ−Ｒ＋ｍ＋１を付与する（ステップＳ１１）。この場合、データ制御部１３０は、データＤ（ＮＥＷ）が生成された時点において、バッファ１２０に記憶されているデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｍ）に付与されたシーケンス番号ｐ−Ｒ＋１，ｐ−Ｒ＋２，ｐ−Ｒ＋３，・・・，ｐ−Ｒ＋ｍのうち、最大値ｐ−Ｒ＋ｍに連続するシーケンス番号ｐ−Ｒ＋ｍ＋１をデータＤ（ＮＥＷ）に付与する（図３参照）。

そして、データ制御部１３０は、シーケンス番号が連続するように、新たなデータＤ（ＮＥＷ）をバッファ１２０内のデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｍ）に付加する（ステップＳ１２）。即ち、データ制御部１３０は、データＤ（ｍ）に続けてデータＤ（ＮＥＷ）をセットする（図３参照）。

その後、データ制御部１３０は、バッファ１２０からデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｍ），Ｄ（ＮＥＷ）を読出し、その読出したデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｍ），Ｄ（ＮＥＷ）にヘッダを付加して１つのパケットを作成する。そして、データ制御部１３０は、作成した１つのパケットを送受信部１１０へ出力する。送受信部１１０は、１つのパケットを無線通信空間３０において受信機ＲＸへ送信する（ステップＳ９）。その後、ステップＳ１０が実行され、一連の動作はステップＳ１へ移行する。

また、ステップＳ２において、データが生成されなかったと判定されたとき、データ制御部１３０は、内蔵したタイマーが計測した時間により一定時間Ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ１３）。そして、一定期間Ｔが経過していないとき、一連の動作はステップＳ１へ移行する。

一方、一定時間Ｔが経過すると（ステップＳ１３）、データ制御部１３０は、信号ＮＧＤを生成してカウンタ１６０へ出力し、カウンタ１６０は、信号ＮＧＤに応じてカウント値ＣＮＴを１だけインクリメントし（ステップＳ１４）、そのインクリメントしたカウント値ＣＮＴをデータ制御部１３０へ出力する。

そして、データ制御部１３０は、カウント値ＣＮＴが所定回数（上限）に達したか否かを判定し（ステップＳ１５）、カウント値ＣＮＴが所定回数（上限）に達しているとき、データの送信を中止する。その後、一連の動作はステップＳ１へ移行する。

一方、ステップＳ１５において、カウント値ＣＮＴが所定回数（上限）に達していないと判定されたとき、データ制御部１３０は、一定期間Ｔが経過した時点でバッファ１２０内に格納されているデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｊ）を読出し、その読出したデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｊ）にヘッダを付加して１つのパケットを作成する。その後、データ制御部１３０は、１つのパケットを送受信部１１０へ出力し、送受信部１１０は、１つのパケットを無線通信空間３０において受信機ＲＸへ送信する（ステップＳ９）。そして、上述したステップＳ１０が実行され、一連の動作はステップＳ１へ移行する。

図５に示すフローチャートにおいて、ステップＳ５〜Ｓ９の経路は、バッファ１２０が満杯である場合において、新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成されると、最小のシーケンス番号が付与されたデータＤ（１）を削除し、新たなデータＤ（ＮＥＷ）を付加してＲ個のデータからなる１つのパケットを送信する経路である。つまり、ステップＳ５〜Ｓ９の経路は、既に送信したＲ個のデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ）のうち、最も古いデータＤ（１）を新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成されるごとに１つづつ削除し、残りのＲ−１個のデータを１つづつ送信回数が増加する方向へシフトさせながら新たなデータＤ（ＮＥＷ）を追加してＲ個のデータを送信する経路である。

したがって、ステップＳ５〜Ｓ９の経路においては、Ｒ個のデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ）の各々は、Ｒ回送信される。つまり、送信機ＴＸは、データの生成レートが大きいときは、同じデータをＲ回送信することにしたものである。

また、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ９の経路は、バッファ１２０に空きがある場合において、新たなデータＤ（ＮＥＷ）をバッファ１２０内のデータに追加しながら送信する経路である。そして、この場合、バッファ１２０内に格納された最も古いデータＤ（１）は、バッファ１２０内のデータの個数がＲ個に達するまで削除されないので、データＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｍ）の各々は、Ｒ回送信される。つまり、この場合も、送信機ＴＸは、同じデータをＲ回送信する。

更に、ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ９の経路は、一定期間Ｔ内に新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成されなかった場合、その時点でバッファ１２０内に格納されたデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｊ）を送信する経路である。そして、データＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｊ）を一旦送信した後、ステップＳ２において、データが生成されたと判定されると、ステップＳ５〜Ｓ９の経路またはステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ９の経路によって送信されるので、ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ９の経路で送信されたデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｊ）の各々は、カウント値ＣＮＴが上限に達するまで、Ｒ回以上送信される。つまり、送信機ＴＸは、データの生成レートが小さいときは、同じデータをＲ回以上送信することにしたものである。

このように、この発明においては、送信機ＴＸは、同じデータをＲ回以上送信する。その結果、同じデータが再送されることにより、無線通信空間３０におけるデータの欠落が短い待ち時間で抑制される。従って、この発明によれば、データの欠落を短い待ち時間で抑制できる。

図６は、図１に示す受信機ＲＸ（端末装置１２〜１Ｎ）における動作を説明するためのフローチャートである。受信機ＲＸにおける動作が開始されると、受信機ＲＸのデータ制御部１３０は、終了コマンドＦＮＨを受信したか否かを判定し（ステップＳ２１）、終了コマンドＦＮＨを受信したとき、一連の動作は終了する。

一方、データ制御部１３０が終了コマンドＦＮＨを受信しないとき、送受信部１１０は、無線通信空間３０において送信機ＴＸから送信されたパケットを受信し（ステップＳ２２）、その受信したパケットをデータ制御部１３０へ出力する。

データ制御部１３０は、送受信部１１０からのパケットをバッファ１２０に格納する（ステップＳ２３）。そして、データ制御部１３０は、既に受信したデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｋ）と同じデータが、新たに受信したデータＤ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｋ＋１）に含まれるか否かを判定する。つまり、データ制御部１３０は、既に受信したデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｋ）に付与されたシーケンス番号と同じシーケンス番号が付与されたデータが新たに受信したデータＤ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｋ＋１）中に存在するか否かを判定する（ステップＳ２４）。

同じシーケンス番号が付与されたデータが存在するとき、データ制御部１３０は、重複したデータを削除し、新しいデータＤ（ｋ＋１）のみを抽出する。そして、データ制御部１３０は、その抽出したデータＤ（ｋ＋１）をバッファ１２０から読出してデータ再生部１５０へ出力する。データ再生部１５０は、データ制御部１３０からのデータＤ（ｋ＋１）を再生する（ステップＳ２５）。

一方、ステップＳ２４において、同じシーケンス番号が付与されたデータが存在しないと判定されたとき、データ制御部１３０は、新たに受信したデータＤ（ｋ＋２），Ｄ（ｋ＋３），・・・，Ｄ（ｋ＋Ｒ＋１）をバッファ１２０から読出してデータ再生部１５０へ出力する。そして、データ再生部１５０は、Ｄ（ｋ＋２），Ｄ（ｋ＋３），・・・，Ｄ（ｋ＋Ｒ＋１）を再生する（ステップＳ２６）。その後、ステップＳ１へ移行し、終了コマンドＦＮＨを受信すると、受信機ＲＸにおける動作は終了する。

図７は、例としてＭＩＤＩ（Musical Instruments Digital Interface）による合奏を想定し、ブロードキャスト通信を用いた場合における端末装置数に対するパケットエラー率の変化を示す図である。ここで、ＭＩＤＩデータは、３Ｂｙｔｅとする。図７において、横軸は、端末装置数を表わし、縦軸は、パケットエラー率を表わす。また、曲線ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４は、それぞれ、送信回数が１回、２回、４回及び５回の場合における端末装置数に対するパケットエラー率の変化を示す。更に、端末装置数の最大値は９個としている。この９個は、パケットの再送を行なわない場合、衝突により約０．３のパケットエラー率が生じる端末装置数である。

パケットエラー率は、各送信回数において端末装置数の増加に伴って増加する。また、各端末装置数において、パケットエラー率は、送信回数の増加に伴って減少する。そして、パケットを５回再送すれば、端末装置数が９個の場合でも、衝突によるパケットエラー率は１０^−４まで減少する。従って、同じパケットを５回送信することにより、パケットエラー率は、０．３から１０^−４まで大幅に減少する。

このことは、ブロードキャスト通信において、同じデータを再送することがパケットエラー率の低減に有効であることを意味する。パケットエラー率を減少させる他の方法として、自分以外の端末に対してユニキャスト通信を用いて個別に送信する方法が考えられる。リアルタイム性が要求されるアプリケーションにおいては、待ち時間が問題となるので、これら二つの方法の待ち時間を比較する。ここでも、無線環境におけるＭＩＤＩを用いた合奏を想定し、データサイズは、３Ｂｙｔｅとする。

図８は、端末装置数に対する待ち時間の変化を示す図である。図８において、横軸は、端末装置数を表わし、縦軸は、待ち時間を表わす。また、符号Ｕは、ユニキャスト通信を用いて、自分以外の端末に対して個別に送信した場合を表わし、符号Ｂは、ブロードキャスト通信で、同じパケットを個別に５回送信した場合を表わす。

ユニキャスト通信Ｕおよびブロードキャスト通信Ｂの両方において、待ち時間は、端末装置数の増加に伴って多くなる。また、各端末装置数において、ブロードキャスト通信Ｂは、ユニキャスト通信Ｕよりも少ない待ち時間を有する。そして、待ち時間は、ブロードキャスト通信の場合、２０ｍｓｅｃよりも少なく、ユニキャスト通信の場合、５０ｍｓｅｃよりも少ない。従って、端末装置数が同じ場合、ブロードキャスト通信を用いて、同じパケットを個別に複数回送信した方が、ユニキャスト通信を用いるより待ち時間を短縮させることができる。

図７および図８において説明した結果から、パケットエラー率を低減し、かつ、待ち時間を少なくするには、ブロードキャスト通信において同じパケットを複数回再送することが有効である。ここで、この方法をマルチプルブロードキャスト通信方式と呼ぶことにする。

ユニキャスト通信方式及びマルチプルブロードキャスト通信方式における待ち時間は、それぞれ、次の式（１）及び（２）によって決定される。

T_U=(N-1){(N+Q(N,C_W))[(L_D+L_H)8/Trans+H_U]+ST_U}・・・（１）
但し、T_U：待ち時間、N：端末装置数、Q(N,C_W)：送信回数の期待値、C_W：最小バックオフ、L_D：データサイズ、L_H：ヘッダサイズ、Trans：転送レート、H_U：ユニキャスト通信におけるオーバーヘッド、ST_U：ユニキャスト通信における平均スロット時間
T_MB-R=R{N[(L_D+L_H)8/Trans+H_B]+ST_B}・・・（２）
但し、T_MB-R：待ち時間、R：１つのパケットに含まれるデータの個数、H_B：ブロードキャスト通信におけるオーバーヘッド、ST_B：ブロードキャスト通信における平均スロット時間
更に、この発明による通信方式の待ち時間は式（３）によって決定される。

T_CB-M=M<N{[R(L_S+L_D)+L_H]8/Trans+H_B}+ST_B>・・・（３）
但し、T_CB-M：待ち時間、L_S：シーケンス番号のバイト数、M：パケットの送信に最初に成功するときの送信回数
図９は、式（１）、（２）及び（３）によって表わされる待ち時間と端末装置数との関係を示す図である。図９において、横軸は、端末装置数を表わし、縦軸は、待ち時間を表わす。また、曲線ｋ５，ｋ６は、ユニキャスト通信方式の場合における待ち時間と端末装置数との関係を示し、直線ｋ７，ｋ９，ｋ１０は、この発明による通信方式の場合における待ち時間と端末装置数との関係を示し、直線ｋ８は、マルチプルブロードキャスト通信方式の場合における待ち時間と端末装置数との関係を示す。

なお、曲線ｋ５，ｋ６においては、転送レートTransは、それぞれ、２［Ｍｂｐｓ］及び１１［Ｍｂｐｓ］である。また、直線ｋ７〜ｋ１０においては、転送レートTransは、２［Ｍｂｐｓ］である。

ユニキャスト通信方式においては、待ち時間T_Uは、端末装置数の増加に伴って急激に増加する。そして、待ち時間T_Uは、端末装置数が５個までは、４０［ｍｓｅｃ］以下を保持する（曲線ｋ５，ｋ６参照）。

マルチプルブロードキャスト通信方式及びこの発明による通信方式においては、待ち時間T_MB-R，T_CB-Mは、ほぼ直線的に増加し、端末装置数が９個においても２５［ｍｓｅｃ］以下に保持される。そして、この発明による通信方式においては、極めて高い確率でパケットの受信に最初に成功した時の送信回数が５回よりも少なくなるため、待ち時間T_CB-Mをマルチプルブロードキャスト通信方式における待ち時間T_MB-Rよりも少なくできる。

このように、上述した図５及び図６に示すフローチャートに従って同じデータをＲ回以上送受信することにより、受信機ＲＸは、衝突によるパケットロスを低減し、かつ、待ち時間を少なくして送信機ＴＸからデータを受信できる。

この発明においては、図１に示す端末装置１１〜１Ｎは、図１０に示す端末装置１１Ａからなっていてもよい。図１０は、図１に示す端末装置１１〜１Ｎの他の機能ブロック図である。また、図１１は、パケット構成図である。端末装置１１Ａは、端末装置１１のカウンタ１６０を削除し、データ制御部１３０をデータ制御部１３０Ａに代えたものであり、その他は、端末装置１１と同じである。

バッファ１２０は、Ｒ個のデータＤ（１）〜Ｄ（Ｒ）をＲ個の番地Ｂ（１）〜Ｂ（Ｒ）に格納している。データ制御部１３０Ａは、所定時間Ｔ内に新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成されると、バッファ１２０に格納されたＲ個のデータＤ（１）〜Ｄ（Ｒ）のうち、シーケンス番号が最も小さいデータＤ（１）（最も古いデータ）を削除し、データＤ（２）〜Ｄ（Ｒ）を番地番号が１つ小さくなる番地Ｂ（１）〜Ｂ（Ｒ−１）へシフトする。

そして、データ制御部１３０Ａは、バッファ１２０に格納されているデータに付与された最大のシーケンス番号ｐに連続するシーケンス番号ｐ＋１を新たなデータＤ（ＮＥＷ）に付与するとともに、シーケンス番号ｐ＋１を付与したデータＤ（ＮＥＷ）をバッファ１２０のＲ番目の番地Ｂ（Ｒ）に格納する。

このように、データ制御部１３０Ａは、所定時間Ｔ内に新たなデータが生成されると、最小のシーケンス番号が付与されたデータ（最も古いデータ）を削除し、バッファ１２０に格納されているデータに付与されたシーケンス番号に連続するシーケンス番号を新たに生成されたデータに付与してＲ番目の番地Ｂ（Ｒ）に格納する。これにより、バッファ１２０は、Ｒ個のデータを格納する。

また、データ制御部１３０Ａは、バッファ１２０に格納されたデータが満杯でないとき、即ち、ｍ個のデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｍ）がバッファ１２０に格納されているとき、ｍ個のデータＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｍ）を送受信部１１０へ出力して送信した後、新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成されると、最小のシーケンス番号を有するデータ（最も古いデータ）Ｄ（１）を削除し、データＤ（２）〜Ｄ（ｍ）を番地番号が１つ小さくなる番地Ｂ（１）〜Ｂ（Ｒ−３）へシフトする。

そして、データ制御部１３０Ａは、バッファ１２０に格納されているデータに付与された最大のシーケンス番号ｐ−Ｒ＋ｍに連続するシーケンス番号ｐ−Ｒ＋ｍ＋１を新たなデータＤ（ＮＥＷ）に付与するとともに、シーケンス番号ｐ−Ｒ＋ｍ＋１を付与したデータＤ（ＮＥＷ）をＲ番目の番地Ｂ（Ｒ）に格納する。即ち、データ制御部１３０Ａは、バッファ１２０が満杯でないとき、新たに生成されたデータＤ（ＮＥＷ）を既にバッファ１２０に記憶されているデータＤ（２）〜Ｄ（ｍ）に連続させずに、Ｒ番目の番地Ｂ（Ｒ）に格納する。これにより、各データをＲ回送信することができる。

データ制御部１３０Ａは、上述した２つの方法により、新たに生成されたデータＤ（ＮＥＷ）にシーケンス番号を付与し、バッファ１２０に格納する。そして、データ制御部１３０Ａは、新たに生成されたデータＤ（ＮＥＷ）を追加したデータＤ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ），Ｄ（ＮＥＷ）またはＤ（２），・・・，Ｄ（ｍ），Ｄ（ＮＥＷ）をバッファ１２０から読出し、その読出したデータＤ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（Ｒ），Ｄ（ＮＥＷ）またはＤ（２），・・・，Ｄ（ｍ），Ｄ（ＮＥＷ）にヘッダを付与して１つのパケットを作成する。

データ制御部１３０Ａは、１つのパケットを作成すると、その作成した１つのパケットを送受信部１１０へ出力し、内蔵したタイマーをリセットして所定時間Ｔを計測する。

また、データ制御部１３０Ａは、所定時間Ｔ内に新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成されないとき、バッファ１２０に格納されているデータＤ（１），Ｄ（２），・・・，Ｄ（ｊ）（ｊは、ｊ≦Ｒを満たす自然数）のうち、最小のシーケンス番号を有するデータ（最も古いデータ）Ｄ（１）を削除し、データＤ（２）〜Ｄ（ｊ）を番地番号が１つ小さくなる番地Ｂ（１）〜Ｂ（Ｒ−３）へシフトする。

そして、データ制御部１３０Ａは、バッファ１２０に記憶されているデータデータＤ（２）〜Ｄ（ｊ）を読出し、その読出したデータＤ（２），・・・，Ｄ（ｊ）にヘッダを付与して１つのパケットを作成する。

データ制御部１３０Ａは、１つのパケットを作成すると、その作成した１つのパケットを送受信部１１０へ出力し、内蔵したタイマーをリセットして所定時間Ｔを計測する。

このように、データ制御部１３０Ａは、所定時間Ｔ内に新たなデータが生成されたとき、バッファ１２０が満杯か否かに拘わらず、バッファ１２０に記憶されたデータのうち最も古いデータを削除し、新たなデータをバッファ１２０の最後の番地Ｂ（Ｒ）に追加して送受信部１１０へ出力する。また、データ制御部１３０Ａは、所定時間Ｔ内に新たなデータが生成されないとき、バッファ１２０に記憶されたデータのうち最も古いデータを削除し、残りのデータを送受信部１１０へ出力する。

図１２は、図１に示す送信機ＴＸにおける動作を説明するための他のフローチャートである。送信機ＴＸにおける動作が開始されると、データ生成部１４０は、新たなデータＤ（ＮＥＷ）を生成し、その生成したデータＤ（ＮＥＷ）をデータ制御部１３０Ａへ出力する。そして、データ制御部１３０Ａは、終了コマンドＦＮＨを受信したか否かを判定し（ステップＳ３１）、終了コマンドＦＮＨを受信したとき、送信機ＴＸにおける動作が終了する。

一方、終了コマンドＦＮＨが受信されなかったとき、データ制御部１３０Ａは、バッファ１２０を初期化し（ステップＳ３２）、データ生成部１４０からデータＤ（ＮＥＷ）を受けたか否かによってデータが生成されたか否かを判定する（ステップＳ３３）。

データが生成されたとき、データ制御部１３０Ａは、新たなデータにシーケンス番号を付与し（ステップＳ３４）、新しいデータをバッファ１２０のＲ番目のデータにセットする（ステップＳ３５）。その後、一連の動作はステップＳ３７へ移行する。

一方、ステップＳ３３において、データが生成されなかったと判定されたとき、データ制御部１３０Ａは、内蔵したタイマーにより計測した時間が一定時間Ｔを経過したか否かを判定し（ステップＳ３６）、一定時間Ｔが経過していないとき、一連の動作は、ステップＳ３３へ移行する。

ステップＳ３５の後、又はステップＳ３６において一定時間Ｔが経過したと判定されたとき、データ制御部１３０Ａは、バッファ１２０が空であるか否かを判定し（ステップＳ３７）、バッファ１２０が空であるとき、一連の動作はステップＳ３１へ移行し、上述したステップＳ３１〜Ｓ３５、又はステップＳ３６が繰返し実行される。

ステップＳ３７において、バッファ１２０が空でないと判定されたとき、データ制御部１３０Ａは、バッファ１２０に記憶されたデータを読出し、その読出したデータにヘッダを追加して１つのパケットを作成して送受信部１１０へ出力する。そして、送受信部１１０は、データ制御部１３０Ａから受けたパケットを受信機ＲＸへ送信する（ステップＳ３８）。

その後、データ制御部１３０Ａは、内蔵したタイマーをセットして一定時間Ｔを計測する（ステップＳ３９）。そして、データ制御部１３０Ａは、バッファ１２０に格納されたデータのうち、最小のシーケンス番号を有するデータ（最も古いデータ）Ｄ（１）を削除し、残りのデータＤ（２）〜Ｄ（Ｒ）；Ｄ（２）〜Ｄ（ｍ）；Ｄ（２）〜Ｄ（ｊ）を番地番号が１つ小さくなる番地へシフトする（ステップＳ４０）。その後、一連の動作は、ステップＳ３３へ移行する。

図１２に示すフローチャートのステップＳ３３〜Ｓ３５，Ｓ３７〜Ｓ４０の経路は、所定時間Ｔ内に新たなデータが生成された場合、バッファ１２０に格納されているデータのうち最も古いデータを削除して残りのデータを番地番号が１つ小さくなる番地へシフトするとともに、新たなデータをバッファ１２０の最後の番地（Ｒ番目の番地）に追加して受信機ＲＸへ送信する経路である。この経路においては、新たなデータが生成されると、バッファ１２０が満杯であるか否かに拘わらず、最も古いデータを削除する。また、新たなデータは、バッファ１２０の最後の番地に必ず格納される。従って、各データをＲ回送信できる。

また、ステップＳ３３，Ｓ３６〜Ｓ４０の経路は、一定時間Ｔ内に新たなデータが生成されないとき、バッファ１２０に格納されているデータのうち最も古いデータを削除して残りのデータを受信機ＲＸへ送信する経路である。

更に、ステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３，Ｓ３６，Ｓ３７，Ｓ３１の経路は、バッファ１２０が空になったとき、データを受信機ＲＸへ送信するのを中止して待機し、その待機中に終了コマンドを受信すると一連の動作を終了する経路である。

このように、図１２に示すフローチャートに従えば、バッファ１２０に記憶された各データをＲ回受信機ＲＸへ送信できる。

なお、送信機ＴＸのデータ制御部１３０Ａは、新たに生成されたデータＤ（ＮＥＷ）をバッファ１２０の最後の番地（Ｒ番目の番地）に格納すると説明したが、この発明においては、これに限らず、新たに生成されたデータＤ（ＮＥＷ）をバッファ１２０に記憶されている最大のシーケンス番号ｐ−Ｒ＋ｍを有するデータＤ（ｍ）に連続するように追加してもよい（図１１に示す点線で示されたデータＤ（ＮＥＷ）を参照）。

この場合、新たに生成されたデータＤ（ＮＥＷ）は、新たなデータＤ（ＮＥＷ）を追加した後にバッファ１２０に記憶されているデータの個数に等しい回数だけ受信機ＲＸへ送信される。新たなデータＤ（ＮＥＷ）を追加する番地は、バッファ１２０に記憶されているデータの個数によって変化するので、バッファ１２０に記憶されているデータに連続して新たなデータＤ（ＮＥＷ）を追加する場合、新たなデータＤ（ＮＥＷ）は、一般にｋ回受信機ＲＸへ送信される。

そして、バッファ１２０に記憶されているデータに連続して新たなデータＤ（ＮＥＷ）を追加する場合、図１２に示すステップＳ３５は、「新しいデータＤ（ＮＥＷ）をバッファ１２０に記憶されているデータに連続するｋ番目の番地にセットする」というステップに代えられる。

端末装置１１〜１Ｎとして図１０に示す端末装置１１Ａが用いられる場合、送信機ＴＸは、一般に、ｋ個のデータを所定時間Ｔ毎に、又は所定時間Ｔ内に新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成される毎に１回送信することによりｋ個のデータの各々をｋ回からＲ回の範囲で繰返し受信機ＲＸへ送信する。

そして、端末装置１１〜１Ｎの各々が図２に示す機能ブロック図から構成される場合、送信機ＴＸは、ｋ個のデータの各々をＲ回以上送信するので、この発明による送信機ＴＸは、ｋ個のデータを所定時間Ｔ毎に、又は所定時間Ｔ内に新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成される毎に１回送信することによりｋ個のデータの各々をｋ回以上受信機ＲＸへ送信する。

送信機ＴＸは、所定時間Ｔ内に新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成されたとき、その新たなデータＤ（ＮＥＷ）の生成時にｋ個のデータを受信機ＲＸへ送信し、所定時間Ｔ内に新たなデータＤ（ＮＥＷ）が生成されないとき、所定時間Ｔの経過時にバッファ１２０に記憶されているデータを受信機ＲＸへ送信するので、送信機ＴＸがｋ個のデータを受信機ＲＸへ送信するタイミングは、随時、変化する。即ち、送信機ＴＸは、任意の時間でｋ個のデータを受信機ＲＸへ送信する。

この発明による無線通信システム１００は、例えば、複数の端末装置が集まって、合奏する場合に適用される。即ち、この発明は、複数の端末装置において音楽を演奏する場合に適用される。この場合、音楽データは、各端末装置から他の端末装置へリアルタイムで送信される必要がある。各端末は、受信した音楽データをもとに再生された音に合わせて演奏するため、各データの待ち時間の許容範囲は、３０〜４０［ｍｓｅｃ］の範囲である。この範囲の待ち時間を超えると、音楽のテンポが徐々に遅くなる。また、複数の端末から音楽データを１つの端末に送信し、その１つの端末で音楽データを再生する場合にもこの発明を適用できる。

また、この発明による無線通信システム１００は、１つの端末装置上でゲームを行なう場合に適用される。この場合、各端末装置は、ゲームに関係するデータを１つの端末装置へ送信し、１つの端末装置上で相手と対戦する。従って、この場合も、１つの端末装置におけるデータ再生にはリアルタイム性が要求される。

更に、この発明による無線通信システム１００は、ロボット制御に適用される。

このように、この発明による無線通信システム１００は、各種の場合に応用可能であるが、この発明においては、ユニキャスト通信方式及びブロードキャスト通信方式のいずれを用いるかは、要求される待ち時間に応じて決定される。より短い待ち時間が要求される場合、ブロードキャスト通信方式を用いて上述した方法によって同じデータをＲ回以上送信する。また、比較的長い待ち時間でも許容される場合、ユニキャスト通信方式を用いることもできる。

従って、この発明においては、通信方式は、要求される待ち時間に応じて決定される。

また、この発明による無線通信システム１００においては、バッファ１２０に格納されるデータの個数Ｒと同じ回数以上、同じデータを送信することを特徴とする。従って、パケットエラー率を低下させようとすると、１つのパケットを構成するデータの個数Ｒを大きくすればよいことになる。

なお、上記においては、所定時間Ｔは、Ｔ＝Ｄ／（ｎ×Ｒ）によって決定されると説明したが、この発明においては、これに限らず、全ての場合において所定時間Ｔを一律に決定しても良いし、他の規則に従って決定しても良いし、ランダムに決定しても良い。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、データの欠落を抑制し、かつ、データの待ち時間を短縮可能な無線通信システムに適用される。また、この発明は、データの欠落を抑制し、かつ、無線通信の待ち時間を短縮可能な無線通信システムにおいてデータの送受信をコンピュータに実行させるためのプログラムに適用される。

この発明は、特に、ＭＩＤＩデータのようにパケットサイズの極めて小さい制御パケットをリアルタイムに交換するような場合に有効である。

この発明の実施の形態による無線通信システムの概略ブロック図である。 図１に示す端末装置の機能ブロック図である。 パケット構成図である。 パケット構成図である。 図１に示す送信機における動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示す受信機における動作を説明するためのフローチャートである。 ブロードキャスト通信を用いた場合における端末装置数に対するパケットエラー率の変化を示す図である。 端末装置数に対する待ち時間の変化を示す図である。 式（１）、（２）および（３）によって表わされる待ち時間と端末装置数との関係を示す図である。 図１に示す端末装置の他の機能ブロック図である。 パケット構成図である。 図１に示す送信機における動作を説明するための他のフローチャートである。

符号の説明

１１〜１Ｎ 端末装置、２１〜２Ｎ アンテナ、３０ 無線通信空間、１００ 無線通信システム、１１０ 送受信部、１２０ バッファ、１３０，１３０Ａ データ制御部、１４０ データ生成部、１５０ データ再生部、１６０ カウンタ。

Claims (19)

1. ｋ（ｋは、１≦ｋ≦Ｒを満たす自然数、Ｒは、２以上の自然数）個のデータを任意の時間が経過する毎に１回送信することにより前記ｋ個のデータの各々をｋ回以上送信する送信機と、
   無線通信空間において前記ｋ個のデータを受信し、前記ｋ個のデータのうち新しいデータを再生する受信機とを備え、
   前記送信機は、第１および第２のモードのいずれかのモードによって前記ｋ個のデータを所定時間毎に又は前記所定時間内でデータが生成される毎に１回送信することにより前記ｋ個のデータの各々をＲ回以上送信し、
   前記第１のモードは、新しいデータが前記所定時間内に生成されると、生成順になるように前記新しいデータが既に送信されたデータに追加されたデータを送信するモードであり、
   前記第２のモードは、前記新しいデータが前記所定時間内に生成されないとき、前記所定時間経過時に前記送信機に保持されたデータを送信するモードである、無線通信システム。
2. 前記第１のモードは、
   前記新しいデータが前記所定時間内に生成されると、前記Ｒ個のデータのうち最も古いデータが削除され、かつ、生成順になるように前記新しいデータが既に送信されたＲ−１個のデータに追加された前記Ｒ個のデータを送信するモードと、
   前記新しいデータが前記所定時間内に生成されると、生成順になるように前記新しいデータが前記既に送信されたデータに追加されたデータを送信するモードとからなる、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記送信機は、
   データを生成するデータ生成部と、
   前記Ｒ個のデータを記憶可能なバッファと、
   前記データを送信する送信部と、
   前記データ生成部によって新しいデータが前記所定時間内に生成されると、生成順になるように前記新しいデータを前記バッファに記憶されたデータに追加した前記ｋ個のデータを作成して前記送信部へ出力し、前記データ生成部によって前記新しいデータが前記所定時間内に生成されないとき、前記バッファに記憶されたデータを読出して前記送信部へ出力するデータ制御部とを含む、請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記データ制御部は、前記新しいデータが前記所定時間内に生成されたとき、前記バッファに記憶されているデータの個数が前記Ｒ個であるか否かを判定し、前記バッファに記憶されているデータの個数が前記Ｒ個であるとき、前記Ｒ個のデータのうち最も古いデータを削除し、かつ、生成順になるように前記新しいデータをＲ−１個のデータに追加して前記送信部へ出力する、請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記データ制御部は、前記新しいデータが前記所定時間内に生成されたとき、前記バッファに記憶されているデータの個数が前記Ｒ個であるか否かを判定し、前記バッファに記憶されているデータの個数が前記Ｒ個よりも少ないとき、前記バッファに記憶されているデータの個数が前記Ｒ個になるまで、生成順になるように前記新しいデータを前記バッファに記憶されているデータに追加して前記送信部へ出力する、請求項３に記載の無線通信システム。
6. 前記バッファは、順次大きくなるシーケンス番号に対応付けて、順次生成された新しいデータを記憶し、
   前記データ制御部は、前記データ生成部によって新しいデータが生成されると、前記バッファにおいて用いられている最大のシーケンス番号に連続するシーケンス番号を前記新しいデータに付与し、前記バッファが満杯であるとき、最も小さいシーケンス番号に対応するデータを削除し、かつ、前記シーケンス番号順になるように前記新しいデータを前記Ｒ−１個のデータに追加して前記送信部へ出力し、前記バッファが満杯でないとき、前記シーケンス番号順になるように前記新しいデータを追加して前記送信部へ出力する、請求項４または請求項５に記載の無線通信システム。
7. 前記データ制御部は、前記新しいデータが前記所定時間内に生成されない回数が所定回数に達したとき、前記バッファに記憶されたデータの前記送信部への出力を中止して待機する、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
8. 前記第１のモードは、前記新しいデータが前記所定時間内に生成されると、前記ｋ個のデータのうち最も古いデータが削除され、かつ、前記Ｒ回送信されるように前記新しいデータが既に送信されたｋ−１個のデータに追加された前記ｋ個のデータを送信するモードである、請求項１に記載の無線通信システム。
9. 前記送信機は、前記ｋ個のデータを前記所定時間毎に又は前記所定時間内でデータが生成される毎に１回送信することにより前記ｋ個のデータの各々を前記Ｒ回繰返し送信し、
   前記送信機は、
   データを生成するデータ生成部と、
   前記Ｒ個のデータを記憶可能なバッファと、
   前記データを送信する送信部と、
   前記データ生成部によって新しいデータが前記所定時間内に生成されると、前記バッファに記憶されたデータのうち最も古いデータを削除し、前記Ｒ回送信されるように前記新しいデータを追加した前記ｋ個のデータを作成して前記送信部へ出力し、前記データ生成部によって前記新しいデータが前記所定時間内に生成されないとき、前記バッファに記憶されたデータを読出して前記送信部へ出力するデータ制御部とを含む、請求項１に記載の無線通信システム。
10. 前記データ制御部は、前記バッファが空になると、更に前記ｋ個のデータの送信を中止して待機する、請求項９に記載の無線通信システム。
11. 前記バッファは、前記Ｒ個のデータを記憶可能なＲ個の番地を有し、順次大きくなるシーケンス番号が生成順に付与された前記ｋ個のデータをｋ個の番地に格納し、
    前記データ制御部は、前記データ生成部によって新しいデータが生成されると、前記バッファにおいて用いられている最大のシーケンス番号に連続するシーケンス番号を前記新しいデータに付与し、前記バッファの１番目の番地に格納されたデータを削除して残りのデータを番地番号が１つ小さくなる番地へシフトし、かつ、前記新しいデータを前記バッファのＲ番目の番地に追加して前記送信部へ出力する、請求項９または請求項１０に記載の無線通信システム。
12. 前記データ制御部は、更に、前記所定時間内に前記新しいデータが生成されないとき、前記バッファの１番目の番地に格納されたデータを削除して残りのデータを番地番号が１つ小さくなる番地へシフトし、前記バッファに格納されたデータを読出して前記送信部へ出力する、請求項１１に記載の無線通信システム。
13. 無線通信空間に配置された送信機と受信機とを備える無線通信システムにおいてデータの送受信をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    ｋ（ｋは、１≦ｋ≦Ｒを満たす自然数、Ｒは、２以上の自然数）個のデータを任意の時間が経過する毎に１回送信することにより前記ｋ個のデータの各々をｋ回以上前記送信機が送信する第１のステップと、
    前記受信機が前記無線通信空間において前記ｋ個のデータを受信し、前記ｋ個のデータのうち新しいデータを再生する第２のステップとをコンピュータに実行させ、
    前記第１のステップにおいて、前記送信機は、前記ｋ個のデータを所定時間毎に又は前記所定時間内でデータが生成される毎に１回送信することにより前記ｋ個のデータの各々をＲ回以上送信し、
    前記第１のステップは、
    新たなデータを前記所定時間内に生成する第１のサブステップと、
    前記新たなデータが前記所定時間内に生成されると、生成順になるように前記新しいデータを前記送信機のバッファに記憶されたデータに追加して送信する第２のサブステップと、
    前記新たなデータが前記所定時間内に生成されないとき、前記バッファに記憶されたデータを読み出して送信する第３のサブステップとを含む、コンピュータに実行させるためのプログラム。
14. 前記第２のサブステップは、
    前記新しいデータが前記所定時間内に生成されたとき、前記バッファに記憶されているデータの個数がＲ個であるか否かを判定するステップＡと、
    前記バッファに記憶されているデータの個数がＲ個であるとき、前記Ｒ個のデータのうち最も古いデータを削除するステップＢと、
    生成順になるように前記新しいデータをＲ−１個のデータに追加して前記Ｒ個のデータを送信するステップＣとを含む、請求項１３に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
15. 前記第２のサブステップは、
    前記バッファに記憶されているデータの個数がＲ個よりも少ないとき、生成順になるように前記新しいデータを前記バッファに記憶されているデータに追加して送信するステップＤをさらに含む、請求項１４に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
16. 前記ステップＤは、前記バッファに記憶されているデータの個数が前記Ｒ個になるまで繰返し実行される、請求項１５に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
17. 前記第３のサブステップは、
    前記新たなデータが前記所定時間内に生成されない回数が所定回数よりも少ないか否かを判定するステップと、
    前記新たなデータが前記所定時間内に生成されない回数が所定回数よりも少ないとき、前記バッファに記憶されたデータを読出して送信するステップと、
    前記新たなデータが前記所定時間内に生成されない回数が所定回数に到達したとき、前記バッファに記憶されたデータの送信を中止して待機するステップとを含む、請求項１３から請求項１６のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
18. 前記第２のサブステップは、前記新たなデータが前記所定時間内に生成されると、前記バッファに記憶されている最も古いデータを削除し、前記新しいデータがＲ回送信されるように前記新しいデータを前記削除された最も古いデータ以外の残りのデータに追加して送信し、
    前記第３のサブステップは、前記新たなデータが前記所定時間内に生成されないとき、前記バッファに記憶されている最も古いデータを削除し、前記削除された最も古いデータ以外の残りのデータを送信する、請求項１３に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
19. 前記第１のステップは、前記送信機のバッファが空になると、前記バッファに記憶されたデータの送信を中止して待機する第４のサブステップをさらに含む、請求項１８に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。

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