JP2007116583A - Management terminal, communication terminal and radio communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家庭やオフィス等で使用される無線通信システム、および当該システムで使用される管理端末および通信端末に関するものである。 The present invention relates to a wireless communication system used in homes, offices, etc., and a management terminal and a communication terminal used in the system.
無線通信を用いた通信システムは、有線通信を用いた通信システムに比べてネットワークの構築が簡単であり、また、通信端末の移動の自由度も高いことから、ネットワーク構築手段の1つとして注目されている。近年では、無線通信に使用する機器の低価格化および小型化の進展に伴って、一般家庭やオフィスにおいても無線通信システム(無線LAN(Local Area Network))が構築され、文字情報データ、画像データ、音声データ等、種々のデータが無線により送受信されるようになってきている。 A communication system using wireless communication is easier to construct a network than a communication system using wired communication, and has a high degree of freedom of movement of communication terminals, and thus has attracted attention as one of the network construction means. ing. In recent years, with the progress of lowering the price and downsizing of devices used for wireless communication, wireless communication systems (wireless LAN (Local Area Network)) have been constructed in ordinary homes and offices, and character information data, image data Various data such as audio data are transmitted and received wirelessly.
ただし、無線通信は壁や家具によって、あるいは電子レンジ等の電子機器から出される電磁波によって妨害され易く、有線通信に比べて通信エラーが生じ易いという難点を抱えている。このため、無線通信での通信エラーをできるだけ防止するための提案が種々なされている。 However, wireless communication is easily disturbed by electromagnetic waves emitted from walls, furniture, or electronic devices such as a microwave oven, and has a drawback that communication errors are more likely to occur than wired communication. For this reason, various proposals for preventing communication errors in wireless communication as much as possible have been made.
例えば(特許文献1)では、所定時間のフレーム周期を規定して無線伝送を行うにあたって、上記フレーム周期内の予め予約された特定の伝送領域を、指定された通信局間の情報伝達のために使用し、特定のフレーム期間において、上記特定の伝送領域が到来したとき、他の通信ネットワークによって何らかの情報伝達が行われていると判断した場合に、該当する予約伝送領域で上記指定された通信局間での情報伝達を行わないようにした無線伝送方法(以下、この方法を「無線伝送方法A」という。)が提案されている。この無線伝送方法Aによれば、複数の無線通信ネットワーク(無線LAN)が互いに干渉可能な状態で構築されていたとしても、干渉による通信エラーの発生を回避することができる。 For example, in (Patent Document 1), when performing radio transmission by defining a frame period of a predetermined time, a specific transmission area reserved in advance within the frame period is used for information transmission between designated communication stations. When the specified transmission area arrives in a specific frame period, and it is determined that some information transmission is performed by another communication network, the communication station specified in the corresponding reserved transmission area There has been proposed a wireless transmission method (hereinafter, this method is referred to as “wireless transmission method A”) in which information is not transmitted between them. According to this wireless transmission method A, even if a plurality of wireless communication networks (wireless LANs) are constructed in a state where they can interfere with each other, it is possible to avoid occurrence of communication errors due to interference.
また、(特許文献1)では、所定時間のフレーム周期を規定して無線伝送を行うにあたって、上記フレーム周期内に、予め指定された情報局間の情報伝送のために予約された第1の伝送領域と、ネットワーク内の全通信局の間で予約なしに利用される第2の伝送領域とを設けた無線伝送方法(以下、この方法を「無線伝送方法B」という。)も提案されている。 In (Patent Document 1), when wireless transmission is performed by defining a frame period of a predetermined time, the first transmission reserved for information transmission between information stations designated in advance within the frame period. There has also been proposed a wireless transmission method (hereinafter, this method is referred to as “wireless transmission method B”) provided with a region and a second transmission region that is used without reservation between all communication stations in the network. .
図16は、従来の無線伝送方法Bにおけるフレーム構成の例を示す概念図である。同図中の800は1つのフレームを示し、#0〜#15は、それぞれタイムスロットを示している。同図に示すフレーム構成では、1つのフレーム800が16のタイムスロット#0〜#15に分割されており、タイムスロット#0が管理情報伝送領域710として利用され、残りのタイムスロット#1〜#15がメディア情報伝送量域740として利用される。そして、メディア情報伝送量域740として利用されるタイムスロット#1〜#15のちのタイムスロット#1〜#10が上記第1の情報伝送領域720として規定され、タイムスロット#11〜#15が上記第2の情報伝送領域730として規定されている。
FIG. 16 is a conceptual diagram showing an example of a frame configuration in the conventional radio transmission method B. In the figure, 800 indicates one frame, and # 0 to # 15 indicate time slots. In the frame configuration shown in the figure, one
フレームの構成をこのような構成とすることにより、第1の伝送領域において何らかの理由で伝送できなかったデータがあったときでも、当該データの伝送を第2の伝送領域で再度試みることが可能になるので、(特許文献1)の記載によれば、効率のよいデータ伝送を行えるようになる。
今日、無線LAN等の無線通信システムでの収容端末数は増加する傾向にあり、かつ音声データや画像データのような大容量データの送受信も頻繁に行われている。無線通信システムでの収容端末数が多くなればなるほど、データをリアルタイムで伝送することが難しくなるが、特に音声データや画像データについては再生画像または音声が断続的にならないように、収容端末数の多寡に拘わらずリアルタイムでの伝送が望まれる。収容端末数が多い無線通信システムにおいても大容量データをリアルタイムで伝送するうえからは、システム全体でのデータスループットをできるだけ向上させることが必要となる。 Today, the number of terminals accommodated in a wireless communication system such as a wireless LAN tends to increase, and transmission / reception of large-capacity data such as voice data and image data is frequently performed. As the number of terminals accommodated in a wireless communication system increases, it becomes more difficult to transmit data in real time. However, especially for audio data and image data, the number of accommodated terminals is set so that a reproduced image or sound is not intermittent. Real-time transmission is desired regardless of the number. Even in a wireless communication system having a large number of accommodated terminals, it is necessary to improve the data throughput of the entire system as much as possible in order to transmit a large amount of data in real time.
上述した無線伝送方法Aおよび無線伝送方法Bは、いずれも通信エラーを回避するという観点から有用なものであると考えられるが、無線通信システム全体でのデータスループットを向上させるという観点からは、必ずしも有用なものであるとはいえない。 Both the wireless transmission method A and the wireless transmission method B described above are considered to be useful from the viewpoint of avoiding communication errors. However, from the viewpoint of improving data throughput in the entire wireless communication system, it is not always necessary. It is not useful.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、システム全体でのデータスループットを向上させ易い管理端末、通信端末および無線通信システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a management terminal, a communication terminal, and a wireless communication system that can easily improve data throughput in the entire system.
上記課題を解決する本発明の管理端末は、複数の通信端末を収容し、これら複数の通信端末間の無線通信に介在するものであって、通信環境の良否を判断する通信環境判断部と、この通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信し、前記通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信する送信制御部とを備えたものである。 The management terminal of the present invention that solves the above problems accommodates a plurality of communication terminals, intervenes in wireless communication between the plurality of communication terminals, a communication environment determination unit that determines the quality of the communication environment, When the communication environment determining unit determines that the communication environment is not good, a physical layer frame having one data link layer packet as a payload is formed and transmitted to the communication terminal, and the communication environment determining unit determines that the communication environment is good. A transmission control unit that forms a physical layer frame having a plurality of data link layer packets as payloads and transmits the physical layer frame to the communication terminal.
この管理端末は、上述した通信環境判断部および送信制御部を備えているので、通信環境が良好でないときには通信エラーによる伝送効率の低下を抑えることができ、通信環境が良好なときには物理層データ(パケットボディ)の伝送効率を高めることができる。結果として、無線通信システム全体でのデータスループットを向上させることが容易になる。 Since this management terminal includes the above-described communication environment determination unit and transmission control unit, it is possible to suppress a decrease in transmission efficiency due to a communication error when the communication environment is not good, and physical layer data (when the communication environment is good) Packet body) transmission efficiency can be increased. As a result, it becomes easy to improve the data throughput in the entire wireless communication system.
上記課題を解決する本発明の通信端末は、管理端末を介して他の通信端末と無線通信を行うものであって、通信環境の良否を判断する通信環境判断部と、この通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信し、前記通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信する送信制御部とを備えたものである。 The communication terminal of the present invention that solves the above-mentioned problem is one that performs wireless communication with another communication terminal via the management terminal, and includes a communication environment determination unit that determines the quality of the communication environment, and the communication environment determination unit. When it is determined that the communication environment is not good, a physical layer frame having one data link layer packet as a payload is formed and transmitted to the management terminal, and the communication environment determination unit determines that the communication environment is good In some cases, a transmission control unit is provided that forms a physical layer frame having a plurality of data link layer packets as payloads and transmits the physical layer frame to a management terminal.
この通信端末は、上述した通信環境判断部および送信制御部を備えているので、本発明の管理端末におけるのと同様に、通信環境が良好なときには物理層データ(パケットボディ)の伝送効率を高めることができ、通信環境が良好でないときには通信エラーによる伝送効率の低下を抑えることができる。結果として、無線通信システム全体でのデータスループットを向上させることが容易になる。 Since this communication terminal includes the above-described communication environment determination unit and transmission control unit, the transmission efficiency of physical layer data (packet body) is increased when the communication environment is good, as in the management terminal of the present invention. When the communication environment is not good, it is possible to suppress a decrease in transmission efficiency due to a communication error. As a result, it becomes easy to improve the data throughput in the entire wireless communication system.
上記課題を解決する本発明の無線通信システムは、管理端末と、この管理端末に無線接続する複数の通信端末とを備え、通信端末間で管理端末を介して無線通信を行うものであって、管理端末は、通信環境の良否を判断する第1の通信環境判断部と、この通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信し、前記通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信する第1の送信制御部とを備え、通信端末は、通信環境の良否を判断する第2の通信環境判断部と、この通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信し、通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信する第2の送信制御部とを備えたものである。 A wireless communication system of the present invention that solves the above problems includes a management terminal and a plurality of communication terminals that are wirelessly connected to the management terminal, and performs wireless communication between the communication terminals via the management terminal, When the management terminal determines that the communication environment is not good by the first communication environment determination unit that determines whether the communication environment is good or not, the physical layer frame having one data link layer packet as a payload Is formed and transmitted to the communication terminal. When the communication environment determination unit determines that the communication environment is good, a physical layer frame having a plurality of data link layer packets as payloads is formed and transmitted to the communication terminal. The communication terminal includes a second communication environment determination unit that determines whether the communication environment is good and the communication environment determination unit has a good communication environment. When the communication environment determination unit determines that the communication environment is good, a physical layer frame having one data link layer packet as a payload is formed and transmitted to the management terminal. And a second transmission control unit that forms a physical layer frame having a layer packet as a payload and transmits the frame to the management terminal.
本発明の無線通信システムは、管理端末が上記第1の通信環境判断部および第1の送信制御部を備え、通信端末が上記第2の通信環境判断部および第2の送信制御部を備えているので、本発明の管理端末または通信管理端末と同様に、通信環境が良好なときには物理層データ(パケットボディ)の伝送効率を高めることができ、通信環境が良好でないときには通信エラーによる伝送効率の低下を抑えることができる。結果として、システム全体でのデータスループットを向上させることが容易になる。 In the wireless communication system of the present invention, the management terminal includes the first communication environment determination unit and the first transmission control unit, and the communication terminal includes the second communication environment determination unit and the second transmission control unit. Therefore, similarly to the management terminal or the communication management terminal of the present invention, the transmission efficiency of physical layer data (packet body) can be increased when the communication environment is good, and the transmission efficiency due to a communication error can be improved when the communication environment is not good. The decrease can be suppressed. As a result, it becomes easy to improve data throughput in the entire system.
本発明によれば、無線通信システム全体でのデータスループットを向上させ易い管理端末および通信端末が得られる。また、システム全体でのデータスループットを向上させ易い無線通信システムが得られる。したがって本発明によれば、収容端末数が多くても大容量データをリアルタイムで伝送することが可能な無線通信システムを構築し易くなる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the management terminal and communication terminal which are easy to improve the data throughput in the whole radio | wireless communications system are obtained. Further, it is possible to obtain a wireless communication system that can easily improve the data throughput of the entire system. Therefore, according to the present invention, it is easy to construct a wireless communication system capable of transmitting a large amount of data in real time even when the number of accommodated terminals is large.
管理端末に係る第1の発明は、複数の通信端末を収容し、これら複数の通信端末間の無線通信に介在する管理端末において、通信環境の良否を判断する通信環境判断部と、該通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信し、通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信する送信制御部と、を備えるようにしたものである。 A first invention related to a management terminal includes a communication environment determination unit that determines whether a communication environment is good or not in a management terminal that accommodates a plurality of communication terminals and intervenes in wireless communication between the plurality of communication terminals, and the communication environment When the determination unit determines that the communication environment is not good, a physical layer frame having one data link layer packet as a payload is formed and transmitted to the communication terminal, and the communication environment determination unit determines that the communication environment is good A transmission control unit that forms a physical layer frame having a plurality of data link layer packets as payloads and transmits the frame to a communication terminal.
この管理端末では、通信環境が良好でないときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信するので、通信エラーによる伝送効率の低下を抑え易い。一方、通信環境が良好なときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信するので、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームによりデータの伝送を行う場合に比べて、データリンク層パケットに付加すべき付加情報(物理層フレームでのプリアンブルやヘッダ)の総量を低減させることができ、実際の物理層データ(パケットボディ)の伝送効率を高めることができる。結果として、この管理端末を用いて無線通信システムを構築すると、システム全体でのデータスループットを向上させ易くなる。 In this management terminal, when the communication environment is not good, a physical layer frame having one data link layer packet as a payload is formed and transmitted to the communication terminal, so it is easy to suppress a decrease in transmission efficiency due to a communication error. On the other hand, when the communication environment is good, a physical layer frame having a plurality of data link layer packets as payloads is formed and transmitted to the communication terminal. Therefore, data transmission is performed by a physical layer frame having one data link layer packet as a payload. Can reduce the total amount of additional information (preamble and header in the physical layer frame) to be added to the data link layer packet, and increase the transmission efficiency of actual physical layer data (packet body) be able to. As a result, when a wireless communication system is constructed using this management terminal, it becomes easy to improve data throughput in the entire system.
管理端末に係る第2の発明は、送信制御部は、通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、同一通信端末に送信するべき複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信するようにしたものである。この管理端末では、通信環境が良好なときに、同一通信端末に送信するべき複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信するので、実際の物理層データ(パケットボディ)の伝送効率を高めることができる。 According to a second aspect of the management terminal, when the communication control unit determines that the communication environment is good, the transmission control unit uses a plurality of data link layer packets to be transmitted to the same communication terminal as a payload. A layer frame is formed and transmitted to the communication terminal. In this management terminal, when the communication environment is good, a physical layer frame having a plurality of data link layer packets to be transmitted to the same communication terminal as a payload is formed and transmitted to the communication terminal. Packet body) transmission efficiency can be increased.
管理端末に係る第3の発明は、送信制御部は、通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数の異なる通信端末に送信するべき複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信するようにしたものである。この管理端末では、通信環境が良好なときに、複数の異なる通信端末に送信するべき複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信するので、実際の物理層データ(パケットボディ)の伝送効率を高めることができる。 According to a third aspect of the management terminal, when the transmission control unit determines that the communication environment is good by the communication environment determination unit, a plurality of data link layer packets to be transmitted to a plurality of different communication terminals are used as payloads. A physical layer frame is formed and transmitted to the communication terminal. In this management terminal, when the communication environment is good, a physical layer frame having a plurality of data link layer packets to be transmitted to a plurality of different communication terminals as payloads is formed and transmitted to the communication terminal. Data (packet body) transmission efficiency can be increased.
管理端末に係る第4の発明は、通信環境判断部は、通信端末から受信した物理層フレームの電波強度に基づいて通信環境を判断するようにしたものである。上記の電波強度は、従来の無線通信システムにおいても測定されているものであるので、これを利用して通信環境を判断することにより、管理端末の構成の複雑化を抑えることができる。 According to a fourth aspect of the management terminal, the communication environment determination unit determines the communication environment based on the radio field intensity of the physical layer frame received from the communication terminal. Since the above-mentioned radio wave intensity is also measured in a conventional wireless communication system, it is possible to suppress the complexity of the configuration of the management terminal by using this to determine the communication environment.
管理端末に係る第5の発明は、通信環境判断部は、通信端末から受信した物理層フレームの通信エラー情報に基づいて通信環境を判断するようにしたものである。上記の通信エラー情報は、従来の無線通信システムにおいても収集されているものであるので、これを利用して通信環境を判断することにより、管理端末の構成の複雑化を抑えることができる。 According to a fifth aspect of the management terminal, the communication environment determination unit determines the communication environment based on the communication error information of the physical layer frame received from the communication terminal. Since the above communication error information is also collected in the conventional wireless communication system, it is possible to suppress the complexity of the configuration of the management terminal by using this to determine the communication environment.
通信端末に係る第1の発明は、管理端末を介して他の通信端末と無線通信を行う通信端末において、通信環境の良否を判断する通信環境判断部と、該通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信し、通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信する送信制御部と、を備えるようにしたものである。 According to a first aspect of the communication terminal, in a communication terminal that performs wireless communication with another communication terminal via a management terminal, a communication environment determination unit that determines whether the communication environment is good or not, and the communication environment determination unit determines the communication environment. When it is determined that the communication environment is not good, a physical layer frame having one data link layer packet as a payload is formed and transmitted to the management terminal. When the communication environment determination unit determines that the communication environment is good, A transmission control unit that forms a physical layer frame having a data link layer packet as a payload and transmits the frame to a management terminal.
この通信端末は、上記の通信環境判断部および送信制御部を備えているので、当該通信端末を用いて無線通信システムを構築すると、管理端末に係る第1の発明についての説明の中で述べた理由と同様の理由から、システム全体でのデータスループットを向上させ易くなる。 Since this communication terminal includes the communication environment determination unit and the transmission control unit, when the wireless communication system is constructed using the communication terminal, the communication terminal is described in the description of the first invention related to the management terminal. For the same reason as described above, it becomes easy to improve the data throughput of the entire system.
通信端末に係る第2の発明は、通信環境判断部は、管理端末から受信した物理層フレームの電波強度に基づいて通信環境を判断するようにしたものである。上記の電波強度は、従来の無線通信システムにおいても測定されているものであるので、これを利用して通信環境を判断することにより、通信端末の構成の複雑化を抑えることができる。 According to a second aspect of the communication terminal, the communication environment determination unit determines the communication environment based on the radio field intensity of the physical layer frame received from the management terminal. Since the above-mentioned radio field intensity is also measured in a conventional wireless communication system, it is possible to suppress complication of the configuration of the communication terminal by using this to determine the communication environment.
通信端末に係る第3の発明は、通信環境判断部は、管理端末から受信した物理層フレームの通信エラー情報に基づいて通信環境を判断するようにしたものである。上記の通信エラー情報は、従来の無線通信システムにおいても収集されているものであるので、これを利用して通信環境を判断することにより、通信端末の構成の複雑化を抑えることができる。 In a third aspect of the communication terminal, the communication environment determination unit determines the communication environment based on the communication error information of the physical layer frame received from the management terminal. Since the above communication error information is also collected in the conventional wireless communication system, it is possible to suppress complication of the configuration of the communication terminal by using this to determine the communication environment.
無線通信システムに係る本発明は、管理端末と、該管理端末に無線接続する複数の通信端末とを備え、通信端末間で管理端末を介して無線通信を行う無線通信システムにおいて、管理端末は、通信環境の良否を判断する第1の通信環境判断部と、該通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信し、通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信する第1の送信制御部と、を備え、通信端末は、通信環境の良否を判断する第2の通信環境判断部と、該通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信し、通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信する第2の送信制御部とを備えるようにしたものである。 The present invention related to a wireless communication system includes a management terminal and a plurality of communication terminals that are wirelessly connected to the management terminal. In the wireless communication system that performs wireless communication between the communication terminals via the management terminal, the management terminal includes: A first communication environment determination unit that determines whether the communication environment is good or not, and when the communication environment determination unit determines that the communication environment is not good, forms a physical layer frame with one data link layer packet as a payload. First transmission control for transmitting to a communication terminal and forming a physical layer frame having a plurality of data link layer packets as payloads when the communication environment determining unit determines that the communication environment is good. And the communication terminal determines that the communication environment is not good by a second communication environment determination unit that determines whether the communication environment is good or bad. When the communication environment determination unit determines that the communication environment is good, a physical layer frame having one data link layer packet as a payload is formed and transmitted to the management terminal. A second transmission control unit that forms a physical layer frame as a payload and transmits the physical layer frame to the management terminal.
この無線通信システムでは、管理端末および通信端末がそれぞれ上記の通信環境判断部および送信制御部を備えているので、管理端末に係る第1の発明または通信端末に係る第1の発明についての説明の中で述べた理由と同様の理由から、システム全体でのデータスループットを向上させ易くなる。 In this wireless communication system, since the management terminal and the communication terminal each include the communication environment determination unit and the transmission control unit, the description of the first invention related to the management terminal or the first invention related to the communication terminal For the same reason as described above, it is easy to improve the data throughput of the entire system.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(実施の形態1)
図1は、本発明の無線通信システムの一例を示すブロック図である。図中の100は複数(図示の例では2)の通信端末を収容した管理端末、200A,200Bはそれぞれ管理端末100に収容されている通信端末であり、220はこれらの管理端末100および通信端末200A,200Bによって構成された無線通信システムである。管理端末100はアクセスポイントとして機能し、通信端末200Aと通信端末200Bとの間の無線通信に介在する。具体的には、管理端末100はアクセスポイントとしての機能を備えた電子機器(例えばテレビジョン等の家庭用電気製品)あるいはルータであり、各通信端末200A,200Bは携帯電話、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(Personal Digital Assistance)等、無線通信機能を有する携帯型の電子機器である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a wireless communication system according to the present invention. In the figure, 100 is a management terminal accommodating a plurality of communication terminals (2 in the illustrated example), 200A and 200B are communication terminals accommodated in the
管理端末100および通信端末200A,200Bは、物理層フレームを送受信することによってデータの伝送を行う。ここで、本明細書でいう「物理層フレーム」とは、接続先の機器の物理層に宛てられたフレームであって、タイミング同期を調整するプリアンブルと、送信先アドレス等の制御情報である物理層ヘッダと、実際の物理層データ(パケットボディ)であるペイロードとを有するフレームを意味する。上記のペイロードは、送信先のデータリンク層に宛てられるデータリンク層パケットである。
この物理層フレームを用いてデータの伝送を行うにあたって、管理端末100および通信端末200A,200Bは、それぞれ、接続先の機器との通信環境の良否を判断し、通信環境が良好でないときと通信環境が良好であるときとで、物理層フレームでのペイロードの構成を変化させる。そのために、これら管理端末100および通信端末200A,200Bは、接続先の機器から物理層フレームを受信したときに通信環境の良否を判断する通信環境判断部と、ペイロードの構成が異なる物理層フレームを作り分けて送信する送信制御部とを有している。
In transmitting data using this physical layer frame, the
ここで、通信端末200Aと通信端末200Bとは、基本的に共通の構成とすることができる。また、管理端末100の構成は、アクセスポイントおよび管理端末としての管理機能を除き、各通信端末200A,200Bと共通の構成とすることができる。以下、管理端末100および通信端末200Aそれぞれの構成について説明する。通信端末200Bの構成は通信端末200Aの構成と共通するのでは、ここではその説明を省略する。
Here, the
図2は、図1に示した管理端末100の一例を概略的に示す機能ブロック図である。同図において、20は送受信部、40は送受信部20で受信した物理層フレームを基に種々の処理を行うと共に送受信部20から送信する物理層フレームを形成するデータ変換部、60はデータ変換部40の動作を制御する中央演算制御部、70は送信するデータまたは受信したデータを必要に応じて一時的に格納する記憶部、80はデータ等の入力や出力を司る入出力部である。
FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing an example of the
送受信部20はアンテナ10を有しており、このアンテナ10を介して物理層フレームの送受信を行う。物理層フレームの伝送方式としては、例えばOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex:直交周波数分割多重)方式と称されるマルチキャリア信号による伝送方式等が適用され、送信および受信には例えば2.4GHz帯や5GHz帯等の無線帯が使用される。
The transmission /
データ変換部40は、ビーコンフレームを生成するビーコンフレーム生成部31と、無線通信システム220(図1参照)に参加している通信端末の数から使用通信帯域の余裕の有無を推定する通信帯域判断部33と、受信した物理層フレームに基づいて通信環境の良否を判断する通信環境判断部35と、受信した物理層フレームでの物理層ヘッダの内容を抽出するフレーム処理部37と、送信すべき物理層フレームを形成するフレーム形成部39とを有している。
The
中央演算制御部60は、データ変換部40、記憶部70、および入出力部80の動作を制御する。記憶部70には、送信するデータまたは受信したデータが必要に応じて一時的に格納される。入出力部80は、例えば有線によって外部のネットワークシステムに接続されて、当該ネットワークシステムへデータを送信するための、または当該ネットワークシステムからデータを送信するためのインターフェースとして機能する。
The central
管理端末100によってビーコンフレーム以外の物理層フレームを送信する際には、通信端末200Aまたは200Bから送信された物理層フレームでの物理層ヘッダの内容に基づいて中央演算制御部60がデータ変換部40の動作を制御して、当該データ変換部40のフレーム形成部39で所定の物理層フレームが形成され、この物理層フレームが送受信部20へ送られてアンテナ10を介して送信される。このとき、通信端末200Aまたは200Bから送信された上記の物理層フレームに基づいて通信環境判断部35が通信環境の良否を判断し、この判断結果および送信すべきデータの種類に基づいて、フレーム形成部39でどのような構成の物理層フレームを形成するかが決められる。送受信部20とフレーム形成部39と中央演算制御部60とによって、本発明でいう「送信制御部」が構成されている。物理層フレームの構成の詳細については、後に図4を参照して詳述する。
When the physical layer frame other than the beacon frame is transmitted by the
図3は、図1に示した通信端末200Aの一例を概略的に示す機能ブロック図である。同図において、120は送受信部、140は送受信部120で受信した物理層フレーム(ビーコンフレームを含む。)を基に種々の処理を行うと共に送受信部120から送信する物理層フレームを形成するデータ変換部、160はデータ変換部140の動作を制御する中央演算制御部、170は送信するデータまたは受信したデータを必要に応じて一時的に格納する記憶部、180はデータ等の入力や出力を司る入出力部である。
FIG. 3 is a functional block diagram schematically showing an example of the
送受信部120はアンテナ110を有しており、このアンテナ110を介して物理層フレームの送受信を行う。物理層フレームの伝送方式としては、例えば管理端末100での伝送方式と同じ伝送方式を適用することができ、送信および受信には例えば2.4GHz帯や5GHz帯等の無線帯が使用される。
The transmission /
データ変換部140は、受信した物理層フレームがビーコンフレームであるか否かを判定するビーコンフレーム判定部131と、受信した物理層フレームがビーコンフレームであるときに、無線通信システム220(図1参照)に参加している通信端末の数から使用通信帯域の余裕の有無を推定する通信帯域判断部133と、受信した物理層フレームに基づいて通信環境の良否を判断する通信環境判断部135と、受信した物理層フレームからパケットボディ(ユーザーデータ)を抽出するフレーム処理部137と、送信すべき物理層フレームを形成するフレーム形成部139とを有している。
The
中央演算制御部160は、データ変換部140、記憶部170、および入出力部180の動作を制御する。記憶部170には、送信するデータまたは受信したデータが必要に応じて一時的に格納される。入出力部180は、通信端末200Aの使用者がデータ等を入力するために使用されると共に、受信したデータを使用者が知覚できる形で出力する。
Central
この通信端末200Aによって物理層フレームを送信する際には、入出力部180から入力されたデータや送受信部120で受信した物理層フレームでの物理層ヘッダの内容等に基づいて中央演算制御部160がデータ変換部140の動作を制御して、当該データ変換部140のフレーム形成部139で所定の物理層フレームが形成され、この物理層フレームが送受信部120へ送られてアンテナ110を介して送信される。管理端末100(図1参照)から予め何らかの物理層フレームが送信されていたときには、この物理層フレームに基づいて通信環境判断部135が通信環境の良否を判断し、この判断結果および送信すべき物理層フレームの種類に基づいて、フレーム形成部139でどのような構成の物理層フレームを形成するかが決められる。送受信部120とフレーム形成部139と中央演算制御部160とによって、本発明でいう「送信制御部」が構成されている。物理層フレームの構成の詳細については、後に図4を参照して詳述する。
When the physical layer frame is transmitted by the
上述した構成を有する管理端末100と通信端末200A,200Bとの間で送受信される物理層フレームは、通信環境判断部35,135での判断結果に応じて、2種類に大別される。すなわち、通信環境判断部35,135によって通信環境が良好でないと判断されたときに送受信される物理層フレームは、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレーム(以下、「標準フレーム」という。)であり、通信環境判断部35,135によって通信環境が良好であると判断されたときに送受信される物理層フレームは、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレーム(以下、「複合フレーム」という。)である。
The physical layer frames transmitted and received between the
図4は、標準フレームの構成と複合フレームの構成との関係を説明するための概念図である。同図において、250は第1の標準フレームを示しており、248は第1の標準フレーム250でのペイロードを示している。また、260は第2の標準フレームを示しており、258は第2の標準フレーム260でのペイロードを示している。そして、270は複合フレームを示し、268は複合フレーム270でのペイロードを示している。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the relationship between the configuration of the standard frame and the configuration of the composite frame. In the figure,
同図に示すように、第1の標準フレーム250は、プリアンブル242と、物理層ヘッダ244と、データリンク層パケットであるペイロード248とがこの順番で連なった構成を有している。そして、ペイロード248内では、データリンク層での宛先アドレスおよび送信元アドレス等を示すデータリンク層ヘッダ245、ユーザーデータであるパケットボディ246、および受信したデータの正否をチェックするためのFCS(Frame Check Sequence)247が、物理層ヘッダ244側からこの順番で連なっている。
As shown in the figure, the first
第2の標準フレーム260は、第1の標準フレーム250と同様に、プリアンブル252、物理層ヘッダ254、およびデータリンク層パケットであるペイロード258がこの順番で連なった構成を有しており、ペイロード258内では、データリンク層ヘッダ255、パケットボディ256、およびFCS257が物理層ヘッダ254側からこの順番で連なっている。
Similar to the first
複合フレーム270は、各標準フレーム250、260におけるのと同様に、プリアンブル262、物理層ヘッダ264、およびペイロード268がこの順番で連なった構成を有しているが、ペイロード268では、第1の標準フレーム250におけるペイロード248と、第2の標準フレーム260におけるペイロード258とが物理層ヘッダ264側からこの順番で連なっている。すなわち、複合フレーム270でのペイロード268は、第1の標準フレーム250でのペイロード248と第2の標準フレーム260でのペイロード258とが統合されたものである。したがって、複合フレーム270は、2つのデータリンク層パケット(ペイロード248とペイロード258)をペイロード268としている。
The
これらの標準フレーム250,260、および複合フレーム270における各プリアンブル242,252,262、各物理層ヘッダ244,254,264、および各FCS247,257は、いずれも、管理端末100または通信端末200A,200Bに受信された後に上位層で削除される付加情報である。複合フレーム270におけるように複数のデータリンク層パケットを1つのペイロード268とすることにより、データの送受信に必要な付加情報の総量を低減させることが可能になる。結果として、無線通信システム220(図1参照)全体でのデータスループットを向上させることが容易になる。
Each of the
なお、図4に示した複合フレーム270は、上述のように2つのデータリンク層パケット(ペイロード248,258)をペイロード268としたものであるが、本発明でいう「複合フレーム」は、3つ以上の所望数のデータリンク層パケットをペイロードとしたものであってもよい。また、複合フレームのペイロードを構成する各データリンク層パケットは、同一の通信端末に送信するべきものであってもよいし、複数の異なる通信端末に送信するべきものであってもよい。以下、同一の通信端末に送信するべき複数のデータリンク層パケットをペイロードとした複合フレームを「複合フレームI」、複数の異なる通信端末に送信するべき複数のデータリンク層パケットをペイロードとした複合フレームを「複合フレームII」ということがある。
Note that the
複合フレームIIを用いて通信を行うと、無線通信システム全体でのデータスループットを更に向上させることが可能になる。ただし、複合フレームIIを送受信するにあたっては、通信エラーの発生確率を低減させるうえから、当該複合フレームIIのペイロードに含まれている複数のデータリンク層パケットそれぞれの送信先の通信端末と管理端末との通信周波数を同一にすることが好ましい。また、複合フレームIIは、複合フレームIを送受信するときよりも通信環境が更に良好であるときに送受信することが好ましい。 When communication is performed using the composite frame II, the data throughput in the entire wireless communication system can be further improved. However, in transmitting / receiving the composite frame II, in order to reduce the probability of occurrence of a communication error, the communication terminal and the management terminal of each of the plurality of data link layer packets included in the payload of the composite frame II, It is preferable to make the communication frequency of the same. The composite frame II is preferably transmitted and received when the communication environment is better than when the composite frame I is transmitted and received.
図5は、上述した構成を有する管理端末100または通信端末200A,200Bにおける通信帯域判断部33,133およびフレーム形成部39,139での処理の一例を概略的に示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart schematically showing an example of processing in the communication
同図に示す例において、ステップS11は、通信帯域判断部33,133が通信帯域に余裕があるか否かを判断するステップであり、この判断は、管理端末100に接続している通信端末の数に基づいて行われる。通信帯域に余裕があると判断されるとステップS12へ進み、余裕がないと判断されるとステップS13に進む。
In the example shown in the figure, step S11 is a step in which the communication
ステップS12は標準フレームを形成するステップであり、ここで形成された標準フレームは、後述のステップS17で送受信部20,120に転送される。また、ステップS13は通信環境の良否を判断するステップであり、通信環境が良好ではないと判断されたときには上記のステップS12に進む。一方、通信環境が良好であると判断されたときには、ステップS14に進む。
Step S12 is a step of forming a standard frame, and the standard frame formed here is transferred to the transmission /
ステップS14は、通信環境が更に良好であるか否かを判断するステップである。このステップS14で通信環境が更に良好であるとはいえないと判断されたときには、ステップS15に進んで前述の複合フレームIを形成する。この複合フレームIは、後述のステップS17で送受信部20,120に転送される。
Step S14 is a step of determining whether or not the communication environment is better. If it is determined in step S14 that the communication environment is not better, the process proceeds to step S15 to form the composite frame I described above. The composite frame I is transferred to the transmission /
また、ステップS14で通信環境が更に良好であると判断されたときには、ステップS16に進んで前述の複合フレームIIを形成する。この複合フレームIIは、ステップS17で送受信部20,120に転送される。
If it is determined in step S14 that the communication environment is better, the process proceeds to step S16 to form the composite frame II described above. The composite frame II is transferred to the transmission /
ステップS17は、ステップS12で形成した標準フレーム、ステップS15で形成した複合フレームI、またはステップS16で形成した複合フレームIIを送受信部20または120に転送するステップである。フレーム形成部39、139から送受信部20,120に転送された標準フレーム、複合フレームI、または複合フレームIIは、この送受信部20,120からアンテナ10,110を介して送信される。実際にデータを伝送するにあたっては、通信環境が良好でないときには標準フレームのみが使用され、通信環境が良好であるときには、多くの場合、標準フレームと複合フレームIとが併用される。そして、通信環境が更に良好であるときには、標準フレームと複合フレームIと複合フレームIIとが併用される。
Step S17 is a step of transferring the standard frame formed in step S12, the composite frame I formed in step S15, or the composite frame II formed in step S16 to the transmission /
図6は、通信環境が良好でないときに通信端末200A,200Bから管理端末100へデータを伝送する際に行われる通信手順の一例を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a communication procedure performed when data is transmitted from the
同図に示すように、通信端末200Aから管理端末100へのデータの伝送は、通信端末200Aと管理端末100との接続が確立した後、通信端末200Aがデータ送信フレームFds1を管理端末100に送信することによって行われる。データ送信フレームFds1を受信した管理端末100は、通信端末200Aに応答フレームFac1を送信する。通信端末200Aは、応答フレームFac1を受信すると、管理端末100との接続を断つ。
As shown in the figure, in the transmission of data from the
認証や確認等が必要な場合の管理端末100と通信端末200Aとの接続の確立は、例えば、図5に示すように管理端末100が通信端末200Aに認証や確認等に必要な制御フレームFc1を送信し、この制御フレームFc1に対する応答フレームFrp1を通信端末200Aが管理端末100に送信し、さらに、応答フレームFrp1を受信した管理端末100が通信端末200Aにデータ要求フレームFdr1を送信することによってなされる。制御フレームFc1と応答フレームFrp1との交換は図6においては1回であるが、2回以上の必要回数行うようにしてもよい。このフレーム交換を行う過程で、管理端末100および通信端末200Aは、それぞれ、受信したフレーム(物理層フレーム)に基づいて通信環境を判断することができる。
Establishing a connection between the
また、認証や確認等が必要でない場合の管理端末100と通信端末200Aとの接続の確立は、例えば、管理端末100が定期的に発しているビーコンを受信した通信端末200Aが接続要求フレームを管理端末100に送信し、この接続要求フレームを受信した管理端末100が通信端末200Aにデータ要求フレームFdr1を送信することによってなされる。これらのフレーム交換を行う過程で、管理端末100および通信端末200Aは、それぞれ、受信したフレーム(物理層フレーム)に基づいて通信環境を判断することができる。
The establishment of connection between the
通信環境が良好でないときの通信端末200Bから管理端末100へのデータの伝送も、上記と同じ通信手順で行われる。図6においては、管理端末100と通信端末200Bとの間で送受信される各フレームの参照符号として、管理端末100と通信端末200Aとの間で送受信されるフレームそれぞれに付した参照符号の数値部分を「1」から「2」に変更した参照符号を付してある。
Data transmission from the
通信端末200A,200Bのいずれから管理端末100にデータを伝送する場合でも、通信環境が良好でないときに送受信される物理層フレームは全て標準フレーム、すなわち、1つのパケット(データリンク層パケット)によってペイロードが形成されているフレームである。このような標準フレームの送受信によるデータの伝送は、パケット通信によってデータの伝送を行う無線通信システムにおいて一般的に行われている。
Regardless of whether data is transmitted from either of the
これに対して通信環境が良好であるときには、管理端末100と通信端末200A,200Bとは、前述のようにそれぞれ複合フレームを形成し、この複合フレームを送受信することによってデータの伝送を行う。以下、通信環境が良好であるときに複合フレームと標準フレームとを併用してデータを伝送する際の通信手順について、図7および図8を参照して説明する。
On the other hand, when the communication environment is good, the
図7は、複合フレームIと標準フレームとを併用することによって図6に示した通信手順を簡略化した通信手順の一例を示す概略図である。 FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a communication procedure in which the communication procedure illustrated in FIG. 6 is simplified by using the composite frame I and the standard frame together.
図示のように、通信端末200Aから管理端末100へのデータの伝送は、管理端末100から通信端末200Aに複合フレームCF1を送信し、この複合フレームCF1を受信した通信端末200Aが管理端末100に複合フレームCF2を送信することによって行われる。複合フレームCF2を受信した管理端末100は、標準フレームである応答フレームFac1を通信端末200Aに送信する。通信端末200Aは、応答フレームFac1を受信すると、管理端末100との接続を断つ。
As shown in the figure, for transmission of data from the
ここで、上記の複合フレームCF1は、図6に示した制御フレームFc1でのペイロード(データリンク層パケット)と、図6に示したデータ要求フレームFdr1でのペイロード(データリンク層パケット)とをペイロードとする複合フレームIである。また、複合フレームCF2は、図6に示した応答フレームFrp1でのペイロード(データリンク層パケット)と、図6に示したデータ送信フレームFds1でのペイロード(データリンク層パケット)とをペイロードとする複合フレームIである。 Here, the composite frame CF 1 includes the payload (data link layer packet) in the control frame Fc 1 shown in FIG. 6 and the payload (data link layer packet) in the data request frame Fdr 1 shown in FIG. Is a composite frame I having a payload of Also, the composite frame CF 2 includes the payload (data link layer packet) in the response frame Frp 1 shown in FIG. 6 and the payload (data link layer packet) in the data transmission frame Fds 1 shown in FIG. Is a composite frame I.
一方、通信端末200Bから管理端末100へのデータの伝送は、同図に示すように、通信端末200Aから管理端末100へのデータの伝送と同じ通信手順で行われる。図6に示す複合フレームCF5は、図6に示した制御フレームFc2でのペイロード(データリンク層パケット)と、図6に示したデータ要求フレームFdr2でのペイロード(データリンク層パケット)とをペイロードとする複合フレームIである。また、複合フレームCF6は、図6に示した応答フレームFrp2でのペイロード(データリンク層パケット)と、図6に示したデータ送信フレームFds2でのペイロード(データリンク層パケット)とをペイロードとする複合フレームIである。複合フレームCF6を受信した管理端末100は、図6に示した通信手順におけるのと同様に、標準フレームである応答フレームFac2を通信端末200Bに送信する。通信端末200Bは、応答フレームFac2を受信すると、管理端末100との接続を断つ。
On the other hand, the data transmission from the
図8は、複合フレームI、複合フレームII、および標準フレームを併用することによって図6に示した通信手順を更に簡略化した通信手順の一例を示す概略図である。 FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a communication procedure in which the communication procedure illustrated in FIG. 6 is further simplified by using the composite frame I, the composite frame II, and the standard frame together.
図示のように、通信端末200Aから管理端末100へのデータの伝送は、図7に示した手順におけるのと同様に、管理端末100から通信端末200Aに複合フレームCF1を送信した後に、この複合フレームCF1を受信した通信端末200Aが管理端末100に複合フレームCF2を送信することによって行われる。そして、複合フレームCF2を受信した管理端末100は、その後に複合フレームCF10を通信端末200Aおよび通信端末200Bに送信する。
As illustrated, data transmission from the
ここで、複合フレームCF10は、図6に示した応答フレームFac1でのペイロードと、同図に示した制御フレームFc2でのペイロードと、同図に示したデータ要求フレームFdr2でのペイロードとをペイロードとする複合フレームIIである。すなわち、複合フレームCF10は、3つのデータリンク層パケットをペイロードとするものである。これら3つのデータリンク層パケットのうちの1つは通信端末200Aに送信されるものであり、残りの2つは通信端末200Bに送信されるものである。
Here, the composite frame CF 10 includes the payload in the response frame Fac 1 shown in FIG. 6, the payload in the control frame Fc 2 shown in FIG. 6, and the payload in the data request frame Fdr 2 shown in FIG. Is a composite frame II having a payload of That is, the composite frame CF 10 has three data link layer packets as payloads. One of these three data link layer packets is transmitted to the
複合フレームCF10を受信した通信端末200Aは、管理端末100との接続を断ち、複合フレームCF10を受信した通信端末200Bは、図6に示した通信手順におけるのと同様に複合フレームCF6を管理端末100に送信する。通信端末200Bから複合フレームCF6を受信した管理端末100は、図6に示した通信手順におけるのと同様に、標準フレームの1つである応答フレームFac2を通信端末200Bに送信する。通信端末200Bは、応答フレームFac2を受信すると、管理端末100との接続を断つ。
なお、図8においては図示を省略しているが、管理端末100から通信端末200A,200Bへの複合フレームCF10の送信に先立って、管理端末100と通信端末200Bとの間で認証や確認等のための物理層フレームの交換が行われて、通信環境が良好であるとの判断がなされている。そして、管理端末100と通信端末200Bとの通信速度は、管理端末100と通信端末200Aとの通信速度と同一の速度に設定されている。
Although not shown in FIG. 8, prior to transmission of the composite frame CF 10 from the
図8に示した通信手順によれば、図6に示した通信手順で通信端末200A,200Bから管理端末100にデータを伝送する場合に比べて、ガードインターバルを省略することが可能になる。また、管理端末100と通信端末200Bとの通信速度、および管理端末100と通信端末200Aとの通信速度が同一の速度に設定されているので、無線通信システム220(図1参照)全体でのデータスループットの維持、およびリアルタイム通信を行う際の時間管理がそれぞれ容易になる。
According to the communication procedure shown in FIG. 8, it is possible to omit the guard interval compared to the case where data is transmitted from the
以上、説明したようにして管理端末100と通信端末200A,200Bとの間の通信環境の良否に応じて物理層フレームの構成を変化させると、通信環境が良好でないときには通信エラーによる伝送効率の低下を抑え易く、通信環境が良好なときにはユーザーデータ(パケットボディ)の伝送効率を高め易くなるので、無線通信システム220(図1参照)全体でのデータスループットを容易に向上させることができる。
As described above, if the configuration of the physical layer frame is changed according to the quality of the communication environment between the
なお、図1に示した無線通信システム220での通信端末の総数は2であるが、通信端末の総数は3以上の所望数にすることもできる。上述のように通信環境に応じて物理層フレームの構成を変化させることは、通信端末の数が多くて通信帯域に余裕がないときに無線通信システム全体でのデータスループットを向上させるうえで特に効果的である。このようにして無線通信システム全体でのデータスループットを向上させると、収容端末数を多くしても、通信品質の低下を抑えつつ大容量データをリアルタイムで伝送することが容易になる。一方、通信帯域に余裕があるときには、通信環境の良否に拘わらず標準パケットのみによって送受信しても、システム全体でのデータスループットを高く保つことができる。
Note that the total number of communication terminals in the
実際に無線通信システム220を構成するにあたってどのような管理端末100および通信端末200A,200Bを用いるかは、目的とする無線通信システム220に求められる機能や性能等に応じて適宜選定可能である。以下に、管理端末100として用いることができるルータ、および通信端末200A,200Bとして用いることができる携帯電話それぞれの構成の一例を、図面を参照して説明する。
The type of
図9は、図1に示した管理端末100として用いることができるルータの一例をその前面からみた外観斜視図であり、図10は、図9に示したルータをその背面からみた外観斜視図である。これらの図9および図10において、400はルータであり、300はルータ400の筐体である。
9 is an external perspective view of an example of a router that can be used as the
図9に示すように、筐体300の前面には、発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)等の発光素子385aを所定個組み合わせることによって構成された表示部385が設けられている。また、図10に示すように、筐体300の背面には、RJ45等からなるLAN用モジュラージャック372、WAN(Wide Area Network)用モジュラージャック374、および直流(DC)電源用コネクタ390が設けられている。LAN用モジュラージャック372には、必要に応じてLAN用ケーブルのモジュラープラグ(図示せず。)が接続され、WAN用モジュラージャック374には、必要に応じてWAN用のモジュラープラグ(図示せず。)が接続される。また、DC電源用コネクタ390には、平行ケーブル等の電力線410が接続される。
As shown in FIG. 9, a
図11は、図9および図10に示したルータ400の内部構成を概略的に示すブロック図である。図11において、320は送受信部、340はデータ変換部、360は中央演算制御部、370は記憶部、380は有線LANまたは有線WANと接続するためのインターフェースとして機能する入出力部である。
FIG. 11 is a block diagram schematically showing an internal configuration of the
図11に示すように、ルータ400は、同図中に実線で示す筐体300内に収容された回路モジュール305を有している。この回路モジュール305には、(1)送受信部320を構成するアンテナ切替えスイッチ312および無線基板315、(2)データ変換部340、(3)中央演算制御部360が搭載されたメインIC362、(4)記憶部370を構成するシンクロナスDRAM(SDRAM)365およびフラッシュROM(Flash ROM)367、ならびに、(4)入出力部380の一部が実装されている。
As shown in FIG. 11, the
送受信部320を構成している上記の無線基板315は、送受信切替えスイッチ315aと、受信信号を増幅する低ノイズアンプ315bと、送信信号を増幅するパワーアンプ315cと、無線信号への変調および無線信号からの復調を行うRF(無線周波数)変復調器315dとを有している。送受信切替えスイッチ315aにはアンテナ切替えスイッチ312が接続されており、このアンテナ切替えスイッチ312には2つの内部アンテナ310a,310bが接続されている。また、無線基板315には、クロック信号を供給する第1の発振器382が接続されている。
The
データ変換部340は、図2に示したデータ変換部40として機能するものであり、このデータ変換部340は無線LANコントローラ340aからなる。無線LANコントローラ340aは、MACブロックを制御するMACブロック330aと、物理層(Physical Layer)を制御するPHYブロック330bとを有している。MACブロック330aは後述するPCIユニット357に接続され、PHYブロック330bはMACブロック330aに接続されている。PHYブロック330bは、送受信部320を構成している無線周波数変復調器315dにも接続されている。
The
中央演算制御部360は、中央演算処理装置(CPU;Central Processing Unit)351と、バス上でのデータの流れを制御するバスコントロールユニット(BCU;Bus Control Unit)353と、MACブロックを制御する2つのMACブロック355a,355bと、PCI(Peripheral Component Interconnect)バスを制御するPCIユニット357と、メインバス359aと、ローカルバス359bとを有しており、これらはメインIC362に搭載されている。
The central
CPU351、バスコントロールユニット353、各MACブロック355a,355b、およびPCIユニット357は、いずれも、ローカルバス359bに接続されている。また、CPU351およびバスコントロールユニット353は、メインバス359aを介して、記憶部370(シンクロナスDRAM365およびフラッシュROM367)に接続されている。さらに、各MACブロック355a,355bは、後述する入出力部380での物理層ICに接続されており、PCIユニット357はデータ変換部340(無線LANコントローラ340a)のMACブロック330aにも接続されている。
The
入出力部380は、必要に応じてLANまたはWANを介してデータの入出力を行うものであり、LAN用モジュラージャック372、このLAN用モジュラージャック372に接続されて物理層(Physical Layer)を制御するPHY(第1の物理層)・IC376a、WAN用モジュラージャック374、および、このWAN用モジュラージャック374に接続されて物理層(Physical Layer)を制御するPHY(第2の物理層)・IC376bを有している。第1の物理層IC376aおよび第2の物理層IC376bは、それぞれ、回路モジュール305を構成している。
The input /
そして、回路モジュール305には、前述した表示部385を構成している発光素子385a、中央演算制御部360にクロック信号を供給する第2の発振器387、および中央演算制御部360に初期化信号を供給するリセットIC389、および、DC電源用コネクタ390を介して供給される直流電圧を所定の高さの直流電圧に変換するDC−DC変換器395も実装されている。発光素子385a、第2の発振器387、およびリセットIC389は、それぞれローカルバス359bに接続されており、DC−DC変換器395は、回路モジュール305中の種々の素子に直流電圧を供給する。
In the
このような構成を有するルータ400は、図2に示した送受信部20に相当する送受信部320、同図に示したデータ変換部40に相当するデータ変換部340、同図に示した中央演算制御部60に相当する中央演算制御部360、同図に示した記憶部70に相当する記憶部370、および同図に示した入出力部80に相当する入出力部380を有している。また、送受信部320、データ変換部340中のMACブロック330a、および中央演算制御部360は、本発明でいう送信制御部を構成している。したがって、ルータ400は、図1に示した管理端末100として使用することができる。
The
図12は、図1に示した通信端末200Aまたは200Bとして用いることができる携帯電話の一例を概略的に示す斜視図である。図12において、500は筐体であり、510aは送受信部を構成する外部アンテナである。また、571aは入出力部を構成する送話器での送話口、572aは入出力部を構成する受話器での受話口、573は複数のボタンスイッチによって形成されて入出力部を構成するキーマトリックス、574は入出力部を構成する表示装置である。そして600は、これら筐体500、外部アンテナ510a、送話口571a、受話口572a、キーマトリックス573、および表示装置574を備えた携帯電話である。なお、表示装置574は、液晶表示装置や有機エレクトロルミネセンス表示装置等によって構成されて、キーマトリックス573で入力した情報や受信した情報等を表示する。
FIG. 12 is a perspective view schematically showing an example of a mobile phone that can be used as
図13は、図12に示した携帯電話600の内部構成を概略的に示すブロック図である。図13において、520は送受信部、540はデータ変換部、560aは中央演算制御部として機能する中央演算処理装置(CPU)、570は記憶部である。
FIG. 13 is a block diagram schematically showing an internal configuration of the
同図に示すように、携帯電話600は、図13中に実線で示す筐体500内に収容された回路モジュール505を有している。この回路モジュール505には、(1)送受信部520を構成するアンテナ切替えスイッチ512および無線基板515、(2)データ変換部540および中央演算制御部560aが搭載されたベースバンドIC(IC;Integrated Circuit)562、(3)記憶部570を構成するシンクロナスDRAM(SDRAM)565およびフラッシュROM(Flash ROM)567、(4)入出力部を構成するキーマトリックス573および表示装置574、ならびに、(5)電源回路部590が実装されている。
As shown in the figure, the
上記の無線基板515は、送受信切替えスイッチ515aと、受信信号を増幅する低ノイズアンプ515bと、送信信号を増幅するパワーアンプ515cと、無線信号への変調および無線信号からの復調を行うRF(無線周波数)変復調器515dとを有している。送受信切替えスイッチ515aには上記のアンテナ切替えスイッチ512が接続されており、このアンテナ切替えスイッチ512には外部アンテナ510aおよび内部アンテナ510bが接続されている。また、無線基板515には、クロック信号を供給する第1の発振器592が接続されている。
The
ベースバンドIC562には、音声処理を行うVoIP(Voice over Internet Protocol)ブロック530aと、無線通信システムでのMAC(Media Access Control)層を制御する無線MACブロック530bとを有するデータ変換部540が搭載され、さらに、中央演算制御部として機能する中央演算処理装置560aも搭載されている。データ変換部540における上記の無線MACブロック530bは、図3に示したビーコンフレーム判定部131、通信帯域判断部133、通信環境判断部135、フレーム処理部137、およびフレーム形成部139としての役割をなす。
The baseband IC 562 is equipped with a data converter 540 having a VoIP (Voice over Internet Protocol)
VoIPブロック530aおよび中央演算処理装置560aは、ローカルバス552を介して、送話器571からの信号を増幅する第1アンプ576、および受話器572への信号を増幅する第2アンプ577にそれぞれ接続されている。また、VoIPブロック530a、無線MACブロック530b、および中央演算処理装置560aは、メインバス554を介して、シンクロナスDRAM565、およびフラッシュROM567に接続されている。ローカルバス552には、液晶ディスプレイなどの表示装置574の電源を制御する電源制御IC578も接続されている。
The
電源回路部590は、電池581と、電池581からの直流(DC)電圧を所定の直流電圧に変換するDC−DC変換器583と、表示装置574用の電源昇圧回路585とを有している。DC−DC変換器583はダイオード587を介して電池581に接続されており、電源昇圧回路585は電池581に直接接続されている。DC−DC変換器563は、前述したローカルバス552を介して、中央演算処理装置560aおよびVoIPブロック530aに接続されており、電源昇圧回路585は、図示しないローカルバスを介して、表示装置574の電源を制御する電源制御IC578に接続されている。
The power
また、電池581には、ベースバンドIC562に初期化信号を出力するリセットIC594も接続されており、このリセットIC594は、ローカルバス552を介して、中央演算処理装置560aおよびVoIPブロック530aに接続されている。
The
前述したアンテナ切替えスイッチ512、無線基板515(RF変復調器515d)、キーマトリックス573、表示装置574、および電源回路部590はベースバンドIC562に接続されており、このベースバンドIC562には、当該ベースバンドIC562にクロック信号を供給する第2の発振器596も接続されている。
The
このような構成を有する携帯電話600は、図3に示した送受信部120に相当する送受信部520、同図に示したデータ変換部140に相当するデータ変換部540、同図に示した中央演算制御部160に相当する中央演算処理装置560b、同図に示した記憶部170に相当する記憶部570を有している。また、送受信部520、データ変換部540中の無線MACブロック530b、および中央演算処理装置560aは、本発明でいう送信制御部を構成している。したがって、携帯電話600は、図1に示した通信端末200Aまたは200Bとして使用することができる。なお、図13に示した送話器571、受話器572、キーマトリックス573、および表示装置574は入出力部を構成しており、この入出力部は、図3に示した入出力部180に相当する。
The
(実施の形態2)
本形態では、受信した物理層フレームの電波強度(RSSI;Received Signal Strength Indicator)に基づいて通信環境の良否を判断し、この判断結果に応じて、送受信する物理層フレームの構成を変化させる。管理端末100および通信端末200A,200Bそれぞれでの通信環境の良否の判断は、例えば、受信した物理層フレームの電波強度と通信エラー率との関係を予め実験的に求めて基準値を定め、この基準値と実際の電波強度(RSSI)との大小関係を比較することで行われる。
(Embodiment 2)
In this embodiment, the quality of the communication environment is determined based on the received signal strength of the physical layer frame (RSSI; Received Signal Strength Indicator), and the configuration of the physical layer frame to be transmitted and received is changed according to the determination result. The judgment of the quality of the communication environment in each of the
図14は、受信した物理層フレームの電波強度(RSSI)に基づいて通信環境の良否を判断し、この判断結果に従って標準フレームまたは複合フレームを形成して送信する際の処理の一例を概略的に示すフローチャートである。同図に示す手順は、図5との対比から明らかなように、図5に示したステップS13が新たなステップS13aに変更され、図5に示したステップS14が新たなステップS14aに変更されているという点を除いて、図5に示した手順と同じである。ステップS13aおよびステップS14aをそれぞれ除いた各ステップについては、図5で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。 FIG. 14 schematically shows an example of processing when determining whether the communication environment is good or bad based on the radio field strength (RSSI) of the received physical layer frame, and forming and transmitting a standard frame or a composite frame according to the determination result. It is a flowchart to show. As is clear from the comparison with FIG. 5, the procedure shown in FIG. 5 is changed from step S13 shown in FIG. 5 to a new step S13a, and step S14 shown in FIG. 5 is changed to a new step S14a. The procedure is the same as that shown in FIG. About each step except step S13a and step S14a, the same referential mark as the referential mark used in FIG. 5 is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.
図14に示したステップS13aでは、受信した物理層フレームの電波強度(RSSI)と予め定めた第1の基準値とを比較し、RSSIが第1の基準値より小さいとき、すなわち通信環境が良好でないときには、図5に示した処理におけるのと同様にステップS12へ進み、ここで標準フレームを形成する。また、RSSIが第1の基準値以上であるとき、すなわち通信環境が良好であるときには、ステップS14a進む。 In step S13a shown in FIG. 14, the received radio wave strength (RSSI) of the physical layer frame is compared with a predetermined first reference value, and when the RSSI is smaller than the first reference value, that is, the communication environment is good. If not, the process proceeds to step S12 as in the process shown in FIG. 5, where a standard frame is formed. Further, when the RSSI is equal to or higher than the first reference value, that is, when the communication environment is good, the process proceeds to step S14a.
ステップS14aでは、第1の基準値よりも更に大きな値を有する第2の基準値とRSSIとを比較し、受信エラーレートが第2の基準値より小さいとき、すなわち通信環境が更に良好であるとはいえないときには、図5に示した処理におけるのと同様にステップS15へ進み、ここで複合フレームIを形成する。また、RSSIが第2の基準値以上であるとき、すなわち通信環境が更に良好であるときには、図5に示した処理におけるのと同様にステップS16へ進み、ここで複合フレームIIを形成する。 In step S14a, the RSSI is compared with a second reference value having a value larger than the first reference value. When the reception error rate is smaller than the second reference value, that is, the communication environment is better. If not, the process proceeds to step S15 as in the process shown in FIG. 5, where the composite frame I is formed. When the RSSI is equal to or greater than the second reference value, that is, when the communication environment is even better, the process proceeds to step S16 as in the process shown in FIG. 5, where a composite frame II is formed.
このようにして通信環境の良否を判断し、その結果に基づいて標準フレームまたは複合フレームを送受信することにより、通信環境が良好でないときには通信エラーによる伝送効率の低下を抑え易くなり、通信環境が良好なときにはユーザーデータ(パケットボディ)の伝送効率を高め易くなる。結果として、無線通信システム全体でのデータスループットを向上させることが容易になる。 By judging whether the communication environment is good or not and transmitting / receiving standard frames or composite frames based on the result, it is easy to suppress a decrease in transmission efficiency due to a communication error when the communication environment is not good, and the communication environment is good. In this case, it becomes easy to improve the transmission efficiency of user data (packet body). As a result, it becomes easy to improve the data throughput in the entire wireless communication system.
(実施の形態3)
上述した実施の形態2では、受信した物理層フレームの電波強度(RSSI)に基づいて通信環境の良否を判断したが、本発明の無線通信システムおよび無線通信用機器での通信環境の良否の判断は、受信した物理層フレームについてのエラー情報、例えば受信エラーレートや受信エラー数に基づいて行うこともできる。
(Embodiment 3)
In the second embodiment described above, the quality of the communication environment is determined based on the radio field intensity (RSSI) of the received physical layer frame. However, the quality of the communication environment in the wireless communication system and the wireless communication device of the present invention is determined. Can also be performed based on error information about the received physical layer frame, such as a reception error rate or the number of reception errors.
図15は、受信した物理層フレームでのエラー情報に基づいて通信環境の良否を判断し、この判断結果に従って標準フレームまたは複合フレームを形成して送信する際の処理の一例を概略的に示すフローチャートである。同図に示す手順は、図5との対比から明らかなように、図5に示したステップS13が新たなステップS13bに変更され、図5に示したステップS14が新たなステップS14bに変更されているという点を除いて、図5に示した手順と同じである。ステップS13bおよびステップS14bをそれぞれ除いた各ステップについては、図5で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。 FIG. 15 is a flowchart schematically illustrating an example of processing when determining whether the communication environment is good or bad based on error information in the received physical layer frame, and forming and transmitting a standard frame or a composite frame according to the determination result. It is. As is clear from the comparison with FIG. 5, the procedure shown in FIG. 5 is changed from step S13 shown in FIG. 5 to a new step S13b, and step S14 shown in FIG. 5 is changed to a new step S14b. The procedure is the same as that shown in FIG. About each step except step S13b and step S14b, the same referential mark as the referential mark used in FIG. 5 is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.
図15に示したステップS13bは、受信した物理層フレームでの受信エラーレートと予め定めた第1の基準値とを比較し、受信エラーレートが第1の基準値より大きいとき、すなわち通信環境が良好でないときには、図5に示した処理におけるのと同様にステップS12へ進み、ここで標準フレームを形成する。また、受信エラーレートが第1の基準値以下であるとき、すなわち通信環境が良好であるときには、ステップS14bへ進む。 Step S13b shown in FIG. 15 compares the reception error rate in the received physical layer frame with a predetermined first reference value, and when the reception error rate is larger than the first reference value, that is, the communication environment is If it is not good, the process proceeds to step S12 as in the process shown in FIG. 5, and a standard frame is formed here. When the reception error rate is equal to or lower than the first reference value, that is, when the communication environment is good, the process proceeds to step S14b.
ステップS14bでは、第1の基準値よりも更に小さな値を有する第2の基準値と受信エラーレートとを比較し、受信エラーレートが第2の基準値より大きいとき、すなわち通信環境が更に良好であるとはいえないときには、図5に示した処理におけるのと同様にステップS15へ進み、ここで複合フレームIを形成する。また、受信エラーレートが第2の基準値以下であるとき、すなわち通信環境が更に良好であるときには、図5に示した処理におけるのと同様にステップS16へ進み、ここで複合フレームIIを形成する。 In step S14b, the second reference value having a smaller value than the first reference value is compared with the reception error rate, and when the reception error rate is larger than the second reference value, that is, the communication environment is further improved. If not, the process proceeds to step S15 as in the process shown in FIG. 5, and the composite frame I is formed here. When the reception error rate is equal to or lower than the second reference value, that is, when the communication environment is better, the process proceeds to step S16 as in the process shown in FIG. 5, where the composite frame II is formed. .
このようにして通信環境の良否を判断し、その結果に基づいて標準フレームまたは複合フレームを送受信することによっても、通信環境が良好でないときには通信エラーによる伝送効率の低下を抑え易くなり、通信環境が良好なときにはユーザーデータ(パケットボディ)の伝送効率を高め易くなる。結果として、無線通信システム全体でのデータスループットを向上させることが容易になる。 By determining whether the communication environment is good or not in this way and transmitting / receiving standard frames or composite frames based on the result, it is easy to suppress a decrease in transmission efficiency due to a communication error when the communication environment is not good. When it is favorable, the transmission efficiency of user data (packet body) is easily improved. As a result, it becomes easy to improve the data throughput in the entire wireless communication system.
以上、3つの形態を挙げて本発明を具体的に説明したが、本発明は上述した2つの形態に限定されるものではなく、種々の変形、修飾、組合せなどが可能である。例えば、通信環境の良否は受信した物理層フレームの受信強度または受信エラーレートに基づいて判断する以外にも、受信した物理層フレームでのエラー数等、他の管理情報に基づいて判断することが可能である。また、本発明の無線通信システムの用途は特に限定されるものではなく、例えば家庭内でパッケージメディア(CD等)等のデータを伝送するためのシステム、あるいはリアルタイム通信(データ通信やデジタル放送等)を行うためのシステム、更には双方向性リアルタイム通信(電話等)を行うためのシステム等として利用可能である。 Although the present invention has been specifically described with reference to the three embodiments, the present invention is not limited to the two embodiments described above, and various modifications, modifications, combinations, and the like are possible. For example, whether the communication environment is good or bad can be determined based on other management information such as the number of errors in the received physical layer frame in addition to determining based on the received strength or reception error rate of the received physical layer frame. Is possible. The use of the wireless communication system of the present invention is not particularly limited. For example, a system for transmitting data such as package media (CD, etc.) in the home, or real-time communication (data communication, digital broadcasting, etc.) And a system for performing bidirectional real-time communication (telephone etc.).
本発明では、システム全体でのスループットを向上させ易い管理端末、通信端末および無線通信システムを得ることが出来、無線通信システムやリアルタイム通信に利用可能である。 In the present invention, it is possible to obtain a management terminal, a communication terminal, and a wireless communication system that can easily improve the throughput of the entire system, and it can be used for a wireless communication system and real-time communication.
35,135 通信環境判断部
39,139 フレーム形成部
100 管理端末
200A,200B 通信端末
220 無線通信システム
248,258 標準フレームのペイロード
250,260 標準フレーム
268 複合フレームのペイロード
270 複合フレーム
400 ルータ
600 携帯電話
35,135 Communication environment determination unit 39,139
Claims (9)
通信環境の良否を判断する通信環境判断部と、
該通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信し、前記通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信する送信制御部と、
を備えることを特徴とする管理端末。 In a management terminal that accommodates multiple communication terminals and intervenes in wireless communication between these multiple communication terminals,
A communication environment determination unit that determines whether the communication environment is good or bad;
When the communication environment determining unit determines that the communication environment is not good, a physical layer frame having one data link layer packet as a payload is formed and transmitted to the communication terminal, and the communication environment determining unit determines that the communication environment is good A transmission control unit that forms a physical layer frame having a plurality of data link layer packets as payloads and transmits the frame to a communication terminal;
A management terminal comprising:
通信環境の良否を判断する通信環境判断部と、
該通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信し、前記通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信する送信制御部と、
を備えることを特徴とする通信端末。 In communication terminals that perform wireless communication with other communication terminals via the management terminal,
A communication environment determination unit that determines whether the communication environment is good or bad;
When the communication environment determining unit determines that the communication environment is not good, a physical layer frame having one data link layer packet as a payload is formed and transmitted to the management terminal, and the communication environment determining unit determines that the communication environment is good A transmission control unit that forms a physical layer frame having a plurality of data link layer packets as payloads and transmits the physical layer frame to the management terminal;
A communication terminal comprising:
前記管理端末は、通信環境の良否を判断する第1の通信環境判断部と、該通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信し、前記通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して通信端末に送信する第1の送信制御部と、を備え、
前記通信端末は、通信環境の良否を判断する第2の通信環境判断部と、該通信環境判断部によって通信環境が良好でないと判断されたときには、1つのデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信し、前記通信環境判断部によって通信環境が良好であると判断されたときには、複数のデータリンク層パケットをペイロードとする物理層フレームを形成して管理端末に送信する第2の送信制御部と、を備える、
ことを特徴とする無線通信システム。 In a wireless communication system comprising a management terminal and a plurality of communication terminals wirelessly connected to the management terminal, and performing wireless communication between the communication terminals via the management terminal,
The management terminal includes a first communication environment determination unit that determines whether the communication environment is good and a physical layer that uses one data link layer packet as a payload when the communication environment determination unit determines that the communication environment is not good. A frame is formed and transmitted to the communication terminal. When the communication environment determination unit determines that the communication environment is good, a physical layer frame having a plurality of data link layer packets as payloads is formed and transmitted to the communication terminal. A first transmission control unit,
The communication terminal includes a second communication environment determination unit that determines whether the communication environment is good and a physical layer that uses one data link layer packet as a payload when the communication environment determination unit determines that the communication environment is not good. A frame is formed and transmitted to the management terminal. When the communication environment determination unit determines that the communication environment is good, a physical layer frame having a plurality of data link layer packets as payloads is formed and transmitted to the management terminal. A second transmission control unit,
A wireless communication system.
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