JP2009071581A - Radio apparatus, and radio network using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無線装置およびそれを用いた無線ネットワークに関し、特に、ブロードキャストされたパケットを転送する無線装置およびそれを用いた無線ネットワークに関するものである。 The present invention relates to a wireless device and a wireless network using the wireless device, and more particularly to a wireless device that transfers a broadcast packet and a wireless network using the wireless device.
通信の信頼性を向上させるための技術として非特許文献1〜4に記載の技術が知られている。
Techniques described in
非特許文献1に記載の技術は、MIMO(Multi−Input Multi−Output)チャネルを利用したスペースダイバシティ機能によって通信の信頼性を向上する技術である。
The technique described in
また、非特許文献2に記載の技術は、受信端末からの確認応答によってパケットの再送を行なうことにより通信の信頼性を向上する技術である。
The technique described in Non-Patent
更に、非特許文献3に記載の技術は、協力中継端末を利用することで通信の信頼性を向上する技術である。
Furthermore, the technique described in Non-Patent
更に、非特許文献4に記載の技術は、ネットワークコーディングを用いて通信の信頼性を向上する技術である。
しかし、非特許文献1〜4に記載の技術は、2つの端末間におけるユニキャスト通信を対象とする技術であるので、ブローキャスト通信に適用するのは困難であるという問題がある。
However, since the techniques described in
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、ブローキャスト通信における信頼性を向上可能な無線装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a radio apparatus capable of improving the reliability in broadcast communication.
また、この発明の別の目的は、ブローキャスト通信における信頼性を向上可能な無線装置を備えた無線ネットワークを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a wireless network including a wireless device capable of improving reliability in broadcast communication.
この発明によれば、無線装置は、ブロードキャストされたパケットを転送する無線装置であって、受信手段と、転送手段とを備える。受信手段は、相互に異なる複数の無線装置から複数のパケットを受信する。転送手段は、受信手段によって受信された複数のパケットを合成し、その合成した合成パケットを転送する。 According to the present invention, the wireless device is a wireless device that transfers a broadcasted packet, and includes a reception unit and a transfer unit. The receiving means receives a plurality of packets from a plurality of different wireless devices. The transfer unit combines the plurality of packets received by the receiving unit, and transfers the combined packet.
好ましくは、転送手段は、受信手段による複数のパケットの受信が終了する前に複数のパケットの合成および合成パケットの転送を開始する。 Preferably, the transfer unit starts combining the plurality of packets and transferring the combined packet before reception of the plurality of packets by the receiving unit is completed.
好ましくは、複数のパケットの各々は、緊急情報を含む。 Preferably, each of the plurality of packets includes emergency information.
好ましくは、無線装置は、判定手段を更に備える。判定手段は、パケットに含まれる情報の種類を識別するための識別情報を複数のパケットの各々の先頭から検出し、その検出した複数の識別情報に基づいて複数のパケットが同じ識別情報を含むか否かを判定する。そして、転送手段は、判定手段によって複数のパケットが同じ識別情報を含むと判定されたとき、複数のパケットの合成および合成パケットの転送を開始する。 Preferably, the wireless device further includes a determination unit. The determination means detects identification information for identifying the type of information included in the packet from the head of each of the plurality of packets, and whether the plurality of packets include the same identification information based on the detected plurality of identification information Determine whether or not. Then, when the determination unit determines that the plurality of packets include the same identification information, the transfer unit starts combining the plurality of packets and transferring the combined packet.
好ましくは、転送手段は、合成手段と、ビット判定手段と、送信手段とを含む。合成手段は、複数のパケットに含まれる複数のビット列を合成する。ビット判定手段は、合成手段によって合成された合成ビット列をビット判定する。送信手段は、ビット判定手段によってビット判定されたビット列を送信する。 Preferably, the transfer unit includes a synthesis unit, a bit determination unit, and a transmission unit. The combining means combines a plurality of bit strings included in the plurality of packets. The bit determination unit performs bit determination on the combined bit string combined by the combining unit. The transmission means transmits the bit string determined by the bit determination means.
好ましくは、転送手段は、複数の第1のビット判定手段と、合成手段と、第2のビット判定手段と、送信手段とを含む。複数の第1のビット判定手段は、複数のパケットに対応して設けられ、各々が対応するパケットに含まれるデータをビット判定する。合成手段は、複数の第1のビット判定手段によってビット判定された複数のビット列を合成する。第2のビット判定手段は、合成手段によって合成された合成ビット列をビット判定する。送信手段は、第2のビット判定手段によってビット判定されたビット列を送信する。 Preferably, the transfer unit includes a plurality of first bit determination units, a combination unit, a second bit determination unit, and a transmission unit. The plurality of first bit determination means are provided corresponding to the plurality of packets, and each bit determines data included in the corresponding packet. The synthesizing unit synthesizes a plurality of bit strings whose bits are determined by the plurality of first bit determining units. The second bit determining means performs bit determination on the combined bit string combined by the combining means. The transmitting means transmits the bit string determined by the second bit determining means.
好ましくは、受信手段は、複数のパケットの送信元における送信時間を転送手段によるパケット転送における遅延時間で除算した除算値以上の整数からなるN(Nは2以上の整数)個のチャネルグループから任意に選択した第1のチャネルグループに含まれるm(mは正の整数)個のチャネルを用いて複数のパケットを受信する。そして、転送手段は、N個のチャネルグループに含まれ、かつ、第1のチャネルグループと異なる第2のチャネルグループに含まれるn(nは正の整数)個のチャネルを用いて合成パケットを転送する。 Preferably, the receiving means is arbitrarily selected from N (N is an integer equal to or larger than 2) channel groups consisting of an integer equal to or greater than a division value obtained by dividing the transmission time at the transmission source of a plurality of packets by the delay time in packet transfer by the transfer means. A plurality of packets are received using m (m is a positive integer) channels included in the first channel group selected in (1). The transfer means transfers the composite packet using n (n is a positive integer) channels included in the N channel groups and included in the second channel group different from the first channel group. To do.
好ましくは、複数のパケットの各々は、基準サイズ以上のパケットサイズを有する。N個のチャネルグループは、3個以上のチャネルグループからなる。 Preferably, each of the plurality of packets has a packet size equal to or larger than a reference size. The N channel groups are composed of three or more channel groups.
好ましくは、転送手段は、複数のパケットがエラーを含む場合、複数のパケットを合成して転送する。 Preferably, when the plurality of packets include an error, the transfer unit combines and transfers the plurality of packets.
また、この発明によれば、無線ネットワークは、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の無線装置を備える。
According to the present invention, a wireless network includes the wireless device according to any one of
この発明においては、パケットがブロードキャストされる過程で複数の無線装置から1つの無線装置へ送信された複数のパケットは、合成されて転送される。その結果、パケットは、送信元の無線装置から送信されたパケットの情報をできる限り保持したまま次々と転送される。 In the present invention, a plurality of packets transmitted from a plurality of wireless devices to one wireless device in the course of packet broadcast are combined and transferred. As a result, the packets are transferred one after another while retaining as much information as possible about the packets transmitted from the wireless device as the transmission source.
従って、この発明によれば、ブロードキャスト通信における信頼性を向上できる。 Therefore, according to the present invention, reliability in broadcast communication can be improved.
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。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態による無線ネットワークの概略図である。無線ネットワーク100は、無線装置1〜9を備える。
FIG. 1 is a schematic diagram of a wireless network according to an embodiment of the present invention. The
無線装置1〜9は、無線通信空間に配置され、例えば、車両に搭載される。そして、アンテナ11〜19は、それぞれ、無線装置1〜9に装着される。無線装置1〜9は、送信元と送信先との間でネットワークを自律的に構成し、その構成したネットワークにおいてパケットをブローキャストする。この場合、各無線装置1〜9は、パケットPKTをスペクトラム拡散し、その拡散したパケットPKTを周波数チャネルCh1〜Ch4(以下、「チャネルCh1〜Ch4」と言う)のいずれかを用いて送信する。また、各無線装置1〜9は、送信元側の無線装置から受信したパケットを後述する方法によって送信先側の無線装置へ転送する。
The
[実施の形態1]
図2は、図1に示す無線装置1の実施の形態1における構成を示す概略ブロック図である。無線装置1は、アンテナ20と、受信モジュール21〜24と、スイッチSW1〜SW4と、端子TM1〜TM8と、遅延回路25〜28と、乗算器29〜32と、合成モジュール33と、ビット判定器34と、バッファ35〜39と、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40と、タイマ41と、MAC(Media Access Control)モジュール42と、送信モジュール43〜47とを含む。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a configuration of the
なお、受信モジュール21〜24および送信モジュール43〜47は、周波数チャネルの数に同等またはそれ以下である。また、各受信モジュール21〜24に設けられる復拡散器およびビット判定器の数は、拡散コード数に同等またはそれ以下である。
The
アンテナ20は、図1に示すアンテナ11〜19の各々を構成する。
The
受信モジュール21〜24および送信モジュール43〜47は、物理層に配置され、スイッチSW1〜SW4、端子TM1〜TM8、遅延回路25〜28、乗算器29〜32、合成モジュール33、ビット判定器34、バッファ35〜39、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40、タイマ41およびMACモジュール42は、MAC層に配置される。
The
アンテナ20は、送信モジュール43〜47のいずれかから送信信号Txを受け、その受けた送信信号Txを無線通信空間を介して他の無線装置へ送信する。また、アンテナ20は、無線通信空間を介して他の無線装置から信号を受信し、その受信した受信信号Rxを受信モジュール21〜24のいずれかへ出力する。
The
受信モジュール21〜24は、送信されたパケットPKTをそれぞれチャネルCh1〜Ch4で受信し、その受信したパケットPKTを復調および逆スペクトラム拡散等を行なう。そして、受信モジュール21〜24は、その復調したパケットPKTをスイッチSW1〜SW4へ出力する。
The
受信モジュール21は、復拡散器211〜214と、ビット判定器215〜218とを含む。復拡散器211〜214は、アンテナ20から受信信号Rxを受け、その受けた受信信号Rxをそれぞれ拡散符号c1〜c4で逆スペクトラム拡散し、その逆スペクトラム拡散した信号y1〜y4をそれぞれビット判定器215〜218へ出力する。
The
ビット判定器215〜218は、それぞれ、復拡散器211〜214から信号y1〜y4を受け、その受けた信号y1〜y4をビット判定してビット列B1〜B4を生成する。そして、ビット判定器215〜218は、ビット列B1〜B4をそれぞれスイッチSW1〜SW4へ出力する。
なお、受信モジュール22〜24は、パケットPKTをそれぞれチャネルCh2〜Ch4で受信する以外は、受信モジュール21と同じ構成からなる。従って、受信モジュール22〜24の各々のビット判定器215〜218も、生成したビット列をそれぞれ該当するスイッチへ出力する。
The receiving
スイッチSW1は、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40からの信号SS1によって端子TM1または端子TM2に接続される。より具体的には、信号SS1は、H(論理ハイ)レベルまたはL(論理ロー)レベルからなり、スイッチSW1は、Hレベルの信号SS1をラベルチェック/スケジューリングモジュール40から受けると、端子TM1に接続され、Lレベルの信号SS1をラベルチェック/スケジューリングモジュール40から受けると、端子TM2に接続される。
The switch SW1 is connected to the terminal TM1 or the terminal TM2 by a signal SS1 from the label check /
同様に、スイッチSW2〜SW4は、それぞれ、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40からの信号SS2〜SS4によって端子TM3,TM5,TM7または端子TM4,TM6,TM8に接続される。
Similarly, the switches SW2 to SW4 are connected to terminals TM3, TM5, TM7 or terminals TM4, TM6, TM8 by signals SS2 to SS4 from the label check /
端子TM1,TM3,TM5,TM7は、それぞれ、遅延回路25〜28に接続される。端子TM2,TM4,TM6,TM8は、それぞれ、バッファ35〜38に接続される。
Terminals TM1, TM3, TM5, and TM7 are connected to delay
遅延回路25〜28は、それぞれ、端子TM1,TM3,TM5,TM7から受けたビット列B1〜B4を時間Δ(t1)〜Δ(t4)だけ遅延し、その遅延したビット列B1〜B4をそれぞれ乗算器29〜32へ出力する。
Delay
乗算器29〜32は、それぞれ、遅延回路25〜28からビット列B1〜B4を受け、その受けたビット列B1〜B4にそれぞれ重み係数CW1〜CW4を乗算し、その乗算結果B1*CW1,B2*CW2,B3*CW3,B4*CW4を合成モジュール33へ出力する。
The multiplier 29-32, respectively, the
合成モジュール33は、それぞれ、乗算器29〜32から乗算結果B1*CW1,B2*CW2,B3*CW3,B4*CW4を受け、その受けた乗算結果B1*CW1,B2*CW2,B3*CW3,B4*CW4を後述する方法によって合成し、その合成した合成信号Zをビット判定器34へ出力する。
The
ビット判定器34は、合成信号Zを合成モジュール33から受け、その受けた合成信号Zをビット判定し、その判定結果BGをバッファ39および送信モジュール47へ出力する。
The
バッファ35〜38は、それぞれ、端子TM2,TM4,TM6,TM8からビット列B1〜B4を受け、その受けたビット列B1〜B4を保持する。バッファ39は、ビット判定器34からビット列BGを受け、その受けたビット列BGを保持する。
ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、バッファ35〜39に格納されたビット列B1〜B4,BGのそれぞれに基づいて、無線装置1が受信したパケットPKT1〜PKT4の各々が緊急情報を含むか否かを判定する。
The label check /
そして、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、パケットPKT1〜PKT4のうち緊急情報を含むパケットに関して該当するスイッチに対して、Hレベルの信号を生成し、その生成したHレベルの信号を該当するスイッチへ出力するとともに、バッファ39に格納された合成パケット(=ビット列BGからなる)を後述するカットスルー方式によって転送する。
Then, the label check /
なお、この発明においては、「カットスルー方式による転送」とは、複数の無線装置からの複数のパケットPKTの受信が終了する前に複数のパケットPKTの転送を開始することを言う。 In the present invention, “transfer by the cut-through method” means that transfer of a plurality of packets PKT is started before reception of a plurality of packets PKT from a plurality of wireless devices is completed.
一方、パケットPKT1〜PKT4のうち緊急情報を含まないパケットに関して、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、Lレベルの信号を生成し、その生成したLレベルの信号をそれぞれ該当するスイッチへ出力するとともに、パケットPKTを後述する方法によって転送する。
On the other hand, the label check /
タイマ41は、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40から待ち時間TCDを受けると、待ち時間TCDを計測し、待ち時間TCDが経過すると、待ち時間が終了したことをラベルチェック/スケジューリングモジュール40に通知する。
When the
MACモジュール42は、バッファ35〜39に格納されたパケットPKTのエラーチェックを行ない、そのエラーチェック後のパケットPKTを上位層へ送る。また、MACモジュール42は、上位層からのパケットPKTを送信モジュール43〜46へ出力する。
The
送信モジュール43〜46は、上位層からのパケットPKTを送信信号Txとしてアンテナ20を介して送信する。また、送信モジュール47は、バッファ39に格納されたラベルLを送信するとともに、ビット判定器34からの信号(=合成パケット)を送信する。この場合、送信モジュール43〜46は、それぞれ、チャネルCh1〜Ch4を用いてパケットPKTを送信する。
The transmission modules 43 to 46 transmit the packet PKT from the upper layer through the
また、送信モジュール47は、受信モジュール21〜24における受信チャネルと異なるチャネルでパケットを送信する。例えば、受信モジュール21が合成対象のパケットを受信した場合、送信モジュール47は、受信モジュール21における受信チャネルCh1と異なるチャネル(チャネルCh2〜Ch4のいずれか)を用いてバッファ39またはビット判定器34からのパケットを送信する。受信モジュール22〜24のいずれかが合成対象のパケットを受信した場合も、同様である。
In addition, the
なお、図1に示す無線装置2〜9の各々は、図2に示す無線装置1の構成と同じ構成からなる。
Note that each of the
図3は、パケットの構成図である。パケットPKTは、ラベルと、データとからなる。ラベルは、パケットPKTの識別子であり、パケットPKTの生成元によって付けられる。そして、ラベルは、フラグFGと、パケットPKTのパケットサイズとを含む。フラグFGは、パケットPKTが緊急パケットであることを示すEMG、またはパケットPKTが通常のパケットであることを示すNMからなる。データは、緊急情報または通常情報からなる。 FIG. 3 is a configuration diagram of a packet. The packet PKT includes a label and data. The label is an identifier of the packet PKT and is attached by the generation source of the packet PKT. The label includes a flag FG and the packet size of the packet PKT. The flag FG includes EMG indicating that the packet PKT is an urgent packet, or NM indicating that the packet PKT is a normal packet. Data consists of emergency information or normal information.
図4は、合成器の構成図である。合成器50は、遅延回路51〜53と、乗算器54〜56と、合成モジュール57と、ビット判定器58とを含む。
FIG. 4 is a configuration diagram of the synthesizer. The
遅延回路51〜53は、それぞれ、ビット列からなる信号y1〜y3を受け、その受けた信号y1〜y3をそれぞれ時間Δ(t1)〜Δ(t3)だけ遅延する。そして、遅延回路51〜53は、その遅延した信号y1〜y3をそれぞれ乗算器54〜56へ出力する。
Delay
乗算器54〜56は、それぞれ、遅延回路51〜53から受けた信号にそれぞれ重み係数CW1〜CW3を乗算し、その乗算結果を合成モジュール57へ出力する。
合成モジュール57は、それぞれ乗算器54〜56から受けた乗算結果を後述する方法によって合成し、合成信号Zをビット判定器58へ出力する。
The
ビット判定器58は、合成信号Zのビット列をビット判定し、ビット列を構成する各ビットを特定する。
The
重み係数CWi(i=1〜3)は、ビット列の合成方法によって決定される。ビット列の合成方法としては、MRC(Maximal Ratio Combining)、EGC(Equal Gain Combining)およびSC(Selective Combining)がある。 The weighting coefficient CW i (i = 1 to 3) is determined by a bit string synthesis method. As a bit string synthesis method, there are MRC (Maximum Ratio Combining), EGC (Equal Gain Combining), and SC (Selective Combining).
MRCは、信号電力対干渉電力比SINR(Signal to Interference Noise Ratio)が高い程、重み係数CWiが大きく設定される合成方法である。また、EGCは、信号y1〜y3の各々が持つ情報量が同等であるとする合成方法である。更に、SCは、合成対象の信号y1〜y3の中から信号電力対干渉電力比SINRが最も高い信号だけを選択する合成方法である。 MRC is enough signal power to interference power ratio SINR (Signal to Interference Noise Ratio) is high, a synthetic method of weight coefficient CW i is set larger. EGC is a combining method in which the amount of information held by each of the signals y 1 to y 3 is equal. Furthermore, SC is a combining method for selecting only a signal having the highest signal power to interference power ratio SINR from among the signals y 1 to y 3 to be combined.
合成がMRCによって行なわれる場合、重み係数CWiは、信号yiの信号電力対干渉電力比SINRiが相対的に高くなれば、相対的に大きい値に設定され、信号電力対干渉電力比SINRiが相対的に低くなれば、相対的に小さい値に設定される。そして、合成信号Zは、次式によって表される。 If the synthesis is carried out by MRC, weight coefficient CW i is, if the relatively high signal power to interference power ratio SINR i of the signal y i, is set to a relatively large value, the signal power to interference power ratio SINR If i becomes relatively low, it is set to a relatively small value. The synthesized signal Z is expressed by the following equation.
また、合成がEGCによって行なわれる場合、重み係数CWiは、“1”に設定される。そして、合成信号Zは、次式によって表される。 When the synthesis is performed by EGC, the weighting coefficient CW i is set to “1”. The synthesized signal Z is expressed by the following equation.
更に、合成がSCによって行なわれる場合、重み係数CWiは、信号電力対干渉電力比SINRiが最も高い信号ykに対して“1”に設定され、それ以外の信号yiに対して“0”に設定される。そして、合成信号Zは、次式によって表される。 Furthermore, if the synthesis is carried out by the SC, the weight coefficient CW i is the signal-to-interference power ratio SINR i is set to "1" to the highest signal y k, "for other signals y i Set to 0 ”. The synthesized signal Z is expressed by the following equation.
従って、合成モジュール57は、上述したMRC,EGC,SCのいずれかの方法を用いて乗算器54〜56から受けた乗算結果を合成し、合成信号Zをビット判定器58へ出力する。
Therefore, the
無線装置1〜9の各々は、遅延回路25〜28と、乗算器29〜32と、合成モジュール33と、ビット判定器34とを含み(図2参照)、遅延回路25〜28、乗算器29〜32、合成モジュール33およびビット判定器34の接続関係は、合成器50の遅延回路51〜53、乗算器54〜56、合成モジュール57およびビット判定器58の接続関係と同じである(図2および図4参照)。
Each of the
従って、無線装置1〜9の各々は、図4に示す合成器50を含み、上述したMRC,EGC,SCのいずれかの方法を用いて複数のパケットを合成して合成パケットを生成する。
Therefore, each of the
図5は、EGCを用いた合成の例を示す図である。無線装置1は、ビット列[1,−1,1,1,−1]からなるパケットPKT1をブロードキャストし(図5の(a)参照)、無線装置2〜4は、無線装置1がブロードキャストしたパケットPKT1を受信し、その受信したパケットPKT1をカットスルー方式によって転送する(図5の(b)参照)。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of synthesis using EGC. The
そして、無線装置5は、無線装置2〜4によって転送されたパケットを受信する。この場合、無線装置2によって転送されたパケットPKT2は、ビット列[1,1,1,1,−1]からなり、無線装置3によって転送されたパケットPKT3は、ビット列[1,−1,1,−1,−1]からなり、無線装置4によって転送されたパケットPKT4は、ビット列[1,−1,1,1,1]からなる。従って、無線装置2〜4によって転送されたパケットPKT2〜PKT4は、無線装置1がブロードキャストしたパケットPKT1に対して、それぞれ、1ビットずつのエラーを含んでいる。
Then, the
無線装置5は、パケットPKT2〜PKT4をEGCを用いて合成し(図5の(d)参照)、ビット列[1,−1,1,1,−1]からなるパケットPKT5を生成する。そして、無線装置5は、パケットPKT5をカットスルー方式によって転送する(図5の(c)参照)。つまり、無線装置5は、無線装置2〜4によって転送された3個のパケットPKT2〜PKT4を合成してカットスルー方式によって転送する。
The
このように、EGCを用いて複数のパケットを合成することによって、送信元の無線装置1が送信したパケットPKT1と同じビット列を有するパケットPKT5を生成できる。その結果、ブロードキャスト通信における信頼性を向上できる。
Thus, by combining a plurality of packets using EGC, a packet PKT5 having the same bit string as the packet PKT1 transmitted by the transmission
MRCおよびSCを用いて複数のパケットを合成した場合も、同様に、送信元の無線装置が送信したパケットと同じビット列を有するパケットの生成が可能である。 Similarly, when a plurality of packets are combined using MRC and SC, it is possible to generate a packet having the same bit string as the packet transmitted by the transmission source wireless device.
図6は、カットスルー方式によるパケット転送のタイミングを示す図である。送信元である無線装置1は、パケットを生成し、その生成したパケットを時刻ts 1で送信し始め、時刻te 1でパケットの送信を終了する。
FIG. 6 is a diagram showing the packet transfer timing by the cut-through method. The
無線装置2は、無線装置1から送信されたパケットを時刻rs 2で受信し始め、時刻re 2でパケットの受信を終了する。そして、無線装置2は、無線装置1からパケットを受信し始めた時刻re 2よりも前の時刻ts 2で送信し始め、時刻re 2よりも後の時刻te 2でパケットの送信を終了する。
The
無線装置3は、無線装置2から送信されたパケットを時刻rs 3で受信し始め、時刻re 3でパケットの受信を終了する。そして、無線装置3は、無線装置2から受信し始めたパケットを時刻re 3よりも前の時刻ts 3で送信し始め、時刻re 3よりも後の時刻te 3でパケットの送信を終了する。
The
その結果、無線装置1は、送信時間tx1でパケットを送信し、無線装置2は、無線装置1から送信されたパケットを受信時間rx1で受信しながら、時間tx2で転送し、無線装置3は、無線装置2から送信されたパケットを受信時間rx2で受信しながら、時間tx3で転送する。
As a result, the
従って、無線装置2における転送の遅延時間は、時刻rs 2から時刻ts 2までのCT1となり、無線装置3における転送の遅延時間は、時刻rs 3から時刻ts 3までのCT2となる。
Therefore, the transfer delay time in the
このように、カットスルー方式によるパケットの転送は、パケットの受信が終了する前に開始される。一方、通常の方法によるパケットの転送は、パケットの受信が終了した後に開始される。 As described above, the transfer of the packet by the cut-through method is started before the reception of the packet is completed. On the other hand, the packet transfer by the normal method is started after the reception of the packet is completed.
従って、カットスルー方式によってパケットを転送することによって、転送における遅延時間を短縮できる。つまり、カットスルー方式を用いることによって、パケットを高速に転送できる。 Therefore, the transfer delay time can be shortened by transferring the packet by the cut-through method. That is, the packet can be transferred at high speed by using the cut-through method.
この発明においては、無線装置1〜9は、車両に搭載され、交通事故が起こったこと、および急ブレーキを掛けたこと等の危険事態が発生したことを示す緊急情報を含む緊急パケットをカットスルー方式によって転送する。これにより、緊急パケットは、各無線装置1〜9へ迅速にブロードキャストされ、交通事故を回避できる。
In this invention, the
以下、緊急パケットのカットスルー方式による転送について説明する。 In the following, urgent packet transfer using the cut-through method will be described.
図7は、この発明によるパケットの転送方法を説明するためのフローチャートである。また、図8は、図2に示す遅延回路25〜28における遅延時間の演算方法を説明するための図である。
FIG. 7 is a flowchart for explaining a packet transfer method according to the present invention. FIG. 8 is a diagram for explaining a method of calculating a delay time in the
なお、図7においては、無線装置1の受信モジュール21がパケットPKTを受信する場合を例にしてパケットの転送方法を説明する。また、無線装置1のスイッチSW1〜SW4は、最初、それぞれ端子TM2,TM4,TM6,TM8に接続されているものとする。
In FIG. 7, the packet transfer method will be described by taking as an example the case where the
一連の動作が開始されると、無線装置1の受信モジュール21は、アンテナ20を介してパケットPKTiの受信を新たに開始したか否かを判定する(ステップS1)。そして、受信モジュール21は、パケットPKTiの受信を新たに開始したと判定すると、受信モジュール21の復拡散器211〜214は、それぞれ、拡散符号c1〜c4でパケットPKTの受信信号Rxを逆スペクトラム拡散する。
When a series of operations is started, the
この場合、パケットPKTは、拡散符号c1〜c4のいずれかによってスペクトラム拡散されているので、受信信号Rxは、拡散符号c1〜c4のうちの1つの拡散符号(例えば、拡散符号c1)によって逆スペクトラム拡散される。 In this case, since the packet PKT is spectrum-spread by any one of the spreading codes c 1 to c 4 , the received signal Rx is one spreading code (for example, spreading code c) among the spreading codes c 1 to c 4. 1 ) Inverse spread spectrum is performed.
従って、復拡散器211は、受信信号Rxを拡散符号c1によって逆スペクトラム拡散し、その逆スペクトラム拡散後の受信信号Rxをビット判定器215へ出力する。なお、復拡散器212〜214は、受信信号Rxをそれぞれ拡散符号c2〜c4によって逆スペクトラム拡散できないので、ビット判定器216〜218へ何も出力しない。
Accordingly, the
ビット判定器215は、復拡散器211から受信信号Rxを受け、その受けた受信信号Rxをビット判定する(ステップS2)。そして、ビット判定器215は、ビット判定後の受信信号をシンボル(=ビット)単位またはバイト単位でスイッチSW1および端子TM2を介してバッファ35に格納する。
The
ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、受信信号がバッファ35に格納され始めると、パケットPKTiのラベルLをチェックする(ステップS3)。
When the received signal starts to be stored in the
そして、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、ラベルLのチェック結果に基づいて、パケットPKTiが緊急パケットであるか否かを判定する(ステップS4)。より具体的には、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、ラベルLがEMGからなるフラグFGを含む場合、パケットPKTiが緊急パケットであると判定し、ラベルLがフラグNMからなるフラグFGを含む場合、パケットPKTiが緊急パケットではない(=通常のパケットである)と判定する。
Then, the label check /
ステップS4において、パケットPKTiが緊急パケットではないと判定されたとき、MACモジュール42は、パケットPKTiの受信が終了すると(ステップS5)、パケットPKTiをエラーチェックし(ステップS6)、そのエラーチェック後のパケットPKTiを上位層へ渡す(ステップS7)。その後、一連の動作は、ステップS1へ戻る。
When it is determined in step S4 that the packet PKTi is not an emergency packet, when the
なお、MACモジュール42は、ステップS5において、パケットPKTiの全体がバッファ35に格納されたか否かを判定することによってパケットPKTiの受信が終了したか否かを判定する。
In step S5, the
一方、ステップS4において、パケットPKTiが緊急パケットであると判定されると、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、ラベルLに関して合成待ちか否かを更に判定する(ステップS8)。つまり、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、パケットPKTiのラベルLを受信する前に同一のラベルLを持つパケットPKTを受信しており、合成処理を開始しようとしているかを確認する。
On the other hand, if it is determined in step S4 that the packet PKTi is an urgent packet, the label check /
ステップS8において、ラベルLに関して合成待ちではないと判定されたとき、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、待ち時間TCDをタイマ41に渡して合成待ちタイマを開始するとともに、バッファ35に格納されたラベルLを合成パケット用のバッファ39に格納する(ステップS9)。なお、待ち時間TCDは、同一の緊急情報を含むパケットの到着時間の差であり、電波伝搬遅延の差を考慮して設定される。
In step S8, when it is determined not to be synthesized waiting regard label L, then the label check /
そして、ステップS9の後、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、Hレベルの信号SS1を生成し、その生成したHレベルの信号SS1をスイッチSW1へ出力する。
After step S9, the label check /
スイッチSW1は、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40からのHレベルの信号SS1に応じて、接続先を端子TM2から端子TM1へ切換える。即ち、スイッチSW1が合成モジュール33側へ切換えられる(ステップS10)。これによって、パケットPKTiのラベルLに続く部分がシンボル単位で受信モジュール21から合成モジュール33側の遅延回路25へ格納される。
The switch SW1 switches the connection destination from the terminal TM2 to the terminal TM1 according to the H level signal SS1 from the label check /
ステップS10の後、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、信号が入力される遅延回路25における遅延時間を演算し、その演算した遅延時間を信号が入力される遅延回路25に設定する(ステップS11)。この場合、受信モジュール21が初めて緊急パケットを受信したので、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、遅延回路25における遅延時間を合成待ち時間TCDと演算し、その演算した遅延時間TCDを遅延回路25に設定する。その後、一連の動作は、ステップS1へ戻る。
After step S10, the label check /
一方、ステップS8において、ラベルLに関して合成待ちであると判定されたとき、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、ステップS10と同じ方法によってスイッチを合成モジュール33側へ切換え(ステップS12)、ステップS11と同じ方法によって、信号が入力される遅延回路における遅延時間を設定する(ステップS13)。
On the other hand, when it is determined in step S8 that the label L is waiting for composition, the label check /
一連の動作がステップS8の“YES”からステップS12,S13へ移行する場合は、受信モジュール21が同一の緊急情報を含む緊急パケットを2回目以降に受信した場合であるので、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、例えば、バッファ37に格納されたラベルLがEMGからなるフラグFGを含んでいる場合、Hレベルの信号SS3を生成してスイッチSW3へ出力し、スイッチSW3を合成モジュール33側へ切換えるとともに、遅延回路27の遅延時間を演算し、その演算した遅延時間を遅延回路27に設定する。
When the series of operations shifts from “YES” in Step S8 to Steps S12 and S13, it is a case where the receiving
この場合、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、次の方法によって遅延回路27における遅延時間を演算する。図8に示すように、ステップS9において、合成待ちタイマが開始されるタイミングをt1とし、同一の緊急情報を含む緊急パケットを2回目以降に受信するタイミングをtj(j=2,3,・・・)とした場合、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、DT=TCD−(tj−t1)を演算して遅延回路27における遅延時間DTjを演算する。
In this case, the label check /
ステップS13の後、タイマ41は、合成待ちタイマが終了したか否かを判定し(ステップS14)、合成待ちタイマが終了していないと判定されたとき、一連の動作は、ステップS1へ戻る。
After step S13, the
一方、ステップS14において、合成待ちタイマが終了したと判定されたとき、タイマ41は、合成待ち時間の終了をラベルチェック/スケジューリングモジュール40に通知する(ステップS15)。
On the other hand, when it is determined in step S14 that the composition waiting timer has expired, the
その後、遅延回路25〜28、乗算器29〜32、合成モジュール33およびビット判定器34からなる合成器は、上述した式(1)〜式(3)のいずれかの式を用いて複数のパケットを合成するとともに、送信モジュール47を用いてカットスルー方式によって合成パケットを転送する(ステップS16)。
Thereafter, the synthesizer including the
そして、パケットの合成が終了すると、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、Lレベルの信号SS1〜SS4を生成してそれぞれスイッチSW1〜SW4へ出力する。これによって、スイッチSW1〜SW4は、それぞれ、端子TM2,TM4,TM6,TM8に接続される。即ち、スイッチがバッファ35〜38側に切換えられる(ステップS17)。
When the packet synthesis is completed, the label check /
その後、MACモジュール42は、バッファ39に格納されたパケット(=合成パケット)のエラーチェックを行ない(ステップS18)、そのエラーチェック後のパケットを上位層へ渡す(ステップS19)。これにより、一連の動作が終了する。
Thereafter, the
なお、ステップS7において、パケットが上位層へ渡された後、上位層は、MACモジュール42から受けたパケットがブロードキャストされたパケットであることを検知し、送信モジュール(送信モジュール43〜46のいずれか)およびアンテナ20を介して送信する。従って、各無線装置1〜9は、他の無線装置から受信した緊急パケット以外の通常のパケットを図7に示すフローチャートに従って処理することによってパケットを通常の方法によって転送することになる。
In step S7, after the packet is passed to the upper layer, the upper layer detects that the packet received from the
図9は、図7に示すステップS16の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図7に示すステップS15の後、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、バッファ39に格納されたラベルLを読み出して送信モジュール47へ出力する。この場合、バッファ39に格納されたラベルLは、ステップS9においてバッファ39に格納されたラベルLであり、緊急パケットを初めて受信したと判定されたときにバッファ35〜38のいずれかからバッファ39に複写されたラベルLである。従って、図7のステップS15の後、合成パケット用のバッファ39に格納されたラベルLの複写の転送が開始される(ステップS161)。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the detailed operation of step S16 shown in FIG. After
そして、遅延回路25〜28は、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40によって設定された遅延時間だけ信号を遅延し、その遅延した信号をそれぞれ乗算器29〜32へ出力する。
Then, the
乗算器29〜32は、それぞれ、遅延回路25〜28から受けた信号に重み係数CW1〜CW4を乗算し、その乗算結果を合成モジュール33へ出力する。合成モジュール33は、乗算器29〜32から受けた乗算結果を上述した式(1)〜式(3)のいずれかの式を用いて合成する。即ち、合成モジュール33は、複数のパケットの複数の信号を合成する(ステップS162)。
そして、合成モジュール33は、合成後の合成信号をビット判定器34へ出力し、ビット判定器34は、合成モジュール33からの合成信号をビット判定し、そのビット判定した合成信号をシンボル単位でバッファ39に格納するとともに、送信モジュール47へ出力する。
Then, the
その後、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、受信チャネルChrと異なるチャネルChtを選択し(ステップS163)、その選択したチャネルChtを送信モジュール47へ出力する。
Thereafter, the label check /
そして、送信モジュール47は、ビット判定器34からシンボル単位で受けた合成信号をラベルチェック/スケジューリングモジュール40から受けたチャネルChtを用いて送信する。これによって、合成された信号は、シンボル単位でカットスルー方式によって転送されるとともに、バッファ39に格納される(ステップS164)。
Then, the
その後、一連の動作は、上述した図7のステップS17へ移行する。これによって、図7に示すステップS16の詳細な動作が終了する。 Thereafter, the series of operations proceeds to step S17 in FIG. As a result, the detailed operation of step S16 shown in FIG. 7 ends.
図10は、図7に示すフローチャートに従ったパケットの受信処理を説明するための図である。受信モジュール21がパケットを受信する前、スイッチSW1〜SW4は、それぞれ、端子TM2,TM4,TM6,TM8に接続されている。
FIG. 10 is a view for explaining packet reception processing according to the flowchart shown in FIG. Before the
そして、一連の動作がステップS1の“YES”→ステップS2→ステップS3→ステップS4の“YES”→ステップS8の“NO”→ステップS9→ステップS10→ステップS11に従って実行される場合、受信モジュール21がパケットPKT1の受信を新たに開始し(ステップS1の“YES”参照)、例えば、復拡散器211は、パケットPKT1の逆スペクトラム拡散に成功し、ビット判定器215は、復拡散器211からの信号をビット判定し(ステップS2参照)、ビット列をスイッチSW1を介してバッファ35に格納する(図10の(a)参照)。
When the series of operations is executed in accordance with “YES” in step S1 → step S2 → step S3 → “YES” in step S4 → “NO” in step S8 → step S9 → step S10 → step S11, the receiving
ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、バッファ35に格納されたラベルLをチェックし(ステップS3参照)、パケットPKT1が緊急パケットであると判定する(ステップS4の“YES”参照)。
The label check /
その後、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、緊急パケットを初めて受信したので、ラベルLに関して合成待ちでないと判定し(ステップS8の“NO”参照)、合成待ちタイマを開始し、ラベルLを合成用のバッファ39に格納する(ステップS9参照)。
After that, the label check /
そうすると、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、Hレベルの信号SS1を生成してスイッチSW1へ出力し、スイッチSW1の接続先を端子TM2から端子TM1へ切換える(ステップS10参照)。これによって、パケットPKT1のラベルLに続く部分は、ビット判定器215からスイッチSW1を介して遅延回路25に入力される(図10の(b)参照)。
Then, the label check /
そして、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、上述した方法によって、遅延回路25における遅延時間を演算し、その演算した遅延時間を遅延回路25に設定する(ステップS11参照)。
Then, the label check /
その後、受信モジュール21がパケットPKT2の受信を新たに開始し(ステップS1の“YES”参照)、復拡散器212は、パケットPKT2の逆スペクトラム拡散に成功し、ビット判定器216は、復拡散器212からの信号をビット判定し(ステップS2参照)、ビット列をスイッチSW2を介してバッファ36に格納する(図10の(b)参照)。
Thereafter, the receiving
ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、バッファ36に格納されたラベルLをチェックし(ステップS3参照)、パケットPKT2が緊急パケットでないと判定する(ステップS4の“NO”参照)。その後、上述したステップS5〜S7が順次実行される。従って、この場合、スイッチSW2は、端子TM4に接続されたままで通常のパケットの受信処理が行なわれる。
The label check /
その後、受信モジュール21がパケットPKT3の受信を新たに開始し(ステップS1の“YES”参照)、復拡散器213は、パケットPKT3の逆スペクトラム拡散に成功し、ビット判定器217は、復拡散器213からの信号をビット判定し(ステップS2参照)、ビット列をスイッチSW3を介してバッファ37に格納する(図10の(b)参照)。
Thereafter, the
ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、バッファ37に格納されたラベルLをチェックし(ステップS3参照)、パケットPKT3が緊急パケットであると判定する(ステップS4の“YES”参照)。
The label check /
その後、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、緊急パケットを2回目に受信したので、ラベルLに関して合成待ちであると判定する(ステップS8の“YES”参照)。
After that, the label check /
そうすると、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、Hレベルの信号SS3を生成してスイッチSW3へ出力し、スイッチSW3の接続先を端子TM6から端子TM5へ切換える(ステップS12参照)。これによって、パケットPKT3のラベルLに続く部分は、ビット判定器217からスイッチSW3を介して遅延回路27に入力される(図10の(c)参照)。
Then, the label check /
そして、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、上述した方法によって、遅延回路27における遅延時間を演算し、その演算した遅延時間を遅延回路27に設定する(ステップS13参照)。
Then, the label check /
その後、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、合成待ちタイマが終了していないと判定する(ステップS14の“NO”参照)。
Thereafter, the label check /
更に、引き続いて、受信モジュール21の復拡散器214およびビット判定器218が緊急パケットであるパケットPKT4を新たに受信し、ステップS1の“YES”→ステップS2→ステップS3→ステップS4の“YES”→ステップS8の“YES”→ステップS12→ステップS13に従って、パケットPKT4のラベルLに続く部分がスイッチSW4を介して遅延回路28に入力され、遅延回路28における遅延時間が設定される(図10の(c)参照)。
Subsequently, the
そして、タイマ41は、合成待ちタイマが終了したと判定し(ステップS14の“YES”参照)、合成モジュール33は、パケットPKT1,PKT3,PKT4を合成し、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40および送信モジュール47は、合成パケットをカットスルー方式によって転送する(ステップS15,S16参照)。
Then, the
図7に示すフローチャートに従ってパケットの受信処理が実行されたときに、合成待ちタイマが終了するまでに緊急パケットが1個しか受信されなかった場合、合成モジュール33は、乗算器29〜32のいずれか1つからのみ乗算結果を受けるので、その受けた乗算結果を合成信号Zとしてビット判定器34へ出力する。
When the packet reception process is executed according to the flowchart shown in FIG. 7, when only one emergency packet is received before the combining waiting timer expires, the combining
従って、合成待ちタイマが終了するまでに受信される緊急パケットが1個である場合も、図7に示すフローチャートに従ってパケットの受信処理を実行することができる。 Therefore, even when only one emergency packet is received before the combination waiting timer expires, the packet reception process can be executed according to the flowchart shown in FIG.
上述したように、図7に示すフローチャートに従ってパケットの受信処理を実行することによってブロードキャストされた緊急パケットは、合成されて転送されるので、ブロードキャスト通信における信頼性を向上できる。 As described above, the emergency packet broadcast by executing the packet reception process according to the flowchart shown in FIG. 7 is combined and transferred, so that the reliability in broadcast communication can be improved.
また、緊急パケットは、カットスルー方式によって転送されるので、パケットを高速に転送できる。 Moreover, since the emergency packet is transferred by the cut-through method, the packet can be transferred at high speed.
更に、緊急情報を含む緊急パケットをカットスルー方式によって転送するので、緊急情報を高速に転送できる。 Furthermore, since the emergency packet including the emergency information is transferred by the cut-through method, the emergency information can be transferred at high speed.
更に、パケットの先頭に付加されたラベル(=識別情報)によってパケットを合成するか否かを決定するので、パケットを合成するか否かを迅速に決定できる。その結果、合成したパケットを高速に転送できる。 Furthermore, since it is determined whether or not to synthesize a packet based on a label (= identification information) added to the head of the packet, it is possible to quickly determine whether or not to synthesize a packet. As a result, the synthesized packet can be transferred at high speed.
図11は、緊急パケットを合成してカットスルー方式により転送するときの実施の形態1における概念図である。なお、図11における合成器50は、スイッチSW1〜SW4、遅延回路25〜28、乗算器29〜32、合成モジュール33およびビット判定器34からなる。
FIG. 11 is a conceptual diagram according to
受信モジュール21は、パケットPKT1,PKT3,PKT4を順次受信し、各パケットPKT1,PKT3,PKT4が合成対象のパケットであると判定されると、パケットPKT1,PKT3,PKT4の受信信号をそれぞれビット判定したビット列[1,1,1,1,−1],[1,−1,1,−1,−1],[1,−1,1,1,1]を、順次、合成器50へ出力する。
The receiving
そして、合成器50は、送信モジュール47がラベルLの転送を開始すると、受信モジュール21から受けたビット列[1,1,1,1,−1],[1,−1,1,−1,−1],[1,−1,1,1,1]を合成してビット列[1,−1,1,1,−1]を生成し、その生成したビット列[1,−1,1,1,−1]を送信モジュール47へ出力し、送信モジュール47は、ビット列[1,−1,1,1,−1]を送信する。
When the
これによって、パケットPKT1,PKT3,PKT4を合成した合成パケットがカットスルー方式によって転送される。 As a result, a combined packet obtained by combining the packets PKT1, PKT3, and PKT4 is transferred by the cut-through method.
このように、この発明による緊急パケットの転送は、物理層およびMAC層によって実行されるので、緊急パケットを高速に転送できる。 As described above, the transfer of the emergency packet according to the present invention is executed by the physical layer and the MAC layer, so that the emergency packet can be transferred at high speed.
なお、図11においては、受信モジュール21によるパケットPKT,PKT3,PKT4の受信が完了した後に、合成器50がビット列[1,1,1,1,−1],[1,−1,1,−1,−1],[1,−1,1,1,1]の合成を開始するように図示されているが、実際には、合成器50は、複数のパケットPKT,PKT3,PKT4の受信を完了する前にビット列[1,1,1,1,−1],[1,−1,1,−1,−1],[1,−1,1,1,1]の合成を開始する。
In FIG. 11, after the reception of the packets PKT, PKT3, and PKT4 by the receiving
図12は、図1に示す無線ネットワーク100におけるパケット転送の具体例を示す図である。無線装置1〜9は、それぞれ、車両C1〜C9に搭載されている。そして、車両C1〜C3,C5,C7,C8は、同一方向へ走行しており、車両C4,C6,C9は、車両C1〜C3,C5,C7,C8の走行方向と反対方向において同一方向へ走行している。
FIG. 12 is a diagram showing a specific example of packet transfer in the
このような状況において、車両C1が急ブレーキを掛けると、車両C1に搭載された無線装置1は、車両C1が急ブレーキを掛けたことを示す緊急情報を含む緊急パケットPKT1を生成してブロードキャストする。
In this situation, when the vehicle C1 suddenly brakes, the
そして、車両C2〜C4にそれぞれ搭載された無線装置2〜4は、無線装置1からの緊急パケットPKT1を受信し、その受信した緊急パケットPKT1のラベルLを参照して、緊急パケットPKT1が緊急情報を含むパケットであることを検知する。そうすると、無線装置2〜4は、緊急パケットPKT1をそれぞれ緊急パケットPKT2〜PKT4としてカットスルー方式によって転送する。
Then, the
そして、車両C5に搭載された無線装置5は、無線装置2〜4からそれぞれ送信された緊急パケットPKT2〜PKT4を受信し、その受信した緊急パケットPKT2〜PKT4のラベルLを参照して、緊急パケットPKT2〜PKT4が合成対象のパケットであることを検知し、上述した方法によって、緊急パケットPKT2〜PKT4を合成してカットスルー方式によって転送する。
The
車両C6〜C9にそれぞれ搭載された無線装置6〜9も、複数の緊急パケットを受信すると、無線装置5と同様に、複数の緊急パケットを合成してカットスルー方式によって転送する。
When receiving a plurality of emergency packets, the
これによって、無線装置1によって生成され、かつ、ブロードキャストされた緊急パケットPKT1は、2ホップ目以降、カットスルー方式によって高速に転送される。
As a result, the emergency packet PKT1 generated and broadcast by the
従って、車両C1の後続車である車両C3,C5,C7,C8に搭載された無線装置3,5,7,8は、車両C1が急ブレーキを掛けたことを迅速に検知でき、追突事故を防止できる。
Therefore, the
また、緊急パケットがカットスルー方式によって転送される場合、複数の緊急パケットが合成されて転送されるので、生成元である無線装置1によって生成された情報を正確に無線装置7,8へ伝達できる。従って、ブロードキャスト通信における信頼性を向上できる。
Further, when an emergency packet is transferred by the cut-through method, a plurality of emergency packets are combined and transferred, so that the information generated by the
なお、上記においては、各無線装置1〜9が同じチャネルで受信した複数の緊急パケットを合成してカットスルー方式によって転送する場合について説明したが、この発明においては、これに限らず、各無線装置1〜9は、図7および図9に示すフローチャートに従って、異なるチャネルで受信した複数の緊急パケットを合成してカットスルー方式によって転送する。例えば、各無線装置1〜9は、受信モジュール21がチャネルCh1で受信した緊急パケットPKT1と、受信モジュール22がチャネルCh2で受信した緊急パケットPKT2と、受信モジュール24がチャネルCh4で受信した緊急パケットPKT3とを合成してカットスルー方式によって転送する。この場合、送信モジュール47は、受信モジュール21,22,24における受信チャネルCh1,Ch2,Ch4以外のチャネルCh3を用いて合成パケットを送信する。
In the above description, a case has been described in which each of the
また、受信モジュール21〜24がそれぞれチャネルCh1,Ch2,Ch3,Ch4で受信した緊急パケットPKT1,PKT2,PKT3,PKT4を合成してカットスルー方式によって転送する場合、送信モジュール47は、受信モジュール21〜24のうち、緊急パケットの受信を最も早く開始した受信モジュール(受信モジュール21〜24のいずれか)の受信チャネルを用いて合成パケットを送信する。
When the receiving
緊急パケットの受信を最も早く開始した受信モジュールは、緊急パケットの受信を最も早く完了するので、カットスルー方式によって合成パケットを転送し始めたときには、緊急パケットの受信を最も早く開始した受信モジュールにおける緊急パケットの受信が完了している可能性が高く、緊急パケットの受信を最も早く開始した受信モジュールが緊急パケットの受信に用いたチャネルを合成パケットの送信に用いることができるからである。 The receiving module that started receiving the urgent packet earliest completes the receiving of the urgent packet earliest. Therefore, when the synthesized packet is started to be transferred by the cut-through method, the receiving module that started receiving the urgent packet earliest This is because it is highly possible that the reception of the packet has been completed, and the channel used for receiving the urgent packet by the receiving module that started receiving the urgent packet earliest can be used for transmitting the composite packet.
また、送信モジュールは、信号電力対干渉電力比SINRが最も小さいチャネルを合成パケットの送信に用いてもよい。 In addition, the transmission module may use a channel having the smallest signal power to interference power ratio SINR for transmission of the combined packet.
更に、受信モジュール21〜24がそれぞれチャネルCh1,Ch2,Ch3,Ch4で受信した緊急パケットPKT1,PKT2,PKT3,PKT4を合成してカットスルー方式によって転送する場合、送信モジュール47は、受信モジュール21〜24のうち、緊急パケットの受信を最も遅く開始した受信モジュール(受信モジュール21〜24のいずれか)によって受信された緊急パケット(緊急パケットPKT1,PKT2,PKT3,PKT4のいずれか)を除外して残りの3個の緊急パケットを合成し、緊急パケットの受信を最も遅く開始した受信モジュールの受信チャネルを用いて合成パケットを送信する。これによって、後述する自己干渉の問題を回避できる可能性が高くなる。
Further, when the
なお、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、パケットPKT1〜PKT4のラベルLがバッファ35〜38に格納された時刻に基づいて、受信モジュール21〜24のいずれがパケットを最も早く、または最も遅く受信し始めたかを判定する。また、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、受信モジュール21〜24がパケットの受信に用いるチャネルを知っているので、合成パケットの送信に用いるチャネルを容易に決定できる。
Note that the label check /
図13は、1チャネル当たりの平均信号ノイズ比とチャネル数との関係を示す図である。図13において、縦軸は、1チャネル当たりの平均信号ノイズ比を表し、横軸は、チャネル数を表す。そして、1チャネル当たりの平均信号ノイズ比は、パケットを合成しない場合に対するSNR(Signal to Noise Ratio)の向上をデシベルで示したものである。また、チャネル数は、合成対象のパケット数を意味する。更に、曲線k1〜k3は、それぞれ、上述した式(1)〜式(3)を用いてパケットを合成した場合の1チャネル当たりの平均信号ノイズ比とチャネル数との関係を示す。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the average signal noise ratio per channel and the number of channels. In FIG. 13, the vertical axis represents the average signal-to-noise ratio per channel, and the horizontal axis represents the number of channels. The average signal-to-noise ratio per channel indicates the improvement in SNR (Signal to Noise Ratio) relative to the case where packets are not combined in decibels. The number of channels means the number of packets to be combined. Furthermore, curves k1 to k3 respectively show the relationship between the average signal noise ratio per channel and the number of channels when packets are combined using the above-described equations (1) to (3).
図13に示す結果から、合成対象のパケット数が同じである場合、パケット合成の性能は、SC,EGC,MRCの順に高くなる。また、合成方法が同じである場合、パケット合成の性能は、合成対象のパケット数が増加するに従って向上する。 From the result shown in FIG. 13, when the number of packets to be combined is the same, the performance of packet combining increases in the order of SC, EGC, and MRC. When the combining method is the same, the packet combining performance improves as the number of packets to be combined increases.
従って、多くのパケットを合成する方がパケット合成の性能が向上する。 Therefore, the performance of packet synthesis is improved when many packets are synthesized.
図14は、自己干渉および遠近問題を説明するための図である。また、図15は、自己干渉が生じる場合のパケットの送受信のタイミングチャートである。自己干渉は、パケットの受信チャネルを用いてパケットの送信を行なうと、パケットの送信による高い干渉の影響によりパケットの受信処理が正しく行なわれないという問題である。 FIG. 14 is a diagram for explaining the self-interference and the perspective problem. FIG. 15 is a timing chart of packet transmission / reception when self-interference occurs. Self-interference is a problem that when a packet is transmitted using a packet reception channel, the packet reception process is not performed correctly due to the high interference caused by the packet transmission.
例えば、図14に示すように、無線装置4が無線装置1〜3から同一の情報を含むパケットを受信している場合を想定する。無線装置1は、チャネルCh1でパケットを送信し、無線装置2,3は、チャネルCh2でパケットを送信している。この場合、無線装置4が無線装置1〜3から受信した3個のパケットを合成し、合成パケットをチャネルCh1を用いて転送すると、自己干渉により無線装置1からのパケットを正しく受信できなくなる。これが自己干渉の問題である。
For example, as illustrated in FIG. 14, a case is assumed in which the
この自己干渉は、図15から解るように、無線装置4におけるパケットの受信とパケットの送信とが時間的に重なるためである。従って、無線装置4は、無線装置1から受信したパケットをパケット合成の対象にできない。その結果、パケット合成の性能が低下する。
This self-interference is because, as can be seen from FIG. 15, the reception of the packet and the transmission of the packet in the
一方、図14において、無線装置2から無線装置4までの距離と無線装置3から無線装置4までの距離とが相対的に大きく異なり、無線装置4が無線装置2から送信されたパケットを正しく受信できない遠近問題が発生する可能性がある。遠近問題が発生すると、無線装置4は、無線装置2から受信したパケットをパケット合成の対象にできない。その結果、パケット合成の性能が低下する。
On the other hand, in FIG. 14, the distance from the
図16は、パケットサイズが大きい場合に発生する遠近問題を示す図である。また、図17は、パケットサイズが大きいことに起因した遠近問題が発生したときのパケットの送受信のタイミングチャートである。 FIG. 16 is a diagram illustrating a perspective problem that occurs when the packet size is large. FIG. 17 is a timing chart of packet transmission / reception when a perspective problem occurs due to a large packet size.
無線装置2は、無線装置1からチャネルCh1を用いて送信されたパケットをカットスルー方式によってチャネルCh2へ転送し、無線装置3は、無線装置2から送信されたパケットをチャネルCh1へカットスルー方式によって転送したとする。また、無線装置3から無線装置2までの距離が無線装置1から無線装置2までの距離よりも非常に短いとする。
The
その結果、図17に示すように、無線装置3は、無線装置1がパケットを送信し終わるまえにパケットの送信を開始する。従って、無線装置2は、無線装置1からのパケットを正しく受信できなくなり、遠近問題が発生する。そして、無線装置2は、無線装置1からのパケットをパケット合成の対象にできなくなる。
As a result, as shown in FIG. 17, the
そうすると、パケット合成の性能が低下するだけでなく、マルチホップによるパケット転送が失敗する可能性がある。 In this case, not only packet combining performance is degraded, but multi-hop packet transfer may fail.
なお、パケットサイズが大きいパケットとは、基準サイズ以上のサイズを有するパケットを言い、基準サイズとは、送信側の無線装置1における送信時間txが転送端末である無線装置2におけるカットスルー方式による転送の遅延時間CTに略等しくなるパケットサイズを言う。
A packet having a large packet size means a packet having a size equal to or larger than a reference size, and the reference size is a transfer by a cut-through method in the
そこで、図14〜図17において説明した自己干渉および遠近問題を解決する方法を以下に説明する。 Therefore, a method for solving the self-interference and perspective problems described in FIGS. 14 to 17 will be described below.
各無線装置1〜9におけるカットスルー方式による転送の遅延時間をCTとし、送信側の無線装置におけるパケットの送信時間をTxとした場合、各無線装置1〜9のラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、次式を満たす整数Nを演算する。
When the transmission delay time by the cut-through method in each wireless device 1-9 is CT and the packet transmission time in the transmitting wireless device is Tx, the label check /
各無線装置1〜9のラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、自己が搭載された無線装置1〜9におけるカットスルー方式による転送の遅延時間CTを演算できる。また、各無線装置1〜9のラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、各無線装置1〜9における送信レートを知っているので、パケットのラベルLに格納されたパケットサイズを見れば、送信側の無線装置における送信時間Txを求めることができる。従って、各無線装置1〜9のラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、式(4)を満たす整数Nを演算できる。
The label check /
各無線装置1〜9において、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、整数Nを演算し、無線ネットワーク100において使用される全てのチャネルをN個のグループに分割する。
In each wireless device 1-9, the label check /
例えば、N=2とすると、各無線装置1〜9のラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、4個のチャネルCh1〜Ch4を2個のグループG1,G2に分割する。この場合、グループG1は、例えば、チャネルCh1,Ch2からなり、グループG2は、例えば、チャネルCh3,Ch4からなる。
For example, when N = 2, the label check /
図18は、自己干渉および遠近問題を解決するためのチャネル選択方法を説明するための図である。無線装置1は、パケットを送信するときの1ホップ目の送信端末であり、無線装置2〜4は、2ホップ目の送信端末であり、無線装置5,6は、3ホップ目の送信端末であり、無線装置7〜9は、4ホップ目の送信端末である。
FIG. 18 is a diagram for explaining a channel selection method for solving the self-interference and perspective problems. The
無線装置1は、グループ1に含まれるチャネルCh1でパケットを送信し、無線装置2〜4は、無線装置1から受信したパケットをカットスルー方式によってグループ2に含まれるチャネルCh3,Ch4を用いて転送する。また、無線装置5,6は、無線装置2〜4から受信したパケットをカットスルー方式によってグループ1に含まれるチャネルCh1,Ch2を用いて転送し、無線装置7〜9は、無線装置5,6から受信したパケットをカットスルー方式によってグループ2に含まれるチャネルCh3,Ch4を用いて転送する。このように、Nホップごとに同一チャネルの再利用が可能である。
The
その結果、無線装置2〜4は、無線装置1がパケットの送信に用いるチャネルCh1と異なるチャネルCh3,Ch4を用いてパケットをカットスルー方式によって転送するので、1ホップ目と2ホップ目との間で自己干渉の問題は、発生しない。2ホップ目と3ホップ目との間および3ホップ目と4ホップ目との間でも、同様に、自己干渉の問題は、発生しない。
As a result, the
従って、この発明においては、自己干渉の問題を解決するために、無線ネットワーク100において、異なる2個以上のチャネルが採用され、その2個以上のチャネルが2個以上のチャネルグループに分割されていればよい。この場合、1個のチャネルグループは、1個以上のチャネルを含む。
Therefore, in the present invention, in order to solve the problem of self-interference, two or more different channels are employed in the
また、各チャネルグループが2個以上のチャネルを含む場合、遠近問題を抑制できる。例えば、図18において、無線装置3がチャネルCh3を用いてパケットを送信し、無線装置4がチャネルCh4を用いてパケットを送信すれば、無線装置5は、無線装置3および無線装置4の両方からパケットを正常に受信できる。
Further, when each channel group includes two or more channels, the perspective problem can be suppressed. For example, in FIG. 18, when the
その結果、無線装置5は、無線装置3からのパケットと、無線装置4からのパケットとをパケット合成の対象にでき、パケット合成の性能を向上できる。
As a result, the
従って、この発明においては、遠近問題を抑制するために、無線ネットワーク100において、相互に異なる4個以上のチャネルが採用され、その4個以上のチャネルが2個以上のチャネルグループに分割されていればよい。この場合、1個のチャネルグループは、2個以上のチャネルを含む。
Therefore, in the present invention, in order to suppress the perspective problem, four or more channels different from each other are adopted in the
更に、チャネルグループが3個以上であり、各チャネルグループが1個以上のチャネルを含む場合、パケットサイズが大きい場合の遠近問題を解決できる。例えば、図18において、無線装置2〜4がチャネルグループ1に含まれるチャネルCh1を用いてパケットを送信し、無線装置5,6がチャネルグループ2に含まれるチャネルCh2を用いてパケットを送信し、無線装置7〜9がチャネルグループ3に含まれるチャネルCh3を用いたパケットを送信すれば、無線装置5は、パケットサイズが大きいパケットを無線装置2〜4から受信していても、無線装置7からのパケットを正常に受信できる。その結果、パケットサイズが大きい場合の遠近問題を解決できる。
Furthermore, when there are three or more channel groups and each channel group includes one or more channels, the perspective problem when the packet size is large can be solved. For example, in FIG. 18,
従って、この発明においては、パケットサイズが大きい場合の遠近問題を解決するために、無線ネットワーク100において、3個以上のチャネルが採用され、その3個以上のチャネルが3個以上のチャネルグループに分割されていればよい。この場合、各チャネルグループは、1個以上のチャネルを含む。
Therefore, in the present invention, in order to solve the perspective problem when the packet size is large, three or more channels are adopted in the
上述ように、Nホップごとに同一チャネルを再利用できるようにチャネルを複数のチャネルグループに分割することによって、上述した自己干渉および遠近問題を解決または抑制できる。 As described above, by dividing a channel into a plurality of channel groups so that the same channel can be reused every N hops, the above-described self-interference and perspective problems can be solved or suppressed.
なお、上記においては、4個のチャネルCh1〜Ch4を順番にチャネルCh1,Ch2をグループ1に、チャネルCh3,Ch4をグループ2に分割すると説明したが、この発明においては、これに限らず、複数のチャネルを任意の方法で複数のグループに分割するようにしてもよい。この場合、各グループに含まれるチャネル数は、同数であってもよく、異なっていてもよい。
In the above description, the four channels Ch1 to Ch4 are sequentially divided into the channels Ch1 and Ch2 into the
図19は、図7に示すステップS16の他の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図19に示すフローチャートは、図9に示すフローチャートのステップS163をステップS163Aに代えたものであり、その他は、図9に示すフローチャートと同じである。 FIG. 19 is a flowchart for explaining another detailed operation of step S16 shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 19 is the same as the flowchart shown in FIG. 9 except that step S163 in the flowchart shown in FIG. 9 is replaced with step S163A.
上述したステップS161,S162の後、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、受信チャネルChr(=Ch1,Ch2またはCh3,Ch4))が含まれるグループ(=G1またはG2)と異なるグループ(=G2またはG1)に含まれるチャネルCht(=Ch3,Ch4またはCh1,Ch2)を選択する(ステップS163A)。
After the above-described steps S161 and S162, the label check /
その後、上述したステップS164が実行され、一連の動作は、図7に示すステップS17へ移行する。 Thereafter, step S164 described above is executed, and the series of operations proceeds to step S17 shown in FIG.
図7に示すステップS16の詳細な動作が図19に示すフローチャートに従って実行されることにより、上述した自己干渉および遠近問題を回避できる。その結果、パケット合成の対象が増加し、パケット合成の性能が向上する。従って、ブロードキャスト通信における信頼性を向上できる。 By executing the detailed operation of step S16 shown in FIG. 7 according to the flowchart shown in FIG. 19, the above-described self-interference and perspective problems can be avoided. As a result, the number of packet synthesis targets is increased, and the performance of packet synthesis is improved. Therefore, reliability in broadcast communication can be improved.
[実施の形態2]
図20は、図1に示す無線装置1〜9の実施の形態2における構成を示す概略ブロック図である。無線装置1〜9は、実施の形態2においては、図20に示す無線装置1Aからなる。
[Embodiment 2]
FIG. 20 is a schematic block diagram showing the configuration of the
無線装置1Aは、図2に示す無線装置1の遅延回路25〜28、乗算器29〜32、合成モジュール33およびビット判定器34を削除し、受信モジュール21〜24を受信モジュール21A〜24Aに代え、送信モジュール43〜47を送信モジュール48に代えたものであり、その他は、無線装置1と同じである。そして、受信モジュール21A〜24Aおよび送信モジュール48は、物理層に配置される。
The wireless device 1A deletes the
受信モジュール21A〜24Aは、それぞれ、チャネルCh1〜Ch4を用いてパケットを受信する。そして、受信モジュール21A〜24Aは、受信したパケットが通常パケットである場合、その受信したパケットをバッファ35〜38へ格納し、受信したパケットが緊急パケットである場合、パケットのラベルLをバッファ35〜38へ格納するとともに、ラベルLに続く部分を合成して送信モジュール48へ出力する。
The receiving
送信モジュール48は、バッファ39からの緊急パケットのラベルおよび受信モジュール21A〜24Aからの緊急パケットを受信モジュール21A〜24Aにおける受信チャネルと異なるチャネルで送信する。
The
受信モジュール21Aは、復拡散器211〜214と、スイッチSW1〜SW4と、遅延回路221〜224と、乗算器225〜228と、合成モジュール229と、ビット判定器230〜234とを含む。
The
復拡散器211〜214およびスイッチSW1〜SW4については、上述したとおりである。なお、実施の形態2においては、スイッチSW1〜SW4は、それぞれ、復拡散器211〜214に接続される。
The
遅延回路221〜224は、それぞれ、端子TM1,TM3,TM5,TM7に接続される。乗算器225〜228は、それぞれ、遅延回路221〜224に接続される。合成モジュール229は、乗算器225〜228に接続される。ビット判定器230は、合成モジュール229に接続され、ビット判定器231〜234は、それぞれ、端子TM2,TM4,TM6,TM8に接続される。
Delay circuits 221 to 224 are connected to terminals TM1, TM3, TM5, and TM7, respectively. Multipliers 225 to 228 are connected to delay circuits 221 to 224, respectively. The
遅延回路221は、端子TM1を介して受けた信号をラベルチェック/スケジューリングモジュール40によって設定された遅延時間Δ(t1)だけ遅延し、その遅延した信号を乗算器225へ出力する。
Delay circuit 221 delays the signal received via
遅延回路222は、端子TM3を介して受けた信号をラベルチェック/スケジューリングモジュール40によって設定された遅延時間Δ(t2)だけ遅延し、その遅延した信号を乗算器226へ出力する。
遅延回路223は、端子TM5を介して受けた信号をラベルチェック/スケジューリングモジュール40によって設定された遅延時間Δ(t3)だけ遅延し、その遅延した信号を乗算器227へ出力する。
遅延回路224は、端子TM7を介して受けた信号をラベルチェック/スケジューリングモジュール40によって設定された遅延時間Δ(t4)だけ遅延し、その遅延した信号を乗算器228へ出力する。
Delay circuit 224 delays the signal received via
乗算器225〜228は、それぞれ、遅延回路221〜224から受けた信号にそれぞれ重み係数CW1〜CW4を乗算し、その乗算結果を合成モジュール229へ出力する。合成モジュール229は、乗算器225〜228から受けた乗算結果を上述した式(1)〜式(3)のいずれかの式を用いて合成し、その合成結果をビット判定器230へ出力する。
Multipliers 225 to 228 multiply the signals received from delay circuits 221 to 224 by weighting factors CW 1 to CW 4 , respectively, and output the multiplication results to
ビット判定器230は、合成モジュール229から合成信号を受け、その受けた合成信号をビット判定する。そして、ビット判定器230は、ビット判定後の信号を送信モジュール48へ出力する。
The
ビット判定器231〜234は、それぞれ、復拡散器211〜214によって逆スペクトラム拡散された信号をスイッチSW1〜SW4を介して受け、その受けた信号をビット判定する。そして、ビット判定器231〜234は、そのビット判定後の信号をそれぞれバッファ35〜38へ出力する。
なお、受信モジュール22A〜24Aの各々は、受信モジュール21Aと同じ構成からなる。
Each of the receiving
このように、実施の形態2においては、パケットの合成は、物理層において行なわれ、パケットの合成後においてビット判定が行なわれる。 Thus, in the second embodiment, packet synthesis is performed in the physical layer, and bit determination is performed after packet synthesis.
無線装置1〜9が図20に示す無線装置1Aからなる場合、各無線装置1〜9におけるパケットの受信処理は、図7および図9に示すフローチャート、または図7および図19に示すフローチャートに従って実行される。
When the
図21は、緊急パケットを合成してカットスルー方式により転送するときの実施の形態2における概念図である。なお、図21における合成器50Aは、スイッチSW1〜SW4、遅延回路221〜224、乗算器225〜228、合成モジュール229およびビット判定器230からなる。
FIG. 21 is a conceptual diagram in
緊急パケットPKT1,PKT3,PKT4を合成してカットスルー方式によって転送する動作は、図11における説明と同じである。この場合、図11の説明において、受信モジュール21、送信モジュール47および合成器50をそれぞれ受信モジュール21A、送信モジュール48および合成器50Aに読み替えればよい。
The operation of combining the emergency packets PKT1, PKT3, and PKT4 and transferring them by the cut-through method is the same as that described in FIG. In this case, in the description of FIG. 11, the receiving
図21に示すように、実施の形態2においては、緊急パケットPKT1,PKT3,PKT4を合成してカットスルー方式によって転送する動作は、物理層において実行されるので、実施の形態1における緊急パケットの転送よりも速く緊急パケットを転送できる。 As shown in FIG. 21, in the second embodiment, the operation of combining the emergency packets PKT1, PKT3, and PKT4 and transferring them by the cut-through method is executed in the physical layer. Emergency packets can be transferred faster than transfer.
また、図20に示す無線装置1Aは、ビット判定の前にパケットの合成を行なうため、無線装置1〜9が図2に示す構成からなる場合よりもパケット合成の性能を高くできる。その他、実施の形態2においては、実施の形態1における効果と同じ効果が得られる。
In addition, since the wireless device 1A illustrated in FIG. 20 performs packet combining before bit determination, the performance of packet combining can be improved as compared with the case where the
一方、無線装置1〜9が図2に示す構成からなる場合、無線装置1〜9が図20に示す構成からなる場合よりも実装し易いという特徴を有する。
On the other hand, when the
その他は、実施の形態1と同じである。 Others are the same as in the first embodiment.
[実施の形態3]
上述した実施の形態1,2においては、パケットをカットスルー方式によって転送する場合にパケットの合成を行なうと説明したが、この実施の形態3においては、パケットをカットスルー方式ではなく、通常の方法によって転送する場合にパケットの合成を行なう。
[Embodiment 3]
In the first and second embodiments described above, it has been described that the packets are combined when the packets are transferred by the cut-through method. However, in this third embodiment, the packet is not a cut-through method but a normal method. Packets are combined when transferred by.
図22は、図1に示す無線装置1〜9の実施の形態3における構成を示す概略ブロック図である。パケットをカットスルー方式によって転送しない場合、無線装置1〜9は、図22に示す無線装置1Bからなる。
FIG. 22 is a schematic block diagram showing a configuration in the third embodiment of
無線装置1Bは、図2に示す無線装置1のスイッチSW1〜SW4、遅延回路25〜28、乗算器29〜32、合成モジュール33、ビット判定器34、バッファ35〜39、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40、タイマ41、MACモジュール42および送信モジュール43〜47をバッファ61〜64、MACモジュール65、タイマ66、乗算器67〜70、合成モジュール71、ビット判定器72および送信モジュール73に代えたものであり、その他は、図2に示す無線装置1と同じである。
The wireless device 1B includes switches SW1 to SW4, delay
バッファ61〜64、MACモジュール65、タイマ66、乗算器67〜70、合成モジュール71およびビット判定器72は、MAC層に配置され、送信モジュール73は、物理層に配置される。
The buffers 61 to 64, the
バッファ61〜64は、それぞれ、ビット判定器215〜218から受けたパケットPKTを保持する。
Buffers 61 to 64 hold packets PKT received from
MACモジュール65は、パケットPKTが格納された順に各バッファ61〜64に保持されたパケットPKTのエラーチェックを行なうとともに、パケットPKTがエラーを含むか否かを判定する。
The
そして、MACモジュール65は、パケットPKTがエラーを含まない場合、パケットPKTを上位層へ渡す。
Then, when the packet PKT does not include an error, the
一方、MACモジュール65は、パケットPKTがエラーを含む場合、パケットPKTを保持する。そして、MACモジュール65は、パケットPKTを最初に保持した時刻からタイマ66によって一定時間を計測する。
On the other hand, when the packet PKT includes an error, the
その後、MACモジュール65は、一定時間の経過前に、最初に保持したパケットPKTと同じ情報を含むパケットを受信した場合、その受信したパケットを保持する。MACモジュール65は、一定時間が経過するまで、この動作を繰り返す。そして、一定時間が経路すると、一定時間が経路するまでに保持した複数のパケットを乗算器(乗算器67〜70のうち、複数のパケットの個数と同じ個数の乗算器)へ出力する。
Thereafter, when the
一方、MACモジュール65は、一定時間が経過するまでに、最初に保持したパケットPKTと同じ情報を含むパケットを受信しない場合、最初に保持したパケットPKTを破棄する。
On the other hand, if the
また、MACモジュール65は、ビット判定器72から受けた合成パケットのエラーチェックを行ない、合成パケットがエラーを含まない場合、合成パケットを上位層へ渡し、合成パケットがエラーを含む場合、合成パケットを保持してパケット合成の対象とする。
Further, the
タイマ66は、MACモジュール65からの指示によって一定時間を計測し、一定時間が終了すると、一定時間が終了したことをMACモジュール65に通知する。
The
乗算器67〜70は、MACモジュール65から受けたパケットPKTにそれぞれ重み係数CW1〜CW4を乗算し、その乗算結果を合成モジュール71へ出力する。合成モジュール71は、乗算器67〜70からの乗算結果を上述した式(1)〜式(3)のいずれかを用いて合成し、合成信号Zをビット判定器72へ出力する。
Multipliers 67 to 70 multiply the packets PKT received from the
ビット判定器72は、合成モジュール71から受けた合成信号Zをビット判定し、そのビット判定後の合成信号ZをMACモジュール65へ出力する。
The
送信モジュール73は、上位層から受けたパケットをアンテナ20を介して送信する。
The transmission module 73 transmits the packet received from the upper layer via the
図23は、この発明によるパケットの他の転送方法を説明するためのフローチャートである。なお、以下においては、受信モジュール21がパケットを受信する場合について説明する。
FIG. 23 is a flowchart for explaining another method of transferring a packet according to the present invention. In the following, a case where the
一連の動作が開始されると、各無線装置1〜9の受信モジュール21が新たなパケットを受信する。そして、例えば、復拡散器211は、その受信されたパケットを逆スペクトラム拡散し、その逆スペクトラム拡散したパケットをビット判定器215へ出力する。
When a series of operations is started, the
ビット判定器215は、復拡散器211から受けたパケットをビット判定し、そのビット判定後のパケットをバッファ61へ格納する。これによって、新たなパケットの受信が完了する(ステップS21)。
その後、MACモジュール65は、バッファ61に格納されたパケットのエラーチェックを行ない(ステップS22)、エラーが有るか否かを判定する(ステップS23)。
Thereafter, the
ステップS23において、MACモジュール65は、エラーが無いと判定した場合、パケットを上位層へ渡す(ステップS24)。
If the
一方、ステップS23において、エラーが有ると判定された場合、MACモジュール65は、そのパケットを保持するとともに(ステップS25)、タイマ66によって一定時間を計測する。
On the other hand, if it is determined in step S23 that there is an error, the
その後、MACモジュール65は、一定時間が経過したか否かを判定する(ステップS26)。そして、ステップS26において、一定時間が経過していないと判定されたとき、一連の動作は、ステップS1へ戻る。
Thereafter, the
一方、ステップS26において、一定時間が経過したと判定された場合、MACモジュール65は、合成対象のパケットが有るか否かを更に判定する(ステップS27)。より具体的には、MACモジュール65は、同じ情報を含み、かつ、エラーが有る複数のパケットを保持しているか否かを判定することによって合成対象のパケットが有るか否かを判定する。この場合、MACモジュール65は、同じ情報を含み、かつ、エラーが有る複数のパケットを保持している場合、合成対象のパケットが有ると判定する。
On the other hand, if it is determined in step S26 that the predetermined time has elapsed, the
そして、MACモジュール65は、ステップS27において、合成対象のパケットが有ると判定した場合、保持している複数のパケットを乗算器(例えば、乗算器67〜69)へ出力する。
If the
乗算器67〜69は、MACモジュール65から受けたパケットにそれぞれ重み係数CW1〜CW3を乗算し、その乗算結果を合成モジュール71へ出力する。合成モジュール71は、乗算器67〜69から3個の乗算結果を受け、その受けた3個の乗算結果を上述した式(1)〜式(3)のいずれかを用いて合成し、合成信号Zをビット判定器72へ出力する。これによって、パケットが合成される(ステップS28)。その後、一連の動作は、ステップS22へ戻る。
Multipliers 67 to 69 multiply the packets received from
一方、ステップS27において、合成対象のパケットが無いと判定された場合、MACモジュール65は、保持しているパケットを破棄する(ステップS29)。
On the other hand, if it is determined in step S27 that there is no packet to be combined, the
そして、ステップS24またはステップS29の後、一連の動作が終了する。 And a series of operation | movement is complete | finished after step S24 or step S29.
なお、ステップS24において、パケットが上位層へ渡された後、上位層は、MACモジュール65から受けたパケットがブロードキャストされたパケットであることを検知し、送信モジュール73およびアンテナ20を介して送信する。従って、各無線装置1〜9は、他の無線装置から受信したパケットを図23に示すフローチャートに従って処理することによってパケットを通常の方法によって転送することになる。
In step S24, after the packet is passed to the upper layer, the upper layer detects that the packet received from the
上述したように、パケットがエラーを含む場合にパケットの合成を行なって転送することによって、情報を正確に転送できる。その結果、ブロードキャスト通信における信頼性を向上できる。 As described above, when a packet contains an error, information can be accurately transferred by combining and transferring the packet. As a result, reliability in broadcast communication can be improved.
その他は、実施の形態1と同じである。 Others are the same as in the first embodiment.
なお、上述したように、送信モジュール47,48は、受信モジュール21〜24,21A〜24Aがパケットの受信に用いるチャネルと異なるチャネルで合成パケットをカットスルー方式によって転送するが、これは、次の理由による。
As described above, the
図24は、同一チャネルを用いたカットスルー方式を示す図である。車両Bに搭載された無線装置2が直前方の車両Aに搭載された無線装置1から受信するパケットを受信チャネルと同一のチャネルへカットスルー方式により転送する場合を想定する。
FIG. 24 is a diagram showing a cut-through method using the same channel. A case is assumed in which the
各無線装置1,2の送信電力をTxとすると、無線装置2が無線装置1から受信するパケットの受信電力Rxsは、次式のようになる。
When the transmission power of each of the
式(5)において、GABは、パスロスであり、次式によって表される。 In the equation (5), G AB is a path loss and is expressed by the following equation.
式(6)において、LIVは、車車間距離(厳密には、無線装置1のアンテナ20と無線装置2のアンテナ20との距離)である。また、式(6)において、αは、定数であり、2〜5の間の値からなる。
In Expression (6), L IV is a vehicle-to-vehicle distance (strictly speaking, a distance between the
無線装置2は、カットスルー方式を用いてパケットを受信しながら同一のチャネルでパケットを転送するため、転送パケットによる干渉電力RxIは、次式のようになる。
Since the
式(7)において、GASは、パスロスであり、次式によって表される。 In Expression (7), G AS is a path loss and is represented by the following expression.
式(8)において、LASは、無線装置2の送受信アンテナ間の距離である。なお、この場合、無線装置2のアンテナ20は、送信アンテナ20Aと受信アンテナ20Bとからなり、送信アンテナ20Aと受信アンテナ20Bとの距離は、LASに設定される。
In equation (8), L AS is the distance between the transmitting and receiving antennas of the
無線装置2が無線装置1からのパケットを正しく受信するためには、次式が成立する必要がある。
In order for the
ここで、車両Bの送受信アンテナ20A,20B間の距離を5mとし、拡散ゲインを31とし、信号対干渉プラスノイズの閾値SINRを5dBとし、αを2とすると、LIV<12.5mという条件が得られる。この条件は、40km/hの速度で走行する車両の制動距離よりも短く、現実的ではない。 Here, if the distance between the transmitting and receiving antennas 20A and 20B of the vehicle B is 5 m, the spreading gain is 31, the threshold SINR of signal to interference plus noise is 5 dB, and α is 2, the condition of L IV <12.5 m Is obtained. This condition is shorter than the braking distance of a vehicle traveling at a speed of 40 km / h and is not realistic.
従って、この発明においては、同一チャネルへのカットスルー方式によるパケットの転送を採用せず、異なるチャネルへのカットスルー方式によるパケットの転送を採用することにしたものである。 Therefore, in the present invention, the packet transfer by the cut-through method to the same channel is not adopted, but the packet transfer by the cut-through method to different channels is adopted.
また、上記においては、受信モジュールの個数は、4個であると説明したが、この発明においては、これに限らず、受信モジュールの個数は、任意の個数であればよい。 In the above description, the number of reception modules is four. However, the present invention is not limited to this, and the number of reception modules may be any number.
この発明においては、復拡散器211〜214は、「受信手段」を構成する。
In the present invention, the
また、この発明においては、ビット判定器215〜218、遅延回路25〜28、乗算器29〜32、合成モジュール33、ビット判定器34、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40および送信モジュール47は、「転送手段」を構成する。
In the present invention, the
更に、この発明においては、ラベルチェック/スケジューリングモジュール40は、「判定手段」を構成する。
Further, in the present invention, the label check /
更に、この発明においては、ビット判定器215〜218は、「複数の第1のビット判定手段」、遅延回路25〜28、乗算器29〜32および合成モジュール33は、「合成手段」を構成し、ビット判定器34は、「第2のビット判定手段」を構成し、送信モジュール47は、「送信手段」を構成する。
Further, in the present invention, the
更に、この発明においては、遅延回路221〜224、乗算器225〜228、合成モジュール229、ビット判定器230および送信モジュール48は、「転送手段」を構成する。
Further, in the present invention, the delay circuits 221 to 224, the multipliers 225 to 228, the
更に、この発明においては、遅延回路221〜224、乗算器225〜228および合成モジュール229は、「合成手段」を構成し、ビット判定器230は、「ビット判定手段」を構成し、送信モジュール48は、「送信手段」を構成する。
Further, in the present invention, the delay circuits 221 to 224, the multipliers 225 to 228, and the
更に、この発明においては、ビット判定器215〜218、バッファ61〜64、MACモジュール65、乗算器67〜70、合成モジュール71、ビット判定器72および送信モジュール73は、「転送手段」を構成する。
Further, in the present invention, the
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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、ブローキャスト通信における信頼性を向上可能な無線装置に適用される。また、この発明は、ブローキャスト通信における信頼性を向上可能な無線装置を備えた無線ネットワークに適用される。 The present invention is applied to a radio apparatus capable of improving reliability in broadcast communication. The present invention is also applied to a wireless network including a wireless device capable of improving reliability in broadcast communication.
1〜9,1A,1B 無線装置、11〜20 アンテナ、100 無線ネットワーク、21〜24,21A〜24A 受信モジュール、25〜28,51〜53,221〜224 遅延回路、29〜32,54〜56,67〜70,225〜228 乗算器、33,57,71,229 合成モジュール、34,58,72,215〜218,230〜234 ビット判定器、35〜39,61〜64 バッファ、40 ラベルチェック/スケジューリングモジュール、41,66 タイマ、42,65 MACモジュール、43〜48,73 送信モジュール、50,50A 合成器、211〜214 復拡散器。 1-9, 1A, 1B wireless device, 11-20 antenna, 100 wireless network, 21-24, 21A-24A reception module, 25-28, 51-53, 221-224 delay circuit, 29-32, 54-56 , 67 to 70, 225 to 228 multiplier, 33, 57, 71, 229 synthesis module, 34, 58, 72, 215 to 218, 230 to 234 bit decision unit, 35 to 39, 61 to 64 buffer, 40 label check / Scheduling module, 41, 66 timer, 42, 65 MAC module, 43-48, 73 transmission module, 50, 50A combiner, 211-214 despreader.
Claims (10)
相互に異なる複数の無線装置から複数のパケットを受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された複数のパケットを合成し、その合成した合成パケットを転送する転送手段とを備える無線装置。 A wireless device that forwards broadcast packets,
Receiving means for receiving a plurality of packets from a plurality of different wireless devices;
A wireless device comprising transfer means for combining a plurality of packets received by the receiving means and transferring the combined packets.
前記転送手段は、前記判定手段によって前記複数のパケットが同じ識別情報を含むと判定されたとき、前記複数のパケットの合成および前記合成パケットの転送を開始する、請求項2または請求項3に記載の無線装置。 Whether identification information for identifying the type of information included in the packet is detected from the head of each of the plurality of packets, and whether or not the plurality of packets include the same identification information based on the detected plurality of identification information A determination means for determining
4. The transfer unit according to claim 2 or 3, wherein when the determination unit determines that the plurality of packets include the same identification information, the transfer unit starts combining the plurality of packets and transferring the combined packet. Wireless devices.
前記複数のパケットに含まれる複数のビット列を合成する合成手段と、
前記合成手段によって合成された合成ビット列をビット判定するビット判定手段と、
前記ビット判定手段によってビット判定されたビット列を送信する送信手段とを含む、請求項4に記載の無線装置。 The transfer means includes
Combining means for combining a plurality of bit strings included in the plurality of packets;
Bit determining means for determining a bit of the combined bit string combined by the combining means;
The wireless device according to claim 4, further comprising: a transmission unit that transmits a bit string determined by the bit determination unit.
複数のパケットに対応して設けられ、各々が対応するパケットに含まれるデータをビット判定する複数の第1のビット判定手段と、
前記複数の第1のビット判定手段によってビット判定された複数のビット列を合成する合成手段と、
前記合成手段によって合成された合成ビット列をビット判定する第2のビット判定手段と、
前記第2のビット判定手段によってビット判定されたビット列を送信する送信手段とを含む、請求項4に記載の無線装置。 The transfer means includes
A plurality of first bit determining means provided corresponding to a plurality of packets, each of which determines a bit of data included in the corresponding packet;
Combining means for combining a plurality of bit strings determined by the plurality of first bit determining means;
Second bit determining means for determining a bit of the combined bit string combined by the combining means;
The wireless device according to claim 4, further comprising: a transmission unit that transmits the bit string determined by the second bit determination unit.
前記転送手段は、前記N個のチャネルグループに含まれ、かつ、前記第1のチャネルグループと異なる第2のチャネルグループに含まれるn(nは正の整数)個のチャネルを用いて前記合成パケットを転送する、請求項1または請求項2に記載の無線装置。 The receiving unit is arbitrarily selected from N (N is an integer of 2 or more) channel groups, which are integers equal to or greater than a division value obtained by dividing the transmission time at the transmission source of the plurality of packets by the delay time in packet transfer by the transfer unit. Receiving the plurality of packets using m (m is a positive integer) channels included in the first channel group selected in
The transfer means uses the n (n is a positive integer) number of channels included in the N channel groups and included in a second channel group different from the first channel group, and the combined packet. The wireless device according to claim 1, wherein the wireless device is transferred.
前記N個のチャネルグループは、3個以上のチャネルグループからなる、請求項7に記載の無線装置。 Each of the plurality of packets has a packet size greater than or equal to a reference size;
The radio apparatus according to claim 7, wherein the N channel groups include three or more channel groups.
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