JP2001045056A - 通信システム - Google Patents
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- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
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Abstract
伝送効率を向上させる。 【解決手段】 送信局のタイムスタンプ付与回路2はタ
イムスタンプ値を入力パケットに付与する。制御情報生
成回路5はタイムスタンプ値毎のパケット入力状況を示
す制御情報を生成する。受信局の受信状態管理テーブル
13には、タイムスタンプ値毎のパケット受信の有無と
受信した制御情報に基づく情報が記録される。再送要求
情報生成回路15は未受信のパケットの再送要求情報を
生成する。送信局のパケット送信制御回路6は再送要求
情報に従ってパケットを再送する。出力制御回路16
は、現在時刻を所定の時間だけシフトさせた第2の時刻
と一致するタイムスタンプ値のパケットを受信済みの場
合、このパケットを出力する。
Description
きない伝送路を経由してパケット単位の伝送を行う通信
システムにおいて、通信中に発生する符号誤り及び遅延
揺らぎを補償するための技術に関し、特に、再送制御に
よる誤り補償及びタイムスタンプによる遅延揺らぎ補償
が必要となる場合に、有限の伝送路リソースを効率的に
活用するための技術に関する。本発明は、特に、広帯域
ワイヤレスアクセスシステムにて用いられる。
シーケンス番号を用いて補償し、通信中に発生する遅延
揺らぎをタイムスタンプを用いて補償する通信システム
が知られている。図6は、シーケンス番号を用いた従来
の符号誤り補償の動作概要を示す図である。図6におい
て、101〜105,111,112は送信局から受信
局に送信されるパケット、106〜108,113,1
14は受信局で受信されたパケット、109は受信局か
ら送信局に送られる再送要求情報、110は受信局で受
信された再送要求情報を示す。各パケット101〜10
8,111〜114を示す四角内の数字は、パケットが
送信局に入力された際に、各パケットに通し番号として
付与されたシーケンス番号である。送信局、受信局間の
矢印は信号の流れを表し、×印は符号誤りによりパケッ
トが紛失したことを示す。
与されたパケット101〜105を送信し、受信局はそ
れを受信する。各パケットには、通常、誤り検出符号が
付与されており、伝送路上で符号誤りが起きたパケット
は廃棄される。受信局では、受信したパケット106〜
108に付与されたシーケンス番号を参照して、不連続
なシーケンス番号を検索し、その番号2,4を再送要求
情報l09として送信する。送信局では、受信した再送
要求情報110を参照し、シーケンス番号2,4のパケ
ット111,112を再送する。ここで、パケット10
2とパケット111、及びパケット104とパケット1
12は全く同じものである。受信局では、受信したパケ
ット106〜108,113,114のシーケンス番号
を参照し、シーケンス番号の順にパケットを外部に出力
する。
延揺らぎ補償の動作概要を示す図である。図7におい
て、115〜120は送信局に入力されたパケット、1
21〜126は受信局で受信されたパケット、127〜
132は受信局から出力されるパケットを示す。図7で
は、横軸が時間を示し、送信局側には、適当な刻み幅の
周期でカウントアップするタイムスタンプ・クロックの
タイムスタンプ値を時間軸と共に示した。また、受信局
では、送信局のタイムスタンプ・クロックに同期したク
ロックが生成され、特に出力制御用には、図7のように
送信側の時刻を所定の時間(以降、付加遅延時間と呼
ぶ)だけシフトさせた時刻を管理している。パケット1
15〜132を示す四角内の数字は、送信局において付
与されたタイムスタンプ値を示している。
7に示したように、通常は再送等の処理及びデータ送信
のバースト処理等の理由により、送受信間での転送に要
する時間が一定でなく、時として順番すら入れ替わるこ
とがある。例えば、送信局側においてはパケット117
はパケット116よりも遅く入力されているが、受信局
側ではパケット122の方がパケット123よりも先に
受信され、順序の逆転が起きている。また、パケット1
18は、他のパケットと順序こそ入れ替わっていない
が、受信局に届くまでの時間がパケット115,11
7,119,120に比べて長くなっている。したがっ
て、このままの状態で出力してしまうと、パケットの順
番の逆転、及び遅延時間の揺らぎが避けられない。そこ
で、受信局側で送信側のタイムスタンプ・クロックを付
加遅延時間だけシフトさせたタイミングを管理し、この
タイミングで対応するタイムスタンプ値のパケットを出
力する。これにより、パケット122とパケット123
の順番の逆転は、出力パケット128,129で解消さ
れ、全てのパケットが同じ遅延時間になるように調整さ
れる。
機能を備えた従来の通信システムの送受信局の構成を示
すブロック図である。図8において、133はタイムス
タンプ付与回路、134はタイムスタンプ・クロック生
成回路、135はシーケンス番号付与回路、136は送
信バッファ、137はパケット送信制御回路、138は
誤り検出符号付与回路、139は送信回路、140は受
信回路、141は誤り検出回路、142はシーケンス番
号分離回路、143は受信状態管理テーブル、144は
再送要求情報生成回路、145はタイムスタンプ分離回
路、146は出力制御回路、147は受信バッファを示
す。
タイムスタンプ付与回路133は、タイムスタンプ・ク
ロック生成回路134からのタイムスタンプ・クロック
を参照し、入力パケットにタイムスタンプ値を付与す
る。さらに、シーケンス番号付与回路135は、入力パ
ケットにシーケンス番号を付与する。そして、入力パケ
ットは、送信バッファ136に収容される。送信局のパ
ケット送信制御回路137は、次に送信すべきパケット
のシーケンス番号を管理し、送信すべきパケットを指示
する。この指示により、送信バッファ136から出力さ
れたパケットは、誤り検出符号付与回路138にて誤り
検出符号が付与され、送信回路139より送信される。
ら送信されたパケットを受信する。誤り検出回路141
は、受信パケットの誤り判定を行い、符号誤りのある情
報を廃棄すると共に、誤り検出符号を分離する。そし
て、誤り検出回路141は、受信した情報が再送要求情
報の場合にはパケット送信制御回路137に転送し、パ
ケットの場合にはシーケンス番号分離回路142に転送
する。シーケンス番号分離回路142は、パケットに付
与されたシーケンス番号を分離し、このシーケンス番号
を受信状態管理テーブル143に通知する。これによ
り、受信状態管理テーブル143では、正常に受信した
パケットのシーケンス番号を管理する。シーケンス番号
が除去されたパケットは、タイムスタンプ分離回路14
5にてタイムスタンプ値が除去され、受信バッファ14
7に収容される。分離されたタイムスタンプ値は、出力
制御回路146にて記録される。出力制御回路146
は、現在時刻であるタイムスタンプ・クロックのタイム
スタンプ値に対し、所定の付加遅延時間分だけ減算して
得られるタイムスタンプ値が出力制御回路146にて記
録されていた場合には、該当するパケットを受信バッフ
ァ147より出力させる。
のデータ通信を行うシステムでは、有限の周波数資源を
有効に利用することが求められている。つまり、転送す
べきユーザデータに対し、可能な限り冗長的な制御情報
は避けて転送する必要がある。図9は、図8に示す従来
の通信システムの送信局から送出されるパケット及びパ
ケットに付与された情報の構造を示す図である。図9に
おいて、Nはシーケンス番号、TSはタイムスタンプ
値、Dはユーザデータを収容したパケット、Cは誤り検
出符号を示す。
タイムスタンプ値TSは、パケット毎に付与される。通
常、高い誤り率への対応と伝送遅延の抑制のために、伝
送すべきデータは短いパケットに分割される。例えば、
ATM(Asynchronous Transfer Mode)の場合を例にと
ると、53バイトの固定長のパケットが用いられる。こ
こで、高速の通信を仮定すると、短時間に膨大な数のパ
ケットが転送されるため、シーケンス番号N及びタイム
スタンプ値TSは、1〜2バイト程度の長さに設定され
る。また、誤り検出符号Cの長さは、符号誤りの見逃し
確率を抑えるために2〜4バイト程度の長さに設定され
る。ATMの場合、これらの制御情報が約50バイト毎
に付加されるため、制御用のオーバーヘッドによる全伝
送容量の低下が問題となる。以上のように、符号誤り補
償及び遅延揺らぎ補償機能を備えた従来の通信システム
では、シーケンス番号Nとタイムスタンプ値TSをパケ
ット毎に付与するので、伝送効率が低下するという問題
点があった。本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、符号誤り補償及び遅延揺らぎ補償機能を実
現しつつ、従来よりも伝送効率を向上させることができ
る通信システムを提供することを目的とする。
は、有線又は無線によって接続された送信局と受信局と
から構成され、送信局と受信局間でパケット単位でデー
タの伝送を行う際、タイムスタンプ値のみをパケットに
付与して、通信中に発生する符号誤りと遅延揺らぎを補
償するものである。そして、送信局は、タイムスタンプ
・クロックを基にパケットの入力時刻を示すタイムスタ
ンプ値を入力パケットに付与し、送信待ちのパケット及
びタイムスタンプ値毎のパケットの入力状況を示す制御
情報を受信局へ送信し、受信局からの再送要求情報に従
って送信済みパケットを再送するものであり、受信局
は、符号誤りなしに受信したパケットのタイムスタンプ
値に基づいてタイムスタンプ値毎のパケット受信の有無
を記録し、この記録と受信した制御情報とに基づいて未
受信のパケットの再送要求情報を送信局へ送信し、送信
局側と同期したタイムスタンプ・クロックが示す現在時
刻を所定の時間だけシフトさせた第2の時刻を生成し、
この第2の時刻と一致するタイムスタンプ値のパケット
を受信済みの場合、該パケットを出力するものである。
本発明は、タイムスタンプ値毎のパケットの入力状況を
示す制御情報を送信局から受信局へ送信し、受信局にお
いて、タイムスタンプ値毎のパケット受信の有無を記録
し、この記録と受信した制御情報とを参照することによ
り、未受信のパケットの再送要求情報を送信局へ送信す
る点で従来の通信システムとは異なる。その結果、シー
ケンス番号を用いることなしに、タイムスタンプ値のみ
を用いてパケットの再送制御を行うことを可能にしてい
る。
上記送信局は、現在時刻を示すタイムスタンプ・クロッ
クを生成する第1のタイムスタンプ・クロック生成手段
(1)と、タイムスタンプ・クロックを基にタイムスタ
ンプ値を入力パケットに付与するタイムスタンプ付与手
段(2)と、タイムスタンプ値毎にパケット入力の有無
を記録する入力状態管理手段(4)と、パケット入力の
有無に基づいて上記制御情報を生成する制御情報生成手
段(5)と、送信待ちパケット及び送信済みパケットを
保存するための送信バッファ(3)と、受信局から送信
された再送要求情報を受信する第1の受信手段(9)
と、送信バッファ内の送信待ちパケットと制御情報とを
受信局へ送信すると共に、受信局からの再送要求情報に
従って送信バッファ内の送信済みパケットを再送する第
1の送信手段(6〜8)とを備え、上記受信局は、送受
信局間で同期した現在時刻を示すタイムスタンプ・クロ
ックを生成する第2のタイムスタンプ・クロック生成手
段(1)と、送信局から送信されたパケット及び制御情
報を受信する第2の受信手段(9)と、受信したパケッ
トの符号誤りの有無を判定する誤り検出手段(10)
と、符号誤りなしに受信したパケットを保存するための
受信バッファ(12)と、符号誤りなしに受信したパケ
ットからタイムスタンプ値を分離するタイムスタンプ分
離手段(11)と、分離されたタイムスタンプ値に基づ
いて、タイムスタンプ値毎のパケット受信の有無を示す
受信状態情報を記録管理する受信状態管理テーブル(1
3)と、受信状態情報と受信した制御情報に基づいて、
送信局におけるパケット入力の有無と自局におけるパケ
ット受信の有無をタイムスタンプ値毎に示すよう上記受
信状態情報を補正する受信状態補正手段(14)と、補
正後の受信状態情報に基づいて、送信局への入力が行わ
れ、かつ自局において未受信のパケットの再送要求情報
を生成する再送要求情報生成手段(15)と、再送要求
情報を送信局へ送信する第2の送信手段(6〜8)と、
タイムスタンプ・クロックが示す現在時刻を所定の時間
だけシフトさせた第2の時刻を生成し、この第2の時刻
と一致するタイムスタンプ値のパケットが存在する場
合、該パケットを受信バッファから出力させる出力制御
手段(16)とを備えるものである。
て、上記タイムスタンプ・クロックの刻み幅の時間内に
2つ以上のパケットが送信局に入力されないようにクロ
ックレートを設定することも好ましい。これにより、タ
イムスタンプ値と該当するパケットの対応が1対1とな
ることを保証することができる。また、上述の通信シス
テムの1構成例として、上記送信局が、上記タイムスタ
ンプ値が付与される前の入力パケットをいったん保存
し、上記タイムスタンプ・クロックの刻み幅毎に1つの
パケットを読み出して出力するリーキーバケット・バッ
ファを備えることも好ましい。これにより、タイムスタ
ンプ・クロックの刻み幅の時間内に複数のパケットが送
信局に入力されることがあっても、タイムスタンプ値と
該当するパケットの対応が1対1となることを保証する
ことができる。
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態となる通信システム
の送受信局の構成を示すブロック図である。本発明の通
信システムは、有線又は無線によって接続された送信局
と受信局とから構成され、送信局と受信局間でパケット
単位でデータ伝送を行う。
ック生成回路1と、タイムスタンプ付与回路2と、送信
バッファ3と、パケット入力状態管理回路4と、制御情
報生成回路5と、パケット送信制御回路6と、誤り検出
符号付与回路7と、送信回路8と、受信回路9と、誤り
検出回路10と、タイムスタンプ分離回路11と、受信
バッファ12と、受信状態管理テーブル13と、受信状
態補正回路14と、再送要求情報生成回路15と、出力
制御回路16とを有している。
構成を有するものとしているが、送信局は、少なくとも
タイムスタンプ・クロック生成回路1と、タイムスタン
プ付与回路2と、送信バッファ3と、パケット入力状態
管理回路4と、制御情報生成回路5と、パケット送信制
御回路6と、誤り検出符号付与回路7と、送信回路8
と、受信回路9と、誤り検出回路10とを備えていれば
よい。
プ・クロック生成回路1と、パケット送信制御回路6
と、誤り検出符号付与回路7と、送信回路8と、受信回
路9と、誤り検出回路10と、タイムスタンプ分離回路
11と、受信バッファ12と、受信状態管理テーブル1
3と、受信状態補正回路14と、再送要求情報生成回路
15と、出力制御回路16とを備えていればよい。
について説明する。図2は、本実施の形態の通信システ
ムによる符号誤り補償及び遅延揺らぎ補償の動作概要を
示す図、図3は、後述するタイムスタンプ値TS、タイ
ムスタンプ値毎のパケット入力の有無を示す入力状態情
報、入力状態情報を反転させた制御情報、及びタイムス
タンプ値毎のパケット受信の有無を示す受信状態情報を
示す図である。図2は、タイムスタンプ・クロックの刻
み幅×4の周期(以下、送信周期と呼ぶ)毎に、パケッ
トのバースト送信並びに制御情報の送信を行う場合を例
にとり、本発明を適用した場合の符号誤り補償(再送制
御)及び遅延揺らぎ補償の動作概要を示したものであ
る。
入力されたパケット、21b〜26b,22m,23m
は送信局から受信局へ送信されたパケット、21d〜2
6dは送信局から出力されたパケット、31b〜35b
は送信局から受信局へ送信された制御情報、41c〜4
5cは受信局から送信局へ送信された再送要求情報を示
している。
準局)のタイムスタンプ・クロック生成回路1は、適当
な刻み幅の周期でカウントアップするタイムスタンプ・
クロックを生成する。また、通信相手となる他方(従
局)のタイムスタンプ・クロック生成回路1は、相手局
に同期したタイムスタンプ・クロックを生成する。これ
により、送受信局のタイムスタンプ・クロックが示すタ
イムスタンプ値TSは、互いに同期しながらカウントア
ップする。
イムスタンプ値TS=1,2,3・・・・を時間軸と共
に示している。また、受信局では、出力制御のために、
図2のように現在時刻(タイムスタンプ値TS)を所定
の付加遅延時間だけシフトさせた第2の時刻を管理して
いる。なお、パケット21a〜26a,21b〜26
b,22m,23m,21d〜26dを示す四角内の数
字は、送信局において付与されたタイムスタンプ値TS
を示している。また、図3において、○で示したビット
は、その時点で新たに「0」から「1」に更新された状
態を示す。
部から送信局にパケットが入力されたとき、タイムスタ
ンプ・クロックが示すタイムスタンプ値TSを入力パケ
ットに付与する。例えば、タイムスタンプ値TS=3の
とき送信局に入力されたパケット21aには、タイムス
タンプ値TS=3が付与される。
たパケットは、送信バッファ3にいったん格納される。
一方、パケット入力状態管理回路4は、タイムスタンプ
値TS毎にパケット入力の有無を記録管理する。
3,7,10,12,17,19でパケット入力がある
ので、パケット入力有りの状態を「1」、パケット入力
無しの状態を「0」で記録するとすれば、パケット入力
状態管理回路4に記録される入力状態情報は、図3
(b)に示すように、タイムスタンプ値TS=1の場合
から順番に「0010001001010000101
0・・・」となる。
入力状態管理回路4によって記録管理されている入力状
態情報を基に、タイムスタンプ値TS毎のパケットの入
力状況を示す制御情報を生成する。本実施の形態では、
受信局に送信する制御情報としてビットマップを用いて
いる。制御情報生成回路5は、送信周期分の入力状態情
報の各ビットを反転して制御情報を生成することを送信
周期毎に行う。
力状態情報は、「0010」なので、このときの制御情
報31aは、図3(c)のように「1101」となる。
次に、パケット送信制御回路6は、送信周期が経過した
時点、すなわちタイムスタンプ値TS=4となった時点
で、タイムスタンプ値TS=1〜4の間に入力されたパ
ケットの送信を送信バッファ3に指示する。これによ
り、送信バッファ3はパケット21aを出力する。
3から入力されたパケット21aに誤り検出符号を付与
し、誤り検出符号を付与したパケット21bを送信回路
8に出力する。送信回路8は、誤り検出符号付与回路7
から入力されたパケット21bを受信局へ送信する。
報生成回路5から送信周期毎に入力される制御情報31
aに誤り検出符号を付与し、誤り検出符号を付与した制
御情報31bを送信回路8に出力する。送信回路8は、
誤り検出符号付与回路7から入力された制御情報31b
を受信局へ送信する。こうして、送信局は、送信周期毎
に(ここでは、タイムスタンプ値TS=4となった時
点)、現送信周期の時間内に入力されたパケットを送信
し、これに続けて、同送信周期に関するパケットの制御
情報を送信する。
送信されたパケット21bと制御情報31bとを受信す
る。誤り検出回路10は、受信したパケット21bと制
御情報31bの符号誤りの有無を誤り検出符号により判
定する。誤り検出回路10は、符号誤りを検出したパケ
ット21b又は制御情報31bについては、これを廃棄
する。
回路10は、パケット21bから誤り検出符号を除去し
たパケットをタイムスタンプ分離回路11へ出力し、制
御情報31bから誤り検出符号を除去した情報を受信状
態補正回路14へ出力する。タイムスタンプ分離回路1
1は、入力されたパケットからタイムスタンプ値TSを
取り出し、このタイムスタンプ値TSを受信状態管理テ
ーブル13へ出力すると共に、タイムスタンプ値TSを
除去したパケット21dを受信バッファ12へ出力す
る。
トは、受信バッファ12にいったん格納され、保存され
る。受信状態管理テーブル13は、タイムスタンプ分離
回路11から入力されたタイムスタンプ値TSに基づい
て、タイムスタンプ値TS毎にパケット受信の有無を記
録管理する。
与されたパケット21bを受信したので、パケット受信
有りの状態を「1」、パケット受信無しの状態を「0」
で記録するとすれば、受信状態管理テーブル13に記録
される、タイムスタンプ値TS=1〜4に関する受信状
態情報は、図3(d)に示すように「000」とな
り、TS=3の受信状態が「0」から「1」に更新され
る。
回路10から入力された制御情報と受信状態管理テーブ
ル13に記録された受信状態情報とを対応するタイムス
タンプ値毎に論理和演算し、この論理和演算の結果を新
たな受信状態情報とすることにより、受信状態情報を補
正する。ここでは、タイムスタンプ値TS=1〜4に関
する補正前の受信状態情報が「「0010」で、受信し
た制御情報が「1101」なので、これらを対応するタ
イムスタンプ値毎に論理和演算した結果は、図3(e)
に示すように「1」となり、TS=1,2及び4
の受信状態が「0」から「1」に更新される。
理テーブル13の受信状態情報を補正後の所定のタイミ
ングで照会し、この受信状態情報に基づいて、送信局に
パケットの再送を要求する再送要求情報を生成する。上
述のように、タイムスタンプ値TS=1〜4に関する受
信状態情報が「1111」、すなわちタイムスタンプ値
TS=1〜4の全ての時点においてパケットを受信した
ことを示しているので、このとき生成される再送要求情
報は、再送要求無しを示している(図2では、「No
n」と表記)。
態情報を補正する目的は、送信局側でパケット入力のな
かったタイムスタンプ値TSについて、その受信状態情
報をパケット受信があったことを示す値に変更し、この
タイムスタンプ値TSを有するパケットの再送要求を行
わないように調整することである。
合、タイムスタンプ値TS=1に関する受信状態情報は
「0」となり、タイムスタンプ値TS=1を有するパケ
ットの再送要求を行うことになる。しかし、タイムスタ
ンプ値TS=1のパケットは存在しないので、このパケ
ットの再送要求を行わないように受信状態情報を補正す
る。こうして、受信状態情報と制御情報の論理和演算を
行うことにより、送信局へのパケット入力が行われ、か
つ自局において未受信の場合のみ、受信状態情報が
「0」となる。
生成回路15から入力された再送要求情報に誤り検出符
号を付与し、誤り検出符号を付与した再送要求情報41
cを送信回路8に出力する。送信回路8は、誤り検出符
号付与回路7から入力された再送要求情報41cを送信
局へ送信する。
S=5〜8に関する入力状態情報は、「0010」なの
で、このときの制御情報32aは、図3(c)のように
「1101」となる。パケット送信制御回路6は、タイ
ムスタンプ値TS=4から送信周期が経過した時点、す
なわちタイムスタンプ値TS=8となった時点で、タイ
ムスタンプ値TS=5〜8の間に入力されたパケットの
送信を送信バッファ3に指示する。
号が付与されたパケット22bが受信局へ送信され、続
いて制御情報32aに誤り検出符号が付与された制御情
報32bが受信局へ送信される。図2の例では、パケッ
ト22bの送信時に符号誤りが発生する。よって、受信
局の誤り検出回路10は、受信したパケット22bを廃
棄する。
たことにより、タイムスタンプ値TS=5〜8の何れの
時点においてもパケットを受信しなかったことになるの
で、受信局の受信状態管理テーブル13に記録される、
タイムスタンプ値TS=5〜8に関する受信状態情報
は、図3(f)に示すように「0000」となる。タイ
ムスタンプ値TS=5〜8に関する補正前の受信状態情
報が「0000」で、受信した制御情報が「1101」
なので、受信状態補正回路14による論理和演算の結
果、補正された受信状態情報は、図3(g)に示すよう
に「0」となり、TS=5,6及び8の受信状態
が「0」から「1」に更新される。
S=7に対応する受信状態情報が「0」となる。受信局
の再送要求情報生成回路15は、補正後の受信状態情報
が「・・・1101」なので、タイムスタンプ値TS=
7のパケットの再送を要求する再送要求情報を生成す
る。受信局の誤り検出符号付与回路7は、再送要求情報
に誤り検出符号を付与し、誤り検出符号を付与した再送
要求情報42cを送信回路8に出力する。送信回路8
は、再送要求情報42cを送信局へ送信する。
cを受信する。誤り検出回路10は、受信した再送要求
情報42cの符号誤りを検出しなかった場合、再送要求
情報42cから誤り検出符号を除去した情報をパケット
送信制御回路6へ出力する。
要求情報が入力された場合、タイムスタンプ値TS=8
から送信周期が経過した時点、すなわちタイムスタンプ
値TS=12となった時点で、再送要求情報が要求する
タイムスタンプ値TS=7のパケットの再送を送信バッ
ファ3に指示する。こうして、タイムスタンプ値TS=
7のパケットが送信バッファ3から出力され、このパケ
ットに誤り検出符号が付与されたパケット22mが受信
局へ送信される。
ムスタンプ値TS=9〜12の間に入力されたパケット
の送信を送信バッファ3に指示する。これにより、パケ
ット23a,24aに誤り検出符号が付与されたパケッ
ト23b,24bが受信局へ送信され、続いて制御情報
33aに誤り検出符号が付与された制御情報33bが受
信局へ送信される。
S=9〜12に関する入力状態情報は、「0101」な
ので、このときの制御情報33aは、図3(c)のよう
に「1010」となる。図2の例では、パケット23b
の送信時に符号誤りが発生する。よって、受信局の誤り
検出回路10は、受信したパケット23bを廃棄する
が、パケット22m及び24bは正常に受信されてい
る。
により、受信局の受信状態管理テーブル13に記録され
る、タイムスタンプ値TS=9〜12に関する受信状態
情報は、図3(h)に示すように「0001」となる。
また、TS=5〜8に関しては、パケット22mの受信
により「111」となる。タイムスタンプ値TS=9
〜12に関する補正前の受信状態情報が「0001」
で、受信した制御情報が「1010」なので、補正後の
受信状態情報は、図3(i)に示すように「・・・0
1」となる。
正後の受信状態情報が「・・・1011」なので、タイ
ムスタンプ値TS=10のパケットの再送を要求する再
送要求情報を生成する。この再送要求情報に誤り検出符
号が付与された再送要求情報43cが送信局へ送信され
る。
送要求情報43cの符号誤りを検出しなかった場合、再
送要求情報43cから誤り検出符号を除去した情報をパ
ケット送信制御回路6へ出力する。送信局のパケット送
信制御回路6は、再送要求情報が入力された場合、タイ
ムスタンプ値TS=12から送信周期が経過した時点、
すなわちタイムスタンプ値TS=16となった時点で、
再送要求情報が要求するタイムスタンプ値TS=10の
パケットの再送を送信バッファ3に指示する。こうし
て、タイムスタンプ値TS=10のパケット23mが受
信局へ送信される。
ムスタンプ値TS=13〜16の間に入力されたパケッ
トの送信を送信バッファ3に指示する。ここでは、パケ
ット入力がないので、制御情報34bのみが受信局へ送
信される。
S=17〜20に関する入力状態情報は、「1010」
なので、このときの制御情報35aは、図3(c)のよ
うに「0101」となる。パケット送信制御回路6は、
タイムスタンプ値TS=16から送信周期が経過した時
点、すなわちタイムスタンプ値TS=20となった時点
で、タイムスタンプ値TS=17〜20の間に入力され
たパケットの送信を送信バッファ3に指示する。
り検出符号が付与されたパケット25b,26bが受信
局へ送信され、続いて制御情報35aに誤り検出符号が
付与された制御情報35bが受信局へ送信される。ここ
では、符号誤りが発生しないので、受信局の受信状態管
理テーブル13に記録される、タイムスタンプ値TS=
17〜20に関する受信状態情報は、図3(l)に示す
ように「00」となる。
る補正前の受信状態情報が「1010」で、受信した制
御情報が「0101」なので、補正後の受信状態情報
は、図3(m)に示すように「・・・11」とな
る。これにより、再送要求無しを示す再送要求情報45
cが送信局へ送信される。
12には、タイムスタンプ値TS=3,7,12,1
0,17,19のパケットが順次格納されていくが、タ
イムスタンプ値TS=10のパケットに符号誤りが発生
したために、TS=10のパケット23mよりもTS=
12のパケット24bの方が先に受信される状況が発生
する。また、パケットの再送が行われない場合であって
も、例えばTS=17のパケット25bとTS=19の
パケット26bでは、送信局への入力から送信までの待
ち時間が異なっていたりする。
するために、受信局の出力制御回路16は、受信バッフ
ァ12に格納された受信パケットと、この受信パケット
から分離されたタイムスタンプ値TSとの対応関係を記
録すると共に、タイムスタンプ・クロックが示す現在時
刻を所定の付加遅延時間だけシフトさせた第2の時刻を
管理し、この第2の時刻と一致するタイムスタンプ値の
パケットが到着していた場合、このパケットの出力を受
信バッファ12に指示する。
き、タイムスタンプ値TS=3のパケット21dの出力
を受信バッファ12に指示する。同様に、第2の時刻が
7,10,12,17,19となったとき、タイムスタ
ンプ値TS=7,10,12,17,19のパケット2
2d,23d,24d,25d,26dの出力を受信バ
ッファ12に指示する。
4bの順番の逆転は、パケット23dとパケット24d
のように修正されると共に、パケット21d,22d,
23d,24d,25d,26dの各出力タイミング
は、パケット21a,22a,23a,24a,25
a,26aの各入力タイミングから付加遅延時間分だけ
ずれたタイミングとなる。
1b,22b,23b,24b,25b,26b,22
m,23mの構造を示す図である。図4において、TS
はタイムスタンプ値、Dはユーザデータを収容したパケ
ット、Cは誤り検出符号を表す。送信局から送出される
パケットには、従来、タイムスタンプ値TSに加えてシ
ーケンス番号が必要であったが、本発明ではシーケンス
番号は不要である。
実質的な増加が可能であり、従来の通信システムと比べ
て伝送効率を向上させることができる。なお、本発明で
は、タイムスタンプ値毎のパケットの入力状況を示す制
御情報を受信局へ送信する必要があるが、シーケンス番
号が1パケット当たり10〜16ビット程度の長さにな
るのに対し、本発明の制御情報は、1タイムスタンプ当
たり1ビットである。したがって、制御情報の伝送によ
るオーバーヘッドが増えたとしても、全体としては従来
の通信システムよりもオーバーヘッドを減らすことがで
きる。
るパケットの入力状況を受信局側へ通知する制御情報と
して、送信周期毎に該当する送信周期内の入力状態をビ
ットマップを用いて通知する例を示したが、受信局側に
おいて、制御情報の内容がどのタイムスタンプ値に関す
るものであるかを含め、送信局の入力状況が認識できる
ものであれば、如何なる形式の制御情報を用いても構わ
ないことは言うまでもない。
は、タイムスタンプ値TSとパケットの対応を1対1に
限定できる必要がある。例えば、図2において、符号誤
りが発生したタイムスタンプ値TS=7,10のパケッ
トと同じタイムスタンプ値を有するパケットが他に存在
しないため、TS=7,10のパケットの再送を要求す
れば、送信局側では再送すべきパケットを特定すること
ができる。
1対1であることを保証する簡易な方法としては、タイ
ムスタンプ・クロックの刻み幅(周期)を、パケットが
送信局に入力される最小時間間隔以下に設定すればよ
い。これにより、同一タイムスタンプ値の間に複数のパ
ケットが送信局に入力されることがなくなるので、タイ
ムスタンプ値TSとパケットの対応を1対1に限定する
ことができる。
ムスタンプ・クロックの刻み幅をあまり細かく設定はし
ないので、同一タイムスタンプ値TSの間に複数のパケ
ットが送信局に入力される可能性がある。そこで、本実
施の形態では、図1に示した送信局のタイムスタンプ付
与回路2の前に、送信局に入力されたパケットをいった
ん保存し、タイムスタンプ・クロックの周期毎に1つの
パケットを読み出してタイムスタンプ付与回路2へ出力
するリーキーバケット・バッファを設ける。
・バッファによるタイムスタンプ値の補正の動作例を示
す図である。図5において、51a〜56aは送信局に
入力されたパケット、51b〜56bはリーキーバケッ
ト・バッファから出力されタイムスタンプ値TSが付与
されたパケットを示す。タイムスタンプ値TS=1,
2,3・・・・の刻み幅は、パケット52aと53a、
及びパケット54aと55aのように、パケットの入力
の最小間隔より大きく設定されているため、同一のタイ
ムスタンプ時刻に複数のパケットが入力される場合があ
る。
ットをリーキーバケット・バッファに収容し、タイムス
タンプ・クロックの刻み幅周期で1つずつ出力すること
により、パケット52bと53b、及びパケット54b
と55bのように、異なるタイムスタンプ値TSが付与
されて出力される。これにより、タイムスタンプ値TS
の刻み幅を大きめに設定することが可能となり、タイム
スタンプ値TSのビット長を短く設定し、オーバーヘッ
ドを軽くすることができる。
明を例示的に示すものであって限定的に示すものではな
く、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施す
ることができる。したがって、本発明の範囲は、特許請
求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるもの
である。
認するためのシーケンス番号を省略しながらも、タイム
スタンプ値のみをパケットに付与することにより、再送
制御と遅延揺らぎ補償を両立することが可能であり、そ
の結果、シーケンス番号分の伝送容量の実質的な増加が
実現可能となり、伝送効率を向上させることができる。
ムの送受信局の構成を示すブロック図である。
遅延揺らぎ補償の動作概要を示す図である。
及び受信状態情報を示す図である。
パケットの構造を示す図である。
ケット・バッファによるタイムスタンプ値の補正の動作
例を示す図である。
の動作概要を示す図である。
償の動作概要を示す図である。
ブロック図である。
送出されるパケットの構造を示す図である。
タンプ付与回路、3…送信バッファ、4…パケット入力
状態管理回路、5…制御情報生成回路、6…パケット送
信制御回路、7…誤り検出符号付与回路、8…送信回
路、9…受信回路、10…誤り検出回路、11…タイム
スタンプ分離回路、12…受信バッファ、13…受信状
態管理テーブル、14…受信状態補正回路、15…再送
要求情報生成回路、16…出力制御回路、21a〜26
a,21b〜26b,22m,23m,21d〜26
d、51a〜56a、51b〜56b…パケット、31
b〜35b…制御情報、41c〜45c…再送要求情
報、TS…タイムスタンプ値。
Claims (4)
- 【請求項1】 有線又は無線によって接続された送信局
と受信局とから構成され、送信局と受信局間でパケット
単位でデータの伝送を行う通信システムにおいて、 前記送信局は、タイムスタンプ・クロックを基にパケッ
トの入力時刻を示すタイムスタンプ値を入力パケットに
付与し、送信待ちのパケット及びタイムスタンプ値毎の
パケットの入力状況を示す制御情報を受信局へ送信し、
受信局からの再送要求情報に従って送信済みパケットを
再送するものであり、 前記受信局は、符号誤りなしに受信したパケットのタイ
ムスタンプ値に基づいてタイムスタンプ値毎のパケット
受信の有無を記録し、この記録と受信した制御情報とに
基づいて未受信のパケットの再送要求情報を送信局へ送
信し、送信局側と同期したタイムスタンプ・クロックが
示す現在時刻を所定の時間だけシフトさせた第2の時刻
を生成し、この第2の時刻と一致するタイムスタンプ値
のパケットを受信済みの場合、該パケットを出力するも
のであり、 タイムスタンプ値のみをパケットに付与して、通信中に
発生する符号誤りと遅延揺らぎを補償することを特徴と
する通信システム。 - 【請求項2】 請求項1記載の通信システムにおいて、 前記送信局は、現在時刻を示すタイムスタンプ・クロッ
クを生成する第1のタイムスタンプ・クロック生成手段
と、 タイムスタンプ・クロックを基にタイムスタンプ値を入
力パケットに付与するタイムスタンプ付与手段と、 タイムスタンプ値毎にパケット入力の有無を記録する入
力状態管理手段と、 パケット入力の有無に基づいて前記制御情報を生成する
制御情報生成手段と、 送信待ちパケット及び送信済みパケットを保存するため
の送信バッファと、 受信局から送信された再送要求情報を受信する第1の受
信手段と、 送信バッファ内の送信待ちパケットと制御情報とを受信
局へ送信すると共に、受信局からの再送要求情報に従っ
て送信バッファ内の送信済みパケットを再送する第1の
送信手段とを備え、 前記受信局は、送受信局間で同期した現在時刻を示すタ
イムスタンプ・クロックを生成する第2のタイムスタン
プ・クロック生成手段と、 送信局から送信されたパケット及び制御情報を受信する
第2の受信手段と、 受信したパケットの符号誤りの有無を判定する誤り検出
手段と、 符号誤りなしに受信したパケットを保存するための受信
バッファと、 符号誤りなしに受信したパケットからタイムスタンプ値
を分離するタイムスタンプ分離手段と、 分離されたタイムスタンプ値に基づいて、タイムスタン
プ値毎のパケット受信の有無を示す受信状態情報を記録
管理する受信状態管理テーブルと、 受信状態情報と受信した制御情報に基づいて、送信局に
おけるパケット入力の有無と自局におけるパケット受信
の有無をタイムスタンプ値毎に示すよう前記受信状態情
報を補正する受信状態補正手段と、 補正後の受信状態情報に基づいて、送信局への入力が行
われ、かつ自局において未受信のパケットの再送要求情
報を生成する再送要求情報生成手段と、 再送要求情報を送信局へ送信する第2の送信手段と、 タイムスタンプ・クロックが示す現在時刻を所定の時間
だけシフトさせた第2の時刻を生成し、この第2の時刻
と一致するタイムスタンプ値のパケットが存在する場
合、該パケットを受信バッファから出力させる出力制御
手段とを備えることを特徴とする通信システム。 - 【請求項3】 請求項1記載の通信システムにおいて、 前記タイムスタンプ・クロックの刻み幅の時間内に2つ
以上のパケットが送信局に入力されないようにクロック
レートを設定することを特徴とする通信システム。 - 【請求項4】 請求項1記載の通信システムにおいて、 前記送信局は、前記タイムスタンプ値が付与される前の
入力パケットをいったん保存し、前記タイムスタンプ・
クロックの刻み幅毎に1つのパケットを読み出して出力
するリーキーバケット・バッファを備え、このリーキー
バケット・バッファから出力されたパケットに前記タイ
ムスタンプ値を付与することを特徴とする通信システ
ム。
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- 1999-07-29 JP JP21575699A patent/JP4271787B2/ja not_active Expired - Lifetime
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