JP2006086605A

JP2006086605A - 無線伝送システム、その無線端末及び無線伝送方法

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Publication number: JP2006086605A
Application number: JP2004266998A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomi Sameda; 芳富鮫田; Hiroyuki Kobayashi; 広幸小林; Hitoshi Miyahara; 仁宮原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-09-14
Also published as: JP4488849B2

Abstract

【課題】無線端末間のリアルタイムデータの伝送において、リアルタイム性を確保することが可能な無線伝送システム、無線伝送端末、および無線伝送の方法を提供することを目的とする。
【解決手段】リアルタイムデータを伝送する無線伝送システムにおいて、夫々の前記無線端末は、自身に備えるアンテナを介して前記データを送受信する送受信部１１と、送受信部１１を介して送受信する前記データに所定の演算処理を行って記憶する記憶部１２ｂを備え、この記憶部１２ｂに記憶されたデータに所定の演算を施して出力するデータ処理部１２と、データ処理部１２から送受信部１１に出力されるリアルタイムデータを優先して送信し、無線伝送システムの伝送帯域を越えないように非リアルタイムデータの伝送帯域を制御する伝送帯域管理部１３とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線端末間の伝送に関し、特に、リアルタイム性を要するデータのリアルタイム伝送を可能とする無線伝送システム、その無線端末及び無線伝送方法に関する。

無線を使用した伝送技術は、ワイヤレスであることの特質を生かして、各種の産業分野で応用されている。

例えば、従来工場等の構内に有線専用線によるネットワークを敷設して、工場内の各所に設置されている設備機械やセンサ等を上記ネットワークに接続して、各設備機械の稼働情報、警報等のデータを、上記ネットワークを介してパソコン等のコンピュータで収集、受信して処理するプロセス制御システムが構築されていた。

このような工場等の特定のエリア内にネットワークを敷設して構成されるプロセス制御システムにおいては、有線の場合、通信線を敷設する工事に手間及びコストが掛かり、更に追加や移設を行うにも簡単にはできず手間やコストが掛かるという問題があった。

そこで、自立的に中継先を選択可能な複数の無線端末を特定のエリア内に配置して、無線端末間の通信ルートがフレキシブルに決定される無線ネットワークを構築して、簡便に低コストで構築でき、且つ無線端末の追加や移動、環境変化等によるネットワーク構成の変化や通信障害に対しても自動的に中継ルートを選択する信頼性の高いプロセス制御システムが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、この場合、無線端末間の中継ルートの選択方法に関しては、他の無線端末との通信品質診断手段を備え、その通信品質に応じて通信路と中継ルートを自動的に選択する方法が使用されている。

この、無線端末間のルーティング方法に関しては、基地局や固定局を使わず、無線端末間でホッピング（中継）するマルチホップ無線通信の技術開発も進んでいる。

マルチホップ無線ネットワークとは、各無線局に中継機能を持たせ、直接通信できない複数の無線局の間に存在する無線局を無線中継局として用いることで、直接通信できない無線局間の通信を実現するネットワークである。

マルチホップ無線ネットワークにおけるルーティングのプロトコルにおいては、無線中継局とその情報転送先の無線局との間の通信安定度が低い場合には、再接続や情報の再伝送などが必要となり、情報伝送にかかる帯域消費が却って増大してしまうという問題があった。

そこで、マルチホップ無線ネットワークにおけるルーティング方法において、は無線中継局の候補となる無線局とその情報転送先の無線局との間の通信安定度に基づいて無線中継局を選択し、それらの間における再接続や情報の再伝送が抑制され、それに伴う帯域消費の増大が抑制される技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−３４３１３号公報特開２００３−１８８８８７号公報

しかしながら、上述した特開２００１−３４３１３号公報に開示されたプロセス制御システムにおける無線端末間の通信においては、無線ネットワークの構成の変化や通信障害に対しては、自動的に対応できるが、プロセス制御システムで伝送される、監視制御データのリアルタイム性に関しては、その伝送帯域が確保されていないために、リアルタイムでないデータの伝送が増加した場合や、伝送エラーが発生した場合などに対しては、監視制御に必要とされるデータを、予め設定される伝送周期内で伝送（リアルタイム性を確保）できない問題がある。

同様に、上述した特開２００３−１８８８８７号公報に開示されたマルチホップ無線ネットワークにおいては、データの伝送効率は向上しているが、リアルタイムデータの伝送に際し、伝送帯域を確保していないため、リアルタイムでないデータの伝送が増加した場合や、伝送エラーが発生した場合などに対しては、やはりリアルタイムデータの伝送のリアルタイム性を確保できない問題がある。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、無線端末間のリアルタイムデータの伝送において、予め設定される伝送周期内で伝送し、リアルタイム性を確保できる無線伝送システム、その無線端末及び無線伝送方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１の無線伝送システムは、無線端末間でリアルタイムデータと非リアルタイムデータとからなるデータを伝送する無線伝送システムにおいて、夫々の前記無線端末は、無線により前記データを送受信する送受信手段と、前記送受信手段を介して送受信する前記データの演算処理を行うデータ処理手段と、前記データ処理手段で処理され、前記送受信手段を介して送信される前記データの内前記リアルタイムデータを優先して送信し、前記無線伝送システムの伝送帯域を越えないように前記非リアルタイムデータの伝送帯域を制御する伝送帯域管理手段とを備えたことを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項６の無線端末は、無線端末間でリアルタイムデータと非リアルタイムデータとからなるデータを伝送する無線伝送システムの無線端末であって、前記無線端末は、無線により前記データを送受信する送受信手段と、前記送受信手段を介して送受信する前記データの演算処理を行うデータ処理手段と、前記データ処理手段で処理され、前記送受信手段を介して送信される前記データの内前記リアルタイムデータを優先して送信し、前記無線伝送システムの伝送帯域を越えないように前記非リアルタイムデータの伝送帯域を制御する伝送帯域管理手段とを備えたことを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１１の無線伝送方法は、無線端末間でリアルタイムデータを伝送する場合の転送制御プロトコルとしてＴＣＰ／ＩＰを使用する無線伝送方法において、前記無線端末には伝送プロトコルプログラムとしてＴＣＰ／ＩＰプロトコルのトランスポート層、ネットワーク層及びデータリンク層のＴＣＰ／ＩＰヘッダの構成を制御するプロトコルヘッダ変換ステップであって、前記リアルタイムデータを送信する場合において、送信元前記無線端末から送信先前記無線端末に対して、前記リアルタイムデータに付随する第１のプロトコルヘッダを、予め送信するステップと、送信先前記無線端末で送信された前記第１のプロトコルヘッダの付随する前記リアルタイムデータを受信し、記憶するステップと、送信元前記無線端末から送信された前記第１のプロトコルヘッダの内データリンク層（ＭＡＣ）以外のプロトコルヘッダを取り去った、前記リアルタイムデータのシリーズ番号と時刻とを第２のプロトコルヘッダとして前記リアルタイムデータに付随させて送信するステップと、送信先前記無線端末において、送信された前記第２のプロトコルヘッダの付随するリアルタイムデータに、予め送信された前記第1のプロトコルヘッダを付加して再構成し、前記リアルタイムデータを再生するステップとからなることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１２の無線伝送方法は、無線端末間でリアルタイムデータを伝送する場合の転送制御プロトコルとしてＴＣＰ／ＩＰを使用する無線伝送方法において、前記無線端末には伝送プロトコルプログラムとしてＴＣＰ／ＩＰプロトコルのトランスポート層、ネットワーク層及びデータリンク層のＴＣＰ／ＩＰヘッダの構成を制御するプロトコルヘッダ変換ステップであって、送信元前記無線端末から送信先前記無線端末に対して、送信する初回の前記リアルタイムデータに第1のプロトコルヘッダを付随させて送信するステップと、送信された前記第１のプロトコルヘッダの付随する前記リアルタイムデータを送信先前記送信端末で受信し、記憶するステップと、送信元前記無線端末から２回目以降に送信する前記リアルタイムデータには、前回送信したプロトコルヘッダとの差分を第２のプロトコルヘッダとして前記リアルタイムデータに付随させて送信するステップと、送信先前記無線端末において、送信された第２のプロトコルヘッダの付随する前記リアルタイムデータに、予め送信された前回のプロトコルヘッダを付加して再構成し、前記リアルタイムデータを再生するステップとからなることを特徴とする。

本発明によれば、無線端末間で送信されるリアルタイムデータの伝送帯域を帯域管理手段で予め登録し、予め設定される伝送周期（制御周期）内にリアルタイムデータを優先して送信するようにし、リアルタイム性を確保するようにしたので、リアルタイムデータの伝送に際し、リアルタイムでないデータの伝送が増加した場合や、伝送エラーが発生した場合などに対しても、リアルタイム性を確保できる無線伝送システム、その無線端末及び無線伝送方法を提供できる。

また、繰り返し送信する必要のないプロトコルヘッダを送信元で削除して送信し、送信先でプロトコルヘッダを再構成してリアルタイムデータを再生するようにしたので、伝送周期を短縮することが可能となり、さらに早い周期でリアルタイムデータを伝送する場合においてもリアルタイム性を確保できる無線伝送システム、その無線端末及び無線伝送方法を提供できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

以下に、本発明による実施例１に係る無線伝送システムについて、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、無線伝送システムの構成図である。

本無線伝送システムの構成は、例えば、無線伝送が可能な無線エリア１内に配置された、無線端末２乃至５で構成され、無線端末２は監視カメラ２ａに接続され、無線端末３はマイクに接続され、夫々、リアルタイムデータであるカメラデータ(後述する映像２)及び音声データ(後述する音声３)をサーバ８に接続された無線端末４に送信し、サーバ７で監視している無線ＬＡＮ（local area network）システムの構成を示している。

また、無線エリア1内には、リアルタイムデータを保持しない無線端末5も存在する。

この無線端末２乃至５の夫々は同じ構成で、その詳細構成を図２に示す。無線端末２乃至５は、無線アンテナを介して無線端末間での無線信号の送受信信号を制御する無線伝送部１１、無線伝送部１１との送受信データを演算処理するデータ処理部１２、及び送受信する無線データの伝送帯域を管理し、無線伝送部１１から送信されるリアルタイムデータの伝送帯域を管理し、伝送周期内に優先送信することを制御する伝送帯域管理部１３とから構成される。

ここで、この無線ＬＡＮシステムの無線伝送方式は、例えば、汎用されている２．４ＧＨｚ帯域の無線ＬＡＮシステムとし、無線伝送の変復調方式は妨害波や干渉波排除能力の高いスペクトル拡散（spread spectrum）変調方式とする。

また、この無線ＬＡＮシステムの接続形態は、特定の無線端末がアクセスの権利を制御する集中制御方式、または接続方法に柔軟性のある分散制御方式のいずれでも良い。

次に、このような無線ＬＡＮシステムの各部の詳細構成について説明する。

図２において、無線伝送部１１は、２．４ＧＨｚの高速無線伝送が可能な送受信部１１ａ、この無線伝送信号の変復調部１１ｂ、及びこの無線伝送システムの伝送アクセスを制御し、後述するデータ処理部１２の制御ＣＰＵ１２ｃのＣＰＵバス１２ｄに接続される無線インタフェース部１１ｃとからなる。

また、データ処理部１２は、監視カメラ等のプロセスセンサ１５との信号をインタフェースする入出力部１２ａ、このデータ処理部１２で処理されるデータ及びその処理プログラムを記憶する制御記憶部１２ｂ及びこのデータ処理部１２からの入出力信号を演算制御する制御ＣＰＵ１２ｃとから構成される。

また、伝送帯域管理部１３は、後述する図３に示す伝送帯域管理テーブル１３ｂを備える伝送記憶部１３ａと、この伝送帯域管理テーブル１３ｂに予め登録され、ＣＰＵバス１２ｄを介して無線インタフェース１１ｃに伝送されるリアルタイムデータの伝送周期（制御周期）単位での伝送のリアルタイム性を確保するように制御する伝送管理ＣＰＵ１３ｃとから構成される。

図３に示す伝送帯域管理テーブル１３ｃには、この無線ＬＡＮシステム内で伝送されるリアルタイムデータのデータ名、その必要伝送帯域、伝送周期（制御周期）、そしてその送信元及びその送信先の無線端末番号（識別番号）が予め登録される。

ここではリアルタイムデータとして、例えば、監視カメラ２ａからの映像２（信号）と、マイク３ａからの音声３（信号）とが登録され、映像２については、必要伝送帯域２Ｍｂｐｓ、伝送周期１００ｍｓ、送信元無線端末２、送信先無線端末４として予め登録されていることを示す。

次に、このように構成された無線伝送システムの伝送管理部１３の動作について図１乃至図４を参照して説明する。

例えば、この無線ＬＡＮシステムの最大伝送帯域は１０Ｍｂｐｓで、無線端末２から無線端末４への映像２の伝送帯域２Ｍｂｐｓ、無線端末３から無線端末４への音声３の伝送帯域は１Ｍｂｐｓで、リアルタイムデータの伝送帯域３Ｍｂｐｓｂを確保し、その他の非リアルタイムデータの伝送を７Ｍｂｐｓ以内に収まる様に伝送制御する場合について説明する。

まず、この無線システムの接続形態が、マスター／スレーブ方式により制御される集中制御の場合の動作は、アクセス権を制御する無線端末２が、図３に示した内容の伝送帯域管理テーブル１３ｂを保持し、この伝送帯域管理テーブル１３ｂに登録されたリアルタイムデータと、それ以外の非リアルタイムデータについて、伝送周期１００ｍｓ内の時間で可能な伝送帯域を割り当て、夫々の無線端末３乃至５に対する伝送許可を無線端末２の伝送管理ＣＰＵ１３ｃが指示する。

図４において、無線端末２は、この無線伝送システムのいずれかの無線端末からデータの送信要求の有無を判定し（ｓ１）、その要求が伝送管理テーブル１３ｂに予め登録されたリアルタイムデータが含まれるか否か判定する（ｓ２）。

リアルタイムデータが含まれる場合には、伝送管理帯域テーブル１３ｂを参照して、リアルタイムデータの送信元に送信許可を通知する伝送帯域管理処理を実行し（ｓ３）、リアルタイムデータが含まれない場合はｓ５の処理に移る（ｓ５）。

送信元である伝送を許可された無線端末２及び無線端末３は、映像２及び音声３のリアルタイムデータを送信する（ｓ４）。

リアルタイムデータが含まれない場合には、その伝送周期の時間内においてリアルタイムデータの送信が完了したか否かを確認して（ｓ５）、送信が完了していれば、送信元に要求された非リアルタイムデータの伝送帯域がその周期内に送信可能であることを確認して（ｓ６）、要求された非リアルタイムデータの送信を送信元に許可し（ｓ７）、許可された無線端末が送信を実行する。（ステップｓ８乃至ｓ１０の処理は、実施例２で説明する。）。

また、この無線システムの接続形態が、分散制御方式の場合には、夫々の無線端末２乃至５の無線インタフェース１１cには、図示しないＩＳＯ（International Organization for Standard）で標準化された７階層構造のＯＳＩ参照モデル（open systems interconnection basis reference model）の基礎となっているＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）プロトコルを搭載し、イーサネット（Ｒ）のアクセス制御方式であるＣＳＭＡ−ＣＤ（carrier sense multiple access with collision detection）方式に基づいて制御する。

そして、この場合、各無線端末２乃至５は、伝送帯域管理テーブル１３ｂを保持し、夫々の無線端末２乃至５がキャリアセンスをして他の無線端末が送信していないことをモニタし、リアルタイムデータと非リアルタイムデータの伝送を制御する。

この場合、伝送帯域管理テーブル１３ｂに予め登録されたリアルタイムデータについては、送信要求がいずれかの無線端末からあれば、即時に伝送する。

非リアルタイムデータの送信要求の場合には、リアルタイムデータの伝送周期（制御周期）内にリアルタイムデータが送信されたか否かを確認し、伝送済みで、且つ、リアルタイムデータと非リアルタイムデータの伝送帯域の和がこの無線システムの最大伝送帯域内となる場合に伝送し、最大伝送帯域を超える場合には、次以降の伝送周期で伝送する等非リアルタイムデータの伝送帯域を制限、もしくは分割して伝送する。

この分割制御方式の場合の動作フローは、前述した図４に示す集中制御方式の場合と基本的に同様である。

このように、リアルタイムデータの伝送帯域、伝送周期を予め登録しておき、伝送周期内に確実にリアルタイムデータが送信できることを確認し、非リアルタイムデータの伝送量を制限するように制御するので、非リアルタイムデータの伝送量が増加した場合や、伝送エラーが発生した場合でも、伝送管理テーブルに予め登録されたリアルタイムデータは、伝送周期内に遅延することなく伝送できる。

以下に、本発明の実施例２に係る無線伝送システムについて、図４乃至図６を参照して説明する。

図５は、本発明の無線伝送システムの無線端末の構成をブロック図で示したもので、この実施例２の各部について、実施例１の無線伝送システムの無線端末と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

この実施例２が実施例１と異なる点は、伝送帯域管理部１３と並列に、伝送されるデータの伝送エラー率を求める伝送エラー率演算部１４を備えたことにある。

例えば、無線端末２から無線端末４への伝送エラーが発生しやすい伝送環境にある場合、無線端末２は、伝送エラー率演算部１４を備え、データ伝送時の伝送エラー率を求め、図６に示すように伝送帯域管理部１３の伝送帯域管理テーブル１３ｂにエラー率を登録し、伝送帯域管理部１３では、伝送管理テーブル１３ｂに登録された、例えば、映像２の伝送エラー率が１０％の場合、その伝送帯域を２，２Ｍｂｐｓとして、リアルタイムデータの伝送帯域に、そのエラー率１０％分の余裕伝送帯域を見込んだ伝送帯域で管理する。

また、この伝送環境は短時間で急変することはまれである場合が多いので、図４のステップｓ８〜ｓ１０の動作フローに示すように、例えば、送信するデータのエラー率を予め測定し（ｓ８）、伝送エラー率を更新の要否を判定し（ｓ９）、所定期間の最大エラー率を伝送開始前に予め伝送帯域管理テーブル１３ｂに自動的に登録し、リアルタイムデータの伝送遅れが発生しないように伝送帯域管理部１３で管理する。

以下に、本発明の実施例３に係る無線伝送システムについて、図７を参照して説明する。図７は、伝送帯域管理部１３の伝送記憶部１３ａに記憶される伝送帯域管理テーブル１３ｂの他の作成例を示したもので、その他の各部は実施例１に示す構成と同一であるので、その説明を省略する。

この実施例３が実施例１と異なる点は、図７の伝送帯域管理テーブル１３ｂに示すように、リアルタイムデータの送信の開始から終了までの開始終了時刻を予め登録するようにしたことにある。

例えば、音声３についての伝送時刻は、０１：００：００（時、分、秒）から０２:００:００の間の１時間の間に送信されることを示す。

このように伝送開始終了時刻を指定して、リアルタイムデータの送信時刻を伝送帯域管理テーブル１３ｂによって予め各無線端末に通知することによって、無線伝送システム全体の仕事の伝送効率を計画的に、有効活用することができる。

以下に、本発明の実施例４に係る無線伝送システムの伝送方法について、図８及び図９を参照して説明する。

実施例１において、無線システムの接続形態が分散制御方式の場合においてには、ＯＳＩ参照モデルの第３、４層に相当する、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）プロトコルを搭載し、第２層のデータリンク層として、多重アクセス制御が可能な、イーサネット（Ｒ）のアクセス制御方式であるＣＳＭＡ−ＣＤ（carrier sense multiple access with collision detection）方式に基づいて制御される伝送インタフェース１１ｃで構成されるとしたが、実施例４においては、ネットワーク層（３層）、トランスポート層（４層）として付随させるプロトコルヘッダの構成と伝送手順を変えるプロトコルヘッダ変換処理プログラムを送信元（ｓ１３）及び送信先（ｓ１６）に備えたことにある。

図８に示すように、通常、アプリケーション層においてパケット形式で作成される（ｓ１１）送信元のリアルタイムデータは、下位の各層を通過するごとにその先頭にプロトコルヘッダが付加される。３層、４層を通過する場合には、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）、ＩＰ(Internet Protocol)、ＵＤＰ(User Diagram Protocol)、または、伝送周期が早い場合には、リアルタイムデータを再生する伝送プロトコルとしてＴＣＰに替えてＲＴＰ(Real time Transport Protocol)が付加され（ｓ１２）、またデータリンク層（２層）の副層（ＭＡＣ：Media access control sub-layer）では各無線端末の送信元論理アドレス、送信先論理アドレス、データシリーズ番号、及び送信時刻が付加される（ｓ１４）。

送信先では、付加されたヘッダを先頭から解読してゆき（ｓ１５から順にｓ１７へ）、そして、アプリケーション層に送信データを引き渡す（ｓ１８）。

この３層、４層と２層の間に、プロトコルヘッダ変換処理プログラム（ｓ１３）を備え、送信元の無線端末では、３、４層で伝送周期にしたがってサイクリック転送されるヘッダ量を削減し、送信先無線端末では、省略されたプロトコルヘッダを付加して再構成するプロトコルヘッダ変換処理プログラム（ｓ１６）を備え、リアルタイムデータの伝送周期が短縮されるように伝送帯域管理部１３で制御する。

例えば、この無線伝送システムの送信元の無線端末からは、最初の送信においては、図９（ａ）に示すようにリアルタイムデータのプロトコルヘッダとしてＨ１乃至Ｈ６が構成される。そしてこの、３層、４層のプロトコルヘッダＨ２（ＩＰ）、Ｈ３（ＵＤＰ）、Ｈ４（ＲＴＰ）は、図９（ａ）に示したように付加されるが、以降の伝送周期においては、図９（ｂ）に示すように、リアルタイムデータ固有のデータシリーズ番号と送信時刻とをヘッダＨｎｔとして付加して送信する。

送信先の無線端末では、省略されたヘッダＨ２乃至Ｈ４を付加して再構成し、アプリケーション層にリアルタイムデータを渡す。

このように、繰り返し送信されるプロトコルを削除、再構成するプロトコルヘッダ変換処理プログラム（ｓ１３、ｓ１６）を備えることによって、送信量の大きなプロトコルヘッダ部分を削除し、伝送周期を短縮することが可能となるので、より早い伝送周期の要求を可能とする。

以下に、本発明の実施例４に係る無線伝送システムの伝送方法について、図１０及び図１１を参照して説明する。

実施例５の各プロトコルヘッダ構成の各部について、実施例４と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

この実施例５が実施例４と異なる点は、サイクリック伝送されるプロトコルヘッダについては初回の伝送周期のタイミングで送信し、２回目以後の伝送周期のプロトコルヘッダについてはリアルタイムデータを識別するヘッダのみを付加するよう制御するプロトコル変換処理（ｓ１３、ｓ１６）を備えたが、実施例５においては、送信元無線端末では前回送信したプロトコルヘッダと、今回送信するプロトコルヘッダの異なるヘッダ、即ち、差分ヘッダのみを付加するプロトコル差分処理（ｓ２３）と、送信先無線端末では差分ヘッダを再構成してデータを再生するプロトコルヘッダ差分処理（ｓ２６）とを備えて、プロトコルヘッダを削減するようにしたことにある。

従って、このようなプロトコルヘッダ差分処理（ｓ２３、ｓ２６）によって、繰り返し送信されるプロトコルを削除することができる。したがって、送信量の大きなプロトコルヘッダ部分を削除することができるので、伝送周期を短縮することが可能となり、より早い伝送周期での送信が可能となる。

以下に、本発明の実施例６に係る無線伝送システムについて、図１２及び図１３を参照して説明する。

図１２は、異なる無線エリア１、１ａを持つ無線伝送システムの構成をブロック図で示したもので、この実施例６の各部について、実施例１の無線伝送システムと同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

この実施例６が実施例１と異なる点は、実施例１においては、伝送が可能な無線エリア１内に置かれた無線端末２乃至５間の伝送を可能とする無線端末であったが、実施例６においては、伝送ができない、異なる無線エリア１ａ内に置かれた無線端末への伝送を中継する中継機能を備えた無線端末としたことにある。

例えば、無線端末２から映像２のリアルタイムデータを、異なる無線エリア２に置かれた無線端末７に送信する場合を考える。

この場合、無線端末２乃至５の無線エリア１の最大伝送帯域１０Ｍｂｐｓ、無線端末４、無線端末６及び７乃至の無線エリア１ａの最大伝送帯域１０Ｍｂｐｓとすると、各無線端末は非リアルタイムデータの伝送帯域を８Ｍｂｐｓ以内に収まるように伝送を制御する必要がある。

但し、無線エリア１及び無線エリア１ａの双方にまたがる伝送が可能な無線端末４の最大伝送帯域は、２つの無線アリアにおいて伝送を行うので非リアルタイムデータの伝送帯域は６Ｍｂｐｓ以下になるように制御される。

したがって、中継機能を備えた無線伝送システムの場合には、図１３に示すように、異なる無線エリア１及び１ａ内に置かれる無線端末間で伝送が行えるように夫々のリアルタイムデータの送信元、送信先及びその中継先の無線端末番号（識別番号）を予め伝送帯域管理テーブル１３ｂに登録しておく。

この無線伝送アクセス制御は、前述した集中制御方式、分散制御方式のいずれでも良く、その動作は、実施例１と同様に行うことが可能で、その説明を省略する。

本発明は、上述した実施例に何ら限定されるものではなく、各無線端末を構成する無線伝送部１１、データ処理部１２、伝送帯域管理部１３の各部には、夫々に演算ＣＰＵ及び記憶部を備え、マルチＣＰＵシステムとしたが、データの処理や伝送速度によっては、共有することも可能で、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の実施例１に係る無線伝送システムの構成図。本発明の実施例1に係る無線端末の構成図。本発明の実施例１に係る伝送帯域管理テーブルの例を説明する図。本発明の伝送帯域管理処理の動作フロー図。本発明の実施例２に係る無線伝送システムの無線端末の構成図。本発明の実施例２に係る伝送エラー率を使用した伝送帯域管理テーブル。本発明の実施例３に係る伝送時刻を通知する場合の伝送帯域管理テーブル。本発明の実施例４に係る無線伝送システムの伝送プロトコルの動作を説明する図。本発明の実施例４に係る伝送プロトコル変換処理ヘッダの構成を説明する図。本発明の実施例５に係る無線伝送システムの無伝送プロトコルの動作を説明する図。本発明の実施例５に係る伝送プロトコル変換処理ヘッダの構成を説明する図。本発明の実施例６に係る複数の無線エリアの無線端末間を中継する無線伝送システムの構成図。本発明の実施例６に係る、異なる無線エリア間の伝送を中継する場合の中継機能を備えた無線端末の伝送帯域管理テーブルの例を説明する図。

符号の説明

１ａ無線エリア
３、４、５、６、７無線端末
２ａ監視カメラ
３ａマイク
８サーバ
１１無線伝送部
１１ａ送受信部
１１ｂ変復調部
１１ｃ無線インタフェース
１２データ処理部
１２ａ入出力部
１２ｂ記憶部
１２ｃ制御ＣＰＵ
１３伝送帯域管理部
１３ａ伝送記憶部
１３ａ１伝送帯域管理テーブル
１４伝送エラー率演算部
１５プロセスセンサ

Claims

無線端末間でリアルタイムデータと非リアルタイムデータとからなるデータを伝送する無線伝送システムにおいて、
夫々の前記無線端末は、無線により前記データを送受信する送受信手段と、
前記送受信手段を介して送受信する前記データの演算処理を行うデータ処理手段と、
前記データ処理手段で処理され、前記送受信手段を介して送信される前記データの内前記リアルタイムデータを優先して送信し、前記無線伝送システムの伝送帯域を越えないように前記非リアルタイムデータの伝送帯域を制御する伝送帯域管理手段と
を備えたことを特徴とする無線伝送システム。
前記伝送帯域管理手段は、前記リアルタイムデータの伝送帯域を予め登録する伝送帯域管理テーブルを備え、
送信されるデータに前記リアルタイムデータが含まれる場合、前記帯域管理テーブルを参照し、予め設定される伝送周期内に前記リアルタイムデータの伝送を優先して送信するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の無線伝送システム。
前記無線端末には、データ伝送エラー率演算手段と、
前記リアルタイムデータの伝送帯域と前記エラー率演算手段で求めたエラー率による伝送帯域の増加分とを予め登録する伝送帯域管理テーブルを備えた伝送帯域管理手段と
を備え、送信される前記データに前記リアルタイムデータが含まれる場合、前記帯域管理テーブルに登録された伝送帯域およびその増加分の総和からなる伝送帯域を参照し、予め設定される伝送周期内に前記リアルタイムデータの伝送タイミングを優先して送信し、前記無線伝送システムの伝送帯域を越えないように前記非リアルタイムデータの伝送帯域を制御するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の無線伝送システム。
前記伝送帯域管理手段は、前記リアルタイムデータの伝送時刻を伝送帯域管理テーブルに予め登録し、夫々の前記無線端末に予め伝送して、前記伝送時刻を共有できるようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項３のいずれかに記載の無線伝送システム。
前記伝送帯域管理手段は、異なる無線伝送エリアに置かれる前記無線端末間で前記リアルタイムデータ伝送を行う場合、その送信元、送信先、及び少なくとも1つの中継先無線端末とを予め登録した伝送帯域管理テーブルを備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項３のいずれかに記載の無線伝送システム。
無線端末間でリアルタイムデータと非リアルタイムデータとからなるデータを伝送する無線伝送システムの無線端末であって、
前記無線端末は、無線により前記データを送受信する送受信手段と、
前記送受信手段を介して送受信する前記データの演算処理を行うデータ処理手段と、
前記データ処理手段で処理され、前記送受信手段を介して送信される前記データの内前記リアルタイムデータを優先して送信し、前記無線伝送システムの伝送帯域を越えないように前記非リアルタイムデータの伝送帯域を制御する伝送帯域管理手段と
を備えたことを特徴とする無線端末。
前記伝送帯域管理手段は、前記リアルタイムデータの伝送帯域を予め登録する伝送帯域管理テーブルを備え、
送信されるデータに前記リアルタイムデータが含まれる場合、前記帯域管理テーブルを参照し、予め設定される伝送周期内に前記リアルタイムデータの伝送を優先して送信するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の無線端末。
前記無線端末には、データ伝送エラー率演算手段と、
前記リアルタイムデータの伝送帯域と前記エラー率演算手段で求めたエラー率による伝送帯域の増加分とを予め登録する伝送帯域管理テーブルを備えた伝送帯域管理手段と
を備え、送信される前記データに前記リアルタイムデータが含まれる場合、前記帯域管理テーブルに登録された伝送帯域およびその増加分の総和からなる伝送帯域を参照し、予め設定される伝送周期内に前記リアルタイムデータの伝送タイミングを優先して送信し、前記無線伝送システムの伝送帯域を越えないように前記非リアルタイムデータの伝送帯域を制御するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の無線端末。
前記伝送帯域管理手段は、前記リアルタイムデータの伝送時刻を伝送帯域管理テーブルに予め登録したことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の無線端末。
前記伝送帯域管理手段は、その送信元、送信先、及び少なくとも1つの中継先無線端末とを予め登録した前記伝送帯域管理テーブルを備えたことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の無線端末。
無線端末間でリアルタイムデータを伝送する場合の転送制御プロトコルとしてＴＣＰ／ＩＰを使用する無線伝送方法において、
前記無線端末には伝送プロトコルプログラムとしてＴＣＰ／ＩＰプロトコルのトランスポート層、ネットワーク層及びデータリンク層のＴＣＰ／ＩＰヘッダの構成を制御するプロトコルヘッダ変換ステップであって、
前記リアルタイムデータを送信する場合において、送信元前記無線端末から送信先前記無線端末に対して、前記リアルタイムデータに付随する第１のプロトコルヘッダを、予め送信するステップと、
送信先前記無線端末で送信された前記第１のプロトコルヘッダの付随する前記リアルタイムデータを受信し、記憶するステップと、
送信元前記無線端末から送信された前記第１のプロトコルヘッダの内データリンク層（ＭＡＣ）以外のプロトコルヘッダを取り去った、前記リアルタイムデータのシリーズ番号と時刻とを第２のプロトコルヘッダとして前記リアルタイムデータに付随させて送信するステップと、
送信先前記無線端末において、送信された前記第２のプロトコルヘッダの付随するリアルタイムデータに、予め送信された前記第1のプロトコルヘッダを付加して再構成し、前記リアルタイムデータを再生するステップとからなる無線伝送方法。
無線端末間でリアルタイムデータを伝送する場合の転送制御プロトコルとしてＴＣＰ／ＩＰを使用する無線伝送方法において、
前記無線端末には伝送プロトコルプログラムとしてＴＣＰ／ＩＰプロトコルのトランスポート層、ネットワーク層及びデータリンク層のＴＣＰ／ＩＰヘッダの構成を制御するプロトコルヘッダ変換ステップであって、
送信元前記無線端末から送信先前記無線端末に対して、送信する初回の前記リアルタイムデータに第1のプロトコルヘッダを付随させて送信するステップと、
送信された前記第１のプロトコルヘッダの付随する前記リアルタイムデータを送信先前記送信端末で受信し、記憶するステップと、
送信元前記無線端末から２回目以降に送信する前記リアルタイムデータには、前回送信したプロトコルヘッダとの差分を第２のプロトコルヘッダとして前記リアルタイムデータに付随させて送信するステップと、
送信先前記無線端末において、送信された第２のプロトコルヘッダの付随する前記リアルタイムデータに、予め送信された前回のプロトコルヘッダを付加して再構成し、前記リアルタイムデータを再生するステップとからなる無線伝送方法。