(A)第1の実施形態
以下、本発明のデータ通信装置、データ通信方法及びデータ通信プログラムの実施形態を図面を参照して説明する。
(A−1)第1の実施形態
図1は、本実施形態の無線通信装置におけるプロトコルスタックを示す。図1に示すように、本実施形態の無線通信装置は、大別して、ソフトウェアとハードウェアとに分類される。
ソフトウェアは、アプリケーション101、アプリケーションインターフェイス102、TCP/UDP103、IP104、ネットワークインターフェイス105、データ分配処理部106A、データ統合処理部106B、ハードウェアデバイスドライバ107を有して構成される。
一方、ハードウェアは、MAC部108、Base band部109、IF(Intermediate Frequency)部110、RF(Radio Frequency)部111を有して構成される。
ここで、本実施形態の無線通信装置のOS(Operating System)は、ネットワーク層プロトコルとしてIP、トランスポート層プロトコルとしてTCP又はUDP(User Datagram Protocol)が実装されるものを適用することができ、例えばWindows(登録商標)系OSやUNIX(登録商標)系OS等がある。
アプリケーション101は、FTP(File Transfer Protocol)、HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)、SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)、telnetなどが実装される部分である。
アプリケーションインターフェイス102は、ソケットなどのアプリケーションに対するファイル入出力関数などが実装される部分である。
TCP/UDP103は、TCPやUDPなどのトランスポート層プロトコルが実装される部分である。
IP104は、IPなどのネットワーク層プロトコルが実装される部分である。
ネットワークインターフェイス105は、例えば、NDISなどのIP104に対するデータ入出力関数などが実装される部分である。
ハードウェアデバイスドライバ107は、ハードウェアを制御する機能が実装される部分である。ハードウェアデバイスドライバ107は、ハードウェアを制御するものであり、後述するように、本実施形態は、無線伝送チャネルの数だけのハードウェア構成を有する。そのため、ハードウェアデバイスドライバ107も、その数のものを備える。
次に、ハードウェアの構成について説明する。ハードウェア構成は、各無線伝送チャネルに応じた数から構成される。本実施形態では、n個の物理的なハードウェア構成を有するものとして説明する。
これにより、無線伝送チャネルの通信品質を独立して監視することができる。その結果、通信品質が劣化している無線伝送チャネルの使用を停止し、品質が良好な無線伝送チャネルのみを使用できるように分別することができる。また、通信品質が劣化しているものについての復旧も監視することができる。
MAC部108は、チャネルアクセス制御、再送制御、呼制御などの機能が実装される部分である。
Base band部109は、フレーム同期、スクランブル、誤り訂正などの機能が実装される部分である。
IF部110は、ビット同期、変復調などの機能が実装される部分である。
RF部111は、電力増幅、周波数変換、フィルタ、アンテナなどの機能が実装される部分である。
続いて、データ分配処理部/データ統合処理部106は、各無線伝送チャネルヘのデータの分配を停止、又は再開する際の判定基準を各無線伝送チャネルの通信リンク状態とし、通信リンクが切断した無線伝送チャネルにはデータの分配を停止し、通信リンクが再度確立した無線伝送チャネルにはデータの分配を再開するものである。
図2は、データ分配処理部106の内部構成を示す機能ブロック図である。図2に示すように、データ分配処理部106は、データ受け取り処理部201、データ送信処理部202、通信リンク管理部203、通信リンクテーブル204を有して構成される。
データ受け取り処理部201は、ネットワークインターフェイス105からデータを受け取り、受け取ったデータをデータ送信処理部202に与えるものである。また、データ受け取り処理部201は、データの上位層アドレスを下位層アドレス(無線通信ID)へ変換する機能や、データの順序制御のためのシーケンス番号を付与する機能を有するものである。
データ送信処理部202は、データ受け取り処理部201からデータを受け取ると、そのデータの宛先アドレスに基づいてデータ分配テーブルを参照し、その宛先アドレスに対応するハードウェアデバイスドライバ番号を検索するものである。
また、データ送信処理部202は、ハードウェアデバイスドライバ番号を取得すると、その番号で示される無線伝送チャネルの通信リンク状態を、通信リンク管理部203を通じて確認するものである。そして、データ送信処理部202は、当該無線伝送チャネルの通信リンクが確立している場合には、そのハードウェアデバイスドライバ107にデータを引き渡し、通信リンクが切断している場合には、ハードウェアデバイス番号を更新し、別のハードウェアデバイスドライバ番号を取得し、その番号にて示される無線伝送チャネルの通信リンク状態を確認するものである。なお、すべての無線伝送チャネルの通信リンクが切断している場合にはデータを破棄する。
ここで、図3は、データ分配テーブルの構成例を示す。図3に示すように、データ分配テーブルは、データの宛先アドレスと、そのアドレス宛のデータを次回に送信するハードウェアデバイス番号とが対応付けられて構成される。
さらに、データ送信処理部202は、各無線伝送チャネルの通信リンク状態が遷移した場合に、その遷移した通信リンク状態を通信リンク管理部203に通知するものである。
通信リンク管理部203は、各ハードウェアデバイスドライバ107が制御する各無線伝送チャネルにおけるデータの宛先毎の通信リンク状態を監視し、通信リンクテーブル204に、各宛先毎の通信リンク状態を保持するものである。また、通信リンク管理部203は、各ハードウェアデバイスドライバ107に対し、ある一定周期毎に通信リンク状態の通知を要求するものである。
通信リンクテーブル204は、メモリやハードディスクなどの記憶媒体上にて、通信リンク管理部203により管理される各宛先の通信リンク状態を管理するテーブルであり、通信リンク管理部203により作成されるテーブルである。
図4は、通信リンクテーブル204の構成例を示す。図4に示すように、通信リンクテーブル204は、「データの宛先アドレス」と、「ハードウェアデバイスドライバ番号」と、そのハードウェアデバイスドライバ番号に対応する無線伝送チャネルの「通信リンク状態」を項目として有する。
次に、データ受信側におけるデータ統合処理部106Bの機能について説明する。図5は、データ統合処理部106Bの機能ブロック図である。
図5に示すように、データ統合処理部106Bは、データ引き渡し処理部301、及びデータ受信処理部302を少なくとも有して構成される。
データ引き渡し処理部301は、後述するデータ受信処理部302からデータを受け取り、ネットワークインターフェイス105にそのデータを引き渡すものである。また、データ引き渡し処理部301は、データの下位層アドレス(無線通信ID)を上位層アドレスヘ変換する機能や、データの順序制御のためのシーケンス番号を除去する機能や、そのシーケンス番号にしたがってデータを順序通りに並び替える機能を具備することも可能である。
データ受信処理部302は、各ハードウェアデバイスドライバ107からデータを受け取り、データ引き渡し処理部301にそのデータを引き渡すものである。
なお、図2及び図5における実線矢印はデータの流れを示し、破線矢印は制御メッセージの流れを示す。また、ここでの説明は本発明に関連する構成のみの説明である。
(A−1)第1の実施形態の動作
次に、本実施形態のデータ通信処理の動作について図面を参照して説明する。図6は、データ送信側におけるデータ分配処理部106Aの処理シーケンスの一例であり、図7は、データ受信側におけるデータ統合処理部106Bの処理シーケンスの一例である。
以下では、まず図6を参照して、データ送信の際のデータ分配処理部106Aの処理について説明する。
図6において、ネットワークインターフェイス105から送信データがデータ分配処理部106Aに与えられると、データ受け取り処理部201は、送信データをデータ送信処理部202に与える(S701)。
データ送信処理部202に送信データが与えられると、データ送信処理部202において、送信データの宛先アドレスが参照される(S702)。
そして、データ送信処理部202により、参照した宛先アドレスに基づいて、データ分配テーブルが検索され、参照している宛先アドレスに一致するエントリのハードウェアデバイスドライバ番号が取得される(S703、S704)。
ハードウェアデバイスドライバ番号が取得されると、通信リンク管理部203により、その宛先アドレスとハードウェアデバイスドライブ番号とに基づいて、通信リンクテーブル204が検索されて、対応する通信リンクの状態が確認される(S705、S706)。
S706において、通信リンクが確立していると判断されると、通信リンク管理部203は、データ分配テーブル204のハードウェアデバイスドライバ番号を、取得したハードウェアデバイスドライバ番号の次の番号へと更新し(S707)、データ送信処理部202は、取得したハードウェアデバイスドライバ番号に対するハードウェアデバイスドライバ107にデータを送信する(S708)。
一方、S706において、通信リンクが切断していると判断されると、その通信リンクでのデータ送信は行なわず、通信リンク管理部203は、そのハードウェアデバイスドライバ番号をインクリメントし(すなわち、その番号の次の番号に更新し)(S709)、次のハードウェアデバイスドライバ番号を参照(取得)し(S710)、S705に戻り、処理を繰り返す。
S710において、すべてのハードウェアデバイスドライバ107の通信リンク状態について確認し、すべての通信リンク状態が切断している場合にはデータを破棄し、処理を終了する(S711)。
次に、図7を参照して、データ受信側におけるデータ統合処理部106Bの処理シーケンス例を説明する。
各ハードウェアデバイスドライバ107がデータを受信すると、受信データが、データ受信したハードウェアデバイスドライバ107からデータ統合処理部106Bに与えられる(S801)。
データ統合処理部106Bにおいて、データの宛先アドレスが確認され(S802)、自アドレス宛の場合には、ネットワークインターフェイス105に与え(S803)、他アドレス宛の場合には、受信データを破棄し、処理を終了する(S804)。
(A−1)第1の実施形態の効果
以下、本実施形態によれば、マルチチャネル伝送システムにおいて、通信品質の劣化等の要因により、ある無線伝送チャネルの通信リンクが切断した場合でも、データ送信側がその無線伝送チャネルヘのデータ分配を停止し、通信品質が良好な無線伝送チャネルのみを使用してデータ通信を継続することによって、データ受信側ではデータをロスすることなく受信することが可能となる。
また、本実施形態によれば、特に、上位層にデータの損失によりフロー制御や再送制御を行なうTCPのようなプロトコルを持つシステムにおいて有効である。通常、TCPはデータロスが発生した場合、送信データ量を減少し、ロスしたデータを再送するため、スループットが低下する。その結果、TCPでの送信データ量の減少、及び再送データ量の増大を抑止することができるため、スループットの低下を回避することが可能となる。
(B)第2の実施形態
次に、第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態は、各無線伝送チャネルヘのデータの分配を停止又は再開する際の判定基準を、各無線伝送チャネルの通信リンク状態及び送信バッファの使用率とする。
すなわち、送信バッファの使用率がある一定のしきい値を超えた無線伝送チャネルにはデータの分配を停止し、送信バッファの使用率がしきい値よりも小さくなった無線伝送チャネルにはデータの分配を再開する。
(B−1)第2の実施形態の構成
本実施形態が第1の実施形態の構成と異なるところは、データ分配処理部106Aの機能構成である。
なお、第2の実施形態の無線通信装置のプロトコルスタックは第1の実施形態の構成に対応するため(図1参照)、図1に示す符号を使用しながら、データ分配処理部106Aの機能構成を中心に説明する。
図8は、第2の実施形態のデータ送信側のデータ分配処理部106Aの機能ブロック図である。
図8において、データ分配処理部106Aは、データ受け取り処理部401、データ送信処理部402、通信リンク管理部403、通信リンクテーブル404、送信バッファ管理部405、送信バッファテーブル406を少なくとも有して構成される。
データ受け取り処理部401は、第1の実施形態のデータ受け取り処理部201に対応するものである。
データ送信処理部402は、第1の実施形態と同様に、送信データの宛先アドレスとデータ分配テーブル(図3参照)に基づいて、ハードウェアデバイスドライバ番号を取得し、その番号に対応する無線伝送チャネルの通信リンク状態を、通信リンク管理部403に確認させるものである。
また、データ送信処理部402は、通信リンクが確立している場合、送信バッファ管理部405に対し、取得したハードウェアデバイスドライバ番号に対応する無線伝送チャネルの送信バッファの使用率を確認させるものである。
そして、データ送信処理部402は、その無線伝送チャネルの送信バッファの使用率がある所定の閾値を越えていない場合には、そのハードウェアデバイスドライバ107にデータを引き渡し、送信バッファの使用率がある一定の閾値を超えている場合は、別のハードウェアデバイスドライバ番号にて示される無線伝送チャネルの通信リンク状態の確認及び送信バッファ使用率を確認する機能を具備する。また、データ送信処理部402は、送信バッファの使用率を判断するための閾値を管理する機能を具備する。
さらに、データ送信処理部402は、いずれかのハードウェアデバイスドライバ107にデータを引き渡すと、データ分配テーブルのハードウェアデバイスドライバ番号を更新する。すべての無線伝送チャネルの通信リンクが切断している場合、および通信リンクが確立しているすべての無線伝送チャネルにおいて送信バッファの使用率がある一定の閾値を超えている場合は、データを破棄するものである。
送信バッファ管理部405は、各ハードウェアデバイスドライバ107が制御するそれぞれの無線伝送チャネルにおける送信バッファの使用状況を監視し、送信バッファテーブル406に送信バッファの使用率を保持するものである。また、送信バッファ管理部405は、データ送信処理部402から送信バッファ使用率を確認する要求があった場合に、各ハードウェアデバイスドライバ107に対し、送信バッファの使用状況の通知を要求するものである。
送信バッファテーブル406は、メモリやハードディスクなどの記憶媒体上にて、送信バッファ管理部405により作成、管理されるテーブルである。
図9は、送信バッファテーブル406の構成例を示す。図9に示すように、送信バッファテーブル406は、「ハードウェアデバイスドライバ番号」と、そのハードウェアデバイス番号に対応する無線伝送チャネルにおける「送信バッファ使用率」とを有して構成される。
通信リンク管理部403及び通信リンクテーブル404の構成は、第1の実施形態で説明したものに対応するので詳細な説明は省略する。
(B−2)第2の実施形態の動作
次に、第2の実施形態のデータ送信側におけるデータ分配処理部10Aの処理シーケンス例について図面を参照しながら説明する。
第1の実施形態と同様に、ネットワークインターフェイス105から送信データが与えられると、データ分配処理部106Aは、宛先アドレスを参照し、データ分配テーブルを検索し、ハードウェアデバイスドライバ番号を取得し、通信リンクテーブルに基づいて通信リンクの状態を確認する(S901〜S906)。
S906において、通信リンクが確立していると判断されると、送信バッファ管理部405により、取得したハードウェアデバイスドライバ番号に基づいて、それに対応する送信バッファの使用率が送信バッファテーブル406から検索される(S907)。
そして、送信バッファの使用率が閾値未満である場合(S908)、データ送信処理部402は、データ分配テーブルのハードウェアデバイスドライバ番号を、取得しているハードウェアデバイスドライバ番号の次の番号へと更新し(S909)、取得している(通信リンクが確立し、かつ送信バッファ使用率がある一定のしきい値を超えていないことを確認した)ハードウェアデバイスドライバ番号が示すハードウェアデバイスドライバ107へデータを与えて送信する(S910)。
一方、S908において送信バッファ使用率が閾値を超えている場合、取得しているハードウェアデバイスドライバ番号をインクリメントし(S911)、すべてのハードウェアデバイスドライバの通信リンク状態及び送信バッファ使用率を参照したかどうかを確認し(S912)、参照していない場合はS905へ進み、参照した場合はS913へ進み、データを破棄し、処理を終了する(S913)。
(B−3)第2の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、通信チャネルの送信バッファの使用率に基づいて、データ通信の分配処理を行なうこととしたので、ある無線伝送チャネルにてデータの滞留時間が長くなった場合でも、データ送信側がその無線伝送チャネルヘのデータ分配を停止し、通信品質が良好な無線伝送チャネルのみを使用してデータ通信を継続することによって、データ受信側ではデータを遅延することなく受信することが可能となる。
(C)第3の実施形態
次に、第3の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、各無線伝送チャネルヘのデータの分配を停止又は再開する際の判定基準を、各無線伝送チャネルの通信リンク状態及び送信エラー発生の有無とした場合を示す。
すなわち、送信エラーが発生した無線伝送チャネルにはデータの分配を停止し、送信エラーの発生が回復した無線伝送チャネルにはデータの分配を再開する。また送信エラーが発生した無線伝送チャネルに対して、ある一定周期ごとに伝送路状況を確認するための制御データを送信し、その制御データに対する応答の受信をもって送信エラーの発生が回復したと判断する。
(C−1)第3の実施形態の構成
本実施形態が第1の実施形態の構成と異なるところは、データ分配処理部106A及びデータ統合処理部106Bの機能構成である。
なお、第3の実施形態の無線通信装置のプロトコルスタックは第1の実施形態の構成に対応するため(図1参照)、図1に示す符号を使用しながら、データ分配処理部106A及びデータ統合処理部106Bの機能構成を中心に説明する。
図11は、第3の実施形態のデータ送信側のデータ分配処理部106Aの機能ブロック図である。
図11において、本実施形態のデータ分配処理部106Bは、データ受け取り処理部501、データ送信処理部502、通信リンク管理部503、通信リンクテーブル504、送信エラー管理部505、送信エラーテーブル506、および伝送路状況管理部507を少なくとも有して構成される。
なお、データ受け取り処理部501、通信リンク管理部503、通信リンクテーブル504は、第1の実施形態で説明した構成にそれぞれ対応するので、これらの機能構成の詳細な説明は省略する。
データ送信処理部402は、第1の実施形態と同様に、送信データの宛先アドレスとデータ分配テーブル(図3参照)に基づいて、ハードウェアデバイスドライバ番号を取得し、その番号に対応する無線伝送チャネルの通信リンク状態を、通信リンク管理部403に確認させるものである。
また、データ送信処理部502は、通信リンクが確立している場合は、送信エラー管理部505に対し、取得したハードウェアデバイスドライバ番号に対応する無線伝送チャネルの送信エラー発生の有無を確認させるものである。
そして、データ送信処理部502は、送信エラーが発生していない場合、そのハードウェアデバイスドライバ107にデータを引き渡し、送信エラーが発生している場合、別のハードウェアデバイスドライバ番号にて示される無線伝送チャネルの通信リンク状態の確認及び送信エラー発生の有無を確認させるものである。また、データ送信処理部502は、いずれかのハードウェアデバイスドライバ107にデータを引き渡すと、データ分配テーブルのハードウェアデバイスドライバ番号を更新する。
さらに、データ送信処理部502は、すべての無線伝送チャネルの通信リンクが切断している場合及び又は通信リンクが確立しているすべての無線伝送チャネルにおいて送信エラーが発生している場合は、データを破棄する。
また、データ送信処理部502は、伝送路状況管理部507に対し、伝送路状況を確認するための制御データ(伝送路状況確認要求)の生成を通知するものである。また、データ送信処理部502は、伝搬路状況管理部507から制御データを受け取り、その制御データのハードウェアデバイスドライバ番号を参照し、そのハードウェアデバイスドライバ107に制御データを引き渡すものである。
送信エラー管理部505は、各ハードウェアデバイスドライバ107が制御するそれぞれの無線伝送チャネルにおける送信エラー発生の有無を宛先アドレスごとに監視し、送信エラーテーブル506に送信エラー発生の有無を保持するものである。
また、送信エラー管理部505は、データ送信処理部502から送信エラー発生の有無を確認する要求があった場合に、各ハードウェアデバイスドライバ107に対し、送信エラーの発生状況の通知を要求するものである。
さらに、送信エラー管理部505は、伝送路状況管理部507から送信エラーが回復したとの通知を受け取ると、送信エラーテーブル506を更新するものである。
送信エラーテーブル506は、メモリやハードディスクなどの記憶媒体上にて、送信エラー管理部505により作成、管理されるテーブルである。
図12に、送信エラーテーブル506の構成例を示す。図12に示すように、送信エラーテーブル506は、「宛先アドレス」と、「ハードウェアデバイスドライバ番号」と、そのハードウェアデバイス番号に対応する無線伝送チャネルにおける「送信エラー状態」にて構成される。
伝送路状況管理部507は、データ送信処理部502からの通知により、伝送路状況を確認するための制御データ(伝送路状況確認要求)を生成するものである。また、伝送路状況管理部507は、データ統合処理部より伝送路を確認するための制御データに対する応答(伝送路状況確認応答)を受け取り、送信エラー管理部505に対し、送信エラーの回復を通知するものである。
続いて、データ受信側におけるデータ統合処理部106Bの機能構成例について説明する。図13は、データ統合処理部106Bの機能ブロック図である。
図13に示すように、本実施形態のデータ統合処理部106は、データ引き渡し処理部601、データ受信処理部602、伝搬路状況管理部603を有して構成される。
データ引き渡し処理部601は、第1の実施形態で説明したものに対応するので詳細な説明を省略する。
データ受信処理部602は、各ハードウェアデバイスドライバ107から与えられた受信データを、その受信データが通常データである場合はデータ引き渡し処理部601に与え、また受信データが制御データである場合は伝送路状況管理部603ヘデータを与えるものである。
伝送路状況管理部603は、データ受信処理部602から制御データ(伝送路状況確認要求)を受け取り、その制御データに対する応答(伝送路状況確認応答)を生成するものである。また、伝送路状況管理部603は、生成した制御データ(伝送路状況確認応答)をデータ分配処理部に引き渡すものである。
図14は、制御データのフレームフォーマット例を示す。図14に示すように、本実施形態の制御データは、通常データか制御データかのデータ種別を示す「データ種別フィールド」、要求か応答かを示す「要求/応答フィールド」、宛先アドレスを示す「宛先フィールド」、ハードウェアデバイスドライバ番号を示す「ハードウェアデバイス番号フィールド」を有して構成される。
(C−2)第3の実施形態の動作
次に、本実施形態のデータ通信処理の動作について図面を参照して説明する。図15は、データ送信側におけるデータ分配処理部106Aの処理シーケンスの一例であり、図16は、データ受信側におけるデータ統合処理部106Bの処理シーケンスの一例である。
以下では、まず図15を参照して、データ送信の際のデータ分配処理部106Aの処理について説明する。
第1の実施形態と同様に、ネットワークインターフェイス105から送信データが与えられると、データ分配処理部106Aは、宛先アドレスを参照し、データ分配テーブルを検索し、ハードウェアデバイスドライバ番号を取得し、通信リンクテーブルに基づいて通信リンクの状態を確認する(S1001〜S1006)。
S1006において、通信リンクが確立している場合は、参照している宛先アドレスと、取得したハードウェアデバイスドライバ番号とに基づいて、送信エラーテーブル506を検索して送信エラー状態の確認を行なう(S1007及びS1008)。なお、S1006において、通信リンクが切断している場合には、S1015に進む。
S1008において、送信エラーテーブル506から検索した状態がエラーを発生してない場合、データ分配テーブルのハードウェアデバイスドライバ番号を次の番号へと更新し(S1009)、取得している(通信リンクが確立し、かつ送信エラーが発生していないことを確認した)ハードウェアデバイスドライバ番号が示すハードウェアデバイスドライバ107にデータを与えて送信させる(S1010)。
一方、S1008において、送信エラーテーブル506から検索した状態がエラーを発生している場合、データ送信処理部502は、制御データ(伝送路状況確認要求)の送信時に起動したタイマ(図示しない)が起動中かどうかを確認し、タイマが起動していない場合、あるいはタイマがタイムアウトしていた場合はS1012に進み、タイマが起動中の場合はS1015へ進む。
S1012において、データ送信処理部502において、宛先アドレス及び取得しているハードウェアデバイスドライバ番号に基づいて、伝送路状況確認要求データを生成し(S1012)、生成した伝送路状況確認要求データを、取得しているハードウェアデバイスドライバ番号が示すハードウェアデバイスドライバ107に送信する(S1013)。そして、タイマを起動し、S1015に進む(S104)。
S1015では、データ送信処理部502は、取得したハードウェアデバイスドライバ番号をインクリメントし(S1015)、すべてのハードウェアデバイスドライバの通信リンク状態(S1006)及び送信エラー状態を参照したかどうかを確認し(S1016)、参照していない場合はS1005に進み、一方、参照した場合はS1017へ進み、データを破棄し、処理を終了する。
次に、データ受信側におけるデータ統合処理部106Bの処理シーケンス例について図16を参照して説明する。
各ハードウェアデバイスドライバ107から受信データがデータ統合処理部106Bに与えられると、データ受信処理部602により、データ種別が確認される(S1101、S1102)。
このとき、受信データが通常データである場合、データ受信処理部602は、自アドレス宛であれば(S1112)、その受信データをデータ引き渡し処理部601に与えて、ネットワークインターフェイス105に与え(S1113)、他アドレス宛であれば、そのデータを破棄する(S1114)。
一方、受信データが伝送路状況確認データである場合、データ受信処理部602は、その受信データを伝送路状況管理部603に与える。そして、伝送路状況管理部603は、伝送路状況確認データが、伝送路状況確認要求であるか又は伝送路状況確認応答であるかを確認する(S1103)。
S1103において、伝送路状況管理部603により伝送路状況確認要求であると判断されると、伝送路状況管理部603は、伝送路状況確認要求データの宛先アドレス及びハードウェアデバイスドライバ番号を取得し(S1104)、その取得している宛先アドレスが自アドレス宛か否かが確認なされる(S1105)。
S1105において、伝送路状況管理部603により、他アドレスであると判断されると、そのデータは廃棄され(S1114)、自アドレスであると判断されると、伝送路状況管理部603は、取得した宛先アドレス及びハードウェアデバイスドライバ番号に基づいて伝送路状況確認応答データを生成し(S1106)、生成した伝送路状況確認応答データを、取得しているハードウェアデバイスドライバ番号が示すハードウェアデバイスドライバ107に与えて送信させる(S1107)。
一方、S1103において、伝送路状況管理部603により伝送路状況確認応答であると判断されると、伝送路状況管理部603は、伝送路状況確認要求データの宛先アドレス及びハードウェアデバイスドライバ番号を取得する(S1108)。
宛先アドレス及びハードウェアデバイスドライバ番号を取得すると、伝送路状況管理部603は、その宛先アドレス及びハードウェアデバイスドライバ番号に基づいて、送信エラーテーブル506を検索し(S1109)、宛先アドレス及びハードウェアデバイスドライバ番号に対応する送信エラー状態を「未発生」に更新し(S1110)、伝送路状況確認要求データの送信時に起動したタイマを停止する(S1111)。
(C−3)第3の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果をえることができる。
また、本実施形態によれば、一時的に送信が困難になった無線伝送チャネルに対し、ある一定周期ごとに伝送路状況を確認することにより、伝送路状況の回復に迅速に対応することが可能となる。また伝送路状況の確認に通常データではなく制御データを使用することにより、データの損失や到着順序の不整合の発生、伝送遅延の増大なく通信することが可能となる。
(D)第4の実施形態
次に、第4の実施形態を図面を参照して説明する。
本実施形態は、データ送信側がデータにシーケンス番号を送信順に付与し、データ受信側にそのシーケンス番号順にデータを受信させるようにするものである。また、データ受信側は、データをバッファで一時的に保持し、上位層に引き渡す場合について説明する。
(D−1)第4の実施形態の構成
本実施形態が第1の実施形態の構成と異なるところは、データ分配処理部106A及びデータ統合処理部106Bの機能構成である。
なお、第4の実施形態の無線通信装置のプロトコルスタックは第1の実施形態の構成に対応するため(図1参照)、図1に示す符号を使用しながら、データ分配処理部106A及びデータ統合処理部106Bの機能構成を中心に説明する。
図17は、データ送信側におけるデータ分配処理部106Aの機能構例を示す機能ブロック図である。
図17に示すように、本実施形態のデータ分配処理部106Aは、データ受け取り処理部701、シーケンス番号付与部702、データ引き渡し部703、転送テーブル管理部704、転送テーブル705を少なくとも有して構成される。
データ受け取り処理部701は、ネットワークインターフェイス105から受け取ったデータを、シーケンス番号付与部702に与えるものである。また、データ受け取り処理部701は、データの宛先上位層アドレスを参照し、転送テーブル管理部704にその宛先上位層アドレスを通知するものである。
シーケンス番号付与部702は、データ受け取り処理部701からデータを受け取り、そのデータにシーケンス番号を付与してデータ引き渡し処理部703に与えるものである。ここで、シーケンス番号付与部702によるシーケンス番号の付与方法は、受け取ったデータの宛先上位層アドレスに基づいて、転送テーブル管理部704を経由して転送テーブル705を参照し、そのデータにシーケンス番号を付与する。
データ引き渡し処理部703は、シーケンス番号付与部702からシーケンス番号が付与されたデータを受け取ると、データを送信させるハードウェアデバイスドライバ107(データを送信する無線伝送チャネル)を決定し、決定したハードウェアデバイスドライバ107に当該データを与えるものである。
転送テーブル管理部704は、データ受け取り処理部701から通知される宛先上位層アドレスに基づいて、転送テーブル705を参照し、シーケンス番号を検索するものである。また、転送テーブル管理部704は、転送テーブル705におけるエントリを作成し、各エントリにおけるシーケンス番号の初期化及びインクリメントを行なうものである。また、転送テーブル管理部704は、タイマを管理する機能を具備し、タイマのタイムアウトにより転送テーブル705から各エントリを削除するものである。
転送テーブル705は、メモリやハードディスクなどの記憶媒体上に作成されるテーブルである。
図18は、転送テーブル705の構成例を示す。図18に示すように、転送テーブル705の各エントリは、複数の「宛先上位層アドレス」と、「シーケンス番号」とを有して構成される。
なお、「宛先上位層アドレス」はさらに、各上位層に対応して細分化することも可能である。例として、「宛先上位層アドレス1」に「Ethernetアドレス」、「宛先上位層アドレス2」に「IPアドレス」、「宛先上位層アドレス3」に「TCP/UDPポート番号」を設定することが挙げられる。
続いて、データ受信側におけるデータ統合処理部106Bについて説明する。図19は、データ統合処理部106Bの内部構成例を示す機能ブロック図である。
図19に示すように、本実施形態のデータ統合処理部106Bは、データ受け取り処理部801、一時的バッファ管理部802、シーケンス番号除去部803、データ引き渡し処理部804、転送テーブル管理部805、一時的バッファ806、転送テーブル807から構成される。
データ受け取り処理部801は、各ハードウェアデバイスドライバ107からデータを受け取り、その受け取ったデータを一時的バッファ管理部802に与えるものである。また、データ受け取り処理部801は、受け取ったデータの発信元上位層アドレスを参照し、その発信元上位層アドレスを転送テーブル管理部805に通知するものである。
一時的バッファ管理部802は、データ受け取り処理部801からデータを受け取ると、一時的に受信データを保持すると共に、データに付与されているシーケンス番号に従って、データの順序を並び替え、並び替えたデータをシーケンス番号除去部803に与えるものである。また、一時的バッファ管理部802は、転送テーブル管理部805からの指示に基づいて、転送テーブル807における各エントリに対する一時的バッファエリアを参照し検索するものである。さらに、一時的バッファ管理部802は、一時的バッファ806にエントリ毎の一時的バッファエリアを確保するものである。また、一時的バッファ管理部802は、タイマを管理する機能を具備し、タイマのタイムアウトにより一時的バッファ806から一時的バッファエリアを開放するものである。これにより、タイムアウト時に、一時的に保存したデータを上位層に引き渡すことができる。
シーケンス番号除去部803は、一時的バッファ管理部802からデータを受け取り、データに付与されたシーケンス番号を除去し、データ引き渡し処理部804にシーケンス番号を除去したデータを引き渡すものである。
データ引き渡し処理部804は、シーケンス番号除去部803からシーケンス番号が除去されたデータを受け取り、そのデータをネットワークインターフェイス105に与えるものである。
転送テーブル管理部805は、データ受け取り処理部801から通知される発信元上位層アドレスに基づいて、転送テーブル807を参照及び検索するものである。また、転送テーブル管理部805は、転送テーブル807におけるエントリを作成するものである。さらに、転送テーブル管理部805は、各エントリにおけるシーケンス番号のインクリメントを行なうものである。また、転送テーブル管理部805は、タイマを管理する機能を具備し、タイマのタイムアウトにより転送テーブル805から各エントリを削除するものである。
一時的バッファ806は、メモリやハードディスクなどの記憶媒体上に展開されるバッファである。転送テーブル807は、メモリやハードディスクなどの記憶媒体上に作成されるテーブルである。
図20は、転送テーブル807の構成例を示す。図20に示すように、転送テーブル807の各エントリは、「発信元上位層アドレス」と「シーケンス番号」とを有して構成される。
なお、「発信元上位層アドレス」は、さらに各上位層に対応して細分化することも可能である。例として、「発信元上位層アドレス1」に「Ethernetアドレス」、「発信元上位層アドレス2」に「IPアドレス」、「発信元上位層アドレス3」に「TCP/UDPポート番号」を設定することが挙げられる。
図21に、データ分配処理部106Aとデータ統合処理部106Bと間でやり取りされるデータの構成例を示す。
図21に示すように、ネットワークインターフェイスと受け渡しするデータを上位層PDU(Protocol Data Unit)とすると、「上位層PDUヘッダ部」の前方に「シーケンス番号」が付与される。なお「上位層PDU」は、「宛先上位層アドレス」、「発信元上位層アドレス」、「各種制御情報」、「上位層データ」などを有して構成される。
(D−2)第4の実施形態の動作
次に、本実施形態のデータ通信処理の動作について図面を参照して説明する。図22は、データ送信側におけるデータ分配処理部106Aの処理シーケンス例であり、図23は、データ受信側におけるデータ統合処理部106Bの処理シーケンス例である。
まず、図22に参照して、データ分配処理部106Aの処理を説明する。
ネットワークインターフェイス105からデータがデータ分配処理部106Aに与えられると、データ受け取り処理部701は、データに含まれている宛先上位層アドレスを参照し、宛先上位層アドレスに基づいて転送テーブル705を検索する(S2001〜S2003)。
転送テーブル705に宛先上位層アドレスと一致するエントリがない場合、転送テーブル管理部704は、その宛先上位層アドレスに関するエントリを作成し(S2004)、作成したエントリのシーケンス番号を初期化する(S2005)。
また、転送テーブル705に宛先上位層アドレスと一致するエントリがあった場合、S2006に進む。
転送テーブル管理部704は、現在参照している転送テーブル706のエントリのシーケンス番号をインクリメントし、シーケンス番号付与部702は、データにシーケンス番号を付与する(S2006、S2007)。
データにシーケンス番号を付与すると、データ引き渡し処理部703は、データ送信するハードウェアデバイスドライバ107を選択、決定し(S2008)、データをそのハードウェアデバイスドライバ107に与えて送信させる(S2009)。
次に、データ受信側におけるデータ統合処理部106Bの処理シーケンス例について説明する。
図23において、各ハードウェアデバイスドライバ107から受信データがデータ統合処理部106Bに与えられると、データ受け取り処理部801は、データの発信元上位層アドレスを参照し、転送テーブル807にエントリされているか否かを検索する(S2101〜2103)。
転送テーブル807に発信元上位層アドレスと一致するエントリがない場合、転送テーブル管理部805は、転送テーブル807にエントリを作成し(S2104)、作成したエントリに対する一時的なバッファエリア806を確保する(S2105)また、転送テーブル807に発信元上位層アドレスと一致するエントリがあった場合、S2106に進む。
一時的バッファ管理部802は、データのシーケンス番号を参照し、転送テーブル807においてデータの発信元上位層アドレスが一致するエントリの一時的バッファエリアに保存されているすべてのデータと現在参照しているデータを並び替え、それを再度一時的バッファエリアに保存する(S2106)。
一時的バッファ管理部802は、現在参照している転送テーブル807のエントリに対する一時的バッファエリアに空きがあるかどうかを確認し、空きがない場合はS2108へ進み、空きがある場合はステップS808へ進む(S2107)。なお、各エントリに対する一時的バッファエリアのサイズには、あらかじめある一定の制限を設定しておく。
S2108では、各ハードウェアデバイスドライバから受け取ったデータの中にまだ参照していないデータがあるかどうかを確認し、参照していないデータがある場合はステップS2102に戻り処理を繰り替えし、一方、参照していないデータがない場合はステップS2109に進む。
次に、転送テーブル807にまだ参照していないエントリがあるかどうかを確認し、まだ参照していないエントリがある場合はS2110に進み、参照していないエントリがない場合はS2126に進み、処理を終了する(S2109)。
転送テーブル807に参照していないエントリがある場合、現在参照している転送テーブル807のエントリに対する一時的バッファエリアにデータがあるかどうかを確認し、データがない場合はS2116に進み、一方、データがある場合はS2111に進む。
このとき、S2116では、一時的バッファエリアに空きがないことを示すフラグがONかどうかを確認し、フラグがONの場合はS2117へ進み、フラグがOFFの場合はS2109に進む。また、S2117では、一時的バッファエリアに空きがないことを示すフラグをOFFにし、S2108へ進む。
転送テーブル807のエントリに対する一時的バッファエリアにデータがある場合、現在参照している転送テーブルのエントリに対する一時的バッファエリアの中で先頭のデータのシーケンス番号と転送テーブルのシーケンス番号とを比較する(S2111)。
そして、一時的バッファエリアのデータのシーケンス番号が転送テーブル807のシーケンス番号より以前の場合はS2115に進む。
また、一時的バッファエリアのデータのシーケンス番号が転送テーブル807のシーケンス番号より以降の場合はS2118に進む。
さらに、一時的バッファエリアのデータのシーケンス信号が転送テーブル807のシーケンス番号と一致する場合はS2112に進む。
S2112では、シーケンス番号除去部803が、データに付与されたシーケンス番号を除去すると、シーケンス番号を除去したデータをデータ引き渡し処理部804に与え、データ引き渡し処理部804がデータをネットワークインターフェイス105に与える(S2112、S2113)。
データ引き渡し処理部804がデータをネットワークインターフェイス105に与えると、転送テーブル管理部805は、現在参照している転送テーブルのエントリのシーケンス番号をインクリメントし、S2110に戻り処理を繰り返す(S2114)。
また、S2115では、一時的バッファ管理部802が、現在参照しているデータを一時的バッファエリアから削除し、一時的バッフアエリアの先頭の位置を2番目のデータとし、S2110に戻り処理を繰り返す。
さらに、S2118では、一時的バッファエリアの中で先頭のデータのシーケンス番号と転送テーブルのシーケンス番号とが一致しなかった場合に起動するタイマが起動中かどうかを確認し(S2118)、タイマが起動中である場合はS2109に戻り処理を繰り返し、タイマが起動中でない場合はS2119に進み、タイマがタイムアウトしていた場合はS2124に進む。
タイマが起動中でない場合、一時的バッファエリアの中で先頭のデータのシーケンス番号と転送テーブルのシーケンス番号が一致しなかった場合に起動するタイマを起動し(S2120)、一時的バッファエリアに空きがないことを示すフラグがONかどうかを確認し、フラグがOFFの場合はS2109に戻り処理を繰り返し、フラグがONの場合はS2121に進む。
タイマを起動してフラグがONである場合、一時的バッファエリアに空きがないことを示すフラグをOFFにし、S2108に戻り、処理を繰り返す(S2121)。
ステップS2122では、一時的バッファエリアに空きがないことを示すフラクをONにし(S2122)、一時的バッファエリアの中で先頭のデータのシーケンス番号と転送テーブルのシーケンス番号が一致しなかった場合に起動するタイマが起動中かどうかを確認し、タイマが起動中でない場合はS2125に進み、タイマが起動中の場合はS2124へ進む(S2123)。
S2124では、一時的バッファエリアの中で先頭のデータのシーケンス番号と転送テーブルのシーケンス番号が一致しなかった場合に起動するタイマを停止し、S2125に進む。
S2125では、現在参照している転送テーブルのエントリのシーケンス番号を、そのエントリに対する一時的バッファエリアの中で先頭のデータのシーケンス番号に変更し、S2112に戻って処理を繰り返す。
そして、S2126において、処理を終了する。
なお、S2107において、一時的バッファエリアに空きがあるかどうか(バッファの大きさ)で判断したが、バッファに保存できるデータ個数に制限を設け、その制限を越えたかどうかで判断することも考えられる。
また、本実施形態でのデータ受信側におけるデータ統合処理部106Bの処理シーケンスでは、一時的バッファから上位層にデータを引き渡す場合に、シーケンス番号が連続するデータのみとしたが、一時的バッファにあるすべてのデータを引き渡すことも考えられる。
(D−3)第4の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、マルチチャネル伝送システムにおいて、データ受信側でデータ送信側が送信した順序通りにデータを受信できなかった場合でも、上位層に対しては順序通りにデータを引き渡すことが可能となる。
(E)第5の実施形態
次に、第5の実施形態について図面を参照して説明する。
(E−1)第5の実施形態の構成
図24は、本実施形態に係る無線通信装置におけるプロトコルスタックを示す。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、MAC部902の機能と、送信タイミング管理部901を備える点であるため、これらの機能構成について詳細に説明する。なお、図24において、図1と対応する構成については対応する符号を付して示す。また、第1の実施形態で既に説明した機能構成については省略する。
MAC部902は、図1の第1の実施形態で説明した機能に加えて、送信タイミンク管理部901からの指示によりデータを送信する機能を有する。
送信タイミング管理部901は、各MAC部908に対してデータを送信するタイミングを指示するものである。なお、送信タイミング管理部912は、送信タイミングを計るためのタイマを保持する。タイマ値はシステムであらかじめ決められた値であっても通信状況により動的に変更が可能なものであっても良い。
図10は、データ送信側におけるMAC部902の内部構成を示す機能ブロック図である。
図10に示すように、本実施形態のMAC部902は、送信バッファ911、データ送信手段912、送信バッファ管理手段913を有して構成される。
送信バッファ911は、メモリやハードディスクなどの記憶媒体であり、ハードウェアデバイスドライバ107が送信データを書き込む領域である。
データ送信手段912は、送信バッファ911に書き込まれた送信データを、送信タイミング管理部901からの指示により、Base band部109に与えるものである。また、データ送信手段912は、データの送信が完了した時に、送信バッファ管理手段913に対し、送信完了の通知を行なうものである。
送信バッファ管理手段913は、送信バッファ911の送信データや送信バッファの状態を管理するものである。また、送信バッファ管理手段913は、ハードウェアデバイスドライバ107より送信データの書き込みの通知を受け取ると、データ送信手段912に送信データがある旨の通知するものである。
(E−2)第5の実施形態の動作
次に、本実施形態のデータ送信側におけるMAC部902の処理について図25を参照して説明する。
まず、ハードウェアデバイスドライバ107から送信データがMAC部902に与えられると、送信データは送信バッファ911に書き込まれる。
送信データが送信バッファ911に書き込まれると、送信データが書き込まれた旨が送信バッファ管理手段913に通知される。
また、送信バッファ管理手段913は、ハードウェアデバイスドライバ107からの通知を受け取ると、送信バッファ911に送信データがあることをデータ送信手段1002に通知する。
送信バッファ管理手段913からの通知がデータ送信手段912に与えられると、データ送信手段912は、送信タイミング管理部901からの送信タイミング指示を待つ。
そして、送信タイミング管理部901は、管理するタイマにより送信タイミングの時期を判定すると、各データ送信手段912にデータを送信するよう指示する。
データ送信手段912は、送信タイミング管理部からの指示を受け取ると、送信バッファにあるデータの1つを送信する。送信バッファにデータがない場合は、何も行なわない。
(E−3)第5の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、マルチチャネル伝送システムにおいて、データ送信側が各無線伝送チャネルの送信タイミングを同期させることにより、データ受信側でのデータ到達順序の不整合を軽減することが可能となる。
(F)第6の実施形態
次に、第6の実施形態について図面を参照して説明する。
第6の実施形態は、無線通信装置を有する移動局を説明する。本実施形態では、その移動局が基地局の単信エリアに進入した際に、基地局からそれぞれの無線伝送チャネル毎に定期的に送信される制御データを受信し、各無線伝送チャネルの通信品質を判定することにより、アプリケーションデータの通信を行なうための無線伝送チャネルを選択する場合である。
(F−1)第6の実施形態の構成
図26は、無線通信装置を有する移動局の内部構成を示す機能ブロック図である。
図26に示すように、本実施形態の移動局の無線通信装置は、複数(図26ではm(正の整数)個)の無線伝送チャネル(#1〜#m)1101、無線伝送チャネル切替部1102、通信制御部1103、制御データ送受信部1104、無線伝送チャネル管理部1105を少なくとも有して構成される。
各無線伝送チャネル1101は、例えば、アンテナ部、RF部、IF部等から構成されるものである。ここで、無線伝送チャネル1101の数は、移動局の構成により異なり、特に限定されない。
各無線伝送チャネル1101は、図示しない基地局が送出した無線信号を受信し、その受信信号に対して所定の復調処理を施してディジタル信号に変換し、変換したディジタル信号を無線伝送チャネル切替部1102与えるものである。
また、各無線伝送チャネル1101は、無線伝送チャネル切替部1102から与えられたディジタル信号に所定の変調処理を施して無線信号に変換し、その変換した無線信号を送出して基地局に送信するものである。
さらに、各無線伝送チャネル1101は、到来した無線信号の受信強度を計測することができ、その計測した受信強度を無線伝送チャネル切替部1102に通知するものである。
無線伝送チャネル切替部1102は、各無線伝送チャネル1101からディジタル信号を受け取り、その受け取ったディジタル信号を通信制御部1103に与えるものである。このとき、無線伝送チャネル切替部1102は、各無線伝送チャネル1101から通知される無線信号の受信強度を、無線伝送チャネル番号の情報と共に無線伝送チャネル管理部1105に通知するものである。
また、無線伝送チャネル切替部1102は、通信制御部1103からディジタル信号を受け取り、その受け取ったディジタル信号を各無線伝送チャネル1101に与えるものである。
さらに、無線伝送チャネル切替部1102は、通信制御部1103からの指示により、アプリケーションデータを通信する際に、ディジタル信号を引き渡す無線伝送チャネル1101を切り替えるものである。
通信制御部1103は、Baseband部、MAC部等から構成されるものである。ここで、通信制御部1103を構成するBaseband部、MAC部の数は、移動局の構成により異なり、特に限定されるものではないが、無線伝送チャネルの数に等しいことが望ましい。
通信制御部1103は、無線伝送チャネル切替部1102から受け取ったディジタル信号を構成しているデータフレーム(ここでは制御データ)に変換し、そのデータフレームを無線伝送チャネル番号の情報と共に制御データ送受信部1104に与えるものである。また、通信制御部1103は、制御データ送受信部1104から受け取った制御データを所定の構成を有するディジタル信号に変換し、無線伝送チャネル番号の情報を有するディジタル信号として無線伝送チャネル切替部1102に与えるものである。
また、通信制御部1103は、それぞれのBaseband部及びMAC部において、基地局が割り当てるスロットにアクセスする機能を具備する。
さらに、通信制御部1103は、無線伝送チャネル切替部1102から受け取ったディジタル信号のビット誤り率を計測し、計測したビット誤り率を無線伝送チャネル番号の情報と共に無線伝送チャネル管理部1105に通知するものである。
また、通信制御部1103は、無線伝送チャネル管理部1105からの指示により、アプリケーションデータを通信する際に、無線伝送チャネル切替部1102がディジタル信号を与える無線伝送チャネル1101を指示するものである。
制御データ送受信部1104は、通信制御部1103から制御データ及びその制御データを受信した無線伝送チャネル番号の情報を受け取るものである。また、制御データ送受信部1104は、通信制御部1103に無線伝送チャネル番号の情報と共に制御データを与えるものである。また、制御データ送受信部1104は、通信制御部1103から受け取った制御データのフレーム誤り率を計測し、無線伝送チャネル番号の情報と共に無線伝送チャネル管理部1105に通知するものである。
無線伝送チャネル管理部1105は、無線伝送チャネル切替部1102から通知される各無線伝送チャネル1101の無線信号の強度と、通信制御部1103から通知される各無線伝送チャネル1101のビット誤り率と、制細データ送受信部104から通知される各無線伝送チャネル1101のフレーム誤り率とを受け取り、これら情報を通信品質管理テーブル1106に保持するものである。
図27は、通信品質管理テーブル1106の構成例を示す。図27に示すように、通信品質管理テーブル1106は、「無線伝送チャネル番号」、「無線信号の(受信)強度」、「ビット誤り率」、「フレーム誤り率」を有して構成される。
また、無線伝送チャネル管理部1105は、通信品質管理テーブル1106に基づいて、各無線伝送チャネル1101の通信品質を判定する通信品質判定機能を具備し、アプリケーションデータを通信する際に使用する無線伝送チャネル1101を通信制御部1103に指示するものである。
(F−2)第6の実施形態の動作
次に、本実施形態の動作について図26を参照して説明する。なお、図26における実線矢印はデータ(制御データ)の流れを示し、破線矢印はメッセージ(通知や指示)の流れを示す。さらに、太い実線矢印は第6の実施形態で使用するデータの流れであり、細い実線は第6の実施形態では使用しないデータの流れである。
図26の無線通信装置を有する移動局が、ある基地局の通信エリアに進入すると、各無線伝送チャネル1101は、基地局から定期的に送信される制御データの無線信号を受信すると共に、その無線信号の受信強度を計測し、計測した受信強度を無線伝送チャネル切替部1102へ通知する。
各無線伝送チャネル1101から計測した無線信号の受信強度が無線伝送チャネル切替部1102に与えられると、無線伝送チャネル切替部102は、その無線信号の受信強度と共に、無線伝送チャネル番号の情報を無線伝送チャネル管理部1105に通知する。
無線信号の受信強度が無線伝送チャネル管理部1105に与えられると、無線伝送チャネル管理部1105は、その無線信号の受信強度を各無線伝送チャネル毎に通信品質管理テーブル1106に記録する。
一方、各無線伝送チャネル1101は、基地局から受信した無線信号に所定の復調処理を施してディジタル信号に変換し、無線伝送チャネル切替部1102に与える。
各無線伝送チャネル1101からディジタル信号が無線伝送チャネル切替部1102与えられると、無線伝送チャネル切替部1102は、受け取ったディジタル信号を通信制御部1103に与える。
無線伝送チャネル切替部1102からディジタル信号が通信制御部1103に与えられると、通信制御部1103は、そのディジタル信号のビット誤り率を計測し、無線伝送チャネル番号と共に無線伝送チャネル管理部1105に与える。
通信制御部1103からディジタル信号のビット誤り率を受け取ると、無線伝送チャネル管理部1105は、そのディジタル信号のビット誤り率を通信品質管理テーブル1106にそれぞれの無線伝送チャネル毎に記録する。
また、通信制御部1103は、無線伝送チャネル切替部1102からディジタル信号を受け取ると、そのディジタル信号をデータフレーム(ここでは制御データ)に変換して、無線伝送チャネル番号と共に制御データ送受信部1104に与える。
通信制御部1103からデータフレームが制御データ送受信部1104に与えられると、制御データ送受信部1104は、その制御データのフレーム誤り率を計測し、無線伝送チャネル番号と共に無線伝送チャネル管理部1105に通知する。
制御データ送受信部1104から制御データのフレーム誤り率が無線伝送チャネル管理部1105に与えられると、無線伝送チャネル管理部1105は、制御データのフレーム誤り率を通信品質管理テーブル1106にそれぞれの無線伝送チャネル毎に記録する。
以上のようにして、無線伝送チャネル管理部1105は、ある無線伝送チャネルに関する計測結果を通信品質管理テーブル1106に記録すると、別の未記録の無線伝送チャネルに切り替えるよう、無線伝送チャネル番号と共に通信制御部1103へ指示する。
通信制御部1103は、無線伝送チャネル管理部1105から指示を受け取ると、無線伝送チャネルを切り替えるよう、無線伝送チャネル切替部1102に指示し、別の無線伝送チャネルに関する計測を行ない、すべての無線伝送チャネルについて繰り返し行なう。
これにより、無線伝送チャネル管理部1105は、基地局が提供するすべての無線伝送チャネルに関して計測を完了すると、通信品質がある一定のしきい値を超える無線伝送チャネルを選択する。なおこのとき、移動局が持つ無線伝送チャネルの数よりも、通信品質がある一定のしきい値を超える無線伝送チャネルの数のほうが多い場合は、通信品質の良いものから順に、移動局が持つ無線伝送チャネルの数だけ無線伝送チャネルを選択する。
無線伝送チャネル管理部1105は、選択した無線伝送チャネルを使用してアプリケーションデータの通信を行なうよう、無線伝送チャネル番号と共に通信制御部1103へ指示する。
なお、ここでの説明は本発明に関連する動作のみの説明である。
(F−3)第6の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、マルチチャネル伝送システムにおいて、アプリケーションデータの通信に先立って各無線伝送チャネルの通信品質を判定し、通信品質の良い無線伝送チャネルを選択することによって、アプリケーションデータの伝送効率を維持することが可能となる。
(G)第7の実施形態
次に、第7の実施形態を図面を参照して説明する。
第7の実施形態は、移動局が基地局とアプリケーションデータの通信中に、ある無線伝送チャネルの通信品質が劣化した場合に、その無線伝送チャネルでのデータ通信を停止し、別の通信品質の良好な無線伝送チャネルヘ切り替えることにより、アプリケーションデータの伝送効率を維持する場合を説明する。
(G−1)第7の実施形態の構成
図28は、本実施形態の無線通信装置を有する移動局の内部構成例を示す機能ブロック図である。
図28に示すように、本実施形態の移動局の無線通信装置は、複数の無線伝送チャネル1201、無線伝送チャネル切替部1202、通信制御部1203、制御データ送受信部1204、無線伝送チャネル管理部1205、アプリケーションデータ送受信部1206、アプリケーション1207を少なくとも有して構成される。
本実施形態は、アプリケーションデータ送受信部1206及びアプリケーション1207を新たに備え、これら機能構成を備えることにより通信制御部1203と無線伝送チャネル管理部1205の機能構成が第6の実施形態と異なる。そこで、以下では、本実施形態の特徴的な機能構成について詳細に説明し、第6の実施形態で説明した機能構成については省略する。
無線伝送チャネル1201は、第6の実施形態で説明した主な機能のほかに、基地局から送信される無線信号の受信強度を計測し続け、定期的に受信強度を無線伝送チャネル切替部1202に与える。
通信制御部1203は、第6の実施形態と同様に、無線伝送チャネル切替部1202からディジタル信号を受け取り、データフレームにして制御データ送受信部1204に与えたり、制御データ送受信部1204から与えられた制御データをディジタル信号に変換して無線伝送チャネル切替部1202に与えたりするものである。
また、通信制御部1203は、無線伝送チャネル切替部1202から与えられたデータがアプリケーションデータである場合には、そのアプリケーションデータを無線伝送チャネル番号の情報と共にアプリケーションデータ送受信部1206に与えるものである。また、通信制御部1203は、アプリケーションデータ送受信部1206から与えられたアプリケーションデータをディジタル信号に変換して無線伝送チャネル切替部1202に与えるものである。
さらに、通信制御部1203は、無線伝送チャネル切替部1202から受け取ったディジタル信号のビット誤り率を計測し続け、無線伝送チャネル番号の情報と共に定期的に無線伝送チャネル管理部1205へ通知する。
無線伝送チャネル管理部1205は、第6の実施形態で説明した主な機能のほかに、無線伝送チャネル切替部1202から通知される各無線伝送チャネル1201の無線信号の受信強度と、通信制御部203から通知される各無線伝送チャネル201のビット誤り率と、制御データ送受信部204から通知される各無線伝送チャネル201のフレーム誤り率と、アプリケーションデータ送受信部206から通知される各無線伝送チャネル201のフレーム誤り率とを受け取り、これらの情報を通信品質管理テーブル1106に保持する機能を具備する。
なお、本実施形態の通信品質管理テーブル1106における「フレーム誤り率」は、制御データ送受信部1204から通知されるフレーム誤り率と、アプリケーションデータ送受信部1206から通知されるフレーム誤り率とで共有される。
アプリケーションデータ送受信部1206は、通信制御部1203からアプリケーションデータとアプリケーションデータを受信した無線伝送チャネル番号の情報とを受け取り、アプリケーションデータをアプリケーション1207に与えるものである。また、アプリケーションデータ送受信部1206は、アプリケーション1207からアプリケーションデータを受け取り、受け取ったアプリケーションデータを通信制御部1203に与えるものである。
また、アプリケーションデータ送受信部1206は、通信制御部1203から受け取ったアプリケーションデータのフレーム誤り率を計測し、計測したフレーム率を無線伝送チャネル番号の情報と共に無線伝送チャネル管理部1205に与えるものである。
アプリケーション1207は、TCP/IP、UDP/IP、音声、映像等のアプリケーションである。アプリケーション1207は、アプリケーションデータ送受信部206からアプリケーションデータを受け取ったり、又はアプリケーションデータ送受信部206にアプリケーションデータを与えたりするものである。
(G−2)第7の実施形態の動作
次に、本実施形態の動作について図28を参照して説明する。なお、図28における実線矢印はデータ(制御データ)の流れを示し、破線矢印はメッセージ(通知や指示)の流れを示す。さらに、太い実線矢印は第7の実施形態で使用するデータの流れであり、細い実線は第7の実施形態では使用しないデータの流れである。
図28に示す移動局が、基地局の通信エリアに進入し、基地局とアプリケーションデータの通信中に、無線伝送チャネル1201は、基地局から連続的に送信されるアプリケーションデータの無線信号を受信すると、その無線信号の強度を計測し、定期的に無線伝送チャネル切替部1202へ通知する。
無線伝送チャネル切替部1202は、無線伝送チャネル1201から定期的に無線信号の強度を通知されると、無線伝送チャネル番号と共に無線伝送チャネル管理部1205へ通知する。
無線伝送チャネル管理部1205は、無線伝送チャネル切替部1202から定期的に信号強度を通知されると、通信品質管理テーブルヘそれぞれの無線伝送チャネル毎に無線信号の強度を記録する。
一方、無線伝送チャネル1201は、基地局から受信した無線信号をディジタル信号に変換して、無線伝送チャネル切替部1202へ引き渡す。
無線伝送チャネル切替部1202は、無線伝送チャネル1201から受け取ったディジタル信号を通信制御部1203へ引き渡す。
通信制御部1203は、無線伝送チャネル切替部1202からディジタル信号を受け取ると、そのディジタル信号のビット誤り率を計測し、無線伝送チャネル番号と共に定期的に無線伝送チャネル管理部1205へ通知する。
無線伝送チャネル管理部1205は、通信制御部1203から定期的にビット誤り率を通知されると、通信品質管理テーブルヘそれぞれの無線伝送チャネル毎にビット誤り率を記録する。
また、通信制御部1203は、無線伝送チャネル切替部1202から受け取ったディジタル信号をデータフレーム(ここではアプリケーションデータ)に変換して、無線伝送チャネル番号と共にアプリケーションデータ送受信部1206へ引き渡す。
アプリケーションデータ送受信部1206は、通信制御部1203からアプリケーションデータを受け取ると、そのアプリケーションデータのフレーム誤り率を計測し、無線伝送チャネル番号と共に定期的に無線伝送チャネル管理部1205へ通知する。
無線伝送チャネル管理部1205は、アプリケーションデータ送受信部1206から定期的にフレーム誤り率を通知されると、通信品質管理テーブルヘそれぞれの無線伝送チャネル毎にフレーム誤り率を記録する。
ここで、ある無線伝送チャネルの通信品質が劣化した場合、無線伝送チャネル管理部1205は、通信品質管理テーブルより、現在使用している無線伝送チャネルの中で、通信品質がある一定のしきい値を下回る無線伝送チャネル番号を検出する。無線伝送チャネル管理部1205は、通信品質が劣化した無線伝送チャネルでのデータ転送を停止するよう、その無線伝送チャネル番号と共に通信制御部1203に指示する。
通信制御部1203は、無線伝送チャネル管理部からの指示を受け取ると、その無線伝送チャネルでのデータ転送を停止する。
無線伝送チャネル管理部1205は、現在使用していない無線伝送チャネルに切り替えるよう、無線伝送チャネル番号と共に通信制御部1203へ指示する。
通信制御部1203は、無線伝送チャネル管理部1205から指示を受け取ると、無線伝送チャネルを切り替えるよう、無線伝送チャネル切替部1202に指示する。
無線伝送チャネルを切り替えた後、第6の実施形態と同様に、基地局から定期的に送信される制御データによって、その無線伝送チャネルの無線信号の強度、ビット誤り率、フレーム誤り率を計測する。
現在使用していない無線伝送チャネルに関して、上記の計測を繰り返し、通信品質管理テーブルに無線信号の強度、ビット誤り率、フレーム誤り率を記録する。
無線伝送チャネル管理部1205は、現在使用していないすべての無線伝送チャネルに関して計測を完了すると、通信品質がある一定のしきい値を超え、最も通信品質の良い無線伝送チャネルを選択し、その無線伝送チャネルを使用してアプリケーションデータの通信を再開する。通信品質がある、一定のしきい値を超える無線伝送チャネルがなかった場合は、通信品質がある一定のしきい値を超える、無線伝送チャネルを検出するまで、上記の計測を繰り返す。
なお、ここでの説明は本発明に関連する動作のみの説明である。
(G−3)第7の実施形態の効果
以上のように、本実施形態よれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、マルチチャネル伝送システムにおいて、アプリケーションデータの通信中に、ある無線伝送チャネルの通信品質が劣化した場合でも、その無線伝送チャネルでの通信を停止し、別の通信品質の良い無線伝送チャネルに切り替えることによって、アプリケーションデータの伝送効率を維持することが可能となる。
また、本実施形態によれば、上位層にある一定の伝送帯域を必要とする音声通信や映像通信のようなアプリケーションを持つシステムに特に有効である。そのようなシステムに適用することで、伝送帯域の低下によるアプリケーションの乱れや途切れを回避することができる。
(H)第8の実施形態
次に、第8の実施形態を図面を参照して説明する。
第8の実施形態では、移動局が基地局とアプリケーションデータの通信中に、基地局がそれぞれの無線伝送チャネルの通信品質を定期的に確認して移動局に通知し、移動局はその通信品写の情報によってそれぞれの無線伝送チャネルの通信品質を認識する。ある無線伝送チャネルの通信品質が劣化したと認識した場合、移動局はその無線伝送チャネルでのデータ通信を停止し、別の通信品質の良好な無線伝送チャネルへ切り替えることにより、アプリケーションデータの伝送効率を維持する場合を説明する。
(H−1)第8の実施形態の構成
図29は、本実施形態の無線通信装置を有する基地局の内部構成例を示す機能ブロック図である。
図29に示すように、本実施形態の基地局が有する無線通信装置は、複数(本実施形態ではm個)の無線伝送チャネル(#1〜#m)1301、無線伝送チャネル切替部1302、通信制御部1303、制御データ送受信部1304、無線伝送チャネル管理部1305、アプリケーションデータ送受信部1306、アプリケーション1307を有して構成される。
また、本実施形態の基地局の無線通信装置の構成は、第6の実施形態の移動局の無線通信装置の構成に対応する。
各無線伝送チャネル1301は、アンテナ部、RF部、IF部等から構成される。基地局はすべての無線伝送チャネル1301を使用可能である。
また、各無線伝送チャネル1301は、移動局から受信した無線信号をディジタル信号に変換して無線伝送チャネル切替部1302に与え、無線伝送チャネル切替部1302から受け取ったディジタル信号を無線信号に変換して移動局へ送信する。さらに、各無線伝送チャネル1301は、移動局から送信される無線信号の強度を計測し続け、定期的に無線伝送チャネル切替部1302へ通知する機能を具備する。
無線伝送チャネル切替部1302は、各無線伝送チャネル1301から受け取ったディジタル信号を通信制御部1303に与えたり、又は通信制御部1303から受け取ったディジタル信号を各無線伝送チャネル1301に与えたりするものである。また、無線伝送チャネル切替部1302は、各無線伝送チャネル1301から定期的に通知される無線信号の受信強度を無線伝送チャネル番号の情報と共に無線伝送チャネル管理部1305に通知するものである。さらに、無線伝送チャネル切替部1302は、通信制御部1303からの指示により、アプリケーションデータを通信する際に、ディジタル信号を引き渡す無線伝送チャネル1301を切り替えるものである。
通信制御部1303は、Baseband部、MAC部等から構成される。基地局はすべてのBaseband部及びMAC部を使用可能である。
また、通信制御部1303は、無線伝送チャネル切替部1302から受け取ったディジタル信号をデータフレームに変換して、制御データの場合は無線伝送チャネル番号の情報と共に制御データ送受信部1304に与えたり、制御データ送受信部1304から受け取った制御データをディジタル信号に変換して無線伝送チャネル番号の情報と共に無線伝送チャネル切替部1302に与えたりするものである。
また、通信制御部1303は、無線伝送チャネル切替部1302から与えられたデータがアプリケーションデータの場合は、そのアプリケーションデータと無線伝送チャネル番号の情報とをアプリケーションデータ送受信部1306に与えるたり、アプリケーションデータ送受信部1306から受け取ったアプリケーションデータをディジタル信号に変換して無線伝送チャネル切替部1302に与えたりするものである。
また、通信制御部1303は、それぞれのBaseband部及びMAC部において、移動局がアクセス可能なスロットを割り当てる機能を具備する。
さらに、通信制御部1303は、無線伝送チャネル切替部1302から受け取ったディジタル信号のビット誤り率を計測し続け、無線伝送チャネル番号の情報と共に定期的に無線伝送チャネル管理部305へ通知するものである。
また、通信制御部1303は、無線伝送チャネル管理部1305からの指示により、アプリケーションデータを通信する際に、無線伝送チャネル切替部1302がディジタル信号を与える無線伝送チャネル1301を指示するものである。
制御データ送受信部1304は、定期的に制御データを生成し、生成した制御データと制御データを送信する無線伝送チャネル番号の情報とを通信制御部1303に与えるものである。また、制御データ送受信部1304は、通信制御部1303から制御データ及びその制御データを受信した無線伝送チャネル番号の情報を受け取る。また、制御データ送受信部1304は、無線伝送チャネル管理部1305より通信品質の情報を通知されると、その情報を制御データとして生成し、通信制御部1303に与えるものである。
無線伝送チャネル管理部1305は、無線伝送チャネル切替部1302から通知される各無線伝送チャネル1301の無線信号の強度、通信制御部1303から通知される各無線伝送チャネル1301のビット誤り率、及びアプリケーションデータ送受信部1306から通知される各無線伝送チャネル1301のフレーム誤り率を受け取り、これらの情報を通信品質管理テーブル1308に保持するものである。
ここで、図30は、本実施形態の通信品質管理テーブル1308の構成例を示す。通信品質管理テーブル1308は、「移動局番号」、「無線伝送チャネル番号」、「無線信号の受信強度」、「ビット誤り率」、及び「フレーム誤り率」を有して構成される。
また、無線伝送チャネル管理部1305は、通信品質管理テーブル1308より各無線伝送チャネル1301の通信品質を判定する通信品質判定機能を具備し、通信品質判定機能が通信品質管理テーブル1308に基づいて各無線伝送チャネルの通信品質を判定し、アプリケーションデータを通信する際に使用する無線伝送チャネル1301を通信制御部1303に指示するものである。また、無線伝送チャネル1305は、通信品質管理テーブル1308の情報を定期的に制御データ送受信部1304へ通知する機能を具備する。
アプリケーションデータ送受信部1306は、通信制御部1303からアプリケーションデータ及びそのアプリケーションデータを受信した無線伝送チャネル番号の情報を受け取り、アプリケーションデータをアプリケーション1307へ引き渡す。またアプリケーションデータ送受信部1306は、アプリケーション1307からアプリケーションデータを受け取り、通信制御部1303へ引き渡す。またアプリケーションデータ送受信部1306は、通信制御部1303から受け取ったアプリケーションデータのフレーム誤り率を計測し、無線伝送チャネル番号の情報と共に無線伝送チャネル管理部1305へ通知する機能を具備する。
アプリケーション1307は、TCP/IP、UDP/IP、音声、映像等のアプリケーションである。アプリケーションデータ送受信部1306からアプリケーションデータを受け取り、アプリケーションデータ送受信部1306ヘアプリケーションデータを与えるものである。
(H−2)第8の実施形態の動作
次に、本実施形態の動作について図29を参照して説明する。なお、図29における実線矢印はデータ(制御データ)の流れを示し、破線矢印はメッセージ(通知や指示)の流れを示す。さらに、太い実線矢印は第8の実施形態で使用するデータの流れであり、細い実線は第8の実施形態では使用しないデータの流れである。
図29において、移動局が基地局とアプリケーションデータの通信中に、無線伝送チャネル1301は、移動局から連続的に送信されるアプリケーションデータの無線信号を受信すると、その無線信号の強度を計測し、定期的に無線伝送チャネル切替部1302へ通知する。
無線伝送チャネル切替部1302は、無線伝送チャネル1301から定期的に無線信号の受信強度を通知されると、無線伝送チャネル番号と共に無線伝送チャネル管理部1305へ通知する。
無線伝送チャネル管理部1305は、無線伝送チャネル切替部1302から定期的に信号強度を通知されると、通信品質管理テーブル1308にそれぞれの無線伝送チャネル毎に無線信号の強度を記録する。
一方、無線伝送チャネル1301は、移動局から受信した無線信号をディジタル信号に変換して、無線伝送チャネル切替部1302に与える。
無線伝送チャネル切替部1302は、無線伝送チャネル1301から受け取ったディジタル信号を通信制御部1303に与える。
通信制御部1303は、無線伝送チャネル切替部1302からディジタル信号を受け取ると、そのディジタル信号のビット誤り率を計測し、無線伝送チャネル番号と共に定期的に無線伝送チャネル管理部1305に通知する。
無線伝送チャネル管理部1305は、通信制御部1303から定期的にビット誤り率を通知されると、通信品質管理テーブル1308にそれぞれの無線伝送チャネル毎にビット誤り率を記録する。
一方、通信制御部1303は、無線伝送チャネル切替部1302から受け取ったディジタル信号をデータフレーム(ここではアプリケーションデータ)に変換して、無線伝送チャネル番号と共にアプリケーションデータ送受信部1306に与える。
アプリケーションデータ送受信部1306は、通信制御部1303からアプリケーションデータを受け取ると、そのアプリケーションデータのフレーム誤り率を計測し、無線伝送チャネル番号と共に定期的に無線伝送チャネル管理部1305に通知する。
無線伝送チャネル管理部1305は、アプリケーションデータ送受信部1306から定期的にフレーム誤り率を通知されると、通信品質管理テーブル1308にそれぞれの無線伝送チャネル毎にフレーム誤り率を記録する。
無線伝送チャネル管理部1305は、それぞれの無線伝送チャネルに関する無線信号の強度、ビット誤り率、フレーム誤り率の情報を定期的に制御データ送受信部1304に通知する。
制御データ送受信部1304は、無線伝送チャネル管理部1305から情報を通知されると、それを制御データとして通信制御部1303に与える。
通信制御部1303は、制御データ送受信部1304からそれぞれの無線伝送チャネルに関する情報が含まれた制御データを受け取ると、ディジタル信号に変換して、無線伝送チャネル切替部1302に与える。
無線伝送チャネル切替部1302は、通信制御部1303からディジタル信号を受け取ると、無線伝送チャネル1301へ引き渡す。
無線伝送チャネル1301は、無線伝送チャネル切替部1302からディジタル信号を受け取ると、無線信号に変換して移動局に送信する。
移動局では、基地局から定期的に送信される制御データに含まれるそれぞれの無線伝送チャネルに関する情報を確認し、ある無線伝送チャネルの通信品質が劣化したと認識した場合、その無線伝送チャネルでのデータ転送を停止し、通信品質が良好な無線伝送チャネルに切り替える。この際の移動局の動作は、第7の実施形態での移動局の動作と同様である。
(H−3)第8の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第7の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、無線通信装置を基地局に搭載することができる。
(I)第9の実施形態
次に、第9の実施形態を図面を参照して説明する。
第9の実施形態では、移動局が基地局とアプリケーションデータを通信する際に、アプリケーションに要求される通信品質条件を満たす無線伝送チャネルを選択してデータ通信を行なうことによりアプリケーション間での無線伝送帯域の使用効率を向上する場合を示す。
(I−1)第9の実施形態の構成
図31は、本実施形態の無線通信装置を有する移動局の内部構成例を示す機能ブロック図である。
図31に示すように、本実施形態の移動局の無線通信装置は、複数の無線伝送チャネル1401、無線伝送チャネル切替部1402、通信制御部1403、制御データ送受信部1404、無線伝送チャネル管理部1405、アプリケーションデータ送受信部1406、アプリケーション1407を少なくとも有して構成される。
本実施形態が第7の実施形態と異なるところは、アプリケーションデータ送受信部1406、無線伝送チャネル管理部1405の機能構成である。そこで、以下では、これらの機能構成について詳細に説明し、第7の実施形態で説明した他の構成要件の機能説明は省略する。
アプリケーションデータ送受信部1406は、第7の実施形態で説明した機能のほかに、通信制御部1403から受け取ったアプリケーションデータの伝送時間及びスループットを計測して、その計測した伝送時間及びスループットを無線伝送チャネル番号の情報と共に、無線伝送チャネル管理部1405に与えるものである。
また、アプリケーションデータ送受信部1406は、通信前あるいは通信中のアプリケーションデータに関して、そのアプリケーションの種別と、そのアプリケーションデータの送信に要求される通信品質条件を無線伝送チャネル管理部1405に通知するものである。
無線伝送チャネル管理部1405は、アプリケーションデータ送受信部1406から各無線伝送チャネル1401の伝送時間及びスループットを受け取り、その伝送時間及びスループットを各無線伝送チャネル毎に通信品質管理テーブル1408に記録するものである。
ここで、図32は、本実施形態の通信品質管理テーブル1408の構成例である。図32に示すように、通信品質管理テーブル1408は、「無線伝送チャネル番号」、「伝送時間」、「スループット」を有して構成される。
また、無線伝送チャネル管理部1405は、アプリケーションデータ送受信部1406から通信品質条件を受け取り、その通信品質条件を通信品質条件テーブル1409に保持するものである。
ここで、図33は、本実施形態の通信品質条件テーブル1409の例を示す。図33に示すように、通信品質条件テーブル1409は、「アプリケーション種別」、「要求される伝送時間」、「要求されるスループット」を有して構成される。
無線伝送チャネル管理部1405は、通信品質管理テーブル1408及び通信品質条件テーブル1409に基づいて、各無線伝送チャネル1401のうちどの無線伝送チャネル1401でアプリケーションを通信するかを判定するアプリケーション伝送チャネル選択機能を具備し、アプリケーションデータを通信する際に使用する無線伝送チャネル401を通信制御部1403に指示するものである。
(I−2)第9の実施形態の動作
次に、本実施形態の動作について図31を参照して説明する。なお、図31における実線矢印はデータ(制御データ)の流れを示し、破線矢印はメッセージ(通知や指示)の流れを示す。さらに、太い実線矢印は第9の実施形態で使用するデータの流れであり、細い実線は第9の実施形態では使用しないデータの流れである。
移動局が基地局とアプリケーションデータの通信中、無線伝送チャネル1401がアプリケーションデータの無線信号を受信し、通信制御部1403により変換されたディジタル信号がアプリケーションデータ送受信部1406に与えられるまでの動作は第7の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
アプリケーションデータ送受信部1406に通信制御部1403からのディジタル信号が与えられると、アプリケーションデータ送受信部1406は、そのアプリケーションデータの伝送時間とスループットとを計測し、その伝送時間及びスループットを無線伝送チャネル番号と共に定期的に無線伝送チャネル管理部1405に与える。
また、アプリケーションデータ送受信部1406は、アプリケーション1407からアプリケーションデータを受け取ると、そのアプリケーションの種別、要求される伝送時間、要求されるスループットを認識し、無線伝送チャネル管理部1405へ通知する。
無線伝送チャネル管理部1405は、アプリケーションデータ送受信部1406から定期的に伝送時間、スループットを通知されると、通信品質管理テーブル1408にそれぞれの無線伝送チャネル毎に記録する。
また、無線伝送チャネル管理部1405は、アプリケーションデータ送受信部1406からアプリケーションの種別、要求される伝送時間、要求されるスループットを通知されると、通信品質条件テーブル1409に記録する。
ここで、ある無線伝送チャネルの通信品質が劣化した場合、無線伝送チャネル管理部1405は、通信品質管理テーブル1408と通信品質条件テーブル1409より、通信品質が劣化した状態でも通信可能なアプリケーションをその無線伝送チャネルで通信するよう、通信制御部1403に指示する。
通信制御部1403は、無線伝送チャネル管理部1405より指示のあったアプリケーションに関して、通信品質の劣化したチャネルで通信するよう、無線伝送チャネル切替部1402に指示する。
なお、通信品質が、どのアプリケーションの要求条件よりも下回った場合は、その無線伝送チャネルでの通信を停止する。
無線伝送チャネル管理部1405は、現在使用していない無線伝送チャネルに切り替えるよう、無線伝送チャネル番号と共に通信制御部1403へ指示する。
通信制御部1403は、無線伝送チャネル管理部1405から指示を受け取ると、無線伝送チャネルを切り替えるよう無線伝送チャネル切替部1402に指示する。
無線伝送チャネルを切り替えた後、第6の実施形態と同様に、基地局から定期的に送信される制御データによって、その無線伝送チャネルの無線信号の強度、ビット誤り率、フレーム誤り率を計測する。
現在使用していない無線伝送チャネルに関して、上記の計測を繰り返し、通信品質管理テーブルに無線信号の強度、ビット誤り率、フレーム誤り率を記録する。
無線伝送チャネル管理部1405は、現在使用していないすべての無線伝送チャネルに関して計測を完了すると、通信品質がある一定のしきい値を超え、最も通信品質の良い無線伝送チャネルを選択し、その無線伝送チャネルを使用してアプリケーションデータの通信を再開する。通信品質がある一定のしきい値を超える無線伝送チャネルがなかった場合は、通信品質がある一定のしきい値を超える、無線伝送チャネルを検出するまで、上記の計測を繰り返す。
(I−3)第9の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第6及び第7の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、マルチチャネル伝送システムにおいて、複数のアプリケーションを通信する場合に、ある無線伝送チャネルの通信品質が劣化した場合でも、その通信品質でも通信可能なアプリケーションを選択して通信を行なうことによって、アプリケーション間での無線伝送帯域の使用効率を向上することが可能となる。
また、本実施形態によれば、通信品質の異なる無線伝送チャネル毎に通信するアプリケーションを振り分けることにより、システム全体の無線伝送帯域の使用効率を向上することが可能となる。
さらに、本実施形態によれば、上位層にデータ通信や音声通信などマルチメディア通信を同時に行なうようなアプリケーションを持つシステムにおいて有効である。そのようなシステムでは、アプリケーション毎に必要とされる通信品質が異なるが、無線伝送チャネルの使用可否判定基準はより条件が厳しいデータ通信となり、音声通信が可能な場合でもその無線伝送チャネルは使用されない。しかし、本実施形態を適用することにより、ある程度通信品質が劣化した無線伝送チャネルでは音声通信、通信品質が良好な無線伝送チャネルではデータ通信を行なうことができるため、無線伝送帯域の使用効率を向上することが可能となる。
(J)第10の実施形態
次に、第10の実施形態を図面を参照して説明する。
第10の実施形態では、移動局が基地局とアプリケーションデータを通信する際に、基地局がそれぞれの無線伝送チャネルの通信品質を定期的に確認して移動局に通知し、移動局はその通信品質の情報によってそれぞれの無線伝送チャネルの通信品質を認識する。移動局は、アプリケーションに要求される通信品質条件を満たす無線伝送チャネルを選択してデータ通信を行なうことにより、アプリケーション間での無線伝送帯域の使用効率を向上する場合を説明する。
図34は、第10の実施形態の無線通信装置を有する基地局の内部構成例を示す機能ブロック図である。
図34に示すように、本実施形態の基地局の無線通信装置は、複数の無線伝送チャネル1501、無線伝送チャネル切替部1502、通信制御部1503、制御データ送受信部1504、無線伝送チャネル管理部1505、アプリケーションデータ送受信部1506、アプリケーション1507を有して構成される。
本実施形態が第8の実施形態と異なるところは、アプリケーションデータ送受信部1506、無線伝送チャネル管理部1505の機能構成である。そこで、以下では、これらの機能構成について詳細に説明し、第8の実施形態で説明した他の構成要件の機能説明は省略する。
また、本実施形態の基地局の無線通信装置の構成は、第7の実施形態で説明した移動局の無線通信装置に対応する。
アプリケーションデータ送受信部1506は、第6の実施形態で説明した機能のほかに、通信制御部1503から受け取ったアプリケーションデータの伝送時間、スループットを計測し、無線伝送チャネル番号の情報と共に無線伝送チャネル管理部1505に与えるものである。また、アプリケーションデータ送受信部1506は、通信前あるいは通信中のアプリケーションデータに関して、そのアプリケーションの種別と要求される通信品質条件を無線伝送チャネル管理部1505に与えるものである。
無線伝送チャネル管理部1505は、アプリケーションデータ送受信部1506から与えられる各無線伝送チャネル1501の伝送時間とスループットとを通信品質管理テーブル1508に保持する機能を具備する。
図35は、本実施形態の通信品質管理テーブル1508の構成例である。図35に示すように、通信品質管理デーブル1508は、「移動局番号」、「無線伝送チャネル番号」、「伝送時間」、「スループット」から構成される。
また、無線伝送チャネル管理部1505は、アプリケーションデータ送受信部1506から通知されるアプリケーションに要求される通信品質条件を保持する機能を具備することも可能である。この場合、これらの情報は図11に示す通信品質条件テーブルとして保持される。ここで、無線伝送チャネル管理部1505が有する通信品質条件テーブルは、図33に示すものを用いることができる。
さらに、無線伝送チャネル管理部1505は、通信品質管理テーブル1508及び通信品質条件テーブル1409に基づいて、各無線伝送チャネル1501でどのアプリケーションを通信するかを判定する機能を具備し、通信制御部1503に対してアプリケーションデータを通信する際に使用する無線伝送チャネル1501を指示するものである。また、無線伝送チャネル管理部1505は、通信品質管理テーブルの情報を定期的に制御データ送受信部1504へ通知する機能を具備する。
以上、本実施形態によれば、第8の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(K)第11の実施形態
次に、第11の実施形態を説明する。
第11の実施形態では、基地局がそれぞれの無線伝送チャネルの帯域使用状況を確認して制御データに含めて定期的に送信し、移動局が基地局の通信エリアに進入した際に、基地局からそれぞれの無線伝送チャネル毎に定期的に送信される制御データを受信し、各無線伝送チャネルの通信品質を判定すると共に、制御データに含まれる帯域使用状況の情報からアプリケーションデータの通信を行なうための無線伝送チャネルを選択する場合を説明する。
(K−1)第11の実施形態の構成
図36は、本実施形態の無線通信装置を有する基地局の内部構成例を示す機能ブロック図である。
図36に示すように、本実施形態の基地局の無線通信装置は、複数の無線伝送チャネル1601、無線伝送チャネル切替部1602、通信制御部1603、制御データ送受信部1604、無線伝送チャネル管理部1605、アプリケーションデータ送受信部1606、アプリケーション1607を少なくとも有して構成される。
本実施形態が第6の実施形態の構成と異なるところは、通信制御部1603、制御データ送受信部1604、無線伝送チャネル管理部1605の機能構成である。そこで、以下では、これらの構成要件の機能構成を詳細に説明し、第6の実施形態で説明した他の機能構成の詳細な説明は省略する。
通信制御部1603は、第6の実施形態で説明した機能のほかに、各MAC部及びBaseband部において、アプリケーションデータを送受信する際に使用するために各移動局に対して割り当てるスロット数を計測し続け、単位時間あたりのスロット使用率(無線帯域使用率)を計算し、無線伝送チャネル番号の情報と共に定期的に無線伝送チャネル管理部605へ通知するものである。
また、通信制御部1603は、無線伝送チャネル管理部1605からの指示により、アプリケーションデータを通信する際に、無線伝送チャネル切替部1602がディジタル信号を与える無線伝送チャネル1601を指示するものである。
制御データ送受信部1604は、第6の実施形態で説明した機能のほかに、それぞれの無線伝送チャネル毎に、接続する移動局数を計測し続け、移動局数を無線伝送チャネル番号の情報と共に、定期的に無線伝送チャネル管理部1605に通知するものである。また、制御データ送受信部1604は、無線伝送チャネル管理部1605より帯域使用状況の情報を通知されると、その情報を制御データとして生成し、通信制御部1603に与えるものである。
無線伝送チャネル管理部1605は、通信制御部1603から受け取った各無線伝送チャネル1601のスロット使用率と、制御データ送受信部1604から受け取った各無線伝送チャネル1601の移動局数を無線帯域管理テーブル1608に保持するものである。
図37は、本実施形態の無線帯域管理テーブル1608の構成例を示す。図37に示すように、本実施形態の無線帯域管理テーブル1608は、「無線伝送チャネル番号」、「スロット割当率」、「移動局数」を有して構成される。
また、無線伝送チャネル1605は、無線帯域管理テーブル1608の情報を定期的に制御データ送受信部1604に通知するものである。また、無線伝送チャネル管理部1605は、無線帯域管理テーブル1608より各無線伝送チャネル601の帯域使用状況を判定する機能を具備し、アプリケーションデータを通信する際に使用する無線伝送チャネル1601を通信制御部1603に指示するものである。
(K−2)第11の実施形態の動作
次に、本実施形態の基地局の無線通信装置の動作を説明する。
ここでは、基地局は、ある移動局が通信エリアに進入してくる前に、その移動局とは異なる移動局をアプリケーションデータの通信をしているものとする。
移動局とアプリケーションデータの通信をしている基地局において、無線伝送チャネル1601が移動局からアプリケーションデータを受信し、通信制御部1603に変換されたディジタル信号が与えられるまでの動作は第6の実施形態で説明した動作に対応する。
ディジタル信号が通信制御部1603に与えられると、通信制御部1603は、第6の実施形態と同様に、そのディジタル信号のデータフレーム(ここではアプリケーションデータ)に変換し、そのデータフレームを無線伝送チャネル番号と共に制御データ送受信部1604に与える。
また、通信制御部1605は、それぞれの無線伝送チャネル毎に、移動局とアプリケーションデータを送受信するために割り当てるスロット数を計測し続け、単位時間あたりのスロット割当率(無線帯域使用率)を計算し、その情報を定期的に無線伝送チャネル管理部1605へ通知する。
無線伝送チャネル管理部1605は、通信制御部1603から定期的に無線帯域使用率を通知されると、無線帯域管理テーブル1608にそれぞれの無線伝送チャネル毎に記録する。
一方、制御データ送受信部1604は、それぞれの無線伝送チャネル毎に、接続している移動局数を計測し、その情報を定期的に無線伝送チャネル管理部1605へ通知する。
無線伝送チャネル管理部1605は、各無線伝送チャネルに関するスロット割当率、移動局数の情報を定期的に制御データ送受信部1604に通知する。
制御データ送受信部1604は、無線伝送チャネル管理部1605から情報を通知されると、それを制御データとして通信制御部1603に与える。
通信制御部1603は、制御データ送受信部1604からそれぞれの無線伝送チャネルに関する情報が含まれた制御データを受け取ると、ディジタル信号に変換して、無線伝送チャネル切替部1602に与える。
無線伝送チャネル切替部1602は、通信制御部1603からディジタル信号を受け取ると、無線伝送チャネル1601に与える。
無線伝送チャネル1601は、無線伝送チャネル切替部1602からディジタル信号を受け取ると、無線信号に変換して移動局に送信する。
なお、移動局では、基地局の通信エリアに進入した際に、第6の実施形態で説明したように、基地局から定期的に送信される制御データを受信し、それぞれの無線伝送チャネルに関する通信品質を計測し、ある一定のしきい値を超える無線伝送チャネルを選択する。さらに移動局は、基地局から送信される制御データに含まれる各無線伝送チャネルの帯域使用状況より、選択した無線伝送チャネルの中で無線帯域の使用率が低いものから順に移動局が持つ無線伝送チャネルの数だけ無線伝送チャネルを選択する。
(K−3)第11の実施形態の効果
以上、本実施形態によれば、第6の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、マルチチャネル伝送システムにおいて、通信品質が良好で、かつ帯域使用率の低い無線伝送チャネルを選択して使用することが可能となる。これにより、マルチチャネル伝送システム全体の無線伝送帯域の使用効率を向上することが可能となる。
(L)第12の実施形態
次に、第12の実施形態を図面を参照して説明する。
第12の実施形態では、基地局がそれぞれの無線伝送チャネルの帯域使用状況を確認し、帯域使用率が大きい無線伝送チャネルに接続している移動局のいずれかに対し、他の帯域使用率が小さい無線伝送チャネルに接続する旨の通知を制御データに含めて送信する。基地局からの制御データを受信した移動局は、その無線伝送チャネルでのデータ通信を停止し、基地局から通知のあった無線伝送チャネルを使用してデータ通信を再開する場合を説明する。
(L−1)第12の実施形態の構成
図38は、本実施形態の無線通信装置を有する基地局の内部構成例を示す機能ブロック図である。
図38に示すように、本実施形態の基地局の無線通信装置は、無線伝送チャネル1701、無線伝送チャネル切替部1702、通信制御部1703、制御データ送受信部1704、無線伝送チャネル管理部1705、アプリケーションデータ送受信部1706、アプリケーション1707を有して構成される。
本実施形態が第6の実施形態と異なるところは、通信制御部1703、制御データ送受信部1704、無線伝送チャネル管理部1705の機能構成である。そこで、以下では、これらの構成要件の機能構成を詳細に説明し、第6の実施形態で説明した他の機能構成の詳細な説明は省略する。
通信制御部1703は、第6の実施形態で説明した機能のほかに、各MAC部及びBaseband部において、アプリケーションデータを送受信する際に使用するために各移動局に対して割り当てるスロット数を計測し続け、単位時間あたりのスロット使用率(無線帯域使用率)を計算し、スロット使用率を無線伝送チャネル番号の情報と共に定期的に無線伝送チャネル管理部1705に通知するものである。
制御データ送受信部1704は、第6の実施形態で説明した機能のほかに、通信制御部1703からディジタル信号を受け取り、それぞれの無線伝送チャネル毎に、接続する移動局数の計測及び移動局の識別番号の管理を行ない、無線伝送チャネル番号の情報と共に定期的に無線伝送チャネル管理部1705に通知するものである。また、制御データ送受信部1704は、無線伝送チャネル管理部1705より帯域使用率の大きい無線伝送チャネルに接続した移動局の情報を通知されると、その情報を制御データとして生成し、通信制御部1703に与えるものである。
無線伝送チャネル管理部1705は、通信制御部1703から与えられる各無線伝送チャネル1701のスロット使用率と、制御データ送受信部1704から与えられる各無線伝送チャネル1701に接続する移動局数及び移動局の識別番号を、無線帯域管理テーブル1708に保持するものである。
図39は、無線帯域管理テーブル1708の構成例を示す。図39に示す無線帯域管理テーブル1708は、「無線伝送チャネル番号」、「スロット割当率」、「移動局」、「移動局の識別番号」を有して構成される。
また、無線伝送チャネル1705は、無線帯域管理テーブル1708の情報を定期的に制御データ送受信部1704に通知するものである。また、無線伝送チャネル管理部1705は、無線帯域管理テーブル1708に基づいて、各無線伝送チャネル1701の帯域使用状況を判定する機能を具備し、アプリケーションデータを通信する際に使用する無線伝送チャネル1701を通信制御部1703に指示するものである。
(L−2)第12の実施形態の動作
以下、本実施形態の動作を図38を用いて説明する。
ここでは、基地局が複数の移動局と複数の無線伝送チャネルを用いてアプリケーションデータを通信しているものとする。
基地局において、無線伝送チャネル1701は、複数の移動局から連続的に送信されるアプリケーションデータの無線信号を受信し、変換されたディジタル信号が通信制御部1703に与えられる。
通信制御部1703は、無線伝送チャネル切替部1702からディジタル信号を受け取ると、そのディジタル信号をデータフレーム(ここではアプリケーションデータ)に変換して、無線伝送チャネル番号と共にアプリケーションデータ送受信部706に与えられる。
また、通信制御部1703は、それぞれの無線伝送チャネル毎に、移動局とアプリケーションデータを送受信するために割り当てるスロット数を計測し続け、単位時間あたりのスロット割当率(無線帯域使用率)を計算し、その情報を定期的に無線伝送チャネル管理部1705に通知する。
無線伝送チャネル管理部1705は、通信制御部1703から定期的に無線帯域使用率を通知されると、無線帯域管理テーブル1708にそれぞれの無線伝送チャネル毎に記録する。
一方、制御データ送受信部1704は、それぞれの無線伝送チャネル毎に、接続している移動局数及び移動局の識別番号を計測し、その情報を定期的に無線伝送チャネル管理部1705に通知する。
無線伝送チャネル管理部1705は、各無線伝送チャネルに関するスロット割当率、移動局数、移動局の識別番号から、帯域使用率が大きい無線伝送チャネルと帯域使用率が小さい無線伝送チャネルを判定し、帯域使用率が大きい無線伝送チャネルに接続している移動局のいずれかを選択し、その移動局に対して帯域使用率が小さい無線伝送チャネルでデータ通信を行なう旨の情報を制御データ送受信部1704に通知する。
制御データ送受信部1704は、無線伝送チャネル管理部1705から情報を通知されると、それを制御データとして通信制御部1703に与える。
通信制御部1703は、制御データ送受信部1704からそれぞれの無線伝送チャネルに関する情報が含まれた制御データを受け取ると、ディジタル信号に変換して、無線伝送チャネル切替部1702に与え、無線伝送チャネル切替部1702は、通信制御部1703からディジタル信号を受け取ると、無線伝送チャネル1701与える。
無線伝送チャネル1701は、無線伝送チャネル切替部1702からディジタル信号を受け取ると、無線信号に変換して移動局に送信する。
移動局では、基地局から送信される制御データを受信すると、その無線伝送チャネルでのデータ通信を停止し、制御データに含まれる帯域使用率が小さい無線伝送チャネルでデータ通信を再開する。
(L−3)第12の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第6の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、マルチチャネル伝送システムにおいて、各無線伝送チャネルでの帯域使用率を平均化して使用することが可能となる。これにより、マルチチャネル伝送システム全体の無線伝送帯域の使用効率を向上することが可能となる。
(M)他の実施形態
上述した第1〜第12の実施形態では、無線通信装置として図1又は図24のようなプロトコルスタックを持つ装置を想定したが、本発明が実施され名無線通信装置はこれに限定されるものではない。また、無線通信装置のOSとしてネットワーク層プロトコルにIP、トランスポート層プロトコルとしてTCP/UDPが実装されるWindows系OSやUNIX系OSなどを想定したが、本発明が実施される無線通信装置のOSはこれに限定されるものではない。
また、上述した第1〜第12の実施形態では、ネットワークインターフェイスとハードウェアデバイスドライバとの間の層に本発明を適用したが、これに限定されるものではなく、例えばアプリケーションインターフェイスとTCP/UDPとの間の層に適用することも可能である。
また、本発明は、複数の伝送チャネルとして通信品質の変動を伴う無線通信リンクを想定したが、同様の構成をもつ有線通信リンクにも適用可能であることは容易に推測できる。
上述した第6〜第12の実施形態で説明した無線伝送チャネル及び通信制御部に、第1〜第5の実施形態で説明した構成を適用することができる。
106A…データ分配処理部、202、402、502…データ送信処理部、203、403、503…通信リンク管理部、106B…データ統合処理部、1101〜1701…無線伝送チャネル(#1〜#m)、1103〜1703…通信制御部、1105〜1705…無線伝送チャネル管理部。