JP2011041176A

JP2011041176A - 無線通信システム

Info

Publication number: JP2011041176A
Application number: JP2009188974A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Murakami; 博行村上
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2009-08-18
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2011-02-24

Abstract

【課題】無線回線が切断された後に古いデータが送信されて生じる不具合を解消し、リアルタイム性の高い画像データなどのデータ伝送をスムーズにして快適なデータ通信を行えるようにした無線通信システムを提供する。
【解決手段】マスタ装置１０Ａに、無線回線が異常切断したことを検出する受信異常検出手段３１と、この受信異常検出手段３１で無線回線の異常切断を検出したとき、送信データバッファ２１の初期化処理を行って無線回線の異常切断前に記憶したデータを破棄する送信データバッファ制御手段２２を設け、無線回線の復帰後に、無線回線の異常切断前に送信データバッファ２１に保持した古いデータを送信しないようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、マスター装置とスレーブ装置との間で無線回線を通してリアルタイム性の高い画像データなどを伝送する無線通信システムに関する。

ネットワークから伝送されてきたデータをマスタ装置の送信データバッファ制御手段を介して送信データバッファに一旦保持し、この保持したデータをマスタ装置からスレーブ装置へ無線回線を通して送信した後、スレーブ装置の受信データバッファに保持するように構成した無線通信システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００３−３４８０９４号公報

しかしながら、従来の無線通信システムでは、実際の運用時に、豪雨または台風等によって無線回線が異常切断されることがあり、その場合、特に送信データバッファ制御手段は、送信データバッファ内へデータを格納する処理を無線回線の状態とは無関係に行っているため、無線回線が復帰したときに送信データバッファ内には無線回線切断前の古いデータが残っており、無線回線の復帰後、先ず送信データバッファ内の古いデータが送信されることになってしまう。このため、送信データが監視用の画像データのようにリアルタイム性の高いデータの場合、データを受信した監視制御装置側の通信端末装置の画面に一瞬、古い画面またはノイズのような画面が現れるという不具合が発生してしまう。

本発明の目的は、無線回線が切断された後に古いデータが送信されて生じる不具合を解消し、アルタイム性の高い画像データなどのデータ伝送をスムーズにして快適なデータ通信を行えるようにした無線通信システムを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、ネットワークから伝送されてきたデータをマスタ装置の送信データバッファに保持し、この保持したデータをマスタ装置からスレーブ装置へ無線回線で送信するように構成した無線通信システムにおいて、前記マスタ装置に、無線回線の異常切断を検出する受信異常検出手段と、この受信異常検出手段で無線回線の異常切断を検出したとき、前記マスタ装置の前記送信データバッファの初期化処理を行って無線回線の異常切断前に保持したデータを破棄する送信データバッファ制御手段を設けたことを特徴とする。

本発明による無線通信システムによれば、受信異常通報手段が無線回線の異常切断を検出すると、マスタ装置の送信データバッファ制御手段は、送信データバッファの初期化処理を行って無線回線の異常切断以前に書き込まれた古いデータを消去するため、無線回線が復帰した時点で、古いデータが監視制御装置側へ送信されて不具合を生じさせることはなくなり、リアルタイム性の高い画像データなどのデータ伝送をスムーズにして快適なデータ通信を行うことができるようになる。

図１は本発明の一実施の形態による無線通信システムの要部を示すブロック構成図である。図２は本発明を適用する無線通信システムを示す概略構成図である。図３は図２に示した無線通信システムの使用例を示す要部構成図である。図４は一般的な無線フレームの構成を示す説明図である。図５は上りおよび下りの無線フレームを示す説明図である。図６は格納データを示す説明図である。図７は送信データバッファでの格納データを示す説明図である。図８は送信データバッファ制御手段の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図２は、本発明の一実施の形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック構成図である。
ネットワーク管理サイト１は、ＳＮＭＰ（ＳｉｍｐｌｅＮｅｔｗｏｒｋＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ）マネージャ機能を有した端末装置２と、テルネット（Ｔｅ１ｎｅｔ）機能部３とをルータ４に接続して構成されており、このネットワーク管理サイト１のルータ４は、回線５を介してＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）専用線網などから構成された回線網６に接続されている。回線網６には、回線７Ａ，７Ｂを介してＶＬＡＮ（ＶｉｒｔｕａｌＬＡＮ）に対応したＡＴＭ−ＳＷ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ−Ｓｗｉｔｃｈ）などから構成されたスイッチ部８Ａ，８Ｂが接続されている。各スイッチ部８Ａ，８Ｂは、それぞれイーサネット（登録商標）などのネット回線９Ａ〜９Ｃを介して各マスタ装置１０Ａ〜１０Ｃが接続されている。この各マスタ装置１０Ａ〜１０Ｃには点線で示したサービスエリア内に無線回線で接続したスレーブ装置１１Ａ〜１１Ｃが設けられ、各スレーブ装置１１Ａ〜１１Ｃには回線１２Ａ〜１２Ｃやルータ１３Ａ〜１３ＣやＬＡＮ回線１４Ａ〜１４Ｃを介してパーソナルコンピュータなどから構成された複数の通信端末装置１５Ａ〜１５Ｃ，１６Ａ〜１６Ｃがそれぞれ接続されている。

このような無線通信システムは、図３に示したような監視用無線通信システムが組み込まれて構成される場合がある。例えば、監視対象機器１７側にはネット回線９Ａに接続したマスタ装置１０Ａと、複数台の監視カメラ１８Ａ，１８Ｂとを配置し、また監視制御装置１９側にスレーブ装置１１Ａや通信端末装置１５Ａなどを配置し、監視カメラ１８Ａ，１８Ｂからのリアルタイム性の高い画像データをマスタ装置１０Ａからスレーブ装置１１Ａへ無線回線で送信し、これを受信した監視制御装置１９側で監視対象機器１７を遠隔監視するように構成される。

図１は、上述したマスタ装置１１Ａの具体的な構成を示すブロック図である。
このマスタ装置１０Ａは、ネット回線９Ａと接続するためにフレームの生成および解体を行う回線接続手段２０と、送信データを格納する送信データバッファ２１と、送信データバッファ２１の格納番地の制御と書き込み読み出しの制御を行うと共に後述する初期化指示を受けて送信データバッファ２１内の保持データの初期化処理を行う送信データバッファ制御手段２２と、送信データバッファ２１に一旦保持したパケットデータの速度と無線部の速度調整および送信用無線フレーム生成等の処理を行う送信データ処理手段２３と、データの無線変調およびアップコンバージョン等を行う無線送信手段２４と、送受信の切り替えを行う送受信切替スイツチ２５と、指向性のないオムニアンテナまたは指向性のあるセクタアンテナ等の各種方式のアンテナ２６と、無線復調およびダウンコンバージョン等を行う無線受信手段２７と、受信データを格納する受信データバッファ２８と、この受信データバッファ２８の格納番地の制御と書き込み読み出しの制御を行うと共に後述する初期化指示を受けて受信データバッファ２８内の保持データの初期化制御を行う受信データバッファ制御手段２９と、受信データバッファ制御手段２９を介して受信データバッファ２８にデータの書き込み読み出しなどの制御を行う受信データ処理手段３０と、無線受信手段２７より無線受信の異常を検出する受信異常検出手段３１と、この受信異常検出手段３１による異常検出に時間的要素を付加するために無線切断時間を計測するタイマー手段３２と、各種手段を制御する制御手段３３とを有して構成している。

図４は、一般的な無線フレームの構成を示す説明図である。
無線フレームは、大きく分けてフレームヘッダ部３４とデータ部３５とに分けることができ、フレームヘッダ部３４は、ビット同期のために使用するビット同期信号部３６と、フレーム同期のために使用するフレーム信号部３７と、制御指示の情報を格納する制御信号部３８とからなる。また、データ部３５は、データ信号を搬送する部分であり、一般的にスクランブル、暗号化、誤り訂正符号化、インターリーブ等を施したデータ３９を格納している。

図５は、アプリケーションに応じたフレーム構成を示す説明図である。
同図において、マスタ装置１０Ａからスレーブ装置１１Ａへの下りフレームはフレームヘッダ部３４Ａとデータ部３５Ａとで示し、スレーブ装置１１Ａからマスタ装置１０Ａへの上りフレームはフレームヘッダ部３４Ｂとデータ部３５Ｂとで示している。上りおよび下りのトラヒックがほぼ同等の場合、マスタ装置１０Ａからスレーブ装置１１Ａへの下りフレームの長さと、スレーブ装置１１Ａからマスタ装置１０Ａへの方向である上りフレームとが同等の長さの無線フレーム（５：５）４０を選択する。また、下りにトラヒックが偏っている場合は、下りフレームが長い比率の無線フレーム（８：２）４１を選択する。さらに、逆に上り方向にトラヒックが偏っている場合は、上りフレームが長い比率の無線フレーム（２：８）４２を選択する。これらの選択は、手動によって行っても良いし、送信データバッファ２１による滞留データ量を判別することによって自動切換えで行っても良い。

図６および図７は、送信データバッファ２１および受信データバッファ２８のデータ格納を説明する説明図である。
送信データバッファ２１および受信データバッファ２８でのデータ格納は、図６に示すように先頭番地から上限番地のデータ４３に対して、図７に示すように先頭番地と上限番地が隣接するようにリング状データ４４になっている場合が多い。しかし、書き込みデータ量を把握したときに上限番地を超える場合、先頭番地から書き込む制御をしていれば、リング状になっていなくても問題はない。

図８は、上述した送信データバッファ２１および受信データバッファ２８での書き込みおよび読み込みを制御する送信データバッファ制御手段２２および受信データバッファ制御手段２９の処理を説明する説明図である。
送信データバッファバッファ制御手段２２および受信データバッファバッファ制御手段２９は、送信データバッファ２１および受信データバッファ２８への書き込みを行う場合、パケットデータを１番目、２番目、３番目、……ｎ番目の順にそのデータ単位毎に書き込み、また送信データバッファ２１および受信データバッファ２８からの読み出しを行う場合は、書込み終了したパケットデータから１番目、２番目、３番目……ｎ番目の順にファーストイン・ファーストアウトで読み出す。

今、図３に示した監視カメラ１８Ａからの画像データをマスタ装置１０Ａからスレーブ装置１１Ａへ無線回線で送信しているとき、何らかの理由で無線回線が遮断されたとする。図１に示したマスタ装置１０Ａの受信異常検出手段３１は、無線受信手段２７よりスレーブ装置１１Ａからの無線受信状態を監視しており、無線回線の切断および復帰の情報を図５で説明したフレーム異常、または無線受信手段２７からの受信電界強度、受信エラーの状態などから取得している。この受信異常検出手段３１が無線回線の異常を検出すると、異常検出信号を制御手段３３に与え、制御手段３３を通してタイマー手段３２による時間計測を開始する。

タイマー手段３２による計測時間が予め設定した判定時間に達するまで、受信異常検出手段３１による検出が継続すると、無線回線の異常切断が発生したと判定され、制御手段３３は、送信データ処理手段２３を通して送信データバッファ制御手段２２に初期化信号を与える。初期化信号を受けた送信データバッファ制御手段２２は、送信データバッファ２１の初期化処理を行い、送信データバッファ２１内に無線回線の異常切断以前に書き込まれたパケットデータを消去する。

上述したマスタ装置１０Ａを使用した無線通信システムによれば、タイマ手段３２による時間的要素を考慮しながら受信異常検出手段３１が無線回線の異常切断を検出した後、送信データバッファ制御手段２２への初期化信号を与えて送信データバッファ２１内の古いパケットデータを廃棄するため、無線回線が復帰した時点で、古いパケットデータが読み出されて送信されることはない。また、送信データバッファ制御手段２２の初期化が必要かどうかは切断時間に関係するため、受信異常検出手段３１では、タイマー手段３２により所定の判定時間を計測して無線回線の異常状態が一定時間以上継続したときに無線回線の異常切断が発生したと判定し、この場合に送信データバッファ２１の初期化処理を行うようにしているため、アプリケーション上効果的なデータ制御を行うことができる。

無線回線の異常切断以前に書き込まれたパケットデータが送信データバッファ２１内に存在する状態で無線回線の異常切断が発生した場合、従来の構成では、そのパケットデータが送信データバッファ２１内に保持されたままとなり、無線回線が復帰した時点で、古いパケットデータが読み出されて送信されることになってしまう。しかしながら、上述した無線通信システムによれば、受信異常検出手段３１が無線回線の異常切断を検出したときに送信データバッファ２１の初期化処理を行うようにしているため、従来のように無線回線が復帰した時点で、古いパケットデータがスレーブ装置１１Ａで受信されて監視制御装置１９側の通信端末装置１５Ａの画面に一瞬、古い画面またはノイズのような画面が現れることはない。無線回線の復帰後は、図８で説明したように新しいパケットデータを送信データバッファ２１内に改めて格納し、このとき受信異常検出手段３１は作動しないので、この新しいバケットデータを読み出してスレーブ装置１１Ａへ送信することになり、監視制御装置１９側では最新の画像データを用いて監視対象機器１７の監視を行うことができる。特に、マスタ装置１０Ａが画像データをスレーブ装置１１Ａ側に伝送している場合、無線回線が切断された後に復帰した場合でも、リアルタイム性の高い画像データの伝送をスムーズにすると共に信頼性を高めて、より快適なデータ通信を行うことができる。

上記実施の形態の説明から分かるように、ネットワークから伝送されてきたデータをマスタ装置１０Ａの送信データバッファ２２に保持し、この保持したデータをマスタ装置１０Ａからスレーブ装置１１Ａへ無線回線で送信するように構成し、マスタ装置１０Ａに、無線回線が異常切断したことを検出する受信異常検出手段３１と、この受信異常検出手段３１で無線回線の異常切断を検出したとき、送信データバッファ２１の初期化処理を行って無線回線の異常切断前に保持したデータを破棄する送信データバッファ制御手段２２を設けた構成とすれば良い。

本発明の無線通信システムは、図１および図２に示した構成に限らず他の構成のものにも適用でき、また、図３に示したように画像データの伝送に限らず、他のデータ伝送にも適用することができる。

１ネットワーク管理サイト
２端末装置
３ルータ
４テルネット機能部
５回線
６回線網
７Ａ，７Ｂ回線
８Ａ，８Ｂスイッチ部
９Ａ〜９Ｃネット回線
１０Ａ〜１０Ｃマスタ装置
１１Ａ〜１１Ｃスレーブ装置
１２Ａ〜１２Ｃ回線
１３Ａ〜１３Ｃルータ
１４Ａ〜１４ＣＬＡＮ回線
１５Ａ〜１５Ｃ通信端末装置
１６Ａ〜１６Ｃ通信端末装置
１７監視対象機器
１８Ａ，１８Ｂ監視カメラ
１９監視制御装置
２０回線接続手段
２１送信データバッファ
２２送信データバッファ制御手段
２３送信データ処理手段
２４無線送信手段
２５送受信切り替えスイッチ
２６アンテナ
２７無線受信手段
２８受信データバッファ
２９受信データバッファ制御手段
３０受信データ処理手段
３１受信異常検出手段
３２タイマ手段
３３制御手段
３４，３４Ａ，３４Ｂフレームヘッダ部
３５，３５Ａ，３５Ｂデータ部
３６ビット同期信号部
３７フレーム同期信号部
３８制御信号部
３９データ
４０〜４２無線フレーム
４３データ
４４リング状データ

Claims

ネットワークから伝送されてきたデータをマスタ装置の送信データバッファに保持し、この保持したデータをマスタ装置からスレーブ装置へ無線回線で送信するように構成した無線通信システムにおいて、前記マスタ装置に、無線回線の異常切断を検出する受信異常検出手段と、この受信異常検出手段で無線回線の異常切断を検出したとき、前記マスタ装置の前記送信データバッファの初期化処理を行って無線回線の異常切断前に保持したデータを破棄する送信データバッファ制御手段を設けたことを特徴とする無線通信システム。