JP2011103509A - データ通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】どの部分のデータが欠落しても受信装置が自宛のデータであるか否かを判別したり、欠落したデータ箇所を効率的に再送することを可能にする。
【解決手段】第１及び第２のデータ通信装置２、３が伝送路４を介して接続され、第１のデータ通信装置（送信装置）２から第２のデータ通信装置（受信装置）３にデータを伝送するデータ通信システム１であって、第１及び第２のデータ通信装置２、３の各々に固有の拡散符号を割り当て、第１のデータ通信装置２が、第２のデータ通信装置３に割り当てられた拡散符号を用いて送信データを変調し、第２のデータ通信装置３が、自身に割り当てられた拡散符号を用いて受信データを復調し、正しく復調できた場合に受信データを自宛のデータであると判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝送路を介してデータを授受するデータ通信システムに関し、特に、伝送過程で欠損したデータの補償機能を備えたシステムに関する。

データ通信にあたっては、必ずしも高品位の伝送路を常用し得るとは限らず、品質が悪く、エラーが多発し易い伝送路を使用せざるを得ない場合もある。その場合、送信装置から受信装置へデータを伝送する過程でデータが欠損し易くなり、一定以上の通信品質を確保するには、伝送路上でのエラーに起因するデータの欠損を補償する必要が生じる。

そこで、例えば、特許文献１に記載のように、送信データを複数のブロックデータに分割して送信するにあたり、伝送エラーの発生を送信装置へ通知し、送信装置から同一内容のブロックデータを再送してデータの欠損を補償するデータ通信システムが提案されている。また、同文献に記載の通信システムでは、データの再送に際し、ブロックデータを更に分割し、１／２のサイズで送信するように構成されている。これにより、データの再送時にエラーが再発するのを防止するようにしている。

また、特許文献２には、送信装置から受信装置へデータ（パケット）を送信する際に、同一内容のパケットを複数個連送することで、パケットの欠損を補償する通信方式が提案されている。この方式によれば、複数のパケットのうちの１つが伝送過程で欠損しても、それ以外のパケットが受信装置に到達することでデータが届くため、パケットの未達を回避することができる。

特開平１１−１７７６２１号公報 特開昭６１−４３８５０号公報

しかし、特許文献１に記載のデータ通信システムでは、ブロックデータにおける宛先識別子の格納領域が欠落すると、受信装置において、そのブロックデータが自宛に送信されたものか否かを判別できなくなる。こうした自宛か否かを判別できないブロックデータは、受信装置が取り扱えないものとなるため、受信装置では、再送要求に必要な処理（例えば、ブロック番号の特定）を進めることができず、個別の再送を要求することができない。その結果、他のブロックデータを正常に受け取ったとしても、データの全部が揃わない状態となり、送信データの全体を送信装置から再送してもらう必要が生じるという問題があった。

また、ブロック内に一部でもエラーを検出した場合、ブロック全ての情報を廃棄していたため、ブロックで区切られたデータは全てエラーが発生していないという条件が必要であった。

一方、特許文献２に記載の通信方式では、同一のパケットを重複して送信するため、伝送エラーが未発生の期間では、同一内容のデータを無駄に連続して送信することになり、通信効率の低下を招くという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、どの部分のデータが欠落しても受信装置が自宛のデータであるか否かを判別することができ、欠落したデータ箇所を効率的に再送することが可能なデータ通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、複数のデータ通信装置が伝送路を介して接続され、該複数のデータ通信装置のうちの送信装置として機能する第１のデータ通信装置から、該複数のデータ通信装置のうちの受信装置として機能する第２のデータ通信装置に対し、前記伝送路を介してデータを伝送するデータ通信システムであって、前記複数のデータ通信装置の各々に固有の拡散符号を割り当て、前記第１のデータ通信装置が、前記第２のデータ通信装置に割り当てられた拡散符号を用いて送信データを変調し、前記第２のデータ通信装置が、自身に割り当てられた拡散符号を用いて受信データを復調し、正しく復調できた場合に該受信データを自宛のデータであると判断することを特徴とする。

そして、本発明によれば、受信装置としての第２のデータ通信装置が、データの欠落部位に依存することなく、受信したデータが自宛のデータであるか否かを判別することが可能になる。このため、送信データの全体の再送を強いることがなく、欠落したデータ箇所を効率的に再送することが可能になる。

上記データ通信システムにおいて、前記第１のデータ通信装置が、前記送信データを複数のブロックデータから構成し、前記第２のデータ通信装置が、前記受信データの誤り判断を行って誤りを含むブロックデータを特定するとともに、該特定した誤りを含むブロックデータの再送を前記第１のデータ通信装置に要求し、前記第１のデータ通信装置が、再送の要求を受けたブロックデータを前記第２のデータ通信装置に再送することができる。

上記データ通信システムにおいて、前記第２のデータ通信装置が、前記誤りを含むブロックデータの再送を前記第１のデータ通信装置に要求する一方で、誤りのないブロックデータをメモリに記憶し、その後、前記第１のデータ通信装置からブロックデータの再送を受けたときに、該再送されたブロックデータを前記メモリに記憶されたブロックデータと合成し、前記送信データの全体を完成させることができる。

上記データ通信システムにおいて、前記ブロックデータを、該ブロックデータを分割した複数の分割データから構成し、該分割データの各々にパリティビットを付与したものとすることができる。

上記データ通信システムにおいて、前記第２のデータ通信装置が、前記誤りを含むブロックデータのブロック番号を指定してデータの再送を要求することができる。

以上のように、本発明によれば、どの部分のデータが欠落しても受信装置が自宛のデータであるか否かを判別することができ、欠落したデータ箇所を効率的に再送することが可能になる。

本発明にかかるデータ通信システムの一実施の形態を示す全体構成図である。 図１の拡散符号テーブルを示す図である。 送信データに付与するデータ情報の詳細を示す図である。 送信データの構成を示す図である。 ブロックデータの構成を示す図である。 図１のデータ通信システムの動作例を示す図である。

次に、発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかるデータ通信システムの一実施の形態を示し、このデータ通信システム１は、大別して、伝送路４を介して接続された第１及び第２のデータ通信装置２、３から構成される。

第１及び第２のデータ通信装置２、３は、同一の構成を有し、いずれもデータの送受信機能を有する。但し、ここでは、第１のデータ通信装置２を送信装置として機能させるとともに、第２のデータ通信装置３を受信装置として機能させ、第１のデータ通信装置２から第２のデータ通信装置３に向けてデータを送信する場合を例にとって説明する。

尚、図１においては、便宜上、第１及び第２のデータ通信装置２、３のみを図示するが、データ通信システム１には、これらのデータ通信装置２、３以外にも複数のデータ通信装置が配置され、各々がデータ送受信機として機能する。

第１のデータ通信装置（以下、「送信装置」という）２は、第２のデータ通信装置（以下、「受信装置」という）３への送信データを生成する送信データ生成部２１と、送信データをブロック単位に分割してブロックデータを生成するブロック分割部２２と、拡散符号テーブル２３に設定された拡散符号を用いてブロックデータを変調する変調／拡散部２４と、受信装置３からの要求に応じてデータを再送する再送処理部２５と、受信装置３からの受信データを復調する復調／逆拡散部２６と、復調されたデータの誤り判断を行う誤り判断／シーケンス管理部２７と、各種処理部２１〜２７の処理データや受信装置３からの受信データを記憶するメモリ２８とを備える。

ここで、拡散符号テーブル２３は、予め設定されるものであり、図２に示すように、「宛先識別子」と「拡散符号」から構成される。このうち、「宛先識別子」は、データの送信先となる装置の識別情報を示すものであり、送信装置２が通信可能な複数のデータ通信装置の識別子が記憶される。一方、「拡散符号」は、データ通信装置毎に割り当てられる固有の拡散符号であり、「宛先識別子」に記憶された識別子と対応付けて記憶される。

図１に戻り、受信装置３は、拡散符号テーブル３７に設定された拡散符号を用い、送信装置２からの受信データを復調する復調／逆拡散部３１と、復調されたデータの誤り判断を行う誤り判断／シーケンス管理部３２と、誤り判断／シーケンス管理部３２の処理結果を受けて、受信したデータをメモリ３３に蓄積する受信蓄積処理部３４と、送信装置２への送信データを生成する送信データ生成部３５と、送信データをブロック単位に分割してブロックデータを生成するブロック分割部３６と、拡散符号テーブル３７に設定された拡散符号を用いてブロックデータを変調する変調／拡散部３８とを備える。

尚、拡散符号テーブル３７は、送信装置２の拡散テーブル２３と同様のものであり、図２に示す構成を有する。但し、受信装置３から送信装置２へ各種の応答信号を返送する場合、送信装置２が受信装置となるため、受信装置３の拡散符号テーブル３７には、送信装置２の識別子、及び送信装置２に割り当てられた拡散符号が記憶される。

次に、上記構成を有するデータ通信システム１の動作について、図１〜図６を参照しながら説明する。

送信装置２からのデータの送信にあたっては、先ず、送信データ生成部２１において、図３に示すデータ情報を受信装置３宛の送信データに付与する。そして、データ情報の「信号種別」に“データ要求”を設定するとともに、「宛先識別子」に“受信装置３の識別子”を設定する。

次いで、ブロック分割部２２において、図４に示すように、送信データをブロック単位に分割し、複数のブロックデータＢ（Ｂ１〜Ｂｎ）を生成する。これらのブロックデータＢは、図５に示すように、ブロックデータＢを更に分割した複数の分割データＤＤ（ＤＤ１〜ＤＤｍ）から構成され、各分割データＤＤには、誤り検出用のパリティビットＰＢ（ＰＢ１〜ＰＢｍ）が付与される。

次に、変調／拡散部２４において、送信データに付されたデータ情報（図３参照）の「宛先識別子」を参照し、これを拡散符号テーブル２３（図２参照）と照合して、対応する拡散符号（受信装置３に割り当てられた拡散符号）を取得する。その後、取得した拡散符号を用いてブロックデータＢを変調し、伝送路４に出力する。

伝送路４に出力された変調データを受信装置３が受信すると、復調／逆拡散部３１において、自身（受信装置３）に割り当てられた拡散符号を用いて復調する。その結果、正常なデータが生成された場合には、正しく復調されたと判断し、一方、受信装置３側で認識できないデータ（雑音にしか見えないデータ）が生成された場合には、正しく復調できなかったと判断する。

そして、変調データを正しく復調できた場合（復調時の拡散符号が変調時の拡散符号と一致する場合）には、自宛（受信装置３宛）のデータであると判断し、復調したブロックデータＢをメモリ３３に出力する。これに対し、正しく復調できなかった場合（復調時の拡散符号が変調時の拡散符号と一致しない場合）には、自宛のデータでないと判断し、生成されたデータ（雑音）をメモリ３３に記憶せずに廃棄する。

次いで、誤り判断／シーケンス管理部３２において、メモリ３３に記憶されたデータ（正しく復調されたデータ）を対象とし、パリティビットＰＢ（図５参照）を用いて誤り判断を行う。

その結果、誤りを含むブロックデータＢが存在した場合には、正常なブロックデータＢと誤りを含むブロックデータＢとを分別し、正常なブロックデータＢのみを受信蓄積処理部３４に出力してメモリ３３に記憶する。次に、送信データ生成部３５において、送信データのデータ情報の「信号種別」に“Ack”を設定するとともに、「宛先識別子」に“送信装置２の識別子”を設定する。加えて、データ情報の「処理結果」に、データの再送を要求する旨を示す“再送データ有り”を設定し、「データ誤りブロック数」及び「データ誤りブロック番号」の各々に、誤りを含むブロックデータＢの数、誤りを含むブロックデータＢの番号を設定する。

これに対し、誤りを含むブロックデータＢが存在しなかった場合には、受信したブロックデータＢの全てを受信蓄積処理部３４に出力してメモリ３３に記憶する。その後、送信データ生成部３５において、データ情報の「信号種別」及び「宛先識別子」に“Ack”、“送信装置２の識別子”を設定し、「処理結果」に、データの再送は不要である旨を示す“正常”を設定する。

次いで、上記のようにして生成した送信データに対し、ブロック分割部３６でブロック分割処理を施すとともに、変調／拡散部３８で変調処理を施し、応答信号として送信装置２に送信する。この際、変調／拡散部３８での変調処理は、拡散符号テーブル３７に記憶された送信装置２の拡散符号を用いて行われる。

送信装置２が受信装置３からの応答信号を受信すると、復調／逆拡散部２６で復調処理を行うとともに、誤り判断／シーケンス管理部２７で誤り判断を行う。

次いで、再送処理部２５において、応答信号のデータ情報を参照し、データの再送が要求されているか否かを判別する。データ情報の「処理結果」に“再送データ有り”が設定され、データの再送が要求されている場合は、データ情報の「データ誤りブロック数」及び「データ誤りブロック番号」を参照して、再送が必要なブロックデータＢを把握し、必要なデータのみをメモリ２８から読み出す。そして、送信データ生成部２１〜変調／拡散部２４を通じて、読み出したデータから送信データを構築するとともに、拡散符号を用いた変調処理を施して受信装置３に送信する。

その後は、受信装置３側で、送信装置２から再送されたデータをメモリ３３に記憶し、データの追加を行って全体を完成させる。尚、データの再送時に伝送エラーが発生した場合には、前述した手順に従い、改めてデータの再送を要求する。

次に、図１のデータ通信システム１の動作例について、図６を中心に参照しながら説明する。

送信装置２は、受信装置３の宛先識別子をキー情報として、自身が保有する拡散符号テーブル２３（図１、図２参照）を検索し、受信装置３の拡散符号を取得する。そして、取得した拡散符号を用いて送信データを変調し、変調データ５１を受信装置３に向けて送信する。

伝送路４に出力された変調データ５１は、受信装置３に到達するまでの過程で劣化し、一部のデータが欠損する。ここでは、ブロックデータ６１の分割データ７１、７２、及びブロックデータ６３の分割データ７６に誤りが発生し、その他の分割データ７３、７４、７５は正しく伝送されたものとする。

受信装置３は、自身に割り当てられた拡散符号を用い、送信装置２からの変調データ５１を復調する。このとき、変調データ５１を正しく復調できれば、自宛に送信されたデータであると判断し、逆に、復調できなければ、自機以外の装置に向けて送信されたデータであると判断する。

次いで、復調したデータを対象として誤り判断を行い、個々のブロックデータ６１〜６３について誤りの有無を判別する。そして、誤りのないブロックデータ６２をメモリ３３に記憶し、蓄積データ５２として保有する。その一方で、誤りを含むブロックデータ６１、６３のブロック番号を取得し、データ情報（図３参照）に設定して送信データを生成する。

次に、受信装置３は、送信装置２の宛先識別子をキー情報として、自身が保有する拡散符号テーブル３７を検索し、送信装置２の拡散符号を取得する。次いで、取得した拡散符号を用いて送信データを変調し、ＮＡＣＫ（データ再送の要求）を送信装置２に向けて送信する。

ＮＡＣＫを受信した送信装置２は、自身に割り当てられた拡散符号を用いて受信装置３からのデータを復調し、その後、データ情報に設定されたブロック番号を参照して、再送が必要なデータを把握する。次いで、メモリ２８からブロックデータ６１、６３を読み出して再送データ５３を構築し、受信装置３に向けて送信する。

再送データ５３を受信した受信装置３は、再送されたブロックデータ６１、６３をメモリ３３に記憶し、蓄積データ５２と合成する。これにより、データの欠損部分を補い、完全なデータ５４を取得する。その後、送信装置２に対してＡＣＫ（正常に受信した旨の確認メッセージ）を送信する。

以上のように、本実施の形態においては、複数のデータ通信装置の各々に固有の拡散符号を割り当てた上で、送信装置２側では、受信装置３の拡散符号を用いて送信データを送信し、受信装置３側では、受信データを正しく復調できた場合に自宛のデータであると判断する。これにより、受信装置３は、データの欠落部位に依存することなく、受信したデータが自宛のデータであるか否かを判別し得るようになる。

そのため、伝送路４を流れる過程で宛先識別情報の欠落が発生しても、受信装置３では、その受信データを取り扱い可能なデータとすることができ、誤り判断やブロック番号の特定など、データの再送要求に必要な処理を進めることが可能になる。従って、送信データの全体の再送を強いることがなく、欠落したデータ箇所を効率的に再送することが可能になる。

また、本実施の形態においては、受信装置３が、誤り判断により正しいと判断したデータをメモリ３３に記憶するとともに、データの欠落部位のみの再送を要求し、再送されたデータを受信するのに応じて、メモリ３３に記憶したデータと合成して１つのデータとして取り扱う。このため、データの欠落が発生したブロックデータのみを再送すれば足り、再送するデータ量を削減することが可能になる。

さらに、本実施の形態によれば、ブロックデータＢを構成する複数の分割データＤＤの各々にパリティビットＰＢを付与するため、再送データ量の更なる削減を図ることができる。すなわち、受信装置３は、分割データＤＤ毎に誤り判断した結果の情報をメモリ３３に保持するため、例えば、図６に示す状況下において、再送データ５３の送信時に、ブロックデータ６３の分割データ７５に誤りが発生したとしても、送信データ５１の送信時に受信した分割データ７５（誤りがない状態の分割データ７５）と、再送データ５３の送信時に受信した分割データ７６とを組み合わせてブロックデータ６３を構築することができる。このため、ブロックデータ６３の再々送を要求する必要がなく、再送処理（受信装置３からの再送要求、及び送信装置２からのデータの再送）の頻度を低減することが可能になる。

１ データ通信システム
２ 第１のデータ通信装置（送信装置）
３ 第２のデータ通信装置（受信装置）
４ 伝送路
２１ 送信データ生成部
２２ ブロック分割部
２３ 拡散符号テーブル
２４ 変調／拡散部
２５ 再送処理部
２６ 復調／逆拡散部
２７ 誤り判断／シーケンス管理部
２８ メモリ
３１ 復調／逆拡散部
３２ 誤り判断／シーケンス管理部
３３ メモリ
３４ 受信蓄積処理部
３５ 送信データ生成部
３６ ブロック分割部
３７ 拡散符号テーブル
３８ 変調／拡散部
５１ 変調データ
５２ 蓄積データ
５３ 再送データ
５４ 完全なデータ
６１〜６３ ブロックデータ
７１〜７６ 分割データ
Ｂ（Ｂ１〜Ｂｎ） ブロックデータ
ＤＤ（ＤＤ１〜ＤＤｍ） 分割データ
ＰＢ（ＰＢ１〜ＰＢｍ） パリティビット

Claims (5)

1. 複数のデータ通信装置が伝送路を介して接続され、該複数のデータ通信装置のうちの送信装置として機能する第１のデータ通信装置から、該複数のデータ通信装置のうちの受信装置として機能する第２のデータ通信装置に対し、前記伝送路を介してデータを伝送するデータ通信システムであって、
   前記複数のデータ通信装置の各々に固有の拡散符号を割り当て、
   前記第１のデータ通信装置が、前記第２のデータ通信装置に割り当てられた拡散符号を用いて送信データを変調し、
   前記第２のデータ通信装置が、自身に割り当てられた拡散符号を用いて受信データを復調し、正しく復調できた場合に該受信データを自宛のデータであると判断することを特徴とするデータ通信システム。
2. 前記第１のデータ通信装置が、前記送信データを複数のブロックデータから構成し、
   前記第２のデータ通信装置が、前記受信データの誤り判断を行って誤りを含むブロックデータを特定するとともに、該特定した誤りを含むブロックデータの再送を前記第１のデータ通信装置に要求し、
   前記第１のデータ通信装置が、再送の要求を受けたブロックデータを前記第２のデータ通信装置に再送することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
3. 前記第２のデータ通信装置が、前記誤りを含むブロックデータの再送を前記第１のデータ通信装置に要求する一方で、誤りのないブロックデータをメモリに記憶し、その後、前記第１のデータ通信装置からブロックデータの再送を受けたときに、該再送されたブロックデータを前記メモリに記憶されたブロックデータと合成し、前記送信データの全体を完成させることを特徴とする請求項２に記載のデータ通信システム。
4. 前記ブロックデータが、該ブロックデータを分割した複数の分割データから構成されるとともに、該分割データの各々にパリティビットが付与されることを特徴とする請求項２又は３に記載のデータ通信システム。
5. 前記第２のデータ通信装置が、前記誤りを含むブロックデータのブロック番号を指定してデータの再送を要求することを特徴とする請求項２、３又は４に記載のデータ通信システム。

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