JP2016149700A - Radio transmitter, radio receiver, radio transmission and reception system, radio communication device, radio transmission method and radio reception method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、データを分割して伝送する場合に、伝送時間を短縮する無線送信装置、無線受信装置、無線送受信システム、無線通信装置、無線送信方法及び無線受信方法に関する。 The present invention relates to a wireless transmission device, a wireless reception device, a wireless transmission / reception system, a wireless communication device, a wireless transmission method, and a wireless reception method that reduce transmission time when data is divided and transmitted.
ディジタルマイクロ波通信システム(DMR:Digital Microwave Radio)は、無線回線の1本当たりの伝送容量が数100Mbps程度である。一方、Ethernet:登録商標(ETH)インタフェースによる無線通信はGbE/10GbE(10ギガビット・イーサネット:登録商標)が一般的になりつつある。これを実現するために、複数の無線回線を束ねてスループット向上を図る方法が提案されている(特許文献1、特許文献2)。 A digital microwave communication system (DMR: Digital Microwave Radio) has a transmission capacity of about several hundreds Mbps per wireless line. On the other hand, GbE / 10GbE (10 Gigabit Ethernet: registered trademark) is becoming popular for wireless communication using the Ethernet: registered trademark (ETH) interface. In order to realize this, methods for improving throughput by bundling a plurality of wireless lines have been proposed (Patent Documents 1 and 2).
特許文献1には、複数の伝送路に対して適切な負荷分散を実行することが可能なロードバランス制御ユニットが記載されている。ロードバランス制御ユニットは、所定のデータ長に区切られて送信される複数のユニットデータを複数の伝送路を介して対向装置へ送信する伝送装置において動作する。ロードバランス制御ユニットは、伝送路毎に設けられる振り分けバッファを有しており、各振り分けバッファ毎に、各振り分けバッファの滞留状況および各バッファの滞留上限の閾値と、ユニットデータのデータ量とを考慮してユニットデータをどの振り分けバッファに書き込むかを決定している。ロードバランス制御ユニットによれば、可変長データに対応するとともに各伝送路バッファの閾値が動的に変化するような場合であっても、各伝送路に対して適切な負荷分散を実施することができる。 Patent Document 1 describes a load balance control unit capable of executing appropriate load distribution for a plurality of transmission paths. The load balance control unit operates in a transmission apparatus that transmits a plurality of unit data transmitted by being divided into predetermined data lengths to a counter apparatus via a plurality of transmission paths. The load balance control unit has a distribution buffer provided for each transmission line, and for each distribution buffer, consider the retention status of each distribution buffer, the threshold for the retention upper limit of each buffer, and the amount of unit data. Thus, it is determined to which distribution buffer the unit data is written. According to the load balance control unit, it is possible to perform appropriate load distribution for each transmission line even when the threshold value of each transmission line buffer dynamically corresponds to variable length data. it can.
特許文献2には、複数の無線回線を介してデータを送受信する無線伝送装置が記載されている。無線伝送装置は、受信したデータを複数の無線回線を介して送信する送信データに変換する際に、受信したデータのデータ量が複数の無線回線の全伝送容量を超えている場合に、データを無線回線の帯域に合わせて絞った送信データに変換する変換手段と、送信データを、複数の無線回線の各々の無線伝送容量の比に基づいて複数の無線回線の各々に分配する送信データ分配手段と、を備えている。無線伝送装置によると、無線回線系統における送信データの破棄を生じさせずに適切なロードバランス制御を行うことができる。
特許文献1および特許文献2に記載された装置等によると、複数の無線回線等の伝送路に送信データを分割する際に送信データのフレームを長さ方向(時間方向)に分割して各無線回線等に振り分けられる。そして、分割されたデータは順次送信および受信されるため、送信側でのデータ送信時および受信側での受信データを復元時に待合せ時間が必要となる。即ち、データの送受信時にレイテンシが発生する。また、各分割フレームに組立の順番を示す情報を付加するため、オーバヘッドが増加し、帯域使用効率が低下するという課題がある。
According to the devices and the like described in Patent Document 1 and
本発明は、複数の無線回線を用いてデータを送受信する際にレイテンシを低減し、かつ回線の帯域使用効率を向上させる無線送信装置、無線受信装置、無線送受信システム、無線通信装置、無線送信方法及び無線受信方法を提供することを目的とする。 The present invention relates to a wireless transmission device, a wireless reception device, a wireless transmission / reception system, a wireless communication device, and a wireless transmission method that reduce latency when transmitting / receiving data using a plurality of wireless channels and improve the band use efficiency of the channel. It is another object of the present invention to provide a wireless reception method.
本発明の一態様は、複数の無線回線のそれぞれの送信レートに基づいて複数の前記無線回線で送信可能なデータの伝送容量の合計値を算出する算出部と、
前記合計値に基づいたビット幅のビット幅方向とにデータが並ぶビット幅データに入力データを変換する変換部と、
前記ビット幅データを各前記無線回線の伝送容量に応じた、ビット方向に所定の長さを有する送信データに分割するデータ分割部と、を有する、
無線送信装置である。
One aspect of the present invention is a calculation unit that calculates a total value of transmission capacities of data that can be transmitted through a plurality of the wireless channels based on the transmission rates of the plurality of wireless channels;
A conversion unit that converts input data into bit width data in which data is arranged in the bit width direction of the bit width based on the total value;
A data dividing unit that divides the bit width data into transmission data having a predetermined length in the bit direction according to the transmission capacity of each wireless line;
A wireless transmission device.
本発明の一態様は、送信側の複数の無線回線で送信されたビット方向に所定の長さをそれぞれ有する複数の送信データを、複数の無線回線のそれぞれで受信する無線受信部と、
受信したそれぞれの受信データをビット幅方向に並べて結合し、受信フレームデータを復元する復元部と、を有する、
無線受信装置である。
According to one aspect of the present invention, a wireless reception unit that receives a plurality of transmission data respectively having a predetermined length in the bit direction transmitted through a plurality of wireless circuits on a transmission side, and a plurality of wireless circuits,
A receiving unit that arranges the received data received in the bit width direction and combines them to restore the received frame data;
A wireless receiver.
本発明の一態様は、複数の無線回線のそれぞれの送信レートに基づいて複数の前記無線回線で送信可能なデータの伝送容量の合計値を算出する算出部と、
前記合計値に基づいたビット幅のビット幅方向とにデータが並ぶビット幅データに入力データを変換する変換部と、
前記ビット幅データを各前記無線回線の伝送容量に応じた、ビット方向に所定の長さを有する送信データに分割するデータ分割部と、を有する、
無線送信装置と、
前記送信データを受信する複数の無線回線を有する無線受信部と、
受信したそれぞれの受信データをビット幅方向に並べて結合し、受信フレームデータを復元する復元部と、を有する無線受信装置と、
を有する、無線送受信システムである。
One aspect of the present invention is a calculation unit that calculates a total value of transmission capacities of data that can be transmitted through a plurality of the wireless channels based on the transmission rates of the plurality of wireless channels;
A conversion unit that converts input data into bit width data in which data is arranged in the bit width direction of the bit width based on the total value;
A data dividing unit that divides the bit width data into transmission data having a predetermined length in the bit direction according to the transmission capacity of each wireless line;
A wireless transmission device;
A wireless receiver having a plurality of wireless lines for receiving the transmission data;
A radio receiving device having a restoration unit that arranges and combines the received data received in the bit width direction and restores the received frame data,
A wireless transmission / reception system.
本発明の一態様は、複数の無線回線のそれぞれの送信レートに基づいて複数の前記無線回線で送信可能なデータの伝送容量の合計値を算出するステップと、
前記合計値に基づいて入力したデータを複数の前記無線回線で送信可能なビット幅を有するビット幅データに並び替えるように列変換し、
前記ビット幅データを各前記無線回線の伝送容量に応じてビット方向に所定の長さを有する送信データにするように分割するステップと、を有する、
無線送信方法である。
One aspect of the present invention is a step of calculating a total value of transmission capacities of data that can be transmitted through a plurality of the radio channels based on respective transmission rates of the plurality of radio channels;
The column conversion is performed so that the data input based on the total value is rearranged into a plurality of bit width data having a bit width that can be transmitted through the plurality of radio channels,
Dividing the bit width data into transmission data having a predetermined length in the bit direction according to the transmission capacity of each wireless line, and
This is a wireless transmission method.
本発明の一態様は、送信側の複数の無線回線で送信されたビット方向に所定の長さをそれぞれ有する複数の送信データを、複数の無線回線のそれぞれで受信するステップと、
受信したそれぞれの受信データをビット幅方向に並べて結合し、受信フレームデータを復元するステップと、を有する、
無線受信方法である。
One aspect of the present invention is the step of receiving a plurality of transmission data respectively having a predetermined length in the bit direction transmitted on a plurality of radio channels on the transmission side, on each of the plurality of radio channels;
Receiving the received frame data by combining the received data received in the bit width direction and combining the received data.
This is a wireless reception method.
本発明の一態様は、入力データを複数の無線回線により送信する無線送信装置において、
前記入力データを無線フレーム長が同一でかつ変調多値数に応じて分割することを特徴とする無線通信装置である。
One aspect of the present invention is a wireless transmission device that transmits input data through a plurality of wireless lines.
The wireless communication apparatus is characterized in that the input data has the same wireless frame length and is divided according to the modulation multi-level number.
本発明にかかる無線送信装置、無線受信装置、無線送受信システム、無線通信装置、無線送信方法及び無線受信方法によると、複数の無線回線を用いてデータを送受信する際にレイテンシを低減し、かつ回線の帯域使用効率を向上させることができる。 According to the wireless transmission device, the wireless reception device, the wireless transmission / reception system, the wireless communication device, the wireless transmission method, and the wireless reception method according to the present invention, the latency is reduced when data is transmitted / received using a plurality of wireless lines, and the line It is possible to improve the band use efficiency.
以下、図面を参照しつつ本発明にかかる、無線送信装置、無線受信装置、無線送受信システム、無線送信方法及び無線受信方法の実施形態について説明する。
[第1実施形態]
図1に示されるように、無線送信装置10は、ETH(Ethernet:登録商標)インターフェースを有する送信デバイスであり、入力されるETHフレームのデータを分割するETH信号処理部11と、ETH信号処理部11に接続され、分割されたデータをそれぞれ無線送信するための複数の無線送信部T1,…,Tnを有している。無線送信装置10は、例えば基地局間の通信に用いられるバックホール機器である。
Hereinafter, embodiments of a wireless transmission device, a wireless reception device, a wireless transmission / reception system, a wireless transmission method, and a wireless reception method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, a
図2に示されるように、ETH信号処理部11は、上流側にETHフレームを入力するMAC(Media Access Control)部12が設けられており、MAC部12の下流側には、送信バッファ部13が接続されている。送信バッファ部13の下流側には、GFP(Generic Framing Procedure)送信処理部14が接続されている。GFP送信処理部14の下流側には、送信フレーム分割部16が接続されている。さらに、GFP送信処理部14には、送信レート制御部15が接続されている。送信フレーム分割部16には、無線送信部T1,…,Tn(図1参照)が接続されている。
As shown in FIG. 2, the ETH
MAC部12は、上流側に接続されている外部装置等から入力されたETHフレーム(入力データ)のFCS(Frame Check Sequence)チェックを行い、受信したETHフレームに誤りがないか調べ、データ損失を検出する。MAC部12は、チェック後のETHフレームをMAC出力フレームとして送信バッファ部13に出力する。送信バッファ部13は、格納されたデータを順次GFP送信処理部14に送信バッファ出力フレームとして出力する。送信バッファ部13は、GFP送信処理部14から入力される送信バッファ読出制御信号で制御される。送信バッファ部13は、送信バッファ読出制御信号によって読出し停止制御が有効になった場合は、送信バッファ出力フレームの出力を停止する。
The
GFP送信処理部14は、入力された送信バッファ出力フレームのフレーム毎にGFPヘッダを付加し、内部に設けられた内部バッファ(不図示)に格納する。また、GFP送信処理部14は、後述する送信レート制御部15から入力される送信データ要求信号に従い、内部バッファからデータの読出しや読出しの停止を行う。GFP送信処理部14は、内部バッファが空にも関わらず、データの読出しが発生した場合は、アイドルフレームを挿入する。逆に、GFP送信処理部14は、内部バッファがバッファ可能な閾値を超えた場合には、送信バッファに読出停止制御信号(Pause制御信号)を出力する。GFP送信処理部14は、送信フレーム分割部に送信GFPフレームを出力する。
The GFP
送信レート制御部(算出部)15は、後述する各データ多重部M1,…,Mnから入力された多重可能ビット幅情報B1,…,BNから、各無線送信部T1,…,Tnの無線伝送容量を合計した合計値を算出する。この多重可能ビット幅情報B1,…,BNは、各無線送信部T1,…,Tnの無線回線の送信レートおよび送信可能なデータのビット幅に関する情報である。それぞれの多重可能ビット幅情報B1,…,BNは、各無線送信部T1,…,Tnにおいて送信されるそれぞれのビット幅データのそれぞれのビット幅値を含んでいる。 The transmission rate control unit (calculation unit) 15 performs wireless transmission of the wireless transmission units T1,..., Tn from the multiplexable bit width information B1,..., BN input from the data multiplexing units M1,. The total value of the capacity is calculated. The multiplexable bit width information B1,..., BN is information relating to the transmission rate of the wireless channel and the bit width of transmittable data of each of the wireless transmission units T1,. Each of the multiplexable bit width information B1,..., BN includes the respective bit width values of the respective bit width data transmitted in the respective wireless transmission units T1,.
そして、送信レート制御部15は、算出された無線伝送容量に応じた速度でGFP送信処理部14からデータ(GFPフレーム)が読出されるように、GFP送信処理部14に送信データ要求信号を出力する。送信レート制御部15は、送信データ要求信号でGFP送信処理部14の読出しを停止させることもできる。また、送信レート制御部15は、ビット幅情報B1,…,BNに基づいて送信データのビット幅を算出し、その値を含む列変換幅制御信号を送信フレーム分割部16に出力する。
Then, the transmission
送信フレーム分割部(データ変換部、データ分割部)16は、入力された列変換幅制御信号に基づいて、入力されたGFPフレームを無線送信部T1,…,Tn(図1参照)に接続された複数の無線回線で送信可能なビット幅を有するビット幅データに並び替える。即ち、送信フレーム分割部16は、GFPフレームをビット幅方向に長さを有するように列変換する。ビット幅データは、後述するように複数の無線回線で送信されるデータのフレーム長方向に直交する方向のビット幅方向にマトリクス状にデータが並んだデータである(図5の無線フレーム参照)。ビット幅データにおいて、フレーム長は入力されるデータのETHフレーム長に依存している。ビット幅データにおいて、ビット幅は各無線送信部T1,…,Tnが出力するビット幅情報B1,…,Bnから決定される。
The transmission frame division unit (data conversion unit, data division unit) 16 is connected to the wireless transmission units T1,..., Tn (see FIG. 1) based on the input column conversion width control signal. The data is rearranged into bit width data having a bit width that can be transmitted through a plurality of wireless lines. That is, the transmission
送信フレーム分割部16は、列変換幅制御信号に基づいてビット幅を決定する。そして、送信フレーム分割部16は、ビット幅データをビット方向に分割する。送信フレーム分割部16は、分割された各送信ETHデータD1,…,Dnを無線送信部T1,…,Tn(図1参照)が有する各データ多重部M1,…,Mn(図3参照)に出力する。
The transmission
図3に示されるように、データ多重部M1,…,Mnは、無線送信部T1,…,Tnに設けられている。無線送信部T1,…,Tnは、無線送受信機能を有する構成で示されている。データ多重部M1,…,Mnは、入力された送信ETHデータD1,…,Dnをペイロード領域(図5参照)に多重する。また、データ多重部M1,…,Mnは、受信側でデータの復号化の際に用いられる送信データのビット幅情報B1,…,Bnを含む有効ビット幅情報をACMOH領域(図5参照)に多重する。そして、データ多重部M1,…,Mnは、多重化された送信無線フレームデータF1,…,Fnを変調部Q1,…,Qnに出力する。 As shown in FIG. 3, the data multiplexing units M1,..., Mn are provided in the wireless transmission units T1,. The wireless transmission units T1,..., Tn are shown as having a wireless transmission / reception function. The data multiplexing units M1,..., Mn multiplex the input transmission ETH data D1,..., Dn in the payload area (see FIG. 5). Further, the data multiplexing units M1,..., Mn store effective bit width information including bit width information B1,..., Bn of transmission data used in decoding data on the receiving side in the ACMOH area (see FIG. 5). Multiplex. Then, the data multiplexers M1,..., Mn output the multiplexed transmission radio frame data F1,..., Fn to the modulators Q1,.
変調部Q1,…,Qnは、送信無線フレームデータF1,…,Fnを適応変調で選択された変調方式で変調し、送信変調信号W1,…,Wnを出力することにより無線伝送を行う。変調部Q1,…,Qnは、送信無線フレームデータF1,…,FnのACMOH領域(図5参照)に多重された送信変調方式制御情報に従って変調を行う。その他の変調部Q1,…,Qnの処理は適応変調の一般的な手法を用いる。データ多重部M1,…,Mnは、自身の無線回線の送信レートを監視し、送信レートに基づいて上述した多重可能ビット幅情報B1,…,BNを送信レート制御部15に出力する。無線送信装置10は、バックホール機器としているが、無線通信装置として一体の装置を構築してもよい。無線送信装置10を用いると、入力データを無線フレーム長が同一でかつ変調多値数に応じて分割する、無線通信装置を実現することができる。
Modulators Q1,..., Qn perform radio transmission by modulating transmission radio frame data F1,..., Fn with a modulation method selected by adaptive modulation and outputting transmission modulation signals W1,. Modulators Q1,..., Qn perform modulation in accordance with transmission modulation scheme control information multiplexed in the ACMOH area (see FIG. 5) of transmission radio frame data F1,. The other modulation units Q1,..., Qn use a general method of adaptive modulation. The data multiplexing units M1,..., Mn monitor the transmission rate of their own radio lines, and output the above-described multiplexable bit width information B1,..., BN to the transmission
次に、無線送信装置10の動作について図4を参照して説明する。
Next, the operation of the
データ多重部M1,…,Mnは、自身の無線回線の送信レートを監視し、送信レートに基づいて多重可能ビット幅情報B1,…,BNを送信レート制御部15に出力する(S100)。送信レート制御部(算出部)15は、多重可能ビット幅情報B1,…,BNに基づいて複数の無線回線で送信可能なデータの伝送容量の合計値を算出し、その速度でGFP送信処理部からの読み出しを行う(S101)。送信フレーム分割部(データ変換部)16は、入力されたGFPフレームを指定されたビット幅のビット幅データに並び替える(S102)。
The data multiplexers M1,..., Mn monitor the transmission rate of their own radio lines, and output the multiplexable bit width information B1,... BN to the
送信フレーム分割部16は、ビット幅データを各無線回線の伝送容量に応じてビット方向に所定の長さを有する送信データに分割する(S103)。データ多重部M1,…,Mnは、入力された各送信データをペイロード領域に、各有効ビット幅情報をACMOH領域に多重して送信無線フレームデータF1,…,Fnを出力する(S104)。変調部Q1,…,Qnは、送信無線フレームデータF1,…,Fnを適応変調で選択された変調方式で変調し、送信変調信号W1,…,Wnを出力することにより無線伝送を行う(S105)。
The transmission
次に、無線送信装置10で送信されるデータの具体例について説明する。
Next, a specific example of data transmitted by the
図5に示される送信データは、無線回線数n=2の場合に送信されるビット幅データの無線フレームである。この送信される無線フレームは、入力されたGFPフレームより十分長くなるように設定される。送信データは、無線回線G1では、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)で、無線回線G2では、256QAM(Quadrature Amplitude Modulation)で変調される。縦一列分は変調信号の1シンボルを示している。無線回線G1でQPSK変調されるデータのビット幅は2ビット/シンボルである。無線回線G2で256QAM変調されるデータのビット幅は8ビット/シンボルである。 The transmission data shown in FIG. 5 is a radio frame of bit width data transmitted when the number of radio lines n = 2. The transmitted radio frame is set to be sufficiently longer than the input GFP frame. The transmission data is modulated by QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) in the radio channel G1, and by 256 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) in the radio channel G2. One vertical column represents one symbol of the modulation signal. The bit width of data that is QPSK modulated by the radio line G1 is 2 bits / symbol. The bit width of data that is 256QAM modulated by the radio line G2 is 8 bits / symbol.
従って無線回線G1および無線回線G2で送信される送信データのビット方向のビット幅の長さは2+8=10である。送信データの無線フレーム長Tf=100000、ペイロード領域長Td=80000、シンボルレートFs=100MHzとすると、送信レートRは、R=100000×80000/100×(2+8)=800Mbpsである。送信レート制御部15は、上記の送信レートRでGFP送信処理部14からのデータ読出を制御する。
Accordingly, the length of the bit width in the bit direction of the transmission data transmitted through the wireless line G1 and the wireless line G2 is 2 + 8 = 10. Assuming that the transmission data radio frame length Tf = 100000, payload area length Td = 80000, and symbol rate Fs = 100 MHz, the transmission rate R is R = 100000 × 80000/100 × (2 + 8) = 800 Mbps. The transmission
送信フレーム分割部16は、入力された送信GFPフレームを10ビット幅のデータに列変換し、上段の2ビット分をデータ多重部M1に、下段の8ビット幅分をデータ多重部M2に出力する。これにより、上段の2ビット/シンボル幅分のデータおよび下段の8ビット/シンボル幅分のデータが無線送信部T1,T2でそれぞれ無線送信される。
The transmission
まず比較例として、送信されるデータのフレームを長さ方向(時間方向)に分割する方法を説明する。図6(a)には、1本の無線回線でデータを1024QAM(800Mbps)で送信する場合の例が示されている。例えば、送信GFPフレーム長が5120byteのデータを1本の無線回線で送信する場合、データを分割しないでそのまま送信する。次に、同じデータを図6(b)のように、QPSK(160Mbps)と256QAM(640Mbps)との2本の無線回線で送信する例を示す。データは無線回線G1と無線回線G2にそれぞれ分割されて送信される。分割されたデータは時間経過とともに順次送信される。 First, as a comparative example, a method of dividing a frame of data to be transmitted in the length direction (time direction) will be described. FIG. 6A shows an example in which data is transmitted at 1024 QAM (800 Mbps) using one wireless line. For example, when data having a transmission GFP frame length of 5120 bytes is transmitted through one wireless line, the data is transmitted without being divided. Next, an example in which the same data is transmitted through two wireless lines of QPSK (160 Mbps) and 256 QAM (640 Mbps) as shown in FIG. The data is divided and transmitted to the radio line G1 and the radio line G2. The divided data is sequentially transmitted over time.
無線回線G1で送信されるデータは、図6(a)のデータを5分割した場合のデータの最初のデータ(分割フレーム1)であり、QPSK(送信レート160Mbps)で送信される。即ち、無線回線G1では、図6(a)の分割フレーム1に格納されるデータに相当する分割データが1024byteのフレーム長全体に格納されて送信される。この際、分割フレームにシーケンス番号を含むヘッダがそれぞれ付加されるため、分割フレーム1のデータの総量は1024byteにシーケンス番号の増加分(α)だけ大きくなる。 The data transmitted through the wireless line G1 is the first data (divided frame 1) when the data in FIG. 6A is divided into five, and is transmitted at QPSK (transmission rate 160 Mbps). That is, in the wireless line G1, the divided data corresponding to the data stored in the divided frame 1 in FIG. 6A is stored and transmitted in the entire frame length of 1024 bytes. At this time, since the header including the sequence number is added to each divided frame, the total amount of data of the divided frame 1 is increased by 1024 bytes by the increment (α) of the sequence number.
無線回線G2で送信されるデータは図6(a)のデータを5分割した場合のデータの4つのデータ(分割フレーム2〜4)であり、256QAM(送信レート640Mbps)で送信される。即ち、無線回線G2では、図6(a)の分割フレーム2〜5に格納されるデータに相当する分割データが4096byteの分割フレーム2〜5に格納されて送信される。この際、この際、分割フレームにシーケンス番号を含むヘッダがそれぞれ付加されるため、分割フレーム2〜4のデータの総量は4096byteにシーケンス番号の増加分(β)だけ大きくなる。
The data transmitted through the wireless line G2 is four data (divided
この場合、無線回線G2の分割フレーム2に格納されたデータは、送信が開始されるまでに遅延が発生する。このため、無線回線G2でのデータの送信は、データを分割しないで送信する場合に比べて送信終了までに10.24usにシーケンス番号の増加分dを加えたレイテンシが原理的に発生する。データの分割数を増やすとレイテンシの増加を小さくすることができる。しかし、その一方で、分割されたデータにそれぞれ付加されるシーケンス番号が増加し、無線フレーム当たりのオーバーヘッド(シーケンス番号)の占める割合が大きくなり、無線回線の帯域の使用効率が低下する。
In this case, the data stored in the divided
これに対して無線送信装置10は、図7に示されるように、送信データをビット方向に所定の長さを有するビット幅データに並び替え、ビット幅方向の分割ブロックに分割するため、原理的にレイテンシが増加しない。また、データを分割してフレーム組立をするためにACMOH領域に多重されるビット幅情報B1,…,Bnを用いるため、無線回線の帯域の使用効率の低下を防止することができる。図7(a)では、1本の無線回線でデータを送信する場合が示されている。ここでは、データがビット方向に分割される。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the
即ち、この分割では、ACMOH領域に多重されるビット幅情報B1,…,Bnを用いるため、図6(a)の分割されたデータにそれぞれ付加されるシーケンス番号を用いる場合に比べ、無線フレーム当たりのACMOH領域(オーバーヘッド)の占める割合が小さくなる。これにより、図6(a)の場合に比して無線回線の帯域の使用効率が高くなる。図7(b)では、2本の無線回線でデータを送信する場合が示されている。ここでは、無線回線G1と無線回線G2とで、ビット方向に分割されたデータがそれぞれ送信される。無線回線G1の分割ブロック1で送信されるデータと、無線回線G2の分割ブロック2で送信されるデータとは同時に送信されるので、図6(b)の場合に比してレイテンシが発生しない。
That is, in this division, since bit width information B1,..., Bn multiplexed in the ACMOH area is used, compared with the case where the sequence numbers added to the divided data in FIG. The ratio occupied by the ACMOH area (overhead) is reduced. As a result, the use efficiency of the bandwidth of the radio line is higher than in the case of FIG. FIG. 7B shows a case where data is transmitted through two wireless lines. Here, the data divided in the bit direction is transmitted through the radio channel G1 and the radio channel G2, respectively. Since the data transmitted in the division block 1 of the radio channel G1 and the data transmitted in the
上述したように無線送信装置10によると、複数の無線回線で送信されるデータをビット方向に分割してそれぞれの無線回線で送信するため、データをフレーム方向に分割する方法に比してレイテンシの発生を低減することができる。また、無線送信装置10によると、ACMOH領域に多重されるビット幅情報B1,…,Bnを用いるため、無線回線の帯域使用効率を高めることができる。
As described above, according to the
[第2実施形態]
以下、無線送信装置10で送信された送信データを受信して受信フレームデータを復元する無線受信装置20について説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the
図8に示されるように、無線受信装置20は、ETH(Ethernet)インターフェースを有する受信デバイスであり、無線送信装置10から分割されて送信されたデータを受診するための複数の無線受信部K1,…,Knと、受信データを元のデータである受信フレームデータに復元するETH信号処理部(復元部)21とを有している。無線受信装置20は、例えば基地局間の通信に用いられるバックホール機器である。
As illustrated in FIG. 8, the
図9に示されるように、無線受信部K1,…,Knは、無線回線から受信変調信号(受信データ)X,…,Xnを受信する。無線受信部K1,…,Knは、無線送受信機能を有する構成で示されている。無線受信部K1,…,Knは、無線回線側からみて上流側に、データを受信する復調部U1,…,Unが設けられており、その下流側に受信データに多重化された情報とデータとを分離して抽出するデータ抽出部S1,…,Snが接続されている。 As shown in FIG. 9, the wireless receivers K1,..., Kn receive reception modulation signals (received data) X,. The wireless receivers K1,..., Kn are shown as having a wireless transmission / reception function. The radio reception units K1,..., Kn are provided with demodulation units U1,..., Un that receive data on the upstream side as viewed from the radio line side, and information and data multiplexed on the reception data on the downstream side. Are connected to data extraction units S1, ..., Sn.
復調部U1,…,Unは、受信したそれぞれの受信変調信号X,…,Xnを指定された受信変調方式情報を用いて復調し、受信無線フレームデータH1,…,Hnとしてデータ抽出部S1,…,Snに出力する。データ抽出部S1,…,Snは、受信無線フレームデータH1,…,Hnのペイロードデータ領域(図5参照)から受信ETHデータV1,…,Vnを抽出する。また、データ抽出部S1,…,Snは、受信無線フレームデータH1,…,HnのACMOH領域(図5参照)から受信有効ビット幅情報Y1,..,Ynを抽出する。データ抽出部S1,…,Snは、受信ETHデータV1,…,Vnと受信有効ビット幅情報Y1,..,YnとをETH信号処理部21にそれぞれ出力する。
The demodulation units U1,..., Un demodulate the received received modulation signals X,..., Xn using the specified reception modulation method information, and receive data frame units H1,. ..., output to Sn. The data extraction units S1, ..., Sn extract the received ETH data V1, ..., Vn from the payload data area (see Fig. 5) of the received radio frame data H1, ..., Hn. Further, the data extraction units S1,..., Sn receive the reception effective bit width information Y1,... From the ACMOH area (see FIG. 5) of the reception radio frame data H1,. . , Yn are extracted. The data extraction units S1,..., Sn have received ETH data V1,. . , Yn are output to the ETH
図10に示されるように、ETH信号処理部21は、受信ETHデータV1,…,Vnと受信有効ビット幅情報Y1,..,Ynとを入力し、出力ETHフレーム(受信フレームデータ)を生成する。ETH信号処理部21は、受信側から見て上流側に受信ETHデータV1,…,Vnと受信有効ビット幅情報Y1,..,Ynとを入力する受信フレーム組立部22を有している。受信フレーム組立部22の下流側には、GFP受信処理部23が接続されている。GFP受信処理部23の下流側には、受信バッファ24が接続されている。受信バッファ24の下流側には、MAC部25が接続されている。
As shown in FIG. 10, the ETH
受信フレーム組立部22は、受信有効ビット幅情報Y1,..,Ynに基づいて、各データ抽出部S1,…,Snから入力された各受信ETHデータV1,…,Vnをビット幅方向に結合する。受信有効ビット幅情報Y1,..,Ynには、無線回線の受信レートで受信可能な受信データをビット方向に列変換した際のビット幅値が含まれている。例えば、第1実施形態の無線送信装置10が送信データを受信した場合、受信フレーム組立部22は、各受信ETHデータV1,…,Vnを結合して10ビット幅のデータを生成する。受信フレーム組立部22は、結合された各受信ETHデータV1,…,Vnを並び替えてビット幅(8ビット)を有するGFP受信フレームデータに列変換し、GFP受信フレームを復元する。即ち、無線送信装置10の送信フレーム分割部16と逆の処理を行う。受信フレーム組立部22は、GFP受信フレームをGFP受信処理部23に出力する。
The reception
GFP受信処理部23は、GFP同期を確立後、GFP受信フレームからGFPヘッダを除去して受信バッファ24に出力する。受信バッファ24は、入力されたフレームのFCSチェックを行い、MAC部25に出力する。MAC部25は入力されたフレームを出力ETHフレームとして、下流側に接続された外部装置(不図示)に出力する。
After establishing the GFP synchronization, the GFP
即ち、無線受信部K1,…,Knは、送信側の複数の無線回線で送信されたビット方向に所定の長さをそれぞれ有する複数の送信データを、複数の無線回線のそれぞれで受信する。そして、無線受信部K1,…,Knは、受信データに多重化された、無線回線の受信レートで受信可能なデータを列変換した際のビット幅値を含む受信有効ビット幅情報Y1,..,Ynを抽出する。そして、ETH信号処理部21は、受信有効ビット幅情報Y1,..,Ynに基づいて複数の無線回線で受信データをビット幅方向に並べて結合し、受信有効ビット幅情報Y1,..,Ynに基づいて受信フレームデータを復元する。この様にして無線受信装置20は、受信データから原データを復元することができる。
That is, the wireless reception units K1,..., Kn receive a plurality of transmission data respectively having a predetermined length in the bit direction transmitted by a plurality of transmission-side wireless lines, respectively. Then, the wireless receivers K1,..., Kn receive effective bit width information Y1,..., Including bit width values when data that can be received at a wireless channel reception rate is multiplexed. . , Yn are extracted. Then, the ETH
次に、無線受信装置20の動作について図11を参照して簡単に説明する。
Next, the operation of the
復調部U1,…,Unは、送信側の複数の無線回線で送信されたビット方向に所定の長さをそれぞれ有する変調信号を受信する(S200)。復調部U1,…,Unは、受信したそれぞれの受信変調信号(受信データ)X,…,Xnを指定された受信変調方式情報を用いて復調する(S201)。データ抽出部S1,…,Snは、受信データから受信ETHデータV1,…,Vnと受信有効ビット幅情報Y1,..,Ynとを抽出する(S202)。ETH信号処理部21は、受信ETHデータV1,…,Vnと受信有効ビット幅情報Y1,..,Ynとを入力し、出力ETHフレーム(受信フレームデータ)を生成する(S203)。
The demodulation units U1,..., Un receive the modulated signals each having a predetermined length in the bit direction transmitted through the plurality of radio channels on the transmission side (S200). The demodulation units U1,..., Un demodulate the received reception modulation signals (reception data) X,..., Xn using the specified reception modulation method information (S201). The data extraction units S1,..., Sn receive the received ETH data V1,. . , Yn are extracted (S202). The ETH
上述したように、無線受信装置20によると、データをビット方向に分割して送信された送信データを受信して復元するため、データをフレーム方向に分割する方法に比してレイテンシの発生を低減することができる。また、無線受信装置20によると、ビット幅情報Y1,..,Ynを用いるため、無線回線の帯域使用効率を高めることができる。
As described above, according to the
[第3実施形態]
上述した無線送信装置10と無線受信装置20とを用いて無線送受信システム100を構築することができる。以下の説明では上記で説明した構成要素で同一の部分は同一の符号を用い、重複する説明は適宜省略する。
[Third Embodiment]
The wireless transmission /
図12に示されるように、無線送受信装置30は、無線送信装置10と無線受信装置20との構成要素を含んだ構成となっている。図13に示されるように、無線送受信部Z1,…,Znは、無線送信部T1,…,Tnと無線受信部K1,…,Knの構成要素を含んでいる。図14に示されるように、ETH信号処理部31は、無線送信装置10のETH信号処理部11と、無線受信装置20のETH信号処理部21との構成要素を含んでいる。
図15に示される、無線送受信システム100は、無線送受信装置30が接続された基地局50間でデータをビット方向に分割して無線送受信することができる。
As illustrated in FIG. 12, the wireless transmission /
The wireless transmission /
即ち、無線送受信システム100は、送信側の基地局50に接続された無線送受信装置30において、複数の無線回線のそれぞれの送信レートに基づいて複数の無線回線で送信可能なデータの伝送容量の合計値を算出し、合計値に基づいて入力されたデータを複数の無線回線で送信可能なビット幅を有するビット幅データに並び替えるように列変換し、ビット幅データを各無線回線の伝送容量に応じてビット方向に所定の長さを有する送信データに分割して送信する。そして、受信側の基地局50に接続された無線送受信装置30で送信データを複数の無線回線のそれぞれから受信し、受信したそれぞれの受信データをビット幅方向に並べて結合し、並べ替えて受信フレームデータを復元する。
In other words, the wireless transmission /
そして、無線送受信システム100は、送信側の基地局50に接続された無線送受信装置30において、無線回線の送信レートで送信可能なデータを列変換した際のビット幅値を含むビット幅情報を生成し、ビット幅情報に基づいて複数の無線回線で送信される列変換されたデータの伝送容量の合計値を算出し、ビット幅情報を送信データに多重化して送信する。そして、受信側の基地局50に接続された無線送受信装置30においては、受信データに多重化された、ビット幅情報を抽出し、ビット幅情報に基づいて複数の無線回線で受信データをビット幅方向に並べて結合し、結合データを生成し、ビット幅情報に基づいて結合データから受信フレームデータを復元する。
Then, the wireless transmission /
[その他の実施形態]
上記の実施形態では、無線送信装置10と無線受信装置20との基地局間の無線通信に用いられることが記載されていた。この他、上記の実施形態は、無線受信装置20を移動局に置き換えてもよい。また、上記の実施形態では、無線回線での通信を示していたが、無線回線は有線回線であってもよい。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, it is described that the
10 無線送信装置
11 信号処理部
12 MAC部
13 送信バッファ部
14 送信処理部
15 送信レート制御部
16 送信フレーム分割部
20 無線受信装置
21 信号処理部
22 受信フレーム組立部
23 受信処理部
24 受信バッファ
25 MAC部
30 無線送受信装置
31 信号処理部
50 基地局
100 無線送受信システム
B1,…,Bn ビット幅情報
D1,…,Dn データ
F1,…,Fn 送信無線フレームデータ
Fs サンプリングレート
G1 無線回線
G2 無線回線
H1,…,Hn 受信無線フレームデータ
K1,…,Kn 無線受信部
M1,…,Mn データ多重部
M2 データ多重部
n 無線回線数
Q1,…,Qn 変調部
R 送信レート
S1,…,Sn データ抽出部
T1,…,Tn 無線送信部
Td ペイロード領域長
Tf 無線フレーム長
U1,…,Un 復調部
V1,…,Vn 受信ETHデータ
W1,…,Wn 送信変調信号
X1,…,Xn 受信変調信号
Y1,…,Yn 受信有効ビット幅情報
Z1,…,Zn 無線送受信部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記合計値に基づいたビット幅のビット幅方向とにデータが並ぶビット幅データに入力データを変換する変換部と、
前記ビット幅データを各前記無線回線の伝送容量に応じた、ビット方向に所定の長さを有する送信データに分割するデータ分割部と、を有する、
無線送信装置。 A calculation unit that calculates a total value of transmission capacities of data that can be transmitted through the plurality of wireless lines based on respective transmission rates of the plurality of wireless lines;
A conversion unit that converts input data into bit width data in which data is arranged in the bit width direction of the bit width based on the total value;
A data dividing unit that divides the bit width data into transmission data having a predetermined length in the bit direction according to the transmission capacity of each wireless line;
Wireless transmission device.
前記無線送信部は、前記無線回線の前記送信レートで送信可能なデータを変換した際のビット幅値を含むビット幅情報を生成し、
前記算出部は、前記ビット幅情報に基づいて複数の前記無線回線で送信される、変換されたデータの伝送容量の前記合計値を算出する、
請求項1に記載の無線送信装置。 A wireless transmission unit connected to the wireless line;
The wireless transmission unit generates bit width information including a bit width value when data that can be transmitted at the transmission rate of the wireless line is converted,
The calculation unit calculates the total value of the transmission capacities of converted data transmitted through the plurality of the radio lines based on the bit width information.
The wireless transmission device according to claim 1.
請求項2に記載の無線送信装置。 The wireless transmission unit transmits the bit width information multiplexed with the transmission data,
The wireless transmission device according to claim 2.
受信したそれぞれの受信データをビット幅方向に並べて結合し、受信フレームデータを復元する復元部と、を有する、
無線受信装置。 A radio reception unit that receives a plurality of transmission data respectively having a predetermined length in the bit direction transmitted by a plurality of radio lines on the transmission side, and a plurality of radio lines;
A receiving unit that arranges the received data received in the bit width direction and combines them to restore the received frame data;
Wireless receiver.
前記復元部は、前記ビット幅情報に基づいて複数の前記無線回線で前記受信データをビット幅方向に並べて結合し、前記ビット幅情報に基づいて前記受信フレームデータを復元する、
請求項4に記載の無線受信装置。 The wireless reception unit extracts bit width information including a bit width value when the data that can be received at the reception rate of the wireless line multiplexed to the reception data is subjected to column conversion,
The restoration unit arranges and combines the reception data in a plurality of the radio lines based on the bit width information in the bit width direction, and restores the reception frame data based on the bit width information.
The wireless receiver according to claim 4.
前記合計値に基づいたビット幅のビット幅方向とにデータが並ぶビット幅データに入力データを変換する変換部と、
前記ビット幅データを各前記無線回線の伝送容量に応じた、ビット方向に所定の長さを有する送信データに分割するデータ分割部と、を有する無線送信装置と、
前記送信データを受信する複数の無線回線を有する無線受信部と、
受信したそれぞれの受信データをビット幅方向に並べて結合し、受信フレームデータを復元する復元部と、を有する無線受信装置と、
を有する、無線送受信システム。 A calculation unit that calculates a total value of transmission capacities of data that can be transmitted through the plurality of wireless lines based on respective transmission rates of the plurality of wireless lines;
A conversion unit that converts input data into bit width data in which data is arranged in the bit width direction of the bit width based on the total value;
A data transmission unit that divides the bit width data into transmission data having a predetermined length in the bit direction according to the transmission capacity of each wireless line;
A wireless receiver having a plurality of wireless lines for receiving the transmission data;
A radio receiving device having a restoration unit that arranges and combines the received data received in the bit width direction and restores the received frame data,
A wireless transmission / reception system.
前記無線受信装置は、前記受信データに多重化された、前記ビット幅情報を抽出し、前記ビット幅情報に基づいて複数の前記無線回線で前記受信データをビット幅方向に並べて結合し、前記ビット幅情報に基づいて前記受信フレームデータを復元する、
請求項6に記載の無線送受信システム。 The wireless transmission device generates bit width information including a bit width value when data that can be transmitted at the transmission rate of the wireless line is converted, and is transmitted on a plurality of the wireless lines based on the bit width information. Calculating the total value of the transmission capacity of the converted data, multiplexing the bit width information with the transmission data, and transmitting,
The wireless reception device extracts the bit width information multiplexed on the reception data, and combines the reception data in the bit width direction on the plurality of wireless lines based on the bit width information, and combines the bits. Restoring the received frame data based on width information;
The wireless transmission / reception system according to claim 6.
前記合計値に基づいたビット幅のビット幅方向とにデータが並ぶビット幅データに入力データを変換するステップと、
前記ビット幅データを各前記無線回線の伝送容量に応じた、ビット方向に所定の長さを有する送信データに分割するステップと、を有する、
無線送信方法。 Calculating a total value of transmission capacities of data that can be transmitted on the plurality of wireless lines based on respective transmission rates of the plurality of wireless lines;
Converting input data into bit width data in which data is arranged in the bit width direction of the bit width based on the total value;
Dividing the bit width data into transmission data having a predetermined length in the bit direction according to the transmission capacity of each wireless line,
Wireless transmission method.
前記ビット幅情報に基づいて複数の前記無線回線で送信される、変換されたデータの伝送容量の前記合計値を算出するステップと、を更に有する、
請求項8に記載の無線送信方法。 Generating bit width information including a bit width value when data that can be transmitted at the transmission rate of the wireless line is converted;
Calculating the total value of the transmission capacities of the converted data transmitted on the plurality of wireless lines based on the bit width information, and
The wireless transmission method according to claim 8.
請求項9に記載の無線送信方法。 Further comprising the step of multiplexing and transmitting the bit width information to the transmission data,
The wireless transmission method according to claim 9.
受信したそれぞれの受信データをビット幅方向に並べて結合し、受信フレームデータを復元するステップと、を有する、
無線受信方法。 Receiving a plurality of transmission data respectively having a predetermined length in the bit direction transmitted on a plurality of radio lines on the transmission side, on each of the plurality of radio lines;
Receiving the received frame data by combining the received data received in the bit width direction and combining the received data.
Wireless reception method.
前記ビット幅情報に基づいて複数の前記無線回線で前記受信データをビット幅方向に並べて結合するステップと、
前記ビット幅情報に基づいて前記受信フレームデータを復元するステップと、を更に備える、
請求項11に記載の無線受信方法。 Extracting the bit width information including the bit width value when the data that can be received at the reception rate of the wireless line multiplexed to the reception data is converted into a column;
Aligning and combining the received data in a bit width direction on a plurality of the radio lines based on the bit width information; and
Reconstructing the received frame data based on the bit width information,
The wireless reception method according to claim 11.
前記入力データを無線フレーム長が同一でかつ変調多値数に応じて分割することを特徴とする無線通信装置。 In a transmission device that transmits input data via a plurality of wireless lines,
A radio communication apparatus, characterized in that the input data has the same radio frame length and is divided according to the modulation multi-level number.
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JP2018201186A (en) * | 2017-03-29 | 2018-12-20 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | Aircraft communications system for transmitting data |
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2015
- 2015-02-13 JP JP2015026601A patent/JP2016149700A/en active Pending
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