JP2624730B2 - 同報無線通信方法 - Google Patents

同報無線通信方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は同報無線通信方式、更に詳しく言えばARQ方
式によるパケツト無線通信デイジタル送信システムで、
特に複数の受信者に対し、同時に送信を行う同報無線通
信方式に関する。
〔従来の技術〕
無線によりデイジタル情報を確実に相手方に伝達する
手段としてパケツト無線伝送方式が知られている。この
無線伝送方式の基本概念および従来技術に関しては文
献,プロシーデイングス オブ ザ アイ・イー・イー
・イー,第75巻,第1号,(Proc.IEEE,vol.75,No.1,Ja
n−1987)などが詳しいが、基本的には伝送すべきデイ
ジタル情報系列を適当な長さに切断し、これに情報送信
者及び受信者の識別番号、誤り制御のための検査記号列
その他を付加したフレームと呼ばれる情報塊をデイジタ
ル無線系により伝送するものである。
デイジタル無線伝送系は、雑音、干渉・フエージング
等、伝送品質を劣化させる要因が多く、一般に有線伝送
系に比較して誤り率特性が極めて悪い。そのため信頼性
の高い伝送を行うためには誤り訂正,誤り検出・再送等
の技術が必要となる。この内、比較的簡単なシステム構
成にて信頼度の高い伝送を行う方式としてARQ方式が良
く知られている。ARQの概略は第2図に示すごとく、情
報送信者から伝送情報を含むフレーム(以下、情報フレ
ームと略す)201が送信されると受信者は自身宛てのフ
レームである事を確認の上、該フレームに誤りが含まれ
ているか否かを検査する。その結果、誤りが含まれてい
ない場合は確認応答フレーム202を返送し、誤りが含ま
れる場合は否定確認応答フレーム204を返送する。情報
送信者は情報フレーム送出後、確認応答フレームが返送
された場合は次の情報フレームを、また否定確認応答フ
レームが返送された場合は該情報フレームを再送する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、基本的に有線通信網を利用したデイ
ジタル情報伝送技術であると言える。即ち、上記従来技
術では1つの情報送信者が1つの受信者に対してデイジ
タル情報を伝送する状態のみが想定されており、無線通
信特有の性質である、複数の受信者に対し同時にデイジ
タル情報を伝送する、いわゆる同報という点について配
慮がされておらず、同報を行うためには、複数の受信者
毎にそれぞれ個々に情報フレームを送出する必要があ
り、同一の情報フレームを数回に渡つて送出するという
無駄があつた。
本発明の目的は上記問題点を克服し、複数の受信者に
対し、1回の情報フレームの送信のみで行い得るように
する事にある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達するため、本発明においては情報フレー
ム中に宛先の受信者の識別番号を複数個記載したフレー
ムを付加し、受信者側においては受信された情報フレー
ム中の宛先として少なくとも1回以上自身の識別番号が
含まれておれば、その情報フレームを自身宛てのフレー
ムとみなし、取り込むとともに誤りの検査を行い、もし
誤りがなければ情報送信者に宛てて確認応答フレームを
返送する方式とした。
一方、受信者が複数存在する事から、1個の情報フレ
ームの伝送に対して、(1)全受信者に対し誤りなく伝
送が成功し、全受信者から確認応答フレームが返送され
る、(2)全受信者に対し伝送誤りが発生し、確認応答
フレームが全く返送されない、(3)少なくとも1の受
信者から確認応答フレームが返送され、少なくとも1の
受信者から該確認応答フレームが返送されない、の3種
類の状態が生じ得る。(1)および(2)に相当する場
合は上記従来技術による方法と同様であり、次の情報フ
レームの送出を行うか、又は前の情報フレームを再送す
れば良い。(3)に相当する場合は確認応答フレームが
返送されてきた受信者の識別番号を情報フレームの宛先
より取り除き、再送する。
但し上記解決手段によるのみでは、情報送信者が情報
フレーム送出後、複数の受信者が確認応答フレームを同
時に返送する事となり、常時フレームの衝突が発生し問
題となる。そのため、本発明においては各受信者間にお
いて確認応答フレームの返送に際して優先順位を設け、
互いの確認応答フレームが衝突しないようにした。また
上記優先順位は情報送信者が送出する情報フレーム中の
宛先の記載順序に応じて決定するようにした。
〔作用〕
上記解決手段によれば、情報送信者は1個の情報フレ
ームを送出するだけで同時に複数の受信者にデイジタル
情報を伝送する事が可能となり、なおかつ上記複数の受
信者より返送される確認応答フレームが互いに衝突する
事態を回避する事が可能となり、高能率な同報無線通信
システムが構築できる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を詳細に説明する。第1図は
本発明に係る同報無線通信システムの概念を示したもの
である。同図において101は情報送信者、111〜113は複
数受信者、211〜213および220は伝送中の情報フレーム
を表す。同図(a)は従来技術による同報システムの概
念であり、情報送信者101は、まず受信者111に対して情
報フレーム211を送り、その確認応答フレームを受信す
ると次に受信者112に対し情報フレーム212を送る。この
時情報フレーム211,212は宛先の識別番号のみが異なる
だけである。
ところが、無線通信システムでは一般に、同時に複数
の受信者に対し、同時に情報を伝送する事が可能であ
る。そのため、第1図(b)に示す通り、唯1回の情報
フレームの送出220にて複数の受信者111〜113に対し同
時に情報を送出し得る。
第3図は上記概念で提示した同報通信システムをパケ
ツト無線通信システムとして実現させるための情報フレ
ームの構造の一実施例の示したものである。同図におい
て301はフレームの始まりを表すフレーム開始フラグ、3
02は情報送信者の識別番号、303は受信者の識別番号、3
04は制御フイールド、305は情報フイールド、306は誤り
検出のための検査記号、307はフレームの終了を表すフ
レーム終了フラグである。この中で制御フイールド304
はフレームの種類を示したり、情報フレームの番号を示
すために使用される。情報フイールド305は伝送すべき
情報そのものが記載されている。
第3図に示す情報フレーム構成の一実施例は、従来知
られている有線通信によるものに比べ、受信者の識別番
号303が複数個記載されている点が異なる。
受信者111〜113は情報フレームが受信されるとフレー
ムの宛先内に自身の識別番号が含まれているか否かを調
べ、含まれていない場合は単に上記フレームを破棄す
る。含まれている場合は上記フレームの誤り検査をフレ
ーム内に検査記号306を用いて行い、その結果もし誤り
が発見されれば上記フレームを破棄し、誤りがなければ
自身宛ての情報として上記フレームを受領する。また誤
り検査の結果に応じて否定確認応答フレームまたは確認
応答フレームを情報送信者に返送する。ただし否定確認
応答フレームは必ずしも返送する必要はない。
一方、本システムにおいては複数の受信者が存在する
ため、複数の受信者が同時に上記確認応答フレーム、ま
たは否定確認応答フレームを返送すれば互いにフレーム
が衝突を起こす。そのため受信者側において上記フレー
ムの返送に際し、互いに衝突を起こさないよう工夫する
必要がある。
上記衝突回避のための一実施例を第4図に示す。同図
は情報送信者101が情報フレーム220を受信者111,112,11
3に宛てて送り、それぞれの受信者が確認応答フレーム4
31,432,433を返送するタイムエチヤートを示したもので
ある。各受信者は、情報フレーム220中の宛先として自
身の識別番号が含まれているかどうかを調べる他、もし
含まれている場合は、宛先中に記載された自身の識別番
号の位置、即ち宛先中で自身が指定された順番を確認
し、記憶する。このときもし自身の識別番号が最初に現
れた場合は直ちに確認応答フレームを返送する。第4図
においては受信者111がこれに相当する。また自身の識
別番号が最初に現れなかつた受信者については、自身の
識別番号が表われた順序に従つて、あらかじめ定められ
た遅延時間T2の整数倍の時間だけ待つて、確認応答フレ
ームを返送する。第4図においては受信者113の順位が
2番目であるためT2だけ待つて確認応答フレームを返送
しており、また受信者112の順位は3番目であるため、
2×T2だけ待つて返送している。ただし、時間T2は確認
応答フレームの継続時間T1より十分長いものとする。以
上述べたように、情報送信者の送出する情報フレーム中
の宛先中に記載された受信者識別番号の順序により確認
応答フレームの返送の優先順位を設けると、上記衝突の
問題を回避できる。
なお、上記衝突回避技術は他の情報送信者、受信者が
同一の無線チヤネルを共用していないという前提の下で
有効となる。しかし現実には本発明に係るパケツト無線
通信システムにおいては、複数の情報送信者が同一の無
線チヤネルを共用するのが一般的であり、その場合、第
4図における情報フレーム220の送出から確認応答フレ
ーム431,432,433の返送までの間に、他の情報送信者の
情報フレーム等が割込む可能性もある。このような場
合、各フレームの衝突を完全に防ぐことはできないが、
その確率を低減させ得る方式の一実施例を第5図により
説明する。
本実施例においては受信者は確認応答フレームの送出
に先立ち、まず無線チヤネルを観測し、空きである事を
確認してからフレームの送出を開始する。このときもし
無線チヤネルが他局によつて使用中であれば、そのまま
無線チヤネルの観測を続け、空きになるまで待つてフレ
ームの送出を開始する。このとき、もし情報送出者から
送られた情報フレームの宛先中、自身の識別番号が最も
優先度の高い位置に記載されている場合は直ちに確認応
答フレームの送出を開始し、それ以外の場合は、確認応
答フレームの送出に先立ち、確率pで事象H1,確率1−
pで事象H2が生起する試行を行い、事象H1が生起した場
合にのみ確認応答フレームを送出し、事象H2が生じた場
合は一定時間経過後再び試行を繰り返す。上記方法はp
−persistent CSMA方式として良く知られている。本実
施例においては、情報送信者から送出された情報フレー
ム中の宛先の記載順序によりp−persistent CSMA方式
の確率pの値を変化させる。確率pの決定方法は、例え
ば情報フレーム中の宛先記載順序をJ(J=1,2,3,…)
とし、 p=2-J-1) とすれば宛先記載順序に応じて確認応答フレームの返送
に優先順位を設定する事が可能となる。
一方、情報送信者側における情報フレーム送出後の動
作を第6図を参照しながら説明する。
第6図は増俸送信者101が受信者111,112,113に対し情
報フレームを送出している場合のタイムチヤートの一例
を示す。情報送信者101は情報フレーム220送出後、受信
者からの確認応答フレーム受信待ち状態に移る。第6図
に示す実施例では受信者のうち、受信者111より確認応
答フレームが、受信者112より否定確認応答フレームが
受信された状態を示している。情報送信者は引き続き受
信者113よりの確認応答フレームが返送されるまで待つ
が、一定時間T3経過後、時間切れとして再度情報フレー
ムを送出する。但し、この時点では受信者111にはフレ
ームが確実に届いている事が確認されているため、情報
送信者101は情報フレーム220の宛先から受信者111を取
り除き、情報フレーム421として再送を行う。以後同様
の手順に従い、最終的に全ての受信者から確認応答フレ
ームが得られるまで再送が繰り返される。
上記実施例ではデイジタル情報伝送のためのシステム
えを例としたが、この他無線電話システムの制御信号伝
送等、一般に複数の受信者に対しデイジタル信号を同時
に伝送する必要のあるシステムに使用可能である。
〔発明の効果〕
以上説明の通り、本発明によれば従来パケツト無線通
信システムにおいて、複数の受信者に対し同報通信を行
う場合、繰り返し情報フレームを伝送しなければならな
いと言う欠点を取り除き、高能率な同胞通信システムを
実現することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図(a)および(b)はそれぞれ従来及び本発明に
よる同胞無線通信方法の概念図、第2図はARQ方式の概
念図、第3図は本発明の一実施例に係る情報フレームの
構成図、第4図は確認応答フレームの送出時間関係を示
すタイムチヤート、第5図は受信者側の動作の一実施例
を示すフローチヤート、第6図は情報送信者側の動作の
一実施例を示すタイムチヤートである。 201,203,205……情報フレーム、202,206……確認応答フ
レーム、204……否定確認応答フレーム、101……情報送
信者、111〜113……受信者。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報送信者から無線により複数の情報受信
    者にディジタル情報を伝送するARQ方式によるパケット
    無線通信システムにおける同報無線通信方法において、 上記情報送信者は、上記複数の情報受信者を宛先として
    情報フレームを送信し、 上記情報フレームに対して上記複数の情報受信者から返
    送される、誤りなく伝送が成功したことを示す確認応答
    フレームの受信を待ち、 上記複数の情報受信者のいずれかからの上記確認応答フ
    レームが上記情報フレームの送信後あらかじめ定められ
    た応答時間内に受信されなかった場合にあっては、上記
    応答期間内に上記確認応答フレームが受信された情報受
    信者を上記情報フレームの宛先から取り除いて上記情報
    フレームを再送することを特徴とする同報無線通信方
    法。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の同報無線通信
    方法において、 上記情報フレームは、上記複数の情報受信者のそれぞれ
    が上記確認応答フレームを返送するにあたっての優先順
    位の情報を含むことを特徴とする同報無線通信方法。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第2項記載の同報無線通信
    方法において、 上記優先順位は、上記情報フレームの宛先記載部分にお
    ける情報受信者の並び順により決定されることを特徴と
    する同報無線通信方法。
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