JP3116881B2 - 水中音響データ通信方法 - Google Patents
水中音響データ通信方法Info
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- JP3116881B2 JP3116881B2 JP09310866A JP31086697A JP3116881B2 JP 3116881 B2 JP3116881 B2 JP 3116881B2 JP 09310866 A JP09310866 A JP 09310866A JP 31086697 A JP31086697 A JP 31086697A JP 3116881 B2 JP3116881 B2 JP 3116881B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
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- Communication Control (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高伝送効率、省電力
を図った水中音響データ通信方法に関する。
を図った水中音響データ通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】データ通信を行う際の、通信プロトコル
は有線、無線の分野において様々な方式が取り入れられ
ているが、水中音響データ通信においては、水中音響伝
搬固有の特性により、従来のプロトコルを用いても充分
な伝送効率を得ることができない。また水中で使用され
る機器、装置には極めてシビアな省電力性能が求められ
る為、通信時の消費電力が充分に考慮されたプロトコル
を用いるのが望ましいが、従来の方式ではこの点が不充
分である感が否めない。例えば、現在無線やＷＡＮ（Wi
de Area Network)の分野で利用されているＨＤＬＣ（Hi
gh Level Data Link Control；ハイレベル・データリン
ク制御手順)は上記の要求条件からみて最も望ましい既
存のプロトコルの一つである。
は有線、無線の分野において様々な方式が取り入れられ
ているが、水中音響データ通信においては、水中音響伝
搬固有の特性により、従来のプロトコルを用いても充分
な伝送効率を得ることができない。また水中で使用され
る機器、装置には極めてシビアな省電力性能が求められ
る為、通信時の消費電力が充分に考慮されたプロトコル
を用いるのが望ましいが、従来の方式ではこの点が不充
分である感が否めない。例えば、現在無線やＷＡＮ（Wi
de Area Network)の分野で利用されているＨＤＬＣ（Hi
gh Level Data Link Control；ハイレベル・データリン
ク制御手順)は上記の要求条件からみて最も望ましい既
存のプロトコルの一つである。
【０００３】しかし、高ノイズレベル、揺動によるドー
プラー効果等が顕著に表れる劣悪な通信環境である水中
音響データ通信にこれを適用した場合、フレームエラー
多発による再送シーケンスの増加により著しくスループ
ットが低下し充分な伝送効率が得られない。また、ＨＤ
ＬＣは、通信環境の変化にアクティブに適合させる為の
シーケンスが組まれておらず、伝送路のビットエラーレ
ートを定常的に確率性だけでとらえて設計されているた
め、省電力性という見地からも問題がある。
プラー効果等が顕著に表れる劣悪な通信環境である水中
音響データ通信にこれを適用した場合、フレームエラー
多発による再送シーケンスの増加により著しくスループ
ットが低下し充分な伝送効率が得られない。また、ＨＤ
ＬＣは、通信環境の変化にアクティブに適合させる為の
シーケンスが組まれておらず、伝送路のビットエラーレ
ートを定常的に確率性だけでとらえて設計されているた
め、省電力性という見地からも問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の点
を考慮してなされたもので、その目的は、伝送効率を上
げることができると共に、省電力を図ることができる水
中音響データ通信方法を提供することにある。
を考慮してなされたもので、その目的は、伝送効率を上
げることができると共に、省電力を図ることができる水
中音響データ通信方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の課題を
解決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、
送信装置と受信装置との間の回線を確立する第１の過程
と、前記送信装置から前記受信装置へ複数フレームを伝
送することによりデータを送る第２の過程と、前記第２
の過程による伝送において複数のフレームエラーが発生
した場合、前記受信装置から前記送信装置へ、エラーフ
レームの番号および総数を含む再送要求フレームを伝送
する第３の過程と、前記再送要求フレームを受け、前記
送信装置から前記受信装置へ前記エラーフレームを再送
する第４の過程と、前記第４の過程によって再送された
フレームが全てエラーとなった場合は、前記第３の過程
で受信装置から伝送された前記再送フレームを、エラー
フレーム番号を更新せず再度前記送信装置へ伝送する第
５の過程とを有することを特徴とする水中音響データ通
信方法である。
解決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、
送信装置と受信装置との間の回線を確立する第１の過程
と、前記送信装置から前記受信装置へ複数フレームを伝
送することによりデータを送る第２の過程と、前記第２
の過程による伝送において複数のフレームエラーが発生
した場合、前記受信装置から前記送信装置へ、エラーフ
レームの番号および総数を含む再送要求フレームを伝送
する第３の過程と、前記再送要求フレームを受け、前記
送信装置から前記受信装置へ前記エラーフレームを再送
する第４の過程と、前記第４の過程によって再送された
フレームが全てエラーとなった場合は、前記第３の過程
で受信装置から伝送された前記再送フレームを、エラー
フレーム番号を更新せず再度前記送信装置へ伝送する第
５の過程とを有することを特徴とする水中音響データ通
信方法である。
【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の水中音響データ通信方法において、前記送信装置にお
ける前記エラーフレームの到達確認はウエイトタイマに
よって行われることを特徴とする。
の水中音響データ通信方法において、前記送信装置にお
ける前記エラーフレームの到達確認はウエイトタイマに
よって行われることを特徴とする。
【０００７】請求項３に記載の発明は、送信装置と受信
装置との間の回線を確立する第１の過程と、前記送信装
置から前記受信装置へ複数フレームを伝送することによ
りデータを送る第２の過程と、前記第２の過程による伝
送において複数のフレームエラーが発生した場合、前記
受信装置から前記送信装置へ、エラーフレームの番号お
よび総数を含む再送要求フレームを伝送する第３の過程
と、前記再送要求フレームを受け、前記送信装置から前
記受信装置へ前記エラーフレームを再送する第４の過程
とを有する水中音響データ通信方法によるモジュロｍ
（ｍ：正の整数）データ伝送が１回完了する毎にフレー
ムエラー総数を記録し、最新のｎ（ｎ：正の整数）回の
データ伝送におけるエラーフレーム数の平均値を算出
し、該算出された平均値と予め設定されている設定値と
を比較し、前記平均値が前記設定値より大であった場合
にその旨を通知することを特徴とする水中音響データ通
信方法である。
装置との間の回線を確立する第１の過程と、前記送信装
置から前記受信装置へ複数フレームを伝送することによ
りデータを送る第２の過程と、前記第２の過程による伝
送において複数のフレームエラーが発生した場合、前記
受信装置から前記送信装置へ、エラーフレームの番号お
よび総数を含む再送要求フレームを伝送する第３の過程
と、前記再送要求フレームを受け、前記送信装置から前
記受信装置へ前記エラーフレームを再送する第４の過程
とを有する水中音響データ通信方法によるモジュロｍ
（ｍ：正の整数）データ伝送が１回完了する毎にフレー
ムエラー総数を記録し、最新のｎ（ｎ：正の整数）回の
データ伝送におけるエラーフレーム数の平均値を算出
し、該算出された平均値と予め設定されている設定値と
を比較し、前記平均値が前記設定値より大であった場合
にその旨を通知することを特徴とする水中音響データ通
信方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。システムは、図１に示すように、
水中音響データ送信装置１０ａおよび水中音響データ受
信装置１０ｂから構成される。水中音響データ送信装置
１０ａは、送受波器１１ａ、変復調部１２ａ、ＣＰＵ１
３ａから構成され、また、水中音響データ受信装置１０
ｂは、送受波器１１ｂ、変復調部１２ｂ、ＣＰＵ１３ｂ
から構成されている。本実施の形態によるプロトコルは
ＣＰＵ１３ａ，１３ｂにソフトウェア的に組み込まれて
通信制御を行う。プロトコルはＨＤＬＣハンドシェーク
シーケンス２０（図１）で回線確立を行い、フレーム要
求２１、フレーム伝送２２により送信装置１０ａから受
信装置１０ｂへデータ伝送が行われるが、ここで複数の
フレームエラーが発生した場合、マルチエリアリジェク
ション（ＭＲＥＪ）３０が受信装置１０ｂから発行され
る。
を参照して説明する。システムは、図１に示すように、
水中音響データ送信装置１０ａおよび水中音響データ受
信装置１０ｂから構成される。水中音響データ送信装置
１０ａは、送受波器１１ａ、変復調部１２ａ、ＣＰＵ１
３ａから構成され、また、水中音響データ受信装置１０
ｂは、送受波器１１ｂ、変復調部１２ｂ、ＣＰＵ１３ｂ
から構成されている。本実施の形態によるプロトコルは
ＣＰＵ１３ａ，１３ｂにソフトウェア的に組み込まれて
通信制御を行う。プロトコルはＨＤＬＣハンドシェーク
シーケンス２０（図１）で回線確立を行い、フレーム要
求２１、フレーム伝送２２により送信装置１０ａから受
信装置１０ｂへデータ伝送が行われるが、ここで複数の
フレームエラーが発生した場合、マルチエリアリジェク
ション（ＭＲＥＪ）３０が受信装置１０ｂから発行され
る。
【０００９】送信装置１０ａにおけるＭＲＥＪフレーム
到達確認は、他の制御フレームと同様に、ウェイトタイ
マによる時間計測により管理する。送信装置１０ａでＭ
ＲＥＪが受信されるとエラーフレームのアウトスタンデ
ィング伝送手順３１を実行する。この手順において複数
のフレームエラーが発生した場合、再度エラーフレーム
番号を更新したＭＲＥＪフレームを発行して同じ手順を
反復する。また手順３１においてエラーとなったフレー
ムが１つだけの場合はＨＤＬＣのＳＲＥＪ（Selective
Rejection)フレーム２３及び１フレーム再送２４により
対処する。また、手順３１において全てのフレームがエ
ラーとなった場合は、エラーフレーム番号を更新しない
ＭＲＥＪフレーム３０、及びフレーム再送３１を実行す
る。
到達確認は、他の制御フレームと同様に、ウェイトタイ
マによる時間計測により管理する。送信装置１０ａでＭ
ＲＥＪが受信されるとエラーフレームのアウトスタンデ
ィング伝送手順３１を実行する。この手順において複数
のフレームエラーが発生した場合、再度エラーフレーム
番号を更新したＭＲＥＪフレームを発行して同じ手順を
反復する。また手順３１においてエラーとなったフレー
ムが１つだけの場合はＨＤＬＣのＳＲＥＪ（Selective
Rejection)フレーム２３及び１フレーム再送２４により
対処する。また、手順３１において全てのフレームがエ
ラーとなった場合は、エラーフレーム番号を更新しない
ＭＲＥＪフレーム３０、及びフレーム再送３１を実行す
る。
【００１０】次に、ＭＲＥＪフレームフォーマットを以
下に規定する。ベースとなるフレームはＨＤＬＣ ＵＩ
フレームであり、フレームヘッダ、フッタ、アドレス部
及び制御部には特に変更を加えない。データ部には図２
に示すフォーマットでＭＲＥＪフレームタグ、再送指定
フレーム数、及び再送フレーム番号を記載する。
下に規定する。ベースとなるフレームはＨＤＬＣ ＵＩ
フレームであり、フレームヘッダ、フッタ、アドレス部
及び制御部には特に変更を加えない。データ部には図２
に示すフォーマットでＭＲＥＪフレームタグ、再送指定
フレーム数、及び再送フレーム番号を記載する。
【００１１】なお、図２の各記号の意味は次の通りであ
る。 ＭＲＥＪ…ＭＲＥＪフレームであることを識別する特定
ビットパターン ＦｒＮｏ…再送を要求するフレームの総数ｍの１バイト
表記 ｎ1〜ｎm…再送を要求するフレームの番号、各々１バイ
ト表記 上位レイヤが他のＵＩフレーム形式を利用する場合はＭ
ＲＥＪフレームタグにより識別を行う。またＭＲＥＪフ
レームデータ部は最大Ｍバイト可変長とし、 Ｍ＝モジュロ数＋２（バイト） と定義する。
る。 ＭＲＥＪ…ＭＲＥＪフレームであることを識別する特定
ビットパターン ＦｒＮｏ…再送を要求するフレームの総数ｍの１バイト
表記 ｎ1〜ｎm…再送を要求するフレームの番号、各々１バイ
ト表記 上位レイヤが他のＵＩフレーム形式を利用する場合はＭ
ＲＥＪフレームタグにより識別を行う。またＭＲＥＪフ
レームデータ部は最大Ｍバイト可変長とし、 Ｍ＝モジュロ数＋２（バイト） と定義する。
【００１２】次に、図３を参照してフレームエラー算出
手順を説明する。ＨＤＬＣのハンドシェーク２０の完了
後、エラーフレーム再送手順まで含めた１モジュロ分の
データ伝送手順４１完了した時点でのフレームエラー総
数をＦＥＮ１として記録する。送るべきデータがまだ残
っている場合は再度同じシーケンスにより１モジュロ分
のデータ伝送手順４２を実行し、同様にフレームエラー
総数をＦＥＮ２とする。これを全てｎデータが転送され
るまで繰り返す。
手順を説明する。ＨＤＬＣのハンドシェーク２０の完了
後、エラーフレーム再送手順まで含めた１モジュロ分の
データ伝送手順４１完了した時点でのフレームエラー総
数をＦＥＮ１として記録する。送るべきデータがまだ残
っている場合は再度同じシーケンスにより１モジュロ分
のデータ伝送手順４２を実行し、同様にフレームエラー
総数をＦＥＮ２とする。これを全てｎデータが転送され
るまで繰り返す。
【００１３】ここで１モジュロ分のデータ伝送において
許容されるフレームエラーレートＦＥＴ、及びサンプル
数ｎを予め設定し、任意のｋ回目のデータ伝送手順４４
において以下の判定を行わせる。
許容されるフレームエラーレートＦＥＴ、及びサンプル
数ｎを予め設定し、任意のｋ回目のデータ伝送手順４４
において以下の判定を行わせる。
【数１】 すなわち、ｎサンプルの平均フレームエラー数がＦＥＴ
を上回るか下回るかの判定を行い、ＦＥＴを上回った場
合は上位レイヤにこれを通知して判断を待つ。またＦＥ
Ｔを下回っていれば通知は行わずにデータ伝送を続行す
る。この判定処理３０は、次回のｋ＋１回目のデータ伝
送時にも繰り返して実行してその都度フレームエラーレ
ート計測を実施させる。この機能により回線状況の時間
変化に適合した通信制御が可能となる。例えば、海が荒
れていてエラーレートが高い場合は、通信を中止する、
あるいは、モジュロ数ｍを小さくする等の処置が可能に
なる。
を上回るか下回るかの判定を行い、ＦＥＴを上回った場
合は上位レイヤにこれを通知して判断を待つ。またＦＥ
Ｔを下回っていれば通知は行わずにデータ伝送を続行す
る。この判定処理３０は、次回のｋ＋１回目のデータ伝
送時にも繰り返して実行してその都度フレームエラーレ
ート計測を実施させる。この機能により回線状況の時間
変化に適合した通信制御が可能となる。例えば、海が荒
れていてエラーレートが高い場合は、通信を中止する、
あるいは、モジュロ数ｍを小さくする等の処置が可能に
なる。
【００１４】以上説明したように、上記実施の形態によ
れば、ＭＲＥＪの導入により、エラーフレーム再送シー
ケンスについてもアウトスタンディングフレーム伝送が
実装され、この結果、エラーが多発する条件において通
常のＨＤＬＣに比べて再送シーケンスが短時間で収束
し、スループットの向上及び高伝送効率が実現される。
これにより、水中音響データ通信のように劣悪な通信環
境下においてＨＤＬＣベースの通信プロトコルを高伝送
効率に改良することができる。また、フレームエラーレ
ートのしきい値の設定により、通信装置ハードウェア及
び下位レイヤに依存しない通信環境計測機能を実現でき
る。そして、その結果を上位レイヤに通知することで、
システムは通信回線の確立を続行するか否かの判断、あ
るいは、回線状況に応じたアクティブなパラメータ変更
が可能となる。これにより、通信環境が極めて悪いと判
断される場合は回線切断等の処理を行うことでシステム
全体で省電力化が可能となる。
れば、ＭＲＥＪの導入により、エラーフレーム再送シー
ケンスについてもアウトスタンディングフレーム伝送が
実装され、この結果、エラーが多発する条件において通
常のＨＤＬＣに比べて再送シーケンスが短時間で収束
し、スループットの向上及び高伝送効率が実現される。
これにより、水中音響データ通信のように劣悪な通信環
境下においてＨＤＬＣベースの通信プロトコルを高伝送
効率に改良することができる。また、フレームエラーレ
ートのしきい値の設定により、通信装置ハードウェア及
び下位レイヤに依存しない通信環境計測機能を実現でき
る。そして、その結果を上位レイヤに通知することで、
システムは通信回線の確立を続行するか否かの判断、あ
るいは、回線状況に応じたアクティブなパラメータ変更
が可能となる。これにより、通信環境が極めて悪いと判
断される場合は回線切断等の処理を行うことでシステム
全体で省電力化が可能となる。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば、水中音響データ通信
において、高伝送効率を達成することができる。また、
請求項３に記載の発明によれば、さらに、システムの省
電力化を達成することができる効果も得られる。
において、高伝送効率を達成することができる。また、
請求項３に記載の発明によれば、さらに、システムの省
電力化を達成することができる効果も得られる。
【図１】 この発明の一実施形態による水中音響データ
通信方法の説明図である。
通信方法の説明図である。
【図２】 同実施形態における再送フレームのデータ部
のフォーマットを示す図である。
のフォーマットを示す図である。
【図３】 同実施形態におけるエラーレート測定過程を
示す流れ図である。
示す流れ図である。
１０ａ…送信装置 １１ａ、１１ｂ…送受波器 １２ａ、１２ｂ…変復調器 １３ａ，１３ｂ…ＣＰＵ ２０…ハンドシェイク手順 ３０…ＭＲＥＪ
Claims (3)
- 【請求項１】 送信装置と受信装置との間の回線を確立
する第１の過程と、 前記送信装置から前記受信装置へ複数フレームを伝送す
ることによりデータを送る第２の過程と、 前記第２の過程による伝送において複数のフレームエラ
ーが発生した場合、前記受信装置から前記送信装置へ、
エラーフレームの番号および総数を含む再送要求フレー
ムを伝送する第３の過程と、 前記再送要求フレームを受け、前記送信装置から前記受
信装置へ前記エラーフレームを再送する第４の過程と、前記第４の過程によって再送されたフレームが全てエラ
ーとなった場合は、前記第３の過程で受信装置から伝送
された前記再送フレームを、エラーフレーム番号を更新
せず再度前記送信装置へ伝送する第５の過程と、 を有することを特徴とする水中音響データ通信方法。 - 【請求項２】 前記送信装置における前記エラーフレー
ムの到達確認はウエイトタイマによって行われることを
特徴とする請求項１に記載の水中音響データ通信方法。 - 【請求項３】 送信装置と受信装置との間の回線を確立
する第１の過程と、 前記送信装置から前記受信装置へ複数フレームを伝送す
ることによりデータを送る第２の過程と、 前記第２の過程による伝送において複数のフレームエラ
ーが発生した場合、前記受信装置から前記送信装置へ、
エラーフレームの番号および総数を含む再送要求フレー
ムを伝送する第３の過程と、 前記再送要求フレームを受け、前記送信装置から前記受
信装置へ前記エラーフレームを再送する第４の過程と、 を有する水中音響データ通信方法によるモジュロｍ
（ｍ：正の整数）データ伝送が１回完了する毎にフレー
ムエラー総数を記録し、 最新のｎ（ｎ：正の整数）回のデータ伝送におけるエラ
ーフレーム数の平均値を算出し、 該算出された平均値と予め設定されている設定値とを比
較し、 前記平均値が前記設定値より大であった場合にその旨を
通知することを特徴とする水中音響データ通信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09310866A JP3116881B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 水中音響データ通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09310866A JP3116881B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 水中音響データ通信方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145916A JPH11145916A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3116881B2 true JP3116881B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=18010339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09310866A Expired - Fee Related JP3116881B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 水中音響データ通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3116881B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015023543A (ja) * | 2013-07-23 | 2015-02-02 | 株式会社マキタ | 充電式ラジオ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106571877B (zh) * | 2016-11-04 | 2020-07-24 | 天津大学 | 利用鲸类叫声脉冲的隐蔽性提升跳组通信编码方法 |
-
1997
- 1997-11-12 JP JP09310866A patent/JP3116881B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015023543A (ja) * | 2013-07-23 | 2015-02-02 | 株式会社マキタ | 充電式ラジオ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11145916A (ja) | 1999-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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