JP3879430B2 - 通信方式及び通信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定された場所に設置した無線基地局と、移動する無線端末装置との間で無線により通信を行う通信システムに係わり、特に基地局と無線端末間で双方向の通信を行うための通信方式及びその通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信領域を限定したスポット通信による通信方式の一種として、基地局から移動局への通信（以下、下り通信）と移動局から基地局への通信（以下、上り通信）に異なる周波数を用いる全二重通信（路側通信装置）とし、通信フレームをスロットと呼ばれる固定長の区間に時分割した同期式時分割通信方式が知られている。通信方式の一例としては、社団法人 電波産業会にて定められた標準規格「有料道路自動料金収受システム標準規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ５５ １．０版」（平成９年１１月２７日策定）がある。
【０００３】
上記方式の通信フレームの例を図２に示す。通信フレームには移動局との交信が可能なように、基地局と移動局間でのデータ交換を行うためのメッセージデータチャネル（ＭＤＣ：Ｍｅｓｓａｇｅ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）が配置される。また、基地局が送信する通信フレームの構成情報、通信スロットの使用状況などを格納するフレームコントロールメッセージチャネル（ＦＣＭＣ： Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）が配置される。
【０００４】
フレームコントロールメッセージチャネル（ＦＣＭＣ）は、基地局のみが定期的に送信し、ＭＤＣはＦＣＭＣを時間基準として送受信する。またＦＣＭＣには、基地局が運用する無線チャネル、フレーム周期、移動局に割り付けたスロット位置などのフレーム構成情報が多重されているので、移動局は通信フレームの再生が可能になる。メッセージデータチャネル（ＭＤＣ）は１フレームに複数個配置が可能である。またメッセージデータチャネル（ＭＤＣ）を受信した通信局は、受信データに誤りがあったか否かを確認応答（ＡＣＫＣ）にて返信する。確認応答（ＡＣＫＣ）にて誤りの発生を告げられた場合、あるいは確認応答を受信できなかった場合には、次の通信フレームにて同じ内容のＭＤＣを再送する。
【０００５】
図３にＦＣＭＣのフォーマットを示す。ＦＣＭＣはフレーム構成情報３０１、及びエラー検出コード３０３から構成される。ＦＣＭＣを受信した移動局はエラー検出コード３０３により受信データに誤りがあったか否かを判定する。またフレーム構成情報３０１にはスロット割付け情報３０２が含まれる。スロット割付け情報３０２では、基地局が交信する移動局の指定ならびに、通信方向すなわち上りあるいは下り通信のいずれであるか指定する。また通信スロットが複数ある場合には、通信スロット毎にスロット割付け情報を備える。ＦＣＭＣを受信した移動局では、スロット割付け情報中に自局の指定があれば、そのスロットは自局に割り当てられたものとして通信を行う。さらに通信方向の指定に応じて、上り通信あるいは、下り通信を行う。
【０００６】
さらに、図４にＭＤＣのフォーマットを示す。ＭＤＣはヘッダ部４０１、データ部４０２、及びエラー検出コード４０３から構成される。ＭＤＣを受信した通信局はエラー検出コード４０３により受信データに誤りがあったか否かを判定する。ヘッダ部４０１には０から１５までの値をとる識別番号４０４が含まれ、ＭＤＣ送出時に順に付番される。１５まで付番された場合には０に戻って、さらに繰り返して付番される。
【０００７】
受信局側にて、一旦正常に受信したＭＤＣと同一内容のＭＤＣが再度重複して受信されることがあり、その場合にはＭＤＣに含まれる識別番号が、前回受信時の値と同一か否かにより重複受信の判別を行う。重複受信の場合には、既に一度受信したデータであるため、重複受信したデータは破棄される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術によれば、移動局からの上り送信時に基地局にて同一ＭＤＣを重複して受信した場合、本来その通信フレームにて送信される筈のデータが基地局に送信されなくなる場合がある。
【０００９】
その場合の一例を図５の通信例を示す図に示す。同図は時系列に沿って基地局及び移動局におけるＦＣＭ、ＭＤＣの送信の様子を模式的に示したものである。ある通信フレームにて、基地局が識別番号０番を付してＭＤＣ５０２を送信する。ＭＤＣを受信した移動局は確認応答５０３を返信する。ＭＤＣ５０２が正しく送信されたため、次のＦＣＭＣ５０４にて上り送信の割付けを行う。移動局では受信したＭＤＣ５０２の内容を処理し、その応答として識別番号０を付与してＭＤＣ５０５を送信する。ＭＤＣ５０５は基地局にて正しく受信され、確認応答５０６が返信される。ところが、確認応答５０６が移動局で受信できなかった。この場合、移動局ではＭＤＣが基地局に届かなかったものとみなして、次回の上り送信割付けに対して同じ内容のＭＤＣを再送する。一方基地局ではＭＤＣ５０２に対する応答ＭＤＣ５０５が正しく受信できたため、処理を継続し、次のデータに識別番号１を付与した上でＭＤＣ５０８を送信し、次のＦＣＭＣ５１０にて上り送信の割付けを行う。ＦＣＭＣ５１０による上り送信の割付けに対して、移動局は前回と同一内容のＭＤＣ５１１を再送する。基地局はＭＤＣ５１１を受信し確認応答５１２を返信する。基地局では誤りが無く受信が行われたため、次回のＦＣＭＣ５１３では移動局に対する上り通信スロットの割付けを行わない。ただし、受信したＭＤＣの識別番号は前回受信の値と同一値であるため、データは破棄される。
【００１０】
本来ならば、ＦＣＭＣ５１０による上り送信の割付けに対して、移動局からはＭＤＣ５０８の内容を処理した結果を送信する筈であったが、そのデータは送信されない。
移動局への通信スロットの割付けは、基地局がＦＣＭＣにて指定するため、基地局によって上り送信を割付けられた場合にのみ移動局から送信を行うことができる。すなわち、基地局によって上り送信を割り当てられない限り、移動局側からは自発的に送信を行うことができないため、移動局にて未送信のデータは次のフレーム以降で上りスロットの割付けがあるまで、送信されることが無い。
【００１１】
上記問題の解決のため、前記した標準規格「ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ５５ １．０版」では、移動局にてＭＤＣ受信時に再送中の上り送信ＭＤＣが存在した場合には、再送中のＭＤＣを破棄するように規定されている。つまりＭＤＣ５０８を受信したことを契機に、ＭＤＣ５１１の送信を取り止める。
ところが上記規定に従った場合には、上りＭＤＣ５０５の基地局での受信に誤りが発生したために再送を行う場合であっても、次のフレームの下りＭＤＣ５０８により移動局での再送処理が停止してしまい、ＭＤＣ５０５が基地局に到達しない場合が発生する。
【００１２】
基地局にて上りＭＤＣが正しく受信された後に、次の下りＭＤＣの送信を行う場合には問題無いものの、基地局にて上りＭＤＣの再送が完了するまでは次の下りＭＤＣを送信することができない。
本発明の目的は、上記した問題を解決するもので、基地局における重複受信が発生時にも本来受信すべきデータの受信を行うことができる通信方式及び通信装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、無線基地局が無線端末に対して上り送信を割付ける通信方式において、無線端末はメッセージを識別する為の識別情報を付加してメッセージデータを送信し、受信した無線基地局側にてメッセージデータに付加された識別情報より重複受信の判別を行う重複判別手段を設け、重複したメッセージデータを受信した場合には、無線端末に対して再度上り送信の割り付けを行うスロット割り付け手段を備え、無線基地局にて上りメッセージデータの重複受信が発生した場合に、上りメッセージデータの再受信を行うことによって、本来受信すべきメッセージデータの受信が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例による通信方式及び通信装置について、図を参照しながら説明する。本発明の通信装置が通信するための通信方式については図２にてあらかじめ説明した通りである。この通信方式に準じた場合を例にとって、本発明の一実施例による通信方式及び通信装置を説明する。図１は、本発明の一実施例による基地局通信装置及び移動局通信装置のブロック図である。
【００１５】
図１において１０１は基地局通信装置、１１１は移動局通信装置、１０２は基地局の通信プロトコルの処理を行うためのプロトコル処理手段、１１２は移動局の通信プロトコルの処理を行うためのプロトコル処理手段、１０３、１１３は無線部の送受信部、１０４、１１４は無線送受信部からの入力を復号化しデータを再生するための受信処理手段、１０５、１１５は、データを符号化し無線送受信部にて送信を行うための送信処理手段、１０６は受信したデータの識別番号より重複受信の判定を行う重複判別手段、１０７はフレーム制御情報（ＦＣＭＣ）を生成するためのフレーム生成手段、１０８はフレーム生成手段にスロットの割付けを指示するスロット割付け手段、１１６は送信メッセージデータ（ＭＤＣ）に識別番号を付与するための識別情報付与手段、１１７はフレーム制御情報（ＦＣＭＣ）を受信し情報を再生するためのフレーム再生部、１０９、１１８は無線プロトコルの処理を行うための制御部、１１０、１１９は無線通信によって送受信されるデータを処理しアプリケーションを実現するデータ処理部である。
【００１６】
移動局の識別情報付与手段１１６は、ＭＤＣの送信毎に０から１５までの値をとる識別番号を順に付番する。１５まで付番された場合には０に戻って、さらに繰り返して付番を行う。一方基地局の重複判別手段１０６は、同一値の識別番号を付与されたＭＤＣを続けて受信した場合には、同一ＭＤＣを重複して受信したと判断する。
【００１７】
次に図１の通信装置による、移動局から基地局への上り通信の動作を説明する。まず移動局通信装置１１１では、アプリケーションデータ処理部により生成されたデータが制御部１１８に送られる。制御部１１８ではプロトコルに規定された処理を行い、ヘッダ情報等を付加して識別情報付与手段１１６に送信する。識別情報付与手段１１６ではデータを送信の都度識別番号を更新し付与し送信処理手段に送信データを送る。送信処理手段１１６は、フレーム再生部にて自局宛ての上り通信スロットの割付けが検出されたスロットにて、送受信部１１３を介してＭＤＣ送信を行う。受信処理手段１１４はＭＤＣの送信後に確認応答を受信し、制御部１１８に確認応答の受信結果を送る。受信した制御部１１８では受信した確認応答にて基地局に誤り無く受信されたことが確認された場合には、送信処理を終了する。また、確認応答が受信できなかった場合あるいは、確認応答にて基地局にて受信誤りが発生したことが確認された場合には、同一内容の再送信を送信処理手段１１５に指示する。
【００１８】
続いて基地局通信装置１０１における受信動作を、本発明の一実施例による基地局の受信処理手順を示す図６を用いて説明する。まず制御部１０９はアプリケーションデータ処理部１１０からの指示により、スロット割付け手段１０８に対して、移動局からの上り通信スロットの割付けを指示する。スロット割付け手段１０８はフレーム生成部１０７を制御し移動局への上り通信スロットの割付けを行う。フレーム生成部１０７はスロット割付け情報に上り通信スロットの割付け情報を多重して、送信処理手段１０５を介して、送受信部１０３によりＦＣＭＣを送信する（処理６０１）。ＦＣＭＣの送信後受信処理手段１０４にて移動局からの上りＭＤＣの受信を待機する（処理６０２）。受信処理手段１０４にて移動局からの上りＭＤＣを受信した場合、エラー検出コードにより誤りの検出を行い、結果を制御部１０９に通知する（処理６０３）。誤りの発生が検出された場合、制御部１０９は送信処理手段１０５により確認応答にて誤りの発生を移動局に通知する（処理６０７）。さらに、制御部１０９は受信したデータを破棄する（処理６０８）。受信データの破棄を行った後、ＭＤＣの再受信のため、処理６０１と同様の手順にて次フレームに上り通信スロットの割付けを行う（処理６０９）
一方、誤りの発生が無かった場合、制御部１０９は送信処理手段１０５により確認応答にて正常受信を移動局に通知する（処理６０４）。さらに重複判別手段１０６にて、受信したＭＤＣの識別番号を前回受信時の値と比較し、一致した場合には重複受信、不一致の場合には新規受信と判定し、結果を制御部に通知する（処理６０５）。重複受信と判定した場合には、制御部１０９は受信したデータを破棄する（処理６０８）。受信データの破棄を行った後、ＭＤＣの再受信のため、処理６０１と同様の手順にて次フレームに上り通信スロットの割付けを行う（処理６０９）。
また新規受信であった場合には、処理を継続し上位のアプリケーションデータ処理部１１０に受信データを送信し処理を終了する（処理６０６）
上記した通信動作による通信の一例を、本発明の一実施例による通信方式による通信例を示す図である図７に示す。図７において５０１から５１２の番号を付したものは、図５に示した通信例と同一の動作である。本実施例では、既に説明した手順にて、ＭＤＣ５０９を受信した際に、基地局にてＭＤＣの識別番号が前回受信値の「０」と同一値であることより重複受信を検出し、次のＦＣＭＣ７０１にて再度上り送信の割付けを行う。移動局は割付けられた通信スロットにて上りＭＤＣ７０２を送信する。
【００１９】
上記したように従来はＭＤＣ５１１の再送信により、ＭＤＣ５０８に対する処理結果が送信されなかったものが、重複受信を契機に再度上りスロットが割付けることで、ＭＤＣ５０８に対する処理結果をＭＤＣ７０２にて送信することが可能となる。
【００２０】
上記した実施例では、重複受信の判定方法として受信した識別番号の一致を比較する方法にて説明したが、判定方法としては識別番号の一致を比較する方法のほか、この識別番号とともに重複判別するための別の情報を付加してその情報をもとに重複を判定する方法でも良く、また別の判定方法として、受信したデータの全ての値を比較する方法であっても、離散的な数値情報や文字コード等を比較するものであっても良く、判定方法を限定するものでは無い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、移動局はメッセージを識別するための識別情報を付加してメッセージデータを送信し、受信した基地局側にてメッセージデータに付加された識別情報より重複受信の判別を行い、重複したメッセージデータを受信した場合には、移動局に対して再度上り送信の割付けを行うことにより、基地局にて上りメッセージデータの重複受信が発生した場合でも、上りメッセージデータの再受信を行うことにより、本来受信すべきメッセージデータの受信が可能となる通信方式及び通信装置を提供できる。
また移動局にてＭＤＣ受信時に再送中の上り送信ＭＤＣが存在した場合でも、再送中のＭＤＣを破棄することが無い。そのため、上りＭＤＣの再送が完了を待たずとも、次の下りＭＤＣを送信することができ、通信の効率が向上した通信方式及び通信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による基地局通信装置及び移動局通信装置のブロック図である。
【図２】従来の通信方式通信フレームを示す図である。
【図３】通信制御情報のフォーマットを示す図である。
【図４】メッセージデータのフォーマットを示す図である。
【図５】従来の通信方式による通信例を示す図である。
【図６】本発明の一実施例による基地局の受信処理手順を示す図である。
【図７】本発明の一実施例による通信方式による通信例を示す図である。
【符号の説明】
１０１…基地局通信装置、
１０２、１１２…プロトコル処理部、
１０３、１１３…無線送受信部、
１０４、１１４…受信処理手段、
１０５、１１５…送信処理手段、
１０６…重複判別手段、
１０７…フレーム生成部、
１０８…スロット割付け手段、
１０９、１１８…制御部、
１１１…移動局通信装置、
１１６…識別情報付与手段、
１１７…フレーム再生部。

Claims (4)

1. 無線基地局と少なくとも一つ以上の無線端末間で双方向通信を行う場合、通信フレームを複数のタイムスロットに時分割し、時分割されたタイムスロットに、通信に必要なフレーム制御情報を配信するためのフレーム制御スロットと、これに後続したメッセージデータ交換用の通信スロットとを配置する形式の通信フレームを用い、前記無線基地局は、前記無線端末に対して無線基地局から無線端末への下り通信あるいは、無線端末から無線基地局への上り通信のいずれかを指定して通信スロットを割付け、前記無線端末に対して上り通信スロットを割付けた際に、該スロットにおいて前記無線端末からのメッセージデータを受信出来ない場合には次のフレームにて再度上り通信スロットの割付けを行い、無線端末からのデータを受信することにより再送制御を行う通信方式において、
   前記無線基地局は、移動局端末における再送が完了しない場合であっても、無線基地局より新たなメッセージデータの下り送信を行い、前記無線端末からのメッセージデータの受信時に、同一メッセージを重複して受信した場合には、前記無線端末に対して再度上り通信スロットの割付けを行うことを特徴とする通信方式。
2. 無線基地局と少なくとも一つ以上の無線端末間で双方向通信を行う場合、通信フレームを複数のタイムスロットに時分割し、時分割されたタイムスロットに、通信に必要なフレーム制御情報を配信するためのフレーム制御スロットと、これに後続したメッセージデータ交換用の通信スロットとを配置する形式の通信フレームを用い、前記無線基地局は、前記無線端末に対して無線基地局から無線端末への下り通信あるいは、無線端末から無線基地局への上り通信のいずれかを指定して通信スロットを割付け、前記無線端末に対して上り通信スロットを割付けた際に、該スロットにおいて前記無線端末からのメッセージデータを受信出来ない場合には次のフレームにて再度上り通信スロットの割付けを行い、無線端末からのデータを受信することにより再送制御を行う通信方式に用いられる無線基地局の通信装置において、
   前記無線端末から受信したメッセージデータと以前に受信したメッセージデータとを比較して重複受信の有無を判別する重複判別手段と、前記重複判別手段により同一メッセージを重複して受信したと判断した場合には無線端末に対して再度上り通信スロットの割付けを行うスロット割付け手段を有し、移動局端末からの再送が完了しない場合であっても、新たなメッセージデータの下り送信を行い、同一メッセージデータを重複して受信した場合には、前記無線端末に対して再度上り通信スロットの割付けを行うことを特徴とする無線基地局の通信装置。
3. 請求項１記載の通信方式において、同一メッセージを重複して受信した場合には、重複した同一メッセージを破棄することを特徴とする通信方式。
4. 請求項２記載の無線基地局の通信装置おいて、前記重複判別手段が同一メッセージを重複して受信したと判断した場合には、重複した同一メッセージを破棄することを特徴とする無線基地局の通信装置。

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