JP4006599B2 - Ｒｌｐフレーム受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式の移動通信システムに係るもので、詳しくは、ＲＬＰ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）フレームを全体的に迅速且つ正確に伝送し得るＲＬＰフレーム受信方法に関するものである。

一般に、移動通信は、使用者が移動通信システムのサービス領域内で、いつどこでも無線呼び出し及び無線接続により直ちに相手と通信を行い得るもので、移動通信システムは、移動通信関連技術の発達に伴い、音声級信号を利用した通信だけでなく、データ通信も可能になっている。現在、ヨーロッパ地域の移動通信システムとしては、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式の一種であるＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式が主に使用されている。

しかし、移動通信システムは、無線でデータを送受信するため、多様な無線環境の影響によってデータにエラーが発生する確率が非常に高い。
ＲＬＰ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、このような多様な無線環境特性によるデータのエラー発生確率を減少し、そのデータを正確に送受信するために、開発されたものである。
ＲＬＰは、フレーム（ｆｒａｍｅ）単位で伝送されるデータにエラーが発生すると、該当のエラーの発生したフレームを再伝送するように要請するＮＡＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）方式に基づいた無線データの再伝送プロトコルであるため、送受信されるデータを無線でエラーなしに正確に伝送し得るようになる。

しかし、現在使用される無線データの再伝送方法は、無線区間での多様な無線環境を考慮せずに画一的な再伝送方式により運用されているため、現在の移動通信システムにおいては、無線データの再伝送方法を改善してデータを一層効率的且つ迅速に受信し得る方法が必要となっている。

以下、従来のＲＬＰフレーム受信方法を、図面に基づいて説明する。
図２は一般のＧＳＭ方式の移動通信システムを示した構成図で、図示したように、一般のＧＳＭ方式の移動通信システムは、データを生成／分析して、格納及び入出力するＴＥ（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１０と、ＴＥ１０に連結されて、いつどこでも相手と無線で接続して通信を行うＭＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）２０と、ＭＴ２０と通信を行うと共に、相手のＭＴ２０との通信経路を設定して、ＧＳＭ方式の移動通信システムを管理・制御するＢＳ／ＭＳＣ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ／Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ）３０と、ＢＳ／ＭＳＣ３０を他の公衆網（Ｐｕｂｌｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に連結するＩＷＦ（Ｉｎｔｅｒ−Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）４０とを包含して構成されている。

ＭＴ２０は、ＴＥ１０に連結されてデータを送受信するためのＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）２１と、ＵＡＲＴ２１を通して送受信されるデータの伝送率を決定するＲＡ（Ｒａｔｅ Ａｄａｐｔｉｏｎ）２２と、データを正確に送受信するＮＡＫ方式に基づいたＲＬＰ２３と、物理的リンクと接続して送受信されるデータを処理するＬ２Ｒ（Ｌａｙｅｒ ２ Ｒｅｌａｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）２４と、他の機能部と連動するＡＣＩ（ＡＴ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｒ）２５と、装置と使用者とを結びつけるインターフェース機能のＭＭＩ（Ｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２６とから構成されている。

又、図３は従来のＲＬＰフレームを送受信するための各状態変数の説明図で、図示したように、従来のＲＬＰフレームは、各状態変数として、予想される次の受信ＲＬＰフレームを示すＶ（Ｒ）（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｓｔａｔｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ）、送信されたＲＬＰフレームを示すＶ（Ｓ）（Ｓｅｎｄ Ｓｔａｔｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ）、及び送信されたＲＬＰフレームに対して受信側からＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）フレームの受信されたＲＬＰフレームを示すＶ（Ａ）（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｓｔａｔｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ）により制御される。即ち、ＲＬＰフレームは、各フレームに一連番号（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ）が与えられ、与えられた一連番号に基づく各状態変数Ｖ（Ｒ）、Ｖ（Ａ）、Ｖ（Ｓ）により制御される。

又、図４は従来のＲＬＰフレーム受信方法を示したフローチャートで、以下、従来ＧＳＭ方式の移動通信システムにおけるＲＬＰフレーム受信方法を、図４に基づいて説明する。
まず、図２に示したＭＴ２０又はＢＳ／ＭＳＣ３０は、ＲＬＰフレームを管理するための状態変数（Ｓｔａｔｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を初期化し（ステップＳ３０）、ＲＬＰフレームの送受信動作を制御するための交換変数（Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ；ＸＩＤ）を交渉（Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）により設定する（ステップＳ３１）。

次いで、初期化された状態変数及び設定された交換変数に基づいてＲＬＰフレームを一連番号に従って順次受信し（ステップＳ３２）、受信された全てのＲＬＰフレームからエラーフレームを判別する（ステップＳ３３）。ここで、受信されたフレームとは、エラーなしに受信されるか、又はエラーを訂正し得る程度に該当のフレームが正常に受信されたことを示したものである。
次いで、エラーフレームが検出されると、エラーフレームに対応する一連番号のＲＬＰフレームを再伝送するように要請し（ステップＳ３４）、エラーフレームが検出されない場合に、ＲＬＰフレームの全てが正常に受信されたと判断して、ＲＬＰフレームの伝送を終了する（ステップＳ３８）。

その後、再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送時間と所定の時間（α）とを比較し（ステップＳ３５）、再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送時間が所定の時間を越えたときは、再伝送の要請されたＲＬＰフレームの再伝送要請回数と所定の回数（β）とを比較する動作に移り、再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送時間が所定の時間以内であるときに、受信された全てのＲＬＰフレームからエラーフレームを判別する動作を継続する。

再伝送の要請されたＲＬＰフレームの再伝送時間が所定の時間を越えたときは、再伝送の要請されたＲＬＰフレームの再伝送要請回数と所定の回数とを比較し（ステップＳ３６）、再伝送の要請されたＲＬＰフレームの再伝送要請回数が所定の回数より大きい場合は、エラーメッセージを表示してＲＬＰフレームの受信を終了し（ステップＳ３７）、再伝送の要請されたＲＬＰフレームの再伝送要請回数が所定の回数以内の場合に、エラーフレームに対応するＲＬＰフレームの再伝送を要請する。

このような方法としては、図４の方法を改善し再伝送カウントの値を動的に構成した方法が特許文献１に開示されている。

特開平１０−３４１４８８号公報

しかしながら、図４に示すような従来のＲＬＰフレーム受信方法においては、ＮＡＫ方式を利用して、エラーが発生したフレームに対応するＲＬＰフレームを反復的に再伝送するようになっているため、正確なデータ送受信は可能であるが、多様な無線環境は考慮されてない。従って、相対的に劣悪な無線環境においてもエラーフレームに対応するＲＬＰフレームの再伝送を所定の回数だけ反復的に要請して受信するため、全体的なデータ伝送速度が低下し、移動通信システムの負荷が加重されるという不都合な点があった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、受信された各ＲＬＰフレームからエラーフレームが検出されると、各ＲＬＰフレームの損失程度と基準値とを比較して、その比較結果に基づいて交換変数を可変することで、ＲＬＰフレームを正確に受信し得るＲＬＰフレーム受信方法を提供することを目的とする。
又、受信された各ＲＬＰフレームからエラーフレームが検出されると、各ＲＬＰフレームの損失程度と基準値とを比較して、その比較結果に基づいて交換変数を可変することで、ＲＬＰフレームの伝送時間を減少し得るＲＬＰフレーム受信方法を提供することを目的とする。
又、受信された各ＲＬＰフレームからエラーフレームが検出されると、各ＲＬＰフレームの損失程度と基準値とを比較して、その比較結果に基づいて交換変数を可変することで、使用者の信頼度を向上し得るＲＬＰフレーム受信方法を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明に係るＲＬＰフレーム受信方法は、受信された各ＲＬＰフレームからエラーフレームを判別する段階と、前記エラーフレームが検出された場合、前記受信された各ＲＬＰフレームの損失程度を測定して、該測定された損失程度と基準値とを比較する段階と、前記測定された損失程度が前記基準値以上の場合、受信初期に測定された交換変数を該比較結果に基づいて可変し、前記測定された損失程度が前記基準値より小さい場合、受信初期に設定された交換変数を当該交換変数とする段階と、前記測定された損失程度に応じ、前記可変された交換変数又は前記受信初期に設定された交換変数に基づいて前記エラーフレームに対応するＲＬＰフレームの再伝送を要請する段階と、前記ＲＬＰフレームの再伝送を要請する段階で要請されて再伝送されたＲＬＰフレームが正常に受信されたか否かを確認する段階と、を有し、
前記ＲＬＰフレームの正常受信を確認する段階は、前記再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送時間と所定の時間とを比較する第１比較段階と、前記ＲＬＰフレームの再伝送時間が前記所定の時間を越えたとき、前記ＲＬＰフレームの再伝送要請回数と所定の回数とを比較する第２比較段階と、を含み、
前記第２比較段階で、前記再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送要請回数が前記所定の回数より大きい場合、前記エラーメッセージを表示して前記ＲＬＰフレームの受信を終了し、前記再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送要請回数が前記所定の回数以内の場合、前記ＲＬＰフレームの再伝送を要請する段階を継続し、
前記各ＲＬＰフレームの損失程度は、受信される全てのＲＬＰフレームに対する前記エラーフレームの比率であることを特徴とする。
また、前記交換変数は、前記エラーフレームの再伝送時間、エラーフレームの再伝送要請回数及びＲＬＰフレームの長さを全て含むことを特徴とする。
また、前記エラーフレームを判別する段階で、前記受信された全てのＲＬＰフレームから前記エラーフレームが検出されない場合、前記ＲＬＰフレームの受信を終了する段階を更に有することを特徴とする。
また、前記第１比較段階で、前記再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送時間が前記所定の時間以内であるとき、前記エラーフレームを判別する段階に帰還することを特徴とする。

本発明に係るＲＬＰフレーム受信方法においては、相対的に劣悪な無線環境で交換変数を可変することで、データの伝送遅延を考慮して充分時間をかけて受信させ、データ伝送率を低下してエラー発生率を抑制するため、ＲＬＰフレームを正確に受信し得るという効果がある。
又、相対的に劣悪な無線環境で交換変数を可変するとき、不必要な再伝送要請及び再伝送を発生せず、全体的にＲＬＰフレーム伝送時間を減少し得るという効果がある。
又、相対的に劣悪な無線環境で交換変数を可変するとき、無線環境を考慮してＲＬＰフレームをエラーなしに受信するため、移動通信システムに対する使用者の信頼度を向上し得るという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る無線環境を考慮したＲＬＰフレーム受信方法を示したフローチャートで、図示したように、本発明に係るＲＬＰフレーム受信方法においては、まず、ＲＬＰフレームを管理するための状態変数を初期化して、ＲＬＰフレームの送受信動作を制御するための交換変数を交渉・設定し、状態変数及び交換変数に基づいてＲＬＰフレームを一連番号に従って順次受信する段階（ステップＳ４０）と、受信されたＲＬＰフレームからエラーフレームを判別する段階（ステップＳ４１）と、エラーフレームが検出された場合、ＲＬＰフレームの損失程度を測定して、測定されたＲＬＰフレームの損失程度と基準値とを比較する段階（ステップＳ４２）と、比較結果、可変された交換変数に基づいてエラーフレームに対応するＲＬＰフレームを再伝送するように要請する段階（ステップＳ４３）と、再伝送されたＲＬＰフレームが正常に受信されたかを確認する段階（ステップＳ４４）と、再伝送されたＲＬＰフレームが正常に受信されない場合、エラーメッセージを表示してＲＬＰフレームの受信を終了する段階（ステップＳ４５）と、全てのＲＬＰフレームが正常に受信された場合、ＲＬＰフレームの受信を終了する段階（ステップＳ４６）とを順次行う。ここで、受信されたフレームとは、エラーなしに受信されるか、又はエラーを訂正し得る程度に該当のフレームが正常に受信されたことを意味する。

以下、このような本発明に係る無線環境を考慮したＲＬＰフレームの受信方法を、図１及び図２に基づいてより詳しく説明する。
まず、図２に示したＭＴ２０又はＢＳ／ＭＳＣ３０は、該当の制御信号によってＢＳ／ＭＳＣ３０からチャンネルが割り当てられ、割り当てられたチャンネルを通して呼（Ｃａｌｌ）が設定される。次いで、呼が設定されると、相手のＭＴ２０又はＢＳ／ＭＳＣ３０と通信を行ってＲＬＰフレームを制御するための状態変数を初期化し（ステップＳ４０１）、データ伝送率を決定するＲＡ及びデータリンク階層のＬ２Ｒを活性化（Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）して、交換変数を交渉し所定の値に設定する（ステップＳ４０２）。次いで、状態変数及び交換変数に基づいて、ＲＬＰフレームを一連番号に従って順次受信する（ステップＳ４０３）。

次いで、受信されたフレームが一連番号に従って全て受信されたかを確認し（ステップＳ４１）、全てのＲＬＰフレームが正常に受信された場合に、ＲＬＰフレームの伝送を終了する（ステップＳ４６）。受信されたＲＬＰフレームからエラーフレームが検出された場合は、無線環境が相対的に劣悪であると判断し、受信側においてＲＬＰフレームの損失程度を測定し（ステップＳ４２１）、測定されたＲＬＰフレームの損失程度と基準値（γ）とを比較する（ステップＳ４２２）。ここで、交換変数は、再伝送時間、再伝送回数及びフレームの長さを全て含み、損失程度とは、受信される全てのＲＬＰフレームに対して受信側で発生したエラーフレームの比率をいう。

次いで、測定されたＲＬＰフレームの損失程度と基準値（γ）との比較結果、ＲＬＰフレーム損失程度が基準値より小さい場合に、初期に設定された交換変数に基づいてエラーフレームに対応するＲＬＰフレームの再伝送を要請し（ステップＳ４３１）、比較結果、ＲＬＰフレームの損失程度が基準値以上の場合は、再伝送時間、受信回数及びフレームの長さのような交換変数を可変し、可変された交換変数に基づいてエラーフレームに対応するＲＬＰフレームの再伝送を要請する。即ち、受信されたＲＬＰフレームからエラーフレームが検出され、ＲＬＰフレームの損失程度が基準値以上の場合に、交換変数を可変する（ステップＳ４３２）。

例えば、ＭＴ２０又はＢＳ／ＭＳＣ３０は、相対的に劣悪な無線環境を考慮して交換変数を可変する際に、再伝送時間を既に設定された受信時間より倍数を長く設定してデータ受信時間を充分長くし、再伝送要請回数を１回又は２回に減少して不必要に反復される再伝送を発生させないようにする。さらに、フレームの伝送速度を所定のビット率に低下しビットエラー率（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ；ＢＥＲ）を改善することで、全てのＲＬＰフレームの伝送時間を減少させることができる。

次いで、エラーフレームに対応するＲＬＰフレームの再伝送が行われると、再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送時間と所定の時間（α）とを比較する（ステップＳ４４１）。この比較において、再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送時間が所定の時間以内であるときは、受信されたＲＬＰフレームからエラーフレームを判別する動作を継続する。エラーフレームの判別でエラーフレームが検出されなかった場合は、ＲＬＰフレームの受信を終了する（ステップＳ４６）。再伝送されたＲＬＰフレームは、再伝送の要請されたＲＬＰフレームの再伝送時間が所定の再伝送時間より小さいとき、正常な受信状態である。

その反面、再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送時間が所定の時間を越えたときは、再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送回数と所定の回数（β）とを比較する（ステップＳ４４２）。次いで、再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送回数が所定の回数より大きい場合は、エラーメッセージを表示してＲＬＰフレームの受信を終了する（ステップＳ４５）。再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送回数が所定の回数以内の場合に、エラーフレームに対応するＲＬＰフレームを再伝送するように要請する。

従って、上述したように、本発明に係る無線環境を考慮したＲＬＰフレーム受信方法は、ＲＬＰフレームの再伝送要請回数を減少して不必要な再伝送要請及びＲＬＰフレームの再伝送に対する時間の無駄を減少し、フレーム伝送速度を所定のビット率に低下してビットエラー率を改善することができる。さらに、再伝送フレームの受信待機時間を充分長くすることで、フレームの伝送遅延のような問題を解決し、ＲＬＰフレームをエラーなしに一層迅速に受信し得るという効果がある。
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明に係るＲＬＰフレーム受信方法を示したフローチャートである。 一般のＧＳＭ方式の移動通信システムを示した構成図である。 従来のＲＬＰフレームを送受信するための各状態変数の説明図である。 従来ＲＬＰフレーム受信方法を示したフローチャートである。

符号の説明

１０ ＴＥ（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）
２０ ＭＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）
２１ ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）
２２ ＲＡ（Ｒａｔｅ Ａｄａｐｔｉｏｎ）
２３ ＲＬＰ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）
２４ Ｌ２Ｒ（Ｌａｙｅｒ ２ Ｒｅｌａｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）
２５ ＡＣＩ（ＡＴ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｒ）
２６ ＭＭＩ（Ｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
３０ ＢＳ／ＭＳＣ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ／Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ）
４０ ＩＷＦ（Ｉｎｔｅｒ−Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）

Claims (4)

1. 受信された各ＲＬＰ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）フレームからエラーフレームを判別する段階と、
   前記エラーフレームが検出された場合、前記受信された各ＲＬＰフレームの損失程度を測定して、該測定された損失程度と基準値とを比較する段階と、
   前記測定された損失程度が前記基準値以上の場合、受信初期に測定された交換変数を該比較結果に基づいて可変し、前記測定された損失程度が前記基準値より小さい場合、受信初期に設定された交換変数を当該交換変数とする段階と、
   前記測定された損失程度に応じ、前記可変された交換変数又は前記受信初期に設定された交換変数に基づいて前記エラーフレームに対応するＲＬＰフレームの再伝送を要請する段階と、
   前記ＲＬＰフレームの再伝送を要請する段階で要請されて再伝送されたＲＬＰフレームが正常に受信されたか否かを確認する段階と、を有し、
   前記ＲＬＰフレームの正常受信を確認する段階は、前記再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送時間と所定の時間とを比較する第１比較段階と、前記ＲＬＰフレームの再伝送時間が前記所定の時間を越えたとき、前記ＲＬＰフレームの再伝送要請回数と所定の回数とを比較する第２比較段階と、を含み、
   前記第２比較段階で、前記再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送要請回数が前記所定の回数より大きい場合、前記エラーメッセージを表示して前記ＲＬＰフレームの受信を終了し、前記再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送要請回数が前記所定の回数以内の場合、前記ＲＬＰフレームの再伝送を要請する段階を継続し、
   前記各ＲＬＰフレームの損失程度は、受信される全てのＲＬＰフレームに対する前記エラーフレームの比率であることを特徴とするＲＬＰフレーム受信方法。
2. 前記交換変数は、前記エラーフレームの再伝送時間、エラーフレームの再伝送要請回数及びＲＬＰフレームの長さを全て含むことを特徴とする請求項１記載のＲＬＰフレーム受信方法。
3. 前記エラーフレームを判別する段階で、前記受信された全てのＲＬＰフレームから前記エラーフレームが検出されない場合、前記ＲＬＰフレームの受信を終了する段階を更に有することを特徴とする請求項１記載のＲＬＰフレーム受信方法。
4. 前記第１比較段階で、前記再伝送されたＲＬＰフレームの再伝送時間が前記所定の時間以内であるとき、前記エラーフレームを判別する段階に帰還することを特徴とする請求項１記載のＲＬＰフレーム受信方法。

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