JP4073678B2

JP4073678B2 - Wireless transmission system

Info

Publication number: JP4073678B2
Application number: JP2002028040A
Authority: JP
Inventors: 治夫伊藤
Original assignee: Nagano Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Nagano Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: JP2003244165A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＡＣフレームを挿入した伝送フレームを基地局と一又は二以上の子局間で無線伝送する際に用いて好適な無線伝送方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、基地局に対して複数の子局間で情報を無線伝送する無線伝送方式は、各種知られている。
【０００３】
図６には、基地局Ｂｓと、この基地局Ｂｓに対して送信又は受信を行う複数の子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…を示す。子局Ｃｓａは、例えば、複数の端末（パソコン等）Ｐａａ，Ｐａｂ…を接続したイーサネット（登録商標）Ｎａと、このイーサネットＮａに接続した無線部Ｒａを備える。他の子局Ｃｓｂ…も同様であり、例えば、複数の端末Ｐｂａ，Ｐｂｂ…を接続したイーサネットＮｂ…と、このイーサネットＮｂ…に接続した無線部Ｒｂ…を備える。また、基地局Ｂｓにも無線部Ｒａ…と同様の無線部Ｒｓを備えるとともに、この無線部Ｒｓに接続したイーサネットＮｓを備える。
【０００４】
ところで、イーサネットＮａ…は、家庭や中小企業等で比較的多く利用されているＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）であり、その仕様は、ＩＥＥＥ８０２．３標準規格（ＩＥＥＥ：米国電気電子技術者協会）により規定されている。子局Ｃｓａの無線部Ｒａは、イーサネットＮａの情報を基地局Ｂｓの無線部Ｒｓに送信し、又は基地局Ｂｓの無線部Ｒｓからの情報を受信してイーサネットＮａに付与する機能を備える。他の子局Ｃｓｂ…の無線部Ｒｂ…、さらには基地局Ｂｓの無線部Ｒｓの機能も基本的には当該無線部Ｒａと同様である。
【０００５】
図７に、従来の無線部Ｒａを符号Ｒａｒで示す。同図に示す無線部Ｒａｒにおいて、５１は媒体依存インタフェース（ＭＤＩ）であり、図６におけるイーサネットＮａのＬＡＮケーブルに接続する。また、ＭＤＩ５１は、物理層デバイス部（ＰＨＹ）５２に接続する。ＰＨＹ５２は、ＭＤＩ５１に接続する物理媒体依存部（ＰＭＤ）５３，物理媒体接続部（ＰＭＡ）５４及び物理符号化副層（ＰＣＳ）５５からなる。さらに、ＰＨＹ５２（ＰＣＳ５５）は、メディア共通インタフェース（ＭＩＩ）５６を介して調整副層（ＲＳ）５７に接続するとともに、このＲＳ５７は、媒体アクセス制御部（ＭＡＣ）５８を介してＭＡＣブリッジ５９に接続する。ＭＡＣブリッジ５９は、ＬＡＮ間における不要なデータフレームを通過させない機能を有するＬＡＮ接続器である。一方、ＭＡＣブリッジ５９は、ＭＡＣ６０を介してＲＳ６１に接続する。以上は、ＩＥＥＥ８０２．３標準規格の規格に基づく構成部分である。そして、ＲＳ６１は、ＭＩＩ６２を介してプロトコル変換部６３に接続するとともに、さらに、このプロトコル変換部６３は、データバスインタフェース（ＵＴＯＰＩＡ）６４を介してＡＴＭセル無線伝送方式（ＡＴＭ：非同期転送技術）を用いた無線伝送部６５に接続する。
【０００６】
この場合、プロトコル変換部６３は、ＩＥＥＥ８０２．３標準規格に準拠した伝送フレーム、即ち、ＭＡＣフレームデータを、ＡＴＭセル無線伝送を行うためのＡＴＭセルデータにプロトコル変換するとともに、ＡＴＭセルデータをＩＥＥＥ８０２．３標準規格に準拠したＭＡＣフレームデータにプロトコル変換する機能を備える。また、無線伝送部６５は、無線送信部６６，無線受信部６７，無線制御部６８，送信バッファ部６９，受信バッファ部７０及びアンテナ７１等を備える。
【０００７】
これにより、送信時には、イーサネットＮａ上におけるＩＥＥＥ８０２．３標準規格に準拠した伝送フレーム（ＭＡＣフレームデータ）が、プロトコル変換部６３及び無線伝送部６５により、ＡＴＭセルデータに変換され、ＡＴＭセル無線伝送方式により送信される。このＡＴＭセルデータは、ＶＰＩ／ＶＣＩ（仮想パルス識別子／仮想チャネル識別子）と呼ばれる宛先情報である５バイトのヘッダデータと４８バイトのＡＴＭデータからなる５３バイトのデータ構造を備える。このようなＡＴＭセル無線伝送方式では、ＡＴＭセルデータを含む伝送フレームが非同期方式で送受信される。このため、無線伝送回線上で送受信する際の伝送プロトコルが規定され、無線伝送部６５ではＴＤＭＡ（時分割多重接続）方式により、時間軸上に割り当てられた所定のタイムスロットにおいて基地局に対する送受信が行われるとともに、この際における送受信タイミングは、ＡＴＭセルデータに基づいて制御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなＡＴＭセル無線伝送方式を用いた従来の無線伝送方式は、ＩＥＥＥ８０２．３標準規格に準拠した伝送フレーム（ＭＡＣフレームデータ）を、一旦、ＡＴＭセルデータにプロトコル変換し、ＴＤＭＡ方式により無線伝送していたため、送信側ではＭＡＣフレームデータをＡＴＭセルデータに分割して送信するとともに、受信側では受信したＡＴＭセルデータを組立ててＭＡＣフレームデータを得る必要があるなど、伝送方式及び伝送構造が複雑化し、特に、使用装置が大規模化することにより、コストの大幅な増加を招く問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、伝送方式及び伝送構造の単純化を図ることにより使用装置を小規模化し、コストの大幅な低減を実現することができる無線伝送方式の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係る無線伝送方式は、少なくとも、宛先アドレス，送信元アドレス，タイプフィールド及びデータフィールドを含むＭＡＣフレーム１０１と、このＭＡＣフレーム１０１の先頭に付加し、かつ送信を開始する時にビット同期を確立するためのフィールドであるプリアンブル１０２とを挿入してなるＩＥＥＥ８０２．３標準規格に準拠した伝送フレーム１００を、基地局Ｂｓと一又は二以上の子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…間で無線伝送する無線伝送方式であって、少なくとも通信制御に使用し、かつプリアンブル１０２とは区別されるＲＣフレーム１０３を、伝送フレーム１００に定義して割り当てることにより、ＭＡＣフレーム１０１が終了した最後に挿入し、無線部Ｒａ…により、ＲＣフレーム１０３を含む伝送フレーム１００をプロトコル変換することなく直接変調して無線伝送するとともに、ＲＣフレーム１０３を使用してキャリアＩＤの認証要求情報を子局Ｃｓａ…から基地局Ｂｓに送信し、基地局Ｂｓで認証要求情報に基づきキャリアＩＤの認証を行い、かつＲＣフレーム１０３を使用して子局Ｃｓａ…に認否情報を送信する動作，ＲＣフレーム１０３を使用して基地局Ｂｓにより送信が許可された子局Ｃｓａ…から、指定された送信時間に対応する可変スロット長のＭＡＣフレーム１０１を有し、かつＲＣフレーム１０３を挿入した伝送フレーム１００を基地局Ｂｓに送信する動作，又は、子局Ｃｓａ…より取得した暗号キーを用いて暗号化した伝送フレーム１００を基地局Ｂｓから子局Ｃｓａ…に送信し、子局Ｃｓａ…で伝送フレーム１００に対して復号キーにより常時復号を行い、復号可能なときに自分宛の伝送フレーム１００として取込む動作，の少なくとも一つの動作を行うことを特徴とする。
【００１１】
この場合、好適な実施の態様により、無線部Ｒａ…は、フロー制御部１２…によりＬＡＮ接続器に対してフロー制御を行うことができる。なお、ＬＡＮ接続器には、ＭＡＣブリッジ１１，レイヤ２スイッチ，レイヤ３スイッチが含まれる。また、子局Ｃｓａ…は、認否情報を受信し、キャリアＩＤが認証されたなら通信可能モードに切換え、かつキャリアＩＤが否認されたなら通信不能モードに切換えることができる。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
まず、本実施例に係る無線伝送方式を適用できる無線システムＸの構成について、図６を参照して説明する。
【００１４】
同図に示す無線システムＸは、前述したように、基地局Ｂｓと、この基地局Ｂｓに対して送信又は受信を行う複数の子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…を備える。子局Ｃｓａは、パソコンＰａａ，Ｐａｂ…や携帯電話等の複数の端末を接続したイーサネットＮａと、このイーサネットＮａに接続した無線部Ｒａを備える。他の子局Ｃｓｂ…も同様であり、パソコンＰｂａ，Ｐｂｂ…や携帯電話等の複数の端末を接続したイーサネットＮｂ…と、このイーサネットＮｂ…に接続した無線部Ｒｂ…を備える。また、基地局Ｂｓにも無線部Ｒａ…と同様の無線部Ｒｓを備えるとともに、この無線部Ｒｓに接続したイーサネットＮｓを備えている。
【００１５】
次に、本実施例に係る無線伝送方式を実施できる無線部Ｒａの構成について、図１を参照して説明する。
【００１６】
同図に示す無線部Ｒａにおいて、２１は使用する媒体によって異なる媒体依存インタフェース（ＭＤＩ）であり、図６におけるイーサネットＮａのＬＡＮケーブル（例えば、１０ＢＡＳＥ−Ｔ，１００ＢＡＳＥ−ＴＸ，１００ＢＡＳＥ−ＦＸ等）に接続する。また、ＭＤＩ２１は、物理層デバイス（ＰＨＹ）２２に接続する。このＰＨＹ２２は、ＭＤＩ２１に接続する物理媒体依存部（ＰＭＤ）２３，物理媒体接続部（ＰＭＡ）２４及び物理符号化副層（ＰＣＳ）２５からなる。ＰＨＹ２２（ＰＣＳ２５）は、メディア共通インタフェース（ＭＩＩ）２６を介して調整副層（ＲＳ）２７に接続するとともに、このＲＳ２７は、媒体アクセス制御部（ＭＡＣ）２８を介してＭＡＣブリッジ１１に接続する。このＭＡＣブリッジ１１は、ＬＡＮ間における不要なデータフレームを通過させない機能を有するＬＡＮ接続器であり、その他、同様の機能を有するＬＡＮ接続器として、レイヤ２スイッチ，レイヤ３スイッチ等がある。さらに、ＭＡＣブリッジ１１は、ＭＡＣ２９を介してＲＳ３０に接続する。以上は、ＩＥＥＥ８０２．３標準規格の規格に基づく構成部分である。
【００１７】
また、ＲＳ３０は、ＭＩＩ３１を介して制御部３２に接続する。この制御部３２は、ＭＩＩ３１に接続するフロー制御部１２と、このフロー制御部１２に接続する無線インタフェース制御部（ＲＩＣ）３３を備える。さらに、ＲＩＣ３３は、ＭＩＩ３４を介してＰＨＹ３５に接続する。このＰＨＹ３５は、ＭＩＩ３４に接続するＰＣＳ３６，ＰＭＡ３７及びＰＭＤ３８からなる。そして、ＰＨＹ３５（ＰＭＤ３８）は無線伝送部３９に接続する。この無線伝送部３９は、無線送信部４０，無線受信部４１及びアンテナ４２を備える。また、無線伝送部３９は、信号ライン４３によりＲＩＣ３３に接続する。
【００１８】
次に、本実施例に係る無線伝送方式に基づく無線部Ｒａの動作について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１９】
図２は、図１に示した無線部Ｒａの各部における伝送フレームの状態を示している。まず、送信時の動作について説明する。ＬＡＮを構成するイーサネットＮａの仕様は、ＩＥＥＥ８０２．３標準規格により詳細に規定されており、図２（ａ）は、イーサネットＮａのＬＡＮケーブルを、伝送速度１２５Ｍｂｉｔ／ｓにより伝送される伝送フレーム（送信信号）１００ａを示す。この伝送フレーム１００ａは、ストリームの先頭を表す１バイト／Ｊ／，／Ｋ／が挿入されたプリアンブル１０２を有する。プリアンブル１０２は伝送フレーム１００ａの送信を開始する時にビット同期を確立するためのフィールドであり、／Ｊ／，／Ｋ／が省略された場合にはプリアンブル１０２のみとなる。プリアンブル１０２は、「１」と「０」を交互に繰り返すとともに、「１」で始まり「０」で終わる５６ビット以上の信号列「１０１０１０…０１０」である。また、プリアンブル１０２の後には、フレームが始まることを示すフレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）１０４を有する。このＳＦＤ１０４は、最後が「１」で終わる８ビットの信号「１０１０１０１１」であり、次のオクテットからデータであることを表す。そして、ＳＦＤ１０４の後には、ＭＡＣフレーム１０１が続く。このＭＡＣフレーム１０１には、宛先アドレス，送信元アドレス，イーサネットがどのようなプロトコルを使用しているかを示すタイプフィールド，実際に送信するデータフィールドが含まれる。さらに、１０５…は各フレーム間を補完するアイドルシグナル（ＩＳ）を示す。なお、図２（ａ）は、ＩＥＥＥ８０２．３標準規格に準拠したフレームフォーマットである。イーサネットのフレームフォーマットは図２（ａ）とは若干異なるが、基本的には同様に適用することができる。
【００２０】
一方、伝送フレーム１００ａは、ＰＭＤ２３，ＰＭＡ２４，ＰＣＳ２５を経てＭＩＩ２６に至る。このＭＩＩ２６上の伝送フレーム１００ｂを図２（ｂ）に示す。この伝送フレーム１００ｂと上述した伝送フレーム１００ａの相違は、ＩＳ１０５…の有無となるが、ＩＳ１０５…は、「０」信号の連続として定義されるため、実質的には同一信号である。また、ＭＩＩ２６上の伝送フレーム１００ｂは、ＲＳ２７，ＭＡＣ２８を経てＭＡＣブリッジ１１に至り、このＭＡＣブリッジ１１には、伝送フレーム１００ｂにおけるプリアンブル１０２及びＳＦＤ１０４の認識されない図２（ｃ）に示す伝送フレーム１００ｃが付与される。この伝送フレーム１００ｃは、無線部Ｒａの送信信号となり、ＭＡＣブリッジ１１のバッファ機能により一時保持される。
【００２１】
他方、基地局Ｂｓからは伝送フレーム２００（不図示）が送信される。この場合、伝送フレーム２００は搬送波により変調されている。この伝送フレーム２００は、図２（ｇ）に示す伝送フレーム１００からＭＡＣフレーム１０１及びその前側を除去した構造となり、ＲＣフレーム（ＲＣＦ）とＩＳ１０５…のみを含む。このＲＣフレームについては後に詳述する。基地局Ｂｓは、このＲＣフレームを使用して、子局Ｃｓａに対して送信を許可する許可データと送信時間を指定する送信時間データを送信する。したがって、基本的な通信方式は、ＴＤＭＡ方式を用いることができる。なお、基地局Ｂｓでは、子局Ｃｓａからの初期送信により暗号キーを取得し、この暗号キーを用いて暗号化した伝送フレーム２００を送信することもできる。伝送フレーム２００を暗号化する態様には、伝送フレーム２００自身を暗号化する場合及び伝送フレーム２００に暗号キーを付加する場合など、各種の態様を適用できる。
【００２２】
そして、基地局Ｂｓから伝送フレーム２００が送信されれば、子局Ｃｓａは無線受信部４１により受信するとともに、復調した伝送フレーム２００（ＲＣフレーム）をＲＩＣ３３に付与する。これにより、ＲＩＣ３３は、ＲＣフレームから許可データと送信時間データを得る。この際、許可データが自分を指定するものでない場合には、データを破棄する。なお、伝送フレーム２００を暗号化した場合には、ＲＩＣ３３において、自分の復号キーにより常時復号を行い、復号可能なときは自分宛の伝送フレームとして取込むとともに、復号できないときはデータを破棄する。
【００２３】
また、フロー制御部１２は、ＲＩＣ３３の受信結果に基づいてＭＡＣブリッジ１１を制御する。これにより、ＭＡＣブリッジ１１に一時保持されていた伝送フレーム１００ｃが、ＭＡＣ２９，ＲＳ３０を経てＭＩＩ３１に付与される。このＭＩＩ３１には、プリアンブル１０２及びＳＦＤ１０４の付加された図２（ｄ）に示す伝送フレーム１００ｄが付与される。この伝送フレーム１００ｄは、時間的な遅れを有している点を除いて伝送フレーム１００ｂと同一構造である。しかし、伝送フレーム１００ｄの長さは、指定された送信時間データに対応する。即ち、この伝送フレーム１００ｄには、送信時間データに対応する可変スロット長のＭＡＣフレーム１０１が含まれる。
【００２４】
さらに、伝送フレーム１００ｄは、ＲＩＣ３３を通過するため、このＲＩＣ３３を通過する際に、伝送フレーム１００ｄに対してＲＣフレーム１０３を挿入する。この場合、ＲＣフレーム１０３は、ＭＡＣフレーム１０１が存在しない空時間、即ち、ＭＡＣフレーム１０１が終了した最後に挿入する。ＲＩＣ３３を通過した後の伝送フレーム１００ｅを図２（ｅ）に示す。このＲＣフレーム１０３は、プリアンブル１０２とは区別されるデータ構造を有しており、具体的には、「１」で始まるプリアンブル１０２に対して、「０」で始まる「００１０１０１０…１０」のデータとなる。なお、ＲＣフレーム１０３のビット数は、プリアンブル１０２と同じである。このＲＩＣ３３は、送信時に、ＲＣフレーム１０３を挿入する機能を備えるとともに、受信時には、ＲＣフレーム１０３を除去する機能を備える。このように、ＲＣフレーム１０３は、子局Ｃｓａ…から送信する際における可変スロット長のＭＡＣフレーム１０１の終端を表すことにより、基地局Ｂｓとの通信制御に使用される基本的な機能を有している。
【００２５】
一方、ＲＣフレーム１０３は、このような通信制御に加えて他の付加情報の伝送にも使用できる。例えば、ＲＣフレーム１０３を使用して、子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…に対する認証を行うことができる。以下、この認証方法について、図３を参照し、図４に示すフローチャートに従って説明する。
【００２６】
図３は、図１の制御部３２を抽出し、このような認証方法に使用するキャリアＩＤ処理部４５を含まめて記載したものである。まず、子局Ｃｓａ（又はＣｓｂ…）は、ＲＣフレーム１０３を使用して、キャリアＩＤ（電話番号等）の認証要求情報を基地局Ｂｓに送信する（ステップＳ１）。基地局Ｂｓは、認証要求情報を受信したなら、キャリアＩＤをイーサネットＮｅに接続された交換器等の認証部に転送する。これにより、認証部は、認証用データベースを用いてキャリアＩＤとの照合を行う（ステップＳ２）。この照合結果、即ち、認否情報は、基地局Ｂｓを介して子局Ｃｓａに送信される（ステップＳ３）。一方、子局Ｃｓａは、認否情報を受信し、この認否情報によりキャリアＩＤが認証されていれば、制御部３２におけるキャリアＩＤ処理部４５を通信可能モードに切換える（ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６）。具体的には、このキャリアＩＤ処理部４５は、ＲＳ３０とＰＣＳ３６間を接続又は遮断するスイッチ機構を有しており、通信可能モードでは、スイッチ機構がオンとなって通信ができるように切換えられる。これに対し、認否情報によりキャリアＩＤが否認されていれば、キャリアＩＤ処理部４５を通信不能モードに切換える（ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ７）。即ち、通信不能モードでは、キャリアＩＤ処理部４５におけるスイッチ機構がオフとなって通信ができないように切換えられる。
【００２７】
このような子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…の認証は、通常、伝送フレーム１００を使用して行われるが、上記のＲＣフレーム１０３を使用することにより、いわば無線区間のみで認証を行うことができ、認証処理の簡略化及び高速化を図ることができる。
【００２８】
さらに、前述したように、基地局Ｂｓから送信されるＲＣフレーム１０３には、送信を許可する許可データと送信時間を指定する送信時間データを含ませることができる。また、子局Ｃｓａ…から送信するＲＣフレーム１０３には、前述した暗号キーや子局Ｃｓａ…で発生した異常等の各種状態情報を含ませることができるとともに、他方、基地局Ｂｓからは、試験要求情報やパスワード要求情報等の各種情報を含ませることができる。したがって、ＲＣフレーム１０３は、上述した基本的データ構造を除き、含ませる情報に対応して異なるビット列に定義される。よって、このようなＲＣフレーム１０３を使用することにより、無線通信における多様性及び発展性を高めることができるとともに、使用時における利便性や処理効率を高めることができる。
【００２９】
一方、ＭＩＩ３４上の伝送フレーム１００ｅは、ＰＣＳ３５，ＰＭＡ３６，ＰＭＤ３７を経ることにより、ＩＳ１０５…の付加された図２（ｆ）に示す伝送フレーム１００ｆが無線送信部４０に付与される。無線送信部４０では、指定時間データに基づいた長さの図２（ｇ）に示す伝送フレーム１００を搬送波により変調し、アンテナ４２から伝播させる。この場合の変調方式としては、ＡＭ変調やＦＭ変調など、任意の変調方式を適用することができる。
【００３０】
他方、受信時には、送信時の動作と逆の動作が行われる。今、基地局Ｂｓから子局Ｃｓａに対して、図２（ｇ）に示す伝送フレーム１００が送信された場合を想定する。送信される伝送フレーム１００は搬送波により変調されている。また、ＲＣフレーム１０３には、少なくとも子局Ｃｓａに対して送信を許可する許可データが含まれる。なお、基地局Ｂｓでは、子局Ｃｓａからの初期送信により暗号キーを取得し、この暗号キーを用いて暗号化した伝送フレーム１００を送信することもできる。
【００３１】
そして、基地局Ｂｓから伝送フレーム１００が送信されれば、子局Ｃｓａは無線受信部４１により受信し、復調を行う。これにより、図２（ｆ）の伝送フレーム１００ｆが得られる。伝送フレーム１００ｆは、ＰＭＤ３８，ＰＭＡ３７，ＰＣＳ３６を経てＭＩＩ３４に至り、このＭＩＩ３４上には図２（ｅ）の伝送フレーム１００ｅが付与される。これにより、ＲＩＣ３３は、伝送フレーム１００ｅにおけるＲＣフレーム１０３から許可データを得、許可データが自分を指定する場合は、フロー制御部１２によりＭＡＣブリッジ１１を制御し、伝送フレーム１００ｅをＭＩＩ２６側、即ち、イーサネットＮａ側に取込むとともに、許可データが自分を指定するものでない場合には破棄する。伝送フレーム１００ｅを取込んだ場合には、ＲＩＣ３３においてＲＩＣフレーム１０３を除去する。なお、伝送フレーム１００を暗号化した場合には、ＲＩＣ３３において、自分の復号キーにより常時復号を行い、復号可能なときは自分宛の伝送フレーム１００ｅとして取込むとともに、復号できないときは破棄する。この結果、ＭＩＩ３１には図２（ｄ）の伝送フレーム１００ｄが、ＭＡＣ２８には図２（ｃ）の伝送フレーム１００ｃが、ＭＩＩ２６には図２（ｂ）の伝送フレーム１００ｂが、ＭＤＩ２１には図２（ａ）の伝送フレーム１００ａがそれぞれ付与されることになる。
【００３２】
なお、以上は、子局Ｃｓａの送受信について説明したが、他の子局Ｃｓｂ…、さらに基地局Ｂｓの送受信においても基本的には同様の動作が行われる。
【００３３】
このような本実施例に係る無線伝送方式によれば、ＩＥＥＥ８０２．３標準規格に準拠した伝送フレーム１００に、少なくとも通信制御に使用し、かつＭＡＣフレーム１０１の先頭に付加するプリアンブル１０２とは区別されるＲＣフレーム１０３を定義して割り当てるとともに、無線部Ｒａ…により、ＲＣフレーム１０３を含む伝送フレーム１００をプロトコル変換することなく直接変調して無線伝送するため、従来の無線伝送方式、即ち、伝送フレーム１００をＡＴＭセルデータにプロトコル変換し、ＴＤＭＡ方式により無線伝送するＡＴＭセル無線伝送方式とは異なり、伝送方式及び伝送構造の単純化を図ることができ、使用装置を小規模化してコストの大幅な低減を実現できる。
【００３４】
また、無線部Ｒａ…にフロー制御部１２を設けることにより、ＭＡＣブリッジ１１（ＬＡＮ接続器）に対するフロー制御を行うため、無線送信部４０及び無線受信部４１を含む無線伝送部３９の構成を大幅に簡略化できる。しかも、基地局Ｂｓにより、子局Ｃｓａ…から取得した暗号キーを用いて暗号化した伝送フレーム１００を子局Ｃｓａ…に送信するとともに、子局Ｃｓａ…に設けたＲＩＣ３３により、自分の復号キーにより基地局Ｂｓから送信された伝送フレーム１００に対して常時復号を行い、復号可能なときに自分宛の伝送フレーム１００として取込むようにすれば、無線伝送部３９における識別機能が不要となり、無線伝送部３９の更なる構成簡略化を実現できる。
【００３５】
さらに、基地局Ｂｓにより、ＲＣフレーム１０３を使用し、送信を許可する子局Ｃｓａ…及び送信時間を指定するとともに、送信を許可された子局Ｃｓａ…により、指定された送信時間に対応する可変スロット長のＭＡＣフレーム１０１を含む伝送フレーム１００を送信し、かつ送信の最後にＲＣフレーム１０３を挿入するため、伝送効率（実質的な伝送速度）を高めることができる。
【００３６】
ところで、変調速度の設定は、伝送速度を高速化し、かつ信頼性を確保（誤り防止）する上で重要であり、通常は、無線制御信号（ＲＣフレーム１０３）を低速で変調するとともに、伝送フレーム１００を高速で変調している。しかし、高速で変調される伝送フレーム１００は、伝送路のコンディションによって誤りが発生しやすく、誤りが発生した場合には、その都度、再送信処理により対処しなければならない問題があった。
【００３７】
そこで、本実施例では、ＲＣフレーム１０３を利用することにより、予め伝送路のコンディションを測定し、伝送フレーム１００に対して伝送路のコンディションに対応した最適な変調速度を設定するようにした。以下、変調速度の設定方法について、図５に示すフローチャートに従って説明する。
【００３８】
まず、子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…（又は基地局Ｂｓ）から基地局Ｂｓ（又は子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…）に対して、測定用伝送フレームとＲＣフレーム１０３を送信する（ステップＳ１１）。この場合、測定用伝送フレームには、誤り検出用のＦＣＳフィールド（ＣＲＣ値）を含ませるとともに、任意のデータを含ませる。なお、このデータ内容は問わない。また、測定用伝送フレームの変調速度とＲＣフレーム１０３の変調速度は、いずれも低速に設定する。他方、基地局Ｂｓ（又は子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…）が測定用伝送フレームとＲＣフレーム１０３を受信したなら、測定用伝送フレームに対する誤りの発生有無を検出するとともに（ステップＳ１２，Ｓ１３）、検出結果はＲＣフレーム１０３を利用して子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…（又は基地局Ｂｓ）に送信する。
【００３９】
この際、誤りを検出したなら、子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…（又は基地局Ｂｓ）は、基地局Ｂｓ（又は子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…）に対する正規の伝送フレーム１００の送信を中止する（ステップＳ１４）。一方、誤りを検出しなければ、伝送路の測定処理を行う。伝送路を測定する際には、まず、測定用伝送フレームの変調速度を低速から一段高い速度に変更する（ステップＳ１５）。そして、子局Ｃｓａ，Ｃｓｂ…（又は基地局Ｂｓ）は、変更した変調速度により測定用伝送フレームを変調し、上記と同様の送受信処理を行う（ステップＳ１６）。この場合、ＲＣフレーム１０３の変調速度は変更せず、低速を維持する。このように、測定用伝送フレームの変調速度を順次段階的に変更（高速化）して送受信処理を行い、誤りが検出されるまで上記と同様の送受信処理を繰り返す（ステップＳ１６，Ｓ１７）。これにより、任意の変調速度で誤りが検出されれば、その手前の変調速度を正規の伝送フレーム１００の変調速度として設定する（ステップＳ１７，Ｓ１８）。なお、段階的に変更する際の一段当たりの単位速度及び段階数は、予め任意に設定できる。例えば、段階数としては、「低」，「中」，「高」程度の段階数であってもよいし、より細かく設定することもできる。また、誤りが検出された際における手前の変調速度とは、直前の変調速度であってもよいし、余裕を持たせた複数段低い変調速度であってもよい。
【００４０】
例示の測定処理は、ＲＣフレーム１０３を低速で変調し、かつ測定用伝送フレームの変調速度を低速から順次段階的に高くして送受信処理を行い、誤りを検出した変調速度の手前の変調速度を、正規の伝送フレーム１００の変調速度として設定する場合を説明したが、これとは反対に、測定用伝送フレームの変調速度を高速から順次段階的に低くして送受信処理を行い、誤りを検出しなくなった変調速度を、正規の伝送フレーム１００の変調速度としてもよい。この場合、誤りを検出しなくなった変調速度とは、誤りを検出しなくなった時点の変調速度でもよいし、余裕を持たせた複数段低い変調速度であってもよい。
【００４１】
他方、正規の伝送フレーム１００（ＩＥＥＥ８０２．３標準規格に準拠した信号）を送信する際には、伝送フレーム１００を、設定された変調速度により変調を行うとともに、ＲＣフレーム１０３を、低速の変調速度により変調を行い、前述した通常の送受信を実行する（ステップＳ１９）。よって、このような変調速度の設定を行うことにより、正規の伝送フレーム１００を伝送する際における高い信頼性を確保しつつ伝送速度の高速化を図ることができる。特に、伝送路のコンディションに左右されることなく、伝送フレーム１００の誤りを防止し、確実な伝送を実現でき、無駄な再送信処理も回避できる。
【００４２】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の回路構成，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。
【００４３】
【発明の効果】
このように、本発明に係る無線伝送方式は、少なくとも通信制御に使用し、かつプリアンブルとは区別されるＲＣフレームを、伝送フレームに定義して割り当てることにより、ＭＡＣフレームが終了した最後に挿入し、無線部により、ＲＣフレームを含む伝送フレームをプロトコル変換することなく直接変調して無線伝送するとともに、ＲＣフレームを使用してキャリアＩＤの認証要求情報を子局から基地局に送信し、基地局で認証要求情報に基づきキャリアＩＤの認証を行い、かつＲＣフレームを使用して子局に認否情報を送信する動作，ＲＣフレームを使用して基地局により送信が許可された子局から、指定された送信時間に対応する可変スロット長のＭＡＣフレームを有し、かつＲＣフレームを挿入した伝送フレームを基地局に送信する動作，又は、子局より取得した暗号キーを用いて暗号化した伝送フレームを基地局から子局に送信し、子局で当該伝送フレームに対して復号キーにより常時復号を行い、復号可能なときに自分宛の伝送フレームとして取込む動作，の少なくとも一つの動作を行うようにしたため、次のような顕著な効果を奏する。
【００４４】
（１）伝送フレームをＡＴＭセルデータにプロトコル変換し、ＴＤＭＡ方式により無線伝送するＡＴＭセル無線伝送方式を用いた従来の無線伝送方式とは異なり、伝送方式及び伝送構造の単純化を図ることができるため、使用装置を小規模化し、コストの大幅な低減を実現することができる。
【００４５】
（２）加えて、ＲＣフレームを、通信制御に加えて他の付加情報の伝送に使用するため、無線通信における多様性及び発展性を高めることができるとともに、使用時における利便性や処理効率を高めることができる。具体的には、ＲＣフレームを使用してキャリアＩＤの認証要求情報を子局から基地局に送信し、基地局で認証要求情報に基づきキャリアＩＤの認証を行い、かつＲＣフレームを使用して子局に認否情報を送信する動作を行うため、いわば無線区間のみで認証を行うことができ、認証処理の簡略化及び高速化を図ることができる。また、ＲＣフレームを使用して基地局により送信が許可された子局から、指定された送信時間に対応する可変スロット長のＭＡＣフレームを有し、かつＲＣフレームを挿入した伝送フレームを基地局に送信する動作を行うため、伝送効率（実質的な伝送速度）を高めることができる。さらに、子局より取得した暗号キーを用いて暗号化した伝送フレームを基地局から子局に送信し、子局で当該伝送フレームに対して復号キーにより常時復号を行い、復号可能なときに自分宛の伝送フレームとして取込む動作を行うため、無線伝送部における識別機能が不要となり、無線伝送部の更なる構成簡略化を実現することができる。
【００４６】
（３）好適な実施の態様により、無線部に、ＬＡＮ接続器に対してフロー制御を行うフロー制御部を設ければ、無線送信部及び無線受信部を含む無線伝送部の構成を大幅に簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る無線伝送方式を実施できる無線部のブロック構成図、
【図２】同無線部の各部における伝送フレームの状態を示すパターン図、
【図３】同無線部における制御部にキャリアＩＤ処理部を含めて記載したブロック構成図、
【図４】同キャリアＩＤ処理部を用いた認証方法の処理手順を示すフローチャート、
【図５】同無線伝送方式を利用して伝送フレームに対する変調速度を設定する際の処理手順を示すフローチャート、
【図６】同無線伝送方式を適用できる無線システムの系統図、
【図７】従来の技術に係る無線伝送方式を実施する無線部のブロック構成図、
【符号の説明】
１１ＭＡＣブリッジ
１２フロー制御部
Ｂｓ基地局
Ｃｓａ… 子局
Ｒａ… 無線部
１００伝送フレーム
１０１ＭＡＣフレーム
１０２プリアンブル
１０３ＲＣフレーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio transmission system suitable for use in radio transmission of a transmission frame having a MAC frame inserted between a base station and one or more slave stations.
[0002]
[Prior art]
In general, various wireless transmission schemes for wirelessly transmitting information between a plurality of slave stations to a base station are known.
[0003]
FIG. 6 shows a base station Bs and a plurality of slave stations Csa, Csb... That transmit or receive to the base station Bs. The slave station Csa includes, for example, an Ethernet (registered trademark) Na connected to a plurality of terminals (such as personal computers) Paa, Pab... And a radio unit Ra connected to the Ethernet Na. The other slave stations Csb... Are the same, and include, for example, an Ethernet Nb... Connecting a plurality of terminals Pba, Pbb... And a radio unit Rb. Further, the base station Bs also includes a radio unit Rs similar to the radio units Ra ... and an Ethernet Ns connected to the radio unit Rs.
[0004]
By the way, Ethernet Na ... is a LAN (Local Area Network) that is relatively widely used in homes and small businesses, and its specifications are defined by the IEEE 802.3 standard (IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers). Has been. The radio unit Ra of the slave station Csa has a function of transmitting information on the Ethernet Na to the radio unit Rs of the base station Bs or receiving information from the radio unit Rs of the base station Bs and assigning it to the Ethernet Na. The functions of the radio units Rb ... of the other slave stations Csb ... and the radio unit Rs of the base station Bs are basically the same as those of the radio unit Ra.
[0005]
In FIG. 7, a conventional radio unit Ra is indicated by a symbol Rar. In the wireless unit Rar shown in the figure, 51 is a medium dependent interface (MDI), which is connected to the LAN cable of Ethernet Na in FIG. The MDI 51 is connected to the physical layer device unit (PHY) 52. The PHY 52 includes a physical medium dependent unit (PMD) 53, a physical medium connection unit (PMA) 54, and a physical encoding sublayer (PCS) 55 that are connected to the MDI 51. Further, the PHY 52 (PCS 55) is connected to the adjustment sublayer (RS) 57 via the media common interface (MII) 56, and this RS 57 is connected to the MAC bridge 59 via the medium access control unit (MAC) 58. To do. The MAC bridge 59 is a LAN connector having a function of preventing unnecessary data frames from passing between LANs. On the other hand, the MAC bridge 59 is connected to the RS 61 via the MAC 60. The above is a configuration part based on the standard of the IEEE802.3 standard. The RS 61 is connected to the protocol conversion unit 63 via the MII 62. Further, the protocol conversion unit 63 is connected to the ATM cell radio transmission system (ATM: Asynchronous Transfer Technology) via the data bus interface (UTOPIA) 64. Connect to the wireless transmission unit 65 used.
[0006]
In this case, the protocol conversion unit 63 performs protocol conversion of transmission frames compliant with the IEEE 802.3 standard, that is, MAC frame data, into ATM cell data for performing ATM cell wireless transmission, and converts the ATM cell data to IEEE 802. It has a function of protocol conversion to MAC frame data compliant with the three standards. The wireless transmission unit 65 includes a wireless transmission unit 66, a wireless reception unit 67, a wireless control unit 68, a transmission buffer unit 69, a reception buffer unit 70, an antenna 71, and the like.
[0007]
Thereby, at the time of transmission, a transmission frame (MAC frame data) compliant with the IEEE 802.3 standard on Ethernet Na is converted into ATM cell data by the protocol conversion unit 63 and the wireless transmission unit 65, and the ATM cell wireless transmission method is used. Sent by. This ATM cell data has a 53-byte data structure consisting of 5-byte header data, which is destination information called VPI / VCI (virtual pulse identifier / virtual channel identifier), and 48-byte ATM data. In such an ATM cell radio transmission system, a transmission frame including ATM cell data is transmitted and received in an asynchronous system. For this reason, a transmission protocol for transmission / reception on the wireless transmission line is defined, and the wireless transmission unit 65 performs transmission / reception with respect to the base station in a predetermined time slot allocated on the time axis by the TDMA (Time Division Multiple Access) method. In addition, transmission / reception timing at this time is controlled based on ATM cell data.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, a conventional wireless transmission method using such an ATM cell wireless transmission method is such that a transmission frame (MAC frame data) conforming to the IEEE 802.3 standard is once converted into ATM cell data by a protocol, and the TDMA method is used. Since it was wirelessly transmitted, it is necessary to divide and transmit MAC frame data into ATM cell data on the transmitting side, and to assemble the received ATM cell data on the receiving side to obtain MAC frame data. In particular, there has been a problem that the cost is greatly increased due to an increase in the size of the apparatus used.
[0009]
The present invention solves such a problem existing in the prior art, and simplifies the transmission method and transmission structure, thereby reducing the size of the device used and realizing a significant reduction in cost. An object is to provide a wireless transmission method that can be used.
[0010]
[Means for Solving the Problems and Embodiments]
The wireless transmission system according to the present invention establishes bit synchronization when a MAC frame 101 including at least a destination address, a source address, a type field, and a data field is added to the head of the MAC frame 101 and transmission is started. Wireless transmission system for wirelessly transmitting a transmission frame 100 conforming to the IEEE 802.3 standard, in which a preamble 102, which is a field for performing transmission, is inserted between a base station Bs and one or more slave stations Csa, Csb. The RC frame 103 which is used for at least communication control and is distinguished from the preamble 102 is defined and assigned to the transmission frame 100, so that the MAC frame 101 is inserted at the end of the transmission, and the radio unit Ra ... The transmission frame 100 including the RC frame 103 is Directly modulated without radio signal conversion and transmitted wirelessly, and the RC frame 103 is used to transmit carrier ID authentication request information from the slave station Csa to the base station Bs, and the base station Bs generates a carrier based on the authentication request information. An operation for transmitting ID information and transmitting approval / disapproval information to the slave stations Csa using the RC frame 103, designated from the slave stations Csa ... permitted to transmit by the base station Bs using the RC frame 103 The transmission frame 100 having the variable slot length MAC frame 101 corresponding to the transmission time and having the RC frame 103 inserted is transmitted to the base station Bs, or using the encryption key acquired from the slave station Csa. The encrypted transmission frame 100 is transmitted from the base station Bs to the slave stations Csa... And the slave station Csa. Performed constantly decoding, and performing, when possible decoding operation for capturing the transmission frame 100 of the self-addressed, at least one operation.
[0011]
In this case, according to a preferred embodiment, the wireless units Ra can perform flow control on the LAN connector by the flow control unit 12. The LAN connector includes a MAC bridge 11, a layer 2 switch, and a layer 3 switch. Further, the slave stations Csa... Can receive the approval / disapproval information, and can switch to the communicable mode if the carrier ID is authenticated, and can switch to the communicable mode if the carrier ID is rejected.
[0012]
【Example】
Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
[0013]
First, the configuration of a wireless system X to which the wireless transmission method according to the present embodiment can be applied will be described with reference to FIG.
[0014]
As described above, the wireless system X shown in the figure includes a base station Bs and a plurality of slave stations Csa, Csb... That transmit or receive to the base station Bs. The slave station Csa includes an Ethernet Na to which a plurality of terminals such as personal computers Paa, Pab,... And mobile phones are connected, and a radio unit Ra connected to the Ethernet Na. The other slave stations Csb... Are similarly equipped with Ethernet Nb... To which a plurality of terminals such as personal computers Pba, Pbb... And mobile phones are connected, and a radio unit Rb. Further, the base station Bs also includes a radio unit Rs similar to the radio units Ra ... and an Ethernet Ns connected to the radio unit Rs.
[0015]
Next, the configuration of the radio unit Ra capable of implementing the radio transmission method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0016]
In the wireless unit Ra shown in the figure, reference numeral 21 denotes a medium-dependent interface (MDI) that differs depending on a medium to be used, and is connected to an Ethernet Na LAN cable (for example, 10BASE-T, 100BASE-TX, 100BASE-FX, etc.) in FIG. Connecting. The MDI 21 is connected to a physical layer device (PHY) 22. The PHY 22 includes a physical medium dependent unit (PMD) 23, a physical medium connection unit (PMA) 24, and a physical coding sublayer (PCS) 25 that are connected to the MDI 21. The PHY 22 (PCS 25) is connected to the adjustment sublayer (RS) 27 via the media common interface (MII) 26, and this RS 27 is connected to the MAC bridge 11 via the medium access control unit (MAC) 28. The MAC bridge 11 is a LAN connector having a function of not passing unnecessary data frames between LANs, and other LAN connectors having the same function include a layer 2 switch and a layer 3 switch. Further, the MAC bridge 11 is connected to the RS 30 via the MAC 29. The above is a configuration part based on the standard of the IEEE802.3 standard.
[0017]
The RS 30 is connected to the control unit 32 via the MII 31. The control unit 32 includes a flow control unit 12 connected to the MII 31 and a radio interface control unit (RIC) 33 connected to the flow control unit 12. Further, the RIC 33 is connected to the PHY 35 via the MII 34. The PHY 35 includes a PCS 36, PMA 37, and PMD 38 connected to the MII 34. The PHY 35 (PMD 38) is connected to the wireless transmission unit 39. The wireless transmission unit 39 includes a wireless transmission unit 40, a wireless reception unit 41, and an antenna 42. The wireless transmission unit 39 is connected to the RIC 33 through the signal line 43.
[0018]
Next, the operation of the radio unit Ra based on the radio transmission method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0019]
FIG. 2 shows a state of a transmission frame in each unit of the radio unit Ra shown in FIG. First, the operation during transmission will be described. The specifications of the Ethernet Na constituting the LAN are defined in detail by the IEEE 802.3 standard. FIG. 2A shows a transmission frame (transmission) transmitted over the Ethernet Na LAN cable at a transmission rate of 125 Mbit / s. Signal) 100a. This transmission frame 100a has a preamble 102 in which 1 byte / J /, / K / representing the head of the stream is inserted. The preamble 102 is a field for establishing bit synchronization when transmission of the transmission frame 100a is started. When / J /, / K / is omitted, only the preamble 102 is provided. The preamble 102 is a signal sequence “101010... 010” of 56 bits or more that starts with “1” and ends with “0” while alternately repeating “1” and “0”. Further, after the preamble 102, a frame start delimiter (SFD) 104 indicating that a frame starts is provided. This SFD 104 is an 8-bit signal “10101011” that ends with “1”, and represents data from the next octet. The SFD 104 is followed by the MAC frame 101. The MAC frame 101 includes a destination address, a transmission source address, a type field indicating what protocol the Ethernet uses, and a data field to be actually transmitted. Further, 105 denotes an idle signal (IS) that complements each frame. FIG. 2A shows a frame format conforming to the IEEE 802.3 standard. Although the Ethernet frame format is slightly different from that shown in FIG. 2A, it can be basically applied in the same manner.
[0020]
On the other hand, the transmission frame 100a reaches the MII 26 via the PMD 23, the PMA 24, and the PCS 25. A transmission frame 100b on the MII 26 is shown in FIG. The difference between this transmission frame 100b and the above-described transmission frame 100a is the presence or absence of IS105, but IS105 is substantially the same signal because it is defined as a series of “0” signals. Further, the transmission frame 100b on the MII 26 reaches the MAC bridge 11 via the RS 27 and the MAC 28. The preamble 102 and the SFD 104 in the transmission frame 100b in which the transmission frame 100c shown in FIG. Is granted. This transmission frame 100 c becomes a transmission signal of the radio unit Ra, and is temporarily held by the buffer function of the MAC bridge 11.
[0021]
On the other hand, a transmission frame 200 (not shown) is transmitted from the base station Bs. In this case, the transmission frame 200 is modulated by a carrier wave. The transmission frame 200 has a structure in which the MAC frame 101 and its front side are removed from the transmission frame 100 shown in FIG. 2 (g), and includes only an RC frame (RCF), IS105, and so on. The RC frame will be described in detail later. The base station Bs uses this RC frame to transmit permission data permitting transmission to the slave station Csa and transmission time data specifying a transmission time. Therefore, the TDMA system can be used as the basic communication system. Note that the base station Bs can also acquire an encryption key by initial transmission from the slave station Csa and transmit the transmission frame 200 encrypted using this encryption key. Various aspects such as a case where the transmission frame 200 itself is encrypted and a case where an encryption key is added to the transmission frame 200 can be applied to the aspect where the transmission frame 200 is encrypted.
[0022]
Then, when the transmission frame 200 is transmitted from the base station Bs, the slave station Csa is received by the wireless reception unit 41, and the demodulated transmission frame 200 (RC frame) is given to the RIC 33. Thereby, the RIC 33 obtains permission data and transmission time data from the RC frame. At this time, if the permission data does not designate itself, the data is discarded. When the transmission frame 200 is encrypted, the RIC 33 always performs decryption using its own decryption key. When the decryption is possible, the transmission frame 200 is taken in as a transmission frame addressed to itself, and when it cannot be decrypted, the data is discarded.
[0023]
Further, the flow control unit 12 controls the MAC bridge 11 based on the reception result of the RIC 33. Thereby, the transmission frame 100c temporarily held in the MAC bridge 11 is given to the MII 31 via the MAC 29 and the RS 30. The transmission frame 100d shown in FIG. 2D to which the preamble 102 and the SFD 104 are added is added to the MII 31. The transmission frame 100d has the same structure as the transmission frame 100b except that it has a time delay. However, the length of the transmission frame 100d corresponds to the designated transmission time data. That is, the transmission frame 100d includes a variable slot length MAC frame 101 corresponding to the transmission time data.
[0024]
Further, since the transmission frame 100d passes through the RIC 33, the RC frame 103 is inserted into the transmission frame 100d when passing through the RIC 33. In this case, the RC frame 103 is inserted at an empty time when the MAC frame 101 does not exist, that is, at the end when the MAC frame 101 ends. A transmission frame 100e after passing through the RIC 33 is shown in FIG. The RC frame 103 has a data structure that is distinguished from the preamble 102. Specifically, the RC frame 103 includes data “00101010... 10” starting with “0” with respect to the preamble 102 starting with “1”. Become. Note that the number of bits of the RC frame 103 is the same as that of the preamble 102. The RIC 33 has a function of inserting the RC frame 103 at the time of transmission and a function of removing the RC frame 103 at the time of reception. In this way, the RC frame 103 has a basic function used for communication control with the base station Bs by representing the end of the variable slot length MAC frame 101 when transmitting from the slave stations Csa. ing.
[0025]
On the other hand, the RC frame 103 can be used for transmission of other additional information in addition to such communication control. For example, the RC frame 103 can be used to authenticate the slave stations Csa, Csb. Hereinafter, this authentication method will be described with reference to FIG. 3 and the flowchart shown in FIG.
[0026]
FIG. 3 includes the carrier ID processing unit 45 extracted from the control unit 32 of FIG. 1 and used for such an authentication method. First, the slave station Csa (or Csb...) Transmits the authentication request information of the carrier ID (telephone number or the like) to the base station Bs using the RC frame 103 (step S1). When the base station Bs receives the authentication request information, the base station Bs transfers the carrier ID to an authentication unit such as a switch connected to the Ethernet Ne. Thereby, an authentication part collates with carrier ID using the database for authentication (step S2). This collation result, that is, approval / disapproval information is transmitted to the slave station Csa via the base station Bs (step S3). On the other hand, the slave station Csa receives the approval / disapproval information, and if the carrier ID is authenticated by the approval / disapproval information, switches the carrier ID processing unit 45 in the control unit 32 to the communicable mode (steps S4, S5, S6). Specifically, the carrier ID processing unit 45 has a switch mechanism for connecting or blocking between the RS 30 and the PCS 36. In the communicable mode, the carrier ID processing unit 45 is switched so that communication can be performed with the switch mechanism turned on. On the other hand, if the carrier ID is rejected by the approval / disapproval information, the carrier ID processing unit 45 is switched to the communication disabled mode (steps S4, S5, S7). That is, in the communication disabled mode, the switching mechanism in the carrier ID processing unit 45 is turned off so that communication is not possible.
[0027]
Such authentication of the slave stations Csa, Csb... Is normally performed using the transmission frame 100. However, by using the RC frame 103, it is possible to perform authentication only in the wireless section. Processing can be simplified and speeded up.
[0028]
Furthermore, as described above, the RC frame 103 transmitted from the base station Bs can include permission data for permitting transmission and transmission time data for specifying a transmission time. In addition, the RC frame 103 transmitted from the slave stations Csa... Can include various state information such as the above-described encryption key and abnormality occurring in the slave stations Csa. Various information such as request information and password request information can be included. Therefore, the RC frame 103 is defined in different bit strings corresponding to the information to be included, except for the basic data structure described above. Therefore, by using such an RC frame 103, diversity and expandability in wireless communication can be enhanced, and convenience and processing efficiency during use can be enhanced.
[0029]
On the other hand, the transmission frame 100e on the MII 34 passes through the PCS 35, the PMA 36, and the PMD 37, whereby the transmission frame 100f shown in FIG. The wireless transmission unit 40 modulates the transmission frame 100 shown in FIG. 2G based on the designated time data with a carrier wave and propagates it from the antenna 42. As a modulation method in this case, any modulation method such as AM modulation or FM modulation can be applied.
[0030]
On the other hand, at the time of reception, an operation opposite to the operation at the time of transmission is performed. Assume that the transmission frame 100 shown in FIG. 2G is transmitted from the base station Bs to the slave station Csa. A transmission frame 100 to be transmitted is modulated by a carrier wave. The RC frame 103 includes permission data that permits transmission to at least the slave station Csa. Note that the base station Bs can also acquire an encryption key by initial transmission from the slave station Csa and transmit the transmission frame 100 encrypted using this encryption key.
[0031]
When the transmission frame 100 is transmitted from the base station Bs, the slave station Csa is received by the radio reception unit 41 and demodulated. Thereby, the transmission frame 100f of FIG.2 (f) is obtained. The transmission frame 100f reaches the MII 34 through the PMD 38, PMA 37, and PCS 36, and the transmission frame 100e of FIG. Thereby, the RIC 33 obtains the permission data from the RC frame 103 in the transmission frame 100e, and when the permission data designates itself, the flow control unit 12 controls the MAC bridge 11 to transmit the transmission frame 100e to the MII 26 side, that is, The data is taken into the Ethernet Na side and discarded if the permission data does not specify itself. When the transmission frame 100e is taken in, the RIC frame 103 is removed by the RIC 33. When the transmission frame 100 is encrypted, the RIC 33 always performs decryption with its own decryption key. When the transmission frame 100 can be decrypted, the transmission frame 100 is taken in as the transmission frame 100e addressed to itself, and when it cannot be decrypted, it is discarded. As a result, the MII 31 has the transmission frame 100d in FIG. 2D, the MAC 28 has the transmission frame 100c in FIG. 2C, the MII 26 has the transmission frame 100b in FIG. 2B, and the MDI 21 has the transmission frame 100b in FIG. Each of the transmission frames 100a of (a) is added.
[0032]
Although the transmission / reception of the slave station Csa has been described above, basically the same operation is performed in the transmission / reception of the other slave stations Csb... And the base station Bs.
[0033]
According to such a wireless transmission method according to the present embodiment, the transmission frame 100 conforming to the IEEE 802.3 standard is distinguished from the preamble 102 used at least for communication control and added to the head of the MAC frame 101. The RC frame 103 is defined and assigned, and the radio unit Ra... Directly modulates and transmits the transmission frame 100 including the RC frame 103 without protocol conversion. Unlike the ATM cell wireless transmission system, which converts the protocol of 100 into ATM cell data and wirelessly transmits the data by the TDMA system, the transmission system and the transmission structure can be simplified, and the apparatus used is reduced in size and the cost is greatly increased. Reduction can be realized.
[0034]
In addition, since the flow control unit 12 is provided in the radio units Ra ..., the flow control for the MAC bridge 11 (LAN connector) is performed, so that the configuration of the radio transmission unit 39 including the radio transmission unit 40 and the radio reception unit 41 is greatly increased. Can be simplified. In addition, the base station Bs transmits the transmission frame 100 encrypted using the encryption key acquired from the slave station Csa to the slave station Csa, and the RIC 33 provided in the slave station Csa uses the decryption key of its own. If the transmission frame 100 transmitted from the base station Bs is always decoded and fetched as the transmission frame 100 addressed to itself when decoding is possible, the identification function in the wireless transmission unit 39 becomes unnecessary, and wireless transmission Further simplification of the configuration of the unit 39 can be realized.
[0035]
Further, the base station Bs uses the RC frame 103 to specify the slave stations Csa that allow transmission and the transmission time, and the variable corresponding to the transmission time specified by the slave station Csa that is permitted to transmit. Since the transmission frame 100 including the slot-length MAC frame 101 is transmitted and the RC frame 103 is inserted at the end of transmission, the transmission efficiency (substantial transmission rate) can be improved.
[0036]
By the way, the setting of the modulation speed is important for increasing the transmission speed and ensuring the reliability (error prevention). Normally, the radio control signal (RC frame 103) is modulated at a low speed and the transmission frame is also set. 100 is modulated at high speed. However, the transmission frame 100 that is modulated at a high speed is likely to cause an error due to the condition of the transmission path. When an error occurs, there is a problem that must be dealt with by retransmission processing each time.
[0037]
Therefore, in this embodiment, the RC frame 103 is used to measure the condition of the transmission path in advance, and the optimum modulation rate corresponding to the condition of the transmission path is set for the transmission frame 100. Hereinafter, a method for setting the modulation speed will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0038]
First, the measurement transmission frame and the RC frame 103 are transmitted from the slave stations Csa, Csb... (Or the base station Bs) to the base station Bs (or the slave stations Csa, Csb...) (Step S11). In this case, the measurement transmission frame includes an FCS field (CRC value) for error detection and arbitrary data. The content of this data does not matter. Also, the modulation rate of the measurement transmission frame and the modulation rate of the RC frame 103 are both set to a low speed. On the other hand, if the base station Bs (or the slave stations Csa, Csb...) Receives the measurement transmission frame and the RC frame 103, it detects whether or not an error has occurred in the measurement transmission frame (steps S12, S13), and the detection result. Transmits to the slave stations Csa, Csb... (Or the base station Bs) using the RC frame 103.
[0039]
At this time, if an error is detected, the slave stations Csa, Csb... (Or the base station Bs) stop transmitting the regular transmission frame 100 to the base station Bs (or the slave stations Csa, Csb...) (Step S14). . On the other hand, if no error is detected, transmission path measurement processing is performed. When measuring the transmission path, first, the modulation speed of the transmission frame for measurement is changed from a low speed to a higher speed (step S15). Then, the slave stations Csa, Csb... (Or the base station Bs) modulate the measurement transmission frame at the changed modulation speed, and perform transmission / reception processing similar to the above (step S16). In this case, the modulation speed of the RC frame 103 is not changed, and the low speed is maintained. In this manner, the modulation rate of the measurement transmission frame is changed stepwise (accelerated) to perform transmission / reception processing, and the same transmission / reception processing is repeated until an error is detected (steps S16 and S17). Thereby, if an error is detected at an arbitrary modulation rate, the previous modulation rate is set as the modulation rate of the normal transmission frame 100 (steps S17 and S18). Note that the unit speed and the number of steps per step when changing stepwise can be arbitrarily set in advance. For example, the number of steps may be about “low”, “medium”, or “high”, or may be set more finely. Also, the previous modulation speed when an error is detected may be the previous modulation speed or may be a modulation speed that is lower by a plurality of stages with a margin.
[0040]
The exemplary measurement process is performed by modulating the RC frame 103 at a low speed and increasing and decreasing the modulation rate of the measurement transmission frame step by step in a stepwise manner, and setting the modulation rate before the modulation rate at which the error is detected. However, in contrast to this, the modulation speed of the transmission frame 100 is set as the modulation speed. On the contrary, the transmission speed of the measurement transmission frame is gradually decreased from the high speed to perform transmission / reception processing to detect errors. The lost modulation rate may be used as the modulation rate of the normal transmission frame 100. In this case, the modulation speed at which no error is detected may be the modulation speed at the time when the error is no longer detected, or may be a modulation speed lower by a plurality of stages with a margin.
[0041]
On the other hand, when transmitting a normal transmission frame 100 (a signal conforming to the IEEE 802.3 standard), the transmission frame 100 is modulated at a set modulation rate, and the RC frame 103 is changed at a low modulation rate. To perform the above-described normal transmission / reception (step S19). Therefore, by setting such a modulation rate, it is possible to increase the transmission rate while ensuring high reliability when transmitting the regular transmission frame 100. In particular, an error in the transmission frame 100 can be prevented, reliable transmission can be realized, and useless retransmission processing can be avoided regardless of the condition of the transmission path.
[0042]
Although the embodiments have been described in detail above, the present invention is not limited to such embodiments, and the detailed circuit configuration and method are arbitrarily changed and added without departing from the gist of the present invention. , Can be deleted.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the radio transmission method according to the present invention is inserted at the end of the end of the MAC frame by defining and assigning an RC frame that is used at least for communication control and is distinguished from the preamble to the transmission frame. The radio unit directly modulates and transmits the transmission frame including the RC frame without converting the protocol, and transmits the authentication request information of the carrier ID from the slave station to the base station using the RC frame. Authenticates the carrier ID based on the authentication request information and transmits the acceptance information to the slave station using the RC frame, and is designated from the slave station permitted to transmit by the base station using the RC frame. A transmission frame having a variable slot length MAC frame corresponding to the transmission time and having an RC frame inserted is transmitted to the base station. Operation or when the transmission frame encrypted using the encryption key acquired from the slave station is transmitted from the base station to the slave station, and the slave station always decrypts the transmission frame with the decryption key and can be decrypted. Since at least one of the operations of capturing as a transmission frame addressed to itself is performed, the following remarkable effects are obtained.
[0044]
(1) It is possible to simplify the transmission method and the transmission structure, unlike the conventional wireless transmission method using the ATM cell wireless transmission method in which the transmission frame is converted into ATM cell data and wirelessly transmitted by the TDMA method. Therefore, it is possible to reduce the size of the device used and realize a significant cost reduction.
[0045]
(2) In addition, since the RC frame is used for transmission of other additional information in addition to communication control, it is possible to improve the diversity and expansibility in wireless communication and to improve convenience and processing efficiency during use. Can be increased. Specifically, the RC frame is used to transmit carrier ID authentication request information from the slave station to the base station, the base station authenticates the carrier ID based on the authentication request information, and the RC frame is used to check the child ID. Since the operation of transmitting the approval / disapproval information to the station is performed, authentication can be performed only in the wireless section, so that the authentication process can be simplified and speeded up. In addition, a transmission frame having a variable slot length MAC frame corresponding to a specified transmission time from a slave station permitted to transmit by the base station using the RC frame and having the RC frame inserted is transmitted to the base station. Since the transmission operation is performed, transmission efficiency (substantial transmission speed) can be increased. Furthermore, the transmission frame encrypted using the encryption key acquired from the slave station is transmitted from the base station to the slave station, and the slave station always decrypts the transmission frame with the decryption key. Since the operation of capturing as a transmission frame addressed is performed, the identification function in the wireless transmission unit is not required, and the configuration of the wireless transmission unit can be further simplified.
[0046]
(3) According to a preferred embodiment, if the wireless unit is provided with a flow control unit that performs flow control on the LAN connector, the configuration of the wireless transmission unit including the wireless transmission unit and the wireless reception unit is greatly simplified. Can be
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a radio unit that can implement a radio transmission system according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a pattern diagram showing a state of a transmission frame in each unit of the radio unit;
FIG. 3 is a block configuration diagram including a carrier ID processing unit in the control unit of the radio unit;
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of an authentication method using the carrier ID processing unit;
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure when setting a modulation rate for a transmission frame using the wireless transmission method;
FIG. 6 is a system diagram of a wireless system to which the wireless transmission method can be applied;
FIG. 7 is a block diagram of a wireless unit that implements a wireless transmission system according to the prior art;
[Explanation of symbols]
11 MAC bridge
12 Flow control unit
Bs base station
Csa ... Slave station
Ra ... Radio section
100 transmission frames
101 MAC frame
102 Preamble
103 RC frame

Claims

Insert a MAC frame including at least a destination address, a source address, a type field and a data field, and a preamble which is a field added to the head of this MAC frame and for establishing bit synchronization when transmission is started. In a wireless transmission system that wirelessly transmits a transmission frame conforming to the IEEE 802.3 standard between a base station and one or more slave stations, the RC is used at least for communication control and is distinguished from the preamble. By defining and assigning a frame to the transmission frame, the frame is inserted at the end of the MAC frame, and the transmission unit including the RC frame is directly modulated and wirelessly transmitted by the radio unit without protocol conversion. Use frame to send carrier ID authentication request information To the base station, authenticating the carrier ID based on the authentication request information at the base station, and transmitting acknowledgment information to the slave station using the RC frame, by the base station using the RC frame Operation of transmitting a transmission frame having a variable slot length MAC frame corresponding to a specified transmission time and inserting an RC frame from a slave station permitted to transmit to the base station, or acquired from the slave station A transmission frame encrypted using an encryption key is transmitted from the base station to the slave station, and the slave station always decrypts the transmission frame with a decryption key, and takes it as a transmission frame addressed to itself when decryption is possible. A wireless transmission system characterized by performing at least one of operations.

The wireless transmission system according to claim 1, wherein the wireless unit performs flow control on the LAN connector by the flow control unit.

The wireless transmission system according to claim 2, wherein the LAN connector includes a MAC bridge, a layer 2 switch, and a layer 3 switch.

2. The slave station according to claim 1, wherein the slave station receives the acceptance / rejection information, switches to a communication enable mode if the carrier ID is authenticated, and switches to a communication disable mode if the carrier ID is rejected. Wireless transmission method.