JP4121123B2 - 移動体通信方法及びシステム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体通信方法及びシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
図6は無線通信システムの概念図である。第1の通信装置1と、第2の通信装置4とが無線でデータの送受を行なう。第1の通信装置1において、2はデータを保持するバッファ、3はデータを無線で送受するためのアンテナである。第2の通信装置4において、5はデータを保持するバッファ、6はデータを無線で送受するためのアンテナである。
【0003】
このように構成されたシステムにおいて、第1の通信装置1を送信装置、第2の通信装置4を受信装置として考えると、バッファ2に保持されているデータは1個ずつ読み出されて、アンテナ3を介して送信される。受信装置4側では、送信されてきたデータをアンテナ6で受信してデータを抽出し、バッファ5に保持する。
【0004】
この種の無線通信において、多数のパケットを伝送する際、それぞれのパケットにオーバヘッドを付加したデータを送信するのではなく、複数のパケットを1つのフレームにまとめてフレームデータとし、このフレームデータにオーバヘッドを付加してフレーム単位でデータの転送を行なう技術が知られている(例えば特許文献1参照)。
【0005】
図7はフレームデータの従来構成例を示す図である。図に示すように、フレームデータは、オーバヘッド部と実データ部より構成されている。オーバヘッド部は、送信先IDと、フレーム(Frame)番号と、有効パケット数等より構成されている。ここで、送信先IDは、送信先通信装置を特定するためのIDであり、フレーム番号はフレーム毎に付与される通番であり、有効パケット数はデータ部に含まれるパケットの数である。
【0006】
実データ部は、所定の数(N)だけのパケットと、N個分のCRCから構成されている。パケットは、#1〜#NまでのN個あり、CRCはパケット数分のCRC結果を示している。ここで、CRC(Cyclic RedundancyCheck)とは、データ転送の誤りを受信側で自動的に見つけて訂正することができる機構のことである。
【0007】
例えば、図6において、第1の通信装置が無線基地局、第2の通信装置が移動基地局であるものとする。無線基地局と移動基地局間において、フレームデータを送受信する際、受信側装置が正しくフレームデータを受信できなかった場合、送信側装置にフレームデータの再送要求を行なう再送制御が行なわれる。
【0008】
高速無線通信においては、送信側装置がフレームデータを送信してから、受信側装置がフレームデータを正しく受信したのかを変換するACK/NACK応答を送信側装置が受信するまでの間(いわゆる伝送遅延時間)にも複数のフレームデータを送受信している。
【0009】
図8は従来のデータ通信のシーケンス例を示す図である。ここでは、送信側装置として無線基地局を、受信側装置として移動基地局が用いられる場合を示している。伝送遅延時間とは、図に示すようにフレーム(Frame)#1から無線基地局から移動基地局へ送信されて、該移動基地局から無線基地局に戻ってくるまでの時間である。この例では、各フレームは、例えば500μSおきに送信される。
【0010】
Frame#1に関し、移動基地局で受信NGだったので、移動基地局は無線基地局に対してNACKを返信する。NACKを受信した無線基地局では、Frame#1を再送する。次に、Frame#2に関し、移動基地局で受信OKだったので、無線基地局に対して対してACKを返信する。ACKを受信した無線基地局は、次に移動基地局に対して新規Frame(Frame#14)を送信する。
【0011】
また、Frame#3に関し、移動基地局で受信OKだったので、無線基地局に対してACKを返信する。しかしながら、移動基地局と無線基地局間で通信障害が発生し、無線基地局でそのACKを受信できなかった時には、Frame#3を再送することになる。移動基地局では、Frame#3を正常に受信しているので、再送されたFrame#3は破棄し、ACKを再度無線基地局に送信する。この時、「一度受信しているか」の判断のために、再送バッファからFrame#3の有無を検索する必要がある。
【0012】
【特許文献1】
特開2000−59435号公報(第2頁、第3頁、図1)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来技術において、移動基地局が正常にデータを受信しても、無線基地局から同じフレームデータが再送される可能性があり、その確認に受信バッファを保持しておく必要がある。このため、受信バッファは規定された再送回数に達するまで、解放できないとことがありうる。つまり、「伝送遅延時間内の送信フレーム数×再送回数」分の再送バッファが必要になる。
【0014】
このため、無線基地局装置及び移動基地局においては、再送制御のために膨大な再送バッファが必要となっている。そのため、再送回数が増加すると、大量にメモリ領域を必要とするため、メモリにかかるコストが高くなり、また物理的なサイズも大きくなってしまう。
【0015】
また、新規フレームデータが送信されたのか、無線基地局がACK受信NGのため再送してきたのか判断するために、再送バッファを検索する必要があり、再送バッファ数が多いとその検索処理に時間がかかってしまい処理性能を低下させている。
【0016】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、格納される再送バッファが容易に特定でき、再送バッファが削減できると共に、再送フレームデータなのかを認識するためのサーチ処理が不要な移動体通信方法及びシステムを提供することを目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明では、無線基地局と移動基地局で送受されるフレームデータのオーバヘッド情報にバッファ管理番号を付与するようにした。バッファ管理番号は、送信フレームデータを格納する受信バッファを示す番号であり、伝送遅延時間内に送信されるフレーム個数だけの値を取りうるものとする。図8のように伝送遅延時間に13フレームの送信が行なわれる場合、「1〜13」の値となる。それにより、格納される再送バッファが容易に特定でき、再送バッファが削減できると共に、再送フレームデータなのかを認識するためのサーチ処理が不要となる。
(1)請求項1記載の発明は、以下の通りである。図1は本発明方法の原理を示すフローチャートである。本発明は、第1の通信装置と第2の通信装置とが無線でデータの送受を行なう移動体通信方法において、フレームのオーバヘッドの部分に再送バッファの使用位置を記憶するバッファ管理番号記憶部を設け、当該バッファ管理番号記憶部に記憶されるバッファ管理番号が、第1の通信装置と第2の通信装置の伝送遅延時間内に送信されるフレームの個数の値をモジュロとした循環的な値であると共に、再送バッファの記憶位置を示しており、あるフレームを送信したものの、ACKが受信できなかったために再送する時には、当該再送フレームのバッファ管理番号記憶部に、当該フレームと同一のバッファ管理番号を記憶させて再送するようにしたことを特徴とする。
【0018】
このように構成すれば、送信装置から送信したフレームが既に受信したフレームであるかを受信装置側で判断することができるので、再送フレームデータなのかを認識するためのサーチ処理が不要となる。
(2)請求項2記載の発明は、以下の通りである。図2は本発明の原理ブロック図である。図6と同一のものは、同一の符号を付して示す。図に示すシステムは、第1の通信装置と第2の通信装置とが無線でデータの送受を行なう移動体通信システムを構成している。図において、1は第1の通信装置、4は第2の通信装置であり、それぞれアンテナ3,6を介して無線通信を行なうようになっている。
【0019】
第1の通信装置1において、10はフレームのオーバヘッドの部分に再送バッファの使用位置を記憶するバッファ管理番号を付与するバッファ管理番号付与手段、11は何れか一方の通信装置が送信装置として機能する場合に、相手方受信装置からデータ受信異常の制御信号を受け取ったら、前記バッファ管理番号付与手段10を起動してバッファ管理番号記憶部分に再送するフレームのフレーム番号を書き込んで再送する制御手段である。
【0020】
このように構成すれば、制御手段11が前記バッファ管理番号付与手段10を起動してバッファ管理番号記憶部分に再送するフレームのバッファ番号を書き込んで再送するようにしているので、受信装置側では、送信されてきたフレームデータが既に正常に受信しているフレームデータであるのか否かを速やかに認識することができる。従って、格納される再送バッファが容易に特定でき、再送バッファが削減できると共に、再送フレームデータなのかを認識するためのサーチ処理が不要な移動体通信方法及びシステムを提供することができる。
(3)請求項3記載の発明は、前記第1の通信装置は無線基地局、第2の通信装置は移動基地局であることを特徴とする。
【0021】
このように構成すれば、無線基地局と移動基地局間でデータの転送を行なうことができる。
(4)請求項4記載の発明は、前記移動基地局は、無線基地局から再送されてきたフレームデータを受け取って、当該フレームデータのバッファ管理番号記憶部分からバッファ番号を読み取り、該バッファ番号が既に送信されているフレームデータのバッファ番号と同じであることを認識すると、当該フレームデータを破棄することを特徴とする。
【0022】
このように構成すれば、既に転送されているフレームデータと、再送データが同一のものであれば、再送フレームデータを破棄することで、正常な状態を保持することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【0024】
図3は本発明の一実施の形態例を示すブロック図である。図2と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例では、第1の通信装置1として無線基地局を、第2の通信装置4として移動基地局を用いた場合を示している。このように通信装置を決めれば、無線基地局と移動基地局間でデータの転送を行なうことができる。
【0025】
無線基地局1において、20はパケットデータをフレームに組み立てるフレーム構成部、21は該フレーム構成部20の出力を受けて保持するバッファ、22は該バッファ21の出力を順次、アンテナ3から無線送信する通信部である。
【0026】
10はフレームのオーバヘッドの部分に再送バッファの使用位置を記憶するバッファ管理番号を付与するバッファ管理番号付与手段としてのバッファ管理番号付与部である。11は移動基地局4からのデータ受信異常の制御信号を受け取ったら、前記バッファ管理番号付与手段10を起動してフレームのバッファ管理番号記憶部分に再送するフレームのフレーム番号を書き込んで再送する他、全体の動作を制御する制御手段としての制御部である。
【0027】
移動基地局4において、30はアンテナ6からのデータを受信する通信部、32は該通信部30からのデータを保持するバッファ、33は該バッファ32からのフレームデータをパケットに分解するフレーム処理部である。31は、データを正常に受け取らなかった場合、無線基地局1側にフレームデータの再送要求を行なう他、全体の動作制御を行なう制御部である。このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
【0028】
図4は本発明のフレームデータの構成例を示す図である。フレームデータは、図に示すように、オーバヘッド部と実データ部から構成されていることは、図7に示す従来のフレームフォーマットと同じである。違いは、オーバヘッド部に再送するフレームのフレーム番号が書き込まれるバッファ管理番号が設けられた点である。その他の、送信先ID、フレーム番号、有効パケット数、及び実データ部の構成は従来例と同じである。
【0029】
即ち、送信先IDは送信先移動基地局を特定するためのIDであり、Frame(フレーム)番号はフレーム毎に付与される通番であり、有効パケット数はデータ部に含まれるパケットの数であり、パケット#i(i=1〜N)はパケットデータであり、CRCはパケット数分のCRC結果である。
【0030】
図5は本発明のデータ通信のシーケンス例を示す図である。無線基地局側と移動基地局側とのシーケンスを示している。入力されたパケットは、フレーム構成部20に入ってフレーム化される。フレーム化されたデータは、バッファ21に格納される。通信部22は、バッファ21に記憶されているデータを読み出し、アンテナ3を介して移動基地局4側へ無線送信する(S1)。
【0031】
移動基地局4側では、アンテナ6を介して通信部30でフレームデータを受信する。通信部30で受信されたフレームデータは、続くバッファ32に格納される。バッファ32に格納されたフレームデータは、1つずつ読み出されてフレーム処理部33に入る。フレーム処理部33は、読み出したフレームデータをパケットデータに戻し、出力する。
【0032】
このような一連のデータ転送動作において、制御部31はフレームデータを正常に受信すると、指定バッファ32aにデータを格納し、ACKを返す(S2)。ここで、受信されたバッファ番号は、バッファ32aに格納されていく。ACKデータは、移動基地局側から無線基地局側に転送される(S3)。
【0033】
ここで、ステップS3において、無線基地局側でACKデータの受信に失敗した場合は、移動基地局側の受信が失敗した可能性があるので、無線基地局側の制御部11はフレームデータの再送を行なう(S4)。この時、制御部11はフレームデータの再送であることを認識しているので、バッファ管理番号付与部10を起動して、バッファ21に格納されているフレームデータのオーバヘッド部のバッファ管理番号記憶部に再送するバッファの番号を書き込んで再送する(S5)。
【0034】
このように構成すれば、制御手段11が前記バッファ管理番号付与手段10を起動してバッファ管理番号記憶部分に再送するフレームのフレーム番号を書き込んで再送するようにしているので、受信装置側では、送信されてきたフレームデータが既に正常に受信しているフレームデータであるのか否かを速やかに認識することができる。従って、格納される再送バッファが容易に特定でき、再送バッファが削減できると共に、再送フレームデータなのかを認識するためのサーチ処理が不要な移動体通信方法及びシステムを提供することができる。
【0035】
ここで、移動基地局側では、このフレームデータを通信部30で受け取ってバッファ32に格納する。制御部31はバッファ32に格納されたフレームデータの内のバッファ管理番号記憶部に記憶されているバッファ番号を読み取る。ここで、バッファ番号が既にバッファ32aに格納されているバッファ番号と一致する場合には、既にそのフレームデータは受け取っていることになるので、制御部31は受信したフレームデータを破棄する(S6)。
【0036】
このように、本発明によれば、既に転送されているデータと、再送データとが同一のものであれば、再送フレームデータを破棄することで、正常な状態を保持することができる。
【0037】
上述の実施の形態例では、第1の通信装置として無線基地局を、第2の通信装置として移動基地局を用いた場合を例にとった。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、第1の通信装置と第2の通信装置間でデータの送受信を行なうシステムであれば、同様に本発明を適用することができる。
【0038】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
(1)請求項1記載の発明によれば、送信装置から送信したフレームが既に受信したフレームであるかを受信装置側で判断することができるので、再送フレームデータなのかを認識するためのサーチ処理が不要となる。
(2)請求項2記載の発明によれば、制御手段が前記バッファ管理番号付与手段を起動してバッファ管理番号記憶部分に再送するフレームのフレーム番号を書き込んで再送するようにしているので、受信装置側では、送信されてきたフレームデータが既に正常に受信しているフレームデータであるのか否かを速やかに認識することができる。従って、格納される再送バッファが容易に特定でき、再送バッファが削減できると共に、再送フレームデータなのかを認識するためのサーチ処理が不要な移動体通信方法及びシステムを提供することができる。
(3)請求項3記載の発明によれば、無線基地局と移動基地局間でデータの転送を行なうことができる。
(4)請求項4記載の発明によれば、既に転送されているフレームデータと、再送データが同一のものであれば、再送フレームデータを破棄することで、正常な状態を保持することができる。
【0039】
このように、本発明によれば、格納される再送バッファが容易に特定でき、再送バッファが削減できると共に、再送フレームデータなのかを認識するためのサーチ処理が不要な移動体通信方法及びシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の原理を示すフローチャートである。
【図2】本発明の原理ブロック図である。
【図3】本発明の一実施の形態例を示すブロック図である。
【図4】本発明のフレームデータの構成例を示す図である。
【図5】本発明のデータ通信のシーケンス例を示す図である。
【図6】無線通信システムの概念図である。
【図7】フレームデータの従来構成例を示す図である。
【図8】従来のデータ通信のシーケンス例を示す図である。
【符号の説明】
1 通信装置
2 バッファ
3 アンテナ
4 通信装置
5 バッファ
6 アンテナ
10 バッファ管理番号付与手段
11 制御手段
Claims (4)
- 第1の通信装置と第2の通信装置とが無線でデータの送受を行なう移動体通信方法において、
フレームのオーバヘッドの部分に再送バッファの使用位置を記憶するバッファ管理番号記憶部を設け、
当該バッファ管理番号記憶部に記憶されるバッファ管理番号が、第1の通信装置と第2の通信装置の伝送遅延時間内に送信されるフレームの個数の値をモジュロとした循環的な値であると共に、再送バッファの記憶位置を示しており、
あるフレームを送信したものの、ACKが受信できなかったために再送する時には、当該再送フレームのバッファ管理番号記憶部に、当該フレームと同一のバッファ管理番号を記憶させて再送する
ようにしたことを特徴とする移動体通信方法。 - 第1の通信装置と第2の通信装置とが無線でデータの送受を行なう移動体通信システムにおいて、
フレームのオーバヘッドの部分に再送バッファの使用位置を記憶するバッファ管理番号を付与するバッファ管理番号付与手段と、
当該バッファ管理番号記憶部に記憶されるバッファ管理番号が、第1の通信装置と第2の通信装置の伝送遅延時間内に送信されるフレームの個数の値をモジュロとした循環的な値であると共に、再送バッファの記憶位置を示しており、
あるフレームを送信したものの、ACKが受信できなかったために再送する時には、当該再送フレームのバッファ管理番号記憶部に、当該フレームと同一のバッファ管理番号を記憶させて再送する制御手段と、
を設けて構成されることを特徴とする移動体通信システム。 - 前記第1の通信装置は無線基地局、第2の通信装置は移動基地局であることを特徴とする請求項2記載の移動体通信システム。
- 前記移動基地局は、無線基地局から再送されてきたフレームデータを受け取って、当該フレームデータのバッファ管理番号記憶部分からバッファ番号を読み取り、該バッファ番号が既に送信されているフレームデータとバッファ番号と同じであることを認識すると、当該フレームデータを破棄することを特徴とする請求項3記載の移動体通信システム。
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