JP4192359B2 - 無線伝送方法及び無線伝送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線伝送方法及び無線伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル画像データやコンピュータ用プログラムデータやファイルデータなどの比較的情報量の多いデータを複数の機器の間で伝送させる方法としてIEEE1394高速シリアルバスインターフェースと称される方式が開発されている。この、IEEE1394高速シリアルバスインターフェースでは、データ伝送を行なう複数の機器間を所定の規格でシリアルバス接続して、パケット構造化されたデータを所望の相手の機器に対して送信するものである。
【０００３】
このIEEE1394高速シリアルバスインターフェースを利用してデータ伝送を行なう場合には、画像データなどの比較的情報量の多いデータを時間的に連続して伝送するアイソクロナス伝送（等時伝送）モードと、制御データなどの比較的情報量の少ないデータをランダムに確実に伝送するアシンクロナス伝送（非同期伝送）モードとが用意されている。
【０００４】
このIEEE1394高速シリアルバスインターフェースを利用してデータ伝送を行なうことで、シリアルバスラインを介して接続された任意の相手に対して、収集のデータを伝送することができる。
【０００５】
従来、ケーブル環境においてアイソクロナス伝送を行なう場合には、事前に伝送量に相当する帯域を予約して、その帯域を超えない範囲でアイソクロナス伝送を行なっていた。この従来のアイソクロナス伝送方法では、ケーブル環境においては、かなり冗長な伝送帯域を事前に確保したうえで、アイソクロナス伝送を行なうことが容認されていた。
【０００６】
無線環境においてアイソクロナス伝送を行なう場合にも、ケーブル環境でのアイソクロナス伝送と同様にして、予め無線で伝送する帯域を予約して、その伝送帯域を超えることなく無線伝送する方法が行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
無線伝送においては、電波という資源を利用する上で限られた無線伝送帯域を効率よく再利用することが望ましい。そのため、ケーブル環境のように冗長な伝送帯域を際限なく予約する方法を取ることはあまり好ましくない。
【０００８】
ケーブル環境においてアイソクロナス伝送を行なう場合、ケーブル環境の伝送サイクル（概ね、125 μsec 単位）毎に、アイソクロナスパケットを送出していたために、この周期内に送られてくる可能性のある最大伝送量に相当する帯域を事前に予約する必要があった。
【０００９】
これに対し、無線環境では、複数のケーブル環境の伝送サイクルをまとめて、これを無線環境の伝送フレーム（例えば、4 msec）単位で無線伝送を行なう方法が考えられていた。
【００１０】
この方法では、ケーブル環境で送られて来る情報を、単純に、無線伝送フレーム単位に相当する倍数の単位で伝送帯域を予約しなければ成らないため、冗長な部分が多く存在するという問題点があった。
【００１１】
しかし実際には、この無線環境の伝送フレーム内に送られてくる可能性のある最大伝送量に相当する帯域だけを確保しておけば良いことになる。
【００１２】
近年、可変情報量の伝送を想定したプロトコルが開発されつつあるが、帯域予約伝送を行なうにあたっては、万が一に備えて、その最大伝送量に相当する伝送帯域を、必要以上に獲得しておかなければならなかった。
【００１３】
一方、ケーブル環境のアイソクロナス伝送では、一つのケーブル環境の伝送サイクルでは、情報量が可変になることがあり、各サイクル毎に予約した帯域量のほぼ最大値での情報伝送が行なわれたり、帯域量の半分しか情報伝送されなかったり、あるいはほとんどアイソクロナス伝送されないサイクルが存在する可能性があった。この場合にも、実際には情報伝送に必要のない冗長な伝送帯域を、必要以上に確保しておかなければ成らない。
【００１４】
かかる点に鑑み、第１の本発明は、効率の良い伝送を行うことのできる無線伝送方法を提案しようとするものである。
【００１５】
第２の本発明は、無線伝送路を他の伝送のためにくり返して再利用することのできる無線伝送方法を提案しようとするものである。
【００１６】
第３の本発明は、可変容量の情報伝送に対応した伝送を行うことのできる無線伝送方法を提案しようとするものである。
【００１７】
第４の本発明は、効率よく伝送路を利用することのできる無線伝送方法を提案しようとするものである。
【００２０】
第５の本発明は、必要な無線伝送帯域だけを予約することのできる無線伝送装置を提案しようとするものである。
【００２１】
第６の本発明は、平均情報伝送量による予約伝送帯域の割当てを行なうことのできる無線伝送装置を提案しようとするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、高速シリアルバスを介して接続された機器から送られてくる、アイソクロナス伝送情報を無線伝送する無線伝送方法において、上記機器から送られてきたアイソクロナス伝送情報の伝送量から、アイソクロナス伝送情報の無線伝送フレーム周期に相当する時間あたりの平均伝送量を見積もって、該当する無線伝送に必要な伝送帯域を予約して伝送するようにしたものである。
【００２５】
かかる第１の本発明によれば、アイソクロナス伝送情報の平均伝送量を見積もって、該当する無線伝送に必要な伝送帯域を予約して伝送する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
第１の本発明は、高速シリアルバスを介して接続された機器から送られてくる、アイソクロナス伝送情報を無線伝送する無線伝送方法において、上記機器から送られてきたアイソクロナス伝送情報の伝送量から、アイソクロナス伝送情報の無線伝送フレーム周期に相当する時間あたりの平均伝送量を見積もって、該当する無線伝送に必要な伝送帯域を予約して伝送する無線伝送方法である。
【００２７】
第２の本発明は、高速シリアルバスを介して接続された機器から送られてくる、アイソクロナス伝送情報を無線伝送する無線伝送方法において、アイソクロナス伝送終了時には、無線伝送に必要な伝送帯域を解放する無線伝送方法である。
【００２８】
第３の本発明は、高速シリアルバスを介して接続された機器から送られてくる、アイソクロナス伝送情報を無線伝送する無線伝送方法において、平均伝送量に変化があった場合には、必要に応じて無線伝送に必要な伝送帯域の予約を変更して伝送する無線伝送方法である。
【００２９】
第４の本発明は、高速シリアルバスを介して接続された機器から送られてくる、アイソクロナス伝送情報を無線伝送する無線伝送方法において、該当無線通信システムあるいは無線伝送装置で伝送可能な最大量を予約しておき、その後、高速シリアルバスを介して接続された機器から送られてきたアイソクロナス伝送情報の伝送量から、アイソクロナス伝送情報の無線伝送フレーム周期に相当する時間あたりの平均伝送量を見積もって、無線伝送に必要な伝送帯域だけを再度予約して伝送する無線伝送方法である。
【００３２】
第５の本発明は、高速シリアルバスを介して接続された機器から送られてくる、アイソクロナス伝送情報を受信する有線受信手段と、上記機器から送られてきたアイソクロナス伝送情報の伝送量から、そのアイソクロナス伝送情報の無線伝送フレーム周期に相当する時間あたりの平均伝送量を算出する計算手段と、そのアイソクロナス伝送情報の平均伝送量を算出する計算手段と、その算出された平均伝送量に応じて、アイソクロナス伝送情報から無線伝送に必要な無線伝送帯域の獲得を行ない、そのアイソクロナス伝送情報を無線伝送する無線送信手段とを有する無線伝送装置である。
【００３３】
第６の本発明は、無線環境におけるフレーム周期と、所定の無線伝送データ構造とが規定され、ネットワークを構成する無線伝送装置から送られてきた無線伝送帯域の獲得要求情報を受信する無線受信手段と、その獲得情報から該当する無線ネットワークにおける無線伝送帯域の割当てを行なう無線送信手段と有する無線伝送装置である。
【００３６】
〔発明の実施の形態の具体例〕
以下に、本発明の実施の形態の具体例の概要を以下に記述する。アイソクロナス情報の無線伝送方法として、送信元の無線伝送装置と受信先の無線伝送装置の間で、無線伝送に必要な伝送帯域を、適宜予約して無線伝送する無線伝送帯域の予約伝送方法、ならびに無線伝送装置を提案する。
【００３７】
具体例では、有線伝送される周期（サイクル）の任意の整数倍に相当する無線伝送フレーム周期を規定し、その無線伝送フレーム周期における、有線サイクルからの平均情報伝送量を算出し、その平均情報伝送量を若干上回る平均情報伝送量を見積もって、その見積もられた平均情報伝送量の伝送帯域を平均伝送帯域として、その伝送帯域を予め帯域予約して伝送する伝送方法及び無線伝送装置を提案する。
【００３８】
また、最初は最大伝送情報量に相当する冗長な帯域の予約をしておいて、情報伝送が始まった場合に、その平均情報伝送量を算出して、該当する平均伝送量に相当する帯域以外の予約を解放する方法を取っても良い。
【００３９】
さらに、平均伝送量に相当する必要最低限の帯域を予約していた場合に、帯域予約量が慢性的に不足してきた場合には、無線伝送帯域の一部をさらに追加して予約して情報伝送を行なう方法を取っても良い。
【００４０】
ここでは、予約されている伝送帯域に、無線フレーム周期に相当する有線サイクル分の情報を、該当するサイクルの順番にバッファリングして、一定の無線伝送ブロックごとに無線伝送情報（パケット）を構築して、該当するブロックごとに、どの様な有線サイクルの情報が含まれているのかを表わす、ブロック化情報を無線伝送用のパケットに付加して伝送する伝送方法を提案する。
【００４１】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態の具体例を詳細に説明する。先ず、図１を参照して具体例の無線ネットワークシステムを説明する。図１において、ＷＮＴは無線ネットワークを示し、これは、例えば、制御局としての無線伝送装置１０４と、端末通信局としての無線伝送装置１０１〜１０３とから構成される。無線伝送装置１０１〜１０４は、それぞれ送受信アンテナを備えている。
【００４２】
無線伝送装置１０１には、ケーブルＬ１を介して、例えば、パーソナルコンピュータ１１及びプリンタ出力装置１２が接続されている。
【００４３】
無線伝送装置１０２には、ケーブルＬ２を介して、例えば、磁気録画再生装置１３が接続されている。
【００４４】
無線伝送装置１０３には、ケーブルＬ３を介して、例えば、セットトップボックス１４及び電話機器１５が接続されている。セットトップボックスは、放送局と家庭との間で信号をやり取りをする中継機、テレビ受像機にＣＡＴＶのラインを接続し、多くの番組を制御する家庭内アダプタ等に利用される。
【００４５】
無線伝送装置１０４には、ケーブルＬ４を介して、例えば、テレビジョン受像機１６及びゲーム機器１７が接続されている。
【００４６】
無線ネットワークＷＮＴにおいては、制御局としての無線伝送装置１０４は、端末通信局としての全ての無線伝送装置１０１〜１０３と通信可能である。通信局１０１は、遠方の通信局１０３との直接通信は不可能であるが、制御局１０４と、通信局１０２との間の直接通信は可能となっている。通信局１０１が通信局１０３と通信する場合は、制御局１０４を介して行えば良い。通信局１０２は、制御局１０４と、通信局１０１、１０３との間の直接通信が可能である。通信局１０３は、遠方の通信局１０１との間の直接通信は不可能であるが、制御局１０４と、通信局１０２との間の通信は可能である。通信局１０３が通信局１０１と通信するには、制御局１０４を介して行えば良い。
【００４７】
例えば、パーソナルコンピュータ１１の制御により、セットトップボックス１４から、磁気録画再生装置１３へ、アイソクロナス伝送を用いて特定の番組を録画する指示が行なわれたことを想定する。この場合、無線伝送装置１０１から、制御局となっている無線伝送装置１０４へ、無線環境での伝送帯域の予約要求が送付される。
【００４８】
その後、無線伝送装置１０４から、該当するアイソクロナス伝送の送信局となる無線伝送装置１０３と、該当するアイソクロナス伝送の受信局となる無線伝送装置１０２に対して、該当するアイソクロナス情報を送受する通知が行なわれる。
【００４９】
それぞれの無線伝送装置では、確認の返送を行なって無線伝送帯域が確保される。そして、セットトップボックス１４から、ケーブル環境を経て送られてくるアイソクロナス情報が、送信局となる無線伝送装置１０３にて無線パケットに変換され、無線伝送装置１０２で受信され、ケーブル環境のアイソクロナス情報に変換されて、磁気録画再生装置１３へ届けられる。
【００５０】
また、特定の番組が終了して、該当するアイソクロナス伝送が終了した場合には、パーソナルコンピュータ１１、あるいは、セットトップボックス１４からの指示により、該当するアイソクロナス伝送帯域の解放要求が、接続される無線伝送装置から、制御局としての無線伝送装置１０４へ通知されて、制御局としての無線伝送装置１０４によって解放される。
【００５１】
図２には、本例のネットワークシステム内で各通信局（無線伝送装置１０１〜１０４）の間で伝送される信号の構成を示したもので、本例においてはフレーム周期を規定してデータの伝送を行なう構成としてある。
【００５２】
即ち、図２に示すように、所定の期間で１フレーム期間を規定し、その１フレーム期間の先頭部分の所定区間を制御情報伝送領域とし、その制御情報伝送領域内に、下り制御領域ＤＣと上り制御領域ＵＣとが設定してある。
【００５３】
この下り制御領域ＤＣでは、該当無線ネットワークの構成状況や、情報伝送領域のスロット割当て情報など、無線伝送路の利用方法に掛かる情報等が伝送される。
【００５４】
上り制御領域ＵＣでは、全ての無線伝送装置が時分割で情報を送受しあうことで、ネットワークを構成している装置の状況を、お互いに把握することができる。
【００５５】
また、各フレームの制御情報伝送領域以外の区間を、メディア情報伝送領域ＭＩＴとしてあり、このメディア情報伝送領域ＭＩＴで各種データが、制御局からのアクセス制御により伝送される。さらに、メディア情報伝送領域ＭＩＴは一定の単位でスロットＳ１〜Ｓ１６が規定されて、このスロットをアイソクロナス無線伝送のために、制御局が任意に割当てて帯域予約伝送が実施される。
【００５６】
なお、このメディア情報伝送領域ＭＩＴでは、帯域予約伝送のためのスロット割当てが行なわれていない場合には、アイソクロナス伝送以外に、アシンクロナス（非同期）情報が適宜無線伝送される構成を取っても良い。
【００５７】
図３に、各通信局を構成する無線伝送装置１０１〜１０４の構成例を示す。ここでは、各無線伝送装置１０１〜１０４は基本的に共通の構成とされ、送信及び受信を行なうアンテナ２１と、このアンテナ２１に接続されて、無線送信処理及び無線受信処理を行なう無線処理部２２を備えて、他の伝送装置との間の無線伝送ができる構成としてある。
【００５８】
この場合、本例の無線処理部２２で送信及び受信が行われる伝送方式としては、例えばOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplex ：直交周波数分割多重）方式と称されるマルチキャリア信号による伝送法式を適用し、送信及び受信に使用する周波数としては、例えば非常に高い周波数帯域（例えば5GHz帯）が使用される。
【００５９】
また、本例の場合には、送信出力に付いては、比較的弱い出力が設定され、例えば屋内で使用する場合、数ｍから数十ｍ程度までの比較的短い距離の無線伝送ができる程度の出力としてある。
【００６０】
そして、無線処理部２２で受信した信号のデータ変換及び無線処理部２２で送信する信号のデータ変換を行なうデータ変換部２３を備える。このデータ変換部２３で変換されたデータを、インターフェース２４を介して接続された処理装置に供給すると共に、接続された処理装置から供給されるデータを、インターフェース２４を介してデータ変換部２３に供給して変換処理できる構成としてある。
【００６１】
ここでは、無線伝送装置のインターフェース２４の外部インターフェースとして、例えば、IEEE1394の様な高速シリアルバス２７を経由して、接続される機器２８に対して、音声や映像情報、あるいは各種データ情報の送受信が行なえる構成としてある。
【００６２】
あるいは、接続される機器２８の本体内部に、これら無線伝送装置を内蔵させても良い。
【００６３】
無線伝送装置内の各部は、マイクロコンピュータなどで構成された制御部２５の制御に基づいて処理を実行する構成としてある。
【００６４】
この場合、無線処理部２２で受信した信号が、無線伝送帯域予約情報などの制御信号である場合には、その受信した信号をデータ変換部２３を介して制御部２５に供給して、制御部２５がその受信した制御信号で示される状態に各部を設定する構成としてある。
【００６５】
さらに、制御部２５には内部メモリ２６が接続してあり、その内部メモリ２６に、通信制御に必要なデータや、予約されたスロット情報などを一時記憶させる構成としてある。
【００６６】
受信した信号が同期信号である場合には、その同期信号の受信のタイミングを制御部２５が判断して、その同期信号に基づいたフレーム周期を設定して、そのフレーム周期で通信制御処理を実行する構成としてある。
【００６７】
また、制御部２５から他の伝送装置に対して伝送する、無線伝送帯域予約情報などの制御信号についても、制御部２５からデータ変換部２３を介して無線伝送処理部２２に供給し、無線送信するようにしてある。
【００６８】
図４に、具体例との比較のために、最大伝送帯域を予約した情報伝送の従来例を示す。この図においては、横軸が時間の推移を表わしており、縦軸が伝送される情報量として、白い四角で囲まれたアイソクロナス情報が、各ケーブルサイクル毎に送られてくることを表わしている。背景の斜線部分は、予め予約をしておく必要がある最大情報量を示している。つまり、白い四角で囲まれた部分以外の斜線部分は、冗長な部分として確保されているものの、実際の情報伝送には利用されることのない無駄な部分である。
【００６９】
図５に、具体例の平均伝送帯域を算出して、その伝送帯域だけを予約して情報伝送を行なう例を示している。この図においても、図４と同様に描かれているが、各ケーブルサイクル毎に送られてきたアイソクロナス情報を、無線伝送フレーム単位でまとめ、その平均伝送量を算出して、平均伝送量に若干の予約量αを加算した平均伝送量を見積もって、その見積もられた平均伝送量の伝送帯域だけを予約して、斜線部分となる冗長な部分を最低限に減少させることが可能であることを示している。
【００７０】
図６は、無線区間の伝送フレーム単位でまとめ込み、ブロック化する方法について示す。ここでは、図２で示されるフレーム構造で示される１つのスロットに対して、ブロック#0からブロック#3までの４つのブロックで構成されている。
【００７１】
このブロック単位は、例えば、誤り検出・訂正制御の行なわれる単位とすると好適である。ここでは、図５で示された、ケーブルのサイクル♯１からサイクル♯３２に届いた情報を、無線伝送用のスロット♯１のブロック♯０から順番に情報をまとめられた状態を表わしている。ここでは、スロット♯５のブロック♯１までを利用して、３２サイクル分の情報がまとめられることを示している。
【００７２】
なお、スロット♯５のブロック♯１からブロック♯３までの部分は、他のフレームにおいて、このフレームでの情報量よりも多い場合のために、冗長な部分（未使用）として用意される。つまり、平均伝送情報量よりも、若干余裕を持たせた伝送帯域を冗長な部分として用意しておくと好適である。
【００７３】
図７には、図６で示したブロック化の方法によって、各ブロック毎にブロック化情報を構築して無線伝送情報を構成した具体例を示す。ここでは、このブロック化情報を元にして、ブロック単位での、誤り検出・訂正制御を行なう構成を取っている。
【００７４】
このブロック化情報は、該当するブロックに含まれている、最初の（ケーブルサイクル単位の先頭である）のアイソクロナスヘッダ（Isochronous Header）情報が存在する位置を、オフセット（Offset）情報として記述し、そのフレームにおける何番目のサイクルかを示す、サイクル（Cycle ）情報とが記述されている。
【００７５】
なお、同一のブロック内で最初のサイクル番号に続く次のサイクルの情報の先頭位置は、最初のサイクルのアイソクロナスヘッダ（Isochronous Header）情報に記載されているデータ長（Data Length ）情報より判断して、次のサイクルの先頭部分を特定するものとする。
【００７６】
また、図６におけるサイクル#5の様に、ブロックやスロットをまたがったサイクルの情報については、前のブロックの最終サイクルのアイソクロナスヘッダ（Isochronous Header）情報に記載されているデータ長（Data Length ）情報より判断して、次のブロックの先頭部分に継続して情報が存在することを表わしている。
【００７７】
図７Ａは、最初のブロックに付加される場合のブロック化情報構成例を示す。ここでは、オフセット（Offset）＝０として、その情報が最初から存在することを表わしていて、その最初のケーブルサイクルは、サイクル（Cycle ）＝１、すなわち、サイクル♯１であることを示している。
【００７８】
図７Ｂは、途中のブロックに付加されるブロック化情報構成例を示す。ここでは、オフセット（Offset）＝３の位置から、サイクル（Cycle ）＝１８の情報が始まっていることを示していて、このブロックの先頭には、前のブロックから継続するサイクル♯１７の残りの情報が含まれていることを示している。
【００７９】
図７Ｃは、ブロックの先頭が存在しない場合のブロック化情報構成例を示す。ここでは、前のブロックにサイクル♯２１の先頭が存在して、次のブロックにサイクル♯２２の先頭が存在する場合に相当する。このことを示すために、オフセット（Offset）＝Ｆとして記載し、そのケーブルサイクル情報もサイクル（Cycle ）＝０として記載してある。
【００８０】
図７Ｄは、最後のブロックに付加される場合のブロック化情報構成例を示す。ここでは、オフセット（Offset）＝１から、サイクル（Cycle ）＝３２の情報が記載されていることを表わしているが、そのデータ長（Data Length ）以降の部分には無効な情報（未使用）が存在することを表わしている。
【００８１】
図７Ｅは、情報が存在しない場合のブロック化情報構成例を示す。ここでは、便宜上、オフセット(Offset)＝Ｆとして記載し、そのケーブルサイクル情報もサイクル（Cycle ）＝０として、情報が存在しない（未使用）ことを示してある。
【００８２】
また、図７Ｆの様に、前のブロックから継続されて、最終のサイクル（Cycle ）♯３２の情報が記載されているケースでも、以降の先頭情報が存在しない（未使用）ので、該当ブロック化情報がオフセット(Offset)＝＝Ｆとして記載され、そのケーブルサイクル情報もサイクル（Cycle ）＝０として記載されることを表わしている。
【００８３】
さらに、図７Ｇは、前フレーム（Ｎ−１フレーム）の末尾の情報が送られなかった場合に、次のフレーム（Ｎフレーム）の最初のブロックに付加されるブロック化情報の構成例を示す。つまり、前フレーム（Ｎ−１フレーム）のサイクル（Cycle ）♯３２の継続した情報が、このフレーム（Ｎフレーム）の先頭部分を間借りして送られている状態に相当する。そのため、このブロックでは、オフセット（Offset）＝２の位置から、最初のサイクルである、サイクル（Cycle ）＝１が存在していることを表わしている。
【００８４】
図７Ｈは、前フレーム（Ｎ−１フレーム）に複数のサイクルの情報が送られなかった場合に、最初のブロックに前フレーム（Ｎ−１フレーム）の情報が含まれる場合のブロック化情報構成例を示す。ここでは、前フレーム（Ｎ−１フレーム）のサイクル（Cycle ）♯３０の継続した情報が、このフレーム（Ｎフレーム）の先頭部分の存在し、それに続いて前フレーム（Ｎ−１フレーム）のサイクル（Cycle ）♯３１と、サイクル（Cycle ）♯３２が間借りして存在していて、さらにこのフレーム（Ｎフレーム）のサイクル（Cycle ）♯１の情報が存在している状態を表わしている。そのため、このブロック化情報としては、オフセット（Offset）＝２の位置から、前フレーム（Ｎ−１フレーム）のサイクル（Cycle ）♯３１の情報が存在していることを、サイクル（Cycle)＝−２として表わすことで前フレーム（Ｎ−１フレーム）の情報であることを明示する方法を用いている。
【００８５】
図８に、予め予約伝送帯域を多めに確保しておいて、その予約帯域を平均伝送量へ遷移させる方法を模式的に示す。この図においては、横軸が時間の推移を表わしており、縦軸が伝送される情報量として、白い四角で囲まれた情報が、各ケーブルサイクル毎に送られてくることを表わしている。背景の斜線部分は、予約されている伝送帯域を示している。
【００８６】
まず初期状態として、最初のフレームにおいて、ケーブルサイクルで送られてくる最大伝送量の帯域が予約される。この情報伝送が開始された場合に（次のフレーム）平均情報伝送量の測定が開始されて、平均伝送量が確定した段階（３番目のフレーム）で、帯域予約の減少処理が行なわれる。
【００８７】
さらに、この予約減少処理は帯域予約量を必要最低限となる平均情報伝送量にまで減少させる処理であり、予約減少処理完了後には、以降のフレームでは、この平均情報伝送量の予約伝送帯域を利用して情報伝送が行なわれることを示している。
【００８８】
図９を参照して、予約した伝送帯域の減少処理の具体例について順を追って説明する。ここでは、図２で示したフレーム構造のスロット（S1〜S16 ）を元にして説明してある。まず、１段目に示されているように初期伝送量の帯域予約を行なう。なお、この無線伝送路の伝送容量以上に帯域予約が必要な場合については、初期伝送予約帯域として、無線伝送に利用可能な空き領域の全てを確保しておいても良いものとする。ここでは、便宜上、S1からS15 までを利用し、S16 を非同期通信用の領域として確保する。
【００８９】
そして、２段目に示されているように、伝送が始まった場合には、その平均情報伝送量の測定を併せて行なう。ここでは、５スロット未満での情報量であったと仮定する。
【００９０】
さらに、３段目に示されているように、この平均伝送量に、冗長な部分を加えた帯域（S1〜S5に相当）を平均伝送予約帯域として継続して使用して、予約量の削減を行なうことができる。
【００９１】
これより、４段目に示されているように、従来予約されていた初期伝送予約帯域のうち、平均伝送予約帯域を差し引いた部分（S6〜S15 ）は、他の情報伝送に再割当てすることができる。
【００９２】
図１０を参照して、帯域予約量が不足した時の処理について順を追って説明する。まず、１段目に示されるように、平均帯域予約量（S1〜S5）を超えた情報が送られてきた場合に、２段目に示されるように、該当フレームでは規定の帯域予約量（S1〜S5）だけの情報伝送を行ない、情報伝送できなかった未送出情報については、３段目に示されるように、次のフレームの予約領域の先頭部分（S1の一部）を用いて伝送し、以降、このフレームで伝送される情報の全てを伝送する状態を表わしている。たとえ平均帯域予約量を超えた情報が有線側から届いたとしても、これが一過性の状態であれば、次フレームでは平均帯域予約量に収束する作用を利用する。
【００９３】
図１１を参照して、平均帯域予約量を超過した情報を無線伝送する必要が生じた場合の伝送帯域の追加処理について順を追って説明する。これは平均帯域予約量が変化したケースとして、当初の平均帯域予約量を超えた情報を無線伝送する必要がある場合に、必要に応じて伝送帯域の追加処理を行なう方法である。
【００９４】
１段目に示されるように、当初の平均予約帯域量（S1〜S5）が予約されていたとする。さらに、２段目に示されるように、平均帯域予約量（S1〜S5）を超えた情報が、慢性的に発生した場合を想定する。つまり、慢性的に伝送帯域が不足している状態を表わしている。ここでは、前述の伝送方法を応用して、次フレームに未送出情報を付加して伝送することをくり返すことによって、フレームの境界に関係なく、見かけ上は、連続的に情報伝送ができる状態になっている。
【００９５】
この時、３段目に示されているように、既存の予約帯域（S1〜S5）に加えて、この不足量（１スロット分）分を追加要求量として、伝送帯域の追加を要求することを示している。ここでは、非同期伝送領域（S6〜S16 ）や上り制御領域（M ）を利用して、制御局あてに追加要求を行ない、新たな平均帯域予約量の予約を行なう方法を用いても良い。
【００９６】
４段目は、こうして追加要求した伝送帯域（S1〜S6）が確保された状態を表わしている。ここでは、隣接するスロットが割り当てられているが、必ずしも隣接していなくても良い。
【００９７】
その後、５段目に示されるように、前フレームでの未送出情報と、該当するフレームで伝送する必要がある全ての情報を、この新たな予約帯域（S1〜S6）を利用して伝送する。これより、未送出情報を一掃することができる様子を表わしている。以降のフレームでは、この予約帯域（S1〜S6）を平均予約伝送量として確保しても良い。
【００９８】
図１２に、帯域割当てを要求するパケット構成例を示す。ここでは、帯域要求パケットであることを示すパケットＩＤ、帯域予約を行なう無線伝送装置を識別する予約局ＩＤ、予約伝送の送信元無線伝送装置を識別する送信元ＩＤ、予約伝送の受信先無線伝送装置を識別する受信先ＩＤ、予約伝送の要求毎に付加される要求ＩＤ、無線伝送フレーム単位で予約する帯域幅の情報を表わす予約帯域幅情報、などから構成される。これ以外にも必要に応じて各種の情報が付加されても良い。
【００９９】
図１３に、帯域割当てを通知するパケット構成例を示す。ここでは、帯域割当てパケットであることを示すパケットＩＤ、帯域予約を行なう無線伝送装置を識別する予約局ＩＤ、予約伝送の送信元無線伝送装置を識別する送信元ＩＤ、予約伝送の受信先無線伝送装置を識別する受信先ＩＤ、予約伝送の要求毎に付加される要求ＩＤ、帯域割当て毎に設定される予約番号、帯域割当てを行なったスロットを表わす割当てスロット情報、などで構成される。これ以外にも必要に応じて各種の情報が付加されても良い。なお、帯域割当て確認を返送するパケットも、このパケット構成を用いると好適である。これらのパケットを、非同期伝送領域や、それぞれの管理領域で伝送することとする。
【０１００】
図１４に、無線区間の帯域予約要求の処理フローチャートを示す。まず、ステップＳＴ−１で、有線側より送られてきた帯域予約伝送の要求を、無線伝送装置のインターフェースにて受信する（受理する）。さらに、ステップＳＴ−２で、この帯域予約伝送について無線伝送する必要があるか否かを判断する。ここで、伝送する必要がなければ処理を抜けるが、無線伝送する必要がある場合には、ステップＳＴ−３で、有線側より送られてきた帯域予約伝送の要求より、無線伝送での最大伝送量となる初期伝送予約量を算出する。
【０１０１】
その後、ステップＳＴ−４で、該当する無線伝送システムの下り制御情報のスロット利用状況などから、該当する無線伝送の帯域予約が可能であるか否かを判断をする。ここで帯域予約が不可能であった場合には、ステップＳＴ−５で、帯域予約伝送が可能な部分だけを確保することとする。
【０１０２】
さらに、ステップＳＴ−４で該当する無線伝送の帯域予約が可能であった場合は、ステップＳＴ−６で、該当する無線ネットワークの制御局に対して、帯域予約要求として伝送スロット新規要求を送信する。そして、ステップＳＴ−７で、一定時間内に制御局から無線伝送の帯域予約通知（図１５における、ステップＳＴ−５）が届いたか否かを判断する。届いた場合には、YES の分岐より、ステップＳＴ−８にて、制御局に対して、無線伝送の帯域予約確認を返送して一連の処理を終了する。ステップＳＴ−７判断で、一定時間内に無線伝送の帯域予約通知が届かなかった場合には、Noの分岐からステップＳＴ−９で、一定の再送回数の超過を判断する。
【０１０３】
ステップＳＴ−９で、再送回数を超過していなければ、Noの分岐より、ステップＳＴ−６に移行して、該当する無線ネットワークの制御局に対して、帯域予約要求として伝送スロット新規要求を再送する。再送回数を超過した場合には、帯域予約が不可能だったことになるので、YES の分岐より、ステップＳＴ−１０で、有線側に帯域予約が不可能だった旨を通知して処理を終了する。
【０１０４】
図１５に、無線伝送の帯域予約割当て処理フローチャートを示す。まず、ステップＳＴ−１で、無線の帯域予約伝送を行なう通信局より送られてきた、帯域予約要求（図１４における、ステップＳＴ−６）を受信する。さらに、ステップＳＴ−２にて、この帯域予約要求の予約が可能であるか否かに付いて判断する。予約が不可能であれば、ステップＳＴ−１０に移行して、帯域予約要求をしてきた通信局に対して無線伝送帯域割当て不可能通知を送付し処理を抜ける。予約が可能であるならば、ステップＳＴ−３で、該当する伝送スロットの割当てを登録し、次いで、ステップＳＴ−４で、該当する帯域予約番号の登録を行なう。さらに、ステップＳＴ−５で、帯域予約伝送を送受信する通信局あてに、伝送スロット割当て通知をそれぞれ送付する。
【０１０５】
その後、これらの送付が相手に届いたかを判断するために、ステップＳＴ−６で、相手通信局からの（図１４におけるステップＳＴ−６、図１６におけるステップＳＴ−２で送信される）スロット割当て確認応答の一定時間内の受信の有無を判断する。一定時間内に、全ての予約確認応答が受信できた場合には、YES の分岐より、ステップＳＴ−７で、下り制御領域の情報として、新たに確定した伝送スロットの情報を含んで、無線伝送予約同報送信を行ない、ネットワーク上に通知を行なうことで、一連の予約処理が完了する。
【０１０６】
ここで一定時間を経過していなければ、ステップＳＴ−６のNOの分岐より、ステップＳＴ−８に移行して、一定の再送回数の超過の有無を判断する。一定の再送回数を超過していない場合には、ステップＳＴ−５に移行して、伝送スロット割当て通知をそれぞれ再度送付する。この時、一旦、予約確認を受信した通信局あてに、これらの通信の再送をする必要はない。一定の再送回数を超過した場合には、ステップＳＴ−９で、帯域予約番号の削除を行ない、ステップＳＴ−１０で、スロット割当て確認を返送してきた通信局に対して無線伝送帯域割当て不可能通知を送付し、予約伝送が行なわれないことを通知して処理を抜ける。
【０１０７】
図１６に、帯域予約伝送の受信局において、伝送スロット割当て通知を受信した場合に、スロット割当て確認を返送する処理を示す。ここではステップＳＴ−１で、制御局からの伝送スロット割当て通知を受信した場合に、ステップＳＴ−２で、スロット割当て確認を返送する処理が行なわれることを示している。
【０１０８】
図１７に、帯域予約伝送の送信局において、平均情報伝送量を監視する処理の動作フローを示す。まず、ステップＳＴ−１で、帯域予約送信中であるか否か判断し、送信中でない場合には処理を抜ける。送信中である場合には、ステップＳＴ−２で、無線伝送フレームにおける情報伝送量の確認を行なう。
【０１０９】
さらに、ステップＳＴ−３で、事前に帯域予約されている予約量が、この情報伝送量に対して著しく超過しているか否かを判断する。ここで、帯域予約量が情報伝送量を著しく超過している場合には、ステップＳＴ−４で、送信スロットの減少要求を制御局あてに送付し、予約帯域の削減を求める。逆に、帯域予約量が情報伝送量に対して不足している場合には、ステップＳＴ−５に移行して、慢性的に帯域予約量が不足しているか否かの判断を行なう。
【０１１０】
ステップＳＴ−５で、一過性の帯域予約量の不足に対しては、次のフレームにおける情報伝送で収束する可能性があるので、Noの分岐より、そのまま処理を抜ける。複数フレームに亘って、慢性的に帯域予約量が不足している場合には、Yes の分岐より、ステップＳＴ−６に移行し、予約伝送帯域の追加予約が可能か否か判断する。
【０１１１】
ステップＳＴ−６で、予約伝送帯域の追加予約が可能と判断した場合には、ステップＳＴ−７で、送信スロットの追加要求を制御局あてに送付し、予約帯域の追加を求める。また、追加予約が不可能と判断した場合には、ステップＳＴ−８で、現在の状態で継続して情報伝送が行なえるか否かを判断する。これは、将来的に追加予約が可能となる可能性や、現在の伝送帯域の不足量などから判断して、継続して情報伝送が行なえる場合には、Noの分岐より処理を抜ける。逆に、継続して情報伝送が行なえない場合には、ステップＳＴ−９で、帯域獲得伝送が不可能になった旨を、有線側に通知すると共に、ステップＳＴ−１０で、制御局あてにスロット削除要求を送付して、帯域予約伝送を終了する。
【０１１２】
図１８は、無線ネットワークの帯域予約を行なう制御局における処理の動作フローを示す。まず、ステップＳＴ−１で、帯域予約伝送中であるか否か判断し、伝送中でない場合には処理を抜ける。ここで、伝送中である場合には、ステップＳＴ−２で、スロット減少要求を受信したか否かの確認を行なう。この要求を受信した場合には、ステップＳＴ−３で、伝送スロットの割当て減少を行ない、ステップＳＴ−７で、スロット割当て変更通知を、関係する通信局に対して送信する。ステップＳＴ−２で、スロット減少要求でなかった場合には、ステップＳＴ−４で、スロット追加要求を受信したか否かの確認を行なう。
【０１１３】
この要求を受信した場合には、ステップＳＴ−５で、スロット追加割当てが可能であるか否かの判断をして、追加割当てが可能であれば、ステップＳＴ−６で、伝送スロットの追加割当てを行ない、ステップＳＴ−７で、スロット割当て変更通知を、関係する通信局に対して送信する。追加割当てが不可能であれば、ステップＳＴ−８で、割当て不可通知を送信局に対して送信する。
【０１１４】
ステップＳＴ−４で、スロット追加要求でなかった場合には、ステップＳＴ−９で、スロット削除要求を受信したか否かの確認を行なう。なお、スロット削除要求でなければ、この処理を抜ける。この要求を受信した場合には、ステップＳＴ−１０で、伝送スロットの割当て削除を行ない、ステップＳＴ−１１で、帯域予約番号の削除を行なうと共に、ステップＳＴ−１２で、受信局に対して、スロット割当て伝送の削除通知を行ない、帯域予約伝送が終了したことを通知する。
【０１１５】
図１９は、帯域予約伝送を行なう送信局における処理の動作フローを示す。まず、ステップＳＴ−１で、帯域予約送信中であるか否かを判断し、送信中でない場合には処理を抜ける。帯域予約送信中であった場合には、ステップＳＴ−２で、帯域予約伝送が終了したか否かの判断をする。これは、有線側より送られてきた帯域予約伝送の終了要求を、無線伝送装置のインターフェースにて受信したかどうかを判断したり、該当する有線側での帯域予約伝送が終了したことを検出しても良い。
【０１１６】
ここでこの帯域予約伝送を終了する必要がある場合には、ステップＳＴ−１２で、スロット開放要求を無線ネットワークの制御局あてに送信する。帯域予約伝送が継続している場合には、Noの分岐より、ステップＳＴ−３で、制御局よりスロット割当て変更通知を受信したか否かを判断する。受信した場合には、Yes の分岐より、ステップＳＴ−４で送信スロットの減少指示があったか否かの判断を行い、送信スロットの減少指示であった場合は、ステップＳＴ−５で、送信スロットの帯域予約量を減少させる。また、送信スロットの減少指示がなかった場合は、ステップＳＴ−６で送信スロットの追加指示があったか否かの判断を行い、送信スロットの追加指示であった場合には、ステップＳＴ−７で、送信スロットの帯域予約量を増加させる。送信スロットの追加指示がなかった場合には、ステップＳＴ−８で、送信スロットの位置変更の指示に従うこととする。
【０１１７】
ステップＳＴ−３で、制御局よりスロット割当て変更通知を受信しなければ、Noの分岐より、ステップＳＴ−９で、スロット割当て不可通知を受信したか否か判断し、不可通知を受信しなければ、処理を抜けるが、不可通知を受信した場合には、ステップＳＴ−１０で、この状態での伝送継続が困難であるか否かの判断を行なう。伝送継続が可能であれば、処理を抜けるが、予約帯域が著しく少ないためなどで伝送継続が困難な場合には、ステップＳＴ−１１に移行して、帯域獲得伝送が不可能になった旨を、有線側に通知すると共に、ステップＳＴ−１２で、制御局あてにスロット削除要求を送付して、帯域予約伝送を終了する。
【０１１８】
図２０は、帯域予約伝送を行なう受信局における処理の動作フローを示す。まず、ステップＳＴ−１で、帯域予約受信中であるか否か判断し、受信中でない場合には処理を抜ける。帯域予約受信中であった場合には、ステップＳＴ−２で、制御局よりスロット割当て変更通知を受信したか否か判断する。
【０１１９】
ステップＳＴ−２で、受信した場合には、Yes の分岐より、ステップＳＴ−３で受信スロットの減少指示があったか否かを判断し、受信スロットの減少指示であった場合は、ステップＳＴ−４で、受信スロットの帯域予約量を減少させる。受信スロットの減少指示でなかった場合は、ステップＳＴ−５で受信スロットの追加指示であったか否かを判断し、受信スロットの追加指示であった場合には、ステップＳＴ−６で、受信スロットの帯域予約量を増加させる。受信スロットの追加指示でなかった場合は、ステップＳＴ−７で、受信スロットの位置変更の指示に従うこととする。
【０１２０】
ステップＳＴ−２で、制御局よりスロット割当て変更通知を受信しなければ、Noの分岐より、ステップＳＴ−８で、制御局より受信スロット削除通知を受信したか否か判断し、削除通知を受信しなければ処理を抜けるが、削除通知を受信した場合には、ステップＳＴ−９で、受信伝送スロットの削除処理を行ない、一連の帯域予約伝送を終了させる。
【０１２１】
【発明の効果】
第１の本発明によれば、一定期間における平均情報伝送量を見積もることによって、無線伝送路に必要な伝送帯域だけを予約するので、無駄な伝送帯域を必要以上に占有することがなくなり、効率の良い伝送を行うことのできる無線伝送方法を得ることができる。
【０１２２】
第２の本発明によれば、予約伝送の終了時に予約帯域を解放するので、無線伝送路を他の伝送のためにくり返して再利用することのできる無線伝送方法を得ることができる。
【０１２３】
第３の本発明によれば、平均情報伝送量を随時確認することによって、無線伝送路上を伝送される情報量に応じて、その都度、必要なだけ伝送帯域を予約すれば良いために、可変容量の情報伝送に対応した伝送をを行うことのできる無線伝送方法を得ることができる。
【０１２４】
第４の本発明によれば、予め必要以上に獲得した予約帯域を、実際の平均情報伝送量に準じて再割り当てを行なうことができるので、無駄な伝送帯域を必要以上に占有することがなくなり、効率よく伝送路を利用することのできる無線伝送方法を得ることができる。
【０１２７】
第５の本発明によれば、平均情報伝送量を見積もることによって、必要な無線伝送帯域だけを予約することのできる無線伝送装置を得ることができる。
【０１２８】
第６の本発明によれば、平均情報伝送量による予約伝送帯域の割当てを行なうことのできる無線伝送装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の具体例の無線ネットワークシステムを示すブロック線図である。
【図２】具体例の伝送フレームを示す線図である。
【図３】具体例の無線伝送装置の構成例を示すブロック線図である。
【図４】具体例の最大伝送帯域予約例を示す線図である。
【図５】具体例の平均情報伝送量の算出例を示す線図である。
【図６】具体例の無線パケット・バッファリングの方法の例を示す線図である。
【図７】具体例のブロック化情報を構成例を示す線図である。
Ａ 最初サイクル情報例
Ｂ 途中サイクル情報例
Ｃ 連続サイクル情報例
Ｄ 最終サイクル情報例
Ｅ 未使用エリア情報例
Ｆ 最終サイクル情報例
Ｇ 前フレームサイクルを含む情報例
Ｈ 前フレームサイクルを含む情報例
【図８】具体例の平均伝送量への予約減少処理の例を示す線図である。
【図９】具体例の帯域予約量の減少処理例を示す線図である。
【図１０】具体例の帯域予約量が一時的に不足した時の動作例である。
【図１１】具体例の帯域予約量の追加処理例を示す線図である。
【図１２】具体例の帯域予約要求パケット構成例を示す線図である。
【図１３】具体例の帯域割当てパケット構成例を示す線図である。
【図１４】具体例の伝送帯域の獲得要求手順を示すフローチャートである。
【図１５】具体例の制御局による伝送帯域割当手順を示すフローチャートである。
【図１６】具体例のスロット割当て確認手順を示すフローチャートである。
【図１７】具体例の送信局での監視手順を示すフローチャートである。
【図１８】具体例の制御局での処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】具体例の送信局での処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】具体例の受信局での処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
ＷＮＴ 無線ネットワーク、１０１〜１０４ 無線伝送装置、Ｌ１〜Ｌ４ ケーブル、１１ パーソナルコンピュータ、１２ プリンタ出力装置、１３ 磁気録画再生装置、１４ セットトップボックス、１５ 電話機器、１６ テレビジョン受像機、１７ ゲーム機器、２１ 送受信アンテナ、２２ 無線処理部、２３ データ変換部、２４ インターフェース、２５ 制御部、２６ 内部メモリ、２７ シリアルバス、２８ 接続される機器。

Claims (6)

1. 高速シリアルバスを介して接続された機器から送られてくる、アイソクロナス伝送情報を無線伝送する無線伝送方法において、
   上記機器から送られてきたアイソクロナス伝送情報の伝送量から、アイソクロナス伝送情報の無線伝送フレーム周期に相当する時間あたりの平均伝送量を見積もって、該当する無線伝送に必要な伝送帯域を予約して伝送する無線伝送方法。
2. 請求項１に記載の無線伝送方法において、
   アイソクロナス伝送終了時には、無線伝送に必要な伝送帯域を解放する無線伝送方法。
3. 請求項１に記載の無線伝送方法において、
   平均伝送量に変化があった場合には、必要に応じて無線伝送に必要な伝送帯域の予約を変更して伝送する無線伝送方法。
4. 高速シリアルバスを介して接続された機器から送られてくる、アイソクロナス伝送情報を無線伝送する無線伝送方法において、
   該当無線通信システムあるいは無線伝送装置で伝送可能な最大量を予約しておき、その後、上記高速シリアルバスを介して接続された上記機器から送られてきたアイソクロナス伝送情報の伝送量から、アイソクロナス伝送情報の無線伝送フレーム周期に相当する時間あたりの平均伝送量を見積もって、無線伝送に必要な伝送帯域だけを再度予約して伝送する無線伝送方法。
5. 高速シリアルバスを介して接続された機器から送られてくる、アイソクロナス伝送情報を受信する有線受信手段と、
   上記機器から送られてきたアイソクロナス伝送情報の伝送量から、上記アイソクロナス伝送情報の無線伝送フレーム周期に相当する時間あたりの平均伝送量を算出する計算手段と、
   上記算出された平均伝送量に応じて、上記アイソクロナス伝送情報の無線伝送に必要な無線伝送帯域の獲得を行ない、該アイソクロナス伝送情報を無線伝送する無線送信手段とを有する無線伝送装置。
6. 請求項５に記載の無線伝送装置において、
   無線環境におけるフレーム周期と、所定の無線伝送データ構造とが規定され、ネットワークを構成する無線伝送装置から送られてきた無線伝送帯域の獲得要求情報を受信する無線受信手段と、
   上記獲得情報から該当する無線ネットワークにおける無線伝送帯域の割当てを行なう無線送信手段と有する無線伝送装置。

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