JP4506019B2 - 通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周期的に送受信すべき周期フレーム及び周期的または非周期的に送受信可能の非周期フレームを半二重通信方式で送受信する通信装置に関し、特に前記周期フレーム及び非周期フレームの送受信を無線で行う無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線装置間では、従来、音声フレーム及び動画像フレームのような送受信のリアルタイム性、即ち周期性を要するフレームが、前記周期フレームとして送受信されており、また、静止画像フレーム及びコンピュータ・データのフレームのようなリアルタイム性を要しないフレームが、前記非周期フレームとして送受信されている。従来の無線装置は、また、無線通信用の有限な周波数を有効に利用する等の観点から、一方の装置の送信中には他方の装置は送信することができないという半二重通信方式を採用する。
【０００３】
従って、上記した従来の無線装置は、前記半二重通信方式に従いつつ、前記周期フレームを周期的に送受信する必要がある。より具体的には、無線装置は、前記半二重通信方式により周期フレーム及び非周期フレームの送信のタイミングの制限を受ける状況下で、送信すべき周期フレームを、該送信周期フレームを送信すべき送信時刻に送信することを要し、また、受信すべき周期フレームを、該受信周期フレームを受信すべき受信時刻に受信することを要する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の無線装置は、前記リアルタイム性を必要としない非周期フレームを、前記リアルタイム性を必要とする周期フレームを送信していない空き時間の間の任意の時刻に送信することから、前記周期フレームの前記送信時刻が、前記非周期フレームを送信している間に到来すると、前記周期フレームを該周期フレームの送信時刻に送信することができないという問題があった。
【０００５】
また、前記従来の無線装置は、前記半二重通信方式に従って通信することから、受信すべき周期フレームの受信時刻が、上記したような非周期フレームの送信中に到来すると、受信すべき前記周期フレームを該周期フレームの受信時刻に受信することができないという問題があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、リアルタイム性を要する周期フレームの送受信がリアルタイム性を必要としない非周期フレームの送信によって妨げられることのない通信装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、本発明に係る通信装置は、それぞれが周期的に送信されるべき複数の周期フレーム、及びそれぞれが周期的に及び非周期的に送信可能の複数の非周期フレームを半二重通信方式により送信する送信部と、複数の周期フレーム及び複数の非周期フレームを前記半二重通信方式により受信する受信部と、前記送信部が送信すべき周期フレームの送信を開始すべき時刻に達するまでの残り時間である送信残り時間を算出する送信カウンタ部と、前記受信部が受信するであろう周期フレームの受信を開始すべき時刻に達するまでの残り時間である受信残り時間を算出する受信カウンタ部と、前記送信部が送信すべき前記非周期フレームの送信を完了するであろう時刻までの所要時間を算出する算出部と、前記算出部により算出される前記所要時間と、前記送信カウンタ部により算出される前記送信残り時間及び前記受信カウンタ部により算出される前記受信残り時間とを比較する比較部とを含み、前記所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より短いと前記比較部が判断するとき、前記送信部は、前記非周期フレームを送信することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る通信装置では、前記送信カウンタ部が、送信部が送信すべき周期フレームの送信を開始すべき時刻に達するまでの残り時間である送信残り時間を算出し、前記受信カウンタ部が、受信部が受信するであろう周期フレームの受信を開始すべき時刻に達するまでの残り時間である受信残り時間を算出し、算出部が、非周期フレームの送信を完了するであろう時刻までの所要時間を算出する。また、比較部が、前記算出部により算出される前記所要時間と、前記送信カウンタ部により算出される前記送信残り時間及び前記受信カウンタ部により算出される前記受信残り時間とを比較する。さらに、前記所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より短いと前記比較部が判断するとき、前記送信部は、前記非周期フレームを送信する。従って、本発明に係る通信装置によれば、リアルタイム性を要する周期フレームの送受信がリアルタイム性を必要としない非周期フレームの送信により妨害されることを避けることが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る通信装置の具体例について説明する。具体例の無線装置の説明に先立ち、具体例の無線装置を含む無線システムについて説明する。
〈具体例１〉
図２は、具体例１の無線システムの構成を示す。具体例１の無線システム１０００は、図２に示されているように、複数の無線装置１、２及び３を含み、無線ＬＡＮ（Local Area Network：ローカルエリアネットワーク）を構成する。ピア・ツー・ピア及び半二重通信方式に従って、前記無線装置１〜３のうちの任意の二つの無線装置が通信を行う。半二重通信方式による送信する権利の獲得は、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡの通信規約に従っており、一方の無線装置が送信中であることを示すキャリアを他方の無線装置が検出するときには、前記他方の無線装置は、前記一方の無線装置へ送信することができない。
【００１０】
無線装置１〜３は、互いに周期フレーム及び非周期フレームを無線により送受信する。周期フレームは、音声データまたは動画像データを含むフレームのような周期的な送受信が必要であるフレーム、即ち、リアルタイム性を必要とするフレームである。他方、非周期フレームは、静止画像データ、コンピュータ・プログラムまたはデータベースを含むフレームのような周期的な送受信が不要であるフレーム、即ち、即ちリアルタイム性を必要としないフレームである。各無線装置１〜３は、互いに同様の構成及び機能を有することから、説明を容易にすべく、以下、無線装置１のみについて説明する。
【００１１】
図１は、具体例１の無線装置の構成を示す。具体例１の無線装置１は、図１に示されているように、前記周期フレーム及び非周期フレームを直接取り扱う処理部１０と、処理部１０が送信しようとするフレームの種別を認識する制御部２０と、相手側の無線装置へ送信すべき周期フレームを開始すべき送信時刻までの待ち時間である送信残り時間を計数する周期送信カウンタ部３０と、相手側の無線装置から受信するであろう周期フレームの受信を開始すべき受信時刻までの待ち時間である受信残り時間を計数する周期受信カウンタ部４０と、相手側の無線装置へ送信すべき非周期フレームの送信を完了するであろう時刻までの送信所要時間を算出する算出部５０と、前記算出部により前記送信所要時間を算出された前記非周期フレームを一時的に格納するためのバッファ部６０と、前記送信所要時間と前記送信残り時間及び前記受信残り時間とを比較する比較部７０とを含む。
【００１２】
前記無線装置１は、さらに、処理部１０から出力された周期フレーム及びバッファ部６０に格納されている非周期フレームの送信の順序を比較部７０の比較結果に従って変更する変更部８０と、変更部８０により送信順序の管理下で周期フレーム及び非周期フレームを相手側の無線装置へ送信し、また、相手側の無線装置から周期フレーム及び非周期フレームを受信する無線部９０とを含む。
【００１３】
処理部１０は、変更部８０及び無線部９０を介して相手側の無線装置２または３へ周期的に送信すべき周期フレームＶ０〜Ｖｍ（ｍは、１以上の任意の整数）及び非周期フレームＤ０〜Ｄｎ（ｎは、１以上の任意の整数）を変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力し、また、無線部９０が相手側の無線装置から周期的に受信した周期フレームｖ０〜ｖｊ（ｊは、１以上の任意の整数）及び非周期的に受信した非周期フレームｄ０〜ｄｋ（ｋは、１以上の任意の整数）を受け取る。より具体的には、処理部１０は、周期フレームＶ０〜Ｖｍを送信周期Ｔ毎に出力し、また、非周期フレームＤ０〜Ｄｎを周期性を問わず出力する。処理部１０は、また、相手側の無線装置が周期ｔ毎に送信する周期フレームｖ０〜ｖｊ、即ち、当該無線装置１が受信周期ｔ毎に受信すべき周期フレームｖ０〜ｖｊ受信し、相手側の無線装置が非周期的に送信する非周期フレームｄ０〜ｄｋ、即ち、当該無線装置１が非周期的に受信するであろう非周期フレームｄ０〜ｄｋを受信する。
【００１４】
制御部２０は、周期送信カウンタ部３０及び周期受信カウンタ部４０による前記送信残り時間及び前記受信残り時間の計数を制御するために、前記送信すべき周期フレームＶ０〜Ｖｍの前記送信周期Ｔ及び前記受信すべき周期フレームｖ０〜ｖｋの前記受信周期ｔを予め記憶しており、また、処理部１０が送受信しようとするフレームが周期フレームであるかを判断する。制御部２０は、より具体的には、処理部１０が送信しようとするフレームが周期フレームであると判断すると、前記送信周期Ｔを周期送信カウンタ部３０に設定する。制御部２０は、また、処理部１０が受信しようとしているフレームが周期フレームであると判断すると、前記受信周期ｔを周期受信カウンタ部４０に設定する。フレームの種類の認識は、例えばパケットのヘッダに含まれるフレームを識別するための情報を用いて行われる。
【００１５】
送信カウンタ部である周期送信カウンタ部３０は、制御部２０により前記送信周期Ｔを設定されると、前記送信周期Ｔを起算点としてカウントダウンを行うことにより前記送信残り時間を算出し、該送信残り時間を比較部７０に出力する。
受信カウンタ部である周期受信カウンタ部４０は、制御部２０により前記受信周期ｔを設定されると、前記受信周期ｔを起算点としてカウントダウンを行うことにより前記受信残り時間を算出し、該受信残り時間を比較部７０に出力する。
【００１６】
算出部５０は、処理部１０が次に送信しようとする非周期フレームの送信を完了するであろう時刻までの送信所要時間を、前記非周期フレームの長さ、無線装置１〜３間の伝送速度、伝送路での遅延及び相手側の無線装置の処理の猶予時間等から算出する。より具体的には、例えば、相手側の無線装置が非周期フレームを受信した旨を示すＡＣＫ受信確認信号を当該無線装置１へ返信するという通信規約に従って通信を行うときには、算出部５０は、自己の無線装置１が前記非周期フレームの送信を開始する時刻から相手側の無線装置からの前記ＡＣＫ受信確認信号の受信を終了するであろう時刻までの所要時間を算出する。算出部５０は、算出した前記送信所要時間を比較部７０に出力する。
【００１７】
バッファ部６０は、前記した前記比較部７０による比較結果として、前記送信所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より長いと判断されるとき、前記非周期フレームを一時的に格納するために用いられる。
【００１８】
比較部７０は、上記したように、算出部５０により算出される前記非周期フレームの前記送信所要時間が、周期送信カウンタ部３０によりカウントされる前記周期フレームの前記送信残り時間及び前記周期受信カウンタ部４０によりカウントされる前記周期フレームの前記受信所要時間より短いか否かを判断し、判断の結果を変更部８０に出力する。
【００１９】
変更部８０は、処理部１０が送信しようとする非周期フレームを無線部９０に転送するタイミングを、前記比較部７０の判断結果に従って変更する。また、処理部１０が送信しようとするフレームが周期フレームであるときには、直ちに該周期フレームを無線部９０に転送する。
【００２０】
無線部９０は、図示しないが、従来よく知られた、局部発振回路、周波数変換回路、帯域フィルタ及び増幅回路を有し、変更部８０から転送される、送信すべき周期フレームＶ０〜Ｖｍ及び非周期フレームＤ０〜Ｄｎを相手側の無線装置へ無線送信し、また、相手側の無線装置から無線受信した周期フレームｖ０〜ｖｊ及び非周期フレームｄ０〜ｄｋを処理部１０に出力する。
【００２１】
図３は、具体例１の無線装置の動作を示すタイムチャートである。以下、このタイムチャートに沿って無線装置１の動作を説明する。説明及び理解を容易にするために、相手側の無線装置が無線装置２であり、また、周期受信カウンタ部４０が、周期フレームｖ０の受信残り時間を得るために、受信周期ｔを起算点とするカウントダウンを既に開始していることを想定する。
【００２２】
時刻０のとき、処理部１０は、送信すべき周期フレームＶ０〜Ｖｍのうちの先頭フレームである周期フレームＶ０を変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。周期フレームＶ０を供給されると、変更部８０は、前記周期フレームＶ０が周期フレームであることから、直ちに前記周期フレームＶ０を無線部９０に転送し、無線部９０は、前記周期フレームＶ０を相手側の無線装置２へ送出する。
また、処理部１０による前記周期フレームＶ０の出力に応答して、制御部２０は、前記送信周期Ｔを周期送信カウンタ部３０に設定し、周期送信カウンタ部３０は、送信周期Ｔを設定されると、周期フレームＶ０に引き続く周期フレームＶ１の送信残り時間を算出するために、送信周期Ｔを起算点としてカウントダウンを開始する。
【００２３】
相手側の無線装置２は、無線装置１から前記周期フレームＶ０を受信すると、ＡＣＫ受信確認信号を無線装置１へ返信する。相手側の無線装置２からＡＣＫ受信確認信号を受信すると、無線装置１では、処理部１０は、周期フレームＶ０の送信が完了したことを認識する。
【００２４】
処理部１０は、次の周期フレームＶ１を送信する時刻Ｔまで空き時間があることから、送信すべき非周期フレームＤ０を、変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。非周期フレームＤ０を供給されると、算出部５０は、該非周期フレームＤ０が非周期フレームであることから、該非周期フレームＤ０の送信所要時間を算出し、算出された該送信所要時間を比較部７０に出力する。比較部７０は、前記算出部５０により算出された前記非周期フレームＤ０の送信所要時間が、前記周期送信カウンタ部３０によりカウントされている前記周期フレームＶ１の送信残り時間、及び前記周期受信カウンタ部４０によりカウントされている前記周期フレームｖ０の受信残り時間より短いか否かを判断する。
【００２５】
比較部７０が、前記送信所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より短いと判断することから、即ち、比較部７０は、非周期フレームＤ０を直ちに送信することが可能であると判断することから、変更部８０は、非周期フレームＤ０を無線部９０に転送し、無線部９０は、前記非周期フレームＤ０を相手側の無線装置２へ無線送信する。前記非周期フレームＤ０の受信に応答して相手側の無線装置２から送信されるＡＣＫ受信確認信号を受信することにより、無線装置２１の処理部１０は、非周期フレームＤ０の送信完了を認識する。
【００２６】
非周期フレームＤ０の送信手順と同様にして、非周期フレームＤ０に引き続く非周期フレームＤ１〜Ｄ４の送信を完了した後、周期フレームＶ１の送信時刻である時刻Ｔの直前になると、処理部１０は、非周期フレームＤ０〜Ｄ４に引き続く非周期フレームＤ５を変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。非周期フレームＤ５を供給されると、算出部５０は、非周期フレームＤ５の送信所要時間を算出し、該送信所要時間を比較部７０に出力し、比較部７０は、該非周期フレームＤ５の送信所要時間を、周期フレームＶ１の送信残り時間及び周期フレームｖ０の受信残り時間と比較する。比較部７０が、比較の結果として、前記送信所要時間が前記送信残り時間より長いと判断することから、変更部８０は、非周期フレームＤ５をバッファ部６０に格納する。
【００２７】
時刻Ｔになると、処理部１０は、時刻Ｔに送信すべき周期フレームＶ１を、変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。変更部８０は、周期フレームＶ１が周期フレームであることから、直ちに、前記周期フレームＶ１を無線部９０に転送し、無線部９０は、該周期フレームＶ１を相手側の無線装置２へ無線送信する。また、周期フレームＶ１の供給に応答して、制御部２０は、送信周期Ｔを周期送信カウンタ部３０に設定し、周期送信カウンタ部３０は、周期フレームＶ１に引き続く周期フレームＶ２の送信残り時間を得るために、設定された前記送信周期Ｔを起算点としてカウントダウンを開始する。
前記周期フレームＶ１の受信に応答して相手側の無線装置２が無線返信するＡＣＫ受信確認信号を受信することにより、無線装置１の処理部１０は、周期フレームＶ１の送信完了を認識する。
【００２８】
周期フレームＶ１の送信が完了すると、処理部１０は、その旨を変更部８０に通知する。この時点で、比較部７０が、非周期フレームＤ５の送信所要時間が、前記周期フレームＶ２の送信残り時間及び前記周期フレームｖ０の受信残り時間より短いと判断することから、変更部８０は、前記非周期フレームＤ５をバッファ部６０から無線部９０へ転送し、無線部９０は、前記非周期フレームＤ５を相手側の無線装置２へ無線送信する。処理部１０は、相手側の無線装置２から返信されるＡＣＫ受信確認信号により、非周期フレームＤ５の送信完了を認識する。
【００２９】
時刻ｔの直前の時点で、処理部１０は、非周期フレームＤ５に引き続く非周期フレームＤ６を変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。非周期フレームＤ６を与えられると、算出部５０は、非周期フレームＤ６の送信所要時間を算出し、比較部７０に出力する。比較部７０は、前記非周期フレームＤ６の送信所要時間と、前記周期フレームＶ２の送信残り時間及び前記周期フレームｖ０の受信残り時間とを比較する。比較部７０は、前記送信所要時間が、周期フレームｖ０の受信残り時間より長いと判断することから、変更部８０は、非周期フレームＤ６をバッファ部６０に格納する。
【００３０】
時刻ｔになると、処理部１０は、相手側の無線装置２が無線送信する周期フレームｖ０を受信し、ＡＣＫ受信確認信号を相手側の無線装置２へ返信する。相手側の無線装置２は、前記ＡＣＫ受信確認信号の受信により、無線装置１への前記周期フレームｖ０の送信完了を認識する。
【００３１】
制御部２０は、周期フレームｖ０の受信に応答して、受信周期ｔを周期受信カウンタ部４０に設定し、周期受信カウンタ部４０は、周期フレームｖ０に引き続く周期フレームｖ１の受信残り時間を得るために、前記受信周期ｔを起算点としてカウントダウンを開始する。
【００３２】
処理部１０は、前記周期フレームｖ０の受信完了の旨を変更部８０に通知する。この時点で、比較部７０が、前記非周期フレームＤ６の送信所要時間が、周期フレームＶ２の送信残り時間及び前記周期フレームｖ１の受信残り時間より短いと判断することから、変更部８０は、バッファ部６０に格納された非周期フレームＤ６を無線部９０へ転送し、無線部９０は、非周期フレームＤ６を相手側の無線装置２へ無線送信する。前記非周期フレームＤ６の受信に応答して相手側の無線装置２が返信するＡＣＫ受信確認信号を受信することにより、無線装置１の処理部１０は、非周期フレームＤ６の送信完了を確認する。
時刻２Ｔになると、処理部１０は、前記周期フレームＶ１に引き続いて送信すべき周期フレームＶ２を変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力し、無線部９０は、前記周期フレームＶ２を相手側の無線装置２へ無線送信する。
【００３３】
上記したように、具体例１の無線装置では、送信カウンタ部である周期送信カウンタ部３０が、次に送信すべき周期フレームの送信残り時間を算出し、受信カウンタ部である周期受信カウンタ部４０が、次に受信するであろう周期フレームの受信残り時間を算出し、算出部５０が、次に送信すべき非周期フレームの送信所要時間を算出する。また、比較部７０は、前記送信所要時間が、前記送信残り時間及び前記受信残り時間より短いか否かを判断する。さらに、比較部７０が、所要時間が前記両残り時間より短いと判断すると、送信部を構成する変更部８０は、制御部が送信しようとする非周期フレームまたはバッファ部６０に格納されている非周期フレームを、無線部９０により相手側の無線装置へ無線送信する。これにより、周期フレームの送信時刻及び周期フレームの受信時刻が非周期フレームの送信中に到来するという事態を回避することができ、その結果、周期的に送信すべき周期フレームの周期性及び周期的に受信すべき周期フレームの周期性を維持することが可能になる。
【００３４】
〈具体例２〉
図４は、具体例２の無線装置の構成を示す。具体例２の無線装置１は、具体例１の無線装置１と同様に、処理部１０、制御部２０、周期送信カウンタ部３０、周期受信カウンタ部４０、算出部５０、バッファ部６０、比較部７０、変更部８０及び無線部９０を含み、さらに分割部１００を含む。以下、具体例２の特徴点である分割部１００の構成及び機能を主として説明する。
【００３５】
分割部１００は、無線装置１から相手側の無線装置２または３への通信のスループットを向上させるために、具体例１と同様の送信すべき周期フレームＶ０〜Ｖｍを分割する。より具体的には、分割部１００は、算出部５０により算出される前記非周期フレームＤ０〜Ｄｎの送信所要時間が、前記周期送信カウンタ部３０により計数される前記周期フレームＶ０〜Ｖｍの送信残り時間または前記周期受信カウンタ部４０により算出される前記周期フレームｖ０〜ｖｊの受信残り時間より長いと比較部７０が判断すると、前記非周期フレームを分割することにより、前記送信残り時間及び前記受信残り時間のうち短い方の時間内に送信を完了することが可能である長さを有する分割フレームを生成し、該分割フレーム及び前記非周期フレームのうちの前記分割フレーム以外の部分である残りフレームをバッファ部６０に一時的に格納する。
【００３６】
図５は、具体例２の無線装置の動作を示すタイムチャートである。以下、このタイムチャートに沿って動作を説明する。
時刻０に周期フレームＶ０を送信した後、非周期フレームＤ０〜Ｄ（ｎ−１）を送信し、周期フレームＶ０に引き続く周期フレームＶ１を送信すべき時刻Ｔに近い時刻で、処理部１０は、非周期フレームＤ（ｎ−１）に引き続く非周期フレームＤｎを変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。算出部５０は、非周期フレームＤｎの送信所要時間を算出し、該送信所要時間を比較部７０に出力する。比較部７０は、非周期フレームＤｎの送信所要時間と、周期フレームＶ１の送信残り時間及び受信するであろう周期フレームｖ０の受信残り時間とを比較する。
【００３７】
前記送信所要時間が前記送信残り時間より長いと比較部７０が判断すると、分割部１００は、前記非周期フレームＤｎを分割することにより、前記送信残り時間より短い時間内に送信完了可能の長さを有する分割フレームＤｎ１及び残りフレームＤｎ２を生成し、両フレームＤｎ１及びＤｎ２をバッファ部６０に格納する。バッファ部６０に前記両フレームＤｎ１及びＤｎ２が格納されると、変更部８０は、分割フレームＤｎ１を直ちにバッファ部６０から無線部９０へ転送し、無線部９０は、該分割フレームＤｎ１を無線送信する。相手側の無線装置は、前記分割フレームＤｎ１を受信すると、ＡＣＫ受信確認信号を無線装置１へ返信する。無線装置１がＡＣＫ受信確認信号を受信することにより、分割フレームＤｎ１の送信が完了する。前記したように、前記分割フレームＤｎ１の長さが前記周期フレームＶ１の送信所要時間までに送信を完了することができる長さであることから、前記分割フレームＤｎ１の送信は、周期フレームＶ１の送信時刻Ｔ以前に完了する。
【００３８】
時刻Ｔで、周期フレームＶ１を送信し、対応するＡＣＫ受信確認信号の受信により前記周期フレームＶ１の送信が完了した時点で、比較部７０は、前記残りフレームＤｎ２の送信所要時間と、周期フレームＶ１に引き続く周期フレームＶ２の送信残り時間及び周期フレームｖ０の受信残り時間とを比較する。前記送信所要時間が、前記両残り時間より短いと比較部７０が判断することから、変更部８０は、バッファ部６０に格納されている残りフレームＤｎ２を無線部９０に転送し、無線部９０は、前記残りフレームＤｎ２を無線送信する。前記残りフレームＤｎ２の受信に応答して相手側の無線装置が返信するＡＣＫ受信確認信号を処理部１０が受信することにより、前記残りフレームＤｎ２の送信が完了し、これにより、前記非周期フレームＤｎ全体の送信が完了する。
【００３９】
上記したように、具体例２の無線装置では、非周期フレームの送信所要時間が、周期フレームの送信残り時間または周期フレームの受信残り時間より長いと比較部７０が判断すると、分割部１００が、前記非周期フレームを分割することにより、前記両残り時間のうち短い方の残り時間以内に送信可能の分割フレーム、及び残りフレームを作成し、変更部８０は、前記両周期フレームの送受信に先立ち、前記分割フレームを送信する。これにより、周期フレームの送信時刻及び周期フレームの受信時刻までの空き時間に非周期フレームの一部を送信することができることから、無線装置１から相手側の無線装置への伝送方向のスループットを向上させることが可能になる。
【００４０】
〈具体例３〉
図６は、具体例３の無線装置の構成を示す。具体例３の無線装置１は、図６に示されているように、具体例１の無線装置１と同様に、処理部１０、制御部２０、周期送信カウンタ部３０、周期受信カウンタ部４０、算出部５０、バッファ部６０、比較部７０、変更部８０及び無線部９０を含み、さらに、タイマー部１１０を含む。以下、具体例３の特徴点であるタイマー部１１０の構成及び機能を中心に説明する。
【００４１】
タイマー部１１０は、非周期フレームＤ０〜Ｄｎを送信した時点で、予め定められた所定時間のカウントを開始し、他方、前記非周期フレームＤ０〜Ｄｎの送信に対応するＡＣＫ受信確認信号を相手側の無線装置から受信することによりカウントを中止する。該所定時間のカウントを中止したときの無線装置１の動作は、タイマー部１１０を有さない具体例１の無線装置１の動作、例えば、図３に示した時刻Ｔ及び時刻ｔ間に非周期フレームＤ５を正常に受信した後に時刻ｔで周期フレームｖ０を受信するための動作と同様である。以下、ＡＣＫ受信確認信号を相手側の無線装置から受信しない場合の動作について詳述する。
【００４２】
図７及び図８は、具体例３の無線装置の動作を示すタイムチャートである。以下、図７のこのタイムチャートに沿って動作を説明する。
時刻０での周期フレームＶ０の送信に引き続き周期フレームｖ０を受信した後、変更部８０は、バッファ部６０に既に格納されている非周期フレームＤ０を無線部９０へ転送し、無線部９０は、前記非周期フレームＤ０を無線送信する。前記非周期フレームＤ０の送信に応答して、タイマー部１１０は、前記所定時間のカウントを開始する。
【００４３】
図７の×印で示されているように相手側の無線装置からＡＣＫ受信確認信号を受信せず、またタイマー部１１０が前記所定時間をカウントアップすると、比較部７０は、非周期フレームＤ０の送信所要時間と、周期フレームＶ０に引き続く周期フレームＶ１の送信残り時間、及び周期フレームｖ０に引き続く周期フレームｖ１の受信残り時間とを比較する。
【００４４】
前記送信所要時間が前記両残り時間より短いと比較部７０が判断すると、変更部８０は、バッファ部６０に格納されている、ＡＣＫ受信確認信号を受信することができなかった非周期フレームＤ０を、バッファ部６０から無線部９０に転送し、無線部９０は、図７の二重枠線で示されているように、前記非周期フレームＤ０を無線送信する。
非同期フレームＤ０の送信に応答して、タイマ部１１０は、前記所定時間のカウントを開始し、非同期フレームＤ０に対応するＡＣＫ受信確認信号を受信することによりカウントを中止し、非同期フレームＤ０の送信が完了する。
【００４５】
図８は、前記送信所要時間が前記両残り時間より長い場合を示す。前記送信所要時間が前記残り時間より長いと比較部７０が判断すると、変更部８０は、バッファ部６０に格納されている非周期フレームＤ０を無線部９０に転送しない。比較部７０は、前記した動作と同様に、非周期フレームＤ０の送信所要時間と、周期フレームＶ１または周期フレームＶ１に引き続く周期フレームの送信残り時間、及び周期フレームｖ１または周期フレームｖ１に引き続く周期フレームの受信残り時間とを比較する。前記送信時間がいずれかの前記残り時間より長い場合も同様である。
【００４６】
上記したように、具体例３の無線装置では、タイマー部１１０が非周期フレームを送信した時点で前記所定時間のカウントを開始し、該所定時間をカウントアップすると、比較部７０が、前記送信所要時間と前記送信残り時間及び前記受信残り時間とを比較し、前記送信残り時間が前記両残り時間より短いと比較部７０が判断するとき、無線部９０は、前記非周期フレームを無線送信する。他方、前記送信残り時間が前記両残り時間のいずれかより長いと比較部７０が判断するとき、無線部９０は、前記非周期フレームを無線送信しない。これにより、送信すべき周期フレームの送信時刻及び受信すべき周期フレームの受信時刻が、再送すべき非周期フレームの再送中に到来する事態を回避することができることから、前記送信すべき周期フレーム及び前記受信すべき周期フレームの周期性を維持することが可能になる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係る通信装置によれば、前記したように、前記算出部により算出される非周期フレームの送信のための所要時間が、前記送信カウンタ部により算出される周期フレームの送信までの送信残り時間及び前記受信カウンタ部により算出される周期フレームの受信までの受信残り時間より短いと前記比較部が判断したとき、前記送信部は、前記非周期フレームを送信する。これにより、周期フレームの送信時刻及び周期フレームの受信時刻が、非周期フレームを送信している間に到来することを回避することができる。従って、送信すべき周期フレームを送信時刻に送信することが可能になり、また、受信すべき周期フレームを受信時刻に受信することが可能になることから、周期フレームのリアルタイム性を維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】具体例１の無線装置の構成を示す図である。
【図２】具体例１の無線システムの構成を示す図である。
【図３】具体例１の無線装置の動作を示すタイムチャートである。
【図４】具体例２の無線装置の構成を示す図である。
【図５】具体例２の無線装置の動作を示すタイムチャートである。
【図６】具体例３の無線装置の構成を示す図である。
【図７】具体例３の無線装置の動作を示すタイムチャートである。
【図８】具体例３の無線装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ 処理部
２０ 制御部
３０ 周期送信カウンタ部
４０ 周期受信カウンタ部
５０ 算出部
６０ バッファ部
７０ 比較部
８０ 変更部
９０ 無線部
【発明の属する技術分野】
本発明は、周期的に送受信すべき周期フレーム及び周期的または非周期的に送受信可能の非周期フレームを半二重通信方式で送受信する通信装置に関し、特に前記周期フレーム及び非周期フレームの送受信を無線で行う無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線装置間では、従来、音声フレーム及び動画像フレームのような送受信のリアルタイム性、即ち周期性を要するフレームが、前記周期フレームとして送受信されており、また、静止画像フレーム及びコンピュータ・データのフレームのようなリアルタイム性を要しないフレームが、前記非周期フレームとして送受信されている。従来の無線装置は、また、無線通信用の有限な周波数を有効に利用する等の観点から、一方の装置の送信中には他方の装置は送信することができないという半二重通信方式を採用する。
【０００３】
従って、上記した従来の無線装置は、前記半二重通信方式に従いつつ、前記周期フレームを周期的に送受信する必要がある。より具体的には、無線装置は、前記半二重通信方式により周期フレーム及び非周期フレームの送信のタイミングの制限を受ける状況下で、送信すべき周期フレームを、該送信周期フレームを送信すべき送信時刻に送信することを要し、また、受信すべき周期フレームを、該受信周期フレームを受信すべき受信時刻に受信することを要する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の無線装置は、前記リアルタイム性を必要としない非周期フレームを、前記リアルタイム性を必要とする周期フレームを送信していない空き時間の間の任意の時刻に送信することから、前記周期フレームの前記送信時刻が、前記非周期フレームを送信している間に到来すると、前記周期フレームを該周期フレームの送信時刻に送信することができないという問題があった。
【０００５】
また、前記従来の無線装置は、前記半二重通信方式に従って通信することから、受信すべき周期フレームの受信時刻が、上記したような非周期フレームの送信中に到来すると、受信すべき前記周期フレームを該周期フレームの受信時刻に受信することができないという問題があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、リアルタイム性を要する周期フレームの送受信がリアルタイム性を必要としない非周期フレームの送信によって妨げられることのない通信装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、本発明に係る通信装置は、それぞれが周期的に送信されるべき複数の周期フレーム、及びそれぞれが周期的に及び非周期的に送信可能の複数の非周期フレームを半二重通信方式により送信する送信部と、複数の周期フレーム及び複数の非周期フレームを前記半二重通信方式により受信する受信部と、前記送信部が送信すべき周期フレームの送信を開始すべき時刻に達するまでの残り時間である送信残り時間を算出する送信カウンタ部と、前記受信部が受信するであろう周期フレームの受信を開始すべき時刻に達するまでの残り時間である受信残り時間を算出する受信カウンタ部と、前記送信部が送信すべき前記非周期フレームの送信を完了するであろう時刻までの所要時間を算出する算出部と、前記算出部により算出される前記所要時間と、前記送信カウンタ部により算出される前記送信残り時間及び前記受信カウンタ部により算出される前記受信残り時間とを比較する比較部とを含み、前記所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より短いと前記比較部が判断するとき、前記送信部は、前記非周期フレームを送信することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る通信装置では、前記送信カウンタ部が、送信部が送信すべき周期フレームの送信を開始すべき時刻に達するまでの残り時間である送信残り時間を算出し、前記受信カウンタ部が、受信部が受信するであろう周期フレームの受信を開始すべき時刻に達するまでの残り時間である受信残り時間を算出し、算出部が、非周期フレームの送信を完了するであろう時刻までの所要時間を算出する。また、比較部が、前記算出部により算出される前記所要時間と、前記送信カウンタ部により算出される前記送信残り時間及び前記受信カウンタ部により算出される前記受信残り時間とを比較する。さらに、前記所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より短いと前記比較部が判断するとき、前記送信部は、前記非周期フレームを送信する。従って、本発明に係る通信装置によれば、リアルタイム性を要する周期フレームの送受信がリアルタイム性を必要としない非周期フレームの送信により妨害されることを避けることが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る通信装置の具体例について説明する。具体例の無線装置の説明に先立ち、具体例の無線装置を含む無線システムについて説明する。
〈具体例１〉
図２は、具体例１の無線システムの構成を示す。具体例１の無線システム１０００は、図２に示されているように、複数の無線装置１、２及び３を含み、無線ＬＡＮ（Local Area Network：ローカルエリアネットワーク）を構成する。ピア・ツー・ピア及び半二重通信方式に従って、前記無線装置１〜３のうちの任意の二つの無線装置が通信を行う。半二重通信方式による送信する権利の獲得は、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡの通信規約に従っており、一方の無線装置が送信中であることを示すキャリアを他方の無線装置が検出するときには、前記他方の無線装置は、前記一方の無線装置へ送信することができない。
【００１０】
無線装置１〜３は、互いに周期フレーム及び非周期フレームを無線により送受信する。周期フレームは、音声データまたは動画像データを含むフレームのような周期的な送受信が必要であるフレーム、即ち、リアルタイム性を必要とするフレームである。他方、非周期フレームは、静止画像データ、コンピュータ・プログラムまたはデータベースを含むフレームのような周期的な送受信が不要であるフレーム、即ち、即ちリアルタイム性を必要としないフレームである。各無線装置１〜３は、互いに同様の構成及び機能を有することから、説明を容易にすべく、以下、無線装置１のみについて説明する。
【００１１】
図１は、具体例１の無線装置の構成を示す。具体例１の無線装置１は、図１に示されているように、前記周期フレーム及び非周期フレームを直接取り扱う処理部１０と、処理部１０が送信しようとするフレームの種別を認識する制御部２０と、相手側の無線装置へ送信すべき周期フレームを開始すべき送信時刻までの待ち時間である送信残り時間を計数する周期送信カウンタ部３０と、相手側の無線装置から受信するであろう周期フレームの受信を開始すべき受信時刻までの待ち時間である受信残り時間を計数する周期受信カウンタ部４０と、相手側の無線装置へ送信すべき非周期フレームの送信を完了するであろう時刻までの送信所要時間を算出する算出部５０と、前記算出部により前記送信所要時間を算出された前記非周期フレームを一時的に格納するためのバッファ部６０と、前記送信所要時間と前記送信残り時間及び前記受信残り時間とを比較する比較部７０とを含む。
【００１２】
前記無線装置１は、さらに、処理部１０から出力された周期フレーム及びバッファ部６０に格納されている非周期フレームの送信の順序を比較部７０の比較結果に従って変更する変更部８０と、変更部８０により送信順序の管理下で周期フレーム及び非周期フレームを相手側の無線装置へ送信し、また、相手側の無線装置から周期フレーム及び非周期フレームを受信する無線部９０とを含む。
【００１３】
処理部１０は、変更部８０及び無線部９０を介して相手側の無線装置２または３へ周期的に送信すべき周期フレームＶ０〜Ｖｍ（ｍは、１以上の任意の整数）及び非周期フレームＤ０〜Ｄｎ（ｎは、１以上の任意の整数）を変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力し、また、無線部９０が相手側の無線装置から周期的に受信した周期フレームｖ０〜ｖｊ（ｊは、１以上の任意の整数）及び非周期的に受信した非周期フレームｄ０〜ｄｋ（ｋは、１以上の任意の整数）を受け取る。より具体的には、処理部１０は、周期フレームＶ０〜Ｖｍを送信周期Ｔ毎に出力し、また、非周期フレームＤ０〜Ｄｎを周期性を問わず出力する。処理部１０は、また、相手側の無線装置が周期ｔ毎に送信する周期フレームｖ０〜ｖｊ、即ち、当該無線装置１が受信周期ｔ毎に受信すべき周期フレームｖ０〜ｖｊ受信し、相手側の無線装置が非周期的に送信する非周期フレームｄ０〜ｄｋ、即ち、当該無線装置１が非周期的に受信するであろう非周期フレームｄ０〜ｄｋを受信する。
【００１４】
制御部２０は、周期送信カウンタ部３０及び周期受信カウンタ部４０による前記送信残り時間及び前記受信残り時間の計数を制御するために、前記送信すべき周期フレームＶ０〜Ｖｍの前記送信周期Ｔ及び前記受信すべき周期フレームｖ０〜ｖｋの前記受信周期ｔを予め記憶しており、また、処理部１０が送受信しようとするフレームが周期フレームであるかを判断する。制御部２０は、より具体的には、処理部１０が送信しようとするフレームが周期フレームであると判断すると、前記送信周期Ｔを周期送信カウンタ部３０に設定する。制御部２０は、また、処理部１０が受信しようとしているフレームが周期フレームであると判断すると、前記受信周期ｔを周期受信カウンタ部４０に設定する。フレームの種類の認識は、例えばパケットのヘッダに含まれるフレームを識別するための情報を用いて行われる。
【００１５】
送信カウンタ部である周期送信カウンタ部３０は、制御部２０により前記送信周期Ｔを設定されると、前記送信周期Ｔを起算点としてカウントダウンを行うことにより前記送信残り時間を算出し、該送信残り時間を比較部７０に出力する。
受信カウンタ部である周期受信カウンタ部４０は、制御部２０により前記受信周期ｔを設定されると、前記受信周期ｔを起算点としてカウントダウンを行うことにより前記受信残り時間を算出し、該受信残り時間を比較部７０に出力する。
【００１６】
算出部５０は、処理部１０が次に送信しようとする非周期フレームの送信を完了するであろう時刻までの送信所要時間を、前記非周期フレームの長さ、無線装置１〜３間の伝送速度、伝送路での遅延及び相手側の無線装置の処理の猶予時間等から算出する。より具体的には、例えば、相手側の無線装置が非周期フレームを受信した旨を示すＡＣＫ受信確認信号を当該無線装置１へ返信するという通信規約に従って通信を行うときには、算出部５０は、自己の無線装置１が前記非周期フレームの送信を開始する時刻から相手側の無線装置からの前記ＡＣＫ受信確認信号の受信を終了するであろう時刻までの所要時間を算出する。算出部５０は、算出した前記送信所要時間を比較部７０に出力する。
【００１７】
バッファ部６０は、前記した前記比較部７０による比較結果として、前記送信所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より長いと判断されるとき、前記非周期フレームを一時的に格納するために用いられる。
【００１８】
比較部７０は、上記したように、算出部５０により算出される前記非周期フレームの前記送信所要時間が、周期送信カウンタ部３０によりカウントされる前記周期フレームの前記送信残り時間及び前記周期受信カウンタ部４０によりカウントされる前記周期フレームの前記受信所要時間より短いか否かを判断し、判断の結果を変更部８０に出力する。
【００１９】
変更部８０は、処理部１０が送信しようとする非周期フレームを無線部９０に転送するタイミングを、前記比較部７０の判断結果に従って変更する。また、処理部１０が送信しようとするフレームが周期フレームであるときには、直ちに該周期フレームを無線部９０に転送する。
【００２０】
無線部９０は、図示しないが、従来よく知られた、局部発振回路、周波数変換回路、帯域フィルタ及び増幅回路を有し、変更部８０から転送される、送信すべき周期フレームＶ０〜Ｖｍ及び非周期フレームＤ０〜Ｄｎを相手側の無線装置へ無線送信し、また、相手側の無線装置から無線受信した周期フレームｖ０〜ｖｊ及び非周期フレームｄ０〜ｄｋを処理部１０に出力する。
【００２１】
図３は、具体例１の無線装置の動作を示すタイムチャートである。以下、このタイムチャートに沿って無線装置１の動作を説明する。説明及び理解を容易にするために、相手側の無線装置が無線装置２であり、また、周期受信カウンタ部４０が、周期フレームｖ０の受信残り時間を得るために、受信周期ｔを起算点とするカウントダウンを既に開始していることを想定する。
【００２２】
時刻０のとき、処理部１０は、送信すべき周期フレームＶ０〜Ｖｍのうちの先頭フレームである周期フレームＶ０を変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。周期フレームＶ０を供給されると、変更部８０は、前記周期フレームＶ０が周期フレームであることから、直ちに前記周期フレームＶ０を無線部９０に転送し、無線部９０は、前記周期フレームＶ０を相手側の無線装置２へ送出する。
また、処理部１０による前記周期フレームＶ０の出力に応答して、制御部２０は、前記送信周期Ｔを周期送信カウンタ部３０に設定し、周期送信カウンタ部３０は、送信周期Ｔを設定されると、周期フレームＶ０に引き続く周期フレームＶ１の送信残り時間を算出するために、送信周期Ｔを起算点としてカウントダウンを開始する。
【００２３】
相手側の無線装置２は、無線装置１から前記周期フレームＶ０を受信すると、ＡＣＫ受信確認信号を無線装置１へ返信する。相手側の無線装置２からＡＣＫ受信確認信号を受信すると、無線装置１では、処理部１０は、周期フレームＶ０の送信が完了したことを認識する。
【００２４】
処理部１０は、次の周期フレームＶ１を送信する時刻Ｔまで空き時間があることから、送信すべき非周期フレームＤ０を、変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。非周期フレームＤ０を供給されると、算出部５０は、該非周期フレームＤ０が非周期フレームであることから、該非周期フレームＤ０の送信所要時間を算出し、算出された該送信所要時間を比較部７０に出力する。比較部７０は、前記算出部５０により算出された前記非周期フレームＤ０の送信所要時間が、前記周期送信カウンタ部３０によりカウントされている前記周期フレームＶ１の送信残り時間、及び前記周期受信カウンタ部４０によりカウントされている前記周期フレームｖ０の受信残り時間より短いか否かを判断する。
【００２５】
比較部７０が、前記送信所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より短いと判断することから、即ち、比較部７０は、非周期フレームＤ０を直ちに送信することが可能であると判断することから、変更部８０は、非周期フレームＤ０を無線部９０に転送し、無線部９０は、前記非周期フレームＤ０を相手側の無線装置２へ無線送信する。前記非周期フレームＤ０の受信に応答して相手側の無線装置２から送信されるＡＣＫ受信確認信号を受信することにより、無線装置２１の処理部１０は、非周期フレームＤ０の送信完了を認識する。
【００２６】
非周期フレームＤ０の送信手順と同様にして、非周期フレームＤ０に引き続く非周期フレームＤ１〜Ｄ４の送信を完了した後、周期フレームＶ１の送信時刻である時刻Ｔの直前になると、処理部１０は、非周期フレームＤ０〜Ｄ４に引き続く非周期フレームＤ５を変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。非周期フレームＤ５を供給されると、算出部５０は、非周期フレームＤ５の送信所要時間を算出し、該送信所要時間を比較部７０に出力し、比較部７０は、該非周期フレームＤ５の送信所要時間を、周期フレームＶ１の送信残り時間及び周期フレームｖ０の受信残り時間と比較する。比較部７０が、比較の結果として、前記送信所要時間が前記送信残り時間より長いと判断することから、変更部８０は、非周期フレームＤ５をバッファ部６０に格納する。
【００２７】
時刻Ｔになると、処理部１０は、時刻Ｔに送信すべき周期フレームＶ１を、変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。変更部８０は、周期フレームＶ１が周期フレームであることから、直ちに、前記周期フレームＶ１を無線部９０に転送し、無線部９０は、該周期フレームＶ１を相手側の無線装置２へ無線送信する。また、周期フレームＶ１の供給に応答して、制御部２０は、送信周期Ｔを周期送信カウンタ部３０に設定し、周期送信カウンタ部３０は、周期フレームＶ１に引き続く周期フレームＶ２の送信残り時間を得るために、設定された前記送信周期Ｔを起算点としてカウントダウンを開始する。
前記周期フレームＶ１の受信に応答して相手側の無線装置２が無線返信するＡＣＫ受信確認信号を受信することにより、無線装置１の処理部１０は、周期フレームＶ１の送信完了を認識する。
【００２８】
周期フレームＶ１の送信が完了すると、処理部１０は、その旨を変更部８０に通知する。この時点で、比較部７０が、非周期フレームＤ５の送信所要時間が、前記周期フレームＶ２の送信残り時間及び前記周期フレームｖ０の受信残り時間より短いと判断することから、変更部８０は、前記非周期フレームＤ５をバッファ部６０から無線部９０へ転送し、無線部９０は、前記非周期フレームＤ５を相手側の無線装置２へ無線送信する。処理部１０は、相手側の無線装置２から返信されるＡＣＫ受信確認信号により、非周期フレームＤ５の送信完了を認識する。
【００２９】
時刻ｔの直前の時点で、処理部１０は、非周期フレームＤ５に引き続く非周期フレームＤ６を変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。非周期フレームＤ６を与えられると、算出部５０は、非周期フレームＤ６の送信所要時間を算出し、比較部７０に出力する。比較部７０は、前記非周期フレームＤ６の送信所要時間と、前記周期フレームＶ２の送信残り時間及び前記周期フレームｖ０の受信残り時間とを比較する。比較部７０は、前記送信所要時間が、周期フレームｖ０の受信残り時間より長いと判断することから、変更部８０は、非周期フレームＤ６をバッファ部６０に格納する。
【００３０】
時刻ｔになると、処理部１０は、相手側の無線装置２が無線送信する周期フレームｖ０を受信し、ＡＣＫ受信確認信号を相手側の無線装置２へ返信する。相手側の無線装置２は、前記ＡＣＫ受信確認信号の受信により、無線装置１への前記周期フレームｖ０の送信完了を認識する。
【００３１】
制御部２０は、周期フレームｖ０の受信に応答して、受信周期ｔを周期受信カウンタ部４０に設定し、周期受信カウンタ部４０は、周期フレームｖ０に引き続く周期フレームｖ１の受信残り時間を得るために、前記受信周期ｔを起算点としてカウントダウンを開始する。
【００３２】
処理部１０は、前記周期フレームｖ０の受信完了の旨を変更部８０に通知する。この時点で、比較部７０が、前記非周期フレームＤ６の送信所要時間が、周期フレームＶ２の送信残り時間及び前記周期フレームｖ１の受信残り時間より短いと判断することから、変更部８０は、バッファ部６０に格納された非周期フレームＤ６を無線部９０へ転送し、無線部９０は、非周期フレームＤ６を相手側の無線装置２へ無線送信する。前記非周期フレームＤ６の受信に応答して相手側の無線装置２が返信するＡＣＫ受信確認信号を受信することにより、無線装置１の処理部１０は、非周期フレームＤ６の送信完了を確認する。
時刻２Ｔになると、処理部１０は、前記周期フレームＶ１に引き続いて送信すべき周期フレームＶ２を変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力し、無線部９０は、前記周期フレームＶ２を相手側の無線装置２へ無線送信する。
【００３３】
上記したように、具体例１の無線装置では、送信カウンタ部である周期送信カウンタ部３０が、次に送信すべき周期フレームの送信残り時間を算出し、受信カウンタ部である周期受信カウンタ部４０が、次に受信するであろう周期フレームの受信残り時間を算出し、算出部５０が、次に送信すべき非周期フレームの送信所要時間を算出する。また、比較部７０は、前記送信所要時間が、前記送信残り時間及び前記受信残り時間より短いか否かを判断する。さらに、比較部７０が、所要時間が前記両残り時間より短いと判断すると、送信部を構成する変更部８０は、制御部が送信しようとする非周期フレームまたはバッファ部６０に格納されている非周期フレームを、無線部９０により相手側の無線装置へ無線送信する。これにより、周期フレームの送信時刻及び周期フレームの受信時刻が非周期フレームの送信中に到来するという事態を回避することができ、その結果、周期的に送信すべき周期フレームの周期性及び周期的に受信すべき周期フレームの周期性を維持することが可能になる。
【００３４】
〈具体例２〉
図４は、具体例２の無線装置の構成を示す。具体例２の無線装置１は、具体例１の無線装置１と同様に、処理部１０、制御部２０、周期送信カウンタ部３０、周期受信カウンタ部４０、算出部５０、バッファ部６０、比較部７０、変更部８０及び無線部９０を含み、さらに分割部１００を含む。以下、具体例２の特徴点である分割部１００の構成及び機能を主として説明する。
【００３５】
分割部１００は、無線装置１から相手側の無線装置２または３への通信のスループットを向上させるために、具体例１と同様の送信すべき周期フレームＶ０〜Ｖｍを分割する。より具体的には、分割部１００は、算出部５０により算出される前記非周期フレームＤ０〜Ｄｎの送信所要時間が、前記周期送信カウンタ部３０により計数される前記周期フレームＶ０〜Ｖｍの送信残り時間または前記周期受信カウンタ部４０により算出される前記周期フレームｖ０〜ｖｊの受信残り時間より長いと比較部７０が判断すると、前記非周期フレームを分割することにより、前記送信残り時間及び前記受信残り時間のうち短い方の時間内に送信を完了することが可能である長さを有する分割フレームを生成し、該分割フレーム及び前記非周期フレームのうちの前記分割フレーム以外の部分である残りフレームをバッファ部６０に一時的に格納する。
【００３６】
図５は、具体例２の無線装置の動作を示すタイムチャートである。以下、このタイムチャートに沿って動作を説明する。
時刻０に周期フレームＶ０を送信した後、非周期フレームＤ０〜Ｄ（ｎ−１）を送信し、周期フレームＶ０に引き続く周期フレームＶ１を送信すべき時刻Ｔに近い時刻で、処理部１０は、非周期フレームＤ（ｎ−１）に引き続く非周期フレームＤｎを変更部８０、制御部２０及び算出部５０に出力する。算出部５０は、非周期フレームＤｎの送信所要時間を算出し、該送信所要時間を比較部７０に出力する。比較部７０は、非周期フレームＤｎの送信所要時間と、周期フレームＶ１の送信残り時間及び受信するであろう周期フレームｖ０の受信残り時間とを比較する。
【００３７】
前記送信所要時間が前記送信残り時間より長いと比較部７０が判断すると、分割部１００は、前記非周期フレームＤｎを分割することにより、前記送信残り時間より短い時間内に送信完了可能の長さを有する分割フレームＤｎ１及び残りフレームＤｎ２を生成し、両フレームＤｎ１及びＤｎ２をバッファ部６０に格納する。バッファ部６０に前記両フレームＤｎ１及びＤｎ２が格納されると、変更部８０は、分割フレームＤｎ１を直ちにバッファ部６０から無線部９０へ転送し、無線部９０は、該分割フレームＤｎ１を無線送信する。相手側の無線装置は、前記分割フレームＤｎ１を受信すると、ＡＣＫ受信確認信号を無線装置１へ返信する。無線装置１がＡＣＫ受信確認信号を受信することにより、分割フレームＤｎ１の送信が完了する。前記したように、前記分割フレームＤｎ１の長さが前記周期フレームＶ１の送信所要時間までに送信を完了することができる長さであることから、前記分割フレームＤｎ１の送信は、周期フレームＶ１の送信時刻Ｔ以前に完了する。
【００３８】
時刻Ｔで、周期フレームＶ１を送信し、対応するＡＣＫ受信確認信号の受信により前記周期フレームＶ１の送信が完了した時点で、比較部７０は、前記残りフレームＤｎ２の送信所要時間と、周期フレームＶ１に引き続く周期フレームＶ２の送信残り時間及び周期フレームｖ０の受信残り時間とを比較する。前記送信所要時間が、前記両残り時間より短いと比較部７０が判断することから、変更部８０は、バッファ部６０に格納されている残りフレームＤｎ２を無線部９０に転送し、無線部９０は、前記残りフレームＤｎ２を無線送信する。前記残りフレームＤｎ２の受信に応答して相手側の無線装置が返信するＡＣＫ受信確認信号を処理部１０が受信することにより、前記残りフレームＤｎ２の送信が完了し、これにより、前記非周期フレームＤｎ全体の送信が完了する。
【００３９】
上記したように、具体例２の無線装置では、非周期フレームの送信所要時間が、周期フレームの送信残り時間または周期フレームの受信残り時間より長いと比較部７０が判断すると、分割部１００が、前記非周期フレームを分割することにより、前記両残り時間のうち短い方の残り時間以内に送信可能の分割フレーム、及び残りフレームを作成し、変更部８０は、前記両周期フレームの送受信に先立ち、前記分割フレームを送信する。これにより、周期フレームの送信時刻及び周期フレームの受信時刻までの空き時間に非周期フレームの一部を送信することができることから、無線装置１から相手側の無線装置への伝送方向のスループットを向上させることが可能になる。
【００４０】
〈具体例３〉
図６は、具体例３の無線装置の構成を示す。具体例３の無線装置１は、図６に示されているように、具体例１の無線装置１と同様に、処理部１０、制御部２０、周期送信カウンタ部３０、周期受信カウンタ部４０、算出部５０、バッファ部６０、比較部７０、変更部８０及び無線部９０を含み、さらに、タイマー部１１０を含む。以下、具体例３の特徴点であるタイマー部１１０の構成及び機能を中心に説明する。
【００４１】
タイマー部１１０は、非周期フレームＤ０〜Ｄｎを送信した時点で、予め定められた所定時間のカウントを開始し、他方、前記非周期フレームＤ０〜Ｄｎの送信に対応するＡＣＫ受信確認信号を相手側の無線装置から受信することによりカウントを中止する。該所定時間のカウントを中止したときの無線装置１の動作は、タイマー部１１０を有さない具体例１の無線装置１の動作、例えば、図３に示した時刻Ｔ及び時刻ｔ間に非周期フレームＤ５を正常に受信した後に時刻ｔで周期フレームｖ０を受信するための動作と同様である。以下、ＡＣＫ受信確認信号を相手側の無線装置から受信しない場合の動作について詳述する。
【００４２】
図７及び図８は、具体例３の無線装置の動作を示すタイムチャートである。以下、図７のこのタイムチャートに沿って動作を説明する。
時刻０での周期フレームＶ０の送信に引き続き周期フレームｖ０を受信した後、変更部８０は、バッファ部６０に既に格納されている非周期フレームＤ０を無線部９０へ転送し、無線部９０は、前記非周期フレームＤ０を無線送信する。前記非周期フレームＤ０の送信に応答して、タイマー部１１０は、前記所定時間のカウントを開始する。
【００４３】
図７の×印で示されているように相手側の無線装置からＡＣＫ受信確認信号を受信せず、またタイマー部１１０が前記所定時間をカウントアップすると、比較部７０は、非周期フレームＤ０の送信所要時間と、周期フレームＶ０に引き続く周期フレームＶ１の送信残り時間、及び周期フレームｖ０に引き続く周期フレームｖ１の受信残り時間とを比較する。
【００４４】
前記送信所要時間が前記両残り時間より短いと比較部７０が判断すると、変更部８０は、バッファ部６０に格納されている、ＡＣＫ受信確認信号を受信することができなかった非周期フレームＤ０を、バッファ部６０から無線部９０に転送し、無線部９０は、図７の二重枠線で示されているように、前記非周期フレームＤ０を無線送信する。
非同期フレームＤ０の送信に応答して、タイマ部１１０は、前記所定時間のカウントを開始し、非同期フレームＤ０に対応するＡＣＫ受信確認信号を受信することによりカウントを中止し、非同期フレームＤ０の送信が完了する。
【００４５】
図８は、前記送信所要時間が前記両残り時間より長い場合を示す。前記送信所要時間が前記残り時間より長いと比較部７０が判断すると、変更部８０は、バッファ部６０に格納されている非周期フレームＤ０を無線部９０に転送しない。比較部７０は、前記した動作と同様に、非周期フレームＤ０の送信所要時間と、周期フレームＶ１または周期フレームＶ１に引き続く周期フレームの送信残り時間、及び周期フレームｖ１または周期フレームｖ１に引き続く周期フレームの受信残り時間とを比較する。前記送信時間がいずれかの前記残り時間より長い場合も同様である。
【００４６】
上記したように、具体例３の無線装置では、タイマー部１１０が非周期フレームを送信した時点で前記所定時間のカウントを開始し、該所定時間をカウントアップすると、比較部７０が、前記送信所要時間と前記送信残り時間及び前記受信残り時間とを比較し、前記送信残り時間が前記両残り時間より短いと比較部７０が判断するとき、無線部９０は、前記非周期フレームを無線送信する。他方、前記送信残り時間が前記両残り時間のいずれかより長いと比較部７０が判断するとき、無線部９０は、前記非周期フレームを無線送信しない。これにより、送信すべき周期フレームの送信時刻及び受信すべき周期フレームの受信時刻が、再送すべき非周期フレームの再送中に到来する事態を回避することができることから、前記送信すべき周期フレーム及び前記受信すべき周期フレームの周期性を維持することが可能になる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係る通信装置によれば、前記したように、前記算出部により算出される非周期フレームの送信のための所要時間が、前記送信カウンタ部により算出される周期フレームの送信までの送信残り時間及び前記受信カウンタ部により算出される周期フレームの受信までの受信残り時間より短いと前記比較部が判断したとき、前記送信部は、前記非周期フレームを送信する。これにより、周期フレームの送信時刻及び周期フレームの受信時刻が、非周期フレームを送信している間に到来することを回避することができる。従って、送信すべき周期フレームを送信時刻に送信することが可能になり、また、受信すべき周期フレームを受信時刻に受信することが可能になることから、周期フレームのリアルタイム性を維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】具体例１の無線装置の構成を示す図である。
【図２】具体例１の無線システムの構成を示す図である。
【図３】具体例１の無線装置の動作を示すタイムチャートである。
【図４】具体例２の無線装置の構成を示す図である。
【図５】具体例２の無線装置の動作を示すタイムチャートである。
【図６】具体例３の無線装置の構成を示す図である。
【図７】具体例３の無線装置の動作を示すタイムチャートである。
【図８】具体例３の無線装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ 処理部
２０ 制御部
３０ 周期送信カウンタ部
４０ 周期受信カウンタ部
５０ 算出部
６０ バッファ部
７０ 比較部
８０ 変更部
９０ 無線部
Claims (8)
- それぞれが周期的に送信されるべき複数の周期フレーム、及びそれぞれが周期的に及び非周期的に送信可能の複数の非周期フレームを半二重通信方式により送信する送信部と、
複数の周期フレーム及び複数の非周期フレームを前記半二重通信方式により受信する受信部と、
前記送信部が送信すべき周期フレームの送信を開始すべき時刻に達するまでの残り時間である送信残り時間を算出する送信カウンタ部と、
前記受信部が受信するであろう周期フレームの受信を開始すべき時刻に達するまでの残り時間である受信残り時間を算出する受信カウンタ部と、
前記送信部が送信すべき前記非周期フレームの送信を完了するであろう時刻までの所要時間を算出する算出部と、
前記算出部により算出される前記所要時間と、前記送信カウンタ部により算出される前記送信残り時間及び前記受信カウンタ部により算出される前記受信残り時間とを比較する比較部とを含み、
前記所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より短いと前記比較部が判断するとき、前記送信部は、前記非周期フレームを送信することを特徴とする通信装置。 - 前記通信装置は、さらに、前記所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間のいずれかより短くないと前記比較部が判断するときに、前記非周期フレームを後送すべく該非周期フレームを一時的に格納するためのバッファ部を含むことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
- 前記送信カウンタ部は、前記送信部が前記周期フレームを送信した後、該周期フレームの後に続く後続の周期フレームについての前記送信残り時間を算出し、
前記受信カウンタ部は、前記受信部が前記周期フレームを受信した後、該周期フレームの後に続く後続の周期フレームについての前記受信残り時間を算出し、前記バッファ部に一時的に格納されている前記非周期フレームについての前記所要時間が、前記周期フレームの送信または前記周期フレームの受信の後に前記送信カウンタ部により算出される前記送信残り時間及び前記受信カウンタ部により算出される前記受信残り時間より短いと前記比較部が判断するとき、前記送信部は、前記バッファ部に一時的に格納されている前記非周期フレームを送信することを特徴とする請求項２記載の通信装置。 - 前記通信装置は、さらに、前記所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間のいずれかより短くないと前記比較部が判断するとき、前記非周期フレームを分割することにより、前記送信残り時間及び前記受信残り時間のうちの短い方の残り時間で送信可能な長さを有する分割フレームを生成する分割部を含み、
前記送信部は、前記分割部が前記分割フレームを生成したとき、該分割フレームを送信することを特徴とする請求項１記載の通信装置。 - 前記算出部は、前記分割部の分割による残りのフレームについて前記所要時間を算出し、
前記送信部は、前記残りのフレームについての前記所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より小さいと前記比較部が判断するとき、前記残りのフレームを送信することを特徴とする請求項４記載の通信装置。 - 前記送信部による前記非周期フレームの送信が失敗した場合、前記算出部は、前記送信部による前記非周期フレームの再送が完了する時刻までの再送所要時間を算出し、前記送信部は、前記再送所要時間が前記送信残り時間及び前記受信残り時間より短いと前記比較部が判断するとき、前記非周期フレームを再送することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
- 前記通信装置は、ネットワークを構成する構成要素であり、前記ネットワークを構成する他の構成要素と無線通信可能の無線装置であることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
- 前記ネットワークは、ローカルエリアネットワークであり、前記無線装置は、前記ローカルエリアネットワークを介して前記半二重通信方式により送信する権利を獲得するための機能を有することを特徴とする請求項７記載の通信装置。
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