JP7423934B2 - 通信装置、通信方法、及び通信プログラム - Google Patents
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Description
1.はじめに
2.通信システムの構成
2-1.通信システムの全体構成
2-2.通信システムの具体的構成例
2-3.端末装置の構成
2-4.サーバ装置の構成
2-5.通信装置(地上局)の構成
2-6.通信装置(衛星局)の構成
2-7.OSI参照モデルと通信装置の物理層構成の関係
3.誤り訂正ブロックフォーマット
3-1.基本構成
3-2.拡張構成
4.通信システムの動作
4-1.基本動作
4-2.送信データ処理
4-3.受信データ処理
5.変形例
5-1.処理に関する変形例
5-2.機器構成に関する変形例
5-3.その他の変形例
6.むすび
近年、伝送媒体を光とする空間光通信(光無線通信ともいう。)が注目されはじめている。光通信としては、光ファイバーを伝送路とした通信がよく知られているが、光ファイバーで使用されている技術は空間光通信にも適用可能であると想定される。しかしながら、光ファイバーと空間では伝送路特性が大きく異なるため、光ファイバーで使用されている技術を単純に空間光通信に適用しただけでは、高い通信パフォーマンス(例えば、高品質、低遅延等)が実現されるとは限らない。
通信システム1は、例えば、パケットデータ等の各種データを送信するためのシステムである。なお、通信システム1が送信するデータは、動画データや音声データ等のストリームデータ(例えば、放送用のストリームデータ)であってもよい。なお、放送も通信の一種とみなすことができる。
本開示の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。通信システム1は、端末装置10と、サーバ装置20と、通信装置30と、通信装置40と、を備える。なお、図1の例では、端末装置10、サーバ装置20、通信装置30、及び通信装置40がそれぞれ1つずつしか示されていないが、通信システム1は、端末装置10、サーバ装置20、通信装置30、及び通信装置40をそれぞれ複数備えていてもよい。
端末装置10は、通信装置30等の空間光通信機能を備えた通信装置とデータのやり取りが可能な情報処理装置である。端末装置10は、空間光通信機能を備えた通信装置そのものであってもよい。端末装置10は、例えば、携帯電話、スマートデバイス(スマートフォン、又はタブレット)、PDA(Personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータである。また、端末装置10は、通信機能が具備された業務用カメラといった機器であってもよいし、FPU(Field Pickup Unit)等の通信機器が搭載されたバイクや移動中継車等であってもよい。また、端末装置10は、M2M(Machine to Machine)デバイス、又はIoT(Internet of Things)デバイスであってもよい。端末装置10は、通信装置の一種とみなすことが可能である。なお、端末装置10と他の装置(例えば、通信装置30)との接続は有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。
サーバ装置20は、通信装置40等の空間光通信機能を備えた通信装置とデータのやり取りが可能な情報処理装置である。サーバ装置20は、空間光通信機能を備えた通信装置そのものであってもよい。例えば、サーバ装置20は、クライアントコンピュータ(例えば、端末装置10)からの要求を処理するサーバ用ホストコンピュータである。サーバ装置20は、PCサーバであってもよいし、ミッドレンジサーバであってもよいし、メインフレームサーバであってもよい。サーバ装置20は通信装置の一種とみなすことも可能である。サーバ装置20と他の装置(例えば、通信装置40)との接続は有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。サーバ装置20は、クラウドサーバ装置、ローカルサーバ装置、管理装置、処理装置等と言い換えることができる。
通信装置30は、通信装置40或いは他の通信装置30と光を使って無線通信する光無線通信装置である。例えば、通信装置30は、光通信モデムである。なお、通信装置30は光通信モデムに限定されない。例えば、通信装置30は、無線基地局や無線アクセスポイントに相当する装置であってもよい。通信装置30は、無線リレー局であってもよいし、RSU(Road Side Unit)等の路上基地局装置であってもよい。
できる。
通信装置40は、通信装置30或いは他の通信装置40と光を使って無線通信する光無線通信装置である。例えば、通信装置40は、光通信モデムである。なお、通信装置40は光通信モデムに限定されない。例えば、通信装置30は、無線基地局や無線アクセスポイントに相当する装置であってもよい。通信装置30は、無線リレー局であってもよい。
図2は、通信システム1の具体的構成例を示す図である。
最初に、端末装置10の構成を説明する。端末装置10は、通信装置30等の空間光通信機能を備えた通信装置とデータのやり取りが可能な情報処理装置である。端末装置10は、通信装置30や通信装置40と同様に空間光通信機能を備えていてもよい。この場合、端末装置10は通信装置とみなすことが可能である。
次に、サーバ装置20の構成を説明する。サーバ装置20は、通信装置40等の空間光通信機能を備えた通信装置とデータのやり取りが可能な情報処理装置である。サーバ装置20は、通信装置30や通信装置40と同様に空間光通信機能を備えていてもよい。この場合、サーバ装置20は通信装置とみなすことが可能である。
次に、通信装置30の構成を説明する。通信装置40或いは他の通信装置30と光を使って無線通信する光無線通信装置である。
次に、通信装置40の構成を説明する。通信装置30或いは他の通信装置40と光を使って無線通信する光無線通信装置である。
図2の例では、通信装置30及び通信装置40は、例えば、空間光モデムであり、それぞれ、有線LAN物理層と光FEC層を有するものとした。以下、OSI参照モデルと当該通信装置(通信装置30及び/又は通信装置40)の物理層構成の関係を示す。本節(<2-7>)では、通信装置30及び通信装置40は、いずれも、空間光モデムであるものするが、勿論、通信装置30及び通信装置40は空間光モデムに限定されない。
本実施形態の通信装置30、40はインタリーブ長を変更可能に構成されている。通信装置30又は通信装置40が、伝送空間の特性に応じてインタリーブ長を変更することで安定した空間光通信を実現する。本実施形態では、データフォーマットを、インタリーブ長を検出可能なフォーマットとすることで、空間光通信の送信側(例えば、通信装置30)が使用したインタリーブ長を空間光通信の受信側(例えば、通信装置40)で検出できるようにする。
最初に、基本となる誤り訂正ブロックフォーマットについて説明する。以下の説明では、基本となる誤り訂正ブロックのことを基本ブロックということがある。基本ブロックのブロックフォーマットは、積符号により符号化された誤り訂正ブロックにより構成される。図8及び図9は、基本ブロックのブロックフォーマットの一例を示す図である。図8及び図9に示したブロックフォーマットは、リードソロモン積符号を用いた空間光通信用の前方誤り訂正フォーマットである。以下の説明では、図面縦方向のことを垂直方向いい、図面横方向のことを、水平方向という。
本実施形態での拡張フォーマットについて説明する。以下に説明する拡張フォーマットは、インタリーブ長を拡張した誤り訂正ブロックフォーマットである。図10及び図11は、インタリーブ長を拡張した場合の誤り訂正ブロックフォーマットを示す図である。
次に、通信システム1の動作を説明する。
最初に、通信システム1の基本動作について説明する。図12は、通信システム1の基本動作を説明するための図である。
次に、光FEC物理層で実行される送信データ処理について説明する。図13は、本実施形態の送信データ処理を説明するための図である。以下に説明する送信データ処理は、例えば、図12に示したステップS13又はステップS23の処理である。
次に、光FEC物理層で実行される受信データ処理について説明する。図14は、本実施形態の受信データ処理を説明するための図である。以下に説明する受信データ処理は、例えば、図12に示したステップS15又はステップS25の処理である。
上述の実施形態は一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。
例えば、上述の実施形態では、通信装置が行う空間光通信が、地上局と衛星局との間で行われる通信(例えば、通信装置30と通信装置40との間で行われる通信)であるものとしたが、空間光通信は衛星局と衛星局との間で行われる通信(例えば、通信装置40と通信装置40との間で行われる通信)であってもよい。また、空間光通信は、地上局と地上局との間で行われる通信(例えば、通信装置30と通信装置30との間で行われる通信)であってもよい。
上述の実施形態では、端末装置10とサーバ装置20とが空間光通信を介して情報のやり取りを行ったが、空間光通信を介して情報のやり取りを行う装置は端末装置10とサーバ装置20とに限られない。端末装置10及びサーバ装置20以外の情報処理装置が情報のやり取りを行ってもよい。例えば、センサ装置とセンサ装置が空間光通信を介して情報のやり取りを行ってもよい。
本実施形態の端末装置10、サーバ装置20、通信装置30、又は通信装置40を制御する制御装置は、専用のコンピュータシステム、又は汎用のコンピュータシステムによって実現してもよい。
以上説明したように、本開示の一実施形態によれば、通信装置(例えば、通信装置30、40)は、空間光通信で送信される送信データのインタリーブ長を決定し、決定した前記インタリーブ長に基づいて送信データのインタリーブを行う。そして、通信装置は、インタリーブされた前記送信データを、空間光通信の受信側でインタリーブ長を検出可能に整形する。
(1)
空間光通信で送信される送信データのインタリーブ長を決定し、決定した前記インタリーブ長に基づいて前記送信データのインタリーブを行うインタリーブ部と、
前記インタリーブされた前記送信データを、前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に整形する整形部と、
を備える通信装置。
(2)
前記整形部は、前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に構成されたデータフォーマットに基づいて、前記インタリーブされた前記送信データを整形する、
前記(1)に記載の通信装置。
(3)
前記データフォーマットは、データ中に同期コードが含まれ、
前記整形部は、前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に、少なくとも2種類の同期コードを前記送信データ中に配置する、
前記(2)に記載の通信装置。
(4)
前記整形部は、決定された前記インタリーブ長に基づいて、所定のデータ長毎に、インタリーブの開始点或いは終了点を示す第1の同期コード、及びインタリーブの継続点を示す第2の同期コードのいずれかを配置する、
前記(3)に記載の通信装置。
(5)
前記データフォーマットは、1又は複数のデータブロックで構成されるブロックフォーマットであり、
前記ブロックフォーマットは、ブロック境界に同期コードが配置された1又は複数のデータブロックで構成され、
前記整形部は、決定された前記インタリーブ長に基づいて、前記ブロック境界に、前記第1の同期コード及び前記第2の同期コードのいずれかを配置する、
前記(4)に記載の通信装置。
(6)
前記ブロックフォーマットは、ブロック符号により符号化された誤り訂正ブロックにより構成されるフォーマットである、
前記(5)に記載の通信装置。
(7)
前記ブロックフォーマットは、積符号により符号化された誤り訂正ブロックにより構成されるフォーマットである、
前記(6)に記載の通信装置。
(8)
前記ブロックフォーマットは、リードソロモン積符号により符号化された誤り訂正ブロックにより構成されるフォーマットである、
前記(7)に記載の通信装置。
(9)
前記インタリーブ部は、前記送信データの送信に使用される前記空間光通信の伝送路に関する情報に基づいて、前記インタリーブ長を決定する、
前記(1)~(8)のいずれかに記載の通信装置。
(10)
前記インタリーブ部は、前記空間光通信が、地上局と衛星局との間で行われる通信か、衛星局と衛星局との間で行われる通信か、を少なくとも示す情報に基づいて、前記インタリーブ長を決定する、
前記(9)に記載の通信装置。
(11)
前記インタリーブ部は、前記空間光通信の受信側との通信でのエラーレートの情報に基づいて、前記インタリーブ長を決定する、
前記(9)に記載の通信装置。
(12)
前記送信データには、ペイロードデータである第1のデータに加えて、前記空間光通信の通信装置間での制御情報のやり取りに使用される第2のデータが含まれ、
前記インタリーブ部は、前記第2のデータに基づいて、前記インタリーブ長を決定する、
前記(1)~(11)のいずれかに記載の通信装置。
(13)
空間光通信により受信する受信データであってインタリーブ長の検出を可能に整形された前記受信データの前記インタリーブ長を検出する検出部と、
検出した前記インタリーブ長に基づいて前記受信データをデインタリーブするデインタリーブ部と、を備える、
通信装置。
(14)
空間光通信で送信される送信データのインタリーブ長を決定し、
決定した前記インタリーブ長で前記送信データのインタリーブを行い、
前記インタリーブされた前記送信データを、前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に整形する、
通信方法。
(15)
コンピュータを、
空間光通信で送信される送信データのインタリーブ長を決定し、決定した前記インタリーブ長で前記送信データのインタリーブを行うインタリーブ部、
前記インタリーブされた前記送信データを、前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に整形する整形部、
として機能させるための通信プログラム。
10 端末装置
20 サーバ装置
30、40 通信装置
11、21、32、42 通信インタフェース
31、41 光空間通信部
311、411 受信処理部
312、412 送信処理部
12、22、33、43 記憶部
13、23、34、44 制御部
341、441 取得部
342、442 整形部
343、443 誤り訂正部
344、444 インタリーブ部
345、445 送信制御部
346、446 検出部
347、447 デインタリーブ部
348、448 受信制御部
Claims (15)
- 空間光通信で送信される送信データのインタリーブ長を決定し、決定した前記インタリーブ長に基づいて前記送信データのインタリーブを行うインタリーブ部と、
前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に、少なくとも2種類の同期コードを前記インタリーブされた前記送信データ中に配置する整形部と、
を備える通信装置。 - 空間光通信で送信される送信データのインタリーブ長を前記空間光通信の伝送路に関する情報に基づいて決定し、決定した前記インタリーブ長に基づいて前記送信データのインタリーブを行うインタリーブ部と、
前記インタリーブされた前記送信データを、前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に整形する整形部と、を備え、
前記空間光通信の伝送路に関する情報には、前記空間光通信が、地上局と衛星局との間で行われる通信か、衛星局と衛星局との間で行われる通信か、地上局と地上局との間で行われる通信か、を少なくとも示す情報が含まれ、
前記整形部は、前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に、少なくとも2種類の同期コードを前記インタリーブされた前記送信データ中に配置する、
通信装置。 - 前記整形部は、決定された前記インタリーブ長に基づいて、所定のデータ長毎に、インタリーブの開始点或いは終了点を示す第1の同期コード、及びインタリーブの継続点を示す第2の同期コードのいずれかを配置する、
請求項1又は2に記載の通信装置。 - 前記整形部は、1又は複数のデータブロックで構成されるブロックフォーマットに基づいて、前記インタリーブされた前記送信データを整形し、
前記ブロックフォーマットは、ブロック境界に同期コードが配置された1又は複数のデータブロックで構成され、
前記整形部は、決定された前記インタリーブ長に基づいて、前記ブロック境界に、前記第1の同期コード及び前記第2の同期コードのいずれかを配置する、
請求項3に記載の通信装置。 - 前記ブロックフォーマットは、ブロック符号により符号化された誤り訂正ブロックにより構成されるフォーマットである、
請求項4に記載の通信装置。 - 前記ブロックフォーマットは、積符号により符号化された誤り訂正ブロックにより構成されるフォーマットである、
請求項5に記載の通信装置。 - 前記ブロックフォーマットは、リードソロモン積符号により符号化された誤り訂正ブロックにより構成されるフォーマットである、
請求項6に記載の通信装置。 - 前記インタリーブ部は、前記送信データの送信に使用される前記空間光通信の伝送路に関する情報に基づいて、前記インタリーブ長を決定する、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記インタリーブ部は、前記空間光通信が、地上局と衛星局との間で行われる通信か、衛星局と衛星局との間で行われる通信か、を少なくとも示す情報に基づいて、前記インタリーブ長を決定する、
請求項8に記載の通信装置。 - 前記インタリーブ部は、前記空間光通信の受信側との通信でのエラーレートの情報に基づいて、前記インタリーブ長を決定する、
請求項8に記載の通信装置。 - 空間光通信により受信する受信データであってインタリーブ長の検出を可能に整形された前記受信データの前記インタリーブ長を検出する検出部と、
検出した前記インタリーブ長に基づいて前記受信データをデインタリーブするデインタリーブ部と、を備え、
前記受信データは、前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に、少なくとも2種類の同期コードがインタリーブされたデータ中に配置されたデータであり、
前記検出部は、前記同期コードに基づいて、前記受信データの前記インタリーブ長を検出する、
通信装置。 - 空間光通信で送信される送信データのインタリーブ長を決定し、
決定した前記インタリーブ長で前記送信データのインタリーブを行い、
前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に、少なくとも2種類の同期コードを前記インタリーブされた前記送信データ中に配置する、
通信方法。 - 空間光通信により受信する受信データであってインタリーブ長の検出を可能に整形された前記受信データの前記インタリーブ長を検出する検出ステップと、
検出した前記インタリーブ長に基づいて前記受信データをデインタリーブするデインタリーブステップと、を有し、
前記受信データは、前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に、少なくとも2種類の同期コードがインタリーブされたデータ中に配置されたデータであり、
前記検出ステップでは、前記同期コードに基づいて、前記受信データの前記インタリーブ長を検出する、
通信方法。 - コンピュータを、
空間光通信で送信される送信データのインタリーブ長を決定し、決定した前記インタリーブ長に基づいて前記送信データのインタリーブを行うインタリーブ部、
前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に、少なくとも2種類の同期コードを前記インタリーブされた前記送信データ中に配置する整形部、
として機能させるための通信プログラム。 - コンピュータを、
空間光通信により受信する受信データであってインタリーブ長の検出を可能に整形された前記受信データの前記インタリーブ長を検出する検出部、
検出した前記インタリーブ長に基づいて前記受信データをデインタリーブするデインタリーブ部、として機能させ、
前記受信データは、前記空間光通信の受信側で前記インタリーブ長を検出可能に、少なくとも2種類の同期コードがインタリーブされたデータ中に配置されたデータであり、
前記検出部は、前記同期コードに基づいて、前記受信データの前記インタリーブ長を検出する、
通信プログラム。
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