JPH06112922A - 自動再送要求を用いたデータ伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】符号誤りをある程度許容して伝送路のスループ
ットのアンバランスを解消し、所定の時間内にデータ伝
送を終了できる自動再送要求（ＡＲＱ）を用いたデータ
伝送方式を提供する。 【構成】送信側（例えば移動局１）から受信側（例えば
基地局２）へファクシミリ画信号などのデータを伝送
し、受信側でデータの誤りが検出された場合に再送要求
を行い、送信側から同じデータを受信側へ再送する動作
を繰り返して通信を行うデータ伝送方式において、通信
の途中で再送回数の上限（Ｎ）を変更する。具体的に
は、送信側において送信すべきデータ量と予め決められ
た通信終了時刻までの時間からＮを決定して時間経過に
伴いＮを変更するか、または現時点での有線区間および
無線区間の伝送路のスループットから現時点でのＮを決
定し、該スループットの変化に伴いＮを変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動再送要求（ＡＲ
Ｑ：Automatic Repeat Request、以下ＡＲＱと略記す
る）を用いたデータ伝送方式に係り、特にディジタル移
動通信のように通信回線の一部に無線回線が含まれ、伝
送品質が時間と共に著しく変化する環境において所定の
時間内にデータ伝送を終了する必要がある場合や、固定
網のスループットが決まっていて移動通信網の平均スル
ープットを固定網のスループット以上に保つ必要がある
場合に適したデータ伝送方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】データ伝送システムにおいて、受信側で
データの誤りが検出された場合に、その旨の応答を送信
側に返すことで再送要求を行い、送信側からデータを再
送する方式をＡＲＱと呼ぶ。送信側からデータを再送し
た結果、再び受信側で誤りが検出されれば同じデータが
繰り返し再送される。この再送を繰り返す回数を再送回
数という。

【０００３】ここで、従来のＡＲＱを用いたデータ伝送
方式では、再送回数の上限を予め定められた値に固定す
るか、または再送回数の上限を特に定めず、データが誤
り無く伝送できるまで無限回の再送を許容する方式をと
っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
なＡＲＱにおける再送回数の上限を固定する方式や、無
限回の再送を許容する方式では、伝送路での誤りの発生
状況に応じてスループット、すなわち単位時間当たりの
伝送可能なデータ量が変化し、通信終了時刻を確定でき
ない。これは特に移動通信において大きな問題となる。

【０００５】例えばディジタル移動通信では、通信回線
の一部に無線回線が含まれており、無線区間の伝送路の
状況（伝送品質）が時間と共に著しく変化する。このた
め、有線区間のスループットと無線区間のスループット
の差が大きくなるという問題がある。また、無線区間の
伝送路の状態が通信の途中で極端に悪くなると、有線区
間ではデータ伝送が終了しているにも関わらず、無線区
間でのデータ伝送に時間がかかる結果、通信回線が強制
的に切断されてデータが欠落してしまい、所定の時間内
にデータ伝送を終了できなくなる場合もある。

【０００６】本発明は、このような従来のＡＲＱの問題
を解決すべくなされたもので、ある程度の符号誤りを許
容して伝送路のスループットのアンバランスを解消し、
所定の時間内にデータ伝送を終了することを可能とした
ＡＲＱを用いたデータ伝送方式を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明によるＡＲＱを用いたデータ伝送方式は、通
信の途中で再送回数の上限を変更することを基本的な特
徴とする。

【０００８】より具体的には、例えば通信を終了する時
刻（通信終了時刻）が予め決められているデータ伝送シ
ステムにＡＲＱを適用する場合は、送信側において送信
すべきデータ量と通信終了時刻までの時間から再送回数
の上限を決定し、時間経過に伴い再送回数の上限を変更
する。

【０００９】また、送信側において第１の伝送路を経て
入力されたデータを第２の伝送路へ経て受信側へ伝送す
るデータ伝送システムにＡＲＱを適用する場合は、現時
点での第１および第２の伝送路のスループットから現時
点での再送回数の上限を決定し、スループットの変化に
伴い再送回数の上限を変更する。

【００１０】

【作用】このように通信の途中で、送信すべきデータ量
と通信終了時刻までの時間や、伝送路のスループット等
に応じて再送回数の上限を変更すると、等価的にスルー
プットを制御することができ。これにより、再送回数の
上限を小さくした場合は符号誤りが増加するが、異なっ
た伝送路上でのスループットのアンバランスが解消され
る。

【００１１】従って、例えばある伝送路での伝送品質が
劣化して誤り発生状況が極度に悪くなったような場合で
も、通信が途中で切断されてデータが欠落するといった
事態が回避され、ある程度の誤りを許容しつつ所定の時
間内に全てのデータ伝送を行うことが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明をディジタル移動通信におけるファクシミリ通信
システムに適用した一実施例を示すブロック図である。

【００１３】図１に示すファクシミリ通信システムは移
動局１、基地局２および公衆網３からなる。移動局１
は、ファクシミリ装置１１（以下、移動局のファクシミ
リ装置という）、移動局ファクシミリ信号伝送装置１２
および移動局送受信機１３から構成される。基地局２
は、基地局送受信機２１、基地局ファクシミリ信号伝送
装置２２および交換機２３から構成される。

【００１４】ファクシミリ信号伝送装置１２，２３は、
通信回線中の有線区間であるファクシミリ装置１１，３
１の入出力伝送路上のモデム信号の信号フォーマット
と、無線区間で使用するディジタル信号の信号フォーマ
ット（移動局ファクシミリ信号伝送装置１２と基地局フ
ァクシミリ信号伝送装置２２の間で使用するディジタル
信号のフォーマット）の間の信号変換を行う。ここで、
無線区間でのデータ伝送にＡＲＱ方式を用いる。基地局
２の交換機２３は、公衆網３を介してファクシミリ装置
３１（以下、基地局のファクシミリ装置という）が接続
されている。

【００１５】以上の構成において、移動局のファクシミ
リ装置１１から基地局のファクシミリ装置３１へ画信号
を伝送する場合の動作を図２〜図４に示す画信号の伝送
フローを参照して説明する。

【００１６】まず、移動局のファクシミリ装置１１は原
画を読み取って得られた画信号をディジタル符号化し、
第１のモデム信号に変調して出力する。移動局ファクシ
ミリ装置信号伝送装置１２はファクシミリ装置１１から
第１のモデム信号を受信し、無線区間の信号フォーマッ
トに変換して移動局送受信機１３へ出力する。無線区間
の信号フォーマットに変換された画信号は、移動局送受
信機１３によりアンテナを経て基地局２へ向けて送信さ
れる。

【００１７】移動局送受信器１３より送信された無線区
間の信号フォーマットに変換された画信号は、基地局２
において基地局送受信機２１により受信され、基地局フ
ァクシミリ信号伝送装置２３へ送られる。基地局ファク
シミリ信号伝送装置２２は、無線区間の信号フォーマッ
トに変換された画信号をファクシミリ装置が使用する第
２のモデム信号に変換して出力する。この第２のモデム
信号は、交換機２３から公衆網３を経由して基地局のフ
ァクシミリ装置３１へ送られる。基地局のファクシミリ
装置３１は、第２のモデム信号から画信号を再生して原
画をプリンタ等で出力する。ＡＲＱは、無線区間である
移動局ファクシミリ信号伝送装置１２と基地局ファクシ
ミリ信号伝送装置２２の間で行われる。

【００１８】ここで、移動局のファクシミリ装置１１お
よび基地局のファクシミリ装置３１におけるモデム信号
（第１、第２のモデム信号）の伝送速度をｕ[bps] 、無
線区間の伝送速度をｖ[bps] （ｖ≧ｕ）、画信号のデー
タ量をｋ[bit] とする。移動局のファクシミリ装置１１
は画信号を伝送し終わった後、Ｔ[sec] 以内に回線を切
断するものとする。また、画信号の再送は無線区間にお
いてａ[bit] の信号ブロック単位で行われるものとす
る。

【００１９】無線区間の伝送品質がよく、ほとんど再送
が行われない場合には、画信号はｕ[bps] の速度で伝送
でき、ｋ／ｕ[sec] 後に移動局のファクシミリ装置１１
が全ての画信号を送信し終わるのとほぼ同時に、基地局
のファクシミリ装置３１は画信号を受信し終わる。この
様子を図２に示す。

【００２０】この場合の具体的な数値例を以下に示す。

【００２１】＜数値例１＞例えばｕ＝4,800[bps]、ｖ＝
9,600[bps]、ｋ＝24,000[bit] 、Ｔ＝15[sec] 、ａ＝19
2[bit]とすれば、画信号の送信に要する時間Ｕは、 Ｕ＝ｋ／ｕ＝30[sec] である。

【００２２】一方、無線区間の伝送品質が悪い場合は画
信号の再送が頻繁に行われ、無線区間での実質的な伝送
速度が低下する。本実施例では、このような場合に以下
のように再送回数の上限を通信途中で変化させることに
より、無線区間における実質的な伝送速度の低下を防止
する。

【００２３】再送回数の上限を通信途中で変更する方法
としては、前述したように送信すべきデータの量と通信
終了時刻までの時間から再送回数の上限を決定し、時間
の経過に伴い上限を変更する方法（ａ）と、伝送路のス
ループットから現時点での再送回数の上限を決定し、ス
ループットの変化に伴い上限を変更する方法（ｂ）とが
考えられる。以下、これら二つの方法について説明す
る。

【００２４】まず、送信すべきデータ量と通信終了時刻
までの時間を用いて再送回数の上限を決定し時間経過に
伴い変化する方法（ａ）について説明する。

【００２５】移動局のファクシミリ装置１１が画信号を
送信し終わった時点で、移動局ファクシミリ信号伝送装
置１２にｎビットの画信号情報が未送信のまま蓄積され
ているとすると、移動局ファクシミリ信号伝送装置１２
は、この未送信であるｓ（＝ｎ／ａ）個の信号ブロック
を回線が切断される通信終了時刻までの時間Ｔ[sec]以
内に伝送しなければならない。そこで、この時点以降
は、移動局ファクシミリ信号伝送装置１２において再送
回数の上限Ｎを例えば以下のように変更する。

【００２６】 Ｎ＝［α・Ｍ／ｓ］ （１） 但し、Ｍ＝ｖ・Ｔ／ａ ［ｘ］は、ｘを越えない最大の整数を意味する（以下、
同じ）。Ｍは通信終了までに送信できる信号ブロックの
数、αは比例係数である。α＝１が安全であるが、Ｍ／
ｓ＞１のときはα＞１とした方が伝送品質の向上が期待
できる。Ｍ／ｓ≦１のときはα＝１とする。αはＭ，ｓ
の関数としてもよい。

【００２７】再送回数の上限Ｎの変更は、移動局のファ
クシミリ装置１１が画信号を送信し終わる毎に１回ずつ
行ってもよいが、１信号ブロック送信する毎に行った方
が品質は向上する。この場合の具体的な数値例を以下に
示す。

【００２８】＜数値例２＞数値例１のシステム（ｖ＝9,
600[bps]、ａ＝192[bit]）において、移動局のファクシ
ミリ装置１１が画信号を送信し終わった時点（この時点
での通信終了時刻までの時間はＴ＝15[sec] ）で、未送
信の画信号のデータ量がｎ＝18,000[bit]（ｓ＝18,000/
192＝93.75 ）の場合、α＝1.2 とすると、式（１）よ
り再送回数の上限Ｎは９回となる。ここで、例えば移動
局１がトンネルに入るなどの原因で移動局１と基地局２
との通信が不能となり、例えば５秒後（この時点での通
信終了時刻までの時間はＴ＝15−5 ＝ 10 [sec] とな
る）にもｎ＝18,000[bit] のままであれば、Ｎ＝６回と
減少する。また、１０秒後（Ｔ＝15−10＝5[sec]）にｎ
＝5,000[bit]であれば、Ｎ＝１１回と増加する。

【００２９】このようにして再送回数の上限Ｎを変更す
ることにより、等価的に伝送速度を高めて、伝送路の品
質が悪い場合にも回線が切断される通信終了時刻前に、
画信号の全データを送信し終わるようにすることができ
る。但し、未送信の画信号が多い場合は再送回数の上限
Ｎを小さい値に設定するため、許容される再送回数内で
は誤りが無くならないことがあり得る。このような場
合、基地局ファクシミリ信号伝送装置２２は誤りを含む
画信号を出力することになる。この様子を図３に示す。

【００３０】再送回数の上限Ｎの変更は、例えば送信側
ファクシミリ信号伝送装置である移動局ファクシミリ信
号伝送装置１２において行う。その際、受信側ファクシ
ミリ信号伝送装置である基地局ファクシミリ信号伝送装
置２２が内部のバッファメモリに蓄積されている画信号
のデータ量を示す情報をバックワードチャネルで伝送す
ることにより、移動局ファクシミリ信号伝送装置１２は
再送回数の上限Ｎの決定に、上記バッファメモリに蓄積
されている画信号のデータ量を反映させることができ
る。具体的には、例えば再送回数の上限Ｎを以下のよう
に設定する。

【００３１】 Ｎ＝［α・Ｌ（Ｖ−ｍ／ｕ）／ｓ］ （２） 但し、Ｌ＝ｖ／ａ Ｌは１秒間に送信できる画信号ブロックの数、Ｖは現時
点から回線が切断される間での時間[sec] 、ｍは基地局
ファクシミリ信号伝送装置２２内のバッファメモリに蓄
積されている画信号のデータ量[bit] である。この場合
の具体的な数値例を以下に示す。

【００３２】＜数値例３＞前記数値例２と同様の条件に
おいて、ｍ＝8,000[bit]とすれば、式（２）よりＴ＝Ｖ
＝15[sec] のときＮ＝８回となる。このように基地局フ
ァクシミリ信号伝送装置２２内のバッファメモリに蓄積
されているデータ量が多いため、Ｎは数値例２の場合
（Ｎ＝９回）より小さくなる。

【００３３】再送回数の上限Ｎの変更は、基地局ファク
シミリ信号伝送装置２２において行うことも可能であ
る。この場合、移動局ファクシミリ信号伝送装置１２は
未送信で内部のバッファメモリに蓄積している画信号の
データ量を示す情報を基地局ファクシミリ信号伝送装置
２２へ通知する。このように再送回数の上限Ｎを基地局
ファクシミリ信号伝送装置２２において決定する場合
は、基地局ファクシミリ信号伝送装置２２は再送回数が
上限に達したとき、正常受信したか否かに関わらずＡＣ
Ｋ(Acknowledgement) を移動局ファクシミリ信号伝送装
置１２へ返送することにより、簡単にＮの設定を行うこ
とができる。

【００３４】次に、有線区間と無線区間のスループット
から再送回数の上限Ｎを決定し、このスループットの変
化に伴ってＮを変更する方法（ｂ）の実施例について説
明する。移動局ファクシミリ信号伝送装置１２が過去Ｗ
[sec] の期間に送信できた信号ブロックの数がｔブロッ
クの場合、無線区間のスループットη[bps] は η＝ａ・ｔ／Ｗ （３） で表される。このとき再送回数の上限Ｎを例えば、 Ｎ＝∞ （η＞γ・ｕ） （４） Ｎ＝［β・Ｔ／ｓ／η］ （η≦γ・ｕ） （５） とする。β，γは比例係数であり、これらはηの関数と
してもよい。γ・ｕは、有線区間である移動局のファク
シミリ装置１１の入出力伝送路（第１の伝送路）のスル
ープットに相当する。

【００３５】すなわち、無線区間（第２の伝送路）のス
ループットηが有線区間（第１の伝送路）のスループッ
トγ・ｕを越える場合には、再送回数の上限Ｎを特に定
めず無限回とし、またηがγ・ｕ以下の場合には式
（５）に従って無線区間のスループットηを用いて再送
回数の上限Ｎを定め、ηの変化に伴ってＮを変化させ
る。この場合の具体的な数値例を以下に示す。

【００３６】＜数値例４＞例えばＷ＝2[sec]、β＝1.2
、γ＝1.5 、ｕ＝4,800[bit]とし、ｔ＝80ブロック、
ｓ＝18,000[bit] とすると、η（＝7,680 ）＞γ・ｕ
（＝7,200 ）であり、式（４）よりＮ＝∞となる。ま
た、ｔ＝70ブロックとすると、η（＝6,720 ）＜γ・ｕ
（＝7,200 ）であり、式（５）よりＮ＝６回となる。

【００３７】先に説明した送信すべきデータ量と通信終
了時刻までの時間Ｔを用いて再送回数の上限Ｎを決定
し、時間経過と共にＮを変更する方法（ａ）では、移動
局のファクシミリ装置１１が画信号を送信し終わってか
ら再送回数の制御を行うため、画信号データの前半は誤
りのないことが保証される反面、画信号データの後半に
誤りが集中する傾向がある。

【００３８】これに対して、伝送路のスループットを用
いて再送回数の上限Ｎを決定し、このスループットの変
化と共にＮを変更する方法（ｂ）では、通信の最初から
再送回数の制御を行うことができるため、誤りが情報全
体に分散する傾向となり、誤りが多い場合でも原画の情
報内容を容易に認識できるという利点がある。この様子
を図４に示す。

【００３９】なお、以上の実施例では移動通信網を用い
たファクシミリ通信システムを例にとり説明したが、本
発明はこれに限られずＡＲＱを用いたデータ伝送システ
ムについて適用が可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のデータ伝
送方式によれば、移動通信網のように伝送品質が大きく
変化する伝送路においてもスループットを維持し、所定
の時間内にデータ伝送を終了することができる。

【００４１】例えば、移動通信網でファクシミリ通信を
行う場合、再送回数の上限を予め定めた値に固定するか
または上限を定めない従来のＡＲＱを適用すると、無線
区間の伝送品質が劣化した場合、画信号情報が欠落して
途中切断になるが、本発明によるＡＲＱを適用すれば、
ある程度の誤りを許容しつつ最後まで画信号を出力する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をディジタル移動通信におけるファクシ
ミリ通信システムに適用した一実施例を示すブロック図

【図２】同実施例における画信号の伝送フローを示す図

【図３】同実施例における画信号の伝送フローを示す図

【図４】同実施例における画信号の伝送フローを示す図

【符号の説明】

１…移動局 ２…基地局 ３…公衆網 １１…移動局のファクシミリ装置 １２…移動局ファクシミリ信号伝送装置 １３…移動局送受信機 ２１…基地局送受信機 ２２…基地局ファクシミリ信号伝送装置 ２３…交換機 ３１…基地局のファクシミリ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 正悟 東京都港区虎ノ門二丁目10番１号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信側から受信側へデータを伝送し、受信
   側で受信データの誤りが検出された場合に受信側から送
   信側へ再送要求を出すことにより、送信側から同じデー
   タを受信側へ再送する動作を複数の再送回数にわたり繰
   り返して通信を行うデータ伝送方式において、 前記通信の途中で前記再送回数の上限を変更することを
   特徴とする自動再送要求を用いたデータ伝送方式。
2. 【請求項２】前記通信を終了する通信終了時刻が予め決
   められている場合に、前記送信側から送信すべきデータ
   量と前記通信終了時刻までの時間から前記再送回数の上
   限を決定し、時間経過に伴い該再送回数の上限を変更す
   ることを特徴とする請求項１記載の自動再送要求を用い
   たデータ伝送方式。
3. 【請求項３】前記送信側において第１の伝送路を経て入
   力されたデータを第２の伝送路へ経て前記受信側へ伝送
   する場合に、現時点での該第１および第２の伝送路のス
   ループットから現時点での前記再送回数の上限を決定
   し、該スループットの変化に伴い該再送回数の上限を変
   更することを特徴とする請求項１記載の自動再送要求を
   用いたデータ伝送方式。