JPH10190565A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下りチャネルの伝送速度が上りチャネルの伝
送速度よりも高速なシステムの通信プロトコルを簡素化
する。また通信効率を向上する。 【解決手段】この無線通信システムは、双方向の無線チ
ャネルを提供する狭帯域基地局３と、この狭帯域基地局
３が提供する双方向の無線チャネルよりもデータ伝送速
度が速い下り広帯域無線チャネルを提供する広帯域基地
局４と、これらの基地局３、４と無線通信を行う無線端
末２０とを有する。広帯域基地局４は、無線端末２０に
パケットを送信してから所定の応答待ち時間を計時する
タイマー９と、タイマー９がタイムアウトした場合また
は無線端末２０からのREJECTメッセージ（ＮＡＣＫ）を
受信した場合のいずれかでパケットを再送する無線イン
ターフェース８を備える。無線端末２０は、双方向の狭
帯域無線チャネルを利用して狭帯域基地局３にパケット
を送信してから所定の応答待ち時間を計時するタイマー
３３と、タイマー３３がタイムアウトした場合のみパケ
ットを再送する制御部３４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上りチャネルと下
りチャネルとでデータ伝送速度が異なる無線通信システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】1995年からＰＨＳ（Personal Handy Pho
ne system)のサービスが開始され、32kbpsの通信速度で
のデータ伝送が可能となった。この伝送速度は、従来の
携帯電システムに比べて速くはなったものの、静止画や
動画などの伝送を行うには未だ十分とは言いがたい伝送
速度である。

【０００３】そこで、現在のＰＨＳの双方向無線チャネ
ルに加え、このＰＨＳよりもサービスエリアが狭い高速
な下りチャネルを付加した無線通信システムが特願平7-
074059号公報に提案されている。

【０００４】ここに提案されている無線通信システム
は、ユーザーからのデータ要求を伝送することを主とし
た上りチャネルと、要求されたデータをダウンロードす
ることを主とした下りチャネルとを考慮し、上りチャネ
ルの伝送速度よりも下りチャネルの伝送速度の方を高速
にした非対称通信を行うシステムである。

【０００５】ここで、図６および図７を参照して非対称
通信を行うシステムの物理チャネルの送信タイミングに
ついて説明する。

【０００６】図６に示すように、例えば無線端末が下り
チャネルを一人で占有している場合、無線端末から上り
チャネルを利用して 1つのパケットを送信すると、基地
局は、そのパケットを受信して下りパケットを32個送信
し、無線端末が32個の下りパケットを受信してから、上
りチャネルで 1つのパケットを送信することになる。

【０００７】このように中で、例えば図７に示すよう
に、上りパケットに伝送路誤り（×部）が発生した場
合、その誤りに基地局が気付くのは次の上りパケットが
無線端末から送信され、基地局においてパケットのシー
ケンス番号が順番に受信されなかった場合である。

【０００８】基地局は、シーケンス番号が正常でない場
合、ＮＡＣΚのパケットを無線端末へ返信する。このＮ
ＡＣΚのパケットを無線端末が受け取ると、無線端末
は、誤りのあったパケットを次の送信タイミングで再送
するが、次の送信タイミングになるまでに、基地局から
は、64個のパケットが送信されてしまうことになる。こ
こで基地局は、単にΝＡＣＫを返すだけのために32個の
パケットを送信することになる。つまり、上りパケット
の誤りが無線端末に反映されるまでと、誤りがあったこ
とを無線端末が認識してからパケットが再送されるまで
の間に遅延が生じ、この間の通信が無駄になる。

【０００９】この通信の無駄について、従来は、上りチ
ャネルと下りチャネルの伝送速度が非対称であることか
ら生じる避けられないこととされていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように下りチャネ
ルの伝送速度が上りチャネルの伝送速度よりも高速な無
線通信システムでは、上りチャネルの伝送速度が下りチ
ャネルに比べて遥かに遅いため、無線端末から送信した
パケットに伝送異常が発生すると、そのパケットの再送
に非常に時間がかかり通信効率が悪いという問題があっ
た。

【００１１】また、無線端末は、小型化や省力化、低コ
スト化などの点から、無線端末の通信プロトコルをなる
べく簡素化する必要があるという問題があった。

【００１２】このような課題を解決するためになされた
もので、本発明の第１の目的は、下りチャネルの伝送速
度が上りチャネルの伝送速度よりも高速な無線通信シス
テムにおいて、通信効率を向上することにある。

【００１３】また本発明の第２の目的は、下りチャネル
の伝送速度が上りチャネルの伝送速度よりも高速なシス
テムにおいて、通信プロトコルを簡素化することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明の無線通信システムは、パ
ケット状のデータを所定伝送速度で伝送する上り無線チ
ャネルとこの上り無線チャネルよりも高速にデータ伝送
を行う下り無線チャネルとを提供する基地局と、この基
地局と前記上り無線チャネルおよび下り無線チャネルを
利用してパケット状のデータの無線通信を行う無線端末
とを有する無線通信システムにおいて、前記基地局が、
前記下り無線チャネルを利用して前記無線端末に送信し
たパケット状のデータに対して所定の応答待ち時間を計
時する第１のタイマーと、前記第１のタイマーがタイム
アウトした場合または前記無線端末からのＮＡＣＫを受
信した場合のいずれかで前記パケット状のデータを再送
する第１の再送手段とを備え、前記無線端末が、前記上
り無線チャネルを利用して前記基地局にパケット状のデ
ータを送信したときから所定の応答待ち時間を計時する
第２のタイマーと、前記第２のタイマーがタイムアウト
した場合に前記パケット状のデータを再送する第２の再
送手段とを具備している。

【００１５】この第１の発明では、基地局は、下り無線
チャネルを利用して無線端末に送信したパケットに対し
て第１のタイマーが所定の応答待ち時間を計時してタイ
ムアウトした場合または無線端末からのＮＡＣＫを受信
した場合にパケット状のデータを再送する。一方、無線
端末は、上り無線チャネルを利用して基地局にパケット
状のデータを送信してから第２のタイマーが所定の応答
待ち時間を計時してタイムアウトした場合にそのパケッ
ト状のデータを再送する。

【００１６】この場合、無線端末側に基地局からのＮＡ
ＣＫを受信してパケットの再送を行う手段がないことで
の通信上の不都合はなく、その分、通信シーケンスを簡
略化することができる。

【００１７】請求項２記載の発明の無線通信システム
は、双方向の無線チャネルを提供する狭帯域基地局と、
この狭帯域基地局が提供する双方向の無線チャネルより
も伝送速度が速い下り広帯域無線チャネルを提供する広
帯域基地局と、この広帯域基地局の下り広帯域無線チャ
ネルと前記狭帯域基地局の双方向無線チャネルとを利用
してパケット状のデータの無線通信を行う無線端末とを
有する無線通信システムにおいて、前記広帯域基地局
が、前記下り広帯域無線チャネルを利用して前記無線端
末にパケット状のデータを送信してから所定の応答待ち
時間を計時する第１のタイマーと、前記第１のタイマー
がタイムアウトした場合または前記無線端末からのＮＡ
ＣＫを受信した場合のいずれかで前記パケット状のデー
タを再送する第１の再送手段とを備え、前記無線端末
が、前記双方向の狭帯域無線チャネルを利用して前記広
帯域基地局にパケット状のデータを送信してから所定の
応答待ち時間を計時する第２のタイマーと、前記第２の
タイマーがタイムアウトした場合に前記パケット状のデ
ータを再送する第２の再送手段とを具備している。

【００１８】この第２の発明の場合、無線端末は、双方
向の無線チャネルを提供する狭帯域基地局と、双方向の
無線チャネルよりも伝送速度が速い下り広帯域無線チャ
ネルを提供する広帯域基地局とを利用して通信を行う
が、ここで、広帯域基地局は、パケット状のデータを送
信してからの応答待ち時間がタイムアウトした場合、あ
るいは無線端末よりＮＡＣＫを受信した場合にパケット
状のデータの再送を行う。一方、無線端末は、自局から
送信したパケット状のデータの応答待ち時間がタイムア
ウトしたときのみパケット状のデータの再送を行う。

【００１９】この場合、無線端末側に広帯域基地局から
のＮＡＣＫを受信してパケットの再送を行う手段がない
ことでの通信上の不都合はなく、その分、通信シーケン
スを簡略化することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明の無線通信システムの一つの
実施形態を示す図である。

【００２２】同図において、１はネットワークである。
このネットワーク１には、ネットワークアダプタ２を介
して狭帯域基地局３と広帯域基地局４とが接続されてい
る。ネットワークアダプタ２は、データリンクを終端す
るものである。

【００２３】狭帯域基地局３には、双方向の狭帯域無線
チャネルを提供し、例えば数十Kbps〜数Mbps程度の伝送
速度でデータをパケット形態で無線通信する無線通信イ
ンターフェース５と、無線通信インターフェース５によ
って受信されたパケットの真偽を判断し、無線端末２０
へのＡＣＫまたはＮＡＣＫの送信制御を行う制御部７と
が設けられている。

【００２４】広帯域基地局４には、下り方向（基地局側
から無線端末側への方向）のみの広帯域無線チャネルを
提供し、例えば10Mbps以上の伝送速度でデータをパケッ
トの形態で無線通信する無線通信インターフェース８
と、この無線通信インターフェース８によりパケットが
送信された後、応答待ち時間を計時するタイマー９と、
このタイマー９がタイムアウトした場合に無線通信イン
ターフェース８に対してパケットの再送を行わせる制御
部１０とが設けられている。また制御部１０は、無線端
末２０からのＮＡＣＫ（REJECTメッセージ）を受信した
場合にも無線通信インターフェース８に対してパケット
の再送を行わせる。１１は狭帯域基地局３のアンテナ、
１２は広帯域基地局４のアンテナである。

【００２５】２０は無線端末である。この無線端末２０
は、狭帯域基地局３から送信された無線信号を受信する
と共に自局からの無線信号を送信するアンテナ２１と、
広帯域基地局４から送信された無線信号を受信するアン
テナ２２と、上記狭帯域無線チャネルを利用しアンテナ
２１を介して双方向の無線通信を行う無線送受信部２３
と、上記広帯域無線チャネルを利用しアンテナ２２を介
して下り方向のみの通信を行う無線受信部２４と、無線
送受信部２３と無線受信部２４とが接続された端末アダ
プタ２５と、この端末アダプタ２５に接続された端末本
体部２６とから構成されている。端末アダプタ２５は、
データリンクを終端するものである。端末本体部２６
は、キーボードおよびマイクなどの入力部３０と、表示
部およびスピーカなどの出力部３１と、情報記録再生部
３２と、自局からパケットを送信後、応答待ち時間を計
時するタイマー３３と、上記各部を制御する制御部３４
とを有している。制御部３４は、送信するデータを生成
したり、無線受信部２４および無線送受信部２３などで
受信されたデータを解析しさまざまな形態で処理するも
のである。例えば受信された画像データを出力部３１の
表示画面上に表示したり、ネットワーク１に対して所望
のデータの送信（ダウンロードなど）をリクエスト（要
求）するものである。また制御部３４は、無線伝送中に
誤りが生じた場合、端末アダプタ２５とネットワークア
ダプタ２とのデータリンクによりパケットの再送を行
う。

【００２６】次に、図２〜図５を参照してこの無線通信
システムの動作を説明する。

【００２７】まず、図２に示す無線端末２０のデータの
送受と再送に関する状態遷移図を参照して無線端末２０
の動作を説明する。

【００２８】同図に示すように、無線端末２０は、パケ
ットを受信すると（ステップ201 ）、そのシーケンス番
号を調べて（ステップ202 ）、シーケンス番号が正しけ
れば、対応する基地局にＡＣＫのパケットを返信（送
信）する（ステップ202 ）。またシーケンス番号が正し
くなければ、現在パケットを受信した以前に広帯域基地
局４から送信されたパケットが伝送異常、つまり伝送途
中でパケットに誤りが生じ廃棄されたものとみなして、
ＮＡＣＫ、つまりREJECTメッセージなどのパケットを返
信（送信）する（ステップ204 ）。このREJECTメッセー
ジは、シーケンス番号の不連続を知らせる情報である。

【００２９】また、無線端末２０は、REJECTメッセージ
あるいはＡＣＫなどのパケットを送信すると（ステップ
205 ）、ＡＣＫ待ちのタイマー３３をセットし計時させ
る（ステップ206 ）。このタイマー３３の設定時間とし
ては、例えばスロットとスロットとの送出間隔の２倍未
満などに設定すれば、本発明の効果を確実に得ることが
できる。またタイマー３３の設定時間として、例えばス
ロットとスロットとの送出間隔未満に設定することでも
本発明の効果が得られる。これは、広帯域基地局４から
のパケット送信周期よりも無線端末２０からのパケット
送信周期が短く、広帯域基地局４からのＡＣＫが期待し
やすいからである。

【００３０】そして、タイマー３３が計時中に広帯域基
地局４側からＡＣＫが受信されると（ステップ207 ）、
無線端末２０は、タイマー３３をリセットする（ステッ
プ208 ）。

【００３１】一方、広帯域基地局４からＡＣＫが受信さ
れる前にタイマー３３がタイムアウトすると（ステップ
209 ）、狭帯域基地局３に対してパケットの再送を行い
（ステップ210 ）、このパケットに対してＡＣＫを待つ
ためにタイマー３３をセットし計時させる（ステップ21
1 ）。なお、広帯域基地局４からREJECTメッセージのパ
ケットが送信されることはないので、無線端末２０は、
REJECTメッセージによるパケットの再送は行わない。

【００３２】続いて、図３に示す基地局のデータの送受
と再送に関する状態遷移図を参照して基地局の動作を説
明する。

【００３３】なお、この実施形態の場合、狭帯域基地局
３と広帯域基地局４とが存在するので、無線端末２０へ
の下り方向の通信、つまりデータ送信は、広帯域基地局
４が高速に行い、無線端末２０からの上り方向の通信、
つまりデータ受信は、狭帯域基地局３が通常の速度で行
うものとする。

【００３４】同図に示すように、基地局、この場合、狭
帯域基地局３は、無線端末２０からパケットを受信する
と（ステップ301 ）、そのシーケンス番号を調べて（ス
テップ302 ）、シーケンス番号が正しければ、広帯域基
地局４から対応する無線端末２０にＡＣＫのパケットを
返信（送信）する（ステップ303 ）。またシーケンス番
号が正しくなくても、正しくないことに対する処置（処
理）は何も行わず、基地局、つまり狭帯域基地局３はパ
ケットの受信待ちになる。

【００３５】また、基地局、ここでは広帯域基地局４が
ＡＣＫのパケットを送信すると（ステップ304 ）、ＡＣ
Ｋ待ちのタイマー９をセットし計時させる（ステップ30
5 ）。 そして、タイマー９がタイムアウトする前に無
線端末２０側からREJECTメッセージのパケットが狭帯域
基地局３で受信されると（ステップ306 ）、広帯域基地
局４は、パケットを再送し（ステップ307 ）、再びタイ
マー９をセットする（ステップ308 ）。

【００３６】一方、無線端末２０側からＡＣＫが返信さ
れる前にＡＣＫ待ちのタイマー９がタイムアウトすると
（ステップ309 ）、広帯域基地局４は、無線端末２０に
対してパケットの再送を行い（ステップ310 ）、ＡＣＫ
待ちのタイマー９をリセットする（ステップ311 ）。

【００３７】また、ＡＣＫ待ちのタイマー９が計時中に
狭帯域基地局３によって無線端末２０からのＡＣＫのパ
ケットが受信されると（ステップ312 ）、広帯域基地局
４は、タイマー９をリセットする（ステップ313 ）。

【００３８】ここで、図４および図５を参照し、この無
線通信システムの基地局（狭帯域基地局３、広帯域基地
局４）と無線端末２０とで行われるパケットの送受の通
信シーケンスについて説明する。図４は通常の通信シー
ケンスを示す図、図５は上りパケットに誤りが発生した
場合の通信シーケンスを示す図である。

【００３９】この無線通信システムでは、図４に示すよ
うに、下りチャネルと上りチャネルとは時分割で送信さ
れ、しかも上りチャネルよりも下りチャネルの方が十分
に高速である。この都合上、無線端末２０が上りチャネ
ルを利用してスロットを 1つ送出し所定間隔をおいて次
のスロットを１つ送出する間に、広帯域基地局４は、下
りチャネルを利用して32個のスロットを送出する。

【００４０】また、32個のスロットに対して 1個のスロ
ットの上りチャネルは、 1ユーザが占有するが、下りチ
ャネルは、複数のユーザが分け合うことになる。

【００４１】ここで、例えば図５に示すように、上りパ
ケットに伝送路誤り（×部）が生じた場合、広帯域基地
局４は、伝送路誤りが生じたスロットの次のスロットで
無線端末２０から送出されたパケットを受信する。この
パケットの受信によりシーケンス番号が正常でないこと
が判り、以前のスロットで誤りがあったことを認識する
が、図３の状態遷移図で示したように、広帯域基地局４
は、そのことでの処理を何もしない。

【００４２】したがって、無線端末２０側では、上記パ
ケットを送信後に計時を開始したＡＣＫ待ちのタイマー
３３がタイムアウトし、その次のスロットでパケットを
再送する。

【００４３】このようにこの実施形態の無線通信システ
ムによれば、上りチャネルのデータ伝送速度に対して下
りチャネルのデータ伝送速度が十分早い場合には、上り
パケット伝送中に伝送路誤りが生じたか否かなどには関
わりなく単に無線端末２０側でタイムアウトによるパケ
ットの再送動作さえ行えば、無線端末２０において従来
行われていたＮＡＣＫ受信によるパケットの再送を行う
必要はなく、通信が可能であり、ＮＡＣＫ受信によるパ
ケットの再送という通信シーケンスを省略した分、通信
プロトコルを簡素化することができる。

【００４４】なお、上記実施形態では、広帯域基地局４
と狭帯域基地局３とをネットワークアダプタ２に接続し
た構成について説明したが、必ずしも基地局を二つに分
ける必要はなく、上記各基地局３、４の機能を有した１
つの基地局であってもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、無
線端末からの基地局へのデータ伝送速度に対して基地局
から無線端末へのデータ伝送が十分高速な場合は、基地
局からのＮＡＣＫ受信によりデータを再送するという通
信シーケンスを無線端末側に設定しなくても何等問題な
く通信が可能であり、この通信シーケンスを省いたこと
で通信プロトコルを簡略化して通信効率を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施形態の無線通信システムの
構成を示す図である。

【図２】無線端末のデータの送受と再送に関する状態遷
移図である。

【図３】基地局のデータの送受と再送に関する状態遷移
図である。

【図４】この無線通信システムにおいて、通常の通信シ
ーケンスを示す図である。

【図５】この無線通信システムにおいて、上りパケット
に誤りが発生した場合の通信シーケンスを示す図であ
る。

【図６】従来の無線通信システムにおいて、無線端末が
下りチャネルを一人で占有している場合、通常の通信シ
ーケンスを示す図である。

【図７】従来の無線通信システムにおいて、上りパケッ
トに伝送異常が生じた場合の通信シーケンスを示す図で
ある。

【符号の説明】

１…ネットワーク、２…ネットワークアダプタ、３…狭
帯域基地局、４…広帯域基地局、５、８…無線通信イン
ターフェース、９、３３…タイマー、７、３４…制御
部、１１、１２、２１、２２…アンテナ、２３…無線送
受信部、２４…無線受信部、２５…端末アダプタ、２６
…端末本体部、３０…入力部、３１…出力部、３２…情
報記録再生部。

フロントページの続き (72)発明者 熊木 良成 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 井口 雅博 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パケット状のデータを所定伝送速度で伝
   送する上り無線チャネルとこの上り無線チャネルよりも
   高速にデータ伝送を行う下り無線チャネルとを提供する
   基地局と、この基地局と前記上り無線チャネルおよび下
   り無線チャネルを利用してパケット状のデータの無線通
   信を行う無線端末とを有する無線通信システムにおい
   て、 前記基地局が、 前記下り無線チャネルを利用して前記無線端末に送信し
   たパケット状のデータに対して所定の応答待ち時間を計
   時する第１のタイマーと、 前記第１のタイマーがタイムアウトした場合または前記
   無線端末からのＮＡＣＫを受信した場合のいずれかで前
   記パケット状のデータを再送する第１の再送手段とを備
   え、 前記無線端末が、 前記上り無線チャネルを利用して前記基地局にパケット
   状のデータを送信したときから所定の応答待ち時間を計
   時する第２のタイマーと、 前記第２のタイマーがタイムアウトした場合に前記パケ
   ット状のデータを再送する第２の再送手段とを具備した
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 【請求項２】 双方向の無線チャネルを提供する狭帯域
   基地局と、この狭帯域基地局が提供する双方向の無線チ
   ャネルよりも伝送速度が速い下り広帯域無線チャネルを
   提供する広帯域基地局と、この広帯域基地局の下り広帯
   域無線チャネルと前記狭帯域基地局の双方向無線チャネ
   ルとを利用してパケット状のデータの無線通信を行う無
   線端末とを有する無線通信システムにおいて、 前記広帯域基地局が、 前記下り広帯域無線チャネルを利用して前記無線端末に
   パケット状のデータを送信してから所定の応答待ち時間
   を計時する第１のタイマーと、 前記第１のタイマーがタイムアウトした場合または前記
   無線端末からのＮＡＣＫを前記狭帯域基地局が受信した
   場合のいずれかで前記パケット状のデータを再送する第
   １の再送手段とを備え、 前記無線端末が、 前記双方向の狭帯域無線チャネルを利用して前記狭帯域
   基地局にパケット状のデータを送信してから所定の応答
   待ち時間を計時する第２のタイマーと、 前記第２のタイマーがタイムアウトした場合に前記パケ
   ット状のデータを再送する第２の再送手段とを具備した
   ことを特徴とする無線通信システム。