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発明の名称 データ伝送装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−110743(P2007−110743A)
公開日 平成19年4月26日(2007.4.26)
出願番号 特願2006−315950(P2006−315950)
出願日 平成18年11月22日(2006.11.22)
代理人 【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
発明者 桑原 洋昌 / 安井 由幸 / 水本 幸秀 / 勝又 貞行 / 平野 郁也 / 村上 文夫
要約 課題
受信バッファや送信バッファが飽和状態であることによって基地局装置から受信した折り返しフレームが破棄されることを回避する。

解決手段
受信バッファ(25)が飽和状態であるときに受信フレームを破棄する送出制御部(24)の前段に、折り返しフレーム検出部(22)が設けられ、折り返しフレームは、折り返しバッファ(23)に記憶される。送信制御部(28)は、折り返しバッファ(23)に記憶された折り返しフレームを送信バッファ(27)に記憶された送信フレームに優先して基地局装置に送信する。
特許請求の範囲
【請求項1】
基地局装置と無線通信によりフレームの送受を行うデータ伝送装置であって、
前記基地局装置から受信した受信フレームの中から前記基地局装置に折り返すべき折り返しフレームを検出する折り返しフレーム検出手段と、
前記折り返しフレーム以外の前記基地局装置に送信すべき送信フレームを記憶する送信バッファと、
前記折り返しフレーム検出手段により検出された折り返しフレームを記憶する折り返しバッファと、
を有することを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項2】
前記折り返しバッファに記憶された折り返しフレームを前記送信バッファに記憶された送信フレームに優先して前記基地局装置に送信する送信制御手段をさらに有することを特徴とする請求項1に記載のデータ伝送装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、基地局装置と無線通信によりフレームの送受を行うデータ伝送装置に関し、特に、固定無線アクセス(FWA:Fixed Wireless Access)システムにおいて基地局装置と無線通信を行う加入者局装置として好適に用いられるものに関する。
【背景技術】
【0002】
基地局と1または2以上の加入者局との間で双方向無線通信を行う固定無線アクセスシステムが知られている(例えば、非特許文献1参照。)。
【0003】
図6は、従来の加入者局装置を含む固定無線アクセスシステムの全体構成を示すブロック図である。図6において、複数の加入者局装置31と単一の基地局装置32とは、TDMA/TDD(Time Division Multiple Access/Time Division Duplex:時分割多元接続/時分割復信)方式にて双方向無線データ伝送を行う。それぞれの加入者局装置31は、LAN33を介して一以上の端末34に接続されており、基地局装置32は、ネットワーク35を介して一以上のサーバ36に接続されている。このような構成により、端末34とサーバ36との間の通信が可能となっている。
【0004】
サーバ36から端末34へのフレームの送信は、以下の手順で行われる。サーバ36は、イーサネット(登録商標)フレームを基地局装置32に送信する。基地局装置32は、受信したイーサネットフレームを分割して複数の無線データフレームを生成し、加入者局装置31に無線送信する。加入者局装置31は、受信した複数の無線データフレームを合成して元のイーサネットフレームを生成し、端末34に送信する。
【0005】
一方、端末34からサーバ36へのフレームの送信は、以下の手順で行われる。端末34は、イーサネットフレームを加入者局装置31に送信する。加入者局装置31は、受信したイーサネットフレームを分割して複数の無線データフレームを生成し、基地局装置32に無線送信する。基地局装置32は、受信した複数の無線データフレームを合成して元のイーサネットフレームを生成し、サーバ36に送信する。
【0006】
図7は、従来の加入者局装置の構成を示すブロック図である。図7において、基地局装置32から送信された無線データフレームは、無線部40を介して、TDMA/TDD制御部51に受信される。TDMA/TDD制御部51内の送出制御部51aは、受信バッファ52を監視しており、受信バッファ52が飽和状態の場合は無線データフレームを破棄し、飽和状態でない場合は無線データフレームを受信バッファ52に記憶させる。受信バッファ52に記憶された無線データフレームは、通信インタフェース53内のフレーム再合成部53aによって、読み出され、イーサネットフレームに再合成された後に、LAN33へ送出される。
【0007】
一方、端末34から送信されたイーサネットフレームは、通信インタフェース53内のフレーム分割部53bによって、分割され、複数の無線データフレームにされた後に、送信バッファ54に記憶される。ここで、送信バッファ54が飽和状態である場合、無線データフレームは破棄される。送信バッファ54に記憶された無線データフレームは、TDMA/TDD制御部51および無線部40を介して、基地局装置32へ無線送信される。
【0008】
【非特許文献1】平野孝幸、外2名編集、「ワイヤレス・ブロードバンド教科書」、株式会社IDGジャパン、2002年6月10日、p.313−317
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
図6において、基地局装置32が所定の折り返しフレームを送信し、この折り返しフレームを加入者局装置31が折り返し、折り返された折り返しフレームを基地局装置32が受信する構成とすれば、基地局装置32と加入者局装置31との間のビット誤り率等の回線品質を評価することができる。
【0010】
この場合、折り返しフレームを基地局装置に折り返すための折り返し機能を従来の加入者局装置に追加する必要がある。図7に示される従来の加入者局装置に折り返し機能を追加した場合、加入者局装置の構成は例えば図8に示されるとおりとなる。
【0011】
図8において、基地局装置32から送信された無線データフレームは、無線部60を介して、TDMA/TDD制御部71に受信される。TDMA/TDD制御部71内の送出制御部71aは、受信バッファ72を監視しており、受信バッファ72が飽和状態である場合は無線データフレームを破棄し、飽和状態でない場合は無線データフレームを折り返しフレーム検出部75に出力する。折り返しフレーム検出部75は、受信した無線データフレームが折り返しフレームであるか否かを判断する。
【0012】
判断の結果、折り返しフレームでない場合には当該フレームを受信バッファ72に記憶させる。受信バッファ72に記憶された無線データフレームは、通信インタフェース73に読み出され、LAN33に送出される。
【0013】
一方、判断の結果、折り返しフレームである場合には当該フレームをアドレス入れ替え部76に出力する。アドレス入れ替え部76は、受信した折り返しフレームの送信元MACアドレスと宛先MACアドレスとを入れ替え、アドレス入れ替え後の折り返しフレームを送信バッファ74に記憶させる。ここで、送信バッファ74が飽和状態である場合、アドレス入れ替え後の折り返しフレームは破棄される。送信バッファ74に格納されたアドレス入れ替え後の折り返しフレームは、通信インタフェース73から送信バッファ74に格納された通常の送信フレームと同様に、TDMA/TDD制御部71および無線部60を介して、基地局装置32へ無線送信される。
【0014】
しかし、図8に示される加入者局装置には、以下の問題がある。
【0015】
無線部60からLAN33側へのトラヒックの増加に伴い受信バッファ72が飽和状態となった場合、通常の受信フレームと同様に折り返しフレームが破棄されてしまう。
【0016】
一方、LAN33側から無線部60へのトラヒックの増加に伴い送信バッファ74が飽和状態となった場合、通常の送信フレームと同様に折り返しフレームが破棄されてしまう。
【0017】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、送信バッファが飽和状態であることによって折り返しフレームが破棄されることを回避することができるデータ伝送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記した課題を解決し、目的を達成するための第1の発明は、基地局装置と無線通信によりフレームの送受を行うデータ伝送装置であって、前記基地局装置から受信した受信フレームが前記基地局装置に送り返すべき折り返しフレームであるか否かを判断し、前記受信フレームが折り返しフレームでない場合、受信バッファが飽和状態でないときは当該受信フレームを受信バッファに記憶し、受信バッファが飽和状態であるときは当該受信フレームを破棄し、前記受信フレームが折り返しフレームである場合、受信バッファが飽和状態であるか否かに関わらず、当該受信フレームを前記基地局装置に折り返すものである。
【0019】
上記構成では、受信バッファが飽和状態であることによって受信フレームが破棄される前に、受信フレームが折り返しフレームか否かを判断し、折り返しフレームである場合には受信バッファの状態に関わらず受信フレームを基地局装置に折り返し送信する。このため、受信バッファが飽和状態であっても折り返しフレームは破棄されない。
【0020】
ここで、折り返しフレームとしては、例えば、基地局装置とデータ伝送装置との間の回線品質を評価するための試験フレームがあるが、折り返しフレームの用途は特に限定されない。また、受信フレームを基地局装置に折り返すことには、送信元アドレスと宛先アドレスとを入れ替える等の処理が施された受信フレームを基地局装置に送信することが含まれる。
【0021】
また、第2の発明は、基地局装置と無線通信によりフレームの送受を行うデータ伝送装置であって、折り返しフレーム検出手段と折り返し手段と送出制御手段と受信バッファとを備え、前記折り返しフレーム検出手段は、前記基地局装置から受信した受信フレームが前記基地局装置に折り返すべき折り返しフレームであるか否かを判断し、折り返しフレームである場合には前記受信フレームを前記折り返し手段に出力し、それ以外の場合には前記受信フレームを前記送出制御手段に出力し、前記折り返し手段は、前記折り返しフレーム検出手段から受けた受信フレームを前記基地局装置に送信し、前記送出制御手段は、前記受信フレーム記憶手段が飽和状態であるか否かを判断し、飽和状態である場合には前記折り返しフレーム検出手段から受けた受信フレームを破棄し、それ以外の場合には当該受信フレームを前記受信バッファに出力し、前記受信バッファは、前記送出制御手段から受けた受信フレームを記憶するものである。
【0022】
上記構成では、受信バッファが飽和状態であるときに受信フレームを破棄する送出制御手段の前段に、折り返しフレームを検出する折り返しフレーム検出手段が設けられている。そして、すべての受信フレームについて折り返しフレームか否かが判断され、折り返しフレームである場合には受信フレームは送出制御手段には出力されず、折り返し手段に出力される。このため、受信バッファが飽和状態であっても折り返しフレームは破棄されない。
【0023】
また、第3の発明は、基地局装置と無線通信によりフレームの送受を行うデータ伝送装置であって、前記基地局装置から受信した受信フレームの中から前記基地局装置に折り返すべき折り返しフレームを検出する折り返しフレーム検出手段と、前記折り返しフレーム以外の前記基地局装置に送信すべき送信フレームを記憶する送信バッファと、前記折り返しフレーム検出手段により検出された折り返しフレームを記憶する折り返しバッファと、を有するものである。
【0024】
上記構成では、折り返しフレームは、通常の送信フレームを記憶する送信バッファではなく、折り返しバッファに格納される。このため、送信バッファが飽和状態であっても折り返しフレームは破棄されない。
【0025】
また、第4の発明は、第2の発明において、前記折り返しフレーム以外の前記基地局装置に送信すべき送信フレームを記憶する送信バッファをさらに有し、前記折り返し手段は、前記送信バッファとは別に、前記折り返しフレームを記憶する折り返しバッファを有するものである。
【0026】
上記構成では、折り返しフレームは、受信バッファが飽和状態であっても、送信バッファが飽和状態であっても破棄されない。
【0027】
また、第5の発明は、第3または4の発明において、前記折り返しバッファに記憶された折り返しフレームを前記送信バッファに記憶された送信フレームに優先して前記基地局装置に送信する送信制御手段をさらに有するものである。
【0028】
上記構成では、折り返しバッファに記憶された折り返しフレームは、送信バッファに記憶された送信フレームに優先して送信される。このため、折り返しバッファは、飽和状態になりにくくなる。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、折り返しフレーム以外の基地局装置に送信すべき送信フレームを記憶する送信バッファとは別に、折り返しフレームを記憶する折り返しバッファを有するので、送信バッファが飽和状態であることによって折り返しフレームが破棄されることを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0030】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るデータ伝送装置についての好適な実施形態を詳細に説明する。
【0031】
図1は、本実施形態に係るデータ伝送装置を含む固定無線アクセスシステムの全体構成を示すブロック図である。図1において、データ伝送装置である複数の加入者局装置1と単一の基地局装置2とは、TDMA/TDD方式にて双方向無線データ伝送を行う。それぞれの加入者局装置1は、LAN3を介して一以上の端末4に接続されており、基地局装置2は、ネットワーク5を介して一以上のサーバ6に接続されている。このような構成により、端末4とサーバ6との間の通信が可能となっている。
【0032】
サーバ6から端末4への通常のフレームの送信は、以下の手順で行われる。サーバ6は、ネットワーク5を介して、イーサネットフレームを基地局装置2に送信する。基地局装置2は、受信したイーサネットフレームを分割して複数の無線データフレームを生成し、加入者局装置1に無線送信する。加入者局装置1は、基地局装置2から受信した複数の無線データフレームを合成して元のイーサネットフレームを生成し、LAN3を介して端末4に送信する。
【0033】
一方、端末4からサーバ6への通常のフレームの送信は、以下の手順で行われる。端末4は、LAN3を介して、イーサネットフレームを加入者局装置1に送信する。加入者局装置1は、受信したイーサネットフレームを分割して複数の無線データフレームを生成し、基地局装置2に無線送信する。基地局装置2は、加入者局装置1から受信した複数の無線データフレームを合成して元のイーサネットフレームを生成し、ネットワーク5を介してサーバ6に送信する。
【0034】
基地局装置2と加入者局装置1との間の回線品質の試験は、以下の手順で行われる。基地局装置2は、イーサネット形式の試験フレーム(以下、折り返しフレームと称す)を生成する。そして、生成した折り返しフレームを分割して複数の無線データ形式の折り返しフレームを生成し、加入者局装置1に無線送信する。加入者局装置1は、基地局装置2から受信したフレームが折り返しフレームであることを検知すると、この折り返しフレームの送信元MACアドレスと宛先MACアドレスとを入れ替え、アドレス入れ替え後の折り返しフレームを基地局装置2に無線送信する。基地局装置2は、受信した無線データ形式の折り返しフレームを合成してイーサネット形式の折り返しフレームを生成し、この折り返しフレームを用いてビット誤り率等の回線品質を評価する。
【0035】
図2は、加入者局装置1の構成を示すブロック図である。図2において、加入者局装置1は、無線部10とベースバンド処理部20とを有する。
【0036】
無線部10は、基地局装置2から受信した無線信号をベースバンド信号に変換し、このベースバンド信号をベースバンド処理部20に出力する。また、ベースバンド処理部20から受信したベースバンド信号を無線信号に変換し、基地局装置2に無線送信する。
【0037】
ベースバンド処理部20は、TDMA/TDD制御部21、折り返しフレーム検出部22、折り返しバッファ23、送出制御部24、受信バッファ25、通信インタフェース26、送信バッファ27、および送信制御部28を有し、無線部10およびLAN3から受信したベースバンド信号に対して所定の処理を施す。
【0038】
以下、ベースバンド処理部20の動作について、無線部10から信号を受信した場合、LAN3から信号を受信した場合、無線部10へ信号を送信する場合に分けて詳細に説明する。
【0039】
図3は、無線部10から信号を受信した場合のベースバンド処理部20の動作手順を示すフローチャートである。図3において、TDMA/TDD制御部21は、無線部10から無線データフレームを受信し(S11)、受信した無線データフレーム(以下、受信フレームと称す)を折り返しフレーム検出部22に出力する。
【0040】
折り返しフレーム検出部22は、TDMA/TDD制御部21から受けた受信フレームが折り返しフレームであるか否かを判断する(S12)。具体的には、受信フレームの中から、元のイーサネットフレームの先頭に相当する受信フレームを検出し、当該受信フレームの宛先MACアドレスが予め設定された折り返しフレーム用宛先MACアドレスと一致するか否かを判断する。ここで、受信フレームは、元のイーサネットフレームの先頭である旨の情報、末尾である旨の情報、その他のフレームの分割に関する情報を含んでいるものとする。
【0041】
判断の結果、受信フレームが折り返しフレームである場合(S12:YES)、折り返しフレーム検出部22は、受信フレームを折り返しバッファ23に記憶させる(S13)。具体的には、宛先MACアドレスが折り返しフレーム用宛先MACアドレスと一致するとともに元のイーサネットフレームの先頭に相当する受信フレームから、元のイーサネットフレームの末尾に相当する受信フレームまでの一連の受信フレームを折り返しバッファ23に記憶させる。
【0042】
一方、判断の結果、受信フレームが折り返しフレームでない場合(S12:NO)、折り返しフレーム検出部22は、受信フレームを送出制御部24に出力する(S14)。送出制御部24は、受信バッファ25が飽和状態か否かを判断する(S15)。そして、飽和状態である場合には(S15:YES)、折り返しフレーム検出部22から受けた受信フレームを破棄し(S16)、飽和状態でない場合には(S15:NO)、受信フレームを受信バッファ25に記憶させる(S17)。
【0043】
受信バッファ25に記憶された受信フレームは、通信インタフェース26内のフレーム再合成部26aによって、読み込まれ、元のイーサネットフレームに合成され、LAN3に送出される。
【0044】
図4は、LAN3から信号を受信した場合のベースバンド処理部20の動作手順を示すフローチャートである。図4において、通信インタフェース26は、LAN3からイーサネットフレームを受信すると(S21)、送信バッファ27が飽和状態か否かを判断する(S22)。そして、飽和状態である場合には(S22:YES)、受信したイーサネットフレームを破棄する(S23)。一方、飽和状態でない場合には(S22:NO)、受信したイーサネットフレームを内部のフレーム分割部26bによって複数の無線データフレームに分割し、これらの無線データフレーム(以下、送信フレームと称す)を送信バッファ27に記憶させる(S24)。
【0045】
図5は、無線部10へ信号を送信する場合のベースバンド処理部20の動作手順を示すフローチャートである。図5において、送信制御部28は、折り返しバッファ23に折り返しフレームが記憶されているか否かを判断する(S31)。
【0046】
折り返しフレームが記憶されている場合(S31:YES)、送信制御部28は、折り返しバッファ23から折り返しフレームを読み出し、送信元MACアドレスと宛先MACアドレスとを入れ替え(S32)、アドレス入れ替え後の折り返しフレームをTDMA/TDD制御部21を介して無線部10に送信する(S33)。
【0047】
一方、折り返しフレームが記憶されていない場合(S31:NO)、送信制御部28は、送信バッファ27に送信フレームが記憶されているか否かを判断する(S34)。判断の結果、送信フレームが格納されているとき(S34:YES)、送信制御部28は、送信バッファ27から送信フレームを読み出し、TDMA/TDD制御部21を介して無線部10に送信する(S35)。一方、送信フレームが格納されていないときは(S34:NO)、ステップS31に戻る。
【0048】
このように、折り返しバッファ23に折り返しフレームが格納されている場合には折り返しフレームを送信し、折り返しバッファ23が空状態の場合に送信バッファ27に格納されている送信フレームを送信するので、折り返しフレームは送信フレームに優先して送信される。
【0049】
以上のとおり、本実施形態に係るデータ伝送装置によれば、受信バッファ25が飽和状態のときに受信フレームを破棄する送出制御部24の前段に、折り返しフレーム検出部22を設け、折り返しフレームについては送出制御部24に出力しないで折り返しバッファ23に記憶させる。これにより、受信バッファ25が飽和状態であることによって折り返しフレームが破棄されることを回避することができる。すなわち、基地局装置2からLAN3へのトラヒックの増加に伴って受信バッファ25がオーバーフローした場合であっても、折り返しフレームは破棄されない。なお、このような効果を得るためには、折り返しフレーム検出部22によって検出された折り返しフレームを基地局装置2へ送信するための構成は、特に限定されない。例えば、図8の加入者局装置と同様に、折り返しフレーム検出部22によって検出された折り返しフレームを送信バッファ27に記憶させ、通常の送信フレームと同様に基地局装置2へ送信することとしてもよい。
【0050】
また、送信バッファ27とは別に、折り返しバッファ23が設けられているので、送信バッファ27が飽和状態であることによって折り返しフレームが破棄されることを回避することができる。すなわち、LAN3から基地局装置2へのトラヒックの増加に伴って送信バッファ27がオーバーフローした場合であっても、折り返しフレームは破棄されない。なお、このような効果を得るためには、受信フレームの受信から折り返しフレームの検出までの構成は、特に限定されない。例えば、図8の加入者局装置と同様に、折り返しフレーム検出部22は、送出制御部24の後段に設けられていてもよい。
【0051】
さらに、折り返しバッファ23に記憶された折り返しフレームを送信バッファ27に記憶された送信フレームに優先して送信するので、LAN3から基地局装置2へのトラヒックが大きい場合であっても、折り返しフレームを滞りなく折り返し送信することができる。これにより、折り返しバッファ23のオーバーフローを回避することができる。
【0052】
また、すべての受信フレームについて折り返しフレームか否かを判断し、検出された折り返しフレームを折り返しバッファ23に記憶し、折り返しバッファ23に記憶された折り返しフレームを通常の送信フレームに優先して基地局装置2に送信するので、送受信のトラヒックが大きい場合であっても折り返しフレームは破棄されることなく、確実に基地局装置2へ折り返される。
【0053】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【0054】
例えば、折り返しフレーム検出部22と折り返しバッファ23との間に、折り返しフレームの送信元MACアドレスと宛先MACアドレスとを入れ替えるアドレス入れ替え部を設け、アドレス入れ替え後の折り返しフレームを折り返しバッファ23に記憶させることとしてもよい。
【0055】
また、本発明に係るデータ伝送装置は、固定無線アクセスシステム以外のシステムにも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】実施形態に係るデータ伝送装置を含む固定無線アクセスシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図2】加入者局装置1の構成を示すブロック図である。
【図3】無線部10から信号を受信した場合のベースバンド処理部20の動作手順を示すフローチャートである。
【図4】LAN3から信号を受信した場合のベースバンド処理部20の動作手順を示すフローチャートである。
【図5】無線部10へ信号を送信する場合のベースバンド処理部20の動作手順を示すフローチャートである。
【図6】従来の加入者局装置を含む固定無線アクセスシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図7】従来の加入者局装置の構成を示すブロック図である。
【図8】折り返し機能が追加された加入者局装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0057】
1 加入者局装置(データ伝送装置)
2 基地局装置
3 LAN
4 端末
5 ネットワーク
6 サーバ
10 無線部
20 ベースバンド処理部
21 TDD/TDMA制御部
22 折り返しフレーム検出部
23 折り返しバッファ
24 送出制御部
25 受信バッファ
26 通信インタフェース
27 送信バッファ
28 送信制御部




 

 


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