JP2001045056A - 通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号誤り及び遅延揺らぎ補償を実現しつつ、
伝送効率を向上させる。 【解決手段】 送信局のタイムスタンプ付与回路２はタ
イムスタンプ値を入力パケットに付与する。制御情報生
成回路５はタイムスタンプ値毎のパケット入力状況を示
す制御情報を生成する。受信局の受信状態管理テーブル
１３には、タイムスタンプ値毎のパケット受信の有無と
受信した制御情報に基づく情報が記録される。再送要求
情報生成回路１５は未受信のパケットの再送要求情報を
生成する。送信局のパケット送信制御回路６は再送要求
情報に従ってパケットを再送する。出力制御回路１６
は、現在時刻を所定の時間だけシフトさせた第２の時刻
と一致するタイムスタンプ値のパケットを受信済みの場
合、このパケットを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号誤りが無視で
きない伝送路を経由してパケット単位の伝送を行う通信
システムにおいて、通信中に発生する符号誤り及び遅延
揺らぎを補償するための技術に関し、特に、再送制御に
よる誤り補償及びタイムスタンプによる遅延揺らぎ補償
が必要となる場合に、有限の伝送路リソースを効率的に
活用するための技術に関する。本発明は、特に、広帯域
ワイヤレスアクセスシステムにて用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、通信中に発生する符号誤りを
シーケンス番号を用いて補償し、通信中に発生する遅延
揺らぎをタイムスタンプを用いて補償する通信システム
が知られている。図６は、シーケンス番号を用いた従来
の符号誤り補償の動作概要を示す図である。図６におい
て、１０１〜１０５，１１１，１１２は送信局から受信
局に送信されるパケット、１０６〜１０８，１１３，１
１４は受信局で受信されたパケット、１０９は受信局か
ら送信局に送られる再送要求情報、１１０は受信局で受
信された再送要求情報を示す。各パケット１０１〜１０
８，１１１〜１１４を示す四角内の数字は、パケットが
送信局に入力された際に、各パケットに通し番号として
付与されたシーケンス番号である。送信局、受信局間の
矢印は信号の流れを表し、×印は符号誤りによりパケッ
トが紛失したことを示す。

【０００３】送信局では、１〜５のシーケンス番号が付
与されたパケット１０１〜１０５を送信し、受信局はそ
れを受信する。各パケットには、通常、誤り検出符号が
付与されており、伝送路上で符号誤りが起きたパケット
は廃棄される。受信局では、受信したパケット１０６〜
１０８に付与されたシーケンス番号を参照して、不連続
なシーケンス番号を検索し、その番号２，４を再送要求
情報ｌ０９として送信する。送信局では、受信した再送
要求情報１１０を参照し、シーケンス番号２，４のパケ
ット１１１，１１２を再送する。ここで、パケット１０
２とパケット１１１、及びパケット１０４とパケット１
１２は全く同じものである。受信局では、受信したパケ
ット１０６〜１０８，１１３，１１４のシーケンス番号
を参照し、シーケンス番号の順にパケットを外部に出力
する。

【０００４】図７は、タイムスタンプを用いた従来の遅
延揺らぎ補償の動作概要を示す図である。図７におい
て、１１５〜１２０は送信局に入力されたパケット、１
２１〜１２６は受信局で受信されたパケット、１２７〜
１３２は受信局から出力されるパケットを示す。図７で
は、横軸が時間を示し、送信局側には、適当な刻み幅の
周期でカウントアップするタイムスタンプ・クロックの
タイムスタンプ値を時間軸と共に示した。また、受信局
では、送信局のタイムスタンプ・クロックに同期したク
ロックが生成され、特に出力制御用には、図７のように
送信側の時刻を所定の時間（以降、付加遅延時間と呼
ぶ）だけシフトさせた時刻を管理している。パケット１
１５〜１３２を示す四角内の数字は、送信局において付
与されたタイムスタンプ値を示している。

【０００５】送信局と受信局の間の通信においては、図
７に示したように、通常は再送等の処理及びデータ送信
のバースト処理等の理由により、送受信間での転送に要
する時間が一定でなく、時として順番すら入れ替わるこ
とがある。例えば、送信局側においてはパケット１１７
はパケット１１６よりも遅く入力されているが、受信局
側ではパケット１２２の方がパケット１２３よりも先に
受信され、順序の逆転が起きている。また、パケット１
１８は、他のパケットと順序こそ入れ替わっていない
が、受信局に届くまでの時間がパケット１１５，１１
７，１１９，１２０に比べて長くなっている。したがっ
て、このままの状態で出力してしまうと、パケットの順
番の逆転、及び遅延時間の揺らぎが避けられない。そこ
で、受信局側で送信側のタイムスタンプ・クロックを付
加遅延時間だけシフトさせたタイミングを管理し、この
タイミングで対応するタイムスタンプ値のパケットを出
力する。これにより、パケット１２２とパケット１２３
の順番の逆転は、出力パケット１２８，１２９で解消さ
れ、全てのパケットが同じ遅延時間になるように調整さ
れる。

【０００６】図８は、符号誤り補償及び遅延揺らぎ補償
機能を備えた従来の通信システムの送受信局の構成を示
すブロック図である。図８において、１３３はタイムス
タンプ付与回路、１３４はタイムスタンプ・クロック生
成回路、１３５はシーケンス番号付与回路、１３６は送
信バッファ、１３７はパケット送信制御回路、１３８は
誤り検出符号付与回路、１３９は送信回路、１４０は受
信回路、１４１は誤り検出回路、１４２はシーケンス番
号分離回路、１４３は受信状態管理テーブル、１４４は
再送要求情報生成回路、１４５はタイムスタンプ分離回
路、１４６は出力制御回路、１４７は受信バッファを示
す。

【０００７】まず、送信局にパケットが入力されると、
タイムスタンプ付与回路１３３は、タイムスタンプ・ク
ロック生成回路１３４からのタイムスタンプ・クロック
を参照し、入力パケットにタイムスタンプ値を付与す
る。さらに、シーケンス番号付与回路１３５は、入力パ
ケットにシーケンス番号を付与する。そして、入力パケ
ットは、送信バッファ１３６に収容される。送信局のパ
ケット送信制御回路１３７は、次に送信すべきパケット
のシーケンス番号を管理し、送信すべきパケットを指示
する。この指示により、送信バッファ１３６から出力さ
れたパケットは、誤り検出符号付与回路１３８にて誤り
検出符号が付与され、送信回路１３９より送信される。

【０００８】一方、受信局の受信回路１４０は送信局か
ら送信されたパケットを受信する。誤り検出回路１４１
は、受信パケットの誤り判定を行い、符号誤りのある情
報を廃棄すると共に、誤り検出符号を分離する。そし
て、誤り検出回路１４１は、受信した情報が再送要求情
報の場合にはパケット送信制御回路１３７に転送し、パ
ケットの場合にはシーケンス番号分離回路１４２に転送
する。シーケンス番号分離回路１４２は、パケットに付
与されたシーケンス番号を分離し、このシーケンス番号
を受信状態管理テーブル１４３に通知する。これによ
り、受信状態管理テーブル１４３では、正常に受信した
パケットのシーケンス番号を管理する。シーケンス番号
が除去されたパケットは、タイムスタンプ分離回路１４
５にてタイムスタンプ値が除去され、受信バッファ１４
７に収容される。分離されたタイムスタンプ値は、出力
制御回路１４６にて記録される。出力制御回路１４６
は、現在時刻であるタイムスタンプ・クロックのタイム
スタンプ値に対し、所定の付加遅延時間分だけ減算して
得られるタイムスタンプ値が出力制御回路１４６にて記
録されていた場合には、該当するパケットを受信バッフ
ァ１４７より出力させる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】無線回線を介して高速
のデータ通信を行うシステムでは、有限の周波数資源を
有効に利用することが求められている。つまり、転送す
べきユーザデータに対し、可能な限り冗長的な制御情報
は避けて転送する必要がある。図９は、図８に示す従来
の通信システムの送信局から送出されるパケット及びパ
ケットに付与された情報の構造を示す図である。図９に
おいて、Ｎはシーケンス番号、ＴＳはタイムスタンプ
値、Ｄはユーザデータを収容したパケット、Ｃは誤り検
出符号を示す。

【００１０】図９に示したように、シーケンス番号Ｎと
タイムスタンプ値ＴＳは、パケット毎に付与される。通
常、高い誤り率への対応と伝送遅延の抑制のために、伝
送すべきデータは短いパケットに分割される。例えば、
ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）の場合を例にと
ると、５３バイトの固定長のパケットが用いられる。こ
こで、高速の通信を仮定すると、短時間に膨大な数のパ
ケットが転送されるため、シーケンス番号Ｎ及びタイム
スタンプ値ＴＳは、１〜２バイト程度の長さに設定され
る。また、誤り検出符号Ｃの長さは、符号誤りの見逃し
確率を抑えるために２〜４バイト程度の長さに設定され
る。ＡＴＭの場合、これらの制御情報が約５０バイト毎
に付加されるため、制御用のオーバーヘッドによる全伝
送容量の低下が問題となる。以上のように、符号誤り補
償及び遅延揺らぎ補償機能を備えた従来の通信システム
では、シーケンス番号Ｎとタイムスタンプ値ＴＳをパケ
ット毎に付与するので、伝送効率が低下するという問題
点があった。本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、符号誤り補償及び遅延揺らぎ補償機能を実
現しつつ、従来よりも伝送効率を向上させることができ
る通信システムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の通信システム
は、有線又は無線によって接続された送信局と受信局と
から構成され、送信局と受信局間でパケット単位でデー
タの伝送を行う際、タイムスタンプ値のみをパケットに
付与して、通信中に発生する符号誤りと遅延揺らぎを補
償するものである。そして、送信局は、タイムスタンプ
・クロックを基にパケットの入力時刻を示すタイムスタ
ンプ値を入力パケットに付与し、送信待ちのパケット及
びタイムスタンプ値毎のパケットの入力状況を示す制御
情報を受信局へ送信し、受信局からの再送要求情報に従
って送信済みパケットを再送するものであり、受信局
は、符号誤りなしに受信したパケットのタイムスタンプ
値に基づいてタイムスタンプ値毎のパケット受信の有無
を記録し、この記録と受信した制御情報とに基づいて未
受信のパケットの再送要求情報を送信局へ送信し、送信
局側と同期したタイムスタンプ・クロックが示す現在時
刻を所定の時間だけシフトさせた第２の時刻を生成し、
この第２の時刻と一致するタイムスタンプ値のパケット
を受信済みの場合、該パケットを出力するものである。
本発明は、タイムスタンプ値毎のパケットの入力状況を
示す制御情報を送信局から受信局へ送信し、受信局にお
いて、タイムスタンプ値毎のパケット受信の有無を記録
し、この記録と受信した制御情報とを参照することによ
り、未受信のパケットの再送要求情報を送信局へ送信す
る点で従来の通信システムとは異なる。その結果、シー
ケンス番号を用いることなしに、タイムスタンプ値のみ
を用いてパケットの再送制御を行うことを可能にしてい
る。

【００１２】上述の通信システムの１構成例において、
上記送信局は、現在時刻を示すタイムスタンプ・クロッ
クを生成する第１のタイムスタンプ・クロック生成手段
（１）と、タイムスタンプ・クロックを基にタイムスタ
ンプ値を入力パケットに付与するタイムスタンプ付与手
段（２）と、タイムスタンプ値毎にパケット入力の有無
を記録する入力状態管理手段（４）と、パケット入力の
有無に基づいて上記制御情報を生成する制御情報生成手
段（５）と、送信待ちパケット及び送信済みパケットを
保存するための送信バッファ（３）と、受信局から送信
された再送要求情報を受信する第１の受信手段（９）
と、送信バッファ内の送信待ちパケットと制御情報とを
受信局へ送信すると共に、受信局からの再送要求情報に
従って送信バッファ内の送信済みパケットを再送する第
１の送信手段（６〜８）とを備え、上記受信局は、送受
信局間で同期した現在時刻を示すタイムスタンプ・クロ
ックを生成する第２のタイムスタンプ・クロック生成手
段（１）と、送信局から送信されたパケット及び制御情
報を受信する第２の受信手段（９）と、受信したパケッ
トの符号誤りの有無を判定する誤り検出手段（１０）
と、符号誤りなしに受信したパケットを保存するための
受信バッファ（１２）と、符号誤りなしに受信したパケ
ットからタイムスタンプ値を分離するタイムスタンプ分
離手段（１１）と、分離されたタイムスタンプ値に基づ
いて、タイムスタンプ値毎のパケット受信の有無を示す
受信状態情報を記録管理する受信状態管理テーブル（１
３）と、受信状態情報と受信した制御情報に基づいて、
送信局におけるパケット入力の有無と自局におけるパケ
ット受信の有無をタイムスタンプ値毎に示すよう上記受
信状態情報を補正する受信状態補正手段（１４）と、補
正後の受信状態情報に基づいて、送信局への入力が行わ
れ、かつ自局において未受信のパケットの再送要求情報
を生成する再送要求情報生成手段（１５）と、再送要求
情報を送信局へ送信する第２の送信手段（６〜８）と、
タイムスタンプ・クロックが示す現在時刻を所定の時間
だけシフトさせた第２の時刻を生成し、この第２の時刻
と一致するタイムスタンプ値のパケットが存在する場
合、該パケットを受信バッファから出力させる出力制御
手段（１６）とを備えるものである。

【００１３】また、上述の通信システムの１構成例とし
て、上記タイムスタンプ・クロックの刻み幅の時間内に
２つ以上のパケットが送信局に入力されないようにクロ
ックレートを設定することも好ましい。これにより、タ
イムスタンプ値と該当するパケットの対応が１対１とな
ることを保証することができる。また、上述の通信シス
テムの１構成例として、上記送信局が、上記タイムスタ
ンプ値が付与される前の入力パケットをいったん保存
し、上記タイムスタンプ・クロックの刻み幅毎に１つの
パケットを読み出して出力するリーキーバケット・バッ
ファを備えることも好ましい。これにより、タイムスタ
ンプ・クロックの刻み幅の時間内に複数のパケットが送
信局に入力されることがあっても、タイムスタンプ値と
該当するパケットの対応が１対１となることを保証する
ことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】［実施の形態の１］次に、本発明
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態となる通信システム
の送受信局の構成を示すブロック図である。本発明の通
信システムは、有線又は無線によって接続された送信局
と受信局とから構成され、送信局と受信局間でパケット
単位でデータ伝送を行う。

【００１５】図１の送受信局は、タイムスタンプ・クロ
ック生成回路１と、タイムスタンプ付与回路２と、送信
バッファ３と、パケット入力状態管理回路４と、制御情
報生成回路５と、パケット送信制御回路６と、誤り検出
符号付与回路７と、送信回路８と、受信回路９と、誤り
検出回路１０と、タイムスタンプ分離回路１１と、受信
バッファ１２と、受信状態管理テーブル１３と、受信状
態補正回路１４と、再送要求情報生成回路１５と、出力
制御回路１６とを有している。

【００１６】なお、図１では、送信局と受信局が同一の
構成を有するものとしているが、送信局は、少なくとも
タイムスタンプ・クロック生成回路１と、タイムスタン
プ付与回路２と、送信バッファ３と、パケット入力状態
管理回路４と、制御情報生成回路５と、パケット送信制
御回路６と、誤り検出符号付与回路７と、送信回路８
と、受信回路９と、誤り検出回路１０とを備えていれば
よい。

【００１７】また、受信局は、少なくともタイムスタン
プ・クロック生成回路１と、パケット送信制御回路６
と、誤り検出符号付与回路７と、送信回路８と、受信回
路９と、誤り検出回路１０と、タイムスタンプ分離回路
１１と、受信バッファ１２と、受信状態管理テーブル１
３と、受信状態補正回路１４と、再送要求情報生成回路
１５と、出力制御回路１６とを備えていればよい。

【００１８】次に、本実施の形態の通信システムの動作
について説明する。図２は、本実施の形態の通信システ
ムによる符号誤り補償及び遅延揺らぎ補償の動作概要を
示す図、図３は、後述するタイムスタンプ値ＴＳ、タイ
ムスタンプ値毎のパケット入力の有無を示す入力状態情
報、入力状態情報を反転させた制御情報、及びタイムス
タンプ値毎のパケット受信の有無を示す受信状態情報を
示す図である。図２は、タイムスタンプ・クロックの刻
み幅×４の周期（以下、送信周期と呼ぶ）毎に、パケッ
トのバースト送信並びに制御情報の送信を行う場合を例
にとり、本発明を適用した場合の符号誤り補償（再送制
御）及び遅延揺らぎ補償の動作概要を示したものであ
る。

【００１９】図２において、２１ａ〜２６ａは送信局に
入力されたパケット、２１ｂ〜２６ｂ，２２ｍ，２３ｍ
は送信局から受信局へ送信されたパケット、２１ｄ〜２
６ｄは送信局から出力されたパケット、３１ｂ〜３５ｂ
は送信局から受信局へ送信された制御情報、４１ｃ〜４
５ｃは受信局から送信局へ送信された再送要求情報を示
している。

【００２０】まず、送信局又は受信局のうちの一方（基
準局）のタイムスタンプ・クロック生成回路１は、適当
な刻み幅の周期でカウントアップするタイムスタンプ・
クロックを生成する。また、通信相手となる他方（従
局）のタイムスタンプ・クロック生成回路１は、相手局
に同期したタイムスタンプ・クロックを生成する。これ
により、送受信局のタイムスタンプ・クロックが示すタ
イムスタンプ値ＴＳは、互いに同期しながらカウントア
ップする。

【００２１】図２では、横軸が時間を示し、送信局のタ
イムスタンプ値ＴＳ＝１，２，３・・・・を時間軸と共
に示している。また、受信局では、出力制御のために、
図２のように現在時刻（タイムスタンプ値ＴＳ）を所定
の付加遅延時間だけシフトさせた第２の時刻を管理して
いる。なお、パケット２１ａ〜２６ａ，２１ｂ〜２６
ｂ，２２ｍ，２３ｍ，２１ｄ〜２６ｄを示す四角内の数
字は、送信局において付与されたタイムスタンプ値ＴＳ
を示している。また、図３において、○で示したビット
は、その時点で新たに「０」から「１」に更新された状
態を示す。

【００２２】送信局のタイムスタンプ付与回路２は、外
部から送信局にパケットが入力されたとき、タイムスタ
ンプ・クロックが示すタイムスタンプ値ＴＳを入力パケ
ットに付与する。例えば、タイムスタンプ値ＴＳ＝３の
とき送信局に入力されたパケット２１ａには、タイムス
タンプ値ＴＳ＝３が付与される。

【００２３】そして、タイムスタンプ値ＴＳが付与され
たパケットは、送信バッファ３にいったん格納される。
一方、パケット入力状態管理回路４は、タイムスタンプ
値ＴＳ毎にパケット入力の有無を記録管理する。

【００２４】図２の例では、タイムスタンプ値ＴＳ＝
３，７，１０，１２，１７，１９でパケット入力がある
ので、パケット入力有りの状態を「１」、パケット入力
無しの状態を「０」で記録するとすれば、パケット入力
状態管理回路４に記録される入力状態情報は、図３
（ｂ）に示すように、タイムスタンプ値ＴＳ＝１の場合
から順番に「００１０００１００１０１００００１０１
０・・・」となる。

【００２５】続いて、制御情報生成回路５は、パケット
入力状態管理回路４によって記録管理されている入力状
態情報を基に、タイムスタンプ値ＴＳ毎のパケットの入
力状況を示す制御情報を生成する。本実施の形態では、
受信局に送信する制御情報としてビットマップを用いて
いる。制御情報生成回路５は、送信周期分の入力状態情
報の各ビットを反転して制御情報を生成することを送信
周期毎に行う。

【００２６】タイムスタンプ値ＴＳ＝１〜４における入
力状態情報は、「００１０」なので、このときの制御情
報３１ａは、図３（ｃ）のように「１１０１」となる。
次に、パケット送信制御回路６は、送信周期が経過した
時点、すなわちタイムスタンプ値ＴＳ＝４となった時点
で、タイムスタンプ値ＴＳ＝１〜４の間に入力されたパ
ケットの送信を送信バッファ３に指示する。これによ
り、送信バッファ３はパケット２１ａを出力する。

【００２７】誤り検出符号付与回路７は、送信バッファ
３から入力されたパケット２１ａに誤り検出符号を付与
し、誤り検出符号を付与したパケット２１ｂを送信回路
８に出力する。送信回路８は、誤り検出符号付与回路７
から入力されたパケット２１ｂを受信局へ送信する。

【００２８】また、誤り検出符号付与回路７は、制御情
報生成回路５から送信周期毎に入力される制御情報３１
ａに誤り検出符号を付与し、誤り検出符号を付与した制
御情報３１ｂを送信回路８に出力する。送信回路８は、
誤り検出符号付与回路７から入力された制御情報３１ｂ
を受信局へ送信する。こうして、送信局は、送信周期毎
に（ここでは、タイムスタンプ値ＴＳ＝４となった時
点）、現送信周期の時間内に入力されたパケットを送信
し、これに続けて、同送信周期に関するパケットの制御
情報を送信する。

【００２９】次に、受信局の受信回路９は、送信局から
送信されたパケット２１ｂと制御情報３１ｂとを受信す
る。誤り検出回路１０は、受信したパケット２１ｂと制
御情報３１ｂの符号誤りの有無を誤り検出符号により判
定する。誤り検出回路１０は、符号誤りを検出したパケ
ット２１ｂ又は制御情報３１ｂについては、これを廃棄
する。

【００３０】符号誤りを検出しなかった場合、誤り検出
回路１０は、パケット２１ｂから誤り検出符号を除去し
たパケットをタイムスタンプ分離回路１１へ出力し、制
御情報３１ｂから誤り検出符号を除去した情報を受信状
態補正回路１４へ出力する。タイムスタンプ分離回路１
１は、入力されたパケットからタイムスタンプ値ＴＳを
取り出し、このタイムスタンプ値ＴＳを受信状態管理テ
ーブル１３へ出力すると共に、タイムスタンプ値ＴＳを
除去したパケット２１ｄを受信バッファ１２へ出力す
る。

【００３１】タイムスタンプ分離回路１１からのパケッ
トは、受信バッファ１２にいったん格納され、保存され
る。受信状態管理テーブル１３は、タイムスタンプ分離
回路１１から入力されたタイムスタンプ値ＴＳに基づい
て、タイムスタンプ値ＴＳ毎にパケット受信の有無を記
録管理する。

【００３２】ここでは、タイムスタンプ値ＴＳ＝３が付
与されたパケット２１ｂを受信したので、パケット受信
有りの状態を「１」、パケット受信無しの状態を「０」
で記録するとすれば、受信状態管理テーブル１３に記録
される、タイムスタンプ値ＴＳ＝１〜４に関する受信状
態情報は、図３（ｄ）に示すように「０００」とな
り、ＴＳ＝３の受信状態が「０」から「１」に更新され
る。

【００３３】次に、受信状態補正回路１４は、誤り検出
回路１０から入力された制御情報と受信状態管理テーブ
ル１３に記録された受信状態情報とを対応するタイムス
タンプ値毎に論理和演算し、この論理和演算の結果を新
たな受信状態情報とすることにより、受信状態情報を補
正する。ここでは、タイムスタンプ値ＴＳ＝１〜４に関
する補正前の受信状態情報が「「００１０」で、受信し
た制御情報が「１１０１」なので、これらを対応するタ
イムスタンプ値毎に論理和演算した結果は、図３（ｅ）
に示すように「１」となり、ＴＳ＝１，２及び４
の受信状態が「０」から「１」に更新される。

【００３４】再送要求情報生成回路１５は、受信状態管
理テーブル１３の受信状態情報を補正後の所定のタイミ
ングで照会し、この受信状態情報に基づいて、送信局に
パケットの再送を要求する再送要求情報を生成する。上
述のように、タイムスタンプ値ＴＳ＝１〜４に関する受
信状態情報が「１１１１」、すなわちタイムスタンプ値
ＴＳ＝１〜４の全ての時点においてパケットを受信した
ことを示しているので、このとき生成される再送要求情
報は、再送要求無しを示している（図２では、「Ｎｏ
ｎ」と表記）。

【００３５】なお、受信状態補正回路１４により受信状
態情報を補正する目的は、送信局側でパケット入力のな
かったタイムスタンプ値ＴＳについて、その受信状態情
報をパケット受信があったことを示す値に変更し、この
タイムスタンプ値ＴＳを有するパケットの再送要求を行
わないように調整することである。

【００３６】例えば、上述の論理和演算を行わない場
合、タイムスタンプ値ＴＳ＝１に関する受信状態情報は
「０」となり、タイムスタンプ値ＴＳ＝１を有するパケ
ットの再送要求を行うことになる。しかし、タイムスタ
ンプ値ＴＳ＝１のパケットは存在しないので、このパケ
ットの再送要求を行わないように受信状態情報を補正す
る。こうして、受信状態情報と制御情報の論理和演算を
行うことにより、送信局へのパケット入力が行われ、か
つ自局において未受信の場合のみ、受信状態情報が
「０」となる。

【００３７】誤り検出符号付与回路７は、再送要求情報
生成回路１５から入力された再送要求情報に誤り検出符
号を付与し、誤り検出符号を付与した再送要求情報４１
ｃを送信回路８に出力する。送信回路８は、誤り検出符
号付与回路７から入力された再送要求情報４１ｃを送信
局へ送信する。

【００３８】次に、送信局においてタイムスタンプ値Ｔ
Ｓ＝５〜８に関する入力状態情報は、「００１０」なの
で、このときの制御情報３２ａは、図３（ｃ）のように
「１１０１」となる。パケット送信制御回路６は、タイ
ムスタンプ値ＴＳ＝４から送信周期が経過した時点、す
なわちタイムスタンプ値ＴＳ＝８となった時点で、タイ
ムスタンプ値ＴＳ＝５〜８の間に入力されたパケットの
送信を送信バッファ３に指示する。

【００３９】これにより、パケット２２ａに誤り検出符
号が付与されたパケット２２ｂが受信局へ送信され、続
いて制御情報３２ａに誤り検出符号が付与された制御情
報３２ｂが受信局へ送信される。図２の例では、パケッ
ト２２ｂの送信時に符号誤りが発生する。よって、受信
局の誤り検出回路１０は、受信したパケット２２ｂを廃
棄する。

【００４０】また、パケット２２ｂに符号誤りが発生し
たことにより、タイムスタンプ値ＴＳ＝５〜８の何れの
時点においてもパケットを受信しなかったことになるの
で、受信局の受信状態管理テーブル１３に記録される、
タイムスタンプ値ＴＳ＝５〜８に関する受信状態情報
は、図３（ｆ）に示すように「００００」となる。タイ
ムスタンプ値ＴＳ＝５〜８に関する補正前の受信状態情
報が「００００」で、受信した制御情報が「１１０１」
なので、受信状態補正回路１４による論理和演算の結
果、補正された受信状態情報は、図３（ｇ）に示すよう
に「０」となり、ＴＳ＝５，６及び８の受信状態
が「０」から「１」に更新される。

【００４１】したがって、ここではタイムスタンプ値Ｔ
Ｓ＝７に対応する受信状態情報が「０」となる。受信局
の再送要求情報生成回路１５は、補正後の受信状態情報
が「・・・１１０１」なので、タイムスタンプ値ＴＳ＝
７のパケットの再送を要求する再送要求情報を生成す
る。受信局の誤り検出符号付与回路７は、再送要求情報
に誤り検出符号を付与し、誤り検出符号を付与した再送
要求情報４２ｃを送信回路８に出力する。送信回路８
は、再送要求情報４２ｃを送信局へ送信する。

【００４２】送信局の受信回路９は、再送要求情報４２
ｃを受信する。誤り検出回路１０は、受信した再送要求
情報４２ｃの符号誤りを検出しなかった場合、再送要求
情報４２ｃから誤り検出符号を除去した情報をパケット
送信制御回路６へ出力する。

【００４３】送信局のパケット送信制御回路６は、再送
要求情報が入力された場合、タイムスタンプ値ＴＳ＝８
から送信周期が経過した時点、すなわちタイムスタンプ
値ＴＳ＝１２となった時点で、再送要求情報が要求する
タイムスタンプ値ＴＳ＝７のパケットの再送を送信バッ
ファ３に指示する。こうして、タイムスタンプ値ＴＳ＝
７のパケットが送信バッファ３から出力され、このパケ
ットに誤り検出符号が付与されたパケット２２ｍが受信
局へ送信される。

【００４４】続いて、パケット送信制御回路６は、タイ
ムスタンプ値ＴＳ＝９〜１２の間に入力されたパケット
の送信を送信バッファ３に指示する。これにより、パケ
ット２３ａ，２４ａに誤り検出符号が付与されたパケッ
ト２３ｂ，２４ｂが受信局へ送信され、続いて制御情報
３３ａに誤り検出符号が付与された制御情報３３ｂが受
信局へ送信される。

【００４５】なお、送信局においてタイムスタンプ値Ｔ
Ｓ＝９〜１２に関する入力状態情報は、「０１０１」な
ので、このときの制御情報３３ａは、図３（ｃ）のよう
に「１０１０」となる。図２の例では、パケット２３ｂ
の送信時に符号誤りが発生する。よって、受信局の誤り
検出回路１０は、受信したパケット２３ｂを廃棄する
が、パケット２２ｍ及び２４ｂは正常に受信されてい
る。

【００４６】パケット２３ｂに符号誤りが発生したこと
により、受信局の受信状態管理テーブル１３に記録され
る、タイムスタンプ値ＴＳ＝９〜１２に関する受信状態
情報は、図３（ｈ）に示すように「０００１」となる。
また、ＴＳ＝５〜８に関しては、パケット２２ｍの受信
により「１１１」となる。タイムスタンプ値ＴＳ＝９
〜１２に関する補正前の受信状態情報が「０００１」
で、受信した制御情報が「１０１０」なので、補正後の
受信状態情報は、図３（ｉ）に示すように「・・・０
１」となる。

【００４７】受信局の再送要求情報生成回路１５は、補
正後の受信状態情報が「・・・１０１１」なので、タイ
ムスタンプ値ＴＳ＝１０のパケットの再送を要求する再
送要求情報を生成する。この再送要求情報に誤り検出符
号が付与された再送要求情報４３ｃが送信局へ送信され
る。

【００４８】送信局の誤り検出回路１０は、受信した再
送要求情報４３ｃの符号誤りを検出しなかった場合、再
送要求情報４３ｃから誤り検出符号を除去した情報をパ
ケット送信制御回路６へ出力する。送信局のパケット送
信制御回路６は、再送要求情報が入力された場合、タイ
ムスタンプ値ＴＳ＝１２から送信周期が経過した時点、
すなわちタイムスタンプ値ＴＳ＝１６となった時点で、
再送要求情報が要求するタイムスタンプ値ＴＳ＝１０の
パケットの再送を送信バッファ３に指示する。こうし
て、タイムスタンプ値ＴＳ＝１０のパケット２３ｍが受
信局へ送信される。

【００４９】続いて、パケット送信制御回路６は、タイ
ムスタンプ値ＴＳ＝１３〜１６の間に入力されたパケッ
トの送信を送信バッファ３に指示する。ここでは、パケ
ット入力がないので、制御情報３４ｂのみが受信局へ送
信される。

【００５０】次に、送信局においてタイムスタンプ値Ｔ
Ｓ＝１７〜２０に関する入力状態情報は、「１０１０」
なので、このときの制御情報３５ａは、図３（ｃ）のよ
うに「０１０１」となる。パケット送信制御回路６は、
タイムスタンプ値ＴＳ＝１６から送信周期が経過した時
点、すなわちタイムスタンプ値ＴＳ＝２０となった時点
で、タイムスタンプ値ＴＳ＝１７〜２０の間に入力され
たパケットの送信を送信バッファ３に指示する。

【００５１】これにより、パケット２５ａ，２６ａに誤
り検出符号が付与されたパケット２５ｂ，２６ｂが受信
局へ送信され、続いて制御情報３５ａに誤り検出符号が
付与された制御情報３５ｂが受信局へ送信される。ここ
では、符号誤りが発生しないので、受信局の受信状態管
理テーブル１３に記録される、タイムスタンプ値ＴＳ＝
１７〜２０に関する受信状態情報は、図３（ｌ）に示す
ように「００」となる。

【００５２】タイムスタンプ値ＴＳ＝１７〜２０に関す
る補正前の受信状態情報が「１０１０」で、受信した制
御情報が「０１０１」なので、補正後の受信状態情報
は、図３（ｍ）に示すように「・・・１１」とな
る。これにより、再送要求無しを示す再送要求情報４５
ｃが送信局へ送信される。

【００５３】以上の動作により、受信局の受信バッファ
１２には、タイムスタンプ値ＴＳ＝３，７，１２，１
０，１７，１９のパケットが順次格納されていくが、タ
イムスタンプ値ＴＳ＝１０のパケットに符号誤りが発生
したために、ＴＳ＝１０のパケット２３ｍよりもＴＳ＝
１２のパケット２４ｂの方が先に受信される状況が発生
する。また、パケットの再送が行われない場合であって
も、例えばＴＳ＝１７のパケット２５ｂとＴＳ＝１９の
パケット２６ｂでは、送信局への入力から送信までの待
ち時間が異なっていたりする。

【００５４】このような遅延時間の大幅な揺らぎを補償
するために、受信局の出力制御回路１６は、受信バッフ
ァ１２に格納された受信パケットと、この受信パケット
から分離されたタイムスタンプ値ＴＳとの対応関係を記
録すると共に、タイムスタンプ・クロックが示す現在時
刻を所定の付加遅延時間だけシフトさせた第２の時刻を
管理し、この第２の時刻と一致するタイムスタンプ値の
パケットが到着していた場合、このパケットの出力を受
信バッファ１２に指示する。

【００５５】具体的には、第２の時刻が３となったと
き、タイムスタンプ値ＴＳ＝３のパケット２１ｄの出力
を受信バッファ１２に指示する。同様に、第２の時刻が
７，１０，１２，１７，１９となったとき、タイムスタ
ンプ値ＴＳ＝７，１０，１２，１７，１９のパケット２
２ｄ，２３ｄ，２４ｄ，２５ｄ，２６ｄの出力を受信バ
ッファ１２に指示する。

【００５６】これにより、パケット２３ｍとパケット２
４ｂの順番の逆転は、パケット２３ｄとパケット２４ｄ
のように修正されると共に、パケット２１ｄ，２２ｄ，
２３ｄ，２４ｄ，２５ｄ，２６ｄの各出力タイミング
は、パケット２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５
ａ，２６ａの各入力タイミングから付加遅延時間分だけ
ずれたタイミングとなる。

【００５７】図４は、送信局から送出されるパケット２
１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２２
ｍ，２３ｍの構造を示す図である。図４において、ＴＳ
はタイムスタンプ値、Ｄはユーザデータを収容したパケ
ット、Ｃは誤り検出符号を表す。送信局から送出される
パケットには、従来、タイムスタンプ値ＴＳに加えてシ
ーケンス番号が必要であったが、本発明ではシーケンス
番号は不要である。

【００５８】その結果、シーケンス番号分の伝送容量の
実質的な増加が可能であり、従来の通信システムと比べ
て伝送効率を向上させることができる。なお、本発明で
は、タイムスタンプ値毎のパケットの入力状況を示す制
御情報を受信局へ送信する必要があるが、シーケンス番
号が１パケット当たり１０〜１６ビット程度の長さにな
るのに対し、本発明の制御情報は、１タイムスタンプ当
たり１ビットである。したがって、制御情報の伝送によ
るオーバーヘッドが増えたとしても、全体としては従来
の通信システムよりもオーバーヘッドを減らすことがで
きる。

【００５９】なお、本実施の形態では、送信局側におけ
るパケットの入力状況を受信局側へ通知する制御情報と
して、送信周期毎に該当する送信周期内の入力状態をビ
ットマップを用いて通知する例を示したが、受信局側に
おいて、制御情報の内容がどのタイムスタンプ値に関す
るものであるかを含め、送信局の入力状況が認識できる
ものであれば、如何なる形式の制御情報を用いても構わ
ないことは言うまでもない。

【００６０】［実施の形態の２］本発明を実施する際に
は、タイムスタンプ値ＴＳとパケットの対応を１対１に
限定できる必要がある。例えば、図２において、符号誤
りが発生したタイムスタンプ値ＴＳ＝７，１０のパケッ
トと同じタイムスタンプ値を有するパケットが他に存在
しないため、ＴＳ＝７，１０のパケットの再送を要求す
れば、送信局側では再送すべきパケットを特定すること
ができる。

【００６１】タイムスタンプ値ＴＳとパケットの対応が
１対１であることを保証する簡易な方法としては、タイ
ムスタンプ・クロックの刻み幅（周期）を、パケットが
送信局に入力される最小時間間隔以下に設定すればよ
い。これにより、同一タイムスタンプ値の間に複数のパ
ケットが送信局に入力されることがなくなるので、タイ
ムスタンプ値ＴＳとパケットの対応を１対１に限定する
ことができる。

【００６２】［実施の形態の３］しかし、一般にはタイ
ムスタンプ・クロックの刻み幅をあまり細かく設定はし
ないので、同一タイムスタンプ値ＴＳの間に複数のパケ
ットが送信局に入力される可能性がある。そこで、本実
施の形態では、図１に示した送信局のタイムスタンプ付
与回路２の前に、送信局に入力されたパケットをいった
ん保存し、タイムスタンプ・クロックの周期毎に１つの
パケットを読み出してタイムスタンプ付与回路２へ出力
するリーキーバケット・バッファを設ける。

【００６３】図５は、本実施の形態のリーキーバケット
・バッファによるタイムスタンプ値の補正の動作例を示
す図である。図５において、５１ａ〜５６ａは送信局に
入力されたパケット、５１ｂ〜５６ｂはリーキーバケッ
ト・バッファから出力されタイムスタンプ値ＴＳが付与
されたパケットを示す。タイムスタンプ値ＴＳ＝１，
２，３・・・・の刻み幅は、パケット５２ａと５３ａ、
及びパケット５４ａと５５ａのように、パケットの入力
の最小間隔より大きく設定されているため、同一のタイ
ムスタンプ時刻に複数のパケットが入力される場合があ
る。

【００６４】このような場合、いったん入力されたパケ
ットをリーキーバケット・バッファに収容し、タイムス
タンプ・クロックの刻み幅周期で１つずつ出力すること
により、パケット５２ｂと５３ｂ、及びパケット５４ｂ
と５５ｂのように、異なるタイムスタンプ値ＴＳが付与
されて出力される。これにより、タイムスタンプ値ＴＳ
の刻み幅を大きめに設定することが可能となり、タイム
スタンプ値ＴＳのビット長を短く設定し、オーバーヘッ
ドを軽くすることができる。

【００６５】なお、以上述べた実施の形態は、全て本発
明を例示的に示すものであって限定的に示すものではな
く、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施す
ることができる。したがって、本発明の範囲は、特許請
求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるもの
である。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、パケットの連続性を確
認するためのシーケンス番号を省略しながらも、タイム
スタンプ値のみをパケットに付与することにより、再送
制御と遅延揺らぎ補償を両立することが可能であり、そ
の結果、シーケンス番号分の伝送容量の実質的な増加が
実現可能となり、伝送効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態となる通信システ
ムの送受信局の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１の通信システムによる符号誤り補償及び
遅延揺らぎ補償の動作概要を示す図である。

【図３】 タイムスタンプ値、入力状態情報、制御情報
及び受信状態情報を示す図である。

【図４】 図１の通信システムの送信局から送出される
パケットの構造を示す図である。

【図５】 本発明の他の実施の形態におけるリーキーバ
ケット・バッファによるタイムスタンプ値の補正の動作
例を示す図である。

【図６】 シーケンス番号を用いた従来の符号誤り補償
の動作概要を示す図である。

【図７】 タイムスタンプを用いた従来の遅延揺らぎ補
償の動作概要を示す図である。

【図８】 従来の通信システムの送受信局の構成を示す
ブロック図である。

【図９】 図８に示す従来の通信システムの送信局から
送出されるパケットの構造を示す図である。

【符号の説明】

１…タイムスタンプ・クロック生成回路、２…タイムス
タンプ付与回路、３…送信バッファ、４…パケット入力
状態管理回路、５…制御情報生成回路、６…パケット送
信制御回路、７…誤り検出符号付与回路、８…送信回
路、９…受信回路、１０…誤り検出回路、１１…タイム
スタンプ分離回路、１２…受信バッファ、１３…受信状
態管理テーブル、１４…受信状態補正回路、１５…再送
要求情報生成回路、１６…出力制御回路、２１ａ〜２６
ａ，２１ｂ〜２６ｂ，２２ｍ，２３ｍ，２１ｄ〜２６
ｄ、５１ａ〜５６ａ、５１ｂ〜５６ｂ…パケット、３１
ｂ〜３５ｂ…制御情報、４１ｃ〜４５ｃ…再送要求情
報、ＴＳ…タイムスタンプ値。

フロントページの続き (72)発明者 松本 洋一 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 徳安 朋浩 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K014 AA01 BA01 EA05 FA03 5K030 GA03 HA08 HB12 JL01 LA01 LA15 LB11 MB13 5K047 BB01 BB15 LL15 MM02 MM11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有線又は無線によって接続された送信局
   と受信局とから構成され、送信局と受信局間でパケット
   単位でデータの伝送を行う通信システムにおいて、 前記送信局は、タイムスタンプ・クロックを基にパケッ
   トの入力時刻を示すタイムスタンプ値を入力パケットに
   付与し、送信待ちのパケット及びタイムスタンプ値毎の
   パケットの入力状況を示す制御情報を受信局へ送信し、
   受信局からの再送要求情報に従って送信済みパケットを
   再送するものであり、 前記受信局は、符号誤りなしに受信したパケットのタイ
   ムスタンプ値に基づいてタイムスタンプ値毎のパケット
   受信の有無を記録し、この記録と受信した制御情報とに
   基づいて未受信のパケットの再送要求情報を送信局へ送
   信し、送信局側と同期したタイムスタンプ・クロックが
   示す現在時刻を所定の時間だけシフトさせた第２の時刻
   を生成し、この第２の時刻と一致するタイムスタンプ値
   のパケットを受信済みの場合、該パケットを出力するも
   のであり、 タイムスタンプ値のみをパケットに付与して、通信中に
   発生する符号誤りと遅延揺らぎを補償することを特徴と
   する通信システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の通信システムにおいて、 前記送信局は、現在時刻を示すタイムスタンプ・クロッ
   クを生成する第１のタイムスタンプ・クロック生成手段
   と、 タイムスタンプ・クロックを基にタイムスタンプ値を入
   力パケットに付与するタイムスタンプ付与手段と、 タイムスタンプ値毎にパケット入力の有無を記録する入
   力状態管理手段と、 パケット入力の有無に基づいて前記制御情報を生成する
   制御情報生成手段と、 送信待ちパケット及び送信済みパケットを保存するため
   の送信バッファと、 受信局から送信された再送要求情報を受信する第１の受
   信手段と、 送信バッファ内の送信待ちパケットと制御情報とを受信
   局へ送信すると共に、受信局からの再送要求情報に従っ
   て送信バッファ内の送信済みパケットを再送する第１の
   送信手段とを備え、 前記受信局は、送受信局間で同期した現在時刻を示すタ
   イムスタンプ・クロックを生成する第２のタイムスタン
   プ・クロック生成手段と、 送信局から送信されたパケット及び制御情報を受信する
   第２の受信手段と、 受信したパケットの符号誤りの有無を判定する誤り検出
   手段と、 符号誤りなしに受信したパケットを保存するための受信
   バッファと、 符号誤りなしに受信したパケットからタイムスタンプ値
   を分離するタイムスタンプ分離手段と、 分離されたタイムスタンプ値に基づいて、タイムスタン
   プ値毎のパケット受信の有無を示す受信状態情報を記録
   管理する受信状態管理テーブルと、 受信状態情報と受信した制御情報に基づいて、送信局に
   おけるパケット入力の有無と自局におけるパケット受信
   の有無をタイムスタンプ値毎に示すよう前記受信状態情
   報を補正する受信状態補正手段と、 補正後の受信状態情報に基づいて、送信局への入力が行
   われ、かつ自局において未受信のパケットの再送要求情
   報を生成する再送要求情報生成手段と、 再送要求情報を送信局へ送信する第２の送信手段と、 タイムスタンプ・クロックが示す現在時刻を所定の時間
   だけシフトさせた第２の時刻を生成し、この第２の時刻
   と一致するタイムスタンプ値のパケットが存在する場
   合、該パケットを受信バッファから出力させる出力制御
   手段とを備えることを特徴とする通信システム。
3. 【請求項３】 請求項１記載の通信システムにおいて、 前記タイムスタンプ・クロックの刻み幅の時間内に２つ
   以上のパケットが送信局に入力されないようにクロック
   レートを設定することを特徴とする通信システム。
4. 【請求項４】 請求項１記載の通信システムにおいて、 前記送信局は、前記タイムスタンプ値が付与される前の
   入力パケットをいったん保存し、前記タイムスタンプ・
   クロックの刻み幅毎に１つのパケットを読み出して出力
   するリーキーバケット・バッファを備え、このリーキー
   バケット・バッファから出力されたパケットに前記タイ
   ムスタンプ値を付与することを特徴とする通信システ
   ム。