JP2005260297A

JP2005260297A - 無線通信装置

Info

Publication number: JP2005260297A
Application number: JP2004065013A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Asano; 勝洋浅野
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】高スループットを実現するための無線通信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ＬＡＮと無線回線の間でデータを転送する無線通信装置であって、有線通信部が受信したデータを格納するＬＡＮ受信バッファ２１と、ＬＡＮ受信バッファ２１のデータを転送するＬＡＮ受信データ転送部２２と、ＬＡＮ受信データ転送部２２の出力を格納する無線送信バッファ２３と、無線回線に対して送信と受信を行う無線通信部１３と、無線通信部１３の出力を格納する無線受信バッファ３３と、無線受信バッファ３３のデータを転送するＬＡＮ送信データ転送部３２と、ＬＡＮ送信データ転送部３２の出力を格納するＬＡＮ送信バッファ３１と、ＬＡＮに対して送信と受信を行う有線通信部と、各部を制御するＣＰＵ１１と、アクセスの衝突を防止するバス調停部１２とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、有線回線と無線回線の間でデータを転送する無線通信装置に関するものである。

従来の無線通信装置について説明する。図３は、従来の無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。この無線通信装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１、物理層インタフェース２、ＭＡＣ（Media Access Control）処理部３、ＬＡＮ（Local Area Network）バッファバス調停部４、ＬＡＮバッファ５、無線バッファバス調停部６、無線バッファ７、無線通信部８から構成される。物理層インタフェース２は、外部のＬＡＮに接続されている。無線通信部８は、外部の無線回線に接続されている。また、ＣＰＵ１、ＬＡＮバッファバス調停部４、無線バッファバス調停部６はバスを介して接続されている。

次に、従来の無線通信装置の動作について説明する。まず、ＬＡＮから無線回線へデータを転送する場合の無線通信装置の動作について説明する。物理層インタフェース２は、ＬＡＮから受信したＬＡＮ信号の信号レベルを変換し、ＭＡＣ処理部３へ出力する。ＭＡＣ処理部３はＬＡＮ信号から受信すべきＬＡＮフレームを抽出し、ＬＡＮバッファバス調停部４を介してＬＡＮバッファ５に一旦蓄積する。物理層インタフェース２とＭＡＣ処理部３の接続には、ＭＩＩ（Media Independent Interface）を用いるのが一般的である。次に、ＣＰＵ１は、ＬＡＮバッファバス調停部４を介してＬＡＮバッファ５からＬＡＮフレームを読み出し、無線回線のためのフレーミングやスクランブル等を施して無線フレームを生成し、無線バッファバス調停部６を介して無線バッファ７に一旦蓄積する。次に、無線通信部８は、無線バッファバス調停部６を介して無線バッファ７から無線フレームを読み出して無線信号に変換し、無線回線へ出力する。

次に、無線回線からＬＡＮへデータを転送する場合の無線通信装置の動作について説明する。無線通信部８は、無線回線から受信した無線信号から無線フレームを抽出し、無線バッファバス調停部６を介して無線バッファ７に一旦蓄積する。次に、ＣＰＵ１は、無線バッファバス調停部６を介して無線バッファ７から無線フレームを読み出し、ＬＡＮフレームを生成し、ＬＡＮバッファバス調停部４を介してＬＡＮバッファ５に一旦蓄積する。次に、ＭＡＣ処理部３は、ＬＡＮバッファバス調停部４を介してＬＡＮバッファ５からＬＡＮフレームを読み出し、ＬＡＮ信号を生成し、物理層インタフェース２へ出力する。物理層インタフェース２は、ＬＡＮ信号の信号レベルを変換し、ＬＡＮへ出力する。

上述したいずれの場合においても、ＬＡＮバッファ５にはＣＰＵ１とＭＡＣ処理部３の両方がアクセスするため、ＬＡＮバッファバス調停部４はアクセスが競合しないように制御を行う。同様に、無線バッファ７にはＣＰＵ１と無線通信部８の両方がアクセスするため、無線バッファバス調停部６は競合しないようにアクセスの制御を行う。

このような無線通信装置の一例として特許文献１が提案されている。
特開２００１−１６２１９号公報（第４−６頁、第１図）

上述したような無線通信装置においては、一般に用いられている転送速度１００Ｍｂｐｓ等の高速なＬＡＮと接続され、ＬＡＮの転送速度を有効に利用するためにスループットの向上が要求される。しかしながら、ＬＡＮと無線回線の間を流れるデータは、単一の経路を通って転送されており、スループットを向上させるためには、無線通信装置のバスの転送速度を上げ、高い処理能力を持つＣＰＵを使わなければならないため、コストが高くなるという問題があった。

また、ＣＰＵに、動作するためのプログラムコードを内部に格納できないものを使用した場合、プログラムコードの読み出しにもバスを使用するため、さらにバスの占有時間が増加し、スループットの向上が困難となるという問題があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、高スループットを実現するための無線通信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置は、有線回線と無線回線の間でデータを転送する無線通信装置であって、複数のポートを備え、バスに接続された第１のポートから入力されたデータを格納し、前記第１のポートと第２のポートは同時にアクセス可能である有線受信バッファと、バスに接続され、前記有線受信バッファに格納されたデータを前記有線受信バッファの第２のポートから読み出し、転送する有線受信データ転送部と、前記有線受信データ転送部から転送されたデータを格納する無線送信バッファと、前記無線送信バッファから前記無線回線へデータを送信するとともに、前記無線回線からデータを受信する無線通信部と、前記無線通信部が前記無線回線から受信したデータを格納する無線受信バッファと、バスに接続され、前記無線受信バッファに格納されたデータを転送する有線送信データ転送部と、複数のポートを備え、前記有線送信データ転送部から第１のポートに転送されたデータを格納し、前記第１のポートとバスに接続された第２のポートは同時にアクセス可能である有線送信バッファと、前記有線送信バッファの第２のポートからバスを介して入力されたデータを前記有線回線へ送信するとともに、前記有線回線から受信したデータを前記有線受信バッファへ出力する有線通信部と、バスに接続され、前記無線通信装置の各部を制御する制御部と、前記バスを介したアクセスの衝突を防止するための制御を行うバス調停部とを備えてなることを特徴とするものである。

また、前記無線通信装置において、前記制御部は、有線受信に関わる制御を行う有線受信制御部と、有線送信に関わる制御を行う有線送信制御部からなることを特徴とするものである。

なお、本実施例における有線回線とはＬＡＮのことであり、有線通信部とは物理層インタフェース２とＭＡＣ処理部３のことであり、有線受信バッファとはＬＡＮ受信バッファ２１のことであり、有線送信バッファとはＬＡＮ送信バッファ３１のことであり、有線受信データ転送部とはＬＡＮ受信データ転送部２２のことであり、有線送信データ転送部とはＬＡＮ送信データ転送部３２のことであり、制御部とはＣＰＵ１１のことであり、有線受信制御部とはＭＡＣ／ＬＡＮ受信制御ＣＰＵ４１のことであり、有線送信制御部とはＬＡＮ送信制御ＣＰＵ４２のことである。

本発明によれば、ＣＰＵの処理能力を高めることなく、スループットを向上させることができるため、スループット向上のためのコストを低減することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。

まず、実施例１に係る無線通信装置の構成について説明する。図１は、実施例１に係る無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。図１において、図３と同一符号は図３に示された対象と同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。本実施例に係る無線通信装置は、ＣＰＵ１１、物理層インタフェース２、ＭＡＣ処理部３、バス調停部１２、ＬＡＮ受信バッファ２１、ＬＡＮ受信データ転送部２２、無線送信バッファ２３、無線通信部１３、無線受信バッファ３３、ＬＡＮ送信データ転送部３２、ＬＡＮ送信バッファ３１を備える。

次に、本実施例に係る無線通信装置の動作について説明する。ＣＰＵ１１は、ＭＡＣ処理部３に対する初期設定とＬＡＮ送信の制御とＬＡＮ受信の制御や、ＬＡＮ受信データ転送部２１とＬＡＮ送信データ転送部３１に対する制御を行う。ＣＰＵ１１、ＭＡＣ処理部３、ＬＡＮ受信バッファ２１、ＬＡＮ送信バッファ３１、ＬＡＮ受信データ転送部２２、ＬＡＮ送信データ転送部３２は、バスで接続され、バスによるアクセスはバス調停部１２で制御される。

まず、ＬＡＮから無線回線へデータを転送する場合の無線通信装置の動作について説明する。物理層インタフェース２は、ＬＡＮから受信したＬＡＮ信号の信号レベルを変換し、ＭＡＣ処理部３へ出力する。ＭＡＣ処理部３はＬＡＮ信号から受信すべきＬＡＮフレームを抽出し、バス調停部１２を介してＬＡＮ受信バッファ２１に一旦蓄積する。次に、ＣＰＵ１１は、ＬＡＮ受信バッファ２１に蓄積されたＬＡＮフレームのデータ長等の情報を参照し、ＬＡＮ受信データ転送部２２に対して無線フレームを生成するためのフレーミングやスクランブル等の制御を行う。ＬＡＮ受信データ転送部２２はＣＰＵ１１の制御に従って、ＬＡＮ受信バッファ２１の指定された先頭アドレスから指定された長さのデータを読み出し、フレーミングやスクランブル等を施して無線フレームを生成し、無線送信バッファ２３へ書き込む。次に、無線通信部１３は、無線送信バッファ２３から無線フレームを読み出して無線信号に変換し、無線回線へ出力する。

ここで、ＬＡＮ受信バッファ２１は、２つのポートからの同時アクセスが可能な構成とし、１つのポートはバスを介したＭＡＣ処理部３による書き込みを行うポートとし、他の１つのポートはＬＡＮ受信データ転送部２２による読み出しまたはＣＰＵ１１による読み書きを行うポートとすることにより、互いのアクセスが競合することを防ぐ。ここで、ＣＰＵ１１によるＬＡＮ受信バッファ２１と無線送信バッファ２３へのアクセスは、ＬＡＮ受信データ転送部２２を介して行う。

次に、無線回線からＬＡＮへデータを転送する場合の無線通信装置の動作について説明する。無線通信部１３は、無線回線から受信した無線信号から無線フレームを抽出し、無線受信バッファ３３に一旦蓄積する。次に、ＣＰＵ１１は、ＬＡＮ送信データ転送部３２に対してＬＡＮフレームを生成するための制御を行う。ＬＡＮ送信データ転送部３２はＣＰＵ１１の制御に従って、無線受信バッファ３３の指定された先頭アドレスから指定された長さのデータを読み出し、ＬＡＮフレームを生成し、ＬＡＮ送信バッファ３１へ書き込む。次に、ＭＡＣ処理部３は、バス調停部１２を介してＬＡＮ送信バッファ３１からＬＡＮフレームを読み出し、ＬＡＮ信号を生成し、物理層インタフェース２へ出力する。物理層インタフェース２は、ＬＡＮ信号の信号レベルを変換し、ＬＡＮへ出力する。

ここで、ＬＡＮ送信バッファ３１はＬＡＮ受信バッファ２１と同様、２つのポートからの同時アクセスが可能な構成とし、１つのポートはＬＡＮ送信データ転送部３２による書き込みまたはＣＰＵ１１による読み書きを行うポートとし、他の１つのポートはバスを介したＭＡＣ処理部３による読み出しを行うポートとすることにより、互いのアクセスが競合しないようにする。ここで、ＣＰＵ１１による無線受信バッファ３３とＬＡＮ送信バッファ３１へのアクセスは、ＬＡＮ送信データ転送部３２を介して行う。

上述した実施例においては、ＬＡＮ受信バッファ２１とＬＡＮ送信バッファ３１がそれぞれ２つのポートを持つ場合について説明したが、ＬＡＮ受信バッファ２１に対して、ＬＡＮ受信データ転送部２２とＣＰＵ１１は同時にアクセスを行うことができない。また、ＬＡＮ送信バッファ３１に対して、ＬＡＮ送信データ転送部３２とＣＰＵ１１は同時にアクセスを行うことができない。ここで、ＬＡＮ受信バッファ２１が３つ以上のポートを備えることにより、ＬＡＮ受信データ転送部２２とＣＰＵ１１は同時にアクセスを行うことができる。また、ＬＡＮ送信バッファ３１も同様に３つ以上のポートを備えることにより、ＬＡＮ送信データ転送部３２とＣＰＵ１１は同時にアクセスを行うことができる。このようにＬＡＮ受信バッファ２１やＬＡＮ送信バッファ３１のポート数を増やすことにより、さらにスループットの高いシステムとすることができる。

まず、実施例２に係る無線通信装置の構成について説明する。図２は、実施例２に係る無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。図２において、図１と同一符号は図１に示された対象と同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。本実施例では、ＣＰＵ１１の代わりに、ＭＡＣ／ＬＡＮ受信制御ＣＰＵ４１とＬＡＮ送信制御ＣＰＵ４２を備える。

ＭＡＣ処理部３の制御とＬＡＮ受信に関わる制御は、ＭＡＣ／ＬＡＮ受信制御ＣＰＵ４１が行い、ＬＡＮ送信に関わる制御は、ＬＡＮ送信制御ＣＰＵ４２が行う。なお、ＭＡＣ／ＬＡＮ受信制御ＣＰＵ４１はＬＡＮ送信を検知することができないため、ＬＡＮ送信制御ＣＰＵ４２はＬＡＮ送信開始時にＭＡＣ／ＬＡＮ受信制御ＣＰＵ４１へ制御信号を送信することにより、ＬＡＮ送信開始を通知する。ＬＡＮ送信開始を通知されたＭＡＣ／ＬＡＮ受信制御ＣＰＵ４１は、ＭＡＣ処理部３に対してＬＡＮ送信の制御を行う。

上述の構成において、実施例１の構成と同様の性能を得ようとすれば、実施例２におけるＭＡＣ／ＬＡＮ受信制御ＣＰＵ４１とＬＡＮ送信制御ＣＰＵ４２は、実施例１の構成に用いるＣＰＵ１１の半分の処理能力で済む。また、ＭＡＣ／ＬＡＮ受信制御ＣＰＵ４１とＬＡＮ送信制御ＣＰＵ４２に、より高性能なＣＰＵを用いれば、無線回線やＬＡＮの帯域が広い場合にもスループットの高いシステムを構成することができる。

実施例１に係る無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。実施例２に係る無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。従来の無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１１ＣＰＵ、２物理層インタフェース、３ＭＡＣ処理部、１２バス調停部、２１ＬＡＮ受信バッファ、２２ＬＡＮ受信データ転送部、２３無線送信バッファ、１３無線通信部、３１ＬＡＮ送信バッファ、３２ＬＡＮ送信データ転送部、３３無線受信バッファ、４１ＭＡＣ／ＬＡＮ受信制御ＣＰＵ、４２ＬＡＮ送信制御ＣＰＵ。

Claims

有線回線と無線回線の間でデータを転送する無線通信装置であって、
複数のポートを備え、バスに接続された第１のポートから入力されたデータを格納し、前記第１のポートと第２のポートは同時にアクセス可能である有線受信バッファと、
バスに接続され、前記有線受信バッファに格納されたデータを前記有線受信バッファの第２のポートから読み出し、転送する有線受信データ転送部と、
前記有線受信データ転送部から転送されたデータを格納する無線送信バッファと、
前記無線送信バッファから前記無線回線へデータを送信するとともに、前記無線回線からデータを受信する無線通信部と、
前記無線通信部が前記無線回線から受信したデータを格納する無線受信バッファと、
バスに接続され、前記無線受信バッファに格納されたデータを転送する有線送信データ転送部と、
複数のポートを備え、前記有線送信データ転送部から第１のポートに転送されたデータを格納し、前記第１のポートとバスに接続された第２のポートは同時にアクセス可能である有線送信バッファと、
前記有線送信バッファの第２のポートからバスを介して入力されたデータを前記有線回線へ送信するとともに、前記有線回線から受信したデータを前記有線受信バッファへ出力する有線通信部と、
バスに接続され、前記無線通信装置の各部を制御する制御部と、
前記バスを介したアクセスの衝突を防止するための制御を行うバス調停部と、
を備えてなる無線通信装置。