JP2006197045A - 無線パケット信号伝送システム、無線パケット信号伝送端末及びそれらに用いる無線パケット信号伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＳＩＦＳの変更をせずに、処理遅延がＳＩＦＳを超えてしまうが、システムのスループットを改善させることができる端末を既存の無線パケット伝送システムに支障なく組み込み、既存の無線パケット伝送システムの伝送効率を向上可能な無線パケット信号伝送端末を提供する。
【解決手段】 ダミーデータ付加部１２はＭＡＣデータ構成変更判定部１３にてＭＡＣデータの変更の判定がなされた場合に、ＭＡＣデータ信号生成部１１の出力データに対して、ＭＡＣデータとしては意味をなさないダミーデータを新たに付加し、ＭＡＣデータの構成を変更する。ダミーデータ削除部２７では、ＭＡＣデータ変更検出部２５から出力されるダミーデータ付加に関する情報を受け、ダミーデータが付加されている場合、ＭＡＣデータ信号復号部２６の出力からＦＣＳを用いたエラーチェックを行った後、ダミーデータの削除を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は無線パケット信号伝送システム、無線パケット信号伝送端末及びそれらに用いる無線パケット信号伝送方法に関し、特に伝送効率の向上効果を発揮する無線パケット信号伝送システムに関する。

無線パケット信号伝送システムの代表例としては、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）標準であるＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１方式がある（例えば、非特許文献１参照）。

このＩＥＥＥ８０２．１１方式によるアクセス方式であるＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ：搬送波感知多重アクセス／衝突回避）について説明する。

ＣＳＭＡ／ＣＡは、無線パケットアクセスでもっとも一般的な方式である帯域予約を行わないランダムアクセス方式の一種である。ＣＳＭＡはパケットの衝突を軽減、あるいは回避するために送信データの到着を起点とせず、送信データの到着後、使用する回線の状況をモニタ（キャリアセンス）するアルゴリズムを導入している。ＣＳＭＡ／ＣＡはキャリアセンス方式を無線通信に適用するために、ＣＳＭＡを基本としてさらに衝突回避のアルゴリズムを加えたものである。

ＣＳＭＡ／ＣＡの手順について以下に示す。衝突回避とは、端末自身がデータを送信する前に回線が空いていれば、乱数を発生させて、その値だけ待つというアルゴリズムである。各端末が独立して乱数を発生させるので、衝突の発生確率を低減させることができる。この乱数の時間だけ待つ時間のことを衝突窓（ＣＷ：ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ）という。

また、それぞれのパケット間は、送受の切替えや伝搬遅延等を考慮したスペーシングという時間だけ最低限待つことになっている。このスペーシングの時間をＩＥＥＥ８０２．１１方式ではＩＦＳ（Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｉｎｇ）と定義しており、例えばＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ ＩＦＳ）、ＤＩＦＳ［ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ） ＩＦＳ］、ＥＩＦＳ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＩＦＳ）が定義されている。ここで、ＳＩＦＳ＜ＤＩＦＳの関係を持ち、ＳＩＦＳはＣＳＭＡ／ＣＡを実現するＩＦＳの中で最小の時間を持つ。

図３にＣＳＭＡ／ＣＡを用いた基本的なプロトコルを示す。図３では２つの端末＃１，＃２によって無線パケット通信システムが構成されている場合を想定している。図３において、送信元である端末＃１は回線の使用中を意味するＢｕｓｙ状態の終了時からＤＩＦＳ時間待った後、キャリアセンスして回線に空きがあることを確認してから、ＣＷ時間待ち、その後、キャリアセンスして回線に空きがあれば無線パケットを端末＃２に送信する。

端末＃２では無線パケット時間＋ＳＩＦＳ時間内にパケットの処理を完了させ、その後、パケット受信の成功を通知するＡＣＫ（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）信号を送信元である端末＃１に送付し、端末＃１がＡＣＫを受信することができれば、一連のパケット通信が完了する。

図４には無線パケット信号の構成を例示している。以下、図４を用いてその無線パケット信号の処理に関して説明する。図４において、無線パケット信号伝送システムで無線を介して伝送される信号は無線パケット信号であり、この無線パケット信号で伝送される源データはＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）副層で作成されるＭＡＣデータである。

ＭＡＣデータの先頭にはＭＡＣデータ情報信号が付加されており、ＭＡＣデータの最後にはデータの誤りチェック用のＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ ｃｈｅｃｋ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が付加されている。物理層で作成される無線パケット信号は、ＭＡＣデータを符号化等の処理を施すことで無線通信に適した無線データ信号に変換される。

図４に示すように、無線データ信号の前方には既知信号と無線パケット情報信号とが付加されている。無線パケット信号の先頭に付加された既知信号は、無線パケット信号を復調するための引き込み処理を行うために用いる。処理の例として、無線パケット信号の同期処理や無線伝搬路補正、発振器の揺らぎによって生じる周波数オフセットの補正等があげられる。無線パケット情報信号は、データ信号の長さ等の無線パケット信号の復調に必要な情報を求めるために用いられる。端末はＭＡＣデータ情報信号、あるいは無線パケット情報信号によって抽出したデータ信号の長さに関する情報を用いて、データ信号の復調に要する時間を認識することができる。

無線データ信号は無線パケット情報信号の処理結果が反映されて復調及び復号処理が行われる。無線データ信号の復号処理後にはＭＡＣデータ信号が復号され、ＭＡＣデータの後方に付加されたＦＣＳデータをチェックすることで、源データ（ＭＡＣデータ）が正しく受信できたか否かを判定し、受信成功の場合にはＡＣＫ信号を生成し、無線パケット信号を送信元に送信する。

一方、他の無線パケット信号伝送システムとしては、無線伝搬遅延に応じてパケット後方にダミー情報を付加することで、既存の無線パケット伝送システムで規定されているＳＩＦＳの変更を行わずに、サービスエリアを拡大する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１２７４７９号公報 "ＬＯＣＡＬ ＡＮＤ ＭＥＴＲＯＰＯＬＩＴＡＮ ＡＲＥＡ ＮＥＴＷＯＲＫＳ：ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＬＡＮ ９．２ ＤＣＦ"［ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ） ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１，１９９９ Ｅｄｉｔｉｏｎ］

ところで、一般に、受信性能の高性能化が受信機の回路規模及び処理遅延の増加を招くことは無線技術者であれば容易に理解できることである。無線パケット信号伝送システムにおいて、仮に受信性能の高性能化による処理遅延の増加を許容するため、無線パケット信号伝送システムで既に規定されているＳＩＦＳ時間を増加させると再規定した場合、そのシステムのスループットはＳＩＦＳ時間の増加再規定を容認しない従来のシステムのスループットと比較して、受信性能の高性能化によって生じるカバレージ拡大効果によるスループット増加分が、ＳＩＦＳ時間増加によって生じるスループット低減分より大きい場合にシステムスループットの改善効果が生じる。

この改善効果は無線パケット信号時間が長い程、すなわち無線パケット信号時間／（無線パケット信号時間＋ＳＩＦＳ時間）が“１”に近づく程、大きくなる。しかしながら、従来の技術におけるＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いる無線パケット信号伝送システムでは、少なくともＳＩＦＳ時間内に受信処理遅延を抑える必要がある。なぜなら、そのシステムの標準等で規定されているＳＩＦＳ時間内にＡＣＫを送信しなくてはならないからである。仮に、ＳＩＦＳ時間を個人が勝手に変更可能とすることを許容してしまうと、そのシステムを構成する各端末に与えられた通信の公平性が成立しなくなるという問題が生じるからである。

また、規定されたＳＩＦＳ時間を超えてＡＣＫを送信した場合、他の規定されたＳＩＦＳ時間を尊守している端末から送信される無線パケット信号と衝突させてしまい、エチケットマナーに反する。

さらに、産業発展の観点より、今後、高速伝送レートの無線アクセスに対するニーズに応えるための手法として、早期実現、コスト削減の観点から、既存の無線パケット信号伝送システムを有効利用し、改良していく方法が最良な解の１つとして考えられる。

しかしながら、この場合、既存の無線パケット信号伝送システムに対応する受信性能をもった端末と、既存の無線パケット信号伝送システムのスループットを改善させる能力をもつ高い受信性能をもつ新規端末とは相互接続性を維持していくことが重要となり、そのような観点からも既に規定されているＳＩＦＳの変更は好ましくないという問題がある。

これに対し、特許文献１に記載の技術では、無線伝搬遅延が大きい端末を基地局が収容する程、ダミー情報量が多くなるため、そのシステムのスループットが低減する方向に作用してしまう。

上記の課題を踏まえ、既存の無線パケット伝送システムで規定されているＳＩＦＳの変更をせずに、処理遅延がＳＩＦＳを超えてしまうが、システムのスループットを改善させることができる端末を、既存の無線パケット伝送システムに支障なく組み込むことで、システムのスループットを改善させることが本分野における課題となる。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、ＳＩＦＳの変更をせずに、処理遅延がＳＩＦＳを超えてしまうが、システムのスループットを改善させることができる端末を既存の無線パケット伝送システムに支障なく組み込むことができ、既存の無線パケット伝送システムの伝送効率を向上させることができる無線パケット信号伝送システム、無線パケット信号伝送端末及びそれらに用いる無線パケット信号伝送方法を提供することにある。

本発明による無線パケット信号伝送システムは、端末間において無線パケット信号の伝送を行う無線パケット信号伝送システムであって、
送信側の端末は、源データ信号に所定のデータを付加する手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを備え、
受信側の端末は、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う手段を備え、
前記送信側の端末において、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定している。

本発明による他の無線パケット信号伝送システムは、送信側に、源データ信号の符号処理を行う手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報を含む制御データ信号を符号処理する手段と、前記源データ信号の符号処理結果と前記制御データ信号の符号処理結果との合成信号を形成する手段と、前記合成信号を変調して無線パケット信号を生成する手段と、無線使用状態に応じて前記無線パケット信号の送信判断を決定する手段とを含み、
受信側に、前記無線パケット信号を復調する手段と、前記復調された無線パケット信号から制御データ信号の復号を行う手段と、前記制御データ信号に含まれる無線伝送時間に関する情報の復号結果に応じて源データ信号の復号及び復調を行う手段と、前記データ信号の復号結果の成功判定を行う手段と、前記復号結果の成功判定結果に応じて前記無線パケット信号を送信した送信機に対して受信成功通知信号を送信する手段とを含む端末からなる無線パケット信号伝送システムであって、
前記送信側に、前記源データ信号に所定のデータを付加する手段と、前記無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを備え、
前記受信側に、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う手段を備え、
前記送信側において、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定している。

本発明による無線パケット信号伝送端末は、他の端末との間において無線パケット信号の伝送を行う無線パケット信号伝送端末であって、
送信側に、源データ信号に所定のデータを付加する手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを備え、
受信側に、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う手段を備え、
前記送信側において、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定している。

本発明による他の無線パケット信号伝送端末は、送信側に、源データ信号の符号処理を行う手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報を含む制御データ信号を符号処理する手段と、前記源データ信号の符号処理結果と前記制御データ信号の符号処理結果との合成信号を形成する手段と、前記合成信号を変調して無線パケット信号を生成する手段と、無線使用状態に応じて前記無線パケット信号の送信判断を決定する手段とを含み、
受信側に、前記無線パケット信号を復調する手段と、前記復調された無線パケット信号から制御データ信号の復号を行う手段と、前記制御データ信号に含まれる無線伝送時間に関する情報の復号結果に応じて源データ信号の復号及び復調を行う手段と、前記データ信号の復号結果の成功判定を行う手段と、前記復号結果の成功判定結果に応じて前記無線パケット信号を送信した送信機に対して受信成功通知信号を送信する手段とを含む無線パケット信号伝送端末であって、
前記送信側に、前記源データ信号に所定のデータを付加する手段と、前記無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを備え、
前記受信側に、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う手段を備え、
前記送信側において、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定している。

本発明による無線パケット信号伝送方法は、端末間において無線パケット信号の伝送を行う無線パケット信号伝送方法であって、
送信側の端末が、源データ信号に所定のデータを付加する処理と、データ信号の無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う処理と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する処理とを実行し、
受信側の端末が、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う処理を実行し、
前記送信側の端末が、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定している。

本発明による他の無線パケット信号伝送方法は、送信側に、源データ信号の符号処理を行う手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報を含む制御データ信号を符号処理する手段と、前記源データ信号の符号処理結果と前記制御データ信号の符号処理結果との合成信号を形成する手段と、前記合成信号を変調して無線パケット信号を生成する手段と、無線使用状態に応じて前記無線パケット信号の送信判断を決定する手段とを含み、
受信側に、前記無線パケット信号を復調する手段と、前記復調された無線パケット信号から制御データ信号の復号を行う手段と、前記制御データ信号に含まれる無線伝送時間に関する情報の復号結果に応じて源データ信号の復号及び復調を行う手段と、前記データ信号の復号結果の成功判定を行う手段と、前記復号結果の成功判定結果に応じて前記無線パケット信号を送信した送信機に対して受信成功通知信号を送信する手段とを含む端末からなる無線パケット信号伝送システムに用いられる無線パケット信号伝送方法であって、
前記送信側において、前記源データ信号に所定のデータを付加する手段と、前記無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを実行し、
前記受信側において、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う手段を実行し、
前記送信側において、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定している。

すなわち、本発明の無線パケット信号伝送システムは、端末が送信手段として、源データ信号の符号処理を行う手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報を含む制御データ信号を符号処理する手段と、源データ信号の符号処理結果と制御データ信号の符号処理結果との合成信号を形成する手段と、合成信号を変調して無線パケット信号を生成する手段と、無線使用状態に応じて無線パケット信号の送信判断を決定する手段とを有している。

また、本発明の無線パケット信号伝送システムは、端末が受信手段として、無線パケット信号を復調する手段と、復調された無線パケット信号から制御データ信号の復号を行う手段と、制御データ信号に含まれる無線伝送時間に関する情報の復号結果に応じて源データ信号を復号あるいは復調する手段と、データ信号の復号結果の成功判定をする手段と、復号結果の成功判定結果に応じて無線パケット信号を送信した送信機に対して受信成功通知信号を送信する手段とを有している。

本発明の無線パケット信号伝送システムでは、上記の送信手段及び受信手段を有する端末が、送信手段として、源データ信号に所定のデータを付加する手段と、無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを有し、受信手段として、変更処理の内容に応じて源データ信号の復号あるいは復調処理を行う手段を有し、送信手段が、源データ信号長あるいは受信品質に応じて源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定することを特徴とする。

これによって、本発明の無線パケット信号伝送システムでは、従来方式における無線パケット信号伝送システムで課題となっていた、既存の無線パケット伝送システムで規定されているＳＩＦＳ［Ｓｈｏｒｔ ＩＦＳ（Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｉｎｇ）］の変更をせずに、処理遅延がＳＩＦＳを超えてしまうが、システムのスループットを改善させることができる端末を、既存の無線パケット伝送システムに支障なく組み込むことが可能となり、既存の無線パケット伝送システムの伝送効率を向上させることが可能となる。

本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、ＳＩＦＳの変更をせずに、処理遅延がＳＩＦＳを超えてしまうが、システムのスループットを改善させることができる端末を既存の無線パケット伝送システムに支障なく組み込むことができ、既存の無線パケット伝送システムの伝送効率を向上させることができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による無線パケット信号伝送システムの端末の構成を示すブロック図である。図１には無線パケット信号伝送端末の送信構成と受信構成とを１つにまとめて記載している。

図１において、本発明の一実施例による無線パケット信号伝送端末は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）データ信号生成部１１と、ダミーデータ付加部１２と、ＭＡＣデータ構成変更判定部１３と、無線パケット情報生成部１４と、符号部１５，１６と、無線パケット生成部１７と、無線送信処理部１８と、送信アンテナ１９と、受信アンテナ２０と、電力検出部２１と、無線受信処理部２２と、無線パケット復元部２３と、無線パケット情報復元部２４と、ＭＡＣデータ変更検出部２５と、ＭＡＣデータ信号復号部２６と、ダミーデータ削除部２７と、ＡＣＫ（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）送信処理部２８とから構成されている。

図２は発明の一実施例におけるＭＡＣデータ及び無線パケット信号の構成を示す図である。これら図１及び図２を参照して本発明の一実施例による無線パケット信号伝送端末の構成及び動作について説明する。はじめに送信構成について、以下に説明する。

送信処理では、まず、ＭＡＣデータ信号生成部１１によってＭＡＣデータ信号が生成され、ＭＡＣデータ構成変更判定部１３によってＭＡＣデータの変更の有無を判定し、その結果をダミーデータ付加部１２及び無線パケット情報生成部１４に通知する。

ダミーデータ付加部１２はＭＡＣデータ構成変更判定部１３にてＭＡＣデータの変更の判定がなされた場合に、その判定結果に応じてＭＡＣデータ信号生成部１１の出力データに対して、ＭＡＣデータとしては意味をなさないダミーデータを新たに付加し、ＭＡＣデータの構成を変更する。ＭＡＣデータ構成変更判定部１３にてＭＡＣデータ構成変更の判定がなされた場合のＭＡＣデータの構成を図２に示す。

従来の技術におけるＭＡＣデータ構成は、上述した図４に示す構成となっており、これはＭＡＣデータ構成変更の判定がなされていない場合の構成となる。両ＭＡＣデータ構成の差異は、従来のＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ ｃｈｅｃｋ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の後に、ある時間分のダミーデータと、従来のＦＣＳまでのデータとを付加したダミーデータを考慮した新たなＦＣＳ（図２のＦＣＳ２）が付加されている点と、それに応じてＭＡＣデータ情報信号に含まれるＭＡＣデータ変更情報と無線パケット時間とを変更する点とにある。

無線パケット情報生成部１４はＭＡＣデータ信号生成部１１より、無線パケットとして送信する際の無線パケット長を算出し、これに関するデータを生成付加する。また、無線パケット情報生成部１４はＭＡＣデータ構成変更判定部１３の判定結果に応じて、無線パケット長に関するデータの変更を行う。

符号部１５はダミーデータ付加部１２の出力を無線通信に適した符号化等の処理を行う。符号部１６は無線パケット情報生成部１４の出力を無線通信に適した符号化等の処理を行う。無線パケット生成部１７では、符号部１５，１６の出力を合成し、図２あるいは図４の無線パケット信号を生成する。

無線送信処理部１８では、無線パケット生成部１７の出力の無線パケット信号の送信処理としてディジタル・アナログ信号処理を行う。無線送信処理部１８の出力は送信アンテナ１９を介して空中に無線送信される。ここで、無線送信は既述したＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ：搬送波感知多重アクセス／衝突回避）の手順に従い、受信アンテナ２０を介して電力検出部２１にて使用する回線について電力測定した結果によって回線の使用状況の判断を行い、その結果を無線送信処理部１８に通知するものとする。無線送信処理部１８では電力検出部２１より回線使用の許可通知を受ければ送信アンテナ１９を介して送信するものとする。

次に、受信構成について説明する。無線パケット信号の受信は、受信アンテナ２０を介して電力検出部２１で電力検出を行うことによって無線パケット信号の受信を判定し、その結果は無線受信処理部２２に通知される。無線受信処理部２２ではアナログ・ディジタル信号処理回路（図示せず）を介した復調処理を行う。

無線受信処理部２２では、図２あるいは図４の無線パケット信号に示される既知信号を用いて、無線パケット信号を復調するための引き込み処理を行う。引き込み処理の例としては、無線パケット信号の同期処理や無線伝搬路補正、発振器の揺らぎによって生じる周波数オフセットの補正等があげられる。

無線パケット復元部２３では無線パケット信号の復元処理を行う。ここでは、図２あるいは図４の無線パケット信号に示される既知信号を除いた無線パケット情報信号と無線データ信号との復元を意味する。無線パケット情報復元部２４は無線パケット復元部２３の出力に対して、図２あるいは図４に示す無線パケット情報信号の復号を行い、その結果を無線パケット復元部２３に出力し、無線パケット復元部２３は無線パケット情報信号に基づいて無線データ信号の復元処理を行う。

ＭＡＣデータ信号復号部２６では無線パケット復元部２３で復元された図２あるいは図４に示す無線データ信号を受信し、ＭＡＣデータを復号する。ＭＡＣデータ変更検出部２５では、図２あるいは図４に示すＭＡＣデータ情報信号を抽出し、ＭＡＣデータの変更の有無を検出する。

ダミーデータ削除部２７では、ＭＡＣデータ変更検出部２５から出力されるダミーデータ付加に関する情報を受け、ダミーデータが付加されている場合、ＭＡＣデータ信号復号部２６の出力からＦＣＳを用いたエラーチェックを行った後、ダミーデータの削除を行う。

ダミーデータが付加されていない場合、ダミーデータ削除部２７では何も処理されない。ダミーデータ削除部２７でＦＣＳを用いたエラーチェックによって無線パケット信号のエラーがないと判断された場合には、ＡＣＫ送信処理部２８に通知され、ＡＣＫ送信データが作成され、ＭＡＣデータ信号生成部２１を介した送信処理を行い、送信アンテナ１９よりＡＣＫ信号が送信される。

ここで、ダミーデータ削除部２７におけるＦＣＳは、ＭＡＣデータ変更がない場合に図４に示すＦＣＳを意味し、ＭＡＣデータ変更がある場合に図２に示すＦＣＳ２を意味する。尚、無線パケット復元部２３では、ＭＡＣデータ変更の有無に応じて、受信処理方法を切替える。例として、第１の受信処理回路と、第１の受信処理回路より処理遅延が多い反面、受信性能が高い第２の受信処理回路とを具備し、ＭＡＣデータの変更が検出されない場合には、第１の受信処理回路を用い、ＭＡＣデータの変更が検出された場合には、第２の受信処理回路を用いる等がある。

尚、図２において、ダミーデータを付加することによる時間延長分Ｔｄは、例えば第２の受信処理回路を導入することによる処理遅延増加時間分を考慮して設定する。本発明の一実施例では、説明を容易化にするために、送信アンテナ１９と受信アンテナ２０とを分離して記載しているが、これらは、送受時に１つのアンテナを切替えて使用してもよい。

本発明の一実施例の根幹をなす第１の部分は、ＭＡＣデータ構成変更判定部１３と、ダミーデータ付加部１２と、ＭＡＣデータ変更検出部２５と、ダミーデータ削除部２７とにある。

ＭＡＣデータ構成変更判定部１３及びダミーデータ付加部１２では、ＭＡＣデータの変更をしない場合、従来の技術である図４に示すＭＡＣデータ構成を作成し、ＭＡＣデータの変更をする場合には、本発明の一実施例の特徴である図２に示すＭＡＣデータ構成を作成する。

尚、ＭＡＣデータ構成変更判定部１３におけるＭＡＣデータの変更の判定は、送信ＭＡＣデータ信号生成部１１から出力される無線パケット信号あたりのＭＡＣデータ数に応じてもよい。この場合、例えば、無線パケット信号あたりのＭＡＣデータ数が、結果として、図２に示すダミーデータの付加分による時間増分Ｔｄが、無線パケット長と比べてある閾値より小さいという条件を満たせば、ＭＡＣデータ構成の変更を判断し、上記の条件を満たさなければ、ＭＡＣデータ構成の変更を判断しないという方法がある。

また、ＭＡＣデータ構成変更判定部１３におけるＭＡＣデータの変更の判定は、ＡＣＫ送信処理部２８でのＡＣＫ送信確率に応じて変更しても良い。この場合、例えば、過去の受信パケットに対するＡＣＫ送信確率がある閾値より低いという条件を満たせばＭＡＣデータ構成の変更を判断し、上記の条件を満たさなければ、ＭＡＣデータ構成の変更を判断しないという方法がある。

さらに、図２及び図４に示す両ＭＡＣデータ構成の差異は、図２に示すＭＡＣデータ構成では、ある時間分のダミーデータと従来のＦＣＳまでのデータと付加したダミーデータを考慮した新たなＦＣＳ（図２のＦＣＳ２）とが付加されている点にある。ここで、ダミーデータを付加した等の無線パケット情報は無線パケット情報生成部１４に反映されているため、この無線パケット信号を受信した従来の端末では、ＦＣＳ２を従来のＦＣＳと認識することができる。

一方、本実施例の技術を搭載した端末においては、ＭＡＣデータ変更検出部２５によって、ダミーデータが付加されていれば、これを検出することができるので、ＭＡＣデータとしては意味をなさないダミーデータと、上位層データとして上げなくてはならないＭＡＣデータのみとの切り分けを行うことができる。

本発明の一実施例の根幹をなす第２の部分は、無線パケット復元部２３にて、ＭＡＣデータ変更の有無に応じて、受信処理方法を切替える点にある。例として、第１の受信処理回路と、第１の受信処理回路より処理遅延が多い反面、受信性能が高い第２の受信処理回路とを具備していれば、ＭＡＣデータの変更が検出されない場合には第１の受信処理回路を用い、ＭＡＣデータの変更が検出された場合には第２の受信処理回路を用いる。

本発明の一実施例の根幹をなす第１の部分の作用は、従来の技術の無線パケット通信システムの既存技術を搭載した端末Ａと、本発明の一実施例による技術を搭載した端末Ｂとの相互接続性にある。これは、上述したように、本発明の一実施例の根幹をなす第１の部分を施すことによって、ＭＡＣデータ変更を行った端末Ｂの無線パケット信号を端末Ａが受信した場合にも端末ＡのＦＣＳエラーは生じないことを意味する。

また、本発明の一実施例の根幹をなす第２の部分の作用は、ＭＡＣデータの変更を行った場合、ダミーデータ分のＭＡＣデータとしては意味を成さないデータによる無線パケット時間の延長があるため、この時間の延長分を、第２の受信処理回路のＳＩＦＳを越えた処理遅延時間として割り当てることによって、従来の端末の性能より、処理遅延が大きいが、性能が高い受信回路を用いることができる点にあり、かつ従来の無線パケット通信システムで規定されたＳＩＦＳ時間にＡＣＫ信号を送付することができる。

さらに、上記の第２の受信処理回路を効率的に使用する方法では、ダミーデータの付加分による時間増分Ｔｄが、無線パケット長と比べて、ある閾値より小さいという条件を満たせば、ダミーデータ付加による時間増分がスループット低減に影響をあたえないと考えられるので、第２の受信処理回路を使用する確率をＭＡＣデータ構成を変更することで高くする。

その他、第２の受信処理回路を効率的に使用する方法では、過去の受信パケットに対するＡＣＫ送信確率がある閾値より低い場合、ＦＣＳエラー、すなわちパケット受信エラーが大きくなり、通信品質が悪いということから、第２の受信処理回路を使用する確率をＭＡＣデータ構成を変更することで高くするのもよい。

このように、本実施例では、従来の方式における無線パケット信号伝送システムで課題となっていた、既存の無線パケット伝送システムで規定されているＳＩＦＳの変更をせずに、処理遅延がＳＩＦＳを超えてしまうが、システムのスループットを改善させることができる端末を、既存の無線パケット伝送システムに支障なく組み込むことができ、既存の無線パケット伝送システムの伝送効率を向上させることができる。

本発明の一実施例による無線パケット信号伝送システムの端末の構成を示すブロック図である。 発明の一実施例におけるＭＡＣデータ及び無線パケット信号の構成を示す図である。 ＣＳＭＡ／ＣＡの基本プロトコルを説明するための図である。 従来のＭＡＣデータ及び無線パケット信号の構成を示す図である。

符号の説明

１１ ＭＡＣデータ信号生成部
１２ ダミーデータ付加部
１３ ＭＡＣデータ構成変更判定部
１４ 無線パケット情報生成部
１５，１６ 符号部
１７ 無線パケット生成部
１８ 無線送信処理部
１９ 送信アンテナ
２０ 受信アンテナ
２１ 電力検出部
２２ 無線受信処理部
２３ 無線パケット復元部
２４ 無線パケット情報復元部
２５ ＭＡＣデータ変更検出部
２６ ＭＡＣデータ信号復号部
２７ ダミーデータ削除部
２８ ＡＣＫ送信処理部

Claims (8)

1. 端末間において無線パケット信号の伝送を行う無線パケット信号伝送システムであって、
   送信側の端末は、源データ信号に所定のデータを付加する手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを有し、
   受信側の端末は、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う手段を有し、
   前記送信側の端末において、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定することを特徴とする無線パケット信号伝送システム。
2. 送信側に、源データ信号の符号処理を行う手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報を含む制御データ信号を符号処理する手段と、前記源データ信号の符号処理結果と前記制御データ信号の符号処理結果との合成信号を形成する手段と、前記合成信号を変調して無線パケット信号を生成する手段と、無線使用状態に応じて前記無線パケット信号の送信判断を決定する手段とを含み、
   受信側に、前記無線パケット信号を復調する手段と、前記復調された無線パケット信号から制御データ信号の復号を行う手段と、前記制御データ信号に含まれる無線伝送時間に関する情報の復号結果に応じて源データ信号の復号及び復調を行う手段と、前記データ信号の復号結果の成功判定を行う手段と、前記復号結果の成功判定結果に応じて前記無線パケット信号を送信した送信機に対して受信成功通知信号を送信する手段とを含む端末からなる無線パケット信号伝送システムであって、
   前記送信側に、前記源データ信号に所定のデータを付加する手段と、前記無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを有し、
   前記受信側に、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う手段を有し、
   前記送信側において、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定することを特徴とする無線パケット信号伝送システム。
3. 前記端末が少なくとも２つ以上で構成されることを特徴とする請求項２記載の無線パケット信号伝送システム。
4. 他の端末との間において無線パケット信号の伝送を行う無線パケット信号伝送端末であって、
   送信側に、源データ信号に所定のデータを付加する手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを有し、
   受信側に、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う手段を有し、
   前記送信側において、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定することを特徴とする無線パケット信号伝送端末。
5. 送信側に、源データ信号の符号処理を行う手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報を含む制御データ信号を符号処理する手段と、前記源データ信号の符号処理結果と前記制御データ信号の符号処理結果との合成信号を形成する手段と、前記合成信号を変調して無線パケット信号を生成する手段と、無線使用状態に応じて前記無線パケット信号の送信判断を決定する手段とを含み、
   受信側に、前記無線パケット信号を復調する手段と、前記復調された無線パケット信号から制御データ信号の復号を行う手段と、前記制御データ信号に含まれる無線伝送時間に関する情報の復号結果に応じて源データ信号の復号及び復調を行う手段と、前記データ信号の復号結果の成功判定を行う手段と、前記復号結果の成功判定結果に応じて前記無線パケット信号を送信した送信機に対して受信成功通知信号を送信する手段とを含む無線パケット信号伝送端末であって、
   前記送信側に、前記源データ信号に所定のデータを付加する手段と、前記無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを有し、
   前記受信側に、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う手段を有し、
   前記送信側において、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定することを特徴とする無線パケット信号伝送端末。
6. 端末間において無線パケット信号の伝送を行う無線パケット信号伝送方法であって、
   送信側の端末が、源データ信号に所定のデータを付加する処理と、データ信号の無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う処理と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する処理とを実行し、
   受信側の端末が、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う処理を実行し、
   前記送信側の端末が、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定することを特徴とする無線パケット信号伝送方法。
7. 送信側に、源データ信号の符号処理を行う手段と、データ信号の無線伝送時間に関する情報を含む制御データ信号を符号処理する手段と、前記源データ信号の符号処理結果と前記制御データ信号の符号処理結果との合成信号を形成する手段と、前記合成信号を変調して無線パケット信号を生成する手段と、無線使用状態に応じて前記無線パケット信号の送信判断を決定する手段とを含み、
   受信側に、前記無線パケット信号を復調する手段と、前記復調された無線パケット信号から制御データ信号の復号を行う手段と、前記制御データ信号に含まれる無線伝送時間に関する情報の復号結果に応じて源データ信号の復号及び復調を行う手段と、前記データ信号の復号結果の成功判定を行う手段と、前記復号結果の成功判定結果に応じて前記無線パケット信号を送信した送信機に対して受信成功通知信号を送信する手段とを含む端末からなる無線パケット信号伝送システムに用いられる無線パケット信号伝送方法であって、
   前記送信側において、前記源データ信号に所定のデータを付加する手段と、前記無線伝送時間に関する情報の変更処理を行う手段と、前記変更処理の内容を制御データ信号に付加する手段とを実行し、
   前記受信側において、前記変更処理の内容に応じて前記源データ信号の復号処理及び復調処理のいずれかを行う手段を実行し、
   前記送信側において、前記源データ信号の信号長及び受信品質のいずれかに応じて前記源データ信号に所定のデータを付加するか否かを判定することを特徴とする無線パケット信号伝送方法。
8. 前記無線パケット信号伝送システムは、前記端末が少なくとも２つ以上で構成されることを特徴とする請求項７記載の無線パケット信号伝送方法。
   

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