JP2008092324A

JP2008092324A - 無線通信システム

Info

Publication number: JP2008092324A
Application number: JP2006271621A
Authority: JP
Inventors: Masanori Mishima; 正紀三嶋
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】伝送速度の変更が可能な複数の無線局で構成され、１つの無線局が他の複数の無線局に対して情報を同時に伝送する無線通信システムで、複数の無線局間の情報伝送の伝送時間を短縮化する。
【解決手段】各無線局は、情報の伝送開始前に回線品質測定用信号を送信し、他の無線局から受信した回線品質測定用信号によりそれぞれの他の無線局との間の伝送で使用可能な伝送速度を判定し、全ての他の無線局との間の伝送可能な速度を速度通知信号により他の無線局に送信し、他の無線局から受信した速度通知信号により局間の通信速度を記憶し、情報の送信開始時に局間通信速度を読み出して全ての受信相手局に伝送する通信経路と伝送速度を決定し、伝送情報に通信経路の情報を付加して前記伝送速度で送信し、他の無線局から受信した通信経路情報により自局が中継局に指定される場合には受信した伝送情報を再送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、複数の無線局間の情報伝送の伝送時間を短縮化した無線通信システムに関する。

図１には、無線通信システムの無線局の地理的配置の一例を示してある。なお、図１では、無線局をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで表している。
例えば、各無線局Ａ〜Ｅは、変調方式の多値数を変えることにより、伝送速度を例えば１Ｍｂｐｓ、５００ｋｂｐｓ、２５０ｋｂｐｓ、１２５ｋｂｐｓの４種類で変更することが可能であり、回線品質によって最適な伝送速度を選択して通信することができる装置である。

このような無線局Ａ〜Ｅが図１に示されるような配置にあり、ＡＢ間、ＡＣ間、ＣＤ間、ＣＥ間、ＤＥ間ではその局間の距離から１Ｍｂｐｓで伝送することが可能であり、ＡＤ間、ＢＣ間ではその局間の距離から２５０ｋｂｐｓでしか伝送することができず、ＡＥ間ではその局間の距離から１２５ｋｂｐｓでしか伝送することができない位置関係にあるとする。

このような配置のシステムにおいて、無線局Ａから他の全ての局Ｂ〜Ｅに一斉に同一の情報を伝送しようとすると、従来の方法では、最も距離が離れているＡＥ間の伝送可能速度である１２５ｋｂｐｓで変調して伝送する必要がある。また、無線局Ａから無線局Ｅを除く３局Ｂ、Ｃ、Ｄに伝送する場合においても、２５０ｋｂｐｓで送信しなければならない。

特開平１０−２９４６９０号公報

上述のように、従来では、複数の無線局間の情報伝送が非効率的になってしまう場合があり、その効率化を図ることが要求されていた。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、複数の無線局間の情報伝送の伝送時間を短縮化して、効率化を図ることができる無線通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、伝送速度の変更が可能な複数の無線局で構成され、１つの無線局が他の複数の無線局に対して情報を同時に伝送する無線通信システムにおいて、次のような構成とした。
すなわち、各無線局は、情報の伝送開始前に回線品質測定用信号を送信する手段と、他の無線局からの回線品質測定用信号を受信する手段と、前記受信された回線品質測定用信号に基づいてそれぞれの他の無線局との間の伝送で使用することが可能な伝送速度を判定する手段と、前記判定結果に基づいて全ての他の無線局との間の伝送可能な速度（伝送速度）を速度通知信号により他の無線局に送信する手段と、他の無線局から伝送されてきた速度通知信号を受信する手段と、前記受信された速度通知信号に基づいて局間の通信速度（伝送速度）を記憶する手段と、情報の送信開始時に、前記記憶された局間通信速度を読み出して（例えば、最も効率良く）全ての受信相手局に伝送することができる通信経路と伝送速度を決定する手段と、伝送情報に前記決定された通信経路の情報を付加して前記決定された伝送速度で送信する手段と、他の無線局から通信経路情報が付加された伝送情報を受信する手段と、前記受信された通信経路情報に基づいて自局が中継局に指定される場合には前記受信された伝送情報を再送信する手段と、を備えた。
従って、複数の無線局間の情報伝送の伝送時間を短縮化して、効率化を図ることができる。

本発明では、一構成例として、無線通信システムにおいて、次のような構成とした。
すなわち、前記回線品質測定用信号及び前記速度通知信号の送受信は、システムの立ち上げ時及び一定時間毎に行われる。
従って、システムの立ち上げ時には、そのときにおける複数の無線局の配置に合わせて局間通信速度を設定することができ、また、１つ以上の無線局が移動などして配置が変更するような場合においても、一定時間毎に、そのときの配置に合わせて局間通信速度を設定することができ、常に効率的な情報伝送を実現することができる。

本発明では、一構成例として、無線通信システムにおいて、次のような構成とした。
すなわち、情報発信元からの送信で使用する無線チャネルと中継送信で使用する無線チャネルとを異ならせた。
従って、（中継ではなく最初に）情報を発信する無線局からの送信で使用する無線チャネルと、その情報を中継する無線局からの中継送信で使用する無線チャネルとして、異なる無線チャネルを設けることにより、例えば、伝送信号の衝突の確率を低減することができ、情報発信と中継送信とで別の無線チャネルを常に使用することが可能となる。

以上説明したように、本発明によると、複数の無線局の配置等に基づく回線品質に合わせて局間通信速度を決定し、局間通信速度に基づいて情報伝送時の通信経路や伝送速度を決定して、必要な場合には情報発信局とその宛先の局との間で他の局が情報伝送を中継するようにしたため、複数の無線局間の情報伝送を効率的に行うことができる。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
本例の無線通信システムでは、複数の無線局Ａ〜Ｅが図１に示されるように地理的に分散した配置にあり、各局が他の複数の局に同一の情報を一斉に伝送することが行われ、本例では、効率的な伝送を実現する。
図２には、各無線局Ａ〜Ｅとして使用される本例の通信装置の構成例を示してある。
本例の通信装置は、送信情報メモリ１と、通信制御部２と、送信部３と、送受スイッチ（送受ＳＷ）４と、アンテナ５と、受信部６と、回線品質判定部７と、速度通知信号部８と、受信情報メモリ９と、中継指定判定部１０と、局間速度メモリ１１と、速度・通信経路判定部１２を備えている。

まず、本例の通信装置により行われる通信の手順を示す。
本例では、システム内で情報伝送を開始する前に、各無線局Ａ〜Ｅは各局間の伝送で使用可能な伝送速度を決定するための信号の交換を行う。具体的には、最初に、各局Ａ〜Ｅは各局間の伝送の回線品質を測定して伝送可能速度を判定するための回線品質測定用信号を送信する。各局Ａ〜Ｅは、全ての他局からの回線品質測定用信号を受信して回線の品質（例えばＳ／Ｎ）を測定し、その品質測定の結果から伝送可能速度を判定する。全ての局の回線品質測定用信号の送信が終了した後、各局Ａ〜Ｅは自局と全ての他の局との間の伝送可能な速度を速度通知信号として送信する。各局Ａ〜Ｅは全ての他局からの速度通知信号を受信し、これを局間速度情報としてメモリ（局間速度メモリ）に蓄積する。

情報伝送を開始する局は、局間速度メモリの内容から、全ての宛先局について最も効率的な通信経路とその経路を使ったときの伝送速度を判定する。次に、その結果の全ての宛先局に対する伝送速度の中から最も速度の遅い伝送速度を情報送信の速度として採用し、その速度で情報を送信する。また、送信信号の内容としては、伝送する情報に、宛先局毎の通信経路を示す信号を付加したものを送信する。
情報を受信した局は、受信した情報を自局宛情報として所定の処理をすると同時に、自局が通信経路情報で他の局への中継局として指定されているかどうかを判定する。そして、自局が中継局として指定されている場合には、受信した情報を再送信する。

このような伝送方法を用いた具体例として、無線局Ａから他の全局Ｂ〜Ｅに同一情報を伝送する場合には、例えば、図１の例では、無線局Ｃを無線局Ｄと無線局Ｅに対する中継局として使うことによって、無線局Ａからの送信及び無線局Ｃからの中継送信として共に１Ｍｂｐｓでの送信を用いることができる。従って、無線局Ａからは無線局Ｄと無線局Ｅに対する中継局として無線局Ｃを指定した通信経路情報を伝送情報に付加した信号を１Ｍｂｐｓで送信し、無線局Ｃは当該指定に基づいて１Ｍｂｐｓで中継送信を行う。これによって、全局向けの伝送を効率的に行うことができる。

図３（ａ）〜（ｃ）には、伝送される信号のフォーマットの例を示してある。
図３（ａ）には、回線品質測定用信号の一例を示してある。
本例の回線品質測定用信号は、最も遅い伝送速度で変調され、送信局を識別するための送信局アドレスと品質測定符号から構成される。
品質測定符号は、予め決められた符号列であり、受信局において受信された信号と予め記憶された正しい符号列との相関値を求めることによって受信信号のＳ／Ｎを測定するために使われる。他の構成例として、受信局で等化器が使用される場合には、等化誤差に基づいてＳ／Ｎを測定することもできる。

図３（ｂ）には、速度通知信号の一例を示してある。
本例の速度通知信号は、送信局アドレスと局間速度信号から構成される。
局間速度信号は、自局と全ての他の局との間の伝送可能速度を個別に表示した信号であり、これを受信することによって、各局はこれを送信している局と他の全ての局との間の伝送可能速度を検出して知ることができる。更に、全ての局からの速度通知信号を受信することによって、システムの全局について相互の伝送可能速度を知ることができる。
ここで、それぞれの局間の伝送可能速度としては、対向する２つの局からの速度の通知が集まることになるが、例えば、情報伝送の信頼度を確保するために、これら２つのうちで、速度が遅い方を選ぶ構成を用いることができる。

図３（ｃ）には、伝送情報を伝送する信号の一例を示してある。
本例の伝送情報を伝送する信号は、送信局アドレスと、通信経路指定信号と、伝送情報から構成される。
本例の通信経路指定信号は、中継が必要な場合に中継局アドレスとその先の宛先局アドレスを指定する信号であり、受信局ではこの指定によって、自局が中継局となる必要があるか否かを判定し、中継が必要な場合には、受信した情報を再送信する。
伝送情報の部分は、伝送する情報そのものである。

ここで、システムを構成する全ての局の間での回線品質測定用信号及び速度通知信号の交換は、例えば、システムの立ち上げ時に行われ、また、例えば、一定の時間毎に行えば、移動等によって無線局の位置関係が変化するような場合においても、伝送に必要な経路や伝送速度に関する情報を常に最新状態に保つことができる。このような一定時間毎の処理は、例えば、各局が時計を持ち、両信号の交換毎に時計合わせを行って次の交換時間を決めるようにすることにより、実現することができる。

次に、図２に示される本例の通信装置により行われる処理を説明する。
回線品質判定部７は、他局から受信された回線品質測定用信号から回線品質を測定して伝送可能速度を判定し、速度通知信号部８は、その結果を全局との間の速度を示す速度通知情報として蓄積する。
局間速度メモリ１１は、他局から受信された速度通知信号の内容を全ての局の間の局間速度としてそのメモリに記憶し、速度・通信経路判定部１２は、情報送信時にその全ての宛先について、効率の最も良い通信経路とその経路を使った時の伝送速度を求め、そして、その中の最も遅い伝送速度を送信に使う速度として選択する。
中継指定判定部１０は、受信された情報信号中の通信経路情報から、自局が中継局に指定されているかどうかを判定する。

送信情報メモリ１は、送信情報（伝送情報）をそのメモリに記憶する。
通信制御部２は、各種の通信制御を行い、例えば、速度通知信号部８からの速度通知情報に基づいて速度通知信号を送信するための制御や、速度通信経路判定部１２からの速度や通信経路の判定結果に基づいて送信情報メモリ１からの送信情報を送信するための制御や、或いは、中継指定判定部１０により中継送信することが判定された場合に、速度通信経路判定部１２からの速度に基づいて、受信情報メモリ９からの受信情報を再送信するための制御などを行う。

送信部３は、通信制御部２により制御されて、送信信号を送信処理して、送受スイッチ４を介してアンテナ５から無線送信する。
送受スイッチ４は、１本のアンテナ５を送受で切り替えて使用するために、その切り替えを行う。
受信部６は、アンテナ５により無線受信された信号を送受スイッチ４を介して入力して受信処理し、例えば、回線品質測定用信号を回線品質判定部７へ出力し、速度通知信号を局間速度メモリ１１へ出力し、伝送情報を伝送する信号を受信情報メモリ９や中継指定判定部１０へ出力する。
受信情報メモリ９は、受信情報（伝送情報）をそのメモリに記憶する。

システムの立ち上げ時及び経路更新時には、通信制御部２は、回線品質測定用信号を発生して、送信部３で変調して無線周波数へ変換して、送受スイッチ４、アンテナ５を通して送信する。変調方式としては、最も遅い変調速度の方式を用いる。
速度通知信号の送信では、全ての他局からの回線品質測定用信号が受信されて品質判定によって自局と他の全ての局との間の伝送可能速度が得られた後に、それを速度通知信号のメモリ（本例では、速度通知信号部８のメモリ）から読み出して送信する。変調方式としては、最も遅い変調速度の方式を用いる。
伝送情報の送信では、局間速度メモリ１１の内容と宛先から通信経路と伝送速度を判定し、通信制御部２はそれに基づいて送信情報に通信経路情報（通信経路指定信号）を付加し、これを送信部３で変調して送信する。変調速度としては、通信経路とともに決定された速度の方式を用いる。

受信では、受信信号は、アンテナ５、送受スイッチ４、受信部６を通して受信され、復調される。ここで、変調方式は、例えば受信信号に付加された識別符号によって自動判別され、入力に対応した方式で復調される。また、信号の種別も識別符号で判別される。
回線品質測定用信号の受信では、受信信号は、品質測定符号の部分の信号に対して、回線品質判定部７で、正しい符号列との相関値が求められ、その相関値の大きさによってＳ／Ｎが計算され、そのＳ／Ｎで伝送可能な伝送速度が判定され、これが速度通知信号としてその送信局（回線品質測定用信号の送信局）のアドレスとペアで速度通知信号部８に蓄積される。
速度通知信号の受信では、受信した局間速度をその送信局（速度通知信号の送信局）のアドレスとペアで局間速度メモリ１１に蓄積する。蓄積された局間速度は、伝送情報の送信時に読み出されて、その情報の宛先に対する通信経路と伝送速度の決定に使われる。

伝送情報信号の受信では、その受信に応じて、中継指定判定部１０で信号中の通信経路指定信号から自局が中継局に指定されているか否かを判定し、中継局に指定されている場合には、中継が必要であることを示す符号と中継先のアドレスをメモリに蓄積する。また、通信経路指定信号以外の伝送情報は、受信情報メモリ９に蓄積され、所定の処理が行われ、外部に出力される。
伝送情報信号の受信時に、自局が中継局に指定されていると判定された場合には、その伝送情報信号の受信が終了したら情報送信を開始して、通信経路指定信号の部分に受信した中継先アドレスを入れ、受信情報メモリ９から受信した伝送情報を読み出して送信する。変調方式としては、局間速度メモリ１１から自局と中継先の局との間の伝送可能速度を読み出して、その速度の方式を用いる。
なお、中継先アドレスとしては、例えば、受信した伝送情報信号に付加された通信経路指定信号に含まれる通信経路に基づいて、自局の次の局のアドレスを用いることができ、これが宛先の局である場合や、或いは、これが更なる中継局である場合がある。

ここで、本例の伝送方法では、一例として、元の（中継ではない）伝送情報送信と中継の伝送情報送信に対して、単一の無線チャネルを時分割の形で使って実現することができるが、他の一例として、２つの無線チャネルを使って元の伝送情報送信と中継の伝送情報送信とを別々の無線チャネルを使って伝送するようにすれば、連続的に情報伝送を行うことができるようになり、中継における複数局の送信の衝突を軽減することができ、更に効率的な伝送が可能となる。

以上のように、本例では、伝送速度の変更が可能な複数の無線局で構成され、その中の１つの局が他の複数の局に対して情報を同時に伝送する無線通信システムにおいて、情報の伝送開始前にシステムを構成する全ての局は回線品質測定用の信号を送信し、全ての局は他局からの回線品質測定用の信号によってそれぞれの他局との間の伝送で使用可能な伝送速度を判定し、その全ての他局との間の伝送可能な速度を速度通知信号として、他局に通知し、全ての局は他局から伝送されてきた速度通知信号を受信して局間通信速度として記憶し、各局は情報の送信開始時に、この局間通信速度を読み出して最も効率良く全ての受信相手局に伝送できる通信経路と送信速度を決定し、伝送情報にこの通信経路を付加して決定された伝送速度で送信し、これを受信した局では、その通信経路情報で自局が中継に指定されていたら、受信した情報を再送信する。
また、本例のシステムでは、回線品質測定用信号及び速度通知信号の送受信は、システムの立ち上げ時及び一定時間毎に行われる。
また、本例のシステムでは、中継送信に、情報発信元の送信とは別の無線チャネルを使用する構成とすることも可能である。

なお、局間通信速度に基づいて最も効率良く全ての受信相手局に伝送することができる通信経路と伝送速度を決定する手法としては、種々な手法が用いられてもよく、例えば、情報伝送に要する（と予想される）時間が最も短くなる通信経路及び伝送速度を決定する態様や、或いは、通信にかかる（と予想される）負荷が全体的に最も小さくなる通信経路及び伝送速度を決定する態様や、或いは、最も速い伝送速度を使用することが可能な通信経路及びその伝送速度を決定するような態様などを用いることができ、種々なアルゴリズムが用いられてもよい。

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

無線局の配置の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る通信装置の構成例を示す図である。伝送信号のフォーマットの一例を示す図である。

符号の説明

１・・送信情報メモリ、２・・通信制御部、３・・送信部、４・・送受スイッチ（送受ＳＷ）、５・・アンテナ、６・・受信部、７・・回線品質判定部、８・・速度通知信号部、９・・受信情報メモリ、１０・・中継指定判定部、１１・・局間速度メモリ、１２・・速度・通信経路判定部、

Claims

伝送速度の変更が可能な複数の無線局で構成され、１つの無線局が他の複数の無線局に対して情報を同時に伝送する無線通信システムにおいて、
各無線局は、情報の伝送開始前に回線品質測定用信号を送信する手段と、
他の無線局からの回線品質測定用信号を受信する手段と、
前記受信された回線品質測定用信号に基づいてそれぞれの他の無線局との間の伝送で使用することが可能な伝送速度を判定する手段と、
前記判定結果に基づいて全ての他の無線局との間の伝送可能な速度を速度通知信号により他の無線局に送信する手段と、
他の無線局から伝送されてきた速度通知信号を受信する手段と、
前記受信された速度通知信号に基づいて局間の通信速度を記憶する手段と、
情報の送信開始時に、前記記憶された局間通信速度を読み出して全ての受信相手局に伝送することができる通信経路と伝送速度を決定する手段と、
伝送情報に前記決定された通信経路の情報を付加して前記決定された伝送速度で送信する手段と、
他の無線局から通信経路情報が付加された伝送情報を受信する手段と、
前記受信された通信経路情報に基づいて自局が中継局に指定される場合には前記受信された伝送情報を再送信する手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記回線品質測定用信号及び前記速度通知信号の送受信は、システムの立ち上げ時及び一定時間毎に行われる、
ことを特徴とする無線通信システム。
請求項１又は請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
情報発信元からの送信で使用する無線チャネルと中継送信で使用する無線チャネルとを異ならせた、
ことを特徴とする無線通信システム。