(57)【要約】【課題】無線信号における伝送速度が増加して伝送特性が劣化するという課題を解決する。【解決手段】無線通信システムは、データに第１の誤り訂正符号を付与する第１の誤り訂正エンコーダ部１１と、データを変換して第１のＩＰ信号として出力する第１のＩＰ変換部１２と、第１のＩＰ信号のヘッダ部に第２の誤り訂正符号を付与して第２のＩＰ信号として出力する第２の誤り訂正エンコーダ部１３と、第２のＩＰ信号で変調された無線信号を送信する無線送信部１４と、無線信号を受信し第２のＩＰ信号を復調する無線受信部２１と、第２のＩＰ信号のヘッダ部に付与された第２の誤り訂正符号を用いて誤り訂正を行い第１のＩＰ信号を出力する第１の誤り訂正デコーダ部２２と、第１のＩＰ信号を元のデータに変換する第２のＩＰ変換部２３と、第１の誤り訂正符号を用いてデータの誤り訂正を行いデータを出力する第２の誤り訂正デコーダ部２４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたデータに第１の誤り訂正符号を付与して出力する第１の誤り訂正エンコーダ部と、
前記第１の誤り訂正エンコーダ部から出力されたデータを変換して第１のＩＰ信号として出力する第１のＩＰ変換部と、
前記第１のＩＰ変換部から出力された第１のＩＰ信号のヘッダ部に対する誤り訂正を行うための第２の誤り訂正符号をヘッダ部に付与して第２のＩＰ信号として出力する第２の誤り訂正エンコーダ部と、
前記第２の誤り訂正エンコーダ部から出力された第２のＩＰ信号で変調された無線信号を送信する無線送信部と、
前記無線送信部から送信された無線信号を受信するとともに第２のＩＰ信号を復調して出力する無線受信部と、
前記無線受信部から出力された第２のＩＰ信号のヘッダ部に付与された第２の誤り訂正符号を用いてヘッダ部の誤り訂正を行うとともに第２のＩＰ信号から第２の誤り訂正符号を除去して第１のＩＰ信号として出力する第１の誤り訂正デコーダ部と、
前記第１の誤り訂正デコーダ部から出力された第１のＩＰ信号を変換して第１の誤り訂正符号が付与されたデータとして出力する第２のＩＰ変換部と、
前記第２のＩＰ変換部から出力されたデータに付与された第１の誤り訂正符号を用いてデータの誤り訂正を行うとともに第１の誤り訂正符号を除去したデータを出力する第２の誤り訂正デコーダ部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第１のＩＰ変換部は、
前記第１のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号およびヘッダ部からなるパケットを連続的に出力するものであり、
前記第２の誤り訂正エンコーダ部は、
前記第２のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号、ヘッダ部および第２の誤り訂正符号からなるパケットを連続的に出力するものであり、
前記第２の誤り訂正エンコーダ部は、
前記第１のＩＰ変換部から出力されるパケットの長さおよびパケット間の時間間隔を測定し、この測定結果に基づいて、前記無線信号における伝送速度が一定となるような、前記第２の誤り訂正符号の長さならびに出力すべきパケットにおけるパケット間の時間間隔を求め、前記第２のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号、ヘッダ部および前記求めた長さを有する第２の誤り訂正符号からなるパケットを前記求めた時間間隔を空けて連続的に出力する
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記第２のＩＰ変換部は、前記第１の誤り訂正デコーダ部から出力される第１のＩＰ信号を構成するパケットのデータ部に誤りを検出した場合であっても当該パケットを破棄しないことを特徴とする請求項１または２記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誤り訂正符号の付加により無線信号における伝送速度が増加して伝送特性が劣化するという課題を解決できる無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の大容量化に対応すべく、ミリ波を用いた無線通信システムが開発されている。例えば、６０ＧＨｚ帯を用いた通信速度１．２５Ｇｂｐｓのギガビットイーサネット（登録商標）信号（ＧｂＥ信号）の伝送が可能な無線通信システムも既に開発されている（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００３】
また、１２０ＧＨｚ帯の電波を使用して１０ギガビットイーサネット信号（１０ＧｂＥ信号）を伝送可能な無線装置も開発されている。
【０００４】
しかし、これらの広帯域ＩＰ信号の伝送には１０−１２以下のビットエラーレート（ＢＥＲ）が要求される。しかし、無線通信においては、１０−１２以下のＢＥＲを実現するのは困難であるため、受信電力を大きくするために通信距離が短くなるという問題が生じていた。
【０００５】
この問題を解決する手法の１つが前方誤り訂正（ＦＥＣ）技術である。ＦＥＣとはメッセージ送信者がメッセージに冗長性を付与することで、追加情報を送信者に要求することなく、受信者が誤りを検出し訂正することを可能とする技術である。
【０００６】
図４は、従来の無線通信システムを示す構成図であり、詳しくは、ＦＥＣを使用した広帯域ＩＰ信号伝送無線システムの構成図である。
【０００７】
このシステムでは、映像信号等を構成するデータをＩＰ変換送信機１０１に入力し、ＩＰ信号に変換する。さらに、ＩＰ変換送信機１０１の出力であるＩＰ信号に誤り訂正エンコーダ部１０２（例えば、ＩＰ信号用ＦＥＣエンコーダ）を使用して誤り訂正符号を付加して伝送を行っている。
【０００８】
例えば、光通信で使用されるG.709リードソロモン符号を付加した場合、データ伝送速度は約７％増加する。ギガビット級のデータ伝送を行う無線通信システムにおいては、使用するデバイスの性能限界やフィルタによる帯域制限が顕著になるため、わずかにデータ伝送速度が増加しても伝送特性が劣化してしまう。
【０００９】
また、ギガビット級データ伝送に使用されるクロック・データ・リカバリ（ＣＤＲ）等の部品としては、標準の通信規格であるＧｂＥや１０ＧｂＥ信号の伝送速度にあわせた部品は安価に入手可能であるため、無線通信システムで伝送するデータ速度もこれらの標準の通信規格に合わせることが望ましい。
【００１０】
そこで、図５に示すように、データに誤り訂正エンコーダ部１００（例えば、データ信号用ＦＥＣエンコーダ）を使用して誤り訂正符号を付加してからＩＰ変換送信機１０１に入力し、ＩＰ変換送信機１０１から出力されるＩＰ信号を伝送すれば、データ伝送速度は増加しない。
【００１１】
しかし、通常のＧｂＥや１０ＧｂＥの規格では伝送するＩＰパケットにビットエラーが発生するとエラーが発生したＩＰパケット全体を廃棄するため、データに誤り訂正符号が付加されてあっても、誤りを訂正できなくなる。使用するＩＰ伝送装置の設定によってはエラーが発生してもＩＰパケットを廃棄しないようにする設定を行うことは可能である。しかし、この場合でもＩＰパケットのデータフィールド以外のフィールドにビットエラーが発生した場合、目的地への伝送が不可能になるため、受信側でのＩＰパケットの受信が不可能になり、結果として、誤り訂正が行えなくなるという問題が生じる。
【非特許文献１】K.Ohata, K. Maruhashi, M Ito, S. Kishimoto, K. Ikuina, T. Hashiguchi, N. Takahashi, and S Iwanaga, "Wireless 1.25Gb/s transceiver module at 60GHz-band," in Tech. Dig. ISSCC 2002, pp. 298-299, 2002.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、誤り訂正符号の付加により無線信号における伝送速度が増加して伝送特性が劣化するという課題を解決できる無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線通信システムは、入力されたデータに第１の誤り訂正符号を付与して出力する第１の誤り訂正エンコーダ部と、前記第１の誤り訂正エンコーダ部から出力されたデータを変換して第１のＩＰ信号として出力する第１のＩＰ変換部と、前記第１のＩＰ変換部から出力された第１のＩＰ信号のヘッダ部に対する誤り訂正を行うための第２の誤り訂正符号をヘッダ部に付与して第２のＩＰ信号として出力する第２の誤り訂正エンコーダ部と、前記第２の誤り訂正エンコーダ部から出力された第２のＩＰ信号で変調された無線信号を送信する無線送信部と、前記無線送信部から送信された無線信号を受信するとともに第２のＩＰ信号を復調して出力する無線受信部と、前記無線受信部から出力された第２のＩＰ信号のヘッダ部に付与された第２の誤り訂正符号を用いてヘッダ部の誤り訂正を行うとともに第２のＩＰ信号から第２の誤り訂正符号を除去して第１のＩＰ信号として出力する第１の誤り訂正デコーダ部と、前記第１の誤り訂正デコーダ部から出力された第１のＩＰ信号を変換して第１の誤り訂正符号が付与されたデータとして出力する第２のＩＰ変換部と、前記第２のＩＰ変換部２３から出力されたデータに付与された第１の誤り訂正符号を用いてデータの誤り訂正を行うとともに第１の誤り訂正符号を除去したデータを出力する第２の誤り訂正デコーダ部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
例えば、前記第１のＩＰ変換部は、前記第１のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号およびヘッダ部からなるパケットを連続的に出力するものであり、前記第２の誤り訂正エンコーダ部は、前記第２のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号、ヘッダ部および第２の誤り訂正符号からなるパケットを連続的に出力するものであり、前記第２の誤り訂正エンコーダ部は、前記第１のＩＰ変換部から出力されるパケットの長さおよびパケット間の時間間隔を測定し、この測定結果に基づいて、前記無線信号における伝送速度が一定となるような、前記第２の誤り訂正符号の長さならびに出力すべきパケットにおけるパケット間の時間間隔を求め、前記第２のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号、ヘッダ部および前記求めた長さを有する第２の誤り訂正符号からなるパケットを前記求めた時間間隔を空けて連続的に出力することを特徴とする。
【００１５】
例えば、前記第２のＩＰ変換部は、前記第１の誤り訂正デコーダ部から出力される第１のＩＰ信号を構成するパケットのデータ部に誤りを検出した場合であっても当該パケットを破棄しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第２の誤り訂正エンコーダ部が、ヘッダ部に第２の誤り訂正符号を付与し、第１の誤り訂正デコーダ部が第２の誤り訂正符号を用いてヘッダ部の誤り訂正を行うことで、課題すなわち無線信号における伝送速度が増加して伝送特性が劣化するという課題を解決することができる。
【００１７】
また、第２の誤り訂正エンコーダ部は、第１のＩＰ変換部から出力されるパケットの長さおよびパケット間の時間間隔を測定し、この測定結果に基づいて、無線信号における伝送速度が一定となるような、第２の誤り訂正符号の長さならびに出力すべきパケットにおけるパケット間の時間間隔を求め、第２のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号、ヘッダ部および長さを有する第２の誤り訂正符号からなるパケットを時間間隔を空けて連続的に出力することで、無線信号における伝送速度を一定にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成図である。
【００２０】
無線通信システムは、入力されたデータに第１の誤り訂正符号を付与して出力する第１の誤り訂正エンコーダ部１１と、第１の誤り訂正エンコーダ部１１から出力されたデータを変換して第１のＩＰ信号として出力する第１のＩＰ変換部１２と、第１のＩＰ変換部１２から出力された第１のＩＰ信号のヘッダ部に対する誤り訂正を行うための第２の誤り訂正符号をヘッダ部に付与して第２のＩＰ信号として出力する第２の誤り訂正エンコーダ部１３と、第２の誤り訂正エンコーダ部１３から出力された第２のＩＰ信号で変調された無線信号を送信する無線送信部１４と、無線送信部１４から送信された無線信号を受信するとともに第２のＩＰ信号を復調して出力する無線受信部２１と、無線受信部２１から出力された第２のＩＰ信号のヘッダ部に付与された第２の誤り訂正符号を用いてヘッダ部の誤り訂正を行うとともに第２のＩＰ信号から第２の誤り訂正符号を除去して第１のＩＰ信号として出力する第１の誤り訂正デコーダ部２２と、第１の誤り訂正デコーダ部２２から出力された第１のＩＰ信号を変換して第１の誤り訂正符号が付与されたデータとして出力する第２のＩＰ変換部２３と、第２のＩＰ変換部２３から出力されたデータに付与された第１の誤り訂正符号を用いてデータの誤り訂正を行うとともに第１の誤り訂正符号を除去したデータを出力する第２の誤り訂正デコーダ部２４とを備える。
【００２１】
データは、例えば、映像信号を構成するものである。
【００２２】
本実施の形態では、第１の誤り訂正エンコーダ部１１、第２の誤り訂正デコーダ部２４による誤り訂正は、「前方誤り訂正（Forward Error Correction:FEC）を想定している。
【００２３】
第１のＩＰ変換部１２は、例えば、非圧縮ハイビジョン信号を第１のＩＰ信号に変換して出力するi-Visto（T.Motchida et al., "The i-Visto Gateway XG-Uncompressed HDTV Multiple Transmission Technology for 10-Gbit/s Networks, "NTT Technical Review, Vol, 3 No. 4 Apr. pp. 38-43, 2005)である。
【００２４】
無線送信部１４は、例えば、ＲＦ（電波）送信モジュール１４１とアンテナ１４２を有する構成である。無線受信部２１は、例えば、ＲＦ受信モジュール２１１とアンテナ２１２を有する構成である。
【００２５】
（本実施の形態の動作）
本実施の形態では、第１の誤り訂正エンコーダ部１１が、入力されたデータに第１の誤り訂正符号を付与して出力する。
【００２６】
次に、第１のＩＰ変換部１２が、第１の誤り訂正エンコーダ部１１から出力されたデータを変換して第１のＩＰ信号として出力する。
【００２７】
次に、第２の誤り訂正エンコーダ部１３が、第１のＩＰ変換部１２から出力された第１のＩＰ信号のヘッダ部に第２の誤り訂正符号を付与して第２のＩＰ信号として出力する。
【００２８】
次に、無線送信部１４では、例えば、ＲＦ送信モジュール１４１が、所定の搬送波を、第２の誤り訂正エンコーダ部１３から出力された第２のＩＰ信号で変調し、変調後の信号をアンテナ１４２から無線信号として送信する。
【００２９】
次に、無線受信部２１では、アンテナ１４２から送信された無線信号がアンテナ２１２で受信され、例えば、ＲＦ送信モジュール２１１が、受信後の信号から第２のＩＰ信号を復調して出力する。
【００３０】
次に、第１の誤り訂正デコーダ部２２が、無線受信部２１から出力された第２のＩＰ信号のヘッダ部に付与された第２の誤り訂正符号を用いてヘッダ部の誤り訂正を行うとともに第２のＩＰ信号から第２の誤り訂正符号を除去して第１のＩＰ信号として出力する。
【００３１】
次に、第２のＩＰ変換部２３が、第１の誤り訂正デコーダ部２２から出力された第１のＩＰ信号を変換して第１の誤り訂正符号が付与されたデータとして出力する。
【００３２】
次に、第２の誤り訂正デコーダ部２４が、第２のＩＰ変換部２３から出力されたデータに付与された第１の誤り訂正符号を用いてデータの誤り訂正を行うとともに第１の誤り訂正符号を除去したデータを出力する。
【００３３】
本実施の形態では、パケットとして、いわゆるジャンボパケットと称されるものを使用でき、この場合、パケット内のデータのビット長は、約８０００バイトである。
【００３４】
仮に、第２の誤り訂正エンコーダ部１３が、パケットの全体に対し、例えば、G.709の誤り訂正符号を付与した場合、無線信号における伝送速度は、約７％増加する。
【００３５】
一方、１０ギガビットイーサネットにおけるパケット内のヘッダ部のビット長は、約５０バイトである。
【００３６】
本実施の形態では、例えば、第２の誤り訂正エンコーダ部１３が、ヘッダ部にG.709の誤り訂正符号を付与した場合、無線信号における伝送速度の増加を、約０．６％に抑制することができる。
【００３７】
しかしながら、少なからず伝送速度は増加してしまうので、以下に説明する構成を採用してもよい。
【００３８】
図２は、第１のＩＰ信号と第２のＩＰ信号の詳細を示す図である。
【００３９】
図示のように、第１のＩＰ変換部１２は、第１のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号およびヘッダ部からなるパケットを連続的に出力するものである。ここでは、パケットの長さをＰＬとし、パケット間の時間間隔は、Ｔｓ１とする。
【００４０】
第２の誤り訂正エンコーダ部１３は、第２のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号、ヘッダ部および第２の誤り訂正符号からなるパケットを連続的に出力するものである。ここでは、第２の誤り訂正符号の長さをＥＬとし、パケット間の時間間隔をＴｓ２とする。
【００４１】
図２では、パケットの送信間隔Ｔを示しているが、送信間隔Ｔは、無線信号における伝送速度に対応したものとなり、この送信間隔Ｔを一定にすることで、無線信号における伝送速度が一定になる。
【００４２】
図３は、第２の誤り訂正エンコーダ部１３における動作の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
第２の誤り訂正エンコーダ部１３は、まず、第１のＩＰ変換部１２から出力されるパケットの長さＰＬおよびパケット間の時間間隔Ｔｓ１を測定する（ステップＳ１）。
【００４４】
次に、第２の誤り訂正エンコーダ部１３は、この測定結果に基づいて、無線信号における伝送速度が一定となるような、第２の誤り訂正符号の長さＥＬならびにパケット間の時間間隔Ｔｓ２を求める（ステップＳ３）。
【００４５】
次に、第２の誤り訂正エンコーダ部１３は、第２のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号、ヘッダ部および長さＥＬを有する第２の誤り訂正符号からなるパケットを生成する（ステップＳ５）。
【００４６】
次に、第２の誤り訂正エンコーダ部１３は、生成されたパケットを時間間隔Ｔｓ２を空けて連続的に出力する（ステップＳ７）。
【００４７】
例えば、第２の誤り訂正エンコーダ部１３は、パケットの長さＰＬが増加した場合は、時間間隔Ｔｓ２を減少させ、もって、送信間隔Ｔならびに送信間隔Ｔに対応する無線信号における伝送速度を一定にすることができる。
【００４８】
また、例えば、第２の誤り訂正エンコーダ部１３は、パケットの長さＰＬが増加した場合は、第２の誤り訂正符号の長さＥＬを減少させ、もって、送信間隔Ｔならびに無線信号における伝送速度を一定にすることができる。
【００４９】
また、第２の誤り訂正エンコーダ部１３は、パケットの長さＰＬが減少した場合は、時間間隔Ｔｓ２や第２の誤り訂正符号の長さＥＬを減少させ、もって、送信間隔Ｔならびに無線信号における伝送速度を一定にすることができる。
【００５０】
上記のように、第２の誤り訂正エンコーダ部１３が、ヘッダ部にG.709の誤り訂正符号を付与した場合、無線信号における伝送速度の増加は、約０．６％つまり１％以下なので、その程度ならば、時間間隔Ｔｓ２や第２の誤り訂正符号の長さＥＬの増減により、送信間隔Ｔならびに無線信号における伝送速度を一定にすることができるのである。
【００５１】
なお、時間間隔Ｔｓ２は、その最小値を規定されることがあり、この規定により、時間間隔Ｔｓ２を減少できない場合は、別のパケットにおけるパケット間の時間間隔を減少させればよい。こうすることによって、無線信号における伝送速度を一定にすることができる。
【００５２】
さて、第１の誤り訂正デコーダ部２２から出力される第１のＩＰ信号はパケットにより構成されるのだが、第２のＩＰ変換部２３は、当該パケットのデータ部に誤りを検出した場合であっても当該パケットを破棄しない構成とする。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態の無線通信システムによれば、無線信号における伝送速度が増加して伝送特性が劣化するという課題を解決することができる。
【００５４】
また、第２の誤り訂正エンコーダ部１３は、第１のＩＰ変換部１２から出力されるパケットの長さおよびパケット間の時間間隔を測定し、この測定結果に基づいて、無線信号における伝送速度が一定となるような、第２の誤り訂正符号の長さＥＬならびに出力すべきパケットにおけるパケット間の時間間隔Ｔｓ２を求め、第２のＩＰ信号のデータ、第１の誤り訂正符号、ヘッダ部および長さＥＬを有する第２の誤り訂正符号からなるパケットを時間間隔Ｔｓ２を空けて連続的に出力するので、無線信号における伝送速度を一定にすることができる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、標準の通信規格に基づいて製造されたものを使用でき、よって、無線通信システムを安価に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施の形態に係る無線通信システムの構成図である。
【図２】第１のＩＰ信号と第２のＩＰ信号の詳細を示す図である。
【図３】第２の誤り訂正エンコーダ部１３における動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】従来の無線通信システムの一例を示す構成図である。
【図５】従来の無線通信システムの別な一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１１…第１の誤り訂正エンコーダ部
１２…第１のＩＰ変換部
１３…第２の誤り訂正エンコーダ部
１４…無線送信部
２１…無線受信部
２２…第１の誤り訂正デコーダ部
２３…第２のＩＰ変換部
２４…第２の誤り訂正デコーダ部
１４１…ＲＦ送信モジュール
２１１…ＲＦ受信モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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