(57)【要約】【課題】  無線通信の接続切り替えを円滑に行うことができることを目的とする。【解決手段】  蓄積量制御部１４は、移動局３とのリンク状態およびパケット蓄積部１３におけるパケットの蓄積量の双方を判断し、判断の結果、移動局３とのリンクが確立し、またはパケットの蓄積量が一定値である場合、パケット蓄積部１３への蓄積順にパケットを取り出す制御を行う。また、出力制御部１２は、パケット蓄積部１３から取り出されたパケットを、移動局３とのリンクが確立していることを条件として、無線送信部１１を介して、当該移動局３に送信する。【選択図】      図２
2006203783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の無線通信装置との間でリンクを確立して当該他の無線通信装置宛のパケットを送信するパケット送信部と、前記パケットを蓄積するパケット蓄積部と、前記パケット送信部における他の無線通信装置とのリンク状態および前記パケット蓄積部におけるパケットの蓄積量の双方を判断し、判断の結果、前記他の無線通信装置とのリンクが確立し、または前記パケットの蓄積量が一定値である場合、前記パケット蓄積部への蓄積順に前記パケットを前記パケット蓄積部から取り出す制御を行う蓄積量制御部と、この蓄積量制御部によって取り出されたパケットを、当該他の無線通信装置とのリンクが確立していることを条件として前記パケット送信部へ順次出力する出力制御部と、を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記出力制御部は、前記他の無線通信装置とのリンクが確立していない場合、前記蓄積量制御部によって取り出されたパケットを廃棄することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記パケットには、通番が付与されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無線通信装置を備えたことを特徴とする基地局装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無線通信装置を備えたことを特徴とする移動局装置。
【請求項６】
他の無線通信装置宛のパケットをパケット蓄積部から取り出して送信する無線通信装置における無線通信方法であって、
前記他の無線通信装置とのリンク状態および前記パケット蓄積部におけるパケットの蓄積量の双方を判断し、判断の結果、前記他の無線通信装置とのリンクが確立し、または前記パケットの蓄積量が一定値である場合、前記パケット蓄積部への蓄積順に前記パケットを前記パケット蓄積部から取り出す制御を行うステップと、
前記パケット蓄積部から取り出したパケットを、当該他の無線通信装置とのリンクが確立していることを条件として、当該他の無線通信装置に送信するステップと、を実行することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータをパケットに分割して無線通信を行う無線通信装置および無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルデータをパケットに分割して無線通信を行うシステムとして、次のようなものが知られている。すなわち、移動局と基地局との間で無線通信を行うシステムがあり、このシステムでは、移動局が、無線電波の到達範囲内にある基地局との間でリンク（通信経路）を確立して無線通信を行う。そして、移動局がその後も移動し続けることによって、移動局とその基地局とのリンクが切れると、当該移動局は、次の基地局とのリンクを確立して、一連のデジタルデータの送受信を確保するようになっている。
この場合、基地局の切り替えにより、移動局が同じパケットを重複して受信しないように構成されている。具体的には、移動局では受信済みのパケット数を記録し、また、切り替え前の基地局では送信済みのパケット数を記録している。そして、切り替え後の基地局では、前記した移動局での受信済みのパケット数と、前記した基地局での送信済みのパケット数との差を計算して、必要なパケットを移動局に送信している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２８３５１０（段落００１９−００２３、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記した移動局と基地局との間でリンクが確立している場合にノイズなどの影響でパケットが消失したときなど、移動局と基地局との間の通信経路のトラブルが生じたとき、特許文献１に記載の手法では、基地局が、移動局に再送信すべきパケット数を正確に把握することができず、基地局の切り替え前後で移動局にパケットを重複して送信するという結果となっていた。
【０００４】
そこで、本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、無線通信の接続切り替えを円滑に行うことができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、他の無線通信装置との間でリンクを確立して当該他の無線通信装置宛のパケットを送信するパケット送信部と、前記パケットを蓄積するパケット蓄積部と、前記パケット送信部における他の無線通信装置とのリンク状態および前記パケット蓄積部におけるパケットの蓄積量の双方を判断し、判断の結果、前記他の無線通信装置とのリンクが確立し、または前記パケットの蓄積量が一定値である場合、前記パケット蓄積部への蓄積順に前記パケットを前記パケット蓄積部から取り出す制御を行う蓄積量制御部と、この蓄積量制御部によって取り出されたパケットを、当該他の無線通信装置とのリンクが確立していることを条件として前記パケット送信部へ順次出力する出力制御部とを備えた、という構成を採用している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、無線通信の接続切り替えを円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
[実施の形態１]
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムを示すブロック図である。
図１において、無線通信システムは、複数の基地局（無線通信装置）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、パケット処理装置２と、移動局（無線通信装置）３とを具備している。移動局３としては、例えば、鉄道や自動車などがある。
そして、各基地局１ａ〜１ｄが基幹ネットワーク４を介してパケット処理装置２に接続されている。パケット処理装置２は、デジタルデータを分割して、移動局３宛のパケットを生成するためものである。ここでは、パケット処理装置２は、図示しないネットワークを介してサーバ装置（ウェブサーバなど）に接続されていることとする。
各基地局１ａ〜１ｄには、通信エリアＳがあり、この通信エリアＳ内で、各基地局１ａ〜１ｄは、移動局３との間でリンクを確立することが可能になっている。以下、基地局１ａ〜１ｄおよび移動局３について、順を追って説明する。
【０００８】
図２は、基地局の内部構成を示すブロック図である。ここでは、基地局１ａについて説明することとするが、他の基地局１ｂ〜１ｄもこれと同様である。
図２において、基地局１ａには、メディア変換装置（基地局装置）１００が搭載されている。このメディア変換装置１００は、無線送信部１１、出力制御部１２、パケット蓄積部１３、蓄積量制御部１４およびネットワークインターフェース部（以下単に「インターフェース部」という）１５を具備している。
【０００９】
無線送信部１１は、無線アンテナなどを含んで構成され、移動局３との間のリンクを確立し、移動局３宛のパケットを送信するようになっている。
【００１０】
インターフェース部１５は、図１に示したパケット処理装置２および他の基地局１ｂ〜１ｄとの間でパケット通信を行う。そして、インターフェース部１５は、パケット処理装置２との間のパケット通信により取得したパケットに通番を付与する。この例を図３に示す。図３に示すように、パケットの宛先情報や送信元情報などが記載されたパケットヘッダ７２を含むパケット７０には、インターフェース部１５によって付与された通番７３が付加されている。なお、図３に示した通番７３の位置は、特に制約を受けない。例えば、データフィールド７４内に付加してもよいし、誤り検出フィールド７５の直前に付加するようにしてもよい。
図２に戻り、インターフェース部１５は、さらに、図３に示した通番７３を付加したパケット７０をパケット蓄積部１３に格納するようになっている。
【００１１】
パケット蓄積部１３は、バッファであり、ここでは、蓄積した順にパケットを取り出すＦＩＦＯ（First-In First-Out）方式を採用することとする。これにより、一番新しく格納されたパケットが最後に取り出されることとなる。
【００１２】
蓄積量制御部１４は、パケット蓄積部１３におけるパケットの蓄積量（以下「ＦＩＦＯ蓄積量」という）と、無線送信部１１における移動局３との無線リンク状態の双方を判断し、判断の結果に基づいて、パケット蓄積部１３からパケットを取り出す出力指示（以下「ＦＩＦＯ出力指示」という）を行うようになっている。この動作状態の遷移を図４に示す。
【００１３】
蓄積量制御部１４では、図４に示すように、電源が投入（Power On）されると、電源断状態Ｓ１１から初期化中Ｓ１２に移行する。その後、初期化が終了すると、まず、ＦＩＦＯ出力指示を止めた状態Ｓ１３に移行する。このとき、パケット蓄積部１３ではパケットが順次格納される。そして、移動局３とのリンクが確立している場合、またはＦＩＦＯ蓄積量が一定値（例えば最大値）になっている場合（同図（１））、Ｓ１３からＳ１４に移行する。すなわち、ＦＩＦＯ出力指示を出力している状態に移行する。このとき、パケット蓄積部１３ではパケットが順次取り出され、後記する出力制御部１２に出力される。一方、リンクが切断され、かつＦＩＦＯ蓄積量が一定値未満の場合（同図（２））、Ｓ１４からＳ１３の状態に戻る。
【００１４】
図２に戻り、出力制御部１２は、無線送信部１１における移動局３との無線リンク状態に基づいて、蓄積量制御部１４による制御によって取り出されたパケットを無線送信部１１に出力するようになっている。この動作状態の遷移を図５に示す。
【００１５】
出力制御部１２でも、図５に示すように、電源が投入（Power On）されると、電源断状態Ｓ２１から初期化中Ｓ２２に移行する。その後、初期化が終了すると、パケットを廃棄中の状態Ｓ２３に移行する。そして、移動局３とのリンクが確立している場合（同図（１））、Ｓ２３からＳ２４に移行する。すなわち、パケットを無線送信部１１に出力している状態に移行する。一方、リンクが切断された場合（同図（２））、Ｓ２４からＳ２３の状態に戻る。
【００１６】
図６は、移動局の内部構成を示すブロック図である。
図６において、移動局３は、無線受信部３１、重複受信検出装置３２およびパケット中継装置３３を具備している。そして、移動局３内では、パケット中継装置３３が、データ端末３４ａ，３４ｂ，３４ｃと任意に接続されるようになっている。データ端末３４ａ〜３４ｃは、パケット通信機能を備えた情報端末である。なお、本実施の形態において、無線受信部３１、重複受信検出装置３２およびパケット中継装置３３を併せて移動局装置という。
【００１７】
前記した無線受信部３１は、基地局１ａ〜１ｄからの無線電波を受信し、重複受信検出装置３２に移動局３宛のパケットを出力する。この移動局３宛のパケットは、具体的には、データ端末３４ａ〜３４ｃ宛のパケットを意味する。
重複受信検出装置３２は、パケットに付与されている通番を検出し、所定のパケットをパケット中継装置３３に出力する。
パケット中継装置３３は、重複受信検出装置３２から出力されたパケットをデータ端末３４ａ〜３４ｃに中継する。
【００１８】
ここで、重複受信検出装置３２の処理手順を図７に基づいて説明する。
まず、重複受信検出装置３２は、過去に受信した一連のパケットに付与された通番の集合（これを受信通番値集合という）をリセットする（Ｓ３１）。続いて、重複受信検出装置３２は、無線受信部３１から出力されたパケットを受信した場合（Ｓ３２の「Ｙｅｓ」の場合）、その受信したパケットの通番が、Ｓ３１のリセット後に受信した一連のパケットに付与された通番の集合、すなわち、今回分の受信通番値集合に含まれるものか否かを確認する（Ｓ３３）。
【００１９】
そして、Ｓ３３における判断の結果、受信通番値集合に含まれるものと確認された場合（Ｓ３３の「Ｙｅｓ」の場合）、重複受信検出装置３２は、Ｓ３２で受信したパケットを廃棄し（Ｓ３４）、Ｓ３２に戻る。これにより、データ端末３４ａ〜３４ｃへの重複送信を回避することが可能となる。
【００２０】
これに対して、Ｓ３３における判断の結果、受信通番値集合に含まれないものと確認された場合（Ｓ３３の「Ｎｏ」の場合）、重複受信検出装置３２は、パケットを適正に再現するため、その通番を除去してパケット中継装置３３にパケット中継する（Ｓ３５）。そして、重複受信検出装置３２は、Ｓ３５で除去した通番を今回分の受信通番値集合に加えた（Ｓ３６）後、Ｓ３２に戻る。このようにして、データ端末３４ａ〜３４ｃは、一連のパケットを組み合わせてデジタルデータを再現するようになっている。
【００２１】
次に、移動局３が基地局１ａから基地局１ｂに接続を切り替えて無線通信を行った場合を例にして、各基地局１ａ，１ｂと移動局３との動作処理について説明する。
図８は、各基地局と移動局との動作処理の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、パケット処理装置２が移動局３宛のパケットを基地局１ａに送信した後、基地局１ａが、他の基地局１ｂ〜１ｄに「１」〜「７」の通番を付与したパケットをブロードキャスト送信することとして説明する。
【００２２】
まず、基地局１ａでは、同図（ｂ）に示すように、移動局３とのリンクが確立すると、それが切断されるｔ１の時間まで、「１」〜「３」の通番が付与されたパケットを順次、移動局３に送信している。そして、それ以降は、「４」〜「７」の通番が付与されたパケットの送信が中止されている。符号ｈ１２は、リンク断の状態で受信したパケットをあらわしている。
【００２３】
これに対して、基地局１ｂでは、同図（ｃ）に示すように、移動局３とのリンクが確立したｔ２の時間から、「３」以降の通番が付与されたパケットを移動局３に送信している。符号ｈ１１は、リンク断の状態で受信したパケットをあらわしている。
このとき、基地局１ｂのパケット蓄積部１３では、ＦＩＦＯ蓄積状態が同図（ｄ）に示すようになる。すなわち、「１」「２」の通番が付与されたパケットがパケット蓄積部１３に格納されて、蓄積量が一定値（最大値）になった後、時間ｔ２から、蓄積順にパケットが取り出されながら、新規な「３」以降の通番が付与されたパケットが順次格納されていく。これは、図４および図５に示した基地局１ｂの蓄積量制御部１４および出力制御部１２によって、次のような制御が行われるからである。
【００２４】
蓄積量制御部１４では、「１」「２」の通番が付与されたパケットがパケット蓄積部１３に格納されると、蓄積量が一定値になるので、以降は、「１」の通番が付与されたパケットから順に各パケットが出力制御部１２に取り出される（図４（１）参照）。また、出力制御部１２では、リンクが確立するｔ２になるまで、蓄積量制御部１４によって取り出されたパケットを廃棄し続ける（図５（２）参照）。そして、ｔ２以降、出力制御部１２は、蓄積量制御部１４によって取り出されたパケットを無線送信部１１を介して移動局３に送信させる。この送信によって、移動局３では、図８（ｅ）に示すように、２番目の「３」や「４」以降の通番が付与されたパケットを受信する。
【００２５】
なお、移動局３の重複受信検出装置３２では、図７に示したＳ３４の処理によって、２番目の「３」が付与されたパケットを破棄する。これにより、移動局３のデータ端末３４ａ〜３４ｃでは、基地局１ａから基地局１ｂへの切り替え後、「３」の通番が付与されたパケットを重複して受信することとならず、デジタルデータを適正に再現することが可能となる。よって、無線通信の接続切り替えを円滑に行うことができる。
【００２６】
図９は、各基地局と移動局との動作処理の他の例を示すタイミングチャートである。ここでは、図８の場合に比べて、基地局１ａから基地局１ｂへの切り替えのタイミングを早め、１番目の「３」の通番が付与されたパケットが消失してエラーパケットとなった場合を例に示している。
この場合、基地局１ｂでは、同図（ｃ）に示すように、移動局３とのリンクが確立したｔ２の時間から、「３」以降の通番が付与されたパケットを順次、移動局３に送信している。
このとき、移動局３の重複受信検出装置３２では、２番目の「３」の通番が付与されたパケットを初めて受信することになるので、そのパケットを破棄することなく、パケット中継装置３３にパケット中継する（図７のＳ３１〜Ｓ３５参照）。その他の基地局１ａ，１ｂ，移動局３の動作は、図８の場合とほぼ同様である。
これにより、移動局３のデータ端末３４ａ〜３４ｃでは、基地局１ｂへの切り替えのタイミングによりパケットが消失した場合も、一連のパケットを受信してデジタルデータを適正に再現することが可能となる。
【００２７】
[実施の形態２]
図１０は、本発明の実施の形態２における移動局内の重複受信検出装置の処理手順を示す図である。その他の基地局１ａ〜１ｄを含む無線通信システムの構成は、実施の形態１の場合と同様である。実施の形態１と同一部分については、同一符号を付して重複説明を省略する。
図７では、Ｓ３３でパケットの破棄または中継の判断を行う場合、Ｓ３２で受信したパケットの通番が受信通番値集合に含まれるか否かに着目したのに対して、図１０では、受信したパケットの通番が過去に受信したパケットの通番よりも大きいか否かに着目して処理している点が異なる。そのため、図１０では、次のような処理が図７の場合と異なる。
【００２８】
まず、Ｓ３１Ａでは、重複受信検出装置３２は、過去に受信した一連のパケットの通番の最大値（これを通番カウンタという）をリセットする。
Ｓ３３Ａでは、重複受信検出装置３２は、受信したパケットの通番が通番カウンタ以下か否かを判断する。
Ｓ３６Ａでは、重複受信検出装置３２は、通番カウンタをＳ３２で受信したパケットに付与されている通番に変更する。このようにしても、実施の形態１の場合と同様、重複受信検出装置３２は、適正なパケットをパケット中継装置３３にパケット中継することが可能となる。
【００２９】
[実施の形態３]
図１１は、本発明の実施の形態３における移動局の内部構成を示すブロック図である。なお、実施の形態１と同一の部分は、同一符号を付して重複説明を省略する。
実施の形態３における移動局３Ａは、図２に示した送信機能を持つメディア変換装置１００に代えて、送受信機能を持つメディア変換装置１００Ａを組み込んだ点に大きな特徴がある。そのため、図１１に示すように、移動局３Ａでは、データ端末３４ａ〜３４ｃから送信されたパケットをメディア変換装置１００Ａに出力するパケット中継装置３３Ａを備えている。その他の構成は、図６に示した移動局３と同様である。
【００３０】
メディア変換装置１００Ａは、図１２に示すように、無線送受信部１１Ａおよびデータ送受信部１５Ａを備えている。その他の構成は、図２に示したメディア変換装置１００と同様である。
無線送受信部１１Ａは、基地局１ａ〜１ｄとの間の送受信の通信を行うようになっている。また、無線送受信部１１Ａは、基地局１ａ〜１ｄから受信したパケットをデータ送受信部１５Ａに出力するようになっている。
データ送受信部１５Ａは、重複受信検出装置３２にパケットを出力したり、あるいはパケット中継装置３３Ａから出力されたパケットを受信して無線送受信部１１Ａに出力するようになっている。
【００３１】
このように構成すると、移動局３Ａは、メディア変換装置１００Ａの機能により、所定の基地局１ａ〜１ｄの切り替えを行いながら、パケット処理装置２にパケットを送信することが可能となる。
【００３２】
[実施の形態４]
図１３は、本発明の実施の形態４に係る無線通信システムを示すブロック図である。なお、実施の形態１と同一の部分は、同一符号を付して重複説明を省略する。
図１３では、基地局１ａ〜１ｄを２基ずつ管理する２台のパケット処理装置２を分散して配置し、これらのパケット処理装置２を上位のネットワーク５を介して接続するようにしてもよい。その他の基地局１ａ〜１ｄや移動局３を含む無線通信システムの構成は同様である。
このようにしても、実施の形態１と同様の作用効果を有するほか、パケット処理の負担を分散させることができるので、有益である。
【００３３】
[実施の形態５]
図１４は、本発明の実施の形態５におけるメディア変換装置を含む移動局の内部構成を示す図である。なお、実施の形態１，３と同一の部分は、同一符号を付して重複説明を省略する。
図１４では、移動局３Ａが、図１２に示したメディア変換装置１００Ａの蓄積量制御部１４に対し、ＦＩＦＯ蓄積量の一定値（例えば最大値）を変更するための最大蓄積量設定部４０をさらに備えた点に特徴がある。このように構成すると、図８に示した基地局の切り替え期間Ｋ１に要する時間に応じ、基地局の切り替え時のパケット処理が適正に行われるようにＦＩＦＯ蓄積量の最大値を変更することが可能となる。
なお、ＦＩＦＯ蓄積量の最大値は、図８に示した基地局の切り替え期間Ｋ１に要する時間をＴ、送信するパケットの実効伝送速度を毎秒Ｒバイトとした場合、次のように定義してもよい。すなわち、ＦＩＦＯ蓄積量の最大値Ｂ＝Ｒ×Ｔである。
【００３４】
なお、本発明は、前記した実施の形態に限定されない。基地局および移動局を含む無線通信システムの構成および処理手順は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、実施の形態１〜５の構成を組み合わせて構成したり、あるいは変更して構成するようにしてもよい。例えば、パケットの通番は、基地局１ａ〜１ｄではなく、パケット処理装置２が行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】図１に示した基地局の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した基地局によって付与された通番を付加したパケットを示す図である。
【図４】図２に示した蓄積量制御部の動作状態の遷移を示す図である。
【図５】図２に示した出力制御部の動作状態の遷移を示す図である。
【図６】図１に示した移動局の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示した移動局の重複受信検出装置の動作処理を示す図である。
【図８】図１に示した無線通信システムの動作処理の一例を示すタイミングチャートである。
【図９】無線通信システムの動作処理の他の例を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２における移動局の重複受信検出装置の動作処理を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における移動局の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示したメディア変換装置を含む移動局の内部構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る無線通信システムを示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態５における最大蓄積量設定部を含む移動局の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ａ〜１ｄ  基地局
２      パケット処理装置
３      移動局
１１    無線送信部
１２    出力制御部
１３    パケット蓄積部
１４    蓄積量制御部
【図１】
2006203783.tif 000003
【図２】
2006203783.tif 000004
【図３】
2006203783.tif 000005
【図４】
2006203783.tif 000006
【図５】
2006203783.tif 000007
【図６】
2006203783.tif 000008
【図７】
2006203783.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006203783.tif 000011
【図１０】
2006203783.tif 000012
【図１１】
2006203783.tif 000013
【図１２】
2006203783.tif 000014
【図１３】
2006203783.tif 000015
【図１４】
2006203783.tif 000016