(57)【要約】【課題】フレームの長さと無線処理ブロックの長さとの関係に関わらず、データ伝送効率の低下を防ぐ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。【解決手段】送信側の無線装置が、第一フレーム先頭位置、フレーム長情報、ダミーデータ識別子、有効データ識別子の制御情報を用いて、フラグメント、パッキング、及びダミーデータ挿入などの格納処理を行うこと、ならびに受信側の無線装置がこれらの制御情報を用いて無線処理ブロックからもとのフレームを組み立てるフレーム形成処理を行うことで、本無線通信システムは、フレームの長さと無線処理ブロックの長さとの関係に関わらず、データ伝送効率の低下を防止してＬＡＮ間でデータを無線通信することができる。【選択図】図３
2011097388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるフレームのデータをヘッダ部及びペイロード部からなる無線処理ブロックの前記ペイロード部へ格納する格納処理、及び前記ペイロード部からデータを取り出し前記フレームを形成するフレーム形成処理を行う無線装置と、
前記無線処理ブロックで無線通信を行い、前記無線装置間でデータの伝送を行う無線伝送路と、
を備える無線通信システムであって、
前記無線装置は、
前記格納処理の際に、
前記ペイロード部が全て空き領域の場合は、前記フレームの長さの情報であるフレーム長情報が先頭に付加されたデータを前記ペイロード部の先頭から順に詰めて格納し、前記ペイロード部に他のデータが格納され、且つ空き領域がある場合は、前記フレーム長情報が先頭に付加されたデータを前記ペイロード部の該空き領域に前記他のデータの後ろから順に詰めて格納し、
前記フレーム長情報が先頭に付加されたデータの量が前記ペイロード部の空き領域より多い場合は、前記ペイロード部の空き領域を超過した分の該データを分割して次の前記無線処理ブロックの前記ペイロード部の先頭から順に詰めて格納し、
前記ペイロード部内に前記フレーム長情報がある場合、前記ペイロード部の先頭に最も近い前記フレーム長情報の位置を示す第一フレーム先頭位置情報を前記無線処理ブロックの前記ヘッダ部に書き込むことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線装置は、前記格納処理の際に、前記無線処理ブロックの前記ペイロード部に空き領域があり、且つ該無線処理ブロックに格納する前記フレームを待機する状態となる場合、前記ペイロードの該空き領域にダミーデータ識別子を先頭に付加したダミーデータを格納することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線装置は、
前記フレーム形成処理の際に、
前記無線処理ブロックの前記ヘッダ部に前記第一フレーム先頭位置情報がある場合は、前記第一フレーム先頭位置情報で示された前記ペイロード部の位置にある前記フレーム長情報から対応するデータの量を示すデータ長を入手し、
前記データ長より前記フレーム長情報の位置から前記ペイロード部の最後部までの長さが長い場合、前記フレーム長情報の位置の後ろにある該データを前記ペイロード部から取り出して前記フレームを組み立てるフレーム構成を行い、前記データ長が前記フレーム長情報の位置から前記ペイロード部の最後部までの長さより長い場合、前記フレーム長情報の位置から前記データ長に相当する長さまで、以降の１以上の前記無線処理ブロックの前記ペイロード部に分割格納されている該データを取り出して前記フレーム組み立てるフレーム構成を行い、
前記フレーム構成を行った前記データの後ろに、さらに前記フレーム長情報がある場合は、前記フレーム長情報から前記データ長を入手し、再度前記フレーム構成を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線装置は、
前記フレーム形成処理の際に、
前記無線処理ブロックの前記ヘッダ部に前記第一フレーム先頭位置情報がある場合は、前記第一フレーム先頭位置情報で示された前記ペイロード部の位置にある前記フレーム長情報から対応するデータの量を示すデータ長を入手し、
前記データ長より前記フレーム長情報の位置から前記ペイロード部の最後部までの長さが長い場合、前記フレーム長情報の位置の後ろにある該データを前記ペイロード部から取り出して前記フレームを組み立てるフレーム構成を行い、前記データ長が前記フレーム長情報の位置から前記ペイロード部の最後部までの長さより長い場合、前記フレーム長情報の位置を始位置とし、以降の１以上の前記無線処理ブロックについて前記ヘッダ部に前記第一フレーム先頭位置情報が書き込まれている前記無線処理ブロックを探し出し、該無線処理ブロックの前記第一フレーム先頭位置情報で示された前記ペイロード部内の位置を終位置として検出し、前記始位置から前記終位置までに分割格納されている該データを取り出して前記フレームを組み立てるフレーム構成を行い、
前記フレーム構成を行った前記データの後ろに、さらに前記フレーム長情報がある場合は、前記フレーム長情報から前記データ長を入手し、再度前記フレーム構成を行うことを特徴とする請求項１又は２に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、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるネットワーク間を無線通信する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのＩＥＥＥ８０２．３で規定されるネットワーク（以下、「ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるネットワーク」を「ネットワーク」と略記する。）間を無線通信する無線通信システムにおいて、ネットワークからのＩＥＥＥ８０２．３で規定されるフレーム（以下、「ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるフレーム」を「フレーム」と略記する。）は、無線通信に係る処理とは非同期かつバースト的に入力される。このため、無線通信システムは、伝送遅延特性が許容できる範囲の深さを持つメモリ（以下、「メモリ」を「無線送信バッファ」と記載する。）にフレームを格納し、無線送信する度にその無線送信バッファに格納されているフレームを読み出すとともに、そのフレームを無線通信に係る処理単位となる無線処理ブロックヘ載せ替えることが一般的である（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
無線処理ブロックは、暗号化や通信路符号化の後、無線変調処理などを経て無線送信される。無線受信側では、無線復調処理、通信路復号、暗号復号などを経て無線処理ブロックを得る。その後、無線処理ブロックからもとのフレームに組み立て直して、フレームをネットワークヘ出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２３４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フレームを無線処理ブロックヘ載せ替える場合、数十バイトから数千バイトの可変長であるフレーム（フレーム長Ｌｅバイト）を無線処理ブロック（無線処理ブロック長Ｌｂバイト）単位で分割し、ひとつのフレームを複数の無線処理ブロックに分ける方式（以下、この方式をフラグメントと呼ぶ）がある。従来、フラグメントを行う際、無線処理ブロック長Ｌｂに対してフレーム長Ｌｅが短い場合やフレーム長Ｌｅが無線処理ブロック長Ｌｂの倍数でない場合（Ｌｅ＝ｘ・Ｌｂ＋ｙ、ｘ：０を除く自然数、ｙ：０を除くＬｂ未満の自然数）、無線処理ブロックの端数に実データでないダミーデータなどを挿入する必要があった。そのため、フレーム長Ｌｅと無線処理ブロック長Ｌｂの関係によっては、無線通信システムのデータ伝送効率が大きく低下することがあるという課題があった。この課題に対して、挿入するダミーデータなどを極力少なくするよう、無線処理ブロック長Ｌｂを短くすることが考えられるが、無線処理ブロック長Ｌｂに対してフラグメントしたフレームを無線受信側で元に戻すために必要な制御情報の占める割合が大きくなり、データ伝送効率が低下するという課題が生じる。
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、フレームの長さと無線処理ブロックの長さとの関係に関わらず、データ伝送効率の低下を防ぐ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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、ネットワークからのフレーム（フレーム長Ｌｅバイト）を無線処理ブロック（無線処理ブロック長Ｌｂバイト）単位でフラグメントして端数が生じた場合に、次のフレームを同一無線処理ブロックに含める方式（以下、この方式をパッキングと呼ぶ）を採用して、効率良く無線処理ブロックヘ載せ替える。
【０００８】
具体的には、本発明に係る無線通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるフレームのデータをヘッダ部及びペイロード部からなる無線処理ブロックの前記ペイロード部へ格納する格納処理、及び前記ペイロード部からデータを取り出し前記フレームを形成するフレーム形成処理を行なう無線装置と、前記無線処理ブロックで無線通信を行い、前記無線装置間でデータの伝送を行う無線伝送路と、を備える。
【０００９】
前記無線装置は、前記格納処理の際に、前記ペイロード部が全て空き領域の場合は、前記フレームの長さの情報であるフレーム長情報が先頭に付加されたデータを前記ペイロード部の先頭から順に詰めて格納し、前記ペイロード部に他のデータが格納され、且つ空き領域がある場合は、前記フレーム長情報が先頭に付加されたデータを前記ペイロード部の該空き領域に前記他のデータの後ろから順に詰めて格納し、前記フレーム長情報が先頭に付加されたデータの量が前記ペイロード部の空き領域より多い場合は、前記ペイロード部の空き領域を超過した分の該データを分割して次の前記無線処理ブロックの前記ペイロード部の先頭から順に詰めて格納し、前記ペイロード部内に前記フレーム長情報がある場合、前記ペイロード部の先頭に最も近い前記フレーム長情報の位置を示す第一フレーム先頭位置情報を前記無線処理ブロックの前記ヘッダ部に書き込むことを特徴とする。
【００１０】
無線装置は、無線処理ブロックのペイロード部の先頭からフレーム長情報を付したデータを詰めて格納する。ペイロード部に空き領域が生じたとき、無線装置は、次のフレーム長情報を付したデータを続けて格納する。また、格納するデータの量がペイロード部の容量より大きいとき、無線装置は、格納しきれないデータを次の無線処理ブロックのペイロード部に格納する。さらに、無線装置は、ペイロード部先頭に最も近いフレーム長情報がペイロード部のどこに存在するかを示す第一フレーム先頭位置情報を無線処理ブロックのヘッダ部に書き込む。
【００１１】
このようにフレームのデータを無線処理ブロックに格納することで、ダミーデータを挿入する必要がなくなる。さらに、受信時に無線装置は、第一フレーム先頭位置情報でデータの先頭位置を把握できる。また、無線装置は、ペイロード部内のフレーム長情報を知ることでパッキングされたデータの先頭位置も知ることができる。
【００１２】
従って、本発明は、フレームの長さと無線処理ブロックの長さとの関係に関わらず、データ伝送効率の低下を防ぐことができる無線通信システムを提供することができる。
【００１３】
本発明に係る無線通信システムの前記無線装置は、前記フレームを分類し一時保管する無線送信バッファを有しており、前記無線送信バッファ内の前記フレームの分類毎に前記格納処理を行うことが好ましい。無線装置は、同一種類のフレームや同一送信先のフレームをまとめることができるためデータ伝送の効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明に係る無線通信システムの前記無線装置は、前記格納処理の際に、前記無線処理ブロックの前記ペイロード部に空き領域があり、且つ該無線処理ブロックに格納する前記フレームを待機する状態となる場合、前記ペイロードの該空き領域にダミーデータ識別子を先頭に付加したダミーデータを格納することであることが好ましい。
【００１５】
無線装置は、ネットワークからのフレームが少ないとき、次のフレームの到着を待たずにペイロード部の空き領域をダミーデータで埋め、無線処理ブロックを送信する。伝送するデータ量が少ない状況であるのでダミーデータを使用してもデータ伝送効率への影響は少ない。また、ダミーデータを挿入し、連続して無線送信することで、ネットワークの性能である伝送遅延特性や伝送遅延揺らぎ特性を改善することができる。
【００１６】
本発明に係る無線通信システムの前記無線装置は、前記フレーム形成処理の際に、前記無線処理ブロックの前記ヘッダ部に前記第一フレーム先頭位置情報がある場合は、前記第一フレーム先頭位置情報で示された前記ペイロード部の位置にある前記フレーム長情報から対応するデータの量を示すデータ長を入手し、前記データ長より前記フレーム長情報の位置から前記ペイロード部の最後部までの長さが長い場合、前記フレーム長情報の位置の後ろにある該データを前記ペイロード部から取り出して前記フレームを組み立てるフレーム構成を行い、前記データ長が前記フレーム長情報の位置から前記ペイロード部の最後部までの長さより長い場合、前記フレーム長情報の位置から前記データ長に相当する長さまで、以降の１以上の前記無線処理ブロックの前記ペイロード部に分割格納されている該データを取り出して前記フレームを組み立てるフレーム構成を行い、前記フレーム構成を行った前記データの後ろに、さらに前記フレーム長情報がある場合は、前記フレーム長情報から前記データ長を入手し、再度前記フレーム構成を行うことができる。
【００１７】
無線装置は、無線処理ブロックの受信の際に、データが複数の無線処理ブロックに分割格納されていてもフレーム長情報を利用してデータの終端部を知ることができる。この場合、データが跨って格納されている後続の無線処理ブロックのヘッダ部に記載された第一フレーム先頭位置情報を確認する必要がない。
【００１８】
本発明に係る無線通信システムの前記無線装置は、前記フレーム形成処理の際に、前記無線処理ブロックの前記ヘッダ部に前記第一フレーム先頭位置情報がある場合は、前記第一フレーム先頭位置情報で示された前記ペイロード部の位置にある前記フレーム長情報から対応するデータの量を示すデータ長を入手し、前記データ長より前記フレーム長情報の位置から前記ペイロード部の最後部までの長さが長い場合、前記フレーム長情報の位置の後ろにある該データを前記ペイロード部から取り出して前記フレームを組み立てるフレーム構成を行い、前記データ長が前記フレーム長情報の位置から前記ペイロード部の最後部までの長さより長い場合、前記フレーム長情報の位置を始位置とし、以降の１以上の前記無線処理ブロックについて前記ヘッダ部に前記第一フレーム先頭位置情報が書き込まれている前記無線処理ブロックを探し出し、該無線処理ブロックの前記第一フレーム先頭位置情報で示された前記ペイロード部内の位置を終位置として検出し、前記始位置から前記終位置までに分割格納されている該データを取り出して前記フレームを組み立てるフレーム構成を行い、前記フレーム構成を行った前記データの後ろに、さらに前記フレーム長情報がある場合は、前記フレーム長情報から前記データ長を入手し、再度前記フレーム構成を行うことができる。
【００１９】
無線装置は、無線処理ブロックの受信の際に、無線処理ブロックのヘッダ部を全て確認してもよい。データが複数の無線処理ブロックに分割格納されていても、無線装置は、次にヘッダ部に記載される第一フレーム先頭位置情報が示す位置のフレーム長情報までが取得しようとするデータであることを知ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、フレームの長さと無線処理ブロックの長さとの関係に関わらず、データ伝送効率の低下を防ぐことができる無線通信システムを提供することができる。本無線通信システムは、フレームを無線処理ブロックヘ載せ替えるにあたって、フラグメント、パッキング及びダミーデータ挿入によって、データ伝送量が多い場合はデータ伝送効率を向上させ、データ伝送量が少ない場合は伝送遅延特性や伝送遅延揺らぎ特性を良好に保つことができる。本無線通信システムは、実現するために必要な制御情報も少ないため、データ伝送効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図２】本発明に係る無線通信システムの無線装置が無線通信を行う無線処理ブロックの概念図である。
【図３】本発明に係る無線通信システムの格納処理の例である。
【図４】本発明に係る無線通信システムの格納処理の例である。
【図５】本発明に係る無線通信システムの格納処理の例である。
【図６】本発明に係る無線通信システムのフレーム形成処理を説明するフローチャートである。
【図７】本発明に係る無線通信システムのフレーム形成処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２３】
図１は、本実施形態の無線通信システム３０１の概略構成図である。無線通信システム３０１は、複数のＬＡＮ（１１、１２）の間でデータを無線で伝送するため、ＬＡＮ（１１、１２）の一端に接続された無線装置（２１、２２）と、無線伝送路３１と、を備える。ＬＡＮ（１１、１２）は、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるネットワークであり、データはＩＥＥＥ８０２．３で規定されるフレームで伝送される。
【００２４】
無線装置（２１、２２）は、フレームのデータをヘッダ部及びペイロード部からなる無線処理ブロックのペイロード部へ格納する格納処理、及びペイロード部からデータを取り出しフレームを形成するフレーム形成処理を行う。無線伝送路３１は、無線処理ブロックで無線通信を行い、無線装置（２１、２２）間でデータの伝送を行う。
【００２５】
（無線処理ブロック）
図２は、無線装置（２１、２２）が無線通信を行う無線処理ブロックの概念図である。無線処理ブロックは、制御情報が格納されるヘッダ部とフレームのデータが格納されるぺイロード部の２つの領域で構成する。ここで、ヘッダ長をＬｈバイト、ペイロード長をＬｐバイト、無線処理ブロック長をＬｂバイトとすると、Ｌｂ＝Ｌｈ＋Ｌｐとなる。データ伝送効率を考慮すると、Ｌｐに比べてＬｈは十分小さい（Ｌｈ≪Ｌｐ）ことが望ましい。ヘッダ部は、（１）無線処理ブロック識別子、（２）第一フレーム先頭位置、（３）無線処理ブロック順序番号などの制御情報が記載される。以下に各制御情報について説明する。
【００２６】
（１）無線処理ブロック識別子
無線処理ブロック識別子は、フレームの優先制御やフレームの宛先振り分けなどのため、ネットワークから入力されるフレームを分類する必要がある場合に、すべての分類から該当する分類を識別するための値である。ネットワークから入力されるフレームを分類する必要がない場合、無線処理ブロック識別子は付与しなくてもよい。
【００２７】
（２）第一フレーム先頭位置
第一フレーム先頭位置は、無線受信側におけるフレーム組み立てのために必要な制御情報のひとつである。第一フレーム先頭位置は、該当する無線処理ブロックのペイロード部にフレームから載せ換えられた最初のデータの先頭位置を示す値であり、無線処理ブロックやペイロード部の先頭からのバイト数などで表現できる。具体的には、第一フレーム先頭位置は、該当する無線処理ブロックのペイロード部に格納される最初のフレーム長情報の位置である。フレーム長情報については後述する。
【００２８】
ここで、フラグメント、パッキング、又はダミーデータ挿入の処理により、無線処理ブロックにデータの先頭位置がない場合や、ひとつの無線処理ブロックに複数のデータの先頭位置がある場合もあり得る。該当する無線処理ブロックのぺイロード部に格納できる最大のフレーム数分のデータの先頭位置を付与する方式も考えられる。しかし、この方式は、ペイロード長Ｌｐが長くなるに従って付与するデータの先頭位置が増加し、また、実際に格納されているフレーム数に係らず定められたデータの先頭位置を付与しなければならない。このため、この方式より第一フレーム先頭位置のみを与える本実施形態のほうがデータ伝送効率が高い。
【００２９】
（３）無線処理ブロック順序番号
無線処理ブロック順序番号は、無線送信する無線処理ブロックに対して順番に付与される値であり、無線処理ブロック識別子がある場合は、無線処理ブロック識別子毎の無線処理ブロックに対して独立かつ順番に付与することがある。無線回線の伝搬状態などにより、無線送信した無線処理ブロックが無線受信側へ届かない、もしくは、無線受信側の無線復調処理などで破棄してしまう恐れがある場合でも、無線装置は無線処理ブロック順序番号の規則性を監視することで、無線処理ブロックの欠損を認識することができる。
【００３０】
（格納処理）
以下、ＬＡＮ１１を無線送信側のネットワーク、ＬＡＮ１２を無線受信側のネットワークとして説明する。逆の場合も同様である。無線装置２１は、ＬＡＮ１１から入力されるフレーム（フレーム長Ｌｅバイト）に対して、フレーム長Ｌｅを示す数値を含んだフレーム長情報（フレーム長情報長Ｌｉバイト）をフレームから取り出したデータの先頭に付与する。その後、無線装置２１は、フレーム長情報とデータを無線処理ブロックのペイロード部先頭から順次格納する。フレーム長情報は、無線装置２２が行うフレーム組み立てのために必要な制御情報のひとつとなる。
【００３１】
無線装置２１は、格納処理の際に、ペイロード部が全て空き領域の場合は、フレームの長さの情報であるフレーム長情報が先頭に付加されたデータをペイロード部の先頭から順に詰めて格納し、ペイロード部に他のデータが格納され、且つ空き領域がある場合は、フレーム長情報が先頭に付加されたデータをペイロード部の該空き領域に他のデータの後ろから順に詰めて格納し、フレーム長情報が先頭に付加されたデータの量がペイロード部の空き領域より多い場合は、ペイロード部の空き領域を超過した分の該データを分割して次の無線処理ブロックのペイロード部の先頭から順に詰めて格納し、ペイロード部内にフレーム長情報がある場合、ペイロード部の先頭に最も近いフレーム長情報の位置を示す第一フレーム先頭位置情報を無線処理ブロックのヘッダ部に書き込む。
【００３２】
（１）フレーム長情報Ｌｉ＋データ量Ｌｅ＝ペイロード部の容量Ｌｐの場合
フレーム長情報とフレームのデータを無線処理ブロックに格納する際、フレーム長情報とフレームのデータをフラグメント又はパッキングすることなく格納する格納処理を行う。
【００３３】
（２）フレーム長情報Ｌｉ＋データ量Ｌｅ＞ペイロード部の容量Ｌｐの場合
図３は、本実施例における格納処理の例である。フレーム長情報（Ｌｉバイト）とデータ量（Ｌｅバイト）とが無線処理ブロックのペイロード部の容量（Ｌｐバイト）より大きい場合は、ひとつのフレームのデータを複数の無線処理ブロック単位に分割するようにフラグメントを行う。図３では、Ｌｉバイトのフレーム長情報とＬｅバイトのデータとをＬｅ１バイト〜Ｌｅ４バイトにそれぞれ分割して無線処理ブロック＃１〜無線処理ブロック＃４の４つの無線処理ブロックのペイロード部に格納する。ここで、それぞれの分割片をそれぞれの無線処理ブロック（＃１〜＃４）のペイロード部の先頭から詰めて格納する。最後の分割片である無線処理ブロック＃４においてＬｅ４バイト＝Ｌｐバイトであれば、次のフレームを次の無線処理ブロックのペイロード部の先頭から格納すれば良い。無線処理ブロック＃４においてＬｅ４バイト＜Ｌｐバイトであれば、次のフレームは次の無線処理ブロックの先頭から格納せず、無線処理ブロック＃４の残った領域（空き領域）に続けてフレーム長情報とデータを格納するようにパッキングを行う。このように無線装置が無線処理ブロックに空き領域が生じないように格納処理を行うことで、無線通信システムはデータ伝送効率を向上させることができる。
【００３４】
ここで、ペイロード部先頭からフレーム長情報先頭までのバイト数を第一フレーム先頭位置と定義する。その無線処理ブロックのペイロード部にフレーム長情報が含まれない場合、第一フレーム先頭位置は０とする。図３に示すフラグメント及びパッキング処理例において、無線処理ブロック＃１の第一フレーム先頭位置は１、無線処理ブロック＃２の第一フレーム先頭位置は０、無線処理ブロック＃３の第一フレーム先頭位置は０となる。さらに、無線処理ブロック＃４において、次のフレームのフレーム長情報が空き領域に格納される場合、無線処理ブロック＃４の第一フレーム先頭位置はＬｅ４＋１となる。後述するダミーデータが空き領域に格納される場合、無線処理ブロック＃４の第一フレーム先頭位置は０となる。
【００３５】
（３）フレーム長情報Ｌｉ＋データ量Ｌｅ＜ペイロード部の容量Ｌｐの場合
図４は、本実施例における格納処理の例である。フレーム長情報（Ｌｉバイト）とデータ量（Ｌｅバイト）とが無線処理ブロックのペイロード部の容量（Ｌｐバイト）より小さい場合は、ひとつの無線処理ブロックに複数のフレームのデータを格納するようにパッキングを行う。図４に示すパッキング処理例では、フレーム＃１のフレーム長情報とデータ（合計Ｌｅ１バイト）、フレーム＃２のフレーム長情報とデータ（合計Ｌｅ２バイト）、および、フレーム＃３のフレーム長情報とデータの一部（合計Ｌｅ３’バイト）を無線処理ブロック＃１のペイロード部に格納する。さらに、フレーム＃３の残りのデータを無線処理ブロックのペイロード部の先頭から詰めて格納する。無線処理ブロック＃２に空き領域があれば、次のフレームのフレーム長情報及びデータは、無線処理ブロック＃２のペイロード部にあるフレーム＃３のデータの後尾に続けて格納される。このように無線装置が無線処理ブロックに空き領域が生じないように格納処理を行うことで、無線通信システムはデータ伝送効率を向上させることができる。
【００３６】
ここで、前述と同様に第一フレーム先頭位置を定義すると、図４に示す格納処理例において、無線処理ブロック＃１の第一フレーム先頭位置は１である。さらに、無線処理ブロック＃２の第一フレーム先頭位置はＬｅ３”＋１となる。後述するダミーデータが空き領域に格納される場合、無線処理ブロック＃２の第一フレーム先頭位置は０となる。
【００３７】
なお、フレームの長さ及び無線処理ブロックのペイロード部の長さを常に監視し、上述したような（１）〜（３）の格納処理を組み合わせてフラグメント及びパッキングの双方を行ってもよい。
【００３８】
無線装置２１は、フレームを分類し一時保管する無線送信バッファ（不図示）を有しており、無線送信バッファ内のフレームの分類毎に格納処理を行う。フレームの優先制御やフレームの宛先振り分けなどのため、ＬＡＮ１１から入力されるフレームを分類する必要がある場合、送信側の無線装置１１は、無線送信バッファをフレームの分類毎に持つなどして、フラグメント及びパッキングの格納処理をフレームの分類毎に行い、その分類に対応した無線処理ブロック識別子をヘッダに付与する。
【００３９】
（ダミーデータ挿入）
無線送信バッファにひとつ以上の無線処理ブロックが構成できるだけのフレームが格納されていれば、前述した格納処理でフレームを無線処理ブロックに載せ替えて無線送信することができる。しかし、ＬＡＮ１１からのフレームは、無線通信に係る処理とは非同期かつバースト的に入力されるため、断続してフレームが入力されるとは限らない。たとえば、ひとつ以上の無線処理ブロックが構成できるだけのフレームが格納されるまで待機した後に無線送信すると、データ伝送効率は向上できるが、ＬＡＮ（１１、１２）の伝送遅延特性や伝送遅延揺らぎ特性に影響を与える恐れがある。
【００４０】
無線装置２１は、格納処理の際に、無線処理ブロックのペイロード部に空き領域があり、且つ該無線処理ブロックに格納するフレームを待機する状態となる場合、ペイロードの該空き領域にダミーデータ識別子を先頭に付加したダミーデータを格納する。
【００４１】
図５は、本実施例における格納処理の例である。無線送信バッファにひとつ以上の無線処理ブロックが構成できるだけのフレームが格納されていない場合でも、無線装置は無線処理ブロックの空き領域すべてにダミーデータを挿入し、無線通信システムで許容される無線送信の機会で無線処理ブロックを送信する。無線送信バッファが空状態で、無線処理ブロックのペイロード部すべてにダミーデータを挿入してもよい。このような場合は、比較的データ伝送量が少ない状況であり、ダミーデータを挿入してもデータ伝送効率に影響は少ない。固定信号挿入（パディング処理）が一般的なダミーデータ挿入であるが、無線通信システム３０１は無線変復調処理などで要求されるデータランダム性を考慮して擬似乱数をダミーデータとして挿入する。
【００４２】
無線通信システム３０１は、ダミーデータと有効データとの識別を次のように行う。送信側の無線装置２１は、ダミーデータ先頭にＮｆビットの既知信号をダミーデータ識別子として付与する。そして、フレーム長情報の先頭にＮｆビットのダミーデータ識別子と信号パタンが異なる既知信号を有効データ識別子として付与する。受信側の無線装置２２は、ダミーデータ識別子から有効データ識別子までがダミーデータであることを認識できる。
【００４３】
無線通信システム３０１は、ダミーデータと有効データとの識別を次のように行ってもよい。データの先頭に付与されるフレーム長情報の代替として、無線装置２１はダミーデータ先頭にフレーム長情報長と同じＬｉバイトの信号をダミーデータ識別子として付与する。この信号は、有効データのフレーム長情報では取り得ないような信号としておく。有効データ識別子を用いずに、無線装置２２がダミーデータと有効データとの認識を行うことができる。なお、有効データのフレーム長情報では取り得ないような信号が表現できれば、ダミーデータ識別子はＬｉバイト以下でも良い。
【００４４】
以上の説明のように、無線通信システム３０１は、データ伝送量が多い場合にフレームをフラグメント及びパッキングする格納処理を行い、データ伝送効率を向上させ、データ伝送量が少ない場合にペイロード部にダミーデータを挿入し、伝送遅延特性や伝送遅延揺らぎ特性を良好に保つ。
【００４５】
（フレーム形成処理）
前述の格納処理で生成された無線処理ブロックは、暗号化や通信路符号化の後、無線変調処理などを経て送信側の無線装置から無線送信される。受信側の無線装置は、無線復調処理、通信路復号、暗号復号などを経て得られた無線処理ブロックから、もとのフレームに組み立て直す。
【００４６】
無線装置２２は、次のようにフレーム形成処理を行う。まず、無線装置２２は、無線処理ブロックのヘッダ部に第一フレーム先頭位置情報がある場合は、第一フレーム先頭位置情報で示されたペイロード部の位置にあるフレーム長情報から対応するデータの量を示すデータ長を入手する。
【００４７】
続いて、無線装置２２は、データ長よりフレーム長情報の位置からペイロード部の最後部までの長さが長い場合、フレーム長情報の位置の後ろにある該データをペイロード部から取り出してフレームを組み立てるフレーム構成を行う。一方、無線装置２２は、データ長がフレーム長情報の位置からペイロード部の最後部までの長さより長い場合、フレーム長情報の位置からデータ長に相当する長さまで、以降の１以上の無線処理ブロックのペイロード部に分割格納されている該データを取り出してフレームを組み立てるフレーム構成を行う。
【００４８】
さらに、無線装置２２は、フレーム構成を行ったデータの後ろに、さらにフレーム長情報がある場合は、フレーム長情報からデータ長を入手し、再度フレーム構成を行う。
【００４９】
図６は、無線通信システム３０１のフレーム形成処理を説明するフローチャートである。まず、無線装置２２は、無線処理ブロックに対してフレーム長情報位置を探索する（ステップＳ１０１）。具体的には、無線装置２２は、無線処理ブロックのヘッダ部に含まれる第一フレーム先頭位置を読み取り、ペイロード部に含まれるフレーム長情報の有無を知る（ステップＳ１０２）。さらに、無線装置２２は、フレーム長情報があれば、そのペイロード部に含まれる最初のフレーム長情報の位置を把握できる。もし、無線装置２２は、その無線処理ブロックにフレーム長情報が無ければ、次の無線処理ブロックに移り（ステップＳ１０８）同様の処理を行い、これをフレーム長情報の位置が発見できるまで繰り返す。
【００５０】
一度、フレーム長情報位置が発見されれば、無線装置２２は、そのフレーム長情報に含まれるフレーム長を示す数値を読み取る（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３で、そのデータの終端が明確になり、無線装置２２は、現在の無線処理ブロックのペイロード部にデータ全てが収まっているか、次の無線処理ブロックのペイロード部に分割格納されているかを把握できる（ステップＳ１０４）。現在の無線処理ブロックのペイロード部にデータ全てが収まっている場合、無線装置２２は、フレーム長情報に対応したデータ（データ１とする）を取得することができ（ステップＳ１０５）、フレーム形成処理を行う（ステップＳ１０６）。そして、無線装置２２は、データ１の後にフレーム長情報の有無を確認する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７でフレーム長情報が有る場合、１つのペイロード部に複数のフレームのデータがパッキングされていることになるため、無線装置２２は、ステップＳ１０３からステップＳ１０７までを繰り返す。ステップＳ１０７でフレーム長情報が無い場合、無線装置２２は、次の無線処理ブロックへ進む（ステップＳ１０８）。
【００５１】
ステップＳ１０４でデータが次の無線処理ブロックのペイロード部に分割格納されている場合、無線装置２２は、現在の無線処理ブロックのペイロード部の最後部までのデータ（データ２とする。）を取得する（ステップＳ１１１）。そして、無線装置２２は、次の無線処理ブロックへ進み（ステップＳ１１２）、分割格納されたデータがこの無線処理ブロックのペイロード部に収まっているかを確認する（ステップＳ１１３）。例えば、無線処理ブロックのペイロード部の長さは決まっているため、無線装置２２は、取得したフレーム長情報で分割格納されているデータの終端がどの無線処理ブロックにあるかを把握することができる。
【００５２】
ステップＳ１１３で、分割格納されたデータが現在の無線処理ブロックのペイロード部に収まっていない場合、無線装置２２は、現在の無線処理ブロックのペイロード部のデータ（データ４とする。）を全て取得し（ステップＳ１２１）、ステップＳ１１２からステップＳ１１３を繰り返す。ステップＳ１１３で、分割格納されたデータの終端部が現在の無線処理ブロックのペイロード部にある場合、無線装置２２は、現在の無線処理ブロックのペイロード部の先頭からフレーム長情報で示されたデータの終端部までのデータ（データ３とする。）を取得する（ステップＳ１１４）。無線装置２２は、取得したデータ２〜４からフレーム形成処理を行い（ステップＳ１１５）、ステップＳ１０７を行う。
【００５３】
なお、フレーム長情報で示されたデータの終端部直後に次のフレーム長情報が無い、あるいはダミーデータ識別子があればデータの終端部以降にダミーデータが格納されていることになる。また、フレーム長情報に有効データ識別子かダミーデータ識別子が含まれていることで、無線装置２２は、データかダミーデータかの識別が可能となる。有効なフレーム（フレーム長情報）であれば、無線装置２２は、そのフレーム長情報に含まれるデータ長を示す数値を読み取ることで、再び、フラグメントまたはパッキングされたデータを取り出すことができる。もし、ダミーデータであれば、無線装置２２は、次の無線処理ブロックに移ってフレーム長情報位置を再探索する。
【００５４】
なお、分割格納されたデータを取得する場合、無線装置２２で得られたすべての無線処理ブロックに対してフレーム長情報位置を探索してもよい。無線装置２２は、データ長がフレーム長情報の位置からペイロード部の最後部までの長さより長い場合、フレーム長情報の位置を始位置とし、以降の１以上の無線処理ブロックについてヘッダ部に第一フレーム先頭位置情報が書き込まれている無線処理ブロックを探し出し、該無線処理ブロックの第一フレーム先頭位置情報で示されたペイロード部内の位置を終位置として検出し、始位置から終位置までに分割格納されている該データを取り出してフレームを組み立てるフレーム構成を行う。
【００５５】
図７は、無線通信システム３０１のフレーム形成処理を説明するフローチャートである。図６のフローチャートと異なる部分のみ説明する。ステップＳ１１２で次の無線処理ブロックへ進んだとき、無線装置２２は、再びヘッダ部を確認する（ステップＳ２１３）。ステップＳ２１３では無線装置２２は、確認したヘッダ部に第一フレーム先頭位置情報があるか否かを確認する（ステップＳ２１４）。第一フレーム先頭位置情報がある場合、無線装置２２は、現在の無線処理ブロックのペイロード部先頭から第一フレーム先頭位置情報で示された位置にあるフレーム長情報までのデータ（データ３とする。）を取得する（ステップＳ２１５）。第一フレーム先頭位置情報がない場合、無線装置２２は、現在の無線処理ブロックのペイロード部にダミー識別子があるか否かを確認する（ステップＳ２２１）。ダミー識別子がある場合、無線装置２２は、現在の無線処理ブロックのペイロード部先頭からダミー識別子までのデータ３を取得する。ダミー識別子がない場合、無線装置２２は、ステップＳ１２１を行い、再度ステップＳ１１２からステップＳ２１４までを行う。無線装置２２は、取得したデータ２〜４からフレーム形成処理を行い（ステップＳ１１５）、ステップＳ１０７を行う。
【００５６】
無線通信システム３０１は、無線回線の伝搬状態などにより瞬断が発生した際、無線復調処理から無線回線断を通知することや、無線処理ブロックのヘッダ部に記載された無線処理ブロック順序番号の規則性を監視することなどにより、無線処理ブロックの欠損を認識することができる。無線処理ブロックの欠損を認識した場合、無線装置２２は、組み立て途中のフレームがあればそれを破棄し、フレーム長情報位置の再探索からやり直す。無線通信システム３０１は、第一フレーム先頭位置を読み取ることで確実にフレーム長情報が把握できるため、無線回線が復旧すれば直ちにフレームを取り出すことができる。
【００５７】
以上のように、無線装置２１が、第一フレーム先頭位置、フレーム長情報、ダミーデータ識別子、有効データ識別子の制御情報を用いて、フラグメント、パッキング、及びダミーデータ挿入などの格納処理を行うこと、ならびに無線装置２２がこれらの制御情報を用いて無線処理ブロックからもとのフレームを組み立てるフレーム形成処理を行うことで、無線通信システム３０１は、フレームの長さと無線処理ブロックの長さとの関係に関わらず、データ伝送効率の低下を防してＬＡＮ間でデータを無線通信することができる。
【００５８】
なお、フレームの優先制御やフレームの宛先振り分けなどのため、ネットワークからのフレームを分類する必要がある場合、受信側の無線装置では、無線処理ブロックのヘッダ部に付与されている無線処理ブロック識別子に応じた無線処理ブロックの振り分けを行った後、もとのフレームに組み立て直してＬＡＮヘ出力する。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る無線通信システムは、無線ＬＡＮ及び無線アクセスシステム等に適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１１、１２：ＬＡＮ
２１、２２：無線装置
３１：無線伝送路
３０１：無線通信システム
【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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【図６】
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【図７】
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