(57)【要約】【課題】半二重光無線通信のための送信許可手順を必要とする半二重光無線通信システムにおいて、子機が通信端末からの連続送信フレームを遅延なく高速で親機へ送信することを目的とする。【解決手段】親機１が、子機３に対して親機１への光送信を許可する手順実行後の第２の一定期間内に子機３が、通信端末４からの子機３あてのフレームを受信した時に、子機３は、通信端末４からの前記フレームの送信を一旦停止及び前記フレームの再送を促す抑圧疑似信号を発生しては、通信端末４に対して送信し、且つ、親機１に対して、連続送信許可を得た後は、一回の送信手続きで、複数のフレームを連続送信する。【選択図】　　　　図２
2004088702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幹線に接続可能な半二重光無線通信親機と通信端末に接続可能な半二重光無線通信子機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムに使用される前記親機であって、
前記子機からの連続送信による連続フレーム受信後の第１の一定期間は、回線を他の子機へ開放せずに、送信許可した前記子機からのフレーム送信を待機し、前記第１の一定期間以上、送信許可した前記子機からの送信が無い場合に、前記光回線を他の子機からの送信に開放するようにしたことを特徴とする半二重光無線通信親機。
【請求項２】
幹線に接続可能な半二重光無線通信親機と通信端末に接続可能な半二重光無線通信子機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムに使用される前記子機であって、
前記親機への連続送信は、前記親機への光送信許可手順を実行後の第２の一定期間内に、前記通信端末からのフレームを受信した場合、前記通信端末からの前記フレームの送信を一旦停止及び前記フレームの再送を促す抑圧疑似信号を発生して、前記通信端末に対して送信する送信手順を実行し、
且つ、前記親機に対して、連続送信申請信号を送信して連続送信許可を得た後は、光送信を許可する前記送信手順を各フレーム毎に実行しない連続送信を可能とするようにしたことを特徴とする半二重光無線通信子機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光無線により信号を広範囲に伝送する拡散型の半二重光無線通信親機と、その半二重光無線通信親機との間で光無線により情報を送受信する半二重光無線通信子機とから成る半二重光無線通信システム用親機及び子機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のパーソナルコンピュータなどの情報処理機器を相互に接続してＬｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（以下ＬＡＮと称す）を構築する場合、それら情報処理機器は、例えば同軸ケーブルや光ケーブルなどの有線によって接続されることが多い。前記有線による各機器を接続する場合、煩雑な配線工事が必要であり、レイアウト変更毎に同工事を再度実施する必要があるなどの問題がある。また、近年は、ノートブック型やパームトップ型などのパーソナルコンピュータや電子手帳などの携帯型情報処理機器を簡単に相互接続してデータ伝送を行う要求が高まってきている。その際、前記各種の情報処理機器間でデータの送受信を行う場合には、伝送路の全部又は一部を前記有線と同じ通信速度、例えば、有線ＬＡＮで最も普及率の高いイーサネット（登録商標）ＬＡＮと同等の１０Ｍｂｐｓまたは１００Ｍｂｐｓで、イーサネットＬＡＮを無線化したいという要求が高まってきている。
【０００３】
このようなことから、本出願人は特開平８−５６１９８号公報において伝送媒体として光を用い、１０Ｍｂｐｓの伝送速度を実現する「光無線通信の戻り光打ち消し方法及びその装置」を開示している。この公報に記載の技術は、天井に取り付けた親機と部屋内に設置された子機との間で光無線による全二重通信を実現するものであって、特に親機については受信信号から送信信号を減算することで反射光による悪影響の除去を可能とする方式が採用されている。すなわち、光無線通信では、自由空間へ光を送出し、かつ自由空間からの光を受信するようになされているため、例えば相手方の装置近傍に位置する物体によって、自己の送出した送信信号光が反射されるなどして受光部に入力してしまい、相手方からの送信を正確に取り出すことができなくなるという問題があるが、同公報記載の技術では、送信信号の一部を分岐して、この信号のレベル及び位相を調節して受信信号に加えることにより、戻り光による信号をキャンセルするようにしている。
【０００４】
ところが、伝送速度が、例えば１００Ｍｂｐｓとなる光無線通信を考えると、その信号は４Ｂ／５Ｂ変換などの必要性から１２５Ｍｂｐｓの伝送信号となり、この信号を位相の面で考えると１ビット長は８ｎｓで光が１ｍ進む時間は３．３ｎｓである。このことから、反射経路が１ｍ異なると（反射物までの距離にして５０ｃｍの差）、３６０＊３．３／８＝１４８．５度も異なる。つまり、このような反射物までの距離によって大きく位相がずれてしまう反射光を打ち消すには、振幅の調整だけでなく大幅に変化する位相についても逐次合わせ込む必要があり、極めて複雑な回路が必要となる。更に、これらの方法を駆使してもその打ち消しは限られた範囲内での精度向上しか望めない。したがって、１００Ｍｂｐｓのような高速伝送で１：Ｎの光無線通信装置を実現するには全二重通信方式ではなく半二重光無線通信方式を採用するのが賢明である。
【０００５】
また更に、本出願人は、特開２００２−５１０５３公報において１００Ｍｂｐｓの伝送を実現する「光無線通信装置及び光無線通信システム」を開示した。この方式は、いわゆる半二重光無線通信によって上述の反射光問題を回避するものであり、図１に示すように、先ずは、親機１が光回線の使用状況を光回線空き報知信号として配下の子機３（３ａ、３ｂ、３ｃ）に通知し、この信号を検知した子機３が、フレーム（情報伝送の一単位）送信毎に親機１との間で送信許可の申請処理（ＩＤ交換など）を行い、親機１からの送信許可を得てから、親機１に送信を開始する、というものである。
【０００６】
以下に、このような子機３から親機１への送信における送信手続きを、フレーム毎に行う半二重光無線通信システムでのフレーム送受信タイミングを説明する。なお、このシステムでは、図１に示すように親機１はネットワーク幹線２（単に幹線２と称す）を介して他のシステムと有線接続され、子機３は、例えばパーソナルコンピュータなどの通信端末４と有線接続されているとする。また、親機１はネットワーク幹線２へ信号を送信する幹線側送信手段と、ネットワーク幹線２からの信号を受信する幹線側受信手段と、子機３へ光信号を送信する発光部と、子機３からの光信号を受光する受光部とを有し、子機３は親機１からの光信号を受信する受光部と、親機１へ光信号を送信する発光部と、通信端末４へ信号を送信する通信端末側送信手段と、通信端末４からの信号を受信する通信端末側受信手段とを有しているものとする。
【０００７】
図１１は従来例として、子機３から送信したフレーム単位の信号が、親機１によって幹線２側へのみ送信される（子機３側へ折り返されない）場合における子機３から親機１へのフレーム信号送信タイミングを示す。なお、１００Ｍｂｐｓの伝送速度による光無線通信システムで、半二重光無線通信を使用すること自体の実例は少ないが、図１１には半二重光無線通信を行う場合に採用される可能性が高いと考えられる信号の送受信タイミングイメージを示すものである。ここでは子機３や親機１が必要最小限のメモリを有する場合でのタイミングであり、当然大量のメモリを搭載した場合のタイミングは異なるものであり、基本的な子機３、親機１間で交わされる送信許可申請手続き処理などはその類推の範疇であり、説明の煩雑さを避けるため、ここでは省略する。
【０００８】
まず、図１１において、通信端末４が発生したフレームＦ１を子機３から親機１に送信する場合、図中Ｔ１として親機１からは光回線の空きを示す光回線空き信号ＥＰが光送信される。この光送信された光回線空き信号ＥＰを検出（受光）した子機３は、自分が光回線を使用したい場合に親機１に対して、図中Ｔ２のように、光回線の使用要求をするための送信申請信号（ＲＱ）に光プリアンブル信号（光Ｐ）を付加して光送信する。この送信申請信号（ＲＱ）を受け取った親機１は、光回線の使用が可能であるとき、子機３に対して図中のＴ３のように、光回線の使用を許可する送信許可信号（ＡＫ）に同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付加して光送信する。親機１から送信許可信号（ＡＫ）を受け取った子機３は、通信端末４から受信したフレームＦ１を親機１に対して図中Ｔ４のように光プリアンブル信号（光Ｐ）及びフレームＦ１として光送信する。親機１は子機３から送られてきたフレームＦ１をネットワーク幹線２に有線送信する。次のフレームＦ２、Ｆ３の場合の動作もフレームＦ１の動作と同様である。
【０００９】
なお、図１１では、通信端末４から受け取ったフレームを子機３から親機１に送り、更に親機１からネットワーク幹線２に送る例について述べたが、その逆、すなわち、ネットワーク幹線２から受け取ったフレームを親機１から子機３に送り、子機３から通信端末４へ送る場合には、ここで示した送信申請及び許可信号の送信手続きを取ることなく、光回線が空いていればネットワーク幹線２から送られてきたフレームに、光プリアンブルを付加して子機３側に送出し、子機３はこれを受信して通信端末４へ送信する。
【００１０】
以上、図１１を用いて説明したように、この半二重光無線通信によれば、子機３が通信端末４から受け取ったフレームを親機１へ光送信する際に、子機３は親機１からの光回線空き信号を検出し、親機１に対して光回線送信申請信号を送り、親機１からそれに対する光回線送信許可信号を受けた後に、通信端末４から受け取ったフレームを親機１に送信するような手法になると考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した半二重光無線通信の例では、子機３から親機１への送信において、子機３が親機１に送信許可を得る光送信手順をフレーム毎に毎回行うことになり、送信申請信号（ＲＱ）、送信許可信号（ＡＫ）、そしてこれら各信号に付加する同期用光プリアンブル（光Ｐ）及びフレームへ付加する同期用光プリアンブル（光Ｐ）に要する時間の合計、すなわち、一つのフレーム送信に要する送信時のオーバーヘッドが大きいので、通信端末４からこのオーバーヘッド時間より短いフレーム間隔で複数のフレームが送られてきた場合には、効率的な送信が難しく、最大限の性能を得ることが困難になる。
【００１２】
更に又、上述の如く子機３から親機１への送信における親機１からの光回線空き報知信号の検知および送信許可申請処理には、親機１からの光回線空き報知信号長と子機３からの送信申請信号長と親機１から返信される送信許可信号長とを加算した送信手続き時間が必要であり、更にフレームを親機１で受信可能とするためには、同期用光プリアンブル（光Ｐ）信号を付加する必要があり、これらに要する時間は送信時におけるオーバーヘッドとなる。すなわち、子機３はフレームを光回線に送出するのに、少なくとも、この送信手続き時間と送信フレームに付加する同期用光プリアンブル（光Ｐ）分との時間だけ、フレームの送信を遅延させなければならない。
【００１３】
一方で、子機３に有線接続されている通信端末４などから子機３に送信されて来るフレームのフレーム間隔は、１００Ｍｂｐｓイーサネットではその規定上、最短で０．９６μｓとなる。当然、この最短フレーム間隔より短い時間内で前記した子機３と親機１間で交わされる送信手続きと送信フレームへの同期用光プリアンブル（光Ｐ）付加が完了するのであれば、フレーム毎にこの送信手続きを交わすにしても、実質上の通信の遅れは発生しない。
【００１４】
しかし、実際に１２５Ｍｂｐｓの伝送における１ビットあたりの時間幅は４０ｎｓであり、この最小フレーム間隔＝０．９６μｓは、０．９６μｓ／４０ｎｓ＝２４ビット分に相当し、送信申請信号（ＲＱ）、送信許可信号（ＡＫ）、更にフレーム信号に付加する各同期用光プリアンブル（光Ｐ）だけでも子機３及び親機１のＰＬＬ性能を考えると２４ビットで実現することは難しく、これに加えて各信号の識別ビットを考慮に入れると、０．９６μｓ以内で送信手続きを完了させることは困難であり、実質上の送信の遅れが生じることは避けられない。
【００１５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、幹線に接続可能な半二重光無線通信親機と通信端末に接続可能な半二重光無線通信子機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムに使用される親機と子機において、複数のフレームが、前記送信手続き時間に送信フレームへ付加する同期用光プリアンブルを加えた合計時間より狭い間隔で通信端末から子機に送られてきた場合、子機による送信手続き遅延の累積による通信効率の低下を防止できる半二重光無線通信システム用親機及び子機を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記目的を達成するために、本発明によれば、幹線に接続可能な半二重光無線通信親機と通信端末に接続可能な半二重光無線通信子機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムに使用される親機１は、前記子機３からの連続送信による連続フレーム受信後の第１の一定期間は、回線を他の子機へ開放せずに、送信許可した前記子機３からのフレーム送信を待機し、前記第１の一定期間以上、送信許可した前記子機３からの送信が無い場合に、前記光回線を他の子機からの送信に開放するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また本発明によれば、幹線に接続可能な半二重光無線通信親機と通信端末に接続可能な半二重光無線通信子機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムに使用される子機３は、前記親機１への連続送信において、前記親機１への光送信許可手順を実行後の第２の一定期間内に、前記通信端末４からの前記子機３あてのフレームを受信した場合、前記通信端末４からの前記フレームの送信を一旦停止及び前記フレームの再送を促す抑圧疑似信号を発生して、前記通信端末４に対して送信する送信手順を実行し、且つ、前記親機１に対して、連続送信申請信号を送信して連続送信許可を得た後は、光送信を許可する前記送信手順を、各フレーム毎に実行しない連続送信を可能にするようにしたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について各図を参照しながら詳細に説明する。図１には、本発明の一実施の形態として光無線通信装置の主要部の概略構成を示す。本実施の形態の半二重光無線通信システム用親機及び子機は、フレーム（パケット）送信によってデータを送受信するイーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ））などの幹線系ネットワークに接続される装置であり、図１に示すように、ネットワーク幹線２と通信端末４（４ａ、４ｂ、４ｃ、例えば、パーソナルコンピュータ）との間を、光無線通信装置（以下、親機１とする）及び光無線通信装置（３ａ、３ｂ、３ｃ；以下、子機３とする）による半二重光無線通信を使用して接続するものである。なお、通信端末４には、パーソナルコンピュータなどの他に、ネットワークインターフェースカード（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ：ＮＩＣ）やハブ（ＨＵＢ）などの中継機も含まれる。
【００１９】
図２には、図１の光無線通信装置において、通信端末４が発生したフレームＦ２を子機３から親機１に送信し、更にネットワーク幹線２に送出する場合の基本的な信号送受信タイミングを示す。この図２において、通信端末４が発生したフレームＦ２を子機３から親機１に送信する場合、まず最初に、親機１から図中Ｔ１０のように光回線の空きを示す光回線空き報知信号ＥＰが光送信され、この光送信された光回線空き報知信号ＥＰを検出した子機３が、図中Ｔ９で通信端末４から送られてきたフレームＦ２を親機１へ光送信するために、親機１に対して図中Ｔ１１のように、光回線の使用を求める送信申請信号（ＲＱ）に同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付加して光送信する。
【００２０】
この送信申請信号（ＲＱ）を受け取った親機１は、光回線の使用が可能であるとき、子機３に対して図中Ｔ１２のように、光回線の使用を許可するための送信許可信号（ＡＫ）に同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付加して光送信し、子機３からフレームＦ２が送信されて来るのを待つ。子機３は親機１へ送信申請信号（ＲＱ）を送信後に、親機１から送信許可信号（ＡＫ）を受け取った場合、通信端末４から受け取ったフレームＦ２−２に、図中Ｔ１３のように同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付加して親機１に対して光送信する。
【００２１】
親機１から許可を得てフレームＦ１を光送信した子機３は、通信端末４からの次のフレームＦ２−１を第２の一定期間内に（例えば、Ｆ１を光送信し終える前までや、受信フレームを待機させるメモリが不足しているとき）検出したら、子機３は図中Ｔ８のように通信端末４に対して抑圧疑似信号（ＤＭＹ）を送信し、通信端末４からのフレームＦ２−１の送信を停止させ通信端末４に再送を促す。これによって、再送を促された通信端末４は図中Ｔ９において再度フレームＦ２−２を送信する。ここで、子機３はこの通信端末抑圧後のフレームＦ２−２を親機１へ送信するために、図中Ｔ１０で光回線空き報知信号（ＥＰ）を検出し、図中Ｔ１１で親機１へ連続送信申請信号（ＣＲＱ）を送信する。子機３からの連続送信申請信号（ＣＲＱ）を受け取った親機１は、以降、子機３から送信されて来るフレームを待機し、図中Ｔ１３、Ｔ１７、Ｔ２１で送られてきた各フレーム（Ｆ２−２、Ｆ３、Ｆ４）を受信し、図中Ｔ１５、Ｔ１９、Ｔ２３において、前記各フレームを幹線へ送信する。図中Ｔ１２で、親機１から連続送信申請に対する送信許可を得た子機３は、図中Ｔ９で通信端末４から受け取ったフレームＦ２−２に、図中Ｔ１４で同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付けて親機１へ送信する。
【００２２】
その後、通信端末４からの次フレームＦ３が前フレームＦ２−２との間隔（Ｇ１）が、ある設定時間（Ｇ０：例えば、通信端末４のフレームの受信からフレーム送信開始にかかる最大時間、すなわち、Ｇ０＝ＥＰ＋ＣＲＱ＋ＡＫ＋３×光Ｐ）より小さい時間（Ｇ１＜Ｇ０）でフレームＦ３が通信端末４から図中Ｔ１６で送られてきたら、子機３はそのフレームを無手順で同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付けて、図中Ｔ１８で、親機１へ光送信する。
同様に次フレームＦ４が、前フレームＦ３との間隔（Ｇ２）がある設定された第２の一定時間（前記Ｇ０）より小さい時間（Ｇ２＜Ｇ０）で通信端末４から図中Ｔ２０で送られてきた場合、子機３は図中Ｔ２２で同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付けて無手順で親機１へフレームＦ４を送信する。このような手順により、子機３から親機１への連続フレーム送信を実現し、より効率的な送信を行える。
この図２に示した例では、子機３は通信端末４から短いフレーム間隔で送信されて来るフレーム群に対して、連続して親機１へフレームを送信できることを示しているが、本システムでは複数の子機３を有することが前提であり、このため、特定の子機３が回線を長時間独占することは、基本的に避けねばならない。
【００２３】
このため、子機３は連続送信中に通信端末４より送信されてくるフレームが第２の一定間隔より広くなった場合にその連続送信を打ち切り、以降は、再度親機１に対して送信申請を行う。これと同様に、親機１においても子機３からの連続送信の受信中に第１の一定時間以上のフレーム待ちが生じた場合には、子機３からの連続送信が打ち切られたと判断し、回線を他の子機３に開放する（幹線２からのフレームが無ければ、他の子機３に対して回線を開放していることを示す回線空き報知信号（ＥＰ）の送信を開始する）。
【００２４】
この様子を、図３を用いて説明する。図３は、一旦、通信端末４からのフレームを抑圧疑似信号で抑圧した後に、通信端末４から送信されて来るフレームＦ２−２に対して、図２で示した子機３が、連続送信申請を実施する様子を示している。
ここでは、図中Ｔ９において通信端末４から再度送られてきたフレームＦ２−２に対して、子機３が図中Ｔ１０で光回線空き報知信号（ＥＰ）を検出し、図中Ｔ１１で親機１へ連続送信申請信号（ＣＲＱ）を送信し、子機３から連続送信申請信号（ＣＲＱ）を受け取った親機１が、図中Ｔ１２で送信許可を出す。この後、親機１は、子機３から送信されて来るフレームを待機し、図中Ｔ１３、Ｔ１７、Ｔ２１で送られてきたフレーム（Ｆ２−２、Ｆ３、Ｆ４）を受信し、図中Ｔ１５、Ｔ１９、Ｔ２３において各フレームを幹線へ送信する。ここで、親機１は子機３からの次のフレームを待機するが、ある第１の一定時間（Ｇ３）待機しても子機３からの送信が無い場合、光回線を他の子機３に開放するために、図中Ｔ２４、Ｔ２５で回線空き報知信号（ＥＰ）を送信する。
一方、図中Ｔ１２で、親機１から連続送信申請に対する送信許可を得た子機３は、図中Ｔ９で通信端末４から受け取ったフレームＦ２−２を、図中Ｔ１３で同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付けて親機１へ送信する。
【００２５】
その後、通信端末４から次フレームＦ３が前フレームＦ２−２との間隔（Ｇ１）がある設定時間（Ｇ０：例えば、通信端末４のフレームの受信からフレーム送信開始にかかる最大時間、すなわち、Ｇ０＝ＥＰ＋ＣＲＱ＋ＡＫ＋３×光Ｐ）より小さい時間（Ｇ１＜Ｇ０）でフレームＦ３が通信端末４から図中Ｔ１６で送られてきたら、子機３はそのフレームを無手順で同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付けて図中Ｔ１３で親機１へ光送信する。同様に次フレームＦ４が前フレームＦ３との間隔（Ｇ２）がある設定時間（Ｇ０）より小さい時間（Ｇ２＜Ｇ０）で通信端末４から図中Ｔ２０で送られてきた場合、子機３は図中Ｔ２１で同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付けて無手順で親機１へフレームＦ４を送信する。更に、子機３は、通信端末４からの次フレームを待機するが、一定時間待っても次フレームが送信されてこない（Ｇ４＞Ｇ０）ため、一旦、連続送信を打ち切る。その後、子機３は、図中Ｔ２６で送られてきたフレームＦ５に対して、図中Ｔ２７、Ｔ２８で親機１との間で送信手順（送信申請、送信許可）を踏んで、フレームＦ５を図中Ｔ２９で親機１へ送信する。
【００２６】
以上のように、図２および図３で説明した手法では、子機３は通信端末４から短いフレーム間隔で送信されて来るフレーム群に対して、連続して親機１へフレームを送信できることを示しているが、ここで説明した手法の場合には、子機３から親機１への連続送信を通信端末４からのフレーム間隔によって判断しているため、一つの子機３からの連続送信が不用意に長く続いてしまうことも有り得る。もちろんこの図２および図３で説明した例においても、実際のネットワーク環境で永遠に高レートデータが送信し続けることは考え難いので、十分に使用は可能であるが、冒頭で述べたように、本発明の利用が想定される主なシステムでは、一台の親機１が複数の子機３からの通信を中継するものであるため、親機１はできる限り効率的に回線を制御することが望ましく、加えて、特定の子機３が、回線を長時間独占することは基本的に避けねなければならない。
【００２７】
そこで、本発明では、上記のような特定の子機３による回線の独占防止策を施した例として、図４を用いて、その実施例を説明する。図４は、図２で示した子機３が、一旦、通信端末４からのフレームを、抑圧疑似信号で抑圧した後に通信端末４から送信されて来るフレームＦ２−２に対する連続送信申請以降の処理を示している。
ここでは、図中Ｔ９において通信端末４から再度送られてきたフレームＦ２−２に対して、子機３が図中Ｔ１０で光回線空き報知信号（ＥＰ）を検出し、図中Ｔ１１で親機１へ連続送信申請信号（ＣＲＱ）を送信し、子機３から連続送信申請信号（ＣＲＱ）を受け取った親機１が、図中Ｔ１２で送信許可を出す。親機１は以降子機３から送信されて来るフレームを待機し、図中Ｔ１３、Ｔ１７、Ｔ２１で送られてきたフレーム（Ｆ２−２、Ｆ３、ＦＮ）を受信し、図中Ｔ１５、Ｔ１９、Ｔ２３において各フレームを幹線へ送信する。ここで、親機１は次の子機３からのフレームを待機するが、ある一定時間（Ｇ３）待機しても子機３からの送信が無いため、光回線を他の子機３に開放するために図中Ｔ２４、Ｔ２５で回線空き報知信号（ＥＰ）を送信する。
【００２８】
一方、図中Ｔ１２で親機１から連続送信申請に対する送信許可を得た子機３は、図中Ｔ９で通信端末４から受け取ったフレームＦ２−２を図中Ｔ１３で同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付けて親機１へ送信する。その後、通信端末４からの次フレームＦ３が前フレームＦ２−２との間隔（Ｇ１）がある設定時間（Ｇ０：例えば、通信端末４のフレームの受信からフレーム送信開始にかかる最大時間、すなわち、Ｇ０＝ＥＰ＋ＣＲＱ＋ＡＫ＋３×光Ｐ）より小さい時間（Ｇ１＜Ｇ０）でフレームＦ３が通信端末４から図中Ｔ１６で送られてきたら、子機３はそのフレームを無手順で同期用光プリアンブル（光Ｐ）を付けて図中Ｔ１３で親機１へ光送信する。
【００２９】
同様にそれ以降のフレームＦＮを、前フレーム次ＦＮ−１との間隔を監視しながら親機１へ順次送信し続け、この無手順（連続）で送信したフレームの数がある一定の数（Ｎ）に達した場合には、次フレームＦＮ＋１‐１が先に述べた連続送信を行う基準となるある一定時間（Ｇ０）より小さいタイミング（図中Ｇ４＜Ｇ０）で送られてきた場合でも、一旦連続送信を取り止める。これにより、図中Ｔ２４で示すように、親機１からの回線空き報知信号（ＥＰ）が検出されていないので、子機３は、通信端末４へ抑圧疑似信号を送信して通信端末４からの送信を停止させる。その後、子機３が、図中Ｔ２５の回線空き報知信号（ＥＰ）を検知した場合、図中Ｔ２７、Ｔ２８による親機１との間の送信手順（送信申請、送信許可）を経て、通信端末４から再度送信されて来るフレームＦＮ＋１−２を、図中Ｔ２９で親機１へ送信する。
すなわち、ここで示した実施形態では、一つの子機３が親機１への送信にあたり無手順でフレームを送信する数をカウントし、そのカウント数に基づいて制限することで、一つの子機３が長時間光回線を占有し続ける危険性を排除したものである。
【００３０】
次に、上述した図２、図３および図４のような子機３からの送信を親機１からの光回線空き報知信号および子機３からの光回線送信申請、親機１からの光回線送信許可信号を用いて制御されて送られたフレームおよび、そのフレームに続いて送信されて来る複数のフレームを受信する、図１の光無線通信システムにおける、親機１の具体的構成の一例を図５に示す。
この図５に示す親機１において，制御手段１３は、親機１の全体の動作を制御すると共に、ネットワーク幹線２との間の通信制御、子機３との間の半二重光無線通信制御を行うものである。また、親機１は、子機３との間で光による無線通信を行うための構成として、広範囲に光を出力し、各信号を光信号として送信するための光回線送信手段１９と、広範囲からの光を受光して光信号を電気的デジタル信号として受信する光回線受信手段１１を有する。光回線受信手段１１で受信した光信号は、電気的デジタル信号として光回線フレーム受信手段８、光回線フレーム検出手段９、光回線送信申請信号検出手段１０へ入力される。
【００３１】
光回線フレーム受信手段８では、光回線受信手段１１から入力された信号を光回線フレーム検出手段９の検出結果を基に、幹線へ送信するフレームを幹線への送信タイミングまで確保し、制御手段１３の制御に従い出力信号を有線回線出力信号切替手段６へ出力する。光回線フレーム検出手段９は、光回線受信手段１１が受信した信号からフレームを検出し、光回線フレーム受信手段８に、受信フレームを指示する。
光回線送信申請信号検出手段１０は、光回線受信手段１１が受信した信号から任意の子機３から送られた光回線送信申請信号を検出し、そのことを制御手段１３へ送信し、検出した送信申請信号の情報（どの子機３からの申請か等を示すＩＤなど）を光回線送信許可信号検出手段３８へ伝送する。
光回線送信許可信号検出手段３８は光回線送信申請信号検出手段１０によって検出され抽出された申請情報（ＩＤなど）を用いて、該送信申請信号を送ってきた子機３へ光回線送信許可信号を制御手段１３の指示に従って光送信信号切替手段１８へ送信する。
【００３２】
抑圧疑似信号発生手段７は、制御手段１３の指示に従い、幹線からの信号を抑圧する必要が生じた際に抑圧疑似信号を発生し、有線回線出力信号切替手段６へ抑圧疑似信号を送信する。
有線回線出力信号切替手段６は、光回線フレーム受信手段８からのフレームと抑圧疑似信号発生手段７からの抑圧疑似信号を受け、制御手段１３の指示に従い各信号を随時適切に切り替えて、有線回線送信手段５へ送信する。有線回線送信手段５は、有線回線出力信号切替手段６からの信号を幹線出力信号として幹線へ出力する。有線回線受信手段１４は、幹線からのデータを受信し、受信したデータを有線回線フレーム検出手段１５および光回線送信タイミング遅延手段１６へ送信する。
【００３３】
有線回線フレーム検出手段１５は、有線回線受信手段１４より送られてきた受信データからフレームを検出し、制御手段１３へ検出結果を送信すると同時に、光回線送信タイミング遅延手段１６に対してもフレーム検出の結果を送信する。光回線送信タイミング遅延手段１６は、有線回線受信手段１４から送られた信号から有線回線フレーム検出手段１５のフレーム検出結果を元にフレームをＦＩＦＯなどの一時記憶装置に待機させ、制御手段１３の指示によって光回線送信タイミングにおいて待機させていたフレームを光回線出力信号切替手段１８へ送信する。光プリアンブル発生手段１７は、制御手段１３の指示に従い、フレームの光送信時にフレームの前に同期信号として付加するプリアンブル信号を生成し、光回線出力信号切替手段１８に送信する。光回線空き報知信号発生手段１２は、制御手段１３の指示に従い光回線が空いている際に配下の子機３へ光回線が空いていることを知らせる光回線空き報知信号を発生し、光回線出力信号切替手段１８へ送信する。
【００３４】
光回線出力信号切替手段１８は、光回線送信許可信号検出手段３８からの光回線送信許可信号、光回線回線空き報知信号発生手段１２からの光回線空き報知信号、光プリアンブル発生手段１７からの光プリアンブル、そして光回線送信タイミング遅延手段１６からのフレームの各データを、制御手段１３の適切な指示に随時従い切り替え、光回線送信手段１９へ送信する。
光回線送信手段１９は、光回線出力信号切替手段によって適切に切り替え出力されたデータを光信号として光回線へ送信する。
なお、制御手段１３は子機３からの送信許可信号を解析し、もし、子機３からの送信申請が連続送信の要求であれば、それ以降の受信制御を、連続送信信号を受信する制御にする。更に、この制御手段１３では、回線を制御するために子機３から送信されて来るフレーム待ち時間などの時間検出なども同時に行っている。
【００３５】
次に、図６に、図１の光無線通信システムの子機３の具体的構成の一例を示す。上述した図２の通信端末４からの送信フレームを親機１に送信する際に、親機１からの送信許可を得た後、通信端末４から続けて送信されて来るフレームに対してそのフレーム間隔が狭い場合は、無手順で親機１へ送信し、フレーム間隔が広い場合には改めて親機１に送信許可を得てから送信する例である。
また、この図６に示す子機３において，制御手段２７は、当該子機３の全体の動作を制御すると共に、通信端末４との間の通信制御、親機１との間の半二重光無線通信制御を行うものである。
更にまた、当該子機３は、親機１との間で光による無線通信を行うための構成として、狭い範囲に光を出力し、各信号を光信号として送信するための光回線送信手段２０と、親機１からの光を受光して光信号を電気的デジタル信号として受信する光回線受信手段２８を有する。
有線回線受信手段２６は、通信端末４からの信号を受信し光回線送信タイミング遅延手段２４および有線回線フレーム検出手段２５へ受信データを送信する。有線回線フレーム検出手段２５は有線回線受信手段２６によって受信された通信端末４からの信号から光回線へ送出するフレームを検出し、その検出結果を制御手段２７へ送り、同様に検出結果を光回線送信タイミング遅延手段２４へ送る。
【００３６】
光回線送信タイミング遅延手段２４は、有線回線受信手段２６で受信された信号から有線回線フレーム検出手段２５の検出結果を基に、フレームをＦＩＦＯなどの一時記憶装置に待機させ、制御手段２７の指示に従って光回線送信タイミング遅延手段２４において待機させていたフレームを光回線出力信号切替手段２１へ送信する。光回線送信申請信号発生手段２３は、制御手段２７の指示に従い、通信端末４からフレームが送信されてきて親機１から光回線への送信許可を必要とする場合に、光回線送信申請信号を発生し、光回線出力信号切替手段２１へ光回線送信申請信号を送信する。
光プリアンブル発生手段２２は、制御手段２７の指示により、フレームの光送信の前に親機１の受信時の同期信号としてのプリアンブルを発生し、光回線出力信号切替手段２１へ光プリアンブルを送信する。光回線出力信号切替手段２１は、光回線送信タイミング遅延手段２４からのフレーム、光回線送信申請信号発生手段２３からの光回線送信申請信号および光プリアンブル発生手段２２からの光プリアンブルの各信号を制御手段２７の適切な指示に随時従い、各々の信号を切り替えて光回線送信手段２０へ送信する。光回線送信手段２０は、光回線出力信号切替手段２１から送られる各信号を親機１へ光信号として送信する。
光回線受信手段２８は、親機１から送られて来る光信号を受信し、電気的デジタル信号として光回線空き報知信号検出手段３０、光回線送信許可信号検出手段３１、光回線フレーム検出手段２９、有線回線送信タイミング遅延手段３２へ受信信号を送信する。
【００３７】
光回線空き報知信号検出手段３０は、光回線受信手段２８から送られた信号から親機１が光回線の空きを知らせるために放出している光回線空き報知信号を検出し、その結果を制御手段２７へ送る。
光回線送信許可信号検出手段３１は、光回線受信手段２８から送られてきた信号から親機１が当該子機３に対して光回線へのフレーム送信を許可する光回線送信許可信号を検出し、その結果を制御手段２７へ送る。
光回線フレーム検出手段２９は、光回線受信手段２８から送られる信号から親機１が送信した光送信フレームを検出し、その結果を制御手段２７へ送ると同時に、有線回線送信タイミング遅延手段３２へ送り、フレームの一時待機を支持する。有線回線送信タイミング遅延手段３２は、光回線受信手段２８から送られた信号から、光回線フレーム検出手段２９のフレーム検出結果を基に、検出したフレームをＦＩＦＯなどの一時記憶装置に一旦待機させ、制御手段２７の通信端末４への送信指示に従って有線回線出力信号切替手段３４へ待機させていたフレームを送信する。抑圧疑似信号発生手段３３は、制御手段２７の適切な指示に従って、有線接続された通信端末４からの送信の抑圧を必要とした場合に抑圧疑似信号を発生し、有線回線出力信号切替手段３４へ抑圧疑似信号を送る。
【００３８】
有線回線出力信号切替手段３４は、有線回線送信タイミング遅延手段３２からのフレーム信号および抑圧疑似信号発生手段３３からの抑圧疑似信号とを受け、制御手段２７の適切な指示に随時従い、これらのフレーム信号と抑圧疑似信号を随時切り替え、有線回線送信手段３５へ送信する。
有線回線送信手段３５は、有線回線出力信号切替手段３４より送られる信号を通信端末側有線回線へ送信する。
なお、この子機３の全体の動作を制御する制御手段２７では、通信端末４からのフレーム間隔を計測することで、親機１への送信を連続送信として申請するかなどを判断し、光回線送信申請信号発生手段２３に、その連続送信を行うための連続送信申請信号の発生を促している。更に、親機１への送信が現在連続送信中であるか否かを判断し適切に通信端末４からのフレームを親機１へ送信するための制御を行っている。
【００３９】
次に、上述した図５の構成の親機１および図６の子機３において、前記図２、図３、図４の送受信タイミングイメージで説明したような通信手順を実現する場合の処理の流れを説明する。
先ず、図７にはネットワーク幹線２を介して送られてきたフレームを親機１が受信し、このフレームを配下の子機３に送信するまでの、親機１における処理の流れ（主に制御手段１３の制御動作の流れ）を示す。
【００４０】
この図７において、親機１の制御手段１３は（図５）、ステップＳ１の処理として、子機３との間で光無線通信が行われているか否かを監視し、光回線が使われていないときに光回線空き報知信号を配下の子機３に向けて光送信する。次に、ステップＳ２で幹線からの信号を監視し、幹線からフレームが送られてこなければ、光送信制御状態としては幹線からのフレーム待ちとなり、幹線からフレームを受信した場合には、次のステップＳ３へ移る。ステップＳ３では幹線から受け取ったフレームを光回線へ出力できるか否か光回線の状態をチェックする。もし、光回線が子機３などによって利用されている場合にはステップＳ８へ進み、幹線へ抑圧疑似信号を送信し、ステップＳ９で幹線からのフレーム送信の停止を確認し、ステップＳ１０で抑圧疑似信号を停止し、改めてステップＳ２において幹線からのフレームが受信されるまで待機する。もし、ステップＳ３において光回線が空いていればステップＳ４に進み、幹線からのフレームをＦＩＦＯなどの一時記憶装置へ光回線送信タイミングまで待機さておき、次のステップＳ５で子機３へ送出していた光回線空き報知信号を停止し、ステップＳ６でフレーム送信の前に子機３が受信時に同期を取るための光プリアンブルを送信し、これに続いてステップＳ４で一時待機させていたフレームを、ステップＳ７で光送信する。フレームを送信し終えたら、ステップＳ１１で子機３へ光回線が空いたことを知らせるために光回線空き報知信号を送出し、再びステップＳ２で幹線からのフレーム受信を待機する。
【００４１】
次に、図８には配下の子機３から光送信申請があり、それを親機１が許可して子機３から光送信されてきたフレームを親機１が受信し、このフレームをネットワーク幹線２へ送信するまでの、親機１における処理の流れ（主に制御手段１３の制御動作の流れ）を示す。
この図８において、先ず、親機１の制御手段１３は、ステップＳ１２の処理として、子機３からの光回線送信申請信号があるか否かを、光回線送信申請信号検出手段１０の検出結果を元に監視し、もし、子機３からの送信申請信号があれば、ステップＳ１３においてその送信申請信号を解析し、子機３からの申請が連続送信要求かを判断する。もし、連続送信の要求であればステップＳ１４で子機３からフレーム送信待ち時間を連続送信用にセットし、もし、連続送信要求で無いならば、ステップＳ１５において子機３からのフレーム待ち時間を単発送信用にセットする。（これは、ステップＳ２０のタイムアウトカウンタの値となる）。
【００４２】
子機３から送信申請を受けフレーム待ち時間をセットしたら、ステップＳ１６で光回線空き報知信号を停止し、ステップＳ１７へ進み、子機３から受信した信号の子機識別情報（ＩＤなど）を組み込んだ光回線送信許可信号を光プリアンブルを付加して光回線へ送信する。送信許可信号を送出したらステップＳ１８において子機３からの光送信されるフレームを待ち、ステップＳ１５、ステップＳ１６でセットされた特定時間内にフレームが来ない場合には、ステップＳ２０でタイムアウトし、ステップＳ２１で幹線からのフレームが送られて来ていないのを確認して、再び光回線を配下の子機３へ開放するため、ステップＳ２２で光回線空き報知信号を送出する。
【００４３】
もし、ステップＳ２１で幹線からフレームが来ている場合には、ステップＳ２３で光プリアンブルを付加して光送信する。ここでは、幹線からのフレームの光送信をステップＳ２１およびステップＳ２３で簡単に表現しているが、この幹線からのフレームの光送信フローは先に説明した図８のフローによって動作する。それから、ステップＳ１８において子機３からフレームを光受信できた場合には、ステップＳ１９において、この受信フレームをタイミングを見計らって幹線へ送信する。
【００４４】
次に、図２、図３、図４の送信タイミングイメージで説明した通信を実現するための子機３の動作について説明する。先ず、図９には親機１から送られてきたフレームを子機３が受信し、このフレームを有線回線で接続された通信端末４へ送信するまでの、子機３における処理の流れ（主に制御手段２７の制御動作の流れ）を示す。
図９では、先ず、ステップＳ２４において親機１からフレームが送出されて来ていないか否かを監視し、もし親機１からの光送信フレームがあればステップＳ２５において、一旦、ＦＩＦＯ等の一時記憶装置に光受信したフレームを記憶する。次に、ステップＳ２６において有線回線に通信端末４からのフレームが来ていないかを確認し、もし通信端末４からフレームが送られて来ていればステップＳ２９において、一旦、通信端末４からのフレーム送信を抑圧するために抑圧疑似信号を有線側に送出する。
ステップＳ２６で有線回線が空き、ステップＳ２７に移行した時に、抑圧疑似信号を送出中ならば、このステップＳ２７で前記信号の送出を停止し、次のステップＳ２８において、ステップＳ２５において待機させておいたフレームを有線回線へ送出し、通信端末４への送信を行う。
【００４５】
次に、図１０に、図２、図３、図４の各動作のタイミング概要、および、図６の構成における子機３において、通信端末４から送られてきたフレームを子機３が光回線を通して親機１へ送信するまでの、子機３における処理の流れ（主に制御手段２７の制御動作の流れ）を示す。
図１０では、先ず、ステップＳ３０において通信端末４からのフレームの送信があるかを監視し、もしフレームが送信されて来ていれば前送信フレームとの間隔を検知し、もし一定の間隔より狭い場合にはステップＳ４０において既に親機１から連続送信許可を得ているかを判断し、もし、既に連続送信許可を得ているのであればステップＳ４１で現在の連続送信フレーム数をチェックし、その数が定められた数に達していなければステップＳ３８へ移り、光プリアンブルを付加してステップＳ３９でフレームを光回線へ送信する。もし、ステップＳ４０およびステップＳ４１で連続送信ができる状態でなければ、ステップＳ４４、ステップＳ４５、ステップＳ４６を経て通信端末４を一時抑圧し、通信端末４へフレームの再送を促し、ステップＳ３０で再び通信端末４からの送信を待機する。
【００４６】
もし、ステップＳ３１で通信端末４から受け取ったフレームと一つ前に受信した同通信端末４からのフレームとの間隔が広いと判断された場合には、ステップＳ３２において、一旦、ＦＩＦＯなどの一時記憶装置に送られて来ているフレームを光回線への送信タイミングまで待機させ、ステップＳ３３において、直前のフレームを抑圧しているかを調べる。　もし、抑圧されていればステップＳ３４で親機１への送信申請信号に連続送信をフラグを組込み、ステップＳ３５に移る。
もし、ステップＳ３３で直前のフレームが抑圧されていないならば、そのままステップＳ３５に移り光回線が空いているか否かを親機１の送出する光回線開き報知信号を監視することで光回線の空きを検出する。このステップＳ３５で光回線が空かずステップＳ４２でタイムアウトした場合は、ステップＳ４４において有線回線へ抑圧疑似信号を送信し、ステップＳ４５で通信端末４からの送信の停止を確認し、ステップＳ４６で通信端末４への抑圧疑似信号を停止する。
それから、再びステップＳ３０において通信端末４からの送信フレームを監視する。ここで、ステップＳ３５において、親機１からの光回線開き報知信号が検出され、光回線の空きを確認できた場合には、ステップＳ３６へ移り、親機１に対する光回線への送信要求として、光プリアンブルを付加した光回線送信申請信号を、親機１に対して光送信する。
【００４７】
光回線送信申請をした後、ステップＳ３７において親機１から光回線送信許可信号が帰ってくるかを一定時間監視し、もし、光回線送信許可信号が親機１から得られず、ステップＳ４３においてタイムアウトした場合には、ステップＳ４４、ステップＳ４５、ステップＳ４６を経て、抑圧疑似信号で通信端末４の送信を抑圧し、再び、ステップＳ３０において通信端末４からのフレーム送信を監視する。
ステップＳ３７において、親機１から光回線送信許可信号を得られた場合には、ステップＳ３８で、親機１がフレームを光受信する際の同期信号としての光プリアンブルを光送信し、これに続けてステップＳ３９において、ステップＳ３２で一時待機させていた通信端末４からのフレームを光送信する。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように本願によれば、親機と子機の間での送信手順を必要とする半二重光無線通信システムにおいて、その送信時の親機と子機間での送信手順による送信時でのオーバーヘッドによる通信性能の低下を防止するために、送信状況に応じて一回の送信手順を親機と子機間で交わすだけで複数のフレームを連続して送信することにより、送信時のオーバーヘッドとなっていた親機と子期間の送信手続きの回数を減らして、通信性能を向上させることが可能となった。
加えて、本発明では子機が、子機が常に連続送信を要求するのではなく、通信端末４からの送信が混み合っているときにのみ連続送信の要求を出すようにしたことで、親機が不必要に子機からのフレーム送信待ちをすることが極めて少なくなり、他の子機に対する回線の開放も、より効率的にすることができる。
更に、限られた回数だけの連続送信とすることで、特定の通信装置が長時間回線を独占してしまうことを回避することも考慮されているおり、これまでの半二重光無線通信システム用の親機及び子機の円滑な通信制御を損なうことなく、より快適な通信性能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半二重光無線通信システムの親機１及び子機３の一実施形態の概略を示すブロック図である。
【図２】図１において子機３が親機１にフレームを連続送信するタイミングの一例と、抑圧疑似信号を発生するタイミングの一例を示す説明図である。
【図３】図１において子機３が親機１にフレームを連続送信するタイミングの他の例を示す説明図である。
【図４】図１において子機３が親機１にフレームを連続送信するタイミングの他の例における抑圧疑似信号を発生するタイミングを示す説明図である。
【図５】図１の親機１を詳しく示すブロック図である。
【図６】図１の子機３を詳しく示すブロック図である。
【図７】図１の親機１の光フレーム送信及び光回線空き報知信号送信を説明するためのフローチャートである。
【図８】図１の子機３の光フレーム受信及びその受信手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】図１の子機３の光フレーム受信及び有線送信を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１の子機３の光フレーム送信及びその送信手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】従来の子機３から親機１への送信タイミングの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　親機
３ａ、３ｂ、３ｃ　子機
４ａ、４ｂ、４ｃ　通信端末
７　　抑圧疑似信号発生手段
１６　光回線送信タイミング遅延手段
【図１】
2004088702.tif 000003
【図２】
2004088702.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004088702.tif 000006
【図５】
2004088702.tif 000007
【図６】
2004088702.tif 000008
【図７】
2004088702.tif 000009
【図８】
2004088702.tif 000010
【図９】
2004088702.tif 000011
【図１０】
2004088702.tif 000012
【図１１】
2004088702.tif 000013