(57)【要約】【課題】伝送される本来のデータにエラーが発生した場合における通信システムの挙動評価を可能にする通信評価システム及びデータ送信装置を提供する。【解決手段】エラー設定装置３０が備える入力部３４にて、所望のエラー条件を受け付けて記憶部３５に記憶する。送信装置１０は、エラー発生部１３にて、記憶部３５から取得したエラー条件に基づいて、符号化したデータにエラーを発生させて受信装置２０へ伝送する。一方、受信装置２０は、エラー判定部２２にて、記憶部３５から取得したエラー条件を参照して、下位層である物理層ドライバ２１にて排除されたか否かを判定するとともに、復号化したデータを外部へ出力してシステムの挙動を評価可能にする。【選択図】        図１
2004320565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車載機器間でデータを通信する通信システムに発生したデータのエラーによって、前記通信システムに生じる挙動を評価すべく、伝送路を介して接続されたデータ送信装置とデータ受信装置とを備えた通信評価システムであって、
データに発生させるエラーの条件を受け付ける受付手段を備え、
前記データ送信装置は、一方の車載機器からデータを受け付ける手段と、
受け付けたデータを所定の符号化規則に基づいて符号化する手段と、
前記受付手段により受け付けた条件に従って、符号化したデータにエラーを発生させるエラー発生手段と、
エラーを発生させたデータを前記伝送路を介してデータ受信装置へ伝送する手段とを備え、
前記データ受信装置は、前記受付手段により受け付けた条件を参照して、伝送されたデータを受信したか否かを判定する手段を備えることを特徴とする通信評価システム。
【請求項２】
前記データ受信装置は、受信したデータを所定の復号化規則に基づいて復号化する手段と、
復号化したデータを他方の車載機器へ送出する手段とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の通信評価システム。
【請求項３】
所定の符号化規則に基づいて符号化したデータを外部へ送信する機能を有するデータ送信装置において、
前記データを構成するビット列にエラーを発生させるエラー発生手段を備えることを特徴とするデータ送信装置。
【請求項４】
前記データを構成するビット列に発生させるエラーの条件を受け付ける手段を更に備え、
受け付けた条件に従って、前記エラー発生手段が前記データにエラーを発生させるようにしてあることを特徴とする請求項３に記載のデータ送信装置。
【請求項５】
前記条件は、前記データを構成するビット列の内、少なくとも１ビットをビット反転、ビット間引き、又はビット補間するビットの条件を含むことを特徴とする請求項４に記載のデータ送信装置。
【請求項６】
前記条件は、前記データを構成するビット列にエラーを発生させる頻度の条件を含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のデータ送信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信評価システム及びデータ送信装置に関し、より具体的には、複数の車載機器間でデータを通信する通信システムに発生したデータのエラーによって、通信システムに生じる挙動を事前に評価することができる通信評価システム及びデータ送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、様々な分野でネットワークが構築されており、自動車等の車両においても、車内のワイヤーハーネスの削減、並びに、データ通信の大容量化及び高速化等の目的で、いわゆる車内ネットワークが構築されている。この車内ネットワークにおいては、複数の車載機器が複数のネットワークを介して互いに接続され、情報の共有等が実現されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、車両には複数の車載機器、とりわけ高電圧を扱う機器が搭載されているため、それらが発生する電気ノイズ、磁気ノイズ等に起因するビット反転、ビット間引、ビット補間等の通信エラーが発生する場合があり、事前に伝送系を評価する通信評価システムが考案されている。
【０００３】
図６は従来の通信評価システムの構成を示すブロック図である。
従来の通信評価システムは、データを送信する機能を有する送信装置１１０と、送信装置１１０が送信したデータを受信する機能を有する受信装置１２０とを備えている。
送信装置１１０は、ランダムなビット列を構成する擬似ランダム信号を生成するランダム信号生成部１１１と、生成した擬似ランダム信号をフレームデータに符号化する伝送フレーム符号化部１１２と、符号化したフレームデータを電気信号に変換する物理層ドライバ１１３とを備えており、変換した電気信号を物理層ドライバから伝送路１３０を介して受信装置１２０へ送信する。
一方、受信装置１２０は、送信装置１１０が送信した電気信号を受信してフレームデータに変換する物理層ドライバ１２１と、フレームデータを復号化する伝送フレーム復号化部１２２とを備えており、復号化した擬似ランダム信号に基づいて、伝送系におけるビットエラー率の評価を行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１５２２４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した通信評価システムは擬似ランダム信号を伝送することでデータ通信の評価を行うシステムであり、本来の音声データ、映像データ、非同期データ等のデータを伝送した状態で評価を行うものではないため、音声再生、映像再生等の動作を行った場合、通信エラーによって、音声再生、映像再生がどのような状態になるのか、その挙動までは評価できないという問題があった。
すなわち、音声データの伝送を行う伝送系にて電気ノイズ、磁気ノイズ等により音声データが影響を受けた場合、その音声データが受信装置にて、音声再生が不可能になるのか、又は音声再生にほとんど影響にならないのか等、いかに処理されるか評価できないという問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、データに発生させるエラーの条件を受け付け、受け付けた条件に従って符号化したデータにエラーを発生させることにより、伝送される本来のデータにエラーが発生した場合における通信システムの挙動評価を可能にする通信評価システム及びデータ送信装置の提供を目的とする。
【０００７】
また本発明は、受け付けたエラーの条件を参照して、伝送されたデータを受信したか否かを判定することにより、受信側にて排除（フィルタリング）されるデータが、いかなるエラーを設定した場合であったのかを識別することができる通信評価システム及びデータ送信装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る通信評価システムは、複数の車載機器間でデータを通信する通信システムに発生したデータのエラーによって、前記通信システムに生じる挙動を評価すべく、伝送路を介して接続されたデータ送信装置とデータ受信装置とを備えた通信評価システムであって、データに発生させるエラーの条件を受け付ける受付手段を備え、前記データ送信装置は、一方の車載機器からデータを受け付ける手段と、受け付けたデータを所定の符号化規則に基づいて符号化する手段と、前記受付手段により受け付けた条件に従って、符号化したデータにエラーを発生させるエラー発生手段と、エラーを発生させたデータを前記伝送路を介してデータ受信装置へ伝送する手段とを備え、前記データ受信装置は、前記受付手段により受け付けた条件を参照して、伝送されたデータを受信したか否かを判定する手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
第１発明に係る通信評価システムにあっては、データに発生させるエラーの条件を受け付け、データ送信装置は、一方の車載機器からデータを受け付けて所定の符号化規則に基づいて符号化し、受け付けたエラーの条件に従って、符号化したデータにエラーを発生させて伝送路を介してデータ受信装置へ伝送する。そして、データ受信装置は、受け付けたエラーの条件を参照して、伝送されたデータを受信したか否かを判定する。これにより、データ受信装置にて排除（フィルタリング）されるデータが、いかなるエラーを設定した場合であったのかを識別することができる。
【００１０】
第２発明に係る通信評価システムは、第１発明において、前記データ受信装置は、受信したデータを所定の復号化規則に基づいて復号化する手段と、復号化したデータを他方の車載機器へ送出する手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る通信評価システムにあっては、データ受信装置は、受信したデータを所定の復号化規則に基づいて復号化して他方の車載機器へ送出する。これにより、伝送された本来のデータにエラーが発生した場合における通信システムの挙動評価が可能になる。
【００１２】
第３発明に係るデータ送信装置は、所定の符号化規則に基づいて符号化したデータを外部へ送信する機能を有するデータ送信装置において、前記データを構成するビット列にエラーを発生させるエラー発生手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
第３発明に係るデータ送信装置にあっては、所定の符号化規則に基づいて符号化したデータを構成するビット列にエラーを発生させる。これにより、符号化後のデータにエラーを含有させることになるため、符号化前のデータにエラーを含有させたものに比較して、より実際の通信エラーを模擬することが可能になる。
【００１４】
第４発明に係るデータ送信装置は、第３発明において、前記データを構成するビット列に発生させるエラーの条件を受け付ける手段を更に備え、受け付けた条件に従って、前記エラー発生手段が前記データにエラーを発生させるようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
第４発明に係るデータ送信装置にあっては、所定の符号化規則に基づいて符号化したデータを構成するビット列にエラーを発生させるエラーの条件を受け付け、受け付けたエラーの条件に従って、ビット列にエラーを発生させる。これにより、所望するエラーの条件に基づいてエラーを発生させることができるため、種々の条件に対する評価を簡易にすることができる。
【００１６】
第５発明に係るデータ送信装置は、第４発明において、前記条件は、前記データを構成するビット列の内、少なくとも１ビットをビット反転、ビット間引き、又はビット補間するビットの条件を含むことを特徴とする。
【００１７】
第５発明に係るデータ送信装置にあっては、データを構成するビット列の内、少なくとも１ビットをビット反転、ビット間引き、又はビット補間するビットの条件を受け付け、受け付けた条件に従って、ビット列にエラーを発生させる。これにより、ビット反転、ビット間引き、又はビット補間によるエラーの条件に基づいてエラーを発生させることができるため、これら条件に対する評価を簡易にすることができる。
【００１８】
第６発明に係るデータ送信装置は、第４発明又は第５発明において、前記条件は、前記データを構成するビット列にエラーを発生させる頻度の条件を含むことを特徴とする。
【００１９】
第６発明に係るデータ送信装置にあっては、データを構成するビット列にエラーを発生させる頻度の条件を受け付け、受け付けた条件に従って、ビット列にエラーを発生させる。これにより、エラーを発生させる頻度の条件に基づいてエラーを発生させることができるため、これら条件に対する評価を簡易にすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００２１】
図１は本発明に係る通信評価システムの構成を示すブロック図である。本発明に係る通信評価システムは、一方の車載機器（音声再生装置、映像再生装置等）６０ａから他方の車載機器（音声出力装置、映像出力装置等）６０ｂへデータ（音声データ、映像データ等）を伝送するシステムに発生したデータのエラーによって、システムに生じる挙動を評価すべく、それら車載機器６０ａ，６０ｂ間に、データを送信する機能を有する送信装置１０と、送信装置１０が送信したデータを受信する機能を有する受信装置２０と、信号線４０ａを通じて送信装置１０に接続され、信号線４０ｂを通じて受信装置２０に接続されたエラー設定装置３０とを備えており、送信装置１０と受信装置２０とを伝送路５０を介して接続することによりデータを送受信して伝送系の評価を行う。
【００２２】
エラー設定装置３０は、ＣＰＵで構成された制御部３１を備えており、制御部３１は内部バスを介してＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、入力部３４、記憶部３５、第１通信部３６ａ、及び第２通信部３６ｂと接続されており、これら各部を制御してＲＯＭ３２に予め格納されているコンピュータプログラムを読み込んで実行することにより各種の処理を行う。
【００２３】
制御部３１が実行する処理としては、データに発生させるエラーの条件であるエラー設定情報を入力部３４にて受け付ける処理、入力部３４にて受け付けたエラー設定情報を記憶部３５に記憶する処理、記憶したエラー設定情報を送信装置１０及び受信装置２０へ適宜送出させる処理等である。
【００２４】
ＲＡＭ３３は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭのようなフラッシュメモリにより構成され、コンピュータプログラムの実行中に生成されるデータ、入力部３４を通じて入力されるエラー設定情報等のデータを一時的に記憶する。
【００２５】
入力部３４は、例えば各種スイッチ、ボタン等であり、後述する送信装置１０が生成する伝送フレームを構成するビット列を意図的にエラー状態とする条件であるエラーパターン情報とエラー発生頻度情報とを含むエラー設定情報を受け付け可能にしてあり、記憶部３５は、入力部３４にて受け付けたエラー設定情報を記憶する。なお、エラー設定情報の詳細については後に詳述することにする。
【００２６】
第１通信部３６ａは信号線４０ａを通じて送信装置１０に接続するためのインターフェースであり、同様に、第２通信部３６ｂは信号線４０ｂを通じて受信装置２０に接続するためのインターフェースであり、送信装置１０及び受信装置２０と適宜通信可能にしてある。
【００２７】
送信装置１０は、信号入力部１１、伝送フレーム符号化部１２、エラー発生部１３、及び物理層ドライバ１４を備えており、生成した伝送フレームを物理層ドライバ１４から伝送路５０を介して受信装置２０へ送信する。
【００２８】
信号入力部１１は、ＣＤ、ＭＤ等の音声再生装置、又は、ＬＤ、ＤＶＤ等の映像再生装置等が出力するデジタル信号を入力するためのものであり、入力されたデジタル信号を伝送フレーム符号化部１２へ出力する。なお、音声再生装置、映像再生装置等がアナログ信号を出力するような形態にあっては、Ａ／Ｄ変換器を介して入力し、アナログ信号を所定のサンプリング周波数にて量子化（例えば、８ビット）を行い、デジタル信号に変換して、伝送フレーム符号化部１２へ出力するようにすればよい。ここで、サンプリング周波数はシャノンの定理により、必要とする周波数の２倍以上の周波数で行うことが好ましい。
【００２９】
伝送フレーム符号化部１２は、所定の符号化規則に基づいて、信号入力部１１に入力されたデジタル信号をフレームデータに符号化してエラー発生部１３へ出力する機能を有する。デジタル信号を符号化するアルゴリズムは、如何なるものを利用してもよく、例えば、ＤＶ圧縮、ＭＰＥＧ圧縮等を利用することができる。
【００３０】
エラー発生部１３は、信号線４０ａを通じてエラー設定装置３０の記憶部３５にアクセスしてエラー設定情報を取得し、取得したエラー設定情報に基づいて、伝送フレーム符号化部１２から入力されたフレームデータにエラーを発生させて物理層ドライバ１４へ出力する機能を有する。また、伝送フレーム符号化部１２から入力されたフレームデータをカウントする図示しないカウンタを備えており、カウンタの数値と、取得したエラー設定情報に含まれるエラー発生頻度情報とを比較して、フレームデータにエラーを発生させるか否かを判定する機能を有する。なお、エラー発生部１３が施す処理の詳細については後に詳述することにする。
【００３１】
物理層ドライバ１４は、電気的なパケットの送受信機能及びアービトレーション機能等を有しており、エラー発生部１３にて変更されたフレームデータを伝送路５０に準拠した電気信号に変換して受信装置２０へ送信する。
【００３２】
受信装置２０は、物理層ドライバ２１、エラー判定部２２、伝送フレーム復号化部２３、及び信号出力部２４を備えており、伝送フレームを伝送路５０を介して物理層ドライバ２１にて受信する。
【００３３】
物理層ドライバ２１は、電気的なパケットの送受信機能及びアービトレーション機能等を有しており、伝送路５０を介して送信装置１０から送信された電気信号を受信してフレームデータに変換してエラー判定部２２へ出力する。
【００３４】
エラー判定部２２は、信号線４０ｂを通じてエラー設定装置３０の記憶部３５にアクセスしてエラー設定情報を取得し、取得したエラー設定情報を参照して、物理層ドライバ２１からフレームデータが入力されているか否かを判定する機能を有する。例えば、送信装置１０から送信された電気信号はエラーを含有するため、物理層ドライバ２１でのエラー処理により、フレームデータに変換できない場合があり、その場合に、エラー判定部２２は物理層ドライバ２１にて排除（フィルタリング）される電気信号が、いかなるエラーを設定した場合であったのかを識別する。また、エラー判定部は２２は、システムに生じた挙動が、いかなるエラーを設定した場合であったのかを識別する。
【００３５】
伝送フレーム復号化部２３は、所定の復号化規則に基づいて、エラー判定部２２から出力されたフレームデータをデジタル信号に復号化して信号出力部２４へ出力する。
【００３６】
信号出力部２４は、伝送フレーム復号化部２３が復号化したデジタル信号を音声出力装置、映像出力装置等へ出力する。なお、音声出力装置、映像出力装置等がアナログ信号を入力するような形態にあっては、Ｄ／Ａ変換器を介してデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するようにすればよい。
【００３７】
次に、エラー設定装置３０にて受け付けるエラー設定情報について詳述する。図２は伝送フレームの形式の一例を示す概略図である。以下、伝送フレームは図２に示すように、プリアンブル部（４ビット）、データ部（２０ビット）、制御データ部（４ビット）、及びパリティ部（１ビット）から構成されるフレームデータとして説明する。
【００３８】
図３はエラー設定情報を示す概略図である。エラー設定装置３０にて受け付けるエラー設定情報は、エラーの種類、ビット番号、及びビット情報からなるエラーパターン情報、並びに発生頻度からなるエラー発生頻度情報から構成されており、エラーの種類は、例えば、伝送フレームのビット反転、ビット間引、ビット補間等であり、ビット番号は、それらエラーを発生させるビット番号である。ビット情報（”０”又は”１”）は、エラーの種類がビット反転及びビット間引である場合には不必要であるが、エラーの種類がビット補間である場合には補間させるビット情報とする。発生頻度は、それらエラーを指定のフレーム毎に発生させる頻度のことである。例えば、発生頻度を１フレームと指定すると、すべての伝送フレームに実行し、１００フレームと指定すると、１００フレーム毎に実行する。もちろん、単一フレーム（例えば第３フレーム）のみを指定するようにしてもよい。なお、ビット番号は、所望のビット番号を指定したり、ランダムなビット番号を指定したりすることができる。
【００３９】
図４はエラー発生部１３が施す処理を示す概略図であり、同図（ａ）はビット反転処理を、同図（ｂ）はビット間引処理を、同図（ｃ）はビット補間処理を、それぞれ示す。ビット反転処理は、同図（ａ）に示すように、指定したビット番号のビットを反転させることであり、例えば、”１０１１００１１１０００…”の伝送フレームにおいて、ビット番号３をビット反転させる場合、ビット番号３の”１”を”０”に反転させた”１００１００１１１０００…”に変更させることをいう。
【００４０】
ビット間引処理は、同図（ｂ）に示すように、指定したビット番号のビットを欠落させ、該ビット番号の後続のビットを前方（左）にシフトさせることであり、例えば、”１０１１００１１１０００…”の伝送フレームにおいて、ビット番号３をビット間引させる場合、ビット番号３の”１”を欠落させた”１０１００１１１０００…”に変更させることをいう。
【００４１】
ビット補間処理は、同図（ｃ）に示すように、指定したビット番号のビットと次のビット番号のビットとの間に指定したビットを挿入させ、後続のビットを後方（右）にシフトさせることであり、例えば、”１０１１００１１１０００…”の伝送フレームにおいて、ビット番号３にビット情報”１”をビット補間させる場合、ビット番号３の”１”とビット番号４の”１”との間にビット情報”１”を挿入させた”１０１１１００１１１０００…”に変更させることをいう。
【００４２】
図５はエラー発生部１３の動作フローの概要を示すフローチャートである。なお、動作フローは一例でありこれに限るものではない。
【００４３】
先ず、エラー発生部１３は、フレーム数を”０”にリセットする（Ｓ１）。このフレーム数は、エラーを発生させるフレームの頻度を制御するために用いる変数である。次に、エラー発生部１３は、信号線４０ａを通じてエラー設定装置３０の記憶部３５にアクセスしてエラーパターン情報及びエラー発生頻度情報を取得する（Ｓ２）。
【００４４】
そして、伝送フレーム符号化部１２にて符号化されたビット列をエラー発生部１３に入力されると（Ｓ３）、エラー発生部１３は、入力されたビット列のプリアンブル部を検出することによりフレームデータであることを識別し（Ｓ４）、フレームデータを識別する毎にフレーム数をインクリメントする（Ｓ５）。
【００４５】
次に、エラー発生部１３は、計測しているフレーム数とＳ２にて取得したエラー発生頻度情報との比較により、当該フレームデータにてビットエラーを発生させるか否かを判定する（Ｓ６）。例えば、エラー発生頻度情報はフレームデータにエラーを発生させる頻度を規定しており、計測しているフレーム数がエラー発生頻度情報の整数倍である場合、すなわち、フレーム数のエラー発生頻度情報に対する除法の余りＭｏｄ（フレーム数／エラー発生頻度情報）が”０”である場合、エラー発生部１３はビットエラーを発生させる旨の判定を下し、余りＭｏｄ（フレーム数／エラー発生頻度情報）が”０”以外である場合、エラー発生部１３はビットエラーを発生させない旨の判定を下す。
【００４６】
Ｓ６にて、当該フレームデータにてビットエラーを発生させると判定（Ｓ６：ＹＥＳ）された場合には、Ｓ２にて取得したエラーパターン情報に基づいて、フレームデータにエラーを発生させ（Ｓ７）、エラーを発生させたフレームデータを物理層ドライバ１４へ出力する（Ｓ８）。
【００４７】
一方、Ｓ６にて、当該フレームデータにてビットエラーを発生させないと判定（Ｓ６：ＮＯ）された場合には、エラーを発生させることなく、つまり、フレームデータを処理することなくＳ８へ移行する。
【００４８】
そして、エラー発生部１３は、Ｓ８にて物理層ドライバ１４へ出力した後に、次のフレームデータのビット列を処理すべくＳ３へ移行する。
【００４９】
このような動作フローを実施することにより、所望のエラーが発生するようフレームデータを意図的に変更させ、実際にエラーが擬似的に発生したものとして受信装置２０へ送信することができる。従って、受信装置２０では、その擬似的エラーを含有するフレームデータを受信した場合、そのフレームデータに基づいた音声信号、映像信号等に復号化して音声出力装置、映像出力装置等へ出力し、システムの挙動（再生不能、音飛び、ラインクロール等）を評価することができる。また、システムに挙動が生じた場合に、どのようなエラーをデータに発生させたかを、エラー判定部２２が取得したエラー設定情報を参照して識別することができる。もちろん、送信装置１０から送信された電気信号はエラーを含有するため、物理層ドライバ２１にて排除（フィルタリング）された場合、その電気信号がいかなるエラーを設定した場合であったのかを識別することもできる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、データに発生させるエラーの条件を受け付け、受け付けた条件に従って符号化したデータにエラーを発生させることにより、伝送される本来のデータにエラーが発生した場合における通信システムの挙動を評価することができる。
【００５１】
また本発明によれば、受け付けたエラーの条件を参照して、伝送されたデータを受信したか否かを判定することにより、受信側にて排除（フィルタリング）されるデータが、いかなるエラーを設定した場合であったのかを識別することができる等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る通信評価システムの構成を示すブロック図である。
【図２】伝送フレームの形式の一例を示す概略図である。
【図３】エラー設定情報を示す概略図である。
【図４】エラー発生部１３が施す処理を示す概略図である。
【図５】エラー発生部１３の動作フローの概要を示すフローチャートである。
【図６】従来の通信評価システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  送信装置
１１  信号入力部
１２  伝送フレーム符号化部
１３  エラー発生部
１４  物理層ドライバ
２０  受信装置
２１  物理層ドライバ
２２  エラー判定部
２３  伝送フレーム復号化部
２４  信号出力部
３０  エラー設定装置
３１  制御部
３２  ＲＯＭ
３３  ＲＡＭ
３４  入力部
３５  記憶部
３６ａ  第１通信部
３６ｂ  第２通信部
４０ａ，４０ｂ  信号線
５０  伝送路
６０ａ，６０ｂ  車載機器
【図１】
2004320565.tif 000003
【図２】
2004320565.tif 000004
【図３】
2004320565.tif 000005
【図４】
2004320565.tif 000006
【図５】
2004320565.tif 000007
【図６】
2004320565.tif 000008