JP2004080188A - Receiver, reception processing method for received data and program - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信装置、受信データの受信処理方法及びプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
空中、水中における通信環境では、フェージング、バーストノイズ、アンテナ試行特性等の現象が発生する。このような現象は、無線伝搬特性、通信品質に大きな影響を及ぼす。
【0003】
このような通信環境下でも、情報を送信装置から受信装置に確実に伝送できるようにするため、受信装置が伝送情報の誤り検出の処理を行い、誤りを検出した場合、送信装置に再送要求を送信する。従来、送信装置は、受信装置からデータの再送が要求されると、この再送要求に応じてすべてのデータを再送する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、未受信データがある場合、あるいは、誤りが一部のデータでのみ検出された場合でも、すべてのデータを再送すると、通信に時間を要することになる。特に、通信品質が低下する空中、水中における通信環境において、すべてのデータを送信すると、その都度、誤りが発生する可能性があり、送信装置と受信装置との間で何度も再送しなければならない。
【0005】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、通信時間の短縮を可能とする受信装置、受信データの受信処理方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る受信装置は、
一連のデータ列を分割した複数のパケットを受信する受信装置において、
前記一連のデータ列の復元に際してパケット抜けを許容するパケット抜け許容数が予め設定され、
未受信パケットがある場合、パケット送信元に、前記未受信パケットの数から前記パケット抜け許容数を差し引いた数のパケットを少なくとも再送するように要求する再送要求手段を備えたものである。
【0007】
かかる構成によれば、未受信パケットがある場合に、未受信パケットの数からパケット抜け許容数を差し引いた数が零以下であれば、再送要求手段は再送要求をしなくてもよく、再送要求手段がパケット送信元に再送要求をしなければ、未受信パケットの再送は行われない。また、未受信パケットの数からパケット抜け許容数を差し引いた数が零を超えている場合でも、零を超えた数のパケットだけを再送すればよい。従って、少なくともパケット抜け許容数のパケット送信の時間分だけ、通信時間は短縮される。
【0008】
前記一連のデータ列は誤り訂正が可能な符号化方式で符号化された符号化データ列であって、
前記パケット抜け許容数は、前記符号化方式と対応する誤り訂正が可能な復号化方式の誤り訂正数に基づいて予め設定されたものであってもよい。
【0009】
前記復号化方式は、ビタビ復号化方式、BCH復号化方式及びターボ復号化方式のうちのいずれか1つであることが好ましい。
【0010】
本発明の第2の観点に係る受信データの受信処理方法は、
一連のデータ列を分割した複数のパケットを受信するステップと、
未受信パケットがある場合、パケット送信元に、前記未受信パケットの数から、前記一連のデータ列の復元に際してパケット抜けを許容する数として予め設定されたパケット抜け許容数を差し引いた数のパケットを少なくとも再送するように要求するステップと、を備えたものである。
【0011】
本発明の第3の観点に係るプログラムは、
コンピュータに、
一連のデータ列を分割した複数のパケットを受信する手順、
未受信パケットがある場合、パケット送信元に、前記未受信パケットの数から、前記一連のデータ列の復元に際してパケット抜けを許容する数として予め設定されたパケット抜け許容数を差し引いた数のパケットを少なくとも再送するように要求する手順、
を実行させるためのものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る受信装置を図面を参照して説明する。
尚、本実施の形態では、受信装置をクライアントサーバ通信システムに用いるものとして説明する。
本実施の形態に係るクライアントサーバ通信システムの構成を図1に示す。
クライアントサーバ通信システムは、例えば、HF/UHFデータの通信用として用いられるシステムであり、サーバ通信装置10と、クライアント通信装置20と、からなる。本実施の形態は、サーバ通信装置10、クライアント通信装置20を、それぞれ、送信側、受信側として説明する。
【0013】
サーバ通信装置10は、サーバ11と、ゲートウェイ(図中、「GW」と記す。)12と、モデム13と、アンテナ14と、を備える。
【0014】
サーバ11は、送信データを出力するコンピュータであり、MPU(Micro Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備える。
ゲートウェイ12は、MPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータであり、サーバ11が生成した送信データの符号化、ブロック分割等を行い、パケットデータを生成する。
【0015】
モデム13は、変調器(図示せず)を備え、ゲートウェイ12が変換したパケットデータに基づいて、その変調信号を生成するものである。
アンテナ14は、モデム13が生成した変調信号を、例えば、HF/UHF電波として送出するものである。
【0016】
クライアント通信装置20は、クライアント21と、ゲートウェイ22と、モデム23と、アンテナ24と、を備える。
アンテナ24は、アンテナ14が送出したHF/UHF電波を受信するものである。
【0017】
モデム23は、復調器(図示せず)を備え、アンテナ24が受信した電波からパケットデータを取り出すものである。
ゲートウェイ22は、MPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータであり、モデム23が復調したパケットデータの組立、復号化等を行い、パケットデータを元のデータに変換する。
【0018】
クライアント21は、ゲートウェイ22が変換した元のデータに基づいて情報処理を行うコンピュータである。
【0019】
次に、前述のゲートウェイ12,22の構成について説明する。
サーバ通信装置10のゲートウェイ12は、図2に示すように、受信部31と、チェックサム情報付加部32と、ターボ(Turbo)符号化部33と、合成部34と、フレーム分割部35と、記憶装置36と、コントロール部37と、を備える。
【0020】
受信部31は、サーバ11からの送信データを受信するものである。受信部31は、データの処理速度を調整するためのバッファ(図示せず)を備え、受信したデータをバッファに一時記憶した後、データ列を出力する。
【0021】
チェックサム情報付加部32は、受信部31が出力したデータ列に、データの誤りを検出するためのチェックサム情報を付加するものである。
【0022】
ターボ符号化部33は、チェックサム情報が付加されたデータ列をターボ符号化方式に従って符号化するものである。このターボ符号化方式は、誤り訂正を可能とする符号化方式である。ターボ符号化部33は、インタリーバ38と、エンコーダ39,40と、多重化器41と、を備える。
【0023】
インタリーバ38は、チェックサム情報付加部32がチェックサム情報を付加したデータ列の情報系列のインタリーバ順序を並べ替えるものである。
【0024】
エンコーダ39は、チェックサム情報付加部32がチェックサム情報を付加したデータ列を符号化して、そのパリティビット列1を生成するものである。
【0025】
エンコーダ40は、インタリーバ38がインタリーバ順序を並べ替えた情報系列を符号化して、そのパリティビット列2を生成するものである。尚、2つのエンコーダ39、40の構成は、同じであってもよいし、異なるものであってもよい。
【0026】
多重化器41は、エンコーダ39,40がそれぞれ生成したパリティビット列1,2を単純に、あるいは間引き(puncturing)して多重化するものである。
【0027】
合成部34は、チェックサム情報付加部32がチェックサム情報を付加したデータ列と、ターボ符号化部33が符号化した情報系列と、を合成してデータ列からなるフレームを生成するものである。
【0028】
フレーム分割部35は、インタリーバ(図示せず)を備えたものであり、合成部34が生成したフレームのデータ列を、ビットエラーパターンを考慮して並べ替え、フレームのデータ列を複数のパケットにブロック分割するものである。また、フレーム分割部35は、分割した各パケットに、データの区切りを示すためのヘッダとフッタとを付加する。
【0029】
尚、フレーム分割部35が備えるインタリーバは、前述のようにビットエラーパターンを考慮して並べ替えるものであり、ターボ符号化部33のインタリーバ38とは、機能が異なる。また、分割されたパケットのサイズについては、再送する際に誤りが生じても影響が最も少なくなるように、実験等に基づいて決定される。
【0030】
記憶装置36は、HDD(Hard Disk Drive)等によって構成されたものであり、送信したパケットデータ等を記憶するためのものである。
【0031】
コントロール部37は、ゲートウェイ12の各部を制御するものである。また、コントロール部37は、送信したパケットデータ等を記憶装置36へ書き込み、パケットデータの再送要求があれば、その要求に応じてパケットデータを記憶装置36から読み出す。
【0032】
クライアント通信装置20のゲートウェイ22は、図3に示すように、受信部51と、フレーム組立部52と、ターボ復号化部53と、チェックサム検査部54と、コントロール部55と、を備える。
【0033】
受信部51は、モデム23が取り出したパケットを受信するものであり、受信した各パケットのヘッダ、フッタを認識する。受信部51は、データの処理速度を調整するためのバッファ(図示せず)を備え、受信したパケットをバッファに一時記憶する。
【0034】
フレーム組立部52は、分割された複数のパケットを組み立てて、符号化データからなるフレームを生成するものである。
【0035】
ターボ復号化部53は、フレームを構成する符号化データをターボ復号化方式に従って復号化するものであり、デコーダ56と、インタリーバ57と、デコーダ58と、デインタリーバ59と、を備える。
【0036】
デコーダ56は、符号化データを受信系列として受け取り、復号化処理を行って、各情報シンボルの復号結果とその信頼度情報とを出力するものである。
【0037】
インタリーバ57は、デコーダ56が出力したデータを並べ替えるものである。
デコーダ58は、インタリーバ57が並べ替えたデータ列の復号化処理を行い、デコーダ56が復号化した信頼度情報と受信系列とを用いて信頼度情報を計算するものである。
【0038】
デインタリーバ59は、デコーダ58がデコードしたデータ列を元のデータ列に並べ直すものであり、並べ直したデータ列をデコーダ56に送出する。
【0039】
チェックサム検査部54は、ターボ復号化部53から復号化したデータ列を受け取り、このデータ列に含まれているチェックサム情報に基づいて誤り検出を行うものである。
コントロール部55は、ゲートウェイ22内の各部を制御するものである。また、コントロール部55は、予め設定された保証数とパケット抜け許容数とを記憶するためのメモリを備える。
【0040】
この保証数は、一連のデータの復元を保証するために必要なパケット数である。また、パケット抜け許容数は、一連のデータの復元に際してパケットの抜けを許容する数である。即ち、保証数をpa、パケット抜け許容数をpb、一連のデータ列を分割した複数のパケットのパケット数をptotalとすると、(pa+pb)がptotalになる。この保証数とパケット抜け許容数とは、ターボ復号化方式の誤り訂正能力に基づいて決定されるものであり、実験等に基づいて予め設定される。
【0041】
次に、本実施の形態に係るサーバ通信装置10とクライアント通信装置20との動作を説明する。
サーバ通信装置10において、サーバ11は、図4(a)に示すような送信データをゲートウェイ12に送出する。
【0042】
ゲートウェイ12の受信部31は、サーバ11が送出した送信データを受信してバッファに一時記憶し、データの処理速度を調整しつつ、データ列をチェックサム情報付加部32に出力する。
チェックサム情報付加部32は、図4(b)に示すように、データ列にチェックサム情報を付加する。
【0043】
ターボ符号化部33は、チェックサム情報が付加されたデータ列をターボ符号化方式に従って符号化する。
まず、エンコーダ39は、チェックサム情報が付加されたデータ列の情報系列に基づいてパリティビット列1を生成する。
【0044】
インタリーバ38は、チェックサム情報が付加されたデータ列の情報系列のインターリーバ順序を並べ替え、パリティビット列2を作る。多重化器41は、2つのパリティビット列を、単純に多重化するか、あるいは間引きして多重化する。そして、多重化器41は、多重化したデータ列を合成部34に送出する。
【0045】
合成部34は、チェックサム情報付加部32がチェックサム情報を付加したデータ列と、ターボ符号化部33が符号化した情報系列と、を合成する。
このようにして、図4(c)に示すようなフレームが形成される。
【0046】
フレーム分割部35は、合成部34が生成したフレームのデータ列を、ビットパターンを考慮して並べ替え、図4(d)に示すように、データ列を複数のパケットに分割する。また、フレーム分割部35は、図4(e)に示すように、分割した各パケットにヘッダとフッタとを付加する。
【0047】
コントロール部37は、このようにして生成されたパケットを記憶装置36に記憶し、再送要求に応じて再送できるようにしておく。
【0048】
モデム13は、ゲートウェイ12が変換したパケットに基づいて変調信号を生成する。アンテナ14は、モデム13が生成した変調信号をHF/UHF電波として送出する。
【0049】
クライアント通信装置20において、アンテナ24は、アンテナ14から送出された電波を受信する。
モデム23は、図4(f)に示すように、アンテナ24が受信した電波から各パケットを取り出す。尚、取り出したパケットには、バーストノイズ等によってデータに誤りが生じる場合がある。しかし、ターボ符号化部33のインタリーバ38によってインタリーバ順序を並べ替えるため、データは、ターボ復号化部53がこのパケットを復号化するときにこのデータ誤りは訂正され、バーストノイズ等による影響は抑制される。
【0050】
ゲートウェイ22の受信部51は、モデム23が取り出したパケットを受信し、各パケットのヘッダ、フッタを認識する。また、受信部51は、受信したパケットをバッファに一時記憶した後、フレーム組立部52に出力する。
【0051】
図4(g)に示すように、未受信パケットがなければ、フレーム組立部52は、受信した複数のパケットを組み立て、図4(h)に示すように、一連のデータ列からなるフレームを形成する。
【0052】
ターボ復号化部53は、フレーム組立部52が形成したフレームのデータ列の復号化を行う。まず、デコーダ56は、フレーム組立部52からデータ列を受信系列として受け取り、復号化処理を行って各情報シンボルの復号結果とその信頼度情報を出力する。
【0053】
インタリーバ57は、デコーダ56が出力した各情報シンボルの復号結果とその信頼度情報のデータを並べ替える。
デコーダ58は、デコーダ56からの信頼度情報と受信系列とを用いて復号化処理を行い、信頼度情報を計算する。
【0054】
デインタリーバ59は、デコーダ58がデコードしたデータ列を元のデータ列に並べ直し、並べ直したデータ列をデコーダ56に出力する。
【0055】
デコーダ56は、デコーダ58からの信頼度情報と受信系列の復号処理を、再度、実行する。
【0056】
デコーダ56、インタリーバ57、デコーダ58、デインタリーバ59は、このような処理を数回から10数回繰り返す。処理を繰り返すことによって、誤りは訂正され、信頼度は高くなる。その後、デコーダ58は、信頼度の最終判定を行い、信頼度が予め設定されたレベル以上であると判定すると、データ列をチェックサム検査部54に出力する。
【0057】
チェックサム検査部54は、図4(i)に示すように、復号化したデータ列に付与されたチェックサム情報に基づいてデータの誤りを検査し、誤りがなければ、図4(j)に示すようなデータ列をクライアント21に送出する。
【0058】
次に、受信したパケットに抜けがあった場合、クライアント通信装置20のコントロール部55は、パケットの送信元であるサーバ通信装置10にパケットの再送を要求する。
【0059】
この動作を図5のフローチャートに示す。
コントロール部55は、受信部51が認識したヘッダ、フッタの情報に基づいて、パケットの抜け数を取得する(ステップS11)。
コントロール部55は、パケットの抜け数がパケット抜け許容数pb以下か否かを判定する(ステップS12)。
【0060】
パケットの抜け数がパケット抜け許容数pb以下であると判定した場合(ステップS12においてYes)、誤り訂正によりデータ列の復元が可能であるため、コントロール部55は、この処理を終了させる。
【0061】
パケットの抜け数がパケット抜け許容数pbを超えていると判定した場合(ステップS12においてNo)、誤り訂正をしてもデータ列の復元はできないため、コントロール部55は、パケットの抜け数からパケット抜け許容数pbを差し引いた数のパケットの再送を要求する(ステップS13)。そして、コントロール部55は、この処理を終了させる。
【0062】
サーバ通信装置10のコントロール部37は、パケットを再送する旨の再送要求を受信する、コントロール部37がこの再送要求を受信すると、コントロール部37は、パケットの再送処理を行う。
【0063】
この処理を図6のフローチャートに示す。
コントロール部37は、要求された再送数のパケットを記憶装置36から読み出す(ステップS21)。
【0064】
コントロール部37は、読み出したパケットをモデム13に送出する(ステップS22)。そして、コントロール部37は、この処理を終了させる。モデム13に送出されたパケットは、クライアント通信装置20へと伝送される。
【0065】
次に、この動作を具体的に説明する。
図7(a)に示すように、一連のデータ列を分割したパケットをP1〜P8とする。全パケット数ptotalは8個となる。また、保証数paを7個、パケット抜け許容数pbを1個とする。即ち、全パケット数8個のうち、7個のパケットを受信すれば、一連のデータ列を復元することができるものとする。
【0066】
図7(b)に示すように、パケットP1とパケットP4とが受信されなかったものとすると、コントロール部55は、少なくとも、未受信パケットの数2からパケット抜け許容数pb=1を差し引いたパケット数1のパケットを再送するように要求すればよい。尚、この場合、抜けたパケットを指定して再送要求することもできる。
この再送要求に応答して、図7(c)に示すように、パケットが1つ再送されると、図7(d)に示すように、受信したパケット数は7個となり、一連のデータ列を復元することができる。
【0067】
次に、再送処理を実行した場合のデータサイズとデータ送信時間との関係を図8に示す。
尚、図中、直線Aは、誤り訂正をしない場合のデータサイズとデータ送信時間との関係を示し、直線Bは、誤り訂正をした場合のデータサイズとデータ送信時間との関係を示す。また、S1はデータサイズを示す。再送は、いずれも1回だけとする。
【0068】
まず、誤りがあっても誤り訂正をしない場合の全データ送信時間を求める。誤り訂正がないパケットを送信するデータ送信時間をta1、誤りがあったすべてのパケットを送信する場合のデータ送信時間をta2とする。この場合の全データ送信時間は、(ta1+ta2)となる。これは、従来の方式による全データ送信時間である。
【0069】
一方、パケットに抜けがあった場合に保証数を考慮しないものとして、誤りを訂正する場合の全データ送信時間を求める。誤り訂正をするデータのデータ送信時間(誤り訂正時間を含む)をtb1、誤りのあったパケットの再送に要する時間をtb3とする。この場合の全データ送信時間は、(tb1+tb3)となる。この全データ送信時間(tb1+tb3)は、時間(ta1+ta2)よりも短くなる。
【0070】
次に、パケットに抜けがあった場合に保証数を超えた数のパケットだけを再送するものとして、誤りを訂正する場合の全データ送信時間を求める。保証数を超えた数のパケットを再送するのに要する時間をtb2とする。この場合の全データ送信時間は、(tb1+tb2)となる。この全データ送信時間(tb1+tb2)は、保証数を考慮する分、時間(tb1+tb3)よりも短くなる。即ち、保証数を考慮すれば、再送されるデータは低減され、データ送信時間は最も短くなる。
【0071】
以上説明したように、本実施の形態によれば、未受信パケットがある場合、パケットの抜け数がパケット抜け許容数pb以下であれば、パケットを再送せず、また、パケットの抜け数がパケット抜け許容数pbを超えた場合には、少なくともパケットの抜け数からパケット抜け許容数pbを差し引いた数のパケットを再送するようにした。従って、本実施の形態では、パケット抜けがあると全てのパケットを再送する従来の方式と比較して、データ送信時間を短縮することができる。
【0072】
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものではない。
例えば、未受信パケットがある場合、パケットの抜け数からパケット抜け許容数を差し引いた数のパケットを再送するようにしてもよい。
【0073】
図7の例で説明すると、図7(a)に示す内容を前提条件として、保証数7個のパケットの再送を要求してもよい。このようにすれば、再送したパケットのうち、いくつか届かなかった場合でも、再び再送要求をしなくてもよくなる。
【0074】
特に、空中、水中のような通信環境が低下している場所では、再送したパケットが届かない可能性もあるので、このようにすれば、効果は大きい。この場合、もし、全パケット数ptotalよりも多くパケットが再送されたら、フレーム組立部52は、既に受信したパケットと再送されたパケットとのうちのいずれかを選択し、選択したパケットを組み立ててフレームを生成する。
【0075】
本実施の形態では、再送要求をするか否かを判定するのに、パケット抜け数とパケット抜け許容数pbとを比較した。しかし、これに限られるものではなく、受信したパケットの数と保証数paとを比較するようにしてもよく、同様の結果となる。
【0076】
上記実施の形態では、サーバ通信装置10を送信装置、クライアント通信装置20を受信装置として説明した。しかし、これに限られるものではなく、サーバ通信装置10、クライアント通信装置20を、それぞれ、受信装置、送信装置としてもよい。この場合、ゲートウェイ12は、図3に示す構成を、ゲートウェイ22は、図2に示す構成を備える。
【0077】
符号化方式は、ターボ符号化方式に限られるものではない。例えば、ビタビ(Viterbi)符号化方式、BCH(Bose−Chaudhuri−Hocquenghem code)符号化方式を用いることができる。但し、このうち、最も誤り訂正能力が高い符号化方式はターボ符号化方式であり、空中、水中のように通信品質が低下する通信環境の下では、この符号化方式を用いるのが好ましい。
【0078】
また、コンピュータを、再生装置の全部又は一部として動作させ、あるいは、上述の処理を実行させるためのプログラムを、フレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disk Read−Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)などのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、これをコンピュータにインストールし、上述の手段として動作させ、あるいは、上述の工程を実行させてもよい。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、通信時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るクライアントサーバ通信システムの構成を示すブロック図である。
【図2】図1のサーバ通信装置に備えられたゲートウェイの構成を示すブロック図である。
【図3】図1のクライアント通信装置に備えられたゲートウェイの構成を示すブロック図である。
【図4】データ処理の過程を示す説明図である。
【図5】クライアント通信装置のコントロール部が実行する再送要求処理を示すフローチャートである。
【図6】サーバ通信装置のコントロール部が実行する再送処理を示すフローチャートである。
【図7】再送処理を具体的に説明するための説明図である。
【図8】従来と比較した場合のデータ送信時間とデータサイズとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
10 サーバ通信装置
11 サーバ
20 クライアント通信装置
21 クライアント
12、22 ゲートウェイ(GW)
33 ターボ符号化部
37 コントロール部
53 ターボ復号化部
55 コントロール部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reception device, a reception data reception processing method, and a program.
[0002]
[Prior art]
In the air or underwater communication environment, phenomena such as fading, burst noise, and antenna trial characteristics occur. Such a phenomenon has a great effect on the radio propagation characteristics and communication quality.
[0003]
Even in such a communication environment, in order to ensure that information can be transmitted from the transmitting device to the receiving device, the receiving device performs an error detection process on the transmission information, and when an error is detected, sends a retransmission request to the transmitting device. Send. Conventionally, when a retransmission of data is requested from a reception device, a transmission device retransmits all data in response to the retransmission request.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if there is unreceived data, or if an error is detected in only some of the data, retransmitting all the data requires time for communication. In particular, when transmitting all data in the air or underwater communication environment where the communication quality deteriorates, errors may occur each time, and the data must be retransmitted many times between the transmitting device and the receiving device. No.
[0005]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a receiving device, a receiving data receiving method, and a computer program that can reduce communication time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the receiving device according to the first aspect of the present invention includes:
In a receiving device that receives a plurality of packets obtained by dividing a series of data strings,
A packet loss allowable number that allows a packet loss upon restoration of the series of data strings is set in advance,
When there is an unreceived packet, the packet transmission source is provided with retransmission request means for requesting to retransmit at least the number of packets obtained by subtracting the permissible packet loss number from the number of the unreceived packets.
[0007]
According to this configuration, when there is an unreceived packet, if the number obtained by subtracting the allowable packet dropout number from the number of unreceived packets is equal to or less than zero, the retransmission request unit does not need to make a retransmission request. Unless the means makes a retransmission request to the packet transmission source, retransmission of unreceived packets is not performed. Further, even when the number obtained by subtracting the allowable packet loss number from the number of unreceived packets exceeds zero, only the number of packets exceeding zero need to be retransmitted. Therefore, the communication time is shortened at least by the time for transmitting the packet of the allowable number of missing packets.
[0008]
The series of data strings is an encoded data string encoded by an encoding method capable of error correction,
The permissible number of missing packets may be set in advance based on the number of error corrections of a decoding method capable of performing error correction corresponding to the coding method.
[0009]
It is preferable that the decoding method is one of a Viterbi decoding method, a BCH decoding method, and a turbo decoding method.
[0010]
A reception processing method for reception data according to a second aspect of the present invention includes:
Receiving a plurality of packets obtained by dividing a series of data streams;
If there is an unreceived packet, the packet transmission source subtracts the number of packets obtained by subtracting the allowable number of missing packets that is set in advance as the number that allows for missing packets when restoring the series of data strings from the number of unreceived packets. Requesting at least retransmission.
[0011]
A program according to a third aspect of the present invention includes:
On the computer,
A procedure for receiving a plurality of packets obtained by dividing a series of data streams,
If there is an unreceived packet, the packet transmission source subtracts the number of packets obtained by subtracting the allowable number of packet omissions set in advance as the number that allows packet omission when restoring the series of data strings from the number of the unreceived packets. A procedure to request at least resend,
Is to be executed.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a receiving device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, a description will be given assuming that the receiving apparatus is used in a client-server communication system.
FIG. 1 shows the configuration of the client-server communication system according to the present embodiment.
The client-server communication system is, for example, a system used for communication of HF / UHF data, and includes a
[0013]
The
[0014]
The
The
[0015]
The
The antenna 14 transmits the modulated signal generated by the
[0016]
The
The
[0017]
The
The
[0018]
The
[0019]
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 2, the
[0020]
The receiving unit 31 receives transmission data from the
[0021]
The checksum information adding unit 32 adds checksum information for detecting a data error to the data string output by the receiving unit 31.
[0022]
The turbo encoding unit 33 encodes the data sequence to which the checksum information is added according to a turbo encoding method. This turbo coding method is a coding method that enables error correction. The turbo encoder 33 includes an interleaver 38, encoders 39 and 40, and a multiplexer 41.
[0023]
The interleaver 38 rearranges the interleaver order of the information sequence of the data sequence to which the checksum information adding unit 32 has added the checksum information.
[0024]
The encoder 39 encodes the data string to which the checksum information is added by the checksum information adding unit 32 to generate the
[0025]
The encoder 40 encodes the information sequence in which the interleaver 38 rearranges the interleaver order, and generates the parity bit string 2 thereof. Note that the configurations of the two encoders 39 and 40 may be the same or different.
[0026]
The multiplexer 41 multiplexes the
[0027]
The synthesizing unit 34 synthesizes the data sequence to which the checksum information adding unit 32 has added the checksum information and the information sequence encoded by the turbo encoding unit 33 to generate a frame including the data sequence. .
[0028]
The frame dividing unit 35 includes an interleaver (not shown), rearranges the data sequence of the frame generated by the combining unit 34 in consideration of the bit error pattern, and converts the data sequence of the frame into a plurality of packets. It is to be divided into blocks. Further, the frame dividing unit 35 adds a header and a footer for indicating a data break to each of the divided packets.
[0029]
Note that the interleaver included in the frame division unit 35 rearranges in consideration of the bit error pattern as described above, and has a different function from the interleaver 38 of the turbo encoding unit 33. Also, the size of the divided packets is determined based on experiments and the like so that even if an error occurs during retransmission, the effect is minimized.
[0030]
The storage device 36 is configured by an HDD (Hard Disk Drive) or the like, and stores transmitted packet data and the like.
[0031]
The control unit 37 controls each unit of the
[0032]
As illustrated in FIG. 3, the
[0033]
The receiving unit 51 receives a packet extracted by the
[0034]
The frame assembling unit 52 assembles a plurality of divided packets to generate a frame including encoded data.
[0035]
The turbo decoding unit 53 decodes encoded data forming a frame according to a turbo decoding method, and includes a decoder 56, an interleaver 57, a decoder 58, and a deinterleaver 59.
[0036]
The decoder 56 receives the encoded data as a reception sequence, performs a decoding process, and outputs a decoding result of each information symbol and its reliability information.
[0037]
The interleaver 57 rearranges the data output from the decoder 56.
The decoder 58 performs a decoding process on the data sequence rearranged by the interleaver 57, and calculates reliability information using the reliability information decoded by the decoder 56 and the received sequence.
[0038]
The deinterleaver 59 rearranges the data sequence decoded by the decoder 58 into the original data sequence, and sends the rearranged data sequence to the decoder 56.
[0039]
The checksum checker 54 receives the decoded data string from the turbo decoder 53 and performs error detection based on the checksum information included in the data string.
The control unit 55 controls each unit in the
[0040]
The guaranteed number is the number of packets required to guarantee the restoration of a series of data. Further, the allowable number of missing packets is a number that allows the missing of packets when restoring a series of data. That is, assuming that the guaranteed number is pa, the allowable number of missing packets is pb, and the number of packets of a plurality of packets obtained by dividing a series of data strings is ptotal, (pa + pb) becomes ptotal. The guaranteed number and the permissible packet loss number are determined based on the error correction capability of the turbo decoding system, and are set in advance based on experiments and the like.
[0041]
Next, operations of
In the
[0042]
The reception unit 31 of the
The checksum information adding unit 32 adds checksum information to the data string, as shown in FIG.
[0043]
The turbo encoding unit 33 encodes the data sequence to which the checksum information is added according to a turbo encoding method.
First, the encoder 39 generates the
[0044]
The interleaver 38 rearranges the interleaver order of the information sequence of the data sequence to which the checksum information is added, and generates the parity bit sequence 2. The multiplexer 41 multiplexes the two parity bit strings simply or by thinning them out. Then, the multiplexer 41 sends the multiplexed data sequence to the combining unit 34.
[0045]
The combining unit 34 combines the data sequence to which the checksum information is added by the checksum information adding unit 32 and the information sequence encoded by the turbo encoding unit 33.
Thus, a frame as shown in FIG. 4C is formed.
[0046]
The frame dividing unit 35 rearranges the data sequence of the frame generated by the combining unit 34 in consideration of the bit pattern, and divides the data sequence into a plurality of packets as shown in FIG. Further, the frame dividing unit 35 adds a header and a footer to each divided packet as shown in FIG.
[0047]
The control unit 37 stores the packet thus generated in the storage device 36 so that the packet can be retransmitted in response to a retransmission request.
[0048]
The
[0049]
In the
The
[0050]
The receiving unit 51 of the
[0051]
If there are no unreceived packets as shown in FIG. 4 (g), the frame assembling unit 52 assembles the plurality of received packets to form a frame composed of a series of data strings as shown in FIG. 4 (h). I do.
[0052]
The turbo decoding unit 53 decodes the data sequence of the frame formed by the frame assembling unit 52. First, the decoder 56 receives a data sequence from the frame assembling unit 52 as a reception sequence, performs a decoding process, and outputs a decoding result of each information symbol and its reliability information.
[0053]
The interleaver 57 rearranges the decoding result of each information symbol output from the decoder 56 and the data of its reliability information.
The decoder 58 performs a decoding process using the reliability information from the decoder 56 and the received sequence, and calculates the reliability information.
[0054]
The deinterleaver 59 rearranges the data sequence decoded by the decoder 58 into the original data sequence, and outputs the rearranged data sequence to the decoder 56.
[0055]
The decoder 56 executes the decoding process of the reliability information and the received sequence from the decoder 58 again.
[0056]
The decoder 56, the interleaver 57, the decoder 58, and the deinterleaver 59 repeat such processing several times to several tens of times. By repeating the process, the error is corrected and the reliability is increased. Thereafter, the decoder 58 makes a final determination of the reliability and, when determining that the reliability is equal to or higher than a preset level, outputs the data string to the checksum inspection unit 54.
[0057]
As shown in FIG. 4 (i), the checksum checking unit 54 checks the data for errors based on the checksum information added to the decoded data string. The data string as shown is sent to the
[0058]
Next, when there is a missing packet in the received packet, the control unit 55 of the
[0059]
This operation is shown in the flowchart of FIG.
The control unit 55 acquires the number of missing packets based on the header and footer information recognized by the receiving unit 51 (step S11).
The control unit 55 determines whether or not the number of missing packets is equal to or less than the allowable number of missing packets pb (step S12).
[0060]
When it is determined that the number of missing packets is equal to or smaller than the permissible number of missing packets pb (Yes in step S12), the control unit 55 ends this processing because the data string can be restored by error correction.
[0061]
If it is determined that the number of missing packets is greater than the permissible number of missing packets pb (No in step S12), the data sequence cannot be restored even if error correction is performed. A request is made to retransmit the number of packets obtained by subtracting the permissible dropout number pb (step S13). Then, the control unit 55 ends this processing.
[0062]
The control unit 37 of the
[0063]
This process is shown in the flowchart of FIG.
The control unit 37 reads out the requested number of retransmission packets from the storage device 36 (step S21).
[0064]
The control unit 37 sends the read packet to the modem 13 (Step S22). Then, the control section 37 ends this processing. The packet transmitted to the
[0065]
Next, this operation will be specifically described.
As shown in FIG. 7A, packets obtained by dividing a series of data strings are referred to as P1 to P8. The total number of packets ptotal is eight. In addition, the guaranteed number pa is set to seven, and the allowable packet missing number pb is set to one. That is, if 7 packets out of the total number of 8 packets are received, a series of data strings can be restored.
[0066]
As shown in FIG. 7B, assuming that the packets P1 and P4 have not been received, the control unit 55 subtracts at least the packet loss allowable number pb = 1 from the number 2 of unreceived packets. What is necessary is just to request that the packet of
When one packet is retransmitted as shown in FIG. 7C in response to the retransmission request, the number of received packets becomes seven as shown in FIG. Can be restored.
[0067]
Next, FIG. 8 shows the relationship between the data size and the data transmission time when the retransmission processing is executed.
In the drawing, a straight line A indicates the relationship between the data size and the data transmission time when no error correction is performed, and a straight line B indicates the relationship between the data size and the data transmission time when the error correction is performed. S1 indicates the data size. Each retransmission is performed only once.
[0068]
First, the total data transmission time when error correction is not performed even if there is an error is obtained. The data transmission time for transmitting a packet without error correction is defined as ta1, and the data transmission time for transmitting all packets having an error is defined as ta2. The total data transmission time in this case is (ta1 + ta2). This is the total data transmission time according to the conventional method.
[0069]
On the other hand, assuming that the guaranteed number is not considered when a packet is missing, the total data transmission time for correcting an error is obtained. It is assumed that the data transmission time (including the error correction time) of the data to be corrected is tb1, and the time required for retransmitting the erroneous packet is tb3. The total data transmission time in this case is (tb1 + tb3). The total data transmission time (tb1 + tb3) is shorter than the time (ta1 + ta2).
[0070]
Next, assuming that only the number of packets exceeding the guaranteed number is retransmitted when a packet is missing, the total data transmission time for correcting an error is obtained. The time required to retransmit the number of packets exceeding the guaranteed number is defined as tb2. The total data transmission time in this case is (tb1 + tb2). The total data transmission time (tb1 + tb2) is shorter than the time (tb1 + tb3) by considering the guaranteed number. That is, considering the guaranteed number, the data to be retransmitted is reduced, and the data transmission time is the shortest.
[0071]
As described above, according to the present embodiment, if there are unreceived packets, if the number of missing packets is equal to or smaller than the allowable packet loss pb, no packet is retransmitted, and the number of missing packets is When the number of packets dropped exceeds the allowable number pb, at least the number of packets obtained by subtracting the packet drop allowable number pb from the number of packets lost is retransmitted. Therefore, in the present embodiment, the data transmission time can be reduced as compared with the conventional method of retransmitting all packets when there is a packet loss.
[0072]
In carrying out the present invention, various modes are conceivable, and the present invention is not limited to the above embodiments.
For example, when there is an unreceived packet, the number of packets obtained by subtracting the allowable number of missing packets from the number of missing packets may be retransmitted.
[0073]
To explain with reference to the example of FIG. 7, retransmission of a packet with a guaranteed number of 7 may be requested on the premise of the content shown in FIG. In this way, even if some of the retransmitted packets do not arrive, it is not necessary to make a retransmission request again.
[0074]
Particularly, in a place where the communication environment is deteriorated, such as in the air or underwater, the retransmitted packet may not be delivered. In this case, if more packets are retransmitted than the total number ptotal, the frame assembling unit 52 selects either the already received packet or the retransmitted packet, assembles the selected packet, and Generate
[0075]
In the present embodiment, the number of missing packets and the allowable number of missing packets pb are compared to determine whether or not to make a retransmission request. However, the present invention is not limited to this, and the number of received packets may be compared with the guaranteed number pa, with the same result.
[0076]
In the above embodiment, the
[0077]
The coding method is not limited to the turbo coding method. For example, a Viterbi coding scheme and a BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem code) coding scheme can be used. However, among these, the coding method having the highest error correction capability is the turbo coding method, and it is preferable to use this coding method in a communication environment where the communication quality deteriorates, such as in the air or underwater.
[0078]
In addition, a program for causing a computer to operate as a whole or a part of a playback device, or for executing the above-described processing, includes a flexible disk, a compact disk read-only memory (CD-ROM), and a digital versatile disk (DVD). Alternatively, the program may be stored and distributed on a computer-readable recording medium, such as a computer, installed on a computer, and operated as the above-described means, or the above-described steps may be executed.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the communication time can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a client-server communication system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a gateway provided in the server communication device of FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a gateway provided in the client communication device in FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a process of data processing.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a retransmission request process executed by a control unit of the client communication device.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a retransmission process performed by a control unit of the server communication device.
FIG. 7 is an explanatory diagram for specifically explaining a retransmission process.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between a data transmission time and a data size when compared with a conventional case.
[Explanation of symbols]
33 Turbo encoding unit 37 Control unit 53 Turbo decoding unit 55 Control unit
Claims (5)
前記一連のデータ列の復元に際してパケット抜けを許容するパケット抜け許容数が予め設定され、
未受信パケットがある場合、パケット送信元に、前記未受信パケットの数から前記パケット抜け許容数を差し引いた数のパケットを少なくとも再送するように要求する再送要求手段を備えた、
ことを特徴とする受信装置。In a receiving device that receives a plurality of packets obtained by dividing a series of data strings,
A packet loss allowable number that allows a packet loss upon restoration of the series of data strings is set in advance,
In the case where there is an unreceived packet, the packet transmission source has retransmission request means for requesting to retransmit at least the number of packets obtained by subtracting the allowable packet loss number from the number of the unreceived packets,
A receiving device, characterized in that:
前記パケット抜け許容数は、前記符号化方式と対応する誤り訂正が可能な復号化方式の誤り訂正数に基づいて予め設定されたものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。The series of data strings is an encoded data string encoded by an encoding method capable of error correction,
The permissible number of missing packets is set in advance based on the number of error corrections of a decoding scheme capable of performing error correction corresponding to the encoding scheme,
The receiving device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項2に記載の受信装置。The decoding method is one of a Viterbi decoding method, a BCH decoding method, and a turbo decoding method.
The receiving device according to claim 2, wherein:
未受信パケットがある場合、パケット送信元に、前記未受信パケットの数から、前記一連のデータ列の復元に際してパケット抜けを許容する数として予め設定されたパケット抜け許容数を差し引いた数のパケットを少なくとも再送するように要求するステップと、を備えた、
ことを特徴とする受信データの受信処理方法。Receiving a plurality of packets obtained by dividing a series of data streams;
If there is an unreceived packet, the packet transmission source subtracts the number of packets obtained by subtracting the allowable number of missing packets that is set in advance as the number that allows for missing packets when restoring the series of data strings from the number of unreceived packets. Requesting at least retransmission.
A reception processing method for receiving data.
一連のデータ列を分割した複数のパケットを受信する手順、
未受信パケットがある場合、パケット送信元に、前記未受信パケットの数から、前記一連のデータ列の復元に際してパケット抜けを許容する数として予め設定されたパケット抜け許容数を差し引いた数のパケットを少なくとも再送するように要求する手順、
を実行させるためのプログラム。On the computer,
A procedure for receiving a plurality of packets obtained by dividing a series of data streams,
If there is an unreceived packet, the packet transmission source subtracts the number of packets obtained by subtracting the allowable number of missing packets that is set in advance as the number that allows for missing packets when restoring the series of data strings from the number of unreceived packets. A procedure to request at least resend,
The program to execute.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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WO2006090450A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-31 | Media Global Links Co., Ltd | Packet retransmission algorithm |
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2002
- 2002-08-13 JP JP2002235629A patent/JP2004080188A/en active Pending
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