JP3437070B2 - 加入者無線アクセスシステム - Google Patents
加入者無線アクセスシステムInfo
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- JP3437070B2 JP3437070B2 JP28740597A JP28740597A JP3437070B2 JP 3437070 B2 JP3437070 B2 JP 3437070B2 JP 28740597 A JP28740597 A JP 28740597A JP 28740597 A JP28740597 A JP 28740597A JP 3437070 B2 JP3437070 B2 JP 3437070B2
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- packet
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
- H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]
- H04W74/0825—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA] with collision detection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
- H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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- H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
- H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
- H04W84/14—WLL [Wireless Local Loop]; RLL [Radio Local Loop]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Description
スシステムに関する。特に無線基地局と加入者端末局を
無線回線で繋ぐ、Ethernet(イーサネット)に
よる加入者無線アクセスシステムに関する。
SDN回線の普及により、安いプロバイダの登場によ
り、企業だけでなく各家庭でもインターネットを利用す
る機会が増えている。しかし、通信インフラを見ると、
各家庭では未だ電話線があるだけで、高速通信を利用で
きる状況にはない。
バ・ツー・ザ・ホーム)の構想があるが、膨大な設備投
資が必要であり、各家庭への整備は、2010年頃と言
われている。かかる状況から近年無線回線を利用して、
各家庭まで高速回線を敷設可能とする加入者無線アクセ
スシステムへの期待が膨らんでいる。
は、1つの無線基地局と複数の加入者端末局を無線回線
で繋ぐポイント−マルチポイントシステムが一般的であ
る。全体システムとしては、自動者電話、携帯電話シス
テムのようなゾーン構成が用いられる。
接続の場合、一般的にTDMA(Time Division Multip
le Access)方式が用いられ、基地局と加入者端末局との
通信データは、決められフレーム信号により送受信が行
われる。
が通信を行なっている時に信号の衝突もなく、安定した
通信が可能である。しかし、各家庭でのインターネット
通信のようなデータ通信の場合、通信を行なっていない
時間も多い。かかる場合に、各加入者端末には、一定の
フレームに時間を割り当て、確保していることになるの
で、通信をしている加入者が少なくても、加入者端末局
の伝送速度は一定である。
用されていない信号が多くあり、無駄が多い。また、T
DMA方式を実現した場合でも、現在標準化されていな
いので、各加入者端末も特殊なものとなり、コスト上昇
は免れなく、普及には時間がかかると判断される。
準化されている。LANの一般的通信方式としてのTC
P(Transmission Control Protocol)/IP(Internet
Protocol) プロトコルスタックの下位層プロトコルであ
るイーサネット(近距離のバス型ネットワーク)におい
ては、CSMA(Carrier Sense Multiple Access:搬送
波感知多重アクセス) プロトコルに従い、通信をする時
のみパケットを送受信する方式を採用することが有効で
ある。
の規格であるために、最小パケット長でもデータの衝突
検出が可能のように、伝送距離に制限がある。例えば、
10BaseT(ツイストケーブルを用いた10Mbps
のデータ通信速度)の場合では、100mが制限長であ
る。このために、無線伝送区間が長い場合は、データの
衝突が検出できず、使用ができないものである。
ットの通信を可能とする加入者無線アクセスシステムを
提供することにある。
CSMA方式において、無線伝送区間が長い場合であっ
ても無線LAN通信を可能とする加入者無線アクセスシ
ステムを提供することにある。
する加入者無線アクセスシステムは、端末間を無線回線
で接続し、搬送波感知多重アクセス(CSMA)プロト
コルを用いたイーサネットパケットを、無線回線の端末
間の伝送遅延時間に対応するパケット長に補正して、端
末局間を伝送することを特徴とする。
クセス(CSMA)プロトコルを用いたイーサネット
で、基地局を介して無線回線で接続された端末局間でイ
ーサネットパケットを伝送する加入者無線アクセスシス
テムにおいて、イーサネットパケット送信時に、送信端
末局と該基地局間の遅延時間及び、受信端末局と該基地
局間の遅延時間に対応したダミービットを付加して、パ
ケット長を補正する。
局に無線回線で接続される複数の端末局を有し、基地局
は、複数の端末局のそれぞれと該基地局との間の遅延時
間を登録し、複数の端末局のそれぞれは、該基地局と自
局との間の遅延時間を測定して保持し、搬送波感知多重
アクセス(CSMA)プロトコルを用いたイーサネット
パケットを相手先端末局に送信する際、該基地局に登録
されている、該相手先端末局と該基地局間の遅延時間を
問い合わせ、保持している該基地局と自局との間の遅延
時間と、該問い合わせにより得られた該相手先端末局と
基地局間の遅延時間に対応したダミービットを付加し
て、パケット長を補正する。
に、前記イーサネットパケットのデータに対する誤り訂
正情報を含ませる。
ス(CSMA)プロトコルを用いたイーサネットで、基
地局を介して無線回線で接続された端末局間でイーサネ
ットパケットを伝送する加入者無線アクセスシステムに
おいて、イーサネットパケット送信時に、送信端末局と
該基地局間の遅延時間及び、受信端末局と該基地局間の
遅延時間に対応した最小パケット長を算出し、送信され
るイーサネットパケットの長さを、該算出された最小パ
ケット長以上とする。
無線回線で接続される複数の端末局を有し、基地局は、
該複数の端末局のそれぞれと該基地局との間の遅延時間
を登録し、複数の端末局のそれぞれは、該基地局と自局
との間の遅延時間を測定して保持し、搬送波感知多重ア
クセス(CSMA)プロトコルを用いたイーサネットパ
ケットを相手先端末局に送信する際、基地局に登録され
ている、相手先端末局と該基地局間の遅延時間を問い合
わせ、保持している基地局と自局との間の遅延時間と、
問い合わせにより得られた相手先端末局と基地局間の遅
延時間に対応した最小パケット長を算出し、送信される
イーサネットパケットの長さを、該算出された最小パケ
ット長以上とする。
(CSMA)プロトコルを用いたイーサネットで、基地
局を介して無線回線で接続された端末局間でイーサネッ
トパケットを伝送する加入者無線アクセスシステムにお
いて、イーサネットパケット送信時に、pingコマン
ドにより送信端末局と受信端末局間の遅延時間を求め、
遅延時間に対応したダミービットを付加して、パケット
長を補正する。
セス(CSMA)プロトコルを用いたイーサネットで、
基地局を介して無線回線で接続された端末局間でイーサ
ネットパケットを伝送する加入者無線アクセスシステム
において、イーサネットパケット送信時に、pingコ
マンドにより送信端末局と基地局間の遅延時間及び、受
信端末局と該基地局間の遅延時間を求め、求められた遅
延時間に対応した最小パケット長を算出し、送信される
イーサネットパケットの長さを、該算出された最小パケ
ット長以上とする。
い説明する。なお、図において、同一又は類似のものに
は同一の参照番号又は、参照記号を付して説明する。
って、本発明の理解のために、加入者無線システムの概
念図を図8に示す。センター1に接続される基地局2
に、無線回線により、無線伝送区間内にある複数の無線
端末局(A〜C)30〜32が接続される。
トのCSMA方式におけるデータ衝突検出について、図
9により考察する。図9において、今、端末局1の送信
回路TX10から通信要求パケットを基地局2に送る。
ットを受信回路RX20で受信し、これをレピータ(増
幅)回路21を通して、送信回路TX22により、返送
する。したがって、端末局1は、基地局2から返送され
た通信要求パケットを受信回路RX11で受信する。
と、基地局2から返送された通信要求パケットとを、比
較回路12で比較する。この比較により一致が有れば、
通信が可能であり、不一致であれば、他の無線端末局あ
るいは、基地局2を介して図示しない有線端末局からの
送信(図において点線で示される)と衝突があると検出
される。
コルにより伝送媒体内でパケットデータの衝突が検出で
きるようにするための遅延時間の規格として、伝送距離
内で最短パケット長64byteが伝送媒体を往復する時間
内とされている。これは、先に説明したように10Ba
seTで100mの距離を往復伝送する時間である。
の遅延時間が、上記規格以内の場合には、他端末局から
送信されたパケットがあった場合に、無線区間でデータ
の衝突が発生した場合、データ比較回路12で衝突の検
出が可能である。
は、データが衝突していても、基地局2の送信部22か
らの折り返しデータの遅延が大きく衝突が検出される前
に、自己端末局又は、他端末局から次のパケットを送出
してしまい、正常な通信ができない。
あり、本発明の原理を図1において説明する。図1は、
図8と同様に複数の端末局30〜32とセンター1に接
続される基地局2との間で無線回線によりパケット通信
を行なう。
端末局から送信されるパケットの終わりの時点から、パ
ケットの先頭が送信先端末局に到達するまでに計時され
る時間である。
CSMAプロトコルにより規定されるパケット長のパケ
ットIIに対し、実施例としてダミービットIを付加し
て、パケットの長さを大きくする。これにより、無線区
間が長い場合であっても、衝突を正しく検知することが
可能である。
トのフレーム構成であり、本発明においても適用可能な
フレーム構成が、図2に示される。フレーム長は、伝送
するデータ量に応じてオクテット単位で可変である。先
頭にビット同期を確立するためのプリアンブル部PAが
あり、フレーム開始デリミッタ部SFDを除いて、最大
1518オクテッド、最小64オクテットとなる。
レスSAが示されるが、IPアドレスではなくMAC
(Medium Access Control :媒体アクセス制御)アドレ
スで各ノード(端末局)が識別されている。MACアド
レスは、IP(インターネット・プロトコル)アドレス
の下位のプロトコル(イーサネット等)でネットワーク
ノード間でのデータパケットの伝送に使用されるID番
号である。
ック図である。図4は、図3に対応する動作フロー図で
あり、図3と対応する処理方向には同じ○内の参照数字
が付してある。
ルを用いて長距離伝搬でパケット送信を行なう場合、送
信局から受信局までの距離に応じてダミービットを付加
して衝突検出を可能とする構成である。
る。端末局30は、電源ON時に、その端末局に接続さ
れているPC(パーソナルコンッピュータ)302のL
ANカードからMACアドレスをインタフェース部30
0で読み取る。
り送出し、端末局30と基地局2間の遅延時間を測定す
る(ステップS1)。この測定された時間を自局のメモ
リ遅延時間とし、インタフェース部300の図示されて
いないメモリに蓄積する(ステップS2)。
ドレスの遅延時間として、測定し蓄積した値を登録する
(ステップS3)。基地局2は、基地局インタフェース
部200の図示しない端末局遅延メモリに、登録データ
として蓄積する(ステップS4)。
各端末局から登録された、それぞれの対応するMACア
ドレス毎の遅延時間が格納される。
長くなってしまう可能性もあるので、ダミービットIの
長さを一定の長さに制限することは、必要である。かか
る場合、無線区間により衝突が検出が困難となる場合も
生じる。
し、図1に説明したようにダミービットIを付加した場
合であっても、衝突検出が困難となる場合は、端末局に
おいて、アラームを表示する。
ず、送信端末局30がPC302からイーサネットパケ
ットを受けると、自局内のメモリから通信履歴をサーチ
する。過去に通信先アドレスとの通信が行なわれていな
ければ、基地局2に対し、受信端末局31の遅延時間情
報の要求を行なう(ステップS5)。
モリから対応するMACアドレスの端末局31の遅延時
間を読み出し、送信端局30に通知を行なう(ステップ
S6)。送信端局30では、基地局2からの遅延時間情
報と、先に測定してある自端末局の遅延時間から、必要
な遅延時間を、インタフェース部300で、次の関係式
から算出する。
局と受信端末局間の遅延時間) さらに、算出した必要遅延時間からダミービット長Iを
算出して、イーサネットパケットIIに付加する(ステッ
プS7)。なお、ダミービットの中には送信パケット情
報及び、誤り訂正情報が含まれている。この誤り訂正情
報は、イーサネットパケットIIのデータに対するもので
ある。
履歴のビット長に従って、パケット長情報、誤り訂正情
報が入ったダミービットを付加する。
部301を通して送信する(ステップS8)。これに対
し、基地局2から送信データが折り返される(ステップ
S9)。したがって、送信端末局30では、折り返され
たデータを送信データと比較する判断する(ステップS
10)。この比較により、データ一致の場合は、送信成
功であり、不一致の場合は、衝突が生じていると判断す
る。
しては、全ビットを比較するようにすることも、あるい
はその一部のみを比較するようにしても、衝突の有無を
検出することは可能である。
端末局31では送信パケットIIとダミービットIを分離
する。ダミービットI内の誤り訂正情報に基づき誤り訂
正を行なう(ステップS11)。次いで、誤り訂正後の
イーサネットパケットをPC312に送信する(ステッ
プS14)。
る有線LAN3である場合は、基地局2において、無線
区間で付加されたダミービットIを分離して取り除く
(ステップS12)。したがって、有線LAN3に対し
ては、イーサネットパケットIIのみが送信される。
ら無線回線にデータが送られる場合は、基地局2におい
て、必要なダミービットIが付加されて無線端末局31
に送られる(ステップS13)。この時のダミービット
Iには、同様にパケット長情報、誤り訂正情報が含まれ
ている。
り、図3の実施の形態と同様にTCP/IPプロトコル
において、 CSMA方式を用いた長距離伝搬の無線回線
でパケット送信を行なう場合の例である、本実施の形態
では、pingコマンドを用いて、送信局と受信局まで
の距離を計測するものである。
に正しく到達するかどうかを確認するためのコマンドで
あり、IP層までのネットワークプロトコルが正常に働
いているかどうかをチェックするためのICMP(Inter
net Control MessageProtocol) のエコー機能を使用し
ている。
てから戻ってくるまでの時間が含まれる。これにより、
図3の実施の形態におけると等価に無線区間のパケット
伝送の遅延時間を得ることが可能である。
り、図5と対応する処理方向には同じ○内の参照数字が
付してある。
末局30に接続されているPC302のLANカードか
らMACアドレスをインタフェース部300で読み取
る。
20)。通信履歴がある場合は、履歴情報に基づき、衝
突検知が可能のように、先の通信で用いたパケット長に
するべくダミービットIを付加する。さらに付加された
ダミービットIの内容として、パケット部IIにデータに
対する誤り訂正情報を付加する(ステップS22)。
がない場合は、先に説明したpingコマンドを基地局
2の無線部201を通して、送信相手端末局31に送
り、pingを実行する(ステップS21)。これによ
り送信相手端末局31からのエコー情報をもとにパケッ
トの遅延時間を知ることができる。
到達するようなパケット長となるように、付加すべきダ
ミービットIを計算する。さらに付加されたダミービッ
トIの内容として、上記と同様にパケット部IIのデータ
に対する誤り訂正情報を付加する(ステップS22)。
301を通して送信する(ステップS23)。これに対
し、基地局2から送信データが折り返される(ステップ
S24)。したがって、送信端末局30では、折り返さ
れたデータを送信データと比較する(ステップS2
5)。この比較により、データ一致の場合は、送信成功
であり、不一致の場合は、衝突が生じていると判断す
る。
しては、図3の実施の形態と同様に、全ビットを比較す
るようにすることも、あるいはその一部のみを比較する
ようにしても、衝突の有無を検出することは可能であ
る。
端末局31では送信パケットIIとダミービットIを分離
する。ダミービットI内の誤り訂正情報に基づき誤り訂
正を行なう(ステップS26)。次いで、誤り訂正後の
イーサネットパケットをPC312に送信する(ステッ
プS27)。
る有線LAN3である場合は、基地局2において、無線
区間で付加されたダミービットIを分離して取り除く
(ステップS28)。したがって、有線LAN3に対し
ては、イーサネットパケットIIのみが送信される。
ら無線回線にデータが送られる場合は、基地局2におい
て、通信履歴をチェックし、通信履歴がない場合は、端
末局30に、pingコマンドを送り、pingを実行
する(ステップS29)。
ダミービットIを求め、イーサネットパケットIIに付加
して送信する(ステップS3)。
形態例である。先に説明した図3及び図5に実施の形態
では、算出した遅延時間に対応したダミービットを付加
する構成である。
ービットを付加するのではなく、算出した遅延時間か
ら、その通信に対応する最短パケット長を算出し、LA
Nカードを制御する。すなわち、図7において、送信端
末局30が、図4の動作フローのステップS7におい
て、あるいは図6の動作フローのステップS22におい
て、遅延時間を算出した後、送信端局30のインタフェ
ース部300において、算出した遅延時間に対応する最
短パケット長を算出する。
て、送信するパケットの長さが、算出した最短パケット
長になるように制御を行なう。なお、PC302から一
番最初に送り出される送信パケットに対しては、パケッ
ト長制御が行なわれていない。したがって、かかる実施
の形態では必要に応じてプリアンブルを付加することが
望ましい。
説明したように、本発明により、データがある時のみ通
信を行なうので、通信している加入者が少ない場合、高
スループットな通信が可能である。
Nと同様に基地局側等で特殊な設定が不要で、サービス
開始が容易であるとともに柔軟性がある。加入者端末の
パソコン等の接続には、有線LANのLANカード等が
利用でき、廉価なシステムが提供できる。
説明する図である。
構成を示す図である。
る。
る。
突検出を説明する図である。
Claims (6)
- 【請求項1】基地局と、 該基地局に無線回線で接続される複数の端末局を有し、 該基地局は、該複数の端末局のそれぞれと該基地局との
間の遅延時間を登録し、 該複数の端末局のそれぞれは、該基地局と自局との間の
遅延時間を測定して保持し、 搬送波感知多重アクセス(CSMA)プロトコルを用い
たイーサネットパケットを相手先端末局に送信する際、
該基地局に登録されている、該相手先端末局と該基地局
間の遅延時間を問い合わせ、保持している該基地局と自
局との間の遅延時間と、該問い合わせにより得られた該
相手先端末局と該基地局間の遅延時間に対応したダミー
ビットを付加して、パケット長を補正することを特徴と
する加入者無線アクセスシステム。 - 【請求項2】請求項1において、 前記ダミービットに、前記イーサネットパケットのデー
タに対する誤り訂正情報を含ませることを特徴とする加
入者無線アクセスシステム。 - 【請求項3】基地局と、 該基地局に無線回線で接続される複数の端末局を有し、 該基地局は、該複数の端末局のそれぞれと該基地局との
間の遅延時間を登録し、 該複数の端末局のそれぞれは、該基地局と自局との間の
遅延時間を測定して保持し、 搬送波感知多重アクセス(CSMA)プロトコルを用い
たイーサネットパケットを相手先端末局に送信する際、
該基地局に登録されている、該相手先端末局と該基地局
間の遅延時間を問い合わせ、保持している該基地局と自
局との間の遅延時間と、該問い合わせにより得られた該
相手先端末局と該基地局間の遅延時間に対応した最小パ
ケット長を算出し、 該送信されるイーサネットパケットの長さを、該算出さ
れた最小パケット長以上とすることを特徴とする加入者
無線アクセスシステム。 - 【請求項4】請求項1又は2において、 前記端末局は、過去に行った通信の履歴を記録し、次の
イーサネットパケット送信時に、該通信の履歴における
遅延時間に基づいて、該イーサネットパケットの長さを
補正することを特徴とする加入者無線アクセスシステ
ム。 - 【請求項5】請求項3において、 前記端末局は、過去に行った通信の履歴を記録し、次の
イーサネットパケット送信時に、該通信の履歴における
遅延時間に基づいて、該イーサネットパケットの最小パ
ケット長を算出し、 該送信されるイーサネットパケットの長さを、該算出さ
れた最小パケット長以上とすることを特徴とする加入者
無線アクセスシステム。 - 【請求項6】請求項1又は2のいずれかにおいて、 前記基地局に更に、有線LANが接続され、 前記端末局からダミービットを付加してパケット長が補
正され、該有線LAN宛てに送信されるイーサネットパ
ケットは、該基地局から該有線LANに送られる際に、
該付加されたダミービットが削除されることを特徴とす
る加入者無線アクセスシステム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP28740597A JP3437070B2 (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 加入者無線アクセスシステム |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP28740597A JP3437070B2 (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 加入者無線アクセスシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11127479A JPH11127479A (ja) | 1999-05-11 |
JP3437070B2 true JP3437070B2 (ja) | 2003-08-18 |
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Family Applications (1)
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JP28740597A Expired - Fee Related JP3437070B2 (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 加入者無線アクセスシステム |
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JP (1) | JP3437070B2 (ja) |
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