データ通信システム、プリアンプル長最適化方法、及び通信装置
【課題】 通信装置間の伝送環境に応じて最適なプリアンブル長を設定してフレームを効率よく送受信することができるデータ通信システム、プリアンプル長最適化方法、及び通信装置を提供する。
【解決手段】 第１通信装置から送信されて第２通信装置において受信されたフレーム中のプリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出手段と、第２通信装置の受信フレーム中の同期検出手段によるビット同期検出位置を示す同期位置情報を生成する同期位置情報生成手段と、同期位置情報に基づいてプリアンブルの長さの最適値を算出するプリアンブル長算出手段と、その最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームの第１通信装置から第２通信装置への送信を命令する送信命令手段と、を備える。
【解決手段】 第１通信装置から送信されて第２通信装置において受信されたフレーム中のプリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出手段と、第２通信装置の受信フレーム中の同期検出手段によるビット同期検出位置を示す同期位置情報を生成する同期位置情報生成手段と、同期位置情報に基づいてプリアンブルの長さの最適値を算出するプリアンブル長算出手段と、その最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームの第１通信装置から第２通信装置への送信を命令する送信命令手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信装置間でプリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを送受信するデータ通信システム、そのシステムのプリアンプル長最適化方法、及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ通信システムにおいて一般にデータをフレーム（又はパケット）化して送受信することが行われている。フレームは、例えば、図１に示すように、先頭から順に、プリアンブル(Preamble)、ＳＦＤ（Start Frame Delimiter）、データ長、アドレス、データ及びＣＲＣ（Cyclical Redundancy Check）からなる構造を有している。プリアンブルは受信側にフレームの開始を認識させ、フレーム受信のための同期タイミングを与えるための信号パターンである。ＳＦＤはプリアンブルとデータとの間に配置される認識ビットパターンである。データ長はフレーム内の有効データ（アドレス、データ及びＣＲＣの部分）の長さを示す。アドレスは宛先アドレスであり、更に送信元アドレスを含んでも良い。データはデータ本体である。ＣＲＣはフレームの伝送中のエラーを調べるための値である。
【０００３】
送信側の通信装置では、フレームを上記のプリアンブルからの順に送信するので、受信側の通信装置では到来したフレーム毎にフレームを受信する際には、図２に示すように、先ずフレームの先頭に位置するプリアンブルを検出してフレームのプリアンブル以降に続く各ビットのためのビット同期タイミングを獲得し、その同期タイミングに従って次のＳＦＤのビットパターンを検出したか否かを判断し、ＳＦＤのビットパターンを検出すると、その後のデータ長、アドレス、データ及びＣＲＣを獲得して保存することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５２０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のデータ通信システムにおいては、フレーム受信側の通信装置でフレームのビット同期を検出するために必要なプリアンブル長がフレーム送信側の通信装置では分からないので、フレームを送信する際には十分長い(冗長な)プリアンブルを送信しなければならず、このことがシステムのスループット(転送効率)向上の妨げとなっていた。
【０００６】
これに対処するために、特許文献１には、アンテナのビームパターンやフレーム送信先との送受信履歴に応じて送信するフレームのプリアンブル長を可変とする技術が開示されている。例えば、フレーム送信先に当てて絞られたビームパターンを形成するときには、そのようなビームパターンを形成しないときに比べて、より短いプリアンブル長を持つプリアンブルタイプが選択されてフレーム送信が行われる。また、フレーム送信時において、保持されている送受信履歴を参照して、フレーム送信先との前回の送受信時刻からの経過時間に応じて、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブルタイプのうちいずれかを選択することが行われる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の開示技術では、送信側の通信装置と受信側の通信装置との間のデータの伝送環境は常に同一であるとは限らないので、フレーム送信時にそのときの伝送環境に最適なプリアンブル長を設定することができないことがあるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、かかる点を鑑みてなされたものであり、通信装置間の伝送環境に応じて最適なプリアンブル長を設定してフレームを効率よく送受信することができるデータ通信システム、プリアンプル長最適化方法、及び通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のデータ通信システムは、第１通信装置と第２通信装置とを備え、プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で送受信するデータ通信システムであって、前記第１通信装置から送信されて前記第２通信装置において受信されたフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出手段と、前記第２通信装置の受信フレーム中の前記同期検出手段によるビット同期検出位置を示す同期位置情報を生成する同期位置情報生成手段と、前記同期位置情報に基づいて前記プリアンブルの長さの最適値を算出するプリアンブル長算出手段と、前記最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームの前記第１通信装置から前記第２通信装置への送信を命令する送信命令手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明のプリアンブル長最適化方法は、第１通信装置と第２通信装置とを備え、プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で送受信するデータ通信システムのプリアンプル長最適化方法であって、前記第１通信装置から送信されて前記第２通信装置において受信されたフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出ステップと、前記第２通信装置の受信フレーム中の前記同期検出ステップによるビット同期検出位置を示す同期検出位置情報を生成する同期位置情報生成ステップと、前記同期検出位置情報に基づいて前記プリアンブルの長さの最適値を算出するプリアンブル長算出ステップと、前記最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームでの前記第１通信装置から前記第２通信装置への送信を命令する命令ステップと、を備えることを特徴としている。
【００１１】
本発明の通信装置は、プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを受信する通信装置であって、受信したフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出手段と、前記受信したフレーム中の前記同期検出手段によるビット同期検出位置を示す同期検出位置情報を生成する同期位置情報生成手段と、前記受信したフレームの送信元の通信装置が前記同期検出位置情報に基づいた前記プリアンブルの長さの最適値を得るために前記同期検出位置情報又は前記最適値を前記データに含むフレームを作成してそれを前記送信元の通信装置に向けて送信する送信手段と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１通信装置から送信されたフレームについて第２通信装置において受信されたフレーム中のプリアンブルに基づいてビット同期を検出し、第２通信装置の受信フレームのビット同期検出位置を示す同期検出位置情報を検出し、同期検出位置情報に基づいてプリアンブルの長さの最適値を算出し、その最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームの第１通信装置から第２通信装置への送信を命令することが行われるので、第１通信装置ではプリアンブルの長さが最適化されたフレームが第２通信装置に対して送信される。よって、フレーム送信時の伝送環境に応じて最適なプリアンブル長を設定することができ、また、そのフレームの受信する第２通信装置ではビット同期検出後に不必要なプリアンブル受信期間が続くことなくＳＦＤの受信に移行することができ、これにより、第１通信装置と第２通信装置との間でフレームを効率よく送受信することができるので、データ通信システムのスループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】フレームの構造を示す図である。
【図２】従来の無線通信システムのフレーム受信動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明が適用されたデータ無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図４】データ提供側の通信装置の送受信部の構成を示すブロック図である。
【図５】データ受け取り側の通信装置の送受信部の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の送受信部の動作を示す波形図である。
【図７】図３のシステムのフレームの送受信動作を示すシーケンス図である。
【図８】図５の送受信部のフレーム受信動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
図３は本発明の実施例としてのデータ無線通信システムを示している。このデータ無線通信システムは、複数の通信装置を有しているが、分かり易くするために図３には２つの通信装置１，２が示されている。ここでは通信装置１はデータ提供側装置（第１通信装置）であり、通信装置２は通信装置１からのデータを受け取る側装置（第２通信装置）である。
【００１６】
通信装置１はホスト部１１と送受信部１２とを有し、通信装置２は同様にホスト部２１と送受信部２２とを有している。ホスト部１１，２１はコンピュータからなる制御回路である。ホスト部１１は動作モードが送信モードであるとき送受信部１２が送信動作をするように送受信部１２を制御し、動作モードが受信モードであるとき送受信部１２が受信動作をするように送受信部１２を制御する。同様に、ホスト部２１は動作モードが送信モードであるとき送受信部２２が送信動作をするように送受信部２２を制御し、動作モードが受信モードであるとき送受信部２２が受信動作をするように送受信部２２を制御する。
【００１７】
送受信部１１，２２はＬＳＩ等の集積回路から各々なる。送受信部１２はホスト部１１の送信指令に応じて送信動作となり、フレームを無線信号としてアンテナ１３を介して送信し、また、フレームの送信を終了すると受信動作となり、到来したフレームをアンテナ１３を介して受信してフレーム中の有効データを取り出して保持する。同様に、送受信部２２はホスト部２１の送信指令に応じて送信動作となり、フレームを無線信号としてアンテナ２３を介して送信し、また、フレームの送信を終了すると受信動作となり、到来したフレームをアンテナ２３を介して受信してフレーム中の有効データを取り出して保持する。
【００１８】
送受信に利用されるフレームは、図１に示したように、プリアンブル、ＳＦＤ、データ長、アドレス、データ及びＣＲＣからなる構造を有している。説明が繰り返しになるが、プリアンブルは受信側にパケットの開始を認識させ、パケット受信のための同期タイミングを与えるための例えば１と０とが交互に続く信号パターンである。ＳＦＤはプリアンブルとデータとの間に配置されるビットパターンである。データ長はパケット内の有効データ（アドレス、データ及びＣＲＣの部分）の長さを示す。アドレスは宛先アドレスであり、更に送信元アドレスを含んでも良い。データはデータ本体であり、そのデータの種類として上記した基準タイミングを表すデータである同期信号パターン（基準タイミング信号パターン）が含まれる。ＣＲＣはパケットの伝送中のエラーを調べるための値である。
【００１９】
通信装置１の送受信部１２は図４に示すように、ＲＦ回路１０１、復調回路１０２、ＳＦＤ検出回路１０３、受信ＦＩＦＯ１０４、フレーム形成部１０５、及び変調回路１０６を備えている。
【００２０】
ＲＦ回路１０１はアンテナ１３に接続されており、送信時には変調回路１０６から入力されるフレームを構成するディジタル信号を無線信号（ＲＦ信号）としてアンテナ１３より出力し、受信時にはアンテナ１３から入力される無線信号を受信してそれを中間周波数に周波数変換して受信信号ＩＦとして復調回路１０２へ出力する。ＲＦ回路１０１の動作モードはホスト部１１によって制御される。
【００２１】
復調回路１０２はＲＦ回路１０１の出力に接続されており、ＲＦ回路１０１より入力される受信信号ＩＦを復調してディジタル信号ＲＸＤを得てそれをＳＦＤ検出回路１０３及び受信ＦＩＦＯ１０４へ出力する。また、復調回路１０２は復調結果のディジタル信号ＲＸＤからプリアンプルパターンを識別し、プリアンブルパターンを検出したときを同期検出時としてＳＦＤ検出回路１０３に対してビット同期検出信号ＳＹＮＣを出力する。
【００２２】
ＳＦＤ検出回路１０３は復調回路１０２の出力に接続されており、復調回路１０２からビット同期検出信号ＳＹＮＣを受信すると、復調回路１０２から出力されるディジタル信号ＲＸＤからＳＦＤパターンを識別する。ＳＦＤ検出器１０３はＳＦＤパターンの検出を完了すると、受信ＦＩＦＯ１０４に対してＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴを通知する。このＳＦＤパターンの検出完了は、フレームのプリアンブル及びＳＦＤ区間が終了し有効データ範囲であることを示す。
【００２３】
受信ＦＩＦＯ１０４は復調回路１０２及びＳＦＤ検出回路１０３各々の出力に接続されており、ＳＦＤ検出回路１０３からのＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴに応答して復調回路１０２から出力されるディジタル信号ＲＸＤ、すなわちフレーム中のデータ長を含む有効データを保持する。受信ＦＩＦＯ１０４の出力はホスト部１１に接続され、その保存データはホスト部１１に読み取り可能にされている。
【００２４】
フレーム形成部１０５はホスト部１１からの送信指令に応じてその送信指令に含まれる送信データ（プリアンブル、ＳＦＤ、データ長、アドレス、及びデータ）を送信ＦＩＦＯ（図示せず）に保持してその送信データにＣＲＣを付加してフレームを形成する。
【００２５】
変調回路１０６はフレーム形成部１０５の出力に接続されており、フレーム形成部１０５から入力されるフレームを変調して変調後のフレームを送信するためにＲＦ回路１０１へ出力する。
【００２６】
通信装置２の送受信部２２は図５に示すように、ＲＦ回路２０１、復調回路２０２、ＳＦＤ検出回路２０３、受信ＦＩＦＯ２０４、フレーム形成部２０５、変調回路２０６、ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７、及びＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８を備えている。
【００２７】
ＲＦ回路２０１、復調回路２０２、ＳＦＤ検出回路２０３、受信ＦＩＦＯ２０４、フレーム形成部２０５、及び変調回路２０６は、送受信部１２のＲＦ回路１０１、復調回路１０２、ＳＦＤ検出回路１０３、受信ＦＩＦＯ１０４、フレーム形成部１０５、及び変調回路１０６と同一であるので、ここでの説明は省略される。
【００２８】
ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７は復調回路２０２及びＳＦＤ検出回路２０３各々の出力に接続されており、復調回路２０２から入力したビット同期検出信号ＳＹＮＣに応答してクロックのカウント動作を開始し、ＳＦＤ検出回路２０３から入力したＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴに応じてカウント動作を停止してその時のカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴをＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８に出力する。クロックは送受信部２２内のクロック生成部（図示せず）から生成され、復調回路１０３から出力されるディジタル信号ＲＸＤのビットのタイミングに同期しているので、ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７のカウント値はビット同期検出信号ＳＹＮＣの生成からＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴの生成までに復調回路１０３から出力されたディジタル信号ＲＸＤのビット数を表す。
【００２９】
ＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８はＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７の出力に接続され、ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７から出力されたカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴを保存する。ＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８の出力はホスト部２１に接続され、その保存カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴはホスト部２１に読み取り可能にされている。
【００３０】
かかる構成のデータ無線通信システムにおいて、通信装置１と通信装置２との間で無線通信が確立され、データ提供側の通信装置１から無線信号にてフレームが通信装置２に送信されるとする。
【００３１】
図７に示すように、通信装置１のホスト部１１は送信データ（プリアンブル、ＳＦＤ、データ長、アドレス、及びデータ）を作成して（ステップＳ１）、送受信部１２に対して送信データを含む送信命令を発する（ステップＳ２）。送受信部１２では送信命令に応じてフレームを作成してそのフレームを無線信号にて送信することが行われる（ステップＳ３）。具体的には、フレーム形成部１０５においてホスト部１１からの送信指令に応じてその送信指令に含まれる送信データにＣＲＣを付加することによりフレームが形成される。このフレームにおけるプリアンブルの長さは初期長（バイト）であり、例えば、１〜４バイトのうちで設定されるならば、最長の４バイトである。フレーム形成部１０５から入力されるフレームは変調回路１０６で変調され、変調後のフレームがＲＦ回路１０１によって所定の周波数の無線信号とされ、それがアンテナ１３を介して送信される。その無線信号は通信装置２のアンテナ２３を介して送受信部２２によって受信され、フレーム受信動作により無線信号からフレーム内のデータ長を含む有効データが得られる（ステップＳ４）。
【００３２】
ここで、送受信部２２におけるフレーム受信動作について図８のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３３】
アンテナ２３に届いた無線信号はＲＦ回路２０１で受信され（ステップＳ２１）、受信信号に変換されて復調回路２０２に供給される。受信信号は復調回路２０２で復調されてディジタル信号ＲＸＤとなり、ディジタル信号ＲＸＤはＳＦＤ検出回路１０３及び受信ＦＩＦＯ１０４へ出力される。ディジタル信号ＲＸＤは図６に示すように、無入力状態からフレームのビットデータを示すことになる。フレームの先頭はプリアンブルであるので、プリアンブルの各ビットに対して復調回路１０２は同期をとることを開始する（ステップＳ２２）。復調回路１０２は同期をとることができると、復調回路１０２から図６に示すように、高レベルのビット同期検出信号ＳＹＮＣが生成される。そのビット同期検出信号ＳＹＮＣに応答してＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７がクロックのカウントを開始する（ステップＳ２３）。
【００３４】
また、ビット同期検出信号ＳＹＮＣに応答してＳＦＤ検出回路２０３はディジタル信号ＲＸＤからフレームのＳＦＤに対応する部分を検出することを開始する（ステップＳ２４）。ＳＦＤ検出回路２０３はディジタル信号ＲＸＤからフレームのＳＦＤに対応する部分の検出を完了すると、その時点はＳＦＤの終了ビットの検出が終了した時点である。図６に示すように、この時点でＳＦＤ検出回路２０３から高レベルのＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴが生成される。ＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴは受信ＦＩＦＯ２０４とＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７とに供給される。
【００３５】
ＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴに応答してＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７はカウント動作を停止するので（ステップＳ２５）、そのときのカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴはビット同期検出信号ＳＹＮＣの生成からＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴの生成までの、すなわちビット同期検出時からＳＦＤ検出時までのディジタル信号ＲＸＤのビット数を表す。そのカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴはＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８に保存される。
【００３６】
また、ＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴに応答して受信ＦＩＦＯ２０４はディジタル信号ＲＸＤの保存を開始するので、受信ＦＩＦＯ２０４には無線信号として受信したフレームのデータ長を含む有効データが保存されることになる（ステップＳ２６）。これにより、フレームの受信が終了する。
【００３７】
通信装置２のホスト部２１はフレームの受信終了のタイミングでＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８に保持されたカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴを同期検出位置情報として読み取り（ステップＳ５）、カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴをデータとして含む送信データ（プリアンブル、ＳＦＤ、データ長、アドレス、及びデータ）を作成して（ステップＳ６）、送受信部２２に対して送信データを含む送信命令を発する（ステップＳ７）。送受信部２２では送信命令に応じてフレームを作成してそのフレームを無線信号にて送信することが行われる（ステップＳ８）。具体的には、フレーム形成部２０５においてホスト部２１からの送信指令に応じてその送信指令に含まれる送信データにＣＲＣを付加することによりフレームが形成される。フレーム形成部２０５から入力されるフレームは変調回路２０６で変調され、変調後のフレームがＲＦ回路２０１によって所定の周波数の無線信号とされ、それがアンテナ２３を介して送信される。なお、ステップＳ５で作成されたフレームのデータ長或いはデータ部分にはカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴがデータとして含まれることが示されるので、このフレームの受信側の通信装置１ではカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴの存在を判断することができる。
【００３８】
カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴをフレーム中に含む無線信号は通信装置１のアンテナ１３を介して送受信部１２によって受信され、無線信号からフレーム内のデータ長を含む有効データが受信ＦＩＦＯ１０４に保存される（ステップＳ９）。
【００３９】
ホスト部１２はフレームの受信終了のタイミングで受信ＦＩＦＯ１０４に保存されたカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴを読み取り（ステップＳ１０）、カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴに基づいてプリアンブル長の最適値を算出する（ステップＳ１１）。プリアンブル長の最適値の算出方法としては、先ず、減少バイト数＝（ＰＢ＿ＣＯＵＮＴ−ＳＦＤ長）／８が算出される。この減少バイト数の算出では小数点以下が切り捨てられる。ＰＢ＿ＣＯＵＮＴ−ＳＦＤ長は図６のビット同期検出時からＳＦＤの開始時点までのビット数である。８は１バイトのビット数である。そして、減少バイト数を用いてプリアンブル長の最適値（＝初期長−減少バイト数）が算出される。例えば、減少バイト数が１バイトであり、プリアンブルの初期長が４バイトならば、プリアンブル長の最適値は３バイトとなる。
【００４０】
ホスト部１１はプリアンブル長の最適値を算出すると、送受信部１２に対してプリアンブル長の最適値を適用した送信データを作成して（ステップＳ１２）、その送信データ含む送信命令を発する（ステップＳ１３）。送受信部１２では送信命令に応じてフレームを作成してそのフレームを無線信号にて送信することが行われる（ステップＳ１４）。すなわち、ホスト部１１からの送信指令に含まれる送信データ（プリアンブル、ＳＦＤ、データ長、アドレス、及びデータ）のプリアンプルの長さが最適値とされる。
【００４１】
このように、通信装置２で実際に無線信号として受信されたフレームのビット同期検出時点からＳＦＤ検出時点までのビット数に応じて通信装置１では最適なプリアンブル長が設定され、そのような最適な長さのプリアンブルのフレームを無線信号として送信することが行われるので、その無線信号の受信する通信装置２ではビット同期検出後に不必要なプリアンブル受信期間が続くことなくＳＦＤの受信に移行することができる。よって、フレーム送信時の伝送環境に応じて最適なプリアンブル長を設定することができ、また、通信装置１，２間でフレームを効率よく送受信することができるので、データ通信システムのスループットの向上を図ることができる。特に、通信装置１がフレームを続けて送信する場合には全体的なデータ伝送時間を短縮化することができる。
【００４２】
なお、上記した実施例において、通信装置２の復調回路２０２が同期検出手段に相当し、ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７が同期位置情報生成手段に相当する。通信装置１のホスト部１１がプリアンブル長算出手段及び送信命令手段に相当する。また、ステップＳ２２が同期検出ステップに相当し、ステップＳ２５及びＳ５が同期位置情報生成ステップに相当する。更に、ステップＳ１１がプリアンブル長算出ステップに相当し、ステップＳ１３が送信命令ステップに相当する。
【００４３】
また、上記した実施例においては、ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７はビット同期検出時点からＳＦＤ検出時点までのビット数をカウントしているが、これに限定されない。例えば、ビット同期検出時点からフレームのデータ長終了時点までのビット数、ビット同期検出時点からフレームのアドレス終了時点までのビット数、更にはビット同期検出時点からフレームの終了までのビット数をカウントしても良い。また、同期検出開始時点から同期検出時点までのビット数をカウントしても良い。すなわち、ビット同期検出時点がフレーム中のどこの位置であるのかを示すことができれば良い。
【００４４】
また、上記した実施例においては、プリアンブル長の最適値の算出を通信装置１側で行っているが、これは通信装置２のホスト部２１がカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴに応じてプリアンブル長の最適値の算出し、カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴに代えてプリアンブル長の最適値を含むフレームを無線信号として通信装置１に送信するようにしても良い。また、ホスト部１１に代わって送受信部１２又は２２がプリアンブル長の最適値を算出しても良い。
【００４５】
更に、上記した実施例においては、通信装置１から通信装置２に送信するフレームのプリアンブルの長さに対する最適化だけを行っているが、通信装置１に上記したＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７及びＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８に相当する構成を備えて通信装置２から通信装置１に送信するフレームのプリアンブルの長さも同様の動作により最適化しても良いことは勿論である。また、プリアンブル長の最適値の算出方法については上記した実施例に示した方法に限定されないことなく、カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴに応じて他の算出方法を用いてプリアンブル長の最適値を算出しても良い。
【００４６】
また、上記した実施例においては、通信装置１，２間でフレームを無線信号として送受信する無線通信システムを示したが、本発明はこれに限定されず、フレームを有線信号としてケーブル等の伝送線を介して伝送する有線通信システムにも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１，２ 通信装置
１１，２１ ホスト部
１２，２２ 送受信部
１０１，２０１ ＲＦ回路
１０２，２０２ 復調回路
１０３，２０３ ＳＦＤ検出回路
１０４，２０４ 受信ＦＩＦＯ
２０７ ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路
２０８ ＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信装置間でプリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを送受信するデータ通信システム、そのシステムのプリアンプル長最適化方法、及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ通信システムにおいて一般にデータをフレーム（又はパケット）化して送受信することが行われている。フレームは、例えば、図１に示すように、先頭から順に、プリアンブル(Preamble)、ＳＦＤ（Start Frame Delimiter）、データ長、アドレス、データ及びＣＲＣ（Cyclical Redundancy Check）からなる構造を有している。プリアンブルは受信側にフレームの開始を認識させ、フレーム受信のための同期タイミングを与えるための信号パターンである。ＳＦＤはプリアンブルとデータとの間に配置される認識ビットパターンである。データ長はフレーム内の有効データ（アドレス、データ及びＣＲＣの部分）の長さを示す。アドレスは宛先アドレスであり、更に送信元アドレスを含んでも良い。データはデータ本体である。ＣＲＣはフレームの伝送中のエラーを調べるための値である。
【０００３】
送信側の通信装置では、フレームを上記のプリアンブルからの順に送信するので、受信側の通信装置では到来したフレーム毎にフレームを受信する際には、図２に示すように、先ずフレームの先頭に位置するプリアンブルを検出してフレームのプリアンブル以降に続く各ビットのためのビット同期タイミングを獲得し、その同期タイミングに従って次のＳＦＤのビットパターンを検出したか否かを判断し、ＳＦＤのビットパターンを検出すると、その後のデータ長、アドレス、データ及びＣＲＣを獲得して保存することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５２０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のデータ通信システムにおいては、フレーム受信側の通信装置でフレームのビット同期を検出するために必要なプリアンブル長がフレーム送信側の通信装置では分からないので、フレームを送信する際には十分長い(冗長な)プリアンブルを送信しなければならず、このことがシステムのスループット(転送効率)向上の妨げとなっていた。
【０００６】
これに対処するために、特許文献１には、アンテナのビームパターンやフレーム送信先との送受信履歴に応じて送信するフレームのプリアンブル長を可変とする技術が開示されている。例えば、フレーム送信先に当てて絞られたビームパターンを形成するときには、そのようなビームパターンを形成しないときに比べて、より短いプリアンブル長を持つプリアンブルタイプが選択されてフレーム送信が行われる。また、フレーム送信時において、保持されている送受信履歴を参照して、フレーム送信先との前回の送受信時刻からの経過時間に応じて、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブルタイプのうちいずれかを選択することが行われる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の開示技術では、送信側の通信装置と受信側の通信装置との間のデータの伝送環境は常に同一であるとは限らないので、フレーム送信時にそのときの伝送環境に最適なプリアンブル長を設定することができないことがあるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、かかる点を鑑みてなされたものであり、通信装置間の伝送環境に応じて最適なプリアンブル長を設定してフレームを効率よく送受信することができるデータ通信システム、プリアンプル長最適化方法、及び通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のデータ通信システムは、第１通信装置と第２通信装置とを備え、プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で送受信するデータ通信システムであって、前記第１通信装置から送信されて前記第２通信装置において受信されたフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出手段と、前記第２通信装置の受信フレーム中の前記同期検出手段によるビット同期検出位置を示す同期位置情報を生成する同期位置情報生成手段と、前記同期位置情報に基づいて前記プリアンブルの長さの最適値を算出するプリアンブル長算出手段と、前記最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームの前記第１通信装置から前記第２通信装置への送信を命令する送信命令手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明のプリアンブル長最適化方法は、第１通信装置と第２通信装置とを備え、プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で送受信するデータ通信システムのプリアンプル長最適化方法であって、前記第１通信装置から送信されて前記第２通信装置において受信されたフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出ステップと、前記第２通信装置の受信フレーム中の前記同期検出ステップによるビット同期検出位置を示す同期検出位置情報を生成する同期位置情報生成ステップと、前記同期検出位置情報に基づいて前記プリアンブルの長さの最適値を算出するプリアンブル長算出ステップと、前記最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームでの前記第１通信装置から前記第２通信装置への送信を命令する命令ステップと、を備えることを特徴としている。
【００１１】
本発明の通信装置は、プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを受信する通信装置であって、受信したフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出手段と、前記受信したフレーム中の前記同期検出手段によるビット同期検出位置を示す同期検出位置情報を生成する同期位置情報生成手段と、前記受信したフレームの送信元の通信装置が前記同期検出位置情報に基づいた前記プリアンブルの長さの最適値を得るために前記同期検出位置情報又は前記最適値を前記データに含むフレームを作成してそれを前記送信元の通信装置に向けて送信する送信手段と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１通信装置から送信されたフレームについて第２通信装置において受信されたフレーム中のプリアンブルに基づいてビット同期を検出し、第２通信装置の受信フレームのビット同期検出位置を示す同期検出位置情報を検出し、同期検出位置情報に基づいてプリアンブルの長さの最適値を算出し、その最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームの第１通信装置から第２通信装置への送信を命令することが行われるので、第１通信装置ではプリアンブルの長さが最適化されたフレームが第２通信装置に対して送信される。よって、フレーム送信時の伝送環境に応じて最適なプリアンブル長を設定することができ、また、そのフレームの受信する第２通信装置ではビット同期検出後に不必要なプリアンブル受信期間が続くことなくＳＦＤの受信に移行することができ、これにより、第１通信装置と第２通信装置との間でフレームを効率よく送受信することができるので、データ通信システムのスループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】フレームの構造を示す図である。
【図２】従来の無線通信システムのフレーム受信動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明が適用されたデータ無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図４】データ提供側の通信装置の送受信部の構成を示すブロック図である。
【図５】データ受け取り側の通信装置の送受信部の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の送受信部の動作を示す波形図である。
【図７】図３のシステムのフレームの送受信動作を示すシーケンス図である。
【図８】図５の送受信部のフレーム受信動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
図３は本発明の実施例としてのデータ無線通信システムを示している。このデータ無線通信システムは、複数の通信装置を有しているが、分かり易くするために図３には２つの通信装置１，２が示されている。ここでは通信装置１はデータ提供側装置（第１通信装置）であり、通信装置２は通信装置１からのデータを受け取る側装置（第２通信装置）である。
【００１６】
通信装置１はホスト部１１と送受信部１２とを有し、通信装置２は同様にホスト部２１と送受信部２２とを有している。ホスト部１１，２１はコンピュータからなる制御回路である。ホスト部１１は動作モードが送信モードであるとき送受信部１２が送信動作をするように送受信部１２を制御し、動作モードが受信モードであるとき送受信部１２が受信動作をするように送受信部１２を制御する。同様に、ホスト部２１は動作モードが送信モードであるとき送受信部２２が送信動作をするように送受信部２２を制御し、動作モードが受信モードであるとき送受信部２２が受信動作をするように送受信部２２を制御する。
【００１７】
送受信部１１，２２はＬＳＩ等の集積回路から各々なる。送受信部１２はホスト部１１の送信指令に応じて送信動作となり、フレームを無線信号としてアンテナ１３を介して送信し、また、フレームの送信を終了すると受信動作となり、到来したフレームをアンテナ１３を介して受信してフレーム中の有効データを取り出して保持する。同様に、送受信部２２はホスト部２１の送信指令に応じて送信動作となり、フレームを無線信号としてアンテナ２３を介して送信し、また、フレームの送信を終了すると受信動作となり、到来したフレームをアンテナ２３を介して受信してフレーム中の有効データを取り出して保持する。
【００１８】
送受信に利用されるフレームは、図１に示したように、プリアンブル、ＳＦＤ、データ長、アドレス、データ及びＣＲＣからなる構造を有している。説明が繰り返しになるが、プリアンブルは受信側にパケットの開始を認識させ、パケット受信のための同期タイミングを与えるための例えば１と０とが交互に続く信号パターンである。ＳＦＤはプリアンブルとデータとの間に配置されるビットパターンである。データ長はパケット内の有効データ（アドレス、データ及びＣＲＣの部分）の長さを示す。アドレスは宛先アドレスであり、更に送信元アドレスを含んでも良い。データはデータ本体であり、そのデータの種類として上記した基準タイミングを表すデータである同期信号パターン（基準タイミング信号パターン）が含まれる。ＣＲＣはパケットの伝送中のエラーを調べるための値である。
【００１９】
通信装置１の送受信部１２は図４に示すように、ＲＦ回路１０１、復調回路１０２、ＳＦＤ検出回路１０３、受信ＦＩＦＯ１０４、フレーム形成部１０５、及び変調回路１０６を備えている。
【００２０】
ＲＦ回路１０１はアンテナ１３に接続されており、送信時には変調回路１０６から入力されるフレームを構成するディジタル信号を無線信号（ＲＦ信号）としてアンテナ１３より出力し、受信時にはアンテナ１３から入力される無線信号を受信してそれを中間周波数に周波数変換して受信信号ＩＦとして復調回路１０２へ出力する。ＲＦ回路１０１の動作モードはホスト部１１によって制御される。
【００２１】
復調回路１０２はＲＦ回路１０１の出力に接続されており、ＲＦ回路１０１より入力される受信信号ＩＦを復調してディジタル信号ＲＸＤを得てそれをＳＦＤ検出回路１０３及び受信ＦＩＦＯ１０４へ出力する。また、復調回路１０２は復調結果のディジタル信号ＲＸＤからプリアンプルパターンを識別し、プリアンブルパターンを検出したときを同期検出時としてＳＦＤ検出回路１０３に対してビット同期検出信号ＳＹＮＣを出力する。
【００２２】
ＳＦＤ検出回路１０３は復調回路１０２の出力に接続されており、復調回路１０２からビット同期検出信号ＳＹＮＣを受信すると、復調回路１０２から出力されるディジタル信号ＲＸＤからＳＦＤパターンを識別する。ＳＦＤ検出器１０３はＳＦＤパターンの検出を完了すると、受信ＦＩＦＯ１０４に対してＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴを通知する。このＳＦＤパターンの検出完了は、フレームのプリアンブル及びＳＦＤ区間が終了し有効データ範囲であることを示す。
【００２３】
受信ＦＩＦＯ１０４は復調回路１０２及びＳＦＤ検出回路１０３各々の出力に接続されており、ＳＦＤ検出回路１０３からのＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴに応答して復調回路１０２から出力されるディジタル信号ＲＸＤ、すなわちフレーム中のデータ長を含む有効データを保持する。受信ＦＩＦＯ１０４の出力はホスト部１１に接続され、その保存データはホスト部１１に読み取り可能にされている。
【００２４】
フレーム形成部１０５はホスト部１１からの送信指令に応じてその送信指令に含まれる送信データ（プリアンブル、ＳＦＤ、データ長、アドレス、及びデータ）を送信ＦＩＦＯ（図示せず）に保持してその送信データにＣＲＣを付加してフレームを形成する。
【００２５】
変調回路１０６はフレーム形成部１０５の出力に接続されており、フレーム形成部１０５から入力されるフレームを変調して変調後のフレームを送信するためにＲＦ回路１０１へ出力する。
【００２６】
通信装置２の送受信部２２は図５に示すように、ＲＦ回路２０１、復調回路２０２、ＳＦＤ検出回路２０３、受信ＦＩＦＯ２０４、フレーム形成部２０５、変調回路２０６、ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７、及びＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８を備えている。
【００２７】
ＲＦ回路２０１、復調回路２０２、ＳＦＤ検出回路２０３、受信ＦＩＦＯ２０４、フレーム形成部２０５、及び変調回路２０６は、送受信部１２のＲＦ回路１０１、復調回路１０２、ＳＦＤ検出回路１０３、受信ＦＩＦＯ１０４、フレーム形成部１０５、及び変調回路１０６と同一であるので、ここでの説明は省略される。
【００２８】
ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７は復調回路２０２及びＳＦＤ検出回路２０３各々の出力に接続されており、復調回路２０２から入力したビット同期検出信号ＳＹＮＣに応答してクロックのカウント動作を開始し、ＳＦＤ検出回路２０３から入力したＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴに応じてカウント動作を停止してその時のカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴをＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８に出力する。クロックは送受信部２２内のクロック生成部（図示せず）から生成され、復調回路１０３から出力されるディジタル信号ＲＸＤのビットのタイミングに同期しているので、ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７のカウント値はビット同期検出信号ＳＹＮＣの生成からＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴの生成までに復調回路１０３から出力されたディジタル信号ＲＸＤのビット数を表す。
【００２９】
ＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８はＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７の出力に接続され、ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７から出力されたカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴを保存する。ＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８の出力はホスト部２１に接続され、その保存カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴはホスト部２１に読み取り可能にされている。
【００３０】
かかる構成のデータ無線通信システムにおいて、通信装置１と通信装置２との間で無線通信が確立され、データ提供側の通信装置１から無線信号にてフレームが通信装置２に送信されるとする。
【００３１】
図７に示すように、通信装置１のホスト部１１は送信データ（プリアンブル、ＳＦＤ、データ長、アドレス、及びデータ）を作成して（ステップＳ１）、送受信部１２に対して送信データを含む送信命令を発する（ステップＳ２）。送受信部１２では送信命令に応じてフレームを作成してそのフレームを無線信号にて送信することが行われる（ステップＳ３）。具体的には、フレーム形成部１０５においてホスト部１１からの送信指令に応じてその送信指令に含まれる送信データにＣＲＣを付加することによりフレームが形成される。このフレームにおけるプリアンブルの長さは初期長（バイト）であり、例えば、１〜４バイトのうちで設定されるならば、最長の４バイトである。フレーム形成部１０５から入力されるフレームは変調回路１０６で変調され、変調後のフレームがＲＦ回路１０１によって所定の周波数の無線信号とされ、それがアンテナ１３を介して送信される。その無線信号は通信装置２のアンテナ２３を介して送受信部２２によって受信され、フレーム受信動作により無線信号からフレーム内のデータ長を含む有効データが得られる（ステップＳ４）。
【００３２】
ここで、送受信部２２におけるフレーム受信動作について図８のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３３】
アンテナ２３に届いた無線信号はＲＦ回路２０１で受信され（ステップＳ２１）、受信信号に変換されて復調回路２０２に供給される。受信信号は復調回路２０２で復調されてディジタル信号ＲＸＤとなり、ディジタル信号ＲＸＤはＳＦＤ検出回路１０３及び受信ＦＩＦＯ１０４へ出力される。ディジタル信号ＲＸＤは図６に示すように、無入力状態からフレームのビットデータを示すことになる。フレームの先頭はプリアンブルであるので、プリアンブルの各ビットに対して復調回路１０２は同期をとることを開始する（ステップＳ２２）。復調回路１０２は同期をとることができると、復調回路１０２から図６に示すように、高レベルのビット同期検出信号ＳＹＮＣが生成される。そのビット同期検出信号ＳＹＮＣに応答してＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７がクロックのカウントを開始する（ステップＳ２３）。
【００３４】
また、ビット同期検出信号ＳＹＮＣに応答してＳＦＤ検出回路２０３はディジタル信号ＲＸＤからフレームのＳＦＤに対応する部分を検出することを開始する（ステップＳ２４）。ＳＦＤ検出回路２０３はディジタル信号ＲＸＤからフレームのＳＦＤに対応する部分の検出を完了すると、その時点はＳＦＤの終了ビットの検出が終了した時点である。図６に示すように、この時点でＳＦＤ検出回路２０３から高レベルのＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴが生成される。ＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴは受信ＦＩＦＯ２０４とＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７とに供給される。
【００３５】
ＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴに応答してＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７はカウント動作を停止するので（ステップＳ２５）、そのときのカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴはビット同期検出信号ＳＹＮＣの生成からＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴの生成までの、すなわちビット同期検出時からＳＦＤ検出時までのディジタル信号ＲＸＤのビット数を表す。そのカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴはＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８に保存される。
【００３６】
また、ＳＦＤ検出信号ＳＦＤ＿ＤＥＴに応答して受信ＦＩＦＯ２０４はディジタル信号ＲＸＤの保存を開始するので、受信ＦＩＦＯ２０４には無線信号として受信したフレームのデータ長を含む有効データが保存されることになる（ステップＳ２６）。これにより、フレームの受信が終了する。
【００３７】
通信装置２のホスト部２１はフレームの受信終了のタイミングでＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８に保持されたカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴを同期検出位置情報として読み取り（ステップＳ５）、カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴをデータとして含む送信データ（プリアンブル、ＳＦＤ、データ長、アドレス、及びデータ）を作成して（ステップＳ６）、送受信部２２に対して送信データを含む送信命令を発する（ステップＳ７）。送受信部２２では送信命令に応じてフレームを作成してそのフレームを無線信号にて送信することが行われる（ステップＳ８）。具体的には、フレーム形成部２０５においてホスト部２１からの送信指令に応じてその送信指令に含まれる送信データにＣＲＣを付加することによりフレームが形成される。フレーム形成部２０５から入力されるフレームは変調回路２０６で変調され、変調後のフレームがＲＦ回路２０１によって所定の周波数の無線信号とされ、それがアンテナ２３を介して送信される。なお、ステップＳ５で作成されたフレームのデータ長或いはデータ部分にはカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴがデータとして含まれることが示されるので、このフレームの受信側の通信装置１ではカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴの存在を判断することができる。
【００３８】
カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴをフレーム中に含む無線信号は通信装置１のアンテナ１３を介して送受信部１２によって受信され、無線信号からフレーム内のデータ長を含む有効データが受信ＦＩＦＯ１０４に保存される（ステップＳ９）。
【００３９】
ホスト部１２はフレームの受信終了のタイミングで受信ＦＩＦＯ１０４に保存されたカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴを読み取り（ステップＳ１０）、カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴに基づいてプリアンブル長の最適値を算出する（ステップＳ１１）。プリアンブル長の最適値の算出方法としては、先ず、減少バイト数＝（ＰＢ＿ＣＯＵＮＴ−ＳＦＤ長）／８が算出される。この減少バイト数の算出では小数点以下が切り捨てられる。ＰＢ＿ＣＯＵＮＴ−ＳＦＤ長は図６のビット同期検出時からＳＦＤの開始時点までのビット数である。８は１バイトのビット数である。そして、減少バイト数を用いてプリアンブル長の最適値（＝初期長−減少バイト数）が算出される。例えば、減少バイト数が１バイトであり、プリアンブルの初期長が４バイトならば、プリアンブル長の最適値は３バイトとなる。
【００４０】
ホスト部１１はプリアンブル長の最適値を算出すると、送受信部１２に対してプリアンブル長の最適値を適用した送信データを作成して（ステップＳ１２）、その送信データ含む送信命令を発する（ステップＳ１３）。送受信部１２では送信命令に応じてフレームを作成してそのフレームを無線信号にて送信することが行われる（ステップＳ１４）。すなわち、ホスト部１１からの送信指令に含まれる送信データ（プリアンブル、ＳＦＤ、データ長、アドレス、及びデータ）のプリアンプルの長さが最適値とされる。
【００４１】
このように、通信装置２で実際に無線信号として受信されたフレームのビット同期検出時点からＳＦＤ検出時点までのビット数に応じて通信装置１では最適なプリアンブル長が設定され、そのような最適な長さのプリアンブルのフレームを無線信号として送信することが行われるので、その無線信号の受信する通信装置２ではビット同期検出後に不必要なプリアンブル受信期間が続くことなくＳＦＤの受信に移行することができる。よって、フレーム送信時の伝送環境に応じて最適なプリアンブル長を設定することができ、また、通信装置１，２間でフレームを効率よく送受信することができるので、データ通信システムのスループットの向上を図ることができる。特に、通信装置１がフレームを続けて送信する場合には全体的なデータ伝送時間を短縮化することができる。
【００４２】
なお、上記した実施例において、通信装置２の復調回路２０２が同期検出手段に相当し、ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７が同期位置情報生成手段に相当する。通信装置１のホスト部１１がプリアンブル長算出手段及び送信命令手段に相当する。また、ステップＳ２２が同期検出ステップに相当し、ステップＳ２５及びＳ５が同期位置情報生成ステップに相当する。更に、ステップＳ１１がプリアンブル長算出ステップに相当し、ステップＳ１３が送信命令ステップに相当する。
【００４３】
また、上記した実施例においては、ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７はビット同期検出時点からＳＦＤ検出時点までのビット数をカウントしているが、これに限定されない。例えば、ビット同期検出時点からフレームのデータ長終了時点までのビット数、ビット同期検出時点からフレームのアドレス終了時点までのビット数、更にはビット同期検出時点からフレームの終了までのビット数をカウントしても良い。また、同期検出開始時点から同期検出時点までのビット数をカウントしても良い。すなわち、ビット同期検出時点がフレーム中のどこの位置であるのかを示すことができれば良い。
【００４４】
また、上記した実施例においては、プリアンブル長の最適値の算出を通信装置１側で行っているが、これは通信装置２のホスト部２１がカウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴに応じてプリアンブル長の最適値の算出し、カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴに代えてプリアンブル長の最適値を含むフレームを無線信号として通信装置１に送信するようにしても良い。また、ホスト部１１に代わって送受信部１２又は２２がプリアンブル長の最適値を算出しても良い。
【００４５】
更に、上記した実施例においては、通信装置１から通信装置２に送信するフレームのプリアンブルの長さに対する最適化だけを行っているが、通信装置１に上記したＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路２０７及びＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路２０８に相当する構成を備えて通信装置２から通信装置１に送信するフレームのプリアンブルの長さも同様の動作により最適化しても良いことは勿論である。また、プリアンブル長の最適値の算出方法については上記した実施例に示した方法に限定されないことなく、カウント値ＰＢ＿ＣＯＵＮＴに応じて他の算出方法を用いてプリアンブル長の最適値を算出しても良い。
【００４６】
また、上記した実施例においては、通信装置１，２間でフレームを無線信号として送受信する無線通信システムを示したが、本発明はこれに限定されず、フレームを有線信号としてケーブル等の伝送線を介して伝送する有線通信システムにも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１，２ 通信装置
１１，２１ ホスト部
１２，２２ 送受信部
１０１，２０１ ＲＦ回路
１０２，２０２ 復調回路
１０３，２０３ ＳＦＤ検出回路
１０４，２０４ 受信ＦＩＦＯ
２０７ ＰＢ＿ＳＦＤカウンタ回路
２０８ ＰＢ＿ＳＦＤレジスタ回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１通信装置と第２通信装置とを備え、プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で送受信するデータ通信システムであって、
前記第１通信装置から送信されて前記第２通信装置において受信されたフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出手段と、
前記第２通信装置の受信フレーム中の前記同期検出手段によるビット同期検出位置を示す同期位置情報を生成する同期位置情報生成手段と、
前記同期位置情報に基づいて前記プリアンブルの長さの最適値を算出するプリアンブル長算出手段と、
前記最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームの前記第１通信装置から前記第２通信装置への送信を命令する送信命令手段と、を備えることを特徴とするデータ通信システム。
【請求項２】
前記同期位置情報生成手段は、前記同期検出手段によるビット同期検出時点から前記受信フレーム中の前記ＳＦＤの検出時点までの前記受信フレームのビット数を計数するカウンタ手段を含み、
前記カウンタ手段によって計数された前記ビット数を前記同期位置情報とすることを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項３】
前記プリアンブル長算出手段は、前記ビット数から前記ＳＦＤのビット数を差し引いて得られた値に基づいたバイト数だけ前記プリアンプルのバイト数を減らすことにより前記最適値を算出することを特徴とする請求項２記載のデータ通信システム。
【請求項４】
前記第２通信装置は、前記同期検出手段と前記同期位置情報生成手段とを備え、
前記同期位置情報をフレームの前記データに含むフレームを作成してそれを前記第１通信装置に向けて送信する送信手段を更に備え、
前記第１通信装置は、前記プリアンブル長算出手段と前記送信命令手段とを備え、
前記送信手段によって送信されたフレームを受信して当該フレーム中から前記同期位置情報を取り出す手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項５】
前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で前記フレームが無線信号として送受信されることを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項６】
第１通信装置と第２通信装置とを備え、プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で送受信するデータ通信システムのプリアンプル長最適化方法であって、
前記第１通信装置から送信されて前記第２通信装置において受信されたフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出ステップと、
前記第２通信装置の受信フレーム中の前記同期検出ステップによるビット同期検出位置を示す同期位置情報を生成する同期位置情報生成ステップと、
前記同期位置情報に基づいて前記プリアンブルの長さの最適値を算出するプリアンブル長算出ステップと、
前記最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームでの前記第１通信装置から前記第２通信装置への送信を命令する送信命令ステップと、を備えることを特徴とするプリアンプル長最適化方法。
【請求項７】
プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを受信する通信装置であって、
受信したフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出手段と、
前記受信したフレーム中の前記同期検出手段によるビット同期検出位置を示す同期位置情報を生成する同期位置情報生成手段と、
前記受信したフレームの送信元の通信装置が前記同期位置情報に基づいた前記プリアンブルの長さの最適値を得るために前記同期位置情報又は前記最適値を前記データに含むフレームを作成してそれを前記送信元の通信装置に向けて送信する送信手段と、を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１】
第１通信装置と第２通信装置とを備え、プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で送受信するデータ通信システムであって、
前記第１通信装置から送信されて前記第２通信装置において受信されたフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出手段と、
前記第２通信装置の受信フレーム中の前記同期検出手段によるビット同期検出位置を示す同期位置情報を生成する同期位置情報生成手段と、
前記同期位置情報に基づいて前記プリアンブルの長さの最適値を算出するプリアンブル長算出手段と、
前記最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームの前記第１通信装置から前記第２通信装置への送信を命令する送信命令手段と、を備えることを特徴とするデータ通信システム。
【請求項２】
前記同期位置情報生成手段は、前記同期検出手段によるビット同期検出時点から前記受信フレーム中の前記ＳＦＤの検出時点までの前記受信フレームのビット数を計数するカウンタ手段を含み、
前記カウンタ手段によって計数された前記ビット数を前記同期位置情報とすることを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項３】
前記プリアンブル長算出手段は、前記ビット数から前記ＳＦＤのビット数を差し引いて得られた値に基づいたバイト数だけ前記プリアンプルのバイト数を減らすことにより前記最適値を算出することを特徴とする請求項２記載のデータ通信システム。
【請求項４】
前記第２通信装置は、前記同期検出手段と前記同期位置情報生成手段とを備え、
前記同期位置情報をフレームの前記データに含むフレームを作成してそれを前記第１通信装置に向けて送信する送信手段を更に備え、
前記第１通信装置は、前記プリアンブル長算出手段と前記送信命令手段とを備え、
前記送信手段によって送信されたフレームを受信して当該フレーム中から前記同期位置情報を取り出す手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項５】
前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で前記フレームが無線信号として送受信されることを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項６】
第１通信装置と第２通信装置とを備え、プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で送受信するデータ通信システムのプリアンプル長最適化方法であって、
前記第１通信装置から送信されて前記第２通信装置において受信されたフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出ステップと、
前記第２通信装置の受信フレーム中の前記同期検出ステップによるビット同期検出位置を示す同期位置情報を生成する同期位置情報生成ステップと、
前記同期位置情報に基づいて前記プリアンブルの長さの最適値を算出するプリアンブル長算出ステップと、
前記最適値に基づいた長さのプリアンブルを含むフレームでの前記第１通信装置から前記第２通信装置への送信を命令する送信命令ステップと、を備えることを特徴とするプリアンプル長最適化方法。
【請求項７】
プリアンブル、ＳＦＤ及びデータをその順に含むフレームを受信する通信装置であって、
受信したフレーム中の前記プリアンブルに基づいてビット同期を検出する同期検出手段と、
前記受信したフレーム中の前記同期検出手段によるビット同期検出位置を示す同期位置情報を生成する同期位置情報生成手段と、
前記受信したフレームの送信元の通信装置が前記同期位置情報に基づいた前記プリアンブルの長さの最適値を得るために前記同期位置情報又は前記最適値を前記データに含むフレームを作成してそれを前記送信元の通信装置に向けて送信する送信手段と、を備えることを特徴とする通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２１５４６（Ｐ２０１３−２１５４６Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３９５１（Ｐ２０１１−１５３９５１）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（３０８０３３７１１）ラピスセミコンダクタ株式会社 (898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（３０８０３３７１１）ラピスセミコンダクタ株式会社 (898)
【Ｆターム（参考）】
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