説明

通信方法及び通信システム

【課題】マッピング情報を変更する際に破棄されてしまうデータを削減すること。
【解決手段】第一通信装置が、時分割多重のデータがマッピングされるチャネルを表すマッピング情報を含む制御用ヘッダーを生成し、マッピング情報に従って時分割多重のデータ及び他形式のデータを各チャネルにマッピングし、時分割多重のデータ及び他形式のデータがマッピングされた信号及び制御用ヘッダーを送信し、第二通信装置が、時分割多重のデータ及び他形式のデータがマッピングされた信号及び制御用ヘッダーを受信し、制御用ヘッダーからマッピング情報を取得し、マッピング情報に従って、信号の各チャネルから時分割多重のデータ及び他形式のデータをそれぞれ取得する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、時分割多重通信のデータと他形式の通信のデータとを混在させて通信するための技術に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、トラフィックの膨大な増加と共に、サービス事業者のネットワーク構成が大規模化している。また、モバイルバックホール領域において、全ての通信をIP(Internet Protocol)化する動きがある。これらの動きに伴い、TDM(Time Division Multiplex)からイーサネット(登録商標;以下同様)への移行が顕在化している。そのため、イーサネットの増設およびTDMの減設の要求が増えている。ただし、急激に全てのTDMをイーサネットに置き換えることは困難である。そのため、TDMのデータとイーサネットのデータとを混在させて伝送する技術が提案されている(特許文献1参照)。
【0003】
従来は、イーサネットのデータをTDM通信のチャネルにマッピングし、複数チャネルをカプセル化することによって一つのフレームを生成していた。イーサネットのデータをTDM通信のチャネルにマッピングする際には、予め送信側と受信側とで設定されているマッピング情報に従ってマッピングが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−349782号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
送信側と受信側とでマッピング情報が異なると、無線フレームからのカプセル解除の際に受信側でデータを正しく復元することができない。その場合、復元できなかったデータは、不正データとして破棄されてしまう。したがって、送信側か受信側においてマッピング情報の変更が生じると、両者のマッピング情報を合致させるまではデータが破棄されてしまうおそれがあった。
【0006】
上記事情に鑑み、本発明は、マッピング情報を変更する際に破棄されてしまうデータを削減する技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、時分割多重のデータと他形式のデータとを時分割多重して、第一通信装置及び第二通信装置の間で通信する通信方法であって、前記第一通信装置が、前記時分割多重のデータがマッピングされるチャネルを表すマッピング情報を含む制御用ヘッダーを生成するステップと、前記マッピング情報に従って前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータを各チャネルにマッピングするマッピングステップと、前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータがマッピングされた信号及び前記制御用ヘッダーを送信するステップと、前記第二通信装置が、前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータがマッピングされた信号及び前記制御用ヘッダーを受信するステップと、前記制御用ヘッダーから前記マッピング情報を取得するステップと、前記マッピング情報に従って、前記信号の各チャネルから前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータをそれぞれ取得する解除ステップと、を有する通信方法である。
【0008】
本発明の一態様は、時分割多重のデータと他形式のデータとを時分割多重して、第一通信装置及び第二通信装置の間で通信する通信システムであって、前記第一通信装置は、前記時分割多重のデータがマッピングされるチャネルを表すマッピング情報を含む制御用ヘッダーを生成し、前記マッピング情報に従って前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータを各チャネルにマッピングするフレーム生成部と、前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータがマッピングされた信号及び前記制御用ヘッダーを送信する送信部と、を備え、前記第二通信装置は、前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータがマッピングされた信号及び前記制御用ヘッダーを受信する受信部と、前記制御用ヘッダーから前記マッピング情報を取得し、前記マッピング情報に従って、前記信号の各チャネルから前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータをそれぞれ取得する分解部と、を備える通信システムである。
【発明の効果】
【0009】
本発明により、マッピング情報を変更する際に破棄されてしまうデータを削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】通信システムのシステム構成を表すシステム構成図である。
【図2】通信システムにおいて送受信される無線フレームの概略を表す図である。
【図3】通信装置が備える無線通信部の構成を表す図である。
【図4】回線信号処理部の詳細な機能構成を表す図である。
【図5】送信時のデータ処理の概略を示す図である。
【図6】受信時のデータ処理の概略を示す図である。
【図7】制御用ヘッダーのフレーム構成図である。
【図8】マッピング情報を指定する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図9】回線信号処理部が無線フレームを生成する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図10】回線信号処理部が無線フレームを受信した際の処理の流れ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】
【0011】
図1は、通信システム1のシステム構成を表すシステム構成図である。通信システム1は、複数台の通信装置100と、各通信装置100が接続されているIPネットワーク200及びTDMネットワーク300を含む。例えば、左側の通信装置100が送信側であり、右側の通信装置100が受信側である。
【0012】
送信側の通信装置100は、IPネットワーク200からイーサネットのデータ(以下、「イーサネットデータ」という。)を受信する。また、送信側の通信装置100は、TDMネットワーク300からTDMのデータ(以下、「TDMデータ」という。)を受信する。送信側の通信装置100は、TDMデータとイーサネットデータとを混在させた無線フレームを生成し、送信する。受信側の通信装置100は、無線フレームを受信すると、無線フレームからTDMデータとイーサネットデータとを復元する。そして、受信側の通信装置100は、復元したイーサネットデータをIPネットワーク200へ、復元したTDMデータをTDMネットワーク300へ、それぞれ送信する。
【0013】
図2は、通信システム1において送受信される無線フレームの概略を表す図である。通信装置100は、複数の無線フレーム410を送信する。一つの無線フレーム410は、無線データ部411、TDMOH(Time Division Multiplex Over Head)412、制御OH(制御オーバーヘッド(Over Head))413を含む。無線データ部411は、TDMデータとイーサネットデータとがカプセル化されることによって生成される。TDMOH412は、TDM通信用のオーバーヘッドである。制御OH413については後述する。
【0014】
図3は、通信装置100が備える無線通信部500の構成を表す図である。無線通信部500は、回線信号処理部600、変復調部700、送受信部800を備える。
まず、無線通信部500が備える各構成の送信時の処理について説明する。回線信号処理部600は、通信装置100が送信しようとするTDMデータ及びイーサネットデータを通信装置100の不図示のデータ処理部から受信する。データ処理部は、IPネットワーク200から受信したデータ及びTDMネットワーク300から受信したデータを中継するための処理を行う。回線信号処理部600は、受信したTDMデータ及びイーサネットデータを無線フレームにカプセル化する。回線信号処理部600は、上述したカプセル化を行う際に、TDMオーバーヘッド(TDMOH412)と、制御用ヘッダー(制御用OH413)とを、ヘッダーとして付与する。
【0015】
制御用ヘッダーは、TDMデータが無線フレームのどのチャネルにマッピングされたかを表すマッピング情報を含む。マッピング情報は、例えば無線データ部411においてTDMデータがマッピングされているチャネルの数を示しても良い。変復調部700は、無線フレームを無線信号に変調する。送受信部800は、無線信号を他の通信装置100へ送信する。
【0016】
次に、無線通信部500が備える各構成の受信時の処理について説明する。送受信部800は、他の通信装置100から送信された無線信号を受信する。変復調部700は、無線信号を復調し無線フレームを復元する。回線信号処理部600は、制御用ヘッダーに基づいて無線フレームのカプセル化を解除し、TDMデータ及びイーサネットデータを復元する。そして、回線信号処理部600は、TDMデータ及びイーサネットデータを装置内のデータ処理部へ送信する。
【0017】
図4は、回線信号処理部600の詳細な機能構成を表す図である。回線信号処理部600は、データ受信部601、Ether多重部602、TDMOH多重部603、TDMデータ多重部604、無線フレーム生成部605、マッピング情報指定部606、無線フレーム分割部611、Ether分割部612、TDMOH分割部613、TDMデータ分割部614、データ送信部615を備える。
【0018】
データ受信部601は、通信装置100のデータ処理部から受信するイーサネットデータ及びTDMデータの各信号を終端する。データ受信部601は、イーサネットデータをEther多重部602へ送信する。データ受信部601は、TDMデータのうち、装置内TDM通信に使用されるTDMオーバーヘッドをTDMOH多重部603へ送信する。データ受信部601は、TDMデータのうち、TDMオーバーヘッドを除く残りの部分のデータ(以下、「TDMペイロード」という。)をTDMデータ多重部604へ送信する。
【0019】
Ether多重部602は、イーサネットデータを無線フレーム用に多重する。具体的には、Ether多重部602は、通信装置100間で行われるTDM通信の各チャネルにイーサネットデータをマッピングすることによって、イーサネットデータを時分割多重する。そして、Ether多重部602は、多重化されたイーサネットデータを無線フレーム生成部605へ送信する。
【0020】
TDMOH多重部603は、TDMOHを無線フレーム用に多重する。そして、TDMOH多重部603は、多重化されたTDMOHを無線フレーム生成部605へ送信する。
TDMデータ多重部604は、TDMペイロードを無線フレーム用に多重する。具体的には、TDMデータ多重部604は、通信装置100間で行われるTDM通信の各チャネルにTDMペイロードをマッピングすることによって時分割多重する。そして、TDMデータ多重部604は、多重化されたTDMペイロードを無線フレーム生成部605へ送信する。
【0021】
マッピング情報指定部606は、一つの無線フレームにマッピングされるTDMデータのチャネル数の指定を外部から受け付ける。外部からの指定はどのような形態で行われても良い。例えば、通信装置100や無線通信部500に接続されたキーボード等の入力装置が人に操作されることによってチャネル数が指定されても良い。例えば、通信装置100や無線通信部500に接続された情報処理装置が人に操作されることによってチャネル数が指定されても良い。例えば、通信装置100や無線通信部500と有線通信又は無線通信を行う遠隔地の情報処理装置が人に操作されることによってチャネル数が指定されても良い。マッピング情報指定部606は、指定されたチャネル数(マッピング情報)を記憶する。
【0022】
無線フレーム生成部605は、マッピング情報指定部606からマッピング情報を読み出す。無線フレーム生成部605は、読み出したマッピング情報に従って、受信した各データを無線フレームにカプセル化する。また、無線フレーム生成部605は、マッピング情報を表す制御用ヘッダーを生成し、無線フレームに付与する。そして、無線フレーム生成部605は、無線フレームを変復調部700に送信する。
【0023】
無線フレーム分割部611は、変復調部700から無線フレームを受信する。無線フレーム分割部611は、受信した無線フレームの制御用ヘッダーに示されているマッピング情報を読み出す。無線フレーム分割部611は、マッピング情報に従って無線フレームを分割する。具体的には、無線フレーム分割部611は、無線フレームを、多重化されたイーサネットデータ、多重化されたTDMオーバーヘッド、多重化されたTDMペイロードに分割する。そして、無線フレーム分割部611は、多重化されたイーサネットデータをEther分割部612へ、多重化されたTDMオーバーヘッドをTDMOH分割部613へ、多重化されたTDMペイロードをTDMデータ分割部614へ、それぞれ送信する。
【0024】
Ether分割部612は、無線フレーム用に多重されたイーサネットデータを分割し、イーサネットデータを復元する。そして、Ether分割部612は、データ送信部615へイーサネットデータを送信する。TDMOH分割部613は、無線フレーム用に多重されたTDMオーバーヘッドを分割し、TDMオーバーヘッドを復元する。そして、TDMOH分割部613は、データ送信部615へTDMオーバーヘッドを送信する。TDMデータ分割部614は、無線フレーム用に多重されたTDMペイロードを分割し、TDMペイロードを復元する。そして、TDMデータ分割部614は、データ送信部615へTDMペイロードを送信する。
【0025】
データ送信部615は、Ether分割部612から受信したイーサネットデータを、データ処理部へ送信する。データ送信部615は、TDMOH分割部613から受信したTDMオーバーヘッドと、TDMデータ分割部614から受信したTDMペイロードとを組み合わせることによりTDMデータを復元し、データ処理部へ送信する。
【0026】
図5は、送信時のデータ処理の概略を示す図である。図5において、TDMと記載された矩形はTDMデータを表し、ETHと記載された矩形はイーサネットデータを表す。無線フレーム生成部605は、マッピング情報指定部606によって指定されたチャネル数分のチャネルに、多重化されたTDMオーバーヘッド及び多重化されたTDMペイロードをマッピングする。図5の場合は、TDMOH(1)には、多重化されたTDMオーバーヘッドがマッピングされている。TDM(1)〜TDM(M)には、多重化されたTDMペイロードがマッピングされている。
【0027】
無線フレーム生成部605は、一つの無線データ部411に含まれるチャネル数(以下、「全チャネル数」という。)を予め記憶していても良い。無線フレーム生成部605は、全チャネル数から、マッピング情報指定部606によって指定されたチャネル数(図5の場合はM+1)を減算することによって、イーサネットデータをマッピングするチャネル数(図5の場合はN)を算出する。無線フレーム生成部605は、このようにして算出した数のチャネルに、多重化されたイーサネットデータをマッピングする。ETH(1)〜ETH(N)には、多重化されたイーサネットデータがマッピングされている。無線フレーム生成部605には、予めイーサネットデータとTDMデータとのどちらを無線データ部411の先頭側にマッピングするか設定されていても良い。例えば、図5の場合は、TDMデータが無線データ部411の先頭側にマッピングされており、イーサネットデータはTDMデータの後方にマッピングされている。
【0028】
無線フレーム生成部605は、自身が行った時分割多重に関するヘッダー情報を生成し、TDMオーバーヘッド412(TDMOH412)として無線データ部411に付与する。また、無線フレーム生成部605は、マッピング情報指定部606から読み出したマッピング情報を表す制御用ヘッダーを生成し、制御OH413として無線データ部411に付与する。このような処理によって無線フレーム410が生成される。
【0029】
図6は、受信時のデータ処理の概略を示す図である。図6における各記載が表す事項は、図5の同記載が表す事項と同じである。無線フレーム分割部611は、無線フレームに含まれる制御用ヘッダー(制御OH413)を抽出し、この無線フレームにマッピングされているTDMデータ及びイーサネットデータそれぞれのチャネル数を取得する。例えば、無線フレーム分割部611は、制御OH413に設定されているチャネル数分のチャネルを無線データ部411の先頭側からカウントし、カウントされたチャネルのデータを、多重化されたTDMデータ(TDMOH及びTDMペイロード)として抽出する。そして、無線フレーム分割部611は、無線データ部411の残るチャネルのデータを、多重化されたイーサネットデータとして抽出する。
【0030】
図7は、制御用ヘッダーのフレーム構成図である。制御用ヘッダー413は、Reserve領域4131と、TDMマッピング数領域4132とを備える。制御用ヘッダーは、例えば16ビットのデータ列で構成され、前半8ビット分の領域がReserve領域4131であり、後半8ビットがTDMマッピング数領域である。制御用ヘッダーが2進数“0000000000001100”である場合、TDMマッピング数領域4132は、10進数の“12”を示している。このような制御用ヘッダー413、無線フレームの無線データ部411にマッピングされているTDMデータのチャネル数が12チャネルであり、残りの全てのチャネルにはイーサネットデータがマッピングされている。なお、Reserve領域4131は拡張用の領域であり、例えば全てのビットが“0”である。
【0031】
図8は、マッピング情報を指定する際の処理の流れを示すフローチャートである。人がキーボード等を操作してマッピング情報を指定すると、マッピング情報指定部606が指定されたマッピング情報を受け付ける。そして、マッピング情報指定部606が指定されたマッピング情報を記憶することによって、マッピング情報の設定が完了する(ステップS101)。
【0032】
図9は、回線信号処理部600が無線フレームを生成する際の処理の流れを示すフローチャートである。まず、無線フレーム生成部605が、マッピング情報指定部606からマッピング情報を読み取る(ステップS201)。次に、無線フレーム生成部605が、読み出したマッピング情報に基づいて、制御用ヘッダーを生成する(ステップS202)。次に、無線フレーム生成部605が、TDMOH多重部603から受信したTDMオーバーヘッドを無線データ部411にマッピングする(ステップS203)。次に、無線フレーム生成部605が、TDMデータ多重部604から受信したTDMペイロードを、マッピング情報に従って、無線データ部411にマッピングする(ステップS204,ステップS205)。具体的には、無線フレーム生成部605は、マッピング情報に示されるチャネル数になるまで、TDMペイロードをマッピングする。次に、無線フレーム生成部605が、残りのチャネル全てにイーサネットデータをマッピングする(ステップS206)。無線フレーム1つ分の多重処理が完了したら(ステップS207−YES)、無線フレーム生成部605は、生成した無線フレームを変復調部700に送信し、次の無線フレームを生成する処理を繰り返し実行する。なお、1つの無線フレームのサイズは、変調方式によって可変である。
【0033】
図10は、回線信号処理部600が無線フレームを受信した際の処理の流れを示すフローチャートである。まず、無線フレーム生成部611が、送受信部800によって受信され変復調部700によって復調された無線フレームを、変復調部700から受信する(ステップS301)。次に、無線フレーム分割部611が、受信した無線フレームから制御用ヘッダーを読み込む(ステップS302)。次に、無線フレーム分割部611が、多重されたTDMOHを無線データ部411の先頭部分から取り出し、TDMOH分割部613へ送信する(ステップS303)。次に、無線フレーム分割部611が、制御用ヘッダーからマッピング情報を読み出す。無線フレーム分割部611は、マッピング情報に示されているチャネル数と一致するまで、無線データ部411の各チャネルからTDMデータを取り出す。無線フレーム分割部611は、取り出したTDMデータをTDMデータ分割部614へ送信する(ステップS304,S305)。次に、無線フレーム分割部611は、残りを全てのチャネルからイーサネットデータを取り出し、Ether分割部612へ送信する(ステップS306,S307−YES)。
【0034】
上述した通信システム1では、マッピング情報を変更する際に破棄されてしまうデータを削減することが可能となる。効果の詳細は以下の通りである。
例えば、TDMの帯域を減らしてイーサネットの帯域を増やす場合、従来は、送信側の通信装置100と受信側の通信装置100のどちらか一方のマッピング情報を変更した時点で、データの廃棄が生じてしまう。データの廃棄は、送信側と受信側とでお互いのマッピング情報が一致するまで続いてしまう。モバイルバックホール領域においても高品質化が求められているため、データの廃棄(ロス)は許されない。場合によっては、増減設の際は完全にデータを停止してから実施しなければいけない。
【0035】
これに対し、上述した通信システム1では、送信側でマッピング情報を変更すると、変更されたマッピング情報が無線フレームとして受信側に送信される。受信側では、送信されてきたマッピング情報に基づいて、このマッピング情報とともに送信されてきた無線フレームを分割し、TDMデータやイーサネットデータを復元する。そのため、送信側でマッピング情報の変更が反映された直後から、受信側との間でマッピング情報を一致させることができる。したがって、データの廃棄の発生を低減させることが可能と鳴る。
【0036】
また、上述した通信システム1は、従来からある装置を大幅に変更することなく実現することが可能である。すなわち、通信システム1は、従来の通信システムに対し回線信号処理部600の無線フレーム生成部605及びマッピング情報指定部606を追加することで実現できる。そのため、例えば従来のハードウェアを変更することなく、FPGA(Field-Programmable Gate Array)のバージョンアップだけで実現することが可能である。
【0037】
<変形例>
上述した説明では、TDMOHとTDMデータとを分けて処理が行われている。しかし、TDMOHは装置内通信用に使用するため、TDMOH多重部603及びTDMOH分割部613が無い構成であっても良い。また、TDMデータ多重部604がTDMOH多重部603の処理も行い、TDMデータ分割部614がTDMOH分割部613の処理も行うように構成されても良い。
上述した説明における制御用ヘッダーのフレームサイズは、上記説明と異なる長さであっても良い。
TDMのデータと混在して送信されるデータは、イーサネットのデータに限定される必要は無い。
通信装置100が行う通信は無線通信に限定される必要は無く、有線通信であっても良い。
【0038】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0039】
1…通信システム, 200…IPネットワーク, 300…TDMネットワーク, 410…無線フレーム, 411…無線データ部, 412…TDMOH, 413…制御OH, 500…無線通信部, 600…回線信号処理部, 700…変復調部, 800…送受信部, 601…データ受信部, 602…Ether多重部, 603…TDMOH多重部, 604…TDMデータ多重部, 605…無線フレーム生成部, 606…マッピング情報指定部, 611…無線フレーム分割部, 612…Ether分割部, 613…TDMOH分割部, 614…TDMデータ分割部, 615…データ送信部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
時分割多重のデータと他形式のデータとを時分割多重して、第一通信装置及び第二通信装置の間で通信する通信方法であって、
前記第一通信装置が、
前記時分割多重のデータがマッピングされるチャネルを表すマッピング情報を含む制御用ヘッダーを生成するステップと、
前記マッピング情報に従って前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータを各チャネルにマッピングするマッピングステップと、
前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータがマッピングされた信号及び前記制御用ヘッダーを送信するステップと、
前記第二通信装置が、
前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータがマッピングされた信号及び前記制御用ヘッダーを受信するステップと、
前記制御用ヘッダーから前記マッピング情報を取得するステップと、
前記マッピング情報に従って、前記信号の各チャネルから前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータをそれぞれ取得する解除ステップと、
を有する通信方法。
【請求項2】
前記マッピングステップは、
前記第一通信装置が、前記マッピング情報に従って前記時分割多重のデータを各チャネルにマッピングするステップと、
前記第一通信装置が、前記時分割多重のデータがマッピングされていない残りの各チャネルに前記他形式のデータをマッピングするステップと、
を有し、
前記解除ステップは、
前記第二通信装置が、前記マッピング情報に従って、前記信号の各チャネルから前記時分割多重のデータを取得するステップと、
前記第二通信装置が、前記時分割多重のデータがマッピングされていない残りの各チャネルから、前記他形式のデータを取得するステップと、
を有する請求項1に記載の通信方法。
【請求項3】
時分割多重のデータと他形式のデータとを時分割多重して、第一通信装置及び第二通信装置の間で通信する通信システムであって、
前記第一通信装置は、
前記時分割多重のデータがマッピングされるチャネルを表すマッピング情報を含む制御用ヘッダーを生成し、前記マッピング情報に従って前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータを各チャネルにマッピングするフレーム生成部と、
前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータがマッピングされた信号及び前記制御用ヘッダーを送信する送信部と、を備え、
前記第二通信装置は、
前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータがマッピングされた信号及び前記制御用ヘッダーを受信する受信部と、
前記制御用ヘッダーから前記マッピング情報を取得し、前記マッピング情報に従って、前記信号の各チャネルから前記時分割多重のデータ及び前記他形式のデータをそれぞれ取得する分解部と、
を備える通信システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−12876(P2013−12876A)
【公開日】平成25年1月17日(2013.1.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−143823(P2011−143823)
【出願日】平成23年6月29日(2011.6.29)
【出願人】(000004237)日本電気株式会社 (19,353)
【Fターム(参考)】