JP4139257B2 - Wireless packet communication method and wireless packet communication device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、利用可能な複数の伝送速度の中から一の伝送速度を選定してOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重) 信号を伝送する無線パケット通信方法および無線パケット通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
無線パケット通信は、無線LANをはじめとする様々なシステムで採用されている通信形態である。無線LANの規格については、IEEE802.11委員会で標準化が進められているが、その中に変調方式としてOFDMを採用しているIEEE802.11a規格やIEEE802.11g規格がある。このIEEE802.11a規格などの物理層では、複数の伝送速度が規定されているので、送信するパケットごとに利用可能な伝送速度の中から一の伝送速度を選定するための伝送速度選定機能が必要となる。
【0003】
図5は、伝送速度選定機能を含む従来の無線パケット通信装置の構成例を示す(非特許文献1)。図において、送信回路11は入力された送信データフレームに対して、伝送速度選定回路17が選定した伝送速度に応じた適切な変調処理および送信処理を行い、送信アンテナ12を介して無線パケット信号として送信する。同時に送信回路11は、送信完了を示す送信完了信号を伝送成否判定回路15へ出力する。伝送成否判定回路15は、この送信完了信号を受けると経過時間Tの計数を開始する。
【0004】
一方、通信相手の無線パケット装置は、無線パケット信号を正常に受信するとその旨を示す無線制御信号(到達確認信号)を送信する。受信回路14は、受信アンテナ13を介してこの到達確認信号を受信すると伝送成否判定回路15へ通知する。伝送成否判定回路15は、経過時間Tが所定時間T0 を経過する前に、対応する到達確認信号が入力されたことをもって送信データフレームの伝送が成功したと判断し、伝送成否回数算出回路16へ通知する。なお、経過時間Tが所定時間T0 を超過しても到達確認信号が入力されずにタイムアウトすると、対応する送信データフレームの伝送が失敗したと判断する。
【0005】
伝送成否回数算出回路16は、直近の連続伝送成功回数Sおよび連続伝送失敗回数Fを記憶しており、その値は伝送成否判定回路15から入力される伝送成否の判定結果によって更新される。例えば、伝送失敗後に3回連続して伝送が成功すると、S:3、F:0となり、その後に伝送が失敗すると、S:0、F:1となる。伝送速度選定回路17は、内部に伝送速度増加用閾値U、伝送速度減少用閾値Dおよび伝送速度定着用閾値Cの3つのパラメータを保持し、以下の規則に従って次回の送信に用いる伝送速度を選定する。
【0006】
伝送速度選定回路17は、連続伝送成功回数Sをカウントして伝送速度増加用閾値Uに達すると(S≧U)、現在使用中の伝送速度よりも一段階高い伝送速度が利用可能であれば、その伝送速度を次回の送信時に使用する伝送速度として選定し、連続伝送成功回数Sを0にクリアする。その後、伝送成功が伝送速度定着用閾値Cの回数だけ連続する前に(S≧Cとなる前に)伝送が失敗すると、ただちに元の伝送速度に戻す。一方、伝送成功が伝送速度定着用閾値Cの回数だけ連続すると(S≧C)、その伝送速度が定着したとみなし、その後に伝送が失敗した場合には連続伝送失敗回数Fのカウントに入る。
【0007】
連続伝送失敗回数Fをカウントして伝送速度減少用閾値Dに達すると(F≧D)、現在使用中の伝送速度よりも一段階低い伝送速度が利用可能であれば、その伝送速度を次回の送信時に使用する伝送速度として選定し、連続伝送失敗回数Fを0にクリアする。それ以外の場合(S<UかつF<D)は、現在使用中の伝送速度と同一の伝送速度を維持する。
【0008】
ここで、U=8、D=3、C=2の場合における伝送速度の増減パターンの一例を図6に示す。縦軸は伝送速度、横軸は伝送成否の経過を○と×で示す。このように、過去の送信成否情報を用いて伝搬路の状況を推定することにより、次回の送信において適切と考えられる伝送速度を選定することができる。
【0009】
【非特許文献1】
井上 他、「IEEE802.11無線LANにおけるレートアダプテーション機能」、2002年電子情報通信学会ソサイエティ大会、B-5-192
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
IEEE802.11a規格では、QPSKや16QAM等の変調方式と符号化率の組み合わせで伝送速度を規定している。一般に、同一の伝搬環境下であっても、変調方式や符号化率等が異なると、同一のパケット誤り率を得るために必要なCNRは異なる。そのため、一段階高い伝送速度を選定するための判断材料として、使用中の伝送速度における連続伝送成功回数Sを用いている従来の方法では、その条件(上記の例ではS≧U)を満たしたとしても、必ずしも一段階高い伝送速度にしたときに伝送が成功するとは限らない。
【0011】
例えば、端末がある伝送速度では安定的に通信できるが、さらにその上の伝送速度で通信を行うには通信品質が不十分であるようなCNRで通信している場合に、S≧Uになって一段階高い伝送速度に移行すると、その伝送速度での伝送が失敗することになる。ここで、S≧Cとなる前に(例えば伝送速度アップ後すぐに)伝送が失敗すると、ただちに元の伝送速度に戻るようにしているが、その伝送速度になると伝送成功が連続することになり、再度S≧Uになって一段階高い伝送速度に移行する。このように伝送成功と伝送失敗を繰り返すことにより、スループットが劣化する問題があった。
【0012】
なお、伝送速度定着用閾値Cを用いなければ、上記の伝搬路の状況で一旦伝送速度をアップすると、伝送速度減少用閾値Dに達するまで伝送失敗が繰り返されることになり、さらにスループットが劣化する。伝送速度定着用閾値Cを用いた制御は、これを改善するものとして提案されている。
【0013】
本発明は、一段階高い伝送速度へ移行すると伝送が失敗するような伝搬路の状況でも、連続伝送成功回数Sが伝送速度増加用閾値Uに達しただけで一段階高い伝送速度へ移行していた従来の問題点を考慮し、伝搬路の状況に応じて一段階高い伝送速度への移行を抑制することができる無線パケット通信方法および無線パケット通信装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、複数の伝送速度の中から一の伝送速度を選定してOFDM信号を伝送する際に、所定回数連続して伝送成功した場合に現在使用中の伝送速度より一段階高い伝送速度に移行する無線パケット通信方法において、所定回数連続して伝送成功したときに、伝搬路のCNR値と、1OFDMシンボルに含まれる全サブキャリアまたは一部のサブキャリアの信号振幅値または信号電力値の分散値を検出し、そのCNR値に対する分散値が前記一段階高い伝送速度で伝送成功が見込める値であるか否かによって推定し、伝送成功と推定されるときに一段階高い伝送速度へ移行し、伝送失敗と推定されるときには一段階高い伝送速度へ移行しないように制御する。この処理手順の一例を図1に示す。
【0015】
また、一段階高い伝送速度における伝送成否は、伝送速度ごとに伝送成否の履歴を蓄積し、伝送速度ごとに所定の伝送回数に対する伝送失敗回数の割合(パケット誤り率)、または所定期間における連続伝送成功回数の平均値、または所定期間中に所定回数以上連続して伝送成功した確率(連続伝送成功確率)のいずれかを用いて推定してもよい(請求項2)。
【0018】
請求項3に記載の発明は、複数の伝送速度の中から一の伝送速度を選定してOFDM信号を伝送する際に、所定回数連続して伝送成功した場合に現在使用中の伝送速度より一段階高い伝送速度に移行する無線パケット通信装置において、受信電力値または受信電力と相関が高い係数に基づいて伝搬路のCNR値を検出し、さらにOFDM信号のサブキャリアごとの信号振幅値または信号電力値に基づいて1OFDMシンボルに含まれる全サブキャリアまたは一部のサブキャリアの信号振幅値または信号電力値の分散値を検出する伝搬路情報生成回路と、所定回数連続して伝送成功し、分散値が一段階高い伝送速度およびCNR値に対して伝送成功が見込める値であり、かつその伝送速度が利用可能であれば、一段階高い伝送速度を次回の送信時に使用する伝送速度として選定する伝送速度選定回路とを備える。
【0019】
請求項4に記載の発明は、複数の伝送速度の中から一の伝送速度を選定してOFDM信号を伝送する際に、所定回数連続して伝送成功した場合に現在使用中の伝送速度より一段階高い伝送速度に移行する無線パケット通信装置において、伝送速度ごとに伝送成否の履歴を蓄積し、伝送速度ごとに所定の伝送回数に対する伝送失敗回数の割合(パケット誤り率)、または所定期間における連続伝送成功回数の平均値、または所定期間中に所定回数以上連続して伝送成功した確率(連続伝送成功確率)のいずれかの伝搬路情報を算出する伝搬路情報生成回路と、所定回数連続して伝送成功し、一段階高い伝送速度における伝搬路情報が伝送成功を見込める値であり、かつその伝送速度が利用可能であれば、一段階高い伝送速度を次回の送信時に使用する伝送速度として選定する伝送速度選定回路とを備える。
【0020】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図2は、本発明の無線パケット通信装置の第1の実施形態を示す。図において、送信回路11、送信アンテナ12、受信アンテナ13、受信回路14、伝送成否判定回路15、伝送成否回数算出回路16の構成により、送信データフレームの伝送成否に応じて、連続伝送成功回数Sおよび連続伝送失敗回数Fを更新する機能については、従来装置と同様である。
【0021】
本実施形態の特徴は、受信回路14が出力する受信電力値と装置固有の雑音指数に基づいて伝搬路のCNR値を検出するCNR値検出回路21と、CNR値検出回路21から出力される伝搬路のCNR値と、伝送成否回数算出回路16から出力される連続伝送成功回数Sおよび連続伝送失敗回数Fを判断材料として、送信回路11に対して次回の送信時に使用する伝送速度を選定する伝送速度選定回路22を備えるところにある。伝送速度選定回路22は、伝送速度増加用閾値U、伝送速度減少用閾値D、伝送速度定着用閾値C、さらに伝送速度ごとのCNR閾値の4つのパラメータを保持し、以下の規則に従って次回の送信に用いる伝送速度を選定する。
【0022】
伝送速度選定回路22は、連続伝送成功回数Sをカウントして伝送速度増加用閾値Uに達すると(S≧U)、CNR値検出回路21で得たCNR値と現在使用中の伝送速度よりも一段階高い伝送速度におけるCNR閾値とを比較し、CNR値がCNR閾値よりも大きくかつその伝送速度が利用可能であれば、現在使用中の伝送速度よりも一段階高い伝送速度を次回の送信時に使用する伝送速度として選定し、連続伝送成功回数Sを0にクリアする。また、S≧Uになっても、CNR値が一段階高い伝送速度におけるCNR閾値よりも小さければ、伝送速度をアップすることにより伝送失敗になる確率が高いと判断し、現在使用中の伝送速度を維持する。
【0023】
また、伝送速度をアップ後において連続伝送成功回数Sと伝送速度定着用閾値Cとの関係における伝送速度の選定、連続伝送失敗回数Fと伝送速度減少用閾値Dとの関係における伝送速度の選定については従来の伝送速度選定回路17と同様である。なお、本実施形態では、伝送成功確率が高い場合に一段階高い伝送速度に移行するので、伝送速度定着用閾値Cは必ずしも用いなくてもよい。
【0024】
このように、本実施形態の構成では、受信電力値から得た伝搬路のCNR値を用いて伝送速度を変更した後の伝送成功確率を推定することにより、従来のように伝送速度のアップ、伝送失敗、伝送速度のダウンを繰り返すような事態を回避することができる。
【0025】
なお、本実施形態のCNR値検出回路21では、受信信号(例えば到達確認信号)の受信電力値から伝搬路のCNR値を検出する構成であるが、AGC(自動利得制御)係数等の受信電力と相関の高い係数からCNR値を算出するようにしてもよい。また、受信信号に受信処理のためのプリアンブル信号を付加する場合には、このプリアンブル信号の受信電力値を用いてもよい。また、到達確認信号に先方の受信回路で検出した伝搬路のCNR値をデータとして付加し、そのCNR値を用いてもよい。また、各伝送速度におけるCNR閾値は、理論計算やシミュレーションあるいは実験等によって所定の伝送成功確率が得られる値があらかじめ設定されるものとする。
【0026】
(第2の実施形態)
図3は、本発明の無線パケット通信装置の第2の実施形態を示す。図において、送信回路11、送信アンテナ12、受信アンテナ13、受信回路14、伝送成否判定回路15、伝送成否回数算出回路16の構成により、送信データフレームの伝送成否に応じて、連続伝送成功回数Sおよび連続伝送失敗回数Fを更新する機能については、従来装置と同様である。
【0027】
本実施形態の特徴は、受信回路14が出力するOFDM信号のサブキャリアごとの信号電力値に基づいて1OFDMシンボルに含まれる全サブキャリアの信号電力値の分散値を検出する分散値検出回路23と、分散値検出回路23から出力される分散値と、伝送成否回数算出回路16から出力される連続伝送成功回数Sおよび連続伝送失敗回数Fを判断材料として、送信回路11に対して次回の送信時に使用する伝送速度を選定する伝送速度選定回路24を備えるところにある。伝送速度選定回路24は、伝送速度増加用閾値U、伝送速度減少用閾値D、伝送速度定着用閾値C、さらに伝送速度ごとの分散閾値の4つのパラメータを保持し、以下の規則に従って次回の送信に用いる伝送速度を選定する。
【0028】
伝送速度選定回路24は、連続伝送成功回数Sをカウントして伝送速度増加用閾値Uに達すると(S≧U)、分散値検出回路23で得た分散値と現在使用中の伝送速度よりも一段階高い伝送速度における分散閾値とを比較し、分散値が分散閾値よりも小さくかつその伝送速度が利用可能であれば、現在使用中の伝送速度よりも一段階高い伝送速度を次回の送信時に使用する伝送速度として選定し、連続伝送成功回数Sを0にクリアする。また、S≧Uになっても、分散値が一段階高い伝送速度における分散閾値よりも大きければ、伝送速度をアップすることにより伝送失敗になる確率が高いと判断し、現在使用中の伝送速度を維持する。
【0029】
また、伝送速度をアップ後において連続伝送成功回数Sと伝送速度定着用閾値Cとの関係における伝送速度の選定、連続伝送失敗回数Fと伝送速度減少用閾値Dとの関係における伝送速度の選定については従来の伝送速度選定回路17と同様である。なお、本実施形態では、伝送成功確率が高い場合に一段階高い伝送速度に移行するので、伝送速度定着用閾値Cは必ずしも用いなくてもよい。
【0030】
このように、本実施形態の構成では、サブキャリアごとの信号電力値から得た分散値を用いて伝送速度を変更した後の伝送成功確率を推定することにより、従来のように伝送速度のアップ、伝送失敗、伝送速度のダウンを繰り返すような事態を回避することができる。
【0031】
なお、本実施形態の分散値検出回路23では、OFDM信号の1OFDMシンボルに含まれる全サブキャリアの信号電力値の平均値を求め、その平均値を用いて全サブキャリアの信号電力値の分散値を算出する構成であるが、1OFDMシンボルに含まれる一部のサブキャリアの分散値を検出するようにしてもよい。また、1OFDMシンボルに含まれる全サブキャリアまたは一部のサブキャリアの信号振幅値に基づいて、信号振幅値の分散値を検出するようにしてもよい。また、サブキャリアごとの信号電力値または信号振幅値は、受信回路14で行う同期捕捉用の伝搬路推定値から算出することも可能である。また、各伝送速度における分散閾値は、理論計算やシミュレーションあるいは実験等によって所定の伝送成功確率が得られる値があらかじめ設定されるものとする。
【0032】
(第3の実施形態)
伝搬路の状況を推定するに当たり、第1の実施形態ではCNR値を用い、第2の実施形態では分散値を用いたが、伝搬路のCNR値が異なれば第2の実施形態における分散閾値も異なる。すなわち、CNR値が低いときは分散値をより低くしなければ所定の伝送成功率は得られず、CNR値が高ければ分散値が多少大きくても所定の伝送成功率が得られる。第3の実施形態では、伝送速度およびCNR値に応じて最適な分散閾値を設定するようにしたものである。
【0033】
図4は、本発明の無線パケット通信装置の第3の実施形態を示す。図において、送信回路11、送信アンテナ12、受信アンテナ13、受信回路14、伝送成否判定回路15、伝送成否回数算出回路16の構成により、送信データフレームの伝送成否に応じて、連続伝送成功回数Sおよび連続伝送失敗回数Fを更新する機能については、従来装置と同様である。
【0034】
本実施形態の特徴は、受信回路14が出力する受信電力値(受信電力と相関の高い係数)から伝搬路のCNR値を検出し、さらにサブキャリアごとの信号電力値(信号振幅値)に基づいて1OFDMシンボルに含まれる全サブキャリア(一部のサブキャリア)の信号電力値(信号振幅値)の分散値を検出する伝搬路情報生成回路25と、伝搬路情報生成回路25から出力されるCNR値および分散値と、伝送成否回数算出回路16から出力される連続伝送成功回数Sおよび連続伝送失敗回数Fを判断材料として、送信回路11に対して次回の送信時に使用する伝送速度を選定する伝送速度選定回路26を備えるところにある。伝送速度選定回路26は、伝送速度増加用閾値U、伝送速度減少用閾値D、伝送速度定着用閾値C、さらに伝送速度ごとに各CNR値における分散閾値の4つのパラメータを保持し、以下の規則に従って次回の送信に用いる伝送速度を選定する。
【0035】
伝送速度選定回路26は、連続伝送成功回数Sをカウントして伝送速度増加用閾値Uに達すると(S≧U)、伝搬路情報生成回路25で得られる分散値と現在使用中の伝送速度よりも一段階高い伝送速度とCNR値における分散閾値とを比較し、分散値が分散閾値よりも小さくかつその伝送速度が利用可能であれば、現在使用中の伝送速度よりも一段階高い伝送速度を次回の送信時に使用する伝送速度として選定し、連続伝送成功回数Sを0にクリアする。また、S≧Uになっても、分散値が一段階高い伝送速度とCNR値における分散閾値よりも大きければ、伝送速度をアップすることにより伝送失敗になる確率が高いと判断し、現在使用中の伝送速度を維持する。
【0036】
また、伝送速度をアップ後において連続伝送成功回数Sと伝送速度定着用閾値Cとの関係における伝送速度の選定、連続伝送失敗回数Fと伝送速度減少用閾値Dとの関係における伝送速度の選定については従来の伝送速度選定回路17と同様である。なお、本実施形態では、伝送成功確率が高い場合に一段階高い伝送速度に移行するので、伝送速度定着用閾値Cは必ずしも用いなくてもよい。
【0037】
このように、本実施形態の構成では、受信電力値から得た伝搬路のCNR値と、サブキャリアごとの信号電力値(信号振幅値)から得た分散値を用い、CNR値における分散閾値との比較によって伝送速度を変更した後の伝送成功確率を推定することにより、従来のように伝送速度のアップ、伝送失敗、伝送速度のダウンを繰り返すような事態を回避することができる。
【0038】
なお、本実施形態の伝搬路情報生成回路25では、第1の実施形態のCNR値検出回路21および第2の実施形態の分散値検出回路23と同様の上記方法により各CNR値および分散値を検出することができる。また、各伝送速度とCNR値における分散閾値は、理論計算やシミュレーションあるいは実験等によって所定の伝送成功確率が得られる値があらかじめ設定されるものとする。
【0039】
(第4の実施形態)
以上示した実施形態では、CNR値または分散値を検出し、閾値との比較によって一段階高い伝送速度における伝送成否を推定していたが、伝送速度ごとに伝送成否の履歴を蓄積し、その情報を用いて一段階高い伝送速度における伝送成否を推定してもよい。その方法としては、例えば、伝送速度ごとの伝送成否の履歴から所定の伝送回数に対する伝送失敗回数の割合(パケット誤り率)を算出し、一段階高い伝送速度における伝送成否を推定する。あるいは、伝送速度ごとに所定期間における連続伝送成功回数の平均値を算出し、一段階高い伝送速度における伝送成否を推定する。あるいは、伝送速度ごとに所定期間中に所定回数以上連続して伝送成功した確率(連続伝送成功確率)を算出し、一段階高い伝送速度における伝送成否を推定する。なお、それらの算出期間として、全通信期間あるいは直近の所定の伝送回数(伝送期間)を対象としたり、直近の期間における算出値が大きく反映されるように重み付け処理をしてもよい。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無線パケット通信方法および無線パケット通信装置は、伝搬路のCNR値、サブキャリアごとの信号電力値(信号振幅値)から得た分散値、あるいはCNR値と分散値、あるいは伝送速度ごとに伝送成否の履歴に基づいて、現在使用中の伝送速度に対して1段階高い伝送速度における伝送成否を推定し、伝送成功が見込める場合に1段階高い伝送速度に移行することにより、伝搬路の状況に適した伝送速度を選定することができる。その結果、単純に伝送速度を高くして伝送失敗になる確率を低減でき、スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の無線パケット通信方法の処理手順を示すフローチャート。
【図2】本発明の無線パケット通信装置の第1の実施形態を示す図。
【図3】本発明の無線パケット通信装置の第2の実施形態を示す図。
【図4】本発明の無線パケット通信装置の第3の実施形態を示す図。
【図5】伝送速度選定機能を含む従来の無線パケット通信装置の構成例を示す図。
【図6】従来の無線パケット通信装置における伝送速度の増減パターンの一例を示す図。
【符号の説明】
11 送信回路
12 送信アンテナ
13 受信アンテナ
14 受信回路
15 伝送成否判定回路
16 伝送成否回数算出回路
17,22,24,26 伝送速度選定回路
21 CNR値検出回路
23 分散値検出回路
25 伝搬路情報生成回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio packet communication method and a radio packet communication apparatus that transmit an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal by selecting one transmission rate from a plurality of available transmission rates.
[0002]
[Prior art]
The wireless packet communication is a communication form adopted in various systems including a wireless LAN. The standardization of the wireless LAN is being promoted by the IEEE802.11 committee. Among them, there are the IEEE802.11a standard and the IEEE802.11g standard that employ OFDM as a modulation method. In the physical layer such as the IEEE802.11a standard, a plurality of transmission rates are defined, so a transmission rate selection function is required to select one transmission rate from the available transmission rates for each packet to be transmitted. It becomes.
[0003]
FIG. 5 shows a configuration example of a conventional wireless packet communication device including a transmission rate selection function (Non-Patent Document 1). In the figure, the
[0004]
On the other hand, when the wireless packet device of the communication partner normally receives the wireless packet signal, it transmits a wireless control signal (reach confirmation signal) indicating that fact. The
[0005]
The transmission success / failure
[0006]
When the transmission
[0007]
When the transmission speed reduction threshold value D is reached after counting the number of consecutive transmission failures F (F ≧ D), if a transmission speed that is one step lower than the currently used transmission speed is available, the transmission speed is set to the next time. Select the transmission speed to be used during transmission, and clear the continuous transmission failure frequency F to zero. In other cases (S <U and F <D), the same transmission rate as the currently used transmission rate is maintained.
[0008]
Here, FIG. 6 shows an example of an increase / decrease pattern of the transmission rate when U = 8, D = 3, and C = 2. The vertical axis indicates the transmission speed, and the horizontal axis indicates the success or failure of the transmission with ◯ and X. Thus, by estimating the state of the propagation path using the past transmission success / failure information, it is possible to select a transmission rate that is considered appropriate in the next transmission.
[0009]
[Non-Patent Document 1]
Inoue et al., “Rate Adaptation Function for IEEE802.11 Wireless LAN”, 2002 IEICE Society Conference, B-5-192
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the IEEE802.11a standard, a transmission rate is defined by a combination of a modulation scheme such as QPSK or 16QAM and a coding rate. In general, even under the same propagation environment, the CNR required to obtain the same packet error rate differs depending on the modulation scheme, coding rate, and the like. Therefore, in the conventional method using the number of successful continuous transmissions S at the transmission rate in use as a judgment material for selecting a higher transmission rate by one step, the condition (S ≧ U in the above example) is satisfied. However, transmission does not always succeed when the transmission speed is increased by one step.
[0011]
For example, if the terminal can communicate stably at a certain transmission rate, but further communicates with a CNR that has insufficient communication quality to communicate at a higher transmission rate, S ≧ U. If the transmission rate is shifted to a higher level, transmission at that transmission rate will fail. Here, if transmission fails before S ≧ C (for example, immediately after the transmission speed is increased), the transmission speed is immediately returned to the original transmission speed. However, when the transmission speed is reached, transmission success continues. Again, S ≧ U and the transmission speed is shifted to one step higher. As described above, there is a problem that throughput is deteriorated by repeating transmission success and transmission failure.
[0012]
If the transmission speed fixing threshold C is not used, once the transmission speed is increased in the above-described propagation path condition, transmission failure is repeated until the transmission speed reduction threshold D is reached, and the throughput further deteriorates. . Control using the threshold C for fixing the transmission speed has been proposed as an improvement.
[0013]
The present invention shifts to a higher transmission rate just by reaching the transmission rate increase threshold U even in the situation of a propagation path in which transmission fails when the transmission rate is increased by one step. In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a wireless packet communication method and a wireless packet communication apparatus that can suppress a shift to a higher transmission rate depending on the state of the propagation path.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, when one transmission rate is selected from a plurality of transmission rates and an OFDM signal is transmitted, the transmission rate is one higher than the currently used transmission rate when transmission is successful a predetermined number of times. In the wireless packet communication method for shifting to a higher transmission rate, when transmission succeeds a predetermined number of times, the CNR value of the propagation path and the signal amplitude value of all subcarriers or a part of subcarriers included in one OFDM symbol or A dispersion value of the signal power value is detected, and the dispersion value with respect to the CNR value is estimated based on whether or not the transmission success can be expected at the above-mentioned one-step higher transmission speed. Control is made so as not to shift to a higher transmission rate when it is estimated that transmission has failed. An example of this processing procedure is shown in FIG.
[0015]
In addition, transmission success / failure at a higher transmission rate is stored as a transmission success / failure history for each transmission rate, and the ratio of the number of transmission failures (packet error rate) to a predetermined number of transmissions for each transmission rate, or continuous transmission for a predetermined period. mean value of the number of successes, or may be estimated using any of the probability that transmitted successfully continuously for a predetermined number of times or more (continuous transmission success probability) for a predetermined period (claim 2).
[0018]
According to the third aspect of the present invention, when one transmission rate is selected from a plurality of transmission rates and an OFDM signal is transmitted, the transmission rate is one higher than the currently used transmission rate when transmission is successful a predetermined number of times. In a wireless packet communication apparatus that shifts to a higher transmission rate, a CNR value of a propagation path is detected based on a received power value or a coefficient highly correlated with the received power, and further, a signal amplitude value or signal power for each subcarrier of an OFDM signal A propagation path information generation circuit for detecting a dispersion value of signal amplitude values or signal power values of all subcarriers or a part of subcarriers included in one OFDM symbol based on the value, and a transmission value succeeding a predetermined number of times, Is a value that can be transmitted successfully for a higher transmission rate and CNR value, and if that transmission rate is available, the next higher transmission rate is And a transmission rate selection circuit for selecting a transmission rate to be used for.
[0019]
In the invention according to claim 4 , when an OFDM signal is transmitted by selecting one transmission speed from among a plurality of transmission speeds, the transmission speed that is currently used is one when the transmission succeeds a predetermined number of times. In a wireless packet communication device that shifts to a higher transmission rate, a history of transmission success / failure is accumulated for each transmission rate, and the ratio of the number of transmission failures (packet error rate) to a predetermined number of transmissions for each transmission rate, or continuous for a predetermined period A propagation path information generation circuit that calculates propagation path information of either the average value of the number of successful transmissions or the probability of successful transmission more than a predetermined number of times during a predetermined period (continuous transmission success probability); If transmission is successful and the propagation path information at a higher transmission rate is a value that can be expected to be successful, and that transmission rate is available, the higher transmission rate is used for the next transmission. And a transmission rate selection circuit for selecting a transmission rate to be.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 2 shows a first embodiment of the wireless packet communication apparatus of the present invention. In the figure, due to the configuration of the
[0021]
The present embodiment is characterized in that a CNR
[0022]
When the transmission
[0023]
In addition, after increasing the transmission rate, selection of the transmission rate in the relationship between the number of successful continuous transmissions S and the threshold C for fixing the transmission rate, and selection of the transmission rate in the relationship between the number of consecutive transmission failures F and the threshold D for decreasing the transmission rate. Is the same as the conventional transmission
[0024]
Thus, in the configuration of this embodiment, by estimating the transmission success probability after changing the transmission rate using the CNR value of the propagation path obtained from the received power value, the transmission rate is increased as in the past. It is possible to avoid a situation in which transmission failure and transmission speed decrease are repeated.
[0025]
The CNR
[0026]
(Second Embodiment)
FIG. 3 shows a second embodiment of the wireless packet communication apparatus of the present invention. In the figure, due to the configuration of the
[0027]
A feature of the present embodiment is that a dispersion
[0028]
When the transmission
[0029]
In addition, after increasing the transmission rate, selection of the transmission rate in the relationship between the number of successful continuous transmissions S and the threshold C for fixing the transmission rate, and selection of the transmission rate in the relationship between the number of consecutive transmission failures F and the threshold D for decreasing the transmission rate. Is the same as the conventional transmission
[0030]
As described above, in the configuration of this embodiment, the transmission rate is increased as in the conventional case by estimating the transmission success probability after changing the transmission rate using the dispersion value obtained from the signal power value for each subcarrier. It is possible to avoid such a situation that the transmission failure and the transmission speed are repeatedly reduced.
[0031]
In the variance
[0032]
(Third embodiment)
In estimating the state of the propagation path, the CNR value is used in the first embodiment, and the dispersion value is used in the second embodiment. However, if the CNR value of the propagation path is different, the dispersion threshold in the second embodiment is also set. Different. That is, when the CNR value is low, a predetermined transmission success rate cannot be obtained unless the dispersion value is lowered. When the CNR value is high, a predetermined transmission success rate can be obtained even if the dispersion value is somewhat large. In the third embodiment, an optimum dispersion threshold is set according to the transmission rate and the CNR value.
[0033]
FIG. 4 shows a third embodiment of the wireless packet communication apparatus of the present invention. In the figure, due to the configuration of the
[0034]
The feature of this embodiment is that the CNR value of the propagation path is detected from the received power value (coefficient having a high correlation with the received power) output from the receiving
[0035]
When the transmission
[0036]
In addition, after increasing the transmission rate, selection of the transmission rate in the relationship between the number of successful continuous transmissions S and the threshold C for fixing the transmission rate, and selection of the transmission rate in the relationship between the number of consecutive transmission failures F and the threshold D for decreasing the transmission rate. Is the same as the conventional transmission
[0037]
As described above, in the configuration of the present embodiment, using the CNR value of the propagation path obtained from the received power value and the variance value obtained from the signal power value (signal amplitude value) for each subcarrier, By estimating the transmission success probability after changing the transmission rate by comparing the above, it is possible to avoid the situation where the transmission rate is increased, the transmission is failed, and the transmission rate is decreased as in the conventional case.
[0038]
In the propagation path
[0039]
(Fourth embodiment)
In the embodiment described above, the CNR value or the dispersion value is detected, and the transmission success / failure at the transmission rate higher by one level is estimated by comparison with the threshold value. May be used to estimate transmission success or failure at a higher transmission rate. As the method, for example, the ratio of the number of transmission failures to the predetermined number of transmissions (packet error rate) is calculated from the history of transmission success / failure for each transmission rate, and the transmission success / failure at one step higher transmission rate is estimated. Alternatively, the average value of the number of successful continuous transmissions for a predetermined period is calculated for each transmission rate, and the success or failure of transmission at one step higher transmission rate is estimated. Alternatively, the probability of successful transmission for a predetermined number of times or more (successful continuous transmission probability) is calculated for each transmission rate for a predetermined period, and the success or failure of transmission at one step higher transmission rate is estimated. Note that the calculation period may be the entire communication period or the most recent predetermined number of transmissions (transmission period), or may be weighted so that the calculated value in the most recent period is largely reflected.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, the wireless packet communication method and the wireless packet communication device of the present invention can perform the CNR value of the propagation path, the variance value obtained from the signal power value (signal amplitude value) for each subcarrier, or the CNR value and the variance value. Alternatively, based on the transmission success / failure history for each transmission rate, estimate the transmission success / failure at a transmission rate that is one step higher than the currently used transmission rate, and shift to a higher transmission rate when transmission success is expected. Thus, it is possible to select a transmission rate suitable for the situation of the propagation path. As a result, it is possible to simply increase the transmission speed and reduce the probability of transmission failure, thereby improving the throughput.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a processing procedure of a wireless packet communication method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of a wireless packet communication device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the wireless packet communication device of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the wireless packet communication device of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a conventional wireless packet communication device including a transmission rate selection function.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a transmission rate increase / decrease pattern in a conventional wireless packet communication device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
所定回数連続して伝送成功したときに、伝搬路のCNR値と、1OFDMシンボルに含まれる全サブキャリアまたは一部のサブキャリアの信号振幅値または信号電力値の分散値を検出し、そのCNR値に対する分散値が前記一段階高い伝送速度で伝送成功が見込める値であるか否かによって推定し、
伝送成功と推定されるときに前記一段階高い伝送速度へ移行し、伝送失敗と推定されるときには前記一段階高い伝送速度へ移行しない
ことを特徴とする無線パケット通信方法。When selecting one transmission rate from multiple transmission rates and transmitting an OFDM signal, a wireless packet that shifts to a transmission rate that is one step higher than the transmission rate currently in use when transmission succeeds a predetermined number of times. In the communication method,
When transmission success consecutively a predetermined number of times, the CNR value of the propagation path to detect the variance of the signal amplitude or signal power values of all the sub-carrier or some sub-carriers included in 1OFDM symbol, the CNR value The dispersion value for is estimated by whether or not the transmission success can be expected at the one-step higher transmission speed ,
The wireless packet communication method, wherein when the transmission is estimated to be successful, the transition is made to the one-step higher transmission rate, and when it is estimated that the transmission is unsuccessful, the transition is not made to the one-step higher transmission rate.
所定回数連続して伝送成功したときに、伝送速度ごとに伝送成否の履歴を蓄積し、伝送速度ごとに所定の伝送回数に対する伝送失敗回数の割合(パケット誤り率)、または所定期間における連続伝送成功回数の平均値、または所定期間中に所定回数以上連続して伝送成功した確率(連続伝送成功確率)のいずれかの伝搬路情報を算出し、前記一段階高い伝送速度における伝搬路情報が伝送成功を見込める値であるか否かによって推定し、
伝送成功と推定されるときに前記一段階高い伝送速度へ移行し、伝送失敗と推定されるときには前記一段階高い伝送速度へ移行しない
ことを特徴とする無線パケット通信方法。When selecting one transmission rate from multiple transmission rates and transmitting an OFDM signal, a wireless packet that shifts to a transmission rate that is one step higher than the transmission rate currently in use when transmission succeeds a predetermined number of times. In the communication method,
When transmission succeeds for a predetermined number of times, a history of transmission success / failure is accumulated for each transmission speed, and the ratio of the number of transmission failures to the predetermined number of transmissions (packet error rate) for each transmission speed, or continuous transmission success for a predetermined period Calculate the propagation path information of either the average value of the number of times or the probability that the transmission has succeeded more than the predetermined number of times during the predetermined period (successful transmission success probability), and the propagation path information at the one-step higher transmission speed is successfully transmitted. Estimated based on whether or not the value can be expected ,
The wireless packet communication method, wherein when the transmission is estimated to be successful, the transition is made to the one-step higher transmission rate, and when it is estimated that the transmission is unsuccessful, the transition is not made to the one-step higher transmission rate.
受信電力値または受信電力と相関が高い係数に基づいて伝搬路のCNR値を検出し、さらに前記OFDM信号のサブキャリアごとの信号振幅値または信号電力値に基づいて1OFDMシンボルに含まれる全サブキャリアまたは一部のサブキャリアの信号振幅値または信号電力値の分散値を検出する伝搬路情報生成回路と、
所定回数連続して伝送成功し、前記分散値が前記一段階高い伝送速度および前記CNR値に対して伝送成功が見込める値であり、かつその伝送速度が利用可能であれば、前記一段階高い伝送速度を次回の送信時に使用する伝送速度として選定する伝送速度選定回路と
を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。When selecting one transmission rate from multiple transmission rates and transmitting an OFDM signal, a wireless packet that shifts to a transmission rate that is one step higher than the transmission rate currently in use when transmission succeeds a predetermined number of times. In the communication device,
A CNR value of a propagation path is detected based on the received power value or a coefficient highly correlated with the received power, and all subcarriers included in one OFDM symbol based on the signal amplitude value or signal power value for each subcarrier of the OFDM signal. Or a propagation path information generation circuit for detecting a dispersion value of signal amplitude values or signal power values of some subcarriers;
If the transmission succeeds a predetermined number of times, and the dispersion value is a value at which the transmission success can be expected with respect to the one-step higher transmission rate and the CNR value, and the transmission rate is available, the one-step higher transmission. A wireless packet communication apparatus comprising: a transmission speed selection circuit that selects a speed as a transmission speed to be used at the next transmission.
伝送速度ごとに伝送成否の履歴を蓄積し、伝送速度ごとに所定の伝送回数に対する伝送失敗回数の割合(パケット誤り率)、または所定期間における連続伝送成功回数の平均値、または所定期間中に所定回数以上連続して伝送成功した確率(連続伝送成功確率)のいずれかの伝搬路情報を算出する伝搬路情報生成回路と、
所定回数連続して伝送成功し、前記一段階高い伝送速度における伝搬路情報が伝送成功を見込める値であり、かつその伝送速度が利用可能であれば、前記一段階高い伝送速度を次回の送信時に使用する伝送速度として選定する伝送速度選定回路と
を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。When selecting one transmission rate from multiple transmission rates and transmitting an OFDM signal, a wireless packet that shifts to a transmission rate that is one step higher than the transmission rate currently in use when transmission succeeds a predetermined number of times. In the communication device,
The transmission success / failure history is accumulated for each transmission speed, and the ratio of the number of transmission failures (packet error rate) to the predetermined number of transmissions for each transmission speed (the packet error rate), the average value of the number of successful continuous transmissions in a predetermined period, or predetermined during a predetermined period A propagation path information generation circuit for calculating any propagation path information of the probability of successful transmission over the number of times (continuous transmission success probability);
If the transmission succeeds a predetermined number of times, and the propagation path information at the one-step higher transmission rate is a value that can be transmitted successfully, and the transmission rate is available, the one-step higher transmission rate is set at the next transmission. A wireless packet communication apparatus comprising: a transmission rate selection circuit that selects a transmission rate to be used.
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