JP4559205B2 - Wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の変調方式を切り替えて無線通信を行う無線通信システムに関し、特に、受信装置（受信側無線機）において、変調方式に応じて等化器のパラメータを切り替えて係数更新を行うことにより、等化器の特性を向上させた無線通信システムに関する。 The present invention relates to a radio communication system that performs radio communication by switching between a plurality of modulation schemes, and in particular, in a receiving apparatus (reception-side radio device), coefficient updating is performed by switching equalizer parameters according to the modulation scheme. Thus, the present invention relates to a wireless communication system that improves the characteristics of an equalizer.
無線通信技術の発展により、音声や画像等の各種メディアのデータを無線機間で通信する無線通信システムが広く実用に供されている。
無線通信システムの内で、データをフレーム単位で通信し、無線機間（無線区間）の伝送速度が可変である無線通信システムの一例として、電子電気技術者協会規格（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）で規定される無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が知られている。当該規格の無線ＬＡＮシステムでは、アクセスポイント（ＡＰ）とステーション（ＳＴＡ）との間や、複数のステーション（ＳＴＡ）間で無線パケットが送受信される。
With the development of wireless communication technology, wireless communication systems for communicating various media data such as voice and images between wireless devices have been widely put into practical use.
As an example of a wireless communication system in which data is communicated in frame units within a wireless communication system and the transmission speed between wireless devices (wireless sections) is variable, it is defined by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE 802.11a). Wireless LAN (Local Area Network) is known. In the wireless LAN system of the standard, wireless packets are transmitted and received between an access point (AP) and a station (STA) or between a plurality of stations (STA).
図９には、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格の無線区間フォーマットを示してある。
同図において、ＰＬＣＰ Ｐｒｅａｍｂｌｅ部（プリアンブル部）は受信側の無線機が同期を取るためのビット列である。ＳＩＧＮＡＬ部（シグナル部）は常に６Ｍｂｉｔ／ｓの固定レートで送信される。ＳＩＧＮＡＬ部のＲＡＴＥフィールドはＤＡＴＡ部（データ部）の伝送レート（伝送速度）を示している。
無線ＬＡＮシステムの受信側無線機は、受信信号について、プリアンブル部で同期を取った後、６Ｍｂｉｔ／ｓの変調方式に対応する復調を行い、復調したＳＩＧＮＡＬ部のＲＡＴＥフィールドを読んで、続くＤＡＴＡ部の伝送速度を判定して復調方式を切り替えている。ここで、ＤＡＴＡ部は、初回の送信ではシステムに予め設定されている伝送速度で変調されて送信される。
そして、送信側無線機は、受信側からＡＣＫ応答（肯定応答）を受信しない場合には、伝送速度を低速に切り替えて変調して送信しており、これによって、受信側の応答に応じて伝送速度を可変としている。
FIG. 9 shows a wireless section format of the IEEE 802.11a standard.
In the figure, a PLCP preamble part (preamble part) is a bit string for the receiving side radio to synchronize. The SIGNAL part (signal part) is always transmitted at a fixed rate of 6 Mbit / s. The RATE field of the SIGNAL part indicates the transmission rate (transmission speed) of the DATA part (data part).
The receiving side radio of the wireless LAN system synchronizes the received signal with the preamble part, then performs demodulation corresponding to the modulation method of 6 Mbit / s, reads the RATE field of the demodulated SIGNAL part, and continues to the DATA part The transmission rate is determined and the demodulation method is switched. Here, in the first transmission, the DATA section is modulated and transmitted at a transmission rate preset in the system.
When the transmitting side radio device does not receive an ACK response (acknowledgment) from the receiving side, the transmission side radio device switches the transmission speed to a low speed and modulates and transmits it, thereby transmitting according to the response on the receiving side. The speed is variable.
また、無線通信システムにおいて伝送速度を可変にする方法としては、受信側無線機が受信信号のデータ誤りや受信レベルを検出して送信側無線機に通知し、送信側無線機が当該通知に基づいてその後に送信する信号の伝送速度を変更する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
ここで、近年、無線帯域の利用拡大等の一環として、準ミリ波やミリ波帯（２２ＧＨｚ、２６ＧＨｚ、３８ＧＨｚ）を利用して、電気通信事業者により固定無線アクセスシステム（ＦＷＡ：Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅ１ｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍ）のサービスが提供されており、インターネットアクセス等の手段としてその導入が進んでいる。
ＦＷＡのカバーエリア半径は数Ｋｍ程度であるが、準ミリ波やミリ波帯では降雨による減衰量が大きいため、数十ｄＢの回線マージンが必要となる。
この課題に対して、降雨減衰による無線伝搬路変動に適応して、変調方式を切り替えることにより、比較的小さい送信電力で長距離伝送が可能となるようにＦＷＡへの適応変調の適用が検討されている。すなわち、晴天時は伝送速度が高速な変調方式で通信を行い、降雨時は伝送速度が低速な変調方式に切り替えて通信を行うことにより、より少ない回線マージンでＦＷＡによる良好な無線通信を実現する方式が検討されている。
Further, as a method of changing the transmission rate in a wireless communication system, a receiving-side radio detects a data error or a reception level of a received signal and notifies the transmitting-side radio, and the transmitting-side radio determines the transmission rate based on the notification. A technique for changing the transmission rate of a signal to be transmitted thereafter is known (see, for example, Patent Document 1).
Here, in recent years, fixed wireless access systems (FWA: Fixed Wireless Access System) are used by telecommunications carriers using quasi-millimeter waves and millimeter-wave bands (22 GHz, 26 GHz, and 38 GHz) as part of the expansion of use of wireless bands. ) Service is provided, and its introduction is progressing as a means of Internet access and the like.
The cover area radius of FWA is about several kilometers, but in the quasi-millimeter wave and millimeter-wave bands, the amount of attenuation due to rain is large, so a line margin of several tens of dB is required.
In response to this problem, the application of adaptive modulation to FWA has been studied so that long-distance transmission can be performed with relatively small transmission power by switching the modulation method to adapt to fluctuations in the radio channel due to rain attenuation. ing. In other words, communication is performed using a modulation method with a high transmission rate in fine weather, and communication is performed by switching to a modulation method with a low transmission rate during rain, thereby realizing good wireless communication using FWA with a smaller line margin. A method is being considered.
上述のように、適応変調は、無線伝搬路特性の変化に対応して適応的に変調方式を変化させる方式であり、デジタル無線システムにおいて効率的な伝送容量の確保の面で有効な技術である（例えば、非特許文献１参照。）。
一般に、変調多値数の多い変調方式ほど、より大きな伝送容量が得られる一方で、一定のビット誤り率を確保するための所要ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：搬送波電力対雑音電力比）は高くなる。
As described above, adaptive modulation is a method that adaptively changes the modulation method in response to changes in radio channel characteristics, and is an effective technique for ensuring efficient transmission capacity in a digital radio system. (For example, refer
In general, a modulation scheme having a large number of modulation multi-levels can provide a larger transmission capacity, while a required CNR (Carrier to Noise Ratio) for ensuring a constant bit error rate is higher. .
一例を、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）と１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の２つの変調方式について、説明する。
４値のシンボルを持つＱＰＳＫはシンボルあたりの伝送ビット数は２であり、１６値のシンボルを持つ１６ＱＡＭはシンボルあたりの伝送ビット数は４である。従って、１６ＱＡＭの方が２倍の情報伝送が可能である。一方、図１０に示されるＱＰＳＫと１６ＱＡＭのＣＮＲとビット誤り率との関係からも明らかなように、同一のビット誤り率である例えば１０−４を得るためには、１６ＱＡＭはＱＰＳＫに比べて約７ｄＢ高いＣＮＲを必要とする。
適応変調の方式では、例えば、ＣＮＲが図１０に示される閾値Ｖｔｈより高い場合には１６ＱＡＭを採用し、これより低い場合にはＱＰＳＫを採用して、ビット誤り率が１０−４を下回らないようにするというように、最低限の伝送品質を確保しながら、より伝送容量の大きい変調方式に適宜切り替えることが行われる。
なお、上記の説明では２種の変調方式の場合を示したが、より変調多値数の小さいＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、或いはより変調多値数の多い６４ＱＡＭなどと組み合わせることも可能である。
As an example, two modulation schemes of QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) and 16QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation) will be described.
QPSK with 4-valued symbols has 2 transmission bits per symbol, and 16QAM with 16-valued symbols has 4 transmission bits per symbol. Therefore, 16QAM can double information transmission. On the other hand, as is clear from the relationship between the CNR and the bit error rate of QPSK and 16QAM shown in FIG. 10, in order to obtain the same bit error rate, for example, 10 −4 , 16QAM is approximately compared with QPSK. Requires a 7 dB higher CNR.
In the adaptive modulation scheme, for example, when the CNR is higher than the threshold value Vth shown in FIG. 10, 16QAM is adopted, and when it is lower than this, QPSK is adopted so that the bit error rate does not fall below 10 −4. Thus, switching to a modulation scheme with a larger transmission capacity is performed as appropriate while ensuring a minimum transmission quality.
In the above description, the case of two types of modulation schemes has been shown, but it is also possible to combine with BPSK (Binary Phase Shift Keying) with a smaller number of modulation multilevels or 64QAM with a larger number of modulation multilevels. .
また、デジタル無線システムに用いる受信機において、アナログ部の周波数特性の不均一性や、無線伝送路上の多重伝搬などにより生じる歪成分の補償技術として等化器が用いられる場合があり、特に多値変調の場合に有効である。
図１１には、等化器の構成例を示してある。この等化器は、ＬＭＳアルゴリズムを適用した線形等化器の一例である。
本例の等化器は、受信信号の入力端子Ａ１１と、等化信号の出力端子Ａ１２と、複素線形フィルタ３１と、等化出力に含まれる等化誤差を検出する誤差検出器３２と、係数更新部３３を備えている。
入力端子Ａ１１から入力される受信信号は、複素線形フィルタ３１によって歪成分が補償されて、出力端子Ａ１２から出力される。また、誤差検出部３２によって複素線形フィルタ３１からの等化出力に含まれる等化誤差が検出され、係数更新部３３では、この誤差が最小となるようにタップ係数を順次更新して、その結果を複素線形フィルタ３１に反映させる。
Also, in receivers used in digital radio systems, equalizers may be used as a compensation technique for distortion components caused by non-uniformity in the frequency characteristics of the analog part and multiple propagation on the radio transmission path. This is effective for modulation.
FIG. 11 shows a configuration example of the equalizer. This equalizer is an example of a linear equalizer to which the LMS algorithm is applied.
The equalizer of this example includes a received signal input terminal A11, an equalized signal output terminal A12, a complex
The received signal input from the input terminal A11 is compensated for distortion components by the complex
理想的な等化器を実現するためには、より正確なタップ係数を求めて等化後に残る誤差をできるだけ小さくする必要があるが、等化誤差の原因としては、受信信号の位相特性や振幅特性の時間的変動に対する追従性の不足があり、可能な限り追従性を高める必要がある。また、受信信号に含まれる雑音成分も等化誤差の原因であり、等化器にはこの雑音への耐性も同時に求められる。しかしながら、一般にはこれらの高追従性と高雑音耐性は原理的に相反するものである。
このような等化器の特性は、係数更新アルゴリズムに用いるパラメータに依存する。例えば、一般に、ＬＭＳと呼ばれるアルゴリズムではステップサイズがパラメータとして使用され、ＲＬＳと呼ばれるアルゴリズムでは忘却係数がパラメータとして使用される。
図１１に示される等化器では、これらのパラメータは固定値となっており、等化器の特性は変調方式によらず一定である。
In order to realize an ideal equalizer, it is necessary to obtain a more accurate tap coefficient and reduce the error remaining after equalization as much as possible. The cause of the equalization error is the phase characteristics and amplitude of the received signal. There is a lack of followability with respect to temporal variations in characteristics, and it is necessary to improve followability as much as possible. In addition, a noise component included in the received signal is also a cause of the equalization error, and the equalizer is required to be resistant to this noise at the same time. However, in general, these high tracking ability and high noise resistance are contradictory in principle.
Such equalizer characteristics depend on the parameters used in the coefficient update algorithm. For example, in general, an algorithm called LMS uses a step size as a parameter, and an algorithm called RLS uses a forgetting factor as a parameter.
In the equalizer shown in FIG. 11, these parameters are fixed values, and the characteristics of the equalizer are constant regardless of the modulation scheme.
しかしながら、適応変調システムに用いる等化器では、適応変調システムと同様に範囲の広いＣ／Ｎ（搬送波電力対雑音比）に対応する必要があるが、高い追従性を求めた場合には雑音への耐性が低くなるという問題があった。
このため、実効性の高い適応変調システムに対応するためには、変調方式に応じてパラメータを適切に設定する必要があると考えられる。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、複数の変調方式を切り替えて無線通信を行うに際して、受信装置（受信側無線機）において、変調方式に応じて等化器のパラメータを切り替えて係数更新を行うことにより、等化器の特性を向上させることができる無線通信システムを提供することを目的とする。
However, an equalizer used for an adaptive modulation system needs to support a wide range of C / N (carrier power to noise ratio) as in the adaptive modulation system. There was a problem that the tolerance of the low.
For this reason, in order to cope with a highly effective adaptive modulation system, it is considered necessary to appropriately set parameters according to the modulation scheme.
The present invention has been made in view of such a conventional situation, and when performing wireless communication by switching between a plurality of modulation schemes, an equalizer according to a modulation scheme is used in a reception apparatus (reception-side radio). An object of the present invention is to provide a wireless communication system capable of improving the characteristics of an equalizer by switching parameters and updating coefficients.
上記目的を達成するため、本発明に係る無線通信システムでは、送信側無線機がデータを変調して送信し、受信側無線機が当該データを受信して復調し、無線通信の状況に基づいて前記送信側無線機及び前記受信側無線機により使用される変復調方式を方式切替手段により切り替えるに際して、次のような処理を行う。
すなわち、前記受信側無線機では、記憶手段が複数の変復調方式のそれぞれに対応した値を記憶しており、等化処理手段が係数を用いて受信信号を等化処理する場合に、読出手段が前記切り替えられる変復調方式に基づいて前記記憶手段から対応する値を読み出し、係数更新手段が前記読み出された値をパラメータの値として用いて前記等化処理の係数を更新する。
In order to achieve the above object, in the wireless communication system according to the present invention, the transmitting-side wireless device modulates and transmits data, and the receiving-side wireless device receives and demodulates the data, based on the state of wireless communication. When the modulation / demodulation method used by the transmitting-side radio and the receiving-side radio is switched by the mode switching means, the following processing is performed.
That is, in the receiving-side radio, the storage means stores values corresponding to each of the plurality of modulation / demodulation methods, and when the equalization processing means equalizes the received signal using the coefficient, the reading means Based on the switched modulation / demodulation method, the corresponding value is read from the storage means, and the coefficient updating means updates the coefficient of the equalization processing using the read value as a parameter value.
従って、送信側無線機と受信側無線機との間の無線通信で使用するために切り替えられる変復調方式に基づいて、受信側無線機における等化処理の係数を更新するために使用されるパラメータの値が設定されるため、例えば、複数の変調方式を切り替えて無線通信を行うに際して、受信装置（受信側無線機）において、変調方式に応じて等化器のパラメータの値を適切な値へ切り替えて係数更新を行うことにより、等化器の特性を向上させることができ、これにより、実効性の高い適応変調システムに対応することができる。 Therefore, based on the modulation / demodulation method switched for use in wireless communication between the transmitting-side radio and the receiving-side radio, the parameters used to update the equalization processing coefficient in the receiving-side radio Since the value is set, for example, when performing wireless communication by switching between a plurality of modulation schemes, the parameter value of the equalizer is switched to an appropriate value according to the modulation scheme in the receiving apparatus (reception-side radio device). By updating the coefficients, it is possible to improve the characteristics of the equalizer, and thus it is possible to deal with an adaptive modulation system with high effectiveness.
ここで、送信側無線機や受信側無線機としては、種々な構成のものが用いられてもよく、例えば、送信機能と受信機能の両方を有する送受信機（通信機）が用いられてもよい。
また、変復調方式としては、送信側では変調方式が変調処理に使用され、受信側では復調方式が復調処理に使用され、送信側と受信側とでは互いに対応する変調方式及び復調方式が使用される。
例えば、送信側と受信側との一方が変調方式や復調方式を切り替えることを決定して切替を行うとともにそれを他方へ通知して、他方が当該通知に従って切替を行う。或いは、送信側と受信側とで互いに対応する変調方式や復調方式が使用されれば、互いに独立して切替が行われてもよい。
また、変復調方式を切り替えるために参照される無線通信の状況としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、受信信号のレベルや、等化誤差の値や、ビット誤り率や、Ｃ／Ｎ（搬送波電力対雑音比）などのように、無線伝搬路における通信品質に関する情報を用いることができる。一例として、通信品質が良好なほど通信速度が速い変復調方式へ切り替え、通信品質が劣悪なほど通信速度が遅い変復調方式へ切り替える。
Here, various transmitters may be used as the transmitter-side radio and the receiver-side radio, for example, a transceiver (communication device) having both a transmission function and a reception function may be used. .
As a modulation / demodulation method, a modulation method is used for modulation processing on the transmission side, a demodulation method is used for demodulation processing on the reception side, and a modulation method and a demodulation method corresponding to each other are used on the transmission side and the reception side. .
For example, one of the transmission side and the reception side decides to switch between the modulation method and the demodulation method, performs switching, notifies the other, and the other performs switching according to the notification. Alternatively, switching may be performed independently of each other if modulation and demodulation methods corresponding to each other are used on the transmission side and the reception side.
Also, various wireless communication statuses referred to for switching the modulation / demodulation method may be used. For example, the level of the received signal, the value of the equalization error, the bit error rate, the C / C Information relating to communication quality in the wireless propagation path such as N (carrier power to noise ratio) can be used. As an example, switching to a modulation / demodulation method with a higher communication speed as the communication quality becomes better, and switching to a modulation / demodulation method with a lower communication speed as the communication quality becomes worse.
また、等化処理としては、種々な処理が用いられてもよく、例えば、複数の係数を用いたフィルタリング処理が用いられる。
また、複数の変復調方式のそれぞれに対応した値を記憶する態様としては、例えば、切り替え対象となる複数の変復調方式のそれぞれに対応した値を記憶する態様が用いられる。
また、切り替えられる変復調方式に基づいて記憶手段から対応する値を読み出す態様としては、例えば、切り替えられる変復調方式に対応して記憶された値を読み出す態様が用いられてもよく、或いは、切り替えられる変復調方式及び他の条件に基づいて決定される値を読み出すような態様が用いられてもよい。
また、等化処理の係数を更新するアルゴリズムとしては、例えば、ＬＭＳやＲＬＳなどの種々なものが用いられてもよい。なお、等化処理の係数を更新するために、例えば、等化誤差の値や、処理対象となる信号などが参照されてもよい。
また、使用されるパラメータの値（記憶手段に記憶される値）としては、種々な値が用いられてもよい。例えば、変復調方式の通信速度が速いほど小さいパラメータの値を用いることができ、また、反対に、変復調方式の通信速度が遅いほど小さいパラメータの値を用いるようなことも可能である。
Various processes may be used as the equalization process, for example, a filtering process using a plurality of coefficients is used.
Further, as a mode for storing values corresponding to each of a plurality of modulation / demodulation methods, for example, a mode for storing values corresponding to each of a plurality of modulation / demodulation methods to be switched is used.
Further, as a mode for reading out the corresponding value from the storage unit based on the switched modulation / demodulation method, for example, a mode of reading the value stored in correspondence with the switched modulation / demodulation method may be used, or the switched modulation / demodulation method A mode in which a value determined based on a method and other conditions is read may be used.
In addition, as an algorithm for updating the equalization processing coefficient, for example, various algorithms such as LMS and RLS may be used. In order to update the coefficient of the equalization process, for example, an equalization error value, a signal to be processed, or the like may be referred to.
Various values may be used as parameter values to be used (values stored in the storage means). For example, a smaller parameter value can be used as the communication speed of the modulation / demodulation method is higher, and conversely, a smaller parameter value can be used as the communication speed of the modulation / demodulation method is lower.
本発明に係る無線通信システムでは、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、当該無線通信システムでは、方式制御手段が、前記送信側無線機と前記受信側無線機との間で優先的に通信するデータがある場合には、切り替え可能な複数の変復調方式の内で前記方式切替手段により切り替えられる変復調方式と比べて通信速度が１段速い変復調方式が通信に使用されるように制御する。
前記受信側無線機の前記読出手段は、前記送信側無線機との間で優先的に通信するデータがある場合には、切り替え可能な複数の変復調方式の内で前記方式切替手段により切り替えられる変復調方式と比べて通信速度が１段速い変復調方式に基づいて、前記記憶手段から対応する値を読み出す。
従って、優先的なデータが存在する場合には、１段速い変復調方式が通信に使用されるとともに、当該１段速い変復調方式に基づくパラメータの値が等化処理の係数の更新に使用されるため、優先的なデータを適切な変復調方式及び適切な等化処理のパラメータ値を用いて通信処理することができる。
The radio communication system according to the present invention has the following configuration as an example configuration.
That is, in the radio communication system, when there is data to be preferentially communicated between the transmitting-side radio and the receiving-side radio in the radio communication system, among the plurality of modulation / demodulation systems that can be switched, Control is performed so that a modulation / demodulation method whose communication speed is one step higher than that of the modulation / demodulation method switched by the method switching means is used for communication.
The read / write unit of the reception-side radio unit, when there is data to be preferentially communicated with the transmission-side radio unit, can be switched by the mode switching unit among a plurality of switchable modulation / demodulation modes. Based on a modulation / demodulation method whose communication speed is one step higher than that of the method, a corresponding value is read from the storage means.
Therefore, when preferential data exists, the one-step fast modulation / demodulation method is used for communication, and the parameter value based on the one-step fast modulation / demodulation method is used for updating the coefficient of equalization processing. Therefore, it is possible to perform communication processing of preferential data using an appropriate modulation / demodulation method and an appropriate parameter value of equalization processing.
本発明に係る無線通信システムでは、他の一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、前記方式切替手段は、無線通信の状況及び優先的に通信するデータの状況に基づいて、前記変復調方式を切り替える。
従って、無線通信の状況ばかりでなく優先的なデータの状況も考慮して変復調方式が切り替えられて、当該変復調方式に基づくパラメータの値が等化処理の係数の更新に使用されるため、優先的なデータを適切な変復調方式及び適切な等化処理のパラメータ値を用いて通信処理することができる。
The radio communication system according to the present invention has the following configuration as another configuration example.
That is, the method switching means switches the modulation / demodulation method based on the status of wireless communication and the status of data to be preferentially communicated.
Accordingly, the modulation / demodulation method is switched in consideration of not only the wireless communication status but also the preferential data status, and the parameter value based on the modulation / demodulation method is used for updating the coefficient of the equalization processing. It is possible to perform communication processing using a proper modulation / demodulation method and an appropriate equalization processing parameter value.
ここで、無線通信の状況及び優先的に通信するデータの状況に基づいて変復調方式を切り替える態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、無線通信の状況を考慮するが優先的に通信するデータの状況を考慮しない場合と比べて、所定の段数だけ通信速度が異なる（例えば、速い、或いは、遅い）変復調方式へ切り替えるような態様を用いることが可能である。
また、優先的に通信するデータの状況としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、優先的に通信するデータの有無や、優先的に通信するデータの量或いは数（例えば、パケット数やフレーム数）や、優先的に通信するデータについて要求される品質や、優先的に通信するデータの優先順位或いは優先度などを用いることができる。
Here, various modes may be used as the mode for switching the modulation / demodulation method based on the status of wireless communication and the status of data to be preferentially communicated. It is possible to use a mode in which the mode is switched to a modulation / demodulation method in which the communication speed differs (for example, fast or slow) by a predetermined number of stages as compared with the case where the status of data to be communicated is not taken into consideration.
In addition, various situations may be used for the data to be preferentially communicated. For example, the presence / absence of preferentially communicated data, the amount or number of preferentially communicated data (for example, the number of packets) Or the number of frames), quality required for data to be preferentially communicated, priority or priority of data to be preferentially communicated, and the like.
以上説明したように、本発明に係る無線通信システムによると、変復調方式を適応的に切り替えて、送信側無線機と受信側無線機との間で無線通信を行うに際して、受信側無線機では、変復調方式に基づくパラメータの値を用いて等化処理の係数を更新するようにしたため、等化器の特性を向上させることができ、これにより、実効性の高い適応変調システムに対応することができる。
また、本発明に係る無線通信システムでは、更に、送信側無線機と受信側無線機との間で優先的に通信するデータの状況に基づいて、変復調方式や前記等化処理のパラメータの値を切り替えるようにしたため、例えば、ＱｏＳ（クオリティオブサービス）における優先制御などに対応して、良質な通信サービスを提供することができる。
As described above, according to the radio communication system according to the present invention, when performing radio communication between the transmission-side radio and the reception-side radio by adaptively switching the modulation / demodulation method, Since the coefficient of the equalization process is updated using the parameter value based on the modulation / demodulation method, it is possible to improve the characteristics of the equalizer, thereby supporting a highly effective adaptive modulation system. .
Further, in the wireless communication system according to the present invention, the modulation / demodulation method and the parameter value of the equalization processing are further set based on the status of data that is preferentially communicated between the transmission-side wireless device and the reception-side wireless device. Since switching is performed, for example, it is possible to provide a high-quality communication service corresponding to priority control in QoS (Quality of Service).
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る等化器の構成例を示してあるとともに、信号処理部６を示してある。本例の等化器は、線形等化器の一例である。
本例の等化器は、受信信号の入力端子Ａ１と、等化信号の出力端子Ａ２と、複素線形フィルタ１と、誤差検出部２と、係数更新部３と、適応変調制御部４と、メモリ読出し部５と、複数であるｎ個のメモリＢ１〜Ｂｎを備えている。
本例では、メモリＢ１〜Ｂｎの数ｎは、適応変調に用いる変調方式の数となっている。
Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of an equalizer according to an embodiment of the present invention, and also shows a
The equalizer of this example includes a reception signal input terminal A1, an equalization signal output terminal A2, a complex
In this example, the number n of the memories B1 to Bn is the number of modulation schemes used for adaptive modulation.
入力端子Ａ１には、本例の等化器が備えられる受信機により無線受信された信号が入力され、当該信号は複素線形フィルタ１に入力される。
複素線形フィルタ１は、入力される受信信号に対してフィルタリングを行って、当該フィルタリング後の信号（等化信号）を出力端子Ａ２へ出力する。
ここで、複素線形フィルタ１は、例えば、複数のタップ係数が設定されてこれらのタップ係数の値に応じてフィルタリングを行うトランスバーサルフィルタを用いて構成される。
出力端子Ａ２から出力される信号は、後段の信号処理部６に入力される。
A signal wirelessly received by a receiver provided with the equalizer of this example is input to the input terminal A1, and the signal is input to the complex
The complex
Here, the complex
The signal output from the output terminal A2 is input to the
また、誤差検出部２は、複素線形フィルタ１から出力される信号の一部を取得して、複素線形フィルタ１からの等化出力に含まれる等化誤差を検出して、当該等化誤差を係数更新部３へ出力する。
係数更新部３では、複素線形フィルタ１に設定するタップ係数の更新アルゴリズムが設定されており、メモリ読出し部５から指定されるパラメータの値を用いて、誤差検出部２から入力される等化誤差に基づいて、タップ係数を更新して、更新したタップ係数を複素線形フィルタ１に設定する。なお、係数更新部３では、更新に必要な場合には、例えば、入力端子Ａ１から入力される信号を入力して参照する。
ここで、タップ係数の更新アルゴリズムとしては、例えば、ＬＭＳのアルゴリズムや、ＲＬＳのアルゴリズムなどが用いられる。一般に、ＬＭＳではステップサイズ（或いは、他の名称であっても含む）というパラメータが使用され、ＲＬＳでは忘却係数（或いは、他の名称であっても含む）というパラメータが使用される。これらのパラメータは更新の特性を決めるものであり、これらのパラメータの値に応じて更新の特性が変化する。
Further, the
In the
Here, for example, an LMS algorithm or an RLS algorithm is used as the tap coefficient update algorithm. In general, in LMS, a parameter called step size (or even including another name) is used, and in RLS, a parameter called forgetting factor (or including another name) is used. These parameters determine the characteristics of the update, and the characteristics of the update change according to the values of these parameters.
適応変調制御部４には、本例の等化器が備えられる受信機で使用される変調方式を特定する情報（変調方式情報）が入力される。なお、受信機では、受信信号を送信側で使用された変調方式に対応する復調方式により復調することが行われるため、例えば、変調方式を特定する情報として、対応する復調方式を特定する情報が用いられてもよい。
本例では、信号処理部６から適応変調制御部４へ変調方式情報が入力される構成を示したが、他の構成例として、誤差検出部２などからの出力が変調方式情報として適応変調制御部４に入力される構成が用いられてもよい。
適応変調制御部４は、入力される変調方式情報により特定される変調方式に対応したメモリ（メモリＢ１〜Ｂｎのいずれか）を特定する情報（メモリ特定情報）をメモリ読出し部５へ出力する。これにより、適応変調制御部４は、メモリ読出し部５に対して、いずれのメモリから情報を読み出すかを伝える。
The adaptive
In this example, the configuration in which the modulation scheme information is input from the
The adaptive
複数のメモリＢ１〜Ｂｎのそれぞれは、それぞれ異なる変調方式に対応したパラメータの値を記憶して格納している。このパラメータは、係数更新部３におけるタップ係数の更新アルゴリズムで使用されるものである。また、本例の受信機やそれと一体化した送信機では、複数の変調方式を適応的に切り替えることが行われ、このように切り替えられるそれぞれの変調方式に対応してそれぞれのメモリＢ１〜Ｂｎにパラメータの値が記憶されている。なお、パラメータの値は、例えば、変調方式毎に異なるが、２つ以上の変調方式について同一の値が用いられる場合があってもよい。
Each of the plurality of memories B1 to Bn stores and stores parameter values corresponding to different modulation schemes. This parameter is used in the tap coefficient updating algorithm in the
メモリ読出し部５は、適応変調制御部４から入力されるメモリ特定情報により特定されるメモリ（メモリＢ１〜Ｂｎのいずれか）に記憶されたパラメータの値を読み出して、読み出したパラメータの値を係数更新部３に指定する。
信号処理部６は、本例の等化器の出力端子Ａ２から出力される信号を入力して、例えば切り替えられる復調方式による復調処理や無線フレーム復号処理や伝搬路推定処理などを行い、これにより受信データを取得する。また、本例では、信号処理部６が、受信された信号に基づいて、切り替えるべき変調方式（受信側では、復調方式）を特定し、特定した変調方式の情報（変調方式情報）を出力する。
The
The
このように、本例では、切り替えられる変調方式（或いは、復調方式）に応じて、それに対応した等化器のパラメータ値へ切り替える。
ここで、変調方式を切り替える手法としては、種々な手法が用いられてもよく、例えば、受信レベルや、等化誤差や、ビット誤り率や、Ｃ／Ｎなどの１つ以上に基づいて切り替えることができる。また、変調方式を使用する送信側及び対応する復調方式を使用する受信側において、例えば、送信側が変調方式を切り替えることを決定してその変調方式（或いは、対応する復調方式）を受信側へ通知してもよく、或いは、受信側が変調方式（或いは、復調方式）を切り替えることを決定してその変調方式を送信側へ通知してもよく、或いは、送信側の変調方式と受信側の復調方式とが一致することが担保される場合には送信側と受信側とで独立に切替が行われてもよい。
Thus, in this example, according to the switching modulation method (or demodulation method) to be switched, the parameter value of the equalizer corresponding thereto is switched.
Here, various methods may be used as a method for switching the modulation method. For example, the method is switched based on one or more of reception level, equalization error, bit error rate, C / N, and the like. Can do. Further, on the transmission side using the modulation scheme and the reception side using the corresponding demodulation scheme, for example, the transmission side decides to switch the modulation scheme and notifies the reception side of the modulation scheme (or the corresponding demodulation scheme). Alternatively, the reception side may decide to switch the modulation method (or demodulation method) and notify the modulation method to the transmission side, or the transmission side modulation method and the reception side demodulation method May be independently switched between the transmission side and the reception side.
具体例として、変調方式及びパラメータの値が、受信レベルに基づいて切り替えられる場合には、信号処理部６或いは他のところに設けられた受信レベル検出機能及び判定機能により切り替えられ、また、等化誤差に基づいて切り替えられる場合には、誤差検出部２からの出力（変調方式情報として使用される等化誤差の情報）に応じて適応変調制御部４或いは他のところに設けられた判定機能により切り替えられ、また、ビット誤り率に基づいて切り替えられる場合には、信号処理部６或いは他のところに設けられたビット誤り率検出機能及び判定機能により切り替えられ、また、Ｃ／Ｎに基づいて切り替えられる場合には、信号処理部６或いは他のところに設けられたＣ／Ｎ検出機能及び判定機能により切り替えられる。
また、通信相手側で変調方式を切り替えた場合には、その情報を受信側へ送信し、受信側は受信情報に基づいて変調方式（受信側では、復調方式）を切り替える。
As a specific example, when the modulation method and the parameter value are switched based on the reception level, they are switched by the reception level detection function and determination function provided in the
Further, when the modulation method is switched on the communication partner side, the information is transmitted to the reception side, and the reception side switches the modulation method (demodulation method on the reception side) based on the received information.
本例の等化器において行われる動作の一例を示す。
入力端子Ａ１から入力される受信信号は、複素線形フィルタ１によって歪成分が補償されて、出力端子Ａ２から出力される。また、誤差検出部２によって当該出力に含まれる等化誤差が検出される。係数更新部３では、各変調方式における最適なパラメータの値を用いて、等化誤差が最小となるようにタップ係数を順次更新し、その結果を複素線形フィルタ１に反映させる。この最適なパラメータの値は、適応変調制御部４から出力される変調方式に対応した信号に基づいて、メモリ読出し部５によって対応したメモリ（メモリＢ１〜Ｂｎのいずれか）から読み出されて係数更新部３へ送られる。
An example of the operation performed in the equalizer of this example will be shown.
The reception signal input from the input terminal A1 is compensated for distortion components by the complex
また、上記では、タップ係数の更新アルゴリズムのパラメータの値を、切り替えられる変調方式（或いは、対応する復調方式）に応じて切り替える構成例を示したが、他の構成例として、更に、ＱｏＳ（クオリティサービス）における優先制御などの状況に基づいて、パラメータの値を切り替えるような構成を用いることもできる。
例えば、信号処理部６或いは他のところでは、ＱｏＳにおける優先制御の状況を管理しており、優先的に通信すべきデータを管理する。そして、このような優先データがある場合には、優先データの通信については、これを考慮しない場合におけるパラメータの値に対応する変調方式と比べて（つまり、上記の場合と比べて）、１段速い（或いは、１段誤差に弱い）変調方式に対応するパラメータの値を選択して使用する。
ここで、変調方式の切替状況及び優先制御などの状況に基づいて、いずれのパラメータの値を選択するかを指定する制御機能、一例として優先制御などを考慮しない場合と比べて選択されるパラメータの値をずらす制御機能は、例えば、適応変調制御部４に設けられてもよく、或いは、信号処理部６などの他のところに設けられてもよい。
In the above description, the configuration example in which the parameter value of the tap coefficient update algorithm is switched according to the modulation scheme (or the corresponding demodulation scheme) to be switched has been described. However, as another configuration example, QoS (quality It is also possible to use a configuration in which the parameter value is switched based on the situation such as priority control in the service).
For example, the
Here, a control function for specifying which parameter value to select based on the status of modulation system switching and priority control, for example, the parameter selected as compared with the case where priority control is not considered. For example, the control function for shifting the value may be provided in the adaptive
以上のように、本例の等化器は、無線通信の変調方式を適応的に切り替える適応変調システムにおける通信装置の受信側に設けられて、次のような構成とした。
すなわち、各変調方式の各々に対応する等化器用のパラメータ値を記憶する記憶テーブルを有するメモリＢ１〜Ｂｎと、変調方式を適応的に切り替える場合にその旨の信号に基づいて複数のメモリＢ１〜Ｂｎの内の１つから対応する等化器用パラメータ値を選択する適応変調制御部４及びメモリ読出し部５と、メモリ読出し部５により選択された等化器用パラメータ値を用いて誤差検出部２による検出結果に基づいて複素係数フィルタ１の係数更新を行う係数更新部３を備えた。
As described above, the equalizer of the present example is provided on the reception side of the communication apparatus in the adaptive modulation system that adaptively switches the modulation scheme of radio communication, and has the following configuration.
That is, memories B1 to Bn having storage tables for storing parameter values for equalizers corresponding to the respective modulation schemes, and a plurality of memories B1 to B1 based on a signal to that effect when the modulation schemes are adaptively switched. An adaptive
本例では、等化器のパラメータ値を格納するメモリＢ１〜Ｂｎを適応変調に用いる変調方式と同じ数だけ設けてあり、各変調方式が用いられるＣ／Ｎ（搬送波電力対雑音比）の範囲で最適なパラメータ値（例えば、時定数パラメータ値）を各メモリＢ１〜Ｂｎに予め書き込んで、変調方式によって対応するメモリからパラメータ値を読み出して係数更新を行う。
従って、本例の等化器では、伝搬路の特性などに応じた適応変調により変調方式（例えば、ＱＡＭやＰＳＫ）を適応的に切り替える場合に、各変調方式について最適なパラメータ（例えば、ステップサイズや忘却係数）の値を用いて係数更新処理を行うことにより、例えば従来と比べて正確な等化器係数（本例では、タップ係数）を求めることができる。これにより、広範なＣ／Ｎに対応する適応変調システムに適した等化器を実現することができ、実効性の高い適応変調システムに対応する等化器を実現することができる。
In this example, the same number of memories B1 to Bn that store parameter values of the equalizer as the modulation schemes used for adaptive modulation are provided, and the range of C / N (carrier power to noise ratio) in which each modulation scheme is used. The optimum parameter values (for example, time constant parameter values) are written in advance in the memories B1 to Bn, and the parameter values are read from the corresponding memories by the modulation method to update the coefficients.
Therefore, in the equalizer of this example, when the modulation scheme (for example, QAM or PSK) is adaptively switched by adaptive modulation according to the propagation path characteristics, the optimum parameter (for example, step size) for each modulation scheme is selected. For example, an equalizer coefficient (in this example, a tap coefficient) that is more accurate than the conventional one can be obtained by performing the coefficient update process using the value of the forgetting coefficient). Thereby, an equalizer suitable for an adaptive modulation system corresponding to a wide range of C / N can be realized, and an equalizer corresponding to a highly effective adaptive modulation system can be realized.
また、本例の等化器では、更に、ＱｏＳにおける優先制御などを考慮した処理を行うこともできる。
例えば、上記のような構成において、更に、変調方式及びそれに対応する等化器用パラメータ値として、ＱｏＳ制御における優先制御に基づく優先データがある場合には、１段速い（或いは、１段誤差に弱い）変調方式及びそれと対応する等化器用パラメータ値を選択する。
従って、ＱｏＳ制御における優先制御などの状況に応じて、最適なパラメータの値を用いて係数更新処理を行うことができ、実効性の高い等化器を実現することができる。
Further, in the equalizer of this example, it is also possible to perform processing in consideration of priority control in QoS.
For example, in the configuration as described above, when there is priority data based on priority control in QoS control as a modulation method and a parameter value for an equalizer corresponding thereto, it is one step faster (or weak to one step error). ) Select the modulation method and the corresponding parameter value for the equalizer.
Therefore, the coefficient updating process can be performed using the optimal parameter value according to the situation such as the priority control in the QoS control, and an equalizer with high effectiveness can be realized.
ここで、本例の等化器が備えられる無線機の一例を示す。
フレーム単位で無線区間信号を送受信する無線通信システムにおいて、無線通信システムを構成する無線機は複数の変調方式でデータを変調する変調機能と、複数の変調方式で変調された信号を復調する復調機能と、伝搬路品質を推定して伝搬路品質に対応した変調方式を選択する伝搬路推定機能を有する。当該無線機は、所定の変調方式で通信を開始し、その後、伝搬路推定機能が推定する伝搬路品質に対応した変調方式に切り替えて通信を行う。また、当該無線機は、変調方式を切り替える場合に、切り替える変調方式を示す情報を変調方式を切り替えるフレームより前に送信されるフレームに含ませて対向する無線機に通知することで、変調方式の変更通知を行う。
Here, an example of a wireless device provided with the equalizer of this example is shown.
In a radio communication system that transmits and receives radio section signals in units of frames, the radio units that make up the radio communication system modulate a data by a plurality of modulation schemes, and a demodulation function that demodulates a signal modulated by a plurality of modulation schemes And a channel estimation function for estimating the channel quality and selecting a modulation scheme corresponding to the channel quality. The radio apparatus starts communication using a predetermined modulation method, and then switches to a modulation method corresponding to the channel quality estimated by the channel estimation function and performs communication. In addition, when switching the modulation method, the wireless device includes information indicating the modulation method to be switched in a frame transmitted before the frame for switching the modulation method, and notifies the opposite wireless device of the modulation method. Notification of change.
従って、このような無線機では、通信開始時に無線局間で予め決められた変調方式で通信を開始するので、無線局間で変調方式を通知しなくても容易に同期引き込みを行うことができる。また、例えば、低速の伝送速度に対応する変調方式で通信を開始すれば、伝搬路状況が悪い場合においても、無線局間の同期引き込みを容易に行うことができる。無線局間の同期確立後は、伝搬路状況に対応した変調方式に切り替えるので、無線局は伝搬路状況に適した伝送速度で通信することができる。更に、加入者無線であるＦＷＡでは長時間にわたって安定した伝搬路状況が期待できるため、変調方式の変更を対向する無線機に通知する場合、変更フレームの送信に先立つフレームで通知を行えば十分である。これにより、無線機においては高速な切替処理が不要になり、経済的な無線通信システムを実現できる。また、帯域変化に対応する処理を実行する時間的な余裕も生まれるため、無線通信システムにおけるルーティング経路やＱｏＳ制御なども無線区間帯域の変化に間に合うように切替できるのでパケットロス回避に有効である。このように、ＦＷＡに適した伝送効率の良好な適応変調無線通信システムが実現できる。 Therefore, in such a wireless device, since communication is started with a modulation method determined in advance between wireless stations at the start of communication, synchronization pull-in can be easily performed without notifying the modulation method between wireless stations. . For example, if communication is started with a modulation method corresponding to a low transmission rate, synchronization between wireless stations can be easily obtained even when the propagation path condition is bad. After synchronization between the radio stations is established, the modulation system is switched to a modulation method corresponding to the propagation path condition, so that the wireless station can communicate at a transmission rate suitable for the propagation path condition. Furthermore, since the FWA which is a subscriber radio can expect a stable propagation path condition for a long time, when notifying the opposite radio unit of the change of the modulation method, it is sufficient to notify the frame before the transmission of the changed frame. is there. This eliminates the need for high-speed switching processing in the wireless device, thereby realizing an economical wireless communication system. Further, since there is a time margin for executing processing corresponding to the band change, the routing path and the QoS control in the wireless communication system can be switched in time for the change in the wireless section band, which is effective in avoiding packet loss. Thus, an adaptive modulation wireless communication system with good transmission efficiency suitable for FWA can be realized.
なお、本例の無線通信システムにおける受信側の無線機の等化器では、複素線形フィルタ１の機能により等化処理手段が構成されており、メモリＢ１〜Ｂｎの機能により記憶手段が構成されており、適応変調制御部４の機能やメモリ読出し部５の機能により読出手段が構成されており、誤差検出部２の機能や係数更新部３の機能により係数更新手段が構成されている。
また、本例の無線通信システムにおける送信側や受信側の無線機では、無線通信状況と優先データ状況との一方又は両方に基づいて変復調方式を切り替える方式切替手段の機能を備えており、又は、無線通信状況に基づいて変復調方式を切り替える方式切替手段及び優先データ状況を考慮する場合には当該切り替えられる変復調方式を他の速度のものへ補正する方式制御手段の機能を備えている。
Note that in the equalizer of the radio device on the receiving side in the wireless communication system of this example, the equalization processing means is configured by the function of the complex
In addition, in the wireless device on the transmitting side and the receiving side in the wireless communication system of the present example, it has a function of a method switching means for switching the modulation / demodulation method based on one or both of the wireless communication status and the priority data status, or A function switching means for switching the modulation / demodulation system based on the wireless communication status and a function of a system control means for correcting the switched modulation / demodulation system to another speed when considering the priority data status are provided.
次に、適応変調について詳しい実施例を示す。なお、適応変調としては、以下のものに限られず、種々な態様を用いることも可能である。
例えば、従来の無線通信システムでは、伝送速度を変更しようとする場合は、送信側無線機が、先ず所定の伝送速度で信号を送信し、これを受信する受信側無線機からの確認応答の有無或いはデータ誤りや受信レベルの通知を受信し、これら受信側無線機から受信した情報に基づいてその後に送信するデータの伝送速度を変更するようにしている。
このように従来にあっては、受信側へ送信した信号の無線通信状況に基づいて事後的に送信データの伝送速度を変更するため、誤り発生率や再送処理数が増大して効率的な無線伝送が実現されているとは言えなかった。
特に、ＦＷＡに適応変調を適用する場合には、複数の変調方式でデータが送信されるため、受信側無線機で受信信号の変調方式が判らないと受信データの復調ができないばかりか、次のような特有の課題がある。
Next, a detailed example of adaptive modulation will be described. Note that adaptive modulation is not limited to the following, and various modes can be used.
For example, in a conventional wireless communication system, when the transmission rate is to be changed, the transmitting side radio first transmits a signal at a predetermined transmission rate, and whether or not there is an acknowledgment from the receiving side radio that receives this signal. Alternatively, a notification of a data error or reception level is received, and the transmission rate of data to be transmitted thereafter is changed based on the information received from the receiving side wireless device.
Thus, in the prior art, since the transmission rate of transmission data is subsequently changed based on the wireless communication status of the signal transmitted to the receiving side, the error occurrence rate and the number of retransmission processes are increased, and the efficient wireless It could not be said that transmission was realized.
In particular, when adaptive modulation is applied to FWA, data is transmitted using a plurality of modulation schemes. Therefore, if the reception radio device does not know the modulation scheme of the received signal, the received data cannot be demodulated. There are specific challenges like this.
受信側無線機に変調方式を通知する方法としては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格のように、各無線パケットの先頭での変調方式を固定し、その部分でデータ部の変調方式を指定する方法がある。当該規格で規定される無線ＬＡＮは半固定通信やアドホック通信を前提としており、無線区間のアクセス方式はＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕ１ｔｉｐ１ｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）である。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、送信側無線機は一定時間の無信号を検出した後、無線パケットを送信するため、パケットの先頭が判別し易い反面、一定時間の無信号区間が必要となっている。また、無線ＬＡＮの使用環境は屋内を想定しており、無線伝搬路環境の変動が予測しにくいため、パケット毎に送信が失敗したらその都度低速の伝送速度に切り替えて再送する方式をとっている。 As a method of notifying the receiving side radio apparatus of the modulation method, there is a method of fixing the modulation method at the head of each wireless packet and designating the modulation method of the data part in that portion as in the IEEE802.11a standard. The wireless LAN defined by the standard is premised on semi-fixed communication and ad hoc communication, and the access method in the wireless section is CSMA / CA (Carrier Sense Mu1tip Access / Collection Avidance). In CSMA / CA, since the transmitting radio transmits a wireless packet after detecting a non-signal for a certain period of time, it is easy to determine the beginning of the packet, but a non-signal period of a certain time is required. In addition, it is assumed that the wireless LAN usage environment is indoors, and fluctuations in the wireless propagation path environment are difficult to predict. Therefore, if transmission fails for each packet, the transmission is switched to a lower transmission speed each time and retransmitted. .
これに対して、準ミリ波やミリ波帯のＦＷＡは固定通信であるため、無線機間でのアクセス方式はＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）やＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）が適用可能であり、ＦＤＤやＴＤＤでは無線送信単位（フレームパケット）間の無信号区間は不要である。また、ＦＷＡは基本的に見通し内の固定局間の無線通信であり、長時間にわたって安定した伝搬路状況が期待できるため、短時間での変調方式の切替は不要である。このような特徴があるにもかかわらず、ＦＷＡに適応変調を適用する場合にＩＥＥＥ ８０２．１１ａのような方式を適用すると伝送効率が極めて悪くなるという課題がある。 On the other hand, since the quasi-millimeter-wave and millimeter-wave band FWAs are fixed communications, FDD (Frequency Division Duplex) and TDD (Time Division Duplex) can be applied as access methods between radios. In TDD, no signal interval between wireless transmission units (frame packets) is not necessary. In addition, FWA is basically wireless communication between fixed stations that are in line of sight, and a stable propagation path condition can be expected over a long period of time. Therefore, switching of the modulation method in a short time is unnecessary. In spite of such characteristics, there is a problem that transmission efficiency is extremely deteriorated when a method such as IEEE 802.11a is applied when adaptive modulation is applied to FWA.
本実施例は、上記従来の事情に鑑み為されたものであり、送信側無線機がフレーム単位のデータを変調して送信し、受信側無線機が当該データを無線受信して復調する無線通信システムにおいて、効率的な無線伝送を実現することを目的としている。
そして、本実施例は、特に、伝送効率の低下を回避してＦＷＡへの適応変調の適用を実現することを目的としている。
このように、本実施例は、無線機間でフレーム単位のデータを無線通信する無線システムに関し、特に、無線通信の状況に応じて変調方式を可変とする無線通信システムに関する。
The present embodiment has been made in view of the above-described conventional circumstances, and wireless communication in which a transmission-side wireless device modulates and transmits data in units of frames, and a reception-side wireless device wirelessly receives and demodulates the data. The system aims to realize efficient wireless transmission.
In particular, the present embodiment is aimed at realizing the application of adaptive modulation to FWA while avoiding a decrease in transmission efficiency.
As described above, the present embodiment relates to a wireless system that wirelessly communicates data in units of frames between wireless devices, and more particularly, to a wireless communication system in which a modulation method is variable according to the state of wireless communication.
本実施形態を具体的に説明する。
本実施形態は図３に示すようなＦＷＡ無線通信システムに適応変調を適用した例である。このＦＷＡ無線通信システムでは、固定設置されている基地局装置２１の無線通信サービスエリアに複数の端末局装置２２を固定設置してあり、これら基地局装置２１と端末局装置２２との間で無線通信をして、端末局装置２２に接続されたＰＣ等のユーザ端末装置（図示せず）同士のデータ通信や、基地局装置２１に接続されるバックボーン回線とのデータ通信等を、基地局装置２１を介して行う。
This embodiment will be specifically described.
This embodiment is an example in which adaptive modulation is applied to an FWA wireless communication system as shown in FIG. In this FWA wireless communication system, a plurality of
これら基地局装置２１と端末局装置２２とはそれぞれ無線機機能を備えた局装置であり、これら無線機機能部分は図２に示すような構成を有している。
なお、ＦＷＡ無線通信システムでは基地局装置２１と端末局装置２２との間でデータを送受信するため、基地局装置２１と端末局装置２２とのいずれの無線機も送信側又は受信側となるが、以下では、説明を簡便にするため、基地局装置２１を構成する無線機を送信側無線機、端末局装置２２を構成する無線機を受信側無線機として、基地局装置２１から端末局装置２２へフレーム単位でデータを無線送信する場合を例にとって説明する。
Each of the
In the FWA wireless communication system, since data is transmitted and received between the
送信側の無線機能部（無線機）は、図２に示すように、無線フレーム符号化部１１、変調部１２、送信ＲＦ部１３、共用器１４、アンテナ部１５、受信ＲＦ部１６、復調部１７、無線フレーム復号部１８、伝搬路推定部１９を有している。
なお、受信側の無線機能部（無線機）も同様な構成を有しているが、後述するように、送信側無線機から通知された変調方式に対応して復調部１７が行う復調処理の方式を変更する機能を有している。
上記構成の送信側無線機では、無線フレーム符号化部１１により、送信データをフレーム単位に区切り、誤り訂正符号化処理及びトレーニングビットやガードビットの付加処理を行って、無線区間への伝送フレームを作成する。この無線区間伝送フレームは変調部１２により所定の変調方式で変調され、送信ＲＦ部１３により無線周波数に変換され、共用器１４を介してアンテナ部１５から空間に無線送信される。
一方、当該無線機で受信を行う場合は、アンテナ部１５より無線信号を受信し、受信した無線信号を共用器１４を介して受信ＲＦ部１６によりベースバンド信号に変換し、このべ一スバンド信号を復調部１７により変調方式に対応した方式で復調する。そして、この復調されたデータは無線フレーム復号部１８により、誤り訂正復号されて受信データが得られる。すなわち、受信側となる無線機では、後述するように、送信側無線機から通知された情報に応じて、復調部１７による復調方式を切り替えて送信側の変調方式に対応させる処理を行う。
As shown in FIG. 2, the radio function unit (radio device) on the transmission side includes a radio
The radio function unit (radio device) on the reception side has the same configuration, but as will be described later, the demodulation process performed by the
In the transmission side radio having the above configuration, the radio
On the other hand, when receiving by the said radio | wireless machine, a radio signal is received from the
送信側無線機では、上記のようなデータ送受信処理に加えて、伝搬路推定部１９が復調部１７の出力信号から伝搬路状況を推定し、この推定結果に応じて最適な変調方式を選択して無線フレーム符号化部１１と変調部１２とに対して切り替えるべき変調方式を指定する。そして、後述するように、無線フレーム符号化部１１が指定された変調方式を示す情報を含む伝送フレームを作成し、変調部１２が所定の遅延をもって変調方式を変更する。
なお、伝搬路状況を推定するパラメータとしては、一般的に、受信レベル、等化誤差、ビット誤り率等があるが、以下に説明する本例では、受信信号の受信レベルにより無線伝送路の通信状況を検出している。
In the transmitter-side radio, in addition to the data transmission / reception processing as described above, the propagation
In general, the parameters for estimating the propagation path condition include a reception level, an equalization error, a bit error rate, and the like. In this example described below, communication in a wireless transmission path is performed according to the reception level of the received signal. Detecting the situation.
ここで、伝搬路推定部１９は図４に示すような受信レベルに対応して変調方式と各変調方式を識別するコード情報とが予め設定されたテーブルを有しており、伝搬路推定部１９は常時又は定期的に復調部１７が検出した受信信号の受信レベル情報を受け取り、図４に示すテーブルを参照して、検出された受信レベルに該当する変調方式を選択し、選択した変調方式を示すコード情報を無線フレーム符号化部１１及び変調部１２に通知する。
本例において、具体的には、受信レベルが−６０ｄＢｍ以上の場合には６４ＱＡＭ変調方式を選択してコード情報“３”を通知し、受信レベルが−６７〜−６０ｄＢｍの場合には１６ＱＡＭ変調方式を選択してコード情報“２”を通知し、受信レベルが−７５〜−６７ｄＢｍの場合にはＱＰＳＫ変調方式を選択してコード情報“１”を通知し、受信レベルが−７５ｄＢｍ以下の場合にはＢＰＳＫ変調方式を選択してコード情報“０”を通知する。すなわち、無線伝送路の通信状況が悪くなるに従って、安定した通信が得られるように変調方式を切り替える。
Here, the propagation
In this example, specifically, when the reception level is −60 dBm or more, the 64QAM modulation method is selected and code information “3” is notified, and when the reception level is −67 to −60 dBm, the 16QAM modulation method is selected. Is selected and the code information “2” is notified. When the reception level is −75 to −67 dBm, the QPSK modulation method is selected and the code information “1” is notified, and the reception level is −75 dBm or less. Selects the BPSK modulation method and notifies the code information “0”. That is, the modulation scheme is switched so that stable communication can be obtained as the communication status of the wireless transmission path becomes worse.
図５には、本例において、基地局無線機と端末局無線機との間で無線通信されるデータ伝送用フレームフォーマットの構成を示してある。
データ伝送用フレームは、タイミング同期用のトレーニングビット（ＴＲＮ）、変調方式を示す情報（ＭＯＤＴＹＰＥ）を含む保守情報用のブロック（ＲＣＢ：Ｒａｄｉｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｂｌｏｃｋ）、データトラフィックを格納するブロック（ＤＴＢ：Ｄａｔａ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｂｌｏｃｋ）、フレーム間の区切り用のガードビット（Ｇ）を含んでいる。
無線フレーム符号化部１１は、データ伝送用フレームのＭＯＤＴＹＰＥに変調方式を示すコード情報を設定して、相手局無線機に切り替える変調方式を通知する。
なお、ＲＣＢは毎フレーム送信する必要はなく、数フレーム毎又は変調方式を切り替える場合に送信し、他の場合は代わりにＤＴＢを送信するようにしてもよい。
FIG. 5 shows a configuration of a data transmission frame format for wireless communication between the base station radio and the terminal station radio in this example.
The frame for data transmission includes a training bit (TRN) for timing synchronization, a block for maintenance information (RCB: Radio Control Block) including information (MODTYPE) indicating a modulation method, and a block (DTB: Data Traffic) for storing data traffic. Block) and guard bits (G) for delimiting between frames.
The radio
The RCB does not need to be transmitted every frame, but may be transmitted every several frames or when the modulation method is switched, and in other cases, the DTB may be transmitted instead.
次に、上記構成のＦＷＡ無線通信システムによる通信処理及び変調方式の切替処理について説明する。
本例に係るＦＷＡ無線通信システムは、基地局装置２１と端末局装置２２との間をＰ−Ｐ（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ ｐｏｉｎｔ）で接続して局間のデータ通信を実現している。
図６は、Ｐ−Ｐ接続の場合における基地局装置２１と端末局装置２２との間の接続手順を示している。電源ＯＮでリセットした後、基地局装置２１は同期用コードの送信を開始し、端末局装置２２は基地局装置２１から受信する同期用コードにより受信同期補足を開始する。そして、端末局装置２２は受信同期が確立したら、同期用コードの送信を開始し、基地局装置２１は端末局装置２２から受信する同期用コードにより受信同期補足を開始する。
なお、基地局装置２１は、例えば、同期用コードの送信の開始と共に、受信同期補足を開始してもよい。
Next, communication processing and modulation system switching processing by the FWA wireless communication system having the above configuration will be described.
The FWA wireless communication system according to this example realizes data communication between stations by connecting the
FIG. 6 shows a connection procedure between the
The
基地局装置２１は受信同期が確立したら、データ伝送用のフレームを用いてデータの送信を開始し、端末局装置２２はデータ伝送用フレームを受信したらデータ受信処理を行うともに、データ伝送用のフレームを用いてデータの送信を開始する。
同期用フレーム及びデータ伝送用フレームの変調方式は、初期においては予め基地局装置２１と端末局装置２２との間に設定された同一の変調方式を使用する。すなわち、本例では、上記の６４ＱＡＭ変調、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫのいずれかの変調方式が初期的に使用される。
このような手順で通信を開始することで、基地局装置２１と端末局装置２２との間で同期が取れ、予め設定されている変調方式でデータの送受信が開始される。
When the reception synchronization is established, the
As the modulation method for the synchronization frame and the data transmission frame, the same modulation method set in advance between the
By starting communication in such a procedure, synchronization is established between the
上記のようにしてデータ通信を開始した後、適応変調により変調方式を切り替える場合の処理を説明する。適応変調は伝搬路状況に応じて変調方式を切り替えて通信することにより、効率の良い通信を実現するものである。
本例では、伝搬路推定部１９にて受信レベルを用いて伝搬路状況を推定しており、伝搬路推定部１９は復調部１７から入力された受信レベル情報に対応する変調方式をテーブルから選択して、当該変調方式を表すコード情報を無線フレーム符号化部１１及び変調部１２に通知する。無線フレーム符号化部１１はデータ伝送用のフレームを作成するにあたって、通知された変調方式を示すコード情報を含む無線フレームを生成する。すなわち、当該無線フレームが変調部１２、送信ＲＦ部１３、共用器１４、アンテナ部１５を介して受信側無線機に送信されることにより、当該受信側無線機に切り替えられる変調方式が通知される。
After starting data communication as described above, processing when switching the modulation method by adaptive modulation will be described. Adaptive modulation implements efficient communication by switching the modulation method according to the propagation path condition.
In this example, the propagation
図７には変調部１２によるフレーム毎に巡廻する変調処理手順を示し、図８には復調部１７によるフレーム毎に巡廻する復調処理手順を示してある。なお、復調部１７による復調処理は、送信側の無線機から通知された変調方式を示すコード情報に基づいて、当該変調方式に対応する復調方式に切り替えて復調処理を行う。
図７に示すように、変調部１２は、フレーム処理毎に伝搬路推定部１９から通知された変調方式を示すコード情報を読み取り、通知された変調方式が現在変調に使用している変調方式と異なるか否かを判定し（ステップＳ１）、異ならない場合には、送信フレームを現在設定されている方式で変調処理する（ステップＳ３）。一方、異なる場合には、変調部１２は内部の送信フレームカウンタ（ＴｘＣｏｕｎｔｅｒ）に所定の整数値Ｎをセットするとともに送信フラグ（ＴｘＦｌａｇ）を“１”にセットして（ステップＳ２）、現在設定されている方式で変調処理する（ステップＳ３）。
FIG. 7 shows a modulation processing procedure that circulates every frame by the
As shown in FIG. 7, the
このように１つの送信フレームを変調処理する毎に送信フラグ（ＴｘＦｌａｇ）が“１”であるかを判定し（ステップＳ４）、後述するようにリセットされて“１”でない場合には次のフレームを処理するためにステップＳ１の判定処理に移行する一方、“１”である場合には送信フレームカウンタ（ＴｘＣｏｕｎｔｅｒ）の値を１つ減算（すなわち、Ｎ−１）する（ステップＳ５）。そして、送信フレームカウンタ（ＴｘＣｏｕｎｔｅｒ）の値がゼロになったか否かを判定し（ステップＳ６）、“０”でない場合には次のフレームを処理するためにステップＳ１の判定処理に移行する一方、“０”である場合には先に伝搬路推定部１９から通知された変調方式に切り替えるとともに送信フラグ（ＴｘＦｌａｇ）を“０”にリセットして（ステップＳ７）、次のフレームを処理するためにステップＳ１の判定処理に移行する。
すなわち、伝搬路推定部１９から変調方式の切り替えが通知された場合、カウンタ値Ｎで規定される数の送信フレームを変調処理した後に通知された変調方式に切替えられる。
In this way, every time one transmission frame is modulated, it is determined whether the transmission flag (TxFlag) is “1” (step S4). If the transmission flag is reset and not “1” as described later, the next frame is determined. On the other hand, if it is “1”, the value of the transmission frame counter (TxCounter) is decremented by 1 (ie, N−1) (step S5). Then, it is determined whether or not the value of the transmission frame counter (TxCounter) has become zero (step S6). If it is not “0”, the process proceeds to the determination process of step S1 to process the next frame. In the case of “0”, switching to the modulation method previously notified from the propagation
That is, when the modulation channel change is notified from the propagation
一方、図８に示すように、受信側無線機では、無線フレーム復号部１８にて誤り訂正復号した後のデータ伝送用フレームから変調方式を示すコード情報が分離されて、当該コード情報が復調部１７に通知される。復調部１７は、通知された変調方式を示すコード情報により特定される変調方式が現在復調に使用している復調方式に対応する変調方式と異なるか否かを判定し（ステップＳ１１）、異ならない場合には、受信フレームを現在設定されている方式で復調処理する（ステップＳ１３）。一方、異なる場合には、復調部１７は内部の受信フレームカウンタ（ＲｘＣｏｕｎｔｅｒ）に所定の整数値Ｍをセットするとともに受信フラグ（ＲｘＦｌａｇ）を“１”にセットして（ステップＳ１２）、現在設定されている方式で復調処理する（ステップＳ１３）。
On the other hand, as shown in FIG. 8, in the receiving-side radio, code information indicating the modulation method is separated from the data transmission frame after error correction decoding by the radio
このように１つの受信フレームを復調処理する毎に受信フラグ（ＲｘＦｌａｇ）が“１”であるかを判定し（ステップＳ１４）、後述するようにリセットされて“１”でない場合には次の受信フレームを処理するためにステップＳ１１の判定処理に移行する一方、“１”である場合には受信フレームカウンタ（ＲｘＣｏｕｎｔｅｒ）の値を１つ減算（すなわち、Ｍ−１）する（ステップＳ１５）。そして、受信フレームカウンタ（ＲｘＣｏｕｎｔｅｒ）の値がゼロになったか否かを判定し（ステップＳ１６）、“０”でない場合には次のフレームを処理するためにステップＳ１１の判定処理に移行する一方、“０”である場合には先に無線フレーム復号部１８から通知された変調方式に対応する復調方式に切り替えるとともに受信フラグ（ＲｘＦｌａｇ）を“０”にリセットして（ステップＳ１７）、次のフレームを処理するためにステップＳ１１の判定処理に移行する。
すなわち、無線フレーム復号部１８から変調方式の切り替えが通知された場合（すなわち、当該通知情報を含むフレームを受信した場合）、カウンタ値Ｍで規定される数の受信フレームを復調処理した後に通知された変調方式に対応する復調方式に切り替えられる。
In this way, each time one received frame is demodulated, it is determined whether the reception flag (RxFlag) is “1” (step S14). If the received flag is reset and not “1” as described later, the next reception is performed. In order to process the frame, the process proceeds to the determination process in step S11. On the other hand, if “1”, the value of the reception frame counter (RxCounter) is decremented by 1 (that is, M−1) (step S15). Then, it is determined whether or not the value of the reception frame counter (RxCounter) has become zero (step S16). If not “0”, the process proceeds to the determination process of step S11 to process the next frame. If it is “0”, it switches to the demodulation method corresponding to the modulation method previously notified from the radio
In other words, when switching of the modulation method is notified from the radio frame decoding unit 18 (that is, when a frame including the notification information is received), the notification is made after demodulating the number of received frames defined by the counter value M. It is possible to switch to a demodulation method corresponding to the modulation method.
ここで、上記送信フレームカウンタ（ＴｘＣｏｕｎｔｅｒ）の値Ｎと、受信フレームカウンタ（ＲｘＣｏｕｎｔｅｒ）の値Ｍとは、理論的にはフレーム同期を取るために同一の値に設定されるが、一般的には、Ｎの値はフレーム周期、無線機が変調及び復調の方式切替に要する時間、無線通信システムにおける各種制御の切替に要する時間等を考慮して決定され、Ｍの値は無線機の処理遅延等を考慮して決定され、変調方式と復調方式との切り替えについてフレーム同期がとれるようにすればよい。
なお、上記の伝搬路推定部１９においては、受信レベルの変動を吸収するため、必要に応じて受信レベルの時間平均値などを使用して変調方式を選択するようにしてもよい。また、伝搬路推定部１９は無線フレーム復号部１８の誤り訂正復号の結果を用いて伝搬路推定を行うように構成することも可能である。また、基地局装置２１と端末局装置２２との間がＰ−Ｐ接続する場合を説明したが、本実施例は送信側無線機と受信側無線機との間でＰ−ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ ＭｕｌｔｉＰｏｉｎｔ）接続する場合にも適用可能である。
Here, the value N of the transmission frame counter (TxCounter) and the value M of the reception frame counter (RxCounter) are theoretically set to the same value in order to achieve frame synchronization. The value of N is determined in consideration of the frame period, the time required for the radio to switch between modulation and demodulation methods, the time required for switching various controls in the radio communication system, and the value of M is the processing delay of the radio And frame synchronization may be established for switching between the modulation method and the demodulation method.
Note that the propagation
上記のように、本実施例によれば、次のような効果が得られる。無線機は通信開始時には、無線局間で予め決められた変調方式で通信を開始するので、無線局間で変調方式を通知しなくても容易に同期引き込みを行うことができる。このため、例えば、低速の伝送速度に対応する変調方式で通信を開始すれば、伝搬路状況が悪い場合においても無線局間の同期引き込みを容易に行うことができる。そして、無線局間の同期確立後は、伝搬路状況に対応した変調方式に切り替えるので、無線局は伝搬路状況に適した伝送速度で通信することができる。更に、ＦＷＡでは、長時間にわたって安定した伝搬路状況が期待できるため、変調方式の変更を対応する無線機に通知する場合、方式を変更するフレームの送信に先立つフレームで通知すれば十分であり、これにより、無線機においては高速な切替処理が不要になり、経済的な無線通信システムが実現される。また、帯域変化に対応する処理を実行する時間的な余裕も生まれるため、無線通信システムにおけるルーティング経路やＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）制御なども無線区間帯域の変化に間に合うように切替でき、パケットロス回避に有効である。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained. Since the wireless device starts communication with a predetermined modulation method between wireless stations at the start of communication, synchronization can be easily acquired without notifying the modulation method between wireless stations. For this reason, for example, if communication is started with a modulation method corresponding to a low transmission rate, synchronization between wireless stations can be easily acquired even when the propagation path condition is bad. Then, after establishing synchronization between the radio stations, the modulation system is switched to a modulation scheme corresponding to the propagation path condition, so that the radio station can communicate at a transmission rate suitable for the propagation path condition. Furthermore, in FWA, a stable propagation path condition can be expected over a long period of time. Therefore, when notifying a corresponding radio device of a change in modulation scheme, it is sufficient to notify in a frame prior to transmission of a frame for changing the scheme, This eliminates the need for high-speed switching processing in the wireless device, thereby realizing an economical wireless communication system. In addition, since there is a time margin for executing processing corresponding to the bandwidth change, the routing route and QoS (Quality of Service) control in the wireless communication system can be switched in time for the change of the wireless zone bandwidth, thereby avoiding packet loss. It is effective for.
このように、本実施例では、送信側無線機がフレーム単位のデータを変調して送信し、受信側無線機が当該データを無線受信して復調する無線通信システムであって、送信側無線機が、受信信号に基づいて無線通信状況を判定する判定手段と、判定した無線通信状況に応じて変調方式を切り替える方式切替手段と、切り替える変調方式を示す情報を当該切り替えた方式で変調するフレームより前のフレームに含ませて受信側無線機に送信する通知手段と、を備えたことを特徴としており、これによって、受信側無線機は、送信側無線機が自己判定に基づいて切り替える変調方式を事前に知って、対応する方式で受信データの復調処理を行うことができる。
また、本実施例では、固定的に設置される端末局装置と基地局装置との間でフレーム単位のデータを無線送受信するＦＷＡ無線通信システムであって、基地局装置又は端末局装置を構成する無線機は、受信信号に基づいて無線通信状況を判定する判定手段と、判定した無線通信状況に応じて変調方式を切り替える方式切替手段と、切り替える変調方式を示す情報を当該切り替えた方式で変調するフレームより前のフレームに含ませて通信相手となる端末局装置又は基地局装置を構成する無線機に送信する通知手段と、を備えたことを特徴としており、これによって、受
信側となる端末局装置又は基地局装置を構成する無線機は、送信側の無線機が自己判定に基づいて切り替える変調方式を事前に知って、対応する方式で受信データの復調処理を行うことができる。
As described above, in this embodiment, the transmission side wireless device modulates and transmits data in units of frames, and the reception side wireless device wirelessly receives and demodulates the data. A determination unit that determines a wireless communication state based on a received signal, a method switching unit that switches a modulation method according to the determined wireless communication state, and a frame that modulates information indicating the modulation method to be switched by the switched method. And a notification means for transmitting to the reception side radio unit included in the previous frame, whereby the reception side radio unit changes the modulation method that the transmission side radio unit switches based on self-determination. Knowing in advance, the received data can be demodulated in a corresponding manner.
Further, in this embodiment, an FWA wireless communication system that wirelessly transmits and receives data in frame units between a terminal station apparatus and a base station apparatus that are fixedly installed, and constitutes a base station apparatus or a terminal station apparatus The wireless device modulates the information indicating the modulation method to be switched using the switching method, the determination unit that determines the wireless communication state based on the received signal, the method switching unit that switches the modulation method according to the determined wireless communication state And a notification means for transmitting to a radio station constituting a terminal station apparatus or base station apparatus that is a communication partner included in a frame before the frame, thereby providing a terminal station on the receiving side The radio constituting the device or the base station device knows in advance the modulation scheme to be switched by the transmitting radio based on self-determination, and demodulates the received data using the corresponding scheme. It can be carried out.
より具体的には、本実施例では、例えば、送信側無線機は所定の変調方式で通信を開始し、その後、伝搬路推定手段（判定手段）が推定する伝搬路品質に対応した変調方式に切り替えて通信を行う。ここで、送信側無線機はその方式切替手段で変調方式を切り替える場合、通知手段が切り替える変調方式を示す情報を変調方式を切り替えるフレームより前に送信されるフレームに含ませて対応する受信側無線機に通知し、これによって、変調方式の事前通知を行う。
したがって、通信開始時は無線機間で予め決められた変調方式で通信を開始するので、無線機間で変調方式を通知しなくても容易に同期引き込みを行うことができる。そして、無線機間の同期確立後は、無線伝搬路状況に対応した変調方式に切り替えるので、無線機は伝搬路状況に適した伝送速度で通信することができる。
More specifically, in the present embodiment, for example, the transmitting-side radio starts communication with a predetermined modulation scheme, and then uses a modulation scheme corresponding to the propagation path quality estimated by the propagation path estimation means (determination means). Switch to communicate. Here, when the transmission-side radio switches the modulation method by the method switching unit, the information indicating the modulation method switched by the notification unit is included in the frame transmitted before the frame for switching the modulation method, and the corresponding reception-side radio This notifies the machine, thereby giving prior notice of the modulation method.
Therefore, since communication is started with a predetermined modulation method between the wireless devices when communication is started, synchronization can be easily pulled in without notification of the modulation method between the wireless devices. Then, after synchronization is established between the radios, the modulation method is switched to the radio channel conditions, so that the radios can communicate at a transmission rate suitable for the channel conditions.
更に、ＦＷＡでは長時間にわたって安定した無線伝搬路状況が期待できるため、変調方式の変更を対応する受信側無線機に通知する場合、方式変更するフレームの送信に先立つ直前の送信フレームで通知を行えば十分であるので、無線機においては高速な切替処理が不要になり、経済的な無線通信システムを実現できる。また、帯域変化に対応する処理を実行する時間的な余裕も生まれるため、無線通信システムにおけるルーティング経路やＱｏＳ制御なども無線区間帯域の変化に間に合うように切替でき、パケットロス回避にも有効である。
本実施例によると、送信側無線機による無線通信状況の自己判定に基づいて変調方式の切り替えを行い、そして、当該方式切替を事前に受信側無線機に通知するようにしたため、無線通信状況に応じた適切な方式で変復調を行う伝送効率の良好な適応変調方式の無線通信システムを実現することができる。
In addition, since the FWA can expect a stable radio channel condition over a long period of time, when notifying the corresponding receiver radio unit of the change of the modulation method, the notification is performed in the transmission frame immediately before the transmission of the frame to be changed. This is sufficient, so that a high-speed switching process is not necessary in the wireless device, and an economical wireless communication system can be realized. In addition, since there is a time margin for executing processing corresponding to the bandwidth change, the routing path and QoS control in the wireless communication system can be switched in time for the change in the wireless zone bandwidth, which is also effective in avoiding packet loss. .
According to the present embodiment, the modulation method is switched based on the self-determination of the wireless communication status by the transmitting-side radio, and the method switching is notified to the receiving-side radio in advance. It is possible to realize a wireless communication system using an adaptive modulation scheme with good transmission efficiency that performs modulation / demodulation using an appropriate method.
ここで、本発明に係る無線通信システムや通信局装置（基地局装置や端末局装置等）などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係る無線通信システムや通信局装置（基地局装置や端末局装置等）などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
Here, the configurations of the wireless communication system and the communication station device (base station device, terminal station device, etc.) according to the present invention are not necessarily limited to those described above, and various configurations may be used. The present invention can also be provided as, for example, a method or method for executing the processing according to the present invention, a program for realizing such a method or method, or a recording medium for recording the program. It is also possible to provide various devices and systems.
The application field of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and the present invention can be applied to various fields.
In addition, as various processes performed in the wireless communication system and the communication station apparatus (base station apparatus, terminal station apparatus, etc.) according to the present invention, for example, in a hardware resource including a processor, a memory, etc., the processor is a ROM (Read A configuration controlled by executing a control program stored in (Only Memory) may be used. For example, each functional unit for executing the processing may be configured as an independent hardware circuit. .
Further, the present invention can be grasped as a computer-readable recording medium such as a floppy (registered trademark) disk or a CD (Compact Disc) -ROM storing the control program, or the program (itself). The processing according to the present invention can be performed by inputting the program from the recording medium to the computer and causing the processor to execute the program.
１、３１・・複素線形フィルタ、 ２、３２・・誤差検出部、 ３、３３・・係数更新部、 ４・・適応変調制御部、 ５・・メモリ読出し部、 ６・・信号処理部、 Ａ１、Ａ１１・・入力端子、 Ａ２、Ａ１２・・出力端子、 Ｂ１〜Ｂｎ・・メモリ、 １１・・無線フレーム符号化部、 １２・・変調部、 １３・・送信ＲＦ部、 １４・・共用器、 １５・・アンテナ部、 １６・・受信ＲＦ部、 １７・・復調部、 １８・・無線フレーム復号部、 １９・・伝搬路推定部、 ２１・・基地局装置、 ２２・・端末局装置、 1, 31... Complex linear filter, 2, 32 .. Error detection unit, 3, 33 .. Coefficient update unit, 4.. Adaptive modulation control unit, 5 .. Memory reading unit, 6 .. Signal processing unit, A1 , A11, input terminal, A2, A12, output terminal, B1 to Bn, memory, 11, radio frame encoding unit, 12, modulation unit, 13, transmission RF unit, 14, duplexer, 15 .. Antenna unit, 16 .. Reception RF unit, 17 .. Demodulation unit, 18 .. Radio frame decoding unit, 19 .. Propagation path estimation unit, 21 .. Base station device, 22.
Claims (2)
当該無線通信システムは、通信開始時に無線局間で予め定められた低速の伝送速度に対応する変調方式で通信を開始する無線通信システムであって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へデータ伝送用フレームを用いてデータを伝送し、
前記送信側無線機は、切り替える変調方式を示す情報を変調方式を切り替えるデータ伝送用フレームより前に送信されるデータ伝送用フレームに含ませて前記受信側無線機に送信する通知手段を備え、
前記受信側無線機は、前記送信側無線機から受信したデータ伝送用フレームに含まれる情報により、変調方式が切り替えられることを判定した場合には、受信フレームカウンタに所定の整数値をセットして受信フレームを現在設定されている方式で復調処理すると共に、受信フレームを復調処理する毎に前記受信フレームカウンタの値を１つずつ減算し、前記受信フレームカウンタの値が０になった場合に前記送信側無線機に対応して復調方式を切り替える手段を有するとともに、
係数を用いて受信信号を等化処理する等化処理手段と、
複数の変復調方式のそれぞれに対応した値を記憶する記憶手段と、
前記切り替えられる変復調方式に基づいて前記記憶手段から対応する値を読み出す読出手段と、
前記読み出された値をパラメータの値として用いて前記等化処理の係数を更新する係数更新手段と、を備え、
更に、
当該無線通信システムは、前記送信側無線機と前記受信側無線機との間で優先的に通信するデータがある場合には切り替え可能な複数の変復調方式の内で前記方式切替手段により切り替えられる変復調方式と比べて通信速度が１段速い変復調方式が通信に使用されるように制御する方式制御手段を備え、
前記受信側無線機の前記読出手段は、前記送信側無線機との間で優先的に通信するデータがある場合には、切り替え可能な複数の変復調方式の内で前記方式切替手段により切り替えられる変復調方式と比べて通信速度が１段速い変復調方式に基づいて前記記憶手段から対応する値を読み出す、
ことを特徴とする無線通信システム。 Modulation / demodulation used by the transmitting-side radio and the receiving-side radio based on the status of radio communication based on the situation of radio communication. The transmitting-side radio modulates and transmits data, and the receiving-side radio receives and demodulates the data. In an FWA wireless communication system that switches a method by a method switching means,
The wireless communication system is a wireless communication system that starts communication with a modulation method corresponding to a low transmission rate predetermined between wireless stations at the start of communication,
Transmit data from the transmitter radio to the receiver radio using a data transmission frame,
The transmitting-side radio includes notification means for transmitting to the receiving-side radio by including information indicating a modulation scheme to be switched in a data transmission frame transmitted before the data transmission frame for switching the modulation scheme;
When the receiving radio determines that the modulation method can be switched based on the information included in the data transmission frame received from the transmitting radio, the receiving radio sets a predetermined integer value in the received frame counter. The received frame is demodulated by the currently set method, and each time the received frame is demodulated, the value of the received frame counter is decremented by one, and when the value of the received frame counter becomes 0, In addition to having a means for switching the demodulation method corresponding to the transmitter radio,
Equalization processing means for equalizing the received signal using a coefficient;
Storage means for storing values corresponding to each of a plurality of modulation / demodulation methods;
Reading means for reading a corresponding value from the storage means based on the switched modulation / demodulation method;
Coefficient update means for updating the coefficient of the equalization processing using the read value as a parameter value,
Furthermore,
The radio communication system is a modem that is switched by the mode switching means among a plurality of modes that can be switched when there is data to be preferentially communicated between the transmitter radio and the receiver radio. Comprising a system control means for controlling so that a modulation / demodulation system whose communication speed is one step faster than the system is used for communication;
The read / write unit of the reception-side radio unit, when there is data to be preferentially communicated with the transmission-side radio unit, can be switched by the mode switching unit among a plurality of switchable modulation / demodulation modes. A corresponding value is read from the storage means based on a modulation / demodulation method whose communication speed is one step higher than the method,
A wireless communication system.
当該無線通信システムは、通信開始時に無線局間で予め定められた低速の伝送速度に対応する変調方式で通信を開始する無線通信システムであって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へデータ伝送用フレームを用いてデータを伝送し、
前記送信側無線機は、切り替える変調方式を示す情報を変調方式を切り替えるデータ伝送用フレームより前に送信されるデータ伝送用フレームに含ませて前記受信側無線機に送信する通知手段を備え、
前記受信側無線機は、前記送信側無線機から受信したデータ伝送用フレームに含まれる情報により、変調方式が切り替えられることを判定した場合には、受信フレームカウンタに所定の整数値をセットして受信フレームを現在設定されている方式で復調処理すると共に、受信フレームを復調処理する毎に前記受信フレームカウンタの値を１つずつ減算し、前記受信フレームカウンタの値が０になった場合に前記送信側無線機に対応して復調方式を切り替える手段を有するとともに、
係数を用いて受信信号を等化処理する等化処理手段と、
複数の変復調方式のそれぞれに対応した値を記憶する記憶手段と、
前記切り替えられる変復調方式に基づいて前記記憶手段から対応する値を読み出す読出手段と、
前記読み出された値をパラメータの値として用いて前記等化処理の係数を更新する係数更新手段と、を備え、
更に、
前記方式切替手段は、無線通信の状況及び優先的に通信するデータの状況に基づいて前記変復調方式を切り替える、
ことを特徴とする無線通信システム。 Modulation / demodulation used by the transmitting-side radio and the receiving-side radio based on the status of radio communication based on the situation of radio communication. The transmitting-side radio modulates and transmits data, and the receiving-side radio receives and demodulates the data. In an FWA wireless communication system that switches a method by a method switching means,
The wireless communication system is a wireless communication system that starts communication with a modulation method corresponding to a low transmission rate predetermined between wireless stations at the start of communication,
Transmit data from the transmitter radio to the receiver radio using a data transmission frame,
The transmitting-side radio includes notification means for transmitting to the receiving-side radio by including information indicating a modulation scheme to be switched in a data transmission frame transmitted before the data transmission frame for switching the modulation scheme;
When the receiving radio determines that the modulation method can be switched based on the information included in the data transmission frame received from the transmitting radio, the receiving radio sets a predetermined integer value in the received frame counter. The received frame is demodulated by the currently set method, and each time the received frame is demodulated, the value of the received frame counter is decremented by one, and when the value of the received frame counter becomes 0, In addition to having a means for switching the demodulation method corresponding to the transmitter radio,
Equalization processing means for equalizing the received signal using a coefficient;
Storage means for storing values corresponding to each of a plurality of modulation / demodulation methods;
Reading means for reading a corresponding value from the storage means based on the switched modulation / demodulation method;
Coefficient update means for updating the coefficient of the equalization processing using the read value as a parameter value,
Furthermore,
The method switching means switches the modulation / demodulation method based on the status of wireless communication and the status of data to be preferentially communicated,
A wireless communication system.
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