CN102656866B - 通信设备和通信控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种通信设备和通信控制方法，能够控制信息的发射速率，使得在任何时候都不会超过带宽。其包括：接收装置，用于接收输入信号，和输出接收数据；发射装置，用于接受发射帧，以基于发射控制信息设置的第一发射速率发射传输信号，以及输出发射定时信号，所述发射定时信号指示传输信号的发射的完成定时；信息提取装置，用于从接收数据中提取发射控制信息，以及向发射装置指定在发射下一发射帧时的第二发射速率；以及服务质量控制装置，用于在检测到第二发射速率小于第一发射速率的情况下，将上限发射速率改变为第二发射速率或更小，在检测到第二发射速率大于第一发射速率的情况下，在该完成定时之后，将上限发射速率改变为第二发射速率或更小，基于该上限发射速率来从发射数据生成所述发射帧。

Description

通信设备和通信控制方法
技术领域
本发明涉及通信设备和通信控制方法，更具体地，涉及基于发射速率的改变执行服务质量控制的通信设备和通信控制方法。
背景技术
在无线通信设备中，存在着采用“自适应调制方法”的情况，这种该自适应调制方法根据无线传输信道的状况来改变调制方法。在自适应调制方法中，例如，当无线传输信道的状况良好时，应用具有相对高速度的发射速率的调制方法，而当无线传输信道的状况不好时，应用具有相对低速度的发射速率的调制方法。有可能通过作为用于执行调制的级数的多值数目(a multi-value number)和调制速率来改变发射速率。
在对无线通信段采用自适应调制方法的无线通信系统中，无线通信段的发射速率根据无线传输信道的状况而改变。因为无线通信段的发射速率与信息传输能力相对应，所以下文中称其为带宽(传输能力)。
同时，为了在IP(网际协议)网络上在给定时间内向目的地设备传送诸如声音和动画之类对时间要求严格的数据，要求网络具备预定的通信质量。在这样的网络中，可以按每个业务类型对传输数据进行分类，并且可以控制数据以基于优先级进行转发。这样的控制称为服务质量(服务质量：下文中称为“QoS”)控制。在执行QoS控制的通信系统中，执行用于保证发射信息所需的预定发射速率的控制(下文称之为“信息传输速率”)。因此，当带宽改变时，需要执行与该改变对应的QoS控制。也即，需要即使带宽改变也能够保证信息发射速率的网络环境。
可以想到将用于有线LAN(局域网)的QoS控制照原样应用到针对无线通信段采用自适应调制方法的无线通信系统。这种情况下，当无线通信段的带宽大于信息发射速率时，不会出现直到特定帧被发射的等待时间(下文中，称之为“发射等待时间”)。然而，当信息发射速率超过无线通信段的带宽时，存在出现发射等待时间和出现所谓的“帧丢失(分组丢失)”的可能性，其中所述“帧丢失”是帧没被发射而被丢弃的情况。
例如，在专利文献1中公开了一种在采用自适应调制方法的无线通信系统中执行QoS控制的技术。在专利文献1的技术中，基于无线发射速率在有QoS控制或无QoS控制之间切换。也即，当因为调制方法的改变，无线发射速率被从高速度切换到低速度时，QoS控制生效。于是，通过延迟调制方法的切换定时，抑制由无线发射速率的不足而造成的数据传送效率下降。另一方面，当因为调制方法的改变，无线发射速率被从低速度切换到高速度时，取消QoS控制。
在自适应调制方法中，还存在根据发射速率的改变而执行QoS控制的技术(例如，参见专利文献2)。在专利文献2的技术中，为了执行QoS控制而操作的主题是编码速率、调制方法和复用机制等。
在自适应调制方法中，还存在根据QoS的优先级控制来设置调制方法和均衡器的参数的技术(例如，参见专利文献3)。在专利文献3的技术中，例如，当需要高发射速率时，设置针对高速率的参数，而当不需要高速率时，设置针对低速率的参数。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本专利申请公开No.2006-86626(第7页，图1和图3)
[专利文献2]日本专利申请公开No.2005-86479(第4-5页，图1)
[专利文献3]日本专利申请公开No.2006-173711(第7-9页，图1)
发明内容
技术问题
在专利文献1的技术中，存在下述问题。第一问题是：因为调制方法的改变定时有延迟，所以当QoS控制生效时不能够上无线传输信道的状况改变。当不能跟上无线传输信道的状况改变时，存在着引起线路质量劣化和无线通信段的线路断开的可能性，导致出现分组丢失。第二问题是：当取消QoS控制时，没有考虑输入数据的业务量增加。如果在业务量增大时正在取消QoS控制，则可能出现高优先级帧的帧丢失。第三问题是：因为按选定的调制方法在有QoS控制或无QoS控制之间切换，其结果是可能出现延时的变化。其原因是：通常在QoS控制期间延时要增大。
在专利文献2和3的技术中，用于执行QoS控制的受控主题是编码速率、调制方法、复用机制、均衡器的参数等，而没有控制应该传输的信息的信息发射速率。因此，当应该传输的信息增加时，存在着不一定能对所有信息保证高服务质量的问题。
为了不仅在采用自适应调制方法的通信系统中，而且广义地在通信段带宽改变的系统中执行QoS控制，需要通过使信息发射速率与带宽改变适当对应来改变信息发射速率。
发明目的
针对上述技术问题，做出了本发明，并且本发明的目的是提供能够控制信息的发射速率使其不超过带宽的通信设备和通信控制方法。
解决问题的方案
本发明的通信设备包括：接收装置，用于接收输入信号和输出接收数据；发射装置，用于接受发射帧，以基于传输控制信息设置的第一发射速率发射传输信号，以及输出传输定时信号，所述传输定时信号指示传输信号的发射完成定时；信息提取装置，用于从接收数据中提取传输控制信息，以及向发射装置指定在发射下一发射帧时的第二发射速率；以及服务质量控制装置，用于在检测到第二发射速率小于第一发射速率的情况下将上限发射速率改变为第二发射速率或更小，在检测到第二发射速率大于第一发射速率的情况下，在该完成定时之后将上限发射速率改变为第二发射速率或更小，以及基于该上限发射速率来从发射数据生成发射帧。
本发明的通信方法包括：接收输入信号和输出接收数据；接受发射帧，以基于发射控制信息设置的第一发射速率发射传输信号，以及输出发射定时信号，所述发射定时信号指示传输信号的发射完成定时；从接收数据中提取发射控制信息，以及向发射装置指定在发射下一发射帧时的第二发射速率；以及在检测到第二发射速率小于第一发射速率的情况下，将上限发射速率改变为第二发射速率或更小，在检测到第二发射速率大于第一发射速率的情况下，在该完成定时之后将上限发射速率改变为第二发射速率或更小，以及基于该上限发射速率来从发射数据生成发射帧。
本发明的有益效果
本发明的通信设备和通信控制方法控制信息的发射速率，使其不超出带宽。因此，其具有能够防止出现信息的发射等待时间和出现分组丢失的效果。
附图说明
图1是示出本发明第一示例性实施例的通信设备的结构方框图；
图2是示出本发明第一示例性实施例的通信设备结构的第一变型的方框图；
图3是示出本发明第一示例性实施例的通信设备的操作示意图；
图4是示出本发明第二示例性实施例的无线通信系统的结构方框图；
图5是示出本发明第二示例性实施例的无线通信系统中的发射基带单元的结构方框图；
图6是本发明第二示例性实施例的无线通信系统中的帧的格式；
图7是示出本发明第二示例性实施例的通信设备的操作示意图。
具体实施方式
(第一示例性实施例)
接下来，将参考附图具体描述本发明的实施例。图1是示出本发明第一示例性实施例的通信设备的结构方框图。
该示例实施例的通信设备包括接收单元11、信息提取单元12、发射单元13和服务质量控制单元14。
接收单元11接收输入信号20和输出接收数据21。
信息提取单元12从接收数据21中提取发射控制信息22。该发射控制信息22指定发射单元13发射传输信号30时的发射速率。如果发射单元13执行调制，则发射控制信息22可以指定调制方法。具体地讲，发射控制信息22可以指定调制的目标(幅度、频率或相位)，作为调制级数的多值数目，调制速率，等等。即使在发射控制信息22指定调制方法的情况下，也可以基于发射控制信息22确定发射单元13发射传输信号30时的发射速率。
发射单元13接受发射帧32，并且以基于发射控制信息22设置的第一发射速率发射传输信号30。发射单元13输出发射定时信号33，发射定时信号33指示传输信号的发射完成定时。因为可以针对每个发射帧32设置第一发射速率，所以每当输出发射定时信号33时，可以改变发射下一传输信号30时的第一发射速率。在传输信号30正在发射时的发射控制信息22指定发射下一传输信号30时的发射速率(下文中，称之为“第二发射速率”)，而不是当时的发射速率(即，第一发射速率)。换言之，第一发射速率(即正在发射的传输信号30的发射速率)是由上一个发射控制信息22指定的，而第二发射速率(即接下来要发射的传输信号30的发射速率)是由当前发射控制信息22指定的。
服务质量控制单元14执行对服务质量的控制(QoS控制)。具体地讲，QoS控制意味着根据已经设置的上限速率来从发射数据31输出发射帧32。例如，服务质量控制单元14应该从发射数据31只生成发射帧32，以使发射所需的发射速率可以不超过上限发射速率。此时，服务质量控制单元14检测第一发射速率改变，换言之，第一发射速率和第二发射速率彼此不同，并且对上限发射速率执行后续控制。同时，因为传输信号30的发射速率是由发射控制信息22指定的，所以服务质量控制单元14能够通过观察发射控制信息22中的变化检测到发射速率改变。
当检测到第二发射速率小于第一发射速率时，服务质量控制单元14将上限发射速率改变为第二发射速率。换言之，当检测到传输信号30的发射速率减小时，服务质量控制单元14将上限发射速率改变为减小之后的发射速率。执行这种控制的原因是通过在减小传输信号30的发射速率之前减小发射帧32的发射速率来防止发生发射等待时间和帧丢失。
当检测到第二发射速率大于第一发射速率时，服务质量控制单元14在发射单元13中传输信号30的发射速率发生改变的时刻将上限发射速率改变为下一发射速率。换言之，当检测到传输信号30的发射速率增大时，服务质量控制单元14等待发射定时信号33的输出，以便将上限发射速率改变为增大之后的发射速率。执行这种控制的原因是通过在传输信号30的发射速率已经增大之后使发射帧32的发射速率增大来防止出现发射等待和帧丢失。
同时，当第一发射速率和第二发射速率相等，即，传输信号30的发射速率不改变时，则不改变上限发射速率。
通过由服务质量控制单元14执行控制，发射帧32的发射速率(信息发射速率)将总是在发射单元13发生传输信号30时可应用的发射速率，即等于或小于带宽。
可采用各种方法作为在服务质量控制单元14执行QoS控制时的特定控制方法。
例如，服务质量控制单元14接受来自信息提取单元12的发射控制信息22，并且确定第二发射速率。服务质量控制单元14在其内部保存该发射控制信息22。作为结果，当新接受发射控制信息22时，检测第二发射速率的改变和增大/减小。而且，服务质量控制单元14从发射单元13接收发射定时信号33。于是，当第二发射速率已经减小时，服务质量控制单元14立即将上限发射速率改变到第二发射速率。当第二发射速率已经增大时，在输出发射定时信号33的时刻将上限发射速率改变到第二发射速率。
图2是示出本发明第一示例性实施例的通信设备结构的第一变型方框图。服务质量控制单元14接受来自信息提取单元12的发射控制信息22，并确定第二发射速率。服务质量控制单元14从发射单元13接收发射定时信号33和发射速率信息34，发射定时信号33指示当前传输信号30的发射完成定时，发射速率信息34指示第一发射速率。然后，服务质量控制单元14确定第一发射速率与第二发射速率之间的变化。当第二发射速率小于第一发射速率时，立即将上限发射速率改变到第二发射速率。当第二发射速率大于第一发射速率时，在输出发射定时信号33的时刻将上限发射速率改变到第二发射速率。
如上面提到的，当检测到传输信号30的发射速率改变时，由服务质量控制单元14改变用于QoS控制的上限速率。然后生成发射帧32，以便可以不超过上限发射速率。
同时，不具体限定服务质量控制单元14执行QoS控制的特定操作。
QoS控制的方法大致分为“优先级控制”和“频带限制”。优先级控制是在可用频带即，等于或小于上限发射速率的范围内，按从最高到最低优先级的顺序来选择和发射帧的控制。这种处理也称为“分组调度(Packet Scheduling)”。在该示例性实施例中，执行作为QoS控制的调度时的特定处理的示例将在下文描述。
首先，发射数据31包括多个帧，在优先级的基础上，对各个帧设定指定发射顺序的优先级。服务质量控制单元14基于上限发射速率和优先级从所述多个帧中选择发射帧32。
对于所述多个帧中的每个帧，可以设置发射该帧所需的预定发射速率(信息发射速率)。此时，服务质量控制单元14基于优先级从所述多个帧中选择发射帧32，以使所选部分的发射帧32的每个信息发射速率的数量将等于或小于上限发射速率。例如，从具有最高优先级的帧开始选择帧，当未超过上限发射速率时，选择具有次最高优先级的帧。在所选的帧的总信息发射速率不超过上限发射速率的范围内，按优先级顺序选择帧。
频带限制是针对下述状况的处理：当已经选择了要按优先级顺序发射的帧时，避免因其优先级为低而在不超过上限发射速率的情况下不能发射的帧被发射。该处理也被称为“塑形(Shaping)”。“塑形”包括，例如，丢弃在不超过上限发射速率的情况下不能被发射的帧的方法。备选地，还存在如下方法：请求向通信设备输入要发射的帧的源减少帧的发射量；或者向源通知拒绝帧接收。该方法是所谓“流控制”的一种。在该示例性实施例中，在执行作为QoS控制的塑形时的特定处理的示例将在下文描述。
首先，发射数据31包括多个帧，在优先级的基础上，对各个帧设定指定发射顺序的优先级。服务质量控制单元14基于上限发射速率和优先级丢弃所述多个帧中的某些帧，选择没被丢弃的帧作为发射帧。
对于所述多个帧，可以设置为发射帧所需的信息发射速率。此时，服务质量控制单元14应该基于优先级仅丢弃某些帧，以使所选的发射帧的相应信息发射速率的数量可以不超过上限发射速率。或者，服务质量控制单元14可以基于上限发射速率和优先级在其自身与多个帧中的某些帧的源之间执行流控制，以及选择来自除所述某些帧的源之外的源的帧作为发射帧。
附带地，当发射单元13执行预定调制以发射传输信号30时，使用调制方法的参数能够检测发射速率的改变。特定调制方法的理论发射速率等于多值数目的平方根和调制速率(符号速率、波特率)的乘积。因此，根据作为调制级数的多值数目的改变和在正应用到被发射的传输信号30的调制方法与要应用到下一传输信号30的调制方法之间的改变，可以检测发射速率的改变。
利用图3的示图来描述该示例性实施例的操作的特定示例。图3是示出该示例性实施例的操作的示例的示图，纵轴示出了发射速率，而横轴是时钟时间。关于图中的每个线，实线A指示带宽，而虚线B指示用于执行QoS控制的上限发射速率。在图的下部指示作为应用到当前正被发射的传输信号30的发射速率的第一发射速率和作为应用到下一传输信号30的发射速率的第二发射速率的转变。假设发射速率可以设置为三个种类I、II和II I中的任意一种，其中按顺序最高为I，依次是II、III。
在时间t1，服务质量控制单元14根据发射控制信息22检测到发射速率从I改变到II。这种情况下，意味着发射速率减小。然而，发射控制信息22指示的发射速率是应用到下一传输信号30的发射速率，因此发射速率改变实际发生在当前正在发射的传输信号30的发射完成之后。
此时，服务质量控制单元14立即将上限发射速率改变到第二发射速率。也即，在应用到传输信号30的发射速率发生下降的时刻(时间t2)之前，减小上限发射速率。
对于时间t3，情况也是类似。即，服务质量控制单元14在t3检测到第二发射速率从II减小到III，并且在时间t4将上限发射速率改变到第二发射速率。
在时间t5，服务质量控制单元14检测到第二发射速率变得大于第一发射速率。此时，在第一发射速率发生改变的时刻(时间t6)，上限发射速率改变为第二发射速率。对于时间t7，情况是类似的。就是说，在时间t7，检测到第二发射速率变为小于第一发射速率，并且在时间t8改变上限发射速率。
如上所述，当检测到接下来要发射的传输信号的发射速率下降时，本发明第一示例性实施例的通信设备减小上限发射速率。当检测到接下来要发射的传输信号的发射速率增大时，在正在发射的传输信号的发射完成之后增大上限发射速率。然后，生成发射帧，以便不超过上限发射速率。因此，信息发射速率将总是等于或小于发射单元中的发射速率。因此，具有能够防止发射等待和发射帧的分组丢失的效果。
(第二示例性实施例)
接下来，将描述本发明被应用到特定系统的第二示例性实施例。图4是示出第二示例性实施例的无线通信系统的结构的方框图。图5是示出第二示例性实施例的无线通信系统中的发射基带单元的结构的方框图。图6是第二示例性实施例的无线通信系统中的帧的格式。
该无线通信系统具有一对相对的无线通信设备100和200。因为无线通信设备100和无线通信设备200具有相同的结构，下面将描述无线通信设备100的结构。
无线通信设备100包括：发射基带处理单元101、调制器102、RF(射频)单元103、接收调制方法确定单元104、解调器105、接收基带处理单元106和天线单元107。
发射基带处理单元101对输入数据108执行QoS控制。后面将描述QoS控制的详细处理。发射基带处理单元101基于调制方法控制信息111来选择调制方法。然后，发射基带处理单元101将输入数据108与诸如调制方法控制信息111和调制方法指定信息112之类的各种控制信号复用成具有图6所示格式的发射无线帧数据109。发射无线帧数据109的每个帧包括开销部分和有效负荷部分。输入数据108被存储在有效负荷部分中。调制方法控制信息111和调制方法指定信息112被存储在开销部分中。发射基带处理单元101将发射无线帧数据109输出给调制器102。
调制器102根据存储在前一发射无线帧数据109的开销部分中的调制方法控制信息111来调制从发射基带处理单元101输入的发射无线帧数据109。然后，调制后的信号被作为发射IF(中频)信号110输出给RF单元103。
RF单元103将输入的发射IF信号110频率转换成预定的射频。然后，RF单元103通过天线单元107将频率转换后的无线信号发射给无线通信设备200。RF单元103对所接收的无线信号也具有频率转换功能。RF单元103通过天线单元107接收无线通信设备200经发射的无线信号。RF单元103对所接收的无线信号执行频率转换，并且将其作为接收IF信号114输出给解调器105。此外，RF单元103将接收信号的电平作为接收电平信息113输出给接收调制方法确定单元104。
接收调制方法确定单元104基于接收电平信息113选择发射调制方法，并且向发射基带处理单元101输出调制方法指定信息112。如上面提到的，调制方法指定信息112被复用进发射无线帧数据109，并且被发射给无线设备200。换言之，无线设备100向无线通信设备200指定无线通信设备200应该应用的调制方法。因此，在该示例性实施例的无线通信系统中的自适应调制方法中，向与接收端的无线通信设备相对的站点的无线通信设备请求应该应用的发射调制方法。
下面将更详细地描述调制方法指定信息112。无线设备100中生成的调制方法指定信息112被发射给无线通信设备200，并且在无线通信设备200中被处理调制方法控制信息211。也即，调制方法指定信息112指定的调制方法被作为调制方法控制信息211复用到发射帧数据209，并且发射给调制器202。调制器202根据复用到发射帧数据209的调制方法控制信息211执行调制。
接下来，将描述在从无线帧数据215中提取调制方法控制信息211的时刻与调制方法控制信息211实际指定调制器202中的调制方法的时刻之间的时间差。调制方法控制信息211被复用到每个发射无线帧数据209。由接收基带处理单元206从无线帧数据215中提取的调制方法控制信息211被复用到要传输的下一发射无线帧数据209。已经复用到当前正在发射的发射无线帧数据209的调制方法控制信息211是从刚好在前述无线帧数据215之前的无线帧数据215中提取的信息。因此，在调制方法控制信息211被提取的时刻与调制方法控制信息211实际指定调制方法的时刻之间存在时间差。在该示例性实施例中，利用该时间差，可以在实际改变之前检测到调制方法的改变。于是，实现了与调制方法的改变相对应的QoS控制。
同时，根据该示例性实施例，在应用了预定的自适应调制方法的无线通信系统中，执行与指定的调制方法相对应QoS控制。然而，在该示例性实施例中，自适应调制方法的具体控制方法不受限制。例如，用于接收端向发送端要求发射调制方法的确定标准不限于如上所述的使用接收电平的方法。而且，其可以是这样的自适应调制方法，其中发射侧根据发射侧指定的预定确定标准来确定自身应用的发射调制方法。
解调器105对接收IF信号114执行解调处理。然后，解调器105将已经对其执行解调处理的接收IF信号114作为接收无线帧数据115输出给接收基带处理单元106。
接收基带处理单元106从输入的接收无线帧数据115中提取无线通信设备200的调制方法指定信息212。调制方法指定信息212已经由无线通信设备200的接收调制方法确定单元204复用到接收无线帧数据115中。接收基带处理单元106将应该应用到无线通信设备100的调制方法控制信息111输出给发射基带处理单元101。另外，接收基带处理单元105将复用到接收无线帧数据115中的有效负荷数据作为输出数据116输出。
如上面提到的，天线单元107将来自RF单元103的无线信号发射给无线通信设备200，并且接收来自无线通信设备200的无线信号，并将其输出给RF单元103。
下面利用图6所示的帧格式描述从无线通信设备100的发射基带处理单元101开始到无线通信设备200的接收基带处理单元206结束的调制方法的切换机制。发射无线帧数据110包括按时间顺序在图6中示出的帧。因此，由上一帧的开销部分中包含的调制方法控制信息来指示特定无线帧的调制方法。这是因为对方站点的解调器必须预先知道调制方法的切换定时。在对方站点，当在解调器中解调出接收IF信号时可以第一时间知道哪种调制方法被应用于特定接收无线帧。然而，为了获取正确的接收无线帧数据，必须预先知道其调制方法以解调出接收IF信号。因此，调制方法控制信息应该指示下一无线帧的调制方法，而不是包含其自身的无线帧的调制方法。
参考图4，描述直到输入到无线通信设备100的输入数据108从作为对方站点的无线通信设备200作为输出数据216输出的信号流。
输入到无线通信设备100的输入数据108由发射基带处理单元101复用到图6所示的格式中的有效负荷部分。然后，复用后的数据作为发射无线帧数据109输出。调制器102根据发射无线帧数据109中的开销部分的调制方法控制信息调制发射无线帧数据109。调制后的发射IF信号110由RF单元103进行频率转换，并且从天线单元107向无线通信设备200发射。所发射的无线信号被无线通信设备200的天线单元207接收，并且作为接收IF信号214从RF单元203输出。解调器205根据上一接收无线帧数据215的开销部分的调制方法控制信息217来解调接收IF信号214，并且将其作为接收无线帧数据215输出。调制方法控制信息217是由接收基带处理单元206从上一接收无线帧数据215中的开销部分提取的信息，并且是指示应用到当前正在接收的接收IF信号214的调制方法的信息。接收基带处理单元206从接收无线帧数据215的无线帧格式中的有效负荷部分提取数据，并且输出该输出数据216。
因为从无线通信设备200到无线通信设备100的信号的流与上面的类似，所以省略其描述。
参考图5，将描述发射基带处理单元101的配置。基带处理单元101包括QoS控制电路301、无线帧复用电路302、频带控制值表303和调制方法比较电路304。
无线帧复用电路302向调制方法比较电路304输出无线帧参考脉冲信号306和调制方法信息305，该调制方法信息305是当前选择的调制方法的信息信号。无线帧参考脉冲信号306是指示帧之间的边界的定时的信号。可选地，无线帧参考脉冲信号306可以是指示帧的发射完成的信号。
在调制方法比较电路304中，每当输入无线帧参考脉冲信号306时，将调制方法信息305所指示的调制方法的多值数目的大小与调制方法控制信息111所指示的调制方法的多值数目的大小进行比较。调制方法比较电路304根据比较结果向QoS控制电路输出频带限制控制信号307。
QoS控制电路301根据频带限制控制信号307从频带控制值表303获得频带控制值308。QoS控制电路301使用所获得的频带控制值308对输入数据108执行QoS控制，并且在QoS控制之后输出输入数据309。因为此处的QoS控制，应该仅执行上面已经描述的称为“塑形”的处理。同时，“频带控制值”是指示无线段中的可用发射速率的上限值的数字值。因此，以仅选择使发射所需的总频带等于或小于频带控制值的范围内的分组的方式，基于分组的优先级来选择构成要输入数据的每个分组。在具有低优先级的分组中，取消使发射所需的频带总和超出频带控制值的分组。
无线帧复用电路302将在已经执行QoS控制的QoS控制处理后的输入数据309复用到帧中的有效负荷部分。此外，无线帧复用电路302将输入的调制方法控制信息111和调制方法指定信息112复用到帧中的开销部分。在将预定数据复用到帧中的开销部分和有效负荷部分之后，无线帧复用电路302输出该帧，作为发射无线帧数据109。
接下来，将更详细地描述执行用于QoS控制的比较确定过程的调制方法比较电路304。
每当输入无线帧参考脉冲信号306时，调制方法比较电路304将调制方法信息305指定的调制方法的多值数目的大小与调制方法控制信息111指定的调制方法的多值数目的大小进行比较。
调制方法信息305指定的调制方法是调制器102中当前正在应用的调制方法(此后，称之为“当前调制方法”)。调制方法控制信息111指定的调制方法是将要在发送下一帧时在调制器102中应用的调制方法(此后，称之为“下一调制方法”)。下一调制方法是无线通信设备200使用调制方法指定信息212指定的调制方法。
当调制方法改变时，无线段的信息发射速率发生改变。因此，需要根据应用的调制方法来执行QoS控制。通常，当符号速率没有改变时，可以通过调制方法的多值数目的大小来判断无线段的信息发射速率的改变。因此，在该示例性实施例中，通过关注调制方法改变前后的调制方法的多值数目之间的改变来执行QoS控制。
调制方法比较电路304根据当前调制方法的多值数目与下一调制方法的多值数目之间的量级相关性来执行下述操作。
i)在当前调制方法的多值数目＞下一调制方法的多值数目的情况下
在该情况下，意味着无线段的信息发射速率从发射下一帧的时刻开始下降。因此，需要由QoS控制立即执行频带限制。因此，调制方法比较电路304输出频带限制控制信号307，以将用于QoS控制电路301中的QoS控制的频带限制值从与当前调制方法对应的值改变到与下一调制方法对应的值。
用于QoS控制的频带限制值的上述改变是该示例性实施例的特征。因此，下面将详细描述其目的。当下一调制方法的多值数目B小于当前调制方法的多值数目A时，对于下一帧而言无线段的频带下降。因此，最迟在无线段的频带下降之前，必须完成信息发射所需的频带限制。
在该场合，还可以想到在输入下一无线帧参考脉冲信号306的同时改变用于QoS控制电路301的QoS控制的频带限制值。换言之，这使得QoS控制的频带限制值在调制方法改变的同时改变，不需要在调制方法改变之前进行改变。在该情况下，与执行QoS控制的发射缓冲器中的数据容量相比，无线段的频带变得更于。就是说，作为在调制方法改变的同时执行频带限制的结果，因为无线发射能力变小，所以与改变之前的频带相对应的发射缓冲器中已经存储的数据将以低发射速率进行发射。因此，对于具有低优先级的分组，由于出现发射等待时间，数据传送效率下降；而对于具有高优先级的分组，可能因为没在期望的时间内发射而出现分组丢失。
如上面所述，当为了执行频带限制而使用的频带限制值在调制方法改变的同时发生改变时，可能出现诸如出现等待时间和分组丢失之类的问题。因此，在该示例性实施例中，当无线段的频带随着调制方法的改变而变小时，在调制方法改变之前，改变为了执行频带限制而使用的频带限制值。
ii)在当前调制方法的多值数目＝下一调制方法的多值数目的情况下
在该情况下，意味着无线段的频带不发生改变。因此，可以保持当前的频带继续通信。当QoS控制的频带限制正在执行时，可以利用那时的频带原样继续通信。因此，调制方法比较电路304不执行特别的控制。
iii)在当前调制方法的多值数目＜下一调制方法的多值数目的情况下
在该情况下，意味着无线段的频带增大。这种情况下，希望在无线段的频带增大之后尽可能早地根据下一调制方法改变频带限制值。因此，调制方法比较电路304在下一无线帧参考脉冲信号306输入的时候输出频带限制控制信号307，并且将QoS控制电路301的频带限制值从与当前调制方法对应的值改变到与下一调制方法对应的值。
同时，当多值数目是恒定值时，可以使用符号速率的大小来确定无线段的信息发射速率。当然，还可用使用所应用的调制方法的发射速率来确定无线段的信息发射速率。因此，可以通过关注符号速率和发射速率的改变来执行QoS控制。
上述无线通信设备100的结构和包括具有QoS控制功能的发射基带处理单元101在内的每个组件对无线通信设备200也是共通的。在图4中，已经附着到无线通信设备100的每个组件和无线通信设备100内部使用的信号的代码的最高位被标准化为“1”。关于无线通信设备200，已经附着到无线通信设备100的每个组件和使用的信号的代码的最高位被改变为“2”，对所有其它位使用相同的数目。例如，与无线通信设备100的天线107对应的无线通信设备200的天线被标示为天线207。
下面使用图7的示图描述该示例性实施例的操作的特定示例。图7是示出该示例性实施例的操作的示例，并且纵轴表示发射速率，横轴表示时钟时间。关于图中的每个线，实线A指示无线发射速率(无线段的带宽)，而虚线B指示作为已经执行QoS控制的结果的分组数据的发射速率，而斜线部分C指示最高优先级分组的频带。而且，在该图的下部，指示当前调制方法和下一调制方法的转变。作为调制方法，应用256值QAM(256正交幅度修改：256QAM)、128值QAM(128QAM)或者4值PSK(正交相移键控：QPSK)中的任意一种。假设无线段的发射速率最高是256QAM，跟着依次是128QAM和PSK。还假设：即使应用具有最小多值数目的QPSK调制，即，应用最小的发射速率，最高优先级分组的发射所需的频带也不超过无线发射速率。
通过将调制方法信息305与调制方法控制信息111相比较，调制方法比较电路304在调制方法实际改变之前的时刻t1就检测到调制方法改变。
此时，在检测到下一调制方法的发射速率变得比当前调制方法的发射速率小时，即，调制方法的多值数目减小的情况下，立即改变频带限制值。换言之，变成用于执行QoS控制的标准的频带限制值(上限发射速率)被改变到下一发射速率，并且在当前调制方法改变之前抑制分组数据的发射速率。对于时间t3，情况也是类似的。即，在t3，检测到下一调制方法的发射速率变得小于当前调制方法的发射速率，并且在时间t4改变频带限制值。
在时间t5，检测到下一发射速率变得大于当前发射速率，即，调制方法的多值数目增大。此时，频带限制值在当前调制方法改变的时候(时间t6)发生改变。就是说，变为用于执行QoS控制的标准的频带限制值被改变到下一发射速率，并且分组数据的发射速率增大。对于时间t7，情况也是类似的。即，在t7检测到下一调制方法的发射速率变得小于当前发射方法的发射速率，频带限制值在t8发生改变。
同时，如图7中所示，当频带限制值在t1、t3、t6或t8发生改变时，分组数据速率逐渐改变。这是因为：当频带限制值改变时，已经使用改变之前的频带限制值执行QoS控制的分组和已经使用改变之后的频带限制值执行QoS控制的分组被混合在一起。因为在示出第一示例性实施例的图3的示图中虚线指示上限发射速率(频带限制值)，其值在上限发射速率改变的同时以类台阶型的方式改变。
同时，由调制方法比较电路304保存调制方法控制信息111，因此能够检测到调制方法控制信息111的改变。因此，调制方法比较电路304能够在不参考调制方法信息305的情况下检测到下一调制方法的发射速率变得小于当前传输方法的发射速率。因此，当下一调制方法的发射速率变得小于当前传输方法的发射速率时，应该刚好在检测到调制方法控制信息111改变的同时改变频带限制值。当下一调制方法的发射速率变得大于当前传输方法的发射速率时，必须知道变为用于执行QoS控制的标准的频带限制值被改变的定时。此时，应该刚好从无线帧复用电路302接收无线帧参考脉冲信号306。
如上所述，在该示例性实施例的无线通信系统中，分组数据的发射速率在无线发射速率下降之前减小到改变后的无线发射速率或更小。因此，具有以下效果：不造成由于针对诸如流控制之类的数据处理时间引起的延迟时间变化。而且，在无线发射速率增大之后，使得分组数据的发射速率增大到改变之后的无线发射速率。因此，具有以下效果：能够与无线传输信道的改善相对应地有效利用无线发射速率。
同时，尽管在第二示例性实施例中，以使用天线单元107和207执行发射和接收的无线通信为示例做出指示，但是本发明不仅可应用于无线连接也可用于有线连接。
上述示例性实施例能够相应地与其他示例性实施例组合。
尽管已经参考本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域普通技术人员应该理解可以在不偏离权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下做出形式和细节方面的改动。
本申请基于在2009年12月14日提交的日本专利申请No.2009-282562，并且要求其优先权，该申请整体的公开内容并入本文供参考。
工业适用性
本申请涉及通信设备和通信控制方法，更具体地，涉及基于发射速率的改变执行服务质量控制的通信设备和通信控制方法，因此本发明具备工业实用性。
参考标记列表

Claims (20)

1.一种通信设备，包括：
接收单元，其接收输入信号，和输出由对方设备的接收电平指定的发射控制信息被复用的接收数据；
发射单元，其接受发射帧，以基于上一个所述发射控制信息设置的第一发射速率发射当前的传输信号，输出发射定时信号，所述发射定时信号指示所述传输信号的发射的完成定时；
信息提取单元，其从所述接收数据中提取所述发射控制信息，以及向所述发射单元指定在发射下一所述发射帧时的第二发射速率；以及
服务质量控制单元，其将所述第一发射速率与所述第二发射速率进行比较，在检测到第二发射速率小于所述第一发射速率的情况下，将上限发射速率改变为所述第二发射速率或更小，在检测到第二发射速率大于所述第一发射速率的情况下，在所述完成定时之后，将所述上限发射速率改变为所述第二发射速率或更小，基于所述上限发射速率来从发射数据生成所述发射帧。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其中
所述服务质量控制单元从所述发射数据生成所述发射帧，使得发射所需的发射速率变得等于或小于所述上限发射速率。
3.根据权利要求1所述的通信设备，其中
所述发射数据包括多个帧，对每个帧设置预定优先级；以及
所述服务质量控制单元基于所述上限发射速率和所述优先级从所述多个帧中选择所述发射帧。
4.根据权利要求3所述的通信设备，其中
针对所述多个帧中的每个帧，设置信息发射速率，所述信息发射速率是发射所需的发射速率；以及
所述服务质量控制单元基于所述优先级选择所述发射帧，使得每个所选择的发射帧的所述信息发射速率的数量等于或小于所述上限发射速率。
5.根据权利要求1所述的通信设备，其中
所述发射数据包括多个帧，对每个帧设置预定优先级；以及
所述服务质量控制单元基于所述上限发射速率和所述优先级丢弃所述多个帧中的特定帧，选择没被丢弃的所述帧作为所述发射帧。
6.根据权利要求5所述的通信设备，其中
针对所述多个帧中的每个帧设置预定发射频带，
所述服务质量控制单元基于所述优先级丢弃所述特定帧，使得每个所选择的发射帧的所述发射频带的量等于或小于所述上限发射速率。
7.根据权利要求1所述的通信设备，其中
所述发射数据包括多个帧，对每个帧设置预定优先级；以及
所述服务质量控制单元基于所述上限发射速率和所述优先级在自身与所述多个帧中的特定帧的源之间执行流控制，从除所述特定帧的所述源之外的源选择帧作为所述发射帧。
8.根据权利要求1所述的通信设备，其中
所述发射控制信息包括用于指定调制方法的调制方法指定信息，以及
所述发射单元基于所述调制方法调制所述发射帧。
9.根据权利要求8所述的通信设备，其中
所述服务质量控制单元基于多值数目来确定所述发射速率的改变，其中所述多值数目是所述调制方法中的调制级数。
10.根据权利要求8所述的通信设备，其中
所述服务质量控制单元基于所述调制方法中的调制速率来确定所述发射速率的改变。
11.一种通信控制方法，包括步骤：
接收输入信号，和输出由对方设备的接收电平指定的发射控制信息被复用的接收数据；
接受发射帧，以基于上一个所述发射控制信息设置的第一发射速率发射当前的传输信号，以及输出发射定时信号，所述发射定时信号指示所述传输信号的发射的完成定时；
从所述接收数据中提取所述发射控制信息，以及指定在发射下一所述发射帧时的第二发射速率；以及
将所述第一发射速率与所述第二发射速率进行比较，在检测到第二发射速率小于所述第一发射速率的情况下，将上限发射速率改变为所述第二发射速率或更小，在检测到第二发射速率大于所述第一发射速率的情况下，在所述完成定时之后，将所述上限发射速率改变为所述第二发射速率或更小，基于所述上限发射速率来从发射数据生成所述发射帧。
12.根据权利要求11所述的通信控制方法，其中
从所述发射数据生成所述发射帧，使得发射所需的发射速率变得等于或小于所述上限发射速率。
13.根据权利要求11所述的通信控制方法，其中
所述发射数据包括多个帧，对每个帧设置预定优先级；以及
基于所述上限发射速率和所述优先级从所述多个帧中选择所述发射帧。
14.根据权利要求13所述的通信控制方法，其中
针对所述多个帧中的每个帧，设置信息发射速率，所述信息发射速率是发射所需的发射速率；以及
基于所述优先级选择所述发射帧，使得每个所选择的发射帧的所述信息发射速率的数量等于或小于所述上限发射速率。
15.根据权利要求11所述的通信控制方法，其中
所述发射数据包括多个帧，对每个帧设置预定优先级；以及
基于所述上限发射速率和所述优先级丢弃所述多个帧中的特定帧，选择没被丢弃的所述帧作为所述发射帧。
16.根据权利要求15所述的通信控制方法，其中
针对所述多个帧中的每个帧设置预定发射频带，
基于所述优先级丢弃所述特定帧，使得每个所述选择的发射帧的所述发射频带的量等于或小于所述上限发射速率。
17.根据权利要求11所述的通信控制方法，其中
所述发射数据包括多个帧，对每个帧设置预定优先级；以及
基于所述上限发射速率和所述优先级在自身与所述多个帧中的特定帧的源之间执行流控制，并且从除所述特定帧的所述源之外的源选择帧作为所述发射帧。
18.根据权利要求11所述的通信控制方法，其中
所述发射控制信息包括用于指定调制方法的调制方法指定信息，以及
基于所述调制方法调制所述发射帧。
19.根据权利要求18所述的通信控制方法，其中
基于多值数目来确定所述发射速率的改变，其中所述多值数目是所述调制方法中的调制级数。
20.根据权利要求18所述的通信控制方法，其中
基于所述调制方法中的调制速率来确定所述发射速率的改变。
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