JP2004274537A

JP2004274537A - Wireless data communication method

Info

Publication number: JP2004274537A
Application number: JP2003064485A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Uehara; 広充上原; Atsushi Fujimoto; 敦藤本
Original assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Current assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless data communication method capable of optimizing the throughput of an entire wireless transmission system even in the case of packet data transmission in the wireless transmission system wherein a bad radio wave propagation state may exist. <P>SOLUTION: In the wireless data communication method, a statistic distribution of optimum transmission rates with respect to a transmission environment of a wireless channel is investigated in advance when the wireless channel is used to transmit packet data; selecting a transmission rate initial value in the transmission environment among a plurality of predetermined signal transmission rates, and the selected transmission rate initial value is decided on the basis of a result of the investigation and information with respect to a traffic volume at that point of time; and the communication propriety at a transmission rate initial value or at the selected transmission rate lower than the transmission rate initial value is judged prior to transmission of the data packet from a transmission station; and the data packet from the transmission station is transmitted at a transmission rate judged as communicable. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の選択可能な信号伝送速度を有する無線通信システム、例えば、無線ＬＡＮなどにおいて、その無線伝送路の伝送環境に応じてデータ伝送速度を切り換えることができるデータ通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の選択可能な信号伝送速度を有する無線通信システムにおける信号伝送速度は、手動で操作することにより固定速度に設定したり、エラーの状況を検出して自動的に切り換えたりしている。
【０００３】
この場合に、固定速度では、フェージングにより電波の伝搬状態が悪化した場合、受信エラーを発生しスループットが低下してしまうことになる。
【０００４】
また、自動的に伝送速度を切り替える方式では、電波の伝搬状態が良い場合には、速い伝送速度を設定し、電波の伝搬状態が良好ではなく伝送エラーが発生する場合には、伝送速度を遅くなるように設定することにより、環境に応じた伝送速度で通信することが出来る（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３１３６８８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方式では、電波の伝搬状態は周辺環境の変化により時々刻々と変動しているため、伝送速度も適応的に随時切り替わってしまうことになる。電波の伝搬状態が悪化した場合には、伝搬状態に適応した低速の伝送速度に切り替えて伝送を行うが、低速の伝送速度では媒体を長く占有するため、他の無線局の送信の機会が減少するので、システム全体としてのスループットが低下してしまうことになる。すなわち、例えば、６Ｍｂｐｓで伝送を行った場合には、２４Ｍｂｐｓで伝送を行った場合に比べて４倍の時間媒体を占有してしまうので、他の無線局の通信の機会をその分だけ減少させることになる。また、速いフェージングに対して従来の方式では、エラーの発生状況で判断して伝送速度を切り替えているため、追従速度が遅くなり、最適な伝送速度にならない場合がある。このような方式では、迅速な対応が求められるパケットデータ伝送に適用することはできない。
【０００７】
本発明の目的は、電波の伝搬状態が良くない場合が存在する無線伝送系におけるパケットデータ伝送に対しても、システム全体としてのスループットを最適化することができる無線データ通信方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明による無線データ通信方法は、無線回線を使用したパケットデータ通信方法であって、
フェージングにより時々刻々変化する前記無線回線の伝送環境に対して最適な伝送速度の統計分布を予め調査する調査ステップと、
該調査の結果と該データ通信システムにおけるその時点でのトラフィック量に関する情報とに基づいて、当該伝送環境における伝送速度初期値を予め定めた複数の信号伝送速度から選択して決定する初期値選択ステップと、
送信局からのデータパケット伝送に先立ち、前記伝送速度初期値で試行伝送パケットを該送信局から受信局に伝送して該受信局からの試行伝送応答から当該伝送速度初期値での通信可否を判断するパケット試行伝送ステップと、
該パケット試行伝送ステップにおいて、当該伝送速度初期値では通信可能ではないと判断されたときには、前記複数の信号伝送速度の中から前記伝送速度初期値よりも低速となるように選択された伝送速度で、前記試行伝送パケットを伝送して該受信局からの再試行伝送応答から当該選択された伝送速度での通信可否を判断するパケット再試行伝送ステップと、
前記パケット試行伝送ステップまたは前記パケット再試行伝送ステップで通信可能であると判断された伝送速度で、前記送信局からのデータパケット伝送を行うデータパケット伝送ステップとを備えている。
前記データパケット伝送ステップで用いられる伝送速度は、前記パケット試行伝送ステップまたは前記パケット再試行伝送ステップで通信可能であると判断された伝送速度の中の最大の伝送速度であるように制御することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明における一実施形態の無線ＬＡＮシステムの動作を以下に説明する。図１は、無線ＬＡＮシステムの基本的構成を示すもので、送信局１と受信局２との間に、アンテナ１２，２１を介して無線伝送路３が形成されている。１１は送信局側に設けられた記憶部である。送信局１においては、決められた伝送状況調査インターバルで、送信局１側でトラフィックが存在しない場合に、伝送状況調査のシーケンスに従い伝送状況調査を行う。
【００１０】
図２は、本発明の実施に当たって、まず、一定時間内に存在する送信局と受信局間の通信数を調査する手順を示すフロー図である。
この調査のために、まず信号があるかのテストを行い（Ｓ１）、このテストの結果が「ＹＥＳ」のときに、その信号を受信して信号の中の送信局アドレスおよび相手先となる受信局アドレスを読み出す（Ｓ２）。
次に、「自局宛の信号か？」のテストをし（Ｓ３）、このテストの結果が「ＹＥＳ」のときには、読み取ったアドレスと受信した時間をアドレスリストに追加し、同じアドレスが存在する場合には、受信した時間を上書きする（Ｓ４）。ステップＳ３のテストの結果が「ＮＯ」のときには、データの受信を継続する（Ｓ５）。規定時間が経過したアドレスをアドレスリストから削除する（Ｓ６）。次に、タイマの設定時間をインクリメントする（Ｓ７）。
【００１１】
以上の動作手順において、ステップＳ４，Ｓ５における処理の結果、図３（ａ）のデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ，Ｄが時間ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，ｔ_４，ｔ_５においてそれぞれ受信されたときに、図３（ｂ）に示すアドレスリストが得られることになる。
次に、伝送状況調査シーケンスについて、図４に示す動作フローを用いて説明する。送信局１は具備する伝送速度（例：５４／４８／３６／２４／１８／１２／６Ｍｂｐｓ）の中の最小の伝送速度を選択し（Ｓ１１）、前記伝送状況調査における伝送状況応答に対する待ち時間の終了を判断するための、伝送状況調査タイマをスタートする（Ｓ１２）。次に、受信局に伝送状況調査用パケットを伝送し（Ｓ１３）、前記受信局からの伝送速度情報と電界強度（ＲＳＳＩ）情報の両方またはどちらか一方を含んだ伝送状況応答が返ってくるか否かを判断するテストをする（Ｓ１４）。前記伝送状況応答が返ってきた「ＹＥＳ」の場合には、前記受信局２からの前記伝送速度情報と前記電界強度（ＲＳＳＩ）情報の両方またはどちらか一方を含んだ前記伝送状況応答は、伝送状況情報として記憶部１１に記憶された（Ｓ１５）後に、「予め定めた範囲で最大伝送速度であるか」のテストを行う（Ｓ１６）。前記伝送状況調査に用いた伝送速度が最大伝送速度でない「ＮＯ」の場合には、伝送速度を１段階上げて（Ｓ１８）、前記伝送状況調査タイマをリセットしスタートする（Ｓ１２）。伝送速度が最大伝送速度である「ＹＥＳ」の場合には前記伝送状況調査のシーケンスを終了する。ステップ（Ｓ１４）でのテストが「ＮＯ」であり、前記伝送状況応答が返って来ない場合において、前記伝送状況調査タイマがタイムアウトしたかのテスト（Ｓ１７）が「ＹＥＳ」のとき、前記のステップ（Ｓ１６）に移行するが、テスト（Ｓ１７）が「ＮＯ」のときには、ステップ（Ｓ１４）に移行する。ステップ（Ｓ１６）のテストが「ＹＥＳ」となって、伝送速度が最大伝送速度である場合には、前記伝送状況調査のシーケンスを終了する。
【００１２】
前記伝送状況調査シーケンスは前記伝送状況調査インターバルで繰り返し行われ、前記記憶部１１に前記伝送状況情報の累積データが蓄積される。蓄積されたデータは統計処理がなされ、これとトラフィック情報の両方を用いて、個別のスループットとシステム全体でのスループットの両方を考慮した伝送速度が決定され、伝送速度初期値として前記記憶部１１に格納される。
【００１３】
自局に関する個別のスループットを考えれば、その環境内で可能な限り高速な伝送速度で伝送を行えば良い。高速な伝送が不可能な場合においては、たとえ低速な伝送速度でも伝送を行わないより行った方がスループットは向上する。しかし、低速の伝送速度で伝送を行うと媒体を占有する時間が長くなり、その他の無線局の伝送の機会を減少させるため、システム全体としてのスループットが低下してしまう。一方システム全体のスループットを考えると、無線局が６Ｍｂｐｓ，１２Ｍｂｐｓ，２４Ｍｂｐｓの３種類の伝送速度を具備し、例えば１０倍のトラフィックが存在する場合において、２４Ｍｂｐｓが最適な伝送速度となる時間率が１０％よりも大きければ、各無線局が２４Ｍｂｐｓで伝送が可能な時のみ伝送することが望ましい。
【００１４】
伝送速度決定方法の例を以下に示す。誤字率ゼロの条件において、予め定めた情報量に対する最大伝送速度ｖは無線伝送路のフェージングにより、例えば図５（ｃ）に示す曲線ｖ（ｔ）のように変化するものであるが、一定の時間長Ｔに亘る１回の伝送状況調査シーケンスで、伝送可能であった最大伝送速度を求め、一定の回数だけ伝送状況調査シーケンスを行って蓄積されたシーケンス内最大伝送速度時間率のヒストグラムの例を図５（ａ）（ｂ）に示す。具体的手順は後述する。図５は無線局が６Ｍｂｐｓ，１２Ｍｂｐｓ，２４Ｍｂｐｓの３種類の伝送速度を具備する場合の例である。図５（ｃ）の例では、一定時間長Ｔ内において、時間長ｔ_１，時間長（ｔ_２１＋ｔ_２２＋ｔ_２３），時間長ｔ_３がそれぞれ最大伝送速度２４Ｍｂｐｓ，１２Ｍｂｐｓ，６Ｍｂｐｓを採用可能であることを示している。いま、例えばシステム内に１０台の無線局が存在する場合、１台の無線局で伝送媒体を使用可能の時間率は、平均すると１／１０程度（１０程度）である。図５（ａ）（ｂ）のヒストグラムの場合には、２４Ｍｂｐｓで伝送できる時間ｔ_１の時間率が２０％の場合を示しており、この無線局は２４Ｍｂｐｓで伝送が可能な時間内で通信することができる。従って、この場合には、伝送速度初期値を２４Ｍｂｐｓとすれば良い。
【００１５】
次に、６Ｍｂｐｓ，１２Ｍｂｐｓ，２４Ｍｂｐｓの３伝送速度が採用可能である条件での最適値を求める手順を図６を参照して説明する。
まず、調査した統計値を読み出す（Ｓ２１）。次に、通信数調査の結果（アドレス数）を読み出す（Ｓ２２）。次に、「２４Ｍｂｐｓの分布量が（１／通信数）×１００より大きいか？」のテストを、図５（ａ）に斜線で示したように、実行する（Ｓ２３）。このステップＳ２３のテストの結果が「ＹＥＳ」のときには、伝送速度を２４Ｍｂｐｓにして（Ｓ２４）、終了となる。
ステップＳ２３のテストの結果が「ＮＯ」であるときには、「２４Ｍｂｐｓの分布量と１２Ｍｂｐｓの分布量が（１／通信数）×１００より大きいか？」のテストを、図５（ｂ）に斜線で示したように実行する（Ｓ２５）。このステップＳ２５のテストの結果が「ＹＥＳ」のときには、伝送速度を１２Ｍｂｐｓにして（Ｓ２６）、終了となる。
ステップＳ２５のテストの結果が「ＮＯ」であったときには、伝送速度を６Ｍｂｐｓにして（Ｓ２７）、終了となる。
【００１６】
前記送信局１にトラフィックが発生し、そのトラフィックのパケット長が決められた伝送パケット長しきい値を超える長いパケットであった場合には、試行伝送シーケンスを実行した後、発生した前記トラフィックのパケット伝送を開始する。前記伝送パケット長しきい値以下の短いパケットに対して前記試行伝送は行わない。
【００１７】
前記試行伝送シーケンスを図７に示す。前記送信局１は、前記伝送状況調査に基づいて決定された前記伝送速度初期値を、前記記憶部１１から読み出し（Ｓ３１）、試行限界タイマをスタートする（Ｓ３２）。前記試行限界タイマは、前記試行伝送がエラーとなる状態が続く程に電波の伝搬状態が悪く、前記試行伝送の再送を一定間時間行っても前記試行伝送が成功しなかった場合に、１段階低速の伝送速度に切り替えるまでの時間タイマである。前記試行限界タイマがタイムアウトしたかを判断するテストをし（Ｓ３３）、そのテストが「ＹＥＳ」であってタイムアウトした場合には、伝送速度を１段階低速にし（Ｓ３５）試行限界タイマをリセットしスタートする（Ｓ３２）。テスト（Ｓ３３）の結果が「ＮＯ」であってタイムアウトしていない場合には、試行伝送パケットを前記受信局に送信する（Ｓ３４）。前記受信局２は正常に前記試行伝送パケットを受信出来た場合、試行伝送応答を送信局１に伝送する。前記送信局１は前記受信局２から前記試行伝送応答が返って来るかを判断するテストをし（Ｓ３６）、そのテスト（Ｓ３６）の結果が「ＮＯ」であって前記試行伝送応答が返って来ない場合には決められた試行インターバルだけ待った後（Ｓ３７）、前記試行限界タイマがタイムアウトしたかを判断するテスト（Ｓ３３）を行う。テスト（Ｓ３６）の結果が「ＹＥＳ」であって、前記試行伝送応答が返って来た場合には、前記試行伝送シーケンスを終了する。前記試行インターバルは、無線局が設置された環境（屋外，屋内等）のフェージング周期を考慮して決定された前記試行伝送を行う時間間隔である。前記試行伝送シーケンス終了後、前記発生したトラフィックのパケット伝送を開始する。
【００１８】
６Ｍｂｐｓ，１２Ｍｂｐｓ，２４Ｍｂｐｓの３種類の伝送速度を具備する送信局の伝送状況調査動作の例を、図８に示す。送信局１から受信局２に、送信局１が具備する最小伝送速度の６Ｍｂｐｓで伝送状況調査パケットを送信する。受信局２は伝送状況調査パケットを正常に受信できたため、送信局１に伝送速度情報と電界強度情報の両方またはどちらか一方を含んだ伝送状況応答を送信する。送信局１は受信局２から伝送状況応答を伝送状況情報として記憶部に格納する。次に、伝送速を１段高速の１２Ｍｂｐｓで伝送状況調査パケットを送信する。受信局２は伝送状況調査パケットを正常に受信できたため、送信局１に伝送速度情報と電界強度情報の両方またはどちらか一方を含んだ伝送状況応答を送信する。送信局は受信局から伝送状況応答を伝送状況情報として記憶部１１に格納する。次に、伝送速を１段高速の２４Ｍｂｐｓで伝送状況調査パケットを送信する。受信局２は伝送状況調査パケットを正常に受信できないため、伝送状況応答を送信局１に送信しない。送信局１は受信局２からの伝送状況応答を待っているが、伝送状況調査タイマがタイムアウトしたため伝送状況調査を終了する。記憶部には６Ｍｂｐｓと１２Ｍｂｐｓで伝送が可能であった情報が蓄積される。
【００１９】
６Ｍｂｐｓ，１２Ｍｂｐｓ，２４Ｍｂｐｓの３種類の伝送速度を具備し、伝送速度初期値が２４Ｍｂｐｓの送信局１にトラフィックが発生し、１度の試行伝送で伝送が可能となった場合の例を、図９に示す。送信局１は記憶部１１から伝送速度初期値２４Ｍｂｐｓを読み出し、読み出した伝送速度２４Ｍｂｐｓの試行伝送パケットを受信局２に送信する。受信局２は送信局１からの試行伝送パケットが正常に受信できたので、送信局１に試行伝送応答を送信する。送信局１は受信局２からの試行伝送応答を受信することにより、２４Ｍｂｐｓで伝送が可能であることを認識する。２４Ｍｂｐｓでの伝送が可能であるため、送信局は受信局に２４Ｍｂｐｓでデータ伝送を開始する。
【００２０】
６Ｍｂｐｓ，１２Ｍｂｐｓ，２４Ｍｂｐｓの３種類の伝送速度を具備し、伝送速度初期値が２４Ｍｂｐｓの送信局にトラフィックが発生し、試行伝送を数回繰り返した後に伝送が可能となった場合の例を図１０に示す。送信局１は記憶部１１から伝送速度初期値２４Ｍｂｐｓを読み出し、読み出した伝送速度２４Ｍｂｐｓの試行伝送パケットを受信局２に送信する。受信局２は送信局１からの試行伝送パケットが正常に受信できなかったので、送信局１に試行伝送応答を送信しない。
送信局１は受信局２からの試行伝送応答が無いためデータ伝送を行なわず、試行伝送インターバル後に試行伝送パケットを受信局２に送信する。ここでも受信局２は送信局１からの試行伝送パケットが正常に受信できなかったので、送信局１に試行伝送応答を送信しない。試行伝送インターバル間隔で２４Ｍｂｐｓの試行伝送を数回行なった後、受信局２は送信局１からの試行伝送パケットが正常に受信できたので、送信局１に試行伝送応答を送信する。送信局１は受信局２からの試行伝送応答を受信することにより、２４Ｍｂｐｓで伝送が可能であることを認識し、受信局２に２４Ｍｂｐｓでデータ伝送を開始する。
【００２１】
６Ｍｂｐｓ，１２Ｍｂｐｓ，２４Ｍｂｐｓの３種類の伝送速度を具備し、伝送速度初期値が２４Ｍｂｐｓの送信局１にトラフィックが発生し、試行限界タイマがタイムアウトして、伝送速度を１段階低速の１２Ｍｂｐｓに切替えて伝送を行なった場合の例を、図１１に示す。送信局１は記憶部１１から伝送速度初期値２４Ｍｂｐｓを読み出し、読み出した伝送速度２４Ｍｂｐｓの試行伝送パケットを受信局２に送信する。受信局２は送信局１からの試行伝送パケットが正常に受信できなかったので、送信局１に試行伝送応答を送信しない。送信局１は受信局２からの試行伝送応答が無いためデータ伝送を行なわず、試行伝送インターバル後に試行伝送パケットを受信局２に送信する。ここでも受信局２は送信局１からの試行伝送パケットが正常に受信できなかったので、送信局１に試行伝送応答を送信しない。試行伝送インターバル間隔で２４Ｍｂｐｓの試行伝送を繰り返したが、試行伝送は成功せず、試行限界タイマがタイムアウトしたため、伝送速度を１段階低速の１２Ｍｂｐｓに切替える。送信局１は伝送速度１２Ｍｂｐｓの試行伝送パケットを受信局２に送信する。受信局２は送信局１からの試行伝送パケットが正常に受信できたので、送信局１に試行伝送応答を送信する。送信局１は受信局２からの試行伝送応答を受信することにより、１２Ｍｂｐｓで伝送が可能であることを認識し、受信局２に１２Ｍｂｐｓでデータ伝送を開始する。
【００２２】
受信局２は、送信局１からの伝送状況調査パケットを正常に受信した場合には、送信局１に伝送速度情報と電界強度情報の両方またはどちらか一方を含んだ伝送状況応答を送信する。また、受信局２は、送信局１からの試行伝送パケットを正常に受信できた場合には、送信局１に試行伝送応答を送信する。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、データサイズが大きいパケットについては、実際のデータパケットの伝送を開始する前に、短いサイズの伝送試行用パケットを用いて、電波の伝搬状態を確認し、高速な伝送速度での伝送が可能な時にデータ伝送を行なうことにより、各無線局の媒体占有時間を減少させ、複数の無線局で構成されるシステム全体としてのスループットが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線データ通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明を実施するために行う通信数調査の手順を説明するためのフロー図である。
【図３】図２に示す動作を説明するためのタイムチャート（ａ）とアドレスリスト（ｂ）である。
【図４】本発明に用いる伝送状況調査シーケンスを示すフロー図である。
【図５】本発明システムにおいて、伝送状況調査シーケンスを行なって蓄積された最大伝送速度のヒストグラム（ａ）（ｂ）と最大伝送速度の変化例を示すタイムチャート（ｃ）である。
【図６】本発明を実施するために行う最適値を求めるフロー図である。
【図７】本発明に用いる試行伝送およびデータ伝送シーケンスを示すフロー図である。
【図８】本発明システムに用いる伝送状況調査シーケンスの例を示すフロー図である。
【図９】本発明システムにおいて、１度の試行伝送で伝送が可能となった場合の動作シーケンス例を示すフロー図である。
【図１０】本発明システムにおいて、再試行伝送後に伝送が可能となった場合の動作シーケンス例を示すフロー図である。
【図１１】本発明システムにおいて、再試行限界タイマ値を超え、伝送速度を低速に切替え伝送を行なった場合の動作シーケンス例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１送信局
２受信局
３無線伝送路
１１送信側記憶部
１２アンテナ
２１アンテナ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data communication method capable of switching a data transmission rate according to a transmission environment of a wireless transmission path in a wireless communication system having a plurality of selectable signal transmission rates, for example, a wireless LAN or the like. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a signal transmission rate in a wireless communication system having a plurality of selectable signal transmission rates is manually set to a fixed rate, or is automatically switched by detecting an error condition.
[0003]
In this case, at a fixed speed, when the propagation state of the radio wave is deteriorated due to fading, a reception error occurs and the throughput is reduced.
[0004]
In the method of automatically switching the transmission speed, if the propagation condition of the radio wave is good, set a high transmission speed.If the propagation condition of the radio wave is not good and a transmission error occurs, lower the transmission speed. By setting so that communication can be performed, communication can be performed at a transmission speed according to the environment (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3,136,884
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a method, since the propagation state of the radio wave fluctuates from time to time due to a change in the surrounding environment, the transmission speed is also adaptively switched at any time. When the propagation condition of the radio wave deteriorates, transmission is performed by switching to a lower transmission speed adapted to the propagation condition.However, at low transmission speed, the medium occupies a long time, so the transmission opportunity of other radio stations decreases. Therefore, the throughput of the entire system is reduced. That is, for example, when transmission is performed at 6 Mbps, the time medium is occupied four times as compared with the case where transmission is performed at 24 Mbps. Therefore, the opportunity for communication of another wireless station is reduced accordingly. Will be. Further, in the conventional method for fast fading, since the transmission speed is switched based on the determination of the error occurrence state, the following speed becomes slow, and the optimum transmission speed may not be obtained. Such a method cannot be applied to packet data transmission requiring a quick response.
[0007]
An object of the present invention is to provide a wireless data communication method capable of optimizing the throughput of the entire system even for packet data transmission in a wireless transmission system where the propagation state of radio waves may be poor. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve this object, a wireless data communication method according to the present invention is a packet data communication method using a wireless line,
Investigation step of investigating in advance the statistical distribution of the optimal transmission rate for the transmission environment of the wireless line that changes momentarily by fading,
An initial value selecting step of selecting and determining an initial transmission rate in the transmission environment from a plurality of predetermined signal transmission rates based on the result of the investigation and information on the traffic volume at that time in the data communication system; When,
Prior to data packet transmission from the transmitting station, a trial transmission packet is transmitted from the transmitting station to the receiving station at the transmission rate initial value, and it is determined from the trial transmission response from the receiving station whether communication at the transmission rate initial value is possible. Transmitting a packet trial transmission;
In the packet trial transmission step, when it is determined that communication is not possible with the transmission rate initial value, a transmission rate selected from among the plurality of signal transmission rates so as to be lower than the transmission rate initial value is used. A packet retry transmission step of transmitting the trial transmission packet and determining from the retry transmission response from the receiving station whether communication at the selected transmission rate is possible or not,
A data packet transmission step of transmitting a data packet from the transmitting station at a transmission rate determined to be communicable in the packet trial transmission step or the packet retry transmission step.
The transmission rate used in the data packet transmission step may be controlled to be the maximum transmission rate among the transmission rates determined to be communicable in the packet trial transmission step or the packet retry transmission step. it can.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The operation of the wireless LAN system according to one embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a basic configuration of a wireless LAN system. A wireless transmission path 3 is formed between a transmitting station 1 and a receiving station 2 via antennas 12 and 21. Reference numeral 11 denotes a storage unit provided on the transmitting station side. In the transmission station 1, at the determined transmission status investigation interval, if there is no traffic on the transmission station 1 side, the transmission status investigation is performed according to the transmission status investigation sequence.
[0010]
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for examining the number of communications between a transmitting station and a receiving station within a certain period of time in implementing the present invention.
For this investigation, first, a test is performed to determine whether there is a signal (S1). When the result of this test is "YES", the signal is received, and the transmission station address in the signal and the reception as the destination are received. The station address is read (S2).
Next, a test of "is the signal addressed to its own station?" Is performed (S3). If the result of this test is "YES", the read address and the reception time are added to the address list, and the same address exists. In this case, the received time is overwritten (S4). If the result of the test in step S3 is "NO", data reception is continued (S5). The address for which the specified time has elapsed is deleted from the address list (S6). Next, the set time of the timer is incremented (S7).
[0011]
In the above operation procedure, the result of the processing in step S4, S5, data A of FIG. 3 (a), B, C , A, D time _{_{_{_{t 1, t 2, t 3}}}} , t 4, t 5 respectively received in Then, the address list shown in FIG. 3B is obtained.
Next, the transmission status investigation sequence will be described using the operation flow shown in FIG. The transmitting station 1 selects the minimum transmission speed among the transmission speeds (eg, 54/48/36/24/18/12/6 Mbps) (S11), and waits for the transmission status response in the transmission status investigation. The transmission status check timer for determining the end of the transmission is started (S12). Next, a transmission status investigation packet is transmitted to the receiving station (S13), and a transmission status response including both or one of the transmission speed information and the electric field strength (RSSI) information is returned from the receiving station. A test is performed to determine whether or not there is (S14). If the transmission status response is "YES", the transmission status response including both or one of the transmission speed information and the electric field strength (RSSI) information from the receiving station 2 is transmitted. After being stored in the storage unit 11 as status information (S15), a test is performed to determine whether the maximum transmission speed is within a predetermined range (S16). If the transmission rate used for the transmission status check is not the maximum transmission rate (NO), the transmission rate is increased by one step (S18), and the transmission status check timer is reset and started (S12). If the transmission speed is “YES” which is the maximum transmission speed, the transmission status investigation sequence is terminated. If the test in step (S14) is "NO" and the transmission status response is not returned, and if the test (S17) of whether the transmission status investigation timer has timed out is "YES", the above step is performed. The process proceeds to (S16), but if the test (S17) is “NO”, the process proceeds to step (S14). If the test in step (S16) is "YES" and the transmission speed is the maximum transmission speed, the sequence of the transmission status investigation is terminated.
[0012]
The transmission status check sequence is repeatedly performed at the transmission status check interval, and the storage unit 11 accumulates accumulated data of the transmission status information. The accumulated data is subjected to statistical processing, and using both the information and the traffic information, the transmission rate is determined in consideration of both the individual throughput and the throughput of the entire system, and is stored in the storage unit 11 as the transmission rate initial value. Is stored.
[0013]
Considering the individual throughput of the own station, the transmission may be performed at the highest possible transmission rate in the environment. When high-speed transmission is not possible, even if the transmission is performed at a low transmission speed, the throughput is improved rather than not performing the transmission. However, when transmission is performed at a low transmission rate, the time for occupying the medium is lengthened, and transmission opportunities of other wireless stations are reduced, thus lowering the throughput of the entire system. On the other hand, considering the throughput of the entire system, the wireless station has three transmission speeds of 6 Mbps, 12 Mbps, and 24 Mbps. %, It is desirable to transmit only when each radio station can transmit at 24 Mbps.
[0014]
An example of the transmission rate determination method is shown below. Under the condition of zero error rate, the maximum transmission rate v for a predetermined amount of information changes due to fading of the wireless transmission path, for example, as a curve v (t) shown in FIG. Example of a histogram of the maximum transmission rate time rate in the sequence accumulated by performing the transmission state investigation sequence a fixed number of times by finding the maximum transmission rate that could be transmitted in one transmission state investigation sequence over the time length T Are shown in FIGS. 5A and 5B. The specific procedure will be described later. FIG. 5 shows an example in which the wireless station has three transmission speeds of 6 Mbps, 12 Mbps, and 24 Mbps. In the example of FIG. 5C, within the fixed time length T, the time lengths t ₁ , (t ₂₁ + t ₂₂ + t ₂₃ ), and time length t ₃ can adopt the maximum transmission speeds of 24 Mbps, 12 Mbps, and 6 Mbps, respectively. It indicates that there is. Now, for example, when there are ten wireless stations in the system, the time rate at which one wireless station can use the transmission medium is about 1/10 (about 10) on average. If the histogram of FIG. 5 (a) (b), the time constant of the time _{t 1} that can be transmitted 24Mbps is shows the case of 20%, this radio station communicates in the transmission capable time 24Mbps be able to. Therefore, in this case, the transmission speed initial value may be set to 24 Mbps.
[0015]
Next, a procedure for obtaining an optimum value under the condition that three transmission speeds of 6 Mbps, 12 Mbps and 24 Mbps can be adopted will be described with reference to FIG.
First, the investigated statistical value is read (S21). Next, the result of the communication number survey (the number of addresses) is read (S22). Next, a test "is the distribution amount of 24 Mbps greater than (1 / number of communications) × 100?" Is executed as shown by the diagonal lines in FIG. 5A (S23). If the result of the test in step S23 is "YES", the transmission speed is set to 24 Mbps (S24), and the process ends.
If the result of the test in step S23 is "NO", the test of "Is the distribution amount of 24 Mbps and the distribution amount of 12 Mbps greater than (1 / number of communication)? 100" is indicated by hatching in FIG. The process is executed as shown (S25). If the result of the test in step S25 is "YES", the transmission speed is set to 12 Mbps (S26), and the process ends.
If the result of the test in step S25 is "NO", the transmission speed is set to 6 Mbps (S27), and the process ends.
[0016]
If a traffic is generated in the transmitting station 1 and the packet length of the traffic is a long packet exceeding a predetermined transmission packet length threshold value, after executing a trial transmission sequence, a packet of the generated traffic is executed. Start transmission. The trial transmission is not performed for a short packet equal to or smaller than the transmission packet length threshold.
[0017]
FIG. 7 shows the trial transmission sequence. The transmitting station 1 reads out the transmission rate initial value determined based on the transmission status investigation from the storage unit 11 (S31), and starts a trial limit timer (S32). The trial limit timer is one step when the propagation state of the radio wave is poor enough to continue the error state in the trial transmission, and the trial transmission is not successful even if the trial transmission is retransmitted for a certain period of time. This is a time timer for switching to a low transmission speed. A test is performed to determine whether the trial limit timer has timed out (S33). If the test is "YES" and the timeout has occurred, the transmission speed is reduced by one step (S35), and the trial limit timer is reset and started. (S32). If the result of the test (S33) is “NO” and no timeout has occurred, a trial transmission packet is transmitted to the receiving station (S34). When the receiving station 2 successfully receives the trial transmission packet, it transmits a trial transmission response to the transmitting station 1. The transmitting station 1 performs a test to determine whether the trial transmission response is returned from the receiving station 2 (S36), and the result of the test (S36) is "NO", and the trial transmission response is returned. If not, after waiting for a predetermined trial interval (S37), a test (S33) is performed to determine whether the trial limit timer has timed out. If the result of the test (S36) is "YES" and the trial transmission response is returned, the trial transmission sequence is ended. The trial interval is a time interval for performing the trial transmission determined in consideration of a fading cycle of an environment (outdoor, indoor, etc.) in which the wireless station is installed. After the end of the trial transmission sequence, packet transmission of the generated traffic is started.
[0018]
FIG. 8 shows an example of a transmission status investigation operation of a transmitting station having three transmission speeds of 6 Mbps, 12 Mbps, and 24 Mbps. The transmission station 1 transmits a transmission status investigation packet to the reception station 2 at the minimum transmission rate of 6 Mbps of the transmission station 1. Since the receiving station 2 has successfully received the transmission status investigation packet, the receiving station 2 transmits a transmission status response including both or one of the transmission speed information and the electric field strength information to the transmitting station 1. The transmitting station 1 stores the transmission status response from the receiving station 2 as transmission status information in the storage unit. Next, a transmission status investigation packet is transmitted at a transmission speed of one stage, that is, 12 Mbps. Since the receiving station 2 has successfully received the transmission status investigation packet, the receiving station 2 transmits a transmission status response including both or one of the transmission speed information and the electric field strength information to the transmitting station 1. The transmitting station stores the transmission status response from the receiving station in the storage unit 11 as transmission status information. Next, a transmission status investigation packet is transmitted at a transmission speed of 24 Mbps, which is one stage higher. Since the receiving station 2 cannot normally receive the transmission status investigation packet, it does not transmit a transmission status response to the transmitting station 1. The transmitting station 1 is waiting for the transmission status response from the receiving station 2, but ends the transmission status investigation because the transmission status investigation timer has timed out. Information that can be transmitted at 6 Mbps and 12 Mbps is stored in the storage unit.
[0019]
FIG. 9 shows an example in which traffic is generated in the transmitting station 1 having three types of transmission speeds of 6 Mbps, 12 Mbps, and 24 Mbps, and the transmission speed initial value is 24 Mbps, and transmission is possible by one trial transmission. Shown in The transmitting station 1 reads the initial transmission rate of 24 Mbps from the storage unit 11 and transmits the read trial transmission packet having the transmission rate of 24 Mbps to the receiving station 2. Since the receiving station 2 has successfully received the trial transmission packet from the transmitting station 1, the receiving station 2 transmits a trial transmission response to the transmitting station 1. The transmitting station 1 receives the trial transmission response from the receiving station 2 and recognizes that transmission at 24 Mbps is possible. Since transmission at 24 Mbps is possible, the transmitting station starts data transmission to the receiving station at 24 Mbps.
[0020]
FIG. 10 shows an example in which traffic is generated at a transmitting station having three types of transmission speeds of 6 Mbps, 12 Mbps, and 24 Mbps, and an initial transmission speed of 24 Mbps, and transmission becomes possible after repeating trial transmission several times. Shown in The transmitting station 1 reads the initial transmission rate of 24 Mbps from the storage unit 11 and transmits the read trial transmission packet having the transmission rate of 24 Mbps to the receiving station 2. The receiving station 2 does not transmit the trial transmission response to the transmitting station 1 because the trial transmission packet from the transmitting station 1 cannot be normally received.
The transmitting station 1 does not perform data transmission because there is no trial transmission response from the receiving station 2, and transmits a trial transmission packet to the receiving station 2 after a trial transmission interval. Also here, the receiving station 2 does not normally transmit the trial transmission packet from the transmitting station 1 and therefore does not transmit a trial transmission response to the transmitting station 1. After performing several trial transmissions of 24 Mbps at the trial transmission interval, the receiving station 2 transmits a trial transmission response to the transmitting station 1 because the trial transmission packet from the transmitting station 1 has been successfully received. The transmitting station 1 receives the trial transmission response from the receiving station 2 and recognizes that transmission is possible at 24 Mbps, and starts data transmission to the receiving station 2 at 24 Mbps.
[0021]
Traffic is generated at the transmitting station 1 having three transmission speeds of 6 Mbps, 12 Mbps, and 24 Mbps, and the transmission speed initial value is 24 Mbps. FIG. 11 shows an example of the case where transmission is performed. The transmitting station 1 reads the initial transmission rate of 24 Mbps from the storage unit 11 and transmits the read trial transmission packet having the transmission rate of 24 Mbps to the receiving station 2. The receiving station 2 does not transmit the trial transmission response to the transmitting station 1 because the trial transmission packet from the transmitting station 1 cannot be normally received. The transmitting station 1 does not perform data transmission because there is no trial transmission response from the receiving station 2, and transmits a trial transmission packet to the receiving station 2 after a trial transmission interval. Also here, the receiving station 2 does not normally transmit the trial transmission packet from the transmitting station 1 and therefore does not transmit a trial transmission response to the transmitting station 1. The trial transmission of 24 Mbps was repeated at the trial transmission interval interval, but the trial transmission was not successful, and the trial limit timer timed out. Therefore, the transmission speed is switched to 12 Mbps, one step lower. The transmitting station 1 transmits a trial transmission packet having a transmission rate of 12 Mbps to the receiving station 2. Since the receiving station 2 has successfully received the trial transmission packet from the transmitting station 1, the receiving station 2 transmits a trial transmission response to the transmitting station 1. The transmitting station 1 receives the trial transmission response from the receiving station 2 and recognizes that transmission at 12 Mbps is possible, and starts data transmission to the receiving station 2 at 12 Mbps.
[0022]
When receiving the transmission status investigation packet from the transmitting station 1 normally, the receiving station 2 transmits a transmission status response including both or one of the transmission speed information and the electric field strength information to the transmitting station 1. When the receiving station 2 has successfully received the trial transmission packet from the transmitting station 1, the receiving station 2 transmits a trial transmission response to the transmitting station 1.
[0023]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, for a packet having a large data size, the transmission state of a radio wave is changed using a transmission test packet of a short size before starting transmission of an actual data packet. By confirming and performing data transmission when transmission at a high transmission rate is possible, the medium occupation time of each wireless station is reduced, and the throughput of the entire system including a plurality of wireless stations is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a wireless data communication system according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a procedure for checking the number of communications performed to carry out the present invention.
3 is a time chart (a) and an address list (b) for explaining the operation shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart showing a transmission status investigation sequence used in the present invention.
FIGS. 5A and 5B are histograms (a) and (b) of the maximum transmission speed accumulated by performing a transmission status investigation sequence and a time chart (c) showing an example of a change in the maximum transmission speed in the system of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for finding an optimum value for performing the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a trial transmission and data transmission sequence used in the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a transmission status check sequence used in the system of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing an example of an operation sequence when transmission is enabled by one trial transmission in the system of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing an example of an operation sequence when transmission becomes possible after retry transmission in the system of the present invention.
FIG. 11 is a flow chart showing an example of an operation sequence when the transmission exceeds the retry limit timer value and the transmission speed is switched to a low speed in the system of the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 transmission station 2 reception station 3 wireless transmission path 11 transmission-side storage unit 12 antenna 21 antenna

Claims

A packet data communication method using a wireless line,
Investigation step of investigating in advance the statistical distribution of the optimal transmission rate for the transmission environment of the wireless line that changes from time to time due to fading,
An initial value selecting step of selecting and determining an initial transmission rate in the transmission environment from a plurality of predetermined signal transmission rates based on the result of the investigation and information on the traffic volume at that time in the data communication system; When,
Prior to data packet transmission from the transmitting station, a trial transmission packet is transmitted from the transmitting station to the receiving station at the transmission rate initial value, and it is determined from the trial transmission response from the receiving station whether communication at the transmission rate initial value is possible. Transmitting a packet trial transmission;
In the packet trial transmission step, when it is determined that communication is not possible with the transmission rate initial value, a transmission rate selected from among the plurality of signal transmission rates so as to be lower than the transmission rate initial value is used. A packet retry transmission step of transmitting the trial transmission packet and determining from the retry transmission response from the receiving station whether communication at the selected transmission rate is possible or not,
A data packet transmission step of transmitting a data packet from the transmitting station at a transmission rate determined to be communicable in the packet trial transmission step or the packet retry transmission step.

The transmission rate used in the data packet transmission step is a maximum transmission rate among transmission rates determined to be communicable in the packet trial transmission step or the packet retry transmission step. Item 2. The wireless data communication method according to Item 1.