JP2006074117A - 通信端末装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 伝送路状態の推定を誤ったり、推定後に伝送路状態が悪化したりしても、バースト誤りが生じることを可及的に低減する。
【解決手段】 パケットを受信し、受信された前記パケットを用いて、前記パケットの伝送路の状態を推定し、前記推定結果に基づいて、前記伝送路の状態が第１の変調方式変更基準を満たす場合は、予め与えられた複数の変調方式の中から前記予め指定された変調方式よりも１シンボル当たりの割り当てビット数が高い第１の変調方式を選択し、前記伝送路の状態が第２の変調方式変更基準を満たす場合は、前記複数の変調方式の中から前記予め指定された変調方式よりも１シンボル当たりの割り当てビット数が低い第２の変調方式を選択し、予め与えられた適用条件を満たすパケットについては前記第１又は第２の変調方式によりパケットを変調する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通信端末装置及び通信方法に関する。

IEEE802.11aシステムで用いられている変調方式として、BPSK、QPSKなどの位相変移変調方式や、１６QAM、６４QAMなどの直交振幅変調方式等がある。従来、このような変調方式はシステム毎に固有に設定される場合もあれば、複数の変調方式が適応的に用いられる場合もある。後者の適応変調方式においては、通常、回線品質が良好な場合には１回の変調で表現できるビット数がより多い変調方式を用いて一度に送ることができる情報量を増やし、回線品質が悪い場合には上記ビット数のより少ない変調方式を用いる。即ち、周期的に伝送路の状態を測定し、伝送路の状態に応じてデータレートを変更するものである。

これまでに適応変調に関するものとして例えば特許文献１が知られている。この特許文献１では、TDMA方式においてタイムスロット毎に変調方式が対応付けられており、各変調方式は伝送路の状態に応じて適応的に変更される。
特開２００２−２９０３６２公報

上述のように、適応変調方式では、伝送路の状態を推定し、伝送路の状態がよい場合は、よりビット数の多い変調方式に変更され、反対に伝送路の状態が悪い場合は、よりビット数の少ない変調方式へ変更される。例えば、最初は２４Mbpsで送信し、この後伝送路の状態が良いと判断された場合は、それ以後のパケットのデータレートは３６Mbpsへ上げられる。伝送路の状態の推定が正しい場合には問題ないのだが、誤った推定がなされた場合や、推定後に伝送路の状態が変動して悪くなった場合等には、変調方式を変えたことによって通信ができなくなることがある。特にAV（Audio Video）等のリアルタイム性が要求される伝送において、伝送路の状態があまりよくない場合に、誤って伝送路の状態が良いと推定して、よりビット数の多い変調方式へ変更した場合が問題である。この場合、例えば、情報の誤りがバースト的に起こり、画面上の動画像が固まったりする。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝送路状態の誤った推定結果に基づいて変調方式を変更したり、変調方式の変更後に伝送路状態が悪化したりしても、バースト誤りをできるだけ生じさせない通信端末装置及び通信方法を提供することにある。

本発明の一態様としての通信端末装置は、送信するパケットを予め指定された変調方式によって変調する変調部と、前記変調部によって変調されたパケットを送信する送信部と、パケットを受信する受信部と、前記受信されたパケットを用いて、前記パケットの伝送路の状態を推定する伝送路推定部と、前記伝送路推定部による推定結果に基づき、前記伝送路の状態が第１の変調方式変更基準を満たす場合は、予め与えられた複数の変調方式の中から前記予め指定された変調方式よりも１シンボル当たりの割り当てビット数が高い第１の変調方式を選択し、前記伝送路の状態が第２の変調方式変更基準を満たす場合は、前記複数の変調方式の中から前記予め指定された変調方式よりも１シンボル当たりの割り当てビット数が低い第２の変調方式を選択し、この選択した第１又は第２の変調方式を前記変調部に指定する変調方式指定部とを備え、前記変調部は、予め与えられた適用条件を満たすパケットについては前記第１又は第２の変調方式により変調することを特徴とする。

本発明の一態様としての通信端末装置は、送信するパケットを予め指定された符号化率により符号化する符号化部と、符号化された前記パケットを予め指定された変調方式によって変調する変調部と、 前記変調部によって変調されたパケットを送信する送信部と、パケットを受信する受信部と、前記受信されたパケットを用いて、前記パケットの伝送路の状態を推定する伝送路推定部と、前記伝送路推定部による推定結果に基づき、前記伝送路の状態が第１のデータレート変更基準を満たす場合は、予め与えられた複数の符号化率及び変調方式の組み合わせの中から、前記予め指定された符号化率及び前記予め指定された変調方式の組み合わせよりも高データレートを達成する組み合わせを選択し、前記伝送路の状態が第２のデータレート変更基準を満たす場合は、前記複数の組み合わせの中から、前記予め指定された符号化率及び前記予め指定された変調方式の組み合わせよりも低データレートを達成する組み合わせを選択し、この選択した組み合わせにおける符号化率及び変調方式を前記符号化部及び前記変調部に指定する指定部とを備え、前記符号部は、予め与えられた適用条件を満たすパケットについては前記指定部によって指定された符号化率により符号化し、前記変調部は、前記適用条件を満たすパケットについては前記指定部によって指定された変調方式により変調することを特徴とする。

本発明の一態様としての通信方法は 送信するパケットを予め指定された変調方式によって変調し、 変調された前記パケットを送信し、パケットを受信し、受信された前記パケットを用いて、前記パケットの伝送路の状態を推定し、前記推定結果に基づいて、前記伝送路の状態が第１の変調方式変更基準を満たす場合は、予め与えられた複数の変調方式の中から前記予め指定された変調方式よりも１シンボル当たりの割り当てビット数が高い第１の変調方式を選択し、前記伝送路の状態が第２の変調方式変更基準を満たす場合は、前記複数の変調方式の中から前記予め指定された変調方式よりも１シンボル当たりの割り当てビット数が低い第２の変調方式を選択し、予め与えられた適用条件を満たすパケットについては前記第１又は第２の変調方式によりパケットを変調する。

本発明により、伝送路状態の誤った推定結果に基づいて変調方式を変更したり、変調方式の変更後に伝送路状態が悪化したりしても、バースト誤りが生じることを可及的に低減できる。

以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。

この無線端末は、制御部１０、受信処理部１１、送信処理部１２、送信部１３、受信部１４、無線状態推定部１５及び変調方式指定部１６を備える。

送信処理部１２は、制御部１０から入力された送信データの誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部１２ａと、一次変調及び直交周波数分割多重（OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調を実行する変調部１２ｂを備える。

図２は、OFDM伝送方式で用いられるパケットフォーマット例を示す。

図２において、パケット先頭には既知信号であるプリアンブル信号が配置される。この次のOFDMシンボルには、このパケットに関する情報、つまり、データレートとデータ長の情報等が含まれる。この部分はシグナルフィールドと称される。これ以降のOFDMシンボルにはユーザデータ１〜ユーザデータNが配置される。各OFDMシンボルは複数のサブキャリアを含む。

本無線端末は、６Mbps、９Mbps、１２Mbps、１８Mbps、２４Mbps、３６Mbps、４８Mbps、５４Mbpsの８通りのデータレートでデータ送信可能である。送信処理部１２は、各データレートに対応して予め定められた符号化率及び変調方式（一次変調の変調方式）に従って符号化及び変調を行う。即ち、６Mbpsの場合は符号化率１／２及びBPSK変調方式、９Mbpsの場合は符号化率３／４及びBPSK変調方式、１２Mbpsの場合は符号化率１／２及びQPSK変調方式、１８Mbpsの場合は符号化率３／４及びQPSK変調方式、２４Mbpsの場合は符号化率１／２及び１６QAM変調方式、３６Mbpsの場合は符号化率３／４及び16QAM変調方式、４８Mbpsの場合は符号化率２／３及び６４QAM変調方式、５４Mbpsの場合は符号化率３／４及び６４QAM変調方式を用いる。

送信部１３は、送信処理部１２から送信データ（パケット）が入力され、この入力されたパケットを相手先装置に向けて送信する。

受信部１４は、相手先装置からパケットを受信し、この受信したパケットを受信処理部１１に渡す。

受信処理部１１は、OFDM復調を行う。また、受信処理部１１は、上述の各変調方式にそれぞれ対応した複数の復調器を有する復調部１１ａと、デコード部１１ｂとを含む。受信処理部１１は、受信部１４によって受信されたパケットのシグナルフィールドを調べる。これによって、受信処理部１１は、ユーザデータ部分の変調方式とデータ長とを認識する。受信処理部１１は、この認識結果に従って、対応する復調器を用いて、ユーザデータの復調処理を行ない、復調データをデコード部１１ｂによってデコード処理して制御部１０に渡す。

無線状態推定部１５は、受信部１４によって受信されたパケットの信号を用いて、伝送路の状態を推定し、推定結果を変調方式指定部１６に渡す。

変調方式指定部１６は、無線状態推定部１５によって推定された伝送路の状態に基づき、データレート（変調方式及び符号化率）を変更可能か否かを決定し、変更可能な場合は、上述した８通りのデータレートのいずれかから、現在通信で用いているものとは異なるデータレートを選択する。ただし、シグナルフィールドのデータレートは６Mbpsに固定されているとする。基本的に、データレートが高くなるにつれて、雑音に対する復調性能が悪くなっていく。

また、変調方式指定部１６は、上述の伝送路状態の推定結果に基づき、選択したデータレートを適用するパケットの割合（＝適用パケット数／送信する総パケット数）を決定する。

変調方式指定部１６は、このようにして選択したデータレート（変調方式及び符号化率）及び上記決定した割合を送信処理部１２に通知する。

送信処理部１２は、変調方式指定部１６によって選択されたデータレート（符号化率及び変調方式）のパケットを、変調方式指定部１６によって決定された割合で混合して送信する。これ以外のパケットに対しては、既に実行されているデータレートをそのまま適用する。

制御部１０は、受信処理部１１、送信処理部１２、無線状態推定部１５及び変調方式指定部１６を制御する。また、制御部１０は、送信時において、図示しないアプリケーション部から送信用のデータを受け取って送信処理部１２に渡す。制御部１０は、受信時において、受信処理部１１から復調及びデコードされたデータを受け取り、アプリケーション部に渡す。

図３は、図１の無線端末による基本的な適応変調処理の流れを示すフローチャートである。

無線端末は、予め指定されたデータレート（符号化率及び変調方式）を用いて送信処理を開始すると（ステップＳ１１）、図示しないタイマーをスタートさせる（ステップＳ１２）。無線状態推定部１５は、所定の時間ごとに伝送路の状態を推定する（ステップＳ１３、ステップＳ１４）。この推定に当たっては後述する他の実施の形態に示す手法や、既知の手法を用いる。

無線状態推定部１５は、推定結果を変調方式指定部１６に渡す。変調方式指定部１６は、無線状態推定部１５から受け取った推定結果に基づきデータレートを変更可能か否かを判断する（ステップＳ１５）。

変調方式指定部１６は、データレートを変更可能な場合は新たなデータレートを決定し（例えばデータレートを１段上げる）（ステップＳ１５のＹＥＳ）、さらに変更後のデータレートを適用するパケットの割合を推定結果に基づいて決定する（ステップＳ１６）。変調方式指定部１６は、この決定したデータレート及びパケットの割合を送信処理部１２に通知する。送信処理部１２は、変調方式指定部１６からの通知によって指定されたデータレート（符号化率及び変調方式）を、指定された割合でパケットに適用する（ステップＳ１７のＮＯ、ステップＳ１８）。但し、送信すべきパケットが存在しない場合は（ステップＳ１７のＹＥＳ）、本適応変調処理を終了する。

この後、または、上記ステップＳ１５においてデータレートが変更可能でない場合は（ステップＳ１５のＮＯ）、ステップＳ１３に戻り、無線状態推定部１５は、所定時間ごとに伝送路の状態を推定する。

以上のように、本実施の形態によれば、伝送路の状態に基づいて新たなデータレート及び新たなデータレートを適用するパケットの割合を決定し、この決定された割合で新たなデータレートをパケットに適用するようにしたので、伝送路の状態の推定を誤ったり、変調方式の変更後に伝送路状態が悪化したりしても、バースト誤りが生じることを可及的に低減できる。

（第２の実施の形態）
本実施の形態では伝送路の状態を推定する具体的な手法について説明する。以下、図１に示した無線端末を用いて本実施の形態について詳しく説明する。

無線状態推定部１５は、送信されたパケット数に対する確認応答（ACK）の数の割合を計算する。この割合は伝送路の状態を表す。変調方式指定部１６は、無線状態推定部１５から計算結果を受け取り、この計算結果と閾値との比較によって、データレートを変更可能か否かを判断し、変更可能であれば、新たに適用するデータレート（符号化率及び変調方式）及びこのデータレートを適用するパケットの割合を決定する。以下具体例を用いてさらに詳しく説明する。

図１に示す構成を含む無線LAN端末（アクセスポイントAP）から、無線LAN端末（ステーションSTA）にリアルタイム画像情報を伝送する場合を想定する。

アクセスポイントAPは、リアルタイム画像情報を伝送するために必要とされる最低のデータレート、例えば２４Mbps（符号化率１／２及び１６QAM変調方式）によって画像情報を送信しているとする。

ステーションSTA側では、受信したパケットに含まれるエラー検出符号（CRC）に基づいてエラー検査を行ない、エラーが無ければ、アクセスポイントAPへACKを返す。エラーがある場合は、ステーションSTAは何も返さない。

アクセスポイントAPは、ステーションSTAからACKを受信したら次のパケットを送信する。アクセスポイントAPは、ACKを受信することなくタイムアウトしたらパケットの再送を行う。ただし、再送は１回までとする。再送パケットに対するACKが返ってこない場合は、アクセスポイントAPは、次のパケットを送信する。

図４は、アクセスポイントAPによる処理ステップを説明するフローチャートである。

アクセスポイントAPにおける無線状態推定部１５は、パケットが送信される毎に送信カウンタNpを１インクリメントする（ステップＳ２１、Ｓ２２）。

無線状態推定部１５は、ACKが受信されるたびに（ステップＳ２３のＹＥＳ）、ACKカウンタNaを１インクリメントする（ステップＳ２４）。

ACKが受信されることなくタイムアウトが発生したらアクセスポイントAPはパケットの再送を行い、再送パケットに対するACKも返ってこない場合は（ステップＳ２３のＮＯ）、アクセスポイントAPは、次のパケットを送信する。

ある時間（測定周期）T1が経過するまでは（ステップＳ２５のＮＯ）ステップＳ２１〜ステップＳ２４を繰り返し行い、ある時間T1が経過する度に（ステップＳ２５のＹＥＳ）、無線状態推定部１５は、送信パケット数に対するACKの割合Na／Npを計算し、この計算結果を変調方式指定部１６に出力する。

変調方式指定部１６は、無線状態推定部１５から受け取った計算結果（Na／Np）を閾値Th1と比較する（ステップＳ２６）。

変調方式指定部１６は、Na／Np ＞ Th1の場合は（ステップＳ２６のＹＥＳ）、伝送路状態が良いと判断し、即ち、データレートを変更可能であると判断し、例えばデータレートを１段階上げることを決定する（ステップＳ２７）。

一方、Na／Np ≦ Th1の場合は（ステップＳ２６のＮＯ）、伝送路状態が悪いと判断し、即ち、データレートは変更可能でないと判断し、さらに測定周期T1が経過した後で、再度、Na／Np ＞ Th1を満たすか否かの判断を行う。但し、ここでは、変調方式指定部１６は、データレートを変更可能であると判断し、データレートを１段上げることを決定したとする。

変調方式指定部１６は、データレートを上げるパケットの割合、つまり２４Mbpsより一段上の３６Mbpsで送信するパケットの割合を決定する（ステップＳ２８）。アクセスポイントAPは、送信パケットが存在する場合は（ステップＳ２９のＹＥＳ）、変調方式指定部１６によって決定されたパケットの割合でパケットのデータレートを変更して送信する。つまり、２４Mbpsのパケットと３６Mbpsのパケットとが混在して送信される。２４Mbpsのパケットと３６Mbpsのパケットとを混在させて送信する様子を図５に示す。

一方、アクセスポイントAPは、送信すべきパケットが存在しない場合は（ステップＳ２９のＮＯ）、処理を終了する。

ここでデータレートを上げるパケットの割合（ここでは３６Mbpsパケットの割合）を具体的にどのようにして決定するかの例を以下に説明する。

図６は、データレートを上げるパケットの割合を決定する方法の一例を説明する図である。

データレートを上げるパケットの割合は、上述の送信パケット数に対するACK数の割合Na／Npによって決めることができる（図６に示す表の横軸参照）。

より詳しくは、まず、閾値Th2、Th3を作成する。ただし、１＞ Th3 ＞ Th2 ＞Th1 とする。
Th2＞ Na／Np ≧Th1、ならば、全体の３割を３６Mbpsで送信する。
Th3＞ Na／Np ≧Th2ならば、全体の６割を３６Mbpsで送信する。
Na／Np ≧Th3ならば、全部を３６Mbpsで送信する。

次に、データレートを上げるパケットの選択方法を説明する。

図７は、データレートを上げるパケットの選択方法を説明するフローチャートである。

変調方式指定部１６が、上述の図４のステップＳ２８において、全体のR1割のパケットを３６Mbpsで送信すると決定したとする。

変調方式指定部１６は、パケットの送信の毎に乱数M（M:０〜９）を生成し（ステップＳ３１）、M＜R1のときは（ステップＳ３２のＹＥＳ）３６Mbpsで送信することを決定し（ステップＳ３３）、それ以外の場合は（ステップＳ３２のＮＯ）２４Mbpsで送信することを決定する（ステップＳ３４）。

３６Mbpsのパケットは、２４Mbpsのパケットと比較して、雑音や干渉の影響を受けやすく、誤りが生じ易いけれども、このように３６Mbpsで送信するパケットを一定の割合に制限することで、仮に３６Mbpsのパケットに誤りが生じたとしてもバースト誤りの発生は可及的に防ぐことができる。

上述の例では、１段階高いデータレートのパケットを混ぜるとしたが、複数段階高いデータレートのパケット、つまり４８Mｂｐｓ（符号化率２／３及び６４QAM変調方式）のパケットを混ぜてもよい。

また、上述の例では、パケットの混合割合を、閾値Th1〜Th3を用いて決定したが、パケットの混合割合は一定（たとえば5割）としてもよい。この場合、新たに適用するデータレートを、Na／Npの値に応じて決定してもよい。

図８は、パケットの混合割合を一定（例えば５割）とした場合に、Na／Npの値に応じてデータレートを決定する方法を説明する図である。

この例では、
Th2＞ Na／Np ≧Th1、ならば、データレートを３６Mbpsとする。
Th3＞ Na／Np ≧Th2ならば、データレートを４８Mbpsとする。
Na／Np ≧Th3ならば、データレートを５４Mbpsとする。

ここまでの説明では、アクセスポイントAPは、送信したパケットに対してACKを受信した後で次のパケットを送信した。これ以外に、アクセスポイントAPは、複数のパケットを連続して送信し、ステーションSTAから複数のパケットに対するエラー検査結果（ブロックACK）を受信するようにしてもよい。アクセスポイントAPは、パケットを連続送信する度に送信パケット数だけ送信カウンタNpをインクリメントし、ブロックACKを受信する度にその中に含まれるACKパケット数だけACKカウンタNaをインクリメントする。これによりNa／Npを算出する。以上の場合の処理の流れを詳細に示したものを図９に示す。

図９に示すように、アクセスポイントAPにおける無線状態推定部１５は、複数のパケットが連続送信される毎に、送信パケット数分だけ送信カウンタNpをインクリメントする（ステップＳ４１、Ｓ４２）。

無線状態推定部１５は、ブロックACKが受信されるたびに（ステップＳ４３のＹＥＳ）、受信されたブロックACKに含まれるACKパケット数だけ、ACKカウンタNaをインクリメントする（ステップＳ４４）。なお、ステーションSTAにおいてエラーパケットが検出された場合は、アクセスポイントAPは、エラーが検出されたパケットのみを再送する。但し再送は１回までとする。

ブロックACKが受信されることなくタイムアウトが発生したらアクセスポイントAPはパケットの再送を行い、再送パケットに対するブロックACKも返ってこない場合は（ステップＳ４３のＮＯ）、アクセスポイントAPは、次のパケット群を送信する。

ある時間（測定周期）T1が経過するまでは（ステップＳ４５のＮＯ）ステップＳ４１〜ステップＳ４４を繰り返し行い、ある時間T1が経過する度に（ステップＳ４５のＹＥＳ）、無線状態推定部１５は、送信パケット数に対するACKの割合Na／Npを計算し、この計算結果を変調方式指定部１６に出力する。

変調方式指定部１６は、無線状態推定部１５から受け取った計算結果（Na／Np）を閾値Th1と比較する（ステップＳ４６）。

変調方式指定部１６は、Na／Np ＞ Th1の場合は（ステップＳ４６のＹＥＳ）、伝送路状態が良いと判断し、即ち、データレートを変更可能であると判断し、データレートを所定段数上げることを決定する（ステップＳ４７）。

一方、Na／Np ≦ Th1の場合は（ステップＳ４６のＮＯ）、伝送路状態が悪いと判断し、即ち、データレートは変更可能でないと判断し、さらに測定周期T1が経過した後で、再度、Na／Np ＞ Th1であるか否かの判断を行う。但し、ここでは、変調方式指定部１６は、データレートを変更可能であると判断し、データレートを所定段数上げることを決定したとする。

変調方式指定部１６は、データレートを上げるパケットの割合を決定する（ステップＳ４８）。アクセスポイントAPは、送信パケットが存在する場合は（ステップＳ４９のＹＥＳ）、変調方式指定部１６によって決定されたパケットの割合でパケットのデータレートを変更して送信する。

一方、アクセスポイントAPは、送信すべきパケットが存在しない場合は（ステップＳ４９のＮＯ）、処理を終了する。

以上までの説明では、伝送路の状態が良いと判断された場合に、データレートを変更したが、これに対し、伝送路の状態が悪いと判断された場合についても本実施の形態は適用可能である。この場合は、一部又は全部のパケットについてデータレートを下げることでパケットの送信を制御する。

以上のように、本実施の形態によれば、送信パケット数に対するACKの数に基づいて伝送路の状態を推定するようにしたので、伝送路の状態を適正に推定できる。

（第３の実施の形態）
第２の実施の形態では、無線状態を推定する手段として送信パケット数に対するACK受信数を用いたが、本実施の形態では、伝送路の状態を推定する他の手法について説明する。

図１０は、本実施の形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。

この無線端末は、受信処理部２１において伝送路応答算出部２２を備える。その他の構成は図１と同様であり、図１と同じ構成要素には同一番号を付して説明を省略する。

伝送路応答算出部２２は、受信されたパケット信号における、既知パターンが埋め込まれたプリアンブル信号を使用して伝送路応答推定値を算出し、無線状態推定部１５に出力する。無線状態推定部１５はこの伝送路応答推定値を用いて伝送路の状態を推定する。

より詳しくは、OFDM通信では、サブキャリア毎に伝送路応答推定値が算出される。そこで、無線状態推定部１５は、各サブキャリアについて算出された推定値における電力値の平均（平均電力値）と、各サブキャリアについて算出された推定値における最小の電力値との差によって、伝送路の状態を推定する。なお、各サブキャリアについて算出された推定値における電力値がほぼ等しい場合、伝送路は比較的良好と予想される。

図１１は、伝送路応答推定値を用いて混合割合を決定する方法を説明する図である。

横軸は２０Log（平均電力値／最小電力値）であり、閾値THD3＝３ｄB、THD2＝６ｄB、THD１＝１０ｄBとする。横軸の値は、変調方式指定部１６が、無線状態推定部１５から平均電力値及び最小電力値を受け取り、これらを用いることによって求まる。

この例では、横軸の値≦THD3の場合は、データレートを上げるパケットの割合は１、THD3＜横軸の値≦THD2の場合は、データレートを上げるパケットの割合は０．６、THD2＜横軸の値≦THD1の場合は、データレートを上げるパケットの割合は０．３、である。なお、THD1＜横軸の値の場合は、伝送路の状態は特に良くないと判断し、データレートを変更しない。

上述の説明では平均電力値と最小電力値とを用いて混合割合を決定したが、この他、最大電力値と最小電力値とを用いて、また、平均電力値と最大電力値とを用いて、混合割合を決定しても良い。

以上のように、本実施の形態によれば、伝送路応答推定値に基づいて伝送路の状態を推定するようにしたので、伝送路の状態を適正に推定できる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態では伝送路の状態を推定するさらに別の手法を説明する。

本実施の形態における伝送路の状態の推定手法では、受信信号とＩＱコンスタレーションとに基づいて復調精度を計算し、その結果を使用する。以下本実施の形態について詳細に説明する。

図１２は、復調精度の算出方法を説明するためのＩ−Ｑコンスタレーションである。

原点から理想信号点P1までの距離をA1とし、理想信号点P1からあるサンプル点（受信信号点）P2までの距離をA2とする。この場合、あるサンプル点での復調精度は２０Log（A2／A1）となる。この復調精度は、無線状態推定部１５が、復調部１１ａから理想信号点P1及びサンプル点P2を取得し、これらを用いることで求まる。OFDMシンボルを構成する各サブキャリアについてこの復調精度を求める。そして、パケット全体でこの復調精度の平均をとる。例えばIEEE802.11aでは、１OFDMシンボルあたり４８サブキャリアが含まれているため、復調精度値は、４８サブキャリアの平均値EVMとなる。さらにパケット中に含まれるデータシンボルの数をNとすると、N個のEVMの平均値を計算する。この平均値を変調方式指定部１６が無線状態推定部１５から取得し、この取得した平均値を用いてパケットの混合割合を決定する。

例えば図１１において、THD1＝−１０ｄB、THD2=−１５ｄB、THD3＝−２０ｄBとした場合、THD1≧平均値＞THD2の場合は、混合割合は０．３、THD2≧平均値＞THD3の場合は、混合割合は０．６、THD3≧平均値の場合は、混合割合は１とする。

以上のように、本実施の形態によれば、復調精度に基づいて伝送路の状態を推定するようにしたので、伝送路の状態を適正に推定できる。

（第５の実施の形態）
第２の実施の形態では、データレートを変更するパケットをランダムに選択する手法を説明したが、本実施の形態では、データレートを変更するパケットを選択する別の手法を説明する。

各送信パケットには優先順位が設定されているとする。優先順位の高いパケットを優先的に低いデータレートで送信するようにし、これにより優先順位の高いパケットの誤り耐性を強くする。以下これについて具体例を用いてさらに詳細に説明する。

図１３は、優先順位とデータレートとの関係を説明する図である。

送信対象となる５つのパケット１〜５が示され、各パケットには優先順位が設定されている。パケット１、パケット３、パケット５、パケット４，パケット２の順に優先順位が高いとする。送信される順序はパケット１、パケット２、パケット３、パケット４、パケット５の順である。

ここで、高レートで送信されるパケットの割合が４割と決定されていたとする。すなわち、５つのパケットの内、２つのパケットが高レートで、残りの３つのパケットが低レートで送信される。

このような場合、高レートで送信するパケットとして優先順位の低いパケット２とパケット４とが選択され、残りのパケット１、パケット３、パケット５が低レートで送信される。

仮に同じ優先順位のパケットが複数含まれて競合が生じる場合はランダムに選択したものを高レートあるいは低レートで送信すればよい。例えばパケット１、３、４、５の優先順位が同じで、パケット２の優先順位がこれらよりも低い場合は、パケット１、３、４、５のうちランダムに選択した１つとパケット２とを高レートで送信し、残りのパケットを低レートで送信する。

以上のように、本実施の形態によれば、パケットの優先順位に基づいてデータレートを変更するパケットを選択するようにしたので、優先順位の高いパケットを低レートで送信することで、優先順位の高い重要なデータが損なわれることを可及的に防止できる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施の形態に係る無線端末の構成を示すブロック図。 パケットフォーマットの例を示す図。 図１の無線端末による基本的な処理の流れを示すフローチャート。 アクセスポイントAPによる処理ステップを説明するフローチャート。 ２４Mbpsのパケットと３６Mbpsのパケットとを混在させて送信する様子を示す図。 データレートを上げるパケットの割合を決定する方法を説明する図。 データレートを上げるパケットの選択方法を説明するフローチャート。 Na／Npの値に応じてデータレートの種類を決定する方法を説明する図。 アクセスポイントAPによる別の処理ステップを説明するフローチャート。 本発明の第３の実施の形態に係る無線端末の構成を示すブロック図。 伝送路応答推定値を利用して混合割合を決定する方法を説明する図。 復調精度の算出方法を説明するＩ−Ｑコンスタレーション。 パケットに付された優先順位と、データレートとの関係を説明する図。

符号の説明

１０…制御部、１１…受信処理部、１１ａ…復調部、１１ｂ…デコード部、１２…送信処理部、１２ａ…誤り訂正符号化部、１２ｂ…変調部、１３…送信部、１４…受信部、１５…無線状態推定部、１６…変調方式指定部、２２…伝送路応答算出部。

Claims (16)

1. 送信するパケットを予め指定された変調方式によって変調する変調部と、
   前記変調部によって変調されたパケットを送信する送信部と、
   パケットを受信する受信部と、
   前記受信されたパケットを用いて、前記パケットの伝送路の状態を推定する伝送路推定部と、
   前記伝送路推定部による推定結果に基づき、前記伝送路の状態が第１の変調方式変更基準を満たす場合は、予め与えられた複数の変調方式の中から前記予め指定された変調方式よりも１シンボル当たりの割り当てビット数が高い第１の変調方式を選択し、前記伝送路の状態が第２の変調方式変更基準を満たす場合は、前記複数の変調方式の中から前記予め指定された変調方式よりも１シンボル当たりの割り当てビット数が低い第２の変調方式を選択し、この選択した第１又は第２の変調方式を前記変調部に指定する変調方式指定部とを備え、
   前記変調部は、予め与えられた適用条件を満たすパケットについては前記第１又は第２の変調方式により変調することを特徴とする通信端末装置。
2. 変調前のパケットを予め指定された符号化率により符号化する符号化部をさらに備え、
   前記変調方式指定部は、さらに、前記伝送路推定部による推定結果に基づき、前記伝送路の状態が第１の符号化率変更基準を満たす場合は、予め与えられた複数の符号化率の中から前記予め指定された符号化率よりも符号化率の低い第１の符号化率を選択し、前記伝送路の状態が第２の符号化率変更基準を満たす場合は、前記複数の符号化率の中から前記予め指定された符号化率よりも符号化率の高い第２の符号化率を選択し、この選択した第１又は第２の符号化率を前記符号化部に指定し、
   前記符号化部は、前記適用条件を満たすパケットについては前記第１又は第２の符号化率により符号化することを特徴とする請求項１に記載の通信端末装置。
3. 前記伝送路推定部は、前記送信部によって送信されたパケット数と、前記送信されたパケットに対して相手先装置から返された確認応答パケット数とに基づいて、前記伝送路の状態を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信端末装置。
4. 前記受信部によって受信されたパケットの信号に含まれる既知のパターン信号に基づいて伝送路応答を算出する伝送路応答算出部をさらに備え、
   前記伝送路推定部は、前記伝送路応答算出部によって算出された伝送路応答に基づいて前記伝送路の状態を推定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信端末装置。
5. 前記受信されたパケットにおける各サブキャリアの受信信号点をＩＱコンスタレーション上のいずれかの基準点にマッピングして復調を行う復調部をさらに備え、
   前記伝送路推定部は、前記受信信号点と前記基準点との間の距離と、前記基準点の振幅とに基づいて、前記伝送路の状態を推定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信端末装置。
6. 前記変調部は、前記適用条件として、前記第１又は第２の変調方式を適用するパケットの割合を示す適用割合条件に従って、前記パケットを前記第１又は第２の変調方式により変調することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信端末装置。
7. 前記伝送路推定部は、前記伝送路の状態を推定した結果を数値により表し、
   前記変調方式指定部は、閾値により区画された数値範囲と、前記数値範囲に対応する適用割合条件と対応付けたマッピング情報に前記数値を対応させることにより前記数値に対応する適用割合条件を求め、求めた前記適用割合条件を前記変調部に指定し、
   前記変調部は指定された前記適用割合条件に従って、前記パケットを前記第１又は第２の変調方式により変調することを特徴とする請求項６に記載の通信端末装置。
8. 前記変調部は、前記適用割合条件に従って前記パケットを変調するために、前記パケットの変調前に乱数を生成し、前記生成した乱数が所定の閾値による基準を満たす場合は前記パケットを前記第１又は第２の変調方式により変調し、前記生成した乱数が前記所定の閾値による基準を満たさない場合は前記パケットを前記予め指定された変調方式により変調することを特徴とする請求項６又は７に記載の通信端末装置。
9. 前記パケットには優先順位が付されており、
   前記変調部は、前記適用割合条件に従って前記パケットを変調するために、前記優先順位が所定の値による基準を満たす場合は前記パケットを前記第１又は第２の変調方式により変調し、前記優先順位が前記所定の値による基準を満たさない場合は前記パケットを前記予め指定された変調方式により変調することを特徴とする請求項６又は７に記載の通信端末装置。
10. 前記符号化部は、前記適用条件として、前記第１又は第２の符号化率を適用するパケットの割合を示す適用割合条件に従って、前記パケットを符号化することを特徴とする請求項２に記載の通信端末装置。
11. 前記伝送路推定部は、前記伝送路の状態を推定した結果を数値により表し、
    前記変調方式指定部は、閾値により区画された数値範囲と、前記数値範囲に対応する適用割合条件と対応付けたマッピング情報に前記数値を対応させることにより前記数値に対応する適用割合条件を求め、この求めた適用割合条件を前記符号化部に指定し、
    前記符号化部は指定された前記適用割合条件に従って、前記パケットを前記第１又は第２の符号化率により符号化することを特徴とする請求項１０に記載の通信端末装置。
12. 前記符号化部は、前記適用割合条件に従って前記パケットを符号化するために、前記パケットの符号化前に乱数を生成し、前記生成した乱数が所定の閾値による基準を満たす場合は前記パケットを前記第１又は第２の符号化率により符号化し、前記生成した乱数が前記所定の閾値による基準を満たさない場合は前記パケットを前記予め指定された符号化率により符号化することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の通信端末装置。
13. 前記パケットには優先順位が付されており、
    前記符号化部は、前記適用割合条件に従って前記パケットを符号化するために、前記優先順位が所定の値による基準を満たす場合は前記パケットを前記第１又は第２の符号化率により符号化し、前記優先順位が前記所定の値による基準を満たさない場合は前記パケットを前記予め指定された符号化率により符号化することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の通信端末装置。
14. 送信するパケットを予め指定された符号化率により符号化する符号化部と、
    符号化された前記パケットを予め指定された変調方式によって変調する変調部と、
    前記変調部によって変調されたパケットを送信する送信部と、
    パケットを受信する受信部と、
    前記受信されたパケットを用いて、前記パケットの伝送路の状態を推定する伝送路推定部と、
    前記伝送路推定部による推定結果に基づき、前記伝送路の状態が第１のデータレート変更基準を満たす場合は、予め与えられた複数の符号化率及び変調方式の組み合わせの中から、前記予め指定された符号化率及び前記予め指定された変調方式の組み合わせよりも高データレートを達成する組み合わせを選択し、前記伝送路の状態が第２のデータレート変更基準を満たす場合は、前記複数の組み合わせの中から、前記予め指定された符号化率及び前記予め指定された変調方式の組み合わせよりも低データレートを達成する組み合わせを選択し、この選択した組み合わせにおける符号化率及び変調方式を前記符号化部及び前記変調部に指定する指定部とを備え、
    前記符号部は、予め与えられた適用条件を満たすパケットについては前記指定部によって指定された符号化率により符号化し、
    前記変調部は、前記適用条件を満たすパケットについては前記指定部によって指定された変調方式により変調することを特徴とする通信端末装置。
15. 送信するパケットを予め指定された変調方式によって変調し、
    変調された前記パケットを送信し、
    パケットを受信し、
    受信された前記パケットを用いて、前記パケットの伝送路の状態を推定し、
    前記推定結果に基づいて、前記伝送路の状態が第１の変調方式変更基準を満たす場合は、予め与えられた複数の変調方式の中から前記予め指定された変調方式よりも１シンボル当たりの割り当てビット数が高い第１の変調方式を選択し、前記伝送路の状態が第２の変調方式変更基準を満たす場合は、前記複数の変調方式の中から前記予め指定された変調方式よりも１シンボル当たりの割り当てビット数が低い第２の変調方式を選択し、
    予め与えられた適用条件を満たすパケットについては前記第１又は第２の変調方式によりパケットを変調する通信方法。
16. 送信時において前記パケットを変調する前に、前記パケットを予め指定された符号化率により符号化し、
    前記推定結果に基づいて、前記伝送路の状態が第１の符号化率変更基準を満たす場合は、予め与えられた複数の符号化率の中から前記予め指定された符号化率よりも符号化率の低い第１の符号化率を選択し、前記伝送路の状態が第２の符号化率変更基準を満たす場合は、前記複数の符号化率の中から前記予め指定された符号化率よりも符号化率の高い第２の符号化率を選択し、
    前記適用条件を満たすパケットについては前記第１又は第２の符号化率により符号化することを特徴とする請求項１５に記載の通信方法。

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