JP2012023602A - 無線通信装置及びデータ割り当て方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】受信部1aは、受信側の無線通信装置2から無線キャリアW1,W2ごとの回線品質を受信する。算出部1bは、受信部1aによって受信された回線品質の変調方式を変更するまでのマージンを無線キャリアW1,W2ごとに算出する。割り当て部1cは、算出部1bによって算出されたマージンの大きい無線キャリアW1,W2に、サービス品質の高いデータを優先して割り当てる。
【選択図】図1
Description
しかし、従来の無線通信装置は、無線送信するパケットをラウンドロビンで複数の無線キャリアに割り当てる。そのため、無線通信装置は、QoSの高いパケットを回線品質の悪い無線キャリアに割り当てる場合もあり、QoSの高いパケットを安定して無線伝送できない場合があるという問題点があった。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る無線通信装置を示した図である。図1には、周波数f1、f2の複数の無線キャリアW1,W2において適応変調を行う無線通信装置1,2が示してある。無線通信装置1,2は、大容量のデータ通信を行うとともに、所定の誤り率を確保するよう、無線キャリアW1,W2のそれぞれにおいて変調方式を変更して無線通信を行う。変更する変調方式には、例えば、64QAM、16QAM、及び4QAMがある。以下では、無線通信装置1を送信側とし、無線通信装置2を受信側として説明する。
例えば、無線通信装置1は、受信側の無線通信装置2から受信した回線品質が所定値nに低下すると、予め設定された誤り率を確保するために、送信ビット数の少ない変調方式に変更する。算出部1bは、受信した回線品質と変調方式を変更する所定値nとの差を、変調方式を変更するまでのマージンとし、無線キャリアW1,W2ごとに算出する。
例えば、無線キャリアW1の回線品質のマージンは、無線キャリアW2の回線品質のマージンより大きいとする。この場合、割り当て部1cは、無線キャリアW1にサービス品質の高いデータを優先して割り当てる。
次に、第2の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図2は、第2の実施の形態に係る無線通信装置を適用した無線通信システムを示した図である。図2には、無線通信装置11,13が示してある。無線通信装置11は、アンテナ12を有し、無線通信装置13は、アンテナ14を有している。
DSP22は、通信インタフェース27を介して受信された有線ネットワークからのパケットを、QoSに基づいて無線キャリアW1,W2に割り当てる。
無線処理装置24は、無線通信装置13に無線送信するパケット(データ)の無線処理を行う。例えば、無線処理装置24は、BB(Base Band)処理、変調処理、及び周波数変換処理を行う。また、無線処理装置24は、無線通信装置13から受信した無線信号の無線処理を行う。例えば、無線処理装置24は、受信した無線信号の周波数変換処理、復調処理、及びBB処理を行う。無線処理装置24は、例えば、1チップの半導体装置によって形成される。
例えば、送信側の無線通信装置11は、受信側の無線通信装置13において、10-6以下の誤り率が確保されるように無線通信を行うとする。また、送信側の無線通信装置11は、現在、16QAMによる無線通信を行っているとする。
耐性パラメータ=受信C/N−オフセット …(1)
ここで、式(1)の受信C/Nは、受信側の無線通信装置13によって測定されたC/Nを示し、受信側の無線通信装置13から送信される回線品質より取得できる。
パケットの無線キャリアへの割り当てについて説明する。まず、変調方式の変更について説明する。
無線通信装置11,13は、図7の点線D1に示すように、誤り率が10-6以下となるように通信品質が設定されているとする。従って、送信側の無線通信装置11は、誤り率が10-6を超えると変調方式を変更して、10-6の誤り率が確保されるようにする。
無線キャリアW2の誤り率は、図7の下の図に示すように変化するとする。また、無線キャリアW1は、安定した無線通信を行っており、その耐性パラメータは、無線キャリアW2より大きいものとする。
図9は、耐性パラメータの算出動作を示したフローチャートである。
[ステップS1]耐性パラメータ算出部33は、無線キャリアW1,W2に適用されている変調方式の情報を制御部37から取得する。また、耐性パラメータ算出部33は、無線通信で確保すべき誤り率(通信品質維持レベル)の情報を制御部37から取得する。
図10は、パケットを受信して無線処理する動作を示したフローチャートである。
[ステップS12]パケット割り当て部35のQoSチェック部35aは、パケットに付与されているQoSに基づいてQoSのレベルを判断し、パケットをバッファ35ba〜35bcに割り当てる。例えば、QoSチェック部35aは、高レベルと判断したパケットについては、バッファ35baに割り当て、中レベルと判断したパケットについては、バッファ35bbに割り当て、小レベルと判断したパケットについては、バッファ35bcに割り当てる。
[ステップS15]変調部36ca,36cbは、BB部36ba,36bbによってベースバンド処理されたパケットの変調処理を行う。
図11〜図13は、パケットの無線キャリアへの割り当て動作を示したフローチャートである。図11〜図13のフローチャートは、図10のステップS13の詳細を示している。
[ステップS23]SEL35cは、ステップS22で取得した無線キャリアに対応する無線部36のバッファ36aa,36abに、データ(パケット)転送のための空きがあるか判断する。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがあれば、ステップS24へ進む。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがなければ、ステップS25へ進む。
[ステップS26]SEL35cは、ステップS25で取得した無線キャリアに対応する無線部36のバッファ36aa,36abに、データ転送のための空きがあるか判断する。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがあれば、ステップS27へ進む。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがなければ、ステップS22へ進む。
[ステップS30]SEL35cは、ステップS29で取得した無線キャリアに対応する無線部36のバッファ36aa,36abに、データ転送のための空きがあるか判断する。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがあれば、ステップS31へ進む。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがなければ、ステップS33へ進む。
[ステップS34]SEL35cは、ステップS33で取得した無線キャリアに対応する無線部36のバッファ36aa,36abに、データ転送のための空きがあるか判断する。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがあれば、ステップS35へ進む。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがなければ、ステップS29へ進む。
[ステップS37]SEL35cは、ステップS36で取得した無線キャリアに対応する無線部36のバッファ36aa,36abに、データ転送のための空きがあるか判断する。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがあれば、ステップS38へ進む。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがなければ、ステップS40へ進む。
[ステップS41]SEL35cは、ステップS40で取得した無線キャリアに対応する無線部36のバッファ36aa,36abに、データ転送のための空きがあるか判断する。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがあれば、ステップS42へ進む。SEL35cは、バッファ36aa,36abにデータ転送のための空きがなければ、ステップS36へ進む。
なお、上記では、QoSのレベルが3つの場合について説明したが、これ以上であってもよい。例えば、QoSのレベルが4つ以上の場合、図11に示すステップS21,S28のQoSのレベルを判定する処理が増える。そして、図13に示したステップS36〜S42の処理が増える。
次に、第3の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第3の実施の形態では、耐性パラメータを所定時間記憶して、耐性パラメータの変動率を算出する。そして、算出した耐性パラメータの変動率と、現時点における耐性パラメータとに基づいて、QoSの高いパケットを無線キャリアへ割り当てる。なお、第3の実施の形態に係る無線通信装置のハードウェア構成例は、図3と同様であり、その説明を省略する。
図14の無線通信装置11は、図4の無線通信装置11に対し、無線キャリア状態管理テーブル41とパケット割り当て部43の機能が異なる。パケット割り当て部43については、SEL43aの機能が異なる。また、図14の無線通信装置11は、変動率算出部42を有している。変動率算出部42は、例えば、図3で説明したFPGA26によって実現される。
例えば、図15のΔN(W1)と変動率に対応する欄には、無線キャリアW1の耐性パラメータの変動率3.2が記憶されている。ΔN(W2)と変動率に対応する欄には、無線キャリアW2の耐性パラメータの変動率9.6が記憶されている。
また、図16の例では、変動率を耐性パラメータで細分化して番号を割り当てるようにしているが、耐性パラメータを変動率で細分化して番号を割り当てるようにしてもよい。例えば、図16において、耐性パラメータの大と変動率の中の対応する欄に2を格納し、耐性パラメータの大と変動率の大の対応する欄に3を格納し、耐性パラメータの中と変動率の小の対応する欄に4を格納し、以下同じようにして番号を格納する。すなわち、耐性パラメータを優先して小さい番号を割り当てるようにしてもよい。
図17のステップS51〜S53の処理は、図9で説明したステップS1〜S3の処理と同様であり、説明を省略する。
なお、パケットを受信して無線処理する動作のフローチャートは、図10のフローチャートと同様であるが、ステップS13の処理が異なる。
次に、第4の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第4の実施の形態では、受信側の無線通信装置からC/Nと無線信号の受信レベルとを受信する。送信側の無線通信装置は、第2の実施の形態で述べたように、受信したC/Nに基づいて耐性パラメータを算出するとともに、受信した受信レベルに基づいて耐性パラメータを算出し、これらを合成する。そして、送信側の無線通信装置は、合成した耐性パラメータに基づいてQoSの高いパケットを無線キャリアへ割り当てる。なお、第4の実施の形態に係る無線通信装置のハードウェア構成例は、図3と同様であり、その説明を省略する。
図18の無線通信装置11では、図4の無線通信装置11に対し、回線品質受信部51、C/N耐性パラメータ算出部52、レベル耐性パラメータ算出部53、合成部54、及び無線キャリア状態管理テーブル55が異なる。
レベル耐性パラメータ=受信レベル−レベルオフセット …(3)
ここで、式(3)の受信レベルは、受信側の無線通信装置13によって測定された受信レベルを示し、受信側の無線通信装置13から送信される回線品質より取得できる。
[ステップS61]合成部54は、C/N耐性パラメータ算出部52とレベル耐性パラメータ算出部53から、C/N耐性パラメータとレベル耐性パラメータとを受信する。
[ステップS64]合成部54は、C/N耐性パラメータの割合を5、レベル耐性パラメータの割合を5として合成する。
[ステップS71]C/N耐性パラメータ算出部52は、無線キャリアW1,W2に適用されている変調方式の情報を制御部37から取得する。また、C/N耐性パラメータ算出部52は、無線通信で確保すべき誤り率(通信品質維持レベル)の情報を制御部37から取得する。
なお、パケットを受信して無線処理する動作は、図10で説明したフローチャートと同様であり、その説明を省略する。また、パケットの無線キャリアへの割り当て動作は、図11〜図13で説明したフローチャートと同様であり、その説明を省略する。
次に、第5の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第5の実施の形態では、第2の実施の形態、第3の実施の形態、及び第4の実施の形態を組わせた場合の無線通信装置について説明する。なお、第5の実施の形態に係る無線通信装置のハードウェア構成例は、図3と同様であり、その説明を省略する。
図22の無線通信装置11では、図14、図18の無線通信装置11に対し、無線キャリア状態管理テーブル61及び変動率算出部62が異なる。
図24のステップS81〜S87の処理は、図21で説明したステップS71〜S77の処理と同様であり、説明を省略する。
このように、無線通信装置11は、C/N耐性パラメータとレベル耐性パラメータとを算出し、これを合成したパラメータを耐性パラメータとして所定時間分記憶する。そして、無線通信装置11は、所定時間分記憶した耐性パラメータより、耐性パラメータの変動率を算出し、算出した変動率と現時点の耐性パラメータとに基づいて、無線キャリアにサービス品質の高いパケットを割り当てるようにした。これにより、無線通信装置11は、QoSの高いパケットを安定して無線伝送することができる。
次に、第6の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第6の実施の形態では、N+1切替えの無線通信装置について説明する。なお、第6の実施の形態に係る無線通信装置のハードウェア構成例は、図3と同様であり、その説明を省略する。
図25では、図4の無線通信装置11に対し、無線キャリア状態管理テーブル71及び無線部72が異なる。無線部72においては、予備系のバッファ72a、BB部72b、変調部72c、及び無線処理部72dを有しているところが異なる。
無線キャリアW2の誤り率は、図7の下の図に示すように変化するとする。また、無線キャリアW1は、安定した無線通信を行っており、耐性パラメータは、無線キャリアW2より大きいものとする。また、無線キャリアW1と無線キャリアPの耐性パラメータは、無線キャリアW1の方が大きいものとする。
(付記1) 複数の無線キャリアにおいて適応変調を行う無線通信装置において、
受信側の無線通信装置から無線キャリアごとの回線品質を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された回線品質の変調方式を変更するまでのマージンを無線キャリアごとに算出する算出部と、
前記算出部によって算出されたマージンの大きい無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てる割り当て部と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
前記算出部は、前記記憶部を参照して現在適用されている変調方式における予め設定された誤り率を確保するための回線品質を取得し、取得した回線品質と前記受信部によって受信された回線品質との差を算出してマージンを算出することを特徴とする付記1記載の無線通信装置。
前記割り当て部は、マージンが大きくかつ変動率の小さい無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てることを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信装置。
前記算出部によって算出された前記C/Nと前記受信レベルとのマージンを合成する合成部をさらに有し、
前記割り当て部は、前記合成部によって合成されたマージンの大きい無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てることを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信装置。
前記割り当て部は、合成されたマージンが大きくかつ変動率の小さい無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てることを特徴とする付記4記載の無線通信装置。
前記割り当て部は、前記算出部によって算出されたマージンの大きい予備系の無線キャリア又は障害の発生していない現用系の無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てることを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信装置。
受信側の無線通信装置から無線キャリアごとの回線品質を受信し、
受信した回線品質の変調方式を変更するまでのマージンを無線キャリアごとに算出し、
算出したマージンの大きい無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てる、
ことを特徴とするデータ割り当て方法。
1a 受信部
1b 算出部
1c 割り当て部
Claims (6)
- 複数の無線キャリアにおいて適応変調を行う無線通信装置において、
受信側の無線通信装置から無線キャリアごとの回線品質を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された回線品質の変調方式を変更するまでのマージンを無線キャリアごとに算出する算出部と、
前記算出部によって算出されたマージンの大きい無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てる割り当て部と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 - 変調方式ごとにおいて所定の誤り率を確保するための回線品質を記憶した記憶部をさらに備え、
前記算出部は、前記記憶部を参照して現在適用されている変調方式における予め設定された誤り率を確保するための回線品質を取得し、取得した回線品質と前記受信部によって受信された回線品質との差を算出してマージンを算出することを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。 - 前記算出部によって算出されたマージンの変動率を算出する変動率算出部をさらに備え、
前記割り当て部は、マージンが大きくかつ変動率の小さい無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てることを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信装置。 - 前記受信部によって受信される回線品質には、C/Nと受信レベルとが含まれ、前記算出部は、前記C/Nと前記受信レベルとのそれぞれにおいてマージンを算出し、
前記算出部によって算出された前記C/Nと前記受信レベルとのマージンを合成する合成部をさらに有し、
前記割り当て部は、前記合成部によって合成されたマージンの大きい無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てることを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信装置。 - 前記合成部によって合成されたマージンの変動率を算出する合成変動率算出部をさらに備え、
前記割り当て部は、合成されたマージンが大きくかつ変動率の小さい無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てることを特徴とする請求項4記載の無線通信装置。 - 複数の無線キャリアにおいて適応変調を行う無線通信装置のデータ割り当て方法において、
受信側の無線通信装置から無線キャリアごとの回線品質を受信し、
受信した回線品質の変調方式を変更するまでのマージンを無線キャリアごとに算出し、
算出したマージンの大きい無線キャリアにサービス品質の高いデータを優先して割り当てる、
ことを特徴とするデータ割り当て方法。
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