JP2018148487A - Radio communication device and radio communication method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve throughput of radio communication for transmitting a signal using a plurality of frequency bands.SOLUTION: A radio communication device is used in a radio communication system for transmitting data using a plurality of frequency bands. The radio communication device comprises: a packet collision probability estimation unit for estimating a packet collision probability with regard to each of the plurality of frequency bands; a transmission time determination unit for determining a transmission time for each of the plurality of frequency bands on the basis of the packet collision probability estimated by the packet collision probability estimation unit; a common transmission time calculation unit for calculating a common transmission time on the basis of the transmission time determined for each of the plurality of frequency bands by the transmission time determination unit; and a transmission circuit for transmitting allocated data in the common transmission time in each of the plurality of frequency bands.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、複数の周波数帯を利用して信号を伝送する無線通信システムにおいて使用される無線通信装置および無線通信方法に係わる。   The present invention relates to a radio communication apparatus and a radio communication method used in a radio communication system that transmits signals using a plurality of frequency bands.

ＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sensing Multiple Access with Collision Avoidance)方式を採用する無線通信システムでは、無線通信装置は、データ送信前にキャリア検知を行う。すなわち、無線通信装置は、他の無線通信装置により無線チャネルが使用されているか否かをモニタする。そして、他の無線通信装置により無線チャネルが使用されていなければ、無線通信装置は、所定の送信時間を利用してデータを送信する。「送信時間」は、この明細書では、１回の送信機会に無線チャネルを占有して無線信号を伝送する期間を表すものとする。   In a wireless communication system employing a CSMA / CA (Carrier Sensing Multiple Access with Collision Avoidance) method, the wireless communication apparatus performs carrier detection before data transmission. That is, the wireless communication device monitors whether or not the wireless channel is being used by another wireless communication device. If the wireless channel is not used by another wireless communication device, the wireless communication device transmits data using a predetermined transmission time. In this specification, “transmission time” represents a period during which a radio signal is transmitted while occupying a radio channel in one transmission opportunity.

ところで、近年、通信容量を大きくするために、複数の無線周波数帯を同時に利用してデータを伝送する通信方式が検討されている。例えば、920MHz帯、2.4GHz帯、5GHz帯のうちの２つ以上の周波数帯を利用してデータが伝送されることがある。なお、複数の周波数帯を利用してデータを伝送する通信方式においては、周波数帯ごとに送信時間が決定される。   By the way, in recent years, in order to increase the communication capacity, a communication method for transmitting data using a plurality of radio frequency bands simultaneously has been studied. For example, data may be transmitted using two or more frequency bands of the 920 MHz band, 2.4 GHz band, and 5 GHz band. Note that in a communication system that transmits data using a plurality of frequency bands, the transmission time is determined for each frequency band.

また、周波数帯毎に送信時間を決定する技術として、各空き周波数帯の情報に基づいて単位時間に送信可能な情報量をそれぞれ算定すると共に、これに基づいて送信データの送信時間を各周波数帯毎に算定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。   As a technique for determining the transmission time for each frequency band, the amount of information that can be transmitted per unit time is calculated based on the information of each free frequency band, and the transmission time of transmission data is calculated based on this information. A method of calculating each is proposed (for example, see Patent Document 1).

特開２０１１−１８８４２５号公報JP2011-188425A

ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用する無線通信システムでは、上述のように、パケット衝突を回避するように送信制御が行われる。ただし、複数の無線通信装置が同じタイミングでデータ送信を開始するケースや、隠れ端末により互いの電波を検知できないケースでは、パケット衝突が発生し得る。そして、パケット衝突が発生すると、一時的に受信品質（例えば、ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference plus Noise Ratio）が劣化する。このとき、瞬時ＳＩＮＲが所要平均ＳＩＮＲを大きく下回ると、データ受信が失敗してデータ再送が必要となるので、スループットが低下してしまう。   In a wireless communication system employing the CSMA / CA scheme, transmission control is performed so as to avoid packet collision as described above. However, packet collision may occur in cases where a plurality of wireless communication apparatuses start data transmission at the same timing, or in cases where hidden radio terminals cannot detect each other's radio waves. When packet collision occurs, reception quality (eg, SINR: Signal-to-Interference plus Noise Ratio) temporarily deteriorates. At this time, if the instantaneous SINR is much lower than the required average SINR, data reception fails and data retransmission is required, resulting in a decrease in throughput.

本発明の１つの側面に係わる目的は、複数の周波数帯を利用して信号を伝送する無線通信のスループットを改善することである。   An object according to one aspect of the present invention is to improve the throughput of wireless communication in which a signal is transmitted using a plurality of frequency bands.

本発明の１つの態様の無線通信装置は、複数の周波数帯を利用してデータを伝送する無線通信システムにおいて使用される無線通信装置であって、前記複数の周波数帯それぞれについてパケット衝突確率を推定するパケット衝突確率推定部と、前記パケット衝突確率推定部により推定されるパケット衝突確率に基づいて前記複数の周波数帯それぞれについて送信時間を決定する送信時間決定部と、前記送信時間決定部により前記複数の周波数帯それぞれについて決定された送信時間に基づいて共通送信時間を算出する共通送信時間算出部と、前記複数の周波数帯それぞれにおいて、割り当てられたデータを前記共通送信時間で送信する送信回路と、を備えることを特徴とする。   A radio communication apparatus according to one aspect of the present invention is a radio communication apparatus used in a radio communication system that transmits data using a plurality of frequency bands, and estimates a packet collision probability for each of the plurality of frequency bands. A packet collision probability estimation unit that performs transmission, a transmission time determination unit that determines a transmission time for each of the plurality of frequency bands based on the packet collision probability estimated by the packet collision probability estimation unit, and the transmission time determination unit A common transmission time calculation unit that calculates a common transmission time based on the transmission time determined for each of the frequency bands, a transmission circuit that transmits the assigned data at the common transmission time in each of the plurality of frequency bands, It is characterized by providing.

上述の態様によれば、複数の周波数帯を利用して信号を伝送する無線通信のスループットが向上する。   According to the above-described aspect, the throughput of wireless communication that transmits signals using a plurality of frequency bands is improved.

本発明の実施形態に係わる無線通信システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the radio | wireless communications system concerning embodiment of this invention. 無線通信装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a radio | wireless communication apparatus. 送信時間および共有送信時間の決定の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of determination of transmission time and shared transmission time. パケット衝突確率から送信時間を決定する方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of determining transmission time from a packet collision probability. ＳＩＮＲの推定について説明する図である。It is a figure explaining estimation of SINR. 送信回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a transmission circuit. 干渉電力を推定する方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the method of estimating interference electric power. ＭＣＳおよび送信時間を決定する方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the method of determining MCS and transmission time.

図１は、本発明の実施形態に係わる無線通信システムの一例を示す。図１に示す無線通信システム１は、特に限定されるものではないが、例えば、無線ＬＡＮシステムである。ただし、本発明の実施形態は、Bluetooth（登録商標）、WiMAX、携帯電話システム等の他の無線通信システムにも適用可能である。無線通信システム１は、無線通信装置２、３を含む。各無線通信装置２、３は、例えば、ユーザ端末である。ユーザ端末は、モバイル端末であってもよい。   FIG. 1 shows an example of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. The wireless communication system 1 shown in FIG. 1 is not particularly limited, but is a wireless LAN system, for example. However, the embodiment of the present invention can also be applied to other wireless communication systems such as Bluetooth (registered trademark), WiMAX, and mobile phone systems. The wireless communication system 1 includes wireless communication devices 2 and 3. Each of the wireless communication devices 2 and 3 is, for example, a user terminal. The user terminal may be a mobile terminal.

無線通信装置２、３は、複数の周波数帯を同時に利用してデータを伝送できる。この実施例では、無線通信装置２、３は、920MHz帯、2.4GHz帯、5GHz帯のうちの２つ以上を同時に利用してデータを伝送できる。なお、無線通信装置２、３間の通信品質は、周波数帯ごとに異なる。よって、無線通信装置２、３は、周波数帯ごとに異なる変調方式および異なる符号でデータを伝送してもよい。   The wireless communication devices 2 and 3 can transmit data using a plurality of frequency bands simultaneously. In this embodiment, the wireless communication devices 2 and 3 can transmit data using two or more of the 920 MHz band, 2.4 GHz band, and 5 GHz band simultaneously. Note that the communication quality between the wireless communication apparatuses 2 and 3 differs for each frequency band. Therefore, the wireless communication apparatuses 2 and 3 may transmit data using different modulation schemes and different codes for each frequency band.

図２は、無線通信装置の一例を示す。無線通信装置１０は、図２に示すように、パケット衝突確率推定部１１、送信時間決定部１２、共通送信時間算出部１３、通信品質推定部１４、ＭＣＳ（Modulation Coding Scheme）決定部１５、送信回路１６、アンテナ１７を備える。なお、無線通信装置１０は、図１においては、無線通信装置２または無線通信装置３に相当する。また、図２においては、データを送信するための機能が表されている。   FIG. 2 shows an example of a wireless communication device. As shown in FIG. 2, the wireless communication device 10 includes a packet collision probability estimation unit 11, a transmission time determination unit 12, a common transmission time calculation unit 13, a communication quality estimation unit 14, an MCS (Modulation Coding Scheme) determination unit 15, and a transmission. A circuit 16 and an antenna 17 are provided. Note that the wireless communication device 10 corresponds to the wireless communication device 2 or the wireless communication device 3 in FIG. Further, FIG. 2 shows a function for transmitting data.

パケット衝突確率推定部１１は、周波数帯ｆ１〜ｆ３それぞれについてパケット衝突確率を推定する。ｆ１、ｆ２、ｆ３は、この例では、920MHz帯、2.4GHz帯、5GHz帯に相当する。   The packet collision probability estimation unit 11 estimates the packet collision probability for each of the frequency bands f1 to f3. In this example, f1, f2, and f3 correspond to the 920 MHz band, 2.4 GHz band, and 5 GHz band.

送信時間決定部１２は、パケット衝突確率推定部１１により推定されるパケット衝突確率に基づいて周波数帯ｆ１〜ｆ３それぞれについて送信時間を決定する。送信時間は、この明細書では、１回の送信機会に無線チャネルを占有して無線信号を伝送する期間を表すものとする。共通送信時間算出部１３は、送信時間決定部１２により周波数帯ｆ１〜ｆ３それぞれについて決定された送信時間に基づいて共通送信時間を算出する。   The transmission time determination unit 12 determines the transmission time for each of the frequency bands f1 to f3 based on the packet collision probability estimated by the packet collision probability estimation unit 11. In this specification, the transmission time represents a period during which a radio signal is transmitted while occupying a radio channel in one transmission opportunity. The common transmission time calculation unit 13 calculates the common transmission time based on the transmission time determined for each of the frequency bands f1 to f3 by the transmission time determination unit 12.

通信品質推定部１４は、周波数帯ｆ１〜ｆ３それぞれについて通信品質を推定する。この実施例では、通信品質推定部１４は、周波数帯ｆ１〜ｆ３それぞれについてＳＩＮＲを推定する。ＭＣＳ決定部１５は、周波数帯ｆ１〜ｆ３それぞれについて、通信品質推定部１４により推定されるＳＩＮＲに基づいてＭＣＳを決定する。すなわち、周波数帯ｆ１〜ｆ３それぞれについて符号種別、符号化率、変調方式などが決定される。さらに、ＭＣＳ決定部１５は、必要に応じて、ＳＩＮＲに基づいて決定したＭＣＳをパケット衝突確率に応じて補正してもよい。   The communication quality estimation unit 14 estimates the communication quality for each of the frequency bands f1 to f3. In this embodiment, the communication quality estimation unit 14 estimates SINR for each of the frequency bands f1 to f3. The MCS determination unit 15 determines the MCS based on the SINR estimated by the communication quality estimation unit 14 for each of the frequency bands f1 to f3. That is, the code type, coding rate, modulation scheme, etc. are determined for each of the frequency bands f1 to f3. Furthermore, the MCS determination unit 15 may correct the MCS determined based on the SINR according to the packet collision probability as necessary.

送信回路１６には、共通送信時間算出部１３から共通送信時間を表す情報が通知され、ＭＣＳ決定部１５から周波数帯ｆ１〜ｆ３のＭＣＳを表す情報が通知される。そして、送信回路１６は、周波数帯ｆ１〜ｆ３それぞれにおいて、割り当てられたデータから変調信号を生成する。そして、送信回路１６は、共通送信時間を使用して、アンテナ１７を介して各変調信号を送信する。   The transmission circuit 16 is notified of information indicating the common transmission time from the common transmission time calculation unit 13, and is notified of information indicating the MCS of the frequency bands f1 to f3 from the MCS determination unit 15. Then, the transmission circuit 16 generates a modulated signal from the assigned data in each of the frequency bands f1 to f3. Then, the transmission circuit 16 transmits each modulated signal via the antenna 17 using the common transmission time.

なお、パケット衝突確率推定部１１、送信時間決定部１２、共通送信時間算出部１３、通信品質推定部１４、ＭＣＳ決定部１５は、デジタル信号を処理するプロセッサシステムまたはデジタル信号処理回路によって実現される。プロセッサシステムは、プロセッサエレメントおよびメモリを含み、与えられたプログラムを実行することによりパケット衝突確率推定部１１、送信時間決定部１２、共通送信時間算出部１３、通信品質推定部１４、ＭＣＳ決定部１５の機能を提供する。デジタル信号処理回路は、特に限定されるものではないが、例えば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）により実現される。   The packet collision probability estimation unit 11, the transmission time determination unit 12, the common transmission time calculation unit 13, the communication quality estimation unit 14, and the MCS determination unit 15 are realized by a processor system or a digital signal processing circuit that processes a digital signal. . The processor system includes a processor element and a memory, and by executing a given program, the packet collision probability estimation unit 11, the transmission time determination unit 12, the common transmission time calculation unit 13, the communication quality estimation unit 14, and the MCS determination unit 15 Provides the functionality of The digital signal processing circuit is not particularly limited, and is realized by, for example, an FPGA (field-programmable gate array).

次に、パケット衝突確率推定部１１、送信時間決定部１２、共通送信時間算出部１３、通信品質推定部１４、ＭＣＳ決定部１５、送信回路１６の機能についてそれぞれ具体的に記載する。なお、無線通信装置１０は、２以上の任意の数の周波数帯を利用してデータを送信および受信できるが、以下の記載では、３つの周波数帯ｆ１〜ｆ３を利用してデータを送信および受信するものとする。   Next, functions of the packet collision probability estimation unit 11, the transmission time determination unit 12, the common transmission time calculation unit 13, the communication quality estimation unit 14, the MCS determination unit 15, and the transmission circuit 16 will be specifically described. The wireless communication device 10 can transmit and receive data using any number of frequency bands of 2 or more, but in the following description, data is transmitted and received using three frequency bands f1 to f3. It shall be.

パケット衝突確率推定部１１は、周波数帯ごとにパケット衝突確率を推定する。この実施例では、パケット衝突確率推定部１１は、無線チャネルの利用率、送信電力、キャリア周波数に基づいて、周波数帯ごとにパケット衝突確率を推定する。   The packet collision probability estimation unit 11 estimates the packet collision probability for each frequency band. In this embodiment, the packet collision probability estimation unit 11 estimates the packet collision probability for each frequency band based on the utilization rate of radio channels, transmission power, and carrier frequency.

無線チャネルの利用率は、既知の方法で測定または推定され得る。例えば、特許第６０２９０７１号または特開２００９−０８９０５２号公報に記載されている方法で利用率を測定または推定することができる。或いは、所定期間内にビジースロット数およびアイドルスロット数をカウントすることで利用率を測定してもよい。   The utilization of the radio channel can be measured or estimated in a known manner. For example, the utilization factor can be measured or estimated by a method described in Japanese Patent No. 6029071 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-089052. Alternatively, the utilization rate may be measured by counting the number of busy slots and the number of idle slots within a predetermined period.

パケット衝突確率推定部１１は、送信電力およびキャリア周波数に基づいて、自由空間伝搬を表す数式またはパスロスモデルを利用してセル半径を算出する。セル半径は、キャリア検知が可能な範囲に相当する。そして、パケット衝突確率推定部１１は、周波数帯ごとに、無線チャネルの利用率およびセル半径に基づいてパケット衝突確率を推定する。なお、無線チャネルの利用率が高いほどパケット衝突確率が高くなり、セル半径が大きいほどパケット衝突確率が高くなる。   The packet collision probability estimator 11 calculates the cell radius based on the transmission power and the carrier frequency using a mathematical expression representing a free space propagation or a path loss model. The cell radius corresponds to a range in which carrier detection is possible. Then, the packet collision probability estimation unit 11 estimates the packet collision probability for each frequency band based on the radio channel usage rate and the cell radius. Note that the higher the radio channel utilization rate, the higher the packet collision probability, and the larger the cell radius, the higher the packet collision probability.

送信時間決定部１２は、周波数帯ごとに、パケット衝突確率に基づいて送信時間を決定する。例えば、送信時間決定部１２は、パケット衝突確率が高い周波数帯に対して短い送信時間を決定し、パケット衝突確率が低い周波数帯に対して長い送信時間を決定する。図３（ａ）に示す例では、周波数帯ｆ１のパケット衝突確率はやや低く、周波数帯ｆ２のパケット衝突確率は非常に低く、周波数帯ｆ３のパケット衝突確率は高くなっている。この場合、周波数帯ｆ３に対して決定される送信時間ｔ３は最も短く、周波数帯ｆ１に対して決定される送信時間ｔ１は送信時間ｔ３と比較してやや長く、周波数帯ｆ２に対して決定される送信時間ｔ２は最も長くなる。   The transmission time determination unit 12 determines the transmission time for each frequency band based on the packet collision probability. For example, the transmission time determination unit 12 determines a short transmission time for a frequency band with a high packet collision probability, and determines a long transmission time for a frequency band with a low packet collision probability. In the example shown in FIG. 3A, the packet collision probability in the frequency band f1 is slightly low, the packet collision probability in the frequency band f2 is very low, and the packet collision probability in the frequency band f3 is high. In this case, the transmission time t3 determined for the frequency band f3 is the shortest, the transmission time t1 determined for the frequency band f1 is slightly longer than the transmission time t3, and is determined for the frequency band f2. The transmission time t2 is the longest.

送信時間決定部１２は、所定の数式を利用してパケット衝突確率から送信時間を決定する。例えば、区間[0,t)においてパケット衝突が一度も発生しない確率Ｐは、下式で表される。ｔは、時間を表す。λは、パケット衝突確率を表す。
Ｐ＝ｅ−λt The transmission time determination unit 12 determines the transmission time from the packet collision probability using a predetermined mathematical formula. For example, the probability P that a packet collision never occurs in the interval [0, t) is expressed by the following equation. t represents time. λ represents a packet collision probability.
P = e −λt

よって、区間[0,t)において１回以上のパケット衝突が発生する確率ｆ(t)は、下式で表される。
ｆ(t)＝１−Ｐ＝１−ｅ−λt Therefore, the probability f (t) that one or more packet collisions occur in the interval [0, t) is expressed by the following equation.
f (t) = 1−P = 1−e −λt

ここで、図４に示すように、許容可能な衝突確率の閾値Ｌが設定される。Ｌは、ゼロよりも大きく、１よりも小さい実数である。また、Ｌは、例えば、ネットワーク設計者、ネットワーク管理者、またはユーザにより決定される。そして、送信時間決定部１２は、送信時間として、下式を満足する時間Ｔの最大値を計算する。
Ｌ≧１−ｅ−λT Here, as shown in FIG. 4, a threshold L of an allowable collision probability is set. L is a real number greater than zero and less than one. L is determined by, for example, a network designer, a network administrator, or a user. Then, the transmission time determination unit 12 calculates the maximum value of the time T that satisfies the following expression as the transmission time.
L ≧ 1-e −λT

例えば、周波数帯ｆ１について推定されるパケット衝突確率（単位時間当たりの衝突回数）を上記数式のλに与え、時間Ｔの最大値を計算することにより、周波数帯ｆ１に対して設定される送信時間ｔ１が得られる。他の周波数帯についても同様である。なお、送信時間は、タイムスロットの個数で表されてもよいし、送信シンボルの個数で表されるようにしてもよい。   For example, the packet collision probability (number of collisions per unit time) estimated for the frequency band f1 is given to λ in the above equation, and the maximum value of the time T is calculated, whereby the transmission time set for the frequency band f1 t1 is obtained. The same applies to other frequency bands. Note that the transmission time may be represented by the number of time slots or the number of transmission symbols.

送信時間決定部１２は、演算により、パケット衝突確率から送信時間を算出できるが、他の方法で送信時間を求めてもよい。例えば、図４に示す閾値Ｌを利用してパケット衝突確率と送信時間との関係を予め決定し、その対応関係をルックアップテーブルに格納しておいてもよい。この場合、送信時間決定部１２は、パケット衝突確率でルックアップテーブルを参照することにより対応する送信時間を決定する。   Although the transmission time determination unit 12 can calculate the transmission time from the packet collision probability by calculation, the transmission time may be obtained by other methods. For example, the relationship between the packet collision probability and the transmission time may be determined in advance using the threshold value L shown in FIG. 4, and the corresponding relationship may be stored in the lookup table. In this case, the transmission time determination unit 12 determines the corresponding transmission time by referring to the lookup table with the packet collision probability.

共通送信時間算出部１３は、各周波数帯について送信時間決定部１２により決定された送信時間から共通送信時間を算出する。すなわち、周波数帯ｆ１〜ｆ３に対してそれぞれ決定された送信時間ｔ１〜ｔ３に基づいて共通送信時間が算出される。例えば、共通送信時間算出部１３は、図３（ｂ）に示すように、周波数帯ｆ１〜ｆ３に対してそれぞれ決定された送信時間ｔ１〜ｔ３の平均を求めることで共通送信時間Ｔcomを算出する。この場合、共通送信時間Ｔcomは、下式で表される。係数αの初期値は、例えば「１」である。
Ｔcom＝α×（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）／３ The common transmission time calculation unit 13 calculates the common transmission time from the transmission time determined by the transmission time determination unit 12 for each frequency band. That is, the common transmission time is calculated based on the transmission times t1 to t3 determined for the frequency bands f1 to f3, respectively. For example, as shown in FIG. 3B, the common transmission time calculation unit 13 calculates the common transmission time Tcom by obtaining the average of the transmission times t1 to t3 determined for the frequency bands f1 to f3, respectively. . In this case, the common transmission time Tcom is expressed by the following equation. The initial value of the coefficient α is “1”, for example.
Tcom = α × (t1 + t2 + t3) / 3

共通送信時間算出部１３は、無線通信装置１０から送信される無線信号を受信する受信装置における受信状況に応じて係数αを変化させるようにしてもよい。例えば、共通送信時間算出部１３は、受信ノードから通知されるＡｃｋ／Ｎａｃｋメッセージを利用して係数αを動的に調整してもよい。   The common transmission time calculation unit 13 may change the coefficient α according to the reception status in the reception device that receives the wireless signal transmitted from the wireless communication device 10. For example, the common transmission time calculation unit 13 may dynamically adjust the coefficient α using an Ack / Nack message notified from the receiving node.

受信ノードからＡｃｋメッセージが通知されるときは、共通送信時間算出部１３は、通信品質が良好であり、且つ、パケット衝突が発生していないと判定する。この場合、共通送信時間算出部１３は、係数αをΔαだけ大きくする。Δαは、１よりも十分に小さい正の値である。この結果、共通送信時間は長くなる。   When the Ack message is notified from the receiving node, the common transmission time calculation unit 13 determines that the communication quality is good and no packet collision has occurred. In this case, the common transmission time calculation unit 13 increases the coefficient α by Δα. Δα is a positive value sufficiently smaller than 1. As a result, the common transmission time becomes longer.

一方、受信ノードからＮａｃｋメッセージが通知されるときは、共通送信時間算出部１３は、パケット衝突が発生した可能性があると判定する。この場合、共通送信時間算出部１３は、係数αをΔαだけ小さくする。この結果、共通送信時間は短くなる。   On the other hand, when the Nack message is notified from the receiving node, the common transmission time calculation unit 13 determines that there is a possibility that a packet collision has occurred. In this case, the common transmission time calculation unit 13 decreases the coefficient α by Δα. As a result, the common transmission time is shortened.

通信品質推定部１４は、周波数帯ごとに通信品質を推定する。この例では、通信品質推定部１４は、周波数帯ごとにＳＩＮＲを推定する。ＳＩＮＲは、図５に示すように、信号電力Ｓ、雑音電力（熱雑音）Ｎ、干渉電力Ｉ1、キャリア検知レベル以下の干渉電力Ｉ2から算出される。 The communication quality estimation unit 14 estimates communication quality for each frequency band. In this example, the communication quality estimation unit 14 estimates SINR for each frequency band. As shown in FIG. 5, SINR is calculated from signal power S, noise power (thermal noise) N, interference power I 1 , and interference power I 2 below the carrier detection level.

信号電力Ｓおよび雑音電力Ｎは、例えば、受信ノードにおいて測定される。この場合、通信品質推定部１４は、受信ノードから測定結果を受け取ることにより、信号電力Ｓおよび雑音電力Ｎを検出する。また、無線通信装置１０は、自分で干渉電力Ｉ2を測定することができる。例えば、無線通信装置１０は、所定の周期で受信電力を繰り返し測定し、受信電力がキャリア検知レベル以下であったときの測定値を平均化することにより干渉電力Ｉ2を測定してもよい。なお、受信側において同様の方法で干渉電力Ｉ2を測定してもよい。この場合、無線通信装置１０は、受信側で測定された干渉電力Ｉ2を取得する。 The signal power S and noise power N are measured at the receiving node, for example. In this case, the communication quality estimation unit 14 detects the signal power S and the noise power N by receiving the measurement result from the receiving node. Further, the wireless communication device 10 can measure the interference power I 2 by itself. For example, the radio communication device 10 may measure the interference power I 2 by repeatedly measuring the received power at a predetermined cycle and averaging the measured values when the received power is equal to or lower than the carrier detection level. Note that the interference power I 2 may be measured by the same method on the receiving side. In this case, the wireless communication device 10 acquires the interference power I 2 measured on the receiving side.

干渉電力Ｉ1は、無線通信装置１０が信号を送信しようとする周波数帯の利用率に依存する干渉成分を表す。よって、通信品質推定部１４は、周波数帯の利用率を測定または推定し、得られた利用率に基づいて干渉電力Ｉ1を算出する。さらに、通信品質推定部１４は、送信時間決定部１２により決定された送信時間を周波数帯の利用率に乗算した結果を利用して干渉電力を推定してもよい。なお、特許第６０２９０７１号には、周波数帯の利用率からＳＩＮＲを計算する方法の一例が記載されている。 The interference power I 1 represents an interference component that depends on the utilization factor of the frequency band to which the wireless communication device 10 intends to transmit a signal. Therefore, the communication quality estimation unit 14 measures or estimates the usage rate of the frequency band, and calculates the interference power I 1 based on the obtained usage rate. Furthermore, the communication quality estimation unit 14 may estimate the interference power by using a result obtained by multiplying the transmission time determined by the transmission time determination unit 12 by the frequency band usage rate. Note that Japanese Patent No. 6029071 describes an example of a method for calculating SINR from a frequency band utilization factor.

ＭＣＳ決定部１５は、周波数帯ごとに、通信品質推定部１４により推定されたＳＩＮＲに基づいてＭＣＳ（例えば、符号種別、符号化率、変調方式）を決定する。ＭＣＳ決定部１５によるＭＣＳの決定の内容として、例えば、ＭＣＳ決定部１５は、通信品質の良好な周波数帯（即ち、ＳＩＮＲの大きい周波数帯）に対しては、多値度の高い変調方式を選択する。多値度は、１シンボルで伝送されるビット数を表す。また、ＭＣＳ決定部１５は、ＳＩＮＲの大きい周波数帯に対して高い符号化率の符号語を生成することができる。反対に、ＳＩＮＲの小さい周波数帯に対しては、多値度の低い変調方式が選択され、また、低い符号化率が設定される。   The MCS determination unit 15 determines an MCS (for example, code type, coding rate, modulation scheme) based on the SINR estimated by the communication quality estimation unit 14 for each frequency band. As the contents of the MCS determination by the MCS determination unit 15, for example, the MCS determination unit 15 selects a modulation scheme having a high multilevel for a frequency band with good communication quality (that is, a frequency band with a large SINR). To do. The multilevel value represents the number of bits transmitted in one symbol. In addition, the MCS determination unit 15 can generate a codeword having a high coding rate for a frequency band having a large SINR. On the other hand, for a frequency band with a small SINR, a modulation scheme with a low multilevel is selected, and a low coding rate is set.

さらに、ＭＣＳ決定部１５は、ＳＩＮＲに基づいて決定したＭＣＳを、パケット衝突確率推定部１１により推定されたパケット衝突確率に応じて補正してもよい。ここで、パケット衝突確率が高い周波数帯においては、干渉電力が大きくなることが予想される。したがって、パケット衝突確率が高い周波数帯においては、所要ＳＩＮＲが小さいＭＣＳに変更されることが好ましい。所要ＳＩＮＲは、特に限定されるものではないが、例えば、ビット誤り率が所定の閾値よりも小さくなるために必要なＳＩＮＲを表す。   Further, the MCS determination unit 15 may correct the MCS determined based on the SINR according to the packet collision probability estimated by the packet collision probability estimation unit 11. Here, the interference power is expected to increase in a frequency band where the packet collision probability is high. Therefore, in a frequency band where the packet collision probability is high, it is preferable to change to an MCS having a small required SINR. The required SINR is not particularly limited, but represents, for example, the SINR necessary for the bit error rate to be smaller than a predetermined threshold.

例えば、図３（ａ）に示す周波数帯ｆ３に対して、ＳＩＮＲに基づいて１６ＱＡＭが選択されたものとする。ここで、周波数帯ｆ３のパケット衝突確率は高い。この場合、ＭＣＳ決定部１５は、周波数帯ｆ３に対して先に決定してある変調方式をＱＰＳＫに変更してＭＣＳを補正する。なお、１６ＱＡＭと比較すると、ＱＰＳＫの所要ＳＩＮＲは低い。或いは、ＭＣＳ決定部１５は、周波数帯ｆ３に対してＳＩＮＲに基づいて決定した符号種別を、より誤り訂正能力の高い符号種別に変更してＭＣＳを補正してもよい。さらに、ＭＣＳ決定部１５は、周波数帯ｆ３に対してＳＩＮＲに基づいて決定した符号化率を低下させてもよい。   For example, it is assumed that 16QAM is selected based on SINR for the frequency band f3 illustrated in FIG. Here, the packet collision probability in the frequency band f3 is high. In this case, the MCS determination unit 15 corrects MCS by changing the modulation scheme previously determined for the frequency band f3 to QPSK. Note that the required SINR of QPSK is lower than that of 16QAM. Alternatively, the MCS determination unit 15 may correct the MCS by changing the code type determined based on the SINR for the frequency band f3 to a code type with higher error correction capability. Further, the MCS determination unit 15 may reduce the coding rate determined based on the SINR for the frequency band f3.

図６は、送信回路１６の一例を示す。この実施例では、送信回路１６は、分配器２１、符号化器２２ａ〜２２ｃ、変調器２３ａ〜２３ｃ、ＲＦ回路２４ａ〜２４ｃを備える。ただし、送信回路１６は、図６に示していない他の回路要素を備えていてもよい。そして、送信回路１６には、共通送信時間算出部１３により算出される共通送信時間ＴcomおよびＭＣＳ決定部１５により決定される各周波数帯についてのＭＣＳ情報が通知される。以下では、周波数帯ｆ１〜ｆ３に対して生成されたＭＣＳ情報をそれぞれＭＣＳ（ｆ１）〜ＭＣＳ（ｆ３）と呼ぶことがある。   FIG. 6 shows an example of the transmission circuit 16. In this embodiment, the transmission circuit 16 includes a distributor 21, encoders 22a to 22c, modulators 23a to 23c, and RF circuits 24a to 24c. However, the transmission circuit 16 may include other circuit elements not shown in FIG. Then, the transmission circuit 16 is notified of the common transmission time Tcom calculated by the common transmission time calculation unit 13 and the MCS information for each frequency band determined by the MCS determination unit 15. Hereinafter, the MCS information generated for the frequency bands f1 to f3 may be referred to as MCS (f1) to MCS (f3), respectively.

分配器２１は、共通送信時間ＴcomおよびＭＣＳ情報に基づいて送信データを符号化器２２ａ〜２２ｃに分配する。なお、分配器２１による分配処理の実施例については後で説明する。   The distributor 21 distributes transmission data to the encoders 22a to 22c based on the common transmission time Tcom and the MCS information. An example of distribution processing by the distributor 21 will be described later.

符号化器２２ａ〜２２ｃは、それぞれ、ＭＣＳ（ｆ１）〜ＭＣＳ（ｆ３）に従って、分配器２１から与えられるデータを符号化する。このとき、符号化器２２ａ〜２２ｃは、対応するＭＣＳ情報中の符号種別を表す情報および符号化率を表す情報に従って符号化処理を実行する。   Encoders 22a to 22c encode data provided from distributor 21 in accordance with MCS (f1) to MCS (f3), respectively. At this time, the encoders 22a to 22c execute the encoding process according to the information indicating the code type and the information indicating the coding rate in the corresponding MCS information.

変調器２３ａ〜２３ｃは、それぞれ、ＭＣＳ（ｆ１）〜ＭＣＳ（ｆ３）に従って、符号化器２２ａ〜２２ｃから出力される符号化データから変調信号を生成する。このとき、変調器２３ａ〜２３ｃは、対応するＭＣＳ情報中の変調方式を表す情報に従って変調信号を生成する。   Modulators 23a-23c generate modulated signals from the encoded data output from encoders 22a-22c in accordance with MCS (f1) -MCS (f3), respectively. At this time, the modulators 23a to 23c generate modulated signals in accordance with information indicating the modulation scheme in the corresponding MCS information.

ＲＦ回路２４ａ〜２４ｃは、それぞれ、変調器２３ａ〜２３ｃにより生成される変調信号を対応する周波数帯にアップコンバートする。この実施例では、ＲＦ回路２４ａは、変調器２３ａにより生成される変調信号を920MHz帯にアップコンバードし、ＲＦ回路２４ｂは、変調器２３ｂにより生成される変調信号を2.4GHz帯にアップコンバードし、ＲＦ回路２４ｃは、変調器２３ｃにより生成される変調信号を5GHz帯にアップコンバードする。そして、ＲＦ回路２４ａ〜２４ｃにより生成されるＲＦ変調信号は、それぞれアンテナ１７ａ〜１７ｃを介して送信される。   The RF circuits 24a to 24c up-convert the modulation signals generated by the modulators 23a to 23c, respectively, to corresponding frequency bands. In this embodiment, the RF circuit 24a upconverts the modulation signal generated by the modulator 23a to the 920 MHz band, and the RF circuit 24b upconverts the modulation signal generated by the modulator 23b to the 2.4 GHz band. Then, the RF circuit 24c upconverts the modulation signal generated by the modulator 23c to the 5 GHz band. Then, the RF modulation signals generated by the RF circuits 24a to 24c are transmitted via the antennas 17a to 17c, respectively.

分配器２１による分配処理の一例を説明する。ここでは、説明を簡潔にするために、以下の条件でデータが伝送されるものとする。
共通送信時間Ｔcom：１０００シンボル時間
周波数帯ｆ１：符号化率＝１／３、変調方式＝８ＰＳＫ
周波数帯ｆ２：符号化率＝１／２、変調方式＝１６ＱＡＭ
周波数帯ｆ３：符号化率＝１／２、変調方式＝ＱＰＳＫ An example of distribution processing by the distributor 21 will be described. Here, in order to simplify the description, it is assumed that data is transmitted under the following conditions.
Common transmission time Tcom: 1000 symbol time frequency band f1: coding rate = 1/3, modulation method = 8 PSK
Frequency band f2: coding rate = 1/2, modulation method = 16 QAM
Frequency band f3: coding rate = 1/2, modulation method = QPSK

８ＰＳＫは、１シンボルで３ビットを伝送する。よって、周波数帯ｆ１においては、共通送信時間Ｔcomに３０００ビットを伝送する。すなわち、符号化器２２ａは、３０００ビットの符号語を生成する。ここで、周波数帯ｆ１に対して符号化率＝１／３が設定されている。したがって、符号化器２２ａは、１０００ビットの情報ビットおよび２０００ビットのパリティから構成される符号語を生成する。   8PSK transmits 3 bits per symbol. Therefore, in the frequency band f1, 3000 bits are transmitted at the common transmission time Tcom. That is, the encoder 22a generates a 3000-bit code word. Here, the coding rate = 1/3 is set for the frequency band f1. Therefore, the encoder 22a generates a code word composed of 1000 bits of information bits and 2000 bits of parity.

１６ＱＡＭは、１シンボルで４ビットを伝送する。よって、周波数帯ｆ２においては、共通送信時間Ｔcomに４０００ビットを伝送する。すなわち、符号化器２２ｂは、４０００ビットの符号語を生成する。ここで、周波数帯ｆ２に対して符号化率＝１／２が設定されている。したがって、符号化器２２ｂは、２０００ビットの情報ビットおよび２０００ビットのパリティから構成される符号語を生成する。   In 16QAM, 4 bits are transmitted in one symbol. Therefore, in the frequency band f2, 4000 bits are transmitted at the common transmission time Tcom. That is, the encoder 22b generates a 4000-bit code word. Here, the coding rate = 1/2 is set for the frequency band f2. Therefore, the encoder 22b generates a code word composed of 2000 bits of information bits and 2000 bits of parity.

ＱＰＳＫは、１シンボルで２ビットを伝送する。よって、周波数帯ｆ３においては、共通送信時間Ｔcomに２０００ビットを伝送する。すなわち、符号化器２２ｃは、２０００ビットの符号語を生成する。ここで、周波数帯ｆ３に対して符号化率＝１／２が設定されている。したがって、符号化器２２ｃは、１０００ビットの情報ビットおよび１０００ビットのパリティから構成される符号語を生成する。   QPSK transmits 2 bits per symbol. Therefore, in the frequency band f3, 2000 bits are transmitted during the common transmission time Tcom. That is, the encoder 22c generates a 2000-bit code word. Here, the coding rate = 1/2 is set for the frequency band f3. Therefore, the encoder 22c generates a code word composed of 1000 bits of information bits and 1000 bits of parity.

送信データは、各符号語中に情報ビットとして格納される。よって、送信回路１６は、１回の送信機会に４０００ビットのデータを送信することができる。この場合、分配器２１は、入力データを４０００ビットずつ区切る。そして、分配器２１は、各４０００ビットデータユニットを１０００ビットデータユニット、２０００ビットデータユニット、１０００ビットデータユニットに分割し、それぞれ符号化器２２ａ、２２ｂ、２２ｃへ分配する。   Transmission data is stored as information bits in each codeword. Therefore, the transmission circuit 16 can transmit 4000 bits of data in one transmission opportunity. In this case, the distributor 21 divides the input data by 4000 bits. The distributor 21 divides each 4000-bit data unit into a 1000-bit data unit, a 2000-bit data unit, and a 1000-bit data unit, and distributes them to the encoders 22a, 22b, and 22c, respectively.

このように、本発明の実施形態においては、各周波数帯におけるパケット衝突確率に基づいて各周波数帯の送信時間が仮決定され、それらを平均化することで全周波数帯に共通する送信時間が算出される。すなわち、１回の送信機会における送信時間は、パケット衝突確率を考慮して決定される。したがって、パケット衝突が抑制され、スループットが向上する。   As described above, in the embodiment of the present invention, the transmission time of each frequency band is provisionally determined based on the packet collision probability in each frequency band, and the transmission time common to all frequency bands is calculated by averaging them. Is done. That is, the transmission time in one transmission opportunity is determined in consideration of the packet collision probability. Therefore, packet collision is suppressed and throughput is improved.

また、本発明の実施形態においては、各周波数帯の送信時間が共通化されるので、特定の周波数帯における伝送遅延に起因して全体の伝送遅延が大きくなることが回避される。例えば、図３（ａ）に示す例では、データ伝送全体の遅延は、周波数帯ｆ２における送信時間ｔ２に拘束される。これに対して、図３（ｂ）に示す共有化を実行すれば、各周波数帯の共通送信時間Ｔcomは、送信時間ｔ２よりも短くなる。このとき、一部の周波数帯の送信時間が短くなることに起因してその周波数帯のスループットが低下するが、他の周波数帯の送信時間が長くなるので、全体としてスループットの低下は回避される。   In the embodiment of the present invention, since the transmission time of each frequency band is shared, it is avoided that the entire transmission delay is increased due to the transmission delay in a specific frequency band. For example, in the example shown in FIG. 3A, the delay of the entire data transmission is restricted by the transmission time t2 in the frequency band f2. On the other hand, if the sharing shown in FIG. 3B is executed, the common transmission time Tcom of each frequency band becomes shorter than the transmission time t2. At this time, the throughput of the frequency band is reduced due to the transmission time of a part of the frequency band being shortened, but the transmission time of the other frequency band is lengthened, so that a decrease in the throughput is avoided as a whole. .

なお、各周波数帯の送信時間を共通化すると、周波数帯によっては、通信特性が劣化することがある。例えば、図３に示す周波数帯ｆ２においては、共通化により送信時間が短くなるので、伝送効率が低下することがある。また、周波数帯ｆ３においては、共通化により送信時間が長くなるので、パケット衝突機会が増加することがある。したがって、無線通信装置１０は、全周波数帯でのスループットが増加するように送信時間を調整する。この調整は、例えば、Ａｃｋ／Ｎａｃｋメッセージを利用して係数αを変化させることで実現され得る。   Note that if the transmission time of each frequency band is shared, the communication characteristics may deteriorate depending on the frequency band. For example, in the frequency band f2 shown in FIG. 3, since the transmission time is shortened by sharing, the transmission efficiency may be reduced. In the frequency band f3, since the transmission time becomes longer due to the sharing, the packet collision opportunity may increase. Therefore, the wireless communication device 10 adjusts the transmission time so that the throughput in all frequency bands increases. This adjustment can be realized, for example, by changing the coefficient α using an Ack / Nack message.

さらに、本発明の実施形態においては、各周波数帯のＭＣＳは、通信品質（例えば、ＳＩＮＲ）に基づいて仮決定された後、パケット衝突率に応じて補正される。このとき、パケット衝突率の高い周波数帯においては、必要に応じて、所要ＳＩＮＲの低いＭＣＳに変更される。したがって、受信ノードにおけるビット誤りが抑制され、パケット再送の回数が少なくなる。この結果、スループットが向上する。   Furthermore, in the embodiment of the present invention, the MCS of each frequency band is provisionally determined based on communication quality (for example, SINR) and then corrected according to the packet collision rate. At this time, in a frequency band with a high packet collision rate, the MCS is changed to a low required SINR as necessary. Therefore, bit errors at the receiving node are suppressed, and the number of packet retransmissions is reduced. As a result, the throughput is improved.

図７は、干渉電力を推定する方法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、無線通信装置１０がデータ通信を開始する前に周波数帯ごとに実行される。   FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a method for estimating interference power. The process of this flowchart is executed for each frequency band before the wireless communication device 10 starts data communication, for example.

Ｓ１〜Ｓ５において、通信品質推定部１４は、受信電力を繰り返し測定することで、キャリア検知レベル以下の干渉電力Ｉ2および周波数帯の利用率を算出する。すなわち、受信電力がキャリア検知レベル以下であれば、通信品質推定部１４は、キャリア検知レベル以下の干渉電力Ｉ2を算出する。例えば、キャリア検知レベル以下の受信電力の複数の測定値を平均化することにより、干渉電力Ｉ2が算出される。一方、受信電力がキャリア検知レベルよりも高いときは、通信品質推定部１４は、モニタ対象の周波数帯が利用されていると判定する。したがって、Ｓ１における受信電力の測定の回数に対して、受信電力がキャリア検知レベルよりも高かった測定結果をカウントすることにより、周波数帯の利用率が推定される。ただし、通信品質推定部１４は、他の方法で各周波数帯の利用率を推定してもよい。そして、所定回数の測定が終了すると、通信品質推定部１４の処理はＳ６へ進む。 In S <b> 1 to S <b> 5, the communication quality estimator 14 repeatedly measures the received power to calculate the interference power I 2 and the usage rate of the frequency band below the carrier detection level. That is, if the received power is equal to or lower than the carrier detection level, the communication quality estimation unit 14 calculates the interference power I 2 equal to or lower than the carrier detection level. For example, the interference power I 2 is calculated by averaging a plurality of measured values of received power below the carrier detection level. On the other hand, when the received power is higher than the carrier detection level, the communication quality estimation unit 14 determines that the frequency band to be monitored is being used. Therefore, the frequency band utilization factor is estimated by counting the measurement results in which the received power is higher than the carrier detection level with respect to the number of times the received power is measured in S1. However, the communication quality estimation unit 14 may estimate the utilization rate of each frequency band by other methods. Then, when the predetermined number of measurements are completed, the processing of the communication quality estimation unit 14 proceeds to S6.

Ｓ６において、通信品質推定部１４は、周波数帯の利用率に基づいて干渉電力Ｉ1を算出する。そして、Ｓ７において、通信品質推定部１４は、干渉電力Ｉ1と干渉電力Ｉ2とを足し合わせることにより干渉電力Ｉを算出する。この後、通信品質推定部１４は、信号電力Ｓ、雑音電力Ｎ、干渉電力ＩからＳＩＮＲを算出する。 In S6, the communication quality estimation unit 14 calculates the interference power I 1 based on the frequency band usage rate. In S < b > 7, the communication quality estimation unit 14 calculates the interference power I by adding the interference power I 1 and the interference power I 2 . Thereafter, the communication quality estimation unit 14 calculates SINR from the signal power S, noise power N, and interference power I.

図８は、ＭＣＳおよび送信時間を決定する方法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理も、無線通信装置１０がデータ通信を開始する前に実行される。なお、Ｓ１１〜Ｓ１５の処理は、周波数帯ごとに実行される。   FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a method for determining MCS and transmission time. The processing of this flowchart is also executed before the wireless communication device 10 starts data communication. In addition, the process of S11-S15 is performed for every frequency band.

Ｓ１１において、パケット衝突確率推定部１１は、信号の送信電力およびキャリア周波数に基づいて送信エリアのサイズを算出する。Ｓ１２において、パケット衝突確率推定部１１は、送信エリアのサイズおよび周波数帯の利用率からパケット衝突確率を推定する。周波数帯の利用率は、図７に示すフローチャートの処理で算出された結果を参照してもよい。   In S11, the packet collision probability estimation unit 11 calculates the size of the transmission area based on the signal transmission power and the carrier frequency. In S12, the packet collision probability estimation unit 11 estimates the packet collision probability from the size of the transmission area and the utilization rate of the frequency band. The frequency band utilization factor may refer to the result calculated in the process of the flowchart shown in FIG.

Ｓ１３において、送信時間決定部１２は、パケット衝突確率に基づいて送信時間を決定する。送信時間は、例えば、図４を参照して説明した方法で算出される。Ｓ１４において、ＭＣＳ決定部１５は、ＳＩＮＲに基づいてＭＣＳ（符号種別、符号化率、変調方式）を決定する。ＳＩＮＲは、図７に示すフローチャートの処理で算出された結果が参照される。Ｓ１５において、ＭＣＳ決定部１５は、パケット衝突確率に基づいて、Ｓ１４で決定したＭＣＳを補正する。   In S13, the transmission time determination unit 12 determines the transmission time based on the packet collision probability. For example, the transmission time is calculated by the method described with reference to FIG. In S14, the MCS determination unit 15 determines MCS (code type, coding rate, modulation scheme) based on SINR. The SINR refers to the result calculated in the process of the flowchart shown in FIG. In S15, the MCS determination unit 15 corrects the MCS determined in S14 based on the packet collision probability.

Ｓ１６において、共通送信時間算出部１３は、各周波数帯についてＳ１３で決定された送信時間から、全周波数帯において共通して使用される送信時間を決定する。このとき、共通使用時間の初期値が決定される。なお、共通送信時間は、データ通信が開始された以降は、受信ノードにおける受信状況等に応じて適応的に調整される。そして、Ｓ１７において、送信回路１６は、共通送信時間および各周波数帯に対して設定されるＭＣＳに基づいて、符号語中に格納されるデータ（すなわち、情報ビット）の長さを計算する。   In S16, the common transmission time calculation unit 13 determines a transmission time used in common in all frequency bands from the transmission time determined in S13 for each frequency band. At this time, the initial value of the common usage time is determined. Note that the common transmission time is adaptively adjusted in accordance with the reception status at the receiving node after data communication is started. In S17, the transmission circuit 16 calculates the length of data (that is, information bits) stored in the codeword based on the common transmission time and the MCS set for each frequency band.

１ 無線通信システム
２、３、１０ 無線通信装置
１１ パケット衝突確率推定部
１２ 送信時間決定部
１３ 共通送信時間算出部
１４ 通信品質推定部
１５ ＭＣＳ決定部
１６ 送信回路
１７、１７ａ〜１７ｃ アンテナ
２１ 分配器
２２ａ〜２２ｃ 符号化器
２３ａ〜２３ｃ 変調器
２４ａ〜２４ｃ ＲＦ回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wireless communication system 2, 3, 10 Wireless communication apparatus 11 Packet collision probability estimation part 12 Transmission time determination part 13 Common transmission time calculation part 14 Communication quality estimation part 15 MCS determination part 16 Transmission circuit 17, 17a-17c Antenna 21 Divider 22a-22c Encoders 23a-23c Modulators 24a-24c RF circuit

Claims (10)

複数の周波数帯を利用してデータを伝送する無線通信システムにおいて使用される無線通信装置であって、
前記複数の周波数帯それぞれについてパケット衝突確率を推定するパケット衝突確率推定部と、
前記パケット衝突確率推定部により推定されるパケット衝突確率に基づいて前記複数の周波数帯それぞれについて送信時間を決定する送信時間決定部と、
前記送信時間決定部により前記複数の周波数帯それぞれについて決定された送信時間に基づいて共通送信時間を算出する共通送信時間算出部と、
前記複数の周波数帯それぞれにおいて、割り当てられたデータを前記共通送信時間で送信する送信回路と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device used in a wireless communication system that transmits data using a plurality of frequency bands,
A packet collision probability estimator for estimating a packet collision probability for each of the plurality of frequency bands;
A transmission time determination unit that determines a transmission time for each of the plurality of frequency bands based on the packet collision probability estimated by the packet collision probability estimation unit;
A common transmission time calculation unit that calculates a common transmission time based on the transmission time determined for each of the plurality of frequency bands by the transmission time determination unit;
In each of the plurality of frequency bands, a transmission circuit that transmits assigned data at the common transmission time;
A wireless communication apparatus comprising: 前記パケット衝突確率推定部は、前記複数の周波数帯それぞれについて、
無線チャネルの利用率を推定し、
無線信号の送信電力およびキャリア周波数に基づいて送信エリアのサイズを推定し、
前記無線チャネルの利用率および前記送信エリアのサイズからパケット衝突確率を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。 The packet collision probability estimation unit, for each of the plurality of frequency bands,
Estimate the radio channel usage rate,
Estimate the size of the transmission area based on the transmission power and carrier frequency of the radio signal,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein a packet collision probability is estimated from a utilization rate of the wireless channel and a size of the transmission area. 前記送信時間決定部は、前記複数の周波数帯それぞれについて、Ｌがパケット衝突確率の閾値を表し、λがパケット衝突確率を表すときに、前記送信時間として下式を満足する時間Ｔの最大値を計算する
Ｌ≧１−ｅ−λT
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。 For each of the plurality of frequency bands, the transmission time determination unit determines a maximum value of a time T that satisfies the following expression as the transmission time when L represents a packet collision probability threshold and λ represents a packet collision probability. L ≧ 1-e −λT to be calculated
The wireless communication apparatus according to claim 1. 前記共通送信時間算出部は、前記送信時間決定部により前記複数の周波数帯それぞれについて決定された送信時間の平均に所定の係数を乗算することにより前記共通送信時間を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。 The common transmission time calculation unit calculates the common transmission time by multiplying an average of transmission times determined for each of the plurality of frequency bands by the transmission time determination unit by a predetermined coefficient. Item 2. The wireless communication device according to Item 1. 前記共通送信時間算出部は、当該無線通信装置から送信される無線信号を受信する受信ノードにおける受信状況に応じて前記係数を変化させる
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to claim 4, wherein the common transmission time calculation unit changes the coefficient according to a reception state in a reception node that receives a wireless signal transmitted from the wireless communication apparatus. 前記複数の周波数帯それぞれについて通信品質を推定する通信品質推定部と、
前記複数の周波数帯それぞれについて推定される通信品質に基づいて、前記複数の周波数帯に対して通信方式をそれぞれ決定する通信方式決定部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。 A communication quality estimation unit that estimates communication quality for each of the plurality of frequency bands;
A communication method determining unit that determines a communication method for each of the plurality of frequency bands based on communication quality estimated for each of the plurality of frequency bands;
The wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising: 前記通信方式決定部は、前記複数の周波数帯それぞれについて、通信品質に基づいて決定した通信方式を、前記パケット衝突確率推定部により推定されるパケット衝突確率に基づいて補正する
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。 The communication method determination unit corrects a communication method determined based on communication quality for each of the plurality of frequency bands based on a packet collision probability estimated by the packet collision probability estimation unit. Item 7. The wireless communication device according to Item 6. 前記送信時間決定部は、前記複数の周波数帯それぞれについて、Ｌがパケット衝突確率の閾値を表し、λがパケット衝突確率を表すときに、前記送信時間として下式を満足する時間Ｔの最大値を計算し、
Ｌ≧１−ｅ−λT
前記通信品質推定部は、前記複数の周波数帯それぞれについて、前記送信時間と無線チャネルの利用率の積に基づいてＳＩＮＲを推定する
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。 For each of the plurality of frequency bands, the transmission time determination unit determines a maximum value of a time T that satisfies the following expression as the transmission time when L represents a packet collision probability threshold and λ represents a packet collision probability. Calculate
L ≧ 1-e −λT
The wireless communication apparatus according to claim 6, wherein the communication quality estimation unit estimates SINR for each of the plurality of frequency bands based on a product of the transmission time and a utilization rate of a wireless channel. 前記通信品質推定部は、前記複数の周波数帯それぞれについて、キャリア検知レベル以下の受信電力および無線チャネルの利用率から算出される干渉電力に基づいてＳＩＮＲを推定する
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。 The said communication quality estimation part estimates SINR based on the interference power calculated from the received power below a carrier detection level and the utilization factor of a radio channel about each of these frequency bands. The wireless communication device described. 複数の周波数帯を利用してデータを伝送する無線通信システムにおいて使用される無線通信方法であって、
前記複数の周波数帯それぞれについてパケット衝突確率を推定し、
前記パケット衝突確率に基づいて前記複数の周波数帯それぞれについて送信時間を決定し、
前記複数の周波数帯それぞれについて決定された送信時間に基づいて共通送信時間を算出し、
前記複数の周波数帯それぞれにおいて、割り当てられたデータを前記共通送信時間で送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method used in a wireless communication system for transmitting data using a plurality of frequency bands,
Estimating a packet collision probability for each of the plurality of frequency bands;
Determining a transmission time for each of the plurality of frequency bands based on the packet collision probability;
Calculating a common transmission time based on the transmission time determined for each of the plurality of frequency bands;
In each of the plurality of frequency bands, the allocated data is transmitted at the common transmission time.
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