JP2023044758A - Wireless communication device and adaptive modulation method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無線通信装置および適応変調方法に関し、伝搬環境に基づいて変調方式を切り替える適応変調方式を利用する衛星通信に用いられて好適な技術に関する。 The present invention relates to a radio communication apparatus and an adaptive modulation method, and more particularly to technology suitable for satellite communications using an adaptive modulation scheme that switches the modulation scheme based on the propagation environment.
無線通信システムでは、周波数利用効率の向上のため、伝搬環境に基づいて変調方式を切り替える適応変調方式が利用されている。適応変調方式では、一般的に受信局(例えば、無線端末)が受信した電波に基づいて回線品質を計算し、前記回線品質の計算結果を送信局(例えば、人工衛星や基地局)へとフィードバックし、送信局はフィードバックされた回線品質の計算結果に基づいて変調方式を選択する。このような方式で、伝搬環境に適した変調方式への変更を行う。 2. Description of the Related Art In wireless communication systems, adaptive modulation schemes are used to switch modulation schemes based on the propagation environment in order to improve frequency utilization efficiency. In the adaptive modulation method, the channel quality is generally calculated based on the radio waves received by the receiving station (e.g., wireless terminal), and the result of the channel quality calculation is fed back to the transmitting station (e.g., satellite or base station). Then, the transmitting station selects a modulation scheme based on the feedback channel quality calculation result. With such a method, a change to a modulation method suitable for the propagation environment is performed.
適応変調方式を利用する通信装置として、受信される信号に基づいて回線の品質の変化方向を検出する回線品質変化方向検出手段と、回線品質変化方向検出手段により検出される回線の品質の変化方向が良好化方向である場合には変化後より前における回線の品質に基づいて信号送信に用いる変調方式を決定する変調方式決定手段と、を備える通信装置が知られている(特許文献1参照)。 As a communication apparatus using an adaptive modulation method, a line quality change direction detection means for detecting a change direction of line quality based on a received signal, and a line quality change direction detected by the line quality change direction detection means is in the direction of improvement, and modulation scheme determining means for determining the modulation scheme to be used for signal transmission based on the quality of the line before the change is known (see Patent Document 1). .
ところで、従来の適応変調方式では受信局から送信局へと回線品質の計算結果をフィードバックしているところ、フィードバックされた回線品質の計算結果は所定時間前の回線品質の状況であり、受信局が信号を受信した時刻(言い換えると、回線/伝搬路における通信状況が前記回線品質の計算結果のとおりであった時刻)と送信局が実際に変調方式を切り替える時刻との間には遅延時間がある。遅延時間の原因は種々考えられ、例えば、衛星通信システムの場合は衛星を介して通信を行うため、変調方式の選択に利用する情報信号の伝送遅延が大きい。また、変調方式の選択に利用する情報を受信局が送信局へと送信するためのリターンリンクはTDM(Time Division Multiplexing の略;時分割多重化)方式であることが多いため、リターンリンクの遅延時間はばらついて安定しない。これらが原因となり、変調方式の判断基準となる情報に一定でない遅延時間が生じる。受信局が信号を受信した時刻(言い換えると、回線/伝搬路における通信状況が前記回線品質の計算結果のとおりであった時刻)と送信局が実際に変調方式を切り替える時刻との間の遅延時間(「適応変調制御ループの遅延」とも呼ぶ)のため、変調方式の判断基準となる回線品質の計算結果と実際に変調方式を切り替える時の現実の回線品質との差違が生じ、伝搬環境に大きな変化が発生すると特に、適切な変調方式の選択を行ことができない、という問題点があり、延いては伝送効率が低減する、という問題がある。 By the way, in the conventional adaptive modulation method, the result of channel quality calculation is fed back from the receiving station to the transmitting station. There is a delay time between the time when the signal is received (in other words, the time when the communication conditions on the line/propagation path are the same as the result of the above-mentioned line quality calculation) and the time when the transmitting station actually switches the modulation scheme. . There are various possible causes for the delay time. For example, in the case of a satellite communication system, communication is performed via a satellite, so the transmission delay of the information signal used for selecting the modulation scheme is large. In many cases, the return link for transmitting the information used for selecting the modulation method from the receiving station to the transmitting station is TDM (abbreviation of Time Division Multiplexing). Time fluctuates and is not stable. Due to these factors, a non-constant delay time occurs in the information that serves as a criterion for determining the modulation scheme. Delay time between the time when the receiving station receives the signal (in other words, the time when the communication condition on the line/propagation path is the same as the result of the above-mentioned line quality calculation) and the time when the transmitting station actually switches the modulation scheme (Also called "adaptive modulation control loop delay"), there is a difference between the calculated channel quality, which is the criteria for determining the modulation method, and the actual channel quality when the modulation method is actually switched. Especially when a change occurs, there is a problem that an appropriate modulation scheme cannot be selected, and furthermore, there is a problem that the transmission efficiency is reduced.
また、特許文献1のような手法では、変調方式の判断基準となる回線品質の情報の取得頻度は、伝搬環境の変化の発生頻度に対して十分に細かい必要がある。すなわち、情報を密に取得する必要があり、受信局が回線品質の情報を送信しなければならない頻度が多くなる。このため、受信局が移動機である場合に特に、バッテリーを消耗して稼働時間が短くなる、という問題がある。
In addition, in the technique disclosed in
そこでこの発明は、受信局による回線品質の情報の送信頻度を増加させることなく適切な変調方式の選択を行うことが可能な、無線通信装置および適応変調方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a radio communication apparatus and an adaptive modulation method capable of selecting an appropriate modulation scheme without increasing the frequency of transmission of channel quality information by a receiving station.
上記課題を解決するために、この発明に係る無線通信装置は、通信相手の装置との間で適応変調方式を利用して無線通信を行う無線通信装置であり、前記通信相手の装置から送信される前記通信相手の装置における受信時刻と回線品質との組み合わせデータに基づいて前記通信相手の装置への送信時に使用する変調方式を選択する変調方式制御部を有する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a radio communication apparatus according to the present invention is a radio communication apparatus that performs radio communication with a device of a communication partner using an adaptive modulation method, wherein a signal transmitted from the device of the communication partner is and a modulation method control unit that selects a modulation method to be used for transmission to the communication partner device based on combination data of reception time and line quality in the communication partner device.
この発明に係る無線通信装置は、前記変調方式制御部が、実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きを用いて、前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の当該無線通信装置における処理時刻における回線の品質を推定する回線品質計算部を備える、ようにしてもよい。 In the radio communication apparatus according to the present invention, the modulation method control unit selects the modulation method for actual communication, and the variation in line quality in a time period before the reception time in the communication partner device is Channel quality for estimating the channel quality at the processing time in the wireless communication device after the reception time in the communication partner device when selecting the modulation scheme for the actual communication, using the slope A calculation unit may be provided.
この発明に係る無線通信装置は、前記変調方式制御部が、当該無線通信装置と前記通信相手の装置との間で行われた過去の通信における、前記通信相手の装置における或る受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きと前記或る受信時刻よりも後の時間帯における回線品質の変動傾きとの組み合わせのそれぞれが起こる確率の実績値を成分とする行列である遷移確率行列と、実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きと、に基づいて予測される前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の時間帯における回線品質の変動傾きを用いて、前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の当該無線通信装置における処理時刻における回線の品質を推定する回線品質計算部を備える、ようにしてもよい。 In the wireless communication device according to the present invention, the modulation method control unit controls the reception time of the communication partner device in the past communication between the wireless communication device and the communication partner device. a transition probability matrix, which is a matrix whose components are actual values of probabilities of occurrence of each combination of the slope of channel quality fluctuation in the previous time slot and the slope of channel quality fluctuation in the time slot after the certain reception time; and said actual communication predicted based on the fluctuation slope of the channel quality in a time zone prior to the reception time in said communication partner device when said modulation scheme is selected for actually performing communication. When selecting the modulation method for the actual communication by using the fluctuation slope of the channel quality in the time zone after the reception time in the communication partner device when selecting the modulation method for the purpose of A line quality calculation unit may be provided for estimating line quality at a processing time in the wireless communication device after the reception time in the communication partner device.
この発明に係る無線通信装置は、前記変調方式制御部が、実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きを用いて、前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の当該無線通信装置における処理時刻における回線の品質を推定する第1の回線品質計算部と、当該無線通信装置と前記通信相手の装置との間で行われた過去の通信における、前記通信相手の装置における或る受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きと前記或る受信時刻よりも後の時間帯における回線品質の変動傾きとの組み合わせのそれぞれが起こる確率の実績値を成分とする行列である遷移確率行列と、前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きと、に基づいて予測される前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の時間帯における回線品質の変動傾きを用いて、前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の当該無線通信装置における処理時刻における回線の品質を推定する第2の回線品質計算部と、前記第1の回線品質計算部によって推定される前記回線の品質と前記第2の回線品質計算部によって推定される前記回線の品質とに基づいて前記変調方式を選択する変調方式選択部と、を備える、ようにしてもよい。 In the radio communication apparatus according to the present invention, the modulation method control unit selects the modulation method for actual communication, and the variation in line quality in a time period before the reception time in the communication partner device is A first step of estimating the quality of the line at the processing time in the wireless communication device after the reception time in the communication partner device when selecting the modulation scheme for the actual communication, using the slope. variation in line quality in a time zone before a certain reception time in said communication partner device in past communications between said wireless communication device and said communication partner device a transition probability matrix, which is a matrix whose components are actual values of probabilities of occurrence of each combination of the slope and the variation slope of the line quality in the time zone after the certain reception time; Selecting the modulation method for the actual communication predicted based on the fluctuation slope of channel quality in a time period before the reception time in the communication partner device when selecting the modulation method. The above-mentioned in the communication partner device when selecting the modulation scheme for the actual communication by using the fluctuation slope of the line quality in the time zone after the reception time in the communication partner device at the time a second channel quality calculator for estimating channel quality at a processing time in the wireless communication device after the reception time; and the channel quality estimated by the first channel quality calculator and the second channel quality and a modulation method selection unit that selects the modulation method based on the channel quality estimated by the channel quality calculation unit.
この発明に係る無線通信装置は、前記変調方式制御部が、前記通信相手の装置から送信される前記組み合わせデータを当該無線通信装置が最後に受信した時点から所定の時間を経過した場合に、予め準備されている複数の変調方式のうち最も下位の変調方式を選択する受信停滞対応部を備える、ようにしてもよい。 In the radio communication apparatus according to the present invention, the modulation method control unit, when a predetermined time has passed since the radio communication apparatus last received the combination data transmitted from the communication partner apparatus, A reception stagnation handling unit may be provided that selects the lowest modulation scheme from among a plurality of prepared modulation schemes.
この発明に係る無線通信装置は、実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きの絶対値に基づいて前記組み合わせデータの伝送周期を変化させる、ようにしてもよい。 The radio communication apparatus according to the present invention selects the modulation scheme for actual communication based on the absolute value of the slope of the line quality fluctuation in the time zone prior to the reception time in the apparatus of the communication partner. A transmission cycle of the combined data may be changed.
また、この発明に係る適応変調方法は、無線通信装置と通信相手の装置との間で適応変調方式が利用されて行われる無線通信における適応変調方法であり、前記通信相手の装置から送信される前記通信相手の装置における受信時刻と回線品質との組み合わせデータに基づいて、前記無線通信装置が前記通信相手の装置への送信時に使用する変調方式を選択する、ことを特徴とする。 Further, an adaptive modulation method according to the present invention is an adaptive modulation method in wireless communication in which an adaptive modulation scheme is used between a wireless communication device and a communication partner device, and a The wireless communication device selects a modulation scheme to be used for transmission to the communication partner device based on combined data of reception time and channel quality in the communication partner device.
この発明に係る適応変調方法は、前記無線通信装置が、実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きを用いて、前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の当該無線通信装置における処理時刻における回線の品質を推定する、ようにしてもよい。 In the adaptive modulation method according to the present invention, when the wireless communication device selects the modulation scheme for actual communication, the fluctuation slope of the channel quality in a time period prior to the reception time in the communication partner device is is used to estimate the quality of the line at the processing time in the wireless communication device after the reception time in the communication partner device when selecting the modulation scheme for the actual communication. may
この発明に係る適応変調方法は、前記無線通信装置が、当該無線通信装置と前記通信相手の装置との間で行われた過去の通信における、前記通信相手の装置における或る受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きと前記或る受信時刻よりも後の時間帯における回線品質の変動傾きとの組み合わせのそれぞれが起こる確率の実績値を成分とする行列である遷移確率行列と、実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きと、に基づいて予測される前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の時間帯における回線品質の変動傾きを用いて、前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の当該無線通信装置における処理時刻における回線の品質を推定する、ようにしてもよい。 The adaptive modulation method according to the present invention is such that the wireless communication device receives data from a past communication between the wireless communication device and the communication partner device before a certain reception time in the communication partner device. a transition probability matrix, which is a matrix whose components are the actual values of the probabilities of occurrence of each combination of the variation slope of the channel quality in the time zone and the variation slope of the channel quality in the time zone after the certain reception time; To perform the actual communication predicted based on the fluctuation slope of the line quality in the time zone before the reception time in the communication partner device when the modulation method is selected for the actual communication. When selecting the modulation method for actually performing the communication, using the fluctuation slope of the line quality in the time zone after the reception time in the communication partner device when selecting the modulation method The channel quality may be estimated at a processing time in the wireless communication device after the reception time in the communication partner device.
この発明に係る無線通信装置や適応変調方法によれば、通信相手の装置から送信される通信相手の装置における受信時刻と回線品質との組み合わせデータに基づいて通信相手の装置への送信時に使用する変調方式を選択するようにしているので、回線品質とともに当該の回線品質が取得された時刻(即ち、通信相手の装置における受信時刻)が考慮されて変調方式が決定されるため、適応変調制御ループの遅延と回線品質の変動傾きとの2つを想定した制御を行うことができ、適切な変調方式の選択を行うことが可能となり、例えば回線の品質を表す指標の値の推定誤差を一律に想定して変調方式を選択する場合と比べて伝送効率が一層高い変調方式を選択することが可能となる。実施の形態に係る無線通信装置1や適応変調方法によれば、また、受信局による回線品質の情報の送信頻度を増加させることなく適切な変調方式の選択を行うことが可能となる。
According to the wireless communication device and the adaptive modulation method according to the present invention, it is used at the time of transmission to the device of the communication partner based on the combined data of the reception time and the channel quality in the device of the communication partner transmitted from the device of the communication partner. Since the modulation scheme is selected, the modulation scheme is determined by considering the channel quality and the time when the channel quality is acquired (that is, the reception time at the communication partner device), so the adaptive modulation control loop It is possible to perform control based on two assumptions, the delay and the fluctuation slope of the channel quality, and it is possible to select an appropriate modulation method. It is possible to select a modulation scheme with higher transmission efficiency than when selecting a modulation scheme based on assumptions. According to the
この発明に係る無線通信装置によれば、通信相手の装置から送信される組み合わせデータを無線通信装置が最後に受信した時点から所定の時間を経過した場合に最も下位の変調方式を選択するようにした場合には、回線/伝搬路における通信状況の推定に用いられるデータが古いために変調方式の判断基準となる回線品質の計算結果と実際に変調方式を切り替える時の現実の回線品質との差違が大きくなる事態を回避することができ、適切とは言えない変調方式を選択する事態を回避することが可能となる。 According to the radio communication apparatus of the present invention, when a predetermined time has passed since the radio communication apparatus last received the combination data transmitted from the device of the communication partner, the lowest modulation method is selected. In this case, the data used for estimating the communication status of the circuit/propagation path is old, and there is a difference between the calculation result of the circuit quality, which is the criteria for deciding the modulation method, and the actual circuit quality when the modulation method is actually switched. becomes large, and it is possible to avoid a situation in which an inappropriate modulation scheme is selected.
この発明に係る無線通信装置によれば、回線品質の変動傾きの絶対値に基づいて前記組み合わせデータの伝送周期を変化させるようにした場合には、短時間で大きく変動する伝搬環境の変化に的確に追従して適切な変調方式の選択を行うことが可能となるとともに伝搬環境の変化が緩慢である場合にはトラフィックを低減させたり機器の演算負荷を低減させたりする。 According to the radio communication apparatus according to the present invention, when the transmission period of the combination data is changed based on the absolute value of the slope of the line quality fluctuation, it is possible to accurately respond to changes in the propagation environment that fluctuate greatly in a short period of time. In addition, when the propagation environment changes slowly, the traffic can be reduced and the computational load of the device can be reduced.
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
図1は、この発明の実施の形態に係る無線通信装置1の概略構成を示す機能ブロック図である。図2は、実施の形態に係る無線通信装置1と通信相手である通信端末9との間における無線通信に纏わる動作タイミングの例を示す図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a
無線通信装置1は衛星8を介して通信端末9との間で適応変調方式を利用してデジタルの無線通信を行い、無線通信装置1,衛星8,および通信端末9を含む無線通信システムが構成される。なお、無線通信装置1と通信端末9とは、GPS(Global Positioning System の略;全地球測位システム)の時計機能により得られる時刻情報を利用するなどして相互に同期している時刻を利用可能であるとする。
A
この発明の説明における「変調方式」は、BPSK,QPSK,16QAM,および64QAMなどの(狭義の)変調方式/変調多値数と、符号化に纏わるパラメータ(例えば、符号化率,符号長)と、のうちの少なくとも一方を意味する(尚、BPSK:Binary Phase Shift Keying の略。QPSK:Quadrature Phase Shift Keying の略。QAM:Quadrature Amplitude Modulation の略)。 The "modulation scheme" in the description of the present invention includes (narrowly defined) modulation schemes such as BPSK, QPSK, 16QAM, and 64QAM, modulation multi-level number, and parameters related to encoding (e.g., encoding rate, code length). (BPSK: abbreviation for Binary Phase Shift Keying; QPSK: abbreviation for Quadrature Phase Shift Keying; QAM: abbreviation for Quadrature Amplitude Modulation).
通信端末9は、無線通信装置1から無線送信されてアンテナを介して受信した無線信号について、増幅および周波数変換や復調などの所定の処理を施して、無線通信装置1から送信される通信データ(即ち、無線通信装置1と通信端末9との間における本来の通信の用に供されるデータ)を取得するとともに、受信シンボルに基づいてフレームごとに回線品質を計算する。
回線品質として用いられる指標は、特定の種類に限定されるものではなく、回線/伝搬路における通信状況の良好/不良の程度を表し得る情報であればどのようなものであってもよい。回線品質として用いられる指標として、例えば、受信レベル[dB],搬送波対雑音比(即ち、C/N比;Carrier to Noise ratio)[dB],およびRSSI(Received Signal Strength Indicator の略)が挙げられる。 The index used as line quality is not limited to a specific type, and may be any information that can represent the degree of good/bad communication status on a line/propagation path. Indicators used as channel quality include, for example, reception level [dB], carrier to noise ratio (that is, C/N ratio) [dB], and RSSI (abbreviation of Received Signal Strength Indicator). .
通信端末9は、例えばフレームごとに計算される回線品質と、当該の回線品質の計算に用いられた無線信号の受信時刻と、の組み合わせデータを生成する。受信時刻Tr_nにおいて受信した無線信号に基づいて計算される回線の品質(言い換えると、回線/伝搬路における通信状況の良好/不良の程度)を表す指標の値を「回線品質Ctr_n」と表す。添字nは、時系列で連続する複数の時点を時系列順に相互に区別するための識別子であり、時系列で前の時点の方が値が小さい連続値として、n=1,2,3,・・・である。
The
時刻Tt_nは、通信端末9における受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータを通信端末9が生成して無線通信装置1へと送信する送信時刻である。送信時刻Tt_n-1から次の送信時刻Tt_nまでの時間長さ(単位:秒)を「周期時間Δt」と呼ぶ(即ち、例えば、Δt=Tt_n+1-Tt_n=Tt_n-Tt_n-1)。
The time Tt_n is the transmission time at which the
通信端末9は、無線通信装置1へと送信する通信データ(即ち、無線通信装置1と通信端末9との間における本来の通信の用に供されるデータ)とともに受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータをもとに送信フレームを生成し、前記送信フレームの変調や無線信号への変換などの所定の処理を施したうえで、アンテナを介して送信する。
The
つまり、通信端末9は、周期時間Δt間隔で、通信端末9における受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータを生成して送信する。
That is, the
無線通信装置1は、衛星8を介して通信端末9との間で適応変調方式を利用してデジタルの無線通信を行うための機序であり、主として、受信部2と、復調部3と、変調方式制御部4と、変調部5と、送信部6と、を有する。
A
無線通信装置1は、必要に応じて、無線通信装置1を構成する各部の動作を制御する機能を備えて中央処理装置(CPU:Central Processing Unit の略)などから構成される制御部や、中央処理装置が変調方式の選択/決定に纏わる演算処理を行う際に生成されるデータや情報などを一時的に記憶などするための作業領域となったり各種の情報,プログラム,およびデータなどを記憶して格納などするための記憶領域となったりする機能を備えてROM(Read Only Memory の略)やRAM(Random Access Memory の略)などから構成される記憶部をさらに有するようにしてもよい。
The
実施の形態に係る無線通信装置1や適応変調方法は、通信端末9から送信される通信端末9における受信時刻と回線品質との組み合わせデータに基づいて通信端末9への送信時に使用する変調方式を選択する、ようにしている。
The
下記の説明では、通信端末9において受信時刻Tr_nに受信した無線信号に基づいて計算されて通信端末9から送信される回線品質Ctr_nを用いて無線通信装置1が変調方式の選択/決定に纏わる処理を開始する時刻を「処理時刻Tp_n」と表す。処理時刻Tp_nは、通信端末9から送信された無線信号を無線通信装置1が受信した時刻でもよい。
In the following description, processing related to the selection/determination of the modulation scheme by the
また、通信端末9における受信時刻Tr_nと無線通信装置1における処理時刻Tp_nとの間の時間差(即ち、Tp_n-Tr_n;具体的には、遅延時間)を「タイムラグTlag_n」と表す(図2参照)。なお、通信端末9における受信時刻Tr_nは通信端末9からの送信時刻Tt_nの前であり、したがってタイムラグTlag_nの始点は(図中では明確にはずらしていないが)通信端末9からの送信時刻Tt_nよりも前になる。
Also, the time difference between the reception time Tr_n in the
受信部2は、通信端末9から無線送信されてアンテナを介して受信した無線信号に対して増幅や周波数変換を行い、変換後の信号を出力する。
The receiving
復調部3は、受信部2から出力される変換後の信号の入力を受け、前記信号に対して復調などの所定の処理を施して、通信端末9から送信される通信データ(即ち、無線通信装置1と通信端末9との間における本来の通信の用に供されるデータ)を抽出して受信データとして出力するとともに、通信端末9から送信される、通信端末9における受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータを抽出して出力する。
The
つまり、無線通信装置1は、原則として(言い換えると、回線/伝搬路における通信状況が良好であれば)、周期時間Δt間隔で通信端末9から送信される、通信端末9における受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータを受信する。ただし、通信端末9から無線通信装置1への無線信号の伝送遅延などが一定ではないので、無線通信装置1で無線信号を受信するタイミング/時間間隔は一定ではなく、したがってタイムラグTlag_nは一定ではない。
That is, in principle (in other words, if the communication conditions on the line/propagation path are good), the
変調方式制御部4は、通信端末9から送信される、通信端末9における受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータをもとに通信端末9への送信時に適用/使用する変調方式を選択するとともに選択された変調方式への切り替えを制御するための信号を出力するための機序であり、第1の回線品質計算部41,第2の回線品質計算部42,変調方式選択部43,および受信停滞対応部44を備える。
The modulation
第1の回線品質計算部41は、回線品質の変動傾きおよびタイムラグを用いて回線の品質(言い換えると、回線/伝搬路における通信状況の良好/不良の程度)を表す指標の値を推定する。第1の回線品質計算部41によって推定される値のことを「第1の伝搬路推定値」と呼ぶ。
The first
第1の回線品質計算部41は、具体的には、下記の数式1に従って第1の伝搬路推定値C1tp_nを推定する。
(数1) C1tp_n = Ctr_n+(Ctr_n-Ctr_n-1)/(Tr_n-Tr_n-1)×Tlag_n
ここに、
C1tp_n:無線通信装置1における処理時刻Tp_nにおける第1の伝搬路推定値
Ctr_n :通信端末9における受信時刻Tr_nにおける回線品質
Ctr_n-1:通信端末9における受信時刻Tr_n-1における回線品質
Tlag_n :通信端末9における受信時刻Tr_nと無線通信装置1における処理時刻
Tp_nとの間のタイムラグ(Tlag_n=Tp_n-Tr_n)
Specifically, the first
(Formula 1) C1tp_n = Ctr_n + (Ctr_n - Ctr_n-1) / (Tr_n - Tr_n-1) x Tlag_n
Here,
C1tp_n: First channel estimation value at processing time Tp_n in
Time lag with Tp_n (Tlag_n = Tp_n - Tr_n)
上記の数式1のうちの回線品質の変動傾きに相当する「(Ctr_n-Ctr_n-1)/(Tr_n-Tr_n-1)」は、通信端末9によって計算されて、通信端末9における受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータとともに通信端末9から無線通信装置1へと送信されるようにしてもよい。
"(Ctr_n−Ctr_n−1)/(Tr_n−Tr_n−1)" corresponding to the variation slope of the channel quality in the
第1の回線品質計算部41は、つまり、通信端末9における受信時刻Tr_nよりも前の時間帯における回線品質の変動傾きが前記受信時刻Tr_nから後の時間帯においても同様に継続すると仮定して前記受信時刻Tr_nからタイムラグTlag_nが経過した時刻(即ち、無線通信装置1における処理時刻Tp_n)における回線の品質(具体的には、第1の伝搬路推定値C1tp_n)を推定する。
The first
第1の回線品質計算部41は、推定した第1の伝搬路推定値C1tp_nを出力する。
The first
ここで、第1の回線品質計算部41は、通信端末9から送信される組み合わせデータを無線通信装置1が最後に受信した時点から予め定められる停滞上限時間が経過する以前に新たな組み合わせデータを受信した場合に、第1の伝搬路推定値C1tp_nを推定する処理を行う。
Here, the first line
一方で、通信端末9から送信される組み合わせデータを無線通信装置1が最後に受信した時点から停滞上限時間が経過する以前に新たな組み合わせデータを受信しない場合は、第1の回線品質計算部41は、第1の伝搬路推定値C1tp_nを推定する処理を行わず、停滞上限時間を経過したことを通知する信号を受信停滞対応部44に対して出力する。この場合、下記の第2の回線品質計算部42による処理および変調方式選択部43による処理も行われない。
On the other hand, if new combination data is not received before the stagnation upper limit time elapses from the time when the
停滞上限時間は、特定の時間長さ(単位:秒)に限定されるものではなく、例えば回線/伝搬路における通信状況の推定に用いられるデータが古いと変調方式の判断基準となる回線品質の計算結果と実際に変調方式を切り替える時の現実の回線品質との差違が大きくなるおそれがあり延いては適切な変調方式の選択を行ことができないおそれがあることが考慮されるなどしたうえで、適当な時間長さに適宜設定される。停滞上限時間は、例えば、周期時間Δtの1.5~4倍程度の範囲のうちのいずれかの時間長さに設定される。 The upper limit of delay time is not limited to a specific length of time (unit: seconds). Considering that the difference between the calculation result and the actual line quality when switching the modulation method may become large, and that it may not be possible to select an appropriate modulation method. , is appropriately set to an appropriate length of time. The stagnation upper limit time is set to a time length within a range of about 1.5 to 4 times the cycle time Δt, for example.
なお、図3に示すように、停滞上限時間が周期時間Δtの2倍よりも長い時間長さに設定されている場合で、無線通信装置1が最後に(言い換えると、直前に)受信した組み合わせデータのうちの通信端末9における受信時刻Tr_n-2を基点として周期時間Δtの2倍の時間が経過した後に新たな組み合わせデータを受信した場合は(図に示す例では、送信時刻Tt_n-1に通信端末9から送信された通信端末9における受信時刻Tr_n-1と回線品質Ctr_n-1との組み合わせデータを受信ロスしている)、第1の回線品質計算部41は、無線通信装置1が最後に(言い換えると、直前に)受信した組み合わせデータ(図に示す例では、通信端末9における受信時刻Tr_n-2と回線品質Ctr_n-2との組み合わせデータ)を用いて第1の伝搬路推定値(図に示す例では、C1tp_n)を推定する処理を行う。
Note that, as shown in FIG. 3, when the stagnation upper limit time is set to a length of time longer than twice the period time Δt, the combination received last (in other words, immediately before) by the
図3に示す例の場合、第1の回線品質計算部41は、具体的には、下記の数式2に従って第1の伝搬路推定値C1tp_nを推定する。
(数2) C1tp_n = Ctr_n+(Ctr_n-Ctr_n-2)/(Tr_n-Tr_n-2)×Tlag_n
ここに、
C1tp_n:無線通信装置1における処理時刻Tp_nにおける第1の伝搬路推定値
Ctr_n :通信端末9における受信時刻Tr_nにおける回線品質
Ctr_n-2:通信端末9における受信時刻Tr_n-2における回線品質
Tlag_n :通信端末9における受信時刻Tr_nと無線通信装置1における処理時刻
Tp_nとの間のタイムラグ(Tlag_n=Tp_n-Tr_n)
In the example shown in FIG. 3, the first
(Formula 2) C1tp_n = Ctr_n + (Ctr_n - Ctr_n-2) / (Tr_n - Tr_n-2) x Tlag_n
Here,
C1tp_n: first channel estimation value at processing time Tp_n in
Time lag with Tp_n (Tlag_n = Tp_n - Tr_n)
なお、図3に示す例では、停滞上限時間が周期時間Δtの2倍よりも多少長い程度の時間長さに設定されており、送信時刻Tt_n-1に通信端末9から送信された受信時刻Tr_n-1と回線品質Ctr_n-1との組み合わせデータに続けて送信時刻Tt_nに通信端末9から送信された受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータも仮に受信ロスした場合には、通信端末9から送信される組み合わせデータを無線通信装置1が最後に受信した時点から停滞上限時間が経過する以前に新たな組み合わせデータを受信しないこととなり、第1の回線品質計算部41は、第1の伝搬路推定値C1tp_nを推定する処理を行わず、停滞上限時間を経過したことを通知する信号を受信停滞対応部44に対して出力する。そして、下記の第2の回線品質計算部42による処理および変調方式選択部43による処理も行われない。
In the example shown in FIG. 3, the upper limit of the stagnation time is set to a length of time slightly longer than twice the cycle time Δt, and the reception time Tr_n transmitted from the
第2の回線品質計算部42は、前の時間帯における回線品質の変動傾きを算出したうえでタイムラグ後の回線品質の変動傾きをマルコフ過程で推定することによって回線の品質(言い換えると、回線/伝搬路における通信状況の良好/不良の程度)を表す指標の値を推定する。第2の回線品質計算部42によって推定される値のことを「第2の伝搬路推定値」と呼ぶ。
The second line
第2の回線品質計算部42は、具体的には、下記の数式3に従って第2の伝搬路推定値C2tp_nを推定する。
(数3) C2tp_n = Ctr_n+ΔCtr_n×Tlag_n
ここに、
C2tp_n:無線通信装置1における処理時刻Tp_nにおける第2の伝搬路推定値
Ctr_n :通信端末9における受信時刻Tr_nにおける回線品質
ΔCtr_n:通信端末9における受信時刻Tr_nから無線通信装置1における処理時刻
Tp_nにかけての回線品質の変動傾きの推定値
Tlag_n :通信端末9における受信時刻Tr_nと無線通信装置1における処理時刻
Tp_nとの間のタイムラグ(Tlag_n=Tp_n-Tr_n)
Specifically, the second
(Formula 3) C2tp_n = Ctr_n + ΔCtr_n x Tlag_n
Here,
C2tp_n: Second channel estimation value at processing time Tp_n in
Estimated value of slope of channel quality fluctuation over Tp_n Tlag_n: Reception time Tr_n at
Time lag with Tp_n (Tlag_n = Tp_n - Tr_n)
上記の数式3のうち、回線品質の変動傾きの推定値ΔCtr_nは、遷移確率行列Tが用いられて計算される。
In
遷移確率行列Tは、図4に示すように、通信端末9における受信時刻Tr_n-1から受信時刻Tr_nにかけての(言い換えると、前の周期時間Δtにおける)回線品質の時点前変動傾きΔCbef_n(下記の数式4参照)と、通信端末9における受信時刻Tr_nから受信時刻Tr_n+1にかけての(言い換えると、後の周期時間Δtにおける)回線品質の時点後変動傾きΔCaft_n(下記の数式5参照)と、の組み合わせのそれぞれが起こる確率値pijを(i,j)成分とする行列である。
(数4) ΔCbef_n = (Ctr_n-Ctr_n-1)/(Tr_n-Tr_n-1)
(数5) ΔCaft_n = (Ctr_n+1-Ctr_n)/(Tr_n+1-Tr_n)
As shown in FIG. 4, the transition probability matrix T is the pre-point fluctuation slope ΔCbef_n (described below (see Equation 4), and the post-time fluctuation slope ΔCaft_n (see
(Formula 4) ΔCbef_n = (Ctr_n-Ctr_n-1)/(Tr_n-Tr_n-1)
(Formula 5) ΔCaft_n = (Ctr_n+1-Ctr_n)/(Tr_n+1-Tr_n)
図4におけるΔC1,ΔC2,ΔC3は、回線品質の時点前変動傾きΔCbefや回線品質の時点後変動傾きΔCaftとして定められる値で、負の数,0,または正の数であり、実際には具体的な数値である。 ΔC 1 , ΔC 2 , and ΔC 3 in FIG. 4 are values determined as the pre-point fluctuation slope ΔCbef of the channel quality and the post-point fluctuation slope ΔCaft of the channel quality, and are negative numbers, 0, or positive numbers. is a specific numerical value.
遷移確率行列Tは、無線通信装置1と通信端末9との間で行われた過去の通信における実績に基づいて作成される。遷移確率行列Tは、具体的には、通信端末9における或る受信時刻における回線品質と前記或る受信時刻から周期時間Δt前の受信時刻における回線品質とから算出される時点前変動傾きΔCbefと、通信端末9における前記或る受信時刻における回線品質と前記或る受信時刻から周期時間Δt後の受信時刻における回線品質とから算出される時点後変動傾きΔCaftと、の組み合わせデータの集合を作成し、前記集合における時点前変動傾きΔCbefと時点後変動傾きΔCaftとの組み合わせ各々の確率分布を求めることによって作成される。
The transition probability matrix T is created based on the results of past communications performed between the
遷移確率行列Tは、例えば記憶部などに格納されて第2の回線品質計算部42によって適宜読み込まれて使用される。遷移確率行列Tは、必要に応じて更新されるようにしてもよい。
The transition probability matrix T is stored, for example, in a storage unit, etc., and read by the second channel
回線品質の変動傾きの推定値ΔCtr_nは、具体的には例えば、遷移確率行列Tが図4に示すように表される場合で、通信端末9における受信時刻Tr_n-1から受信時刻Tr_nにかけての(言い換えると、前の周期時間Δtにおける)回線品質の時点前変動傾きΔCbef_nがΔC1未満であるとき、遷移確率行列Tが用いられて下記の数式6に従って計算される。
(数6) ΔCtr_n = p11×{ΔC1-(ΔC2-ΔC1)/2}
+p12×(ΔC1+ΔC2)/2
+p13×(ΔC2+ΔC3)/2
+p14×{ΔC3+(ΔC3-ΔC2)/2}
Specifically, for example, when the transition probability matrix T is expressed as shown in FIG. 4, the estimated value ΔCtr_n of the fluctuation slope of channel quality is ( In other words, when the pre-instant variation slope ΔCbef_n of the channel quality (at the previous period time Δt) is less than ΔC 1 , the transition probability matrix T is used to be calculated according to
(Equation 6) ΔCtr_n = p 11 ×{ΔC 1 -(ΔC 2 -ΔC 1 )/2}
+ p 12 ×(ΔC 1 +ΔC 2 )/2
+ p 13 ×(ΔC 2 +ΔC 3 )/2
+p 14 ×{ΔC 3 +(ΔC 3 -ΔC 2 )/2}
回線品質の変動傾きの推定値ΔCtr_nは、あるいは、遷移確率行列Tの(i,j)成分である確率値pijが予め定められる遷移確率閾値以上になっている時点前変動傾きΔCbefと時点後変動傾きΔCaftとの組み合わせのうち、絶対値が最も大きい時点後変動傾きΔCaftの値に基づいて決定されるようにしてもよい。 The estimated value ΔCtr_n of the variation slope of the channel quality is the variation slope ΔCbef before and after the time when the probability value pij, which is the (i, j) component of the transition probability matrix T, is equal to or greater than a predetermined transition probability threshold. It may be determined based on the value of the post-time change slope ΔCaft having the largest absolute value among combinations with the change slope ΔCaft.
具体的には例えば、遷移確率行列Tが図4に示すように表されるとともに遷移確率閾値がPthr(具体的には、例えば0.1~0.3程度の範囲のうちのいずれかの数値)に予め定められている場合で、通信端末9における受信時刻Tr_n-1から受信時刻Tr_nにかけての(言い換えると、前の周期時間Δtにおける)回線品質の時点前変動傾きΔCbef_nがΔC1未満であるとする。このとき、p14<p13<Pthr<p12<p11 であるとともに、|ΔC1-(ΔC2-ΔC1)/2|>|(ΔC1+ΔC2)/2|であれば、回線品質の変動傾きの推定値ΔCtr_nは「ΔC1-(ΔC2-ΔC1)/2」とされるようにしてもよい。
Specifically, for example, the transition probability matrix T is expressed as shown in FIG. ), the pre-point fluctuation slope ΔCbef_n of the channel quality from the reception time Tr_n−1 to the reception time Tr_n (in other words, at the previous cycle time Δt) in the
第2の回線品質計算部42は、つまり、通信端末9における受信時刻Tr_nよりも前の時間帯における回線品質の変動傾き(即ち、ΔCbef_n)と遷移確率行列Tとに基づいて前記受信時刻Tr_nから後の時間帯における回線品質の変動傾き(即ち、ΔCtr_n)を予測したうえで前記受信時刻Tr_nからタイムラグTlag_nが経過した時刻(即ち、無線通信装置1における処理時刻Tp_n)における回線の品質(具体的には、第2の伝搬路推定値C2tp_n)を推定する。
In other words, the second
第2の回線品質計算部42は、推定した第2の伝搬路推定値C2tp_nを出力する。
The second
ここで、図3に示すように、停滞上限時間が周期時間Δtの2倍よりも長い時間長さに設定されている場合で、無線通信装置1が最後に(言い換えると、直前に)受信した組み合わせデータのうちの通信端末9における受信時刻Tr_n-2を基点として周期時間Δtの2倍の時間が経過した後に新たな組み合わせデータを受信した場合は(図に示す例では、送信時刻Tt_n-1に通信端末9から送信された通信端末9における受信時刻Tr_n-1と回線品質Ctr_n-1との組み合わせデータを受信ロスしている)、第2の回線品質計算部42は、無線通信装置1が最後に(言い換えると、直前に)受信した組み合わせデータ(図に示す例では、通信端末9における受信時刻Tr_n-2と回線品質Ctr_n-2との組み合わせデータ)を用いて第2の伝搬路推定値(図に示す例では、C2tp_n)を推定する処理を行う。
Here, as shown in FIG. 3, when the stagnation upper limit time is set to a time length longer than twice the period time Δt, the
図3に示す例の場合、上記の数式3における回線品質の変動傾きの推定値ΔCtr_nは、遷移確率行列Tの2乗の行列計算が行われたうえで、遷移確率行列T2が用いられて上記の数式6と同様の手順で、或いは、遷移確率行列T2に対して上記の遷移確率閾値を用いる仕法と同様の手順で、計算される。
In the example shown in FIG. 3, the estimated value ΔCtr_n of the variation slope of the channel quality in the
変調方式選択部43は、第1の伝搬路推定値C1tp_nと第2の伝搬路推定値C2tp_nとに基づいて変調方式を選択する。
The modulation
変調方式選択部43は、具体的には、まず、第1の回線品質計算部41から出力される第1の伝搬路推定値C1tp_nの入力を受けるとともに、第2の回線品質計算部42から出力される第2の伝搬路推定値C2tp_nの入力を受け、前記第1の伝搬路推定値C1tp_nと前記第2の伝搬路推定値C2tp_nとのうちの回線の品質がより悪い方を特定する。変調方式選択部43によって特定される伝搬路推定値のことを「特定伝搬路推定値」と呼ぶ。
Specifically, the modulation
変調方式選択部43は、続いて、特定伝搬路推定値に基づいて変調方式の選択を行う。変調方式選択部43は、つまり、第1の伝搬路推定値C1tp_nと第2の伝搬路推定値C2tp_nとのうちの回線の品質がより悪い方である特定伝搬路推定値に基づいて変調方式を選択するようにすることにより、回線の品質を表す指標の値(具体的には、第1の伝搬路推定値C1tp_n,第2の伝搬路推定値C2tp_n)の推定誤差によって変調方式の選択を誤るというリスクを回避し得るように変調方式を選択する。
The modulation
具体的には例えば、特定伝搬路推定値CSの大きさに応じて変調方式が指定されるための特定伝搬路推定値CSと変調方式との複数の組み合わせを含む、特定伝搬路推定値CSと変調方式との対応テーブルが予め作成され、変調方式選択部43は前記対応テーブルに従って変調方式を選択する。特定伝搬路推定値CSと変調方式との対応テーブルは、例えば記憶部などに格納されて変調方式選択部43によって適宜読み込まれて使用される。
Specifically, for example, a specific channel estimation value CS including a plurality of combinations of the specific channel estimation value CS and the modulation method for specifying the modulation method according to the magnitude of the specific channel estimation value CS, and A table of correspondence with modulation schemes is created in advance, and the
特定伝搬路推定値CSと変調方式との対応テーブルの例を図5に示す。図5に示す例は、特定伝搬路推定値CSが大きいほど回線/伝搬路における通信状況が良好であることを前提としている(尚、図5におけるCS1,CS2,CS3,CS4は、回線の品質を表す指標の種類に応じて定められる値で、実際には具体的な数値である)。図5に示す例は、また、回線/伝搬路における通信状況が良好であるほど、複数の変調方式のうちの伝送効率が高い変調方式が選択されるようにしている。なお、伝送効率が低い変調方式を下位とし、伝送効率が高い変調方式を上位としている。 FIG. 5 shows an example of a correspondence table between specific channel estimation values CS and modulation schemes. The example shown in FIG. 5 is based on the premise that the larger the specific channel estimation value CS, the better the communication conditions in the line/channel (where CS 1 , CS 2 , CS 3 and CS 4 in FIG. 5 are , a value determined according to the type of index representing the quality of the line, and is actually a specific numerical value). In the example shown in FIG. 5, the better the communication conditions on the line/propagation path, the higher the transmission efficiency among the plurality of modulation schemes. A modulation scheme with low transmission efficiency is ranked lower, and a modulation scheme with high transmission efficiency is ranked higher.
図5に示す例は、特定伝搬路推定値CSに応じて変調方式/変調多値数が選択される場合の対応テーブルの例である。ただし、特定伝搬路推定値CSと変調方式との対応テーブルは図5に示す例に限定されるものではなく、特定伝搬路推定値CSに応じて符号化に纏わるパラメータ(例えば、符号化率,符号長)が選択される対応テーブルが作成されて使用されるようにしてもよく、或いは、特定伝搬路推定値CSに応じて変調方式/変調多値数と符号化に纏わるパラメータ(例えば、符号化率,符号長)との組み合わせが選択される対応テーブルが作成されて使用されるようにしてもよい。 The example shown in FIG. 5 is an example of a correspondence table when the modulation scheme/modulation M-ary number is selected according to the specific channel estimation value CS. However, the correspondence table between the specific channel estimation value CS and the modulation scheme is not limited to the example shown in FIG. A correspondence table in which the code length) is selected may be created and used, or parameters related to modulation scheme/modulation multilevel number and encoding (for example, code A correspondence table may be created and used in which a combination with a conversion rate, code length) is selected.
そして、変調方式選択部43は、選択された変調方式への切り替えを制御するための信号(「変調方式制御信号」と呼ぶ)を出力する。
Then, the
受信停滞対応部44は、第1の回線品質計算部41から出力される、通信端末9から送信される組み合わせデータを無線通信装置1が最後に受信した時点から停滞上限時間を経過したことを通知する信号の入力を受けた場合に、予め定められている変調方式を選択する。
The reception
通信端末9から送信される組み合わせデータを無線通信装置1が最後に受信した時点から停滞上限時間を経過したときは、すなわち、回線/伝搬路における通信状況が不良であるために通信端末9における受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータを無線通信装置1が所定の時間にわたって受信できない事態であると考えられる。そこで、受信停滞対応部44は、予め準備されている複数の変調方式(具体的には、対応テーブルに含められている複数の変調方式)のうち、最も下位の変調方式、言い換えると、回線の品質を表す指標の値(即ち、回線品質Ctr_n)が最も大きくなることが期待される変調方式(図5に示す対応テーブルの例では、BPSK)を選択する。
When the stagnation upper limit time has elapsed since the
受信停滞対応部44は、選択された変調方式への切り替えを制御するための信号(即ち、変調方式制御信号)を出力する。
The reception
変調部5は、通信端末9へと送信する通信データ(即ち、無線通信装置1と通信端末9との間における本来の通信の用に供されるデータ)である送信データの入力を受けるとともに、変調方式制御部4から出力される変調方式制御信号の入力を受け、前記変調方式制御信号に従って変調方式を切り替えながら前記送信データに対して変調処理を施して変調信号を生成し、前記変調信号を出力する。
The
送信部6は、変調部5から出力される変調信号の入力を受け、前記変調信号に対して周波数変換および増幅などの所定の処理を施したうえで、処理後の信号をアンテナを介して無線送信する。
The
実施の形態に係る無線通信装置1や適応変調方法によれば、通信端末9から送信される通信端末9における受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータに基づいて通信端末9への送信時に使用する変調方式を選択するようにしているので、回線品質Ctr_nとともに当該の回線品質Ctr_nが取得された時刻(即ち、通信端末9における受信時刻Tr_n)が考慮されて変調方式が決定されるため、適応変調制御ループの遅延と回線品質の変動傾きとの2つを想定した制御を行うことができ、適切な変調方式の選択を行うことが可能となり、例えば回線の品質を表す指標の値の推定誤差を一律に想定して変調方式を選択する場合と比べて伝送効率が一層高い変調方式を選択することが可能となる。実施の形態に係る無線通信装置1や適応変調方法によれば、また、受信局による回線品質の情報の送信頻度を増加させることなく適切な変調方式の選択を行うことが可能となる。
According to the
実施の形態に係る無線通信装置1や適応変調方法によれば、通信端末9から送信される組み合わせデータを無線通信装置1が最後に受信した時点から停滞上限時間を経過した場合に最も下位の変調方式を選択するようにしているので、回線/伝搬路における通信状況の推定に用いられるデータが古いために変調方式の判断基準となる回線品質の計算結果と実際に変調方式を切り替える時の現実の回線品質との差違が大きくなる事態を回避することができ、適切とは言えない変調方式を選択する事態を回避することが可能となる。
According to the
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the specific configuration is not limited to the above-described embodiments. Included in the invention.
具体的には、上記の実施の形態では無線通信装置1と通信端末9とで相互に同期している時刻を利用して通信端末9が無線通信装置1へと通信端末9における受信時刻Tr_nを送信するとともに無線通信装置1がタイムラグTlag_n(=Tp_n-Tr_n)を計算するようにしているが、無線通信装置1が平均的な遅延時間を算出して前記平均的な遅延時間に基づいてタイムラグTlagを決定するようにしてもよい。具体的には例えば、無線通信装置1の送信部6が送信データとしての信号を無線送信する際に前記信号に時刻情報(具体的には、無線通信装置1からの送信時刻のタイムスタンプ)を含めて送信し、通信端末9が通信データとともに前記時刻情報を含む信号を受信した際の回線品質Ctr_nおよび前記時刻情報を無線通信装置1へと送信する(尚、通信端末9における受信時刻Tr_nは送信しない)。無線通信装置1は、通信端末9へと送信して戻ってきた時刻情報(即ち、無線通信装置1からの送信時刻のタイムスタンプ)と受信時刻との間の時間差を算出するとともに過去の所定の期間における前記時間差の平均値を算出し、前記時間差の平均値の半分をTlagとするようにしてもよい。
Specifically, in the above-described embodiment, the
また、上記の実施の形態では変調方式制御部4が第1の回線品質計算部41と第2の回線品質計算部42との両方を備えるようにしているが、変調方式制御部4が第1の回線品質計算部41と第2の回線品質計算部42とのうちのどちらか一方のみを備えるようにしてもよい。この場合は、変調方式選択部43は備えられず、第1の回線品質計算部41によって推定される第1の伝搬路推定値C1tp_nに基づいて変調方式が選択されたり、或いは、第2の回線品質計算部42によって推定される第2の伝搬路推定値C2tp_nに基づいて変調方式が選択されたりする。
Further, in the above embodiment, the modulation
また、上記の実施の形態では変調方式制御部4が受信停滞対応部44を備えるようにしているが、変調方式制御部4が受信停滞対応部44を備えないようにしてもよい。この場合は、停滞上限時間は設定されず、通信端末9から送信される組み合わせデータを無線通信装置1が最後に受信した時点からの経過時間に関係なく、第1の回線品質計算部41が第1の伝搬路推定値C1tp_nを推定する処理を行ったり、第2の回線品質計算部42が第2の伝搬路推定値C2tp_nを推定する処理を行ったりする。
Further, although the modulation
また、上記の実施の形態では周期時間Δtが一定であるようにしているが、周期時間Δtを変化させるようにしてもよい。例えば、伝搬環境の変化が大きいことに起因して(Ctr_n-Ctr_n-1)/(Tr_n-Tr_n-1)として表される回線品質の変動傾きの絶対値が予め定められる閾値を超える場合に、周期時間Δtを短くして通信端末9からの回線品質の情報(具体的には、通信端末9における受信時刻Tr_nと回線品質Ctr_nとの組み合わせデータ)の伝送周期を早めるようにしてもよい。あるいは、(Ctr_n-Ctr_n-1)/(Tr_n-Tr_n-1)として表される回線品質の変動傾きの絶対値の大きさに応じて、周期時間Δtを変化させて(具体的には、短くしたり長くしたりして)通信端末9からの回線品質の情報の伝送周期を変化させるようにしてもよい。また、前記回線品質の変動傾きの絶対値が予め定められる閾値を超える場合に、回線品質Ctr_nや通信端末9における受信時刻Tr_nの伝送処理を通信端末9が最優先の処理とするようにしたりしてもよい。これにより、短時間で大きく変動する伝搬環境の変化に的確に追従して適切な変調方式の選択を行うことが可能となるとともに伝搬環境の変化が緩慢である場合にはトラフィックを低減させたり機器の演算負荷を低減させたりすることが可能となる。
Further, although the cycle time Δt is constant in the above embodiment, the cycle time Δt may be changed. For example, when the absolute value of the channel quality fluctuation slope represented by (Ctr_n−Ctr_n−1)/(Tr_n−Tr_n−1) exceeds a predetermined threshold due to a large change in the propagation environment, The transmission cycle of the channel quality information from the communication terminal 9 (more specifically, the combination data of the reception time Tr_n and the channel quality Ctr_n in the communication terminal 9) may be shortened by shortening the cycle time Δt. Alternatively, the period time Δt is changed (specifically, shortened The transmission period of the line quality information from the
1 無線通信装置
2 受信部
3 復調部
4 変調方式制御部
41 第1の回線品質計算部
42 第2の回線品質計算部
43 変調方式選択部
44 受信停滞対応部
5 変調部
6 送信部
8 衛星
9 通信端末
1
Claims (9)
前記通信相手の装置から送信される前記通信相手の装置における受信時刻と回線品質との組み合わせデータに基づいて前記通信相手の装置への送信時に使用する変調方式を選択する変調方式制御部を有する、
ことを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device that performs wireless communication with a communication partner device using an adaptive modulation method,
A modulation scheme control unit that selects a modulation scheme to be used for transmission to the communication partner device based on combination data of reception time and channel quality in the communication partner device transmitted from the communication partner device,
A wireless communication device characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 The modulation scheme control unit uses the variation slope of the line quality in the time zone before the reception time in the communication partner device when selecting the modulation scheme for actually performing the communication. A line quality calculation unit for estimating the quality of the line at the processing time in the wireless communication device after the reception time in the communication partner device when selecting the modulation scheme to perform
The wireless communication device according to claim 1, characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 Fluctuations in line quality in a time period before a certain reception time in the communication partner device in past communications performed between the wireless communication device and the communication partner device by the modulation method control unit A transition probability matrix, which is a matrix whose components are actual values of probabilities of occurrence of each combination of the slope and the variation slope of the line quality in the time zone after the certain reception time, and the transition probability matrix for actually performing communication. When selecting the modulation method for the actual communication predicted based on the fluctuation slope of the line quality in the time zone before the reception time in the communication partner device when selecting the modulation method The reception in the communication partner device when selecting the modulation scheme for the actual communication by using the fluctuation slope of the line quality in the time zone after the reception time in the communication partner device A line quality calculation unit that estimates the quality of the line at the processing time in the wireless communication device after the time,
The wireless communication device according to claim 1, characterized by:
実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きを用いて、前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の当該無線通信装置における処理時刻における回線の品質を推定する第1の回線品質計算部と、
当該無線通信装置と前記通信相手の装置との間で行われた過去の通信における、前記通信相手の装置における或る受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きと前記或る受信時刻よりも後の時間帯における回線品質の変動傾きとの組み合わせのそれぞれが起こる確率の実績値を成分とする行列である遷移確率行列と、前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における受信時刻よりも前の時間帯における回線品質の変動傾きと、に基づいて予測される前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の時間帯における回線品質の変動傾きを用いて、前記実際に通信を行うために前記変調方式を選択する際の前記通信相手の装置における前記受信時刻よりも後の当該無線通信装置における処理時刻における回線の品質を推定する第2の回線品質計算部と、
前記第1の回線品質計算部によって推定される前記回線の品質と前記第2の回線品質計算部によって推定される前記回線の品質とに基づいて前記変調方式を選択する変調方式選択部と、を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 The modulation method control unit
The modulation scheme for actually performing communication by using the fluctuation slope of the line quality in a time zone before the reception time in the communication partner device when selecting the modulation scheme for actually performing communication. A first line quality calculation unit that estimates the quality of the line at the processing time in the wireless communication device after the reception time in the communication partner device when selecting;
In the past communication performed between the wireless communication device and the device of the communication partner, the fluctuation slope of the line quality in a time period before a certain reception time in the device of the communication partner and the certain reception time A transition probability matrix, which is a matrix whose components are the actual values of the probability of occurrence of each of the combinations with the fluctuation slope of the channel quality in the later time zone, and when selecting the modulation method for the actual communication said communication partner device when selecting said modulation scheme for said actual communication predicted based on the fluctuation slope of line quality in a time zone before the reception time in said communication partner device of using the fluctuation slope of the line quality in the time period after the reception time in the communication partner device when the modulation method is selected for the actual communication after the reception time a second line quality calculator for estimating the quality of the line at the processing time in the wireless communication device;
a modulation method selection unit that selects the modulation method based on the channel quality estimated by the first channel quality calculation unit and the channel quality estimated by the second channel quality calculation unit; prepare
The wireless communication device according to claim 1, characterized by:
ことを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の無線通信装置。 The modulation scheme control unit selects a plurality of modulation schemes prepared in advance when a predetermined time has passed since the wireless communication apparatus last received the combination data transmitted from the communication partner device. Equipped with a reception stagnation response unit that selects the lowest modulation method among them,
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1から5のうちのいずれか1項に記載の無線通信装置。 The transmission cycle of the combination data is changed based on the absolute value of the slope of the line quality fluctuation in the time zone before the reception time in the communication partner device when the modulation method is selected for actual communication. ,
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
前記通信相手の装置から送信される前記通信相手の装置における受信時刻と回線品質との組み合わせデータに基づいて、前記無線通信装置が前記通信相手の装置への送信時に使用する変調方式を選択する、
ことを特徴とする適応変調方法。 An adaptive modulation method in wireless communication in which an adaptive modulation method is used between a wireless communication device and a communication partner device,
Selecting a modulation scheme to be used by the wireless communication device when transmitting to the communication partner device based on combination data of reception time and line quality in the communication partner device transmitted from the communication partner device;
An adaptive modulation method characterized by:
ことを特徴とする請求項7に記載の適応変調方法。 When the wireless communication device selects the modulation scheme for actually performing communication, the slope of line quality fluctuation in a time period before the reception time in the communication partner device is used to perform the actual communication. estimating the quality of the line at the processing time in the wireless communication device after the reception time in the communication partner device when selecting the modulation scheme to perform;
8. The adaptive modulation method according to claim 7, characterized by:
ことを特徴とする請求項7に記載の適応変調方法。 Variation slope of line quality in a time period before a certain reception time in the communication partner device in the past communication between the wireless communication device and the communication partner device a transition probability matrix, which is a matrix whose components are actual values of probabilities of occurrence of each of the combination of each of the combination of and the variation slope of the channel quality in the time zone after the certain reception time, and the modulation for actually performing communication When selecting the modulation method for the actual communication predicted based on the fluctuation slope of the line quality in the time zone before the reception time in the communication partner device when selecting the method The reception time in the communication partner device when selecting the modulation scheme for the actual communication by using the fluctuation slope of the line quality in the time zone after the reception time in the communication partner device. Estimate the quality of the line at the processing time in the wireless communication device after
8. The adaptive modulation method according to claim 7, characterized by:
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