JP2024008684A - Communication device, control method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、IEEE802.11規格に準拠した通信装置に関する。 The present invention relates to a communication device compliant with the IEEE802.11 standard.
無線LAN(Wireless Local Area Network、以下、WLAN)に関する通信規格としてIEEE802.11シリーズ規格が知られている。最新規格であるIEEE802.11be規格ではMulti-Link技術を用いて、高いピークスループットに加え、低遅延な通信を実現している(特許文献1)。 The IEEE 802.11 series standard is known as a communication standard related to wireless LAN (Wireless Local Area Network, hereinafter referred to as WLAN). The latest standard, IEEE802.11be, uses Multi-Link technology to achieve low-latency communication in addition to high peak throughput (Patent Document 1).
IEEE802.11規格の後継規格では、AI(Artificial Intelligence)やML(Machine Learning)の導入が検討されている。 In the successor standard to the IEEE 802.11 standard, the introduction of AI (Artificial Intelligence) and ML (Machine Learning) is being considered.
一方、IEEE802.11シリーズ規格では通信フレームに適用するMCS(Modulation and Coding Scheme)情報を決定するために、Link Adaptationという仕組みが用いられる。Link Adaptationでは送信者がMCS要求を含む通信フレームを送信し、適用すべきMCS情報を受信者に要求する。受信者はMCS要求を含む通信フレーム受信時の通信品質からMCS情報を決定し、MCS情報を格納したMCS応答を含む通信フレームを送信者に送信する。MCS応答を受けた送信者はそれ以後に送信する通信フレームにMCS情報を適用する。また受信者は送信者からのMCS要求がなくても、送信者から受信する通信フレームの通信品質に応じて、自立的にMCS応答を返すこともできる。 On the other hand, in the IEEE802.11 series standard, a mechanism called Link Adaptation is used to determine MCS (Modulation and Coding Scheme) information to be applied to a communication frame. In Link Adaptation, the sender transmits a communication frame including an MCS request and requests the receiver for MCS information to be applied. The receiver determines MCS information from the communication quality at the time of receiving the communication frame including the MCS request, and transmits the communication frame including the MCS response storing the MCS information to the sender. The sender that receives the MCS response applies the MCS information to communication frames transmitted thereafter. Furthermore, even without an MCS request from the sender, the receiver can independently return an MCS response depending on the communication quality of the communication frame received from the sender.
通信フレームに適用するMCS情報の最適化のために機械学習を用いることが考えられるが、従来においては、MCS情報を推定する機械学習を実現するためのデータ収集方法、学習データの使用方法が存在しなかった。 It is conceivable to use machine learning to optimize MCS information applied to communication frames, but conventionally, there are data collection methods and learning data usage methods to realize machine learning to estimate MCS information. I didn't.
上記課題を鑑み、本発明は、最適なMCS情報を推定するために機械学習を実現するためのデータ収集方法、学習データの使用方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a data collection method and a learning data usage method for realizing machine learning in order to estimate optimal MCS information.
上記課題を鑑み、本発明の通信装置は、MCS(Modulation and Coding Scheme)を推定するために、SNR、測定PER、目標PER、前記通信装置の移動速度のうち一部あるいはすべてを学習済モデルへの入力データとして入力する入力手段と、前記入力手段によって入力することで前記学習済モデルにより前記MCSを計算する計算手段と、前記計算手段により計算された前記MCSの情報を他の通信装置に通知する通知手段と、を有する。 In view of the above problems, the communication device of the present invention applies some or all of the SNR, measured PER, target PER, and moving speed of the communication device to a learned model in order to estimate MCS (Modulation and Coding Scheme). an input means for inputting data as input data; a calculation means for calculating the MCS using the trained model by inputting the data through the input means; and notifying another communication device of information on the MCS calculated by the calculation means. and a notification means to do so.
本発明によれば、最適なMCS情報を推定するために機械学習を実現するためのデータ収集方法、学習データの使用方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a data collection method and a learning data usage method for realizing machine learning in order to estimate optimal MCS information.
(実施形態1)
図1は、第一の実施形態にかかるネットワーク構成例を示す。図1の無線通信システムは、AP101と、STA102を具備した無線ネットワークである。APも中継機能を有する点を除き、STAと同様の機能を有するため、STAの一形態である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of a network configuration according to the first embodiment. The wireless communication system in FIG. 1 is a wireless network including an AP 101 and an STA 102. AP is also a form of STA because it has the same functions as STA except that it has a relay function.
AP101は、IEEE802.11規格の無線通信方式に従って、各STA102と通信する。AP102が送信する信号が到達する範囲を示した円100の内部にあるSTAがAP101と通信可能である。本実施形態では、AP101と各STA102は、IEEE802.11規格に従って通信する。AP101は、各STA102と所定のアソシエーションプロセス等を介して無線リンク103、104を確立する。なお、無線リンクは1本でも3本以上でもよい。またSTAやAPの数は2以上であってもよい。
The AP 101 communicates with each
図2に、本発明におけるAP・STAのハードウェア構成を示す。ハードウェア構成の一例として、記憶部201、制御部202、機能部203、計算部204、入力部205、出力部206、通信部207、及びアンテナ208を有する。
FIG. 2 shows the hardware configuration of the AP/STA in the present invention. An example of the hardware configuration includes a
記憶部201はROMやRAM等のメモリにより構成され、後述する各種動作を行うためのプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。なお、記憶部201として、ROM、RAM等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVDなどの記憶媒体を用いてもよい。また、記憶部201が複数のメモリ等を備えていてもよい。
The
制御部202は、例えばCPUやMPU等のプロセッサ、ASIC(特定用途向け集積回路)、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)等により構成される。ここで、CPUはCentral Processing Unitの、MPUは、Micro Processing Unitの頭字語である。記憶部201に記憶されたプログラムを実行することにより、APを制御する。なお、制御部202は、記憶部201に記憶されたプログラムとOS(Operating System)との協働により、APを制御するようにしてもよい。また、制御部202がマルチコア等の複数のプロセッサから成り、APを制御するようにしてもよい。
The
また、制御部202は、機能部203を制御して、AP機能、撮像や印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部203は、APが所定の処理を実行するためのハードウェアである。
Further, the
計算部204は、例えばGPUやTPUなどのプロセッサ、ASIC(特定用途向け集積回路)、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)等により構成される。
The
計算部204は、機械学習した結果を用いた推定演算や、機械学習自体を演算するためのハードウェアとして動作する。ここで、GPUはGraphical Processing Unit、TPUはTensor Processing Unitの頭文字である。TPUは機械学習に特化したシストリックアレイ型のハードウェアプロセッサの一例であり、計算リソースとして積和演算器及び積和演算機に隣接して設けられたバッファレジスタ、ハードウェアで実装された活性化関数を有する。また、演算の流れを指示するためのTPU命令を解釈し、上述する計算リソースを制御する命令デコーダを有する。この、TPUは所謂ニューラルプロセッシングユニット(NPU)として機能する。図1の例では、AP101やSTA102自身が機械学習を行う例を示したが、機械学習に用いるデータ収集サーバ、推定サーバを、AP101やSTA102と別に用意しても良い。
The
これらのプロセッサは制御部202と共同で演算を行うため、一部演算を共有してもよい。GPUやTPUはデータをより多く並列処理することで効率的な演算を行うことができるので、ディープラーニングのような学習モデルを用いて複数回にわたり学習を行う場合にはGPUやTPUで処理を行うことが有効である。そこで本実施例では推定サーバの学習部による処理には制御部202に加えて計算部204にGPUやTPUを用いる。具体的には学習モデルを含む学習プログラムを実行する場合に、制御部202または計算部204が協働して演算を行うことで学習を行う。なお、学習部の処理は制御部202または計算部204のみにより演算が行われてもよい。また推定部も学習部と同様に計算部204を用いてもよい。
Since these processors perform calculations together with the
入力部205は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部206は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部206による出力とは、画面上への表示や、スピーカによる音声出力、振動出力等の少なくともひとつを含む。なお、タッチパネルのように入力部205と出力部206の両方を1つのモジュールで実現するようにしてもよい。
The
通信部207は、IEEE 802.11 EHT規格(802.11be規格とも呼ぶ)の後継規格であり最大伝送速度として90Gbps-100Gbps超を目標とする後継規格に準拠した無線通信を実行可能に構成される。この当該802.11beの後継規格では、高信頼通信や低レイテンシ通信のサポートなどを新たに達成すべき目標として掲げている。上記を踏まえ、本実施形態では、IEEE802.11beの後継規格であり、最大伝送速度として90Gbps-100Gbps超を目標とする後継規格を、IEEE802.11HR(High Reliability)と仮称する。
The
なお、IEEE802.11HRという名称は後継規格で達成すべき目標や当該規格で目玉となる特徴を踏まえて便宜上設けられたものであり、規格が確定した状態において別の名称となりうる。一方、本明細書及び添付の特許請求の範囲は、本質的には、802.11be規格の後継規格であって、無線通信をサポートしうるすべての後継規格に適用可能であることに留意されたい。 Note that the name IEEE802.11HR was established for convenience based on the goals to be achieved by the successor standard and the main features of the standard, and it may be given a different name once the standard is finalized. On the other hand, it should be noted that this specification and the appended claims are essentially successor standards to the 802.11be standard and are applicable to any successor standard that may support wireless communications. .
通信部207は、IEEE802.11EHT規格やIEEE802.11HR規格等のIEEE902.11規格シリーズに準拠した無線通信データの符号化・復号化・変復調の処理を行う。また、通信部207はWi-Fiに準拠した無線通信の制御や、IP(Internet Protocol)通信の制御をおこなう。さらに、通信部207はアンテナ208を制御して、無線通信のための無線信号の送受信を行う。
The
また、機械学習に用いるデータ収集サーバ、推定サーバを、AP101やSTA102と別に用意する場合、当該サーバは所謂ノイマン型のコンピュータで構成される。より具体的には、サーバは制御部204に相当する1以上のメモリ及び1以上のプロセッサと、計算部204に相当するGPUやTPU等の演算リソースを有する。この場合、サーバのGPUやTPUは、機械学習した結果を用いた推定演算や、機械学習自体を演算するためのハードウェアとして動作する。
Furthermore, when a data collection server and an estimation server used for machine learning are prepared separately from the
図3に、本発明における通信装置101、102の学習システムの機能ブロックを示す。通信装置101、102はデータ送受信部303を有し、通信部207で通信フレームを通信部207およびアンテナ208を通して送受信する。データ記憶部301は記憶部201を使用する。また、記憶部201および制御部202を展開し、通信関連データ管理部302を持つ。通信関連データ管理部302は学習データの元となるメタデータの管理や、推定結果の受信およびその要求などを通信する。学習データ生成部332は、通信関連データ管理部からのメタデータを入力データに変換したり、教師データに変換したりする。
FIG. 3 shows functional blocks of a learning system for
学習部333は学習データ生成部332の学習データに基づき、学習モデルを生成する。生成した学習モデルはデータ記憶部331に記憶する。
The
学習部333は、誤差検出部と、更新部と、を備えてもよい。誤差検出部は、入力層に入力される入力データに応じてニューラルネットワークの出力層から出力される出力データと、教師データとの誤差を得る。誤差検出部は、損失関数を用いて、ニューラルネットワークからの出力データと教師データとの誤差を計算するようにしてもよい。
The
更新部は、誤差検出部で得られた誤差に基づいて、その誤差が小さくなるように、ニューラルネットワークのノード間の結合重み付け係数等を更新する。この更新部は、例えば、誤差逆伝播法を用いて、結合重み付け係数等を更新する。誤差逆伝播法は、上記の誤差が小さくなるように、各ニューラルネットワークのノード間の結合重み付け係数等を調整する手法である。 The updating unit updates connection weighting coefficients between nodes of the neural network, etc., based on the error obtained by the error detection unit, so that the error becomes smaller. This updating unit updates the connection weighting coefficients and the like using, for example, an error backpropagation method. The error backpropagation method is a method of adjusting connection weighting coefficients between nodes of each neural network so that the above-mentioned error is reduced.
なお、機械学習をAP101やSTA102自身に組み込む場合、AP101やSTA102等の単一の装置が図3に示す全ての機能を有することになる。
Note that when machine learning is incorporated into the
機械学習に用いるデータ収集サーバ、推定サーバをAP101やSTA102とは別体として設ける場合、収集や推論等の機能は前述した通り別体のサーバが担うことになる。図3では、AP101またはSTA102が学習と推論の両方を行う場合を例示しているがこれに限定されず、推論処理はAP101において実現するようにしてもよい。この場合、推定サーバは、受け取った入力・出力データを元に生成した学習済みのモデルデータをAP101に送信する。この場合AP101が、推論部334の機能を有するように構成すればよい。AP101は、推定サーバ106から受信した学習済みのモデルデータを記憶する。そして、AP101の推論部334は、自身が収集する周辺環境や動作状況から得られる推論用のインプットデータと学習済みモデルデータを用いて推定値を演算するよう構成すればよい。
When the data collection server and estimation server used for machine learning are provided separately from the
図4は本実施形態の学習モデルを用いた入出力の構造を示す概念図である。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing the input/output structure using the learning model of this embodiment.
本実施例ではSTA102自身が学習モデルを使用する場合の例について示す。
In this embodiment, an example in which the
学習モデルの入力データとしては例えば、STA102がAP101から通信フレームを受信したときのSNR、測定PER、ターゲットPER、STA102の移動速度を使用する。ここでSNRは、Signal to Noise Rationの、PERは、Packet Error Rateのそれぞれ略である。表1は入力パラメータと正解パラメータを対応付けた学習用のデータセットの例を示している。尚、表1に示されるSNRの単位はdB、測定PERの単位は%、目標PERの単位は%である。
As input data for the learning model, for example, the SNR, measured PER, target PER, and moving speed of the
SNRや測定PERは、STA102がAP101から直近で受信した通信フレームから測定した値で合っても良いし、所定の期間測定した値の平均値で合っても良い。目標PERはMCS(Modulation and Coding Scheme)情報を推定する際に最低限満たすべき目標であるPER値である。またSTA102がモバイル機器の場合には移動速度を加速度センサーなどで測定したり、SNRの変化度合いから予測したりして、入力データとしても良い。
The SNR and the measured PER may be matched by values measured from communication frames most recently received by the
学習モデルは入力データに基づき、目標PERを下回る範囲で、通信スループットを最大化し、遅延時間を最小化するようなMCS情報を出力する。 Based on input data, the learning model outputs MCS information that maximizes communication throughput and minimizes delay time within a range below the target PER.
MCS情報には、MIMO通信の空間ストリーム数であるNSS、変調方式と符号化方式の組み合わせ情報であるMCS Index、同じ情報を異なる複数の搬送波を用いて冗長化して伝送するDCMを用いるかどうかなどが挙げられる。ここで、NSSはNumber of Spatial Streamの、DCMはDual Carrier Modulationのそれぞれ略である。またMCS情報には、OFDMAの割り当て周波数を示すRU Allocation、帯域幅であるBW、PPDUのフォーマットを定めるPPDU Format、LDPCやBCCといった誤り訂正符号方式を指定するCoding Typeといった情報が含まれる。ここで、RUはResource Unit、BWはBandwidth、LDPCはLow-density parity-check、BCCはBainary Convolutional Codingのそれぞれ略である。 MCS information includes NSS, which is the number of spatial streams for MIMO communication, MCS Index, which is information on the combination of modulation method and encoding method, and whether to use DCM, which transmits the same information redundantly using multiple different carrier waves, etc. can be mentioned. Here, NSS stands for Number of Spatial Stream, and DCM stands for Dual Carrier Modulation. The MCS information also includes information such as RU Allocation indicating the OFDMA allocated frequency, BW indicating the bandwidth, PPDU Format specifying the format of the PPDU, and Coding Type specifying the error correction coding method such as LDPC or BCC. Here, RU stands for Resource Unit, BW stands for Bandwidth, LDPC stands for Low-density parity-check, and BCC stands for Binary Convolutional Coding.
学習データを使った学習は無線通信機器が動作する前に予め実施済であっても良いし、無線通信機器が通信フレームの送受信を行う中で学習していっても良い。無線通信機器が通信フレームの送受信を行う中で学習する場合、推定したMCS情報を適用した通信フレームを受信したときの測定PERが目標PERを下回っていれば教師データとして採用することが考えられる。 Learning using learning data may be performed in advance before the wireless communication device operates, or learning may be performed while the wireless communication device transmits and receives communication frames. When a wireless communication device learns while transmitting and receiving communication frames, if the measured PER when receiving the communication frame to which the estimated MCS information is applied is lower than the target PER, it may be adopted as training data.
なお、本実施例ではSTA102が学習モデルを使用する場合の例について示したが、AP101が学習モデルを使用しても良い。
Note that although this embodiment shows an example in which the
なお、機械学習の具体的なアルゴリズムとしては、最近傍法、ナイーブベイズ法、決定木、サポートベクターマシンなどが挙げられる。また、ニューラルネットワークを利用して、学習するための特徴量、結合重み付け係数を自ら生成する深層学習(ディープラーニング)も挙げられる。適宜、上記アルゴリズムのうち利用できるものを用いて本実施形態に適用することができる。 Note that specific algorithms for machine learning include the nearest neighbor method, the Naive Bayes method, decision trees, and support vector machines. Another example is deep learning, which uses neural networks to generate feature quantities and connection weighting coefficients for learning by itself. Any available algorithm among the above algorithms can be applied to this embodiment as appropriate.
図5は図4で示した学習モデルの構造を利用した本発明を適用できるシステムの動作を説明する図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of a system to which the present invention can be applied using the structure of the learning model shown in FIG. 4.
まず、AP101からSTA102にMCS要求を含む通信フレームを送信する(S501)。MCS要求にはMCS情報を要求するRU Allocation、BWを指定しても良い。STA102はMCS要求を含む通信フレーム受信時にMCS情報を決定する際の入力データとなる通信品質を測定する。通信品質にはMCS要求を含む通信フレーム受信時の信号品質あるSNR、CNR、SIR、RSSIなどが上げられる。ここで、CNRはCarrier to Noise Ratio、SIRはSignal to Interference Ratio、RSSIはReceived Signal Strength Indicatorのそれぞれ略である。またSNRの他にPER、BER(Bit Error Rate)、FER(Frame Error Rate)を測定する。通信品質を示すことができればその他の情報であっても良い。また通信品質の測定に使用する通信フレームは、AP101がSTA102に送信する通信フレームであれば、MCS要求を含む通信フレームとは別の通信フレームであっても良い。また通信品質は直近で受信した通信フレームから測定した値で合っても良いし、所定の期間測定した値の平均値で合っても良い。
First, the
STA102はSNRと測定PERと、自身の移動速度と、目標とする目標PERを学習モデルに入力し、MCS情報を出力として得る。STA102は得られたMCS情報を格納したMCS応答を含む通信フレームに格納し、AP101へ送信する(S502)。
The
AP101はMCS応答を含む通信フレームを受信後、MCS応答に含まれるMCS情報を適用した通信フレームをSTA102へ送信する(S503)。
After receiving the communication frame including the MCS response, the
STA102はMCS要求を含む通信フレームを受信していなくても、AP101ら受信する通信フレームの通信品質に応じて、自立的にMCS応答を含む通信フレームを送信することもできる。例えば受信した通信パケットのSNRやPERが大きく変化したことに応じて、MCS応答を含む通信フレームを自立的に送信するようにしても良い。
Even if the
本例ではAP101がSTA102へMCS要求を含む通信フレームを送信する例について示したが、STA102がAP101へMCS要求を含む通信フレームを送信しても良い。
Although this example shows an example in which the
図6に本発明における通信フレームに含まれるMCS要求・応答のControl Informationの例を示す。この例ではMCS要求・応答で共通のControl Inforamationを使用することを想定している。Control Inforamationは通信フレームのMACヘッダに格納することができる。 FIG. 6 shows an example of Control Information of an MCS request/response included in a communication frame according to the present invention. In this example, it is assumed that common Control Information is used for MCS requests and responses. Control Information can be stored in the MAC header of a communication frame.
Unsolicaited MFBサブフィールド(600)はMCS応答をMCS要求無しに返す場合に1に設定され、MCS応答をMCS要求受信時に返す場合には0に設定される。 The Unsolicited MFB subfield (600) is set to 1 when an MCS response is returned without an MCS request, and set to 0 when an MCS response is returned when an MCS request is received.
MRQサブフィールド(601)はMCS要求である場合に1に設定され、MCS応答である場合に0に設定される。 The MRQ subfield (601) is set to 1 if it is an MCS request and set to 0 if it is an MCS response.
NSSサブフィールド(602)はMCS応答を返す際に推奨するMIMOの空間ストリーム数を示す。例えば1~16の空間ストリーム数を指定できる。NSSサブフィールド(602)は、MCS要求の場合には使用されない。 The NSS subfield (602) indicates the number of MIMO spatial streams recommended when returning an MCS response. For example, the number of spatial streams from 1 to 16 can be specified. The NSS subfield (602) is not used for MCS requests.
MCS Indexサブフィールド(603)は推奨する変調方式と符号化方式の組み合わせ情報を示す。MCS Indexサブフィールド(603)は、MCS要求の場合には使用されない。 The MCS Index subfield (603) indicates recommended combination information of modulation method and encoding method. The MCS Index subfield (603) is not used for MCS requests.
DCMサブフィールド(604)はDCMの適用を推奨するかどうかを示す。DCMを推奨する場合には1に設定され、推奨しない場合には0に設定される。DCMサブフィールド(604)は、MCS要求の場合には使用されない。 The DCM subfield (604) indicates whether application of DCM is recommended. It is set to 1 when DCM is recommended, and set to 0 when it is not recommended. The DCM subfield (604) is not used for MCS requests.
RU Allocationサブフィールド(605)はMCS要求である場合にMCS情報を要求する対象であるOFDMAのRU Allocationを示す。MCS応答である場合に推奨するOFDMAのRU Allocationを示す。 The RU Allocation subfield (605) indicates the OFDMA RU Allocation for which MCS information is requested in the case of an MCS request. Recommended OFDMA RU Allocation in case of MCS response is shown.
BWサブフィールド(606)はMCS要求である場合にMCS情報を要求する対象である帯域幅を示す。例えば20MHz~640MHzの幅で指定することができる。MCS応答である場合に推奨する帯域幅を示す。 The BW subfield (606) indicates the bandwidth for which MCS information is requested in the case of an MCS request. For example, it can be specified in a range of 20 MHz to 640 MHz. Indicates the recommended bandwidth for MCS responses.
MSI/Partial PPDU Paramatersサブフィールド(607)は、Unsolicaited MFBサブフィールドが1のときはMCS要求のシーケンス番号を示す。またUnsolicaited MFBサブフィールドが0のときはPPDU Formatサブフィールド(611)とCoding Typeサブフィールド(612)として使用する。 The MSI/Partial PPDU Parameters subfield (607) indicates the sequence number of the MCS request when the Unsolicited MFB subfield is 1. Furthermore, when the Unsolicited MFB subfield is 0, it is used as the PPDU Format subfield (611) and Coding Type subfield (612).
PPDU Formatサブフィールド(611)はSU PPDUやMU PPDUといったIEEE802.11規格が対応するPPDUのフォーマットを示す。 The PPDU Format subfield (611) indicates a PPDU format supported by the IEEE802.11 standard, such as SU PPDU or MU PPDU.
Coding Typeサブフィールド(612)は誤り訂正符号の方式を示し、例えばBCCやLDPCが選択できる。 The Coding Type subfield (612) indicates the error correction code system, and can select, for example, BCC or LDPC.
Tx Beamformingサブフィールド(608)は通信品質測定時のPPDUにBeamformingを適用された場合に1に設定され、Beamformingを適用されなかった場合に0に設定される。 The Tx Beamforming subfield (608) is set to 1 when beamforming is applied to the PPDU during communication quality measurement, and is set to 0 when beamforming is not applied.
図7は本発明のAPまたはSTAの記憶部201に記憶されているプログラムを制御部202が実行することによって行われる処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャート処理は、対向通信装置からのデータ受信動作を開始したことに応じて開始される。なお説明を簡略化するため本フローチャートでは本発明の本質であるデータ受信処理のみを記載しており、データ送信処理については省略している。本例ではSTA102がAP101からデータ受信を行う例について示すが、AP101がSTA102からデータ受信を行う場合においても同じフローチャートが適用できる。
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing performed when the
STA102はAP101からのデータ受信動作の停止を通信アプリケーションから指示されたかどうかを判定する(S700)。S700において停止を指示されたと判定された場合にはデータ受信処理を停止し、S700において停止を指示されていないと判定された場合にはAP101から受信する通信フレームの通信品質であるSNRとPERを測定し、内部メモリに記録する(S701)。次にSTA102は測定されたPERが目標PER以下であるか否かを判定する(S702)。S702において目標以下であると判定された場合は以下の処理を行う。すなわち、当該MCS情報を推定した際に内部メモリに記録されていたSNR・測定PER・ターゲットPER・STA102の移動速度を入力情報として、適用しているMCS情報を教師データとして学習モデルに入力し、学習モデルの更新を行う(S703)。なおSTA102が学習済モデルのみを使用して、学習モデルを更新しない場合にはS702とS703の処理は省略しても良い。次にSTA102は対向装置から受信した通信フレームにMCS要求が含まれているかどうかを判定する(S704)。S704においてMCS要求が含まれないと判定された場合にはS705へ分岐し、MCS要求が含まれると判定された場合にはS706へ分岐する。
The
S704においてMCS要求が含まれないと判定された場合にSTA102は受信した通信フレームのSNR・PERが大きく変化したか、自身の移動速度が大きく変化したかどうかを判定し(S705)する。S705において大きく変化していないと判定された場合にはMCS情報の更新は不要と判断してS701へ戻る。S705において大きく変化したと判定された場合にはMCS情報の更新が必要と判断して、S706の処理へ進む。S706では測定されたSNR・PER・目標PER・STA102の移動速度を入力データとして学習モデルに入力し、出力データとしてMCS情報を得る。次にSTA102は取得したMCS情報を格納したMCS応答を含む通信フレームをAP101へ送信する。AP101はこのMCS情報に従い、送信する通信フレームのMCS情報を更新する。
If it is determined in S704 that an MCS request is not included, the
以上のようにして本発明の通信装置は通信フレームに適用するMCS情報を機械学習で判断し、その結果を対向通信装置に通知することを可能とする。 As described above, the communication device of the present invention is capable of determining MCS information to be applied to a communication frame by machine learning, and notifying the opposite communication device of the result.
(変形例)
尚、本実施形態では、IEEE802.11beの後継規格の一例として、IEEE802.11HRといった規格名称を例示したが限定されるものではない。例えば、規格名称はHRL(High ReLiability)でもよい。また、規格名称はHRW(High Reliability Wireless)でもよい。また、VHT(Very High Reliability)でもよい。また、規格名称はEHR(Extremely High Reliability)でもよい。また、規格名称はUHR(Ultra High Reliability)でもよい。また、LL(Low Latency)でもよい。また、規格名称はVLL(Very Low Latency)でもよい。また、規格名称はELL(Extremely Low Latency)でもよい。また、ULL(Ultra Low Latency)でもよい。また、規格名称はHRLL(High Reliable and Low Latency)でもよい。また、規格名称はURLL(Ultra-Reliable and Low Latency)でもよい。また、規格名称はURLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Comminications)でもよい。また、その他の別の名称であってもよい。
(Modified example)
In this embodiment, a standard name such as IEEE802.11HR is used as an example of a successor standard to IEEE802.11be, but the name is not limited thereto. For example, the standard name may be HRL (High ReLiability). Further, the standard name may be HRW (High Reliability Wireless). Alternatively, VHT (Very High Reliability) may be used. Further, the standard name may be EHR (Extremely High Reliability). Further, the standard name may be UHR (Ultra High Reliability). Alternatively, it may be LL (Low Latency). Further, the standard name may be VLL (Very Low Latency). Further, the standard name may be ELL (Extremely Low Latency). Alternatively, it may be ULL (Ultra Low Latency). Further, the standard name may be HRLL (High Reliable and Low Latency). Further, the standard name may be URLL (Ultra-Reliable and Low Latency). Further, the standard name may be URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications). Moreover, other different names may be used.
なお、学習データ生成部322が生成した学習のためのデータセット(入力値と教師データの組み合わせ)の一部は学習だけでなく学習済みのデータモデルの性能評価に活用することもできる。推論サーバは、学習データ生成部322が生成したデータセットの一部を学習には敢えて用いず、評価用のデータセットとして別に記憶しておく。この評価用のデータセットは学習済みモデルデータにとってみると、過去に学習に利用していない未知の入力値と教師データ(正解データ)の組み合わせとなる。 Note that a part of the data set for learning (combination of input values and teaching data) generated by the learning data generation unit 322 can be used not only for learning but also for performance evaluation of a trained data model. The inference server intentionally does not use a part of the data set generated by the learning data generation unit 322 for learning, but stores it separately as a data set for evaluation. In terms of trained model data, this evaluation data set is a combination of unknown input values that have not been used for learning in the past and teacher data (correct data).
推論サーバは、学習部333で学習を行った学習済みモデルデータと評価用のデータセットの入力値とを用いて推論結果を計算する。続けて、推論結果と、教師データを比較して、学習済みモデルの性能を評価する。
The inference server calculates an inference result using the learned model data trained by the
そして、当該性能の評価を行った結果、正答率が所定の閾値(例えば90%)を超えた場合に、推論処理の運用を開始するようにすることができる。 Then, as a result of evaluating the performance, if the correct answer rate exceeds a predetermined threshold (for example, 90%), the operation of the inference process can be started.
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークまたは記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。コンピュータは、1または複数のプロセッサまたは回路を有し、コンピュータ実行可能命令を読み出し実行するために、分離した複数のコンピュータまたは分離した複数のプロセッサまたは回路のネットワークを含みうる。
(Other embodiments)
The present invention can also be realized by a process in which a program that implements one or more functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and a computer of the system or device reads and executes the program. be. A computer has one or more processors or circuits and may include separate computers or a network of separate processors or circuits for reading and executing computer-executable instructions.
プロセッサまたは回路は、中央演算処理装置(CPU)、マイクロプロセッシングユニット(MPU)、グラフィクスプロセッシングユニット(GPU)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートウェイ(FPGA)を含みうる。また、プロセッサまたは回路は、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、データフロープロセッサ(DFP)、またはニューラルプロセッシングユニット(NPU)を含みうる。 The processor or circuit may include a central processing unit (CPU), microprocessing unit (MPU), graphics processing unit (GPU), application specific integrated circuit (ASIC), or field programmable gateway (FPGA). The processor or circuit may also include a digital signal processor (DSP), a data flow processor (DFP), or a neural processing unit (NPU).
Claims (5)
MCS(Modulation and Coding Scheme)を推定するために、SNR(Signal to Noise Ration)、測定PER(Packet Error Rate)、目標PER、前記通信装置の移動速度のうち一部あるいはすべてを学習済モデルへの入力データとして入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力することで前記学習済モデルにより前記MCSを計算する計算手段と、
前記計算手段により計算された前記MCSの情報を他の通信装置に通知する通知手段と
を有することを特徴とする通信装置。 A communication device,
In order to estimate MCS (Modulation and Coding Scheme), some or all of SNR (Signal to Noise Ration), measured PER (Packet Error Rate), target PER, and moving speed of the communication device are applied to the learned model. an input means for inputting as input data;
Calculation means for calculating the MCS using the learned model by inputting it through the input means;
A communication device comprising: notification means for notifying another communication device of the MCS information calculated by the calculation means.
前記受信手段で受信した前記フレームの情報に基づいて前記計算手段によって前記MCSを計算することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 further comprising receiving means for receiving a frame for requesting MCS estimation from the other communication device,
2. The communication device according to claim 1, wherein the MCS is calculated by the calculating means based on information of the frame received by the receiving means.
MCS(Modulation and Coding Scheme)を推定するために、SNR(Signal to Noise Ration)、測定PER(Packet Error Rate)、目標PER、前記通信装置の移動速度のうち一部あるいはすべてを学習済モデルへの入力データとして入力する入力工程と、
前記入力工程によって入力することで前記学習済モデルにより前記MCSを計算する計算工程と、
前記計算手段により計算された前記MCSの情報を他の通信装置に通知する通知工程と
を有することを特徴とする通信装置の通信方法。 A communication method for a communication device, the communication method comprising:
In order to estimate MCS (Modulation and Coding Scheme), some or all of SNR (Signal to Noise Ration), measured PER (Packet Error Rate), target PER, and moving speed of the communication device are applied to the learned model. an input step of inputting as input data;
a calculation step of calculating the MCS using the learned model by inputting it in the input step;
A communication method for a communication device, comprising: a notification step of notifying another communication device of the MCS information calculated by the calculation means.
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