JP4781923B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は無線通信装置及び無線通信方法に関し、特に、通信の安定性を向上させるための技術に関する。

適応変調方式を採用する移動体通信システムでは、無線状態に応じて、所定時間ごとに送信データの変調方式が決定される。この決定では、無線状態がよいほど、多値度の大きい変調方式が決定される。多値度が大きいほど通信レートが高くなるためである。多値度の決定は、所定時間ごと（例えばタイムスロットごと）に行われる。

また、特許文献１には、送信データを作成するアプリケーションの種類に応じて、多値度を決定するシステムも開示されている。
国際公開第０２／０３２０８３号パンフレット

しかしながら、上記従来の適応変調方式を採用する移動体通信システムによると、送信データのデータ量に関わらず、無線状態その他に応じて変調方式、すなわち多値度を決定するので、あるタイミングで送信すべき送信データのデータ量が、決定される多値度により送信可能なデータ量を大きく下回るという無駄が生じうる。こうした場合、多値度が低いほど通信は安定するため、送信データのすべてを送信できる限りは、多値度を下げて、通信を安定させることが望ましい。

従って、本発明の課題の一つは、実際に送信すべきデータ量に応じて変調方式を決定し、以って通信の安定性を向上させることができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明にかかる無線通信装置は、送信すべき送信データの全データ量を取得する全データ量取得部と、無線状態に応じて、変調方式を決定する無線状態対応変調方式決定部と、前記全データ量取得部により取得されるデータ量の送信データを、前記無線状態対応変調方式決定部により決定された変調方式により変調して送信する場合に要する時間を取得する時間取得部と、前記時間取得部により取得される時間に基づいて、所定時間ごとに送信データを取得する送信データ取得部と、前記送信データのデータ量を取得するデータ量取得部と、前記データ量取得部により取得されるデータ量に応じて前記送信データを無線送信するのに使用する変調方式を決定する変調方式決定部と、前記変調方式決定部により決定された変調方式を使用して前記送信データを変調し、無線送信する無線送信部と、を含むことを特徴とする。

これによれば、無線通信装置は、所定時間ごとの送信すべき送信データのデータ量に応じて変調方式を決定することができるので、無線状態に応じて決定される変調方式をそのまま使用すると、送信すべき送信データのデータ量が送信可能なデータ量を下回る場合等に、多値度を下げる等して、通信を安定させることができる。

また、無線通信装置は、送信データ全体のデータ量に基づいて、各所定時間内にそれぞれ送信すべき送信データのデータ量を取得することができる。

また、上記無線通信装置において、前記全データ量の送信データは、ヘッダ部分を含んで構成され、該ヘッダ部分に当該送信データのデータ長を示すデータ長情報を含む任意長のデータであり、当該無線通信装置は、前記全データ量の送信データを構成する複数のビットを順次取得するビット取得部、をさらに含み、前記全データ量取得部は、前記データ長情報を構成する１又は複数のビットが前記ビット取得部により取得された場合に、該１又は複数のビットにより示されるデータ長情報に基づき、前記全データ量を取得する、こととしてもよい。

これによれば、無線通信装置は、送信データを全て取得する前の段階で、送信データのデータ量を取得することができる。

また、本発明にかかる無線通信方法は、送信すべき送信データの全データ量を取得する全データ量取得ステップと、無線状態に応じて、変調方式を決定する無線状態対応変調方式決定ステップと、前記全データ量取得ステップにより取得されるデータ量の送信データを、前記無線状態対応変調方式決定ステップにより決定された変調方式により変調して送信する場合に要する時間を取得する時間取得ステップと、前記時間取得部により取得される時間に基づいて、所定時間ごとに送信データを取得する送信データ取得ステップと、前記送信データのデータ量を取得するデータ量取得ステップと、前記データ量取得ステップにおいて取得されるデータ量に応じて前記送信データを無線送信するのに使用する変調方式を決定する変調方式決定ステップと、前記変調方式決定ステップにおいて決定された変調方式を使用して前記送信データを変調し、無線送信する無線送信ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態にかかる無線通信装置１の機能ブロックを示す図である。同図に示すように、無線通信装置１は機能的に、送信データ全量取得部１０、全データ量取得部１１、無線状態対応変調方式決定部１２、時間取得部１３、送信データ取得部１４、データ量取得部１５、変調方式決定部１６、無線送信部１７を含んで構成される。また、送信データ全量取得部１０は、その内部にビット取得部１０１を含んで構成される。

無線通信装置１は、ＣＰＵ及びメモリを備えコンピュータとしての機能を有している。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行するための処理ユニットであり、当該無線通信装置１の各部を制御する処理を行うとともに、上記各機能部を実現する。メモリは本実施の形態を実施するためのプログラムやデータを記憶している。また、ＣＰＵのワークメモリとしても動作する。

無線通信装置１は、移動体パケット通信システムにおいて移動局装置若しくは基地局装置として使用される装置である。無線通信装置１は、通信相手との間で高速適応変調方式と呼ばれる適応変調方式により変調方式の切り替えを行う。高速適応変調方式では、送信単位（タイムスロットなど）の先頭部分は所定の変調方式（例えばπ／４ＱＰＳＫ）で変調される。この先頭部分（以下、固定変調部分と称する。）には任意の変調方式を示す情報が含まれる。残りの部分（以下、可変変調部分と称する。）は、この情報により示される変調方式（例えば、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなど）により変調される。高速適応変調方式は、このように送信単位を２つの部分に分割することにより、送信単位ごとに適宜変調方式を切り替えることができるようにした変調方式である。

送信データ全量取得部１０は、送信すべき送信データの全量を取得する。この送信データは、ヘッダ部分を含んで構成され、該ヘッダ部分に当該送信データのデータ長を示すデータ長情報を含む任意長のデータである。ここでは、送信データはパケットであるとして説明する。ビット取得部１０１は、上記送信データを構成する複数のビットを順次取得する。

全データ量取得部１１は、送信すべき送信データの全データ量を取得する。具体的には、全データ量取得部１１は、データ長情報を構成する１又は複数のビットがビット取得部１０１により取得された場合に、該１又は複数のビットにより示されるデータ長情報に基づき、全データ量を取得する。

無線状態対応変調方式決定部１２は、通信相手との間の無線区間の状態（無線状態）に応じて、変調方式を決定する。この処理では、無線状態が良いほど多値度の高い変調方式が、無線状態が悪いほど多値度の低い変調方式が、決定される。ここで決定される変調方式の具体的な例を挙げると、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどがあり、これらは、この順に多値度が高くなる。なお、多値度が高いほど、通信レートは速くなる。

時間取得部１３は、全データ量取得部１１により取得されるデータ量の送信データを、無線状態対応変調方式決定部１２により決定された変調方式により変調して送信する場合に要する時間を取得する。例えば、データ量がＸビットであり、無線状態対応変調方式決定部１２により決定された変調方式により実現される通信レートがＹビット／秒である場合、上記時間はＸ／Ｙ秒となる。

送信データ取得部１４は、所定時間ごとに送信データを取得する。具体的には、時間取得部１３により取得される時間に基づいて、所定時間ごとに送信すべき送信データを取得する。より具体的には、１つのタイムスロット（可変変調部分のみ）の継続時間をＺ秒とすると、送信データ取得部１４は、Ｘ／Ｙ／Ｚを算出する。そして、算出した値の小数点以下を切り上げたものを必要タイムスロット数とする。

送信データ取得部１４は、上記必要タイムスロット数に基づき、タイムスロットごと（所定時間ごと）に、送信すべき送信データを取得する。以下、この送信データ取得の具体的な例を、図面を参照しながら説明する。

図２は、送信データ取得の第１の例を説明するための説明図である。この例では、上記必要タイムスロット数は３である。送信データ取得部１４は、１番目のタイムスロットから、無線状態対応変調方式決定部１２により決定された変調方式で送信した場合に各タイムスロットに含められるデータの量ずつ、順次送信データを取得する。このように送信データを取得すると、３番目のタイムスロットには、データを含まない空き部分が生ずる。

図３は、送信データ取得の第２の例を説明するための説明図である。この例でも、上記必要タイムスロット数は３である。送信データ取得部１４は、まず送信データの全データ量を、各タイムスロットに等配分する。具体的には、１番目のタイムスロットから、Ｘ／３により示されるデータ量ずつ、順次送信データを取得する。このように送信データを取得すると、１番目及び２番目のタイムスロットに含まれる送信データのデータ量は第１の例に比べて減少し、３番目のタイムスロットに含まれる送信データのデータ量は第１の例に比べて増加する。

データ量取得部１５は、各タイムスロットについて、可変変調部分に含める送信データのデータ量を取得する。変調方式決定部１６は、データ量取得部１５により取得されるデータ量に応じて、各タイムスロットで上記送信データを無線送信するのに使用する変調方式を決定する。例えば、あるタイムスロットについてのデータ量がＡビットであれば、変調方式決定部１６は、通信レートＡ／Ｚビット／秒を上回り、かつ使用可能な変調方式の中で該通信レートに最も近い通信レートを実現する変調方式を、該タイムスロットで上記送信データを無線送信するのに使用する変調方式と決定する。

無線送信部１７はアンテナを備えており、変調方式決定部１６により決定された変調方式を使用して、タイムスロットごとに送信データを変調し、無線送信する。このとき、無線送信部１７は、上述のように、固定変調部分は所定の変調方式で変調し、可変変調部分を、変調方式決定部１６により決定された変調方式で変調する。

以上説明したように、無線通信装置１は、所定時間（タイムスロット）ごとの送信すべき送信データのデータ量に応じて変調方式を決定することができるので、無線状態に応じて決定される変調方式をそのまま使用すると、送信すべき送信データのデータ量が送信可能なデータ量を下回る場合等に、多値度を下げる等して、通信を安定させることができる。

また、無線通信装置１は、送信データ全体のデータ量に基づいて、各所定時間内（タイムスロット）にそれぞれ送信すべき送信データのデータ量を取得することができる。

さらに、無線通信装置１は、送信データを全て取得する前の段階で、送信データのデータ量を取得することができる。

ここで、変調方式決定部１６が変調方式を決定するための処理について、より具体的な例を挙げて説明する。

図４は、変調方式決定にかかる無線通信装置１の機能ブロックを、より詳細に記載した図である。同図に示すように、無線状態対応変調方式決定部１２はＭｏｄ_ｒ指定部１２１を含んで構成される。また、変調方式決定部１６はＭｏｄ_ｒ取得部１６１、Ｍｏｄ_ｒ・Ｍｏｄ_ｘ比較部１６２、Ｌ_ｓ・Ｌ_ｘ比較部１６３、Ｍｏｄ_ｓ指定部１６４を含んで構成される。

なお、以下の説明では、Ｍｏｄ_ｒを、無線状態対応変調方式決定部１２により決定される変調方式とする。また、Ｍｏｄ_１，Ｍｏｄ_２，・・・Ｍｏｄ_ｘは、それぞれ変調方式を示し、添え字の値が大きいほど、多値度の高い変調方式を示している。さらに、Ｌ_１，Ｌ_２，・・・Ｌ_ｘは上記各変調方式と対応しており、各変調方式で変調した場合に、タイムスロットの任意変調部分に含めることのできるデータ量を示している。また、Ｌ_ｓは、これから変調方式を決定しようとするタイムスロットで送信すべき送信データのデータ量を示し、Ｍｏｄ_ｓは、決定される変調方式を示している。

Ｍｏｄ_ｒ指定部１２１は、無線状態に応じて、Ｍｏｄ_ｒを指定する。Ｍｏｄ_ｒ取得部１６１は、Ｍｏｄ_ｒ指定部１２１により指定されたＭｏｄ_ｒを取得する。

Ｍｏｄ_ｒ・Ｍｏｄ_ｘ比較部１６２及びＬ_ｓ・Ｌ_ｘ比較部１６３は、変調方式及びデータ量を、以下のように比較する処理を行う。

図５は、Ｍｏｄ_ｒ・Ｍｏｄ_ｘ比較部１６２及びＬ_ｓ・Ｌ_ｘ比較部１６３が行う比較処理及びＭｏｄ_ｓ指定部１６４が行うＭｏｄ_ｓ指定処理の処理フローである。

図５に示すように、Ｍｏｄ_ｒ・Ｍｏｄ_ｘ比較部１６２は、まずＭｏｄ_ｒとＭｏｄ_１とを比較する（Ｓ１）。その結果、Ｍｏｄ_ｒとＭｏｄ_１とが同じであれば、これ以上多値度を下げられないので、Ｍｏｄ_ｓ指定部１６４は、多値度最低の変調方式Ｍｏｄ_１をＭｏｄ_ｓとして指定する（Ｓ２）。

Ｍｏｄ_ｒとＭｏｄ_１とが同じでなければ、次にＭｏｄ_ｒ・Ｍｏｄ_ｘ比較部１６２は、Ｍｏｄ_ｒとＭｏｄ_２とを比較する（Ｓ３）。その結果、Ｍｏｄ_ｒとＭｏｄ_２とが同じであれば、次にＬ_ｓ・Ｌ_ｘ比較部１６３は、Ｌ_ｓとＬ_１とを比較する（Ｓ４）。Ｌ_ｓ≦Ｌ_１でなければ、変調方式Ｍｏｄ_１では送信データが１つのタイムスロットに収まらないので、Ｍｏｄ_ｓ指定部１６４は、変調方式Ｍｏｄ_２をＭｏｄ_ｓとして指定する（Ｓ５）。一方、Ｌ_ｓ≦Ｌ_１であれば、変調方式Ｍｏｄ_１で送信データが１つのタイムスロットに収まるので、Ｍｏｄ_ｓ指定部１６４は、変調方式Ｍｏｄ_１をＭｏｄ_ｓとして指定する（Ｓ６）。Ｓ３においてＭｏｄ_ｒとＭｏｄ_２とが同じでなければ、次にＭｏｄ_ｒ・Ｍｏｄ_ｘ比較部１６２は、Ｍｏｄ_ｒとＭｏｄ_３とを比較する。

以下同様に、Ｍｏｄ_ｓが指定されるまで、順次処理を行い、最終的には次の処理を行う。すなわち、Ｍｏｄ_ｒと、Ｍｏｄ_１乃至Ｍｏｄ_ｘ−１と、が同じでなければ、Ｍｏｄ_ｒ・Ｍｏｄ_ｘ比較部１６２は、Ｍｏｄ_ｒとＭｏｄ_ｘとを比較する（Ｓ７）。その結果、Ｍｏｄ_ｒとＭｏｄ_ｘとが同じでなければ、Ｍｏｄ_ｓ指定部１６４は、変調方式Ｍｏｄ_ｒをＭｏｄ_ｓとして指定する（Ｓ８）。

Ｓ７において、Ｍｏｄ_ｒとＭｏｄ_ｘとが同じであれば、次にＬ_ｓ・Ｌ_ｘ比較部１６３は、Ｌ_ｓとＬ_ｘ−１とを比較する（Ｓ９）。Ｌ_ｓ≦Ｌ_ｘ−１でなければ、変調方式Ｍｏｄ_ｘ−１の多値度以下の多値度では送信データが１つのタイムスロットに収まらないので、Ｍｏｄ_ｓ指定部１６４は、変調方式Ｍｏｄ_ｘをＭｏｄ_ｓとして指定する（Ｓ１０）。Ｌ_ｓ≦Ｌ_ｘ−１であれば、次にＬ_ｓ・Ｌ_ｘ比較部１６３は、Ｌ_ｓとＬ_ｘ−２とを比較する（Ｓ１１）。以下、同様の処理を繰り返し、最終的にＭｏｄ_ｓ指定部１６４は、変調方式Ｍｏｄ_１乃至変調方式Ｍｏｄ_ｘ、又はＭｏｄ_ｒのいずれかを、Ｍｏｄ_ｓとして指定する（Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５）。

変調方式決定部１６は、以上説明したようにして、変調方式を決定することができる。

本発明の実施の形態にかかる無線通信装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施の形態にかかる送信データ取得の一例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態にかかる送信データ取得の他の一例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態にかかる無線通信装置の機能ブロックのうち、変調方式決定にかかる部分を、より詳細に記載した図である。 本発明の実施の形態にかかる比較処理及びＭｏｄ_ｓ指定処理の処理フローを示す図である。

符号の説明

１ 無線通信装置、１０ 送信データ全量取得部、１１ 全データ量取得部、１２ 無線状態対応変調方式決定部、１３ 時間取得部、１４ 送信データ取得部、１５ データ量取得部、１６ 変調方式決定部、１７ 無線送信部、１０１ ビット取得部、１２１ Ｍｏｄ_ｒ指定部、１６１ Ｍｏｄ_ｒ取得部、１６２ Ｍｏｄ_ｒ・Ｍｏｄ_ｘ比較部、１６３ Ｌ_ｓ・Ｌ_ｘ比較部、１６４ Ｍｏｄ_ｓ指定部。

Claims (3)

1. 送信すべき送信データの全データ量を取得する全データ量取得部と、
   無線状態に応じて、変調方式を決定する無線状態対応変調方式決定部と、
   前記全データ量取得部により取得されるデータ量の送信データを、前記無線状態対応変調方式決定部により決定された変調方式により変調して送信する場合に要する時間を取得する時間取得部と、
   前記時間取得部により取得される時間に基づいて、所定時間ごとに送信データを取得する送信データ取得部と、
   前記送信データのデータ量を取得するデータ量取得部と、
   前記データ量取得部により取得されるデータ量に応じて前記送信データを無線送信するのに使用する変調方式を決定する変調方式決定部と、
   前記変調方式決定部により決定された変調方式を使用して前記送信データを変調し、無線送信する無線送信部と、
   を含むことを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記全データ量の送信データは、ヘッダ部分を含んで構成され、該ヘッダ部分に当該送信データのデータ長を示すデータ長情報を含む任意長のデータであり、
   当該無線通信装置は、
   前記全データ量の送信データを構成する複数のビットを順次取得するビット取得部、
   をさらに含み、
   前記全データ量取得部は、前記データ長情報を構成する１又は複数のビットが前記ビット取得部により取得された場合に、該１又は複数のビットにより示されるデータ長情報に基づき、前記全データ量を取得する、
   ことを特徴とする無線通信装置。
3. 送信すべき送信データの全データ量を取得する全データ量取得ステップと、
   無線状態に応じて、変調方式を決定する無線状態対応変調方式決定ステップと、
   前記全データ量取得ステップにより取得されるデータ量の送信データを、前記無線状態対応変調方式決定ステップにより決定された変調方式により変調して送信する場合に要する時間を取得する時間取得ステップと、
   前記時間取得ステップにより取得される時間に基づいて、所定時間ごとに送信データを取得する送信データ取得ステップと、
   前記送信データのデータ量を取得するデータ量取得ステップと、
   前記データ量取得ステップにおいて取得されるデータ量に応じて前記送信データを無線送信するのに使用する変調方式を決定する変調方式決定ステップと、
   前記変調方式決定ステップにおいて決定された変調方式を使用して前記送信データを変調し、無線送信する無線送信ステップと、
   を含むことを特徴とする無線通信方法。

Images