JP4905334B2 - Communication apparatus and adaptive modulation method - Google Patents
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Description
この発明は、通信装置及び適応変調方法に関する。 The present invention relates to a communication device and an adaptive modulation method.
無線通信において、電波の品質が良い時には、高速のデータレートを維持するため高速の変調方式を適用し、電波の品質が悪い時には通信回線の切断を避けるために低速の変調方式を適用することが行なわれている。つまり、通信装置において、複数の符号化変調方式を利用できるように設定しておき、実際の受信感度の値(電波状況)と、予め設定されている受信感度についての閾値との比較を行い、この比較結果に基づいて変調方式を選択することが行なわれている(例えば、非特許文献1参照)。 In wireless communication, when radio wave quality is good, a high-speed modulation method is applied to maintain a high data rate, and when radio wave quality is poor, a low-speed modulation method is applied to avoid disconnection of the communication line. It is done. That is, the communication device is set so that a plurality of coded modulation schemes can be used, and the actual reception sensitivity value (radio wave condition) is compared with a preset threshold value for reception sensitivity. A modulation method is selected based on the comparison result (see, for example, Non-Patent Document 1).
近年、IEEE802.16eに準拠する広帯域無線アクセスシステムとしてモバイルWiMAXが注目されている。
WiMAXは、上位ネットワークとしてインターネット等が用いられる広帯域無線アクセスシステムであるため、通信対象となるアプリケーションデータの種類(トラフィックタイプ;サービスクラスともいう)には様々なものがある。つまり、WiMAXにおいて想定されているアプリケーションは、単なるデータ通信からVoIP(Voice over IP)まで幅広い。
In recent years, mobile WiMAX has attracted attention as a broadband wireless access system compliant with IEEE 802.16e.
Since WiMAX is a broadband wireless access system in which the Internet or the like is used as a host network, there are various types of application data (traffic type; also referred to as service class) to be communicated. In other words, applications assumed in WiMAX range from simple data communication to VoIP (Voice over IP).
通信データが、VoIPや映像のようにリアルタイム性が要求されるものである場合、データ誤りや遅延はできるだけ少ない方がよい。つまり、VoIPや映像のようにリアルタイム性が要求される場合、データ誤りや遅延は音声や映像の途切れ等の異常の原因となり、使用感を低下させる。 When communication data is required to be real-time like VoIP or video, it is better that data errors and delays are as small as possible. That is, when real-time performance is required as in VoIP and video, data errors and delays cause abnormalities such as breaks in audio and video and reduce the feeling of use.
従来の通信装置においては、CINR等の受信感度についての閾値との比較を行い、この比較に基づいて適応変調を行なっていた。しかし、通信データがVoIPや映像のようにリアルタイム性が要求される場合、受信感度についての閾値に基づいて適応変調しても、状況によってはパケットロスやパケットエラーが多発し、音声や映像の途切れ等が発生することがある。しかも、どの程度のリアルタイム性が要求されるかはトラフィックタイプによって様々である。したがって、従来の適応変調方法では、WiMAXのように様々なトラフィックタイプが存在している環境では、使用感の低下が生じることがある。 In a conventional communication apparatus, a comparison is made with a threshold for reception sensitivity such as CINR, and adaptive modulation is performed based on this comparison. However, when communication data is required to be real-time like VoIP or video, even if adaptive modulation is performed based on the threshold value for reception sensitivity, packet loss and packet errors frequently occur depending on the situation, and audio and video are interrupted. Etc. may occur. Moreover, how much real-time performance is required varies depending on the traffic type. Therefore, in the conventional adaptive modulation method, a feeling of use may be reduced in an environment where various traffic types exist, such as WiMAX.
そこで、この発明は、トラフィックタイプの種類に様々なものがあっても適切に適応変調を行なうことができる通信装置及び適応変調方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a communication apparatus and an adaptive modulation method that can appropriately perform adaptive modulation even when there are various types of traffic types.
この発明は、適応変調を行う通信装置であって、変調方式を変更するための判定を行い、その判定結果に基づいて、変調方式を変更する変調方式変更部と、通信データのトラフィックタイプを識別する識別部と、前記識別部によって識別されたトラフィックタイプに応じて、パケットロス率の閾値及び/又はパケットエラー率の閾値を変更する制御部とを備え、前記変調方式変更部は、パケットロス率及び/又はパケットエラー率が、前記制御部によって変更された閾値を超えているか否かによって、変調方式を変更するための判定を行うよう構成されているものである。 The present invention is a communication apparatus that performs adaptive modulation, and performs determination for changing a modulation method, and identifies a modulation method changing unit that changes the modulation method and a traffic type of communication data based on the determination result And a control unit that changes a packet loss rate threshold and / or a packet error rate threshold according to the traffic type identified by the identification unit, and the modulation scheme changing unit includes a packet loss rate. And / or it is comprised so that the determination for changing a modulation system may be performed according to whether the packet error rate has exceeded the threshold value changed by the said control part.
また、この発明は、通信装置が、変調方式を変更するための判定を行い、その判定結果に基づいて、適応変調を行う適応変調方法であって、通信データのトラフィックタイプを識別し、識別したトラフィックタイプに応じて、パケットロス率の閾値及び/又はパケットエラー率の閾値を変更し、パケットロス率及び/又はパケットエラー率が、変更した前記閾値を超えているか否かによって、変調方式を変更するための判定を行う。
この通信装置及び適応変調方法によれば、通信データのトラフィックタイプを識別し、識別されたトラフィックタイプに応じて、パケットロス率及び/又はパケットエラー率の閾値が変更される。このため、パケットロス率及び/又はパケットエラー率が、トラフィックタイプに応じて変更された閾値を超えているか否かによって、変調方式を変更することができるので、トラフィックタイプの種類に様々なものがあっても、そのトラフィックタイプに応じた閾値に基づいて適切に適応変調を行なうことができる。なお、前記変調方式の変更には、符号化率が変更される場合も含まれる。
In addition, the present invention is an adaptive modulation method in which a communication apparatus performs a determination for changing a modulation method and performs adaptive modulation based on the determination result, and identifies and identifies a traffic type of communication data Change the packet loss rate threshold and / or packet error rate threshold according to the traffic type, and change the modulation method depending on whether the packet loss rate and / or packet error rate exceeds the changed threshold. To make a decision.
According to this communication apparatus and adaptive modulation method, the traffic type of communication data is identified, and the threshold value of the packet loss rate and / or the packet error rate is changed according to the identified traffic type. For this reason, since the modulation scheme can be changed depending on whether the packet loss rate and / or the packet error rate exceeds the threshold value changed according to the traffic type, there are various types of traffic types. Even if it exists, adaptive modulation can be appropriately performed based on a threshold value corresponding to the traffic type. The change of the modulation scheme includes a case where the coding rate is changed.
また、前記通信装置において、前記制御部は、パケットロス率及び/又はパケットエラー率を含む複数の判定要因情報の中から、前記識別部によって識別されたトラフィックタイプに応じて前記判定に用いる判定要因情報を選択するとともに、選択された判定要因情報の閾値を、前記識別部によって識別されたトラフィックタイプに応じて決定するのが好ましい。
これによれば、トラフィックタイプの種類に様々なものがあっても、そのトラフィックタイプに応じて前記判定に用いられる判定要因情報が選択され、選択された判定要因情報の閾値が決定されるので、トラフィックタイプに応じた判定要因情報及びその閾値に基づいて、適切に適応変調を行なうことができる。
Further, in the communication apparatus, the control unit uses a determination factor used for the determination according to a traffic type identified by the identification unit from among a plurality of determination factor information including a packet loss rate and / or a packet error rate. While selecting information, it is preferable to determine the threshold value of the selected determination factor information according to the traffic type identified by the identification unit.
According to this, even if there are various types of traffic types, the determination factor information used for the determination is selected according to the traffic type, and the threshold value of the selected determination factor information is determined. Based on the determination factor information corresponding to the traffic type and its threshold value, adaptive modulation can be appropriately performed.
また、この場合において、前記制御部は、前記識別部によって識別されたトラフィックタイプが、少なくともVoIPに対応するトラフィックタイプである場合には、複数の判定要因情報の中からパケットロス率及び/又はパケットエラー率を選択するのが好ましい。
これによれば、VoIPに対応するトラフィックタイプである場合、パケットロス率及び/又はパケットエラー率が閾値を超えているか否かによって、変調方式の変更が行なわれるので、パケットロス及び/又はパケットエラーの発生が制限され、音声の途切れを防止することができる。
In this case, when the traffic type identified by the identification unit is a traffic type corresponding to at least VoIP, the control unit determines a packet loss rate and / or a packet from a plurality of pieces of determination factor information. It is preferable to select an error rate.
According to this, in the case of a traffic type corresponding to VoIP, since the modulation scheme is changed depending on whether the packet loss rate and / or the packet error rate exceeds a threshold, packet loss and / or packet error Generation is restricted, and interruption of sound can be prevented.
この発明によれば、パケットロス率及び/又はパケットエラー率が、トラフィックタイプに応じて変更された閾値を超えているか否かによって、変調方式を変更することができるので、トラフィックタイプの種類に様々なものがあっても、そのトラフィックタイプに応じた閾値に基づいて適切に適応変調を行なうことができる。この結果、様々なトラフィックタイプが存在している環境であっても、良好な使用感を得ることができる。 According to the present invention, since the modulation scheme can be changed depending on whether the packet loss rate and / or the packet error rate exceeds the threshold value changed according to the traffic type, there are various types of traffic types. However, adaptive modulation can be appropriately performed based on a threshold value corresponding to the traffic type. As a result, it is possible to obtain a good feeling of use even in an environment where various traffic types exist.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、モバイルWiMAXにおける通信システムの全体構成を示している。この通信システムは、移動端末などの端末(MS;Mobile Station)1と、この端末1の通信相手となる複数の基地局(BS;Base Station)2と、アクセス制御装置となるASN−GW(Access Service Network Gateway)3と、HA(Home Agent)4とを備えている。通常、複数(数千)の基地局2が、ASN−GW(Access Service Network Gateway)3に接続されている。また、ASN−GW3は、HA(Home Agent)4を介して、インターネットやその他のネットワークなどの上位ネットワークに接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the overall configuration of a communication system in mobile WiMAX. This communication system includes a terminal (MS; Mobile Station) 1 such as a mobile terminal, a plurality of base stations (BS; Base Station) 2 with which the
したがって、インターネット等の上位ネットワークから端末1へ送信されるパケット(ダウンリンクのデータ)は、HA4及びASN−GW3を経由して、基地局2から端末1へ送信されることになる。
ASN−GW3は、基地局2を制御するための機能を有している。端末1は、VoIP(Voice over IP)、音楽又は映像のストリーミング、データ通信及びウェブブラウジングが可能なものである。
Therefore, a packet (downlink data) transmitted from a higher network such as the Internet to the
The ASN-GW 3 has a function for controlling the
図2は、基地局2及びASN−GW3側にある制御装置5の構成を示している。なお、この実施形態では、基地局2が制御装置5を備えている構成として説明する。
制御装置5は、後述の判定要因情報に設定されている閾値に基づいて変調方式(速度)を変更する変調方式変更部31と、端末1に対して送信するパケット(ダウンリンクのパケット)のトラフィックタイプを識別する識別部32と、前記判定要因情報及びこの判定要因情報についての前記閾値を変更する制御部30と、各種情報を記憶している記憶部34とを備えている。
FIG. 2 shows the configuration of the control device 5 on the
The control device 5 includes: a modulation
前記変調方式変更部31は、前記のとおり、所定の判定要因情報に設定されている閾値に基づいて変調方式を変更することができるように構成されているが、前記判定要因情報は、変調方式変更部31が変調方式の変更(変調方式を変更するか否か)の判定に用いるための判定子であり、例えば、パケットロス率、パケットエラー率、及び、CINR(Carrier to Interference plus Noise Ratio)がある。そして、判定要因情報のそれぞれにおいて所定の閾値が設定されている。すなわち、変調方式変更部31は、パケットロス率、パケットエラー率、及び、CINR等の複数の判定要因情報のうちの少なくとも一つについての閾値に基づいて変調方式を変更する。具体的には、変調方式変更部31は、パケットロス率及び/又はパケットエラー率が閾値を超えているか否かによって、変調方式を変更するための判定を行うと共に、その判定結果に基づいて変調方式を変更する。
As described above, the modulation
前記識別部32は、端末1に対して送信するパケット(ダウンリンクのパケット)のトラフィックタイプを識別するために、DSCP(Diff Service Code Point)による識別を行う。識別部32は、記憶部34が記憶している組み合わせ情報(図3)に基づいて、トラフィックタイプを識別する。
なお、モバイルWiMAXでは、トラフィックタイプ(WiMAXでは「QoS(Quality of Service)クラス」ともいう)として、複数のクラスが定義されている。例えば、(1)VoIP(Voice over IP)などのリアルタイム系のアプリケーションに適用されるクラス、(2)音楽又は映像のストリーミングなどのアプリケーションに適用されるクラス、及び、(3)データ通信、ウェブブラウジングなどに適用されるクラスがある。
The
In Mobile WiMAX, a plurality of classes are defined as traffic types (also referred to as “QoS (Quality of Service) class” in WiMAX). For example, (1) classes applied to real-time applications such as VoIP (Voice over IP), (2) classes applied to applications such as music or video streaming, and (3) data communication and web browsing There are classes that apply.
識別部32によるトラフィックタイプの識別について具体的に説明すると、対象となるパケットがIPv4パケットである場合、識別部32は、ヘッダのTOS(Type Of Service)フィールド(8ビット)に含まれるDSCPフィールド(6ビット)を参照して、トラフィックタイプを識別することができる。
例えば、図3において、DSCPフィールド(6ビット)を参照して、上位3ビットの値が7又は6である場合、識別部32は、トラフィックタイプがVoIPであると判定し、その値が5又は4である場合、トラフィックタイプが映像であると判定し、また、その値が3又は0である場合、トラフィックタイプが(データ通信、ウェブブラウジング用の)データであると判定する。なお、前記値が2又は1である場合、制御装置5は、適応変調を行なわずに、最低速度の変調方式に固定して通信を行なう。
Specifically, the identification of the traffic type by the
For example, referring to the DSCP field (6 bits) in FIG. 3, when the value of the upper 3 bits is 7 or 6, the
また、対象となるパケットがIPv6である場合、ヘッダのTraffic classフィールド(8ビット)に含まれるDSCPフィールド(6ビット)を参照して、トラフィックタイプを識別することができる。 When the target packet is IPv6, the traffic type can be identified by referring to the DSCP field (6 bits) included in the Traffic class field (8 bits) of the header.
このように(図3のように)トラフィックタイプが定義されていることにより、パケットがいずれのトラフィックタイプに属するかについて、識別部32がパケットのDSCPフィールドを参照することで、判定できる。
そして、識別部32が識別結果としてのトラフィックタイプについての情報を出力すると、制御部30は、識別部32によって識別されたトラフィックタイプについての情報を受け取る。これにより、制御部30(判定要因情報変更部35)は、識別されたトラフィックタイプに応じて、変調方式の変更の判定に用いられる判定要因情報を変更する(判定要因情報を変更するか否かの)処理を行なう。これと共に、制御部30(閾値変更部33)は、この判定要因情報の閾値を変更する(閾値を変更するか否かの)処理を行なう。
By defining the traffic type in this way (as shown in FIG. 3), the
When the
すなわち、制御部30は、パケットロス率及び/又はパケットエラー率を含む複数の判定要因情報の中から、識別部32によって識別されたトラフィックタイプに応じて、変調方式を変更するための判定に用いる判定要因情報を選択するとともに、選択された判定要因情報の閾値を、識別部32によって識別されたトラフィックタイプに応じて決定する。
That is, the
さらに具体的に説明すると、制御部30が受け取ったトラフィックタイプについての情報がデータであった場合、制御部30は、図3の組み合わせ情報に基づいて、そのトラフィックタイプに応じて判定要因情報としてCINRを選択するとともに、(そのトラフィックタイプに応じて)このCINRについての閾値Cを決定する。この閾値Cは予め設定されている値であり、組み合わせ情報として前記記憶部34に記憶されている。そして制御部30は、変調方式変更部31に対して、判定要因情報としてCINRが選択されたこと、及び、CINRについての閾値Cの情報を出力する。
More specifically, when the information about the traffic type received by the
変調方式変更部31は、判定要因情報としてCINRが選択されたこと、及び、CINRについての閾値Cの情報を受け取ると、この変調方式変更部31は、CINRについての閾値Cに基づいて変調方式を変更する処理を行なう。このCINRの閾値Cに基づく変調方式の変更は、変調方式変更部31が有している第1変更部31aが行なう。
第1変更部31aは、端末1におけるパラメータとして端末1での所定時間内におけるCINR(以下、受信CINRという)の確率分布を取得する。つまり、複数フレーム(例えば5〜10フレーム)分の受信CINRの確率分布を取得する。第1変更部31aは、端末1におけるこの受信CINRについての情報を、アップリンクにより取得することができる。第1変更部31aは、この確率分布に基づいて変調方式の変更用の変更用CINRを求める。
When the modulation
The first changing
第1変更部31aは、変更用CINRとして、例えば受信CINRの平均値(以下、平均CINRという)を求める。前記所定時間内において取得した複数の受信CINRの値をX1,X2,X3・・・とし、その値の発生回数をY1,Y2,Y3・・・とすると、平均CINRは、演算{(X1×Y1+X2×Y2+X3×Y3+・・・+Xn×Yn)/(Y1+Y2+Y3+・・・+Yn)}によって求められる。なお、nは、所定時間内に取得した受信CINRの数である。また、この処理において、発生回数が所定値以下(例えば2回以下)である場合、その受信CINRについて、平均CINRの算出のために含めないようにしてもよい。また、変更用CINRの取得手段はこれ以外であってもよい。
The first changing
このように所定時間内の受信CINRの確率分布に基づいて変更用CINRを求めるのは、WiMAXの場合、受信CINRが大幅にかつランダムに常に変動しているためであり、受信CINRの値を取得する毎に、これに基づいて変調方式を変更することは煩雑となり、適さないためである。 The reason for obtaining the change CINR based on the probability distribution of the received CINR within a predetermined time is that, in the case of WiMAX, the received CINR constantly varies greatly and randomly, and the value of the received CINR is obtained. This is because it is complicated and unsuitable to change the modulation system based on this every time.
第1変更部31aが変更用CINR(平均CINR)を求めると、この値及び図4に示している変調方式対応関係についての第1情報に基づいて、第1変更部31aは変調方式を変更することができる。この第1情報は予め設定されたものであり記憶部34が記憶している。なお、第1変更部31が行なう変調方式の変更には、符号化率の変更が含まれる。変調方式と符号化率との組み合わせによって通信速度は変化するものであり、第1情報は、異なる速度である複数の変調方式(符号化率を含む)と、これに対応する変更用CINRの閾値C(変更用CINRの範囲)との関係についての情報である。
When the first changing
例えば、取得した変更用CINR(平均CINR)の値が、閾値20以下であり閾値15を越えている場合、第1変更部31aは、変調方式を16QAM 3/4とする。そして、次の所定時間内における変更用CINRの値が閾値15以下であり閾値10を越えている場合、第1変更部31aは、変調方式を16QAM 1/2に変更する。さらに、次の所定時間内における変更用CINRの値が閾値20を越えている場合、第1変更部31aは、変調方式を64QAM 1/2に変更する。
そして、第1変更部31aは端末1に対して変調方式を変更する旨の情報を送信する。
For example, when the acquired value of CINR for change (average CINR) is equal to or less than the
Then, the first changing
また、前記識別部32から制御部30が受け取ったトラフィックタイプについての情報が、図3において、VoIPであった場合、制御部30は、図3の組み合わせ情報に基づいて、そのトラフィックタイプに応じて判定要因情報としてパケットロス率とパケットエラー率とのうちの少なくとも一方を選択すると共に、(そのトラフィックタイプに応じて)選定されたパケットロス率の閾値A(Ad及びAu)及び/又はパケットエラー率の閾値A(Ad及びAu)を決定する。そして制御部30は、変調方式変更部31に対して、判定要因情報としてパケットロス率(パケットエラー率)が選択されたこと、及び、その閾値Aについての情報を出力する。
Further, when the information about the traffic type received by the
変調方式変更部31は、判定要因情報としてパケットロス率(パケットエラー率)が選択されたこと、及び、その閾値についての情報を受け取ると、変調方式変更部31は、パケットロス率(パケットエラー率)の閾値Aに基づいて変調方式を変更することができる。このパケットロス率(パケットエラー率)の閾値Aに基づく変調方式の変更は、変調方式変更部31が有している第2変更部31bが行なう。
When the modulation
また、前記識別部32から制御部30が受け取ったトラフィックタイプについての情報が、図3において、映像であった場合、制御部30は、図3の組み合わせ情報に基づいて、判定要因情報としてパケットロス率とパケットエラー率とのうちの少なくとも一方を選択すると共に、その選択されたパケットロス率及び/又はパケットエラー率についての(VoIP用の前記閾値Aとは異なる)閾値B(Bd及びBu)を決定する。そして制御部30は、変調方式変更部31に対して、判定要因情報としてパケットロス率(パケットエラー率)が選択されたこと、及び、その閾値Bについての情報を出力する。
If the information about the traffic type received by the
変調方式変更部31は、判定要因情報としてパケットロス率(パケットエラー率)が選択されたこと、及び、その閾値Bについての情報を受け取ると、変調方式変更部31は、パケットロス率(パケットエラー率)の閾値Bに基づいて変調方式を変更することができる。このパケットロス率(パケットエラー率)の閾値Bに基づく変調方式の変更は、変調方式変更部31が有している第2変更部31bが行なう。
When receiving the information about the packet loss rate (packet error rate) being selected as the determination factor information and the threshold value B, the modulation
図5は、第2変更部31bが変調方式の変更を行なう操作のフロー図である。なお、以下において、トラフィックタイプがVoIPであって、判定要因情報としてパケットロス率(及び/又はパケットエラー率)が選択され、その閾値A(Ad及びAu)が決定された場合について説明する。
第2変更部31bは、端末1におけるパラメータとしてパケットロス率(及び/又はパケットエラー率)を取得する(ステップS1)。このパケットロス率(パケットエラー率)は、基地局2と端末1との間における送受信パケット数から求めることができ、端末1での受信パケット数は、第2変更部31bがアップリンクにより取得することができる。なお、このパケットロス率は、所定時間内における送受信パケット数から求めることができ、例えば、複数フレーム(例えば5〜10フレーム)についての送受信パケット数から求めることができる。
FIG. 5 is a flowchart of an operation in which the second changing
The second changing
そして、第2変更部31bは、取得したパケットロス率と現在の変調方式における第1閾値Adとの比較(大小の判定)を行なう(ステップS2)。この第1閾値Ad及び後述する第2閾値Auは、変調方式対応関係についての第2情報(図6参照)内に予め設定されており、この第2情報は前記記憶部34に記憶されている。また、第1閾値Ad(Ad1〜Ad7)は、変調方式(通信速度)を下げるか否かについての判定を行なうための閾値である。なお、第1閾値Ad(Ad1〜Ad7)は、複数の変調方式において全てが同じであってもよいが、一部又は全てが異なっていてもよい。
Then, the second changing
さらに、第2変更部31bは、前記判定を行なうとともに、現在の変調方式が、第2情報内の内で、最小速度のものであるか否かについての判定を行なう(図2のステップS3)。つまり、図6において、現在の変調方式がQPSK 1/2であるか否かの判定を行なう。さらに、第2変更部31bは、現在の変調方式が、最大速度のものであるか否かについての判定を行なう機能も有している(後述する図5のステップS13)。つまり、図6において、現在の変調方式が64QAM 5/6であるか否かの判定を行なう。
Further, the second changing
さらに、第2変更部31bは、現在の変調方式から速度を下げる方向に変調方式を変更する必要があると判定した場合に、その変更手段(変更方法)の選択を行なう機能を有している(ステップS4)。また、第2変更部31bは、現在の変調方式から速度を上げる方向に変調方式を変更する必要があると判定した場合に、その変更手段の選択を行なう機能も有している(後述する図5のステップS14)。この変更手段の選択については後に説明する。
Further, the second changing
図5のステップS2において、パラメータとして取得したパケットロス率が現在の変調方式の第1閾値Adよりも大きいと、第2変更部31bが判定した場合(ステップS2においてYesの場合)であって、現在の変調方式の速度が最小速度のものではない場合(ステップS3においてNoの場合)、第2変更部31bは、速度を下げる変更手段を選択して(ステップS4)、通信速度を下げる方向に変調方式を変更する(ステップS5)。
In step S2 of FIG. 5, when the
なお、ステップS3において、現在の変調方式の速度が最小速度のものである場合(ステップS3でYesの場合)、速度を下げる方向に変調方式を変更することはできないため、第2変更部31bは、変調方式を変更せずにステップS1に戻る。
In step S3, when the speed of the current modulation method is the minimum speed (Yes in step S3), the modulation method cannot be changed in the direction of decreasing the speed, so the second changing
第2変更部31bによる、速度を下げる変更手段の選択(ステップS4)は、例えば予め複数種類の変更手段が用意されており、第2変更部31bが、取得したパラメータ(パケットロス率等)に基づいてこの複数のうちの一つを選択することにより行なわれる。変更手段としては、例えば、図6において変調方式を一つずつ(一段階ずつ)下げる手段や、最も低速である変調方式に下げてから変調方式を上げるための処理(後述するステップS12以降の手段)がその後行なわれる手段等がある。これら変更手段は、記憶部34によってプログラムとして記憶されており、第2変更部31bがいずれか一つを選択して実行する。
For the selection of the changing means for reducing the speed (step S4) by the second changing
また、ステップS2において、取得したパケットロス率が現在の変調方式の第1閾値Ad以下であると、第2変更部31bが判定した場合(ステップS2においてNoの場合)、第2変更部31bは、そのパケットロス率と現在の変調方式の第2閾値Auとの比較(大小の判定)を行なう(ステップS12)。
このステップS12において、パケットロス率が現在の変調方式における第2閾値Au以上である場合(ステップS12でNoの場合)、第2変更部31bは、変調方式を変更せずにステップS1に戻る。第2閾値Auは、変調方式(通信速度)を上げるか否かについての判定を行なうための閾値である。第2閾値Au(図6のAu1〜Au7)は、全て同じであってもよいが、一部又は全てが異なっていてもよい。
Further, when the second changing
In step S12, when the packet loss rate is equal to or greater than the second threshold value Au in the current modulation method (No in step S12), the second changing
また、図6に示しているように、高速から低速へと順番に並べた複数の変調方式についての第2情報において、ある(現在の)変調方式(例えば16QAM 3/4)から次の変調方式(16QAM 1/2)へと一段速度を下げるための第1閾値Ad(例えばAd4)と、当該次の変調方式(16QAM 1/2)から当該ある変調方式(16QAM 3/4)へと一段速度を上げるための第2閾値Au(例えばAu5)とは、同じであってもよいが、異なるようにしてもよい。これら閾値を異ならせる場合、第1閾値Ad(Ad4)を第2閾値Au(Au5)よりも小さくするのが好ましい。
Also, as shown in FIG. 6, in the second information about a plurality of modulation schemes arranged in order from high speed to low speed, from a certain (current) modulation scheme (for example, 16QAM 3/4) to the next modulation scheme A first threshold value Ad (for example, Ad4) for reducing the one-step speed to (
また、ステップS12において、取得したパケットロス率が第2閾値Auよりも小さいと、第2変更部31bが判定した場合(ステップS12でYesの場合)であって、現在の変調方式の速度が最大速度のものではない場合(ステップS13においてNoの場合)、第2変更部31bは、速度を上げる変更手段を選択して(ステップS14)、通信速度を下げる方向に変調方式を変更する(ステップS15)。
そして、第2変更部31bは端末1に対して変調方式を変更する旨の情報を送信する。
Also, in step S12, when the acquired packet loss rate is smaller than the second threshold value Au, the second changing
Then, the second changing
なお、ステップS13において、現在の変調方式が最大速度のものである場合(ステップS13でYesの場合)、通信速度を上げる方向に変調方式を変更することはできないため、第2変更部31bは、変調方式を変更せずにステップS1に戻る。 In step S13, if the current modulation method is the maximum speed (Yes in step S13), the modulation method cannot be changed in the direction of increasing the communication speed. The process returns to step S1 without changing the modulation method.
第2変更部31bによる、速度を上げる変更手段の選択は、速度を下げるための前記変更手段の選択と同様であり、例えば予め複数種類の変更手段が用意されており、第2変更部31bが、取得したパラメータ(パケットロス率等)に基づいてこの複数のうちの一つを選択することにより行なわれる。変更手段としては、例えば、図6において変調方式を一つずつ(一段階ずつ)上げる手段や、最も高速である変調方式に上げてから変調方式を下げるための処理(ステップS2以降の手段)がその後行なわれる手段等がある。これら変更手段は、記憶部34によってプログラムとして記憶されており、第2変更部31bがいずれか一つを選択して、これを実行する。
The selection of the changing unit for increasing the speed by the second changing
以上の適応変調方法について具体的に説明すると、図6において、現在の変調方式が64QAM 1/2である場合、第2変更部31bは、第1閾値Ad3と、パラメータとして取得したパケットロス率とを比較し、パケットロス率が第1閾値Ad3よりも大きいと判定した場合、変調方式(速度)を下位のもの(16QAM 3/4)に変更する。このように変調方式を変更することで、パケットロス率を低減させることが可能となる。なお、これは、変調方式を一つずつ(一段階ずつ)下げる変更手段を選択した場合である。
The above adaptive modulation method will be specifically described. In FIG. 6, when the current modulation scheme is
また、現在の変調方式が16QAM 3/4である場合に、第2変更部31bは、取得したパケットロス率が第1閾値Ad4以下であると判定し、また、第2閾値Au4と、当該取得したパケットロス率とを比較し、そのパケットロス率が第2閾値Au4よりも小さいと判定した場合、変調方式を速度について上位のもの(64QAM 1/2)に変更する。なお、これは、変調方式を一つずつ(一段階ずつ)上げる変更手段を選択した場合である。
また、一つの変調方式(例えば16QAM 3/4)において、第1閾値Ad(Ad4)は、第2閾値Au(Au4)よりも大きい値として設定されている。
In addition, when the current modulation scheme is 16QAM 3/4, the second changing
In one modulation scheme (for example, 16QAM 3/4), the first threshold value Ad (Ad4) is set to a value larger than the second threshold value Au (Au4).
以上のように、この制御装置(通信装置)5によって行なわれる適応変調方法は、変調方式を変更するための判定要因情報(例えば、パケットロス率、パケットエラー率、及び、CINR等)に設定されている閾値に基づいて適応変調を行なう方法であって、制御装置5は、通信データのトラフィックタイプを識別し、識別したトラフィックタイプに応じて、変調方式の変更の判定に用いられる前記判定要因情報及び前記閾値を変更し、変更された閾値に基づいて変調方式を変更することにより行なわれる。
具体的には、制御装置(通信装置)5が、変調方式を変更するための判定を行い、その判定結果に基づいて、適応変調を行う適応変調方法であって、通信データのトラフィックタイプを識別し、識別したトラフィックタイプに応じて、パケットロス率の閾値及び/又はパケットエラー率の閾値を変更し、パケットロス率及び/又はパケットエラー率が、変更した前記閾値を超えているか否かによって、変調方式を変更するための判定を行い、その判定結果に基づいて、適応変調を行うことにより行なわれる。
As described above, the adaptive modulation method performed by the control device (communication device) 5 is set to determination factor information (for example, packet loss rate, packet error rate, CINR, etc.) for changing the modulation method. The control device 5 identifies the traffic type of the communication data, and the determination factor information used for determining the change of the modulation method according to the identified traffic type. The threshold value is changed, and the modulation scheme is changed based on the changed threshold value.
Specifically, the control device (communication device) 5 performs a determination for changing the modulation method and, based on the determination result, an adaptive modulation method that performs adaptive modulation, and identifies the traffic type of communication data Depending on the identified traffic type, the packet loss rate threshold and / or the packet error rate threshold is changed, and whether the packet loss rate and / or the packet error rate exceeds the changed threshold, The determination for changing the modulation method is performed, and adaptive modulation is performed based on the determination result.
そして、この実施の形態であるWiMAXでは、上位ネットワークとしてインターネット等が用いられる広帯域無線アクセスシステムであるため、通信対象となるトラフィックタイプには様々なものがある。
したがって、この発明の通信装置及び適応変調方法によれば、通信対象となるトラフィックタイプに応じて変調方式の変更の判定に用いられる判定要因情報(パケットロス率及び/又はパケットエラー率)及びその閾値が変更され、変更された判定要因情報及びその閾値に基づいて変調方式を変更するため、トラフィックタイプの種類に様々なものがあっても、そのトラフィックタイプに応じた判定要因情報及びその閾値に基づいて適応変調を行なうことができる。
And since WiMAX which is this embodiment is a broadband wireless access system in which the Internet or the like is used as an upper network, there are various types of traffic to be communicated.
Therefore, according to the communication apparatus and the adaptive modulation method of the present invention, determination factor information (packet loss rate and / or packet error rate) used for determination of modulation scheme change according to the traffic type to be communicated and its threshold value Is changed, and the modulation scheme is changed based on the changed determination factor information and the threshold value. Therefore, even if there are various types of traffic types, the determination factor information corresponding to the traffic type and the threshold value are used. Adaptive modulation can be performed.
具体的には、制御装置5が備えている制御部30は、通信対象となる複数のトラフィックタイプのうち、前記識別部によって識別されたトラフィックタイプが、許容されるデータ誤りが比較的小さいトラフィックタイプ(リアルタイム性が必要とされる(リアルタイム性が要求される)トラフィックタイプ)である場合には、すなわち、少なくともVoIPに対応するトラフィックタイプである場合には、判定要因情報としてパケットロス率及び/又はパケットエラー率が用いられるように変更され、このパケットロス率及び/又はパケットエラー率について判定するための閾値についても変更される。また、制御部30は、通信対象となる複数のトラフィックタイプのうち、許容されるデータ誤りが比較的大きいトラフィックタイプ(リアルタイム性が要求されないトラフィックタイプ)では、判定要因情報としてCINR(受信品質;受信感度)が用いられるように変更され、このCINRについて判定するための閾値についても変更される。なお、通信対象となるトラフィックタイプが、許容されるデータ誤りが比較的大きいものである場合に、判定要因情報としてCINRを用いたが、これ以外の受信品質であってもよい。この受信品質は信号雑音比であり、具体的にはCINRの他にCNRがある。
Specifically, the
これにより、通信対象となるトラフィックタイプが、許容されるデータ誤りが比較的小さいものである場合、すなわち、リアルタイム性が必要とされるVoIP又は映像である場合、パケットロス率及び/又はパケットエラー率についての閾値A又は閾値B(図3参照)に基づいて、変調方式変更部31が変調方式を変更することができる。このため、パケットロス及び/又はパケットエラーの発生を制限することができ、この結果、遅延とデータ誤りを抑え、通信品質が確保され、音声、映像が乱れたり途切れたりするのを防ぐことができる。
As a result, when the traffic type to be communicated is such that the allowable data error is relatively small, that is, VoIP or video that requires real-time characteristics, the packet loss rate and / or the packet error rate Based on the threshold value A or the threshold value B (see FIG. 3), the modulation
一方、通信対象となるトラフィックタイプが、許容されるデータ誤りが比較的大きいものである場合、すなわち、リアルタイム性がさほど必要とされない(データ通信、ウェブブラウジング用の)データである場合、CINRについての閾値C(図3参照)に基づいて、変調方式変更部31が変調方式を変更することができる。このため、データ誤りを防止することができる。
また、トラフィックタイプがデータでありTCP伝送が用いられる場合では、一定量のパケットロスやパケットエラーが発生しても、リアルタイム性はさほど問題とならなため、情報の再送を行なえばよい。
On the other hand, if the traffic type to be communicated is a data error that is relatively large, that is, data that does not require much real-time performance (for data communication and web browsing), the CINR Based on the threshold value C (see FIG. 3), the modulation
In addition, when the traffic type is data and TCP transmission is used, even if a certain amount of packet loss or packet error occurs, real-time performance does not matter so much, and information may be retransmitted.
また、この発明の通信装置は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。例えば、前記実施形態では、適応変調を行なう通信装置(制御装置5)を基地局2として説明したが、制御装置5が備えている識別部32、閾値変更部33、変調方式変更部31及び記憶部34のうちの少なくとも一つ又は全部をASN−GW3に設けてもよい。
また、変調方式の変更の判定に用いられる判定要因情報として、パケットロス率及び/又はパケットエラー率を含むのが好ましいが、他のものを含めることができ、例えば、パケットの再送回数、RSSI(Receive Signal Strength Indication)であってもよい。
In addition, the communication device of the present invention is not limited to the illustrated form, and may be of another form within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the communication device (control device 5) that performs adaptive modulation has been described as the
Further, the determination factor information used for determining the change of the modulation scheme preferably includes a packet loss rate and / or a packet error rate. However, other information can be included, for example, the number of packet retransmissions, RSSI ( Receive Signal Strength Indication).
また、前記実施形態では、ダウンリンクのための適応変調を行なう場合として説明したが、アップリンクのための適応変調を行なう場合も、前記実施形態と同様の適応変調方法を採用することができる。この場合、基地局2におけるパラメータ(基地局2における受信CINR、送受信パケット数)が利用されて処理が行なわれる。 Moreover, although the said embodiment demonstrated as the case where the adaptive modulation for downlink was performed, also when performing the adaptive modulation for uplink, the adaptive modulation method similar to the said embodiment is employable. In this case, processing is performed using parameters in the base station 2 (received CINR and number of transmitted / received packets in the base station 2).
1 端末
2 基地局
3 ASN−GW
5 制御装置
30 制御部
31 変調方式変更部
32 識別部
1
5
Claims (4)
変調方式を変更するための判定を行い、その判定結果に基づいて、変調方式を変更する変調方式変更部と、
通信データのトラフィックタイプを識別する識別部と、
前記識別部によって識別されたトラフィックタイプに応じて、パケットロス率の閾値及び/又はパケットエラー率の閾値を変更する制御部と、
を備え、
前記変調方式変更部は、パケットロス率及び/又はパケットエラー率が、前記制御部によって変更された閾値を超えているか否かによって、変調方式を変更するための判定を行うよう構成されていることを特徴とする通信装置。 A communication device that performs adaptive modulation,
A determination for changing the modulation method is performed, and a modulation method changing unit for changing the modulation method based on the determination result;
An identification part for identifying a traffic type of communication data;
A control unit that changes a packet loss rate threshold and / or a packet error rate threshold according to the traffic type identified by the identification unit;
With
The modulation scheme changing unit is configured to make a determination for changing the modulation scheme depending on whether a packet loss rate and / or a packet error rate exceeds a threshold value changed by the control unit. A communication device characterized by the above.
パケットロス率及び/又はパケットエラー率を含む複数の判定要因情報の中から、前記識別部によって識別されたトラフィックタイプに応じて前記判定に用いる判定要因情報を選択するとともに、
選択された判定要因情報の閾値を、前記識別部によって識別されたトラフィックタイプに応じて決定する
ことを特徴とする請求項1記載の通信装置。 The controller is
From among a plurality of determination factor information including a packet loss rate and / or a packet error rate, selecting the determination factor information used for the determination according to the traffic type identified by the identification unit,
The communication apparatus according to claim 1, wherein a threshold value of the selected determination factor information is determined according to a traffic type identified by the identification unit.
通信データのトラフィックタイプを識別し、識別したトラフィックタイプに応じて、パケットロス率の閾値及び/又はパケットエラー率の閾値を変更し、パケットロス率及び/又はパケットエラー率が、変更した前記閾値を超えているか否かによって、変調方式を変更するための判定を行うことを特徴とする適応変調方法。 A communication device performs a determination for changing a modulation scheme, and is an adaptive modulation method for performing adaptive modulation based on the determination result,
The traffic type of the communication data is identified, the threshold of the packet loss rate and / or the packet error rate is changed according to the identified traffic type, and the packet loss rate and / or the packet error rate is changed to the changed threshold value. An adaptive modulation method, characterized in that a determination for changing a modulation method is performed depending on whether or not the frequency exceeds the limit.
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