JP5478420B2 - Wireless communication apparatus and data rate control method - Google Patents
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Description
本発明は、送信側において送信信号のデータレートを制御することにより、受信側において受信信号の品質を一定レベル以上に保つ技術に関する。 The present invention relates to a technique for maintaining the quality of a received signal at a certain level or higher on the receiving side by controlling the data rate of the transmitting signal on the transmitting side.
マルチレートをサポートする無線通信では、伝搬路の電波環境に応じて送信パケットのデータレートを送信側で適応制御することにより、受信側において受信信号の品質を一定以上に保つことができる。例えば、伝搬路の電波環境が劣悪な場合は低いデータレートでパケットを送信することで安定した無線通信を確保し、伝搬路の電波環境が良好な場合は高いデータレートでパケットを送信することで高速無線通信を実現することができる。 In wireless communication that supports multi-rate, the quality of the received signal can be kept above a certain level on the receiving side by adaptively controlling the data rate of the transmission packet on the transmitting side according to the radio wave environment of the propagation path. For example, when the radio wave environment of the propagation path is poor, stable wireless communication is ensured by transmitting packets at a low data rate, and when the radio wave environment of the propagation path is good, packets are transmitted at a high data rate. High-speed wireless communication can be realized.
このようなデータレートの適応制御を実現するためには、電波環境を推定する必要がある。電波環境の推定には、PER(Packet Error Rate)等のデータのエラーレートを用いる方式や、RSSI(Received Signal Strength Indicator)やSNR(Signal to Noise ratio)等の受信信号の状態を示す情報を用いる方式等が知られている。 In order to realize such data rate adaptive control, it is necessary to estimate the radio wave environment. For estimation of the radio wave environment, a method using an error rate of data such as PER (Packet Error Rate) or information indicating a received signal state such as RSSI (Received Signal Strength Indicator) or SNR (Signal to Noise ratio) is used. The method is known.
例えば、下記の非特許文献1には、受信側でPERが所定値未満の場合に、送信側でデータレートを上げ、受信側でPERが所定値よりも大きい場合に、送信側でデータレートを下げる技術が開示されている。例えばPERが10-3よりも大きくなった場合にデータレートを下げ、例えばPERが10-5以下になった場合にデータレートを上げる制御を行うことが考えられる。
For example, in
また、下記の特許文献2には、PERを一定値以下に抑えることができるデータレートを、SNRに対応付けたテーブルを作成し、受信側で測定したSNRに応じて送信側でデータレートを制御する技術が開示されている。 Further, in Patent Document 2 below, a table in which the data rate that can suppress the PER to a certain value or less is created in association with the SNR, and the data rate is controlled on the transmission side according to the SNR measured on the reception side. Techniques to do this are disclosed.
ところで、上記非特許文献1の技術では、例えばPERが10-3よりも大きくになったか否かの判定は103個の受信パケット毎にエラーパケットの個数を測定することで判定することが可能であるが、例えばPERが10-5以下になったか否かの判定を行うためには、少なくとも105個の受信パケットを受信する必要がある。そのため、電波環境が良好になっても、データレートを上げるまでに時間がかかることになる。
By the way, in the technique of
また、SNRの測定は、PERの測定に比べてそれほど時間を要しないが、受信機の性能は機器毎に全く同一ではないため、PERを所定値以下に抑えることができるSNRの値は、機器毎に異なる場合がある。そのため、予め設定されたSNRとデータレートの関係を示すテーブルを参照して、測定されたSNRの値に対応するデータレートでデータを送信したとしても、受信側でPERが所定値を超えてしまう場合がある。 In addition, the SNR measurement does not require much time as compared with the PER measurement. However, since the performance of the receiver is not exactly the same for each device, the SNR value that can suppress the PER to a predetermined value or less is Each may be different. Therefore, even if data is transmitted at a data rate corresponding to the measured SNR value with reference to a table showing a relationship between a preset SNR and a data rate, the PER exceeds a predetermined value on the receiving side. There is a case.
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、データレートを制御することでPERを所定値以下に抑える通信システムにおいて、受信機毎の特性のばらつきを抑えることができると共に、データレートの上昇判定を迅速に行うことができるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to suppress variations in characteristics among receivers in a communication system that controls PER to a predetermined value or less by controlling a data rate. At the same time, it is intended to make it possible to quickly determine the increase in data rate.
上記課題を解決するために、本発明では、データレートを制御することで受信信号の品質を一定レベル以上に保つ通信システムにおいて、受信データのエラーレートを用いてデータレートの下降判定を行い、受信信号強度を用いてデータレートの上昇判定を行う。 In order to solve the above problems, in the present invention, in a communication system that maintains the quality of a received signal at a certain level or more by controlling the data rate, a data rate decrease determination is performed using an error rate of received data, and reception is performed. An increase determination of the data rate is performed using the signal strength.
例えば、本発明の第一の態様は、受信信号の品質を一定レベル以上に保つために、データレートを制御する無線通信システムに用いられる無線通信装置であって、
受信信号強度を示す情報に対応付けて、当該強度において受信したデータのエラーレートが予め定められた閾値未満となるために許容されるデータレートを示す許容レートを格納する許容レート情報格納部と、
通信相手となる送信側の他の無線通信装置から受信した信号に含まれるデータのエラーレートを算出するエラーレート算出部と、
前記エラーレートが前記閾値よりも大きい場合に、データレートを下げる指示を示す下降信号を出力する下降判定部と、
前記エラーレートが前記閾値以下である場合に、現在の受信信号強度に対応付けられている許容レートを前記許容レート情報格納部から抽出し、抽出した許容レートが現在のデータレートよりも高い場合に、現在のデータレートを上げる指示を示す上昇信号を出力する上昇判定部と、
前記下降判定部から下降信号が出力された場合に、当該通信システムにおいて現在のデータレートよりも低いデータレートによる通信がサポートされていれば、当該下降信号を前記送信側の他の無線通信装置へ送信し、前記上昇判定部から上昇信号が出力された場合に、当該通信システムにおいて現在のデータレートよりも高いデータレートによる通信がサポートされていれば、当該上昇信号を前記送信側の他の無線通信装置へ送信するレート制御信号送信部と、
指示されたデータレートで、通信相手となる受信側の他の無線通信装置へデータを送信する送信部と、
前記受信側の他の無線通信装置から下降信号を受信した場合に、現在のデータレートよりも低いデータレートを前記送信部に指示し、前記受信側の他の無線通信装置から上昇信号を受信した場合に、現在のデータレートよりも高いデータレートを前記送信部に指示するデータレート制御部と
を備え、
前記レート制御信号送信部は、
前記下降判定部から下降信号が出力された場合に、当該下降信号が出力されてから予め定められた期間が経過するまでは、前記上昇判定部から上昇信号が出力されても、当該上昇信号を、前記送信側の他の無線通信装置へ送信することなく破棄する、
ことを特徴とする無線通信装置を提供する。
For example, a first aspect of the present invention is a wireless communication apparatus used in a wireless communication system for controlling a data rate in order to keep the quality of a received signal at a certain level or more,
In association with information indicating the received signal strength, an allowable rate information storage unit that stores an allowable rate indicating a data rate that is allowed for an error rate of data received at the strength to be less than a predetermined threshold;
An error rate calculation unit for calculating an error rate of data included in a signal received from another wireless communication device on the transmission side as a communication partner;
A lowering determination unit that outputs a lowering signal indicating an instruction to lower the data rate when the error rate is greater than the threshold;
When the error rate is equal to or lower than the threshold, an allowable rate associated with the current received signal strength is extracted from the allowable rate information storage unit, and the extracted allowable rate is higher than the current data rate. A rising determination unit that outputs a rising signal indicating an instruction to increase the current data rate;
When a down signal is output from the down determination unit, if communication at a data rate lower than the current data rate is supported in the communication system, the down signal is transmitted to the other wireless communication device on the transmission side. When the rising signal is transmitted from the rising determination unit and the communication system supports communication at a data rate higher than the current data rate, the rising signal is transmitted to the other radio on the transmitting side. A rate control signal transmitter for transmitting to the communication device;
A transmission unit that transmits data to another wireless communication device on the receiving side that is a communication partner at an instructed data rate;
When a down signal is received from another wireless communication device on the receiving side, the transmitter is instructed to send a data rate lower than the current data rate, and an up signal is received from the other wireless communication device on the receiving side A data rate control unit for instructing the transmission unit to a data rate higher than a current data rate ,
The rate control signal transmitter is
When a descending signal is output from the descending determination unit, the rising signal is output even if an ascending signal is output from the ascent determining unit until a predetermined period elapses after the descending signal is output. , Discard without transmitting to another wireless communication device on the transmission side,
To provide a radio communication apparatus according to claim and this.
また、本発明の第二の態様は、受信信号の品質を一定レベル以上に保つために、データレートを制御する無線通信システムに用いられる無線通信装置のデータレート制御方法であって、
前記無線通信装置は、
受信信号強度を示す情報に対応付けて、当該強度において受信したデータのエラーレートが予め定められた閾値未満となるために許容されるデータレートを示す許容レートを格納する許容レート情報格納部を備え、
通信相手となる送信側の他の無線通信装置から受信した信号に含まれるデータのエラーレートを算出するエラーレート算出ステップと、
前記エラーレートが前記閾値よりも大きい場合に、データレートを下げる指示を示す下降信号を出力する下降判定ステップと、
前記エラーレートが前記閾値以下である場合に、現在の受信信号強度に対応付けられている許容レートを前記許容レート情報格納部から抽出し、抽出した許容レートが現在のデータレートよりも高い場合に、現在のデータレートを上げる指示を示す上昇信号を出力する上昇判定ステップと、
前記下降判定において下降信号を出力した場合に、当該通信システムにおいて現在のデータレートよりも低いデータレートによる通信がサポートされていれば、当該下降信号を前記送信側の他の無線通信装置へ送信し、前記上昇判定ステップにおいて上昇信号を出力した場合に、当該通信システムにおいて現在のデータレートよりも高いデータレートによる通信がサポートされていれば、当該上昇信号を前記送信側の他の無線通信装置へ送信するレート制御信号送信ステップと、
通信相手となる受信側の他の無線通信装置から下降信号を受信した場合に、現在のデータレートよりも低いデータレートでデータを送信し、前記受信側の他の無線通信装置から上昇信号を受信した場合に、現在のデータレートよりも高いデータレートでデータを送信する送信ステップと
を実行し、
前記レート制御信号送信ステップにおいては、
前記下降判定において下降信号が出力された場合に、当該下降信号が出力されてから予め定められた期間が経過するまでは、前記上昇判定において上昇信号が出力されても、当該上昇信号を、前記送信側の他の無線通信装置へ送信することなく破棄する、
ことを特徴とするデータレート制御方法を提供する。
A second aspect of the present invention is a data rate control method for a radio communication device used in a radio communication system for controlling a data rate in order to keep the quality of a received signal at a certain level or more,
The wireless communication device
Corresponding to information indicating the received signal strength, an allowable rate information storage unit for storing an allowable rate indicating a data rate allowed for an error rate of data received at the strength to be less than a predetermined threshold is provided. ,
An error rate calculation step for calculating an error rate of data included in a signal received from another wireless communication device on the transmission side as a communication partner;
A descent determination step of outputting a descent signal indicating an instruction to lower the data rate when the error rate is greater than the threshold;
When the error rate is equal to or lower than the threshold, an allowable rate associated with the current received signal strength is extracted from the allowable rate information storage unit, and the extracted allowable rate is higher than the current data rate. A rising determination step for outputting a rising signal indicating an instruction to increase the current data rate;
When the down signal is output in the down determination, if the communication system supports communication at a data rate lower than the current data rate, the down signal is transmitted to the other wireless communication device on the transmission side. When the rising signal is output in the rising determination step, if communication at a data rate higher than the current data rate is supported in the communication system, the rising signal is transmitted to the other wireless communication device on the transmission side. A rate control signal transmission step for transmitting;
When a down signal is received from another wireless communication device on the receiving side that is the communication partner, data is transmitted at a data rate lower than the current data rate, and an up signal is received from the other wireless communication device on the receiving side. A transmission step of transmitting data at a data rate higher than the current data rate ,
In the rate control signal transmission step,
When a downward signal is output in the downward determination, the upward signal is output even if an upward signal is output in the upward determination until a predetermined period elapses after the downward signal is output. Discard without sending to other wireless communication devices on the sending side,
Providing data rate control wherein the this.
本発明の無線通信装置によれば、データレートを制御することでPERを所定値以下に抑える通信システムにおいて、受信機毎の特性のばらつきを抑えることができると共に、データレートの上昇判定を迅速に行うことができる。 According to the wireless communication apparatus of the present invention, in a communication system that controls the data rate to keep the PER below a predetermined value, it is possible to suppress variations in characteristics of each receiver and to quickly determine the increase in the data rate. It can be carried out.
まず、本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る通信システム10の構成の一例を示すシステム構成図である。通信システム10は、複数の機器11を有する。それぞれの機器11は、例えば宅内等に設けられ、内蔵する無線通信装置20を用いて互いに無線通信する。
FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating an example of a configuration of a communication system 10 according to an embodiment of the present invention. The communication system 10 includes a plurality of
図2は、第1の実施形態においてそれぞれの機器11に内蔵される無線通信装置20の詳細な機能構成の一例を示すブロック図である。無線通信装置20は、PER算出部21、下降判定部22、上昇判定部23、許容レート情報格納部24、デコーダ25、レート制御信号送信部26、無線部27、データレート制御部28、およびエンコーダ29を有する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a detailed functional configuration of the wireless communication device 20 built in each
なお、図2において、無線通信装置20aは、データを送受信する2台の機器11において受信側に設けられる無線通信装置20を示しており、無線通信装置20a内において破線で示したブロックは、受信側として動作する場合には機能しないブロックを示している。同様に、無線通信装置20bは、送信側に設けられる無線通信装置20を示しており、無線通信装置20b内において破線で示したブロックは、送信側として動作する場合には機能しないブロックを示している。
In FIG. 2, the
まず、受信側として動作する場合の無線通信装置20aについて説明する。無線部27は、アンテナを介して受信した電波を復調してデコーダ25に供給すると共に、エンコーダ29から受け取った信号を変調してアンテナを介して送信する。また、無線部27は、RSSIを測定し、測定したRSSIを示す情報を上昇判定部23に提供する。
First, the
デコーダ25は、無線部27から受け取った信号に誤り訂正等を施して復号し、復号したデータを機器11へ供給する。また、デコーダ25は、データパケットを受信する都度、データパケットを受信した旨、および、当該データパケットがエラーパケットであるか否かを示す情報を、PER算出部21に提供する。また、デコーダ25は、現在のデータレートを示す情報を上昇判定部23およびレート制御信号送信部26に提供する。
The
PER算出部21は、データパケットを受信した旨、および、当該データパケットがエラーパケットであるか否かを示す情報をデコーダ25から受け取って保持し、データパケットを予め定められた個数(例えば103個)受信する都度、PERを算出して下降判定部22に送る。
The
下降判定部22は、PER算出部21からPERを受け取った場合に、受信したPERが予め定められた閾値(例えば10-3)よりも大きいか否かを判定する。受信したPERが予め定められた閾値よりも大きい場合、下降判定部22は、データレートを下げる指示を示す下降信号をレート制御信号送信部26へ出力する。一方、受信したPERが予め定められた閾値以下である場合、下降判定部22は、その旨を上昇判定部23に通知する。
The descending
このように、実際に受信したパケットのPERに基づいてデータレートの下降判定を行っているため、本実施形態の無線通信装置20aは、無線部27の性能のばらつきや不要電波の受信等に関わらず、受信信号の品質を一定以上に保つことができる。
As described above, since the data rate decrease determination is performed based on the PER of the actually received packet, the
許容レート情報格納部24には、例えば図3に示すように、RSSIの範囲240を示す情報に対応付けて、当該範囲240内のRSSIにおいて、受信したデータのPERが予め定められた閾値(例えば10-3)未満となるために許容される最大のデータレートを示す許容レート241が格納されている。なお、許容レート241の欄には、通信システム10においてサポートされているデータレートの値が全て格納されている。
In the allowable rate
上昇判定部23は、下降判定部22からPERが予め定められた閾値未満である旨を通知された場合に、無線部27から提供されているRSSIに基づいて許容レート情報格納部24を参照し、現在のRSSIの値を含む範囲に対応付けられている許容レートを抽出する。抽出した許容レートが、デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも高い場合、上昇判定部23は、データレートを上げる指示を示す上昇信号をレート制御信号送信部26へ出力する。
The
このように、現在のRSSIの値に基づいてデータレートの上昇判定を行っているため、何万個ものパケットの受信結果から算出したPERに基づいてデータレートの上昇判定を行う従来の手法よりも、迅速にデータレートの上昇判定を行うことができる。 As described above, since the data rate increase determination is performed based on the current RSSI value, the data rate increase determination is performed based on the PER calculated from the reception result of tens of thousands of packets. This makes it possible to quickly determine whether the data rate has increased.
レート制御信号送信部26は、下降判定部22から下降信号を受け取った場合に、許容レート情報格納部24を参照し、デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも低い許容レートが許容レート情報格納部24内に格納されているか否かを判定する。デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも低い許容レートが許容レート情報格納部24内に格納されていない場合、すなわち、データレートをこれ以上下げることができない場合、レート制御信号送信部26は、下降判定部22から受け取った下降信号を破棄する。
When the rate control
一方、デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも低い許容レートが許容レート情報格納部24内に格納されている場合、すなわち、データレートをまだ下げることができる場合、レート制御信号送信部26は、下降判定部22から受け取った下降信号をエンコーダ29へ送る。そして、レート制御信号送信部26は、内蔵タイマをリセットスタートさせる。当該内蔵タイマは、リセットスタートされた後、予め定められた期間T0までをカウントし、T0に達した場合、当該内蔵タイマの値は当該T0を示す値で停止する。予め定められた期間T0とは、例えば、3×103個のパケットを受信するまでの期間である。
On the other hand, when the allowable rate lower than the current data rate provided from the
また、下降判定部22から上昇信号を受け取った場合、レート制御信号送信部26は、許容レート情報格納部24を参照し、デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも高い許容レートが許容レート情報格納部24内に格納されており、かつ、内蔵タイマの値が予め定められた期間を示す値T0となっているか否かを判定する。デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも高い許容レートが許容レート情報格納部24内に格納されており、かつ、内蔵タイマの値がT0となっている場合、レート制御信号送信部26は、下降判定部22から受け取った上昇信号をエンコーダ29へ送る。
Also, when receiving an increase signal from the
一方、デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも高い許容レートが許容レート情報格納部24内に格納されていいない(すなわち、データレートをこれ以上上げることができない)か、または、内蔵タイマの値がT0となっていない場合、レート制御信号送信部26は、下降判定部22から受け取った上昇信号を破棄する。
On the other hand, an allowable rate higher than the current data rate provided from the
ここで、例えばRSSIの値が−50dBmから−35dBmの範囲内にある場合、データレートが例えば320MbpsであればPERの値が閾値(例えば10-3)以下となるという設計のもとに、図3に示した許容レート情報が作成される。この場合のRSSIとPERとの関係は、図4の特性30のようになる。 Here, for example, when the RSSI value is within a range of −50 dBm to −35 dBm, the PER value is less than a threshold value (for example, 10 −3 ) if the data rate is, for example, 320 Mbps. The allowable rate information shown in 3 is created. The relationship between RSSI and PER in this case is as shown by characteristic 30 in FIG.
しかし、受信機の性能にはばらつきがあり、また、通信帯域内に不要な電波が送信された場合には、RSSIの値が上記の範囲内にあったとしても、PERの値が閾値を超えてしまう場合がある。例えば図4に示すように、受信機の性能のばらつきや不要電波の受信等の影響により、RSSIとPERとの関係が特性31のようになった場合、RSSIの値がR1であれば、−50dBmから−35dBmの範囲内にあるにもかかわらず、320MbpsのデータレートではPERを閾値(PTH)以下に保つことができない。 However, the receiver performance varies, and if unnecessary radio waves are transmitted within the communication band, the PER value exceeds the threshold even if the RSSI value is within the above range. May end up. For example, as shown in FIG. 4, when the relationship between RSSI and PER becomes a characteristic 31 due to the influence of variations in receiver performance and reception of unnecessary radio waves, if the RSSI value is R 1 , Despite being in the range of −50 dBm to −35 dBm, the PER cannot be kept below the threshold (P TH ) at a data rate of 320 Mbps.
そのため、例えば図5に示すように、下降判定部22においてデータレートの下降が指示された後に、上昇判定部23においてデータレートの上昇が指示されるという処理が繰り返されることになる。図4に示したように、RSSIの値がPERの値を必ずしも反映していない場合があるため、上昇判定部23がRSSIの値に基づいてデータレートを上げた後に、下降判定部22がPERの悪化を検出してデータレートを下げるまでの間は、PERが閾値よりも大きくなっている可能性がある。
Therefore, for example, as shown in FIG. 5, after the
そのため、本実施形態では、図6に示すように、PERの悪化を検出してデータレートの下降が指示された後には、一定期間(T<T0の期間)、データレートの上昇を抑制することにより、PERが閾値よりも大きい状態が発生する頻度を低く抑えるようにしている。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, after the PER deterioration is detected and a data rate decrease is instructed, the data rate increase is suppressed for a certain period (T <T 0 period). Thus, the frequency of occurrence of a state in which the PER is larger than the threshold value is kept low.
図2に戻って説明を続ける。エンコーダ29は、レート制御信号送信部26から受け取った上昇信号または下降信号に誤り訂正符号を付加したり符号化する等の処理を行い、これらの処理を施したデータを無線部27へ送る。無線部27は、エンコーダ29から受け取ったデータに基づいて変調等を行った電波を、アンテナを介して送信側の無線通信装置20bへ出力する。
Returning to FIG. 2, the description will be continued. The
次に、送信側として動作する場合の無線通信装置20bについて説明する。無線部27は、アンテナを介して受信した電波を復調してデコーダ25に供給すると共に、エンコーダ29から受け取った信号を変調してアンテナを介して送信する。
Next, the
デコーダ25は、無線部27から受け取った信号に誤り訂正等を施して復号し、復号したデータをデータレート制御部28に供給する。データレート制御部28は、デコーダ25から受け取ったデータに上昇信号が含まれている場合に、データの送信に用いている現在のデータレートよりも1段階高いデータレートをエンコーダ29に指示する。また、デコーダ25から受け取ったデータに下降信号が含まれている場合、データレート制御部28は、データの送信に用いている現在のデータレートよりも1段階低いデータレートをエンコーダ29に指示する。
The
エンコーダ29は、データレート制御部28から指示されたデータレートで、機器11本体から受け取ったデータに誤り訂正符号を付加したり符号化する等の処理を行い、これらの処理を施したデータを無線部27へ送る。無線部27は、エンコーダ29から受け取ったデータに基づいて変調等を行った電波を、アンテナを介して受信側の無線通信装置20aへ出力する。
The
図7は、第1の実施形態における受信側の無線通信装置20の動作の一例を示すフローチャートである。無線通信装置20は、受信を開始することで、本フローチャートに示す動作を開始する。 FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation of the radio communication device 20 on the receiving side in the first embodiment. The wireless communication device 20 starts the operation shown in this flowchart by starting reception.
まず、PER算出部21は、パケット数をカウントするための変数nと、エラーパケット数をカウントするための変数neを0に初期化し(S100)、デコーダ25からパケットを受信した旨を示す情報を受け取ったか否かを判定する(S101)。
First,
デコーダ25からパケットを受信した旨を示す情報を受け取った場合(S101:Yes)、PER算出部21は、変数nを1増やし(S102)、パケットを受信した旨を示す情報と共にデコーダ25から受け取った、エラーパケットであるか否かを示す情報を参照して、受信したパケットがエラーパケットであったか否かを判定する(S103)。
When the information indicating that the packet has been received is received from the decoder 25 (S101: Yes), the
受信したパケットがエラーパケットでなかった場合(S103:No)、PER算出部21は、ステップS105に示す処理を実行する。一方、受信したパケットがエラーパケットであった場合(S103:Yes)、PER算出部21は、変数neを1増やす(S104)。そして、PER算出部21は、変数nが所定値n0に達したか否かを判定する(S105)。所定値n0とは、例えば103である。変数nが所定値n0に達していない場合(S105:No)、PER算出部21は、再びステップS101に示した処理を実行する。
If the received packet is not an error packet (S103: No), the
一方、変数nが所定値n0に達した場合(S105:Yes)、PER算出部21は、変数neを変数nで割ってPERを算出し(S106)、算出したPERを下降判定部22へ送る。下降判定部22は、PER算出部21から受け取ったPERが閾値PTH(例えば10-3)よりも大きいか否かを判定する(S107)。PERが閾値PTHよりも大きい場合(S107:Yes)、下降判定部22は、データレートの下降を指示する下降信号をレート制御信号送信部26へ出力する。
On the other hand, if the variable n has reached the predetermined value n 0 (S105: Yes), PER calculating
レート制御信号送信部26は、データレートを下げることができれば、受け取った下降信号をエンコーダ29へ送る。エンコーダ29は、レート制御信号送信部26から受け取った下降信号に誤り訂正符号を付加したり符号化する等の処理を行い、これらの処理を施したデータを無線部27へ送る。無線部27は、エンコーダ29から受け取ったデータに基づいて変調等を行った電波を、アンテナを介して出力する(S108)。そして、レート制御信号送信部26は、内蔵タイマをリセットスタートさせ(S109)、PER算出部21は、再びステップS100に示した処理を実行する。
If the data rate can be lowered, the rate
ステップS107において、PERが閾値PTH以下の場合(S107:No)、下降判定部22は、その旨を上昇判定部23に通知する。上昇判定部23は、無線部27から提供されているRSSIに基づいて許容レート情報格納部24を参照し、現在のRSSIの値を含む範囲に対応付けられている許容レートを抽出する(S110)。
In step S107, if the PER is less than the threshold value P TH (S107: No), falling
次に、上昇判定部23は、抽出した許容レートが、デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも高いか否かを判定する(S111)。抽出した許容レートが、デコーダ25から提供されている現在のデータレート以下である場合(S111:No)、PER算出部21は、再びステップS100に示した処理を実行する。
Next, the
一方、抽出した許容レートが、デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも高い場合(S111:Yes)、上昇判定部23は、データレートの上昇を指示する上昇信号をレート制御信号送信部26へ出力する(S112)。
On the other hand, when the extracted allowable rate is higher than the current data rate provided from the decoder 25 (S111: Yes), the
次に、レート制御信号送信部26は、内蔵タイマの値を参照し、内蔵タイマの値が予め定められた期間を示す値T0となっているか否かを判定する(S113)。内蔵タイマの値がT0となっていない場合(S113:No)、レート制御信号送信部26は、上昇判定部23から受け取った上昇信号を破棄し、PER算出部21は、再びステップS100に示した処理を実行する。
Next, the rate
一方、内蔵タイマの値がT0となっている場合(S113:Yes)、レート制御信号送信部26は、データレートを上げることができれば、上昇信号をエンコーダ29へ送る。エンコーダ29は、レート制御信号送信部26から受け取った上昇信号に誤り訂正符号を付加したり符号化する等の処理を行い、これらの処理を施したデータを無線部27へ送る。無線部27は、エンコーダ29から受け取ったデータに基づいて変調等を行った電波を、アンテナを介して出力し(S114)、PER算出部21は、再びステップS100に示した処理を実行する。
On the other hand, when the value of the built-in timer is T 0 (S113: Yes), the rate control
以上、本発明の第1の実施形態について説明した。 The first embodiment of the present invention has been described above.
上記説明から明らかなように、本実施形態の無線通信装置20によれば、データレートを制御することでPERを所定値以下に抑える通信システム10において、受信機毎の特性のばらつきを抑えることができると共に、データレートの上昇判定を迅速に行うことができる。 As is apparent from the above description, according to the wireless communication device 20 of the present embodiment, in the communication system 10 that controls the data rate to keep the PER below a predetermined value, it is possible to suppress variations in characteristics among receivers. In addition, it is possible to quickly determine whether the data rate has increased.
次に、本発明の第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図8は、第2の実施形態においてそれぞれの機器11に内蔵される無線通信装置20の詳細な機能構成の一例を示すブロック図である。無線通信装置20は、下降判定部22、上昇判定部23、許容レート情報格納部24、デコーダ25、レート制御信号送信部26、無線部27、データレート制御部28、およびエンコーダ29を有する。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a detailed functional configuration of the wireless communication device 20 built in each
なお、以下に説明する点を除き、図8において、図2と同じ符号を付した構成は、図2における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。本実施形態の無線通信装置20は、受信側として動作する場合の構成が第1の実施形態における無線通信装置20aとは異なる。
Except for the points described below, in FIG. 8, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 have the same or similar functions as those in FIG. The configuration of the wireless communication device 20 according to this embodiment is different from the
デコーダ25は、送信側の無線通信装置20bからデータパケットを受信する都度、データパケットを受信した旨、および、当該データパケットがエラーパケットであるか否かを示す情報を下降判定部22に通知する。
Each time the
下降判定部22は、データパケットを受信した旨をデコーダ25から受け取って保持し、データパケットを予め定められた個数(例えば103個)受信する都度、その旨を上昇判定部23に通知する。また、下降判定部22は、エラーパケットを受信した旨をデコーダ25から通知された場合、データレートを下げる指示を示す下降信号をレート制御信号送信部26へ出力すると共に、保持している、データパケットの受信個数を示す情報をリセットする。
The descending
図9は、第2の実施形態における受信側の無線通信装置20の動作の一例を示すフローチャートである。無線通信装置20は、受信を開始することで、本フローチャートに示す動作を開始する。 FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the operation of the radio communication device 20 on the receiving side according to the second embodiment. The wireless communication device 20 starts the operation shown in this flowchart by starting reception.
まず、下降判定部22は、パケット数をカウントするための変数nを0に初期化し(S200)、デコーダ25からパケットを受信した旨を示す情報を受け取ったか否かを判定する(S201)。デコーダ25からパケットを受信した旨を示す情報を受け取った場合(S201:Yes)、下降判定部22は、変数nを1増やし(S202)、パケットを受信した旨を示す情報と共にデコーダ25から受け取った、エラーパケットであるか否かを示す情報を参照して、受信したパケットがエラーパケットであったか否かを判定する(S203)。
First, the descending
受信したパケットがエラーパケットであった場合(S203:Yes)、下降判定部22は、データレートの下降を指示する下降信号をレート制御信号送信部26へ出力する。レート制御信号送信部26は、データレートを下げることができれば、受け取った下降信号をエンコーダ29へ送る。エンコーダ29は、レート制御信号送信部26から受け取った下降信号に誤り訂正符号を付加したり符号化する等の処理を行い、これらの処理を施したデータを無線部27へ送る。
When the received packet is an error packet (S203: Yes), the
無線部27は、エンコーダ29から受け取ったデータに基づいて変調等を行った電波を、アンテナを介して出力する(S204)。そして、レート制御信号送信部26は、内蔵タイマをリセットスタートさせ(S205)、下降判定部22は、再びステップS200に示した処理を実行する。
The
受信したパケットがエラーパケットでなかった場合(S203:No)、下降判定部22は、変数nが所定値n0に達したか否かを判定する(S206)。変数nが所定値n0に達していない場合(S206:No)、下降判定部22は、再びステップS201に示した処理を実行する。一方、変数nが所定値n0に達した場合(S206:Yes)、下降判定部22は、その旨を上昇判定部23に通知する。
If the received packet is not an error packet (S203: No), falling
次に、上昇判定部23は、無線部27から提供されているRSSIに基づいて許容レート情報格納部24を参照し、現在のRSSIの値を含む範囲に対応付けられている許容レートを抽出する(S207)。そして、上昇判定部23は、抽出した許容レートが、デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも高いか否かを判定する(S208)。抽出した許容レートが、デコーダ25から提供されている現在のデータレート以下である場合(S208:No)、下降判定部22は、再びステップS200に示した処理を実行する。
Next, the
一方、抽出した許容レートが、デコーダ25から提供されている現在のデータレートよりも高い場合(S208:Yes)、上昇判定部23は、データレートの上昇を指示する上昇信号をレート制御信号送信部26へ出力する(S209)。レート制御信号送信部26は、内蔵タイマの値を参照し、内蔵タイマの値がT0となっているか否かを判定する(S210)。内蔵タイマの値がT0となっていない場合(S210:No)、下降判定部22は、再びステップS200に示した処理を実行する。
On the other hand, when the extracted allowable rate is higher than the current data rate provided from the decoder 25 (S208: Yes), the
一方、内蔵タイマの値がT0となっている場合(S210:Yes)、レート制御信号送信部26は、データレートを上げることができれば、上昇信号をエンコーダ29へ送る。エンコーダ29は、レート制御信号送信部26から受け取った上昇信号に誤り訂正符号を付加したり符号化する等の処理を行い、これらの処理を施したデータを無線部27へ送る。無線部27は、エンコーダ29から受け取ったデータに基づいて変調等を行った電波を、アンテナを介して出力し(S211)、下降判定部22は、再びステップS200に示した処理を実行する。
On the other hand, when the value of the built-in timer is T 0 (S210: Yes), the rate
本実施形態では、エラーパケットを受信した場合に、下降判定部22が即座に下降信号を出力するため、図10に示すように、PERが閾値よりも大きくなっている期間をより短くすることができる。また、PERが短期間に悪化した場合でもより迅速にデータレートを下げることもできる。
In the present embodiment, when the error packet is received, the
以上、本発明の第2の実施形態について説明した。 The second embodiment of the present invention has been described above.
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Many deformation | transformation are possible within the range of the summary.
例えば、上記した各実施形態では、エラーレートを示す指標としてPERを用いたが、本発明はこれに限られず、エラーレートを示す指標としてBER(Bit Error Rate)やFER(Frame Error Rate)等を用いてもよい。また、上記した各実施形態では、受信信号の品質を示す指標としてRSSIを用いたが、本発明はこれに限られず、受信信号の品質を示す指標としてSNR等を用いてもよい。 For example, in each of the embodiments described above, PER is used as an index indicating an error rate. However, the present invention is not limited to this, and BER (Bit Error Rate), FER (Frame Error Rate), or the like is used as an index indicating an error rate. It may be used. In each of the above embodiments, RSSI is used as an index indicating the quality of the received signal. However, the present invention is not limited to this, and SNR or the like may be used as an index indicating the quality of the received signal.
また、上記した実施形態では、受信側でデータレートの上昇/下降を判定したが、受信側で測定されたPERやRSSIの値を送信側の無線通信装置20にフィードバックして、送信側の無線通信装置20において、データレートの上昇/下降を判定するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the increase / decrease of the data rate is determined on the reception side. However, the value of PER or RSSI measured on the reception side is fed back to the wireless communication device 20 on the transmission side, and the wireless on the transmission side is determined. The communication device 20 may determine whether the data rate has increased or decreased.
10・・・通信システム、11・・・機器、12・・・通信回線、20・・・無線通信装置、21・・・PER算出部、22・・・下降判定部、23・・・上昇判定部、24・・・許容レート情報格納部、240・・・範囲、241・・・許容レート、25・・・デコーダ、26・・・レート制御信号送信部、27・・・無線部、28・・・データレート制御部、29・・・エンコーダ、30・・・特性、31・・・特性 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Communication system, 11 ... Apparatus, 12 ... Communication line, 20 ... Wireless communication apparatus, 21 ... PER calculation part, 22 ... Decrease determination part, 23 ... Ascent determination , 24 ... allowable rate information storage unit, 240 ... range, 241 ... allowable rate, 25 ... decoder, 26 ... rate control signal transmitter, 27 ... radio unit, 28. ..Data rate control unit, 29 ... encoder, 30 ... characteristic, 31 ... characteristic
Claims (2)
受信信号強度を示す情報に対応付けて、当該強度において受信したデータのエラーレートが予め定められた閾値未満となるために許容されるデータレートを示す許容レートを格納する許容レート情報格納部と、
通信相手となる送信側の他の無線通信装置から受信した信号に含まれるデータのエラーレートを算出するエラーレート算出部と、
前記エラーレートが前記閾値よりも大きい場合に、データレートを下げる指示を示す下降信号を出力する下降判定部と、
前記エラーレートが前記閾値以下である場合に、現在の受信信号強度に対応付けられている許容レートを前記許容レート情報格納部から抽出し、抽出した許容レートが現在のデータレートよりも高い場合に、現在のデータレートを上げる指示を示す上昇信号を出力する上昇判定部と、
前記下降判定部から下降信号が出力された場合に、当該通信システムにおいて現在のデータレートよりも低いデータレートによる通信がサポートされていれば、当該下降信号を前記送信側の他の無線通信装置へ送信し、前記上昇判定部から上昇信号が出力された場合に、当該通信システムにおいて現在のデータレートよりも高いデータレートによる通信がサポートされていれば、当該上昇信号を前記送信側の他の無線通信装置へ送信するレート制御信号送信部と、
指示されたデータレートで、通信相手となる受信側の他の無線通信装置へデータを送信する送信部と、
前記受信側の他の無線通信装置から下降信号を受信した場合に、現在のデータレートよりも低いデータレートを前記送信部に指示し、前記受信側の他の無線通信装置から上昇信号を受信した場合に、現在のデータレートよりも高いデータレートを前記送信部に指示するデータレート制御部と
を備え、
前記レート制御信号送信部は、
前記下降判定部から下降信号が出力された場合に、当該下降信号が出力されてから予め定められた期間が経過するまでは、前記上昇判定部から上昇信号が出力されても、当該上昇信号を、前記送信側の他の無線通信装置へ送信することなく破棄する、
ことを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device used in a wireless communication system for controlling a data rate in order to keep the quality of a received signal at a certain level or more,
In association with information indicating the received signal strength, an allowable rate information storage unit that stores an allowable rate indicating a data rate that is allowed for an error rate of data received at the strength to be less than a predetermined threshold;
An error rate calculation unit for calculating an error rate of data included in a signal received from another wireless communication device on the transmission side as a communication partner;
A lowering determination unit that outputs a lowering signal indicating an instruction to lower the data rate when the error rate is greater than the threshold;
When the error rate is equal to or lower than the threshold, an allowable rate associated with the current received signal strength is extracted from the allowable rate information storage unit, and the extracted allowable rate is higher than the current data rate. A rising determination unit that outputs a rising signal indicating an instruction to increase the current data rate;
When a down signal is output from the down determination unit, if communication at a data rate lower than the current data rate is supported in the communication system, the down signal is transmitted to the other wireless communication device on the transmission side. When the rising signal is transmitted from the rising determination unit and the communication system supports communication at a data rate higher than the current data rate, the rising signal is transmitted to the other radio on the transmitting side. A rate control signal transmitter for transmitting to the communication device;
A transmission unit that transmits data to another wireless communication device on the receiving side that is a communication partner at an instructed data rate;
When a down signal is received from another wireless communication device on the receiving side, the transmitter is instructed to send a data rate lower than the current data rate, and an up signal is received from the other wireless communication device on the receiving side A data rate control unit for instructing the transmission unit to a data rate higher than a current data rate ,
The rate control signal transmitter is
When a descending signal is output from the descending determination unit, the rising signal is output even if an ascending signal is output from the ascent determining unit until a predetermined period elapses after the descending signal is output. , Discard without transmitting to another wireless communication device on the transmission side,
Wireless communication device comprising a call.
前記無線通信装置は、
受信信号強度を示す情報に対応付けて、当該強度において受信したデータのエラーレートが予め定められた閾値未満となるために許容されるデータレートを示す許容レートを格納する許容レート情報格納部を備え、
通信相手となる送信側の他の無線通信装置から受信した信号に含まれるデータのエラーレートを算出するエラーレート算出ステップと、
前記エラーレートが前記閾値よりも大きい場合に、データレートを下げる指示を示す下降信号を出力する下降判定ステップと、
前記エラーレートが前記閾値以下である場合に、現在の受信信号強度に対応付けられている許容レートを前記許容レート情報格納部から抽出し、抽出した許容レートが現在のデータレートよりも高い場合に、現在のデータレートを上げる指示を示す上昇信号を出力する上昇判定ステップと、
前記下降判定において下降信号を出力した場合に、当該通信システムにおいて現在のデータレートよりも低いデータレートによる通信がサポートされていれば、当該下降信号を前記送信側の他の無線通信装置へ送信し、前記上昇判定ステップにおいて上昇信号を出力した場合に、当該通信システムにおいて現在のデータレートよりも高いデータレートによる通信がサポートされていれば、当該上昇信号を前記送信側の他の無線通信装置へ送信するレート制御信号送信ステップと、
通信相手となる受信側の他の無線通信装置から下降信号を受信した場合に、現在のデータレートよりも低いデータレートでデータを送信し、前記受信側の他の無線通信装置から上昇信号を受信した場合に、現在のデータレートよりも高いデータレートでデータを送信する送信ステップと
を実行し、
前記レート制御信号送信ステップにおいては、
前記下降判定において下降信号が出力された場合に、当該下降信号が出力されてから予め定められた期間が経過するまでは、前記上昇判定において上昇信号が出力されても、当該上昇信号を、前記送信側の他の無線通信装置へ送信することなく破棄する、
ことを特徴とするデータレート制御方法。 A data rate control method for a radio communication device used in a radio communication system for controlling a data rate in order to keep the quality of a received signal at a certain level or more,
The wireless communication device
Corresponding to information indicating the received signal strength, an allowable rate information storage unit for storing an allowable rate indicating a data rate allowed for an error rate of data received at the strength to be less than a predetermined threshold is provided. ,
An error rate calculation step for calculating an error rate of data included in a signal received from another wireless communication device on the transmission side as a communication partner;
A descent determination step of outputting a descent signal indicating an instruction to lower the data rate when the error rate is greater than the threshold;
When the error rate is equal to or lower than the threshold, an allowable rate associated with the current received signal strength is extracted from the allowable rate information storage unit, and the extracted allowable rate is higher than the current data rate. A rising determination step for outputting a rising signal indicating an instruction to increase the current data rate;
When the down signal is output in the down determination, if the communication system supports communication at a data rate lower than the current data rate, the down signal is transmitted to the other wireless communication device on the transmission side. When the rising signal is output in the rising determination step, if communication at a data rate higher than the current data rate is supported in the communication system, the rising signal is transmitted to the other wireless communication device on the transmission side. A rate control signal transmission step for transmitting;
When a down signal is received from another wireless communication device on the receiving side that is the communication partner, data is transmitted at a data rate lower than the current data rate, and an up signal is received from the other wireless communication device on the receiving side. A transmission step of transmitting data at a data rate higher than the current data rate ,
In the rate control signal transmission step,
When a downward signal is output in the downward determination, the upward signal is output even if an upward signal is output in the upward determination until a predetermined period elapses after the downward signal is output. Discard without sending to other wireless communication devices on the sending side,
Data rate control wherein the this.
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