JP5820069B2 - 無線局、無線通信システム、及び方法 - Google Patents

Description

本発明は無線局、無線通信システム、及び方法に関し、特に通信状況に応じて変調方式などの通信方式を制御して通信を行う無線通信技術に関する。

移動する機器との通信が容易であり、また設置コストが低廉であることから、無線によるデータ通信が様々な用途に用いられている。一方で無線通信は有線通信に比べて伝搬環境に変動が生じ易く、また伝搬環境の変動に伴って時間当たりに通信可能なデータ量にも変動が生じ易いという特徴がある。汎用的なデータ通信を目的とした無線通信では、このような変動に追従して変調方式や誤り訂正方式等を適応的に変更し、送信データ速度の制御が行われる。例えば特許文献１では誤り訂正処理で検出したビットエラー率に基づいて変調方式を選択する技術が開示されている。

上記無線通信の伝搬環境の変動は無線局の移動にともなって生じることが多いため、無線局の移動を検知し、検知した移動状況を通信の制御に活用する技術が提案されている。例えば特許文献２ではＧＰＳ等を用いて移動状況を検知し、接続先候補となる基地局群のポーリング周期を移動状況に応じて例えば移動中には頻度を上げるように切り替える技術が開示されている。また例えば特許文献３では移動体の速度や加速度によって変調方式などの無線通信方式を選択して切替える技術が開示されている。

特開平９−２００２８２号公報 特表２０１０−５１５３３９号公報 特開２００６−５５６０号公報

例えば機器の監視や制御目的に無線通信を用いる場合には、伝搬路の変動に応じて通信方式を選択してデータ通信速度の平均値や最大値を増加させるよりも、安定して一定のデータ通信速度を達成できる方が望ましい。一方で上記に開示される技術、例えば特許文献１や特許文献３記載の技術では、伝搬環境の変動に応じて環境が良好な場合にデータ通信速度を上昇し、環境が劣悪な場合にデータ通信速度を低下させることによりデータ通信速度の平均値は増加するものの通信速度が安定しないという課題がある。

本発明の目的は、上記課題を解決するため、無線局の移動等に伴う伝搬環境の変動が生じた際にも安定したデータ通信速度を達成することができる無線局、無線通信システム、及び方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明においては、複数の無線局間で通信を行う無線通信システムにおける無線局であって、通信品質に応じてデータ通信速度を変更する送信方式決定部と、無線局の移動状態を検知する移動状態検知部を有し、移動状態検知部が、無線局が移動中であると検知した場合に、送信方式決定部は、信号通信品質低下時の通信速度の低下を抑制する構成の無線局を提供する。

また、上記の目的を達成するため、本発明においては、複数の無線局間で通信を行う無線通信システムであって、無線局は、通信品質に応じてデータ通信速度を変更する送信方式決定部を備え、少なくとも一つの無線局は、当該無線局の移動状態を検知する移動状態検知部を備え、移動状態検知部が、無線局が移動中であると検知した場合に、送信方式決定部は信号通信品質低下時の通信速度の低下を抑制する構成の無線通信システムを提供する。

更に、上記の目的を達成するため、本発明においては、複数の無線局間で通信を行う無線通信方法であって、無線局は、通信品質に応じてデータ通信速度を変更することにより送信方式を決定し、無線局の少なくとも一つは、当該無線局が移動中であると検知した場合に、信号通信品質低下時の通信速度の低下を抑制する無線通信方法を提供する。

本発明によれば、無線局の移動等に伴う伝搬環境の変動が生じた際にも安定したデータ通信速度を達成することができる無線局、無線通信システム、及び方法を提供することを可能とする。

実施例１における無線通信システムとその周辺構成の一例を示す図である。 実施例１に係る、移動局と通信を行う移動局の機能構成の一例を示す図である。 実施例１に係る、移動状態判定部における送信方式決定に用いる移動状態の作成方法の一例を説明するための図である。 実施例１に係る、送信方式決定部の送信方式決定処理の流れの一例を示す図である。 実施例１に係る、送信方式決定部の送信方式決定処理の流れの別の一例を示す図である。 実施例１に係る、移動局と通信を行う固定局の機能構成図の第１の例である。 実施例１に係る、固定局と通信を行う移動局の機能構成の一例を示す図である。 実施例１に係る、移動局と通信を行う移動局の機能構成の他の例を示す図である。 実施例１に係る、移動局と通信を行う固定局の機能構成の他の例を示す図である。 実施例１に係る、固定局と通信を行う移動局の機能構成の他の例を示す図である。 実施例１に係る、無線局のハード構成の一例を示す図である。 実施例１に係る、送信部から出力される送信信号の第１の例を示す図である。 実施例１に係る、送信部から出力される送信信号の第２の例を示す図である。

以下、本発明の種々の実施例を図面に従い説明する。なお、以下の説明及び図面における無線局の数や接続関係についてはあくまで一例であり、本発明を適用する無線通信システムの無線局の数は以下の例示と異なっていてもよく、またどの無線局がどの無線局と通信を行うかといった無線局同士の接続関係についても以下の例示と異なっていてもよい。本明細書において、「手段」を、「部」あるいは「プログラム」と称する場合がある、例えば、「送信方式決定手段」を、「送信方式決定部」、或いは「送信方式決定プログラム」等である。

図１は、第１の実施例の無線通信システムとその周辺構成の一例を示す図である。本実施例は、複数の無線局間で通信を行う無線通信システムであって、無線局は、通信品質に応じてデータ通信速度を変更する送信方式決定部を備え、少なくとも一つの無線局は、当該無線局の移動状態を検知する移動状態検知部を備え、移動状態検知部が、無線局が移動中であると検知した場合に、送信方式決定部は信号通信品質低下時の通信速度の低下を抑制する構成の無線通信システムについての実施例である。

本実施例の無線通信システム１００は、複数の無線局１０１〜１０５からなる。それぞれの無線局は無線通信機能を有し、それぞれ１ないしは複数の無線局と無線にて通信を行う。図１の例の場合、無線局１０１と無線局１０３及び無線局１０４、無線局１０２と無線局１０５が無線にて通信を行っている様子を示している。それぞれの無線局１０１〜１０５は、またインタフェース機能を有し、インタフェース機能を介してネットワーク１１０あるいはデバイス１２０〜１２２と接続される。

デバイス１２０〜１２２は無線通信システム１００及びネットワーク１１０を介してセンタ１１１と通信を行い、例えば各デバイスにて得られた測定結果がセンタ１１１に集約され、あるいはセンタ１１１からの指示に従って各デバイス１１１の動作が制御される。またデバイス１２０〜１２２は無線通信システム１００を介してデバイス間で直接通信を行ってもよい。なお図１及び以下の例では無線局とデバイスとを別個に記しているが、無線局の機能とデバイスの機能とが物理的に異なる実装である必要はなく、例えば同一のハードウェア上に実装されていてもよい。

また一部の無線局、すなわち図１の例では無線局１０３〜１０５に相当する無線局はそれぞれ、内部に移動状態検知機能を有し、無線通信の制御に用いる。以下では、移動状態検知機能を持ち無線通信の制御に用いる無線局を移動局と称する。また移動状態検知機能を持たない無線局及び自局の移動状態検知機能を無線通信の制御に用いない無線局を固定局と称する。

図２は本実施例における移動局と通信を行う移動局の機能構成の第１の例を示す図である。
本例の移動局と通信を行う移動局はそれぞれ、無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、受信部２１０、受信品質判定部２１１、移動情報信号抽出部２１４、送信部２２０、送信方式決定部２２１、移動状態判定部２３０、上述の移動状態検知機能を実現する移動状態検知部２３１、移動情報信号生成部２３２を有する。なお、図示の都合上、無線局制御部２００と他の構成要素ブロックとの間の制御線、信号線等は省略してある。

無線局制御部２００は無線局間のメッセージの送受信を行い、無線局全体の動作を制御し、また無線局全体の動作にかかわる情報を保持する。無線局制御部２００は、例えば送信部２２０に対して、信号送信の有無や信号送信時刻、送信電力などの信号送信にかかわるパラメータを通知し、また受信部２１０に対して信号受信の有無や信号受信時刻などの信号受信に関わるパラメータを通知する。また受信品質判定部２１１に対して平均化方法などの受信品質情報を得るためのパラメータを通知する。

無線送受信部２０１は、送信部２２０から入力された送信信号を周波数変換し、無線周波数送信信号に変換してアンテナを経由して送信を行う。無線送受信部２０１はまた、アンテナを経由して受信した無線周波数受信信号を周波数変換し、受信信号を生成して受信部２１０に出力する。

インタフェース部２０２は無線局と他のネットワークやデバイスとの接続を行う。受信部２１０から受信情報を受け取った場合、インタフェース部２０２は当該受信情報を付随する宛先に応じて接続されているデバイスまたはネットワークに対して出力する。無線局外部のデバイスやネットワークから送信情報を受け取った場合、インタフェース部２０２は当該送信情報を送信部２２０に出力する。

受信部２１０は、無線送受信部２０１から入力された受信信号に対して、受信信号に含まれる制御信号や無線局制御部２００から通知されたパラメータに従って復調や復号等の処理を行い、結果得られた受信情報をインタフェース部２０２に出力し、移動情報信号を移動情報信号抽出部２１４に出力し、制御情報を無線局制御部２００に通知する。受信部２１０はまた、復調や復号などの処理の結果得られた受信情報の誤りの有無の情報や、受信信号電力、干渉電力、雑音電力等の情報を受信品質判定部２１１に出力する。

受信品質判定部２１１は、受信部２１０から入力された情報を基に受信品質を判定し、受信品質判定情報を送信方式決定部２２１に出力する。

移動情報信号抽出部２１４は、受信部２１０から入力された移動情報信号を復号して対向局の移動の有無等を表す対向局の移動状態を抽出し、移動状態判定部２３０に出力する。

送信部２２０は、インタフェース部２０２から入力された送信情報や移動情報信号生成部２３２から入力された移動情報、無線局制御部２００から入力された制御情報等に対して、無線局制御部２００から通知されたパラメータや送信方式決定部２２１から入力された送信方式情報に従って符号化や変調等の処理を行い、無線通信の実施に必要な制御信号を付与して送信信号等を作成し、無線送受信部２０１に対して出力する。この送信信号の一具体例は後述することとする。

送信方式決定部２２１は、受信品質判定部２１１から入力された受信品質判定情報及び移動状態判定部２３０から入力された移動状態判定情報に基づいて変調方式や符号化方式などを含む送信方式をあらかじめ用意された方式リストの中から全体的には受信品質が高いほどデータ速度が高い送信方式を選択・決定し、送信方式情報を送信部２２０に対して出力する。データ速度が高い送信方式とは例えばシンボルあたりのビット数が高い変調方式や符号化率が高い符号化方式を意味し、データ速度が低い送信方式とは例えばシンボルあたりのビット数が低い変調方式や符号化率が低い符号化方式を意味する。変調方式については例えばＢＰＳＫよりもＱＰＳＫの方がデータ速度が高く、ＱＰＳＫよりも更に１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭの方が高い。また符号化方式については例えば誤り訂正符号化を行わない場合に最もデータ速度が高く、符号化率５／６、符号化率３／４、符号化率１／２、符号化率１／３と符号化率が低くなるほどデータ速度が低い。

移動状態判定部２３０は移動状態検知部２３１から入力された自局の移動状態と移動情報信号抽出部２１４から入力された対向局の移動状態とをもとに、送信方式決定に用いる移動状態判定情報を作成し、送信方式決定部２２１に出力する。

移動状態検知機能を実現する移動状態検知部２３１は、センサ等を用いて自局の移動状態を検知し、移動状態判定部２３０及び移動情報信号生成部２３２に出力する。自局の移動状態とは無線局が停止中あるいは移動中である事を表す情報であり、また無線局が移動中であればその程度等を表す情報である。例えば移動状態を４通りに量子化すれば、センサデータ取得失敗などによって移動状態を取得できていないことを表す情報なし、無線局停止中を表す停止中、無線局が移動中であるがその移動の程度が小さいことを表す移動小、無線局が移動中であり、その程度が大きいことを表す移動大のように表す。

センサとしては例えばＧＰＳ(Global Positioning System)のような位置測定手段や、加速度センサ等が用いられる。移動状態検知部２３１にて位置測定手段を用いる場合には、例えば測定した位置情報を時間方向に微分して、単位時間当たりの位置変動を取得し、この位置変動を直接、あるいは時間平均した後に閾値と比較することにより停止中であるか移動中であるか、あるいは移動中であればその程度の判定を行う。なおこの判定には無線局の移動に関する事前情報を用いてもよい。例えば無線局の移動範囲があらかじめ設定された範囲を超えることが無いという事前情報があれば、範囲外の位置を検出した場合には誤検出として測定した位置情報を破棄し、移動状態としては情報なしを出力する。

移動状態検知部２３１にて加速度センサを用いる場合には、例えば加速度センサの出力から重力加速度等の固定成分を除去した上で時間方向に積分することによって速度情報を取得し、この速度情報を直接、あるいは時間平均した後に閾値と比較することにより停止中であるか移動中であるか、あるいは移動中であればその程度の判定を行う。また例えば加速度を積分せずにそのまま用い、加速度を直接、あるいは時間平均したのちに閾値と比較することにより停止中と判断するか移動中と判断するか、あるいは移動中と判断した場合にはどの程度の移動であると判断するかの判定を行ってもよい。また例えば閾値以上の加速度を検出した後の一定時間を移動中であり、一定時間経過後は停止中であると判断してもよい。いずれの判断基準を用いるにせよ、これら判定には無線局の移動に関する事前情報を用いてもよい。例えば特定の時間帯に無線局が停止するという事前情報があれば、加速度センサの測定結果によらず移動状態として停止中を出力し、保持している加速度の積分値を０に設定する。

移動情報信号生成部２３２は移動状態検知部２３１から入力された自局の移動状態を符号化し、移動情報信号として送信部２２０に出力する。

図３は、移動状態判定部２３０における送信方式決定に用いる移動状態の作成方法を示す表の一例を示す図である。この例では送信方式決定に用いる移動状態を０，１，２の３通りで表し、移動情報抽出部２１４から入力された対向局の移動状態と、移動状態検知部２３１から入力された自局の移動状態から、一方もしくは両方の移動状態が移動大であれば２、どちらの移動状態も移動大ではなく一方もしくは両方の移動状態が移動小であれば１、その他の場合では０の値を選択している。なお、この例では自局と対向局の移動が激しい側の移動状態に合わせるような選択方針にて出力値を選択しているが、他の選択方針でも良い。例えば自局と対向局の移動状態の平均に応じて値を選択するような選択方針を用いてもよい。また、この例では送信方式決定に用いる移動状態を３値としているが、例えば停止中を表す０と移動中を表す１の２値だけで表してもよいし、あるいはより多値で表すこととしてもよい。

受信品質判定部２１１が出力する受信品質の一例としては、一定範囲内の誤り数を用いる。受信品質として一定範囲内の誤り数を用いる場合、受信品質判定部２１１は受信部２１０から入力された誤り有無の情報を用い、一定の時間範囲内、あるいは一定データ数を受信する間に生じた誤り数を送信方式決定部２２１に出力する。ここで、誤り数とは誤りの生じているビットの数であってもよいし、誤りを検出したＣＲＣ等の誤り検出符号数であってもよい。あるいは誤りが発生していない場合には前回の誤り発生からの経過期間の逆数であってもよい。

受信品質として一定範囲内の誤り数を用いる場合、送信方式決定部２２１では、誤り数が少なければデータ速度が高くになるように送信方式を変更し、誤り数が多ければデータ速度が低くなるように送信方式を変更する。ただし移動状態判定部２３０から入力された移動状態により、移動の度合いが大きい場合にはデータ速度を低くする判断が生じにくいような補正を行う。

図４は、送信方式決定部２２１の送信方式決定処理の流れの一例を示す図である。本実施例における、送信方式決定部２２１は、通信を行っている無線局が移動中である場合、信号通信品質の低下時の通信速度の低下を抑制するよう制御を行う。図４の送信方式決定処理では、処理の開始後まず処理４０１において、誤り数に対し、速度上昇閾値Ｔｕ及び速度低下閾値Ｔｄを設定する。ここで速度上昇閾値Ｔｕとは現在の通信が十分安定していると判断するための値であり、速度低下閾値Ｔｄとは現在の通信が不安定になっていると判断するための値であり、Ｔｄ≧Ｔｕなる関係を満たす。

また、本実施例において、無線局の移動状態に応じて、誤り数に基づき検出した信号受信品質の低下時の通信速度の低下を抑制するため、処理４０１で設定される信号受信速度低下閾値Ｔｄは、移動状態判定部２３０から通知された移動状態によって変更される値である。例えば移動状態判定部２３０から通知される移動状態が０，１，２の３値であり、値が大きいほど移動の度合いが大きい場合、移動状態が０の時にＴｄとして選ばれる値Ｔｄ０、移動状態が１の時にＴｄとして選ばれる値Ｔｄ１，移動状態が２の時にＴｄとして選ばれる値Ｔｄ２の間には、Ｔｄ０≧Ｔｄ１≧Ｔｄ２なる関係が成り立つよう設定する。

そして、処理４０２では、受信品質判定部２１１から入力された誤り数と、移動状態に応じて設定された速度低下閾値Ｔｄとを比較し、誤り数が速度低下閾値Ｔｄ以上の場合には処理４０３に、その他の場合には処理４０４に分岐する。処理４０３では、使用中の送信方式よりもデータ速度が低くなるように送信方式を更新する。より４０１〜４０３により、本実施例の送信方式決定部２１は、通信を行っている無線局の移動状態に対応して、信号受信品質の低下時の通信速度の低下を抑制することが可能となる。なお、使用中の送信方式が選択可能な送信方式の中で最もデータ速度が低い場合には送信方式の更新は行わない。また、処理４０３において乱数を用い、一定の確率で使用中の送信方式よりもデータ速度が低くなるように送信方式を更新し、他の場合には送信方式の更新は行わないようにしてもよい。

処理４０４では、受信品質判定部２１１から入力された誤り数と速度上昇閾値Ｔｕとを比較し、誤り数が速度上昇閾値Ｔｕ以上の場合には処理４０６に、その他の場合には処理４０５に分岐する。処理４０５では、使用中の送信方式よりもデータ速度が高くなるように送信方式を更新する。なお、使用中の送信方式が選択可能な送信方式の中で最もデータ速度が高い場合には送信方式の更新は行わない。また、処理４０５において乱数を用い、一定の確率で使用中の送信方式よりもデータ速度が高くなるように送信方式を更新し、他の場合には送信方式の更新は行わないようにしてもよい。処理４０６では送信方式の更新を行った場合には更新された送信方式を、更新を行わなかった場合には使用中の送信方式を送信部２２０に出力して送信方式決定処理を終了する。

本実施例における受信品質判定部２１１が出力する受信品質の別の一例としては、チャネル品質値を用いる。受信品質としてチャネル品質値を用いる場合、受信品質判定部２１１は受信部２１０から入力された電力の情報を用い、例えば受信信号電力値に対して平均化や量子化を行った結果をチャネル品質値として送信方式決定部２２１に出力する。あるいは例えば受信信号電力値と雑音電力値との比に対して平均化や量子化を行った結果をチャネル品質値として送信電力決定部２２１に出力する。あるいは例えば雑音電力値と干渉電力値との和と受信電力値との比に対して平均化や量子化を行った結果をチャネル品質値として送信電力決定部２２１に出力する。

受信品質としてチャネル品質値を用いる場合、送信方式決定部２２１ではチャネル品質値が高いほど高いデータ速度を、チャネル品質値が低いほど低いデータ速度を選択する。ただし、本実施例においては、通信を行っている無線局が移動中である場合、信号通信品質の低下時の通信速度の低下を抑制するよう制御を行うため、移動状態判定部２３０から入力された移動状態により、移動の度合いが大きい場合にはデータ速度が低くなるような変更が生じにくいような補正を行う構成をとる。

図５は、本実施例の送信方式決定部２２１の送信方式決定処理の流れの別の一例を示す機能ブロック図であり、受信品質としてチャネル品質値を用いる場合の例を示す。

図５の送信方式決定部２２１にける送信方式決定処理では、受信品質判定部２１１から受信品質として入力されたチャネル品質値はチャネル品質蓄積部５０１に蓄積される。また移動状態判定部２３０から入力された移動状態は移動状態蓄積部５０２に蓄積される。重み付き平均部５０３では、チャネル品質蓄積部５０１から一定期間分のチャネル品質値を取り出し、対応する期間分の移動状態を移動状態蓄積部から取出し、移動状態によって定まる重み係数を用いてチャネル品質値の平均化処理を行い、平均チャネル品質値を求める。

ここで重み係数とは移動状態の移動の程度が大きいほど小さくなるように選択された値である。例えば移動状態判定部２３０から通知される移動状態が０，１，２の３値であり、値が大きいほど移動の度合いが大きい場合、移動状態が０の時に重み係数ｗ０、移動状態が１の時の重み係数ｗ１，移動状態が２の時の重み係数ｗ２の間には、ｗ０≧ｗ１≧ｗ２なる関係が成り立つ。また、移動状態によって定まる重み係数の他に、古いチャネル品質値ほど重みが小さくなるような重み係数を追加してもよい。これにより、通信を行っている無線局が移動中である場合、通信品質の低下時のデータ速度の低下を抑制することができる。

方式選択部５０４では、平均チャネル品質値が大きいほどデータ速度が高く、平均チャネル品質値が小さいほどデータ速度が小さいような送信方式を選択する。次いで方式変化比較部５０５では、方式選択部５０４で選択された送信方式と選択方式記録部５０６に記録されている送信方式とを比較する。比較の結果方式選択部５０４で選択された送信方式のデータ速度の方が低く、かつ移動状態蓄積部５０２から取得した最新の移動状態が移動中を示している場合、選択方式記録部５０６に記録されている送信方式を送信方式決定部２２１の出力とし、方式選択部５０４で選択された送信方式を選択方式記録部５０６に記録する。上記条件を満たさない場合には、方式選択部５０４で選択された送信方式を送信方式決定部２２１の出力とし、また方式選択部５０４で選択された送信方式を選択方式記録部５０６に記録する。

なお図５の処理のうち、方式変化比較部５０５を省いて方式選択部５０４の出力をそのまま送信方式決定部２２１の出力としてもよい。

図６は、本実施例における移動局と通信を行う固定局の機能構成の第１の例を示す図である。
本実施例の移動局と通信を行う固定局は、無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、受信部２１０、受信品質判定部２１１、移動情報信号抽出部２１４、送信部２２０、送信方式決定部２２１、移動状態判定部２３０を有する。

本例の移動局と通信を行う固定局における無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、受信部２１０、受信品質判定部２１１、移動情報信号抽出部２１４、送信方式決定部２２１の機能及び動作は、図２に示した移動局と通信を行う移動局における同名同記号の部位の機能及び動作と同じである。

移動局と通信を行う固定局における送信部２２０は、インタフェース部２０２から入力された送信情報や無線局制御部２００から入力された制御情報等に対して、無線局制御部２００から通知されたパラメータや送信方式決定部２２１から入力された送信方式情報に従って符号化や変調等の処理を行い、無線通信の実施に必要な制御信号を付与して送信信号を作成し、無線送受信部２０１に対して出力する。

移動局と通信を行う固定局における移動状態判定部２３０は、移動情報信号抽出部２１４から入力された対向する移動局の移動情報をもとに、送信方式決定に用いる移動状態を作成し、送信方式決定部２２１に出力する。送信方式決定に用いる移動状態の作成には、例えば自局移動状態を常に情報なしとして図３の表を用いる。

図７は、本実施例における固定局と通信を行う移動局の機能構成の第１の例を示す図である。
本実施例の固定局と通信を行う移動局は、無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、受信部２１０、受信品質判定部２１１、送信部２２０、送信方式決定部２２１、移動状態判定部２３０、移動状態検知部２３１、移動情報信号生成部２３２を有する。

本例の固定局と通信を行う移動局における無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、受信品質判定部２１１、送信部２２０、送信方式決定部２２１、移動状態検知部２３１、移動情報信号生成部２３２の機能及び動作は、図２の例の移動局と通信を行う移動局における同名同記号の部位の機能及び動作と同じである。

本例の固定局と通信を行う移動局における受信部２１０は、無線送受信部２０１から入力された受信信号に対して、受信信号に含まれる制御信号や無線局制御部２００から通知されたパラメータに従って復調や復号等の処理を行い、結果得られた受信情報をインタフェース部２０２に出力し、制御情報を無線局制御部２００に通知する。受信部２１０はまた、復調や復号などの処理の結果得られた受信情報の誤りの有無の情報や、受信電力、干渉電力、雑音電力等の情報を受信品質判定部２１１に出力する。

本例の固定局と通信を行う移動局における移動状態判定部２３０は、移動状態検知部２３１から入力された自局の移動状態をもとに、送信方式決定に用いる移動状態を作成し、送信方式決定部２２１に出力する。送信方式決定に用いる移動状態の作成には、例えば対向局移動状態を常に情報なしとして図３の表を用いる。

続いて第２の実施例として、移動局と通信を行う移動局、固定局、及び固定局と通信を行う移動局の第２の例を図８〜図１０を用いて説明する
図８は、本実施例における移動局と通信を行う移動局の機能構成の第２の例を示す図である。
本例の移動局と通信を行う移動局は、無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、受信部２１０、受信品質判定部２１１、品質情報信号生成部２１２、品質情報信号抽出部２１３、移動情報信号抽出部２１４、送信部２２０、送信方式決定部２２１、移動状態判定部２３０、移動状態検知部２３１、移動情報信号生成部２３２を有する。

本例の無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、移動情報信号抽出部２１４、移動状態判定部２３０、移動状態検知部２３１、移動情報信号生成部２３２の機能及び動作は、図２の例の移動局と通信を行う移動局における同名同記号の部位の機能及び動作と同じである。

本例の受信品質判定部２１１の機能及び動作は、受信品質判定情報を受信方式決定部２２１の代わりに品質情報信号生成部２１２に出力する点を除き、図２の例の移動局と通信を行う移動局における受信品質判定部２１１の機能及び動作と同じである。

本例の送信方式決定部２２１の機能及び動作は、受信品質判定情報を受信品質判定部２１１の代わりに品質情報信号抽出部２１３からの入力として受け取る点を除き、図２の例の移動局と通信を行う移動局における受信品質判定部２１１の機能及び動作と同じである。

本例の受信部２１０は、無線送受信部２０１から入力された受信信号に対して、受信信号に含まれる制御信号や無線局制御部２００から通知されたパラメータに従って復調や復号等の処理を行い、結果得られた受信情報をインタフェース部２０２に出力し、品質情報信号を品質情報信号抽出部２１３に出力し、移動情報信号を移動情報信号抽出部２１４に出力し、制御情報を無線局制御部２００に通知する。受信部２１０はまた、復調や復号などの処理の結果得られた受信情報の誤りの有無の情報や、受信信号電力、干渉電力、雑音電力等の情報を受信品質判定部２１１に出力する。

本例の送信部２２０は、インタフェース部２０２から入力された送信情報や品質情報信号生成部２１２から入力された品質情報信号、移動情報信号生成部２３２から入力された移動情報、無線局制御部２００から入力された制御情報等に対して、無線局制御部２００から通知されたパラメータや送信方式決定部２２１から入力された送信方式情報に従って符号化や変調等の処理を行い、無線通信の実施に必要な制御信号等を付与して送信信号を作成し、無線送受信部２０１に対して出力する。この送信信号の一具体例は後で図１３を用いて説明する。

本例の品質情報信号生成部２１２は、受信品質判定部２１１から入力された自局が受信した信号の受信品質を符号化し、品質情報信号として送信部２２０に出力する。

本例の品質情報信号抽出部２１３は、受信部２１０から入力された品質情報信号を復号して対向局が受信した信号の受信品質を抽出し、送信方法決定部２２１に入力する。

図９は、本実施例における移動局と通信を行う固定局の機能構成の第２の例を示す図である。
本例の移動局と通信を行う固定局は、無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、受信部２１０、受信品質判定部２１１、品質情報信号生成部２１２、品質情報信号抽出部２１３、移動情報信号抽出部２１４、送信部２２０、送信方式決定部２２１、移動状態判定部２３０を有する。

本例の移動局と通信を行う固定局における無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、受信部２１０、受信品質判定部２１１、品質情報信号生成部２１２、品質情報信号抽出部２１３、移動情報信号抽出部２１４、送信方式決定部２２１の機能及び動作は、図８の例の移動局と通信を行う移動局における同名同記号の部位の機能及び動作と同じである。

本例の移動局と通信を行う固定局における送信部２２０は、インタフェース部２０２から入力された送信情報や品質情報信号生成部２１２から入力された品質情報信号、無線局制御部２００から入力された制御情報等に対して、無線局制御部２００から通知されたパラメータや送信方式決定部２２１から入力された送信方式情報に従って符号化や変調等の処理を行い、無線通信の実施に必要な制御信号等を付与して送信信号を作成し、無線送受信部２０１に対して出力する。

本例の移動局と通信を行う固定局における移動状態判定部２３０は、移動情報信号抽出部２１４から入力された対向する移動局の移動情報をもとに、送信方式決定に用いる移動状態を作成し、送信方式決定部２２１に出力する。送信方式決定に用いる移動状態の作成には、例えば自局移動状態を常に情報なしとして図３の表を用いる。

図１０は本実施例における固定局と通信を行う移動局の機能構成の第２の例を示す図である。
本例の固定局と通信を行う移動局は、無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、受信部２１０、受信品質判定部２１１、品質情報信号生成部２１２、品質情報信号抽出部２１３、送信部２２０、送信方式決定部２２１、移動状態判定部２３０、移動状態検知部２３１、移動情報信号生成部２３２を有する。

本例の固定局と通信を行う移動局における無線局制御部２００、無線送受信部２０１、インタフェース部２０２、受信品質判定部２１１、品質情報信号生成部２１２、品質情報信号抽出部２１３、送信部２２０、送信方式決定部２２１、移動状態検知部２３１、移動情報信号生成部２３２の機能及び動作は、図８の例の移動局と通信を行う移動局における同名同記号の部位の機能及び動作と同じである。

本例の固定局と通信を行う移動局における受信部２１０は、無線送受信部２０１から入力された受信信号に対して、受信信号に含まれる制御信号や無線局制御部２００から通知されたパラメータに従って復調や復号等の処理を行い、結果得られた受信情報をインタフェース部２０２に出力し、品質情報信号を品質情報信号抽出部２１３に出力し、制御情報を無線局制御部２００に通知する。受信部２１０はまた、復調や復号などの処理の結果得られた受信情報の誤りの有無の情報や、受信信号電力、干渉電力、雑音電力等の情報を受信品質判定部２１１に出力する。

本例の固定局と通信を行う移動局における移動状態判定部２３０は、移動状態検知部２３１から入力された自局の移動所帯をもとに、送信方式決定に用いる移動状態を作成し、送信方式決定部２２１に出力する。送信方式決定に用いる移動状態の作成には、例えば対向局移動状態を常に情報なしとして図３の表を用いる。

図１１は、以上説明した各実施例におけるＤＳＰ(Digital Signal Processor)やＣＰＵ(Central Processing Unit)を主体とした無線局のハード構成の一例の概略を示す図である。
図１１に示す構成装置は、ＣＰＵ及びＤＳＰモジュール６０１、メモリ６０２、論理回路モジュール６０３及びインタフェース６０５を有し、それぞれがバス６０６を介して接続される。

各無線局におけるそれぞれの機能構成図における各機能部（例えば図２に示す各部）の処理は、ＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１におけるプログラムと、論理回路６０３における演算回路との一方もしくは両方、及び必要であればメモリ６０２を用いて行われる。また各機能構成図における各機能部が必要とする情報、たとえば無線局制御部２００に蓄積される動作パラメータなどがメモリ６０２に保持される。同図では、一例として図２に示した、移動局と通信を行う移動局に対応し、ＣＰＵ及びＤＳＰモジュール６０１は、受信品質判定プログラム、移動状態判定プログラム、送信方式決定プログラム、移動情報信号生成プログラム等を実行することを示した。同図における論理回路６０３により、移動情報信号抽出部２１４、移動状態検知部２３１、更には、受信部２１０、送信部２２０等を実現することができる。

インタフェース６０５は、各機能構成図におけるインタフェース部２０２に相当し、無線通信にかかわる機能以外の機能、例えば有線通信や測定用のセンサ、ユーザインタフェースとの接続を行う。

なお、図６の各モジュール及びバスはそれぞれ必ずしも単一である必要は無い。例えば複数のＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１があっても良く、また複数のバス６０６があっても良い。またバス６０６が複数ある場合には、必ずしもすべてのバスが全てのモジュールと接続している必要は無く、例えば全てのモジュールと接続しているバスの他に、メモリ６０２と論理回路６０３とのみを接続するバスがあっても良い。

また例えば全ての機能における信号処理演算及び信号処理の制御それぞれをＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１において実行可能であれば論理演算モジュール６０３は無くても良い。逆に例えば全ての機能における信号処理演算及び信号処理の制御それぞれを論理演算モジュール６０３において実行可能であればＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１は無くても良い。

図１２は、上述した実施例における送信部２２０から出力される送信信号の第１の例を示す図である。
図２の移動局と通信を行う移動局の第１の例における送信部２２０、または図７の固定局と通信を行う移動局の第１の例における送信部２２０からは、例えば図１２の例に示す送信信号が出力される。

図１２の例に示す送信信号は制御信号７０１、データ７０２、移動情報信号７０３を含み、これらが時間や周波数、符号等を用いて多重化される。

図１３は、上述した実施例における送信部２２０から出力される送信信号の第２の例である。
図８の移動局と通信を行う移動局の第２の例における送信部２２０、または図１０の固定局と通信を行う移動局の第２の例における送信部２２０からは、例えば図１３の例に示す送信信号が出力される。

図１３の例に示す送信信号は制御信号７０１、データ７０２、移動情報信号７０３、品質情報信号７０４を含み、これらが時間や周波数、符号等を用いて多重化される。

以上のそれぞれに記した構成及び動作により、上述した実施例に記載した無線局は、無線局の移動等の伴う伝搬環境の変動が生じた際にも安定したデータ通信速度を達成することができる。本発明は、無線通信システム及び無線通信システムに用いる無線局として有用である。

なお、上述した実施例に示した機能の切り分けについてはあくまで一例であり、無線通信システム及び無線局の各実施例全体として同等の機能を実現できるのであれば他の構成であってもよい。また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではないし、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

更に、上述した各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良いし、それらの一部又は全部を実現するプログラムを作成することによりソフトウェアで実現しても良いことは上述の通りである。

１００ 無線通信システム
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５ 無線局
１１０ ネットワーク
１１１ センタ
１２０、１２１、１２２ デバイス
２００ 無線局制御部
２０１ 無線送受信部
２０２ インタフェース部
２１０ 受信部
２１１ 受信品質判定部
２１２ 品質情報信号生成部
２１３ 品質情報信号抽出部
２１４ 移動情報信号抽出部
２２０ 送信部
２２１ 送信方式決定部
２３０ 移動状態判定部
２３１ 移動状態検知部
２３２ 移動情報信号生成部
４０１〜４０６ 送信方式決定処理の各処理
５０１ チャネル品質蓄積部
５０２ 移動状態蓄積部
５０３ 重み月平均部
５０４ 方式選択部
５０５ 方式変化比較部
５０６ 送信方式記録部
６０１ ＣＰＵ／ＤＳＰモジュール
６０２ メモリモジュール
６０３ 論理回路モジュール
６０５ インタフェースモジュール
６０６ バス
７０１ 制御信号
７０２ データ
７０３ 移動情報信号
７０４ 品質情報信号。

Claims (15)

1. 複数の無線局間で通信を行う無線通信システムにおける無線局であって、
   通信品質に応じてデータ通信速度を変更する送信方式決定部と、前記無線局の移動状態を検知する移動状態検知部を有し、
   前記移動状態検知部が、前記無線局が移動中であると検知した場合に、前記送信方式決定部は、信号通信品質低下時の通信速度の低下を抑制する
   ことを特徴とする無線局。
2. 請求項１記載の無線局であって、
   前記移動状態検知部として加速度センサを用いる
   ことを特徴とする無線局。
3. 請求項１記載の無線局であって、
   前記送信方式決定部は、
   データの誤り数が所定の閾値以上の時に通信品質が悪いと判断し、
   前記移動状態検知部により前記無線局が移動中であることが検知された場合には、前記閾値を小さくする
   ことを特徴とする無線局。
4. 請求項１記載の無線局であって、
   前記送信方式決定部は、
   通信品質の判断に平均受信電力を用い、
   前記移動状態検知部により前記無線局が移動中であることが検知された場合には、測定された前記受信電力の寄与が小さくなるように重みをつけて前記平均受信電力を求める
   ことを特徴とする無線局。
5. 請求項１記載の無線局であって、
   前記移動状態検知部が前記無線基地局が移動中であると検知した場合に、移動情報信号を生成する移動情報生成部を更に有し、
   生成した前記移動情報信号を、通信を行う他の無線局に送信する
   ことを特徴とする無線局。
6. 請求項１記載の無線局であって、
   通信する他の無線局から、当該他の無線局が移動中であるか否かを示す移動情報信号を受信する受信部を有し、
   前記送信方式決定部は、前記移動状態検知部が検知した移動状態と受信した前記移動情報信号に基づき、送信方式を決定する信号通信品質低下時の通信速度の低下を抑制する
   ことを特徴とする無線局。
7. 請求項１記載の無線局であって、
   受信した信号の通信品質を示す品質情報信号を生成する品質情報信号生成部と、
   通信する他の無線局から受信した品質情報信号を抽出する品質情報信号抽出部を更に有し、
   前記品質情報信号生成部で生成した前記品質情報信号を、通信を行う他の無線局に送信し、
   前記送信方式決定部は、前記移動状態検知部が検知した移動状態と、前記品質情報信号抽出部が抽出した前記品質情報信号に基づき、送信方式を決定する
   ことを特徴とする無線局。
8. 複数の無線局間で通信を行う無線通信システムであって、
   前記無線局は、通信品質に応じてデータ通信速度を変更する送信方式決定部を備え、
   少なくとも一つの前記無線局は、当該無線局の移動状態を検知する移動状態検知部を備え、
   前記移動状態検知部が、前記無線局が移動中であると検知した場合に、前記送信方式決定部は、信号通信品質低下時の通信速度の低下を抑制する
   ことを特徴とする無線通信システム。
9. 請求項８記載の無線通信システムであって
   前記移動状態検知部として加速度センサを用いる
   ことを特徴とする無線通信システム。
10. 請求項８記載の無線通信システムであって、
    前記送信方式決定部は、データの誤り数が所定の閾値以上の時に通信品質が悪いと判断し、
    前記無線局が移動中であると検知した場合には前記閾値を小さくする
    ことを特徴とする無線通信システム。
11. 請求項８記載の無線通信システムであって、
    前記送信方式決定部は、通信品質の判断に平均受信電力を用い、
    前記無線局が移動中であると検知した際に、測定された受信電力の寄与が小さくなるように重みをつけて前記平均受信電力を求める
    ことを特徴とする無線通信システム。
12. 請求項８記載の無線通信システムであって、
    前記移動状態検知部を備える前記無線局は、当該無線局が移動中であると検知した場合、当該無線局の送信部から、通信を行う他の無線局に移動情報信号を送信し、
    前記他の無線局の前記送信方式決定部は、前記移動情報信号に基づき、信号通信品質低下時の通信速度の低下を抑制する
    ことを特徴とする無線通信システム。
13. 複数の無線局間で通信を行う無線通信方法であって、
    前記無線局は、通信品質に応じてデータ通信速度を変更することにより送信方式を決定し、
    前記無線局の少なくとも一つは、当該無線局が移動中であると検知した場合に、信号通信品質低下時の通信速度の低下を抑制する
    ことを特徴とする無線通信方法。
14. 請求項１３記載の無線通信方法であって、
    前記送信方式の決定に用いるデータの誤り数が所定の閾値以上の時に通信品質が悪いと判断し、
    前記無線局が移動中であると検知した場合には前記閾値を小さく設定する
    ことを特徴とする無線通信方法。
15. 請求項１３記載の無線通信方法であって、
    前記通信品質の判断に平均受信電力を用い、
    前記無線局が移動中であると検知した際に、測定された受信電力の寄与が小さくなるように重みをつけて前記平均受信電力を求める
    ことを特徴とする無線通信方法。

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