JPH11205216A - パケット通信方法およびパケット通信装置 - Google Patents

パケット通信方法およびパケット通信装置

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JPH11205216A
JPH11205216A JP10001244A JP124498A JPH11205216A JP H11205216 A JPH11205216 A JP H11205216A JP 10001244 A JP10001244 A JP 10001244A JP 124498 A JP124498 A JP 124498A JP H11205216 A JPH11205216 A JP H11205216A
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JP
Japan
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JP10001244A
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Fumio Inoue
文雄 井上
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、可変長パケットを使用した通信方法で
は、エラー発生状況に応じてパケットサイズを変更する
が、受信状況に基づいてパケットサイズを変更している
ため、刻一刻変化するエラーへの対応が遅れ、スループ
ットの向上に限界があった。 【解決手段】 無線通信網で発生するランダムエラー率
は受信する電波の電界強度に応じて変化することを利用
し、受信した電界強度から平均ランダムエラー率を予想
し、エラー率からエラー発生間隔を想定する。このエラ
ー発生間隔に対し最もスループットが高くなるパケット
サイズをリアルタイムに選択していくことにより、スル
ープットを向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信網のよ
うにエラー率が刻々変化するような無線通信網で可変長
パケット通信をおこなうパケット通信方法およびパケッ
ト通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタル通信を特徴とした第２世
代移動通信システムが急速に普及しつつある。たとえば
PHS（Personal Handy Phone System）はTDMA/TDD（Time
Division MultiplexAccess/Time Division Duplex）方
式を採用し、１スロットで３２kbpsの伝送能力を有して
いるため、音声やデータ、静止画だけでなくビデオも伝
送可能であり、モバイル・マルチメディア・コミュニケ
ーションを実現するインフラストラクチャとして大きく
期待されている。
【０００３】従来の可変長パケット通信方法を図２及び
図３を参照しながら説明する。図２は従来のパケット通
信装置のブロック図である。図３は各パケットサイズの
エラー率に対するスループットを示すグラフである。
【０００４】図２に示すように、１はスイッチ、２は送
信データ量測定手段、３は誤り検出符号演算部、４はパ
ケットサイズ決定手段、５は多重化手段、６はベースバ
ンド処理手段、７はＲＦモジュール、８は分離化手段、
９は誤り検出符号演算部、１０は再送用データ保存メモ
リ、１１はスイッチである。
【０００５】先ず送信元のパケット通信装置において、
通信網上でエラーが発生していない状態、つまりスイッ
チ１に再送データや送信する為の再送要求が入力されて
いない状態では、送信データはスイッチ１を通過し、選
択された送信データとして再送用データ保存メモリ１
０、送信データ量測定手段２、誤り検出符号化演算部
３、多重化手段５に入力される。
【０００６】再送用データ保存メモリ１０は選択された
送信データを保持する。送信データ量測定手段２は、入
力される送信データのデータ量を測定し、送信データ量
を出力する。パケットサイズ決定手段４は送信データ量
に基づいてパケットサイズを決定し、パケットサイズを
出力する。誤り検出符号演算部３は選択された送信デー
タの誤り検出符号を演算し、誤り検出符号を出力する。
多重化手段５は、入力されるパケットサイズに基づい
て、選択された送信データに誤り検出符号を付加して多
重化し、送信多重化データを出力する。送信多重化デー
タはベースバンド処理手段６でベースバンドデータに変
換され、ＲＦモジュール７で電波に変換される。
【０００７】送信相手先のパケット通信装置では、受信
した電波はＲＦモジュール７でベースバンドデータに変
換され、ベースバンド処理手段６へ送られる。受信多重
化データは分離化手段８に入力され、受信データ、誤り
検出符号、に分離化される。受信データ及び誤り検出符
号は誤り検出符号演算部９に入力される。その演算結果
が「誤り無し」の場合、誤り検出符号演算部９は特に何
も出力しない。この時スイッチ１１はONとなり、スイッ
チ１１から受信データが出力される。誤り検出符号演算
部９の演算結果が「誤り有り」の場合、誤り検出符号演
算部９は送信する為の再送要求を出力する。送信する為
の再送要求がスイッチ１１に入力された場合、スイッチ
１１はOFFになり、スイッチ１１から受信データは出力
されない。
【０００８】また、送信する為の再送要求はスイッチ１
にも入力され、この場合スイッチ１は、送信する為の再
送要求を選択された送信データとして出力する。この選
択された送信データは前述した方法と同様に多重化され
送信元へ送信される。
【０００９】送信元においては、再送要求が誤りなく受
信された場合、誤り検出符号演算部９はこれを受信した
再送要求として出力する。受信した再送要求がスイッチ
１１に入力された場合、スイッチ１１はOFFになり、ス
イッチ１１から受信データは出力されない。受信した再
送要求はパケットサイズ決定手段４に入力されパケット
サイズを変化させる要因になる。
【００１０】受信した再送要求は再送用データ保存メモ
リ１０に入力される。再送用データ保存メモリ１０は、
受信した再送要求から再送要求された順序番号を抽出
し、この順序番号に基づいて該当する再送データを出力
する。この再送データはスイッチ１に入力され、スイッ
チ１は、再送データを選択された送信データとして出力
する。この選択された送信データは前述した方法と同様
に多重化され送信される。
【００１１】送信相手先では、再送要求順序番号に対応
したデータを受信すると、誤り検出符号演算部９にて誤
り検出符号の演算がなされ、演算結果が「誤り無し」の
場合、誤り検出符号演算部９は特に何も出力しない。こ
の時、スイッチ１１はONとなり、スイッチ１１からこの
再送要求順序番号に対応した受信データが出力される。
【００１２】ここで、パケットサイズ決定手段４のパケ
ットサイズ決定方法を説明する。パケットサイズ決定手
段４は、送信データ量や受信した再送要求に基づいてパ
ケットサイズを決定するが、一般的に、回線状態が良好
な場合（エラー発生率：小）はパケットサイズを大きく
してスループットを稼ぎ、回線状態が不良の場合（エラ
ー発生率：大）はパケットサイズを小さくして再送回数
を削減しようとする。この場合のパケットサイズの決定
方法は、次の通りである。
【００１３】平均エラー発生間隔に対し、スループット
をSとした場合、Sは以下の（数１）に示すように計算さ
れる。
【００１４】
【数１】
【００１５】上記（数１）における各項目の単位及び内
容は、 S（スループット） ：［ビット／秒］ （パケットサイズ） ：［ビット］ （ヘッダーサイズ） ：［ビット］ （平均エラー発生間隔） ：［秒］ （パケットサイズ） ：［ビット］ （回線速度） ：［ビット／秒］ ROUNDDOWN() ：小数点以下切り捨ての関数 である。また、平均エラー発生間隔は（数２）に示すよ
うに計算される。
【００１６】
【数２】
【００１７】上記（数２）における各項目の単位及び内
容は、 （平均エラー発生間隔） ：［秒］ （回線速度） ：［ビット／秒］ （エラー率） ：［単位なし］ である。この計算式に基づいて、回線速度３２０００
［ビット／秒］、エラー率０〜１０-2、パケットサイズ
３０、９０、１５０、２１０［バイト］の場合の各パケ
ットサイズのエラー率に対するスループットをグラフに
したものが図３である。
【００１８】図３から、各エラー率のおいて最もスルー
プットが高くなるようにパケットサイズを選択していけ
ば最も効率的に通信をおこなうことができることが分か
る。すなわち、エラー率０から１０-5まではパケットサ
イズ２１０バイト、エラー率１０-4.5から１０-4までは
パケットサイズ１５０バイト、エラー率１０-3.5はパケ
ットサイズ９０バイト、エラー率１０-3から１０-2まで
はパケットサイズ３０バイトというようにである。
【００１９】パケットサイズ決定手段４は、理想的には
以上にようにパケットサイズを変化させていけばよい
が、実際にはエラーは受信してみなければ分からず、ま
た誤り検出符号演算部９は誤りの有無しか分からず、ど
の程度誤りがあったかは分からない。このため、エラー
を検出した場合にはパケットサイズを１ランク下げて通
信をおこない、エラーが検出されなかった場合にはパケ
ットサイズを１ランク上げて通信をおこなうのが一般的
であった。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の可変
長パケット通信方法では、エラー検出後にパケットサイ
ズの変更をおこない、かつ変更するパケットサイズも現
在のエラー発生率に最も適したサイズになる保証もない
ため、刻一刻変化するエラー状況に対する対応が遅れ、
スループットの向上に限界があった。
【００２１】本発明は上記課題を解決するもので、受信
した電界強度からエラー発生間隔を想定し、このエラー
発生間隔に対し最もスループットが高くなるパケットサ
イズをリアルタイムに選択していくことにより、スルー
プットを向上させることを目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電界強度を測定、電界強度に基づいた平均
ランダムエラー率を想定し、このエラー率からエラー発
生間隔を演算、このエラー発生間隔に対し最もスループ
ットが高くなるパケットサイズをリアルタイムに選択し
ていくようにしたものである。
【００２３】この本発明によれば、よりスループットが
高い可変長パケット通信をおこなうことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、スイッチは優先順位第１位で送信する為の再送要
求、第２位で再送データ、第３位で送信データの順で排
他的に入力データを切り換えて出力し、送信データ量測
定手段は入力される選択された送信データの量を測定し
て送信データ量を出力し、誤り検出符号演算部は入力さ
れる選択された送信データの誤り検出符号を演算して誤
り検出符号を出力し、パケットサイズ決定手段は入力さ
れる送信データ量、受信した再送要求及び電界強度から
パケットサイズを決定してパケットサイズを出力し、多
重化手段は入力されるパケットサイズに基づいて選択さ
れた送信データ及び誤り検出符号を多重化及びパケット
化し、ベースバンド処理手段は送信多重化データを変換
してベースバンドデータを出力、及びベースバンドデー
タを変換して受信多重化データを出力し、ＲＦモジュー
ルはベースバンドデータと電波の相互変換をおこなうと
ともに受信電力情報を出力し、電界強度測定手段はＲＦ
モジュールから出力される受信電力情報から、電界強度
を測定しこれを出力し、分離化手段は受信多重化データ
から誤り検出符号と受信データを分離し、誤り検出符号
演算部は受信データが再送要求であったならば受信した
再送要求を出力し、受信データの誤り検出符号を演算し
て入力された誤り検出符号と一致（誤り無し）しなけれ
ば送信する為の再送要求を出力し、スイッチは受信した
再送要求を入力された場合はオフとなり、受信した再送
要求を入力されない場合はオンとなり入力された受信デ
ータをそのまま出力するようにしたものであり、ＲＦモ
ジュール１８から出力される受信電力から電界強度を測
定し、これに基づいてエラー発生間隔を想定し、このエ
ラー発生間隔に対し最もスループットが高くなるパケッ
トサイズを選択するようにしたものであり、よりスルー
プットが高い可変長パケット通信をおこなうことができ
るという作用を有する。
【００２５】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態について、図１、図３、図４及び図５を用いて説明す
る。図１は本発明の実施の形態におけるパケット通信装
置のブロック図である。図３は各パケットサイズのエラ
ー率に対するスループットである。図４は基地局・端末
間距離-電波減衰量特性である。
【００２６】図５は基地局・端末間距離-平均誤り率特
性を示すグラフである。図１において、１２は優先順位
第１位で送信する為の再送要求、第２位で再送データ、
第３位で送信データの順で排他的に入力データを切り換
えて出力するスイッチである。１３は入力される選択さ
れた送信データの量を測定して送信データ量を出力する
送信データ量測定手段である。１４は入力される選択さ
れた送信データの誤り検出符号を演算して誤り検出符号
を出力する誤り検出符号演算部である。１５は入力され
る送信データ量、受信した再送要求及び電界強度からパ
ケットサイズを決定してパケットサイズを出力するパケ
ットサイズ決定手段である。１６は入力されるパケット
サイズに基づいて選択された送信データ及び誤り検出符
号を多重化及びパケット化する多重化手段である。１７
はベースバンド処理手段である。
【００２７】このベースバンド処理手段１７は、送信多
重化データを変換してベースバンドデータを出力、及び
ベースバンドデータを変換して受信多重化データを出力
する。１８はベースバンドデータと電波の相互変換をお
こなうとともに受信電力情報を出力するＲＦモジュール
である。
【００２８】１９はＲＦモジュールから出力される受信
電力情報から、電界強度を測定しこれを出力する電界強
度測定手段である。２０は受信多重化データから誤り検
出符号と受信データを分離する分離化手段である。２１
は受信データが再送要求であったならば受信した再送要
求を出力し、受信データの誤り検出符号を演算して入力
された誤り検出符号と「一致」（誤り無し）しなければ
送信する為の再送要求を出力する誤り検出符号演算部で
ある。２３は受信した再送要求を入力された場合はオフ
となり、受信した再送要求を入力されない場合はオンと
なり入力された受信データをそのまま出力するスイッチ
である。
【００２９】以下、動作について説明する。尚、送信元
のパケット通信装置および相手方（送信相手先）のパケ
ット通信装置が共に図１に示す構成として説明する。
【００３０】先ず送信元のパケット通信装置において、
通信網上でエラーが発生していない状態、つまりスイッ
チ１２に再送データ、送信する為の再送要求が入力され
ていない場合、送信データはスイッチ１２を通過し、選
択された送信データとして再送用データ保存メモリ１
０、送信データ量測定手段１３、誤り検出符号化演算部
１４、多重化手段１６に入力される。
【００３１】再送用データ保存メモリ１０は選択された
送信データを保持する。送信データ量測定手段１３は、
入力される送信データのデータ量を測定し、送信データ
量を出力する。パケットサイズ決定手段１５は送信デー
タ量、受信した再送要求及び電界強度に基づいてパケッ
トサイズを決定し、パケットサイズを出力する。誤り検
出符号演算部１４は選択された送信データの誤り検出符
号を演算し、誤り検出符号を出力する。多重化手段１６
は、入力されるパケットサイズに基づいて、選択された
送信データに誤り検出符号を付加して多重化し、送信多
重化データを出力する。送信多重化データはベースバン
ド処理手段１７でベースバンドデータに変換され、ＲＦ
モジュール１８で電波に変換される。
【００３２】送信相手先のパケット通信装置では、受信
した電波はＲＦモジュール１８でベースバンドデータに
変換され、ベースバンド処理手段１７で受信データに変
換される。ＲＦモジュール１８はまた受信した電波の電
力を受信電力として出力する。電界強度測定手段１９
は、入力される受信電力から電界強度を測定し、電界強
度をパケットサイズ決定手段１５に対して出力する。受
信多重化データは分離化手段２０に入力され、受信デー
タ、誤り検出符号、に分離化される。受信データ及び誤
り検出符号は誤り検出符号演算部２１に入力される。
【００３３】受信データの誤り検出符号の演算結果が受
信した誤り検出符号と「一致」（誤り無し）の場合、誤
り検出符号演算部２１は特に何も出力しない。この時、
スイッチ２３はONとなり、スイッチ２３から受信データ
が出力される。
【００３４】受信データの誤り検出符号の演算結果が受
信した誤り検出符号と「不一致」（誤り有り）の場合、
誤り検出符号演算部２１は送信する為の再送要求を出力
する。送信する為の再送要求がスイッチ２３に入力され
た場合、スイッチ２３はOFFになり、スイッチ２３から
受信データは出力されない。また、送信する為の再送要
求はスイッチ１２にも入力され、この場合スイッチ１２
は、送信する為の再送要求を選択された送信データとし
て出力する。この選択された送信データは前述した方法
と同様に多重化され送信元へ送信される。
【００３５】送信元においては、信号が受信されれば前
述した方法と同様に分離化され、誤り検出符号演算部２
１にて誤り検出符号の演算がななされる。再送要求が誤
りなく受信された場合、誤り検出符号演算部２１はこれ
を受信した再送要求として出力する。受信した再送要求
がスイッチ２３に入力された場合、スイッチ２３はOFF
になり、スイッチ２３から受信データは出力されない。
受信した再送要求はパケットサイズ決定手段１５に入力
されパケットサイズを変化させる要因になる。
【００３６】受信した再送要求は再送用データ保存メモ
リ２２にも入力される。再送用データ保存メモリ２２
は、受信した再送要求から再送要求された順序番号を抽
出し、この順序番号に基づいて再送用データの検索をお
こなう。そして、再送用データ保存メモリ２２は、該当
する再送データを出力する。この再送データはスイッチ
１２に入力され、スイッチ１２は、再送データを選択さ
れた送信データとして出力する。この選択された送信デ
ータは前述した方法と同様に多重化され送信される。
【００３７】送信相手先では、再送要求順序番号に対応
したデータを受信すると、誤り検出符号演算部２１にて
誤り検出符号の演算がなされ、その演算結果が受信した
誤り検出符号と「一致」（誤り無し）の場合、誤り検出
符号演算部２１は特に何も出力しない。この時、スイッ
チ２３はONとなり、スイッチ２３からこの再送要求順序
番号に対応した受信データが出力される。
【００３８】ここで、本発明の実施の形態におけるパケ
ットサイズ決定手段１５のパケットサイズ決定方法を説
明する。パケットサイズ決定手段１５は、送信データ
量、受信した再送要求及び電界強度に基づいてパケット
サイズを決定するが、このときパケットサイズを決定す
る主要因は、電界強度である。
【００３９】図４のグラフに示すように基地局-端末間
距離と電波の減衰量は比例する。ここであらかじめ基地
局から発信される電波の電界強度が分かっていれば、電
界強度測定手段１９によって受信した電界強度が分かる
ことから、通信網による電波の減衰量が分かる。図４の
グラフから電波の減衰量に対応する基地局-端末間距離
を読みとることができる。
【００４０】図５のグラフに示すように基地局-端末間
距離と平均誤り率は比例することから、図４のグラフで
求めた基地局-端末間距離を用いて平均誤り率を推定す
ることができる。そして「従来の技術」の項で説明した
ように図３の各パケットサイズのエラー率に対するスル
ープットのグラフから、各エラー率に対する最もスルー
プットが高くなると推定されるパケットサイズを決定す
ることができる。このようにして、受信電力から最もス
ループットが高くなると推定されるパケットサイズをリ
アルタイムに選択することができる。
【００４１】このように本発明の可変長パケット通信方
法によれば、刻一刻変化するエラー発生状況に対し最も
スループットが高くなると推定されるパケットサイズを
リアルタイムに選択していくことにより、スループット
を向上させることができる。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電界強度に基づいた平均ランダムエラー率を
想定し、このエラー率からエラー発生間隔を演算、この
エラー発生間隔に対し最もスループットが高くなるパケ
ットサイズをリアルタイムに選択していくことで、より
スループットが高い可変長パケット通信をおこなうこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるパケット通信装置
のブロック図
【図２】従来のパケット通信装置のブロック図
【図３】各パケットサイズのエラー率に対するスループ
ットを示すグラフ
【図４】基地局・端末間距離-電波減衰量特性を示すグ
ラフ
【図５】基地局・端末間距離-平均誤り率特性を示すグ
ラフ
【符号の説明】
１２ スイッチ １３ 送信データ量測定手段 １４ 誤り検出符号演算部 １５ パケットサイズ決定手段 １６ 多重化手段 １７ ベースバンド処理手段 １８ ＲＦモジュール １９ 電界強度測定手段 ２０ 分離化手段 ２１ 誤り検出符号演算部 ２２ 再送用データ保存メモリ ２３ スイッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スイッチは優先順位第１位で送信する為の
    再送要求、第２位で再送データ、第３位で送信データの
    順で排他的に入力データを切り換えて出力し、送信デー
    タ量測定手段は入力される選択された送信データの量を
    測定して送信データ量を出力し、誤り検出符号演算部は
    入力される選択された送信データの誤り検出符号を演算
    して誤り検出符号を出力し、パケットサイズ決定手段は
    入力される送信データ量、受信した再送要求及び電界強
    度からパケットサイズを決定してパケットサイズを出力
    し、多重化手段は入力されるパケットサイズに基づいて
    選択された送信データ及び誤り検出符号を多重化及びパ
    ケット化し、ベースバンド処理手段は送信多重化データ
    を変換してベースバンドデータを出力、及びベースバン
    ドデータを変換して受信多重化データを出力し、ＲＦモ
    ジュールはベースバンドデータと電波の相互変換をおこ
    なうとともに受信電力情報を出力し、電界強度測定手段
    はＲＦモジュールから出力される受信電力情報から、電
    界強度を測定しこれを出力し、分離化手段は受信多重化
    データから誤り検出符号と受信データを分離し、誤り検
    出符号演算部は受信データが再送要求であったならば受
    信した再送要求を出力し、受信データの誤り検出符号を
    演算して入力された誤り検出符号と一致（誤り無し）し
    なければ送信する為の再送要求を出力し、スイッチは受
    信した再送要求を入力された場合はオフとなり、受信し
    た再送要求を入力されない場合はオンとなり入力された
    受信データをそのまま出力するパケット通信方法。
  2. 【請求項２】優先順位第１位で送信する為の再送要求、
    第２位で再送データ、第３位で送信データの順で排他的
    に入力データを切り換えて出力するスイッチと、入力さ
    れる選択された送信データの量を測定して送信データ量
    を出力する送信データ量測定手段と、入力される選択さ
    れた送信データの誤り検出符号を演算して誤り検出符号
    を出力する誤り検出符号演算部と、入力される送信デー
    タ量、受信した再送要求及び電界強度からパケットサイ
    ズを決定してパケットサイズを出力するパケットサイズ
    決定手段と、入力されるパケットサイズに基づいて選択
    された送信データ及び誤り検出符号を多重化及びパケッ
    ト化する多重化手段と、送信多重化データを変換してベ
    ースバンドデータを出力、及びベースバンドデータを変
    換して受信多重化データを出力するベースバンド処理手
    段と、ベースバンドデータと電波の相互変換をおこなう
    とともに受信電力情報を出力するＲＦモジュールと、前
    記ＲＦモジュールから出力される受信電力情報から、電
    界強度を測定しこれを出力する電界強度測定手段と、受
    信多重化データから誤り検出符号と受信データを分離す
    る分離化手段と、受信データが再送要求であったならば
    受信した再送要求を出力し、受信データの誤り検出符号
    を演算して入力された誤り検出符号と一致しなければ送
    信する為の再送要求を出力する誤り検出符号演算部と、
    受信した再送要求を入力された場合はオフとなり、受信
    した再送要求を入力されない場合はオンとなり入力され
    た受信データをそのまま出力するスイッチとで構成され
    るパケット通信装置。
JP10001244A 1998-01-07 1998-01-07 パケット通信方法およびパケット通信装置 Pending JPH11205216A (ja)

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