WO2009116120A1 - 無線端末装置および再送方法 - Google Patents

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    • H04L1/1867—Arrangements specially adapted for the transmitter end
    • H04L1/1887—Scheduling and prioritising arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a wireless terminal device and a retransmission method used for a wireless local area network (WLAN).
  • WLAN wireless local area network
  • wireless LAN wireless LAN
  • a transmission rate of 11 Mbps of IEEE 802.11b and a maximum transmission rate of 54 Mbps of IEEE 802.11a and IEEE 802.11g have been established, and corresponding products have become commercially available.
  • low-priced wireless LANs have become widespread, and cases where individual users have built wireless LANs have rapidly increased, and the spread of wireless LANs has rapidly progressed.
  • it is widely used not only for business applications such as companies, but also as a home network for individuals.
  • the wireless LAN wirelessly connects between an access point corresponding to a wireless base station of a mobile phone and a terminal (station).
  • the wireless LAN directly interconnects a plurality of terminals without an access point.
  • the wireless LAN uses the Industrial Science and Medicine (ISM) band, which is an unlicensed band, transmission errors occur particularly frequently.
  • ISM Industrial Science and Medicine
  • Wireless LANs are susceptible to noise and interference even with narrowband transmissions. Therefore, in a wireless LAN, it is necessary to consider interference waves from microwave ovens or other wireless transmission devices. Also, if the terminal enters a dead point due to multipath fading in addition to noise, the frame can not be received.
  • ACK ACKnowledge Character
  • IEEE 802.11 As measures against such a transmission error, retransmission by an acknowledgment (ACK: ACKnowledge Character) method is mentioned in IEEE 802.11.
  • the receiver needs to return an ACK for all frames transmitted from the transmitter. If all the steps that return ACK for all the frames are successful, it is considered as operation complete, otherwise all operations are considered as failure. That is, if the source of the data frame does not receive an ACK, the frame is considered lost. The source retransmits the same data frame if it can not receive an ACK, regardless of whether the data frame was lost during the initial transmission or the ACK was lost during transmission.
  • the detection and correction of transmission errors of data frames is performed at the station side that initiated the exchange of basic frames, ie at the transmitting station. Transmission errors must be detected at the transmitting station. For example, the transmitting station detects an error by not receiving an ACK from the receiving station. The transmitting station retransmits the frame when it detects an error.
  • the transmitting station is provided with a retransmission counter for counting retransmissions of frames, and increments the retransmission counter by one each time a frame is retransmitted.
  • a retransmission counter is provided for each frame or each fragment.
  • the retransmission counter can be classified into two types of a short frame retransmission counter and a long frame retransmission counter.
  • the wireless LAN secures reliability by retransmission.
  • the station that has transmitted the frame determines that transmission of the frame has failed if it does not receive an ACK from the access point or the receiving station. Failed transmissions increase the retransmission counter by one. Then, when the number of retransmissions reaches a predetermined upper limit, the station gives up transmission of the frame and informs the upper layer of the protocol to that effect.
  • a wireless LAN it is possible to connect a plurality of stations to one access point. Particularly in the home, it is required to secure two or more stations capable of voice call (VoIP: Voice Over Internet Protocol) simultaneously with one access point. This is possible in stable field conditions.
  • VoIP Voice Over Internet Protocol
  • the access point or station can not receive data frames. If the access point can not receive the data frame transmitted from the station, the access point can not return an ACK. Then, the station side retransmits the previously transmitted data frame because ACK was not returned from the access point. The failed transmission increases the retransmission counter by one. Then, when the number of retransmissions reaches a predetermined upper limit, the station gives up transmission of the frame and informs the upper layer of the protocol to that effect.
  • the station side retransmits the data frame for the maximum number of upper limit values until receiving the ACK.
  • the station side retransmits the data frame for the maximum number of upper limit values until receiving the ACK.
  • the data frame occupies a bandwidth.
  • the access point and one predetermined station both retransmit, the voice communication band is occupied.
  • the number of stations capable of simultaneous voice communication with one access point can not be secured.
  • VoIP which is voice communication in which normal voice data frames are transmitted at intervals of 20 ms
  • the band is occupied, it is not possible to make a normal call.
  • the station and the access point repeat retransmission, the power consumption at the time of transmission and reception of both increases.
  • An object of the present invention is to provide a wireless terminal device and a retransmission method capable of reducing the power consumption of both the access point and the station while securing the number of stations capable of simultaneous voice call to the access point in the wireless LAN. It is to provide.
  • the wireless terminal device comprises: receiving means for receiving a received signal; determining means for determining whether or not an interference wave is a predetermined level or more using the received signal; If it is determined that the above is the case, the upper limit value setting means for the number of retransmissions sets the upper limit value of the number of retransmissions smaller than in the case where the judging means judges that the interference wave is smaller than the predetermined level; And transmitting means for repeating the transmission of the transmission signal the number of times of the upper limit value until the process is successful.
  • the retransmission method comprises the steps of receiving a received signal, a determining step of determining whether an interference wave is a predetermined level or more using the received signal, and an interference wave having a predetermined level or more in the determining step. If it is determined that there is an upper limit value of the number of times of retransmission smaller than in the case where it is determined in the determination step that the interference wave is smaller than the predetermined level, the upper limit until transmission of the transmission signal succeeds. And repeating the transmission of the transmission signal the number of times of the value.
  • the upper limit of the number of retransmissions is set smaller than in the case where the interference wave is smaller than the predetermined level.
  • communication quality can be improved, and power consumption of both the access point and the stations can be reduced.
  • Block diagram showing the configuration of a wireless terminal according to an embodiment of the present invention A diagram showing a communication operation between an access point and a station performing VoIP communication in a wireless LAN in which an interference wave according to an embodiment of the present invention is smaller than a predetermined level.
  • movement with the access point and station which perform VoIP communication in the wireless LAN which the interference wave which concerns on one embodiment of this invention is more than predetermined level.
  • 10 is a flowchart showing a procedure of determination of an interference wave level and setting of a retransmission number upper limit value in a wireless terminal device according to one embodiment of the present invention The figure which shows the number-of-retransmissions upper limit set according to the transmission rate concerning one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a wireless terminal device (station) 100 according to an embodiment of the present invention.
  • station a wireless terminal device
  • FIG. 1 the configuration and operation relating to the setting of the upper limit of the number of times of retransmission will be mainly described.
  • the wireless terminal device 100 mainly includes an antenna 101, a T / R (transmission / reception) switching unit 102, a WLAN reception circuit 103, a received signal strength indicator (RSSI) calculation unit 104, and a signal to noise ratio (SNR).
  • RSSI received signal strength indicator
  • SNR signal to noise ratio
  • the WLAN reception circuit 103 and the WLAN transmission circuit 115 constitute an RF (Radio Frequency) circuit 150
  • the demodulation unit 108 and the modulation unit 114 constitute a baseband processing unit 160
  • an RSSI comparison unit 106 an SNR comparison unit 107
  • the interference determination unit 109, the MAC unit 110, the memory 111, the transmission rate setting unit 112, and the number-of-retransmissions upper limit setting unit 113 constitute a data processing unit 170.
  • the antenna 101 receives a signal of the wireless LAN communication system, and outputs the signal to the WLAN receiving circuit 103 via the T / R switching unit 102. Also, the antenna 101 transmits a transmission signal of the wireless LAN communication method input from the WLAN transmission circuit 115 via the T / R switching unit 102.
  • the T / R switching unit 102 switches between the output to the WLAN reception circuit 103 of the reception signal input from the antenna 101 and the output to the antenna 101 of the transmission signal input from the WLAN transmission circuit 115.
  • the WLAN receiving circuit 103 downconverts the received signal input from the T / R switching unit 102 from the radio frequency to the baseband frequency, and outputs the result to the RSSI calculating unit 104, the SNR calculating unit 105, and the demodulating unit 108.
  • the RSSI calculation unit 104 calculates the RSSI of the beacon signal included in the baseband received signal input from the WLAN reception circuit 103, and outputs the calculated RSSI to the RSSI comparison unit 106.
  • SNR calculating section 105 calculates the SNR of the beacon signal contained in the baseband received signal input from WLAN receiving circuit 103, and outputs the SNR to SNR comparing section 107.
  • the RSSI comparison unit 106 compares the RSSI input from the RSSI calculation unit 104 with a predetermined threshold, and outputs the comparison result to the interference determination unit 109.
  • the SNR comparison unit 107 compares the SNR input from the SNR calculation unit 105 with a predetermined threshold, and outputs the comparison result to the interference determination unit 109.
  • Demodulation section 108 demodulates the baseband received signal input from WLAN reception circuit 103, outputs the obtained demodulated data to MAC section 110, and determines whether or not a demodulation error has occurred in the demodulation process. It notifies part 109.
  • the interference determination unit 109 determines the wireless LAN based on the RSSI comparison result input from the RSSI comparison unit 106, the SNR comparison result input from the SNR comparison unit 107, and the notification on the demodulation error input from the demodulation unit 108. It is determined whether an interference wave from a microwave oven or another wireless transmission device is equal to or higher than a predetermined level, and the determination result is output to the transmission rate setting unit 112. The details of the interference wave level determination in the interference determination unit 109 will be described later.
  • the MAC unit 110 deletes control information such as a transmission destination MAC address and a transmission source MAC address from the decoded data input from the demodulation unit 108, and passes the obtained reception information to a logical link control (LLC) layer. Further, the MAC unit 110 adds control information such as a communication destination MAC address and a transmission source MAC address to the transmission information passed from the LLC layer of the upper layer, and outputs the transmission information to the modulation unit 114. Also, the MAC unit 110 outputs “0” when the transmission information to be output to the modulation unit 114 is the first transmission, or outputs the number of retransmissions to the transmission rate setting unit 112 and the modulation unit 114 when it is retransmission. Do.
  • the transmission rate setting unit 112 reads from the memory 111 a transmission rate corresponding to “0” or the number of transmissions input from the MAC unit 110. In addition, when the determination result that the interference wave is smaller than the predetermined level is input from the interference determination unit 109, the transmission rate setting unit 112 directly sets the transmission rate read from the memory 111 as the transmission rate for transmission. On the other hand, the transmission rate setting unit 112 sets a transmission rate for transmission smaller than the transmission rate read out from the memory 111 when the interference determination unit 109 receives the determination result that the interference wave is equal to or higher than the predetermined level. Do. Also, the transmission rate setting unit 112 outputs the transmission rate set for transmission to the retransmission number upper limit setting unit 113.
  • the retransmission number upper limit setting unit 113 sets the retransmission number upper limit value according to the transmission rate input from the transmission rate setting unit 112, and outputs the set retransmission number upper limit value to the modulation unit 114.
  • the details of the setting of the upper limit of the number of retransmissions in the upper limit setting part 113 of retransmissions will be described later.
  • WLAN transmission circuit 115 upconverts the transmission signal input from modulation section 114 from the baseband frequency to a radio frequency, and outputs the result to T / R switching section 102.
  • FIG. 2 is a diagram showing a communication operation between an access point and a station performing VoIP communication in a wireless LAN in which interference waves are smaller than a predetermined level. Specifically, FIG. 2 (A) shows the communication state of the access point, FIG. 2 (B) shows the communication state of the station 1, and FIG. 2 (C) shows the communication state of the station 2.
  • FIG. 2 shows a situation where station 1 and station 2 make simultaneous calls to one access point.
  • the basic operation of communication between the access point and the station 2 is similar to the basic operation of communication between the access point and the station 1.
  • Station 1 and station 2 communicate with the access point in units of VoIP communication time of 20 ms.
  • FIG. 3 is a diagram showing an operation of an access point and a station performing VoIP communication in a wireless LAN in which interference waves are equal to or higher than a predetermined level.
  • the access point When the communication packet data S1 is transmitted from the station 1 to the access point in a wireless LAN in which the interference wave is equal to or higher than a predetermined level, the access point does not transmit an ACK to the station 1 because the communication packet S1 can not be received normally.
  • the station 1 when the station 1 can not receive an ACK, it retransmits the communication packet S1.
  • the station 1 repeats the retransmission for the number of times set in advance for the upper limit number of retransmissions until receiving the ACK. Therefore, if the above retransmission is performed in 20 ms at the time of VoIP, the communication band is occupied for a long time by the communication between the station 1 and the access point.
  • the beacon since the beacon is also transmitted simultaneously with the retransmission, the occupied bandwidth becomes wider. Therefore, when the station 2 is connected, a band is not secured, so that communication between the station 2 and the access point becomes severe.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of determining the interference wave level and setting the upper limit of the number of retransmissions in the wireless terminal device 100.
  • wireless terminal apparatus 100 receives a received signal including a beacon from antenna 101, T / R switching section 102, and WLAN receiving circuit 103, and outputs the received signal to RSSI calculating section 104 and SNR calculating section 105 (ST 1010).
  • each of the RSSI calculation unit 104 and the SNR calculation unit 105 calculates each of the RSSI and the SNR of the beacon included in the reception signal input from the WLAN reception circuit 103 (ST1020).
  • the RSSI comparison unit 106 compares the RSSI of the beacon with a predetermined threshold, and outputs the comparison result to the interference determination unit 109 (ST1030).
  • the SNR comparison unit 107 compares the SNR of the beacon with a predetermined threshold, and outputs the comparison result to the interference determination unit 109 (ST 1040).
  • demodulation section 108 demodulates the received signal, and outputs to interference determination section 109 whether or not a demodulation error has occurred (ST 1050).
  • the interference determination section 109 determines that the interference wave is smaller than the predetermined level (ST1060).
  • transmission rate setting section 112 reads a transmission rate corresponding to “0” or the number of transmissions input from MAC section 110 from memory 111, and sets it as a transmission rate for transmission (ST 1070).
  • retransmission number upper limit setting section 113 sets an upper limit number of retransmissions according to the transmission rate set in transmission rate setting section 112 (ST 1080).
  • the interference determination unit 109 calculates the variation of the SNR of the beacon received ten times, and compares the calculated variation with a predetermined threshold (ST 1090).
  • a method of calculating the variation of the SNR of the beacon received ten times for example, the variation of the SNR between the beacon received each time and the beacon received immediately before is calculated, and the calculated ten variations are each Is compared to a predetermined threshold.
  • interference determination section 109 determines that the deterioration of the communication environment is continuous. Therefore, it is determined that the interference wave is equal to or higher than a predetermined level (ST1100).
  • transmission rate setting section 112 reads from memory 111 the transmission rate corresponding to “0” or the number of transmissions input from MAC section 110, and sets the transmission rate for transmission smaller than the read transmission rate, ST 1080 To (ST1110).
  • FIG. 5 is a diagram showing the upper limit of the number of retransmissions set in the upper limit setting unit for number of retransmissions 113 in accordance with the transmission rate set in the transmission rate setting unit 112.
  • the first column shows the type of application
  • the second column shows the transmission rate
  • the third column shows the upper limit of the number of retransmissions.
  • RTV (A) to RTV (C) and RD (A) to RD (C) indicate functions of A, B, or C, respectively.
  • the upper limit setting unit 113 for retransmission number sets the upper limit number of retransmissions according to the transmission rate set in the transmission rate setting unit 112, and the smaller the transmission rate, the smaller the upper limit number of retransmissions. Do.
  • the transmission rate setting unit 112 sets the transmission rate smaller than when the interference wave is smaller than the predetermined level. Therefore, the number-of-retransmissions upper limit setting unit 113 sets the number-of-retransmissions upper limit smaller if the interference wave is equal to or higher than the predetermined level than when the interference wave is smaller than the predetermined level.
  • the wireless terminal device uses the received signal to determine whether the interference wave from the microwave oven or another wireless transmission device is at a predetermined level or more in the wireless LAN communication environment. Do. Then, when the interference wave is equal to or higher than the predetermined level, the wireless terminal device can set the upper limit of the number of retransmissions smaller than when the interference wave is smaller than the predetermined level, so simultaneous communication with one access point is possible. The number of stations can be secured. In addition, the power consumption of the station can be reduced by reducing the number of retransmissions in which the communication quality can not be improved.
  • the transmission rate is set based on the number of retransmissions and the level of the interference wave
  • the upper limit of the number of retransmissions is set according to the set transmission rate as an example.
  • the upper limit of the number of times of retransmission may be directly set based on the level of the interference wave without limitation.
  • the wireless terminal device and the retransmission method according to the present invention can be applied to the use of a wireless terminal device capable of communicating with both a cellular network and a wireless LAN.

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Abstract

　１台のアクセスポイントと同時通信が可能なステーションの台数を確保し、消費電力を削減し、安定した通信品質を確保することができる無線端末装置。無線端末装置（１００）において、干渉判定部（１０９）は、ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)算出部（１０４）およびＳＮＲ(Signal to Noise Ratio)算出部（１０５）において算出された受信信号のＲＳＳＩ、ＳＮＲ、および復調部（１０８）から通知される復調エラーの有無に基づき、干渉波が所定レベル以上であるか否かを判定し、再送回数上限値設定部（１１３）は、干渉波が所定レベル以上である場合には、干渉波が所定レベルより小さい場合よりも、再送回数の上限値をより小さく設定し、ＷＬＡＮ送信回路（１１５）は、送信信号の送信が成功するまで、上限値の回数だけ送信信号の送信を繰り返す。

Description

無線端末装置および再送方法
　本発明は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ：Wireless Local Area Network）に用いられる無線端末装置および再送方法に関する。
　現在、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）についてはＩＥＥＥ８０２．１１ｂの伝送速度１１Ｍｂｐｓ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇの最大伝送速度５４Ｍｂｐｓが制定されており、対応製品が市販されるようになった。このことから、低価格の無線ＬＡＮが普及し、個人ユーザーが無線ＬＡＮを構築するケースが急増し、無線ＬＡＮの普及が一気に進んだ。今では企業等の業務用途だけでなく、個人の家庭内ネットワークとしても広く使われるようになった。
　無線ＬＡＮの基本的な利用方法としてはインフラストラクチャモードおよびアドホックモードの２種類がある。前者のインフラストラクチャモードにおいて、無線ＬＡＮは、携帯電話の無線基地局に相当するアクセスポイントと端末（ステーション）との間を無線接続させる。後者のアドホックモードにおいて、無線ＬＡＮは、アクセスポイントを介せずに複数の端末を直接相互接続させる。
　無線ＬＡＮはライセンス不要な帯域であるＩＳＭ(Industrial Science and Medicine)帯域を使用するため、伝送誤りが特に多発する。無線ＬＡＮは、たとえ狭帯域伝送を行っても雑音および干渉の影響を受けやすい。よって、無線ＬＡＮでは、電子レンジまたは他の無線送信機器からの干渉波を考慮する必要がある。また、雑音に加えてマルチパスフェージングによるデットポイントに端末が入ると、フレームが受信できなくなる。
　このような伝送誤りへの対処として、ＩＥＥＥ８０２．１１においては、肯定応答（ＡＣＫ：ACKnowledge Character）方式の再送が挙げられている。肯定応答方式の再送において、受信側は、送信側から送信されたすべてのフレームに対してＡＣＫを返す必要がある。このすべてのフレームに対してＡＣＫを返す全てのステップが成功すれば動作完了とみなされ、そうでなければすべての動作が失敗したとみなされる。すなわち、データフレームの送信元がＡＣＫを受信しなければ、フレームは消失したと見なされる。送信元は、データフレームが最初の伝送中に失われたのか、またはＡＣＫが伝送中に失われたのかに拘らず、ＡＣＫを受信できない場合には、同一のデータフレームを再送信する。
　無線ＬＡＮにおいては、１台のアクセスポイントに対して所定のステーションが基本動作（上記記載シーケンス）を行っている間、他のステーションが現在使用中のステーションの基本動作を邪魔しないように通信を抑制し衝突を回避する。
　データフレームの伝送誤りに対する検出と訂正は、基本フレームの交換を開始したステーション側、すなわち送信ステーションにおいて行われる。伝送誤りは送信ステーションにおいて検出されなくてはならない。例えば、送信ステーションは受信ステーションからＡＣＫが返らないことによって誤りを検出する。送信ステーションは誤りを検出するとフレームを再送する。
　また、送信ステーションは、フレームの再送をカウントするための再送カウンタを備えており、フレームが再送されるたびに再送カウンタを１増加させる。再送カウンタは、各フレームまたは各フラグメント毎に設けられる。また、再送カウンタは、ショートフレーム再送カウンタとロングフレーム再送カウンタとの２種類に分類されることができる。
　無線ＬＡＮは再送によって信頼性を確保している。フレームを送信したステーションは、アクセスポイントあるいは受信ステーションからＡＣＫを受け取らないと、フレームの送信が失敗したと判断する。失敗した送信は再送カウンタを１増加させる。そして、再送回数が所定の上限値に達するとステーションはそのフレームの送信をあきらめ、プロトコルの上位層にその旨を伝える。
特開２００４－８８１５４号公報
　無線ＬＡＮにおいては、アクセスポイント１台に対してステーションを複数接続することが可能である。特に家庭内においては、アクセスポイント１台に対して音声通話（ＶｏＩＰ：Voice Over Internet Protocol）が可能なステーションを同時に２台以上確保することが求められる。これは、安定した電界状態においては可能である。
　しかし、アクセスポイントとステーションとの通信中に電子レンジまたは他の無線送信機器からの干渉波が所定レベル以上である場合には、アクセスポイントあるいはステーションはデータフレームを受け取ることができなくなる。アクセスポイントがステーションから送信されるデータフレームを受け取ることができなかった場合、アクセスポイントはＡＣＫを返すことができなくなる。そして、ステーション側はアクセスポイントからＡＣＫが返らなかったため、先程送信したデータフレームを再送する。なお、失敗した送信は再送カウンタを１増加させる。そして、再送回数が所定の上限値に達するとステーションはそのフレームの送信をあきらめ、プロトコルの上位層にその旨を伝える。
　従来では再送回数の上限値が固定であるため、ステーション側はＡＣＫを受けるまで、最大で上限値の回数分データフレームを再送する。このようにデータフレームを再送することにより、アクセスポイントと所定の１台のステーションとの間での通信が帯域を占有してしまう。例えば、干渉電波が存在する環境下においてはアクセスポイントと所定の１台のステーションが共に再送を行ってしまうと、音声通信帯域が占有されてしまう。その結果、アクセスポイント１台に対して同時音声通話が可能であるステーションの台数が確保されないことになる。特に、通常音声データフレームを２０ｍｓの間隔で送信している音声通信であるＶｏＩＰにおいて、帯域が占用されると正常な通話を行うことができなくなる。また、ステーションとアクセスポイントとが再送を繰り返すことにより、双方の送受信時の消費電力が増加してしまう。
　本発明の目的は、無線ＬＡＮにおいてアクセスポイントへの同時音声通話が可能なステーションの台数を確保すると共に、アクセスポイントとステーションとの双方の消費電力を削減することができる無線端末装置および再送方法を提供することである。
　本発明の無線端末装置は、受信信号を受信する受信手段と、前記受信信号を用い、干渉波が所定レベル以上であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段において干渉波が所定レベル以上であると判定した場合には、前記判定手段において干渉波が所定レベルより小さいと判定した場合よりも、再送回数の上限値をより小さく設定する再送回数上限値設定手段と、送信信号の送信が成功するまで、前記上限値の回数だけ前記送信信号の送信を繰り返す送信手段と、を具備する構成を採る。
　本発明の再送方法は、受信信号を受信するステップと、前記受信信号を用い、干渉波が所定レベル以上であるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて干渉波が所定レベル以上であると判定した場合には、前記判定ステップにおいて干渉波が所定レベルより小さいと判定した場合よりも、再送回数の上限値をより小さく設定するステップと、送信信号の送信が成功するまで、前記上限値の回数だけ前記送信信号の送信を繰り返すステップと、を有するようにした。
　本発明によれば、無線ＬＡＮにおける干渉波が所定レベル以上である場合には、干渉波が所定レベルより小さい場合よりも、再送回数の上限値をより小さく設定することにより、アクセスポイントへの同時音声通話可能なステーションの台数を確保すると共に、通信品質を向上することができ、また、アクセスポイントとステーションとの双方の消費電力を削減することができる。
本発明の一実施の形態に係る無線端末装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る干渉波が所定レベルより小さい無線ＬＡＮにおいてＶｏＩＰ通信を行うアクセスポイントとステーションとの通信動作を示す図 本発明の一実施の形態に係る干渉波が所定レベル以上である無線ＬＡＮにおいてＶｏＩＰ通信を行うアクセスポイントとステーションとの動作を示す図 本発明の一実施の形態に係る無線端末装置における干渉波レベルの判定および再送回数上限値の設定の手順を示すフロー図 本発明の一実施の形態に係る送信レートに応じて設定される再送回数上限値を示す図
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の一実施の形態に係る無線端末装置（ステーション）１００の構成を示すブロック図である。なお、図１においては、再送回数上限値の設定と係わる構成および動作を主にして説明する。
　図１において、無線端末装置１００は、主にアンテナ１０１、Ｔ／Ｒ（送信／受信）切替部１０２、ＷＬＡＮ受信回路１０３、ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)算出部１０４、ＳＮＲ(Signal to Noise Ratio)算出部１０５、ＲＳＳＩ比較部１０６、ＳＮＲ比較部１０７、復調部１０８、干渉判定部１０９、ＭＡＣ(Medium Access Control)部１１０、メモリ１１１、送信レート設定部１１２、再送回数上限値設定部１１３、変調部１１４、およびＷＬＡＮ送信回路１１５を備える。そのうち、ＷＬＡＮ受信回路１０３およびＷＬＡＮ送信回路１１５はＲＦ(Radio Frequency)回路１５０を構成し、復調部１０８および変調部１１４はベースバンド処理部１６０を構成し、ＲＳＳＩ比較部１０６、ＳＮＲ比較部１０７、干渉判定部１０９、ＭＡＣ部１１０、メモリ１１１、送信レート設定部１１２、および再送回数上限値設定部１１３はデータ処理部１７０を構成する。
　アンテナ１０１は、無線ＬＡＮ通信方式の信号を受信し、Ｔ／Ｒ切替部１０２を介してＷＬＡＮ受信回路１０３に出力する。また、アンテナ１０１は、Ｔ／Ｒ切替部１０２を介してＷＬＡＮ送信回路１１５から入力される無線ＬＡＮ通信方式の送信信号を送信する。
　Ｔ／Ｒ切替部１０２は、アンテナ１０１から入力される受信信号のＷＬＡＮ受信回路１０３への出力と、ＷＬＡＮ送信回路１１５から入力される送信信号のアンテナ１０１への出力とを切り替える。
　ＷＬＡＮ受信回路１０３は、Ｔ／Ｒ切替部１０２から入力される受信信号を無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートしてＲＳＳＩ算出部１０４、ＳＮＲ算出部１０５、および復調部１０８に出力する。
　ＲＳＳＩ算出部１０４は、ＷＬＡＮ受信回路１０３から入力されるベースバンドの受信信号に含まれるビーコン信号のＲＳＳＩを算出し、ＲＳＳＩ比較部１０６に出力する。
　ＳＮＲ算出部１０５は、ＷＬＡＮ受信回路１０３から入力されるベースバンドの受信信号に含まれるビーコン信号のＳＮＲを算出し、ＳＮＲ比較部１０７に出力する。
　ＲＳＳＩ比較部１０６は、ＲＳＳＩ算出部１０４から入力されるＲＳＳＩを所定の閾値と比較し、比較結果を干渉判定部１０９に出力する。
　ＳＮＲ比較部１０７は、ＳＮＲ算出部１０５から入力されるＳＮＲを所定の閾値と比較し、比較結果を干渉判定部１０９に出力する。
　復調部１０８は、ＷＬＡＮ受信回路１０３から入力されるベースバンドの受信信号を復調し、得られる復調データをＭＡＣ部１１０に出力し、また、復調過程において復調エラーが発生したか否かを干渉判定部１０９に通知する。
　干渉判定部１０９は、ＲＳＳＩ比較部１０６から入力されるＲＳＳＩの比較結果、ＳＮＲ比較部１０７から入力されるＳＮＲの比較結果、および復調部１０８から入力される復調エラーに関する通知に基づき、無線ＬＡＮに対する、電子レンジまたは他の無線送信機器からの干渉波が所定レベル以上であるか否かを判定し、判定結果を送信レート設定部１１２に出力する。なお、干渉判定部１０９における干渉波レベル判定の詳細については後述する。
　ＭＡＣ部１１０は、復調部１０８から入力される復号データから送信先ＭＡＣアドレスや送信元ＭＡＣアドレスなどの制御情報を削除し、得られる受信情報をＬＬＣ(Logical Link Control)レイヤに引き渡す。また、ＭＡＣ部１１０は、上位レイヤのＬＬＣレイヤから渡された送信情報に対して通信宛先ＭＡＣアドレスや送信元ＭＡＣアドレスなどの制御情報を付加し、変調部１１４に出力する。また、ＭＡＣ部１１０は、変調部１１４に出力する送信情報が初回送信である場合には「０」を、または再送である場合には再送回数を送信レート設定部１１２、および変調部１１４に出力する。
　送信レート設定部１１２は、ＭＡＣ部１１０から入力される「０」または送信回数に対応する送信レートをメモリ１１１から読み出す。また、送信レート設定部１１２は、干渉判定部１０９から干渉波が所定レベルより小さいという判定結果が入力される場合には、メモリ１１１から読み出した送信レートをそのまま送信用の送信レートとして設定する。一方、送信レート設定部１１２は、干渉判定部１０９から干渉波が所定レベル以上であるという判定結果が入力される場合には、メモリ１１１から読み出した送信レートよりも小さい送信用の送信レートを設定する。また、送信レート設定部１１２は、送信用として設定した送信レートを再送回数上限値設定部１１３に出力する。
　再送回数上限値設定部１１３は、送信レート設定部１１２から入力される送信レートに応じて再送回数上限値を設定し、設定した再送回数上限値を変調部１１４に出力する。なお、再送回数上限値設定部１１３における再送回数上限値の設定の詳細については後述する。
　変調部１１４は、ＭＡＣ部１１０から「０」が入力される場合、またはＭＡＣ部１１０から入力される再送回数が再送回数上限値設定部１１３から入力される再送回数上限値以下である場合には、ＭＡＣ部１１０から入力される送信情報を変調し、得られる送信信号をＷＬＡＮ送信回路１１５に出力する。
　ＷＬＡＮ送信回路１１５は、変調部１１４から入力される送信信号をベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバートしてＴ／Ｒ切替部１０２に出力する。
　家庭内における無線ＬＡＮ通信においては、アクセスポイント１台に対して複数のステーションが接続され、同時通信可能なステーションを確保する必要がある。
　図２は、干渉波が所定レベルより小さい無線ＬＡＮにおいてＶｏＩＰ通信を行うアクセスポイントとステーションとの通信動作を示す図である。具体的には、図２（Ａ）は、アクセスポイントの通信状態を示し、図２（Ｂ）は、ステーション１の通信状態を示し、図２（Ｃ）は、ステーション２の通信状態を示す。
　ＶｏＩＰでは２０ｍｓ毎のデータのやり取りを行い、各２０ｍｓの時間内に以下の動作を行う。干渉波が所定レベルより小さい無線ＬＡＮにおいて、ステーション１から通信パケットデータＳ１をアクセスポイントへ送信した際に、アクセスポイントは、通信パケットデータＳ１を正常に受信すると、ステーション１に対してＡＣＫを送信する。また、アクセスポイントは、ステーション１に対して通信パケットデータＡＳ１を送信する。ステーション１は通信パケットデータＡＳ１を正常に受信すると、アクセスポイントへＡＣＫを送信する。また、アクセスポイントは、各ステーションに対してビーコンを周期的送信する。ここまでは、１台のアクセスポイントと１台のステーションとの間の通信における一連の基本動作である。図２は、アクセスポイント１台に対してステーション１とステーション２とが同時通話を行う場合の様子を示している。ここで、アクセスポイントとステーション２との間の通信の基本動作は、アクセスポイントとステーション１との間の通信の基本動作と同様である。ステーション１およびステーション２それぞれは、ＶｏＩＰ通信時間２０ｍｓの単位でアクセスポイントと通信を行う。
　図３は、干渉波が所定レベル以上である無線ＬＡＮにおいてＶｏＩＰ通信を行うアクセスポイントとステーションとの動作を示す図である。
　干渉波が所定レベル以上である無線ＬＡＮにおいて、ステーション１から通信パケットデータＳ１をアクセスポイントへ送信した際に、アクセスポイントは通信パケットＳ１を正常に受信できないためステーション１に対してＡＣＫを送信しない。無線ＬＡＮの基本動作として、ステーション１は、ＡＣＫを受信できない場合には通信パケットＳ１を再送する。ステーション１は、ＡＣＫを受信するまであらかじめ設定された再送回数上限値の回数分だけ再送を繰り返す。よって、ＶｏＩＰ時の２０ｍｓの間で上記の再送が行われると、ステーション１とアクセスポイントとの通信によって、長い間、通信帯域が占有されてしまう。また、再送と同時にビーコンも送信されるため、占有帯域がさらに広くなる。従って、ステーション２を接続する際には帯域が確保されないため、ステーション２とアクセスポイントとの通信が厳しい状態となる。
　次に、上記構成を有する無線端末装置１００における、干渉波レベルの判定および再送回数上限値の設定について説明する。
　図４は、無線端末装置１００における干渉波レベルの判定および再送回数上限値の設定の手順を示すフロー図である。
　まず、無線端末装置１００は、アンテナ１０１、Ｔ／Ｒ切替部１０２、およびＷＬＡＮ受信回路１０３によりビーコンを含めた受信信号を受信してＲＳＳＩ算出部１０４およびＳＮＲ算出部１０５に出力する（ＳＴ１０１０）。
　次いで、ＲＳＳＩ算出部１０４およびＳＮＲ算出部１０５それぞれは、ＷＬＡＮ受信回路１０３から入力される受信信号に含まれるビーコンのＲＳＳＩおよびＳＮＲそれぞれを算出する（ＳＴ１０２０）。
　次いで、ＲＳＳＩ比較部１０６は、ビーコンのＲＳＳＩを所定の閾値と比較し、比較結果を干渉判定部１０９に出力する（ＳＴ１０３０）。
　次いで、ＳＮＲ比較部１０７は、ビーコンのＳＮＲを所定の閾値と比較し、比較結果を干渉判定部１０９に出力する（ＳＴ１０４０）。
　次いで、復調部１０８は、受信信号を復調し、復調エラーが発生したか否かを干渉判定部１０９に出力する（ＳＴ１０５０）。
　次いで、ビーコンのＲＳＳＩが所定の閾値以下であり（ＳＴ１０３０：「ＮＯ」）、かつビーコンのＳＮＲが所定の閾値以上であり（ＳＴ１０４０：「ＮＯ」）、かつ復調エラーが発生しなかった場合（ＳＴ１０５０：「ＮＯ」）には、干渉判定部１０９は、干渉波が所定レベルより小さいと判定する（ＳＴ１０６０）。
　次いで、送信レート設定部１１２は、ＭＡＣ部１１０から入力される「０」または送信回数に対応する送信レートをメモリ１１１から読み出し、送信用の送信レートとして設定する（ＳＴ１０７０）。
　次いで、再送回数上限値設定部１１３は、送信レート設定部１１２において設定された送信レートに応じて再送回数上限値を設定する（ＳＴ１０８０）。
　一方、ビーコンのＲＳＳＩが所定の閾値より大きい場合（ＳＴ１０３０：「ＹＥＳ」）、またはビーコンのＳＮＲが所定の閾値より小さい場合（ＳＴ１０４０：「ＹＥＳ」）、または復調エラーが発生した場合（ＳＴ１０５０：「ＹＥＳ」）には、干渉判定部１０９は、１０回受信したビーコンのＳＮＲの変動量を算出し、算出した変動量を所定の閾値と比較する（ＳＴ１０９０）。ここで、１０回受信したビーコンのＳＮＲの変動量の算出方法としては、例えば、毎回受信したビーコンと直前に受信したビーコンとのＳＮＲの変動量をそれぞれ算出し、算出した１０個の変動量それぞれを所定の閾値と比較する。
　次いで、１０回受信したビーコンのＳＮＲの変動量それぞれがすべて所定の閾値より小さいという条件が満たされない場合（ＳＴ１０９０：「ＮＯ」）には、図４の手順はＳＴ１０６０に移行する。
　一方、１０回受信したビーコンのＳＮＲの変動量それぞれがすべて所定の閾値より小さい場合（ＳＴ１０９０：「ＹＥＳ」）には、干渉判定部１０９は、通信環境の悪化状態が連続していると判定し、従って干渉波が所定レベル以上であると判定する（ＳＴ１１００）。
　次いで、送信レート設定部１１２は、ＭＡＣ部１１０から入力される「０」または送信回数に対応する送信レートをメモリ１１１から読み出し、読み出した送信レートよりも小さい送信用の送信レートを設定し、ＳＴ１０８０に移行する（ＳＴ１１１０）。
　図５は、送信レート設定部１１２において設定された送信レートに応じて、再送回数上限値設定部１１３において設定される再送回数上限値を示す図である。
　図５において、１列目はアプリケーションの種類を示し、２列目は送信レートを示し、３列目は再送回数上限値を示す。また、ＲＴＶ（Ａ）～ＲＴＶ（Ｃ）、ＲＤ（Ａ）～ＲＤ（Ｃ）はそれぞれＡ、Ｂ、またはＣの関数を示す。図５に示すように、再送回数上限値設定部１１３は、送信レート設定部１１２において設定した送信レートに応じて再送回数上限値を設定し、送信レートが小さいほど再送回数上限値をより小さく設定する。なお、送信レート設定部１１２においては、干渉波が所定レベルより小さい場合よりも、干渉波が所定レベル以上である場合には、送信レートをより小さく設定する。従って、再送回数上限値設定部１１３においては、干渉波が所定レベルより小さい場合よりも、干渉波が所定レベル以上である場合には、再送回数上限値をより小さく設定する。
　このように、本実施の形態によれば、無線端末装置は受信信号を用い、無線ＬＡＮの通信環境に電子レンジまたは他の無線送信機器からの干渉波が所定レベル以上であるか否かを判定する。そして、無線端末装置は、干渉波が所定レベル以上である場合には、干渉波が所定レベルより小さい場合よりも再送回数上限値をより小さく設定するため、１台のアクセスポイントと同時通信可能なステーションの台数を確保することができる。また、通信品質の向上が図れない再送の回数を減らすことによりステーションの消費電力を削減することができる。
　なお、本実施の形態では、ＳＴ１０３０～ＳＴ１０５０の各ステップを順次実行する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、ＳＴ１０３０～ＳＴ１０５０の各ステップの順番を任意に変更しても良く、または並行して実行しても良い。
　また、本実施の形態では、再送回数および干渉波のレベルに基づき伝送レートを設定し、設定した送信レートに応じて再送回数上限値を設定する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、干渉波のレベルに基づき再送回数上限値を直接設定しても良い。
　２００８年３月２１日出願の特願２００８－０７４３４０の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明に係る無線端末装置および再送方法は、セルラネットワークおよび無線ＬＡＮの両方と通信を行うことが可能な無線端末装置の用途に適用することができる。

Claims (4)

  1. 　受信信号を受信する受信手段と、
    　前記受信信号を用い、干渉波が所定レベル以上であるか否かを判定する判定手段と、
    　前記判定手段において干渉波が所定レベル以上であると判定した場合には、前記判定手段において干渉波が所定レベルより小さいと判定した場合よりも、再送回数の上限値をより小さく設定する再送回数上限値設定手段と、
    　送信信号の送信が成功するまで、前記上限値の回数だけ前記送信信号の送信を繰り返す送信手段と、
    　を具備する無線端末装置。
  2. 　前記受信信号を復調する復調手段と、
    　前記受信信号に含まれるビーコン信号のＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)と、ＳＮＲ(Signal to Noise Rate)と、過去数回の受信にわたっての前記ＳＮＲの変動量を算出する算出手段と、をさらに具備し、
    　前記判定手段は、
    　復調エラーが発生し、かつ前記ＳＮＲの変動量が変動量用の閾値より小さい場合、または、前記ＲＳＳＩがＲＳＳＩ用の閾値より大きく、かつ前記ＳＮＲの変動量が変動量用の閾値より小さい場合、または、前記ＳＮＲがＳＮＲ用の閾値より小さく、かつ前記ＳＮＲの変動量が変動量用の閾値より小さい場合には、干渉波が所定レベル以上であると判定し、それ以外の場合には、干渉波が所定レベルより小さいと判定する、
    　請求項１記載の無線端末装置。
  3. 　前記判定手段において干渉波が所定レベル以上であると判定した場合には、前記判定手段において干渉波が所定レベルより小さいと判定した場合よりも、前記送信信号を送信するための送信レートをより小さく設定する送信レート設定手段、をさらに具備し、
    　前記再送回数上限値設定手段は、
    　前記送信レート設定手段において設定された送信レートに対応する値を用いて再送回数の上限値を設定する、
    　請求項１記載の無線端末装置。
  4. 　受信信号を受信するステップと、
    　前記受信信号を用い、干渉波が所定レベル以上であるか否かを判定する判定ステップと、
    　前記判定ステップにおいて干渉波が所定レベル以上であると判定した場合には、前記判定ステップにおいて干渉波が所定レベルより小さいと判定した場合よりも、再送回数の上限値をより小さく設定するステップと、
    　送信信号の送信が成功するまで、前記上限値の回数だけ前記送信信号の送信を繰り返すステップと、
    　を具備する再送方法。
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