WO2013038821A1 - 適応変調符号化方法、及び装置 - Google Patents

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WO2013038821A1
WO2013038821A1 PCT/JP2012/069222 JP2012069222W WO2013038821A1 WO 2013038821 A1 WO2013038821 A1 WO 2013038821A1 JP 2012069222 W JP2012069222 W JP 2012069222W WO 2013038821 A1 WO2013038821 A1 WO 2013038821A1
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modulation
mcs
coding
reception
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PCT/JP2012/069222
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齋藤　利行
玉木　諭
苗村　万紀子
藤岡　孝芳
Original Assignee
株式会社日立産機システム
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    • H04L1/0002—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate
    • H04L1/0003—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate by switching between different modulation schemes
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    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication system and a radio communication apparatus, and more particularly to a communication control technique using adaptive modulation and coding.
  • wireless communication has a larger variation in propagation path quality than wired communication.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • AMC Adaptive Modulation and Coding
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 increase the total number of MCS candidates by measuring the average channel quality of the terminal and selecting a set of MCS candidates for AMC centering on the MCS corresponding to the quality.
  • a technique for enhancing the effect of AMC without doing so is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a technique for switching an average time of received signal quality (SINR: Signal to Interference and Noise Ratio) used for MCS determination according to a moving speed of a terminal measured by a base station apparatus. .
  • SINR Signal to Interference and Noise Ratio
  • Patent Document 3 discloses a technique for reducing the influence of short-term channel fluctuation (fading) by applying an offset according to the current packet error rate to the threshold value of the correspondence table between SINR and MCS. It is disclosed.
  • Patent Document 4 discloses a technique for reducing the influence on the AMC of the hidden terminal problem in CSMA (Carrier Sense Multiple Access) by exchanging information of communication destination nodes between nodes.
  • Patent Document 5 discloses a technique for reducing the processing load of blind decoding by performing blind decoding in order from a higher-order modulation method and terminating at successful times.
  • AMC in which the transmission side selects one from a plurality of MCS candidates, in order for reception processing such as demodulation and decoding to succeed, it is necessary for the reception side to perform reception processing using the MCS selected by the transmission side.
  • This can be realized, for example, when the transmitting side notifies the receiving side of MCS information separately from the data.
  • the reception side load is low because it is sufficient to perform the reception process with the notified MCS, but the amount of transmission data increases by the amount of MCS information, and the transmission side load increases by the amount of the transmission processing and transmission time.
  • the transmission side may not notify the MCS information, and the reception side may try reception processing for all candidate MCSs (Blind Decoding).
  • the load on the transmission side is equivalent to the case where AMC is not performed, but the reception processing is repeated until success, so the processing load on the reception side increases.
  • AMC it is a problem of AMC that the load on either the transmission side or the reception side becomes high in order to match the MCS.
  • Patent Documents 1-4 all enhance the effect of AMC and cannot reduce these processing loads. Further, in Patent Document 5, when the transmission side uses a low-order modulation scheme, almost all MCSs are received and when it is mistakenly received that a higher-order MCS is received, the lower-order MCS is received. Therefore, there is a problem that the AMC is canceled without being received.
  • An object of the present invention is to provide an adaptive modulation and coding method and apparatus in which both processing loads on the transmission side and the reception side are low in order to solve the above problems.
  • an adaptive modulation and coding method in a system in which wireless communication is performed on a transmission side and a reception side, and a common propagation path that can be measured independently on a transmission side and a reception side. Based on the quality information measured independently for each of the transmission side and the reception side and the shared transition condition, the transmission side and the reception side respectively modulate the modulation and coding method using the quality information as an index. And the receiving side provides an adaptive modulation and coding method having a configuration in which a part of candidate modulation and coding schemes is subjected to reception processing.
  • an aggregation station apparatus that performs radio communication with a measurement terminal apparatus, and includes a radio transmission / reception unit and a processing unit that use a modulation and coding scheme, Transition conditions of modulation and coding schemes using the quality information of a common channel that can be measured independently by the aggregation station device and the measurement terminal device shared with the terminal device, and the quality measured independently by the aggregation station device
  • an aggregation station apparatus configured to switch a modulation and coding scheme based on information and to set a part of candidate modulation and coding schemes as reception processing targets.
  • a measurement terminal apparatus that performs radio communication with an aggregation station apparatus, comprising a radio transmission / reception unit and a processing unit that use a modulation and coding scheme, Transition conditions of modulation and coding schemes using as an index the quality information of a common channel that is received from a station apparatus and shared with the aggregation station apparatus and can be measured independently by the measurement terminal apparatus and the aggregation station apparatus, and the measurement Provided is a measurement terminal device configured to switch a modulation and coding scheme based on quality information independently measured by the terminal device.
  • the reception side can limit the MCS that performs the reception process even if the transmission side does not notify the MCS information.
  • the reception side can limit the MCS that performs the reception process even if the transmission side does not notify the MCS information.
  • 1 is an overall configuration diagram of a remote monitoring system in each embodiment. It is a figure which shows the operation
  • transmission path quality information a transmission path evaluation index
  • transmission path quality information simply quality information.
  • the various embodiments described below will be described by exemplifying a remote monitoring system that monitors measurement information such as sensors at a monitoring center. However, the present invention is used for other communication devices that use wireless communication. Is possible.
  • FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a remote monitoring system in each embodiment.
  • the remote monitoring system in each embodiment includes a measurement information aggregation station 101 and a measurement terminal 102 connected via a wireless network 105, a network 104 and a monitoring center 103 connected to the measurement information aggregation station 101 via the network 104.
  • the network 104 may be a local network or a wide area network.
  • the measurement information aggregation station 101 is, for example, a base station device of a wireless network
  • the measurement terminal 102 is, for example, a sensor terminal device of a wireless network.
  • the measurement information aggregation station 101 has a communication function with the monitoring center 103 via the network 104 and a communication function with one or a plurality of measurement terminals 102 via the wireless network 105.
  • the measurement information aggregation station 101 has a function of aggregating sensor measurement information notified from one or a plurality of measurement terminals 102 via the wireless network 105 and notifying the monitoring center 103 via the network 104.
  • the measurement information aggregation station 101 may have a function of changing the operation of the measurement terminal 102 through the wireless network 105 in accordance with control from the monitoring center 103 through the network 104.
  • the measuring terminal 102 has a sensor function and a wireless communication function.
  • the measurement terminal 102 performs measurement using the sensor function, and notifies the measurement information aggregation station 101 via the wireless network 105 of sensor measurement information obtained as a result of the measurement.
  • the sensor function is a sensor that can operate independently, such as a temperature sensor, a humidity sensor, and an acceleration sensor, or a sensor that uses an external signal input such as a position sensor using GPS, or a voice or still image. , Any of the monitoring devices that acquire moving images, or a combination.
  • the measurement terminal 102 may have a function of changing the operation of either or both of the sensor function and the wireless communication function in accordance with the control from the measurement information aggregation station 101.
  • the function changed here is, for example, the type of sensor used for measurement in the sensor function, the frequency of measurement in the sensor function, or the frequency of communication in the wireless communication function.
  • the monitoring center 103 has a network communication function, and receives sensor measurement information aggregated by the measurement information aggregation station 101 via the network 104.
  • the monitoring center 103 may have one or more of a storage device that stores the received sensor measurement information, an analysis device that analyzes the sensor measurement information, and a display device that displays the sensor measurement information.
  • the monitoring center 103 may have a function of controlling the operation of one or both of the measurement information aggregation station 101 and the communication terminal 102.
  • the monitoring center 103 having such a configuration and function has a normal network communication function and can be configured by a computer having a CPU (Central Processing Unit) as a processing unit, a memory as a storage unit, and a display as a display unit.
  • the functions and control functions as the analysis device described above can be realized by program processing by the CPU.
  • the network 104 is, for example, a LAN using IEEE802.11 or IEEE802.3 for the physical layer, or is, for example, a MAN (Metropolitan) Area Network) using IEEE802.16 for the physical layer, or a cellular network, or It is a wireless or wired network consisting of a combination.
  • the wireless network 105 is, for example, a PAN (Personal Area Network) using IEEE802.15.4 or a specific low-power wireless system for the physical layer, or a LAN (Local Area Network) using IEEE802.11 for the physical layer, for example. Or a cellular network, or a combination thereof.
  • PAN Personal Area Network
  • LAN Local Area Network
  • IEEE802.11 Wireless Area Network
  • IEEE802.15.4 is used for the physical layer of the wireless network 105
  • IEEE802.3 LAN is used for the physical layer of the network 104.
  • Each embodiment can be applied to other combinations than the above.
  • the configuration of collecting data from the sensor terminals via the wireless network 105 in the remote monitoring system is mainly targeted, and the transmitting side is the measuring terminal 102 and the receiving side is the measurement information collecting station 101.
  • the measurement information aggregation station 101 has a coordinator function in IEEE 802.15.4. Unless otherwise specified, when the MCS is updated, the error count is initialized.
  • FIG. 2 shows an operation sequence of the AMC method in which the transmission side notifies the MCS information.
  • the measurement terminal 102 first notifies the measurement information aggregation station 101 of a subscription request 202 for PAN.
  • the measurement information aggregating station 101 determines whether the measurement terminal 102 can be added to the PAN managed by the measurement information aggregation station 101 (203), and notifies the subscription permission 204 if possible.
  • the subscription request 202 and the subscription permission 204 correspond to an Association Request and an Association Response in IEEE 802.15.4, respectively.
  • the measurement terminal 102 is added to the PAN managed by the measurement information aggregation station 101.
  • the measurement terminal 102 is data that is sensor measurement information in accordance with the CSMA (Carrier Sense Multiple Access) method defined by IEEE 802.15.4.
  • 205 is transmitted to the measurement information aggregation station 101.
  • CSMA Carrier Sense Multiple Access
  • the measurement information aggregating station 101 performs a reception process 207 based on the MCS information 206 notified together with the data 205, and notifies the measurement terminal 102 of the success or failure of reception as ACK / NACK information 208.
  • the measurement terminal 102 performs transmission path quality information update processing 209 in AMC, and performs MCS update processing 210 based on the updated transmission path quality information.
  • a packet error rate is used as the transmission path quality information.
  • Fig. 3 shows an operation sequence of the AMC method in which the receiving side specifies MCS information. 2 differs from FIG. 2 in that the measurement information aggregation station 101 notifies the MCS information 301 in advance, and the measurement terminal 102 transmits data 205 according to the MCS information 301.
  • the measurement information aggregating station 101 performs the reception process 302 of the data 205 based on the MCS information 301 specified by itself, notifies the measurement terminal 102 of the success or failure of reception as ACK / NACK information 208, and updates the quality information in the AMC. 303, and MCS update processing 304 is performed based on the updated quality information.
  • a packet error rate or SINR based on reception success or failure is used as the quality information.
  • Fig. 4 shows the operation sequence of the AMC method in which MCS information is not exchanged. 2 is different from FIG. 2 in that the notification of the MCS information 206 in FIG. 2 disappears and the measurement information aggregation station 101 performs the reception process 401 for all the MCS information instead.
  • FIG. 5 shows an operation sequence in the measurement information aggregation of the remote monitoring system of the first embodiment.
  • a packet error rate is used as an example of common transmission path quality information that can be measured by the measurement information aggregation station 101 and the measurement terminal 102.
  • the measurement information aggregation station 101 After the measurement terminal 102 is added to the PAN by the subscription request 202 to the permission notification 204, the measurement information aggregation station 101 notifies the measurement terminal 102 of the initial setting 501 and the MCS transition condition 502 before transmitting the data 205.
  • the measurement terminal 102 succeeds in receiving these pieces of information and MCS transition becomes possible, the measurement terminal 102 notifies the measurement information aggregation station 101 of an acknowledgment notification 503.
  • the initial setting 501 defines an initial state of control such as quality information used for transition of MCS, for example, an initial value of MCS and an initialization request for quality information.
  • FIG. 6 shows an example of the MCS transition condition 502.
  • a threshold for quality information for increasing or decreasing the MCS is defined.
  • the lower the modulation order and the lower coding rate the higher the packet arrival rate even in an environment with poor propagation path quality, while the ratio of information in transmission data, that is, the resource efficiency decreases, so the number is low.
  • the total number of candidate MCSs is set to 4 and the transition is performed one step at a time.
  • the total number of MCSs is large, as described in the third embodiment, a plurality of steps are performed at a time. Migration may be possible.
  • the measurement information aggregating station 101 performs the reception process 504 based on the specific MCS updated based on the MCS transition condition 502 and the quality information. I do. Thereby, since the notification of the MCS information 206 is not required, the processing load of the measurement terminal 102 is low, and the number of MCSs that try the reception process is reduced, so that the processing load of the measurement information aggregation station 101 is reduced.
  • the measurement information aggregating station 101 determines the error rate update processes 505 and 507 and the MCS update processes 506 and 508 based on the contents of the ACK / NACK information 208 based on the result of the reception process 504 by a specific MCS. I do. Since the MCS transition condition 502 is shared, the measurement information aggregation station 101 can follow the MCS transition of the measurement terminal 102.
  • the MCS used for control information such as the ACK / NACK information 208 has an arrival rate equal to or higher than the MCS with the highest packet arrival rate for data communication, the MCSs of the measurement terminal 102 and the measurement information collection station 101 are The error rate of the ACK / NACK information 208 does not increase to the extent that it deviates. Further, the reception error of the ACK / NACK information 208 can be solved by the fourth or fifth embodiment.
  • a situation (disappearance) in which the measurement information aggregation station 101 cannot recognize the transmission of the data 205 may occur due to a packet collision or a header reception error in CSMA. Is counted by the measurement information aggregating station 101, that is, it is limited to that in which the reception processing 504 is performed and the ACK / NACK information 208 is notified. Since the measurement terminal 102 can recognize the loss of the data 205 when there is no notification of the ACK / NACK information 208, the data 205 is lost by retransmitting the data 205 if there is no notification of the ACK / NACK information 208 for a certain period of time after the transmission of the data 205. You may deal with.
  • FIG. 7 shows an operation flowchart of the measurement terminal 102 in the first embodiment.
  • a retransmission process for the loss of the data 205 is included.
  • the measurement terminal 102 starts a timer for determining the disappearance of the data at the same time as the data transmission 701 (702), performs a time-out determination 703 at regular time intervals, and executes the data transmission 701 again at time-out.
  • the comparison operation 704 between the number of retransmissions and the upper limit value avoids infinite retransmissions.
  • the execution period of the timeout determination 703 may be set to, for example, a time required to transmit one information symbol in wireless communication, for example, 25 ms in IEEE 802.15.4 40-bit / s BPSK.
  • the measurement terminal 102 performs reception determination 705 for ACK / NACK information. If it is determined to be reception, the measurement terminal 102 performs error rate update processing 706 and MCS update processing. Specifically, the updated error rate is compared with the first threshold 601 (707), and if it exceeds, the MCS is decreased (708). If it is lower, the error rate is further compared with the second threshold 602 (709), and if it is lower, MCS is increased (710).
  • the error rate can be updated, for example, by calculating the ratio of the number of reception failures (NACK) to the number of transmission packets within a certain period from the current time, or by the forgetting average using the current error rate and ACK / NACK information. As long as the measurement terminal 102 and the measurement information collection station 101 are the same, the error rate may be updated by any method.
  • FIG. 8 shows an operation flowchart of the measurement information aggregation station 101 in the first embodiment.
  • reception processing is performed based on the MCS updated based on the MCS transition condition 502 and quality information (802), and the result is notified to the measurement terminal 102 as ACK / NACK information.
  • Data detection 801 can be realized, for example, by taking a correlation between a predetermined preamble sequence for synchronization and a received signal.
  • an error rate update process 804 and an MCS update process are performed based on the result of the reception process 802. Specifically, the updated error rate is compared with the first threshold 601 (805), and if it exceeds, the MCS is decreased (806). If it is lower, the error rate is further compared with the second threshold 602 (807), and if it is lower, MCS is increased (808).
  • the operation of the remote monitoring system of the second embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the number of continuous errors in the packet is used as the transmission path quality information, and the MCS is reduced even when an error occurs continuously, thereby reducing the propagation path.
  • FIG. 9 shows an operation flowchart of the measurement terminal 102 in the second embodiment.
  • the reception determination 705 of the ACK / NACK information is determined as reception, the error rate update processing 706 and the continuous error number update processing 901 are performed, and the updated continuous error number is compared with a third threshold (902) ) Is different from FIG. 7 in that the MCS is decreased when it exceeds.
  • the third threshold value may be notified of a value for each MCS in the MCS transition condition 502, for example.
  • FIG. 10 shows an operation flowchart of the measurement information aggregation station 101 in the second embodiment.
  • the error rate update process 804 and the continuous error number update process 1001 are performed, and the updated number of continuous errors is compared with a third threshold (1002).
  • the difference is different from FIG.
  • the third threshold may be generated by the measurement information collection station 101 or set from the monitoring center 103.
  • the ability to follow the AMC with respect to fluctuations in the propagation path quality is improved by allowing the MCS to transition in a plurality of stages.
  • FIG. 11 shows an operation sequence of the third embodiment.
  • the measurement information aggregation station 101 notifies the measurement terminal 102 of the MCS change amount setting 1101 together with the initial setting 501 and the MCS transition condition 502.
  • the MCS change amount setting 1101 includes, for example, whether the MCS change amount is fixed and information on the maximum change amount of the MCS. When the amount of change is fixed, the maximum amount of change indicates a single MCS change amount itself.
  • the MCS change amount is variable will be described.
  • the measurement information aggregating station 101 records quality information such as SINR in the reception process 504, collects the reception success / failure and the quality information, and notifies the measurement terminal 102 as extended ACK / NACK information 1102.
  • the quality information to be notified may be, for example, the quantized SINR itself.
  • the measurement information aggregation station 101 and the measurement terminal 102 determine the MCS fluctuation range from the results of the quality information update processes 1103 and 1104 in the MCS update processes 506 and 508.
  • the measurement information aggregation station 101 may update the maximum change amount of MCS based on, for example, quality information (1105), and notify the measurement terminal 102 of the update result 1106.
  • quality information (1105) for example, quality information (1105)
  • the amount of change in MCS is variable has been described above. However, if the amount of change is fixed, a series of processes for determining the fluctuation range according to the quality information may not be performed.
  • FIG. 12 shows an operation flowchart of the measurement terminal 102 in the third embodiment.
  • Extended ACK / NACK information is received (1201), and quality information is updated according to the contents (1202).
  • quality information is updated according to the contents (1202).
  • SINR is large or good or “bad”
  • “1” is notified.
  • “+1” for ACK and “ ⁇ 1” for NACK are averaged as quality information.
  • the quality information indicates a difference with respect to the SINR targeted by the MCS (a value of ⁇ 1 to +1, where 0 is not excessive or insufficient).
  • the fluctuation range of the MCS is determined from the quality information.
  • the MCS reduction width is increased according to the absolute value (1203)
  • the increase width of MCS is increased according to the absolute value (1204).
  • the maximum value of the MCS change amount may be updated (1205). For example, the maximum width is increased or decreased according to the absolute value of the quality information.
  • FIG. 13 shows an operation flowchart of the measurement information aggregation station 101 in the third embodiment.
  • Quality information is set based on the reception quality (for example, SINR) in the reception process 802 (1301), and is notified to the measurement terminal 102 as extended ACK / NACK information together with the success or failure of reception (1302).
  • the quality information is updated (1303), and the fluctuation range when increasing or decreasing the MCS is determined according to the value. Specifically, when reducing the MCS, if the quality information is below a certain level, the MCS reduction range is increased according to the absolute value (1304), and when increasing the MCS, the quality information is If it is above a certain level, the increase width of MCS is increased according to the absolute value (1305).
  • the quality information is set and updated in the same manner as the measurement terminal 102. Further, the maximum value of the MCS change amount may be updated (1306). For example, the maximum width is increased or decreased according to the absolute value of the quality information.
  • an ACK / NACK reception error is obtained by temporarily increasing the number of MCSs to be subjected to reception processing according to the determination of the measurement information aggregation station 101.
  • the reception process is successful, and the error rate is periodically notified to eliminate the deviation.
  • FIG. 14 shows an operation sequence of the fourth embodiment.
  • the reception process 504 is the same as in the first embodiment in the sense that a part of the MCS is selected from all candidates and the reception process is performed, and the measurement information aggregation station 101 sends the measurement terminal 102 to the measurement terminal 102 at an arbitrary timing. The difference is that the error rate is notified (1401), and the measurement terminal 102 is updated to the value notified of the error rate (1402).
  • FIG. 15 shows an operation flowchart of the measurement information aggregation station 101 in the fourth embodiment.
  • the measurement information aggregating station 101 first determines the MCS that performs the reception process 802 (1501). In a normal state, if only the MCS updated based on the MCS transition condition 502 and the transmission path quality information is used, the operation is the same as that of the first embodiment.
  • the MCS shift may be performed by setting both the pre-change MCS and the post-change MCS as reception processing targets. You can receive even if there is.
  • the MCS for performing the reception process may be reduced.
  • the ACK / NACK information 1502 for the measurement terminal 102 is notified of successful reception if successfully received by any MCS.
  • the error rate used for determining the change of MCS is the error rate of MCS after change.
  • an ACK / NACK reception error is obtained by temporarily increasing the number of MCSs to be subjected to reception processing based on the determination of the measurement information aggregation station 101.
  • the success rate of the reception process in a situation where the error rate is shifted between the measurement terminal 102 and the measurement information aggregation station 101 is improved.
  • FIG. 16 shows an operation flowchart of the measurement information aggregation station 101 in the fifth embodiment. It is determined whether or not the result of the reception processing 802 is an error (1601). If the result is an error, the reception processing is performed for the MCS that is further increased or decreased by one step from the MCS subjected to the reception processing (1602). It is determined whether or not the reception is successful at any MCS (1603). If the reception is successful, it is determined that the measurement terminal 102 is using a different MCS by one step, and the MCS used for the reception process is determined as a successful MCS. (1604). Thereby, even if there is a difference in MCS used by the measurement terminal 102 and the measurement information aggregation station 101, it can be resolved within one stage.
  • the error determination process 1601 may be a process of comparing the number of consecutive errors with a threshold value. As a result, it is possible to reduce reception processing with a plurality of MCSs for a random error in a situation where the MCSs match.
  • FIG. 17 shows an example of a functional block diagram of the measurement information aggregation station 101 in each embodiment.
  • the measurement information aggregating station 101 includes an antenna 1701, a wireless transmission / reception unit 1702, a control unit 1703, a baseband demodulation unit 1704, a decoding unit 1705, a network interface unit 1706, an encoding unit 1707, and a baseband modulation unit 1708.
  • the wireless transmission / reception unit 1702 includes a duplexer, a power amplifier, a low noise amplifier, an up converter, a down converter, an analog / digital converter, a digital / analog converter, an automatic frequency adjuster, and an automatic gain adjuster.
  • a radio frequency signal input from the antenna 1701 is converted into a baseband signal through the wireless transmission / reception unit 1702 and input to the baseband demodulation unit 1704.
  • the baseband demodulator 1704 demodulates the input signal based on the MCS information given from the controller 1703 and inputs the result to the decoder 1705.
  • the demodulation result is either a hard decision result (bit sequence) or a soft decision result (likelihood information) depending on the code used in the decoding unit 1705.
  • the decoding unit 1705 performs error correction processing based on the MCS information given from the control unit 1703, and outputs the decoded data to the network interface unit 1706 and the control information and the decoding result to the control unit 1703.
  • the network interface unit 1706 outputs the output of the decoding unit 1705 to the monitoring center 103 via the network 104, and when receiving control information from the monitoring center 103, inputs the information to the encoding unit 1707.
  • the transmission data to the measurement terminal 102 input from the network interface unit 1706 or generated inside the measurement information aggregation station 101 is first input to the encoding unit 1707.
  • the encoding unit 1707 encodes an input based on the MCS information given from the control unit 1703 and inputs the input to the baseband modulation unit 1708.
  • a baseband signal modulated by baseband modulation section 1708 based on MCS information given from control section 1703 is input to radio transmission / reception section 1702, converted to a radio frequency signal, and output from antenna 1701.
  • the control unit 1703 is the main body of the operation of the measurement information aggregation station 101 in each embodiment.
  • the MCS transition condition table shown in FIG. 6, the current MCS value, and the error rate in the current MCS are managed, and the error rate is updated based on the decoding result information given from the decoding unit 1705, and further updated.
  • the MCS is updated based on the error rate.
  • the baseband demodulation section 1704 and the decoding section 1705 are notified of MCS information.
  • a coordinator in IEEE 802.15.4 it manages the information of the measurement terminal 102 belonging to the PAN managed by itself, and the MCS transition condition table 502 for the measurement terminal 102 newly participating in the PAN. It has a function of sending initial setting information 501.
  • the continuous error count is further managed, the continuous error count is updated based on the decoding result information provided from the decoding unit 1705, and the MCS is further updated based on the result.
  • the propagation path quality information is also managed, the quality information given from the decoding unit 1705 is averaged, and the fluctuation range of the MCS is determined based on the result.
  • a plurality of MCSs that perform reception processing are input to the baseband demodulation unit 1704 and the decoding unit 1705 according to the transition state of the MCS. Also, error rate information is input to the encoding unit 1707 at an arbitrary timing.
  • an MCS that performs reception processing is additionally input to the baseband demodulation unit 1704 and the decoding unit 1705 based on the decoding result information provided from the decoding unit 1705.
  • FIG. 18 shows an example of the device configuration of the measurement information aggregation station 101 in each embodiment.
  • the measurement information aggregation station 101 includes a processor 1801, a data buffer 1802, and a memory 1803, which are connected by an internal bus 1804. Further, a wireless transmission / reception unit 1702 and a network interface unit 1706 are provided as interfaces to the external node. Further, the measurement information aggregation station 101 includes a storage device 1805 that stores programs and tables.
  • the processor 1801 executes a program stored in the storage device 1805. That is, the processor 1801 is a processing unit that executes a program, executes processing corresponding to the control unit 1703, etc., refers to a table, and controls wireless communication.
  • the data buffer 1802 temporarily transmits an uplink signal received from the measurement terminal 102 or a downlink signal received from the monitoring center 103 or generated by the measurement information aggregation station 101 to the monitoring center 103 or the measurement terminal 102.
  • a program processed by the processor 1801 is expanded and data necessary for processing is held.
  • the wireless transmission / reception unit 1702 and the network interface unit 1706 are interfaces that perform transmission / reception of wireless signals to / from the measurement terminal 102 and transmission / reception of signals to / from the monitoring center 103, as in FIG.
  • the storage device 1805 stores a communication control program 1806, an MCS update program 1807, an MCS transition condition table 1808, a parameter management table 1809, and a PAN management table 1810. Note that programs and information corresponding to processing in the measurement information aggregating station 101 disclosed in this specification are also stored that are not shown.
  • the communication control program 1806 and the MCS update program 1807 correspond to the control unit 1703 in FIG.
  • the communication control program 1806 outputs the MCS information to the baseband demodulation unit 1704 and the decoding unit 1705 based on the function of updating the PAN management table in response to the PAN subscription request from the measurement terminal 102 and the parameter management table 1809. It has a function.
  • the number of MCS information output to the baseband demodulation unit 1704 and the decoding unit 1705 is controlled based on the output of the MCS update program 1807.
  • MCS information is additionally output to the baseband demodulation unit 1704 and the decoding unit 1705 based on the decoding result given from the decoding unit 1705.
  • the MCS update program 1807 is based on the MCS information and error rate information stored in the parameter management table 1809, the decoding result given from the decoding unit 1705, and the MCS transition condition table 1808. Update error rate and MCS information.
  • the communication control program 1806 updates the PAN management table
  • the MCS transition condition table 1808 and initial setting information are notified to the newly participating measurement terminal 102, and at the same time, the parameters for the terminal are set in the parameter management table 1809. Generate.
  • the MCS transition condition table 1808 is given from the monitoring center 103, the setting operation and the update operation of the MCS transition condition table 1808 are included.
  • the number of consecutive errors stored in the parameter management table 1809 is further updated based on the decoding result given from the decoding unit 1705, and the MCS is updated based on the result.
  • the average quality information stored in the parameter management table is further updated based on the quality information given from the decoding unit 1705, and the fluctuation range in updating the MCS is determined based on the updated quality information.
  • the error rate information stored in the parameter management table 1809 is output to the encoding unit 1707 at an arbitrary timing.
  • the MCS transition condition table 1808 manages a list of MCS that can be selected in AMC, and a threshold value of transmission path quality information for increasing or decreasing MCS when performing communication using each MCS.
  • As the transmission path quality information an error rate is used in the first embodiment, and a continuous error count is further used in the second embodiment.
  • the parameter management table 1809 manages the MCS currently used and its error rate for each of the measurement terminals 102 participating in the PAN.
  • the number of continuous errors is further managed
  • quality information is further managed.
  • the PAN management table 1810 manages information such as the physical ID of each measurement terminal 102 participating in the PAN.
  • FIG. 19 shows an example of a functional block diagram of the measurement terminal 102 in each embodiment.
  • the measurement terminal 102 includes an antenna 1901, a wireless transmission / reception unit 1902, a control unit 1903, a baseband demodulation unit 1904, a decoding unit 1905, an application interface unit 1906, an encoding unit 1907, and a baseband modulation unit 1908.
  • the wireless transmission / reception unit 1902 includes a duplexer, a power amplifier, a low noise amplifier, an up converter, a down converter, an analog / digital converter, a digital / analog converter, an automatic frequency adjuster, and an automatic gain adjuster.
  • a radio frequency signal input from the antenna 1901 is converted into a baseband signal through the wireless transmission / reception unit 1902 and input to the baseband demodulation unit 1904.
  • Baseband demodulation section 1904 demodulates the input signal based on MCS information given from control section 1903 and inputs the result to decoding section 1905.
  • the demodulation result is either a hard decision result (bit sequence) or a soft decision result (likelihood information) depending on the code used in the decoding unit 1905.
  • the decoding unit 1905 performs error correction processing based on the MCS information given from the control unit 1903, and outputs the decoded data to the application interface unit 1906 and the control information and the decoding result to the control unit 1903.
  • the application interface unit 1906 outputs the received data to the application, and outputs sensor measurement information input from the application to the encoding unit 1907.
  • the sensor measurement information input from the application interface unit 1906 is first input to the encoding unit 1907.
  • the encoding unit 1907 encodes the input based on the MCS information given from the control unit 1903 and inputs the input to the baseband modulation unit 1908.
  • the baseband signal modulated by the baseband modulation unit 1908 based on the MCS information given from the control unit 1903 is input to the radio transmission / reception unit 1902, converted into a radio frequency signal, and output from the antenna 1901.
  • the control unit 1903 is a main component of the operation of the measurement terminal 102 in each embodiment.
  • the MCS transition condition table shown in FIG. 6, the current MCS value, and the error rate in the current MCS are managed, and the error rate is updated based on control information (ACK / NACK information 208) given from the decoding unit 1905. Then, the MCS is updated based on the updated error rate.
  • MCS information is notified to encoding section 1907 and baseband modulation section 1908 during data transmission processing.
  • the MCS transition condition table 502 and the initial setting information notified from the measurement information aggregation station at the time of the subscription are notified to the measurement information aggregation station 101 as a router or endpoint in IEEE 802.15.4. 501 is stored inside.
  • the continuous error count is further managed, the continuous error count is updated based on the control information (ACK / NACK information 208) given from the decoding unit 1905, and the MCS is further updated based on the result.
  • the propagation path quality information is also managed, the quality information included in the control information (extended ACK / NACK information 1102) given from the decoding unit 1705 is averaged, and the MCS fluctuation is based on the result. Determine the width.
  • FIG. 20 shows an example of the device configuration of the measurement terminal 102 in the first embodiment.
  • the measurement terminal 102 includes a processor 2001, a data buffer 2002, and a memory 2003, and each is connected via an internal bus 2004. Further, a wireless transmission / reception unit 1902 is provided as an interface to the external node.
  • the measurement terminal 102 includes a storage device 2005 that stores programs and tables.
  • the processor 2001 executes a program stored in the storage device 2005. That is, the processor 2001 is a processing unit that executes a program, executes processing corresponding to the control unit 1903, etc., refers to a table, and controls wireless communication.
  • the data buffer 2002 temporarily stores the downlink signal received from the measurement information aggregation station 101 or the uplink signal input from the application for transmission to the application or the measurement information aggregation station 101.
  • a program processed by the processor 2001 is expanded and data necessary for processing is held.
  • the wireless transmission / reception unit 1902 is an interface that performs transmission / reception of wireless signals to / from the measurement information aggregating station 101 as in FIG.
  • the storage device 2005 stores a communication control program 2006, an MCS update program 2007, an MCS transition condition table 2008, and a parameter management table 2009. Note that programs and information corresponding to processing in the measurement terminal 102 disclosed in the present specification are also stored that are not shown.
  • the communication control program 2006 and the MCS update program 2007 correspond to the control unit 1903 in FIG.
  • the communication control program 2006 notifies the encoding unit 1907 and the baseband modulation unit 1908 of MCS information based on the parameter management table 2009.
  • the MCS update program 2007 is based on MCS information and error rate information stored in the parameter management table, and control information (ACK / NACK information 208) given from the decoding unit 1905.
  • the MCS is updated based on the MCS transition condition table 2008. Further, when newly joining the PAN, the MCS transition condition table 2008 notified from the measurement information aggregation station 101 is stored, and the initial value and error count of the MCS are set based on the initial setting information notified simultaneously.
  • the number of consecutive errors stored in the parameter management table 2009 is updated based on the control information (ACK / NACK information 208) given from the decoding unit 1905, and the MCS is updated based on the updated control information. Update.
  • the average quality information stored in the parameter management table is further updated based on the quality information included in the control information (extended ACK / NACK information 1102) given from the decoding unit 1705, Based on the above, the fluctuation range in updating the MCS is determined.
  • the MCS transition condition table 2008 manages a list of MCS that can be selected in AMC and a threshold value of transmission path quality information for increasing or decreasing MCS when performing communication using each MCS.
  • a threshold value of transmission path quality information for increasing or decreasing MCS when performing communication using each MCS.
  • an error rate is used in the first embodiment, and a continuous error count is further used in the second embodiment.
  • the parameter management table 2009 manages the MCS currently used by the measurement terminal 102 and its error rate. In the second embodiment, the number of continuous errors is further managed, and in the third embodiment, quality information is further managed.
  • the separation of the functions shown in the above embodiments is merely an example, and other configurations may be used as long as the same functions can be realized as the overall embodiments of the remote monitoring system, the measurement information aggregation station, and the router. . Further, the second to fourth embodiments can be used in combination because the changes from the first embodiment are independent of each other.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • each of the above-described configurations, functions, and the like has been described mainly with respect to the case where they are realized by software by executing programs that realize the respective functions.
  • it can be stored in a recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD, and can be downloaded and installed via a network as necessary. It is also possible to do.
  • Measurement Information Aggregation Station 102 Measurement Terminal 103 Monitoring Center 104 Network 105 Wireless Network 501 Initial Setting Information 502 MCS Transition Condition 503 Acknowledgment Notification 504 Uplink Data Reception Processing Based on Specified MCS 505, 507 Quality Information Update Processing 506, 508 MCS MCS update process based on transition condition and quality information 601 First threshold value for error rate for decreasing MCS 602 Second threshold value for error rate for increasing MCS 701 Data transmission process 702 Loss determination timer start process 703 Loss determination processing 704 Retransmission count determination processing 705 ACK / NACK information reception determination processing 706 Error rate update processing 707 Comparison processing between error rate and first threshold 708 MCS reduction processing 709 Comparison between error rate and second threshold Processing 710 MCS increase processing 801 Data reception determination processing 802 Data reception processing 803 ACK / NACK information transmission processing 804 Error rate update processing 805 Comparison processing between error rate and first threshold 806 MCS reduction processing 807 Error rate and second threshold 808 MCS increase processing 901 Continuous error number

Landscapes

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Abstract

　送信側と受信側の負荷が共に低い適応変調符号化方式を提供する。送信側である測定端末１０２と受信側である測定情報集約局１０１で独立に測定可能な、共通の伝搬路品質情報を指標とする変調符号化方式の遷移条件を作成し、受信側から送信側に送信（５０２）し、遷移条件を送信側と受信側で共有する。これら品質情報と遷移条件に基づいて送信側と受信側が各々の判断で変調符号化方式を切り替え、受信側は候補となる変調符号化方式のうちの一部のみを受信処理（５０４）の対象とすることで、送信側と受信側の負荷が共に低い適応変調符号化方式を提供する。

Description

適応変調符号化方法、及び装置
　本発明は無線通信システム及び無線通信装置に係り、特に適応変調符号化による通信制御技術に関する。
　近年、ボイラーや火力タービンといった設備の監視や保守、または構内のエネルギー消費量のモニタリングを、現場から離れたセンタ側から遠隔で実施することの需要が高まっている。この際、末端のモニタリング用のセンサ各々に通信用のケーブルを接続するとコストが増加することや、モニタリング対象が移動する場合があることから、センサのデータを無線通信で一旦基地局装置に集約する構成が注目されている。
　一方、一般に無線通信は有線に比べて伝搬路品質の変動が大きい。これに対し、伝搬路品質に応じて変調符号化方式（ＭＣＳ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｄｉｎｇ　Ｓｃｈｅｍｅ）を適応的に選択することで、パケット到達率を維持しつつ伝送データ量を増加させる、適応変調符号化方式（ＡＭＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｄｉｎｇ）が知られている。前記の遠隔監視システムにおいても、ＡＭＣを適用することでセンサあたりの通信速度を改善し、通信時間の短縮を図ることができる。
　ＡＭＣの効果をより高めるため、ＭＣＳの選択に関してはさまざまな方式が提案されている。例えば特許文献１及び特許文献２では、端末の平均伝播路品質を測定し、その品質に対応するＭＣＳを中心にＡＭＣで候補とするＭＣＳのセットを選択することで、ＭＣＳの候補の総数を増加させずにＡＭＣの効果を高める技術が開示されている。また、特許文献２では、基地局装置で測定した端末の移動速度に応じてＭＣＳの決定に用いる受信信号品質（ＳＩＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）の平均時間などを切り替える技術が開示されている。また、特許文献３では、ＳＩＮＲとＭＣＳの対応テーブルの閾値に対して、現在のパケットエラー率に応じたオフセットを適用することで、短期的な伝搬路変動（フェージング）の影響を低減する技術が開示されている。また、特許文献４では、通信先のノードの情報をノード間で交換することにより、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）における隠れ端末問題のＡＭＣへの影響を低減する技術が開示されている。更に、特許文献５では、高次の変調方式から順にＢｌｉｎｄ　Ｄｅｃｏｄｉｎｇを行い、成功した時点で打ち切ることでＢｌｉｎｄ　Ｄｅｃｏｄｉｎｇの処理負荷の低減を図る技術が開示されている。
特開２０１０－０８１５９４号公報 特開２０１１－０４９８２９号公報 特開２００５－２０４２７６号公報 特開２００９－１７７４８１号公報 特開２００４－５１９１７８号公報
　送信側が複数のＭＣＳの候補から１つを選択するＡＭＣにおいて、復調や復号のような受信処理を成功させるためには、受信側が、送信側が選択したＭＣＳで受信処理を行う必要がある。これは、例えば送信側が、データとは別にＭＣＳ情報を受信側へ通知することで実現できる。この場合、通知されたＭＣＳで受信処理を行えば良いため受信側の負荷は低いが、ＭＣＳ情報の分だけ送信データ量が増加し、その送信処理や送信時間の分だけ送信側の負荷が高くなる。一方、送信側がＭＣＳ情報を通知せず、受信側が候補となるＭＣＳ全てについて受信処理を試行（Ｂｌｉｎｄ　Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）しても良い。この場合、送信側の負荷はＡＭＣを行わない場合と同等だが、成功するまで受信処理を繰り返すため、受信側の処理負荷が増加する。このように、ＭＣＳを合わせるために送信側もしくは受信側いずれかの負荷が高くなることがＡＭＣの課題であった。
　特許文献１－４は、いずれもＡＭＣの効果を高めるものであり、これらの処理負荷を低減できない。また、特許文献５は、送信側が低次の変調方式を用いた場合はほぼ全てのＭＣＳを受信処理することや、高次のＭＣＳを受信したと誤認した場合、低次のＭＣＳを受信処理せずにＡＭＣを打ち切り、受信に失敗することという課題がある。
　本発明の目的は、上記課題を解決するため、送信側と受信側の処理負荷が共に低い適応変調符号化方法及び装置を提供する。
　上記の目的を達成するために、本発明においては、送信側と受信側で無線通信を行うシステムにおける適応変調符号化方法であって、送信側と受信側で独立に測定可能な共通の伝搬路の品質情報を指標とする変調符号化方式の遷移条件を共有し、送信側と受信側それぞれ独立に測定した品質情報と、共有した遷移条件に基づいて、送信側と受信側が各々変調符号化方式を切り替え、受信側は候補となる変調符号化方式の内の一部を受信処理の対象とする構成の適応変調符号化方法を提供する。
　また、上記の目的を達成するため、本発明においては、測定端末装置と無線通信を行う集約局装置であって、変調符号化方式を用いる無線送受信部と処理部を備え、処理部は、測定端末装置と共有した、当該集約局装置と測定端末装置で独立に測定可能な共通の伝搬路の品質情報を指標とする変調符号化方式の遷移条件と、当該集約局装置で独立に測定した品質情報に基づき、変調符号化方式を切り替え、候補となる変調符号化方式の内の一部を受信処理の対象とする構成の集約局装置を提供する。
　更に、上記の目的を達成するため、本発明においては、集約局装置と無線通信を行う測定端末装置であって、変調符号化方式を用いる無線送受信部と処理部を備え、処理部は、集約局装置から受信し、集約局装置と共有した、当該測定端末装置と集約局装置とで独立に測定可能な共通の伝搬路の品質情報を指標とする変調符号化方式の遷移条件と、当該測定端末装置で独立に測定した品質情報に基づき変調符号化方式を切り替える構成の測定端末装置を提供する。
　本発明によれば、自律分散的に送信処理および受信処理に使用するＭＣＳを一致させることが可能となり、送信側がＭＣＳ情報を通知しなくても、受信側は受信処理を行うＭＣＳを限定できる。これにより、送信側と受信側の処理負荷が共に低い適応変調符号化方式を提供出来る。
各実施例における遠隔監視システムの全体構成図である。 送信側がＭＣＳ情報を通知する形態のＡＭＣの動作シーケンスを示す図である。 受信側がＭＣＳを指定する形態のＡＭＣの動作シーケンスを示す図である。 ＭＣＳ情報をやり取りしない形態のＡＭＣの動作シーケンスを示す図である。 第一の実施例の遠隔監視システムの動作シーケンスを示す図である。 各実施例において共有するＭＣＳ遷移条件テーブルの一例を示す図である。 第一の実施例における測定端末の動作フローチャートを示す図である。 第一の実施例における測定情報集約局の動作フローチャートを示す図である。 第二の実施例における測定端末の動作フローチャートを示す図である。 第二の実施例における測定情報集約局の動作フローチャートを示す図である。 第三の実施例の動遠隔監視システムの作シーケンスを示す図である。 第三の実施例における測定端末の動作フローチャートを示す図である。 第三の実施例における測定情報集約局の動作フローチャートを示す図である。 第四の実施例の遠隔監視システムの動作シーケンスを示す図である。 第四の実施例における測定情報集約局の動作フローチャートを示す図である。 第五の実施例における測定情報集約局の動作フローチャートを示す図である。 各実施例における測定端末の機能ブロックの一例を示す図である。 各実施例における測定端末の装置構成の一例を示す図である。 各実施例における測定情報集約局の機能ブロックの一例を示す図である。 各実施例における測定情報集約局の装置構成の一例を示す図である。
　以下、本発明の種々の実施形態を図面に従い説明する。図面において同じ符号を付したものは同じ動作を示し、そのため記述を省略する。本明細書において、伝送路の評価指標を、伝送路品質情報、あるいは単に、品質情報と呼ぶこととする。なお、以下に説明する種々の実施形態は、センサ等の測定情報を監視センタにて監視する遠隔監視システムを例示して説明するが、本発明は、その他の無線通信を利用する通信装置に利用可能である。
　図１に、まず各実施例における遠隔監視システムの全体構成図を示す。各実施例における遠隔監視システムは、無線ネットワーク１０５を介して接続される測定情報集約局１０１及び測定端末１０２、ネットワーク１０４及びネットワーク１０４を介して測定情報集約局１０１に接続される監視センタ１０３を含む。ネットワーク１０４はローカルネットワークであっても広域ネットワークであっても良い。測定情報集約局１０１は例えば無線ネットワークの基地局装置であり、測定端末１０２は、例えば無線ネットワークのセンサ端末装置である。
　測定情報集約局１０１はネットワーク１０４を介した監視センタ１０３との通信機能及び無線ネットワーク１０５による１ないしは複数の測定端末１０２との通信機能を有する。測定情報集約局１０１は無線ネットワーク１０５により１ないしは複数の測定端末１０２から通知されたセンサ測定情報を集約し、ネットワーク１０４を通じて監視センタ１０３に対して通知する機能を持つ。また測定情報集約局１０１はネットワーク１０４を通じた監視センタ１０３からの制御に応じて、無線ネットワーク１０５を通じて測定端末１０２の動作を変更する機能を持ってもよい。
　測定端末１０２はセンサ機能及び無線通信機能を有する。測定端末１０２はセンサ機能を用いて測定を行い、測定の結果得たセンサ測定情報を無線ネットワーク１０５を介して測定情報集約局１０１へ通知する。ここでセンサ機能とは例えば温度センサや湿度センサ、加速度センサといった独立動作可能なセンサであり、またはGPSを用いた位置センサ等の外部からの信号入力を利用するセンサであり、または音声や静止画、動画を取得する監視装置のいずれかないしは組み合わせを指す。また、測定端末１０２は、測定情報集約局１０１からの制御に応じて、センサ機能及び無線通信機能のいずれかもしくは両方の動作を変更する機能を持ってもよい。ここで変更される機能とは、例えばセンサ機能における測定に用いるセンサの種類であり、またはセンサ機能における測定の頻度であり、または無線通信機能における通信の頻度である。
　監視センタ１０３はネットワーク通信機能を有し、ネットワーク１０４を通じて測定情報集約局１０１にて集約されたセンサ測定情報を受け取る。監視センタ１０３は受け取ったセンサ測定情報を記憶する記憶装置、センサ測定情報を解析する解析装置、センサ測定情報を表示する表示装置のいずれかもしくは複数を持っても良い。また監視センタ１０３は測定情報集約局１０１及び通信端末１０２の一方もしくは両方の動作を制御する機能を持っても良い。このような構成、機能を備える監視センタ１０３は、通常のネットワーク通信機能を備え、処理部であるＣＰＵ(Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ)、記憶部であるメモリ、表示部であるディスプレイを備えるコンピュータで構成可能であり、上記の解析装置としての機能及び制御機能はＣＰＵによるプログラム処理で実現することができる。
　ネットワーク１０４は例えば物理層にＩＥＥＥ８０２．１１やＩＥＥＥ８０２．３を用いたＬＡＮであり、または例えば物理層にＩＥＥＥ８０２．１６を用いたＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、またはセルラ網であり、或いはそれらの組み合わせからなる無線ないしは有線のネットワークである。
　無線ネットワーク１０５は例えば物理層にＩＥＥＥ８０２．１５．４や特定小電力無線方式を用いたＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、または例えば物理層にＩＥＥＥ８０２．１１を用いたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、またはセルラ網であり、或いはそれらの組み合わせからなる。
　以下、本明細書においては無線ネットワーク１０５の物理層にＩＥＥＥ８０２．１５．４を、ネットワーク１０４の物理層にＩＥＥＥ８０２．３のＬＡＮを用いることを前提に記述するが、これらの物理層に用いる方式が前記の組み合わせ以外であっても各実施例は適用可能である。また、前記のように遠隔監視システムにおいて無線ネットワーク１０５を介してセンサ端末からのデータを収集する構成を主な対象とし、送信側は測定端末１０２、受信側は測定情報集約局１０１とする。なお、測定情報集約局１０１はＩＥＥＥ８０２．１５．４におけるコーディネータの機能を有する。また、特に断りがない限り、ＭＣＳを更新した際にはエラーのカウントを初期化する。
　図２から図４を用いて、種々のＡＭＣ方式の動作形態を説明する。説明の簡略化のために以下の動作シーケンスではひとつの処理の流れのみについて記述するが、複数の処理の流れをパイプライン的に実行してもよい。
　図２に送信側がＭＣＳ情報を通知する形態のＡＭＣ方式の動作シーケンスを示す。電源投入処理２０１が行われた場合、測定端末１０２はまず測定情報集約局１０１に対してＰＡＮへの加入要求２０２を通知する。測定情報集約局１０１は、自らの管理するＰＡＮに測定端末１０２を追加可能であるかを判定し（２０３）、可能な場合は加入許可２０４を通知する。加入要求２０２及び加入許可２０４は、各々ＩＥＥＥ８０２．１５．４におけるＡｓｓｏｓｉａｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔ及びＡｓｓｏｓｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅに相当する。以上により、測定端末１０２が測定情報集約局１０１の管理するＰＡＮへ追加され、以降測定端末１０２はＩＥＥＥ８０２．１５．４が規定するＣＳＭA（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式に則ってセンサ測定情報であるデータ２０５を測定情報集約局１０１へと送信する。
　測定情報集約局１０１は、データ２０５と共に通知されたＭＣＳ情報２０６に基づいて受信処理２０７を行い、受信の成否をＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８として測定端末１０２へと通知する。これを受けて測定端末１０２はＡＭＣにおける伝送路品質情報の更新処理２０９を行い、更新された伝送路品質情報に基づいてＭＣＳの更新処理２１０を行う。ここで、伝送路品質情報は例えばパケットエラー率を用いる。
　図３に受信側がＭＣＳ情報を指定する形態のＡＭＣ方式の動作シーケンスを示す。予め測定情報集約局１０１がＭＣＳ情報３０１を通知し、測定端末１０２がＭＣＳ情報３０１に従ってデータ２０５を送信処理する点が図２と異なる。測定情報集約局１０１は自らが指定したＭＣＳ情報３０１に基づいてデータ２０５の受信処理３０２を行い、受信の成否をＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８として測定端末１０２へ通知すると共に、ＡＭＣにおける品質情報の更新処理３０３を行い、更新された品質情報に基づいてＭＣＳの更新処理３０４を行う。ここで、品質情報は例えば受信成否に基づくパケットエラー率やＳＩＮＲを用いる。
　図４にＭＣＳ情報をやりとりしない形態のＡＭＣ方式の動作シーケンスを示す。図２におけるＭＣＳ情報２０６の通知がなくなり、その代わりに測定情報集約局１０１が全てのＭＣＳ情報について受信処理４０１を行う点が図２と異なる。
　図５に第一の実施例の遠隔監視システムの測定情報集約の際の動作シーケンスを示す。本実施例においては、測定情報集約局１０１と測定端末１０２が各々測定可能な共通の伝送路品質情報の一例として、パケットエラー率を用いる。加入要求２０２～許可通知２０４により測定端末１０２がＰＡＮへと追加された後、データ２０５の送信の前に、測定情報集約局１０１は初期設定５０１とＭＣＳ遷移条件５０２を測定端末１０２へ通知する。測定端末１０２は、これらの情報の受信に成功し、ＭＣＳの遷移が可能になると、了解通知５０３を測定情報集約局１０１へと通知する。初期設定５０１は、ＭＣＳの遷移に用いる品質情報や、例えばＭＣＳの初期値や品質情報の初期化要求といった、制御の初期状態を規定する。
　図６にＭＣＳ遷移条件５０２の一例を示す。候補となるＭＣＳ各々について、ＭＣＳを増加または減少させるための品質情報に対する閾値を規定する。一般に、低次の変調方式や低い符号化率を用いるほど、伝播路品質が悪い環境でもパケットの到達率が増加する一方、送信データにおける情報の割合、すなわちリソース効率が低下するため、番号の低い方から順に変調方式や符号化率が高くなるようにＭＣＳを設定するのが望ましい。例えば本実施例においてＭＣＳ＃３を用いて通信している場合、パケットエラー率が第一の閾値６０１を上回った場合は１段階低いＭＣＳ＃２へと更新し、第二の閾値６０２を下回った場合は１段階高いＭＣＳ＃４へと更新する。説明の簡略化のため、本実施例では候補となるＭＣＳの総数を４として１段階ずつ移行するが、ＭＣＳの総数が多い場合には、第三の実施例で述べるように一度に複数段階の移行を可能としてもよい。
　データ２０５の送信からＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８の通知においては、ＭＣＳ情報２０６の通知がなく、測定情報集約局１０１はＭＣＳ遷移条件５０２と品質情報に基づいて更新した特定のＭＣＳに基づいて受信処理５０４を行う。これにより、ＭＣＳ情報２０６の通知が不要なため測定端末１０２の処理負荷が低く、受信処理を試行するＭＣＳの数が減るため測定情報集約局１０１の処理負荷が低くなる。
　測定情報集約局１０１は、特定のＭＣＳによる受信処理５０４の結果に基づいて、測定端末１０２はＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８の内容に基づいて、各々エラー率更新処理５０５，５０７およびＭＣＳ更新処理５０６，５０８を行う。ＭＣＳ遷移条件５０２を共有しているため、測定情報集約局１０１は測定端末１０２のＭＣＳの遷移に追従できる。
　一般に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８のような制御情報に用いるＭＣＳは、データ通信用の最もパケット到達率の高いＭＣＳと同等以上の到達率とするため、測定端末１０２と測定情報収集局１０１のＭＣＳがずれるほどにＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８のエラー率は高くならない。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８の受信エラーは、第四または第五の実施例により解決可能である。
　また、ＣＳＭＡにおけるパケットの衝突やヘッダの受信ミスによって、測定情報集約局１０１がデータ２０５の送信を認識できない状況（消失）が発生する場合があるが、本実施例では、ＡＭＣの観点から、エラーのカウントを測定情報集約局１０１が認識した、すなわち受信処理５０４を行いＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８を通知したものに限定する。測定端末１０２はＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８の通知がないことをもってデータ２０５の消失を認識できるため、データ２０５の送信から一定時間以上ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８の通知がなければデータ２０５を再送することで消失に対処しても良い。
　図７に第一の実施例における測定端末１０２の動作フローチャートを示す。本実施例においては、前記データ２０５の消失に対する再送処理を含む。測定端末１０２では、データの送信７０１と同時にその消失を判定するタイマーを起動し（７０２）、一定時間毎にタイムアウト判定７０３を行い、タイムアウト時はデータ送信７０１を再び実行する。この時、再送回数と上限値との比較動作７０４により、再送が無限に行われることを回避する。タイムアウト判定７０３の実行周期は、例えば無線通信において１情報シンボルの送信にかかる時間、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４の４０ｂｉｔ／ｓ　ＢＰＳＫにおいては２５ｍｓとすれば良い。
　消失と判定されなかった場合、測定端末１０２はＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の受信判定７０５を行い、受信と判定された場合はエラー率更新処理７０６とＭＣＳの更新処理を行う。具体的には更新されたエラー率を第一の閾値６０１と比較し（７０７）、上回っていた場合はＭＣＳを減少させる（７０８）。下回っていた場合、さらにエラー率を第二の閾値６０２と比較し（７０９）、下回っていた場合はＭＣＳを増加させる（７１０）。エラー率は、例えば現時刻から一定期間内の送信パケット数に対する受信失敗（ＮＡＣＫ）数の割合の計算、または現在のエラー率とＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を用いた忘却平均により更新できる。測定端末１０２と測定情報収集局１０１で同じであれば、エラー率の更新はいずれの方法でも良い。
　図８に第一の実施例における測定情報集約局１０１の動作フローチャートを示す。データの受信を検出した（８０１）場合、ＭＣＳ遷移条件５０２と品質情報に基づいて更新したＭＣＳに基づいて受信処理を行い（８０２）、その結果をＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報として測定端末１０２へと通知する（８０３）。データの検出８０１は、例えば予め決められた同期用のプリアンブル系列と受信信号の相関をとることで実現できる。その後、受信処理８０２の結果に基づいてエラー率更新処理８０４とＭＣＳの更新処理を行う。具体的には更新されたエラー率を第一の閾値６０１と比較し（８０５）、上回っていた場合はＭＣＳを減少させる（８０６）。下回っていた場合、さらにエラー率を第二の閾値６０２と比較し（８０７）、下回っていた場合はＭＣＳを増加させる（８０８）。
　図９および図１０を用いて第二の実施例の遠隔監視システムの動作を説明する。第二の実施例においては、第一の実施例の構成に加え、更にパケットの連続エラー回数を伝送路品質情報とし、継続してエラーが発生した場合にもＭＣＳを減少させることで、伝播路品質が急激に悪化した場合のパケット到達率を向上する。
　図９に第二の実施例における測定端末１０２の動作フローチャートを示す。
  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の受信判定７０５にて受信と判定された際、エラー率更新処理７０６と共に連続エラー数更新処理９０１を行う点、および更新された連続エラー数を第三の閾値と比較し（９０２）、上回っていた場合はＭＣＳを減少させる点が図７と異なる。前記第三の閾値は、例えばＭＣＳの遷移条件５０２にてＭＣＳ毎の値を通知すれば良い。図１０に第二の実施例における測定情報集約局１０１の動作フローチャートを示す。受信処理８０２の結果に基づき、エラー率更新処理８０４と共に連続エラー回数更新処理１００１を行う点、および更新された連続エラー数を第三の閾値と比較し（１００２）、上回っていた場合はＭＣＳを減少させる点が図８と異なる。前記第三の閾値は、測定情報収集局１０１が生成しても、監視センタ１０３から設定しても良い。
　図１１から図１３を用いて第三の実施例の遠隔監視システムの動作を説明する。第三の実施例においては、第一の実施例の構成に加え、ＭＣＳを複数段階遷移できるようにすることで、伝播路品質の変動に対するＡＭＣの追従性を向上する。
　図１１に第三の実施例の動作シーケンスを示す。測定情報集約局１０１は、初期設定５０１とＭＣＳ遷移条件５０２と共にＭＣＳ変化量の設定１１０１を測定端末１０２へ通知する。ＭＣＳ変化量の設定１１０１は、例えばＭＣＳ変化量が固定か否か、およびＭＣＳの最大変化量の情報を含む。変化量が固定の場合、最大変化量は一度のＭＣＳ変化量そのものを示す。以降、ＭＣＳ変化量が可変の場合について説明する。
　測定情報集約局１０１は、受信処理５０４におけるＳＩＮＲのような品質情報を記録し、受信成否と品質情報とをまとめて、拡張ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報１１０２として測定端末１０２へと通知する。通知する品質情報は、例えば量子化されたＳＩＮＲそのものでも良いが、例えば受信処理において、現在のＭＣＳではＳＩＮＲが大きく不足して失敗、もしくはＳＩＮＲが過剰に良い状態で成功した場合に“１”とし、それ以外の場合に“０”としても良い。その後、測定情報集約局１０１および測定端末１０２は、ＭＣＳの更新処理５０６，５０８において、品質情報の更新処理１１０３，１１０４の結果からＭＣＳの変動幅を決定する。具体的には、品質情報が、ＳＩＮＲが大きく不足していることを示す場合はＭＣＳの減少幅を大きく、逆にＳＩＮＲが過剰に良いことを示す場合はＭＣＳの増加幅を大きくする。また、測定情報集約局１０１は、例えば品質情報に基づいてＭＣＳの最大変化量を更新し（１１０５）、更新結果１１０６を測定端末１０２へと通知しても良い。以上、ＭＣＳ変化量が可変の場合について記述したが、固定の場合は品質情報に応じて変動幅を決定する一連の処理を行わなければ良い。
　図１２に第三の実施例における測定端末１０２の動作フローチャートを示す。
  拡張ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を受信し（１２０１）、その内容に応じて品質情報を更新する（１２０２）。前記のように、ＳＩＮＲが大きく良いまたは大きく悪ければ“１”が通知される場合、例えばＡＣＫであれば“＋１”、ＮＡＣＫであれば“－１”として値を平均化したものを品質情報とすれば良い。これにより、品質情報はそのＭＣＳがターゲットとするＳＩＮＲに対する差分（－１～＋１の値で、０が過不足ない状態）を示す。その後、ＭＣＳを増加または減少させる際に、品質情報からＭＣＳの変動幅を決定する。具体的には、ＭＣＳを減少させる場合は、該品質情報が一定以下であれば、その絶対値に応じてＭＣＳの減少幅を大きくし（１２０３）、ＭＣＳを増加させる場合は、該品質情報が一定以上であれば、その絶対値に応じてＭＣＳの増加幅を大きくする（１２０４）。また、ＭＣＳ変化量の最大値を更新（１２０５）しても良い。例えば品質情報の絶対値に応じて最大幅を増加または減少させる。
　図１３に第三の実施例における測定情報集約局１０１の動作フローチャートを示す。受信処理８０２における受信品質（例えばＳＩＮＲ）に基づいて品質情報を設定し（１３０１）、受信成否と共に拡張ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報として測定端末１０２へと通知する（１３０２）。また、同時に品質情報を更新し（１３０３）、その値に応じてＭＣＳを増加または減少させる際の変動幅を決定する。具体的には、ＭＣＳを減少させる場合は、該品質情報が一定以下であれば、その絶対値に応じてＭＣＳの減少幅を大きくし（１３０４）、ＭＣＳを増加させる場合は、該品質情報が一定以上であれば、その絶対値に応じてＭＣＳの増加幅を大きくする（１３０５）。なお、品質情報の設定や更新は測定端末１０２と同様に行う。また、ＭＣＳ変化量の最大値を更新（１３０６）しても良い。例えば品質情報の絶対値に応じて最大幅を増加または減少させる。
　図１４および図１５を用いて第四の実施例の動作を説明する。第四の実施例においては、第一の実施例の構成に加え、測定情報集約局１０１の判断により受信処理の対象とするＭＣＳの数を一時的に増加させることで、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの受信エラーによって測定端末１０２と測定情報集約局１０１の間でエラー率がずれた状況でも受信処理が成功するようにし、また、エラー率の情報を定期的に通知することで前記のずれを解消する。
　図１４に第四の実施例の動作シーケンスを示す。全候補の中から一部のＭＣＳを選択して受信処理を行うという意味で、受信処理５０４は第一の実施例と同様であり、測定情報集約局１０１が任意のタイミングで測定端末１０２へとエラー率を通知（１４０１）し、測定端末１０２がエラー率を通知した値へと更新する（１４０２）点が異なる。
　図１５に第四の実施例における測定情報集約局１０１の動作フローチャートを示す。データの受信を検出した際、測定情報集約局１０１は、まず受信処理８０２を実施するＭＣＳを決定する（１５０１）。通常の状態においては、ＭＣＳ遷移条件５０２と、伝送路品質情報に基づいて更新したＭＣＳのみとすれば第一の実施例と同様の動作となる。一方、例えばＭＣＳを変更した直後のように測定端末１０２との間でＭＣＳのずれが発生し得る場合、例えば変更前と変更後のＭＣＳをいずれも受信処理の対象とすることで、ＭＣＳのずれがあっても受信できる。その後、例えばＭＣＳの変更から一定の時間が経過した場合や、変更後のＭＣＳによるエラー率が一定化となった場合、または変更後のＭＣＳによるエラー率が変更前のＭＣＳによるエラー率よりも一定以上良くなった場合に、受信処理を行うＭＣＳを減少させれば良い。この場合、測定端末１０２に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報１５０２は、いずれかのＭＣＳで受信に成功すれば受信成功と通知する。ただし、ＭＣＳの変更の判断に用いるエラー率は、変更後のＭＣＳのエラー率を用いる。これにより、測定端末１０２と測定情報集約局１０１のいずれかがＭＣＳを増加させてずれが生じた場合は、エラー率が増加することで元のＭＣＳへと戻りやすくなる。ＭＣＳを減少させてずれが生じた場合でも、最終的に最も低いＭＣＳで一致するためシステムとして不安定にはならない。第二の実施例と組み合わせ、連続エラー数が一定以上の場合にはエラー率とＭＣＳを通知するようにしても良い。
　図１６を用いて第五の実施例の動作を説明する。第五の実施例においては、第一の実施例の構成に加え、測定情報集約局１０１の判断により受信処理の対象とするＭＣＳの数を一時的に増加させることで、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの受信エラーによって測定端末１０２と測定情報集約局１０１の間でエラー率がずれた状況における受信処理の成功率を向上する。
　図１６に第五の実施例における測定情報集約局１０１の動作フローチャートを示す。受信処理８０２の結果がエラーか否かを判定し（１６０１）、エラーであった場合は、更に受信処理を行ったＭＣＳから一段階増加および減少したＭＣＳについて受信処理を行う（１６０２）。いずれかのＭＣＳで受信が成功したか否かを判定し（１６０３）、成功した場合は測定端末１０２が一段階異なるＭＣＳを使用していると判断し、受信処理に用いるＭＣＳを、成功したＭＣＳへと更新する（１６０４）。これにより、測定端末１０２と測定情報集約局１０１が用いるＭＣＳにずれがあっても、一段階以内であれば解消できる。第二の実施例と組み合わせ、エラー判定処理１６０１を、連続エラー数を閾値と比較する処理としても良い。これにより、ＭＣＳが一致している状況でのランダムエラーに対して、複数のＭＣＳで受信処理を行うことを低減できる。
　図１７～図２０を用いて、上述した各実施例における測定端末と測定情報集約局の機能構成、装置構成の一例について説明する。
  図１７に各実施例における測定情報集約局１０１の機能ブロック図の一例を示す。測定情報集約局１０１は、アンテナ１７０１、無線送受信部１７０２、制御部１７０３、ベースバンド復調部１７０４、復号部１７０５、ネットワークインタフェース部１７０６、符号化部１７０７、ベースバンド変調部１７０８を有する。
　無線送受信部１７０２は、デュプレクサ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、アップコンバータ、ダウンコンバータ、アナログデジタル変換器、デジタルアナログ変換器、自動周波数調整器、自動利得調整器で構成される。アンテナ１７０１から入力された無線周波数信号は、無線送受信部１７０２を通じてベースバンド信号に変換され、ベースバンド復調部１７０４へと入力される。ベースバンド復調部１７０４は、制御部１７０３から与えられるＭＣＳ情報に基づいて入力信号を復調し、結果を復号部１７０５へと入力する。復調結果は、復号部１７０５で用いる符号によって、硬判定結果（ビット系列）または軟判定結果（尤度情報）のいずれかとする。復号部１７０５は、制御部１７０３から与えられるＭＣＳ情報に基づいて誤り訂正処理を行い、復号したデータはネットワークインタフェース部１７０６へ、制御情報と復号結果は制御部１７０３へと出力する。ネットワークインタフェース部１７０６は、ネットワーク１０４を介して復号部１７０５の出力を監視センタ１０３へと出力すると共に、監視センタ１０３から制御情報を受けた際は、その情報を符号化部１７０７へと入力する。
　ネットワークインタフェース部１７０６から入力された、または測定情報集約局１０１の内部で生成された、測定端末１０２に対する送信データは、まず符号化部１７０７へと入力される。符号化部１７０７は、制御部１７０３から与えられるＭＣＳ情報に基づいて入力を符号化し、ベースバンド変調部１７０８へと入力する。制御部１７０３から与えられるＭＣＳ情報に基づいてベースバンド変調部１７０８で変調されたベースバンド信号は無線送受信部１７０２へと入力され、無線周波数信号に変換されてアンテナ１７０１から出力される。
　制御部１７０３は各実施例における測定情報集約局１０１の動作の主体となる。図６に示すＭＣＳの遷移条件のテーブル、現在のＭＣＳの値、および現在のＭＣＳにおけるエラー率を管理し、復号部１７０５から与えられる復号結果の情報に基づいてエラー率を更新し、更に更新されたエラー率に基づいてＭＣＳを更新する。また、データの受信処理の際にはベースバンド復調部１７０４および復号部１７０５へＭＣＳの情報を通知する。また、ＩＥＥＥ　８０２．１５．４におけるコーディネータとして、自らの管理するＰＡＮに所属する測定端末１０２の情報を管理し、新規にＰＡＮに参加した測定端末１０２に対し、ＭＣＳの遷移条件のテーブル５０２、および初期設定情報５０１を送付する機能を有する。第二の実施例においては、更に連続エラー回数も管理し、復号部１７０５から与えられる復号結果の情報に基づいて連続エラー回数を更新し、その結果に基づいて更にＭＣＳを更新する。第三の実施例においては、更に伝播路品質情報も管理し、復号部１７０５から与えられる品質情報を平均化し、その結果に基づいてＭＣＳの変動幅を決定する。第四の実施例においては、ＭＣＳの遷移の状態に応じて、ベースバンド復調部１７０４および復号部１７０５に対して受信処理を行うＭＣＳを複数入力する。また、任意のタイミングでエラー率の情報を符号化部１７０７へ入力する。第五の実施例においては、復号部１７０５から与えられる復号結果の情報に基づいて、ベースバンド復調部１７０４および復号部１７０５に対して受信処理を行うＭＣＳを追加で入力する。
　図１８に各実施例における測定情報集約局１０１の装置構成の一例を示す。測定情報集約局１０１は、プロセッサ１８０１、データバッファ１８０２、メモリ１８０３を有し、それぞれ内部バス１８０４で接続されている。さらに、外部ノードに対するインタフェースとして、無線送受信部１７０２およびネットワークインタフェース部１７０６を有する。また、測定情報集約局１０１は、プログラムやテーブルを格納する記憶装置１８０５を有する。
　プロセッサ１８０１は、記憶装置１８０５に格納されているプログラムを実行する。すなわち、プロセッサ１８０１は、プログラムを実行し、制御部１７０３に対応する処理等を実行し、テーブルを参照し、無線通信を制御する処理部である。
　データバッファ１８０２は、測定端末１０２から受信した上り信号、または監視センタ１０３から受信した、あるいは測定情報集約局１０１が生成した下り信号を、監視センタ１０３あるいは測定端末１０２へ伝送するために一時的に格納する。メモリ１８０３は、プロセッサ１８０１が処理するプログラムが展開され、処理に必要なデータを保持する。
　無線送受信部１７０２およびネットワークインタフェース部１７０６は、図１７と同様で、測定端末１０２との無線信号の送受信や監視センタ１０３との信号の送受信を行うインタフェースである。
　記憶装置１８０５には、通信制御プログラム１８０６、ＭＣＳ更新プログラム１８０７、ＭＣＳ遷移条件テーブル１８０８、パラメータ管理テーブル１８０９、およびＰＡＮ管理テーブル１８１０が格納されている。なお、本明細書で開示される測定情報集約局１０１における処理に対応するプログラムや情報は、図示されていないものも格納されている。
　通信制御プログラム１８０６およびＭＣＳ更新プログラム１８０７は、図１７の制御部１７０３に対応する。通信制御プログラム１８０６は、測定端末１０２からＰＡＮへの加入要求を受けてＰＡＮ管理テーブルを更新する機能、およびパラメータ管理テーブル１８０９に基づいてベースバンド復調部１７０４および復号部１７０５へＭＣＳの情報を出力する機能を有する。第四の実施例においては、ＭＣＳ更新プログラム１８０７の出力を基に、ベースバンド復調部１７０４および復号部１７０５へ出力するＭＣＳ情報の数を制御する。第五の実施例においては、復号部１７０５から与えられる復号結果を基に、ベースバンド復調部１７０４および復号部１７０５へＭＣＳの情報を追加で出力する。
　ＭＣＳ更新プログラム１８０７は、第一の実施例においては、パラメータ管理テーブル１８０９に格納されているＭＣＳ情報とエラー率の情報、復号部１７０５から与えられる復号結果、およびＭＣＳ遷移条件テーブル１８０８を基に、エラー率とＭＣＳ情報を更新する。また、通信制御プログラム１８０６がＰＡＮ管理テーブルを更新した際、新たに参加した測定端末１０２に対してＭＣＳ遷移条件テーブル１８０８と初期設定情報を通知し、同時にパラメータ管理テーブル１８０９に該端末用のパラメータを生成する。また、ＭＣＳ遷移条件テーブル１８０８が監視センタ１０３から与えられる場合、ＭＣＳ遷移条件テーブル１８０８の設定動作および更新動作を含む。第二の実施例においては、更にパラメータ管理テーブル１８０９に格納されている連続エラー回数を、復号部１７０５から与えられる復号結果を基に更新し、それを基にＭＣＳを更新する。第三の実施例においては、更にパラメータ管理テーブルに格納されている平均品質情報を、復号部１７０５から与えられる品質情報を基に更新し、それを基にＭＣＳの更新における変動幅を決定する。第四の実施例では、任意のタイミングでパラメータ管理テーブル１８０９に格納されているエラー率の情報を符号化部１７０７へ出力する。
　ＭＣＳ遷移条件テーブル１８０８は、ＡＭＣにおいて選択され得るＭＣＳのリスト、および各ＭＣＳを用いて通信を行う際に、ＭＣＳを増加あるいは減少させるための伝送路品質情報の閾値を管理する。伝送路品質情報は、第一の実施例においてはエラー率、第二の実施例においては更に連続エラー回数を用いる。
　パラメータ管理テーブル１８０９は、ＰＡＮに参加している測定端末１０２各々について、現在使用しているＭＣＳおよびそのエラー率を管理する。第二の実施例においては更に連続エラー回数、第三の実施例においては更に品質情報を管理する。
　ＰＡＮ管理テーブル１８１０は、ＰＡＮに参加している測定端末１０２各々について、その物理ＩＤ等の情報を管理する。
　図１９に各実施例における測定端末１０２の機能ブロック図の一例を示す。測定端末１０２は、アンテナ１９０１、無線送受信部１９０２、制御部１９０３、ベースバンド復調部１９０４、復号部１９０５、アプリケーションインタフェース部１９０６、符号化部１９０７、ベースバンド変調部１９０８を有する。
　無線送受信部１９０２は、デュプレクサ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、アップコンバータ、ダウンコンバータ、アナログデジタル変換器、デジタルアナログ変換器、自動周波数調整器、自動利得調整器で構成される。アンテナ１９０１から入力された無線周波数信号は、無線送受信部１９０２を通じてベースバンド信号に変換され、ベースバンド復調部１９０４へと入力される。ベースバンド復調部１９０４は、制御部１９０３から与えられるＭＣＳ情報に基づいて入力信号を復調し、結果を復号部１９０５へと入力する。復調結果は、復号部１９０５で用いる符号によって、硬判定結果（ビット系列）または軟判定結果（尤度情報）のいずれかとする。復号部１９０５は、制御部１９０３から与えられるＭＣＳ情報に基づいて誤り訂正処理を行い、復号したデータはアプリケーションインタフェース部１９０６へ、制御情報と復号結果は制御部１９０３へと各々出力する。アプリケーションインタフェース部１９０６は、受信したデータをアプリケーションへと出力し、アプリケーションから入力されたセンサ測定情報を符号化部１９０７へと出力する。
　アプリケーションインタフェース部１９０６から入力されたセンサ測定情報は、まず符号化部１９０７へと入力される。符号化部１９０７は、制御部１９０３から与えられるＭＣＳ情報に基づいて入力を符号化し、ベースバンド変調部１９０８へと入力する。制御部１９０３から与えられるＭＣＳ情報に基づいてベースバンド変調部１９０８で変調されたベースバンド信号は無線送受信部１９０２へと入力され、無線周波数信号に変換されてアンテナ１９０１から出力される。
　制御部１９０３は各実施例における測定端末１０２の動作の主体となる。図６に示すＭＣＳの遷移条件のテーブル、現在のＭＣＳの値、および現在のＭＣＳにおけるエラー率を管理し、復号部１９０５から与えられる制御情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８）に基づいてエラー率を更新し、更に更新されたエラー率に基づいてＭＣＳを更新する。また、データの送信処理の際には符号化部１９０７およびベースバンド変調部１９０８へＭＣＳの情報を通知する。また、ＩＥＥＥ　８０２．１５．４におけるルータまたはエンドポイントとして測定情報集約局１０１に対して加入要求２０２を通知し、加入の際に測定情報集約局から通知されるＭＣＳ遷移条件テーブル５０２および初期設定情報５０１を内部に格納する。第二の実施例においては、更に連続エラー回数も管理し、復号部１９０５から与えられる制御情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８）に基づいて連続エラー回数を更新し、その結果に基づいて更にＭＣＳを更新する。第三の実施例においては、更に伝播路品質情報も管理し、復号部１７０５から与えられる制御情報（拡張ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報１１０２）に含まれる品質情報を平均化し、その結果に基づいてＭＣＳの変動幅を決定する。
　図２０に第一の実施例における測定端末１０２の装置構成の一例を示す。測定端末１０２は、プロセッサ２００１、データバッファ２００２、メモリ２００３を有し、それぞれ内部バス２００４で接続されている。さらに、外部ノードに対するインタフェースとして、無線送受信部１９０２を有する。また、測定端末１０２は、プログラムやテーブルを格納する記憶装置２００５を有する。
　プロセッサ２００１は、記憶装置２００５に格納されているプログラムを実行する。すなわち、プロセッサ２００１は、プログラムを実行し、制御部１９０３に対応する処理等を実行し、テーブルを参照し、無線通信を制御する処理部である。
　データバッファ２００２は、測定情報集約局１０１から受信した下り信号、またはアプリケーションから入力された上り信号を、アプリケーションあるいは測定情報集約局１０１へ伝送するために一時的に格納する。メモリ２００３は、プロセッサ２００１が処理するプログラムが展開され、処理に必要なデータを保持する。
　無線送受信部１９０２は、図１９と同様で、測定情報集約局１０１との無線信号の送受信を行うインタフェースである。
　記憶装置２００５には、通信制御プログラム２００６、ＭＣＳ更新プログラム２００７、ＭＣＳ遷移条件テーブル２００８、パラメータ管理テーブル２００９が格納されている。なお、本明細書で開示される測定端末１０２における処理に対応するプログラムや情報は、図示されていないものも格納されている。
　通信制御プログラム２００６及びＭＣＳ更新プログラム２００７は、図１９の制御部１９０３に対応する。通信制御プログラム２００６は、パラメータ管理テーブル２００９に基づいて符号化部１９０７およびベースバンド変調部１９０８へＭＣＳの情報を通知する。
　ＭＣＳ更新プログラム２００７は、第一の実施例においては、パラメータ管理テーブルに格納されているＭＣＳ情報とエラー率の情報、および復号部１９０５から与えられる制御情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８）を基に、ＭＣＳ遷移条件テーブル２００８に基づいてＭＣＳを更新する。また、ＰＡＮに新たに参加した際、測定情報集約局１０１から通知されるＭＣＳ遷移条件テーブル２００８を格納し、同時に通知される初期設定情報に基づいてＭＣＳの初期値やエラーカウントを設定する。第二の実施例においては、更にパラメータ管理テーブル２００９に格納されている連続エラー回数を、復号部１９０５から与えられる制御情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報２０８）を基に更新し、それを基にＭＣＳを更新する。第三の実施例においては、更にパラメータ管理テーブルに格納されている平均品質情報を、復号部１７０５から与えられる制御情報（拡張ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報１１０２）に含まれる品質情報を基に更新し、それを基にＭＣＳの更新における変動幅を決定する。
　ＭＣＳ遷移条件テーブル２００８は、ＡＭＣにおいて選択され得るＭＣＳのリスト、および各ＭＣＳを用いて通信を行う際に、ＭＣＳを増加あるいは減少させるための伝送路品質情報の閾値を管理する。伝送路品質情報は、第一の実施例においてはエラー率、第二の実施例においては更に連続エラー回数を用いる。
　パラメータ管理テーブル２００９は、測定端末１０２が現在使用しているＭＣＳおよびそのエラー率を管理する。第二の実施例においては更に連続エラー回数、第三の実施例においては更に品質情報を管理する。
　なお上記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、遠隔監視システム、測定情報集約局、ルータ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、第二から第四の実施例は、第一の実施例に対する変更点が各々独立であるため、組み合わせて使用することもできる。
　すなわち、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。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明する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。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、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。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、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よい。また、上記の各構成、機能等は、それぞれの機能を実現するプログラムを実行することによりソフトウェアで実現する場合を中心に説明したが、各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報はメモリのみならず、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体におくことができるし、必要に応じてネットワーク等を介してダウンロード、インストロールすることも可能である。
　１０１　測定情報集約局
　１０２　測定端末
　１０３　監視センタ
　１０４　ネットワーク
　１０５　無線ネットワーク
　５０１　初期設定情報
　５０２　ＭＣＳの遷移条件
　５０３　了解通知
　５０４　指定のＭＣＳに基づく上りデータ受信処理
　５０５，５０７　品質情報の更新処理
　５０６，５０８　ＭＣＳ遷移条件と品質情報に基づくＭＣＳの更新処理
　６０１　ＭＣＳを減少させるためのエラー率に関する第一の閾値
　６０２　ＭＣＳを増加させるためのエラー率に関する第二の閾値
　７０１　データ送信処理
　７０２　消失判定タイマー起動処理
　７０３　消失判定処理
　７０４　再送回数判定処理
　７０５　ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の受信判定処理
　７０６　エラー率更新処理
　７０７　エラー率と第一の閾値との比較処理
　７０８　ＭＣＳ減少処理
　７０９　エラー率と第二の閾値との比較処理
　７１０　ＭＣＳ増加処理
　８０１　データ受信判定処理
　８０２　データ受信処理
　８０３　ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報送信処理
　８０４　エラー率更新処理
　８０５　エラー率と第一の閾値との比較処理
　８０６　ＭＣＳ減少処理
　８０７　エラー率と第二の閾値との比較処理
　８０８　ＭＣＳ増加処理
　９０１　連続エラー数更新処理
　９０２　連続エラー数と第三の閾値との比較動作
　１００１　連続エラー数更新処理
　１００２　連続エラー数と第三の閾値との比較動作
　１１０１　ＭＣＳの変化量に関する設定情報
　１１０２　ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報と品質情報の複合情報
　１１０３　品質情報更新処理
　１１０４　品質情報更新処理
　１１０５　最大ＭＣＳ変化量更新処理
　１１０６　最大ＭＣＳ変化量情報
　１２０１　ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報と品質情報の受信判定処理
　１２０２　品質情報更新処理
　１２０３　ＭＣＳ減少量の決定処理
　１２０４　ＭＣＳ増加量の決定処理
　１２０５　最大ＭＣＳ変化量更新処理
　１３０１　品質情報の設定処理
　１３０２　ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報と品質情報の送信処理
　１３０３　品質情報更新処理
　１３０４　ＭＣＳ減少量の決定処理
　１３０５　ＭＣＳ増加量の決定処理
　１３０６　最大ＭＣＳ変化量更新処理
　１４０１　エラー率情報
　１４０２　エラー率更新処理
　１５０１　受信処理を行うＭＣＳの決定処理
　１５０２　ＡＣＫ／ＮＡＣＫの決定および送信処理
　１６０１　受信処理のエラー判定処理
　１６０２　一段階異なるＭＣＳの受信判定処理
　１６０３　受信成功判定処理
　１６０４　ＭＣＳ更新処理
　１７０１　アンテナ
　１７０２　無線送受信部
　１７０３　制御部
　１７０４　ベースバンド復調部
　１７０５　復号部
　１７０６　ネットワークインタフェース部
　１７０７　符号化部
　１７０８　ベースバンド変調部
　１８０１　プロセッサ
　１８０２　データバッファ
　１８０３　メモリ
　１８０４　内部バス
　１８０５　記憶装置
　１８０６　通信制御プログラム
　１８０７　ＭＣＳ更新プログラム
　１８０８　ＭＣＳ遷移条件テーブル
　１８０９　パラメータ管理テーブル
　１８１０　ＰＡＮ管理テーブル
　１９０１　アンテナ
　１９０２　無線送受信部
　１９０３　制御部
　１９０４　ベースバンド復調部
　１９０５　復号部
　１９０６　アプリケーションインタフェース部
　１９０７　符号化部
　１９０８　ベースバンド変調部
　２００１　プロセッサ
　２００２　データバッファ
　２００３　メモリ
　２００４　内部バス
　２００５　記憶装置
　２００６　通信制御プログラム
　２００７　ＭＣＳ更新プログラム
　２００８　ＭＣＳ遷移条件テーブル
　２００９　パラメータ管理テーブル。

Claims (15)

  1. 送信側と受信側で無線通信を行うシステムにおける適応変調符号化方法であって、
    前記送信側と前記受信側で独立に測定可能な共通の伝搬路の品質情報を指標とする変調符号化方式の遷移条件を共有し、
    前記送信側と前記受信側それぞれで独立に測定した前記品質情報と、共有した前記遷移条件に基づいて、前記送信側と前記受信側が各々前記変調符号化方式を切り替え、
    前記受信側は候補となる前記変調符号化方式の内の一部を受信処理の対象とする、
    ことを特徴とする適応変調符号化方法。
  2. 請求項１に記載の適応変調符号化方法であって、
    前記品質情報が無線通信のパケットエラー率、或いは無線通信の連続パケットエラー回数である、
    ことを特徴とする適応変調符号化方法。
  3. 請求項１に記載の適応変調符号化方法であって、
    前記送信側と前記受信側は、共有した前記遷移条件を用いて、現在の前記品質情報の共有を可能とする、
    ことを特徴とする適応変調符号化方法。
  4. 請求項１に記載の適応変調符号化方法であって、
    前記送信側と前記受信側の前記変調符号化方式の切り替えにおいて、当該変調符号化方式の変動量を可変とする、
    ことを特徴とする適応変調符号化方法。
  5. 請求項１に記載の適応変調符号化方法であって、
    前記送信側と前記受信側の前記変調符号化方式の切り替えにおいて、当該変調符号化方式の変動量が、前記変調符号化方式の切り替えに用いる前記品質情報、またはそれ以外の他の前記品質情報に基づいて決定される複数の値をとる、
    ことを特徴とする適応変調符号化方法。
  6. 請求項１に記載の適応変調符号化方法であって、
    前記受信側の判断により運用中に、前記受信処理の対象とする前記変調符号化方式の数を一時的に増加させる、
    ことを特徴とする適応変調符号化方法。
  7. 請求項６に記載の適応変調符号化方法であって、
    前記受信処理の対象とする変調符号化方式の数を増加させる条件が、前記変調符号化方式の切り替えから予め決められた一定の回数パケットを受信するまでの期間である、
    ことを特徴とする適応変調符号化方法。
  8. 請求項６に記載の適応変調符号化方法であって、
    前記受信処理の対象とする前記変調符号化方式の数を増加させる条件が、前記変調符号化方式の切り替えから、切り替えた後の前記変調符号化方式を用いて受信処理を行った際のパケットエラー率が、予め決められた閾値を下回るまでの期間、或いは、切り替える前の前記変調符号化方式を用いて受信処理を行った際のパケットエラー率よりも、予め決められた値以上下回るまでの期間である、
    ことを特徴とする適応変調符号化方法。
  9. 測定端末装置と無線通信を行う集約局装置であって、
    変調符号化方式を用いる無線送受信部と処理部を備え、
    前記処理部は、
    前記測定端末装置と共有した、当該集約局装置と前記測定端末装置で独立に測定可能な共通の伝搬路の品質情報を指標とする前記変調符号化方式の遷移条件と、当該集約局装置で独立に測定した前記品質情報に基づき、前記変調符号化方式を切り替え、
    候補となる前記変調符号化方式の内の一部を受信処理の対象とする、
    ことを特徴とする集約局装置。
  10. 請求項９に記載の集約局装置であって、
    前記品質情報が無線通信のパケットエラー率、或いは無線通信の連続パケットエラー回数である、
    ことを特徴とする集約局装置。
  11. 請求項９に記載の集約局装置であって、
    前記処理部は、
    共有した前記遷移条件を用いて、現在の前記品質情報の共有を可能とする、
    ことを特徴とする集約局装置。
  12. 請求項９に記載の集約局装置であって、
    前記処理部は、
    前記送信側と前記受信側の前記変調符号化方式の切り替えにおいて、当該変調符号化方式の変動量を可変とする、
    ことを特徴とする集約局装置。
  13. 請求項９に記載の集約局装置であって、
    前記処理部は、
    前記変調符号化方式の切り替えにおいて、当該変調符号化方式の変動量が、前記変調符号化方式の切り替えに用いる前記品質情報、またはそれ以外の他の前記品質情報に基づいて決定される複数の値をとる、
    ことを特徴とする集約局装置。
  14. 請求項９に記載の集約局装置であって、
    前記処理部は、
    運用中に、前記受信処理の対象とする前記変調符号化方式の数を一時的に増加させる、
    ことを特徴とする集約局装置。
  15. 集約局装置と無線通信を行う測定端末装置であって、
    変調符号化方式を用いる無線送受信部と処理部を備え、
    前記処理部は、
    前記集約局装置から受信し、前記集約局装置と共有した、当該測定端末装置と前記集約局装置とで独立に測定可能な共通の伝搬路の品質情報を指標とする前記変調符号化方式の遷移条件と、当該測定端末装置で独立に測定した前記品質情報に基づき、前記変調符号化方式を切り替える、
    ことを特徴とする測定端末装置。
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