JP2004297118A

JP2004297118A - 通信端末、無線通信システム及び無線通信方法

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Publication number: JP2004297118A
Application number: JP2003082702A
Authority: JP
Inventors: Takasuke Nakayama; 崇介中山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】通信端末において受信状態が悪化した場合に、通常において受信状態から求める伝送レートよりも低い伝送レートに、迅速に変更することができ、データエラー率を低減しながらデータ伝送の遅延を従来よりも低減することができる通信端末、無線通信システム及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】通信品質を測定するＣＩＲ測定部５と、通信品質と伝送レートとの対応関係を規定する変換テーブル６１と、通信品質の変化量を算出するとともに、その変化量が所定値以上の場合は、通信品質に対応する伝送レートを変換テーブル６１で規定される対応関係により求め、前記変化量が所定値よりも小さい場合は、変換テーブル６１で規定される対応関係による伝送レートよりも低い伝送レートを求めるＤＲＣ変換部６とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信端末、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、次世代の高速無線通信方式としてｃｄｍａ２０００１ｘ−ＥＶＤＯ方式が開発されている。上記ｃｄｍａ２０００１ｘ−ＥＶＤＯ方式では、携帯通信端末から受信した受信状態を通知する情報に基づいて、基地局が当該端末へ送信するデータの変調方式を切り換えることにより、当該端末の受信状態が良好な時は誤り耐性が低いが高速な伝送レート、受信状態が悪いときは低速だが誤り耐性の高い伝送レートを使用することが可能となっている。
【０００３】
また、ｃｄｍａ２０００１ｘ−ＥＶＤＯ方式では、予測や過去の下りデータ伝送の誤り率等の統計データによる補正等を考慮して求められた極めて正確なデータ通信速度を直接的に示す予測下りデータ通信速度（ＤＲＣ；ＤａｔａＲａｔｅＣｏｎｔｒｏｌＢｉｔ）をテーブルとして端末側が備え、このテーブルに基づいて、上記予測下りデータ通信速度を端末から前記基地局へ通知するようになっている。
【０００４】
例えば、端末側が備えるテーブルは、複数に区分された受信状態のレベルと、各受信状態のレベルに対応する伝送レート（ＤＲＣ）とからなっている。そして受信状態のレベルが低いものほど、低い伝送レート（ＤＲＣ）が対応されている。このテーブルにより、当該端末の受信状態が良好な時は誤り耐性が低いが高速な伝送レート、受信状態が悪いときは低速だが誤り耐性の高い伝送レートを選択することが可能となっている。
【０００５】
また、従来においては、パイロッット信号などを用いて回線品質（受信状態）を測定し、その回線品質と上記テーブルとを用いて伝送レートを制御する無線通信方式において、測定した回線品質と実際に誤りなく通信できる回線品質との間にずれが生じた場合に、上記テーブルを書き換える方式が考え出されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３００６４４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のｃｄｍａ２０００１ｘ−ＥＶＤＯ方式の無線通信方式では、上記テーブルを用いて求めた伝送レート（ＤＲＣ）よりも実際に伝送できる伝送レートが低い場合、端末で受信できなかった通信データがエラーとなり、それが基地局に認識され遅延が生じる。また、エラーが生じた通信データは基地局から端末に再送されるので、さらにデータ転送が遅延してしまう。そのため、リアルタイム性が要求されるストリーミング再生を行っていた時などデータが端末に届かず映像が停止してしまうことがある。
【０００８】
また、上記特許文献１に記載された無線通信方式は、基地局におけるデータの再送回数がしきい値を越えた場合に、回線品質と伝送レートとの関係を規定するテーブルを書き換えて伝送レートを変更するものである。これにより、上記特許文献１に記載された無線通信方式では、しきい値の回数以上のデータ再送をしなければならないので、無駄となるデータ再送が多々生じ、回線品質の変化状況に応じた迅速な伝送レートの変更が困難であり、実際の回線品質の変化に効果的に対応できない場合が多々あった。
【０００９】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、通信端末において受信状態が悪化した場合に、通常において受信状態から求める伝送レートよりも低い伝送レートに、迅速に変更することができ、データエラー率を低減しながらデータ伝送の遅延を従来よりも低減することができる通信端末、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、通信品質を測定する通信品質測定部と、前記通信品質と伝送レートとの対応関係を規定するテーブルと、前記通信品質の変化量を算出する変化関数算出部と、前記変化量が所定値以上よりも小さい場合は、前記通信品質に対応する伝送レートを前記テーブルで規定される対応関係により求め、前記変化量が所定値以上の場合は、前記テーブルで規定される対応関係による伝送レートよりも低い伝送レートを求める伝送レート変換部とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記伝送レート変換部は、前記変化量が所定値以上の場合、前記テーブルの対応関係で規定される伝送レートよりも低い伝送レートを求めるように、該テーブルの対応関係を変更することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記伝送レート変換部は、前記変化量が所定値以上の場合、前記通信品質測定部で測定された現在の通信品質をより低い通信品質として、該低い通信品質に対応する伝送レートを前記テーブルによって求めることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記伝送レート変換部は、前記変化量が所定値以上の場合、前記通信品質測定部で測定された現在の通信品質に対応する伝送レートを前記テーブルによって求めた後に、該求めた伝送レートをより低い伝送レートにすることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記通信端末は、前記伝送レート変換部で求められた伝送レートを基地局に送信する送信部を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、通信端末から基地局へ送信された伝送レートに基づいて、該基地局が該通信端末へ送信するデータの変調方式を切り換える無線通信システムにおいて、前記通信端末は、通信品質を測定する通信品質測定部と、前記通信品質と伝送レートとの対応関係を規定するテーブルと、前記通信品質の変化量を算出する変化関数算出部と、前記変化量が所定値よりも小さい場合は、前記通信品質に対応する伝送レートを前記テーブルで規定される対応関係により求め、前記変化量が所定値以上の場合は、前記テーブルで規定される対応関係による伝送レートよりも低い伝送レートを求める伝送レート変換部と、前記伝送レート変換部で求められた伝送レートを前記基地局に送信する送信部とを有し、前記基地局は、前記通信端末から送信されてきた伝送レートで、該通信端末へデータを送信するデータ変調部を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、通信端末が通信品質を逐次測定し、通信品質と伝送レートとの対応関係を規定するテーブルによって、該測定された通信品質に対応する伝送レートを求め、該伝送レートを通信端末から基地局へ送信し、該伝送レートに基づいて基地局が通信端末へ送信するデータの変調方式を切り換える無線通信方法において、前記通信端末は、前記逐次測定した通信品質の変化量を算出し、該変化量が所定値以上の場合は前記テーブルで規定される対応関係による伝送レートよりも低い伝送レートを求めて前記基地局へ送信することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る通信端末について説明する。図１は本発明の実施形態に係る通信端末の構成を示すブロック図である。本通信端末は、通信品質を逐次測定し、通信品質と伝送レートとの対応関係を規定するテーブルによって、測定された通信品質に対応する伝送レートを求め、その伝送レートを基地局へ送信し、その伝送レートに基づいて基地局が該通信端末へ送信するデータの変調方式を切り換える無線通信網において用いられる。
【００１８】
本通信端末は、アンテナ１、共用器２、受信ＲＦ部３、復調部４、ＣＩＲ測定部５、ＤＲＣ変換部６、メモリ７、ＤＲＣ信号作成部８、変調部９および送信ＲＦ部１０を備えている。ＣＩＲ測定部５は、通信品質測定部となるものであり、本通信端末の受信状態すなわち通信品質（例えば受信電界強度、搬送波対干渉比＝ＣＩＲ）を逐次測定するものである。ＣＩＲ測定部５は、例えばアンテナ１、共用器２及び受信ＲＦ部３を介して、パイロット信号を受信し、そのパイロット信号に基づいてＣＩＲを測定する。
【００１９】
ＤＲＣ変換部６は、伝送レート変換部となるものであり、ＣＩＲ測定部５で測定された通信品質（例えばＣＩＲ）を伝送レート（例えば予測下りデータ通信速度（ＤＲＣ））に変換するものである。メモリ７は、ＣＩＲ測定部５で測定された通信品質を少なくとも１個以上記憶しているものである。すなわち、メモリ７は、ＣＩＲ測定部５で測定されたＣＩＲを順番に記憶させておく領域である。変換テーブル６１は、通信品質と伝送レートとの対応関係を規定するテーブルである。
【００２０】
また、ＤＲＣ変換部６は、メモリ７に記憶されている通信品質と、ＣＩＲ測定部５から送られてきた通信品質とに基づいて通信品質の変化量（変化関数）を算出する変化関数算出部としての機能を備えている。そして、ＤＲＣ変換部６は、算出した通信品質の変化量が所定値より小さい場合は、ＣＩＲ測定部５から送られてきた通信品質に対応する伝送レートを変換テーブル６１で規定される対応関係により求め、その変化量が所定値以上の場合は、変換テーブル６１で規定される対応関係による伝送レートよりも低い伝送レートを求める。
【００２１】
ＤＲＣ信号作成部８は、ＤＲＣ変換部６で求められた伝送レートに基づいてＤＲＣ信号を作成し、そのＤＲＣ信号を変調部９、送信ＲＦ部１０、共用器２及びアンテナ１を介して基地局へ送信する。
【００２２】
次に本通信端末の動作の一例について説明する。
基地局から送信されたパイロット信号などの回路品質を測定するための信号はアンテナ１、共用器２及び受信ＲＦ部３によって受信され、復調部４において復調され、ＣＩＲ測定部５に送られる。ＣＩＲ測定部５は、受信したパイロット信号に基づきＣＩＲを測定し、その測定結果をＤＲＣ変換部６に送る。
【００２３】
ＤＲＣ変換部６は、ＣＩＲ測定部５より送られてきたデータ（ＣＩＲ）と、メモリ７に保存されている直前１回もしくはそれ以上のデータ（ＣＩＲ）とについて所定の計算を行い、時間対ＣＩＲの変化の関数（例えば近似直線）を算出する。これにより、ＣＩＲの変化量が算出される。
【００２４】
ＤＲＣ変換部６は、算出した関数の傾きがあるしきい値以下になった場合、すなわち電波状況が所定値以上悪くなった場合、ＣＩＲをＤＲＣ値に変換する変換テーブル６１を変更する。ここで、電波状況が所定値以上悪くなった場合、ＤＲＣ変換部６は、変換テーブル６１を変更せずそのままにして、変換テーブル６１でＣＩＲをＤＲＣ値に変換した後に、そのＤＲＣ値をオフセットし、通常のＣＩＲからＤＲＣへの変換値よりも低いＤＲＣに変換することとしてもよい。
【００２５】
また、電波状況が所定値以上悪くなった場合、ＤＲＣ変換部６は、変換テーブル６１を変更せずそのままにして、変換テーブル６１でＣＩＲをＤＲＣ値に変換する前に、ＣＩＲ測定部５から入力したＣＩＲを小さい値に変更し、その小さくしたＣＩＲを変換テーブル６１でＤＲＣ値に変換することとしてもよい。
一方、ＤＲＣ変換部６において求めた関数の傾きが所定のしきい値より大きい場合、すなわち通常時は、通常通りに変換テーブル６１を用いてＣＩＲをＤＲＣ値へ変換する。
【００２６】
ＤＲＣ変換部６が決定したＤＲＣは、ＤＲＣ信号作成部８に送られてＤＲＣ信号とされる。そのＤＲＣ信号は変調部９において変調された後に送信ＲＦ部１０から共用器２及びアンテナ１を介して基地局に送られる。基地局は、通信端末から送信されたＤＲＣ信号を受信し、そのＤＲＣ信号で規定される伝送レートで通信端末にストリーミングデータなどのデータを送信する。
【００２７】
図２は、通常時の変換テーブル６１の一例を示す図である。この変換テーブル６１によって、ＣＩＲがＤＲＣに変換される。ここで、ＣＩＲ１〜６において通信状態は、ＣＩＲ６が一番よくＣＩＲ１が一番悪い。すなわち、通信状態は、ＣＩＲ１＜ＣＩＲ２＜ＣＩＲ３＜ＣＩＲ４＜ＣＩＲ５＜ＣＩＲ６となっている（以下同様）。ＤＲＣ１〜６において伝送レートは、ＤＲＣ６が一番速くＤＲＣ１が一番遅い。すなわち伝送レートは、ＤＲＣ１＜ＤＲＣ２＜ＤＲＣ３＜ＤＲＣ４＜ＤＲＣ５＜ＤＲＣ６となっている（以下同様）。この通常時において、例えばＣＩＲ測定部５で測定された通信状態が「ＣＩＲ３」のときは、ＤＲＣ変換部６から出力される伝送レートが「ＤＲＣ３」となる。
【００２８】
図３は、ＤＲＣ変換部６で算出された関数の傾きがあるしきい値以下になった場合、すなわち通信状況が所定値以上悪くなった場合に、通常状態から変更された変換テーブル６１を示している。この通信状況が所定値以上悪くなった場合、例えばＣＩＲ測定部５で測定された通信状態が「ＣＩＲ３」のときは、ＤＲＣ変換部６から出力される伝送レートが「ＤＲＣ２」となる。したがって、図２に示す通常時の伝送レートよりも遅い伝送レートとなる。
【００２９】
図４、ＤＲＣ変換部６で算出された関数の傾きがあるしきい値以下になった場合、すなわち通信状況が所定値以上悪くなった場合に、変換テーブル６１を変更せずに、ＣＩＲ測定部５からＤＲＣ変換部６が入力したＣＩＲを小さい値に変更（オフセット）し、その小さくしたＣＩＲを変換テーブル６１でＤＲＣ値に変換する手法を示している。
【００３０】
例えば、通常時においては、ＣＩＲ測定部５で測定された通信状態が「ＣＩＲ３」のとき、ＤＲＣ変換部６から出力される伝送レートが「ＤＲＣ３」となる。一方、通信状況が所定値以上悪くなった場合は、ＣＩＲ測定部５で測定された通信状態が「ＣＩＲ３」のとき、ＤＲＣ変換部６が「ＣＩＲ３」を「ＣＩＲ２」として、その後変換テーブル６１を参照して「ＣＩＲ２」に対応する「ＤＲＣ２」を求め、その「ＤＲＣ２」を伝送レートとして出力する。
【００３１】
図５は、ＤＲＣ変換部６で算出された関数の傾きがあるしきい値以下になった場合、すなわち通信状況が所定値以上悪くなった場合に、変換テーブル６１を変更せずに、変換テーブル６１でＣＩＲをＤＲＣ値に変換した後に、そのＤＲＣ値を低い値にオフセットし、通常のＣＩＲからＤＲＣへの変換値よりも低いＤＲＣに変換する手法を示している。
【００３２】
例えば、通常時においては、ＣＩＲ測定部５で測定された通信状態が「ＣＩＲ３」のとき、ＤＲＣ変換部６から出力される伝送レートが「ＤＲＣ３」となる。一方、通信状況が所定値以上悪くなった場合は、ＣＩＲ測定部５で測定された通信状態が「ＣＩＲ３」のとき、ＤＲＣ変換部６が変換テーブル６１を参照して「ＣＩＲ３」を「ＤＩＲ３」に変換し、その後「ＤＩＲ３」を「ＤＩＲ２」にオフセットし、その「ＤＲＣ２」を伝送レートとして出力する。
【００３３】
次に、具体的な通信状態について説明する。従来の通信方式では、通信状態が悪化しつつある状況（その変換の直前においてＤＲＣ変換部６で算出された関数の傾きがしきい値を越えている場合）において、通常の変換では例えば１５０ｋｂｐｓの伝送レートを要求したとする。しかし、実際にはこの変換予測よりもさらに悪化して１００ｋｂｐｓしか通信できない状態となる場合がある。この場合は最低でも５０ｋｂｉｔのデータが受信できず遅延し、さらに受信エラーになった場合再送制御されるためさらにデータの遅延が発生する。また、実際に伝送できる速度よりも高いＤＲＣ値でデータを送っているため、通信速度が速いが誤り耐性の低い状態となっており、伝送エラーの発生回数が増えてしまい、結局大きなデータ遅延が生じる。
【００３４】
それに対して、上記実施形態によれば、通信状態が悪化しつつある状況（その変換の直前においてＤＲＣ変換部６で算出された関数の傾きがしきい値を越えている場合）において、通常の変換では例えば１５０ｋｂｐｓの伝送レートを要求するところを、例えば７５ｋｂｐｓの伝送レートを要求する。これにより、伝送レートが通常時よりも低くなるので、受信エラーによる遅延が大幅に減少し、また誤り耐性の高い状態で送信するため伝送エラーの発生回数も大幅に減少する。その結果、上記実施形態によれば、無駄な再送による遅延も減らすことができ、従来よりも高速にデータ伝送することができる。
【００３５】
したがって、本実施形態によれば、通信状態が悪化しつつある際にその悪化の進行を予測して、ＣＩＲから求めるＤＲＣ値を通常の変換よりも下げて変換することができ、急激に電波状況が悪くなりつつある時に実際に送信可能な伝送レートよりも高い伝送レートで基地局よりデータが送信されることを防ぐことができる。そこで、本実施形態によれば、通信端末が基地局から送信されたデータを受信できないことによるデータの遅延や、送信できなかったことによる再送制御による更なる遅延を防ぐことができ、ストリーミングなどのリアルタイム性が要求されるコンテンツにおいてデータ遅延による再生の停止といった不具合などを効果的に防ぐことができる。
【００３６】
また、本実施形態においては、常にＤＲＣ値を下げるわけではないので、電波状態が改善した時や安定している時に伝送レートが絞られてしまうことはない。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、通信端末において受信状態が悪化した場合に、通常の状態において受信状態から求める伝送レートよりも低い伝送レートに、迅速に変更することができ、データエラー率を低減しながらデータ伝送の遅延を従来よりも低減することができる。
【００３９】
また、本発明によれば、通信品質の変化量を算出し、その変化量に基づいて通信端末が伝送レートを変更するので、通信端末において受信状態が悪化した場合に、データの無駄な再送を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る通信端末のブロック図である。
【図２】同上の通信端末が備える変換テーブルの一例を示す図である。
【図３】通信状況悪化時の変換テーブルの一例を示す図である。
【図４】通信状況悪化時の変換方法の一例を示す図である。
【図５】通信状況悪化時の変換方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…アンテナ、２…共用器、３…受信ＲＦ部、４…復調部、５…ＣＩＲ測定部、６…ＤＲＣ変換部、７…メモリ、８…ＤＲＣ信号作成部、９…変調部、１０…送信ＲＦ部

Claims

通信品質を測定する通信品質測定部と、
前記通信品質と伝送レートとの対応関係を規定するテーブルと、
前記通信品質の変化量を算出する変化関数算出部と、
前記変化量が所定値よりも小さい場合は、前記通信品質に対応する伝送レートを前記テーブルで規定される対応関係により求め、前記変化量が所定値以上の場合は、前記テーブルで規定される対応関係による伝送レートよりも低い伝送レートを求める伝送レート変換部とを有することを特徴とする通信端末。
前記伝送レート変換部は、前記変化量が所定値以上の場合、前記テーブルの対応関係で規定される伝送レートよりも低い伝送レートを求めるように、該テーブルの対応関係を変更することを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
前記伝送レート変換部は、前記変化量が所定値以上の場合、前記通信品質測定部で測定された現在の通信品質をより低い通信品質として、該低い通信品質に対応する伝送レートを前記テーブルによって求めることを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
前記伝送レート変換部は、前記変化量が所定値以上の場合、前記通信品質測定部で測定された現在の通信品質に対応する伝送レートを前記テーブルによって求めた後に、該求めた伝送レートをより低い伝送レートにすることを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
前記通信端末は、前記伝送レート変換部で求められた伝送レートを基地局に送信する送信部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信端末。
通信端末から基地局へ送信された伝送レートに基づいて、該基地局が該通信端末へ送信するデータの変調方式を切り換える無線通信システムにおいて、
前記通信端末は、
通信品質を測定する通信品質測定部と、
前記通信品質と伝送レートとの対応関係を規定するテーブルと、
前記通信品質の変化量を算出する変化関数算出部と、
前記変化量が所定値よりも小さい場合は、前記通信品質に対応する伝送レートを前記テーブルで規定される対応関係により求め、前記変化量が所定値以上の場合は、前記テーブルで規定される対応関係による伝送レートよりも低い伝送レートを求める伝送レート変換部と、
前記伝送レート変換部で求められた伝送レートを前記基地局に送信する送信部とを有し、
前記基地局は、前記通信端末から送信されてきた伝送レートで、該通信端末へデータを送信するデータ変調部を有することを特徴とする無線通信システム。
通信端末が通信品質を逐次測定し、通信品質と伝送レートとの対応関係を規定するテーブルによって、該測定された通信品質に対応する伝送レートを求め、該伝送レートを通信端末から基地局へ送信し、該伝送レートに基づいて基地局が通信端末へ送信するデータの変調方式を切り換える無線通信方法において、
前記通信端末は、前記逐次測定した通信品質の変化量を算出し、該変化量が所定値以上の場合は前記テーブルで規定される対応関係による伝送レートよりも低い伝送レートを求めて前記基地局へ送信することを特徴とする無線通信方法。