JP2009021784A - Wireless communication device - Google Patents
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Abstract
【課題】実効の通信速度を高めて安定した通信を実現できる無線通信装置を提供すること。
【解決手段】通信相手に無線信号を送信する送信部16Aと、通信相手から無線信号を受信する受信部16Bと、通信相手との通信を開始したときに受信部16Bによって受信された無線信号の品質を測定する信号品質測定部14と、信号品質測定部14によって測定された品質に応じて通信相手と通信するときの初期通信速度を決定する通信速度決定部15と、送信部16Aおよび受信部16Bは、通信速度決定部15によって決定された初期通信速度に従って通信相手と通信するように構成する。
【選択図】図2To provide a wireless communication apparatus capable of realizing stable communication by increasing an effective communication speed.
A transmitter 16A that transmits a radio signal to a communication partner, a receiver 16B that receives a radio signal from the communication partner, and a radio signal received by the receiver 16B when communication with the communication partner is started. A signal quality measuring unit 14 for measuring quality, a communication speed determining unit 15 for determining an initial communication speed when communicating with a communication partner according to the quality measured by the signal quality measuring unit 14, a transmitting unit 16A and a receiving unit 16B is configured to communicate with the communication partner according to the initial communication speed determined by the communication speed determination unit 15.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、無線を介してデータを送受信する無線通信装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that transmits and receives data via radio.
従来の無線LANなどに用いられる無線通信装置は、IEEE802.11に準拠してOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)やDSSS/CCK(Direct Sequence Spectrum Spread / Complementary Code Keying)による各種変調方式を使用してデータ通信を行っている。 A wireless communication apparatus used in a conventional wireless LAN or the like uses various modulation methods based on OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) and DSSS / CCK (Direct Sequence Spectrum Spread / Complementary Code Keying) in accordance with IEEE 802.11. We are communicating.
図7は、IEEE802.11aにおける通信速度と変調復調との関係を示す図である。IEEE802.11に準拠した無線通信装置が行う無線通信では、符号化率やビットマッピングなどを使用して各種通信速度が決められており、IEEE802.11aでは、図7に示すように、6Mbps、9Mbps、12Mbps、18Mbps、24Mbps、36Mbps、48Mbps、54Mbpsの8種類が規定されている。なお、IEEE802.11bでは、1Mbps、2Mbps、5.5Mbps、11Mbpsの4種類の通信速度が規定されている。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between communication speed and modulation / demodulation in IEEE 802.11a. In wireless communication performed by a wireless communication device compliant with IEEE 802.11, various communication speeds are determined using a coding rate, bit mapping, and the like. In IEEE 802.11a, as shown in FIG. 7, 6 Mbps and 9 Mbps are used. , 12 Mbps, 18 Mbps, 24 Mbps, 36 Mbps, 48 Mbps, and 54 Mbps are defined. Note that in IEEE 802.11b, four types of communication speeds of 1 Mbps, 2 Mbps, 5.5 Mbps, and 11 Mbps are defined.
一般に、無線通信の通信速度が高速になるほど変調復調が複雑になる。また、無線通信は、無線信号のSN比や空間伝播モデルに依存するものであるため、長距離でのデータ伝送が難しくなる。一方で、近距離での無線通信は、SN比が大きくなるので、高速で実現することが容易になる。 In general, modulation and demodulation become more complicated as the communication speed of wireless communication increases. In addition, since wireless communication depends on the S / N ratio of a wireless signal and a spatial propagation model, data transmission over a long distance becomes difficult. On the other hand, wireless communication at a short distance becomes easy to implement at high speed because the SN ratio becomes large.
また、IEEE802.11において、無線通信を開始する際には、図8に示すように、無線通信装置とアクセスポイントとの間でフレームの交換が行われる。アクセスポイントを探索するためのフレームであるProbeRequest、ProbeResponse、認証用のフレームであるAuthentication、アクセスポイントと接続を開始するためのAssociationRequest、AssociationResponseの各フレームは、Basicレートと呼ばれる比較的に低い通信速度で交換される。例えば、IEEE802.11aでは、無線通信開始時の通信速度が6Mbps〜24Mbpsである。 In IEEE 802.11, when starting wireless communication, frames are exchanged between the wireless communication device and the access point as shown in FIG. Frames for searching for an access point, ProbeRequest, ProbeResponse, Authentication for authentication, AuthenticationRequest for starting connection with an access point, and AssociationResponse, and AssociationResponse frames are at a relatively low communication rate called a basic rate. Exchanged. For example, in IEEE 802.11a, the communication speed at the start of wireless communication is 6 Mbps to 24 Mbps.
低い通信速度で交換する理由としては、無線通信装置とアクセスポイントとの接続の確立が確実に行われるためである。Basicレートを超える通信速度での通信は、無線通信を開始する段階で保証されていないが、無線通信は高速で行われることが望ましい。無線通信装置からアクセスポイントまでの距離などの通信環境によっては、無線通信は必ずしも最高速度で行われないが、無線通信ができる限り高速になるための手順が開示されている。 The reason for exchanging at a low communication speed is that the connection between the wireless communication apparatus and the access point is reliably established. Although communication at a communication speed exceeding the basic rate is not guaranteed at the stage of starting wireless communication, it is desirable that wireless communication be performed at high speed. Depending on the communication environment such as the distance from the wireless communication device to the access point, wireless communication is not necessarily performed at the maximum speed, but a procedure for making wireless communication as fast as possible is disclosed.
例えば、従来の無線通信装置としては、無線通信を行う際に最高速度でフレームをアクセスポイントに送信し、無線通信装置とアクセスポイントとの間に障害物が存在する等の理由でアクセスポイントから肯定応答がない場合には、再送を試みながら通信速度を下げ(以下、フォールバックという。)、それでも失敗する時はさらに再送を試みながらフォールバックすることを繰り返すものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 For example, in a conventional wireless communication device, when performing wireless communication, a frame is transmitted to the access point at the maximum speed, and the access point confirms that there is an obstacle between the wireless communication device and the access point. When there is no response, it is known that the communication speed is lowered while trying to retransmit (hereinafter referred to as fallback), and if it still fails, the fallback is repeated while attempting retransmission (for example, patents). Reference 1).
ここで、従来の無線通信装置の状態遷移を表す図を図9に示す。無線通信装置が、通常状態のときに最高速度でフレームをアクセスポイントに送信し、アクセスポイントから肯定応答がなく送信が失敗した場合には、無線通信装置の状態が通常状態から再送状態に遷移する。無線通信装置の送信が失敗する要因としては、例えば、アクセスポイントと各無線通信装置との配置が必ずしも通信条件の良い場所に配置されないことや、無線通信装置とアクセスポイントとの間に障害物が存在することなどが挙げられる。 Here, FIG. 9 shows a diagram representing state transition of the conventional wireless communication apparatus. When the wireless communication device transmits a frame to the access point at the maximum speed in the normal state and transmission fails due to no acknowledgment from the access point, the state of the wireless communication device transitions from the normal state to the retransmission state. . Factors that cause the transmission of the wireless communication device to fail include, for example, that the location of the access point and each wireless communication device is not necessarily placed in a place with good communication conditions, or that an obstacle exists between the wireless communication device and the access point. It exists.
再送が成功すれば、無線通信装置の状態が再送状態から通常状態に遷移するが、再送が規定回数繰り返しても成功しなければ、再送状態からフォールバック状態に遷移する。フォールバック状態で通信速度を下げて再送が成功するか、または、最初の送信時から一定時間が経過した場合、無線通信装置の状態がフォールバック状態から通常状態に遷移し、無線通信装置が最初の送信時の通信速度に回復する。
しかしながら、大きなオフィスの中に無線通信装置とアクセスポイントとがある環境において、従来の無線通信装置では、最初に最高速度でアクセスポイントとの通信を試み、無線通信装置からアクセスポイントまでの距離が離れていて、無線通信装置の状態がフォールバック状態になったとき再送が成功しても、フォールバックを開始する前の通信速度である最高速度に回復するため、フレームを送信する度に再送が伴って送信時間がかかってしまう問題があった。このように、従来の無線通信装置では、実際にフレームを送信するのに多大な時間がかかることがあるため、実効の通信速度が低速になっていた。 However, in an environment where there is a wireless communication device and an access point in a large office, the conventional wireless communication device first tries to communicate with the access point at the highest speed, and the distance from the wireless communication device to the access point is increased. Even if retransmission is successful when the wireless communication device enters the fallback state, the transmission speed is restored to the maximum speed that is the communication speed before the start of fallback. There was a problem that it took a long time to send. As described above, in the conventional wireless communication apparatus, since it may take a long time to actually transmit the frame, the effective communication speed is low.
そこで、本発明は、実効の通信速度を高めて安定した通信を実現できる無線通信装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wireless communication device that can realize stable communication by increasing an effective communication speed.
本発明の無線通信装置は、通信相手と無線信号を送受信する通信部と、前記通信相手との通信を開始したときに前記通信部によって受信された無線信号の品質を測定する信号品質測定部と、前記信号品質測定部によって測定された品質に応じて通信相手と通信するときの初期通信速度を決定する通信速度決定部とを備え、前記通信部が、前記通信速度決定部によって決定された初期通信速度に従って前記通信相手と通信する構成を有している。
この構成により、通信相手との通信を開始したときの無線信号の品質に応じて通信相手と通信するときの初期通信速度を決定し、決定された初期通信速度に従って通信相手と通信するため、再送の回数が極力少なくすることができ、実効の通信速度を高めて安定した通信を実現できる。
A wireless communication device of the present invention includes a communication unit that transmits and receives a wireless signal to and from a communication partner, a signal quality measurement unit that measures the quality of a wireless signal received by the communication unit when communication with the communication partner is started, A communication speed determining unit that determines an initial communication speed when communicating with a communication partner according to the quality measured by the signal quality measuring unit, wherein the communication unit is an initial value determined by the communication speed determining unit It has the structure which communicates with the said communicating party according to a communication speed.
With this configuration, the initial communication speed when communicating with the communication partner is determined according to the quality of the radio signal when communication with the communication partner is started, and the communication with the communication partner is performed according to the determined initial communication speed. Can be reduced as much as possible, and the effective communication speed can be increased to realize stable communication.
また、本発明の無線通信装置は、前記信号品質測定部が、前記通信部によって受信された無線信号の強度から前記通信相手までの距離を前記品質として測定し、前記通信速度決定部が、前記信号品質測定部によって測定された距離に応じて通信相手と通信するときの初期通信速度を決定する構成を有している。
この構成により、通信相手までの距離に応じて初期通信速度を決定し、決定された初期通信速度に従って通信相手と通信するため、再送の回数が極力少なくすることができ、実効の通信速度を高めて安定した通信を実現できる。
In the wireless communication device of the present invention, the signal quality measurement unit measures the distance from the strength of the wireless signal received by the communication unit to the communication partner as the quality, and the communication speed determination unit It has a configuration for determining an initial communication speed when communicating with a communication partner according to the distance measured by the signal quality measuring unit.
This configuration determines the initial communication speed according to the distance to the communication partner and communicates with the communication partner according to the determined initial communication speed, so that the number of retransmissions can be minimized and the effective communication speed is increased. And stable communication.
また、本発明の無線通信装置は、前記信号品質測定部が、前記通信部によって受信された無線信号の変調精度を前記品質として測定し、前記通信速度決定部が、前記信号品質測定部によって測定された変調精度に応じて通信相手と通信するときの初期通信速度を決定する構成を有している。
この構成により、無線信号の変調精度に応じて初期通信速度を決定し、決定された初期通信速度に従って通信相手と通信するため、再送の回数が極力少なくすることができ、実効の通信速度を高めて安定した通信を実現できる。
In the wireless communication device of the present invention, the signal quality measurement unit measures the modulation accuracy of a radio signal received by the communication unit as the quality, and the communication speed determination unit measures the signal quality measurement unit. The initial communication speed when communicating with the communication partner is determined according to the modulation accuracy.
With this configuration, the initial communication speed is determined according to the modulation accuracy of the radio signal, and communication is performed with the communication partner according to the determined initial communication speed, so that the number of retransmissions can be minimized and the effective communication speed can be increased. And stable communication.
また、本発明の無線通信装置は、前記通信部が、前記通信速度決定部が前記初期通信速度を決定した後、前記通信相手に送信した無線信号に対する肯定応答がない場合に前記無線信号を再送し、再送が成功しない場合、前記初期通信速度よりも低い通信速度に変更し、変更した通信速度に従って前記通信相手と通信する構成を有している。
この構成により、再送が成功しない場合、初期通信速度よりも低い通信速度に従って通信相手と通信するため、再送時に通信相手との通信を成功できる可能性を高めることができる。
In the wireless communication apparatus of the present invention, the communication unit retransmits the wireless signal when there is no acknowledgment for the wireless signal transmitted to the communication partner after the communication speed determining unit determines the initial communication speed. If retransmission is not successful, the communication speed is changed to a communication speed lower than the initial communication speed, and the communication partner is communicated according to the changed communication speed.
With this configuration, when retransmission is not successful, communication with the communication partner is performed according to a communication speed lower than the initial communication speed, so that the possibility of successful communication with the communication partner during retransmission can be increased.
また、本発明の無線通信装置は、前記通信部が、前記再送が予め決められた回数連続して成功しない場合、前記初期通信速度よりも低い通信速度に変更し、変更した通信速度に従って前記通信相手と通信する構成を有している。
この構成により、再送が予め決められた回数連続して成功しない場合、初期通信速度よりも低い通信速度に従って通信相手と通信するため、再送時に通信相手との通信を成功できる可能性を高めることができる。
In the wireless communication device of the present invention, the communication unit changes the communication speed to a lower communication speed than the initial communication speed when the retransmission does not succeed continuously for a predetermined number of times, and performs the communication according to the changed communication speed. It has the structure which communicates with the other party.
With this configuration, when retransmission does not succeed continuously for a predetermined number of times, communication with the communication partner is performed according to a communication speed lower than the initial communication speed, so that the possibility of successful communication with the communication partner during retransmission can be increased. it can.
また、本発明の無線通信装置は、前記通信部が、前記低い通信速度に従って前記通信相手に送信した無線信号に対する肯定応答を受信した場合、前記低い通信速度より高くかつ前記初期通信速度を超えない通信速度に変更し、変更した通信速度に従って前記通信相手と通信する構成を有している。
この構成により、初期通信速度よりも低い通信速度に従って通信相手に送信した無線信号に対する肯定応答を受信した場合、初期通信速度を超えない程度に通信速度を高くして通信相手と通信するため、通信相手との通信を成功させる可能性を高めることができる。
The wireless communication device of the present invention is higher than the low communication speed and does not exceed the initial communication speed when the communication unit receives an acknowledgment to the wireless signal transmitted to the communication partner according to the low communication speed. The communication speed is changed and communication with the communication partner is performed according to the changed communication speed.
With this configuration, when an acknowledgment is received for a radio signal transmitted to a communication partner according to a communication speed lower than the initial communication speed, the communication speed is increased so as not to exceed the initial communication speed, and communication with the communication partner is performed. The possibility of successful communication with the other party can be increased.
また、本発明の無線通信装置は、前記通信部が、前記低い通信速度に従って前記通信相手に送信した無線信号に対する肯定応答を予め決められた回数受信した場合、前記低い通信速度より高くかつ前記初期通信速度を超えない通信速度に変更し、変更した通信速度に従って前記通信相手と通信する構成を有している。
この構成により、初期通信速度よりも低い通信速度に従って通信相手に送信した無線信号に対する肯定応答を予め決められた回数受信した場合、初期通信速度を超えない程度に通信速度を高くして通信相手と通信するため、通信相手との通信を成功させる可能性をさらに高めることができる。
In the wireless communication device of the present invention, when the communication unit receives an acknowledgment for a wireless signal transmitted to the communication partner according to the low communication speed a predetermined number of times, the wireless communication apparatus is higher than the low communication speed and the initial The communication speed is changed so as not to exceed the communication speed, and the communication partner is communicated according to the changed communication speed.
With this configuration, when an acknowledgment for a radio signal transmitted to a communication partner according to a communication speed lower than the initial communication speed is received a predetermined number of times, the communication speed is increased so that the initial communication speed is not exceeded. Since communication is performed, the possibility of successful communication with the communication partner can be further increased.
以上のように本発明は、実効の通信速度を高めて安定した通信を実現できる無線通信装置を提供するものである。 As described above, the present invention provides a wireless communication apparatus capable of increasing the effective communication speed and realizing stable communication.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る通信システムの構成図の一例である。図1に示した通信システムは、ステーション(STA)と呼ばれる無線通信装置10と、無線通信装置10の親機にあたるアクセスポイント(AP)20とを備えて構成されている。無線通信装置10は複数図示しているが、それぞれを区別する場合には無線通信装置10を無線通信装置10−1、無線通信装置10−2、無線通信装置10−nと記載する。
FIG. 1 is an example of a configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention. The communication system shown in FIG. 1 includes a
無線通信装置10とアクセスポイント20とは、無線LANで用いられるIEEE802.11シリーズの規格に準拠して通信するようになっている。一般的に、無線LANの通信方式には、インフラストラクチャモード(インフラモード)とアドホックモードがあり、図1に示したものは、インフラモードである。一方、アドホックモードとは、アクセスポイント20を介在せず無線通信装置10同士で通信を行うモードである。本発明の実施の形態では、無線通信装置10同士の通信でもアクセスポイント20を介在しながら無線通信がなされるインフラモードについて説明するが、本発明では、インフラモードを使用することだけに限定しない。
The
IEEE802.11において、無線通信を開始する際には、図8に示すようなフレームの交換が行われる。無線通信開始時に使用されるProbeReq、ProbeRes、Authentication、Associationの各フレームは、Basicレートと呼ばれる比較的に低い通信速度で交換される。 In IEEE 802.11, when wireless communication is started, frames are exchanged as shown in FIG. The ProbeReq, ProbeRes, Authentication, and Association frames used at the start of wireless communication are exchanged at a relatively low communication speed called a basic rate.
インフラモードでは、アクセスポイント20がおよそ100msに1回、ビーコンと呼ばれるフレーム(以下、ビーコンフレームという。)を送出する。アクセスポイント20が、ビーコンフレームを送信することで、アクセスポイント20に通信している、あるいはアクセスポイント20と通信しようとしている無線通信装置10にアクセスポイント20が所持している情報を報知することができる。
In the infrastructure mode, the
無線通信装置10は、受信したビーコンフレームに基づいて、アクセスポイント20とのタイマの同期や通信可能な変復調などの情報を更新する。ビーコンフレームには、通信可能な通信速度に関する情報も含まれており、無線通信装置10は、ビーコンフレームを利用することで通信速度を決めることができる。
Based on the received beacon frame, the
図2は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。図2に示した無線通信装置10は、アンテナ11、RF(Radio Frequency)部12、PHY(physical layer)部13、信号品質測定部14、通信速度決定部15、送信部16A、および受信部16Bによって構成されている。なお、無線通信装置10を構成する各部は、集積回路などによって構成される。
FIG. 2 is a block diagram of the wireless communication apparatus according to the embodiment of the present invention. The
RF部12は、無線LANなどに用いられる特定の周波数による電磁波の信号をアンテナ11を介して送受信するようになっている。PHY部13は、送信するデータを符号化したり、受信した信号を復号するようになっている。
The
送信部16Aは、図示していないデータ処理部から出力されたデータをIEEE802.11に準拠したフレームに変換し、変換したフレームをPHY部13およびRF部12を介して宛先に送信するようになっている。また、受信部16Bは、RF部12およびPHY部13を介してフレームを受信し、フレームからヘッダ部を除いたデータをデータ処理部に出力するようになっている。本発明の実施の形態では、本発明の通信部が送信部16Aおよび受信部16Bで構成されているものとする。
The
受信部16Bは、送信部16Aが送信したフレームに対する肯定応答(ACKのフレーム)を所定期間内に受信できなかった場合、送信部16Aは、送信したフレームと同じものを再送するようになっている。なお、再送の手順として、IEEE802.11に規定されている方式が採用されてもよい。IEEE802.11に規定されている再送の手順については、ShortRetryとLongRetryがあり、それぞれで規定された再送の回数を超えると再送の試行を終えるというものである。ShortRetryとLongRetryの違いは、送出するフレームの種類によって回数が異なる。
If the receiving
信号品質測定部14は、アクセスポイント20との接続を開始したときに、受信した無線信号の品質を測定するようになっている。通信速度決定部15は、信号品質測定部14によって測定された品質に応じて通信相手と通信するときの初期通信速度を決定するようになっている。また、初期通信速度が決定した場合、送信部16Aおよび受信部16Bは、決定された初期通信速度に従って通信相手と通信するようになる。
The signal
例えば、無線信号の品質を測定する方法としては、信号品質測定部14が、ビーコンフレームを受信したときのRSSI(Received Signal Strength Indicator)を測定し、RSSIを品質とする方法がある。なお、マルチパスを考慮するとRSSIは、実際よりも大きい値で測定されるため、信号品質測定部14はRSSIを実際の値になるよう補正してもよい。
For example, as a method for measuring the quality of a radio signal, there is a method in which the signal
信号品質測定部14がRSSIを測定した場合、通信速度決定部15は、図3に示した対応表に従ってRSSIに応じた初期通信速度を決定する。図3は、RSSIに対応した通信相手までの距離を示す対応表であり、通信相手までの距離に対応した適切な通信速度を示す対応表である。図3に示した対応表は、RSSIが大きいと、通信相手であるアクセスポイント20との距離が近いという関係を示している。
When the signal
図3に示した対応表に従う場合、受信したときのRSSIの値SがS1<S≦S2であったとき、通信速度決定部15は、通信相手がD6からD5までの距離にあると判定し、初期通信速度として適切な通信速度が9Mbpsであると決定する。なお、RSSIに対応した通信相手までの距離は、RSSIから経験的に特定される距離でもよいし、RSSIから算出される距離でもよい。
According to the correspondence table shown in FIG. 3, when the RSSI value S when received is S1 <S ≦ S2, the communication
また、RSSIから算出される距離を求める場合には、ビーコンフレームに含まれるTPC Report(Transmit Power Control Report)エレメント(以下、TPC情報という。)が利用される。TPC情報は、この情報が設定されているビーコンフレームを通信相手が送信したときの信号強度を表したものである。 Further, when obtaining a distance calculated from RSSI, a TPC Report (Transmit Power Control Report) element (hereinafter referred to as TPC information) included in a beacon frame is used. The TPC information represents the signal strength when a communication partner transmits a beacon frame in which this information is set.
図4は、TPC情報のフォーマットである。TPC情報の「Transmit Power」は、TPC情報が設定されているビーコンフレームを通信相手が送信したときの信号強度を表すdBm値が設定されている。なお、TPC情報は、IEEE802.11hで規定されているものである。 FIG. 4 shows a format of TPC information. In the “Transmit Power” of the TPC information, a dBm value representing the signal strength when the communication partner transmits a beacon frame in which the TPC information is set is set. Note that the TPC information is defined by IEEE 802.11h.
信号品質測定部14は、受信部16Bによってビーコンフレームが受信されたとき、このビーコンフレームを受信したときの信号強度であるRSSIから得られる電力と、TPC情報の「Transmit Power」が示す送信電力との差から、[数1]に示す関係式を用いて通信相手との距離を推定するようになっている。なお、Dは、距離を表しており、nは空間モデルパラメータを表しており、n=3.3とする。
When the beacon frame is received by the receiving
[数1] PassLoss(dB)=41+10*(Log[D^n]) [Formula 1] PassLoss (dB) = 41 + 10 * (Log [D ^ n])
「Transmit Power」が11dBmで、RSSI値から受信電力が−60dBmという結果が得られたとする。この結果から得られるパスロスPassLossと、[数1]に示す関係式とを利用すれば、距離Dが8m程度となる。そこで信号品質測定部14は、通信相手が8mの距離にあると判定し、通信速度決定部15は、図3に示した対応表に従って初期通信速度として適切な通信速度を決定する。
It is assumed that “Transmit Power” is 11 dBm and the received power is −60 dBm from the RSSI value. If the path loss PassLoss obtained from this result and the relational expression shown in [Equation 1] are used, the distance D becomes about 8 m. Therefore, the signal
なお、信号品質測定部14は、フレームを受信する毎に[数1]に示す関係式を用いて距離を算出する必要はなく、パスロスと距離との対応表を用意しておき、この対応表に従って距離を求めてもよい。
The signal
また、無線信号の品質を測定する方法としては、ProbeReqフレームを送信した後の応答としてProbeResフレームがあり、ProbeResから得られたEVM(Error Vector Magnitude:変調精度)を測定し、EVMを品質とする方法がある。EVMは、各種変調方式(BPSK、QPSK、16QAM、64QAMなど)の理想的な信号と実際に受信した信号とのエラー度合を表す指標値である。信号品質が悪い場合には、EVMが大きな値となる。 As a method of measuring the quality of a radio signal, there is a ProbeRes frame as a response after transmitting a ProbeReq frame, and an EVM (Error Vector Magnitude: modulation accuracy) obtained from the ProbeRes is measured to determine the quality of the EVM. There is a way. The EVM is an index value representing the degree of error between an ideal signal of various modulation schemes (BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, etc.) and an actually received signal. When the signal quality is poor, the EVM becomes a large value.
例えば、IEEE802.11aでは通信速度54Mbpsに対しEVM≦5.6%の条件が必要であると規定されている。理想的には0%に近いEVMが望ましいが、無線信号の伝播中のSN比の劣化や、マルチパスなどの種々の要因が重なる程、EVMは悪い値(大きな値)になってしまう。なお、受信した無線信号において各復調データのビット毎にエラー割合を求め、1フレーム内の各ビットのエラー割合を加算した合計値がEVMとなる。 For example, IEEE 802.11a stipulates that a condition of EVM ≦ 5.6% is necessary for a communication speed of 54 Mbps. Ideally, an EVM close to 0% is desirable, but the EVM becomes a bad value (large value) as various factors such as degradation of the SN ratio during propagation of a radio signal and multipath overlap. Note that an error rate is obtained for each bit of each demodulated data in the received radio signal, and a total value obtained by adding the error rates of each bit in one frame is EVM.
信号品質測定部14がEVMを測定した場合、通信速度決定部15は、図5に示した対応表に従ってEVMに応じた通信速度を初期通信速度として決定する。図5は、EVMを判定する判定値に対応した適切な通信速度を示す対応表である。
When the signal
図5に示した対応表に従う場合、フレームを受信したときのEVMが13%であったとき、通信速度決定部15は、判定値E3と判定値E2の間にあると判定し、初期通信速度として適切な通信速度が24Mbpsであると決定する。この場合、EVM15.8%までを許容値として24Mbpsの通信速度で通信が行えるようになる。
According to the correspondence table shown in FIG. 5, when the EVM when the frame is received is 13%, the communication
以上のように構成された無線通信装置10の動作について図面を用いて説明する。図6は、無線通信装置10の状態遷移図である。
The operation of the
無線通信装置10が起動した場合、無線通信装置10の状態は初期状態であり、図8に示したシーケンス手順が実行される。その後、信号品質測定部14が、受信したビーコンフレームなどの無線信号の品質を測定し、通信速度決定部15は、図3または図5に示した対応表に従い、信号品質測定部14によって測定された品質に応じて通信相手と通信するときの初期通信速度を決定する。このとき、無線通信装置10の状態は初期状態から最適通信状態に遷移する(T00)。この状態遷移では、最適な通信速度である初期通信速度が決定され、無線通信装置10は、再送が少ない良好な通信速度を維持することになる。
When the
無線通信装置10の状態が最適通信状態に遷移した以降に、無線通信装置10とアクセスポイント20との間に障害物が一時的に出現した等の要因で、送信部16Aがフレームを正常に送信できなかった場合、つまり受信部16Bがフレームに応答する肯定応答(ACK)を所定期間内に受信できなかった場合、無線通信装置10の状態が最適通信状態から再送状態に遷移する(T01)。
After the state of the
再送状態では、送信部16Aは、T00で決定された初期通信速度を維持したままフレームを再送する。受信部16Bが再送のフレームに対する肯定応答(ACK)を所定期間内に受信部16Bが受信できた場合、つまり再送が成功した場合、無線通信装置10の状態が再送状態から最適通信状態に遷移する(T10)。また、再送が成功しなかった場合、無線通信装置10の状態が再送状態からフォールバック状態に遷移する(T12)。
In the retransmission state, the
無線通信装置10の状態が再送状態であるとき、予め決めた回数の再送が繰り返されても成功しない場合に、無線通信装置10の状態がフォールバック状態に遷移し、再送が繰り返されている途中に成功した場合、無線通信装置10の状態が最適通信状態に遷移するようにしてもよい。
When the state of the
本発明の実施の形態では、無線通信装置10の状態が初期状態から最適通信状態に遷移したとき、無線通信装置10の通信速度が初期通信速度になっており最適な通信速度なので、無線通信装置10の状態が再送状態になったとき、IEEE802.11に規定されている再送回数までの再送を試行しなくてもよく、規定されている再送回数より少ない回数で再送が繰り返されても成功しない場合に、無線通信装置10の状態がフォールバック状態に遷移するようにしてもよい。
In the embodiment of the present invention, when the state of the
無線通信装置10の状態がフォールバック状態に遷移すると、送信部16Aは、通信速度を下げてフレームを送信するようになり、例えば、54Mbpsの通信速度から48Mbpsの通信速度や36Mbpsの通信速度に下げる。フォールバック状態で、フレームに対する肯定応答(ACK)を所定期間内に受信部16Bが受信できた場合、つまり送信が成功した場合、通信速度が初期通信速度に戻り、無線通信装置10の状態が最適通信状態に遷移する(T20)。
When the state of the
例えば、無線通信装置10の状態が最適通信状態で初期通信速度が48Mbpsであった場合、その後、無線通信装置10とアクセスポイント20と間の電波環境が一時的に悪化したときに、無線通信装置10の状態がフォールバック状態となり通信速度が24Mbpsに下がって、無線通信装置10の状態が最適通信状態に戻ると、通信速度も48Mbpsに戻る。
For example, when the state of the
フォールバック状態から最適通信状態に遷移したとき、無線通信装置10は、初期通信速度でアクセスポイント20と通信を行えば安定的に通信できるはずである。従来のように、フォールバック状態から最適通信状態に遷移したときに無線通信装置10の通信速度が最高通信速度に戻るのではなく、初期通信速度に戻って最適な通信速度になるため、送信の失敗回数が減らせ、最高通信速度からフォールバックすることがないため、無線通信装置10はデータ転送に効率的に行うことができる。
When transitioning from the fallback state to the optimum communication state, the
また、フォールバック状態になった後に送信のフレームに対する肯定応答(ACK)を受信部16Bが一回受信できたとき、送信部16Aは、現在の通信速度から速度を上げてフレームを送信するようになる。ただし、速度を上げる上限は初期通信速度までである。
Further, when the receiving
なお、フォールバック状態から最適通信状態に遷移したとき、送信部16Aは、現在の通信速度から一段階だけ通信速度を上げるようにしてもよい。例えば、無線通信装置10の状態が最適通信状態で初期通信速度が48Mbpsであった場合、その後、無線通信装置10とアクセスポイント20と間の電波環境が少し悪化したときに、無線通信装置10の状態がフォールバック状態を経由して最適通信状態に戻り、通信速度が48Mbpsに戻っても、無線通信装置10とアクセスポイント20との通信ができない場合がある。そこで、無線通信装置10の通信速度を48Mbpsに戻さず、24Mbpsの一段階上の通信速度である36Mbpsに上げる。
Note that when the transition is made from the fallback state to the optimum communication state, the
無線通信装置10の状態がフォールバック状態から最適通信状態に遷移したとき、無線通信装置10が一段階上の通信速度に上げることで、最初に決めた通信速度に一気に戻るのではなく、漸次、通信速度が上がるために、実際に使用している通信環境の変化に対応しながら最適な通信速度を更新することができる。
When the state of the
無線通信装置10が一旦下げた通信速度を一段階上の通信速度に上げる契機は、上述では、フォールバック状態になった後に再送のフレームに対する肯定応答(ACK)を受信部16Bが一回受信できたとき、としていたが、肯定応答(ACK)を一回でなく複数回数以上連続して受信できたとき、としてもよい。肯定応答(ACK)を複数回数以上受信できたときに無線通信装置10が一段階上の通信速度に上げる手法は、一回成功だけで判断することなく、予め決められた複数回の成功をもってアクセスポイント20との通信が安定な状態に復帰したい場合に用いられる。
In the above description, when the
従来の無線通信装置では、フォールバック状態で通信速度を下げ、その後、下げた通信速度で送信が成功すれば、通信規格で規定された最高の通信速度(例えば、IEEE802.11aで54Mbps)に従って通信相手と通信し、再度送信が失敗してフォールバック状態となることを繰り返す。本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、通信相手との通信を開始したときに決定した初期通信速度を保持し、通信状態の悪化に伴ってフォールバック状態で通信速度を下げ、その後、下げた通信速度で送信が成功すれば、初期通信速度に従って通信相手と通信するため、再送の回数が極力少なくなり、実効の通信速度を高めて安定した通信を実現できる。 In the conventional wireless communication apparatus, if the communication speed is lowered in the fallback state and then transmission is successful at the lowered communication speed, communication is performed according to the maximum communication speed defined by the communication standard (for example, 54 Mbps in IEEE802.11a). Communicate with the other party and repeat the transmission again to fall back. In the wireless communication device according to the embodiment of the present invention, the initial communication speed determined when communication with the communication partner is started, the communication speed is lowered in the fallback state as the communication state deteriorates, and then If transmission is successful at the reduced communication speed, communication is performed with the communication partner according to the initial communication speed, so that the number of retransmissions is minimized, and stable communication can be realized by increasing the effective communication speed.
10 無線通信装置
11 アンテナ
12 RF部
13 PHY部
14 信号品質測定部
15 通信速度決定部
16A 送信部
16B 受信部
20 アクセスポイント
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記通信相手との通信を開始したときに前記通信部によって受信された無線信号の品質を測定する信号品質測定部と、
前記信号品質測定部によって測定された品質に応じて通信相手と通信するときの初期通信速度を決定する通信速度決定部とを備え、
前記通信部が、前記通信速度決定部によって決定された初期通信速度に従って前記通信相手と通信することを特徴とする無線通信装置。 A communication unit that transmits and receives radio signals to and from a communication partner;
A signal quality measuring unit for measuring the quality of a radio signal received by the communication unit when communication with the communication partner is started;
A communication speed determining unit that determines an initial communication speed when communicating with a communication partner according to the quality measured by the signal quality measuring unit;
The wireless communication apparatus, wherein the communication unit communicates with the communication partner according to an initial communication speed determined by the communication speed determination unit.
前記通信速度決定部が、前記信号品質測定部によって測定された距離に応じて通信相手と通信するときの初期通信速度を決定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 The signal quality measurement unit measures the distance from the strength of the radio signal received by the communication unit to the communication partner as the quality,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the communication speed determination unit determines an initial communication speed when communicating with a communication partner according to the distance measured by the signal quality measurement unit.
前記通信速度決定部が、前記信号品質測定部によって測定された変調精度に応じて通信相手と通信するときの初期通信速度を決定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 The signal quality measurement unit measures the modulation accuracy of the radio signal received by the communication unit as the quality;
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the communication speed determination unit determines an initial communication speed when communicating with a communication partner according to the modulation accuracy measured by the signal quality measurement unit.
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- 2007-07-11 JP JP2007182298A patent/JP2009021784A/en active Pending
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