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無線通信装置及び無線通信方法 NEW

国内特許コード P180015546
整理番号 4521
掲載日 2018年11月21日
出願番号 特願2014-040878
公開番号 特開2015-167288
登録番号 特許第6146866号
出願日 平成26年3月3日(2014.3.3)
公開日 平成27年9月24日(2015.9.24)
登録日 平成29年5月26日(2017.5.26)
発明者
  • 工藤 理一
  • 石原 浩一
  • アベーセーカラ ヒランタシティラ
  • 溝口 匡人
  • 山本 高至
  • 塩谷 郁弥
出願人
  • 日本電信電話株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 無線通信装置及び無線通信方法 NEW
発明の概要 【課題】無線システムのCCAレベルの増大に対応して、同じ量の送信電力の低下が生じるように回路を構成することで、システムスループットの低下を防ぐことができる無線通信装置を提供する。
【解決手段】ランダムアクセスを行う無線通信装置であって、アンテナから入力された受信信号およびアンテナへ出力する送信信号に任意の減衰を与える信号減衰部と、信号減衰部からの受信信号の受信信号レベルを検出する受信信号レベル検出部と、検出された受信信号レベルから送信可能な信号減衰部の減衰量を決定する信号減衰量決定部と、信号減衰部で信号を減衰させて送信する際の変調モードを決定する変調モード決定部と、変調モードに従い信号減衰部を介して送信を行う無線信号送信部とを備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


無線通信に求められるトラヒック量は年々増加しており、無線区間全体でのスループットを増加させることが求められている。無線LANの標準化規格IEEE802.11では、無線端末が密集しているような環境でもスループットを向上することを目指し、HEW(High efficent wireless LAN)SG(スタディグループ)を立ち上げ、標準化を目指している。このような中で、無線LANシステムにおいて前提条件であるCSMA/CAにおいて、CCA(Clear Channel Assessment)レベルを制御することが新たに提案されている。



無線LAN端末はCCAレベル以下の受信信号であれば、送信を行えるため、CCAを大きく設定することで、送信権の取得率を向上することができる。しかしながら、その一方で、送信権の取得率を向上するために各端末が勝手にCCAレベルを高く設定すると全ての端末が自由に送信を開始し、干渉の増大によりシステムスループットは低下する。このような問題によりシステムスループットが低下しないように非特許文献1ではCCAを高くすると同時に送信電力を下げるように制御を行うことを想定している。しかしながら、個別の無線LAN端末が自己最適化を図ろうとすれば、CCAレベルを高くすることを優先してしまうリスクがある。



図12は、従来の無線LANにおける無線端末2の構成を示すブロック図である。図12に示す無線端末2は、アンテナ10、無線システム信号送受信回路12、送信変調回路13、受信復号回路14、受信レベル取得回路16及び情報信号入出力回路17を備える。信号の受信を行う際に、無線端末2は、アンテナ10を介して、無線信号を無線システム信号送受信回路12において受信する。無線システム信号送受信回路12は受信信号に同期を行いアナログ・デジタル変換を行い、得られたデジタル信号を受信復号回路14へ出力するとともに、受信信号の受信レベルについて受信レベル取得回路16へ出力する。



受信レベル取得回路16は、入力された受信レベルが予め定められたCCAレベルより高ければ、情報信号入出力回路17へ信号検出を通知する。また、受信レベル取得回路16は入力された受信レベルが予め定められたCCAレベルより低くなった際には、信号検出状態をキャンセルすることを情報信号入出力回路17へ通知する。考慮するCCAレベルは受信信号は未知のシステムである場合と、無線端末2と同種の無線システムである場合で異なる値を用いることができる。



受信復号回路14は無線システム信号送受信回路12から入力されたデジタル信号に対し、復号を行い、得られた信号が自無線端末2宛ての信号であれば、得られたデータビットを情報信号入出力回路17へ出力する。受信復号回路14は、復号されたデータビットが自無線端末宛てでなければ、復号を行わないこともできる。受信復号回路14は、復号したビットが誤りなく取得されたと判定された場合、無線システム信号送受信回路12へ正常受信を通知する。無線システム信号送受信回路12は、正常受信が入力されると、正常受信を示すACK(Acknowledge)信号を生成し、送信に適したアナログ信号に変換し、搬送波周波数にアップコンバートした上で、アンテナ10を介して送信する。



情報信号入出力回路17に他の無線端末宛ての送信信号が入力された場合、無線端末2が信号検出状態であるか判定し、信号検出状態であれば、信号検出状態が受信レベル取得回路16からキャンセルされるまで待機する。信号検出状態でない、または受信レベル取得回路16から信号検出状態をキャンセルされると、CSMA/CAのルールに従いランダム時間待機した後、データビットを送信変調回路13へ出力する。送信変調回路13は、入力されたデータビットに変調を行い、生成された送信信号を無線システム信号送受信回路12へ出力する。無線システム信号送受信回路12は、入力された変調信号をアナログ信号へ変換し、アップコンバートし、アンテナ10を介して通信相手となる無線端末へ送信する。

産業上の利用分野


本発明は、無線LANシステムとその他の無線システムが共存するヘテロジニアスネットワークシステムに用いる無線通信装置及び無線通信方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ランダムアクセスを行う無線通信装置であって、
ンテナへ出力する送信信号に任意の減衰を与え、前記アンテナから入力された受信信号に前記送信信号と同じ量の減衰を与える信号減衰部と、
前記信号減衰部からの受信信号の受信信号レベルを検出する受信信号レベル検出部と、
前記検出された受信信号レベルから送信可能な前記信号減衰部の減衰量を決定する信号減衰量決定部と、
通信相手への送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記信号減衰部で信号を減衰させて送信する際の変調方式符号化率からなる変調モードを決定する変調モード決定部と、
前記信号減衰部に決定された前記減衰量を設定する信号減衰量設定部と、
前記変調モードに従い変調、符号化を行い、前記信号減衰部を介して前記送信信号の送信を行う無線信号送信部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。

【請求項2】
前記受信信号レベル検出部で検出した信号の頻度情報を記憶する受信レベル頻度記憶部と、
前記生成された送信信号に減衰量を考慮して決定された変調モードと記憶された前記頻度情報からスループット評価値を計算し、決定された前記減衰量を用いて通信を行うか否かを判定する減衰利用判定部とをさらに備え、
通信を行うと判定した場合に、前記信号減衰量設定部は、前記信号減衰部に決定された減衰量を設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。

【請求項3】
受信した信号を送信した無線通信装置のIDまたは受信した信号の送信先となる無線通信装置のID、またはその両方のIDを取得するID取得部と、
取得した前記IDと対応する信号レベルをID受信レベル情報として記憶する受信レベルID記憶部と、
記憶された前記ID受信レベル情報から、前記信号減衰部で用いる減衰量を前記IDに対し決定する信号減衰量決定部と、
前記生成された送信信号に前記IDに対し決定されている減衰量を考慮して決定された変調モードのスループット評価値により、決定された前記減衰量を用いて前記送信信号の通信を行うか否かを判定する減衰利用判定部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。

【請求項4】
受信した信号を送信した無線通信装置のIDまたは受信した信号の送信先となる無線通信装置のID、またはその両方のIDを取得するID取得部と、
取得した前記IDと対応する信号レベルおよび頻度情報をID受信レベル情報として記憶する受信レベルID記憶部と、
記憶された前記ID受信レベル情報から、前記信号減衰部で用いる減衰量を前記IDに対し決定する信号減衰量決定部と、
前記変調モードと記憶された前記頻度情報からスループット評価値を計算し、決定された前記減衰量を用いて通信を行うか否かを判定する減衰利用判定部とをさらに備え、
前記変調モード決定部は、前記IDに対し決定されている前記減衰量を用いて信号減衰部で信号を減衰させて送信する際の変調方式符号化率からなる変調モードを決定し、
通信を行うと判定した場合に、前記信号減衰量設定部は、前記信号減衰部に決定された前記減衰量を設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。

【請求項5】
受信中の信号の送信元となる無線通信装置のIDと受信中の信号の送信先となる無線端末IDを取得するID取得部と、
送信元となる前記無線通信装置のIDと対応する信号レベルをID受信レベル情報として記憶する受信レベルID記憶部と、
前記ID受信レベル情報で記憶された前記IDごとに減衰量を決定する信号減衰量決定部とさらに備え、
前記変調モード決定部は、前記受信中の信号の送信元となる無線通信端末のIDに対し決定されている減衰量と前記受信中の信号の送信先となる無線通信端末のIDに対し決定されている減衰量のうち大きい方の減衰量を用いて信号減衰部で信号を減衰させて送信する際の変調方式符号化率からなる変調モード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。

【請求項6】
特定IDに対し、減衰量を用いた通信の禁止、または受信レベルから決定される減衰量にさらなる付加減衰量を加えるペナルティを科す特定ID指定部をさらに備え、
前記受信レベルID記憶部は、特定IDから指定されたIDに対し、ID受信レベル情報で減衰量を用いた通信の禁止または付加減衰量の付与を記憶することを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載の無線通信装置。

【請求項7】
ランダムアクセスを行う無線通信装置が行う無線通信方法であって、
ンテナへ出力する送信信号に任意の減衰を与え、前記アンテナから入力された受信信号に前記送信信号と同じ量の減衰を与える信号減衰ステップと、
前記信号減衰ステップによって前記減衰が与えられた受信信号の受信信号レベルを検出する受信信号レベル検出ステップと、
前記検出された受信信号レベルから前記信号減衰ステップにおける前記減衰量を決定する信号減衰量決定ステップと、
通信相手となる無線通信装置への送信信号を生成する送信信号生成ステップと、
前記信号減衰ステップにより前記送信信号の送信電力を減衰させて送信する際の変調モードを決定する変調モード決定ステップと、
前記変調モードに従い前記信号減衰ステップにより前記減衰量を与えた信号の送信を行う無線信号送信ステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。

【請求項8】
前記受信信号レベル検出ステップで検出した信号の頻度情報を記憶する受信レベル頻度記憶ステップと、
前記信号減衰量決定ステップにより決定された減衰量を考慮して決定された変調モードと記憶された前記受信レベル頻度情報とから計算したスループット評価値を参照して減衰量を用いて通信を行うか否かを判定する減衰利用判定ステップとをさらに有し、
前記減衰量を用いると判定した場合に、検出された前記受信信号レベルに対し決定された前記減衰量を用いて送信を行うことを特徴とする請求項7に記載の無線通信方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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