JP4599228B2

JP4599228B2 - 無線送受信機

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Publication number: JP4599228B2
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Inventors: 雅昭志田; 立身井戸
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Description

本発明は、送信装置と受信装置のそれぞれにおいて少なくとも２つ以上のアンテナを用いるＭＩＭＯ無線通信システムの無線送受信機に係り、特に、映像データや音データなどの伝送をおこなうなど、伝送品質が問われる利用環境に好適な無線送受信機に関する。

従来の無線通信システムとしてＩＥＥＥ８０２．１１において規格化された無線ＬＡＮシステムが存在する（非特許文献１、２参照）。

この無線ＬＡＮ技術においては、データの優先度に応じて伝送制御をおこなう技術が知られている。以下の特許文献１には、パケットの優先度に応じて、符号化率と変調方式を制御する技術が開示されている。また、以下の特許文献２には、特に、そのようにして映像データを転送する技術が開示されている。具体的な優先度のＴＧｅ（IEEE802.11 Task Group e）の規格については、例えば、以下の非特許文献３に解説がある。

一方、無線ＬＡＮ技術において、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple Output）伝送方式が注目をあびている。ＭＩＭＯ伝送は、無線送受信機において、複数のアンテナでデータの送信/受信をおこない、データの合成や復号を行うことで、従来の無線ＬＡＮの通信速度と比べて高速化するとともに、マルチパス(反射波)環境下でも安定した通信をおこなえるようにするというのが特徴である。

ＭＩＭＯ伝送に関しては、以下の非特許文献４に示されるように、元の送信データを複数の送信ストリームに分配し、複数のアンテナから同時に送信する方法（ＳＤＭ（Space Division Multiplexing）や、非特許文献５に示されるように通常の送受信にアンテナを１つずつ用いる場合とデータレートは同じであるが、送受信ダイバシティにより従来より確実に無線伝送する方法（ＳＴＢＣ（Space Time Block Coding）が知られている。ＳＤＭによるＭＩＭＯ信号処理は、通常の送受信にアンテナを一つずつ用いる無線システムに対して送信アンテナ数に比例してデータレートを高くすることが可能となり、ＳＴＢＣによる信号処理はデータレートは高くならないが、アンテナ数の増加に伴い、より確実な無線伝送を実現するものである。

なお、以下の特許文献３においては、ＭＩＭＯの規格による伝送方法と他の規格による伝送方法を組み合わせたハイブリッドな無線通信システムが開示されている。

特開２００４−１７９８２１号公報特開２００４−１７９８２１号公報特表２００４−５１５１７６号公報 IEEE Std 802.11a-1999, IEEE IEEE Std 802.11g-2003, IEEE 守倉正博、久保田周治監修、「改訂８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、２００４年１２月２１日、インプレス P. W. Wolniansky, G. J. Foschini, G. D. Golden, R. A. Valenzuela, 天-BLAST: An Architecture for Realizing Very High Data Rates Over the Rich-Scattering Wireless Channel Proc. IEEE ISSSE-98, Pisa, Italy, September 30, 1998 IEEE Vahid Torokh, Siavash M. Alamouti, Patrick Poon, 年ew Detectio Schemes for Transmit Diversity with no Channel Estimation Proc. IEEE ICUPC1998, pp.917-920, Vol.2

先ず、課題を説明するために、図２、および図３を用いて従来技術に係る無線ＬＡＮシステムの無線送受信機の構成について説明する。

図２は、従来技術に係る無線ＬＡＮシステムの無線送受信機の構成図である。

図３は、送信データの優先制御において、送信データが優先制御のキューに格納されることを示した図である。

従来技術に係る無線ＬＡＮシステム１は、無線送受信機２ａ，２ｂより構成されている。送信データ３ａは、優先制御部１０ａにバッファリングされその優先度が高いデータほど先に送信されやすいよう制御される。優先制御部１０ａにバッファリングされた送信データは、送信時に符号化処理部１１ａにより無線伝送時の誤り耐性を高めるため符号化される。続いて符合化された送信データは、ＭＩＭＯ信号処理部１２ａにより送信ストリームに分割される。アンテナ１８ａが、図２のように二つからなるときには、ＭＩＭＯ信号処理部１２ａは、送信データから二つの送信ストリームを生成する。この生成手順は後述する。

ここで、図３を用いて、優先制御部１０の動作について説明する。優先制御部１０は、上記非特許文献３に記載されているＩＥＥＥ８０２．１１ＴａｓｋＧｒｏｕｐｅ（ＴＧｅ）にて規格化中の方式を用いる。送信データ３ａは、アプリケーションにより、予め優先度付きで優先制御部１０に入力される。優先制御部１０では、この送信データを四つの優先度に分類する（１０１）。音声のようにレイテンシが重視されるデータは最も優先度が高く、ここでは、ＡＣ＿ＶＯとして分類される（１０２）。また、映像信号のように多少のバッファリングが許されるデータは２番目に優先度が高いＡＣ＿ＶＤに分類される（１０３）。さらに、通常のデータは３番目に優先度の高いデータとしてＡＣ＿ＢＥとして分類される（１０４）。そして、バックグランドデータのように緊急性の低いデータは優先度が最も低いＡＣ＿ＢＧに分類される（１０５）。図３に示すように四つの分類毎にデータを保存するバッファ１０２〜１０５が存在する。それぞれのバッファは、先に入力されたデータから先に出て行くＦＩＦＯ（First-In First-Out）構造となっている。各バッファのいずれか一つにデータが存在する場合、実際に送信するデータを決定する手順として、優先度の高いデータほど確率的に送信しやすくすることで、優先度の高いデータを優先的に送信することが可能となる。

ＭＩＭＯの伝送方式に関しては、上記のように非特許文献４に示されたＳＤＭのようにデータレートを高くする仕方と、非特許文献５に示されたＳＴＢＣがある。

ＭＩＭＯ信号処理１２ａでは、上記のＳＤＭ，ＳＴＢＣのいずれかを用いて二つの送信ストリームを生成する。それぞれの送信ストリームは、変調部１３ａで適当な変調方式で変調され、送信用ＲＦ（Radio Frequency）部１４ａで高周波信号にアップコンバートされ、送受信切り替えスイッチ１７ａを介して、アンテナ１８ａから送信される。受信側では、アンテナ１８ｂで受信した信号は、受信用ＲＦ部２０ｂにおいて増幅され、ダウンコンバートされて復調機２１ｂに入力される。ここで、送信側が用いた変調方式や符号化率といった情報を受信側が得るためには送信データと共に用いた変調方式や符号化率を通知する仕組みが必要である。通常、これらの情報は、送信データの送信時にそのヘッダ情報として伝送される。これらのフレーム構造の詳細は、上記の非特許文献１及び非特許文献２に開示される方法を用いることで実現できる。復調部２１ｂで復調された複数の信号はＭＩＭＯ信号処理部２２ｂに入力され、一つのデータ列に変換され、復号部２３ｂに入力される。復号部２３ｂで誤り訂正されたデータは、再送制御２４ｂで受信フレームが正しく受信できたかをチェックされ、正しく受信したと判断された場合には、ＡＣＫ（Acknowledgement）フレームを、誤りがあると判断した場合には、ＮＡＣＫ（Not Acknowledgement）フレームを、所定の時間以内または所定のタイミングで送信する。ここでは、ＡＣＫフレームとＮＡＣＫフレームの両者をまとめて応答フレームと呼ぶことにする。これらの応答フレームは、再送制御部で構成され、符号化１１ｂに入力され、前述した送受信機２ａの送信処理と同様に処理され、送信される。送受信機２ａは、送受信機２ｂから送信された応答フレームを受信することで送信データが正しく伝送できたか否かを知ることができる。送受信機２ａは、ＡＣＫフレームを受信した場合、送信データが送信機２ｂに正しく伝送できたと判断し、優先制御内にバッファリングされていた送信データを消去する。また、ＮＡＣＫフレームを受信した場合、あるいは所定の時間以内または所定のタイミングで応答フレームを受信しなかった場合には、送信データを送受信機２ｂに正しく伝送できていないと判断し、先に送信したデータを再び送信（再送）する。再送を繰り返すことで最終的に送信データを送信先に伝送することができる。ここで、再送が発生するということは、先の送信データ送信時の伝送路の条件が悪かった可能性が高いと考えられ、再送時には変調方式、符号化率、ＭＩＭＯ信号処理方式を変更し、前回送信時と比較してより確かに送信できる方式を選択するよう動作する。

例えば、ＭＩＭＯにおいて、データ送信時のビットレートと、変調方式および符号化処理部率の組み合わせは、以下の表１の如くである。

この表に示される例では変調方式として、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの４種類を用意し、符号化率としては１／２と３／４の２種類を用意し、それぞれを組み合わせることで計８通りの組み合わせを実現している。最高のデータレートを実現するためには、変調方式として６４ＱＡＭを用い、符号化率として３／４を用いれば良いが、この場合他の組み合わせと比較して誤り耐性が低くなる。したがって、伝送誤りが発生し、再送をおこなう場合には、より確かに伝送するために変調方式として段階的に１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫを選択することになる。符号化率についても同様に３／４より１／２の方が誤り耐性が強いため、伝送誤りが発生した場合には１／２を用いることで誤り耐性を高めることができる。

さらに、ＭＩＭＯ信号処理方式についても同様に伝送誤りが多いときには上記ＳＴＢＣを用い、送受信機間の距離が近い等の伝送路の状況が良く、データの誤りが少ない場合にはＳＤＭを用いることで、効率良くデータを伝送することができる。

従来、符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変復調を制御する物理層は伝送の条件の悪化に対して、ＮＡＣＫフレームの受信やＡＣＫ／ＮＡＣＫフレームそのものが受信できない等により、そのパラメータを変化させ、データレートを低くする等してデータの送信を試みていた。このため、例えば、音声信号や映像ストリーミングのようにレイテンシを要求するデータとそれ以外のデータとの区別なく同じ動作をおこなっており、効率が悪いという問題がある。

上記特許文献１および特許文献２には、データ優先度に基づいて、通信をおこなう無線送受信機は、開示されているものの、ＭＩＭＯの無線送受信機に応用される例は開示されていない。また、上記特許文献３には、ＭＩＭＯの送受信をおこなえる無線通信システムにおいて、データセグメントのタグが示すデータの重要度に応じてパスを切り替える構成が開示されているが、複数アンテナを使用するＭＩＭＯの送受信モードと、単一のアンテナを使用するモードを切り替えるのみであり、上記ＭＩＭＯの無線送受信機で用いられる伝送方式であるＳＤＭと、ＳＴＢＣを考慮したものではない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ＭＩＭＯの無線送受信機により構成された無線通信システムにおいて、送信データの優先度に応じて符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式の制御をおこなうようにする。すなわち、優先度の高いデータは、確実に伝送をおこなえるようにし、複数の種類データを送信するにあたりトータルのスループットを向上させることのできる無線通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のＭＩＭＯにより伝送をおこなう無線送受信機において、送信データの優先度を判定する優先制御部と送信モードテーブルを設けて、送信時に送信データの優先度と送信先の送信モードに基づき、ＭＩＭＯの伝送方式であるＳＤＭ、ＳＴＢＣで送信するか、符号化率、変調方式を制御する。

一般的な法則として、優先度が高く、誤りを少なくしたいときには、伝送方法としてＳＴＢＣを用い、変調方式をＢＰＳＫにし、符号化率を高くする。優先度が低いときには、その逆であり、伝送方法としてＳＤＭを用い、変調方式を６４ＱＡＭにし、符号化率を低くする。通信路の状態は、送受信機間でやりとりされるＡＣＫフレーム、ＮＡＣＫフレームの受信の有無や信号強度、また、伝送行列の固有値により判断することができる。

このように本発明に係る無線送受信機によれば、より柔軟にＭＩＭＯ信号処理方法を選択することが可能となり、優先度の高いデータを更に効率よく無線伝送することができる。

このように、本発明のＭＩＭＯの無線送受信機は、送信データの優先度に応じて符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式を選択するようにしているため、優先度と関係なく伝送路の状況のみに従い符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式を選択していた従来方式と比較して、特に、優先度の高い送信データの伝送にかかる再送回数の低減、伝送遅延時間の短縮、スループットの向上を図ることができる。また、送信データに対する応答フレームの受信電力強度やＭＩＭＯ信号処理で求めた伝送行列の固有値から伝送路の状況を知る方法や応答フレーム中に受信側が送信データを受信したときの伝送路に関する情報を加えて送信し、この情報を送信側が取得することで伝送路の状況を知る方法を用いて得られた伝送路情報と、送信データの優先度から送信モードテーブルに基づき決定される符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式を使用することで、より柔軟にデータ送信が可能となり、さらなる再送回数の低減、伝送遅延時間の短縮、スループットの向上を図ることができる。

本発明によれば、ＭＩＭＯの無線送受信機により構成された無線通信システムにおいて、送信データの優先度に応じて符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式の制御をおこなうような無線通信システムを提供することができる。

以下、本発明に係る各実施例を、図１、図４ないし図１２を用いて説明する。

以下、本発明に係る第一の実施例を、図１、図４ないし図９を用いて説明する。

先ず、図１を用いて本発明の第一の実施例に係る送受信機の構成を説明する。

図１は、本発明の第一の実施例に係る送受信機２の構成図である。

本発明の第一の実施例に係るＭＩＭＯの無線送受信機においては、送信データ３ａは、優先制御部１０ａにバッファリングされ、その優先度が高いデータほど先に送信されやすいよう制御される。

本実施例に示すＭＩＭＯ無線通信システム１は、無線送受信機２ａと無線送受信機２ｂが複数のアンテナにより無線でデータ通信をおこなうものである。

無線送受信機２ａは、送信側である優先制御部１０ａ、符号化処理部１１ａ、ＭＩＭＯ信号処理部１２ａ、変調部１３ａ、送信ＲＦ部１４ａと、送信モードテーブル処理部１５ａ、符号／ＭＩＭＯ／変調制御部１６ａよりなる。

送信データ３ａは、優先制御部１０ａに入力され、上記背景技術で説明したように、データの優先度にしたがってバッファリングされる。そして、送信データは、符号化処理部１１ａにより、誤り訂正のため符号化処理され、ＭＩＭＯ信号処理部１２ａに入力される。

ＭＩＭＯ信号処理部１２ａでは、上記背景技術で説明したように、ＳＤＭ、ＳＴＢＣ伝送方式のいずれかを用いて二つの送信ストリームを生成する。そして、変調部１３ａで適当な変調方式で変調され、送信用ＲＦ部１４ａで高周波信号にアップコンバートされ、送受信切り替えスイッチ１７ａを介して、アンテナ１８ａから送信される
ここまでの動作の記述は、上記背景技術に示した通りであるが、ここでは優先制御１０ａで制御された送信データの送信時には、その送信データがどの優先度に分類されているかを示す情報と送信相手を示す物理的な識別子であるＭＡＣアドレスを送信モードテーブル処理部１５に伝送する機能を有する。

送信モードテーブル処理部１５は、送信モードテーブルに従って、送信先のＭＡＣアドレスから送信モードを検索する。送信モードテーブル処理部１５は、後に説明するように、ＭＡＣアドレスと送信モードが対応付けられている。

そして、符号／ＭＩＭＯ／変調制御部１６ａは、送信モードテーブル処理部１５により検索された送信モードと、その送信データの優先度に基づいて、各々の符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式を定めて、それを各々上記の符号化処理部１１ａ、ＭＩＭＯ信号処理部１２ａ、変調部１３ａに伝える。

送信データは、伝えられた情報に基づき、各部において、符号化処理、ＭＩＭＯ信号処理、変調がおこなわれて、送信ＲＦ部１４ａで高周波信号にアップコンバートされ、アンテナ１８ａから送信される。

受信側の無線送受信機２ｂは背景技術に記載の通りの手順で応答フレームを送信する。

無線送信機２ａでは受信した応答フレームを、前述した背景技術と同様の処理をおこなうことで再送制御をおこなう。

次に、図４および図５を用いて送信モードテーブルの構造と、送信モードとＭＩＭＯ方式、符号化、偏重方式の決定ルールの一例について説明する。

図４は、送信モードテーブルの一例を示す図である。

図５は、符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式を決定するルールを示したグラフである。

送信モードテーブル１６４は、通信相手を一意に特定する識別子と、伝送路の状態を示す送信モードと、通信相手からの信号を受信した時刻を保存する。ここでは通信相手を一意に特定する識別子としてＭＡＣアドレスを用いる。伝送路の状態は通信相手ごとに異なるため通信相手ごとに伝送路の状態を保存する必要がある。ここでは伝送路の状態は、Ｍ１〜Ｍ４の４段階とした。Ｍ１が最も通信路の状態がよく、Ｍ４が最も通信路の状態が悪いものと規定する。さらに、きめ細かく伝送路の状態を規定してもよい。また、伝送路の状態は時間によって変動するため時刻情報と共に保存することで、その伝送路情報の有効性を知ることができる。

そして、送信データの優先度と、求められた送信モードに基づいて、一定のルールにより、符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式を決定する。

送信データの優先度は背景技術の欄に前述した四つのものに分類されているものとする。一方、伝送路の状態を示す送信モードは、Ｍ１〜Ｍ４の四つのいずれかの一つである。

ＭＩＭＯ信号処理の決定は、例えば、図５のグラフ１５１に従っておこなうことができる。

例えば、優先度がＡＣ＿ＶＤ（最高）である場合には、送信モードがＭ１（通信路：良）であれば第１のＭＩＭＯ信号処理方法を用い、送信モードがＭ２〜Ｍ４であれば、第２のＭＩＭＯ信号処理を用いる（１６１）。優先度が、ＡＣ＿ＶＯの場合には、送信モードに関わらず第２のＭＩＭＯ信号処理方法を用いる。同様に符号化方式と変調方式の選択（図５のグラフ１６２、１６３）も、優先度と送信モードから一意に決定することができる。これらの優先度と、各々のＭＩＭＯ信号処理、符号化、変調方式の対応を示すと、以下の表２に示すようになる。

次に、図６ないし図９を用いて本発明の第一の実施例に係る無線送受信機の動作について説明する。

先ず、図６を用いて送受信の概要を示す動作手順について説明する。

図６は、本発明の第一の実施例の送受信の概要を示すフローチャートである。

無線送受信機は動作を開始（Ｓ０）した後、受信信号の有無（Ｓ１）と送信データの有無（Ｓ２）を調べ続ける。受信信号がある場合には、受信処理（Ｓ１０）をおこない、再び、受信信号の有無を確認する（Ｓ１）動作に移行する。送信データが存在する場合には、送信処理（Ｓ２０）をおこない、送信後に応答フレーム受信（Ｓ１１）に移行する。

次に、図７を用いて送信処理（Ｓ２０）の詳細な手順について説明する。

図７は、本発明の第一の実施例の送信時の詳細な動作を示すフローチャートである。

送信処理（Ｓ２０）が開始（Ｓ２００）されると、送信データの優先度とＭＡＣアドレスを優先制御部１０から受け取る（Ｓ２０１）。これらの値を基に、上記に説明したように、送信モードテーブル処理部１５が送信モードテーブルの値に従って、送信先のＭＡＣアドレスに対応する送信モードを選択する（Ｓ２０２）。ここで得られた送信モード値を基に、上記の例で説明したように、符号／ＭＩＭＯ信号処理／変調制御部１６は、符号化率、ＭＩＭＯ信号処方式、変調方式を決定し、その情報に基づいて、符号化処理部１１、ＭＩＭＯ信号処理部１２、変調部１３は各々の処理をおこない（Ｓ２０３）、最終的にアンテナ１８からデータが送信される（Ｓ２０４）。

次に、図８を用いて受信処理（Ｓ１０）の詳細な手順について説明する。

図８は、本発明の第一の実施例の受信時の詳細な動作を示すフローチャートである。

受信処理（Ｓ１０）が開始されると（Ｓ１００）、先ず、自局宛か否かを判断する（Ｓ１０１）。自局宛でなければ、受信処理を終了する（Ｓ１０５）。自局宛の場合には、受信フレームのエラーの有無をチェックする（Ｓ１０２）。受信フレームにエラーがない場合は、正しく受信できたことを通知するＡＣＫフレームを送信し（Ｓ１０３）、受信処理を終了する（Ｓ１０５）。受信フレームにエラーがある場合は、正しく受信できなかったことを通知するＮＡＣＫフレームを送信し（Ｓ１０４）、受信処理を終了する（Ｓ１０５）。

次に、図９を用いて応答フレーム受信時（Ｓ１１）の詳細な手順について説明する。

図９は、本発明の第一の実施例の応答フレーム受信時の詳細な動作を示すフローチャートである。

応答フレーム受信（Ｓ１１）が、開始されると（Ｓ１１０）、応答フレーム受信待ち状態（Ｓ１１１）となる。所定の時間または予め決められたタイミングでＡＣＫフレームが受信された場合（Ｓ１１２）には、伝送路の状態が良いということで送信モード値を１つ上げる（Ｓ１１５）。例えば、送信モードがＭ２であればＭ１とする。所定の時間または予め決められたタイミングで、ＮＡＣＫフレームが受信された場合（Ｓ１１３）には、伝送路の状態が悪いということで送信モード値を１つ下げる（Ｓ１１６）。例えば、送信モードがＭ２であればＭ３とする。所定の時間または予め決められたタイミングで応答フレームが受信されなかった場合（Ｓ１１４）は伝送路の状態が非常に悪いということで送信モード値を２つ下げる（Ｓ１１７）。例えば、送信モードがＭ２であればＭ４とする。

以上に示した動作により、送信データの優先度に応じて符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式の制御を行う無線通信システムを構成する無線送受信機を実現することができる。

本実施例では再送制御部２４からの応答フレーム受信の有無から送信制御テーブルの送信モード値を変更し、これと優先度に基づいて符号化、ＭＩＭＯ信号処理方式、変調方式を決定するとしたが、最も優先度の高い送信データを送信する場合にはデータレートを犠牲にして最も確実に伝送が可能となる符号化率、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式を選択するよう予め固定的に決めておいても良い。

以下、本発明に係る第二の実施例を、図１０および図１１を用いて説明する。

図１０は、本発明に係る第二の実施例に係る送受信機の構成図である。

図１１は、受信ＲＦ部における受信信号強度測定をおこなうための構成図である。

第一の実施例では、応答フレームによって伝送路の品質を推定し、これに基づいて送信モードテーブルを更新した。

本実施例は、これに対して応答フレーム受信時の受信信号強度を元に伝送路の品質を推定し、これに基づいて送信モードテーブルを更新する方法である。

図１０に示されるように、本実施例では、受信ＲＦ部２０において受信信号の強度を測定し、これを送信モードテーブルに通知することで伝送路の品質を知ることができる。受信信号強度が大きいほど、伝送路の品質が良いと判断できるためである。

受信ＲＦ部における受信信号強度を測定するための具体的な方法は、図１１に示されるように、アンテナ１８から受信した信号を、低雑音アンプ２０１により増幅して、方向性結合器２０２により信号の一部を受信電力強度検出器２０３に入力することにより、信号強度を測定することができる。

以下、本発明に係る第三の実施例を、図１２を用いて説明する。

図１２は、本発明に係る第三の実施例に係る送受信機の構成図である。

本実施例では、伝送路の品質を推定し、これに基づいて送信モードテーブルを更新するために受信ＭＩＭＯ信号処理部からのデータを用いる。

受信ＭＩＭＯ信号処理部では、ＭＩＭＯ信号の受信のために伝送行列を求める。よって応答フレームの受信時にこの伝送行列の固有値を求め、その固有値の大小により伝送路の品質を推定することができる。固有値の合計が大きいほど伝送路の状態が良く、逆に固有値の合計が小さいほど伝送路の状態が悪いと判断し、これに基づいて送信モードテーブル１５を更新することができる。

以上の各実施例によれば、ＭＩＭＯの無線送受信機により構成された無線通信システムにおいて、送信データの優先度に応じて符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式の制御をおこなうような無線通信システムを提供することができる。すなわち、優先度の高いデータは、確実に伝送をおこなえるようにし、複数の種類データを送信するにあたりトータルのスループットを向上させることのできる無線通信システムを提供することができる。

本発明の第一の実施例に係る送受信機の構成図である。従来技術に係る無線ＬＡＮシステムの無線送受信機の構成図である。送信データの優先制御において、送信データが優先制御のキューに格納されることを示した図である。送信モードテーブルの一例を示す図である。符号化、ＭＩＭＯ信号処理、変調方式を決定するルールを示したグラフである。本発明の第一の実施例の送受信の概要を示すフローチャートである。本発明の第一の実施例の送信時の詳細な動作を示すフローチャートである。本発明の第一の実施例の受信時の詳細な動作を示すフローチャートである。本発明の第一の実施例の応答フレーム受信時の詳細な動作を示すフローチャートである。本発明に係る第二の実施例に係る送受信機の構成図である。受信ＲＦ部における受信信号強度測定をおこなうための構成図である。本発明に係る第三の実施例に係る送受信機の構成図である。

符号の説明

１…無線通信システム、２…無線送受信機、３…送信データ、４…受信データ、
１０…優先制御部、１１…符号化処理部、１２…送信ＭＩＭＯ信号処理部、１３…変調部、１４…送信ＲＦ部、１５…送信モードテーブル処理部、１６…符号／ＭＩＭＯ／変調制御部、１７…送受信切り替えスイッチ、１８…アンテナ、
２０…受信ＲＦ部、２１…復調部、２２…受信ＭＩＭＯ信号処理部、２３…復号部、２４…再送制御部、
１０１…優先度分類処理、１０２…ＡＣ＿ＶＯ用バッファ、１０３…ＡＣ＿ＶＤ用バッファ、１０４…ＡＣ＿ＢＥ用バッファ、１０５…ＡＣ＿ＢＧ用バッファ、
１６１…ＭＩＭＯ信号処理決定処理、１６２…符号化決定処理、１６３…変調方式決定処理、
２０１…低雑音アンプ、２０２…方向性結合器、２０３…受信電力強度検出器、
Ｓ１…受信状態、Ｓ２…送信状態、Ｓ１０…受信処理、Ｓ１１…通常受信状態、Ｓ１２…応答フレーム受信状態、Ｓ１００…受信処理開始、Ｓ１０１…自局宛判定、Ｓ１０２…受信フレーム誤り判定、
Ｓ１０３…ＡＣＫ送信、Ｓ１０４…ＮＡＣＫ送信、Ｓ１０５…受信処理終了
Ｓ１１０…応答フレーム受信待ち開始、Ｓ１１１…応答フレーム受信待ち、Ｓ１１２…ＡＣＫ受信状態、Ｓ１１３…ＮＡＣＫ受信状態、Ｓ１１４…応答フレーム受信タイムアウト、Ｓ１１５〜Ｓ１１７…送信モード変更、Ｓ１１８…応答フレーム受信終了、
Ｓ２００…送信開始、Ｓ２０１…優先度／ＭＡＣアドレス取得、Ｓ２０２・乱Mモード値取得、Ｓ２０３…符号／ＭＩＭＯ／変調方式設定、Ｓ２０４…データ送信、Ｓ２０５…送信終了。

Claims

少なくとも二つ以上のアンテナを用いて無線によりデータの送信と受信とをおこなう無線送受信機であって、
予め優先度が付与されている送信データの優先度を判定する優先制御部を具備し、
前記優先制御部により判定された送信データの優先度に基づいて、送信データを複数の送信ストリームに分配して送信する第一の伝送方法と、送信データを時空間符号化処理する第二の伝送方法とを切り替え、
送信先を一意に識別する識別子と、前記送信先ごとに通信先の伝送路の状態を表す送信モードとを対応させた送信モードテーブルを具備し、
前記識別子により識別される送信先にデータを送信するにあたり、前記送信データの優先度と前記送信モードテーブルの送信モードとに基づいて、前記第一の伝送方法と前記第二の伝送方法とを切り替えることを特徴とする無線送受信機。
請求項１において、
前記送信モードを前記送信先からの受信信号に基づいて前記送信先に対応した送信モードを更新することを特徴とする無線送受信機。
請求項２において、
データ受信時に受信データが誤りなく受信された場合には、ＡＣＫフレームを所定の時間以内または所定のタイミングで送信し、誤りがある場合には、ＮＡＣＫフレームを所定の時間以内または所定のタイミングで送信し、
ＡＣＫフレームまたはＮＡＣＫフレームの受信の有無に基づいて前記送信モードを更新することを特徴とする無線送受信機。
請求項２において、
データ受信時に受信データが誤りなく受信された場合には、ＡＣＫフレームを所定の時間以内または所定のタイミングで送信し、誤りがある場合には、ＮＡＣＫフレームを所定の時間以内または所定のタイミングで送信し、
ＡＣＫフレームまたはＮＡＣＫフレームの受信信号の信号強度に基づいて前記送信モードを更新することを特徴とする無線送受信機。
請求項２において、
データ受信時に受信データが誤りなく受信された場合には、ＡＣＫフレームを所定の時間以内または所定のタイミングで送信し、誤りがある場合には、ＮＡＣＫフレームを所定の時間以内または所定のタイミングで送信し、
ＡＣＫフレームまたはＮＡＣＫフレームの受信信号の伝送行列の固有値に基づいて前記送信モードテーブルを更新することを特徴とする無線送受信機。
請求項１において、
前記優先制御部において判定された優先度に基づいて変調方式を選択することを特徴とする無線送受信機。
請求項１において、
前記優先制御部において判定された優先度に基づいて符号化方式を選択することを特徴とする無線送受信機。
請求項１において、
前記優先度が低い場合には第一の伝送方法を用い、前記優先度が高い場合には第二の伝送方法を用いることを特徴とする無線送受信機。