(57)【要約】【課題】急激な受信感度の変動、時間的フェーディング等に対しても、的確に伝送レートを決定していくことができるデータ伝送方法。【解決手段】ある定められた周期時間内で、伝送速度が隣り合う３種の伝送レートによるデータ伝送を行った結果の基準伝送レートでのスループットと、前回の周期時間における基準伝送レートでのスループットとにより、隣り合う周期時間におけるスループットの変化傾向を把握し、その結果に基づいて次の周期時間における基準伝送レートを決定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信状態により最適な伝送レートを選択して通信を行うデータ伝送方法において、ある定められた周期時間内で、伝送速度が隣り合う３種の伝送レートによるデータ伝送を行った結果の各伝送レートでのスループットに基づいて、次の周期時間内で使用する３つの伝送レートの中心伝送レートである基準伝送レートを選択する場合に、前回の周期時間における基準伝送レートでのスループットと今回の周期時間における基準伝送レートでのスループットとに基づいて、隣り合う周期時間におけるスループットの変化傾向を把握し、その結果に基づいて次の周期時間における基準伝送レートを決定することを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項２】
前記スループットの変化傾向の把握を、前回と今回との周期時間におけるスループットだけでなく、さらに複数回前までの周期時間におけるスループットを加味して行うことを特徴とする請求項１記載のデータ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ伝送方法に係り、特に、無線ＬＡＮにおけるデータ転送レート選択の最適化を図ったデータ伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
５ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮに関する従来技術として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａにより規格化された技術が知られている。この従来技術は、伝送レートとして６Ｍｂｐｓ〜５４Ｍｂｐｓが使用可能であり、データの送受信を行うネットワーク端末相互間のデータ通信品質により、予め定められた複数の伝送レートの中から１つを選択して使用するものである。
【０００３】
図２はＩＥＥＥ８０２．１１ａにより規格化された伝送レートについて説明する図、図３は規格化された伝送レートのいくつかにおける伝送距離とスループットとの関係の一例を説明する図であり、まず、図２、図３を参照して、規格化された伝送レート及び伝送距離とスループットとの関係について説明する。
【０００４】
図２に示すように、ＩＥＥＥ８０２．１１ａにより規格化された５ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮにおける伝送レートは、６Ｍｂｐｓ、９Ｍｂｐｓ、１２Ｍｂｐｓ、１８Ｍｂｐｓ、２４Ｍｂｐｓ、３６Ｍｂｐｓ、４８Ｍｂｐｓ、５４Ｍｂｐｓの伝送レートを使用するように定められており、また、それぞれの伝送レートを使用する場合の変調方式及びコードレートが図２に示すように定められている。
【０００５】
一方、前述の従来技術による無線ＬＡＮを使用してネットワーク端末相互間でデータ通信を行った場合、同時に通信パケットを送信することによる衝突（コリジョン）、サービスエリア外での接続による回線断、障害物や大地や床の反射により生じるマルチパスによるフェーディングによる回線の不安定等が生じることがある。前述した両端末が同時に通信パケットを送信することによる衝突は、データの送受信を行う端末で、異なった待ち時間を設定して再送処理を行う、あるいは、送信前にキャリアの検出を行って、事前に衝突防止策を施す等により回避することができる。また、フェーディングによる回線の不安定は、最適な通信状態を確保するため前述した伝送レートの最適なものを選択する伝送レートの最適化を行い、パケットのヘッダにレート情報を付加して伝送データを変調することにより、受信側でその情報に従った復調を行うことにより回避することができる。このように、無線ＬＡＮにおける従来技術によるデータ伝送方法は、通信状態により、最適な伝送レートを選択する最適化を行うことにより、最大の伝送性能を得ることができる。
【０００６】
図３に示す伝送距離とスループットとの関係の一例において、伝送レートが１２Ｍｂｐｓ、１８Ｍｂｐｓの場合、フェーディングによる回線の不安定が生じることなく、伝送距離３０ｍの範囲で安定なデータ伝送を行うことができるが、伝送レートが４８Ｍｂｐｓ、５４Ｍｂｐｓの場合、伝送距離１５ｍ中心とした±２ｍ程度の範囲、及び伝送距離２６ｍ以上の範囲で、大幅なスループットの低下が生じている。なお、図３に示す例は、伝送距離が３０ｍまでのスループットを示しているが、５ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮにおける規定の送信電力での伝送距離は、最大１００ｍ程度である。また、図３に示す例では、高い伝送レートでスループットの低下が生じる距離が１５ｍの位置として示しているが、この位置は、電波の伝搬経路上あるいはＬＡＮを構成するエリア内にある種々の障害物の状況、送信側端末のアンテナ高等によって変化する。
【０００７】
一方、一般に、伝送レートが高くなるほどスループットを増大させることができ、データ伝送を効率的に行うことができるが、この場合、多値の符号化が必要となって、ノイズに対して弱くなると共に、図３から判るようにフェーディングによる影響も大きくなる。このことは、特に、データ伝送を行っているネットワーク端末の一方、あるいは、両方が移動している場合等に問題となり、従って、常に、最も効率のよい伝送レートを選択して、そのレートによる伝送を行うことが必須である。
【０００８】
図４は従来技術及び本発明でのネットワーク端末相互間でのデータ伝送のシーケンスを説明する図、図５は従来技術による伝送レート切り替えの方法を説明するフローチャートであり、次に、図４、図５を参照して、従来技術による伝送レートの切り替えについて説明する。
【０００９】
いま、図４に示すように、端末Ａにデータ送信要求があり、端末Ａから端末Ｂにデータの送信を行うものとする。この場合、端末Ａは、いままでのデータ伝送で最適化された伝送レートを基準伝送レートとして、その伝送レートに決められた変調方式で送信データを変調してパケット化する。そして、伝送レート情報をパケットに付加して端末Ｂに送信する。その際、端末Ａは、複数の送信データについて基準伝送レートでの送信をｎ回続けて行い、その後、次の送信データを１つ上の伝送レート（基準伝送レート＋１）、例えば、基準伝送レートが２４Ｍｂｐｓであった場合、３６Ｍｂｐｓの伝送レートで変調して、前述の場合と同様に受信側の端末Ｂに１回送信する。その後、送信側の端末Ａは、さらに、その次の送信データを１つ下の伝送レート（基準伝送レート−１）、例えば、基準伝送レートが２４Ｍｂｐｓであった場合、１８Ｍｂｐｓの伝送レートで変調して、前述の場合と同様に受信側の端末Ｂに１回送信する。そして、さらにその後、端末Ａは、受信側の端末Ｂからの受信確認通知Ａｃｋ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）信号を受信する。
【００１０】
前述したように、送信側の端末Ａは、基準伝送レート、基準伝送レート＋１、基準伝送レート−１の伝送速度が隣り合う３つの伝送レートによるパケットの伝送を、それぞれの伝送レートで、ｎ回、１回、１回行い、このｎ＋２回のパケットの伝送を１つのセットとして、予め周期時間として定められている所定の時間の間、繰り返して続け、その周期時間毎のスループット性能を、基準伝送レート、基準伝送レート＋１、基準伝送レート−１のそれぞれのレート毎に算出して、次の周期時間におけるデータ伝送時の基準伝送レートを決定する。
【００１１】
なお、前述において、通信開始時の初期状態では、最低の伝送レート（確実に通信コネクションを行うことが可能なレート）、図２に示す例における６Ｍｂｐｓの伝送レートを基準伝送レートとして、通信が開始される。また、基準伝送レートによるデータ伝送の回数と、その前後の伝送レートによるデータ伝送の回数との比ｎ対１のｎは、ｎ＝１０程度に設定されている。
【００１２】
基準送信レートでの送信の回数ｎは、従来１０回程度に設定されている。
【００１３】
スループット性能の算出は、送信完了のパケット数と、伝送レートから計算した時間とにより、スループット性能＝完了パケット数／時間として求めることができる。また、一般に、要求されるデータ量は可変であるが、１回に送信可能な最大データサイズは、ヘッダとペイロードとを含めて１５００バイトであり、最大１５００バイトのロングレングスのものと、最大５００バイトのショートレングスのものとに分けられる。そして、前述の計算は、２つのデータサイズのそれぞれについて前述と同様に行われる。
【００１４】
送信側となる端末Ａは、１つの周期時間の終了時、前述したスループット性能を、３つの伝送レートのそれぞれに対して算出し、それらの値に基づいて、次の周期時間における基準伝送レートを選択決定する。
【００１５】
次に、次の周期時間において、中心伝送レートとして使用する基準伝送レートの決定方法を図５に示すフローにより説明する。
【００１６】
（１）送信側の端末Ａは、１つの周期時間の終了後、前述したように、３つの伝送レートのそれぞれのスループットを一時保持し、まず、基準伝送レートでのスループットと、１つ上位の伝送レートでのスループットとを比較し、
上位伝送レートのスループット／基準伝送レートのスループット＞１０５％
か否かを判定する（ステップ４０１）。
【００１７】
（２）ステップ４０１の判定で、上位の伝送レートでのスループットが基準伝送レートでのスループットの１０５％より大きかった場合、今回の周期時間での上位の伝送レートを次の周期時間における基準伝送レートとして決定する（ステップ４０２）。
【００１８】
（３）ステップ４０１の判定で、上位の伝送レートでのスループットが基準伝送レートでのスループットの１０５％より大きくなかった場合、基準伝送レートでのスループットと、１つ下位の伝送レートでのスループットとを比較し、
下位伝送レートのスループット／基準伝送レートのスループット＞１０５％
か否かを判定する（ステップ４０３）。
【００１９】
（４）ステップ４０３の判定で、下位の伝送レートでのスループットが基準伝送レートでのスループットの１０５％より大きかった場合、今回の周期時間での下位の伝送レートを次の周期時間における基準伝送レートとして決定する（ステップ４０４）。
【００２０】
（５）ステップ４０３の判定で、下位の伝送レートでのスループットが基準伝送レートでのスループットの１０５％より大きくなかった場合、今回の周期時間での基準伝送レートを、そのまま次の周期時間における基準伝送レートとして決定する（ステップ４０５）。
【００２１】
前述において、スループット比較時の閾値１０５％は、特に限定されるものではなく、適宜定められればよい。また、変化する伝送レートの方向によって閾値を異なるものとすることもできる。
【００２２】
前述したように、従来技術による無線ＬＡＮにおけるデータ伝送方法は、伝送レートの決定を、異なる伝送レートでのスループットの大小を所定の閾値を持って比較し、その結果に基づいて、次の周期時間での中心伝送レートを決定するという方法により行うことにより、最適な伝送レートを中心とした伝送レートによりデータの伝送を行うことができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来技術は、比較的緩慢なスループットの変動に対して、的確に伝送レートを決定していくことができるが、急激な受信感度の変動、時間的フェーディング等に対して、的確に伝送レートを決定していくことが困難であるという問題点を有し、次の周期時間での中心伝送レートが必ずしも、スループットの上昇に結びつかない場合もある。
【００２４】
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、急激な受信感度の変動、時間的フェーディング等に対しても、的確に、かつ、次の周期時間での中心伝送レートが、スループットの上昇となるように伝送レートを決定していくことができるデータ伝送方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、通信状態により最適な伝送レートを選択して通信を行うデータ伝送方法において、ある定められた周期時間内で、伝送速度が隣り合う３種の伝送レートによるデータ伝送を行った結果の各伝送レートでのスループットに基づいて、次の周期時間内で使用する３つの伝送レートの中心伝送レートである基準伝送レートを選択する場合に、前回の周期時間における基準伝送レートでのスループットと今回の周期時間における基準伝送レートでのスループットとに基づいて、隣り合う周期時間におけるスループットの変化傾向を把握し、その結果に基づいて次の周期時間における基準伝送レートを決定することにより達成される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるデータ伝送方法の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００２７】
本発明の実施形態は、伝送レートの切り替えの際、その回の周期時間における各伝送レートでのスループットにより次の周期時間の基準伝送レートを決定するのではなく、前回の周期時間における伝送レートでのスループットを参照し、隣り合う周期時間におけるスループットの変化傾向を把握し、その結果に基づいて次の周期時間における基準伝送レートを決定するようにしたものである。また、本発明の実施形態は、１つの周期時間の中で繰り返される基準伝送レートによるデータ伝送回数ｎと、その前後の伝送レートによるデータ伝送の回数との比ｎ対１のｎは、従来技術の場合のｎ＝１０程度でなく、ｎ＝３０〜６０程度に設定している。本発明の実施形態は、これにより、より確実に、隣り合う周期時間におけるスループットの変化傾向を把握することができる。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態による伝送レート切り替えの方法を説明するフローチャートであり、以下、このフローを参照して、本発明の一実施形態による伝送レート切り替えについて説明する。
【００２９】
（１）送信側の端末Ａは、１つの周期時間の終了後、この周期時間の基準伝送レートでのスループットを算出して保持すると共に、前回の周期時間での基準伝送レートのスループットを読み出して比較し、
今回の周期時間における基準伝送レートのスループット／前回の周期時間にお
ける基準伝送レートのスループット＞１０５％
か否かを判定する（ステップ５０１）。
【００３０】
（２）ステップ５０１の判定で、今回の周期時間における基準伝送レートのスループットが、前回の周期時間における基準伝送レートのスループットの１０５％より大きかった場合、スループット上昇の過渡期にあると判断して、次の周期時間における基準伝送レートとして、今回の基準レートの１つ上位の伝送レートを選択して決定する（ステップ５０２）。
【００３１】
（３）ステップ５０１の判定で、今回の周期時間における基準伝送レートのスループットが、前回の周期時間における基準伝送レートのスループットの１０５％より大きくなかった場合、
前回の周期時間における基準伝送レートのスループット／今回の周期時間にお
ける基準伝送レートのスループット＞１０５％
か否かを判定する（ステップ５０３）。
【００３２】
（４）ステップ５０３の判定で、前回の周期時間における基準伝送レートのスループットが今回の周期時間における基準伝送レートのスループットの１０５％より大きかった場合、スループットが上昇限界を超えてしまっていると判断して、次の周期時間における基準伝送レートとして、今回の基準レートの１つ下位の伝送レートを選択して決定する（ステップ５０４）。
【００３３】
（５）ステップ５０３の判定で、前回の周期時間における基準伝送レートのスループットが今回の周期時間における基準伝送レートのスループットの１０５％より大きくなかった場合、すなわち、前回、今回のスループットがニアリイコールであった場合、スループットが飽和状態にあると判断し、次の周期時間における基準伝送レートとして、今回の基準レートの１つ上位の伝送レートを選択して決定する（ステップ５０５）。
【００３４】
前述した本発明の実施形態での伝送レート決定の処理は、処理プログラムとして構成することができ、この処理プログラムは、ＨＤ、ＤＡＴ、ＦＤ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することができる。
【００３５】
前述した本発明の実施形態によれば、伝送レートの切り替えの際、前回の周期時間における基準伝送レートでのスループットを参照し、隣り合う周期時間におけるスループットの変化傾向を把握して、その結果に基づいて次の周期時間における基準伝送レートを決定しているので、誤った方向の基準伝送レートを選択することを防止することができ、急激な受信感度の変動、時間的フェーディング等に対しても、的確に最適な伝送レートを決定していくことができる。
【００３６】
なお、前述した本発明の一実施形態は、前回の周期時間における基準伝送レートでのスループットと今回の基準伝送レートでのスループットとを比較して、スループットの変化方向を判定して、次回の周期時間の基準伝送レートを決定するとして説明したが、本発明は、前回の周期時間だけでなく、前々回、さらにその前の周期時間における、すなわち、過去の複数の周期時間における基準伝送レートのスループットを勘案して、スループットの変化方向を判定して、次回の周期時間で使用する基準伝送レートを決定することができる。
【００３７】
この場合、図１に示すフローにおける判定ステップを、過去の複数の周期時間におけるスループットまで含むように変形してもよく、あるいは、フロー自体に過去の複数の周期時間における各スループットとの比較判定のステップを増加させて、過去の複数の周期時間におけるスループットまで考慮して次の周期時間での基準レート決定できるようにすればよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、急激な受信感度の変動、時間的フェーディング等に対しても、的確に最適な伝送レートを決定していくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における伝送レート切り替えの方法を説明するフローチャートである。
【図２】ＩＥＥＥ８０２．１１ａにより規格化された伝送レートについて説明する図である。
【図３】規格化された伝送レートのいくつかにおける伝送距離とスループットとの関係の一例を説明する図である。
【図４】従来技術及び本発明でのネットワーク端末相互間でのデータ伝送のシーケンスを説明する図である。
【図５】従来技術による伝送レート切り替えの方法を説明するフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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