(57)【要約】【課題】ある一つの伝送路推定方法を適用した場合、システム全体のスループットが低下したり、伝送路推定要求から通信パラメータの変更までの時間が長時間となること。【解決手段】複数のパケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法と、単一パケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法を伝送路推定を行う要因に応じて適応的に使い分けることにより、伝送路推定要因に応じた制限事項に対して最適な伝送路推定を行い、スループットの向上、データの低遅延の保守を図る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法と、単一パケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法を伝送路推定を行う要因に応じて適応的に使い分けることを特徴とする、伝送路推定方法。
【請求項２】
前記複数のパケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法として、パケットのヘッダー部を用いて伝送路推定を行うことを特徴とする、請求項１に記載の伝送路推定方法。
【請求項３】
前記複数のパケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法として、データ部に付加した既知の評価系列を用いて伝送路推定を行うことを特徴とする、請求項１に記載の伝送路推定方法。
【請求項４】
前記単一パケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法として、データ部を用いて伝送路推定を行うことを特徴とする、請求項１に記載の伝送路推定方法。
【請求項５】
前記単一パケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法として、データパケットが評価系列として必要とするデータ長を満たさない場合、前記必要とするデータ長を満たすように前記データ部に評価系列を付加すること特徴とする、請求項４に記載の伝送路推定方法。
【請求項６】
マルチキャリア伝送方式を使用した通信システムであり、ＣＮＲが劣悪なサブキャリアはデータを送信しないでマスクする通信方式において、マスクするキャリアにダミー信号を送信することでデータパケットを用いて伝送路推定を行うことを特徴とする、伝送路推定方法。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかを適用した請求項６に記載の伝送路推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端末間の伝送路状況の推定結果を用いてデータ送受信を行う通信ネットワークシステムに係わり、スループットの劣化を招くことなく伝送路状況を高精度に推定する機能を備えた伝送路推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に伝送路状況が送信端末と受信端末の位置関係にともない時々刻々変動する不安定な媒体を用いて通信を行う場合、例えばマルチパスフェージングが生じる無線通信や郡遅延の影響を受ける電灯線通信の場合、伝送路状況に応じて適応的に通信パラメータを変更して通信を行う通信ネットワークシステムでは、全ての送受信端末間において伝送路推定を行わなければならない。
【０００３】
従来の伝送路推定方法は、複数のパケットに短い既知の評価系列（トレーニングシンボル）を付加し、受信側でそれらの評価結果の平均をとることで伝送路推定を行っている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。また、単一の制御パケットを用いて伝送路推定を行う方法も既存の技術として広く利用されている（例えば非特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３７９０４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４４９１４号公報
【非特許文献１】
ホームプラグ  Ｖｅｒ１．０  スペサフィケイション（ＨｏｍｅＰｌｕｇ  Ｖｅｒ１．０  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ），ホームプラグ  パワーライン  アライアンス（ＨｏｍｅＰｌｕｇ  Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ  Ａｌｌｉａｎｃｅ）、２００１年６月３０日
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
伝送路の推定としては受信端末における受信ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：搬送波対雑音電力比）の推定を行うが、ＣＮＲの推定精度は評価系列として送信するデータ長（シンボル数）に依存し、評価系列が長くなるにつれて推定精度が向上する。しかしながら、評価系列を長く設定すると、単一パケットに既知の評価系列を付加して伝送路推定を行う場合、伝送路推定用パケットが占める時間的割合が大きくなり、システム全体のスループットが低下するという課題が生じる。また、単一パケットのデータ部を用いて伝送路推定を行う場合についても、データ長が短い場合には結局、データパケットとは別に伝送路推定用パケットを送信する必要が生じ、スループットが低下するという課題が生じる。
【０００６】
一方、複数のパケットに短い既知の評価系列を付加する方法においては、全ての評価系列を受信するまで伝送路推定が行えないことから、伝送路推定に要する時間が長くなり、障害発生時における早急の通信パラメータの更新が困難であるという課題がある。
【０００７】
このように、ある一つの伝送路推定方法を適用した場合、システム全体のスループットの低下や伝送路推定要求から通信パラメータの変更までの時間が長時間であるなどの課題がある。
【０００８】
また、別の要因に基づく課題として次のようなものもある。マルチキャリア伝送方式を使用した通信システムで各サブキャリアの伝送路状況に応じて通信パラメータをサブキャリアごとに変更する場合、ＣＮＲが劣悪なサブキャリアはデータを送信しないでマスクする方法を選択することがある（例えばＤＭＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｍｕｌｔｉ  Ｔｏｎｅ）。このような通信方式では全てのサブキャリアのＣＮＲの推定をデータパケットを用いて行うことができず、伝送路推定用パケットを新たに送信する必要が生じる。その結果、前記と同様にシステム全体のスループットが低下するという課題が生じる。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第一の発明は、複数のパケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法と、単一パケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法を伝送路推定を行う要因に応じて適応的に使い分けることを特徴とする。
【００１０】
上記のように、第一の発明によれば、通信パラメータの変更に要求される制限として、伝送路推定を短時間で行わなければならない場合と、多少時間を要してもデータの遅延を最小限に抑えなければならない場合があり、前者の場合には単一パケットによる伝送路推定方法により高速に伝送路推定を行うようにし、後者の場合には複数のデータパケットに評価系列を重畳させる伝送路推定方法によりデータの低遅延を保守した伝送路推定を行うことにより、通信パラメータの変更の際の要求を適応的に満足することが可能となる。
【００１１】
第二の発明は、マルチキャリア伝送方式を使用した通信システムであり、ＣＮＲが劣悪なサブキャリアはデータを送信しないでマスクする通信方式において、マスクするキャリアにダミー信号を送信することでデータパケットを用いて伝送路推定を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記のように、第二の発明によれば、伝送路推定のためにデータパケットとは別の伝送路推定用パケットを送信する必要がなく、結果としてシステム全体のスループットを向上することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明を行う。
（第一の実施の形態）
図１は、第一の発明の実施形態の例を示す図であり、複数のパケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法と、単一パケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法を伝送路推定を行う要因に応じて適応的に使い分ける伝送路推定方法の一例を示したシーケンス図である。図１中の１０１は伝送中に誤りを含むデータパケットを示し、１０２はデータパケットに伝送路推定用の評価系列ＥＳ＿ＡＬＬシンボルを付加した送信端末から受信端末へのパケットを示し、１０３は伝送路推定用評価系列を用いて受信端末で伝送路推定を行った評価結果を受信端末から送信端末に通知する制御パケットを示し、１０４は送信端末から受信端末に送信するデータパケットを示す。さらに１０５はデータパケットのヘッダー部を伝送路推定用評価系列の一部として利用する送信端末から受信端末へのパケットを示し、１０６は伝送路推定用評価系列を用いて受信端末で伝送路推定を行った評価結果を受信端末から送信端末に通知する制御パケットを示し、１０７は送信端末から受信端末に送信するデータパケットを示す。
【００１４】
図１では、まず、データ送信中に伝送路状況が劣悪に変化したことにより、受信端末ではデータパケットに誤りが生じ（１０１）、送信端末は再送を繰り返す。しかし、劣悪な状況は回復せず規定回数以上再送すると通信パラメータの変更を要求することで伝送路状況の変動に対応する。この場合、伝送路推定を早急に行わなければならないため、送信端末は単一パケットによる必要データ長ＥＳ＿ＡＬＬの評価系列を含む伝送路推定要求１０２パケットを送出し、受信端末ではＥＳ＿ＡＬＬを用いて伝送路推定を行い、その結果を送信端末に通知する（１０３）。１０３を受信した送信端末は評価結果を基に通信パラメータを更新し、データ送信を再開する。このときの通信パラメータの更新の一例として、変調多値数や送信電力を増減などが挙げられる。
【００１５】
通信パラメータを更新後、誤りなくデータ送信が続いている場合においても、その間に伝送路状況が良好に変化する場合があり、その変化を検知するために定期的に伝送路推定を行う必要がある。この場合、データ通信は現在の通信パラメータでも可能であり、また伝送路推定に要する時間に対する制限がゆるいため、複数のデータパケットによる伝送路推定方法が適する。逆にこのような伝送路推定要因において１０２のようなデータパケット以外の伝送路推定用パケットを送信する方法を用いた場合、システム内の全端末からの伝送路推定用パケットのためにシステム全体のスループットが低下する要因となる。
【００１６】
複数のデータパケットを用いて伝送路推定を行う方法として、図１の１０５ではデータパケットのヘッダー部を評価系列ＥＳ＿１シンボルとして利用している。１０５以降のデータパケットを受信した受信端末は合計ＥＳ＿ＡＬＬシンボルになるだけの評価系列ＥＳ＿１からＥＳ＿Ｎを受信した時点で伝送路推定を行い、その評価結果を１０６で通知する。１０６を受信した送信端末は１０６記載の評価結果を基に通信パラメータを更新し、以降のデータパケットの送信を行う。このときの通信パラメータの更新の一例としては、変調多値数や送信電力の増減などが挙げられる。このように１０５から１０７の手順を踏むことによりデータ送信を途絶えることなく伝送路推定を行うことができ、データの低遅延を保守すると同時にシステム全体のスループットの向上が図れる。
【００１７】
なお、１０２では単一パケットによる伝送路推定方法として既知の評価系列を用いているが（図２の２０１）、図２の２０２のように再送中のデータをそのまま評価系列として用いてもよく、また、データがＥＳ＿ＡＬＬに満たない場合には、図２の２０３のようにデータ部にＥＳ＿ＡＬＬを満たすだけの評価系列付加して送信してもよい。２０２、２０３を用いた場合には伝送路推定要求を送信中に伝送路状況が回復しデータが受信端末に正しく届く場合に伝送路推定パケットを送信した場合よりも低遅延でデータ送信が可能となる効果が得られる。
【００１８】
また、１０５ではデータパケットのヘッダー部を評価系列として用いた場合を示したが（図３の３０１）、図３の３０２のようにヘッダー部とは別に評価系列をデータ部に付加してもよいし、ヘッダー部と付加した評価系列を両方用いてもよい。さらにＥＳ＿１からＥＳ＿Ｎは任意のシンボル数でよく同一の値である必要はない。
【００１９】
これまでの実施の形態では伝送路状況の変化は雑音源のＯＮ／ＯＦＦなどにより伝送路状況が急激に変動するものの前後ではそれらの状況が定常的な場合を想定して説明している。しかしながら、他の伝送路状況の変動に対しても伝送路推定方法を使い分けることは有効であり、例えば、短周期で変動する雑音に対して複数のフレームを用いて伝送路推定を行うことにより、単一パケットでは平均化されてしまう伝送路推定結果に対して、伝送路の変動状況を把握することが可能となるなどの効果が得られる。
【００２０】
（第２の実施の形態）
図４は、第二の発明の実施形態の例を示す図であり、マルチキャリア伝送方式のサブキャリアの使用方法について示した図である。図４中の４０１は周波数領域のサブキャリアの１つを示し、４０２はＣＮＲ推定により未使用となるサブキャリアの１つを示す。４０３は周波数領域のサブキャリアの１つを示し、４０４はダミー信号を送信するサブキャリアの１つを示す。
【００２１】
マルチキャリア伝送方式を使用した通信システムで各サブキャリアの伝送路状況に応じて通信パラメータをサブキャリアごとに変更する場合、ＣＮＲが劣悪なサブキャリアはデータを送信しないでマスクする方法を選択することがある（例えばＤＭＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｍｕｌｔｉ  Ｔｏｎｅ）。この場合、従来の伝送路推定を行う場合にはマスクしたサブキャリア（５０２）データを送信しないためＣＮＲの推定ができない。そこで、このサブキャリアに任意のダミーのデータ列を送信することにより、データを重畳しないサブキャリアの伝送路推定も可能となる。一方データパケットの復調にはダミーのサブキャリアは用いない。これにより、データパケットを用いてマスクするサブキャリアについても伝送路推定を行うことが可能となる。
【００２２】
なお、本実施の形態は周波数領域における未使用キャリアにおいてダミー信号を送信する場合について説明しているが、空間領域においても同様の手法は可能であり、複数パスを利用した通信方式において未使用パスに対してダミー信号を送信することにより伝送路推定を行うことも可能となる。
【００２３】
さらに上記マルチキャリア伝送方式でも図１に示す第一の発明の実施形態をそのまま適用することができ、結果、スループットの更なる向上を図ることができる。
【００２４】
以上のように本発明により、複数のパケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法と、一つのパケットを用いて伝送路推定を行う伝送路推定方法を伝送路推定を行う要因に応じて適応的に使い分けることにより、データの遅延を抑制しながらシステム全体のスループットを向上することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の発明の実施形態の例を示す図であり、伝送路推定要因に応じて伝送路推定方法を変更する方法を示したシーケンス図である。
【図２】単一パケットによる伝送路推定方法におけるフレームフォーマットの一例を示した図である。
【図３】複数パケットによる伝送路推定方法におけるフレームフォーマットの一例を示した図である。
【図４】第二の発明の実施形態の例を示す図であり、マルチキャリア伝送方式のサブキャリアの使用方法について示した図である。
【符号の説明】
１０１  誤りのあるデータパケット
１０２  伝送路推定用パケット
１０３  評価結果を通知する制御パケット
１０４  データパケット
１０５  データパケット兼伝送路推定用パケット
１０６  評価結果を通知する制御パケット
１０７  データパケット
２０１  単一パケットによる伝送路推定方法において既知の評価系列を付加した場合のフレームフォーマット
２０２  単一パケットによる伝送路推定方法においてデータ部を評価系列として用いる場合のフレームフォーマット
２０３  単一パケットによる伝送路推定方法においてデータ部と既知の系列の両方を評価系列として用いる場合のフレームフォーマット
３０１  複数パケットによる伝送路推定方法においてヘッダー部を評価系列として用いる場合のフレームフォーマット
３０２  複数パケットによる伝送路推定方法においてデータ部に既知の評価系列を付加する場合のフレームフォーマット
４０１  マルチキャリア伝送方式の周波数領域のサブキャリアのひとつ
４０２  マルチキャリア伝送方式の周波数領域のマスクするサブキャリアのひとつ
４０３  マルチキャリア伝送方式の周波数領域のサブキャリアのひとつ
４０４  マルチキャリア伝送方式の周波数領域のダミー信号を送信するサブキャリアのひとつ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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