(57)【要約】【課題】  最適な転送レートや送信電力を迅速に確定して通信を行うことが可能な無線通信方法を提供する。【解決手段】  階層構造を有する通信システムの物理層で使用されるシグナル部の後続シンボルとして、複数の転送速度及び増幅レベルを所定の順序で変化させた電力測定用シンボルを付加し、そのパケットを送信側から受信側に送信する。そして、受信側では、このパケット内の電力測定用シンボルを順次選択して受信状況の検出を行い、その検出結果を送信側に返送し、送信側で最適な転送速度及び増幅レベルを決定する。このような手順を送信側と受信側とを切り替えて相互に行うことにより、少ない回数のパケットの送受信により、最適な転送速度や送信電力（増幅レベル）を確定し、速やかに無線通信を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側から受信側に転送速度を選択してパケットの送信を行い、受信側で送信側から送られてきたパケットの受信状況を検出し、その検出結果を送信側に返送することにより、送信側で最適な転送速度を選択して無線通信を行う無線通信方法であって、
前記送信側では、複数の転送速度を所定の順序で変化させた電力測定用シンボルを１つのパケット内に付加して送信し、前記受信側では、前記１つのパケット内の電力測定用シンボルを順次選択して受信状況の検出を行い、その検出結果を送信側に返送し、送信側で最適な転送速度を決定する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
前記送信側では、複数の転送速度及び増幅レベルを所定の順序で変化させた電力測定用シンボルを１つのパケット内に付加して送信し、前記受信側では、前記１つのパケット内の電力測定用シンボルを順次選択して受信状況の検出を行い、その検出結果を送信側に返送し、送信側で最適な転送速度及び増幅レベルを決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項３】
前記電力測定用シンボルは階層構造を有する通信システムの物理層で使用されるシグナル部の後続シンボルに付加することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項４】
前記電力測定用シンボルは転送速度が段階的に変化していることを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記電力測定用シンボルは転送速度が徐々に変化していることを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記電力測定用シンボルは転送速度及び増幅レベルの少なくとも一方が段階的に変化していることを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記電力測定用シンボルは転送速度及び増幅レベルの少なくとも一方が徐々に変化していることを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
【請求項８】
前記受信側で電力測定用シンボルを受信する際に、受信回路の動作を制御するＰＬＬ回路の周波数をホールドすることを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項９】
前記電力測定用シンボルは転送速度が大きいシンボルから小さいシンボルに変化することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項１０】
前記電力測定用シンボルは転送速度が小さいシンボルから大きいシンボルに変化することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項１１】
前記電力測定用シンボルは転送速度が大きいシンボルから小さいシンボルに変化することを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
【請求項１２】
前記電力測定用シンボルは転送速度が小さいシンボルから大きいシンボルに変化することを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
【請求項１３】
前記電力測定用シンボルは増幅レベルが大きいシンボルから小さいシンボルに変化することを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
【請求項１４】
前記電力測定用シンボルは増幅レベルが小さいシンボルから大きいシンボルに変化することを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
【請求項１５】
前記受信側では、電力測定用シンボルの受信強度とビットエラーレートを測定することにより、受信状況の適否を判定することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項１６】
前記受信側における受信状況の検出結果から最適な転送速度を特定できた時点で電力測定用シンボルによる受信状況の検出動作を終了することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項１７】
前記受信側における受信状況の検出結果から最適な転送速度及び増幅レベルを特定できた時点で電力測定用シンボルによる受信状況の検出動作を終了することを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信側から送られてきたパケットの受信状況を受信側で検出し、その検出結果を送信側に返送することにより、送信側で最適な転送速度及び増幅レベルを選択して無線通信を行う無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、通信環境等に応じて必要な転送速度及び送信電力を把握し、その最適化を行うことにより、伝送効率を改善するようにした無線通信方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
そして、このような無線通信で、送信可能な転送速度及び送信電力を把握するための方法としては、例えば図５に示すような手順を用いることが可能である。
なお、以下の説明では、送信側をアクセスポイント（ＡＰ）とし、受信側をステーション（ＳＴ）とした例について説明する。
最初にＡＰ側は、図５の１０１）において、最大送信電力で低レートに設定したパケットをＳＴに送信する。例えば、IEEE802.11aの規格では、６Ｍｂｐｓの変調信号を送信する。このパケットを受信したＳＴ側では、図５の１０２）で、受信信号のＲＳＳＩ値(電界強度)を計測し、図５の１０３）で、この受信ＲＳＳＩ値をＡＰ側へ送信する。
ＡＰでは、図５の１０４）〜１０６）において、ＳＴの受信状態を確認し、現在より何ｄＢ送信電力を下げるかを算出するとともに、ＳＴの送信電力を下げるために、ＳＴより受信した信号のＲＳＳＩ値(電界強度)を計測する。これによりＡＰでは、図５の１０７）、１０８）において、ＳＴが受信可能な送信電力を確定し、その送信電力で再度パケットを送信し、ＳＴからの受信ＲＳＳＩ値をＳＴへ返送する。
これを受信したＳＴは、図５の１０９）において、ＡＰの受信状態を確認し、図５の１１０）で、ＳＴ側で送信電力を何ｄＢ下げるか算出し、図５の１１１）において、その送信電力によってパケットを再送する。
【０００３】
以上の手順で転送レートを６Ｍｂｐｓとした場合のＡＰ及びＳＴの送信電力を下げる手続きが確定する。
そこで、次に、転送レートを６Ｍｂｐｓ→９Ｍｂｐｓへ上げて、図５の１）から１１）の手順を繰り返し行い、転送レート９Ｍｂｐｓの送信電力を確定する。このような処理を６Ｍｂｐｓ、９Ｍｂｐｓ、１２Ｍｂｐｓ、１８Ｍｂｐｓ、２４Ｍｂｐｓ、３６Ｍｂｐｓ、４８Ｍｂｐｓ、５４Ｍｂｐｓの順で行い、最終的に最適な転送レートの判定を行う。
【特許文献１】特開２００３−３４８０９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の方法では、最適な転送レートや送信電力が確定するまでに、複数回のパケット通信手順を繰り返し行うため、最適な通信を確定までに時間がかかることとなる。
そこで本発明は、最適な転送レートや送信電力を迅速に確定して通信を行うことが可能な無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明の無線通信方法は、送信側から受信側に転送速度を選択してパケットの送信を行い、受信側で送信側から送られてきたパケットの受信状況を検出し、その検出結果を送信側に返送することにより、送信側で最適な転送速度を選択して無線通信を行う無線通信方法であって、前記送信側では、複数の転送速度を所定の順序で変化させた電力測定用シンボルを１つのパケット内に付加して送信し、前記受信側では、前記１つのパケット内の電力測定用シンボルを順次選択して受信状況の検出を行い、その検出結果を送信側に返送し、送信側で最適な転送速度を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の無線通信方法によれば、複数の転送速度を所定の順序で変化させた電力測定用シンボルを１つのパケット内に付加して送信し、この電力測定用シンボルを順次選択して受信状況の検出を行い、その検出結果によって最適な転送速度を決定することから、多数のパケットの送受信を行うことなく、最適な転送速度や送信電力を確定でき、通信効率の改善や通信時間の短縮を図ることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施の形態では、階層構造を有する通信システムの物理層で使用されるシグナル部の後続シンボルとして、複数の転送速度及び増幅レベルを所定の順序で変化させた電力測定用シンボルを付加し、そのパケットを送信側から受信側に送信する。そして、受信側では、このパケット内の電力測定用シンボルを順次選択して受信状況の検出を行い、その検出結果を送信側に返送し、送信側で最適な転送速度及び増幅レベルを決定する。
このような手順を送信側と受信側とを切り替えて相互に行うことにより、少ない回数のパケットの送受信により、最適な転送速度や送信電力（増幅レベル）を確定し、速やかに無線通信を行う。
【実施例１】
【０００８】
図１は本発明の実施例による無線通信方法を適用した通信手順例を示す説明図である。
なお、本実施例は、図５に示した従来例と同様に、送信側をアクセスポイント（ＡＰ）とし、受信側をステーション（ＳＴ）とした例について説明する。
最初にＡＰ側は、図１の１）で本実施例の特徴となる電力測定用シンボルを挿入したパケットをＳＴに送信する。本実施例では、後述するIEEE802.11aの規格を変形した独自フォーマットにより、６Ｍｂｐｓ、９Ｍｂｐｓ、１２Ｍｂｐｓ、１８Ｍｂｐｓ、２４Ｍｂｐｓ、３６Ｍｂｐｓ、４８Ｍｂｐｓ、５４Ｍｂｐｓの順で段階的に変化する転送速度と、各転送速度に対応して３段階に切り替わる増幅レベルとを組み合わせた複数種類のビット列データで構成される電力測定用シンボルを付加したパケットを送信する。なお、電力測定用シンボルの詳細は後述する。
このパケットを受信したＳＴ側では、図１の２）において、電力測定用シンボルの転送速度と増幅レベルの各組み合わせに対し、その受信信号のＲＳＳＩ値(電界強度)を計測し、図１の３）で、この受信ＲＳＳＩ値をＡＰ側へ送信する。この送信時には、図１の１）で挿入したものと同様の電力測定用シンボルをパケットに挿入して送信する。
【０００９】
次にＡＰでは、図１の４）〜６）において、転送速度と増幅レベルの各組み合わせに対するＳＴの受信状態を確認し、現在より何ｄＢ送信電力を下げるかを算出するとともに、ＳＴの送信電力を下げるために、ＳＴより受信した信号のＲＳＳＩ値(電界強度)を転送速度と増幅レベルの各組み合わせ毎に計測する。
これによりＡＰでは、図１の７）、８）において、ＳＴが受信可能な送信電力を確定し、その送信電力で再度パケットを送信し、ＳＴからの受信ＲＳＳＩ値をＳＴへ返送する。
これを受信したＳＴは、図１の９）において、ＡＰの受信状態を確認し、図１の１０）で、ＳＴ側で送信電力を何ｄＢ下げるか算出し、図１の１１）において、その送信電力によってパケットを再送する。
なお、以上において送信側や受信側における受信状態の確認は、例えばビットエラーレートによって適正な受信状態か否かを判定するものとする。
以上のような手順を実行することにより、電力測定用シンボルに挿入された複数段階の転送速度と増幅レベルの組み合わせに対し、それぞれの受信状態を確認でき、最適な転送速度と増幅レベルを確定して、その後の通信を行うことができる。
したがって、図５に示す従来例のように、転送速度を何段階にも切り替えたパケットの送受信を繰り返すことなく、最適な通信条件を迅速に決定でき、通信時間の短縮、通信効率の改善を図ることが可能となる。
【００１０】
次に、本実施例で用いる信号のフォーマットについて説明する。
上述のように本実施例では、IEEE802.11aの規格を変形した独自フォーマットを用いるものであるので、最初に現行のIEEE802.11aのフォーマットについて説明し、次に本実施例に係る電力測定用シンボルの挿入場所及び形式について説明する。
図２はIEEE802.11aの規格に基づくシンボル付加形式のフレームフォーマットを示す説明図である。なお、このフレームフォーマットは、IEEEによって規格化されたものであるので、ここでは簡単な説明に留めるものとする。
図２において、IEEE802.11aによるフレームフォーマットでは、最初にＰＬＣＰプリアンブル（PLCP Preamble）２１が送信される。
このシンボルは無線パケット信号の受信同期処理に必要な１６μsec分の固定波形信号であり、１０個のショートプリアンブル（Short Preamble）２４のシンボルと、２個のロングプリアンブル（Long Preamble）２５のシンボルとから構成される。
次にシグナル（SIGNAL）部２２と呼ばれるシンボル列が送信される。このシグナル部２２には、後続して送信される情報データ部２３の転送速度とデータ長が含まれている。このシグナル部２２のシンボル２６は、パケット受信の際に確実に受信を行うために、最も低い６Ｍｂｐｓで送信される。
次に、情報データ部２３が送信される。この情報データ部２３のデータ２７は、シグナル部２２で定義された転送速度により変調され、具体的には６〜５４Ｍｂｐｓの転送速度で送信される。
【００１１】
次に、このようなIEEE802.11aによるフレームフォーマットを応用して、本実施例の特徴となる電力測定用シンボルを挿入する場合の具体例について説明する。
図３はフレームフォーマット内の電力測定用シンボルの挿入位置を示す説明図である。なお、図２に示す要素と同様の部分については同一符号を付している。
図示のように、本実施例では、図２で示したシグナル部２２の後続する部分に電力測定用シンボル部３１を付加し、その後に情報データ部２３を配置した構造となっている。
なお、この電力測定用シンボルの挿入箇所については、図３の例に限らず、例えば情報データ部２３の後に挿入することも可能である。この場合には、シグナル部２２で、このパケットのどの位置に電力計測シンボルが挿入されているかを定義し、その位置を示すことにより、シグナル部２２以降のどの箇所に挿入することも可能となる。
【００１２】
図４は本実施例における送信電力測定用シンボルの具体例を示す説明図である。なお、図３に示す要素と同様の部分については同一符号を付している。
この例は、５４Ｍｂｐｓ、４８Ｍｂｐｓ、３６Ｍｂｐｓ、２４Ｍｂｐｓ、１８Ｍｂｐｓ、１２Ｍｂｐｓ、９Ｍｂｐｓ、６Ｍｂｐｓの８つの転送速度毎に、３通りの送信電力レベル（増幅振幅レベル）を組み合わせ、各転送速度及び送信電力レベルに応じたシンボル列を順番に配列したものであり、図示の配列順は、転送速度の速い組から遅い組の順に、送信電力の大きいものから小さいものの順で配列したものである。
なお、配列順は、この限りではなく、例えば転送速度が遅いものから順に配列したり、送信電力が大きいものから順に配列してもよい。
ただし、受信し易い順で配列した場合には、最初に受信するシンボルはほぼ確実に受信することが可能であり、その後、徐々に受信状態が悪くなることから、受信状態が限界に至った段階で、この測定シーケンスを終了し、転送速度や送信電力レベルの確定判断を行うような動作となるが、逆に受信し難い順で配列した場合には、最初に受信するシンボルは受信できない可能性があり、その後、徐々に受信状態が良くなって、適正な受信状態に至った段階で、この測定シーケンスを終了し、転送速度や送信電力レベルの確定判断を行うような動作となる。
また、この場合の受信動作において、電力測定用シンボルを検出する際に、送信電力が小さいシンボルがパケット内に存在している場合に、受信ＲＦ信号の同期クロックが外れる恐れがあるので、受信回路の動作（クロック）を制御するＰＬＬ回路の周波数をホールドして、クロックの同期状態を維持することが有効となる。
【００１３】
また、送信電力測定用シンボルの個数については、同一転送速度、同一送信電力レベルについて、１つのシンボルのみを送信する方法と、複数のシンボルを送信する方法とが可能であるが、１つのシンボルのみを送信する場合には、ビットエラーレートによって受信状態を計測することは不可能であるため、受信波形自体を直接検出して判定することが必要となり、回路が複雑になる。そこで、好ましくは、複数のシンボルを送信することになるが、この場合、例えば、１００個程度のシンボルを送信し、そのエラーレートを判定することにより、十分なサンプル数を得ることができ、簡易な構成で有効な判断を行うことが可能となる。
【００１４】
図４に示す送信電力測定用シンボルを用いて受信状態の検出を行う場合、まず、図４に示す区間４１において、転送速度５４Ｍｂｐｓを用いて、送信電力の最大値０ｄＢｒの測定用シンボルを送信し、次に、区間４２で、送信電力を最大値より例えば−１０ｄＢｒ下げた送信電力測定用シンボルを送信し、さらに、区間４３で、送信電力を最大値より例えば−２０ｄＢｒ下げた送信電力測定用シンボルを送信する。すなわち、本例では、転送速度５４Ｍｂｐｓについて、送信電力レベルを１０ｄＢｒずつ下げた３通りの送信電力測定用シンボルを順番に送信し、その受信状態を受信側で検出する。なお、各区間の送信電力測定用シンボルは、４μsecの長さを有し、先頭のガードタイム部と、それに続くデータ部より構成される。
この後、転送電力を切り替えて、同様の３通りの送信電力について測定作業を繰り返し行い、どの転送速度のどのパケットが受信可能であるかを判断する。
【００１５】
以上のような本実施例によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）１回の送受信で、各転送速度(例えばIEEE802.11aの場合6Mbps〜54Mbps)の送信電力を下げる値を確定することができる。
（２）１回の送受信で、各転送速度(例えば６Ｍｂｐｓ〜５４Ｍｂｐｓ)の受信状態、例えばビットエラーレートを計測することができる。
（３）ＡＰとＳＴとのシーケンスでパケットのやり取りの数を減らし、送信電力の値を確定するまでの時間を短縮することができる。
なお、本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形が可能である。
例えば、上記実施例では、IEEE802.11aに規定されたフレームフォーマットを用いて変形した例を示したが、例えばIEEE802.11bや他の無線通信で利用されるフォーマットを用いてもよい。
また、上述した実施例では、ＡＰとＳＴの間の通信を例に説明したが、本発明は他の端末間の通信にも同様に適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例による無線通信方法を適用した通信手順例を示す説明図である。
【図２】IEEE802.11aの規格に基づくシンボル付加形式のフレームフォーマットを示す説明図である。
【図３】図１に示す実施例における送信電力測定用シンボルの図２に示すフォーマットに対する挿入位置を示す説明図である。
【図４】図１に示す実施例における送信電力測定用シンボルの具体例を示す説明図である。
【図５】従来の無線通信方法を適用した通信手順例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
２１……ＰＬＣＰプリアンブル、２２……シグナル部、２３……情報データ部、２４……ショートプリアンブル、２５……ロングプリアンブル、２６……シンボル、２７……データ、３１……電力測定用シンボル。
【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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