JP5432774B2 - 無線通信方法および無線通信装置 - Google Patents
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Description
第1の実施形態では、基地局装置10は、リンク毎の遅延特性を、いくつかのパラメータの関数として規定して、概算式あるいはテーブルとして保持する。このリンク毎の遅延特性を用いることで、第3の実施形態に述べる指標を求めることができる。
図5Aは、WiMAX、LTE等の無線システムにおいて、CIRを変化させた時の、パケットサイズPと遅延時間Delayの関係を示すグラフである。横軸はパケットサイズP、縦軸は遅延時間Delayを表している。無線資源割当率Rが一定値の場合、パケットサイズPが大きく、CIR値が低い程、遅延時間が長い傾向を示す。低CIRの場合、リンクの伝送速度が下がり、パケット伝送に時間を要する為である。また、パケットサイズPが小さい場合、CIR値に関わらず、遅延時間は一定値を示す。ある程度のパケットサイズPまでは、伝送速度が低くても、一定の遅延時間で送信が可能だからである。
(Delay)=パケットサイズP[bit]÷{f1(CIR、P)[bit]÷TPDU[時間]×f2(R)}…(1)
パケットサイズP、CIRは短い時間スケールで変動する。第2の実施形態では、第1の実施形態のリンク毎の遅延特性を把握する際の、リンク毎のパラメータである、パケットサイズP、CIRが変動する場合の追加処理について説明する。
パケットサイズPは、アプリケーションにより異なり、アプリケーション毎に設定される。よって、アプリケーションが変われば、パケットサイズPが変動することになる。また、複数のアプリケーションが同時に使用されることも一般的である。このような場合にも、当然パケットサイズPは変動する。このようにパケットサイズPが変動する場合には、アプリケーション毎のパケットサイズのP分布を、遅延時間に反映させる。詳細には、以下の方式(P−1)、(P−2)、(P−3)のいずれかの方式を採用する。
CIRの変動は、移動局装置100の静止状態、基地局装置10の見通し状態では少ないが、移動局装置100の移動状態等では多い。このようにCIRが変動する場合には、CIRの分布を、遅延時間に反映させる。詳細には、以下の方式(C−1)、(C−2)、(C−3)のいずれかの方式を採用する。
方式(C−1):CIRの瞬時値を、第1の実施形態のCIRに設定する。
方式(C−2):まず、CIRの分布を観測する。
方式(C−3):CIRの変動を観測して、CIRの変動に応じて方式C−1、方式C−2を切り替え、併用する。
パケットサイズP、CIRの変動は同時に発生しうるため、方式P−#、方式C−#の組み合わせを考える。組み合わせの例を以下の(case-1)、(case-2)に示す。
第1の実施形態、第2の実施形態により、リンク毎の遅延時間Delayiを取得する。本実施形態では、多重するリンクのスループット、遅延時間を考慮する指標を用いることで、一方のリンクから過剰なパケットが送信されて順序逆転が発生する状況を避ける。指標として、スループットと遅延時間を乗じた帯域幅遅延積BDPを式2に従って求める。式2より、単位時間当たりの、オーバヘッドを含めたパケットサイズと遅延時間の積の総和を指標として求める。同式のΣ{}は、単位時間内に送信されたパケットサイズと遅延時間の積の総和である。
指標BDP=Σ{(パケットサイズPi+オーバヘッドOi) ×Delayi}…(2)
分配率1=F1÷(F1+F2)=20÷(20+50)=28.5% ・・・(3)
分配率2=F2÷(F1+F2)=50÷(20+50)=71.5% ・・・(4)
リンク多重は、順序逆転が生じる等の問題が生じる可能性がある為、その利用を制約することが好ましい。そこで、第4の実施形態では、スループット、遅延時間の目標品質と状況の差異に応じて、リンク切替をするか、リンク多重をするかを判定する。また、リンク多重を使う場合には、適切なリンクを選択した多重を行なう。具体的には、目標遅延時間をDelayTarget、目標スループットをThrTarget、目標ジッタをJitterTargetを設定し、これらを参照しながら、無線システムiのリンク特性である、遅延時間Delayi、無線システムiの期待実効スループットThri、ジッタJitteriに基づいてリンク切替をするか、リンク多重をするかの判定を行なう。尚、Thriは式(5)に従って求める。Jitteriは、Delayiの分散として求める。
Thri=f1i(CIR、P)[bit]×f2i(R)…(5)
Jitteri=f3i(Delayi)…(6)
Delayi<DelayTarget…(7)
(ii)ThrTargetのみが設定されている場合:式(8)を満たすシステムの存在を検索する。
Thri>ThrTarget…(8)
(iii)JitterTargetのみが設定されている場合:式(9)を満たすシステムの存在を検索する。
Jitteri<JitterTarget…(9)
(ΣThri)×α>ThrTarget…(10)
α:リンク多重の効率を示す補正係数
min{abs(Delayi-Delayj)}≦Delay_diffTarget…(11)
次に、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態では、第3の実施形態における式(2)の代わりに、式(2’)のように定義する指標2を用いる。
指標2= Σ{(パケットサイズPi+オーバーヘッドOi)÷Delayi }(2’)
無線リンク1の期待スループットが5Mbps、遅延時間が100msecである場合、
無線リンク1の指標2=50 ( 5 [Mbit/s] ÷ 0.1 [s] )
無線リンク2の期待スループットが10Mbps、遅延時間が50msecである場合、
無線リンク2の指標2=200 (10[Mbit/s] ÷ 0.05[s] )
指標2の値に比例するように、無線リンク1、無線リンク2の分配率を設定する(1対4)に設定する。なお、式(2’)において、Delayiの代わりに、係数を乗じたもの、n乗したもの、Delayiと共に単調増加する関数を用いるなどの派生も含む。
11 コア網側インタフェイス
12 仮想MAC処理部
13 スイッチ部
14a マクロセル無線モジュール
14b マイクロセル無線モジュール
14c ピコセル無線モジュール
15 無線環境認識部
16 センサ
100 移動局装置
101 ユーザ網側インタフェイス
102 仮想MAC処理部
103 スイッチ部
104a マクロセル無線モジュール
104b マイクロセル無線モジュール
104c ピコセル無線モジュール
105 無線環境認識部
106 センサ
Claims (6)
- 複数の異種無線システムから、少なくとも一つの無線リンクを選択して無線通信を行なう無線通信方法であって、
前記各無線システムのスループットおよび遅延時間を測定すると共に、リンクの遅延時間、CIR(Carrier to Interference Ratio)、パケットサイズおよび同時無線資源割当率間の特性を示すテーブルを用いて、前記各リンク間の遅延時間差を算出するステップと、
前記測定の結果に基づいて、単独で目標品質を満足する無線システムがあるかどうかを判断するステップと、
前記判断の結果、単独で目標品質を満足する無線リンクが無い場合は、前記各リンク間の遅延時間差と閾値とを比較するステップと、
前記比較の結果、前記遅延時間差が前記閾値以下である場合は、前記各リンクのリンク多重を行なうリンク多重モードを選択する一方、前記遅延時間差が前記閾値を超える場合は、リンク切替を行なうリンク切替モードを選択するステップと、
前記選択したリンク多重モードまたはリンク切替モードのいずれか一方のモードで信号を送信するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする無線通信方法。 - 前記判断の結果、単独で目標品質を満足する無線システムがある場合は、前記リンク切替モードを選択することを特徴とする請求項1記載の無線通信方法。
- 前記CIRおよび前記パケットサイズの変動に応じて、前記テーブルの内容を更新することを特徴とする請求項1または請求項2記載の無線通信方法。
- 前記リンク多重モードを選択した場合、多重する各リンクのスループットおよび遅延時間を考慮して、パケットを分配することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の無線通信方法。
- 前記各リンクのスループットおよび遅延時間を用いて指標を算出し、前記指標に基づいて、パケットを分配することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の無線通信方法。
- 複数の異種無線システムから、少なくとも一つの無線リンクを選択して無線通信を行なう無線通信装置であって、
前記各無線システムのスループットおよび遅延時間を測定すると共に、リンクの遅延時間、CIR(Carrier to Interference Ratio)、パケットサイズおよび同時無線資源割当率間の特性を示すテーブルを用いて、前記各リンク間の遅延時間差を算出する無線環境認識部と、
前記測定の結果に基づいて、単独で目標品質を満足する無線システムがあるかどうかを判断し、前記判断の結果、単独で目標品質を満足する無線リンクが無い場合は、前記各リンク間の遅延時間差と閾値とを比較し、前記比較の結果、前記遅延時間差が前記閾値以下である場合は、前記各リンクのリンク多重を行なうリンク多重モードを選択する一方、前記遅延時間差が前記閾値を超える場合は、リンク切替を行なうリンク切替モードを選択する送信制御部と、
前記選択されたリンク多重モードまたはリンク切替モードのいずれか一方のモードに基づいて信号を送信する複数の無線モジュールと、を備えることを特徴とする無線通信装置。
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