JP5575010B2 - Wireless communication device - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信品質の劣化要因を自動的に判定する無線通信装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that automatically determines a deterioration factor of wireless communication quality.
従来の無線通信システムでは、無線通信システムの障害を軽減するため、無線通信システム運用前に電波伝搬環境の測定および調査を行い、無線基地局や無線端末の設置場所や設置数の最適化設計を行うサイトサーベイが実施されていた。無線通信システム運用中は、無線基地局や無線端末等が、継続して監視および保持する受信電界強度や再送回数等の通信品質情報を、保守運用者が障害が発生した場合に参照し、無線通信システムの仕様や無線通信システム技術者の経験的知見に基づいて、無線通信システムの障害の要因を人為的に解析し、設置場所の変更や送信電力等の無線通信パラメータを変更する等の対策を講じていた。また、必要に応じて障害発生後にサイトサーベイを再度実施することもあった。 In conventional wireless communication systems, in order to reduce the obstacles to wireless communication systems, measurement and investigation of the radio wave propagation environment is performed before the operation of the wireless communication system, and optimization design of the installation location and number of wireless base stations and wireless terminals is performed. A site survey was conducted. During operation of the wireless communication system, the wireless base station, wireless terminal, etc. continuously refers to the communication quality information such as the received electric field strength and the number of retransmissions that are monitored and maintained when the maintenance operator fails. Based on the specifications of the communication system and the empirical knowledge of radio communication system engineers, measures such as artificially analyzing the causes of failures in the radio communication system and changing the radio communication parameters such as changing the installation location and transmission power Was taking. In addition, the site survey may be re-executed after a failure occurs as necessary.
しかしながら、無線通信システムの電波伝搬環境の測定には、スペクトラムアナライザ等の測定器、電波伝搬環境を解析する専用ソフトウェア等の設備が必要であり、通信品質情報の人為的解析による障害要因の推定には、専門的な無線通信システムの知識や膨大な解析時間を要する。また、運用前の電波伝搬環境の測定結果およびサイトサーベイによる最適化設計の結果は、運用後の結果と異なることが多く、実際には電波環境の測定およびサイトサーベイによる最適化設計と運用後の通信品質情報に基づく障害要因の解析を繰り返し実施する必要がある。また、無線通信システム運用後、レイアウト変更等により周囲環境が変わると、無線通信システムの障害が発生し得る状況となり、伝搬環境の測定およびサイトサーベイの最適化設計と障害要因の解析を繰り返し実施する必要がある。 However, measurement of the radio wave propagation environment of a wireless communication system requires a measuring instrument such as a spectrum analyzer and dedicated software for analyzing the radio wave propagation environment. Requires specialized wireless communication system knowledge and enormous analysis time. In addition, the measurement results of radio wave propagation environment before operation and the results of optimization design by site survey are often different from the results after operation. Actually, the optimization design by radio wave environment measurement and site survey and after optimization It is necessary to repeatedly perform failure factor analysis based on communication quality information. In addition, after the operation of the wireless communication system, if the surrounding environment changes due to changes in the layout, etc., the wireless communication system may fail, and the propagation environment measurement, site survey optimization design and failure factor analysis are repeated. There is a need.
これらの課題に対して、下記非特許文献１では、無線障害要因の種別に応じて特徴的に現れる統計値の変動パターンを利用し、統計分析により無線通信障害の検出および要因推定を行う技術が開示されている。 In response to these problems, Non-Patent Document 1 below discloses a technique for detecting a wireless communication failure and estimating a factor by statistical analysis using a statistical value variation pattern that appears characteristically depending on the type of the wireless failure factor. It is disclosed.
しかしながら、上記従来の技術によれば、フェージングによる電波伝搬環境の変動が無線通信品質を劣化させることを考慮していない。フェージングは、無線基地局または無線端末が移動中に限らず、静止状態にあっても周囲の環境条件の変化等により発生する可能性がある。そのため、フェージングにより生じた無線通信品質の劣化を無線障害として誤検出してしまう可能性がある、という問題があった。 However, according to the above-described conventional technology, it is not considered that a change in radio wave propagation environment due to fading deteriorates wireless communication quality. Fading is not limited to when a radio base station or a radio terminal is moving, but may occur due to changes in ambient environmental conditions even when the radio base station or radio terminal is stationary. For this reason, there has been a problem that the deterioration of the wireless communication quality caused by fading may be erroneously detected as a wireless failure.
無線通信システムの運用の信頼性を向上するためには、障害発生時の要因推定を正しく行い、速やかに対策を講じる必要があるが、障害発生と誤検出すると、障害要因の解析に時間を必要とする。また、パソコン等の情報通信機器ではなく、産業用機器等の人が介在しない機器間に無線通信システムを適用する場合、障害発生と誤検出する可能性を低減し、無線障害要因を正しく推定し、速やかに対策を講じることがより求められる。 In order to improve the reliability of the operation of the wireless communication system, it is necessary to correctly estimate the factors at the time of failure occurrence and take quick measures, but if a failure is detected erroneously, it takes time to analyze the cause of the failure. And In addition, when a wireless communication system is applied between devices that do not involve humans, such as industrial devices, rather than information communication devices such as personal computers, the possibility of false detection of failure occurrence is reduced and the cause of wireless failure is correctly estimated. It is more demanded to take measures promptly.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フェージングにより生じる通信品質の劣化を無線障害として誤検出する確率を低減することが可能な無線通信装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a wireless communication apparatus capable of reducing the probability of erroneously detecting deterioration in communication quality caused by fading as a wireless failure.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、他の無線通信装置との無線通信中に発生した無線通信障害の障害要因を推定する障害要因推定手段と、前記他の無線通信装置との間で送受信されているパケットに関するパケット送受信情報を、前記障害要因推定手段へ定期的に通知する受信制御手段と、を備え、前記障害要因推定手段は、予め設定された最大ドップラー周波数、平均受信電力からの劣化量を示す規定レベル、障害要因推定周期、および前記パケット送受信情報に基づいて、障害要因を誤検出する誤検出確率を算出する誤検出確率算出手段と、予め設定された目標誤検出確率、および前記誤検出確率に基づいて、障害要因を推定するまでにかける回数である障害要因推定保護段数を算出する障害要因推定保護段数算出手段と、予め設定された障害要因を判定する障害要因推定閾値、障害要因推定周期、前記パケット送受信情報、および前記障害要因推定保護段数に基づいて、障害要因を推定する通信品質測定管理手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a failure factor estimating means for estimating a failure factor of a wireless communication failure that occurs during wireless communication with another wireless communication device, and the other wireless communication device. Receiving control means for periodically notifying the failure factor estimating means of packet transmission / reception information relating to packets transmitted to and received from the communication device, wherein the failure factor estimating means has a preset maximum Doppler frequency. A false detection probability calculating means for calculating a false detection probability for erroneously detecting a failure factor based on a prescribed level indicating a deterioration amount from the average received power, a failure factor estimation period, and the packet transmission / reception information; Based on the target false detection probability and the false detection probability, the failure factor estimated protection stage number calculation is performed to calculate the failure factor estimated protection stage number that is the number of times until the failure factor is estimated. Communication quality measurement management means for estimating a failure factor based on a failure factor estimation threshold value for determining a failure factor set in advance, a failure factor estimation period, the packet transmission / reception information, and the failure factor estimation protection stage number; It is characterized by providing.
本発明によれば、フェージングにより生じる通信品質の劣化を無線障害として誤検出する確率を低減することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to reduce the probability of erroneously detecting deterioration in communication quality caused by fading as a radio failure.
以下に、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a wireless communication apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態１．
図１は、本実施の形態の無線通信装置の構成例を示す図である。無線通信装置は、アンテナ１０と、無線送受信部２０と、ベースバンド部３０と、アクセス制御部４０と、障害要因推定部５０と、を備える。無線通信装置は、例えば、無線基地局や無線端末等があり、無線通信を行う装置であればよい。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication apparatus according to the present embodiment. The wireless communication apparatus includes an
アンテナ１０は、ＲＦ（Radio Frequency）信号を送受信し、無線送受信部２０との間で信号を送受信する。
The
無線送受信部２０は、アンテナ１０から入力したＲＦ受信信号をＩＦ（Intermediate Frequency）信号にダウンコンバートし、デジタル変換したベースバンド受信信号をベースバンド部３０に出力する。また、ベースバンド部３０から入力したベースバンド送信信号をアナログ変換し、ＩＦ信号からＲＦ信号にアップコンバートし、ＲＦ送信信号としてアンテナ１０へ出力する。
The radio transmission /
ベースバンド部３０は、送信信号処理部３１と、受信信号処理部３２と、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）測定部３３と、を備える。
The
ベースバンド部３０はデジタル無線信号処理を行う。無線送受信部２０より入力したベースバンド受信信号を、受信信号処理部３２が、デジタル信号処理し、復調処理および誤り訂正復号処理を行い、アクセス制御部４０へ無線受信パケットを出力する。
The
また、ベースバンド部３０では、アクセス制御部４０から入力した無線送信パケットを、送信信号処理部３１が、誤り訂正処理を施し、変調処理を行い、ベースバンド送信信号として無線送受信部２０へ出力する。
Further, in the
ＲＳＳＩ測定部３３は、有効無線帯域内における電力積算値等を求めることにより受信電界強度（ＲＳＳＩ）を算出し、後述するアクセス制御部４０の受信制御部４３へ出力する。
The
アクセス制御部４０は、送信制御部４１と、送信再送回数検出部４２と、受信制御部４３と、を備える。
The
アクセス制御部４０では、図示しないネットワークまたはアプリケーションからの制御パケットまたはデータパケット、送信パケット、および受信パケットを、ベースバンド部３０へ送受信するため、送信制御部４１が、無線送信パケットを送信パケットから生成し、受信制御部４３が、無線受信パケットから受信パケットを解析する。
In the
また、送信制御部４１は、受信制御部４３で送達確認パケットを解析できたか否かに応じて、無線回線で誤りが発生したか否かを判断し、パケット再送処理を行う再送制御を行う。さらに、送信制御部４１は、無線送信パケットおよび無線再送パケットを実施したことを送信再送回数検出部４２に出力する。送信再送回数検出部４２は、無線送信パケット回数および無線再送パケット回数をそれぞれカウントし、受信制御部４３に出力する。
Further, the transmission control unit 41 determines whether or not an error has occurred in the wireless channel according to whether or not the delivery control packet has been analyzed by the
受信制御部４３は、ＲＳＳＩ測定結果、無線送信パケット回数、および無線再送パケット回数等のパケットに関するパケット送受信情報を障害要因推定部５０に一定周期で出力する。アクセス制御部４０は、この他、無線通信品質に応じた適応変調制御、および送信電力制御、無線端末からの接続要求、および無線通信品質およびトラヒック状況に応じて、割り当て帯域を制御するＱｏＳ（Quality of Service）制御等の処理を行うが、詳細な説明は省略する。
The
障害要因推定部５０は、誤検出確率算出部５１と、障害要因推定保護段数算出部５２と、通信品質測定管理部５３と、を備える。
The failure
障害要因推定部５０では、誤検出確率算出部５１が、図示しない外部端末等から入力した予め設定された値である無線通信装置（無線基地局または無線端末）の設置環境または使用環境に応じた最大ドップラー周波数ｆD、ならびに平均受信電力ｂ0を下回る規定レベルＲS、受信制御部４３から入力したパケット送受信に関する情報、具体的には、無線送信パケット回数、無線受信パケット回数、無線再送パケット回数、送信パケットサイズ、復調方式、および符号化率、さらに、送信パケットサイズ、復調方式および符号化率から算出した無線送信時間または無線送信パケット間隔に従い、障害要因を遮蔽と誤検出する確率および障害要因を干渉と誤検出する確率を算出し、障害要因推定保護段数算出部５２に出力する。
In the failure
外部端末とは、無線通信装置の設置時や運用を開始する際に、上記の最大ドップラー周波数ｆDなどの値を予め設定された値（初期値）として設定する機器である。例えば、一般的な電子計算機（パーソナルコンピュータ）等があるが、これに限定するものではない。また、外部端末は、後述するように、障害要因推定部５０で推定された障害要因の情報を取得し、表示する。
The external terminal, when starting the installation or when the operation of the wireless communication device is a device for setting as the maximum Doppler frequency f preset value the value of such D (initial value). For example, there is a general electronic computer (personal computer), but the invention is not limited to this. Further, as will be described later, the external terminal acquires and displays information on the failure factor estimated by the failure
ここで、無線送信パケット回数および無線送信時間について、受信制御部４３から入力される一周期あたりの無線送信パケット回数および無線送信時間が予め分かっている場合、誤検出確率算出部５１へ、受信制御部４３からではなく、図示しない外部端末等から入力してもよい。
Here, if the number of radio transmission packets and the radio transmission time input from the
また、一周期あたりの無線受信パケット回数および無線受信時間が予め分かっており、それぞれ無線送信パケット回数および無線送信時間とほぼ一致する場合、誤検出確率算出部５１では、無線送信パケット回数および無線送信時間の代わりに、無線受信パケット回数および無線受信時間を使用してもよい。
In addition, when the number of wireless reception packets and the wireless reception time per cycle are known in advance and substantially coincide with the number of wireless transmission packets and the wireless transmission time, respectively, the false detection
また、最大ドップラー周波数ｆDは、無線基地局または無線端末の移動速度ｖ［ｍ／ｓ］および送信周波数ｆ［Ｈｚ］を用いて、下記の式（１）に従い動的に変更してもよい。 Further, the maximum Doppler frequency f D may be dynamically changed according to the following equation (1) using the moving speed v [m / s] and the transmission frequency f [Hz] of the radio base station or the radio terminal. .
障害要因推定保護段数算出部５２は、図示しない外部端末等から入力した目標誤検出確率、誤検出確率算出部５１から入力した障害要因を遮蔽と誤検出する確率および障害要因を干渉と誤検出する確率に従い、障害要因を推定するのにかける周期回数である障害要因推定保護段数を算出し、通信品質測定管理部５３へ出力する。
The failure factor estimated protection stage number calculation unit 52 erroneously detects a target error detection probability input from an external terminal (not shown), a probability of erroneously detecting the failure factor input from the error detection
通信品質測定管理部５３は、図示しない外部端末等から入力した障害要因を遮蔽と推定する閾値および障害要因を干渉と推定する閾値、障害要因推定保護段数算出部５２から入力した障害要因推定保護段数、および受信制御部４３から入力したＲＳＳＩ測定結果、無線再送パケット回数に従い、障害の有無を判定し、そして、障害要因を遮蔽または干渉と推定する。また、推定した結果を図示しない外部端末等へ出力する。
The communication quality
図２は、障害要因推定部５０における無線通信障害要因推定処理を示すフローチャートである。まず、通信品質測定管理部５３では、ＲＳＳＩ測定結果の減衰量と障害要因を遮蔽と推定する閾値とを比較し、ＲＳＳＩ測定結果の減衰量が閾値を上回るか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ＲＳＳＩ測定結果の減衰量が閾値を上回る場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、通信品質測定管理部５３は、障害要因を遮蔽として判定した回数を１回インクリメントする（ステップＳ１０２）。
FIG. 2 is a flowchart showing a wireless communication failure factor estimation process in the failure
つぎに、通信品質測定管理部５３は、障害要因を判定した回数が障害要因推定保護段数に達したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。障害要因推定保護段数に達した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、通信品質測定管理部５３は、障害要因を遮蔽と推定し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。一方、障害要因推定保護段数に達していない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。
Next, the communication quality
ステップＳ１０１に戻って、ＲＳＳＩ測定結果の減衰量が閾値を上回っていない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、通信品質測定管理部５３は、障害要因を遮蔽として判定した遮蔽判定回数を０回にリセットする（ステップＳ１０５）。
Returning to step S101, when the attenuation amount of the RSSI measurement result does not exceed the threshold (step S101: No), the communication quality
つぎに、通信品質測定管理部５３は、無線再送パケット回数と障害要因を干渉と推定する閾値とを比較し、無線再送パケット回数が閾値を上回るか否かを判定する（ステップＳ１０６）。無線再送パケット回数が閾値を上回る場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、通信品質測定管理部５３は、障害要因を干渉として判定した回数を１回インクリメントする（ステップＳ１０７）。
Next, the communication quality
つぎに、通信品質測定管理部５３は、障害要因を判定した回数が障害要因推定保護段数に達したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。障害要因を判定した回数が障害要因推定保護段数に達した場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、通信品質測定管理部５３は、障害要因を干渉と推定し（ステップＳ１０９）、処理を終了する。一方、障害要因を判定した回数が障害要因推定保護段数に達していない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。
Next, the communication quality
なお、ステップＳ１０６において、無線再送パケット回数が閾値を上回っていない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、通信品質測定管理部５３は、障害要因を干渉として判定した干渉判定回数を０回にリセットし（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０１に戻る。
If the number of wireless retransmission packets does not exceed the threshold value in step S106 (step S106: No), the communication quality
また、ステップＳ１０４およびＳ１０９で処理を終了した場合、通信品質測定管理部５３は、推定した障害要因を外部端末等に通知する。
In addition, when the processing is finished in steps S104 and S109, the communication quality
上記ステップＳ１０１において、参照するＲＳＳＩ測定結果は、受信制御部４３から１周期に出力される無線受信パケットに対するＲＳＳＩ測定結果の全てであってもよいし、一部であってもよい。また、複数のＲＳＳＩ測定結果の平均値や分散値であってもよい。また、ＲＳＳＩ測定結果は、受信制御部４３から障害要因推定部５０に全てが出力されてもよいし、一部が出力されてもよい。
In step S <b> 101, the RSSI measurement result to be referred to may be all or a part of the RSSI measurement result for the radio reception packet output from the
また、図２では、ステップＳ１０４、Ｓ１０９で障害要因を推定すると処理を終了しているが、これに限定するものではなく、無線通信装置が動作中に障害要因の推定を継続するために、ステップＳ１０１〜Ｓ１１０の処理を繰り返し実行してもよい。その場合、遮蔽判定回数、干渉判定回数および障害要因推定保護段数は全て０回にリセットする。 In FIG. 2, the process ends when the failure factor is estimated in steps S <b> 104 and S <b> 109. However, the present invention is not limited to this, and in order to continue the estimation of the failure factor while the wireless communication apparatus is operating, You may perform repeatedly the process of S101-S110. In this case, the shielding determination count, interference determination count, and failure factor estimation protection stage count are all reset to zero.
ここで、フェージングにより生じる通信品質の劣化について説明する。図３は、フェージングにより生じる通信品質の劣化を示す図である。図３で示すように、無線通信装置では、静止状態または移動状態に関わらず、周囲の物や人が移動する等の環境条件の変化によりフェージングが発生し、受信波の包絡線が変動する。すなわち、包絡線の変動による受信電力の落ち込み時にパケットを受信するとパケット誤り率特性が劣化する。 Here, degradation of communication quality caused by fading will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating communication quality degradation caused by fading. As shown in FIG. 3, in the wireless communication apparatus, fading occurs due to changes in environmental conditions such as the movement of surrounding objects and people regardless of the stationary state or the moving state, and the envelope of the received wave fluctuates. That is, if a packet is received when the received power is reduced due to an envelope variation, the packet error rate characteristic is degraded.
平均受信電力ｂ0のフェージング環境下において規定レベルＲSを単位時間あたりに交差する回数をレベル交差回数ＮRs、規定レベルＲSを連続して落ち込んでいる時間幅をフェードデュレーションτ´とし、ＮRsおよびτ´は、最大ドップラー周波数ｆDとした場合、それぞれ、下記の式（２）、式（３）で得られることが、奥村他による「移動通信の基礎」（電子情報通信学会、１９８６年）で開示されている。 In a fading environment with an average received power b 0 , the number of times that the specified level R S is crossed per unit time is defined as the level crossing number N Rs , and the time width during which the specified level R S continuously falls is defined as the fade duration τ ′. When Rs and τ ′ are the maximum Doppler frequency f D , it can be obtained by the following equations (2) and (3), respectively, as described in “Basics of Mobile Communication” by Okumura et al. (The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1986) Year).
例えば、最大ドップラー周波数ｆDを８．８９Hz、規定レベルＲSを１０ｄＢとすると、ＮRsは６．２回／ｓｅｃ、τ´は１６．９ｍｓｅｃとなる。 For example, when the maximum Doppler frequency f D is 8.89 Hz and the specified level R S is 10 dB, N Rs is 6.2 times / sec and τ ′ is 16.9 msec.
つぎに、誤検出確率算出部５１において、フェージングにより生じる通信品質の劣化を無線障害として誤検出する確率を算出する方法の一例について説明する。
Next, an example of a method of calculating the probability of erroneously detecting communication quality deterioration caused by fading as a radio failure in the erroneous detection
まず、式（２）および式（３）に基づいて、最大ドップラー周波数ｆDおよび規定レベルＲSより、交差レベル回数ＮRsおよびフェードデュレーションτ´を算出する。 First, based on the equations (2) and (3), the number of crossing levels N Rs and the fade duration τ ′ are calculated from the maximum Doppler frequency f D and the specified level R S.
そして、単位時間当たり、すなわち障害要因を推定する一周期あたりの無線送信パケット数を受信制御部４３から受信し、単位時間を無線送信パケット数にて除することにより無線送信パケット間隔を算出する。なお、無線送信パケット数および無線送信パケット間隔が予め分かっている場合には、受信制御部４３からではなく、外部端末等から誤検出確率算出部５１へ直接入力してもよい。
Then, the number of wireless transmission packets per unit time, that is, the number of wireless transmission packets per period for estimating the failure factor is received from the
障害要因を遮蔽と誤検出する確率および障害要因を干渉と誤検出する確率を式（４）に示す。式（３）より算出した誤検出確率を障害要因推定保護段数算出部５２に出力する。なお、式（３）の無線送信パケット間隔の代わりに無線送信時間を用いてもよい。無線送信時間は、受信制御部４３から受信する送信パケットサイズ、復調方式および符号化率に基づき算出することができる。
Equation (4) shows the probability of erroneously detecting the failure factor as shielding and the probability of erroneously detecting the failure factor as interference. The false detection probability calculated from the equation (3) is output to the failure factor estimated protection stage number calculation unit 52. Note that a wireless transmission time may be used instead of the wireless transmission packet interval of Expression (3). The wireless transmission time can be calculated based on the transmission packet size received from the
障害要因推定保護段数算出部５２は、誤検出確率算出部５１から入力した誤検出確率が外部端末等から入力した目標誤検出確率を下回るように、式（５）より障害要因推定保護段数（整数）を算出する。
The failure factor estimated protection stage number calculating unit 52 calculates the failure factor estimated protection stage number (integer) from Equation (5) so that the error detection probability input from the error detection
例えば、誤検出確率が４Ｅ−２、目標誤検出確率が１Ｅ−３の場合、障害要因推定保護段数は３となる。 For example, when the error detection probability is 4E-2 and the target error detection probability is 1E-3, the failure factor estimated protection stage number is 3.
通信品質測定管理部５３は、受信制御部４３から受信した無線再送パケット回数およびＲＳＳＩ測定結果の減衰量と、外部端末等から入力した障害要因推定閾値を、障害要因推定周期毎に比較し、障害要因推定保護段数算出部５２から出力された障害要因推定保護段数の周期回数だけ連続して障害要因と検出された要因を障害要因として、外部端末等に出力する。
The communication quality
以上説明したように、本実施の形態では、障害要因推定部５０において、誤検出確率算出部５１が、障害要因を誤検出する確率を算出し、障害要因推定保護段数算出部５２が、目標誤検出確率および前記障害要因を誤検出する確率から障害要因を推定する障害要因推定保護段数を算出し、通信品質測定管理部５３が、ＲＳＳＩ測定結果の減衰量や無線再送パケット回数と障害要因を推定する閾値とを比較し、前記障害要因推定保護段数だけ連続して閾値を上回ったときに、障害要因として推定することとした。これにより、無線障害要因を推定する際に、フェージングにより生じる通信品質の劣化を無線障害として誤検出する確率を低減することができる。
As described above, in the present embodiment, in the failure
実施の形態２．
図４は、本実施の形態の無線通信装置の構成例を示す図である。障害要因推定部５０に換えて障害要因推定部５０ａを備える点が実施の形態１（図１参照）と異なる。なお、図１と同一または同等のものについては同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the wireless communication apparatus according to the present embodiment. The difference from Embodiment 1 (see FIG. 1) is that a failure factor estimation unit 50a is provided instead of the failure
障害要因推定部５０ａは、誤検出確率算出部５１と、障害要因推定保護段数算出部５２と、通信品質測定管理部５３と、最大ドップラー周波数補正部５４と、を備える。
The failure factor estimation unit 50a includes a false detection
最大ドップラー周波数補正部５４は、通信品質測定管理部５３より受信した障害要因の推定回数を図示しない外部端末等から入力した障害要因推定周期よりも十分に長い最大ドップラー周波数補正周期毎にカウントし、カウントした結果より得られた障害要因検出確率と図示しない外部端末等から入力した目標誤検出確率とを比較し、その差分が予め定めた閾値を越える場合に、誤検出確率算出部５１に対して最大ドップラー周波数補正値を出力する。最大ドップラー周波数補正値は、予め定めた固定値でもよいし、目標誤検出率と障害要因検出確率の比に応じた値でもよい。
The maximum Doppler frequency correction unit 54 counts the estimated number of failure factors received from the communication quality
誤検出確率算出部５１は、図示しない外部端末等から入力した最大ドップラー周波数に対して、最大ドップラー周波数補正部５４から受信した最大ドップラー周波数補正値を加算し、補正後の最大ドップラー周波数を、次回の最大ドップラー周波数補正周期まで、新たな最大ドップラー周波数ｆDとして交差レベル回数ＮRsおよびフェードデュレーションτ´を算出する際に使用する。
The false detection
図５は、障害要因推定部５０ａにおける無線通信障害要因推定処理を示すフローチャートである。図２と同一または同等のものについては同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 5 is a flowchart showing a wireless communication failure factor estimation process in the failure factor estimation unit 50a. Components that are the same as or equivalent to those in FIG.
ステップＳ１０４またはＳ１０９において障害要因が推定された後、最大ドップラー周波数補正部５４は、通信品質測定管理部５３で推定された障害要因の推定回数をカウントする（ステップＳ２０１）。そして、通信品質測定管理部５３は、カウントしていた障害要因推定保護段数、障害判定回数、干渉判定回数をリセットする（ステップＳ２０２）。
After the failure factor is estimated in step S104 or S109, the maximum Doppler frequency correction unit 54 counts the estimated number of failure factors estimated by the communication quality measurement management unit 53 (step S201). Then, the communication quality
つぎに、最大ドップラー周波数補正部５４は、最大ドップラー周波数補正周期に達したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。最大ドップラー周波数補正周期に達していない場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。最大ドップラー周波数補正周期に達した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、最大ドップラー周波数補正部５４は、さらに、目標誤検出確率と障害要因検出確率とを比較し、その差分が予め定めた閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。 Next, the maximum Doppler frequency correction unit 54 determines whether or not the maximum Doppler frequency correction period has been reached (step S203). When the maximum Doppler frequency correction period has not been reached (step S203: No), the process returns to step S101. When the maximum Doppler frequency correction period has been reached (step S203: Yes), the maximum Doppler frequency correction unit 54 further compares the target error detection probability with the failure factor detection probability, and whether the difference exceeds a predetermined threshold value. It is determined whether or not (step S204).
差分が閾値を超えた場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、最大ドップラー周波数補正部５４は、最大ドップラー周波数補正値を算出し、誤検出確率算出部５１に通知する。そして、誤検出確率算出部５１は、外部端末等から入力した最大ドップラー周波数に対し、最大ドップラー周波数補正部５４から受信した最大ドップラー周波数補正値を加算する（ステップＳ２０５）。
When the difference exceeds the threshold (step S204: Yes), the maximum Doppler frequency correction unit 54 calculates the maximum Doppler frequency correction value and notifies the false detection
最大ドップラー周波数補正部５４は、ステップＳ２０４において差分が閾値を超えた場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、最大ドップラー周波数補正値を誤検出確率算出部５１に通知後、最大ドップラー周波数補正周期をリセットする（ステップＳ２０６）。一方、差分が閾値を超えていない場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、すぐに最大ドップラー周波数補正周期をリセットする（ステップＳ２０６）。
When the difference exceeds the threshold in step S204 (step S204: Yes), the maximum Doppler frequency correction unit 54 notifies the false detection
つぎに、障害要因推定部５０では、通信品質測定管理部５３が、障害要因推定を終了するか否かの判定を行う（ステップＳ２０７）。終了する場合は処理を終了し（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、終了しない場合はステップＳ１０１に戻る（ステップＳ２０７：Ｎｏ）。
Next, in the failure
以上説明したように、本実施の形態では、最大ドップラー周波数補正部５４において、障害要因の推定回数を最大ドップラー周波数補正周期毎にカウントした結果より得られた障害要因検出確率と目標誤検出確率とを比較し、その差分が閾値を越える場合に最大ドップラー周波数を補正することとした。これにより、周期的に最大ドップラー周波数を補正することが可能となり、周囲環境が初期推定時から変化した場合、または算出した誤検出確率と実際の障害要因検出確率に差が生じた場合に、さらに、フェージングにより生じる通信品質の劣化を無線障害として誤検出する確率をより低減することができる。 As described above, in the present embodiment, the maximum Doppler frequency correction unit 54 calculates the failure factor detection probability and the target false detection probability obtained from the result of counting the estimated number of failure factors for each maximum Doppler frequency correction period. And the maximum Doppler frequency is corrected when the difference exceeds the threshold. This makes it possible to periodically correct the maximum Doppler frequency, and when the surrounding environment changes from the time of initial estimation, or when there is a difference between the calculated false detection probability and the actual failure factor detection probability, Therefore, it is possible to further reduce the probability of erroneously detecting communication quality degradation caused by fading as a radio failure.
実施の形態３．
図６は、本実施の形態の無線通信装置の構成例を示す図である。障害要因推定部５０に換えて障害要因推定部５０ｂを備える点が実施の形態１（図１参照）と異なる。なお、図１と同一または同等のものについては同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the wireless communication apparatus according to the present embodiment. The difference from Embodiment 1 (see FIG. 1) is that a failure
障害要因推定部５０ｂは、誤検出確率算出部５１と、障害要因推定保護段数算出部５２と、通信品質測定管理部５３と、障害要因推定保護段数補正部５５と、を備える。
The failure
障害要因推定保護段数補正部５５は、通信品質測定管理部５３より受信する障害要因の推定回数を図示しない外部端末等から入力した障害要因推定周期よりも十分に長い障害要因推定保護段数補正周期毎にカウントし、カウントした結果より得られた障害要因検出確率と図示しない外部端末等から入力した目標誤検出確率とを比較し、その差分が予め定めた閾値を越える場合に、障害要因推定保護段数算出部５２に対して障害要因推定保護段数補正値を出力する。障害要因推定保護段数補正値は、予め定めた固定値でもよいし、目標誤検出率と障害要因検出確率の比に応じた値でもよい。
The failure factor estimation protection stage
障害要因推定保護段数算出部５２は、図示しない外部端末等から入力した目標誤検出確率、および誤検出確率算出部５１より通知された誤検出確率に従い、算出する障害要因推定保護段数に対して、障害要因推定保護段数補正部５５から通知された障害要因推定保護段数補正値を加算し、加算後の障害要因推定保護段数を、次回の障害要因推定保護段数補正周期まで、新たな障害要因推定保護段数として通信品質測定管理部５３に対して通知する。
The failure factor estimated protection stage number calculating unit 52 calculates the failure factor estimated protection stage number to be calculated according to the target false detection probability input from an external terminal (not shown) and the false detection probability notified from the false detection
図７は、障害要因推定部５０ｂにおける無線通信障害要因推定処理を示すフローチャートである。図５と同一または同等のものについては同一符号を付して説明を省略する。
FIG. 7 is a flowchart showing a wireless communication failure factor estimation process in the failure
ステップＳ１０４またはＳ１０９において障害要因が推定された後、障害要因推定保護段数補正部５５は、通信品質測定管理部５３で推定された障害要因の推定回数をカウントする（ステップＳ３０１）。そして、通信品質測定管理部５３は、カウントしていた障害要因推定保護段数、障害判定回数、干渉判定回数をリセットする（ステップＳ２０２）。
After the failure factor is estimated in step S104 or S109, the failure factor estimated protection stage
つぎに、障害要因推定保護段数補正部５５は、障害要因推定保護段数補正周期に達したか否かを判定する（ステップＳ３０３）。障害要因推定保護段数補正周期に達していない場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。障害要因推定保護段数補正周期に達した場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、障害要因推定保護段数補正部５５は、さらに、目標誤検出確率と障害要因検出確率とを比較し、その差分が予め定めた閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
Next, the failure factor estimated protection step
差分が閾値を超えた場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、障害要因推定保護段数補正部５５は、障害要因推定保護段数補正値を算出し、障害要因推定保護段数算出部５２に通知する。そして、障害要因推定保護段数算出部５２は、外部端末等から入力した目標誤検出確率、および誤検出確率算出部５１から通知された誤検出確率に基づき算出した障害要因推定保護段数に対し、障害要因推定保護段数補正部５５から受信した障害要因推定保護段数補正値を加算する（ステップＳ３０５）。
When the difference exceeds the threshold (step S304: Yes), the failure factor estimated protection step
障害要因推定保護段数補正部５５は、ステップＳ３０４において差分が閾値を超えた場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、障害要因推定保護段数算出部５２に通知後、障害要因推定保護段数補正周期をリセットする（ステップＳ３０６）。一方、差分が閾値を超えていない場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、すぐに障害要因推定保護段数補正周期をリセットする（ステップＳ３０６）。
If the difference exceeds the threshold value in step S304 (step S304: Yes), the failure factor estimated protection stage
つぎに、障害要因推定部５０ｂでは、通信品質測定管理部５３が、障害要因推定を終了するか否かの判定を行う（ステップＳ２０７）。終了する場合は処理を終了し（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、終了しない場合はステップＳ１０１に戻る（ステップＳ２０７：Ｎｏ）。
Next, in the failure
以上説明したように、本実施の形態では、障害要因推定保護段数補正部５５において、障害要因の推定回数を障害要因推定保護段数補正周期毎にカウントした結果より得られた障害要因検出確率と目標誤検出確率とを比較し、その差分が閾値を越える場合に障害要因推定保護段数を補正することとした。これにより、周期的に障害要因推定保護段数を補正することが可能となり、周囲環境が初期推定時から変化した場合、または算出した誤検出確率と実際の障害要因検出確率に差が生じた場合に、さらに、フェージングにより生じる通信品質の劣化を無線障害として誤検出する確率をより低減することができる。
As described above, in the present embodiment, the failure factor estimation protection stage
１０ アンテナ
２０ 無線送受信部
３０ ベースバンド部
３１ 送信信号処理部
３２ 受信信号処理部
３３ ＲＳＳＩ測定部
４０ アクセス制御部
４１ 送信制御部
４２ 送信再送回数検出部
４３ 受信制御部
５０、５０ａ、５０ｂ 障害要因推定部
５１ 誤検出確率算出部
５２ 障害要因推定保護段数算出部
５３ 通信品質測定管理部
５４ 最大ドップラー周波数補正部
５５ 障害要因推定保護段数補正部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記他の無線通信装置との間で送受信されているパケットに関するパケット送受信情報を、前記障害要因推定手段へ定期的に通知する受信制御手段と、
を備え、
前記障害要因推定手段は、
予め設定された最大ドップラー周波数、平均受信電力からの劣化量を示す規定レベル、障害要因推定周期、および前記パケット送受信情報に基づいて、障害要因を誤検出する誤検出確率を算出する誤検出確率算出手段と、
予め設定された目標誤検出確率、および前記誤検出確率に基づいて、障害要因を推定するまでにかける回数である障害要因推定保護段数を算出する障害要因推定保護段数算出手段と、
予め設定された障害要因を判定するための障害要因推定閾値、障害要因推定周期、前記パケット送受信情報、および前記障害要因推定保護段数に基づいて、障害要因を推定する通信品質測定管理手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。 A failure factor estimating means for estimating a failure factor of a wireless communication failure that occurs during wireless communication with another wireless communication device;
A reception control means for periodically notifying the failure factor estimating means of packet transmission / reception information related to a packet being transmitted / received to / from the other wireless communication device;
With
The obstacle factor estimating means includes:
Based on a preset maximum Doppler frequency, a prescribed level indicating the amount of deterioration from average received power, a failure factor estimation period, and a packet transmission / reception information, a false detection probability calculation for calculating a false detection probability for erroneously detecting the failure factor Means,
A failure factor estimated protection stage number calculating means for calculating a failure factor estimated protection stage number that is the number of times it takes to estimate a failure factor based on a preset target false detection probability and the false detection probability;
A communication quality measurement management means for estimating a failure factor based on a failure factor estimation threshold for determining a failure factor set in advance, a failure factor estimation period, the packet transmission / reception information, and the failure factor estimation protection stage number;
A wireless communication apparatus comprising:
前記誤検出確率算出手段は、当該パケット送受信情報のうち、無線送信パケット回数、無線受信パケット回数、送信パケットサイズ、復調方式、および符号化率を入力し、
前記通信品質測定管理手段は、当該パケット送受信情報のうち、受信電界強度および無線再送パケット回数を入力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。 Packet transmission / reception information periodically notified by the reception control means is received electric field strength, radio transmission packet count, radio retransmission packet count, radio reception packet count, transmission packet size, demodulation method, and coding rate,
The false detection probability calculating means inputs the number of wireless transmission packets, the number of wireless reception packets, the transmission packet size, the demodulation method, and the coding rate in the packet transmission / reception information,
The communication quality measurement management means inputs the received electric field strength and the number of radio retransmission packets among the packet transmission / reception information.
The wireless communication apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。 The communication quality measurement management means shields the failure factor when the attenuation amount of the received electric field intensity exceeds the failure factor estimation threshold value among the failure factor estimation threshold values continuously for the number of failure factor estimation protection stages. To estimate,
The wireless communication apparatus according to claim 2.
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。 The communication quality measurement management means estimates the failure factor as interference when the number of times of wireless retransmission packets exceeds the failure factor estimation threshold among the failure factor estimation thresholds continuously for the number of failure factor estimation protection stages. To
The wireless communication apparatus according to claim 2.
前記障害要因推定周期よりも長い最大ドップラー周波数補正周期ごとに、当該最大ドップラー周波数補正周期および前記通信品質測定管理手段から通知された障害要因の推定回数より得られる障害要因検出確率と、前記目標誤検出確率とを比較し、比較した差分が予め設定された閾値を超える場合に最大ドップラー周波数補正値を算出し、前記誤検出確率算出手段へ通知する最大ドップラー周波数補正手段、
を備え、
前記誤検出確率算出手段は、前記最大ドップラー周波数に当該最大ドップラー周波数補正値を加算し、加算後の最大ドップラー周波数を次の最大ドップラー周波数補正周期の期間使用する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線通信装置。 The failure factor estimating means further includes:
For each maximum Doppler frequency correction cycle longer than the failure factor estimation cycle, the failure factor detection probability obtained from the maximum Doppler frequency correction cycle and the estimated number of failure factors notified from the communication quality measurement management means, and the target error A maximum Doppler frequency correction unit that compares the detection probability, calculates a maximum Doppler frequency correction value when the compared difference exceeds a preset threshold, and notifies the false detection probability calculation unit;
With
The erroneous detection probability calculation means adds the maximum Doppler frequency correction value to the maximum Doppler frequency, and uses the maximum Doppler frequency after the addition for the next maximum Doppler frequency correction period.
The wireless communication device according to claim 1, wherein the wireless communication device is a wireless communication device.
前記障害要因推定周期よりも長い障害要因推定保護段数補正周期ごとに、当該障害要因推定保護段数補正周期および前記通信品質測定管理手段から通知された障害要因の推定回数より得られる障害要因検出確率と、前記目標誤検出確率とを比較し、比較した差分が予め設定された閾値を超える場合に障害要因推定保護段数補正値を算出し、前記障害要因推定保護段数算出手段へ通知する障害要因推定保護段数補正手段、
を備え、
前記障害要因推定保護段数算出手段は、前記障害要因推定保護段数に当該障害要因推定保護段数補正値を加算し、加算後の障害要因推定保護段数を次の障害要因推定保護段数補正周期の期間使用する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線通信装置。 The failure factor estimating means further includes:
For each failure factor estimated protection step number correction cycle longer than the failure factor estimation cycle, a failure factor detection probability obtained from the failure factor estimated protection step number correction cycle and the estimated number of failure factors notified from the communication quality measurement management means, The failure factor estimation protection that compares the target error detection probability, calculates a failure factor estimated protection step number correction value when the compared difference exceeds a preset threshold, and notifies the failure factor estimated protection step number calculation means Step number correction means,
With
The failure factor estimated protection step number calculating means adds the failure factor estimated protection step number correction value to the failure factor estimated protection step number, and uses the added failure factor estimated protection step number for the next failure factor estimated protection step number correction period. To
The wireless communication device according to claim 1, wherein the wireless communication device is a wireless communication device.
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