WO2020203499A1 - 無線通信特性評価方法および無線通信特性評価装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a wireless communication characteristic evaluation method and a wireless communication characteristic evaluation device for evaluating wireless communication characteristics in an environment where partial channel interference exists in a wireless communication system in which a plurality of wireless communication terminals perform wireless communication.
- wireless LAN terminals As the number of wireless LAN terminals that can be used at low cost such as wireless LAN has increased, many wireless terminals have come to coexist in the same wireless communication area. These wireless LAN terminals can use a plurality of frequency bands and transmit wireless signals according to the rules defined for access control in self-sustaining distribution defined in Non-Patent Document 1, but sometimes within the same area. Wireless communication is performed while interfering.
- wireless LAN terminals with different bandwidths may coexist, or wireless LAN terminals with partially overlapping channels may coexist. The situation is shown in FIG.
- the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power
- a desired radio signal arrives at the receiving terminal with power P1 [mW] on channel 1 having a bandwidth of 20 MHz, an interference signal is simultaneously transmitted to channel 1. It has arrived at channel 2 deviated by 5 MHz from P2 [mW].
- the desired radio signal can be divided into four blocks every 5 MHz, the received power of the desired radio signal and the received power of the interference signal can be compared within the range within channel 1 to evaluate the influence of interference. ..
- FIG. 9 shows a computational image for the four channel blocks.
- the number of valid bits is obtained by the map function of RBIR, and then the actual SINR eff is obtained to determine the PER (Packet Error Rate).
- FIG. 10 shows an interference calculation flow of a computer simulation in a conventional example (Non-Patent Document 2).
- interference power information such as a band for evaluating the desired signal, the received power of the desired signal, and the power of the interference signal is acquired (S1).
- the variables used in the calculation are initialized (S2).
- the index n of the calculation target channel block and the effective number of bits I of the calculation target channel are set to "0".
- SINR n is calculated from the total interference power in the channel block n (S4).
- SINR is an abbreviation for Signal to Interference Noise Ratio.
- the effective number of bits I of the entire band is calculated.
- the channel blocks value: a i n / N ch is added to the effective number of bits I of the calculation target channel (S6).
- 1 is added to the index n of the channel block to obtain the index of the next channel block (S7).
- the real SINR eff is a SINR value used when determining the PER (Packet Error Rate) in the entire calculation target channel.
- the PER of the desired signal is determined using the substantial SINR eff from the prior data and the like (S9).
- the present invention is a wireless communication characteristic evaluation method and a wireless communication characteristic evaluation device capable of calculating the influence of interference in the actual environment using data measured in the actual environment and shortening the calculation time as compared with the theoretical calculation.
- the purpose is to provide.
- the first invention is a step 1 of acquiring the power and band of an interference signal in a wireless communication characteristic evaluation method for evaluating the wireless communication characteristics of a wireless communication system in which a plurality of wireless communication terminals transmit or exchange signals for communication.
- Step 2 the interference band ratio indicating the ratio of the interference signal band overlapping the desired signal band is calculated, the interference power ratio is calculated from the interference power and the interference band ratio, and the interference power and the interference power ratio are constantly used. It includes step 3 for calculating noise power, step 4 for determining a real SINR from the received power of a desired signal and steady noise power, and step 5 for determining a wireless communication characteristic of a desired signal from the real SINR.
- step 3 corresponds to the retransmission rate when the modulation / demodulation method and the retransmission rate are acquired from the packet capture data in a state where there is interference at the interference band ratio and transmitted by the modulation / demodulation method.
- the real interference power is calculated from SINR, and the ratio of the real interference power to the actual interference power is calculated as the interference power ratio.
- step 3 the modulation / demodulation method is acquired from the throughput value in a state where there is interference at the interference band ratio, the SINR that can be transmitted by the modulation / demodulation method is acquired from the data sheet, and the SINR is obtained.
- the real interference power is calculated from, and the ratio of the real interference power to the actual interference power is calculated as the interference power ratio.
- step 3 the corresponding SINR is acquired from the data sheet from the throughput value in the state where there is interference at the interference band ratio, the actual interference power is calculated from the SINR, and the actual interference power is calculated.
- the ratio of the actual interference power to the interference power is calculated as the interference power ratio.
- the second invention is a wireless communication characteristic evaluation method for evaluating the wireless communication characteristics of a wireless communication system in which a plurality of wireless communication terminals transmit or exchange signals to communicate, and the power and band of the interference signal are acquired and desired.
- Step 11 for calculating the interference band ratio indicating the ratio of the interference signal band overlapping the signal band
- step 12 for determining the steady noise power using the mapping function corresponding to the interference power and the interference band ratio
- step 12 of the desired signal It has step 13 for determining the real SINR from the received power and the steady noise power, and step 14 for determining the radio communication characteristic of the desired signal from the real SINR.
- a wireless communication characteristic evaluation device for evaluating the wireless communication characteristics of a wireless communication system in which a plurality of wireless communication terminals transmit or exchange signals to communicate, the power and band of an interference signal are acquired.
- the interference band ratio calculation unit that calculates the interference band ratio indicating the ratio of the interference signal band that overlaps the desired signal band, calculates the interference power ratio from the interference power and the interference band ratio, and further calculates the interference power ratio from the interference power and the interference power ratio.
- a steady noise power calculation unit that calculates the steady noise power, a real SINR calculation unit that determines the real SINR from the received power of the desired signal and the steady noise power, and a wireless communication characteristic determination that determines the wireless communication characteristics of the desired signal from the real SINR. It has a part.
- a fourth invention is a wireless communication characteristic evaluation device for evaluating the wireless communication characteristics of a wireless communication system in which a plurality of wireless communication terminals transmit or exchange signals to communicate, and obtains the power and band of an interference signal and desires the device.
- Constant noise power mapping that determines the steady noise power using the interference band ratio calculation unit that calculates the interference band ratio that indicates the ratio of the interference signal band that overlaps the signal band, and the mapping function that corresponds to the interference power and the interference band ratio.
- the unit includes a real SINR calculation unit that determines the real SINR from the received power and the steady noise power of the desired signal, and a radio communication characteristic determination unit that determines the radio communication characteristics of the desired signal from the real SINR.
- the present invention calculates the communication quality deterioration due to partial channel interference by replacing it with the noise of the entire channel based on the data obtained by experiments and measurements.
- the present invention relates to (1) a method for calculating the amount of deterioration when data obtained by experiments and measurements are replaced with noise of the entire channel, and (2) a method for utilizing the amount of deterioration obtained by calculation in computer simulation. Is.
- the amount of interference is calculated based on the data measured in the actual environment, it is possible to evaluate the wireless communication characteristics more in line with the current environment as compared with the case of calculating only by the theoretical calculation.
- the computer simulation of the wireless communication system is performed using the numerical values calculated from the data, the amount of calculation can be reduced as compared with the case of theoretical calculation each time.
- FIG. 1 shows the relationship between the desired signal and the interference signal, and the relationship between the interference band ratio and the mapping function.
- FIG. 2 shows a configuration example of the wireless communication characteristic evaluation device of the present invention. 1 and 2 correspond to FIGS. 8 and 9 shown as the conventional method.
- the stationary noise power mapping unit 2 specifies a mapping function according to the interference power P2 [dBm] and the interference band ratio L.
- the mapping function M1 (P2) is used to convert the interference power P2 [dBm] into the steady noise power Ns [dBm].
- the real SINR calculation unit 3 determines the real SINR eff from the steady-state noise power Ns [dBm] and the received power P1 [dBm] of the desired signal, and the PER determination unit 4 further determines the PER from the real SINR eff . It should be noted that the mapping function is created by using the measurement data in order to improve the calculation accuracy even in the simplified calculation method of the present invention.
- FIG. 3 shows an interference calculation flow of the wireless communication characteristic evaluation method of the present invention.
- the interference power information such as the power and the band of the interference signal is acquired (S11).
- the interference band ratio L which is the ratio of the band on which the interference signal is superimposed to the channel band occupied by the desired signal, is calculated (S12).
- the interference power ratio R is calculated from the interference band ratio L and the actual interference power Nr (P2 in the example of FIG. 1) based on the data prepared in advance (details are shown in FIGS. 4 to 6), and further.
- the interference power Nr was replaced with the steady noise power Ns by using the mapping function corresponding to the interference band ratio L.
- the real SINR eff is determined from the received power of the desired signal and the steady-state noise power Ns calculated in S13 (S14).
- the PER of the packet carried by the desired signal is determined from the substantial SINR eff (S15), and the interference calculation is completed.
- this interference calculation flow can significantly reduce the number of calculations throughout the computer simulation, and since it is not necessary to perform repeated calculations for each channel block, the calculation itself can be simplified and the calculation cost can be reduced. Therefore, it is advantageous when the calculation is executed each time an interference event occurs or when the fixed value is used as a precondition for computer simulation.
- FIG. 4 shows a first procedure for calculating the interference power ratio R from the measurement data.
- the measurement data is acquired (S20).
- the measurement data required in this procedure is NF (Noise Floor) obtained from RSSI, modulation / demodulation method (hereinafter referred to as MCS), retransmission rate for each MCS, noise figure or noise figure.
- MCS modulation / demodulation method
- SINR a in the state where there is no interference is calculated (S21).
- the calculation method for example, the following two methods can be considered.
- (a) Calculate the SINR a without interference from the RSSI without interference and the noise figure of the receiving terminal.
- (b) Investigate the MCS used from the packet capture data acquired in the absence of interference and its retransmission rate, examine the PER in the MCS, and determine the corresponding SINR as the SINR a in the absence of interference.
- the map function of SINR and PER and the data shown in Non-Patent Document 2 are used.
- the average value of SINR examined by a plurality of MCSs and the expected value weighted by the frequency of occurrence are calculated.
- the SINR b in a state where there is interference at the interference band ratio L is calculated (S22).
- the calculation method for example, the following method can be considered.
- the MCS used and its retransmission rate are acquired from the packet capture data acquired in the state of interference, and the SINR corresponding to the retransmission rate (PER) when transmitted by the MCS is set as the SINR b in the state of interference. decide.
- the map function of SINR and PER and the data shown in Non-Patent Document 2 are used.
- the average value of SINR examined by a plurality of MCSs and the expected value weighted by the frequency of occurrence are calculated.
- the ratio (N / Nr) of the actual interference power N and the actual interference power Nr is calculated and used as the interference power ratio R (S24).
- a mapping function may be created from a plurality of data.
- FIG. 5 shows a second procedure for calculating the interference power ratio R from the measurement data.
- measurement data is first acquired (S30).
- the measurement data required in this procedure are RSSI, throughput, and PER vs. MCS data.
- SINR a in the state where there is no interference is calculated (S31).
- the calculation method is the same as S21 shown in FIG.
- the corresponding MCS is determined from the throughput value in the state where there is interference at the interference band ratio L (S32).
- the throughput value when transmitted by each MCS is held as data, and the closest value among the values closest to the measured value or the value higher / lower than the measured value is selected.
- the SINR that can be transmitted by the MCS is referred to from a data sheet or the like, and is determined as the SINR b in a state where there is interference at the interference band ratio L (S33).
- a SINR whose PER is below a certain value may be specified, or a SINR (sinr f ) whose PER is below a certain value and a SINR (sinr u ) whose PER is below a certain value at an MCS one higher than the MCS. It is also possible to determine one of the SINR values that can transmit the MCS, such as an intermediate value.
- the ratio (N / Nr) of the actual interference power N and the actual interference power Nr is calculated and used as the interference power ratio R (S35).
- a mapping function may be created from a plurality of data. This process is the same as the process of S24 shown in FIG.
- FIG. 6 shows a third procedure for calculating the interference power ratio R from the measurement data.
- measurement data is first acquired (S40).
- the measurement data required in this procedure are RSSI, throughput, and PER vs. MCS data.
- SINR a without interference is calculated (S41).
- the calculation method is the same as S21 shown in FIG.
- the SINR for the throughput value in the state of interference at the interference band ratio L is referred to from a data sheet or the like, and the SINR b in the state of interference at the interference band ratio L is determined (S42).
- SINR vs. throughput data obtained by theoretical calculation, computer simulation, or pre-measurement, throughput and SINR are mapped to form a data sheet, and SINR b in a state of interference is selected from the data sheet.
- FIG. 7 is a graph showing the relationship between the theoretical calculation of throughput and SINR in the case of IEEE802.11ac (20 MHz, 1 ss).
- the MCS having the maximum throughput for each SINR can be mapped one-to-one like a thick line.
- the ratio (N / Nr) of the actual interference power N and the actual interference power Nr is calculated and used as the interference power ratio R (S44).
- a mapping function may be created from a plurality of data. This process is the same as the process of S24 shown in FIG.
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Abstract
複数の無線通信端末が信号を送信または交換して通信を行う無線通信システムの無線通信特性を評価する無線通信特性評価方法において、干渉信号の電力および帯域を取得するステップ1と、所望信号の帯域に重なる干渉信号の帯域の割合を示す干渉帯域割合を算出するステップ2と、干渉電力と干渉帯域割合から干渉電力割合を算出し、さらに干渉電力と該干渉電力割合から定常雑音電力を算出するステップ3と、所望信号の受信電力と定常雑音電力から実質SINRを決定するステップ4と、実質SINRから所望信号の無線通信特性を決定するステップ5とを有する。
Description
本発明は、複数の無線通信端末が無線通信を行う無線通信システムにおいて、部分的なチャネル干渉が存在する環境で無線通信特性を評価する無線通信特性評価方法および無線通信特性評価装置に関する。
無線LANなど廉価で使用できる無線LAN端末が増加したことによって同じ無線通信エリア内に多数の無線端末が混在するようになった。これらの無線LAN端末は複数の周波数帯を利用することができ、非特許文献1に定められた自立分散でのアクセス制御に定められたルールに従って無線信号を送信するが、同じエリア内ではときに干渉しながら無線通信が行われる。
多数の無線LAN端末が混在する環境において、異なる帯域幅の無線LAN端末が混在する場合、またはチャネルが部分的に重複して干渉しあう無線LAN端末が混在する場合がある。その様子を図8に示す。
図8において、横軸は周波数、縦軸は電力を示し、受信端末に所望の無線信号が20MHz帯域幅のチャネル1で電力P1[mW]で到来しているときに、同時に干渉信号がチャネル1から5MHzだけずれたチャネル2にP2[mW]で到来している。この場合、所望の無線信号を5MHz毎の4つのブロックに分けて、所望の無線信号の受信電力と干渉信号の受信電力をチャネル1内の範囲で比較し、干渉の影響を評価することができる。
図9は、4つのチャネルブロックに対する計算イメージを示す。
図9において、チャネルブロックc1~c4毎のSINR計算を実行後、各々RBIRのマップ関数で有効ビット数を求めた後、実質SINReff を求めてPER(Packet Error Rate )を決定する。
図9において、チャネルブロックc1~c4毎のSINR計算を実行後、各々RBIRのマップ関数で有効ビット数を求めた後、実質SINReff を求めてPER(Packet Error Rate )を決定する。
図10は、従来例(非特許文献2)における計算機シミュレーションの干渉計算フローを示す。
図10において、干渉計算を開始すると、所望信号の評価をする帯域や、所望信号の受信電力および干渉信号の電力など干渉電力情報を取得する(S1)。次に、計算に使用する変数を初期化する(S2)。本例では、計算対象チャネルブロックのインデックスnおよび計算対象チャネルの有効ビット数Iを「0」に設定する。
図10において、干渉計算を開始すると、所望信号の評価をする帯域や、所望信号の受信電力および干渉信号の電力など干渉電力情報を取得する(S1)。次に、計算に使用する変数を初期化する(S2)。本例では、計算対象チャネルブロックのインデックスnおよび計算対象チャネルの有効ビット数Iを「0」に設定する。
次に、チャネルブロックのインデックスnがチャネルブロック数Nchよりも小さいか否かを確認し(S3)、小さい場合はチャネルブロックn内の合計干渉電力からSINRn を計算する(S4)。なお、SINRは、Signal to Interference Noise Ratioの略である。計算したSINRn からRBIR(Received Bit Information Rate )のマップ関数Φを用いて、当該チャネルブロックnの有効ビット数in =Φ(SINRn )を決定する(S5)。
次に、帯域全体の有効ビット数Iを計算する。ここでは、有効ビット数in をチャネルブロック数で割った値:in /Nchを、計算対象チャネルの有効ビット数Iに加算する(S6)。次に、チャネルブロックのインデックスnに1を加算し、次のチャネルブロックのインデックスとする(S7)。次に、S3に戻り、nがチャネルブロック数Nchより小さければ、次のチャネルブロックの計算を実行し、そうでなければ計算対象チャネルブロックの有効ビット数IからRBIRのマップ関数を用いてチャネル帯域全体の実質SINReff =Φ-1(I) を決定する(S8)。ここで、実質SINReff は、計算対象チャネル全体でPER(Packet Error Rate )を決定する際に使用するSINR値である。次に、事前のデータなどから実質SINReff を使用して所望信号のPERを決定する(S9)。
"IEEE P802.11-2016," December 2016
"11ax Evaluation Methodology," doc.:IEEE802.11-14/0571r12 Jan 2016
多数の無線端末が混在する環境において、図8に示すように、送受信に使用するチャネルのうち一部の周波数帯にのみ干渉が発生するケースがある。この干渉の影響を計算機シミュレーションで再現する場合、ブロックごとに非特許文献2にある理論計算を行い、それを加算することで見かけ上のパケットエラーレートを算出する必要がある。また、従来の計算手順では、干渉イベント(所望信号に対して何らかの干渉が発生している可能性があり、所望信号のPERを決定しなければいけないタイミング)で毎回計算することが求められるが、計算に時間を要する上、実際の環境において理論計算での見積もりだけでは不十分と考えられる。
本発明は、実環境で測定したデータを用いて実環境に即した干渉の影響を算出し、かつ理論計算に比べて計算時間を短縮することができる無線通信特性評価方法および無線通信特性評価装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、複数の無線通信端末が信号を送信または交換して通信を行う無線通信システムの無線通信特性を評価する無線通信特性評価方法において、干渉信号の電力および帯域を取得するステップ1と、所望信号の帯域に重なる干渉信号の帯域の割合を示す干渉帯域割合を算出するステップ2と、干渉電力と干渉帯域割合から干渉電力割合を算出し、さらに干渉電力と該干渉電力割合から定常雑音電力を算出するステップ3と、所望信号の受信電力と定常雑音電力から実質SINRを決定するステップ4と、実質SINRから所望信号の無線通信特性を決定するステップ5とを有する。
第1の発明の無線通信特性評価方法において、ステップ3は、干渉帯域割合で干渉がある状態のパケットキャプチャデータから変復調方式と再送率を取得し、変復調方式で送信した場合の再送率に該当するSINRから実質干渉電力を算出し、実際の干渉電力に対する該実質干渉電力の比率を干渉電力割合として算出する。
第1の発明の無線通信特性評価方法において、ステップ3は、干渉帯域割合で干渉がある状態のスループット値から変復調方式を取得し、該変復調方式で送信できるSINRをデータシートから取得し、該SINRから実質干渉電力を算出し、実際の干渉電力に対する該実質干渉電力の比率を干渉電力割合として算出する。
第1の発明の無線通信特性評価方法において、ステップ3は、干渉帯域割合で干渉がある状態のスループット値から該当するSINRをデータシートから取得し、該SINRから実質干渉電力を算出し、実際の干渉電力に対する該実質干渉電力の比率を干渉電力割合として算出する。
第2の発明は、複数の無線通信端末が信号を送信または交換して通信を行う無線通信システムの無線通信特性を評価する無線通信特性評価方法において、干渉信号の電力および帯域を取得し、所望信号の帯域に重なる干渉信号の帯域の割合を示す干渉帯域割合を算出するステップ11と、干渉電力と干渉帯域割合に対応するマッピング関数を用いて定常雑音電力を決定するステップ12と、所望信号の受信電力と定常雑音電力から実質SINRを決定するステップ13と、実質SINRから所望信号の無線通信特性を決定するステップ14とを有する。
第3の発明は、複数の無線通信端末が信号を送信または交換して通信を行う無線通信システムの無線通信特性を評価する無線通信特性評価装置おいて、干渉信号の電力および帯域を取得し、所望信号の帯域に重なる干渉信号の帯域の割合を示す干渉帯域割合を算出する干渉帯域割合算出部と、干渉電力と干渉帯域割合から干渉電力割合を算出し、さらに干渉電力と該干渉電力割合から定常雑音電力を算出する定常雑音電力算出部と、所望信号の受信電力と定常雑音電力から実質SINRを決定する実質SINR計算部と、実質SINRから所望信号の無線通信特性を決定する無線通信特性決定部とを備える。
第4の発明は、複数の無線通信端末が信号を送信または交換して通信を行う無線通信システムの無線通信特性を評価する無線通信特性評価装置において、干渉信号の電力および帯域を取得し、所望信号の帯域に重なる干渉信号の帯域の割合を示す干渉帯域割合を算出する干渉帯域割合算出部と、干渉電力と干渉帯域割合に対応するマッピング関数を用いて定常雑音電力を決定する定常雑音電力マッピング部と、所望信号の受信電力と定常雑音電力から実質SINRを決定する実質SINR計算部と、実質SINRから所望信号の無線通信特性を決定する無線通信特性決定部とを備える。
本発明は、実験や測定により得られたデータをもとに部分的なチャネル干渉による通信品質劣化をチャネル全体の雑音に置き換えて計算する。本発明は、(1) 実験や測定により得られたデータをチャネル全体の雑音に置き換えた場合の劣化量の計算方法と、(2) 計算して得られた劣化量を計算機シミュレーションで活用する方法である。
本発明では、実環境で測定したデータをもとに干渉量を算定するため、理論計算だけで算定する場合と比較して、より現環境に則した無線通信特性の評価が可能となる。また、データから計算した数値を用いて無線通信システムの計算機シミュレーションを行うため、毎回理論計算する場合と比較して計算量を削減することができる。
図1は、所望信号と干渉信号の関係および干渉帯域割合とマッピング関数の関係を示す。図2は、本発明の無線通信特性評価装置の構成例を示す。この図1および図2は、従来手法として示した図8,図9に対応する。
図1,図2において、干渉帯域割合算出部1は、干渉信号の電力や帯域などの干渉電力情報を入力し、所望信号の帯域に重なる干渉信号の帯域の割合を示す干渉帯域割合Lを算出する。なお、干渉帯域割合Lは、図1に示すように、所望信号が占有するチャネル帯域全体に干渉信号が重畳している場合を1とし、まったく重畳していない場合を0とし、図1および図8の例では、所望信号の帯域c1~c4に対して干渉信号が重畳している帯域はc2~c4であるため、L=3/4となる。
定常雑音電力マッピング部2は、干渉電力P2[dBm ]と干渉帯域割合Lに応じたマッピング関数を指定する。図1の例ではL=3/4であることからマッピング関数M1(P2)を利用し、干渉電力P2[dBm ]を定常雑音電力Ns [dBm ]に変換する。実質SINR計算部3は、この定常雑音電力Ns [dBm ]と所望信号の受信電力P1[dBm ]から実質SINReff を決定し、さらにPER決定部4は実質SINReff からPERを決定する。なお、マッピング関数は、本発明である簡易化された計算手法であっても、計算精度を高めるために測定データを用いて作成されるものとする。
図3は、本発明の無線通信特性評価方法の干渉計算フローを示す。
図3において、干渉計算を開始すると、まず干渉信号の電力や帯域などの干渉電力情報を取得する(S11)。次に、所望信号が占有するチャネル帯域に対し、干渉信号が重畳している帯域の割合である干渉帯域割合Lを計算する(S12)。
図3において、干渉計算を開始すると、まず干渉信号の電力や帯域などの干渉電力情報を取得する(S11)。次に、所望信号が占有するチャネル帯域に対し、干渉信号が重畳している帯域の割合である干渉帯域割合Lを計算する(S12)。
次に、事前に用意したデータに基づき、干渉帯域割合Lと実際の干渉電力Nr (図1の例ではP2)から干渉電力割合Rを計算し(詳しくは図4~図6に示す)、さらに干渉電力割合Rと実際の干渉電力Nr から定常雑音電力Ns (=R・Nr )を計算する(S13)。なお、図2の例では、干渉電力割合Rを用いる代わりに干渉帯域割合Lに対応するマッピング関数を用いて、干渉電力Nr を定常雑音電力Ns に替えた。次に、所望信号の受信電力と、S13で計算した定常雑音電力Ns から実質SINReff を決定する(S14)。次に、実質SINReff から所望信号が搬送するパケットのPERを決定し(S15)、干渉計算を終了する。
なお、この干渉計算フローは、計算機シミュレーション全体を通して計算回数を大幅に減らせるほか、チャネルブロックごとに繰り返し計算をしなくてよいため、計算そのものを単純化して計算コストを低減させることができる。よって、干渉イベントが発生するたびに都度計算を実行する場合や、固定値として計算機シミュレーションの前提条件とする場合に有利である。
以下、測定データから定常雑音電力Ns を算出するための干渉電力割合Rを算出する3通りの手順について説明する。
図4は、測定データから干渉電力割合Rを算出する第1の手順を示す。
図4において、まず測定データを取得する(S20)。なお、本手順で必要な測定データは、RSSI、変復調方式(以下、MCSという)、MCS毎の再送率、雑音指数または雑音指数から求められるNF(Noise Floor)である。
図4において、まず測定データを取得する(S20)。なお、本手順で必要な測定データは、RSSI、変復調方式(以下、MCSという)、MCS毎の再送率、雑音指数または雑音指数から求められるNF(Noise Floor)である。
次に、干渉がない状態のSINRa を算出する(S21)。算出方法は、例えば以下の2通りの方法が考えられる。(a) 干渉がない状態のRSSIと受信端末の雑音指数から干渉がない状態のSINRa を算出する。(b) 干渉がない状態で取得したパケットキャプチャデータから使用されているMCSとその再送率を調査し、当該MCSでのPERを調べ該当するSINRを、干渉がない状態のSINRa として決定する。なお、該当するPERからSINRを決定するには、SINRとPERのマップ関数や非特許文献2で示されているデータを利用する。または、複数のMCSで調べたSINRの平均値や頻出割合で重み付けした期待値を算出する。
次に、干渉帯域割合Lで干渉がある状態のSINRb を算出する(S22)。算出方法は、例えば以下の方法が考えられる。干渉がある状態で取得したパケットキャプチャデータから使用されているMCSとその再送率を取得し、当該MCSで送信した場合の再送率(PER)に該当するSINRを、干渉がある状態のSINRb として決定する。なお、該当するPERからSINRを決定するには、SINRとPERのマップ関数や非特許文献2で示されているデータを利用する。または、複数のMCSで調べたSINRの平均値や頻出割合で重み付けした期待値を算出する。
次に、2つのSINRa ,SINRb から増大した実質干渉電力Nを算出する(S23)。例えば、干渉なしのSINRa と、干渉ありのSINRb を以下のように想定すると、
SINRa :RSSI/NF
SINRb :RSSI/(NF+N)
実質干渉電力Nは、以下のようになる。
N=(SINRa /SINRb -1)・NF
SINRa :RSSI/NF
SINRb :RSSI/(NF+N)
実質干渉電力Nは、以下のようになる。
N=(SINRa /SINRb -1)・NF
次に、実質干渉電力Nと実際の干渉電力Nr との比率(N/Nr )を計算して干渉電力割合Rとする(S24)。または、複数のデータからマッピング関数を作成してもよい。図3のS13では、この干渉電力Nr と干渉電力割合Rから定常雑音電力Ns =R・Nr が算出される。
図5は、測定データから干渉電力割合Rを算出する第2の手順を示す。
図5において、まず測定データを取得する(S30)。なお、本手順で必要な測定データは、RSSI、スループット、PER対MCSデータである。
図5において、まず測定データを取得する(S30)。なお、本手順で必要な測定データは、RSSI、スループット、PER対MCSデータである。
次に、干渉がない状態のSINRa を算出する(S31)。算出方法は、図3に示すS21と同じである。
次に、干渉帯域割合Lで干渉がある状態のスループット値から該当するMCSを判定する(S32)。ここでは、各MCSで送信した場合のスループット値をデータとして保持し、測定値と最も近い値または測定値よりも高い/低い値のうち最も近い値を選択する。
次に、当該MCSで送信できるSINRをデータシートなどから参照し、干渉帯域割合Lで干渉がある状態のSINRb として決定する(S33)。ここでは、例えばPERが一定値を下回るSINRを指定してもよいし、PERが一定値を下回るSINR(sinrf )と当該MCSよりひとつ高いMCSでPERが一定値を下回るSINR(sinru )の中間値とするなど、当該MCSを送信できると考えられるSINRのうちひとつの値を決めることもできる。
次に、2つのSINRa ,SINRb から増大した実質干渉電力Nを算出する(S34)。この処理は、図4に示すS23の処理と同じである。
次に、実質干渉電力Nと実際の干渉電力Nr との比率(N/Nr )を計算して干渉電力割合Rとする(S35)。または、複数のデータからマッピング関数を作成してもよい。この処理は、図4に示すS24の処理と同じである。
図6は、測定データから干渉電力割合Rを算出する第3の手順を示す。
図6において、まず測定データを取得する(S40)。なお、本手順で必要な測定データは、RSSI、スループット、PER対MCSデータである。
図6において、まず測定データを取得する(S40)。なお、本手順で必要な測定データは、RSSI、スループット、PER対MCSデータである。
次に、干渉がない状態のSINRa を算出する(S41)。算出方法は、図3に示すS21と同じである。
次に、干渉帯域割合Lで干渉がある状態のスループット値に対するSINRをデータシートなどから参照し、干渉帯域割合Lで干渉がある状態のSINRb として決定する(S42)。理論計算や計算機シミュレーションまたは事前測定で得られたSINR対スループットデータなどから、スループットとSINRをマッピングしてデータシート化し、そのデータシートから干渉がある状態のSINRb を選択する。なお、SINR対スループットデータのグラフ例を図7に示す。図7は、IEEE802.11ac (20MHz, 1ss) の場合のスループットの理論計算とSINRの関係をグラフ化したものである。各SINRに対して最大スループットを有するMCSを太線のように1対1でマッピングすることができる。
次に、2つのSINRa ,SINRb から増大した実質干渉電力Nを算出する(S43)。この処理は、図4に示すS23の処理と同じである。
次に、実質干渉電力Nと実際の干渉電力Nr との比率(N/Nr )を計算して干渉電力割合Rとする(S44)。または、複数のデータからマッピング関数を作成してもよい。この処理は、図4に示すS24の処理と同じである。
1 干渉帯域割合算出部
2 定常雑音電力マッピング部
3 実質SINR計算部
4 PER決定部
2 定常雑音電力マッピング部
3 実質SINR計算部
4 PER決定部
Claims (7)
- 複数の無線通信端末が信号を送信または交換して通信を行う無線通信システムの無線通信特性を評価する無線通信特性評価方法において、
干渉信号の電力および帯域を取得するステップ1と、
所望信号の帯域に重なる前記干渉信号の帯域の割合を示す干渉帯域割合を算出するステップ2と、
干渉電力と前記干渉帯域割合から干渉電力割合を算出し、さらに干渉電力と該干渉電力割合から定常雑音電力を算出するステップ3と、
所望信号の受信電力と前記定常雑音電力から実質SINRを決定するステップ4と、
前記実質SINRから前記所望信号の無線通信特性を決定するステップ5と
を有することを特徴とする無線通信特性評価方法。 - 請求項1に記載の無線通信特性評価方法において、
前記ステップ3は、前記干渉帯域割合で干渉がある状態のパケットキャプチャデータから変復調方式と再送率を取得し、前記変復調方式で送信した場合の前記再送率に該当するSINRから実質干渉電力を算出し、実際の干渉電力に対する該実質干渉電力の比率を前記干渉電力割合として算出する
ことを特徴とする無線通信特性評価方法。 - 請求項1に記載の無線通信特性評価方法において、
前記ステップ3は、前記干渉帯域割合で干渉がある状態のスループット値から変復調方式を取得し、該変復調方式で送信できるSINRをデータシートから取得し、該SINRから実質干渉電力を算出し、実際の干渉電力に対する該実質干渉電力の比率を前記干渉電力割合として算出する
ことを特徴とする無線通信特性評価方法。 - 請求項1に記載の無線通信特性評価方法において、
前記ステップ3は、前記干渉帯域割合で干渉がある状態のスループット値から該当するSINRをデータシートから取得し、該SINRから実質干渉電力を算出し、実際の干渉電力に対する該実質干渉電力の比率を前記干渉電力割合として算出する
ことを特徴とする無線通信特性評価方法。 - 複数の無線通信端末が信号を送信または交換して通信を行う無線通信システムの無線通信特性を評価する無線通信特性評価方法において、
干渉信号の電力および帯域を取得し、所望信号の帯域に重なる前記干渉信号の帯域の割合を示す干渉帯域割合を算出するステップ11と、
干渉電力と前記干渉帯域割合に対応するマッピング関数を用いて定常雑音電力を決定するステップ12と、
所望信号の受信電力と前記定常雑音電力から実質SINRを決定するステップ13と、
前記実質SINRから前記所望信号の無線通信特性を決定するステップ14と
を有することを特徴とする無線通信特性評価方法。 - 複数の無線通信端末が信号を送信または交換して通信を行う無線通信システムの無線通信特性を評価する無線通信特性評価装置おいて、
干渉信号の電力および帯域を取得し、所望信号の帯域に重なる前記干渉信号の帯域の割合を示す干渉帯域割合を算出する干渉帯域割合算出部と、
干渉電力と前記干渉帯域割合から干渉電力割合を算出し、さらに干渉電力と該干渉電力割合から定常雑音電力を算出する定常雑音電力算出部と、
所望信号の受信電力と前記定常雑音電力から実質SINRを決定する実質SINR計算部と、
前記実質SINRから前記所望信号の無線通信特性を決定する無線通信特性決定部と
を備えたことを特徴とする無線通信特性評価装置。 - 複数の無線通信端末が信号を送信または交換して通信を行う無線通信システムの無線通信特性を評価する無線通信特性評価装置において、
干渉信号の電力および帯域を取得し、所望信号の帯域に重なる前記干渉信号の帯域の割合を示す干渉帯域割合を算出する干渉帯域割合算出部と、
干渉電力と前記干渉帯域割合に対応するマッピング関数を用いて定常雑音電力を決定する定常雑音電力マッピング部と、
所望信号の受信電力と前記定常雑音電力から実質SINRを決定する実質SINR計算部と、
前記実質SINRから前記所望信号の無線通信特性を決定する無線通信特性決定部と
を備えたことを特徴とする無線通信特性評価装置。
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