JP2004193987A - Wireless packet communication method and wireless packet communication device - Google Patents
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Abstract
【課題】限定された変復調方式に依存することなく、衝突発生時の周波数資源の浪費を最小限に抑制し、高効率なスループットを実現する。
【解決手段】1つのアンテナから無線パケット信号を送信すると共に、1つのアンテナで信号を受信し、送信アンテナと受信アンテナとの間の伝搬係数hを用いて、受信した信号から自局の送信信号成分を取り除いた後の信号成分を求め、その信号成分の受信レベルを判定し、この受信レベルが閾値以上の場合には無線パケット信号の送信を停止し、閾値未満の場合には無線パケット信号の送信完了まで送信を続ける。また、無線パケット送信中に自局の送信信号成分および受信信号から伝搬係数hの実測値を求め、衝突を検出しなかった場合に、伝搬係数を前記実測値で更新し、衝突を検出した場合には伝搬係数の更新を行わない。
【選択図】 図2An object of the present invention is to minimize the waste of frequency resources when a collision occurs without depending on a limited modulation / demodulation method, and realize a highly efficient throughput.
A wireless packet signal is transmitted from one antenna, a signal is received by one antenna, and a transmission signal of a local station is transmitted from a received signal using a propagation coefficient h between a transmission antenna and a reception antenna. The signal component after removing the component is obtained, the reception level of the signal component is determined, and when the reception level is equal to or higher than the threshold, the transmission of the wireless packet signal is stopped. Continue sending until transmission is completed. In addition, when a measured value of the propagation coefficient h is obtained from the transmission signal component and the received signal of the own station during the transmission of the wireless packet, and the collision is not detected, the propagation coefficient is updated with the measured value and the collision is detected. Does not update the propagation coefficient.
[Selection] Fig. 2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線パケット通信方法および通信装置に関する。特に、無線LAN等の、複数の無線局が自律分散制御により同一チャネルを共有する無線パケット通信方法および通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
(従来技術1)
IEEE802.11準拠無線LANでは無線パケットの送信を制御する方式としてCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されている(例えば、非特許文献1参照)。
【0003】
本方式では、無線局は送信に先立ち無線チャネルを観測(キャリアセンス)し、他の無線局が送信していないことを確認後、パケットの送信を行う。他の無線局が送信中の場合は、当該無線局の送信が完了してからランダム時間、他の無線局が送信していないことを確認してパケットの送信を行う。
【0004】
無線チャネルにおける他局の使用状況を観測してから送信するために、既に他局がパケットを送出中の場合は衝突を回避することができ、集中制御によらずに自律分散制御により無線周波数の複数無線局による共有を実現することができる。
【0005】
(従来技術2)
特許文献1「通信システム及びこれに用いる送信機、受信機」の発明の構成を図10に示す。本発明では、変調信号に拡散符号を乗算するスペクトル拡散通信を前提としており、スペクトル拡散通信の「拡散符号(系列)が既知であれば、その拡散符号を用いて拡散された信号を抽出、もしくは、取り除くことができる」という性質を利用し、信号を送出中にも同時に受信し、受信信号中に存在する自分自身が送信した信号を除去することによって、他の端末からの信号が伝送路に送出されているか否かを判定、即ち衝突判定をしている。
【0006】
衝突検出処理系において自局が信号を送信中にも同時に信号を受信し、スペクトル拡散通信における逆拡散処理後、信号除去部において受信信号中に存在する自分自身が送信した信号を除去し、衝突判定部により他の端末からの信号が伝送路に送出されているか否かを判定する。
【0007】
【非特許文献1】
藤岡 雅宣、服部 武 編著、2002.6.10発行“ワイヤレスブロードバンド教科書”、P255〜P300、第7章、(株)IDGジャパン
【特許文献1】
特開平9−64884号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術1では、たまたま複数の無線局が同時にパケットの送信を行った場合に、パケット同士の衝突が発生し得る。宛先の無線局では、衝突したパケットを正常受信できない。
【0009】
しかし、従来技術1では無線局が衝突を検出する機能がないため、無線局は衝突しているにもかかわらずパケットを送信完了するまで送信し続ける。衝突した状態のままパケットを送信し続けることは無線周波数資源の浪費となり、スループットの低下を招くという問題がある。
【0010】
従来技術2では、スペクトル拡散通信の「拡散符号(系列)が既知であれば、その拡散符号を用いて拡散された信号を抽出、もしくは、取り除くことができる」という性質を利用して衝突検出機能を実現している。しかし、スペクトル拡散通信を前提としているため、スペクトル拡散通信を変復調方式として採用していない無線パケット通信システムに適用できないという問題がある。
【0011】
本発明は、このような背景に行われたものであって、スペクトル拡散通信のような限定された変復調方式に依存することなく、衝突発生時の周波数資源の浪費を最小限に抑制し、高効率なスループットを実現することができる無線パケット通信方法および通信装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の観点は、それぞれ複数のアンテナを有する複数の無線局からなる無線パケットネットワークで行われる無線パケット通信方法であって、本発明の特徴とするところは、前記無線局は、少なくとも1つのアンテナから無線パケット信号を送信すると共に、少なくとも1つのアンテナで信号を受信し、前記無線パケット信号を送信しているアンテナと前記信号を受信しているアンテナとの間の伝搬係数hを用いて、前記受信した信号Yから自局の送信信号成分Xを取り除いた後の信号成分Rを
R=Y−h×X
として求め、その信号成分Rの受信レベルを判定し、この受信レベルが閾値以上の場合には前記無線パケット信号が他無線局の送信する信号と衝突したと判断して前記無線パケット信号の送信を停止し、閾値未満の場合には前記無線パケット信号の送信完了まで送信を続けるところにある。
【0013】
すなわち、従来技術の問題を解決するために、本発明では、無線パケット信号の送信中に、当該無線パケット信号を含む信号を受信する。この受信信号の中から、自局の送信信号成分を除去することにより、他無線局が自局の無線パケット信号と衝突を起こす可能性のある無線パケット信号を送出しているか否かを判定する。これにより、他無線局が自局の無線パケット信号と衝突を起こす可能性のある無線パケット信号を送出していることが判れば、自局の無線パケット信号の送出を停止することにより、無効となる無線パケット信号の送出を回避でき、これにより、無線周波数資源の浪費を回避し、高効率なスループットを実現できる。
【0014】
自局の無線パケット信号を含む受信信号中から自局の無線パケット信号を除去するためには、自局が無線パケット信号を送信しているアンテナと、自局が無線パケット信号の送信中に信号を受信しているアンテナとの間の伝搬係数を取得し、受信信号中から自局の送信信号成分に伝搬係数を乗じた値を減算することにより、除去することができる。
【0015】
従来は、スペクトル拡散通信のような限定された変復調方式においてだけ、受信信号中から自局の送信信号成分を除去することができたが、本発明では、変復調方式を限定することなく、受信信号中から自局の送信信号成分を除去することができるところに特筆すべき特徴がある。
【0016】
また、前記無線パケット送信中に前記自局の送信信号成分Xおよび前記受信信号Yから前記伝搬係数hの実測値Hを
H=Y/X
として求め、衝突を検出しなかった場合に、伝搬係数hを前記実測値Hで更新し、衝突を検出した場合には伝搬係数hの更新を行わないことが望ましい。
【0017】
すなわち、本発明では、無線パケット送信中に衝突検出と並行してアンテナ間の伝搬係数を測定し、衝突を検出しなかった場合の測定値で伝搬係数を更新することができるため、無線局周辺の伝搬環境の変化に合わせて伝搬係数を更新させることができ、受信信号から自局送信信号成分を除去する精度を向上できると共に衝突検出の精度を高めることができ、衝突した状態のままパケットを送信し続けることによる無線周波数資源の浪費を回避し、高効率なスループットを実現することができる。
【0018】
本発明の第二の観点は、それぞれ複数のアンテナを備える無線パケット通信装置であって、本発明の特徴とするところは、アンテナ間の伝搬係数hを記憶する伝搬係数メモリと、自局が少なくとも1つのアンテナから無線パケット信号送信中に少なくとも1つのアンテナで信号を受信し前記伝搬係数hを用いて前記受信信号Yから自局の送信信号成分Xを取り除いた信号成分Rを
R=Y−h×X
として求める除去手段と、この信号成分Rの受信レベルが閾値以上の場合には前記無線パケット信号が他無線局の送信する信号と衝突したと判断する衝突検出手段と、前記無線パケット信号の送信開始を前記除去手段に通知し、また、前記衝突検出手段が衝突検出時に前記無線パケット信号の送信を停止する無線パケット送信手段とを備えたところにある。
【0019】
また、前記無線パケット送信中に前記自局の送信信号成分Xおよび前記受信信号Yから前記伝搬係数hの実測値Hを
H=Y/X
として求め、前記衝突検出手段が衝突を検出しなかった場合に、前記伝搬係数メモリの伝搬係数hを前記実測値Hで更新し、前記衝突検出手段が衝突を検出した場合には前記伝搬係数メモリの更新を行わない伝搬係数更新手段を備えることが望ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明実施例を図1ないし図9を参照して説明する。図1に本発明の実施の形態に用いるネットワーク構成例を示す。3台の無線局より構成され、各無線局は2つのアンテナを有する。各無線局間では無線パケット通信が行われる。
【0021】
図2に本実施例による無線パケット通信方法のフローチャートを示す。無線パケット信号を送信しているアンテナを送信アンテナ、無線パケット信号を送信せずに信号を受信しているアンテナを受信アンテナと呼ぶ。無線局は送信アンテナより無線パケット信号を送信開始すると(ステップ1)、受信アンテナで一定時間Tの間信号を受信し(ステップ2)、送信アンテナと受信アンテナ間の伝搬係数を用いて受信信号から自局送信信号成分を除去する(ステップ3)。具体的には、伝搬係数をh、送信アンテナの送信信号をX、受信アンテナの受信信号をYとすると、
R=Y−h×X
の処理により自局送信信号成分を除去した信号成分Rを抽出する。
【0022】
次に、Rの信号電力をあらかじめ定められた閾値と比較し(ステップ4)、閾値以上の場合は衝突検出と判断して送信を停止し(ステップ5)、閾値未満の場合は送信を継続して無線パケット信号の送信を完了する(ステップ6)。
【0023】
図3に本実施例による無線パケット通信方法のタイムチャートを示す。図3(a)は、自局以外に同時に送信している無線局が存在しない場合、すなわち衝突のない場合を示す。図3(b)は、たまたま自局以外に同時に送信している無線局が存在する場合、すなわち衝突発生の場合を示す。ここで、Xは自局の送信信号であるのに対し、X’は他局の送信信号を示す。衝突発生時は、衝突無し時に比べて信号成分Rの信号レベルが大きくなるため、信号成分Rの受信電力を測定することにより、衝突を検出できる。なお、図3の例では、監視時間Tを設けてあり、送信開始からT時間だけ信号成分Rの監視を行う。
【0024】
なお、伝搬係数hは、例えば工場出荷時に衝突の発生し得ない環境で測定した値にあらかじめ設定しておいてよい。また、無線局は、送信アンテナから送信信号を送信開始する前に、キャリアセンスを行い、キャリアを検出しない場合に送信を開始し、キャリアを検出した場合は送信をランダム遅延時間待機して再送してもよい。また、無線局は衝突検出により送信停止後、ランダム遅延時間待機して再送してもよい。
【0025】
また、無線局は2つ以上のアンテナを有してもよいし、アンテナを固定的に、送信用、受信用と割当てなくてもよい。すなわち、自局送信中に一定期間少なくとも1つのアンテナで信号を受信できればよいのであって、例えば複数アンテナによる受信ダイバーシティや送信ダイバーシティ、あるいはMIMO(Multi-Input Multi-Output)アンテナシステムを適用してもよい。図4にMIMO適用時のタイムチャートを示す。X1はアンテナ#1からの送信、X2はアンテナ#2からの送信を示す。MIMOでは、宛先無線局が複数アンテナから同時に送信され空間多重されたデータ信号を分離するために、無線局はパケット先頭でチャネル推定用信号を順次各アンテナから送信する。このときチャネル推定用信号を送信していないアンテナで信号受信を行い、衝突検出を行うことができる。衝突を検出しなかった場合はMIMOによる空間多重送信を行い、衝突を検出した場合は送信を停止する。
【0026】
図5に伝搬係数を更新する無線パケット通信方法の実施例のフローチャートを示す。図2のフローチャートとの差異はステップ7にある。すなわち、無線局は送信アンテナより無線パケット信号を送信開始すると(ステップ1)、受信アンテナで一定時間Tの間信号を受信し(ステップ2)、送信アンテナと受信アンテナ間の伝搬係数を用いて受信信号から自局送信信号成分を除去する(ステップ3)。具体的には、伝搬係数をh、送信アンテナの送信信号をX、受信アンテナの受信信号をYとすると、
R=Y−h×X
の処理により自局送信信号成分を除去した信号成分Rを抽出する。
【0027】
次に、Rの信号電力をあらかじめ定められた閾値と比較し(ステップ4)、閾値以上の場合は送信を停止する(ステップ5)。閾値未満の場合は、伝搬係数hの実測値Hを
H=Y/X
により計算して伝搬係数hをこの実測値Hにより更新する(ステップ7)。また、送信を継続して無線パケット信号の送信を完了する(ステップ6)。
【0028】
すなわち、図6(a)に示すように、周りに障害物無しの場合と比較すると、図6(b)に示すように、周りに障害物有りの場合には、障害物からの無線信号の反射等の影響により、伝搬係数hは無線局周辺の環境により変化(h’)する。したがって、衝突を検出しなかったときには、伝搬係数を更新することにより衝突検出の精度を高めることができる。
【0029】
図7に本実施例の無線パケット通信装置のブロック構成図を示す。送信データが送信回路1に入力される。送信回路1は無線パケット信号を生成し、送信アンテナ5より送出すると共に、除去回路2に送信信号Xを通知する。除去回路2は、伝搬係数メモリ4から伝搬係数hを取得し、受信アンテナ6から入力される受信信号Yから
R=Y−h×X
により自局送信信号成分を除去した信号成分Rを抽出し、衝突検出回路3にRを入力する。
【0030】
衝突検出回路3ではRとあらかじめ定められた閾値とを比較し、閾値以上の場合は衝突と判断して送信回路1へ衝突を通知する。送信回路1は衝突通知を受けると送信を停止し、衝突通知を受けない場合は送信を継続し無線パケット信号の送信を完了する。
【0031】
図8に、前述したMIMO適用時の無線パケット通信装置のブロック構成図を示す。MIMOでは送信データ系列1および2をそれぞれ送信し、そのための送信回路1および11、アンテナ15および16を備える。スイッチ7により、アンテナ16の用途を送信用、受信用に切替える。すなわち、チャネル推定用信号やデータ信号送信中は送信用アンテナとして用い、チャネル推定用信号やデータ信号送信中以外は受信用アンテナとして用いる。
【0032】
図9に、伝搬係数を更新する無線パケット通信装置のブロック構成図を示す。送信データが送信回路1に入力される。送信回路1は無線パケット信号を生成し、送信アンテナ5より送出すると共に、除去回路2に送信信号Xを通知する。除去回路2は伝搬係数メモリ4から伝搬係数hを取得し、受信アンテナ6から入力される受信信号Yから
R=Y−h/X
により自局送信信号成分を除去した信号成分Rを抽出し、衝突検出回路3にRを入力する。衝突検出回路3では、Rとあらかじめ定められた閾値とを比較し、閾値以上の場合は衝突と判断して送信回路1に衝突を通知し、閾値未満の場合は伝搬係数更新回路8に非衝突通知を行う。送信回路1は衝突通知を受けると送信を停止し、衝突通知を受けない場合は送信を継続し無線パケット信号の送信を完了する。伝搬係数更新回路8は、受信アンテナ6から入力される受信信号Y、送信回路1から入力される送信信号Xから伝搬係数hの実測値Hを
H=Y/X
として計算する。衝突検出回路3から非衝突検出通知を受けると実測値Hにより伝搬係数メモリ4に記憶された伝搬係数hを更新する。図6に示すように、伝搬係数hは無線局周辺の環境で変化する。衝突を検出しなかったとき、伝搬係数を更新することにより衝突検出の精度を高めることができる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、伝搬係数を用いて自局送信波成分を取り除くことにより、変復調方式に依存することなく衝突を検出することができるため、衝突が発生した場合も衝突を検出して無線パケットの送信を停止することが可能であり、衝突した状態のままパケットを送信し続けることによる無線周波数資源の浪費を回避し、高効率なスループットを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に用いるネットワーク構成例を示す図。
【図2】本実施例の無線パケット通信方法のフローチャート。
【図3】本実施例の無線パケット通信方法のフローチャート。
【図4】本実施例のMIMO適用時の無線パケット通信方法のフローチャート。
【図5】本実施例の伝搬係数更新を行う無線パケット通信方法のフローチャート。
【図6】無線局周辺の環境と伝搬係数hとの関係を説明するための図。
【図7】本実施例の無線パケット通信装置のブロック構成図。
【図8】本実施例のMIMO適用時の無線パケット通信装置のブロック構成図。
【図9】本実施例の伝搬係数更新を行う無線パケット通信装置のブロック構成図。
【図10】スペクトル拡散通信装置のブロック構成図。
【符号の説明】
1、11 送信回路
2 除去回路
3 衝突検出回路
4 伝搬係数メモリ
5 送信アンテナ
6 受信アンテナ
7 スイッチ
8 伝搬係数更新回路
15、16 アンテナ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless packet communication method and a communication device. In particular, the present invention relates to a wireless packet communication method and a communication device in which a plurality of wireless stations such as wireless LANs share the same channel by autonomous distributed control.
[0002]
[Prior art]
(Prior art 1)
In a wireless LAN based on IEEE 802.11, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) is adopted as a method for controlling transmission of wireless packets (for example, see Non-Patent Document 1).
[0003]
In this system, a wireless station observes a wireless channel (carrier sense) prior to transmission, and after confirming that another wireless station is not transmitting, transmits a packet. When another wireless station is transmitting, the packet is transmitted after confirming that no other wireless station is transmitting for a random time after the transmission of the wireless station is completed.
[0004]
In order to transmit after observing the usage status of the other station in the wireless channel, collision can be avoided if the other station is already transmitting a packet. Sharing by a plurality of wireless stations can be realized.
[0005]
(Prior art 2)
FIG. 10 shows the configuration of the invention of
[0006]
In the collision detection processing system, the signal is received simultaneously while the own station is transmitting the signal, and after despreading processing in spread spectrum communication, the signal removing section removes the signal transmitted by itself present in the received signal and generates a collision. The determination unit determines whether a signal from another terminal is being transmitted to the transmission path.
[0007]
[Non-patent document 1]
Edited by Masanobu Fujioka and Takeshi Hattori, 2002.6.10, "Wireless Broadband Textbook", P255-P300, Chapter 7, IDG Japan Co., Ltd. [Patent Document 1]
JP-A-9-64884
[Problems to be solved by the invention]
In the
[0009]
However, in the
[0010]
In the
[0011]
The present invention has been made in such a background, and minimizes waste of frequency resources at the time of collision occurrence without depending on limited modulation / demodulation schemes such as spread spectrum communication. An object of the present invention is to provide a wireless packet communication method and a communication device capable of realizing an efficient throughput.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention is a wireless packet communication method performed in a wireless packet network including a plurality of wireless stations each having a plurality of antennas, and the feature of the present invention is that the wireless station has at least A radio packet signal is transmitted from one antenna, a signal is received by at least one antenna, and a propagation coefficient h between the antenna transmitting the radio packet signal and the antenna receiving the signal is used. The signal component R obtained by removing the transmission signal component X of the own station from the received signal Y is represented by R = Y−h × X
The reception level of the signal component R is determined, and when the reception level is equal to or higher than the threshold value, it is determined that the radio packet signal has collided with a signal transmitted by another radio station, and the transmission of the radio packet signal is performed. It stops, and if it is less than the threshold, the transmission is continued until the transmission of the wireless packet signal is completed.
[0013]
That is, in order to solve the problem of the related art, according to the present invention, during transmission of a wireless packet signal, a signal including the wireless packet signal is received. By removing the transmission signal component of the own station from the received signal, it is determined whether or not another wireless station is transmitting a wireless packet signal that may cause a collision with the wireless packet signal of the own station. . Accordingly, if it is determined that the other wireless station is transmitting a wireless packet signal that may cause a collision with the wireless packet signal of the own station, the wireless station stops transmitting the wireless packet signal of the own station, thereby invalidating the wireless packet signal. Thus, transmission of a wireless packet signal can be avoided, whereby waste of radio frequency resources can be avoided, and highly efficient throughput can be realized.
[0014]
In order to remove the wireless packet signal of the own station from the received signal including the wireless packet signal of the own station, the antenna transmitting the wireless packet signal by the own station and the signal transmitted by the own station during the transmission of the wireless packet signal. Can be removed by obtaining a propagation coefficient between the antenna and the receiving antenna and subtracting a value obtained by multiplying the transmission signal component of the own station by the propagation coefficient from the received signal.
[0015]
Conventionally, the transmission signal component of the own station could be removed from the received signal only in a limited modulation / demodulation method such as spread spectrum communication. However, the present invention does not limit the modulation / demodulation method. There is a remarkable feature in that the transmission signal component of the own station can be removed from the inside.
[0016]
Further, during transmission of the radio packet, an actual measurement value H of the propagation coefficient h is calculated from the transmission signal component X of the own station and the reception signal Y as H = Y / X.
It is desirable to update the propagation coefficient h with the actual measurement value H when a collision is not detected, and not to update the propagation coefficient h when a collision is detected.
[0017]
That is, in the present invention, the propagation coefficient between the antennas is measured in parallel with the collision detection during the wireless packet transmission, and the propagation coefficient can be updated with the measured value when no collision is detected. The propagation coefficient can be updated in accordance with the change in the propagation environment, the accuracy of removing the own-station transmission signal component from the received signal can be improved, and the accuracy of collision detection can be improved. It is possible to avoid waste of radio frequency resources due to continuous transmission, and to realize highly efficient throughput.
[0018]
A second aspect of the present invention is a wireless packet communication device including a plurality of antennas, each of which is characterized in that a propagation coefficient memory for storing a propagation coefficient h between antennas, A signal component R obtained by receiving a signal from at least one antenna during transmission of a radio packet signal from one antenna and removing the transmission signal component X of the own station from the reception signal Y using the propagation coefficient h is represented by R = Y−h × X
A collision detecting means for judging that the radio packet signal has collided with a signal transmitted by another radio station when the reception level of the signal component R is equal to or higher than a threshold, and a transmission start of the radio packet signal. And the wireless packet transmitting means for stopping the transmission of the wireless packet signal when a collision is detected.
[0019]
Further, during transmission of the radio packet, an actual measurement value H of the propagation coefficient h is calculated from the transmission signal component X of the own station and the reception signal Y as H = Y / X.
When the collision detecting means does not detect a collision, the propagation coefficient h of the propagation coefficient memory is updated with the actually measured value H. When the collision detecting means detects a collision, the propagation coefficient memory is updated. It is desirable to provide a propagation coefficient updating unit that does not perform updating.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example of a network configuration used in the embodiment of the present invention. It consists of three radio stations, each radio station having two antennas. Wireless packet communication is performed between the wireless stations.
[0021]
FIG. 2 shows a flowchart of the wireless packet communication method according to the present embodiment. An antenna transmitting a wireless packet signal is called a transmitting antenna, and an antenna receiving a signal without transmitting a wireless packet signal is called a receiving antenna. When the wireless station starts transmitting a wireless packet signal from the transmitting antenna (step 1), the receiving antenna receives the signal for a predetermined time T (step 2), and uses the propagation coefficient between the transmitting antenna and the receiving antenna to convert the received signal from the received signal. The own station transmission signal component is removed (step 3). Specifically, assuming that a propagation coefficient is h, a transmission signal of a transmission antenna is X, and a reception signal of a reception antenna is Y,
R = Y-h × X
To extract a signal component R from which the own-station transmission signal component is removed.
[0022]
Next, the signal power of R is compared with a predetermined threshold (Step 4). If the signal power is equal to or larger than the threshold, collision detection is determined and transmission is stopped (Step 5). If less than the threshold, transmission is continued. Thus, the transmission of the wireless packet signal is completed (step 6).
[0023]
FIG. 3 shows a time chart of the wireless packet communication method according to the present embodiment. FIG. 3A shows a case where there is no simultaneously transmitting wireless station other than the own station, that is, a case where there is no collision. FIG. 3B shows a case where a wireless station other than the own station happens to be simultaneously transmitting, that is, a case where a collision occurs. Here, while X is the transmission signal of the own station, X 'indicates the transmission signal of the other station. When a collision occurs, the signal level of the signal component R becomes higher than when there is no collision, so that the collision can be detected by measuring the reception power of the signal component R. In the example of FIG. 3, a monitoring time T is provided, and the signal component R is monitored only for the time T from the start of transmission.
[0024]
Note that the propagation coefficient h may be set in advance to, for example, a value measured at the time of shipment from a factory in an environment where a collision cannot occur. In addition, the radio station performs carrier sense before starting transmission of a transmission signal from the transmission antenna, starts transmission if no carrier is detected, and retransmits after waiting for a random delay time if a carrier is detected. You may. Alternatively, the wireless station may wait for a random delay time after resuming transmission after collision detection and retransmit.
[0025]
Further, the radio station may have two or more antennas, and the antennas may not be fixedly assigned to transmission and reception. That is, it is only necessary to be able to receive a signal with at least one antenna for a certain period during transmission of the own station. Good. FIG. 4 shows a time chart when MIMO is applied. X1 indicates transmission from
[0026]
FIG. 5 shows a flowchart of an embodiment of a wireless packet communication method for updating a propagation coefficient. The difference from the flowchart of FIG. That is, when the wireless station starts transmitting a wireless packet signal from the transmitting antenna (step 1), the receiving antenna receives the signal for a predetermined time T (step 2), and receives the signal using the propagation coefficient between the transmitting antenna and the receiving antenna. The own station transmission signal component is removed from the signal (step 3). Specifically, assuming that a propagation coefficient is h, a transmission signal of a transmission antenna is X, and a reception signal of a reception antenna is Y,
R = Y-h × X
To extract a signal component R from which the own-station transmission signal component is removed.
[0027]
Next, the signal power of R is compared with a predetermined threshold (step 4), and if the signal power is equal to or larger than the threshold, transmission is stopped (step 5). If it is less than the threshold, the measured value H of the propagation coefficient h is calculated as H = Y / X
And the propagation coefficient h is updated with the actually measured value H (step 7). The transmission is continued to complete the transmission of the wireless packet signal (step 6).
[0028]
That is, as shown in FIG. 6A, compared with the case where there is no obstacle around, as shown in FIG. 6B, in the case where there is an obstacle around, as shown in FIG. Due to the influence of reflection or the like, the propagation coefficient h changes (h ′) depending on the environment around the wireless station. Therefore, when no collision is detected, the accuracy of collision detection can be improved by updating the propagation coefficient.
[0029]
FIG. 7 shows a block diagram of the wireless packet communication device of this embodiment. Transmission data is input to the
To extract a signal component R from which the own-station transmission signal component is removed, and input the signal component R to the
[0030]
The
[0031]
FIG. 8 shows a block diagram of a wireless packet communication device when the above-mentioned MIMO is applied. MIMO transmits
[0032]
FIG. 9 shows a block diagram of a wireless packet communication device that updates a propagation coefficient. Transmission data is input to the
To extract a signal component R from which the own-station transmission signal component is removed, and input the signal component R to the
Is calculated as When a non-collision detection notification is received from the
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to detect a collision without depending on the modulation and demodulation method by removing the transmission wave component of the own station using the propagation coefficient. , The transmission of the wireless packet can be stopped, and the waste of the radio frequency resources due to the continuous transmission of the packet in the state of the collision can be avoided, so that a highly efficient throughput can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a network configuration used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a wireless packet communication method according to the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart of a wireless packet communication method according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of a wireless packet communication method when MIMO is applied according to the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of a wireless packet communication method for updating a propagation coefficient according to the embodiment;
FIG. 6 is a diagram for explaining a relationship between an environment around a wireless station and a propagation coefficient h.
FIG. 7 is a block configuration diagram of the wireless packet communication device according to the embodiment.
FIG. 8 is a block diagram of a wireless packet communication device when MIMO is applied according to the embodiment.
FIG. 9 is a block diagram of a wireless packet communication apparatus that updates a propagation coefficient according to the embodiment.
FIG. 10 is a block diagram of a spread spectrum communication apparatus.
[Explanation of symbols]
1, 11
Claims (4)
前記無線局は、少なくとも1つのアンテナから無線パケット信号を送信すると共に、少なくとも1つのアンテナで信号を受信し、
前記無線パケット信号を送信しているアンテナと前記信号を受信しているアンテナとの間の伝搬係数hを用いて、前記受信した信号Yから自局の送信信号成分Xを取り除いた後の信号成分Rを
R=Y−h×X
として求め、その信号成分Rの受信レベルを判定し、この受信レベルが閾値以上の場合には前記無線パケット信号が他無線局の送信する信号と衝突したと判断して前記無線パケット信号の送信を停止し、閾値未満の場合には前記無線パケット信号の送信完了まで送信を続ける
ことを特徴とする無線パケット通信方法。In a wireless packet communication method performed in a wireless packet network including a plurality of wireless stations each having a plurality of antennas,
The wireless station transmits a wireless packet signal from at least one antenna and receives a signal on at least one antenna;
Using the propagation coefficient h between the antenna transmitting the radio packet signal and the antenna receiving the signal, the signal component after removing the transmission signal component X of the own station from the received signal Y R is R = Y−h × X
The reception level of the signal component R is determined, and when the reception level is equal to or higher than the threshold value, it is determined that the radio packet signal has collided with a signal transmitted by another radio station, and the transmission of the radio packet signal is performed. A wireless packet communication method, wherein the wireless packet communication method stops and, if the value is less than a threshold, continues transmission until the transmission of the wireless packet signal is completed.
H=Y/X
として求め、衝突を検出しなかった場合に、伝搬係数hを前記実測値Hで更新し、衝突を検出した場合には伝搬係数hの更新を行わない請求項1記載の無線パケット通信方法。During transmission of the wireless packet, an actual measurement value H of the propagation coefficient h is calculated from the transmission signal component X of the own station and the reception signal Y as H = Y / X.
2. The wireless packet communication method according to claim 1, wherein when no collision is detected, the propagation coefficient h is updated with the actually measured value H, and when a collision is detected, the propagation coefficient h is not updated.
アンテナ間の伝搬係数hを記憶する伝搬係数メモリと、
自局が少なくとも1つのアンテナから無線パケット信号送信中に少なくとも1つのアンテナで信号を受信し前記伝搬係数hを用いて前記受信信号Yから自局の送信信号成分Xを取り除いた信号成分Rを
R=Y−h×X
として求める除去手段と、
この信号成分Rの受信レベルが閾値以上の場合には前記無線パケット信号が他無線局の送信する信号と衝突したと判断する衝突検出手段と、
前記無線パケット信号の送信開始を前記除去手段に通知し、また、前記衝突検出手段が衝突検出時に前記無線パケット信号の送信を停止する無線パケット送信手段と
を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。In a wireless packet communication device each having a plurality of antennas,
A propagation coefficient memory for storing a propagation coefficient h between antennas;
While the own station receives a signal with at least one antenna while transmitting a radio packet signal from at least one antenna, a signal component R obtained by removing the transmission signal component X of the own station from the received signal Y using the propagation coefficient h is represented by R = Yh × X
Removal means sought as
Collision detection means for determining that the radio packet signal has collided with a signal transmitted by another radio station when the reception level of the signal component R is equal to or higher than a threshold value;
Wireless packet communication means for notifying the removing means of the start of transmission of the wireless packet signal to the removing means, and wireless packet transmitting means for stopping the transmission of the wireless packet signal when the collision detecting means detects a collision. apparatus.
H=Y/X
として求め、前記衝突検出手段が衝突を検出しなかった場合に、前記伝搬係数メモリの伝搬係数hを前記実測値Hで更新し、前記衝突検出手段が衝突を検出した場合には前記伝搬係数メモリの更新を行わない伝搬係数更新手段を備えた請求項3記載の無線パケット通信装置。During transmission of the wireless packet, an actual measurement value H of the propagation coefficient h is calculated from the transmission signal component X of the own station and the reception signal Y as H = Y / X.
When the collision detection means does not detect a collision, the propagation coefficient h of the propagation coefficient memory is updated with the actually measured value H. When the collision detection means detects a collision, the propagation coefficient memory is updated. 4. The wireless packet communication device according to claim 3, further comprising a propagation coefficient updating unit that does not perform updating.
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