CN101116265B - 无线装置和基于发送功率控制的干扰避免方法 - Google Patents

无线装置和基于发送功率控制的干扰避免方法 Download PDF

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Abstract

本发明的无线装置在接收时，由传输衰减计算部件(5)根据接收功率和包含在接收PLCP帧中的发送发射功率信息，计算出从发送方无线装置到本装置的传输衰减量，发送功率控制部件(6)根据传输衰减量和最小必需接收功率，计算出各传送速率下的最优发送功率，将最优发送功率与用于识别上述发送方无线装置的无线装置标识符和各传送速率对应起来登记到最优发送功率表中。在发送时，发送功率控制部件(6)根据最优发送功率表和发送目的地无线装置的无线标识符和传送速率，选择向发送目的地无线装置进行发送的最优发送功率，以选择出的最优发送功率，对作为发送发射功率信息而包含选择出的最优发送功率的发送PLCP帧进行发送，即进行发送功率控制，同时在登记在最优发送功率表中的与发送目的地不同的无线装置的最低传送速率的最优发送功率中，检测是否有比选择出的最优发送功率小的值。

Description

无线装置和基于发送功率控制的干扰避免方法 
技术领域
本发明涉及适用于无线网络系统的无线装置，特别涉及通过系统内的各无线装置自主地(开放循环型)进行功率控制来避免电波干扰的无线装置。 
背景技术
现在，作为构筑面向家庭/办公室的高速的无线网络系统的设备，市场上正在销售以用美国的无线LAN标准化规格IEEE802.11进行了标准化的IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g规格等为基准的商品。在这些无线LAN规格中，其前提是在没有干扰的理想的电波环境下进行通信，并没有充分考虑到现在这样高密度地设置接入点(AP)的状况。在IEEE802.11h中，明确记载了以请求(Request)和响应(Response)形式取得发送功率(EIRP)和接收功率的闭合循环型的方法，但是进行了关联的控制，并不是积极地避免干扰的方法。 
作为与避免无线网络系统中的电波干扰有关的现有技术，有专利文献1～3。在专利文献1中，揭示了无线通信装置根据包含在来自无线控制装置的信号中的信息和接收电场强度，决定发送输出和通信速度，并根据该无线通信装置的状态决定可能的发送功率和通信速度，根据所指示的发送输出和通信速度、以及可能的发送输出和通信速度进行通信。即，在该专利文献1的无线通信系统中，揭示了：利用通信运营者的设备内的无线控制装置，向发送帧内附加发送功率/干扰信息，对无线通信装置进行干扰控制的发送功率控制方法；根据无线通信装置自身的电池余量，规定发送功率范围，为了在该范围内进行通信，变更通信速度的闭合循环型的方法。 
在专利文献2中，揭示了以下这样的开放循环方法：具有以下的功 能，即在对来自对方站的希望波信号的接收功率的测量有很大错误的情况下，或者在接收信号的电平急剧变小的情况下，为了防止使发送功率急剧增加，防止对其他用户产生很大干扰，而对来自对方站的希望波信号的接收功率的测量有很大错误的情况下，或者在接收信号的电平急剧变小的情况下，为了抑制使发送功率急剧增加，防止对其他用户产生很大干扰，而根据由基站基于来自移动站的接收电波而得到的希望波信号对干扰功率比(SIR)，推测与其他用户的干扰量，决定在发送功率控制的控制周期中被变更的发送功率的最大变化量的功能，并且由基站向移动站指示发送功率的最大变化量，从而控制干扰。 
在专利文献3中，揭示了以下的发明：根据接收CNR(Carrier toNoise Ratio)、包含在来自对方的发送接收装置的发送信号中的发送功率信息而计算传送路径衰减量，其中接收CNR是根据基于从对方的发送接收装置发送来的信号得到的均衡误差功率而推测出来的，另外根据计算出的传送路径衰减量和发送调制方式，决定具有本站使用的调制方式的使得满足对方侧的接收需要CNR的最低功率值的发送电平，并将所决定的发送电平插入到发送信号的无线帧的控制信息符号中而生成发送信号，将所生成的发送信号的发送电平调整为预先决定了的发送电平而进行发送。 
专利文献1：特开2000-217144号公报 
专利文献2：特开平11-145899号公报 
专利文献3：特开2004-72666号公报 
上述专利文献1～3所记载的现有技术的方法在访问控制中考虑了使用TDD(Time Division Duplex：分时多路复用)等的加入者系统无线通信，谋求由基站对帧同步、基站容纳终端、加入者站进行管理而进行多路复用。 
但是，在使用基于无线LAN(Local Area Network)系统等的CSMA(Carrier Sense Multiple Access：载波侦听多路访问)方式的访问控制的无线网络系统中，各无线终端独立地进行载波检测(carriersense)，避免分组的冲突。因此，有以下的问题：在无线LAN系统 的AP和终端中使用了现有技术的干扰避免方法的情况下，通过由AP和通信中的终端适应性地变更发送功率，而到发送功率的变更前为止通过能够进行载波检测的RSSI(Received Signal Strength Indicator)进行了接收的正在待机的终端在AP和通信中的终端的发送功率变更后，有可能无法进行载波检测而成为伪隐藏终端，无法由AP对该伪隐藏终端进行管理。 
另外，在上述各现有技术中，在基站中测量干扰量，对终端进行发送功率的控制。但是，在无线LAN系统等使用的CSMA方式的访问控制中，如果各终端进行发送功率限制，则到发送功率的变更前为止通过能够进行载波检测的RSSI进行了接收的终端在发送功率的变更后，变得无法进行载波检测而成为伪隐藏终端。这时，有以下的问题：无法由AP推测由于各终端的发送功率限制而产生的伪隐藏终端，而无法进行考虑了干扰量的控制。 
进而，在上述各现有技术中，使用以下这样的适应调制控制，即向TDD帧和报告信息中插入发送功率，根据发送功率与接收功率的差来计算传输衰减，根据该计算结果，控制发送功率。但是，在CNR低的环境条件下，如果适应调制控制必须直到变为能够进行接收的调制方式为止进行等待，则无法取得发送功率的信息。 
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于：提供一种在使用了基于CSMA方式的访问控制的无线网络系统中，自主地计算出传输衰减量，根据计算出的传输衰减量控制发送功率，避免干扰的无线装置和基于发送功率控制的干扰避免方法。 
为了解决上述问题而达到目的，本发明的特征在于：是一种适用于进行基于CSMA方式的访问控制的无线通信系统中的无线装置，具备：根据接收功率和包含在接收帧中的发送发射功率信息，计算出从上述接收帧的发送方无线装置到本装置的传输衰减量的传输衰减计算部件；根据由上述传输衰减计算部件计算出的传输衰减量和对每个传送速率决定的最小必需功率，计算出各传送速率下的最优发送功率，将计算出的最优发送功率与用于识别上述发送方无线装置的无线装置标识符和各传送速率对应起来登记到最优发送功率表中，在发送时，根据上述最优发送功率表和发送目的地无线装置的无线标识符和传送速率，选择向发送目的地无线装置进行发送的最优发送功率，以上述选择出的最优发送功率，对作为发送发射功率信息而包含选择出的最优发送功率的发送帧进行发送，即进行发送功率控制，同时在登记在上述最优发送功率表中的与发送目的地不同的无线装置的最低传送速率的最优发送功率中，检测是否有比上述选择出的最优发送功率小的值的发送功率控制部件，其中在由上述发送功率控制部件检测出登记在上述最优发送功率表中的与发送目的地不同的无线装置的最低发送速率的最优发送功率中有比上述选择出的最优发送功率小的值的情况下，执行规定的隐藏终端避免控制处理。 
本发明的无线装置根据接收功率和包含在接收帧中的发送发射功率信息，计算出从发送方无线装置到本装置的传输衰减量，根据计算出的传输衰减量和对每个传送速率确定的最小必需功率，计算出各传送速率下的最优发送功率，将用于识别发送方无线装置的无线装置标识符和各传送速率对应地存储起来。在发送时，根据发送目的地无线装置的无线标识符和传送速率，选择最优发送功率，以选择出的最优发送功率，对作为发送发射功率信息而包含选择出的最优发送功率的发送帧进行发送，并且在与发送目的地不同的无线装置的最低传送速率的最优发送功率中是比选择出的最优发送功率小的值的情况下，执行规定的隐藏终端避免控制处理。由此，得到以下的效果：不在系统内配置统一地进行功率控制的装置，就能够由各无线装置自主地选择最优发送功率，同时能够根据选择出的最优发送功率，自主地进行对伪隐藏终端的避免控制。 
附图说明
图1是表示本发明的无线装置的实施例1的结构的图。 
图2是表示包含由图1所示的帧合成部件作成的发送发射功率值的PLCP帧的结构的一个例子的图。 
图3是表示包含由图1所示的帧合成部件作成的发送发射功率值的PLCP帧的结构的一个例子的图。 
图4是表示使用了本发明的无线装置的实施例1的无线LAN系统的结构的图。 
图5是用于说明本发明的无线装置的实施例1的功率控制步骤的时序图。 
图6是表示使用了本发明的无线装置的实施例2的无线LAN系统的结构的图。 
图7是用于说明本发明的无线装置的实施例2的干扰避免步骤的时序图。 
图8是表示使用了本发明的无线装置的实施例3的无线LAN系统的结构的图。 
图9是用于说明本发明的无线装置的实施例3的干扰控制以后的通信步骤的时序图。 
图10是表示TRQ帧的结构的一个例子的图。 
图11是表示TRQ帧的结构的一个例子的图。 
图12是表示本发明的无线装置的实施例4的无线LAN系统的结构的图。 
图13是用于说明本发明的无线装置的实施例4的干扰控制步骤以后的通信步骤的时序图。 
1：天线；2：RF部件；3：解调部件；4：帧分离部件；5：传输衰减计算部件；6：发送功率控制部件；7：调制部件；8：帧合成部件；10、20、22、30、33：AP；24、35：BBS(1)；25、36：BBS(2)；11、12、13、21、23、31、32、34：STA；50、60：PLCP前置码(preamble)字段；51、61：PLCP头(head)字段；52、62：发送功率信息字段；53、63：数据字段；511：速率部分：512：预约部分；513：长度部分；514、523：校验部分；515、524：尾部分；521：TX功率(TXPower) 部分；522：持续时间(duration)部分；611：帧控制部分。 
具体实施方式
以下，根据附图，详细说明本发明的无线装置和基于发送功率控制的干扰避免方法的实施例。另外，并不通过该实施例限定本发明。 
实施例1 
使用图1～图5说明本发明的实施例1。图1是表示本发明的无线装置的实施例1的结构的图。本无线装置具备：天线1、RF部件2、解调部件3、帧分离部件4、传输衰减计算部件5、发送功率控制部件6、调制部件7、帧合成部件8。 
天线1将电磁波信号变换为电信号并输出到RF部件2，并且将电信号变换为电磁波信号。RF部件2对从天线1输入的电信号进行放大，将对放大了的电信号进行了频率变换后的基带信号输出到解调部件3，并且将计算接收功率值所需要的信息作为第一接收功率信息输出到传输衰减计算部件5。另外，RF部件2根据功率控制信息对从调制部件7输入的电信号进行频率变换，并输出到天线1。 
解调部件3对从RF部件2输入的基带信号实施预定的解调处理，生成接收帧，并将生成的接收帧输出到帧分离部件4。另外，解调部件3将通过解调处理得到的计算接收功率值所需要的信息作为第二接收功率信息，输出到传输衰减计算部件5。 
帧分离部件4对包含在由解调部件3解调了的接收数据帧中的控制信息和数据进行分离，将分离出的数据作为接收数据输出到未图示的上位装置。另外，帧分离部件4将包含在控制信息内的发送发射功率信息(将发送功率、天线特性、系统损耗等相加了的值)输出到传输衰减计算部件5。 
传输衰减计算部件5使用从RF部件2输入的第一接收功率信息、从解调部件3输入的第二接收功率信息、从帧分离部件4输入的发送发射功率信息，计算出从多个发送无线站到本站的传输衰减量。传输衰减计算部件5将计算出的传输衰减量作为传输衰减信息输出到发送 功率控制部件6。 
发送功率控制部件6使用从传输衰减计算部件5输入的各无线装置的传输衰减量、对各传送速率预定的最小必需接收功率，计算出各传送速率下的最优发送功率，将计算出的各传送速率下的最优发送功率与用于识别各无线装置的无线装置标识符和各传送速率对应地登记在最优发送功率表中。发送功率控制部件6在本装置向发送目的地无线装置发送数据帧时，根据最优发送功率表选择最优发送功率，将选择出的最优发送功率作为功率控制信息输出到RF部件2，并且计算出发送发射功率信息输出到帧合成部件8。 
帧合成部件8根据从上位装置输入的发送数据、从发送功率控制部件6输入的发送发射功率信息，作成发送数据帧，输出到调制部件7。调制部件7对从帧合成部件8输入的发送PLCP帧实施预定的调制处理而调制为基带的电信号，并输出到RF部件2。 
图2表示包含由帧合成部件8作成的发送发射功率信息的作为发送数据帧的PLCP帧。PLCP(Physical Layer Convergence Protocol)帧具有PLCP前置码字段50、PLCP头字段51、发送功率信息字段52、数据字段53。 
在PLCP前置码字段50中，设置有用于接收同步处理的信息。PLCP头字段51由4比特的速率部分511、1比特的预约部分512、12比特的长度部分513、1比特的校验部分514、6比特的尾部分515构成。 
在速率部分511中，设置有PLCP帧的传送速率。在预约部分512中，设置有表示在PLCP帧中是否包含有发送功率信息字段52的值，在此通过在预约部分512中设置“1”，来表示是包含发送功率信息字段52的PLCP帧。在长度部分513中，设置有数据字段53的长度。在校验部分514中，设置有解调处理时的错误检测所使用的符号。在尾部分515中，设置有表示PLCP头字段51的最后的值。 
发送功率信息字段52由6比特的TX功率部分521、11比特的持续时间部分522、1比特的校验部分523、6比特的尾部分524构成。 
在TX功率部分521中，设置有发送发射功率信息。在持续时间部分522中，设置有发送期间信息。在校验部分523中，设置有解调处理时的错误检测所使用的符号。在尾部分524中，设置有表示发送功率信息字段52的最后的值。在数据字段53中，设置有从上位装置输入的应该发送的数据。 
另外，在图2中，PLCP头字段51和发送功率信息字段52具有作为在OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式中使用的调制的单位的1个符号的长度，与PLCP帧的传送帧无关地，以最低传送速率(在此是6Mbps)进行发送。即，以最低的传送速率发送PLCP头字段51和包含发送发射功率信息和发送期间信息的发送功率信息字段52，因此在CNR(Carrie to Noise Ratio)低的环境条件下，与以任意的传送速率进行发送的数据字段53的接收成功与否无关地，能够接收在发送功率信息字段52中设置的发送发射功率信息和发送期间信息。 
另外，在图2所示的PLCP帧中，构成为在PLCP头字段51和数据字段53之间具备发送功率信息字段52，但如图3所示那样，也可以在数据字段53后具备发送功率信息字段52。 
另外，作为调制方式列举了OFDM方式，但调制方式并不只限于此，如果是以能够用比数据字段53的传送速率的CNR低的CNR进行接收的传送速率来发送发送功率信息字段52的方式，则也可以使用单载波等的调制方式。 
接着，说明接收时的无线装置的动作。天线1将包含PLCP帧的电磁波信号变换为电信号，输出到RF部件2。RF部件2对输入的电信号进行放大，将对放大了的电信号进行了频率变换后的基带信号输出到解调部件3。另外，RF部件2将计算接收功率值所需要的信息作为第一接收功率信息，输出到传输衰减计算部件5。 
解调部件3对由RF部件2进行了变换后的基带信号实施解调处理，生成接收帧，将生成的接收帧(在此为图2所示的PLCP帧)输出到帧分离部件4。另外，解调部件3将通过解调处理得到的计算接收功率值所需要的第二接收功率信息输出到传输衰减计算部件5。
帧分离部件4对从解调部件3输入的PLCP帧的PLCP头字段51、发送功率信息字段52、数据字段53进行分离。这时，帧分离部件4根据PLCP头字段51的预约部分512的值，判断是否包含有发送功率信息字段52。帧分离部件4将在发送功率信息字段52的TX功率部分521中设置的发送发射功率信息输出到传输衰减计算部件5，将在数据字段53中设置的数据作为接收数据输出到上位装置。 
传输衰减计算部件5使用从RF部件2输入的第一接收功率信息、从解调部件3输入的第二接收功率信息，计算接收功率值。传输衰减计算部件5使用计算出的接收功率值、从帧分离部件4输入的发送发射功率信息，依照下式(1)计算出发送站和本站之间的传输衰减量TrATT(dB)。 
TrATT＝TXPow-RXPow    ......(1) 
另外，TXPow[dB]是发送发射功率信息，RXPow[dBm]是接收功率值。传输衰减计算部件5将通过式(1)计算出的传输衰减量TrATT[dB]作为传输衰减信息，输出到发送功率控制部件6。 
在发送功率控制部件6中，使用从传输衰减计算部件5输入的传输衰减量TrATT[dB]、对每个传送速率预先决定的最小必需接收功率RXPow_min，利用下式(2)计算出各传送速率下的最优发送功率TXPow_min[dBm]。这时的最小必需接收功率RXPow_min[dBm]根据解调器3的特性被唯一地确定，对于其值，已知，或者是根据信标等广播(broadcast)数据等事前取得的值。 
TXPow_min[i]＝RXPow_min-TrATT[i](i＝1，2，3，......无线站编号)......(2) 
发送功率控制部件6将计算出的每个传送速率的最优发送功率与无线装置对应起来存储在最优发送功率表中。具体地说，发送功率控制部件6与接收到的PLCP帧的用于识别发送方无线装置的无线装置标识符对应地，对每个传送速率存储与该无线装置的最优发送功率。设置在PLCP帧的数据字段中的数据一般是IP分组或MAC帧。在IP 分组或MAC帧中，包含有发送方无线装置的MAC地址。帧分离部件4预先抽出设置在数据字段53内的MAC地址并通知发送功率控制部件6，发送功率控制部件6将从帧分离部件4通知的MAC地址用作无线装置标识符。另外，无线装置标识符并不只限于MAC地址，只要是能够识别无线装置，则也可以是唯一的ID等。 
接着，说明发送时的无线装置的动作。如果产生发送事件，则向帧合成部件8输入发送数据。另外，发送功率控制部件6选择向发送目的地无线装置的发送速率，将选择出的传送速率通知帧合成部件8。发送功率控制部件6将用于识别发送目的地无线装置的无线装置标识符和选择出的传送速率作为检索关键字，检索最优发送功率表，选择发送PLCP帧时的最优发送功率TXPow_min。发送功率控制部件6将选择出的最优发送功率TXPow_min作为功率控制信息输出到RF部件2，同时生成将天线特性和系统损耗等与最优发送功率TXPow_min相加了的发送发射功率信息，输出到帧合成部件8。 
帧合成部件8使用从发送功率控制部件6输入的发送发射功率信息和传送速率、从上位装置输入的发送数据，作成PLCP帧。具体地说，帧合成部件8向PLCP前置码字段50设置接收同步处理所使用的信息，向速率部分511设置从发送功率控制部件6通知的传送速率，向预约部分512设置表示包含发送功率信息字段的“1”，向长度部分513设置发送数据的字节数，向校验部分514设置根据在速率部分511、预约部分512、长度部分513中设置的信息作成的错误检测用的符号，向尾部分515设置表示PLCP头字段51的最后的值，向TX功率部分521设置从发送功率控制部件6通知的发送发射功率信息，向持续时间部分522设置发送期间信息，设置根据在TX功率部分521和持续时间部分522中设置的信息生成的错误检测用的符号，向尾部分524设置表示发送功率信息字段52的最后的值，向数据字段53设置接收数据。帧合成部件8将作成的PLCP帧输出到调制部件7。 
调制部件7将从帧合成部件8输入的PLCP帧调制为基带的电信号，输出到RF部件2。RF部件2对从调制部件7输入的基带的电信 号进行频率变换而变换为具有从发送功率控制部件6指示的最优发送功率TXPow_min的信号，进而通过天线1变换为电磁波信号，进行发送。 
接着，使用图5，说明将图1所示的无线装置适用于图4所示的AP(Access Point)10和STA(Station)11～13，AP10和STA11进行相对通信的情况下的功率控制。 
首先，产生从AP10向STA11的发送事件(步骤S1)。AP10的发送功率控制部件6具有初始值的发送功率，而向RF部件2通知功率控制信息，同时根据初始值的发送功率生成发送发射功率信息，通知帧合成部件8(步骤S2)。AP10的帧合成部件8将通知的发送发射功率信息(该情况下为初始值放置到TX功率部分521中，作成PLCP帧，经由调制部件7将作成的PLCP帧输出到RF部件2。AP10的RF部件2以与从发送功率控制部件6指示的功率控制信息(在该情况下为初始值)对应的发送功率，向STA11发送PLCP帧(无线传送)。 
STA11的RF部件2将经由天线1接收到的包含PLCP帧的电信号变换为基带信号，输出到解调部件3，同时将计算接收功率值RXPow所需要的第一接收功率信息输出到传输衰减计算部件5。STA11的解调部件3对基带信号实施解调处理，生成接收PLCP帧，并输出到帧分离部件4。STA11的解调部件3将通过解调处理得到的计算接收功率值所需要的第二接收功率信息输出到传输衰减计算部件5。 
STA11的帧分离部件4将设置在接收PLCP帧内的TX功率部分521中的发送发射功率信息TXPow输出到传输衰减计算部件5。另外，在PLCP头的预约部分中没有设置“1”的情况下，即，在PLCP帧中不包含发送功率信息字段52而没有从AP10通知发送发射功率信息的情况下，帧分离部件4向传输衰减计算部件5报告该信息。 
STA11的传输衰减计算部件5使用从RF部件2输入的第一接收功率信息、从解调部件3输入的第二接收功率信息，计算接收功率值RXPow。STA11的传输衰减计算部件5依照上述式(1)求出计算出的接收功率值RXPow与从帧分离部件4输入的发送发射功率信息TXPow的差，计算出AP10与该STA11之间的传输衰减量TrATT。传输衰减计算部件5向发送功率控制部件6通知计算出的传输衰减量TrATT(步骤S3)。传输衰减计算部件5在接收到没有从AP10通知发送发射功率信息的报告的情况下，不进行上述计算，向发送功率控制部件6报告该情况。 
STA11的发送功率控制部件6使用由传输衰减计算部件5取得的AP10与该STA11之间的传输衰减量TrATT、对每个传送速率预先决定的最小必需接收功率RXPow_min，依照上述式(2)计算出各传送速率下的最优化了的最优发送功率TXPow_min，将计算出的最优发送功率TXPow_min与AP10的无线装置标识符和各传送速率对应地登记在最优发送功率表中(步骤S4)。另外，在发送功率控制部件6中，在从传输衰减计算部件5接收到没有从AP10通知发送发射功率信息的报告的情况下，对发送方无线装置是不进行本实施例1的发送功率控制的无线装置的情况进行登记，进行使用了通常帧的现有的通信。 
接着，假设产生了从STA11到AP10的发送事件(步骤S5)。STA11的发送功率控制部件6选择向AP10的传送速率，并通知帧合成部件8。发送功率控制部件6将AP10的无线装置标识符、选择出的传送速率作为检索关键字，检索最优发送功率表，选择发送PLCP帧时的最优发送功率TXPow_min。发送功率控制部件6将选择出的最优发送功率TXPow_min作为功率控制信息通知RF部件2，同时根据上述选择出的最优发送功率TXPow_min生成发送发射功率信息，并通知帧合成部件8(步骤S6)。 
STA11的帧合成部件8将所通知的发送发射功率信息设置到发送功率信息字段52的TX功率部分521中，作成发送PLCP帧，经由调制部件7将作成的PLCP帧输出到STA11的RF部件2。STA11的RF部件2以与从发送功率控制部件6通知的功率控制信息对应的发送功率，向AP10发送(无线传送)PLCP帧。 
AP10的RF部件2将经由天线1接收到的包含PLCP帧的电信号变换为基带信号并输出到解调部件3，同时将计算接收功率值RXPow 所需要的第一接收功率信息输出到传输衰减计算部件5。AP10的解调部件3对基带信号实施解调处理，生成接收PLCP帧并输出到帧分离部件4。 
AP10的帧分离部件4将设置在接收PLCP帧内的TX功率部分521中的发送发射功率信息TXPow输出到传输衰减计算部件5。另外，在PLCP头的预约部分中没有设置“1 ”的情况下，即，在PLCP帧中不包含发送功率信息字段52而没有从STA11通知发送发射功率信息的情况下，帧分离部件4向传输衰减计算部件5报告该情况。 
在AP10的传输衰减计算部件5中，使用从RF部件2输入的第一接收功率信息、从解调部件3输入的第二接收功率信息，计算出接收功率值RXPow。AP10的传输衰减计算部件5依照上述式(1)求出所计算出的接收功率值RXPow与从帧分离部件4输入的发送发射功率信息TXPow的差，计算出AP10与该STA11之间的传输衰减量TrATT。传输衰减计算部件5将计算出的传输衰减量TrATT通知发送功率控制部件6(步骤S7)。另外，传输衰减计算部件5在从STA11接收到没有通知发送发射功率信息的报告的情况下，不进行上述计算，而向发送功率控制部件6通知该情况。 
AP10的发送功率控制部件6使用由传输衰减计算部件5取得的AP10与该STA11之间的传输衰减量TrATT、对每个传送速率预定的最小必需接收功率RXPow_min，依照上述式(2)计算出各传送速率下的最优化了的最优发送功率TXPow_min，将计算出的最优发送功率TXPow_min与STA11的无线装置标识符和各传送速率对应地登记在最优发送功率表中(步骤S8)。 
AP10的发送功率控制部件6在与STA11进行相对通信以前从STA12、13接收到包含发送功率信息字段的PLCP帧的情况下，将与STA12、13对应的每个传送速率的最优发送功率TXPow_min登记到最优发送功率表中。发送功率控制部件6对依照上述式(2)计算出的与STA11对应的最优发送功率TXPow_min、与STA12、13对应的最低传送速率的最优发送功率进行比较，通过变更与STA11对应的最优 发送功率TXPow_min，来判断是否有伪产生的隐藏终端。在判断出有伪隐藏终端(STA12和/或STA13的最低传送速率的最优发送功率TXPow_min比与STA11对应的最优发送功率TXPow_min小)的情况下，发送功率控制部件6使用一般的发送请求/接收准备完成(RTS/CTS：Request To Send/Clear To Send)，执行隐藏终端避免控制处理(步骤S9)。另外，这时的RTS的使用并不由现有的RTS阈值决定。另外，对于RTS/CTS等的控制帧，需要尽可能在全部的无线装置中进行传送，因此不受最优发送功率值的限制地进行发送。另外，在发送功率控制部件6中，在从传输衰减计算部件5接收到在PLCP帧中不包含发送发射功率信息部分的报告的情况下，对方装置作为不进行实施例1的发送功率控制的无线装置进行登记，而进行使用了通常帧的现有的通信。在AP10和STA11之间执行这样的通信。 
这样，在实施例1中，通过由无线网络系统内的各无线装置独立地接收包含发送功率信息字段的PLCP帧，来计算出发送接收装置间的传输衰减量，对每个传送速率计算出最优发送功率，在发送时，使用最优发送功率发送PLCP帧，因此能够抑制无线装置的消耗功率，防止干扰。 
另外，在实施例1中，对于接收到不包含发送功率信息字段的PLCP帧的无线装置，作为不进行发送功率控制的无线装置进行登记，因此在系统内包含现有的无线装置的情况下，也能够进行通信。 
另外，在实施例1中，对发送时选择出的最优发送功率和与发送目的地无线装置不同的无线装置的最低传送速率的最优发送功率进行比较，在是比从与发送目的地无线装置不同的无线装置的最低传送速率的最优发送功率中选择出的最优发送功率还小的值的情况下，适用RTS/CTS，因此能够避免因发送功率控制造成的伪隐藏终端。 
另外，在实施例1中，以最低传送速率发送PLCP头字段51和发送功率信息字段52，因此从不能保证通信质量的被干扰无线装置也能够确实地接收发送发射功率信息，计算出最优发送功率。 
另外，在实施例1中，说明了AP与STA的相对通信，但本发明 并不特别限定无线装置的种类，也可以是AP与AP、STA与STA之间的通信。 
另外，在实施例1中，以无线LAN系统为例子进行了说明，但并不特别限定于无线LAN系统，访问方式可以是TDMA，也可以是轮询(polling)控制。 
进而，对于最优发送功率，可以进行循环通信而通过平均值等的统计处理来决定，也可以通过向其他无线装置传送来实施最优发送功率值的共享。 
另外，在与同一无线装置进行通信的情况下，也可以只在通信开始时一次性计算传输衰减量，而省略其后的传输衰减量的计算。 
实施例2 
接着，使用图6和图7，说明本发明的实施例2。图6表示实施例2的无线LAN系统的结构。在图6中，无线装置20～23具有图1所示的内部结构。无线装置20～23中的无线装置20、22是AP，无线装置21、23是STA。第一基本服务组(以下称为BSS(1))24包含AP20和STA21而构成。第二基本服务组(以下称为BSS(2))25包含AP22和STA23而构成。在同一BSS之间(AP20与STA21、AP22与STA23)的通信中，依照与实施例1一样的步骤，进行发送功率的最优化，因此省略该部分的说明。 
在不同的BSS之间，即STA21与AP22之间，由于相互的距离处于电磁波能够到达的范围内，所以产生无意义的电波干扰。依照图7，说明用于避免这样的在不同的BSS之间产生的干扰的步骤。 
图7表示属于BSS(1)24的STA21与属于BSS(2)25的AP22的干扰避免步骤。首先，假设在BSS(2)的AP22中，针对BSS(2)的STA23产生通信事件(步骤S11)。接收该通信事件，AP22的发送功率控制部件6与实施例1一样，以初始值的发送功率或对STA23最优化了的发送功率，将作为发送发射功率信息内置了初始值(或针对STA23最优化了)的发送功率值的PLCP帧发送到STA23(步骤S12)。 
在接收到不同的BSS的PLCP帧或只能对PLCP头字段51以及发送功率信息字段52进行解调的PLCP帧的BSS(1)24的STA21中，在传输衰减计算部件5中，依照上述式(1)计算出发送来该PLCP帧的AP(在该情况下为AP22)与STA21的传输衰减量TrATT(步骤S13)。在STA21的传输衰减计算部件5中，将计算出的传输衰减量TrATT通知STA21的发送功率控制部件6。 
BSS(1)24的STA21的发送功率控制部件6使用所通知的传输衰减量TrATT，计算出不对AP22产生干扰(不超过CSMA方式的载波检测阈值)的最大发送功率值(步骤S14)。 
接着，假设产生了从同一BSS的STA21向AP20的通信事件(步骤S15)。在STA21的发送功率控制部件6中，在步骤S14中计算出的最大发送功率值，即不对属于不同的BSS的AP22产生干扰的最大发送功率值的范围内，选择最优发送功率，并通知RF部件2(步骤S16)。这时，在现在的传送速率下超过了最大发送功率值的情况下，进行控制而降低发送速率，使得满足最大发送功率值。即，对最大发送功率值、登记在最优发送功率表中的与AP20对应的每个传送速率的最优发送功率TXPow_min进行比较，选择最大发送功率值以下的最优发送功率TXPow_min的传送速率。另外，在通过使该传送速率降低的控制无法满足最大发送功率值的情况下，实施减少STA21的通信机会的控制(具体地说，增加CW(Contention Window：发送待机时间)数)。另外，在基于RTS/CTS发送控制帧时，根据其重要性，不进行最大发送功率值的限制。 
STA11的发送功率控制部件6与实施例1一样，使用选择出的最优发送功率计算出发送发射功率信息，以上述选择出的最优发送功率，将包含计算出的发送发射功率信息的PLCP帧发送(无线传送)到AP20。 
这样，在实施例2中，在接收等待中接收到本装置不是对象的作为干扰帧的PLCP帧的情况下，使用包含在接收到的PLCP帧中的发送发射功率信息，计算出传输衰减量，各无线装置自主地计算出用于 避免本装置对干扰帧的发送方无线装置的干扰的最大发送功率值，在发送时选择计算出的最大发送功率值以下的最优发送功率，因此能够抑制对干扰帧发送方的干扰。由此，在设置在家庭或办公室中而由用户随意设置了AP和STA的情况下，也能够避免因通信量的提高和来自其他BSS的干扰造成的无法连接状态，在不需要准入的无线装置密集的情况下，也能够确保通信路径，其结果是不设置控制无线装置也能够提高频率利用效率。 
另外，在接收到不以本装置为对象的干扰帧时，在其干扰频度(干扰次数)低的情况下，也可以看作是通信量小的无线装置，而从进行干扰避免的无线装置的对象(规定本装置的最大发送功率值的对象)中除外。 
另外，在一定期间中没有接收到不以本装置为对象的干扰帧的情况下，也可以看作是通信量小的通信站，而从进行干扰避免的无线装置的对象中除外。 
另外，在实施例2中，以无线LAN系统为例子进行了说明，但并不只限于无线LAN系统，访问方式可以是TDMA也可以是轮询控制。 
另外，例如也可以通过在发送帧中设置表示无线装置自身的优先度的字段，来在无线装置之间设置优先顺序，设置优先避免干扰的无线装置。 
另外，适用实施例2的方法的无线装置并不只限于AP和STA，也可以适用于其他任意的无线装置。另外，如果由于对每个队列(Queue)设置优先度来满足QoS控制，而帧的到达性变得重要，则也可以允许暂时超过最大发送功率值。 
实施例3 
接着，使用图8～图10，说明本发明的实施例3。图8表示实施例3的无线LAN系统的结构。在图8中，无线装置30～34具有图1所示的内部结构。无线装置30～34中的无线装置30、33是AP，无线装置31、32、34是STA。BSS(1)35包含AP30和STA31和STA32而构成。BSS(2)36包含AP33和STA34而构成。与实施例2一样，在STA31与AP33之间、在不同的BSS之间产生干扰。在实施例3中，避免STA31对AP33产生干扰的步骤与实施例2一样，因此省略其说明。
使用图9说明STA31中的干扰控制以后的通信步骤。首先，在STA31中，为了与AP30进行通信，以最大发送功率值或控制帧发送功率的设置值，不限制发送功率地，广播(broadcast)发送进行发送请求的TRQ(Transmission request)这样的控制帧(参考图10)(步骤S21)。另外，TRQ帧并不是如RTS阈值那样根据帧长度来决定其适用，而是在参考传输衰减量，能够通过自己的发送功率控制来判断产生了暂时的隐藏终端的情况下使用。 
TRQ帧如图10所示那样，具有PLCP前置码字段60、PLCP头字段61、发送功率信息字段62、数据字段63。PLCP前置码字段60、PLCP头字段61、发送功率信息字段62与前面的图2所示的PLCP帧的PLCP前置码字段50、PLCP头字段51、发送功率信息字段52一样，因此在此省略其说明。 
数据字段63具有16比特的帧控制(TRQ)部分631、16比特的持续时间部分632、48比特的接收机地址部分633、48比特的发送机地址部分634、32比特的FCS部分635、6比特的尾部分636、混码(padding)比特部分637，在帧控制部分631中设置有表示是TRQ帧的信息，在持续时间部分632中设置有发送期间信息，在接收机地址部分633中设置有附加在接收机中的MAC地址，在发送机地址部分634中设置有附加在发送机中的MAC地址，在FCS部分635中设置有纠错用的符号，在尾部分636中设置有表示数据字段63内的有效信息的最后的值，在混码比特部分637中设置有用于调整数据字段63的长度的值。 
接收到TRQ帧的STA32在从接收到TRQ后经过了规定的SIFS(Short InterFrame Space)后，使用设置在从STA31接收到的TRQ帧的持续时间部分632中的发送期间信息，只在到STA31接收完成为止的期间中，设置NAV(发送停止期间：Network Allocation Vector) (步骤S22)。另一方面，STA31在TRQ帧发送后，在经过了SIFS期间后，以由STA31的发送功率控制部件6指示的被限制了的发送功率，即以通过实施例2的方法求出的被限制了的发送功率，向AP30发送数据帧(步骤S23)。在AP30中，在接收完该数据帧后经过了SIFS期间后，向STA31回信ACK(步骤S24)。 
这样，在本实施例3中，通过干扰避免控制而被限制了发送功率的STA31与是否能够取得STA32的通信状态无关地，在从STA32向STA31新产生了隐藏终端，而无法从STA32对STA31进行载波检测的状况下，通过以最大功率或控制帧发送功率的设置值来发送TRQ帧这样的控制帧，从而能够以少的负荷而部分地避免成为隐藏终端的问题。即，与发送RTS的情况相比，能够抑制负荷而提高通信量。 
另外，在实施例3中，以无线LAN系统为例子进行了说明，但并不限定于无线LAN系统，本发明的无线装置的种类也可以不是AP和STA，而是其他的任意的无线装置。 
另外，在实施例3中，在TRQ帧与数据帧之间夹着SIFS而进行通信，但也可以在TRQ帧与数据帧之间不夹着SIFS，而发送图11所示那样的TRQ部分与数据部分连续的帧。 
实施例4 
接着，使用图12和图13说明本发明的实施例4。图10表示实施例4的无线LAN系统的结构。作为无线装置的AP40～43具有图1所示的内部结构，各AP40～43分别包含在不同的BSS中。其中，假设AP40是新设置的无线装置。在实施例4中，避免AP40对AP41～43产生干扰的步骤与实施例2一样，因此省略其说明。 
使用图13说明AP40中的干扰控制步骤以后的通信步骤。在步骤S31中，AP40用信道CH1接收来自AP41的PLCP帧，在AP40中产生干扰。 
AP40的传输衰减计算部件5依照上述式(1)，计算发送来该PLCP帧的AP(在该情况下为AP41)与AP40的传输衰减量TrATT。在AP40的传输衰减计算部件5中，将计算出的传输衰减量TrATT输出 到AP40的发送功率控制部件6(步骤S32)。 
AP40的发送功率控制部件6计算出不对AP41产生干扰的最大发送功率值(步骤S33)。 
同样，在步骤S34～S36中，以AP42为对象，用信道CH2接收来自AP42的PLCP帧，与上述一样，计算出不对AP42产生干扰的最大发送功率值。同样，在步骤S37～步骤S39中，以AP43为对象，将信道替换为CH3，计算出不对AP43产生干扰的最大发送功率值。 
在经过了一定时间后，在步骤S40中，发送功率控制部件6进行各信道CH1～CH3的最大发送功率值的比较，选择最大发送功率值最大的信道。然后，AP40的发送功率控制部件6使用控制信道通知AP40的调制部件7。 
这样，在实施例4中，以最大发送功率值为评价值，新设置的无线装置自主地选择所使用的信道，因此能够高效地灵活利用频率资源。 
另外，在实施例4中，以无线LAN系统为例子进行了说明，但并不限定于无线LAN系统，访问方式可以是TDMA，也可以是轮询控制。 
另外，在实施例4中，以AP为例子进行了说明，但并不限定通信装置的种类。 
如上所述，本发明的无线装置和基于发送功率控制的干扰避免方法对数字无线通信系统有用，特别适合于作为IP分组无线通信的无线LAN系统。 

Claims (8)

1.一种无线装置，适用于进行基于CSMA方式的访问控制的无线通信系统中，该无线装置的特征在于包括：
传输衰减计算部件，根据接收功率和包含在接收帧中的发送发射功率信息，计算出从上述接收帧的发送方无线装置到本装置的传输衰减量；以及
发送功率控制部件，根据由上述传输衰减计算部件计算出的传输衰减量和对每个传送速率决定的最小必需接收功率，计算出各传送速率下的最优发送功率，将计算出的最优发送功率与用于识别上述发送方无线装置的无线装置标识符和各传送速率对应起来登记到最优发送功率表中，在发送时，根据上述最优发送功率表和发送目的地无线装置的无线标识符和传送速率，选择向发送目的地无线装置进行发送的最优发送功率，以上述选择出的最优发送功率来发送包含作为发送发射功率信息的选择出的最优发送功率的发送帧，即进行发送功率控制，同时在登记在上述最优发送功率表中的与发送目的地不同的无线装置的最低传送速率的最优发送功率中，检测是否有比上述选择出的最优发送功率小的值，其中
在由上述发送功率控制部件检测出登记在上述最优发送功率表中的与发送目的地不同的无线装置的最低传送速率的最优发送功率中有比上述选择出的最优发送功率小的值的情况下，执行隐藏终端避免控制处理，其中，该隐藏终端避免控制处理是为了避免由于上述发送功率控制而产生的伪隐藏终端造成的干扰而发送RTS/CTS即发送请求/接收准备完成的处理，
上述CSMA是载波侦听多路访问。
2.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于：
上述隐藏终端避免控制处理是基于发送请求帧和接收准备完成帧的处理。
3.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于：
上述隐藏终端避免控制处理是通过广播来发送TRQ帧的处理，或在接收到TRQ帧后经过了规定的期间后，使用设置在上述TRQ帧中的发送期间信息来设置发送停止期间的处理。
4.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于：
上述发送功率控制部件只在发送包含用户数据的数据帧的情况下，进行上述发送功率控制，在发送上述隐藏终端避免控制处理的控制帧的情况下，选择比上述数据帧的发送功率大的发送功率。
5.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于：
上述发送功率控制部件在从属于不同的无线网络系统的无线装置接收到PLCP帧的情况下，计算出不对接收到的PLCP帧的发送方无线装置产生干扰的最大发送功率值，在发送时，在根据上述最优发送功率表和针对发送目的地无线装置的无线标识符和传送速率选择出的向发送目的地无线装置进行发送的最优发送功率超过了上述最大发送功率值的情况下，选择最优发送功率小于等于上述最大发送功率值的传送速率的最优发送功率。
6.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于：
在来自上述发送方无线装置的接收帧是包含上述发送发射功率信息的帧的情况下，使用上述发送发射功率信息进行发送功率控制，同时发送包含上述发送发射功率信息的帧，在来自上述发送方无线装置的接收帧中不包含上述发送发射功率信息的情况下，基于通常的帧进行通信。
7.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于：
上述发送功率控制部件预先将从上述发送方无线装置接收到接收帧的信道登记在上述最优发送功率表中，在发送时，选择最优发送功率最大的信道。
8.一种基于发送功率控制的干扰避免方法，适用于基于CSMA方式进行访问控制的无线通信系统中，该方法的特征在于包括：
传输衰减计算步骤，根据接收功率和包含在接收帧中的发送发射功率信息，计算出从上述接收帧的发送方无线装置到本装置的传输衰减量；
发送功率控制步骤，根据由上述传输衰减计算部件计算出的传输衰减量和对每个传送速率决定的最小必需功率，计算出各传送速率下的最优发送功率，将计算出的最优发送功率与用于识别上述发送方无线装置的无线装置标识符和各传送速率对应起来登记到最优发送功率表中，在发送时，根据上述最优发送功率表和发送目的地无线装置的无线标识符和传送速率，选择向发送目的地无线装置进行发送的最优发送功率，以上述选择出的最优发送功率来发送包含作为发送发射功率信息的选择出的最优发送功率的发送帧，即进行发送功率控制，同时在登记在上述最优发送功率表中的与发送目的地不同的无线装置的最低传送速率的最优发送功率中，检测是否有比上述选择出的最优发送功率小的值；以及
隐藏终端避免控制步骤，在通过上述发送功率控制部件检测出登记在上述最优发送功率表中的与发送目的地不同的无线装置的最低传送速率的最优发送功率中有比上述选择出的最优发送功率小的值的情况下，执行隐藏终端避免控制，其中，该隐藏终端避免控制是为了避免由于上述发送功率控制而产生的伪隐藏终端造成的干扰而发送RTS/CTS即发送请求/接收准备完成的控制，
上述CSMA是载波侦听多路访问。
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