JP2005322970A

JP2005322970A - 無線データ送信機、無線データ送信システム及び無線データ送信方法

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Publication number: JP2005322970A
Application number: JP2004137284A
Authority: JP
Inventors: Shoji Sakurai; 鐘治桜井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2024-05-06
Also published as: JP4426898B2

Abstract

【課題】無線通信において実際に現れる干渉による通信状態をみて、最適なデータサイズを得る無線データ通信装置、方法を得る。
【解決手段】無線通信システムに接続する無線データ送信機において、通信速度を得て送信データサイズを算出するデータサイズ決定部１１Ａを備えて、上記データサイズ決定部は、送信相手から相手の無線チャネルにおける通信空き時間分布を受信して、この受信した通信空き時間分布と、上記取得した通信速度とにより上記送信データサイズを決める。
【選択図】図１

Description

この発明は、無線端末と他の機器との交信において、特に複数の相手に対しても、干渉等に影響されない最適のデータサイズを選んで通信を行うシステム、方法に関するものである。

無線通信においては、多くの原因により通信環境の悪化が起こり得る。従来からこうした環境悪化に対処する方法が提案されていて、例えば送信データの重要度と受信データの誤り率を知り、これに基づいて予め対応を用意したテーブルを参照して、送信パケット長を決める方法や、エラー発生パターンをパケット単位で観測して、伝搬状況を予測して最適パケット長を定める方法や、特定通信方式において、電波状況が悪いときにパケット長を短くする方法、等が示されている。
典型的な従来のデータ転送方式として特許文献１に示されている方法は、予めデータ転送に対して干渉を及ぼす他の装置の種別毎に速度とサイズの組合わせを決めたテーブルを設けて、干渉がある場合にはその干渉する装置を調べ、送信に際してこのテーブルを参照して、速度とサイズを選択して設定していた。
特開２００１−２３７８５８号公報

従来のデータ転送方式は、データ転送に対して干渉を及ぼす他の装置が１台存在することを前提しており、他の装置が複数台ある場合や、さらに種類の異なる他の装置も同時に存在する場合を考慮していない。即ち、このような複数の干渉原因がある場合には、１つの干渉原因に対応してデータフレームの伝送の成否基準で選択されるデータサイズは、必ずしも通信に最適なデータサイズとはならないという課題がある。

この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、無線通信において実際に現れる干渉による通信状態をみて、最適なデータサイズを得る無線データ通信装置、方法を得ることを目的とする。

この発明に係る無線データ送信機は、無線通信システムに接続する無線データ送信機において、
通信速度を得て送信データサイズを算出するデータサイズ決定部を備えて、
上記データサイズ決定部は、送信相手から相手の無線チャネルにおける通信空き時間分布を受信して、この受信した通信空き時間分布と、上記取得した通信速度とにより上記送信データサイズを決める。

この発明によれば、受信側で測定した無線の空き時間に基づいて送信側の送信データを分割して送信するので、複数の、または複数種類の干渉発生機器がある場合にも、送信ができる効果がある。

実施の形態１．
実際に無線で交信する相手との通信状態を知って、最適な速度とサイズを選ぶ方式を説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における無線送受信装置１０の構成を示す図である。図１において、無線送受信装置１０内の構成要素として、演算器１は無線チャネルの空き時間分布を生成して通信相手に伝えたり、逆に相手からの空き時間分布を記憶指示したり、最適なデータサイズの決定指示を行なう。メモリ２は無線チャネルの空き時間分布や送受信データを一時的に記憶する。アンテナ３は他の無線送受信装置との間で実際に電波の送受信を行なう素子である。無線送受信回路４はアンテナ３を介して他の無線送受信装置との間で無線通信を行うインタフェースであり、有線送受信器５は他の機器との有線通信を行なうインタフェースであり、通信ケーブル６は他の機器との有線通信を行なうケーブルである。送信に際しては、データサイズ決定部１１Ａがサイズを決定し、そのサイズで他の無線送受信装置にデータを送信する。
なお、無線送受信回路４は、無線制御部７と送受信バッファ８と統計情報メモリ９から構成される。無線制御部７は無線のベースバンド処理やＡ／Ｄ変換や誤り検出／訂正処理を行なう回路であり、送受信バッファ８は、送受信フレームを一時的に格納する素子であり、統計情報メモリ９は、無線制御部で収集される無線通信に関する統計情報を一時的に格納する素子である。統計情報メモリ９には、無線制御部７がアンテナ３を介して電波を受信した際に、無線チャネルの空き時間情報と受信電波の電界強度及び信号強度が記憶される。

図２は、無線送受信システムの最小構成を示す図である。
図において、無線送受信装置は送受信機能があるが、ある時点においては一方が送信機１０ａとなり、他方が受信機１０ｂとなっている。それぞれの詳細構成は、図１に示す無線送受信装置１０と同様であるが、図２では簡略化して表現している。ただ、共に通信ケーブル６による他の有線機器間のデータ授受は、必ずしも必要ない。
図において、受信機１０ｂは、送信機１０ａからの統計情報要求を受けると、統計情報メモリ９ｂから空き時間分布データを生成して、その情報を送信機１０ａに送信する。
送信機１０ａはこの受信した空き時間分布データを統計情報メモリ９ａに記憶し、送信に最適なデータサイズをデータサイズ決定部１１Ａで決定して、受信機１０ｂに向けてデータ送信を行う。

次に動作について説明する。
無線制御部７では、アンテナ３で電波が受信された際に、受信電波の電界強度の測定を行い、その強度に応じて無線チャネルの空き状態を判定する。この処理は、ＩＥＥＥ８０２．１１などのＣＳＭＡ／ＣＡ方式によりデータの送信を行なう通信方式におけるキャリアセンスの中で行なわれている処理と同一である。しかし更に無線制御部７では、アンテナ３で受信される電波の電界強度が所定の値以下の場合に無線チャネルを空き状態と見なしてその連続時間を計測する。アンテナ３で受信される電波の電界強度が所定の値を上回った場合に、本実施の形態では、無線制御部７はそれまでの無線チャネル空き時間を現在時刻とともに統計情報メモリ９に記憶する。

また、無線制御部７は、アンテナ３で電波が検出された際に、通信ケーブル６経由の他の有線機器への受信電波をデータであれば、それをデータとして送受信バッファ８に受信し、受信信号強度を統計情報メモリに記憶し、送受信バッファ８上の受信データに対してエラー検出及びエラー訂正を行なった後、受信データに誤りがないか誤りが訂正可能であった場合には、演算器１にデータの受信を通知する。一方、受信データに誤りがあり訂正できない場合には、無線ノイズとして受信データを廃棄する。
演算器１では、無線送受信回路４からデータの受信が通知されると、図３に示す処理を実行する。
また、演算器１が有線送受信器５から通信ケーブル６を介して接続される機器から他の無線通信装置に接続された機器に対する送信データの受信を通知されると、図５に示す処理を実行する。この時に交信相手との通信状態の統計情報に基づいて、最適な通信速度とデータサイズを設定する。
このために、必要であれば、演算器１は一定時間間隔毎に、交信相手に空き時間分布データを求める図６に示す処理を実行する。
またデータサイズ決定部１１Ａは、演算器１の指示のもとに図７の動作を行う。

次に図３を参照して、無線送受信回路４からデータの受信が通知された際に演算器１で実行される処理を説明する。
演算器１は、ステップＳ１０１で受信データを無線送受信回路４からメモリ２にコピーする。次に、ステップＳ１０２で、無線送受信回路４が受信したデータが通信ケーブル６を介して接続される他の機器への通信データかを判別する。この判別処理は無線ＬＡＮなどの一般の通信機器で行われている処理と同一である。無線送受信回路４が受信したデータが他の機器への通信データである場合には、受信したデータに関してこのデータを分割した全てのデータがメモリ２上に記憶されており、次にステップＳ１０３で分割する前の元データの復元処理が可能かどうかをチェックする。元データの復元が可能な場合には、ステップＳ１０４で元データの復元を行ない、ステップＳ１０５で有線送受信器５を介して他の機器に復元した元データを送信する。

ステップＳ１０２において、無線送受信回路４が受信したデータが他の機器への通信データでない場合には、ステップＳ１０６で、受信したデータが空き時間の分布情報を要求する分布リクエストかどうかを判別する。なお、本実施の形態では、分布リクエストには、測定する時間の長さを指定する測定時間、測定した空き時間を度数分布に変える際に使用する空き時間階級の幅と空き時間の階級数を含むものとする。
無線送受信回路４が受信したデータが分布リクエストである場合には、ステップＳ１０７で現在の時刻から分布リクエストで指定された測定時間を遡った時刻以降にメモリ２に記憶された無線チャネルの空き時間を基に無線チャネルの空き時間についての分布データを生成する。図４に分布の時間階級の幅が２０マイクロ秒、階級数が１０とした場合の分布データの例を示す。次に、ステップＳ１０８で、無線送受信回路４を介して分布リクエストを送信した他の無線送受信装置に対して生成した分布データを送信する。なお、本実施の形態では、分布データには、複数の度数データを数値データとして含むものとする。
ステップＳ１０６において、無線送受信回路４が受信したデータが分布情報を要求する分布リクエストでない場合には、ステップＳ１０９で、受信したデータが他の無線送受信装置に対して先に送った分布リクエストに対する分布データかを判別する。無線送受信回路４が受信したデータが分布データである場合には、ステップＳ１１０で受信した分布データを最新の分布データとしてメモリ２に記憶する。ステップＳ１０９において、無線送受信回路４が受信したデータが分布データでない場合には処理を終了する。

次に図５を参照して、有線送受信器５からデータの受信を通知された際に演算器１で実行される処理を説明する。
演算器１は、ステップＳ２０１で、受信データを有線送受信器５からメモリ２にコピーする。次に、ステップＳ２０２で、無線送受信回路４から通信データを送信する先の無線送受信装置に対する現在の通信速度を取得する。無線ＬＡＮにおいては、下層において非連続の複数の周波数から干渉波の有無やエラーの有無に応じて通信速度が選択されるが、この実施の形態においても、先ず下層が選択した通信速度を採用する。
次にステップＳ２０３でデータサイズ決定部１１Ａに指示して、データサイズ決定部１１Ａはメモリ２に記憶している通信データを送信する先の無線送受信装置についての分布データと先のステップで取得した通信速度から、通信に最適なデータサイズを算出する。この算出の詳細は、後で説明する。次に、ステップＳ２０４で、メモリ２上に記憶している通信データを前記データサイズに分割する。
次に、ステップＳ２０５で、無線送受信回路４を介して分割した通信データを１つ送信する。次にステップＳ２０６で、分割した全ての通信データを送信したかどうかをチェックする。未だ、分割した全てのデータを送信していない場合には、ステップＳ２０５からの処理を繰り返す。一方、分割した全てのデータを送信した場合には処理を終了する。

次に図６を参照して、演算器１が一定時間間隔毎に実行する処理を説明する。
演算器１は、ステップＳ３０１で、通信を行なっている他の無線送受信装置１０に対して、空き時間分布データを送信するよう要求する、分布リクエストを送信する。無線送受信装置１０が複数の他の無線通信装置と通信している場合には、ステップＳ３０２で全ての他の無線通信装置に対して分布リクエストを送信したかをチェックする。ステップＳ３０２で全ての他の無線通信装置に対して分布リクエストを送信し終わるまで、ステップＳ３０１の処理を繰り返し、全てに送信を終えると、リクエスト送信を終了する。

次に、図７を参照して、図５のステップＳ２０３の、無線通信チャネルの空き時間の分布データと通信速度より通信に最適なデータを算出する演算について、詳細動作を説明する。
データサイズ決定部１１Ａは、まずステップＳ４０１でメモリ２に記憶した最新の分布データについて分布の中間値であるメジアンを求める。図４の例では、１００以上１２０未満がメジアンである。次にステップＳ４０２で、メモリ２に記憶した最新の分布データについて最大度数の値であるモードを求める。図４の例では、８０以上１００未満がモードである。次にステップＳ４０３において、ステップＳ４０１で求めたメジアンとステップＳ４０２で求めたモードとを比較し、メジアンがモードより大きいか否かを判別する。ステップＳ４０３においてメジアンがモードより大きい場合には、ステップＳ４０４でチャネルの空き時間としてモードを使用する。図４の例では、モードの方が時間が大きいので、モードを使用する。一方、ステップＳ４０３においてメジアンがモード以下の場合には、ステップＳ４０５でチャネルの空き時間としてメジアンを使用する。

次に、ステップＳ４０６においてデータ送信時間を求める。本実施の形態では、無線送受信装置１０は、ＩＥＥＥ８０１．１１に準拠した図８に示すタイムチャートに従いＣＳＭＡ／ＣＡ方式により無線データの送信を行なうものとする。無線チャネルが使用中から空きに変わった際には、まず無線チャネルがＤＩＦＳ１１の固定時間連続して空き状態であることを確認した後に、ランダムバックオフとして一定の数値幅の中からランダムに選んだ数値と単位スロット時間の積の時間１２だけ無線の送信を遅延させる。この乱数を選択する数値幅の上限値はエラーによる再送の状態により最適化されるようになっているが、最大値は予め決められた値である。このランダムバックオフの時間１２の間に、無線チャネルが引き続き空き状態である場合にはじめて、無線通信装置は無線チャネルに固定長のプリアンブル１３を送信する。プリアンブル１３により後続のヘッダ部の速度が定まり、プリアンブル１３を送信後、このプリアンブルに対応する、例えば１Ｍｂｐｓまたは２Ｍｂｐｓの速度のヘッダ部１４を送信する。最後にヘッダ部１４に書き込んでいるＳ２０２で取得した通信速度でペイロード１５を送信する。

このため、ステップＳ４０６におけるデータ送信時間は具体的には、先に算出したチャネルの空き時間からＣＳＭＡ／ＣＡ方式のチャネルスキャン時間とランダムバックオフ時間の最大値及びプリアンブル送信時間と、さらにヘッダの転送時間を減算した値として算出する。
最後に、データサイズとして、ステップＳ２０２で取得した通信速度とステップＳ４０６で求めたデータ転送時間の積を求め、ステップＳ２０３の処理を終了する。
上記実施の形態では、データの送信側から分布リクエストを送信し、これに対してデータの受信側から返される分布データを受信して、これを基に送信データサイズを決定しているが、データの受信側から予め決められた時間間隔で、分布データを送信するようにし、データの送信側でこの分布データを受信して、これを基に送信データサイズを決定するようにしてもよい。または定期的に要求するのではなくて、送信に先立って適宜、要求するようにしてもよい。

以上のように、データを実際に受信する側で無線チャネルの空き時間を測定し、これを基にデータの送信側で送信データを分割するようにしているので、データ転送に対して干渉を及ぼす他の装置が複数台ある場合や、種類の異なる他の装置が複数台存在する場合でも、無線チャネルに対する実際の干渉の状態に合わせて送信に適したデータのサイズを決定することができる。
また、空き時間の分布を基にデータサイズを算出する際に、分布の特性に合わせてメジアンとモードを使い分けることにより、複数の機器が混在し無線チャネルの空き時間のピークがいくつもあるような複雑な分布の場合にも送信に適したサイズを決定することができる。

実施の形態２．
先の実施の形態１は、無線チャネルの空き時間の分布に基づいて算出したデータサイズにより、データを分割して送信するものであるが、本実施の形態では、算出したデータサイズを受信信号強度の変化に応じて補正して、データを分割して送信する実施の形態を説明する。
図９は、本実施の形態における無線送受信装置の構成を示す図である。
図において、構成要素のデータサイズ決定部１１Ｂと、無線送受信回路２４と、その内部要素である無線制御部２７以外の構成要素は、実施の形態１の図１に示す構成要素と同じものである。即ち本実施の形態においては、データサイズ決定部１１Ｂと、無線制御部２７と、演算器１が行う動作に特徴がある。

次に動作について説明する。
無線制御部２７では、実施の形態１で述べたように、受信電波の電界強度の測定結果から無線チャネルの空き状態を判定する。そしてその空き状態の連続時間を計測する。電波の電界強度が所定の値を上回った場合には、それまでの無線チャネル空き時間を現在時刻とともに統計情報メモリ９に記憶する。更に受信電波の電界強度または受信信号の強度も記憶される。また、無線制御部２７が行う通常のデータ受信動作も、先の実施の形態と同様であり、受信した際の受信信号強度とともに演算器１にデータの受信を通知し、受信データに訂正できない誤りがあれば廃棄する。
演算器１は、無線送受信回路２４からデータの受信が通知されると、図１０に示す処理を実行する。
また、演算器１が有線送受信器５を介して接続される機器から他の無線通信装置に対する送信データの送信依頼を通知されると、図１１に示す処理を実行する。
また、演算器１は、一定時間間隔毎に、図１２に示すマルチキャスト送信処理を実行する。

次に図１０を参照して、無線送受信回路２４からデータの受信が通知された際に演算器１が実行する処理を説明する。このほとんどのステップは図３のステップと同様であるので、異なるステップのみを説明する。
演算器１は、ステップＳ５０１で受信信号強度を現在時刻とともにメモリ２に記憶する。次のステップＳ１０１からＳ１０５までの処理は図３と同様に処理する。
ステップＳ１０２において通常のデータ受信ではないと判定すると、Ｓ１０９の判別を行う。そして無線送受信回路４が受信したデータが分布データである場合には、ステップＳ１１０で受信した分布データを最新の分布データとしてメモリ２に記憶し、次にステップＳ５０９で、現在の時刻から所定の時間を遡った時刻以降にメモリ２に記憶された受信信号強度についての平均値を算出し、メモリ２に記憶する。

次に図１１を参照して、有線送受信器５からデータの送信を依頼された際に演算器１とデータサイズ決定部１１Ｂが行う処理を説明する。この動作もほとんどは図５の動作と同様であるが、データサイズ算出のステップが先の実施の形態と異なる。
演算器１は、コピー・ステップＳ２０１と通信速度取得ステップＳ２０２の後、次のステップＳ６０３でデータサイズ決定部１１Ｂに指示し、データサイズ決定部１１Ｂは通信に最適なデータサイズを算出する。この詳細については後で説明する。そして通信データ分割ステップＳ２０４ないし全ての送信データ確認ステップＳ２０６により、送信処理を終了する。

次に図１２を参照して、演算器１で一定時間間隔毎に実行される処理を説明する。
演算器１は、ステップＳ７０１で、無線送受信回路２４から無線チャネルの空き時間情報をメモリ２にコピーし、ステップＳ７０２で現在の時刻から分布リクエストで指定された測定時間を遡った時刻以降にメモリ２に記憶された無線チャネルの空き時間を基に無線チャネルの空き時間についての分布データを生成する。このとき電界強度または受信信号の強度も同時に生成する。次にステップＳ７０３で、無線送受信回路２４を介して他の無線送受信装置に対して受信信号強度を含む上記生成した分布データをマルチキャスト送信する。なお、本実施の形態では、分布データには、複数の度数データを数値データとして含むものとする。

次に図１３により、図１１におけるデータサイズ決定部１１Ｂが行うステップＳ６０３のデータサイズ算出ステップの詳細を説明する。この詳細動作のほとんども、図７のステップＳ４０１ないしＳ４０７の動作と同様である。即ち、まずメジアン取得ステップＳ４０１とモード取得ステップＳ４０２とにより得た値を比較ステップＳ４０３で比較して、いずれかの時間を選択し、データ送信時間算出ステップＳ４０６でデータ送信時間を得る。この時の送信シーケンスは、実施の形態１における図８に示すものとなる。次にステップＳ４０７において、データサイズとして、ステップＳ２０２で取得した通信速度とステップＳ４０６で求めたデータ転送時間の積を求める。
更に本実施の形態においては、以下のステップが付加される。つまり、ステップＳ８０８において、現在の時刻から所定の時間を遡った時刻以降にメモリ２に記憶された受信信号強度についての平均値を算出する。次にステップＳ８０９において、ステップＳ５０９で算出した受信信号強度とステップＳ８０８で算出した信号強度の差分を基にデータサイズの補正を行なう。具体的には、ステップＳ５０９で算出した受信信号強度をＳ_０、ステップＳ８０８で算出した受信信号強度をＳ_１、補正前のデータサイズをＬ_０、補正後のデータサイズをＬ_１とすると、本実施例では式１に従いＬ_１を算出する。

なお、式（１）で、αには０以上で１より小さい所定の数値を用いる。ステップＳ８０９でデータサイズを補正したことで、ステップＳ６０３の処理が終了する。
本実施の形態では、データの受信側から予め決められた時間間隔で、分布データを送信するようにし、データの送信側でこの分布データを受信して、これを基に送信データサイズを決定するようにしているが、実施の形態１に示したように、データの送信側から分布リクエストを送信し、これに対してデータの受信側から返される分布データを受信して、これを基に送信データサイズを決定してもよい。
また本実施の形態では、受信データにおける受信信号強度の平均値の変化分を基に補正したデータサイズを用いて送信データの分割を行なうようにしているが、受信データにおける電界強度の平均値の変化分を基に補正したデータサイズを用いてもよい。
また、平均値でなく単に受信信号強度の変化分、または電界強度の変化分を基に補正したデータサイズを用いてもよい。

以上のように、データを実際に受信する側で無線チャネルの空き時間を測定し、これを基にデータの送信側で送信データを分割するようにしているので、データ転送に対して干渉を及ぼす他の装置が複数台ある場合や種類の異なる他の装置が複数台存在する場合でも、無線チャネルに対する実際の干渉の状態に合わせて送信に適したデータのサイズを決定することができる。
また、空き時間の分布を基にデータサイズを算出する際に、分布の特性に合わせてメジアンとモードを使い分けることにより、ピークがいくつもあるような分布の特性が複雑な場合にも送信に適したサイズを決定することができる。
また、分布データから算出されるデータサイズをさらに分布データを受信した際の受信信号強度の平均値と実際にデータを送信する直前での受信信号強度の平均値との差分により補正することで、無線送受信装置の移動などによる急激な無線通信条件の変化に対応させることができる。

実施の形態３．
先の実施の形態１は、無線チャネルの空き時間の分布に基づいて算出したデータサイズにより、データを分割して送信するものであるが、本実施の形態では、無線チャネルの空き時間の分布に加えて受信側で測定される無線ノイズの受信強度分布を用いて空き時間を補正してデータサイズを算出し、この結果に基づいてデータを分割し送信する実施の形態を説明する。
図１４はこの実施の形態における無線送受信装置の構成を示す図である。図において、構成要素のデータサイズ決定部１１Ｃと、無線送受信回路３４と、その内部要素である無線制御部３７以外の構成要素は、実施の形態２の図９に示す構成要素と同じものである。即ち本実施の形態においては、データサイズ決定部１１Ｃと、無線制御部３７と、演算器１が行う動作に特徴がある。

次に動作について説明する。
無線制御部３７では、実施の形態１で述べたように、受信電界強度から無線チャネルの空き状態を判定し、また空き状態の連続時間を計測し、統計情報メモリ９に記憶する。このときノイズの受信強度も統計情報の一つとして記憶する。また、通常のデータ受信動作も、先の実施の形態と同様に行う。
演算器１は、無線送受信回路３４から無線チャネルのビジーが通知されると、図１０に示す処理を実行する。このとき分布データとしてノイズの強度も記憶される。
また、演算器１が有線送受信器５を介して接続される機器から他の無線通信装置に対する送信データの送信依頼を通知されると、図１１に示す処理を実行する。
また、演算器１は、一定時間間隔毎に、図１２に示すマルチキャスト送信処理を実行する。このときノイズ強度も統計情報の一つとして送信される。

次に、図１５を参照して、本実施の形態におけるデータサイズ決定部１１Ｃが行う図１１のステップＳ６０３の処理詳細を説明する。
このステップでは、無線送受信装置が受ける受信信号強度と分布データと、通信速度とステップＳ５０９で記憶した受信信号強度の平均値とより、通信に最適なデータサイズを算出する。
データサイズ決定部１１Ｃは、演算器１からの指示を受けて、先ずステップＳ４０１でメモリ２に記憶した分布データの空き時間分布の中間値であるメジアンを求め、ステップＳ４０２で分布データの空き時間分布について最大度数の値であるモードを求める。ステップＳ４０３ではメジアンとモードとを比較し、Ｓ４０４かＳ４０５で、いずれかを選択する。

ステップＳ１２０６において、現在の時刻から所定の時間を遡った時刻以降にメモリ２に記憶された受信信号強度についての平均値を算出する。
次に、ステップＳ１２０７において、先に受信したノイズの受信強度分布を使ってチャネル空き時間を補正する。具体的には、ノイズの受信強度分布の内で受信強度がステップＳ１２０６で求めた受信信号強度以上の度数の合計Ｎ_１を求める。次に、ノイズの受信強度分布の内で受信信号強度がＣＳＭＡ／ＣＡ方式でチャネルビジーと判定する際の、所定の電界強度以上になる度数の合計Ｎ_２を求める。補正前のチャネル空き時間をＦＴ_１、補正後のチャネル空き時間をＦＴ_２とすると、本実施例では式２に従いＦＴ_２を算出する。

なお、式２で、βは１以下の所定の正数値を用いる。
次にステップＳ４０６で、データ送信時間を求め、ステップＳ４０７で、データサイズを求める。これで本実施の形態における図１１のＳ６０３のデータサイズ算出ステップを終了する。
上記の説明では、データの受信側から定期的に分布データを送信するようにしているが、データの送信側から分布リクエストを送信して受信側から返される分布データに基づいて送信データサイズを決定してもよい。

以上のように、データ受信側で無線チャネルの空き時間を測定し、これにより送信側で送信データを分割するので、データ転送に対して干渉装置が複数台ある場合や、種類の異なる干渉装置が複数種類ある場合でも、実干渉の状態に合わせて送信に適したデータサイズを決定すできる。
また、空き時間の分布を基にデータサイズを算出する際に、分布の特性に合わせてメジアンとモードを使い分けて送信できる。更に受信側でのノイズの受信強度分布データとデータを送信する直前での受信信号強度により無線チャネルの空き時間補正することで、無線送受信装置間の実際の距離に依存して発生する白色雑音や有色雑音の影響を考慮したデータサイズの最適化が行なえる。

実施の形態４．
上記各実施の形態では、データサイズの算出において、メジアンとモードを比較して選択する機能、動作を説明した。
この場合の分布の中間値であるメジアンに代えて、極大値を選択するようにしてもよい。具体的に云えば、図４において、度数は４０以上８０未満の区分に一つの極大値があり、更に８０以上１００未満に他の極大値がある。数値が小さいほうの極大値、この場合には４０以上８０未満を選ぶと、無線通信が成功する確率が高くなる。従って、予め数値が小さいほうの極大値をシステムの空き時間として優先選択するようにしてもよい。
この場合の機能、動作としては、図７、図１３、図１５における、それぞれステップＳ４０５に代えて、Ｓ４０８として小さい方の極大値をチャネル空き時間とするステップとする。
このようにすることにより、ピークがいくつもあるような分布の特性が複雑な場合にも送信に適したサイズを決定することができる。

実施の形態５．
上記の各実施の形態では、データサイズ決定部と、無線送受信器が独立に機能を持つ装置、として説明した。しかしそうした専用の装置に代えて、それぞれ図７、図１３、図１５、または統計情報メモリに統計情報を記憶する機能を、それぞれの機能を持つように対応部分に設定されたプログラムにより、全て汎用の演算器が実行する方法、で得るようにしてもよい。

この発明の実施の形態１における無線送受信装置の構成を示す図である。実施の形態１における無線送受信システムの最小構成を示す図である。実施の形態１における演算器が行う受信動作を示すフロー図である。実施の形態１における空き時間分布データの例を示す図である。実施の形態１における演算器が行う送信動作を示すフロー図である。実施の形態１における演算器が行う分布リクエスト送信動作を示すフロー図である。実施の形態１におけるデータサイズ決定部が行う送信データサイズ算出動作を示すフロー図である。実施の形態１における無線制御部が行う送信動作を示すフロー図である。この発明の実施の形態２における無線送受信装置の構成を示す図である。実施の形態２における演算器が行う受信動作を示すフロー図である。実施の形態２における演算器が行う送信動作を示すフロー図である。実施の形態２における演算器が行う分布データ送信動作を示すフロー図である。実施の形態２におけるデータサイズ決定部が行う送信データサイズ算出動作を示すフロー図である。この発明の実施の形態３における無線送受信装置の構成を示す図である。実施の形態３におけるデータサイズ決定部が行う送信データサイズ算出動作を示すフロー図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ演算器、２メモリ、３，３ａ，３ｂアンテナ、４，４ａ，４ｂ無線送受信回路、５有線送受信器、６通信ケーブル、７，７ａ，７ｂ無線制御部、８送受信バッファ、９，９ａ，９ｂ統計情報メモリ、１０無線送受信装置、１０ａ送信機、１０ｂ受信機、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃデータサイズ決定部、２４無線送受信回路、２７無線制御部、３４無線送受信回路、３７無線制御部、Ｓ１０７空き時間分布データ生成ステップ、Ｓ１０８空き時間分布データ送信ステップ、Ｓ１１０分布データ記憶ステップ、Ｓ２０３（送信）データサイズ算出ステップ、Ｓ３０１分布リクエスト送信ステップ、Ｓ４０１分布データのメジアン取得ステップ、Ｓ４０２分布データのモード取得ステップ、Ｓ４０４無線チャネル時間としてモード選択ステップ、Ｓ４０５無線チャネル時間としてメジアン選択ステップ、Ｓ４０６データ送信時間設定ステップ、Ｓ４０７データサイズ設定ステップ、Ｓ４０８無線チャネル時間として極大値選択ステップ、Ｓ５０１受信信号強度記憶ステップ、Ｓ５０９受信信号強度の平均値算出・記憶ステップ、Ｓ６０３（送信）データサイズ算出ステップ、Ｓ７０３分布データの送信ステップ、Ｓ８０８受信信号強度の平均値算出ステップ、Ｓ８０９受信信号強度の変化分でデータサイズを補正するステップ、Ｓ１２０６受信信号強度の平均値算出ステップ、Ｓ１２０７ノイズ強度分布に基づくチャネル空き時間補正ステップ。

Claims

無線通信システムに接続する無線データ送信機において、
通信速度を得て送信データサイズを算出するデータサイズ決定部を備えて、
上記データサイズ決定部は、送信相手から相手の無線チャネルにおける通信空き時間分布を受信して、該受信した通信空き時間分布と、上記取得した通信速度とにより上記送信データサイズを決めることを特徴とする無線データ送信機。
データサイズ決定部は、送信相手から取得した通信空き時間分布中の、平均値と中央値と極大値とのうちの一つから通信時間を選択して、送信データサイズを決めることを特徴とする請求項１記載の無線データ送信機。
無線データ送信機は、送信相手に要求して無線チャネルにおける通信空き時間分布を受信するか、定期的に相手から送信される無線チャネルにおける通信空き時間分布を受信するか、の一つで相手の無線チャネルにおける通信空き時間分布を得て、送信データサイズを決めることを特徴とする請求項１記載の無線データ送信機。
無線データ送信機は、送信相手の無線チャネルにおける通信空き時間分布の受信に際して受信信号強度も記憶し、
データサイズ決定部は、上記受信信号強度に基づいて送信データサイズを決めることを特徴とする請求項１記載の無線データ送信機。
無線データ送信機は、送信相手の無線チャネルにおける通信空き時間分布の受信に際して無線チャネルのノイズの受信強度も記憶し、
データサイズ決定部は、上記無線チャネルのノイズも含めて通信空き時間を補正して、該補正した通信空き時間に基づいて送信データサイズを決めることを特徴とする請求項４記載の無線データ送信機。
無線受信機と無線送信機とで構成する無線通信システムにおいて、
無線チャネルにおける通信空き時間の分布を記憶する統計情報メモリを備えて、送信元からの要求と、自発的な送信とのうちの一つにより、上記送信元に上記統計情報メモリに記憶した通信空き時間分布を送信する受信機と、
通信速度を得て、送信相手の上記受信機から上記通信空き時間分布を受信して、該受信した通信空き時間分布と、上記取得した通信速度とにより送信データサイズを決めるデータサイズ決定部、を備えた送信機、とで構成されることを特徴とする無線データ送信システム。
送信機のデータサイズ決定部は、送信相手から取得した通信空き時間分布中の、平均値と中央値と極大値とのうちの一つから通信時間を選択して、送信データサイズを決めることを特徴とする請求項６記載の無線データ送信システム。
送信機は、送信相手である受信機の無線チャネルにおける通信空き時間分布の受信に際して受信信号強度も記憶し、
データサイズ決定部は、上記受信信号強度に基づいて送信データサイズを決めることを特徴とする請求項６記載の無線データ送信システム。
無線通信システムに接続してデータを送信する方法において、
受信側において、無線チャネルにおける通信空き時間の分布を記憶し、
送信元からの要求と自発的な送信とのうちの一つにより、上記送信元に上記記憶した通信空き時間の分布を送信し、
送信相手から相手の上記通信空き時間の分布を受信して記憶し、
受信した上記通信空き時間の分布と、上記送信元で取得した通信速度とにより送信データサイズを決める、ことを特徴とする無線データ送信方法。
データサイズを決めるのは、送信相手から取得した通信空き時間の分布中の、平均値と中央値と極大値とのうちの一つから通信時間を選択して、送信データサイズを決めることを特徴とする請求項９記載の無線データ送信方法。
送信データサイズを決める前に、送信相手からの通信空き時間の分布の受信に際して受信信号強度も記憶し、
送信データサイズを決めるのは、上記受信信号強度も含めて値を算出して、送信データサイズを決めることを特徴とする請求項９記載の無線データ送信方法。