JP2006211083A - 無線通信装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 通信相手側の装置からの情報を必要とすることなく送信電力を制御することが可能な無線通信装置等を提供する。
【解決手段】 この無線通信装置１は、アンテナ２と、ＲＦ回路３と、制御回路４とを具備する。ＲＦ回路３は、送信／受信切替スイッチ３１と、送信系回路３２と、受信系回路３３とを具備する。制御回路４は、送信系回路３２に通信相手側の装置への送信を行わせる。制御回路４は、通信相手側の装置からの応答の有無及び／又は通信相手側の装置から受信した電波の受信強度に応じて、通信相手側の装置に送信する送信電力を決定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信装置及びその制御方法に関する。

無線通信の一種である無線ＬＡＮ（IEEE802.11a/b/g等）においては、送信／受信特性（例えば、ＢＥＲ（Bit Error Rate）、ＥＶＭ（Error Vector Magnitude）等）については伝送レート毎に規定されているが、送信電力については規定されていない。そのため、従来の無線ＬＡＮ通信装置では、送信時において、各装置メーカーによって送信／受信特性を満たすように定められた所定の送信電力で送信を行っていた。

無線通信においては通信状態（伝送レート、電波環境、通信相手側の装置との間の距離等）が変化することが多いにも拘わらず、上記したように一定の送信電力で送信を行うのでは、電力の無駄となる。そこで、通信状態に応じて送信電力を制御することが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１には、それぞれ送信機と受信機を含む複数のノードを備えたワイヤレスＬＡＮで送信機電力を制御する方法において、送信機電力信号を含む第１の信号を送信ノードから受信ノードに送信し、第１の信号を受信ノードで受信し、電力制御フィードバック信号を受信ノードから送信ノードに送信して送信ノードが送信した信号に対する電力調節を示し、電力制御フィードバック信号を送信ノードで受信するステップからなる方法が掲載されている。
特許文献１掲載の方法等においては、送信機電力信号を含む第１の信号を送信ノードから受信ノードに送信し、電力制御フィードバック信号を受信ノードから送信ノードに送信する必要がある。すなわち、送信ノードと受信ノードとの間で送信電力の制御のための信号を送受信する必要がある。また、送信電力の制御のための信号を送受信するためのプロトコル又は制御フレームが必要となり、異なる装置メーカー間での取り決めが必要となる。

また、特許文献２には、通信相手局との間で無線信号の送受信を行うとともに、通信相手局からの制御情報に基づいて該通信相手局の装置識別番号と送信電力情報と受信電界強度とからなる受信情報を検出して、送信電力情報と受信電界強度とを装置識別番号ごとにデータテーブルに登録し、今回検出された受信電界強度と、データテーブルに登録されている前回検出された同一装置識別番号に該当する受信電界強度とを比較することによって、最適な送信電力値を決定して、該決定された送信電力値に応じて通信相手局に対する送信電力を制御するように構成されていることを特徴とする無線通信装置が掲載されている。
特許文献２掲載の無線通信装置においては、送信電力制御のために、通信相手局の送信電力情報を必要とする。そのため、単位時間当たりのデータ伝送効率が下がることとなる。

特開平７−８７０９３号公報（第２頁、図２） 特開２００３−６９４９２号公報（第１頁、図１）

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、通信相手側の装置からの電力制御フィードバック信号、送信電力情報等を必要とすることなく送信電力を制御することが可能な無線通信装置の制御方法を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような無線通信装置を提供することを更なる目的とする。

以上の課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置の制御方法は、通信相手側の装置に電波を送信するステップ（ａ）と、通信相手側の装置からの応答の有無及び／又は通信相手側の装置から受信した電波の受信強度に応じて、通信相手側の装置に送信する送信電力を決定するステップ（ｂ）と、ステップ（ａ）及び（ｂ）を繰り返すステップ（ｃ）とを具備する。

この無線通信装置の制御方法において、ステップ（ｂ）が、通信相手側の装置への送信に対する応答が無かった場合に、送信電力を所定の第１の値だけ上昇させるステップ（ｄ）を含むこととしても良い。
また、ステップ（ｂ）が、前記通信相手側の装置に送信した電波への応答が有った場合に、前記送信電力を所定の第２の値だけ下降させるステップ（ｅ）を含むこととしても良い。

また、ステップ（ｄ）が、通信相手側の装置に送信した電波への応答が無かった場合に、送信電力を下降させないことを表す情報を記録するステップを含み、ステップ（ｅ）が、通信相手側の装置に送信した電波への応答が有り且つ情報が記録されていない場合に、送信電力を前記第２の値だけ下降させることとしても良い。

また、ステップ（ｂ）が、受信強度の平均値を算出するステップ（ｆ）と、通信相手側の装置に送信した電波への応答が有り且つ情報が記録されており且つ受信強度と平均値との差が所定の閾値以上であり且つ受信強度が平均値より小さい場合に、情報をクリアするステップ（ｇ）と、を含むこととしても良い。さらに、ステップ（ｇ）が、通信相手側の装置に送信した電波への応答が有り且つ情報が記録されており且つ受信強度と平均値との差が所定の閾値以上であり且つ受信強度が平均値より小さい場合に、送信電力を第２の値だけ下降させるステップを含むこととしても良い。

また、本発明に係る無線通信装置は、通信相手側の装置に電波を送信し、通信相手側の装置からの応答の有無及び／又は通信相手側の装置から受信した電波の受信強度に応じて、通信相手側の装置に送信する送信電力を決定する。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の構成要素については、同一の参照番号で示している。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、この無線通信装置１は、アンテナ２と、ＲＦ（Radio Frequency）回路３と、制御回路４とを具備する。

ＲＦ回路３は、送信／受信切替スイッチ３１と、送信系回路３２と、受信系回路３３とを具備する。
送信／受信切替スイッチ３１は、送信時において、アンテナ２と送信系回路３２との間を接続し、受信時において、アンテナ２と受信系回路３３との間を接続する。

送信系回路３２は、変調回路３２１と、アンプ３２２とを具備する。変調回路３２１は、制御回路４が出力する送信データを変調してアンプ３２２に出力する。アンプ３２２は、変調回路３２１の出力信号を制御回路４からのゲイン設定信号に応じたゲインで増幅し、送信／受信切替スイッチ３１を介してアンテナ２に出力する。これにより、アンテナ２から、通信相手側の装置に対して、電波が送信される。
受信系回路３３は、ローノイズアンプ３３１と、復調回路３３２とを具備する。ローノイズアンプ３３１は、アンテナ２によって受信された電波に基づく信号を増幅して、復調回路３３２に出力する。復調回路３３２は、ローノイズアンプ３３１の出力信号を復調して得られた信号を制御回路４に出力する。

制御回路４は、送信部４１と、受信部４２と、制御部４３と、送信電力記録部４４と、ＲＳＳＩ記録部４５と、送信電力最適化フラグ記録部４６とを具備する。これら送信部４１、受信部４２、制御部４３、送信電力記録部４４、ＲＳＳＩ記録部４５、及び、送信電力最適化フラグ記録部４６は、バス４７によって接続されている。
送信部４１は、制御部４３の制御下で、送信系回路３２に電波の送信を行わせる。なお、送信部４１は、アンプ３２２に供給するゲイン設定信号を所望の値とすることにより、アンプ３２２に所望の送信電力で電波の送信を行わせることができる。
受信部４２は、制御部４３の制御下で、受信系回路３３が出力する信号に種々の処理（フレーム解析、通信相手側の装置から受信した信号の強度を表すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）の算出等）を行う。

送信電力記録部４４は、通信相手側の装置に対して行った最新の送信における送信電力を記録する。なお、無線通信装置１が複数の装置と通信を行う場合には、送信電力記録部４４は、複数の装置毎に送信電力を記録する。
ＲＳＳＩ記録部４５は、受信部４２によって算出されたＲＳＳＩを記録する。なお、無線通信装置１が複数の装置と通信を行う場合には、ＲＳＳＩ記録部４５は、複数の装置毎にＲＳＳＩを記録する。

送信電力最適化フラグ記録部４６は、通信相手側の装置への送信における送信電力を下げることの可否を表す送信電力最適化フラグを記録する。後に詳細に説明するように、送信電力最適化フラグの値が「０」の場合、送信電力を下げることができ、「１」の場合、送信電力を下げることができない。なお、無線通信装置１が複数の装置と通信を行う場合には、送信電力最適化フラグ記録部４６は、複数の装置毎に送信電力最適化フラグを記録する。
なお、パワーオン時において、送信電力及びＲＳＳＩは所定の初期値に、送信電力最適化フラグの値は「０」に、それぞれ初期化される。

次に、無線通信装置１の受信時における動作について、図２を参照しながら説明する。図２は、無線通信装置１の受信時における動作を示すフローチャートである。
無線通信においては、自装置の周囲に複数の他装置が存在する場合があり、この場合、他装置間で送受信されているデータ（フレーム）を受信することがある。そこで、受信部４２は、受信したフレームが自装置（無線通信装置１）宛てのフレームであるか否かをチェックし（ステップＳ１１）、受信したフレームが自装置（無線通信装置１）宛てのフレームでないと判断した場合には、受信したフレームを破棄して処理を終了する。

一方、受信部４２は、受信したフレームが自装置（無線通信装置１）宛てのフレームであると判断した場合には、受信したフレームの解析（例えば、ＡＣＫフレームであるか否か等）を行う（ステップＳ１２）。なお、受信部４２は、必要に応じて、受信データ等を制御部４３に送り、さらに、制御部４３は、必要に応じて（例えば、通信相手側の装置にデータを返送する場合等）、送信部４１に送信指示を行う。

次に、受信部４２は、受信した信号の強度を表すＲＳＳＩ（以下、「値Ｂ」ともいう）を算出し、ＲＳＳＩ記録部４５に記録する（ステップＳ１３）。なお、受信部４２が、伝送レート毎にＲＳＳＩを算出して記録することとしても良い。また、複数の装置から電波を受信する場合には、受信部４２は、複数の装置及び／又は伝送レート毎にＲＳＳＩを算出して記録する。
さらに、受信部４２は、現在までのＲＳＳＩの加算平均（算術平均）値（以下、「値Ｃ」ともいう）も算出し、ＲＳＳＩ記録部４５に記録する（ステップＳ１４）。なお、受信部４２が、伝送レート毎にＲＳＳＩの加算平均値を算出して記録することとしても良い。また、複数の装置から電波を受信する場合には、受信部４２は、複数の装置及び／又は伝送レート毎にＲＳＳＩの加算平均値を算出して記録する。

次に、無線通信装置１の送信時における動作について、図３を参照しながら説明する。図３は、無線通信装置１の送信時における動作を示すフローチャートである。
自装置（無線通信装置１）から他装置への送信を行う場合、制御部４３が送信部４１に送信を指示し、指示を受けた送信部４１は、送信系回路３２にデータを転送して送信を行わせる（ステップＳ２１）。なお、このとき、送信部４１は、送信電力記録部４４を参照し、送信電力記録部４４に記録されている送信電力で送信を行うようにアンプ３２２のゲインを設定するためのゲイン設定信号をアンプ３２２に供給する。そして、送信部４１は、送信電力の値を送信電力記録部４４に書き戻す（ステップＳ２２）。

次に、受信部４２が、上記のようにして行われた送信に対する応答（ＡＣＫフレーム）を待つ（ステップＳ２３）。
所定の時間内に応答がない場合には、通信相手側の装置との間の距離が長い、電波環境が悪い等の理由により、送信フレームが通信相手側の装置において受信できなかったことが考えられる。そこで、この場合には、受信部４２は、送信電力を１ステップ上げる（ステップＳ２４）。具体的には、受信部４２は、送信電力記録部４４に記録されている送信電力の値に所定の第１の値を加算する。

さらに、受信部４２は、送信電力最適化フラグの値を「１」（送信電力を下げることができないことを表す）に書き換える（ステップＳ２５）。これは、ステップＳ２４において送信電力を上げたばかりであり、送信電力を下げるのは適切ではないためである。
そして、受信部４２は、ＡＣＫフレームが所定の時間内に来なかった旨を制御部４３に通知し（ステップＳ２６）、処理を終了する。制御部４３は、ＡＣＫフレームを受信しなかった旨の通知を受けると、送信部４１に再送信の指示を送り、図３の処理が再度行われることとなる。このとき、送信電力記録部４４内の送信電力の値に第１の値が加算されているため、次回以降の送信においては、より大きな送信電力で送信が行われることとなる。

ところで、所定の時間内に応答（ＡＣＫフレーム）があった場合には、受信部４２は、受信したフレームのＲＳＳＩ（値Ｂ）を算出し、ＲＳＳＩ記録部４５に記録する（ステップＳ２７）。さらに、受信部４２は、現在までのＲＳＳＩの加算平均値（値Ｃ）も算出し、ＲＳＳＩ記録部４５に記録する（ステップＳ２８）。

次に、受信部４２は、送信電力最適化フラグの値が「０」であるか否かをチェックする（ステップＳ２９）。受信部４２は、送信電力最適化フラグの値が「０」である（送信電力を下げることができることを表す）場合には、送信電力を１ステップ下げる（ステップＳ３０）。具体的には、受信部４２は、送信電力記録部４４に記録されている送信電力の値から所定の第２の値を減算する。これにより、次回以降の送信においては、より小さな送信電力で送信が行われることとなる。なお、第２の値は、第１の値と同じであっても良いし、異なっていても良い。

一方、送信電力最適化フラグの値が「０」でない（送信電力最適化フラグの値が「１」である）場合、受信部４２は、ＲＳＳＩ（値Ｂ）とＲＳＳＩの加算平均値（値Ｃ）との差が所定の閾値範囲内であるか否かをチェックする（ステップＳ３１）。ＲＳＳＩ（値Ｂ）とＲＳＳＩの加算平均値（値Ｃ）との差が所定の閾値範囲内である場合には、通信相手側の送信電力、通信相手側の装置との間の距離、電波環境等に大きな変化がないと考えられるため、処理を終了する。これにより、次回以降の送信においては、今回と同じ送信電力で送信が行われることとなる。

ＲＳＳＩ（値Ｂ）とＲＳＳＩの加算平均値（値Ｃ）との差が所定の閾値範囲内でない場合、受信部４２は、さらに、ＲＳＳＩ（値Ｂ）がＲＳＳＩの加算平均値（値Ｃ）より小さいか否かをチェックする（ステップＳ３２）。
ＲＳＳＩ（値Ｂ）がＲＳＳＩの加算平均値（値Ｃ）より小さい場合には、通信相手側の送信電力が下がった、通信相手側の装置との間の距離が短くなった、電波環境が良好になった等が考えられる。そこで、受信部４２は、送信電力最適化フラグの値を「０」に書き換え（ステップＳ３３）、処理を終了する。このように送信電力最適化フラグの値を「０」に書き換えることにより、次回以降の処理において、送信電力を下げることが可能となる（ステップＳ２９〜Ｓ３０参照）。なお、ここでは、ステップＳ３３の後、処理を終了することとしているが、ステップＳ３３の後にステップＳ３０へ分岐することとし（図３中の点線参照）、送信電力を直ぐに１ステップ下げることとしても良い。

ＲＳＳＩ（値Ｂ）がＲＳＳＩの加算平均値（値Ｃ）より小さくない場合には、通信相手側の送信電力が大きい、通信相手側の装置との間の距離が長くなった等が考えられるが、応答（ＡＣＫフレーム）があるので、送信電力を上下させずに処理を終了する。

なお、図３に示す処理を伝送レート毎に行うこととしても良い。また、複数の装置と通信を行う場合には、図３に示す処理を複数の装置及び／又は伝送レート毎に行うこととしても良い。

以上説明したように、本実施形態によれば、通信相手側の装置との間で送信電力の制御のための信号を送受信する必要なく、自装置（無線通信装置１）側だけで送信電力を上下させ、適切な送信電力で送信を行うことができる。従って、送信電力の制御のための信号を送受信するためのプロトコル又は制御フレームを不要とすることができ、また、単位時間当たりのデータ伝送効率が下がることを防止することが可能となる。

本発明は、無線通信装置において利用可能である。この無線通信装置は、IEEE802.11a/b/gに準拠した無線ＬＡＮ通信装置等に利用可能である。

本発明の一実施形態に係る無線通信装置の概要を示す図。 図１の無線通信装置１の受信動作を示すフローチャート。 図１の無線通信装置１の送信動作を示すタイミングチャート。

符号の説明

１ 無線通信装置 ２ アンテナ、 ３ ＲＦ回路、 ４ 制御回路、 ３１ 送信／受信切替スイッチ、 ３２ 送信系回路、 ３３ 受信系回路、 ４１ 送信部、 ４２ 受信部、 ４３ 制御部、 ４４ 送信電力記録部、 ４５ ＲＳＳＩ記録部、 ４６ 送信電力最適化フラグ記録部、 ４７ バス、 ３２１ 変調回路、 ３２２ アンプ、 ３３１ ローノイズアンプ、 ３３２ 復調回路

Claims (7)

1. 通信相手側の装置に電波を送信するステップ（ａ）と、
   前記通信相手側の装置からの応答の有無及び／又は前記通信相手側の装置から受信した電波の受信強度に応じて、前記通信相手側の装置に送信する送信電力を決定するステップ（ｂ）と、
   ステップ（ａ）及び（ｂ）を繰り返すステップ（ｃ）と、
   を具備する、無線通信装置の制御方法。
2. ステップ（ｂ）が、前記通信相手側の装置への送信に対する応答が無かった場合に、前記送信電力を所定の第１の値だけ上昇させるステップ（ｄ）を含む、請求項１記載の無線通信装置の制御方法。
3. ステップ（ｂ）が、前記通信相手側の装置に送信した電波への応答が有った場合に、前記送信電力を所定の第２の値だけ下降させるステップ（ｅ）を含む、請求項１又は２記載の無線通信装置の制御方法。
4. ステップ（ｄ）が、前記通信相手側の装置に送信した電波への応答が無かった場合に、前記送信電力を下降させないことを表す情報を記録するステップを含み、
   ステップ（ｅ）が、前記通信相手側の装置に送信した電波への応答が有り且つ前記情報が記録されていない場合に、前記送信電力を前記第２の値だけ下降させる、請求項３記載の無線通信装置の制御方法。
5. ステップ（ｂ）が、
   前記受信強度の平均値を算出するステップ（ｆ）と、
   前記通信相手側の装置に送信した電波への応答が有り且つ前記情報が記録されており且つ前記受信強度と前記平均値との差が所定の閾値以上であり且つ前記受信強度が前記平均値より小さい場合に、前記情報をクリアするステップ（ｇ）と、
   を含む、請求項４記載の無線通信装置の制御方法。
6. ステップ（ｇ）が、
   前記通信相手側の装置に送信した電波への応答が有り且つ前記情報が記録されており且つ前記受信強度と前記平均値との差が所定の閾値以上であり且つ前記受信強度が前記平均値より小さい場合に、前記送信電力を前記第２の値だけ下降させるステップを含む、請求項５記載の無線通信装置の制御方法。
7. 通信相手側の装置に電波を送信し、前記通信相手側の装置からの応答の有無及び／又は前記通信相手側の装置から受信した電波の受信強度に応じて、前記通信相手側の装置に送信する送信電力を決定する、無線通信装置。

Images