JP2008258702A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の無線局が直接的に又は中継により無線通信する無線通信システムで、例えば、アドホック通信において中継の経路を安定な通信経路に決定する。
【解決手段】無線局では、等化手段４が他の無線局から受信された信号を等化し等化誤差を検出し、品質判定手段６が等化誤差に基づいて前記他の無線局との間の通信路の品質に関する判定を行い、通信経路決定手段７が自局から１つ以上の他の無線局を中継させて宛先となる別の無線局までの通信経路を決定し、データ送信手段７、１１〜１３、２、１が決定された通信経路で伝送されるように送信対象となるデータを送信する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、複数の無線局が無線により通信する無線通信システムに関し、特に、アドホック通信において中継の経路（ルート）を効果的に決定する無線通信システムに関する。

例えば、アドホック通信方式では、複数の無線局を備え、直接的に電波が到達しない位置関係にある任意の２つの無線局の間の伝送を、それらの間にあって相互に電波が到達する関係にある１つ又は複数の局で中継することによって実現し、その中継の通信経路（ルート）を無線局の位置関係の変化に追随して変更することが行われる。
このため、アドホック通信では、時間と共に変化する無線局の位置関係に追随して通信経路を決定するために、各無線局の間で通信することができるか否かを判定する必要がある。従来の方式では、無線局間での通信の可否の判定を、双方向で相手局からの信号が正しく受信できたか否かを判定することにより、行っている。

図１には、複数の無線局Ａ〜Ｆを備えた無線通信システムにおいて、アドホック通信系での無線局の配置の一例を示してある。
無線局Ａ〜Ｆについて、Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｃ、Ｂ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｃ−Ｄ、Ｃ−Ｅ、Ｄ−Ｅ、Ｄ−Ｆ、Ｅ−Ｆの間では直接的に通信が可能であり、Ａ−Ｅ、Ａ−Ｆ、Ｂ−Ｆの間では直接的に通信ができない関係にあるとする。この場合、アドホック通信では、例えば、無線局Ａと無線局Ｅとの間の通信は無線局Ｂ又は無線局Ｃを中継に使用して行われ、また、無線局Ａと無線局Ｆとの間の通信は無線局Ｄを中継に使用して行われ、無線局Ｂと無線局Ｆとの間の通信は無線局Ｄ又は無線局Ｅを中継に使用して行われる。
なお、図１では、実線でつないだ局間の通信路は使用できる通信路を示しており、破線でつないだ局間の通信路は使用できない通信路を示している。

このような通信経路を決定する方式としては、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）の標準規格として、ＯＬＳＲ方式とＡＯＤＶ方式が知られている。
ＯＬＳＲ方式は、データの伝送に先立ってあらかじめ経路を決定するための信号を交換して、それによって通信経路を決め、各無線局がその経路の情報（ルーティング情報）を保持しておく方式である。
ＡＯＤＶ方式は、データ伝送が必要になったときに、経路を決定するための信号を交換して通信経路を決定する方式である。

これら両方の方式では、共に、通信経路を決定するための信号（ルーティング制御信号）をネットワーク内に伝送して通信経路を決定する。
従来の方式では、ある局ａと別の局ｂとの間の通信路を伝送に使用できるか否かを判定する方法として、局ａでは局ｂからのルーティング制御信号が正しく受信され、局ｂでは局ａからのルーティング制御信号が正しく受信され、両方向の伝送で正しく信号が受信された場合に、局ａと局ｂとの間の通信路を使用できると判定する。このようなルーティング制御信号の伝送と判定を全ての２局間の通信路について行い、これにより使用できると判定された通信路は、直接又は中継の伝送経路として選択できる候補になる。
なお、更に具体的な通信経路の決定方法については、例えば、ＩＥＴＦの標準規格で規定されており、ここでは更に詳しい説明を省略する。

特開２００３−１８２３４号公報

しかしながら、アドホック通信における通信経路を決定する上述のような従来の方式では、２局間の通信路で誤りなくルーティング制御信号を伝送することができたことを、その通信路が使用できるという判定の根拠にしているが、その通信路の品質については考慮されていなかった。すなわち、例えば、通信路の品質が伝送可能なぎりぎりの回線状態にあっても、送受信を行った時にルーティング制御信号のやりとりで誤りがなければ、その通信路を使用できるという判定が為されることになる。

従って、２局間の距離が通達限界距離の付近にあった場合には、通信経路として選択された後に、局のわずかな位置の移動により伝送できない状態になる可能性があることになる。
また、局の移動がなくとも、伝搬状態のわずかな変動により同様な状態が起こり得る。
このように、無線局の位置関係によっては、不安定な通信経路が選択されてしまうことを避けることができなかった。

本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、複数の無線局が無線により通信するに際して、例えば、アドホック通信において、安定な通信経路（ルート）を決定することができる無線通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、複数の無線局が直接的に又は中継により無線通信する無線通信システムにおいて、前記無線局では次のような処理を行う。
すなわち、等化手段が、他の無線局から受信された信号を等化し、等化誤差を検出する。品質判定手段が、前記等化手段により検出された等化誤差に基づいて、前記他の無線局との間の通信路の品質に関する判定を行う。また、品質情報送信手段が、前記他の無線局との間の通信路における等化誤差に基づく品質に関する情報を自局以外の所定の無線局に対して送信する。
また、品質情報受信手段が、２つの無線局の間の通信路における等化誤差に基づく品質に関する情報を自局以外の無線局から受信する。
また、品質情報記憶手段が、前記複数の無線局の各々の間の通信路の品質に関する情報を記憶する。通信経路決定手段が、前記品質情報記憶手段に記憶された情報に基づいて、自局から１つ以上の他の無線局を中継させて宛先となる別の無線局までの通信経路を決定する。データ送信手段が、前記通信経路決定手段により決定された通信経路で伝送されるように、送信対象となるデータを送信する。
また、データ受信手段が、他の無線局からデータを受信する。宛先判定手段が、前記データ受信手段により受信されたデータの通信経路情報に基づいて、当該データが自局宛であるか或いは別の無線局宛であるかを判定する。データ中継送信手段が、前記宛先判定手段により前記データ受信手段により受信されたデータが別の無線局宛であると判定された場合には、当該データの通信経路情報に基づいて、当該データを次の送信先となる無線局に対して送信する。

従って、複数の無線局が無線により通信するに際して、各無線局の間の通信路における等化誤差に基づく品質を用いて、データを伝送する通信経路が決定されるため、例えば、他の１つ以上の無線局を経由してデータを伝送するアドホック通信において、安定な通信経路（ルート）を決定することができる。特に、等化誤差の情報を用いる場合には、干渉波が存在するときにおいても、Ｓ／Ｉ（信号対干渉比）を測定することが可能であり有効である。

ここで、複数の無線局の数としては、例えば、３つ以上の種々な数が用いられる。
また、各無線局としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、移動局のみ、固定局のみ、あるいは移動局と固定局の混在であってもよい。
また、等化誤差を検出するための信号としては、例えば、特定の信号（例えば、ルーティング制御信号）が用いられてもよく、或いは、データが含まれる信号などの任意の信号が用いられてもよい。

また、等化誤差に基づいて通信路の品質に関する判定を行う態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、等化誤差が所定の閾値と比べて品質が悪い場合にはその通信路を使用せず或いは候補から外し或いは優先順位を下げる一方、等化誤差が所定の閾値と比べて品質が良い場合にはその通信路を使用し或いは候補とし或いは優先順位を上げる、などの態様を用いることができる。この場合、等化誤差が所定の閾値と同等な品質である場合には、より品質が良い場合と同様に扱う又はより品質が悪い場合と同様に扱う、など任意の扱いが為されてもよい。

また、ある無線局Ａと他の無線局Ｂとの間の通信路の品質としては、例えば、無線局Ａから無線局Ｂへの通信の品質と無線局Ｂから無線局Ａへの通信の品質との両方に基づいて両方向に共通する品質が決定されてもよく、或いは、いずれか一方向の通信の品質から逆方向の通信の品質を同じ品質又は補正した品質として推定的に決定してもよく、或いは、両方向の通信の品質を別々に決定してもよい。
なお、両方向の通信の品質に基づいて両方向に共通する品質を決定する態様としては、例えば、両方向の通信の品質の平均値を用いる態様、或いは、両方向の通信の品質のうちで悪い方を用いる態様、或いは、両方向の通信の品質が両方とも所定の閾値を超えた（又は、所定の閾値以上となった）場合に品質が良好であるとする態様などを用いることができる。

また、ある無線局と別のある無線局との間の通信路における等化誤差に基づく品質に関する情報が複数の無線局の間で通知される場合に、当該情報としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、等化誤差の値の情報が用いられてもよく、或いは、等化誤差に基づく品質の判定結果の情報が用いられてもよい。
また、このような情報の通知は、無線局間の直接通信で行われてもよく、或いは、１つ以上の無線局を中継局として経由させる間接通信（中継通信）で行われてもよい。

また、ある無線局Ａが自局により取得された情報（通信路における等化誤差に基づく品質に関する情報）を送信する先となる自局以外の所定の無線局としては、例えば、自局以外の全ての無線局が用いられてもよく、或いは、自局以外の無線局の中の一部が用いられてもよく、一例として、その通信路の相手となる無線局Ｂにはその情報を通知する必要がない場合には、自局Ａとその無線局Ｂを除いた全ての無線局にその情報を通知する態様を用いることができる。

同様に、ある無線局Ａが他局から受信する情報（通信路における等化誤差に基づく品質に関する情報）としては、例えば、自局以外の２つの無線局の間の通信路における等化誤差に基づく品質に関する情報が用いられ、また、例えば、自局Ａから他の無線局Ｂへの方向の通信路における等化誤差に基づく品質に関する情報を取得する必要がある場合には、当該無線局Ｂからその情報を受信する。
このように、各無線局が、複数の無線局の各々の間の通信路における通信品質に関する情報を把握することができるように、互いに情報を交換することが好ましい。

また、品質情報記憶手段としては、例えば、メモリを用いて構成することができる。
また、品質情報記憶手段に記憶される複数の無線局の各々の間の通信路の品質に関する情報としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、等化手段により検出される等化誤差に関する情報、品質判定手段による判定結果、又は、品質情報受信手段により受信された情報のうちの１つ以上に基づいて記憶や更新される。

また、自局から宛先となる別の無線局までの通信経路を決定する手法としては、種々な手法が用いられてもよく、例えば、所定の閾値から見て品質が良い通信路のみを含む通信経路を使用するように決定する手法を用いることができ、また、例えば、このような通信経路がない場合には、複数の通信経路の候補について、各候補に含まれる最も品質が悪い通信路の品質を比較して、それが最もよい品質である候補の通信経路を使用するように決定する手法を用いることができる。

また、通信経路決定手段は、例えば、宛先となる別の無線局まで直接的に品質が良い通信路を使用して伝送することが可能である場合には、自局から宛先となる別の無線局まで直接的に伝送する通信経路を使用するように決定し、他の場合には、自局から１つ以上の他の無線局を中継させて宛先となる別の無線局までの通信経路を使用するように決定する。
また、決定された通信経路で伝送されるようにデータを送信する態様としては、例えば、当該データを発信する無線局（発信局）が当該通信経路を規定する情報（通信経路情報）を当該データに付加して次の送信先となる無線局に対して送信し、当該データを受信する各無線局が受信した当該データに付加された通信経路情報を検出してその通信経路に従って当該データを伝送して行くような態様を用いることができる。

また、通信経路情報としては、例えば、発信局を識別する情報と、宛先となる局を識別する情報と、これら２つの局の間で中継すべき局を識別する情報を用いて構成することができる。ここで、無線局を識別する情報としては、例えば、各局に設定された固有の番号の情報（アドレス）など、種々なものが用いられてもよい。
また、通信経路情報は、例えば、発信局から宛先局まで不変であってもよく、或いは、既に通過した局の情報のように不要な情報が中継の途中の局で削除されてもよい。
また、ある無線局Ａから通信路を介して他のある無線局Ｂへのデータの伝送では、例えば、そもそもの発信元の局の識別情報や、最終的な宛先の局の識別情報のほかに、当該伝送において送信局となる無線局Ａの識別情報や当該伝送において送信先（受信局）となる無線局Ｂの識別情報をヘッダ情報などとして用いることも可能である。

以上説明したように、本発明に係る無線通信システムによると、複数の無線局が無線により通信するに際して、各無線局の間の通信路における等化誤差に基づく品質を用いて、データを伝送する通信経路が決定されるため、例えば、他の１つ以上の無線局を経由してデータを伝送するアドホック通信において、安定な通信経路（ルート）を決定することができる。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る複数の無線局Ａ〜Ｆを備えた無線通信システムにおいて、アドホック通信系での無線局の配置の一例を示してある。
図１では、実線でつないだ局間の通信路は使用できる通信路を示しており、破線でつないだ局間の通信路は使用できない通信路を示している。

本実施例では、局の移動や伝搬状態の変動に対して安定な通信経路（ルート）を選択する構成例を示す。
具体的には、通信経路の選定において、各々の２局間の通信路の品質を測定し、通達限界に対して適当な品質マージンを持った通信路を選択することにより、安定な通信経路を使用するように決定する。
ここで、通信品質の良否は、例えば、等化誤差、受信電界強度、もしくはそれらと等価な受信入力電力を所定の閾値と比較することで判定することができる。

本発明の第１実施例を説明する。
図２には、本例の無線局の構成例を示してある。
本例の無線局は、アンテナ１と、送受スイッチ（送受ＳＷ）２と、受信回路３と、等化器４と、復調回路５と、品質判定部６と、ルーティング制御処理部７と、データメモリ１１と、変調回路１２と、送信回路１３を備えている。

本例では、伝送路の品質を測定する方法として、等化器の等化誤差を使用する。この方法は、信号を復調するために等化器（例えば、適応等化器）が用いられている場合に適用可能である。
適応等化器は、マルチパスのように伝送路の歪がある場合にそれを受信側で補償して歪を除去するために用いられるが、雑音についてはランダムに電圧が変化するために補償されず、その雑音成分は等化誤差として残る。

図３には、等化器の入力電力対等化誤差の関係の一例を示してある。
横軸は無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の受信入力電力（ｄＢｍ）を表しており、縦軸は等化器の等化誤差（ｄＢ）を表している。ここで、等化誤差としては、等化器からの出力について正しい信号点からの誤差の平均値を信号電力に対する比（ｄＢ）で表わしたものを用いている。
図示の例は、６ｋシンボル／秒の変調速度の試作装置で測定した結果である。また、変調方式としては、２相ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）を用いている。

図３に示されるように、信号電力と等化誤差とはほぼ直線に近い関係で対応しており、等化誤差を受信信号電力の代わりに使用することができることが把握される。
このように等化器の等化誤差を伝送路の品質を表すものとして使用する方法は、マルチパスがあるような伝送路においてマルチパスの影響を排除できるという特徴を有する。また、みなし音声の形で、音声帯域信号を使用してデジタル伝送を行う装置では、ＲＳＳＩが得られない場合があるが、そのような場合においても、等化誤差を用いる方法は、受信電力に等価な測定値を用いるものとして有効である。

図２を参照して、本例の無線局において行われる処理の一例を示し、送受信されるデータの流れを説明する。
本例では、各無線局は、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの装置と接続されて、その装置との間でデータを送受信する。
送信処理について説明する。
外部からの送信データがデータメモリ１１に入力されて記憶され、データメモリ１１から読み出された送信データが、変調回路１２により所定の変調方式で変調され、送信回路１３により送受信周波数の信号へ変換されて増幅され、送受スイッチ２を経て、アンテナ１から無線送信される。
なお、送受スイッチ２は、送信と受信とでアンテナ１を共用させるために、アンテナ１を送信回路１３に接続する状態と、アンテナ１を受信回路３に接続する状態を切り替える。

受信処理について説明する。
アンテナ１により無線受信された信号が送受スイッチ２を経て受信回路３に入力され、当該受信信号が、受信回路３により周波数変換及び増幅され、等化器４により等化され、復調回路５により復調され、当該復調されたデータがデータメモリ１１を通して外部へ出力される。

ここで、受信回路３は、受信信号に基づいて受信レベルに関する情報（本例では、ＲＳＳＩ）を検出し、その検出結果を品質判定部６へ出力する。
また、等化器４は、受信信号について伝送路の歪を補償して復調回路５へ出力し、この場合に、等化誤差の情報を品質判定部６へ出力する。
また、復調回路５から出力される復調データは、ルーティング制御処理部７にも入力される。
なお、本例では、復調回路５の前段に等化器４を備えたが、他の構成例として、復調回路５の一部として等化器４を備えるようなことも可能である。

品質判定部６は、等化器４から入力される等化誤差の情報に基づいて通信路（回線）の品質を判定し、その判定結果をルーティング制御処理部７へ出力する。
なお、本例では、受信回路３によりＲＳＳＩの情報を検出して、品質判定部６により当該ＲＳＳＩの情報に基づいて通信路の品質を判定することも可能な構成としてあるが、例えば、通信路の判定にＲＳＳＩの情報を使用しない場合には、受信回路３でＲＳＳＩの情報が検出されなくてもよい。

ルーティング制御処理部７は、自局の無線局が発信元となる送信データについて通信経路を決定してその通信経路が使用されるように制御する機能や、他の無線局から受信されたデータをその通信経路に従って別の他の無線局へ（中継）送信する機能などを有している。ルーティング制御処理部７は、例えば、復調回路５から入力された復調データ（ここでは、例えば、ルーティング情報）に基づいてその通信経路を検出することや、品質判定部６から入力された通信路の品質情報に基づいて使用する通信経路を決定すること（例えば、その通信路を使用するか否かを決定すること）や、データメモリ１１に対してメモリ制御を行って送信データ或いは中継データにルーティングのためのアドレス情報を付加することや、変調回路１２に対してルーティング制御信号を出力することなどを行う。

具体的には、アドホック通信における通信経路を決定する方法としては、ルーティング制御処理部７により回線状態を測定するための信号（ルーティング制御信号）を発生して送信し、また、他局からのルーティング制御信号を受信して、その受信品質の結果或いはその受信品質から判定された通信路として使用するか否かの判定結果を、複数の局で相互に別のルーティング制御信号として交換し、これにより、各々の２局間の通信路が伝送経路として使用できるか否かを決定して、これを各無線局のメモリに記憶しておく。
このような送受信をシステム内にある全ての無線局の相互の間で直接又は中継を通して行い、その結果に基づいて通信経路を決定する。
これらの信号の送受信や、通信経路の決定方法については、例えば、一般的に知られる構成など任意の構成を用いることができ、更なる説明は省略する。

各局の間で送受信されるデータには、そのデータの発信元と宛先を示すアドレスの情報だけでなく、その通信経路を表す無線局のアドレス（例えば、その電波の送信局アドレスと受信局アドレス等）も付加されて、送受信される。
本例では、このようなアドレス情報の付加や検出や、受信したデータが自局宛てであるか或いは中継するデータであるかを判定する処理についても、ルーティング制御処理部７により行われる。中継を行う場合には、ルーティング制御処理部７は、受信されて一旦データメモリ１１に蓄積されたデータを読み出し、必要なアドレス情報を付加し、変調回路１２等を介して送信する。

上記のように、本例では、品質判定部６により品質判定処理が行われる。
本例の品質判定処理では、回線品質の測定を行い、例えば、等化器４の等化誤差で品質判定を行う場合には、等化器４により自動等化処理を行った結果の等化誤差を求め、その誤差電圧によって品質を判定する。
この品質判定の結果は、ルーティング制御処理部７に入力され、通信経路の判定に使用される。本例では、あらかじめ等化誤差の誤差電圧に関して所定の閾値を設定しておいて、得られた誤差電圧と所定の閾値との大小を判定し、誤差電圧が閾値より大きい（より品質が悪い）場合には送信や中継には使用しない通信路であると判定し、誤差電圧が閾値より小さい（より品質が良い）場合には送信や中継に使用する通信路であると判定する。

具体例として、図１に示されるような無線局の配置状態では、無線局Ｂと無線局Ｄとの間や無線局Ｂと無線局Ｅとの間では制御信号の伝送ができるが、回線品質が悪い通信路であった場合には、本例では、無線局Ｂと無線局Ｄとの間の通信としては直接ではなく無線局Ｃ又は無線局Ａを中継局とした伝送が行われ、無線局Ｂと無線局Ｅとの間の通信としては直接ではなく無線局Ｃを中継局とした伝送が行われる。この場合、同様に、無線局Ｂと無線局Ｄとの間の通信路や無線局Ｂと無線局Ｅとの間の通信路を中継に使用する通信経路についても、前記のような別の経路が使用される。

以上のように、本例の無線通信システムでは、複数の無線局で構成され、直接電波が到達しない位置関係にある任意の２つの無線局の間の伝送をそれらの間にあって相互に電波が到達する関係にある１つ又は複数の無線局で中継することによって実現し、その中継の経路を無線局の位置関係の変化に追随して変更するアドホック通信を行うに際して、各無線局の間の通信路を中継の経路に組み入れて良いか否かの判定を、その対向する両局間の通信における受信品質に基づいて行う。また、この受信品質の判定を行うための受信品質測定として、等化器４（例えば、適応等化器）の等化誤差を用いた測定を行う。
また、本例では、受信品質測定により得られた電圧（等化誤差の誤差電圧）を所定の閾値と比較して、閾値と比べて品質が良い場合には中継などの伝送に使用できる通信路であると判定し、閾値と比べて品質が悪い場合には中継などの伝送に使用できない通信路であると判定する。

従って、本例の無線通信システムでは、例えば、アドホック通信において、通信経路を選択する場合に、各無線局間の通信品質が考慮されるため、データの送信や中継に使用する通信経路を安定な通信経路に決定することができる。このように、本例では、各ノード（本例では、無線局）間のリンク（本例では、通信路）の使用可否の判定に通信品質を使用する。

また、本例のように等化誤差に基づいて通信品質を判定する場合の効果を説明する。
例えば、等化誤差を使用して通信品質を判定する場合には、干渉波が存在するときにＳ／Ｉ（信号対干渉比）を測定することができる。
これに対して、信号強度を使用して通信品質を判定する場合には、干渉波と受信すべき信号との区別ができない。また、ビットエラーレートを使用して通信品質を判定する場合には、誤りがあって初めて品質を判定することができることから、本例のように変動に対して余裕を持った回線品質（通信経路の品質）に設定することを行うときには、エラーが０となる領域を使用する必要があり、余裕の大きさを把握することができない。
このように、等化誤差を使用して通信品質を判定する場合には、他の情報を使用する場合と比べて、特有な効果がある。

なお、本例の無線通信システムにおける無線局では、等化器４の機能により等化手段が構成されており、品質判定部６の機能により品質判定手段が構成されており、ルーティング制御処理部７や変調回路１２や送信回路１３や送受スイッチ２やアンテナ１が通信品質に関する情報を自局以外の無線局に対して送信する機能により品質情報送信手段が構成されており、アンテナ１や送受スイッチ２や受信回路３や等化器４や復調回路５が通信品質に関する情報を自局以外の無線局から受信する機能により品質情報受信手段が構成されており、例えばルーティング制御処理部７に備えられたメモリが各々の無線局間の通信品質に関する情報を記憶する機能により品質情報記憶手段が構成されており、ルーティング制御処理部７が使用する通信経路を決定する機能により通信経路決定手段が構成されており、ルーティング制御処理部７やデータメモリ１１や変調回路１２や送信回路１３や送受スイッチ２やアンテナ１が通信経路情報を有するデータを送信する機能によりデータ送信手段が構成されており、アンテナ１や送受スイッチ２や受信回路３や等化器４や復調回路５がデータを受信する機能によりデータ受信手段が構成されており、ルーティング制御処理部７が受信されたデータが自局宛であるか或いは他局宛であるかを判定する機能により宛先判定手段が構成されており、ルーティング制御処理部７やデータメモリ１１や変調回路１２や送信回路１３や送受スイッチ２やアンテナ１が中継対象となるデータを送信する機能によりデータ中継送信手段が構成されている。

本発明の第２実施例を説明する。
本例では、伝送路の品質を測定する方法として、受信入力電力を使用する。
図４には、同期ＰＳＫにおけるシンボル誤り率特性の一例として、理論計算値を示してある。
横軸は同期ＰＳＫの信号電力と雑音電力との比であるＣ／Ｎ（ｄＢ）を表しており、縦軸はシンボル誤り率を表している。

図４には、３本の線で３つの特性を示してあり、左から順に、２相ＰＳＫの特性、４相ＰＳＫの特性、８相ＰＳＫの特性を示してある。
一般に、受信機の内部雑音電力は受信機の雑音指数で決まる一定の値であるため、受信入力電力とＣ／Ｎとは比例関係にあり、横軸のＣ／Ｎを受信入力電力に置き換えても同様な特性が得られる。

従って、例えば、シンボル誤り率が１０^−３程度まで使用可能な情報伝送システムを仮定すると、シンボル誤り率１０^−３に必要な受信電力（例えば、４相ＰＳＫとすれば、Ｃ／Ｎが約７ｄＢとなる受信電力）より３ｄＢ大きい受信電力を閾値として、この閾値より受信電力が大きいときには、通信経路に使用してもよい通信路の候補とする一方、この閾値より受信電力が小さいときには、通信経路に使用できない通信路とする、という選択方法を用いると、その受信入力電力が閾値判定時から変わらなければ誤り率が１０^−５以下になり、その受信入力電力が閾値判定時から３ｄＢ小さくなっても誤り率１０^−３を確保することができる。これを実際の伝送路に当てはめると、例えば、１５０ＭＨｚで回折域の伝搬を仮定すると、３ｄＢの受信電力の差は距離で約１．１５倍に相当することから、フェージングの影響がないとすれば、１．１５倍の距離に移動するまで通信を継続することができる。このように、無線局の配置などの小さな変化に対して、安定な通信が可能になる。

ここで、上記では、一つの例を示したが、例えば、変調方式や、伝送する情報の性質や、回線の条件等に合わせて、適当なパラメータを選ぶことができる。
また、受信電力の測定としては、例えば、受信機の中間周波数において、入力電力の対数に比例する出力が得られるログアンプと呼ばれる増幅器を用いて実現することができ、この結果は一般にＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれている。

図２を参照して、本例の無線局において行われる処理の一例を示す。
なお、図２は上記した第１実施例で参照したものであり、同様な構成や動作については、本例では説明を省略する。
本例の無線局では、等化器４は、備えられてもよく、或いは、備えられなくてもよい。等化器４が備えられる場合には、等化器４の等化誤差の情報が品質判定部６へ出力されなくてもよい。また、等化器４が備えられない場合には、受信回路３からの出力が復調回路５に入力される。

本例では、品質判定部６により品質判定処理が行われる。
本例の品質判定処理では、回線品質の測定を行い、例えば、受信入力電力で品質判定を行う場合には、受信回路３内で入力電力の対数値に比例した電圧を得るログアンプを使用してＲＳＳＩ出力を求め、その電圧によって品質を判定する。具体的には、受信回路３では受信信号に基づいてそのＲＳＳＩの電圧を検出して品質判定部６へ出力し、品質判定部６では受信回路３から入力されたＲＳＳＩの電圧に基づいて通信路（回線）の品質を判定してその判定結果をルーティング制御処理部７へ出力する。
ここで、品質の判定としては、上述のように、閾値を用いた判定を行うことができる。

以上のように、本例の無線通信システムでは、複数の無線局で構成され、直接電波が到達しない位置関係にある任意の２つの無線局の間の伝送をそれらの間にあって相互に電波が到達する関係にある１つ又は複数の無線局で中継することによって実現し、その中継の経路を無線局の位置関係の変化に追随して変更するアドホック通信を行うに際して、各無線局の間の通信路を中継の経路に組み入れて良いか否かの判定を、その対向する両局間の通信における受信品質に基づいて行う。また、この受信品質の判定を行うための受信品質測定として、受信電界強度（本例では、ＲＳＳＩ）を用いた測定を行う。
また、本例では、受信品質測定により得られた電圧（ＲＳＳＩの電圧）を所定の閾値と比較して、閾値より大きい場合（閾値と比べて品質が良い場合）には中継などの伝送に使用できる通信路であると判定し、閾値より小さい場合（閾値と比べて品質が悪い場合）には中継などの伝送に使用できない通信路であると判定する。

従って、本例の無線通信システムでは、例えば、アドホック通信において、通信経路を選択する場合に、各無線局間の通信品質が考慮されるため、データの送信や中継に使用する通信経路を安定な通信経路に決定することができる。このように、本例では、各ノード（本例では、無線局）間のリンク（本例では、通信路）の使用可否の判定に通信品質を使用する。

本発明の第３実施例を説明する。
本例では、上記した第１実施例〜第２実施例に適用することが可能な品質判定結果の使用方法として、２つの例を示す。
まず、（第１の例）として、デジタル的な判断を用いる方法を示す。
この方法では、等化誤差又はＲＳＳＩという回線品質測定値（本例では、電圧）を、あらかじめ設定した所定の誤り率になる値に対して所定のマージンを持った閾値で大小判定し、閾値より品質が良ければ通信路を使用する一方、閾値より品質が悪ければ通信路を使用しないというように、通信経路への使用の可否を１／０（使用する／使用しない）で決める。この方法では、回線品質測定値が設定された閾値を品質が良くなる方向で越えない場合には、例えば、受信することができなかった場合と同じ取り扱いとする。

次に、（第２の方法）としてアナログ的な判断を用いる方法を示す。
この方法では、等化誤差又はＲＳＳＩという回線品質測定値（本例では、電圧）をアナログ的な経路判定に使用する。
この方法では、例えば、回線品質測定値が大きいほど品質が良くなる構成を例とすると、回線品質測定値が所定の閾値以下となる通信路があった場合には、回線品質測定値が当該閾値以下となる通信路を使用せずに通信経路を構成する全ての通信路の回線品質測定値が当該閾値より大きくなる通信経路を確保することができるときには、それを使用する通信経路として採用する一方、そのような通信経路が確保できないときには、候補となる通信経路について、候補となる通信経路を構成する通信路中で回線品質測定値が最も小さいものの回線品質測定値の大きさを候補の通信経路の間で比較し、それが大きい方の通信経路を選択する。なお、回線品質測定値が小さいほど品質が良くなる構成では、大小の関係が逆となる。

このような判定を行うために、本例では、全ての２局間のルーティング制御信号の交換において、相手からのルーティング制御信号を受信したときに得られた回線品質測定値を自局が送信するルーティング制御信号中に情報として含ませて送信し、また、中継して伝送するルーティング制御信号についても、その回線品質測定値をそのまま伝送することによって、各局に全ての２局間の回線品質測定値を周知させることを行う。これにより、各無線局は、回線品質測定値の比較判定による経路の選択を行うことができる。

以上のように、本例の無線通信システムでは、各通信路について受信品質測定により得られた電圧（本例では、等化誤差の電圧又はＲＳＳＩの電圧）を比較し、任意の２局間の伝送に対する中継経路（通信経路）の候補について、候補となる各中継経路を構成する通信路の中に所定の閾値以下となる品質が悪い通信路を含む場合には、各中継経路を構成する通信路の中で受信品質測定により得られた電圧が最も悪い品質のものの値を中継経路の候補間で比較し、それが最も良い品質となる中継経路を使用するように決定する。

従って、本例の無線通信システムでは、ある無線局からある無線局までの中継経路として考えられる経路（候補となる経路）のいずれにも通信品質が閾値以下となる通信路が含まれる場合には、候補の中で、そのような通信品質が悪い通信路の通信品質が最も良くなるものを含む中継経路を選択することにより、比較的良好な通信経路を決定することができる。つまり、いずれの通信経路の候補にも閾値以下の品質となる通信路が含まれる場合には、最も悪い品質となる通信路の品質が候補の中で最も良くなる（候補が総じて悪い中でも、その中で最も良い）通信経路を選択することができる。

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

本発明の一実施例に係る無線通信システムにおけるアドホック通信系での無線局の配置の一例を示す図である。 本発明の一実施例に係る無線局の構成例を示す図である。 等化器の入力電力対等化誤差の関係の一例を示す図である。 同期ＰＳＫにおけるシンボル誤り率特性の一例を示す図である。

符号の説明

Ａ〜Ｆ・・無線局、 １・・アンテナ、 ２・・送受スイッチ（送受ＳＷ）、 ３・・受信回路、 ４・・等化器、 ５・・復調回路、 ６・・品質判定部、 ７・・ルーティング制御処理部、 １１・・データメモリ、 １２・・変調回路、 １３・・送信回路、

Claims (1)

1. 複数の無線局が直接的に又は中継により無線通信する無線通信システムにおいて、
   前記無線局は、他の無線局から受信された信号を等化し、等化誤差を検出する等化手段と、
   前記等化手段により検出された等化誤差に基づいて前記他の無線局との間の通信路の品質に関する判定を行う品質判定手段と、
   前記他の無線局との間の通信路における等化誤差に基づく品質に関する情報を自局以外の所定の無線局に対して送信する品質情報送信手段と、
   ２つの無線局の間の通信路における等化誤差に基づく品質に関する情報を自局以外の無線局から受信する品質情報受信手段と、
   前記複数の無線局の各々の間の通信路の品質に関する情報を記憶する品質情報記憶手段と、
   前記品質情報記憶手段に記憶された情報に基づいて、自局から１つ以上の他の無線局を中継させて宛先となる別の無線局までの通信経路を決定する通信経路決定手段と、
   前記通信経路決定手段により決定された通信経路で伝送されるように送信対象となるデータを送信するデータ送信手段と、
   他の無線局からデータを受信するデータ受信手段と、
   前記データ受信手段により受信されたデータの通信経路情報に基づいて、当該データが自局宛であるか或いは別の無線局宛であるかを判定する宛先判定手段と、
   前記宛先判定手段により前記データ受信手段により受信されたデータが別の無線局宛であると判定された場合には、当該データの通信経路情報に基づいて、当該データを次の送信先となる無線局に対して送信するデータ中継送信手段と、を備えた、
   ことを特徴とする無線通信システム。

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