JP2012095220A - 無線通信装置、無線通信システム及び送信電力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 無線ネットワークの接続性を保証しつつ、電波の干渉やパケットの衝突を防止できる無線通信装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、マルチホップネットワークを構成する無線通信装置に関する。そして、無線信号を送信する送信電力が変更可能な無線送信手段と、隣接する他の無線通信装置とのリンクに係るリンク情報と、マルチホップネットワーク上の他の無線通信装置との通信経路の経路情報とを少なくとも管理、更新する情報管理記憶手段と、情報管理記憶手段に管理されている情報に基づき、経路情報に記述されているリンクであって、当該無線通信装置を送信元とする全てのリンクの送受信を確保できる全てのリンクに共通な送信電力を算出し、無線送信手段に設定する送信電力算出手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は無線通信装置、無線通信システム及び送信電力制御方法に関し、例えば、マルチホップ通信を行うアドホックネットワークに適用し得るものである。

マルチホップ通信を行うアドホックネットワークにおいては、例えば、通信要求が行われる前に予め経路を作成するプロアクティブ型のルーティングプロトコルであるＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を適用して、無線通信装置間で定期的に制御パケットを授受することにより、各無線通信装置が、隣接する無線通信装置の情報を記述したネイバテーブルや、宛先の無線通信装置までの経路を記述したルーティングテーブルを作成する（非特許文献１参照）。

そして、送信元の無線通信装置は、このようにして作成されたネイバテーブルやルーティングテーブルを参照して、宛先の無線通信装置の情報などを設定したデータパケットを送信し、このデータパケットが適宜中継ノードを介して宛先の無線通信装置へ送信される。

ＩＥＴＦ ＲＦＣ３６２６

ところで、無線通信装置の設置密度が高く隣接する無線通信装置が多い場合は、電波の干渉やパケット（制御パケットやデータパケット）の衝突が多発し、経路が不安定になったりパケットのロスが発生したりする。このような問題を解決する方法の１つとして、少なくとも設置密度が高いエリアでは送信電力を下げて電波の到達範囲を狭くする方法がある。なお、送信電力を下げることで無線通信装置の消費電力を下げることができるというメリットがある。

しかし、一方、各無線通信装置からの送信電力を下げると、電波の到達範囲を狭くなるため、無線ネットワークの接続性が維持できなくなる恐れがある。

そのため、無線ネットワークの接続性を保証しつつ、電波の干渉やパケットの衝突を防止できる無線通信装置、無線通信システム及び送信電力制御方法が望まれている。

第１の本発明は、マルチホップネットワークを構成する無線通信装置において、（１）無線信号を送信する送信電力が変更可能な無線送信手段と、（２）隣接する他の無線通信装置とのリンクに係るリンク情報と、マルチホップネットワーク上の他の無線通信装置との通信経路の経路情報とを少なくとも管理、更新する情報管理記憶手段と、（３）上記情報管理記憶手段に管理されている情報に基づき、上記経路情報に記述されているリンクであって、当該無線通信装置を送信元とする全てのリンクの送受信を確保できる上記全てのリンクに共通な送信電力を算出し、上記無線送信手段に設定する送信電力算出手段とを備えることを特徴とする。

第２の本発明の無線通信システムは、第１の本発明の無線通信装置を分散配置していることを特徴とする。

第３の本発明は、マルチホップネットワークを構成する無線通信装置における送信電力制御方法において、（１）隣接する他の無線通信装置とのリンクに係るリンク情報と、マルチホップネットワーク上の他の無線通信装置との通信経路の経路情報とを、情報管理記憶手段が少なくとも更新しながら管理し、（２）送信電力算出手段が、上記情報管理記憶手段に管理されている情報に基づき、上記経路情報に記述されているリンクであって、当該無線通信装置を送信元とする全てのリンクの送受信を確保できる上記全てのリンクに共通な送信電力を算出し、無線送信手段に設定することを特徴とする。

本発明によれば、無線ネットワークの接続性を保証しつつ、電波の干渉やパケットの衝突を防止できる無線通信装置、無線通信システム及び送信電力制御方法を提供できる。

第１の実施形態の無線通信装置の機能的な構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のネイバテーブルの構成例を、ネットワークのトポロジと共に示す説明図である。 第１の実施形態の制御パケットの受信時におけるネイバテーブルの更新動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態の送信電力の算出動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態の無線通信装置の機能的な構成を示すブロック図である。 第２の実施形態のネイバテーブル及び２ホップネイバテーブルの構成例を、ネットワークのトポロジと共に示す説明図である。 第２の実施形態の２ホップネイバテーブルを参照した経路変更動作を示すフローチャートである。 他の実施形態の説明に用いるネットワークのトポロジ例（１）を示す説明図である。 他の実施形態の説明に用いるネットワークのトポロジ例（２）を示す説明図である。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による無線通信装置、無線通信システム及び送信電力制御方法の第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
第１の実施形態の無線通信システムは、第１の実施形態の無線通信装置が分散して配置され、第１の実施形態の無線通信装置間で直接パケットを授受し合うアドホックネットワークになっている（後述する図２（Ａ）参照）。

図１は、第１の実施形態の無線通信装置の機能的な構成を示すブロック図である。第１の実施形態の無線通信装置の一部構成が、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムとによるソフトウェア構成で実現された場合であっても機能的には、図１で表わすことができる。

図１において、第１の実施形態の無線通信装置１００は、無線送受信部１０１、パケット処理部１０２、ネイバテーブル１０３、ルーティングテーブル１０４、送信電力算出部１０５を有する。パケット処理部１０２は、テーブル編集部１０２ａを内蔵している。

無線送受信部１０１は、パケット処理部１０２から与えられたパケット（制御パケットやデータパケット）をアンテナから無線空間に放射させるための送信処理を行うと共に、アンテナが捕捉した信号から受信パケットを得てパケット処理部１０２に与える受信処理とを実行するものである。

無線送受信部１０１における送信処理構成としては、パケットのビット列をデジタル変調して無線信号を形成するデジタル変調部や、無線信号を電力増幅してアンテナに与える電力増幅部などを有する。ここで、電力増幅部として、ゲインを外部からのゲイン制御信号によって変化できるものを適用して送信電力を切り替えられるものを適用する。若しくは、電力増幅部として、送信電力が異なる複数の電力増幅回路を備え、外部からの選択信号に応じて、いずれかの電力増幅回路だけを有効として送信電力を切り替えられるようにしておいたものを適用する。

無線送受信部１０１における受信処理構成としては、アンテナが電波を捕捉して得た無線信号を増幅する前置増幅部や、無線信号を帯域濾波するフィルタや、無線信号に対してデジタル復調してビット列を再生するデジタル復調部などを有する。また、無線送受信部１０１における受信処理構成には、受信した電波の強さを捉える構成が設けられている。例えば、受信電界強度（ＲＳＳＩ）の検知部が設けられている。なお、デジタル復調部がＡＧＣ（自動利得制御）回路を有する場合であれば、ＡＧＣ制御信号を受信電波の大きさを表す信号として利用することができる。

パケット処理部１０２は、制御パケットやデータパケットの送信処理や、制御パケットやデータパケットの受信処理や、制御パケットやデータパケットの中継処理を行うものである。パケット処理部１０２は、自己に係るノード情報を周囲に通知するためにＨｅｌｌｏパケットを定期的に送信したり、ネットワークのトポロジを把握させるためにＴＣ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）パケットを送信、中継したりする。パケット処理部１０２は、ＨｅｌｌｏパケットやＴＣパケットを受信したりする。また、パケット処理部１０２は、当該無線通信装置に接続されている情報処理部からデータが与えられたときにはデータパケットを組み立てて送信し、当該無線通信装置宛のデータパケットを受信したときにはそのデータパケットを分解してデータを取出して情報処理部へ与え、さらに、他の無線通信装置宛のデータパケットを受信したときにはそのデータパケットを中継送信する。

パケット処理部１０２は、テーブル編集部１０２ａを備えており、テーブル編集部１０２ａは、ネイバテーブル１０３やルーティングテーブル１０４を適宜更新する。

図２（Ｂ）は、ネイバテーブル１０３の構成例を示す説明図であり、図２（Ａ）に示すようなネットワークのトポロジを有する場合におけるノード（無線通信装置を適宜ノードとも呼ぶ）Ｎ１１のネイバテーブル１０３を示している。

ネイバテーブル１０３は、隣接ノードの識別情報（例えば、そのノードのアドレス）、その隣接ノードとのリンク状態、その隣接ノードからの無線信号の減衰量、その隣接ノードとのリンクが経路で使用されているか否か（経路での使用有無）などの項目の情報を少なくとも含んでいる。なお、経路での使用有無を、ネイバテーブル１０３に記述しておかずに、経路での使用有無が必要となったときに、ルーティングテーブル１０４を参照してその情報を得るようにしても良い。

隣接ノードの識別情報は、その隣接ノードからの制御パケット（例えばＨｅｌｌｏパケット）が受信された際に記述され、ネイバテーブル１０３の１行が割り当てられる。隣接ノードからの制御パケット（例えばＨｅｌｌｏパケット）には、その隣接ノードに隣接するノードの情報も含まれている。隣接ノードからの制御パケットは受信できるが、その制御パケットに、当該無線通信装置が隣接ノードとして記述されていない場合には、リンク状態に「片方向」と記述し、受信できた隣接ノードからの制御パケットに、当該無線通信装置が隣接ノードとして記述されている場合には、リンク状態に「双方向」と記述する。各ノードは、制御パケット（例えばＨｅｌｌｏパケット）を送信する際には、送信電力算出部１０５から、その制御パケットを送信する際の送信電力を表している情報を取り込んで制御パケットに挿入するようになっている。隣接ノードからの制御パケットを受信した際の受信電波の強度を無線送受信部１０１から取り込み、制御パケットに挿入されている送信電力情報からの差として減衰量を求めることができ、求めた減衰量をネイバテーブル１０３に記述する。ルーティングテーブル１０４の記述内容から、その隣接ノードとのリンクを通信経路として利用しているか否かを捉えることができ、その把握結果を経路での使用有無に記述する。

制御パケット（例えば、ＴＣパケット）を授受し合って、ネットワークのトポロジを得る方法や、得られたトポロジや隣接ノード情報に基づいて、当該ノードから各ノードへの経路を決定する方法は、いかなる方法を適用しても良く、決定された経路の情報をルーティングテーブル１０４に記述する態様も任意である。ルーティングテーブル１０４の構成は、第１の実施形態の特徴から離れているので、その説明は省略する。

送信電力算出部１０５は、ネイバテーブル１０３に格納されている情報を基に、制御パケットやデータパケットの送信時の送信電力を算出し、無線送受信部１０１に設定するものである。送信電力算出部１０５は、送信電力の算出を定期的に実行するものであっても良く、また、ネイバテーブル１０３が更新される毎に実行するものであっても良く、さらに、制御パケットやデータパケットを送信する直前に実行するものであっても良い。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係る無線通信装置の動作を、制御パケットの受信によるネイバテーブル１０３の見直し動作、送信電力の算出動作の順に説明する。

各ノードは、自己の存在を隣接ノードに通知するために、制御パケット（例えばＨｅｌｌｏパケット）を定期的に送信する。このような制御パケットを受信した際には、パケット処理部１０２は、図３のフローチャートに示す処理を開始する。

パケット処理部１０２は、まず、受信した制御パケットの送信元である隣接ノードがネイバテーブル１０３に記述されているか否かを判別する（ステップＳ１０１）。ネイバテーブル１０３にその隣接ノードが記述されていなければ、パケット処理部１０２は、その隣接ノードの行をネイバテーブル１０３に追加させた上で、そのノードの識別情報を記述する（ステップＳ１０２）。

受信時に送信元である隣接ノードがネイバテーブル１０３に記述されている場合や、行追加を行った場合には、パケット処理部１０２は、受信した制御パケットの隣接ノード情報に、当該ノードの識別情報が含まれているか否かを判別する（ステップＳ１０３）。当該ノードの識別情報が含まれていると、パケット処理部１０２は、リンク状態に「双方向」を書込み（ステップＳ１０４）、当該ノードの識別情報が含まれていないと、パケット処理部１０２は、リンク状態に「片方向」を書込む（ステップＳ１０５）。

パケット処理部１０２は、リンク状態の書込みが終了すると、隣接ノードからの制御パケットを受信した際の受信電波強度を無線送受信部１０１から取り込み、制御パケットに挿入されている送信電力情報からの差として減衰量を求めて求めた減衰量をネイバテーブル１０３に記述する（ステップＳ１０６）。

その後、パケット処理部１０２は、ルーティングテーブル１０４の記述内容から、その隣接ノードとのリンクを通信経路として利用しているか否かを判別し（Ｓ１０７）、利用していれば、経路の使用有無に使用を表す符号「○」を記述し（ステップＳ１０８）、利用していなければ、経路の使用有無に不使用を表す符号「×」を記述し（ステップＳ１０９）、図３に示す制御パケットの一連の受信処理を終了する。

なお、ステップＳ１０６からステップＳ１０７への移行は、今回の制御パケットの受信に伴うルーティングテーブル１０４の更新後に行うようにしても良い。

また、フローチャートの図示は省略しているが、例えば、所定時間以上の長時間、当該ノードに制御パケットが到達しなかった隣接ノードの行は、ネイバテーブル１０３から削除される。

次に、送信電力算出部１０５が実行する送信電力の算出動作を説明する。送信電力算出部１０５は、所定の起動条件が成立すると、図４のフローチャートに示す処理を開始する。

送信電力算出部１０５は、図４に示す処理を開始すると、まず、ネイバテーブル１０３に記載されている隣接ノードとのリンクの中に、リンクの状態が「片方向」であるものが少なくとも１つ存在するか否かを判定する（Ｓ２０１）。図２（Ｂ）のネイバテーブル１０３の構成例の場合であれば、「片方向」であるリンクＮ１２が存在すると判定される。

送信電力算出部１０５は、「片方向」であるリンクが１つでも存在すると、ネイバテーブル１０３に記載されている、そのリンクの減衰量を参照して当該ノードからのパケットが到達するように（言い換えると、「片方向」から「双方向」へ変化するように）大きくした送信電力を算出して無線送受信部１０１に設定させ（Ｓ２０２）、図４に示す一連の処理を終了する。ここでは、リンクの減衰量は双方向で同じであるとみなして更新後の送信電力を決定している。「片方向」であるリンクが１つの場合、「更新後の送信電力」−「このリンクの減衰量」が所定の送信電力以上となるように、更新後の送信電力を算出する。「片方向」であるリンクが２以上の場合、それらリンクの減衰量のうち、最大減衰量を検出し、「更新後の送信電力」−「最大減衰量」が所定の送信電力以上となるように、更新後の送信電力を算出する。ここで、所定の送信電力とは、無線規格、ハードウェアなどの制限で定まる下限の送信電力、若しくは、上限及び下限の送信電力の中間値を適用することができる。

送信電力算出部１０５は、「片方向」であるリンクが１つも存在しないと、ネイバテーブル１０３の経路の使用有無を参照し、双方向のリンクであって経路で使用されていないリンクが存在するか否かを判定する（ステップＳ２０３）。図２（Ｂ）のネイバテーブル１０３の構成例の場合であれば、リンクＮ１３が双方向のリンクであって経路で使用されていないリンクである。なお、図２（Ｂ）のネイバテーブル１０３の構成例の場合、「片方向」のリンクが存在するため、ステップＳ２０３の処理に移行することはない。

送信電力算出部１０５は、双方向のリンクであって経路で使用されていないリンクが１つでも存在すると、送信電力を見直して必要に応じて更新した送信電力を無線送受信部１０１に設定させ（ステップＳ２０４）、図４に示す一連の処理を終了する。一方、送信電力算出部１０５は、双方向のリンクであって経路で使用されていないリンクが１つも存在しないと、送信電力の見直しを行うことなく、今までの送信電力を維持することとし、図４に示す一連の処理を終了する。

ステップＳ２０３に移行してくるのは、上述したように、全ての隣接ノードとのリンク状態が「双方向」の場合であり、当該ノードからの送信電力は適切若しくは過剰である。経路として利用されないリンクは、ルーティング方法にもよるが、リンク長が長く、そのリンクが不安定になることがあるからである。例えば、図２（Ａ）のノードＮ１３は、ノードＮ１１から１ホップでパケットを転送することも可能であるが、ノードＮ１１及びＮ１３間の距離が長く転送が不安定となり易く、そのため、ノードＮ１１からノードＮ１３へはノードＮ１４を介した２ホップ転送が好ましいこともある。このようなノードＮ１３に対しては、ノードＮ１１からの制御パケットが到達するぎりぎりの送信電力で到達するようにし、隣接ノードとしての存在が認識できる最小限の送信電力にするようにすれば良い。すなわち、第１の実施形態の場合、双方向のリンクであって経路で使用されていないリンクが存在する場合には、送信電力が過剰であるとみなして、送信電力の見直しを行うこととした。

送信電力算出部１０５がステップＳ２０４で行う送信電力の更新方法としては、例えば、以下の方法を適用することができる。リンクが経路として利用されている隣接ノードについての減衰量の中から、最大減衰量を検出する。次に、「最大減衰量」＋「受信電力の基準値」＝更新候補送信電力を計算する。現在の送信電力が、この計算された更新候補送信電力より大きい場合には、この計算された更新候補送信電力を無線送受信部１０１に設定させる。すなわち、「現在の送信電力」−「更新候補送信電力」分だけ送信電力を下げることができる。なお、現在の送信電力が、この計算された更新候補送信電力以下の場合には、現在の送信電力を維持するようにしても良く、また、この場合でも、計算された更新候補送信電力に切り替えるようにしても良い（この場合には送信電力は増大する）。

図４に示す送信電力の算出処理は間欠的に繰り返し実行され、これにより、「片方向」のリンク状態が生じない送信電力であって、できるだけ小さな送信電力に、無線送受信部１０１の送信電力が設定される。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、経路に使用しているリンクが双方向であることを維持するように送信電力を制御することで、ネットワークの接続性を維持したまま送信電力を小さくし、電波の干渉やパケットの衝突を減らすことができる。

また、第１の実施形態によれば、経路の変更が起こらないように無線通信装置の送信電力を変化させているので、経路を維持したまま送信電力を小さくすることができる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による無線通信装置、無線通信システム及び送信電力制御方法の第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第２の実施形態は、経路制御と第１の実施形態の動作を組み合わせることにより、ネットワークの接続性を維持したまま送信電力を小さくしようとしたものである。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図５は、第２の実施形態の無線通信装置の機能的な構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

図５において、第２の実施形態の無線通信装置１００Ａは、無線送受信部１０１、パケット処理部１０２、ネイバテーブル１０３、ルーティングテーブル１０４、送信電力算出部１０５に加え、２ホップネイバテーブル１０６を有する。図５では、ネイバテーブル１０３と２ホップネイバテーブル１０６とを別個に示しているが、これらネイバテーブル１０３及び２ホップネイバテーブル１０６が１個のテーブルに統合されたものであっても良い。

図６（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ、ネイバテーブル１０３、２ホップネイバテーブル１０６の構成例を示す説明図であり、図６（Ａ）に示すようなネットワークのトポロジを有する場合におけるノードＮ２１のネイバテーブル１０３、２ホップネイバテーブル１０６を示している。

２ホップネイバテーブル１０６は、隣接ノードの識別情報に対応付けて、その隣接ノードに隣接しているノードの識別情報を記述している。例えば、隣接ノードからの制御パケット（例えばＨｅｌｌｏパケット）には、その隣接ノードに隣接しているノードの識別情報が挿入されており、この挿入されている情報を取り出すことにより、パケット処理部１０２は、２ホップネイバテーブル１０６を生成、編集することができる。

図６（Ｃ）においては、隣接ノードＮ２２にはノードＮ２１及びＮ２３が隣接し、隣接ノードＮ２３にはノードＮ２１及びＮ２２が隣接し、隣接ノードＮ２４にはノードＮ２１が隣接しているように、２ホップネイバテーブル１０６に記述されている。

第２の実施形態の場合、無線通信装置１００Ａは、この２ホップネイバテーブル１０６の情報を参照しながら経路の変更やネイバテーブル１０３の更新を行い、この変更や更新が送信電力の算出にも影響を与える。

なお、ネイバテーブル１０３と２ホップネイバテーブル１０６との行数は、第２の実施形態の場合、必ずしも一致しない。動作の項で説明するように、ネイバテーブル１０３から、ある条件を満たす隣接ノードの行が削除されることがあり得るからである。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態に係る無線通信装置１００Ａの動作を説明する。第２の実施形態においても、制御パケットの受信によるネイバテーブル１０３の見直し動作、送信電力の算出動作は第１の実施形態と同様である。２ホップネイバテーブル１０６の生成、編集動作については、構成の項の説明で明らかにしたので、その説明は省略する。

以下では、２ホップネイバテーブル１０６を参照した経路変更動作を、図７のフローチャートを参照しながら説明する。

パケット処理部１０２は、経路変更動作を、定期的に実行するものであっても良く、また、２ホップネイバテーブル１０６が更新される毎に実行するものであっても良く、さらに、ルーティングテーブル１０４が更新された直後に実行するものであっても良く、さらにまた、送信電力の算出動作の直前に実行するものであっても良く、その実行タイミングは任意である。

パケット処理部１０２は、図７に示す処理を開始すると、まず、ネイバテーブル１０３を参照し、隣接ノード数が基準値以上か否かを判定する（ステップＳ３０１）。この判定は、当該ノードの近傍がノードの密集エリアになっているか否かの判定になっている。

パケット処理部１０２は、隣接ノード数が基準値より少ない場合には、図７に示す一連の処理を終了する。これに対して、隣接ノード数が基準値以上の場合には、パケット処理部１０２は、ネイバテーブル１０３と２ホップネイバテーブル１０６を参照し、経路で使用しているリンクの先の隣接ノードの中で隣接ノード同士が隣接しているノードの組が存在するかどうかを判定する（ステップＳ３０２）。例えば、図６の場合、ノードＮ２１の２ホップネイバテーブル１０６からノードＮ２２とノードＮ２３とが隣接していることが分かり、また、ノードＮ２１のネイバテーブル１０３からノードＮ２２とのリンク及びノードＮ２３とのリンクが共に、経路で使用されていることが分かる。すなわち、ノードＮ２１のパケット処理部１０２が、上述したステップＳ３０２を実行した場合には、存在すると判定することになる。

パケット処理部１０２は、経路で使用しているリンクの先の隣接ノードの中で隣接ノード同士が隣接しているノードの組が存在しない場合には、図７に示す一連の処理を終了する。一方、そのようなノードの組が存在する場合には、パケット処理部１０２は、その組に属する隣接ノードのそれぞれの、ネイバテーブル１０３に記載の減衰量を比較して最も大きな減衰量の隣接ノードを検出し、その隣接ノードの経路を２ホップ転送の経路に変更すると共に、その隣接ノードの行をネイバテーブル１０３から削除し（ステップＳ５０３）、図７に示す一連の処理を終了する。

例えば、図６に示す例の場合、ノードＮ１１のパケット処理部１０２は、当該ノードＮ２１と隣接しており、しかも、相互にも隣接しているノードＮ２２及びＮ２３のうち、減衰量が大きいノードＮ２２の行をネイバテーブル１０３から削除する。送信電力の算出動作において、削除前であれば、隣接ノードＮ２２〜Ｎ２４のうち、隣接ノードＮ２２の減衰量が最大減衰量として検出されて、隣接ノードＮ２２との接続性を確保するように送信電力が過剰かの見直しが実行されるが、削除後であれば、隣接ノードＮ２３及びＮ２４のうち、隣接ノードＮ２３の減衰量が最大減衰量として検出されて、隣接ノードＮ２３との接続性を確保するように送信電力が過剰かの見直しが実行され、送信電力を下げる可能性がより高まることとなる。

ネイバテーブル１０３から削除された隣接ノードも、削除したノードの経路変更に対応する経路変更を行うことが好ましい。例えば、図６のノードＮ２１がノードＮ２２への経路を、直接の経路から、ノードＮ２３を経由する経路に変更した場合、ノードＮ２２も、ノードＮ２１への経路を、直接の経路から、ノードＮ２３を経由する経路に変更することが好ましい。

このような経路変更を、ネイバテーブル１０３から削除された隣接ノードが自律的に行うようにしても良く、ネイバテーブル１０３から削除された隣接ノードが削除したノードからの通知に基づいて行うようにしても良い。以下では、削除したノードがノードＮ２１、削除されたノードがＮ２２とする。例えば、ノードＮ２１がノードＮ２２宛の制御パケットで、経路をノードＮ２３経由にしたことを伝えて、ノードＮ２２におけるノードＮ２１への経路をノードＮ２３経由に変更させるようにしても良い。また例えば、ノードＮ２１が送信する全ての隣接ノード宛の制御パケットにおける隣接ノード情報にノードＮ２２の情報を挿入しないように切替え、ノードＮ２２がこの制御パケットの受信により、「双方向」から「片方向」への切替えを認識して自律的にノードＮ２１への経路を２ホップ転送の経路に切替えることにより、ノードＮ２３経由に切り替えるようにしても良い（他のノード経由になることもあり得る）。後者の場合、図７の処理が終了した後に送信する１回又は２回程度の、隣接ノード情報にノードＮ２２の情報を挿入しない制御パケットを、それ以前の送信電力と同じにして、ノードＮ２２への到達を確保することが望まれる。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。第２の実施形態によれば、さらに、電波の減衰量が大きいリンクであって代替可能な使用経路を２ホップ以上の経路へ切替え、送信電力の制御で考慮するリンクから除外するようにしたので、ネットワークの接続性を維持したまま送信電力をより一段と小さくすることが期待できる。

（Ｃ）他の実施形態
上記各実施形態では、減衰量を、送信電力から無線信号の受信時の強度（受信電力）を減算した量として捉えるものを示したが、減衰量を、送信電力に対する無線信号の受信時の強度（受信電力）の比として検出してテーブルに書き出すようにしても良い。この場合であれば、ステップＳ２０２においては、「更新後の送信電力」×「減衰量」が所定の送信電力以上となるように、更新後の送信電力を算出すれば良く、ステップＳ２０４においては、「受信電力の基準値」÷「最大減衰量」＝更新候補送信電力で求めた更新候補送信電力を利用するようにすれば良い。

上記各実施形態では、ステップＳ２０２において、計算から得られた送信電力に一気に上昇させるものを示したが、予め定めた単位分を上昇させ、そのような単位分の上昇を繰り返して「片方向」を解消できる送信電力に到達させるようにしても良い。

上記各実施形態においては、通常の制御パケットの授受によって減衰量を検出するものを示したが、制御パケットの種類として、減衰量検出用の制御パケットを設けて減衰量を検出するようにしても良い。このような減衰量検出用の制御パケットを、システム全体で定まっている固定の送信電力で送信させることとし、送信電力の情報を制御パケット内に挿入しないようにしても良い。

上記各実施形態においては、制御パケットの１回の授受で得られた減衰量をネイバテーブルに記述するものを示したが、制御パケットの複数回の授受で得られた減衰量の平均値（直前側の重みを大きくした重み付け平均値であっても良い）をネイバテーブルに記述するようにしても良い。

上記各実施形態においては、減衰量を、送信電力から無線信号の受信時の強度（受信電力）を減算した量として捉えるものを示したが、接続性を維持する方向にマージンを加えて、ネイバテーブルに記述する減衰量としても良い。減衰量を比にした場合も同様である。

上記各実施形態においては、制御パケットの送信時もデータパケットの送信時も、上述のように制御された送信電力で送信するものを示したが、一部のパケットだけ、上述のように制御された送信電力で送信するようにしても良い。例えば、制御パケットの送信では上述のように制御された送信電力で送信し、データパケットの送信では、その宛先のノードで定まる隣接ノード（宛先ノード又は中継ノード）とのリンクの減衰量に基づいて、個別に送信電力を決定し、その送信電力で送信するようにしても良い。また例えば、制御パケットかデータパケットかを問わず、マルチキャスト又はブロードキャストのパケットについては、上述のように制御された送信電力で送信し、ある１つのノードを宛先としたパケットについては、その宛先のノードで定まる隣接ノード（宛先ノード又は中継ノード）とのリンクの減衰量に基づいて、個別に送信電力を決定し、その送信電力で送信するようにしても良い。

上記第２の実施形態では、隣接ノード数が基準値以上の場合にのみ、当該ノードからの経路で使用する隣接ノードを、経路で使用しないように変更するか否かを判定するものを示したが、隣接ノード数が基準値以上であることを、判定の前提条件としないようにしても良い。

上記第２の実施形態では、経路で使用しているリンクの先の隣接ノードの中で隣接ノード同士が隣接しているノードの組が存在する場合には、その組に属する最大減衰量の隣接ノードの行をネイバテーブルから削除するものを示したが、その組に属する複数の隣接ノードを削除するようにしても良い。例えば、図８に示すようなネットワークトポロジの場合であれば、ノードＮ３１のパケット処理部は隣接ノードＮ３３及びＮ３５を共にネイバテーブルから削除するようにしても良い。例えば、減衰量が最大減衰量の所定割合（例えば９０％）以上の、組に属する隣接ノード（但し、組に属する最小減衰量の隣接ノードは除く）を、最大減衰量の隣接ノードと共にネイバテーブルから削除するようにしても良い。

上記第２の実施形態では、経路で使用しているリンクの先の隣接ノードの中で隣接ノード同士が隣接しているノードの組が存在する場合には、その組に属する隣接ノードの行をネイバテーブルから削除するものを示したが、複数の組の情報から、削除する隣接ノードを決定するようにしても良い。例えば、図９に示すようなネットワークトポロジの場合、ノードＮ４３及びＮ４５は隣接していないが、ノードＮ４４はノードＮ４３及びＮ４５に隣接しているので、２組に共通なノードＮ４４をネイバテーブルに残し、１又は複数の他のノードをネイバテーブルから削除するか否かを決定するようにしても良い。

上記第２の実施形態は、上記第１の実施形態の技術思想をベースとし、それに新たな技術思想を追加する形でなされたものであるが、第１の実施形態及び第２の実施形態の技術思想の組み合わせを、別の観点から行うようにしても良い。例えば、第１の実施形態の場合、隣接ノードへのリンクで「片方向」のものがあれば、直ちに、送信電力を上げる処理を実行するが、これに代え、「片方向」のリンクがあれば、そのリンクに係る隣接ノードと隣接し、かつ、当該ノードと隣接する経由候補のノードがあるか否かを確認し、そのような経由候補のノードがなければ送信電力を上げ、そのような経由候補のノードがあれば「片方向」に係る隣接ノードへの経路を、経由候補のノードを経由する経路に変更すると共に、ネイバテーブルから「片方向」のリンクに係る隣接ノードの行を削除するようにしても良い。

１００、１００Ａ…無線通信装置(ノード)、１０１…無線送受信部、１０２…パケット処理部、１０３…ネイバテーブル、１０４…ルーティングテーブル、１０５…送信電力算出部、１０６…２ホップネイバテーブル。

Claims (7)

1. マルチホップネットワークを構成する無線通信装置において、
   無線信号を送信する送信電力が変更可能な無線送信手段と、
   隣接する他の無線通信装置とのリンクに係るリンク情報と、マルチホップネットワーク上の他の無線通信装置との通信経路の経路情報とを少なくとも管理、更新する情報管理記憶手段と、
   上記情報管理記憶手段に管理されている情報に基づき、上記経路情報に記述されているリンクであって、当該無線通信装置を送信元とする全てのリンクの送受信を確保できる上記全てのリンクに共通な送信電力を算出し、上記無線送信手段に設定する送信電力算出手段と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 上記情報管理記憶手段が管理する情報として、隣接する他の無線通信装置毎に、他の無線通信装置との間のリンクで現在転送が可能な方向は双方向か当該無線通信装置へ向かう片方向かを表すリンク状態と、他の無線通信装置とのリンクにおける電波の減衰量と、他の無線通信装置とのリンクが経路で使用されているか否かを表す経路での使用有無とを含み、
   上記送信電力算出手段は、
   経路での使用有無が使用のリンクの中で、リンク状態が片方向であるリンクが存在する場合には、該当するリンクが双方向になるような送信電力を算出し、
   経路での使用有無が使用のリンクの中で、リンク状態が片方向であるリンクが存在しない場合には、経路での使用有無が使用であるリンク状態が双方向の全てのリンクだけを考慮し、双方向から片方向への変化を引き起こさない送信電力を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 上記情報管理記憶手段は、他の無線通信装置とのリンクのうち電波の減衰量が大きいリンクであって、このリンクを用いずに、このリンクに係る他の無線通信装置との経路を確保できる場合には、このリンクを経路に使用しないように経路を設定することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 上記情報管理記憶手段は、２ホップで通信可能な他の無線通信装置の情報を管理し、この２ホップで通信可能な他の無線通信装置の情報に基づいて、電波の減衰量が大きい経路で使用しないリンクを認識し、２ホップ経路を採択する
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信装置を分散配置していることを特徴とする無線通信システム。
6. マルチホップネットワークを構成する無線通信装置における送信電力制御方法において、
   隣接する他の無線通信装置とのリンクに係るリンク情報と、マルチホップネットワーク上の他の無線通信装置との通信経路の経路情報とを、情報管理記憶手段が少なくとも更新しながら管理し、
   送信電力算出手段が、上記情報管理記憶手段に管理されている情報に基づき、上記経路情報に記述されているリンクであって、当該無線通信装置を送信元とする全てのリンクの送受信を確保できる上記全てのリンクに共通な送信電力を算出し、無線送信手段に設定する
   ことを特徴とする送信電力制御方法。
7. 上記情報管理記憶手段が管理する情報として、隣接する他の無線通信装置毎に、他の無線通信装置との間のリンクで現在転送が可能な方向は双方向か当該無線通信装置へ向かう片方向かを表すリンク状態と、他の無線通信装置とのリンクにおける電波の減衰量と、他の無線通信装置とのリンクが経路で使用されているか否かを表す経路での使用有無とを含み、
   上記送信電力算出手段は、
   経路での使用有無が使用のリンクの中で、リンク状態が片方向であるリンクが存在する場合には、該当するリンクが双方向になるような送信電力を算出し、
   経路での使用有無が使用のリンクの中で、リンク状態が片方向であるリンクが存在しない場合には、経路での使用有無が使用であるリンク状態が双方向の全てのリンクだけを考慮し、双方向から片方向への変化を引き起こさない送信電力を算出する
   ことを特徴とする請求項６に記載の送信電力制御方法。

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