JP2017041854A - 受信装置、送信装置、受信方法および送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 干渉電波が存在する無線環境において、ウィンドウサイズを従来と比べて確度高く制御できる受信装置、送信装置、受信方法および送信方法を提供することを目的とする。【解決手段】 複数の送信装置の各々から送信された送信信号を受信する受信部と、受信部が受信した受信信号の受信電力を測定し、逐次干渉除去法を用いて各送信信号を復調する復調部と、復調部により測定された受信電力と各送信信号の復調が成功したか否かとに基づいて送信信号間の干渉による衝突が発生したか否かの状況を判定する判定部と、判定部による判定の結果を用いて、衝突により復調部による復調が失敗する確率を算出し、算出した確率を複数の送信装置の各々に通知する制御部とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、干渉信号が存在する無線環境において無線通信を行う受信装置、送信装置、受信方法および送信方法に関する。

近年、無線通信サービスの多様化により、様々な無線通信方式を用いて無線通信を行うスマートホン等の携帯通信端末や無線ＬＡＮ（Local Area Network）機器等の基地局の送信装置および受信装置が増加している。そして、同一周波数帯で同一変調方式の電波である信号を利用する無線通信システムにおいて、送信装置および受信装置が増えた場合、各受信装置は、無線通信を行う送信装置からの信号（以下、通信信号とも称される）と、他の送信装置からの信号（以下、干渉信号とも称される）とを受信する。このため、各受信装置において通信信号と干渉信号との間で干渉が発生する確率が高まり、周波数利用効率が劣化する恐れがある。

そこで、ＮＯＭＡ（非直交多元接続：Non-Orthogonal Multiple Access）には、ＳＰＣ（重畳符号化：Superposition Coding）とＳＩＣ（逐次干渉除去：Successive Interference Canceller）とを用いたものがある。

例えば、受信装置が、ＳＩＣを用いて、受信した受信信号のうち最大の受信電力を示す信号から順次に復調し、復調した信号が干渉信号の場合に受信信号から干渉信号を除去することで、通信信号を復調する技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

図６は、ＳＰＣとＳＩＣとを利用した無線通信の一例を示す。

図６に示すように、例えば、送信装置Ｔａ、Ｔｂは、送信装置Ｔａと同一の変調方式で受信装置Ｒａ宛に通信信号である信号１、２をそれぞれ送信する。受信装置Ｒａは、信号１、２を受信し、受信電力が最も高い信号を復調する。例えば、信号１の電力が信号２の電力より大きい場合、受信装置Ｒａは、受信電力が最も高い信号１を復調する。そして、受信装置Ｒａは、受信電力が信号１より小さい信号２を復調するため、ＳＩＣ技術により復調した信号１を用いて無線区間での信号１のレプリカ信号を生成し、受信信号からレプリカ信号を差し引くことで信号１を除去する。受信装置Ｒａは、信号１が除去された受信信号（すなわち、信号２）を復調し、受信処理を終了する。なお、３つ以上の信号が重畳されている場合は、上記ＳＩＣ技術を繰り返し実行することで、信号を復調する。

Souvik Sen 他, "Successive interference cancellation: a back-of-the-envelope perspective", 9th ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Networks, Article No.17, 2010

図６に示した受信装置Ｒａは、受信電力が大きい信号１を復調できなかった場合、信号１の受信電力より小さい信号２を復調できない。すなわち、受信電力が小さな信号の送信が成功する確率は、受信電力が大きな信号の送信が成功する確率より低くなり、スループットが低下する虞がある。

また、無線通信を行う無線アクセス方式には、時間領域もしくは周波数領域で区切られたスロットを複数の送信装置および受信装置で共用するランダムアクセス方式がある。ランダムアクセス方式では、エクスポネンシャルバックオフアルゴリズム等を用いて、通信信号の送信が失敗する度に通信信号を再送信するまでの時間（以下、ウィンドウサイズとも称される）を長くし通信信号のトラフィックを低減することでスループットの最大化を図る。しかしながら、送信の失敗が大きな受信電力の通信信号での送信の失敗により小さい受信電力の通信信号が送信できなかった場合、ランダムアクセス方式では、通信信号のトラフィックを最適化できないことがある。そして、ランダムアクセス方式では、ウィンドウサイズが大きくなりすぎてスループットが低下するという問題がある。

本発明は、干渉電波が存在する無線環境において、ウィンドウサイズを従来と比べて確度高く制御できる受信装置、送信装置、受信方法および送信方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、複数の送信装置の各々から送信された送信信号を受信する受信部と、受信部が受信した受信信号の受信電力を測定し、逐次干渉除去法を用いて各送信信号を復調する復調部と、復調部により測定された受信電力と各送信信号の復調が成功したか否かとに基づいて送信信号間の干渉による衝突が発生したか否かの状況を判定する判定部と、判定部による判定の結果を用いて、衝突により復調部による復調が失敗する確率を算出し、算出した確率を複数の送信装置の各々に通知する制御部とを備える。

第１の発明において、複数の送信装置の各々から送信された送信信号は、互いに異なる少なくとも２以上の送信電力のいずれかで送信され、制御部は、送信電力ごとに確率を算出し、算出した送信電力ごとの確率とともに送信信号の復調が成功した場合に成功を示す情報を送信装置に通知する。

第２の発明は、他の送信装置が送信する信号との間の干渉による衝突により、受信装置が信号の復調に失敗する確率を含む通知を受信装置から受信する受信部と、受信した確率を用いて、送信信号の送信に失敗した場合に受信装置に送信信号を再送信する時間間隔を示すウィンドウサイズを更新する制御部と、送信信号を送信するとともに、送信信号の送信に失敗した場合に算出されたウィンドウサイズで送信信号を再送信する送信部とを備える。

第２の発明において、送信部は、互いに異なる少なくとも２以上の送信電力のいずれかで送信信号を送信し、受信部は、送信電力ごとの確率と受信装置が送信信号の復調に成功した場合に成功を示す情報とを含む通知を受信装置から受信し、制御部は、情報を受信した第１の回数と送信信号を送信および再送信した第２の回数とをカウントし、カウントした第１の回数および第２の回数と送信電力ごとの確率とを用いて、送信電力ごとにウィンドウのサイズを更新する。

第３の発明は、複数の送信装置の各々から送信された送信信号を受信する受信ステップと、受信ステップで受信された受信信号の受信電力を測定し、逐次干渉除去法を用いて各送信信号を復調する復調ステップと、復調ステップで測定された受信電力と各送信信号の復調が成功したか否かとに基づいて送信信号間の干渉による衝突が発生したか否かの状況を判定する判定ステップと、判定ステップでの判定の結果を用いて、衝突により復調ステップにおいて復調が失敗する確率を算出し、算出した確率を複数の送信装置の各々に通知する制御ステップとを有する。

第３の発明において、複数の送信装置の各々から送信された送信信号は、互いに異なる少なくとも２以上の送信電力のいずれかで送信され、制御ステップは、送信電力ごとに確率を算出し、算出した送信電力ごとの確率とともに送信信号の復調が成功した場合に成功を示す情報を送信装置に通知する。

第４の発明は、他の送信装置が送信する信号との間の干渉による衝突により、受信装置が信号の復調に失敗する確率を含む通知を受信装置から受信する受信ステップと、受信した確率を用いて、送信信号の送信に失敗した場合に受信装置に送信信号を再送信する時間間隔を示すウィンドウサイズを更新する制御ステップと、送信信号を送信するとともに、送信信号の送信に失敗した場合に算出されたウィンドウサイズで送信信号を再送信する送信ステップとを有する。

第４の発明において、送信ステップは、互いに異なる少なくとも２以上の送信電力のいずれかで送信信号を送信し、受信ステップは、送信電力ごとの確率と受信装置が送信信号の復調に成功した場合に成功を示す情報とを含む通知を受信装置から受信し、制御ステップは、情報を受信した第１の回数と送信信号を送信および再送信した第２の回数とをカウントし、カウントした第１の回数および第２の回数と送信電力ごとの確率とを用いて、送信電力ごとにウィンドウのサイズを更新する。

本発明は、干渉電波が存在する無線環境において、ウィンドウサイズを従来と比べて確度高く制御できる。

無線通信システムの一実施形態を示す図である。 図１に示した状況判定テーブルの一例を示す図である。 図１に示した無線通信システムにおける送受信処理の一例を示す図である。 無線通信システムの別の実施形態を示す図である。 図４に示した無線通信システムにおける送受信処理の一例を示す図である。 ＳＰＣとＳＩＣとを利用した無線通信の一例を示す図である。

以下、図面を用いて実施形態について説明する。

図１は、無線通信システムの一実施形態を示す。

図１に示した無線通信システムＳＹＳは、Ｎ個の送信装置ＴＸ（ＴＸ１−ＴＸＮ）および受信装置ＲＸを有する。送信装置ＴＸ１−ＴＸＮの各々は、同一周波数および同一変調方式で変調した信号ｓｉｇ（ｓｉｇ１−ｓｉｇＮ）を、少なくとも２つ以上の送信電力のいずれかで送信する。一方、受信装置ＲＸは、各送信装置ＴＸにより送信された信号ｓｉｇを受信する。なお、送信装置ＴＸは、受信装置ＲＸの機能を有してもよく、受信装置ＲＸは、送信装置ＴＸの機能を有してもよい。

送信装置ＴＸ１は、受信部１０、制御部２０および送信部３０を有する。なお、送信装置ＴＸ２−ＴＸＮは、送信装置ＴＸ１と同様の要素を有するものとする。

受信部１０は、送信装置ＴＸ１に含まれるアンテナを介して、受信装置ＲＸにおいて信号ｓｉｇ間の干渉による衝突で復調に失敗した送信電力ごとの確率を含む通知信号（不図示）を受信装置ＲＸから受信する。また、受信部１０は、受信装置ＲＸが信号ｓｉｇ１の復調に成功した場合、復調の成功を示すＡＣＫ（Acknowledgment）信号（不図示）を受信する。受信部１０は、受信した通知信号およびＡＣＫ信号を制御部２０に出力する。

制御部２０は、プロセッサ等であり、送信装置ＴＸ１に含まれるメモリ等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、送信装置ＴＸ１の各要素を制御する。制御部２０は、信号ｓｉｇ１の送信に失敗した（すなわち、ＡＣＫ信号を受信装置ＲＸから受信しなかった）場合、受信装置ＲＸに信号ｓｉｇ１を再送信する送信電力ごとのウィンドウサイズを受信した送信電力ごとの確率を用いて算出し更新する。制御部２０の動作については、図２および図３で説明する。

送信部３０は、送信装置ＴＸ１に含まれるアンテナを介して、制御部２０により指示された送信電力で信号ｓｉｇ１を送信する。また、送信部３０は、信号ｓｉｇ１の送信に失敗した場合、更新されたウィンドウサイズで信号ｓｉｇ１を再送信する。

なお、送信装置ＴＸ１−ＴＸＮは、互いに同じ送信電力で送信してもよい。また、送信部３０が信号ｓｉｇ１を送信する送信電力は、制御部２０が所定の乱数処理を実行することでランダムに指定されてもよく、２以上の送信電力のいずれかに予め設定されてもよい。あるいは、送信部３０は、復調に失敗する確率が最も小さい確率の送信電力で信号ｓｉｇ１を送信してもよい。

受信装置ＲＸは、受信部４０、復調部５０、判定部６０、制御部７０、送信部８０および記憶部９０を有する。

受信部４０は、受信装置ＲＸに含まれるアンテナを介して、各送信装置ＴＸから送信された信号ｓｉｇを受信する。

復調部５０は、受信した受信信号の受信電力を測定し、ＳＩＣを用いて各信号ｓｉｇを復調する。

判定部６０は、復調部５０により測定された受信電力と各信号ｓｉｇの復調が成功したか否かとに基づいて信号ｓｉｇ間の干渉による衝突が発生したか否かの状況を判定する。判定部６０の動作については、図２で説明する。

制御部７０は、プロセッサ等であり、メモリ等の記憶部９０に記憶されたプログラムを実行することで、受信装置ＲＸの各要素を制御する。制御部７０は、判定部６０による判定の結果を用いて、信号ｓｉｇ間での衝突により復調部５０による復調が失敗する確率を信号ｓｉｇの送信電力ごとに算出する。制御部７０は、算出した送信電力ごとの確率を含む通知信号を生成し、送信部８０を介して生成した通知信号を各送信装置ＴＸに送信する。また、制御部７０は、信号ｓｉｇｋの復調が成功した場合、復調の成功を示すＡＣＫ信号を生成し、送信部８０を介して送信装置ＴＸｋにＡＣＫ信号を送信する（ｋは１からＮの自然数）。なお、制御部７０は、プログラムを実行することで、判定部６０として動作してもよい。

送信部８０は、受信装置ＲＸに含まれるアンテナを介して、制御部７０により生成された通知信号およびＡＣＫ信号を送信する。

記憶部９０は、フラッシュメモリ等であり、制御部７０が実行するプログラムとともに、判定部６０の判定結果を示す状況判定テーブル９５を記憶する。状況判定テーブル９５については、図２で説明する。

図２は、図１に示した状況判定テーブル９５の一例を示す。状況判定テーブル９５は、送信電力を示す情報、状況判定を示す情報および確率を示す情報の領域を有する。

送信電力の領域には、送信装置ＴＸが信号ｓｉｇを送信する時の送信電力ＰＷ（ＰＷ１、ＰＷ２、…ＰＷＭ）の値が格納される（Ｍは自然数）。

状況判定の領域には、復調部５０により測定された送信電力ＰＷの信号ｓｉｇの受信電力と、送信電力ＰＷの信号ｓｉｇが復調されたか否かとに基づいて、送信電力ＰＷにおける信号ｓｉｇの状況を示す判定部６０による判定結果が、時刻ｔ１等の判定した時刻ごとに格納される。格納される判定結果には、例えば、“成功”、“衝突”および“空き”がある。“成功”は、送信電力ＰＷの信号ｓｉｇの受信電力が所定値以上を示し、かつ送信電力ＰＷの信号ｓｉｇが復調された（すなわち、正常に信号ｓｉｇが受信され衝突が発生しなかった）状況を示す。“衝突”は、送信電力ＰＷの信号ｓｉｇの受信電力が所定値以上を示すが、送信電力ＰＷの信号ｓｉｇの復調に失敗した（すなわち、衝突が発生した）状況を示す。“空き”は、送信電力ＰＷの信号ｓｉｇの受信電力が所定値未満を示し、送信電力ＰＷの信号ｓｉｇが受信されなかった状況を示す。

確率の領域には、所定の期間における各送信電力ＰＷにおいて衝突が発生した割合（すなわち、復調に失敗した割合）を確率として、Ｐａ（Ｐａ１、Ｐａ２、…ＰａＭ）の値が格納される。例えば、制御部７０は、式（１）を用いて確率Ｐａｊを算出する（ｊは１からＭの自然数）。
Ｐａｊ＝（所定の期間での衝突の回数）／（所定の期間の全ての判定回数） …（１）
なお、所定の期間は、送信装置ＴＸおよび受信装置ＲＸにおける処理能力や無線通信システムＳＹＳに対して要求される通信の品質等に応じて適宜設定される。また、確率Ｐａは、状況判定の領域に新たな判定結果が格納されるごとに、新たに格納された判定結果から所定の期間前までの判定結果を用いて算出され、確率の領域に格納されてもよい。

図３は、図１に示した無線通信システムＳＹＳにおける送受信処理の一例を示す。図３に示した処理は、送信装置ＴＸ１と受信装置ＲＸとの間で無線通信を行う場合を示す。そして、送信装置ＴＸ２−ＴＸＮの各々と受信装置ＲＸとの間についても、図３に示した処理と同様の処理が実行される。

ステップＳ１００では、制御部２０は、受信部１０を介して、受信装置ＲＸから送信電力ＰＷごとの確率Ｐａを含む通知信号を受信したか否かを判定する。制御部２０が通知信号を受信したと判定した場合、送信装置ＴＸ１の処理は、ステップＳ１１０に移る。一方、制御部２０が制御信号を受信していないと判定した場合、送信装置ＴＸ１の処理は、ステップＳ１２０に移る。

ステップＳ１１０では、制御部２０は、ステップＳ１１０で受信された通知信号に含まれる送信電力ＰＷごとの確率Ｐａを送信装置ＴＸ１の記憶装置に保持する。

ステップＳ１２０では、送信部３０は、例えば、受信装置ＲＸに送信するデータを含む信号ｓｉｇ１を送信電力ＰＷｊで送信する。

ステップＳ１３０では、制御部２０は、ステップＳ１２０で送信した信号ｓｉｇ１に対するＡＣＫ信号を受信装置ＲＸから受信したか否かを判定する。制御部２０がＡＣＫ信号を受信したと判定した場合、送信装置ＴＸ１の処理は、終了する。一方、制御部２０がＡＣＫ信号を受信していないと判定した場合、送信装置ＴＸ１の処理は、ステップＳ１４０に移る。

ステップＳ１４０では、制御部２０は、ステップＳ１１０で保持した送信電力ＰＷごとの確率Ｐａと式（２）とを用いて、送信電力ＰＷごとのウィンドウサイズを更新する。

Ｗｊ＝Ｗ０ｊ×Ｐａｊ …（２）
なお、Ｗｊは、更新された送信電力ＰＷｊにおけるウィンドウサイズを示し、Ｗ０ｊは、更新前の送信電力ＰＷｊにおけるウィンドウサイズを示す。

ステップＳ１５０では、制御部２０は、ステップＳ１４０で更新されたウィンドウサイズＷｊを用いて決定されるバックオフ時間の間隔で、ステップＳ１２０で送信した信号ｓｉｇ１を送信電力ＰＷｊで再送信する。この場合、送信装置ＴＸ１の処理は、ステップＳ１３０に移る。

ステップＳ２００では、復調部５０は、受信部４０を介して受信された受信信号の受信電力を測定して、ＳＩＣを用いて受信信号に含まれる信号ｓｉｇのうち受信信号が大きい信号ｓｉｇから順次に復調する。そして、復調部５０は、信号ｓｉｇに含まれるデータを取得する。

ステップＳ２１０では、判定部６０は、ステップＳ２００で測定された受信電力と各信号ｓｉｇの復調が成功したか否かとに基づいて、送信電力ＰＷにおける信号ｓｉｇの状況を“成功”、“衝突”または“空き”のいずれかで判定する。判定部６０は、送信電力ＰＷごとの状況の判定結果を、判定した時刻に対応付けて状況判定テーブル９５の状況判定の領域に格納する。

ステップＳ２２０では、制御部７０は、ステップＳ２１０で判定された状況判定を含む所定の期間における判定結果と式（１）とを用いて、送信電力ＰＷごとの確率Ｐａを算出する。制御部７０は、算出した確率Ｐａを状況判定テーブル９５の確率の領域に格納し更新する。

ステップＳ２３０では、制御部７０は、ステップＳ２２０で算出した送信電力ＰＷごとの確率Ｐａを含む通信信号を生成し、生成した通知信号を各送信装置ＴＸに送信する。

ステップＳ２４０では、制御部７０は、ステップＳ２００での復調部５０による復調処理により、復調に成功した信号ｓｉｇがあるか否かを判定する。制御部７０は、復調に成功した信号ｓｉｇがあると判定した場合、復調に成功した信号ｓｉｇを送信した各送信装置ＴＸに対するＡＣＫ信号を生成する。この場合、受信装置ＲＸの処理は、ステップＳ２５０に移る。一方、制御部２０が復調に成功した信号ｓｉｇがないと判定した場合、受信装置ＲＸの処理は、終了する。

ステップＳ２５０では、制御部７０は、送信部８０を介して、ステップＳ２４０で生成したＡＣＫ信号を、復調に成功した信号ｓｉｇを送信した送信装置ＴＸの各々に送信する。

そして、送信装置ＴＸ１は、受信装置ＲＸから通知信号を受信するごとに、ステップＳ１００からステップＳ１５０の処理を繰り返し実行する。また、受信装置ＲＸは、送信装置ＴＸから信号ｓｉｇを受信するごとに、ステップＳ２００からステップＳ２６０の処理を繰り返し実行する。なお、受信装置ＲＸは、ステップＳ２１０からステップＳ２３０の処理と、ステップＳ２４０からステップＳ２５０の処理とを並列に実行してもよい。

以上、図１から図３に示した実施形態では、受信装置ＲＸの判定部６０は、復調部５０で測定された受信電力と各信号ｓｉｇの復調が成功したか否かとに基づいて、各送信電力ＰＷにおける信号ｓｉｇの状況を判定する。制御部７０は、状況判定の結果を用いて、送信電力ＰＷごとの確率Ｐａを算出し、算出した確率Ｐａを含む通信信号を各送信装置ＴＸに送信する。これにより、送信装置ＴＸの制御部２０は、受信した送信電力ＰＷごとの確率Ｐａを用いて、信号ｓｉｇの送信に失敗した場合のウィンドウサイズを更新する。すなわち、無線通信システムＳＹＳは、干渉電波が存在する無線環境において、ウィンドウサイズを従来と比べて確度高く制御でき、例えば、１０パーセント等のスループットの向上を図ることができる。

図４は、無線通信システムの別の実施形態を示す。図１で説明した要素と同一または同様の要素については、同一または同様の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。

図４に示した無線通信システムＳＹＳａは、Ｎ個の送信装置ＴＸａ（ＴＸａ１−ＴＸａＮ）および受信装置ＲＸを有する。送信装置ＴＸａ１−ＴＸａＮの各々は、同一周波数および同一変調方式で変調した信号ｓｉｇ（ｓｉｇ１−ｓｉｇＮ）を、少なくとも２つ以上の送信電力のいずれかで送信する。なお、送信装置ＴＸａは、受信装置ＲＸの機能を有してもよく、受信装置ＲＸは、送信装置ＴＸａの機能を有してもよい。

送信装置ＴＸａ１は、受信部１０、制御部２０ａおよび送信部３０を有する。なお、送信装置ＴＸａ２−ＴＸａＮは、送信装置ＴＸａ１と同様の要素を有する。

制御部２０ａは、プロセッサ等であり、送信装置ＴＸａ１に含まれるメモリ等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、送信装置ＴＸａ１の各要素を制御する。

制御部２０ａは、例えば、送信電力ＰＷで送信した信号ｓｉｇ１に対するＡＣＫ信号を受信装置ＲＸから受信した時刻、および信号ｓｉｇ１を送信電力ＰＷで送信および再送信した時刻を送信装置ＴＸａ１に含まれるメモリ等の記憶装置に保持する。制御部２０ａは、信号ｓｉｇ１の送信に失敗した（すなわち、受信装置ＲＸからＡＣＫ信号を受信しなかった）場合、記憶装置に保持した時刻を用いて失敗したと判定した時から所定の時間前までにＡＣＫ信号を受信した回数を送信電力ＰＷごとにカウントする。また、制御部２０ａは、保持した時刻を用いて失敗したと判定した時から所定時間前までに信号ｓｉｇ１を送信および再送信した回数を送信電力ＰＷごとにカウントする。なお、所定の時間は、送信装置ＴＸａ１の処理能力あるいは無線通信システムＳＹＳａに対して要求される通信の品質等に応じて適宜決定されることが好ましい。

そして、制御部２０ａは、信号ｓｉｇ１を送信および再送信した回数（すなわち送信回数）からＡＣＫ信号を受信した回数（すなわち、送信に成功した回数）を減算し、信号ｓｉｇ１の送信に失敗した回数を送信電力ＰＷごとに算出する。制御部２０ａは、算出した送信に失敗した回数を信号ｓｉｇ１の送信回数で除算し、受信装置ＲＸへの信号ｓｉｇ１の送信が失敗した割合を失敗確率として送信電力ＰＷごとに算出する。そして、制御部２０ａは、例えば、算出した失敗確率、通知信号から取得した送信電力ＰＷごとの確率Ｐａおよび式（３）を用いて、送信電力ＰＷごとのウィンドウサイズを更新する。

Ｗｊ＝Ｗ０ｊ×（Ｐａｊ／Ｐｊ） …（３）
なお、Ｐｊは、送信電力ＰＷｊにおける失敗確率を示す。そして、制御部２０ａは、失敗確率Ｐｊを算出することで、送信装置ＴＸａが置かれた無線環境を考慮したウィンドウサイズを設定できる。

図５は、図４に示した無線通信システムＳＹＳａにおける送受信処理の一例を示す。なお、図５に示したステップの動作のうち、図３に示したステップと同一または同様の処理を示すものについては、同一のステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。

送信装置ＴＸａ１は、ステップＳ１００またはステップＳ１１０の処理を実行した後、ステップＳ１２０ａの処理を実行する。

ステップＳ１２０ａでは、送信部３０は、例えば、送信電力ＰＷｊで信号ｓｉｇ１を送信する。そして、制御部２０ａは、送信電力ＰＷｊの信号ｓｉｇ１が送信された時刻を送信装置ＴＸａ１の記憶装置に保持する。

ステップＳ１３０ａでは、制御部２０ａは、ステップＳ１２０ａで送信した信号ｓｉｇ１に対するＡＣＫ信号を受信装置ＲＸから受信したか否かを判定する。制御部２０ａは、ＡＣＫ信号を受信したと判定した場合、ＡＣＫ信号を受信した時刻を送信装置ＴＸａ１の記憶装置に保持する。この場合、送信装置ＴＸａ１の処理は、終了する。一方、制御部２０ａがＡＣＫ信号を受信していないと判定した場合、送信装置ＴＸ１の処理は、ステップＳ１４０ａに移る。

ステップＳ１４０ａでは、制御部２０ａは、ステップＳ１１０で保持した送信電力ＰＷごとの確率Ｐａと、保持した受信装置ＲＸからＡＣＫ信号を受信した時刻と、保持した信号ｓｉｇ１を送信および再送信した時刻と、式（３）とを用いて、送信電力ＰＷごとのウィンドウサイズを更新する。

例えば、制御部２０ａは、ステップＳ１３０ａでＡＣＫ信号を受信しなかった（すなわち、信号ｓｉｇ１の送信に失敗した）ので、保持した時刻を用いて失敗したと判定した時から所定時間前までの間にＡＣＫ信号を受信した回数を送信電力ＰＷごとにカウントする。また、制御部２０ａは、保持した時刻を用いて失敗したと判定した時から所定時間前までの間に信号ｓｉｇ１を送信および再送信した回数を送信電力ＰＷごとにカウントする。そして、制御部２０ａは、信号ｓｉｇ１を送信および再送信した回数からＡＣＫ信号を受信した回数を減算し、送信に失敗した回数を送信電力ＰＷごとに算出する。制御部２０ａは、算出した送信に失敗した回数を信号ｓｉｇ１の送信回数で除算し、受信装置ＲＸへの信号ｓｉｇ１の送信が失敗した失敗確率Ｐｊを送信電力ＰＷごとに算出する。そして、制御部２０ａは、算出した失敗確率Ｐｊ、保持された送信電力ＰＷごとの確率Ｐａおよび式（３）を用いて、送信電力ＰＷごとのウィンドウサイズを更新する。

ステップＳ１５０ａでは、制御部２０ａは、ステップＳ１４０ａで更新されたウィンドウサイズＷｊを用いて決定されるバックオフ時間の間隔で、ステップＳ１２０ａで送信した信号ｓｉｇ１を送信電力ＰＷｊで再送信する。そして、制御部２０ａは、送信電力ＰＷｊの信号ｓｉｇ１が送信された時刻を送信装置ＴＸａ１の記憶装置に保持する。この場合、送信装置ＴＸａ１は、ステップＳ１３０ａの処理に移る。

以上、図４および図５に示した実施形態では、受信装置ＲＸの判定部６０は、復調部５０で測定された受信電力と各信号ｓｉｇの復調が成功したか否かとに基づいて、各送信電力ＰＷにおける信号ｓｉｇの状況を判定する。制御部７０は、状況判定の結果を用いて、送信電力ＰＷごとの確率Ｐａを算出し、算出した確率Ｐａを含む通信信号を各送信装置ＴＸａに送信する。これにより、送信装置ＴＸａの制御部２０は、受信した送信電力ＰＷごとの確率Ｐａを用いて、信号ｓｉｇの送信に失敗した場合でもウィンドウサイズを更新する。すなわち、無線通信システムＳＹＳａは、干渉電波が存在する無線環境において、ウィンドウサイズを従来と比べて確度高く制御でき、例えば、１０パーセント等のスループットの向上を図ることができる。

また、送信装置ＴＸａの制御部２０ａは、失敗確率Ｐｊを算出することで、送信装置ＴＸａが置かれた無線環境を考慮したウィンドウサイズを設定できる。これにより、無線通信システムＳＹＳａは、干渉電波が存在する無線環境において、ウィンドウサイズを従来と比べてより確度高く制御でき、スループットの向上を図ることができる。

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。

１，２，ｓｉｇ１−ｓｉｇＮ…信号；１０，４０…受信部；２０，２０ａ，７０…制御部；３０，８０…送信部；５０…復調部；９０…記憶部；９５…状況判定テーブル；Ｒａ，ＲＸ…受信装置；ＳＹＳ，ＳＹＳａ…無線通信システム；Ｔａ，Ｔｂ，ＴＸ１−ＴＸＮ，ＴＸａ１−ＴＸａＮ…送信装置

Claims (8)

1. 複数の送信装置の各々から送信された送信信号を受信する受信部と、
   前記受信部が受信した受信信号の受信電力を測定し、逐次干渉除去法を用いて前記各送信信号を復調する復調部と、
   前記復調部により測定された前記受信電力と前記各送信信号の復調が成功したか否かとに基づいて前記送信信号間の干渉による衝突が発生したか否かの状況を判定する判定部と、
   前記判定部による判定の結果を用いて、前記衝突により前記復調部による復調が失敗する確率を算出し、算出した前記確率を前記複数の送信装置の各々に通知する制御部と
   を備えることを特徴とする受信装置。
2. 請求項１に記載の受信装置において、
   前記複数の送信装置の各々から送信された送信信号は、互いに異なる少なくとも２以上の送信電力のいずれかで送信され、
   前記制御部は、前記送信電力ごとに前記確率を算出し、算出した前記送信電力ごとの前記確率とともに前記送信信号の復調が成功した場合に前記成功を示す情報を前記送信装置に通知する
   ことを特徴とする受信装置。
3. 他の送信装置が送信する信号との間の干渉による衝突により、受信装置が信号の復調に失敗する確率を含む通知を前記受信装置から受信する受信部と、
   受信した前記確率を用いて、送信信号の送信に失敗した場合に前記受信装置に前記送信信号を再送信する時間間隔を示すウィンドウサイズを更新する制御部と、
   前記送信信号を送信するとともに、前記送信信号の送信に失敗した場合に算出された前記ウィンドウサイズで前記送信信号を再送信する送信部と
   を備えることを特徴とする送信装置。
4. 請求項３に記載の送信装置において、
   前記送信部は、互いに異なる少なくとも２以上の送信電力のいずれかで前記送信信号を送信し、
   前記受信部は、前記送信電力ごとの前記確率と前記受信装置が前記送信信号の復調に成功した場合に前記成功を示す情報とを含む通知を前記受信装置から受信し、
   前記制御部は、前記情報を受信した第１の回数と前記送信信号を送信および再送信した第２の回数とをカウントし、カウントした前記第１の回数および前記第２の回数と前記送信電力ごとの確率とを用いて、前記送信電力ごとに前記ウィンドウのサイズを更新する
   ことを特徴とする送信装置。
5. 複数の送信装置の各々から送信された送信信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップで受信された受信信号の受信電力を測定し、逐次干渉除去法を用いて前記各送信信号を復調する復調ステップと、
   前記復調ステップで測定された前記受信電力と前記各送信信号の復調が成功したか否かとに基づいて前記送信信号間の干渉による衝突が発生したか否かの状況を判定する判定ステップと、
   前記判定ステップでの判定の結果を用いて、前記衝突により前記復調ステップにおいて復調が失敗する確率を算出し、算出した前記確率を前記複数の送信装置の各々に通知する制御ステップと
   を有することを特徴とする受信方法。
6. 請求項５に記載の受信方法において、
   前記複数の送信装置の各々から送信された送信信号は、互いに異なる少なくとも２以上の送信電力のいずれかで送信され、
   前記制御ステップは、前記送信電力ごとに前記確率を算出し、算出した前記送信電力ごとの前記確率とともに前記送信信号の復調が成功した場合に前記成功を示す情報を前記送信装置に通知する
   ことを特徴とする受信装置。
7. 他の送信装置が送信する信号との間の干渉による衝突により、受信装置が信号の復調に失敗する確率を含む通知を前記受信装置から受信する受信ステップと、
   受信した前記確率を用いて、送信信号の送信に失敗した場合に前記受信装置に前記送信信号を再送信する時間間隔を示すウィンドウサイズを更新する制御ステップと、
   前記送信信号を送信するとともに、前記送信信号の送信に失敗した場合に算出された前記ウィンドウサイズで前記送信信号を再送信する送信ステップと
   を有することを特徴とする送信方法。
8. 請求項７に記載の送信方法において、
   前記送信ステップは、互いに異なる少なくとも２以上の送信電力のいずれかで前記送信信号を送信し、
   前記受信ステップは、前記送信電力ごとの前記確率と前記受信装置が前記送信信号の復調に成功した場合に前記成功を示す情報とを含む通知を前記受信装置から受信し、
   前記制御ステップは、前記情報を受信した第１の回数と前記送信信号を送信および再送信した第２の回数とをカウントし、カウントした前記第１の回数および前記第２の回数と前記送信電力ごとの確率とを用いて、前記送信電力ごとに前記ウィンドウのサイズを更新する
   ことを特徴とする送信方法。

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