JP2019017094A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】他の端末局への干渉を抑制し、他の端末局の送信機会の減少を防ぎながら、好適に情報伝送を行なう。【解決手段】端末局は、例えばＭＣＳやＲＳＳＩから、（受信可能範囲内にいる）他の端末局の距離を推定し、距離に対して重み付けした値に応じて、自分の送信電力を制御する。例えば、距離に対して重み付けした値から、距離が遠くの端末局が増えたと推定される場合には、自分の送信電力を下げるようにする。この結果、マルチホップでの送信が明示的に行なわれるようになり、且つ、マルチホップ先の電波干渉を抑制することが可能である。【選択図】 図３

Description

本明細書で開示する技術は、主にメディアの占有状態に応じてメディアへのアクセスを制御する無線通信装置及び無線通信方法に係り、例えば、メッシュ・ネットワークのように同一のチャネル上で複数の端末局が存在する通信環境下で情報伝送する無線通信装置及び無線通信方法に関する。

無線技術を用いたネットワークでは、「アクセスポイント」などとも呼ばれる制御局の配下で各端末が情報伝送を行なう構成方法が広く知られている。各端末局は、アクセスポイントを介して同期をとりながら、無線通信を行なう。例えば、端末局は情報伝送に必要な帯域を予約し、他の端末局の情報伝送と衝突が生じないようにチャネルを利用する。しかしながら、このようなネットワークの構成方法では、端末同士で非同期通信を行なう際にも、アクセスポイントを介して無線通信する必要があり、チャネルの利用効率が半減してしまうという問題がある。

これに対し、無線ネットワークの他の構成方法として、端末局同士がアクセスポイントを介さず、直接非同期的に無線通信を行なう「アドホック（Ａｄ−ｈｏｃ）通信」が考案されている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムでは、アクセスポイントが介在するインフラストラクチャー・モードの他、アクセスポイントを配さず各端末局が自律分散的にピア・ツウ・ピア（Ｐｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ）で動作するアドホック・モードが用意されている。

アドホック・ネットワークでは、アクセスポイントのような、端末局間で同期をとる手段がない。このため、同一チャネルを複数の端末局が使用する際に、競合を回避する必要がある。競合を回避する代表的なアクセス方式として、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：キャリア検出多重接続）が知られている。ＣＳＭＡでは、送信情報のある端末局は、送信に先立ちメディアの占有状態を確認し、メディアがクリアである場合に送信を開始する、という手順によって衝突を回避する。

また、ＣＳＭＡでは、隠れ端末の問題がある。ここで、隠れ端末とは、互いの無線信号が到達しない状態にある端末局である。隠れ端末のキャリアを検出することができないので、ＣＳＭＡのみでは隠れ端末との衝突を回避できない。

隠れ端末との衝突を回避する方法として、ＲＴＳ／ＣＴＳが考案されている。送信元の通信局が送信要求パケットＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）を送信し、データ送信先の通信局から確認通知パケットＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）を受信したことに応答してデータ送信を開始する。そして、隠れ端末は、ＲＴＳ又はＣＴＳのうち少なくとも一方を受信することができるので、ＲＴＳ／ＣＴＳに基づくデータ伝送が行なわれると予想される期間だけ自局の送信停止期間を設定して、衝突を回避する。

しかしながら、ＣＳＭＡに基づくアクセス方式においては、上記のように衝突を回避できたとしても、同一のチャネル上で情報送信しようとする端末局数に応じて送信可能な機会が減少するという問題がある。ある端末局が、極めて隣接する場所に存在しており当該局との間のパスロスが他局との間のパスロスに比べて著しく小さい端末局との通信を行ないたい場合であっても、他の端末局の信号を受信すると、衝突回避のため送信することが許されない（例えば、特許文献１を参照のこと）。つまり、チャネル上でトラフィック量が増加すると、近隣の端末局への干渉量が増加し、近隣の端末局が使用する帯域を制限してしまう。

本明細書で開示する技術の目的は、メディアの占有状態に応じてメディアへのアクセスを制御する方式で、好適に情報伝送を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。

本明細書で開示する技術のさらなる目的は、他の端末局への干渉を抑制し、他の端末局の送信機会の減少を防ぎながら、好適に情報伝送を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。

本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の技術は、
無線信号を送信する送信部と、
無線信号を受信する受信部と、
前記送信部の送信電力を制御する送信電力制御部と、
周辺の端末局との遠近に応じて干渉を抑制するように、前記送信電力制御部に送信電力の変更を指示する干渉抑制部と、
を具備する無線通信装置である。

本願の請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、距離の遠い端末局への干渉を抑制するように、前記送信電力制御部に送信電力の変更を指示するように構成されている。

本願の請求項３に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、通信可能な他の端末局との距離によって重み付けされた判定値に応じて、前記送信電力制御部に送信電力の変更を指示するように構成されている。

本願の請求項４に記載の技術によれば、請求項３に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、前記判定値に基づいて距離が遠くの端末局が増えたと推定される場合には送信電力の低下を指示するように構成されている。

本願の請求項５に記載の技術によれば、請求項３に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、前記判定値に基づいて距離が遠くの端末局が減ったと推定される場合には送信電力の増加を指示するように構成されている。

本願の請求項６に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、現在通信中の端末局より距離の遠い端末局への干渉を抑制するように、前記送信電力制御部に送信電力の減少を指示するように構成されている。

本願の請求項７に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、通信可能な端末局が存在し、且つ、最も離れていると推定される端末局が通信を行なう対象でない場合には、送信電力の減少を指示するように構成されている。

本願の請求項８に記載の技術によれば、請求項７に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、通信可能な端末局が所定台数未満のときには、送信電力の減少を指示しないように構成されている。

本願の請求項９に記載の技術によれば、請求項７に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、メッシュ・ネットワークにおけるグループの所属状況、通信履歴、又は、ｎｅｘｔｈｏｐの指定に基づいて、最も離れていると推定される端末局が通信を行なう対象か否かを判定するように構成されている。

本願の請求項１０に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、隠れ端末との干渉を抑制するように、前記送信電力制御部に送信電力の変更を指示するように構成されている。

本願の請求項１１に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、自分のパケットの送受信に影響のある端末局の総数を推定し、前記総数が所定値を超えるときには、前記送信電力制御部の送信電力の減少を指示するように構成されている。

本願の請求項１２に記載の技術によれば、請求項１１に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、各端末局が送信するビーコン又はアクション・フレームに含まれるＢｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔに基づいて、自分のパケットの送受信に影響のある端末局の総数を推定するように構成されている。

本願の請求項１３に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、他の端末局に対して送信電力に関する情報を送信させるように構成されている。

本願の請求項１４に記載の技術によれば、請求項１３に記載の無線通信装置の前記干渉抑制部は、他の端末局に対して送信電力に関する情報を送信する際に、前記送信電力制御部に送信電力の増加を指示するように構成されている。

本願の請求項１５に記載の技術によれば、請求項１３に記載の無線通信装置の前記干渉制御部は、送信電力に関する情報を載せたパケットをブロードキャスト転送、又は、マルチキャスト通信により送信させるように構成されている。

本願の請求項１６に記載の技術によれば、請求項１３に記載の無線通信装置の前記干渉制御部は、送信電力に関する情報として他の端末局に対する送信電力の制御要求を送信するように構成されている。

本願の請求項１７に記載の技術によれば、請求項１３に記載の無線通信装置の前記干渉制御部は、送信電力に関する情報として自分の送信電力に関する情報を送信するように構成されている。

本願の請求項１８に記載の技術によれば、請求項１３に記載の無線通信装置の前記干渉制御部は、他の端末局から送信電力に関する情報を受信したことに応じて、自分の送信電力の制御を行なうように構成されている。

本願の請求項１９に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置は、前記受信部の信号検出能力を制御する信号検出能力制御部をさらに備えている。そして、前記干渉抑制部は、送信電力の変更に応じて、前記信号検出能力制御部に信号検出能力の変更を指示するように構成されている。

また、本願の請求項２０に記載の技術は、
周辺局との遠近に応じた干渉を推定する推定ステップと、
前記干渉を抑制するように、データ送信時における送信電力を制御する送信電力制御ステップと、
を有する無線通信方法である。

本明細書で開示する技術によれば、他の端末局への干渉を抑制し、他の端末局の送信機会の減少を防ぎながら、好適に情報伝送を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。

本明細書で開示する技術を適用した無線通信装置は、例えば、ＣＳＭＡに基づいて無線アクセス制御が行なわれるネットワークにおいて、端末局として自律的に動作し、送信電力を制御することで他の端末局への干渉を抑制し、他の端末局の送信機会を無駄に減少させないようにすることができる。

本明細書で開示する技術を適用した無線通信装置は、自分から距離の遠い端末局への干渉を抑制して、送信機会を向上させることができる。

なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本明細書で開示する技術の効果はこれに限定されるものではない。また、本明細書で開示する技術が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。

本明細書で開示する技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

図１は、本明細書で開示する技術を適用した無線通信装置１００の構成を示した図である。 図２は、アドホック・ネットワークの構成例を模式的に示した図である。 図３は、マルチホップ通信を行なうネットワークの構成例を模式的に示した図である。 図４は、異なるグループが混在するメッシュ・ネットワークの構成例を模式的に示した図である。 図５は、図４中のＳＴＡ０が送信電力を下げてパケットの到達範囲を縮小させた様子を示した図である。 図６は、隠れ端末が存在するネットワークの構成例を模式的に示した図である。 図７は、Ｂｅｓｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔのデータ・フォーマットを示した図である。 図８は、Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔを用いて隠れ端末の台数を推定する方法を説明するための図である。 図９は、端末局毎に送信電力に偏りのあるネットワークの構成例を示した図である。 図１０は、無線通信装置１００が、他の端末局の距離情報に基づいて自分の送信電力を制御するための処理手順を示したフローチャートである。 図１１は、無線通信装置１００が、通信を行なっていない遠距離の端末局への干渉を抑制するよう自分の送信電力を制御するための処理手順を示したフローチャートである。 図１２は、無線通信装置１００が、実質的に影響のある端末局の存在に応じて自分の送信電力を制御するための処理手順を示したフローチャートである。 図１３は、端末局毎に送信可能範囲が不均一になっている無線ネットワーク環境を例示した図である。 図１４は、信号検出の閾値を上げた端末局にとっての他の端末局の仮想的な送信可能範囲を示した図である。

以下、図面を参照しながら本明細書で開示する技術の実施形態について詳細に説明する。

本明細書で開示する技術は、ＩＥＥＥ８０２．１１などで採用されている、ＣＳＭＡに基づくアクセス方式を適用した無線ネットワークに適用することができる。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓで規定されているようなメッシュ・ネットワークに、本明細書で開示する技術を適用することができる。この種の無線ネットワークでは、近隣に同一のチャネルを使用する複数の端末局が存在することが想定される。

近接する端末局間で自律的に相互接続する通信方法として、アドホック通信、アドホック・ネットワークなどが知られている。図２には、アドホック・ネットワークの構成を模式的に示している。このようなネットワークにおいては、各端末局ＳＴＡ０〜ＳＴＡ４は、アクセスポイントのようなマスター局に依存することなく、近接する端末局と相互に直接通信を行なうことが可能である。図中、直接通信が可能な端末局同士をそれぞれ直線ａ〜ｇで結んでいる。各端末局ＳＴＡ０〜ＳＴＡ４は、ＣＳＭＡに基づく無線アクセス方式を採用するものとする。また、アドホック・ネットワークでは、新たに近隣に端末局が現れると、この端末局も自由にネットワークに参加することができる。

各端末局は、自律的に近接する端末局と相互接続するだけでなく、他の端末局間でやり取りされる情報をバケツリレー的に転送（中継）するシナリオも考えられる。例えば、図２において、ＳＴＡ０は、電波が届かないなどの理由から、ＳＴＡ１及びＳＴＡ３にしか直接通信できないが、ＳＴＡ３がＳＴＡ０のデータを転送（中継）してあげることで、ＳＴＡ０とＳＴＡ４は互いに情報をやり取りすることが可能となる。このように端末局が互いにバケツリレーを行ない、遠くの端末局に情報を届ける方法は、マルチホップ・リレーと呼ばれる。マルチホップ通信を行なうネットワークは、メッシュ・ネットワークとして一般に知られている。

図２では、５台の端末局しか描いていないが、メッシュ・ネットワークなどでは、近隣に同一のチャネルを使用する複数の端末局が存在することが想定される。

ＣＳＭＡに基づくアクセス方式においては、各端末局は、パケットの送信に先立ちメディアの占有状態を確認し、メディアがクリアである場合に送信を行なう。パケットの衝突を避けるために、言い換えれば、端末局は、自分とはたとえ関係のないパケットを受信した場合でも、パケットの送信機会が制限される。これに関連して、ＣＳＭＡに基づくアクセス方式のメッシュ・ネットワークなどでは、以下のような問題点（１）〜（４）がある。

問題点（１）不要な電波干渉
端末局が隣接するノード数に応じて送信電力及び信号検出能力を制御して、通信可能な端末局の台数を制限することができる（例えば、特許文献１を参照のこと）。しかしながら、この方法では、送信電力及び信号検出能力を制御するトリガーとして、通信可能な端末局の台数しか考慮しないので、所定台数に達しない限り、送信電力の制御は行なわれない。例えば、直接データ通信を行なっていない端末局に対するパケットを多く検知した場合であっても、送信電力制御が行なわれない。このため、端末局が、自分にとって関係のないデータ通信によって自分のデータ送信機会が制限されてしまう、という問題がある。また逆に、端末局が自分の通信によって、その通信には関係ない他の端末局の送信機会を制限してしまう、という問題がある。

問題点（２）隠れ端末による送信機会の減少
ＣＳＭＡに基づくアクセス方式においては、隠れ端末によるパケットの衝突を避けるために、ＲＴＳ／ＣＴＳによって隠れ端末の送信機会を抑制する（前述）。端末局が隣接するノード数に応じて送信電力及び信号検出能力を制御して、通信可能な端末局の台数を制限する方法では（例えば、特許文献１を参照のこと）、隠れ端末については特に考慮されない。このため、隠れ端末が増えた場合であっても、端末局は特に送信電力の制御を行なわない。しかしながら、ＲＴＳ／ＣＴＳの仕組み上、隠れ端末が増えた場合は干渉する可能性が増えるので、干渉を回避するために送信機会が制限されてしまうという問題がある。

問題点（３）送信電力の不一致による電波干渉
端末局毎に送信電力を制御すると、送信電力の不一致によるアクセス制御の不均一が生じる。これを解消するために、端末局が送信電力に応じて信号検出能力を制御する方法が考えられる（例えば、特許文献１を参照のこと）。しかしながら、信号検出能力を制御したとしても、他の端末局から送出されたパケットによる電波干渉は依然として発生する。このため、データの衝突が発生し、スループットが上がらないという問題がある。

問題点（４）相手の送信電力の推定が困難
通常、通信相手の送信電力と受信ＲＳＳＩの差分に基づいてパスロス情報を推定し、パスロス情報とパケット・ロス率に基づいて適切なＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）を決定する（ＭＣＳは、パケット送信に用いるＰｈｙレート、符号化率、変調方式の組み合わせを示すインデックス番号である）。ところが、上記のパスロスの推定方法は、通信相手となる端末局の送信電力が一定（若しくは既知）であることが前提となる。後述するように、干渉抑制などの目的で各端末局が個別に送信電力制御を行なう場合、送信電力は一定でなくなる。すなわち、通信相手の送信電力が不明であるから、ＲＳＳＩを測定してもパスロスを推定することができない。この結果、端末局は適切なＭＣＳを選択できず、チャンネルの効率的な使用が困難になる。

そこで、本明細書で開示する技術では、ＣＳＭＡに基づくアクセス方式を適用した無線ネットワークにおいて、少なくとも一部の端末局は、送信電力を制御することで他の端末局への干渉を抑制し、他の端末局の送信機会を無駄に減少させないようにしている。

図１には、本明細書で開示する技術を適用し、ＣＳＭＡに基づくアクセス方式を適用した無線ネットワークにおいて端末局として動作することができる無線通信装置１００の構成を示している。無線通信装置１００の実体は、無線機の他、パーソナル・コンピューターや、スマートフォンなどの多機能情報端末、ネットワーク・プリンター、ネットワーク・ドライブといった無線ＬＡＮ機能を搭載した各種情報機器などである。

図示の無線通信装置１００は、送信部１１０と、受信部１２０と、送信部１１０及び受信部１２０が共用する送受信アンテナ１０１と、送信部１１０から送出する送信データ並びに受信部１２０で受け取った受信データの処理を行なう上位層処理部１３０と、干渉除去部１４０を備えている。

送信部１１０及び受信部１２０は、主に物理（Ｐｈｙ）層の処理を行なう。また、上位層処理部１３０は、ＣＳＭＡに基づくメディア接続制御（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＭＡＣ）の処理、及びＭＡＣ層より上位層に相当する処理を行なう。

上位層処理部１３０は、ＭＡＣ層処理として、ＣＳＭＡに基づくネットワークへのアクセス制御やＲＴＳ／ＣＴＳを用いたデータ送受信、ビーコンの送受信並びに隣接端末局のビーコン送信タイミング（ＴＢＴＴ：Ｔａｒｇｅｔ Ｂｅａｃｏｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ）の管理などを行なう。また、上位層処理部１３０は、例えばユーザーの要求などに応じて所定のアプリケーションを起動する。アプリケーションは、通信相手となる端末局に送信する送信データを生成したり、通信相手から送られてきた受信データの処理を行なったりする。

送信部１１０は、チャネル符号化部１１１と、変調部１１２と、ＲＦ送信部１１３と、送信電力制御部１１４を備えている。

チャネル符号化部１１１は、上位層処理部１３０から渡された送信データを符号化し、さらには誤り訂正符号化する。変調部１１２は、誤り訂正符号化された送信データに対しＯＦＤＭなどの変調処理を施す。そして、ＲＦ送信部１１３は、変調した後のディジタル信号をアナログ信号に変換し、さらにＲＦ帯へのアップ・コンバート、電力増幅などのＲＦ送信処理を行なった後、アンテナ１０１から送出する。送信電力制御部１１４は、後述するように、干渉抑制部１４０からの指示に従って、ＲＦ送信部１１３に対して電力増幅の指示値を出力し、送信電力を制御する。

受信部１２０は、ＲＦ受信部１２１と、復調部１２２と、チャネル復号部１２３と、信号検出能力制御部１２５を備えている。

ＲＦ受信部１２１は、アンテナ１０１で受信した信号の低雑音増幅、ダウン・コンバート、ディジタル信号への変換などのＲＦ受信処理を行なう。復調部１２２は、受信ディジタル信号にＯＦＤＭなどの復調処理を施す。そして、チャネル復号部１２３は、復調した後の受信データを復号し、さらには誤り訂正して、上位層処理部１３０に渡す。

信号検出能力制御部１２５は、例えば干渉抑制部１４０からの指示に従って、受信部１２０内の復調部１２２における信号検出能力を変更する。ここで、信号検出は、一般には、受信パケットのプリアンブル部分の信号の存在を検出することであり、同期処理の一部として位置付けされる。したがって、信号検出能力制御部１２５は、プリアンブル検出に設定する閾値を変更することで信号検出能力を制御することができる。あるいは、信号受信系にスイッチとアッテネーターを挿入し、信号検出能力を落としたい場合には、受信信号をアッテネーター経由で受信信号として採用するという手段を採ることもできる。あるいは、ＡＤ変換のビット幅を調整する手段をとることもできる。信号検出能力を下げる場合には、少ないビット幅のＡＤ変換を行なってより多くの量子化誤差を許容し、等価的に受信信号のＳＮＲを低減させる。

干渉抑制部１４０は、他の端末局への干渉を抑制し、他の端末局の送信機会を減少させないように、あるいは自分の送信機会の減少を抑制するように、送信電力制御部１１４に対して送信電力の変更指示を適宜出力する。干渉抑制部１４０は、他の端末局への干渉を抑制する処理として、例えば以下の（１）〜（３）を行なう。これらをまとめると、干渉抑制部１４０は周辺の端末局との遠近に応じて干渉を抑制するように送信電力を制御する、と言うことができる。但し、各処理（１）〜（３）の詳細については後述に譲る。

（１）受信ＲＳＳＩの低い（言い換えれば、距離の遠い）端末局への干渉抑制
（２）通信中の端末局より距離の遠い端末局への干渉抑制
（３）隠れ端末による送信機会の減少の抑制

干渉抑制部１４０は、上記のような干渉抑制処理を行なうために、上位層処理部１３０で行なわれているパケット送受信処理を監視したり、チャネル符号化部１１１に入力される送信データやチャネル復号部１２３により復号した後の受信データから抽出した特徴量を解析したりして、周囲の端末局に与える干渉や自分が受ける干渉を推定するようにしている。干渉抑制部１４０は、送信部１１０、受信部１２０、又は上位層処理部１３０のいずれかの内部に配置することも、これらとは独立して配置することも可能である。

また、干渉抑制部１４０は、送信電力の変更に合わせて、送信部１１０からの送信可能範囲と受信部１２０における受信可能範囲がバランスするように、信号検出能力制御部１２５に対して復調部１２２における信号検出能力の変更を指示することができる。また、干渉抑制部１４０は、他の端末局との送信電力の管理（送信電力情報の共有や他の端末局の送信電力制御など）を行なう。

ここでは、ＣＳＭＡに基づく無線アクセス方式のネットワークで端末局として動作する無線通信装置１００が、受信ＲＳＳＩの低い（距離の遠い）端末局への干渉を抑制する実施例について説明する。以下で説明するように、端末局は、通信可能な他の端末局との距離によって重み付けされた値に応じて、自分の送信電力を制御することで、距離の遠い端末局への干渉を抑制する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｓのような、マルチホップ通信を行なうネットワークでは、パケットをバケツリレーで送信することが可能である。このような場合、距離が遠いなどの理由で電波状況が良好でない端末局に対しては、直接パケットを送信するよりも、途中の端末局（中継局）を経由して送信した方が、効率よく安定してデータ送信を行なうことが可能である。

例えば、図３に示すようなネットワーク構成において、マルチホップ通信について考察してみる。同図では、６台の端末局ＳＴＡ０〜ＳＴＡ５が動作している。このうちＳＴＡ０から送出するパケットの到達範囲を、参照番号３０１で示す楕円で囲んでいる。

ＳＴＡ５は、ＳＴＡ０のパケット到達範囲３０１の境界付近に存在する。このため、ＳＴＡ０からの送信パケットは、ＳＴＡ５に届いたり届かなかったりする。すなわち、ＳＴＡ０からＳＴＡ５へ通信する際は、電波状態が安定しないので、マルチホップのネットワークでは、ＳＴＡ３を経由してＳＴＡ０からＳＴＡ５へ通信するような経路３０２、３０３が形成される。

つまり、図３に示す例では、ＳＴＡ０とＳＴＡ５は直接通信を行なわない。しかしながら、ＳＴＡ０が送出したパケットをＳＴＡ５が受信できた場合は、ＳＴＡ５は衝突を回避するために送信が制限されてしまう。

また、そもそもＳＴＡ０とＳＴＡ５が同一の通信グループに所属していない場合（ＩＥＥＥ８０２．１１ｓであれば、ＳＴＡ０とＳＴＡ５がそれぞれ異なるｍｅｓｈ ｉｄを持つグループに所属している場合）でも、ＳＴＡ５がＳＴＡ０の送信のパケットの到達可能範囲３０１内にいる場合には、上記と同様に、電波干渉を回避するために、ＳＴＡ５の送信機会が抑制されてしまう。

そこで、本実施例では、 無線通信装置１００が例えばＳＴＡ０として動作する際には、通信可能な他の端末局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５との距離によって重み付けされた値に応じて、自分の送信電力を制御することで、ＳＴＡ５のような距離の遠い端末局への干渉を抑制するようにしている。

具体的には、干渉抑制部１４０は、例えばＭＣＳやＲＳＳＩから、（受信可能範囲内にいる）他の端末局の距離を推定し、距離に対して重み付けした判定値に応じて、送信電力制御部１１４に対して送信電力の制御を指示する。例えば、距離に対して重み付けした判定値から、距離が遠くの端末局が増えたと推定される場合には、自分の送信電力を下げるようにする。この結果、マルチホップでの送信が明示的に行なわれるようになり、且つ、マルチホップ先の電波干渉を抑制することが可能である。

ここで、距離に対して重み付けした値の一例は、 下式（１）に示すように、各端末局ｋ（但し、ｋは通し番号とする）のＲＳＳＩ値Ｒ_kを基にした距離を表す値１／Ｒ_kに係数αを掛けたものの合計値である。干渉抑制部１４０は、この合計値を、送信電力の制御を決める判定値に用いる。

判定値が所定の閾値βを超えた場合には、距離が遠くの端末局が増えたと推定されるので、下式（２）に示すように、自分の送信電力を下げて、マルチホップ先の電波干渉を抑制するようにする。一方、判定値が所定の閾値γを下回った場合には、距離が遠くの端末局が減ったと推定されるので、下式（３）に示すように、自分の送信電力を上げて、データ送信を確実に行なうためのマージンを確保するようにする。

なお、上式（１）に示した判定値の変化に伴って送信電力が頻繁に変化しないように、送信電力の減少の閾値βと送信電力の増加の閾値γを異なる値（β≠γ）に設定すればよい（例えば、γ＜β）。

図１０には、マルチホップのネットワーク内で端末局として動作する無線通信装置１００が、他の端末局の距離情報に基づいて自分の送信電力を制御するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、受信部１２０で、周囲の端末局からの受信パケットのＲＳＳＩを計測する（ステップＳ１００１）。

干渉抑制部１４０は、受信部１２０で計測された各端末局のＲＳＳＩを取得して、上式（１）に従って、送信電力の制御を決める判定値を計算する（ステップＳ１００２）。

干渉抑制部１４０は、算出した判定値を、送信電力を減少させる閾値βと大小比較する（ステップＳ１００３）。ここで、上式（２）で示したように、判定値が送信電力の減少の閾値βを超える場合には（ステップＳ１００３のＹｅｓ）、干渉抑制部１４０は、送信電力制御部１１４に対して、送信電力を減少するよう指示を出す（ステップＳ１００４）。送信電力制御部１１４は、この指示に応答して、ＲＦ送信部１１３における電力増幅を制御する。なお、ビーコンを含むすべての送信パケットに対して、計算された送信電力を用いる。

一方、判定値が送信電力の減少の閾値β以下の場合には（ステップＳ１００３のＮｏ）、続いて、干渉抑制部１４０は、算出した判定値を、送信電力を増加させる閾値γと大小比較する（ステップＳ１００５）。そして、上式（３）で示したように、判定値が送信電力の増加の閾値γを下回るときには（ステップＳ１００５のＹｅｓ）、干渉抑制部１４０は、送信電力制御部１１４に対して、送信電力を増加するよう、ＲＦ送信部１１３に対して電力増幅の指示を出す（ステップＳ１００６）。自分の送信電力を制御することで、距離の遠い端末局への干渉を抑制することができる。なお、ビーコンを含むすべての送信パケットに対して、計算された送信電力を用いる。

また、ステップＳ１００４又はステップＳ１００６で送信電力を変更したときには、これに併せて、干渉抑制部１４０は、信号検出能力制御部１２５に対して、受信部１２０内の復調部１２２における信号検出能力を変更するよう指示する（ステップＳ１００７）。例えば、送信電力を減少させたときには、送信可能範囲が縮減するので、これに伴って、小さな電力で受信されるパケットを検出しないように調整する。但し、送信電力の変更に伴い、信号検出能力の調整も行なうかどうかは任意である。

また、変更した後の送信電力で、算されたパス・メトリックと実際の値に齟齬が生じ、送信データのパケット・ロスなど不具合が発生する可能性があるので、パス・メトリックの再計算を実施する（ステップＳ１００８）。但し、送信電力の変更に伴いパス・メトリックの再計算も行なうかどうかは任意である。

なお、上記のステップＳ１００４での送信電力を減少する処理では、例えば、無線通信装置１００が現在のデータ伝送を保持できる必要最小限となる、最低送信電力まで減少させるようにしてもよい。ここで言う最低送信電力は、現在伝送しているデータに必要なデータ伝送速度、ＲＳＳＩやＭＣＳから得られたパスロス情報、データのＱｏＳに基づいて算出することができる。また、ステップＳ１００４で送信電力を最低送信電力まで引き下げる場合には、ステップＳ１００６での送信電力を増加する処理では、引き下げる前の送信電力に戻す操作であっても良い。

上記の説明では、ＲＳＳＩ値を端末局との距離と相関のある値として利用したが、本明細書で開示する技術の要旨はこのような判定値の計算方法に限定されるものではない。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ以外の無線モジュールを使用して、周囲の端末局までの距離を推定するようにしてもよい。また、カメラ（例えば、ステレオカメラ）などの撮像画像から各端末局までの距離を算出するようにしてもよい。

ステップＳ１００７で行なわれる、受信部１２０の信号検出能力の制御について説明を補足しておく。

各端末局が上記のように送信電力制御をそれぞれ個別に行なうと、端末局によって送信電力が異なる状況が発生する。このような場合、送信電力の大きな方の端末局が送信機会を得る可能性が高くなり、端末局毎の送信機会が不均一になることが懸念される。

図１３には、端末局毎に送信可能範囲が不均一になっている無線ネットワーク環境を例示している。図示の例では、ＳＴＡ０からＳＴＡ５までの６台の端末局が存在している。そして、矢印１３０１で示す方向で、ＳＴＡ０からＳＴＡ１へデータ送信が行なわれ、矢印１３０２で示す方向で、ＳＴＡ２からＳＴＡ３へデータ送信が行なわれ、矢印１３０３で示す方向で、ＳＴＡ４からＳＴＡ５へデータ送信が行なわれるものとする。なお、ここでは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔやメッシュ・ネットワークなど、各端末局がピア・ツー・ピアで接続し、伝送している場合を想定している。

ＳＴＡ０は、送信電力を下げている。ＳＴＡ０の送信可能範囲は、参照番号１３０４で示す楕円で表わされるように、小さくなっている。一方、ＳＴＡ４は、送信電力が大きいままである。ＳＴＡ４の送信可能範囲は、参照番号１３０５で示す楕円で表わされるが、ＳＴＡ０を含んでいる。このような状況でＣＳＭＡに基づく無線アクセスを行なうと、ＳＴＡ０は、ＳＴＡ４から送出される信号を検出できるため、例えばＳＴＡ４のＲＴＳパケットを受信するとデータの送信を停止する。一方、ＳＴＡ４は、ＳＴＡ０の信号を検出できないので、例えばＳＴＡ０のＲＴＳパケットを検出せず、自分のデータ送信を行なってしまう可能性がある。

このような送信機会の不均一性を軽減するために、ＳＴＡ０は、送信電力を変更したときには、自分の信号検出能力も併せて制御する。すなわち、ＳＴＡ０では、受信部１２０内の復調部１２２における信号検出の閾値を変更する。ＳＴＡ０は、自分の送信電力を小さくしたときには、復調部１２２における信号検出の閾値を上げることによって、信号検出範囲を狭くする。

図１４には、ＳＴＡ０が信号検出の閾値を上げたときの、ＳＴＡ０にとってのＳＴＡ４の仮想的な送信可能範囲を示している。図示のように、ＳＴＡ０が自分の送信可能範囲１４０１を小さくしたときに、併せて信号検出範囲を狭くすることにより、ＳＴＡ４の送信可能範囲を参照番号１４０２で示すように狭くすることと同様の効果を得ることができる。ＳＴＡ０は、ＳＴＡ４の信号を検出できなくなるので、例えばＳＴＡ４のＲＴＳパケットを検出せず、自分のデータ送信を行なうことが可能になる。

また、ステップＳ１００８で行なわれる、パス・メトリックの再計算について説明を補足する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｓを始めとする無線メッシュ・ネットワークでは、経路を選択するために、経路の近さを示す値すなわちパス・メトリックを計算する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｓでは、物理層の伝送速度とパケット誤り率などから計算される、データ・フレームを送信する際にチャネルを占有する時間をデフォルトのパス・メトリックとして規定している。

無線ネットワークでは、伝播環境や各端末局の状況は時々刻々と変化することが想定される。このため、パス・メトリックの計算は一定の時間間隔で行なわれている。しかしながら、ステップＳ１００８で端末局が送信電力や信号検出能力を変更すると、計算されたパス・メトリックと実際の値に齟齬が生じ、送信データのパケット・ロスなどの不具合が発生する可能性が高くなる。したがって、端末局は、自分の送信電力や信号検出能力を変更した場合には、パス・メトリックの再計算を行なうことが好ましい。

パス・メトリックの再計算は、通常の経路選択時と同様に、送信元の端末局が経路要求ＰＲＥＱパケットを送信することで実行される。但し、データの送信元ではなく中継ノードである端末局が送信電力を変更したときには、ＰＲＥＱを送信する方法ではパス・メトリックを得ることはできない。そこで、中継ノードである端末局は、経路エラーＰＥＲＲパケットを送信元の端末局に送信する。ＰＥＲＲは、本来、無線リンクの悪化などのために設定したメッシュ・パスが利用できなくなった場合に用いられ、送信元に対してメッシュ・パスのリフレッシュ（パス・メトリックの再計算）を促す。したがって、この操作によってパス・メトリックが再計算される。

第１の実施例によれば、端末局は、自分の送信電力を減少させることで、直接通信することがない遠く離れた端末局に対する干渉を抑制し、他の端末局の送信機会の減少を防ぐことができる。

ここでは、ＣＳＭＡに基づく無線アクセス方式のネットワークで端末局として動作する無線通信装置１００が、現在通信中の端末局より距離の遠い端末局への干渉を抑制する実施例について説明する。以下で説明するように、端末局は、現在通信中の端末局との通信リンクが低下されない程度に自分の送信電力を引き下げることで、現在通信中の端末局より距離の遠い端末局への干渉を抑制する。

例えばアドホックなネットワークでは、端末局は、自分にとって関係のないデータ通信のために自分の送信機会が制限されてしまうという問題がある。また逆に、自分の通信のために、関係のない他の端末局の送信機会を制限するという問題がある。

図４に示すような異なるグループが混在するメッシュ・ネットワークの構成を例にとって、端末局間の相互干渉について考察してみる。同図では、８台の端末局ＳＴＡ０〜ＳＴＡ７が動作しているが、ＳＴＡ０、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４の５台がグループＡに所属し、グレーで表示するＳＴＡ５、ＳＴＡ６、ＳＴＡ７の３台がグループＢに所属している。また、グループＡに所属するＳＴＡ０から送出するパケットの到達範囲を、参照番号４０１で示す楕円で囲んでいる。

ＳＴＡ０は、ＳＴＡ５とは別のネットワークに所属しているので、相互にデータをやり取りすることはない。しかしながら、ＳＴＡ５は、ＳＴＡ０のパケットの到達範囲４０１の中にいるので、干渉を受けてしまう。

そこで、本実施例では、無線通信装置１００が例えばＳＴＡ０として動作する際には、既に十分に通信可能な端末局がいる場合で、且つ、最も離れていると推定される端末局が通信を行なう対象でない場合には、送信電力を下げてパケットの到達範囲を縮小することで、不要な電波干渉を抑制して、通信を行なう対象でない端末の送信機会の減少を防ぐことができる。

図５には、図４中のＳＴＡ０が送信電力を下げてパケットの到達範囲を縮小させた様子を示している。図中、縮小した後のＳＴＡ０の送信パケットの到達範囲を、参照番号５０１で示す楕円で囲んでいる。このように、ＳＴＡ０は、自分から最も離れたＳＴＡ５が通信に関わらない端末局であることを検知した際には、自分の送信電力を下げることで、干渉を抑制し、通信を行なう対象ではないＳＴＡ５の送信機会の減少を防ぐようにしている。

図１１には、ＣＳＭＡに基づく無線アクセス方式のネットワーク上で端末局として動作する無線通信装置１００が、通信を行なっていない遠距離の端末局への干渉を抑制するよう自分の送信電力を制御するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、受信部１２０で、周囲の端末局からの受信パケットのＲＳＳＩを計測する（ステップＳ１１０１）。

次いで、干渉抑制部１４０は、ステップＳ１１０１で計測したＲＳＳＩの情報に基づいて、各受信パケットの送信元と通信が可能かどうかをチェックし、通信が可能な端末局の台数をカウントする（ステップＳ１１０２）。そして、干渉抑制部１４０は、現在通信が可能な端末局が一定台数以上存在するかどうかをチェックする（ステップＳ１１０３）。

ここで、通信可能な端末局が一定台数未満の場合には（ステップＳ１１０３のＮｏ）、後続の送信電力の制御を回避する。何故ならば、このような状況下で送信電力を下げると、通信可能な端末局の台数がさらに減少し、自分の通信機会が著しく損なわれるからである。

一方、現在通信が可能な端末局が一定台数以上存在する場合には（ステップＳ１１０３のＹｅｓ）、続いて、干渉抑制部１４０は、通信が可能な端末局のうち最も遠距離のものを特定する（ステップＳ１１０４）。

通信が可能な各端末局との距離情報を推定する方法としては、ＲＳＳＩ値を距離と相関のある値として利用する他、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ以外の無線モジュールを使用して距離を推定する方法、カメラの撮像画像から算出する方法などが挙げられる（前述）。

そして、干渉抑制部１４０は、最も遠距離と判断した端末局とは通信を行なっているかどうかをチェックする（ステップＳ１１０５）。干渉抑制部１４０は、上記のようにグループの所属情報に基づいて、端末局と通信を行なっているかどうかを判断することができる。

最も遠距離の端末局と通信を行なっている場合には（ステップＳ１１０５のＹｅｓ）、後続の送信電力の制御を回避する。何故ならば、このような状況下で送信電力を下げると、その端末局との通信が途切れてしまうからである。

一方、最も遠距離の端末局とは通信を行なっていない場合には（ステップＳ１１０５のＮｏ）、干渉抑制部１４０は、送信電力制御部１１４に対して、送信電力を減少するよう指示を出す（ステップＳ１１０６）。送信電力制御部１１４は、この指示に応答して、ＲＦ送信部１１３における電力増幅を制御する。自分の送信電力を下げることで、干渉を抑制し、通信を行なう対象ではない端末局の送信機会の減少を防ぐことができる。なお、ビーコンを含むすべての送信パケットに対して、計算された送信電力を用いる。

また、ステップＳ１１０６で送信電力を変更したときには、これに併せて、干渉抑制部１４０は、信号検出能力制御部１２５に対して、受信部１２０内の復調部１２２における信号検出能力を変更するよう指示する（ステップＳ１１０７）。例えば、送信電力を減少させたときには、送信可能範囲が縮減するので、これに伴って、小さな電力で受信されるパケットを検出しないように調整する。但し、送信電力の変更に伴い、信号検出能力の調整も行なうかどうかは任意である。

また、変更した後の送信電力で、計算されたパス・メトリックと実際の値に齟齬が生じ、送信データのパケット・ロスなど不具合が発生する可能性があるので、パス・メトリックの再計算を実施する（ステップＳ１１０８）。但し、送信電力の変更に伴いパス・メトリックの再計算も行なうかどうかは任意である。

なお、ステップＳ１１０５では、グループの所属状況以外の情報に基づいて、端末局と通信を行なっているかどうかを判定するようにしても良い。例えば、直接通信することも可能だが、通信履歴からあまり通信していない端末局は、通信を行なっていないと判定することができる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１１ｓのネットワークであれば、ｎｅｘｔｈｏｐに指定されていない端末を、通信を行なっていないと判定するようにしてもよい。

第２の実施例によれば、端末局は、自分の送信電力を減少させることで、直接通信することがない遠く離れた端末局に対する干渉を抑制し、他の端末局の送信機会の減少を防ぐことができる。

ここでは、ＣＳＭＡに基づく無線アクセス方式のネットワークで端末局として動作する無線通信装置１００が、隠れ端末との干渉を抑制する実施例について説明する。以下で説明するように、端末局は、自分が検知している端末局の台数と、隣接する他の端末局が検知している端末局の台数に応じて自分の送信電力を制御することで、隠れ端末との干渉を抑制し、送信機会の減少を抑制する。

例えば、図６に示すような隠れ端末が存在するネットワークの構成で、端末局間の相互干渉について考察してみる。同図では、６台の端末局ＳＴＡ０〜ＳＴＡ５が動作し、このうちＳＴＡ０から送出するパケットの到達範囲を、参照番号６０１で示す楕円で囲んでいる。ＳＴＡ０から送信したパケットを、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は受信できるが、ＳＴＡ４、ＳＴＡ５は受信できない状態が示されている。

この場合、参照番号６０２で示すようにＳＴＡ０がＳＴＡ１に対してデータを送信する際、ＳＴＡ４はＳＴＡ０の状態を知らないので、ＳＴＡ０の送出タイミングと同時期に、参照番号６０３で示すようにＳＴＡ３に対してデータを送信する可能性がある。すると、ＳＴＡ０のパケットとＳＴＡ４のパケットが衝突し、ＳＴＡ３はＳＴＡ４のデータを受信することはできない。

ＣＳＭＡに基づくアクセス制御を行なうネットワークでは、このような隠れ端末問題を解決するために、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式を併用する（前述）。しかしながら、ＲＴＳ／ＣＴＳを使用すると、パケットの衝突を抑制できるが、送出タイミングが遅延する。周辺の端末局や隠れ端末が多くなると、送出タイミングが遅延する結果として、スループットが上がらない。

そこで、本実施例では、無線通信装置１００が例えばＳＴＡ０として動作する際には、隠れ端末の存在を推定し、隠れ端末を含め、自分のパケットの送受信に実質的に影響のある端末局の台数に応じて送信電力を制御するようにしている。

本明細書で開示する技術の要旨は、隠れ端末の数を推定する方法は特に限定されない。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓのネットワークであれば、各端末局が報知するビーコンの衝突を防ぐために使用される、ビーコン間隔タイミング要素（Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔ）を使用することが考えられる。

図７には、Ｂｅｓｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔのデータ・フォーマットを示している。通常、Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔは、ビーコンやアクション・フレームに挿入して送信される。Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔには、各端末局が受信した他の端末局のビーコンの送信タイミング情報が格納される。図７に示すＢｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔ７００は、受信したＮ台分のビーコンタイミング情報７０１−１、…、７０１−Ｎが格納されている。通常、Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔを受信した端末局は、報知されたビーコンの送信タイミングに基づいて衝突が発生しないように、自分のビーコン送信タイミングを決定する。Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔを用いることで、例えば直接ビーコンを受信できない端末局（隠れ端末）との間でも、ビーコンの衝突が発生しないようにすることが可能になる。本実施例では、この仕組みを利用することで、隠れ端末の台数を推測する。

Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔを用いて隠れ端末の台数を推定する方法について、図８を参照しながら説明する。同図では、７台の端末局ＳＴＡ０〜ＳＴＡ６が動作している。また、ＳＴＡ０から送出するパケットの受信範囲を、参照番号８０１で示す楕円で囲んでいる。図示のネットワーク構成で、各端末局（送信側）のパケットの受信範囲にいる端末局（受信側）の一覧を、以下の表１に示しておく。

ＳＴＡ０は、自分の受信範囲内のＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３からしかビーコンを受信できず（参照番号８０２〜８０４を参照のこと）、ＳＴＡ４、ＳＴＡ５、ＳＴＡ６からのビーコンを直接受信できないとする。一方、ＳＴＡ３は、ＳＴＡ１、ＳＴＡ４、ＳＴＡ５からのビーコンを受信できるので、参照番号８０１で示すように、ＳＴＡ１、ＳＴＡ４、ＳＴＡ５のビーコン送信タイミング（ＴＢＴＴ）をＢｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔに格納して、ビーコンを送出する。

したがって、ＳＴＡ０は、ＳＴＡ３から受信したビーコンに含まれるＢｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔと、自分自身が管理するＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３のビーコン送信タイミングとの差分を見ることで、隠れ端末であるＳＴＡ４、ＳＴＡ５が存在することを推定することができる。

また、ＳＴＡ１は、ＳＴＡ０の隠れ端末であるＳＴＡ６のビーコンも受信できるので、参照番号８０３で示すように、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ６のビーコン送信タイミングをＢｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔに格納して、ビーコンを送出する。そして、ＳＴＡ０は、ＳＴＡ１から受信したＢｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔに基づいて、ＳＴＡ６が存在することを推定することができる。

このようにして、ＳＴＡ０は、直接ビーコンを受信できる端末局としてＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の３台と、隠れ端末隠れ端末としてＳＴＡ４、ＳＴＡ５、ＳＴＡ６の３台が、自分のパケットの送受信に影響ある端末局として存在することを把握できる。そして、ＳＴＡ０は、隠れ端末を含め、実質的に影響のある端末局の台数が所定の閾値を超えた場合には、送信電力を制御する。これによって、ＳＴＡ０は、直接電波が届く端末局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３だけでなく、直接電波は届かないが実質的に影響がある端末局（隠れ端末）ＳＴＡ４、ＳＴＡ５、ＳＴＡ６の存在に応じて、送信電力並びに信号検出能力を制御することが可能になる。

図１２には、ＣＳＭＡに基づく無線アクセス方式のネットワーク上で端末局として動作する無線通信装置１００が、実質的に影響のある端末局の存在に応じて自分の送信電力を制御するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

周囲の端末局からのビーコンを受信すると（ステップＳ１２０１）、受信部１２０で復調及び復号処理を行なう。そして、上位層処理部１３０では、ビーコンの記載内容を解析する。

干渉抑制部１４０は、受信した各ビーコンに格納されているＢｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔから、隠れ端末を含む、自分のパケットの送受信に実質的に影響のある端末局の総数を推定する（ステップＳ１２０２）。そして、自分のパケットの送受信に実質的に影響のある端末局の総数を所定の閾値と大小比較する（ステップＳ１２０３）。

自分のパケットの送受信に実質的に影響のある端末局の総数が閾値以下であれば（ステップＳ１２０３のＮｏ）、後続の送信電力の制御を行なわない。何故ならば、このような状況下で送信電力を下げると、直接通信を行なっている端末局への送信電力のマージンが小さくなり、通信が不安定になるからである。

一方、自分のパケットの送受信に実質的に影響のある端末局の総数が閾値を超える場合には（ステップＳ１２０３のＹｅｓ）、干渉抑制部１４０は、送信電力制御部１１４に対して、送信電力を減少するよう指示を出す（ステップＳ１２０４）。送信電力制御部１１４は、この指示に応答して、ＲＦ送信部１１３における電力増幅を制御する。自分の送信電力を下げることで、隠れ端末など実質的に影響のある端末との干渉を抑制することができる。なお、ビーコンを含むすべての送信パケットに対して、計算された送信電力を用いる。

また、ステップＳ１２０４で送信電力を変更したときには、これに併せて、干渉抑制部１４０は、信号検出能力制御部１２５に対して、受信部１２０内の復調部１２２における信号検出能力を変更するよう指示する（ステップＳ１２０５）。例えば、送信電力を減少させたときには、送信可能範囲が縮減するので、これに伴って、小さな電力で受信されるパケットを検出しないように調整する。但し、送信電力の変更に伴い、信号検出能力の調整も行なうかどうかは任意である。

また、変更した後の送信電力で、算されたパス・メトリックと実際の値に齟齬が生じ、送信データのパケット・ロスなど不具合が発生する可能性があるので、パス・メトリックの再計算を実施する（ステップＳ１２０６）。但し、送信電力の変更に伴いパス・メトリックの再計算も行なうかどうかは任意である。

なお、上記ではＢｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔを含むビーコンやアクション・フレームなど既存の（ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されている）フレーム・フォーマットを使用して隠れ端末を推定する方法について詳解したが、その他の方法によっても隠れ端末を推定することができる。

ビーコン・フレームのフレーム・ボディーには、さまざまな情報要素（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ：ＩＥ）を格納することができる。その１つとして、Ｖｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩＥが定義されている。Ｖｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩＥは、ベンダーが自由に追加し利用可能な情報要素である。本実施例では、自分が検知した（ビーコンを受信できた）端末局の情報をＶｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩＥに格納して相互に利用することで、隠れ端末の情報を取得することができる。また、ＩＰレイヤーのデータ・パケットとして、隠れ端末の情報をブロードキャストやマルチキャスト、ユニキャストするようにしてもよい。

第３の実施例によれば、端末局は、隠れ端末が増加した際に、自分の送信電力を減少することによって干渉を抑制し、 他の端末局の送信機会の減少を防ぐことができる。

第１乃至第３の実施例では、端末局は、周辺の端末局との遠近に応じて干渉を抑制するように自分の送信電力を制御するものである。

このように端末局毎に送信電力を制御すると、送信電力の不一致によるアクセス制御の不均一が生じる。これを解消するために、端末局が送信電力に応じて信号検出能力を制御する方法が考えられるが、他の端末局から送出されたパケットによる電波干渉は依然として発生する。このため、データの衝突が発生し、スループットが上がらないという、上記の問題点（３）がある。

例えば、図９に示すような、端末局毎に送信電力に偏りのあるネットワークを例にとって考察してみる。同図では、６台の端末局ＳＴＡ０〜ＳＴＡ５が動作している。このうち、ＳＴＡ０から送出するパケットの到達範囲を、参照番号９０１で示す実線の楕円で囲んでいる。また、ＳＴＡ３から送出するパケットの到達範囲を、参照番号９０２で示す点線の楕円で囲んでいる。

ここで、ＳＴＡ０は、送信電力を制御していると同時に信号検出能力を制御して、ＳＴＡ３のパケットが到達しないようにしている。これによって、ＳＴＡ０とＳＴＡ３間のデータ送出タイミングの公平性を保っている。しかしながら、図９中、ＳＴＡ０が楕円９０２内に収容されていることからも分かるように、電波的にはＳＴＡ３のパケットがＳＴＡ０に到達しているため、ＳＴＡ０とＳＴＡ３のパケットは衝突する可能性がある。

そこで、本実施例では、端末局間の送信電力の不一致を解消するために、端末局が周辺の端末局に対して送信電力に関する情報を通知する方法を導入し、電波干渉を抑制するようにしている。

例えば、送信電力に関する情報の一例として、周辺の端末局に対して送信電力の制御要求を通知する。この制御要求には、制御させたい端末局の固有情報（例えばアドレスなど）と、送信情報をどの程度制御すべきかを指示する指示値などの情報を記載する。干渉を受けた端末局は、その原因となった端末局に対して送信電力の低下を要求するパケットを送出して、パケットの干渉を抑制する。図９に当て嵌めて説明すると、ＳＴＡ０からＳＴＡ３に対して送信電力の低下を要求するパケットを送出することで、ＳＴＡ３の送信電力を低下させ、パケットの干渉を抑制することが可能である。例えば、無線通信装置１００がＳＴＡ０として動作する場合、干渉抑制部１４０又は上位層処理部１３０が、パケットの干渉を検知したことに応じて、送信電力の低下を要求するパケットを送信させる。

また、送信電力に関する情報の他の例として、自分の送信電力の情報を周辺の端末局に通知するようにしてもよい。干渉を受けた端末局は、自分の送信電力の情報を載せたパケットを周辺の端末局にブロードキャストする。あるいは、干渉の原因となった端末局宛てに送信するようにしてもよい。このパケットを受信した周辺の端末局側では、送信電力を制御するかどうかを判断する。例えば、相手の送信電力の情報に適合するように、自分の送信電力を制御してもよい。又は、このパケットの送信元で受信できている端末局のＲＳＳＩと、自分で観測されているその相手のＲＳＳＩを比較して、送信電力を制御するようにしてもよい。勿論、周辺の端末局は、相手から受信した送信電力の情報を無視してもよい。

端末局は、上記のような送信電力に関する情報を、既存のフレーム・フォーマットを利用して送信することができる。例えば、ビーコンなど既存のフレーム・フォーマットに含まれている、ベンダーが自由に追加し利用可能な情報要素として定義されているＶｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩＥを利用することができる。また、端末局は、既存のフレーム・フォーマットを利用するのではなく、ＩＰレイヤーのデータ・パケットなど独自のアクション・フレームを定義して、送信電力に関する情報を送信するようにしてもよい。

但し、図９に示した例では、ＳＴＡ０の方が先に送信電力を低下させた状態であり、ＳＴＡ０から送出する電波はＳＴＡ３まで届かない。ＳＴＡ０が送信電力に関する情報を載せたパケットをＳＴＡ３に直接送信しても、通知することができない。そこで、先に送信電力を低下させた状態のＳＴＡ０は、送信電力に関する情報を通知するパケットの送信するときに、一時的に送信電力を増加させるようにしてもよい。ＳＴＡ０として動作する無線通信装置１００は、干渉抑制部１４０が、送信電力制御部１１４に対して、送信するパケットの種類又はパケットに含まれる情報の種類に応じた送信電力を指示するようにすればよい。

あるいは、先に送信電力を低下させた状態の端末局は、送信電力に関する情報を載せたパケットを、ブロードキャスト転送して、通知するようにしてもよい。若しくは、送信電力に関する情報を載せたデータ・フレームをマルチホップ通信で通知するようにしてもよい。

第４の実施例によれば、周辺の端末局同士で互いの送信電力の情報や周辺の端末局の情報を通知することで、各端末局は、より最適な送信電力を設定することができるようになる。結果として、システム全体で干渉を抑制し、他の端末局の送信機会の減少を防ぐことができる。

また、端末局が周囲の端末局に対して自分の送信電力に関する情報を通知するメリットとして、周囲の端末局の送信電力を自分に合わせて低下させる以外に、端末局間で送信電力の情報を共有できることが挙げられる。すなわち、上述した問題点（４）を解決することができ、各端末局は、通信相手の送信電力と受信ＲＳＳＩの差分に基づいてパスロス情報を推定できるようになり、この結果として、適切なＭＣＳを選択して、チャンネルの効率的な使用が可能になる。

特開２００５−２５３０４７号公報

以上、特定の実施形態を参照しながら、本明細書で開示する技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本明細書で開示する技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

本明細書では、アドホック・ネットワークやメッシュ・ネットワークのように各端末局が自律分散する無線ネットワークに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本明細書で開示する技術の要旨はこれに限定されるものではないない。本明細書で開示する技術は、各端末局がＣＳＭＡを始めメディアの占有状態に応じてメディアへのアクセスを制御する、さまざまなタイプの無線ネットワークに適用して、端末局間での無駄な干渉を抑制し、各端末局の送信機会を向上することができる。

要するに、例示という形態により本明細書で開示する技術について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本明細書で開示する技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

なお、本明細書の開示の技術は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）無線信号を送信する送信部と、
無線信号を受信する受信部と、
前記送信部の送信電力を制御する送信電力制御部と、
周辺の端末局との遠近に応じて干渉を抑制するように、前記送信電力制御部に送信電力の変更を指示する干渉抑制部と、
を具備する無線通信装置。
（２）前記干渉抑制部は、距離の遠い端末局への干渉を抑制するように、前記送信電力制御部に送信電力の変更を指示する、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（３）前記干渉抑制部は、通信可能な他の端末局との距離によって重み付けされた判定値に応じて、前記送信電力制御部に送信電力の変更を指示する、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（４）前記干渉抑制部は、前記判定値に基づいて距離が遠くの端末局が増えたと推定される場合には送信電力を下げるように指示する、
上記（３）に記載の無線通信装置。
（５）前記干渉抑制部は、前記判定値に基づいて距離が遠くの端末局が減ったと推定される場合には送信電力を上げるように指示する、
上記（３）に記載の無線通信装置。
（６）前記干渉抑制部は、現在通信中の端末局より距離の遠い端末局への干渉を抑制するように、前記送信電力制御部に送信電力の減少を指示する、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（７）前記干渉抑制部は、通信可能な端末局が存在し、且つ、最も離れていると推定される端末局が通信を行なう対象でない場合には、送信電力の減少を指示する、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（８）前記干渉抑制部は、通信可能な端末局が所定台数未満のときには、送信電力の減少を指示しない、
上記（７）に記載の無線通信装置。
（９）前記干渉抑制部は、メッシュ・ネットワークにおけるグループの所属状況、通信履歴、又は、ｎｅｘｔｈｏｐの指定に基づいて、最も離れていると推定される端末局が通信を行なう対象か否かを判定する、
上記（７）に記載の無線通信装置。
（１０）前記干渉抑制部は、隠れ端末との干渉を抑制するように、前記送信電力制御部に送信電力の変更を指示する、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（１１）前記干渉抑制部は、自分のパケットの送受信に影響のある端末局の総数を推定し、前記総数が所定値を超えるときには、前記送信電力制御部の送信電力の減少を指示する、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（１２）前記干渉抑制部は、各端末局が送信するビーコン又はアクション・フレームに含まれるＢｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔに基づいて、自分のパケットの送受信に影響のある端末局の総数を推定する、
上記（１１）に記載の無線通信装置。
（１３）
前記干渉抑制部は、他の端末局に対して送信電力に関する情報を送信させる、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（１３−１）既存のフレーム・フォーマットのＶｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩＥを用いて送信電力に関する情報を送信する、
上記（１３）に記載の無線通信装置。
（１３−２）独自に定義したアクション・フレームを用いて送信電力に関する情報を送信する、
上記（１３）に記載の無線通信装置。
（１４）前記干渉抑制部は、他の端末局に対して送信電力に関する情報を送信する際に、前記送信電力制御部に送信電力の増加を指示する、
上記（１３）に記載の無線通信装置。
（１５）前記干渉制御部は、送信電力に関する情報を載せたパケットをブロードキャスト転送、又は、マルチキャスト通信により送信させる、
上記（１３）に記載の無線通信装置。
（１６）前記干渉制御部は、送信電力に関する情報として他の端末局に対する送信電力の制御要求を送信する、
上記（１３）に記載の無線通信装置。
（１７）前記干渉制御部は、送信電力に関する情報として自分の送信電力に関する情報を送信する、
上記（１３）に記載の無線通信装置。
（１８）前記干渉制御部は、他の端末局から送信電力に関する情報を受信したことに応じて、自分の送信電力の制御を行なう、
上記（１３）に記載の無線通信装置。
（１９）前記受信部の信号検出能力を制御する信号検出能力制御部をさらに備え、
前記干渉抑制部は、送信電力の変更に応じて、前記信号検出能力制御部に信号検出能力の変更を指示する、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（２０）周辺局との遠近に応じた干渉を推定する推定ステップと、
前記干渉を抑制するように、データ送信時における送信電力を制御する送信電力制御ステップと、
を有する無線通信方法。

１００…無線通信装置、１０１…アンテナ
１１０…送信部、１１１…チャネル符号化部、１１２…変調部
１１３…ＲＦ送信部、１１４…送信電力制御部
１２０…受信部、１２１…ＲＦ受信部、１２２…復調部
１２３…チャネル復号部、１２５…信号検出能力制御部
１３０…上位層処理部、１４０…干渉抑制部

Claims (15)

1. 無線信号を送信する送信部と、
   無線信号を受信する受信部と、
   通信可能な端末局のグループの所属情報に基づいて前記送信部の送信電力及び前記受信部の信号検出能力を制御する制御部と、
   を具備し、
   前記制御部は、前記通信可能な端末局が他のグループに所属し通信を行なう対象でない場合に、前記送信電力の減少を指示し、前記送信電力の変更に応じて前記受信部の信号検出能力の変更を指示する、
   無線通信装置。
2. 前記制御部は、前記無線通信装置とは異なるグループに所属し通信を行なう対象でない端末局が増えたと推定される場合には送信電力を下げるように指示する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記制御部は、前記無線通信装置とは異なるグループに所属し通信を行なう対象でない端末局が減ったと推定される場合には送信電力を上げるように指示する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記制御部は、通信可能な端末局が所定台数未満のときには、送信電力の減少を指示しない、
   請求項１に記載の無線通信装置。
5. 前記制御部は、メッシュ・ネットワークにおけるグループの所属状況、通信履歴、又は、ｎｅｘｔｈｏｐの指定に基づいて、端末局が通信を行なう対象か否かを判定する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
6. 前記制御部は、隠れ端末との干渉を抑制するように、前記送信部の送信電力の変更を指示する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
7. 前記制御部は、前記無線通信装置のパケットの送受信に影響のある端末局の総数を推定し、前記総数が所定値を超えるときには、前記送信部の送信電力の減少を指示する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
8. 前記制御部は、各端末局が送信するビーコン又はアクション・フレームに含まれるＢｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔに基づいて、前記無線通信装置のパケットの送受信に影響のある端末局の総数を推定する、
   請求項７に記載の無線通信装置。
9. 前記制御部は、他の端末局に対して送信電力に関する情報を送信させる、
   請求項１に記載の無線通信装置。
10. 前記制御部は、他の端末局に対して送信電力に関する情報を送信する際に、前記送信部の送信電力の増加を指示する、
    請求項９に記載の無線通信装置。
11. 前記制御部は、送信電力に関する情報を載せたパケットをブロードキャスト転送、又は、マルチキャスト通信により送信させる、
    請求項９に記載の無線通信装置。
12. 前記制御部は、送信電力に関する情報として他の端末局に対する送信電力の制御要求を送信する、
    請求項９に記載の無線通信装置。
13. 前記制御部は、送信電力に関する情報として前記無線通信装置の送信電力に関する情報を送信する、
    請求項９に記載の無線通信装置。
14. 前記制御部は、他の端末局から送信電力に関する情報を受信したことに応じて、前記無線通信装置の送信電力の制御を行なう、
    請求項９に記載の無線通信装置。
15. 無線通信装置における無線通信方法であって、
    通信可能な端末局のグループの所属情報を取得するステップと、
    前記通信可能な端末局が他のグループに所属し通信を行なう対象でない場合に、前記無線通信装置の送信電力の減少を指示するステップと、
    前記送信電力の減少を指示し、前記送信電力の変更に応じて前記受信部の信号検出能力の変更を指示するステップと、
    を有する無線通信方法。