JP3738205B2 - ネットワークの伝送電力最適化装置及びその方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワークにおける伝送電力を最適化するためのプロトコルを行う装置及びその方法に係り、特にネットワークにおいて多重点通信(１:Ｎ)時の伝送電力を最適化するためのプロトコルを行う装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信技術は電波を情報の伝送媒体として用いる技術である。無線通信システムを構成する無線通信装置は、移動性、携帯性及び簡便性をその特徴とする。また、無線通信システムは、ユーザの位置を問わず容易に情報を伝送することができるという特徴があって、その応用範囲が次第に拡大しつつある。このうち、無線ＬＡＮ(Wireless Local Area Network)は無線通信技術を通して既存の有線ＬＡＮにおける弱点を補った。無線ＬＡＮは、有線ＬＡＮの設置が難しい環境にまで無線チャンネルを介してＬＡＮを拡張させ得るので、柔軟性(Flexibility)と設置の容易性(Installability)をその長所として有している。
【０００３】
一方、無線通信におけるパケット伝送方式は、集中型と分散型とに区分される。集中型は端末ノードと中央ノードとの通信は勿論、ノードとノードとの通信も必ず中央ノードの中継によってのみ可能である。一方、分散型構造は無線の全方向性性質を用いて別の中央ノードを設けず、ノードとノードとの通信が直接になされる。特に、私設簡易網(ネットワーク : Personal Ad-hoc Network)のように、移動端末のみで構成されたネットワークの場合は分散型構造を通してその移動性を容易に確保することができる。
【０００４】
前述したように無線ネットワークにおいて用いられる移動可能な端末機は、バッテリから電力を供給される。ところが、バッテリの寿命は限りがある。従って、バッテリの寿命を延すために各ノードが伝送電力情報を相互交換して最小の伝送電力でデータを伝送できるようにする方法がアメリカ特許５、４５０、６１６号明細書と５、４６５、３９８号明細書(ＷＯ９５/１０１４２)に開示されている。
【０００５】
アメリカ特許５、４５０、６１６号明細書には、無線ＬＡＮにおける電力制御装置及び方法が開示されている。まず、送信ノードは無線ＬＡＮの環境下、初期パケット伝送用電力情報を含むデータパケットをマスタに伝送する。マスタは、受信された電力情報データと信号品質データを介して電力提案値を計算する。マスタは電力提案値計算結果をスレーブに伝送する。送信ノードは受信された電力提案値計算結果に基づきパケット伝送電力を調節する。
【０００６】
また、アメリカ特許５、４６５、３９８号明細書(ＷＯ９５/１０１４２)にはパケット通信リンクの電力レベル自動制御方法が開示されている。ターゲットノード(target node)は受信された信号の受信信号強度(ＲＳＳＩ : Received signal strength Indicator)と貯蔵されている最小信号強度(minimum strength)とを比較し、定量的な差(quantitative difference)をソースノード(source node)に知らせる。ソースノードは受信された定量的な差の時間的な平均値が所定スレショルド値を満たすように送信電力を調整する。すなわち、ソースノードの電力レベルはターゲットノードに受信された信号のＲＳＳＩと最小信号強度の比較結果により調節される。
【０００７】
前述した二つの特許によれば、二つのノード間の点対点(１:１)通信の場合は、二つの機器間の送受信電力を適切に調節することができる。しかし、一般に無線ＬＡＮにおいて予想される多重点(１:Ｎ)通信の場合は、前述した二つの特許で提案する方法でそれぞれの通信機器の送受信電力を最適化することができない。なぜならば、単に伝送電力の増加と減少のみで通信に参加する全機器の電力を最小に保ち難いからである。すなわち、前述した二つの特許によれば、送受信電力は送受信状態が最も不良な連結を基準にして最適化されるからである。
【０００８】
前記無線ＬＡＮにおける多重点通信方法の一つとしてブルートゥース技術がある。ブルートゥース技術は中央集中的な管理機能のない無線通信方法であって、ブルートゥースが装着された機器の間でケーブルを連結せず、近距離内で無線連結を介してデータを送受信できるようにする。ブルートゥースは一対一、あるいは一対多重の連結を提供するものの、中央制御構造がないのでネットワークに適用し難い。同一なチャンネルを共有する二つまたはそれ以上の機器(units)は、ピコネット(Piconet)を構成する。従って、ブルートゥースを装着した機器が一つのネットワークを構成するためには、ネットワークを運営するためにブルートゥースを装着した機器のうち一つがピコネットのマスタとして働き、マスタを除いた他の機器はピコネットのスレーブとして働く。以上のように構成されたネットワークにおいてマスタはスレーブへの伝送電力を通信可能な最小限に調整して電力損失を減らしながら通信品質を一定に保つ必要がある。
【０００９】
【発明が解決するための手段】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、ネットワークにおいて多重点通信(１:Ｎ)を行うノードが適正レベルの通信品質を保ちながら伝送電力の消耗を節減できるように伝送電力を最適化するためのプロトコルを行う装置及びその方法を提供するところにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明に係るネットワークにおいて伝送電力を最適化するための装置は、空気を通してデータパケットを送受信処理する通信部と、該通信部を介して受信されたデータパケットの受信電力と該データパケットの受信状態パラメータを測定する電力測定部と、該電力測定部で測定されたデータパケットの受信電力と前記データパケットの受信状態パラメータに基づき前記データパケットを伝送したスレーブに伝送電力調整を求める制御部と、を備える。
【００１１】
前記ネットワークにおいて伝送電力を最適化するための装置は、前記通信部の伝送電力を調整するための電力調整部と、各スレーブに対する伝送電力データを保存するためのメモリをさらに含む。
【００１２】
前記制御部は、前記通信部を介して伝送電力調整を求めるデータパケットが受信されれば、前記伝送電力調整を求めるデータパケットの内容に基づき前記メモリに貯蔵された該当スレーブの伝送電力値を更新し、前記スレーブにデータパケットを伝送する際前記更新された伝送電力値により前記電力調整部に伝送電力調整制御信号を出力する。
【００１３】
前記制御部は、前記通信部を介して伝送電力の測定を要請するメッセージが受信された場合のみ前記電力測定部が前記受信されたデータパケットの受信電力及び受信リンク品質を測定するように制御することが望ましい。
【００１４】
また、前記制御部は、前記伝送電力調整要求メッセージを受信するために一定周期に伝送電力測定要請メッセージを同報通信することが望ましい。
【００１５】
前述した目的を達成するための本発明の第１実施例によるネットワークにおいて伝送電力を最適化するための方法は、空気を通してデータパケットを送受信処理する通信部と、該通信部を介して受信されたデータパケットの電力を測定する電力測定部及び前記通信部を介して伝わったデータパケットの内容により該当スレーブの間に通信が可能なようにする制御部とを備える伝送電力最適化装置の伝送電力最適化方法において、前記通信部を介してデータパケットを受信し前記電力測定部で測定された前記受信されたデータパケットの受信電力と前記データパケットの受信状態パラメータからスレーブの受信リンク品質を測定する段階と、前記受信リンク品質により前記スレーブに伝送電力調整要求メッセージを送信する段階とを含む。
【００１６】
前記スレーブの受信リンク品質を測定する段階は、伝送電力の測定を要請するメッセージが受信された場合に限って前記電力測定部で前記受信されたデータパケットの受信電力及び受信リンク品質を測定することが望ましい。
【００１７】
前述した目的を達成するための本発明の第２実施例によるネットワークの伝送電力を最適化する方法は、空気を通してデータパケットを送受信処理する通信部と、該通信部の伝送電力を調整するための電力調整部及び前記通信部を介して伝わったデータパケットの内容によりマスタを制御してスレーブと通信を可能にする制御部とを備える伝送電力最適化装置の伝送電力最適化方法において、前記通信部を介して伝送電力調整を求めるメッセージを受信する段階と、前記伝送電力調整要求メッセージにより前記メモリの該当スレーブに対する伝送電力値を更新する段階と、前記メモリから得られた前記更新された伝送電力値により前記電力調整部を介して伝送電力を調整して前記スレーブにデータパケットを伝送する段階と、を含む。
【００１８】
前記制御部は前記伝送電力調整要求メッセージを受信するために一定周期に伝送電力測定要請メッセージを同報通信する段階をさらに含むことが望ましい。
【００１９】
前述した目的を達成するための本発明の第３実施例によるネットワークの伝送電力最適化方法は、一つのスレーブから受信された連結情報と許容感度とを比較することにより、マスタと前記スレーブとの基準伝送電力を決める段階と、マスタと残りスレーブとの伝送電力を最適化する段階と、を含む。
前記連結情報はリンク品質情報である。
【００２０】
前記基準伝送電力決定段階は、現在伝送電力を確かめる段階と、スレーブカウンター変数(Ｎ)を初期化しスレーブ総数を記録する変数初期化段階と、Ｎ番目スレーブからリンク品質情報を受信する第１リンク品質情報受信段階と、第１リンク品質情報受信段階において受信されたリンク品質情報と許容感度とを比較する第１比較段階と、第１比較段階においてリンク品質情報が前記許容感度と等しい場合、現在伝送電力を基準伝送電力と記録し伝送電力最適化段階に進む第１伝送電力記録段階と、第１比較段階においてリンク品質情報が許容感度より小さい場合、現在伝送電力を増やしながら基準伝送電力を求める増加アダプテーション段階と、第１比較段階においてリンク品質情報が許容感度より大きい場合現在伝送電力を減らしながら基準伝送電力を求める減少アダプテーション段階と、を含む。
【００２１】
伝送電力最適化段階は、スレーブカウンター変数(Ｎを増やす変数増加段階と、Ｎ番目スレーブからリンク品質情報を受信する第２リンク品質情報受信段階と、受信されたリンク品質情報と許容感度とを比較する第５比較段階と、第５比較段階においてＮ番目スレーブから受信されたリンク品質情報が許容感度より小さい場合伝送電力を増やした後第２リンク品質情報受信段階に進む第３伝送電力増加段階と、第５比較段階においてＮ番目スレーブから受信された前記リンク品質情報が前記許容感度より大きいか等しい場合基準伝送電力記録段階において記録された基準伝送電力を適応された伝送電力と記録する第２伝送電力記録段階と、第２伝送電力記録段階を行った後スレーブカウンター変数とスレーブの総数とを比較して、スレーブ総数とスレーブカウンター変数とが異なる変数増加段階に進み、スレーブ総数と前記スレーブカウンター変数が等しい場合、伝送電力最適化段階を終了する伝送電力最適化確認段階と、を含む。
【００２２】
本発明の第４実施例によるネットワークの伝送電力最適化方法は、ネットワークを構成するスレーブから受信された連結情報に基づき伝送電力決定用スレーブを選ぶ段階と、前記スレーブ選択段階において決定された一つのスレーブから受信された連結情報と許容感度とを比較した結果に基づき伝送電力を決める段階と、を含む。
【００２３】
スレーブ選択段階は、ネットワークを構成する各スレーブから連結情報を受信する段階と、受信された連結情報の強度によりスレーブの順序を決める段階と、スレーブ順序決定段階において決定されたスレーブの順序から連結情報の強度が最も弱いスレーブを伝送電力決定用スレーブと決める段階と、を含む。
【００２４】
伝送電力決定段階は、現在伝送電力を確かめる段階と、伝送電力決定用スレーブの連結情報と許容感度とを比較する段階と、比較段階において連結情報が許容感度と等しければ現在伝送電力を適応された伝送電力と記録する伝送電力記録段階と、比較段階において連結情報が許容感度より小さい場合、現在伝送電力を増やしながら適応された伝送電力を求める増加適応段階と、比較段階において、連結情報が許容感度より大きい場合現在伝送電力を減らして適応された伝送電力を求める減少適応段階と、を含む。
【００２５】
本発明の第５実施例によるマスタ離脱時ネットワークの伝送電力最適化方法は、ネットワークを構成するスレーブから受信された連結情報に基づきバックアップマスタ情報を生成する段階と、ネットワークからマスタが離脱されたことを感知するマスタ離脱感知段階と、バックアップマスタ情報生成段階において生成されたバックアップマスタ順序によりバックアップマスタを決める段階と、バックアップマスタとスレーブとの基準伝送電力を決める段階と、バックアップマスタと残りスレーブとの伝送電力を最適化する段階とを含む。
【００２６】
基準伝送電力決定段階において基準伝送電力は最大伝送電力である。伝送電力最適化段階は、基準伝送電力を減らしながら許容感度を満たすように適応された伝送電力を求める。
【００２７】
伝送電力最適化段階において基準伝送電力は最小伝送電力である。伝送電力最適化段階は基準伝送電力を増やしながら許容感度を満たすように適応された伝送電力を求める。
【００２８】
本発明に係る方法を使用すれば、ブルートゥースネットワークにおいてマスタとスレーブとの伝送電力を最適化することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明の望ましい実施態様を詳述する。
図１を参照すれば、本発明に係るネットワークの伝送電力最適化装置は、送信部２と受信部４とを含む通信部１０、電力測定部２０、電力調整部３０、制御部４０及びメモリ５０と、を備える。
【００３０】
通信部１０は、空気を通してデータパケットを送信または受信処理する。
電力測定部２０は、受信部４を介して受信されたデータパケットの電力を測定する。
【００３１】
電力調整部３０は、送信部２の伝送電力を調整する。メモリ５０はスレーブに対する伝送電力値を覚える。
制御部４０は、リンク品質測定部３２と、リンク品質比較部３４及び電力調整値決定部３６とを備える。
【００３２】
リンク品質測定部３２は、電力測定部２０で測定されたデータパケットの受信電力とデータパケットの受信状態パラメータに基づき特定スレーブとのリンク品質を測定する。ここで、スレーブとのリンク品質を測定するために使用するデータパケットの受信状態パラメータはデータエラー率、エラー訂正率、帯域幅損失及び遅延程度などが用いられる。こうして測定されたリンク品質を、ここでは受信リンク品質と定義する。
【００３３】
リンク品質比較部３４は、受信リンク品質と予め設定された基準リンク品質とを比較してその差を求める。
電力調整値決定部３６はリンク品質比較部３４において計算した結果値によりスレーブへの伝送電力増加または減少を決める。
【００３４】
制御部４０は、電力調整値決定部３６において決まった電力調整値によりスレーブに伝送電力調整を求める内容のパケットを送信部２を介して同報通信する。また、制御部４０は、受信部４を介して伝送電力の測定を要請するメッセージが受信された場合に限って電力測定部２０で受信されたデータパケットの受信電力及び受信リンク品質を測定できるようにする。
【００３５】
一方、制御部４０は、通信部１０を介して伝送電力調整を求めるデータパケットが受信されれば、伝送電力調整要求に応じてメモリ５０に貯蔵されている該当スレーブに対する伝送電力値を更新する。制御部４０は、データパケット伝送時更新された伝送電力値を反映する伝送電力調整制御信号を電力調整部３０に出力する。
【００３６】
電力調整部３０は、制御部４０から出力された伝送電力調整制御信号に応じて調整された伝送電力にデータパケットを出力する。
また、制御部４０は伝送電力調整要求メッセージを受信するために一定周期に伝送電力測定要請メッセージを同報通信するようにすることができる。
【００３７】
＜実施例１＞
以下、図２ないし図８に基づき、本発明に係るネットワークにおいて伝送電力を最適化する方法を説明する。
まず、本発明の第１実施態様によるネットワークの伝送電力最適化方法を図２に基づき説明する。
【００３８】
受信部４を介してデータパケットが受信される(Ｓ１)。電力測定部２０は、受信されたデータパケットの受信電力を測定する(Ｓ２)。
受信リンク品質測定部３２は、電力測定部２０において測定した受信電力と受信されたデータパケットの受信状態パラメータを介してスレーブとの受信リンク品質を測定する(Ｓ３)。
【００３９】
リンク品質比較部３４は、測定された受信リンク品質の数値と予め設定された基準リンク品質の数値との差(Ｋ)を計算する(Ｓ４)。
リンク品質比較段階(Ｓ４)において計算されたリンク品質比較結果値(Ｋ)を基準にしてデータパケットを伝送したスレーブに伝送電力の増加を求めるかを、それとも減少を求めるかを決める(Ｓ５)。
【００４０】
伝送電力増減判断段階(Ｓ５)において決まった結果に基づきスレーブに伝送電力調整要求メッセージを伝送する(Ｓ６)。
伝送電力増減判断段階(Ｓ５)は、次のような細部段階らにより行われる。
【００４１】
リンク品質比較結果値(Ｋ)の絶対値(|Ｋ|)が設定された電力調整単位大きさ未満であるかを確かめる(Ｓ５-１)。
リンク品質比較結果値の絶対値(|Ｋ|)が設定された電力調整単位大きさ未満の場合、リンク品質比較結果値(Ｋ)が'０'より大きいかを判断する(Ｓ５-２)。満たす場合、スレーブとの伝送電力を現在伝送電力に保ち、伝送電力最適化過程を終了する。
【００４２】
一方、リンク品質比較結果値(Ｋ)が'０'以下ならば、制御部４０はスレーブに伝送電力増加要求メッセージを伝送する(Ｓ６-２)。
【００４３】
一方、段階Ｓ５-１において、リンク品質比較結果値(Ｋ)の絶対値(|Ｋ|)が設定された電力調整単位大きさ以上の場合(Ｓ５-１)、リンク品質比較結果値(Ｋ)が'０'以上なのかを判断する(Ｓ５-１ａ)。満たす場合、制御部４０はスレーブに伝送電力減少要求メッセージを伝送する(Ｓ６-１)。
【００４４】
しかし、段階Ｓ５-１ａにおいてリンク品質比較結果値(Ｋ)が'０'以下の場合なら、制御部４０はスレーブに伝送電力増加要求メッセージを伝送する(Ｓ６-２)。
【００４５】
従って、リンク品質比較結果値(Ｋ)の絶対値(|Ｋ|)が設定された電力調整単位大きさ以上(Ｓ５-１)であり、その結果値が'０'以上(Ｓ５-１ａ)ならば、その絶対値(|Ｋ|)が設定された電力調整単位の範囲内に入るまでスレーブに減少要求メッセージを伝送する。
【００４６】
ここで、他の実施態様としては、伝送電力の測定を要請するメッセージが受信された場合に限ってデータパケットの受信電力(Ｓ２)及び受信リンク品質を測定(Ｓ３)することもできる。
【００４７】
さらに他の実施態様としては、マスタ側において前述した比較段階を行わず、単に測定結果のみをスレーブに伝送すればスレーブにおいて比較段階を行って自分の電力を調節することもできる。しかし、この場合は一つのスレーブにおいて各マスタから伝送された測定結果値を全て演算するので、それぞれのマスタにおいて比較段階を行うことが負荷分散の効果がある。
【００４８】
＜実施例２＞
以下、図３に基づき本発明の第２実施態様によるネットワークのスレーブにおいて伝送電力最適化方法を説明する。
【００４９】
スレーブはいずれか一つのマスタ(＃１)から伝送電力調整要求が受信(Ｓ１１)されれば、既に最大または最小に伝送電力が設定され伝送電力調整が不可能であるかをチェックする(Ｓ１２)。
【００５０】
伝送電力調整判断段階(Ｓ１２)において、伝送電力調整が不可能であると判断されれば、伝送電力調整要求をしたマスタ(＃１)に伝送電力調整不可能メッセージを伝送(Ｓ１２-１)する。
【００５１】
しかし、伝送電力調整判断段階(Ｓ１２)において、伝送電力調整が可能ならばマスタ(＃１)の要求に応じてメモリ５０に貯蔵されていた以前状態の伝送電力値を更新する(Ｓ１３)。
【００５２】
伝送電力値更新段階(Ｓ１３)が完了されれば、スレーブがマスタ(＃１)にデータパケットを伝送する場合、更新された伝送電力値にデータパケットを伝送する(Ｓ１４)。
【００５３】
ここで、前記伝送電力調整要求メッセージを受信するため、一定周期に伝送電力測定要請メッセージを同報通信する段階をさらに含むことができる。
【００５４】
他の実施例として、前述したように個別的に伝送電力の調節が不可能な場合なら、他のスレーブとのリンク品質を損なわないように最高受信電力にリンクされたスレーブを基準に伝送電力が調整されるようにする。そして、マスタ(＃１)は、基準スレーブ外の他のスレーブから伝送電力減少要求が発生した場合は伝送電力調整不可能メッセージを伝送電力減少を求めたスレーブに伝送する。
【００５５】
＜実施例３＞
以下、図４ないし図６に基づき、本発明の第３実施態様によるネットワークのマスタとスレーブとの伝送電力最適化方法を説明する。
【００５６】
本発明の第３実施態様によるネットワークのマスタとスレーブとの伝送電力最適化方法は、基準伝送電力決定段階(Ｓ４４０)と伝送電力最適化段階(Ｓ４８０)とを含む。
【００５７】
基準伝送電力決定段階(Ｓ４４０)は、一つのスレーブから受信された連結情報と許容感度(Ｑ)とを比較することにより、マスタとスレーブとの基準伝送電力を決める段階である。連結情報はマスタとスレーブとのリンク品質情報、方向、距離などの情報になりうるが、本発明ではリンク品質情報を例として説明する。
【００５８】
伝送電力最適化段階(Ｓ４８０)は、マスタとネットワークを構成した残りスレーブの間の伝送電力を最適化するための段階である。
【００５９】
マスタのネットワーク管理者は“伝送電力適応(Adapt_Transmit_Power)”というＨＣＩ命令により基準伝送電力を決める段階(Ｓ４４０)を行う。
【００６０】
基準伝送電力決定段階(Ｓ４４０)において、ネットワーク管理者は、まずブルートゥース標準に提示されているリード_トランスミット_電力(Read_Transmit_Power)というＨＣＩ命令語を用いてマスタの現在伝送電力を確かめる(Ｓ４１０)。
【００６１】
次いで、スレーブカウンター変数(Ｎ)を初期化し、現在ネットワークを構成しているスレーブ総数(T)を記録する変数初期化段階を行う(Ｓ４１２)。本実施例を説明するにおいて、スレーブカウンター変数(Ｎ)の初期値は１であり、スレーブの総数(Ｔ)は５と仮定する。
【００６２】
変数初期化段階(Ｓ４１２)が完了されれば、ネットワーク管理者は第１スレーブからリンク品質情報(Link_Quality)を受信する第１リンク品質情報受信段階を行う(Ｓ４１４)。
【００６３】
次いで、第１リンク品質情報受信段階(Ｓ４１４)において受信されたリンク品質情報(Link_Quality)と許容感度(Ｑ)とを比較する第１比較段階を行う(Ｓ４１６)。ここで、許容感度(Ｑ)はピコネット構成時定まる所定の値である。
【００６４】
第１比較段階(Ｓ４１６)は、受信されたリンク品質情報と許容感度の比較結果に基づき次の三つの場合に分岐される。
【００６５】
＜場合１＞
第１比較段階(Ｓ４１６)において第１スレーブから受信されたリンク品質情報(Link_Quality)が許容感度(Ｑ)と等しい場合、現在伝送電力確認段階(Ｓ４１０)で確認された現在伝送電力を基準伝送電力と記録する第１伝送電力記録段階(Ｓ４１８)を行い、伝送電力最適化段階(Ｓ４８０)に進む。
【００６６】
＜場合２＞
第１比較段階(Ｓ４１６)において、第１スレーブから受信されたリンク品質情報(Link_Quality)が許容感度(Ｑ)より小さい場合、マスタは第１スレーブへの伝送電力を一定量ほど増やしながら基準伝送電力(ＲＰ)を求める増加アダプテーション段階に進む。
【００６７】
増加アダプテーション段階において、マスタは、まず現在伝送電力(ＰＰ)と最大伝送電力(ＭＰ)とを比較する最大伝送電力比較段階(Ｓ４１９)を行う。
【００６８】
最大伝送電力比較段階(Ｓ４１９)において、現在伝送電力(ＰＰ)と最大伝送電力(ＭＰ)とが一致する場合は伝送電力アダプテーションが失敗したことを表示し全ての処理を終了する(Ｓ４２７)。
【００６９】
一方、最大伝送電力比較段階(Ｓ４１９)において現在伝送電力(ＰＰ)と最大伝送電力(ＭＰ)とが一致していない場合は、現在伝送電力(ＰＰ)を基準に一定ステップほど伝送電力を増やす第１伝送電力増加段階を行う(Ｓ４２０)。
【００７０】
第１伝送電力増加段階(Ｓ４２０)が完了されれば、マスタは第１スレーブからリンク品質情報(Link_Quality)を再受信する第１リンク品質情報再受信段階を行う(Ｓ４２２)。
【００７１】
第２比較段階(Ｓ４２４)は、第１リンク品質情報再受信段階(Ｓ４２２)において、第１スレーブから再受信されたリンク品質情報(Link_Quality)と許容感度(Ｑ)とを比較する。
【００７２】
第２比較段階(Ｓ４２４)において、再受信されたリンク品質情報(Link_Quality)が許容感度(Ｑ)より小さい場合、増えた伝送電力(ＩＰ)と最大伝送電力(ＭＰ)を比較する伝送電力上限確認段階(Ｓ４２６)を行う。
【００７３】
伝送電力上限確認段階(Ｓ４２６)において、現在伝送電力(ＰＰ)が最大伝送電力(ＭＰ)と等しくない場合、第１伝送電力増加段階(Ｓ４２０)に進む。
【００７４】
しかし、伝送電力上限確認段階(Ｓ４２６)において、現在伝送電力(ＰＰ)が最大伝送電力(ＭＰ)と等しい場合、アダプテーション失敗表示段階(Ｓ４２７)に進む。
【００７５】
＜場合３＞
第１比較段階(Ｓ４１６)において第１スレーブから受信されたリンク品質情報(Link_Quality)が許容感度(Ｑ)より大きい場合、マスタは現在伝送電力(ＰＰ)を減らしながら基準伝送電力(ＲＰ)を求める減少アダプテーション段階(Ｓ４３０)を行う。
【００７６】
図５Ｂを参照すれば、減少アダプテーション段階(Ｓ４３０)は、最小伝送電力判断段階(Ｓ４３１)と、伝送電力減少段階(Ｓ４３２)と、第２リンク品質情報再受信段階(Ｓ４３３)と、第３比較段階(Ｓ４３４)と、第２伝送電力増加段階(Ｓ４３６)、及び第４比較段階(Ｓ４３８)と、を含む。
【００７７】
最小伝送電力判断段階(Ｓ４３１)は、現在伝送電力(ＰＰ)と最小伝送電力(ＭｉｎＰ)とを比較して、現在伝送電力(ＰＰ)が最小伝送電力(ＭｉｎＰ)と等しい場合、第１伝送電力記録段階(Ｓ４１８)に進む。
【００７８】
最小伝送電力判断段階(Ｓ４３１)において、現在伝送電力(ＰＰ)が最小伝送電力(ＭｉｎＰ)と等しくない場合、前記Ｎ番目スレーブへの伝送電力を減らす伝送電力減少段階(Ｓ４３２)が行われる。
【００７９】
伝送電力減少段階(Ｓ４３２)を行った後、Ｎ番目スレーブからリンク品質情報を再受信する第２リンク品質情報再受信段階(Ｓ４３３)が行われる。
第２リンク品質情報再受信段階(Ｓ４３３)において、Ｎ番目スレーブから再受信されたリンク品質情報と許容感度を比較する第３比較段階(Ｓ４３４)が行われる。
【００８０】
第３比較段階(Ｓ４３４)において、再受信されたリンク品質情報が許容感度(Ｑ)より小さい場合、減った伝送電力(ＤＰ)を増やし伝送電力最適化段階(Ｓ４８０)に進む第２伝送電力増加段階(Ｓ４３６)が行われる。
【００８１】
第３比較段階(Ｓ４３４)において、再受信されたリンク品質情報が許容感度(Ｑ)より小さくない場合は現在伝送電力(ＰＰ)と最小伝送電力値(ＭｉｎＰ)とを比較して、現在伝送電力(ＰＰ)が最小伝送電力(ＭｉｎＰ)と等しい場合は基準伝送電力記録段階(Ｓ４１８)に進み、現在伝送電力(ＰＰ)が最小伝送電力(ＭｉｎＰ)と等しくない場合は伝送電力減少段階(Ｓ４３２)に進む第４比較段階(Ｓ４３８)が行われる。
【００８２】
図６を参照すれば、伝送電力最適化段階(Ｓ４８０)は、変数増加段階(Ｓ４５２)と、第２リンク品質情報受信段階(Ｓ４５４)と、第５比較段階(Ｓ４５６)と、第３伝送電力増加段階(Ｓ４５８)と、第２伝送電力記録段階(Ｓ４６０)、及び伝送電力最適化段階(Ｓ４６２)とを含む。
【００８３】
すなわち、基準伝送電力が決まった後、残りスレーブとの伝送電力を最適化するためにスレーブカウンター変数(Ｎ)を増やす(Ｓ４５２)。
【００８４】
次いで、マスタはＮ番目スレーブからリンク品質情報(Link_Quality)を受信する第２リンク品質情報受信段階(Ｓ４５４)を行う。
【００８５】
第２リンク品質情報受信段階(Ｓ４５４)において受信されたＮ番目スレーブのリンク品質情報(Link_Quality)は許容感度(Ｑ)と比較される(Ｓ４５６)。
【００８６】
第５比較段階(Ｓ４５６)においてＮ番目スレーブのリンク品質情報(Link_Quality)が許容感度(Ｑ)より小さい場合、マスタはＮ番目スレーブへの伝送電力を一定ステップほど増やした後第２リンク品質情報受信段階(Ｓ４５４)に進む第３伝送電力増加段階(Ｓ４５８)を行う。
【００８７】
しかし、第５比較段階(Ｓ４５６)において、Ｎ番目スレーブのリンク品質情報(Link_Quality)が許容感度(Ｑ)より大きいか等しい場合、基準伝送電力(ＲＰ)を適応された伝送電力(ＡＰ)と記録する(Ｓ４６０)。
【００８８】
伝送電力記録段階(Ｓ４６０)を行った後、適応された伝送電力(ＡＰ)が全てスレーブについて最適化されたのかを検査するための伝送電力最適化確認段階(Ｓ４６２)を行う。
【００８９】
伝送電力最適化確認段階(Ｓ４６２)において、スレーブカウンター変数(Ｎ)とスレーブの総数(Ｔ)とを比較して、スレーブ総数(Ｔ)とスレーブカウンター変数(Ｎ)とが異なる場合は変数増加段階(Ｓ４５２)に進み、スレーブ総数(Ｔ)とスレーブカウンター変数(Ｎ)が等しければ伝送電力最適化段階(Ｓ４８０)を終了する。
【００９０】
伝送電力記録段階は“伝送電力記録(Write_Transmit_Power)”というＨＣＩ命令により行われる。
【００９１】
＜実施例４＞
以下、図７に基づき本発明の第４実施態様によるネットワークの伝送電力最適化方法を説明する。
【００９２】
本発明の第４実施態様によるネットワークの伝送電力最適化方法は、スレーブ選択段階(Ｓ７１０)と伝送電力決定段階(Ｓ７３０)とを含む。
【００９３】
スレーブ選択段階(Ｓ７１０)は、ネットワークを構成する多数のスレーブからそれぞれ受信された連結情報に基づき伝送電力決定用スレーブを選ぶ段階である。
【００９４】
スレーブ選択段階(Ｓ７１０)は次の細部段階により行われる。
まず、ネットワークを構成する各スレーブから連結情報を受信する段階(Ｓ７１２)を行う。
連結情報受信段階(Ｓ７１２)において受信された連結情報の強度によりスレーブの順序が決定される(Ｓ７１４)。
【００９５】
スレーブ順序決定段階(Ｓ７１４)において決定されたスレーブの順序から連結情報の強度が最も弱いスレーブを伝送電力決定用スレーブと決める(Ｓ７１６)。伝送電力決定段階(Ｓ７３０)は、スレーブ選択段階(Ｓ７１０)において決定された一つのスレーブから受信された連結情報と許容感度とを比較した結果に基づき伝送電力を決定する。
伝送電力決定段階(Ｓ７３０)は次のような細部段階を含む。
【００９６】
まず、現在伝送電力を確かめる(Ｓ７３２)。
次いで、伝送電力決定用スレーブ決定段階(Ｓ７１６)において選ばれたスレーブの連結情報と許容感度とを比較する(Ｓ７３４)。
比較段階(Ｓ７３４)において、スレーブの連結情報が許容感度と等しい場合(場合I)、現在伝送電力を適応された伝送電力と記録する(Ｓ７３６)。
【００９７】
一方、比較段階(Ｓ７３４)においてスレーブの連結情報が許容感度より小さい場合(場合II)、現在伝送電力を増やしながら適応された伝送電力を求める増加適応段階(Ｓ７３８)を行う。
【００９８】
さらに、比較段階(Ｓ７３４)においてスレーブの連結情報が許容感度より大きい場合(場合III)、現在伝送電力を減らして適応された伝送電力を求める減少適応段階(Ｓ７４０)を行う。
【００９９】
本発明の第４実施形態によれば、受信された連結情報の強度が最も低いスレーブについて伝送電力を最適化するため、第３実施態様のような基準伝送電力設定段階が求められない長所がある。
【０１００】
＜実施例５＞
以下、図８に基づき本発明の第５実施態様によるマスタ離脱時ネットワークの伝送電力最適化方法を説明する。
【０１０１】
マスタは正常動作中、周期的にスレーブについてバックアップマスタとしての順序を定めて、現在構成されたネットワークからマスタが離脱しても残されているスレーブにより新たなネットワークを構成することができる。
【０１０２】
マスタ離脱時のネットワークの伝送電力最適化方法は、バックアップマスタ情報生成段階(Ｓ８１０)、マスタ離脱感知段階(Ｓ８２０)、バックアップマスタ決定段階(Ｓ８３０)、基準伝送電力決定段階(Ｓ８４０)、及び伝送電力最適化段階(Ｓ８６０)とを含む。
【０１０３】
バックアップマスタ情報生成段階(Ｓ８１０)は、ネットワークを構成するスレーブから受信された連結情報に基づきバックアップマスタ情報を生成する。バックアップマスタ情報を生成するマスタはネットワーク内の全てのスレーブが電波通達距離に存するかを確かめるために各スレーブから連結情報を伝達される。
【０１０４】
連結情報は、受信信号強度(Received signal strength Indication: ＲＳＳＩ)及び/またはリンク品質情報(Link Quality)になれる。受信信号強度は、スレーブにおいて測定してマスタに知らせる値であって、マスタからの距離と密接な関係がある。リンク品質情報は、マスタとスレーブとの間にデータエラー率が分かる基準であって、二つの機器間の距離及び遮蔽物存否などと関連のある値である。スレーブは、ブルートゥース標準で定義した“リード-ＲＳＳＩ(Read-ＲＳＳＩ)”ＨＣＩ命令でマスタから受信された信号の強度が分かる。スレーブは“ゲットリンク品質(Get_Link_Quality)”という標準ＨＣＩ命令語を使用して１バイトの数字で表示されたリンクの品質情報が得られる。受信信号強度及びリンク品質情報は数値が高いほど状態が良好である。
【０１０５】
マスタは、受信された受信信号強度及び/またはリンク品質を示す数値が高い順序通りバックアップマスタの順序を定める。これは、マスタ離脱時、マスタとの距離の一番近いスレーブが新たなマスタになってこそ、残りスレーブとネットワークを再構成する確率が高いからである。
【０１０６】
マスタは、同報通信チャンネルを介して、定まったバックアップマスタの順序を各スレーブに伝達する。マスタは一定周期毎にバックアップマスタの順番を再び定めるが、これはスレーブの位置が移動される場合があるからである。
【０１０７】
もし、マスタが電源の切れや人為的な操作によりネットワークを離脱すれば、前述した通り、定まったバックアップマスタの順序に従って離脱されたマスタを置き換える新たなマスタを中心にネットワークを再構成する。
【０１０８】
以上のようにバックアップマスタ情報が生成された後、前記ネットワークからマスタが離脱されたことを感知するマスタ離脱感知段階(Ｓ８２０)が行われる。まず、既に構成されたブルートゥースネットワークにおいてマスタが離脱したか否かはマスタとスレーブとの間に連結が切れたことを検出することにより感知される。ブルートゥース標準バージョン１．０によれば、ブルートゥース装着機器はリンクスーパビジョンタイマ(link supervision timer)を設定して特定周期(０．６２５ｍｓ~４０．９ｓｅｃ)毎に相互間の連結状態を検査することができる。検査結果、相手側との連結が切れれば、これをディスコネクション-コンプリートイベント(Disconnection_Complete Event)でホストに報告する。
【０１０９】
リンクスーパビジョンタイマの値に基づきマスタとの連結状態を検査する周期を定められる。スレーブはこれを用いて周期的にマスタとの連結状態を点検する。
【０１１０】
マスタがネットワークを離脱したことが確認されれば、バックアップマスタ決定段階(Ｓ８３０)が行われる。
スレーブは、第１バックアップマスタを新たなマスタと仮定する。新たなマスタを基準に新たなネットワークを構成するために残されているスレーブは新たなマスタとの間に連結を設定する。
【０１１１】
新たなマスタはネットワーク内の残りスレーブとの連結を設定し、全て連結されたのかを確かめる。新たなマスタと連結されていないスレーブがあれば、連結されていないスレーブの情報を連結されたスレーブに同報通信で知らせる。
【０１１２】
もし第１バックアップマスタも離脱されたならば、定まった順番に従ってスレーブのうち一つが新たに構成されるネットワークのマスタになる。
【０１１３】
新たなマスタが決定されれば、新たなマスタと残りスレーブとの間の基準伝送電力を決める(Ｓ８４０)。基準伝送電力決定段階(Ｓ８４０)において、基準伝送電力は最大伝送電力または最小伝送電力でありうる。基準伝送電力決定段階(Ｓ８４０)において基準伝送電力が最大伝送電力の場合は、第３実施態様の減少アダプテーション段階と類似した方法で伝送電力を減らしながら許容感度を満たすように伝送電力を最適化することができる。
【０１１４】
一方、基準伝送電力が最小伝送電力の場合は第３実施態様の増加アダプテーション段階と類似した方法で、伝送電力を増やしながら許容感度を満たすように伝送電力を最適化することができる。
【０１１５】
伝送電力記録段階は、ブルートゥースモジュール内の任意の貯蔵箇所に現在の送信電力を記録することで、伝送電力最適化段階が完了するまで記録された現在の送信電力が伝送電力の増加または減少の基準値として使われる。
【０１１６】
本発明に係る方法を使用すれば、ネットワークにおいてマスタとスレーブの伝送電力を最適化することができる。また、マスタが離脱されるとしてもバックアップマスタのうち一つを新たなマスタと設定して新たなネットワークを構成し新たなマスタとスレーブとの間の伝送電力を最適化することができる。従って、ネットワークにおいて伝送電力を調節することにより適正レベルの通信品質を保ちながら伝送電力消耗を省ける。
【０１１７】
以上では本発明の特定の望ましい実施態様について示しかつ説明した。しかし、本発明は前述した実施態様に限らず、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨を逸脱せず当該発明の属する技術分野において通常の知識を持つ者ならば誰でも多様な変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るネットワークの伝送電力最適化装置を示したブロック図である。
【図２】 本発明の第１実施例によるネットワークのマスタにおいて伝送電力最適化方法を示した順序図である。
【図３】 本発明の第２実施例によるネットワークのスレーブにおいて伝送電力最適化方法を示した順序図である。
【図４】 本発明の第３実施例によるネットワークの伝送電力最適化方法を示した順序図である。
【図５Ａ】 図４に示した最小伝送電力決定段階の細部遂行過程を示した順序図である。
【図５Ｂ】 図４に示した減少アダプテーション段階の細部遂行過程を示した順序図である。
【図６】 図４に示した伝送電力最適化段階の細部遂行過程を示した順序図である。
【図７】 本発明の第４実施例によるネットワークの伝送電力最適化方法を示した順序図である。
【図８】 本発明の第５実施例によるネットワークの伝送電力最適化方法を示した順序図である。
【符号の説明】
２ 送信部
４ 受信部
１０ 通信部
２０ 電力測定部
３０ 電力調整部
４０ 制御部
５０ メモリ

Claims (20)

  1. 無線ネットワークにおいてデータを送信する送信デバイスの送信電力を制御する方法において、
    伝送電力測定要請メッセージを含んだパケットを受信デバイスに伝送するステップと、
    前記伝送電力測定要請メッセージに応じて、前記送信デバイスの送信電力を制御するための伝送電力調整要求メッセージを含む応答パケットを受信するステップと、
    前記伝送電力調整要求メッセージに応じて前記送信デバイスの前記送信電力を制御するステップと、
    前記伝送電力調整要求メッセージは、前記送信デバイスのリンク品質と前記受信デバイスの基準リンク品質とに基づいて決定されたリンク情報を含み、前記送信デバイスのリンク品質は前記パケットの受信電力を含むことを特徴とする無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する方法。
  2. 前記送信デバイスのリンク品質は、前記パケットの受信状態パラメーターを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する方法。
  3. 前記受信状態パラメーターは、データエラー率、エラー訂正率、帯域幅の損失および遅延程度のうち少なくとも１つを用いて測定することを特徴とする請求項２に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する方法。
  4. 前記基準リンク品質は、前記受信デバイスの予め設定された電力を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する方法。
  5. 前記無線ネットワークは、無線LＡＮであることを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する方法。
  6. 前記伝送電力調整要求メッセージは、前記送信デバイスの送信電力の増加または減少を求めるメッセージであることを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する方法。
  7. 前記伝送電力測定要請メッセージを含むパケットは、一定周期で伝送されることを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する方法。
  8. 無線ネットワークにおいてデータを送信する送信デバイスの送信電力を制御する方法において、
    伝送電力測定要請メッセージを含んだパケットを受信デバイスに伝送するステップと、
    前記伝送電力測定要請メッセージに応じて、前記送信デバイスの送信電力を制御するための伝送電力調整要求メッセージを含むパケットを受信するステップと、
    前記伝送電力調整要求メッセージに応じて前記送信デバイスの前記送信電力を制御するステップと、を含み、
    前記伝送電力調整要求メッセージは、前記パケットの受信電力と前記受信デバイスの予め設定された基準電力とから決定されたリンク情報を含むことを特徴とする無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する方法。
  9. 無線ネットワークにおいてデータを送信する送信デバイスの送信電力を制御する装置であって、
    伝送電力測定要請メッセージが備えられたパケットを受信デバイスに伝送する送信部と、
    前記伝送電力測定要請メッセージに応じて前記送信デバイスの送信電力を制御するための伝送電力調整要求メッセージが備えられた応答パケットを受信する受信部と、を含み、
    前記伝送電力調整要求メッセージは、前記送信デバイスのリンク品質と前記受信デバイスの基準リンク品質とに基づいてリンク情報を備え、
    前記送信デバイスのリンク品質は、前記パケットの受信電力を備え、
    前記送信デバイスは、前記伝送電力調整要求メッセージに基づいて前記送信電力を制御する制御部と、
    を含むことを特徴とする無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する装置。
  10. 前記無線ネットワークは、無線 LＡＮであることを特徴とする請求項９に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する装置。
  11. 前記送信デバイスのリンク品質は、前記パケットの受信状態パラメーターを更に含むことを特徴とする請求項９に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する装置。
  12. 前記受信状態パラメーターは、データエラー率、エラー訂正率、帯域幅の損失および遅延程度のうち少なくとも１つを用いて測定することを特徴とする請求項１１に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する装置。
  13. 前記基準リンク品質は、前記受信デバイスの予め設定された電力を含むことを特徴とする請求項９に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する装置。
  14. 前記伝送電力調整要求メッセージは、前記送信デバイスの送信電力の増加または減少を求めるメッセージであることを特徴とする請求項９に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する装置。
  15. 前記送信デバイスの制御部は、前記送信電力調整要求メッセージに基づいて送信電力の増減を決定することを特徴とする請求項9に記載の無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する装置。
  16. 無線ネットワークにおいてデータを送信する送信デバイスの送信電力を制御する装置であって、
    伝送電力測定要請メッセージが備えられたパケットを受信デバイスに伝送する送信部と、
    前記伝送電力測定要請メッセージに応じて、前記送信デバイスの送信電力を制御するための伝送電力調整要求メッセージが備えられた応答パケットを受信する受信部と、を含み、
    前記伝送電力調整要求メッセージは、前記パケットの受信電力と前記受信デバイスの予め設定された基準電力とに基づいてリンク情報を備え、
    前記送信デバイスは、前記伝送電力調整要求メッセージに基づいて前記送信電力を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する装置。
  17. 無線ネットワークにおいてデータを送信する送信デバイスの送信電力を制御する方法において、
    伝送電力測定要請メッセージが備えられたパケットに応じて、伝送のためのリンク情報を決定するステップと、
    前記リンク情報を有する伝送電力調整要求メッセージが備えられた応答パケットに基づいて前記送信デバイスの受信電力を制御するステップと、を含み、
    前記リンク情報は、前記受信デバイスのリンク品質と前記受信デバイスの基準リンク品質とに基づいて決定され、
    前記リンク品質は前記パケットの受信電力を含むことを特徴とする無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する方法。
  18. 無線ネットワークにおいてデータを送信する送信デバイスの送信電力を制御する方法において、
    伝送電力測定要請メッセージが備えられたパケットに応じて、伝送のためのリンク情報を決定するステップと、
    前記リンク情報を有する伝送電力調整要求メッセージが備えられた応答パケットに基づいて前記送信デバイスの受信電力を制御するステップと、を含み、
    前記リンク情報は、前記パケットの受信電力と前記受信デバイスの予め設定された基準電力とに基づいて決定されることを特徴とする無線ネットワークにおいて送信デバイスの送信電力を制御する方法。
  19. 無線ネットワークシステムにおいて、
    データを伝送し、前記データの送信電力を制御し、伝送電力測定要請メッセージが備えられたパケットを出力し、受信された応答パケットに基づいて送信電力を制御する送信デバイスと、
    前記データを受信し、前記伝送電力測定要請メッセージに応じて、伝送電力調整要求メッセージが備えられた応答パケットを出力する受信デバイスと、を含み、
    前記伝送電力調整要求メッセージは、前記送信デバイスのリンク品質と前記受信デバイスの基準リンク品質とに基づいて決定されたリンク情報とを備え、
    前記送信デバイスのリンク品質は、前記パケットの受信電力を含むことを特徴とするネットワークシステム。
  20. 無線ネットワークシステムにおいて、
    データを伝送し、前記データの送信電力を制御し、伝送電力測定要請メッセージが備えられたパケットを出力し、受信された応答パケットに基づいて送信電力を制御する送信デバイスと、
    前記データを受信し、前記伝送電力測定要請メッセージに応じて、伝送電力調整要求メッセージが備えられた応答パケットを出力する受信デバイスと、を含み、
    前記伝送電力調整要求メッセージは、前記パケットの受信電力と前記受信デバイスの予め設定された基準電力とに基づいて決定されたリンク情報が備えられることを特徴とするネットワークシステム。
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