JP4604916B2 - 無線ネットワークシステム、無線通信方法及び無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮシステムなどで使用する免許不要の周波数帯において、使用者が独自に運用する無線ネットワークシステムなどに関する。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮシステムでは、アクセス制御にＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ；衝突回避機能付きキャリア感知多重アクセス）方式が採用されている。また、その基本アクセス手順とされる分散管理通信モードでは、各局が無線チャネルの使用状況を検知して、自律的にデータ送信のタイミングを決定する。すなわち、データ送信を希望するそれぞれの無線局は、キャリアセンスして無線チャネルの使用状況を確認し、他の無線局による送信が存在する間は、送信を見合わせて衝突を回避する。

しかし、互いに信号到達範囲外にある局同士は、キャリアセンスできずに、衝突が発生してしまう、いわゆる「隠れ端末」問題が知られている。この衝突を避けるために、コントロールメッセージ、すなわち、ハンドシェイクプロトコルを用いて、チャネルを予約するＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｔｏ Ｓｅｎｄ；送信要求）／ＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ；送信許可）方式を用いることが知られている。この方式では、データ送信を希望する送信局がＲＴＳ信号を受信局に送信し、受信局がＣＴＳ信号を送信局に返信して、送信局のデータ送信を許可する。これにより、送信局と受信局の全ての隣接局に対して、無線チャネルが使用されていることを知らせることができるので、衝突の頻度を減少させることができる。

一方ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、隣接局がキャリアセンスして、無線チャネルが使用されていると判断すると、その隣接局が送信できない、いわゆる、「さらし端末（さらされ端末）」問題も知られている。

図１５は、従来の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置（無線端末）の平面配置図である。このシステムには、Ａ端末３０１、Ｂ端末３０２、Ｃ端末３０３、Ｄ端末３０４が存在する。また、Ｂ端末３０２の信号到達範囲３１１、Ａ端末３０１の信号到達範囲３１２がある。Ａ端末３０１がＢ端末３０２にデータ送信している間は、Ｃ端末３０３はＡ端末３０１の送信信号をキャリアセンスするため、Ｄ端末３０４への送信が抑制される。しかしながら、実際にはＣ端末３０３がＤ端末３０４に送信したとしても、Ｃ端末３０３の送信信号はＢ端末３０２に届かないため、衝突が発生することなく送信ができるはずである。このように、受信端末とは衝突が発生しない位置関係にある隣接端末の送信機会が奪われ、無線の伝送効率が低下することを、さらし端末問題と呼んでいる。

このさらし端末問題を解決する技術として、ＤＢＴＭＡ（Ｄｕａｌ Ｂｕｓｙ Ｔｏｎｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式が知られている（例えば、非特許文献１参照）。ＤＢＴＭＡ方式では隣接局に無線チャネルが使用されていることを知らせるために、帯域外の２つのビジートーンを使用する。その１つは送信ビジー状態を示し、もう１つは受信ビジー状態を示す。これら２つのビジートーンは、干渉を避けるために周波数を大きく離している。

図１６は、従来のＤＢＴＭＡ方式を用いた無線ネットワークシステムにおける各無線通信装置の動作を示すタイミングチャートである。このシステムの各端末が図１５に示したシステムの各端末と同じ配置にあるものとして、以下、図１５及び図１６を用いて、その動作を説明する。

Ａ端末３０１が、ＲＴＳ信号５０１と送信ビジー信号１６０１とを、同じタイミングで送信する。Ｂ端末３０２はこのＲＴＳ信号５０１を受信し、データ受信の準備が整うと、受信ビジー信号１６０２を送信する。Ａ端末３０１はこの受信ビジー信号１６０２を受信し、Ｂ端末３０２の準備が整ったと判断すると、送信ビジー信号１６０１は送信せずに、データ５０３のみを送信する。Ｂ端末３０２は、このデータ５０３の受信が完了するまで、受信ビジー信号１６０２を送信し続ける。

このように動作することで、Ｂ端末３０２の信号到達範囲３１１内の端末は送信を控えるため衝突が回避できる。そして、Ｃ端末３０３のように、Ａ端末３０１の信号到達範囲３１２内で、Ｂ端末３０２の信号到達範囲３１１外の端末は、Ｂ端末３０２の受信ビジー信号１６０２及びＡ端末３０１の送信ビジー信号１６０１のどちらも検出しないので、Ｄ端末３０４に対して送信を開始することができ、さらされ端末とならずに済む。
Ｚｙｇｍｕｎｔ Ｊ． Ｈａａｓ ｅｔ．ａｌ， "Ｄｕａｌ Ｂｕｓｙ Ｔｏｎｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ（ＤＢＴＭＡ）−Ａ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"， ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ， ２００２， ＶＯＬ．５０， ＮＯ．６， ｐ．９７５−９８５，

しかしながら、従来技術では信号の帯域外にビジートーン用の帯域を設ける必要があり、周波数配置に制約が生じるため、送受信装置の構成が複雑となる。更に、伝搬路状況によっては、ビジートーンがマルチパス波によって消失してしまい、送信可能と誤って判断した局から送信された信号が、隣接局が受信する信号と衝突してしまい、結果的に伝送効率を低下させてしまう等の課題があった。さらに、従来技術は衝突がないことを前提としていて、Ａｃｋ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ；受信成功確認）信号の返信が考慮されていないため、フェーディング等が発生する劣悪な無線環境において有効な自動再送を適用できず、伝送効率が悪いという課題もあった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、無線チャネルが使用されていると判断すると、その局の送信が抑制される、いわゆる、さらし端末問題の発生を防ぐことのできる無線ネットワークシステムなどを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の無線ネットワークシステムは、データの送信前に第二端末に媒体利用期間に関する情報を含む送信要求信号を送信し、第二端末からの送信許可信号を受信し、媒体利用期間に第二端末にデータを送信する第一端末と、送信要求信号を受信し、送信許可信号を送信する第二端末と、送信要求信号を受信し、媒体利用期間に第四端末にデータを送信する第三端末と、第四端末と、を有し、第三端末が前記送信許可信号を受信できない場合、第三端末は第四端末が存在する領域を確認し、第四端末が第一端末及び第二端末の信号到達範囲外の領域に存在する事を確認できた場合にのみ送信し、前記の条件を満たさない領域に存在する場合は送信しないものとする。

この構成により、従来はさらし端末になっていた端末からデータ送信ができるようになり、無線の伝送効率を向上させることができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、第三端末は送信許可信号を受信できない領域に存在することが好ましい。

この構成により、従来のプロトコルに反することなく、従来はさらし端末になっていた端末からデータ送信ができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、第三端末は媒体利用期間にデータを送信し終わることが好ましい。

この構成により、第三端末からのデータ送信を検知できない周辺端末（隠れ端末）からの信号による干渉を避けることができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、第三端末は、第二端末が第一端末に受信成功確認信号を送信する期間を避けて、データを送信することが好ましい。

この構成により、第三端末からのデータと、第二端末からの受信成功確認（Ａｃｋ）信号とが、第一端末で衝突することを防ぐことができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、第三端末は、第四端末が第一端末及び第二端末の信号到達範囲外にあることを確認して、データを送信することが好ましい。

この構成により、第三端末からのデータと、第一端末または第二端末からの信号とが、第四端末で衝突することを防ぐことができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、第三端末は、第四端末における隣接端末からの信号の受信状況と隣接端末のアドレスとの関係表を有し、第三端末は、第四端末が第一端末及び第二端末の信号到達範囲外であることを、関係表を用いて確認することが好ましい。

この構成により、第四端末と、第一端末から第三端末までとの相対的な距離を把握して、第三端末はデータを送信することができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、第三端末は、データを送信する前に関係表を隣接端末から入手することが好ましい。

この構成により、第三端末は、データ送信に影響を与えることなく関係表を入手することができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、隣接端末からの信号の受信状況は、隣接端末からの信号の受信電力を示すものであることが好ましい。

この構成により、受信電力という無線ネットワークシステム間で互換性のある尺度を用いて、受信状況を把握することができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、隣接端末からの信号の受信状況は、隣接端末からの信号の信号品質を示すものであることが好ましい。

この構成により、信号品質という、例えば、干渉があるような状況でも検出することができる尺度を用いて、精度よく受信状況を把握することができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、隣接端末からの信号の信号品質は、隣接端末からの信号の軟判定尤度を算出し、誤り訂正し、エラーがなかった場合の軟判定尤度を平滑化して求めたものであることが好ましい。

この構成により、更に精度の高い信号品質を入手することができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、隣接端末からの信号の信号品質は、隣接端末からの信号より求めた値の平均値であることが好ましい。

この構成により、更に精度の高い信号品質を入手することができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、第三端末は、第四端末にデータを送信する前に、第四端末に送信要求信号を送信し、第四端末は、第三端末からの送信要求信号を受信し、第三端末に送信許可信号を送信することが好ましい。

この構成により、隠れ端末による干渉を防ぐことができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、第三端末は、第一端末が送信するデータの信号品質を任意の期間観測し、任意の期間のデータの信号品質の変化量が所定値以下の場合に、第四端末にデータを送信することが好ましい。

この構成により、第一端末に加えて隣接端末も送信を開始したことを検出して、その信号との衝突を避けることができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、第三端末は、第二端末が送信する送信許可信号の信号品質を観測し、送信許可信号の信号品質に応じて、第四端末にデータを送信する場合の送信電力を変化させることが好ましい。

この構成により、第一端末と第三端末とが同時に送信することで第二端末に与える干渉を減少させることができる。

また、本発明の無線ネットワークシステムでは、送信電力に応じて、変調多値数又は符号化率を変化させることが好ましい。

この構成により、送信電力の変化による誤りの増加を防ぐことができる。

本発明の無線通信方法は、第一端末が第二端末に媒体利用期間に関する情報を含む送信要求信号を送信するステップと、第二端末が送信要求信号を受信し、第一端末に送信許可信号を送信するステップと、第一端末が送信許可信号を受信し、媒体利用期間に第二端末にデータを送信するステップと、第二端末の信号到達範囲外にある第三端末が第一端末からの送信要求信号を受信し、媒体利用期間に第一端末及び第二端末の信号到達範囲外にある第四端末にデータを送信するステップと、前記第三端末が前記送信許可信号を受信できない場合、前記第三端末は前記第四端末が存在する領域を確認し、前記第四端末が前記第一端末及び前記第二端末の信号到達範囲外の領域に存在する事を確認できた場合にのみ送信し、前記の条件を満たさない領域に存在する場合は送信しないステップと、を有する。

この構成により、従来はさらし端末になっていた第三端末からデータ送信ができるようになり、無線の伝送効率を向上させることができる。

本発明の無線通信装置は、無線信号を受信するアンテナと、無線信号をベースバンド信号に変換する無線部と、ベースバンド信号をアナログからデジタルへ変換し、復調し、受信データとして出力するベースバンド処理部と、ベースバンド処理部を制御するとともに、受信データのパケットを識別するＭＡＣ部と、パケットの受信の起動を行う制御部と、無線信号を受信していない場合に、アンテナまたは無線部またはベースバンド部で検出される他の信号の受信状況と、ＭＡＣ部で検出される他の信号を送信した端末のアドレスとの関係を制御部に入力する受信状況−アドレス解析部と、制御部により関係が記載される隣接局関係表記憶部と、を備える。

この構成により、無線信号を受信していない時に、受信状況とアドレスとの関係を表にして、保存することができる。

本発明によれば、無線チャネルが使用されていると判断すると、その局からの送信が抑制される、いわゆる、さらし端末問題の発生を効果的に防ぐことができるとともに、他局の通信中に衝突を発生させることがなく、また、通信が成功した場合のＡｃｋ信号を即座に返信することもでき、フェーディングが発生するような無線伝送路環境においても効率的な通信が可能な技術を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の構成を示すブロック図である。この無線通信装置は、アンテナ１０１、無線部１０２、ベースバンド処理部１０３、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；媒体アクセス制御）部１０４、制御部１０５、隣接局関係表記憶部１０６、メモリ部１０７、タイマー部１０８、受信状況−アドレス解析部１０９、内部バス１１１、外部インターフェース１１２を有する。

アンテナ１０１は、無線信号を受信または送信する。無線部１０２は、受信時にはアンテナ１０１で受信した信号をベースバンド帯に変換し、送信時にはベースバンド処理部１０３からのベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。また、無線部１０２は、自局が通信していない間に、他局から送信された信号の受信電力を測定する。

ベースバンド処理部１０３は、受信時にはアナログ信号をデジタル信号に変換した後に、復調して受信データとし、送信時にはＭＡＣ部１０４から入力された送信データを変調し、アナログ信号に変換する。

ＭＡＣ部１０４は、受信時には、受信信号からパケットを識別し、またベースバンド処理部１０３を制御し、また内部バス１１１を経由して、メモリ部１０７に受信データを格納する。また、ＭＡＣ部１０４は、送信時にはメモリ部１０７に格納された送信データをパケット化し、所定のタイミングにおいてベースバンド処理部１０３に入力し、入力したパケットが変調された後に、無線信号として伝搬路に輻射されるように制御する。更に、ＭＡＣ部１０４は、自局が通信していない間に、他局から送信された信号の送信局情報（具体的には、それぞれの局にアドレスが付与されている場合には、その送信局アドレス）を検出する。

制御部１０５は、本無線通信装置各部の制御及びパケットの送受信の起動を行うとともに、外部インターフェース１１２を経由して外部とのデータ転送を行う。隣接局関係表記憶部１０６は、自局に隣接する他局のアドレス等を管理する。

タイマー部１０８は、本無線通信装置の状態遷移などの際に時刻タイマーとなる。つまり、タイマー部１０８は、各種の期間を管理する。例えば、ＭＡＣ部１０４で解析したある期間をこのタイマー部１０８にセットし、カウントダウンを行う。

受信状況−アドレス解析部１０９は、無線部１０２及びＭＡＣ部１０４からの信号を入力とし、無線部１０２で検出された受信電力と、ＭＡＣ部１０４で検出された送信局アドレスとを対応付け、その結果を制御部１０５に出力する。そして、制御部１０５は、隣接局関係表記憶部１０６の自局に関する欄に検出された送信局アドレスと受信電力とを記載するように制御を行う。アドレスとしては、ＭＡＣアドレスが代表的なものとして考えられるが、これに限定されるものではなく、例えば、ＩＰアドレスであったり、専用ＩＤであったりしてもよい。ＩＰアドレスを用いると従来からのシステムの更新が容易であり、専用ＩＤを用いるとシステムに適したアドレス体系として構築できる。なお、これらのアドレスは、受信信号中から得ることができる。

また、受信状況−アドレス解析部１０９は、その解析対象を受信電力以外に、受信信号品質や、本無線通信装置が複数のアンテナ１０１を有する場合には、信号の到来方向としてもよい。もちろん、これらのいくつかの組み合わせであってもよい。

特に、本発明によって、さらし端末問題が解決されると、伝搬路上には複数の端末からの信号が存在する可能性が従来よりも高まるため、どの端末から送信された信号であるかを解析することが困難になる。そこで、誤り訂正された信号等を用いて、信号品質−アドレスの関係を高信頼度で検出することが望ましい。なお、信号品質−アドレスの関係とは、受信した信号と、受信した信号を送信した局のアドレスとを、一意に対応付けた関係を示すものである。信号品質はベースバンド処理部１０３で検出することができ、また、到来方向はアンテナ１０１またはベースバンド処理部１０３で検出することができる。

図２は、本実施の形態１における無線通信装置の信号品質−アドレス解析部の構成を示すブロック図である。図１に示したベースバンド処理部１０３、ＭＡＣ部１０４、受信状況−アドレス解析部１０９を再構築して、この図に示すような構成とすればよい。

この信号品質−アドレス解析部２０１は、尤度算出部２０２、誤り訂正部２０３、エラー検出部２０４、アドレス解析部２０５、絶対値演算部２０６、低域通過フィルタ部２０７、出力制御部２０８を有する。尤度算出部２０２は、ベースバンド処理部１０３の一部である復調部２０９からの信号のビットに対する軟判定尤度を算出する。なお、尤度算出部２０２の出力は、両極性のものであると仮定する。すなわち、ビット０とビット１の確率が等しい場合は尤度ゼロであり、ビット１の確率が高い場合には負の値が、ビット０の確率が高い場合には正の値が、出力されるような構成であるとする。なお、前記の正、負は逆であってもよい。

誤り訂正部２０３は、算出された尤度を入力として誤り訂正を行う。エラー検出部２０４は、ＣＲＣチェックなどにより受信信号にエラーが生じていないかを確認する。エラーが検出された場合には、そのデータを廃棄する。エラーが検出されなかった場合には、アドレス解析部２０５がＭＡＣアドレス等を取得し、隣接局関係表記憶部１０６に出力する。

絶対値演算部２０６は、尤度算出部２０２の出力の絶対値を求める。低域通過フィルタ部２０７は、尤度算出部２０２の出力を平滑化する。出力制御部２０８は、上記のように、エラー検出部２０４でエラーが検出されなかった場合に、信号品質を隣接局関係表記憶部１０６に出力する。このように誤り訂正信号を用いることで、信号品質−アドレスの関係を高信頼度で検出できる。

なお、誤り訂正用の軟判定尤度のビット精度は、一般には３〜５ビット程度であまり大きくはないが、本実施の形態１における信号品質検出用の軟判定尤度のビット精度は、一般的な３〜５ビットよりも大きい方が、検出精度を向上させることができる。また、同一アドレスのものを複数回検出し、平均化したものを用いると、より検出精度を向上させることができる。

図３は、本実施の形態１における無線通信装置の平面配置図である。このシステムにはＡ端末３０１、Ｂ端末３０２、Ｃ端末３０３、Ｄ端末３０４、Ｅ端末３０５が存在する。また、Ｂ端末３０２の信号到達範囲３１１、Ａ端末３０１の信号到達範囲３１２がある。Ｅ端末３０５もＡ端末３０１の信号到達範囲３１２内にある。

図４は、本実施の形態１における無線通信装置の隣接局関係表記憶部１０６に記憶されている隣接局関係表の例を示した図である。図３に示した無線端末の配置による受信状況を示している。ここでは受信状況を解析するのに受信電力を用いて、０から９までの１０レベルに分け、最大受信電力を９としている。なお、受信電力は、送信側と受信側とで、ある程度の双対性があるため、送信端末と受信端末とを交換させた場合も、ほぼ同程度の値となるように記載している。なお、隣接局関係表の作成方法は、後述する。

図４に示す隣接局関係表から、レベルの０からレベル３までを信号到達範囲外の設定とすると、Ｃ端末３０３からＥ端末３０５までがＢ端末３０２の信号到達範囲３１１外にあり、またＤ端末３０４がＡ端末３０１の信号到達範囲３１２外にあることがわかる。

すなわち、Ａ端末３０１がＢ端末３０２にデータを送信している時に、Ｃ端末３０３とＤ端末３０４とが通信しても、衝突は発生しないことが確認できる。

隣接局関係表を作成するにあたっては、各局間で各々の受信状況−アドレス解析結果を共有しあう必要がある。その共有方法としては、例えば、アドホックネットワークの経路プロトコルとして用いられるプロアクティブ型（またはテーブル駆動型などと呼ばれる）方式を適用することが可能である。

すなわち、ネットワーク上の各々の局が、他のすべての局からの最新の受信状況−アドレス情報を維持するものであり、各局は受信状況−アドレス情報を格納するための表を持ち、ネットワークトポロジの変化に反応して、ネットワーク全体に更新情報を伝送する。また、経路プロトコルと同一のアルゴリズムを用いて、経路テーブルのパラメータの一つとして受信状況−アドレス情報も保存しておく形態を用いると、処理負荷の増大を最低限に抑えることができる。

また、隣接局関係表の別の作成方法としては、隣接する局同士でのみ、互いの受信状況−アドレス情報を交換しておく方法でも良い。必要最低限の隣接局関係表が各々の局で作成されるため、情報共有に費やす伝送コスト及び時間コストが節約できる。情報の交換にあたっては、定期的に交換する方法でもよく、また、情報に変更が生じた場合のみ交換する方法でもよく、また、これらを組み合わせた方法でもよい。

なお、隣接局関係表の別の作成方法としては、無線ＬＡＮシステムのインフラストラクチャーモードのように、アクセスポイントと各端末との間の通信を基本とする場合に、各端末で取得した受信状況−アドレス情報をアクセスポイントに通知し、アクセスポイントが集めた情報を基に隣接局関係表を作成し、各端末にブロードキャストするような方法でもよく、隣接局関係表の作成制御が容易となる。

なお、取得した隣接局関係表は、全てを保存しておく必要はなく、自局に隣接している局の情報のみを保存しておけば十分である。また、自局に隣接している局のうち、宛先となる可能性のある局の情報のみを保存しておいてもよく、特に、隣接局が別のネットワークに属していて、データを直接送信する可能性がない場合等に有効である。

図５は、本実施の形態１における各無線通信装置の動作を示すタイミングチャートである。Ａ端末３０１がＢ端末３０２にデータ５０３を送信するのに合わせて、Ｃ端末３０３がＤ端末３０４にデータ５０５を送信する動作を示している。各端末の平面配置は、図３に示した通りである。

ここで、Ａ端末３０１がＲＴＳ信号５０１を送信すると、Ｂ端末３０２及びＣ端末３０３で、それぞれＲＴＳ信号５０１が受信される。Ｂ端末３０２では、受信準備が整うとＣＴＳ信号５０２を送信し、Ａ端末３０１でＣＴＳ信号５０２が受信される。すると、Ａ端末３０１はＲＴＳ信号５０１／ＣＴＳ信号５０２により、ＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ；ネットワーク割り当てベクトル）で設定された期間（以下、ＮＡＶ期間または媒体利用期間という）５１１にデータ５０３を送信する。なお、ＮＡＶ期間の設定は、図１におけるＭＡＣ１０４部が行う。

Ｂ端末３０２は、データ５０３として受信した信号の誤り検出を行い、誤りがない場合にはＡｃｋ信号５０４を返信する。Ａ端末３０１でＡｃｋ信号５０４が受信されることにより、一連の通信が完了し、Ａ端末３０１及びＢ端末３０２はアイドル状態にもどる。

従来技術では、Ａ端末３０１からのＲＴＳ信号５０１を受信したＣ端末３０３は、Ｄ端末３０４へ送信すべきデータがある場合でも、ＲＴＳ信号５０１中のＮＡＶ信号を認識し、ＮＡＶ期間５１１は送信を控えるため、さらされ端末となっていた。しかし、本発明では、Ｃ端末３０３は、Ｄ端末３０４へデータ５０５を送信した場合に、Ｂ端末３０２に影響を与えるかどうかを期間５１２で隣接局関係表を調べ、Ｂ端末３０２がＣ端末３０３の信号到達範囲外であるかどうかを確認する。そして、信号到達範囲外であるため、影響がないと判断した場合にＣ端末３０３はＤ端末３０４にデータ５０５を送信する。

ここで、本実施の形態１では、Ｃ端末３０３のＭＡＣ部１０４が、Ｄ端末３０４へデータを送信するために待機している時に、Ａ端末３０１のＲＴＳ信号５０１を受信した状況を想定する。Ｃ端末３０３は、受信したＲＴＳ信号５０１をＭＡＣ部１０４で解析し、Ａ端末３０１、Ｂ端末３０２間のＮＡＶ期間５１１を把握する。さらに、Ｃ端末３０３は、隣接局関係表記憶部１０６からＤ端末３０４の受信状況−アドレス情報を入手し、Ｄ端末３０４が、Ａ端末３０１、Ｂ端末３０２の信号到達範囲３１２，３１１にあるかどうかを調べる。その結果、図４に示した隣接局関係表の斜線部から、Ｄ端末３０４がＡ端末３０１、Ｂ端末３０２の信号到達範囲３１２，３１１に無いことが確認できる。

すると、Ｃ端末３０３は、ＮＡＶ期間５１１内で送信可能なデータ容量を見積もり、送信可能なデータ容量のＤ端末３０４宛のデータを図１に示したメモリ部１０７から読み出し、ＭＡＣ部１０４で送信データフォーマットに変換した後、ベースバンド変換部１０３、無線部１０２を経て、アンテナ１０１からデータ５０５として送信する。Ｄ端末３０４では、受信したデータ５０５に誤りが無ければ、Ａｃｋ信号５０６を返信する。そして、Ｃ端末３０３で、Ａｃｋ信号５０６を受信することにより、一連の通信が完了し、Ｃ端末３０３及びＤ端末３０４はアイドル状態にもどる。

ここで、Ｂ端末３０２からＡ端末３０１へのＡｃｋ信号５０４と、Ｄ端末３０４からＣ端末３０３へのＡｃｋ信号５０６とは、ほぼ同時に送受信されるものの、Ａ端末３０１はＤ端末３０４の信号到達範囲外であり、Ｃ端末３０３はＢ端末３０２の信号到達範囲３１１外であるため、双方の信号が衝突することなく、送信データの伝送に成功した場合に、即座にＡｃｋ信号５０４，５０６を返信することが可能な仕組みとなる。また、誤りが発生し易い無線伝搬路においては、効果的な自動再送を容易に実施することができる。

なお、Ｃ端末３０３からＤ端末３０４への通信でも、ＲＴＳ信号、ＣＴＳ信号を送信するようにすると、データのペイロードが少なくなるものの、隠れ端末による干渉を極力防ぐことが可能となり、端末数が多く、トラフィックが大きな環境において、伝送効率の低下を防ぐことができる。

ここで、ＮＡＶ期間５１１に応じて、ＲＴＳ信号を送信するか否かを制御するようにすると、容量の少ないデータを送信する場合の伝送効率劣化を防ぐことができる。また、Ｃ端末３０３における送信データの緊急度や容量、そしてＮＡＶ期間５１１等を把握し、緊急度が低く、ＮＡＶ期間５１１も短い場合には、送信を控えるように制御すると、無線通信装置の稼動、休止を頻繁に切替える必要がなく、消費電力が削減できる。

ここで、図３に示したＥ端末３０５も、Ｄ端末３０４に対してデータ送信するために待機している状況を想定する。この場合、Ｅ端末３０５がＣ端末３０３と同様の処理を行い、データを送出すると、無線伝搬路中でＣ端末３０３とＥ端末３０５のデータが衝突し、Ｄ端末３０４との通信が成立しない。また、Ｃ端末３０３がデータ送信の前にＲＴＳ信号を送出したとしても、Ｅ端末３０５にはＡ端末３０１からのＲＴＳ信号５０１と区別がつかず、ＲＴＳ信号を検出することができない。そこで、従来から無線ＬＡＮシステムで行われている様に、Ｃ端末３０３やＥ端末３０５には、ランダムな時間だけ待機してから送信を開始するバックオフ機能を持たせておくとよい。

図６は、本実施の形態１における各無線通信装置の動作を示す別のタイミングチャートである。Ａ端末３０１がＢ端末３０２にデータ５０３を送信するのに合わせて、バックオフ期間６１１を設けて、Ｃ端末３０３がＤ端末３０４にデータ６０１を送信する動作を示している。

Ｃ端末３０３、Ｅ端末３０５は、それぞれ信号到達範囲外のＢ端末３０３からの極めて微小な受信電力となるＣＴＳ信号５０２を受信した後に、直ちにデータ送信を開始するのではなく、独立に都度設定するランダムな時間だけ送信を控える。ここで、微小な受信電力とは、信号到達範囲外での受信感度以下の電力である。

この場合には、Ｃ端末３０３はバックオフ期間６１１だけ送信を控え、Ｅ端末３０５はバックオフ期間６１２だけ送信を控える。これらの期間において、従来技術の無線端末は単純にキャリアセンスしていたが、本実施の形態１のＣ端末３０３やＥ端末３０５は、Ａ端末３０１のデータ送信５０３を検知するのに加え、隣接端末からのデータ送信などを検知できることが望ましい。そして、隣接端末からのデータ送信などを検知した場合には、バックオフ時間だけ送信を控える。

図７は、本実施の形態１における無線通信装置の別の構成を示すブロック図である。この無線通信装置は、アンテナ１０１、無線部１０２、ベースバンド処理部１０３、ＭＡＣ部１０４、制御部１０５、隣接局関係表記憶部１０６、メモリ部１０７、タイマー部１０８、受信状況−アドレス解析部１０９、信号品質検出部７０１、内部バス１１１、外部インターフェース１１２を有する。

図７に示す無線通信装置は、信号品質検出部７０１を設けて、バックオフ期間６１１，６１２に信号品質が変化したかどうかを観測する。

すなわち、ベースバンド処理部１０３からの信号（例えば、理想信号点からの距離である尤度）を入力とし、それが急激に悪化した場合には、単なる伝搬路の変動に起因するものではなく、従来であれば、さらされ端末であった隣接端末が、送信を開始したためと判断する。そして、少なくともＡ端末３０１が設定したＮＡＶ期間５１１だけは送信を控える。

従来技術では、Ａ端末３０１からのＲＴＳ信号５０１を受信した場合、受信対象でない端末は、ＮＡＶ期間５１１だけ受信動作を休止し、電力消費を防ぐように制御することも可能であったが、本実施の形態１では、ＮＡＶ期間５１１にデータ送信したい端末は、少なくともバックオフ期間６１１，６１２にＡ端末３０１からの信号を受信し、その品質をモニタしておく方がよい。

図８は、本実施の形態１における無線通信装置の信号品質検出部７０１の構成を示すブロック図である。信号品質検出部７０１は、遅延部８０１、減算部８０２、比較部８０３を有する。

信号品質検出部７０１では、ベースバンド処理部１０３からの信号と、ベースバンド処理部１０３からの信号を遅延部８０１で遅延させた信号とを、減算部８０２で減じた結果が、比較部８０３で閾値と比較される。そして、比較結果は、ＭＡＣ部１０４に入力される。減算結果が閾値以上の場合には尤度が急激に小さくなり、信号品質が悪化したとみなすことができる。すなわち、ＲＴＳ信号５０１を送信したＡ端末３０１の他に、別の端末がデータ送信を開始したと判断する。なお、信号品質検出部７０１はバックオフ期間６１１，６１２だけ動作すれば十分であるため、ＭＡＣ部１０４の指示に基づいて動作する。

なお、信号品質検出部７０１は、上述の構成以外にも様々なものが考えられる。例えば、無線部１０２における受信電力が急激に増加したかどうかを判断する手段や、複数アンテナを有する無線通信装置であれば、アンテナ間での相関や無線信号の到来方向の分布が変動したかどうかを判断する手段などを用いてもよい。

図９は、比較例としての従来の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の動作手順を示すフロー図である。アイドル状態（ステップＳ１０１）からは、まず送信待ちデータがあるかどうかを判定する。送信待ちデータがある場合には（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、他端末からのＲＴＳ／ＣＴＳ信号によって設定されたＮＡＶ期間中であるかをタイマー部１０８の値を確認して判定する（タイマー部１０８は、ＭＡＣ部１０４で解析したＮＡＶ期間をセットし、カウントダウンする）。

その結果、ＮＡＶ期間中であれば（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、ＮＡＶ期間が終了するまで待機し（ステップＳ１０４）、その後、ステップＳ１０３にもどり、ＮＡＶ期間中であるかを改めて判定する。一方、ＮＡＶ期間中でなければ（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、ランダム値で設定されたバックオフ時間待機（ステップＳ１０５）した後、キャリアセンスして、キャリアがある場合には（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、バックオフ時間を再設定して（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０５にもどる。キャリアがない場合には（ステップＳ１０６、Ｎｏ）、送信手順を開始する（ステップＳ１０８）。すなわち、データ量が所定値よりも大きい場合には、ＲＴＳ／ＣＴＳモードでデータを送信し、データ量が所定値以下の場合には、そのままデータを送信する。なお、ＲＴＳ／ＣＴＳモードでデータを送信するのは隠れ端末問題を防止するためであり、そのままデータを送信するのはある程度の隠れ端末問題を許容し、ＲＴＳ／ＣＴＳ信号の送受信にかかる時間を節約するためである。なお、送信前にキャリアセンスして、キャリアが検出された場合には、再度ステップＳ１０３にもどる。

送信待ちデータがない場合には（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、他端末からのＲＴＳ信号を受信していないかどうかを確認し（ステップＳ１０９）、自局宛のＲＴＳ信号を受信した場合には（ステップＳ１１０、Ｙｅｓ）、受信手順を開始する（ステップＳ１１１）。ここで、既に他端末から送信されたＲＴＳ信号またはＣＴＳ信号によって設定されたＮＡＶ期間中である場合には、受信禁止であるため、ＣＴＳ信号を返信しないで、アイドル状態（ステップＳ１０１）にもどるが、ＮＡＶ期間中でない場合には受信可能であり、ＣＴＳ信号を返信し、受信待機状態に移行する。

そして、受信が完了した後には再度アイドル状態（ステップＳ０１）にもどる。自局宛のＲＴＳ信号でない場合には（ステップＳ１１０、Ｎｏ）、設定されたＮＡＶ期間送受信を行わないようタイマーをセットし（ステップＳ１１３）、待機する（ステップＳ１１４）。

他端末からのＲＴＳ信号を受信していない場合には（ステップＳ１０９、Ｎｏ）、ＣＴＳ信号を受信していないかどうかを確認する。ＣＴＳ信号を受信している場合には（ステップＳ１１２、Ｙｅｓ）、他の端末によるデータ送信の可能性があるため、ＮＡＶ期間のタイマーをセットし（ステップＳ１１３）、ＮＡＶ期間が終了するまで待機する（ステップＳ１１４）。一方で、ＣＴＳ信号を受信していない場合には（ステップＳ１１２、Ｎｏ）、自局宛のデータがあるかどうかを確認し、自局宛データがある場合には（ステップＳ１１５、Ｙｅｓ）、ＲＴＳ／ＣＴＳモードでなく直接データが送信されたものとして、直ちに受信手順を開始する（ステップＳ１１６）。受信が完了した後には再度アイドル状態（ステップＳ０１）にもどる。自局宛データがない場合には（ステップＳ１１５、Ｎｏ）、そのままアイドル状態（ステップＳ０１）にもどり、一連のフローを繰り返すこととなる。

図１０、図１１は、本実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の動作手順を示すフロー図である。図１０は送信待ちのデータが有る場合の動作手順を示し、図１１は送信待ちデータが無い場合の動作手順を示す。

図１０において、従来技術と同様に、アイドル状態（ステップＳ０１）からは、まず送信待ちデータがあるかどうかを判定する。送信待ちデータがある場合には（ステップＳ０２、Ｙｅｓ）、他端末からのＲＴＳ／ＣＴＳ信号によって設定されたＮＡＶ期間中であるかをタイマー部１０８の値を確認して判定する。その結果、ＮＡＶ期間中でなければ（ステップＳ０３、Ｎｏ）、従来技術のステップＳ１０５〜ステップＳ１０８と同様にステップＳ０６〜ステップＳ０９を実施する。

図１１において、送信待ちデータが無く（ステップＳ０２、Ｎｏ）、自局宛のＲＴＳ信号を受信した場合は、従来技術のステップＳ１０９〜ステップＳ１１１と同様にステップＳ２１〜ステップＳ２３を実施する。

また、他端末からのＲＴＳ信号を受信していない場合には（ステップＳ２１、Ｎｏ）、ＣＴＳ信号を受信していないかどうかを判定する。ＣＴＳ信号を受信している場合には（ステップＳ２４、Ｙｅｓ）、ＮＡＶ期間のタイマーをセットし（ステップＳ２５）、ＮＡＶ期間が終了するまで受信した信号の品質とアドレスとの対応関係を取得しておき（ステップＳ２６）、過去に取得した対応関係表の内容を更新（ステップＳ２７）した後に、アイドル状態（ステップＳ０１）にもどる。

一方で、ＣＴＳ信号を受信していない場合には（ステップＳ２４、Ｎｏ）、自局宛のデータがあるかどうかを確認し、自局宛データがある場合には（ステップＳ２８、Ｙｅｓ）、ＲＴＳ／ＣＴＳモードでなく直接データが送信されたものとして、直ちに受信手順を開始する（ステップＳ２９）。受信が完了した後には、再度アイドル状態（ステップＳ０１）にもどる。自局宛データでない場合には（ステップＳ２８、Ｎｏ）、ステップＳ２６と同様に受信した信号の品質とアドレスとの対応関係を取得しておき（ステップＳ３０）、対応関係表を更新する（ステップＳ２７）。

また、図１０において、ステップＳ０３においてＮＡＶ期間中であれば（ステップＳ０３、Ｙｅｓ）、続いてＣＴＳ信号を受信できるかどうかを判定する。ＣＴＳ信号が受信できた場合に（ステップＳ０４、Ｙｅｓ）、仮に信号を送信してしまうと、受信局に対して干渉を与え、衝突を発生させてしまうため、ＮＡＶ期間が終了するまで待機する（ステップＳ０５）。その後ステップＳ０３にもどる。一方、ＣＴＳ信号が受信できなかった場合には（ステップＳ０４、Ｎｏ）、信号を送信したとしても、受信局では衝突が発生しない。そこでまず、送信待ちデータの宛先アドレスを取得する（ステップＳ１０）。続いて、ステップＳ２７で更新している信号品質−アドレス対応関係表に宛先アドレスを入力し（ステップＳ１１）、宛先局がＲＴＳ信号を送信した局の信号到達範囲外であるかどうかを判定する。判定の結果、到達範囲内であれば（ステップＳ１２、Ｎｏ）、仮に信号を送信したとしても、ＲＴＳ送信局からの信号と衝突して、通信が成功することはないと判断し、ＮＡＶ期間が終了するまで待機する（ステップＳ０５）。

ＲＴＳ送信局の到達範囲外であれば（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、自局がさらされ端末であるということであり、送信待ちデータを送信しても衝突が発生しないうえ、通信が成功する確率が高いということになる。そして、他の隣接さらされ端末との衝突を避けるため、ランダム値に設定したバックオフ時間だけ待機しながら（ステップＳ１３）、受信信号の品質の状態を検出する。続いて、信号品質が劣化したかどうかを判定し、劣化した場合には（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、他の隣接さらされ端末が先に送信を開始したものとして、バックオフ時間を再設定し（ステップＳ１５）、ＮＡＶ期間内であれば（ステップＳ１６、Ｙｅｓ）、バックオフ時間待機する（ステップＳ１３）。ＮＡＶ期間内でなければ、再びアイドル状態にもどる（ステップＳ０１）。

信号品質が劣化していない場合には（ステップＳ１４、Ｎｏ）、他の隣接さらされ端末よりも先に自局が送信権を獲得したとして、ＲＴＳ＿２信号を送信し（ステップＳ１７）、ＣＴＳ＿２信号が返信される期間だけ待機する（ステップＳ１８）。実際にはＣＴＳ＿２信号はＲＴＳ信号送信局からのデータと干渉しているため、受信することはできないが、ＣＴＳ＿２信号送信局に隣接した局が隠れ端末となることを防ぐ目的で返信させる。続いて、残りのＮＡＶ期間で送信可能なデータを取得して（ステップＳ１９）、取得したデータの送信を行う（ステップＳ２０）。

なお、信号品質が劣化していない場合に（ステップＳ１４、Ｎｏ）、ＲＴＳ＿２やＣＴＳ＿２信号の送信を行わずに、即座にデータを送信することも可能であり、その場合には伝送効率が向上する。

ここで、Ｃ端末３０３がＡ端末３０１と同時に送信する場合、Ａ端末３０１からの信号を受信しているＢ端末３０２にとっては、わずかではあるが干渉電力が増加する。Ｂ端末３０２がマルチアンテナの場合、この干渉信号によって最適なアンテナウェイトで受信できなくなっている可能性も否定できないため、Ｂ端末３０２がアンテナウェイトを決定する伝送路推定用のプリアンブル信号を受信する時間だけは、Ｃ端末３０３がデータ送信を控えるようにする方がよい。

（実施の形態２）
図１２は、本実施の形態２の無線ネットワークシステムにおける各無線通信装置の動作を示すタイミングチャートである。Ｃ端末３０３が、Ａ端末３０１によって設定されたＮＡＶ期間５１１を超える長さのデータを送信する場合である。Ａ端末３０１、Ｂ端末３０２間でＡｃｋ信号５０４が届くように、Ａｃｋ信号５０４がＡ端末３０１で受信されるタイミングに対応する期間１２１１は、Ｃ端末３０３がデータの送信を中断する。

ＮＡＶ期間５１１には、Ａｃｋ信号５０４がＡ端末３０１に到着するまでの時間が含まれており、ＮＡＶ期間５１１の終了時間からＡｃｋ信号５０４の時間長分を差し引いた時間からＡｃｋ信号５０４の時間長分までの時間が、期間１２１１に相当する。

なお、図１２では、Ａ端末３０１の受信するＡｃｋ信号５０４とＣ端末３０３の送信するデータ１２０２とが重複しているが、Ｃ端末３０３のデータ１２０２が、Ａ端末３０１に到着するまでに時間を要するため、Ｃ端末３０３のデータ１２０２がＡ端末３０１に到着するときには、既にＡ端末３０１はＡｃｋ信号５０４の受信が完了している。

また、Ａｃｋ信号５０４がＡ端末３０１に到着する時間は、Ａ端末３０１、Ｂ端末３０２間の距離や端末構成によってばらつきがあるため、期間１２１１の前後に更に時間をとったり、期間１２１１をずらしたりしておくと、信号の衝突が発生しない。

Ｃ端末３０３は、送信中断までのデータ１２０１及び送信再開からのデータ１２０２が連続したデータであることを示すように、予め、データの先頭ヘッダ等に、連続したデータであることを示す情報を記しておくと、Ｄ端末３０４での受信動作が容易となる。Ｄ端末３０４は、データ１２０１及びデータ１２０２を受信し、誤り検出をして、誤りが生じていない場合には即座にＡｃｋ信号１２０３を返信する。Ｃ端末３０３では、Ｄ端末３０４からのＡｃｋ信号１２０３を受信して、一連の通信動作が完了する。

一方、Ｃ端末３０３に隣接していて、さらされ端末であったＥ端末３０５は、ランダム時間６１２だけ送信を控えて信号品質を検出した結果、信号品質が劣化し、隣接するＣ端末３０３が送信権を取得したものとしてＮＡＶ期間５１１だけ送信を控えるが、その後、再度ランダム時間１２１２だけ送信を控えてキャリアセンスすると、Ｃ端末３０３からデータが送信されているため、キャリアが検出される。よって、Ｅ端末３０５は再度、ランダム時間を設定してキャリアが検出されなくなるまでは、送信を控えるため、Ｃ端末３０３からＤ端末３０４への通信中に衝突が発生することはない。

（実施の形態３）
図１３は、本実施の形態３の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の構成を示すブロック図である。この無線通信装置は、アンテナ１０１、無線部１０２、ベースバンド処理部１０３、ＭＡＣ部１０４、制御部１０５、隣接局関係表記憶部１０６、メモリ部１０７、タイマー部１０８、受信状況−アドレス解析部１０９、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；変調多値数と符号化率の選択）決定部１３０１、送信電力制御部１３０２、内部バス１１１、外部インターフェース１１２を有する。ＭＣＳ決定部１３０１は、受信信号品質に基づいて、最も高いスループットが実現できるように、変調多値数と符号化率とを決定するものである。

本実施の形態３の無線通信装置は、Ｃ端末３０３とＡ端末３０１とが同時に送信することで、Ａ端末３０１からの信号を受信しているＢ端末３０２に、僅かではあるが干渉を与えることについて配慮したものである。Ｂ端末３０２に与える干渉を最低限にするために、Ｃ端末３０３から送信する電力を抑え、その分、ＭＣＳを低速な設定とし、変調多値数と符号化率を下げることで、送信電力が低下することによる誤りの発生を防いでいる。

ＭＣＳ決定部１３０１は、まず、最大電力で送信した場合に最適なＭＣＳを決定する。そして、Ｂ端末３０２がＣＴＳ信号５０２を返信して、Ａ端末３０１で受信されるタイミングにおけるＣＴＳ信号５０２としては認識できない程のノイズレベルの微小な受信電力を受信電力−アドレス解析部１０９等で検出し、検出レベルに応じた送信電力を設定し、送信電力制御部１３０２に設定電力値を入力する。すなわち、検出されたレベルが大きいほど、Ｂ端末３０２とＣ端末３０３との距離が近いことを示しており、最大電力で送信すると与える干渉量が大きくなってしまうため、送信電力を低下させる。

続いて、設定した送信電力設定値と最大送信電力との比（減衰量）に基づいて、最適なＭＣＳを決定し直す。信号対雑音比についてのＭＣＳ設定値の表を端末が有しているような場合には、読み取る際の信号対雑音比を減衰量分だけ小さくして読み取ればよい。

ここで、端末毎に送信可能な最大送信電力が大きく異なる場合、例えば、Ｃ端末３０３の最大送信電力がＢ端末３０２よりも大きい場合、Ｂ端末３０２のＣＴＳ信号５０２はＣ端末３０３で検出できないが、Ｃ端末３０３が最大電力で送信すると、Ｂ端末３０２には干渉を与えてしまう。そこで、例えば、送信出力レベルに関する統一的な指標をあらかじめ設けておくとよい。各端末が送信するＲＴＳ信号及びＣＴＳ信号に、この送信出力レベル指標を含めておき、受信したＲＴＳ信号が指定した送信出力レベル以上での送信を禁止することで、干渉の発生が防止できる。すなわち、ＲＴＳ信号で設定された送信出力レベル指標で、ＣＴＳ信号を返信する取り決めとしておくことで、送信と受信の双対性をある程度確保でき、本発明のように、さらされ端末であるＣ端末３０３が送信を行っても、Ｂ端末３０２に対して干渉を与えることがない、もしくは、わずかな干渉しか与えない。

（実施の形態４）
本発明で用いる隣接局関係表の作成にあたっては、アドホックネットワークの経路表作成手順のように、隣接する局の存在を認識するための信号（ＨＥＬＬＯメッセージ等）を送信して確認する方法であると、いわゆるフラディングが必要となり、伝送効率が著しく劣化してしまう。本方式は、他端末から送信されている信号を受信し、受信した信号品質と送信元端末のアドレスとを関係付けておくものである。そして、関係づけた結果を自端末と隣接する直接通信可能な端末に対して送信することで、互いの端末の隣接局関係を把握することができる。

経路表作成の場合には、信号品質の優れない経路を省略し、信頼度の高い経路やホップ数の少ない経路だけ記憶する方式が多いが、本方式では信号品質が良好でない端末に対しても、自端末が送信した場合に干渉を与える可能性がある端末に関してはリストアップしておく必要がある。よって、伝送効率のみを追求した経路表では不十分である。

さらに、経路表に求められるのは宛先端末までの経路であるため、本発明のような宛先端末を中心とした場合の隣接局を探すのには適した構成となっていない。

図１４は、本実施の形態４の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の経路表の例を示した図である。図１４に示す経路表は、自局を中心にして宛先端末の隣接局を容易に抽出できるような構成である。また、宛先端末までの距離を尺度として関係表を作成してもよい。通常の経路表から図４に示したような隣接局関係表に変換する方法としては、すべての端末に対して、隣接している端末を抽出していけば良い。ここで、送受信の双対性が十分であると仮定すれば、図４に示した表のうち、半分側だけに限定したものとしても良い。

以上、本発明について、図面を用いて説明してきたが、本発明の端末はすべてが移動するものであってもよいし、４端末のうちの少なくとも１端末が、アクセスポイントのような固定のものであってもよい。

本発明の無線ネットワークシステム、無線通信方法、及び無線端末装置は、免許不要な周波数帯において、いわゆるＮＡＶ期間であっても、従来「さらし端末（されされ端末）」となってデータ送信できなかった端末が、データ送信できるようになり、無線の伝送効率の低下を防ぐことができる優れた効果を有するものである。

本発明の実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の信号品質−アドレス解析部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の平面配置図 本発明の実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の隣接局関係表の例を示した図 本発明の実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける各無線通信装置の動作を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける各無線通信装置の別の動作を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の別の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の信号品質検出部の構成を示すブロック図 比較例としての従来の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の動作手順を示すフロー図 本発明の実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の動作手順を示すフロー図 本発明の実施の形態１の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の動作手順を示すフロー図 本発明の実施の形態２の無線ネットワークシステムにおける各無線通信装置の別の動作を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態３の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の経路表の例を示した図 従来の無線ネットワークシステムにおける無線通信装置の平面配置図 従来のＤＢＴＭＡ方式を用いた無線ネットワークシステムにおける各無線通信装置の動作を示すタイミングチャート

符号の説明

１０１ アンテナ
１０２ 無線部
１０３ ベースバンド処理部
１０４ ＭＡＣ部
１０５ 制御部
１０６ 隣接局関係表記憶部
１０９ 受信状況−アドレス解析部
３０１ Ａ端末
３０２ Ｂ端末
３０３ Ｃ端末
３０４ Ｄ端末
３０５ Ｅ端末
３１１ Ｂ端末の信号到達範囲
３１２ Ａ端末の信号到達範囲
５０１ ＲＴＳ信号
５０２ ＣＴＳ信号
５０３、５０５、６０１、１２０１、１２０２ データ
５０４、５０６、１２０３ Ａｃｋ信号
５１１ ＮＡＶ期間（媒体利用期間）

Claims (17)

1. データの送信前に第二端末に媒体利用期間に関する情報を含む送信要求信号を送信し、前記第二端末からの送信許可信号を受信し、前記媒体利用期間に前記第二端末に前記データを送信する第一端末と、
   前記送信要求信号を受信し、前記送信許可信号を送信する第二端末と、
   前記送信要求信号を受信し、前記媒体利用期間に第四端末にデータを送信する第三端末と、
   前記第四端末と、を有する無線ネットワークシステムであって、
   前記第三端末が前記送信許可信号を受信できない場合、前記第三端末は前記第四端末が存在する領域を確認し、前記第四端末が前記第一端末及び前記第二端末の信号到達範囲外の領域に存在する事を確認できた場合にのみ送信し、
   前記の条件を満たさない領域に存在する場合は送信しない
   無線ネットワークシステム。
2. 前記第三端末は、前記送信許可信号を受信できない領域に存在する請求項１記載の無線ネットワークシステム。
3. 前記第三端末は、前記媒体利用期間に前記データを送信し終わる請求項１または請求項２記載の無線ネットワークシステム。
4. 前記第三端末は、前記第二端末が前記第一端末に受信成功確認信号を送信する期間を避けて、前記データを送信する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
5. 前記第三端末は、前記第四端末が前記第一端末及び前記第二端末の信号到達範囲外にあることを確認して、前記データを送信する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
6. 前記第三端末は、前記第四端末における隣接端末からの信号の受信状況と前記隣接端末のアドレスとの関係表を有し、
   前記第三端末は、前記第四端末が前記第一端末及び前記第二端末の信号到達範囲外であることを、前記関係表を用いて確認する請求項５記載の無線ネットワークシステム。
7. 前記第三端末は、前記データを送信する前に前記関係表を隣接端末から入手する請求項６記載の無線ネットワークシステム。
8. 前記隣接端末からの信号の受信状況は、前記隣接端末からの信号の受信電力を示すものである請求項６又は請求項７記載の無線ネットワークシステム。
9. 前記隣接端末からの信号の受信状況は、前記隣接端末からの信号の信号品質を示すものである請求項６又は請求項７記載の無線ネットワークシステム。
10. 前記隣接端末からの信号の信号品質は、前記隣接端末からの信号の軟判定尤度を算出し、誤り訂正し、エラーがなかった場合の前記軟判定尤度を平滑化して求めたものである請求項９記載の無線ネットワークシステム。
11. 前記隣接端末からの信号の信号品質は、前記隣接端末からの信号より求めた値の平均値である請求項９又は請求項１０記載の無線ネットワークシステム。
12. 前記第三端末は、前記第四端末に前記データを送信する前に、前記第四端末に送信要求信号を送信し、
    前記第四端末は、前記第三端末からの前記送信要求信号を受信し、前記第三端末に送信許可信号を送信する
    請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
13. 前記第三端末は、前記第一端末が送信する前記データの信号品質を任意の期間観測し、前記任意の期間の前記データの信号品質の変化量が所定値以下の場合に、前記第四端末に前記データを送信する請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
14. 前記第三端末は、前記第二端末が送信する前記送信許可信号の信号品質を観測し、前記送信許可信号の信号品質に応じて、前記第四端末に前記データを送信する場合の送信電力を変化させる請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
15. 前記送信電力に応じて、変調多値数又は符号化率を変化させる請求項１４記載の無線ネットワークシステム。
16. 第一端末が第二端末に媒体利用期間に関する情報を含む送信要求信号を送信するステップと、
    前記第二端末が前記送信要求信号を受信し、前記第一端末に送信許可信号を送信するステップと、
    前記第一端末が前記送信許可信号を受信し、前記媒体利用期間に前記第二端末にデータを送信するステップと、
    前記第二端末の信号到達範囲外にある第三端末が前記第一端末からの前記送信要求信号を受信し、前記媒体利用期間に前記第一端末及び第二端末の信号到達範囲外にある第四端末にデータを送信するステップと、
    前記第三端末が前記送信許可信号を受信できない場合、前記第三端末は前記第四端末が存在する領域を確認し、前記第四端末が前記第一端末及び前記第二端末の信号到達範囲外の領域に存在する事を確認できた場合にのみ送信し、前記の条件を満たさない領域に存在する場合は送信しないステップと、
    を有する無線通信方法。
17. 第一端末から第二端末への媒体利用期間に関する情報を含む送信要求信号を受信し、前記媒体利用期間に第四端末にデータを送信する第三端末としての無線通信装置であって、
    前記第二端末から前記第一端末への送信許可信号を受信できない場合、前記第四端末が存在する領域を確認し、前記第四端末が前記第一端末及び前記第二端末の信号到達範囲外の領域に存在する事を確認できた場合にのみ送信し、
    前記の条件を満たさない領域に存在する場合は送信しない
    無線通信装置。

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