JP5043420B2 - 制御装置、制御方法、制御装置と端末装置とからなる通信システム、記憶媒体、プログラム - Google Patents

Description

本発明は通信機能を利用してデータ通信を行う制御装置、制御方法、制御装置と端末装置とからなる通信システム、記憶媒体、プログラム等に関するものである。さらに詳しくは端末装置が制御装置に対してランダムアクセス方式によってアクセスする機能を持った通信システムに関するものである。

従来、端末装置と制御装置とのランダムアクセス方式においては、個々の端末装置が制御装置に対してランダムにデータを送信するため、端末装置が送信したデータ同士が衝突を起こす問題がある。

特開２０００−３４８６３６号公報には、そのような問題に対処するための技術が開示されている。

特開２０００−３４８６３６号公報には、ランダムアクセス方式で通信をおこなう端末装置は送信するデータを生成しても、すぐにデータの送信を試みず、一定の待機時間が経過してから、データの送信を試みるものである。それにより、特定の端末が連続してデータ伝送をおこなう場合に、特定の端末に通信権獲得の偏りが生じ、他の端末装置と制御装置との通信が途絶えることを防ぐ。
特開２０００−３４８６３６号公報

しかし、従来の方法（特開２０００−３４８６３６号公報）では、制御装置と通信をおこなう端末装置の数が増加した場合に、端末装置から送信されるデータの衝突の発生を低減することができない。

また、別の課題として、従来の方法では、制御装置と通信をおこなっている端末の数によらず、端末装置は同じ制御をおこなうため、制御装置と通信をおこなっている端末装置の数が少ない場合にはシステム全体としての通信効率が悪くなる。

そこで、本発明では、ランダムアクセス方式によって制御装置にアクセスする端末装置に関して、各々の端末装置から送信されるデータの衝突回数を削減することを目的とする。

また、本発明は、制御装置と通信をおこなう端末装置の数に基づいてデータの衝突回数削減のための制御をおこなうことで、制御装置と通信する端末装置の数が少ない場合に、システム全体としての通信効率の悪化を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願第１の発明は、端末装置と通信可能な制御装置であって、端末装置と制御装置とが通信をおこなう通信期間を指定する情報を端末装置に送信し、制御装置と通信可能な範囲に存在する端末装置の数を把握し、前記通信可能な範囲に前記情報を送信する第１の処理と、前記通信可能な範囲に含まれる複数の通信範囲のそれぞれに異なる通信期間を指定する情報を送信する第２の処理とを実行可能にし、制御手段は、把握手段によって把握する端末装置の数に基づいて、第１の処理の実行と第２の処理の実行とを切替える。

本発明によれば、例えば、制御装置と通信をおこなう装置の数に応じてデータの衝突回数削減のための制御をおこなうことで、システム全体としての通信効率の悪化を抑制することができる。

以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に説明する。

本実施例では、端末装置２０が制御装置１０に対して、ランダムアクセス方式のひとつであるＳｌｏｔｔｅｄ−ＡＬＯＨＡ方式を用いてデータの送信を行う場合について説明する。

まず、本発明の実施例１における制御装置１０の概略構成を説明する。

図１は本発明実施例１の制御装置１０の概略構成を示したブロック図である。

制御部１００は、ＣＰＵ１１０と、ＲＯＭ１２０と、ＲＡＭ１３０を有する。

まず、ＣＰＵ１１０について説明する。ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１２０に格納されている各種プログラムに従って動作する。例えば、ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１２０内の送信電力制御プログラム１２１によって送信電力調整部１５０に送信電力を制御するための指示を出す。

また、ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１２０内のフレーム生成プログラム１２２に従ってフレームを生成し、生成したフレームの記憶領域１３２に格納する。フレームを生成する際にＣＰＵ１１０は、端末装置２０が制御装置１０にアクセスするアクセス期間に関する情報、例えばアクセス期間の開始時刻と終了時刻、あるいはタイムスロット数Ｎ（Ｎは任意の自然数）をフレームに保持させる。ここで指定した情報は、後に利用するため、アクセス期間に関する情報の記憶領域１３５に格納しておく。その後、ＣＰＵ１１０は、フレームを送信するために生成したフレームを変調部１４０に送る。

また、ＣＰＵ１１０はフレーム解析プログラム１２３に従って、端末装置２０から受信したフレームを解析する。解析したフレームは、解析したフレームの記憶領域１３４に格納する。ＣＰＵ１１０がＲＯＭ１２０内のプログラムによっておこなう処理はこれらに限らず、他に制御装置１０の制御に必要な種々の処理をおこなう。

次に、ＲＯＭ１２０は、前述したプログラムのほかに、図３、図８に示すフローチャートに対応するプログラムやその他種々のプログラムを記憶しており、これらのプログラムはＣＰＵ１１０によって実行される。

ＲＡＭ１３０はＣＰＵ１１０がプログラムを実行するときに使用するワークエリアを有する。また、ＲＡＭ１３０は図１に示すようなさまざまなデータを記憶しておく領域を有する。例えば、送信電力レベル記憶領域１３１、生成フレームの記憶領域１３２、受信フレームの記憶領域１３３、解析したフレームの記憶領域１３４、アクセス期間に関する情報の記憶領域１３５を有する。また、ＲＡＭ１３０は、制御に用いる変数の記憶領域１３６、端末装置情報管理領域１３７、その他の記憶領域１３８を有する。

変調部１４０は制御部１００から送られてくるフレームの変調をおこない、変調したフレームを送信電力調整部１５０に渡す。

送信電力調整部１５０はＣＰＵ１１０からの指示に基づいて決定した送信電力によって、変調部１４０から送られてくるフレームの送信電力を調整し、送受切換部１６０に渡す。その後、送受切換部１６０に送られたフレームはアンテナ１７０を介して送信される。送信電力調整部１５０は送信電力レベルを最小送信電力レベルから最大送信電力レベルの間で、段階的にもしくは連続的に、増大または減少することが可能である。ここでいう最大送信電力レベルとは、ハードウェア制限によるものや政府の規定に基づくものである。

また、復調部１８０は、外部からアンテナ１７０および送受切換部１６０を介して受信したフレームの復調をおこなう。

次に、端末装置２０の概略構成について説明する。

図１は本発明実施例１の端末装置２０の概略構成を示したブロック図である。

制御部２００は、ＣＰＵ２１０と、ＲＯＭ２２０と、ＲＡＭ２３０を有する。

まず、ＣＰＵ２１０について説明する。ＣＰＵ２１０は、制御装置１０から受信したフレームを受信フレームの記憶領域２３１に格納し、ＲＯＭ２２０内のフレーム解析プログラム２２１に従って、受信したフレームの解析処理をおこなう。解析したフレームは、解析したフレームの記憶領域２３３に格納する。

また、ＣＰＵ２１０はフレームを解析して得たアクセス期間の開始時刻やタイムスロット数Ｎなどの情報をもとに、タイムスロット選択プログラム２２２に従って、フレームを送信する際にタイムスロットを選択する処理をおこなう。

他にも、ＣＰＵ２１０はフレーム生成プログラム２２３に従って、フレームを生成する処理をおこなう。ここでＣＰＵ２１０は、生成したフレームを、生成フレームの記憶領域２３１に一時的に格納しておき、送信する際に、変調部２４０に送る。ＣＰＵ２１０がＲＯＭ２２０内のプログラムによっておこなう処理はこれらに限らず、他に端末装置２０の制御に必要な種々の処理をおこなう。

ＲＯＭ２２０は、これらのプログラム以外にも、図４のフローチャートに対応するプログラムやその他種々のプログラムを記憶しており、これらのプログラムはＣＰＵ２１０によって実行される。

ＲＡＭ２３０はＣＰＵ２１０がプログラムを実行するときに使用するワークエリアを有する。また、ＲＡＭ２３０は図２に示すようなさまざまなデータを記憶しておく領域を有する。例えば、生成フレームの記憶領域２３１、受信フレームの記憶領域２３２、解析したフレームの記憶領域２３３、その他の記憶領域２３４を有する。

変調部２４０は制御部２００から送られてくるフレームを変調する。変調されたフレームは、送受切換部２５０およびアンテナ２６０を介して送信される。復調部２７０はアンテナ２６０、送受切換部２５０を介して受信したフレームの復調をおこない、復調したフレームを制御部２００に渡す。

次に、図１で説明した制御装置１０の本実施例での動作を図３のフローチャートを用いて説明する。

まず、図１に示す制御装置１０のＣＰＵ１１０は、送信電力プログラム１２１に従って送信電力調整部１５０に指示を出し、送信電力レベルを低レベルに設定する（ステップＳ３００）。この際に、ＣＰＵ１１０は、ＲＡＭ１３０の送信電力レベル記憶領域１３１に送信電力が低レベルに設定してあることを格納しておく。

そして、ＣＰＵ１１０はフレーム生成プログラム１２２に従って、アクセス期間に関する情報を保持したフレーム（以下、同報フレーム）を生成し、ＲＡＭ１３０の生成フレームの記憶領域１３２に格納する（ステップＳ３０１）。その際に、ＣＰＵ１１０はアクセス期間に関する情報で指定した、アクセス期間の開始時刻および終了時刻、アクセス期間に含まれるタイムスロット数Ｎ（Ｎは自然数）などの情報をアクセス期間に関する情報の記憶領域１３５に格納しておく。

次に、ＣＰＵ１１０はステップＳ３００で設定した低レベルの送信電力で、ステップＳ３０１で生成した同報フレームの送信をおこなう（ステップＳ３０２）。

その後、送信した同報フレームに対して、端末装置２０からフレーム（以下、端末装置２０から制御装置１０に送られるフレームを無線フレームと呼ぶ）が送られてきた場合に、無線フレームの受信をおこなう。そして、受信した無線フレームを受信フレームの記憶領域１３３に格納する（ステップＳ３０３〜Ｓ３０４）。そして、ＣＰＵ１１０は受信した無線フレームを解析し、解析したフレームをＲＡＭ１３０中の解析したフレームの記憶領域１３５に格納する（ステップＳ３０５）。一方、ステップＳ３０３において無線フレームの受信がない場合は、ステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０６において、ＣＰＵ１１０は無線フレームを解析した結果、受信した無線フレームが復調部１８０によって正常に復調されたものであるかどうかを判断する。無線フレームが正常に復調されたものであると判断したＣＰＵ１１０は、ステップＳ３０７において、そのフレームの送信元である端末装置２０に対して、フレームを正しく受信したことを示す信号、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信する。ステップＳ３０６において、例えば、受信した無線フレームが衝突を起こしたものだった場合には、そのフレームは正しく復調されないため、ＣＰＵ１１０は端末装置２０に対してＡｃｋの送信はおこなわず、ステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０８では、ＣＰＵ１１０は、同報フレームの生成時に、アクセス期間に関する情報の記憶領域１３５に格納した情報を参照し、そのアクセス期間が経過したか否かを判断する。判断の結果、アクセス期間が経過していない場合は、ステップＳ３０３に戻り、ステップＳ３０３〜ステップＳ３０８を繰り返す。

一方、ステップＳ３０８において、アクセス期間が経過したと判断した場合、ステップＳ３０９にすすみ、ＣＰＵ１１０は送信電力レベル記憶領域１３１に格納した送信電力レベルを参照し、設定されている送信電力が最大レベルであるかどうかを判断する。ここでは、送信電力はステップＳ３００で設定した低レベルのままなので、送信電力レベルは最大レベルではないと判断し、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０において、ＣＰＵ１１０は送信電力制御プログラム１２１に従って、送信電力調整部１５０の送信電力を上げ、ステップＳ３０１に戻る。ＣＰＵ１１０は送信電力を上げる際に、送信電力レベル記憶領域１３１の送信電力レベルの値を、送信電力を上げた後の値に更新する。

その後、ＣＰＵ１１０はステップＳ３０１〜Ｓ３１０の処理を繰り返す。ただ、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ３１０で何度か送信電力を上げた結果、ステップＳ３０９において送信電力が最大レベルだと判断した場合には、ステップＳ３００に戻り、送信電力を低レベルに設定する処理をおこなう。ここでＣＰＵ１１０は、ＲＡＭ１３０の送信電力記憶領域１３１に送信電力は低レベルに設定してあることを格納しておく。

次に、上記の図２のブロック図で示した端末装置２０の動作について説明する。

端末装置２０は、制御装置１０から送られてきた同報フレームを受信して、制御装置に無線フレームを送信する。だが、端末装置２０は制御装置１０から受信した全ての同報フレームに応答を返すのではない。端末装置２０は、一度制御装置１０との通信が完了すると、その後一定の期間は、同報フレームが送られてきても通信する必要がないと判断し、その期間は同報フレームに応答しないようにする。このような構成にすることによって、まだ制御装置１０との通信に成功していない端末装置２０に、優先的に通信をおこなわせることができる。

では、図２で説明した端末装置２０の本実施例での動作について図４のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ４００において、端末装置２０のＣＰＵ２１０は、制御装置１０から同報フレームが送られてきた場合に、ステップＳ４０１に進み、その同報フレームを受信し、受信した同報フレームをＲＡＭ２３０の受信フレームの記憶領域２３２に格納する。

そしてステップＳ４０２において、ＣＰＵ２１０は、受信した同報フレームに応答するべきかどうかを判断する。応答するべきでないと判断した場合は、処理を終了する。この判断は、例えば、制御装置１０から受信したＡｃｋによって制御装置１０との通信に成功した端末装置２０が、通信に成功した時刻以降一定の期間を計時し、一定の期間が経過していないと判断した場合になされる。

応答するべきであると判断した場合には、ステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３において、ＣＰＵ２１０は、フレーム解析プログラム２２２に従って、受信フレームの記憶領域２３２に格納した同報フレームの解析を行い、解析したフレームの記憶領域２３３に格納する。そして、ＣＰＵ２１０は解析したフレームから、制御装置１０が指定したアクセス期間に関する情報（例えばアクセス期間の開始時刻と終了時刻）や、アクセス期間に含まれるタイムスロット数の値Ｎを認識する。

ステップＳ４０４において、ＣＰＵ２１０はタイムスロット選択プログラム２２２に従って、認識したＮ個のタイムスロットの中から、一つを等確率で選択する。そして、ステップＳ４０５において、ＣＰＵ２１０はフレーム生成プログラム２２３に従って、無線フレーム（実施例２以降で説明する、制御装置１０との接続を要求するための無線フレーム、以下接続要求フレームを含む。）を生成し、生成した無線フレームを生成フレームの記憶領域２３１に格納し、ステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６で、ＣＰＵ２１０はステップＳ４０４で選択したタイムスロットにおいて、制御装置１０に対して、生成した無線フレームを送信する。

その後、ステップＳ４０７において、ＣＰＵ２１０は、送信した無線フレームが制御装置１０によって正常に受信されたことを認識するための受信確認信号（Ａｃｋ）が送られてくるのを待ち、一定の期間内に送られてきた場合はステップＳ４０８にすすむ。そしてＣＰＵ２１０は、送られてきたＡｃｋを受信することで、送信した無線フレームが制御装置１０によって正常に受信されたことを認識し処理を終了する。一方、ステップＳ４０７において一定期間内にＡｃｋが送られてこなかった場合は、ＣＰＵ２１０は無線フレームの再送信をおこなう。その場合、ステップＳ４００に戻り、再び制御装置１０から同報フレームが送られてくるのを待つ。

次に前述した制御装置１０および端末装置２０からなるシステムの動作の一例を、図５のシステム構成図および図６のタイミング図および、図７の動作フロー図を参照して説明する。

今、図５に示すように本無線通信システムは１台の制御装置１０と、８台の端末装置２０（Ｄ１〜Ｄ８）によって構成されており、制御装置１０は、３つの同報フレームから開始される一連のシーケンスを起動する。３つの同報フレームは、それぞれ低レベル、中レベル、最大レベルの３段階の送信電力で送信される。フレームを送信する送信電力の大きさによって、フレームの到達範囲は変わり、送信電力が大きいほど、フレームは制御装置１０から遠い範囲に到達する。本実施例では、同報フレームを低レベルの送信電力で送信した場合に同報フレームが到達する範囲を第一の同報フレームの到達範囲５００とする。同様に同報フレームを中レベルの送信電力で送信した場合に同報フレームが到達する範囲を第二の同報フレームの到達範囲５０１、同報フレームを最大レベルの送信電力で送信した場合に同報フレームが到達する範囲を第三の同報フレームの到達範囲５０２とする。

図６は、制御装置１０が送信する第一の同報フレーム６００、第二の同報フレーム６０２、第三の同報フレーム６０４が指定するアクセス期間６０１、６０３、６０５に対して、各端末装置Ｄ１〜Ｄ８がアクセスするタイミングを示す図である。ここで、それぞれのアクセス期間は６個のタイムスロットに分割されているものとし、同報フレームに応答する端末装置２０はＳｌｏｔｔｅｄ−ＡＬＯＨＡ方式で動作しているため、これら６個のタイムスロットのうち、一つを選択し、無線フレームを送信する。

ここで、制御装置１０および端末装置２０（Ｄ１〜Ｄ８）の動作を図７の動作フロー図を用いて説明する。制御装置１０は図７に示すように送信電力レベルを変更した連続する３つの同報フレームからなる一連のシーケンスを起動して処理を開始する。

まず、本実施例による制御装置１０のＣＰＵ１１０は、ステップＳ７００において最初に低い送信電力レベルで第一の同報フレーム６００を送信する。この第一の同報フレーム６００は、第一の同報フレームの到達範囲５００まで到達する。その結果、複数の端末装置Ｄ１〜Ｄ８のうち、この第一の同報フレームの到達範囲５００内に存在する端末装置のみが第一の同報フレーム６００を受信することができる。ここでは、第一の同報フレームの到達範囲５００内に存在する端末装置Ｄ１およびＤ２のみが第一の同報フレームを受信でき、端末装置Ｄ３〜Ｄ８はこの第一の同報フレーム６００を受信できない。

ステップＳ７０１において第一の同報フレーム６００を受信した端末装置Ｄ１、Ｄ２は、同報フレームに含まれるアクセス期間の情報に基づいてアクセス期間６０１を認識する。そして、タイムスロットの情報に基づいて、どのタイムスロットでアクセスをおこなうか選択する。その後、端末装置Ｄ１、Ｄ２はそれぞれ選択したタイムスロットで制御装置１０に対して、無線フレームを送信する。

その様子を図６に示す。この例では、アクセス期間６０１の２番目のタイムスロットでＤ１が、４番目のタイムスロットでＤ２が無線フレームを送信している。その結果、フレーム衝突が起きることなく、それぞれの端末装置２０から送信された無線フレームは制御装置１０により正常に受信される。このように、第一の同報フレーム６００の後に、第一のアクセス期間６０１が存在することを認識する端末装置はＤ１とＤ２に限られる。そのため、このアクセス期間６０１に無線チャネルへ競合アクセスする端末装置はＤ１およびＤ２のみとなり、アクセスする端末装置の数が制限されることからフレーム衝突が発生する確率が小さくなる。

また、端末装置Ｄ１、Ｄ２から送信される無線フレームを正常に受信した制御装置１０は、端末装置Ｄ１、Ｄ２に対して、Ａｃｋを送信する。このＡｃｋを受信した端末装置Ｄ１、Ｄ２は、制御装置１０との通信に成功したことを認識する。

そして、Ａｃｋを受信した端末装置Ｄ１、Ｄ２は、その後一定の期間は制御装置１０からの同報フレームを受信してもそれに対して応答しない。

次に、ステップＳ７０２において、制御装置１０のＣＰＵ１１０は送信電力レベルを中レベルに設定し、設定した送信電力で第二の同報フレーム６０２を送信する。この第二の同報フレーム６０２は図５に示す第二の同報フレームの到達範囲５０１まで到達する。この第二の同報フレームの到達範囲５０１内に位置する端末装置はＤ１からＤ５である。しかし、Ｄ１およびＤ２は第一の同報フレーム６００に引き続くアクセス期間６０１において既に制御装置１０と通信が完了しているため、第二の同報フレーム６０２に応答してアクセスする必要はない。これは、制御装置１０との通信が成功したことを確認した端末装置Ｄ１、Ｄ２がそれ以降一定の時間は、制御装置１０からの同報フレームを受信しても応答しない制御に基づくものである。従って第二の同報フレーム６０２の後に配置されるアクセス期間６０３においては、Ｄ３からＤ５までの３台の端末装置がアクセスすることになる。

ステップＳ７０３において、制御装置にアクセスする端末装置Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は、同報フレームに含まれるアクセス期間の情報に基づいてアクセス期間６０３を認識し、タイムスロットの情報に基づいて、どのタイムスロットでアクセスをおこなうか選択する。その後、端末装置Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５はそれぞれ選択したタイムスロットで制御装置１０に対して、無線フレームを送信する。

ここで図６は、第二の同報フレーム６０２に対して、アクセス期間６０３の有するタイムスロットのうち、２番目のタイムスロットでＤ４が、５番目のタイムスロットでＤ３が、さらに６番目のタイムスロットでＤ５が無線データを送信する様子が示されている。その結果、それぞれの端末装置によるフレーム衝突が起きることなく、各端末装置２０から送信されたフレームが制御装置１０によって正常に受信される。このように、中レベルの送信電力で送信した第二の同報フレームに対して、アクセスする端末装置２０の数が３台に限られるため、フレーム衝突が発生する確率が小さくなる。

また、端末装置Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５から送信される無線フレームを正常に受信した制御装置１０は、端末装置Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信する。この受信確認信号を受信した端末装置Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は、制御装置との通信に成功したことを認識し、その後一定の時間は制御装置１０からの同報フレームを受信してもそれに対して応答しない。

最後に、ステップＳ７０４で制御装置１０は最大送信電力レベルで第三の同報フレーム６０４を送信する。この第三の同報フレーム６０４は最大送信電力で送信されるため、図５に示す第三の同報フレームの到達範囲５０２まで到達する。この第三の同報フレーム６０４はすべての端末装置２０によって受信される。しかし、端末装置Ｄ１からＤ５は既に第一のアクセス期間６０１および第二のアクセス期間６０３において既に制御装置１０との通信が完了しているため、第三の同報フレーム６０４に応答しない。これは、制御装置１０との通信が成功したことを確認した端末装置Ｄ１からＤ５がそれ以降一定の時間は、制御装置１０からの同報フレームを受信しても応答しない制御に基づくものである。従って第三の同報フレーム６０４の後に配置されるアクセス期間６０５では、端末装置Ｄ６からＤ８までの３台の端末装置がアクセスすることになる。

ステップＳ７０５において、第三の同報フレーム６０４を受信した端末装置Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８は、同報フレームに含まれるアクセス期間の情報に基づいてアクセス期間６０５を認識する。そして、タイムスロットの情報に基づいて、どのタイムスロットでアクセスをおこなうか選択する。その後、端末装置Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８はそれぞれ選択したタイムスロットで制御装置１０に対して無線フレームを送信する。

ここで図７はアクセス期間６０５の有するタイムスロットのうち、１番目のタイムスロットでＤ６が、２番目のタイムスロットでＤ７が、さらに５番目のタイムスロットでＤ８が無線チャネルにアクセスする。そして、フレーム衝突が起きることなくそれぞれの端末装置から送信されたフレームが制御装置によって正常に受信される様子を示している。端末装置Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８から送信される無線フレームを正常に受信した制御装置１０は、端末装置Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信する。

以上のように制御装置１０から送信される３つの同報フレームの送信電力を次第に増大させていくことによって、それぞれの同報フレームに応答する端末装置２０の数を制限できるため、競合アクセスによるフレーム衝突を低減することができる。

なお、本実施例でいう端末装置２０は携帯電話やコンピュータなどの情報機器に限らず、通信機能を有する装置であればよい。また制御装置１０は、端末装置２０に対して通信制御をおこなう無線アクセスポイントであってもよいし、携帯電話やコンピュータなどの情報機器であってもよい。以下の実施例についても同様であるものとする。

次に第２の実施例について説明する。

第２の実施例の制御装置の構成については、図１を流用して説明する。

ＷＰＡＮシステムのような無線通信システムでは、新たに起動した端末装置２０が適宜制御装置１０のサービスエリアに参加する。このときにその端末装置２０が制御装置１０に送信する、端末装置２０に関する情報を含んだ接続要求フレームもＳｌｏｔｔｅｄ−ＡＬＯＨＡ方式で送信される。

制御装置１０は、この接続要求フレームを衝突なく、正常に受信した場合に、自装置のサービスエリア内に新たな端末装置２０が存在することを認識する。そして、制御装置１０は、この端末装置２０に関する情報をＲＡＭ内の端末装置情報管理領域１３７に登録しておくことによって、サービスエリア内の端末装置２０を把握する。

登録される情報の形式の一例を図８に示す。図８の８００は登録管理テーブルを表したものである。８０１は制御装置１０に登録された端末装置２０の端末装置ＩＤである。この端末装置ＩＤは、端末装置２０の接続要求フレームを解析した結果から得ることができ、各端末を一意に識別するためのものである。８０２は、制御装置１０が各端末装置２０と最後に通信した時刻である。

制御装置１０のＣＰＵ１１０は、接続要求フレームを正常に受信した場合に、そのフレームを解析し、そこから得られた結果から、そのフレームの送信元の端末装置２０に関する情報を読み出す。そこから得られた端末装置ＩＤを８０１に、ＣＰＵ１１０は、そのフレームを解析した時刻を８０２に登録する。その後、制御装置１０のＣＰＵ１１０は、受信したフレームを解析した結果、そのフレームの送信元が登録管理テーブル８００に登録されているいずれかの端末装置２０だった場合に、その端末装置２０と最後に通信した時刻８０２を更新する。

そして制御装置１０のＣＰＵ１１０は、各端末装置と最後に通信した時刻８０２から、予め定めておいた時間が経過しても、通信がおこなわれなかった端末装置２０に関しては、その登録を削除する。このように、制御装置１０は端末装置２０の登録、削除を行う。

また、ＣＰＵ１１０は、変数の記憶領域１３６に変数Ｌを用意し、登録管理テーブルに登録されている端末装置２０の数をカウントし、その値を格納しておく。この数は端末装置２０の登録や削除をするたびに、ＣＰＵ１１０が登録後もしくは削除後の値に更新する。以上の処理によって、ＣＰＵ１１０は接続状態にある端末装置２０の数を把握する。

ここで、制御装置１０がサービスエリアに所属する端末装置２０の数を把握している場合に有効な送信電力制御方法を図１のブロック図と図９（ａ）、図９（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。制御装置１０は、把握している端末装置２０の数がＭ以上か、Ｍ未満かによって制御を切り替える。図９（ａ）は端末装置情報管理領域１３７に登録されている端末装置２０の数ＬがＭに満たないときの動作、図９（ｂ）は端末装置２０の数ＬがＭ以上のときの動作を示す。このＭは動作をおこなう前に設定することが可能である。

まず端末装置２０の数ＬがＭ未満である場合のフローチャート図９（ａ）について説明する。図１に示す制御装置１０のＣＰＵ１１０は、送信電力制御プログラム１２１に従って、送信電力調整部１５０に指示を出し、送信電力レベルを最大レベルに設定する（ステップＳ９００）。この際に、ＣＰＵ１１０は、ＲＡＭ１３０の送信電力記憶領域１３１に送信電力が最大レベルに設定してあることを格納しておく。

そしてＣＰＵ１１０はフレーム生成プログラム１２２に従って、アクセス期間に関する情報を保持した同報フレームを生成し、ＲＡＭ１３０の生成フレームの記憶領域１３２に格納する（ステップＳ９０１）。この際に、ＣＰＵ１１０はアクセス期間に関する情報で指定した、アクセス期間の開始時刻および終了時刻、アクセス期間に含まれるタイムスロット数Ｎ（Ｎは自然数）などの情報をアクセス期間に関する情報の記憶領域１３５に格納しておく。

ステップＳ９０２においては、ＣＰＵ１１０はステップＳ９００で設定した最大レベルの送信電力で、フレームの送信をおこなう。その後、送信した同報フレームに対して、端末装置２０から無線フレームが送られてきた場合に、無線フレームの受信をおこない、受信したフレームの記憶領域１３３に格納する（ステップＳ９０３〜Ｓ９０４）。そして、受信した無線フレームを解析し、解析した無線フレームをＲＡＭ１３０中の解析したフレームの記憶領域１３５に格納する（ステップＳ９０５）。一方、ステップＳ９０３において無線フレームの受信がない場合は、ステップＳ９１２に進む。

ステップＳ９０６では、ＣＰＵ１１０は受信した無線フレームが正常に復調されたかどうかを判断する。無線フレームが正常に復調されたと判断したＣＰＵ１１０は、ステップＳ９０７において、そのフレームの送信元である端末装置２０に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信し、ステップＳ９０８に移る。一方、ステップＳ９０６において、例えば、複数の端末装置２０から送信されるフレームが衝突を起こしたとき、そのフレームは正しく復調することができない。このときＣＰＵ１１０は、ステップＳ９０７で受取確認信号（Ａｃｋ）の送信はおこなわず、ステップＳ９０８に移る。

ステップＳ９０８で、ＣＰＵ１１０は受信したフレームが、接続要求フレームかどうかを判断する。接続要求フレームだと判断した場合には、ステップＳ９０９に進む。接続要求フレームでないと判断した場合は、ステップＳ９１２に移る。

ステップＳ９０９で、ＣＰＵ１１０は解析したフレームから必要な情報を読み出し、ＲＡＭ中の端末装置記憶領域１３７にその情報を登録し、ステップＳ９１０に移る。ステップＳ９１０において、ＣＰＵ１１０は、登録されている端末装置の数Ｌの値を１増やす。そしてステップＳ９１１に移り、ＣＰＵ１１０は端末装置２０の数ＬがＭ以上かどうかを判断する。Ｍ以上であると判断した場合は、送信電力の制御方法を変えるためにＡに移る。またＭ未満であると判断した場合には、ステップＳ９１２に移る。

ステップＳ９１２において、ＣＰＵ１１０はアクセス期間に関する情報の記憶領域１３５に格納した情報に基づいて、同報フレームの生成時に指定したアクセス期間が経過したかを判断する。判断の結果、アクセス期間が経過していない場合は、ステップＳ９０３に戻り、ステップＳ９０３からステップＳ９１２の処理を繰り返す。また、アクセス期間が経過したと判断した場合には、ステップＳ９０１に戻り、ステップＳ９０１からステップＳ９１２の処理を繰り返す。

前述したステップＳ９１１で、登録されている端末装置２０の数ＬがＭ以上であると判断し、Ａに移ると、ＣＰＵ１１０は送信電力制御プログラム１２１に従って、送信電力調整部１５０に指示を出し、送信電力レベルを低レベルに設定する（ステップＳ９１３）。ここで、ＣＰＵ１１０は、ＲＡＭ１３０の送信電力レベル記憶領域１３１に、送信電力は低レベルに設定してあることを格納しておく。

そして実施例１と同様、生成フレームの記憶領域１３２にアクセス期間に関する情報を保持するフレームを生成し、そのフレームをステップＳ９１３で設定した低レベルの送信電力で送信する（ステップＳ９１４〜ステップＳ９１５）。その後、端末装置２０から受信がある場合に、フレームを受信し、受信フレームの記憶領域１３３に格納する。その後、受信したフレームをフレーム解析プログラム１２３に従って、解析処理し、解析したフレームの記憶領域１３４に格納する（ステップＳ９１６〜ステップＳ９１８）。そしてステップＳ９１９に進む。

ステップＳ９１９では、ＣＰＵ１１０は受信した無線フレームが正常に復調されたかどうかを判断する。無線フレームが正常に復調されたことを判断したＣＰＵ１１０は、ステップＳ９２０において、そのフレームの送信元である端末装置２０に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信し、ステップＳ９２１に進む。

一方、ステップＳ９１９において、例えば、複数の端末装置２０から送信されるフレームが衝突を起こしたとき、そのフレームは正しく復調することができないため、受取確認信号（Ａｃｋ）の送信はおこなわず、ステップＳ９２１に進む。

そして、ステップＳ９２１において実施例１と同様、ＣＰＵ１１０はＲＡＭ１３０内のアクセス期間に関する情報の記憶領域１３５に格納した同報フレームの生成時に指定したアクセス期間が経過したかを判断する。アクセス期間が経過していない場合は、ステップＳ９１６に戻り、ステップＳ９１６からステップＳ９２１の処理を繰り返す。アクセス期間が経過した場合、ステップＳ９２２に進み、ＣＰＵ１１０は送信電力レベル記憶領域１３１を参照し、設定してある送信電力が最大レベルであるかどうかを判断する。送信電力が最大レベルでない場合はステップＳ９２３に移り、送信電力を上げる。送信電力を上げた場合に、送信電力レベル記憶領域１３１の送信電力レベルの値を新しく設定した値に更新する。そして、ステップＳ９１４に戻り、ステップＳ９１４〜ステップＳ９２３の処理を繰り返す。その後、ステップＳ９２２において、送信電力レベル記憶領域１３１を参照し、設定してある送信電力が最大レベルであると判断した場合にステップＳ９２４に移る。

ステップＳ９２４では、前述した、登録された端末装置の削除処理によって、登録されている端末装置２０の数ＬがＭ以上か、Ｍ未満かを判断する。登録されている端末装置２０の数ＬがＭ以上である場合には、ステップＳ９１３に進み、送信電力レベルを複数の段階に設定する動作モードを続ける。登録されている端末装置２０の数ＬがＭ未満であった場合には、Ｂに移り、同報フレームを最大送信電力で送信する動作モードに切り替える。

実施例２の端末装置２０の動作については、実施例１と同様である。

次に前述した実施例２における制御装置１０および端末装置２０からなるシステムの動作の一例を、図１０のシステム構成図および図１１のタイミング図および、図１２の動作フロー図を参照して説明する。ここでは、任意の数Ｍの値を２に設定した場合について説明する。

本実施例では、まず図１０（ａ）のように制御装置１０のサービスエリアに一台の端末装置Ｄ１が所属しているものとする。その後、端末装置Ｄ２および端末装置Ｄ３が新たにサービスエリアに所属する。その後の状態を示したのが図８（ｂ）である。

図１１（ａ）は、制御装置１０が送信する同報フレーム１１００が指定するアクセス期間に対して、端末装置Ｄ１がアクセスするタイミングを示す図である。図１１（ｂ）は同報フレーム１１０２が指定するアクセス期間１１０３に対して、端末装置Ｄ１と新たに制御装置１０のサービスエリアに参加した端末装置Ｄ２、Ｄ３がアクセスするタイミングを示す図である。図１１（ｃ）も同様に、制御装置１０が送信する第一の同報フレーム１１０４、第二の同報フレーム１１０６が指定するアクセス期間１１０５、１１０７に対して、各端末装置Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３がアクセスするタイミングを示す図である。

まず図１０（ａ）に示すように、本無線通信システムが制御装置１０とただ一台の端末装置Ｄ１から構成される場合、所属する端末装置が一台のみであることを把握している制御装置１０は、ステップＳ１２００において送信電力を最大送信電力に設定する。そして、制御装置１０は、最大送信電力で同報フレーム１１００を送信する。

ステップＳ１２０１において、この同報フレーム９００を受信した端末装置Ｄ１は、同報フレームに含まれるアクセス期間の情報に基づいてアクセス期間１１０１を認識し、タイムスロットの情報に基づいて、どのタイムスロットでアクセスをおこなうか選択する。その後、無線フレームを送信する。

図１１（ａ）は同報フレーム１１００を受信した端末装置Ｄ１が制御装置１０にアクセスするタイミングを表している。本実施例では、端末装置Ｄ１はアクセス期間１１０１に含まれる例えば３番目のタイムスロットを選択してフレームの送信を行うことにより、制御装置１０に対して通信が完了する。端末装置Ｄ１から送信される無線フレームを正常に受信した制御装置１０は、端末装置Ｄ１に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信する。

この後、図１０（ｂ）に示すように新たに端末装置Ｄ２およびＤ３が制御装置１０のサービスエリアに参加する。このとき、まだ端末装置Ｄ２およびＤ３の存在を認識していない制御装置１０は、最大送信電力レベルのままで、同報フレーム１１０２を送信する。

ステップＳ１２０３において同報フレーム１１０２を受信した端末装置Ｄ２は、制御装置１０に対して、接続要求フレームを送信する。また、ステップＳ１２０４において同報フレームを受信した端末装置Ｄ１は、制御装置１０に無線フレームを送信する。ただし、前回の通信から一定の期間が経過しておらず、同報フレーム１１０２に応答しなくてよい場合には、無線フレームを送信しなくてもよい。そして、同じくステップＳ１２０４において同報フレーム１１０２を受信した端末装置Ｄ３は、制御装置１０に対して接続要求フレームを送信する。

図１１（ｂ）は同報フレーム１１０２を受信した端末装置Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が制御装置１０にアクセスするタイミングを表している。本実施例では、端末装置Ｄ１はアクセス期間１１０３に含まれる例えば４番目のタイムスロットを、端末装置Ｄ２は１番目のタイムスロットを選択してフレームの送信を行う。そして、端末装置Ｄ３は３番目のタイムスロットを選択してフレームの送信を行うことにより制御装置１０に対して通信が完了する。端末装置Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３から送信される無線フレームを正常に受信した制御装置１０は、端末装置Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信する。ここで、制御装置１０のＣＰＵ１１０はサービスエリア内に端末装置２０が１台から３台になったことを把握する。そうすると、任意の数Ｍを超えるので、制御装置１０のＣＰＵ１１０は、最大の送信電力レベルで同報フレームを送信する図１２（ａ）および（ｂ）に示す制御から、図１２（ｃ）に示す制御に切り替える。

まず図１２のステップＳ１２０５において、本実施例による制御装置１０のＣＰＵ１１０は、最初に低レベルの送信電力レベルで第一の同報フレーム１１０４を送信する。この第一の同報フレーム１１０４は、第一の同報フレームの到達範囲１０００まで到達する。その結果、複数の端末装置Ｄ１〜Ｄ３のうち、この第一の同報フレームの到達範囲８００内に存在する端末装置は制御装置１０の近傍に位置するＤ２のみであり、端末装置Ｄ１およびＤ３はこの第一の同報フレーム１１０４を受信できない。

ステップＳ１２０６において、第一の同報フレーム１１０４を受信した端末装置Ｄ２は、同報フレームに含まれるアクセス期間の情報に基づいてアクセス期間１１０５を認識する。そして、タイムスロットの情報に基づいて、どのタイムスロットでアクセスをおこなうか選択する。その後無線フレームを送信する。

図１１（ｃ）は同報フレーム１１０４を受信した端末装置Ｄ２が制御装置１０にアクセスするタイミングを表している。端末装置Ｄ２はアクセス期間９０５に含まれるタイムスロットのうち、例えば３番目のタイムスロットでフレーム送信を行うことにより、制御装置１０に対して通信が完了する。端末装置Ｄ２から送信される無線フレームを正常に受信した制御装置１０は、端末装置Ｄ２に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信する。

次に、ステップＳ１２０７において、制御装置１０のＣＰＵ１１０は最大送信電力で第二の同報フレーム１１０６を送信する。この第二の同報フレーム１１０６は図１０（ｂ）に示す第二の同報フレームの到達範囲１００１まで到達する。その結果、端末装置Ｄ１〜Ｄ３はすべてこの第二の同報フレーム１１０６を受信するが、Ｄ２は既に通信を完了しているため応答しない。よって、ステップＳ１２０８では、端末装置Ｄ１およびＤ３のみがそれぞれアクセス期間１１０７に含まれるタイムスロットにおいて制御装置１０に対して無線フレームを送信する。

その結果、図１２（ｃ）のように、アクセス期間１１０７で、例えば１番目のタイムスロットで端末装置Ｄ３が、３番目のタイムスロットで端末装置Ｄ１が無線チャネルにアクセスする。そして、フレーム衝突が起きることなく端末装置から送信されたフレームが制御装置によって正常に受信される。そして、端末装置Ｄ１から送信される無線フレームを正常に受信した制御装置１０は、端末装置Ｄ１に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信する。

以上、本発明に関する無線通信システムの制御装置１０は、自分のサービスエリアに所属する端末装置２０の数を把握しているので、所属している数によって制御装置１０の動作を切り替えることが可能である。それによって、サービスエリア内の端末装置２０の数に応じた適切な制御をおこなうことができる。

またＭの値を２に設定することで、サービスエリア内の端末装置２０が１台だけなのか、あるいは複数の端末装置が所属しているかによって動作を切り替えることが可能である。サービスエリア内の端末装置２０の数が１台の場合には、制御装置１０のサービスエリアに新たに端末装置２０が参加してこない限りは、無線フレームの衝突は起きない。そのような場合にまで、送信電力を制御する必要は無いので、そこで衝突が起きる場合と、起きない場合にわけて送信電力制御方法を切り替えることで、効率的な制御をおこなうことが可能である。

また、本実施例のように制御装置１０が自装置のサービスエリア内に所属する端末装置数を把握している場合には、その端末装置数に応じて、送信電力レベルの段階を増やした送信電力制御をおこなってもよい。例えば、端末装置数が３台の場合には、低レベル、最大レベルの２段階の送信電力制御をおこない、端末装置数が１０台ある場合には、レベル１〜レベル５までの５段階の送信電力に変更する制御をおこなうようにしてもよい。

さらに、自装置のサービスエリア内に所属する端末装置の数に応じて、アクセス期間に含まれるタイムスロットの数を変更しても良い。例えば、サービスエリア内の端末装置の数が多くなるにつれて、タイムスロットの数も増やすことで、各端末装置が同じタイムスロットを選択する確率が減り、衝突を低減することができる。

次に第３の実施例について説明する。

本実施例では、端末装置２０から送られてくるフレームの衝突を検知して、送信電力制御の方法を切り替える例について説明する。なお、制御装置１０の構成については、実施例１で説明した図１を流用し、図１と図１３（ａ）、（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。ただし、本実施例では、図１に示す制御装置１０のＲＡＭ１３０の内容が一部実施例１と異なり、ＲＡＭ１３０は変数の記憶領域１３６に端末装置２０からの受信数を格納する変数Ｋを保持する。なお図１３（ａ）は制御装置１０のサービスエリア内に存在する端末装置２０が１台以下の場合の動作を表すフローチャートであり、図１３（ｂ）は制御装置１０のサービスエリア内に存在する端末装置２０が複数台の場合の動作を表すフローチャートを示す。

まず、図１に示す制御装置１０のＣＰＵ１１０は、送信電力制御プログラム１２１に従って、送信電力調整部１５０に指示を出し、送信電力レベルを最大レベルに設定する（ステップＳ１３００）。この際に、ＣＰＵ１１０は、ＲＡＭ１３０の送信電力記憶領域１３１に送信電力が最大レベルに設定してあることを格納しておく。

そしてＣＰＵ１１０はフレーム生成プログラム１２２に従って、アクセス期間に関する情報を保持した同報フレームを生成し、ＲＡＭ１３０の生成フレームの記憶領域１３２に格納する（ステップＳ１３０１）。この際に、ＣＰＵ１１０はアクセス期間に関する情報で指定した、アクセス期間の開始時刻および終了時刻、アクセス期間に含まれるタイムスロット数Ｎ（Ｎは自然数）などの情報をアクセス期間に関する情報の記憶領域１３５に格納しておく。

ステップＳ１３０２においては、ＣＰＵ１１０はステップＳ１３００で設定した最大レベルの送信電力で、フレームの送信をおこなう。その後、送信した同報フレームに対して、端末装置２０から無線フレームが送られてきた場合に、無線フレームの受信をおこない、受信したフレームの記憶領域１３３に格納する（ステップＳ１３０３〜Ｓ１３０４）。そして、受信した無線フレームを解析し、解析した無線フレームをＲＡＭ１３０中の解析したフレームの記憶領域１３５に格納する（ステップＳ１３０５）。一方、ステップＳ１３０３において無線フレームの受信がない場合は、ステップＳ１３０８に進む。

ステップＳ１３０６では、ＣＰＵ１１０は受信した無線フレームが正常に復調されたかどうかを判断する。無線フレームが正常に復調されたことを判断したＣＰＵ１１０は、ステップＳ１３０７において、そのフレームの送信元である端末装置２０に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信し、ステップＳ１３０８に移る。ステップＳ１３０６において、例えば、複数の端末装置２０から送信されるフレームが衝突を起こしたとき、そのフレームは正しく復調することができない。このときＣＰＵ１１０は、受取確認信号（Ａｃｋ）の送信はおこなわず、Ａに移る。

ステップＳ１３０８に移ると、ＣＰＵ１１０はアクセス期間に関する情報の記憶領域１３５に格納した情報に基づいて、同報フレームの生成時に指定したアクセス期間が経過したかを判断する。判断の結果、アクセス期間が経過していない場合は、ステップＳ１３０３に戻る。また、アクセス期間が経過していると判断した場合には、ステップＳ１３０１に戻る。

前述したステップＳ１３０６において、Ａに移ると、ＣＰＵ１１０は、送信電力制御プログラム１２１に従って、送信電力調整部１５０に指示を出し、送信電力レベルを低レベルに設定する（ステップＳ１３０９）。ここで、ＣＰＵ１１０は、ＲＡＭ１３０の送信電力レベル記憶領域１３１に、送信電力は低レベルに設定してあることを格納しておく。

そして、ＣＰＵ１１０はステップＳ１３１０でＲＡＭ１３０の変数の記憶領域１３６に端末装置２０からの受信数を保持する変数Ｋを用意し、用意した変数Ｋに初期値０を設定しておく（ステップＳ１３１０）。またＣＰＵ１１０はステップＳ１３１１でＲＡＭ１３０の変数の記憶領域１３６にフレーム衝突検出フラグＦを用意し、用意した変数Ｆに初期値０を設定しておく。

そして実施例１と同様、生成フレームの記憶領域１３２にアクセス期間に関する情報を保持するフレームを生成し、そのフレームをステップＳ１３０９で設定した低レベルの送信電力で送信する（ステップＳ１３１２〜ステップＳ１３１３）。その後、端末装置２０から受信がある場合に、フレームを受信し、受信フレームの記憶領域１３３に格納する。その後、受信したフレームをフレーム解析プログラム１２３に従って、解析処理をおこない、解析したフレームの記憶領域１３４に格納する（ステップＳ１３１４〜ステップＳ１３１６）。

ステップＳ１３１７では、ＣＰＵ１１０は受信した無線フレームが正常に復調されたかどうかを判断する。無線フレームが正常に復調されたことを判断したＣＰＵ１１０は、ステップＳ１３１９において、そのフレームの送信元である端末装置２０に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信する。そして端末装置２０から受信があった場合は、受信数Ｋを１増やす（ステップＳ１３２０）。

一方、ステップＳ１３１７において、例えば、複数の端末装置２０から送信されるフレームが衝突を起こしたとき、そのフレームは正しく復調することができないため、受取確認信号（Ａｃｋ）の送信はおこなわず、ステップＳ１３１８に進む。ステップＳ１３１８では、ＲＡＭ１３０の変数領域１３６に用意したフレーム衝突フラグＦに１を代入する。

そして、ステップＳ１３２１において実施例１と同様、ＣＰＵ１１０はＲＡＭ１３０内のアクセス期間に関する情報の記憶領域に格納した同報フレームの生成時に指定したアクセス期間が経過したかを判断する。アクセス期間が経過していない場合は、ステップＳ１３１４に戻り、ステップＳ１３１４からステップＳ１３２１の処理を繰り返す。アクセス期間が経過した場合、ＣＰＵ１１０は送信電力レベル記憶領域１３１を参照し、設定してある送信電力が最大レベルであるかどうかを判断する（ステップＳ１３２２）。送信電力が最大レベルでない場合はステップＳ１３２３に移り、送信電力を上げる。送信電力を上げた場合に、送信電力レベル記憶領域１３１の送信電力レベルの値を新しく設定した値に更新する。そして、ステップＳ１３１０に戻り、ステップＳ１３１０〜ステップＳ１３２３の処理を繰り返す。その後、ステップＳ１３２２において、送信電力レベル記憶領域１３１を参照し、設定してある送信電力が最大レベルであると判断した場合にステップＳ１３２４に移る。

ステップＳ１３２４では、フレーム衝突検出フラグＦが１かどうかを判断する。フレームの衝突は、サービスエリア内に複数の端末がある場合におこる。よって、フレーム衝突フラグが１の場合は、ＣＰＵ１１０はステップＳ１３２４において、制御装置のサービスエリア内に複数の端末が存在することを認識し、ステップＳ１３０９に進み、送信電力レベルを複数の段階に設定する動作モードを続ける。また、フレーム衝突フラグが０の場合は、ステップＳ１３２５に進む。

ステップＳ１３２５においては、ＣＰＵ１１０が、受信数Ｋの値が２以上であると判断した場合、ＣＰＵ１１０はステップＳ１３２４において、制御装置１０のサービスエリア内に複数の端末装置２０が存在することを認識する。そして、ステップＳ１３０９に進み、送信電力レベルを複数の段階に設定する動作モードを続ける。受信数Ｋの値がそれ以外の場合は、サービスエリア内に端末装置２０が、存在しない、もしくは１台の場合であるので、Ｂに移り、同報フレームを最大送信電力で送信する動作モードに切り替える。

実施例２の端末装置の動作については、実施例１と同様である。

前述した制御装置１０および端末装置２０の動作について、図１４のシステム構成図および図１５のタイミング図および、図１６の動作フロー図を参照して説明する。

本実施例では、まず図１４（ａ）のように制御装置１０のサービスエリアには一台の端末装置Ｄ１が所属しているものとする。このとき制御装置１０は、サービスエリアに属する端末装置が一台だけであるため、最大送信電力で同報フレームを送信している。その後、図１４（ｂ）のように新たに端末装置Ｄ２が当該制御装置１０のサービスエリアに参加する。なお、同報フレームを低レベルの送信電力レベルで送信した場合に、同報フレームが到達する範囲を第一の同報フレームの到達範囲１４００とする。また、同報フレームを最大レベルの送信電力レベルで送信した場合に同報フレームが到達する範囲を第二の同報フレームの到達範囲１４０１とする。ここでは、端末装置Ｄ２が参加した結果、次の状況になる場合について説明する。端末装置Ｄ２は図１４（ｃ）に示すように第一の同報フレームの到達範囲１４００内に存在し、端末装置Ｄ１は第二の同報フレームの到達範囲１４０１内、かつ第一の同報フレームの到達範囲１４００外に存在する場合について説明する。

図１５は制御装置１０が送信する同報フレーム１５００、第一の同報フレーム１５０２、第二の同報フレーム１５０４が指定するアクセス期間１５０１、１５０３、１５０５に対して、各端末装置Ｄ１、Ｄ２がアクセスするタイミングを示す。

図１４（ｃ）の状態になったときに、Ｄ２が新たに存在することをまだ検出していない制御装置１０は、図１６（ａ）のステップＳ１６００において送信電力レベルを最大送信電力に設定し、同報フレーム１５００を送信する。

ステップＳ１６０１において、この同報フレームを受信した端末装置Ｄ１、Ｄ２は、同報フレーム１５００に含まれるアクセス期間の情報に基づいてアクセス期間１５０１を認識する。そして、タイムスロットの情報に基づいて、どのタイムスロットでアクセスをおこなうか選択する。その後、端末装置Ｄ１、Ｄ２はそれぞれ選択したタイムスロットで制御装置１０に対して、無線フレームを送信する。

ここで図１５に、同報フレーム１５００を受信した各端末装置が制御装置１０にアクセスするタイミングを示す。端末装置Ｄ１とＤ２がともにアクセス期間１５０１の２番目のタイムスロットで無線フレームを送信しており、これら二台の端末装置から送信された無線フレームは衝突を起こしている。

その結果、制御装置１０はこれら無線フレームの信号電力を検出するため、何らかの無線フレームが送信されていることを認識するものの、これら無線フレームが衝突しているため、制御装置１０はこれら無線フレームを正しく復調することができない。つまりこの時、制御装置１０はフレーム衝突を検出し、すでに自分のサービスエリアに存在している端末装置Ｄ１以外に、新たに他の端末装置が存在することを認識し、動作モードを図１６（ｂ）に変更する（図１３のステップＳ１３０６からＡに移る処理に対応している）。

図１６（ｂ）に移ると、制御装置１０は送信電力制御を行う一連のシーケンスを開始する。

まず、制御装置１０は、ステップＳ１６０３において、低い送信電力で第一の同報フレーム１５０２を送信する。端末装置Ｄ２は第一の同報フレーム１５０２の到達範囲内に存在するためにこの同報フレームを受信できるが、端末装置Ｄ１は第一の同報フレーム１５０２の到達範囲外に存在するため受信できない。

従って端末装置Ｄ２のみがステップＳ１６０４において、第一の同報フレーム１５０２を受信して、同報フレーム１５０２に含まれるアクセス期間の情報に基づいてアクセス期間１５０３を認識する。そして、端末装置Ｄ２は、タイムスロットの情報に基づいて、どのタイムスロットでアクセスをおこなうか選択する。その後無線フレームを送信する。図１５に示すように、アクセス期間１５０３では、２番目のタイムスロットで端末装置Ｄ２のみが無線チャネルにアクセスし、フレーム衝突が起きることなく端末装置から送信されたフレームが制御装置によって正常に受信される様子を示している。端末装置Ｄ２から送信される無線フレームを正常に受信した制御装置１０は、端末装置Ｄ２に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信する。

次に制御装置１０のＣＰＵ１１０は、ステップＳ１６０５において、送信電力を最大送信電力に設定し、第二の同報フレーム１５０４を送信する。端末装置Ｄ１およびＤ２は第二の同報フレーム１５０４を受信するが、Ｄ２はアクセス期間１５０３において既に通信を完了しているため、端末装置Ｄ１のみがアクセス期間１５０５に含まれるタイムスロットにおいて制御装置１０に対して無線フレームを送信する。

図１５に示すアクセス期間１５０５では、２番目のタイムスロットで端末装置Ｄ１のみが無線チャネルにアクセスし、フレーム衝突が起きることなく端末装置から送信されたフレームが制御装置によって正常に受信される様子を示している。端末装置Ｄ２から送信される無線フレームを正常に受信した制御装置１０は、端末装置Ｄ２に対して、受信確認信号（Ａｃｋ）を送信する。

以上本実施例２に示すように、本発明に関わる無線通信システムの制御装置は、自分のサービスエリアに所属する端末装置に加え、新たに他の端末装置から接続要求フレームが送信された場合でも、それらフレーム衝突を検出し動作を切り替えることが可能である。これによって、制御装置はフレーム衝突の発生を極力削減し、短時間ですべての端末装置２０との通信に成功する効果を持つ。

なお本実施例では、端末装置２０から送信されるフレームの衝突を検出することで、制御装置１０が動作モードを切り替える例を説明した。動作モードの切り替えは最大送信電力レベルで同報フレームを送信する動作モードから、送信電力レベルの異なる複数の同報フレームを送信する動作モードに切り替える場合を説明した。しかし、動作モードの切り替えは、これに限らず、制御装置１０が送信電力の異なる複数の同報フレームを送信する動作モードで動作している時に、フレームの衝突を検知することで送信電力を変化させる段回数を増やして同報フレームを送信するようにしてもよい。

（その他の実施例）
送信電力を設定する段階数は、実施例１では送信電力は低レベル、中レベル、最大レベルの３段階、実施例２および実施例３では低レベル、最大レベルの２段階の場合を説明したが、送信電力を変更する段階の数は２段階や３段階以外の値でもよい。例えば、レベル１、レベル２、レベル３、レベル４、レベル５（最大レベル）といった５段階にわけて設定してもよい。

また、前述した実施例では、各構成をソフトウェアによる処理とハードウェアによる処理との組合せで実現する場合を例にして説明していた。これらの構成について、実施例ではソフトウェアで実現する場合について説明した構成をハードウェアで実現してもよく、ハードウェアで実現する場合について説明した構成をソフトウェアで実現してもよい。

また、上記のように実施形態を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給する場合を含む。また、そのシステム或いは装置のコンピュータが供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって達成される場合を含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、制御装置あるいは端末装置のコンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

また、プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、などがある。

本発明の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の端末装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１における制御装置のフローチャートを示す図である。 本発明の実施形態における端末装置のフローチャートを示す図である。 本発明の実施形態１における無線通信システムのモデル図である。 本発明の実施形態１におけるタイミング図である。 本発明の実施形態１における動作フロー図である。 本発明の実施形態における登録管理テーブルを表した図である。 本発明の実施形態２における制御装置のフローチャートを示す図である。 本発明の実施形態２における無線通信システムのモデル図である。 本発明の実施形態２におけるタイミング図である。 本発明の実施形態２における動作フロー図である。 本発明の実施形態３における制御装置のフローチャートを示す図である。 本発明の実施形態３における無線通信システムのモデル図である。 本発明の実施形態３におけるタイミング図である。 本発明の実施形態３における動作フロー図である。

符号の説明

１１０ ＣＰＵ
１２１ 送信電力制御プログラム
１２２ フレーム生成プログラム
１３１ 送信電力レベル記憶領域
１５０ 送信電力調整部

Claims (20)

1. 端末装置と通信可能な制御装置であって、
   前記端末装置と前記制御装置とが通信をおこなう通信期間を指定する情報を前記端末装置に送信する送信手段と、
   前記制御装置と通信可能な範囲に存在する端末装置の数を把握する把握手段と、
   前記通信可能な範囲に前記情報を送信する第１の処理と、前記通信可能な範囲に含まれる複数の通信範囲のそれぞれに異なる通信期間を指定する情報を送信する第２の処理とを実行可能な制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記把握手段によって把握する端末装置の数に基づいて、前記第１の処理の実行と前記第２の処理の実行とを切替えることを特徴とする制御装置。
2. 前記制御手段は、前記把握手段によって把握する端末装置の数が単数であることを把握する場合に、前記第１の処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記把握手段は、前記端末装置から送られてきたデータの衝突を検出することによって、前記制御装置と通信可能な範囲に端末装置が複数あることを把握し、
   前記制御手段は、前記通信可能な範囲に端末装置が複数あることを把握する場合に、前記第２の処理を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置。
4. 前記情報を送信する送信電力を変更することにより、前記送信手段が前記情報を送信する送信範囲を変更する第１の変更手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記把握手段によって把握する端末装置の数に基づいて、前記通信期間に含まれるタイムスロットの数を変更する第２の変更手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記制御装置と前記端末装置とは、ランダムアクセス方式で通信することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 端末装置と通信可能な制御装置の制御方法であって、
   前記端末装置と前記制御装置とが通信をおこなう通信期間を指定する情報を前記端末装置に送信し、
   前記制御装置と通信可能な範囲に存在する端末装置の数を把握し、
   前記通信可能な範囲に前記情報を送信する第１の処理と、前記通信可能な範囲に含まれる複数の通信範囲のそれぞれに異なる通信期間を指定する情報を送信する第２の処理とを実行可能にし、
   前記制御装置と通信可能な範囲に存在する端末装置の数に基づいて、前記第１の処理の実行と前記第２の処理の実行とを切替えることを特徴とする制御装置の制御方法。
8. 前記制御装置と通信可能な範囲に存在する端末装置の数が単数であることを把握する場合に、前記第１の処理を実行することを特徴とする請求項７に記載の制御装置の制御方法。
9. 前記制御装置と通信可能な範囲に存在する端末装置から送られてきたデータの衝突を検出することによって、前記制御装置と通信可能な範囲に端末装置が複数あることを把握し、
   前記通信可能な範囲に端末装置が複数あることを把握する場合に、前記第２の処理を実行することを特徴とする請求項７または８に記載の制御装置の制御方法。
10. 前記情報を送信する送信電力を変更することにより、前記情報を送信する送信範囲を変更することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の制御方法。
11. 前記制御装置と通信可能な範囲に存在する端末装置の数に基づいて、前記通信期間に含まれるタイムスロットの数を変更することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の制御方法。
12. 前記制御装置と前記端末装置とは、ランダムアクセス方式で通信することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の制御方法。
13. 制御装置から送信される情報で指定された通信期間に、複数の端末装置がランダムアクセス方式によって、前記制御装置に対してデータを送信する通信システムであって、
    前記制御装置は、前記端末装置と前記制御装置とが通信をおこなう通信期間を指定する情報を前記端末装置に送信する送信手段と、
    前記制御装置と通信可能な範囲に存在する端末装置の数を把握する把握手段と、
    前記通信可能な範囲に前記情報を送信する第１の処理と、前記通信可能な範囲に含まれる複数の通信範囲のそれぞれに異なる通信期間を指定する情報を送信する第２の処理とを実行可能な制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記把握手段によって把握する端末装置の数に基づいて、前記第１の処理の実行と前記第２の処理の実行とを切替えることを特徴とする通信システム。
14. 前記制御手段は、前記把握手段によって把握する端末装置の数が単数であることを把握する場合に、前記第１の処理を実行することを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
15. 前記把握手段は、前記端末装置から送られてきたデータの衝突を検出することによって、前記制御装置と通信可能な範囲に端末装置が複数あることを把握し、
    前記制御手段は、前記通信可能な範囲に端末装置が複数あることを把握した場合に、前記第２の処理を実行することを特徴とする請求項１３または１４に記載の通信システム。
16. 前記情報を送信する送信電力を変更することにより、前記送信手段が前記情報を送信する送信範囲を変更する第１の変更手段を更に有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の通信システム。
17. 前記把握手段によって把握する端末装置の数に基づいて、前記通信期間に含まれるタイムスロットの数を変更する第２の変更手段を更に有することを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の通信システム。
18. 前記制御装置と前記端末装置とは、ランダムアクセス方式で通信することを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の通信システム。
19. 請求項７から乃至１２のいずれかに１項に記載の制御方法を実行するためのコンピュータプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
20. 請求項７乃至１２のいずれかに記載の制御方法を実行するためのコンピュータプログラム。

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