JP5280264B2 - 通信システム - Google Patents

Description

本発明は、複数のノードがマルチホップ通信を行う通信システムに関するものである。

近年、通信範囲内に存在する別のノードに通信信号を中継させることで、通信範囲外に存在するノード同士の通信を可能とするマルチホップ通信が知られ、種々の建物内の構内通信システム等に採用されている。

特許文献１には、各ノードでメッセージをルーティングして、ソースノードからディスティネーションノードにメッセージを送信する技術が開示されている。図１８は、特許文献１のネットワーク構成図を示している。図１８に示すように特許文献１では、ＸチャネルとＹチャネルとで規定される２次元平面上に複数のノードが配置されたネットワークＡとネットワークＢとを備え、ネットワークＡ，Ｂの対応するノード同士がＺチャネルを介して接続された通信システムが開示されている。

そして、この通信システムでは、Ｘチャネル又はＹチャネルにおいてあるノードがメッセージを中継する際に、Ｘチャネル又はＹチャネルの使用要求を出力し、Ｘチャネル又はＹチャネルの使用許可が直ぐに行われない場合、Ｚチャネルの使用要求も出力し、使用が許可されたチャネルにメッセージが中継される。

特開平５−１５３１６３号公報

しかしながら、この技術では、例えば同じ周波数を用いて複数の通信を同時に行おうとすると、通信の衝突が起こる可能性がある。このような衝突を防ぐ対策として、ＩＥＥＥ８０２．１１では受信信号の電力レベルを用いて通信チャネルの使用状況をキャリアセンスで判断し、通信制御を行う手法がある。

しかしながら、この手法は、目的とする通信に全く関係のない伝送路が占拠されてしてしまうという問題を解決することはできない。

図１９、図２０は、等間隔（距離Ｌ）で格子状に複数ノードが接続されたネットワークにおいて、ソースノードであるノードＴｘからディスティネーションノードであるノードＲｘに通信信号が送受信される際のネットワークの状態を示した図である。図１９は通信信号の到達距離が２Ｌの場合を示し、図２０は通信信号の到達距離がＬの場合を示している。

図１９においては、各ノードは通信信号を２Ｌの範囲に放射状に転送するので、あるノードから転送された通信信号は周囲の１２個のノードに到達する。図２１は、図１９のネットワーク状態を時系列に示した図である。

まず、図２１（Ａ）に示すように、ノードＴｘから送信された通信信号は、ノードＴｘを中心として距離が２Ｌ離れた到達範囲Ｄ１内に配置された１２個のノードにより受信される。

ここで、各ノードが隣接する１２個のノードのうちどのノードに通信信号を転送するべきかを示すルート情報は、通信信号の中に含まれているとする。

したがって、通信信号を受信した各ノードは、通信信号に含まれるルート情報を参照して自身が中継ノードであるか否かを判定し、自身が中継ノードである場合は、受信した通信信号を次の中継ノード又はディスティネーションノードに転送し、自身が中継ノードでない場合は、受信した通信信号を破棄する。

図２２は、通信信号の到達距離がＬの場合において、ある１つのノードから送信される通信信号の到達範囲を示した図であり、（Ａ）は各ノードが無線通信により通信信号を送信する場合を示し、（Ｂ）は各ノードが有線通信により通信信号を送信する場合を示している。

図２２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、通信信号の到達距離がＬの場合、ある１つのノードＮｘから送信された通信信号は、距離がＬ離れて配置されたノードＮｘ１には到達することはできるが、距離がＬを超えて離れて配置されたノードＮｘ２には到達することができない。

図２１に戻り、ノードＴｘから右隣に２Ｌ離れたノードＮ１は中継ノードであるため、ノードＴｘから送信された通信信号を受信すると、ノードＴｘと同様にして通信信号を転送する（図２１（Ｂ））。この場合も、ノードＴｘと同様、通信信号はノードＮ１を中心として距離が２Ｌ離れた到達範囲Ｄ２内の配置された１２個のノードにより受信される。

このように、通信信号はノードＮ１〜Ｎ３により中継され、最終的にディスティネーションノードであるノードＲｘまで転送される（図２１（Ｃ），（Ｄ））。これに伴って到達範囲もＤ１〜Ｄ４へと移動する。

したがって、各中継ノードから転送された通信信号は、周囲の１２個のノードに到達するため、ノードＴｘからノードＲｘに送信される通信信号は、通信に直接関係するノードであるノードＴｘ，Ｎ１〜Ｎ３，Ｒｘ以外の到達範囲Ｄ１〜Ｄ４から構成される到達範囲ＺＤ内の各ノードＳｘにも受信されることになる。

なお、図１９、図２０では、ノードＴｘからノードＲｘに通信信号を送信した場合の到達範囲とノードＲｘからノードＴｘに通信信号を送信した場合の到達範囲とを重ね合わせたものを到達範囲ＺＤとして示している。そのため、図１９に示す到達範囲ＺＤと図２１に示す到達範囲ＺＤとは異なっている。

また、図２０においては、通信信号の到達距離がＬであるため、ノードＴｘ及びノードＮ１〜Ｎ６により転送される通信信号は、周囲の４個のノードに到達する。そのため、ノードＴｘ〜Ｒｘに送信される通信信号は、通信に直接関係するノードであるノードＴｘ，Ｎ１〜Ｎ６以外の到達範囲ＺＤ内の各ノードＳｘにも受信されることになる。

到達範囲ＺＤが大きくなると、到達範囲ＺＤ内の通信路に複数の通信信号が同時に存在する可能性が高くなって、通信信号の衝突が発生する可能性が高くなり、この衝突によって通信信号が元の通信信号とは異なる誤った信号になってしまう。また、この衝突を回避しようとるすと、到達範囲ＺＤ内に通信信号が存在するときは、他の通信信号を送信しないというような対策をとる必要が生じ、これにより、通信速度が低下してしまう。

本発明の目的は、通信に全く関係のない伝送路が占拠されることを抑制する通信システムを提供することである。

（１）本発明の一局面による通信システムは、複数のノードがマルチホップ通信を行う通信システムであって、前記ノードは、通信対象の隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる送信電力の最小値を決定するために、隣接ノード毎に予め定められた電力調整情報を記憶する記憶部と、隣接ノードのうち前記通信対象の隣接ノードの電力調整情報を前記記憶部から特定し、特定した電力調整情報を基に、前記通信対象の隣接ノードに送信する通信信号の送信電力を調整する調整部と、前記調整部により調整された送信電力で通信信号を前記通信対象の隣接ノードに送信する送信部とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、記憶部は、隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる送信電力の最小値を決定するために、隣接ノード毎に予め定められた電力調整情報を記憶している。そして、調整部は、隣接ノードのうち通信対象の隣接ノードの電力調整情報を記憶部から特定し、特定した電力調整情報を基に、通信対象の隣接ノードに送信する通信信号の送信電力を調整する。

これにより、通信対象の隣接ノードに送信される通信信号の送信電力は、当該通信対象の隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる送信電力の最小値に調整される。

そのため、隣接ノードのうち通信対象外の隣接ノードへの通信信号の到達が抑制され、通信信号の到達範囲が縮小する。その結果、通信に全く関係のない伝送路が占拠されることを抑制することができる。

（２）前記記憶部は、隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる受信電力の最小値である所定の最小受信電力値を記憶し、前記ノードは、各隣接ノードから所定の基準送信電力値で送信された通信信号の電力を測定する測定部と、前記最小受信電力値と、前記測定部により測定された測定値とを基に、各隣接ノードからの通信信号の受信電力が前記最小受信電力値を超えるような送信電力の最小値を求め、求めた最小値を基に各隣接ノードの電力調整情報を設定する設定部とを更に備えることが好ましい。

この構成によれば、通信信号は、各隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる送信電力の最小値で送信されるため、通信対象の隣接ノード以外の隣接ノードに通信信号が到達することを抑制することができ、到達範囲の増大を抑制することができる。また、伝送路の状態が変化した場合、容易に設定変更を行うことができる。

（３）前記測定部は、自身のノードから各隣接ノードに前記基準送信電力で送信された通信信号を各隣接ノードに測定させることで、前記送信電力の最小値を求めることが好ましい。

この構成によれば、ノード間を繋ぐ伝送路が上りと下りとで伝搬損失が異なる非対称な伝送路であっても、適切な送信電力の最小値を定めることができる。

（４）前記記憶部は、各隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる受信電力の最小値である所定の最小受信電力値を記憶し、前記ノードは、減衰器を備え、前記調整部は、前記電力調整情報を基に、通信対象の隣接ノードが前記最小受信電力値を超える受信電力で通信信号を受信することができる最大減衰率に前記減衰器の減衰率を設定することが好ましい。

この構成によれば、通信信号は、各隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる最大減衰率で減衰して送信されるため、通信対象の隣接ノード以外の隣接ノードに通信信号が到達することを抑制することができ、到達範囲の増大を抑制することができる。

なお、減衰率とは、減衰を受ける前の通信信号の強度対する、減衰を受けた後の通信信号の強度の比を示す。

（５）前記設定部は、自身のノードから各隣接ノードに前記基準送信電力で送信された通信信号を各隣接ノードに測定させることで、各隣接ノードの最大減衰率を求めることが好ましい。

この構成によれば、電力調整情報として最大減衰率が採用されているため、伝送路の状態が変化した場合、容易に減衰率を変更することができる。また、ノード間を繋ぐ伝送路が上りと下りとで伝搬損失が異なる非対称な伝送路であっても、適切な最大減衰率を求めることができる。

（６）前記ノードは、距離が一定となるようにメッシュ状に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、各ノードは、距離が一定となるようにメッシュ状に配置されているため、ノード間の伝搬損失が均一化され、通信対象外の隣接ノードに通信信号が到達されることをより確実に抑制することができる。

本発明によれば、隣接ノードのうち通信対象外の隣接ノードへの通信信号の到達が抑制され、通信信号の到達範囲が縮小する。その結果、通信に全く関係のない伝送路が占拠されることを抑制することができる。

本発明の実施の形態１による通信システムを構成するノードのブロック図を示している。 （Ａ）はノードＴｘと隣接ノードとの関係を示したネットワーク図を示している。（Ｂ）はある１つのノードであるノードＴｘにおける送信電力テーブルの一例を示す図である。 本実施の形態におけるノードが測定することができる受信電力を示したテーブルである。 本実施の形態におけるノードが設定することができる送信電力を示したテーブルである。 設定部の処理を説明する表である。 通信電力テーブルの他の一例を示した図である。 本発明の実施の形態２による通信システムを構成するノードのブロック図を示している。 （Ａ）は自身のノードに隣接する４近傍のノードＢ，Ｄ，Ｆ、Ｈを示した図である。（Ｂ）は減衰率テーブルの一例を示す図である。 （Ａ）は、ノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈのそれぞれの受信電力の測定値の基準送信電力値比を示した表である。（Ｂ）は、ノードＢ，Ｄ，Ｆ，ＨとノードＥとの間の減衰率の基準送信電力値比を示した表である。 各ノードが設定することができる減衰率の値を示した減衰率テーブルを示している。 減衰率の算出結果を示した表である。 減衰率の条件を示す表である。 減衰率の条件を示す表である。 到達範囲の一例を示した図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施の形態３における通信システムのネットワーク構成の一例を示した図である。 本発明の実施の形態３における通信システムのネットワーク構成の一例を示した図である。 本発明の実施の形態３における通信システムのネットワーク構成の一例を示した図である。 特許文献１のネットワーク構成図を示している。 等間隔で格子状に複数ノードが接続されたネットワークにおいて、ソースノードからディスティネーションノードに通信信号が送信される際のネットワークの状態を示した図である。 等間隔で格子状に複数ノードが接続されたネットワークにおいて、ソースノードからディスティネーションノードに通信信号が送信される際のネットワークの状態を示した図である。 図１９のネットワーク状態を時系列に示した図である。 通信信号の到達距離がＬの場合において、ある１つのノードから送信される通信信号の到達範囲を示した図であり、（Ａ）は各ノードが無線通信により通信信号を送信する場合を示し、（Ｂ）は各ノードが有線通信により通信信号を送信する場合を示している。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１による通信システムについて説明する。図１は、本発明の実施の形態１による通信システムを構成するノードのブロック図を示している。ノードは、図略のネットワークに接続された通信装置により構成され、他のノードとの間において、通信信号を送受信する。

本実施の形態では、ネットワークとして、例えば、電話網（固定電話網および移動体電話網）、ＩＳＤＮ網、光通信網、ＷＡＮ（Wide Area Network）、及びＩＥＥＥ８０２．１１ａの無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信網を採用することができる。なお、本実施の形態においては、各ノードは等間隔で（距離：Ｌ）で接続されているものとする。

図１に示すノードは、マルチホップ通信を行うものであり、ソースノード、ディスティネーションノード、及び中継ノードとして機能する。

ノードは、ルート情報に基づいて、ディスティネーションノードまで通信ルートを決定する機能を備えている。なお、ネットワークの伝送路としては、有線及び無線のいずれを採用してもよい。

ノードは、受信部１０、記憶部２０、送信部３０、送受信切替部４０、及び制御部５０を備えている。受信部１０は、伝送路からの通信信号を制御部５０が処理可能な形式のデータに変換し、制御部５０に出力する。

記憶部２０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性記憶素子、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の書換え可能な不揮発性記憶素子、及びＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性記憶素子等の半導体記憶素子により構成される。

本実施の形態では、記憶部２０は、特に、送信電力テーブルを記憶している。送信電力テーブルは、隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる送信電力の最小値を決定するために、隣接ノード毎に予め定められた電力調整情報が記載されたテーブルである。なお、隣接ノードとは、あるノードから送信された通信信号を後述する基準送信電力値で送信した場合に到達させることができる当該あるノードの周囲のノード、つまり１ホップで送信可能なノードを示している。

図２（Ｂ）はある１つのノードであるノードＴｘにおける送信電力テーブルの一例を示す図であり、図２（Ａ）はノードＴｘと隣接ノードとの接続関係を示したネットワーク図を示している。なお、図２（Ｂ）の送信電力テーブルにおいては、ノードＴｘから通信距離が２ホップの範囲内に位置する１２個のノードＡ〜Ｌが隣接ノードとされている。

図２（Ｂ）に示すように送信電力テーブルは、送信先ノード、電力レベル、及び送信電力の欄を備えている。なお、図２（Ｂ）では、電力レベル及び送信電力の欄に格納された各数値が電力調整情報となる。送信先ノードの欄には、ノードＴｘの隣接する１２個のノードＡ〜Ｌを識別するための識別データが格納されている。なお、識別データとしては、各ノードに一意的に割り付けられた記号列が採用され、例えばＭＡＣアドレスを採用することができる。

電力レベルの欄には、各送信先ノードに通信信号を転送する際の送信電力のレベルが格納されている。ここで、送信電力のレベルは、送信電力のレベルを段階的に示す数値であり、例えば１〜４等の整数で表され、数値が大きくなるにつれて送信電力が大きくなることを示している。

送信電力の欄には、送信電力のレベルに対応する具体的な送信電力を決定するための数値が格納されている。図２（Ｂ）では、送信電力の欄には、所定の基準送信電力値に対する比が格納されている。したがって、基準送信電力値に送信電力の欄に格納された比を乗じることで、送信電力の実際の値が算出される。

その他、記憶部２０は最小受信電力値、基準送信電力値、及びルーティングテーブルを記憶している。最小受信電力値は、各ノードが通信信号を受信することができる予め定められた最小の電力値であり、各ノード共通の値が設定されている。

基準送信電力値は、各ノードが通信信号を送信することができる予め定められた最大の電力値であり、各ノード共通の値が設定されている。

ルーティングテーブルは、通信ルートを決定する際に使用される種々の情報を格納する。本実施の形態では、ソースノードが通信ルートを決定し、決定した通信ルートをルート情報として通信信号に含ませて送信し、中継ノードは受信した通信信号に含まれるルート情報と、記憶部２０に記憶されたルーティングテーブルとを参照して、次の中継ノードに通信信号を転送する。そのため、ルーティングテーブルは、ソースノードが通信ルートを決定する際、及び通信信号を転送する際に使用される。

なお、ルーティングテーブルは、例えばＲＩＰ（Routing Information Protocol）やＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）等の手法を用いて各ノードにより作成される。

受信部１０は、例えば専用のハードウエア回路により構成され、伝送路を流れる通信信号を受信する。本実施の形態では、受信部１０は、特に、測定部１１、設定部１２、及び判定部１３を備えている。

測定部１１は、各隣接ノードから所定の基準送信電力値で送信された通信信号である基準通信信号の電力値を測定する。

ここで、基準通信信号は、例えば、ネットワークの構築時やネットワークの変更時等の実際の通信に先立って実行される電力測定モードにおいて送信される。各ノードは、基準通信信号を例えばブロードキャストにより他のノードに向けて送信する。基準通信信号には、送信元であるソースノードを識別するための識別データ（例えばＭＡＣアドレス）、基準通信信号であることを示すデータ等が含まれている。

設定部１２は、最小受信電力値と測定部１１により測定された測定値とを基に、各隣接ノードの通信信号の受信電力が最小受信電力値を超えるような送信電力の最小値を求め、求めた最小値を基に各隣接ノードの電力調整情報を設定する。

以下、基準通信信号を受信するノードを図２（Ａ）のノードＴｘとし、基準通信信号を送信するノードを図２（Ａ）のノードＣとした場合を例に挙げて、ノードＴｘの設定部１２の処理を図３〜図５を用いて具体的に説明する。

本実施の形態では、各ノードは、受信電力及び送信電力を例えば４ビットのデジタルデータ、すなわち１６段階で測定及び設定できる。したがって、受信電力及び送信電力の最大値を共に基準送信電力値とすると、受信電力及び送信電力の基準送信電力値比は、それぞれ図３及び図４で示すテーブルで表すことができる。なお、上記の４ビットは一例であり、他のビット数を採用してもよい。

図３及び図４は、本実施の形態におけるノードが測定及び設定することができる受信電力及び送信電力を示したテーブルである。ここで、ノードＴｘは、図３及び図４に示すテーブルを記憶部２０に記憶しているものとする。

図３に示すテーブルは、電力レベルの欄と受信電力の欄とを備えている。電力レベルの欄には、受信電力の電力レベルが記載され、受信電力の欄には、基準送信電力値Ｐ０を最大値としたときの受信電力の基準送信電力値比が記載されている。

ノードＴｘの測定部１１が測定したノードＣからの基準通信信号の測定値が図５に示すように０．８１２５Ｐ０であった場合、基準通信信号の減衰量は０．１８７５Ｐ０（＝Ｐ０−０．８１２５Ｐ０）である。

ここで、最小受信電力値Ｐｍｉｎを０．０６２５Ｐ０とすると、ノードＣが受信できるためのノードＴｘの送信電力の最小値は０．０６２５Ｐ０／０．８１２５＝０．０７６９Ｐ０と計算できる。

したがって、ノードＴｘの設定部１２は、測定部１１により測定された測定値である０．８１２５Ｐ０をＰ０で除した値（＝０．８１２５）を算出し、得られた値で、最小受信電力値Ｐｍｉｎを除すことで（＝Ｐｍｉｎ／（測定値／Ｐ０））、ノードＣが受信することのできる送信電力の最小値を算出する。

ここで、０．０７６９Ｐ０の基準送信電力値比である０．０７６９は図４に示すテーブルに存在しない。そのため、設定部１２は、図４に示すテーブルの中から０．０７６９以上であって、０．０７６９に最も近い値である０．１２５０を、図２（Ｂ）のノードＣに対する送信電力の欄に書き込む。また、設定部１２は、図４に示すテーブルから０．１２５０に対応する電力レベルを送信電力レベルの電力レベルに書き込む。

図１に戻り、判定部１３は、受信した通信信号が自身ノードで受信すべき信号であるか否かを判定する。ここで、判定部１３は、電力測定モードにおいて隣接ノードから送信された通信信号、通信モードにおいて自身を中継ノードとする通信信号、又は自身をディスティネーションノードとする通信信号を受信した場合、この通信信号を制御部５０に出力し、それ以外の通信信号を受信した場合、この通信信号を破棄すればよい。

この場合、制御部５０は、不要な通信信号に対する処理を実施せずに済む。なお、電力測定モードにおいて、隣接ノードから送信された通信信号を破棄しないのは、隣接ノードから送信電力テーブルを作成するための基準通信信号が送信されるからである。

制御部５０は、例えばＣＰＵにより構成され、ノードの全体制御を司る。本実施の形態では、制御部５０は、特に調整部５１を備えている。調整部５１は、隣接ノードのうち通信対象の隣接ノードの電力調整情報を記憶部２０に記憶された送信電力テーブルから特定し、特定した電力調整情報を基に、通信対象の隣接ノードに送信する通信信号の送信電力を調整する。

具体的には、自身のノードが図２（Ａ）に示すノードＴｘ、送信対象のノードがノードＣであるとすると、調整部５１は、図２（Ｂ）の送信電力テーブルを参照して、基準送信電力値比で示されたノードＣの送信電力である０．１２５０を特定し、ノードＣに送信する通信信号の送信電力を０．１２５０Ｐ０に設定する。

図１に戻り、送信部３０は、ネットワークの通信プロトコルに従った通信信号を生成し、ネットワークに送信する。本実施の形態では、特に送信部３０は、調整部５１により設定された送信電力で通信信号をネットワークに送信する。

送受信切替部４０は、伝送路に接続され、制御部５０から通信信号を送信する指示を受けた場合、送信部３０を伝送路に接続し、通信信号を受信するときは受信部１０を伝送路に接続することで、通信動作を切り替える。

なお、送信電力テーブルには、隣接ノードの電力調整情報を格納することが好ましい。隣接ノードの定義は、アプリケーションによって異なるが、一例として、図１９では、各ノードの通信距離をＬとし、２Ｌ離れたノードを隣接ノードとした場合が示され、図２０では、各ノードの間隔をＬとし、Ｌ離れたノードを隣接ノードとした場合が示されている。なお、ここで、隣接ノードは、予め外部から設定してもよいし、ＲＩＰ等により、ネットワーク内におけるノードの配置情報を取得し、取得した配置情報を用いて設定してもよい。この場合、配置情報から所定の距離範囲内に配置されたノードを隣接ノードとすればよい。

図１９及び図２０を比較すると、Ｌ離れたノードを隣接ノードとする図２０の方が、到達範囲ＺＤが小さくなり、輻輳が発生し難くなっている。そのため、輻輳を防止するという観点からは、Ｌ離れたノードを隣接ノードとすることが好ましい。

また、図２に示す送信電力テーブルは、自律的に作成する必要はなく、外部の装置により予め作成された送信電力テーブルを記憶部２０に書き込むようにしてもよい。この場合、測定部１１及び設定部１２を省くことができ、装置の低コスト化及び小型化を図ることができる。

また、記憶部２０は、図２（Ｂ）に示す通信電力テーブルに変えて、図６に示す通信電力テーブルを記憶してもよい。

図６は、通信電力テーブルの他の一例を示した図である。図６に示す送信電力テーブルは、図２（Ｂ）の送信電力テーブルに加えて更に、２列目に示す受信電力の電力レベルの欄と、３列目に示す受信電力の欄とが含まれている。ここで、受信電力の欄には、測定部１１が測定した基準通信信号の測定値を基準送信電力値比で示した値が格納され、電力レベルの欄には、測定値の基準送信電力値比の電力レベルが格納されている。

この場合、調整部５１は、図２（Ａ）において距離がＬ離れたノードＣ，Ｆ，Ｇ，Ｊの全てに通信信号を送信したい場合、図６に示すノードＣ，Ｆ，Ｇ，Ｊの送信電力の基準送信電力値比である０．１２５０，０．１２５０，０．１２５０，０．２５００のうち、最大の値である０．２５００に基準送信電力値Ｐ０を乗じた値を送信電力として設定すればよい。これにより、通信信号はノードＣ，Ｆ，Ｇ，Ｊにおいて、最小受信電力値Ｐｍｉｎ以上で到達し、ノードＣ，Ｆ，Ｇ，Ｊは、ノードＴｘからの通信信号を受信することができる。

なお、調整部５１は少し余裕をみて、ノードＣ，Ｆ，Ｇ，Ｊの送信電力の基準送信電力値比の最大の値である０．２５００よりも１段階大きい値である０．３１２５に基準送信電力値Ｐ０を乗じた値を送信電力として設定してもよい。これにより、より確実にノードＣ，Ｆ，Ｇ，Ｊに通信信号を到達させることができる。

更に、送信電力テーブルを作成した際にノードＣ，Ｆ，Ｇ，Ｈの全てに通信信号を受信させることができる送信電力を設定しておき、以後、実際の通信において通信信号を送信するときは、自動的にこの送信電力で通信信号を送信するようにしてもよい。

この場合、調整部５１は、通信信号を送信する際の送信電力を設定するための処理が簡略化され、処理負担が軽減されることになる。

また、調整部５１は、ノードＣのみに通信信号を送信したい場合は、図６に示す送信電力テーブルを参照して、０．１２５０Ｐ０をこの通信信号の送信電力として設定する、又は少し余裕をみて、０．１８７５Ｐ０を通信信号の送信電力として設定すればよい。

以上説明したように、本実施の形態による通信システムによれば、通信対象の隣接ノードに送信される通信信号の送信電力は、当該通信対象の隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる送信電力の最小値に調整される。

そのため、隣接ノードのうち通信対象外の隣接ノードへの通信信号の到達が抑制され、通信信号の到達範囲ＺＤが縮小する。その結果、通信に全く関係のない伝送路が占拠されることを抑制することができる。

また、上記説明では、各ノードを繋ぐ伝送路の伝搬損失は上りと下りとで同一、つまり対称であることを前提に説明したが、各ノードを繋ぐ伝送路の伝搬損失が上りと下りとで異なる、つまり非対称の場合であっても、本発明は適用可能である。この場合、図２（Ｂ）に示す受信電力の測定値をノードＴｘに測定させるのではなく、ノードＴｘがノードＡ〜Ｌに測定させたものを採用すればよい。

具体的には、まず、ノードＴｘは、ノードＡ〜Ｌに基準通信信号を送信し、ノードＡ〜Ｌに基準通信信号の受信電力を測定させる。次に、ノードＡ〜Ｌは、測定した受信電力をノードＴｘに通知する。

そして、ノードＴｘは、ノードＡ〜Ｌから通知された受信電力の測定値を用いて、対称の場合と同様にしてノードＡ〜Ｌのそれぞれの送信電力の最小値を求める。

これにより、例えばノードＴｘがノードＣに通信信号を送信する場合の通信信号の流れる方向と、ノードＣの送信電力の最小値を求める際に送信した基準通信信号の流れる方向とが同じになる。その結果、非対称の場合であってもより適切な送信電力の最小値を定めることができる。

また、非対称の場合、下記のようにしてもよい。まず、ノードＴｘは、ノードＡ〜Ｌに基準通信信号を送信し、ノードＡ〜Ｌに基準通信信号の受信電力を測定させる。

次に、ノードＡ〜Ｌは、それぞれ、ノードＴｘから送信された基準通信信号の受信電力の測定値を用いて、対称の場合と同様にして、送信電力の最小値を求め、求めた送信電力の最小値をノードＴｘに送信する。そして、ノードＴｘは、ノードＡ〜Ｌのそれぞれから送信された送信電力の最小値をノードＡ〜Ｌの電力調整情報として設定する。

（実施の形態２）
実施の形態２による通信システムは、減衰器の減衰率を調整して、到達範囲ＺＤを縮小させることを目的とする。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同一のものは説明を省略する。

図７は、本発明の実施の形態２による通信システムを構成するノードのブロック図を示している。図７に示すノードの図１に示すノードに対する大きな相違点は、減衰部６０が更に設けられている点にある。

減衰部６０は、通信信号の送信電力を減衰させるものであり、４つの減衰器６１〜６４を備えている。減衰器６１〜６４は、それぞれ、距離がＬ離れた隣接ノードに対応して設けられている。

また、本実施の形態において、調整部５１は、電力調整情報を基に、通信対象の隣接ノードが最小受信電力値を超える受信電力で通信信号を受信することができる最大減衰率に減衰器の減衰率を設定されるようにしてもよい。

記憶部２０は、送信電力テーブルに代えて減衰率テーブルを記憶している。図８（Ｂ）は減衰率テーブルの一例を示す図である。図８（Ａ）は自身のノードをノードＥとした場合において、ノードＥとノードＥに対して距離がＬ離れた隣接ノードであるノードＢ，Ｄ，Ｆ、Ｈとを示した図である。

図８（Ｂ）に示すように、減衰率テーブルは、減衰器の欄と減衰率の欄とを備えている。減衰率の欄には、自身が備える減衰器Ｇ２，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ７の減衰率ＡＴＴ２，ＡＴＴ４，ＡＴＴ５，ＡＴＴ７と、ノードＢの減衰器Ｇ１の減衰率ＡＴＴ１と、ノードＤの減衰器Ｇ３の減衰率ＡＴＴ３と、ノードＦの減衰器Ｇ６の減衰率ＡＴＴ６と、ノードＨの減衰器Ｇ８の減衰率ＡＴＴ８とが格納されている。

なお、伝送路Ｔ１はノードＢ及びノードＥ間を繋ぐ伝送路であり、伝送路Ｔ２はノードＤ及びノードＥ間を繋ぐ伝送路であり、伝送路Ｔ３はノードＨ及びノードＥ間を繋ぐ伝送路であり、伝送路Ｔ４はノードＦ及びノードＥ間を繋ぐ伝送路である。

図８（Ａ）においては、伝送路Ｔ１〜Ｔ４として有線を想定しているが伝送路Ｔ１〜Ｔ４として無線を採用してもよい。この場合、ノードＥは、通信信号をノードＢに送信するときは減衰器Ｇ２を介して通信信号を出力すればよく、通信信号をノードＤに送信するときは減衰器Ｇ４を介して通信信号を出力すればよく、通信信号をノードＨに送信するときは減衰器Ｇ７を介して通信信号を出力すればよく、通信信号をノードＦに送信するときは減衰器Ｇ５を介して通信信号を出力すればよい。

但し、無線通信では、無指向性の送信を行うことが多いので、その場合はノードＥの減衰器Ｇ２，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ７は一つの減衰器に置き換えて使用すればよい。

なお、図８（Ａ）ではノードＥは４個の減衰器を備えているが、これに限定されず、距離がＬ離れたノードが３個以下又は５個以上である場合は、近傍のノードに応じた個数の減衰器を設ければよい。

また、伝送路が無線の場合においては、距離がＬ離れた４個の隣接ノードに加えて、距離が２Ｌ離れた８個の隣接ノード（図２（Ａ）に示すノードＡ，Ｂ，Ｅ，Ｉ，Ｌ，Ｋ，Ｈ，Ｄ）のそれぞれに対応する１２個の減衰器を設けてもよい。

本実施の形態で採用されるネットワークは、以下の第１又は第２の通信方式を採用することができる。

第１の通信方式は、各ノードが予め定められた隣接ノードに通信信号を転送する方式である。この場合、各ノードは、実際の通信に先立って、減衰率設定モードとなって自身の減衰器の減衰率を設定する。そして、通信モードでは、減衰率設定モードで設定した減衰率を用いて通信を行う。

そのため、第１の通信方式が採用される場合、各ノードは通信モードにおいて、通信を行う都度、減衰器の減衰率を設定する処理は行わない。つまり、各ノードは、減衰率設定モードで設定した減衰率を固定した状態で、実際の通信を行う。

第２の通信方式は、各ノードが通信モードにおいて通信を行う都度、減衰率を設定する方式である。

以下、第１の通信方式を採用した場合において減衰率設定モードでの減衰率の設定処理について説明する。

この場合、図７に示す設定部１２は、記憶部２０に記憶された最小受信電力値Ｐｍｉｎと、測定部１１により測定された測定値とを基に、各隣接ノードの通信信号の受信電力が最小受信電力値Ｐｍｉｎを超えるような各隣接ノードに対応する減衰器の最大減衰率を求め、求めた最大減衰率で各隣接ノードの電力調整情報を設定する。

以下、具体的に説明する。以下の説明では、図８（Ａ）に示すノードＥがノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈになるべく小さな受信電力で通信信号が受信されるように、自身の減衰器Ｇ２，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ７の減衰率ＡＴＴ２，ＡＴＴ４，ＡＴＴ５，ＡＴＴ７を設定する場合を例に挙げて説明する。

まず、ノードＥの設定部１２は、測定部１１により測定されたノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈから送信された基準通信信号の受信電力の測定値をＰ０で除して、図９（Ａ）に示すように、ノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈのそれぞれの測定値の基準送信電力値比を算出する。

図９（Ａ）は、図８（Ａ）に示すノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈから送信された基準通信信号のノードＥにおける測定値の基準送信電力値比を示し、図９（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すノードＢ，Ｄ，Ｆ，ＨのそれぞれとノードＥとの間の伝送路Ｔ１〜Ｔ４の減衰率の基準送信電力値比を示している。

図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、ノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈのそれぞれから送信された基準通信信号のノードＥにおける測定値の基準送信電力値比が０．７５０，０．８１２５，０．８１２５，０．８７５０である。また、減衰率は、減衰を受ける前の通信信号の強度に対する、減衰を受けた後の通信信号の強度の比を示す。そのため、ノードＢ，Ｄ，Ｆ，ＨとノードＥとの間の伝送路の減衰率は０．７５００（＝０．７５００Ｐ０／Ｐ０），０．８１２５（＝０．８１２５Ｐ０／Ｐ０），０．８１２５（＝０．８１２５Ｐ０／Ｐ０），０．８７５０（＝０．８７５０Ｐ０／Ｐ０）となる。

次に、ノードＥの設定部１２は、減衰器Ｇ２，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ７のそれぞれの設定可能な減衰率の最大値を求める。ここで、設定可能な減衰率とは、ノードＥが基準送信電力値Ｐ０でノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈのそれぞれに通信信号を送信した場合、ノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈのそれぞれがこの通信信号を最小受信電力値Ｐｍｉｎ以上で受信することが可能な減衰率のことを指す。

本実施の形態では、ノードＢ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｈの減衰率の最大値ＡＴＴ１＿Ｈｉ〜ＡＴＴ８＿Ｈｉは、ＡＴＴ１＿Ｈｉ＝ＡＴＴ２＿Ｈｉ、ＡＴＴ３＿Ｈｉ＝ＡＴＴ４＿Ｈｉ、ＡＴＴ５＿Ｈｉ＝ＡＴＴ６＿Ｈｉ、ＡＴＴ７＿Ｈｉ＝ＡＴＴ８＿Ｈｉとなるように設定されるものとする。

したがって、ノードＥの設定部１２は、最小受信電力値Ｐｍｉｎの基準送信電力値比Ｐｍｉｎ´（＝０．０６２５）を、図９（Ａ）に示すノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈの測定値の基準送信電力値比で除し、得られた値の平方根をとることで、ＡＴＴ２＿Ｈｉ，ＡＴＴ４＿Ｈｉ，ＡＴＴ５＿Ｈｉ，ＡＴＴ７＿Ｈｉを求める。

ＡＴＴ２＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．７５００）
ＡＴＴ４＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．８１２５）
ＡＴＴ５＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．８１２５）
ＡＴＴ７＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．８７５０）
一方、ノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈは、それぞれ、ノードＥと同様にして、ノードＥから送信された基準通信信号の測定値を用いて、ＡＴＴ１＿Ｈｉ，ＡＴＴ３＿Ｈｉ、ＡＴＴ６＿Ｈｉ、ＡＴＴ８＿Ｈｉを算出する。

伝送路Ｔ１〜Ｔ４の伝搬喪失は上り下りとも一定であり、対称であると仮定すると、ノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈは、それぞれ、ノードＥからの基準通信信号を図９（Ａ）で示す０．７５０，０．８１２５，０．８１２５，０．８７５０で受信する。よって、ＡＴＴ１＿Ｈｉ、ＡＴＴ３＿Ｈｉ、ＡＴＴ６＿Ｈｉ、ＡＴＴ８＿Ｈｉは、下式で表され、ＡＴＴ１＿Ｈｉ＝ＡＴＴ２＿Ｈｉ、ＡＴＴ３＿Ｈｉ＝ＡＴＴ４＿Ｈｉ、ＡＴＴ５＿Ｈｉ＝ＡＴＴ６＿Ｈｉ、ＡＴＴ７＿Ｈｉ＝ＡＴＴ８＿Ｈｉとなる。

ＡＴＴ１＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．７５００）
ＡＴＴ３＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．８１２５）
ＡＴＴ６＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．８１２５）
ＡＴＴ８＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．８７５０）
次に、ノードＥの設定部１２は、ＡＴＴ２≦ＡＴＴ２＿Ｈｉ、ＡＴＴ４≦ＡＴＴ４＿Ｈｉ、ＡＴＴ５≦ＡＴＴ５＿Ｈｉ、ＡＴＴ７≦ＡＴＴ７＿Ｈｉを満たすＡＴＴ２、ＡＴＴ４、ＡＴＴ５、ＡＴＴ７を算出する。

本実施の形態では、各ノードは、減衰率を４ビットのデジタルデータ、すなわち１６段階で設定できる。図１０は、各ノードが設定することができる減衰率の値を示した減衰率テーブルを示している。図１０に示すように、減衰率は０．０６２５〜１．０００の１６段階で表されたいずれかの値が設定される。また、本実施の形態では、各ノードは、ある減衰器Ｇｊの減衰率ＡＴＴｊを求めるに際し、図１０に示す減衰率テーブルに記載された減衰率において、ＡＴＴｊ≦ＡＴＴｊ＿Ｈｉを満たす減衰率のうち何番目に大きな減衰率を設定すればよいかが予め全ノード共通に定められている。

例えば、ＡＴＴｊ＿Ｈｉ＝０．３１２５が得られた場合、１番目に大きな減衰率を設定するように予め定められている場合は、図１０の減衰率テーブルを参照して、ＡＴＴｊ＝０．３１２５が設定され、２番目の減衰率を設定するように予め定められている場合は、図１０の減衰率テーブルを参照して、ＡＴＴｊ＝０．２５００が設定される。

また、減衰器Ｇｊと伝送路を介して対向する減衰器Ｇｊ´の減衰率ＡＴＴｊ´もＡＴＴｊ´≦ＡＴＴｊ＿Ｈｉの条件に基づいて決定され、この条件を満たす減衰率のうち減衰率テーブルの何番目に大きな減衰率を設定するかは全ノード共通である。したがって、ＡＴＴｊ＝ＡＴＴｊ´となる。

これにより、ＡＴＴ１＝ＡＴＴ２、ＡＴＴ３＝ＡＴＴ４、ＡＴＴ５＝ＡＴＴ６、ＡＴＴ７＝ＡＴＴ８となるように、ＡＴＴ１〜ＡＴＴ８が算出される。

このようにして、ＡＴＴ１〜ＡＴＴ８が設定されると、通信モードにおいて、ノードＥは最大送信電力Ｐ０で伝送路Ｔ１〜Ｔ４に通信信号を送信すると、この通信信号は減衰器Ｇ１〜Ｇ８により減衰され、ノードＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈの受信電力がなるべく小さくなるため、図１９、図２０に示す到達範囲ＺＤをなるべく小さくすることが可能となり、通信の輻輳を防止することが可能となる。

なお、上記説明では、伝送路Ｔ１〜Ｔ４は伝搬損失が上り下りとも一定であり、対称な伝送路であるとして説明したが、伝搬損失が上りと下りとで異なる非対称の伝送路であってもよい。この場合は、下記のようにして減衰率ＡＴＴ１〜ＡＴＴ８を算出すればよい。

まず、ノードＥがノードＢ〜Ｈのそれぞれに基準通信信号を送信し、ノードＢ〜Ｈのそれぞれに基準通信信号の受信電力を測定させる。ここで、ノードＢ〜Ｈにより測定された受信電力の基準送信電力値比が、例えば図９（Ａ）に示すように０．７５００、０．８１２５、０．８１２５、０．８７５０であったとする。

次に、ノードＢ〜Ｈは、それぞれ、ＡＴＴ１＿Ｈｉ、ＡＴＴ３＿Ｈｉ、ＡＴＴ６＿Ｈｉ、ＡＴＴ８＿Ｈｉを下記の式により算出する。

ＡＴＴ１＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．７５００）
ＡＴＴ３＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．８１２５）
ＡＴＴ６＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．８１２５）
ＡＴＴ８＿Ｈｉ＝√（Ｐｍｉｎ´／０．８７５０）
次に、ノードＢ〜Ｈは、それぞれ算出したＡＴＴ１＿Ｈｉ、ＡＴＴ３＿Ｈｉ、ＡＴＴ６＿Ｈｉ、ＡＴＴ８＿ＨｉをノードＥに通知する。そして、ノードＢ〜Ｈは対称の場合と同様にしてＡＴＴ１、ＡＴＴ３、ＡＴＴ６、ＡＴＴ８を求める。

次に、ノードＥは、ノードＢ〜Ｈにより通知されたＡＴＴ１＿Ｈｉ、ＡＴＴ３＿Ｈｉ、ＡＴＴ６＿Ｈｉ、ＡＴＴ８＿Ｈｉを、ＡＴＴ１＿Ｈｉ＝ＡＴＴ２＿Ｈｉ、ＡＴＴ３＿Ｈｉ＝ＡＴＴ４＿Ｈｉ、ＡＴＴ６＿Ｈｉ＝ＡＴＴ５＿Ｈｉ、ＡＴＴ８＿Ｈｉ＝ＡＴＴ７＿Ｈｉとし、伝送路が対称の場合と同様にして、ＡＴＴ２、ＡＴＴ４、ＡＴＴ５、ＡＴＴ７を求める。

これにより、通信モードにおいて、例えばノードＥがノードＢに通信信号を送信する際、減衰率ＡＴＴ１，ＡＴＴ２がノードＥからノードＢに基準通信信号を送信した場合のノードＢによる受信電力の測定値から算出された値となる。つまり、ＡＴＴ１、ＡＴＴ２の算出時の基準通信信号の流れる方向と、通信モードにおいて通信信号が流れる方向とが同一となる。そのため、ノードＥは伝送路が非対称であっても適切な送信電力で通信信号をノードＢに送信することができる。

また、伝送路が対象の場合の減衰率の算出手法と上記伝送路が非対称の場合の減衰率の算出手法とを組み合わせた減衰率の算出手法を採用してもよい。

具体的には、図８（Ａ）に示すノードＥがノードＢに通信信号を送信する場合を例に挙げて説明すると、以下のようにして、減衰率ＡＴＴ１，ＡＴＴ２を算出すればよい。

まず、ノードＢは、ノードＥから送信された基準通信信号の受信電力の測定値から、ＡＴＴ１＿Ｈｉを求め、ノードＥに送信する。

次に、ノードＥは、ノードＢから送信された基準通信信号の受信電力の測定値からＡＴＴ２＿Ｈｉを求め、ノードＢに送信する。

ここで、ノードＥ→ノードＢの伝送路の方が、ノードＥ←ノードＢの伝送路よりも減衰が大きいとする。すると、ＡＴＴ１＿Ｈｉ＜ＡＴＴ２＿Ｈｉとなるので、ノードＥ，Ｂは、ＡＴＴ１＿Ｈｉ，ＡＴＴ２＿Ｈｉを比較し、ノードＥは、小さい方のＡＴＴ１＿Ｈｉを用いてＡＴＴ２を求め、ノードＢは、小さい方のＡＴＴ１＿Ｈｉを用いてＡＴＴ１を求めればよい。

次に、第２の通信方式を採用した場合における減衰率の設定処理について説明する。以下の説明では、図８（Ａ）に示すノードＢにより通信信号が送信されるに際し、ノードＢから送信された通信信号がノードＥのみで受信され、ノードＤ，Ｆ，Ｈには受信されないように、ＡＴＴ１〜ＡＴＴ８が設定される場合を例に挙げて説明する。

まず、ノードＢは例えば図８（Ａ）以外の他のノードから送信された通信信号を受信する。この通信信号のルート情報には、この通信信号をノードＥに転送することが示されているため、ノードＢは、転送先であるノードＥに送信要求信号を送信する。

ここで、送信要求信号は、上記の基準通信信号と同一の信号である。つまり、ノードＢは、基準送信電力値Ｐ０で送信要求信号をノードＥに送信する。

ノードＥは、この送信要求信号を受信すると、減衰率の設定処理を開始する。まず、ノードＥの設定部１２は、図９（Ａ）に示すテーブルを参照して、図１１に示すようにノードＢ→Ｅ、Ｂ→Ｅ→Ｄ、Ｂ→Ｅ→Ｆ、Ｂ→Ｅ→Ｈのそれぞれの減衰率を算出する。図１１は、減衰率の算出結果を示した表である。

なお、第２の通信方式を採用する場合は、図９（Ａ）のテーブルを電力調整情報として採用すればよい。そして、このテーブルは、通信モードに先立って、減衰率設定モードを実行するなどして、予め作成すればよい。

図１１の２列目に示すように、ノードＢ→Ｅ、Ｂ→Ｅ→Ｄ、Ｂ→Ｅ→Ｆ、Ｂ→Ｅ→Ｈの通信ルートの減衰率は、それぞれ、０．７５００，０．６０９３（＝０．７５００×０．８１２５），０．６０９３（＝０．７５００×０．８１２５），０．６５６２（＝０．７５００×０．８７５０）と算出される。

次に、ノードＥの設定部１２は、Ｂ→Ｅにおいて通信が成立し、Ｂ→Ｅ→Ｄ、Ｂ→Ｅ→Ｆ、Ｂ→Ｅ→Ｈのそれぞれの通信ルートにおいて通信が成立しないための減衰率を求める。図１１の３列目に示すように、全ノードの最小受信電力値の基準送信電力値比Ｐｍｉｎ´は、０．０６２５である。そのため、図１１の４列目に示すように、Ｂ→Ｅの通信ルートにおいて通信が成立し、Ｂ→Ｅ→Ｄ、Ｂ→Ｅ→Ｆ、Ｂ→Ｅ→Ｈのそれぞれの通信ルートにおいて通信が成立しないための減衰率の最大値は、０．０８３４（＝０．０６２５／０．７５００），０．１０２６（＝０．０６２５／０．６０９３），０．１０２６（＝０．０６２５／０．６０９３），０．０９５３（＝０．０６２５／０．６５６２）となる。

ここで、減衰率の最大値が図１０に示す減衰率テーブルに存在しない値である場合、その値よりも大きくて、最も近い値を通信が成立しないための減衰率として採用してもよい。

Ｂ→Ｅ、Ｂ→Ｅ→Ｄ、Ｂ→Ｅ→Ｆ、Ｂ→Ｅ→Ｈの通信ルートにおいて、Ｂ→Ｅの通信ルートの通信が成立し、それ以外の通信ルートで通信が成立しないためには、図１２に示すように、０．０８３４＜ＡＴＴ１・ＡＴＴ２、ＡＴＴ１・ＡＴＴ２・ＡＴＴ３・ＡＴＴ４＜０．１０２６、ＡＴＴ１・ＡＴＴ２・ＡＴＴ５・ＡＴＴ６＜０．１０２６、ＡＴＴ１・ＡＴＴ２・ＡＴＴ７・ＡＴＴ８＜０．０９５３の４つの条件を満たす必要がある。

また、本実施の形態では、ＡＴＴ１〜ＡＴＴ８をそれぞれ同じ値であるＸに設定するものとする。したがって、ノードＥの設定部１２は、図１３に示すように、０．０８３４＜Ｘ^２、Ｘ^４＜０．１０２６、Ｘ^４＜０．１０２６、Ｘ^４＜０．０９５３を満たすＸを求める。

この場合、０．２８８８＜Ｘ＜０．５５５６が得られる。そして、ノードＥの設定部１２は、図１０に示す減衰率テーブルから、０．２８８８＜Ｘ＜０．５５５６を満たすＸを特定する。図１０においては、０．２８８８＜Ｘ＜０．５５５６を満たすＸは、０．３１２５，０．３７５０，０．４３７５、０．５０００である。従って、ノードＥの設定部１２は、これらの値のうちいずれかの値をＸとして求める。この場合、設定部１２は、最大の値である０．５０００をＸとして求めても良いし、少し余裕を持たせて２番目に大きな値である０．４３７５をＸとして求めても良い。

そして、設定部１２は求めたＸで自身の減衰器Ｇ２，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ７の減衰率ＡＴＴ２，ＡＴＴ４，ＡＴＴ５，ＡＴＴ７を設定する。

次に、ノードＥは、ノードＢに対して受信準備完了信号を送信し、ノードＢにＡＴＴ１をＸに設定させると共に、ノードＤ，Ｆ，Ｈにも信号を送信し、ノードＤ，Ｆ，ＨにＡＴＴ３，ＡＴＴ６，ＡＴＴ８をＸに設定させる。

通信準備完了信号を受信したノードＢは、ノードＥに対して通信信号を転送する。この場合、ＡＴＴ１〜ＡＴＴ８は、図１３に示す条件を満たすＸが設定されるため、通信信号は、ノードＥのみに受信され、他のノードには受信されなくなる。よって、図１９及び図２０に示す到達範囲ＺＤが小さくなり、通信の輻輳が抑制され、通信速度の低下を抑制することができる。

ノードＢから転送された通信信号を受信したノードＥは、ノードＢと同様にして、転送先のノードに送信要求信号を送信し、転送先のノードに減衰率を設定させ、通信信号を転送する。なお、ノードＢによる通信信号の転送が終了すると、ノードＥは、減衰率ＡＴＴ２，ＡＴＴ４，ＡＴＴ５，ＡＴＴ７をデフォルトの値（例えば０）に戻す。また、ノードＢ，Ｄ，Ｆ，ＨもノードＢから送信された通信信号のノードＥへの受信が終了したと想定される所定時間経過したときに、設定した減衰率をデフォルトの値に戻す。

また、別の方法として、Ｂ→Ｅ→Ｄ、Ｂ→Ｅ→Ｆ、Ｂ→Ｅ→Ｈの通信が成立しないように、Ｅ→Ｄ、Ｅ→Ｆ、Ｅ→Ｈの通信が成立しないように接続を電気的に切断する、または非常に大きな減衰を与えることも可能である。これは、ＡＴＴ４＝ＡＴＴ５＝ＡＴＴ７＝０にすることと同じである。

（実施の形態３）
実施の形態３における通信システムは、ネットワーク形状に特徴がある。ノードの間隔が等間隔でない場合、送信電力の制御は、通信ルート毎に行わなければならない。例えば、図１４に示すようにノードＴｘから距離が極端に長いノードＧに通信信号を転送する場合、送信電力が大きく設定されるため、この通信信号の到達範囲ＺＤが増大し、通信信号が衝突する可能性が高くなる。

よって、実施の形態３における通信システムでは、ノードを等間隔でメッシュ状に配置している。図１５（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態における通信システムのネットワーク構成を示した図である。図１５（Ａ）のネットワークにおいては、メッシュの構成要素として、正六角形が採用され、各ノードは正六角形の頂点に配置されている。

図１５（Ｂ）のネットワークにおいては、メッシュの構成要素として正三角形が採用され、各ノードは、正三角形の頂点に配置されている。

図１５（Ｃ）のネットワークにおいては、メッシュの構成要素として、正方形が採用され、四角柱ができるように複数のメッシュ層が層状に重ねられ、各ノードが各正方形の頂点に配置されている。

なお、図１５（Ａ）、（Ｂ）においても、図１５（Ｃ）と同様に、各構成要素が重なるように複数のメッシュ層を層状に重ねて、ネットワークを立体的に構成してもよい。

このようにネットワークを等間隔でのメッシュ状に構成することで、より確実に輻輳状態を回避し、通信速度の低下を抑制することができる。

なお、本発明においては、メッシュ状に限定されず、ネットワークを図１６に示すように、ノードの間隔が等間隔になるようにバス接続してもよい。この場合、実施の形態１，２と同様の手法を用いて、ノードＴｘがノードＢ，Ｃにのみに通信信号が送信されるような送信電力又は減衰率を設定することで、ノードＡ，Ｄに通信信号が到達することが防止され、到達範囲ＺＤを小さくすることができる。

また、本発明においては、メッシュ状に限定されず、図１７に示すように、各ノードを等間隔で縦列接続されたネットワークを採用してもよい。この場合も、図１６の場合と同様、実施の形態１，２と同様の手法を用いて、ノードＴｘがノードＢ，Ｃにのみに通信信号が送信されるような送信電力又は減衰率を設定することで、ノードＡ，Ｄに通信信号が到達することが防止され、到達範囲ＺＤを小さくすることができる。

１０ 受信部
１１ 測定部
１２ 設定部
１３ 判定部
２０ 記憶部
３０ 送信部
４０ 送受信切替部
５０ 制御部
５１ 調整部
６０ 減衰部
Ｐ０ 基準送信電力値
Ｐｍｉｎ 最小受信電力値

Claims (3)

1. 複数のノードがマルチホップ通信を行う通信システムであって、
   前記ノードは、
   通信対象の隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる送信電力の最小値を決定するために、隣接ノード毎に予め定められた電力調整情報を記憶する記憶部と、
   隣接ノードのうち前記通信対象の隣接ノードの電力調整情報を前記記憶部から特定し、特定した電力調整情報を基に、前記通信対象の隣接ノードに送信する通信信号の送信電力を調整する調整部と、
   前記調整部により調整された送信電力で通信信号を前記通信対象の隣接ノードに送信する送信部とを備え、
   前記記憶部は、各隣接ノードが通信信号を正常に受信することができる受信電力の最小値である所定の最小受信電力値を記憶し、
   前記ノードは、
   各隣接ノードに対応して設けられた減衰器を備え、
   前記調整部は、前記電力調整情報を基に、通信対象の隣接ノードが前記最小受信電力値を超える受信電力で通信信号を受信することができる最大減衰率に前記減衰器の減衰率を設定し、
   前記ノードは、
   各隣接ノードから所定の基準送信電力値で送信された通信信号の電力を測定する測定部と、
   前記最小受信電力値と前記測定部により測定された測定値とを基に、各隣接ノードからの通信信号の受信電力が前記最小受信電力値を超えるような各隣接ノードに対応する減衰器の最大減衰率を求め、求めた最大減衰率で各隣接ノードの電力調整情報を設定する設定部と備え、
   前記設定部は、前記最小受信電力値の前記基準送信電力値に対する比を、各隣接ノードの前記測定値の前記基準送信電力値に対する比で除し、得られた値の平方根をとることで、各隣接ノードに対応する減衰器の前記最大減衰率を算出することを特徴とする通信システム。
2. 前記設定部は、自身のノードから各隣接ノードに前記基準送信電力で送信された通信信号を各隣接ノードに測定させることで、各隣接ノードの最大減衰率を求めることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記ノードは、通信距離が一定となるようにメッシュ状に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。

Images