JP5351159B2 - 基地局及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、多数の端末を収容する無線通信システムに関し、特にセンサーネットワークやアクティブＲＦタグなどの多数の端末を収容する無線ネットワークでのチャネル及び時間選択方法に関する。

近年、ＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やセンサーネットワークといった小型低消費電力の無線端末によるネットワークが注目されている。またこれに類似するシステムとして自ら無線信号を発信するアクティブＲＦタグといったシステムがある。これらのネットワークで用いられる無線端末は、伝送速度は低速（数ｋｂｐｓから数百ｋｂｐｓ）で、無線信号の到達距離は短い（数ｍから数十ｍ程度）。その代わり、小型で、きわめて低消費電力であるという特徴があり、内蔵した電池で数年間の長期間にわたって駆動可能である。また、電池不要なパッシブ型のものもある。

このような無線ネットワークの応用として小型無線端末を個々の物品に貼り付けておき、基地局である管理端末の通信エリアに多数の物品が入ったときに、物品の識別、追跡、管理などを無線通信で行うなどの用途に用いることが期待されている。

また、学校の校門などに、基地局である管理端末を配置し、通学する生徒一人一人に小型無線端末を持たせ、生徒が校門を通過する際に認証を行い、当該生徒が通過したことを検出するシステムへの応用も期待されている。

このようなＷＰＡＮで使用される従来の無線通信システムの１つとしては、Ｓｌｏｔ ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を用いたものがあった（例えば、特許文献１参照）。

図１７の（ａ）は、特許文献１が開示する無線通信システムのネットワーク図である。ネットワークを管理し、バックボーンのネットワークに接続する基地局２０００、基地局２０００と無線ネットワークを介して通信する端末１０００−１〜１０００−３で構成される。これらの端末１０００−１〜１０００−３は同じチャネルＣＨ１で通信を行う。

図１７の（ｂ）は、特許文献１が開示するＳｌｏｔ ＣＳＭＡ方式の一例である。Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ１では端末１０００−１が可変長のランダムバックオフ後にキャリアセンスを行い無線ネットワークが占有されてないことを確認して、基地局２０００にデータを送信して、固定長のＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）返信間隔の経過後に基地局２０００がＡＣＫを返信する。基地局２０００がＡＣＫを返信することで、端末１０００−１はデータの受信成功を認識できる。

Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ２ではＴｉｍｅ Ｓｌｏｔ１と同様に、端末１０００−２が基地局２０００にデータを送信して、固定長のＡＣＫ返信間隔の経過後に基地局がＡＣＫを返信する。

以上のように、従来技術１はデータを送信する端末１０００−１〜１０００−３はＴｉｍｅ Ｓｌｏｔの先頭からランダムバックオフ後にキャリアセンスを行い、データを送信することによりデータの衝突回避を軽減し通信の品質の向上を実現していた。

また、別の従来の無線通信システムとしては、複数の周波数チャネルを用いて通信を行うものがある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２が開示する複数の周波数を利用した通信システムでは、通信リンク状況、例えばＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、受信信号電力）、ビット誤り率、パケット誤り率に応じて通信チャネル品質を決定し、品質の良いチャネルを利用して通信を行っていた。

特開２００８−４８３６５号公報 特開２００７−１０４０５４号公報

特許文献１が開示するＳｌｏｔ ＣＳＭＡ方式は単一周波数チャネル（以下、シングルチャネル）の使用を考慮した方式であり、複数周波数チャネル（以下、マルチチャネル）に展開した場合について開示されていない。シングルチャネルのＳｌｏｔ ＣＳＭＡ方式をマルチチャネルに展開した場合、以下のような課題が想定される。

例えば、通信エリアに多数の端末であるアクティブタグが存在し、一定期間のタイムスロット内でアクティブタグとアクティブタグの情報を管理する基地局が認証を行う場合、一定期間内に確実に認証を行うことが重要である。マルチチャネルを使用し、多数のアクティブ電子タグを同時に認証するためには、アクティブタグに優先順位を付けて効率よく周波数チャネルやスロットの割り当てを行う必要がある。シングルチャネルでのＳｌｏｔ ＣＳＭＡ方式では、使用チャネルが干渉などによりビジー状態が続いたとき、認証成功するまでに時間がかかってしまい、一定期間内に認証が終わらない可能性がある。

すなわち、上記従来技術であるシングルチャネルでのＳｌｏｔ ＣＳＭＡ方式をマルチチャネルに展開した場合、認証までの時間制限が少ない端末が、例えばランダムにチャネルを選択し再度認証を試みた場合、チャネルの品質と端末の優先度を考慮せずにチャネルを選択して再送を行うため、認証にかかる時間が遅れて、一定期間内に認証が終わらないという問題が発生することが予想される。

図１に示すように、多数の端末が一定の方向に沿って移動することが想定される場合、端末は、基地局の通信エリア外から、通信エリア内に入り、またすぐに通信エリア外に出て行ってしまう。図１では、図面左側から右側に端末が移動する例を示している。例えば、学校の校門に基地局である管理端末を設置し、生徒一人一人が持つ端末を認証して、生徒の通過を検出するシステムにおいては、生徒はすぐに校門を通過してしまう。このような場合に、認証に時間がかかるとすると、認証されないまま通過してしまう端末が発生し、通過した生徒の検出漏れを起こしてしまう。

また、特許文献２においては複数のチャネルを同時に利用したデータ通信において、通信リンク状況、例えば受信強度、ビット誤り率、パケット誤り率に応じて通信品質の良いチャネルを利用して通信を行うが、緊急を要する端末など、端末の優先度を考慮したチャネル選択については開示されていない。

本発明は、認証に緊急を要する端末など、端末の優先度を考慮して再送チャネルや再送タイミング等の制御を行い、通信エリアを通過する端末の認証漏れを低減する、通信ネットワークで用いられる基地局及び通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一局面は、基地局であって、通信に用いる複数の周波数チャネルについて周波数チャネル毎の伝送路の状態を推定する推定部と、複数の通信端末がそれぞれ複数の周波数チャネルのうちいずれかの周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、周波数チャネル毎に受信したデータ信号の受信信号電力を測定する測定部と、周波数チャネル毎に受信したデータ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、判定部でデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、検出部で検出された受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、推定部で伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部とを備える。

また、本発明の基地局の判定部でデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末のうち検出部で２回以上受信信号電力が測定され、前回に比べて受信信号電力が低下している通信端末が検出された場合は、当該通信端末に対し、受信信号電力が最も大きい通信端末よりも優先的に、推定部で伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信することを特徴とする。

また、本発明の基地局の推定部は、判定部で判定された判定結果から所定の期間前から現在までの各周波数チャネルでの通信の成功確率を算出し、通信の成功確率の高い周波数チャネルを伝送路の状態が良いと判断することを特徴とする。

さらにまた、本発明の基地局の推定部は、成功確率を算出する際に、判定部で判定された判定結果に測定部で測定された受信信号電力に応じて重み付けを行い、判定結果が誤りなく復調された場合は受信信号電力が小さいほど、重み付け係数を大きくすることにより、重み付けを重くすることを特徴とする。

さらにまた、本発明の基地局の推定部は、成功確率を算出する際に、判定部で判定された判定結果にデータ信号が受信された時刻に応じて重み付けを行い、データ信号が受信された時刻が近いほど、重み付け係数を大きくすることにより、重み付けを重くすることを特徴とする。

あるいはまた、本発明の基地局の制御部は、複数の通信端末が所定の周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、通信端末毎に受信したデータ信号の受信信号電力を測定する測定部と、通信端末毎に受信したデータ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、判定部でデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、検出部で検出された受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信することを特徴とする。

あるいはまた、本発明の基地局の制御部は、判定部でデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末のうち検出部で２回以上受信信号電力が測定され、前回に比べて受信信号電力が低下している通信端末が検出された場合は、当該通信端末に対し、受信信号電力が最も大きい通信端末よりも優先的に、受信信号電力が大きい通信端末よりも優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信することを特徴とする。

本発明の他の局面は、通信方法であって、通信に用いる複数の周波数チャネルについて周波数チャネル毎の伝送路の状態を推定する推定ステップと、複数の通信端末がそれぞれ複数の周波数チャネルのうちいずれかの周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信ステップと、周波数チャネル毎に受信したデータ信号の受信信号電力を測定する測定ステップと、周波数チャネル毎に受信したデータ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定ステップと、判定ステップでデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、検出ステップで検出された受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、推定ステップで伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御ステップとを含む。

あるいは、本発明の通信方法は、複数の通信端末が所定の周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信ステップと、通信端末毎に受信したデータ信号の受信信号電力を測定する測定ステップと、通信端末毎に受信したデータ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定ステップと、判定ステップでデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、検出ステップで検出された受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御ステップとを含む。

本発明のさらに他の局面は、ネットワークシステムにおいて基地局として動作する通信機器が実行する、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に格納される、通信プログラムであって、通信に用いる複数の周波数チャネルについて周波数チャネル毎の伝送路の状態を推定する推定ステップと、複数の通信端末がそれぞれ複数の周波数チャネルのうちいずれかの周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信ステップと、周波数チャネル毎に受信したデータ信号の受信信号電力を測定する測定ステップと、周波数チャネル毎に受信したデータ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定ステップと、判定ステップでデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、検出ステップで検出された受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、推定ステップで伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御ステップとを含む。

あるいは、本発明の通信プログラムは、ネットワークシステムにおいて基地局として動作する通信機器が実行する、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に格納される、通信プログラムであって、複数の通信端末が所定の周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信ステップと、通信端末毎に受信したデータ信号の受信信号電力を測定する測定ステップと、通信端末毎に受信したデータ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定ステップと、判定ステップでデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、検出ステップで検出された受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御ステップとを含む。

本発明のさらに他の局面は、集積回路であって、通信に用いる複数の周波数チャネルについて周波数チャネル毎の伝送路の状態を推定する推定部と、複数の通信端末がそれぞれ複数の周波数チャネルのうちいずれかの周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、周波数チャネル毎に受信したデータ信号の受信信号電力を測定する測定部と、周波数チャネル毎に受信したデータ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、判定部でデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、検出部で検出された受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、推定部で伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部とを集積した、集積回路である。

あるいは、本発明の集積回路は、複数の通信端末が所定の周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、通信端末毎に受信したデータ信号の受信信号電力を測定する測定部と、通信端末毎に受信したデータ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、判定部でデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、検出部で検出された受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部とを集積した、集積回路である。

本発明のさらに他の局面は、複数の通信端末と、複数の通信端末と通信する基地局とからなるネットワークシステムであって、基地局は、通信に用いる複数の周波数チャネルについて周波数チャネル毎の伝送路の状態を推定する推定部と、複数の通信端末がそれぞれ複数の周波数チャネルのうちいずれかの周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、周波数チャネル毎に受信したデータ信号の受信信号電力を測定する測定部と、周波数チャネル毎に受信したデータ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、判定部でデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、検出部で検出された受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、推定部で伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部とを備える。

あるいは、本発明のネットワークシステムは、複数の通信端末と、複数の通信端末と通信する基地局とからなるネットワークシステムであって、基地局は、複数の通信端末が所定の周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、通信端末毎に受信したデータ信号の受信信号電力を測定する測定部と、通信端末毎に受信したデータ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、判定部でデータ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、検出部で検出された受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いてデータ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部とを備える。

本発明によれば、基地局は、通信エリアを多数の端末が短時間に通過する場合であっても、端末が通信エリアから出る前に認証が完了する確実性を高めることができる。

本発明の利用形態を示す模式図 本発明の第１の実施形態のネットワーク構成図 本発明の第１の実施形態の通信端末ＳＴＡの機能ブロック図 本発明の第１の実施形態の管理端末ＡＰの機能ブロック図 本発明の第１の実施形態の端末認証のシーケンス図 本発明の第１の実施形態の端末認証のシーケンス図 本発明の第１の実施形態の通信端末ＳＴＡと管理端末ＡＰとの距離と、ＲＳＳＩ値との関係を示す図 本発明の第１の実施形態の管理端末ＡＰのフローチャート 本発明の第１の実施形態のＲＳＳＩテーブルの更新を示す図 本発明の第１の実施形態のチャネル品質テーブルを作成するまでの一例を示した図 本発明の第１の実施形態の再送テーブルの一例を示す図 本発明の第１の実施形態のＳＴＡの優先順位とチャネルの決め方を示した図 本発明の第１の実施形態のＮＡＣＫフレームフォーマットの一例を示した図 本発明の第１の実施形態のチャネル品質テーブルを作成するまでの一例を示した図 本発明の第２の実施形態のＲＳＳＩテーブルの更新を示す図 本発明の第２の実施形態の再送テーブルの一例を示す図 特許文献１の無線通信システムによるデータ送受信の一例を示す図

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、説明する。図２は、本実施形態の基地局及び通信端末によって構成されるネットワークを示したネットワーク図である。図２は、マルチチャネルを利用したネットワーク構成の一例を示している。図２の（ａ）に示すように、基地局である管理端末ＡＰ２０の通信エリア内で、通信端末ＳＴＡ１０−１、１０−２、１０−３は、それぞれ異なるチャネルＣＨ１〜ＣＨ３を使用し、ＡＰ２０はＳＴＡ１０−１〜１０−３から送られてくるデータを受信して認証を行う。図２の（ｂ）に示すように、ＳＴＡ１０−１〜１０−３はＡＰ２０と認証を行った後、認証済み通信端末ＡＳＴＡ３０−１〜３０−３となり、ＡＰ２０の通信エリア外に出て行く。

図３に本実施形態に用いられる通信端末ＳＴＡ１０の機能ブロック図を示す。ＳＴＡ１０はアンテナ１０１、無線送受信部２０１、制御部３０１を備える。制御部３０１は、受信データ解析部３１１、ビーコン処理部３１２、ＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）処理部３１３、データ作成部３１４、チャネル決定部３１５、チャネル切替部３１６、受信データ判定部３１７、送信時間決定部３１８を有する。制御部３０１で生成された送信データは無線送受信部２０１で送信信号、無線信号の順に変換され、アンテナ１０１から送信される。アンテナ１０１から受信された無線信号は、無線送受信部２０１で受信信号、受信データの順に変換され、制御部３０１に入力される。

図４に本実施形態に用いられる管理端末ＡＰ２０の機能ブロック図を示す。１０２はアンテナ、無線送受信部２０２−１〜２０２−Ｎは、ＣＨ１〜ＣＨＮのそれぞれに対して、無線ネットワークから入力される受信データの復調と無線ネットワークに出力する送信データに対して変調を行う。無線送受信部２０２−１〜２０２−ＮからＡＰ２０の無線送受信部２０２が構成されている。またＡＰ２０は、ＲＳＳＩ測定部３２１、受信したデータが正常に受信したかどうかを判定する受信データ判定部３２２、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ作成部３２３、ビーコン作成部３２４、ＣＨ１〜ＣＨＮを使用して各ＳＴＡ１０から受信したデータのＲＳＳＩの測定結果を格納するＲＳＳＩテーブルを作成するＲＳＳＩテーブル作成部３２５、受信データ判定部３２２で得た結果に基づき、ＣＨ１〜Ｎに対して受信データ判定テーブルを作成する受信データ判定テーブル作成部３３０、通信成功累積確率テーブルを作成する通信成功累積確率テーブル作成部３４０、チャネル品質テーブル作成部３５０、再送テーブル作成部３６０、再送チャネル・時間割り当て決定部３７０、システム管理部３８０、コントロールチャネル決定部３９０を備え、これらの各機能ブロックは制御部３０２を構成している。４００はメモリ、５００はバスである。

以下、図５、図６を使って図３、図４の各機能ブロックの処理の説明を行う。図５、図６は本実施形態におけるＡＰ２０とＳＴＡ１０のデータ送受信の一例であり、マルチチャネルのＳｌｏｔ ＣＳＭＡ方式を用いている。すなわちＢｅａｃｏｎ Ｓｌｏｔにおいてビーコンの送信を行い、１つのＴｉｍｅ Ｓｌｏｔは、データの送受信を行うデータスロット時間とデータの受信確認を行うＡＣＫスロット時間から構成される。図５、図６に示す例では１台のＡＰ２０に対して４台のＳＴＡ１０−１〜１０−４がデータを送受信する。図６は、図５のデータシーケンス図を時系列で見たときの図を示している。

＜Ｂｅａｃｏｎ Ｓｌｏｔの動作＞
Ｂｅａｃｏｎ ＳｌｏｔにおけるＡＰ２０の処理について以下に説明する。コントロールチャネル（以下、Ｃ−ＣＨと呼ぶ）を利用してビーコンを送信する場合、まずＡＰ２０のシステム管理部３８０は電源起動時にコントロールチャネル決定部３９０が決定したビーコンの送信に使用するＣ−ＣＨの周波数チャネル情報を保持する。なお、ビーコンの送信はＣ−ＣＨのような特定のチャネルを使用するのではなく、全チャネルで送信してもよい。

システム管理部３８０は、ビーコンを送信するＢｅａｃｏｎ Ｓｌｏｔの時間になると、ビーコン作成部３２４にビーコンの作成を指示する。ビーコン作成部３２４は、システム管理部３８０からビーコン作成の指示を受けると、システム管理部３８０から、現在のＣ−ＣＨ情報、ビーコン周期の情報、スロット数、スロット時間の情報を取得し、取得した情報を含むビーコンを作成し、ＡＰ２０の無線送受信部２０２に渡す。無線送受信部２０２の中から該当するチャネルに対応する無線送受信部２０２−１〜２０２−Ｎより選択し、ビーコンを変調してアンテナ１０２を介して無線ネットワークにデータを送信する（図５の（ａ）及び図６の（ａ））。

次に、ビーコンを受信したときのＳＴＡ１０の処理について以下に説明する。各ＳＴＡ１０−１〜１０−４は、無線ネットワークから受信したデータの復調を無線送受信部２０１で行い、受信データを受信データ解析部３１１に送る。

受信データ解析部３１１は、受信したデータがビーコンなら受信データ判定部３１７からビーコンのビット誤り結果を取得する。ここで、ビット誤りがあるならばビーコンを破棄する。ビット誤りがないならば、ビーコン処理部３１２に送る。

ビーコン処理部３１２は、ビーコンに含まれている情報を取得し管理する。ビーコンに含まれている取得情報はメモリ（不図示）に格納する。

＜Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ１の動作＞
［データスロット時間ｔ１］
Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ１内のデータスロット時間ｔ１におけるＳＴＡ１０の処理について以下に説明する。受信したビーコン情報を元にデータ作成部３１４にてデータを作成し、無線送受信部２０１で変調された後、アンテナ１０１を介して無線ネットワークにデータを送信する。送信の際、ＳＴＡ１０は、受信したビーコン情報で指定されたＴｉｍｅ Ｓｌｏｔ区間の時間とチャネル周波数を用いる。ここでは、ＳＴＡ１０−１〜１０−４はそれぞれＣＨ１〜ＣＨ４を使用してデータスロット時間ｔ１で送信を行う（図５の（ｂ）〜（ｅ）及び図６の（ｂ）〜（ｅ））。

次に、各ＳＴＡ１０からのデータを受信したときのＡＰ２０の処理について以下に説明する。ＡＰ２０では、ＳＴＡ１０−１〜１０−４のそれぞれから各チャネルを使用して送信されたデータを、アンテナ１０２を介して無線送受信部２０２で受信する。無線送受信部２０２−１〜２０２−Ｎは、各チャネルにおける受信データを各チャネルに対応した方式で復調する。ＲＳＳＩ測定部３２１は、受信データの信号に基づき、ＲＳＳＩを測定する。ＲＳＳＩテーブル作成部３２５は、測定されたＲＳＳＩの値に基づいて、ＲＳＳＩテーブルを作成する。ＲＳＳＩテーブルは、具体例は後述するが、各ＳＴＡ１０毎の、測定されたＲＳＳＩを記録するテーブルであり、ＲＳＳＩが測定される都度、更新される。

また、受信データ判定部３２２は、受信データが正しく受信されているかどうかを判定する。受信データ判定テーブル作成部３３０は、その判定結果を元に、受信データ判定テーブルを作成する。受信データ判定テーブルは、具体例は後述するが、各ＳＴＡ１０毎に受信データが正しく受信できたかどうかを記録するテーブルであり、受信データが正しく受信されているかどうかが判定される都度、更新される。ＲＳＳＩテーブル作成部３２５と受信データ判定テーブル作成部３３０とでそれぞれ作成されたＲＳＳＩテーブルおよび受信可否判定テーブルは、バス５００を介し、メモリ４００に格納される。

通信成功累積確率テーブル作成部３４０は、受信データ判定テーブル作成部３３０が作成したテーブルを元に、通信成功累積確率テーブルを作成する。通信成功累積確率テーブルは、具体例は後述するが、各Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔまでに各チャネルの通信が成功した累積確率を記録するテーブルであり、各Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔで更新される。

チャネル品質テーブル作成部３５０では、通信成功累積確率テーブルを元にチャネルの品質を推測し、チャネル品質テーブルを作成する。チャネル品質テーブルは、具体例は後述するが、各Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ毎の各チャネルの推測品質を高低順に記録するテーブルであり、各Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔで更新される。

再送チャネル・時間割り当て決定部３７０は、データの再送が必要なＳＴＡ１０が存在する場合、ＲＳＳＩテーブル作成部３２５で作成されたＲＳＳＩテーブルに基づきＡＰ２０と各ＳＴＡ１０との距離を推定し、チャネル品質テーブルと合わせて、再送に使用するチャネルと時間の割り当てを行う。なお、各ＳＴＡ１０の送信信号レベルは、一般にばらつきは少ない。各ＳＴＡ１０のＲＳＳＩの測定値は、主にＡＰ２０と当該ＳＴＡ１０との距離に依存して変動するため、ＲＳＳＩ値に基づいて、ＡＰ２０と当該ＳＴＡ１０の距離を推定することが可能である。図７は、ＡＰ２０とＳＴＡ１０との距離と、ＲＳＳＩの値との関係を示したものである。

再送テーブル作成部３６０は、再送チャネル・時間割り当て決定部３７０で決定された情報を元に、再送テーブルを作成する。再送テーブルは、具体例は後述するが、再送が必要な各ＳＴＡ１０が存在する場合に作成され、当該ＳＴＡ１０に対して割り当てる再送チャネルおよび再送時間を記録するテーブルである。作成された再送テーブルの情報は、メモリからシステム管理部３８０に渡される。

システム管理部３８０は、正常にデータ受信できたＳＴＡ１０（ここでは、ＳＴＡ１０−１及びＳＴＡ１０−４とする）に対してはＡＣＫ／ＮＡＣＫ作成部３２３でＡＣＫを作成する。一方、データ受信に失敗したＳＴＡ１０（ここでは、ＳＴＡ１０−２及びＳＴＡ１０−３）に対しては、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ作成部３２３にてＮＡＣＫを作成する。その際、ＮＡＣＫには、再送テーブル作成部３６０で作成された再送テーブルに基づいて、ＳＴＡ１０が再送する際に使用する再送チャネルおよび再送時間についての情報が格納される。

［ＡＣＫスロット時間ａ１］
次にＴｉｍｅ Ｓｌｏｔ１内のＡＣＫスロット時間ａ１におけるＡＰ２０及びＳＴＡ１０の処理について説明する。ＡＣＫスロット時間ａ１において、データ受信が成功したＳＴＡ１０−１及びＳＴＡ１０−４に対して、ＡＰ２０はＡＣＫを送信する（図５の（ｆ）、（ｉ）及び図６の（ｆ）、（ｉ））。一方、データ受信に失敗したＳＴＡ１０−２及びＳＴＡ１０−３には、ＡＰ２０は、再送に使用するデータスロット時間及びチャネル情報が含まれたＮＡＣＫを送信する（図５の（ｇ）、（ｈ）及び図６の（ｇ）、（ｈ））。ここでＮＡＣＫには、ＳＴＡ１０−２及びＳＴＡ１０−３それぞれに対してＣＨ１、ＣＨ４及びデータスロット時間ｔ２が指定されている情報が含まれているとする。

ＳＴＡ１０−２およびＳＴＡ１０−３は、ＡＰ２０からＮＡＣＫをそれぞれ受信し、復調をそれぞれの無線送受信部２０１で行い、復調されたＮＡＣＫデータを受信データ解析部３１１へ送る。

受信データ解析部３１１は、ここでは受信したデータがＮＡＣＫであるためＮＡＣＫ処理部３１３へデータを渡す。ＮＡＣＫ処理部３１３は、ＮＡＣＫに含まれている情報を取得し管理する。ＮＡＣＫに含まれている取得情報はメモリ（不図示）に格納する。

＜Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ２の動作＞
［データスロット時間ｔ２］
次に、Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ２内のデータスロット時間ｔ２における、ＳＴＡ１０の処理について説明する。ＮＡＣＫを受信したＳＴＡ１０は、ＮＡＣＫに含まれている情報を元にデータ作成部３１４にて再送データを作成する。データは無線送受信部２０１で変調された後、アンテナ１０１を介してＡＰ２０に再送データを送信する。送信に使用するチャネルおよび時間については、ＮＡＣＫ情報に基づいて、チャネル決定部３１５および送信時間決定部３１８がそれぞれ決定し、無線送受信部２０１に対して設定を行う。

ここではＳＴＡ１０−２およびＳＴＡ１０−３がＮＡＣＫを受信したため、ＮＡＣＫ情報を元にＣＨ１、ＣＨ４を用いて、ＳＴＡ１０−２およびＳＴＡ１０−３がそれぞれデータの再送を行う（図５の（ｊ）、（ｋ）及び図６の（ｊ）、（ｋ））。ＳＴＡ１０−２およびＳＴＡ１０−３が送信した再送データはＡＰ２０でそれぞれ受信される。ＡＰ２０での処理は、データスロット時間ｔ１の処理と同じであるため、説明は省略する。

［ＡＣＫスロット時間ａ２］
次に、Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ２内のＡＣＫスロット時間ａ２における、ＡＰ２０の処理について説明する。ＡＰ２０は、ＳＴＡ１０−２及びＳＴＡ１０−３の再送データに対してそれぞれ受信が成功したため、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ作成部３２３でＡＣＫを作成する。ＡＰ２０は、ＳＴＡ１０−２及びＳＴＡ１０−３に対してＡＣＫを送信する（図５の（ｌ）、（ｍ）及び図６の（ｌ）、（ｍ））。以上により、データシーケンスが完了する。

以下では、図８〜図１２を参照して、データスロット時間からＡＣＫスロット時間までのＡＰ２０での処理フロー及び各種テーブル更新の説明を例を用いて行う。本例ではＳＴＡ１０は、１０台のＳＴＡ１０−１〜１０−１０がＡＰ２０の通信エリア内に存在するものとする。

図８は、本発明の実施の形態１に用いられるＡＰ２０のフローチャートである。ここで図８は、チャネルＣＨ１〜Ｎまで共通である。データスロット時間においてＡＰ２０は、各ＳＴＡ１０からの受信データが存在するかどうかを確認する（Ｓ１）。受信データが存在した場合、データを受信する（Ｓ２）。

次に受信したデータのＲＳＳＩを測定して（Ｓ３）、図９に示すＲＳＳＩテーブルの更新を行う（Ｓ４）。

ここで、図９は本発明の実施の形態１におけるＲＳＳＩテーブルの更新の一例を示した図である。データスロット時間でＡＰ２０が各ＳＴＡ１０からデータを受信した際に、ＡＰ２０は、ＲＳＳＩ測定部３２１にて測定したＲＳＳＩを元に作られた各ＳＴＡ１０に対するＲＳＳＩテーブルをメモリに格納する。各ＳＴＡ１０は移動するため、ＡＰ２０との距離は変化し、それに伴いＲＳＳＩも変化する。ＲＳＳＩの変化に対応するためＲＳＳＩテーブルは、データスロット時間において更新される。例えば図９の（ａ）はデータスロット時間ｔ１のＲＳＳＩテーブル、図９の（ｂ）はデータスロット時間ｔ２のＲＳＳＩテーブルを示している。図９の（ａ）、（ｂ）のようにＲＳＳＩテーブルは、データスロット時間毎に更新される。

次にＡＰ２０が受信したデータが、正常に受信されたかどうかを判定する（Ｓ５）。ＡＰ２０がいずれかのＳＴＡ１０から正常にデータを受信した場合、図１０の（ａ）に示す受信データ判定テーブルに「○」と記して受信データ判定テーブルの更新を行う（Ｓ６）。例えば図１０の（ａ）のデータスロット時間ｔ１では、ＣＨ１を使用して当該ＳＴＡ１０から送信されたデータは、ＡＰ２０で正常に受信されたため「○」と記している。

次に図１０の（ａ）に示す受信データ判定テーブルを参照し（Ｓ７）、図１０の（ｂ）に示す通信成功累積確率情報テーブルを更新する（Ｓ８）。図１０の（ｂ）では図１０の（ａ）の受信データ判定テーブルから過去複数回分の受信可否情報に基づいて通信成功累積情報テーブルを更新する。ここで過去何回分の通信成功累積確率を計算するかは、システム管理部３８０にて設定される。

例えば図１０の（ｂ）のデータスロット時間ｔ３において、過去３回分のタイムスロットの受信データ判定テーブルの結果を考慮した場合、ＣＨ１は３回中３回通信成功しているため「１００％」としている。ＣＨ１と同じように、データスロットｔ３において、ＣＨ２はデータ２回中１回通信成功しているため「５０％」、ＣＨ３はＣＨ１と同様に３回中３回通信成功しているため「１００％」、ＣＨ４は３回中１回通信成功しているため「３３％」となる。図１０の（ｂ）の通信成功累積確率情報テーブルは、ＲＳＳＩテーブルと同様、データスロット時間毎に更新される。

次に、ＡＰ２０は受信判定ステップＳ５で正常に受信を完了したので、ＡＣＫスロット時間で、ＳＴＡ１０にＡＣＫを送信する（Ｓ９）。

受信判定ステップＳ５において、受信データが正常に受信されなかった場合、図１０の（ａ）に示す受信データ判定テーブルに「×」と記して受信データ判定テーブルを更新する。例えば、図１０の（ａ）のデータスロット時間ｔ１では、ＣＨ２を使用して当該ＳＴＡ１０から送信されたデータは、ＡＰ２０で受信に失敗したため「×」と記している。

次に図１０の（ａ）に示す受信データ判定テーブルを参照し（Ｓ１１）、図１０の（ｂ）に示す通信成功累積確率情報テーブルを更新する（Ｓ１２）。図１０の（ｂ）では、図１０の（ａ）の受信データ判定テーブルから過去複数回分の受信可否情報に基づいて通信成功累積情報テーブルを更新する。

次に、ステップ１２で更新された通信成功累積情報テーブルを参照し、図１０の（ｃ）に示すチャネル品質テーブルの更新を行う（Ｓ１３）。

図１０の（ｃ）では、図１０の（ｂ）の通信成功累積確率情報テーブルに基づいて品質の良いチャネル、悪いチャネルの振り分けを行う。例えば、過去８回分の累積確率を計算している場合、図１０の（ｂ）のデータスロット時間ｔ８において、通信成功累積確率が最も高いＣＨ１が最も品質の良いチャネルとなる。一方、ＣＨ４は、通信成功累積確率が最も低いため、最も品質の悪いチャネルとなる。

次に、ステップ４で更新されたＲＳＳＩテーブルと、ステップ１０で更新された受信データ判定テーブルと、ステップ１３で更新されたチャネル品質テーブルを参照し、図１１に示す再送テーブルを更新する（Ｓ１４）。図１３は、当該ＳＴＡ１０に再送する際に使用するチャネル情報やデータスロット時間情報が含まれる再送テーブルを示している。

ステップ１４で更新された再送テーブルに基づいて、ＡＰ２０ではＮＡＣＫを作成して（Ｓ１５）、ＳＴＡ１０へＮＡＣＫを送信する（Ｓ１６）。

図１３に、ＮＡＣＫフレームフォーマットの一例を示す。ＤＡは送信先アドレス、ＳＡは送信元アドレス、ＣＨは再送に使用するチャネルを示す再送指定チャネル、Ｔｉｍｅは再送に使用するタイムスロットを示す再送指定タイムスロット時間、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）は、エラー検出用の情報である巡回冗長検査情報を表している。

データスロット時間に受信データがあるかどうかを判定するステップ１において、受信データが正常に受信されなかった場合、図１０の（ａ）に示す受信データ判定テーブルに「−」と記して更新する。例えば、図１０の（ａ）のデータスロット時間ｔ３におけるＣＨ２では、受信データが存在しないため「−」と記している。

次に図１１、図１２を用いて、再送が発生した際に、各ＳＴＡ１０へのチャネル及び時間の振り分け方について説明をする。

図１１は、データスロット時間ｔ１における再送テーブルの更新の一例を示している。また、図１２はＳＴＡ１０の優先順位とチャネル、時間の振り分け方を示した図である。

図１１に示した再送テーブルは、図９のＲＳＳＩテーブル、図１０の（ａ）の受信データ判定テーブル、図１０の（ｃ）のチャネル品質テーブルを参照して更新される。

図１１では、ＳＴＡ１０−１からの送信データはＡＰで受信に成功しているため、再送テーブルの受信判定には「ＯＫ」と記している。また、受信が成功しているため再送チャネル及び再送スロット時間は「−」と記している。一方、ＳＴＡ１０−２は通信に失敗しているため、再送テーブルの受信判定には「ＮＧ」と記している。従って、ＳＴＡに対してＮＡＣＫで再送を要求するため再送用のチャネル、スロット時間を割り当てる。ここでは、ＳＴＡの中でＲＳＳＩの値が最も大きいＳＴＡ１０−２に、データスロット時間ｔ１において最もチャネル品質の良いチャネルＣＨ１と、次のタイムスロットにおけるデータスロット時間ｔ２を割り当てている。一方、ＳＴＡの中でＲＳＳＩの値が最も小さいＳＴＡ１０−９はＡＰと認証するまでの時間に余裕があるため、データタイムスロット時間ｔ１において最もチャネル品質の悪いチャネルＣＨ２を割り当て、さらにタイムスロット時間ｔ４を割り当てている。

ＳＴＡ１０の優先順位のつけ方の例を図１２に示す。図１２では、ＡＰ２０と１０台のＳＴＡ１０−１１〜１０−２０が順次認証を行うことを想定している。この例では、ＳＴＡ１０−１１〜１０−２０が、図面下側から上側に端末が移動する例を示している。

ＳＴＡ１０−１１はＡＰ２０に最も近く、従ってＲＳＳＩも最も大きい値としている。一方で、ＳＴＡ１０−１７〜ＳＴＡ１０−２０はＡＰ２０から最も遠く、従ってＲＳＳＩは小さい値となる。チャネル及び時間の割り当て方は図１１、図１２に示すように、ＡＰ２０に近い、すなわちＲＳＳＩが大きいＳＴＡ１０には品質の良いチャネルを割り当て、かつ、当該チャネルに割り当てるＳＴＡ１０の数を少なくする。一方、ＡＰ２０から遠い、すなわちＲＳＳＩが小さいＳＴＡ１０は品質の悪いチャネルを割り当て、かつ、当該チャネルに割り当てるＳＴＡ１０の数を多くする。以上のように、ＡＰ２０は、ＳＴＡ１０がＡＰ２０から遠ざかる前に確実にデータの受け渡しを行うように、ＳＴＡ１０に対して伝送路状態の良いチャネルでのデータ信号の送信を指示するので、より確実にデータの受信を行うことができる。また、ＡＰ２０は、ＳＴＡ１０がＡＰ２０から遠ざかる前に確実にデータの受け渡しを行うように、ＳＴＡ１０に対してより早い時間に再送機会を与えることにより、例えば、ＳＴＡ１０から送信されたデータが再度正しく受信できなかった場合に、ＳＴＡ１０がまだＡＰ２０に近い距離にいる間に再び再送を要求する信号を送信することができるので、ＳＴＡ１０から送信されたデータを正しく受信する可能性をさらに高くすることができる。

なお、図１０のチャネル品質テーブルの作成部は、図１４に示す手順で決定してもよい。以下に、図１４を使ってチャネル品質テーブルの更新の手順を説明する。

図１４の（ａ）は、データスロット時間ｔ１での各チャネルにおけるチャネル品質Ｑ（ｔ）を示している。チャネル品質Ｑ（ｔ）は、例えば（数１）を用いて決定する。

ここで、Ｚは通信が成功したか、通信が失敗したかを表す通信係数である。図１４に示す例では、通信成功の場合Ｚ＝１、通信失敗の場合Ｚ＝０としている。通信失敗の場合、通信係数Ｚは、通信所望信号と干渉波の合成によりＲＳＳＩが高く測定される可能性があるので、チャネル品質Ｑ（ｔ）と無関係にするために、Ｚ＝０が望ましい。例えば図１４の（ａ）では、ＡＰがＣＨ１で受信したデータを正常に受信し、そのときのＲＳＳＩ（ｔ１）＝−３０ｄＢｍであったため、Ｑ（ｔ１）＝｜−３０｜×１＝３０である。

一方、ＣＨ３で受信したデータは受信に失敗したため、ＲＳＳＩに関わらずＱ（ｔ１）＝０となる。

図１４の（ｂ）は、データスロット時間ｔ２での各チャネルにおけるチャネル品質Ｑ（ｔ）を示している。図１４の（ａ）と同様、ここでは（数１）を用いて各チャネルにおけるチャネル品質Ｑ（ｔ）を計算している。

図１４の（ｃ）に、累積チャネル品質テーブルを示す。累積チャネル品質Ｑｃ（ｔ）は、あるチャネルにおいて一定期間のチャネル品質Ｑ（ｔ）を累積した値である。累積チャネル品質Ｑｃ（ｔ）は、現在に近い時刻におけるチャネル品質ほど、重み付け係数を大きくすることにより、重み付けを重くして計算している。図１４の（ｃ）では、例えば、（数２）に基づいて、累積チャネル品質Ｑｃ（ｔ）を算出している。この例では、各時刻におけるチャネル品質Ｑ(ｔ)は、現在に近い時刻から順に、重み付け係数が、１、０．５、０．２５…となっており、現在に近い時刻におけるチャネル品質ほど、重み付け係数を大きくしている。

図１４の（ｃ）のＣＨ４において、データスロット時間ｔ２における累積チャネル品質は、（数２）を用いてＱｃ＝（５０＋（１／２）×５０）＝７５となる。ここでは過去２回分のチャネル品質を考慮している。過去何回のチャネル品質を累積するかは、システム管理部３８０の設定に従う。

図１４の（ｄ）のチャネル品質テーブルは、図１４の（ｃ）に基づいて品質の良いチャネル順に並べられ整理される。このチャネル品質テーブルに基づいて、通信が失敗したＳＴＡ１０へ再送に使用するチャネルの割り当て及び時間割り当てを行う。

なお、認証が成功したＳＴＡ１０は音等を発して当該ＳＴＡ１０の所持者であるユーザにその旨を通知してもよい。あるいは、認証が失敗したＳＴＡ１０が音等を発してユーザにその旨を通知してもよい。

以上のように、第１の実施形態によると、基地局が、データ再送が必要な通信端末に対し、ＲＳＳＩが大きい順に、伝送路状態の良い周波数チャネルでのデータ再送を指示するので、距離が近い通信端末が、自局から遠ざかる前に、より確実にデータ信号の受信を行うことができる。

また、基地局が、所定の期間前から現在までの通信の成功確率に基づいて各周波数チャネルの伝送路の状態を判断することにより、実際の伝送路の状態は良くても直前に受信したデータ信号が正しく復調できなかった場合に、誤って伝送路の状態が悪いと判断することがなく、より確実に伝送路の状態の良い周波数チャネルを推定することができるので、当該通信端末から送信されたデータ信号が正しく復調される可能性を高くすることができる。

さらにまた、成功確率を算出する際に、ＲＳＳＩに応じて重み付けを行い、判定結果が誤りなく復調された場合はＲＳＳＩが小さいほど、重み付け係数を大きくすることにより、重み付けを重くしてもよい。このようにした場合、自局からの距離が遠く、伝送路の状態が良くても誤りなく復調される可能性の低い通信端末が使用する周波数チャネルを、誤って伝送路の状態が悪いと判断することを防ぐことができるので、より確実に伝送路の状態の良い周波数チャネルを推定することができる。

さらにまた、例えば、もともと伝送路の状態が良かった周波数チャネルにおいて、ある時点から他のシステムからの干渉信号の送信が開始されたために伝送路の状態が急激に悪くなった場合に、データ信号が受信された時刻が近いほど、重み付け係数を大きくすることにより、重み付けを重くすることにより、伝送路の状態が悪くなって以降、誤りなく復調されなかったと判定されることが多くなると、伝送路の状態が悪くなる前の判定結果よりも伝送路の状態が悪くなって以降の判定結果を重視することになるので、より早く当該周波数チャネルの伝送路の状態が悪くなったと判断することができる。

さらにまた、基地局が、データ再送が必要な通信端末に対し、ＲＳＳＩが大きい順に、早い時間に再送機会を与えることにより、距離が近い通信端末が、自局から遠ざかる前に、さらにより確実にデータ信号の受信を行うことができる。

（第２の実施形態）
以下に本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、ＲＳＳＩの測定値が大きいＳＴＡには品質の良いチャネルを割り当てる。本実施形態では、これに加え、ＲＳＳＩの測定値が前回測定したときの測定値より低下したＳＴＡ１０が検出された場合には、例外的に、ＲＳＳＩの測定値が大きいＳＴＡ１０より優先して、品質の良いチャネルを割り当てる点が相違する。この相違点を以下に説明する。

図９に示す、第１の実施形態におけるＲＳＳＩテーブルは、ＲＳＳＩの測定のたび更新値が上書きされるのみである。これに対し、図１５に示すとおり、本実施形態においては、ＲＳＳＩテーブルは、ＲＳＳＩの測定値を更新するだけでなく、更新値が前回測定された値より小さい場合に、そのことを示すフラグを格納することができる。

図１５に示す例では、１０台のＳＴＡ１０−２１〜１０−３０がＡＰ２０の通信エリア内に存在するとする。時刻ｔ０におけるＲＳＳＩの値と時刻ｔ１におけるＲＳＳＩの値とを比較して、ＳＴＡ１０−２３のＲＳＳＩの更新値のみ低下しているため、ＳＴＡ１０−２３のフラグが立っている。このことはＳＴＡ１０−２３とＡＰ２０との距離が離れつつあることを示している。このことはＳＴＡ１０−２３とＡＰ２０との距離が小さくＲＳＳＩ値が最も大きい間に、優先的に品質の良いチャネルを割り当てられたにもかかわらず、認証ができなかったことを意味する。ＳＴＡ１０−２３は他のＳＴＡ１０に比べて早くＡＰ２０の通信エリア外に出てしまうことが想定されるため、優先的に認証が行われなければならない。このように、ＲＳＳＩテーブルにフラグが立っているＳＴＡ１０については、最もチャネル品質の良いチャネルを割り当て、また再送間隔を短くしている。図１５に示す例の場合では、図１６に示すように、ＳＴＡ１０−２３に最もチャネル品質の良いＣＨ１を割り当てるとともに、再送データスロット時間も、早い時間ｔ２を割り当てている。

以上のように、本実施の形態では、第１の実施形態において、認証ができないまま、基地局との距離が離れつつある通信端末が検出された場合、基地局との距離が最も近い通信端末よりも優先的に、品質の良いチャネル及び早い再送時間を割り当て、認証を行うことを可能にし、基地局の通信エリア外に先に出てしまうおそれのある通信端末の認証漏れを防ぎ、認証の確実性をさらに高めることができる。

なお、本発明の各実施形態にかかる管理端末ＡＰ２０である基地局が行う処理は、一連の処理手順を与える通信方法として捉えることができる。この方法は、一連の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムの形式で提供されてもよい。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で、コンピュータに導入されてもよい。

また、基地局を構成する機能ブロックは、集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。これらの構成は１チップ化されてもよいし、一部を含むようにチップ化されてもよい。ここでいうＬＳＩとは、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと称呼されることもあるが、いずれをも含む。また集積回路化の手法は、ＬＳＩに限られるものではなく、専用回路または汎用プロセッサで集積回路化を行ってもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＧａｔｅＡｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを用いてもよい。あるいはこれらの機能ブロックの演算は例えばＤＳＰやＣＰＵなどを用いて演算することもできる。さらにこれらの処理ステップはプログラムとして記録媒体に記録して実行することで処理してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路かの技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適応などが可能性としてあり得る。

本発明にかかる無線通信システムに用いられる基地局及び通信方法は、管理端末が多数の通信端末と効率よく確実にデータ認証をすることができ、センサーネットワークやアクティブＲＦタグなどの多数の端末を収容する無線ネットワーク等に利用可能であり、特に、多数の通信端末が短時間で通過してしまう場合に、速やかに識別及び認証する必要のある無線ネットワーク等に有用である。

１０ 通信端末（ＳＴＡ）
２０ 管理端末（ＡＰ）
３０ 認証済み端末（ＡＳＴＡ）
１００、１０１、１０２ アンテナ
１５０ 無線局
２００、２０１、２０２ 無線送受信部
２１０ 高周波部
２２０ 復調部
２３０ 変調部
３０１、３０２ 制御部
３１１ 受信データ解析部
３１２ ビーコン処理部
３１３ ＮＡＣＫ処理部
３１４ データ作成部
３１５ チャネル決定部
３１６ チャネル切替部
３１７ 受信データ判定部
３１８ 送信時間決定部
３２１ ＲＳＳＩ測定部
３２２ 受信データ判定部
３２３ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ作成部
３２４ ビーコン作成部
３２５ ＲＳＳＩテーブル作成部
３３０ 受信データ判定テーブル作成部
３４０ 通信成功累積確率テーブル作成部
３５０ チャネル品質テーブル作成部
３６０ 再送テーブル作成部
３７０ 再送チャネル・時間割り当て決定部
３８０ システム管理部
３９０ コントロールチャネル決定部
４００ メモリ
５００ バス
１０００ 通信端末（ＳＴＡ）
２０００ 管理端末（ＡＰ）

Claims (15)

1. 通信に用いる複数の周波数チャネルについて周波数チャネル毎の伝送路の状態を推定する推定部と、
   複数の通信端末がそれぞれ前記複数の周波数チャネルのうちいずれかの周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、
   前記周波数チャネル毎に受信した前記データ信号の受信信号電力を測定する測定部と、
   前記周波数チャネル毎に受信した前記データ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、
   前記判定部で前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、前記測定部で検出された前記受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、前記推定部で伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部と、を備える基地局。
2. 前記制御部は、
   前記判定部で前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末のうち前記測定部で2回以上前記受信信号電力が測定され、前回に比べて前記受信信号電力が低下している通信端末が検出された場合は、当該通信端末に対し、優先的に、前記推定部で伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信することを特徴とする、請求項1に記載の基地局。
3. 前記推定部は、前記判定部で判定された判定結果から所定の期間前から現在までの各周波数チャネルでの通信の成功確率を算出し、前記通信の成功確率の高い周波数チャネルを伝送路の状態が良いと判断することを特徴とする、請求項1または2に記載の基地局。
4. 前記推定部は、前記成功確率を算出する際に、前記判定部で判定された判定結果に前記測定部で測定された前記受信信号電力に応じて重み付けを行い、前記判定結果が誤りなく復調された場合は、前記受信信号電力が小さいほど、重み付け係数を大きくすることにより、重み付けを重くすることを特徴とする、請求項3に記載の基地局。
5. 前記推定部は、成功確率を算出する際に、前記判定部で判定された判定結果に前記データ信号が受信された時刻に応じて重み付けを行い、前記データ信号が受信された時刻が近いほど、重み付け係数を大きくすることにより、重み付けを重くすることを特徴とする、請求項3に記載の基地局。
6. 複数の通信端末が所定の周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、
   前記通信端末毎に受信した前記データ信号の受信信号電力を測定する測定部と、
   前記通信端末毎に受信した前記データ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、
   前記判定部で前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、前記測定部で検出された前記受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部と、を備える基地局。
7. 前記制御部は、
   前記判定部で前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末のうち前記測定部で2回以上前記受信信号電力が測定され、前回に比べて前記受信信号電力が低下している通信端末が検出された場合は、当該通信端末に対し、前記受信信号電力が最も大きい通信端末よりも優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信することを特徴とする、請求項6に記載の基地局。
8. 通信に用いる複数の周波数チャネルについて周波数チャネル毎の伝送路の状態を推定する推定ステップと、
   複数の通信端末がそれぞれ前記複数の周波数チャネルのうちいずれかの周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信ステップと、
   前記周波数チャネル毎に受信した前記データ信号の受信信号電力を測定する測定ステップと、
   前記周波数チャネル毎に受信した前記データ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、前記測定ステップで検出された前記受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、前記推定ステップで伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御ステップとを含む、通信方法。
9. 複数の通信端末が所定の周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信ステップと、
   前記通信端末毎に受信した前記データ信号の受信信号電力を測定する測定ステップと、
   前記通信端末毎に受信した前記データ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、前記測定ステップで検出された前記受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御ステップとを含む、通信方法。
10. ネットワークシステムにおいて基地局として動作する通信機器が実行する、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に格納される、通信プログラムであって、
    通信に用いる複数の周波数チャネルについて周波数チャネル毎の伝送路の状態を推定する推定ステップと、
    複数の通信端末がそれぞれ前記複数の周波数チャネルのうちいずれかの周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信ステップと、
    前記周波数チャネル毎に受信した前記データ信号の受信信号電力を測定する測定ステップと、
    前記周波数チャネル毎に受信した前記データ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップで前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、前記測定ステップで検出された前記受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、前記推定ステップで伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御ステップとを含む、通信プログラム。
11. ネットワークシステムにおいて基地局として動作する通信機器が実行する、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に格納される、通信プログラムであって、
    複数の通信端末が所定の周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信ステップと、
    前記通信端末毎に受信した前記データ信号の受信信号電力を測定する測定ステップと、
    前記通信端末毎に受信した前記データ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップで前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、前記測定ステップで検出された前記受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御ステップとを含む、通信プログラム。
12. 通信に用いる複数の周波数チャネルについて周波数チャネル毎の伝送路の状態を推定する推定部と、
    複数の通信端末がそれぞれ前記複数の周波数チャネルのうちいずれかの周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、
    前記周波数チャネル毎に受信した前記データ信号の受信信号電力を測定する測定部と、
    前記周波数チャネル毎に受信した前記データ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、
    前記判定部で前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、前記測定部で検出された前記受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、前記推定部で伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部とを集積した、集積回路。
13. 複数の通信端末が所定の周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、
    前記通信端末毎に受信した前記データ信号の受信信号電力を測定する測定部と、
    前記通信端末毎に受信した前記データ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、
    前記判定部で前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、前記測定部で検出された前記受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部とを集積した、集積回路。
14. 複数の通信端末と、前記複数の通信端末と通信する基地局とからなるネットワークシステムであって、
    前記基地局は、
    通信に用いる複数の周波数チャネルについて周波数チャネル毎の伝送路の状態を推定する推定部と、
    前記複数の通信端末がそれぞれ前記複数の周波数チャネルのうちいずれかの周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、
    前記周波数チャネル毎に受信した前記データ信号の受信信号電力を測定する測定部と、
    前記周波数チャネル毎に受信した前記データ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、
    前記判定部で前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、前記測定部で検出された前記受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、前記推定部で伝送路の状態が良いと推定された周波数チャネルを割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた周波数チャネルを用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部とを備える、ネットワークシステム。
15. 複数の通信端末と、前記複数の通信端末と通信する基地局とからなるネットワークシステムであって、
    前記基地局は、
    複数の通信端末が所定の周波数チャネルで送信したデータ信号を受信する受信部と、
    前記通信端末毎に受信した前記データ信号の受信信号電力を測定する測定部と、
    前記通信端末毎に受信した前記データ信号が誤りなく復調されたか否かを判定する判定部と、
    前記判定部で前記データ信号が誤りなく復調されなかったと判定された通信端末に対して、前記測定部で検出された前記受信信号電力が大きい通信端末から順に優先的に、より短い再送間隔を割り当て、当該通信端末に対して、当該割り当てた再送間隔を用いて前記データ信号を再送するよう要求する再送要求信号を送信する制御部とを備える、ネットワークシステム。

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