JP6004021B2 - 無線通信装置及び無線通信プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置及び無線通信プログラムに関し、例えば、電波の送信出力強度を制御する無線通信装置及び無線通信プログラムに適用し得るものである。

例えば、無線通信を行なう際に、他の電波が存在するときに無線装置が送信を開始すると、電波干渉が発生して正しく通信を行なうことができない。ここで、電波干渉は、受信した信号（希望信号波）Ｓの強度に対して、他の電波（ノイズ）Ｎの強度の比（以下、ＳＮ比とも呼ぶ。）が充分な大きさとならない場合に発生する。

所要ＳＮ比の大きさは変調方式によって異なるが、例えば、所要ＳＮ比が１０ｄＢｍの無線通信システムの場合、信号（希望信号波）Ｓの信号強度が−７０ｄＢｍのとき、ノイズＮの信号強度が−８０ｄＢｍ以下であれば、無線装置は信号Ｓを正しく受信することができる。

従って、電波干渉を回避するためには、通信相手に対して充分な信号強度を保てるように、送信出力強度を大きくして送信することが必要となる。その一方で、通信範囲内に存在する他の無線通信システムの電波干渉しないように、できるだけ送信出力強度を下げて送信することも必要となる。

ところで、無線方式の１つとして、通信相手の無線装置に直接電波が届かない場合に、通信相手の無線装置との間に位置する別の無線装置を経由して通信を行なうマルチホップ通信方式がある。マルチホップ通信では、通信相手の無線装置に直接届かせる必要がないため、送信出力強度をある程度下げることができるため、電波干渉を低減させることが可能である。

特許文献１には、マルチホップ通信において、同一システム内で直接通信を行なわない位置関係にある無線装置間で電波干渉を起こさないように、送信電力を制御する技術が記載されている。

特開２０１１−１４６８５０号公報

他の無線装置を中継して通信を行うマルチホップネットワークでは、通信経路（どの無線装置を中継するか）を決定する際に、受信信号強度の大きさや最終通信相手とのホップ数（中継装置数）などが考慮される。

例えば、図２のように、自通信システムＡ内に無線装置Ａ０、Ａ１、Ａ２があり、無線装置Ａ１は無線装置Ａ０と通信を行う場合、通信経路探索（ルーティング）アルゴリズムによって、無線装置Ａ１と無線装置Ａ０との直接通信の通信経路が決定された場合には、無線装置Ａ１と無線装置Ａ０との間で、相手の無線装置が受けているノイズに応じて、送信出力の制御を行う。

自通信システムＡには無線装置Ａ２も存在し、無線装置Ａ２を中継する通信経路も取り得る。しかし、無線装置Ａ２を中継する経路は通信経路に選ばれていないので、無線装置Ａ２の周囲のノイズを考慮した送信出力制御は行われない。そのため、無線装置Ａ１は他の通信システムＢに対して、高いノイズ強度を与えたままになる可能性がある。

そのため、通信経路探索の際に、近隣の無線装置との送信出力制御を試みて、他システムへ干渉の影響が少ない通信経路を選定することができる無線通信装置及び無線通信プログラムが求められている。

かかる課題を解決するために、本発明に係る無線通信装置は、（１）同一通信規格の１又は複数の他の無線通信装置から受信信号を受信する受信手段と、（２）１又は複数の他の無線通信装置から受信した信号の受信信号強度を他の無線通信装置毎に測定する信号強度測定手段と、（３）ノイズ信号のノイズ信号強度を測定するノイズ強度測定手段と、（４）他の無線通信装置毎の受信信号強度と、ノイズ信号強度とに基づいて、他の無線通信装置から自装置に対する現在の送信出力値から相対的に値を変化させる相対変更値を導出する相対変更値導出手段と、（５）相対変更値導出手段により導出された相対変更値を含む制御信号を、対応する他の無線通信装置に送信する送信手段と、（６）受信手段により受信された、１又は複数の他の無線通信装置からの制御信号に含まれている相対変更値を用いて送信出力値を導出する送信出力値導出手段と、（７）所定の通信経路探索アルゴリズムにより通信経路を探索するものであって、送信出力値導出手段による導出結果に基づいて通信経路を選定する通信経路探索手段とを備えることを特徴とする。

第２の本発明に係る無線通信プログラムは、コンピュータを、（１）同一通信規格の１又は複数の他の無線通信装置から受信信号を受信する受信手段と、（２）１又は複数の他の無線通信装置から受信した信号の受信信号強度を他の無線通信装置毎に測定する信号強度測定手段と、（３）ノイズ信号のノイズ信号強度を測定するノイズ強度測定手段と、（４）他の無線通信装置毎の受信信号強度と、ノイズ信号強度とに基づいて、他の無線通信装置から自装置に対する現在の送信出力値から相対的に値を変化させる相対変更値を導出する相対変更値導出手段と、（５）相対変更値導出手段により導出された相対変更値を含む制御信号を、対応する他の無線通信装置に送信する送信手段と、（６）受信手段により受信された、１又は複数の他の無線通信装置からの制御信号に含まれている相対変更値を用いて送信出力値を導出する送信出力値導出手段と、（７）所定の通信経路探索アルゴリズムにより通信経路を探索するものであって、送信出力値導出手段による導出結果に基づいて通信経路を選定する通信経路探索手段として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、通信経路ごとに、自システム内の相手無線装置との必要な信号強度を保ちつつ、ノイズからの所要ＳＮ比を確保できる送信出力値を算出し、最も送信出力値を下げることができる通信経路を選定するため、他システムへの電波干渉を低減することが可能である。

第１の実施形態に係る無線通信装置の機能構成を示すブロック図である。 無線通信装置における経路選定処理を説明する説明図（その１）である。 第１の実施形態に係る無線通信装置１０の送信出力制御処理の動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る無線通信装置１０における通信経路の選定処理の動作を示すフローチャートである。 無線通信装置における経路選定処理を説明する説明図（その２）である。

（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明に係る無線通信装置及び無線通信プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

第１の実施形態では、マルチホップ通信を採用する無線装置に本発明を適用する場合を例示する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る無線通信装置１０の機能構成を示すブロック図である。図１において、第１の実施形態に係る無線通信装置１０は、送信出力制御部１００、受信部１１０、送信部１２０を有する。

無線通信装置１０は、自身と同じ設計の通信システムの他の無線通信装置と無線通信を行なうものである。無線通信装置１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インタフェース手段、通信装置等を備えるものであり、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納される無線通信プログラムを実行することにより、無線通信装置１０の機能（特に送信出力制御処理）を実現するものである。また、無線通信プログラムをインストールして構築できるようにしても良く、その場合でも機能的には図１で表すことができる。

無線通信装置１０が行なう無線通信方式は、特に限定されるものではなく、種々の無線通信方式を広く適用することができ、例えば、無線ＬＡＮの標準規格技術、ＩＥＥＥ８０１．１１シリーズ（ＩＥＥＥ８０１．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ）等で規格化された技術、ＩＥＥＥ８０２．１５シリーズ等で規格化された技術、ＩＥＥＥ８０２．１６シリーズ等で規格化された技術などを適用することができる。

受信部１１０は、アンテナ部（図示しない）により捕捉された電波を、周波数変換、フィルタリング、検波処理、ＡＤ変換処理、復調処理、復号処理等を行ない、受信したデータを復元するものである。受信部１１０は、復号した受信データに基づいて自通信システムであった場合に、その受信データを自システム信号強度測定部１０２に与える。また、受信部１１０は、周辺の無線通信装置から送信出力量情報を含む制御信号を受信したときには、その制御情報に含まれている送信出力許容量情報を自送信出力導出部１０５に与えるものである。一方、復号できなかった場合、ノイズ強度を測定するために、受信部１１０は、復元できなかったデータを他システムノイズ強度測定部１０３に与える。

送信出力制御部１００は、受信部１１０により受信された信号や、近隣の無線通信装置からの送信出力許容量情報等を取得し、自通信システムに送信信号を出力する送信出力値を制御するものである。

送信出力制御部１００は、マルチホップ通信において、他通信システムからのノイズ強度と自通信システムの近隣無線装置の通信強度とを比較して、その比較結果に基づいて安定通信ができる程度まで送信出力値を下げる制御を行い、送信出力値を低くできる通信経路を選択する。

図１に示すように、送信出力制御部１００は、自システム信号強度測定部１０２、他システムノイズ強度測定部１０３、近隣装置送信出力導出部１０４、自送信出力導出部１０５、通信経路探索部１０６を有する。

自システム信号強度測定部１０２は、受信部１１０から取得した受信データを解析し、自通信システムの近隣の無線通信装置からの受信信号の受信信号強度（以下、単に信号強度と呼ぶ。）Ｓｍ［ｄＢｍ］（ｍは、整数であり、近隣の無線通信装置を識別する番号である。）を、近隣の無線通信装置毎に測定し、その測定結果を近隣装置送信出力導出部１０４に与えるものである。

他システムノイズ強度測定部１０３は、他の通信システムの無線装置から送出された電波やノイズ源からのノイズの受信信号強度であるノイズ強度Ｎ［ｄＢｍ］を測定し、その測定結果を近隣装置送信出力導出部１０４に与えるものである。ここで、他システムノイズ強度測定部１０３は、他の通信システムやノイズ源が複数ある場合に、最もノイズ強度が強い値をノイズ強度Ｎとして、近隣装置送信出力導出部１０４に与える。

近隣装置送信出力導出部１０４は、自システム信号強度測定部１０２からの近隣の無線通信装置毎の信号強度Ｓｍと、他システムノイズ強度測定部１０３からのノイズ強度Ｎ［ｄＢｍ］とを比較し、当該近隣の無線通信装置への送信出力許容量を導出するものである。近隣装置送信出力導出部１０４は、近隣の無線通信装置に送信出力許容量を通知するために、導出した送信出力許容量を送信部１２０に与える。

送信出力許容量は、ノイズ（他通信システムが送出する電波も含む。）の影響を受けている環境で、自身が近隣の通信装置から正しく信号Ｓを受信することができる送信出力値であり、近隣の無線通信装置に対して現在の送信出力値に対して、相対的に引き上げる又は引き下げる送信出力値の値である。

自送信出力導出部１０５は、複数の近隣の無線通信装置から、当該無線通信装置１０（自身の無線通信装置１０）に対する送信出力許容量を受けた場合に、複数の送信出力許容量の値の中から最も小さい送信出力許容量の値に合わせて、その時点の候補通信経路の送信出力値として導出するものである。

通信経路探索部１０６は、マルチホップ通信に係る所定の通信経路探索アルゴリズムにより、通信経路を探索するものである。通信経路探索部１０６は、自送信出力導出部１０５により導出された候補通信経路の送信出力値に基づいて、自送信出力値が最も低い通信経路を選定する。なお、マルチホップ通信に係る通信経路探索アルゴリズムは、特に限定されるものではなく、既存のアルゴリズムを広く適用することができる。通信経路探索アルゴリズムの詳細な説明は省略するが、例えば、ＡＯＤＶ（Ad hoc On-Demand Distance Vector）、ＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing）、ＤＹＭＯ（Dynamic MANET On-demand）、ＤＳＲ（Dynamic Source Routing）等を適用することができる。

つまり、通信経路探索部１０６は、所定の通信経路探索アルゴリズムにより通信経路探索結果としての通信経路テーブル（ルーティングテーブル）を作成して、通信経路の候補を獲得する。また、近隣の無線通信装置から送信出力許容量を含む制御信号を受けた場合、通信経路探索部１０６は、自送信出力導出部１０５により導出された送信出力値の候補通信経路を受け取り、自送信出力値が最も低い通信経路上の隣接無線通信装置を選定する。

送信部１２０は、入力された送信データに対して変調処理や符号化等の通常の送信処理を施して、送信信号を送信するものである。送信部１２０は、送信データの変調処理や符号化を行う際に、送信信号の送信出力値（自送信出力値）を、自送信出力導出部１０５により導出された送信出力値に変更して、送信信号を出力する。また、送信部１２０は、近隣装置送信出力導出部１０４から取得した近隣の無線通信装置に要求する送信出力許容量を含む制御信号も、近隣の無線通信装置に送信する。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係る無線通信装置１０の送信出力制御処理の動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図３は、第１の実施形態に係る無線通信装置１０の送信出力制御処理の動作を示すフローチャートである。図４は、第１の実施形態に係る無線通信装置１０における通信経路の選定処理の動作を示すフローチャートである。

無線通信装置１０が通信を開始する際、通信経路探索部１０６は、所定の通信経路探索アルゴリズムにより通信経路探索を行う（Ｓ１００）。ここで、通信経路探索処理動作の詳細な説明は省略するが、通信経路探索部１０６は、ブロードキャスト又はユニキャストにより経路探索に係るパケットをマルチホップで送信し、通信経路探索部１０６は、通信経路探索結果としての通信経路テーブル（ルーティングテーブル）を作成して、通信経路の候補を獲得する。通信経路探索処理を行うタイミングは、既存のルーティング処理と同様に、通信を開始するタイミングであっても良いし、定期的なタイミングで行うようにしても良い。

通信経路探索の際、無線通信装置１０の受信部１１０は、図示しないアンテナ部により捕捉された電波を周波数変換、復調処理等を行ない、自通信システムの近隣の無線通信装置からの信号を復元する（Ｓ１０１）。受信部１１０は、受信信号を復元できた場合、その復元した信号を自システム信号強度測定部１０２に与え、復元できなかった信号を他システムノイズ強度測定部１０３に与える。

自システム信号強度測定部１０２は、自通信システムの送信元の無線通信装置からの信号の受信信号強度Ｓｍ［ｄＢｍ］を測定し（Ｓ１０２）、他システムノイズ強度測定部１０３は、他の通信システムからの電波やノイズ源のノイズ強度Ｎ［ｄＢｍ］を測定する（Ｓ１０３）。当該無線通信装置１０の周辺に電波を捕捉することができる範囲内に１又は複数の無線通信装置が存在する場合、当該無線通信装置１０は、近隣の無線通信装置から送信された信号の受信信号強度を測定し、復元した信号に含まれているアドレス情報（例えばＭＡＣアドレス等）を解析し、無線通信装置毎の受信信号強度を測定する。

近隣装置送信出力導出部１０４は、自通信システムにおける所要ＳＮ比Ｃと、ノイズ強度Ｎ［ｄＢｍ］とを用いて、ノイズ強度Ｎに対して受信することができる信号強度を求める（Ｓ１０４）。すなわち、近隣装置送信出力導出部１０４は、他の通信システムが送出する電波の影響を受けたとしても、自身（当該無線通信装置１０）が信号Ｓを受信することができる信号強度を導出する。ノイズ強度Ｎに対して受信することができる信号強度の導出方法は、他システムノイズ強度測定部１０３により測定されたノイズ強度Ｎと所要ＳＮ比Ｃとを加算することで導出することができる。なお、所要ＳＮ比Ｃは、自通信システムにおける無線通信規格で規定されているものであり、無線通信装置１０に予め記憶されている。

近隣装置送信出力導出部１０４は、送信元の無線通信装置から受信した信号の受信信号強度Ｓｍ［ｓＢｍ］と、Ｓ１０４で導出した信号強度とを用いて、通信相手である無線通信装置への送信出力許容値を導出し（Ｓ１０５、Ｓ１０６）、その送信出力許容値を送信部１２０に与える。

ここで、近隣装置送信出力導出部１０４による送信出力許容値を導出する方法を説明する。

まず、近隣装置送信出力導出部１０４は、ノイズ強度Ｎ［ｄＢｍ］に自通信システムの所要ＳＮ比Ｃ［ｄＢｍ］を加算した値（Ｎ＋Ｃ）［ｄＢｍ］が、当該無線通信装置１０が置かれている現在の環境で、受信することができる信号強度である。

通信経路探索の際、候補となる通信経路の近隣の無線通信装置からの受信信号強度をＳｍ[ｄＢｍ]とする。信号強度（Ｎ＋Ｃ）［ｄＢｍ］が受信した信号の受信信号強度Ｓｍ［ｄＢｍ］よりも小さい（Ｎ＋Ｃ＜Ｓｍ）場合、無線通信装置１０が安定して通信ができており、かつ、他の通信システムへの電波干渉の可能性がまだ残っている状態である。

そのため、近隣装置送信出力導出部１０４は、式（１）により受信信号強度Ｓｍ［ｄＢｍ］と（Ｎ＋Ｃ）［ｄＢｍ］の差分値を求める。
Ｓｍ−（Ｎ＋Ｃ）［ｄＢｍ］…（１）

式（１）で導出された値が、近隣の無線通信装置に対して、さらに送信出力値を下げることを要求可能な送信出力許容量となる。つまり、近隣装置送信出力導出部１０４は、式（１）で導出した値の分だけ、それぞれの近隣の無線通信装置に対して送信出力値を下げるように要求する。

一方、信号強度（Ｎ＋Ｃ）［ｄＢｍ］が受信した信号の信号強度Ｓｍ［ｄＢｍ］よりも大きい（Ｎ＋Ｃ＜Ｓｍ）場合、送信元である近隣の無線通信装置の送信とノイズのタイミングが重なったときに、無線通信装置１０が自通信システムの信号を受信できなくなる可能性が高い状態である。

そのため、近隣装置送信出力導出部１０４は、式（２）により受信信号強度Ｓｍ［ｄＢｍ］と（Ｎ＋Ｃ）［ｄＢｍ］の差分値を求める。
（Ｎ＋Ｃ）−Ｓｍ［ｄＢｍ］…（２）

式（２）で導出された値が、送信元である無線通信装置に対して、送信出力値を上げるべき送信出力幅となる。つまり、近隣装置送信出力導出部１０４は、式（２）で導出した値の分だけ、それぞれの近隣の無線通信装置に送信出力値を上げるように要求する。

なお、信号強度（Ｎ＋Ｃ）が受信信号強度Ｓｍと同値の場合、当該無線通信装置が、当該近隣の無線通信装置との間で安定通信を行うことができるぎりぎりまで送信出力値を下げた状態である。

送信部１２０は、近隣装置送信出力導出部１０４からの送信出力許容量を含む制御信号を変調して、送信電波を自通信システムＡに送出する（Ｓ１０７）。

次に、無線通信装置１０が、近隣の無線通信装置から送信出力許容量を含む制御信号を受信して通信経路を選定する処理の動作を、図４を参照して詳細に説明する。

まず、近隣の無線通信装置から送信された制御信号が受信部１１０に受信されると（Ｓ２０１）、受信部１１０により制御信号に含まれる送信出力許容量が抽出され（Ｓ２０２）、送信出力許容量が自送信出力導出部１０５に与えられる。複数の無線通信装置から送信出力許容量が与えられると、無線通信装置毎に送信出力許容量を抽出する。

自送信出力導出部１０５は、受信部１１０から取得した送信出力許容量に基づいて、候補通信経路毎の送信出力値を導出する（Ｓ２０３）。自送信出力導出部１０５は、制御信号に含まれている無線通信装置のアドレス情報に基づいて送信元（送信出力許容量の要求元）を特定することができるため、候補通信経路毎の送信出力値を獲得する。

このとき、複数の近隣の無線通信装置から送信出力許容量を受けた場合、自送信出力導出部１０５は、複数の送信出力許容量のうち、送信出力許容量の小さいものを用いて、当該送信出力値を導出する。ここで、送信出力許容量の小さいものとは、相手の無線装置が送信出力値を引き下げる許容量（値）が大きいものをいう。従って、複数の送信出力許容量を受けた場合、現在の送信出力値から、引き下げる許容量の最も大きい送信出力許容量を差し引いた値（送信出力値）を導出する。

通信経路探索部１０６は、自送信出力導出部１０５により導出された送信出力値の候補通信経路（送信出力値が最も低くなる通信経路）を優先して選定し（Ｓ２０４）、その選定された通信経路上の隣接する無線通信装置に送信するようにする。

図２及び図５は、第１の実施形態に係る無線通信装置１０における経路選定処理を説明する説明図である。

無線通信装置１０は、近隣の無線通信装置から送信出力許容量を取得した場合、送信出力許容量のうち、送信出力値を候補通信経路毎に導出し、送信出力値が最小となる通信経路を選定する。

図２では、無線装置Ａ０、Ａ１、Ａ２が通信システムＡに属しているものとし、無線装置Ａ０と無線装置Ａ１とが現在通信を行っているものとする。通信システムＡの所要ＳＮ比Ｃは１０ｄＢｍとする。無線装置Ａ０は、他の通信システムＣに属する無線装置Ｃ１が送出する電波の影響を受けており、無線装置Ａ１は、他の通信システムＢに属する無線装置Ｂ１が送出する電波の影響を受けているものとする。

なお、図２は、無線装置Ａ０と無線装置Ａ１との通信経路では、送信出力値の低減がこれ以上下げることができない場合を例示している。

まず、無線装置Ａ１が、無線装置Ａ０に対して導出する送信出力許容量を説明する。図２において、無線装置Ａ０は送信出力値１０ｄＢｍで送信しており、無線装置Ａ１は、無線装置Ａ０から受信信号強度Ｓ０１＝−８０ｄＢｍで受信しているものとする。

無線装置Ａ１は、ノイズ源として通信システムＢの無線装置Ｂ１があり、無線装置Ａ１は、ノイズ源としての無線装置Ｂ１からノイズ強度ＮＢ１＝−９０ｄＢｍで受信している。また、無線装置Ｂ１は、ノイズ源としての無線装置Ａ１からノイズ強度Ｎ１Ｂ＝−７０ｄＢｍで受信している。

この場合、無線装置Ａ１におけるノイズ強度ＮＢ１に対して受信できる信号強度は、式（３）より「−８０ｄＢｍ」となる。
ＮＢ１＋Ｃ＝−９０＋１０＝−８０ｄＢｍ[ｄＢｍ] …（３）

また、無線装置Ａ１が、現在通信を行っている無線装置Ａ０に対して要求することができる送信出力許容量は、式（４）より「０ｄＢｍ」である。つまり、無線装置Ａ１は無線装置Ａ０に対して要求できる送信出力許容量は「０ｄＢｍ」であり、無線装置Ａ０は、安定通信できるぎりぎりまで送信出力値を下げた状態で、無線装置Ａ１と通信している
Ｓ０１−（ＮＢ１＋Ｃ）＝−８０−（−８０）＝０［ｄＢｍ］ …（４）

一方、無線装置Ａ０が、無線装置Ａ１に対して導出する送信出力許容量を説明する。無線装置Ａ１は送信出力値２０ｄＢｍで送信しており、無線装置Ａ０は、無線装置Ａ１から受信信号強度Ｓ１０＝−７０ｄＢｍで受信しているものとする。

無線装置Ａ０は、ノイズ源として通信システムＣの無線装置Ｃ１があり、無線装置Ａ０は、ノイズ源としての無線装置Ｃ１からノイズ強度ＮＣ０＝−８０ｄＢｍで受信している。

この場合、無線装置Ａ０におけるノイズ強度ＮＣ０に対して受信できる信号強度は、式（５）より「−７０ｄＢｍ」となる。
ＮＣ０＋Ｃ＝−８０＋１０＝−７０ｄＢｍ[ｄＢｍ] …（５）

また、無線装置Ａ０が、現在通信を行っている無線装置Ａ１に対して要求することができる送信出力許容量は、式（６）より「０ｄＢｍ」である。つまり、無線装置Ａ０は無線装置Ａ１に対して要求できる送信出力許容量は「０ｄＢｍ」であり、無線装置Ａ１は、安定通信できるぎりぎりまで送信出力値を下げた状態で、無線装置Ａ０と通信している
Ｓ１０−（ＮＣ０＋Ｃ）＝−７０−（−７０）＝０［ｄＢｍ］ …（６）

図２に示すように、無線装置Ａ０→無線装置Ａ１の通信経路で通信を行う場合、無線装置Ａ１の無線装置Ａ０に対する送信出力許容量と、無線装置Ａ０の無線装置Ａ１に対する送信出力許容量とは、いずれも０ｄＢｍである。従って、無線装置Ａ１は送信出力値を２０ｄＢｍから下げることができないため、他の通信システムＢへのノイズ強度は−７０ｄＢｍから下げることができず、無線装置Ａ１が及ぼす他の通信システムＢへの電波干渉の低減を図ることはできない。

次に、図５を用いて、通信システムＡに属する無線装置Ａ０、Ａ１、Ａ２が通信経路探索を行い、無線装置Ａ０→無線装置Ａ２→無線装置Ａ１の通信経路を選択した場合に、無線装置Ａ１が送信出力値を下げる動作を説明する。

図５において、無線装置Ａ２は送信出力値１０ｄＢｍで送信しており、無線装置Ａ１は、無線装置Ａ２から受信信号強度Ｓ２１＝−８０ｄＢｍで受信しているものとする。

また、図２の場合と同様に、無線装置Ａ１は、ノイズ源として通信システムＢの無線装置Ｂ１があり、無線装置Ａ１は、ノイズ源としての無線装置Ｂ１からノイズ強度ＮＢ１＝−９０ｄＢｍで受信している。また、無線装置Ｂ１は、ノイズ源としての無線装置Ａ１からノイズ強度Ｎ１Ｂ＝−７０ｄＢｍで受信している。

この場合、無線装置Ａ１におけるノイズ強度ＮＢ１に対して受信できる信号強度は、式（７）より「−８０ｄＢｍ」となる。
ＮＢ１＋Ｃ＝−９０＋１０＝−８０ｄＢｍ[ｄＢｍ] …（７）

また、無線装置Ａ１が、無線装置Ａ２に対して要求することができる送信出力許容量は、式（８）より「０ｄＢｍ」である。つまり、無線装置Ａ１は無線装置Ａ２に対して要求できる送信出力許容量は「０ｄＢｍ」であり、無線装置Ａ２は、安定通信できるぎりぎりまで送信出力値を下げた状態で、無線装置Ａ１と通信している。
Ｓ２１−（ＮＢ１＋Ｃ）＝−８０−（−８０）＝０［ｄＢｍ］ …（８）

一方、無線装置Ａ２が、無線装置Ａ１に対して導出する送信出力許容量を説明する。無線装置Ａ１は送信出力値２０ｄＢｍで送信しており、無線装置Ａ２は、無線装置Ａ１から受信信号強度Ｓ１２＝−７０ｄＢｍで受信しているものとする。

無線装置Ａ２は、ノイズ源として通信システムＣの無線装置Ｃ１があり、無線装置Ａ２は、ノイズ源としての無線装置Ｃ１からノイズ強度ＮＣ２＝−１００ｄＢｍで受信している。

この場合、無線装置Ａ２におけるノイズ強度ＮＣ２に対して受信できる信号強度は、式（９）より「−９０ｄＢｍ」となる。
ＮＣ２＋Ｃ＝−１００＋１０＝−９０ｄＢｍ[ｄＢｍ] …（９）

また、無線装置Ａ２が、無線装置Ａ１に対して要求することができる送信出力許容量は、式（１０）より「２０ｄＢｍ」である。
Ｓ１２−（ＮＣ０＋Ｃ）＝−７０−（−９０）＝２０［ｄＢｍ］…（１０）

無線装置Ａ２は無線装置Ａ１に対して要求できる送信出力許容量は「２０ｄＢｍ」であり、無線装置Ａ２は、送信出力許容量「２０ｄＢｍ」を含む制御信号を無線装置Ａ１に送信する。

無線装置Ａ１において、受信部１１０が近隣の無線装置Ａ０、Ａ２から送信出力許容量を含む制御信号を受信すると、自送信出力導出部１０５が近隣の無線装置Ａ０、Ａ２から取得した送信出力許容量に基づいて、通信経路毎の送信出力値を通信経路毎に導出する。

無線装置Ａ０からの送信出力許容量は「０ｄＢｍ」であるから（図２参照）、「Ａ０→Ａ１」の通信経路の送信出力値は、「２０ｄＢｍ（＝２０ｄＢｍ−０ｄＢｍ）」のままである。

一方、無線装置Ａ２からの送信出力許容量は「２０ｄＢｍ」であるから（図５参照）、「Ａ０→Ａ２→Ａ１」の通信経路の送信出力値は、「０ｄＢｍ（＝２０ｄＢｍ−２０ｄＢｍ）」となる。

従って、自送信出力導出部１０５は、送信部１２０の送信出力値を、最小の送信出力値に変更する。つまり、自送信出力導出部１０５は、送信出力値を２０ｄＢｍから０ｄＢｍに変更する。

通信経路探索部１０６は、通信経路毎の送信出力値のうち、送信出力値が最小となる「Ａ０→Ａ２→Ａ１」の通信経路を選定する。これにより、通信経路探索部１０６は、「Ａ０→Ａ２→Ａ１」の通信経路を選択して、無線装置Ａ１は無線装置Ａ２との間で通信を行う。

このように、無線装置Ａ２を中継する通信経路が選定され、無線装置Ａ１が送信出力値を０ｄＢｍに下げて送信することで、他の通信システムＢへのノイズ強度は−９０ｄＢｍまで減らすことができる。つまり、無線装置Ａ１が及ぼす他の通信システムＢへの電波干渉を低減することができる。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、通信経路ごとに、自通信システム内の相手の無線装置との必要な信号強度を保ちつつ、ノイズからの所要ＳＮ比を確保できる送信出力値を算出し、最も送信出力値を下げることができる通信経路を選定するため、他の通信システムへの電波干渉を低減することが可能である。

（Ｂ）他の実施形態
上述した実施形態においても種々の変形実施形態を言及したが、本発明は、以下の変形実施形態にも適用可能である。

（Ｂ−１）第１の実施形態では、最初の通信経路探索の際に、送信出力制御を行ないながら、送信出力値が最低となる通信経路を選定する例を示したが、これに限定するものではない。例えば、通信経路探索を行った後に、定期的に近隣の無線装置と送信出力許容量を交換し、通信経路を切り替えるように動作しても良い。この場合、他の通信システムで送信出力値が変更されたり、環境が変化して通信状態が変わったりした場合でも、一定時間後に、送信出力許容量の交換を行い、通信経路を改めて選定することで、通信状態の変化等に追随できるようになる。

（Ｂ−２）また、第１の実施形態では、送信部の送信出力値を、自送信出力導出部により導出された送信出力値と同値に設定する場合を例示した。しかし、リンクの変動等のように通信状態が不安定になることを考慮して、自送信出力導出部により導出された送信出力値に、数ｄＢｍ程度のマージン分を加算した値を、送信部の送信出力値に設定するようにしても良い。

（Ｂ−３）また、毎回の信号強度やノイズ強度で送信出力値を導出するのではなく、リンクの変動等を考慮して、自送信出力導出部は、過去数回〜数十回の平均値をベースに送信出力値を導出するようにしても良い。さらに、自通信システム内の相手無線装置が送信出力値を変更した場合などで、信号強度が階段状に変化した際（時間経過に応じて徐々に信号強度が大きくなったり又は小さくなったりして変化するとき）は、変化前の信号強度を平均値の導出から除外するようにしても良い。

（Ｂ−４）また、送信出力値の導出（設定変更）も送信ごとに行うのではなく、所定回数毎（例えば過去数回）又は所定時間毎（例えば数分毎）に、間欠的に（間隔を空けて）送信出力値の導出を行うようにしても良い。

（Ｂ−５）また、送信出力要求は、送信出力値の変化量を送るのではなく、送信出力値の絶対値を送るようにしても良い。この場合は、送信元の送信出力値を伝える手段を追加する必要があり、その値から送信元へ要求する送信出力絶対値を導出して、要求することになる。

（Ｂ−６）また、所要ＳＮ比は無線通信システムで共通的な値を使う例を示したが、無線装置ごとにＲＦ回路が異なる場合は、所要ＳＮ比が異なる場合もある。その場合は、無線装置ごとに自装置の所要ＳＮ比を使用して導出するようにしても良い。

１０…無線通信装置、１００…送信出力制御部、１１０…受信部、１２０…送信部、１０２…自システム信号強度測定部、１０３…他システムノイズ強度測定部、１０４…近隣装置送信出力導出部、１０５…自送信出力導出部、１０６…通信経路探索部。

Claims (4)

1. 同一通信規格の１又は複数の他の無線通信装置から受信信号を受信する受信手段と、
   上記１又は複数の他の無線通信装置から受信した信号の受信信号強度を上記他の無線通信装置毎に測定する信号強度測定手段と、
   ノイズ信号のノイズ信号強度を測定するノイズ強度測定手段と、
   上記他の無線通信装置毎の受信信号強度と、上記ノイズ信号強度とに基づいて、上記他の無線通信装置から自装置に対する現在の送信出力値から相対的に値を変化させる相対変更値を導出する相対変更値導出手段と、
   上記相対変更値導出手段により導出された上記相対変更値を含む制御信号を、対応する上記他の無線通信装置に送信する送信手段と、
   上記受信手段により受信された、上記１又は複数の他の無線通信装置からの上記制御信号に含まれている上記相対変更値を用いて送信出力値を導出する送信出力値導出手段と、
   所定の通信経路探索アルゴリズムにより通信経路を探索するものであって、上記送信出力値導出手段による導出結果に基づいて通信経路を選定する通信経路探索手段と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 上記相対変更値導出手段は、上記各他の無線通信装置の上記受信信号強度が、上記ノイズ信号強度に当該通信規格の所要ＳＮ比を加算した値を上回るときの差分値を、上記相対変更値とすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 上記送信出力値導出手段が、上記１又は複数の他の無線通信装置からの上記相対変更値のうち、送信出力値を引き下げる値の大きいものを用いて送信出力値を導出するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. コンピュータを、
   同一通信規格の１又は複数の他の無線通信装置から受信信号を受信する受信手段と、
   上記１又は複数の他の無線通信装置から受信した信号の受信信号強度を上記他の無線通信装置毎に測定する信号強度測定手段と、
   ノイズ信号のノイズ信号強度を測定するノイズ強度測定手段と、
   上記他の無線通信装置毎の受信信号強度と、上記ノイズ信号強度とに基づいて、上記他の無線通信装置から自装置に対する現在の送信出力値から相対的に値を変化させる相対変更値を導出する相対変更値導出手段と、
   上記相対変更値導出手段により導出された上記相対変更値を含む制御信号を、対応する上記他の無線通信装置に送信する送信手段と、
   上記受信手段により受信された、上記１又は複数の他の無線通信装置からの上記制御信号に含まれている上記相対変更値を用いて送信出力値を導出する送信出力値導出手段と、
   所定の通信経路探索アルゴリズムにより通信経路を探索するものであって、上記送信出力値導出手段による導出結果に基づいて通信経路を選定する通信経路探索手段と
   して機能させることを特徴とする無線通信プログラム。

Images