JP6018038B2 - 通信装置、通信方法及び通信装置の制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は通信装置、通信方法及び通信装置の制御プログラムに関し、特に、受信装置の受信性能の低下を検出するための機能を備えた通信装置、通信方法及び通信装置の制御プログラムに関する。

無線通信で用いられる一般的な受信装置では、回路部品の初期不良や経年変化により、受信性能が低下し、受信データにエラーが発生する恐れがある。しかし、受信装置の受信性能の低下に起因するエラーが発生している場合でも、通信プロトコルによりデータが再送されることにより、より上位のレイヤでは、エラーが発生していないように見える場合がある。

本発明に関連して、特許文献１には、自身の送信電波の漏洩電波を利用して高周波部を動作させることで、高周波部の性能劣化を判断する機能を備えたデジタル無線機が記載されている。特許文献２には、無線通信装置の受信感度検出方法が記載されている。

特開２００５−１５９８４７号公報（［００１５］−［００２４］段落） 特開平８−２８８９１５号公報（［００３８］段落）

受信装置の受信性能の低下により受信データにエラーが発生した場合でも、データが正常に再送されると、より上位のレイヤでは、受信データにエラーは発生していないように見える。しかし、受信データの再送処理が頻発すると、通信の実効スループットが低下するため、データの遅延が増大し、通信サービスの品質が低下する。また、受信信号のエラーは、受信装置の状態によっては、受信電力が小さい場合のみならず、受信電力が特定の範囲にある場合にも発生する可能性がある。従って、通信サービスの品質低下を防止するためには、無線通信システムにおいて、受信性能の低下が生じている受信電力の範囲を検出できることが望ましい。しかしながら、特許文献１、２には、いずれも、受信装置の受信性能が低下している受信電力の範囲を検出する構成が記載されていない。

また、特許文献２に記載された発明は、通信エラー発生の直前に記憶した信号によって通信に必要な受信感度を求めている。しかし、特許文献２に記載された発明は、受信性能が低下している受信電力の範囲を検出する構成を備えるものでない。このため、ある受信電力で通信エラーが発生していても、より低い受信電力では通信エラーが発生しないような場合に、特許文献２に記載された発明は、より低い電力で通信が可能であることを検出できない。従って、特許文献２に記載された発明では、不必要に大きい電力で通信が行われる場合がある。

（発明の目的）
本発明の目的は、受信性能が低下している受信電力の範囲を検出し、受信性能が低下していない範囲での通信を行うための技術を提供することにある。

本発明の通信装置は、所定の数のパケットからなるテストデータを生成するテストデータ生成手段と、送信データ及び前記テストデータのうち選択された一方を、設定された電力設定値に対応する送信電力に増幅して対向装置に送信する増幅手段と、前記電力設定値、及び、前記電力設定値に対応する、前記テストデータの前記パケットの受信成功率の判定結果を含む測定結果を前記対向装置から受信する受信手段と、前記送信データの送信の際に、前記受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す前記判定結果に対応する前記電力設定値を、前記増幅手段に設定する制御手段と、を備える。

本発明の通信装置は、所定の数のパケットからなるテストデータを対向装置から受信する受信手段と、前記テストデータの前記パケットの受信成功率が所定の閾値を超えたか否かを示す判定結果を生成する判定手段と、前記判定結果と、前記テストデータに含まれる前記対向装置における前記テストデータの送信電力に対応する電力設定値と、が関連づけられた測定結果を前記対向装置に送信する送信手段と、を備える。

本発明の通信方法は、所定の数のパケットからなるテストデータを生成し、送信データ及び前記テストデータのうち選択された一方を、設定された電力設定値に対応する送信電力に増幅して対向装置に送信し、前記電力設定値、及び、前記電力設定値に対応する、前記テストデータの前記パケットの受信成功率の判定結果を含む測定結果を前記対向装置から受信し、前記送信データの送信の際に、前記受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す前記判定結果に対応する前記電力設定値に基づいて前記送信電力を設定する、ことを特徴とする。

本発明の通信方法は、所定の数のパケットからなるテストデータを対向装置から受信し、前記テストデータの前記パケットの受信成功率が所定の閾値を超えたか否かを示す判定結果を生成し、前記判定結果と、前記テストデータに含まれる前記対向装置における前記テストデータの送信電力に対応する電力設定値と、が関連づけられた測定結果を前記対向装置に送信する、ことを特徴とする。

本発明の通信装置の制御プログラムは、所定の数のパケットからなるテストデータを生成する手順、送信データ及び前記テストデータのうち選択された一方を、設定された電力設定値に対応する送信電力に増幅して対向装置に送信する手順、前記電力設定値、及び、前記電力設定値に対応する、前記テストデータの前記パケットの受信成功率の判定結果を含む測定結果を前記対向装置から受信する手順、前記送信データの送信の際に、前記受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す前記判定結果に対応する前記電力設定値に基づいて前記送信電力を設定する手順、を実行させる。

本発明の通信装置の制御プログラムは、通信装置のコンピュータに、所定の数のパケットからなるテストデータを対向装置から受信する手順、前記テストデータの前記パケットの受信成功率が所定の閾値を超えたか否かを示す判定結果を生成する手順、前記判定結果と、前記テストデータに含まれる前記対向装置における前記テストデータの送信電力に対応する電力設定値と、が関連づけられた測定結果を前記対向装置に送信する手順、を実行させる。

本発明の通信装置、通信方法及び通信装置の制御プログラムは、受信性能が低下している受信電力の範囲を検出し、受信性能が低下していない範囲で通信を行うことを可能とする。

第１の実施形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。 スイッチによる経路切替えの例を示す図である。 通信装置Ａ及び通信装置Ｂが、テストモードに移行する手順を示すフローチャートである。 電力設定値と、送信電力増幅部から送信される信号の送信電力との関係例を示す図である。 テストモード実行時のフローチャートである。 通信装置Ｂにて受信されたテストデータの受信電力と受信成功率との関係の例を示す図である。 テストモード測定結果の例を示す図である。 第２の実施形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。 テストモード測定結果の例を示す図である。 第３の実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。

（第１の実施形態）
図１を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の無線通信システム１０の構成を示すブロック図である。無線通信システム１０は、通信装置Ａ（１００ａ）及び通信装置Ｂ（１００ｂ）を備える。本実施形態においては、通信装置Ｂ（１００ｂ）の構成及び動作は、通信装置Ａ（１００ａ）と同様である。従って、通信装置Ｂ（１００ｂ）に関しては、通信装置Ａ（１００ａ）の各構成要素の参照符号の末尾「ａ」を「ｂ」に置き換えて図１に記載し、通信装置Ｂ（１００ｂ）の要素に関する説明は省略する。

通信装置Ａ（１００ａ）は、アンテナ（１０１ａ）、スイッチ（ＳＷ、１０２ａ）、送信部（１０３ａ）、受信部（１０７ａ）及び無線制御部（１１０ａ）を備える。アンテナ（１０１ａ）は、通信装置Ｂ（１００ｂ）のアンテナ（１０１ｂ）との間で電波を送受信する。

図２は、スイッチ（１０２ａ、１０２ｂ）による経路切替えの例を示す図である。アンテナ（１０１ａ）は、スイッチ（１０２ａ）が「ＯＮ」の場合には送信部（１０３ａ）と接続され、「ＯＦＦ」の場合には受信部（１０７ａ）と接続される。スイッチ（１０２ａ）は、通信装置Ａ（１００ａ）が信号を送信する際にはアンテナ（１０１ａ）と送信部（１０３ａ）とを接続し、通信装置Ａ（１００ａ）が信号を受信する際にはアンテナ（１０１ａ）と受信部（１０７ａ）とを接続する。通信装置Ｂ（１００ｂ）が備えるスイッチ（１０２ｂ）も同様に動作する。

送信部（１０３ａ）は、無線制御部（１１０ａ）から出力されるデータを変調して高周波信号に変換し、高周波信号を増幅して、スイッチ（１０２ａ）を経由してアンテナ（１０１ａ）へ出力する。

送信部（１０３ａ）は、送信電力増幅部（１０４ａ）、送信電力制御部（１０５ａ）及び送信高周波部（１０６ａ）を備える。送信電力増幅部（１０４ａ）は電力増幅回路であり、送信信号の電力を増幅してスイッチ（１０２ａ）に出力する。送信電力制御部（１０５ａ）は、送信電力増幅部（１０４ａ）の増幅率を制御する制御回路である。送信電力制御部（１０５ａ）は、制御部（１１４ａ）から設定される電力設定値に基づいて、送信電力増幅部（１０４ａ）から出力される高周波信号の送信電力が、電力設定値と対応する所定の値となるように、送信電力増幅部（１０４ａ）を制御する。送信高周波部（１０６ａ）は変調回路であり、セレクタ（１１１ａ）から入力されたデータを変調及び周波数変換して高周波信号を生成し、生成された高周波信号を送信電力増幅部（１０４ａ）へ出力する。

受信部（１０７ａ）は、アンテナ（１０１ａ）からスイッチ（１０２ａ）を経由して受信された受信信号の電力を測定するとともに、受信信号を検波して、それらの結果を無線制御部（１１０ａ）へ出力する。

受信部（１０７ａ）は、受信電力測定部（１０８ａ）及び受信高周波部（１０９ａ）を備える。受信高周波部（１０９ａ）は復調回路であり、アンテナ（１０１ａ）からスイッチ（１０２ａ）を経由して受信された高周波信号の増幅、周波数変換及び復調を行い、復調された信号を受信信号処理部（１１７ａ）に出力する。さらに、受信高周波部（１０９ａ）は、入力された受信信号を分岐して受信電力測定部（１０８ａ）に出力する。受信電力測定部（１０８ａ）は、受信高周波部（１０９ａ）に入力された受信信号の電力（受信電力）を測定する測定回路である。受信電力測定部（１０８ａ）は、測定された受信電力を受信感度判定部（１１６ａ）へ通知する。

無線制御部（１１０ａ）は、セレクタ（１１１ａ）、データバッファ部（１１２ａ）、テストデータ生成部（１１３ａ）、制御部（１１４ａ）、記憶部（１１５ａ）、受信感度判定部（１１６ａ）及び受信信号処理部（１１７ａ）を備える。

セレクタ（１１１ａ）は、通常動作時とテストモード時とで、送信高周波部（１０６ａ）に入力されるデータを切り替える。「通常動作時」とは、「テストモード時」以外の状態であり、本来の伝送の対象となる送信データが送信部（１０３ａ）から送信される状態である。「テストモード時」とは、受信性能低下の有無を判断するためのテストデータが通信装置Ａ（１００ａ）から通信装置Ｂ（１００ｂ）へ送信され、通信装置Ｂにおけるテストデータの受信状況が測定される状態である。テストモード時の動作については後に説明する。

データバッファ部（１１２ａ）は、送信データを一時的に保存する、一時記憶装置である。データバッファ部（１１２ａ）は、送信データを一時保存し、保存された送信データを順にセレクタに送出する。

テストデータ生成部（１１３ａ）は、テストモード時のテストデータを生成する。通常送信動作時には、セレクタ（１１１ａ）は、データバッファ部（１１２ａ）から入力される送信データを、送信高周波部（１０６ａ）へ出力する。テストモード時には、セレクタ（１１１ａ）は、テストデータ生成部（１１３ａ）から入力されるテストデータを、送信高周波部（１０６ａ）へ出力する。

制御部（１１４ａ）は、スイッチ（１０２ａ）、送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値及びセレクタ（１１１ａ）を制御する、制御回路である。記憶部（１１５ａ）は、テストモード時の受信信号の測定結果を保存する、メモリである。受信感度判定部（１１６ａ）は、受信信号処理部（１１７ａ）にて正常に受信されたテストデータ数から受信成功率を算出するとともに、受信性能が低下しているか否かを、受信成功率と所定の閾値とを比較することにより判定する回路である。受信信号処理部（１１７ａ）は、受信されたデータの正常性確認などの、受信信号に関する処理を行う回路である。

図１に記載された通信装置Ａ（１００ａ）の各部を構成する電子回路によって、以上で説明した機能が実現される。さらに、通信装置Ａ（１００ａ）は、記憶部（１１５ａ）に記憶されたプログラムに従って動作する、ＣＰＵ（２０１ａ）を備えていてもよい。ＣＰＵ（２０１ａ）は、中央処理装置（central processing unit）であり、通信装置Ａ（１００ａ）の各部の機能を、記憶部（１１５ａ）に記憶されたプログラムを実行することにより実現する。

図３は、通信装置Ａ（１００ａ）及び通信装置Ｂ（１００ｂ）が、テストモードに移行する手順を示すフローチャートである。

初期状態では、通信装置Ａ（１００ａ）及び通信装置Ｂ（１００ｂ）は、待機状態にある（図３のステップＳ２０１、Ｓ２０５）。通信装置Ｂ（１００ｂ）は、キャリアセンスを実行し（Ｓ２０２）、無線回線（チャネル）に空きがあるか否かを確認する（Ｓ２０３）。無線回線に空きがない場合は（Ｓ２０３：Ｎｏ）、データの衝突を避けるため、通信装置Ｂ（１００ｂ）はステップＳ２０１に戻って待機した後、ステップＳ２０２以降のキャリアセンスを繰り返す。無線回線に空きがある場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）には、通信装置Ｂ（１００ｂ）は、情報データＢを発信することにより、通信装置Ｂ（１００ｂ）が存在する旨を他局へ通知する（Ｓ２０４）。情報データＢは、通信装置Ｂ（１００ｂ）の固有情報が含まれたデータである。情報データＢを受信した他局は、情報データＢに含まれる情報により、情報データＢの送信元が通信装置Ｂ（１００ｂ）であることを判断する。

通信装置Ａ（１００ａ）は、通信装置Ｂ（１００ｂ）から送信された情報データＢを受信すると（Ｓ２０６）、通信装置Ａ（１００ａ）の固有情報が含まれた情報データＡを、通信装置Ｂ（１００ｂ）に送信する（Ｓ２０７）。通信装置Ｂ（１００ｂ）が情報データＡを受信すると（Ｓ２０８）、通信装置Ａ（１００ａ）と通信装置Ｂ（１００ｂ）との間でテストモードが実行される（Ｓ２０９、Ｓ２１０）。テストモードの実行手順の詳細については後述する。

テストモードの終了後、通信装置Ａ（１００ａ）及び通信装置Ｂ（１００ｂ）は、通常の通信サービスの運用（通常動作）を開始する（Ｓ２１１、Ｓ２１２）。通常動作が開始された後も、通信装置Ｂ（１００ｂ）は、他の通信装置との通信状況に基づいて、定期的にステップＳ２０１に戻り、テストモードを実行してもよい。例えば、通信装置Ａ（１００ａ）との通信が一定期間行われていない場合に、通信装置Ｂ（１００ｂ）は、通信装置Ａとの間でテストモードを実行してもよい。

テストモード（Ｓ２０９、Ｓ２１０）の手順の説明に先立って、送信電力増幅部（１０４ａ）の送信電力の制御について説明する。図４は、送信電力制御部（１０５ａ）に設定された電力設定値と、送信電力増幅部（１０４ａ）から送信される送信信号の送信電力との関係例を示す図である。図４では、電力設定値「１」に対応する送信電力が最も小さく、電力設定値「２０」に対応する送信電力が最も大きい。また、電力設定値が増加すると送信電力も増加する。しかし、電力設定値の増加に対して送信電力が単調に増加する必要はない。図４の関係は、送信電力制御部（１０５ａ）に記憶されている。

制御部（１１４ａ）が送信電力制御部（１０５ａ）に「１」から「２０」のいずれかの値を電力設定値として設定することにより、送信電力制御部（１０５ａ）は、設定された電力設定値に対応する送信電力で送信信号を出力するように、送信電力増幅部（１０４ａ）を制御する。その結果、送信電力増幅部（１０４ａ）は、電力設定値に対応する送信電力で、送信信号を出力する。

図５は、テストモード実行時のフローチャートである。図３におけるテストモード（Ｓ２０９、Ｓ２１０）における、通信装置Ａ（１００ａ）及び通信装置Ｂ（１００ｂ）の動作を、図５を参照して説明する。

通信装置Ａ（１００ａ）は、「テスト開始要求」を通信装置Ｂ（１００ｂ）に送信する（Ｓ３０１）。通信装置Ｂ（１００ｂ）は、「テスト開始要求」を受信すると（Ｓ３０２）、「テスト開始応答」を通信装置Ａ（１００ａ）に送信し（Ｓ３０３）、受信テストモードに移行する（Ｓ３０４）。受信テストモードは、テストモード時に、テストデータを受信する通信装置Ｂ（１００ｂ）に設定されるモードである。通信装置Ｂ（１００ｂ）は、受信テストモードへの移行時に、受信モードタイマを起動する（Ｓ３０５）。受信モードタイマがタイムアウトするまでの期間は、通信装置Ｂ（１００ｂ）は、テストデータの受信を待ち受ける状態である。

「テスト開始要求」及び「テスト開始応答」は他のデータと区別可能なデータパケットであり、それらの生成方法は任意である。例えば、制御部（１１４ａ）が送信データとして「テスト開始要求」を生成し、「テスト開始要求」は、セレクタ１１１ａの送信データ側の経路を経由して通信装置Ｂ（１００ｂ）に送信されてもよい。通信装置Ｂ（１００ｂ）が生成する「テスト開始応答」に関しても同様である。

通信装置Ａ（１００ａ）は、テスト開始応答を受信後（Ｓ３０６）、送信テストモードに移行する（Ｓ３０７）。送信テストモードは、テストモード時に、テストデータを送信する通信装置Ａ（１００ａ）に設定されるモードである。送信テストモードへの移行後、通信装置Ａ（１００ａ）の制御部（１１５ａ）は、通信装置Ａ（１００ａ）のセレクタ（１１１ａ）をテストデータ生成部（１１３ａ）側に切り替える（Ｓ３０８）。その結果、テストモード時にはテストデータが送信部１０３ａから送信される。

図５のステップＳ３０９において、通信装置Ａ（１００ａ）の制御部（１１４ａ）は、送信電力制御部（１０５ａ）に電力設定値を設定する。送信電力制御部（１０５ａ）は、電力設定値に基づいて、送信電力増幅部（１０４ａ）の送信電力が所定の値となるように制御する。

図３の手順では、送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値が、送信電力が最大（電力設定値「２０」）から最小（電力設定値「１」）まで、テストデータの送信ごとに電力設定値を１ずつ下げるように設定される（Ｓ３０９、Ｓ３１３、Ｓ３１７）。しかし、通信装置Ａ（１００ａ）は、送信電力が最小から最大となる順で、または、送信電力の最大値と最小値との間のいずれかの送信電力を示す電力設定値から、送信電力の設定を開始してもよい。

テストデータ生成部（１１３ａ）は、所定の数のパケットからなるテストデータを生成し（Ｓ３１０）、生成されたテストデータを送信する（Ｓ３１１）。ここでは、送信されるテストデータのパケット数を１回につき１００パケットとして説明する。しかし、１個のテストデータに含まれるパケットの数は１００パケットに限られない。テストデータには、通信装置Ａ（１００ａ）の情報が含まれる。例えば、テストデータには、テストデータが送信された際の送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値や、テストデータの各パケットの番号（１−１００）が含まれる。

通信装置Ｂ（１００ｂ）は、通信装置Ａ（１００ａ）が送信したテストデータを受信し、テストデータが正常に受信されているか否かにより、受信成功率を判定する（Ｓ３１２、Ｓ３１６、Ｓ３２０）。受信成功率の判定は、テストデータの受信ごとに行われる。本実施形態では、送信されたパケット数に対する、正常に（すなわち、品質の低下がない状態で）受信されたパケット数の割合が、受信成功率と定義される。例えば、１００パケットからなるテストデータが全て正常に受信されていれば受信成功率は１００％であり、９０パケットのみが正常に受信された場合には、受信成功率は９０％となる。正常に受信されたか否かの判断（正常性確認）手順の例については後述する。受信成功率に代えて、受信されたテストデータの品質を示す他の指標が用いられてもよい。受信感度判定部（１１６ｂ）は、受信成功率と所定の閾値とを比較し、電力設定値に対応するそれぞれのテストデータの受信成功率が閾値を上回るか否かを判定する。

制御部（１１４ａ）は、送信電力制御部（１０５ａ）に設定する電力設定値（１〜２０）を選択することによって送信電力増幅部（１０４ａ）の送信電力を変更して、テストデータの送信を繰り返す（Ｓ３０９〜Ｓ３２０）。電力設定値が「１８」から「２」までの手順は、ステップＳ３１６とＳ３１７との間で実行される。なお、これらの手順はステップＳ３０９〜Ｓ３１２、Ｓ３１３〜Ｓ３１６と同様であるため、図５では記載が省略されている。通信装置Ｂ（１００ｂ）の制御部（１１４ｂ）は、受信されたテストデータの電力設定値、テストデータの受信成功率の判定結果及び受信電力を、テストモード測定結果として記憶部（１１５ｂ）に記憶させる。

通信装置Ｂ（１００ｂ）は、テストモード（受信モード）起動時にスタートさせた受信モードタイマの終了（タイムアウト）により、通信装置Ａ（１００ａ）のテストデータの送信が終了したと判断する（Ｓ３２１）。タイムアウト時に受信部（１０７ｂ）がテストデータを受信中である場合には、通信装置Ｂ（１００ｂ）は、テストデータの全てのパケットが受信され、テストモード測定結果が記憶部（１１５ｂ）に記憶された後に、ステップＳ３２２に遷移する。なお、通信装置Ａ（１００ａ）は、テストデータの送信の終了を、通信装置Ｂ（１００ｂ）へメッセージを送信することで通知してもよい。

通信装置Ｂ（１００ｂ）は、記憶部（１１５ｂ）に記憶されたテストモード測定結果を、テストモード結果通知として通信装置Ａ（１００ａ）に送信後（Ｓ３２２）、受信テストモードを終了する（Ｓ３２３）。テストモード結果通知には、テストモード測定結果が含まれている。テストモード結果通知の内容に関しては、図７を用いて後述する。

通信装置Ａ（１００ａ）は、テストモード結果通知を受信すると（Ｓ３２４）、テストモード結果通知からテストモード測定結果を抽出する。テストモード測定結果の抽出は、例えば受信信号処理部（１１７ａ）で行われる。制御部（１１４ａ）は、抽出されたテストモード測定結果に基づいて、送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値を、通信装置Ｂ（１００ｂ）における受信成功率が所定の閾値以上となる値に設定する（Ｓ３２５）。そして、制御部（１１４ａ）は、セレクタ（１１１ａ）をデータバッファ部（１１２ａ）側に切り替える（Ｓ３２６）。この切替えにより、通信装置Ａ（１００ａ）は、通常動作時の送信データを送信信号として送信可能な状態となり、送信テストモードを終了する（Ｓ３２７）。このようにして、通信装置Ａ（１００ａ）及び通信装置Ｂ（１００ｂ）のテストモード（送信テストモード及び受信テストモード）が終了する。

なお、通信装置Ａ（１００ａ）及び通信装置Ｂ（１００ｂ）は同様の機能を備えているため、通信装置Ａ（１００ａ）と通信装置Ｂ（１００ｂ）とを入れ替えて図３及び図５の手順を実施することもできる。この場合には、通信装置Ｂ（１００ｂ）は通信装置Ａ（１００ａ）にテストデータを送信し、通信装置Ａ（１００ａ）においてテストデータの受信状態が測定される。

次に、図６を用いて、図３のステップＳ３１２、Ｓ３１６、Ｓ３２０における受信成功率判定（について詳細に説明する。

図６は通信装置Ｂ（１００ｂ）にて受信されたテストデータの受信電力と受信成功率との関係の例を示す図である。図６の横軸は、受信電力測定部（１０８ｂ）にて測定されたテストデータの受信電力を示す。テストデータの受信電力は、「Ｐ１」〜「Ｐ２０」で示される。図６の縦軸は、受信感度判定部（１１６ｂ）にて算出されたテストデータの受信成功率を示す。受信感度判定部（１１６ｂ）における閾値は、グラフ中に水平な実線で示されている。閾値の値は、例えば８０％である。一般的には、送信電力増幅部（１０４ａ）の送信電力の増大に伴って、受信部（１０７ｂ）における受信電力も増大する。しかしながら、伝送路の状態などにより、例えば、送信電力が異なるテストデータが、同一の受信電力で受信される場合もある。

受信信号処理部（１１７ｂ）は、通信装置Ａ（１００ａ）から受信したテストデータの正常性確認を行い、受信されたテストデータのパケット数及び正常に受信されたテストデータのパケット数を、受信感度判定部（１１６ｂ）に通知する。本実施形態では、受信信号処理部（１１７ｂ）におけるテストデータの正常性確認は、パケットのＦＣＳ（frame check sequence）エラーの有無により判断される。ＦＣＳエラーが発生していなければ、パケットは正常に受信されたと判断される。ＦＣＳエラーが発生していれば、パケットは正常に受信されなかったと判断される。ただし、テストデータの正常性確認は、パケットのＦＣＳエラーの有無以外により判断されてもよい。

受信成功率は、正常に受信されたと判断されたテストデータ数に基づいて、受信感度判定部（１１６ｂ）にて算出される。図６では、受信電力「Ｐ５」〜「Ｐ１１」、及び「Ｐ１５」〜「Ｐ２０」において、受信成功率が閾値を超えている。これらの受信電力では、通信状態は安定していると判断され、それぞれの受信電力における受信成功率判定結果は「ＯＫ」となる。しかし、受信電力「Ｐ１」〜「Ｐ４」、及び「Ｐ１２」〜「Ｐ１４」では、受信成功率が、受信感度判定部（１１６ｂ）の閾値以下となる。これらの結果から、通信装置Ｂ（１００ｂ）において、受信電力の低い領域（Ｐ１〜Ｐ４）及び特定の範囲の受信電力（Ｐ１２〜Ｐ１４）において受信性能が低下していると判断される。これらの受信電力では、受信成功率判定結果は「ＮＧ」（no good）である。

なお、受信信号処理部（１１７ｂ）は、通常動作時に受信するデータのみを受信データとして出力する。従って、テストモード時に受信されるテストデータは、受信信号処理部（１１７ｂ）にて破棄される。

続いて、図７を用いてテストモード結果通知送信（Ｓ３２２）、テストモード結果通知受信（Ｓ３２４）、送信電力制御部設定（Ｓ３２５）について詳細に説明する。

図７は、記憶部（１１５ｂ）にて記憶された、テストモード測定結果の例を示す図である。図７は、通信装置Ａ（１００ａ）の送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値と、通信装置Ｂ（１００ｂ）における受信電力及び受信成功率判定結果の対応を示す。Ｐ１〜Ｐ２０には、具体的な受信電力の測定値が記載される。受信成功率判定結果は、受信成功率が、受信感度判定部（１１６ｂ）の閾値を超えている場合に「ＯＫ」、受信感度判定部（１１６ｂ）の閾値以下である場合に「ＮＧ」となる。テストデータは、送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値の情報を含む。受信信号処理部（１１７ｂ）は、テストデータから電力設定値の情報を抽出する。従って、記憶部（１１５ｂ）は、テストデータの送信電力に対応する電力設定値と、テストデータを受信した際の受信電力と、受信成功率判定結果とを対応させて記憶できる。電力設定値が同一であるテストデータが複数個受信された場合には、通信装置Ｂ（１００ｂ）は、それらのテストデータの、受信電力の平均値を記憶してもよい。さらに、テストデータにはパケット番号（１〜１００）が含まれているため、正常に受信されなかったパケットを判別することも可能である。

通信装置Ｂ（１００ｂ）は、記憶部（１１５ｂ）に記憶されたテストモード測定結果を、テストモード結果通知として通信装置Ａ（１００ａ）に送信する。ここで、制御部（１１４ｂ）は、テストモード結果通知を送信データとして生成し、送信データと同様の経路で送信高周波部（１０６ｂ）に入力し、通信装置Ａ（１００ａ）に送信する。あるいは、テストモード結果通知は、テストデータ生成部（１１３ｂ）で生成されてもよい。この場合、制御部１１４ｂは、受信テストモード開始後に、セレクタ（１１１ｂ）をテストデータ生成部（１１３ｂ）と送信高周波部（１０６ｂ）とを接続するように切り替える。

通信装置Ａ（１００ａ）は、テストモード結果通知を受信後、テストモード結果通知を記憶部（１１５ａ）に記憶する。さらに、通信装置Ａ（１００ａ）は、テストモード結果通知を参照して通信装置Ｂ（１００ｂ）において受信性能が低下していない送信電力で信号が送信されるように、送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値を設定する。具体的には、通信装置Ａ（１００ａ）が図７に示すテストモード測定結果を受信した場合には、受信成功率判定結果が「ＯＫ」である受信電力「Ｐ５」〜「Ｐ１１」及び「Ｐ１５」〜「Ｐ２０」に対応する電力設定値として、「５〜１１」及び「１５〜２０」から選択された１つの値が送信電力制御部（１０５ａ）に設定される。その結果、通信装置Ａ（１００ａ）及び通信装置Ｂ（１００ｂ）は安定した通信状態で通常動作を開始できる。

以上説明したように、第１の実施形態の通信システム１０は、以下に記載する効果を奏する。

第１の効果は、受信性能が低下していない受信電力の範囲で通信を行うことができることである。その理由は、送信電力が異なるテストデータを用いて受信成功率を判定することで、受信性能が低下している受信電力の範囲が検出されるからである。そして、第１の実施形態の無線通信システム１０では、受信性能が低下していると判断された受信電力よりも低い受信電力では通信エラーが発生しない場合に、より低い受信電力で通信可能であることを検出できる。従って、第１の実施形態の無線通信システム１０は、不必要に大きい電力で通信が行われることを防止できる。

第２の効果は、受信性能が低下した状態での運用を迅速に回避できることである。その理由は、通信装置Ｂ（１００ｂ）の受信性能が低下しているか否かの測定結果を、通信装置Ｂ（１００ｂ）がテストモード結果通知として通信装置Ａ（１００ａ）に通知するからである。すなわち、通信装置Ｂ（１００ｂ）において受信性能の低下が検出された場合、通信装置Ａ（１００ａ）は、テストモード結果通知を受信することにより、直ちに送信電力を変更できる。そして、通信装置Ａ（１００ａ）が送信電力を変更することにより、通信装置Ｂ（１００ｂ）は、受信性能が低下していない領域の受信電力で、送信データを受信できる。その結果、第１の実施形態の無線通信システムは、安定した通信サービスの運用を継続できる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図８、図９を用いて説明する。第１の実施形態では、通信装置Ａ（１００ａ）及び通信装置Ｂ（１００ｂ）を備えた無線通信システム１０について説明した。第２の実施形態の無線通信システム２０は、さらに、通信装置Ｃ（１００ｃ）を備える。すなわち、第２の実施形態の無線通信システム２０は、３台の通信装置を備える。通信装置Ｃ（１００ｃ）の構成及び動作は第１の実施形態の通信装置Ｂ（１００ｂ）と同様である。従って、説明は省略する。

図８は、無線通信システム２０の構成を示すブロック図である。通信装置Ａ（１００ａ）は、通信装置Ｂ（１００ｂ）及び通信装置Ｃ（１００ｃ）との通信が可能である。第２の実施形態においては、テストモード時の各通信装置のテストモードは、通信装置Ａ（１００ａ）が送信テストモードであり、通信装置Ｂ（１００ｂ）及び通信装置Ｃ（１００ｃ）が受信テストモードである。

図９は、第２の実施形態における、テストモード測定結果を示す図である。図９に示す表は、テストモードが実行された後、通信装置Ａ（１００ａ）にて記憶された、通信装置Ｂ（１００ｂ）及び通信装置Ｃ（１００ｃ）のテストモード測定結果の例である。より詳細には、図９は、通信装置Ａ（１００ａ）の送信電力制御部電力設定値に対する、通信装置Ｂ（１００ｂ）の受信電力（Ｐ１〜Ｐ２０）及び受信成功率の判定結果、並びに、通信装置Ｃ（１００ｃ）の受信電力（Ｐ２１〜Ｐ４０）及び受信成功率の判定結果の例を示す。テストモードにおける通信装置Ｃ（１００ｃ）の動作及び通信装置Ａ（１００ａ）との通信内容は、第１の実施形態における通信装置Ｂ（１００ｂ）と同様である。以下では、第１の実施形態との相違点を中心として説明する。

第２の実施形態における、通信装置Ａ（１００ａ）の動作について説明する。通信装置Ｃ（１００ｃ）は、図５の通信装置Ｂ（１００ｂ）と同様の手順で、通信装置Ａ（１００ａ）との間でテストモードの手順を実行する。

通信装置Ａ（１００ａ）は、通信装置Ｃ（１００ｃ）からのテストモード結果通知を受信すると、記憶部（１１５）に、通信装置Ｂ（１００ｂ）のテストモード結果通知に加えて、通信装置Ｃ（１００ｃ）のテストモード結果通知を記憶させる。その結果、通信装置Ａ（１００ａ）は、通信装置Ｂ（１００ｂ）及び通信装置Ｃ（１００ｃ）における、受信性能の低下が発生していない送信電力制御部（１０５）の電力設定値を知ることができる。

通信装置Ａ（１００ａ）は、通信装置Ａ、Ｂ、Ｃがテストモードを終了して通常動作に移行すると、通信装置Ｂ（１００ｂ）及び通信装置Ｃ（１００ｃ）のいずれにおいても受信成功率判定結果が「ＯＫ」である状態に対応する電力設定値を、送信電力制御部（１０５ａ）に設定する。図９の例では、通信装置Ａ（１００ａ）は、送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値を「５」〜「１１」または「１６」〜「２０」のいずれかに設定する。

あるいは、送信電力制御部（１０５）の電力設定値は、送信データの送信先ごとに異なっていてもよい。例えば、通信装置Ａ（１００ａ）は、通信装置Ｂ（１００ｂ）に送信データを送信する場合には送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値を「５」とし、通信装置Ｃ（１００ｃ）に送信データを送信する場合には送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値を「３」としてもよい。このようにすることで、より少ない送信電力で、送信先に送信データを送信できる。

このように、第２の実施形態の無線通信システム２０は、受信性能が低下していない受信電力の範囲で通信を行うことができるとともに、受信性能が低下した状態での運用を迅速に回避できるという、第１の実施形態の無線通信システム１０と同様の効果を奏する。さらに、第２の実施形態の無線通信システム２０は、異なる通信先に対して、より少ない送信電力で送信データを送信できるという効果を奏する。

第２の実施形態では、通信装置を３台備える無線通信システム２０について説明した。しかし、さらに多数の通信装置を備える無線通信システムにおいても、通信装置Ａ（１００ａ）は、追加された通信装置のテストモード結果通知を記憶してもよい。そうすることで、通信装置Ａ（１００ａ）は、通信装置Ｂ（１００ｂ）あるいは通信装置Ｃ（１００ｃ）と通信する場合と同様に、送信先の通信装置から受信したテストモード結果通知に基づいて、送信電力制御部（１０５ａ）の電力設定値を設定することができる。

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態の通信システム３０の構成を示す図である。通信システム（３０）は、第１の通信装置（３１０）及び第２の通信装置（３２０）を備える。第１の通信装置（３１０）及び第２の通信装置（３２０）は、通信可能なように対向して接続されている。

第１の通信装置（３１０）は、テストデータ生成部（３１１）と、増幅部（３１２）と、受信部（３１３）と、制御部（３１４）と、を備える。

テストデータ生成部（３１１）は、所定の数のパケットからなるテストデータを生成する。増幅部（３１２）は、送信データ及びテストデータのうち選択された一方を、設定された電力設定値に対応する送信電力に増幅して対向装置に送信する。受信部（３１３）は、電力設定値、及び、電力設定値に対応する、テストデータのパケットの受信成功率の判定結果を含む測定結果を、第２の通信装置（３２０）から受信する。制御部（３１４）は、送信データの送信の際に、受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す判定結果に対応する電力設定値を、増幅部（３１２）に設定する。

第２の通信装置（３２０）は、受信部（３２１）と、判定部（３２２）と、送信部（３２３）と、を備える。

受信部（３２１）は、テストデータを第１の通信装置（３１０）から受信する。判定部（３２２）は、テストデータのパケットの受信成功率が所定の閾値を超えたか否かを示す判定結果を生成する。送信部（３２３）は、判定結果と、テストデータに含まれる第１の通信装置（３１０）におけるテストデータの送信電力に対応する電力設定値と、が関連づけられた測定結果を、第１の通信装置（３１０）に送信する。

このような構成を備える通信システム（３０）では、第１の通信装置（３１０）がテストデータを所定の送信電力で第２の通信装置（３２０）へ送信する。第２の通信装置（３２０）は、テストデータのパケットの受信成功率が所定の閾値を超えたか否かを示す判定結果を生成して、判定結果と電力設定値とが関連づけられた測定結果を第１の通信装置（３１０）に送信する。

そして、第１の通信装置（３１０）は、送信データの送信の際に、受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す判定結果に対応する電力設定値を、増幅部（３１２）に設定する。

第１の通信装置（３１０）及び第２の通信装置（３２０）がこのように動作することにより、第１の通信装置（３１０）は、第２の通信装置（３２０）において受信成功率が所定の閾値を超える受信電力で送信データが受信されるように、増幅部の送信電力を設定できる。

その結果、第３の実施形態の通信システム（３０）、第１の通信装置（３１０）及び第２の通信装置（３２０）は、受信性能が低下していない受信電力の範囲で通信を行うことができるとともに、受信性能が低下した状態での運用を迅速に防止できるという、第１及び第２の実施形態の無線通信システム（１０、２０）と同様の効果を奏する。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。例えば、第１及び第２の実施形態では、本発明の無線通信への適用について説明した。しかし、本願発明が適用される通信方式は無線に限られず、例えば、光ファイバ通信や光空間通信にも適用できる。

なお、本発明の実施形態は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。

（付記１）
所定の数のパケットからなるテストデータを生成するテストデータ生成手段と、
送信データ及び前記テストデータのうち選択された一方を、設定された電力設定値に対応する送信電力に増幅して対向装置に送信する増幅手段と、
前記電力設定値、及び、前記電力設定値に対応する、前記テストデータの前記パケットの受信成功率の判定結果を含む測定結果を前記対向装置から受信する受信手段と、
前記送信データの送信の際に、前記受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す前記判定結果に対応する前記電力設定値を、前記増幅手段に設定する制御手段と、
を備える通信装置。

（付記２）
前記増幅手段は、複数の前記電力設定値のそれぞれに対応する送信電力でテストデータを送信し、
前記制御手段は、前記送信データの送信の際に、前記受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す前記判定結果に対応する前記電力設定値から選択された前記電力設定値を、前記増幅手段に設定する、
付記１に記載された通信装置。

（付記３）
前記対向装置は複数であり、
前記制御手段は、前記複数の前記対向装置に共通して用いられる前記電力設定値を、前記増幅手段に設定する、
付記１又は２に記載された通信装置。

（付記４）
前記対向装置は複数であり、
前記制御手段は、前記複数の前記対向装置ごとに、前記増幅手段に前記電力設定値を設定する、
付記１又は２に記載された通信装置。

（付記５）
所定の数のパケットからなるテストデータを対向装置から受信する受信手段と、
前記テストデータの前記パケットの受信成功率が所定の閾値を超えたか否かを示す判定結果を生成する判定手段と、
前記判定結果と、前記テストデータに含まれる前記対向装置における前記テストデータの送信電力に対応する電力設定値と、が関連づけられた測定結果を前記対向装置に送信する送信手段と、
を備える通信装置。

（付記６）
前記受信手段は、複数の前記電力設定値に対応する複数の前記テストデータを受信し、
前記判定手段は、前記複数の前記電力設定値ごとに前記判定結果を生成する、
前記送信手段は、複数の前記判定結果と前記複数の前記電力設定値とが関連づけられた前記測定結果を、前記対向装置に送信する、
付記５に記載された通信装置。

（付記７）
付記１に記載された通信装置及び付記５に記載された通信装置が、それぞれ第１の通信装置及び第２の通信装置として対向して通信可能に接続され、
前記第１の通信装置は、
前記テストデータを前記第２の装置に送信し、
前記測定結果を前記第２の装置から受信し、
前記送信データの送信の際に、前記判定結果に対応する前記電力設定値を前記増幅手段に設定し、
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置から受信した前記テストデータに基づいて前記判定結果を生成し、
前記測定結果を前記第１の装置に送信する、
ことを特徴とする通信システム。

（付記８）
さらに、付記５に記載された通信装置が、第３の通信装置として前記第１の通信装置と通信可能に接続され、
前記第１の通信装置は、
前記テストデータを前記第３の装置に送信し、
前記測定結果を前記第３の装置から受信し、
前記送信データの送信の際に、前記判定結果に対応する前記電力設定値を前記増幅手段に設定し、
前記第３の通信装置は、
前記第１の通信装置から受信した前記テストデータに基づいて前記判定結果を生成し、
前記測定結果を前記第１の装置に送信する、
ことを特徴とする、付記３に記載された通信システム。

（付記９）
所定の数のパケットからなるテストデータを生成し、
送信データ及び前記テストデータのうち選択された一方を、設定された電力設定値に対応する送信電力に増幅して対向装置に送信し、
前記電力設定値、及び、前記電力設定値に対応する、前記テストデータの前記パケットの受信成功率の判定結果を含む測定結果を前記対向装置から受信し、
前記送信データの送信の際に、前記受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す前記判定結果に対応する前記電力設定値に基づいて前記送信電力を設定する、
ことを特徴とする通信方法。

（付記１０）
所定の数のパケットからなるテストデータを対向装置から受信し、
前記テストデータの前記パケットの受信成功率が所定の閾値を超えたか否かを示す判定結果を生成し、
前記判定結果と、前記テストデータに含まれる前記対向装置における前記テストデータの送信電力に対応する電力設定値と、が関連づけられた測定結果を前記対向装置に送信する、
ことを特徴とする通信方法。

（付記１１）
通信装置のコンピュータに、
所定の数のパケットからなるテストデータを生成する手順、
送信データ及び前記テストデータのうち選択された一方を、設定された電力設定値に対応する送信電力に増幅して対向装置に送信する手順、
前記電力設定値、及び、前記電力設定値に対応する、前記テストデータの前記パケットの受信成功率の判定結果を含む測定結果を前記対向装置から受信する手順、
前記送信データの送信の際に、前記受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す前記判定結果に対応する前記電力設定値に基づいて前記送信電力を設定する手順、
を実行させるための通信装置の制御プログラム。

（付記１２）
通信装置のコンピュータに、
所定の数のパケットからなるテストデータを対向装置から受信する手順、
前記テストデータの前記パケットの受信成功率が所定の閾値を超えたか否かを示す判定結果を生成する手順、
前記判定結果と、前記テストデータに含まれる前記対向装置における前記テストデータの送信電力に対応する電力設定値と、が関連づけられた測定結果を前記対向装置に送信する手順、
を実行させるための通信装置の制御プログラム。

１０、２０、３０ 無線通信システム
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 通信装置
１０１ａ、１０１ｂ アンテナ
１０２ａ、１０２ｂ スイッチ（ＳＷ）
１０３ａ、１０３ｂ 送信部
１０４ａ、１０４ｂ 送信電力増幅部
１０５ａ、１０５ｂ 送信電力制御部
１０６ａ、１０６ｂ 送信高周波部
１０７ａ、１０７ｂ 受信部
１０８ａ、１０８ｂ 受信電力測定部
１０９ａ、１０９ｂ 受信高周波部
１１０ａ、１１０ｂ 無線制御部
１１１ａ、１１１ｂ セレクタ
１１２ａ、１１２ｂ データバッファ部
１１３ａ、１１３ｂ テストデータ生成部
１１４ａ、１１４ｂ 制御部
１１５ａ、１１５ｂ 記憶部
２０１ａ、２０１ｂ ＣＰＵ（中央処理装置）
３１０ 第１の通信装置
３１１ テストデータ生成部
３１２ 増幅部
３１３ 受信部
３１４ 制御部
３２０ 第２の通信装置
３２１ 受信部
３２２ 判定部
３２３ 送信部

Claims (2)

1. 第１の通信装置と、第２の通信装置と、第３の通信装置と、を備える通信システムであって、
   前記第１の通信装置は、
   所定の数のパケットからなるテストデータを生成するテストデータ生成手段と、
   送信データ及び前記テストデータのうち選択された一方を、設定された電力設定値に対応する送信電力に増幅して前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置に送信する増幅手段と、
   前記電力設定値、及び、前記電力設定値に対応する、前記テストデータの前記パケットの受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す判定結果を含む測定結果を前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置から受信する受信手段と、
   前記送信データの送信の際に、前記判定結果に対応する電力設定値を、前記増幅手段に設定する制御手段と、を備え、
   前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置は、いずれも、
   前記テストデータを前記第１の通信装置から受信する受信手段と、
   前記判定結果を生成する判定手段と、
   前記判定結果と、前記テストデータに含まれる前記第１の通信装置における前記テストデータの送信電力に対応する電力設定値と、が関連づけられた前記測定結果を前記第１の通信装置に送信する送信手段と、
   を備え、
   前記第１の通信装置は、
   前記テストデータを前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置に送信し、
   前記測定結果を前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置から受信し、
   前記送信データの送信の際に、前記判定結果が、前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置のいずれにおいても前記受信成功率が前記閾値を超えている電力設定値を前記増幅手段に設定する、
   ことを特徴とする通信システム。
2. 第１の通信装置と、第２の通信装置と、第３の通信装置と、を備える通信システムで用いられる通信方法であって、
   前記第１の通信装置において、
   所定の数のパケットからなるテストデータを生成し、
   送信データ及び前記テストデータのうち選択された一方を、設定された電力設定値に対応する送信電力に増幅して前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置に送信し、
   前記電力設定値、及び、前記電力設定値に対応する、前記テストデータの前記パケットの受信成功率が所定の閾値を超えたことを示す判定結果を含む測定結果を前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置から受信し、
   前記送信データの送信の際に、前記判定結果に対応する電力設定値を、前記増幅の際に設定し、
   前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置の双方において、
   前記テストデータを前記第１の通信装置から受信し、
   前記判定結果を生成し、
   前記判定結果と、前記テストデータに含まれる前記第１の通信装置における前記テストデータの送信電力に対応する電力設定値と、が関連づけられた前記測定結果を前記第１の通信装置に送信し、
   前記第１の通信装置において、
   前記テストデータを前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置に送信し、
   前記測定結果を前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置から受信し、
   前記送信データの送信の際に、前記判定結果が、前記第２の通信装置及び前記第３の通信装置のいずれにおいても受信成功率が前記閾値を超えている電力設定値を前記増幅の際に設定する、
   ことを特徴とする通信方法。

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