JPH11234284A - 通信システム及びその送信電力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号分割マルチチャンネル・アドホック無線
ＬＡＮにおける各端末の通信電力を通信品質を損なうこ
となく節減する。 【解決手段】 複数の無線端末により任意に構成された
複数グループが、マルチチャンネルを有するアドホック
無線ＬＡＮで、それぞれのグループに属する無線端末同
士で符号分割されたチャネルをマルチチャネルに使用し
かつ、任意のあるグループが他のグループで使用するチ
ャネルを用いて対等分散型ネットワーク通信を行う無線
ネットワークにおいて、各グループのホスト端末又は全
ての端末が他のグループからの前記チャンネルの信号電
力レベルを常に検索する通信チャネル検索手段を有し、
ホスト端末は前記検索した信号強度に応じてそのグルー
プ内の送信電力を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアドホックＬＡＮを
提供するための通信システム及びその送信電力制御方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−２９９８１号公報に記載され
た“無線ローカルエリアネットワークステーション用送
信制御方法および装置”においては、無線送信チャネル
上の信号を受信するローカルエリアネットワークであっ
て、信号を受信する受信装置と、信号を送信する送信装
置とを含み、受信装置が送信チャネルを介して受信した
信号レベルを表す受信レベル決定装置と、レベル指示信
号を与えるしきいレベル回路装置と、そのレベル指示信
号に基づき送信装置の動作を制御する送信制御装置を含
むことで高いＬＡＮ性能を実現しようとしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】符号により分割された
チャネルをアドホックに使うことで、任意の時間、場所
においてノートＰＣなどの携帯端末により、ネットワー
クの管理を必要としないアドホックＬＡＮを提供する発
明として特開平８−９７８２７号公報に記載されたもの
が考案されている。このシステムはグループ毎に任意に
無線ＬＡＮを形成する際に、グループのホスト端末が空
いているチャネルを検索し、空きチャネルの符号をその
グループで用いることで、非同期な符号分割多重をグル
ープ間で行うというシステムである。アドホックＬＡＮ
のような使用環境では、各グループはお互いの顔が見
え、声が聞こえる程度の空間的広がりの中でグループを
形成すると考えられるため、各グループ間の距離は、グ
ループ内のメンバー間の距離より、数倍長く設定され易
く、符号分割で問題となる遠近問題を回避できる可能性
が高い。

【０００４】しかしながら、この様な状況では必要以上
の送信電力が出力されていることが考えられる。送信電
力を極力低くすることは、アドホック無線ＬＡＮの様に
移動端末を対象とした通信においては、バッテリーの持
続時間確保など品質に関わる重要な課題である。特開平
６−２９９８１号公報には、無線ＬＡＮにおける送信電
力の制御方法が開示されているが、この制御方法は、シ
ングルチャネルを用いる場合であり、符号分割されたマ
ルチチャネルを扱うアドホックＬＡＮには適さない。

【０００５】本発明は、グループ間のチャネル干渉によ
る通信品質の劣化を伴わない条件で、端末の消費電力を
節減できるアドホック無線ＬＡＮのための通信システム
及び送信電力制御方法を提供することを目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の無線端末により任意に構成された複数グループが、マ
ルチチャネルを有するアドホック無線ＬＡＮで、それぞ
れのグループに属する無線端末同士で符号分割されたチ
ャネルをマルチチャネルに使用し、かつ、任意のあるグ
ループが他のグループで使用するチャネルの空きチャネ
ルを自グループの使用チャネルとして選択して、対等分
散型ネットワーク通信を行う無線ネットワークにおい
て、各グループのホスト端末が前記他のグループからの
受信信号電力レベルを常に検索する通信チャネル検索手
段を有する通信システムである。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載された
通信システムにおいて、前記各グループのホスト端末に
代えて、各グループを構成するメンバー端末全てが前記
他のグループからの受信信号電力レベルを常に検索する
通信チャネル検索手段を有する通信システムである。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１に記載された
通信システムにおいて、前記ホスト端末が検索した前記
他のグループからの受信信号電力レベルに応じて、自グ
ループにおける送信信号電力レベルを設定する手段を有
する通信システムである。

【０００９】請求項４は請求項２に記載された通信シス
テムにおいて、前記各メンバー端末が検索した前記他の
グループからの受信信号電力レベルの中で最も大きいレ
ベルに応じて自グループの送信信号電力レベルを設定す
る手段を有する通信システムである。

【００１０】請求項５の発明は、請求項３に記載された
通信システムにおいて、ホスト端末が検索した前記他の
グループからの受信信号電力レベルに応じて、自グルー
プにおける送信信号電力レベルを設定する送信電力制御
方法である。

【００１１】請求項６の発明は、請求項４に記載された
通信システムにおいて、前記各メンバー端末が検索した
前記他のグループからの受信信号電力レベルの中で最も
大きいレベルに応じて自グループの送信信号電力レベル
を設定する送信電力制御方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】（請求項１の発明）図６〜図８は
従来の符号分割マルチチャネル・アドホック無線ＬＡＮ
における受信状況を示している。図６（Ａ）ではグルー
プＡとグループＢがそれぞれ拡散符号Ａと拡散符号Ｂを
使った無線チャネルを用いてグループ内で対等分散型の
ネットワークを形成している。この時グループＡのホス
ト端末ｐで受信される信号スペクトルは図７（Ａ）の様
になる。グループのメンバー間の距離ｌはグループ間
（ＡとＢ）の距離Ｌに比べて十分小さい（例えば１／５
以下）ので、グループ内の他局からの信号（拡散符号
Ａ）はグループＢの局からの信号（拡散符号Ｂ）よりも
十分に電力が大きく（例えばｍｄＢ大きい、ＤＵ比＝ｍ
ｄＢ）、したがってグループＢからの干渉信号の影響は
非常に小さい。非同期の符号分割チャネル多重を行って
いるため、グループ間の距離Ｌには制限があり、Ｌ／１
が２.５以下になると遠近問題による干渉の影響が大き
くなり通信品質が劣化する。つまり、Ｌ／１にしきい値
があると考えてよい。この時（図６（Ｂ）の状況）での
端末ｐの受信電力スペクトルは図７（Ｂ）のようにな
る。この時の自グループからの信号電力とグループＢか
らの信号電力の差は、例えばＤＵ比＝ｎｄＢとなり、こ
れが受信電力差のしきい値となる。

【００１３】この様に従来のシステムでは送信電力は常
に一定であるため、グループ間距離が十分すぎるほど離
れており、他局との干渉が無視できる（ＤＵ比＜＜ｎｄ
Ｂ）状態となる場合が生じ易い。このような状況では、
実際はメンバー間の距離ｌで通信できる出力があれば十
分であるので、必要以上の電力を消費していることにな
る。この問題に対応するために、本発明では各グループ
のホスト端末に、各グループで使われているチャネルの
信号強度を常時検索する機能を持たせている。

【００１４】つまり、複数の無線端末により任意に構成
された複数グループが、それぞれのグループに属する無
線端末同士で対等分散型ネットワーク通信を行う無線ネ
ットワークにおいて、任意のあるグループがネットワー
ク通信を行う際に、そのグループに属するいずれかの無
線端末が他のグループで使用するチャネルをセンスして
空きチャネルを判断し、そのグループで使用するチャネ
ルとして選択した後に、少なくとも同一グループに属す
る他の無線端末に選択したチャネルを知らせ、他の無線
端末がグループで使用するチャネルを確認した後、その
チャネルを用いて対等分散型ネットワーク通信を開始す
る様に構成された、マルチチャネルを有するアドホック
無線ＬＡＮで、符号分割されたチャネルをマルチチャネ
ルに使用する場合において、各グループを形成する際の
ホスト端末が通信チャネル検索回路（手段）を有し、他
のグループからの信号電力レベルを常に検索し監視する
機能を持たせている。

【００１５】図１は、本発明によるホスト端末が有する
通信チャネル検索部を備えた受信機の実施例である。図
中、復調部（回路）１４，ＰＮ符号発生器１５，チャン
ネルコントローラ１６は、アンテナ１０で受けた受信信
号から受信データを得るための周知の手段であり、本発
明とは直接関係がないので説明は省略する。ここでは、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種類の拡散符号が用いられている通
信チャネル検索部を例に採り説明する。通信チャネル検
索部（回路又はシステム）は４つの拡散符号Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄに対する整合フィルタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，
１２Ｄと、その出力信号のピークレベルを測定するため
のピークレベル検出部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ
で構成されている。整合フィルタはそれぞれの拡散符号
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによる信号電力を最大限に検出するた
め、それを通った受信信号に含まれる各チャネル信号電
力を効果的に分離するためのものである。さらに整合フ
ィルタ出力のピーク値を検出することで、それぞれの受
信信号レベルを検索することができる。

【００１６】請求項１のシステムは、グループのホスト
端末に受信信号の信号電力レベル検索機能を持たせてい
るが、グループのメンバー端末の位置はホスト端末と異
なるので、受信環境が異なりＤＵ比も異なってくる。そ
のため、請求項２の発明では、メンバー端末全てに信号
電力検索機能を持たせることにより、グループメンバー
が関わる全ての位置で受信信号レベルを検索できるよう
にしたものである。図２は、その実施例を示すものであ
り、本発明のアドホック無線ＬＡＮにおける受信状態を
説明するための、各グループＡ，Ｂ内における端末の配
置を示す。また、図３は、メンバー端末における受信ス
ペクトルを示している。この場合グループＢからの干渉
信号の影響は、メンバー端末ｘとホスト端末ｐの位置で
異なってくる。

【００１７】つまり、複数の無線端末により任意に構成
された複数グループＡ，Ｂが、それぞれのグループに属
する無線端末同士（ｘ，ｙ，ｚ…）で対等分散型ネット
ワーク通信を行う無線ネットワークにおいて、任意のあ
るグループ例えばＡがネットワーク通信を行う際に、そ
のグループに属するいずれかの無線端末（ｘ，ｙ，ｚ
…）が他のグループＢで使用するチャネルをセンスして
空きチャネルを判断し、そのグループで使用するチャネ
ルとして選択した後に、少なくとも同一グループに属す
る他の無線端末に選択したチャネルを知らせる。そして
他の無線端末がグループで使用するチャネルを確認した
後に、そのチャネルを用いて対等分散型ネットワーク通
信を開始する様に構成さたマルチチャネルを有するアド
ホック無線ＬＡＮにおいて、符号分割されたチャネルを
マルチチャネルに使用する場合に、本実施例では、各グ
ループを形成するメンバー端末全て（ｘ，ｙ，ｚ…）が
図１に関連して既に説明した通信チャネル検索部１１を
有するようにして、グループ内の全ての端末が他のグル
ープ例えばグループＢからの信号電力レベルを常に検索
し監視する機能を持つようにしている。

【００１８】図４は、本発明を実現するためのホスト端
末無線トランシーバ部の実施例を示す。図４に示す回路
には図１に示した回路に、送受信切換スイッチ２５，コ
ントローラ２３が付加されており、コントローラ２３は
送信部２４及びスイッチ２５を制御する。図示の構成に
おいて、図１について説明した通信チャネル検索部１１
で得られる各チャネルの信号電力は、比較部２１にて現
在当該グループで使われている信号電力と比較される。
ここで、ＤＵ比（自局信号電力／干渉信号電力）におけ
る干渉信号電力は同時に使用されているチャネルの信号
電力を足し合わせた電力として計算される。この結果、
現在のＤＵ比が計測され、比較部２１においてその値と
予め定めたしきい値（例えば図７（Ｂ）ではｎｄＢ）と
が比較され、余裕があれば、つまり、その値がしきい値
に達していなければ、その送信出力を下げるようにコン
トローラ２３を制御し、そのコントローラ２３の出力で
送信部２４の送信電力を制御する。アドホック無線ＬＡ
Ｎのホスト端末は空きチャネルの選択や制御を行う役割
を持つため、同じ手順を用いて、同一グループ内の各メ
ンバーに送信出力のレベル値を伝達することができ、各
端末はその送信出力をそのレベル値に設定する。

【００１９】請求項３についての前記実施例では、ホス
ト端末がＤＵ比の測定を行い、グループでの送信出力を
決めている。しかしながら、受信環境はメンバー端末の
位置によって異なるため、よりグループに適した送信出
力レベルを設定するには、各メンバー端末の位置におけ
るＤＵ比を基に送信出力レベルを決める必要がある。請
求項３の発明は、各メンバー端末に図４に示す端末（無
線トランシーバ部）の回路構成を持たせることによっ
て、ホスト端末がグループに適した送信出力レベルを設
定することができるようにするものである。

【００２０】図５は、本発明による図４に示した通信端
末を用いた通信手順を説明するためのフロー図である。
各メンバー端末は各位置で検索されるＤＵ比を計測し
（Ｓ１０１）、その情報をホスト端末に送信する（Ｓ１
０２）。ホスト端末は各メンバーからのＤＵ比の情報を
受信し（Ｓ１０３）、各メンバーからのＤＵ比を比較
し、その中で最も低いＤＵ比をしきい値と比較して、そ
の結果に基づき送信電力を設定する（Ｓ１０４）。ホス
ト端末は各メンバー端末にその設定値を送信し（Ｓ１０
５）、各メンバー端末はホスト端末からの設定値を受信
して（Ｓ１０６）、その送信出力を設定する（Ｓ１０
７）。以上の手順によりグループの送信出力レベル値を
設定することにより、グループとして余裕分の電力を減
じて最も適切な送信出力レベルで通信を行うことができ
る。

【００２１】

【発明の効果】

請求項１に対する効果：アドホック無線ＬＡＮのグルー
プのホスト端末において無駄な電力の浪費を防ぐため
の、送信出力の指標となるＤＵ比を特定することができ
る。 請求項２に対する効果：グループ内の無線端末全てに関
して、無駄な電力の浪費を防ぐための送信出力の指標と
なるＤＵ比をより効果的に特定することができる。 請求項３，５に対する効果：ホスト端末が検索した他の
グループからの受信信号電力レベルに応じて自グループ
における送信信号電力レベルを設定するから、通信品質
を保ちながら自グループ内の無線端末の不要な送信電力
を削減でき、消費電力を低減することができる。 請求項４，６に対する効果：自グループ内の全てのメン
バー端末が検索した他のグループからの受信信号電力レ
ベルの中で最も大きいレベルに応じて自グループの送信
電力レベルを設定するから、より精密に適正送信電力が
設定でき、グループ内の通信品質を保ちつつ、かつ各無
線端末の消費電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ホスト端末が有する信号強度検出回路の一例
を示す。

【図２】 本発明による無線ＬＡＮにおける受信状況を
説明するための図である。

【図３】 グループＡにおけるメンバー端末とホスト端
末における受信信号スペクトルを示す図である。

【図４】 本発明によるホスト端末無縁トランシーバ部
の構成一例を示す。

【図５】 本発明による無線システムの通信手順を示す
フロー図である。

【図６】 従来の無線ＬＡＮにおける受信状況を説明す
るための図であって、図６（Ａ）は隣接するグループが
離れている場合、図６（Ｂ）は両グループが接近してい
る場合を示す。

【図７】 図６のグループＡ内のホスト端末で受信され
る信号スペクトルを示し、図７（Ａ）は隣接するグルー
プが離れている場合、図７（Ｂ）は接近している場合の
信号スペクトルを示す。

【符号の説明】

１０…アンテナ、１１…通信チャンネル検索部、１２…
整合フィルタ、１３…ピークレベル検出部、１４…復調
回路、１５…ＰＮ符号発生器、１６…チャンネルコント
ローラ、２１…比較部、２２…復調部、２３…コントロ
ーラ、２４…送信部、２５…送受信切換スイッチ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の無線端末により任意に構成された
   複数グループが、マルチチャネルを有するアドホック無
   線ＬＡＮで、それぞれのグループに属する無線端末同士
   で符号分割されたチャネルをマルチチャネルに使用し、
   かつ、任意のあるグループが他のグループで使用するチ
   ャネルの空きチャネルを自グループの使用チャネルとし
   て選択して、対等分散型ネットワーク通信を行う無線ネ
   ットワークにおいて、各グループのホスト端末が前記他
   のグループからの受信信号電力レベルを常に検索する通
   信チャネル検索手段を有することを特徴とする通信シス
   テム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された通信システムにお
   いて、前記各グループのホスト端末に代えて、各グルー
   プを構成するメンバー端末全てが前記他のグループから
   の受信信号電力レベルを常に検索する通信チャネル検索
   手段を有することを特徴とする通信システム。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された通信システムにお
   いて、前記ホスト端末が検索した前記他のグループから
   の受信信号電力レベルに応じて、自グループにおける送
   信信号電力レベルを設定する手段を有することを特徴と
   する通信システム。
4. 【請求項４】 請求項２に記載された通信システムにお
   いて、前記各メンバー端末が検索した前記他のグループ
   からの受信信号電力レベルの中で最も大きいレベルに応
   じて自グループの送信信号電力レベルを設定する手段を
   有することを特徴とする通信システム。
5. 【請求項５】 請求項３に記載された通信システムにお
   いて、ホスト端末が検索した前記他のグループからの受
   信信号電力レベルに応じて、自グループにおける送信信
   号電力レベルを設定することを特徴とする送信電力制御
   方法。
6. 【請求項６】 請求項４に記載された通信システムにお
   いて、前記各メンバー端末が検索した前記他のグループ
   からの受信信号電力レベルの中で最も大きいレベルに応
   じて自グループの送信信号電力レベルを設定することを
   特徴とする送信電力制御方法。