無線通信装置、無線通信システム、および、無線通信方法
【課題】無線アドホックネットワークにおいて隠れ端末問題の影響にかかわらず最適な変調方式を選択できる無線通信装置を提供する。
【解決手段】相互にリンクを結んで直接的に通信する無線通信装置１１１に、隣接無線通信装置からこの隣接無線通信装置に関する情報を周期的に受信する無線通信部２０１、情報の送信元となる隣接無線通信装置と対応付けて保持する記憶部２０２、記憶部２０２の保持情報と無線通信部２０１によって受信された情報とに基づいて、隠れ端末関係にある無線通信装置を判定し、該隠れ端末による衝突の発生確率を推定し、推定された衝突発生確率に基づいてリンクの通信特性の指標を得る衝突率判定部２０３を備え、得られた指標に基づいて変調方式を選択する変調方式選択部２０４を備え、変調方式を決定する。
【解決手段】相互にリンクを結んで直接的に通信する無線通信装置１１１に、隣接無線通信装置からこの隣接無線通信装置に関する情報を周期的に受信する無線通信部２０１、情報の送信元となる隣接無線通信装置と対応付けて保持する記憶部２０２、記憶部２０２の保持情報と無線通信部２０１によって受信された情報とに基づいて、隠れ端末関係にある無線通信装置を判定し、該隠れ端末による衝突の発生確率を推定し、推定された衝突発生確率に基づいてリンクの通信特性の指標を得る衝突率判定部２０３を備え、得られた指標に基づいて変調方式を選択する変調方式選択部２０４を備え、変調方式を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信システム、および、無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、無線通信においては、電波伝播距離や干渉によって、例えば信号のエラー率、ノイズの多寡、信号伝送速度等の通信の品質が変動する。
従って、無線通信（無線ネットワーク）では、複数の変調方式が用意され、状況に応じて適合するものが選択され得る。
即ち、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying：２相位相変調）、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying:４相位相変調)、１６ＱＡＭ(16-position Quadrature Amplitude Modulation:１６振幅変調)、等々の変調方式が選択的に適用される。
【０００３】
一般的に、伝送速度が遅い変調方式程、ノイズ耐性や最低受信感度が良好であり、反対に、伝送速度が速い変調方式程、ノイズ耐性や最低受信感度が劣るといった傾向を呈する。
このため無線通信のリンクを結ぶ場合、通信の品質を勘案して最適な変調方式が選択される。
即ち、通信の品質が維持され易い条件下では伝送速度が相対的に速い変調方式が適用され、反対に、障害物の影響等によって通信の品質を維持し難い条件下では伝送速度が相対的に遅い変調方式を適用して通信品質の維持が図られる。
上述のように、条件に応じて最適な変調方式を選択する適応変調を採用することによって通信品質の維持を図る技術は既に提案されている（非特許文献１）。
【０００４】
この非特許文献１に開示の技術は、通信が成功したか失敗したかに関する統計をとり、成功または失敗の回数を一定の閾値と比較し、成功回数が相対的に少ない場合には変調方式を一段階速度の遅い変調方式に切換え、逆に、成功回数が相対的に多い場合には変調方式を一段階速度の速い変調方式に切換えることを試行し、最適な変調方式を選択するというものである。
【０００５】
一方、電波法上の制限を受けずに利用可能な無線ＬＡＮ等の無線通信においては、混信を避けるためにキャリアセンスという手法が採られている。
キャリアセンスとは、相互に通信を行うことを予定する無線通信装置間で、本来の通信の目的たるデータの送信に先立ってキャリアセンス（搬送波の放射の有無の検出）を行い、互いに自律的に送信の可否を判断することにより、無線通信の衝突発生を回避するようにして無線パケット通信等の無線通信における通信品質の維持を図る手法である。
【０００６】
この手法は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、複数の無線通信装置がパケットの衝突が生じないようにキャリアセンスしながらデータを送信するＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）というアクセス制御方法として規定されている。
しかしながら無線通信（無線ネットワーク）では、電波伝播距離や障害物の存在によってキャリアセンスが機能せず、通信の品質が維持できない（或いは、通信不能）状態が生じてしまう場合がある。
即ち、ＣＳＭＡ／ＣＡを適用する無線通信装置相互間で、本来の通信の目的とされるデータ（パケットデータ）の送受信に先立って行うキャリアセンスによって当該相互の無線通信装置以外の周囲の装置がデータの送信を行っていないことを確認し、この上でデータの送信を開始するが、電波伝播距離や障害物の存在によってキャリアセンスできない場合が生じ得る。
【０００７】
本発明の無線通信システムを表す図１を援用してこの現象を説明すれば、例えば、図示の配置にある４基の無線通信装置１１１，１１２，１１３，１１４について、これら各無線通信装置による通信可能領域がそれぞれ破線図示の各サークル１３１，１３２，１３３，１３４の如くであると、無線通信装置１１１と無線通信装置１１２との間では相互に通信可能である一方、無線通信装置１１１と無線通信装置１１３との間では相互にキャリアセンスできない状況になり得る。
【０００８】
このような場合には、当該相互の無線通信装置１１１は、無線通信装置１１３が無線通信装置１１２と通信中であっても無線チャンネルが空いているものと判断してしまい、データを送信してしまうため、通信の衝突が発生して通信の品質が著しく低下するといった問題が発生する。
ここでは、このような問題を隠れ端末問題（Hidden Terminal Problem）と称し、隠れ端末問題を起こす端末（無線通信装置）を隠れ端末という。
【０００９】
隠れ端末問題が発生し易い条件下で、非特許文献１に開示のような適応変調を適用することを考えた場合、隠れ端末問題による通信の失敗か、それとも、一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する信号劣化よる通信の失敗なのかは判別がつかない。
このため、非特許文献１に開示の適応変調による場合には、通信の失敗を一律に信号劣化よる通信の失敗として扱い、通信速度が遅い変調方式への切換を繰り返してしまうことになる。
【００１０】
ところが、通信速度が遅い変調方式を適用すると、同量のデータの送信に要する時間が延長される結果、隠れ端末の影響が及ぶ条件下にあるときには、隠れ端末問題を被る機会が増加してしまうため、上述のような信号の衝突に起因する通信失敗の発生確率は増大傾向を呈することになり、悪循環を招来してしまう。
尚、隠れ端末問題に対処する技術は既に幾つか提案されている。例えば、通信局（無線通信装置）毎に通信の優先順位を設定し、優先順位が上位となる通信局のフレーム間隔と下位の通信局のフレーム間隔の差を、ＲＴＳ（Request To Send：送信要求）パケットを送信開始してからＣＴＳ（Clear To Send：確認通知）パケットを受信完了するまでに要する時間以上となるように設定するという提案がある（例えば特許文献１）。
【００１１】
特許文献１の開示によれば、優先順位が下位となる通信局は、自局にとって隠れ端末となる通信局から先にＲＴＳパケットが送信された場合であっても、これに応答したＣＴＳパケットを受信できＮＡＶ（Networｋ Allocation Vector）を設定し送信待機することができるので、正しく衝突を回避することができるとされている。
また、複数の通信チャネルが用意されている通信環境下において、通信局（無線通信装置）がランダム・アクセスを行なう無線通信システムにおいて、パケットを送信する通信局は、パケット単位で通信チャネルを割り当てるようにし、これにより、各通信局が制御局と被制御局の関係を有しないでＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access：搬送波感知多重アクセス）などのキャリア検出若しくはメディア状態の監視に基づくランダム・アクセス動作を自律分散的に行なうことにより隠れ端末問題を回避して無線ネットワークを好適に構築することができるようにするといった提案もある（例えば特許文献２）。
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−４１６２７号公報（要約、段落００３７〜段落００４０等）
【特許文献２】特開２００６−４２０７６号公報（要約、段落００４７〜段落００５３等）
【非特許文献１】“IEEE 802.11 Rate Adaptation: A Practical Approach,” INRIA Research Report No. 5208, May 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
既述の非特許文献１における適応変調を適用した場合の問題は、この文献自体の開示においては技術課題として扱われず、上述の悪循環を惹起する虞は依然未解決である。
また一方、特許文献１および特許文献２の技術においても、通信品質の劣化が隠れ端末問題によるものか、それとも、一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因するものかを識別しようとする視点が無く、従って、非特許文献１における
上述の未解決の課題が特許文献１および特許文献２の技術を適用することによって解決されることはない。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、適応変調を適用しつつも、隠れ端末問題に起因する通信品質の劣化が助長される虞のない無線通信装置、無線通信システム、および、無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するべく、本願では次に列記するような装置および方法を提案する。
即ち、本発明による一つの無線通信装置は、自装置と直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ他装置との通信における該当する無線通信装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを前記他装置と授受する無線通信手段と、
前記ステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持する記憶手段と、
前記記憶手段に保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定する衝突率算定手段と、
前記衝突率算定手段によって算定された衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する変調方式選択手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１５】
上記のような無線通信装置によれば、記憶手段に保持された上述のステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率が衝突率算定手段によって算定される。
上記算定された衝突率に基づいて、変調方式選択手段が、自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する。
従って、通信品質の劣化が隠れ端末に起因する場合にも一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する場合と区別すること無く一律に適応変調を適用して、通信品質の劣化を増長してしまうといった問題が有効に回避される。
【００１６】
また、上述のような無線通信装置は、その一態様として、前記衝突率算定手段が、自装置に係る各隣接装置のアドレスをそれぞれ表す一のアドレス情報と該自装置の一の隣接装置に係る各隣接装置のアドレスをそれぞれ表す他のアドレス情報とを前記記憶装置に保持された前記ステート・アナウンスメント・データに基づいて比較し、該比較結果から該自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定する隠れ端末判定手段を有するように構成される。
このような構成をとることにより、前記隠れ端末判定手段によって、前記ステート・アナウンスメント・データから判読された前記一および他のアドレス情報に基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定することが可能になる。
【００１７】
また、上述のような無線通信装置は、他の態様として、前記衝突率算定手段が、自装置に係る各隣接装置の通信における単位時間当たりの受信占有率の値と該隣接装置に係る全ての隣接装置に係る通信における単位時間当たりの送信占有率の合算値とに基づいて前記隠れ端末の関係にある他装置との通信における衝突率を算定する演算手段を有するように構成される。
【００１８】
このような構成をとることにより、前記演算手段によって、前記自装置に係る各隣接装置の通信における単位時間当たりの受信占有率の値と該隣接装置に係る全ての隣接装置に係る通信における単位時間当たりの送信占有率の合算値とに基づいて前記隠れ端末の関係にある他装置との通信における衝突率を算定することが可能になる。
従って、該算定された衝突率を、自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する場合の選択基準の因子として適用することができ、適切な変調方式を選択がすることが可能になる。
【００１９】
また、上述のような無線通信装置は、更に他の態様として、前記変調方式選択手段が、前記衝突率算定手段によって算定された衝突率のデータと該当する前記他装置毎の通信に係る成功の統計データおよび失敗の統計データの少なくとも一方とに基づいて前記通信リンクに適用する変調方式を選択するように構成される。
このような構成をとることにより、前記衝突率算定手段によって算定された衝突率のデータと該当する前記他装置毎の通信に係る成功の統計データおよび失敗の統計データの少なくとも一方とに基づいて、前記変調方式選択手段が前記通信リンクに適用する変調方式を選択するため、隠れ端末に起因して通信品質の劣化が生じている場合にも、一律に適用変調方式を適用してしまうことによる劣化の助長が回避される。
【００２０】
一方、本発明の無線通信システムは、直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ複数の無線通信装置を含んで構成され、前記複数の無線通信装置は、
自装置および自装置と前記通信リンクを結ぶ無線通信装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを該当する前記無線通信装置と授受する無線通信手段と、
前記ステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持する記憶手段と、
前記記憶手段に保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定する衝突率算定手段と、
前記衝突率算定手段によって算定された衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する変調方式選択手段と、
をそれぞれ備えていることを特徴とする。
【００２１】
上述のような無線通信システムでは、無線通信装置の記憶手段に保持された上述のステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率が衝突率算定手段によって算定される。
上記算定された衝突率に基づいて、変調方式選択手段が、自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する。
従って、通信品質の劣化が隠れ端末に起因する場合にも一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する場合と区別すること無く一律に適応変調を適用して、通信品質の劣化を増長してしまうといった問題が有効に回避される。
【００２２】
また、本発明の無線通信システムは、通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別する判別手段と、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択する選択手段とを含んで構成される。
上記無線通信システムでは、前記判別手段が、通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別し、前記選択手段が、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択する。
このため、通信品質の劣化が隠れ端末に起因する場合にも一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する場合と区別すること無く一律に適応変調を適用して、通信品質の劣化を増長してしまうといった問題が有効に回避される。
【００２３】
また一方、本発明の無線通信方法は、直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ複数の無線通信装置を含んで構成された無線通信システムの各個の無線通信装置間で自装置および自装置と前記通信リンクを結ぶ他装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを授受し、
該授受して取得したステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持し、
該保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定し、
該算定した衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択することを特徴とする
上記無線通信方法では、上述のステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定し、該算定した衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する。
【００２４】
従って、通信品質の劣化が隠れ端末に起因する場合にも一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する場合と区別すること無く一律に適応変調を適用して、通信品質の劣化を増長してしまうといった問題が有効に回避される。
また、本発明の無線通信方法は、通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別し、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択するようにしたことを特徴とする。
上記無線通信方法では、通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別し、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択する。
このため、通信品質の劣化が隠れ端末に起因する場合にも一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する場合と区別すること無く一律に適応変調を適用して、通信品質の劣化を増長してしまうといった問題が有効に回避される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、適応変調を適用しつつも、隠れ端末問題に起因する通信品質の劣化が助長される虞のない無線通信装置、無線通信システム、および、無線通信方法が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述することにより本発明を明らかにする。尚、以下に参照する図面においては、便宜上、説明の主題となる要部は適宜誇張し、要部以外については適宜簡略化し乃至省略されている。
（本発明の無線通信システム）
図１は、本発明の一つの実施の形態としての無線通信システムの構成を表す概念図である。
【００２７】
この無線通信システムは、複数（ここでは説明の便宜上４基）の無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４を含んで構成され、各無線通信装置１１１〜１１４間は無線通信リンクで結ばれている。
即ち、無線通信装置１１１および１１２間は無線通信リンク１２１で結ばれ、以下同様に、無線通信装置１１２および１１３間は無線通信リンク１２２で、無線通信装置１１２および１１４間は無線通信リンク１２３で、無線通信装置１１４および１１１間は無線通信リンク１２４でそれぞれ結ばれている。
【００２８】
上述の各無線通信リンクには、混信を避けるために通信のリソースが割り当てられるが、この無線通信システムでは、携帯電話における基地局のような制御局を設けず、各無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４は、制御局と被制御局といった関係をとらず、互いに自律的に送信の可否を判断する。
尚、各無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４は、それらの仕様を同じくする同型の無線通信装置であるを要さず、図２を参照して後述するような機能を充足する限りの種々の通信装置であり得る。
また、以降の説明において、各無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４に関し、直接的に通信を行う無線通信装置同士について、そのうちの一のものから他のものを見た関係を、適宜、隣接無線通信装置という。更に、一の無線通信装置が隣接無線通信装置との通信に適用する無線通信リンクを、適宜、隣接無線リンクという。
【００２９】
（本発明の無線通信装置）
図２は、図１の無線通信システムを構成するに適合する、本発明の無線通信装置を表す機能ブロック図である。
図２においては、図１における各無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４が一般的に各充足するべき構成を機能ブロック図として表記しており、 既述のように、各個の具体的な無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４は、それらが同型同仕様の装置であることを要するものではない。
【００３０】
図２では、これらの無線通信装置に代表的に２００の参照符号を附して示す。
この無線通信装置２００は各後述する関係を有する次の各部を備えている。即ち、無線通信部２０１、記憶部２０２、衝突率判定部２０３、および、変調方式選択部２０４を備えている。
無線通信部２０１は、自装置と直接的に無線通信する通信リンク（隣接無線リンク）を結ぶ他装置との通信における該当する無線通信装置（隣接無線通信装置）を各特定するアドレス情報と上述の無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを上述の他装置と授受する。
【００３１】
尚、ステート・アナウンスメントについては、後に図面を参照して更に詳述するが、無線通信部２０１でのステート・アナウンスメントの授受に係る通信は、本実施の形態では、所定の周期で繰り返し実行される。
また、無線通信部２０１は、通信の状態を監視して、その状態を表す通信状態の履歴情報（例えば、通信が成功したか失敗したかを表す情報を含む通信の品質に関する統計的情報）を形成する。
【００３２】
記憶部２０２は、無線通信部２０１を通して取得したステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持する。尚、無線通信部２０１で形成された上述の通信状態の履歴情報も、このステート・アナウンスメント・データの一部として保持する。
本実施の形態では、ステート・アナウンスメント・データは、図面を参照して後述するようなテーブル形式で保持される。
【００３３】
衝突率判定部２０３は、記憶部２０２に保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を自己の隠れ端末判定部２０３ａで判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を自己の演算部２０３ｂで算定する。
変調方式選択部２０４は、衝突率算定部２０３によって算定された衝突率に基づいて（この衝突率を選択基準の因子として）自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する。
【００３４】
（ステート・アナウンスメント）
図３は、ステート・アナウンスメントについて説明するための概念図である。
この図３では、ステート・アナウンスメントとして図２の無線通信部２０１を通して授受されるパケットデータのフレームフォーマットの一部が表されている。
尚、実際のこの種の通信においては、フレームＩＤやパケット長等々の情報要素等の授受が伴うが、これらについては説明を簡潔にするために表記が省略されている。
図３に表記のフレームフォーマットには、当該ステート・アナウンスメントの送信元たる無線通信装置を表すアドレス情報（図３において「送信ノード情報」と表記のもの）が含まれる。
【００３５】
この場合のアドレス情報によって表されているノードとは、例えば無線通信装置１１１（図１）がこれに該当する。
更に、本例のステート・アナウンスメントには、送信データ量を表す指標（本例では、通信期間における単位時間に対するデータ送信時間の占有率を用い、図３において「送信時間割合」と表記）、および、受信データ量を表す指標（本例では、通信期間における単位時間に対するデータ受信状態にある時間の占有率を用い、図３において「受信時間割合」と表記）が含まれる。
【００３６】
茲に「受信時間割合」における占有率は、上述の隣接無線通信装置が自機（無線通信装置１１１）宛てに送信されてくるデータの受信に関する時間のみならず、他機宛の送信が行われている時間をも含む時間の占有率であるとする。
また、「送信ノード情報」によって表されるノード（例えば図１の無線通信装置１１１）に対する上述の隣接無線通信装置に各該当するノードを表すアドレス（図３において「隣接ノードアドレス＃１」、「隣接ノードアドレス＃２」…「隣接ノードアドレス＃ｎ」と表記のもの）がステート・アナウンスメントに含まれる。
【００３７】
（ステート・アナウンスメント・データテーブル）
図４は、ステート・アナウンスメント・データによるテーブル（ステート・アナウンスメント・データテーブル）の例を表す図である。このテーブルが、既述のように記憶部２０２に保持される。
図４のステート・アナウンスメント・データテーブルは、ｎ＋１基の無線通信装置（自装置および上述の隣接無線通信装置）の情報を含む。
図４において「隣接無線通信装置アドレス」は自装置および自装置と直接的に通信を行う各無線通信装置（隣接無線通信装置）を表すアドレスである。因みにＮＯＤＥ＿０が自装置であり、ＮＯＤＥ＿１が一つの隣接無線通信装置である。
ＮＯＤＥ＿０〜ＮＯＤＥ＿ｎと表記されたこれら各無線通信装置毎に、各行における「隣接無線通信装置アドレス」の表記（ＮＯＤＥ＿０〜ＮＯＤＥ＿ｎ）より右の各欄にそれぞれ図示のようなデータが表記されるが、これら各データは次のように定義される。
【００３８】
「単位時間当たりの送信率」は、通信時間における単位時間に対するデータ送信時間の占有率である。
「単位時間当たりの受信率」は、通信時間における単位時間に対するデータ受信状態にある時間の占有率であり、自装置宛てに送信されてくるデータの受信に関する時間のみならず、他機宛の送信が行われている時間をも含むデータ受信状態にある時間の占有率である。
「隣接ノードアドレス」は、左端の欄に表記された各無線通信装置から見た隣接無線通信装置を表すアドレスである。
【００３９】
「推定衝突率」は、図２を参照して説明した衝突率判定部２０３によって算定された隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率である。
「送信成功数」は、所定の基準時点以降の通信における通信の成功回数の履歴（例えば塁算値のような統計的データ）である。
「送信失敗数」は、上記基準時点以降の通信における通信の失敗回数の履歴（例えば塁算値のような統計的データ）である。
「採用変調方式」は、図２を参照して説明した変調方式決定部２０４によって選択された変調方式である。
【００４０】
上述のように「推定衝突率」は、衝突率判定部２０３によって隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率として算定され、この結果であるデータとして格納されるものである。
この衝突率判定部２０３は本発明の無線通信装置の要素としての衝突率算定手段を構成するものであり、衝突率判定部２０３における「推定衝突率」の算定は次のようにして実行される。
【００４１】
即ち、衝突率判定部２０３は隠れ端末判定手段２０３ａを有し、この隠れ端末判定手段２０３ａが、自装置である無線通信装置に係る各隣接無線通信装置の「隣接ノードアドレス」と該一つの無線通信装置の隣接無線通信装置に係る各隣接無線通信装置の「隣接ノードアドレス」とを比較して、後者の隣接無線通信装置の「隣接ノードアドレス」としてのみ登録されている無線通信装置を隠れ端末の関係にあるものとして判定する。この判定については、例示によって後に詳述する。
【００４２】
更に、衝突率判定部２０３は演算部２０３ｂを有し、この演算部２０３ｂが、図４に例示されたテーブルにおける「隣接無線通信装置アドレス」として表記された無線通信装置（隣接無線通信装置）ごとに、該当の無線通信装置の「単位時間当たりの受信率」と、ＮＯＤＥ＿０つまり自装置に関する「単位時間当たりの送信率」の値と他の既知の（隠れ端末以外の）無線通信装置の隣接無線通信装置に関する「単位時間当たりの送信率」の合算値との比較に基づいて、隠れ端末判定手段２０３ａによって隠れ端末であると判定されたノードによって発生する衝突率を算定する。この算定については、例示によって後に詳述する。
【００４３】
一方、上述のように「採用変調方式」は、変調方式決定部２０４によって選択される。
即ち、変調方式決定部２０４は本発明の無線通信装置の要素としての変調方式選択手段を構成するものであり、上述の衝突率算定手段によって算定された衝突率のデータと該当する装置毎の通信に係る成功の統計データおよび失敗の統計データの少なくとも一方とに基づいて通信リンクに適用する変調方式を選択する。
【００４４】
より具体的には、「送信失敗数」を「送信成功数」と「送信失敗数」との合算値で除した送信エラー率に関する統計情報に基づいて、衝突率判定部２０３によって得られた「推定衝突率」が現在の送信エラー率より高ければ変調方式は変更せず、推定衝突率が現在の送信エラー率より低ければ、レートが低くエラーに強い変調方式を選択するようにして通信リンクに適用する変調方式を選択する。
尚、以上において、図３を参照して説明したステート・アナウンスメントは、隣接情報テーブルの１行目に含まれる、自無線通信装置アドレス、および単位時間当たりの送信率、および単位時間当たりの受信率、および二行目以下の隣接無線通信装置アドレス（ＮＯＤＥ＿１〜ＮＯＤＥ＿ｎ）の情報をコピーする操作によって生成される。
【００４５】
（動作シーケンス）
図５は、本発明の無線通信システムの動作を表すシーケンス図である。図５では、無線通信システムにおける各無線通信装置の配置は図１の状態にあるものと仮定している。
また、現在時点において、細線の矢線で模式的に示されているように、無線通信装置１１１は、無線通信装置１１２とデータ通信を行っており、更に、無線通信装置１１３および１１４が無線通信１１２無線通信装置１１２とデータ通信を行っているものとする。
この場合、太線の矢線で模式的に示されているように、無線通信装置１１１から無線通信装置１１２および１１４にステート・アナウンスメントが送信され、更に、無線通信装置１１３および１１４から無線通信装置１１２にステート・アナウンスメントが送信され、無線通信装置１１２は無線通信装置１１１および１１３にステート・アナウンスメントを送信する。
【００４６】
上述のステート・アナウンスメントの授受については、後に図７を参照して更に詳述する。
図５の例では、無線通信装置１１１は、ステート・アナウンスメントの授受に次いで、衝突率の算定、および、変調方式の選択を実行する。
無線通信装置１１１の無線通信部２０１（図２）は、既述のように、通信状態の履歴情報を上述の記憶部２０１に所定のテーブル形式で保持している。
【００４７】
（記憶部に保持されるテーブルの例）
図６は、図５の動作の過程で無線通信装置１１１において形成され無線通信装置１１１の記憶部２０２に保持されるテーブルの例を表す図である。
図６のテーブルにおける各データの項目は図５を参照して既述のものと同様である。
図示のとおり、そのデータ登録領域の１行目には、自装置である無線通信装置１１１を表すアドレス１０１ａが左端の欄に登録され、これより右の順次の欄には該当する各データが登録される。
即ち、テーブルの１行目のデータには、無線通信装置１１１に係る、図４を参照して既述の、「単位時間当たりの送信率」ＴＸ＿ａと「単位時間当たりの受信率」ＲＸ＿ａの各データが登録される。
【００４８】
また、テーブルの２行目および３行目には、無線通信装置１１２および１１３の「送信成功数」（ＳＵＣＣ＿ｂ；ＳＵＣＣ＿ｃ）および「送信失敗数」（ＦＡＩＬ＿ｂ；ＦＡＩＬ＿ｃ）ならびに「採用変調方式」（ＭＯＤ＿ｂ；ＭＯＤ＿ｃ）がそれぞれ登録される。
尚、隣接無線通信装置の発見方法としては、ＩＥＥＥ ８０２．１１に規定された無線ＬＡＮで一般的に用いられている報知情報や隣接ノード発見プロトコルを適用してもよく、また、既述のようなステート・アナウンスメントに依拠する方法を適用してもよい。
【００４９】
図７は、図５において太線の矢線で図示されたステート・アナウンスメントの授受における各ステート・アナウンスメントの内容を表す概念図である。
図７（ａ）は、無線通信装置１１１から送信したステート・アナウンスメントを表している。
図７（ｂ）は、無線通信装置１１１が無線通信装置１１２から受信したステート・アナウンスメントを表している。
図７（ｃ）は、無線通信装置１１１が無線通信装置１１４から受信したステート・アナウンスメントを表している。
図５を参照して上述のように、無線通信装置１１２は、自装置の隣接無線通信装置に該当する無線通信装置１１３および１１４とステート・アナウンスメントの授受を行っている。
ここで、新規の道の無線通信装置からステート・アナウンスメントを受信した場合には、記憶部２０２に保持されたテーブルに新たなエントリを加えるように更新する。
【００５０】
図８は、更新されたステート・アナウンスメント（テーブル）の例を表す概念図である。
図８のテーブルでは、例えば、無線通信装置１１２から受信した図７（ｂ）のステート・アナウンスメントに基づいて、無線通信装置１１２に関する「単位時間当たりの送信率」および「単位時間当たりの受信率」としてＴＸ＿ｂおよびＲＸ＿ｂをそれぞれ加入す
る。
更に、無線通信装置１１２の「隣接ノードアドレス」として、無線通信装置１１１、１１３、および１１４を表すアドレス１０１ａ、１０１ｃ、および、１０１ｄをそれぞれ加入する。
また、無線通信装置１１４から受信した図７（ｃ）のステート・アナウンスメントも図８のテーブルに反映される。
無線通信装置１１１は、定期的に、または、所要に応じて、例えばステート・アナウンスメントの受信のタイミングで、衝突率判定部２０３（図２）において、各該当する隣接無線通信装置毎に衝突率を推定する。
【００５１】
（衝突率の算定処理の例）
図９は、無線通信装置１１１が通信を行う場合の衝突率の推定に係る処理を表すフローチャートである。
図９のフローチャートにおける衝突率の算定は、無線通信装置１１１が無線通信装置１１２に送信する場合の衝突率に関するものである。
先ず、図８のテーブルにおけるステート・アナウンスメント・データのうち「隣接ノードアドレス」を参照して（ステップＳ９０１）、隠れ端末の存在を判定する（ステップＳ９０２）。
【００５２】
ステップＳ９０２における隠れ端末の判定は、次のようにして実行する。即ち、無線通信装置１１２のエントリの隣接ノードアドレスが無線通信装置１１１、１１３、および、１１４であり、自無線通信装置である１１１のエントリにある隣接無線通信装置が１１２、および、１１４であることから、無線通信装置１１３が無線通信装置１１１にとって未知の無線通信装置、つまり隠れ端末であることを割り出す。
【００５３】
ステップＳ９０２での処理結果は、無線通信装置１１１が無線通信装置１１２にデータを送るときに、無線通信装置１１３が無線通信装置１１２にデータを送ると衝突が発生することを意味する。
次いで、無線通信装置１１１および１１２に共通の隣接無線通信装置を判別する（ステップＳ９０３）。このステップＳ９０３では、図８のテーブルを参照することによって、隣接無線通信装置１１４が、無線通信装置１１１および１１２に共通の隣接無線通信装置であると判別される。
【００５４】
更に、無線通信装置１１１にとって既知の無線通信装置１１２の各隣接無線通信装置、つまり無線通信装置１１１および１１４の「単位時間当たりの送信率」の合計を図８のテーブルによるステート・アナウンスメント・データから算定する（ステップＳ９０４）。
ステップＳ９０４の算定について次に説明を加える。
無線通信装置１１２の「単位時間当たりの受信率」ＲＸ＿bは、無線通信装置１１２の隣接無線通信にそれぞれ該当する無線通信装置１１１、１１３、および、１１４の「単位時間当たりの送信率」ＴＸ＿ａ、ＴＸ＿ｃ、および、ＴＸ＿ｄの合計に等しい（ＲＸ＿ｂ＝ＴＸ＿ａ＋ＴＸ＿ｃ＋ＴＸ＿ｄ）。
【００５５】
なぜなら「単位時間当たりの受信率」には、既述の各隣接無線通信装置が自無線通信装置１１２宛てに送ったデータを受信するのに用いた割合だけではなく、各隣接無線通信装置が自無線通信装置１１２以外の第三者である他無線通信装置宛にデータを送った時間分の比率をも含むからである。
以上から、ステップＳ９０４の算定では、無線通信装置１１１にとっての既知の無線通信装置１１２の各隣接無線通信装置の単位時間当たりの送信率の合計を図８のテーブルデータに基づいて計算する。この例では、無線通信装置１１４の「単位時間当たりの送信率」Ｔｘ_ｄと自無線通信装置１１１の「単位時間当たりの送信率」ＴＸ＿ａとの合計値となる。
【００５６】
次いで、ステップＳ９０２で隠れ端末であると判定された無線通信装置１１３の「単位時間当たりの送信率」を算定する（ステップＳ９０５）。
このステップＳ９０５では、無線通信装置１１１にとって既知の無線通信装置１１２の各隣接無線通信装置の「単位時間当たりの送信率」の合計値（ステップＳ９０４で算出された値）を、無線通信装置１１２の「単位時間当たりの受信率」ＲＸ＿ｂから引くことによって、上述の「単位時間当たりの送信率」が算定される。
【００５７】
この場合、仮に、隠れ端末が複数存在すると、これらの隠れ端末による単位時間当たりの送信におけるトラフィック量が算定される。
この隠れ端末の「単位時間当たりの送信率」が、隠れ端末からの送信と衝突する確率、即ち、推定衝突率（ＲＸ＿ｂ−ＴＸ＿ａ−ＴＸ＿d）となる。
この例では、無線通信装置１１１が無線通信装置１１２に送信する場合の推定衝突率である。無線通信装置１１１が無線通信装置１１４に送信する場合の推定衝突率は、無線通信装置１１４の隣接無線通信装置には、自装置である無線通信装置１１１にとって未知のものはなく、従って隠れ端末は存在せず、推定衝突率は０となる。
以上、ステップＳ９０５までに判別され、ないし、算定された結果を、図８のテーブルに反映させる（ステップＳ９０６）。
図１０は図９のフローチャートにおける処理結果を反映させたステート・アナウンスメント・データテーブルを表す図である。
【００５８】
（変調方式の選択処理例）
図１１は、無線通信装置の変調方式選択部２０４において実行される変調方式を選択する処理を表すフローチャートである。
次に、図１０を適宜参照して図１１のフローチャートに沿って、変調方式を選択する処理について説明する。
先ず、通信の統計値（通信に関するデータの履歴情報）、即ち図１０のテーブルにおけるステート・アナウンスメント・データから、隠れ端末が存在し得る条件下での送信失敗率を算定する（ステップＳ１１０１）。
本例におけるステップＳ１１０１では、無線通信装置１１１から無線通信装置１１２に送信する場合、統計上の送信失敗率＝送信失敗数／（送信成功数＋送信失敗数）を算定する。
【００５９】
次いで、送信失敗率と推定衝突率を比較する（ステップＳ１１０２）。
ステップＳ１１０２の比較結果に応じて変調方式を選択する（ステップＳ１１０３）。
ステップＳ１１０３における選択は、送信失敗率が推定衝突率より低い場合は、通信失敗が隠れ端末による衝突によるものと判断して変調方式を変更せず、逆に送信失敗率が推定衝突率より高い場合には、周囲の状況変化などによる通信品質の悪化と判断して変調方式を目下適用している方式よりレートが低く且つノイズ耐性が高いものに変更するようにして実行される。
【００６０】
また、送信失敗率から推定衝突率を差し引くことで伝播によるエラー率を算出し、伝播によるエラー率をもとに非特許文献１に記載のような変調方式を決定することとしても良い．
既述のように、非特許文献１に開示の従来の技術では、通信の成功および失敗に関する統計をとり、この統計に基づいて、失敗が所定の閾値よりも多い場合にはレートが低く且つノイズ耐性が高いものに変更するようなアルゴリズムが適用される。
【００６１】
この場合、通信の失敗が隠れ端末に起因するか否かを識別することがなく、一律に周囲の状況変化などによる失敗として扱うため、既述のように隠れ端末による信号の衝突に起因する通信失敗の発生確率は増大傾向を呈することになり、悪循環を招来してしまう。
これに対し、本発明によれば、通信の失敗が隠れ端末に起因する場合にも一律に送信速度（レート）の低い変調方式に漸次切換えるといったことをしないため、従来の技術におけるような悪循環を招来してしまう虞は一掃される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、一般的な通信ネットワークのほか、無線アドホックネットワークや無線メッシュネットワーク、マルチセルラーネットワーク等のマルチホップ通信にも適用可能であり、特に、隠れ端末問題を惹起する虞のある条件下で適用されて、データ伝送効率を確保するために有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一つの実施の形態としての無線通信システムの構成を表す概念図である。
【図２】図１の無線通信システムを構成するに適合する、本発明の無線通信装置を表す機能ブロック図である。
【図３】ステート・アナウンスメントについて説明するための概念図である。
【図４】ステート・アナウンスメント・データによるテーブル（ステート・アナウンスメント・データテーブル）の例を表す図である。
【図５】本発明の無線通信システムの動作を表すシーケンス図である。
【図６】図５の動作の過程で無線通信装置において形成され無線通信装置の記憶部に保持されるテーブルの例を表す図である。
【図７】図５において太線の矢線で図示されたステート・アナウンスメントの授受における各ステート・アナウンスメントの内容を表す概念図である。
【図８】更新されたステート・アナウンスメント（テーブル）の例を表す概念図である。
【図９】無線通信装置が通信を行う場合の衝突率の推定に係る処理を表すフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートにおける処理結果を反映させたステート・アナウンスメント・データテーブルを表す図である。
【図１１】無線通信装置の変調方式選択部において実行される変調方式を選択する処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１１１，１１２，１１３，１１４…無線通信装置
１２１，１２２，１２３，１２４…無線通信リンク
１３１，１３２，１３３，１３４…通信可能な領域
２００…無線通信装置
２０１…無線通信部
２０２…記憶部
２０３…衝突率判定部
２０４…変調方式選択部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信システム、および、無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、無線通信においては、電波伝播距離や干渉によって、例えば信号のエラー率、ノイズの多寡、信号伝送速度等の通信の品質が変動する。
従って、無線通信（無線ネットワーク）では、複数の変調方式が用意され、状況に応じて適合するものが選択され得る。
即ち、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying：２相位相変調）、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying:４相位相変調)、１６ＱＡＭ(16-position Quadrature Amplitude Modulation:１６振幅変調)、等々の変調方式が選択的に適用される。
【０００３】
一般的に、伝送速度が遅い変調方式程、ノイズ耐性や最低受信感度が良好であり、反対に、伝送速度が速い変調方式程、ノイズ耐性や最低受信感度が劣るといった傾向を呈する。
このため無線通信のリンクを結ぶ場合、通信の品質を勘案して最適な変調方式が選択される。
即ち、通信の品質が維持され易い条件下では伝送速度が相対的に速い変調方式が適用され、反対に、障害物の影響等によって通信の品質を維持し難い条件下では伝送速度が相対的に遅い変調方式を適用して通信品質の維持が図られる。
上述のように、条件に応じて最適な変調方式を選択する適応変調を採用することによって通信品質の維持を図る技術は既に提案されている（非特許文献１）。
【０００４】
この非特許文献１に開示の技術は、通信が成功したか失敗したかに関する統計をとり、成功または失敗の回数を一定の閾値と比較し、成功回数が相対的に少ない場合には変調方式を一段階速度の遅い変調方式に切換え、逆に、成功回数が相対的に多い場合には変調方式を一段階速度の速い変調方式に切換えることを試行し、最適な変調方式を選択するというものである。
【０００５】
一方、電波法上の制限を受けずに利用可能な無線ＬＡＮ等の無線通信においては、混信を避けるためにキャリアセンスという手法が採られている。
キャリアセンスとは、相互に通信を行うことを予定する無線通信装置間で、本来の通信の目的たるデータの送信に先立ってキャリアセンス（搬送波の放射の有無の検出）を行い、互いに自律的に送信の可否を判断することにより、無線通信の衝突発生を回避するようにして無線パケット通信等の無線通信における通信品質の維持を図る手法である。
【０００６】
この手法は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、複数の無線通信装置がパケットの衝突が生じないようにキャリアセンスしながらデータを送信するＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）というアクセス制御方法として規定されている。
しかしながら無線通信（無線ネットワーク）では、電波伝播距離や障害物の存在によってキャリアセンスが機能せず、通信の品質が維持できない（或いは、通信不能）状態が生じてしまう場合がある。
即ち、ＣＳＭＡ／ＣＡを適用する無線通信装置相互間で、本来の通信の目的とされるデータ（パケットデータ）の送受信に先立って行うキャリアセンスによって当該相互の無線通信装置以外の周囲の装置がデータの送信を行っていないことを確認し、この上でデータの送信を開始するが、電波伝播距離や障害物の存在によってキャリアセンスできない場合が生じ得る。
【０００７】
本発明の無線通信システムを表す図１を援用してこの現象を説明すれば、例えば、図示の配置にある４基の無線通信装置１１１，１１２，１１３，１１４について、これら各無線通信装置による通信可能領域がそれぞれ破線図示の各サークル１３１，１３２，１３３，１３４の如くであると、無線通信装置１１１と無線通信装置１１２との間では相互に通信可能である一方、無線通信装置１１１と無線通信装置１１３との間では相互にキャリアセンスできない状況になり得る。
【０００８】
このような場合には、当該相互の無線通信装置１１１は、無線通信装置１１３が無線通信装置１１２と通信中であっても無線チャンネルが空いているものと判断してしまい、データを送信してしまうため、通信の衝突が発生して通信の品質が著しく低下するといった問題が発生する。
ここでは、このような問題を隠れ端末問題（Hidden Terminal Problem）と称し、隠れ端末問題を起こす端末（無線通信装置）を隠れ端末という。
【０００９】
隠れ端末問題が発生し易い条件下で、非特許文献１に開示のような適応変調を適用することを考えた場合、隠れ端末問題による通信の失敗か、それとも、一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する信号劣化よる通信の失敗なのかは判別がつかない。
このため、非特許文献１に開示の適応変調による場合には、通信の失敗を一律に信号劣化よる通信の失敗として扱い、通信速度が遅い変調方式への切換を繰り返してしまうことになる。
【００１０】
ところが、通信速度が遅い変調方式を適用すると、同量のデータの送信に要する時間が延長される結果、隠れ端末の影響が及ぶ条件下にあるときには、隠れ端末問題を被る機会が増加してしまうため、上述のような信号の衝突に起因する通信失敗の発生確率は増大傾向を呈することになり、悪循環を招来してしまう。
尚、隠れ端末問題に対処する技術は既に幾つか提案されている。例えば、通信局（無線通信装置）毎に通信の優先順位を設定し、優先順位が上位となる通信局のフレーム間隔と下位の通信局のフレーム間隔の差を、ＲＴＳ（Request To Send：送信要求）パケットを送信開始してからＣＴＳ（Clear To Send：確認通知）パケットを受信完了するまでに要する時間以上となるように設定するという提案がある（例えば特許文献１）。
【００１１】
特許文献１の開示によれば、優先順位が下位となる通信局は、自局にとって隠れ端末となる通信局から先にＲＴＳパケットが送信された場合であっても、これに応答したＣＴＳパケットを受信できＮＡＶ（Networｋ Allocation Vector）を設定し送信待機することができるので、正しく衝突を回避することができるとされている。
また、複数の通信チャネルが用意されている通信環境下において、通信局（無線通信装置）がランダム・アクセスを行なう無線通信システムにおいて、パケットを送信する通信局は、パケット単位で通信チャネルを割り当てるようにし、これにより、各通信局が制御局と被制御局の関係を有しないでＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access：搬送波感知多重アクセス）などのキャリア検出若しくはメディア状態の監視に基づくランダム・アクセス動作を自律分散的に行なうことにより隠れ端末問題を回避して無線ネットワークを好適に構築することができるようにするといった提案もある（例えば特許文献２）。
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−４１６２７号公報（要約、段落００３７〜段落００４０等）
【特許文献２】特開２００６−４２０７６号公報（要約、段落００４７〜段落００５３等）
【非特許文献１】“IEEE 802.11 Rate Adaptation: A Practical Approach,” INRIA Research Report No. 5208, May 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
既述の非特許文献１における適応変調を適用した場合の問題は、この文献自体の開示においては技術課題として扱われず、上述の悪循環を惹起する虞は依然未解決である。
また一方、特許文献１および特許文献２の技術においても、通信品質の劣化が隠れ端末問題によるものか、それとも、一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因するものかを識別しようとする視点が無く、従って、非特許文献１における
上述の未解決の課題が特許文献１および特許文献２の技術を適用することによって解決されることはない。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、適応変調を適用しつつも、隠れ端末問題に起因する通信品質の劣化が助長される虞のない無線通信装置、無線通信システム、および、無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するべく、本願では次に列記するような装置および方法を提案する。
即ち、本発明による一つの無線通信装置は、自装置と直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ他装置との通信における該当する無線通信装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを前記他装置と授受する無線通信手段と、
前記ステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持する記憶手段と、
前記記憶手段に保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定する衝突率算定手段と、
前記衝突率算定手段によって算定された衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する変調方式選択手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１５】
上記のような無線通信装置によれば、記憶手段に保持された上述のステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率が衝突率算定手段によって算定される。
上記算定された衝突率に基づいて、変調方式選択手段が、自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する。
従って、通信品質の劣化が隠れ端末に起因する場合にも一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する場合と区別すること無く一律に適応変調を適用して、通信品質の劣化を増長してしまうといった問題が有効に回避される。
【００１６】
また、上述のような無線通信装置は、その一態様として、前記衝突率算定手段が、自装置に係る各隣接装置のアドレスをそれぞれ表す一のアドレス情報と該自装置の一の隣接装置に係る各隣接装置のアドレスをそれぞれ表す他のアドレス情報とを前記記憶装置に保持された前記ステート・アナウンスメント・データに基づいて比較し、該比較結果から該自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定する隠れ端末判定手段を有するように構成される。
このような構成をとることにより、前記隠れ端末判定手段によって、前記ステート・アナウンスメント・データから判読された前記一および他のアドレス情報に基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定することが可能になる。
【００１７】
また、上述のような無線通信装置は、他の態様として、前記衝突率算定手段が、自装置に係る各隣接装置の通信における単位時間当たりの受信占有率の値と該隣接装置に係る全ての隣接装置に係る通信における単位時間当たりの送信占有率の合算値とに基づいて前記隠れ端末の関係にある他装置との通信における衝突率を算定する演算手段を有するように構成される。
【００１８】
このような構成をとることにより、前記演算手段によって、前記自装置に係る各隣接装置の通信における単位時間当たりの受信占有率の値と該隣接装置に係る全ての隣接装置に係る通信における単位時間当たりの送信占有率の合算値とに基づいて前記隠れ端末の関係にある他装置との通信における衝突率を算定することが可能になる。
従って、該算定された衝突率を、自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する場合の選択基準の因子として適用することができ、適切な変調方式を選択がすることが可能になる。
【００１９】
また、上述のような無線通信装置は、更に他の態様として、前記変調方式選択手段が、前記衝突率算定手段によって算定された衝突率のデータと該当する前記他装置毎の通信に係る成功の統計データおよび失敗の統計データの少なくとも一方とに基づいて前記通信リンクに適用する変調方式を選択するように構成される。
このような構成をとることにより、前記衝突率算定手段によって算定された衝突率のデータと該当する前記他装置毎の通信に係る成功の統計データおよび失敗の統計データの少なくとも一方とに基づいて、前記変調方式選択手段が前記通信リンクに適用する変調方式を選択するため、隠れ端末に起因して通信品質の劣化が生じている場合にも、一律に適用変調方式を適用してしまうことによる劣化の助長が回避される。
【００２０】
一方、本発明の無線通信システムは、直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ複数の無線通信装置を含んで構成され、前記複数の無線通信装置は、
自装置および自装置と前記通信リンクを結ぶ無線通信装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを該当する前記無線通信装置と授受する無線通信手段と、
前記ステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持する記憶手段と、
前記記憶手段に保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定する衝突率算定手段と、
前記衝突率算定手段によって算定された衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する変調方式選択手段と、
をそれぞれ備えていることを特徴とする。
【００２１】
上述のような無線通信システムでは、無線通信装置の記憶手段に保持された上述のステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率が衝突率算定手段によって算定される。
上記算定された衝突率に基づいて、変調方式選択手段が、自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する。
従って、通信品質の劣化が隠れ端末に起因する場合にも一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する場合と区別すること無く一律に適応変調を適用して、通信品質の劣化を増長してしまうといった問題が有効に回避される。
【００２２】
また、本発明の無線通信システムは、通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別する判別手段と、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択する選択手段とを含んで構成される。
上記無線通信システムでは、前記判別手段が、通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別し、前記選択手段が、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択する。
このため、通信品質の劣化が隠れ端末に起因する場合にも一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する場合と区別すること無く一律に適応変調を適用して、通信品質の劣化を増長してしまうといった問題が有効に回避される。
【００２３】
また一方、本発明の無線通信方法は、直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ複数の無線通信装置を含んで構成された無線通信システムの各個の無線通信装置間で自装置および自装置と前記通信リンクを結ぶ他装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを授受し、
該授受して取得したステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持し、
該保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定し、
該算定した衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択することを特徴とする
上記無線通信方法では、上述のステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定し、該算定した衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する。
【００２４】
従って、通信品質の劣化が隠れ端末に起因する場合にも一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する場合と区別すること無く一律に適応変調を適用して、通信品質の劣化を増長してしまうといった問題が有効に回避される。
また、本発明の無線通信方法は、通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別し、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択するようにしたことを特徴とする。
上記無線通信方法では、通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別し、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択する。
このため、通信品質の劣化が隠れ端末に起因する場合にも一般的な電波伝播距離や障害物の存在に起因する場合と区別すること無く一律に適応変調を適用して、通信品質の劣化を増長してしまうといった問題が有効に回避される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、適応変調を適用しつつも、隠れ端末問題に起因する通信品質の劣化が助長される虞のない無線通信装置、無線通信システム、および、無線通信方法が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述することにより本発明を明らかにする。尚、以下に参照する図面においては、便宜上、説明の主題となる要部は適宜誇張し、要部以外については適宜簡略化し乃至省略されている。
（本発明の無線通信システム）
図１は、本発明の一つの実施の形態としての無線通信システムの構成を表す概念図である。
【００２７】
この無線通信システムは、複数（ここでは説明の便宜上４基）の無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４を含んで構成され、各無線通信装置１１１〜１１４間は無線通信リンクで結ばれている。
即ち、無線通信装置１１１および１１２間は無線通信リンク１２１で結ばれ、以下同様に、無線通信装置１１２および１１３間は無線通信リンク１２２で、無線通信装置１１２および１１４間は無線通信リンク１２３で、無線通信装置１１４および１１１間は無線通信リンク１２４でそれぞれ結ばれている。
【００２８】
上述の各無線通信リンクには、混信を避けるために通信のリソースが割り当てられるが、この無線通信システムでは、携帯電話における基地局のような制御局を設けず、各無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４は、制御局と被制御局といった関係をとらず、互いに自律的に送信の可否を判断する。
尚、各無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４は、それらの仕様を同じくする同型の無線通信装置であるを要さず、図２を参照して後述するような機能を充足する限りの種々の通信装置であり得る。
また、以降の説明において、各無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４に関し、直接的に通信を行う無線通信装置同士について、そのうちの一のものから他のものを見た関係を、適宜、隣接無線通信装置という。更に、一の無線通信装置が隣接無線通信装置との通信に適用する無線通信リンクを、適宜、隣接無線リンクという。
【００２９】
（本発明の無線通信装置）
図２は、図１の無線通信システムを構成するに適合する、本発明の無線通信装置を表す機能ブロック図である。
図２においては、図１における各無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４が一般的に各充足するべき構成を機能ブロック図として表記しており、 既述のように、各個の具体的な無線通信装置１１１、１１２、１１３、および、１１４は、それらが同型同仕様の装置であることを要するものではない。
【００３０】
図２では、これらの無線通信装置に代表的に２００の参照符号を附して示す。
この無線通信装置２００は各後述する関係を有する次の各部を備えている。即ち、無線通信部２０１、記憶部２０２、衝突率判定部２０３、および、変調方式選択部２０４を備えている。
無線通信部２０１は、自装置と直接的に無線通信する通信リンク（隣接無線リンク）を結ぶ他装置との通信における該当する無線通信装置（隣接無線通信装置）を各特定するアドレス情報と上述の無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを上述の他装置と授受する。
【００３１】
尚、ステート・アナウンスメントについては、後に図面を参照して更に詳述するが、無線通信部２０１でのステート・アナウンスメントの授受に係る通信は、本実施の形態では、所定の周期で繰り返し実行される。
また、無線通信部２０１は、通信の状態を監視して、その状態を表す通信状態の履歴情報（例えば、通信が成功したか失敗したかを表す情報を含む通信の品質に関する統計的情報）を形成する。
【００３２】
記憶部２０２は、無線通信部２０１を通して取得したステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持する。尚、無線通信部２０１で形成された上述の通信状態の履歴情報も、このステート・アナウンスメント・データの一部として保持する。
本実施の形態では、ステート・アナウンスメント・データは、図面を参照して後述するようなテーブル形式で保持される。
【００３３】
衝突率判定部２０３は、記憶部２０２に保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を自己の隠れ端末判定部２０３ａで判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を自己の演算部２０３ｂで算定する。
変調方式選択部２０４は、衝突率算定部２０３によって算定された衝突率に基づいて（この衝突率を選択基準の因子として）自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する。
【００３４】
（ステート・アナウンスメント）
図３は、ステート・アナウンスメントについて説明するための概念図である。
この図３では、ステート・アナウンスメントとして図２の無線通信部２０１を通して授受されるパケットデータのフレームフォーマットの一部が表されている。
尚、実際のこの種の通信においては、フレームＩＤやパケット長等々の情報要素等の授受が伴うが、これらについては説明を簡潔にするために表記が省略されている。
図３に表記のフレームフォーマットには、当該ステート・アナウンスメントの送信元たる無線通信装置を表すアドレス情報（図３において「送信ノード情報」と表記のもの）が含まれる。
【００３５】
この場合のアドレス情報によって表されているノードとは、例えば無線通信装置１１１（図１）がこれに該当する。
更に、本例のステート・アナウンスメントには、送信データ量を表す指標（本例では、通信期間における単位時間に対するデータ送信時間の占有率を用い、図３において「送信時間割合」と表記）、および、受信データ量を表す指標（本例では、通信期間における単位時間に対するデータ受信状態にある時間の占有率を用い、図３において「受信時間割合」と表記）が含まれる。
【００３６】
茲に「受信時間割合」における占有率は、上述の隣接無線通信装置が自機（無線通信装置１１１）宛てに送信されてくるデータの受信に関する時間のみならず、他機宛の送信が行われている時間をも含む時間の占有率であるとする。
また、「送信ノード情報」によって表されるノード（例えば図１の無線通信装置１１１）に対する上述の隣接無線通信装置に各該当するノードを表すアドレス（図３において「隣接ノードアドレス＃１」、「隣接ノードアドレス＃２」…「隣接ノードアドレス＃ｎ」と表記のもの）がステート・アナウンスメントに含まれる。
【００３７】
（ステート・アナウンスメント・データテーブル）
図４は、ステート・アナウンスメント・データによるテーブル（ステート・アナウンスメント・データテーブル）の例を表す図である。このテーブルが、既述のように記憶部２０２に保持される。
図４のステート・アナウンスメント・データテーブルは、ｎ＋１基の無線通信装置（自装置および上述の隣接無線通信装置）の情報を含む。
図４において「隣接無線通信装置アドレス」は自装置および自装置と直接的に通信を行う各無線通信装置（隣接無線通信装置）を表すアドレスである。因みにＮＯＤＥ＿０が自装置であり、ＮＯＤＥ＿１が一つの隣接無線通信装置である。
ＮＯＤＥ＿０〜ＮＯＤＥ＿ｎと表記されたこれら各無線通信装置毎に、各行における「隣接無線通信装置アドレス」の表記（ＮＯＤＥ＿０〜ＮＯＤＥ＿ｎ）より右の各欄にそれぞれ図示のようなデータが表記されるが、これら各データは次のように定義される。
【００３８】
「単位時間当たりの送信率」は、通信時間における単位時間に対するデータ送信時間の占有率である。
「単位時間当たりの受信率」は、通信時間における単位時間に対するデータ受信状態にある時間の占有率であり、自装置宛てに送信されてくるデータの受信に関する時間のみならず、他機宛の送信が行われている時間をも含むデータ受信状態にある時間の占有率である。
「隣接ノードアドレス」は、左端の欄に表記された各無線通信装置から見た隣接無線通信装置を表すアドレスである。
【００３９】
「推定衝突率」は、図２を参照して説明した衝突率判定部２０３によって算定された隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率である。
「送信成功数」は、所定の基準時点以降の通信における通信の成功回数の履歴（例えば塁算値のような統計的データ）である。
「送信失敗数」は、上記基準時点以降の通信における通信の失敗回数の履歴（例えば塁算値のような統計的データ）である。
「採用変調方式」は、図２を参照して説明した変調方式決定部２０４によって選択された変調方式である。
【００４０】
上述のように「推定衝突率」は、衝突率判定部２０３によって隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率として算定され、この結果であるデータとして格納されるものである。
この衝突率判定部２０３は本発明の無線通信装置の要素としての衝突率算定手段を構成するものであり、衝突率判定部２０３における「推定衝突率」の算定は次のようにして実行される。
【００４１】
即ち、衝突率判定部２０３は隠れ端末判定手段２０３ａを有し、この隠れ端末判定手段２０３ａが、自装置である無線通信装置に係る各隣接無線通信装置の「隣接ノードアドレス」と該一つの無線通信装置の隣接無線通信装置に係る各隣接無線通信装置の「隣接ノードアドレス」とを比較して、後者の隣接無線通信装置の「隣接ノードアドレス」としてのみ登録されている無線通信装置を隠れ端末の関係にあるものとして判定する。この判定については、例示によって後に詳述する。
【００４２】
更に、衝突率判定部２０３は演算部２０３ｂを有し、この演算部２０３ｂが、図４に例示されたテーブルにおける「隣接無線通信装置アドレス」として表記された無線通信装置（隣接無線通信装置）ごとに、該当の無線通信装置の「単位時間当たりの受信率」と、ＮＯＤＥ＿０つまり自装置に関する「単位時間当たりの送信率」の値と他の既知の（隠れ端末以外の）無線通信装置の隣接無線通信装置に関する「単位時間当たりの送信率」の合算値との比較に基づいて、隠れ端末判定手段２０３ａによって隠れ端末であると判定されたノードによって発生する衝突率を算定する。この算定については、例示によって後に詳述する。
【００４３】
一方、上述のように「採用変調方式」は、変調方式決定部２０４によって選択される。
即ち、変調方式決定部２０４は本発明の無線通信装置の要素としての変調方式選択手段を構成するものであり、上述の衝突率算定手段によって算定された衝突率のデータと該当する装置毎の通信に係る成功の統計データおよび失敗の統計データの少なくとも一方とに基づいて通信リンクに適用する変調方式を選択する。
【００４４】
より具体的には、「送信失敗数」を「送信成功数」と「送信失敗数」との合算値で除した送信エラー率に関する統計情報に基づいて、衝突率判定部２０３によって得られた「推定衝突率」が現在の送信エラー率より高ければ変調方式は変更せず、推定衝突率が現在の送信エラー率より低ければ、レートが低くエラーに強い変調方式を選択するようにして通信リンクに適用する変調方式を選択する。
尚、以上において、図３を参照して説明したステート・アナウンスメントは、隣接情報テーブルの１行目に含まれる、自無線通信装置アドレス、および単位時間当たりの送信率、および単位時間当たりの受信率、および二行目以下の隣接無線通信装置アドレス（ＮＯＤＥ＿１〜ＮＯＤＥ＿ｎ）の情報をコピーする操作によって生成される。
【００４５】
（動作シーケンス）
図５は、本発明の無線通信システムの動作を表すシーケンス図である。図５では、無線通信システムにおける各無線通信装置の配置は図１の状態にあるものと仮定している。
また、現在時点において、細線の矢線で模式的に示されているように、無線通信装置１１１は、無線通信装置１１２とデータ通信を行っており、更に、無線通信装置１１３および１１４が無線通信１１２無線通信装置１１２とデータ通信を行っているものとする。
この場合、太線の矢線で模式的に示されているように、無線通信装置１１１から無線通信装置１１２および１１４にステート・アナウンスメントが送信され、更に、無線通信装置１１３および１１４から無線通信装置１１２にステート・アナウンスメントが送信され、無線通信装置１１２は無線通信装置１１１および１１３にステート・アナウンスメントを送信する。
【００４６】
上述のステート・アナウンスメントの授受については、後に図７を参照して更に詳述する。
図５の例では、無線通信装置１１１は、ステート・アナウンスメントの授受に次いで、衝突率の算定、および、変調方式の選択を実行する。
無線通信装置１１１の無線通信部２０１（図２）は、既述のように、通信状態の履歴情報を上述の記憶部２０１に所定のテーブル形式で保持している。
【００４７】
（記憶部に保持されるテーブルの例）
図６は、図５の動作の過程で無線通信装置１１１において形成され無線通信装置１１１の記憶部２０２に保持されるテーブルの例を表す図である。
図６のテーブルにおける各データの項目は図５を参照して既述のものと同様である。
図示のとおり、そのデータ登録領域の１行目には、自装置である無線通信装置１１１を表すアドレス１０１ａが左端の欄に登録され、これより右の順次の欄には該当する各データが登録される。
即ち、テーブルの１行目のデータには、無線通信装置１１１に係る、図４を参照して既述の、「単位時間当たりの送信率」ＴＸ＿ａと「単位時間当たりの受信率」ＲＸ＿ａの各データが登録される。
【００４８】
また、テーブルの２行目および３行目には、無線通信装置１１２および１１３の「送信成功数」（ＳＵＣＣ＿ｂ；ＳＵＣＣ＿ｃ）および「送信失敗数」（ＦＡＩＬ＿ｂ；ＦＡＩＬ＿ｃ）ならびに「採用変調方式」（ＭＯＤ＿ｂ；ＭＯＤ＿ｃ）がそれぞれ登録される。
尚、隣接無線通信装置の発見方法としては、ＩＥＥＥ ８０２．１１に規定された無線ＬＡＮで一般的に用いられている報知情報や隣接ノード発見プロトコルを適用してもよく、また、既述のようなステート・アナウンスメントに依拠する方法を適用してもよい。
【００４９】
図７は、図５において太線の矢線で図示されたステート・アナウンスメントの授受における各ステート・アナウンスメントの内容を表す概念図である。
図７（ａ）は、無線通信装置１１１から送信したステート・アナウンスメントを表している。
図７（ｂ）は、無線通信装置１１１が無線通信装置１１２から受信したステート・アナウンスメントを表している。
図７（ｃ）は、無線通信装置１１１が無線通信装置１１４から受信したステート・アナウンスメントを表している。
図５を参照して上述のように、無線通信装置１１２は、自装置の隣接無線通信装置に該当する無線通信装置１１３および１１４とステート・アナウンスメントの授受を行っている。
ここで、新規の道の無線通信装置からステート・アナウンスメントを受信した場合には、記憶部２０２に保持されたテーブルに新たなエントリを加えるように更新する。
【００５０】
図８は、更新されたステート・アナウンスメント（テーブル）の例を表す概念図である。
図８のテーブルでは、例えば、無線通信装置１１２から受信した図７（ｂ）のステート・アナウンスメントに基づいて、無線通信装置１１２に関する「単位時間当たりの送信率」および「単位時間当たりの受信率」としてＴＸ＿ｂおよびＲＸ＿ｂをそれぞれ加入す
る。
更に、無線通信装置１１２の「隣接ノードアドレス」として、無線通信装置１１１、１１３、および１１４を表すアドレス１０１ａ、１０１ｃ、および、１０１ｄをそれぞれ加入する。
また、無線通信装置１１４から受信した図７（ｃ）のステート・アナウンスメントも図８のテーブルに反映される。
無線通信装置１１１は、定期的に、または、所要に応じて、例えばステート・アナウンスメントの受信のタイミングで、衝突率判定部２０３（図２）において、各該当する隣接無線通信装置毎に衝突率を推定する。
【００５１】
（衝突率の算定処理の例）
図９は、無線通信装置１１１が通信を行う場合の衝突率の推定に係る処理を表すフローチャートである。
図９のフローチャートにおける衝突率の算定は、無線通信装置１１１が無線通信装置１１２に送信する場合の衝突率に関するものである。
先ず、図８のテーブルにおけるステート・アナウンスメント・データのうち「隣接ノードアドレス」を参照して（ステップＳ９０１）、隠れ端末の存在を判定する（ステップＳ９０２）。
【００５２】
ステップＳ９０２における隠れ端末の判定は、次のようにして実行する。即ち、無線通信装置１１２のエントリの隣接ノードアドレスが無線通信装置１１１、１１３、および、１１４であり、自無線通信装置である１１１のエントリにある隣接無線通信装置が１１２、および、１１４であることから、無線通信装置１１３が無線通信装置１１１にとって未知の無線通信装置、つまり隠れ端末であることを割り出す。
【００５３】
ステップＳ９０２での処理結果は、無線通信装置１１１が無線通信装置１１２にデータを送るときに、無線通信装置１１３が無線通信装置１１２にデータを送ると衝突が発生することを意味する。
次いで、無線通信装置１１１および１１２に共通の隣接無線通信装置を判別する（ステップＳ９０３）。このステップＳ９０３では、図８のテーブルを参照することによって、隣接無線通信装置１１４が、無線通信装置１１１および１１２に共通の隣接無線通信装置であると判別される。
【００５４】
更に、無線通信装置１１１にとって既知の無線通信装置１１２の各隣接無線通信装置、つまり無線通信装置１１１および１１４の「単位時間当たりの送信率」の合計を図８のテーブルによるステート・アナウンスメント・データから算定する（ステップＳ９０４）。
ステップＳ９０４の算定について次に説明を加える。
無線通信装置１１２の「単位時間当たりの受信率」ＲＸ＿bは、無線通信装置１１２の隣接無線通信にそれぞれ該当する無線通信装置１１１、１１３、および、１１４の「単位時間当たりの送信率」ＴＸ＿ａ、ＴＸ＿ｃ、および、ＴＸ＿ｄの合計に等しい（ＲＸ＿ｂ＝ＴＸ＿ａ＋ＴＸ＿ｃ＋ＴＸ＿ｄ）。
【００５５】
なぜなら「単位時間当たりの受信率」には、既述の各隣接無線通信装置が自無線通信装置１１２宛てに送ったデータを受信するのに用いた割合だけではなく、各隣接無線通信装置が自無線通信装置１１２以外の第三者である他無線通信装置宛にデータを送った時間分の比率をも含むからである。
以上から、ステップＳ９０４の算定では、無線通信装置１１１にとっての既知の無線通信装置１１２の各隣接無線通信装置の単位時間当たりの送信率の合計を図８のテーブルデータに基づいて計算する。この例では、無線通信装置１１４の「単位時間当たりの送信率」Ｔｘ_ｄと自無線通信装置１１１の「単位時間当たりの送信率」ＴＸ＿ａとの合計値となる。
【００５６】
次いで、ステップＳ９０２で隠れ端末であると判定された無線通信装置１１３の「単位時間当たりの送信率」を算定する（ステップＳ９０５）。
このステップＳ９０５では、無線通信装置１１１にとって既知の無線通信装置１１２の各隣接無線通信装置の「単位時間当たりの送信率」の合計値（ステップＳ９０４で算出された値）を、無線通信装置１１２の「単位時間当たりの受信率」ＲＸ＿ｂから引くことによって、上述の「単位時間当たりの送信率」が算定される。
【００５７】
この場合、仮に、隠れ端末が複数存在すると、これらの隠れ端末による単位時間当たりの送信におけるトラフィック量が算定される。
この隠れ端末の「単位時間当たりの送信率」が、隠れ端末からの送信と衝突する確率、即ち、推定衝突率（ＲＸ＿ｂ−ＴＸ＿ａ−ＴＸ＿d）となる。
この例では、無線通信装置１１１が無線通信装置１１２に送信する場合の推定衝突率である。無線通信装置１１１が無線通信装置１１４に送信する場合の推定衝突率は、無線通信装置１１４の隣接無線通信装置には、自装置である無線通信装置１１１にとって未知のものはなく、従って隠れ端末は存在せず、推定衝突率は０となる。
以上、ステップＳ９０５までに判別され、ないし、算定された結果を、図８のテーブルに反映させる（ステップＳ９０６）。
図１０は図９のフローチャートにおける処理結果を反映させたステート・アナウンスメント・データテーブルを表す図である。
【００５８】
（変調方式の選択処理例）
図１１は、無線通信装置の変調方式選択部２０４において実行される変調方式を選択する処理を表すフローチャートである。
次に、図１０を適宜参照して図１１のフローチャートに沿って、変調方式を選択する処理について説明する。
先ず、通信の統計値（通信に関するデータの履歴情報）、即ち図１０のテーブルにおけるステート・アナウンスメント・データから、隠れ端末が存在し得る条件下での送信失敗率を算定する（ステップＳ１１０１）。
本例におけるステップＳ１１０１では、無線通信装置１１１から無線通信装置１１２に送信する場合、統計上の送信失敗率＝送信失敗数／（送信成功数＋送信失敗数）を算定する。
【００５９】
次いで、送信失敗率と推定衝突率を比較する（ステップＳ１１０２）。
ステップＳ１１０２の比較結果に応じて変調方式を選択する（ステップＳ１１０３）。
ステップＳ１１０３における選択は、送信失敗率が推定衝突率より低い場合は、通信失敗が隠れ端末による衝突によるものと判断して変調方式を変更せず、逆に送信失敗率が推定衝突率より高い場合には、周囲の状況変化などによる通信品質の悪化と判断して変調方式を目下適用している方式よりレートが低く且つノイズ耐性が高いものに変更するようにして実行される。
【００６０】
また、送信失敗率から推定衝突率を差し引くことで伝播によるエラー率を算出し、伝播によるエラー率をもとに非特許文献１に記載のような変調方式を決定することとしても良い．
既述のように、非特許文献１に開示の従来の技術では、通信の成功および失敗に関する統計をとり、この統計に基づいて、失敗が所定の閾値よりも多い場合にはレートが低く且つノイズ耐性が高いものに変更するようなアルゴリズムが適用される。
【００６１】
この場合、通信の失敗が隠れ端末に起因するか否かを識別することがなく、一律に周囲の状況変化などによる失敗として扱うため、既述のように隠れ端末による信号の衝突に起因する通信失敗の発生確率は増大傾向を呈することになり、悪循環を招来してしまう。
これに対し、本発明によれば、通信の失敗が隠れ端末に起因する場合にも一律に送信速度（レート）の低い変調方式に漸次切換えるといったことをしないため、従来の技術におけるような悪循環を招来してしまう虞は一掃される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、一般的な通信ネットワークのほか、無線アドホックネットワークや無線メッシュネットワーク、マルチセルラーネットワーク等のマルチホップ通信にも適用可能であり、特に、隠れ端末問題を惹起する虞のある条件下で適用されて、データ伝送効率を確保するために有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一つの実施の形態としての無線通信システムの構成を表す概念図である。
【図２】図１の無線通信システムを構成するに適合する、本発明の無線通信装置を表す機能ブロック図である。
【図３】ステート・アナウンスメントについて説明するための概念図である。
【図４】ステート・アナウンスメント・データによるテーブル（ステート・アナウンスメント・データテーブル）の例を表す図である。
【図５】本発明の無線通信システムの動作を表すシーケンス図である。
【図６】図５の動作の過程で無線通信装置において形成され無線通信装置の記憶部に保持されるテーブルの例を表す図である。
【図７】図５において太線の矢線で図示されたステート・アナウンスメントの授受における各ステート・アナウンスメントの内容を表す概念図である。
【図８】更新されたステート・アナウンスメント（テーブル）の例を表す概念図である。
【図９】無線通信装置が通信を行う場合の衝突率の推定に係る処理を表すフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートにおける処理結果を反映させたステート・アナウンスメント・データテーブルを表す図である。
【図１１】無線通信装置の変調方式選択部において実行される変調方式を選択する処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１１１，１１２，１１３，１１４…無線通信装置
１２１，１２２，１２３，１２４…無線通信リンク
１３１，１３２，１３３，１３４…通信可能な領域
２００…無線通信装置
２０１…無線通信部
２０２…記憶部
２０３…衝突率判定部
２０４…変調方式選択部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自装置と直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ他装置との通信における該当する無線通信装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを前記他装置と授受する無線通信手段と、
前記ステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持する記憶手段と、
前記記憶手段に保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定する衝突率算定手段と、
前記衝突率算定手段によって算定された衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する変調方式選択手段と、
を備えていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記衝突率算定手段は、自装置に係る各隣接装置のアドレスをそれぞれ表す一のアドレス情報と該自装置の一の隣接装置に係る各隣接装置のアドレスをそれぞれ表す他のアドレス情報とを前記記憶装置に保持された前記ステート・アナウンスメント・データに基づいて比較し、該比較結果から該自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定する隠れ端末判定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記衝突率算定手段は、自装置に係る各隣接装置の通信における単位時間当たりの受信占有率の値と該隣接装置に係る全ての隣接装置に係る通信における単位時間当たりの送信占有率の合算値とに基づいて前記隠れ端末の関係にある他装置との通信における衝突率を算定する演算手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記変調方式選択手段は、前記衝突率算定手段によって算定された衝突率のデータと該当する前記他装置毎の通信に係る成功の統計データおよび失敗の統計データの少なくとも一方とに基づいて前記通信リンクに適用する変調方式を選択することを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ複数の無線通信装置を含んで構成された無線通信システムであって、前記複数の無線通信装置は、
自装置および自装置と前記通信リンクを結ぶ無線通信装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを該当する前記無線通信装置と授受する無線通信手段と、
前記ステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持する記憶手段と、
前記記憶手段に保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定する衝突率算定手段と、
前記衝突率算定手段によって算定された衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する変調方式選択手段と、
をそれぞれ備えていることを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別する判別手段と、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択する選択手段とを含んで構成されたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ複数の無線通信装置を含んで構成された無線通信システムの各個の無線通信装置間で自装置および自装置と前記通信リンクを結ぶ他装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを授受し、
該授受して取得したステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持し、
該保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定し、
該算定した衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択することを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別し、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択するようにしたことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１】
自装置と直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ他装置との通信における該当する無線通信装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを前記他装置と授受する無線通信手段と、
前記ステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持する記憶手段と、
前記記憶手段に保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定する衝突率算定手段と、
前記衝突率算定手段によって算定された衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する変調方式選択手段と、
を備えていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記衝突率算定手段は、自装置に係る各隣接装置のアドレスをそれぞれ表す一のアドレス情報と該自装置の一の隣接装置に係る各隣接装置のアドレスをそれぞれ表す他のアドレス情報とを前記記憶装置に保持された前記ステート・アナウンスメント・データに基づいて比較し、該比較結果から該自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定する隠れ端末判定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記衝突率算定手段は、自装置に係る各隣接装置の通信における単位時間当たりの受信占有率の値と該隣接装置に係る全ての隣接装置に係る通信における単位時間当たりの送信占有率の合算値とに基づいて前記隠れ端末の関係にある他装置との通信における衝突率を算定する演算手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記変調方式選択手段は、前記衝突率算定手段によって算定された衝突率のデータと該当する前記他装置毎の通信に係る成功の統計データおよび失敗の統計データの少なくとも一方とに基づいて前記通信リンクに適用する変調方式を選択することを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ複数の無線通信装置を含んで構成された無線通信システムであって、前記複数の無線通信装置は、
自装置および自装置と前記通信リンクを結ぶ無線通信装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを該当する前記無線通信装置と授受する無線通信手段と、
前記ステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持する記憶手段と、
前記記憶手段に保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定する衝突率算定手段と、
前記衝突率算定手段によって算定された衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択する変調方式選択手段と、
をそれぞれ備えていることを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別する判別手段と、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択する選択手段とを含んで構成されたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
直接的に無線通信する通信リンクを結ぶ複数の無線通信装置を含んで構成された無線通信システムの各個の無線通信装置間で自装置および自装置と前記通信リンクを結ぶ他装置を各特定するアドレス情報と前記無線通信における単位時間当たりの送信および受信の占有率を表す通信状態情報とを含むステート・アナウンスメントを授受し、
該授受して取得したステート・アナウンスメントによって形成されるステート・アナウンスメント・データを保持し、
該保持されたステート・アナウンスメント・データに基づいて自装置に対して隠れ端末の関係にある他装置の存在の有無を判定し該判定結果に応じて当該隠れ端末と自装置との通信に係る衝突率を算定し、
該算定した衝突率に基づいて自装置と当該他装置との通信リンクに適用する変調方式を選択することを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
通信失敗の発生原因が隠れ端末によるものか信号劣化によるものかを判別し、該判別結果に応じて、最適な変調方式を選択するようにしたことを特徴とする無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１７７４８１（Ｐ２００９−１７７４８１Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３８２０（Ｐ２００８−１３８２０）
【出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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