無線通信装置、送信電力制御方法およびプログラム
【課題】通信を行う無線通信装置の台数に応じた無線通信の効率化を図る。
【解決手段】無線通信部１１０が受信した無線信号の受信品質を品質測定部１２０が測定し、測定した受信品質を示す受信品質情報を品質情報送信部１３０が送信し、無線通信装置１００−２，１００−３から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、品質測定部１２０が測定した受信品質とに基づいて、通信が可能な無線通信装置の数を装置数算出部１５０が算出し、装置数算出部１５０が算出した無線通信装置の数と、所定の装置数との比較の結果に基づいて、無線信号を送信するための送信電力値を電力値決定部１６０が決定する。
【解決手段】無線通信部１１０が受信した無線信号の受信品質を品質測定部１２０が測定し、測定した受信品質を示す受信品質情報を品質情報送信部１３０が送信し、無線通信装置１００−２，１００−３から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、品質測定部１２０が測定した受信品質とに基づいて、通信が可能な無線通信装置の数を装置数算出部１５０が算出し、装置数算出部１５０が算出した無線通信装置の数と、所定の装置数との比較の結果に基づいて、無線信号を送信するための送信電力値を電力値決定部１６０が決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の送信電力を制御する無線通信装置、送信電力制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線による通信を効率化させるための技術として、複数チャネルを使用した周波数ホッピングによる空きチャネルの動的取得が、多くの無線通信システムにおいて実施されている。
【０００３】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格を適用した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信機能を具備した無線通信装置には、外部からパラメータを設定することにより、当該無線通信装置から無線信号を送信するための送信電力の値を変更することが可能な装置が存在する。このような無線通信装置では、複数の無線通信装置間における電波干渉の軽減や、電波の漏れによる盗聴の防止を目的として、規格として決められている値を上限値として送信電力の値を調整する場合がある。
【０００４】
また、無線による通信形態として、送信側ノードと受信側ノードとが直接通信を行うシングルホップ方式、および送信側ノードと受信側ノードとの間に中継ノードが介在するマルチホップ方式の形態が知られている。
【０００５】
マルチホップ方式では、ＭＡＮＥＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ−ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）−ＷＧ（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）にて議論されているＡＯＤＶ（Ａｄ−ｈｏｃ Ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）プロトコルや、ＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）等、様々な方式がある。いずれの方式も複数の周辺ノード間でルーティング制御情報を交換し、通信経路を構築する。
【０００６】
しかし、このような技術においては、以下のような問題点がある。
【０００７】
第１の問題点は、無線による通信では、利用可能なチャネル数が制限されるため、複数の用途の無線ネットワークが同一エリアに混在する。このため、多くの無線通信装置が同一エリア内に存在し、これらの無線通信装置の通信量の増加によって、輻輳が生じたり、遅延時間の増大が生じたりしてしまう。
【０００８】
その理由は、無線による通信では、無線伝送の距離や、無線伝送路上に存在する障害物による影響を避けるため、規格で規定された最大送信電力により通信を行う。これにより、通信に不要な範囲にまで電波が広がる可能性が高い。通信に不要な範囲にまで電波が広がってしまった場合、伝送路上での信号同士の衝突や、この衝突による信号の再送、伝送路上でキャリア検出することによる送信待ち合わせ時間等が増加し、ネットワーク全体のスループットを低下させることになるからである。
【０００９】
また、第２の問題点は、送信信号を到達させる必要がある範囲外でも、当該信号の受信が可能となるため、盗聴等セキュリティの低下が生じてしまう。
【００１０】
その理由は、送信電力値として適切な値をあらかじめ把握することができないため、安定した通信を行うためには、規格で規定された最大送信電力を設定せざるを得ないためである。
【００１１】
そこで、受信した無線信号の電波強度やノイズレベルに基づいて、無線信号を送信するための送信電力を制御する技術が考えられている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−２００１６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−０１６５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載された技術においては、２つの無線方式を用いなければならないという問題点がある。
【００１４】
また、特許文献１および２に記載された技術においては、無線信号を送信する無線通信装置が通信を行う無線通信装置の台数については考慮していないため、通信すべき無線通信装置の台数が変化しても、同じ送信電力値が算出されてしまう。そのため、例えば、算出された送信電力値が、１台の無線通信装置に対しての送信に最適な値である場合、複数の無線通信装置との間で通信を行おうとしても、電波が届かないおそれがある。また、算出された送信電力値が、複数台の無線通信装置に対しての送信に最適な値である場合、１台の無線通信装置のみとの間で通信を行おうと信号を送信すると、上述したような問題（スループットの低下等）が生じてしまうおそれがある。
【００１５】
本発明の目的は、上述した課題を解決する無線通信装置、送信電力制御方法およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の無線通信装置は、
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置であって、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号を送受信する無線通信部と、
前記無線通信部が受信した無線信号の受信品質を測定する品質測定部と、
前記品質測定部が測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ、前記無線通信部を介して送信する品質情報送信部と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記品質測定部が測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する装置数算出部と、
前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較し、該比較の結果に基づいて、前記無線通信部が前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する電力値決定部とを有し、
前記無線通信部は、前記電力値決定部が決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する。
【００１７】
また、本発明の送信電力制御方法は、
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置が、無線信号を送信するための送信電力を制御する送信電力制御方法であって、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号の受信品質を測定する処理と、
前記測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ送信する処理と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する処理と、
前記算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較する処理と、
該比較の結果に基づいて、前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する処理と、
前記決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する処理とを行う。
【００１８】
また、本発明のプログラムは、
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置に実行させるためのプログラムであって、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号の受信品質を測定する手順と、
前記測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ送信する手順と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する手順と、
前記算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較する手順と、
該比較の結果に基づいて、前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する手順と、
前記決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する手順とを実行させる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明においては、通信を行う無線通信装置の台数に応じた無線通信の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の無線通信装置の接続の一形態を示す図である。
【図２】図１に示した無線通信装置の内部構成の一例を示す図である。
【図３】本形態における送信電力制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】送信側ノードと受信側ノードとが直接通信を行うシングルホップ方式による通信の一構成例を示す図である。
【図５】送信側ノードと受信側ノードとが中継ノードを介して通信を行うマルチホップ方式による通信の一構成例を示す図である。
【図６】図５に示した構成において、無線通信装置が移動した場合の送信電力の制御方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の無線通信装置の接続の一形態を示す図である。
【００２３】
本形態は図１に示すように、複数の無線通信装置１００−１〜１００−３が、互いに無線通信可能に配置されている。
【００２４】
無線通信装置１００−１〜１００−３は、無線ネットワーク通信機能を用いて、互いに無線通信を行う装置である。なお、図１には、無線通信装置が３台である形態を例に挙げて示しているが、４台以上であっても良いことは、言うまでもない。ここで、無線ネットワーク通信機能とは、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格を適用した無線ＬＡＮ通信機能、ＩＥＥＥ８０２．１５．4ｄ，８０２．１５．４ｇ／ｅ等の規格を適用したＰａｎ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信機能、ＳＵＮ（Ｓｍａｒｔ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）通信機能、ＨＡＮ（Ｈｏｍｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）通信機能等のアドホック通信を行うための無線通信機能である。
【００２５】
図２は、図１に示した無線通信装置１００−１の内部構成の一例を示す図である。なお、図１に示した無線通信装置１００−２〜１００−３の内部構成は、無線通信装置１００−１の内部構成と同じである。
【００２６】
図１に示した無線通信装置１００−１には図２に示すように、無線通信部１１０と、品質測定部１２０と、品質情報送信部１３０と、記憶部１４０と、装置数算出部１５０と、電力値決定部１６０と、消去要求部１７０と、情報消去部１８０とが設けられている。
【００２７】
無線通信部１１０は、他の無線通信装置である無線通信装置１００−２〜１００−３から送信されてきた無線信号を受信する。また、無線通信部１１０は、電力値決定部１６０から出力されてきた送信電力値の送信電力を用いて、無線信号を無線通信装置１００−２〜１００−３へ送信する。
【００２８】
品質測定部１２０は、無線通信部１１０が受信した無線信号の受信品質を測定する。ここで、測定する品質情報は、無線通信部１１０が受信した無線信号の受信電界強度であっても良いし、無線通信部１１０が受信した無線信号についてのエラー発生率であっても良く、受信した無線信号の品質を判定できる情報であれば良い。この受信電界強度やエラー発生率の測定方法は、一般的に用いられているもので良い。例えば、信号の再送率をエラー発生率として用いるものや、受信した信号に含まれるエラー検出用のフィールドを用いるものであっても良い。また、品質測定部１２０は、測定した受信品質を示す受信品質情報を品質情報送信部１３０へ出力する。
【００２９】
品質情報送信部１３０は、品質測定部１２０から出力されてきた受信品質情報を無線通信装置１００−２〜１００−３へ、無線通信部１１０を介して送信する。このとき、品質情報送信部１３０は、無線通信部１１０を介して送信する無線信号の所定の位置に、受信品質情報を埋め込んで（挿入して）送信する。
【００３０】
記憶部１４０は、品質測定部１２０が測定した受信品質を示す受信品質情報を記憶する。また、記憶部１４０は、無線通信装置１００−２〜１００−３から送信されてきた受信品質情報を記憶する。
【００３１】
装置数算出部１５０は、無線通信装置１００−２〜１００−３から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、品質測定部１２０が測定した受信品質とに基づいて、無線通信装置１００−２〜１００−３のうち、無線通信装置１００−１との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する。なお、記憶部１４０にこれらの情報が記憶されている場合は、記憶部１４０に記憶されている受信品質情報を用いる。この算出方法は、受信品質があらかじめ設定されている閾値をクリアした無線通信装置を、無線通信装置１００−１との間で通信が可能な無線通信装置としてカウントするものであっても良い。また、装置数算出部１５０は、算出した数を電力値決定部１６０へ出力する。
【００３２】
電力値決定部１６０は、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較する。そして、電力値決定部１６０は、その比較の結果に基づいて、無線通信部１１０が無線信号を送信するための送信電力値を決定する。ここで、所定の装置数とは、無線通信装置１００−１と接続された上位サーバ等の外部装置から指定された数である。この数は、指定された後、記憶部１４０に記憶しておいても良い。
【００３３】
具体的には、電力値決定部１６０は、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数が所定の装置数未満である場合、送信電力値を現在の値から増加させた値に決定する。また、電力値決定部１６０は、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数が所定の装置数を超える場合、送信電力値を現在の値から減少させた値に決定する。また、電力値決定部１６０は、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数と所定の装置数とが等しい場合、送信電力値を維持した値に決定する。なお、送信電力値の増加幅および減少幅については、ここでは特に規定しない。
【００３４】
また、電力値決定部１６０は、品質測定部１２０が受信品質を測定できない場合、または無線通信装置１００−２〜１００−３から受信品質情報が送信されてこない場合は、あらかじめ設定されている初期値を送信電力値として決定する。
【００３５】
また、電力値決定部１６０は、決定した送信電力値を無線通信部１１０へ出力する。
【００３６】
消去要求部１７０は、電力値決定部１６０が、送信電力値を現在の値から他の値へ変更する際、無線通信装置１００−２〜１００−３に具備された記憶部に記憶されている受信品質情報の消去を、無線通信部１１０を介して無線通信装置１００−２〜１００−３へ要求する。
【００３７】
情報消去部１８０は、無線通信装置１００−２〜１００−３から無線通信部１１０を介して、受信品質情報の消去を要求された場合、記憶部１４０に記憶されている受信品質情報を消去（クリア）する。
【００３８】
以下に、本形態における送信電力制御方法について説明する。ここでは、図１に示した無線通信装置１００−１における送信電力制御方法について例を挙げて説明する。
【００３９】
図３は、本形態における送信電力制御方法を説明するためのフローチャートである。
【００４０】
まず、無線通信部１１０にて無線信号が受信されると（ステップＳ１）、受信された無線信号の受信品質が品質測定部１２０にて測定される（ステップＳ２）。
【００４１】
品質測定部１２０にて測定された受信品質を示す受信品質情報は、品質情報送信部１３０から無線通信部１１０を介して無線通信装置１００−２〜１００−３へ送信される。
【００４２】
続いて、品質測定部１２０にて測定された受信品質を示す受信品質情報が、記憶部１４０に書き込まれる。
【００４３】
また、無線通信装置１００−２〜１００−３から送信されてきた受信品質情報が記憶部１４０に書き込まれる。
【００４４】
その後、記憶部１４０に書き込まれた受信品質情報が示す受信品質、つまり、品質測定部１２０にて測定された受信品質と無線通信装置１００−２〜１００−３から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質とに基づいて、装置数算出部１５０にて、無線通信装置１００−２〜１００−３のうち、無線通信装置１００−１との間で通信が可能な無線通信装置の数が算出される（ステップＳ３）。算出された装置数は、装置数算出部１５０から電力値決定部１６０へ出力される。
【００４５】
すると、電力値決定部１６０にて、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数と、所定の装置数とが比較される（ステップＳ４）。
【００４６】
ステップＳ４における比較の結果、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数が所定の装置数未満である場合、電力値決定部１６０にて、送信電力値として現在の送信電力値を増加させた値が決定される（ステップＳ５）。
【００４７】
ステップＳ４における比較の結果、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数と所定の装置数とが等しい場合、電力値決定部１６０にて、送信電力値として現在の送信電力値を維持した値が決定される（ステップＳ６）。
【００４８】
ステップＳ４における比較の結果、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数が所定の装置数を超える場合、電力値決定部１６０にて、送信電力値として現在の送信電力値を減少させた値が決定される（ステップＳ７）。
【００４９】
そして、決定された送信電力値が、電力値決定部１６０から無線通信部１１０へ出力され、無線通信部１１０から無線信号を送信する際、当該送信電力値が示す送信電力で無線信号が送信される（ステップＳ８）。
【００５０】
以下に、複数の無線通信端末間の互いの位置構成について、いくつかの例を挙げて、その構成における送信電力制御について説明する。なお、以下の説明においては、無線通信の基本概念や、マルチホップ通信の基本概念や、基本動作および、基本構成については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。また、無線信号を送信する無線通信装置を「送信側ノード」と称し、送信ノードから送信されてきた無線信号を受信する無線通信装置を「受信側ノード」と称する。
【００５１】
図４は、送信側ノードと受信側ノードとが直接通信を行うシングルホップ方式による通信の一構成例を示す図である。
【００５２】
図４に示すように、送信側ノードである無線通信装置１００−１の位置を中心とした、無線通信装置１００−１から送信される電波の最低到達範囲２００、最適到達範囲２１０および最大到達範囲２２０が存在する。つまり、無線通信装置１００−１からの送信電力が小さな場合、電波が届く範囲が最低到達範囲２００に近くなり、一方、無線通信装置１００−１からの送信電力が大きな場合、電波が届く範囲が最大到達範囲２２０に近くなる。また、最適到達範囲２１０は、無線通信装置１００−１が、受信側ノードである無線通信装置１００−２との間で通信を行う際に、最適な送信電力を用いて送信を行った場合の送信電波が届く範囲である。また、無線通信装置１００−２は、無線通信装置１００−１との間で通信を行う受信側ノードである。また、無線通信装置１００−３は、無線通信装置１００−１との間で通信を行わないノードである。
【００５３】
なお、図４において、最低到達範囲２００、最適到達範囲２１０および最大到達範囲２２０を、説明の便宜上、同心円で示しているが、実際は、障害物の存在等、電波の到達範囲は周囲の環境に影響されるため、同心円になるとは限らない。
【００５４】
また、無線通信装置１００−２および無線通信装置１００−３も同様の送信電力制御を行うことから、自ノードからの送信電波の到達範囲と周辺ノードからの送信電波の到達範囲とが異なる場合も考えられるが、説明を簡単にするため送受信が可能な範囲は同じ距離として説明する。
【００５５】
無線通信装置１００−１を設置する際、無線通信装置１００−１の設置場所が、通信の対象とならない他のノードが周辺に多数設置されているような場所（例えば、都市部等）においては、電波の到達範囲が最低到達範囲２００または最適到達範囲２１０となるように送信電力を制御して、通信の対象とならない他のノードに対して不要な電波を送信しないようにする。一方、無線通信装置１００−１の設置場所が、通信の対象とならない他のノードが周辺に設置されていないような場所（例えば、地方部等）においては、電波の到達範囲が最大到達範囲２２０となるように送信電力を制御する。
【００５６】
図５は、送信側ノードと受信側ノードとが中継ノードを介して通信を行うマルチホップ方式による通信の一構成例を示す図である。ここで、中継ノードとは、送信側ノードと受信側ノードとの間で通信を行う際に、無線信号を中継する無線通信装置である。
【００５７】
図５に示すように、送信側ノードである無線通信装置１０１−１と、受信側ノードである無線通信装置１０１−３と、中継ノードである無線通信装置１０１−２，１０１−４とが配置されている。また、無線通信装置１０１−１と無線通信装置１０１−３との間の通信に利用することができないノードである無線通信装置１０１−５〜１０１−７が存在する。
【００５８】
また、図４に示した最低到達範囲２００、最適到達範囲２１０および最大到達範囲２２０と同様に、無線通信装置１０１−１から送信される送信電波の到達範囲を送信電力に応じて、最低到達範囲２０１、最適到達範囲２１１および最大到達範囲２２１とする。
【００５９】
図５において、無線通信装置１０１−２または無線通信装置１０１−４を介したマルチポップ通信を利用することで、無線通信装置１０１−１と無線通信装置１０１−３との間で通信が可能となる。そのため、無線通信装置１０１−１が無線通信装置１０１−３への無線信号の送信に用いる送信電力は、電波の到達範囲が最大到達範囲２２１ではなく、最適到達範囲２１１となるように制御すれば良い。
【００６０】
また、無線通信装置１０１−１は、周辺のノードの通信品質をモニタして収集し、統計情報として蓄積する。このモニタ方法は、周辺のノードから送信され、自ノードにて受信された電波の受信電界強度を測定したり、エラー発生率を算出したり、また、自ノードから周辺のノードへ送信した電波の周辺のノードにおける受信電界強度がどの程度であるかを取得したりする方法が考えられる。
【００６１】
例えば、無線通信装置１０１−１から送信される電波の到達範囲が最低到達範囲２０１となるように送信電力を制御している場合、モニタできる統計情報は、無線通信装置１０１−４との間の通信品質および無線通信装置１０１−５との間の通信品質となる。また、無線通信装置１０１−１から送信される電波の到達範囲が最適到達範囲２１１となるように送信電力を制御している場合、モニタできる統計情報は、無線通信装置１０１−４との間の通信品質および無線通信装置１０１−５との間の通信品質に加え、無線通信装置１０１−２との間の通信品質および無線通信装置１０１−６との間の通信品質となる。
【００６２】
ここで、無線通信装置１０１−１から送信される電波の到達範囲が最低到達範囲２０１となるように送信電力を制御している状態で、無線通信装置１０１−１が無線通信装置１０１−３と通信を行おうとした場合、ＡＯＤＶ等のルーティングプロトコルを利用して経路探索を行う。そのとき、無線通信装置１０１−３に到達（中継）可能な無線通信装置１０１−２は、電波の到達範囲外のため、経路探索の結果が無線通信装置１０１−２からは返らない。また、無線通信装置１０１−３に到達（中継）可能な無線通信装置１０１−４は、電波の到達範囲内のため、経路探索の結果が無線通信装置１０１−４からは返る。無線通信装置１０１−３までの経路が確立できているため、無線通信装置１０１−１と無線通信装置１０１−３との間の通信は可能である。
【００６３】
この状態で、無線通信装置１０１−１の内部で保持する通信に必要な周辺ノード数（所定の装置数）と、通信可能なノード数とを比較する。
【００６４】
無線通信を行う場合、ノードの移動、無線伝送路の品質悪化のリスクがあるため、安定した通信に必要な周辺ノード数は２以上になると考えられる。ここで、安定した通信に必要な周辺ノード数を２とした場合を例に挙げると、電波の到達範囲が最低到達範囲２０１である状態では、通信可能な周辺ノードは無線通信装置１０１−４のみの１台となり、安定した通信に必要な周囲ノード数である２未満となる。このため、通信可能な周辺ノード数を増やすために無線通信装置１０１−１は、電波の到達範囲が最適到達範囲２１１となるよう送信電力の制御を行う。
【００６５】
無線通信装置１０１−１は、送信電力制御を行うため、まず、現在の送信電力にて周辺ノードに対し、統計情報のクリア（消去）要求をブロードキャスト送信する。
【００６６】
その後、上述したような送信電力制御を行う。
【００６７】
無線通信装置１０１−１は、定期的、または、何らかのトリガにより周辺ノードに対して統計情報の読み出し要求を行う。その要求に対して、周辺ノードから送信されてきた応答メッセージに含まれる統計情報を参照することで、自ノードが蓄積する周辺ノードからの受信信号の統計情報と、周辺ノードが持つ自ノードからの送信信号の統計情報とを合わせることで、双方向の統計情報に基づいた送信電力制御が可能となる。
【００６８】
図６は、図５に示した構成において、無線通信装置１０１−７が移動した場合の送信電力の制御方法を説明するための図である。
【００６９】
図５に示した構成では、無線通信装置１０１−１と無線通信装置１０１−３との間の通信に必要な中継ノードは、無線通信装置１０１−２および無線通信装置１０１−４であった。そこに、図６に示すように、無線通信装置１０１−７が移動することにより、無線通信装置１０１−７も中継ノードとして追加される。
【００７０】
このような状態で、無線通信装置１０１−１が通信可能な周辺ノード数が、安定した通信に必要な周辺ノード数として設定されている２以上となるようにするために、送信電力の制御を行う。この場合、無線通信装置１０１−１から送信される電波の到達範囲が最適到達範囲２１１となるよう送信電力の制御を行うことにより、無線通信装置１０１−１が通信可能な周辺ノード数が３となり、安定した通信に必要な周辺ノード数として設定されている２以上となる。
【００７１】
無線通信装置１０１−１は、送信電力制御を行うため、まず、現在の送信電力にて周辺ノードに対し、統計情報のクリア（消去）要求をブロードキャスト送信する。
【００７２】
その後、上述したような送信電力制御を行う。
【００７３】
このように、無線通信装置１０１−７が移動したことによる送信電力制御が発生したが、タイマー等による周期的な送信電力制御を行うことが望ましい。
【００７４】
上述したように、無線方式による通信では、少ないチャネルを多数のノード間および多数の通信方式でシェアすることが一般的である。そこで、本発明において、電波の到達範囲を制御することで不要な干渉を必要最低限に抑える。このように、無線方式による通信において、送信電力制御を行うことで、周辺ノードとの不要な電波干渉を低減させ、電波到達範囲外での同一チャネルの同時使用を可能とし、電波の利用効率を向上させると共に、信号の不要な衝突による再送等が原因での伝送遅延の低減を図ることができる。
【００７５】
上述した無線通信装置１００−１に設けられた各構成要素が行う処理は、目的に応じてそれぞれ作製された論理回路で行うようにしても良い。また、処理内容を手順として記述したコンピュータプログラム（以下、プログラムと称する）を無線通信装置１００−１にて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを無線通信装置１００−１に読み込ませ、実行するものであっても良い。無線通信装置１００−１にて読取可能な記録媒体とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤなどの移設可能な記録媒体の他、無線通信装置１００−１に内蔵されたＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリやＨＤＤ等を指す。この記録媒体に記録されたプログラムは、無線通信装置１００−１に設けられたＣＰＵ（不図示）にて読み込まれ、ＣＰＵの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。ここで、ＣＰＵは、プログラムが記録された記録媒体から読み込まれたプログラムを実行するコンピュータとして動作するものである。
【符号の説明】
【００７６】
１００−１〜１００−３，１０１−１〜１０１−７ 無線通信装置
１１０ 無線通信部
１２０ 品質測定部
１３０ 品質情報送信部
１４０ 記憶部
１５０ 装置数算出部
１６０ 電力値決定部
１７０ 消去要求部
１８０ 情報消去部
２００，２０１ 最低到達範囲
２１０，２１１ 最適到達範囲
２２０，２２１ 最大到達範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の送信電力を制御する無線通信装置、送信電力制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線による通信を効率化させるための技術として、複数チャネルを使用した周波数ホッピングによる空きチャネルの動的取得が、多くの無線通信システムにおいて実施されている。
【０００３】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格を適用した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信機能を具備した無線通信装置には、外部からパラメータを設定することにより、当該無線通信装置から無線信号を送信するための送信電力の値を変更することが可能な装置が存在する。このような無線通信装置では、複数の無線通信装置間における電波干渉の軽減や、電波の漏れによる盗聴の防止を目的として、規格として決められている値を上限値として送信電力の値を調整する場合がある。
【０００４】
また、無線による通信形態として、送信側ノードと受信側ノードとが直接通信を行うシングルホップ方式、および送信側ノードと受信側ノードとの間に中継ノードが介在するマルチホップ方式の形態が知られている。
【０００５】
マルチホップ方式では、ＭＡＮＥＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ−ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）−ＷＧ（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）にて議論されているＡＯＤＶ（Ａｄ−ｈｏｃ Ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）プロトコルや、ＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）等、様々な方式がある。いずれの方式も複数の周辺ノード間でルーティング制御情報を交換し、通信経路を構築する。
【０００６】
しかし、このような技術においては、以下のような問題点がある。
【０００７】
第１の問題点は、無線による通信では、利用可能なチャネル数が制限されるため、複数の用途の無線ネットワークが同一エリアに混在する。このため、多くの無線通信装置が同一エリア内に存在し、これらの無線通信装置の通信量の増加によって、輻輳が生じたり、遅延時間の増大が生じたりしてしまう。
【０００８】
その理由は、無線による通信では、無線伝送の距離や、無線伝送路上に存在する障害物による影響を避けるため、規格で規定された最大送信電力により通信を行う。これにより、通信に不要な範囲にまで電波が広がる可能性が高い。通信に不要な範囲にまで電波が広がってしまった場合、伝送路上での信号同士の衝突や、この衝突による信号の再送、伝送路上でキャリア検出することによる送信待ち合わせ時間等が増加し、ネットワーク全体のスループットを低下させることになるからである。
【０００９】
また、第２の問題点は、送信信号を到達させる必要がある範囲外でも、当該信号の受信が可能となるため、盗聴等セキュリティの低下が生じてしまう。
【００１０】
その理由は、送信電力値として適切な値をあらかじめ把握することができないため、安定した通信を行うためには、規格で規定された最大送信電力を設定せざるを得ないためである。
【００１１】
そこで、受信した無線信号の電波強度やノイズレベルに基づいて、無線信号を送信するための送信電力を制御する技術が考えられている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−２００１６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−０１６５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載された技術においては、２つの無線方式を用いなければならないという問題点がある。
【００１４】
また、特許文献１および２に記載された技術においては、無線信号を送信する無線通信装置が通信を行う無線通信装置の台数については考慮していないため、通信すべき無線通信装置の台数が変化しても、同じ送信電力値が算出されてしまう。そのため、例えば、算出された送信電力値が、１台の無線通信装置に対しての送信に最適な値である場合、複数の無線通信装置との間で通信を行おうとしても、電波が届かないおそれがある。また、算出された送信電力値が、複数台の無線通信装置に対しての送信に最適な値である場合、１台の無線通信装置のみとの間で通信を行おうと信号を送信すると、上述したような問題（スループットの低下等）が生じてしまうおそれがある。
【００１５】
本発明の目的は、上述した課題を解決する無線通信装置、送信電力制御方法およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の無線通信装置は、
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置であって、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号を送受信する無線通信部と、
前記無線通信部が受信した無線信号の受信品質を測定する品質測定部と、
前記品質測定部が測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ、前記無線通信部を介して送信する品質情報送信部と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記品質測定部が測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する装置数算出部と、
前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較し、該比較の結果に基づいて、前記無線通信部が前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する電力値決定部とを有し、
前記無線通信部は、前記電力値決定部が決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する。
【００１７】
また、本発明の送信電力制御方法は、
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置が、無線信号を送信するための送信電力を制御する送信電力制御方法であって、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号の受信品質を測定する処理と、
前記測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ送信する処理と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する処理と、
前記算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較する処理と、
該比較の結果に基づいて、前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する処理と、
前記決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する処理とを行う。
【００１８】
また、本発明のプログラムは、
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置に実行させるためのプログラムであって、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号の受信品質を測定する手順と、
前記測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ送信する手順と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する手順と、
前記算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較する手順と、
該比較の結果に基づいて、前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する手順と、
前記決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する手順とを実行させる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明においては、通信を行う無線通信装置の台数に応じた無線通信の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の無線通信装置の接続の一形態を示す図である。
【図２】図１に示した無線通信装置の内部構成の一例を示す図である。
【図３】本形態における送信電力制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】送信側ノードと受信側ノードとが直接通信を行うシングルホップ方式による通信の一構成例を示す図である。
【図５】送信側ノードと受信側ノードとが中継ノードを介して通信を行うマルチホップ方式による通信の一構成例を示す図である。
【図６】図５に示した構成において、無線通信装置が移動した場合の送信電力の制御方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の無線通信装置の接続の一形態を示す図である。
【００２３】
本形態は図１に示すように、複数の無線通信装置１００−１〜１００−３が、互いに無線通信可能に配置されている。
【００２４】
無線通信装置１００−１〜１００−３は、無線ネットワーク通信機能を用いて、互いに無線通信を行う装置である。なお、図１には、無線通信装置が３台である形態を例に挙げて示しているが、４台以上であっても良いことは、言うまでもない。ここで、無線ネットワーク通信機能とは、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格を適用した無線ＬＡＮ通信機能、ＩＥＥＥ８０２．１５．4ｄ，８０２．１５．４ｇ／ｅ等の規格を適用したＰａｎ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信機能、ＳＵＮ（Ｓｍａｒｔ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）通信機能、ＨＡＮ（Ｈｏｍｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）通信機能等のアドホック通信を行うための無線通信機能である。
【００２５】
図２は、図１に示した無線通信装置１００−１の内部構成の一例を示す図である。なお、図１に示した無線通信装置１００−２〜１００−３の内部構成は、無線通信装置１００−１の内部構成と同じである。
【００２６】
図１に示した無線通信装置１００−１には図２に示すように、無線通信部１１０と、品質測定部１２０と、品質情報送信部１３０と、記憶部１４０と、装置数算出部１５０と、電力値決定部１６０と、消去要求部１７０と、情報消去部１８０とが設けられている。
【００２７】
無線通信部１１０は、他の無線通信装置である無線通信装置１００−２〜１００−３から送信されてきた無線信号を受信する。また、無線通信部１１０は、電力値決定部１６０から出力されてきた送信電力値の送信電力を用いて、無線信号を無線通信装置１００−２〜１００−３へ送信する。
【００２８】
品質測定部１２０は、無線通信部１１０が受信した無線信号の受信品質を測定する。ここで、測定する品質情報は、無線通信部１１０が受信した無線信号の受信電界強度であっても良いし、無線通信部１１０が受信した無線信号についてのエラー発生率であっても良く、受信した無線信号の品質を判定できる情報であれば良い。この受信電界強度やエラー発生率の測定方法は、一般的に用いられているもので良い。例えば、信号の再送率をエラー発生率として用いるものや、受信した信号に含まれるエラー検出用のフィールドを用いるものであっても良い。また、品質測定部１２０は、測定した受信品質を示す受信品質情報を品質情報送信部１３０へ出力する。
【００２９】
品質情報送信部１３０は、品質測定部１２０から出力されてきた受信品質情報を無線通信装置１００−２〜１００−３へ、無線通信部１１０を介して送信する。このとき、品質情報送信部１３０は、無線通信部１１０を介して送信する無線信号の所定の位置に、受信品質情報を埋め込んで（挿入して）送信する。
【００３０】
記憶部１４０は、品質測定部１２０が測定した受信品質を示す受信品質情報を記憶する。また、記憶部１４０は、無線通信装置１００−２〜１００−３から送信されてきた受信品質情報を記憶する。
【００３１】
装置数算出部１５０は、無線通信装置１００−２〜１００−３から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、品質測定部１２０が測定した受信品質とに基づいて、無線通信装置１００−２〜１００−３のうち、無線通信装置１００−１との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する。なお、記憶部１４０にこれらの情報が記憶されている場合は、記憶部１４０に記憶されている受信品質情報を用いる。この算出方法は、受信品質があらかじめ設定されている閾値をクリアした無線通信装置を、無線通信装置１００−１との間で通信が可能な無線通信装置としてカウントするものであっても良い。また、装置数算出部１５０は、算出した数を電力値決定部１６０へ出力する。
【００３２】
電力値決定部１６０は、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較する。そして、電力値決定部１６０は、その比較の結果に基づいて、無線通信部１１０が無線信号を送信するための送信電力値を決定する。ここで、所定の装置数とは、無線通信装置１００−１と接続された上位サーバ等の外部装置から指定された数である。この数は、指定された後、記憶部１４０に記憶しておいても良い。
【００３３】
具体的には、電力値決定部１６０は、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数が所定の装置数未満である場合、送信電力値を現在の値から増加させた値に決定する。また、電力値決定部１６０は、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数が所定の装置数を超える場合、送信電力値を現在の値から減少させた値に決定する。また、電力値決定部１６０は、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数と所定の装置数とが等しい場合、送信電力値を維持した値に決定する。なお、送信電力値の増加幅および減少幅については、ここでは特に規定しない。
【００３４】
また、電力値決定部１６０は、品質測定部１２０が受信品質を測定できない場合、または無線通信装置１００−２〜１００−３から受信品質情報が送信されてこない場合は、あらかじめ設定されている初期値を送信電力値として決定する。
【００３５】
また、電力値決定部１６０は、決定した送信電力値を無線通信部１１０へ出力する。
【００３６】
消去要求部１７０は、電力値決定部１６０が、送信電力値を現在の値から他の値へ変更する際、無線通信装置１００−２〜１００−３に具備された記憶部に記憶されている受信品質情報の消去を、無線通信部１１０を介して無線通信装置１００−２〜１００−３へ要求する。
【００３７】
情報消去部１８０は、無線通信装置１００−２〜１００−３から無線通信部１１０を介して、受信品質情報の消去を要求された場合、記憶部１４０に記憶されている受信品質情報を消去（クリア）する。
【００３８】
以下に、本形態における送信電力制御方法について説明する。ここでは、図１に示した無線通信装置１００−１における送信電力制御方法について例を挙げて説明する。
【００３９】
図３は、本形態における送信電力制御方法を説明するためのフローチャートである。
【００４０】
まず、無線通信部１１０にて無線信号が受信されると（ステップＳ１）、受信された無線信号の受信品質が品質測定部１２０にて測定される（ステップＳ２）。
【００４１】
品質測定部１２０にて測定された受信品質を示す受信品質情報は、品質情報送信部１３０から無線通信部１１０を介して無線通信装置１００−２〜１００−３へ送信される。
【００４２】
続いて、品質測定部１２０にて測定された受信品質を示す受信品質情報が、記憶部１４０に書き込まれる。
【００４３】
また、無線通信装置１００−２〜１００−３から送信されてきた受信品質情報が記憶部１４０に書き込まれる。
【００４４】
その後、記憶部１４０に書き込まれた受信品質情報が示す受信品質、つまり、品質測定部１２０にて測定された受信品質と無線通信装置１００−２〜１００−３から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質とに基づいて、装置数算出部１５０にて、無線通信装置１００−２〜１００−３のうち、無線通信装置１００−１との間で通信が可能な無線通信装置の数が算出される（ステップＳ３）。算出された装置数は、装置数算出部１５０から電力値決定部１６０へ出力される。
【００４５】
すると、電力値決定部１６０にて、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数と、所定の装置数とが比較される（ステップＳ４）。
【００４６】
ステップＳ４における比較の結果、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数が所定の装置数未満である場合、電力値決定部１６０にて、送信電力値として現在の送信電力値を増加させた値が決定される（ステップＳ５）。
【００４７】
ステップＳ４における比較の結果、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数と所定の装置数とが等しい場合、電力値決定部１６０にて、送信電力値として現在の送信電力値を維持した値が決定される（ステップＳ６）。
【００４８】
ステップＳ４における比較の結果、装置数算出部１５０から出力されてきた無線通信装置の数が所定の装置数を超える場合、電力値決定部１６０にて、送信電力値として現在の送信電力値を減少させた値が決定される（ステップＳ７）。
【００４９】
そして、決定された送信電力値が、電力値決定部１６０から無線通信部１１０へ出力され、無線通信部１１０から無線信号を送信する際、当該送信電力値が示す送信電力で無線信号が送信される（ステップＳ８）。
【００５０】
以下に、複数の無線通信端末間の互いの位置構成について、いくつかの例を挙げて、その構成における送信電力制御について説明する。なお、以下の説明においては、無線通信の基本概念や、マルチホップ通信の基本概念や、基本動作および、基本構成については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。また、無線信号を送信する無線通信装置を「送信側ノード」と称し、送信ノードから送信されてきた無線信号を受信する無線通信装置を「受信側ノード」と称する。
【００５１】
図４は、送信側ノードと受信側ノードとが直接通信を行うシングルホップ方式による通信の一構成例を示す図である。
【００５２】
図４に示すように、送信側ノードである無線通信装置１００−１の位置を中心とした、無線通信装置１００−１から送信される電波の最低到達範囲２００、最適到達範囲２１０および最大到達範囲２２０が存在する。つまり、無線通信装置１００−１からの送信電力が小さな場合、電波が届く範囲が最低到達範囲２００に近くなり、一方、無線通信装置１００−１からの送信電力が大きな場合、電波が届く範囲が最大到達範囲２２０に近くなる。また、最適到達範囲２１０は、無線通信装置１００−１が、受信側ノードである無線通信装置１００−２との間で通信を行う際に、最適な送信電力を用いて送信を行った場合の送信電波が届く範囲である。また、無線通信装置１００−２は、無線通信装置１００−１との間で通信を行う受信側ノードである。また、無線通信装置１００−３は、無線通信装置１００−１との間で通信を行わないノードである。
【００５３】
なお、図４において、最低到達範囲２００、最適到達範囲２１０および最大到達範囲２２０を、説明の便宜上、同心円で示しているが、実際は、障害物の存在等、電波の到達範囲は周囲の環境に影響されるため、同心円になるとは限らない。
【００５４】
また、無線通信装置１００−２および無線通信装置１００−３も同様の送信電力制御を行うことから、自ノードからの送信電波の到達範囲と周辺ノードからの送信電波の到達範囲とが異なる場合も考えられるが、説明を簡単にするため送受信が可能な範囲は同じ距離として説明する。
【００５５】
無線通信装置１００−１を設置する際、無線通信装置１００−１の設置場所が、通信の対象とならない他のノードが周辺に多数設置されているような場所（例えば、都市部等）においては、電波の到達範囲が最低到達範囲２００または最適到達範囲２１０となるように送信電力を制御して、通信の対象とならない他のノードに対して不要な電波を送信しないようにする。一方、無線通信装置１００−１の設置場所が、通信の対象とならない他のノードが周辺に設置されていないような場所（例えば、地方部等）においては、電波の到達範囲が最大到達範囲２２０となるように送信電力を制御する。
【００５６】
図５は、送信側ノードと受信側ノードとが中継ノードを介して通信を行うマルチホップ方式による通信の一構成例を示す図である。ここで、中継ノードとは、送信側ノードと受信側ノードとの間で通信を行う際に、無線信号を中継する無線通信装置である。
【００５７】
図５に示すように、送信側ノードである無線通信装置１０１−１と、受信側ノードである無線通信装置１０１−３と、中継ノードである無線通信装置１０１−２，１０１−４とが配置されている。また、無線通信装置１０１−１と無線通信装置１０１−３との間の通信に利用することができないノードである無線通信装置１０１−５〜１０１−７が存在する。
【００５８】
また、図４に示した最低到達範囲２００、最適到達範囲２１０および最大到達範囲２２０と同様に、無線通信装置１０１−１から送信される送信電波の到達範囲を送信電力に応じて、最低到達範囲２０１、最適到達範囲２１１および最大到達範囲２２１とする。
【００５９】
図５において、無線通信装置１０１−２または無線通信装置１０１−４を介したマルチポップ通信を利用することで、無線通信装置１０１−１と無線通信装置１０１−３との間で通信が可能となる。そのため、無線通信装置１０１−１が無線通信装置１０１−３への無線信号の送信に用いる送信電力は、電波の到達範囲が最大到達範囲２２１ではなく、最適到達範囲２１１となるように制御すれば良い。
【００６０】
また、無線通信装置１０１−１は、周辺のノードの通信品質をモニタして収集し、統計情報として蓄積する。このモニタ方法は、周辺のノードから送信され、自ノードにて受信された電波の受信電界強度を測定したり、エラー発生率を算出したり、また、自ノードから周辺のノードへ送信した電波の周辺のノードにおける受信電界強度がどの程度であるかを取得したりする方法が考えられる。
【００６１】
例えば、無線通信装置１０１−１から送信される電波の到達範囲が最低到達範囲２０１となるように送信電力を制御している場合、モニタできる統計情報は、無線通信装置１０１−４との間の通信品質および無線通信装置１０１−５との間の通信品質となる。また、無線通信装置１０１−１から送信される電波の到達範囲が最適到達範囲２１１となるように送信電力を制御している場合、モニタできる統計情報は、無線通信装置１０１−４との間の通信品質および無線通信装置１０１−５との間の通信品質に加え、無線通信装置１０１−２との間の通信品質および無線通信装置１０１−６との間の通信品質となる。
【００６２】
ここで、無線通信装置１０１−１から送信される電波の到達範囲が最低到達範囲２０１となるように送信電力を制御している状態で、無線通信装置１０１−１が無線通信装置１０１−３と通信を行おうとした場合、ＡＯＤＶ等のルーティングプロトコルを利用して経路探索を行う。そのとき、無線通信装置１０１−３に到達（中継）可能な無線通信装置１０１−２は、電波の到達範囲外のため、経路探索の結果が無線通信装置１０１−２からは返らない。また、無線通信装置１０１−３に到達（中継）可能な無線通信装置１０１−４は、電波の到達範囲内のため、経路探索の結果が無線通信装置１０１−４からは返る。無線通信装置１０１−３までの経路が確立できているため、無線通信装置１０１−１と無線通信装置１０１−３との間の通信は可能である。
【００６３】
この状態で、無線通信装置１０１−１の内部で保持する通信に必要な周辺ノード数（所定の装置数）と、通信可能なノード数とを比較する。
【００６４】
無線通信を行う場合、ノードの移動、無線伝送路の品質悪化のリスクがあるため、安定した通信に必要な周辺ノード数は２以上になると考えられる。ここで、安定した通信に必要な周辺ノード数を２とした場合を例に挙げると、電波の到達範囲が最低到達範囲２０１である状態では、通信可能な周辺ノードは無線通信装置１０１−４のみの１台となり、安定した通信に必要な周囲ノード数である２未満となる。このため、通信可能な周辺ノード数を増やすために無線通信装置１０１−１は、電波の到達範囲が最適到達範囲２１１となるよう送信電力の制御を行う。
【００６５】
無線通信装置１０１−１は、送信電力制御を行うため、まず、現在の送信電力にて周辺ノードに対し、統計情報のクリア（消去）要求をブロードキャスト送信する。
【００６６】
その後、上述したような送信電力制御を行う。
【００６７】
無線通信装置１０１−１は、定期的、または、何らかのトリガにより周辺ノードに対して統計情報の読み出し要求を行う。その要求に対して、周辺ノードから送信されてきた応答メッセージに含まれる統計情報を参照することで、自ノードが蓄積する周辺ノードからの受信信号の統計情報と、周辺ノードが持つ自ノードからの送信信号の統計情報とを合わせることで、双方向の統計情報に基づいた送信電力制御が可能となる。
【００６８】
図６は、図５に示した構成において、無線通信装置１０１−７が移動した場合の送信電力の制御方法を説明するための図である。
【００６９】
図５に示した構成では、無線通信装置１０１−１と無線通信装置１０１−３との間の通信に必要な中継ノードは、無線通信装置１０１−２および無線通信装置１０１−４であった。そこに、図６に示すように、無線通信装置１０１−７が移動することにより、無線通信装置１０１−７も中継ノードとして追加される。
【００７０】
このような状態で、無線通信装置１０１−１が通信可能な周辺ノード数が、安定した通信に必要な周辺ノード数として設定されている２以上となるようにするために、送信電力の制御を行う。この場合、無線通信装置１０１−１から送信される電波の到達範囲が最適到達範囲２１１となるよう送信電力の制御を行うことにより、無線通信装置１０１−１が通信可能な周辺ノード数が３となり、安定した通信に必要な周辺ノード数として設定されている２以上となる。
【００７１】
無線通信装置１０１−１は、送信電力制御を行うため、まず、現在の送信電力にて周辺ノードに対し、統計情報のクリア（消去）要求をブロードキャスト送信する。
【００７２】
その後、上述したような送信電力制御を行う。
【００７３】
このように、無線通信装置１０１−７が移動したことによる送信電力制御が発生したが、タイマー等による周期的な送信電力制御を行うことが望ましい。
【００７４】
上述したように、無線方式による通信では、少ないチャネルを多数のノード間および多数の通信方式でシェアすることが一般的である。そこで、本発明において、電波の到達範囲を制御することで不要な干渉を必要最低限に抑える。このように、無線方式による通信において、送信電力制御を行うことで、周辺ノードとの不要な電波干渉を低減させ、電波到達範囲外での同一チャネルの同時使用を可能とし、電波の利用効率を向上させると共に、信号の不要な衝突による再送等が原因での伝送遅延の低減を図ることができる。
【００７５】
上述した無線通信装置１００−１に設けられた各構成要素が行う処理は、目的に応じてそれぞれ作製された論理回路で行うようにしても良い。また、処理内容を手順として記述したコンピュータプログラム（以下、プログラムと称する）を無線通信装置１００−１にて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを無線通信装置１００−１に読み込ませ、実行するものであっても良い。無線通信装置１００−１にて読取可能な記録媒体とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤなどの移設可能な記録媒体の他、無線通信装置１００−１に内蔵されたＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリやＨＤＤ等を指す。この記録媒体に記録されたプログラムは、無線通信装置１００−１に設けられたＣＰＵ（不図示）にて読み込まれ、ＣＰＵの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。ここで、ＣＰＵは、プログラムが記録された記録媒体から読み込まれたプログラムを実行するコンピュータとして動作するものである。
【符号の説明】
【００７６】
１００−１〜１００−３，１０１−１〜１０１−７ 無線通信装置
１１０ 無線通信部
１２０ 品質測定部
１３０ 品質情報送信部
１４０ 記憶部
１５０ 装置数算出部
１６０ 電力値決定部
１７０ 消去要求部
１８０ 情報消去部
２００，２０１ 最低到達範囲
２１０，２１１ 最適到達範囲
２２０，２２１ 最大到達範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置であって、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号を送受信する無線通信部と、
前記無線通信部が受信した無線信号の受信品質を測定する品質測定部と、
前記品質測定部が測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ、前記無線通信部を介して送信する品質情報送信部と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記品質測定部が測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する装置数算出部と、
前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較し、該比較の結果に基づいて、前記無線通信部が前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する電力値決定部とを有し、
前記無線通信部は、前記電力値決定部が決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記電力値決定部は、当該無線通信装置を接続された外部装置から前記所定の装置数が指定された場合、該指定された装置数と前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数とを比較することを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記品質測定部は、前記受信品質として、前記無線通信部が受信した無線信号の受信電界強度を測定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記品質測定部は、前記受信品質として、前記無線通信部が受信した無線信号についてのエラー発生率を測定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記電力値決定部は、前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数が前記所定の装置数未満である場合、前記送信電力値を増加させ、前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数が前記所定の装置数を超える場合、前記送信電力値を減少させ、前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数と前記所定の装置数とが等しい場合、前記送信電力値を維持することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記電力値決定部は、前記品質測定部が前記受信品質を測定できない場合、または前記他の無線通信装置から前記受信品質情報が送信されてこない場合、あらかじめ設定されている初期値を前記送信電力値として決定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報と、前記品質測定部が測定した受信品質を示す受信品質情報とを記憶する記憶部を有し、
前記装置数算出部は、前記記憶部に記憶された受信品質情報が示す受信品質に基づいて、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出することを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
請求項７に記載の無線通信装置において、
前記電力値決定部が、前記送信電力値を変更する際、前記他の無線通信装置に記憶されている受信品質情報の消去を、前記他の無線通信装置へ要求する消去要求部と、
前記他の無線通信装置から、前記受信品質情報の消去を要求された場合、前記記憶部に記憶されている受信品質情報を消去する情報消去部とを有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置が、無線信号を送信するための送信電力を制御する送信電力制御方法であって、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号の受信品質を測定する処理と、
前記測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ送信する処理と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する処理と、
前記算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較する処理と、
該比較の結果に基づいて、前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する処理と、
前記決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する処理とを行う送信電力制御方法。
【請求項１０】
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置に、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号の受信品質を測定する手順と、
前記測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ送信する手順と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する手順と、
前記算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較する手順と、
該比較の結果に基づいて、前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する手順と、
前記決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する手順とを実行させるためのプログラム。
【請求項１】
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置であって、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号を送受信する無線通信部と、
前記無線通信部が受信した無線信号の受信品質を測定する品質測定部と、
前記品質測定部が測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ、前記無線通信部を介して送信する品質情報送信部と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記品質測定部が測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する装置数算出部と、
前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較し、該比較の結果に基づいて、前記無線通信部が前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する電力値決定部とを有し、
前記無線通信部は、前記電力値決定部が決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記電力値決定部は、当該無線通信装置を接続された外部装置から前記所定の装置数が指定された場合、該指定された装置数と前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数とを比較することを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記品質測定部は、前記受信品質として、前記無線通信部が受信した無線信号の受信電界強度を測定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記品質測定部は、前記受信品質として、前記無線通信部が受信した無線信号についてのエラー発生率を測定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記電力値決定部は、前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数が前記所定の装置数未満である場合、前記送信電力値を増加させ、前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数が前記所定の装置数を超える場合、前記送信電力値を減少させ、前記装置数算出部が算出した無線通信装置の数と前記所定の装置数とが等しい場合、前記送信電力値を維持することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記電力値決定部は、前記品質測定部が前記受信品質を測定できない場合、または前記他の無線通信装置から前記受信品質情報が送信されてこない場合、あらかじめ設定されている初期値を前記送信電力値として決定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報と、前記品質測定部が測定した受信品質を示す受信品質情報とを記憶する記憶部を有し、
前記装置数算出部は、前記記憶部に記憶された受信品質情報が示す受信品質に基づいて、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出することを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
請求項７に記載の無線通信装置において、
前記電力値決定部が、前記送信電力値を変更する際、前記他の無線通信装置に記憶されている受信品質情報の消去を、前記他の無線通信装置へ要求する消去要求部と、
前記他の無線通信装置から、前記受信品質情報の消去を要求された場合、前記記憶部に記憶されている受信品質情報を消去する情報消去部とを有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置が、無線信号を送信するための送信電力を制御する送信電力制御方法であって、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号の受信品質を測定する処理と、
前記測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ送信する処理と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する処理と、
前記算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較する処理と、
該比較の結果に基づいて、前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する処理と、
前記決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する処理とを行う送信電力制御方法。
【請求項１０】
無線ネットワーク通信機能を用いて、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置に、
前記他の無線通信装置から送信されてきた無線信号の受信品質を測定する手順と、
前記測定した受信品質を示す受信品質情報を前記他の無線通信装置へ送信する手順と、
前記他の無線通信装置から送信されてきた受信品質情報が示す受信品質と、前記測定した受信品質とに基づいて、前記他の無線通信装置のうち、当該無線通信装置との間で通信が可能な無線通信装置の数を算出する手順と、
前記算出した無線通信装置の数と、所定の装置数とを比較する手順と、
該比較の結果に基づいて、前記無線信号を送信するための送信電力値を決定する手順と、
前記決定した送信電力値の送信電力を用いて、前記無線信号を送信する手順とを実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−９０１６８（Ｐ２０１２−９０１６８Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３６５４１（Ｐ２０１０−２３６５４１）
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（０００２３２２５４）日本電気通信システム株式会社 (586)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（０００２３２２５４）日本電気通信システム株式会社 (586)
【Ｆターム（参考）】
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