(57)【要約】【課題】無線通信装置、無線通信システム、プログラム、および無線通信方法を提供する。【解決手段】同一無線ネットワークを形成する１または２以上の無線通信装置と通信する通信部と、キャリアセンス型のアクセス方式で前記通信部からブロードキャストフレームを送信させる通信制御部と、前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量、および、前記１または２以上の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量に基づき、前記１または２以上の無線通信装置の各々との間の無線リンク品質を算出する算出部とを備える、無線通信装置。【選択図】図５
2011155321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一無線ネットワークを形成する１または２以上の無線通信装置と通信する通信部と；
キャリアセンス型のアクセス方式で前記通信部からブロードキャストフレームを送信させる通信制御部と；
前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量、および、前記１または２以上の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量に基づき、前記１または２以上の無線通信装置の各々との間の無線リンク品質を算出する算出部と；
を備える、無線通信装置。
【請求項２】
前記算出部は、理想環境における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量に対する実環境における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量の割合である利用可能帯域率と、前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量に対する前記１または２以上の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量の割合である送信成功率とを重み付け加算することにより前記無線リンク品質を算出する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記通信制御部は、前記通信部から１の伝送速度で前記ブロードキャストフレームを送信させ、
前記算出部は、前記１の伝送速度での前記利用可能帯域率および前記送信成功率を重み付け加算することにより前記無線リンク品質を算出する、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記通信制御部は、複数の伝送速度のうちで最も使用頻度が高い伝送速度で前記通信部から前記ブロードキャストフレームを送信させる、請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記通信制御部は、前記通信部から複数の伝送速度で前記ブロードキャストフレームを送信させ、
前記複数の伝送速度の各々での前記利用可能帯域率の統合値および前記送信成功率の統合値を重み付け加算することにより前記無線リンク品質を算出する、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記算出部は、前記１または２以上の無線通信装置の各々との間の無線リンク品質の少なくともいずれかに基づいて前記無線通信装置におけるチャネル品質を算出する、請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記算出部は、前記１または２以上の無線通信装置において算出された前記チャネル品質、および前記無線通信装置において算出された前記チャネル品質に基づき、前記無線ネットワークにおけるチャネル品質を算出する、請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記通信制御部は、複数の無線チャネルで前記通信部からブロードキャストフレームを送信させ、
前記算出部は、前記複数の無線チャネルの各々での前記無線ネットワークにおけるチャネル品質を算出する、請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記通信制御部は、前記算出部により算出された前記無線ネットワークにおけるチャネル品質が最も良好であった無線チャネルを利用チャネルとして選択する、請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
同一無線ネットワークを形成する複数の無線通信装置からなる無線通信システムであって：
前記複数の無線通信装置の各々は、
他の無線通信装置と通信する通信部と；
キャリアセンス型のアクセス方式で前記通信部からブロードキャストフレームを送信させる通信制御部と；
前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量、および、前記他の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量に基づき、前記他の無線通信装置の各々との間の無線リンク品質を算出する算出部と；
を備える、無線通信システム。
【請求項１１】
コンピュータを、
同一無線ネットワークを形成する１または２以上の無線通信装置と通信する通信部と；
キャリアセンス型のアクセス方式で前記通信部からブロードキャストフレームを送信させる通信制御部と；
前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量、および、前記１または２以上の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量に基づき、前記１または２以上の無線通信装置の各々との間の無線リンク品質を算出する算出部と；
として機能させるための、プログラム。
【請求項１２】
キャリアセンス型のアクセス方式でブロードキャストフレームを送信するステップと；
前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量、および、周囲の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量に基づき、前記周囲の無線通信装置との間の無線リンク品質を算出するステップと；
を含む、無線通信方法。
【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、プログラム、および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ｂに代表される一般的な無線ネットワークの多くにおいては、各ノードが、ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）であるＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）アクセス方式を用いることにより、限られた無線帯域を周囲のノードと共用して通信を行なう。
【０００３】
このＣＳＭＡ／ＣＡアクセス方式を無線マルチホップネットワークに適用すると、隠れ端末問題およびさらし端末問題により通信品質が劣化する場合がある。なお、隠れ端末問題は、２ノードが互いの電波を受信できない位置関係にある場合に、互いに送信したフレームが頻繁に衝突してエラーが発生してしまう問題である。また、さらし端末問題は、２ノードが互いの電波を受信できる位置関係にある場合、一方のノードにより大量のフレームが送信されると他方のノードの送信機会が著しく低下してしまう問題である。また、無線マルチホップネットワークについては、例えば以下の特許文献１に記載されている。
【０００４】
一方、一般的な無線ネットワークの多くは、複数の無線チャネルが利用可能である。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂでは、日本国内で１４の無線チャネルを利用可能である（同時に使用可能な無線チャネル最大数は４。）。したがって、複数の無線ネットワークが混在する環境においては、他の無線ネットワークと重複しない利用可能帯域の広い無線チャネルを選択することが望まれる。
【０００５】
これに関連し、無線ネットワークにおける利用可能帯域を推定する方法として、２つのノード間のスループットを測定する方法が挙げられる。例えば、現在広く普及している無線ＬＡＮネットワークに代表される無線ネットワークの形態としてインフラストラクチャ型無線ネットワークがある。このインフラストラクチャ型無線ネットワークは、アクセスポイントに代表されるネットワークを集中管理するノードを中心とするスター型のトポロジーを形成する。このため、インフラストラクチャ型無線ネットワークにおいては、ネットワークを集中管理するノードと他の各ノード間のスループット（リンク品質）を測定することにより利用可能帯域の推定が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２３９４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、無線マルチホップネットワークにおいては、各ノードがネットワークを集中管理するノードと通信するインフラストラクチャ型無線ネットワークと異なり、各ノード（無線通信装置）がいずれのノードと通信するかが定まっていない。このため、各ノードが単に特定のノードとの間のリンク品質を推定するだけでは、無線マルチホップネットワーク全体の通信品質を推定することが困難であるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ネットワークを構成する各無線通信装置間のリンク品質を効率的に算出することが可能な、新規かつ改良された無線通信装置、無線通信システム、プログラム、および無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、同一無線ネットワークを形成する１または２以上の無線通信装置と通信する通信部と、キャリアセンス型のアクセス方式で前記通信部からブロードキャストフレームを送信させる通信制御部と、前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量、および、前記１または２以上の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量に基づき、前記１または２以上の無線通信装置の各々との間の無線リンク品質を算出する算出部と、を備える無線通信装置が提供される。
【００１０】
前記算出部は、理想環境における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量に対する実環境における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量の割合である利用可能帯域率と、前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量に対する前記１または２以上の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量の割合である送信成功率とを重み付け加算することにより前記無線リンク品質を算出してもよい。
【００１１】
前記通信制御部は、前記通信部から１の伝送速度で前記ブロードキャストフレームを送信させ、前記算出部は、前記１の伝送速度での前記利用可能帯域率および前記送信成功率を重み付け加算することにより前記無線リンク品質を算出してもよい。
【００１２】
前記通信制御部は、複数の伝送速度のうちで最も使用頻度が高い伝送速度で前記通信部から前記ブロードキャストフレームを送信させてもよい。
【００１３】
前記通信制御部は、前記通信部から複数の伝送速度で前記ブロードキャストフレームを送信させ、前記複数の伝送速度の各々での前記利用可能帯域率の統合値および前記送信成功率の統合値を重み付け加算することにより前記無線リンク品質を算出してもよい。
【００１４】
前記算出部は、前記１または２以上の無線通信装置の各々との間の無線リンク品質の少なくともいずれかに基づいて前記無線通信装置におけるチャネル品質を算出してもよい。
【００１５】
前記算出部は、前記１または２以上の無線通信装置において算出された前記チャネル品質、および前記無線通信装置において算出された前記チャネル品質に基づき、前記無線ネットワークにおけるチャネル品質を算出してもよい。
【００１６】
前記通信制御部は、複数の無線チャネルで前記通信部からブロードキャストフレームを送信させ、前記算出部は、前記複数の無線チャネルの各々での前記無線ネットワークにおける無線チャネル品質を算出してもよい。
【００１７】
前記通信制御部は、前記算出部により算出された前記無線ネットワークにおけるチャネル品質が最も良好であった無線チャネルを通信チャネルとして選択してもよい。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、同一無線ネットワークを形成する複数の無線通信装置からなる無線通信システムであって、前記複数の無線通信装置の各々は、他の無線通信装置と通信する通信部と、キャリアセンス型のアクセス方式で前記通信部からブロードキャストフレームを送信させる通信制御部と、前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量、および、前記他の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量に基づき、前記他の無線通信装置の各々との間の無線リンク品質を算出する算出部と、を備える無線通信システムが提供される。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、同一無線ネットワークを形成する１または２以上の無線通信装置と通信する通信部と、キャリアセンス型のアクセス方式で前記通信部からブロードキャストフレームを送信させる通信制御部と、前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量、および、前記１または２以上の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量に基づき、前記１または２以上の無線通信装置の各々との間の無線リンク品質を算出する算出部と、として機能させるためのプログラムが提供される。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、キャリアセンス型のアクセス方式でブロードキャストフレームを送信するステップと、前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量、および、周囲の無線通信装置の各々における前記ブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信量に基づき、前記周囲の無線通信装置との間の無線リンク品質を算出するステップと、を含む無線通信方法が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、ネットワークを構成する各無線通信装置間のリンク品質を効率的に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】複数の無線ネットワークの構成例を示した説明図である。
【図２】隠れ端末問題を示した説明図である。
【図３】さらし端末問題を示した説明図である。
【図４】インフラストラクチャ型無線ネットワークの具体例を示した説明図である。
【図５】本発明の一実施形態によるノード２０の構成を示した機能ブロック図である。
【図６】理想環境における各伝送速度での最大送信量の具体例を示した説明図である。
【図７】実環境における各伝送速度の使用頻度の具体例を示した説明図である。
【図８】実環境における各伝送速度での最大送信量の具体例を示した説明図である。
【図９】ブロードキャストフレームの送信、および受信状況のフィードバックの様子を示した説明図である。
【図１０】受信状況の具体例を示した説明図である。
【図１１】ネットワークトラフィックの一例を示した説明図である。
【図１２】ネットワークトラフィックの一例を示した説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるノード２０の動作を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に＃および異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じてノード２０＃Ａ、２０＃Ｂおよび２０＃Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、クライアント２０＃Ａ、２０＃Ｂおよび２０＃Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単にノード２０と称する。
【００２５】
また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．本発明の一実施形態の趣旨
２．ノードの構成
３．ノードの動作
４．まとめ
【００２６】
＜１．本発明の一実施形態の趣旨＞
まず、図１〜図４を参照し、本発明の一実施形態の趣旨を説明する。
【００２７】
複数のノードを配置して新たな無線マルチホップネットワークを形成する場合、新たな無線マルチホップネットワークの通信品質が、既存のネットワークにおける通信により劣化してしまうことが懸念される。特に、通信品質の劣化は、新たな無線マルチホップネットワークが利用する無線チャネルと、既存ネットワークが利用する無線チャネルが同一である場合に発生する。以下、図１〜図３を参照し、通信品質が劣化してしまう場合を具体的に説明する。
【００２８】
図１は、複数の無線ネットワークの構成例を示した説明図である。図１においては、既存のネットワークとしてネットワーク＃２およびネットワーク＃３を示し、新たに形成するネットワークとしてネットワーク＃１を示している。
【００２９】
また、図１に示したように、ネットワーク＃２はノード２２＃Ｌおよびノード２２＃Ｍにより形成され、無線チャネル２を通信チャネルとして利用している。また、ネットワーク＃３はノード２２＃Ｏ、ノード２２＃Ｐおよびノード２２＃Ｑにより形成され、無線チャネル３を通信チャネルとして利用している。
【００３０】
また、ネットワーク＃１は、本発明の一実施形態によるノード２０＃Ａ〜ノード２０＃Ｅにより形成される。また、ノード２０＃Ａ〜ノード２０＃Ｅは、例えばＣＳＭＡ／ＣＡ方式に代表されるキャリアセンス型のアクセス方式で通信を行う。
【００３１】
ここで、ネットワーク＃１の通信チャネルとして無線チャネル２を選択すると例えば隠れ端末問題により通信品質が劣化し、無線チャネル３を選択すると例えばさらし端末問題により通信品質が劣化する。以下、図２および図３を参照し、隠れ端末問題およびさらし端末問題について説明する。
【００３２】
図２は、隠れ端末問題を示した説明図である。図２に示したように、ノード２０＃Ｂおよびノード２２＃Ｌが各々の電波を受信できない位置関係にある場合、ノード２０＃Ｂおよびノード２２＃Ｌは、他方のフレーム送信にかかわらずフレームを送信する。
【００３３】
このため、図２に示したように、ノード２０＃Ｂおよびノード２２＃Ｌによるフレームの同時送信により、ノード２０＃Ｂおよびノード２２＃Ｌが送信したフレームがノード２０＃Ａにおいて衝突し、エラーが発生してしまう。なお、図２に示した例では、ノード２０＃Ｂから見ればノード２２＃Ｌが隠れ端末に該当し、ノード２０＃Ｌから見ればノード２２＃Ｂが隠れ端末に該当する。
【００３４】
図３は、さらし端末問題を示した説明図である。図３に示したように、ノード２０＃Ｂおよびノード２２＃Ｏが各々の電波を受信できる位置関係にある場合、ノード２０＃Ｂは、ノード２２＃Ｏによるフレーム送信を感知すると、フレーム送信を待機する。
【００３５】
このため、図３に示したようにノード２２＃Ｏから大量のフレームが送信されると、ノード２０＃Ｂの送信機会が著しく低下してしまう。このように、他ノードによるフレーム送信により送信機会が低下してしまう問題がさらし端末問題と呼ばれている。
【００３６】
このように、新たに形成するネットワーク＃１の通信品質は、通信チャネルとして選択する無線チャネルによって、隠れ端末問題やさらし端末問題による悪影響を受けてしまう。このため、新たにネットワーク＃１を形成する場合、隠れ端末問題やさらし端末問題の影響が少ない、利用可能帯域が広くチャネル品質が良好な無線チャネルを利用チャネルとして選択することが望まれる。
【００３７】
ところで、現在広く普及している無線ＬＡＮネットワークに代表される無線ネットワークの形態として、図４に示すインフラストラクチャ型無線ネットワークがある。
【００３８】
図４は、インフラストラクチャ型無線ネットワークの具体例を示した説明図である。図４に示したように、インフラストラクチャ型無線ネットワークは、ネットワークを集中管理するアクセスポイント２６を中心とするスター型のトポロジーを形成する。すなわち、各ノード２４は、いずれのノードと通信する場合であってもアクセスポイント２６との間のリンクを利用する。このため、インフラストラクチャ型無線ネットワークにおいては、各ノード２４は、アクセスポイント２６との間のスループットを測定することにより利用可能帯域を推定することが可能である。
【００３９】
しかし、無線マルチホップネットワークにおいては、図１に示したように、各ノード２０がいずれのノードと通信するかが定まっていない。このため、各ノード２０が単に特定のノード２０との間のリンク品質を推定するだけでは、無線マルチホップネットワーク全体の通信品質（利用可能帯域）を推定することが困難であるという問題があった。
【００４０】
そこで、上記事情を一着眼点にして本発明の一実施形態によるノード２０を創作するに至った。本発明の一実施形態によるノード２０によれば、無線チャネルごとに、同一ネットワークを構成する他のノードとの間のリンク品質を、隠れ端末およびさらし端末を考慮しつつ、効率的に算出することができる。以下、このようなノード２０の構成および動作を詳細に説明する。
【００４１】
＜２．ノードの構成＞
（用語の整理）
まず、ノードの構成の説明に先立ち、本明細書において用いる用語の一部を説明する。なお、以下の説明は各用語の意義の一例であり、各用語の意義は以下の説明に限定されない。
・理想環境
あるノードから見て、他のノードによるフレーム送信が存在せず、送信フレームの失敗がない環境である。
・利用可能帯域率ＡＢ
理想環境におけるブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量に対する、実環境におけるブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量の割合である。このため、ＣＳＭＡ／ＣＡアクセス方式を用いる無線ネットワークにおいては、利用可能帯域率が１に近いほど獲得可能なフレーム送信機会が多いことを意味する。
・通信可能帯域率ＣＢ
理想環境におけるブロードキャストフレームの単位時間あたりの送信量に対する、実環境におけるブロードキャストフレームの単位時間あたりの受信成功量の割合である。
・送信成功率ＦＳ
送信フレーム量に対する受信フレーム量の割合である。（通信可能帯域率ＣＢ）／（利用可能帯域率ＡＢ）、および１−ＦＥＲ（Ｆｒａｍｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｉｏ）と等価である。送信成功率ＦＳは、値が１に近づくほど、受信フレーム数が送信フレーム数に近づくことを意味する。すなわち、送信成功率ＦＳは、値が１に近づくほど通信状態が良好であることを意味する。
・無線リンク品質（＃Ｘ）
あるノード２０における、ノード２０＃Ｘに対する無線リンクの品質である。
【００４２】
図５は、本発明の一実施形態によるノード２０の構成を示した機能ブロック図である。図５に示したように、ノード２０は、アンテナ２１６と、通信部２２０と、通信制御部２２４と、算出部２３０と、受信状況取得部２３６と、を備える。また、算出部２３０は、送信量測定部２３２、利用可能率算出部２３４、通信可能率算出部２３８、送信成功率算出部２４０、リンク品質算出部２４２、およびチャネル品質算出部２４４を含む。
【００４３】
アンテナ２１６は、周囲のノード２０から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号を通信部２２０へ供給する。また、アンテナ２１６は、通信部２２０から供給される高周波信号に基づいて周囲のノード２０に無線信号を送信する。なお、図５においてはノード２０が１のアンテナ２１６を備える例を示しているが、ノード２０は、複数のアンテナを備え、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）通信やダイバーシティ通信に対応していてもよい。
【００４４】
通信部２２０は、アンテナ２１６から供給される高周波信号の復調および復号などを行って受信フレームを取得する。また、通信部２２０は、送信フレームの符号化および変調などを行い、送信フレームを高周波信号に変換してアンテナ２１６へ供給する。なお、通信部２２０は、通信制御部２２４により指示された無線チャネルで無線信号が送受信されるよう受信処理および送信処理を行う。
【００４５】
通信制御部２２４は、通信チャネルの選択および送信フレームの生成など、通信部２２０による通信全般を制御する。
【００４６】
算出部２３０および受信状況取得部２３６は、事前に取得済のブロードキャストフレームのフレーム長Ｌ（Ｂｙｔｅｓ）、および、理想環境におけるブロードキャストフレーム（フレーム長Ｌ）の単位時間あたりの最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌに基づき、ノード２０の無線リンク品質やチャネル品質などを算出する。
【００４７】
（フレーム長の決定）
上記ブロードキャストフレームのフレーム長Ｌ（Ｂｙｔｅ）は、無線マルチホップネットワークを利用するアプリケーションの特性に依存して決定されてもよい。例えば、アプリケーションによりネットワーク全体で平均Ｌ＿ａｖｇ（Ｂｙｔｅｓ）のフレーム送受信が発生することが想定される場合、フレーム長Ｌ＝Ｌ＿ａｖｇとしてもよい。
【００４８】
（理想環境における最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌの測定）
また、理想環境におけるブロードキャストフレームの単位時間あたりの最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌは、例えば電波暗室を利用して測定することができる。また、最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌとしては、単位時間あたりの送信フレーム数やスループットなどがあげられるが、以下の説明では、最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌが送信フレーム数であるものとする。また、最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌは、物理層の伝送速度に大きく依存する。このため、無線リンク品質やチャネル品質を算出するために利用するブロードキャストフレームの伝送速度ごとに最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌを測定しておく。
【００４９】
なお、本明細書においては無線リンク品質やチャネル品質を算出するための実施例として第１の例〜第３の例を説明する。第１の例〜第３の例においては、以下に説明するように、事前に測定しておくべき最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌが異なる。
【００５０】
第１の例は、ネットワーク＃１においてノード２０により固定の伝送速度Ｒ＿ｆｉｘ（Ｂｙｔｅｓ／ｓ）が利用されると想定される場合の実施例である。このため、第１の例においては、理想環境における伝送速度Ｒ＿ｆｉｘでのブロードキャストフレームの最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌを事前測定する。
【００５１】
第２の例は、ネットワーク＃１においてノード２０により複数の伝送速度が適宜変更して利用されると想定される場合の実施例である。このため、第２の例においては、理想環境におけるブロードキャストフレームの最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌを複数の伝送速度ごとに事前測定する。そして、第２の例によれば、事前測定された伝送速度ごとの最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌのうち、最も使用頻度の高い伝送速度での最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌが利用可能帯域率の算出に用いられる。以下では、伝送速度Ｒでの単位時間あたりの最大送信量をＴｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ］と表記する。
【００５２】
第３の例は、ネットワーク＃１においてノード２０により複数の伝送速度が適宜変更して利用されると想定される場合の実施例である。このため、第３の例においては、第２の例と同様に、理想環境におけるブロードキャストフレームの最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌを複数の伝送速度ごとに事前測定する。第２の例と異なるのは、事前測定された伝送速度ごとの最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌを複合的に利用して利用可能帯域率を算出する点である。
【００５３】
以下では、上記の事前測定により図６に示す最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌが得られたものとして、算出部２３０および受信状況取得部２３６の構成を説明する。
【００５４】
（実環境における最大送信量Ｔｘの測定）
通信制御部２２４は、１の無線チャネルを選択し、通信部２２０から伝送速度Ｒでブロードキャストフレームを送信させ、送信量測定部２３２は、ブロードキャストフレームの伝送速度Ｒでの単位時間あたりの最大送信量Ｔｘ［Ｒ］を測定する。
【００５５】
具体的には、第１の例においては、ブロードキャストフレームの伝送速度Ｒとして固定の伝送速度Ｒ＿ｆｉｘを用い、実環境における最大送信量Ｔｘ［Ｒ＿ｆｉｘ］を測定する。
【００５６】
第２の例においては、複数の伝送速度のうちで最も使用頻度が高い伝送速度での最大送信量Ｔｘを測定する。図７に示したように、伝送速度Ｒ１の使用頻度が１０％であり、伝送速度Ｒ２の使用頻度が３０％であり、伝送速度Ｒ３の使用頻度が４０％であり、伝送速度Ｒ１の使用頻度が２０％である場合、最も使用頻度が高い伝送速度Ｒ３での最大送信量Ｔｘ［Ｒ３］を測定する。なお、ノード２０が各伝送速度の使用履歴を記録している場合、当該使用履歴から各伝送速度の使用頻度を取得してもよい。
【００５７】
第３の例においては、伝送速度Ｒ１〜Ｒ４の各々での最大送信量Ｔｘ［Ｒ１］、Ｔｘ［Ｒ２］、Ｔｘ［Ｒ３］、およびＴｘ［Ｒ４］を測定する。以下では、図８に示す測定結果が得られたものとして説明を進める。
【００５８】
（利用可能帯域率ＡＢの算出）
利用可能率算出部２３４は、理想環境における最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌおよび実環境における最大送信量Ｔｘから、利用可能帯域率ＡＢ（０≦ＡＢ≦１）を算出する。具体的には、第１の例〜第３の例の各々においては、以下のようにして利用可能帯域率ＡＢを算出する。なお、Ｕ（Ｒ）は、伝送速度Ｒの使用頻度を意味する。
【００５９】
・第１の例
ＡＢ＝Ｔｘ［Ｒ＿ｆｉｘ］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ＿ｆｉｘ］      
【００６０】
・第２の例
ＡＢ＝Ｔｘ［Ｒ］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ］（Ｕ［Ｒ］が最大となるＲ）
＝Ｔｘ［Ｒ３］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ３］                
【００６１】
・第３の例
ＡＢ＝Σ（（Ｔｘ［Ｒ］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ］）×Ｕ［Ｒ］）（ΣＵ［Ｒ］＝１）
＝（Ｔｘ［Ｒ１］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ１］）×Ｕ［Ｒ１］
＋（Ｔｘ［Ｒ２］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ２］）×Ｕ［Ｒ２］
＋（Ｔｘ［Ｒ３］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ３］）×Ｕ［Ｒ３］
＋（Ｔｘ［Ｒ４］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ４］）×Ｕ［Ｒ４］    
【００６２】
したがって、図６〜図８に示した測定結果などを用いる場合、第１の例〜第３の例の各々においては、以下の利用可能帯域率ＡＢが算出される。
【００６３】
・第１の例
ＡＢ＝Ｔｘ［Ｒ１］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ１］
＝１３５／１６０
≒０．８４（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ１の場合）
ＡＢ＝Ｔｘ［Ｒ２］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ２］
＝６５／８０
≒０．８１（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ２の場合）
ＡＢ＝Ｔｘ［Ｒ３］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ３］
＝２５／４０
≒０．６３（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ３の場合）
ＡＢ＝Ｔｘ［Ｒ４］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ４］
＝１５／２０
＝０．７５（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ４の場合）
【００６４】
・第２の例
ＡＢ＝Ｔｘ［Ｒ３］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ３］
≒０．６３
【００６５】
・第３の例
ＡＢ＝（Ｔｘ［Ｒ１］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ１］）×Ｕ［Ｒ１］
＋（Ｔｘ［Ｒ２］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ２］）×Ｕ［Ｒ２］
＋（Ｔｘ［Ｒ３］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ３］）×Ｕ［Ｒ３］
＋（Ｔｘ［Ｒ４］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ４］）×Ｕ［Ｒ４］
＝（１３５／１６０）×０．１
＋（６５／８０）×０．３
＋（２５／４０）×０．４
＋（１５／２０）×０．２
≒０．７３
【００６６】
以上説明したように、ノード２０は、ブロードキャストフレームを送信することにより利用可能帯域率ＡＢを算出することができる。ここで、ユニキャストフレームでなく、ブロードキャストフレームを利用することにより、例えば以下の顕著な効果が得られる。
（１）ブロードキャストフレームを利用する場合、通信相手を用意せず、ノード２０単体で利用可能帯域率ＡＢを算出することができる。
（２）ユニキャストフレームを利用する場合、通信相手からＡＣＫが受信されないと送信を停止してしまう場合が想定され、この場合、最大送信量Ｔｘを正確に算出することができなくなる。
【００６７】
（通信可能帯域率ＣＢの算出）
上記のようにして算出される利用可能帯域率ＡＢは、無線チャネルの状況の判定材料として有用である。しかし、実環境においては、ノード２０が送信したフレームが相手ノードにおいて正常に受信できない場合がある。特に、通信媒体が無線である場合、有線と比較して、相手ノードにおいて正常にフレームを受信できないケースが多い。
【００６８】
そこで、本実施形態においては、相手ノードの受信状況が加味された通信可能帯域率ＣＢを算出する。具体的には、通信可能帯域率ＣＢの算出のために、図９に示したように例えばノード２０＃Ｂからブロードキャストフレームが送信されると、各ノード２０の受信状況取得部２３６が、ブロードキャストフレームの受信状況を取得し、記録しておく。なお、ネットワーク＃１を構成する各ノード２０は同一の無線チャネルを利用して動作している。
【００６９】
その後、各ノード２０の通信制御部２２４が、ブロードキャストフレームの受信状況を通信部２２０からノード２０＃Ｂにフィードバックさせる。なお、受信状況としては、図１０に示したように、伝送速度ごとの単位時間あたりの受信フレーム数、平均受信ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、および平均受信フレーム長（＝ブロードキャストフレーム長Ｌ）などがあげられる。
【００７０】
また、受信状況のフィードバックは、ブロードキャストフレームの送信元に対するユニキャストにより行ってもよいし、上記送信元を記載したブロードキャストにより行ってもよい。
【００７１】
通信可能率算出部２３０は、こうして得られた受信状況、および理想環境における最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌから、ノード２０＃Ｘ（同一ネットワークを形成するいずれかのノード）に対する通信可能帯域率ＣＢ［Ｘ］を算出する。具体的には、第１の例〜第３の例の各々においては、以下のようにして通信可能帯域率ＣＢを算出する。なお、Ｒｘ［＃Ｘ、Ｒ］は、伝送速度Ｒでのノード２０＃Ｘにおける単位時間当たりの受信フレーム数を意味する。
【００７２】
・第１の例
ＣＢ［＃Ｘ］＝Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ＿ｆｉｘ］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ＿ｆｉｘ］
【００７３】
・第２の例
ＣＢ［＃Ｘ］＝Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ］
（Ｕ［Ｒ］が最大となるＲ）
＝Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ３］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ３］
【００７４】
・第３の例
ＣＢ［＃Ｘ］＝Σ（（Ｔｘ［＃Ｘ，Ｒ］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ］）×Ｕ［Ｒ］）
（ΣＵ［Ｒ］＝１）
＝（Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ１］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ１］）×Ｕ［Ｒ１］
＋（Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ２］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ２］）×Ｕ［Ｒ２］
＋（Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ３］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ３］）×Ｕ［Ｒ３］
＋（Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ４］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ４］）×Ｕ［Ｒ４］
【００７５】
したがって、図６に示した測定結果および図１０に示した受信状況を用いる場合、第１の例〜第３の例の各々においては、以下の通信可能帯域率ＣＢ［＃Ｘ］が算出される。
【００７６】
・第１の例
ＣＢ［＃Ｘ］＝Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ１］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ１］
＝１３０／１６０
≒０．８１（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ１の場合）
ＣＢ［＃Ｘ］＝Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ２］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ２］
＝６０／８０
＝０．７５（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ２の場合）
ＣＢ［＃Ｘ］＝Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ３］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ３］
＝２０／４０
＝０．５（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ３の場合）
ＣＢ［＃Ｘ］＝Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ４］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ４］
＝１０／２０
＝０．５（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ４の場合）
【００７７】
・第２の例
ＣＢ［＃Ｘ］＝Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ３］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ３］
＝２０／４０
＝０．５
【００７８】
・第３の例
ＣＢ［＃Ｘ］＝（Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ１］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ１］）×Ｕ［Ｒ１］
＋（Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ２］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ２］）×Ｕ［Ｒ２］
＋（Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ３］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ３］）×Ｕ［Ｒ３］
＋（Ｒｘ［＃Ｘ，Ｒ４］／Ｔｘ＿ｒｅａｌ［Ｒ４］）×Ｕ［Ｒ４］
＝（１３０／１６０）×０．１
＋（６０／８０）×０．３
＋（２０／４０）×０．４
＋（１０／２０）×０．２
≒０．６１
【００７９】
以上説明したように、ノード２０は、ブロードキャストフレームを送信し、その受信状況を周囲のノードから受信することにより、通信可能帯域率ＣＢを算出することができる。この定量的評価によれば、周囲のノードが複数存在する場合においても、一度のブロードキャストフレームの送信により各ノードに対する通信可能帯域率ＣＢを算出することが可能であるので、各ノードにユニキャストフレームを送信する場合と比較して効率的である。
【００８０】
特に、無線マルチホップネットワークにおいては、どのノードと通信するかによって通信相手が異なり、かつ、ノードの移動や無線チャネル状況に応じて時々刻々と通信相手が変化する。したがって、本実施形態による通信可能帯域率ＣＢの算出方法のように、ユニキャスト通信を利用する方法と比較してオーバーヘッドを抑制して効率的に通信可能帯域率ＣＢを得ることは、無線マルチホップネットワークにおいて極めて有効である。
【００８１】
（送信成功率ＦＳの算出）
送信成功率算出部２４０は、利用可能率算出部２３４により算出された利用可能帯域率ＡＢ、および通信可能率算出部２３８により算出された通信可能帯域率ＣＢから、送信フレーム量に対する受信フレーム量である送信成功率ＦＳを算出する。具体的には、第１の例〜第３の例の各々においては、以下のようにして送信成功率ＦＳを算出する。なお、ＦＳ［＃Ｘ］は、ノード２０＃Ｘに対するフレームの送信成功率を意味する。
【００８２】
・第１の例
ＦＳ［＃Ｘ］＝ＣＢ［＃Ｘ］／ＡＢ
＝０．８１／０．８４
≒０．９６（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ１の場合）
ＦＳ［＃Ｘ］＝ＣＢ［＃Ｘ］／ＡＢ
＝０．７５／０．８１
＝０．９３（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ２の場合）
ＦＳ［＃Ｘ］＝ＣＢ［＃Ｘ］／ＡＢ
＝０．５／０．６３
＝０．７９（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ３の場合）
ＦＳ［＃Ｘ］＝ＣＢ［＃Ｘ］／ＡＢ
＝０．５／０．７５
＝０．６７（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ４の場合）
【００８３】
・第２の例
ＦＳ［＃Ｘ］＝ＣＢ［＃Ｘ］／ＡＢ
＝０．５／０．６３
＝０．７９
【００８４】
・第３の例
ＦＳ［＃Ｘ］＝ＣＢ［＃Ｘ］／ＡＢ
＝０．６１／０．７３
＝０．８４
【００８５】
なお、上記では、送信成功率算出部２４０が利用可能帯域率ＡＢ、および通信可能帯域率ＣＢから送信成功率ＦＳを算出する例を説明したが、送信成功率の算出方法はかかる例に限定されない。例えば、送信成功率算出部２４０は、送信量測定部２３２により測定された最大送信量Ｔｘと、ノード２０＃Ｘからフィードバックされた受信量Ｒｘとから送信成功率ＦＳを算出してもよい。
【００８６】
（無線リンク品質の算出）
ここで、以上説明した利用可能帯域率ＡＢおよび送信成功率ＦＳと、さらし端末問題および隠れ端末問題との関係を検討する。
【００８７】
図３に示したように、ノード２０＃Ｂがノード２２＃Ｏのさらし端末に該当する場合、ノード２０＃Ｂからノード２０＃Ａへのフレーム送信は、ノード２２＃Ｏからのフレーム送信との間でＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス競合が発生する。このため、ノード２０＃Ｂの送信機会が減少し、ノード２０＃Ｂの利用可能帯域ＡＢも低下することが予想される。すなわち、利用可能帯域率ＡＢは、さらし端末の影響に依存する値であり、さらし端末の影響の度合いを示すパラメータとして捉えることもできる。
【００８８】
一方、図２に示したように、ノード２０＃Ｂの隠れ端末としてノード２２＃Ｌが存在する場合、ノード２０＃Ｂからノード２０＃Ａへのフレームの送信成功率ＦＳは、ノード２２＃Ｌから送信されたフレームとの衝突により低下することが予想される。すなわち、送信成功率ＦＳは、隠れ端末の影響に依存する値であり、隠れ端末の影響の度合いを示すパラメータとして捉えることもできる。
【００８９】
そこで、本実施形態においては、利用可能帯域率ＡＢおよび送信成功率ＦＳの双方を用いることで、隠れ端末およびさらし端末の影響の度合いを考慮した無線リンク品質ＬＱ［＃Ｘ］および無線チャネル品質を算出する。具体的には、リンク品質算出部２４２が以下の数式に従って、利用可能帯域率ＡＢおよび送信成功率ＦＳを重み付け加算することによって無線リンク品質ＬＱ［＃Ｘ］を算出する。
【００９０】
ＬＱ［＃Ｘ］＝ＡＢ×α＋ＦＳ［＃Ｘ］×（１−α）（０≦α≦１）
【００９１】
なお、上記数式におけるαは、無線リンク品質ＬＱの隠れ端末の影響およびさらし端末の影響への依存度を決定する重み係数である。例えば、重み係数αを大きくすれば、無線リンク品質ＬＱにさらし端末の影響が大きく反映されるようになり、重み係数αを小さくすれば、無線リンク品質ＬＱに隠れ端末の影響が大きく反映されるようになる。また、この重み係数αの設定方法は特に限定されない。例えば、オペレータが目的に応じて重み係数αを設定してもよいし、ノード２０がネットワークトポロジーなどに基づいて動的に重み係数αを設定してもよい。
【００９２】
したがって、重み係数α＝０．５である場合、第１の例〜第３の例の各々においては、以下の無線リンク品質ＬＱ［＃Ｘ］が算出される。
【００９３】
・第１の例
ＬＱ［＃Ｘ］＝０．８４×０．５＋０．９６×０．５
≒０．９（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ１の場合）
ＬＱ［＃Ｘ］＝０．８１×０．５＋０．９３×０．５
＝０．８７（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ２の場合）
ＬＱ［＃Ｘ］＝０．６３×０．５＋０．７９×０．５
＝０．７１（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ３の場合）
ＬＱ［＃Ｘ］＝０．７５×０．５＋０．６７×０．５
＝０．７１（Ｒ＿ｆｉｘ＝Ｒ４の場合）
【００９４】
・第２の例
ＬＱ［＃Ｘ］＝０．６３×０．５＋０．７９×０．５
＝０．７１
【００９５】
・第３の例
ＬＱ［＃Ｘ］＝０．７３×０．５＋０．８４×０．５
＝０．７９
【００９６】
リンク品質算出部２４２は、上記のようにして、隣接ノードとの間の無線リンク品質ＬＱを、隠れ端末の影響およびさらし端末の影響を考慮した形で算出する。例えば、図１に示したノード２０＃Ｂのリンク品質算出部２４２は、同一ネットワークを形成するノード２０＃Ａ、ノード２０＃Ｃ、ノード２０＃Ｄ、およびノード２０＃Ｅとの無線リンク品質ＬＱを算出する。
【００９７】
（無線チャネル品質ＣＱの算出）
ノード２０＃Ｘのチャネル品質算出部２４４は、まず、リンク品質算出部２４２により算出された隣接ノードとの間の無線リンク品質ＬＱに基づき、ノード２０＃Ｘにおける無線チャネル品質ＣＱ［＃Ｘ］を算出する。そして、チャネル品質算出部２４４は、同一無線ネットワークを形成する隣接ノードにおける無線チャネル品質ＣＱ［＃］を取得し、隣接ノードにおける無線チャネル品質ＣＱ［＃］、およびノード２０＃Ｘにおける無線チャネル品質ＣＱ［＃Ｘ］に基づいて最終的な無線チャネル品質ＣＱを算出する。
【００９８】
さらに、ネットワークを構成する各ノード２０が無線チャネルを順次に変更して以上説明した処理を行うことにより、無線チャネル品質ＣＱを無線チャネルごとに算出することができる。その結果、無線チャネルごとの無線チャネル品質ＣＱに基づき、最も利用可能帯域が広く、通信品質が良好な無線チャネルを通信チャネルとして選択することが可能となる。以下、ノード２０＃Ｘにおける無線チャネル品質ＣＱ［＃Ｘ］、および最終的な無線チャネル品質ＣＱの算出方法を具体的に説明する。
【００９９】
まず、チャネル品質算出部２４４は、ノード２０＃Ｘにおける無線チャネル品質ＣＱ［＃Ｘ］を以下のようにして算出する。なお、ＬＱ［＃Ｘ、＃Ｙ］は、ノード２０＃Ｘにおけるノード＃Ｙに対する無線リンク品質を意味する。
【０１００】
ＣＱ［＃Ｘ］＝Σ（ＬＱ［＃Ｘ，ｍ］）／ノード２０＃Ｘに隣接するノード数  
（ノードｍはノード２０＃Ｘに隣接する全てのノード）
【０１０１】
つまり、ノード２０＃Ｘのチャネル品質算出部２４４は、ノード２０＃Ｘに隣接する全てのノードに対する無線リンク品質ＬＱを平均することにより、ノード２０＃Ｘにおける無線チャネル品質ＣＱ［＃Ｘ］を算出する。したがって、例えば図１に示したノード２０＃Ｂのチャネル品質算出部２４４は、無線チャネル品質ＣＱ［＃Ｂ］を以下のように算出する。
【０１０２】
ＣＱ［＃Ｂ］＝（ＬＱ［＃Ｂ，＃Ａ］＋ＬＱ［＃Ｂ，＃Ｃ］
＋ＬＱ［＃Ｂ，＃Ｄ］＋ＬＱ［＃Ｂ，＃Ｅ］）／４
【０１０３】
同一無線ネットワークを構成する全てのノード２０は、上記のようにしてチャネル品質算出部２４４により算出された各ノード２０における無線チャネル品質ＣＱ［＃］を、特定ノードに対するユニキャスト、ブロードキャスト、またはフラッディングにより送信する。これにより、各ノード２０、または特定のノードは、同一無線ネットワークを構成する全てのノード２０における無線チャネル品質ＣＱ［＃］を取得することができる。
【０１０４】
そして、同一無線ネットワークを構成する全てのノード２０における無線チャネル品質ＣＱ［＃］を取得したノード２０＃Ｘは、以下に示すように、全てのノード２０における無線チャネル品質ＣＱ［＃］を平均することにより最終的な無線チャネル品質ＣＱを算出する。
【０１０５】
ＣＱ＝Σ（ＣＱ［ｎ］）／ネットワーク内に存在する全ノード数  
（ノードｎはネットワーク内に存在する全てのノード）
【０１０６】
または、ノード２０＃Ｘのチャネル品質算出部２４４は、各ノード２０のトラフィック量が予想できる場合には、以下に示すように、各ノード２０のトラフィック量に応じて各ノード２０における無線チャネル品質ＣＱ［＃］を重み付けすることにより無線チャネル品質ＣＱを算出してもよい。
【０１０７】
ＣＱ＝Σ（β［ｎ］×ＣＱ［ｎ］）／ネットワーク内に存在する全ノード数  
（β［ｎ］＝Ｔ［ｎ］／Σ（Ｔ［ｐ］））
【０１０８】
ここで、β［ｎ］はノードｎのトラフィック量Ｔ［ｎ］を全体のトラフィック量Σ（Ｔ［ｐ］）で正規化した値である。このため、Σβ［ｎ］＝１を満足する。
【０１０９】
（変形例）
以上説明した方法により算出された無線チャネル品質ＣＱは、ネットワークを構成する全ての無線リンク（双方向）の無線リンク品質に依存する値である。したがって、実際のネットワーク運用時に、図１１に示すように、ネットワークを構成する全ての無線リンクが利用されることが予想される場合、上記方法により無線チャネル品質ＣＱを算出することは有効である。
【０１１０】
一方、実際のネットワーク運用時に、図１２に示すように、一部の無線リンクにトラフィックが集中し、一部の無線リンクが利用されないことが予想される場合、利用されない無線リンクの無線リンク品質が無線チャネル品質ＣＱに反映されることは必ずしも好ましくはない。
【０１１１】
そこで、ノード２０＃Ｘのチャネル品質算出部２４４は、ネットワーク運用時のトラフィックを予想できる場合、ノード２０＃Ｘにおける無線チャネル品質ＣＱ［＃Ｘ］を、トラフィックの流れに応じた方法で算出してもよい。具体的には、ノード２０＃Ｘのチャネル品質算出部２４４は、以下に示すように、ネットワーク運用時のノード２０＃Ｘからのフレーム送信先として予想されるノード＃Ｎに対する無線リンク品質［＃Ｘ、＃Ｎ］から無線チャネル品質ＣＱ［＃Ｘ］を算出してもよい。
【０１１２】
ＣＱ［＃Ｘ］＝ＬＱ［＃Ｘ，＃Ｎ］
【０１１３】
したがって、例えば図１２に示したようにノード２０＃Ｂとノード２０＃Ｅの間の無線リンクにトラフィックが集中することが予想される場合、ノード２０＃Ｂのチャネル品質算出部２４４は、無線チャネル品質ＣＱ［＃Ｂ］を以下のように算出する。
【０１１４】
ＣＱ［＃Ｂ］＝ＬＱ［＃Ｂ，＃Ｅ］
【０１１５】
かかる構成により、実際のネットワーク運用時に利用される無線リンクの無線リンク品質が反映された無線チャネル品質ＣＱを算出できるので、より適切に無線チャネルを選択することが可能となる。なお、試験的にネットワークをいずれかの無線チャネルで動作させることによりネットワーク運用時のトラフィックを予想してもよい。
【０１１６】
（無線チャネルの選択および通信チャネルとしての利用）
ノード２０は、チャネル品質算出部２４４により算出された無線チャネルごとの無線チャネル品質ＣＱに基づき、最も品質が良好な無線チャネルを通信チャネルとして選択する。そして、同一ネットワークを構成する他のノード２０と共に、選択した無線チャネルに通信チャネルを変更する。
【０１１７】
なお、ノード２０は、通信チャネルとして選択した無線チャネル、および当該無線チャネルへの変更タイミングを示す情報を、同一ネットワークを構成する他のノード２０に送信してもよい。例えば、ノード２０は、上記情報をユニキャストにより送信してもよいし、ブロードキャストにより送信してもよいし、フラッディングにより送信してもよい。
【０１１８】
これにより、同一ネットワークを構成する複数のノード２０が、新たな無線チャネル、および新たな無線チャネルへの変更タイミングを把握し、通信チャネルを同時に新たな無線チャネルに変更することが可能となる。
【０１１９】
＜３．ノードの動作＞
以上、本実施形態によるノード２０の構成を説明した。続いて、図１３を参照し、本実施形態によるノード２０の動作を説明する。
【０１２０】
図１３は、本実施形態によるノード２０の動作を示したフローチャートである。図１３に示したように、まず、ノード２０はブロードキャストフレームのフレーム長Ｌを決定する（Ｓ３０４）。続いて、ノード２０は、理想環境におけるブロードキャストフレームの最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌを測定する（Ｓ３０８）。なお、最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌの測定は、各ノード２０において行ってもよいし、１のノード２０において行ってもよい。後者の場合、各ノード２０は、１のノード２０において測定された最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌを用いて各パラメータを算出する。
【０１２１】
そして、ノード２０は、利用可能な複数の無線チャネルのうちの１の無線チャネルを選択し、選択した無線チャネルを同一ネットワークを構成する他のノード２０と共に通信チャネルとして設定する（Ｓ３１２）。その後、各ノード２０が順次にブロードキャストフレームを送信し（Ｓ３１６）、実環境における最大送信量Ｔｘを測定する（Ｓ３２０）。さらに、各ノード２０の利用可能率算出部２３４が、最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌおよび最大送信量Ｔｘから利用可能帯域率ＡＢを算出する（Ｓ３２４）。
【０１２２】
また、各ノード２０は、ブロードキャストフレームの受信先の各々から受信フレーム量Ｒｘを取得する（Ｓ３２８）。そして、各ノード２０の通信可能率算出部２３８は、最大送信量Ｔｘ＿ｒｅａｌおよび受信フレーム量Ｒｘから通信可能帯域率ＣＢを算出する（Ｓ３３２）。さらに、各ノード２０の送信成功率算出部２４０が、利用可能帯域率ＡＢおよび通信可能帯域率ＣＢから送信成功率ＦＳを算出する（Ｓ３３６）。
【０１２３】
その後、各ノード２０のリンク品質算出部２４２が、利用可能帯域率ＡＢおよび送信成功率ＦＳから各リンクの無線リンク品質ＬＱを算出する（Ｓ３４０）。そして、各ノード２０のチャネル品質算出部２４４が、リンク品質算出部２４２により算出された各リンクの無線リンク品質ＬＱに基づいて各ノード２０における無線チャネル品質ＣＱ［＃］を算出し、さらに、各ノード２０における無線チャネル品質ＣＱ［＃］に基づいてネットワークにおける無線チャネル品質ＣＱを算出する（Ｓ３４４）。
【０１２４】
続いて、全ての無線チャネルが選択済みであり、全ての無線チャネルの無線チャネル品質ＣＱが得られている場合、最も無線チャネル品質が良好な無線チャネルを通信チャネルとして選択する（Ｓ３５６）。一方、未選択の無線チャネルがある場合、未選択の無線チャネルを通信チャネルとして選択し、Ｓ３１６からの処理を繰り返す（Ｓ３５２）。
【０１２５】
なお、上記では図１３のフローチャートに示した各処理をノード２０が行う例を説明したが、図１３のフローチャートに示した処理の一部を人的に行ってもよい。例えば、Ｓ３０４に示したブロードキャストフレームのフレーム長の決定、Ｓ３１２、Ｓ３５２、Ｓ３５６などに示した無線チャネルの選択などは、オペレータが人的に実行してもよい。
【０１２６】
＜４．まとめ＞
以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、利用可能帯域率ＡＢおよび送信成功率ＦＳの双方を用いることで、隠れ端末およびさらし端末の影響の度合いを考慮した無線リンク品質ＬＱおよび無線チャネル品質を算出することができる。
【０１２７】
また、本発明の一実施形態によれば、ノード２０は、ブロードキャストフレームを送信することにより利用可能帯域率ＡＢを算出することができる。ブロードキャストフレームを利用する場合、通信相手を用意せず、ノード２０単体で利用可能帯域率ＡＢを算出することができる点で効果的である。
【０１２８】
さらに、本発明の一実施形態によれば、ブロードキャストフレームを送信し、その受信状況を周囲のノードから受信することにより、通信可能帯域率ＣＢを算出することができる。この定量的評価によれば、周囲のノードが複数存在する場合においても、ブロードキャストフレームの送信により各ノードに対する通信可能帯域率ＣＢを算出することが可能であるので、各ノードにユニキャストフレームを送信する場合と比較して効率的である。
【０１２９】
なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３０】
例えば、本明細書のノード２０の処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、ノード２０の処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
【０１３１】
また、ノード２０に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述したノード２０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。
【符号の説明】
【０１３２】
２１６      アンテナ
２２０      通信部
２２４      通信制御部
２３０      算出部
２３２      送信量測定部
２３４      利用可能率算出部
２３６      受信状況取得部
２３８      通信可能率算出部
２４０      送信成功率算出部
２４２      リンク品質算出部
２４４      チャネル品質算出部
【図１】
2011155321.tif 000003
【図２】
2011155321.tif 000004
【図３】
2011155321.tif 000005
【図４】
2011155321.tif 000006
【図５】
2011155321.tif 000007
【図６】
2011155321.tif 000008
【図７】
2011155321.tif 000009
【図８】
2011155321.tif 000010
【図９】
2011155321.tif 000011
【図１０】
2011155321.tif 000012
【図１１】
2011155321.tif 000013
【図１２】
2011155321.tif 000014
【図１３】
2011155321.tif 000015