(57)【要約】【課題】対向する親局側通信装置と子局側通信装置が適切な送信電力で無線通信を行うことのできる親局側通信装置、子局側通信装置、通信システム、親局側通信プログラムおよび子局側通信プログラムを得ること。【解決手段】親局側フレーム送信ステップ４１では、所定の時間間隔を置いて無線で親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする。子局側受信電力計測ステップ４２では、子局が親局フレームの受信電力を計測する。子局側フレーム送信ステップ４３では、この受信電力を子局フレームに組み込んで親局側に送信する。親局側受信電力抽出ステップ４４では、子局フレームの受信電力を抽出する。親局側送信電力制御ステップ４５では、抽出した受信電力と基となる親局フレームの送信電力との関係から親局フレームの送信電力を制御する。【選択図】図４
2011019173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の時間間隔を置いて無線で親局側の送信するフレームとしての親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする親局側フレーム送信手段と、
対向局としての子局から送られてくるフレームとしての子局フレームを受信する親局側フレーム受信手段と、
この親局側フレーム受信手段の受信した子局フレームに格納されている前記親局フレームに対する子局側の受信電力を抽出する親局側受信電力抽出手段と、
この親局側受信電力抽出手段の抽出した子局側の受信電力とその基となる前記親局フレームの送信電力との関係から前記親局側フレーム送信手段が送信する前記親局フレームの送信電力を制御する親局側送信電力制御手段
とを具備することを特徴とする親局側通信装置。
【請求項２】
前記子局フレームの送信されたそれぞれの子局を識別する子局識別手段と、
この子局識別手段の識別した子局ごとに通信に必要とする最低限の送信電力を計測する個別必要送信電力計測手段と、
この個別必要送信電力計測手段の計測した個別必要送信電力のうちで最も大きなものを前記親局フレームの送信電力として設定する送信電力設定手段
とを具備することを特徴とする請求項１記載の親局側通信装置。
【請求項３】
前記親局側送信電力制御手段は、前記親局フレームの送信の第１段階目で最大の送信範囲に対応した送信電力で送信を行い、その後の第２段階目で現在通信中の子局のうちの最も距離的に遠い子局に対応した送信電力で送信を行う２段階電力制御手段を具備することを特徴とする請求項１記載の親局側通信装置。
【請求項４】
前記親局フレームは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２.１１aによるＰＬＣＰ（Physical Layer Convergence Protocol）ヘッダのサービス（SERVICE）フィールドにおけるリザーブ（Reserved）領域に受信電力を示すデータを組み込んでいることを特徴とする請求項１記載の親局側通信装置。
【請求項５】
前記２段階電力制御手段における前記第２段階目における送信電力の制御は、前記親局側受信電力抽出手段の抽出した子局側の受信電力に対する送信時の伝送速度の制御であり、送信電力を増大させたときの前記送信時の伝送速度の向上が見込める上限値を伝送速度の目標値に設定して送信時の伝送速度の制御が行われることを特徴とする請求項３記載の親局側通信装置。
【請求項６】
ネットワーク上に所定の時間間隔を置いて無線で親局側が送信するフレームとしての特定親局フレームがブロードキャストされたときこれを受信する子局側フレーム受信手段と、
この子局側フレーム受信手段の受信した前記特定親局フレームの受信電力を計測する受信電力計測手段と、
この受信電力計測手段の計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込む受信電力組み込み手段と、
この受信電力組み込み手段によって受信電力を組み込んだ前記子局フレームを送信する子局側フレーム送信手段と、
前記子局側フレーム受信手段の受信した前記特定親局フレームに格納されている前記子局フレームに対する親局側の受信電力を抽出する子局側受信電力抽出手段と、
この子局側受信電力抽出手段の抽出した親局側の受信電力とその基となる前記子局フレームの送信電力との関係から前記子局側フレーム送信手段が送信する前記子局フレームの送信電力を制御する子局側送信電力制御手段
とを具備することを特徴とする子局側通信装置。
【請求項７】
前記子局側送信電力制御手段による送信電力の制御は、前記子局側受信電力抽出手段の抽出した親局側の受信電力に対する送信時の伝送速度の制御であり、送信電力を増大させたときの前記送信時の伝送速度の向上が見込める上限値を伝送速度の目標値に設定して送信時の伝送速度の制御が行われることを特徴とする請求項６記載の親局側通信装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項５いずれかに記載の親局側通信装置と、
ネットワーク上に所定の時間間隔を置いて無線で親局側が送信するフレームとしての特定親局フレームがブロードキャストされたときこれを受信する子局側フレーム受信手段と、この子局側フレーム受信手段の受信した前記特定親局フレームの受信電力を計測する受信電力計測手段と、この受信電力計測手段の計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込む受信電力組み込み手段と、この受信電力組み込み手段によって受信電力を組み込んだ前記子局フレームを送信する子局側フレーム送信手段と、前記子局側フレーム受信手段の受信した前記特定親局フレームに格納されている前記子局フレームに対する親局側の受信電力を抽出する子局側受信電力抽出手段と、この子局側受信電力抽出手段の抽出した親局側の受信電力とその基となる前記子局フレームの送信電力との関係から前記子局側フレーム送信手段が送信する前記子局フレームの送信電力を制御する子局側送信電力制御手段とを備えた子局側通信装置
とを具備することを特徴とする通信システム。
【請求項９】
所定の時間間隔を置いて無線で親局側の送信するフレームとしての親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする親局側フレーム送信ステップと、
この親局側フレーム送信ステップで送信された前記親局フレームを対向局としての子局側が受信したときその受信電力を計測する子局側受信電力計測ステップと、
この子局側受信電力計測ステップで計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込んで親局側に送信する子局側フレーム送信ステップと、
この子局側フレーム送信ステップで送信された前記子局フレームを対向局としての親機局側が受信したときその受信電力を抽出する親局側受信電力抽出ステップと、
この親局側受信電力抽出ステップで抽出した子局側の受信電力とその基となる前記親局フレームの送信電力との関係から前記親局側フレーム送信ステップで送信する親局フレームの送信電力を制御する親局側送信電力制御ステップ
とを具備することを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
所定の時間間隔を置いて無線で親局側の送信するフレームとしての親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする親局側フレーム送信処理と、
対向局としての子局から送られてくるフレームとしての子局フレームを受信する親局側フレーム受信処理と、
前記親局側フレーム受信処理で受信した子局フレームに格納されている前記親局フレームに対する子局側の受信電力を抽出する親局側受信電力抽出処理と、
この親局側受信電力抽出処理で抽出した子局側の受信電力とその基となる前記親局フレームの送信電力との関係から前記親局側フレーム送信処理で送信する前記親局フレームの送信電力を制御する親局側送信電力制御処理
とを実行させることを特徴とする親局側通信プログラム。
【請求項１１】
コンピュータに、
ネットワーク上に所定の時間間隔を置いて無線で親局側が送信するフレームとしての特定親局フレームがブロードキャストされたときこれを受信する子局側フレーム受信処理と、
この子局側フレーム受信処理で受信した前記特定親局フレームの受信電力を計測する受信電力計測処理と、
この受信電力計測処理で計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込む受信電力組み込み処理と、
この受信電力組み込み処理によって受信電力を組み込んだ前記子局フレームを送信する子局側フレーム送信処理と、
前記子局側フレーム受信処理で受信した前記特定親局フレームに格納されている前記子局フレームに対する親局側の受信電力を抽出する子局側受信電力抽出処理と、
この子局側受信電力抽出処理で抽出した親局側の受信電力とその基となる前記子局フレームの送信電力との関係から前記子局側フレーム送信処理で送信する前記子局フレームの送信電力を制御する子局側送信電力制御処理
とを実行させることを特徴とする子局側通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信時の送信電力を制御する親局側通信装置、子局側通信装置、通信システム、親局側通信プログラムおよび子局側通信プログラムに関する。本発明は、特に電力消費の節減に有効な親局側通信装置、子局側通信装置、通信システム、親局側通信プログラムおよび子局側通信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
子局側通信装置としての移動端末（STA：STAtion）やこれらの移動端末の親局側通信装置あるいは基地局としての機能を持ったアクセスポイント（Access Point）を用いた通信システムが各種存在している。通信システムを構成する各種装置の小型化と共に、移動端末やアクセスポイントの中には、バッテリ駆動を行うものや、商用電源を使用する場合であっても連続運転を行うものが多い。また、地球の限られた資源を有効に活用する要請もあり、通信時の電力消費を抑える必要性はますます高くなっている。
【０００３】
しかしながら、一般には通信時の消費電力を下げると、これに伴って通信可能エリアが狭まってしまう。したがって、消費電力を下げる以前の状態で通信可能であったエリアに移動端末が移動してきたような場合、通信時の消費電力を下げたアクセスポイントは、この移動端末に対して通信サービスを提供できなくなる可能性がある。
【０００４】
この点について更に具体的に説明する。従来から、アクセスポイントや移動端末が互いに無線通信を行う際の送信電力の値は、これらの装置に予め設定された電力値に基づいて行うか、対向局からの受信電力を基にして決定するようになっていた。ここで、対向局とは、通信を行う相手の局あるいは通信装置をいう。アクセスポイントが送信する場合には、対向局は移動端末であり、移動端末が送信する場合には、対向局はアクセスポイントである。
【０００５】
もちろん、対向局との通信に際しては、通信品質向上のためにＡＧＣ（Auto Gain Controller）による電力増幅の制御を行ったり、ダイバーシチ（Diversity ＆ Inclusion）と呼ばれる手法を使用して複数のアンテナで電波を受信することもある。このように、通信時の省電力化は対向局との関係で定まる面もあり、単純に処理できるものではない。
【０００６】
このため、従来から各種の状況に対処して通信が安定的に継続されるようにするため、装置に設定する送信電力の値にはかなりのマージンをとることが行われていた。これにより、効率的な消費電力低減ができないという問題があった。
【０００７】
そこで、親局側通信装置がブロードキャストしたノード情報を各子局側通信装置が受信して、それぞれの受信電波強度を測定し、それぞれの子局側通信装置が測定した受信電波強度をブロードキャストすることが本発明の関連技術として提案されている（たとえば特許文献１参照）。この関連技術では、各子局側通信装置（データ送信ノード）が、親局側通信装置（データ集約ノード）からＰＬＣＰ（physical layer convergence protocol）フレームを受信した際に得られる受信電波強度を測定する。そして、この測定結果を用いて、各子局側通信装置が親局側通信装置へ向けてのマルチホップの無線通信経路を設定するようにしている。この関連技術を用いることで、各子局側通信装置の送信電力の低減を図る電力制御が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００６／０８５３６５（請求項１、第００１６段落、第００２１段落、図１〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、この関連技術は、特定の子局側通信装置が親局側通信装置との通信を行う際に、マルチホップの無線通信経路を設定するための技術であり、子局側通信装置が送信相手とする装置は他の子局側通信装置である。このため、この関連技術は、親局側通信装置とこれに対向する子局側通信装置との間の送信時の電力制御に使用することができない。すなわち、この関連技術で所定の子局側通信装置が取得する情報は、親局側通信装置から受信したフレームの受信電力と、それぞれの子局側通信装置が受信した受信電力であるに過ぎず、親局側通信装置の送信電力の減衰の状態が判別できない。親局側通信装置の周囲に複数の子局側通信装置が存在する場合に、これらの子局側通信装置と適切な送信電力で通信を行おうとするときの電力制御も、この関連技術を用いて達成することはできない。
【００１０】
そこで本発明の目的は、対向する親局側通信装置と子局側通信装置が適切な送信電力で無線通信を行うことのできる親局側通信装置、子局側通信装置、通信システム、親局側通信プログラムおよび子局側通信プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、（イ）所定の時間間隔を置いて無線で親局側の送信するフレームとしての親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする親局側フレーム送信手段と、（ロ）対向局としての子局から送られてくるフレームとしての子局フレームを受信する親局側フレーム受信手段と、（ハ）この親局側フレーム受信手段の受信した子局フレームに格納されている前記した親局フレームに対する子局側の受信電力を抽出する親局側受信電力抽出手段と、（ニ）この親局側受信電力抽出手段の抽出した子局側の受信電力とその基となる前記した親局フレームの送信電力との関係から前記した親局側フレーム送信手段が送信する前記した親局フレームの送信電力を制御する親局側送信電力制御手段とを親局側通信装置が具備する。
【００１２】
また、本発明では、（イ）ネットワーク上に所定の時間間隔を置いて無線で親局側が送信するフレームとしての特定親局フレームがブロードキャストされたときこれを受信する子局側フレーム受信手段と、（ロ）この子局側フレーム受信手段の受信した前記した特定親局フレームの受信電力を計測する受信電力計測手段と、（ハ）この受信電力計測手段の計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込む受信電力組み込み手段と、（ニ）この受信電力組み込み手段によって受信電力を組み込んだ前記した子局フレームを送信する子局側フレーム送信手段と、（ホ）前記した子局側フレーム受信手段の受信した前記した特定親局フレームに格納されている前記した子局フレームに対する親局側の受信電力を抽出する子局側受信電力抽出手段と、（へ）この子局側受信電力抽出手段の抽出した親局側の受信電力とその基となる前記した子局フレームの送信電力との関係から前記した子局側フレーム送信手段が送信する前記した子局フレームの送信電力を制御する子局側送信電力制御手段とを子局側通信装置が具備する。
【００１３】
更に本発明では、（イ）請求項１〜請求項５いずれかに記載の親局側通信装置と、（ロ）ネットワーク上に所定の時間間隔を置いて無線で親局側が送信するフレームとしての特定親局フレームがブロードキャストされたときこれを受信する子局側フレーム受信手段と、この子局側フレーム受信手段の受信した前記した特定親局フレームの受信電力を計測する受信電力計測手段と、この受信電力計測手段の計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込む受信電力組み込み手段と、この受信電力組み込み手段によって受信電力を組み込んだ前記した子局フレームを送信する子局側フレーム送信手段と、前記した子局側フレーム受信手段の受信した前記した特定親局フレームに格納されている前記した子局フレームに対する親局側の受信電力を抽出する子局側受信電力抽出手段と、この子局側受信電力抽出手段の抽出した親局側の受信電力とその基となる前記した子局フレームの送信電力との関係から前記した子局側フレーム送信手段が送信する前記した子局フレームの送信電力を制御する子局側送信電力制御手段とを備えた子局側通信装置とを通信システムが具備する。
【００１４】
更にまた本発明では、（イ）所定の時間間隔を置いて無線で親局側の送信するフレームとしての親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする親局側フレーム送信ステップと、（ロ）この親局側フレーム送信ステップで送信された前記した親局フレームを対向局としての子局側が受信したときその受信電力を計測する子局側受信電力計測ステップと、（ハ）この子局側受信電力計測ステップで計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込んで親局側に送信する子局側フレーム送信ステップと、（ニ）この子局側フレーム送信ステップで送信された前記した子局フレームを対向局としての親機局側が受信したときその受信電力を抽出する親局側受信電力抽出ステップと、（ホ）この親局側受信電力抽出ステップで抽出した子局側の受信電力とその基となる前記した親局フレームの送信電力との関係から前記した親局側フレーム送信ステップで送信する親局フレームの送信電力を制御する親局側送信電力制御ステップとを通信方法が具備する。
【００１５】
また、本発明では、コンピュータに、親局側通信プログラムとして、（イ）所定の時間間隔を置いて無線で親局側の送信するフレームとしての親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする親局側フレーム送信処理と、（ロ）対向局としての子局から送られてくるフレームとしての子局フレームを受信する親局側フレーム受信処理と、（ハ）前記した親局側フレーム受信処理で受信した子局フレームに格納されている前記した親局フレームに対する子局側の受信電力を抽出する親局側受信電力抽出処理と、（ニ）この親局側受信電力抽出処理で抽出した子局側の受信電力とその基となる前記した親局フレームの送信電力との関係から前記した親局側フレーム送信処理で送信する前記した親局フレームの送信電力を制御する親局側送信電力制御処理とを実行させることを特徴としている。
【００１６】
更にまた、本発明では、コンピュータに、子局側通信プログラムとして、（イ）ネットワーク上に所定の時間間隔を置いて無線で親局側が送信するフレームとしての特定親局フレームがブロードキャストされたときこれを受信する子局側フレーム受信処理と、（ロ）この子局側フレーム受信処理で受信した前記した特定親局フレームの受信電力を計測する受信電力計測処理と、（ハ）この受信電力計測処理で計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込む受信電力組み込み処理と、（ニ）この受信電力組み込み処理によって受信電力を組み込んだ前記した子局フレームを送信する子局側フレーム送信処理と、（ホ）前記した子局側フレーム受信処理で受信した前記した特定親局フレームに格納されている前記した子局フレームに対する親局側の受信電力を抽出する子局側受信電力抽出処理と、（へ）この子局側受信電力抽出処理で抽出した親局側の受信電力とその基となる前記した子局フレームの送信電力との関係から前記した子局側フレーム送信処理で送信する前記した子局フレームの送信電力を制御する子局側送信電力制御処理とを実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、親局側通信装置は、所定の時間間隔を置いて親局フレームをブロードキャストする。したがって、子局フレームに格納されている親局フレームに対する子局側の受信電力を抽出して親局フレームの送信電力との関係を調べることで、最新の通信状況を判別して、親局フレームの送信電力を適正に制御することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、子局側通信装置は、所定の時間間隔を置いてブロードキャストされた親局フレームを受信する。したがって、親局フレームに格納されている子局フレームに対する親局側の受信電力を抽出して子局フレームの送信電力との関係を調べることで、最新の通信状況を判別して、子局フレームの送信電力を適正に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の親局側通信装置のクレーム対応図である。
【図２】本発明の子局側通信装置のクレーム対応図である。
【図３】本発明の通信システムのクレーム対応図である。
【図４】本発明の通信方法のクレーム対応図である。
【図５】本発明の親局側通信プログラムのクレーム対応図である。
【図６】本発明の子局側通信プログラムのクレーム対応図である。
【図７】本発明の実施の形態による通信システムの構成の概要を表わしたシステム構成図である。
【図８】本実施の形態におけるアクセスポイントの構成の概要を表わしたブロック図である。
【図９】本実施の形態における第１の移動端末の構成の概要を表わしたブロック図である。
【図１０】本実施の形態でアクセスポイントが複数の移動端末と通信を行う様子を表わした説明図である。
【図１１】本実施例における移動端末が送信する認証フレームの構成の要部を表わした説明図である。
【図１２】本実施の形態でアクセスポイントに接続要求を行う場合の移動端末の処理の様子を表わした流れ図である。
【図１３】本実施の形態で認証フレームを受信したアクセスポイントによる送信電力の処理の様子を表わした流れ図である。
【図１４】本実施の形態で第３の移動端末とアクセスポイントの送受信の様子を時間の経過と共に表わした説明図である。
【図１５】本発明の変形例における受信電力に対する伝送速度の経時変化を表わした特性図である。
【図１６】変形例におけるアクセスポイントによる送信電力の制御の様子を表わした流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の親局側通信装置のクレーム対応図を示したものである。本発明の親局側通信装置１０は、親局側フレーム送信手段１１と、親局側フレーム受信手段１２と、親局側受信電力抽出手段１３と、親局側送信電力制御手段１４を備えている。ここで、親局側フレーム送信手段１１は、所定の時間間隔を置いて無線で親局側の送信するフレームとしての親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする。親局側フレーム受信手段１２は、対向局としての子局から送られてくるフレームとしての子局フレームを受信する。親局側受信電力抽出手段１３は、親局側フレーム受信手段１２の受信した子局フレームに格納されている前記した親局フレームに対する子局側の受信電力を抽出する。親局側送信電力制御手段１４は、親局側受信電力抽出手段１３の抽出した子局側の受信電力とその基となる前記した親局フレームの送信電力との関係から親局側フレーム送信手段１１が送信する前記した親局フレームの送信電力を制御する。
【００２１】
図２は、本発明の子局側通信装置のクレーム対応図を示したものである。本発明の子局側通信装置２０は、子局側フレーム受信手段２１と、受信電力計測手段２２と、受信電力組み込み手段２３と、子局側フレーム送信手段２４と、子局側受信電力抽出手段２５と、子局側送信電力制御手段２６を備えている。ここで、子局側フレーム受信手段２１は、ネットワーク上に所定の時間間隔を置いて無線で親局側が送信するフレームとしての特定親局フレームがブロードキャストされたときこれを受信する。受信電力計測手段２２は、子局側フレーム受信手段２１の受信した前記した特定親局フレームの受信電力を計測する。受信電力組み込み手段２３は、受信電力計測手段２２の計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込む。子局側フレーム送信手段２４は、受信電力組み込み手段２３によって受信電力を組み込んだ前記した子局フレームを送信する。子局側受信電力抽出手段２５は、子局側フレーム受信手段２１の受信した前記した特定親局フレームに格納されている前記した子局フレームに対する親局側の受信電力を抽出する。子局側送信電力制御手段２６は、子局側受信電力抽出手段２５の抽出した親局側の受信電力とその基となる前記した子局フレームの送信電力との関係から子局側フレーム送信手段２４が送信する前記した子局フレームの送信電力を制御する。
【００２２】
図３は、本発明の通信システムのクレーム対応図を示したものである。本発明の通信システム３０は、請求項１〜請求項５いずれかに記載の親局側通信装置３１と、子局側通信装置３２を備えている。ここで、親局側通信装置３１は、親局側フレーム送信手段３１ａと、親局側フレーム受信手段３１ｂと、親局側受信電力抽出手段３１ｃと、親局側送信電力制御手段３１ｄを備えている。親局側フレーム送信手段３１ａは、所定の時間間隔を置いて無線で親局側の送信するフレームとしての親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする。親局側フレーム受信手段３１ｂは、対向局としての子局から送られてくるフレームとしての子局フレームを受信する。親局側受信電力抽出手段３１ｃは、親局側フレーム受信手段３１ｂの受信した子局フレームに格納されている前記した親局フレームに対する子局側の受信電力を抽出する。親局側送信電力制御手段３１ｄは、親局側受信電力抽出手段３１ｃの抽出した子局側の受信電力とその基となる前記した親局フレームの送信電力との関係から前記した親局側フレーム送信手段３１ａが送信する親局フレームの送信電力を制御する。
【００２３】
子局側通信装置３２は、子局側フレーム受信手段３２ａと、受信電力計測手段３２ｂと、受信電力組み込み手段３２ｃと、子局側フレーム送信手段３２ｄと、子局側受信電力抽出手段３２ｅと、子局側送信電力制御手段３２ｆを備えている。子局側フレーム受信手段３２ａは、ネットワーク上に所定の時間間隔を置いて無線で親局側が送信するフレームとしての特定親局フレームがブロードキャストされたときこれを受信する。受信電力計測手段３２ｂは、子局側フレーム受信手段３２ａの受信した前記した特定親局フレームの受信電力を計測する。受信電力組み込み手段３２ｃは、受信電力計測手段３２ｂの計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込む。子局側フレーム送信手段３２ｄは、受信電力組み込み手段３２ｃによって受信電力を組み込んだ前記した子局フレームを送信する。子局側受信電力抽出手段３２ｅは、子局側フレーム受信手段３２ａの受信した前記した特定親局フレームに格納されている前記した子局フレームに対する親局側の受信電力を抽出する。子局側送信電力制御手段３２ｆは、子局側受信電力抽出手段３２ｅの抽出した親局側の受信電力とその基となる前記した子局フレームの送信電力との関係から子局側フレーム送信手段３２ｄが送信する前記した子局フレームの送信電力を制御する。
【００２４】
図４は、本発明の通信方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の通信方法４０は、親局側フレーム送信ステップ４１と、子局側受信電力抽出ステップ４２と、子局側フレーム送信ステップ４３と、親局側受信電力計測ステップ４４と、親局側送信電力制御ステップ４５を備えている。ここで、親局側フレーム送信ステップ４１では、所定の時間間隔を置いて無線で親局側の送信するフレームとしての親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする。子局側受信電力計測ステップ４２では、親局側フレーム送信ステップ４１で送信された前記した親局フレームを対向局としての子局側が受信したときその受信電力を計測する。子局側フレーム送信ステップ４３では、子局側受信電力計測ステップ４２で計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込んで親局側に送信する。親局側受信電力抽出ステップ４４では、子局側フレーム送信ステップ４３で送信された前記した子局フレームを対向局としての親機局側が受信してその受信電力を抽出する。親局側送信電力制御ステップ４５では、親局側受信電力抽出ステップ４４で抽出した子局側の受信電力とその基となる前記した親局フレームの送信電力との関係から親局側フレーム送信ステップ４１で送信する親局フレームの送信電力を制御する。
【００２５】
図５は、本発明の親局側通信プログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明の親局側通信プログラム５０は、コンピュータに、親局側通信プログラム５０として、親局側フレーム送信処理５１と、親局側フレーム受信処理５２と、親局側受信電力抽出処理５３と、親局側送信電力制御処理５４を実行させるようにしている。ここで、親局側フレーム送信処理５１では、所定の時間間隔を置いて無線で親局側の送信するフレームとしての親局フレームをネットワーク上にブロードキャストする。親局側フレーム受信処理５２では、対向局としての子局から送られてくるフレームとしての子局フレームを受信する。親局側受信電力抽出処理５３では、親局側フレーム受信処理５１で受信した子局フレームに格納されている前記した親局フレームに対する子局側の受信電力を抽出する。親局側送信電力制御処理５４では、親局側受信電力抽出処理５３で抽出した子局側の受信電力とその基となる前記した親局フレームの送信電力との関係から前記した親局側フレーム送信処理５１で送信する前記した親局フレームの送信電力を制御する。
【００２６】
図６は、本発明の子局側通信プログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明の子局側通信プログラム６０は、コンピュータに、子局側通信プログラム６０として、子局側フレーム受信処理６１と、受信電力計測処理６２と、受信電力組み込み処理６３と、子局側フレーム送信処理６４と、子局側受信電力抽出処理６５と、子局側送信電力制御処理６６を実行させるようにしている。ここで、子局側フレーム受信処理６１では、ネットワーク上に所定の時間間隔を置いて無線で親局側が送信するフレームとしての特定親局フレームがブロードキャストされたときこれを受信する。受信電力計測処理６２では、子局側フレーム受信処理６１で受信した前記した特定親局フレームの受信電力を計測する。受信電力組み込み処理６３では、受信電力計測処理６２で計測した受信電力を子局側の送信するフレームとしての子局フレームに組み込む。子局側フレーム送信処理６４では、受信電力組み込み処理６３によって受信電力を組み込んだ前記した子局フレームを送信する。子局側受信電力抽出処理６５では、子局側フレーム受信処理６１で受信した前記した特定親局フレームに格納されている前記した子局フレームに対する親局側の受信電力を抽出する。子局側送信電力制御処理６６では、子局側受信電力抽出処理６５で抽出した親局側の受信電力とその基となる前記した子局フレームの送信電力との関係から子局側フレーム送信処理６４で送信する前記した子局フレームの送信電力を制御する。
【００２７】
＜発明の実施の形態＞
【００２８】
次に本発明の実施の形態を説明する。
【００２９】
図７は、本発明の実施の形態による通信システムの構成の概要を表わしたものである。本実施の形態の通信システム１００は、上位ネットワーク１０１に接続されたアクセスポイント１０２と、このアクセスポイント１０２と無線で接続された第１〜第Ｍの移動端末（Station）１０３1〜１０３Mで構成されている。アクセスポイント１０２と、第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mは、それぞれ無線通信用のアンテナ１０４、１０５1〜１０５Mを備えている。これらのアンテナ１０４、１０５1〜１０５Mは、たとえばＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２.１１aによる無線ＬＡＮの機能を実現するために必要な周波数帯の信号を送受信するようになっている。この通信システム１００では、アクセスポイント１０２が親局であり、第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mがそれぞれ子局となる関係となっている。
【００３０】
図８は、このうちのアクセスポイントの構成の概要を表わしたものである。図７と共に説明する。
【００３１】
アクセスポイント１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、メモリ１１２を備えた主制御部１１３を有している。メモリ１１２には、ＣＰＵ１１１が実行する制御プログラムが格納されている。主制御部１１３は、この制御プログラムの実行によって、データバス等の信号伝達手段１１４を介してアクセスポイント１０２の各部を制御するようになっている。
【００３２】
このうち、上位システム通信部１１５は、アクセスポイント１０２が第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mにおける通信中の端末から送られてきた情報を上位ネットワーク１０１へ転送するようになっている。上位システム通信部１１５は、図示しない通信ケーブルを用いて上位ネットワーク１０１と通信する。
【００３３】
無線ＬＡＮ（Local Area Network）制御部１１６は、アンテナ１０４を付属しており、第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mとの通信を制御するようになっている。この無線ＬＡＮ制御部１１６は、無線ＬＡＮによる受信電力を計測する受信電力計測部１１７と、送信電力を制御する送信電力制御部１１８と、ビーコン（Beacon）フレームを送信するビーコンフレーム送信部１１９を備えている。送信電力制御部１１８は、対向局に対する自局の電波の出力をＣＰＵ１１１からの情報に応じて制御する。ここでアクセスポイント１０２における対向局とは、通信の相手方としての第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mをいう。
【００３４】
信号伝達手段１１４を介して主制御部１１３と接続されたフレーム解析部１２０は、第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mにおける後に説明する認証（Authentication）フレームのＰＣＬＰ（physical layer convergence protocol）ヘッダを解析する。そして、アクセスポイント１０２がビーコンフレームを送信した際の送信電力を受信した結果としての対向局の受信電力と対向局からの送信の際の通信速度を表わした通信速度情報を抽出する。このような処理を行うフレーム解析部１２０は、ＣＰＵ１１１が制御プログラムを実行することによってソフトウェア的に実現するようになっている。
【００３５】
同じく信号伝達手段１１４を介して主制御部１１３と接続された送信電力・報告受信電力決定部１２１は、ＣＰＵ１１１が制御プログラムを実行することによってソフトウェア的に実現する機能部である。この送信電力・報告受信電力決定部１２１は、次の２つの機能を備えている。
【００３６】
第１の機能は、対向局（第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３M）が送信する電波の受信電力を、ＰＬＣＰヘッダのサービス（SERVICE）フィールドにあるリザーブド（Reserved）領域へ記載して、対向局へ通知する。第２の機能は、対向局へのフレーム送信時に使用する伝送速度と送信電力を決定し、これを無線ＬＡＮ制御部１１６に通知する。送信電力・報告受信電力決定部１２１の計算する送信電力には、対向局の移動等による急な受信電力の変動を考慮したマージンを含んでいる。
【００３７】
受信電力・伝送速度対応テーブル１２２は、対向局（第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３M）からのフレーム受信時の受信電力と、対向局へフレームを送信する際の伝送速度を対応付けたテーブルである。この受信電力・伝送速度対応テーブル１２２は、メモリ１１２とは別のメモリ領域に格納されるものであってもよいし、メモリ１１２の一部領域に格納されるものであってもよい。
【００３８】
最後に、送信電力指示部１２３は、前記したビーコンフレームをアクセスポイント１０２が第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mに送信する際の、その送信電力を無線ＬＡＮ制御部１１６の送信電力制御部１１８に対して指示するようになっている。
【００３９】
図９は、第１の移動端末の構成の概要を表わしたものである。図７に示した第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mは、互いに同一の構成となっている。したがって、第２〜第Ｍの移動端末１０３2〜１０３Mについての回路構成の図示および説明は省略する。図７と共に説明する。
【００４０】
第１の移動端末１０３1も、図８に示したアクセスポイント１０２と同様に、ＣＰＵ１３１と、メモリ１３２を備えた主制御部１３３を有している。メモリ１３２には、ＣＰＵ１３１が実行する制御プログラムが格納されている。主制御部１３３は、メモリ１３２に格納された制御プログラムの実行によって、データバス等の信号伝達手段１３４を介して第１の移動端末１０３1の各部を制御するようになっている。
【００４１】
このうち、無線ＬＡＮ制御部１３６は、アンテナ１０５1を付属しており、アクセスポイント１０２との通信を制御するようになっている。この無線ＬＡＮ制御部１３６は、無線ＬＡＮによる受信電力を計測する受信電力計測部１３７と、送信電力を制御する送信電力制御部１３８を備えている。送信電力制御部１１８は、対向局に対する自局の電波の出力をＣＰＵ１１１から与えられる情報に応じて制御する。ここで第１の移動端末１０３1における対向局とは、通信の相手方としてのアクセスポイント１０２をいう。
【００４２】
信号伝達手段１３４を介して主制御部１３３と接続されたフレーム解析部１４０は、対向局から送られてきたフレームにおけるＰＣＬＰヘッダの解析を行う。フレーム解析部１４０は、ＣＰＵ１３１が制御プログラムを実行することによってソフトウェア的に実現する機能部である。
【００４３】
同じく信号伝達手段１３４を介して主制御部１３３と接続された送信電力・報告受信電力決定部１４１は、ＣＰＵ１３１が制御プログラムを実行することによってソフトウェア的に実現するようになっている。送信電力・報告受信電力決定部１４１は、先のアクセスポイント１０２における送信電力・報告受信電力決定部１２１と同様に次の２つの機能を備えている。
【００４４】
第１の機能は、対向局（アクセスポイント１０２）が送信する電波の受信電力を、ＰＬＣＰヘッダのサービスフィールドにあるリザーブド領域へ記載して、対向局へ通知する。第２の機能は、対向局へのフレーム送信時に使用する伝送速度と送信電力を決定し、これを無線ＬＡＮ制御部１３６に通知する。送信電力・報告受信電力決定部１４１の計算する送信電力には、第１の移動端末１０３1自体の移動等による急な受信電力の変動を考慮したマージンを含んでいる。
【００４５】
最後に、受信電力・伝送速度対応テーブル１４２は、対向局（アクセスポイント１０２）からのフレーム受信時の受信電力と、対向局へフレームを送信する際の伝送速度を対応付けたテーブルである。この受信電力・伝送速度対応テーブル１４２は、メモリ１３２と別のメモリ領域に格納されるものであってもよいし、メモリ１１２の一部領域に格納されるものであってもよい。
【００４６】
図１０は、本実施の形態でアクセスポイントが複数の移動端末と通信を行う様子を表わしたものである。ここでは、アクセスポイント（ＡＰ）１０２が第１および第２の移動端末（ＳＴＡ）１０３1、１０３2と接続が確立しており、これらの間では送信電力の制御が終了済みの状態であるとする。この状態で、新規追加移動端末としての第３の移動端末（ＳＴＡ）１０３3がアクセスポイント１０２への接続を行うものとする。
【００４７】
ここでは、前提として、アクセスポイント１０２が第１および第２の移動端末１０３1、１０３2等の移動端末と同一時間帯に接続する台数に特に制限がないものとする。また、通信に際しての電力制御は、第１〜第３の移動端末１０３1〜１０３3も行うことにしているが、ここでは説明を簡単にするためにアクセスポイント１０２が行う電力制御について考察する。
【００４８】
図１０で、アクセスポイント１０２を円の中心として実線で示した第１の通信範囲１５１は、第１および第２の移動端末１０３1、１０３2がアクセスポイント１０２との間で送信電力の制御が行われた結果による通信範囲を示している。この例では、第３の移動端末１０３3の方が第２の移動端末１０３2よりもアクセスポイント１０２からの距離が離れている。したがって、第１の通信範囲１５１よりも距離の大きな第２の通信範囲１５２が、アクセスポイント１０２を中心として第３の移動端末１０３3とこのアクセスポイント１０２の通信のために設定される。
【００４９】
図１０では、この第２の通信範囲１５２よりも更に大径の第３の通信範囲１５３が、アクセスポイント１０２を中心として示されている。この第３の通信範囲１５３は、アクセスポイント１０２が出力可能な最大送信電力における通信範囲である。この第３の通信範囲１５３は、アクセスポイント１０５の最大送信電力となっているが、この範囲が第３の移動端末１０３3のユーザが希望する最大値以下の値となっていても構わない。
【００５０】
ここでは、説明を簡略化するために、第１〜第３の通信範囲１５１〜１５３内でアクセスポイント１０２と第１〜第３の移動端末１０３1〜１０３3が最大伝送速度で通信可能であるとする。また、第１〜第３の移動端末１０３1〜１０３3のうちのいずれかが第３の通信範囲１５３の外に移動した場合には、その移動端末とアクセスポイント１０２との通信は不可能な状態になるものとする。
【００５１】
このような前提の下で、先に説明したように第１および第２の移動端末１０３1、１０３2がアクセスポイント１０２との間で送信電力の制御を終了させたものとする。また、この時点以後の所定の時刻Ｔ1に、第３の移動端末１０３3が第３の通信範囲１５３外から第３の通信範囲１５３の内部エリアに入ったものとする。
【００５２】
アクセスポイント１０２は、定期的に送信するビーコンフレームをこの時刻Ｔ1に第３の通信範囲１５３に送信する。その直後に、アクセスポイント１０２はその送信電力を、現在通信中の第１および第２の移動端末１０３1、１０３2に合わせて第１の通信範囲１５１用の送信電力に戻す。このような送信電力の強弱の制御によって、アクセスポイント１０２は第１の通信範囲１５１の外部に存在する第３の移動端末１０３3に対して、アクセスポイント１０２の通信可能エリア内にあることを認識させることができる。
【００５３】
第３の移動端末１０３3は、第３の通信範囲１５３内に位置していれば、アクセスポイント１０２からのビーコンフレームを受信し、その受信電力計測部１３７で受信電力を計測することができる。この結果として、第３の移動端末１０３3はアクセスポイント用通信範囲１５４として設定した範囲に届く送信電力で認証（Authentication）フレームを送出して、アクセスポイント１０２に接続することができる。
【００５４】
図１１は、移動端末が送信する認証フレームの構成の要部を表わしたものである。図７に示した第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mは、アクセスポイント１０２に対して接続を要求するとき、この図１１に示す認証フレーム１６０を送信する。このとき、その移動端末１０３は、アクセスポイント１０２が定期的に送信するビーコンフレームの受信電力をこの認証フレーム１６０に組み込んで送信することになる。
【００５５】
認証フレーム１６０は、ＰＬＣＰヘッダ１６１からなる物理ヘッダと、ＰＳＤＵ（PLCP Service Data Unit）１６２、テール（Tail）１６３およびパディング（Padding）１６４から構成されている。ＰＬＣＰヘッダ１６１には、伝送速度やデータ長等の各種の情報が格納されている。
【００５６】
このＰＬＣＰヘッダ１６１の１６ビットのサービス（SERVICE）フィールド１７０は、９ビットのリザーブ（Reserved）領域１７１と７ビットのスクランブラ初期化用領域１７２で構成されている。このうちのリザーブ領域１７１は、３ビットが未使用フィールド１７３となっている。残りの６ビットが本実施の形態で受信電力フィールド１７４に割り当てられている。この受信電力フィールド１７４に、アクセスポイント１０２から送られてきたビーコンフレームの受信電力が格納されることになる。
【００５７】
このように、図１０で第１〜第３の移動端末１０３1〜１０３3がアクセスポイント１０２に送信するフレームのＰＬＣＰヘッダ１６１には、受信電力を示す情報が組み込まれる。これに対して、アクセスポイント１０２が送信するビーコンフレームのＰＬＣＰヘッダには、受信した移動端末１０３の送信電力に対応した受信電力を示す情報が組み込まれない。これは、ビーコンフレーム自体が第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mのうちのいずれかに特化して送信するフレームではないからである。
【００５８】
図１２は、アクセスポイントに接続要求を行う場合の移動端末の処理の様子を表わしたものであり、図１３は認証フレームを受信したアクセスポイントによる送信電力の処理の様子を表わしたものである。図１０に示した第１および第２の移動端末１０３1、１０３2がアクセスポイント１０２と通信を行っている状態で、第３の移動端末１０３3がアクセスポイント１０２に接続要求を行う場合を例に採って説明する。図８〜図１０と共に説明する。ただし、第１の移動端末１０３1の構成を表わした図９は、第３の移動端末１０３3の構成を表わしているものと読み替える。
【００５９】
図１２の処理をまず説明する。第３の移動端末１０３3の主制御部１３３は、アクセスポイント１０２に対する接続要求が発生すると（ステップＳ２０１：Ｙ）、受信電力計測部１３７がビーコンフレームの受信電力を測定する（ステップＳ２０２）。アクセスポイント１０２から送られてくるビーコンフレームは、すでに説明したように第３の通信範囲１５３に届く電力で送信した後に第１の通信範囲１５１用の送信電力に戻される。受信電力計測部１３７は、ビーコンフレーム送信開始当初の第３の通信範囲１５３に届く電力としての最大送信電力に対する受信電力を計測する。
【００６０】
受信電力計測部１３７は、計測結果を図１１で説明した受信電力フィールド１７４に格納するために、本実施の形態では、この受信電力を、最大で６ビットのデータに変換する（ステップＳ２０３）。一例として、得られた受信電力を、−９０ｄＢｍを最低値として、０.５ｄＢｍ単位で整数で表現するものとする。ここで「ｄＢｍ」は、１ミリワットを０ｄＢ（デシベル）とした単位である。
【００６１】
この例の場合、受信電力計測部１３７の計測結果が−６６.０ｄＢｍであれば、これを「０x３０」と表わすことができる。ただし、「０x００」は−９０.０ｄＢｍではなく、受信電力の測定結果なしや未対応を指すようにする。このようにして表わした受信電力の整数値は、図１１に示した受信電力フィールド１７４に格納する（ステップＳ２０４）。
【００６２】
以上のようにしてＰＬＣＰヘッダ１６１が作成されたら、第３の移動端末１０３3の主制御部１３３は、受信電力の測定結果に対応する伝送速度を受信電力・伝送速度対応テーブル１４２から読み出す（ステップＳ２０５）。そして、この読み出した伝送速度を送信電力制御部１３８に与えて、接続要求のための認証フレーム１６０をアクセスポイント１０２に送信して（ステップＳ２０６）、一連の処理を終了する（エンド）。
【００６３】
次に、図１３の処理を説明する。アクセスポイント１０２の無線ＬＡＮ制御部１１６は、移動端末１０３のいずれかから接続のための認証フレームが受信されるのを待機している（ステップＳ２２１）。認証フレームが受信されると（Ｙ）、フレーム解析部１２０はその認証フレーム１６０の受信電力フィールド１７４を解析して、受信電力情報を取得する（ステップＳ２２２）。そして、受信電力・伝送速度対応テーブル１２２を用いて、受信した第３の移動端末１０３3に対する最低限必要な送信電力を算出する（ステップＳ２２３）。一般に、伝送速度を高速化するにはピーク送信電力を増大させなければならない。後に説明するように、送信電力を増加すると、これに伴って一般には伝送速度が増加するからである。もちろん、受信電力・伝送速度対応テーブル１２２の代わりに、受信電力と必要な送信電力の関係を示したテーブルを用意しておいてもよいし、テーブルの代わりに送信電力の近似値を算出する演算式を用意しておいてもよい。
【００６４】
ステップＳ２２３の処理が終了したら、主制御部１１３はアクセスポイント１０２が現在接続中の他の通信端末１０３が存在するかをチェックする（ステップＳ２２４）。現在接続中の他の通信端末１０３が存在しない場合、すなわち第３の移動端末１０３3のみが接続される状況では（Ｎ）、送信電力制御部１１８の送信電力を今回算出した電力値に変更する（ステップＳ２２５）。そして、アクノリッジ（ＡＣＫ）を送信して（ステップＳ２２６）、処理をステップＳ２２１に戻す（リターン）。
【００６５】
図１０で説明している例の場合には、第１および第２の移動端末１０３1、１０３2がアクセスポイント１０２と通信を行っている（ステップＳ２２４：Ｙ）。この場合、アクセスポイント１０２は第３の移動端末１０３3に対して算出した送信電力が、第１および第２の移動端末１０３1、１０３2について現時点で必要とする送信電力よりも大きいかをチェックする（ステップＳ２２７）。このチェックの結果、第３の移動端末１０３3に対して算出した送信電力の方が大きい場合には（Ｙ）、送信電力制御部１１８の送信電力を今回算出した電力値に変更する（ステップＳ２２５）。そして、アクノリッジ（ＡＣＫ）を送信して（ステップＳ２２６）、処理をステップＳ２２１に戻す（リターン）。
【００６６】
図１０で説明している例と異なるが、第３の移動端末１０３3が第２の移動端末１０３2よりもアクセスポイント１０２に近い場所で、アクセスポイント１０２に接続要求を行った場合には、送信電力制御部１１８の現在の送信電力の方が大きい。このような場合には（ステップＳ２２７：Ｎ）、送信電力制御部１１８の送信電力に変更はない。そこでこの場合には、送信電力制御部１１８の送信電力を変更することなく、無線ＬＡＮ制御部１１６はアクノリッジ（ＡＣＫ）を送信して（ステップＳ２２６）、処理をステップＳ２２１に戻す（リターン）。
【００６７】
図１４は、以上説明した第３の移動端末がその位置を移動させながらアクセスポイントに接続要求を行い、データを送信するまでの一連のフレームの送受信の様子を時間の経過と共に表わしたものである。図１０と共に説明する。
【００６８】
図１４（Ａ）では、時刻Ｔ11にアクセスポイント１０２がビーコンフレーム（Beacon）１８１を送出する。このビーコンフレーム１８１は、図１０で説明した通り、アクセスポイント１０２の出力する最大送信電力で第３の通信範囲１５３をカバーしている。また、この時点では第１および第２の移動端末１０３1、１０３2のみがアクセスポイント１０２の対象となっており、アクセスポイント１０２はその送信電力をすぐに第１の通信範囲１５１用の送信電力に戻す処理を行っている。
【００６９】
図１４（Ｂ）の時刻Ｔ12では、第３の移動端末１０３3が認証（Authentication）フレーム１６０（図１１）を送信している。この認証フレーム１６０の受信電力フィールド１７４には、時刻Ｔ11におけるアクセスポイント１０２の最大送信電力の測定結果が組み込まれている。
【００７０】
図１４（Ｃ）の時刻Ｔ13では、アクセスポイント１０２がこの認証フレーム１６０の受信電力フィールド１７４の受信電力に基づいて、出力する送信電力を変更している。これは、第１および第２の移動端末１０３1、１０３2よりも距離的に遠い位置に第３の移動端末１０３3の存在を確認したためである。
【００７１】
図１４（Ｄ）では、時刻Ｔ14に、アクセスポイント１０２がアクノリッジ（ＡＣＫ）１８２を送信する。第３の移動端末１０３3が時刻Ｔ11以後にその位置を移動していたとする。この場合、このアクノリッジ（ＡＣＫ）１８２において示された送信電力の値に対する受信電力値に基づいて、図１４（Ｅ）に示すように、時刻Ｔ15に第３の移動端末１０３3はアクセスポイント１０２に対する送信電力を変更する。これ以後も、第３の移動端末１０３3はアクセスポイント１０２から送られてくるフレームに応じてその送信電力を変化させながら位置を移動させる。これについては、図示を省略する。
【００７２】
図１４（Ｆ）では、時刻Ｔ16に、第３の移動端末１０３3がデータの送信要求のためにＲＴＳ（request-to-send）フレーム１８３を送信する。図１４（Ｇ）では、時刻Ｔ17に、アクセスポイント１０２はこのＲＴＳフレーム１８３の受信結果としてその送信電力を変更する。そして、その後の時刻Ｔ18に、図１４（Ｈ）に示すようにアクセスポイント１０２は受信準備完了を示すＣＴＳ（clear to send）フレーム１８４を送信する。
【００７３】
図１４（Ｉ）では、時刻Ｔ19に、第３の移動端末１０３3がこのＣＴＳフレーム１８４に基づいて、位置の変動に対する送信電力の変更を行う。そして、図１４（Ｊ）に示すようにその後の時刻Ｔ20から、第３の移動端末１０３3はデータフレーム１８５の送信を開始する。アクセスポイント１０２は、第３の移動端末１０３3あるいは残りの第１および第２の移動端末１０３1、１０３2の移動位置に応じて、この間も送信電力の変更を適宜実行する。
【００７４】
第３の移動端末１０３3によるデータフレーム１８５の送信が終了すると、図１４（Ｋ）に示す時刻Ｔ21にアクセスポイント１０２がアクノリッジ（ＡＣＫ）１８６を送信する。図１４（Ｌ）では、時刻Ｔ22に、第３の移動端末１０３3がこれを基にして送信時の電力変更を行う。残りの第１および第２の移動端末１０３1、１０３2も、各タイミングで送信電力の変更を行って、送信時における電力に無駄を生じさせないようにすることはもちろんである。
【００７５】
以上説明したように本実施の形態によれば、端末から積極的に通信可能なアクセスポイントの検索を行わないパッシブスキャン形態の通信システム１００で、フレーム送受信のたびに相互に報告された受信電力から送信電力を変更することができる。このため、現状の伝送路状況に見合った送信電力制御が可能になる。
【００７６】
また、本実施の形態の通信システム１００では、アクセスポイント１０２はビーコンフレームの送信開始当初にその送信電力を最大送信電力にするので、最大送信電力の通信可能エリアを維持することができる。したがって、最大送信電力の通信可能エリアに移動した通信端末からアクセスポイント１０２に接続を試みることができる。
【００７７】
更に本実施の形態の通信システム１００では、受信電力の通知をＰＬＣＰヘッダ中で実施している。このため、独自フレームに交換する必要がなく、フレーム輻輳状態を悪化させることなく送信電力の制御が可能である。また、独自フレームを新たに交換する場合に比較して、より直近の受信電力情報を基にして送信電力を決めることができる。
【００７８】
更にまた、本実施の形態の通信システム１００では、アクセスポイント１０２の送出する最大送信電力を固定にしているが、これにもかかわらず送信電力を抑えた安定した通信が可能である。これを、図１４の時刻Ｔ16〜時刻Ｔ21に送出される各フレームについて説明する。図１４では、同図（Ｊ）に示す第３の移動端末１０３3からのデータフレーム１８５の送信の直前に、同図（Ｆ）および同図（Ｈ）で第３の移動端末１０３3とアクセスポイント１０２が互いにフレーム１８３、１８４を通信し、これに基づいた送信電力の変更を行っている。フレーム衝突や隠れ端末問題回避のために使用されるこのようなＲＴＳフレーム１８３およびＣＴＳフレーム１８４の送出後にデータフレーム１８５が送出されるので、可能な限り高い伝送速度を最小限の送信電力で通信することができることになる。
【００７９】
また、本実施の形態では、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ ８０２.１１a）のアクセスポイントと移動端末間での通信を実施するに当たり必ず利用されるＰＬＣＰ（physical layer convergence protocol）ヘッダのサービスフィールドを利用する。そして、このサービスフィールドにおけるリザーブ領域（９bit）へ対向局からの受信電力を追加することにしている。これにより、フレーム追加に伴う通信シーケンスの変更なく、更に通信の輻輳を悪化させることなく、対向局は通信に利用したチャネルでの送信電力に対する受信電力を把握することができる。ここで受信電力は、Ｓ／Ｎ（Signal to Noise）で求めてもよいし、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise）で求めてもよい。この結果、本実施の形態では、省電力化を厳密に必要最低限まで制御することが可能になり、局の消費電力を効率的に低減することが可能になる。
【００８０】
また、パッシブスキャン形態において、アクセスポイントはビーコンフレームの送信時のみ最大送信電力で通信を行うことにした。これにより、送信電力抑制状況ではエリア外となってしまう移動端末に対しても、アクセスポイントの存在を通知することができる。この結果、アクセスポイントは必要な追加移動端末も通信可能な送信電力に変更することができ、本来の通信範囲を維持することと消費電力の両立が可能になる。送信電力制御後、通信可能エリア外にある未対応移動端末に対してアクセスポイントは電力制御を行なわず、通信可能エリア内にある未対応移動端末のみ接続可能とすることで、可能な範囲で既存移動端末もサ−ビスを受けることが可能になる。
【００８１】
また、フレームの送信の省電力化については、本実施の形態と異なり、ＭＡＣ（Media Access Control address）レイヤの独自フレーム（管理、制御フレームやヌル（Null）フレーム）を交換するという手法も存在する。この手法では、交換できる情報量を多くすることができるが、意図的に独自フレームを交換する必要があるため、通信帯域を余分に消費することになる。これは共有バス形態をとる無線ネットワークでは他局の通信機会を抑制することになり伝送効率が低下してしまう要因となってしまう。更に、移動端末が多く通常のデータ通信も輻輳している場合には各局が独自フレームを送信し始めるので輻輳状況を更に悪化させてしまう。また、伝送路が無線の場合は一般に伝送品質が時間に伴い変化しやすいため、可能な限り直近の伝送品質を知ることが望まれるが、改めて独自フレームを交換すると実際の通常フレーム送信時までに時間が空くことになり望ましい情報を送れない。その他、端末から積極的に通信可能なアクセスポイントの検索を行わないパッシブスキャン形態で、アクセスポイントは一度送信電力を下げてしまうと、下げた送信電力が接続可能範囲になってしまい、本来接続可能な範囲（＝最大出力時の範囲）には追加可能であった移動端末が接続範囲外となってしまう。本実施の形態では、このような問題を発生させない。
【００８２】
なお、本実施の形態では−９０ｄＢｍを基準にして受信電力を０.５ｄＢｍ単位で整数で表わすことにした。この例のようにすると、表現できる最大電力は−５８.５ｄＢｍになる。本実施の形態で、規格の最高伝送速度に必要な最低受信電力は−６５ｄＢｍであるため、送信電力を可能な限り低くする用途にはこれで十分である。もちろん、各種の通信システムに対応させるためには、必要に応じて、図１１に示した受信電力フィールド１７４を構成するビット数を適宜増減するようにしてもよい。
【００８３】
また、本実施の形態ではＩＥＥＥ８０２.１１aによる無線ＬＡＮについて説明したが、一般の無線通信についても本発明を同様に適用することができることは当然である。
【００８４】
＜発明の変形可能性＞
【００８５】
図１５は、本発明の変形例における受信電力に対する伝送速度の経時変化を表わしたものである。一般に、図７に示すような通信システム１００で、アクセスポイント１０２あるいは第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mは送信電力を増加させることでフレームの伝送速度を向上させることができる。しかしながら、伝送路条件によっては送信電力を増加させても、対向局の受信電力が改善されない場合があり、このような場合には電力の増加の分だけ無駄に電力を消費する事態が発生する。
【００８６】
そこで、本発明の変形例では、送信電力を増加させても対向局の受信電力が改善されない場合に、当初目標とした伝送速度を低下させるようにして、電力消費の効率化を図っている。
【００８７】
図１５で縦軸は受信電力に対してアクセスポイントがフレームを送出した時の伝送速度の測定結果の一例を示している。また、横軸は時間の経過を表わしている。時刻ｔ0からフレームを送信したとし、送信当初の伝送速度は４８Ｍｂｐｓ（メガビット／秒）以下であったとする。５４Ｍｂｐｓの伝送速度を目標として伝送速度を増加させる場合を考える。また、説明を単純にするために、図７に示すアクセスポイント１０２が第１の移動端末１０３1とのみ通信を行う場合を考える。
【００８８】
時刻ｔ0から時刻ｔ2までの間は、アクセスポイント１０２（図７参照。）が送信電力を増加することで対向局としての第１の移動端末１０３1から報告される受信電力が順調に増加する。これは、第１の移動端末１０３1から送られてくるフレームの受信電力フィールド１７４（図１１参照）で確認することができる。ところが、時刻ｔ2以後も送信電力を増加させているにも係わらず、時刻ｔ2から時刻ｔ5までの間では、５４Ｍｂｐｓに必要な受信電力に満たない状況になっている。このままアクセスポイント１０２が送信電力を増加させても、伝送速度の改善が見込めず、不必要に送信電力が高くなってしまうおそれがある。
【００８９】
そこで本発明の変形例では、このように伝送速度の改善が見込めない状況になったことを検知して、目標とする伝送速度を下げるようにしている。これが、図１５における時刻ｔ5以降の制御である。この例の場合には、すでに到達した伝送速度として、アクセスポイント１０２は、目標とした５４Ｍｂｐｓの伝送速度よりも低い所定の伝送速度に目標値を再設定する。この例では、４８Ｍｂｐｓを超えることを目標値とする。このように目標値とする伝送速度を実現可能な値とすることで、時刻ｔ5以降の制御に見られるように送信側の装置の消費電力を下げることが可能になる。
【００９０】
ただし、図１５に示す例で時刻ｔ9以降に伝送路状況が再び変化して、送信電力を増加させると元の目標値である５４Ｍｂｐｓの伝送速度を得ることができるようになる場合もある。そこで、目標とする送信電力を一度低下させた後に、アクセスポイント１０２は、一定時間または回数周期が経過した時点で目標とする伝送速度の見直しを行うことにしている。
【００９１】
図１６は、この変形例におけるアクセスポイントによる送信電力の制御の様子を表わしたものである。図７および図８と共に説明する。アクセスポイント１０２の主制御部１１３は現在の送信電力で目標通信速度未満であるかをチェックする（ステップＳ３０１）。目標通信速度に到達していない場合には（Ｙ）、現在、通常の通信のために使用する電力が最高送信電力に設定されているかを判別する（ステップＳ３０２）。最高送信電力に設定されていない場合には（Ｙ）、送信電力を最高送信電力を最大値とする範囲内で所定量だけ増加させ（ステップＳ３０３）、処理をステップＳ３０１に戻す（リターン）。
【００９２】
一方、ステップＳ３０２の判定で送信電力が最高送信電力である場合には（Ｙ）、その状態が所定の時間ｔ1よりも長い時間継続しているかの判別が行われる（ステップＳ３０４）。まだ、この状態が時間ｔ1を経過していない場合には（Ｎ）、ステップＳ３０１に処理が戻る（リターン）。
【００９３】
最高送信電力を使用して時間ｔ1を経過しても継続的に目標速度に到達していない場合には（ステップＳ３０４：Ｙ）、受信電力の目標値を現在到達している通信速度を満足する、当初よりも低い目標値の所定の電力値（図１５の例の場合には４８Ｍｂｐｓ）に設定する（ステップＳ３０５）。そして、その電力値を満足する最低の送信電力でアクセスポイント１０２が送信を開始するように設定を変更する（ステップＳ３０６）。この送信電力の変更処理は、詳細を示していないが、アクセスポイント１０２は段階的に送信電力を引き下げて、通信速度が安定的に確保される最も高い送信電力値に変更することになる。
【００９４】
ただし、ステップＳ３０６で設定した送信電力値での通信速度は不十分であり、通信状況が変化すれば通信速度を向上させた方がよい。そこで、最低送信電力に設定するのは時間ｔ2以内としている（ステップＳ３０７：Ｎ）。そして、ステップＳ３０６の状態で時間ｔ2が経過したら（ステップＳ３０７：Ｙ）、ステップＳ３０１の処理に戻る（リターン）。この後は、先に説明したように最高送信電力で当初の目標の通信速度に到達できるかの試みが行われることになる。
【００９５】
一方、ステップＳ３０１で当初の目標の通信速度に到達しているとされた場合には（Ｎ）、送信電力をその通信速度を満足する範囲内に設定する制御が行われる（ステップＳ３０８）。具体的には、送信電力が最高送信電力以内であっても、その通信速度を満足する最低に近い電力の設定が行われることになる。
【００９６】
なお、ここではアクセスポイント１０２による送信電力の制御について説明したが、これに限るものではない。たとえば、第１〜第Ｍの移動端末１０３1〜１０３Mがアクセスポイント１０２から通知される受信電力を基にしてアクセスポイント１０２にフレームを送信するときにも同様の制御を行うことができる。また、アクセスポイント１０２が複数の移動端末１０３と通信を行う場合の制御についても本発明を同様に適用することができる。この場合、アクセスポイント１０２は、通信中の複数の移動端末１０３の受信電力を監視して、これに応じて最大送信電力を制御すればよい。
【符号の説明】
【００９７】
１０、３１  親局側通信装置
１１、３１ａ  親局側フレーム送信手段
１２、３１ｂ  親局側フレーム受信手段
１３、３１ｃ  親局側受信電力抽出手段
１４、３１ｄ  親局側送信電力制御手段
２０、３２  子局側通信装置
２１、３２ａ  子局側フレーム受信手段
２２、３２ｂ  受信電力計測手段
２３、３２ｃ  受信電力組み込み手段
２４、３２ｄ  子局側フレーム送信手段
２５、３２ｅ  子局側受信電力抽出手段
２６、３２ｆ  子局側送信電力制御手段
３０  通信システム
４０  通信方法
４１  親局側フレーム送信ステップ
４２  子局側受信電力計測ステップ
４３  子局側フレーム送信ステップ
４４  親局側受信電力計測ステップ
４５  親局側送信電力制御ステップ
５０  親局側通信プログラム
５１  親局側フレーム送信処理
５２  親局側フレーム受信処理
５３  親局側受信電力抽出処理
５４  親局側送信電力制御処理
６０  子局側通信プログラム
６１  子局側フレーム受信処理
６２  受信電力計測処理
６３  受信電力組み込み処理
６４  子局側フレーム送信処理
６５  子局側受信電力抽出処理
６６  子局側送信電力制御処理
１００  通信システム
１０１  上位ネットワーク
１０２  アクセスポイント
１０３  移動端末（Station）
１１１、１３１  ＣＰＵ
１１２、１３２  メモリ
１１３、１３３  主制御部
１１６、１３６  無線ＬＡＮ制御部
１１７、１３７  受信電力計測部
１１８、１３８  送信電力制御部
１１９  ビーコンフレーム送信部
１２０、１４０  フレーム解析部
１２１、１４１  送信電力・報告受信電力決定部
１２２、１４２  受信電力・伝送速度対応テーブル
１６０  認証フレーム
１６１  ＰＬＣＰヘッダ
１７４  受信電力フィールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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