(57)【要約】【課題】  フレーム受信中であることを推定し、フレーム受信期間だけバックオフ期間を延長することができる無線送信装置及び無線通信システムを提供する。【解決手段】本発明は、バックオフ期間中にフレーム受信を完了した場合、バックオフ期間を延長することを特徴とする無線通信装置において、フレーム受信中であると推定する根拠として、予め設定された１又は２以上の条件に適合した場合にフレーム受信中であることを推定するフレーム受信推定手段と、上記フレーム受信推定手段が、バックオフ期間中にフレーム受信中であることが推定できた場合、フレーム受信期間だけバックオフ期間を延ばすバックオフ期間延長手段とを備えることを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックオフ期間中にフレーム受信を完了した場合、バックオフ期間を延長する無線通信装置において、
フレーム受信中であると推定する根拠として、予め設定された１又は２以上の条件に適合した場合にフレーム受信中であることを推定するフレーム受信推定手段と、
上記フレーム受信推定手段が、バックオフ期間中にフレーム受信中であることが推定できた場合、フレーム受信期間だけバックオフ期間を延ばすバックオフ期間延長手段と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
到来電波の受信信号強度を取得する受信信号強度取得手段をさらに備え、
上記フレーム受信推定手段は、上記受信信号強度取得手段が取得した上記受信信号強度が予め設定された閾値を超えたことを一条件として、フレーム受信中であると推定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】
上記閾値がキャリア検知と判断する受信信号強度の閾値と同値であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
上記閾値がフレームを受信する最低受信信号強度と同値であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
上記フレーム受信推定手段は、連続してキャリア信号を受信していることを一条件として、フレーム受信中であると推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項６】
上記フレーム受信推定手段は、プリアンブル受信通知を一条件として、フレーム受信中であると推定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項７】
上記フレーム受信推定手段は、同期信号受信通知を一条件として、フレーム受信中であると推定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項８】
上記バックオフ期間延長手段は、バックオフ期間が予め設定した閾値以上になった場合、バックオフ期間の延長を中止することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項９】
複数の無線通信装置を備える無線通信システムにおいて、
上記無線通信システムの構成要素となる無線通信装置として、請求項１〜８のいずれかに記載の無線通信装置を適用したことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信装置及び無線通信システムに関し、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）を適用している無線通信システムに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＳＭＡ／ＣＡを用いる無線通信システムでは、フレーム送信の衝突の確率を低減するためにバックオフ制御を行っている。
【０００３】
バックオフとは、フレーム送信およびキャリアセンス（以下、「ＣＣＡ」とも呼ぶ）前にランダムな遅延を挿入することである。ここで言うキャリアセンスは、本来の意味に加えて、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）値が閾値以上であるかどうかを判定し、閾値以上である場合はキャリア検知としてフレーム送信を止めることも含まれる。
【０００４】
ＩＥＥＥ８０２．１５．４（非特許文献１）の規格に準拠するバックオフの方式においては、無線通信装置は、フレーム送信時にバックオフを実施後、ＣＣＡを実施し、フレーム送信を行う。ただし、キャリアを検知した場合、もう一度バックオフするので、フレーム送信までの時間が長くなる。
【０００５】
ＩＥＥＥ８０２．１１（非特許文献２）の規格に準拠するバックオフの方式においては、無線通信装置は、バックオフの時間中も常時ＣＣＡを実施し続ける。キャリアを検知した場合、キャリアを検出している時間分だけバックオフ期間を延ばす。非特許文献１に記載の技術に比べ、キャリアを検知した場合のペナルティは最小限で済む利点があるが、常にＣＣＡしておく必要があるので省電力制御はできない。
【０００６】
図１は、９２０ＭＨｚ帯特定小電力無線向けの国際通信規格「ＷｉＳＵＮ」  Ｐｒｏｆｉｌｅ  ｆｏｒ  ＥｃｈｏＮｅｔＬｉｔｅに準拠するバックオフの方式を説明した図である。このバックオフ方式は、非特許文献１に記載のバックオフ機能を拡張し、バックオフ期間にフレームを受信完了した場合のみ、そのフレームの受信にかかった時間分だけバックオフ時間を延ばすものである（以下、「ＷｉＳＵＮ拡張バックオフ方式」と呼ぶ）。この方式は、非特許文献２に記載のバックオフ方式に比べて、細かい雑音をキャリアとして認識することはないので、不必要にバックオフ時間が延びることが無いという利点がある（ペナルティが少ない）。
【０００７】
また、ＷｉＳＵＮ拡張バックオフ方式は、非特許文献１に記載のバックオフ方式へ非特許文献２に記載のバックオフ方式をそのまま適用する場合に比べても利点がある。非特許文献１に記載のバックオフ方式においては、フレーム受信のための最低ＲＳＳＩ値は、ＣＣＡでキャリアありと認識するＲＳＳＩ閾値に比べてＲＳＳＩ値が低い（フレーム受信の感度を上げるためである）。
【０００８】
よって、非特許文献２に記載のバックオフ方式をそのまま適用する（言い換えれば、バックオフ期間で利用するＣＣＡのキャリアセンス閾値がフレーム受信のための最低ＲＳＳＩ値より高いまま）と、ＷｉＳＵＮ拡張バックオフ方式に比べて他のノードがフレーム送信していることを認識できない可能性が高くなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．１５．４
【非特許文献２】ＩＥＥＥ８０２．１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＷｉＳＵＮ拡張バックオフ方式をそのまま実装しようとすると、機能を実現するコードが複雑になる。例えば、通常、無線通信装置は自分宛てのフレームしか受信しないが、ＷｉＳＵＮ仕様でバックオフ機能を実施する場合、バックオフ実施時だけ、全てのフレームを受信するように設定を変更する必要が生じる。さらに、バックオフ時にフレーム受信状態を監視するため、フレーム受信部とバックオフ・ＣＣＡ処理部を接続させる必要が生じるが、技術的に困難である。
【００１１】
また、フレーム受信中にバックオフ期間が終わると、次の処理であるＣＣＡにおいて、必ずキャリア検知してしまい再びバックオフすることになる。
【００１２】
しかし、無線通信装置においては、フレーム受信完了は、フレーム受信処理を元に検知が容易だが、フレーム受信中を検知することは、通常の無線通信装置にはその機能が実装されておらず、困難である。
【００１３】
そのため、バックオフ処理において、不要なキャリアセンス、再バックオフの処理を回避できる無線通信装置及び無線通信システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の本発明は、バックオフ期間中にフレーム受信を完了した場合、バックオフ期間を延長する無線通信装置において、（１）フレーム受信中であると推定する根拠として、予め設定された１又は２以上の条件に適合した場合にフレーム受信中であることを推定するフレーム受信推定手段と、（２）上記フレーム受信推定手段が、バックオフ期間中にフレーム受信中であることが推定できた場合、フレーム受信期間だけバックオフ期間を延ばすバックオフ期間延長手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第２の本発明は、複数の無線通信装置を備える無線通信システムにおいて、  上記無線通信システムの構成要素となる無線通信装置として、第１の本発明を適用したことを特徴とする無線通信システム。
【発明の効果】
【００１６】
無線通信装置が、フレーム受信完了だけではなく、フレーム受信中であることを推定し、フレーム受信期間だけバックオフ期間を延長することにより、不要なキャリアセンス、再バックオフの処理を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＷｉＳＵＮ拡張バックオフ方式を示す説明図である。
【図２】第１の実施形態の無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態のフレーム受信推定部とフレーム受信部の動作の相違を示す説明図である。
【図４】ＷｉＳＵＮで使用されるフレーム構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（Ａ）第１の実施形態
以下に、本発明による無線通信装置及び無線通信システムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００１９】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図２は、第１の実施形態の無線送信装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図２において、無線通信装置１００は、アプリケーション部１０１、フレーム受信部１０２、バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３、フレーム送信部１０４及びフレーム受信推定部１０５を有する。
【００２１】
アプリケーション部１０１は、フレーム受信部１０２とフレーム送信部１０４との間に接続され、両者を仲介する。アプリケーション部１０１は、アプリケーションの動作によって、フレーム受信部１０２やフレーム送信部１０４へ通信処理依頼を出すものである。また、アプリケーション部１０１は、フレーム受信部１０２からフレーム受信をした旨を通知された場合には、受信したフレームを取り出す処理を行う。
【００２２】
フレーム受信部１０２は、アプリケーション部１０１とフレーム受信推定部１０５に接続されている。フレーム受信部１０２は、フレーム受信完了及びフレーム受信にかかった期間をアプリケーション部１０１へ開示するものである。また、フレーム受信部１０２は、受信フレームをアプリケーション部１０１へ開示する。
【００２３】
バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３は、フレーム受信推定部１０５とフレーム送信部１０４との間に接続され、両者を仲介する。
【００２４】
バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３は、フレーム送信部１０４の通信処理依頼により、ＷｉＳＵＮ拡張バックオフ方式のバックオフ及びＣＣＡ制御を実施し、結果をフレーム送信部１０４へ通知するものである。また、バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３は、バックオフ処理中にフレーム受信推定部１０５からフレーム受信推定通知があると、その期間だけバックオフ処理の時間を延長するものである。
【００２５】
フレーム送信部１０４は、アプリケーション部１０１とバックオフ・ＣＣＡ処理部１０３に接続されている。フレーム送信部１０４は、アプリケーション部１０１からのフレーム送信依頼を受けた際に、バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３へその旨を通知し、バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３から送信開始可能である旨を通知された場合にフレーム送信を実施するものである。
【００２６】
フレーム受信推定部１０５は、バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３とフレーム受信部１０２の間に接続されており、現在フレームを受信していると推定できる場合にはその旨をバックオフ・ＣＣＡ処理部１０３へ通知するものである。
【００２７】
第１の実施形態の無線通信システムは、図示は省略するが、図１に示す構成を有する無線通信装置１００を少なくても１台と無線通信装置を複数台配置したものであり、図１に示す構成を有する無線通信装置１００と任意の無線通信装置間で無線通信を行うものである。
【００２８】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の無線通信装置１００の送信に関連する動作を説明する。
【００２９】
アプリケーション部１０１からフレーム送信部１０４ヘフレーム送信通知があった場合、フレーム送信部１０４は、その旨をバックオフ・ＣＣＡ処理部１０３へ通知する。
【００３０】
バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３は、バックオフ期間測定中にフレーム受信推定部１０５から現在フレーム受信をしていると推定していると通知されている期間、バックオフ時間を延長する。
【００３１】
図３は、フレーム受信推定部１０５とフレーム受信部１０２の動作の相違を示す説明図である。フレーム受信部１０２は受信完了しか通知できなかったが、フレーム受信推定部１０５は、現在フレーム受信をしていると推定していることを連続的に通知する。フレーム受信推定部１０５は、例えば、以下の場合にフレームを受信していると推定する。
【００３２】
フレーム受信推定部１０５は、ＲＳＳＩ値が予め設定した閾値より高い場合にはフレームを受信していると推定する。ここで、設定する閾値としては、例えば、ＣＣＡ処理でキャリア検知とするＲＳＳＩ値、フレームを受信する最低ＲＳＳＩ値等が存在する。フレーム受信推定部１０５は、フレーム受信部１０２がキャリア信号を受信した場合にはフレームを受信していると推定する。フレーム受信推定部１０５は、上記ＲＳＳＩ値が閾値より高いことに加え、フレーム受信部１０２から、例えば、プリアンブル検知通知又は同期信号発見通知があった場合にはフレームを受信していると推定する。図４は、ＷｉＳＵＮで使用されるフレーム構造を示すものである。ＷｉＳＵＮフレーム構造は、プリアンブル（ビット同期）、同期情報（バイト同期）、ヘッダ、ペイロード及びＦＣＳを有する。上記のプリアンブルとは、データ本体に先立って送信される、予め設定されたパターンのビット列である。また、同期信号とは送信側と受信側の無線通信装置の送受信タイミングを図る信号である。
【００３３】
バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３は、バックオフ処理及びＣＣＡ処理が完了し、フレーム送信を実施しても問題ないと判断した場合、その旨をフレーム送信部１０４へ通知する。
【００３４】
フレーム送信部１０４は、バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３からの通知を受け、フレーム送信を実施する。
【００３５】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
フレーム受信中であることを推定する機能を持つことにより、ＷｉＳＵＮ拡張バックオフ機能を容易に実現することができる。
【００３６】
さらに、無線通信装置が、フレーム受信完了だけではなく、フレーム受信中であることを推定し、フレーム受信期間だけバックオフ期間を延長することにより、不要なＣＣＡ、再バックオフの処理を回避できる。
【００３７】
（Ｂ）他の実施形態
第１の実施形態に加えて、さらに、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【００３８】
（Ｂ−１）バックオフ・ＣＣＡ処理部１０３は、フレーム受信推定部１０５があまりに長期間（例えば、予め設定しておいた値の期間以上）連続してフレーム受信中と推定し、バックオフ期間が十分長くなった場合には、バックオフ期間を延長することを中断しても良い。バックオフ期間が長くなりすぎることを防止することができる。
【００３９】
（Ｂ−２）本発明による無線通信装置及び無線通信システムは、ＷｉＳＵＮ拡張バックオフ方式に限らず、同様なバックオフ方式を採用する無線通信装置及び無線通信システムにおいても適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１００…無線通信装置、１０１…アプリケーション部、１０２…フレーム受信部、１０３…バックオフ・ＣＣＡ処理部、１０４…フレーム送信部、１０５…フレーム受信推定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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