(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチホップ無線ネットワークによるシステムにて、このシステムを構成する特定の無線通信装置に双方向からのデータが集中してボトルネックとなり、円滑なデータパケットの中継が妨げられることを防止することができる無線通信方法、無線通信システム及び無線通信装置を提供する。【解決手段】ノード１からのデータパケットＡをノード２が中継してノード３へ送信し、ノード３からのデータパケットＢをノード２が中継してノード１へ送信する場合において、ノード２はデータパケットＡ及びＢを多重化したデータパケットＸを生成し、ノード１及び３へデータパケットＸを同時に送信する。ノード１は、送信済のデータパケットＡを記憶しており、受信したデータパケットＸからデータパケットＡを取り除くことでデータパケットＢを取得することができる。同様にして、ノード３はデータパケットＡを取得することができる。【選択図】図１
2008211472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線によりデータパケットの送受信を行う複数の無線通信装置を備える無線通信システムに含まれる一の無線通信装置にて、送信元の無線通信装置から送信先の無線通信装置へデータパケットを中継する無線通信方法において、
他の無線通信装置から受信したデータパケットを記憶し、
異なる無線通信装置へ中継すべきデータパケットを複数記憶した場合に、複数の前記データパケットを多重化した一の送信データパケットを生成し、
生成した前記送信データパケットを前記無線通信装置へ送信すること
を特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
送信したデータパケットを記憶しておき、
他の無線通信装置から多重化されたデータパケットを受信した場合に、記憶しておいた送信済みのデータパケットを基に、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出すること
を特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
記憶した２つのデジタルのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化した一の送信データパケットを生成し、
多重化されたデータパケット及び記憶しておいた送信済みのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化されたデータパケットから一のデータパケットを抽出すること
を特徴とする請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項４】
２つの無線通信装置へ中継すべきデータパケットを２つのアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成し、
受信したデータパケットに係るアナログ信号から、記憶しておいた送信済みのデータパケットを変調したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出すること
を特徴とする請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項５】
データパケットを中継すべき異なる２つの無線通信装置との間で通信速度が２倍以上に異なる場合に、
通信速度が速い一方の無線通信装置への複数のデータパケットをアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した複数のアナログ信号を順に繋ぎ合わせて１つのアナログ信号に合成すると共に、他方の無線通信装置への１つのデータパケットを１つのアナログ信号に変調し、２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成すること
を特徴とする請求項４に記載の無線通信方法。
【請求項６】
データパケットの送受信に伴う雑音特性を推定し、
記憶しておいた送信済みのデータパケットをアナログ信号に変調し、変調したアナログ信号を推定した雑音特性に応じて調整し、受信したデータパケットに係るアナログ信号から調整したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出すること
を特徴とする請求項４又は請求項５に記載の無線通信方法。
【請求項７】
無線によりデータパケットの送受信を行う無線通信装置を複数備え、送信元の無線通信装置から送信先の無線通信装置へその他の無線通信装置がデータパケットを中継する無線通信システムにおいて、
前記無線通信装置は、
他の無線通信装置から受信した中継すべきデータパケットを記憶する中継データ記憶手段と、
異なる無線通信装置へ中継すべきデータパケットが前記中継データ記憶手段に複数記憶されている場合に、複数の前記データパケットを多重化した一の送信データパケットを生成する生成手段と
を有し、
前記生成手段が生成した送信データパケットを、一の無線通信装置が複数の他の無線通信装置へ送信するようにしてあること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
前記無線通信装置は、
他の無線通信装置へ送信したデータパケットを記憶する送信済データ記憶手段と、
他の無線通信装置から多重化されたデータパケットを受信した場合に、前記送信済データ記憶手段に記憶した送信済みのデータパケットを基に、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出する抽出手段と
を有すること
を特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記無線通信装置は、
前記生成手段が、前記中継データ記憶手段に記憶された２つのデジタルのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあり、
前記抽出手段は、多重化されたデータパケット及び前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化されたデータパケットから一のデータパケットを抽出するようにしてあること
を特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記無線通信装置は、
前記生成手段が、２つの無線通信装置へ中継すべきデータパケットを２つのアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあり、
前記抽出手段は、受信したデータパケットに係るアナログ信号から、前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットを変調したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出するようにしてあること
を特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
データパケットを中継すべき異なる２つの無線通信装置との間で通信速度が２倍以上に異なる場合に、
前記無線通信装置は、
前記生成手段が、通信速度が速い一方の無線通信装置への複数のデータパケットをアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した複数のアナログ信号を順に繋ぎ合わせて１つのアナログ信号に合成すると共に、他方の無線通信装置への１つのデータパケットを１つのアナログ信号に変調し、２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあること
を特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記無線通信装置は、
データパケットの送受信に伴う雑音特性を推定する推定手段を有し、
前記抽出手段は、前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットを変調し、変調したアナログ信号を前記推定手段が推定した雑音特性に応じて調整し、受信したデータパケットに係るアナログ信号から調整したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出するようにしてあること
を特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
他の装置との間で無線によりデータパケットの送受信を行い、送信元の他の装置から送信先の他の装置へデータパケットを中継する無線通信装置において、
他の装置から受信した中継すべきデータパケットを記憶する中継データ記憶手段と、
異なる他の装置へ中継すべきデータパケットが前記中継データ記憶手段に複数記憶されている場合に、複数の前記データパケットを多重化した一の送信データパケットを生成する生成手段と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項１４】
他の装置へ送信したデータパケットを記憶する送信済データ記憶手段と、
他の装置から多重化されたデータパケットを受信した場合に、前記送信済データ記憶手段に記憶した送信済みのデータパケットを基に、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出する抽出手段と
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
前記抽出手段は、多重化されたデータパケット及び前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化されたデータパケットから一のデータパケットを抽出するようにしてあること
を特徴とする請求項１４に記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記生成手段は、前記中継データ記憶手段に記憶された２つのデジタルのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあること
を特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【請求項１７】
前記抽出手段は、受信したデータパケットに係るアナログ信号から、前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットを変調したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出するようにしてあること
を特徴とする請求項１４に記載の無線通信装置。
【請求項１８】
前記生成手段は、２つの他の装置へ中継すべきデータパケットを２つのアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあること
を特徴とする請求項１３、請求項１４又は請求項１７のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【請求項１９】
データパケットを中継すべき異なる２つの他の装置との間で通信速度が２倍以上に異なる場合に、
前記生成手段は、通信速度が速い一方の無線通信装置への複数のデータパケットをアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した複数のアナログ信号を順に繋ぎ合わせて１つのアナログ信号に合成すると共に、他方の無線通信装置への１つのデータパケットを１つのアナログ信号に変調し、２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあること
を特徴とする請求項１８に記載の無線通信装置。
【請求項２０】
データパケットの送受信に伴う雑音特性を推定する推定手段を備え、
前記抽出手段は、前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットを変調し、変調したアナログ信号を前記推定手段が推定した雑音特性に応じて調整し、受信したデータパケットに係るアナログ信号から調整したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出するようにしてあること
を特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データパケットの送信元の無線通信装置から送信先の無線通信装置へ一又は複数の他の無線通信装置を介してデータパケットを送信することができる無線通信方法、この方法を利用する無線通信システム及び無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話網及び無線ＬＡＮ（Local Area Network）等のように、無線通信によりデータパケットの送受信を行うシステムが普及している。無線通信によるネットワークの構築形態として、送信元の装置から送信先の装置へ直接的にデータパケットの送受信を行う形態（所謂、シングルホップ無線ネットワーク）がある。しかし、近年では無線ネットワーク中に多種、多様、多目的な装置が多数含まれるため、シングルホップ無線ネットワークを用いるには限界があった。このため、送信元の装置から送信先の装置へ一又は複数の中継装置を介してデータパケットの送受信を行うネットワーク形態（所謂、マルチホップ無線ネットワーク）がその利便性から注目されている。シングルホップ無線ネットワークと比較して、マルチホップ無線ネットワークでは、多数の中継装置を配置することによって無線通信を可能とする範囲を拡大することができ、多数の装置を配置する場合の柔軟性を向上することができるなどの多くの利点を有している。
【０００３】
図１１は、マルチホップ無線ネットワークによる無線通信システムの一構成例を示す模式図であり、（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ構成例を示してある。図において１０１〜１１６は無線により通信を行う機能を有する無線通信装置であり、以下では各無線通信装置をそれぞれノードと呼称する。各ノード１０１〜１１６は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）又はプリンタ等の通信機能以外の機能を兼ね備える装置であってもよく、無線ＬＡＮのアクセスポイントのように通信機能のみを備える装置であってもよい。図１１（ａ）に例示する無線通信システムは６つのノード１０１〜１０６により構成されており、無線の送受信可能な範囲内でノード間通信を行うことができる（図中では、通信可能なノードを矢印で示してある）。ここで、ノード１０１からノード１０６へデータパケットの送信を行う場合、ノード１０６はノード１０１が直接的に無線の送受信可能な範囲内に存在しないため、例えばノード１０２及びノード１０４がデータパケットを中継することによりノード１０１からノード１０６へデータパケットの送信を行うことができる。また、ノード１０２及びノード１０５を介してデータパケットの送信を行うこともでき、ノード１０３及びノード１０４を介してデータパケットの送信を行うこともでき、また、ノード１０３及びノード１０５を介してデータパケットの送信を行うこともできる。
【０００４】
図１１（ｂ）に例示する無線通信システムは、１０のノード１０７〜１１６により構成されているが、ノードの配置に偏りがある場合である。ここで、ノード１０７からノード１１６へデータの送信を行う場合、複数の他のノード１０８〜１１５がデータパケットを中継することによってデータパケットの送信を行うことは可能である。しかし、データパケットがどのような経路で中継された場合であっても、４つのノード１１０〜１１３を介してデータパケットを送信する必要がある。このため、４つのノード１０７〜１１０によるノード群から４つのノード１１３〜１１６によるノード群へのデータパケットの送信、及びこの反対方向へのデータパケットの送信が頻発する場合には、ノード１１０〜１１３にて双方向のデータの中継を行う必要が生じ、ノード１１０〜１１３にデータパケットが集中してボトルネックとなり、システム全体での円滑なデータパケットの通信が妨げられる虞がある。
【０００５】
図１２は、マルチホップ無線ネットワークによる無線通信システムの問題点を説明するための模式図である。図１２（ａ）には無線通信システムの一構成例を示してあり、無線通信システムが３つのノード１〜３を備える構成である。本例では、ノード１及びノード３は直接的に無線通信を行うことができず、ノード２を介してデータパケットの送受信を行うようにしてある。この構成は、図１１（ｂ）において、例えば３つのノード１１１〜１１３のみに着目したものである。また、図１２（ｂ）には３つのノード１〜３にて行われた通信例を示すタイミングチャートが示してあり、（ｃ）にはこの通信例にてノード２内のバッファに蓄積されるデータパケットの変化を示すタイミングチャートが示してある。
【０００６】
本例の無線通信システムは、ノード１からのデータパケットをノード２が中継してノード３に送信すると共に、ノード３からのデータパケットをノード２が中継してノード１へ送信する構成である。なお、本例の無線通信システムはＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）の手順（非特許文献１参照）に従って送受信を行うようにしてあり、各ノード１〜３が送信権を獲得する機会は均等であるとする。図１２（ｂ）に示すように、各ノード１〜３はそれぞれ３回のデータパケットの送信を行っており、ノード１及びノード３は共にノード２へデータパケットを送信するが、ノード２はノード１又はノード３の何れか一方にしか一度にデータパケットの送信を行うことができないため、ノード２のバッファ内に送信しなければならないデータパケットが徐々に蓄積されていく。ノード２はデータパケットの中継を受信順に行う場合が多く、バッファに蓄積されるデータパケットの量が増すほど、通信の遅延が増大するという問題がある。また、ノード２のバッファがあふれた場合には、ノード１及びノード３がデータパケットの送信を行うことができない状況が発生するという問題がある。
【非特許文献１】ANSI/IEEE Std 802.11  1999 Edition(R2003)  Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、家庭内ＬＡＮをマルチホップ無線ネットワークとして構築する場合、家屋の１階及び２階の間で図１１（ｂ）のように通信経路が限られる構成となる可能性がある。例えば、社内ＬＡＮをマルチホップ無線ネットワークとして構築する場合、１つの部署内では図１１（ａ）のように多数の通信経路が存在しても、部署間の通信経路は図１１（ｂ）のように限られる構成となる可能性がある。このように、図１１（ｂ）に示す無線通信システムの構成は実使用上において十分にあり得る構成である。よって、特定のノードに双方向のデータパケットが集中し、このノードがボトルネックとなって円滑な通信を妨げる問題を解決する方法が求められている。
【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、無線通信システムに含まれる一の無線通信装置にて、他の無線通信装置からのデータパケットを受信してバッファなどに記憶し、異なる無線通信装置へ中継すべきデータパケットを複数記憶した場合には、この複数のデータパケットを多重化して一の送信データパケットを生成し、中継すべき複数の無線通信装置へ送信する構成とすることにより、一度の通信で複数の無線通信装置にデータパケットを送信して中継を行うことができる無線通信方法、並びにこの方法を用いる無線通信システム及び無線通信装置を提供することにある。
【０００９】
また本発明の他の目的とするところは、他の無線通信装置へ送信したデータパケットをバッファなどに記憶しておき、他の無線通信装置から多重化されたデータパケットを受信した場合には、記憶しておいた送信済みのデータパケットを基に多重化されたデータパケットから一のデータパケットを抽出する構成とすることにより、中継の際に多重化されて送信されたデータパケットから自らが必要とするデータパケットを抽出することができる無線通信方法、並びにこの方法を用いる無線通信システム及び無線通信装置を提供することにある。
【００１０】
また本発明の他の目的とするところは、２つのデータパケットの排他的論理和を算出することで多重化を行うと共に、多重化されたデータパケット及び送信済みのデータパケットの排他的論理和を算出することでデータパケットの抽出を行う構成とすることにより、データパケットの多重化及び抽出を簡単且つ確実に行うことができる無線通信方法、並びにこの方法を用いる無線通信システム及び無線通信装置を提供することにある。
【００１１】
また本発明の他の目的とするところは、２つの無線通信装置へ中継すべきデータパケットを２つのアナログ信号に変調し、２つのアナログ信号を加算することで多重化を行うと共に、送信済みのデータパケットをアナログ信号に変調し、受信したデータパケットに係るアナログ信号から送信済みのデータパケットに係るアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調してデータパケットの抽出を行う構成とすることにより、データパケットの多重化及び抽出を確実に行うことができる無線通信方法、並びにこの方法を用いる無線通信システム及び無線通信装置を提供することにある。
【００１２】
また本発明の他の目的とするところは、データパケットを中継する異なる２つの無線通信装置との間で通信速度が２倍以上に異なる場合には、通信速度が速い一方の無線通信装置へ送信すべき複数のデータパケットをそれぞれ変調し、順に繋ぎ合わせて１つのアナログ信号に合成すると共に、他方の無線通信装置へ送信すべき１つのデータパケットを１つのアナログ信号に変調し、２つのアナログ信号を加算して多重化する構成とすることにより、装置間の通信速度に応じてより多数のデータパケットを多重化して同時的に送信することができる無線通信方法、並びにこの方法を用いる無線通信システム及び無線通信装置を提供することにある。
【００１３】
また本発明の他の目的とするところは、データパケットの送受信に伴う雑音特性を推定し、送信済のデータパケットをアナログ信号に変調する際には、推定した雑音特性に応じてアナログ信号の調整を行うことにより、多重化されたデータパケットから必要なデータパケットをより確実に抽出することができる無線通信方法、並びにこの方法を用いる無線通信システム及び無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１発明に係る無線通信方法は、無線によりデータパケットの送受信を行う複数の無線通信装置を備える無線通信システムに含まれる一の無線通信装置にて、送信元の無線通信装置から送信先の無線通信装置へデータパケットを中継する無線通信方法において、他の無線通信装置から受信したデータパケットを記憶し、異なる無線通信装置へ中継すべきデータパケットを複数記憶した場合に、複数の前記データパケットを多重化した一の送信データパケットを生成し、生成した前記送信データパケットを前記無線通信装置へ送信することを特徴とする。
【００１５】
また、第２発明に係る無線通信方法は、送信したデータパケットを記憶しておき、他の無線通信装置から多重化されたデータパケットを受信した場合に、記憶しておいた送信済みのデータパケットを基に、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出することを特徴とする。
【００１６】
また、第３発明に係る無線通信方法は、記憶した２つのデジタルのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化した一の送信データパケットを生成し、多重化されたデータパケット及び記憶しておいた送信済みのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化されたデータパケットから一のデータパケットを抽出することを特徴とする。
【００１７】
また、第４発明に係る無線通信方法は、２つの無線通信装置へ中継すべきデータパケットを２つのアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成し、受信したデータパケットに係るアナログ信号から、記憶しておいた送信済みのデータパケットを変調したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出することを特徴とする。
【００１８】
また、第５発明に係る無線通信方法は、データパケットを中継すべき異なる２つの無線通信装置との間で通信速度が２倍以上に異なる場合に、通信速度が速い一方の無線通信装置への複数のデータパケットをアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した複数のアナログ信号を順に繋ぎ合わせて１つのアナログ信号に合成すると共に、他方の無線通信装置への１つのデータパケットを１つのアナログ信号に変調し、２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成することを特徴とする。
【００１９】
また、第６発明に係る無線通信方法は、データパケットの送受信に伴う雑音特性を推定し、記憶しておいた送信済みのデータパケットをアナログ信号に変調し、変調したアナログ信号を推定した雑音特性に応じて調整し、受信したデータパケットに係るアナログ信号から調整したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出することを特徴とする。
【００２０】
また、第７発明に係る無線通信システムは、無線によりデータパケットの送受信を行う無線通信装置を複数備え、送信元の無線通信装置から送信先の無線通信装置へその他の無線通信装置がデータパケットを中継する無線通信システムにおいて、前記無線通信装置は、他の無線通信装置から受信した中継すべきデータパケットを記憶する中継データ記憶手段と、異なる無線通信装置へ中継すべきデータパケットが前記中継データ記憶手段に複数記憶されている場合に、複数の前記データパケットを多重化した一の送信データパケットを生成する生成手段とを有し、前記生成手段が生成した送信データパケットを、一の無線通信装置が複数の他の無線通信装置へ送信するようにしてあることを特徴とする。
【００２１】
また、第８発明に係る無線通信システムは、前記無線通信装置が、他の無線通信装置へ送信したデータパケットを記憶する送信済データ記憶手段と、他の無線通信装置から多重化されたデータパケットを受信した場合に、前記送信済データ記憶手段に記憶した送信済みのデータパケットを基に、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出する抽出手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
また、第９発明に係る無線通信システムは、前記無線通信装置が、前記生成手段が、前記中継データ記憶手段に記憶された２つのデジタルのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあり、前記抽出手段は、多重化されたデータパケット及び前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化されたデータパケットから一のデータパケットを抽出するようにしてあることを特徴とする。
【００２３】
また、第１０発明に係る無線通信システムは、前記無線通信装置が、前記生成手段が、２つの無線通信装置へ中継すべきデータパケットを２つのアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあり、前記抽出手段は、受信したデータパケットに係るアナログ信号から、前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットを変調したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出するようにしてあることを特徴とする。
【００２４】
また、第１１発明に係る無線通信システムは、データパケットを中継すべき異なる２つの無線通信装置との間で通信速度が２倍以上に異なる場合に、前記無線通信装置は、前記生成手段が、通信速度が速い一方の無線通信装置への複数のデータパケットをアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した複数のアナログ信号を順に繋ぎ合わせて１つのアナログ信号に合成すると共に、他方の無線通信装置への１つのデータパケットを１つのアナログ信号に変調し、２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあることを特徴とする。
【００２５】
また、第１２発明に係る無線通信システムは、前記無線通信装置が、データパケットの送受信に伴う雑音特性を推定する推定手段を有し、前記抽出手段は、前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットを変調し、変調したアナログ信号を前記推定手段が推定した雑音特性に応じて調整し、受信したデータパケットに係るアナログ信号から調整したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出するようにしてあることを特徴とする。
【００２６】
また、第１３発明に係る無線通信装置は、他の装置との間で無線によりデータパケットの送受信を行い、送信元の他の装置から送信先の他の装置へデータパケットを中継する無線通信装置において、他の装置から受信した中継すべきデータパケットを記憶する中継データ記憶手段と、異なる他の装置へ中継すべきデータパケットが前記中継データ記憶手段に複数記憶されている場合に、複数の前記データパケットを多重化した一の送信データパケットを生成する生成手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
また、第１４発明に係る無線通信装置は、他の装置へ送信したデータパケットを記憶する送信済データ記憶手段と、他の装置から多重化されたデータパケットを受信した場合に、前記送信済データ記憶手段に記憶した送信済みのデータパケットを基に、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出する抽出手段とを備えることを特徴とする。
【００２８】
また、第１５発明に係る無線通信装置は、前記抽出手段が、多重化されたデータパケット及び前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化されたデータパケットから一のデータパケットを抽出するようにしてあることを特徴とする。
【００２９】
また、第１６発明に係る無線通信装置は、前記生成手段が、前記中継データ記憶手段に記憶された２つのデジタルのデータパケットの排他的論理和を算出して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあることを特徴とする。
【００３０】
また、第１７発明に係る無線通信装置は、前記抽出手段が、受信したデータパケットに係るアナログ信号から、前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットを変調したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出するようにしてあることを特徴とする。
【００３１】
また、第１８発明に係る無線通信装置は、前記生成手段が、２つの他の装置へ中継すべきデータパケットを２つのアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあることを特徴とする。
【００３２】
また、第１９発明に係る無線通信装置は、データパケットを中継すべき異なる２つの他の装置との間で通信速度が２倍以上に異なる場合に、前記生成手段は、通信速度が速い一方の無線通信装置への複数のデータパケットをアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した複数のアナログ信号を順に繋ぎ合わせて１つのアナログ信号に合成すると共に、他方の無線通信装置への１つのデータパケットを１つのアナログ信号に変調し、２つのアナログ信号を加算して、多重化した一の送信データパケットを生成するようにしてあることを特徴とする。
【００３３】
また、第２０発明に係る無線通信装置は、データパケットの送受信に伴う雑音特性を推定する推定手段を備え、前記抽出手段は、前記送信済データ記憶手段に記憶された送信済みのデータパケットを変調し、変調したアナログ信号を前記推定手段が推定した雑音特性に応じて調整し、受信したデータパケットに係るアナログ信号から調整したアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調して、多重化されたデータパケットから一又は複数のデータパケットを抽出するようにしてあることを特徴とする。
【００３４】
本発明においては、複数の無線通信装置を備えて、データパケットの送信元の無線通信装置から送信先の無線通信装置へ一又は複数の無線通信装置がデータパケットを中継するマルチホップ無線ネットワークの構成による無線通信システムを構築する。データパケットの中継を行う無線通信装置では、他の無線通信装置からのデータパケットを受信してバッファなどに記憶し、異なる無線通信装置へ中継すべきデータパケットを複数記憶した場合には、この複数のデータパケットを多重化して一の送信データパケットを生成する。この多重化したデータパケットを無線により送信した場合、無線を受信可能な範囲に存在する複数の無線通信装置が多重化されたデータパケットを受信することができ、受信した各無線通信装置にて多重化されたデータパケットから自らが必要とするデータパケットを抽出して取得することができる。即ち、送信権を獲得した無線通信装置が同時に複数の無線通信装置へデータパケットを送信することができ、双方向のデータパケットが集中する無線通信装置であっても、中継するデータパケットを双方向へ同時に送信できる。
【００３５】
また、本発明においては、データパケットの中継を行う無線通信装置がデータパケットを多重化して送信する場合には、これを受信した無線通信装置にて多重化されたデータパケットから必要なデータパケットを抽出する処理を行う必要がある。そこで、自らが既に送信したデータパケットをバッファなどに記憶しておく。多重化されたデータパケットに含まれる送信済みのデータパケットは不必要なデータパケットであり、それ以外のデータパケットは必要なデータパケットであるため、送信済みのデータパケットを基に多重化されたデータパケットから必要とするデータパケットを抽出することができる。例えば、受信したデータパケットから送信済みのデータパケットを取り除く処理を行えばよい。また、バッファなどに記憶した送信済みのデータパケットは、一定時間の経過後に消去するなどすればよい。
【００３６】
また、本発明においては、バッファなどに記憶した２つのデータパケットの排他的論理和を算出することで多重化を行う。これにより、小規模な組み合わせ回路のみで多重化を行うことができる。また、多重化されたデータパケットを受信した場合には、バッファなどに記憶しておいた送信済みのデータパケットと多重化されたデータパケットとの排他的論理和を算出することにより、他の無線通信装置により中継された自装置宛のデータパケットを抽出することができる。これにより、データパケットの抽出についても小規模な組み合わせ回路のみで簡単に行うことができる。また、多重化及び抽出に必要な排他的論理和を算出する組み合わせ回路を兼ねることも可能である。
【００３７】
また、本発明においては、２つの無線通信装置へ中継すべきデータパケットをそれぞれ２つのアナログ信号に変調し、この２つのアナログ信号を加算することでデータパケットの多重化を行う。また、多重化されたデータパケットを受信した場合には、バッファなどに記憶しておいた送信済みのデータパケットをアナログ信号に変調し、受信したデータパケットに係るアナログ信号から送信済みのデータパケットに係るアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調してデータパケットの抽出を行う。このように、データパケットの多重化及び抽出をアナログ信号を基に行うことも可能である。
【００３８】
また、本発明においては、データパケットを多重化して送信することによって、２つの無線通信装置へデータパケットを同時に中継することができるが、各無線通信装置との間で通信できる通信速度が異なる場合、遅い方の通信速度に合わせて多重化したデータパケットを送信する必要がある。このため、一方が高速通信を行うことができる場合であっても、通信性能を最大限に活用することができず、本発明の効果が低減される虞がある。そこで、通信速度が速い一方の無線通信装置へ送信する複数のデータパケットをそれぞれアナログ信号に変調し、変調した複数のアナログ信号を順に繋ぎ合わせて合成することによって１つのアナログ信号を取得する。このアナログ信号と、通信速度が遅い他方の無線通信装置へ送信する１つのデータパケットを変調して取得したアナログ信号とを加算することによって、データパケットの多重化を行う。これにより、通信速度が高速な無線通信装置では、一度の通信で複数のデータパケットを取得することができる。
【００３９】
また、本発明においては、データパケットの多重化をアナログ信号を基に行う場合に、通信に伴う雑音の影響が懸念される。そこで、通信に伴う雑音特性を推定して、多重化されたデータパケットから所望のデータパケットの抽出を行う際に、推定した雑音特性に応じて送信済みのデータパケットをアナログ信号に変調し、このアナログ信号を多重化されたデータパケットに係るアナログ信号から減算することによって所望のデータパケットを抽出する。これにより、雑音の影響を低減することが可能となる。なお、雑音特性の推定は、例えばデータパケットの送受信に先立って無線通信装置間で簡単な通信を行うことにより行うことができる。
【発明の効果】
【００４０】
第１発明、第７発明及び第１３発明による場合は、マルチホップ無線ネットワークの構成による無線通信システムの一の無線通信装置にて、他の無線通信装置からのデータパケットを受信してバッファなどに記憶し、異なる無線通信装置へ中継すべきデータパケットを複数記憶した場合には、この複数のデータパケットを多重化して一の送信データパケットを生成し、中継すべき複数の無線通信装置へ送信する構成とすることにより、送信権を獲得した無線通信装置が同時に複数の無線通信装置へデータパケットを送信することができ、双方向のデータパケットが集中する無線通信装置であっても、中継するデータパケットを双方向へ同時に送信できるため、特定の無線通信装置にデータパケットが集中してボトルネックとなることがなく、無線通信を円滑に行うことができる。よって、無線通信システムの通信速度の低下が発生することを抑制して高速通信を安定して行うことができ、通信品質を向上することができる。
【００４１】
また、第２発明、第８発明及び第１４発明による場合は、他の無線通信装置へ送信したデータパケットをバッファなどに記憶しておき、他の無線通信装置から多重化されたデータパケットを受信した場合には、記憶しておいた送信済みのデータパケットを基に多重化されたデータパケットから一のデータパケットを抽出する構成とすることにより、多重化されて送信されたデータパケットを受信して自らの必要とするデータを抽出することができるため、データパケットの多重化による複数の無線通信装置への同時中継を確実に実現することができ、無線通信の円滑化を確実に実現することができる。
【００４２】
また、第３発明、第９発明、第１５発明及び第１６発明による場合は、２つのデータパケットの排他的論理和を算出することで多重化を行うと共に、多重化されたデータパケット及び送信済みのデータパケットの排他的論理和を算出することでデータパケットの抽出を行う構成とすることにより、データパケットの多重化及び抽出を小規模な組み合わせ回路のみで簡単且つ確実に行うことができるため、無線通信装置のハードウェア規模の増大を抑制できる。よって、本発明を適用した無線通信システム及び無線通信装置を低価格で提供することができる。
【００４３】
また、第４発明、第１０発明、第１７発明及び第１８発明による場合は、２つの無線通信装置へ中継すべきデータパケットを２つのアナログ信号にそれぞれ変調し、変調した２つのアナログ信号を加算することでデータパケットの多重化を行うと共に、バッファなどに記憶しておいた送信済みのデータパケットをアナログ信号に変調し、受信したデータパケットに係るアナログ信号から送信済みのデータパケットに係るアナログ信号を減算し、減算により得られたアナログ信号を復調してデータパケットの抽出を行う構成とすることにより、データパケットの多重化及び抽出を確実に行うことができるため、データパケットの多重化による複数の無線通信装置への同時中継を確実に実現することができる。
【００４４】
また、第５発明、第１１発明及び第１９発明による場合は、通信速度が２倍以上に異なる場合には、通信速度が速い一方の無線通信装置へ送信すべき複数のデータパケットをそれぞれ変調し、順に繋ぎ合わせて１つのアナログ信号に合成すると共に、他方の無線通信装置へ送信すべき１つのデータパケットを１つのアナログ信号に変調し、２つのアナログ信号を加算して多重化する構成とすることにより、高速通信可能な無線通信装置へは一度により多くのデータパケットを多重化して送信できるため、無線通信の更なる円滑化及び高速化を実現できる。
【００４５】
また、第６発明、第１２発明及び第２０発明による場合は、データパケットの送受信に伴う雑音特性を推定し、送信済のデータパケットをアナログ信号に変調する際には、推定した雑音特性に応じてアナログ信号の調整を行うことにより、アナログ信号による多重化を行った場合に、受信側の無線通信装置にて雑音の影響を低減してデータパケットの抽出をより確実に行うことができるため、無線通信の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信方法を説明するための模式図であり、無線通信システムの一構成例及び通信例を示してある。図において１〜３は無線により通信を行う機能を有する無線通信装置であり、以下では各無線通信装置をそれぞれノードと呼称する。各ノード１〜３は、ＰＣ又はプリンタ等の通信機能以外の機能を兼ね備える装置であってもよく、無線ＬＡＮのアクセスポイントのように通信機能のみを備える装置であってもよい。なお、図１においては説明を簡単化するために３つのノード１〜３のみを図示してあるが、この構成は最小の構成であり、３つ以上のノードを備える無線通信システムであれば本発明の構成を適用することができる。また、本実施の形態に係る無線通信システムでは、各ノード１〜３がＣＳＭＡ／ＣＡの手順に従って通信を行うものとするが、通信方式をこれに限定するものではなく、その他の通信方式を採用する場合であっても本発明を適用することができる。
【００４７】
図示の無線通信システムでは、ノード１はノード２と無線通信が可能であり、ノード２はノード１及びノード３と無線通信が可能であり、ノード３はノード２と無線通信が可能である。即ち、ノード１とノード３とは直接的に無線通信を行うことができない構成であり、ノード１からノード３へのデータパケットの送信及びノード３からノード１へのデータパケットの送信をノード２が中継を行うことで実現している。各ノード１〜３は、データ本体にヘッダ及び誤り訂正用のＦＣＳ（Frame Check Sequence）等を付加したデータパケットを送受信するようにしてあり、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式で無線通信を行っている。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式は、送信する無線信号の衝突が発生しないように各ノード１〜３が通信状況を常に監視する方式であり、各ノード１〜３は、他のノード１〜３が一定時間以上データパケットの送信を行っていないことを確認した後に、データパケットの送信を行うようにしてある。データパケットの送信を正しく完了することができたか否かの判断は、送信先からのＡＣＫ信号の有無により行う。各ノード１〜３は平等に送信権を獲得することができる。
【００４８】
例えば、以下の手順（１）、（２）が行われた場合、
（１）ノード２がノード１から送信されたデータパケットＡを受信した。
（２）ノード２がノード３から送信されたデータパケットＢを受信した。
本発明に係る無線通信システムでは、以下の手順（３）〜（５）の処理を各ノード１〜３が適宜に行うことで、データを中継するようにしてある。
（３）ノード２はデータパケットＡ及びデータパケットＢを多重化してデータパケットＸを生成し、データパケットＸをノード１及びノード３へ同時に送信する。
（４）ノード１はデータパケットＸを受信し、データパケットＸからデータパケットＡを減算することによりデータパケットＢを抽出して取得する。
（５）ノード３はデータパケットＸを受信し、データパケットＸからデータパケットＢを減算することによりデータパケットＡを抽出して取得する。
なお、手順（４）の処理を行うために、ノード１ではデータパケットＡを送信した後、送信済みのデータパケットＡをバッファなどに一定期間記憶しておく必要がある。同様に、手順（５）の処理を行うために、ノード３ではデータパケットＢを送信した後、送信済みのデータパケットＢをバッファなどに一定期間記憶しておく必要がある。
【００４９】
このように、手順（１）〜（５）の処理を行うことによって、各ノード１〜３がデータパケットの送信を行った回数は１回ずつであるが、ノード１からのデータパケットＡをノード３は取得することができ、ノード３からのデータパケットＢをノード１は取得することができる。これは、ノード１及びノード３がノード２の電波範囲内に設置されている場合、ノード２が送信したデータパケットをノード１及びノード３は共に受信することが可能であるという無線通信の特徴を利用したものである。なお、手順（１）にてノード１からノード２へ送信されたデータパケットＡが多重化されたものである可能性もあるが、この場合にはノード２が上記の手順（４）又は手順（５）と同じ方法でノード２宛のデータパケットを抽出すればよい。手順（２）にてノード３からノード２へ送信されたデータパケットＢが多重化されている場合についても同様である。
【００５０】
次に、上記の手順（３）にてデータパケットＡ及びデータパケットＢを多重化してデータパケットＸを生成する方法、及び手順（４）又は手順（５）にてデータパケットＸからデータパケットＡ又はデータパケットＢを抽出する方法について説明する。データパケットＡ及びデータパケットＢは、データ長がｎのビット系列であり、以下の（式１）及び（式２）で表される。なお、以下の式においては、データパケットＡを「ＰａｃｋｅｔA 」と表記し、データパケットＢを「ＰａｃｋｅｔB 」と表記し、データパケットＸを「ＰａｃｋｅｔX 」と表記する。「ｎ」はデータパケットのデータ長であり、データパケットＡ、Ｂ及びＸのデータ長は同じであるものとする。また、「ａi 」、「ｂi 」及び「ｘi 」は、データパケットＡ、Ｂ及びＸの各ビットであり、”０”又は”１”の値を有し、「ｉ」は１からｎまでの自然数（ｉ＝１、２、…、ｎ）である。
【００５１】
【数１】
2008211472.tif 000003
【００５２】
このとき、データパケットＡ及びデータパケットＢを多重化したデータパケットＸは、以下の（式３）に示すように、データパケットＡ及びデータパケットＢの排他的論理和を算出することによって生成できる。
【００５３】
【数２】
2008211472.tif 000004
【００５４】
ノード２が（式３）により生成したデータパケットＸを無線にて送信することにより、ノード１及びノード３はそれぞれデータパケットＸを受信することができる。ノード１は、手順（１）にてノード２へ送信したデータパケットＡを記憶しており、以下の（式４）に示すように、データパケットＡ及びデータパケットＸの排他的論理和を算出することによって、データパケットＢを抽出することができる。ノード３についても同様であるため式は省略するが、記憶しておいた送信済みのデータパケットＢ及び受信したデータパケットＸの排他的論理和を算出することによって、データパケットＡを抽出することができる。
【００５５】
【数３】
2008211472.tif 000005
【００５６】
例えば、データ長が４ビットであり、ＰａｃｋｅｔA ＝”１０１０”であり、ＰａｃｋｅｔB ＝”１１００”であるものとする。この場合、ＰａｃｋｅｔX は”１０１０”及び”１１００”の排他的論理和であるため、ＰａｃｋｅｔX ＝”０１１０”となり、ノード２は”０１１０”をノード１及びノード３へ無線送信する。ノード１は、ＰａｃｋｅｔA を送信した後にこれを記憶しており、ＰａｃｋｅｔX を受信した場合にはＰａｃｋｅｔA 及びＰａｃｋｅｔX の排他的論理和、即ち”１０１０”及び”０１１０”の排他的論理和”１１００”を算出することができる。ここで得られる”１１００”はＰａｃｋｅｔB の値に等しい。同様に、ノード２は、ＰａｃｋｅｔB を送信した後にこれを記憶しており、ＰａｃｋｅｔX を受信した場合にはＰａｃｋｅｔB 及びＰａｃｋｅｔX の排他的論理和、即ち”１１００”及び”０１１０”の排他的論理和”１０１０”を算出することができる。ここで得られる”１０１０”はＰａｃｋｅｔA の値に等しい。
【００５７】
このように、各ノード１〜３は、データパケットの多重化及び抽出を、２つのデータパケットの排他的論理和を算出するのみで簡単に行うことができる。排他的論理和の算出をハードウェアで行う場合、簡単な組み合わせ回路のみで行うことが可能であり、無線通信装置（ノード１〜３）のハードウェア規模の増大を最小限に抑えることができ、無線通信装置のコストを増大させることはない。
【００５８】
図２は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図であり、無線通信に関するブロックのみを抜き出して図示してある。また、図２には無線通信装置としてノード２の構成を図示するが、ノード１及びノード３についても同じ構成である。ノード２をなす無線通信装置は、送信バッファ２１、多重化部２２、変調部２３、アンテナ２４、復調部２５、抽出部２６、受信バッファ２７及び送信済バッファ２８等を備えている。
【００５９】
送信バッファ２１は、ノード１又はノード３等の他の無線通信装置に送信すべきデータパケットを記憶するものであり、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等のメモリ素子によって構成することができる。ノード２が送信権を獲得した際にデータパケットが送信バッファ２１から読み出されるが、送信バッファ２１にノード１からノード３へのデータパケットとノード３からノード１へのデータパケットとが記憶されている場合には、この２つのデータパケットが読み出されて多重化部２２に与えられるようにしてある。なお、送信バッファ２１にノード１からノード３へのデータパケット及びノード３からノード１へのデータパケットの両方が記憶されていない場合には、送信バッファ２１から１つのデータパケットが読み出されて多重化部２２に与えられる。
【００６０】
また、送信バッファ２１から読み出されて多重化部２２に与えられたデータパケットは、送信済バッファ２８に与えられて一時的に記憶されるようにしてある。送信済バッファ２８は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等のメモリ素子で構成され、予め定められた所定期間のみ与えられたデータパケットを記憶するようにしてある。送信済バッファ２８に記憶されたデータパケットは、必要に応じて抽出部２６が読み出すことができるようにしてある。
【００６１】
多重化部２２は、送信バッファ２１から読み出された２つのデータパケットを与えられた場合、上述の（式３）により排他的論理和を算出してデータパケットの多重化を行い、多重化したデータパケットを変調部２３へ与えるようにしてある。なお、多重化部２２は、送信バッファ２１から１つのデータパケットのみ与えられた場合には、多重化を行わずに変調部２３へ与える。変調部２３は、多重化部２２から与えられたデータパケットをアナログ信号に変換して増幅し、アンテナ２４により無線信号としてノード１又は３等の他の無線通信装置へ送信するようにしてある。
【００６２】
また、他の無線通信装置から送信された無線信号は、アンテナ２４にて受信されて復調部２５へ与えられる。復調部２５は受信されたアナログの無線信号をデジタルのデータパケットに変換して抽出部２６へ与えるようにしてある。抽出部２６は、まず、他の無線通信装置から送信されたデータパケットが多重化されたものであるか否かを調べる。次いで、データパケットが多重化されている場合には、送信済バッファ２８から送信済のデータパケットを読み出して、上述の（式４）に基づき、受信したデータパケットと読み出した送信済のデータパケットとの排他的論理和を算出することにより、データパケットの抽出を行うようにしてある。抽出部２６は、抽出したデータパケットを受信バッファ２７に記憶させるようにしてある。また、データパケットが多重化されていない場合には、抽出部２６はデータパケットの抽出を行うことなく、受信したデータパケットを受信バッファ２７に記憶させるようにしてある。
【００６３】
受信バッファ２７は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等で構成され、抽出部２６から与えられたデータパケットを記憶するものである。受信バッファ２７に記憶されたデータパケットが自ノード宛に送信されたものである場合には、ノード２内のＣＰＵなどがこれを読み出して処理を行うようにしてある。受信バッファ２７に記憶されたデータパケットが自ノード宛に送信されたものでない場合には、このデータパケットを他の無線通信装置へ送信して中継する必要があるため、送信バッファ２１へこのデータパケットを与えて送信を待機するようにしてある。なお、図２においては送信バッファ２１、受信バッファ２７及び送信済バッファ２８をそれぞれ個別に無線通信装置が備える構成を図示してあるが、これに限るものではなく、１つのメモリ素子がこれらの機能を兼ねる構成とすることも可能である。
【００６４】
図３は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムにて用いられるデータパケット形式の一例を示す模式図である。なお、図３に示すデータパケットの構成は一例であってこれに限るものではない。データパケットは、図３（ａ）に示すように、ＭＡＣ（Media Access Control Address）ヘッダ、ＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit）及びＦＣＳで構成されている。ＭＡＣヘッダは無線通信を行うために必要な識別情報（例えば、送信先の機器のＭＡＣアドレスなど）が収められたものであり、ＭＳＤＵはデータの本体をなすものであり、ＦＣＳは送信先にて誤り訂正を行うための情報が収められたものである。多重化されていないデータパケットについては、ＭＳＤＵにデータが格納され、ＭＡＣヘッダに１つの送信先のノード１〜３に係る識別情報が格納されて送信される。
【００６５】
多重化されたデータパケットでは、ＭＳＤＵが更に細分される。図３（ｂ）に示すように、第１のデータパケット（ＰａｃｋｅｔA ）用のＭＡＣヘッダ、第２のデータパケット（ＰａｃｋｅｔB ）用のＭＡＣヘッダ、第１のデータパケット及び第２のデータパケットを多重化したＭＳＤＵ、第１のデータパケット用のＦＣＳ、第２のデータパケット用のＦＣＳの５つが図３（ａ）のＭＳＤＵ内に含まれている。即ち、上述の（式３）により多重化されるのはデータパケット中のＭＳＤＵ部分のみであり、その他のＭＡＣヘッダ及びＦＣＳについては多重化を行わずにそれぞれデータパケット内に埋め込むようにしてある。多重化した２つのデータパケットが有するＭＡＣヘッダ及びＦＣＳは、多重化部２２にて１つのデータパケット内に埋め込まれた後に送信される。
【００６６】
また、多重化されたデータパケットが与えられた抽出部２６は、図３（ｂ）に示す第１のデータパケット又は第２のデータパケット用のＭＡＣヘッダを調べることにより送信済バッファ２８から読み出すべきデータパケットを決定することができる。抽出部２６は、送信バッファ２８から送信済のデータパケットを読み出して、受信したデータパケットの図３（ｂ）のＭＳＤＵについてのみ上述の（式４）による抽出を行うことによって、自ノード宛のデータパケットを取得することができる。
【００６７】
図４は、本発明に係る無線通信システムの詳細な通信手順を説明するための模式図であり、送信権を獲得したノード２が多重化したデータパケットを送信する場合について、送信を開始してから終了するまでをタイミングチャートにより図示してある。まず、ノード２は、データパケットを送信するノード１又はノード３の何れか一方（図４においてはノード１とするがノード３であってもよい）にＲＴＳ（Request to Send）を送信する。ノード１は、受信したＲＴＳから受信ＳＮＲ（Signal-to-Noise power Ratio、Ｓ／Ｎ比）を推定し、推定したＳＮＲについてＢＥＲ（Bit Error Rate、ビット誤り率）≦１０-5を満足する通信速度αを決定する。その後、ノード１はＣＴＳ（Clear to Send）によりノード２へ通信速度αを通知する。
【００６８】
次いで、ノード２は、ノード１が決定した通信速度αをＲＴＳによりノード３へ通知する。ノード３は、ノード１と同様にして通信速度βを決定し、ノード２から通知された通信速度αと決定した通信速度βとを比較して遅いほうの通信速度をγとし、ＣＴＳによりノード２へ通信速度γを通知する。通信速度γをノード３から通知されたノード２はノード１へＲＴＳを再度送信して通信速度γを通知し、ＲＴＳを受信したノード１はノード２へＣＴＳを送信する。これらのＲＴＳ及びＣＴＳの送受信により、各ノード１〜３は通信速度γによりデータパケットの通信を行うことが可能となる。
【００６９】
ＲＴＳ及びＣＴＳの送受信により通信速度γを決定した後、ノード２は多重化されたデータパケットの送信を開始する。このとき、ノード２は複数のデータパケットをノード１及びノード３へ所定の時間間隔で連続的に送信することも可能である。データパケットの送信を完了した後、ノード２は、Ｂｌｏｃｋ  ＡＣＫ方式によるデータパケットの受信確認を行う。Ｂｌｏｃｋ  ＡＣＫ方式とは、データパケットが誤りなく受信されたか否かを確認するために、送信元のノード（ノード２）から送信先のノード（ノード１又はノード３）へＢｌｏｃｋ  ＡＣＫ  Ｒｅｑｕｅｓｔを送信し、これを受信した送信先のノードがＢｌｏｃｋ  ＡＣＫを返信する方式である。ノード２は、まず、ノード１（ノード３が先であってもよい）にＢｌｏｃｋ  ＡＣＫ  Ｒｅｑｕｅｓｔを送信して、ノード１からのＢｌｏｃｋ  ＡＣＫの受信を確認し、次いで、ノード３にＢｌｏｃｋ  ＡＣＫ  Ｒｅｑｕｅｓｔを送信して、ノード３からのＢｌｏｃｋ  ＡＣＫの受信を確認した後に、通信を終了する。
【００７０】
なお、多重化されていないデータパケットを送信する場合、例えばノード２がノード１へのみデータパケットを送信する場合には、ノード２とノード１との間でＲＴＳ及びＣＴＳの送受信を一度行った後にデータパケットを送信し、データパケットの送信終了後にＢｌｏｃｋ  ＡＣＫ方式による受信確認を一度行うものとする。
【００７１】
図５は、本発明に係る無線通信システムの効果を説明するための模式図であり、（ａ）に無線通信システムの一構成例を示し、（ｂ）に通信例のタイミングチャートを示し、（ｃ）にノード２の送信バッファ２１に蓄積されるデータの変化についてのタイミングチャートを示してある。なお、従来の無線通信システムとの比較を容易にするために、各ノード１〜３の送信権の獲得回数及び送信順序等を、図１２に示した通信例と同じにしてある。
【００７２】
まず、ノード２は、ノード１からのデータパケットＡを受信し、ノード３からのデータパケットＢを受信した後に送信権を獲得し、送信バッファ２１に記憶されているデータパケットＡ及びＢを多重化してデータパケットＸを生成し、ノード１及びノード３へデータパケットＸを送信する。次いで、ノード２は、ノード３からのデータパケットＣを受信した後に送信権を獲得するが、送信バッファ２１にはデータパケットＣのみが記憶されているため、これを多重化することなくノード１へ送信する。次いで、ノード２は、ノード１からのデータパケットＤを受信し、ノード３からのデータパケットＥを受信し、ノード１からのデータパケットＦを受信した後に送信権を獲得し、送信バッファ２１に記憶されているデータパケットＤ及びＥを多重化してデータパケットＹを生成し、ノード１及びノード３へデータパケットＹを送信する。
【００７３】
図５に示す本発明の場合も、図１２に示す従来の場合も、各ノード１〜３はデータパケットの送信を３回ずつ行っている。しかし、図５に示す本発明の場合には、データパケットＡ〜Ｅの送受信を完了することができ、ノード２の送信バッファ２１にはデータパケットＦが送信を待機するのみであるが、図１２に示す従来の場合には、データパケットＡ〜Ｃの送受信までを完了し、ノード２のバッファにはデータパケットＤ〜Ｆが送信を待機している。この通信例の比較により、本発明を適用した無線通信システムでは、ノード２が少ない送信回数で多くのデータパケットを中継することができるため、無線通信を効率よく行うことができることが分かる。
【００７４】
図６は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの特性評価結果を示す模式図であり、シミュレーションにより通信特性を評価した結果を図示してある。また、図６（ａ）にはスループット特性を示すグラフが図示してあり、（ｂ）には遅延特性を示すグラフが図示してあり、（ｃ）にはシミュレーションを行った無線通信システムの構成を模式的に図示してあり、（ｄ）には（ａ）及び（ｂ）に示すグラフ中の特性点について説明してある。図６（ａ）に示すように、特性評価を行った無線通信システムは５つの無線通信装置（ノード１〜５）により構成され、ノード１にて生起したデータパケットをノード２、３、４を中継してノード５へ送信すると共に、ノード５にて生起したデータパケットをノード４、３、２を中継してノード１へ送信する。データパケットの生起はノード１及び５のみで行われ、ノード２、３及び４はデータパケットの中継のみを行うものとする。また、無線通信による伝搬損失ＰａｔｈＬｏｓｓ［ｄＢ］は以下の（式５）を用いて算出する。
【００７５】
【数４】
2008211472.tif 000006
【００７６】
（式５）において、”ｆ”は中心周波数［ＭＨｚ］であり、”ｄ”はノード間距離［ｍ］である。なお、シミュレーションはｄ＝５０ｍとしている。また、物理層の通信規約としてＩＥＥＥ８０２．１１ｇの規約を用い、各ノードの送信電力を１０［ｄＢｍ］とし、伝送路モデルにＦｌａｔ  Ｒａｙｌｅｉｇｈ  Ｆａｄｉｎｇを用い、ドップラー周波数を２［Ｈｚ］とし、各ノードが連続して送信することができるデータパケット数は３つとしてある。シミュレーションにおいては、ノード１及びノード５が生成して送信するデータパケットの量（オファーロード）が等しい場合について特性評価を行い、ノード１及びノード５のオファーロードを変化させた場合のスループット及び平均遅延時間について評価結果を図６（ａ）及び（ｂ）に示してある。
【００７７】
スループット特性について着目したとき、従来の無線通信システムの場合には（グラフ中の●及び■参照）、ノード１及びノード５のオファーロードが２Ｍｂｐｓ〜３Ｍｂｐｓを超えた後、スループットがオファーロードの増大と共に悪化している。これに対して、本発明の無線通信システムの場合（グラフ中の○及び□参照）、ノード１及びノード５のオファーロードが３Ｍｂｐｓ〜４Ｍｂｐｓを超えるまでスループットは上昇し続け、これを越えた後、スループット特性は若干悪化するものの、略一定の特性を保つことができる。
【００７８】
遅延特性について着目したとき、従来の無線通信システム及び本発明の無線通信システムの両場合について、ノード１及びノード５のオファーロードが約２Ｍｂｐｓに以下では遅延特性に大きな差異は見られない。しかし、ノード１及びノード５のオファーロードが約２Ｍｂｐｓを越えた後、従来の無線通信システムでは遅延特性が急速に悪化するのに対して、本発明の無線通信システムでは遅延特性の悪化が緩やかである。
【００７９】
図７は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの他の特性評価結果を示す模式図であり、（ａ）にはスループット特性を示すグラフが図示してあり、（ｂ）には遅延特性を示すグラフが図示してある。図７における特性評価の条件は図６の場合とほぼ同じであるが、ノード１のオファーロードを２．４Ｍｂｐｓに固定し、ノード５のオファーロードのみを変化させてシミュレーションを行ってある。
【００８０】
ノード５からノード１への通信に係るスループット特性に着目したとき、従来の無線通信システムの場合には（グラフ中の■参照）、ノード５のオファーロードが２Ｍｂｐｓ〜３Ｍｂｐｓを超えた後、スループットがオファーロードの増加と共に増加することなく停滞している。これに対して、本発明の無線通信システムの場合（グラフ中の□参照）、ノード５のオファーロードが４Ｍｂｐｓを超えるまで、スループットがオファーロードの増加と共に増加している。
【００８１】
また、ノード１からノード５への通信に係るスループット特性に着目したとき、従来の無線通信システムの場合には（グラフ中の●参照）、ノード５からノード１への通信に係るスループットが停滞することに伴って、スループット特性が徐々に悪化している。これに対して、本発明の無線通信システムの場合（グラフ中の○参照）、ノード５からノード１への通信の影響を受けることなく、スループットは一定の特性を保つことができる。
【００８２】
ノード５からノード１への通信に係る遅延特性に着目したとき、従来の無線通信システムの場合（グラフ中の■参照）と比較して本発明の無線通信システムは、図６の場合と同様に、遅延特性が改善されている（グラフ中の□参照）。また、ノード１からノード５への通信に係る遅延特性に着目したとき、従来の無線通信システムの場合（グラフ中の●参照）、ノード１からノード５への通信に係る遅延特性は、ノード５からノード１への通信に係る遅延特性と同じであり、ノード５のオファーロードの増加に伴って悪化している。これに対して、本発明の無線通信システムのとき（グラフ中の○参照）、ノード５のオファーロードが約４Ｍｂｐｓ以下の場合には、ノード１からノード５への通信に係る遅延特性は、ノード５からノード１への通信に係る遅延特性と略同じである。しかし、ノード５のオファーロードが約４Ｍｂｐｓを越えた後、ノード１からノード５への通信に係る遅延特性は悪化せず、一定の遅延時間を保つことができる。これは、本発明の無線通信システムでは、ノード５のオファーロードが増加して、ノード５からノード１へ大量のデータパケットが送信される場合であっても、ノード５からノード１へのデータパケットの送信に伴って、ノード１からノード５へのデータパケットの通信を同時に行うことができ、ノード１からノード５への通信経路が閉ざされることがないためである。
【００８３】
以上に示すように、本発明の無線通信システムは、データパケットの中継を行う無線通信装置（ノード）が２つのデータパケットを多重化して１つの送信用のデータパケットを生成し、２つの他の無線通信装置へ送信する構成とすることによって、一度の送信で２つの無線通信装置へのデータパケットを中継することができるため、無線通信のスループット特性及び遅延特性が改善し、良好な通信特性が得られる。２つのデータパケットの多重化は、排他的論理和を演算するのみでよいため、無線通信装置のコスト増加を最低限に抑制できる。
【００８４】
なお、本実施の形態においては、図２に示すように、無線通信システムを構成する各無線通信装置が、データパケットの多重化と、受信した多重化されたデータパケットからの自装置宛のデータパケットの抽出との両処理を行うことができる構成としたが、これに限るものではなく、無線通信装置が多重化又は抽出の何れか一方の処理のみを行うことができる構成であってもよい。例えば、他の無線通信装置へのデータパケットの中継を行わない場合には、無線通信装置は多重化を行う機能を備える必要はなく、抽出を行う機能のみを備えればよい。また、例えば、無線通信システム中に多重化を行う無線通信装置が１つのみ含まれている場合、当該無線通信装置は他の装置から多重化されたデータパケットを受信することはないため、抽出を行う機能を備える必要はなく、多重化を行う機能のみを備えればよい。もちろん、これらの場合であっても、無線通信装置が両機能を備えていてもよい。また、無線通信システムの構成は図１又は図６（ｃ）に示したものに限らず、多種多様な構成とすることができる。
【００８５】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る無線通信システムでは、データパケットの多重化を排他的論理和を算出することで行っていたが、実施の形態２に係る無線通信システムは、これとは異なる方法でデータパケットの多重化を行う構成である。図８は、通信速度が異なる無線通信システムの一構成例及び通信例を示す模式図である。図８に示す無線通信システムの構成は、図１に示した無線通信システムとほぼ同じであるが、通信速度についての条件を追加してある。ノード１及びノード２は６Ｍｂｐｓの通信速度で無線通信を行うことができ、ノード２及びノード３は２４Ｍｂｐｓの通信速度で無線通信を行うことができる。
【００８６】
図示のように、各ノード間の通信装置が異なるときであっても、ノード２が、ノード１からのデータパケットＡとノード３からのデータパケットＢとを多重化してデータパケットＸを生成し、ノード１及びノード３へ送信する場合には、ノード２は遅い方の通信速度６ＭｂｐｓでデータパケットＸを送信する必要がある。実施の形態１に係る無線通信システムでは、ノード２がデータパケットの多重化を行う際に、ノード１へのデータパケットとノード３へのデータパケットとを１つずつしか多重化できないため、一度の送信でノード１及びノード３へそれぞれ１つのデータパケットしか送信することができない。このため、ノード２及びノード３は２４Ｍｂｐｓで無線通信を行うことができるにもかかわらず、この通信特性を最大限に活用できず、通信速度の差が大きい場合には本発明の効果を低減させる虞がある。
【００８７】
そこで、実施の形態２に係る無線通信システムは、ノード間の通信速度に応じて１つのデータパケットに多数のデータパケットを多重化することにより、通信速度の差が大きい場合であっても効率よく無線通信を行うことができる構成である。このために、排他的論理和の算出によるデジタルデータの多重化ではなく、実施の形態２の無線通信システムは、データパケットを変調したアナログ信号を基にデータパケットの多重化を行う。以下にて、アナログ信号によるデータパケットの多重化を行う方法について説明する。
【００８８】
図９は、本発明の実施の形態２に係る無線通信方法を説明するための模式図であり、（ａ）に無線通信システムの一構成例及び通信例を示し、（ｂ）にデータパケットの一構成例を示してある。ノード２及びノード３は高速な通信速度ＲａｔｅHIGHで無線通信を行うことができ、ノード１及びノード２は低速な通信速度ＲａｔｅLOW で無線通信を行うことができるものとし、ＲａｔｅHIGHの通信速度を用いた場合のデータパケットの時間長をＴHIGHとし、ＲａｔｅLOW の通信速度を用いた場合のデータパケットの時間長をＴLOW とする。本実施の形態においては、ＴHIGH及びＴLOW は以下の（式６）を満たすものとするが、これは一例である。
３×ＴHIGH  ≦  ＴLOW   ＜  ４×ＴHIGH      …（式６）
【００８９】
（式６）を満たす場合、即ち、通信速度ＲａｔｅLOW によるデータパケットの時間長ＴLOW が、通信速度ＲａｔｅHIGHによるデータパケットの時間長ＴHIGHの３倍以上且つ４倍未満の場合には、通信速度ＲａｔｅHIGHによる３つのデータパケットを合成して、通信速度ＲａｔｅLOW による１つのデータパケットと多重化することができる（図６（ｂ）参照）。ここで、通信速度ＲａｔｅLOW により送信されるｍ番目のデータパケットを変調したアナログ信号をｓm LOW （ｔ）とし、通信速度ＲａｔｅHIGHにより送信されるｎ番目のデータパケットを変調したアナログ信号をｓn HIGH（ｔ）とする。また、多重化されたアナログ信号をＳMulti （ｔ）とすると、以下の（式７）〜（式９）が成立する。なお、（式７）においてｕ（ｔ）は単位ステップ関数である。
【００９０】
【数５】
2008211472.tif 000007
【００９１】
即ち、（式８）は、通信速度ＲａｔｅHIGHにより送信されるｎ番目、（ｎ＋１）番目、（ｎ＋２）番目の３つのデータパケットを変調した３つのアナログ信号ｓn HIGH（ｔ）、ｓn+1 HIGH（ｔ）、ｓn+2 HIGH（ｔ）を順に繋ぎ合わせて１つのアナログ信号ＳHIGH（ｔ）に合成する処理である。また、（式９）は、通信速度ＲａｔｅLOW により送信されるデータパケットを変調したアナログ信号ＳLOW （ｔ）に、３つのアナログ信号を合成したＳHIGH（ｔ）を加算することによって、多重化を行う処理である。ノード２は、（式７）〜（式９）により多重化を行い、多重化したアナログ信号をノード１及びノード３へ送信する。なお、図３の場合と同様であるが、多重化を行うのはデータパケットに含まれるデータの本体部分のみであり、ヘッダ部分及びＣＲＣ（Cyclic Redundancy Checking）部分については多重化を行わない。
【００９２】
ノード２から送信されたデータパケットを例えばノード１が受信した場合、受信信号ＲNode1 （ｔ）は以下の（式１０）で表される。なお、（式１０）においてｎNode1 （ｔ）は、ノード２からノード１への無線通信に伴う雑音である。
【００９３】
【数６】
2008211472.tif 000008
【００９４】
（式１０）に含まれるＳLOW （ｔ）は、ノード１からノード３へ送信されたデータパケットに係るアナログ信号であり、ノード１は送信済のデータパケットを記憶しておくことによって、データパケットを読み出して変調し、ＳLOW （ｔ）と同等のアナログ信号Ｓ’LOW （ｔ）を生成することができる。ここで、ノード１において、ノード２からノード１への通信に伴う受信ＳＮＲを推定することができる場合、以下の（式１１）が成立する。
【００９５】
【数７】
2008211472.tif 000009
【００９６】
よって、ノード１は、ＲNode1 （ｔ）からＳ’LOW （ｔ）を減算することによって、（式１２）に示すＲ’Node1 （ｔ）を取得することができる。
【００９７】
【数８】
2008211472.tif 000010
【００９８】
（式１２）におけるＲ’Node1 （ｔ）は、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise、加法性白色ガウス雑音）環境下において、通信速度ＲａｔｅHIGHでデータパケットを送信した場合に受信する信号と等価である。よって、ノード１においてＲNode1 （ｔ）の受信ＳＮＲを推定することができ、（式１１）を成立することができるときには、アナログ信号を基に多重化を行ったデータパケットを用いて無線通信を行う場合であっても、ＡＷＧＮ環境下での通信と同等の品質で多重化されたデータパケットから所望のデータパケットを抽出することができる。なお、多重化されたデータパケットをノード１が受信した場合について説明したが、多重化されたデータパケットをノード３が受信した場合についても同様であるため、詳細な説明は省略する。ノード３においても、受信ＳＮＲを推定して送信済のデータパケットからＳHIGH（ｔ）と同等のアナログ信号Ｓ’HIGH（ｔ）を生成し、受信したＲNode3 （ｔ）からＳ’HIGH（ｔ）を減算することにより、ＡＷＧＮ環境下において通信速度ＲａｔｅLOW でデータパケットを送信した場合に受信する信号と等価の信号を取得することができる。
【００９９】
なお、上述の（式１１）が成立するためには、受信ＳＮＲを推定する必要がある。受信ＳＮＲの推定技術は既存の技術であるため詳細な説明は省略するが、以下に簡単に説明する。受信ＳＮＲの推定は、例えば、既知のビット系列から生成されるＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying、二位相偏移変調）信号をＭ［ｓｙｍｂｏｌ］だけ用いて行うことができる。ｉ番目の受信信号ｒi は以下の（式１３）で表される。
【０１００】
【数９】
2008211472.tif 000011
【０１０１】
ここで、希望信号ｓ、雑音成分ｎi をそれぞれ（式１４）及び（式１５）とすると、受信信号ｒi の同相成分ｒi Ich 及び直交成分ｒi Qch は（式１６）で表される。
【０１０２】
【数１０】
2008211472.tif 000012
【０１０３】
受信信号ｒi を成分毎にＭで平均化した値をそれぞれｓ’Ich 及びｓ’Qch とすると、以下の（式１７）及び（式１８）が成立する。
【０１０４】
【数１１】
2008211472.tif 000013
【０１０５】
雑音を加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）と仮定した場合、平均化に用いるシンボル数Ｍを大きくすることにより、（式１７）及び（式１８）は、雑音に関する項が０に近づくため、ｓ’Ich がｓIch に近づくと共にｓ’Qch がｓQch に近づく。よって、希望信号電力Ｐは以下の（式１９）で表され、雑音電力Ｎは以下の（式２０）で表される。
【０１０６】
【数１２】
2008211472.tif 000014
【０１０７】
よって、（式１９）及び（式２０）より、受信ＳＮＲは以下の（式２１）で表すことができる。
【０１０８】
【数１３】
2008211472.tif 000015
【０１０９】
以上により、受信ＳＮＲの推定を行うことができる。なお、Ｍ＝４８として受信ＳＮＲを推定し、アナログ信号を基にしたデータパケットの多重化を行った場合に、ＡＷＧＮ環境下と同等のＢＥＲ（ビット誤り率）特性を得られることが確認されている。また、実施の形態２に係る無線通信システムについても、図４に示した通信手順で多重化したデータパケットの送受信を行うものとする。ノード１〜３は、データパケットの送受信に先立ってＲＴＳ及びＣＴＳの送受信を行うが、このときに受信ＳＮＲの推定を行うことができる。
【０１１０】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図であり、無線通信に関するブロックのみを抜き出して図示してある。また、図１０には無線通信装置としてノード２の構成を図示するが、ノード１及びノード３についても同じ構成である。ノード２をなす無線通信装置は、送信バッファ２２１、変調部２２２及び２２３、多重化部２２４、アンテナ２２５、抽出部２２６、復調部２２７、受信バッファ２２８、雑音推定部２２９、変調部２３０、並びに送信済バッファ２３１を備えている。
【０１１１】
送信バッファ２２１は、ノード１又はノード３等の他の無線通信装置に送信すべきデータパケットを記憶するものであり、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等のメモリ素子によって構成することができる。ノード２が送信権を獲得した際にデータパケットが送信バッファ２２１から読み出されるが、送信バッファ２２１にノード１からノード３へのデータパケットとノード３からノード１へのデータパケットとが記憶されている場合には、これらのデータパケットが読み出されて変調部２２２又は２２３へそれぞれ与えられるようにしてある。また、ノード１との通信速度及びノード３との通信速度が異なる場合には通信速度が速い方のノードへのデータパケットを同時的に複数送信することが可能であるため、この場合にはこのノードへのデータを送信バッファ２２１から複数読み出して変調部２２２又は２２３へ与えるようにしてある。なお、送信バッファ２２１にノード１からノード３へのデータパケット及びノード３からノード１へのデータパケットの両方が記憶されていない場合には、送信バッファ２２１から１つのデータパケットが読み出されて変調部２２２又は２２３に与えられる。
【０１１２】
また、送信バッファ２２１から読み出されて変調部２２２又は２２３に与えられたデータパケットは、送信済バッファ２３１に与えられて一時的に記憶されるようにしてある。送信済バッファ２３１は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等のメモリ素子で構成され、予め定められた所定期間のみ与えられたデータパケットを記憶するようにしてある。送信済バッファ２３１に記憶されたデータパケットは、必要に応じて変調部２３０が読み出すことができるようにしてある。
【０１１３】
変調部２２２及び２２３は、送信バッファ２２１から与えられたデータパケットをアナログ信号に変換して多重化部２２４へ与えるようにしてある。多重化部２２４は、変調部２２２及び２２３にて変調されたアナログ信号を、上述の（式７）〜（式９）により多重化し、アンテナ２２５により無線信号として他のノード１又は３へ送信するようにしてある。なお、多重化部２２４は、与えられたアナログ信号が１つのみの場合には、多重化を行わずに送信を行うようにしてある。
【０１１４】
雑音推定部２２９は、他のノード１又は３との間でＲＴＳ及びＣＴＳの送受信を行う際に、上述の（式２１）により受信ＳＮＲの推定を行って変調部２３０へその結果を通知するようにしてある。変調部２３０は、送信済バッファ２３１に記憶された送信済のデータパケットが与えられた場合にこれをアナログ信号に変調するが、この際に雑音推定部２２９から通知された推定結果に基づいて、アナログ信号の振幅などを調整するようにしてある。これは、上述の（式１１）に相当する。
【０１１５】
他の無線通信装置から送信された無線信号は、アンテナ２２５にて受信されて抽出部２２６へ与えられる。抽出部２２６は、まず、受信した無線信号に係るデータパケットが多重化されたものであるか否かを調べる。次いで、データパケットが多重化されている場合には、これに含まれる送信済のデータパケットを送信済バッファ２３１から読み出して変調部２３０にてアナログ信号に変換し、上述の（式１２）により自ノード宛のデータパケットに係るアナログ信号を抽出して復調部２２７へ与えるようにしてある。また、データパケットが多重化されていない場合には、抽出部２２６は抽出処理を行うことなく、受信したアナログ信号を復調部２２７へ与えるようにしてある。復調部２２７は、抽出部２２６から与えられたアナログ信号を復調してデジタルのデータパケットを取得し、このデータパケットを受信バッファ２２８に記憶するようにしてある。
【０１１６】
受信バッファ２２８は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等で構成され、復調部２２７から与えられたデータパケットを記憶するものである。受信バッファ２２８に記憶されたデータパケットが自ノード宛に送信されたものである場合には、ノード２内のＣＰＵなどがこれを読み出して処理を行うようにしてある。受信バッファ２２８に記憶されたデータパケットが自ノード宛に送信されたものでない場合には、このデータパケットを他の無線通信装置へ送信して中継する必要があるため、送信バッファ２２１へこのデータパケットを与えて送信を待機するようにしてある。なお、図１０においては送信バッファ２２１、受信バッファ２２８及び送信済バッファ２３１をそれぞれ個別に無線通信装置が備える構成を図示してあるが、これに限るものではなく、１つのメモリ素子がこれらの機能を兼ねる構成とすることも可能である。
【０１１７】
以上の構成の実施の形態２に係る無線通信システムにおいては、無線通信装置がデータパケットを多重化して他の２つの無線通信装置への中継を同時に行う場合、データパケットを変調したアナログ信号を基に多重化を行う構成とすることにより、装置間で無線通信可能な通信速度が異なる場合であっても、高速通信可能な無線通信装置への複数のデータパケットを合成して多重化することができる。よって、通信速度の差が大きい場合であっても、本発明の効果を低減させることなく、効率よくデータパケットを中継することができ、無線通信のスループット特性及び遅延特性等を改善することができる。また、送信済バッファ２３１のデータを復調する際に、雑音推定部２２９にて推定した雑音を考慮して復調を行う構成とすることによって、アナログ信号により多重化されたデータパケットからの所望のアナログ信号の抽出をより精度よく行うことができ、無線通信の信頼性を向上することができる。
【０１１８】
なお、本実施の形態においては、通信速度が（式６）を満たし、低速通信によるデータパケットの時間長が高速通信によるデータパケットの時間長の３倍以上且つ４倍未満である場合、即ち通信速度に３倍以上且つ４倍未満の差がある場合について説明したが、これに限るものではなく、少なくとも通信速度に２倍以上の差がある場合には、同ノード宛の２つ以上のデータパケットを合成して他ノード宛のデータパケットと多重化することができるため、十分に無線通信特性を改善することができる。また、無線通信に伴う雑音の推定を（式２１）により行う構成としたが、これに限るものではなく、他の方法で行う構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信方法を説明するための模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムにて用いられるデータパケット形式の一例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る無線通信システムの詳細な通信手順を説明するための模式図である。
【図５】本発明に係る無線通信システムの効果を説明するための模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの特性評価結果を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの他の特性評価結果を示す模式図である。
【図８】通信速度が異なる無線通信システムの一構成例及び通信例を示す模式図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る無線通信方法を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】マルチホップ無線ネットワークによる無線通信システムの一構成例を示す模式図である。
【図１２】マルチホップ無線ネットワークによる無線通信システムの問題点を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１〜５  ノード（無線通信装置）
２１  送信バッファ（中継データ記憶手段）
２２  多重化部（生成手段）
２３  変調部
２４  アンテナ部
２５  復調部
２６  抽出部（抽出手段）
２７  受信バッファ
２８  送信済バッファ（送信済データ記憶手段）
２２１  送信バッファ（中継データ記憶手段）
２２２、２２３  変調部（生成手段）
２２４  多重化部（生成手段）
２２５  アンテナ
２２６  抽出部（抽出手段）
２２７  復調部
２２８  受信バッファ
２２９  雑音推定部（推定手段）
２３０  変調部（抽出手段）
２３１  送信済バッファ（送信済データ記憶手段）
【図１】
2008211472.tif 000016
【図２】
2008211472.tif 000017
【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】
2008211472.tif 000022
【図８】
2008211472.tif 000023
【図９】
2008211472.tif 000024
【図１０】
2008211472.tif 000025
【図１１】
2008211472.tif 000026
【図１２】
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