(57)【要約】【課題】最適な通信速度に調整可能とする。【解決手段】制御回路８では、送信先の無線端末Ａから返信された応答パケットに含まれる信号強度データを取得し、その信号強度データに応じてパケット送信時の通信速度を調整する。したがって、通信相手に送信した無線信号の信号強度に応じて最適な通信速度に調整することが可能となる。しかも、信号強度データは応答パケットに含めて返送されるから、信号強度データの返送に伴うトラフィックの増加が抑制できるとともに通信速度をパケット毎にリアルタイムで調整することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々固有のアドレスが割り当てられた複数の無線端末からなり、送信元の無線端末は、無線信号を受信していないときに送信先の無線端末に割り当てられたアドレス宛に自己のアドレスを含んだパケットを無線信号で送信し、送信先の無線端末は、自己のアドレス宛のパケットを無線信号で受信したら、送信元のアドレス宛に無線信号で応答パケットを返信し、送信元の無線端末では、無線信号を送信してから所定時間が経過するまでに送信先の無線端末から無線信号で応答パケットを受信しなければパケットを再送信してなる無線通信システムにおいて、各無線端末は、パケット並びに応答パケットを無線信号で送信するとともに受信した無線信号からパケット及び応答パケットを取得する無線通信手段と、受信した無線信号の信号強度を計測する信号強度計測手段と、信号強度計測手段で計測した信号強度データを応答パケットに含めて無線信号で送信元の無線端末に返送する計測結果返送手段と、応答パケットに含まれた信号強度データに応じて無線通信手段における無線信号の通信速度を最適な値に調整する調整手段とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
調整手段は、応答パケットに含まれた信号強度データを記憶し、所定の期間内に信号強度データに変化が生じた場合に通信速度の調整を行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
調整手段は、応答パケットに含まれた信号強度データと、当該応答パケットを受信した無線信号の信号強度計測手段による信号強度データとのうちで値が小さい方の信号強度データに応じて通信速度の調整を行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
無線信号のノイズレベルを計測するノイズレベル計測手段を各無線端末に備え、計測結果返送手段は、ノイズレベル計測手段で計測したノイズレベルデータを信号強度データとともに応答パケットに含めて返送し、調整手段は、応答パケットに含まれた信号強度データとノイズレベルデータに応じて通信速度の調整を行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
応答パケットに含まれた信号強度データを当該応答パケットを返送した相手のアドレスに対応付けて記憶する記憶手段を各無線端末に備え、無線通信手段は、同一のパケットを複数の無線端末に同報するマルチキャスト通信を行う際に記憶手段に記憶されている信号強度データが略一致するアドレスを一つのグループとみなして当該グループ毎にマルチキャスト通信を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
他の無線端末に割り当てられたアドレス宛のパケットを中継する中継機能を有する前記無線通信手段と、送信先の無線端末から返信された応答パケットに含まれる信号強度データを自己の無線端末における信号強度データとともに応答パケットに含めて中継元の無線端末に返送する前記計測結果返送手段と、応答パケットに含まれた信号強度データをパケットを中継した各無線端末のアドレスに対応付けて記憶したデータベースと、信号強度データに応じて通信速度を調整する前記調整手段とを各無線端末に備え、送信元となる無線端末の無線通信手段は、送信先の無線端末へパケットを送信する際の中継経路を、データベースに記憶されている信号強度データの中継経路におけるトータル値に応じて選択することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項７】
中継先となる無線端末の計測結果返送手段は、自己の無線端末における信号強度データと送信先の無線端末から返信された応答パケットに含まれる信号強度データのうちで信号強度の値が最も小さい信号強度データのみを返送することを特徴とする請求項６記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線端末で構成される無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の無線端末で構成される無線通信システムとして、無線信号を利用したローカルエリアネットワーク、いわゆる無線ＬＡＮが急速に普及しつつある。このような無線通信システムにおいては、通信状態に応じて最適な通信速度が変動するため、例えば、受信した無線信号の信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を計測し、その信号強度に応じて通信速度を調整することが行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２９６８７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来例においては受信信号（他の無線端末から送信された無線信号）の信号強度に応じて通信速度を調整しているため、送信信号（他の無線端末へ送信される無線信号）の信号強度が受信信号の信号強度と異なるような状況では、最適な通信速度に調整できないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的は、最適な通信速度に調整可能な無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、各々固有のアドレスが割り当てられた複数の無線端末からなり、送信元の無線端末は、無線信号を受信していないときに送信先の無線端末に割り当てられたアドレス宛に自己のアドレスを含んだパケットを無線信号で送信し、送信先の無線端末は、自己のアドレス宛のパケットを無線信号で受信したら、送信元のアドレス宛に無線信号で応答パケットを返信し、送信元の無線端末では、無線信号を送信してから所定時間が経過するまでに送信先の無線端末から無線信号で応答パケットを受信しなければパケットを再送信してなる無線通信システムにおいて、各無線端末は、パケット並びに応答パケットを無線信号で送信するとともに受信した無線信号からパケット及び応答パケットを取得する無線通信手段と、受信した無線信号の信号強度を計測する信号強度計測手段と、信号強度計測手段で計測した信号強度データを応答パケットに含めて無線信号で送信元の無線端末に返送する計測結果返送手段と、応答パケットに含まれた信号強度データに応じて無線通信手段における無線信号の通信速度を最適な値に調整する調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、通信相手に送信した無線信号の信号強度に応じて最適な通信速度に調整することが可能となる。しかも、信号強度データは応答パケットに含めて返送されるから、信号強度データの返送に伴うトラフィックの増加が抑制できるとともに通信速度をパケット毎にリアルタイムで調整することができる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、調整手段は、応答パケットに含まれた信号強度データを記憶し、所定の期間内に信号強度データに変化が生じた場合に通信速度の調整を行うことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、極めて突発的且つ瞬間的な信号強度の変化があった場合に通信速度が不要に低く調整されてしまうことを防ぐことができる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、調整手段は、応答パケットに含まれた信号強度データと、当該応答パケットを受信した無線信号の信号強度計測手段による信号強度データとのうちで値が小さい方の信号強度データに応じて通信速度の調整を行うことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、送信時と受信時の信号強度の小さい方に応じて通信速度の調整を行うから、より確実に最適な通信速度に調整することができる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、無線信号のノイズレベルを計測するノイズレベル計測手段を各無線端末に備え、計測結果返送手段は、ノイズレベル計測手段で計測したノイズレベルデータを信号強度データとともに応答パケットに含めて返送し、調整手段は、応答パケットに含まれた信号強度データとノイズレベルデータに応じて通信速度の調整を行うことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、信号強度とノイズレベルの両方のデータに応じてさらに最適な通信速度に調整することが可能となる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、応答パケットに含まれた信号強度データを当該応答パケットを返送した相手のアドレスに対応付けて記憶する記憶手段を各無線端末に備え、無線通信手段は、同一のパケットを複数の無線端末に同報するマルチキャスト通信を行う際に記憶手段に記憶されている信号強度データが略一致するアドレスを一つのグループとみなして当該グループ毎にマルチキャスト通信を行うことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、信号強度データに応じて送信先の無線端末をグループ化しているため、各グループ毎に最適な通信速度に調整してマルチキャスト通信を行うことができる。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、他の無線端末に割り当てられたアドレス宛のパケットを中継する中継機能を有する前記無線通信手段と、送信先の無線端末から返信された応答パケットに含まれる信号強度データを自己の無線端末における信号強度データとともに応答パケットに含めて中継元の無線端末に返送する前記計測結果返送手段と、応答パケットに含まれた信号強度データをパケットを中継した各無線端末のアドレスに対応付けて記憶したデータベースと、信号強度データに応じて通信速度を調整する前記調整手段とを各無線端末に備え、送信元となる無線端末の無線通信手段は、送信先の無線端末へパケットを送信する際の中継経路を、データベースに記憶されている信号強度データの中継経路におけるトータル値に応じて選択することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、複数の中継経路の中から信号強度データのトータル値が最も大きい中継経路を選択することが可能となり、パケットの中継に伴う通信品質の劣化を抑えることができる。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、中継先となる無線端末の計測結果返送手段は、自己の無線端末における信号強度データと送信先の無線端末から返信された応答パケットに含まれる信号強度データのうちで信号強度の値が最も小さい信号強度データのみを返送することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、中継先の数に関わらず信号強度データを送信する応答パケットを固定長とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、通信相手に送信した無線信号の信号強度に応じて最適な通信速度に調整することが可能となり、しかも、信号強度データは応答パケットに含めて返送されるから、信号強度データの返送に伴うトラフィックの増加が抑制できるとともに通信速度をパケット毎にリアルタイムで調整することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、無線ＬＡＮの標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した無線通信システムに本発明の技術思想を適用した実施形態について説明する。但し、他の標準規格（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｇなど）の無線ＬＡＮや別の方式の通信システムにも本発明の技術思想は適用可能である。
【００２１】
（実施形態１）
図１に本実施形態における無線端末Ａのブロック図を示す。スイッチ回路部２は、制御回路部８の制御の元でＲＦ送信回路部３とＲＦ受信回路部４を択一的にアンテナ１と接続するものである。ＲＦ送信回路部３は、無線周波数（ＲＦ）の無線信号を所望の送信電力まで増幅するアンプや、増幅した無線信号から送信時に不要な周波数成分を取り除いて必要な無線周波数成分のみをアンテナ１に出力するフィルタ等で構成される。ＲＦ受信回路部４は、アンテナ１を介して受信した無線信号（受信信号）を低雑音で増幅するローノイズアンプや受信時に不要な周波数成分を取り除いて必要な無線周波数成分のみを通過させるフィルタ等で構成される。またＲＦ／ＩＦ変換部５は、送信信号並びに受信信号を無線周波数から中間周波数（ＩＦ）、並びに中間周波数から無線周波数に各々変換するミキサ等からなる。変調／復調回路部６は、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７から入力するベースバンド信号で中間周波数の搬送波信号を変調するとともにＲＦ／ＩＦ変換部５から入力する中間周波数の受信信号をベースバンド信号に復調するものであって、直接方式又は周波数ホッピング方式のスペクトル拡散変調方式、あるいは直交周波数分割変調方式（Orthogonal Frequency Division Multipulexing）で変調／復調処理を行っている。
【００２２】
ベースバンド／ＭＡＣ制御部７は、受信信号から復調されたベースバンド信号より受信データを取得して制御回路部８に出力するとともに制御回路部８から入力される送信データをベースバンド信号に変換する処理、並びにＩＥＥＥ８０２．１１ｂで採用されているＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式の媒体アクセス制御処理を行うものである。
【００２３】
制御回路部８は、ＣＰＵを主構成要素とし、通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）に応じたデータ通信を行うために各部を制御するものであり、後述するように調整手段を構成している。また信号強度計測部９は、ＲＦ受信回路部４で受信した受信信号の無線周波数成分の信号強度を計測し、計測した信号強度をディジタルデータに変換して制御回路部８に出力する。データベース部１０は、図２（ａ）に示すような宛先アドレス毎の信号強度等を表した経路情報データテーブルＴ１、並びに図２（ｂ）に示すような信号強度（ＲＳＳＩ）と通信速度（送信レート）の関係を表した通信速度データテーブルＴ２を管理するものである。すなわち、本実施形態では、アンテナ１、スイッチ回路部２、ＲＦ送信回路部３、ＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７並びに制御回路部８にて無線通信手段並びに計測結果返送手段が構成され、信号強度計測部９で信号強度計測手段が構成される。
【００２４】
上述のように構成される無線端末Ａは、それぞれに固有のアドレス（ＭＡＣアドレス）が割り当てられており、そのＭＡＣアドレスにより個々の無線端末Ａが識別されてパケットの送受信が行われている。なお、無線ＬＡＮの運用形態には、一般に無線端末同士が電波の届く相手と直接通信を行う運用形態（アドホックモード）と、アクセスポイントと呼ばれる中継機を介して通信を行う運用形態（インフラストラクチャモード）とがあり、さらに、複数の無線端末をアドホックモードで運用し、各無線端末が他の無線端末間のパケットを中継することで電波の届かない無線端末同士でも他の無線端末を介して間接的に通信が行えるようにした無線ネットワーク（いわゆる「マルチホップ無線ネットワーク」）が既に実現されている。なお、マルチホップ無線ネットワークにおいて、送信元の無線端末から送信先の無線端末へパケットが送信される回数（パケットを中継する無線端末の台数＋１）を「ホップ数」と呼び、例えば、２台の無線端末同士で直接通信を行う場合のホップ数は１、送信元の無線端末から１台の無線端末による中継を経て送信先の無線端末と通信を行う場合のホップ数は２となる。
【００２５】
次に、２台の無線端末Ａ１，Ａ２の間で直接通信を行う場合を例にして本実施形態の無線通信システムの動作を説明する。但し、２台の無線端末Ａ１，Ａ２は双方とも上述の無線端末Ａと同一の構成を有し、且つ互いに異なるＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスが割り当てられているものとする。
【００２６】
いま、無線端末Ａ１が無線端末Ａ２に対してデータを送信する場合を想定する。本システムにおけるデータ送信のためのパケットのフォーマットは無線ＬＡＮの標準規格（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）に準拠したものであって、図３に示すように送信先及び送信元の各ＭＡＣアドレスを含む８０２．１１ヘッダ、ＬＬＣ（Logical Link Control）ヘッダ、送信先及び送信元のＩＰアドレスを含むＩＰヘッダ、送信対象のデータ本体であるＩＰペイロード、８０２．１１ＦＣＳ（Frame Check Sequence）からなる。送信元の無線端末Ａ１では、制御回路部８がＩＰヘッダの送信先アドレスに無線端末Ａ２のＩＰアドレス、送信元アドレスに自己のＩＰアドレスを設定するとともにＩＰペイロードにデータを設定してベースバンド／ＭＡＣ制御部７に出力し、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が８０２．１１ヘッダの送信先アドレスに無線端末Ａ２のＭＡＣアドレス、送信元アドレスに自己のＭＡＣアドレスを設定し、上記フォーマットに従って送信パケットを作成するとともにその送信パケットをベースバンド信号（送信信号）に変換する。さらに、変調／復調回路部６が中間周波数の搬送波をベースバンド信号で変調し、ＲＦ／ＩＦ変換部５が送信信号を中間周波数から無線周波数に周波数変換し、ＲＦ送信回路部３からスイッチ回路部２を介してアンテナ１よりパケット（無線信号）を送信する（図４のステップ１）。そして、パケット送信後は送信先の無線端末Ａ２から返信される応答パケット（ＡＣＫパケット）の受信を待機する（図４のステップ２）。
【００２７】
一方、送信先の無線端末Ａ２では、ＲＦ受信回路部４が無線信号の電波（キャリア）を検出しており（図５のステップ１）、電波を検出すると無線信号をアンテナ１から取り込んでＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７の各部が受信処理を行い（図５のステップ２）、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が受信信号の８０２．１１ヘッダに設定された送信先アドレスが自己のＭＡＣアドレスに一致するか否かを判断し（図５のステップ３）、一致していなければそのパケットを破棄し、ＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が処理を中止して受信待ちの状態に戻り（図５のステップ１）、一致していれば、信号強度計測部９が受信信号の信号強度の計測を開始し（図５のステップ４）、制御回路部８が信号強度計測部９で計測した信号強度データを取得する（図５のステップ５）。さらにＬＬＣヘッダ以降の情報（データ）を全て取得するまでＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が処理を継続し（図５のステップ６）、受信したパケットのＩＰヘッダ及びＩＰペイロードが制御回路部８に受け渡される。制御回路部８ではＩＰヘッダに設定された送信先のＩＰアドレスが自己のＩＰアドレスに一致するか否かを判断し、一致していればＩＰペイロードのパケットデータを取得する。なお、ＩＰアドレスが一致しない場合は、後述するように当該ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを経路情報データベースＴ１から読み取り、そのＭＡＣアドレスを持つ無線端末Ａに受信したパケットを中継する。
【００２８】
送信先の無線端末Ａ２が自分宛のパケット（無線信号）を受信したら、その受信完了後から所定時間内に、図６（ｂ）に示すフォーマットの応答パケットを返信する。すなわち、本実施形態においては、図６（ａ）に示すように宛先アドレス（送信元の無線端末Ａ１のＭＡＣアドレス）等が設定されるフレーム制御フィールド、デュレーションフィールド、受信局（今の場合は送信先の無線端末Ａ２）のＭＡＣアドレス、８０２．１１ＦＣＳからなる応答パケットに対して、制御回路部８が受信局のＭＡＣアドレスと８０２．１１ＦＣＳとの間に信号強度データを挿入した応答パケットを作成して返信するようにしている。
【００２９】
送信先の無線端末Ａ２の制御回路部８は、ＲＦ受信回路部４がキャリアを検出している間は応答パケットの送信処理を行わず（図５のステップ７）、キャリアが検出されなければ信号強度データをメモリ（図示せず）に保存し（図５のステップ８）、その後、信号強度データを含む応答パケットを生成するとともに（図５のステップ９）、生成した応答パケットをベースバンド／ＭＡＣ制御部７、変調／復調回路部６、ＲＦ／ＩＦ変換部５、RF送信回路部３、スイッチ回路部２を介してアンテナ１より送信する（図５のステップ１０）。なお、応答パケットの送信完了後はステップ１に戻る。
【００３０】
送信元の無線端末Ａ１では、ＲＦ受信回路部４がキャリアを検出すると（図４のステップ３）、無線信号をアンテナ１から取り込んでＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７の各部が受信処理を行い（図４のステップ４）、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が受信信号（応答パケット）のフレーム制御フィールドに設定された宛先アドレスが自己のＭＡＣアドレスに一致するか否かを判断し（図４のステップ５）、一致していなければ、その応答パケットを破棄するとともにＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が処理を中止して受信待ちの状態に戻り（図４のステップ２）、一致していれば、デュレーションフィールド以降の情報（データ）を全て取得するまでＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が処理を継続する（図４のステップ６）。
【００３１】
さらに送信元の無線端末Ａ１の制御回路部８では、受信した応答パケットに含まれる信号強度データを取得する（図４のステップ７）とともに、受信局（送信先の無線端末Ａ２）のＭＡＣアドレスを取得し（図４のステップ８）、取得した信号強度データを無線端末Ａ２のＭＡＣアドレスに対応付けて経路情報データベースＴ１に登録する（図４のステップ９）。そして、制御回路部８は通信速度データテーブルＴ２を参照し、送信先の無線端末Ａ２から取得した信号強度データに応じた通信速度、例えば、信号強度が７５％であったとすれば規格上の最大速度１１Ｍｂｐｓに調整（設定）する処理を行う（図４のステップ１０）。そして、通信速度が最適値に設定された後は、パケット送信のイベントが発生するまで制御回路部８はパケットの送信待ち状態となる（図４のステップ１１）。なお、通信速度の調整（設定）は、ＩＰペイロードの長さ（データ量）を増減することで行われる。
【００３２】
上述のように本実施形態の無線通信システムによれば、通信相手に送信した無線信号の信号強度に応じて最適な通信速度に調整することが可能となる。しかも、信号強度データは応答パケットに含めて返送されるから、信号強度データの返送に伴うトラフィックの増加が抑制できるとともに通信速度をパケット毎にリアルタイムで調整することができるという利点がある。
【００３３】
ここで、１回のパケット（無線信号）送信における信号強度に応じて通信速度を調整すると、極めて突発的且つ瞬間的な信号強度の変化があった場合に通信速度が不要に低く調整されてしまう虞がある。そこで、応答パケットに含まれた信号強度データを記憶し、所定の期間内に信号強度データに変化が生じた場合、すなわち、複数回のパケット（無線信号）送信における信号強度が変化した場合に制御回路部８にて通信速度の調整を行うようにすれば、上述のように極めて突発的且つ瞬間的な信号強度の変化があった場合に通信速度が不要に低く調整されてしまうことを防ぐことができる。
【００３４】
また、送信元の無線端末Ａ１の制御回路部８が、応答パケットに含まれた信号強度データと、自己の信号強度計測部９で計測した応答パケットの無線信号の信号強度データとのうちで値が小さい方の信号強度データに応じて通信速度の調整を行うようにすれば、送信時と受信時の信号強度の小さい方に応じて通信速度の調整を行うことによって、より確実に最適な通信速度に調整することができる。
【００３５】
ところで、８０２．１１ヘッダの先頭にはユニキャストかマルチキャストかを示すＩ／Ｇビットが割り当てられており、このＩ／Ｇビットに「１」を設定することで複数の送信先に同一のパケットを同報（マルチキャスト）することが可能である。このマルチキャストの際の通信速度は、最も条件の悪い無線端末Ａに合わせて設定しなければならず、条件の良い無線端末Ａの通信速度まで不要に低下してしまうことになる。そこで、送信先の無線端末Ａの制御回路部８が経路情報データテーブルＴ１に登録されている信号強度が略一致する宛先アドレスを一つのグループとみなし、各グループ毎にマルチキャスト通信を行うようにすれば、信号強度が略一致している各グループ毎に最適な通信速度に設定することができ、その結果、信号強度の小さい無線端末Ａの影響で通信速度が不要に低下するのを防ぐことができる。
【００３６】
（実施形態２）
図７に本実施形態における無線端末Ａのブロック図を示す。但し、基本的な構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本実施形態は、受信した無線信号のノイズレベルを計測するノイズレベル計測部１１を各無線端末Ａに備え、ノイズレベル計測部１１で計測したノイズレベルデータを信号強度データとともに応答パケットに含めて返送し、応答パケットに含まれた信号強度データとノイズレベルデータに応じて制御回路部８が通信速度の調整を行う点に特徴がある。
【００３８】
ノイズレベル計測部１１は、ＲＦ受信回路部４で受信した受信信号の無線周波数成分の信号強度を計測するものであって、受信したパケットの８０２．１１ヘッダに設定されている送信先のＭＡＣアドレスが自己のＭＡＣアドレスに一致しないとベースバンド／ＭＡＣ制御部７が判断した場合に、計測した信号強度をノイズレベルとして制御回路部８に出力する。
【００３９】
次に、実施形態１と同様に２台の無線端末Ａ１，Ａ２の間で直接通信を行う場合を例にして本実施形態の無線通信システムの動作を説明する。
【００４０】
いま、無線端末Ａ１が無線端末Ａ２に対してデータを送信する場合を想定する。送信元の無線端末Ａ１では、制御回路部８がＩＰヘッダの送信先アドレスに無線端末Ａ２のＩＰアドレス、送信元アドレスに自己のＩＰアドレスを設定するとともにＩＰペイロードにデータを設定してベースバンド／ＭＡＣ制御部７に出力し、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が８０２．１１ヘッダの送信先アドレスに無線端末Ａ２のＭＡＣアドレス、送信元アドレスに自己のＭＡＣアドレスを設定し、上記フォーマットに従って送信パケットを作成するとともにその送信パケットをベースバンド信号（送信信号）に変換する。さらに、変調／復調回路部６が中間周波数の搬送波をベースバンド信号で変調し、ＲＦ／ＩＦ変換部５が送信信号を中間周波数から無線周波数に周波数変換し、ＲＦ送信回路部３からスイッチ回路部２を介してアンテナ１よりパケット（無線信号）を送信する（図８のステップ１）。そして、パケット送信後は送信先の無線端末Ａ２から返信される応答パケット（ＡＣＫパケット）の受信を待機する（図８のステップ２）。
【００４１】
一方、送信先の無線端末Ａ２では、ＲＦ受信回路部４が無線信号の電波（キャリア）を検出しており（図９のステップ１）、電波を検出すると無線信号をアンテナ１から取り込んでＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７の各部が受信処理を行い（図９のステップ２）、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が受信信号の８０２．１１ヘッダに設定された送信先アドレスが自己のＭＡＣアドレスに一致するか否かを判断し（図９のステップ３）、一致していなければそのパケットを破棄し、ＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が処理を中止して受信待ちの状態に戻り（図９のステップ１）、一致していれば、信号強度計測部９が受信信号の信号強度の計測を開始し（図９のステップ５）、制御回路部８が信号強度計測部９で計測した信号強度データを取得する（図９のステップ６）。さらにＬＬＣヘッダ以降の情報（データ）を全て取得するまでＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が処理を継続し（図９のステップ７）、受信したパケットのＩＰヘッダ及びＩＰペイロードが制御回路部８に受け渡される。制御回路部８ではＩＰヘッダに設定された送信先のＩＰアドレスが自己のＩＰアドレスに一致するか否かを判断し、一致していればＩＰペイロードのパケットデータを取得し、一致しなければ、そのＩＰアドレスを持つ無線端末Ａに受信したパケットを中継する。
【００４２】
送信先の無線端末Ａ２の制御回路部８は、ＲＦ受信回路部４がキャリアを検出している間は応答パケットに送信処理を行わず（図９のステップ８）、キャリアが検出されなければ信号強度データをメモリ（図示せず）に保存し（図９のステップ９）、その後、図１０に示すように信号強度データとノイズレベル計測部１１で計測したノイズレベルデータを含む応答パケットを生成した（図９のステップ１０）後、生成した応答パケットをベースバンド／ＭＡＣ制御部７、変調／復調回路部６、ＲＦ／ＩＦ変換部５、RF送信回路部３、スイッチ回路部２を介してアンテナ１より送信する（図９のステップ１１）。なお、応答パケットの送信完了後はステップ１に戻る。
【００４３】
送信元の無線端末Ａ１では、ＲＦ受信回路部４がキャリアを検出すると（図８のステップ３）、無線信号をアンテナ１から取り込んでＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７の各部が受信処理を行い（図８のステップ４）、受信信号（応答パケット）のフレーム制御フィールドに設定された宛先アドレスが自己のＭＡＣアドレスに一致するか否かを判断し（図８のステップ５）、一致していなければ、ＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７に処理を中止させて受信待ちの状態に戻り（図８のステップ２）、一致していれば、デュレーションフィールド以降の情報（データ）を全て取得するまでＲＦ受信回路部４、ＲＦ／ＩＦ変換部５、変調／復調回路部６、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が処理を継続する（図８のステップ６）。
【００４４】
そして、送信元の無線端末Ａ１の制御回路部８では、受信した応答パケットに含まれる信号強度データ及びノイズレベルデータを取得する（図８のステップ７、ステップ８）とともに、受信局（送信先の無線端末Ａ２）のＭＡＣアドレスを取得し（図８のステップ９）、取得した信号強度データ並びにノイズレベルデータを無線端末Ａ２のＭＡＣアドレスに対応付けて経路情報データベースＴ１に登録する（図８のステップ１０）。そして、制御回路部８は図１１（ｂ）に示す通信速度データテーブルＴ２を参照し、送信先の無線端末Ａ２から取得した信号強度データとノイズレベルデータに応じた通信速度、例えば、図１１（ａ）に示すように信号強度（ＲＳＳＩ）が７５％、ノイズレベル（Ｓ／Ｎ）が１０であったとすれば、規格上の最大速度１１Ｍｂｐｓに調整（設定）する処理を行う（図８のステップ１１）。
【００４５】
さらに無線端末Ａ１の制御回路部８は、ＲＦ送信回路部３が具備するアンプ３ａの増幅度（ゲイン）を増減して送信信号（無線信号）の送信出力を調整する機能（送信レベル制御機能）を有しており、この送信レベル制御機能が有効でなければ（図８のステップ１２）、通信速度を最適値に設定した後に、パケット送信のイベントが発生するまでパケットの送信待ち状態となる（図８のステップ１６）。これに対して、送信レベル制御機能が有効であれば、制御回路部８はノイズレベル（Ｓ／Ｎ比）が送信に支障のないレベルか否かを判断し（図８のステップ１３）、支障のあるレベルであれば、ＲＦ送信回路部３のアンプ３ａの増幅度を増大させて送信信号の出力レベルを大きくし（図８のステップ１４）、さらに出力レベルを大きくしたときに規定値を超えるか否かを判断し（図８のステップ１５）、超えないと判断すればアンプ３ａの増幅度をさらに増大させ、超えると判断すればアンプ３ａの増幅度を現在値に固定してパケットの送信待ち状態となる（図８のステップ１６）。なお、送信信号の出力レベルを増大させる際の上記規定値は、使用する周波数帯や用途などに応じて電波法等の法規により決められた値である。
【００４６】
而して、本実施形態によれば、信号強度とノイズレベルの両方のデータに応じて通信速度の調整を行っているから、さらに最適な通信速度に調整することが可能となる。また、ノイズレベルに応じて送信信号の出力レベルを増減することにより通信品質の向上が図れる。
【００４７】
（実施形態３）
本実施形態における無線端末Ａは実施形態１と共通の構成を有するものであるから、図示並びに説明は省略する。
【００４８】
本実施形態は、送信元の無線端末Ａ１から中継先の無線端末Ａ２を中継して送信先の無線端末Ａ３にパケットを送信する場合に、送信先の無線端末Ａ３からの応答パケットによって取得した信号強度データを、中継先の無線端末Ａ２が自己の信号強度計測部９で計測した信号強度データとともに応答パケットで送信元の無線端末Ａ１に返信し、これら２つの信号強度データに応じて送信先の無線端末Ａ１の制御回路部８が最適な通信速度を設定する点に特徴がある。
【００４９】
次に、上述の３台の無線端末Ａ１，Ａ２，Ａ３でマルチホップの通信を行う場合を例にして本実施形態の無線通信システムの動作を説明する。但し、３台の無線端末Ａ１，Ａ２，Ａ３は何れも上述の無線端末Ａと同一の構成を有し、互いに異なるＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスが割り当てられているとともに、各無線端末Ａ１〜Ａ３のデータベース部１０で管理する経路情報データベースＴ１には、パケットを中継するための経路情報（ルーティング情報）が登録されているものとする。
【００５０】
以下、図１２のシーケンス図を参照して本実施形態の動作を説明する。
【００５１】
送信元の無線端末Ａ１では、制御回路部８が経路情報データベースＴ１を参照して送信先の無線端末Ａ３に送信する際の経路情報を取得する。今の場合、無線端末Ａ１から無線端末Ａ３にパケットを送信するのに無線端末Ａ２による中継が必要であるので、送信元の無線端末Ａ１の制御回路部８は、ＩＰヘッダの送信先アドレスに無線端末Ａ３のＩＰアドレスを設定し、送信元アドレスに自己のＩＰアドレスを設定するとともに、８０２．１１ヘッダの送信先アドレスには中継先となる無線端末Ａ２のＭＡＣアドレスを設定し且つ送信元アドレスに自己のＭＡＣアドレスを設定したパケットをベースバンド／ＭＡＣ制御部７、変調／復調回路部６、ＲＦ／ＩＦ変換部５、ＲＦ送信回路部３、スイッチ回路部２を介してアンテナ１より送信する（図１２の（１））。
【００５２】
中継先の無線端末Ａ２では、電波を検出して無線信号をアンテナ１から取り込み、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が８０２．１１ヘッダの送信先アドレスが自己のＭＡＣアドレスに一致するか否かを判断し、一致していることからそのパケットを受信し（図１２の（２））、信号強度計測部９により信号強度の計測を行う（図１２の（３））。そして、制御回路部８は、ＩＰヘッダの送信先アドレスが自己のＩＰアドレスに一致するか否かを判断し（図１２の（４））、一致していれば、送信元の無線端末Ａ１に上記信号強度データを含む応答パケットを返信する（図１２の（５））。一方、送信先のＩＰアドレスが自己のＩＰアドレスに一致しなければ、制御回路部８は信号強度データを一時的に保存し（図１２（６））、さらに経路情報データベースＴ１を参照して送信先のＩＰアドレスに対応付けられたＭＡＣアドレス、すなわち、無線端末Ａ３のＭＡＣアドレスを取得する。そして、制御回路部８は、８０２．１１ヘッダの送信先アドレスに取得した無線端末Ａ３のＭＡＣアドレスを設定するとともに送信元アドレスに自己のＭＡＣアドレスを設定し、ＩＰヘッダの送信先アドレスに無線端末Ａ３のＩＰアドレスを設定するとともに送信元アドレスには無線端末Ａ１のＩＰアドレスを設定し、ＩＰペイロードには無線端末Ａ１から受信したパケットのＩＰペイロードと同一のデータを設定したパケットを送信する（図１２の（７））。
【００５３】
送信先の無線端末Ａ３では、電波を検出して無線信号をアンテナ１から取り込み、ベースバンド／ＭＡＣ制御部７が８０２．１１ヘッダの送信先アドレスが自己のＭＡＣアドレスに一致するか否かを判断し、一致していることからそのパケットを受信し（図１２の（８））、信号強度計測部９により信号強度の計測を行う（図１２の（９））。そして、制御回路部８は、ＩＰヘッダの送信先アドレスが自己のＩＰアドレスに一致するか否かを判断し（図１２の（１０））、一致していれば、中継先の無線端末Ａ２に上記信号強度データを含む応答パケットを返信する（図１２の（１１））。また、送信先のＩＰアドレスが自己のＩＰアドレスに一致しなければ、制御回路部８は信号強度データを一時的に保存して受信待ちの状態に戻る（図１２（１２））。
【００５４】
中継先の無線端末Ａ２では、送信先の無線端末Ａ３から返信された応答パケットを受信すると、制御回路部８が一時的に保存していた自己の信号強度データＲＳＳＩ（１）と無線端末Ａ３からの応答パケットに含まれていた信号強度データＲＳＳＩ（２）を含む応答パケットを生成し（図１２の（１３））、生成した応答パケットを送信元の無線端末Ａ１に返信する（図１２の（１４））。
【００５５】
送信元の無線端末Ａ１では、中継先の無線端末Ａ２からの応答パケットを受信し（図１２の（１５））、中継先の無線端末Ａ２にパケットを送信したときの信号強度データと、中継先の無線端末Ａ２から送信先の無線端末Ａ３にパケットを送信したときの信号強度データとを制御回路部８が取得し、これら２つの信号強度データのうちで信号強度が小さい方のデータを無線端末Ａ２から無線端末Ａ３への中継経路における信号強度のトータル値として経路情報データベースＴ１に登録する。そして、制御回路部８は通信速度データテーブルＴ２を参照し、信号強度のトータル値に応じた通信速度に調整（設定）する処理を行う。
【００５６】
上述のようにして取得される複数の中継経路における信号強度のトータル値は、図１５（ａ）に示すように経路情報データテーブルＴ１に登録される。ここで、送信元の無線端末Ａ１から送信先の無線端末Ａ３への中継経路が複数ある場合、例えば、図１４に示すように無線端末Ａ２を中継先とする経路（第１の中継経路）と、無線端末Ａ４を中継先とする経路（第２の中継経路）とがある場合に、無線端末Ａ１から無線端末Ａ２，Ａ４への送信時の信号強度がそれぞれ８０％，１００％であり、無線端末Ａ２，Ａ４から無線端末Ａ３への送信時の信号強度がそれぞれ７５％，２０％であったとすると、第１の中継経路における信号強度のトータル値は８０％であり、第２の中継経路における信号強度のトータル値は２０％となる（図１５（ａ）参照）。したがって、送信先の無線端末Ａ１の制御回路部８では、無線端末Ａ３にパケットを送信する際に、経路情報データテーブルＴ１を参照して複数の中継経路（第１及び第２の中継経路）のうちから信号強度のトータル値が大きい方の中継経路（第１の中継経路）を選択し、通信速度データテーブルＴ２を参照して、選択した中継経路における信号強度のトータル値に応じた通信速度、例えば、信号強度が７５％であったとすれば規格上の最大速度１１Ｍｂｐｓに調整（設定）してパケットを送信する。
【００５７】
上述のように本実施形態では、複数の中継経路の中から信号強度のトータル値が最も大きい中継経路を選択することが可能となり、パケットの中継に伴う通信品質の劣化を抑えることができるものである。
【００５８】
なお、本実施形態では中継先の無線端末Ａ２から送信元の無線端末Ａ１への応答パケットの返信を、送信先の無線端末Ａ３へのパケット送信が完了した後（無線端末Ａ３から応答パケットを受信した後）に行っているが、無線端末Ａ１におけるパケット送信から応答パケット受信までの待機時間に制限がある場合には、中継先の無線端末Ａ２において前回無線端末Ａ３へパケットを送信した際に取得した信号強度データを保存しておき、送信元の無線端末Ａ１からのパケット受信を完了したときに、今回無線端末Ａ１からパケットを受信した際に計測した信号強度データと上記保存していた信号強度データを含む応答パケットを送信元の無線端末Ａ１へ返信するようにすればよい。
【００５９】
また、中継先の無線端末Ａが複数台となる場合、応答パケットに含まれる信号強度データが増えることで応答パケットのデータ長も大きくなってしまうので、中継先の各無線端末Ａが応答パケットから取得した信号強度データと自己の信号強度計測部９で計測した信号強度データの何れか小さい方のみを応答パケットで返信するようにすれば、中継先の無線端末Ａの台数（ホップ数）に関わらず応答パケットを固定長とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態１における無線端末のブロック図である。
【図２】（ａ）は同上における経路情報データテーブル、（ｂ）は通信速度データテーブルである。
【図３】同上の動作説明用のタイムチャートである。
【図４】同上における送信元の無線端末Ａ１の動作を説明するフローチャートである。
【図５】同上における送信先の無線端末Ａ１の動作を説明するフローチャートである。
【図６】（ａ）は従来の応答パケットのフォーマット、（ｂ）は本実施形態の応答パケットのフォーマットである。
【図７】実施形態２における無線端末のブロック図である。
【図８】同上における送信元の無線端末Ａ１の動作を説明するフローチャートである。
【図９】同上における送信先の無線端末Ａ１の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】同上における応答パケットのフォーマットである。
【図１１】（ａ）は同上における経路情報データテーブル、（ｂ）は通信速度データテーブルである。
【図１２】実施形態３の動作説明用のシーケンス図である。
【図１３】同上における応答パケットのフォーマットである。
【図１４】同上の動作説明図である。
【図１５】（ａ）は同上における経路情報データテーブル、（ｂ）は通信速度データテーブルである。
【符号の説明】
【００６１】
Ａ  無線端末
１  アンテナ
２  スイッチ回路部
３  ＲＦ送信回路部
４  ＲＦ受信回路部
５  ＲＦ／ＩＦ変換部
６  変調／復調回路部
７  ベースバンド／ＭＡＣ制御部
８  制御回路部
９  信号強度計測部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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