JP2017028627A - 無線通信システム、無線基地局装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信エラーレートを低減し、消費電力を低減することができる無線基地局装置を提供することである。
【解決手段】無線基地局装置は、複数の無線端末装置（１０２ａ〜１０２ｃ）に対して無線通信を行う無線基地局装置（１０１）であって、受信を行う受信部であって、前記複数の無線端末装置のバッテリの残量を受信する受信部（１１１）と、送信を行う送信部であって、前記複数の無線端末装置のうちで前記バッテリの残量が第１の閾値以下である無線端末装置があり、かつ電波の送信時間及び受信時間の合計時間が第２の閾値以上であり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間に対する前記無線基地局装置及び前記複数の無線端末装置間の通信時間の比が第３の閾値より大きい場合には、前記バッテリの残量が前記第１の閾値より大きい無線端末装置に対して送信電力低下指示を送信する送信部（１１５）とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システム、無線基地局装置及び無線通信方法に関する。

無線基地局及び無線基地局制御局を有する移動通信ネットワークと、移動通信端末とを含む移動通信システムが知られている（特許文献１参照）。移動通信端末は、移動通信ネットワークに対して電池残量情報を通知する手段を有する。移動通信ネットワークは、電池残量に応じて、移動通信端末の最大送信電力の制御をなす手段を有する。

また、第１の単位無線通信ネットワークのスレーブ局として少なくとも第１の単位無線通信ネットワークのマスタ局と通信する無線通信装置が知られている（特許文献２参照）。無線通信装置は、無線送信電力を下げる場合、第１の単位無線通信ネットワークに属する他のスレーブ局をスレーブ局とし、自らをマスタ局とする第２の単位無線通信ネットワークを形成し、他のスレーブ局を中継局として使用する。これにより、第１の単位無線通信ネットワークのマスタ局との通信を維持する。

また、無線端末装置との間で無線信号を送受信するための送受信部と、送受信部を介して無線端末装置のバッテリの状態に関するバッテリ情報を取得するためのバッテリ情報取得部とを有する無線基地局装置が知られている（特許文献３参照）。

また、電池の残量を検出する電池残量検出手段と、電池残量検出手段にて検出された残量に基づいて多重するチャネル数が異なる通信方式を選択する通信方式選択手段とを有する通信端末装置が知られている（特許文献４参照）。送信手段は、通信方式選択手段にて選択された通信方式にて送信することを通信相手より許可された場合には通信方式選択手段にて選択された通信方式にて通信相手に送信信号を送信する。

特開２００３−３０９５１６号公報 特開２００３−６９５８０号公報 特開２０１３−２０１５０１号公報 特開２００５−３４１１７６号公報

特許文献１は、電池残量が少なくなった時には、最大送信電力を小さくすることにより、消費電力を小さくする。しかし、送信電力を小さくすると、送信エラーが発生し易くなる。送信エラーが発生すると、再送する必要があるので、却って、消費電力が大きくなってしまう場合がある。

本発明の目的は、通信エラーレートを低減し、消費電力を低減することができる無線通信システム、無線基地局装置及び無線通信方法を提供することである。

１つの態様では、無線通信システムは、無線基地局装置と、前記無線基地局装置に対して無線通信を行う複数の無線端末装置とを有する無線通信システムであって、前記複数の無線端末装置の各々は、バッテリと、受信を行う第１の受信部と、送信を行う第１の送信部であって、前記バッテリの残量を前記無線基地局装置に送信し、前記第１の受信部が前記無線基地局装置から送信電力低下指示を受信した場合には送信電力を下げる第１の送信部とを有し、前記無線基地局装置は、受信を行う第２の受信部であって、前記複数の無線端末装置から前記バッテリの残量を受信する第２の受信部と、送信を行う第２の送信部であって、前記複数の無線端末装置のうちで前記バッテリの残量が第１の閾値以下である無線端末装置があり、かつ電波の送信時間及び受信時間の合計時間が第２の閾値以上であり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間に対する前記無線基地局装置及び前記複数の無線端末装置間の通信時間の比が第３の閾値より大きい場合には、前記バッテリの残量が前記第１の閾値より大きい無線端末装置に対して送信電力低下指示を送信する第２の送信部とを有する。

バッテリの残量が第１の閾値より大きい無線端末装置の送信電力を下げることにより、バッテリの残量が第１の閾値以下の無線端末装置に対する干渉を小さくことができる。これにより、バッテリの残量が第１の閾値以下の無線端末装置における信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）が大きくなり、通信エラーレートが小さくなり、エラーによる再送の回数を減らし、消費電力を低減することができる。

図１は、本実施形態による無線通信システムの構成例を示す図である。 図２は、無線基地局装置の他の構成例を示す図である。 図３は、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）とパケット通信エラーレート（ＰＥＲ）の関係の例を示すグラフである。 図４は、無線基地局装置及び無線端末装置間の通信例を示す図である。 図５は、図１の無線通信システムの無線通信方法を示すフローチャートである。

図１は、本実施形態による無線通信システムの構成例を示す図である。無線通信システムは、無線基地局装置１０１と、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃとを有する。無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの数は、３個に限定されず、２個でも、４個以上でもよい。無線基地局装置１０１は、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃに対して無線通信を行う。

まず、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃについて説明する。複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々は、バッテリ１２１と、バッテリ残量監視部１２２と、第１の送信部１２３と、第１の受信部１２４と、送信電力設定部１２５とを有する。バッテリ１２１は、例えばソーラーバッテリ（太陽電池）に付属する２次電池や１次電池である。第１の送信部１２３は、無線基地局装置１０１に対して、無線送信を行う。例えば、第１の送信部１２３は、センサにより検出されたデータを送信する。第１の受信部１２４は、無線基地局装置１０１に対して、無線受信を行う。

バッテリ残量監視部１２２は、バッテリ１２１の残量を検出し、その検出したバッテリ１２１の残量を第１の送信部１２３に出力する。第１の送信部１２３は、無線基地局装置１０１に対して、バッテリ残量監視部１２２により検出されたバッテリ１２１の残量を無線送信する。

次に、無線基地局装置１０１について説明する。無線基地局装置１０１は、第２の受信部１１１と、帯域占有時間監視部１１２と、バッテリ残量監視部１１３と、送信電力制御部１１４と、第２の送信部１１５とを有する。第２の受信部１１１は、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃに対して、無線受信を行う。第２の送信部１１５は、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃに対して、無線送信を行う。

第２の受信部１１１は、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々から、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれのバッテリ１２１の残量を受信する。すると、第２の受信部１１１は、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれのバッテリ１２１の残量をバッテリ残量監視部１１３に出力する。バッテリ残量監視部１１３は、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃのうちでバッテリ１２１の残量が第１の閾値以下である無線端末装置があるか否かを判定する。バッテリ１２１の残量が第１の閾値以下である無線端末装置がある場合には、バッテリ残量監視部１１３は、バッテリ１２１の残量が第１の閾値以下である無線端末装置を、送信電力制御部１１４に通知する。

帯域占有時間監視部１１２は、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃに対する第２の受信部１１１の受信時間及び第２の送信部１１５の送信時間を加算し、無線基地局装置１０１及び複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信時間Ｔｓを検出する。通信時間Ｔｓは、一定時間Ｔ０内の通信時間である。

また、帯域占有時間監視部１１２は、すべての外部装置に対する第２の受信部１１１の受信時間及び第２の送信部１１５の送信時間を加算し、電波の受信時間及び送信時間の合計時間Ｔｃを検出する。合計時間Ｔｃは、一定時間Ｔ０内の合計時間である。合計時間Ｔｃは、上記の通信時間Ｔｓと、無線基地局装置１０１及び無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ以外の外部装置からの干渉電波の受信時間Ｔｎとを加算した時間である。外部装置からの干渉電波は、無線基地局装置１０１の通信プロトコルに則ったものではない。第１の受信部１１１は、外部からの干渉電波内のデータを解読することはできないが、外部からの干渉電波の受信時間を検出することができる。

無線基地局装置１０１は、外部からの干渉電波の受信時間Ｔｎが長くなると、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）が小さくなり、通信エラーレートが大きくなり、再送の回数が上昇し、消費電力が上昇してしまう。

帯域占有時間監視部１１２は、上記の無線基地局装置１０１及び複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信時間Ｔｓと、電波の受信時間及び送信時間の合計時間Ｔｃを送信電力制御部１１４に出力する。

送信電力制御部１１４は、バッテリ１２１の残量が第１の閾値以下である無線端末装置があるか否かの判定結果と、通信時間Ｔｓと、合計時間Ｔｃとを基に、送信電力制御指示を第２の送信部１１５に出力する。すると、第２の送信部１１５は、その送信電力制御指示を無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃに無線送信する。

次に、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃについて説明する。第１の受信部１２４は、無線基地局装置１０１から送信電力制御指示を無線受信すると、その送信電力制御指示を送信電力設定部１２５に出力する。送信電力制御指示は、送信電力低下指示又は送信電力上昇指示である。送信電力設定部１２５は、第１の受信部１２４により受信された送信電力制御指示に応じて、第１の送信部１２３の送信電力を設定する。例えば、送信電力設定部１２５は、第１の受信部１２４から送信電力低下指示を入力した場合には、第１の送信部１２３の送信電力を一定量だけ下げる。また、送信電力設定部１２５は、第１の受信部１２４から送信電力上昇指示を入力した場合には、第１の送信部１２３の送信電力を一定量だけ上げる。第１の送信部１２３は、送信電力設定部１２５により設定された送信電力で、送信を行う。

図２は、無線基地局装置１０１の他の構成例を示す図である。無線基地局装置１０１は、バス２００と、中央処理ユニット（ＣＰＵ）２０１と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０２と、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２０３と、記憶装置２０４と、無線インターフェース２０５と、アンテナ２０６とを有する。無線基地局装置１０１は、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３又は記憶装置２０４内のプログラムをＣＰＵ（コンピュータ）２０１が実行することにより、図１の無線基地局装置１０１の機能を実現することができる。

また、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々も、図２の無線基地局装置１０１と同様の構成であってもよい。無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々は、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３又は記憶装置２０４内のプログラムをＣＰＵ（コンピュータ）２０１が実行することにより、図１の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの機能を実現することができる。

図３は、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）とパケット通信エラーレート（ＰＥＲ）の関係の例を示すグラフである。以下、無線端末装置１０２ａの場合を例に説明するが、無線端末装置１０２ｂ及び１０２ｃの場合も同様である。無線端末装置１０２ａは、第１の送信部１２３の送信電力を下げることにより、一般的には、消費電力を下げることができる。しかし、第１の送信部１２３の送信電力を下げることにより、逆に、無線端末装置１０２ａの消費電力が増加してしまう場合がある。以下、その理由を説明する。

第１の送信部１２３の送信電力を下げると、送信信号の電力が下がるので、無線端末装置１０２ａの信号対ノイズ比（ＳＮＲ）が小さくなる。例えば、第１の送信部１２３の送信電力が２０ｍＷの場合、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）がＡ１であり、通信エラーレート（ＰＥＲ）が０．５であり、エラーによる再送回数が１回である。これに対し、第１の送信部１２３の送信電力が１ｍＷの場合、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）がＡ２であり、通信エラーレート（ＰＥＲ）が０．９であり、エラーによる再送回数が９回である。信号対ノイズ比（ＳＮＲ）のＡ１及びＡ２の差は、１ｄＢである。第１の送信部１２３の送信電力を２０ｍＷから１ｍＷに下げた場合、第２の受信部１１１の受信電力が１３ｄＢ下がるので、送信電力を下げても、再送回数の増加により、消費電力が増える。

上記では、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）の例を示したが、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）の場合も同様である。無線端末装置１０２ａと無線基地局装置１０１との間の通信の信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）について説明する。無線端末装置１０２ａのバッテリ１２１の残量が第１の閾値以下である場合、無線端末装置１０２ａの消費電力を低減するために、送信電力制御部１１４は、下記の第１〜第３の送信電力制御を行う。

まず、第１の送信電力制御について説明する。電波の受信時間及び送信時間の合計時間Ｔｃが第２の閾値Ｔ未満である場合には、通信トラフィックが混雑していないので、干渉が小さく、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）が大きく、通信エラーレート（ＰＥＲ）が小さく、再送回数が少ない。その場合、送信電力制御部１１４は、無線端末装置１０２ａの第１の送信部１２３の送信電力を下げる。これにより、無線端末装置１０２ａの消費電力を低減することができる。

次に、第２の送信電力制御について説明する。電波の送信時間及び受信時間の合計時間Ｔｃが第２の閾値Ｔ以上であり、かつ電波の送信時間及び受信時間の合計時間Ｔｃに対する無線基地局装置１０１及び複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信時間Ｔｓの比Ｔｓ／Ｔｃが第３の閾値Ｓｈより大きい場合を説明する。この場合、無線基地局装置１０１及び複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信トラフィックが混雑しており、無線端末装置１０２ａは、無線端末装置１０２ｂ及び１０２ｃからの干渉が大きく、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）が小さく、通信エラーレート（ＰＥＲ）が大きく、再送回数が多くなる。その場合、送信電力制御部１１４は、無線端末装置１０２ｂ及び１０２ｃの送信電力を下げる。これにより、無線端末装置１０２ａは、無線端末装置１０２ｂ及び１０２ｃからの干渉が小さくなり、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）が大きくなり、通信エラーレート（ＰＥＲ）が小さくなり、再送回数が少なくなる。その結果、無線端末装置１０２ａの消費電力を低減することができる。

次に、第３の送信電力制御について説明する。電波の送信時間及び受信時間の合計時間Ｔｃが第２の閾値Ｔ以上であり、かつ電波の送信時間及び受信時間の合計時間Ｔｃに対する無線基地局装置１０１及び複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信時間Ｔｓの比Ｔｓ／Ｔｃが第３の閾値Ｓｈ以下である場合を説明する。この場合、無線端末装置１０２ａは、無線基地局装置１０１及び無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ以外の外部装置からの干渉が大きく、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）が小さく、通信エラーレート（ＰＥＲ）が大きく、再送回数が多くなる。その場合、送信電力制御部１１４は、無線端末装置１０２ａの送信電力を上げる。これにより、無線端末装置１０２ａは、無線端末装置１０２ａの送信信号の電力が大きくなり、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）が大きくなり、通信エラーレート（ＰＥＲ）が小さくなり、再送回数が少なくなる。その結果、無線端末装置１０２ａの消費電力を低減することができる。

図４は、無線基地局装置１０１及び無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信例を示す図である。無線通信方式として、搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）の例を示す。

フレーム期間ＦＲは、データフレーム長Ｔｄと、短フレーム間スペースＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）と、アック（ＡＣＫ）フレーム長Ｔａとを有する。複数のフレーム期間ＦＲの間には、分散フレーム間スペースＤＩＦＳ（Distributed Inter Frame Space）と、バックオフＴｂとを有する。

データフレーム長Ｔｄは、データフレームの長さである。データフレームは、通信データを含む。ＡＣＫフレーム長Ｔａは、ＡＣＫフレームの長さである。ＡＣＫフレームは、データフレームを正しく受信できたことを示すフレームである。短フレーム間スペースＳＩＦＳは、データフレームを受信してからＡＣＫフレームを送信するまでの時間である。分散フレーム間スペースＤＩＦＳは、通信の使用状態から未使用状態に移行したことが判断されるまでの時間である。バックオフＴｂは、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃのフレームの衝突を回避するために、フレーム送信を待機するランダムな時間であり、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ毎に異なる。

まず、無線基地局装置１０１が無線端末装置１０２ａにデータフレームを送信する場合を説明する。その場合、無線端末装置１０２ａは、データフレームを正しく受信すると、ＡＣＫフレームを無線基地局装置１０１に送信する。すると、無線基地局装置１０１は、ＡＣＫフレームを受信する。この場合、無線基地局装置１０１において、第２の送信部１１５の送信時間はデータフレーム長Ｔｄであり、第２の受信部１１１の受信時間はＡＣＫフレーム長Ｔａである。帯域占有時間監視部１１２は、データフレーム長ＴｄとＡＣＫフレーム長Ｔａを加算した時間を、無線基地局装置１０１及び複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信時間Ｔｓとして検出する。

次に、無線端末装置１０２ａが無線基地局装置１０１にデータフレームを送信する場合を説明する。その場合、無線基地局装置１０１は、データフレームを正しく受信すると、ＡＣＫフレームを無線端末装置１０２ａに送信する。すると、無線端末装置１０２ａは、ＡＣＫフレームを受信する。この場合、無線基地局装置１０１において、第２の受信部１１１の受信時間はデータフレーム長Ｔｄであり、第２の送信部１１５の送信時間はＡＣＫフレーム長Ｔａである。帯域占有時間監視部１１２は、データフレーム長ＴｄとＡＣＫフレーム長Ｔａを加算した時間を、無線基地局装置１０１及び複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信時間Ｔｓとして検出する。

図５は、図１の無線通信システムの無線通信方法を示すフローチャートである。無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々は、ステップＳ５０１〜Ｓ５０９の処理を行う。無線基地局装置１０１は、ステップＳ５１０〜Ｓ５２０の処理を行う。

まず、ステップＳ５０１では、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々において、バッテリ残量監視部１２２は、一定時間間隔でバッテリ残量を検出するため、バッテリ残量検出時間になるまで待機する。バッテリ残量検出時間になると、ステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２では、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々において、バッテリ残量監視部１２２は、バッテリ１２１の残量を検出する。次に、ステップＳ５０３では、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々において、第１の送信部１２３は、バッテリ残量監視部１２２が検出したバッテリ１２１の残量を無線基地局装置１０１に送信する。その後、ステップＳ５０４及びＳ５１０に進む。

ステップＳ５１０では、無線基地局装置１０１において、バッテリ残量監視部１１３は、第２の受信部１１１がバッテリ１２１の残量を受信するまで待機する。第２の受信部１１１がバッテリ１２１の残量を受信すると、ステップＳ５１１に進む。ステップＳ５１１では、無線基地局装置１０１において、バッテリ残量監視部１１３は、第１の受信部１１１が受信したバッテリ１２１の残量を基に、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々のバッテリ１２１の残量を更新する。次に、ステップＳ５１２では、無線基地局装置１０１において、バッテリ残量監視部１１３は、複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃのうちでバッテリ１２１の残量が第１の閾値以下である無線端末装置があるか否かを判定する。ある場合にはステップＳ５１３に進み、ない場合にはステップＳ５１０に戻る。

ステップＳ５１３では、無線基地局装置１０１において、帯域占有時間監視部１１２は、電波の受信時間及び送信時間の合計時間Ｔｃと、無線基地局装置１０１及び複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信時間Ｔｓを検出し、時間Ｔｃ及びＴｓを送信電力制御部１１４に出力する。次に、ステップＳ５１４では、無線基地局装置１０１において、送信電力制御部１１４は、電波の受信時間及び送信時間の合計時間Ｔｃが第２の閾値Ｔ未満であるか否かを判定する。合計時間Ｔｃが第２の閾値Ｔ未満である場合には、ステップＳ５１５に進み、合計時間Ｔｃが第２の閾値Ｔ以上である場合には、ステップＳ５１８に進む。

ステップＳ５１５では、無線基地局装置１０１において、送信電力制御部１１４は、ステップＳ５１２で判定されたバッテリ１２１の残量が第１の閾値以下である無線端末装置からのパケット受信エラーレート（ＰＥＲ）を取得する。次に、ステップＳ５１６では、無線基地局装置１０１において、送信電力制御部１１４は、ステップＳ５１５で取得したパケット受信エラーレート（ＰＥＲ）が第４の閾値ＰＥＲｒ未満であるか否かを判定する。第４の閾値ＰＥＲｒ未満である場合にはステップＳ５１７に進み、第４の閾値ＰＥＲｒ以上である場合にはステップＳ５１０に戻る。

ステップＳ５１７では、無線基地局装置１０１において、第２の送信部１１５は、送信電力制御部１１４の制御の下、ステップＳ５１２で判定されたバッテリ１２１の残量が第１の閾値以下である無線端末装置に対して、送信電力低下指示を送信する。この処理は、第１の送信電力制御である。その後、ステップＳ５１０に戻る。また、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃのステップＳ５０４の処理に進む。

ステップＳ５１８では、無線基地局装置１０１において、送信電力制御部１１４は、電波の送信時間及び受信時間の合計時間Ｔｃに対する無線基地局装置１０１及び複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信時間Ｔｓの比Ｔｓ／Ｔｃが第３の閾値Ｓｈより大きいか否かを判定する。比Ｔｓ／Ｔｃが第３の閾値Ｓｈより大きい場合には、ステップＳ５１９に進み、比Ｔｓ／Ｔｃが第３の閾値Ｓｈ以下である場合には、ステップＳ５２０に進む。

ステップＳ５１９では、無線基地局装置１０１において、第２の送信部１１５は、送信電力制御部１１４の制御の下、ステップＳ５１２で判定されたバッテリ１２１の残量が第１の閾値以下である無線端末装置以外の無線端末装置（バッテリ１２１の残量が第１の閾値より大きい無線端末装置）に対して、送信電力低下指示を送信する。例えば、無線端末装置１０２ａのバッテリ１２１の残量のみが第１の閾値以下であると判定された場合、無線端末装置１０２ｂ及び１０２ｃのバッテリ１２１の残量は第１の閾値より大きい。この場合、第２の送信部１１５は、バッテリ１２１の残量が第１の閾値より大きい無線端末装置１０２ｂ及び１０２ｃに対して、送信電力低下指示を送信する。この処理は、第２の送信電力制御である。その後、ステップＳ５１０に戻る。また、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃのステップＳ５０４の処理に進む。

ステップＳ５２０では、無線基地局装置１０１において、第２の送信部１１５は、送信電力制御部１１４の制御の下、ステップＳ５１２で判定されたバッテリ１２１の残量が第１の閾値以下である無線端末装置に対して、送信電力上昇指示を送信する。この処理は、第３の送信電力制御である。その後、ステップＳ５１０に戻る。また、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃのステップＳ５０４の処理に進む。

ステップＳ５０４では、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々において、送信電力設定部１２５は、第１の受信部１２４が送信電力制御指示（送信電力低下指示又は送信電力上昇指示）を受信したか否かを判定する。受信した場合には、ステップＳ５０５に進み、受信していない場合には、ステップＳ５０１に戻る。

ステップＳ５０５では、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々において、送信電力設定部１２５は、第１の受信部１２４が受信した送信電力制御指示に応じて、第１の送信部１２３の送信電力を制御する。例えば、送信電力設定部１２５は、第１の受信部１２４が送信電力低下指示を受信した場合には、第１の送信部１２３の送信電力を一定値下げる。また、送信電力設定部１２５は、第１の受信部１２４が送信電力上昇指示を受信した場合には、第１の送信部１２３の送信電力を一定値上げる。

次に、ステップＳ５０６では、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々において、送信電力設定部１２５は、ステップＳ５０５で送信電力を下げたか否かを判定する。下げた場合には、ステップＳ５０７に進み、下げていない場合には、ステップＳ５０１に戻る。

ステップＳ５０７では、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々において、送信電力設定部１２５は、自己の無線端末装置から無線基地局装置１０１へのパケット送信エラーレート（ＰＥＲ）を取得する。

次に、ステップＳ５０８では、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々において、送信電力設定部１２５は、ステップＳ５０７で取得したパケット送信エラーレート（ＰＥＲ）が第４の閾値ＰＥＲｔ以下であるか否かを判定する。第４の閾値ＰＥＲｔ以下である場合には、ステップＳ５０１に戻り、第４の閾値ＰＥＲｔより大きい場合には、ステップＳ５０９に進む。

ステップＳ５０９では、無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃの各々において、送信電力設定部１２５は、第１の送信部１２３の送信電力を、ステップＳ５０５における制御の前の値に戻す。すなわち、送信電力設定部１２５は、第１の送信部１２３の送信電力を一定値上げることにより、制御前の値に戻す。これにより、パケット送信エラーレート（ＰＥＲ）が第４の閾値ＰＥＲｔより大きくならないように、第１の送信部１２３の送信電力の下限値を設定することができ、エラーによる再送回数を減らし、消費電力を低減することができる。その後、ステップＳ５０１に戻る。

次に、ステップＳ５１４の第２の閾値Ｔの例を説明する。電波の送信時間及び受信時間の合計時間Ｔｃは、一定時間Ｔ０内の合計時間である。一定時間Ｔ０は、例えば、ビーコン間隔の時間、又はデータ定期送信間隔の時間である。第２の閾値Ｔは、図４において、次式により設定される。ここで、Ｔｂ０は、バックオフＴｂの平均時間である。また、０＜α≦１である。データフレーム長Ｔｄは、仕様内の最小値である。
Ｔ＝Ｔ０×α×（Ｔｄ＋Ｔａ）／｛（Ｔｄ＋Ｔａ）＋（ＤＩＦＳ＋Ｔｂ０＋ＳＩＦＳ）｝

次に、ステップＳ５１８の例を説明する。無線基地局装置１０１及び複数の無線端末装置１０２ａ〜１０２ｃ間の通信時間Ｔｓは、一定時間Ｔ０内の通信時間である。第３の閾値Ｓｈ０は、図４において、次式により設定される。
Ｓｈ０＝［Ｔ０×α×（Ｔｄ＋Ｔａ）／｛（Ｔｄ＋Ｔａ）＋（ＤＩＦＳ＋Ｔｂ０＋ＳＩＦＳ）｝］−（Ｔｃ−Ｔｓ）

ステップＳ５１８では、送信電力制御部１１４は、通信時間Ｔｓが第３の閾値Ｓｈ０より大きいか否かを判定する。第３の閾値Ｓｈ０より大きい場合には、ステップＳ５１９に進み、第３の閾値Ｓｈ０以下である場合には、ステップＳ５２０に進む。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０１ 無線基地局装置
１０２ａ〜１０２ｃ 無線端末装置
１１１ 第２の受信部
１１２ 帯域占有時間監視部
１１３ バッテリ残量監視部
１１４ 送信電力制御部
１１５ 第２の送信部
１２１ バッテリ
１２２ バッテリ残量監視部
１２３ 第１の送信部
１２４ 第１の受信部
１２５ 送信電力設定部

Claims (8)

1. 無線基地局装置と、
   前記無線基地局装置に対して無線通信を行う複数の無線端末装置とを有する無線通信システムであって、
   前記複数の無線端末装置の各々は、
   バッテリと、
   受信を行う第１の受信部と、
   送信を行う第１の送信部であって、前記バッテリの残量を前記無線基地局装置に送信し、前記第１の受信部が前記無線基地局装置から送信電力低下指示を受信した場合には送信電力を下げる第１の送信部とを有し、
   前記無線基地局装置は、
   受信を行う第２の受信部であって、前記複数の無線端末装置から前記バッテリの残量を受信する第２の受信部と、
   送信を行う第２の送信部であって、前記複数の無線端末装置のうちで前記バッテリの残量が第１の閾値以下である無線端末装置があり、かつ電波の送信時間及び受信時間の合計時間が第２の閾値以上であり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間に対する前記無線基地局装置及び前記複数の無線端末装置間の通信時間の比が第３の閾値より大きい場合には、前記バッテリの残量が前記第１の閾値より大きい無線端末装置に対して送信電力低下指示を送信する第２の送信部とを有することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第２の送信部は、前記複数の無線端末装置のうちで前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置があり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間が前記第２の閾値より小さい場合には、前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置に対して送信電力低下指示を送信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。
3. 前記第２の送信部は、前記複数の無線端末装置のうちで前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置があり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間が前記第２の閾値以上であり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間に対する前記無線基地局装置及び前記複数の無線端末装置間の通信時間の比が前記第３の閾値以下である場合には、前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置に対して送信電力上昇指示を送信し、
   前記第１の送信部は、前記第１の受信部が前記無線基地局装置から前記送信電力上昇指示を受信した場合には送信電力を上げることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 前記第２の送信部は、
   前記複数の無線端末装置のうちで前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置があり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間が前記第２の閾値より小さい場合には、前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置に対して送信電力低下指示を送信し、
   前記複数の無線端末装置のうちで前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置があり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間が前記第２の閾値以上であり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間に対する前記無線基地局装置及び前記複数の無線端末装置間の通信時間の比が前記第３の閾値以下である場合には、前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置に対して送信電力上昇指示を送信し、
   前記第１の送信部は、前記第１の受信部が前記無線基地局装置から前記送信電力上昇指示を受信した場合には送信電力を上げることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
5. 前記第２の送信部は、前記複数の無線端末装置のうちで前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置があり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間が前記第２の閾値より小さく、かつ前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置からの受信エラーレートが第４の閾値未満である場合には、前記バッテリの残量が前記第１の閾値以下である無線端末装置に対して送信電力低下指示を送信することを特徴とする請求項２又は４記載の無線通信システム。
6. 前記第１の送信部は、送信エラーレートが第４の閾値以上である場合には、送信電力を上げることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 複数の無線端末装置に対して無線通信を行う無線基地局装置であって、
   受信を行う受信部であって、前記複数の無線端末装置のバッテリの残量を受信する受信部と、
   送信を行う送信部であって、前記複数の無線端末装置のうちで前記バッテリの残量が第１の閾値以下である無線端末装置があり、かつ電波の送信時間及び受信時間の合計時間が第２の閾値以上であり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間に対する前記無線基地局装置及び前記複数の無線端末装置間の通信時間の比が第３の閾値より大きい場合には、前記バッテリの残量が前記第１の閾値より大きい無線端末装置に対して送信電力低下指示を送信する送信部と
   を有することを特徴とする無線基地局装置。
8. 複数の無線端末装置に対して無線通信を行う無線基地局装置の無線通信方法であって、
   受信部により、前記複数の無線端末装置のバッテリの残量を受信し、
   送信部により、前記複数の無線端末装置のうちで前記バッテリの残量が第１の閾値以下である無線端末装置があり、かつ電波の送信時間及び受信時間の合計時間が第２の閾値以上であり、かつ前記電波の送信時間及び受信時間の合計時間に対する前記無線基地局装置及び前記複数の無線端末装置間の通信時間の比が第３の閾値より大きい場合には、前記バッテリの残量が前記第１の閾値より大きい無線端末装置に対して送信電力低下指示を送信することを特徴とする無線通信方法。

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