JP5708102B2 - 無線通信端末装置及び無線通信端末装置制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信端末装置及び無線通信端末装置制御方法に関する。

近年、携帯電話システムや、無線ＬＡＮを用いたシステムや、ＺｉｇＢｅｅ（ジグビー：登録商標）技術を用いた通信システムなどの様々な無線通信システムが普及している。このような無線通信システムでは、多くの端末装置が配置され、それら各端末装置のそれぞれが通信を行う。そのため、このような無線通信システムでは、複数の端末装置が同時にデータパケットを送信してしまう場合がある。そのような場合、データパケットが衝突してデータが読み取れなくなるおそれがある。

そこで、このような無線通信システムでは、複数の端末装置それぞれがデータパケットの送信を行う場合でも、データパケットの衝突を軽減するようにＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式が採用されている。このＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、データパケットを送信したい端末装置は、通信路の通信状況を監視（以下、「キャリアセンス」と言う場合がある。）し、通信路が空くとデータパケットの送信を開始する。

ここで、ある端末装置を端末装置Ａとした場合、送信した信号が端末装置Ａに直接届かない端末装置を、端末装置Ａに対する「隠れ端末」と言う。具体的には、壁などの障害物が端末装置Ａとの間にあるため信号が届かなかったり、端末装置Ａとの距離が遠いため信号が届かなかったりする端末装置である。すなわち、端末装置は、その端末装置に対する隠れ端末の通信状況を監視することができない。これに対して、ある端末装置を端末装置Ａとした場合、送信した信号が端末装置Ａに直接届く端末装置、言い換えれば、端末装置Ａを除いた隠れ端末以外の端末装置を、端末装置Ａに対する「曝し端末」と言うものとする。すなわち、端末装置は、その端末装置に対する曝し端末の通信状況を監視することができる。

従来、このようなＣＳＭＡ／ＣＡを採用している無線通信システムにおいて、データパケットの再送回数を適当な値に設定する技術や通信品質を算出し評価する技術が提案されている。

例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡを採用している無線通信システム内の全ての端末装置に対して一定の再送回数を予め指定しておく従来技術がある。この従来技術は、予めシステム設計者が平均的なＰＥＲ（Packet Error Rate）を予測又は実測して、そのＰＥＲから最適な再送回数を算出し、各ノードにその再送回数を設定しておく。そして、再送回数が設定値を超えると、基地局装置などに報告が行く。基地局装置は、一定時間待機したり、システム管理者に報告したりする。

また、他の例としては、ＣＳＭＡ／ＣＡを採用している無線通信システム内で、ＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indication：受信信号強度）を用いて通信品質を評価し、ＲＳＳＩ値が低くなった場合、再送間隔を短くする従来技術がある。ＲＳＳＩ値が低い場合、通信品質が悪いと考えられる。その場合に、再送間隔が長ければ、該当端末装置によるデータパケットの送信が完了するまでに時間がかかってしまう。そこで、この従来技術では、再送間隔を短くすることによりこのような事態を回避している。

特開２００７−１７４２９２号公報 特開２０１０−１０３８１５号公報 特開２００６−１３８４１号公報

しかしながら、無線通信システム内の全ノードに対して一定の再送回数を指定する従来技術では、各端末装置のＰＥＲの違いを考慮していない。各端末装置は、隠れ端末の数や基地局装置との距離によって、ＰＥＲが異なる。そのため、全ての端末装置に一定の再送回数を設定した場合、外部からの干渉や通信機器の故障といった突発的な影響が無い状態、すなわち、パケットのコリジョンなどによるＰＥＲに対して適切な再送回数が設定できない場合がある。ここでは、外部からの干渉や通信機器の故障といった突発的な影響が無い状態のＰＥＲを「通常のＰＥＲ」と言う。例えば、通常のＰＥＲが平均より高い端末装置では、突発的な事象が発生しない場合でも、本来多くの再送を行わないと送信が完了しない。しかし、一定の再送回数を設定した場合、通常のＰＥＲの状態で送信を完了するには再送回数としては十分でない値が、端末装置に設定されてしまうことになる。このため、端末装置は、突発的な影響が無いにもかかわらず、通常のＰＥＲが高いため再送を何度も行っている場合でも、突発的な影響があるなどと判断して、再送をストップしてしまうおそれがある。また、通常のＰＥＲが低い端末装置では、本来であれば少ない再送回数で再送が完了するはずである。しかし、一定の再送回数を設定した場合、通常のＰＥＲの状態で送信を完了するのには再送回数としては高すぎる値が、端末装置に設定されてしまう。このため、端末装置では、通常のＰＥＲの状態であればデータパケットの送信が完了する再送回数を大きく超えてまで再送が行われ、外部の干渉源などの発見が遅れるおそれがある。さらに、そのような端末装置では、不要な再送を繰り返すので、無駄な消費電力や近隣ネットワークへの干渉の増加のおそれがあった。

また、ＲＳＳＩ情報を用いて通信品質を評価し再送間隔を調整する従来技術では、通信品質の評価を十分に行うことは困難であった。すなわち、基地局装置からの信号が強いためＲＳＳＩが大きいとしても、隠れ端末が多い場合がある。このような場合、隠れ端末とデータパケットが衝突しＰＥＲが悪くなるおそれがあるが、この従来技術では隠れ端末によるＰＥＲの悪化を評価することは困難である。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、安定した通信が行え、消費電力を低減し、さらに近隣ネットワークへの干渉を低減させた無線通信端末装置及び無線通信端末装置制御方法を提供することを目的とする。

本願の開示する無線通信端末装置及び無線通信端末装置制御方法は、一つの態様において、データ処理部は、基地局装置との間でのデータパケットを送受信及び他の端末装置が前記基地局装置へ送信したデータパケットを受信する。隠れ待機時間算出部は、自装置へ送信信号が届く無線通信端末装置である曝し端末のいずれか一つからのみ前記基地局装置へデータパケットが送信されている曝し通信時間の割合、前記曝し端末の少なくとも２つから前記基地局装置へデータパケットが送信されている曝し衝突時間の割合、及び前記曝し端末のいずれも前記基地局装置へデータパケットを送信していない曝し待機時間の割合のうち少なくとも２つを基に、自装置へ送信信号が届かない無線通信端末装置である隠れ端末のいずれも前記基地局装置へデータパケットの送信を行っていない隠れ待機時間の割合を求める。ＰＥＲ算出部は、前記隠れ待機時間算出部が算出した前記隠れ待機時間の割合からＰＥＲの予測値を算出する。再送回数算出部は、前記ＰＥＲ算出部が算出した前記ＰＥＲの予測値を基に再送回数の閾値を算出する。再送回数制御部は、前記データ処理部による基地局装置へのデータパケットの送信が失敗した場合、前記再送回数算出部により算出された閾値を送信回数が超えるまで、前記データ処理部に対して前記基地局装置へのデータパケットの送信を繰り返させる。

本願の開示する無線通信端末装置及び無線通信端末装置制御方法の一つの態様によれば、安定した通信が行え、消費電力を低減し、さらに近隣ネットワークへの干渉を低減できるという効果を奏する。

図１は、無線通信システムの全体図である。 図２は、端末装置のブロック図である。 図３は、Ｐｔ’及びＰｔ’’のＰｃ’’’に対する寄与率を説明するための図である。 図４は、端末装置の台数と１台だけが基地局装置にデータパケットを送信する時間との関係を説明する図である。 図５は、数式（４）及び数式（７）を用いて算出したＰｓ’’とシミュレーション結果とを比較するための図である。 図６は、数式（４）及び数式（９）を用いて算出したＰｓ’’とシミュレーション結果とを比較するための図である。 図７は、実施例１に係る端末装置による基地局装置との通信の処理のフローチャートである。 図８は、実施例２において数式（９）を用いて算出したＰｓ’’とシミュレーション結果とを比較するための図である。 図９は、実施例３〜５において数式（７）を用いて算出したＰｓ’’とシミュレーション結果とを比較するための図である。 図１０は、端末装置のハードウェア構成図である。

以下に、本願の開示する無線通信端末装置及び無線通信端末装置制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する無線通信端末装置及び無線通信端末装置制御方法が限定されるものではない。

図１は、無線通信システムの全体図である。図１に示すように、本実施例に係る無線通信システムは、基地局装置２及び端末装置１などの複数の端末装置を有している。この端末装置１が「無線通信端末装置」の一例にあたる。そして、各端末装置は基地局装置２を介して相互に通信を行っている。以下の説明では、端末装置１に関して説明する。端末装置１は、例えば、端末装置３１にデータパケットを送信する場合、基地局装置２に対してデータパケットを送信する。そして、基地局装置２は、端末装置１から受信したデータパケットを端末装置３１に送信する。また、端末装置１は、端末装置３１からデータパケットを受信する場合、端末装置３１が送信したパケットを基地局装置２から受信する。このように、各端末装置は、データパケットの送受信を行う場合、基地局装置２を介して他の端末装置とのやり取りを行う。そして、異なる端末装置から送信されたデータパケットが重なるタイミングで受信した場合、基地局装置２は、送信されたデータパケットを正常に受信することができない。これは、データパケットが衝突を起こすためであり、データパケットが衝突を「コリジョン」と言う場合がある。

また、図１の領域３は、電波の障害物が無い状態での端末装置１の通信可能な範囲（以下では、「通信領域」という。）を示している。また、領域４は、基地局装置２の通信領域のうち端末装置１の通信領域と重なる部分を除いた領域である。すなわち、領域４に存する通信端末、例えば端末装置４１は、基地局装置２とはデータパケットの授受を行えるが、端末装置１は、端末装置４１から出力された電波を受信することはできない。また、端末装置１の通信領域には障害物５が配置されている。このため、端末装置１との間に障害物５が存在する端末装置、例えば、端末装置４２から出力された電波を、端末装置１は受信できない。ただし、端末装置４２は、基地局装置２の通信領域内に存するため、基地局装置２とデータパケットの授受を行うことはできる。端末装置４１及び４２ように、基地局装置２とのデータパケットの授受はできるが、端末装置１がその出力電波を受信することができない端末装置を端末装置１に対する「隠れ端末」という。また、以下では、基地局装置２とのデータパケットの授受ができ、且つ端末装置１がその出力電波を受信することができる端末装置、例えば端末装置３１を「曝し端末」という。

そして、後述するように、端末装置１は、他の端末装置が基地局装置２へ送信したデータパケットを受信する。このデータパケットを受信することにより、端末装置１は、他の端末装置がデータパケットを基地局装置２へ送信しているか否かを監視（以下では、「キャリアセンス」と言う場合がある。）している。そして、端末装置１は、キャリアセンスにより他の端末装置からのデータパケットが基地局装置２へ送信されていないと判定すると、データパケットを基地局装置２へ送信する。これにより、端末装置１は、データパケットのコリジョンの確率を低減している。ただし、端末装置１は、例えば端末装置４１及び４２といった隠れ端末の出力電波を受信できない。そのため、端末装置１は、隠れ端末からデータパケットが基地局装置２へ送信されていても、キャリアセンスにより隠れ端末から基地局装置２へのデータパケットがあることを検知できない。そこで、端末装置１は、隠れ端末からデータパケットが基地局装置２へ送信されている状態で、データパケットを基地局装置２へ送信してしまいデータパケットのコリジョンが発生してしまう。データの送信が失敗した場合、端末装置１は、データパケットの再送を行う。そこで、このデータパケットの再送を含む端末装置１の詳細について次に説明する。

図２を参照して、本実施例に係る端末装置１について説明する。図２は、端末装置のブロック図である。

図２に示すように、本実施例に係る端末装置１は、無線通信部１１、ＲＳＳＩ測定部１２、データ処理部１３、記憶部１４、予測ＰＥＲ計算部１５、再送回数決定部１６、再送回数制御部１７及び上位処理部１８を有している。

無線通信部１１は、アンテナを介して基地局装置２からデータパケットを受信する。次に、無線通信部１１は、受信したデータパケットをベースバンド信号に変換する。そして、無線通信部１１は、ベースバンド信号に変換したデータパケットをＲＳＳＩ測定部１２及びデータ処理部１３へ出力する。

さらに、無線通信部１１は、アンテナを介して他の端末装置、例えば端末装置３１（図１参照）が基地局装置２へ向けて出力したデータパケットを受信する。そして、無線通信部１１は、受信したデータパケットをベースバンド信号に変換する。そして、無線通信部１１は、ベースバンド信号に変換したデータパケットをＲＳＳＩ測定部１２及びデータ処理部１３へ出力する。

また、無線通信部１１は、送信するデータパケットの入力をデータ処理部１３から受ける。そして、無線通信部１１は、受信したデータパケットを無線信号に変換する。そして、無線通信部１１は、無線信号に変換したデータパケットをアンテナを介して基地局装置２へ送信する。

データ処理部１３は、ベースバンド信号に変換されたデータパケットを無線通信部１１から受信する。そして、データ処理部１３は、データパケットのヘッダを参照し、受信したデータパケットが基地局装置２から送信されたデータパケットか否かを判定する。

受信したデータパケットが基地局装置２から送信されたデータパケットの場合、データ処理部１３は、データパケットに対して復調処理や誤り訂正復号処理などのベースバンド処理を施す。そして、データ処理部１３は、ベースバンド処理を施した信号を表示部（不図示）に表示させるなどして操作者に提供する。

さらに、データ処理部１３は、一定期間中に基地局装置２と通信できる全ての端末装置のうちいずれか一つが基地局装置２に対してデータを送信していた時間の割合「Ｐｔ」を、アンテナ及び無線通信部１１を介して基地局装置２から受信する。ここで、一定期間とは、例えば、端末装置１がデータ送信の開始要求を行った時刻から１０秒間である。具体的には、データ処理部１３は、基地局装置２にデータの送信を行う前にデータ送信開始要求を送信する。そして、基地局装置２は、データ送信開始要求を受信後１０秒の間に各端末装置から送信されたデータパケットからＰｔを算出する。そして、基地局装置２は、算出したＰｔの値を端末装置１に送信する。また、データ処理部１３は、一定期間中に基地局装置２と通信できる全ての端末装置のうちいずれからも基地局装置２がデータを受信しなかった時間の割合「Ｐｓ」を、アンテナ及び無線通信部１１を介して基地局装置２から受信する。このＰｓもＰｔと同様に、基地局装置２が算出し、算出した値をデータ処理部１３が受信する。そして、データ処理部１３は、受信したＰｔ及びＰｓを予測ＰＥＲ計算部１５へ出力する。

ここで、データ処理部１３は、Ｐｔ及びＰｓの受信並びに予測ＰＥＲ計算部１５への出力を、一定時間間隔で繰り返す。これにより、後述する再送回数の閾値が更新されるので、適切な再送回数を設定していくことができる。すなわち、この一定時間間隔を短くすれば適応的に適切な再送回数を設定することができる。しかし、再送回数の設定の間は、データパケットの送信を中断するので、スループットの低下が発生するおそれがある。また、この一定時間間隔を長くした場合、無線通信システムの状態が大きく変わったにも関わらず、再送回数が変わらないという状況が発生するおそれがある。この場合、無線通信システムが不安定になる危険がある。そこで、この一定時間間隔は、無線通信システムの状態がどのくらいの周期で変化するかを把握した上で、適切な時間を設定することが好ましい。ここで、本実施例では、データ処理部１３によるＰｔ及びＰｓの受信をトリガに、再送回数の閾値を設定するように説明する。しかし、これは他の方法でも良く、例えば、データ処理部１３のＰｔ及びＰｓの受信とは別に、後述する予測ＰＥＲ計算部１５及び再送回数決定部１６が周期的に再送回数の閾値を算出してもよい。

ここで、Ｐｔ及びＰｓが分かれば、Ｐｃ＝１−Ｐｔ−Ｐｓとして、一定期間中に基地局装置２と通信できる全ての端末装置のうち２つ以上の端末装置が基地局装置２にデータを送信した時間の割合「Ｐｃ」は算出できる。また、本実施例では、Ｐｔ及びＰｓを基地局装置２から受信することでＰｃが求まるとしているが、Ｐｔ、Ｐｃ及びＰｓを全て求めるためには、Ｐｔ、Ｐｃ及びＰｓのうちいずれか２つが分かればよい。例えば、基地局装置２がデータをデコードできなかったデータパケットを受信した時間の割合を「Ｐｃ」として受信することで、データ処理部１３は、Ｐｃを取得できる。そして、データ処理部１３は、Ｐｃの他に、例えば、Ｐｓを受信することで、Ｐｔ＝１−Ｐｃ−ＰＳによりＰｔを求めることができる。

また、受信したデータパケットが基地局装置２から送信されたデータパケットでない場合、データ処理部１３は、例えばデータパケットのヘッダを参照するなどしてデータパケットを解析し、データの送信元を特定する。そして、データ処理部１３は、データパケットの識別情報及び送信元の情報を記憶部１４に記憶させる。ここで、受信したデータパケットから送信元の情報が特定できなかった場合、データ処理部１３は、データの解析不可の情報を送信元の情報の変わりに記憶部１４に記憶させる。

また、データ処理部１３は、操作者から入力されたデータや音声に対して変調処理などを施してベースバンド信号を生成する。そして、データ処理部１３は、生成したベースバンド信号を無線通信部１１へ出力する。さらに、データ処理部１３は、基地局装置２へのデータパケットの送信が失敗した場合、データパケットの再送を行うか否かを再送回数制御部１７に確認する。ここで、データ処理部１３は、アンテナ及び無線通信部１１を介して基地局装置２から受信成功の通知を受信することで、データパケットの送信が失敗したか否かが判定できる。

そして、再送回数制御部１７からデータパケットの再送指示を受けた場合、データ処理部１３は、送信に失敗したデータパケットを再送する。これに対して、再送回数制御部１７からデータパケット再送不要の通知を受けた場合、データ処理部１３は、データパケットの再送を行わない。

ＲＳＳＩ測定部１２は、基地局装置２から受信したデータパケットの入力を無線通信部１１から受ける。そして、ＲＳＳＩ測定部１２は、データパケットの信号強度を測定して受信した信号のＲＳＳＩを取得する。そして、ＲＳＳＩ測定部１２は、データパケットの識別情報とともに、取得したＲＳＳＩ及びＲＳＳＩの測定時刻を記憶部１４へ記憶させる。ここで、ＲＳＳＩ測定部１２は、データ処理部１３が記憶部１４に記憶させた情報の中からデータパケットの識別情報が一致する情報を抽出し、抽出した情報にＲＳＳＩの情報及びＲＳＳＩの測定時刻を付加させて、記憶部１４に記憶させてもよい。

記憶部１４は、メモリやハードディスクなどの記憶媒体である。記憶部１４は、データパケットの識別情報、送信元の情報及びデータパケットのＲＳＳＩを登録するデータベースを記憶している。そして、記憶部１４は、データ処理部１３から入力されたデータパケットの識別情報及び送信元の情報、並びに、ＲＳＳＩ測定部１２から入力された当該データパケットのＲＳＳＩの情報及びＲＳＳＩの測定時刻をデータベースに登録し記憶する。

予測ＰＥＲ計算部１５は、図２に示すように、待機時間算出部１５１及びＰＥＲ算出部１５２を有している。待機時間算出部１５１は、予測ＰＥＲ計算部１５がデータ処理部１３から受信したＰｔ及びＰｓを取得する。ここで、待機時間算出部１５１は、Ｐｃ＝１−Ｐｔ−Ｐｓとして、一定期間中に基地局装置２と通信できる全ての端末装置のうち２つ以上の端末装置が基地局装置２にデータを送信した時間の割合「Ｐｃ」を求める。ただし、上述したように、待機時間算出部１５１は、Ｐｔ、Ｐｃ及びＰｓの３つを取得できればよいので、Ｐｔ、Ｐｃ及びＰｓのいずれか２つをデータ処理部１３から受信すればよい。

さらに、待機時間算出部１５１は、一定期間に受信したデータパケットの、データの解析不可の情報を含む送信元の情報、ＲＳＳＩの情報及びＲＳＳＩの測定時刻を記憶部１４から取得する。ここで、一定期間とは、例えば、データ処理部１３が基地局装置２にデータの送信開始要求を行ってから１０秒間である。さらに、待機時間算出部１５１は、ＲＳＳＩの閾値を記憶している。そして、待機時間算出部１５１は、送信元の情報があるデータパケットにおいて、ＲＳＳＩが閾値を上回った時刻からＲＳＳＩが閾値を下回った時刻までの時間を取得する。そして、待機時間算出部１５１は、当該取得した時間を一定期間で除算することで、一定期間中に曝し端末のいずれか一つが基地局装置２へデータパケットを送信した時間の割合「Ｐｔ’」を取得する。さらに、待機時間算出部１５１は、データの解析不可であるデータパケット中にＲＳＳＩが閾値を上回った時刻からＲＳＳＩが閾値を下回った時刻までの時間を取得する。そして、待機時間算出部１５１は、当該取得した時間を一定期間で除算することにより、一定期間中に曝し端末のうち２つ以上が基地局装置２へデータを送信している時間の割合「Ｐｃ’」を求める。さらに、待機時間算出部１５１は、Ｐｓ’＝１−Ｐｔ’−Ｐｃ’として、一定期間のうち曝し端末のいずれも基地局装置２へデータパケットを送信していない時間の割合「Ｐｓ’」を算出する。ここで、本実施例では、１からＰｔ’及びＰｃ’を減算することでＰｓ’を求めたが、これは他の方法でもよい。例えば、待機時間算出部１５１は、データの解析不可であるデータパケットのうちＲＳＳＩが閾値を下回っている期間を取得する。そして、待機時間算出部１５１は、当該取得した時間を一定期間で除算することによりＰｓ’を求めてもよい。

次に、待機時間算出部１５１は、Ｐｔ、Ｐｓ、Ｐｃ、Ｐｓ’、Ｐｔ’及びＰｃ’を用いてＰｓ’’を算出する。そして、隠れ端末が存在している端末装置１において、パケットの送信エラーが発生する場合とは、そのほとんどが隠れ端末である端末装置が送信したデータパケットと衝突が発生していると考えられる。すなわち、ＰＥＲは、隠れ端末がデータパケットを基地局装置２へ送信している時間の割合と考えられる。ここで、一定期間中に隠れ端末のいずれか一つが基地局装置２へデータパケットを送信した時間の割合を「Ｐｔ’’」とする。また、一定期間中に隠れ端末がいずれも基地局装置２へデータパケットを送信していない時間の割合を「Ｐｓ’’」とする。さらに、一定期間中に隠れ端末のうち２つ以上が基地局装置２へデータを送信している時間の割合を「Ｐｃ’ ’」とする。そうすると、隠れ端末がデータパケットを基地局装置２へ送信している時間の割合であるＰＥＲは、Ｐｔ’’とＰｃ’’の合計といえる。すなわち、ＰＥＲ＝Ｐｔ’’＋Ｐｃ’’＝１−Ｐｓ’’と表すことができる。そこで、ＰＥＲを求めるにはＰｓ’’が分かればいいので、待機時間算出部１５１は、算出したＰｓ’’をＰＥＲ算出部１５２へ出力する。この待機時間算出部１５１が「隠れ待機時間算出部」の一例にあたる。

ここで、待機時間算出部１５１による、Ｐｔ、Ｐｓ、Ｐｃ、Ｐｓ’、Ｐｔ’及びＰｃ’を用いてＰｓ’’を算出する方法について説明する。

Ｐｔ’及びＰｔ’’には、Ｐｃに含まれるものを含んでいる。例えば、１つの曝し端末からデータパケットが基地局装置２に送信されている場合（Ｐｔ’の場合）でも、隠れ端末からデータパケットが送信されていればパケットの衝突が起こり、Ｐｃに含まれることになる。同様に、１つの隠れ端末からデータパケットが基地局装置２に送信されている場合（Ｐｔ’’の場合）でも、曝し端末からデータパケットが送信されていればパケットの衝突が起こり、Ｐｃに含まれることになる。そこで、Ｐｃ’’’＝（Ｐｔ’∩Ｐｃ）∪（Ｐｔ’∩Ｐｃ）とする。すなわち、Ｐｃ’’’は、Ｐｔ’及びＰｔ’’のＰｃへの寄与分である。この場合、次の数式（１）のように表すことができる。

Ｐｃ＝Ｐｃ’＋Ｐｃ’’＋Ｐｃ’’’となる。ここで、Ｎ１を曝し端末の数とし、Ｎ２を隠れ端末の数とする。合計衝突時間は衝突回数に比例するので、Ｐｃ’＝ｋ×（_Ｎ１Ｃ_２）と表される。ここで、「Ｃ」はコンビネーション（組合せ）を表している。すなわち、「_Ｎ１Ｃ_２」は曝し端末の組合せの数である。同様に、Ｐｃ’’＝ｋ×（_Ｎ２Ｃ_２）である。また、Ｐｃ’’’＝ｋ×Ｎ１×Ｎ２である。ここで、Ｐｃの中に占めるＰｃ’、Ｐｃ’’及びＰｃ’’’は時間の割合であるので、ｋはＰｔ＋Ｐｓ＋Ｐｃ’＋Ｐｃ’’＋Ｐｃ’’’＝１を満たす適当な数である。そして、非常に多くの曝し端末と隠し端末がネットワーク上に存在している場合は、Ｎ１及びＮ２が１より十分大きいといえるので、次の数式（２）のように近似できる。

そして、数式（１）及び数式（２）より、次の数式（３）のようになる。

そして、数式（３）を変形すると、次の数式（４）と表すことができる。

ここで、数式（４）からＰｓ’’を求めるため、Ｐｓ’’とＮ２／Ｎ１との関係を表す式について説明する。ここでは、Ｐｓ’’とＮ２／Ｎ１との関係を表す式として２つの例を、それぞれ順に説明する。

Ｐｃ’’’は、Ｐｃ’及びＰｃ’’以外のコリジョンを発生させる部分である。そこで、Ｐｔ’のうち、隠れ端末が送信したデータパケットと衝突する場合が、Ｐｃ’’’と重なる部分である。また、Ｐｔ’’のうち、曝し端末が送信したデータパケットと衝突する場合が、Ｐｃ’’’と重なる部分である。このようにＰｃ’’’には、Ｐｔ’とＰｓ’と重なる部分がある。ここで、図３を参照して、Ｐｔ’とＰｓ’のＰｃ’’’に対する寄与率について説明する。図３は、Ｐｔ’及びＰｔ’’のＰｃ’’’に対する寄与率を説明するための図である。図３は、横軸で時間を表している。そして、図３の、パケット群２００は、曝し端末から１つずつのパケットが送信されていることを模式的に表している。また、パケット群２１０は、隠れ端末から１つずつのパケットが送信されていることを表している。そして、パケット群２００の占める時間２０１の一定期間に対する割合がＰｔ’である。また、パケット群２１０の占める時間２１１の一定期間に対する割合がＰｔ’’である。そして、その間のパケット群２００とパケット群２１０とが重なっている部分の時間２２０が、コリジョンが発生している時間であり、Ｐｃ’’’に含まれる部分である。したがって、時間２２０の一定期間に対する割合は、αＰｃ’’’（０≦α≦１）と表すことができる。そして、Ｐｔ’からαＰｃ’’’を除いた範囲（Ｐｔ’−αＰｃ’’’）は、曝し端末のうちの１台が、コリジョンを発生することなく通信を行えている時間２０２の一定期間に対する割合を表している。また、Ｐｔ’’からαＰｃ’’’を除いた範囲（Ｐｔ’’−αＰｃ’’’）は、隠れ端末のうちの１台が、コリジョンを発生することなく通信を行えている時間２１２の一定期間に対する割合を表している。

ここで、通信する台数が多くなれば、一定期間の間に、基地局装置２と通信する時間も増える。このとき、コリジョンの時間も増えるが、その分、どの端末装置も通信を行わない時間が減ることになる。したがって、台数が多いほうが一定期間の間に１台だけが通信する期間が長くなる。

ここで、図４を参照して、端末装置の台数と１台だけが基地局装置にデータパケットを送信する時間との関係を詳しく説明する。図４は、端末装置の台数と１台だけが基地局装置にデータパケットを送信する時間との関係を説明する図である。図４では、例えば、曝し端末が１０台で隠れ端末が５台であり、一定期間が１００ｓｅｃ（second）の場合で説明する。図４は横軸で時間を表している。そして、送信状態２３０は、一定期間内における曝し端末によるデータパケットの送信状態を表している。また、送信状態２４０は、一定期間内における隠れ端末によるデータパケットの送信状態を表している。時間２３１は、曝し端末のうちの１台だけが基地局装置２にデータパケットを送信する時間であり、Ｐｔ’を表している。また、時間２４１は、隠れ端末のうちの１台だけが基地局装置２にデータパケットを送信する時間であり、Ｐｔ’’を表している。例えば、時間２３１は、１０台の曝し端末が通信を行うので、１０ｓｅｃとなっている。これに対して、時間２４１は、５台の隠れ端末が通信を行うので、曝し端末の時間よりも短くなり、５ｓｅｃとなっている。また、曝し端末同士でコリジョンが発生している時間２３２は８０ｓｅｃであり、隠れ端末同士でコリジョンが発生している時間２４２の２０ｓｅｃよりも長くなっている。そして、曝し端末のうち１台も基地局装置２にデータパケットを送信していない時間２３３は、１０ｓｅｃであり、隠し端末のうち１台も基地局装置２にデータパケットを送信していない時間２４３の７５ｓｅｃに比べて短くなっている。言い換えれば、送信状態２３０では、送信状態２４０に比べて、１台だけが基地局装置２にデータを送信している時間と、コリジョンが発生している時間が長くなった分、１台も基地局装置２にデータパケットを送信していない時間が短くなる。このように、台数に近似的に比例して、端末装置のうちの１台のみが基地局装置２にデータを送信する時間が長くなる。

そして、上述したように、曝し端末のうちの１台のみが基地局装置２にデータを送信する時間は、Ｐｔ’−αＰｃ’’’と表され、隠れ端末のうちの１台のみが基地局装置２にデータを送信する時間は、Ｐｔ’’−αＰｃ’’’と表される。これらは、それぞれの台数に近似的に比例するので、次の数式（５）と表すことができる。

そして、数式（２）及び数式（５）より、次の数式（６）と表すことができる。

そして、この数式（６）を変形すると、次の数式（７）のように表すことができる。この数式（７）が、Ｐｓ’’とＮ２／Ｎ１との関係を表す式の１つの例である。

ここで、αは計算により算出することは困難であるので、実験値又は予想値を用いてもよい。また、隠れ端末やデータパケットのトラフィックが多すぎない場合には、α＝１としてもよい。

次に、Ｐｓ’とＮ２／Ｎ１との関係を表す式の他の例について説明する。上述したように、曝し端末のうちの１台のみが基地局装置２にデータを送信する時間は、Ｐｔ’−αＰｃ’’’と表され、隠れ端末のうちの１台のみが基地局装置２にデータを送信する時間は、Ｐｔ’’−αＰｃ’’’と表される。そして、Ｐｔは、隠し端末又は曝し端末のいずれか１つから基地局装置２にデータパケットが送信された時間の一定時間に対する割合である。そこで、曝し端末のうちの１台のみが基地局装置２にデータを送信する時間は、Ｐｔ’−αＰｃ’’’と表され、隠れ端末のうちの１台のみが基地局装置２にデータを送信する時間は、Ｐｔ’’−αＰｃ’’’の合計値が、Ｐｔにあたる。すなわち、次の数式（８）として表される。

そして、数式（２）、（５）及び（８）を用いてα、Ｐｃ’’、Ｐｔ’及びＰｃ’に関して連立方程式を解き、Ｐｓ’’＝１−Ｐｔ’’−Ｐｃ’’に代入すると、次の数式（９）と表すことができる。数式（９）が、Ｐｓ’’とＮ２／Ｎ１との関係を表す式の他の例である。

そして、上述した数式（４）のように、Ｎ２／Ｎ１は求まっている。そこで、数式（７）又は数式（９）に数式（４）を代入することで、Ｐｓ’’を求めることができる。

図５は、数式（４）及び数式（７）を用いて算出したＰｓ’’とシミュレーション結果とを比較するための図である。図５の横軸は、１００個のデータパケットが送信される時間を表している。また、図５の縦軸は、データパケットを送信していない時間の割合を表している。

図５の実線３０１は、数式（４）及び数式（７）を用いて算出した、隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’’を表している。また、点線３０２は、シミュレーションで求めた隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’’を表している。また、一点鎖線３０３は、曝し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’を表している。実線３０１と点線３０２はほぼ重なっており、数式（４）及び数式（７）を用いて算出したＰｓ’’がシミュレーション結果とほぼ一致していることが分かる。すなわち、数式（４）及び数式（７）を用いて算出したＰｓ’’は、実際に通信を行ったときに発生する隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合の値に近いといえる。

図６は、数式（４）及び数式（９）を用いて算出したＰｓ’’とシミュレーション結果とを比較するための図である。図６の横軸は、１００個のデータパケットが送信される時間を表している。また、図６の縦軸は、データパケットを送信していない時間の割合を表している。

図６の実線３１１は、数式（４）及び数式（９）を用いて算出した、隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’’を表している。また、点線３１２は、シミュレーションで求めた隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’’を表している。また、一点鎖線３１３は、曝し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’を表している。実線３１１と点線３１２はほぼ重なっており、数式（４）及び数式（９）を用いて算出したＰｓ’’がシミュレーション結果とほぼ一致していることが分かる。すなわち、数式（４）及び数式（９）を用いて算出したＰｓ’’は、実際に通信を行ったときに発生する隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合の値に近いといえる。

このように、数式（４）と数式（７）又は数式（９）とを用いて算出したＰｓ’’は十分な確度を有していると言える。

ＰＥＲ算出部１５２は、Ｐｓ’’の入力を待機時間算出部１５１から受ける。そして、ＰＥＲ算出部１５２は、Ｐｓ’’用いてＰＥＲの予測値を１−Ｐｓ’’として算出する。そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、ＰＥＲ算出部１５２が算出したＰＥＲの予測値を再送回数決定部１６へ出力する。

再送回数決定部１６は、ＰＥＲの予測値の入力を予測ＰＥＲ計算部１５から受ける。そして、再送回数決定部１６は、（ＰＥＲの予測値）＾ｎ＜βを満たす最小のｎを再送回数の閾値として決定する。ここで、βは、正の数であり、１に比べて十分に小さい数である。また、「＾」はべき乗を表す。例えば、本実施例では、βを０．００１としている。ここで、βを小さくすると再送回数が多くなり、βを大きくすると再送回数が少なくなるので、システムで要求される通信の信頼性に応じてβを設定することが好ましい。そして、再送回数決定部１６は、決定した再送回数の閾値を再送回数制御部１７へ出力する。

ここで、以上の説明で用いてきた一定期間は、その一定期間が長ければＰｔ、Ｐｓ、Ｐｃ、Ｐｓ’、Ｐｔ’及びＰｃ’を算出するための受信するデータパケットの量が多くなる。そして、算出に用いるデータパケットの量が多ければ、再送回数の閾値として適切な値を求めることができる。そして、再送回数の閾値が適切な値であれば、その通信システムは、安定した通信を提供でき、且つ消費電力や近隣ネットワークへの干渉が少なくなる。しかし、一定期間が短いほど、通信システムは、再送回数の閾値の算出スピードが速くなりデータ送信に費やす時間が増える。その場合、通信システムのスループットが向上する可能性が高くなる。そこで、この一定期間は、通信システムに要求されるスループットや信頼性に応じて設定されることが好ましい。

再送回数制御部１７は、再送回数の閾値の入力を再送回数決定部１６から受信する。また、再送回数制御部１７は、カウンタを有している。そして、再送回数制御部１７は、データパケットを基地局装置２へ送信する場合、カウンタをリセットする。そして、再送回数制御部１７は、基地局装置２へのデータパケットの送信が失敗した場合、データパケットの再送を行うか否かの確認をデータ処理部１３から受信する。そして、再送回数制御部１７は、記憶している閾値とカウンタを比較し、カウンタの値が閾値を越えているか否かを判定する。閾値を超えていない場合は、再送回数制御部１７は、データパケットの再送の通知をデータ処理部１３へ出力する。そして、再送回数制御部１７は、自己のカウンタを１つインクリメントする。これに対して、カウンタの値が閾値を超えている場合は、再送回数制御部１７は、データパケットの送信失敗の通知を上位処理部１８へ出力する。そして、再送回数制御部１７は、操作者への通知や基地局装置２への通知といった処理の実行命令を上位処理部１８から受信する。そして、再送回数制御部１７は、上位処理部１８から受信した実行命令をデータ処理部１３へ出力する。

上位処理部１８は、データパケットの送信失敗の際に、実行する処理を決定する。そして、上位処理部１８は、データパケットの送信失敗の通知の入力を再送回数制御部１７から受ける。そして、上位処理部１８は、データパケットの送信失敗の通知を受けて、アプリケーション処理など自己が処理を行う場合にはその処理を実行する。例えば、上位処理部１８は、エラーメッセージの作成などを行う。そして、上位処理部１８は、処理結果とともに、操作者への通知や基地局装置２への通知といった処理の実行命令を再送回数制御部１７へ出力する。ここで、本実施例では、上位処理部１８は、操作者への通知や基地局装置２への通知といった処理を行っているが、これに限らず、データパケットの送信失敗に対応するための処理であれば他の処理を行っても良い。

次に、図７を参照して、本実施例に係る端末装置１による基地局装置２との通信について説明する。図７は、実施例１に係る端末装置による基地局装置との通信の処理のフローチャートである。

データ処理部１３は、データ送信の開始要求を基地局装置２に送信する。そして、データ処理部１３は、Ｐｔ及びＰｓを基地局装置２から受信する（ステップＳ１０１）。さらに、データ処理部１３は、曝し端末から受信したデータパケットを基に、Ｐｃ、Ｐｓ’、Ｐｔ’及びＰｃ’を算出する。

予測ＰＥＲ計算部１５は、Ｐｔ、Ｐｓ、Ｐｃ、Ｐｓ’、Ｐｔ’及びＰｃ’の入力をデータ処理部１３から受ける。そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、Ｐｔ、Ｐｓ、Ｐｃ、Ｐｓ’、Ｐｔ’及びＰｃ’を数式（４）並びに数式（７）又は数式（９）に用いてＰｓ’’を計算する（ステップＳ１０２）。

そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、算出したＰｓ’’を用いて、ＰＥＲの予測値（１−Ｐｓ’’）を計算する（ステップＳ１０３）。

再送回数決定部１６は、ＰＥＲの予測値の入力を予測ＰＥＲ計算部１５から受ける。そして、再送回数決定部１６は、（ＰＥＲの予測値）＾ｎ＜βを満たす最小の数であるｎを算出する。そして、再送回数決定部１６は、算出したｎを再送回数の閾値と決定する（ステップＳ１０４）。再送回数決定部１６は、再送回数の閾値を再送回数制御部１７へ出力する。

データ処理部１３は、操作者から入力されたデータを無線通信部１１及びアンテナを介して基地局装置２へ送信する（ステップＳ１０５）。

再送回数制御部１７は、データ処理部１３によるデータパケットの再送回数が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。データパケットの再送回数が閾値を超えた場合（ステップＳ１０６肯定）、上位処理部１８は、データパケットの送信失敗時の処理として、操作者への通知及び基地局装置２への通知を実行する（ステップＳ１０７）。そして、端末装置１は、ステップＳ１０１の処理へ戻る。

これに対して、データパケットの再送回数が閾値を超えない場合（ステップＳ１０６否定）、データ処理部１３は、通信を終了するか否かを判定する（ステップＳ１０８）。通信を終了する場合（ステップＳ１０８肯定）、データ処理部１３は、基地局装置２との通信を終了する。

これに対して、通信を終了しない場合（ステップＳ１０８否定）、データ処理部１３は、一定時間間隔が経過しているか否かを判定する（ステップＳ１０９）。

そして、データ処理部１３は、一定時間間隔が経過していないと判定した場合（ステップＳ１０９否定）、ステップＳ１０５へ戻る。これに対して、データ処理部１３は、一定時間間隔が経過したと判定した場合（ステップＳ１０９肯定）、ステップＳ１０１へ戻る。

以上に説明したように、本実施例に係る無線通信端末装置は、隠れ端末及び曝し端末の送信状態から隠れ端末がデータパケットを基地局装置へ送信している状態の割合を算出し、その値を用いてＰＥＲの予測値を求める。これにより、ＰＥＲの予測値を正確に求めることができ、再送回数を適切な値に設定することができる。したがって、無線通信システムの信頼性を向上できるとともに、消費電力及び近隣ネットワークへの影響を軽減することができる。

次に、実施例２に係る端末装置について説明する。本実施例に係る端末装置は、Ｐｓ’’の算出方法が実施例１と異なるものである。そこで、以下では、Ｐｓ’’の算出について主に説明する。本実施例に係る端末装置１も図２のブロック図で表される。本実施例において実施例１と同様の符号を有する各部は、以下で特に説明の無い場合、同様の機能を有するものとする。

データ処理部１３は、Ｐｔ及び基地局装置２が受信したデータの送信量を基地局装置２から受信する。さらに、データ処理部１３は、キャリアセンスできている端末装置の情報を用いて、曝し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量を基地局装置２から取得する。そして、データ処理部１３は、基地局装置２が受信したデータの送信量から曝し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量を引くことで、隠し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量を取得する。

予測ＰＥＲ計算部１５は、Ｐｔ、曝し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量及び隠し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量をデータ処理部１３から取得する。

ここで、Ｐｔの中のＰｔ’及びＰｔ’’の割合は、曝し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量と隠し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量にあたる。

そこで、予測ＰＥＲ計算部１５は、曝し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量と隠し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量との割合にＰｔを分けることで、Ｐｔ’及びＰｔ’’を求める。

ここで、Ｎ２／Ｎ１は、Ｎ２／Ｎ１≒Ｐｔ’’／Ｐｔ’と近似することができる。 そこで、予測ＰＥＲ計算部１５は、求めたＰｔ’’／Ｐｔ’の値をＮ２／Ｎ１とする。そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、算出したＮ２／Ｎ１を数式（７）又は数式（９）に代入することで、Ｐｓ’’を求めることができる。

図８は、実施例２において数式（９）を用いて算出したＰｓ’’とシミュレーション結果とを比較するための図である。図８の横軸は、１００個のデータパケットが送信される時間を表している。また、図８の縦軸は、データパケットを送信していない時間の割合を表している。

図８の実線３２１は、数式（９）を用いて算出した、隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’’を表している。また、点線３２２は、シミュレーションで求めた隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’’を表している。また、一点鎖線３２３は、曝し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’を表している。実線３２１と点線３２２はほぼ重なっており、本実施例において数式（９）を用いて算出したＰｓ’’がシミュレーション結果とほぼ一致していることが分かる。すなわち、本実施例において数式（９）を用いて算出したＰｓ’’は、実際に通信を行ったときに発生する隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合の値に近いことが分かる。

以上に説明したように、本実施例に係る無線通信端末装置は、複雑な計算を行わずに、Ｎ２／Ｎ１を求めることができる。これにより、実施例１に比べて、処理負荷を軽減するとともに、再送回数の閾値の算出を迅速に行うことができる。

ここで、本実施例では、端末装置１は、曝し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量を基地局装置２から受信しているが、これは他の方法でも良い。例えば、端末装置１は、曝し端末が送信して基地局装置２が受信したデータの送信量を曝し端末から受信しても良い。

次に、実施例３に係る端末装置について説明する。本実施例に係る端末装置は、Ｐｓ’’の算出方法が実施例１と異なるものである。そこで、以下では、Ｐｓ’’の算出について主に説明する。本実施例に係る端末装置１も図２のブロック図で表される。本実施例において実施例１と同様の符号を有する各部は、以下で特に説明の無い場合、同様の機能を有するものとする。

データ処理部１３は、基地局装置２がデータパケットを受信したときにデータパケットの送信元に送信する確認応答パケットを取得する。そして、データ処理部１３は、確認応答パケットを解析して、曝し端末に向けた確認応答パケットを特定する。また、データ処理部１３は、残りを隠し端末に向けた確認応答パケットと特定する。そして、データ処理部１３は、曝し端末に向けた確認応答パケットの数と隠し端末に向けた確認応答パケットの数との比がＰｔ’とＰｔ’’との比に近似するとして、Ｐｔ’’／Ｐｔ’を求める。

そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、求めたＰｔ’’／Ｐｔ’の値をＮ２／Ｎ１とする。そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、算出したＮ２／Ｎ１を数式（７）又は数式（９）に代入することで、Ｐｓ’’を求めることができる。

次に、実施例４に係る端末装置について説明する。本実施例に係る端末装置は、Ｐｓ’’の算出方法が実施例１と異なるものである。そこで、以下では、Ｐｓ’’の算出について主に説明する。本実施例に係る端末装置１も図２のブロック図で表される。本実施例において実施例１と同様の符号を有する各部は、以下で特に説明の無い場合、同様の機能を有するものとする。

データ処理部１３は、基地局装置２と通信可能な全ての端末装置の総数を基地局装置２から受信する。ここで、データ処理部１３は、基地局装置２と通信可能な全ての端末装置のＭＡＣ−ＩＤのリストを取得して、そのリストから基地局装置２と通信可能な全ての端末装置の総数を求めても良い。さらに、データ処理部１３は、曝し端末の数をキャリアセンスしたデータパケットから取得する。そして、データ処理部１３は、基地局装置２と通信可能な全ての端末装置の総数から曝し端末の数を減算することで、隠し端末の数を算出する。そして、データ処理部１３は、曝し端末の数と隠し端末の数との比がＰｔ’とＰｔ’’との比に近似するとして、Ｐｔ’’／Ｐｔ’を求める。

そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、求めたＰｔ’’／Ｐｔ’の値をＮ２／Ｎ１とする。そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、算出したＮ２／Ｎ１を数式（７）又は数式（９）に代入することで、Ｐｓ’’を求めることができる。

以上に説明したように、本実施例に係る無線通信端末装置は、複雑な計算を行わずに、Ｎ２／Ｎ１を求めることができる。これにより、実施例１に比べて、処理負荷を軽減するとともに、再送回数の閾値の算出を迅速に行うことができる。

次に、実施例５に係る端末装置について説明する。本実施例に係る端末装置は、Ｐｓ’’の算出方法が実施例１と異なるものである。そこで、以下では、Ｐｓ’’の算出について主に説明する。本実施例に係る端末装置１も図２のブロック図で表される。本実施例において実施例１と同様の符号を有する各部は、以下で特に説明の無い場合、同様の機能を有するものとする。

データ処理部１３は、基地局装置２から送信信号のＲＳＳＩをＲＳＳＩ測定部１２から取得する。そして、データ処理部１３は、取得したＲＳＳＩを用いて、端末装置１と基地局装置２との距離を算出する。そして、データ処理部１３は、端末装置１と基地局装置２との距離を予測ＰＥＲ計算部１５に送信する。

予測ＰＥＲ計算部１５は、端末装置１と基地局装置２との距離をデータ処理部１３から受信する。ただし、予測ＰＥＲ計算部１５の端末装置１と基地局装置２との距離の取得は、これに限らず、例えば、予測ＰＥＲ計算部１５は、端末装置１と基地局装置２との距離の実測値を予め記憶してもよい。また、予測ＰＥＲ計算部１５は、自装置に１ホップで電波が届く距離と、基地局装置２に１ホップで電波が届く距離を記憶している。

そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、基地局装置２に１ホップで電波が届く距離に含まれる範囲の面積を求める。これは、例えば、図１の領域４の面積にあたる。また、予測ＰＥＲ計算部１５は、基地局装置２に１ホップで電波が届く距離のうち自装置に１ホップで電波が届く距離に含まれる範囲の面積（以下では、「曝し面積」という。）を求める。これは、例えば、図１の領域３と領域４とが重なった部分の面積にあたる。さらに、予測ＰＥＲ計算部１５は、基地局装置２に１ホップで電波が届く距離のうち自装置に１ホップでは電波が届かない範囲の面積（以下では、「隠れ面積」という。）を求める。これは、例えば、図１の領域４のうち領域３と重ならない部分の面積にあたる。そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、他の端末装置が均一に分布しているものとして、曝し面積と隠れ面積との比がＰｔ’とＰｔ’’との比に近似するとして、Ｐｔ’’／Ｐｔ’を求める。ここで、この場合には、曝し面積内にある隠れ端末（例えば、図１の端末装置４２など。）の数を考慮に入れていない。しかし、実際には隠れ端末の多くは隠れ面積部分にある端末装置の影響がほとんどである。そこで、曝し面積内にある隠れ端末を無視しても近似値は求めることができる。

そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、求めたＰｔ’’／Ｐｔ’の値をＮ２／Ｎ１とする。そして、予測ＰＥＲ計算部１５は、算出したＮ２／Ｎ１を数式（７）又は数式（９）に代入することで、Ｐｓ’’を求めることができる。

以上に説明したように、本実施例に係る無線通信端末装置は、複雑な計算を行わずに、Ｎ２／Ｎ１を求めることができる。これにより、実施例１に比べて、処理負荷を軽減するとともに、再送回数の閾値の算出を迅速に行うことができる。

以上に説明したように、本実施例に係る無線通信端末装置は、複雑な計算を行わずに、Ｎ２／Ｎ１を求めることができる。これにより、実施例１に比べて、処理負荷を軽減するとともに、再送回数の閾値の算出を迅速に行うことができる。

また、図９は、実施例３〜５において数式（７）を用いて算出したＰｓ’’とシミュレーション結果とを比較するための図である。図９の横軸は、１００個のデータパケットが送信される時間を表している。また、図９の縦軸は、データパケットを送信していない時間の割合を表している。

図９の実線３３１は、数式（７）を用いて算出した、隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’’を表している。ここで、実施例３〜５では、算出したＰｓ’’がほぼ同じ値であったため、実施例３〜５において算出されたＰｓ’’をまとめて実線３３１で表している。また、点線３３２は、シミュレーションで求めた隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’’を表している。また、一点鎖線３３３は、曝し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合Ｐｓ’を表している。実線３３１と点線３３２はほぼ重なっており、実施例３〜５において数式（７）を用いて算出したＰｓ’’がシミュレーション結果とほぼ一致していることが分かる。すなわち、実施例３〜５において数式（７）を用いて算出したＰｓ’’は、実際に通信を行ったときに発生する隠し端末のいずれもデータパケットを送信していない時間の割合の値に近いことが分かる。

［ハードウェア構成］
次に、端末装置１のハードウェア構成を説明する。図１０は、端末装置のハードウェア構成図である。図１０に示すように、各実施例に係る端末装置１は、アンテナ１１０、ＲＦ部１１１、復調部１１２、変調部１１３、ＭＡＣ処理部１１４、ＣＰＵ１１５、ＲＯＭ１１６及びＲＡＭ１１７を有している。

ＲＦ部１１１は、例えば、図２に示した無線通信部１１に対応する。また、復調部１１２、変調部１１３及びＭＡＣ処理部１１４は、例えば、図３に示したデータ処理部１３の一部の機能に対応している。

ＣＰＵ１１５及びＲＯＭ１１６は、例えば、図２に示したデータ処理部１３、ＲＳＳＩ測定部１２、予測ＰＥＲ計算部１５、再送回数決定部１６、再送回数制御部１７及び上位処理部１８等の機能を実現する。例えば、ＲＯＭ１１６には、図２に例示したデータ処理部１３、ＲＳＳＩ測定部１２、予測ＰＥＲ計算部１５、再送回数決定部１６、再送回数制御部１７及び上位処理部１８等による処理を実現する各種プログラムを記憶している。そして、ＣＰＵ１１５は、これらの各種プログラムを読み出して実行することで、上述した各機能を実現するプロセスを生成する。また、ＲＯＭ１１６には、アプリケーション層などの上位層で行う処理などのアルゴリズムを記憶している。この上位層での処理としては、例えば、ディスプレイへの表示、動作の停止及び緊急データの基地局装置２への送信などがある。また、ＲＡＭ１１７は、図２に示した記憶部１４にあたる。

１ 端末装置
２ 基地局装置
１１ 無線通信部
１２ ＲＳＳＩ測定部
１３ データ処理部
１４ 記憶部
１５ 予測ＰＥＲ計算部
１６ 再送回数決定部
１７ 再送回数制御部
１８ 上位処理部
１５１ 待機時間算出部
１５２ ＰＥＲ算出部

Claims (12)

1. 基地局装置との間でのデータパケットを送受信及び他の端末装置が前記基地局装置へ送信したデータパケットを受信するデータ処理部と、
   自装置へ送信信号が届く無線通信端末装置である曝し端末のいずれか一つからのみ前記基地局装置へデータパケットが送信されている曝し通信時間の割合、前記曝し端末の少なくとも２つから前記基地局装置へデータパケットが送信されている曝し衝突時間の割合、及び前記曝し端末のいずれも前記基地局装置へデータパケットを送信していない曝し待機時間の割合のうち少なくとも２つを基に、自装置へ送信信号が届かない無線通信端末装置である隠れ端末のいずれも前記基地局装置へデータパケットの送信を行っていない隠れ待機時間の割合を求める隠れ待機時間算出部と、
   前記隠れ待機時間算出部が算出した前記隠れ待機時間の割合からＰＥＲの予測値を算出するＰＥＲ算出部と、
   前記ＰＥＲ算出部が算出した前記ＰＥＲの予測値を基に再送回数の閾値を算出する再送回数算出部と、
   前記データ処理部による基地局装置へのデータパケットの送信が失敗した場合、前記再送回数設定部により算出された閾値を送信回数が超えるまで、前記データ処理部に対して前記基地局装置へのデータパケットの送信を繰り返させる再送回数制御部と
   を備えたことを特徴とする無線通信端末装置。
2. 前記データ処理部は、前記曝し端末から受信した信号を基に、前記曝し通信時間の割合、前記曝し衝突時間の割合、及び曝し待機時間の割合を算出し、且つ、自装置を含む無線通信端末装置のいずれか一つからのみ前記基地局装置へデータパケットが送信されている総通信時間の割合、自装置を含む無線通信端末装置の少なくとも２つから前記基地局装置へデータパケットが送信されている総衝突時間の割合、及び自装置を含む無線通信端末装置のいずれからも前記基地局装置へデータパケットが送信されていない総待機時間の割合のうち少なくともいずれか２つを受信し、
   前記隠れ待機時間算出部は、前記データ処理部が受信した前記総通信時間の割合、前記総衝突時間の割合、前記総待機時間の割合、前記曝し通信時間の割合、前記曝し衝突時間の割合及び前記曝し待機時間の割合を基に、前記隠れ待機時間の割合を求める
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末装置。
3. 前記隠れ待機時間算出部は、総通信時間の割合、総衝突時間の割合及び総待機時間の割合のいずれか２つ、並びに前記曝し衝突時間を基に、前記隠れ端末の総数と前記曝し端末の総数との比を求め、求めた前記隠れ端末の総数と前記曝し端末の総数との比、前記曝し通信時間の割合及び前記曝し衝突時間の割合を基に、前記隠れ待機時間の割合を求めることを特徴とする請求項２に記載の無線通信端末装置。
4. 前記隠れ待機時間算出部は、総通信時間の割合、総衝突時間の割合及び総待機時間の割合のいずれか２つ、並びに前記曝し衝突時間を基に、前記隠れ端末の総数と前記曝し端末の総数との比を求め、求めた前記隠れ端末の総数と前記曝し端末の総数との比、前記曝し通信時間の割合及び前記曝し衝突時間の割合を基に、前記隠れ待機時間の割合を求めることを特徴とする請求項２に記載の無線通信端末装置。
5. 前記隠れ待機時間算出部は、前記隠れ端末のいずれか一つから前記基地局装置へデータパケットが送信されている隠れ通信時間の割合と前記曝し通信時間の割合との比を前記隠れ端末の総数と前記曝し端末の総数との比として求め、求めた前記隠れ端末の総数と前記曝し端末の総数との比、前記曝し通信時間の割合及び前記曝し衝突時間の割合を基に、前記隠れ待機時間の割合を求めることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信端末装置。
6. 前記隠れ待機時間算出部は、前記隠れ端末のいずれか一つから前記基地局装置へデータパケットが送信されている隠れ通信時間の割合と前記曝し通信時間の割合との比を前記隠れ端末の総数と前記曝し端末の総数との比として求め、求めた前記隠れ端末と前記曝し端末との比、前記曝し通信時間の割合、前記曝し衝突時間の割合及び総通信時間の割合を基に、前記隠れ待機時間の割合を求めることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信端末装置。
7. 前記データ処理部は、前記基地局装置が受信したデータの総量及び前記曝し端末が送信したデータの送信量を取得し、
   前記隠れ待機時間算出部は、前記データ処理部が受信した前記基地局装置が受信したデータの総量から前記曝し端末が送信したデータの送信量を減算して前記隠れ端末が送信したデータの送信量を求め、前記隠れ端末が送信したデータの送信量と前記曝し端末が送信したデータの送信量との比を前記隠れ通信時間の割合と前記曝し通信時間の割合との比として求める
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の無線通信端末装置。
8. 前記データ処理部は、前記基地局装置がデータパケットを受信した時に送信する確認応答パケットを前記基地局装置から受信し、
   前記隠れ待機時間算出部は、前記データ処理部が受信した確認応答パケットを基に、前記隠れ端末への確認応答パケットの数及び前記曝し端末への確認応答パケットの数を求め、前記隠れ端末への確認応答パケットの数と前記曝し端末への確認応答パケットの数との比を前記隠れ通信時間の割合と前記曝し通信時間の割合との比として求める
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の無線通信端末装置。
9. 前記データ処理部は、前記基地局装置と通信可能な他の無線通信端末装置の総数を取得し、さらに、前記曝し端末から受信したデータパケットを基に前記曝し端末の総数を求め、
   前記隠れ待機時間算出部は、前記データ処理部が求めた他の無線通信端末装置の総数及び前記曝し端末の総数を基に、前記隠れ端末の総数を求め、前記隠れ端末の総数と前記曝し端末の総数との比を前記隠れ通信時間の割合と前記曝し通信時間の割合との比として求める
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の無線通信端末装置。
10. 前記データ処理部が受信したデータパケットのＲＳＳＩを測定するＲＳＳＩ測定部をさらに備え、
    前記データ処理部は、前記曝し端末から受信したデータパケットのＲＳＳＩを基に、前記曝し通信時間の割合、前記曝し衝突時間の割合及び前記曝し待機時間の割合を求めることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の無線通信端末装置。
11. 前記隠れ待機時間算出部は、自装置から１ホップでデータパケットが届く距離、前記基地局装置から１ホップでデータパケットが届く距離及び自装置と前記基地局装置との距離を基に、基地局装置から１ホップでデータパケットが届く距離にある範囲のうち自装置から１ホップでデータパケットが届く距離にある範囲の面積である第１面積と、基地局装置から１ホップでデータパケットが届く距離にある範囲のうち自装置から１ホップではデータパケットが届かない距離にある範囲の面積である第２面積とを求め、前記第２面積と前記第１面積との比を前記隠れ通信時間の割合と前記曝し通信時間の割合との比として求めることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の無線通信端末装置。
12. 基地局装置との間でのデータパケットを送受信及び他の端末装置が前記基地局装置へ送信したデータパケットを受信し、
    自装置へ送信信号が届く無線通信端末装置である曝し端末のいずれか一つからのみ前記基地局装置へデータパケットが送信されている曝し通信時間の割合、前記曝し端末の少なくとも２つから前記基地局装置へデータパケットが送信されている曝し衝突時間の割合、及び前記曝し端末のいずれも前記基地局装置へデータパケットを送信していない曝し待機時間の割合のうち少なくとも２つを基に、自装置へ送信信号が届かない無線通信端末装置である隠れ端末のいずれも前記基地局装置へデータパケットの送信を行っていない隠れ待機時間の割合を求め、
    前記隠れ待機時間の割合からＰＥＲの予測値を算出し、
    前記ＰＥＲの予測値を基に再送回数の閾値を算出し、
    前記基地局装置へのデータパケットの送信が失敗した場合、前記閾値を送信回数が超えるまで、前記基地局装置へのデータパケットの送信を繰り返す
    ことを特徴とする無線通信端末装置制御方法。

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