JP7081487B2 - 無線通信装置、無線通信方法、およびプログラム - Google Patents

無線通信装置、無線通信方法、およびプログラム Download PDF

Info

Publication number
JP7081487B2
JP7081487B2 JP2018535714A JP2018535714A JP7081487B2 JP 7081487 B2 JP7081487 B2 JP 7081487B2 JP 2018535714 A JP2018535714 A JP 2018535714A JP 2018535714 A JP2018535714 A JP 2018535714A JP 7081487 B2 JP7081487 B2 JP 7081487B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise
period
wireless communication
transmission unit
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018535714A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2018038127A1 (ja
Inventor
聡 辻
建一 丸橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Publication of JPWO2018038127A1 publication Critical patent/JPWO2018038127A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7081487B2 publication Critical patent/JP7081487B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B1/0475Circuits with means for limiting noise, interference or distortion
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/10Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/10Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H04B1/1027Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/345Interference values
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/373Predicting channel quality or other radio frequency [RF] parameters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0006Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission format
    • H04L1/0007Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission format by modifying the frame length
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1829Arrangements specially adapted for the receiver end
    • H04L1/1854Scheduling and prioritising arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Description

本発明は無線通信装置と、方法、及びプログラムに関する。
モノのインターネット(Internet of Things:「IoT」と略記される)を活用する流れは種々の産業にも表れてきている。例えば製造業では、工場内の製造装置や作業者をセンシングするためのセンサを備え、ローカルなネットワーク(有線LAN(Local Area Network)、無線LAN)等を介してセンス情報を管理装置(ゲートウェイ)等に送信し製造装置の状態の監視や作業者の動線解析などを行う等の事例も知られている。またゲートウェイに収集されたデータを広域ネットワークを介してクラウドに送信しクラウド側で収集したデータの分析を行う事例も知られている。
工場内に様々なセンサ等を設置する際には、Ethernet(登録商標)等の有線ネットワークだけでなく、産業用の無線規格WirelessHART(Highway Addressable Remote Transducer)、ISA(International Society of Automation)100.11a、さらに、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11規格に準拠した無線LAN(Wireless Local Area Network)やBluetooth(登録商標)、ZigBeeなどの規格を用いた無線ネットワークが用いられる。有線ネットワークと無線ネットワークのどちらにもメリット、デメリットがあることが知られている。例えば、工場内に設置するセンサの個数や、該センサにまで有線ネットワークを物理的に引くことができるか否か、さらに、導入コストなどの理由によって有線又は無線ネットワークのいずれかが選択される。
良く知られているように、無線ネットワークにおいて、無線通信に影響を与える干渉源が存在する場合に、通信品質が低下する。例えば、IEEE802.11bのように2.4GHz(GigaHertz:ギガヘルツ)帯の周波数を使用する無線LANの場合、この周波数帯はISM(Industry Science Medical)バンドと呼ばれる周波数帯である。このため、無線通信以外にも様々な用途で使用することができる。用途の一例として、家庭用の電子レンジが2.4GHz帯のマイクロ波を利用している。
無線通信に影響を与える干渉源として、工場内には様々な製造装置が設置されている。
例えばインバータで制御されるモータで駆動する製造装置がある。インバータは、例えば商用電源(交流)を直流に変換するコンバータ部と、スイッチのオン・オフの周波数を変えることで負荷(モータ等)に可変周波数の交流電圧を印加するインバータ部を備えている。これにより、モータの回転速度を可変に制御可能としている。このインバータのスイッチのオンとオフの切り替え時にノイズが発生する。例えば、パルス幅変調(Pulse Width Modulation:「PWM」と略記される)を使用するインバータでは、PWMの周期は一定とし、スイッチのオンとオフの切り替え時間、すなわちデューティ比を変えることによって、モータを制御している。このノイズは、例えば2.4GHz帯など、マイクロ波の周波数に達することもある。このため、工場等の製造設備において、無線通信の品質を低下させ、例えばデータ(例えばセンサでセンシングしたデータ)の欠落などの形となって影響が現れることがある。
他の干渉源としては、他の無線システムがある。工場内には、上記のような複数の無線規格に準拠する無線システムが混在して配備されている場合がある。一般に、複数の無線規格の無線システムは、協調して無線制御することはできない。このため、各々の無線システムにおいて、互いに、他の無線システムはノイズとして扱われる。また、同じ無線規格に準拠している無線システムであっても、協調制御されない場合には、同様に、他の無線システムはノイズとして扱われる。本明細書では、干渉源の種類に関わらず、また、上記した種類に限らず、注目する通信システムとは他の干渉源電磁波で、当該注目する通信システムの無線通信に影響を与えうるものを「ノイズ」とも称する。なお、工場のような閉じられた空間では、電磁波は反射されるため、場所によって、ノイズの影響を受けやすいところ、受けにくいところが存在する。
無線LANにおいては、例えばCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)を用いて、ノイズなどの干渉波が発生しているかどうか、あるいは、他の通信端末が通信を行っていないかどうかをセンシングしてから、通信を開始するように動作する。
また、通信品質を低下させるノイズ、あるいは他の通信トラフィックからの干渉を避けるための技術は、有線ネットワーク、無線ネットワークを問わず、数多く提案されている。
特許文献1には、ネットワークの状況を推定するネットワークモニタ部と、ネットワークモニタ部が推定したネットワークの状況に応じて、音声データの圧縮、総転送データ量を削減するためのパケットのペイロード長の増加、音声データの圧縮コーデックの変更などを行い、ネットワークに送出するデータ量を抑えることで、音声通信を維持する構成が開示されている。
また、特許文献2には、電磁ノイズの影響を避けて通信品質の劣化を防止するための構成として、ネットワークから受信したパケットを一時的に保存する一時保存部と、電磁ノイズの影響によるIP(Internet Protocol)パケットの異常を検出する監視部と、電磁ノイズの発生パターンを推定する推定部と、を備えた装置が開示されている。この装置は、一方のネットワーク(ネットワークAとする)から受信したIPパケットを、他方のネットワーク(ネットワークBとする)に送信する際に、一時保存部にIPパケットを保存し、電磁ノイズが発生しないタイミングを、推定部が推定した電磁ノイズの発生パターンに基づいて推定し、電磁ノイズが発生しないタイミングで、IPパケットを送信するように動作する。
特許文献3には、他のトラフィックが発生していることを示すフラグを用いて、このフラグがオン(ON)の場合にパケットサイズを小さくするシステムが開示されている。
特許文献4には、他の通信との干渉を抑制し、データ伝送効率を向上させる無線通信装置が開示されている。この無線通信装置において、信号センシング部は、複数のテスト用パケットと同じ周波数チャネルで空間電波信号の電力をセンシングし、空間電波信号のサンプルデータを出力する。計算処理部は、サンプルデータを、該サンプルデータが時系列にプロットされたデータである時系列サンプルデータに変換する。衝突検出部は、時系列サンプルデータに基づいて複数のテスト用パケットと他の通信との干渉によるパケット衝突があると判定すると、パケット衝突の回数と複数のテスト用パケットの送信数とからパケット衝突率を算出する。制御部は、データ送受信部がデータ送信を行う際のパラメータを、衝突検出部の算出結果に基づいて調整し、無線通信に干渉があることを検出すると、チャネル、パケットサイズ、通信ルートの変更を行う。
特許文献5には、パケットロスト数に対応したパケットサイズでデータを切り分けてパケットを生成し近距離無線通信装置に送信する通信方法が開示されている。
特許文献6には、ノイズ検出手段で伝送路上のノイズを検出し、伝送制御手段によりノイズ検出手段で検出された伝送路上のノイズ量に応じて各パケットのデータの伝送速度が速くなるように制御する通信装置が開示されている。この通信装置は、伝送路のエラー率を検出するエラー検出手段と、エラー検出手段で検出された前記伝送路上のエラー率に応じて各パケットのデータ量が小さくなるように制御する伝送制御手段とを有する。
特許文献7には、送信端末から受信端末にパケットが到達するのに要する遅延時間に関して保証すべき特性と、ネットワークの状態(伝送遅延、パケットロス率、送信帯域、パケットサイズ)を用いて、所定の個数のパケットをエンコードして受信端末に送信する前記所定の個数を決定するパラメータ計算部を備えた送信端末が開示されている。
特許文献8には、以下のステップを有する方法が開示されている。第1の閾値より上のパケット損失が存在しない場合、輻輳回避アルゴリズムは、送信データストリームに挿入される冗長情報の量を増加させ、送信データストリームのデータレートを一時的に増加させる。パケット損失を含む前記ネットワークからのチャネル情報を受信し、ネットワークが、送信データストリームのより高いデータレートをサポート可能であるか否かを決定するためパケット損失を監視する。パケット損失が第2の閾値の下に留まる場合、送信データストリームのより高いデータレートを維持しつつメディアストリームのビットレートを増加させる。
非特許文献1は、2枚の無線LANモジュールで2.4GHz帯と5GHz帯で通信経路を二重化する冗長化機能を備えたアクセスポイントが開示されている。一方の無線LANモジュール(無線LANモジュールA)は無線アクセスポイント機能として、他方の無線LANモジュール(無線LANモジュールB)は無線環境の調査用として使用する。無線LANモジュールBが2.4GHz帯と5GHz帯の全ての通信チャネルの品質を監視し、無線LANモジュールAが使用しているチャネルの通信品質が低下すると、無線LANモジュールBが通信品質の高いチャネルを使用する無線アクセスポイント機能として機能する。その後、無線LANモジュールAが無線環境の調査用として機能する。これにより、品質の高い無線通信を実現している。
特開2016-5256号公報 特開2011-234097号公報 特開2014-209155号公報 特開2013-5097号公報 国際公開第2007/020944号 特開平11-136284号公報 国際公開第2015/060297号 特開2012-235523号公報
IoT/M2M 2016 - サイレックスの「切れない無線」を実現する技術、[2016年8月8日検索],インターネット<URL:http://news.mynavi.jp/articles/2016/05/11/iotm2m2016_silex/>
以下の分析は、本発明によって与えられたものである。
IoTにおいては、センサなど多数の通信端末が周囲に存在し、通信端末の面積当たりの設置密度は高くなる。これらの通信端末が無線ネットワークを用いた通信を行う場合、各チャネルの占有率が高くなることが予想される。
どのチャネルも多くの通信端末が使用する。例えば非特許文献1に記載の手法(冗長化手法)では、通信端末において、通信品質が特定のチャネルで悪化したため、使用するチャネルを変更しようとしても、変更先のチャネルの占有率が高い場合がある。このため、変更先のチャネルに変更することができず、通信品質の改善は難しいという事態も想定される。
また、PWM制御を行うインバータにおいて、スイッチングによるノイズは1周期あたり少なくとも2回発生する。図11(A)に、典型的な単相フルブリッジPWMインバータの構成を模式的に示す。図11(A)において、制御部(CTRL)50は、不図示の三角波発生器で生成された三角波をスレッショルド電圧(閾値)と不図示の電圧比較器で比較することで、例えば図11(B)、図11(C)に示すような制御信号P1、P2を生成する。P1がハイ(High)電位のとき、P2はロー(Low)電位とされ、図11(A)のトランジスタTr、Trがオンし、Tr、Trはオフする。P1がロー(Low)電位のときは、P2はハイ(High)電位とされ、トランジスタTr、Trがオンし、Tr、Trがオフする。なお、各トランジスタTr~Trには、それぞれダイオードD~Dが逆並列に接続される。スレッショルド電圧が正電圧の場合、例えば図11(D)に示すような、方形波の出力電圧Vo(単相モータの端子間電圧)が生成される。図11(A)において、Vは不図示のコンバータ(AC(Alternating Current)-DC(Direct Current)コンバータ)で商用交流電源から直流電圧に変換された直流電源電圧を表している。スイッチングによるノイズは、図11(E)に模式的に示すように、出力電圧Voの立ち上がり(例えばタイミングt)と立ち下がり(例えばタイミングt、t)に同期して発生する。このように、単相インバータでは1周期あたりノイズは2回発生する。PWM周波数が1kHz(kilohertz:キロヘルツ:1周期=1msec (millisecond:ミリ秒))の場合、デューティ比(パルス幅をパルス周期で割った値の表示)が50%の場合、ノイズの発生間隔は500μsec(micro second:マイクロ秒)となる。なお、図11(E)のTとTは、それぞれノイズの発生間隔(ノイズが発生してから次のノイズが発生するまでの期間)を示している。Ntはノイズが発生してから終了するまでの期間(time interval)を示している。3相PWMインバータの場合、例えば三相モータを負荷とするノイズの発生頻度は単相PWMインバータの3倍となる。前述したように、このノイズの周波数は、2.4GHz帯などマイクロ波の周波数帯に達することがある。
インバータのスイッチングに伴って発生するノイズ(輻射ノイズ)に対して、例えば、無線通信装置では、当該ノイズの発生していない期間に通信を完了させる通信制御が必要となる。
ただし、インバータのスイッチングによるノイズは、図11(E)に示したように、信号の立ち上がりと立ち下がりの過渡現象に伴って生じている。このため、常に同じ周波数帯に現れるとは限らない。
一方で、データをネットワークに送信する場合、一般的には、通信プロトコルのデータ伝送単位である1つのプロトコルデータユニット(Protocol Data Unit:「PDU」と略記される)に、可能な限り多くのデータを格納して送信する。これは、総送信データ量を削減するためである。なお、PDUは、通信プロトコルで定義されたヘッダとデータの中身であるペイロードからなる。OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルのレイヤ2(例えばEthernet(登録商標)のPDUはフレーム、レイヤ3(IPプロトコル)のPDUはパケットと呼ばれる)。なお、以下では、パケットあるいはフレームをパケット(フレーム)と表記する。
パケット(フレーム)には、データの先頭にヘッダを付与する。ヘッダには、送信元アドレス、宛先アドレスや、送信データのデータサイズなどの種々の情報(information items)が格納されている。
ヘッダ長は、送信するデータ量に関わらず固定長の場合が多い。あるデータをサイズの小さいパケット(フレーム)で送信する場合、サイズの大きいパケット(フレーム)で送信する場合と比べて、送信するパケットの数(フレーム数)が増加し、ヘッダを多く送信する分、総送信データ量が増加する。
従って、インバータ等の干渉源からノイズの発生していない期間では、可能な限り大きいサイズ(大きいサイズのペイロード)のパケット(フレーム)で、データを送信することが望ましい。
一般的には、MTU(Maximum Transmission Unit: 一回のデータ伝送にて送信可能なデータの最大値)等の値によって、1つのパケット(フレーム)の最大サイズが決定される。しかし、一般的に、MTUと等しいサイズの大きさのパケット(フレーム)を送信すると、送信に要する時間は、先に述べたインバータのスイッチングによるノイズ間隔よりも長くなる。
例えば、IEEE802.11aにおいて、24Mbps(Megabit per second)の伝送レートで、Ethernet(登録商標)の一般的なMTUサイズである1500バイト(byte)のフレームを送信する場合、1バイト=8ビットであるため、1フレームの送信には、
1500×8[ビット]/(24×10^6)=0.0005[秒](ただし、^は冪乗演算子)、
すなわち、約0.5msec(ミリ秒)またはそれ以上の時間を要する。なお、Ethernet(登録商標)のフレームは、最大1518[バイト]である。これから、ヘッダ[14バイト]とFCS(Frame Check Sequence)[4バイト]を除いた1500[バイト]がEthernet(登録商標)の一般的なMTUサイズとなる。
1つのフレームの送信に要する上記時間(約0.5ミリ秒)は、前述したインバータのノイズの間隔(単相インバータ)よりも大きい。図11(E)に例示した、周波数1KHzの単相PWMインバータの場合、スイッチングによるノイズの発生間隔Tは例えば0.5ミリ秒以下である。三相PWMインバータの場合、スイッチングによるノイズは、1周期(1ミリ秒)に6回発生し、該ノイズの発生間隔は例えば0.167ミリ秒以下(したがって100μsec(マイクロ秒)のオーダ)となる。この場合、24Mbpsの伝送速度にて、一回で1500バイトのフレームを送信しようとすると、インバータのスイッチングによるノイズの干渉を受けることになる。この結果、無線伝送するフレームにエラーが生じる可能性がある。場合によっては、訂正不能なエラーとなる。この場合、該エラーが生じたフレームの再送が必要となる。
なお、上記した関連技術(特許文献1、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8等)では、パケットの受信品質からネットワークの状況を推定し、パケット長や送信データサイズなどを調整しているが、ネットワークの品質を悪化させている原因を直接観測していない。このため、上記ノイズの発生していない期間に通信を行うための制御することはできない。
また別の関連技術(特許文献2)では、電磁ノイズが発生していないと推測されるタイミングでIPパケットの送信を行うが、パケットそのものには変更を加えていない。このため、パケットサイズが大きい場合、該パケットを送信した際に、該パケットの送信が完了する前に、別の電磁ノイズが発生し、該電磁ノイズと干渉して当該パケットが欠落する可能性がある。
上記した三相PWMインバータ等では、スイッチングによるノイズの発生間隔は、例えば100μsec(マイクロ秒)のオーダである。このため、該インバータからの輻射ノイズ等の強度如何では、干渉によりパケットの欠落が発生する可能性がある。
また別の関連技術(特許文献3)では、他のトラフィックが発生している場合にパケットサイズを小さくするが、他のトラフィックの発生パターンに応じたパケットサイズの調整を行うものではない。このため、仮に、他のトラフィックを、上記したインバータ等のスイッチングによるノイズに置き換えた場合、送信パケットが当該ノイズと衝突する可能性がある。
さらに別の関連技術(特許文献4)では、無線通信に干渉があることを検出すると、チャネル、パケットサイズ、通信ルートを変更するように動作する。しかし、この関連技術でのパケットサイズの変更では、干渉の状況に合わせて適切な値に変更することを含んでいない。この点で、ノイズの発生していない期間に通信を完了させる制御は行っていない。このため、パケットとノイズの衝突が起こり得るといえる。さらに、この関連技術では、テスト用パケットの送信に所定の時間を要するため、ノイズの発生間隔が高速に変化する場合には効果が期待できない。
したがって、本発明は、上述した課題に鑑みて創案されたものであって、その目的の一つは、ノイズが発生する環境においても、安定した通信を可能にする無線通信装置、方法、プログラムを提供することにある。
本発明の一形態によれば、無線通信装置は、ノイズの測定結果に基づき、ノイズの発生間隔を求める第1の手段と、前記ノイズの発生間隔内に送信可能とするデータ伝送単位のサイズを求め、前記サイズのデータ伝送単位を構築して送信する第2の手段を備える。
本発明の一形態の方法によれば、
ノイズの測定結果に基づき、ノイズの発生間隔を求めるステップと、
前記ノイズの発生間隔内に送信可能とするデータ伝送単位のサイズを求め、前記サイズのデータ伝送単位を構築して送信するステップを含む。
本発明の一形態のプログラムによれば、以下の処理を含む。
ノイズの測定結果に基づき、ノイズの発生間隔を求める処理と、
前記ノイズの発生間隔内に送信可能とするデータ伝送単位のサイズを求め、前記サイズのデータ伝送単位を構築して送信する処理を含む。
本発明の一形態によれば、上記プログラムは非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納してもよい。当該媒体は、磁気記録媒体(例えば磁気テープ、ハードディスクドライブ等)、光磁気記録媒体(例えば、光磁気ディスク)、CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、CD-R(Compact Disc-Recordable)、CD-R/W(Compact Disc-Rewritable)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc-ROM)、DVD-R(Digital Versatile Disc-Recordable)、DVD-R/W(Digital Versatile Disc-Rewritable)、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))等であってもよい。
本発明によれば、ノイズが発生する環境においても、安定した通信を可能としている。
(A)は、本発明の基本形態を例示する図である。(B)は、本発明の一形態を例示する図である。 本発明の例示的な第1の実施形態の構成例を例示する通信装置図である。 通信開始時点と通信可能期間の関係を説明する図である。 IEEE802.11aのフレーム構成を説明する図である。 本発明の例示的な第2の実施形態の構成例を例示する通信装置図である。 本発明の例示的な第3の実施形態の構成例を例示する図である。 本発明の例示的な第3の実施形態の無線通信装置の構成例を例示する図である。 本発明の一形態の動作を説明する図である。 本発明の実施形態を例示する図である。 IEEE802.11a等で使われるOFDMによる通信を説明する図である。 (A)乃至(E)はインバータの構成とスイッチングに伴うノイズを説明する図である。
本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、この説明に付記する図面や参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
図1(A)は、本発明の基本的な一形態を例示する図である。図1を参照すると、無線通信装置100は、ノイズの測定結果に基づき、ノイズの発生間隔を求める第1の手段101と、前記ノイズの発生間隔内に送信可能とするデータ伝送単位のサイズを求め、当該サイズのデータ伝送単位を構築して送信する第2の手段102を備えている。ここで、データ伝送単位は、ひとかたまりのデータを伝送する単位であり、例えば、前述したプロトコルデータユニット(例えばフレーム又はパケット等)に対応する。
上記した基本的な一形態によれば、例えばデータ伝送単位の最大サイズを送信するのに要する時間よりも短い時間間隔でノイズが発生する環境においても、この間隔で、データ伝送単位(フレーム/パケット)を送信可能なように、該データ伝送単位(フレーム/パケット)のサイズや、送信シーケンス、誤り訂正符号の符号長の変更などを設定するように構成可能である。そして、前記サイズ等の設定に基づいて、データ伝送単位(フレーム/パケット)を構築し、前記ノイズを回避して通信が可能な期間に送信することで、安定した通信を可能としている。
図1(B)は、本発明の一形態の無線通信装置100の構成を例示する図である。図1(B)を参照すると、無線通信装置100は、ノイズ判定部111と、通信制御部112と、データ伝送単位を構築する構築部113と、送信部114とを備える。ノイズ判定部111と通信制御部112は、例えば図1(A)の第1の手段101に対応させることができる。データ伝送単位を構築する構築部113と送信部114は、例えば図1(A)の第2の手段102に対応させることができる。
ノイズ判定部111は、ノイズの測定結果に基づき、予め定められた所定の時間範囲でのノイズの発生情報を求める構成としてもよい。
通信制御部112は、ノイズの発生情報(例えば、ノイズが発生する時点や発生期間、発生間隔等)に基づき、前記ノイズを回避して通信が可能な第1の期間(後述する複数の例示的な実施形態の「通信可能期間」に対応する)を求める構成としてもよい。
構築部113は、前記第1の期間内に通信が完了可能なデータ伝送単位のサイズを求め、送信データを前記サイズの前記データ伝送単位に格納して前記データ伝送単位を構築する構成としてもよい。構築部113は、当該送信データが、前記サイズのデータ伝送単位に収まらない場合、例えば当該送信データを分割し複数のデータ伝送単位に格納して送信するようにしてもよい。
送信部114は、前記第1の期間に、構築部113が構築した前記データ伝送単位を送信する構成としてもよい。
本発明の一形態によれば、前記ノイズ判定部111は、通信に使用する周波数帯に対応するノイズを測定するノイズ測定部での前記ノイズの測定結果に基づき、前記ノイズの発生情報として、前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間とを求める構成としてもよい。前記ノイズが発生する時点は、時刻(今後の時刻:何時何分何秒、ただし、秒は、例えばミリ秒以下の分解能で指定される)であってもよいし、あるいは、ある時点(基準となる時点、例えば現時点)から後の相対的な時間で表すようにしてもよい。
本発明の一形態によれば、前記通信制御部112は、前記ノイズが発生する時点(「第1の時点」ともいう)と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間(前記第1の期間と区別するために「第2の期間」ともいう。この「第2の期間」は、例示的な実施形態の「ノイズ発生期間」に対応する)と、次のノイズが発生する時点(「第2の時点」ともいう)と、に基づき、前記第1の期間を求め、前記構築部113に通知する構成としてもよい。
本発明の一形態によれば、前記通信制御部112は、ノイズが発生する第1の時点と前記第2の期間(ノイズ発生期間)とに基づき、通信開始時点を求め、前記送信部104に通知してもよい。前記送信部114は、前記通信開始時点に、前記データ伝送単位を送信する構成としてもよい。通信開始時点は、ノイズの発生時点と同様、時刻(今後の時刻:何時何分何秒、ただし、秒は、例えばミリ秒以下の分解能で指定される)であってもよいし、あるいは、ある時点(基準となる時点、例えば現時点)から後の相対的な時間で表すようにしてもよい。
本発明の一形態によれば、通信に使用する周波数帯に対応するノイズを測定するノイズ測定部(例えば図2の10)をさらに備えた構成としてもよい。
本発明の一形態によれば、ノイズ測定部(例えば図2の10)は、好ましくは、ノイズの発生間隔又は周期よりも短い間隔又は周期でノイズを測定する。
本発明の一形態によれば、前記ノイズ判定部111は、前記ノイズが発生する第1の時点と次のノイズが発生する第2の時点に基づき、ノイズの発生間隔(周期)を算出し、ノイズ測定部(例えば図2の10)に対してノイズの測定周期等を設定するようにしてもよい。
本発明の一形態によれば、前記ノイズ判定部111は、ノイズ測定部でのノイズ測定結果から、上記ノイズの発生間隔を、複数周期にわたって取得し、ノイズの周期を検出するようにしてもよい。
なお、前記ノイズ測定部(例えば図2の10)は、無線通信装置100に外付けで接続するようにしてもよい。あるいは、前記ノイズ測定部(例えば図2の10)は、無線通信装置100外部又は内部に着脱自在に取り付け可能としてもよい。
なお、図1(B)は、図1(A)の基本的な一形態の機能を説明するための図であり、機能分割の形態は、図1(B)の例に限定されるものでないことは勿論である。例えば、前記ノイズを回避して通信が可能な第1の期間を算出する前記通信制御部112に、前記ノイズの測定結果に基づき、少なくとも前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間とを求める前記ノイズ判定部111の機能を含めるようにしてもよい。あるいは、前記ノイズ判定部111に、前記ノイズ測定部の機能を備えるようにしてもよい。あるいは、逆に、前記ノイズ測定部に、前記ノイズ判定部111の機能を備えるようにしてもよい。
本発明の一形態によれば、前記ノイズ判定部111は、少なくとも、前記ノイズの発生する間隔を前記通信制御部112に通知し、前記通信制御部112は、前記ノイズが発生する確率に基づき、所定の確率で通信中にノイズが発生しない期間を求め、通信可能な前記第1の期間とする構成としてもよい。
本発明の一形態によれば、前記構築部113は、変調方式とエラー訂正用の符号の符号量に基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出するようにしてもよい。
本発明の一形態によれば、前記送信部114は、前記データ伝送単位を送信すると、送信完了の通知を前記通信制御部112に送信するようにしてもよい。前記通信制御部112は、前記送信部114から送信完了の通知を受け取ると、次の通信開始時点を、前記送信部114に通知し、次の通信可能期間を、前記構築部113に通知する構成としてもよい。
本発明の一形態によれば、前記通信制御部112は、予め定められた所定の回数分の通信の通信開始時点を前記送信部114に通知し、予め定められた所定回数分の通信可能期間を前記構築部113に通知する構成としてもよい。前記送信部114は、前記構築部113からフレームを送信しない旨の通知を受けると、当該通信開始時点でのデータ伝送単位の送信は行わない構成としてもよい。
本発明の別の形態によれば、前記構築部113は、無線通信装置100が、通信相手から受信した受信信号に含まれる、伝送速度(レート)の情報、又は、変調方式と、符号量を示す情報とに基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出するようにしてもよい。
さらに本発明の別の形態によれば、他の無線通信装置との間で、少なくとも、前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間の情報をやりとりし、前記他の無線通信装置との間で、前記ノイズの発生しない前記第1の期間に、前記データ伝送単位の送信と受信を行うようにしてもよい。
さらに本発明の別の形態によれば、前記構築部113では、前記通信可能期間に送信が可能な前記データ伝送単位のサイズを求める際に、前記通信可能期間に、通信相手からの確認応答が返って来るまでの期間を含ませるようにしてもよい。この場合、送信までの待ち時間を0又は短縮するようにしてもよい。
さらに本発明の別の形態によれば、前記無線通信装置100が、他の第1の無線通信装置との間で通信を行う時間帯は、他の第2の無線通信装置に対して、ノイズが存在しており、前記無線通信装置との通信が行えないという情報を送信する構成としてもよい。
図8は、本発明の一形態の無線通信制御方法を説明する図である。図8に例示したステップは、例えば図1(A)又は図1(B)の無線通信装置100で実行してもよい。
最初に、ノイズの測定結果に基づき、予め定められた所定の時間範囲でのノイズの発生情報を求める(ステップS1)
次に、ノイズの発生情報に基づき、ノイズを回避して通信が可能な第1の期間(通信可能期間)を求める(ステップS2)。
次に、第1の期間(通信可能期間)内に送信可能なデータ伝送単位(フレーム/パケット)のサイズを求め、送信データを格納した前記サイズのデータ伝送単位(フレーム/パケット)を構築する(ステップS3)。
次に、第1の期間(通信可能期間)に、前記データ伝送単位(フレーム/パケット)を送信する(ステップS4)。
以下に、いくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下のいくつかの例示的な実施形態では、説明の簡潔化のために、無線ネットワークとしてIEEE802.11aを用いた例について記載するが、無線ネットワークはIEEE802.11aに制限されるものでないことは勿論である。
いくつかの例示的な実施形態では、MTU等の値によって決定されるパケット又はフレームの最大サイズを「ネットワークで使用される最大フレームサイズ」とも称する。例示的な実施形態によれば、例えば無線ネットワークで使用される最大フレームサイズのフレームを送信するのに要する時間がノイズ発生間隔よりも大きい場合に、ノイズの干渉を受けないようにフレームサイズを調整して、通信を行う。
<例示的な第1の実施の形態>
図2は、本発明の例示的な第1の実施の形態を説明する図である。図2を参照すると、無線通信装置1は、ノイズ測定部10と、ノイズ判定部11と、通信制御部12と、フレーム構築部13と、フレーム送信部14と、を備えている。無線通信装置1、ノイズ判定部11、通信制御部12、フレーム構築部13、フレーム送信部14は、それぞれ図1(B)の無線通信装置100、ノイズ判定部111、通信制御部112、構築部113、送信部114に対応させることもできる。他の例示的な実施の形態についても同様である。
ノイズ測定部10は、無線通信装置1の周囲の電波状況を測定する。例えば周波数1kHzのPWM制御によるインバータを使用する機器が近くに存在する場合、ノイズ発生間隔は1周期(=1ミリ秒)以下である。このため、ノイズ測定部10での電波の測定周期は、ノイズ発生間隔に合わせた周期となる。該測定周期は、例えば100マイクロ秒程度としてもよい。ノイズ測定部10による電波状況に関する測定データは、好ましくは、測定対象の周波数で受信された電波の電力レベルと測定時刻情報を含む。この測定時刻情報は、ミリ秒以下(例えばマイクロ秒単位)での時間情報を含んでもよい。また、電力レベルの測定時刻情報は、ある基準時点からの時間情報等であってもよいことは勿論である。
ノイズ測定部10で測定された測定データは、ノイズ測定部10からノイズ判定部11に受け渡される。なお、ノイズ測定部10は、無線通信装置1のIEEE802.11a等の無線ネットワーク用のアンテナ(不図示)を用いてノイズを測定するようにしてもよい。あるいは、ノイズ測定部10は、IEEE802.11aの無線ネットワークの干渉源となる、インバータや電子レンジ、他の無線機器などから発生するノイズ測定用の高感度アンテナを別途備えた構成としてもよい。
ノイズ測定部10は、電力レベルの測定にあたり、例えばスペクトラムアナライザ等で用いられている掃引同調方式にて、当該周波数帯のノイズ成分を測定するようにしてもよい。なお、掃引同調方式は、スーパーヘテロダイン受信機のミキサに局発信号を供給する局部発振器を電圧制御発振器(Voltage Controlled Oscilattor:VCO)で構成し局発周波数を掃引発生器からのランプ電圧に比例して変化させ対象周波数レンジを掃引し該ミキサの出力をフィルタリングしてパワーを計測する。ノイズ測定部10は、デジタル信号に変換された受信信号を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)や離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform:DFT)等を用いて、周波数領域に変換することで、測定対象の周波数成分の電力を取得するようにしてもよい。なお、ノイズ測定部10は、無線通信装置1に外付けで接続するようにしてもよい。例えばノイズ測定部10は、無線通信装置1と通信接続され、例えば2.4GHz/5GHz無線帯域等の電波状況の解析が可能なスペクトラムアナライザ等の測定器で構成してもよい。あるいは、ノイズ測定部10は、スペクトラムアナライザ等の測定器と、該測定器と通信接続し、該測定器での測定及び測定データの転送等を制御し無線通信装置1と通信可能なコントローラ等で構成してもよい。
ノイズ判定部11は、ノイズ測定部10から受け取った測定データ(例えば電力レベルと測定時刻情報)からノイズの発生間隔を求める。特に制限されるものではないが、ノイズの発生間隔(周期性)の求め方の例として、
・一定レベルの電力レベルを示す値が測定された時刻の階差(隣り合う項について次にある項から前の項を引いた)を使用する方法、
・自己相関を用いる方法、
・時間領域の測定データ(波形データ)をFFT、DFT等により周波数領域に変換しスペクトル解析を用いる方法、
などが挙げられる。
また、ノイズ判定部11に、ノイズ測定部10からのノイズの測定データを教師データとする機械学習を使って、将来のノイズが発生するタイミング(ノイズの発生時点と発生期間)を予測する手法等を実装してもよい。
ノイズ判定部11は、求めたノイズの発生間隔から、現在時点から、予め定められた所定期間の時間範囲(将来の時間範囲)において、いつノイズが発生するか及びノイズが発生する期間等に関する情報を求める(予測する)。
ノイズ判定部11は、例えば、
・ノイズが発生する時点のリスト(時系列情報)、および、
・ノイズの発生期間(ノイズが出ている期間:すなわち、ノイズの発生時点から終了時点までの期間)
の情報を、通信制御部12に渡すようにしてもよい。
ノイズ判定部11は、ノイズの発生期間として、ノイズの測定結果データに基づき、ノイズの発生期間の平均値や最大値をエントリとして含むリストを用いるようにしてもよい。あるいは、ノイズの発生期間にも周期性がある場合には、ノイズ判定部11は、ノイズごとの発生期間を設定したリストを用いるようにしてもよい。なお、ノイズ判定部11において、ノイズの発生期間の周期性も、ノイズの周期性を求める方法と同様の方法で求めることができる。
ノイズ判定部11は、現時点が、通信制御部12に渡したリスト(ノイズの発生時点をエントリとして含むリスト)の例えば最後のエントリの時点になる前の時点で、ノイズ測定部10から受け取った最新のノイズ測定結果に基づいて、再び、該現在時点から、将来の予め定められた所定の時間範囲におけるノイズの発生間隔を求め、ノイズの発生時点のリスト、及び、ノイズの発生期間の情報を、通信制御部12に渡すという制御を行うようにしてもよい。例えば、ノイズ判定部11は、通信制御部12に前回渡したノイズの発生時点のリストが[t、t、t、・・・、t](nは3以上の整数)であり、例えば、現時点がtに対応するとき、通信制御部12は、新たに、将来のノイズの発生時点とリスト[t、t、・・・、t、tn+1、tn+2、tn+3]を算出し、通信制御部12に渡すようにしてもよい。
あるいは、ノイズ判定部11は、特定のイベント発生時、例えば、新たなノイズ源の出現あるいはノイズ源の消失によって、ノイズ測定部10から受け取ったノイズの測定結果に変化があった場合に、ノイズの発生間隔を求め、ノイズの発生時点のリスト、ノイズの発生期間の情報を通信制御部12に渡すように構成してもよい。
この場合、ノイズ判定部11は、ノイズの状況に変化が無ければ、通信制御部12には、前回算出したノイズの発生間隔に基づいて、例えば現時点に合わせたノイズの発生時点のリスト、ノイズの発生期間の情報を通信制御部12に渡すようにしてもよい。なお、ノイズ判定部11は、算出したノイズの発生間隔に基づき、ノイズ測定部10でのノイズの測定周期を更新設定するようにしてもよい。
通信制御部12は、ノイズ判定部11から受け取った、
・ノイズの発生する時点、
・ノイズの発生期間
に関する情報を基に、通信可能期間を算出する。
通信制御部12は、通信可能期間をフレーム構築部13に受け渡し、通信開始時点をフレーム送信部14に受け渡す。
図3は、例示的な第1の実施の形態において、通信制御部12により算出された通信開始時点と通信可能期間の関係を示したものである。図3の横軸は時間(時刻)、縦軸はノイズの電力レベルである。図3の時点t、t、t・・・等は例えば、原点を基準とした、将来の一定期間の範囲内の時間(時刻)を表している。なお、図3の時点t、t、t・・・等は、原点を基準とした時間であってもよいし、あるいは、時刻情報(例えばマイクロ秒(あるいは10又は100マイクロ秒)等の分解能で設定される)であってもよい。また、図3において、原点の時点は、現時点(例えば現在時刻)であってもよいし、現時点以外の所定の時点(基準となる時点)であってもよいことは勿論である。
また、図3では、ノイズの電力波形は、簡単のため、ノイズ有り、無しを表す2値の矩形波として表している。図3に例示したような、ノイズ有り、無しを表す2値の信号を生成する場合、例えばノイズ測定部10において、測定したノイズの電力レベルを予め定められた閾値と大小を比較することで、ノイズ有り・無しの2値信号を生成するようにしてもよい。また、図3では、ノイズの発生期間(ノイズが出ている期間)は一定値Ntとしている。
図3及び図2を参照して、通信制御部12がどのように通信開始時点と通信可能期間を求めるかについて以下に説明する。
通信制御部12は、あるノイズ(例えば「ノイズA」と称する)の発生時点33(t、t、・・・)と、その次のノイズ(例えば「ノイズB」と称する)の発生時点33(t、t、・・・)の差分(t-t、t-t、・・・)を取り、ノイズの発生間隔35(T=t-t、T=t-t、・・・)を得る。
次に、通信制御部12は、ノイズの発生間隔35(T=t-t、T=t-t、・・・)から、ノイズの発生期間32(Nt)を減算し、これを通信可能期間31(t-t-Nt、t-t-Nt、・・・)として算出する。
通信開始時点34は、ノイズの発生時点33(図3のt、t、t、・・・)に、ノイズ発生期間32(Nt)を加算することで求めることができる、図3の例では、通信開始時点34は、t+Nt、t+Nt、t+Nt、・・・となる。例えば、通信開始時点34(t+Nt)から次のノイズの発生時点33(t)までの間の期間(t-t-Nt)が、通信可能期間31となる。
通信制御部12は、算出した通信開始時点34を、フレーム送信部14に通知し、通信可能期間31をフレーム構築部13に通知する。
通信制御部12からの通信可能期間31の通知を契機として、フレーム構築部13は、該通信可能期間31内に送信が完了することが可能なフレームのサイズ(フレーム長)を算出する。フレーム構築部13は、送信データを、該サイズのフレームのペイロードに格納して該フレームを構築する。フレーム構築部13は、構築した該フレームをフレーム送信部14に受け渡す。なお、フレーム構築部13とフレーム送信部14間でのフレームの受け渡しは、不図示のメモリ(例えばランダムアクセスメモリ等)を介して行うようにしてもよい。フレーム送信部14は、フレーム構築部13によって構築されたフレームを、不図示の無線通信部(ベースバンド処理部、無線送信部)、アンテナを介して無線ネットワークに送出する。
次に、図2のフレーム構築部13が通信可能期間中に送信を完了することが可能なフレームサイズの導出例について、IEEE802.11aを例に説明する。ここで、簡単にIEEE802.11aで使われるOFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing:直交周波数分割多重変調)を用いた無線送受信について概説する。図10に模式的に示すように、送信側200では、データを直並列変換器201(S/P:Serial to parallel Convertor)で直交するサブキャリア(48本)に分割する。分割した各データに対して各変調器202でサブキャリア変調を行い、複数のサブキャリア変調信号を逆高速フーリエ変換器(Inverse FFT:IFFT)203で合成しIFFT信号を出力する。IFFT信号を並列直列変換器(P/S:Parallel to Serial Converter)204で直列信号に変換する。さらに、GI(Guard Interval)挿入部205にてIFFT信号の最後尾から一定期間分をコピーしたものをガードインターバルとしてIFFT出力の先頭につなぎ合わせることで、1つのOFDMシンボルを生成する。OFDMシンボルは、不図示のRF(Radio Frequency)送信部でRF信号に周波数変換されアンテナ206から送信される。受信側210では、送信側200と逆の処理が行われる。すなわち、受信したOFDMシンボルから、GI削除部212でガードインターバルを削除し、直並列変換器213で並列化し、高速フーリエ変換器(FFT)214でFFTを行ってサブキャリア信号を再生する。48本のサブキャリア信号を48個の復調器215でサブキャリア復調し、並列直列変換器216により直列データに変換する。
IEEE802.11aでは、送信データを48本のサブキャリアに分け、伝送レートに応じて、
・BPSK(Binary Phase Shift Keying)、
・QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、
・16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)・64-QAM
のいずれかを用いて変調器202で変調する。
どの変調方式を用いるかによって、1つのサブキャリアで運べるデータ量(ビット数:NBPSCS:Number of coded bits per single carrier for each spatial stream (or modulation order))が変わる。
・BPSKでは、1つのサブキャリアあたり、1ビット、
・QPSKでは、1つのサブキャリアあたり、2ビット、
・16-QAMでは、1つのサブキャリアあたり、4ビット、
・64-QAMでは、1つのサブキャリアあたり、6ビット
である。伝送レートがどのような値になるかは、電波状況によって変わり、物理層で自動的に選択されるケースが多い。
IEEE802.11aでは、図10に示すように、48本のサブキャリア変調信号をIFFTで1つのOFDMシンボルに束ねる。
1つのOFDMシンボルには、48×[1つのサブキャリアで運べるデータ量(ビット数)]分のデータが格納される。
例えば、伝送レートが24MbpsのIEEE802.11aの場合、図10の変調器202での変調方式が16-QAMであるため、1つのサブキャリアで運べるデータ量(ビット数)は4ビットである。
従って、1つのOFDMシンボルには、48×4=192ビット分のデータ(data bits per OFDM symbol)が格納される。ただし、後述するが、このケースの場合、192ビットのうちの半分は、エラー訂正用の冗長符号であるため、元々のデータは、半分の96ビット分が格納される。
図4は、IEEE802.11aのフレーム構成を示したものである。図4を参照すると、IEEE802.11aのフレームは、
・ショートプリアンブル部41と、
・ロングプリアンブル部42と、
・SIGNAL部43と、
・1つ以上のデータ部44、44、・・・(図4のデータ1、データ2、・・・)から構成される。ショートプリアンブル部41とロングプリアンブル部42はPLCP(Physical Layer Convergence Protocol)プリアンブルを構成する。
図4の各部は、OFDMシンボルである。なお、図4の各部のフィールドフォーマットの詳細はIEEE802.11aの規格書等が参照される。図4では、各部の間に挿入されるガードインターバル(GI)を省略している。
ショートプリアンブル部41[9バイト]は、タイミング検出やAFC(Automatic Frequency Control)の粗調整に用いられる。
ロングプリアンブル部42[18バイト]はAFCの微調整やチャネル推定に用いられる。
SIGNAL部43は、レート(伝送速度)[4ビット]、長さ[12ビット](送信データのオクテット長)、パリティ[1ビット]、テイル[6ビット]、サービス(パケットの種類)[16ビット]等の情報項目を含む。
各部の伝送に要する時間は、ショートプリアンブル部41とロングプリアンブル部42が8μsec(マイクロ秒)ずつ、SIGNAL部43と、各データ部44は4マイクロ秒ずつである。
各データ部44には1つのOFDMシンボルが格納され、変調方式によって、1つのOFDMシンボルに格納できるデータ量が変わる。そのため、データ部44がいくつになるかは、変調方式に依存する。
例えば、1500バイトのEthernet(登録商標)フレームを、伝送速度24Mbpsで伝送する場合、IEEE802.11aでは、変調方式は16-QAM、符号化率は1/2である。
IEEE802.11aでは、伝送エラーが起きた際に訂正可能にするために送信データを誤り訂正符号化(Error Correction Coding:ECC)する。誤り訂正符号化することで、冗長データが付加されるため、データ量は増加する。符号化率は、情報ビット(=k)+冗長ビット(=n-k)の全ビット長(=n)に含まれる情報ビットの割合(=k/n)である。符号化率が1/2の場合、元データと同じサイズの冗長ビットが付加される。16-QAMでは、1つのサブキャリアで運べるデータは4ビットである。1500バイトのEthernet(登録商標)フレームの転送に要するシンボル数は、1バイトを8ビットに換算した上で、2倍し(符号化率=1/2で除算することに対応する)、4ビット(16-QAM使用時の1つのサブキャリアで運べるビット数:4ビット/シンボル)で除算し、さらに、サブキャリア数48で除算する。
1500[バイト]×8[ビット/バイト]÷1/2(符号化率)÷4[ビット/シンボル]÷48(サブキャリア数)=125
となり、125個のデータシンボル(OFDMシンボル)に変換される。
図4のデータ部44あたり4マイクロ秒の伝送時間を要する。このため、
125×4[マイクロ秒]=500[マイクロ秒]=0.5[ミリ秒]
の時間を要する(ただし、データ部以外のシンボルの伝送に要する時間は含まない)。
仮に6Mbpsでの伝送の場合、変調方式がBPSK、符号化率が1/2であるため、以下に示すように、500個のOFDMシンボルがデータ部に必要となる。
1500[バイト]×8[ビット/バイト]÷1/2(符号化率)÷1[ビット/シンボル]÷48(サブキャリア数)=500
総伝送時間は、
500×4[マイクロ秒]=2[ミリ秒]、
したがって、約2ミリ秒となる。
このように、IEEE802.11aでは、変調方式と符号化率が分かれば、通信可能時間に送信可能なデータ量を求めることができる。
例えば、図10の変調器202の変調方式が16-QAM、符号化率1/2の場合に、100マイクロ秒の通信可能時間に送信可能なデータ量は下記のように求めることができる。
(1)データ部の送信に割り当てることができる時間=通信可能時間(=100マイクロ秒)-ショートプリアンブルの送信時間(=8マイクロ秒)-ロングプリアンブルの送信時間(=8マイクロ秒)-SIGNALの送信時間(=4マイクロ秒)=80マイクロ秒
(2)データ部の個数=80[マイクロ秒](上記(1)より算出)÷4[マイクロ秒](データ部の送信時間)=20[個]
(3)送信可能データサイズ=20[個](データ部の個数)×192[ビット](1つのOFDMシンボルのデータ量)×1/2(符号化率)
=1920[ビット]=240[バイト]
フレーム構築部13は、Ethernet(登録商標)ヘッダ(14バイト)、FCS(4バイト)を含めて240バイトになるように、Ethernet(登録商標)フレームを生成し、IEEE802.11aの仕様に従って変調や符号化を行い、IEEE802.11aフレームを構築する。フレーム構築部13は、構築したIEEE802.11aフレームを、フレーム送信部14に渡す。
仮に、通信可能時間に送信可能なデータ部の個数が0個の場合、当該通信開始時点、通信可能時間ではデータを送信できないということを表している。この場合、フレーム構築部13は、フレームの構築を行わないようにしてもよい。この場合、フレーム構築部13は、フレーム送信部14に、フレームの送信を行わない旨を通知するようにしてもよい。
なお、無線ネットワークがIEEE802.11a以外の場合にも、同様にして、通信可能期間に送信可能なフレームのサイズを算出することは可能である。これは、各無線通信規格では、1つのシンボルを送信する時間と、1つのシンボルに含まれるデータ量が仕様として定まっているためである。
別の構成として、IEEE802.11aでは、どのような伝送速度(レート)であるのか(=どのような変調方式を使用しており、符号化率はいくつであるか)は、物理層で自動的に決定されることも考えられる。
伝送速度(レート)に関する情報を、無線通信装置1の外部から取得可能なように、伝送速度(レート)を決定しているモジュールに、伝送速度に関する情報を取得するためのインタフェースを備えた構成としてもよい。この場合、仮に伝送速度(レート)を決定しているモジュールが半導体チップとして実装されていても、上位のソフトウェア層で、通信可能期間に、送信可能なフレームのサイズを算出することができる。したがって、例示的な第1の実施の形態が適用可能となる。
さらに、例示的な第1の実施の形態によれば、ノイズが発生していないタイミングで、フレームを送信するため、電波状況はクリアであると言える。このため、各無線通信規格が定める最大の伝送速度(レート)で通信を行うように動作させることが可能である。
例えば、IEEE802.11aであれば、最大で54Mbpsの伝送速度が利用可能である。
伝送速度(レート)が無線通信規格が定める最大の伝送速度(レート)と一意に定まれば、それを基に、変調方式などが一意に定まる。このため、1つのシンボルに含まれるデータ量を求めることができる。結果として、通信可能期間に送信可能なフレームのサイズを算出することができる。
フレーム送信部14は、通信制御部12から受け取った通信開始時点(タイミング)に、フレーム構築部13から受け取ったIEEE802.11aフレームを無線ネットワークに送信する。
フレーム送信部14は、IEEE802.11aフレームを無線ネットワークに送信すると、送信完了の通知を通信制御部12に応答として返すようにしてもよい。
フレーム送信部14がフレーム構築部13から、フレームを送信しない旨の通知を受けた場合、フレーム送信部14は、フレームを送信せずに、例えば、送信完了の通知を通信制御部12に受け渡すようにしてもよい。あるいは、フレーム送信部14は、送信不可であった旨を示す通知を通信制御部12に応答として返すようにしてもよい。
通信制御部12は、フレーム送信部14から送信完了の通知を受け取ると、次の通信開始時点を、フレーム送信部14に通知し、通信可能期間をフレーム構築部13に通知するようにしてもよい。
あるいは、通信制御部12は、一定回数分の通信の通信開始時点をフレーム送信部14に通知し、一定回数分の通信の通信可能期間をフレーム構築部13に通知するようにしてもよい。この場合、フレーム送信部14は、フレーム構築部13からフレームを送信しない旨の通知を受けると、当該通信開始時点では、フレームの送信は行わない。この場合、フレーム送信部14は、送信不可であった旨を示す通知を通信制御部12に応答として返すようにしてもよい。
ノイズ判定部11は、ノイズの発生間隔(図3の35(T、T等))をノイズ判定部11で算出したノイズの発生確率とともに、通信制御部12に渡すように構成してもよい。
一例として、ノイズ判定部11は、予め設定された時間範囲に発生したノイズの発生間隔を求め、例えば、
「100マイクロ秒ごとにノイズが発生する確率60%」、
「50マイクロ秒ごとにノイズが発生する確率10%」、・・・、
というようなノイズの発生確率情報を、通信制御部12に通知するようにしてもよい。
通信制御部12は、ノイズが発生する時間の期待値や確率分布を求め、例えば90%の確率で通信中にノイズが発生しない時間を、通信可能期間とし、該通信可能期間に基づいて、フレーム構築部13に、「フレームサイズを選択」といった通知を行うようにしてもよい。
フレーム送信部14が、フレーム構築部13から生成したフレームを受け取ると、フレームを無線ネットワークに送出することが可能となる。
あるいは、ノイズ判定部11は、ノイズの発生間隔を通信制御部12に渡し、通信制御部12側で、上記したノイズの発生確率を求めるようにしてもよい。
例示的な第1の実施の形態によれば、無線通信装置の周囲の電波環境を測定し、周波数成分が通信周波数帯域のノイズを測定する。そして、ノイズの測定結果を基に、ノイズの情報(例えばノイズの発生時点(タイミング)、ノイズ発生期間、発生間隔等の情報、あるいは所定期間中におけるノイズの発生確率等)を算出する。そして、通信制御部12では、上記ノイズの情報(ノイズの発生時点、ノイズ発生期間、発生間隔等の情報、あるいは所定期間中におけるノイズの発生確率等)に基づき、ノイズが発生しないか又はノイズの発生確率が低く、ノイズの影響を受けずに通信可能な期間である通信可能期間を算出する。フレーム構築部13では、該通信可能期間内に送信が完了するフレームサイズを算出し、該サイズのフレームを構築する。そして、フレーム送信部14では、通信制御部12から通信開始時点(タイミング情報)を受け、該通信開始時点に、該フレームを送信する。この結果、例示的な第1の実施の形態によれば、該フレームを、ノイズの影響を受けずに、通信相手に送信することが可能となる。
このように、例示的な第1の実施の形態によれば、通信可能期間内に送信が完了するようにフレームサイズ(フレーム長)を調整しながらフレームを送信する構成としている。
このため、ノイズの間隔が短い環境においても、ノイズの影響を受けることなくフレームを送信できるようになる。例えば無線通信に使用される最大フレームサイズのフレームの送信に要する期間よりも、短い時間間隔でノイズが発生する環境においても、安定した信頼性の高い無線通信の実現を可能としている。
なお、一般的にはフレームサイズが短いと、通信のオーバーヘッドが増えるため、データ送信効率が下がる。例示的な第1の実施の形態では、ノイズの間隔が短い環境において、適切なフレームサイズを設定するものである。
<例示的な第2の実施の形態>
次に、本発明の例示的な第2の実施の形態について説明する。なお、前述した例示的な第1の実施の形態と同様の構成要素に対しては、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図5は、本発明の例示的な第2の実施の形態を例示する図である。図5を参照すると、無線通信装置1Aは、図2の無線通信装置1に、さらにフレーム受信部15を備えている。
フレーム受信部15は、無線ネットワークからフレームを受信する。
IEEE802.11aでは、フレームのSIGNAL部(図4の43)に伝送速度(レート)に関する情報が格納されている。したがって、受信したフレームのSIGNAL部から符号化率や変調方式を求めることが可能である。このため、例えば、送信側の無線通信装置のフレーム送信部14が送信したフレームを、受信側の無線通信装置のフレーム受信部15が受信し、フレーム受信部15がSIGNAL部(図4の43)を解析することで、現在の伝送速度(レート)に関する情報を取得する。
フレーム受信部15が取得した伝送速度(レート)は、フレーム構築部13に渡される。フレーム構築部13では、該伝送速度(レート)を基に、ノイズが発生しない通信可能期間に送信可能なフレームのサイズ(フレーム長)を算出する。そして、フレーム構築部13は、当該サイズのフレームを構築する。フレーム送信部14は、通信制御部12からの指示に従って、フレーム構築部13が構築したフレームを送信する。
あるいは、フレーム受信部15は、無線通信装置1Aの通信相手となるアクセスポイントなどからのフレームを受信し、当該フレームのSIGNAL部(図4の43)から伝送速度(レート)に関する情報を取得するようにしてもよい。
無線通信装置1Aは、無線通信装置1Aの周囲の電波環境を観測するだけである。このため、無線通信装置1Aは、不図示の通信相手の周囲の電波環境に関する情報を持ち合わせていない。このため、通信相手の電波環境が悪い場合に、無線通信装置1Aが送信したフレームを通信相手が受信できるとは限らない。
そこで、無線通信装置1Aでは、通信相手が測定したノイズの情報に基づき決定した伝送レートに合わせて、通信可能期間に送信可能なフレームのサイズ(したがって、フレームに格納するデータのサイズ)を算出し、該サイズのフレームを構築する、というような構成としてもよい。
これによって、例えば、フレーム構築部13は、いずれも不図示の、
・通信可能期間に送信が完了するフレームに格納可能なデータサイズを求めるモジュール(通信可能期間に送信が完了するフレームサイズを算出するモジュール)と、
・変調を行うモジュールと、
に分けて構成してもよい。なお、変調を行うモジュールは、フレーム送信部14に備えた構成としてもよい。
この場合、例えば、通信可能期間に送信が完了するフレームに格納可能なデータのサイズを求めるモジュールが、変調を行うモジュールが選択した変調方式についての情報を、変調を行うモジュールから直接得られない場合でも、受信したフレームのSIGNAL部(図4の43)の伝送速度(レート)を基に、ノイズに合わせたフレームのサイズを選択することが可能となる。
さらに、無線通信装置1Aが使用する伝送速度(レート)を、フレーム受信部15から、あるいは伝送速度(レート)を決定するモジュールから取得可能な場合、通信相手の伝送速度と、無線通信装置1Aの伝送速度とを比較し、伝送速度が低い方に合わせて通信可能期間に送信可能なフレームのサイズを算出し、フレームを構築するようにしてもよい。
例示的な第2の実施の形態によれば、無線通信装置1Aは、受信したフレームに含まれる伝送速度(レート)の情報を用いて、通信可能期間に送信可能なフレームのサイズを算出し、該サイズのフレームを構築するように構成されている。このような構成としたことで、無線通信装置1Aが、IEEE802.11aで通信する場合に、伝送速度(レート)に関する情報を取得するためのインタフェースが物理層に備えられていない場合などに、伝送速度(レート)に関する情報を取得できないケースへの対応や、通信相手の電波環境に合わせた通信を実現することができる。
<例示的な第3の実施の形態>
次に、本発明の例示的な第3の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、前述した例示的な第1又は第2の実施の形態と同様の構成要素に対しては、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図6は、本発明の例示的な第3の実施の形態の無線通信システム2を示したものである。図6を参照すると、無線通信システム2は、2つの無線通信装置1B、1Cが互いに無線ネットワークで接続されている。
図6において、2つの無線通信装置1B、1Cは一方が端末、一方が、無線LANのアクセスポイント(Access Point:AP)としている。このことは、本実施の形態を、図6の態様に限定することを意図したものではなく、例えば2つの無線通信装置1B、1Cが、端末であってもよい。例えば2つの無線通信装置1B、1Cは、無線アクセスネットワークの基地局を経由せずに、直接的に通信を行う機能(device-to-device通信機能)を備えたものであってもよい。
この2つの無線通信装置1B、1Cは、例えばGPS(Global Positioning System)等を用いて、時刻同期しているものとする。時刻同期の他の方法として、例えばIEEE1588を用いるもの、IEEE802.11のTSF(Timing Synchronization Function)のように無線通信規格で定められた方法、などが挙げられる。
図7は、例示的な第3の実施の形態に係る、無線通信装置1B(1C)の一構成例を示したものである。図7を参照すると、無線通信装置1B(1C)は、フレーム受信部15から通信制御部12に対して信号線16が接続されている。
例示的な第3の実施の形態では、2つの無線通信装置1B、1Cの間で、互いのノイズの発生時点、ノイズの発生期間を通知し合い、送受信側双方でノイズの発生しない期間に通信を行う。
無線通信装置1B(端末)の通信制御部12では、現在(現時点)から予め定められた時間区間におけるノイズの発生時点とノイズの発生期間との対応をエントリとして含むリスト(ノイズリスト)を作成するようにしてもよい。図3の例では、ノイズリストは((t、Nt)、(t、Nt)、(t、Nt)、・・・・)からなる。
無線通信装置1B(端末)において、通信制御部12は、作成したノイズリストをフレーム構築部13に渡すようにしてもよい。
無線通信装置1B(端末)において、フレーム構築部13は、通信制御部12から渡されたノイズリストを送信するためのフレームを生成し、フレーム送信部14に渡す。
無線通信装置1B(端末)において、フレーム送信部14は、送信するフレームのデータが、通信スケジュールであることを示すために、フレームのヘッダ部やデータの特定のフィールドに、送信データが通信スケジュールであることを示す予め定められた値をセットするようにしてもよい。例えば、フレームのヘッダの予約ビットなどに、送信データが通信スケジュールであることを示す予め定められた値を設定するようにしてもよい。
無線通信装置1B(端末)のフレーム送信部14は、フレーム構築部13から渡されたフレームを無線ネットワークに送信する。
無線通信装置1B(端末)から送信されたフレームは、無線通信装置1C(AP)のフレーム受信部15で受信される。
無線通信装置1C(AP)において、フレーム受信部15は、受信したフレームに、ノイズリストの通知であることを示す値が設定されていることを検出すると、信号線16を介して通信制御部12にノイズリストを渡す。
無線通信装置1C(AP)の通信制御部12では、受信した無線通信装置1B(端末)のノイズリストの情報を、自らのノイズリストに反映させる。これは、互いのノイズリストに記載されているエントリを、例えば、ノイズの発生時点に基づいてソートすることで得ることができる。
無線通信装置1C(AP)の通信制御部12では、無線通信装置1B(端末)のノイズを反映して得られたノイズリスト(結合ノイズリスト)を用いて、通信可能期間と通信開始時点を求める。そして、通信制御部12は、通信開始時点と通信可能期間の組をエントリとした通信スケジュールを作成する。
このとき、無線通信装置1C(AP)の通信制御部12では、通信開始時刻、通信可能期間について、無線通信装置1B、1C間の距離に応じた補正を施し、電波が空間を伝搬する時間を加味する構成としてもよい。例えばGPSによる位置情報を基に、距離を求め、この距離を光が伝搬するのに要する時間を、電波が空間を伝搬する時間とするといった方法で補正する値を求めることができる。
無線通信装置1C(AP)では、通信制御部12で作成された通信スケジュールを、フレーム構築部13でフレームにし、フレーム送信部14で、無線通信装置1A(端末)に送信する。このとき、フレーム又はヘッダの特定のフィールドに、通信スケジュールの通知であることを示す値をセットするようにしてもよい。
無線通信装置1B(端末)では、フレーム受信部15において、無線通信装置1C(AP)から送信されたフレームを受信する。フレーム受信部15は、当該フレームにおいて、無線通信装置1C(AP)からの通信スケジュールの通知であることを示す値を検出すると、通信制御部12に通信スケジュールが渡される。
無線通信装置1B(端末)の通信制御部12は、受信した通信スケジュールに基づいて、フレームの送信を行う。
無線通信装置1C(AP)と無線通信装置1B(端末)の時刻は、例えばGPS等の手段で同期されている。このため、通信スケジュールに規定された通信開始時点、通信可能期間は、2つの無線通信装置1B、1Cで同じタイミングで発生することができる。
通信スケジュールのエントリは、フレームの送信又はフレームの受信を行うたびに、1つずつ消費される。全てのエントリを消費すると、無線通信装置1C(AP)において、新たに通信スケジュールの生成が行われる。
また、無線通信装置1B、1Cの周囲の電波環境が変わったことを、無線通信装置1B、1Cのいずれかのノイズ判定部11が検出すると、通信スケジュールの生成を行うようにしてもよい。
通信スケジュールにエントリが残った状態で無線通信装置1C(AP)がノイズリストを受け取ると、無線通信装置1C(AP)は、それまでの通信スケジュールを破棄し、新たな通信スケジュールを作成するようにしてもよい。
あるいは、無線通信装置1B(端末)は、ノイズが発生する時間の期待値や確率分布を無線通信装置1C(AP)に渡すようにしてもよい。この場合、無線通信装置1C(AP)においても、ノイズが発生する時間の期待値や確率分布を求め、無線通信装置1B(端末)のノイズが発生する時間の期待値や確率分布と合わせた、期待値や確率分布を生成するようにしてもよい。そして、無線通信装置1C(AP)は、生成した期待値や確率分布を無線通信装置1B(端末)に通知し、無線通信装置1B(端末)は、この情報に基づいてフレームの生成、および送信を行うようにしてもよい。
例示的な第3の実施の形態によれば、送受信双方の無線通信装置の電波状況(ノイズの情報)に基づき、通信開始時点、通信可能期間を算出する。これによって、送受信双方の無線通信装置において、ノイズの発生期間を避けて通信を行うことが可能となる。
<変形例1>
フレーム構築部13で、フレームサイズを求める際に、該通信可能期間に、通信相手からの確認応答(ACK:Acknowledgement)が返って来るまでの期間を含むようにしてもよい。
例えば、IEEE802.11aでは、ACKに用いる伝送レートが規格で定められている。また、ACKフレームのサイズも定められている。このため、ACKの送信時点(時刻)を計算することが可能である。また、より正確に、通信可能期間に、ACKが返って来るまでを含めるために、無線通信装置間の距離に応じた電波の伝搬遅延を加味するようにしてもよい。
<変形例2>
通信可能期間に、データの送信だけでなく、ACKの受信など通信に関する一連のシーケンスを含めた時に、可能な限り多くのデータを送信するために、通信可能期間に応じて、通信シーケンスを短縮するようにしてもよい。
例えば、IEEE802.11において、
(a)無線ネットワークがアイドルであると判定するためのバックオフ期間をゼロにする、
(b)ACK以外のデータ通信であっても、IFS(Inter Frame Space)に、DIFS(Distributed Coordination Function IFS)ではなく、SIFS(Short IFS)を使用する、
等で通信シーケンスの短縮を行うようにしてもよい。
IEEE802.11で採用されている通信手順CSMA/CAでは、キャリアセンスによって、チャネルが未使用であると判断された場合に、ただちにデータの送信は行わず、衝突を回避するために、さらにランダム時間(バックオフ時間)待機してキャリアセンスを続け、バックオフ時間待機してアイドルであることを確認してから、データの送信を行うが、上記(a)により、バックオフ時間をゼロとすると、キャリアセンスによってチャネルが未使用と判断された場合に、ただちにデータの送信を行うことになる。
また、チャネルがビジーからアイドルになり次のフレームが送信されるまでの待機期間であるIFSとして、ACKには、短いSIFSが割り当てられ、バックオフ時間はない。データフレームには、長いDIFSが割り当てられるが、上記(b)では、データフレームにSIFSが割り当てられる。
<変形例3>
図6において、複数台の無線通信装置1B(端末)と、1台の無線通信装置1C(AP)が存在する場合、無線通信装置1C(AP)は、全ての無線通信装置1B(端末)のノイズリスト(ノイズの発生時点と当該ノイズの発生期間の組をエントリとするリスト)と、無線通信装置1C(AP)自身のノイズリストを基に、無線通信装置1C(AP)と通信を行う無線通信装置1B(端末)が、常に1台となるように、各無線通信装置1B(端末)用の通信スケジュールを生成する構成としてもよい。
つまり、ある無線通信装置1B(端末)において、本来はノイズが存在しないため、無線通信装置1C(AP)と通信が可能であるとする。この場合、無線通信装置1C(AP)が、他の無線通信装置1B(端末)と通信を行う時間帯については、当該ある無線通信装置1B(端末)には、あたかもノイズが存在し、無線通信装置1C(AP)との通信を行えないような通信スケジュール(時間帯を仮想的にノイズ発生期間に設定)を、無線通信装置1C(AP)が生成する。これによって、無線通信装置1C(AP)と、複数の無線通信装置1B(端末)間で調停された無線通信システムを実現することができる。
あるいは、無線通信装置1C(AP)は、
複数の無線通信装置1B(端末)のノイズが発生する時間の期待値や確率分布と、
無線通信装置1C(AP)のノイズが発生する時間の期待値や確率分布と、
を合わせた、ノイズが発生する時間の期待値や確率分布を生成し、
各無線通信装置1B(端末)に通知するようにしてもよい。
これにより、無線通信装置1C(AP)と通信を行う無線通信装置1B(端末)間の通信が互いに干渉する確率を下げる効果が期待できる。
前記した例示的な実施の形態の無線通信装置(図6の端末又はAPも含む)の各部の処理は、コンピュータ(プロセッサ)で実行されるプログラムで実行するようにしてもよい。図9は、コンピュータで実現した構成を例示する図である。図9を参照すると、無線通信装置1は、RF(Radio Frequency)送受信部121と、ベースバンド処理部122と、プロセッサ123と、記憶装置124を備えている。記憶装置124は、ハードディスクドライブ(HDD)、半導体メモリ(例えば、ソリッドステートドライブ(SSD)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、読み出し専用のリードオンリメモリ(ROM)、電気的に消去及びプログラム可能なリードオンリメモリ(Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory)、コンパクトディスク(CD)、デジタルバーサタイルディスク(DVD)等のいずれか、または複数の組み合わせから構成され、プロセッサ123で実行されるプログラムを格納する。プロセッサ123は、記憶装置124に格納されてプログラムを実行することで、例えば図1(A)又は図1(B)の無線通信装置、あるいは、前記例示的な実施の形態の無線通信装置の各部の少なくとも一部又は全ての処理機能を実現する。RF送受信部121の送信部はベースバンド処理部122からの信号をアナログ信号に変換し不図示の局部発振器からの局発信号で直交変調してRF信号に周波数変換し不図示の電力増幅器で電力増幅してアンテナ125から電波として送信する。RF送受信部121の受信部はアンテナ125で受信されたRF信号を低雑音増幅し局発信号で直交変調して中間周波数に周波数変換し、デジタル信号に変換してベースバンド処理部122に供給する。ベースバンド処理部122は、例えば、OFDMのサブキャリア変調、復調、IFFTやFFT等の処理を行うようにしてもよい。
上記した例示的な第1乃至第3の実施の形態及び変形例によれば、例えば工場のような、通常無線通信を行う場合に必要とするフレーム送信時間よりも短いノイズを発する装置が存在する空間において、無線による機器間の通信を行うといった用途に適用可能である。
なお、上記の特許文献1-8、非特許文献1の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施の形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
上記した実施の形態は例えば以下のように付記される(ただし、以下に制限されない)。
(付記1)
ノイズの測定結果に基づき、予め定められた所定の時間範囲でのノイズの発生情報を求めるノイズ判定部と、
前記ノイズの発生情報に基づき、前記ノイズを回避して通信が可能な第1の期間を求める通信制御部と、
前記第1の期間内に通信が完了可能なデータ伝送単位のサイズを求め、データを前記サイズの前記データ伝送単位に格納して前記データ伝送単位を構築する構築部と、
前記第1の期間内に前記データ伝送単位を送信する送信部と、
を備える、ことを特徴とする無線通信装置。
(付記2)
前記ノイズ判定部は、通信に使用する周波数帯に対応するノイズを測定するノイズ測定部での前記ノイズの測定結果に基づき、前記ノイズの発生情報として、少なくとも、前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間とを求める、ことを特徴とする付記1に記載の無線通信装置。
(付記3)
前記通信制御部は、
前記ノイズが発生する第1の時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの第2の期間と、次のノイズが発生する第2の時点と、に基づき、前記第1の期間を求め、前記構築部に通知する、ことを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信装置。
(付記4)
前記通信制御部は、
前記第1の時点と前記第2の期間とに基づき、通信開始時点を求め、前記送信部に通知し、
前記送信部は、前記通信開始時点に、前記データ伝送単位を送信する、ことを特徴とする付記3に記載の無線通信装置。
(付記5)
前記通信制御部は、前記ノイズが発生する確率に基づき、所定の確率で通信中にノイズが発生しない期間を、通信可能な前記第1の期間とする、ことを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信装置。
(付記6)
前記構築部は、使用する変調方式とエラー訂正用の符号の符号量に基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記1乃至5のいずれか一に記載の無線通信装置。
(付記7)
前記構築部は、受信信号に含まれる、変調方式と、符号量を示す情報とに基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記1乃至6のいずれか一に記載の無線通信装置。
(付記8)
前記構築部は、通信相手から受信した信号に含まれる伝送速度の情報に基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記1乃至6のいずれか一に記載の無線通信装置。
(付記9)
他の無線通信装置との間で、少なくとも、前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間の情報をやりとりし、
前記他の無線通信装置との間で、前記ノイズの発生しない前記第1の期間に、データ伝送単位の送受信を行う、ことを特徴とする付記1乃至8のいずれか一に記載の無線通信装置。
(付記10)
前記送信部は、前記データ伝送単位を送信すると、送信完了の通知を前記通信制御部に送信し、
前記通信制御部は、
前記送信部から送信完了の通知を受け取ると、
次の通信開始時点を、前記送信部に通知し、
次の前記通信可能期間を、前記構築部に通知する、ことを特徴とする付記1乃至8のいずれか一に記載の無線通信装置。
(付記11)
前記通信制御部は、予め定められた所定の回数分の通信の通信開始時点を前記送信部に通知し、予め定められた所定回数分の通信可能期間を前記構築部に通知する、ことを特徴とする付記1乃至8のいずれか一に記載の無線通信装置。
(付記12)
前記送信部は、前記構築部からフレームを送信しない旨の通知を受けると、当該通信開始時点でのデータ伝送単位の送信は行わない、ことを特徴とする付記11に記載の無線通信装置。
(付記13)
前記構築部で、前記通信可能期間に送信が可能な前記データ伝送単位のサイズを求める際に、前記通信可能期間に、通信相手からの確認応答が返って来るまでの期間を含ませる、ことを特徴とする付記1乃至8のいずれか一に記載の無線通信装置。
(付記14)
送信までの待ち時間を0又は短縮することを特徴とする付記13に記載の無線通信装置。
(付記15)
前記無線通信装置が、第1の無線通信装置との間で通信を行う時間帯は、第2の無線通信装置に対して、ノイズが存在しており、前記無線通信装置との通信が行えないという情報を送信する、ことを特徴とする付記9に記載の無線通信装置。
(付記16)
前記無線通信装置が、他の無線通信装置においてノイズが発生する時間の期待値や確率と、前記無線通信装置においてノイズが発生する時間の期待値や確率とを合わせたノイズが発生する時間の期待値や確率を生成し、前記他の無線通信装置に通知する、ことを特徴とする付記9に記載の無線通信装置。
(付記17)
無線通信装置による無線通信方法であって、
ノイズの測定結果に基づき、予め定められた所定の時間範囲でのノイズの発生情報を求めるステップと、
前記ノイズの発生情報に基づき、通信が可能な期間として、前記ノイズが発生しない第1の期間を求める通信制御ステップと、
前記第1の期間内に送信可能なデータ伝送単位のサイズを求め、送信データを格納した前記サイズのデータ伝送単位を構築するステップと、
送信部から前記第1の期間内に前記データ伝送単位を送信するステップと、
を含む、ことを特徴とする無線通信方法。
(付記18)
無線通信に使用する周波数帯に対応するノイズを測定するステップと、
前記ノイズの測定結果に基づき、少なくとも、前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間とを求めるステップと、
を含む、ことを特徴とする付記17に記載の無線通信方法。
(付記19)
前記通信制御ステップは、
前記ノイズが発生する第1の時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの第2の期間と、次のノイズが発生する第2の時点と、に基づき、前記第1の期間を求め、前記構築部に通知する、ことを特徴とする付記17又は18に記載の無線通信方法。
(付記20)
前記通信制御ステップは、
前記第1の時点と前記第2の期間とに基づき、通信開始時点を求め、前記送信部に通知し、
前記送信部は、前記通信開始時点に、前記データ伝送単位を送信する、ことを特徴とする付記19に記載の無線通信方法。
(付記21)
前記通信制御ステップは、
前記ノイズが発生する確率に基づき、所定の確率で通信中にノイズが発生しない期間を、通信可能な前記第1の期間とする、ことを特徴とする付記17又は18に記載の無線通信方法。
(付記22)
前記構築するステップは、
使用する変調方式とエラー訂正用の符号の符号量に基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記17乃至21のいずれか一に記載の無線通信方法。
(付記23)
前記構築するステップは、
受信信号に含まれる変調方式と、符号量を示す情報とに基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記17乃至22のいずれか一に記載の無線通信方法。
(付記24)
前記構築するステップは、
通信相手から受信した信号に含まれる伝送速度の情報に基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記17乃至23のいずれか一に記載の無線通信方法。
(付記25)
他の無線通信装置との間で、少なくとも、前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間の情報をやりとりし、
前記他の無線通信装置との間で、前記ノイズの発生しない前記第1の期間に、データ伝送単位の送受信を行う、ことを特徴とする付記17乃至24のいずれか一に記載の無線通信方法。
(付記26)
前記送信部で前記データ伝送単位を送信すると、送信完了の通知を前記通信制御ステップに送信し、
前記通信制御ステップは、
前記送信完了の通知を受け取ると、
次の通信開始時点を、前記送信部に通知し、
次の前記通信可能期間を、前記構築部に通知する、ことを特徴とする付記17乃至24のいずれか一に記載の無線通信方法。
(付記27)
前記通信制御ステップは、
予め定められた所定の回数分の通信の通信開始時点を前記送信部に通知し、予め定められた所定回数分の通信可能期間を前記構築するステップに通知する、ことを特徴とする付記17乃至24のいずれか一に記載の無線通信方法。
(付記28)
前記送信部は、前記構築するステップからフレームを送信しない旨の通知を受けると、当該通信開始時点でのデータ伝送単位の送信は行わない、ことを特徴とする付記27に記載の無線通信方法。
(付記29)
前記構築するステップで、前記通信可能期間に送信が可能な前記データ伝送単位のサイズを求める際に、前記通信可能期間に、通信相手からの確認応答が返って来るまでの期間を含ませる、ことを特徴とする付記17乃至24のいずれか一に記載の無線通信方法。
(付記30)
送信までの待ち時間を0又は短縮することを特徴とする付記29に記載の無線通信方法。
(付記31)
前記無線通信装置が、第1の無線通信装置との間で通信を行う時間帯は、第2の無線通信装置に対して、ノイズが存在しており、前記無線通信装置との通信が行えないという情報を送信する、ことを特徴とする付記25に記載の無線通信方法。
(付記32)
前記無線通信装置が、他の無線通信装置においてノイズが発生する時間の期待値や確率と、前記無線通信装置においてノイズが発生する時間の期待値や確率とを合わせたノイズが発生する時間の期待値や確率を生成し、前記他の無線通信装置に通知する、ことを特徴とする付記25に記載の無線通信方法。
(付記33)
ノイズの測定結果に基づき、予め定められた所定の時間範囲でのノイズの発生情報を求める処理と、
前記ノイズの発生情報に基づき、通信が可能な期間として、前記ノイズが発生しない第1の期間を求める通信制御処理と、
前記第1の期間内に送信可能なデータ伝送単位のサイズを求め、送信データを格納した前記サイズのデータ伝送単位を構築する構築処理と、
前記第1の期間内に前記データ伝送単位を送信する送信処理と、
を無線通信装置を構成するコンピュータに実行させるプログラム。
(付記34)
無線通信に使用する周波数帯に対応するノイズを測定する処理と、
前記ノイズの測定結果に基づき、少なくとも、前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間とを求める処理と、
を含む、ことを特徴とする付記33に記載のプログラム。
(付記35)
前記通信制御処理は、
前記ノイズが発生する第1の時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの第2の期間と、次のノイズが発生する第2の時点と、に基づき、前記第1の期間を求め、前記構築部に通知する、ことを特徴とする付記33又は34に記載のプログラム。
(付記36)
前記通信制御処理は、
前記第1の時点と前記第2の期間とに基づき、通信開始時点を求め、前記送信部に通知し、
前記送信部は、前記通信開始時点に、前記データ伝送単位を送信する、ことを特徴とする付記35に記載のプログラム。
(付記37)
前記通信制御処理は、
前記ノイズが発生する確率に基づき、所定の確率で通信中にノイズが発生しない期間を、通信可能な前記第1の期間とする、ことを特徴とする付記33又は34に記載のプログラム。
(付記38)
前記構築処理は、
使用する変調方式とエラー訂正用の符号の符号量に基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記33乃至37のいずれか一に記載のプログラム。
(付記39)
前記構築処理は、
受信信号に含まれる変調方式と、符号量を示す情報とに基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記33乃至37のいずれか一に記載のプログラム。
(付記40)
前記構築処理は、
通信相手から受信した信号に含まれる伝送速度の情報に基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記33乃至37のいずれか一に記載のプログラム。
(付記41)
他の無線通信装置との間で、少なくとも、前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間の情報をやりとりする処理と、
前記他の無線通信装置との間で、前記ノイズの発生しない前記第1の期間に、データ伝送単位の送受信を行う処理を含む、ことを特徴とする付記33乃至40のいずれか一に記載のプログラム。
(付記42)
前記送信処理で前記データ伝送単位を送信すると、送信完了の通知を前記通信制御処理に送信し、
前記通信制御処理は、
前記送信完了の通知を受け取ると、
次の通信開始時点を、前記送信処理に通知し、
次の前記通信可能期間を、前記構築処理に通知する、ことを特徴とする付記33乃至40のいずれか一に記載のプログラム。
(付記43)
前記通信制御処理は、
予め定められた所定の回数分の通信の通信開始時点を前記送信処理に通知し、予め定められた所定回数分の通信可能期間を前記構築処理に通知する、ことを特徴とする付記33乃至40のいずれか一に記載のプログラム。
(付記44)
前記送信部は、前記構築する処理からフレームを送信しない旨の通知を受けると、当該通信開始時点でのデータ伝送単位の送信は行わない、ことを特徴とする付記43に記載のプログラム。
(付記45)
前記構築処理で、前記通信可能期間に送信が可能な前記データ伝送単位のサイズを求める際に、前記通信可能期間に、通信相手からの確認応答が返って来るまでの期間を含ませる、ことを特徴とする付記33乃至40のいずれか一に記載のプログラム。
(付記46)
送信までの待ち時間を0又は短縮することを特徴とする付記45に記載のプログラム。
(付記47)
前記無線通信装置が、第1の無線通信装置との間で通信を行う時間帯は、第2の無線通信装置に対して、ノイズが存在しており、前記無線通信装置との通信が行えないという情報を送信する処理を実行する、ことを特徴とする付記41に記載のプログラム。
(付記48)
前記無線通信装置が、他の無線通信装置においてノイズが発生する時間の期待値や確率と、前記無線通信装置においてノイズが発生する時間の期待値や確率とを合わせたノイズが発生する時間の期待値や確率を生成し、前記他の無線通信装置に通知する処理を実行する、ことを特徴とする付記41に記載のプログラム。
(付記49)
互いに無線ネットワークを介して通信する第1の無線通信装置と、第2の無線通信装置とを少なくとも備えた無線通信システムであって、
第1の無線通信装置と、第2の無線通信装置の少なくとも一方は、ノイズの測定結果に基づき、ノイズの発生間隔を求める第1の手段と、
前記ノイズの発生間隔内に送信可能とする前記データ伝送単位のサイズを求め、前記サイズのデータ伝送単位を構築して送信する第2の手段と、を備えた無線通信システム。
(付記50)
前記第1の手段は、
ノイズの測定結果に基づき、予め定められた所定の時間範囲でのノイズの発生情報を求めるノイズ判定部と、
前記ノイズの発生情報に基づき、前記ノイズを回避して通信が可能な第1の期間を求める通信制御部と、
を備え、
前記第2の手段は、
前記第1の期間内に通信が完了可能なデータ伝送単位のサイズを求め、データを前記サイズの前記データ伝送単位に格納して前記データ伝送単位を構築する構築部と、
前記第1の期間内に前記データ伝送単位を送信する送信部と、
を備えた、ことを特徴とする付記49に記載の無線通信システム。
(付記51)
前記第1の手段は、
通信に使用する周波数帯に対応するノイズを測定するノイズ測定部を備え、
前記ノイズ判定部は、前記ノイズ測定部での前記ノイズの測定結果に基づき、前記ノイズの発生情報として、少なくとも、前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間と、を求める、ことを特徴とする付記50に記載の無線通信システム。
(付記52)
前記通信制御部は、
前記ノイズが発生する第1の時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの第2の期間と、次のノイズが発生する第2の時点と、に基づき、前記第1の期間を求め、前記構築部に通知する、ことを特徴とする付記50又は51に記載の無線通信システム。
(付記53)
前記通信制御部は、
前記第1の時点と前記第2の期間とに基づき、通信開始時点を求め、前記送信部に通知し、
前記送信部は、前記通信開始時点に、前記データ伝送単位を送信する、ことを特徴とする付記52に記載の無線通信システム。
(付記54)
前記通信制御部は、前記ノイズが発生する確率に基づき、所定の確率で通信中にノイズが発生しない期間を、通信可能な前記第1の期間とする、ことを特徴とする付記50又は51に記載の無線通信システム。
(付記55)
前記構築部は、使用する変調方式とエラー訂正用の符号の符号量に基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記50乃至54のいずれか一に記載の無線通信システム。
(付記56)
前記構築部は、受信信号に含まれる、変調方式と、符号量を示す情報とに基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記50乃至55のいずれか一に記載の無線通信システム。
(付記57)
前記構築部は、通信相手から受信した信号に含まれる伝送速度の情報に基づき、前記第1の期間の間に送信可能なデータ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記50乃至55のいずれか一に記載の無線通信システム。
(付記58)
前記第1及び第2の無線通信装置の一方は、前記第1及び第2の無線通信装置の他方との間で、少なくとも、前記ノイズが発生する時点と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間の情報をやりとりし、
前記他の無線通信装置との間で、前記ノイズの発生しない前記第1の期間に、データ伝送単位の送受信を行う、ことを特徴とする付記50乃至57のいずれか一に記載の無線通信システム。
(付記59)
前記送信部は、前記データ伝送単位を送信すると、送信完了の通知を前記通信制御部に送信し、
前記通信制御部は、
前記送信部から送信完了の通知を受け取ると、
次の通信開始時点を、前記送信部に通知し、
次の前記通信可能期間を、前記構築部に通知する、ことを特徴とする付記50乃至57のいずれか一に記載の無線通信システム。
(付記60)
前記通信制御部は、予め定められた所定の回数分の通信の通信開始時点を前記送信部に通知し、予め定められた所定回数分の通信可能期間を前記構築部に通知する、ことを特徴とする付記50乃至57のいずれか一に記載の無線通信システム。
(付記61)
前記送信部は、前記構築部からフレームを送信しない旨の通知を受けると、当該通信開始時点でのデータ伝送単位の送信は行わずに、前記通信制御部に応答する、ことを特徴とする付記60に記載の無線通信システム。
(付記62)
前記構築部で、前記通信可能期間に送信が可能な前記データ伝送単位のサイズを求める際に、前記通信可能期間に、通信相手からの確認応答が返って来るまでの期間を含ませる、ことを特徴とする付記50乃至57のいずれか一に記載の無線通信システム。
(付記63)
送信までの待ち時間を0又は短縮する、ことを特徴とする付記62に記載の無線通信システム。
(付記64)
前記第1及び第2の無線通信装置の一方は、他の無線通信装置との間で通信を行う時間帯は、さらに別の無線通信装置に対して、ノイズが存在しており、通信が行えないという情報を送信する、ことを特徴とする付記58に記載の無線通信システム。
(付記65)
前記第1及び第2の無線通信装置の一方は、他の無線通信装置においてノイズが発生する時間の期待値や確率と、前記第1及び第2の無線通信装置の一方においてノイズが発生する時間の期待値や確率とを合わせたノイズが発生する時間の期待値や確率を生成し、前記他の無線通信装置に通知する、ことを特徴とする付記58に記載の無線通信システム。
(付記66)
ノイズの測定結果に基づき、ノイズの発生間隔を求める第1の手段と、
前記ノイズの発生間隔内に送信可能とするデータ伝送単位のサイズを求め、前記サイズのデータ伝送単位を構築して送信する第2の手段と、
を備えた、ことを特徴とする無線通信装置。
(付記67)
前記第1の手段は、
ノイズの測定結果に基づき、予め定められた所定の時間範囲でのノイズの発生情報を求めるノイズ判定部と、
前記ノイズの発生情報に基づき、ノイズを回避して通信が可能な第1の期間を求める通信制御部と、
を備え、
前記第2の手段は、
前記第1の期間内に通信が完了可能な前記データ伝送単位のサイズを求め、データを前記サイズの前記データ伝送単位に格納して前記データ伝送単位を構築する構築部と、
前記第1の期間に前記データ伝送単位を送信する送信部と、
を備えた、ことを特徴とする付記66記載の無線通信装置。
(付記68)
前記ノイズ判定部は、通信に使用する周波数帯に対応するノイズを測定するノイズ測定部での前記ノイズの測定結果に基づき、前記ノイズの発生情報として、前記ノイズが発生する時刻と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間とを求める、ことを特徴とする付記67記載の無線通信装置。
(付記69)
前記通信制御部は、前記ノイズが発生する第1の時刻と、前記ノイズが発生してから終了するまでの第2の期間と、次のノイズが発生する第2の時刻と、に基づき、前記第1の期間を求め、前記構築部に通知する、ことを特徴とする付記67又は68に記載の無線通信装置。
(付記70)
前記通信制御部は、前記ノイズが発生する第1の時刻と、前記ノイズが発生してから終了するまでの第2の期間と、に基づき、通信開始時刻を求め、前記送信部に通知し、
前記送信部は、前記通信開始時刻に、前記データ伝送単位を送信する、ことを特徴とする付記67乃至69のいずれか一に記載の無線通信装置。
(付記71)
前記通信制御部は、前記ノイズが発生する確率に基づき、所定の確率で通信中にノイズが発生しない期間を、通信可能な前記第1の期間とする、ことを特徴とする付記67又は68に記載の無線通信装置。
(付記72)
前記構築部は、変調方式とエラー訂正用の符号の符号量に基づき、前記第1の期間の間に送信可能な前記データ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする付記67乃至71のいずれか一に記載の無線通信装置。
(付記73)
他の無線通信装置との間で、少なくとも、前記ノイズが発生する時刻と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間の情報をやりとりし、
前記他の無線通信装置との間で、前記ノイズの発生しない前記第1の期間に、データ伝送単位の送受信を行う、ことを特徴とする付記66乃至71のいずれか一に記載の無線通信装置。
(付記74)
ノイズの測定結果に基づき、ノイズの発生間隔を求め、
前記ノイズの発生間隔内に送信可能とするデータ伝送単位のサイズを求め、前記サイズのデータ伝送単位を構築して送信する、ことを特徴とする無線通信方法。
(付記75)
ノイズの測定結果に基づき、ノイズの発生間隔を求め処理と、
前記ノイズの発生間隔内に送信可能とするデータ伝送単位のサイズを求め、前記サイズのデータ伝送単位を構築して送信する処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
以上、実施形態(及び実施例)を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態(及び実施例)に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2016年8月25日に出願された日本出願特願2016-164748を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1、1A、1B、1C、100 無線通信装置
2 無線通信システム
10 ノイズ測定部
11、111 ノイズ判定部
12、112 通信制御部
13 フレーム構築部
14 フレーム送信部
15 フレーム受信部
16 信号線
31 通信可能期間(第1の期間)
32 ノイズの発生期間(ノイズ発生期間)
33 ノイズの発生時点(ノイズ発生時点)
34 通信開始時点
35 ノイズの発生間隔(ノイズ発生間隔)
41 ショートプリアンブル部
42 ロングプリアンブル部
43 SIGNAL部
44、44 データ部
50 制御部
51 モータ
101 第1の手段
102 第2の手段
113 構築部
114 送信部
121 RF送受信部
122 ベースバンド処理部
123 プロセッサ
124 記憶装置
125 アンテナ
200 送信側の装置
201、213 直並列変換器
202 変調器(サブチャネル変調器)
203 逆高速フーリエ変換器(IFFT)
204、216 並列直列変換器
205 ガードインターバル(GI)挿入部
206、211 アンテナ
210 受信側の装置
212 ガードインターバル(GI)削除部
214 高速フーリエ変換器(FFT)
215 復調器(サブチャネル復調器)

Claims (8)

  1. ノイズの測定結果に基づき、ノイズの発生間隔を求める第1の手段であって、前記ノイズの測定結果に基づき、予め定められた所定の時間範囲での前記ノイズの発生情報を求めるノイズ判定手段と、前記ノイズの発生情報に基づき、ノイズを回避して通信が可能な第1の期間を求める通信制御手段とを備える第1の手段と、
    前記ノイズの発生間隔内に送信可能とするデータ伝送単位のサイズを求め、前記サイズのデータ伝送単位を構築して送信する第2の手段であって、前記第1の期間内に通信が完了可能な前記データ伝送単位の前記サイズを求め、データを前記サイズの前記データ伝送単位に格納して前記データ伝送単位を構築する構築手段と、前記第1の期間に前記データ伝送単位を送信する送信手段とを備える第2の手段と、を備え
    前記通信制御手段は、前記ノイズが発生する確率に基づき、所定の確率で通信中にノイズが発生しない期間を、通信可能な前記第1の期間とする、ことを特徴とする無線通信装置。
  2. 前記ノイズ判定手段は、通信に使用する周波数帯に対応するノイズを測定するノイズ測定手段での前記ノイズの測定結果に基づき、前記ノイズの発生情報として、前記ノイズが発生する時刻と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間とを求める、ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
  3. 前記通信制御手段は、前記ノイズが発生する第1の時刻と、前記ノイズが発生してから終了するまでの第2の期間と、次のノイズが発生する第2の時刻と、に基づき、前記第1の期間を求め、前記構築手段に通知する、ことを特徴とする請求項2記載の無線通信装置。
  4. 前記通信制御手段は、前記ノイズが発生する第1の時刻と、前記ノイズが発生してから終了するまでの第2の期間と、に基づき、通信開始時刻を求め、前記送信手段に通知し、
    前記送信手段は、前記通信開始時刻に、前記データ伝送単位を送信する、ことを特徴とする請求項2又は3に記載の無線通信装置。
  5. 前記構築手段は、変調方式とエラー訂正用の符号の符号量に基づき、前記第1の期間の間に送信可能な前記データ伝送単位のサイズを算出する、ことを特徴とする請求項2乃至のいずれか1項に記載の無線通信装置。
  6. 他の無線通信装置との間で、少なくとも、前記ノイズが発生する時刻と、前記ノイズが発生してから終了するまでの期間の情報をやりとりし、前記他の無線通信装置との間で、前記ノイズの発生しない前記第1の期間に、データ伝送単位の送受信を行う、ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の無線通信装置。
  7. ノイズの測定結果に基づき、予め定められた所定の時間範囲でのノイズの発生情報を求め、
    前記ノイズの発生情報に基づき、ノイズを回避して通信が可能な第1の期間を求め、
    前記第1の期間内に通信が完了可能なデータ伝送単位のサイズを求め、データを前記サイズの前記データ伝送単位に格納して前記データ伝送単位を構築し、
    前記第1の期間に前記データ伝送単位を送信する、
    無線通信装置による無線通信方法であり、
    前記第1の期間を求める際には、前記ノイズが発生する確率に基づき、所定の確率で通信中にノイズが発生しない期間を、通信可能な前記第1の期間とする、ことを特徴とする無線通信方法。
  8. ノイズの測定結果に基づき、予め定められた所定の時間範囲でのノイズの発生情報を求める処理と、
    前記ノイズの発生情報に基づき、ノイズを回避して通信が可能な第1の期間を求める処理と、
    前記第1の期間内に通信が完了可能なデータ伝送単位のサイズを求め、データを前記サイズの前記データ伝送単位に格納して前記データ伝送単位を構築する処理と、
    前記第1の期間に前記データ伝送単位を送信する処理と、
    無線通信装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムであり、
    前記第1の期間を求める処理では、前記ノイズが発生する確率に基づき、所定の確率で通信中にノイズが発生しない期間を、通信可能な前記第1の期間とする、プログラム。
JP2018535714A 2016-08-25 2017-08-23 無線通信装置、無線通信方法、およびプログラム Active JP7081487B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016164748 2016-08-25
JP2016164748 2016-08-25
PCT/JP2017/030011 WO2018038127A1 (ja) 2016-08-25 2017-08-23 無線通信装置、方法、プログラムが記憶された記憶媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018038127A1 JPWO2018038127A1 (ja) 2019-07-04
JP7081487B2 true JP7081487B2 (ja) 2022-06-07

Family

ID=61245034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018535714A Active JP7081487B2 (ja) 2016-08-25 2017-08-23 無線通信装置、無線通信方法、およびプログラム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10763903B2 (ja)
JP (1) JP7081487B2 (ja)
WO (1) WO2018038127A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10999773B2 (en) * 2017-08-11 2021-05-04 Gogo Business Aviation Llc Opportunistic balancing in multiple links
JP2022030951A (ja) * 2020-08-07 2022-02-18 国立研究開発法人情報通信研究機構 無線通信装置、無線通信方式及び無線通信プログラム
WO2024053540A1 (ja) * 2022-09-09 2024-03-14 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 ノイズ除去装置、ノイズ除去方法およびプログラム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000244464A (ja) 1999-02-24 2000-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd デジタル通信装置
JP2004064613A (ja) 2002-07-31 2004-02-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 干渉回避無線局
JP2007158976A (ja) 2005-12-08 2007-06-21 Kenwood Corp 通信装置、通信プログラム、及び通信方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11136284A (ja) 1997-10-31 1999-05-21 Mitsumi Electric Co Ltd 通信装置
US7525988B2 (en) * 2005-01-17 2009-04-28 Broadcom Corporation Method and system for rate selection algorithm to maximize throughput in closed loop multiple input multiple output (MIMO) wireless local area network (WLAN) system
JPWO2007020944A1 (ja) 2005-08-18 2009-02-26 株式会社サミーネットワークス 近距離無線通信装置、近距離無線通信方法及びプログラム
JP2009027720A (ja) 2007-07-23 2009-02-05 Polycom Inc 輻輳回避と共に損失パケット回復を行うシステム及び方法
JP2011234097A (ja) 2010-04-27 2011-11-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電磁ノイズ回避方法、電磁ノイズ回避装置及び電磁ノイズ回避プログラム
JP5773423B2 (ja) 2011-06-14 2015-09-02 日本電気通信システム株式会社 無線通信機、ネットワーク、無線通信方法およびプログラム
JP6209357B2 (ja) 2013-03-29 2017-10-04 株式会社第一興商 デジタル音楽放送受信時のエラー防止システム
EP3062456B1 (en) 2013-10-22 2018-09-05 Nec Corporation Encoding based on data packet delay probability
JP6495583B2 (ja) 2014-06-19 2019-04-03 エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社 音声通信端末及びコンピュータプログラム
KR20160100534A (ko) * 2015-02-16 2016-08-24 한국전자통신연구원 양방향 위성통신시스템의 망동기 획득을 위한 망클럭 참조 패킷 생성 장치 및 방법
US9461696B1 (en) * 2015-10-05 2016-10-04 Motorola Solutions, Inc. Method and converged communication device for enhancing broadband and narrowband communication

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000244464A (ja) 1999-02-24 2000-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd デジタル通信装置
JP2004064613A (ja) 2002-07-31 2004-02-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 干渉回避無線局
JP2007158976A (ja) 2005-12-08 2007-06-21 Kenwood Corp 通信装置、通信プログラム、及び通信方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190190553A1 (en) 2019-06-20
US10763903B2 (en) 2020-09-01
JPWO2018038127A1 (ja) 2019-07-04
WO2018038127A1 (ja) 2018-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11677612B2 (en) Systems and methods for a virtual network assistant
US9698864B2 (en) Dynamic assignment of frequency hopping sequences in a communication network
US9301319B2 (en) Systems and methods for modifying carrier sense multiple access (CSMA) for dense networks
EP3592078B1 (en) Channel aware resource allocation
US20200068520A1 (en) Enhancements to fine timing measurement (ftm) protocol
JP7081487B2 (ja) 無線通信装置、無線通信方法、およびプログラム
EP2798761A1 (en) Systems and methods for generating and decoding short control frames in wireless communications
WO2014168656A1 (en) Method and device for generating and transmitting an ndp cf_end control frame in a wireless communication system
JPWO2011030466A1 (ja) 無線局
US20150270925A1 (en) Interference estimation for selection of modulation and coding schemes
EP2719108B1 (en) Systems and methods for acknowledging communications from a plurality of devices
US20140321384A1 (en) Data broadcasting with a prepare-to-broadcast message
Lee et al. BeaconRider: Opportunistic sharing of beacon air-time in densely deployed WLANs
Muñoz et al. Why channel hopping makes sense, even with IEEE802. 15.4 OFDM at 2.4 GHz
JP5778623B2 (ja) 無線アクセス制御方法および無線通信装置
Zhao et al. RainbowRate: MIMO rate adaptation in 802.11 n WiLD links
Tinnirello et al. A kalman filter approach for distinguishing channel and collision errors in IEEE 802.11 networks
JP5285095B2 (ja) 無線基地局装置
Han et al. Nonintrusive estimation of expected throughput for IEEE 802.11 devices
AU2017245446B2 (en) Data broadcasting with a prepare-to-broadcast message
JP2007259040A (ja) 無線基地局および無線チャネル更新方法
Madduma-Bandarage Design and Analysis of Routing and Scheduling Algorithms for Industrial Wireless Sensor Networks
JP2009194606A (ja) 基地局装置及び制御情報の送信条件設定方法
US20170155475A1 (en) Method and Apparatus for Combining Frames in WLAN
JP2011120293A (ja) 基地局装置及び制御情報の送信条件設定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190214

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200715

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211012

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20211022

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220426

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220509

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7081487

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151