無線通信装置
【課題】通信効率の向上。
【解決手段】第2無線チャネルの送信権を獲得するための第1送信要求信号を第1無線チャネルで送信する第1送信手段と、第1無線チャネルで信号を受信する受信手段と、第1送信要求信号に対する通信相手である第1無線通信装置が送信した第1送信許可信号を受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、信号の受信品質を測定する測定手段と、第2無線チャネルでデータを送信する第2送信手段と、を具備し、第2無線通信装置が送信した第2送信許可信号により第2無線チャネルが予約期間中である場合に第1送信許可信号を受信した場合は、第2送信許可信号と第1送信許可信号との受信品質を比較し、比較結果から、第2無線チャネルでデータを送信した際に第2無線通信装置に与える干渉の影響が閾値未満であるかどうかを判定し、影響が閾値未満である場合にはデータの送信を行う。
【解決手段】第2無線チャネルの送信権を獲得するための第1送信要求信号を第1無線チャネルで送信する第1送信手段と、第1無線チャネルで信号を受信する受信手段と、第1送信要求信号に対する通信相手である第1無線通信装置が送信した第1送信許可信号を受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、信号の受信品質を測定する測定手段と、第2無線チャネルでデータを送信する第2送信手段と、を具備し、第2無線通信装置が送信した第2送信許可信号により第2無線チャネルが予約期間中である場合に第1送信許可信号を受信した場合は、第2送信許可信号と第1送信許可信号との受信品質を比較し、比較結果から、第2無線チャネルでデータを送信した際に第2無線通信装置に与える干渉の影響が閾値未満であるかどうかを判定し、影響が閾値未満である場合にはデータの送信を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、無線通信装置に関し、特にアクセス方式に特徴のある無線通信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
CSMAを採用するIEEE802.11無線LANでは、隠れ端末問題を回避する技術として、RTS/CTSプロトコルが知られている(例えば非特許文献1参照)。これは、データを送信する前に、パケット長の短いRTS(Request To Send)フレームを送信し、そのRTSフレームに、データ送信に必要な期間を予約するための予約情報(NAV: Network Allocation Vector)を記載する手法である。RTSの宛先である無線装置は、RTSを受信すると、データ送信を許可するためのCTS(Clear To Send)を送信する。一方、RTSの宛先以外の無線装置は、RTSを受信すると、RTSに記載されたNAV期間はフレーム送信を控える。また、CTSフレームにも、RTSのNAVから導出されたNAV期間が記載されており、CTSの宛先以外の無線装置は、CTSを受信すると、CTSに記載されたNAV期間はフレーム送信を控える。データ送信前に、このようなRTS/CTSプロトコルを実行することで、データ送信中に他の無線装置からの送信を控えさせることができるので、隠れ端末に起因するパケット衝突を防止することができ、通信効率を向上させることができる。
【非特許文献1】IEEE80.11 Tutorial, http://grouper.ieee.org/groups/802/11/Tutorial/MAC.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、IEEE802.11に採用されているRTS/CTSプロトコルは、フレーム送信を必要以上に抑制してしまうこともある。ここで、STA1がRTSを送信し、STA2がCTSを送信するとする。つまり、STA1がデータ送信を行い、STA2がデータ受信を行う。この時、STA1の通信範囲に位置するものの、STA2の通信圏外に位置するSTA3とSTA4が存在するとする。このような位置関係にある場合、STA1が送信したデータをSTA2が受信する場合に、STA3またはSTA4が送信した無線信号が、STA2の受信データに対して干渉になることはない。つまり、STA1がSTA2に対してデータを送信している最中に、STA3,STA4は無線信号の送信を控えることは、通信効率の向上にはつながらない。むしろSTA3,STA4は送信をした方が通信効率は向上すると言える。つまり、通信環境に応じて、RTS/CTSプロトコルを用いたアクセス方式が効果的に機能する場合と効果的に機能しない場合がある。
このように従来の無線通信装置のアクセス方式においては、通信効率の向上が十分でない、という問題がある。
【0004】
この発明は、通信効率を向上するアクセス方式を備える無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の課題を解決するため、本発明の無線通信装置は、第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、前記第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、前記第1無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する測定手段と、前記第2無線チャネルでデータを送信する第2送信手段と、を具備し、前記測定手段は、前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中である場合に、前記第1送信許可信号を受信した場合は、該第2送信許可信号と該第1送信許可信号との受信品質を比較し比較結果を生成し、前記判断手段は、前記比較結果から、前記第2無線チャネルでデータを送信した際に前記第2無線通信装置に与える干渉の影響が閾値未満であるかどうかを判定し、前記影響が閾値未満である場合には前記第2送信手段が前記第2無線チャネルを用いたデータの送信を行い、前記影響が閾値以上である場合には、前記第2無線チャネルを用いた送信要求を取り消すための送信取り消し信号を前記第1無線チャネルで送信する第3送信手段をさらに具備することを特徴とする。
【0006】
また、本発明の無線通信装置は、第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、前記第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、前記第1無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する測定手段と、前記第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測する観測手段と、前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号または該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中であり、かつ、前記観測手段による第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により第2無線チャネルが未使用中であり、かつ、該第1無線通信装置が送信した前記予約期間を記載した第3送信要求信号を受信した場合は、前記第1無線チャネルで該予約期間が記述されている第3送信許可信号を送信する第2送信手段と、を具備することを特徴とする。
【0007】
さらに本発明の無線通信装置は、第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する送信手段と、前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を第1無線チャネルで受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測する観測手段と、前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号と該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中でなく、かつ、前記観測手段による該第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により前記第2無線チャネルが使用中である場合は、前記第1無線通信装置に対して前記第1送信要求信号を送信しないように前記送信手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明の無線通信装置によれば、通信効率を向上するアクセス方式を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態の無線通信装置を含む無線システムの一例を示す図。
【図2】実施形態の無線通信装置のブロック図。
【図3】実施形態の無線通信装置が使用する無線チャネルの一例を示す図。
【図4】無線通信装置が、RTS、CTS、Dataと関連してV−NAVを張る期間の一例を示す図。
【図5】無線通信装置が、RTS、CTS、Dataと関連してV−NAVを張る期間の一例を示す図。
【図6】実施形態の無線通信装置が、RTS、CTS、Dataと関連してV−NAVを張る期間の一例を示す図。
【図7】他局宛てCTSを受信できない場合を示す図。
【図8】他局宛てのRTSおよびDataを受信できない場合を示す図。
【図9】他局宛てDataを受信できない場合を示す図。
【図10】他局宛てCTSおよびDataを受信できない場合を示す図。
【図11】他局宛てRTSおよびCTSを受信できない場合を示す図。
【図12】他局宛てRTSを受信できない場合を示す図。
【図13A】図6の場合で、無線通信装置(STA3)がCTSを受信して、データを送信する場合での処理手順を示す図。
【図13B】図6の場合で、無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合での処理手順を示す図。
【図13C】図6の場合で、無線通信装置(STA3)がNCTSを受信して、データを送信する場合での処理手順を示す図。
【図14A】図7の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSを受信できず、データを送信する場合の処理手順を示す図。
【図14B】図7の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSを受信できず、データを受信する場合の処理手順を示す図。
【図15A】図8の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSおよびDataを受信できず、データを送信する場合の処理手順を示す図。
【図15B】図8の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSおよびDataを受信できず、データを受信する場合の処理手順を示す図。
【図16A】図9の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てDataを受信できず、データを送信する場合の処理手順を示す図。
【図16B】図9の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てDataを受信できず、データを受信する場合の処理手順を示す図。
【図17A】図10の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSおよびDataを受信できず、データを送信する場合の処理手順を示す図。
【図17B】図10の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSおよびDataを受信できず、データを受信する場合の処理手順を示す図。
【図18】図11の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSおよびCTSを受信できず、データを送受信する場合の処理手順を示す図。
【図19A】図12の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSを受信できず、データを送信する場合の処理手順を示す図。
【図19B】図12の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSを受信できず、データを受信する場合の処理手順を示す図。
【図20】図13Bの場合の処理を変形した第1の例を示す図。
【図21】図13Bの場合の処理を変形した第2の例を示す図。
【図22】第4の実施形態に関係するDeafness問題を説明するための図。
【図23】第4の実施形態でのSTA1が再度、RTSの再送を開始するタイミングを指示するための一例を示す図。
【図24】第5の実施形態の無線通信装置のブロック図。
【図25】図24の無線通信装置がビーム制御をしながら信号を送信する一例を示す図。
【図26】図25の場合でのキャリアセンスしている他の無線通信装置のキャリアセンス結果を示す図。
【図27】Data送信中にチャネルがBUSYであったとしても、Data送信を開始することができる例を示す図。
【図28】ビーム指向性情報に基づいて特定の指向性を有したビームでデータを送信するかどうかの例を示す図。
【図29】第6の実施形態の無線通信装置のブロック図。
【図30A】他局宛てDataを受信できない場合の第2の無線チャネルの送受信部に含まれる受信回路への電源供給を制御する例を示す図。
【図30B】他局宛てCTSを受信できない場合の第2の無線チャネルの送受信部に含まれる受信回路への電源供給を制御する例を示す図。
【図31】第2の無線チャネルの送受信部に含まれる送信回路への電源供給を制御する例を示す図。
【図32】第1の無線チャネルの送受信部に含まれる受信回路と第2の無線チャネルの送受信部に含まれる受信回路とへの電源供給を制御する例を示す図。
【図33】第6の実施形態の図29とは異なる無線通信装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線通信装置について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
実施形態の無線通信装置を含む無線システムについて図1を参照して説明する。
図1の無線システムでは、無線通信装置STA1は無線通信装置STA2にデータ通信を行い、無線通信装置STA3と無線通信装置STA4が互いに通信を行っている。STA1の通信エリア内にSTA2,3,4が位置し、STA2の通信エリア内にSTA1が位置している。このような場合にSTA1がキャリアセンスを行うと、STA3,4が送信する無線信号を検出することができる。しかし、STA3,4は、STA2の通信エリア内に位置していないことから、STA2は、STA3、4が送信した無線信号を検出することはできない。このことは、STA2が、STA1が送信したデータを受信している最中に、STA3,4が通信を行っていたとしても、干渉の影響を受けないことを意味する。実施形態では、STA1が、キャリアセンスの結果、STA3,4の送受信を検出した場合でも、STA1の送信が開始できるアクセス方式を備える無線通信装置を提供する。
【0011】
本実施形態の無線通信装置について図2を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置は、送受信部201、チャネル観測部202、受信品質測定部203、送信権獲得判断部204、上位層インターフェイス205を含む。
【0012】
送受信部201は、無線フレームの生成、変調して無線送信信号を生成したり、受信した無線信号の復調、解析などを行う。無線信号は、第1の無線チャネル、または、第2の無線チャネルを用いて送受信される。図2では、第1の無線チャネルと第2の無線チャネルを個別に図示しているが、1つのアンテナ、無線部を用いて周波数を切り替えることにより、第1の無線チャネルと第2の無線チャネルでの送受信を実現してもよい。また、OFDMA伝送方式において、ある特定のサブキャリアを第1の無線チャネルと定義し、それ以外のサブキャリアを第2の無線チャネルと定義して実現してもよい。さらに、送受信部201内に制御部を有して、予約期間の比較、予約期間の更新などを行う。
【0013】
チャネル観測部202は、第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測し、第2の無線チャネルの一部がBUSYであるかどうか判断する。
【0014】
受信品質測定部203は、第1の無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する。また、受信品質測定部203は受信品質の比較も行う。受信品質測定部203は、例えば、2つの無線通信装置からの受信信号による受信品質の差が閾値未満である場合には、相互に干渉する影響が閾値未満であると推定する。この受信品質の比較によって、受信した信号に対応する複数の無線通信装置の位置関係を推測することができる。
【0015】
送信権獲得判断部204は、第1の無線チャネルを用いて第2の無線チャネルの送信権を獲得するための第1の送信要求信号を送信し、第1の無線チャネルを用いて前記第1の送信要求信号に対する第1の送信許可信号を受信した場合に、第2の無線チャネルの送信権を獲得したと判断する。送信要求信号と送信許可信号には、第2の無線チャネルの予約期間が記載してある。すなわち、送信権獲得判断部204は、第2の無線チャネルが予約期間中であるかどうかを判定する事ができる。
【0016】
上位層インターフェイス205は、無線通信装置内の上位層と送受信部201との間でデータのやり取りを行う。
【0017】
なお、本実施形態では、第1の無線チャネルは制御用の無線信号を送受信することとし、第2の無線チャネルは通信用の無線信号を送受信することとし、このため、第1の無線チャネルの通信帯域よりも、第2の無線チャネルの通信帯域の方が広帯域であるとする。
【0018】
次に、実施形態の無線通信装置が使用する無線チャネルの一例について図3を参照して説明する。
図3(a)は、周波数帯の異なる第1の無線チャネルと第2の無線チャネルから構成した場合の例である。より具体的には、第1の無線チャネルにはマイクロ波(例えば5GHz)を用い、第2の無線チャネルにはミリ波(例えば60GHz)を用いる手法である。
図3(b)は、同一の周波数帯により第1の無線チャネルと第2の無線チャネルから構成した場合の例である。より具体的には、第1の無線チャネルと第2の無線チャネルともにミリ波を用いる手法である。第1の無線チャネルに60〜60.1GHz帯を用い、第2の無線チャネルに60.1GHz〜62GHz帯を用いる。また、図3(c)や図3(d)のように、第1の無線チャネルが第2の無線チャネル内にあってもよい。
【0019】
なお、OFDMAの各サブキャリアを図3(b)〜図3(d)のチャネル構成を実現するように割当ることもできる。たとえば、図3(d)を実現するために、サブキャリア番号0〜8,10〜18,20〜28,30〜38を第2の無線チャネルとし、サブキャリア番号9,19,29を第1の無線チャネルとしてもよい。
【0020】
実施形態では、第1の無線チャネルと第2の無線チャネルは直交しているとし、このため、第1の無線チャネルで送信した信号と第2の無線チャネルで送信した信号が互いに干渉となることはない。
【0021】
そして、無線通信装置は、この第1の無線チャネルを用いて、第2の無線チャネルの送信権獲得を要求するための送信要求信号(以下RTSと称す)を送信し、その応答信号である第2の無線チャネルの送信権獲得を許可するための送信許可信号(以下CTSと称す)を受信した場合に、第2の無線チャネルの送信権を獲得したと判断して、第2の無線チャネルを用いて、データ信号を送信するものとする。第2の無線チャネルの周波数帯と第1の無線チャネルの周波数帯とが近いほうが第2の無線チャネルの状態と第1の無線チャネルの状態も近い可能性が高いので、図3(a)から図3(d)では、図3(d)が最も望ましく、次に図3(c)が望ましく、図3(b)、図3(a)の順に望ましい。
【0022】
また、これらRTS,CTSには、第2の無線チャネルでのデータ通信に必要な予約期間に関する情報も含まれている。IEEE802.11では、この予約期間のことをNAV(Network Allocation Vector)と呼ぶが、実施形態では、NAVが張られている場合であっても、実際の送信を抑制するとは限らないため、V−NAV(Virtual NAV)と呼ぶこととする。V−NAVは、他局の通信が、V−NAVとして設定された期間だけ行われる予定であることを示している。
【0023】
そのため、例えば、図4で示すように、RTSに記載されたV−NAVは、RTSの直後から、データ通信が終了するまでの時間であり、CTSに記載されたV−NAVは、CTSの直後から、データ通信が終了するまでの時間である。そのため、CTSのV−NAVとRTSのV−NAVには密接な関係があり、CTSのV−NAVは、RTSのV−NAVの値から、CTS時間長とRTSとCTSのフレーム間の時間(ここではSIFSと呼ぶこととする)との和を引いた値となる。
【0024】
また、RTSおよびCTSには、V−NAVとは別に従来のIEEE802.11と同じNAVに相当する値を設定してもよい。この場合、第1の無線チャネルが使用される期間は、CTSの終了までの時間であるため、RTSに記載されるNAVの値は、CTSの時間長とSIFSとの和であり、CTSに記載されるNAVの値は0となる。したがって、ある無線端末がRTSおよびCTSの交換を行い、第2の無線チャネルで無線通信が行われている期間は、第1の無線チャネルはアイドルであるため(NAVが張られないため)、他の無線端末が、第1の無線チャネルを用いてRTSおよびCTSの交換をすることができる。
【0025】
さらに、実施形態では、データ受信に対する送達確認信号を送信する場合に、第1の無線チャネルで送信するとしてもよい。具体的な伝送手法としては、第2の無線チャネルを用いたデータ受信の直後(より具体的にはSIFS後)に、送達確認信号を送信してもよいし、データ受信とは非同期に、第1の無線チャネルの状況に応じて送信してもよい。また、データ送信した無線通信装置が、第1の無線チャネルを用いて送達確認要求信号を送信して、その応答信号として、送達確認信号を送信してもよい。
【0026】
図4にNAV、V−NAVの例と、無線通信装置が、第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測することによりチャネルが使用されている(BUSY)か、使用していない(IDLE)と判断した場合の例も示す。なお、図4では、第1の無線チャネルの使用状況を観測した結果も示しておく。データ送信要求がある無線通信装置は、第1の無線チャネルがIDLEで、NAVが張られていない時に、RTSを送信することができる。
【0027】
また、IEEE802.11ではRTSやCTSの受信直後をNAVの開始時間としており、V−NAVも同様の仕組みにすると、図4で示したように、実際に第2の無線チャネルを用いたData通信が始まる前からV−NAVを張ることになる。しかし、Data送信中の時間だけをV−NAVを張る場合は、図5や図6のようにすることができる。具体的には、V−NAVを張る開始時間をNAVの直後とすれば図5のようなV−NAVを実現できるし、NAVが切れたSIFS後をV−NAVを張る開始時間とすれば図6のようにV−NAVを張ることができる。
【0028】
以下では図6のようにV−NAVを張る手法を例にとり、実施形態に係わる無線通信装置(STA3)が、無線通信装置(STA4)に対して、無線送信を行おうとしたときに、他局(STA1,STA2)との位置関係によって、STA1,STA2が送信したRTS,CTSの受信状況が変わることを以下図7から図12に示す。RTS,CTSの受信状況が変われば、NAV,V−NAVの張られ方も変わってくる。ここでは、STA1がRTS、Dataを送信し、STA2がCTSを送信する場合を例にとって説明する。STA1とSTA2が入れ替わっても同様である。
【0029】
図7は、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSを受信できない場合の例である。図8は、無線通信装置(STA3)が他局宛てのRTSおよびDataを受信できない場合の例である。図9は、無線通信装置(STA3)が他局宛てDataを受信できない場合の例である。図9は、例えば第1の無線チャネルを指向性ビームによって周囲に知らせるようにして、第2の無線チャネルは通信相手だけに知らせる場合が対応する。図10は、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSおよびDataを受信できない場合の例である。図11は、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSおよびCTSを受信できない場合の例である。図12は、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSを受信できない場合の例である。
【0030】
(第1の実施形態)
第1の実施形態では、それぞれの通信環境において、本実施形態に係わる無線通信装置において送信要求がある場合の処理手順と、他局からの送信要求(RTS)を受信した場合の処理手順について図13Aから図19Bまでを参照して説明する。
【0031】
図6に示した隠れ端末が発生していない場合の処理手順について図13A、図13B、図13Cを参照して説明する。図13Aおよび図13Cは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図13Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0032】
図13Aでは、STA3の通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のCTSを、無線通信装置(STA3)の送受信部201が受信する。第2の無線チャネルが予約期間中であるとSTA3の送信権獲得判断部204が判定し、かつ、通信相手である第1の無線通信装置(STA4)が送信した第1のCTSを無線通信装置(STA3)が受信した場合には、受信品質測定部203が、第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が送信した第2のCTSと、第1の無線通信装置(STA4)が送信した第1のCTSとの受信品質を測定し比較する。比較結果から、第2の無線チャネルを用いて無線信号を送信した際にSTA1またはSTA2に与える干渉の影響が閾値未満であると推定できる場合は、STA1またはSTA2からの与干渉が小さいとみなして第2の無線チャネルを用いた無線信号の送信を行う(図13Aの(b))。一方、干渉の影響が閾値以上であると推定できる場合には、STA1またはSTA2からの与干渉が大きいとみなして第1の無線チャネルを用いて第2の無線チャネルを用いた送信要求を取り消すための送信取り消し信号を送信する(図13Aの(a))。
【0033】
図13Bでは、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSをSTA3が受信する。そして、送信権獲得判断部204が第2の無線チャネルが予約期間中であると判断し、かつ、第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況のチャネル観測部202による観測結果により、第2の無線チャネルが使用中であるとSTA3が判断し、かつ、通信相手であるSTA4が送信した第2の無線チャネルの予約期間を記載した第1のRTSをSTA3が受信した場合には、受信品質測定部203が、STA1またはSTA2が送信した第2のRTSと、STA4が送信した第1のRTSの受信品質を比較する。比較結果から、第2の無線チャネルを用いて無線信号を送信した際に、STA1またはSTA2から受ける干渉の影響が閾値未満であると推定できる場合には、STA3が受ける被干渉が小さいとみなして第1の無線チャネルを用いて第1のCTSを送信し、干渉の影響が閾値以上であると推定できる場合には、STA3が受ける被干渉が大きいとみなして第1の無線チャネルを用いて送信非許可信号(NCTS:Negative CTS)を送信する。
【0034】
図13Cでは、STA3は、通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSを観測する。STA3は、第2の無線チャネルが予約期間中である場合に、通信相手であるSTA4が送信した第2の無線チャネルの予約期間を記載した第1の送信非許可信号(NCTS)を受信した場合は、第2のRTSまたは第2のCTSにより予約された第2の無線チャネルの予約期間と、NCTSに付加された第2の無線チャネルの予約期間とを、例えば測定手段が比較する。STA3は、NCTSに付加された第2の無線チャネルの予約期間の方が長い場合は、第2の無線チャネルの予約期間を例えば測定手段が更新する。これらの比較と更新は、例えば送受信部201内の制御部が行ってもよい。
【0035】
次に、図7に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSを受信できない場合の処理手順について図14Aおよび図14Bを参照して説明する。図14Aは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図14Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0036】
図14Aの(a)では、STA3は、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSにより第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、第2のRTSに対応する第2のCTSを受信していない場合である。この場合、通信相手であるSTA4が送信した第1のCTSを受信した場合には、STA1またはSTA2からの与干渉が小さいとみなして、第2の無線チャネルを用いたデータ送信を行う。
図14Aの(b)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSを受信できないことが異なる。
図14Bでは、STA3は図13Bと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSを受信できないことが異なる。
【0037】
次に、図8に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てのRTSおよびDataを受信できない場合の処理手順について図15Aおよび図15Bを参照して説明する。図15Aは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図15Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
図15Aでは、図13Aと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのRTSおよびDataを受信できないことが異なる。
図15Bの(c)では、STA3は、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSを受信する。第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により第2の無線チャネルが未使用中であると判断した場合に、通信相手であるSTA4が送信した第2の無線チャネルの予約期間を記載した第1のRTSをSTA3が受信した場合は、第1の無線チャネルを用いて第1のCTSを送信する。
【0038】
図15Bの(d)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのRTSおよびDataを受信できないことが異なる。
【0039】
次に、図9に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てDataを受信できない場合の処理手順について図16Aおよび図16Bを参照して説明する。図16Aは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図16Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0040】
図16Aでは、図13Aと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのDataを受信できないことが異なる。
図16Bの(c)では、図15Bと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのRTSは受信できるが他局宛てのDataを受信できないことが異なる。
図16Bの(d)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのDataを受信できないことが異なる。
【0041】
次に、図10に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSおよびDataを受信できない場合の処理手順について図17Aおよび図17Bを参照して説明する。図17Aは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図17Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0042】
図17Aの(a)では、図14Aの(a)と同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てDataを受信できないことが異なる。
図17Aの(b)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSおよびDataを受信できないことが異なる。
図17Bでは、図16Bの(c)と同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSを受信できないことが異なる。
【0043】
次に、図11に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSおよびCTSを受信できない場合の処理手順について図18を参照して説明する。図18の(a)は無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図18の(b)は無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0044】
図18の(a)では、STA3は、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSと第2のCTSにより、第2の無線チャネルが予約されず、かつ、チャネル観測部202による第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により、第2の無線チャネルが使用中であると判断した場合は、STA3が通信することによる害が大きいとみなして通信相手である第1の無線通信装置に対して、第1の送信要求信号を送信しないように例えば送受信部に含まれる制御部が制御する。
【0045】
図18の(b)では、STA3は、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSにより、第2の無線チャネルが予約されず、かつ、チャネル観測部202による第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により、第2の無線チャネルが使用中であると判断した場合に、STA3は、通信相手であるSTA4が送信した第1のRTSを受信した場合は、第1の無線チャネルを用いて第1のNCTSを送信する。
【0046】
次に、図12に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSを受信できない場合の処理手順について図19Aおよび図19Bを参照して説明する。図19Aは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図19Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0047】
図19Aでは、図13Aと同様な処理を行う。ただし、他局宛てRTSを受信できないことが異なる。
図19Bの(c)では、図18の(b)と同様な処理を行う。ただし、他局宛てCTSを受信できることが異なる。
図19Bの(d)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、他局宛てRTSを受信できないことが異なる。
【0048】
なお、図13A、図13B、図14B、図15A、図16A、図19Aのように受信品質を比較する場合には、受信品質比較をするフィールドは指向性ビームで送信されたものであってもよい。
すなわち、通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が送信した第2のRTSと通信相手であるSTA4が送信した第1のRTSの受信品質を比較する場合、もしくは、通信相手である第1の無線通信装置以外の第2の無線通信装置が送信した第2のCTSと通信相手である第1の無線通信装置が送信した第1のCTSの受信品質を比較する場合、それぞれ、指向性ビームを用いて送信されたフィールドの受信品質を比較する。
【0049】
以上に説明した第1の実施形態によれば、従来のIEEE802.11無線LANのようなキャリアセンスの結果や仮想キャリアセンスの結果により送受信を抑制するアクセス方式に比べて、不要な送受信抑制を防止することができるため、通信効率を向上させることができる。
【0050】
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1の実施形態での図13Bの場合での処理の変形である。
【0051】
第1の例について図20を参照して説明する。
STA3の通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSにより、第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、チャネル観測部202による第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により、第2の無線チャネルが使用中であると判断した場合に、STA4が通信相手である第1の無線通信装置(STA4)が送信した第1のRTSを受信した場合は、第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が送信した第2のRTSまたは第2のCTSにより予約された第2の無線チャネルの予約期間の終了予定時刻と、第1のRTSに記載された第2の無線チャネルの予約期間から算出される第2の無線チャネルを用いた無線信号のSTA3の受信開始予定時刻とを比較し、この受信開始予定時刻の方が遅い場合は、第1のRTSに対する応答信号として、第1の無線チャネルを用いて第1のCTSを送信する。また、この受信開始予定時刻の方が遅くない場合には、図13Bに示した処理と同様に、RTSの受信品質を比較して、受信品質に応じて処理を進める。
【0052】
次に、第2の例について図21を参照して説明する。
STA3の通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSにより、第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、通信相手である第1の無線通信装置(STA4)が送信した第1のRTSの受信に対して、第1の無線チャネルを用いて第1のNCTSを送信する場合は、第1の無線チャネルを用いて送信される第1のNCTSに記載される第2の無線チャネルの予約期間は、第2のRTS、または、第2のCTSにより予約された第2の無線チャネルの予約終了時刻に基づいて算出する。例えば、第1のNCTSに記載される第2の無線チャネルの予約期間は、第2の無線通信装置による第2の無線チャネルの予約終了時刻以降に設定する。この設定は例えば、送信権獲得判断部204が行う。
【0053】
また、図13Cで説明したように、STA3は、通信相手である第1の無線通信装置(STA4)に対して送信した第1のRTSの応答信号として、第1の無線チャネルを用いて送信非許可信号(NCTS)を受信した場合は、このNCTSに記載された第2の無線チャネルの予約期間は、このNCTSを送信した無線通信装置に対して第1の送信要求信号(RTS)を送信しないように、例えば送受信部201に含まれる制御部が制御する。
【0054】
以上に説明した第2の実施形態によれば、受信開始予定時刻を比較したり、第2の無線チャネルの予約期間を他の無線通信装置の予約終了時刻以降に設定することにより、より効率的な通信を実現させることができる。
【0055】
(第3の実施形態)
本実施形態では、自局宛てのRTSを受信した無線通信装置がCTSを返信する際に、CTSフレームに、先に受信したRTSの受信品質に係わる情報を付加することにする。受信品質に係わる情報とは、受信電力(RSSI)であったり、EVM(Error Vector Magnitude)であったりする。RTSを送信した無線通信装置(図1のSTA3)は、受信するCTSに付加されている受信品質情報、例えば、RSSIを確認することにより、STA4が、自局が送信したRTSを高品質で受信できたか否かを判断することができる。同様に、例えば、STA2がSTA1に対してRTSを送信し、STA1が送信したCTSに付加されたRTSの受信品質情報を確認することにより、STA1が、STA2が送信したRTSを高品質で受信できたか、低品質で受信できたかを判断することができる。
【0056】
そして、第1の実施例の図13A、図15A、図16A、図19Aで示したようにSTA3が、STA2とSTA4が送信したCTSの受信品質を比較し、STA2に与える干渉の影響を推定する際に、前述の受信品質情報を活用する。なぜなら干渉の影響が大きくても、受信品質(信号レベル)が良い場合は、信号対雑音干渉比(SINR)が、通信に必要なレベルを満足する可能性があるためである。
【0057】
第1の実施例で示した例では、与える干渉レベルを推定することにより、その干渉レベルを与えても正しく受信できそうか否かを判断するしかなかったが、本実施形態により、STA1がデータを受信する際のSINRに相当する値を、より正確に推定できるため、適切なアクセス制御が可能となる。つまり、自局(STA3)のデータ送信により、STA1に与える干渉レベルは小さくても、STA1がデータを受信する際の信号レベルも小さい(受信品質が悪い)場合は、SINRが悪いと判断して、STA4が送信したCTSを受信したとしても、第2の無線チャネルでデータ送信をせずに、第1の無線チャネルを用いてデータ送信を取り消す取り消し信号(NRTS)を送信する。
【0058】
逆に、STA1に与える干渉レベルが大きくても、STA1がデータを受信する際の信号レベルが非常に大きい(受信品質が良い)場合は、SINRが良いと判断して、STA4が送信したCTS受信に対して、第2の無線チャネルを用いてデータ送信を開始する。
【0059】
以上に示した第3の実施形態によれば、自局が送信したRTSを相手局が受信した受信品質を確認することにより、SINRの良し悪しに基づいてデータ送信をするか否かを決定することができるので、より効率的な通信を実現させることができる。
【0060】
(第4の実施形態)
これまでの実施形態では、図1において、STA1とSTA2との通信中における、STA3、STA4の通信開始手順を説明してきたが、実際の通信では、図22に示すような環境で、STA1とSTA2との通信中に、STA3が、STA1に対して送信を行いたい場合も存在する。仮にSTA1,STA2が第1の無線チャネルを用いて送信したRTSまたはCTSをSTA3が受信した場合は、STA3がV−NAVにより、STA1やSTA2が通信中であることを把握できるため、STA3は、STA1に対してRTSを送信することはしない。
【0061】
しかし、何らかの理由により、STA3がSTA1、STA2が送信したRTSまたはCTSを受信できなかった場合、STA3は、STA1が通信中であることを知らないため、STA1に対してRTSを送信してしまう。しかし、STA1は通信中であるため、RTSが受信できないのが一般的である。複数の送受信処理部を設けることにより、STA2との通信中に、STA3が送信したRTSを受信できた場合には、NCTSをSTA1が返信すれば、図13C、図14Aの(b)、図15Bの(d)、図16Bの(d)、図17Aの(b)、図19Bの(d)で示したようにSTA3はNCTSを受信し、STA1がSTA2との通信中は、データ送信を抑制することができる。しかし、STA1に、STA2との通信中は、他局が送信した無線信号を受信する能力や、それに対する応答信号を返信する能力がない場合は、その間、STA3は、RTSに対する応答信号であるCTSを受信することはできない。この時、STA3が、繰り返しRTSを送信し続けるのは、無線効率の低下を招く(Deafness問題)。そこで、STA3は、所定の回数RTSを送信しても、その応答信号であるCTSを受信しなかった場合は、STA1は通信中であると判断して、RTSの再送を抑制する。
【0062】
本実施形態では、そうした抑制を行った場合に、STA1が再度、RTSの再送を開始するタイミングを指示するための仕組みを提供する。具体的には、第2の無線チャネルでのデータ送信が終了したあとに、第1の無線チャネルを用いて通信終了を意味する終了信号を送信する。より具体的には、STA2がSTA1に対してデータ送信をしていた場合は、最終データを送信したSIFS後に、STA2は、第1の無線チャネルを用いて終了信号(End)を送信する(図23(a))。また、隠れ端末による問題を回避するためには、STA2が送信した終了信号を受信したSTA1は、終了信号を受信したらそのSIFS後に、再度終了信号を送信する(図23(b))。これにより、隠れ端末が生じるような構成であっても、データ通信の終了を広く周知できるようになるため、STA1が効率的にRTSの再送を開始することが可能になる。
【0063】
以上に説明した第4の実施形態によれば、第2の無線チャネルでのデータ通信が終了したことを意味する終了信号を送信することにより、データ通信の終了を広く周知できるので、効率的な通信が可能になる。
【0064】
(第5の実施形態)
第5の実施形態の無線通信装置について図24を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置は、図2の無線通信装置にビーム制御部を付加したものである。ビーム制御部は、送信するビームの方向を制御することができる。例えば、ビーム制御部は送信ビームの方向を無指向性にしたり、特定の指向性を持たせたビームにすることができる。
【0065】
図25に、第1の無線チャネル、第2の無線チャネルにおいて、ビーム制御しながら送信する場合の例を示す。
【0066】
送信要求がある無線通信装置(STA1)は、RTS(O)、I−SND(SWB)を送信する。RTS(O: Omni)は、Data送信のためのアクセス権を獲得するために送信されるフレームであり、無指向性のアンテナで送信し、RTS(O)に続くI−SND(SWB: SWitched Beam)は、受信局がチャネル情報を観測するために送信されるフレームであり、指向性ビームを切り替えながら送信する。RTSを受信した無線通信装置(STA2)は、I−SND(SWB)を受信するのに最も適した受信ビームを選択しておく。そして、STA1に対して送信許可を与える場合には、CTS(O),M−B(B),R−SND(SWB)を送信する。CTS(O)は、RTS(O)と同様に無指向性アンテナを用いて送信される。M−B(B)は、周辺端末がチャネルの空塞状態を判断するために送信される信号であり、I−SND受信に最も適していると選択したアンテナを用いて送信される。そして、R−SND(SWB)は、受信局がチャネルを観測するために送信されるフレームであり、指向性ビームを切り替えながら送信する。ただし、例えば、I−SND(SWB)において、各指向性ビームで送信される際に、そのフレームに指向性ビームを識別するための情報が付加されており、CTSを返信する際に、I−SND(SWB)が送信されたビーム指向性の中で、最も品質の良いビームの識別子をフィードバックすれば、送信要求がある無線通信装置(STA1)は、データを送信するためのビームを改めて選択する必要がないため、R−SND(SWB)を送信しなくてもよい。
【0067】
CTSを受信したSTA1は、Deafness対策のため、データ送信が開始されたことを通知するために、DEX−B(O)を送信し、それに続いてData(B)を送信する。DEX−B(O)は、周辺端末にデータ送信が開始されたことを通知するために、無指向性アンテナで送信し、Data(B)は、CTS受信または、R−SND(SWB)受信の結果で選択した指向性ビームを用いて送信する。DEX−B(O)には、第2の無線チャネルの使用予定期間情報を付加することができる。
【0068】
そして、Dataを正しく受信したSTA2は、DEX−E(O)を送信し、それに続いてAck(B)を送信する。DEX−E(O)は、周辺装置に対してチャネル使用が終了したことを示す情報を付加して、無指向性で送信し、Ack(B)は、M−B(B)送信と同じビームを用いて送信する。
【0069】
このように、M−B(B)は、I−SNDの受信結果から、自局がData受信に用いるビームを選択し、そのビームのみを使って、M−Bを返信している。R−SND(SWB)は、自局が使用するビームを切り替えながら、R−SNDを送信している。CTSを返信する際に、相手端末に使って欲しいビームを要求する場合(つまり、Explicit)は、R−SNDは無くてもよい。使って欲しいビームを要求しない場合(つまり、Implicit)は、相手端末は、R−SNDの受信結果から、最も受信品質の良いビームを選択し、そのビームを使ってData(B)を送信する。
【0070】
次に、図25に示したフレーム交換を行っている場合、それをキャリアセンスしている他の無線通信装置(ここではSTA3とする)のキャリアセンス結果の一例を図26に示す。
【0071】
I−SND(SWB)やR−SND(SWB)は、ビームを切り替えながら送信されているため、全てのI−SND(SWB)や、全てのR−SND(SWB)が受信できないことがある。そのため、図26ではBUSYのタイミングやIDLEのタイミングの双方があることから、BUSY/IDLEと表記してある。また、M−B(B)は、Dataを受信する予定のビームを用いて送信している。そのため、無線通信装置が位置する環境によっては、M−B(B)を受信できず、STA3のキャリアセンス結果がIDLEになることがある。このように、M−B(B)がIDLEである場合は、CTSを送信した端末が、M−B(B)と同じ指向性のビームでDataを受信している間に、STA3が無線信号を送信したとしても、その無線信号に起因する干渉を受けることはない。そのため、図27で示すように、例えば、RTSやCTSを受信したり、実際のData送信中にチャネルがBUSYであったとしても、M−B(B)の期間がアイドルであれば、STA3は、RTS送信に対してCTSを受信した場合には、Data送信を開始することができる。なお、図27では、簡略化のため、STA3が送受信するフレームをRTS,CTS,DATAと記載しているが、このRTS,CTS,DATAは、図25で示したようなI−SND,M−B、DEX−Bなどを付加している。
【0072】
また、図28には、図25で示した伝送手法を用いて通信をしている際に、他局が送信したRTSに続く、I−SND(SWB)を受信し、自局が受信できたビーム指向性情報を記憶しておく。そして、そのあと、CTSを受信し、CTSにRTSを送信した端末に対して、どのビームを用いて送信して欲しいかどうかのフィードバック情報を解析する。より具体的には、I−SND(SWB)が、4つの指向性ビームを切り替えながら送信され、そのビーム識別子がビーム1〜ビーム4であったとする。そして、STA3が受信できたI−SND(SWB)はビーム2とビーム3で送信されたものであれば、STA3はビーム2,3を保持しておく。このことは、後にData信号がビーム2,3で送信されれば、自局はData信号による干渉を受け、ビーム1,4で送信されれば、自局はData信号による干渉を受けないことを意味する。そこで、RTS受信の後に、CTSを受信した場合には、CTSに、RTSを送信する端末に対して、ビーム4で送信することが要求されていた場合には、STA3は、Dataがビーム4で送信されたとしても、干渉を受けないため、STA3宛てのRTS信号を受信した場合には、送信を許可するCTSを返信する。
【0073】
このように、I−SND(SWB)を受信したビームを記憶しておく。この記憶したビームと、CTSで要求されたビームとを比較する。自分がI−SND(SWB)を受信できなかったビームが、CTSで要求されていたら、干渉を受けないとexplicitに判断することができる。逆に、自分が受信できたビームが、CTSで要求されていたら、干渉を受けると見なすことができる。これを用いて、自局宛てのRTS受信に対する応答(CTSまたはNCTS)を判断する。
【0074】
以上に説明した第5の実施形態によれば、使って欲しいビームを要求しない場合(つまり、Implicit)は、相手端末は、R−SNDの受信結果から、最も受信品質の良いビームを選択し、そのビームを使ってData(B)を送信する。また、自分がI−SND(SWB)を受信できなかったビームが、CTSで要求されていたら、干渉を受けないとexplicitに判断することができる。その結果、通信効率を向上させることができる。
【0075】
(第6の実施形態)
第6の実施形態の無線通信装置について図29を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置は、図2の無線通信装置に、電源制御部2901が追加されている。また、送受信部201は、第1の無線チャネル用送受信部2901と第2の無線チャネル用送受信部2903とを含み、電源制御部2901がそれぞれの電源をオンオフして第1の無線チャネルのみで送受信したり、第2の無線チャネルのみで送受信することができる。
【0076】
電源制御部2901は、例えば、図13Bの(d)、図14Bの(c)、図15Bの(c)、図16Bの(c)、図17Bの(c)、図20で示したように第1の無線チャネルを用いてCTS信号を送信した後に、図30Aおよび図30Bに示すように第2の無線チャネルでデータを受信するための受信回路を動作させる。第1の無線チャネルを用いてCTS信号を送信する以前は第2の無線チャネルでデータを受信するための受信回路に電源を供給せず停止しておく。
【0077】
具体的には、第1の無線チャネルを用いた通信よりも、第2の無線チャネルを用いた通信の方が高速通信を行うため、第2の無線チャネル用送受信部2903で使用するクロックと、第1の無線チャネル用送受信部2902で使用するクロックとは異なるものであり、第2の無線チャネル用送受信部2903で使用するクロックの方が高速である。そのため、図30A、図30Bに示すように、前述のCTS信号を送信するまでは、第2の無線チャネル用送受信部2903で使用するクロックを停止しておき、CTS信号の送信完了をトリガーにしてクロックに電源を供給し、第2の無線チャネル用送受信部2903を動作させる。これにより、本実施形態に係わる無線通信装置の低消費電力化が可能となる。同様に、CTS信号の送信をトリガーに第2の無線チャネル用送受信部2903の電源をONにしてもよい。図30Aの例では、第1の無線チャネル送受信部は常に動作させる。
【0078】
また、図示していないが、第2の無線チャネル用送受信部2903を送信用と受信用に切り分けられる場合には、CTS信号の送信完了をトリガーに受信用の処理部にのみクロック供給や電源供給を行う。これにより、より一層の低消費電力化が可能になる。図30Aおよび図30Bの場合には第2の無線チャネル用の受信回路の電源だけを上述のように制御する。
【0079】
また、電源制御部は、例えば、図13Aの(b)、図14Aの(a)、図15Aの(a)、図16Aの(a)、図17Aの(a)、図19Aの(a)で示したように第1の無線チャネルを用いてCTS信号を受信した後に、図31に示すように第2の無線チャネルでデータを送信するための送信回路を動作させる。第1の無線チャネルを用いてCTS信号を受信が完了する以前は第2の無線チャネルでデータを送信するための受信回路に電源を供給せず停止しておく。より低消費電力化を実現するために、上記の受信回路の場合と同様に、CTS信号の受信完了をトリガーに送信用の処理部にのみクロック供給や電源供給を行う。これにより、より一層の低消費電力化が可能になる。図31の場合には第2の無線チャネル用の送信回路の電源だけを制御する。
【0080】
次に、第1の無線チャネル用送受信部2902および第2の無線チャネル用送受信部2903の双方を制御する手法について図32を参照して説明する。
CTS信号の送信完了をトリガーに第2の無線チャネル用送受信部2903を起動して、所定の時間内に第1の無線チャネルを用いた受信処理が開始しなかった場合には第1の無線チャネル用送受信部2902の動作を停止させる。特に、CTSを送信した後、通信相手は、第2の無線チャネルでデータを送信してくるか、もしくは、第1の無線チャネルでデータ送信を取り消すためのNRTSを送信することから、本実施形態に係わる無線通信装置は、NRTSを受信するために必要な時間を待ち、その間にNRTSを受信しなかった場合、もしくは、CTS送信のSIFS後に第2の無線チャネルを用いて送信されたデータを受信し始めた場合には、第1の無線チャネル用送受信部2902の動作を停止させる。停止手法は、電源供給を停止してもよいし、クロック供給を停止してもよい。これにより、更なる低消費電力化が可能になる。
【0081】
なお、CTS信号の送信完了をトリガーにした場合、そのSIFS後に、第2の無線チャネルを用いてデータが送信され、それを受信する必要があるため、非常に短時間で第2の無線チャネルを用いたデータを受信するための無線処理部を起動する必要がある。このような予め定められた起動時間内に起動することが難しい場合には、RTS信号の受信完了をトリガーに上述のような無線処理部を起動するとしてもよい。
【0082】
また、無線通信装置の構成は図33のように、送受信部は、第1の無線チャネル用処理部2902と第2の無線チャネル用処理部2903と共通処理部3301に切り分けることもできる。この場合は、共通処理部3301は、基本的に常に起動させておき、前述のCTS送信完了をトリガーに第2の無線チャネル用処理部2903を起動させたり、その後、NRTSを受信するために必要な時間を待ち、その間にNRTSを受信しなかった場合、もしくは、CTS送信のSIFS後に第2の無線チャネルを用いて送信されたデータを受信し始めた場合には、第1の無線チャネル処理部を停止させる。
【0083】
また、データ送信を行う無線通信装置、つまり、RTSを送信する無線通信装置は、RTS送信に対するCTSを受信結果に基づいて、第2の無線チャネルを用いたデータ通信を行うか、第1の無線チャネルを用いてデータ送信を取り消すための信号(NRTS)を送信する。そのため、本実施形態に係わる無線通信装置は、第1の無線チャネルを用いてCTSを受信した場合に、第2の無線チャネルでデータを送信するための無線処理部を起動させる。起動手法は、前述の受信側と同様であるため省略する。また、CTSを受信した結果、NRTSを送信すると判断した場合には、再度、第2の無線チャネルでデータを送信するための無線処理部を停止する。起動して、停止する処理を行わないようにするためには、第2の無線チャネルでデータを送信すると判断してから第2の無線チャネルでデータを送信するための無線処理部を起動してもよいが、CTS受信したSIFS後に、第2の無線チャネルでデータを送信しなければならないので、CTS受信結果からデータ送信を判断した後に、第2の無線チャネルでデータを送信するための無線処理部を起動する場合、起動時間を非常に短かくする必要がある。
【0084】
以上に説明した第6の実施形態によれば、第2の無線チャネルを用いた通信が終了した場合には、第2の無線チャネルを用いた送信、または、受信のための処理部を停止させ、再度、第1の無線チャネルを用いた送受信処理部を起動させる。このようにすることで、無線通信装置の消費電力を抑えた無線通信が可能となる。したがって、本実施形態によれば、省電力なアクセス方式を提供するができる。
【0085】
なお、上述した第1の実施形態から第6の実施形態では、第1の無線チャネルから第2の無線チャネルへの切り替え時間もSIFSとしているが、チャネル切り替え等に要する時間が必要な場合は、SIFSよりも長い固定時間としても良く、本発明は、このようなフレーム間の期間を何ら限定するものではない。
【0086】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0087】
201…送受信部、202…チャネル観測部、203…受信品質測定部、204…送信権獲得判断部、205…上位層インターフェイス、2901…電源制御部、2902…第1の無線チャネル用送受信部、2903…第2の無線チャネル用送受信部、3301…共通処理部。
【技術分野】
【0001】
この発明は、無線通信装置に関し、特にアクセス方式に特徴のある無線通信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
CSMAを採用するIEEE802.11無線LANでは、隠れ端末問題を回避する技術として、RTS/CTSプロトコルが知られている(例えば非特許文献1参照)。これは、データを送信する前に、パケット長の短いRTS(Request To Send)フレームを送信し、そのRTSフレームに、データ送信に必要な期間を予約するための予約情報(NAV: Network Allocation Vector)を記載する手法である。RTSの宛先である無線装置は、RTSを受信すると、データ送信を許可するためのCTS(Clear To Send)を送信する。一方、RTSの宛先以外の無線装置は、RTSを受信すると、RTSに記載されたNAV期間はフレーム送信を控える。また、CTSフレームにも、RTSのNAVから導出されたNAV期間が記載されており、CTSの宛先以外の無線装置は、CTSを受信すると、CTSに記載されたNAV期間はフレーム送信を控える。データ送信前に、このようなRTS/CTSプロトコルを実行することで、データ送信中に他の無線装置からの送信を控えさせることができるので、隠れ端末に起因するパケット衝突を防止することができ、通信効率を向上させることができる。
【非特許文献1】IEEE80.11 Tutorial, http://grouper.ieee.org/groups/802/11/Tutorial/MAC.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、IEEE802.11に採用されているRTS/CTSプロトコルは、フレーム送信を必要以上に抑制してしまうこともある。ここで、STA1がRTSを送信し、STA2がCTSを送信するとする。つまり、STA1がデータ送信を行い、STA2がデータ受信を行う。この時、STA1の通信範囲に位置するものの、STA2の通信圏外に位置するSTA3とSTA4が存在するとする。このような位置関係にある場合、STA1が送信したデータをSTA2が受信する場合に、STA3またはSTA4が送信した無線信号が、STA2の受信データに対して干渉になることはない。つまり、STA1がSTA2に対してデータを送信している最中に、STA3,STA4は無線信号の送信を控えることは、通信効率の向上にはつながらない。むしろSTA3,STA4は送信をした方が通信効率は向上すると言える。つまり、通信環境に応じて、RTS/CTSプロトコルを用いたアクセス方式が効果的に機能する場合と効果的に機能しない場合がある。
このように従来の無線通信装置のアクセス方式においては、通信効率の向上が十分でない、という問題がある。
【0004】
この発明は、通信効率を向上するアクセス方式を備える無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の課題を解決するため、本発明の無線通信装置は、第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、前記第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、前記第1無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する測定手段と、前記第2無線チャネルでデータを送信する第2送信手段と、を具備し、前記測定手段は、前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中である場合に、前記第1送信許可信号を受信した場合は、該第2送信許可信号と該第1送信許可信号との受信品質を比較し比較結果を生成し、前記判断手段は、前記比較結果から、前記第2無線チャネルでデータを送信した際に前記第2無線通信装置に与える干渉の影響が閾値未満であるかどうかを判定し、前記影響が閾値未満である場合には前記第2送信手段が前記第2無線チャネルを用いたデータの送信を行い、前記影響が閾値以上である場合には、前記第2無線チャネルを用いた送信要求を取り消すための送信取り消し信号を前記第1無線チャネルで送信する第3送信手段をさらに具備することを特徴とする。
【0006】
また、本発明の無線通信装置は、第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、前記第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、前記第1無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する測定手段と、前記第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測する観測手段と、前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号または該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中であり、かつ、前記観測手段による第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により第2無線チャネルが未使用中であり、かつ、該第1無線通信装置が送信した前記予約期間を記載した第3送信要求信号を受信した場合は、前記第1無線チャネルで該予約期間が記述されている第3送信許可信号を送信する第2送信手段と、を具備することを特徴とする。
【0007】
さらに本発明の無線通信装置は、第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する送信手段と、前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を第1無線チャネルで受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測する観測手段と、前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号と該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中でなく、かつ、前記観測手段による該第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により前記第2無線チャネルが使用中である場合は、前記第1無線通信装置に対して前記第1送信要求信号を送信しないように前記送信手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明の無線通信装置によれば、通信効率を向上するアクセス方式を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態の無線通信装置を含む無線システムの一例を示す図。
【図2】実施形態の無線通信装置のブロック図。
【図3】実施形態の無線通信装置が使用する無線チャネルの一例を示す図。
【図4】無線通信装置が、RTS、CTS、Dataと関連してV−NAVを張る期間の一例を示す図。
【図5】無線通信装置が、RTS、CTS、Dataと関連してV−NAVを張る期間の一例を示す図。
【図6】実施形態の無線通信装置が、RTS、CTS、Dataと関連してV−NAVを張る期間の一例を示す図。
【図7】他局宛てCTSを受信できない場合を示す図。
【図8】他局宛てのRTSおよびDataを受信できない場合を示す図。
【図9】他局宛てDataを受信できない場合を示す図。
【図10】他局宛てCTSおよびDataを受信できない場合を示す図。
【図11】他局宛てRTSおよびCTSを受信できない場合を示す図。
【図12】他局宛てRTSを受信できない場合を示す図。
【図13A】図6の場合で、無線通信装置(STA3)がCTSを受信して、データを送信する場合での処理手順を示す図。
【図13B】図6の場合で、無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合での処理手順を示す図。
【図13C】図6の場合で、無線通信装置(STA3)がNCTSを受信して、データを送信する場合での処理手順を示す図。
【図14A】図7の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSを受信できず、データを送信する場合の処理手順を示す図。
【図14B】図7の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSを受信できず、データを受信する場合の処理手順を示す図。
【図15A】図8の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSおよびDataを受信できず、データを送信する場合の処理手順を示す図。
【図15B】図8の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSおよびDataを受信できず、データを受信する場合の処理手順を示す図。
【図16A】図9の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てDataを受信できず、データを送信する場合の処理手順を示す図。
【図16B】図9の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てDataを受信できず、データを受信する場合の処理手順を示す図。
【図17A】図10の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSおよびDataを受信できず、データを送信する場合の処理手順を示す図。
【図17B】図10の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSおよびDataを受信できず、データを受信する場合の処理手順を示す図。
【図18】図11の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSおよびCTSを受信できず、データを送受信する場合の処理手順を示す図。
【図19A】図12の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSを受信できず、データを送信する場合の処理手順を示す図。
【図19B】図12の場合で、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSを受信できず、データを受信する場合の処理手順を示す図。
【図20】図13Bの場合の処理を変形した第1の例を示す図。
【図21】図13Bの場合の処理を変形した第2の例を示す図。
【図22】第4の実施形態に関係するDeafness問題を説明するための図。
【図23】第4の実施形態でのSTA1が再度、RTSの再送を開始するタイミングを指示するための一例を示す図。
【図24】第5の実施形態の無線通信装置のブロック図。
【図25】図24の無線通信装置がビーム制御をしながら信号を送信する一例を示す図。
【図26】図25の場合でのキャリアセンスしている他の無線通信装置のキャリアセンス結果を示す図。
【図27】Data送信中にチャネルがBUSYであったとしても、Data送信を開始することができる例を示す図。
【図28】ビーム指向性情報に基づいて特定の指向性を有したビームでデータを送信するかどうかの例を示す図。
【図29】第6の実施形態の無線通信装置のブロック図。
【図30A】他局宛てDataを受信できない場合の第2の無線チャネルの送受信部に含まれる受信回路への電源供給を制御する例を示す図。
【図30B】他局宛てCTSを受信できない場合の第2の無線チャネルの送受信部に含まれる受信回路への電源供給を制御する例を示す図。
【図31】第2の無線チャネルの送受信部に含まれる送信回路への電源供給を制御する例を示す図。
【図32】第1の無線チャネルの送受信部に含まれる受信回路と第2の無線チャネルの送受信部に含まれる受信回路とへの電源供給を制御する例を示す図。
【図33】第6の実施形態の図29とは異なる無線通信装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線通信装置について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
実施形態の無線通信装置を含む無線システムについて図1を参照して説明する。
図1の無線システムでは、無線通信装置STA1は無線通信装置STA2にデータ通信を行い、無線通信装置STA3と無線通信装置STA4が互いに通信を行っている。STA1の通信エリア内にSTA2,3,4が位置し、STA2の通信エリア内にSTA1が位置している。このような場合にSTA1がキャリアセンスを行うと、STA3,4が送信する無線信号を検出することができる。しかし、STA3,4は、STA2の通信エリア内に位置していないことから、STA2は、STA3、4が送信した無線信号を検出することはできない。このことは、STA2が、STA1が送信したデータを受信している最中に、STA3,4が通信を行っていたとしても、干渉の影響を受けないことを意味する。実施形態では、STA1が、キャリアセンスの結果、STA3,4の送受信を検出した場合でも、STA1の送信が開始できるアクセス方式を備える無線通信装置を提供する。
【0011】
本実施形態の無線通信装置について図2を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置は、送受信部201、チャネル観測部202、受信品質測定部203、送信権獲得判断部204、上位層インターフェイス205を含む。
【0012】
送受信部201は、無線フレームの生成、変調して無線送信信号を生成したり、受信した無線信号の復調、解析などを行う。無線信号は、第1の無線チャネル、または、第2の無線チャネルを用いて送受信される。図2では、第1の無線チャネルと第2の無線チャネルを個別に図示しているが、1つのアンテナ、無線部を用いて周波数を切り替えることにより、第1の無線チャネルと第2の無線チャネルでの送受信を実現してもよい。また、OFDMA伝送方式において、ある特定のサブキャリアを第1の無線チャネルと定義し、それ以外のサブキャリアを第2の無線チャネルと定義して実現してもよい。さらに、送受信部201内に制御部を有して、予約期間の比較、予約期間の更新などを行う。
【0013】
チャネル観測部202は、第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測し、第2の無線チャネルの一部がBUSYであるかどうか判断する。
【0014】
受信品質測定部203は、第1の無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する。また、受信品質測定部203は受信品質の比較も行う。受信品質測定部203は、例えば、2つの無線通信装置からの受信信号による受信品質の差が閾値未満である場合には、相互に干渉する影響が閾値未満であると推定する。この受信品質の比較によって、受信した信号に対応する複数の無線通信装置の位置関係を推測することができる。
【0015】
送信権獲得判断部204は、第1の無線チャネルを用いて第2の無線チャネルの送信権を獲得するための第1の送信要求信号を送信し、第1の無線チャネルを用いて前記第1の送信要求信号に対する第1の送信許可信号を受信した場合に、第2の無線チャネルの送信権を獲得したと判断する。送信要求信号と送信許可信号には、第2の無線チャネルの予約期間が記載してある。すなわち、送信権獲得判断部204は、第2の無線チャネルが予約期間中であるかどうかを判定する事ができる。
【0016】
上位層インターフェイス205は、無線通信装置内の上位層と送受信部201との間でデータのやり取りを行う。
【0017】
なお、本実施形態では、第1の無線チャネルは制御用の無線信号を送受信することとし、第2の無線チャネルは通信用の無線信号を送受信することとし、このため、第1の無線チャネルの通信帯域よりも、第2の無線チャネルの通信帯域の方が広帯域であるとする。
【0018】
次に、実施形態の無線通信装置が使用する無線チャネルの一例について図3を参照して説明する。
図3(a)は、周波数帯の異なる第1の無線チャネルと第2の無線チャネルから構成した場合の例である。より具体的には、第1の無線チャネルにはマイクロ波(例えば5GHz)を用い、第2の無線チャネルにはミリ波(例えば60GHz)を用いる手法である。
図3(b)は、同一の周波数帯により第1の無線チャネルと第2の無線チャネルから構成した場合の例である。より具体的には、第1の無線チャネルと第2の無線チャネルともにミリ波を用いる手法である。第1の無線チャネルに60〜60.1GHz帯を用い、第2の無線チャネルに60.1GHz〜62GHz帯を用いる。また、図3(c)や図3(d)のように、第1の無線チャネルが第2の無線チャネル内にあってもよい。
【0019】
なお、OFDMAの各サブキャリアを図3(b)〜図3(d)のチャネル構成を実現するように割当ることもできる。たとえば、図3(d)を実現するために、サブキャリア番号0〜8,10〜18,20〜28,30〜38を第2の無線チャネルとし、サブキャリア番号9,19,29を第1の無線チャネルとしてもよい。
【0020】
実施形態では、第1の無線チャネルと第2の無線チャネルは直交しているとし、このため、第1の無線チャネルで送信した信号と第2の無線チャネルで送信した信号が互いに干渉となることはない。
【0021】
そして、無線通信装置は、この第1の無線チャネルを用いて、第2の無線チャネルの送信権獲得を要求するための送信要求信号(以下RTSと称す)を送信し、その応答信号である第2の無線チャネルの送信権獲得を許可するための送信許可信号(以下CTSと称す)を受信した場合に、第2の無線チャネルの送信権を獲得したと判断して、第2の無線チャネルを用いて、データ信号を送信するものとする。第2の無線チャネルの周波数帯と第1の無線チャネルの周波数帯とが近いほうが第2の無線チャネルの状態と第1の無線チャネルの状態も近い可能性が高いので、図3(a)から図3(d)では、図3(d)が最も望ましく、次に図3(c)が望ましく、図3(b)、図3(a)の順に望ましい。
【0022】
また、これらRTS,CTSには、第2の無線チャネルでのデータ通信に必要な予約期間に関する情報も含まれている。IEEE802.11では、この予約期間のことをNAV(Network Allocation Vector)と呼ぶが、実施形態では、NAVが張られている場合であっても、実際の送信を抑制するとは限らないため、V−NAV(Virtual NAV)と呼ぶこととする。V−NAVは、他局の通信が、V−NAVとして設定された期間だけ行われる予定であることを示している。
【0023】
そのため、例えば、図4で示すように、RTSに記載されたV−NAVは、RTSの直後から、データ通信が終了するまでの時間であり、CTSに記載されたV−NAVは、CTSの直後から、データ通信が終了するまでの時間である。そのため、CTSのV−NAVとRTSのV−NAVには密接な関係があり、CTSのV−NAVは、RTSのV−NAVの値から、CTS時間長とRTSとCTSのフレーム間の時間(ここではSIFSと呼ぶこととする)との和を引いた値となる。
【0024】
また、RTSおよびCTSには、V−NAVとは別に従来のIEEE802.11と同じNAVに相当する値を設定してもよい。この場合、第1の無線チャネルが使用される期間は、CTSの終了までの時間であるため、RTSに記載されるNAVの値は、CTSの時間長とSIFSとの和であり、CTSに記載されるNAVの値は0となる。したがって、ある無線端末がRTSおよびCTSの交換を行い、第2の無線チャネルで無線通信が行われている期間は、第1の無線チャネルはアイドルであるため(NAVが張られないため)、他の無線端末が、第1の無線チャネルを用いてRTSおよびCTSの交換をすることができる。
【0025】
さらに、実施形態では、データ受信に対する送達確認信号を送信する場合に、第1の無線チャネルで送信するとしてもよい。具体的な伝送手法としては、第2の無線チャネルを用いたデータ受信の直後(より具体的にはSIFS後)に、送達確認信号を送信してもよいし、データ受信とは非同期に、第1の無線チャネルの状況に応じて送信してもよい。また、データ送信した無線通信装置が、第1の無線チャネルを用いて送達確認要求信号を送信して、その応答信号として、送達確認信号を送信してもよい。
【0026】
図4にNAV、V−NAVの例と、無線通信装置が、第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測することによりチャネルが使用されている(BUSY)か、使用していない(IDLE)と判断した場合の例も示す。なお、図4では、第1の無線チャネルの使用状況を観測した結果も示しておく。データ送信要求がある無線通信装置は、第1の無線チャネルがIDLEで、NAVが張られていない時に、RTSを送信することができる。
【0027】
また、IEEE802.11ではRTSやCTSの受信直後をNAVの開始時間としており、V−NAVも同様の仕組みにすると、図4で示したように、実際に第2の無線チャネルを用いたData通信が始まる前からV−NAVを張ることになる。しかし、Data送信中の時間だけをV−NAVを張る場合は、図5や図6のようにすることができる。具体的には、V−NAVを張る開始時間をNAVの直後とすれば図5のようなV−NAVを実現できるし、NAVが切れたSIFS後をV−NAVを張る開始時間とすれば図6のようにV−NAVを張ることができる。
【0028】
以下では図6のようにV−NAVを張る手法を例にとり、実施形態に係わる無線通信装置(STA3)が、無線通信装置(STA4)に対して、無線送信を行おうとしたときに、他局(STA1,STA2)との位置関係によって、STA1,STA2が送信したRTS,CTSの受信状況が変わることを以下図7から図12に示す。RTS,CTSの受信状況が変われば、NAV,V−NAVの張られ方も変わってくる。ここでは、STA1がRTS、Dataを送信し、STA2がCTSを送信する場合を例にとって説明する。STA1とSTA2が入れ替わっても同様である。
【0029】
図7は、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSを受信できない場合の例である。図8は、無線通信装置(STA3)が他局宛てのRTSおよびDataを受信できない場合の例である。図9は、無線通信装置(STA3)が他局宛てDataを受信できない場合の例である。図9は、例えば第1の無線チャネルを指向性ビームによって周囲に知らせるようにして、第2の無線チャネルは通信相手だけに知らせる場合が対応する。図10は、無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSおよびDataを受信できない場合の例である。図11は、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSおよびCTSを受信できない場合の例である。図12は、無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSを受信できない場合の例である。
【0030】
(第1の実施形態)
第1の実施形態では、それぞれの通信環境において、本実施形態に係わる無線通信装置において送信要求がある場合の処理手順と、他局からの送信要求(RTS)を受信した場合の処理手順について図13Aから図19Bまでを参照して説明する。
【0031】
図6に示した隠れ端末が発生していない場合の処理手順について図13A、図13B、図13Cを参照して説明する。図13Aおよび図13Cは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図13Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0032】
図13Aでは、STA3の通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のCTSを、無線通信装置(STA3)の送受信部201が受信する。第2の無線チャネルが予約期間中であるとSTA3の送信権獲得判断部204が判定し、かつ、通信相手である第1の無線通信装置(STA4)が送信した第1のCTSを無線通信装置(STA3)が受信した場合には、受信品質測定部203が、第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が送信した第2のCTSと、第1の無線通信装置(STA4)が送信した第1のCTSとの受信品質を測定し比較する。比較結果から、第2の無線チャネルを用いて無線信号を送信した際にSTA1またはSTA2に与える干渉の影響が閾値未満であると推定できる場合は、STA1またはSTA2からの与干渉が小さいとみなして第2の無線チャネルを用いた無線信号の送信を行う(図13Aの(b))。一方、干渉の影響が閾値以上であると推定できる場合には、STA1またはSTA2からの与干渉が大きいとみなして第1の無線チャネルを用いて第2の無線チャネルを用いた送信要求を取り消すための送信取り消し信号を送信する(図13Aの(a))。
【0033】
図13Bでは、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSをSTA3が受信する。そして、送信権獲得判断部204が第2の無線チャネルが予約期間中であると判断し、かつ、第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況のチャネル観測部202による観測結果により、第2の無線チャネルが使用中であるとSTA3が判断し、かつ、通信相手であるSTA4が送信した第2の無線チャネルの予約期間を記載した第1のRTSをSTA3が受信した場合には、受信品質測定部203が、STA1またはSTA2が送信した第2のRTSと、STA4が送信した第1のRTSの受信品質を比較する。比較結果から、第2の無線チャネルを用いて無線信号を送信した際に、STA1またはSTA2から受ける干渉の影響が閾値未満であると推定できる場合には、STA3が受ける被干渉が小さいとみなして第1の無線チャネルを用いて第1のCTSを送信し、干渉の影響が閾値以上であると推定できる場合には、STA3が受ける被干渉が大きいとみなして第1の無線チャネルを用いて送信非許可信号(NCTS:Negative CTS)を送信する。
【0034】
図13Cでは、STA3は、通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSを観測する。STA3は、第2の無線チャネルが予約期間中である場合に、通信相手であるSTA4が送信した第2の無線チャネルの予約期間を記載した第1の送信非許可信号(NCTS)を受信した場合は、第2のRTSまたは第2のCTSにより予約された第2の無線チャネルの予約期間と、NCTSに付加された第2の無線チャネルの予約期間とを、例えば測定手段が比較する。STA3は、NCTSに付加された第2の無線チャネルの予約期間の方が長い場合は、第2の無線チャネルの予約期間を例えば測定手段が更新する。これらの比較と更新は、例えば送受信部201内の制御部が行ってもよい。
【0035】
次に、図7に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSを受信できない場合の処理手順について図14Aおよび図14Bを参照して説明する。図14Aは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図14Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0036】
図14Aの(a)では、STA3は、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSにより第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、第2のRTSに対応する第2のCTSを受信していない場合である。この場合、通信相手であるSTA4が送信した第1のCTSを受信した場合には、STA1またはSTA2からの与干渉が小さいとみなして、第2の無線チャネルを用いたデータ送信を行う。
図14Aの(b)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSを受信できないことが異なる。
図14Bでは、STA3は図13Bと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSを受信できないことが異なる。
【0037】
次に、図8に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てのRTSおよびDataを受信できない場合の処理手順について図15Aおよび図15Bを参照して説明する。図15Aは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図15Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
図15Aでは、図13Aと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのRTSおよびDataを受信できないことが異なる。
図15Bの(c)では、STA3は、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSを受信する。第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により第2の無線チャネルが未使用中であると判断した場合に、通信相手であるSTA4が送信した第2の無線チャネルの予約期間を記載した第1のRTSをSTA3が受信した場合は、第1の無線チャネルを用いて第1のCTSを送信する。
【0038】
図15Bの(d)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのRTSおよびDataを受信できないことが異なる。
【0039】
次に、図9に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てDataを受信できない場合の処理手順について図16Aおよび図16Bを参照して説明する。図16Aは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図16Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0040】
図16Aでは、図13Aと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのDataを受信できないことが異なる。
図16Bの(c)では、図15Bと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのRTSは受信できるが他局宛てのDataを受信できないことが異なる。
図16Bの(d)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのDataを受信できないことが異なる。
【0041】
次に、図10に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てCTSおよびDataを受信できない場合の処理手順について図17Aおよび図17Bを参照して説明する。図17Aは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図17Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0042】
図17Aの(a)では、図14Aの(a)と同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てDataを受信できないことが異なる。
図17Aの(b)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSおよびDataを受信できないことが異なる。
図17Bでは、図16Bの(c)と同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSを受信できないことが異なる。
【0043】
次に、図11に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSおよびCTSを受信できない場合の処理手順について図18を参照して説明する。図18の(a)は無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図18の(b)は無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0044】
図18の(a)では、STA3は、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSと第2のCTSにより、第2の無線チャネルが予約されず、かつ、チャネル観測部202による第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により、第2の無線チャネルが使用中であると判断した場合は、STA3が通信することによる害が大きいとみなして通信相手である第1の無線通信装置に対して、第1の送信要求信号を送信しないように例えば送受信部に含まれる制御部が制御する。
【0045】
図18の(b)では、STA3は、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSにより、第2の無線チャネルが予約されず、かつ、チャネル観測部202による第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により、第2の無線チャネルが使用中であると判断した場合に、STA3は、通信相手であるSTA4が送信した第1のRTSを受信した場合は、第1の無線チャネルを用いて第1のNCTSを送信する。
【0046】
次に、図12に示した無線通信装置(STA3)が他局宛てRTSを受信できない場合の処理手順について図19Aおよび図19Bを参照して説明する。図19Aは無線通信装置(STA3)がデータを送信する場合であり、図19Bは無線通信装置(STA3)がデータを受信する場合に対応する。
【0047】
図19Aでは、図13Aと同様な処理を行う。ただし、他局宛てRTSを受信できないことが異なる。
図19Bの(c)では、図18の(b)と同様な処理を行う。ただし、他局宛てCTSを受信できることが異なる。
図19Bの(d)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、他局宛てRTSを受信できないことが異なる。
【0048】
なお、図13A、図13B、図14B、図15A、図16A、図19Aのように受信品質を比較する場合には、受信品質比較をするフィールドは指向性ビームで送信されたものであってもよい。
すなわち、通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が送信した第2のRTSと通信相手であるSTA4が送信した第1のRTSの受信品質を比較する場合、もしくは、通信相手である第1の無線通信装置以外の第2の無線通信装置が送信した第2のCTSと通信相手である第1の無線通信装置が送信した第1のCTSの受信品質を比較する場合、それぞれ、指向性ビームを用いて送信されたフィールドの受信品質を比較する。
【0049】
以上に説明した第1の実施形態によれば、従来のIEEE802.11無線LANのようなキャリアセンスの結果や仮想キャリアセンスの結果により送受信を抑制するアクセス方式に比べて、不要な送受信抑制を防止することができるため、通信効率を向上させることができる。
【0050】
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1の実施形態での図13Bの場合での処理の変形である。
【0051】
第1の例について図20を参照して説明する。
STA3の通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSにより、第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、チャネル観測部202による第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により、第2の無線チャネルが使用中であると判断した場合に、STA4が通信相手である第1の無線通信装置(STA4)が送信した第1のRTSを受信した場合は、第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が送信した第2のRTSまたは第2のCTSにより予約された第2の無線チャネルの予約期間の終了予定時刻と、第1のRTSに記載された第2の無線チャネルの予約期間から算出される第2の無線チャネルを用いた無線信号のSTA3の受信開始予定時刻とを比較し、この受信開始予定時刻の方が遅い場合は、第1のRTSに対する応答信号として、第1の無線チャネルを用いて第1のCTSを送信する。また、この受信開始予定時刻の方が遅くない場合には、図13Bに示した処理と同様に、RTSの受信品質を比較して、受信品質に応じて処理を進める。
【0052】
次に、第2の例について図21を参照して説明する。
STA3の通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSにより、第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、通信相手である第1の無線通信装置(STA4)が送信した第1のRTSの受信に対して、第1の無線チャネルを用いて第1のNCTSを送信する場合は、第1の無線チャネルを用いて送信される第1のNCTSに記載される第2の無線チャネルの予約期間は、第2のRTS、または、第2のCTSにより予約された第2の無線チャネルの予約終了時刻に基づいて算出する。例えば、第1のNCTSに記載される第2の無線チャネルの予約期間は、第2の無線通信装置による第2の無線チャネルの予約終了時刻以降に設定する。この設定は例えば、送信権獲得判断部204が行う。
【0053】
また、図13Cで説明したように、STA3は、通信相手である第1の無線通信装置(STA4)に対して送信した第1のRTSの応答信号として、第1の無線チャネルを用いて送信非許可信号(NCTS)を受信した場合は、このNCTSに記載された第2の無線チャネルの予約期間は、このNCTSを送信した無線通信装置に対して第1の送信要求信号(RTS)を送信しないように、例えば送受信部201に含まれる制御部が制御する。
【0054】
以上に説明した第2の実施形態によれば、受信開始予定時刻を比較したり、第2の無線チャネルの予約期間を他の無線通信装置の予約終了時刻以降に設定することにより、より効率的な通信を実現させることができる。
【0055】
(第3の実施形態)
本実施形態では、自局宛てのRTSを受信した無線通信装置がCTSを返信する際に、CTSフレームに、先に受信したRTSの受信品質に係わる情報を付加することにする。受信品質に係わる情報とは、受信電力(RSSI)であったり、EVM(Error Vector Magnitude)であったりする。RTSを送信した無線通信装置(図1のSTA3)は、受信するCTSに付加されている受信品質情報、例えば、RSSIを確認することにより、STA4が、自局が送信したRTSを高品質で受信できたか否かを判断することができる。同様に、例えば、STA2がSTA1に対してRTSを送信し、STA1が送信したCTSに付加されたRTSの受信品質情報を確認することにより、STA1が、STA2が送信したRTSを高品質で受信できたか、低品質で受信できたかを判断することができる。
【0056】
そして、第1の実施例の図13A、図15A、図16A、図19Aで示したようにSTA3が、STA2とSTA4が送信したCTSの受信品質を比較し、STA2に与える干渉の影響を推定する際に、前述の受信品質情報を活用する。なぜなら干渉の影響が大きくても、受信品質(信号レベル)が良い場合は、信号対雑音干渉比(SINR)が、通信に必要なレベルを満足する可能性があるためである。
【0057】
第1の実施例で示した例では、与える干渉レベルを推定することにより、その干渉レベルを与えても正しく受信できそうか否かを判断するしかなかったが、本実施形態により、STA1がデータを受信する際のSINRに相当する値を、より正確に推定できるため、適切なアクセス制御が可能となる。つまり、自局(STA3)のデータ送信により、STA1に与える干渉レベルは小さくても、STA1がデータを受信する際の信号レベルも小さい(受信品質が悪い)場合は、SINRが悪いと判断して、STA4が送信したCTSを受信したとしても、第2の無線チャネルでデータ送信をせずに、第1の無線チャネルを用いてデータ送信を取り消す取り消し信号(NRTS)を送信する。
【0058】
逆に、STA1に与える干渉レベルが大きくても、STA1がデータを受信する際の信号レベルが非常に大きい(受信品質が良い)場合は、SINRが良いと判断して、STA4が送信したCTS受信に対して、第2の無線チャネルを用いてデータ送信を開始する。
【0059】
以上に示した第3の実施形態によれば、自局が送信したRTSを相手局が受信した受信品質を確認することにより、SINRの良し悪しに基づいてデータ送信をするか否かを決定することができるので、より効率的な通信を実現させることができる。
【0060】
(第4の実施形態)
これまでの実施形態では、図1において、STA1とSTA2との通信中における、STA3、STA4の通信開始手順を説明してきたが、実際の通信では、図22に示すような環境で、STA1とSTA2との通信中に、STA3が、STA1に対して送信を行いたい場合も存在する。仮にSTA1,STA2が第1の無線チャネルを用いて送信したRTSまたはCTSをSTA3が受信した場合は、STA3がV−NAVにより、STA1やSTA2が通信中であることを把握できるため、STA3は、STA1に対してRTSを送信することはしない。
【0061】
しかし、何らかの理由により、STA3がSTA1、STA2が送信したRTSまたはCTSを受信できなかった場合、STA3は、STA1が通信中であることを知らないため、STA1に対してRTSを送信してしまう。しかし、STA1は通信中であるため、RTSが受信できないのが一般的である。複数の送受信処理部を設けることにより、STA2との通信中に、STA3が送信したRTSを受信できた場合には、NCTSをSTA1が返信すれば、図13C、図14Aの(b)、図15Bの(d)、図16Bの(d)、図17Aの(b)、図19Bの(d)で示したようにSTA3はNCTSを受信し、STA1がSTA2との通信中は、データ送信を抑制することができる。しかし、STA1に、STA2との通信中は、他局が送信した無線信号を受信する能力や、それに対する応答信号を返信する能力がない場合は、その間、STA3は、RTSに対する応答信号であるCTSを受信することはできない。この時、STA3が、繰り返しRTSを送信し続けるのは、無線効率の低下を招く(Deafness問題)。そこで、STA3は、所定の回数RTSを送信しても、その応答信号であるCTSを受信しなかった場合は、STA1は通信中であると判断して、RTSの再送を抑制する。
【0062】
本実施形態では、そうした抑制を行った場合に、STA1が再度、RTSの再送を開始するタイミングを指示するための仕組みを提供する。具体的には、第2の無線チャネルでのデータ送信が終了したあとに、第1の無線チャネルを用いて通信終了を意味する終了信号を送信する。より具体的には、STA2がSTA1に対してデータ送信をしていた場合は、最終データを送信したSIFS後に、STA2は、第1の無線チャネルを用いて終了信号(End)を送信する(図23(a))。また、隠れ端末による問題を回避するためには、STA2が送信した終了信号を受信したSTA1は、終了信号を受信したらそのSIFS後に、再度終了信号を送信する(図23(b))。これにより、隠れ端末が生じるような構成であっても、データ通信の終了を広く周知できるようになるため、STA1が効率的にRTSの再送を開始することが可能になる。
【0063】
以上に説明した第4の実施形態によれば、第2の無線チャネルでのデータ通信が終了したことを意味する終了信号を送信することにより、データ通信の終了を広く周知できるので、効率的な通信が可能になる。
【0064】
(第5の実施形態)
第5の実施形態の無線通信装置について図24を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置は、図2の無線通信装置にビーム制御部を付加したものである。ビーム制御部は、送信するビームの方向を制御することができる。例えば、ビーム制御部は送信ビームの方向を無指向性にしたり、特定の指向性を持たせたビームにすることができる。
【0065】
図25に、第1の無線チャネル、第2の無線チャネルにおいて、ビーム制御しながら送信する場合の例を示す。
【0066】
送信要求がある無線通信装置(STA1)は、RTS(O)、I−SND(SWB)を送信する。RTS(O: Omni)は、Data送信のためのアクセス権を獲得するために送信されるフレームであり、無指向性のアンテナで送信し、RTS(O)に続くI−SND(SWB: SWitched Beam)は、受信局がチャネル情報を観測するために送信されるフレームであり、指向性ビームを切り替えながら送信する。RTSを受信した無線通信装置(STA2)は、I−SND(SWB)を受信するのに最も適した受信ビームを選択しておく。そして、STA1に対して送信許可を与える場合には、CTS(O),M−B(B),R−SND(SWB)を送信する。CTS(O)は、RTS(O)と同様に無指向性アンテナを用いて送信される。M−B(B)は、周辺端末がチャネルの空塞状態を判断するために送信される信号であり、I−SND受信に最も適していると選択したアンテナを用いて送信される。そして、R−SND(SWB)は、受信局がチャネルを観測するために送信されるフレームであり、指向性ビームを切り替えながら送信する。ただし、例えば、I−SND(SWB)において、各指向性ビームで送信される際に、そのフレームに指向性ビームを識別するための情報が付加されており、CTSを返信する際に、I−SND(SWB)が送信されたビーム指向性の中で、最も品質の良いビームの識別子をフィードバックすれば、送信要求がある無線通信装置(STA1)は、データを送信するためのビームを改めて選択する必要がないため、R−SND(SWB)を送信しなくてもよい。
【0067】
CTSを受信したSTA1は、Deafness対策のため、データ送信が開始されたことを通知するために、DEX−B(O)を送信し、それに続いてData(B)を送信する。DEX−B(O)は、周辺端末にデータ送信が開始されたことを通知するために、無指向性アンテナで送信し、Data(B)は、CTS受信または、R−SND(SWB)受信の結果で選択した指向性ビームを用いて送信する。DEX−B(O)には、第2の無線チャネルの使用予定期間情報を付加することができる。
【0068】
そして、Dataを正しく受信したSTA2は、DEX−E(O)を送信し、それに続いてAck(B)を送信する。DEX−E(O)は、周辺装置に対してチャネル使用が終了したことを示す情報を付加して、無指向性で送信し、Ack(B)は、M−B(B)送信と同じビームを用いて送信する。
【0069】
このように、M−B(B)は、I−SNDの受信結果から、自局がData受信に用いるビームを選択し、そのビームのみを使って、M−Bを返信している。R−SND(SWB)は、自局が使用するビームを切り替えながら、R−SNDを送信している。CTSを返信する際に、相手端末に使って欲しいビームを要求する場合(つまり、Explicit)は、R−SNDは無くてもよい。使って欲しいビームを要求しない場合(つまり、Implicit)は、相手端末は、R−SNDの受信結果から、最も受信品質の良いビームを選択し、そのビームを使ってData(B)を送信する。
【0070】
次に、図25に示したフレーム交換を行っている場合、それをキャリアセンスしている他の無線通信装置(ここではSTA3とする)のキャリアセンス結果の一例を図26に示す。
【0071】
I−SND(SWB)やR−SND(SWB)は、ビームを切り替えながら送信されているため、全てのI−SND(SWB)や、全てのR−SND(SWB)が受信できないことがある。そのため、図26ではBUSYのタイミングやIDLEのタイミングの双方があることから、BUSY/IDLEと表記してある。また、M−B(B)は、Dataを受信する予定のビームを用いて送信している。そのため、無線通信装置が位置する環境によっては、M−B(B)を受信できず、STA3のキャリアセンス結果がIDLEになることがある。このように、M−B(B)がIDLEである場合は、CTSを送信した端末が、M−B(B)と同じ指向性のビームでDataを受信している間に、STA3が無線信号を送信したとしても、その無線信号に起因する干渉を受けることはない。そのため、図27で示すように、例えば、RTSやCTSを受信したり、実際のData送信中にチャネルがBUSYであったとしても、M−B(B)の期間がアイドルであれば、STA3は、RTS送信に対してCTSを受信した場合には、Data送信を開始することができる。なお、図27では、簡略化のため、STA3が送受信するフレームをRTS,CTS,DATAと記載しているが、このRTS,CTS,DATAは、図25で示したようなI−SND,M−B、DEX−Bなどを付加している。
【0072】
また、図28には、図25で示した伝送手法を用いて通信をしている際に、他局が送信したRTSに続く、I−SND(SWB)を受信し、自局が受信できたビーム指向性情報を記憶しておく。そして、そのあと、CTSを受信し、CTSにRTSを送信した端末に対して、どのビームを用いて送信して欲しいかどうかのフィードバック情報を解析する。より具体的には、I−SND(SWB)が、4つの指向性ビームを切り替えながら送信され、そのビーム識別子がビーム1〜ビーム4であったとする。そして、STA3が受信できたI−SND(SWB)はビーム2とビーム3で送信されたものであれば、STA3はビーム2,3を保持しておく。このことは、後にData信号がビーム2,3で送信されれば、自局はData信号による干渉を受け、ビーム1,4で送信されれば、自局はData信号による干渉を受けないことを意味する。そこで、RTS受信の後に、CTSを受信した場合には、CTSに、RTSを送信する端末に対して、ビーム4で送信することが要求されていた場合には、STA3は、Dataがビーム4で送信されたとしても、干渉を受けないため、STA3宛てのRTS信号を受信した場合には、送信を許可するCTSを返信する。
【0073】
このように、I−SND(SWB)を受信したビームを記憶しておく。この記憶したビームと、CTSで要求されたビームとを比較する。自分がI−SND(SWB)を受信できなかったビームが、CTSで要求されていたら、干渉を受けないとexplicitに判断することができる。逆に、自分が受信できたビームが、CTSで要求されていたら、干渉を受けると見なすことができる。これを用いて、自局宛てのRTS受信に対する応答(CTSまたはNCTS)を判断する。
【0074】
以上に説明した第5の実施形態によれば、使って欲しいビームを要求しない場合(つまり、Implicit)は、相手端末は、R−SNDの受信結果から、最も受信品質の良いビームを選択し、そのビームを使ってData(B)を送信する。また、自分がI−SND(SWB)を受信できなかったビームが、CTSで要求されていたら、干渉を受けないとexplicitに判断することができる。その結果、通信効率を向上させることができる。
【0075】
(第6の実施形態)
第6の実施形態の無線通信装置について図29を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置は、図2の無線通信装置に、電源制御部2901が追加されている。また、送受信部201は、第1の無線チャネル用送受信部2901と第2の無線チャネル用送受信部2903とを含み、電源制御部2901がそれぞれの電源をオンオフして第1の無線チャネルのみで送受信したり、第2の無線チャネルのみで送受信することができる。
【0076】
電源制御部2901は、例えば、図13Bの(d)、図14Bの(c)、図15Bの(c)、図16Bの(c)、図17Bの(c)、図20で示したように第1の無線チャネルを用いてCTS信号を送信した後に、図30Aおよび図30Bに示すように第2の無線チャネルでデータを受信するための受信回路を動作させる。第1の無線チャネルを用いてCTS信号を送信する以前は第2の無線チャネルでデータを受信するための受信回路に電源を供給せず停止しておく。
【0077】
具体的には、第1の無線チャネルを用いた通信よりも、第2の無線チャネルを用いた通信の方が高速通信を行うため、第2の無線チャネル用送受信部2903で使用するクロックと、第1の無線チャネル用送受信部2902で使用するクロックとは異なるものであり、第2の無線チャネル用送受信部2903で使用するクロックの方が高速である。そのため、図30A、図30Bに示すように、前述のCTS信号を送信するまでは、第2の無線チャネル用送受信部2903で使用するクロックを停止しておき、CTS信号の送信完了をトリガーにしてクロックに電源を供給し、第2の無線チャネル用送受信部2903を動作させる。これにより、本実施形態に係わる無線通信装置の低消費電力化が可能となる。同様に、CTS信号の送信をトリガーに第2の無線チャネル用送受信部2903の電源をONにしてもよい。図30Aの例では、第1の無線チャネル送受信部は常に動作させる。
【0078】
また、図示していないが、第2の無線チャネル用送受信部2903を送信用と受信用に切り分けられる場合には、CTS信号の送信完了をトリガーに受信用の処理部にのみクロック供給や電源供給を行う。これにより、より一層の低消費電力化が可能になる。図30Aおよび図30Bの場合には第2の無線チャネル用の受信回路の電源だけを上述のように制御する。
【0079】
また、電源制御部は、例えば、図13Aの(b)、図14Aの(a)、図15Aの(a)、図16Aの(a)、図17Aの(a)、図19Aの(a)で示したように第1の無線チャネルを用いてCTS信号を受信した後に、図31に示すように第2の無線チャネルでデータを送信するための送信回路を動作させる。第1の無線チャネルを用いてCTS信号を受信が完了する以前は第2の無線チャネルでデータを送信するための受信回路に電源を供給せず停止しておく。より低消費電力化を実現するために、上記の受信回路の場合と同様に、CTS信号の受信完了をトリガーに送信用の処理部にのみクロック供給や電源供給を行う。これにより、より一層の低消費電力化が可能になる。図31の場合には第2の無線チャネル用の送信回路の電源だけを制御する。
【0080】
次に、第1の無線チャネル用送受信部2902および第2の無線チャネル用送受信部2903の双方を制御する手法について図32を参照して説明する。
CTS信号の送信完了をトリガーに第2の無線チャネル用送受信部2903を起動して、所定の時間内に第1の無線チャネルを用いた受信処理が開始しなかった場合には第1の無線チャネル用送受信部2902の動作を停止させる。特に、CTSを送信した後、通信相手は、第2の無線チャネルでデータを送信してくるか、もしくは、第1の無線チャネルでデータ送信を取り消すためのNRTSを送信することから、本実施形態に係わる無線通信装置は、NRTSを受信するために必要な時間を待ち、その間にNRTSを受信しなかった場合、もしくは、CTS送信のSIFS後に第2の無線チャネルを用いて送信されたデータを受信し始めた場合には、第1の無線チャネル用送受信部2902の動作を停止させる。停止手法は、電源供給を停止してもよいし、クロック供給を停止してもよい。これにより、更なる低消費電力化が可能になる。
【0081】
なお、CTS信号の送信完了をトリガーにした場合、そのSIFS後に、第2の無線チャネルを用いてデータが送信され、それを受信する必要があるため、非常に短時間で第2の無線チャネルを用いたデータを受信するための無線処理部を起動する必要がある。このような予め定められた起動時間内に起動することが難しい場合には、RTS信号の受信完了をトリガーに上述のような無線処理部を起動するとしてもよい。
【0082】
また、無線通信装置の構成は図33のように、送受信部は、第1の無線チャネル用処理部2902と第2の無線チャネル用処理部2903と共通処理部3301に切り分けることもできる。この場合は、共通処理部3301は、基本的に常に起動させておき、前述のCTS送信完了をトリガーに第2の無線チャネル用処理部2903を起動させたり、その後、NRTSを受信するために必要な時間を待ち、その間にNRTSを受信しなかった場合、もしくは、CTS送信のSIFS後に第2の無線チャネルを用いて送信されたデータを受信し始めた場合には、第1の無線チャネル処理部を停止させる。
【0083】
また、データ送信を行う無線通信装置、つまり、RTSを送信する無線通信装置は、RTS送信に対するCTSを受信結果に基づいて、第2の無線チャネルを用いたデータ通信を行うか、第1の無線チャネルを用いてデータ送信を取り消すための信号(NRTS)を送信する。そのため、本実施形態に係わる無線通信装置は、第1の無線チャネルを用いてCTSを受信した場合に、第2の無線チャネルでデータを送信するための無線処理部を起動させる。起動手法は、前述の受信側と同様であるため省略する。また、CTSを受信した結果、NRTSを送信すると判断した場合には、再度、第2の無線チャネルでデータを送信するための無線処理部を停止する。起動して、停止する処理を行わないようにするためには、第2の無線チャネルでデータを送信すると判断してから第2の無線チャネルでデータを送信するための無線処理部を起動してもよいが、CTS受信したSIFS後に、第2の無線チャネルでデータを送信しなければならないので、CTS受信結果からデータ送信を判断した後に、第2の無線チャネルでデータを送信するための無線処理部を起動する場合、起動時間を非常に短かくする必要がある。
【0084】
以上に説明した第6の実施形態によれば、第2の無線チャネルを用いた通信が終了した場合には、第2の無線チャネルを用いた送信、または、受信のための処理部を停止させ、再度、第1の無線チャネルを用いた送受信処理部を起動させる。このようにすることで、無線通信装置の消費電力を抑えた無線通信が可能となる。したがって、本実施形態によれば、省電力なアクセス方式を提供するができる。
【0085】
なお、上述した第1の実施形態から第6の実施形態では、第1の無線チャネルから第2の無線チャネルへの切り替え時間もSIFSとしているが、チャネル切り替え等に要する時間が必要な場合は、SIFSよりも長い固定時間としても良く、本発明は、このようなフレーム間の期間を何ら限定するものではない。
【0086】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0087】
201…送受信部、202…チャネル観測部、203…受信品質測定部、204…送信権獲得判断部、205…上位層インターフェイス、2901…電源制御部、2902…第1の無線チャネル用送受信部、2903…第2の無線チャネル用送受信部、3301…共通処理部。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を第1無線チャネルで受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測する観測手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号と該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中でなく、かつ、前記観測手段による該第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により前記第2無線チャネルが使用中である場合は、前記第1無線通信装置に対して前記第1送信要求信号を送信しないように前記送信手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項2】
第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、前記第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
前記第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測する観測手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号により前記第2無線チャネルが予約期間中でなく、かつ、前記観測手段による前記第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により第2無線チャネルが使用中であり、かつ、該第1無線通信装置が送信した第3送信要求信号を受信した場合は、前記第1無線チャネルで第1送信非許可信号を送信する第2送信手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項3】
第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を第1無線チャネルで受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号または該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中であり、かつ、該第1無線通信装置が送信した第2無線チャネルの予約期間を記載した第1送信非許可信号を受信した場合は、該第2送信要求信号または該第2送信許可信号により予約された第2無線チャネルの予約期間と、前記送信非許可信号に付加された第2無線チャネルの予約期間とを比較する比較手段と、
前記送信非許可信号に付加された第2無線チャネルの予約期間の方が長い場合は、第2無線チャネルの予約期間を更新する更新手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項4】
第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号または該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中であり、かつ、該第1無線通信装置が送信した第3送信要求信号の受信に対して、該第1無線チャネルで、予約期間が記述されている第1送信非許可信号を送信する場合は、該第1送信非許可信号に記載される前記第2無線チャネルの予約期間を、前記第2送信要求信号、または、前記第2送信許可信号により予約された第2無線チャネルの予約終了時刻に基づいて算出する算出手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項5】
第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号であって、送信される際に利用されるビームの指向性に対応するビーム指向性識別子を含むチャネル情報推定フィールドを含む第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
指向性を有するビームを形成する形成手段と、を具備し、
前記第1送信手段は、前記指向性を変更しながら前記第1送信要求信号のチャネル情報推定フィールドを繰り返し送信することを特徴とする無線通信装置。
【請求項6】
前記第1無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する測定手段と、
ビームの指向性を変えながら、通信相手である無線通信装置からの第2送信要求信号を受信する場合に最も受信品質の良いビームを選択ビームとして選択する選択手段と、
前記第2送信要求信号の応答信号である第2送信許可信号の一部のフィールドを、前記選択ビームを用いて送信する第2送信手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
【請求項7】
前記第1無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する測定手段と、
ビームの指向性を変えながら前記第1送信許可信号の一部を受信する場合に最も受信品質の良いビームを選択ビームとして選択する選択手段と、
前記選択ビームを用いて無線信号の一部を前記第2無線チャネルで送信する第2送信手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
【請求項8】
前記第2送信手段が第2無線チャネルでの送信を終了した場合に、前記第1無線チャネルで無指向性アンテナを用いて通信終了信号を送信する第3送信手段をさらに具備することを特徴とする請求項7に記載の無線通信装置。
【請求項9】
前記第1無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する測定手段と、
他の無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した第2送信要求信号のチャネル情報推定フィールドの受信品質を比較し、最も受信品質の良いチャネル情報推定フィールドに付加されたビーム指向性識別子を、該第2送信要求信号の応答信号である第2送信許可信号に付加して送信する第2送信手段をさらに具備することを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
【請求項10】
通信相手である第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した第3送信要求信号の一部であるチャネル情報推定フィールドを正しく受信することができた場合には、そのチャネル情報推定フィールドに付加されたビーム指向性情報を記憶する記憶手段と、
通信相手である第1無線通信装置以外の第3無線通信装置が前記第3送信要求信号に対する応答信号として送信した第3送信許可信号に付加されたビーム指向性識別子が前記ビーム指向性情報の中に含まれず、かつ、前記第1無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した第4送信要求信号を受信した場合は、前記第1無線チャネルで該第4送信要求信号に対応する第2送信許可信号を送信することを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。
【請求項11】
通信相手である第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した第3送信要求信号と該第1無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した第4送信要求信号の受信品質を比較する場合、もしくは、該第2無線通信装置が送信した第2送信許可信号と該第1無線通信装置が送信した前記第1送信許可信号の受信品質を比較する場合に、それぞれ、前記ビームを用いて送信されたフィールドの受信品質を比較することを特徴とする請求項6から請求項10のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項12】
通信相手である第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が第1無線チャネルで送信した第2送信許可信号の一部を正しく受信できない場合に、該第1無線通信装置が送信した前記第1送信許可信号を受信した場合は、前記第2無線チャネルで無線信号を送信することを特徴とする請求項5から請求項11のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項13】
第1無線チャネルの帯域幅は、第2無線チャネルの帯域幅以下であり、互いに直交することを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項14】
第1無線チャネルは、第2無線チャネルの帯域内であることを特徴とする請求項13に記載の無線通信装置。
【請求項15】
前記第2無線チャネルで信号を受信する第2受信手段と、
前記第1無線チャネルで送信許可信号を送信した場合に、該送信許可信号を送信する以前に動作を停止している前記第2受信手段の動作を開始する開始手段をさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項16】
前記第1無線チャネルで第1送信許可信号を送信した場合に、予め定めた時間内に、前記第1無線チャネルでの受信処理が開始しなかった場合は、前記第1受信手段を停止する停止手段をさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項17】
信号を送受信するためのアンテナをさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項1】
第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を第1無線チャネルで受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測する観測手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号と該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中でなく、かつ、前記観測手段による該第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により前記第2無線チャネルが使用中である場合は、前記第1無線通信装置に対して前記第1送信要求信号を送信しないように前記送信手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項2】
第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、前記第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
前記第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測する観測手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号により前記第2無線チャネルが予約期間中でなく、かつ、前記観測手段による前記第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により第2無線チャネルが使用中であり、かつ、該第1無線通信装置が送信した第3送信要求信号を受信した場合は、前記第1無線チャネルで第1送信非許可信号を送信する第2送信手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項3】
第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を第1無線チャネルで受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号または該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中であり、かつ、該第1無線通信装置が送信した第2無線チャネルの予約期間を記載した第1送信非許可信号を受信した場合は、該第2送信要求信号または該第2送信許可信号により予約された第2無線チャネルの予約期間と、前記送信非許可信号に付加された第2無線チャネルの予約期間とを比較する比較手段と、
前記送信非許可信号に付加された第2無線チャネルの予約期間の方が長い場合は、第2無線チャネルの予約期間を更新する更新手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項4】
第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号または該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中であり、かつ、該第1無線通信装置が送信した第3送信要求信号の受信に対して、該第1無線チャネルで、予約期間が記述されている第1送信非許可信号を送信する場合は、該第1送信非許可信号に記載される前記第2無線チャネルの予約期間を、前記第2送信要求信号、または、前記第2送信許可信号により予約された第2無線チャネルの予約終了時刻に基づいて算出する算出手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項5】
第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号であって、送信される際に利用されるビームの指向性に対応するビーム指向性識別子を含むチャネル情報推定フィールドを含む第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
指向性を有するビームを形成する形成手段と、を具備し、
前記第1送信手段は、前記指向性を変更しながら前記第1送信要求信号のチャネル情報推定フィールドを繰り返し送信することを特徴とする無線通信装置。
【請求項6】
前記第1無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する測定手段と、
ビームの指向性を変えながら、通信相手である無線通信装置からの第2送信要求信号を受信する場合に最も受信品質の良いビームを選択ビームとして選択する選択手段と、
前記第2送信要求信号の応答信号である第2送信許可信号の一部のフィールドを、前記選択ビームを用いて送信する第2送信手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
【請求項7】
前記第1無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する測定手段と、
ビームの指向性を変えながら前記第1送信許可信号の一部を受信する場合に最も受信品質の良いビームを選択ビームとして選択する選択手段と、
前記選択ビームを用いて無線信号の一部を前記第2無線チャネルで送信する第2送信手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
【請求項8】
前記第2送信手段が第2無線チャネルでの送信を終了した場合に、前記第1無線チャネルで無指向性アンテナを用いて通信終了信号を送信する第3送信手段をさらに具備することを特徴とする請求項7に記載の無線通信装置。
【請求項9】
前記第1無線チャネルで受信した信号の受信品質を測定する測定手段と、
他の無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した第2送信要求信号のチャネル情報推定フィールドの受信品質を比較し、最も受信品質の良いチャネル情報推定フィールドに付加されたビーム指向性識別子を、該第2送信要求信号の応答信号である第2送信許可信号に付加して送信する第2送信手段をさらに具備することを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
【請求項10】
通信相手である第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した第3送信要求信号の一部であるチャネル情報推定フィールドを正しく受信することができた場合には、そのチャネル情報推定フィールドに付加されたビーム指向性情報を記憶する記憶手段と、
通信相手である第1無線通信装置以外の第3無線通信装置が前記第3送信要求信号に対する応答信号として送信した第3送信許可信号に付加されたビーム指向性識別子が前記ビーム指向性情報の中に含まれず、かつ、前記第1無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した第4送信要求信号を受信した場合は、前記第1無線チャネルで該第4送信要求信号に対応する第2送信許可信号を送信することを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。
【請求項11】
通信相手である第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した第3送信要求信号と該第1無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した第4送信要求信号の受信品質を比較する場合、もしくは、該第2無線通信装置が送信した第2送信許可信号と該第1無線通信装置が送信した前記第1送信許可信号の受信品質を比較する場合に、それぞれ、前記ビームを用いて送信されたフィールドの受信品質を比較することを特徴とする請求項6から請求項10のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項12】
通信相手である第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が第1無線チャネルで送信した第2送信許可信号の一部を正しく受信できない場合に、該第1無線通信装置が送信した前記第1送信許可信号を受信した場合は、前記第2無線チャネルで無線信号を送信することを特徴とする請求項5から請求項11のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項13】
第1無線チャネルの帯域幅は、第2無線チャネルの帯域幅以下であり、互いに直交することを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項14】
第1無線チャネルは、第2無線チャネルの帯域内であることを特徴とする請求項13に記載の無線通信装置。
【請求項15】
前記第2無線チャネルで信号を受信する第2受信手段と、
前記第1無線チャネルで送信許可信号を送信した場合に、該送信許可信号を送信する以前に動作を停止している前記第2受信手段の動作を開始する開始手段をさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項16】
前記第1無線チャネルで第1送信許可信号を送信した場合に、予め定めた時間内に、前記第1無線チャネルでの受信処理が開始しなかった場合は、前記第1受信手段を停止する停止手段をさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【請求項17】
信号を送受信するためのアンテナをさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の無線通信装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30A】
【図30B】
【図31】
【図32】
【図33】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30A】
【図30B】
【図31】
【図32】
【図33】
【公開番号】特開2013−59128(P2013−59128A)
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−284368(P2012−284368)
【出願日】平成24年12月27日(2012.12.27)
【分割の表示】特願2008−282356(P2008−282356)の分割
【原出願日】平成20年10月31日(2008.10.31)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成24年12月27日(2012.12.27)
【分割の表示】特願2008−282356(P2008−282356)の分割
【原出願日】平成20年10月31日(2008.10.31)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
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