通信装置及び通信方法、並びに通信システム
【課題】ミリ波通信システムにおいて、2.4/5GHz帯のマイクロ波通信を補助的に利用して複数の通信相手との間で適切にコーディネーションをとる。
【解決手段】制御局は、自セルに収容した各端末局との間で、マイクロ波を利用した第1の通信方式に従ってコーディネーション・リンクを張って、セル内でのスケジューリング情報を含んだ制御情報の通知を行なう。制御局によってスケジューリングされた端末局同士は、ミリ波を利用した第2の通信方式を適用したダイレクトリンク・リンクを張って、直接データ通信を行なう。端末局同士がお互いに向けて指向性を形成し、通信品質の向上を実現することができる。
【解決手段】制御局は、自セルに収容した各端末局との間で、マイクロ波を利用した第1の通信方式に従ってコーディネーション・リンクを張って、セル内でのスケジューリング情報を含んだ制御情報の通知を行なう。制御局によってスケジューリングされた端末局同士は、ミリ波を利用した第2の通信方式を適用したダイレクトリンク・リンクを張って、直接データ通信を行なう。端末局同士がお互いに向けて指向性を形成し、通信品質の向上を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ミリ波を利用して無線通信を行なう通信装置及び通信方法、並びに通信システムに係り、特に、ミリ波通信を行なう複数の通信相手との間で適切にコーディネーションをとる通信装置及び通信方法、並びに通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
「ミリ波」と呼ばれる無線通信は、波長10mm〜1mm、周波数で30GHz〜300GHzを使用し、GHz単位でチャネル割り当てが可能であることから、非常に高速なデータ通信を行なうことができる。例えば、IEEE802.11adでは、60GHz帯を使用した無線LAN規格について標準化を進めている。ミリ波は、無線LAN(Local Area Network)技術などで広く普及しているマイクロ波と比較しても、波長が短く、強い直進性があり、非常に大きな情報量を伝送することができる。その反面、ミリ波は、反射に伴う減衰が激しいため、通信を行なう無線のパスとしては、直接波や、せいぜい1回程度の反射波が主なものとなる。また、ミリ波は、伝搬損失が大きいため、遠くまで無線信号が到達しない、という性質を持つ。
【0003】
このようなミリ波の飛距離問題を補うために、送受信機のアンテナに指向性を持たせ、その送信ビーム並びに受信ビームを通信相手の位置する方向に向けて、通信距離を伸ばす方法が検討されている。しかしながら、通信相手の方向には送受信電力が向上するものの、その他の方向にいる周辺局には信号が届かなくなるという弊害がある。このため、指向性通信は、複数の通信局間でコーディネーションをとるための方法としては不適切である。
【0004】
他方、IEEE802.11nは、2.4/5GHz帯のミリ波を使用した指向性通信について規定しているが、コーディネーション用のパケットをデータ・パケット時よりも低いレートで送信することにより、より広い範囲で周辺局にスケジューリング情報を伝達できるようにしている。しかしながら、60GHz帯では、低いレートを利用してパケットを送信しても十分に周辺局に到達しない可能性がある。
【0005】
また、指向性アンテナの放射方向を一定の角速度で水平面上に360度の方向に往復回転させながら、ミリ波によりサーチトーンを送信し、このサーチトーンを受信した通信ノードから返信される応答トーンに基づいて、通信ノードのサーチを行なう無線通信装置について提案がなされているが(例えば、特許文献1を参照のこと)、全周にわたって通信ノードをサーチするにはサーチトーンを往復回転する時間を要してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−188925号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、ミリ波通信を行なう複数の通信相手との間で適切にコーディネーションをとることができる、優れた通信装置及び通信方法、並びに通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項1に記載の発明は、
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、
前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部と、
前記第1の無線通信部及び前記第2の無線通信部を利用した通信動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、端末局として動作する際に、他の端末局と直接通信を行なうためのスケジューリング情報を制御局から受信して、前記スケジューリング情報に基づいて他の端末局との直接通信を行なわせる、
通信装置である。
【0009】
本願の請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の通信装置は、前記制御局とは前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクで接続されている。そして、前記第1の無線通信部で、前記コーディネーション・リンクを通じて前記スケジューリング情報を受信するように構成されている。
【0010】
本願の請求項3に記載の発明によれば、前記スケジューリング情報は、前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間に関する情報を含んでいる。そして、請求項1に記載の通信装置は、前記第2の無線通信部で、前記スケジューリング情報に記載された通信期間内で前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した他の端末局との直接通信を行なうように構成されている。
【0011】
本願の請求項4に記載の発明によれば、請求項1に記載の通信装置は、周辺局との通信可能状態に関する情報を前記制御局に通知するように構成されている。
【0012】
本願の請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の通信装置は、前記第1の無線通信部で、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて前記制御局への前記通知を行なうように構成されている。
【0013】
本願の請求項6に記載の発明によれば、請求項4に記載の通信装置は、前記通信可能状態に関する情報に、周辺局毎の、前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信、並びに、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信の各々で通信が可能か否かを示す情報を含めるように構成されている。
【0014】
本願の請求項7に記載の発明によれば、前記スケジューリング情報は、通信相手の端末局と直接通信を行なう通信期間に関する情報と、当該通信相手の端末局とは前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信又は前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信のいずれで通信を行なうかを示した情報が含まれている。そして、請求項6に記載の通信装置は、前記スケジューリング情報に記載された通信期間内に、且つ、前記第1の無線通信部又は前記第2の無線通信部のいずれか対応するものを用いて、当該通信相手の端末局との直接通信を行なうように構成されている。
【0015】
また、本願の請求項8に記載の発明は、
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、
前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部と、
前記第1の無線通信部及び前記第2の無線通信部を利用した通信動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、制御局として動作する際に、端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当て、通信期間に関する情報を含むスケジューリング情報を該当する端末局に送信させる、
通信装置である。
【0016】
本願の請求項9に記載の発明によれば、請求項8に記載の通信装置は、各端末局とは前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクで接続され、前記コーディネーション・リンクを通じて前記第1の無線通信部から前記スケジューリング情報を送信するように構成されている。
【0017】
本願の請求項10に記載の発明によれば、請求項8に記載の通信装置は、前記スケジューリング情報は、前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間に関する情報を含めるように構成されている。
【0018】
本願の請求項11に記載の発明によれば、請求項8に記載の通信装置は、各端末局から受信した、周辺局との通信可能状態に関する情報の通知に基づいて、通信可能状態にある端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当てるように構成されている。
【0019】
本願の請求項12に記載の発明によれば、請求項11に記載の通信装置は、前記第1の無線通信部で、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて各端末局からの前記通知を受信するように構成されている。
【0020】
本願の請求項13に記載の発明によれば、前記通信可能状態に関する情報は、周辺局毎の、前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信、並びに、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信の各々で通信が可能か否かを示す情報を含んでいる。そして、請求項11に記載の通信装置は、前記通知に基づいて、割り当てた通信期間で端末局同士が前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信又は前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信のいずれで直接通信を行なうかを決定し、通信期間における通信方式を示す情報を含んだスケジューリング情報を送信するように構成されている。
【0021】
また、本願の請求項14に記載の発明は、第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部を備えた通信装置において、端末局として動作する通信方法であって、
前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なうためのスケジューリング情報を、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて制御局から受信するステップと、
受信したスケジューリング情報に基づいて、他の端末局との間で、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した直接通信を行なうステップと、
を有する通信方法である。
【0022】
また、本願の請求項15に記載の発明は、第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部を備えた通信装置において、制御局として動作する通信方法であって、
前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間を割り当てるステップと、
通信期間の割当に関する情報を含んだスケジューリング情報を、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて端末局から送信するステップと、
を有する通信方法である。
【0023】
また、本願の請求項16に記載の発明は、
端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当て、通信期間に関する情報を含むスケジューリング情報を該当する端末局に送信する制御局と、
他の端末局と直接通信を行なうためのスケジューリング情報を前記制御局から受信して、前記スケジューリング情報に基づいて他の端末局との直接通信を行なう、2以上の端末局と、
で構成される通信システムである。
【0024】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置(又は特定の機能を実現する機能モジュール)が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、ミリ波通信を行なう複数の通信相手との間で適切にコーディネーションをとることができる、優れた通信装置及び通信方法、並びに通信システムを提供することができる。
【0026】
本発明によれば、2.4/5GHz帯のマイクロ波通信を補助的に利用して複数の通信相手との間で適切にコーディネーションをとることによって、60GHz帯のミリ波通信を利用した好適なデータ伝送を実現することができる。
【0027】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係るミリ波無線通信システムの構成例を模式的に示した図である。
【図2】図2は、本発明に適用可能な無線通信装置100の構成例を示した図である。
【図3】図3は、第1のディジタル部130の内部構成の一例を示した図である。
【図4】図4は、第2のディジタル部180の内部構成の一例を示した図である。
【図5】図5は、通信システムの利用形態を例示した図である。
【図6】図6は、図5に示した利用形態における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2)の通信シーケンス例を示した図である。
【図7】図7は、通信システムの他の利用形態を例示した図である。
【図8】図8は、図7に示した利用環境における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3、STA4)の通信シーケンス例を示した図である。
【図9】図9は、通信システムのさらに他の利用形態を例示した図である。
【図10】図10は、通信システムのさらに他の利用形態を例示した図である。
【図11】図11は、図10に示した利用環境における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3)の通信シーケンス例を示した図である。
【図12】図12は、図2に示した無線通信装置100が、図5、図7、図10のいずれかに示した利用環境で端末局として動作するための処理手順を示したフローチャートである。
【図13】図13は、図2に示した無線通信装置100が、図5、図7、図10のいずれかに示した利用環境で制御局として動作するための処理手順をフローチャートの形式で示している。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0030】
背景技術の欄で既に述べたように、ミリ波を利用する無線通信システムは、複数の送受信アンテナを用い、鋭いアンテナ指向性(すなわち、ビーム形状のアンテナ指向性)を形成することで、その通信範囲を拡大することができる。しかしながら、通信相手の位置の方向にビームを向けることによって通信距離を伸ばすことができるものの、制御フレームの送信に指向性通信は適切ではなくコーディネーションをとれないことが懸念される。
【0031】
例えば、IEEE802.11で規定されるマイクロ波(5GHz帯)を利用した指向性の通信システムでは、コーディネーション用のパケットをデータ送信時よりも低い通信レートで送信することによって、フレーム周期内のスケジューリングなどの情報を周辺局に広く伝達して、より確実にコーディネーションをとるようにしている。しかしながら、ミリ波を使用する通信では、通信レートを低くしても、十分に周辺局に信号が到達しない可能性がある。
【0032】
そこで、本実施形態に係る無線通信システムは、60GHz帯の無線通信に5GHz帯の無線通信を併用し、ビーコンなどの60GHz帯の通信におけるコーディネーションをとるための制御情報の伝送に5GHz帯を補助的に利用して、制御情報が十分に周辺局に到達するようにしている。
【0033】
以下の説明では、第1の通信方式は、無線LAN規格として広範に普及しているIEEE802.11a/b/gで使用するマイクロ波の電磁波(5GHz帯)を用いた通信方式とし、他方の第2の通信方式は、VHT(Very High Throughput)規格で使用する60GHz帯とする。但し、本発明の要旨は、第1及び第2の通信方式が必ずしも特定の周波数帯に限定されるものではない。
【0034】
図1には、本発明の一実施形態に係るミリ波無線通信システムの構成例を模式的に示している。図示の無線通信システムは、IEEE802.11ではアクセスポイント(AP)と呼ばれる1台の制御局と、1台以上の端末局(図示の例では2台の端末局STA1、STA2)で構成される。
【0035】
制御局(AP)は、自セルに収容した各端末局(STA1、STA2)との間で、マイクロ波を利用した第1の通信方式に従ってコーディネーション・リンクを張って、セル内でのスケジューリング情報を含んだ制御情報の通知を行なう。
【0036】
端末局STA1とSTA2間のデータ通信は、制御局(AP)を経由してもよいが、本実施形態では、主に、端末局間を直接接続するダイレクトリンク・リンクを張って、直接データ通信を行なうものとする。ダイレクトリンクでは、ミリ波を利用した第2の通信方式が適用される。したがって、制御局(AP)によってスケジューリングされた端末局STA1とSTA2同士がお互いに向けて指向性を形成し、通信品質の向上を実現することができる。
【0037】
図2には、本実施形態に係る無線通信システムにおいて、端末局(STA)として動作することができる無線通信装置100の構成例を示している。図1に示した例では、制御局(AP)は、第1の通信方式に従ってコーディネーションのみを行なうが、第2の通信方式に従ってデータ通信を行なう場合は、同様に図示のように構成される。
【0038】
無線通信装置100は、アンテナ110と、第1の無線通信部120と、記憶部150と、複数のアンテナ160a〜160nと、第2の無線通信部170を備えている。第1の無線通信部120は、第1のアナログ部122と、AD(Analog−to−Digital)変換部124と、DA(Digital−to−Analog)変換部126と、第1のディジタル部130と、制御部140で構成される。また、第2の無線通信部170は、第2のアナログ部172と、AD変換部174と、DA変換部176と、第2のディジタル部180と、制御部190で構成される。
【0039】
アンテナ110は、第1の通信方式に従った無線通信に使用されるアンテナである。アンテナ110は、例えば第2の通信方式におけるコーディネーションをとるための制御信号を、マイクロ波を用いた第1の通信方式に従って送信する。また、アンテナ110は、第2の通信方式におけるコーディネーションをとるための制御信号を第1の通信方式に従って受信して、第1のアナログ部122へ出力する。
【0040】
第1のアナログ部122は、典型的には、第1の通信方式に従った無線信号を送受信するためのRF(Radio Frequency)回路に相当する。すなわち、第1のアナログ部122は、アンテナ110により受信されたRF受信信号を低雑音増幅するとともにダウンコンバートし、後段のAD変換部124へ出力する。また、第1のアナログ部122は、DA変換部126によりアナログ信号に変換された送信信号をRF帯にアップコンバートするとともに電力増幅して、アンテナ110へ出力する。
【0041】
AD変換部124は、第1のアナログ部122から入力されるアナログ受信信号をディジタル信号に変換し、後段の第1のディジタル部130へ出力する。また、DA変換部126は、第1のディジタル部130から入力されるディジタル送信信号をアナログ信号に変換し、第1のアナログ部122へ出力する。
【0042】
図3には、第1のディジタル部130の内部構成の一例を示している。図示のように、第1のディジタル部130は、同期部131と、復調復号部132と、符号化変調部133で構成される。同期部131は、アンテナ110の受信信号について、例えば第1の通信方式のパケットの先頭のプリアンブルを検出したことに応じて、受信処理の開始タイミングを同期させる。復調復号部132は、第1の通信方式に使用される任意の変調方式及び符号化方式に従って受信信号を復調及び復号して、データ信号を取得し、制御部140へ出力する。符号化変調部133は、制御部140から入力されるデータ信号を、第1の通信方式に使用される任意の符号化方式及び変調方式に従って符号化及び変調し、送信信号を生成して、DA変換部126へ出力する。
【0043】
図2に戻って、引き続き、無線通信装置100の構成について説明する。
【0044】
制御部140は、例えばマイクロプロセッサーなどの演算装置を用いて構成され、第1の無線通信部120の動作全般を制御する。例えば、制御部140は、所定のアプリケーション(通信プロトコルの上位層プログラムなど)からの要求に応じて、第2の通信方式におけるコーディネーションをとるための制御信号を第1のディジタル部130へ出力する。また、制御部140は、第1のディジタル部130から復号済みの制御信号が入力されると、当該制御信号に記載されている第2の通信方式におけるコーディネーションに関する情報などを取得し、これを記憶部150に適宜保存する。
【0045】
記憶部150は、例えば、半導体メモリなどの書き込み可能な記録媒体で構成され、無線通信装置100による通信処理を実行するためのプログラムをロードしたり、各種パラメータ値を記憶したりするワーク・メモリとして用いられる。また、記憶部150には、第2の通信方式に従った第2の無線通信部170による無線通信の際の最適な送受信ビーム・パターンを特定するためのパラメータ値が記憶される。
【0046】
複数のアンテナ160a〜160nは、第2の通信方式に従った無線通信に使用される。具体的には、アンテナ160a〜160nは、所定の重み係数を用いて重み付けされた無線信号を、ミリ波を用いてそれぞれ送信する。また、アンテナ160a〜160nは、ミリ波の無線信号を受信して、第2のアナログ部172へ出力する。
【0047】
第2のアナログ部172は、典型的には、第2の通信方式に従った無線信号を送受信するためのRF回路に相当する。すなわち、第2のアナログ部172は、アンテナ160a〜160nによりそれぞれ受信された複数の受信信号を低雑音増幅するとともにダウンコンバートし、後段のAD変換部174へ出力する。また、第2のアナログ部172は、DA変換部176によりそれぞれアナログ信号に変換された複数の送信信号をRF帯にアップコンバートするとともに電力増幅して、各アンテナ160a〜160nへ出力する。
【0048】
AD変換部174は、第2のアナログ部172から入力される複数のアナログ受信信号をそれぞれディジタル信号に変換し、後段の第2のディジタル部180へ出力する。また、DA変換部176は、第2のディジタル部180から入力される複数のディジタル送信信号をそれぞれアナログ信号に変換し、第2のアナログ部172へ出力する。
【0049】
第2のディジタル部180は、典型的には、第2の通信方式に従って受信信号を復調及び復号するための回路、並びに、第2の通信方式に従って送信信号を符号化及び変調するための回路で構成される。
【0050】
図4には、第2のディジタル部180の内部構成の一例を示している。図示のように、第2のディジタル部180は、同期部181と、受信ビーム処理部182と、電力計算部183と、決定部184と、復調復号部185と、符号化変調部186と、送信ビーム処理部187で構成される。
【0051】
同期部181は、例えば、複数のアンテナ160a〜160nにより受信された複数の受信信号について、パケットの先頭のプリアンブルに応じて受信処理の開始タイミングを同期させて受信ビーム処理部182へ出力する。
【0052】
受信ビーム処理部182は、同期部181から入力される複数の受信信号について、例えば一様分布又はテイラー分布に従って重み付け処理を行なうことによって、受信ビームの指向性を制御する。そして、受信ビーム処理部182は、重み付けされた受信信号を電力計算部183及び復調復号部185へ出力する。
【0053】
最適な送受信ビーム・パターンの学習を行なう際、電力計算部183は、各送受信ビーム・パターンで送受信された受信信号の受信電力をそれぞれ計算して、決定部184へ順次出力する。そして、決定部184は、電力計算部183から入力される受信電力値に基づいて、最適な送信ビーム・パターン及び受信ビーム・パターンを特定するためのパラメータ値を決定する。最適なビーム・パターンとは、典型的には、1つのビーム学習用信号について電力計算部183から入力される一連の受信電力値が最大値となるビーム・パターンである。
【0054】
復調復号部185は、受信ビーム処理部182により重み付けされた受信信号を第2の通信方式に使用される任意の変調方式及び符号化方式に従って復調及び復号し、データ信号を取得する。そして、復調復号部185は、取得したデータ信号を制御部190へ出力する。
【0055】
符号化変調部186は、制御部190から入力されるデータ信号を第2の通信方式に使用される任意の符号化方式及び変調方式に従って符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、符号化変調部186は、生成した送信信号を送信ビーム処理部187へ出力する。
【0056】
送信ビーム処理部187は、符号化変調部186から入力された送信信号から、例えば一様分布又はテイラー分布に従って重み付けされた複数の送信信号を生成し、送信ビームの指向性を制御する。送信ビーム処理部187により使用される重みの値は、例えば、制御部190から入力される指向性制御信号により指定される。送信ビーム処理部187により重み付けされた複数の送信信号は、DA変換部176へそれぞれ出力される。
【0057】
図2に戻って、引き続き、無線通信装置100の構成について説明する。
【0058】
制御部190は、例えばマイクロプロセッサーなどの演算装置を用いて構成され、第2の無線通信部170の動作全般を制御する。また、制御部190は、最適な送信ビーム・パターンを特定するためのパラメータ値を記憶部150から取得し、当該パラメータ値に基づいて特定される最適な送信ビーム・パターンを形成するための指向性制御信号を第2のディジタル部180内の送信ビーム処理部185へ出力する。これにより、無線通信装置100による第2の通信方式に従った無線送信の際の送信ビームが、通信相手の位置する方向へ向けられる。
【0059】
ここで、図5に示す通信システム構成において、端末局(STA1〜3)同士のダイレクトリンクは第2の通信方式によるミリ波通信を行なうことができるが、制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3)との間は、第2の通信方式によるミリ波通信は行なえず、第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが行なわれるという利用環境について考えてみる。第2の通信方式による通信が行なえない理由として、通信距離が離れていることや、壁越え通信であることなどが挙げられる。
【0060】
制御局(AP)は、自セルに収容した各端末局(STA1〜3)との間で、マイクロ波を利用した第1の通信方式に従ってコーディネーション・リンクを張って、セル内でのスケジューリング情報を含んだ制御情報の通知を行なう。
【0061】
端末局STA1とSTA2は、制御局(AP)からコーディネーション・リンクを介して通知されたスケジュール情報に従ってダイレクトリンク・リンクを張り、直接データ通信を第2の通信方式によるミリ波通信で行なう。同様に、端末局STA1とSTA2は、ダイレクトリンク・リンクを張って、直接データ通信を第2の通信方式によるミリ波通信で行なう。端末局STA1とSTA2同士、並びに、STA1とSTA3同士は、お互いに向けて指向性を形成し、通信品質の向上を実現することができる。
【0062】
図6には、図5に示した利用環境における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2)の通信シーケンス例を示している。
【0063】
制御局(AP)は、自セル内の端末局(STA1、STA2)の各々に対して、他局よりも優先的にミリ波通信を利用できる期間#1、#2を割り振ると、優先利用期間#1、#2などのスケジュール情報を記載したスケジューリング・フレーム(Schedule)を用いて各端末局(STA1、STA2)に通知する。すなわち、制御局(AP)は、スケジュール情報を報知することで、自セル内でのデータの往来を管理する。スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0064】
制御局(AP)は、例えば、端末局(STA1、STA2)からのデータ送信要求に応じて、スケジューリングすなわち優先利用期間の割り振りを行なう。また、任意のフレームをスケジューリング・フレームとして利用することができ、例えばビーコン・フレームがスケジューリング・フレームを兼ねるようにしてもよい。
【0065】
図6に示す例では、各優先利用期間#1、#2内では、第2の通信方式に従ってミリ波通信(60GHz)のみが行なわれる。また、各端末局(STA1、STA2)は、自局に割り当てられた優先利用期間内で、RTS/CTS手順を適用している。
【0066】
優先利用期間#1内では、STA1は、まず、データ送信先であるSTA2にRTS(Request To Send)フレームを送信する。その後、STA2からCTS(Clear To Send)フレームを受信すると、STA1は、STA2にデータ・フレームを送信する。そして、STA2は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0067】
続く優先利用期間#2内では、STA2は、まず、データ送信先であるSTA1にRTSフレームを送信する。その後、STA1からCTSフレームを受信すると、STA2は、STA1にデータ・フレームを送信する。そして、STA1は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0068】
なお、本発明の要旨は、端末局がRTS/CTS手順を利用することに限定されるものではなく、優先期間内でRTS/CTS手順を省略してデータ・フレームの送信を行なうようにしてもよい。
【0069】
図5、図6に示した利用形態として、例えば、家庭内に1台の制御局(AP)が設置され、制御局(AP)とは異なる部屋にある端末局とはマイクロ波を用いた第1の通信方式によって通信が行なわれ、また、ある1つの部屋内の端末局(STA1、STA2)同士はミリ波を用いた第2の通信方式によって高速な通信が行なわれることが想定される。
【0070】
図7には、さらに他の通信システムの構成例を示している。同図は、以下のような利用環境を想定している。
【0071】
(1)制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3、STA4)との間は、第2の通信方式によるミリ波通信は行なうことができず、第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが行なわれる。
(2)STA1とSTA2同士、並びに、STA3とSTA4同士のダイレクトリンクは、それぞれ第2の通信方式によるミリ波通信を行なうことができるが、STA1とSTA3、STA4の間、並びに、STA2とSTA3、STA4の間は第2の通信方式によるミリ波通信を行なうことができない。
【0072】
第2の通信方式によるミリ波通信が行なえない理由として、通信距離が離れていることや、壁越え通信であることなどが挙げられる。例えば、STA1とSTA2は同じ部屋にいて、これとは別の同じ部屋にSTA3とSTA4がいる。この場合、STA1とSTA2間のミリ波通信と、STA3とSTA4間のミリ波通信は、壁越えする際の伝搬損失により互いに影響を与えない。したがって、部屋毎のミリ波通信によるデータ往来を同時にスケジューリングすることが可能である。
【0073】
図8には、図7に示した利用環境における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3、STA4)の通信シーケンス例を示している。
【0074】
制御局(AP)は、ある部屋にいる端末局STA1、STA2と、別の部屋にいる端末局STA3、STA4を、第1の通信方式によるマイクロ波通信を通じて、自セルに収容している。
【0075】
制御局(AP)は、スケジュール情報を報知することで、自セル内でのデータの往来を管理する。図示の例では、制御局(AP)は、端末局STA1、STA2、STA3の各々に対して、ミリ波通信を利用できる優先利用期間#1、#2、#3を割り振ると、これらのスケジュール情報を記載したスケジューリング・フレーム(Schedule)を用いて各端末局STA1、STA2、STA3に通知する。スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0076】
図7に示した利用環境では、部屋毎のミリ波通信によるデータ往来を同時にスケジューリングすることが可能である。したがって、制御局(AP)は、一方の部屋に割り当てる優先利用期間#1、#2と、他方の部屋に割り当てる優先利用期間#3を、同時にすなわち重複してスケジューリングすることができる。
【0077】
図8に示す例では、各優先利用期間#1、#2、#3内では、第2の通信方式に従ってミリ波通信(60GHz)のみが行なわれる。また、各端末局STA1、STA2、STA3は、自局に割り当てられた優先利用期間内で、RTS/CTS手順を適用している。
【0078】
一方の部屋では、まず、優先利用期間#1内で、STA1が、データ送信先であるSTA2にRTSフレームを送信する。その後、STA2からCTSフレームを受信すると、STA1は、STA2にデータ・フレームを送信する。そして、STA2は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。続く優先利用期間#2内では、STA2が、データ送信先であるSTA1にRTSフレームを送信する。その後、STA1からCTSフレームを受信すると、STA2は、STA1にデータ・フレームを送信する。そして、STA1は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0079】
また、他方の部屋では、優先利用期間#3内で、STA3が、データ送信先であるSTA4にRTSフレームを送信する。その後、STA4からCTSフレームを受信すると、STA3は、STA4にデータ・フレームを送信する。そして、STA4は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0080】
なお、本発明の要旨は、端末局がRTS/CTS手順を利用することに限定されるものではなく、優先期間内でRTS/CTS手順を省略してデータ・フレームの送信を行なうようにしてもよい。
【0081】
図7、図8に示したように、ミリ波通信によるデータ往来を同時にスケジューリングすることを実現するには、制御局(AP)は、自セルに収容している各端末局がそれぞれどの端末局と通信可能状態にあるのかを把握する必要がある。また、端末局同士が、第1の通信方式によるマイクロ波通信と第2の通信方式によるミリ波通信のどちらで通信可能であるかという情報も、併せて重要である。
【0082】
制御局(AP)が、各端末局の通信可能状態を把握する方法として、端末局に通信可能状態に関する情報を報告させる方法が挙げられる。また、端末局が通信可能状態を取得するために、ビーコン信号を利用する方法が挙げられる。すなわち、各端末局は、第1の通信方式によるマイクロ波通信と第2の通信方式によるミリ波通信の各々を利用して、定期的にビーコン信号を報知する。そして、端末局は、ビーコン信号を受信することができた、あるいはビーコン信号を所定の信号強度以上で受信できたことによって、ビーコン信号の送信元である周辺局とは通信可能状態であることや通信可能な通信方式を把握することができる。各通信局の通信可能状態に関する情報を使用して、ミリ波及びマイクロ波をそれぞれ利用するデータ通信を柔軟に切り替えることができる。
【0083】
図9には、制御局(AP)が各端末局(STA1、STA2)の通信可能状態に従ってデータ往来のスケジューリングを行なう通信シーケンス例を示している。ここでは、図7に示した利用環境を想定するものとする。
【0084】
端末局STA1は、端末局STA2とは第2の通信方式によるミリ波通信が可能(当然、第1の通信方式によるマイクロ波通信は可能)であるが、制御局(AP)とは第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが可能である旨の通信可能状態を記載した旨の通信可能状態を記載したレポート(Report)フレームを、制御局(AP)に送信する。また、端末局STA2は、端末局STA1とは第2の通信方式によるミリ波通信が可能(当然、第1の通信方式によるマイクロ波通信は可能)であるが、制御局(AP)並びに端末局STA3とは第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが可能である旨の通信可能状態を記載したレポート・フレームを、制御局(AP)に送信する。レポート・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0085】
制御局(AP)は、各端末局STA1、STA2の通信可能状態に基づいて、通信方式(周波数帯)毎のスケジューリングを行なうとともに、スケジュール情報を報知することで、自セル内でのデータの往来を管理する。図示の例では、制御局(AP)は、端末局STA1に対してミリ波通信を利用できる優先利用期間#1を割り振ると、このスケジュール情報を記載したスケジューリング・フレーム(Schedule)を用いて端末局STA1に通知する。スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0086】
図9に示す例では、端末局STA1は、自局に割り当てられた優先利用期間内で、RTS/CTS手順を適用している。また、優先利用期間内では、第2の通信方式に従ってミリ波(60GHz)による直接データ通信が行なわれる。STA1は、まず、データ送信先であるSTA2にRTSフレームを送信する。その後、STA2からCTSフレームを受信すると、STA1は、STA2にデータ・フレームを送信する。そして、STA2は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0087】
また、図10に示す利用環境を例にとって、制御局(AP)が各端末局の通信可能状態に従ってデータ往来のスケジューリングを行なう方法について説明する。
【0088】
図10に示す利用環境では、制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3)との間は、第2の通信方式によるミリ波通信は行なえず、第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが行なわれる。また、各端末局の通信可能状態として、STA1とSTA2間のダイレクトリンクは第2の通信方式によるミリ波通信が可能(当然、第1の通信方式によるマイクロ波通信は可能)、STA2とSTA3間のダイレクトリンクは第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが可能、STA1とSTA3間はいずれの通信方式、周波数帯域でも通信不可能であることを想定している。
【0089】
ここで、STA2とSTA3間で第2の通信方式によるミリ波通信が不可能な理由として、通信距離が離れていることや、壁越え通信であることが挙げられる。また、STA1とSTA3間はいずれの通信方式、周波数帯域でも通信不可能である理由として、通信距離がさらに離れていることや、マイクロ波でさえ遮る障害物が存在することが挙げられる。
【0090】
制御局(AP)は、自セルに収容した各端末局(STA1〜3)との間で、マイクロ波を利用した第1の通信方式に従ってコーディネーション・リンクを張る。そして、各端末局(STA1〜3)は、自局の通信可能状態を、コネクション・リンクを介して制御局(AP)に報告する。また、制御局(AP)は各端末局(STA1〜3)の通信可能状態に基づいてセル内のスケジューリングを行ない、スケジューリング情報を含んだ制御情報の通知を、コネクション・リンクを介して行なう。
【0091】
端末局STA1とSTA2は、制御局(AP)からコーディネーション・リンクを介して通知されたスケジュール情報に従ってダイレクトリンク・リンクを張り、直接データ通信を第2の通信方式によるミリ波通信で行なう。端末局STA1とSTA2同士は、お互いに向けて指向性を形成し、通信品質の向上を実現することができる。
【0092】
他方、端末局STA1とSTA2は、制御局(AP)からコーディネーション・リンクを介して通知されたスケジュール情報に従ってダイレクトリンク・リンクを張るが、直接データ通信を第1の通信方式によるマイクロ波通信で行なう。
【0093】
図11には、図10に示した利用環境における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3)の通信シーケンス例を示している。但し、端末局(STA1、STA2、STA3)は自局の通信可能状態を既に把握しているものとする。
【0094】
端末局STA1は、端末局STA2とは第2の通信方式によるミリ波通信が可能(当然、第1の通信方式によるマイクロ波通信は可能)であるが、制御局(AP)とは第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが可能である旨の通信可能状態を記載した旨の通信可能状態を記載したレポート(Report)フレームを、制御局(AP)に送信する。また、端末局STA2は、端末局STA1とは第2の通信方式によるミリ波通信が可能(当然、第1の通信方式によるマイクロ波通信は可能)であるが、制御局(AP)並びに端末局STA3とは第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが可能である旨の通信可能状態を記載したレポート・フレームを、制御局(AP)に送信する。レポート・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0095】
制御局(AP)は、各端末局STA1、STA2の通信可能状態に基づいて、通信方式(周波数帯)毎のスケジューリングを行なうとともに、スケジュール情報を報知することで、自セル内でのデータの往来を管理する。図示の例では、制御局(AP)は、端末局STA1に対してミリ波通信を利用できる優先利用期間#1を割り振るとともに、端末局STA2に対してマイクロ波通信を利用できる優先利用期間#2を割り振ると、これらのスケジュール情報を記載したスケジューリング・フレーム(Schedule)を用いて各端末局STA1、STA2に通知する。スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0096】
図11に示す例では、各端末局(STA1、STA2)は、自局に割り当てられた優先利用期間内で、RTS/CTS手順を適用している。
【0097】
優先利用期間#1内では、第2の通信方式に従ってミリ波(60GHz)による直接データ通信が行なわれる。STA1は、まず、データ送信先であるSTA2にRTSフレームを送信する。その後、STA2からCTSフレームを受信すると、STA1は、STA2にデータ・フレームを送信する。そして、STA2は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0098】
続く優先利用期間#2内では、第1の通信方式に従ってマイクロ波(5GHz)による直接データ通信が行なわれる。STA2は、まず、データ送信先であるSTA3にRTSフレームを送信する。その後、STA1からCTSフレームを受信すると、STA2は、STA3にデータ・フレームを送信する。そして、STA3は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0099】
なお、本発明の要旨は、端末局がRTS/CTS手順を利用することに限定されるものではなく、優先期間内でRTS/CTS手順を省略してデータ・フレームの送信を行なうようにしてもよい。
【0100】
図10、図11には、通信可能状態に基づいてミリ波及びマイクロ波を柔軟に切り替えるデータ通信を、端末局間の直接データ通信に適用するものであるが、勿論、制御局(AP)と端末局間のデータ通信にも適用することが可能である。
【0101】
図12には、図2に示した無線通信装置100が、図5、図7、図10のいずれかに示した利用環境で端末局(STA)として動作するための処理手順をフローチャートの形式で示している。
【0102】
端末局は、所定のタイミングが到来すると、マイクロ波通信(5GHz帯)で、周辺局で通信可能状態を把握するための信号を送信する(ステップS1201)。例えば、ビーコン信号をこの信号に利用することができる。
【0103】
また、端末局は、他の所定のタイミングが到来すると、ミリ波通信(60GHz帯)で、周辺局で通信可能状態を把握するための信号を送信する(ステップS1202)。例えば、ビーコン信号をこの信号に利用することができる。
【0104】
次いで、端末局は、さらに所定のタイミングが到来すると、マイクロ波通信(5GHz帯)で周辺局から信号を受信したことに応答して、5GHz帯における周辺局との通信可能状態を把握する(ステップS1203)。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第1の無線通信部120におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。
【0105】
次いで、端末局は、さらに所定のタイミングが到来すると、ミリ波通信(60GHz帯)で周辺局から信号を受信したことに応答して、60GHz帯における周辺局との信可能状態を把握する(ステップS1204)。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第2の無線通信部170におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。
【0106】
端末局は、周辺局との通信可能状態を把握し終えるまで(ステップS1205のNo)、上記ステップS1201〜S1204を繰り返し実行する。
【0107】
そして、端末局は、周辺局との通信可能状態を把握し終えると(ステップS1205のYes)、取得した通信可能状態に関する情報を、制御局に通知する(ステップS1206)。通信可能状態に関する情報は、例えば、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクを通じて、レポート・フレームに記載して通知される。また、このとき、端末局は、周辺局との直接通信によるデータ送信要求を行なうようにしてもよい。
【0108】
その後、端末局は、制御局から、直接通信を行なうための通信機会の割り当てに関するスケジューリング情報を含んだスケジューリング・フレームを受信する(ステップS1207)。スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第1の無線通信部120におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。
【0109】
なお、スケジューリング情報は、直接通信を行なう際の送信用並びに受信用のビーム・パターンを指定する情報を含んでいてもよい。
【0110】
端末局は、スケジューリング・フレーム内のスケジューリング情報を解析して、周辺局に対して直接送信する機会が与えられているか否かをチェックする(ステップS1208)。ここで、直接送信する機会が与えられている場合には(ステップS1208のYes)、スケジューリング情報で指定された周辺局に対して、指定された通信期間内及び指定された周波数帯域を利用して、データ・フレームを直接送信する(ステップS1209)。このとき、スケジューリング情報でビーム・パターンが指定されている場合には、指定されたビーム・パターンを用いて送信動作を行なう。
【0111】
また、端末局は、スケジューリング・フレーム内のスケジューリング情報を解析して、周辺局から直接受信する機会が与えられているか否かをチェックする(ステップS1210)。ここで、直接受信する機会が与えられている場合には(ステップS1210のYes)、スケジューリング情報で指定された周辺局に対して、指定された通信期間内及び指定された周波数帯域を利用して、データ・フレームを直接受信する(ステップS1211)。このとき、スケジューリング情報でビーム・パターンが指定されている場合には、指定されたビーム・パターンを用いて受信動作を行なう。
【0112】
なお、ステップS1208〜S1209の送信動作と、ステップS1210〜S1211の受信動作は、処理する順番を入れ替えることが可能である。
【0113】
図13には、図2に示した無線通信装置100が、図5、図7、図10のいずれかに示した利用環境で制御局(AP)として動作するための処理手順をフローチャートの形式で示している。
【0114】
制御局は、所定のタイミングが到来すると、マイクロ波通信(5GHz帯)で、周辺局で通信可能状態を把握するための信号を送信する(ステップS1301)。例えば、ビーコン信号をこの信号に利用することができる。
【0115】
また、制御局は、他の所定のタイミングが到来すると、ミリ波通信(60GHz帯)で、周辺局で通信可能状態を把握するための信号を送信する(ステップS1302)。例えば、ビーコン信号をこの信号に利用することができる。
【0116】
次いで、制御局は、さらに所定のタイミングが到来すると、マイクロ波通信(5GHz帯)で周辺局から信号を受信したことに応答して、5GHz帯における周辺局との通信可能状態を把握する(ステップS1303)。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第1の無線通信部120におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。
【0117】
次いで、制御局は、さらに所定のタイミングが到来すると、ミリ波通信(60GHz帯)で周辺局から信号を受信したことに応答して、60GHz帯における周辺局との信可能状態を把握する(ステップS1304)。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第2の無線通信部170におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。
【0118】
制御局は、周辺局との通信可能状態を把握し終えるまで(ステップS1305のNo)、上記ステップS1301〜S1304を繰り返し実行する。
【0119】
そして、制御局は、周辺局との通信可能状態を把握し終えると(ステップS1305のYes)、周辺の端末局から通信可能状態に関する情報の通知を受信する(ステップS1306)。通信可能状態に関する情報は、例えば、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクを通じて、レポート・フレームに記載して通知される。また、このとき、制御局は、周辺の端末局から、端末局同士の直接通信によるデータ送信要求を受信することもある。
【0120】
制御局は、各端末局からのデータ送信要求と通信可能状態に基づいて、通信方式(周波数帯)毎のスケジューリングを行なう(ステップS1307)。そして、制御局は、スケジュール情報を報知することで(ステップS1308)、自セル内でのデータの往来を管理する。
【0121】
ここで、スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第1の無線通信部120におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。また、スケジューリング情報は、直接通信を行なう際の送信用並びに受信用のビーム・パターンを指定する情報を含んでいてもよい。
【0122】
制御局は、自局に送信機会を与えている場合には(ステップS1309のYes)、指定した周辺局に対して、指定した通信期間内及び指定した周波数帯域を利用して、データ・フレームを送信する(ステップS1310)。このとき、ビーム・パターンを指定している場合には、指定したビーム・パターンを用いて送信動作を行なう。
【0123】
また、制御局は、自局に受信機会が与えられている場合には(ステップS1311のYes)、指定した周辺局に対して、指定した通信期間内及び指定した周波数帯域を利用して、データ・フレームを受信する(ステップS1312)。このとき、ビーム・パターンを指定している場合には、指定したビーム・パターンを用いて受信動作を行なう。
【0124】
なお、ステップS1309〜S1310の送信動作と、ステップS1311〜S1312の受信動作は、処理する順番を入れ替えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0125】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【0126】
本明細書では、第1の通信方式は、無線LAN規格として広範に普及しているIEEE802.11aで使用する5GHz帯とし、第2の通信方式は、IEEE802.11adで使用する60GHz帯とした実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨は必ずしも特定の周波数帯に限定されるものではない。また、第2の通信方式は、ミリ波通信だけでなくその他の指向性通信、無指向性通信であってもよい。
【0127】
本明細書では、通信可能状態に基づいてミリ波及びマイクロ波を柔軟に切り替えるデータ通信を、端末局間の直接データ通信に適用した実施例について説明したが、勿論、制御局(AP)と端末局間のデータ通信にも適用することが可能である。
【0128】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【0129】
100…無線通信装置
110…アンテナ(第1の通信方式)
120…第1の無線通信部
122…第1のアナログ部
124…AD変換部
126…DA変換部
130…第1のディジタル部
131…同期部
132…復調復号部
133…符号化変調部
140…制御部
150…記憶部
160a〜160n…複数のアンテナ(第2の通信方式)
170…第2の無線通信部
172…第2のアナログ部
174…AD変換部
176…DA変換部
180…第2のディジタル部
181…同期部
182…受信ビーム処理部
183…電力計算部
184…決定部
185…復調復号部
186…符号化変調部
187…送信ビーム処理部
190…制御部
【技術分野】
【0001】
本発明は、ミリ波を利用して無線通信を行なう通信装置及び通信方法、並びに通信システムに係り、特に、ミリ波通信を行なう複数の通信相手との間で適切にコーディネーションをとる通信装置及び通信方法、並びに通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
「ミリ波」と呼ばれる無線通信は、波長10mm〜1mm、周波数で30GHz〜300GHzを使用し、GHz単位でチャネル割り当てが可能であることから、非常に高速なデータ通信を行なうことができる。例えば、IEEE802.11adでは、60GHz帯を使用した無線LAN規格について標準化を進めている。ミリ波は、無線LAN(Local Area Network)技術などで広く普及しているマイクロ波と比較しても、波長が短く、強い直進性があり、非常に大きな情報量を伝送することができる。その反面、ミリ波は、反射に伴う減衰が激しいため、通信を行なう無線のパスとしては、直接波や、せいぜい1回程度の反射波が主なものとなる。また、ミリ波は、伝搬損失が大きいため、遠くまで無線信号が到達しない、という性質を持つ。
【0003】
このようなミリ波の飛距離問題を補うために、送受信機のアンテナに指向性を持たせ、その送信ビーム並びに受信ビームを通信相手の位置する方向に向けて、通信距離を伸ばす方法が検討されている。しかしながら、通信相手の方向には送受信電力が向上するものの、その他の方向にいる周辺局には信号が届かなくなるという弊害がある。このため、指向性通信は、複数の通信局間でコーディネーションをとるための方法としては不適切である。
【0004】
他方、IEEE802.11nは、2.4/5GHz帯のミリ波を使用した指向性通信について規定しているが、コーディネーション用のパケットをデータ・パケット時よりも低いレートで送信することにより、より広い範囲で周辺局にスケジューリング情報を伝達できるようにしている。しかしながら、60GHz帯では、低いレートを利用してパケットを送信しても十分に周辺局に到達しない可能性がある。
【0005】
また、指向性アンテナの放射方向を一定の角速度で水平面上に360度の方向に往復回転させながら、ミリ波によりサーチトーンを送信し、このサーチトーンを受信した通信ノードから返信される応答トーンに基づいて、通信ノードのサーチを行なう無線通信装置について提案がなされているが(例えば、特許文献1を参照のこと)、全周にわたって通信ノードをサーチするにはサーチトーンを往復回転する時間を要してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−188925号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、ミリ波通信を行なう複数の通信相手との間で適切にコーディネーションをとることができる、優れた通信装置及び通信方法、並びに通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項1に記載の発明は、
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、
前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部と、
前記第1の無線通信部及び前記第2の無線通信部を利用した通信動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、端末局として動作する際に、他の端末局と直接通信を行なうためのスケジューリング情報を制御局から受信して、前記スケジューリング情報に基づいて他の端末局との直接通信を行なわせる、
通信装置である。
【0009】
本願の請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の通信装置は、前記制御局とは前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクで接続されている。そして、前記第1の無線通信部で、前記コーディネーション・リンクを通じて前記スケジューリング情報を受信するように構成されている。
【0010】
本願の請求項3に記載の発明によれば、前記スケジューリング情報は、前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間に関する情報を含んでいる。そして、請求項1に記載の通信装置は、前記第2の無線通信部で、前記スケジューリング情報に記載された通信期間内で前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した他の端末局との直接通信を行なうように構成されている。
【0011】
本願の請求項4に記載の発明によれば、請求項1に記載の通信装置は、周辺局との通信可能状態に関する情報を前記制御局に通知するように構成されている。
【0012】
本願の請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の通信装置は、前記第1の無線通信部で、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて前記制御局への前記通知を行なうように構成されている。
【0013】
本願の請求項6に記載の発明によれば、請求項4に記載の通信装置は、前記通信可能状態に関する情報に、周辺局毎の、前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信、並びに、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信の各々で通信が可能か否かを示す情報を含めるように構成されている。
【0014】
本願の請求項7に記載の発明によれば、前記スケジューリング情報は、通信相手の端末局と直接通信を行なう通信期間に関する情報と、当該通信相手の端末局とは前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信又は前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信のいずれで通信を行なうかを示した情報が含まれている。そして、請求項6に記載の通信装置は、前記スケジューリング情報に記載された通信期間内に、且つ、前記第1の無線通信部又は前記第2の無線通信部のいずれか対応するものを用いて、当該通信相手の端末局との直接通信を行なうように構成されている。
【0015】
また、本願の請求項8に記載の発明は、
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、
前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部と、
前記第1の無線通信部及び前記第2の無線通信部を利用した通信動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、制御局として動作する際に、端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当て、通信期間に関する情報を含むスケジューリング情報を該当する端末局に送信させる、
通信装置である。
【0016】
本願の請求項9に記載の発明によれば、請求項8に記載の通信装置は、各端末局とは前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクで接続され、前記コーディネーション・リンクを通じて前記第1の無線通信部から前記スケジューリング情報を送信するように構成されている。
【0017】
本願の請求項10に記載の発明によれば、請求項8に記載の通信装置は、前記スケジューリング情報は、前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間に関する情報を含めるように構成されている。
【0018】
本願の請求項11に記載の発明によれば、請求項8に記載の通信装置は、各端末局から受信した、周辺局との通信可能状態に関する情報の通知に基づいて、通信可能状態にある端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当てるように構成されている。
【0019】
本願の請求項12に記載の発明によれば、請求項11に記載の通信装置は、前記第1の無線通信部で、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて各端末局からの前記通知を受信するように構成されている。
【0020】
本願の請求項13に記載の発明によれば、前記通信可能状態に関する情報は、周辺局毎の、前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信、並びに、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信の各々で通信が可能か否かを示す情報を含んでいる。そして、請求項11に記載の通信装置は、前記通知に基づいて、割り当てた通信期間で端末局同士が前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信又は前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信のいずれで直接通信を行なうかを決定し、通信期間における通信方式を示す情報を含んだスケジューリング情報を送信するように構成されている。
【0021】
また、本願の請求項14に記載の発明は、第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部を備えた通信装置において、端末局として動作する通信方法であって、
前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なうためのスケジューリング情報を、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて制御局から受信するステップと、
受信したスケジューリング情報に基づいて、他の端末局との間で、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した直接通信を行なうステップと、
を有する通信方法である。
【0022】
また、本願の請求項15に記載の発明は、第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部を備えた通信装置において、制御局として動作する通信方法であって、
前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間を割り当てるステップと、
通信期間の割当に関する情報を含んだスケジューリング情報を、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて端末局から送信するステップと、
を有する通信方法である。
【0023】
また、本願の請求項16に記載の発明は、
端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当て、通信期間に関する情報を含むスケジューリング情報を該当する端末局に送信する制御局と、
他の端末局と直接通信を行なうためのスケジューリング情報を前記制御局から受信して、前記スケジューリング情報に基づいて他の端末局との直接通信を行なう、2以上の端末局と、
で構成される通信システムである。
【0024】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置(又は特定の機能を実現する機能モジュール)が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、ミリ波通信を行なう複数の通信相手との間で適切にコーディネーションをとることができる、優れた通信装置及び通信方法、並びに通信システムを提供することができる。
【0026】
本発明によれば、2.4/5GHz帯のマイクロ波通信を補助的に利用して複数の通信相手との間で適切にコーディネーションをとることによって、60GHz帯のミリ波通信を利用した好適なデータ伝送を実現することができる。
【0027】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係るミリ波無線通信システムの構成例を模式的に示した図である。
【図2】図2は、本発明に適用可能な無線通信装置100の構成例を示した図である。
【図3】図3は、第1のディジタル部130の内部構成の一例を示した図である。
【図4】図4は、第2のディジタル部180の内部構成の一例を示した図である。
【図5】図5は、通信システムの利用形態を例示した図である。
【図6】図6は、図5に示した利用形態における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2)の通信シーケンス例を示した図である。
【図7】図7は、通信システムの他の利用形態を例示した図である。
【図8】図8は、図7に示した利用環境における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3、STA4)の通信シーケンス例を示した図である。
【図9】図9は、通信システムのさらに他の利用形態を例示した図である。
【図10】図10は、通信システムのさらに他の利用形態を例示した図である。
【図11】図11は、図10に示した利用環境における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3)の通信シーケンス例を示した図である。
【図12】図12は、図2に示した無線通信装置100が、図5、図7、図10のいずれかに示した利用環境で端末局として動作するための処理手順を示したフローチャートである。
【図13】図13は、図2に示した無線通信装置100が、図5、図7、図10のいずれかに示した利用環境で制御局として動作するための処理手順をフローチャートの形式で示している。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0030】
背景技術の欄で既に述べたように、ミリ波を利用する無線通信システムは、複数の送受信アンテナを用い、鋭いアンテナ指向性(すなわち、ビーム形状のアンテナ指向性)を形成することで、その通信範囲を拡大することができる。しかしながら、通信相手の位置の方向にビームを向けることによって通信距離を伸ばすことができるものの、制御フレームの送信に指向性通信は適切ではなくコーディネーションをとれないことが懸念される。
【0031】
例えば、IEEE802.11で規定されるマイクロ波(5GHz帯)を利用した指向性の通信システムでは、コーディネーション用のパケットをデータ送信時よりも低い通信レートで送信することによって、フレーム周期内のスケジューリングなどの情報を周辺局に広く伝達して、より確実にコーディネーションをとるようにしている。しかしながら、ミリ波を使用する通信では、通信レートを低くしても、十分に周辺局に信号が到達しない可能性がある。
【0032】
そこで、本実施形態に係る無線通信システムは、60GHz帯の無線通信に5GHz帯の無線通信を併用し、ビーコンなどの60GHz帯の通信におけるコーディネーションをとるための制御情報の伝送に5GHz帯を補助的に利用して、制御情報が十分に周辺局に到達するようにしている。
【0033】
以下の説明では、第1の通信方式は、無線LAN規格として広範に普及しているIEEE802.11a/b/gで使用するマイクロ波の電磁波(5GHz帯)を用いた通信方式とし、他方の第2の通信方式は、VHT(Very High Throughput)規格で使用する60GHz帯とする。但し、本発明の要旨は、第1及び第2の通信方式が必ずしも特定の周波数帯に限定されるものではない。
【0034】
図1には、本発明の一実施形態に係るミリ波無線通信システムの構成例を模式的に示している。図示の無線通信システムは、IEEE802.11ではアクセスポイント(AP)と呼ばれる1台の制御局と、1台以上の端末局(図示の例では2台の端末局STA1、STA2)で構成される。
【0035】
制御局(AP)は、自セルに収容した各端末局(STA1、STA2)との間で、マイクロ波を利用した第1の通信方式に従ってコーディネーション・リンクを張って、セル内でのスケジューリング情報を含んだ制御情報の通知を行なう。
【0036】
端末局STA1とSTA2間のデータ通信は、制御局(AP)を経由してもよいが、本実施形態では、主に、端末局間を直接接続するダイレクトリンク・リンクを張って、直接データ通信を行なうものとする。ダイレクトリンクでは、ミリ波を利用した第2の通信方式が適用される。したがって、制御局(AP)によってスケジューリングされた端末局STA1とSTA2同士がお互いに向けて指向性を形成し、通信品質の向上を実現することができる。
【0037】
図2には、本実施形態に係る無線通信システムにおいて、端末局(STA)として動作することができる無線通信装置100の構成例を示している。図1に示した例では、制御局(AP)は、第1の通信方式に従ってコーディネーションのみを行なうが、第2の通信方式に従ってデータ通信を行なう場合は、同様に図示のように構成される。
【0038】
無線通信装置100は、アンテナ110と、第1の無線通信部120と、記憶部150と、複数のアンテナ160a〜160nと、第2の無線通信部170を備えている。第1の無線通信部120は、第1のアナログ部122と、AD(Analog−to−Digital)変換部124と、DA(Digital−to−Analog)変換部126と、第1のディジタル部130と、制御部140で構成される。また、第2の無線通信部170は、第2のアナログ部172と、AD変換部174と、DA変換部176と、第2のディジタル部180と、制御部190で構成される。
【0039】
アンテナ110は、第1の通信方式に従った無線通信に使用されるアンテナである。アンテナ110は、例えば第2の通信方式におけるコーディネーションをとるための制御信号を、マイクロ波を用いた第1の通信方式に従って送信する。また、アンテナ110は、第2の通信方式におけるコーディネーションをとるための制御信号を第1の通信方式に従って受信して、第1のアナログ部122へ出力する。
【0040】
第1のアナログ部122は、典型的には、第1の通信方式に従った無線信号を送受信するためのRF(Radio Frequency)回路に相当する。すなわち、第1のアナログ部122は、アンテナ110により受信されたRF受信信号を低雑音増幅するとともにダウンコンバートし、後段のAD変換部124へ出力する。また、第1のアナログ部122は、DA変換部126によりアナログ信号に変換された送信信号をRF帯にアップコンバートするとともに電力増幅して、アンテナ110へ出力する。
【0041】
AD変換部124は、第1のアナログ部122から入力されるアナログ受信信号をディジタル信号に変換し、後段の第1のディジタル部130へ出力する。また、DA変換部126は、第1のディジタル部130から入力されるディジタル送信信号をアナログ信号に変換し、第1のアナログ部122へ出力する。
【0042】
図3には、第1のディジタル部130の内部構成の一例を示している。図示のように、第1のディジタル部130は、同期部131と、復調復号部132と、符号化変調部133で構成される。同期部131は、アンテナ110の受信信号について、例えば第1の通信方式のパケットの先頭のプリアンブルを検出したことに応じて、受信処理の開始タイミングを同期させる。復調復号部132は、第1の通信方式に使用される任意の変調方式及び符号化方式に従って受信信号を復調及び復号して、データ信号を取得し、制御部140へ出力する。符号化変調部133は、制御部140から入力されるデータ信号を、第1の通信方式に使用される任意の符号化方式及び変調方式に従って符号化及び変調し、送信信号を生成して、DA変換部126へ出力する。
【0043】
図2に戻って、引き続き、無線通信装置100の構成について説明する。
【0044】
制御部140は、例えばマイクロプロセッサーなどの演算装置を用いて構成され、第1の無線通信部120の動作全般を制御する。例えば、制御部140は、所定のアプリケーション(通信プロトコルの上位層プログラムなど)からの要求に応じて、第2の通信方式におけるコーディネーションをとるための制御信号を第1のディジタル部130へ出力する。また、制御部140は、第1のディジタル部130から復号済みの制御信号が入力されると、当該制御信号に記載されている第2の通信方式におけるコーディネーションに関する情報などを取得し、これを記憶部150に適宜保存する。
【0045】
記憶部150は、例えば、半導体メモリなどの書き込み可能な記録媒体で構成され、無線通信装置100による通信処理を実行するためのプログラムをロードしたり、各種パラメータ値を記憶したりするワーク・メモリとして用いられる。また、記憶部150には、第2の通信方式に従った第2の無線通信部170による無線通信の際の最適な送受信ビーム・パターンを特定するためのパラメータ値が記憶される。
【0046】
複数のアンテナ160a〜160nは、第2の通信方式に従った無線通信に使用される。具体的には、アンテナ160a〜160nは、所定の重み係数を用いて重み付けされた無線信号を、ミリ波を用いてそれぞれ送信する。また、アンテナ160a〜160nは、ミリ波の無線信号を受信して、第2のアナログ部172へ出力する。
【0047】
第2のアナログ部172は、典型的には、第2の通信方式に従った無線信号を送受信するためのRF回路に相当する。すなわち、第2のアナログ部172は、アンテナ160a〜160nによりそれぞれ受信された複数の受信信号を低雑音増幅するとともにダウンコンバートし、後段のAD変換部174へ出力する。また、第2のアナログ部172は、DA変換部176によりそれぞれアナログ信号に変換された複数の送信信号をRF帯にアップコンバートするとともに電力増幅して、各アンテナ160a〜160nへ出力する。
【0048】
AD変換部174は、第2のアナログ部172から入力される複数のアナログ受信信号をそれぞれディジタル信号に変換し、後段の第2のディジタル部180へ出力する。また、DA変換部176は、第2のディジタル部180から入力される複数のディジタル送信信号をそれぞれアナログ信号に変換し、第2のアナログ部172へ出力する。
【0049】
第2のディジタル部180は、典型的には、第2の通信方式に従って受信信号を復調及び復号するための回路、並びに、第2の通信方式に従って送信信号を符号化及び変調するための回路で構成される。
【0050】
図4には、第2のディジタル部180の内部構成の一例を示している。図示のように、第2のディジタル部180は、同期部181と、受信ビーム処理部182と、電力計算部183と、決定部184と、復調復号部185と、符号化変調部186と、送信ビーム処理部187で構成される。
【0051】
同期部181は、例えば、複数のアンテナ160a〜160nにより受信された複数の受信信号について、パケットの先頭のプリアンブルに応じて受信処理の開始タイミングを同期させて受信ビーム処理部182へ出力する。
【0052】
受信ビーム処理部182は、同期部181から入力される複数の受信信号について、例えば一様分布又はテイラー分布に従って重み付け処理を行なうことによって、受信ビームの指向性を制御する。そして、受信ビーム処理部182は、重み付けされた受信信号を電力計算部183及び復調復号部185へ出力する。
【0053】
最適な送受信ビーム・パターンの学習を行なう際、電力計算部183は、各送受信ビーム・パターンで送受信された受信信号の受信電力をそれぞれ計算して、決定部184へ順次出力する。そして、決定部184は、電力計算部183から入力される受信電力値に基づいて、最適な送信ビーム・パターン及び受信ビーム・パターンを特定するためのパラメータ値を決定する。最適なビーム・パターンとは、典型的には、1つのビーム学習用信号について電力計算部183から入力される一連の受信電力値が最大値となるビーム・パターンである。
【0054】
復調復号部185は、受信ビーム処理部182により重み付けされた受信信号を第2の通信方式に使用される任意の変調方式及び符号化方式に従って復調及び復号し、データ信号を取得する。そして、復調復号部185は、取得したデータ信号を制御部190へ出力する。
【0055】
符号化変調部186は、制御部190から入力されるデータ信号を第2の通信方式に使用される任意の符号化方式及び変調方式に従って符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、符号化変調部186は、生成した送信信号を送信ビーム処理部187へ出力する。
【0056】
送信ビーム処理部187は、符号化変調部186から入力された送信信号から、例えば一様分布又はテイラー分布に従って重み付けされた複数の送信信号を生成し、送信ビームの指向性を制御する。送信ビーム処理部187により使用される重みの値は、例えば、制御部190から入力される指向性制御信号により指定される。送信ビーム処理部187により重み付けされた複数の送信信号は、DA変換部176へそれぞれ出力される。
【0057】
図2に戻って、引き続き、無線通信装置100の構成について説明する。
【0058】
制御部190は、例えばマイクロプロセッサーなどの演算装置を用いて構成され、第2の無線通信部170の動作全般を制御する。また、制御部190は、最適な送信ビーム・パターンを特定するためのパラメータ値を記憶部150から取得し、当該パラメータ値に基づいて特定される最適な送信ビーム・パターンを形成するための指向性制御信号を第2のディジタル部180内の送信ビーム処理部185へ出力する。これにより、無線通信装置100による第2の通信方式に従った無線送信の際の送信ビームが、通信相手の位置する方向へ向けられる。
【0059】
ここで、図5に示す通信システム構成において、端末局(STA1〜3)同士のダイレクトリンクは第2の通信方式によるミリ波通信を行なうことができるが、制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3)との間は、第2の通信方式によるミリ波通信は行なえず、第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが行なわれるという利用環境について考えてみる。第2の通信方式による通信が行なえない理由として、通信距離が離れていることや、壁越え通信であることなどが挙げられる。
【0060】
制御局(AP)は、自セルに収容した各端末局(STA1〜3)との間で、マイクロ波を利用した第1の通信方式に従ってコーディネーション・リンクを張って、セル内でのスケジューリング情報を含んだ制御情報の通知を行なう。
【0061】
端末局STA1とSTA2は、制御局(AP)からコーディネーション・リンクを介して通知されたスケジュール情報に従ってダイレクトリンク・リンクを張り、直接データ通信を第2の通信方式によるミリ波通信で行なう。同様に、端末局STA1とSTA2は、ダイレクトリンク・リンクを張って、直接データ通信を第2の通信方式によるミリ波通信で行なう。端末局STA1とSTA2同士、並びに、STA1とSTA3同士は、お互いに向けて指向性を形成し、通信品質の向上を実現することができる。
【0062】
図6には、図5に示した利用環境における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2)の通信シーケンス例を示している。
【0063】
制御局(AP)は、自セル内の端末局(STA1、STA2)の各々に対して、他局よりも優先的にミリ波通信を利用できる期間#1、#2を割り振ると、優先利用期間#1、#2などのスケジュール情報を記載したスケジューリング・フレーム(Schedule)を用いて各端末局(STA1、STA2)に通知する。すなわち、制御局(AP)は、スケジュール情報を報知することで、自セル内でのデータの往来を管理する。スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0064】
制御局(AP)は、例えば、端末局(STA1、STA2)からのデータ送信要求に応じて、スケジューリングすなわち優先利用期間の割り振りを行なう。また、任意のフレームをスケジューリング・フレームとして利用することができ、例えばビーコン・フレームがスケジューリング・フレームを兼ねるようにしてもよい。
【0065】
図6に示す例では、各優先利用期間#1、#2内では、第2の通信方式に従ってミリ波通信(60GHz)のみが行なわれる。また、各端末局(STA1、STA2)は、自局に割り当てられた優先利用期間内で、RTS/CTS手順を適用している。
【0066】
優先利用期間#1内では、STA1は、まず、データ送信先であるSTA2にRTS(Request To Send)フレームを送信する。その後、STA2からCTS(Clear To Send)フレームを受信すると、STA1は、STA2にデータ・フレームを送信する。そして、STA2は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0067】
続く優先利用期間#2内では、STA2は、まず、データ送信先であるSTA1にRTSフレームを送信する。その後、STA1からCTSフレームを受信すると、STA2は、STA1にデータ・フレームを送信する。そして、STA1は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0068】
なお、本発明の要旨は、端末局がRTS/CTS手順を利用することに限定されるものではなく、優先期間内でRTS/CTS手順を省略してデータ・フレームの送信を行なうようにしてもよい。
【0069】
図5、図6に示した利用形態として、例えば、家庭内に1台の制御局(AP)が設置され、制御局(AP)とは異なる部屋にある端末局とはマイクロ波を用いた第1の通信方式によって通信が行なわれ、また、ある1つの部屋内の端末局(STA1、STA2)同士はミリ波を用いた第2の通信方式によって高速な通信が行なわれることが想定される。
【0070】
図7には、さらに他の通信システムの構成例を示している。同図は、以下のような利用環境を想定している。
【0071】
(1)制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3、STA4)との間は、第2の通信方式によるミリ波通信は行なうことができず、第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが行なわれる。
(2)STA1とSTA2同士、並びに、STA3とSTA4同士のダイレクトリンクは、それぞれ第2の通信方式によるミリ波通信を行なうことができるが、STA1とSTA3、STA4の間、並びに、STA2とSTA3、STA4の間は第2の通信方式によるミリ波通信を行なうことができない。
【0072】
第2の通信方式によるミリ波通信が行なえない理由として、通信距離が離れていることや、壁越え通信であることなどが挙げられる。例えば、STA1とSTA2は同じ部屋にいて、これとは別の同じ部屋にSTA3とSTA4がいる。この場合、STA1とSTA2間のミリ波通信と、STA3とSTA4間のミリ波通信は、壁越えする際の伝搬損失により互いに影響を与えない。したがって、部屋毎のミリ波通信によるデータ往来を同時にスケジューリングすることが可能である。
【0073】
図8には、図7に示した利用環境における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3、STA4)の通信シーケンス例を示している。
【0074】
制御局(AP)は、ある部屋にいる端末局STA1、STA2と、別の部屋にいる端末局STA3、STA4を、第1の通信方式によるマイクロ波通信を通じて、自セルに収容している。
【0075】
制御局(AP)は、スケジュール情報を報知することで、自セル内でのデータの往来を管理する。図示の例では、制御局(AP)は、端末局STA1、STA2、STA3の各々に対して、ミリ波通信を利用できる優先利用期間#1、#2、#3を割り振ると、これらのスケジュール情報を記載したスケジューリング・フレーム(Schedule)を用いて各端末局STA1、STA2、STA3に通知する。スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0076】
図7に示した利用環境では、部屋毎のミリ波通信によるデータ往来を同時にスケジューリングすることが可能である。したがって、制御局(AP)は、一方の部屋に割り当てる優先利用期間#1、#2と、他方の部屋に割り当てる優先利用期間#3を、同時にすなわち重複してスケジューリングすることができる。
【0077】
図8に示す例では、各優先利用期間#1、#2、#3内では、第2の通信方式に従ってミリ波通信(60GHz)のみが行なわれる。また、各端末局STA1、STA2、STA3は、自局に割り当てられた優先利用期間内で、RTS/CTS手順を適用している。
【0078】
一方の部屋では、まず、優先利用期間#1内で、STA1が、データ送信先であるSTA2にRTSフレームを送信する。その後、STA2からCTSフレームを受信すると、STA1は、STA2にデータ・フレームを送信する。そして、STA2は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。続く優先利用期間#2内では、STA2が、データ送信先であるSTA1にRTSフレームを送信する。その後、STA1からCTSフレームを受信すると、STA2は、STA1にデータ・フレームを送信する。そして、STA1は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0079】
また、他方の部屋では、優先利用期間#3内で、STA3が、データ送信先であるSTA4にRTSフレームを送信する。その後、STA4からCTSフレームを受信すると、STA3は、STA4にデータ・フレームを送信する。そして、STA4は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0080】
なお、本発明の要旨は、端末局がRTS/CTS手順を利用することに限定されるものではなく、優先期間内でRTS/CTS手順を省略してデータ・フレームの送信を行なうようにしてもよい。
【0081】
図7、図8に示したように、ミリ波通信によるデータ往来を同時にスケジューリングすることを実現するには、制御局(AP)は、自セルに収容している各端末局がそれぞれどの端末局と通信可能状態にあるのかを把握する必要がある。また、端末局同士が、第1の通信方式によるマイクロ波通信と第2の通信方式によるミリ波通信のどちらで通信可能であるかという情報も、併せて重要である。
【0082】
制御局(AP)が、各端末局の通信可能状態を把握する方法として、端末局に通信可能状態に関する情報を報告させる方法が挙げられる。また、端末局が通信可能状態を取得するために、ビーコン信号を利用する方法が挙げられる。すなわち、各端末局は、第1の通信方式によるマイクロ波通信と第2の通信方式によるミリ波通信の各々を利用して、定期的にビーコン信号を報知する。そして、端末局は、ビーコン信号を受信することができた、あるいはビーコン信号を所定の信号強度以上で受信できたことによって、ビーコン信号の送信元である周辺局とは通信可能状態であることや通信可能な通信方式を把握することができる。各通信局の通信可能状態に関する情報を使用して、ミリ波及びマイクロ波をそれぞれ利用するデータ通信を柔軟に切り替えることができる。
【0083】
図9には、制御局(AP)が各端末局(STA1、STA2)の通信可能状態に従ってデータ往来のスケジューリングを行なう通信シーケンス例を示している。ここでは、図7に示した利用環境を想定するものとする。
【0084】
端末局STA1は、端末局STA2とは第2の通信方式によるミリ波通信が可能(当然、第1の通信方式によるマイクロ波通信は可能)であるが、制御局(AP)とは第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが可能である旨の通信可能状態を記載した旨の通信可能状態を記載したレポート(Report)フレームを、制御局(AP)に送信する。また、端末局STA2は、端末局STA1とは第2の通信方式によるミリ波通信が可能(当然、第1の通信方式によるマイクロ波通信は可能)であるが、制御局(AP)並びに端末局STA3とは第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが可能である旨の通信可能状態を記載したレポート・フレームを、制御局(AP)に送信する。レポート・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0085】
制御局(AP)は、各端末局STA1、STA2の通信可能状態に基づいて、通信方式(周波数帯)毎のスケジューリングを行なうとともに、スケジュール情報を報知することで、自セル内でのデータの往来を管理する。図示の例では、制御局(AP)は、端末局STA1に対してミリ波通信を利用できる優先利用期間#1を割り振ると、このスケジュール情報を記載したスケジューリング・フレーム(Schedule)を用いて端末局STA1に通知する。スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0086】
図9に示す例では、端末局STA1は、自局に割り当てられた優先利用期間内で、RTS/CTS手順を適用している。また、優先利用期間内では、第2の通信方式に従ってミリ波(60GHz)による直接データ通信が行なわれる。STA1は、まず、データ送信先であるSTA2にRTSフレームを送信する。その後、STA2からCTSフレームを受信すると、STA1は、STA2にデータ・フレームを送信する。そして、STA2は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0087】
また、図10に示す利用環境を例にとって、制御局(AP)が各端末局の通信可能状態に従ってデータ往来のスケジューリングを行なう方法について説明する。
【0088】
図10に示す利用環境では、制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3)との間は、第2の通信方式によるミリ波通信は行なえず、第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが行なわれる。また、各端末局の通信可能状態として、STA1とSTA2間のダイレクトリンクは第2の通信方式によるミリ波通信が可能(当然、第1の通信方式によるマイクロ波通信は可能)、STA2とSTA3間のダイレクトリンクは第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが可能、STA1とSTA3間はいずれの通信方式、周波数帯域でも通信不可能であることを想定している。
【0089】
ここで、STA2とSTA3間で第2の通信方式によるミリ波通信が不可能な理由として、通信距離が離れていることや、壁越え通信であることが挙げられる。また、STA1とSTA3間はいずれの通信方式、周波数帯域でも通信不可能である理由として、通信距離がさらに離れていることや、マイクロ波でさえ遮る障害物が存在することが挙げられる。
【0090】
制御局(AP)は、自セルに収容した各端末局(STA1〜3)との間で、マイクロ波を利用した第1の通信方式に従ってコーディネーション・リンクを張る。そして、各端末局(STA1〜3)は、自局の通信可能状態を、コネクション・リンクを介して制御局(AP)に報告する。また、制御局(AP)は各端末局(STA1〜3)の通信可能状態に基づいてセル内のスケジューリングを行ない、スケジューリング情報を含んだ制御情報の通知を、コネクション・リンクを介して行なう。
【0091】
端末局STA1とSTA2は、制御局(AP)からコーディネーション・リンクを介して通知されたスケジュール情報に従ってダイレクトリンク・リンクを張り、直接データ通信を第2の通信方式によるミリ波通信で行なう。端末局STA1とSTA2同士は、お互いに向けて指向性を形成し、通信品質の向上を実現することができる。
【0092】
他方、端末局STA1とSTA2は、制御局(AP)からコーディネーション・リンクを介して通知されたスケジュール情報に従ってダイレクトリンク・リンクを張るが、直接データ通信を第1の通信方式によるマイクロ波通信で行なう。
【0093】
図11には、図10に示した利用環境における制御局(AP)と端末局(STA1、STA2、STA3)の通信シーケンス例を示している。但し、端末局(STA1、STA2、STA3)は自局の通信可能状態を既に把握しているものとする。
【0094】
端末局STA1は、端末局STA2とは第2の通信方式によるミリ波通信が可能(当然、第1の通信方式によるマイクロ波通信は可能)であるが、制御局(AP)とは第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが可能である旨の通信可能状態を記載した旨の通信可能状態を記載したレポート(Report)フレームを、制御局(AP)に送信する。また、端末局STA2は、端末局STA1とは第2の通信方式によるミリ波通信が可能(当然、第1の通信方式によるマイクロ波通信は可能)であるが、制御局(AP)並びに端末局STA3とは第1の通信方式によるマイクロ波通信のみが可能である旨の通信可能状態を記載したレポート・フレームを、制御局(AP)に送信する。レポート・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0095】
制御局(AP)は、各端末局STA1、STA2の通信可能状態に基づいて、通信方式(周波数帯)毎のスケジューリングを行なうとともに、スケジュール情報を報知することで、自セル内でのデータの往来を管理する。図示の例では、制御局(AP)は、端末局STA1に対してミリ波通信を利用できる優先利用期間#1を割り振るとともに、端末局STA2に対してマイクロ波通信を利用できる優先利用期間#2を割り振ると、これらのスケジュール情報を記載したスケジューリング・フレーム(Schedule)を用いて各端末局STA1、STA2に通知する。スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。
【0096】
図11に示す例では、各端末局(STA1、STA2)は、自局に割り当てられた優先利用期間内で、RTS/CTS手順を適用している。
【0097】
優先利用期間#1内では、第2の通信方式に従ってミリ波(60GHz)による直接データ通信が行なわれる。STA1は、まず、データ送信先であるSTA2にRTSフレームを送信する。その後、STA2からCTSフレームを受信すると、STA1は、STA2にデータ・フレームを送信する。そして、STA2は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0098】
続く優先利用期間#2内では、第1の通信方式に従ってマイクロ波(5GHz)による直接データ通信が行なわれる。STA2は、まず、データ送信先であるSTA3にRTSフレームを送信する。その後、STA1からCTSフレームを受信すると、STA2は、STA3にデータ・フレームを送信する。そして、STA3は、データ・フレームを受信終了すると、ACKフレームを返す。
【0099】
なお、本発明の要旨は、端末局がRTS/CTS手順を利用することに限定されるものではなく、優先期間内でRTS/CTS手順を省略してデータ・フレームの送信を行なうようにしてもよい。
【0100】
図10、図11には、通信可能状態に基づいてミリ波及びマイクロ波を柔軟に切り替えるデータ通信を、端末局間の直接データ通信に適用するものであるが、勿論、制御局(AP)と端末局間のデータ通信にも適用することが可能である。
【0101】
図12には、図2に示した無線通信装置100が、図5、図7、図10のいずれかに示した利用環境で端末局(STA)として動作するための処理手順をフローチャートの形式で示している。
【0102】
端末局は、所定のタイミングが到来すると、マイクロ波通信(5GHz帯)で、周辺局で通信可能状態を把握するための信号を送信する(ステップS1201)。例えば、ビーコン信号をこの信号に利用することができる。
【0103】
また、端末局は、他の所定のタイミングが到来すると、ミリ波通信(60GHz帯)で、周辺局で通信可能状態を把握するための信号を送信する(ステップS1202)。例えば、ビーコン信号をこの信号に利用することができる。
【0104】
次いで、端末局は、さらに所定のタイミングが到来すると、マイクロ波通信(5GHz帯)で周辺局から信号を受信したことに応答して、5GHz帯における周辺局との通信可能状態を把握する(ステップS1203)。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第1の無線通信部120におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。
【0105】
次いで、端末局は、さらに所定のタイミングが到来すると、ミリ波通信(60GHz帯)で周辺局から信号を受信したことに応答して、60GHz帯における周辺局との信可能状態を把握する(ステップS1204)。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第2の無線通信部170におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。
【0106】
端末局は、周辺局との通信可能状態を把握し終えるまで(ステップS1205のNo)、上記ステップS1201〜S1204を繰り返し実行する。
【0107】
そして、端末局は、周辺局との通信可能状態を把握し終えると(ステップS1205のYes)、取得した通信可能状態に関する情報を、制御局に通知する(ステップS1206)。通信可能状態に関する情報は、例えば、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクを通じて、レポート・フレームに記載して通知される。また、このとき、端末局は、周辺局との直接通信によるデータ送信要求を行なうようにしてもよい。
【0108】
その後、端末局は、制御局から、直接通信を行なうための通信機会の割り当てに関するスケジューリング情報を含んだスケジューリング・フレームを受信する(ステップS1207)。スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第1の無線通信部120におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。
【0109】
なお、スケジューリング情報は、直接通信を行なう際の送信用並びに受信用のビーム・パターンを指定する情報を含んでいてもよい。
【0110】
端末局は、スケジューリング・フレーム内のスケジューリング情報を解析して、周辺局に対して直接送信する機会が与えられているか否かをチェックする(ステップS1208)。ここで、直接送信する機会が与えられている場合には(ステップS1208のYes)、スケジューリング情報で指定された周辺局に対して、指定された通信期間内及び指定された周波数帯域を利用して、データ・フレームを直接送信する(ステップS1209)。このとき、スケジューリング情報でビーム・パターンが指定されている場合には、指定されたビーム・パターンを用いて送信動作を行なう。
【0111】
また、端末局は、スケジューリング・フレーム内のスケジューリング情報を解析して、周辺局から直接受信する機会が与えられているか否かをチェックする(ステップS1210)。ここで、直接受信する機会が与えられている場合には(ステップS1210のYes)、スケジューリング情報で指定された周辺局に対して、指定された通信期間内及び指定された周波数帯域を利用して、データ・フレームを直接受信する(ステップS1211)。このとき、スケジューリング情報でビーム・パターンが指定されている場合には、指定されたビーム・パターンを用いて受信動作を行なう。
【0112】
なお、ステップS1208〜S1209の送信動作と、ステップS1210〜S1211の受信動作は、処理する順番を入れ替えることが可能である。
【0113】
図13には、図2に示した無線通信装置100が、図5、図7、図10のいずれかに示した利用環境で制御局(AP)として動作するための処理手順をフローチャートの形式で示している。
【0114】
制御局は、所定のタイミングが到来すると、マイクロ波通信(5GHz帯)で、周辺局で通信可能状態を把握するための信号を送信する(ステップS1301)。例えば、ビーコン信号をこの信号に利用することができる。
【0115】
また、制御局は、他の所定のタイミングが到来すると、ミリ波通信(60GHz帯)で、周辺局で通信可能状態を把握するための信号を送信する(ステップS1302)。例えば、ビーコン信号をこの信号に利用することができる。
【0116】
次いで、制御局は、さらに所定のタイミングが到来すると、マイクロ波通信(5GHz帯)で周辺局から信号を受信したことに応答して、5GHz帯における周辺局との通信可能状態を把握する(ステップS1303)。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第1の無線通信部120におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。
【0117】
次いで、制御局は、さらに所定のタイミングが到来すると、ミリ波通信(60GHz帯)で周辺局から信号を受信したことに応答して、60GHz帯における周辺局との信可能状態を把握する(ステップS1304)。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第2の無線通信部170におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。
【0118】
制御局は、周辺局との通信可能状態を把握し終えるまで(ステップS1305のNo)、上記ステップS1301〜S1304を繰り返し実行する。
【0119】
そして、制御局は、周辺局との通信可能状態を把握し終えると(ステップS1305のYes)、周辺の端末局から通信可能状態に関する情報の通知を受信する(ステップS1306)。通信可能状態に関する情報は、例えば、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクを通じて、レポート・フレームに記載して通知される。また、このとき、制御局は、周辺の端末局から、端末局同士の直接通信によるデータ送信要求を受信することもある。
【0120】
制御局は、各端末局からのデータ送信要求と通信可能状態に基づいて、通信方式(周波数帯)毎のスケジューリングを行なう(ステップS1307)。そして、制御局は、スケジュール情報を報知することで(ステップS1308)、自セル内でのデータの往来を管理する。
【0121】
ここで、スケジューリング・フレームは、マイクロ波(5GHz)を利用した第1の通信方式に従って張られたコーディネーション・リンクで伝送される。受信信号にトレーニング情報が含まれている場合には、第1の無線通信部120におけるビーム・パターンの学習又は更新を行なうことができる。また、スケジューリング情報は、直接通信を行なう際の送信用並びに受信用のビーム・パターンを指定する情報を含んでいてもよい。
【0122】
制御局は、自局に送信機会を与えている場合には(ステップS1309のYes)、指定した周辺局に対して、指定した通信期間内及び指定した周波数帯域を利用して、データ・フレームを送信する(ステップS1310)。このとき、ビーム・パターンを指定している場合には、指定したビーム・パターンを用いて送信動作を行なう。
【0123】
また、制御局は、自局に受信機会が与えられている場合には(ステップS1311のYes)、指定した周辺局に対して、指定した通信期間内及び指定した周波数帯域を利用して、データ・フレームを受信する(ステップS1312)。このとき、ビーム・パターンを指定している場合には、指定したビーム・パターンを用いて受信動作を行なう。
【0124】
なお、ステップS1309〜S1310の送信動作と、ステップS1311〜S1312の受信動作は、処理する順番を入れ替えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0125】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【0126】
本明細書では、第1の通信方式は、無線LAN規格として広範に普及しているIEEE802.11aで使用する5GHz帯とし、第2の通信方式は、IEEE802.11adで使用する60GHz帯とした実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨は必ずしも特定の周波数帯に限定されるものではない。また、第2の通信方式は、ミリ波通信だけでなくその他の指向性通信、無指向性通信であってもよい。
【0127】
本明細書では、通信可能状態に基づいてミリ波及びマイクロ波を柔軟に切り替えるデータ通信を、端末局間の直接データ通信に適用した実施例について説明したが、勿論、制御局(AP)と端末局間のデータ通信にも適用することが可能である。
【0128】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【0129】
100…無線通信装置
110…アンテナ(第1の通信方式)
120…第1の無線通信部
122…第1のアナログ部
124…AD変換部
126…DA変換部
130…第1のディジタル部
131…同期部
132…復調復号部
133…符号化変調部
140…制御部
150…記憶部
160a〜160n…複数のアンテナ(第2の通信方式)
170…第2の無線通信部
172…第2のアナログ部
174…AD変換部
176…DA変換部
180…第2のディジタル部
181…同期部
182…受信ビーム処理部
183…電力計算部
184…決定部
185…復調復号部
186…符号化変調部
187…送信ビーム処理部
190…制御部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、
前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部と、
前記第1の無線通信部及び前記第2の無線通信部を利用した通信動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、端末局として動作する際に、他の端末局と直接通信を行なうためのスケジューリング情報を制御局から受信して、前記スケジューリング情報に基づいて他の端末局との直接通信を行なわせる、
通信装置。
【請求項2】
前記制御局とは前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクで接続され、
前記制御部は、前記第1の無線通信部に、前記コーディネーション・リンクを通じて前記スケジューリング情報を受信させる、
請求項1に記載の通信装置。
【請求項3】
前記スケジューリング情報は、前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間に関する情報を含み、
前記制御部は、前記第2の無線通信部に、前記スケジューリング情報に記載された通信期間内で前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した他の端末局との直接通信を行なわせる、
請求項1に記載の通信装置。
【請求項4】
前記制御部は、周辺局との通信可能状態に関する情報を前記制御局に通知させる、
請求項1に記載の通信装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記第1の無線通信部に、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて前記制御局への前記通知を行なわせる、
請求項4に記載の通信装置。
【請求項6】
前記通信可能状態に関する情報は、周辺局毎の、前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信、並びに、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信の各々で通信が可能か否かを示す情報を含む、
請求項4に記載の通信装置。
【請求項7】
前記スケジューリング情報は、通信相手の端末局と直接通信を行なう通信期間に関する情報と、当該通信相手の端末局とは前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信又は前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信のいずれで通信を行なうかを示した情報を含み、
前記制御部は、前記スケジューリング情報に記載された通信期間内に、且つ、前記第1の無線通信部又は前記第2の無線通信部のいずれか対応するものを用いて、当該通信相手の端末局との直接通信を行なわせる、
請求項6に記載の通信装置。
【請求項8】
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、
前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部と、
前記第1の無線通信部及び前記第2の無線通信部を利用した通信動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、制御局として動作する際に、端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当て、通信期間に関する情報を含むスケジューリング情報を該当する端末局に送信させる、
通信装置。
【請求項9】
各端末局とは前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクで接続され、
前記制御部は、前記コーディネーション・リンクを通じて前記第1の無線通信部から前記スケジューリング情報を送信させる、
請求項8に記載の通信装置。
【請求項10】
前記スケジューリング情報は、前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間に関する情報を含む、
請求項8に記載の通信装置。
【請求項11】
前記制御部は、各端末局から受信した、周辺局との通信可能状態に関する情報の通知に基づいて、通信可能状態にある端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当てる、
請求項8に記載の通信装置。
【請求項12】
前記制御部は、前記第1の無線通信部に、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて各端末局からの前記通知を受信させる、
請求項11に記載の通信装置。
【請求項13】
前記通信可能状態に関する情報は、周辺局毎の、前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信、並びに、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信の各々で通信が可能か否かを示す情報を含み、
前記制御部は、前記通知に基づいて、割り当てた通信期間で端末局同士が前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信又は前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信のいずれで直接通信を行なうかを決定し、通信期間における通信方式を示す情報を含んだスケジューリング情報を送信させる、
請求項11に記載の通信装置。
【請求項14】
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部を備えた通信装置において、端末局として動作する通信方法であって、
前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なうためのスケジューリング情報を、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて制御局から受信するステップと、
受信したスケジューリング情報に基づいて、他の端末局との間で、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した直接通信を行なうステップと、
を有する通信方法。
【請求項15】
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部を備えた通信装置において、制御局として動作する通信方法であって、
前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間を割り当てるステップと、
通信期間の割当に関する情報を含んだスケジューリング情報を、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて端末局から送信するステップと、
を有する通信方法。
【請求項16】
端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当て、通信期間に関する情報を含むスケジューリング情報を該当する端末局に送信する制御局と、
他の端末局と直接通信を行なうためのスケジューリング情報を前記制御局から受信して、前記スケジューリング情報に基づいて他の端末局との直接通信を行なう、2以上の端末局と、
で構成される通信システム。
【請求項1】
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、
前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部と、
前記第1の無線通信部及び前記第2の無線通信部を利用した通信動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、端末局として動作する際に、他の端末局と直接通信を行なうためのスケジューリング情報を制御局から受信して、前記スケジューリング情報に基づいて他の端末局との直接通信を行なわせる、
通信装置。
【請求項2】
前記制御局とは前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクで接続され、
前記制御部は、前記第1の無線通信部に、前記コーディネーション・リンクを通じて前記スケジューリング情報を受信させる、
請求項1に記載の通信装置。
【請求項3】
前記スケジューリング情報は、前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間に関する情報を含み、
前記制御部は、前記第2の無線通信部に、前記スケジューリング情報に記載された通信期間内で前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した他の端末局との直接通信を行なわせる、
請求項1に記載の通信装置。
【請求項4】
前記制御部は、周辺局との通信可能状態に関する情報を前記制御局に通知させる、
請求項1に記載の通信装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記第1の無線通信部に、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて前記制御局への前記通知を行なわせる、
請求項4に記載の通信装置。
【請求項6】
前記通信可能状態に関する情報は、周辺局毎の、前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信、並びに、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信の各々で通信が可能か否かを示す情報を含む、
請求項4に記載の通信装置。
【請求項7】
前記スケジューリング情報は、通信相手の端末局と直接通信を行なう通信期間に関する情報と、当該通信相手の端末局とは前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信又は前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信のいずれで通信を行なうかを示した情報を含み、
前記制御部は、前記スケジューリング情報に記載された通信期間内に、且つ、前記第1の無線通信部又は前記第2の無線通信部のいずれか対応するものを用いて、当該通信相手の端末局との直接通信を行なわせる、
請求項6に記載の通信装置。
【請求項8】
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、
前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部と、
前記第1の無線通信部及び前記第2の無線通信部を利用した通信動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、制御局として動作する際に、端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当て、通信期間に関する情報を含むスケジューリング情報を該当する端末局に送信させる、
通信装置。
【請求項9】
各端末局とは前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクで接続され、
前記制御部は、前記コーディネーション・リンクを通じて前記第1の無線通信部から前記スケジューリング情報を送信させる、
請求項8に記載の通信装置。
【請求項10】
前記スケジューリング情報は、前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間に関する情報を含む、
請求項8に記載の通信装置。
【請求項11】
前記制御部は、各端末局から受信した、周辺局との通信可能状態に関する情報の通知に基づいて、通信可能状態にある端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当てる、
請求項8に記載の通信装置。
【請求項12】
前記制御部は、前記第1の無線通信部に、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて各端末局からの前記通知を受信させる、
請求項11に記載の通信装置。
【請求項13】
前記通信可能状態に関する情報は、周辺局毎の、前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信、並びに、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信の各々で通信が可能か否かを示す情報を含み、
前記制御部は、前記通知に基づいて、割り当てた通信期間で端末局同士が前記第1の通信方式による前記第1の周波数帯を利用した無線通信又は前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した無線通信のいずれで直接通信を行なうかを決定し、通信期間における通信方式を示す情報を含んだスケジューリング情報を送信させる、
請求項11に記載の通信装置。
【請求項14】
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部を備えた通信装置において、端末局として動作する通信方法であって、
前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なうためのスケジューリング情報を、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて制御局から受信するステップと、
受信したスケジューリング情報に基づいて、他の端末局との間で、前記第2の通信方式による前記第2の周波数帯を利用した直接通信を行なうステップと、
を有する通信方法。
【請求項15】
第1の通信方式に従って第1の周波数帯で無線通信を行なう第1の無線通信部と、前記第1の周波数帯よりも高い第2の周波数帯を使用する第2の通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる第2の無線通信部を備えた通信装置において、制御局として動作する通信方法であって、
前記第2の通信方式により前記第2の周波数帯を利用して端末局間の直接通信を行なう通信期間を割り当てるステップと、
通信期間の割当に関する情報を含んだスケジューリング情報を、前記第1の通信方式による第1の周波数帯を利用したコーディネーション・リンクを通じて端末局から送信するステップと、
を有する通信方法。
【請求項16】
端末局同士で直接通信を行なう通信期間を割り当て、通信期間に関する情報を含むスケジューリング情報を該当する端末局に送信する制御局と、
他の端末局と直接通信を行なうためのスケジューリング情報を前記制御局から受信して、前記スケジューリング情報に基づいて他の端末局との直接通信を行なう、2以上の端末局と、
で構成される通信システム。
【図2】
【図3】
【図4】
【図12】
【図13】
【図1】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図3】
【図4】
【図12】
【図13】
【図1】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2011−223135(P2011−223135A)
【公開日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−87485(P2010−87485)
【出願日】平成22年4月6日(2010.4.6)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年4月6日(2010.4.6)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】
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