JP2009177519A - 無線通信システム、無線端末装置、及び、可視光通信端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】屋内にある各種端末を、屋外にある無線端末と同等に無線アクセスポイントと通信可能にする簡易な無線通信システムを実現する。
【解決手段】無線端末２００は、時分割多重アクセスデータの分割転送及びデータの時分割多重を行なう時分割多重アクセス機能を有し、無線アクセスポイント１００から無線により受信した時分割多重アクセスデータを可視光通信端末３００へ可視光通信により転送するとともに、可視光通信端末３００から可視光通信により受信したデータを時分割多重して無線アクセスポイント１００に無線により送信する。また、可視光通信端末３００は、無線端末装置２００と可視光通信によりデータの送受信を行なう。これにより、無線通信システムは、無線端末２００を介して、可視光通信端末３００と無線アクセスポイント１００の間の時分割多重アクセス通信を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は無線アクセスポイント装置と複数の可視光通信端末装置との間で通信を行なうための無線通信システム、無線端末装置、及び、可視光通信端末装置に関する。

広域ユビキタスワイヤレスシステム（非特許文献１参照）では、半径数ｋｍ程度のセル内にあるセンサやアクチュエータが接続された無線端末と無線アクセスポイントとの間で低速データ通信を行なうシステムである。このシステムでは非常に多くの無線端末を扱うため、低コストかつ長寿命な無線端末が要求される。このため、無線端末の機能を簡単化して低コスト化を図るとともに無線端末からの送信電力を極力抑えており、また、無線アクセスポイントではサイトダイバーシチ等の高度な信号処理による変復調動作が行われている（非特許文献２参照）。
斎藤、梅比良、守倉，「広域ユビキタスネットワークインフラストラクチャに向けた考察」，電子情報通信学会論文誌B，Volume J88-B No.11，ｐｐ．２１２８〜２１３６，２００５年 藤田、内田、藤野、加々見、渡邊，「広域ユビキタスネットワークにおけるサイトダイバーシチに関する実験的検討」，電子情報通信学会総合大会，B-5-136，２００７年

現在検討が進められているシステムでは、無線端末は屋外に配置されると仮定されているが、ユビキタス性の拡大を考えると、屋内に配置された端末との通信の必要性が増大する。しかしながら、これらの無線端末が屋内にある場合、電波環境から屋外のアクセスポイントとの間で無線通信を行なうことが困難な場合が多い。このような場合の解決手段としては屋外に無線端末を配置し、無線端末を介して他の通信手段で屋内の端末と通信することが考えられるが、他の無線方式を用いる場合、既存の無線システムとの干渉を考慮する必要があり、ユビキタス性を持ってサービスを提供することは困難である。また、システムの整合性の点から、屋外の無線端末を介して通信を行なう場合においても、屋内の無線端末は屋外の無線端末と同等に扱える必要がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、屋内にある各種端末を、屋外にある無線端末と同等に無線アクセスポイントと通信可能にする簡易な無線通信システム、無線端末装置、及び、可視光通信端末装置を提供することにある。

上述した問題を解決するため、本発明は、無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムであって、前記無線端末装置は、前記無線アクセスポイント装置と無線通信を行なう無線通信部と、前記可視光通信端末装置と可視光通信を行なう可視光通信部と、時分割多重アクセスデータの分割転送及びデータの時分割多重を行なう時分割多重アクセス機能を有し、前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から無線により受信した時分割多重アクセスデータを前記可視光通信部へ転送するとともに、前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から可視光通信により受信したデータを時分割多重して生成した時分割多重アクセスデータを前記無線通信部へ出力する多重転送部とを備え、前記無線端末装置を介して前記可視光通信端末装置と前記無線アクセスポイント装置の間の時分割多重アクセス通信を行なうことを特徴とする無線通信システムである。

また、本発明は、無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムであって、前記無線端末装置は、前記無線アクセスポイント装置から無線通信によりデータを受信する無線通信部と、前記可視光通信端末装置へ可視光通信によりデータを送信する可視光通信部と、前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から無線により受信した時分割多重アクセスデータを前記可視光通信部へ転送する多重転送部とを備え、前記可視光通信端末装置は、前記無線端末装置から可視光通信によりデータを受信する可視光通信部と、前記無線アクセスポイント装置へ無線通信によりデータを送信する無線通信部とを備え、前記無線アクセスポイント装置から前記可視光通信端末装置方向については前記無線端末装置を介して前記可視光通信端末装置に信号を送信し、前記可視光通信端末装置から前記無線アクセスポイント装置方向については、前記可視光通信端末装置から前記無線アクセスポイント装置に信号を送信し通信を行なうことを特徴とする無線通信システムである。

また、本発明は、無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムであって、前記無線端末装置は、前記無線アクセスポイント装置へ無線通信によりデータを送信する無線通信部と、前記可視光通信端末装置から可視光通信によりデータの受信する可視光通信部と、前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から可視光通信により受信したデータを時分割多重して生成した時分割多重アクセスデータを前記無線通信部へ出力する多重転送部とを備え、前記可視光通信端末装置は、前記無線アクセスポイント装置から無線通信によりデータを受信する無線通信部と、前記無線端末装置へ可視光通信によりデータを送信する可視光通信部とを備え、前記無線アクセスポイント装置から前記可視光通信端末装置方向については前記無線端末装置を介して前記可視光通信端末装置に信号を送信し、前記可視光通信端末装置から前記無線アクセスポイント装置方向については、前記可視光通信端末装置から前記無線アクセスポイント装置に信号を送信し通信を行なうことを特徴とする無線通信システムである。

また、本発明は、無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムであって、前記無線端末装置は、前記無線アクセスポイント装置と無線通信を行なう無線通信部と、前記可視光通信端末装置と可視光通信を行なう可視光通信部と、時分割多重アクセスデータの分割転送及びデータの時分割多重を行なう時分割多重アクセス機能を有し、前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から無線により受信した時分割多重アクセスデータを前記可視光通信部へ転送するとともに、前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から可視光通信により受信したデータを時分割多重して生成した時分割多重アクセスデータを前記無線通信部へ出力する多重転送部とを備え、前記可視光通信端末装置は、前記無線端末装置と可視光通信によりデータを送受信する可視光通信部と、前記無線アクセスポイント装置と無線通信によりデータを送受信する無線通信部と、前記無線アクセスポイント装置と当該可視光通信端末装置間の通信状態により、無線アクセスポイント装置からのデータ受信、及び、前記無線アクセスポイント装置へのデータ送信それぞれを無線通信により行なうか前記無線端末装置を介して行なうかを判定し、当該可視光通信端末装置における前記可視光通信部または前記無線通信部を用いたデータの送受信を切替える切替部とを備え、前記無線アクセスポイント装置と当該可視光通信端末装置間の信号の送受信を直接行なうかまたは前記無線端末装置を介して行なうかを切り替えることを特徴とする無線通信システムである。

また、上記無線通信システムにおいて、前記無線端末装置を無線通信によるデータの送受信を行なう無線送受信機能部と、可視光によるデータの送受信を行なう可視光送受信機能部に分割し、前記無線送受信機能部と前記可視光送受信機能部間で通信を行なうようにしてもよい。
また、上記無線通信システムにおいて、前記無線送受信機能部と前記可視光送受信機能部間の通信手段として電力線通信を用いるようにしてもよい。
また、上記無線通信システムにおいて、前記無線送受信機能部と前記可視光送受信機能部間の通信手段としてイーサネット（登録商標）を用いるようにしてよい。

また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記無線端末装置の前記多重転送部は、当該無線端末装置の前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から受信した時分割多重アクセスデータをすべて前記可視光通信端末装置へ転送するとともに、当該無線端末装置の前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から受信したデータを、他のデータと時間多重して時分割多重アクセスデータを生成し、前記無線アクセスポイント装置へ出力する、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記無線端末装置の前記多重転送部は、当該無線端末装置の前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から受信した時分割多重アクセスデータをすべて前記可視光通信端末装置へ転送する、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記無線端末装置の前記多重転送部は、当該無線端末装置の前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から受信したデータを、他のデータと時間多重して時分割多重アクセスデータを生成し、前記無線アクセスポイント装置へ出力する、ことを特徴とする。

また、本発明は、無線アクセスポイント装置と、無線端末装置と、可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムに用いられる無線端末装置であって、前記無線アクセスポイント装置と無線通信を行なう無線通信部と、前記可視光通信端末装置と可視光通信を行なう可視光通信部と、他の装置との通信を行なう外部インタフェース部と、前記外部インタフェース部から受信したデータ及び前記外部インタフェース部へ出力するデータに対して、無線通信に用いられる時分割多重アクセスデータのメディアアクセス制御を行なうメディアアクセス制御部と、時分割多重アクセスデータの分割転送及びデータの時分割多重を行なう時分割多重アクセス機能を有し、前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から無線により受信した時分割多重アクセスデータを前記可視光通信部及び前記メディアアクセス制御部へ転送する処理、または、前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から可視光通信により受信したデータ、及び、前記メディアアクセス制御部から出力されたデータを時分割多重して生成した時分割多重アクセスデータを前記無線通信部へ出力する処理との一方または両方を行なう多重転送部と、を備えることを特徴とする無線端末装置である。

また、本発明は、無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムにおける前記可視光通信端末装置であって、前記無線端末装置と可視光通信によりデータの送受信を行なう可視光通信部と、前記可視光通信部により送受信するデータに対して、無線通信に用いられる時分割多重アクセスデータのメディアアクセス制御を行なう無線メディアアクセス制御部と、を備えることを特徴とする可視光通信端末装置である。

また、本発明は、無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムにおける前記可視光通信端末装置であって、前記無線端末装置から可視光通信によりデータの受信を行なう可視光通信部と、前記無線アクセスポイント装置へ無線通信によりデータを送信する無線通信部と、前記可視光通信部により受信するデータ、及び、前記無線通信部により送信するデータに対して、無線通信に用いられる時分割多重アクセスデータのメディアアクセス制御を行なう無線メディアアクセス制御部と、を備えることを特徴とする可視光通信端末装置である。

また、本発明は、無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムにおける前記可視光通信端末装置であって、前記無線端末装置へ可視光通信によりデータを送信する可視光通信部と、前記無線アクセスポイント装置から無線通信によりデータを受信する無線通信部と、前記可視光通信部により送信するデータ、及び、前記無線通信部により受信するデータに対して、無線通信に用いられる時分割多重アクセスデータのメディアアクセス制御を行なう無線メディアアクセス制御部と、を備えることを特徴とする可視光通信端末装置である。

また、本発明は、無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムにおける前記可視光通信端末装置であって、前記無線端末装置と可視光通信によりデータを送受信する可視光通信部と、前記無線アクセスポイント装置と無線通信によりデータを送受信する無線通信部と、前記可視光通信部により送信するデータ、及び、前記無線通信部により受信するデータに対して、無線通信に用いられる時分割多重アクセスデータのメディアアクセス制御を行なう無線メディアアクセス制御部と、前記無線アクセスポイント装置と当該可視光通信端末装置間の通信状態により、無線アクセスポイント装置からのデータ受信、及び、前記無線アクセスポイント装置へのデータ送信それぞれを無線通信により行なうか前記無線端末装置を介して行なうかを判定し、前記可視光通信部または前記無線通信部を用いたデータの送受信を切替える切替部と、を備えることを特徴とする可視光通信端末装置である。

本発明によれば、屋内に配置された可視光通信端末を、屋外に配置された無線端末と同等に無線アクセスポイントと接続させることが可能となり、無線通信システムの適用範囲が広がる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による無線通信システムの接続構成例を説明する図である。
同図において、無線アクセスポイント１００と無線端末２００とが無線で接続され、無線端末２００とＮ個（Ｎは１以上の整数）の可視光通信端末３００−１〜３００−Ｎ（以下、総称して「可視光通信端末３００」と記載）が可視光通信で接続されている。無線アクセスポイント１００から可視光通信端末３００への送信データは、無線端末２００において無線信号から可視光通信信号に変換されて可視光通信端末３００に送信される。また、可視光通信端末３００からの送信データは、可視光通信信号により無線端末２００に送信され、無線端末２００において可視光通信信号から無線信号に変換されて無線アクセスポイント１００へ送信される。

図２は、本実施形態による無線端末２００の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、無線端末２００は、従来の無線端末に具備されている無線送受信回路２０１、ＭＡＣ（メディアアクセス制御）処理回路２０２および外部インタフェース回路２０３に加えて、多重転送回路２０４ならびに可視光送受信回路２０５を備えて構成される。無線送受信回路２０１は、無線アクセスポイント１００との間の無線通信を行なう。ＭＡＣ処理回路２０２は、従来技術によるメディアアクセス制御を行なう。外部インタフェース回路２０３は、他の装置との間でネットワークを介した通信を行い、ＭＡＣ処理回路２０２から出力されたデータを他の装置へ送信し、ネットワークを介して他の装置から受信したデータをＭＡＣ処理回路２０２へ出力する。

無線送受信回路２０１は、無線通信によって無線アクセスポイント１００から受信したデータを復調し、多重転送回路２０４は、この復調された受信データをＭＡＣ処理回路２０２と可視光送受信回路２０５に振り分ける。また、多重転送回路２０４は、ＭＡＣ処理回路２０２と可視光送受信回路２０５からの送信データを多重化し、無線送受信回路２０１は、この多重化された送信データを変調して、無線信号として無線アクセスポイント１００に送信する。
可視光送受信回路２０５は、多重転送回路２０４より転送されたＭＡＣデータを可視光通信用の送信データに変換して送信するとともに、可視光通信用の受信データをＭＡＣデータに変換して、多重転送回路２０４に転送する。

ここで、多重転送回路２０４の転送機能は受信ＭＡＣデータをそのままＭＡＣ処理回路２０２と可視光送受信回路２０５へ転送するものであり、多重機能はＭＡＣ処理回路２０２からの送信ＭＡＣデータと可視光送受信回路２０５からの送信ＭＡＣデータを多重するものである。なお、多重転送回路２０４は全ての受信ＭＡＣデータについて、ＭＡＣ処理回路２０２と可視光送受信回路２０５へ転送を行っているが、一部のみを行なうことでもよい。

なお、ＭＡＣデータのフレーム構成には、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）が用いられている。従って、タイミング調整は、多重転送回路２０４では行わず、無線アクセスポイント１００からＭＡＣ層（ＭＡＣ処理回路２０２、後述する可視光通信端末３００の無線ＭＡＣ処理回路３０２）において制御される。つまり、ＭＡＣ処理回路２０２は、多重転送回路２０４から出力された時分割多重アクセスデータに多重されているデータをどのタイミングにおいて読み出すかを制御したり、外部インタフェース回路２０３を介して他の装置から受信したデータの多重転送回路２０４への出力タイミング制御を行ったり、誤り制御を行なうなど、無線端末におけるＴＤＭＡの処理を行なう。

図３は、多重転送回路２０４の転送機能を、図４は、多重転送回路２０４の多重機能を説明するための図である。
図３において、多重転送回路２０４は、無線送受信回路２０１から時間多重されたＭＡＣデータD１とＭＡＣデータD２を受信した場合、ＭＡＣ処理回路２０２と可視光送受信回路２０５の両方へ、時間多重されたＭＡＣデータD１、D２をそのまま転送する。
また、図４において、多重転送回路２０４は、ＭＡＣ処理回路２０２からＭＡＣデータD３を受信し、その後可視光送受信回路２０５からＭＡＣデータD４を受信すると、ＭＡＣデータD３とＭＡＣデータD４を時間多重して無線送受信回路２０１へ送信する。

図５は、本実施形態による可視光通信端末３００の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、可視光通信端末３００は、可視光送受信回路３０１、無線ＭＡＣ処理回路３０２、及び、外部インタフェース回路３０３から構成される。可視光送受信回路３０１は、無線端末２００から受信した可視光信号を無線ＭＡＣデータに変換し、無線ＭＡＣ処理回路３０２は、この変換された無線ＭＡＣデータに対してメディアアクセス制御を行い、外部インタフェース回路３０３は、無線ＭＡＣ処理回路３０２において処理されたＭＡＣデータをネットワークへ出力する。また、外部インタフェース回路３０３は、ネットワークからの入力データ信号を無線ＭＡＣ処理回路３０２に出力し、無線ＭＡＣ処理回路３０２は、外部インタフェース回路３０３から出力された入力データを送信ＭＡＣデータに変換し、可視光送受信回路３０１は、送信ＭＡＣデータを可視光通信用の送信データに変換して可視光通信端末３００へ送信する。なお、無線ＭＡＣ処理回路３０２は、ＭＡＣ処理回路２０２と同様に、従来技術によるメディアアクセス制御の機能を有し、例えば、可視光送受信回路３０１から出力された時分割多重アクセスデータに多重されているデータをどのタイミングにおいて読み出すかを制御したり、外部インタフェース回路３０３を介して受信した入力データの出力タイミング制御を行ったり、誤り制御を行なうなど、無線端末におけるＴＤＭＡの処理を行なう。

上記の構成および動作により、ＭＡＣ層において無線アクセスポイント１００から見た可視光通信端末３００は無線端末２００と同等となり、また外部インタフェースも共通化できるため、可視光通信端末３００に対しても無線端末２００と同様なサービスの提供がＭＡＣ層以上での付加的な機能追加を行なうことなく可能となる。
また、可視光通信は他の無線システムや赤外線システムとの干渉が無くかつ既存の照明設備との整合性も高いため、容易に導入が可能である。また、光の直進性は電波に比べると非常に高いため、特定の可視光通信端末の位置検出を高い精度で行なうことが可能であり、屋内を対象としたより高度なサービスが可能となる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態による無線通信システムについて説明する。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６及び図７は、本発明の第２の実施形態による無線通信システムの接続構成例を説明する図である。
第２の実施形態と上述した第１の実施形態との相違点は、可視光通信端末３００の代わりに、可視光通信端末３００に無線通信機能を付加した可視光通信端末３００ａ−１〜３００ａ−Ｎ（以下、総称して「可視光通信端末３００ａ」と記載）を用い、可視光通信端末３００ａと無線アクセスポイント１００との間で直接通信できるようにしている点である。

図６においては、無線アクセスポイント１００から可視光通信端末３００ａ宛のデータは、第１の実施形態と同様に、無線通信により無線端末２００へ送信され、無線端末２００から可視光通信端末３００ａへ可視光通信により送信される。一方、可視光通信端末３００ａからの送信データは、無線通信により直接無線アクセスポイント１００へ送信される。

図７においては、無線アクセスポイント１００から可視光通信端末３００ａ宛のデータは、無線通信により直接可視光通信端末３００ａへ送信される。一方、可視光通信端末３００ａからの送信データは、第１の実施形態と同様に、可視光通信により無線端末２００へ送信され、無線端末２００から無線アクセスポイント１００へ無線通信により送信される。

図８は、本実施形態による可視光通信端末３００ａの構成を示すブロック図である。
同図に示すように、可視光通信端末３００ａは、第１の実施形態可視光送受信回路３０１、無線ＭＡＣ処理回路３０２に加えて、無線送受信回路３０４および切替回路３０５を備える。そして、上り回線（可視光通信端末３００ａから無線アクセスポイント１００方向の通信）の直接接続の場合には図６に示す構成により、下り回線（無線アクセスポイント１００から可視光通信端末３００ａ方向の通信）の直接接続の場合には図７に示す構成により通信を行なう。

無線アクセスポイント１００との直接通信を行なうか、無線端末２００を介した通信を行なうかの切替は、可視光通信端末３００ａでの受信状況により、切替回路３０５で自律的に切替える。この切替回路３０５は、可視光送受信回路３０１における可視光信号の受信レベルを測定するとともに、無線送受信回路３０４における無線信号の受信レベルを測定し、測定した可視光信号及び無線信号の受信レベルが所定の許容値を満たしているか否かによって、可視光及び無線の受信可または受信不可を判定し、その結果により送受信方法を切り替える。さらに、切替回路３０５は、無線アクセスポイント１００または無線端末２００からの受信ＭＡＣデータとして無線ＭＡＣ処理回路３０２へ送信したデータに対する応答がない場合は、送信不可能と判断して受信方法を切替える。

図９は、切替回路３０５における、無線アクセスポイント１００との直接通信、あるいは、無線端末２００を介した通信の切替動作を示す図である。
まず、切替回路３０５は、無線及び可視光の受信状態を判定する（ステップＳ１）。無線受信が可能である場合は、無線による送受信、すなわち、上り回線及び下り回線とも無線通信により直接無線アクセスポイント１００と通信すると判断する（ステップＳ２）。切替回路３０５は、無線送受信回路３０４から入力された受信ＭＡＣデータを無線ＭＡＣ処理回路３０２へ出力し、無線ＭＡＣ処理回路３０２から入力された送信ＭＡＣデータを無線送受信回路３０４へ出力する。

そして、無線による送受信を行っているときに、切替回路３０５が無線による送信不可能を検出した場合、可視光による送信及び無線による受信、すなわち、上り回線は無線端末２００を介した可視光通信により、下り回線は無線アクセスポイント１００から直接無線通信により通信すると判断する（ステップＳ３）。切替回路３０５は、無線送受信回路３０４から入力された受信ＭＡＣデータを無線ＭＡＣ処理回路３０２へ出力し、無線ＭＡＣ処理回路３０２から入力された送信ＭＡＣデータを可視光送受信回路３０１へ出力する。

一方、切替回路３０５は、無線及び可視光の受信状態を判定したときに（ステップＳ１）、無線受信が不可能であり、可視光受信が可能である場合は、可視光による送受信、すなわち、上り回線及び下り回線とも可視光通信により無線端末２００を介した通信を行なうと判断する（ステップＳ４）。切替回路３０５は、可視光送受信回路３０１から入力された受信ＭＡＣデータを無線ＭＡＣ処理回路３０２へ出力し、無線ＭＡＣ処理回路３０２から入力された送信ＭＡＣデータを可視光送受信回路３０１へ出力する。

そして、可視光による送受信を行っているときに、切替回路３０５が可視光による送信不可能を検出した場合、無線による送信及び可視光による受信、すなわち、上り回線は無線アクセスポイント１００と直接無線通信により、下り回線は無線端末２００を介した可視光通信により通信すると判断する（ステップＳ５）。切替回路３０５は、可視光送受信回路３０１から入力された受信ＭＡＣデータを無線ＭＡＣ処理回路３０２へ出力し、無線ＭＡＣ処理回路３０２から入力された送信ＭＡＣデータを無線送受信回路３０４へ出力する。

上述したような構成をとることにより、例えば上り側の無線環境が厳しい場合には下り回線を無線送受信回路３０４により接続し、上り回線を可視光送受信回路３０１により接続し、通信を行なうことが可能になる。また、可視光通信端末３００からの発光が困難な場合においても通信を行なうことが可能となる。したがって、信頼度が高くかつ柔軟なシステムの運用が可能となる。

また、可視光通信端末３００ａに切替回路３０５を設けず、無線アクセスポイント１００から可視光通信端末３００ａ宛のデータは全て無線端末２００を経由し、可視光通信端末３００ａからの送信データは全て、無線通信により直接無線アクセスポイント１００へ送信するようにしてもよく、無線アクセスポイント１００から可視光通信端末３００ａ宛のデータは全て、無線通信により直接可視光通信端末３００ａへ送信し、可視光通信端末３００ａからの送信データは全て、無線端末２００を経由するようにしてよもよい。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態による無線通信システムについて説明する。なお、第３の実施形態において、第１の実施形態または第２の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１０は、本発明の第３の実施形態による無線通信システムの接続構成例を説明する図である。第３の実施形態と上述した第１、第２の実施形態との相違点は、無線端末２００を無線送受信機能部２１０と可視光送受信機能部２２０に分割し、その間を通信回線２３０で接続している点である。同図においては、可視光送受信機能部２２０が可視光通信端末３００と可視光通信により通信しているが、可視光通信端末３００のかわりに可視光通信端末３００ａを用いるようにしてもよい。

図１１は、無線送受信機能部２１０の構成示すブロック図を、図１２は、可視光送受信機能部２２０の構成を示すブロック図である。
図１１に示すように、無線送受信機能部２１０は、無線送受信回路２０１、ＭＡＣ処理回路２０２、外部インタフェース回路２０３、多重転送回路２０４および通信インタフェース回路２０６から構成される。また、図９に示すように、可視光送受信機能部２２０は、通信インタフェース回路２０７と可視光送受信回路２０５から構成される。

無線送受信機能部２１０において、多重転送回路２０４から出力されるＭＡＣデータは、通信インタフェース回路２０６により通信回線２３０に適した形式に変換され、通信回線２３０により伝送される。可視光送受信機能部２２０の通信インタフェース回路２０７は、通信回線２３０を介して信号を受信すると、受信した信号からＭＡＣデータを復元し、可視光送受信回路２０５へと転送する。可視光送受信回路２０５では、ＭＡＣデータを可視光通信用の送信データに変換して可視光通信端末３００（または可視光通信端末３００ａ）へ送信する。

逆方向についても同様に、可視光通信端末３００（または可視光通信端末３００ａ）からの可視光通信用の受信データは、可視光送受信機能部２２０の可視光送受信回路２０５によりＭＡＣデータに変換され、通信インタフェース回路２０７へ出力される。可視光送受信回路２０５から受信したＭＡＣデータは、通信インタフェース回路２０７により通信回線２３０に適した形式に変換され、通信回線２３０により伝送される。無線送受信機能部２１０の通信インタフェース回路２０６は、通信回線２３０で伝送されたＭＡＣデータを復元し、多重転送回路２０４に入力する。

上記のような構成をとることにより、例えば屋外に無線送受信機能部２１０を置き、屋内に可視光送受信機能部２２０を置くことで、ビル内や地下等の電波のほとんど届かない環境下においても無線アクセスポイント１００と可視光通信端末３００との間の通信が可能となり、サービスの適用範囲が大きく広がる。

さらに、図１３に示すように、複数の可視光送受信機能部２２０（可視光送受信機能部２２０−１〜２２０−Ｎと記載）を、それぞれ通信回線２３０−１〜２３０−Ｎにより無線送受信機能部２１０に接続する論理ネットワーク構成も可能であるため、より広範囲なサービスが可能となる。

なお、本実施形態において用いる通信回線２３０、２３０−１〜２３０−Ｎの種別としては、無線システムとの干渉がないことから有線伝送が適しており、さらに屋外の無線端末への電源供給も同時に実現できるという点から、電力線通信やＰｏｗｅｒ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（ＰＯＥ）が適している。ＰＯＥについては、IEEE std 802.3af: Amendment: Data Terminal Equipment(DTE) Power via Media Dependent Interface(MDI), 2002.に詳細が記載されている。

以上説明したように、本発明の無線通信システム、無線端末および可視光通信端末を用いることにより、屋内に配置された端末を屋外に配置された無線端末と同等に無線アクセスポイントと接続することが可能となり、無線通信システムの適用範囲が広がる。

第１の実施形態による無線通信システムの構成を説明する図。 同実施形態による無線端末の構成を説明する図。 同実施形態による多重転送回路の転送動作を説明する図。 同実施形態による多重転送回路の多重動作を説明する図。 同実施形態による可視光通信端末の構成を説明する図。 第２の実施形態による無線通信システムの構成を説明する図。 同実施形態による無線通信システムの構成を説明する図。 同実施形態による可視光通信端末の構成を説明する図。 同実施形態による切替回路の判定処理を説明する図。 第３の実施形態による無線通信システムの構成を説明する図。 同実施形態による無線送受信機能部の構成を説明する図。 同実施形態による可視光送受信機能部の構成を説明する図。 同実施形態において複数の可視光送受信機能部からなる構成を説明する図。

符号の説明

１００…無線アクセスポイント（無線アクセスポイント装置）
２００…無線端末（無線端末装置）
２０１…無線送受信回路（無線通信部）
２０２…ＭＡＣ処理回路（メディアアクセス制御部）
２０３…外部インタフェース回路（外部インタフェース部）
２０４…多重転送回路（多重転送部）
２０５…可視光送受信回路（可視光通信部）
２０６、２０７…通信インタフェース回路
２１０…無線送受信機能部
２２０−１〜２２０−Ｎ…可視光送受信機能部
２３０−１〜２３０−Ｎ…通信回線
３００、３００−１〜３００−Ｎ、３００ａ、３００ａ−１〜３００ａ−Ｎ…可視光通信端末（可視光通信端末装置）
３０１…可視光送受信回路（可視光通信部）
３０２…無線ＭＡＣ処理回路（無線メディアアクセス制御部）
３０３…外部インタフェース回路
３０４…無線送受信回路（無線通信部）
３０５…切替回路（切替部）

Claims (12)

1. 無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムであって、
   前記無線端末装置は、
   前記無線アクセスポイント装置と無線通信を行なう無線通信部と、
   前記可視光通信端末装置と可視光通信を行なう可視光通信部と、
   時分割多重アクセスデータの分割転送及びデータの時分割多重を行なう時分割多重アクセス機能を有し、前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から無線により受信した時分割多重アクセスデータを前記可視光通信部へ転送するとともに、前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から可視光通信により受信したデータを時分割多重して生成した時分割多重アクセスデータを前記無線通信部へ出力する多重転送部とを備え、
   前記無線端末装置を介して前記可視光通信端末装置と前記無線アクセスポイント装置の間の時分割多重アクセス通信を行なうことを特徴とする無線通信システム。
2. 無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムであって、
   前記無線端末装置は、
   前記無線アクセスポイント装置から無線通信によりデータを受信する無線通信部と、
   前記可視光通信端末装置へ可視光通信によりデータを送信する可視光通信部と、
   前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から無線により受信した時分割多重アクセスデータを前記可視光通信部へ転送する多重転送部とを備え、
   前記可視光通信端末装置は、
   前記無線端末装置から可視光通信によりデータを受信する可視光通信部と、
   前記無線アクセスポイント装置へ無線通信によりデータを送信する無線通信部とを備え、
   前記無線アクセスポイント装置から前記可視光通信端末装置方向については前記無線端末装置を介して前記可視光通信端末装置に信号を送信し、前記可視光通信端末装置から前記無線アクセスポイント装置方向については、前記可視光通信端末装置から前記無線アクセスポイント装置に信号を送信し通信を行なうことを特徴とする無線通信システム。
3. 無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムであって、
   前記無線端末装置は、
   前記無線アクセスポイント装置へ無線通信によりデータを送信する無線通信部と、
   前記可視光通信端末装置から可視光通信によりデータの受信する可視光通信部と、
   前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から可視光通信により受信したデータを時分割多重して生成した時分割多重アクセスデータを前記無線通信部へ出力する多重転送部とを備え、
   前記可視光通信端末装置は、
   前記無線アクセスポイント装置から無線通信によりデータを受信する無線通信部と、
   前記無線端末装置へ可視光通信によりデータを送信する可視光通信部とを備え、
   前記無線アクセスポイント装置から前記可視光通信端末装置方向については前記無線端末装置を介して前記可視光通信端末装置に信号を送信し、前記可視光通信端末装置から前記無線アクセスポイント装置方向については、前記可視光通信端末装置から前記無線アクセスポイント装置に信号を送信し通信を行なうことを特徴とする無線通信システム。
4. 無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムであって、
   前記無線端末装置は、
   前記無線アクセスポイント装置と無線通信を行なう無線通信部と、
   前記可視光通信端末装置と可視光通信を行なう可視光通信部と、
   時分割多重アクセスデータの分割転送及びデータの時分割多重を行なう時分割多重アクセス機能を有し、前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から無線により受信した時分割多重アクセスデータを前記可視光通信部へ転送するとともに、前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から可視光通信により受信したデータを時分割多重して生成した時分割多重アクセスデータを前記無線通信部へ出力する多重転送部とを備え、
   前記可視光通信端末装置は、
   前記無線端末装置と可視光通信によりデータを送受信する可視光通信部と、
   前記無線アクセスポイント装置と無線通信によりデータを送受信する無線通信部と、
   前記無線アクセスポイント装置と当該可視光通信端末装置間の通信状態により、無線アクセスポイント装置からのデータ受信、及び、前記無線アクセスポイント装置へのデータ送信それぞれを無線通信により行なうか前記無線端末装置を介して行なうかを判定し、当該可視光通信端末装置における前記可視光通信部または前記無線通信部を用いたデータの送受信を切替える切替部とを備え、
   前記無線アクセスポイント装置と当該可視光通信端末装置間の信号の送受信を直接行なうかまたは前記無線端末装置を介して行なうかを切り替えることを特徴とする無線通信システム。
5. 前記無線端末装置の前記多重転送部は、当該無線端末装置の前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から受信した時分割多重アクセスデータをすべて前記可視光通信端末装置へ転送するとともに、当該無線端末装置の前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から受信したデータを、他のデータと時間多重して時分割多重アクセスデータを生成し、前記無線アクセスポイント装置へ出力する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の無線通信システム。
6. 前記無線端末装置の前記多重転送部は、当該無線端末装置の前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から受信した時分割多重アクセスデータをすべて前記可視光通信端末装置へ転送する、
   ことを特徴とする請求項２または請求項４に記載の無線通信システム。
7. 前記無線端末装置の前記多重転送部は、当該無線端末装置の前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から受信したデータを、他のデータと時間多重して時分割多重アクセスデータを生成し、前記無線アクセスポイント装置へ出力する、
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の無線通信システム。
8. 無線アクセスポイント装置と、無線端末装置と、可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムに用いられる無線端末装置であって、
   前記無線アクセスポイント装置と無線通信を行なう無線通信部と、
   前記可視光通信端末装置と可視光通信を行なう可視光通信部と、
   他の装置との通信を行なう外部インタフェース部と、
   前記外部インタフェース部から受信したデータ及び前記外部インタフェース部へ出力するデータに対して、無線通信に用いられる時分割多重アクセスデータのメディアアクセス制御を行なうメディアアクセス制御部と、
   時分割多重アクセスデータの分割転送及びデータの時分割多重を行なう時分割多重アクセス機能を有し、前記無線通信部が前記無線アクセスポイント装置から無線により受信した時分割多重アクセスデータを前記可視光通信部及び前記メディアアクセス制御部へ転送する処理、または、前記可視光通信部が前記可視光通信端末装置から可視光通信により受信したデータ、及び、前記メディアアクセス制御部から出力されたデータを時分割多重して生成した時分割多重アクセスデータを前記無線通信部へ出力する処理との一方または両方を行なう多重転送部と、
   を備えることを特徴とする無線端末装置。
9. 無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムにおける前記可視光通信端末装置であって、
   前記無線端末装置と可視光通信によりデータの送受信を行なう可視光通信部と、
   前記可視光通信部により送受信するデータに対して、無線通信に用いられる時分割多重アクセスデータのメディアアクセス制御を行なう無線メディアアクセス制御部と、
   を備えることを特徴とする可視光通信端末装置。
10. 無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムにおける前記可視光通信端末装置であって、
    前記無線端末装置から可視光通信によりデータの受信を行なう可視光通信部と、
    前記無線アクセスポイント装置へ無線通信によりデータを送信する無線通信部と、
    前記可視光通信部により受信するデータ、及び、前記無線通信部により送信するデータに対して、無線通信に用いられる時分割多重アクセスデータのメディアアクセス制御を行なう無線メディアアクセス制御部と、
    を備えることを特徴とする可視光通信端末装置。
11. 無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムにおける前記可視光通信端末装置であって、
    前記無線端末装置へ可視光通信によりデータを送信する可視光通信部と、
    前記無線アクセスポイント装置から無線通信によりデータを受信する無線通信部と、
    前記可視光通信部により送信するデータ、及び、前記無線通信部により受信するデータに対して、無線通信に用いられる時分割多重アクセスデータのメディアアクセス制御を行なう無線メディアアクセス制御部と、
    を備えることを特徴とする可視光通信端末装置。
12. 無線アクセスポイント装置と、前記無線アクセスポイント装置と無線により通信する無線端末装置と、前記無線端末装置と可視光により、前記アクセスポイントと無線により通信する可視光通信端末装置とから構成される無線通信システムにおける前記可視光通信端末装置であって、
    前記無線端末装置と可視光通信によりデータを送受信する可視光通信部と、
    前記無線アクセスポイント装置と無線通信によりデータを送受信する無線通信部と、
    前記可視光通信部により送信するデータ、及び、前記無線通信部により受信するデータに対して、無線通信に用いられる時分割多重アクセスデータのメディアアクセス制御を行なう無線メディアアクセス制御部と、
    前記無線アクセスポイント装置と当該可視光通信端末装置間の通信状態により、無線アクセスポイント装置からのデータ受信、及び、前記無線アクセスポイント装置へのデータ送信それぞれを無線通信により行なうか前記無線端末装置を介して行なうかを判定し、前記可視光通信部または前記無線通信部を用いたデータの送受信を切替える切替部と、
    を備えることを特徴とする可視光通信端末装置。

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