JP2009253703A - 無線通信システム、端末局、無線通信方法ならびにプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の方式のうち、いずれかの方式で無線信号を送信する制御局と、該送信された無線信号を、複数の指向性アンテナを用いて複数の方式のうちのいずれかの方式で受信する端末局とを備える無線通信システムであって、前記制御局は、前記複数の方式を順次切り換えながら繰り返し無線信号を送信し(S503)、前記端末局は、前記制御局の切り換え周期とは異なる周期で前記複数の方式を切り替え(S512)、前記複数の方式で送信された全ての無線信号を受信する毎に前記指向性アンテナの指向性方向を変更し(S512)、前記指向性アンテナの各指向性方向において受信した、前記複数の方式で送信された各無線信号の受信状態を検出する(S513)ことを特徴とする。
【選択図】 図5
Description
制御局と、該制御局から送信されたトレーニング信号を、指向性アンテナを用いて受信する端末局と、を備える無線通信システムであって、
前記制御局は、
N種類(Nは2以上)の多重方式を順次切り換えながら繰り返しトレーニング信号を送信する送信手段を備え、
前記端末局は、
前記制御局の切り換え周期とは異なる周期で前記N種類の偏波方式を切り換えながら、前記トレーニング信号の受信を待機する受信待機手段と、
Nの2乗の周期の間、前記トレーニング信号の受信を待機するごとに、前記指向性アンテナの指向性方向を変更する変更手段と、
前記指向性アンテナのそれぞれの指向性方向において受信したトレーニング信号の受信状態を検出する検出手段とを備える。
1.無線通信システムの構成
本発明の第1の実施形態にかかる無線通信システムの構成を図1に示す。図1において、101は制御局、102〜106は端末局1〜端末局5、110と111は制御局(101)の第1のアンテナと第2のアンテナ、112〜116は端末局1(102)〜端末局5(106)のアンテナである。また、121はサラウンド音楽のストリームデータを生成する音楽プレーヤ、122〜126はスピーカである。
制御局(101)の内部構成を図2に示す。201は制御部1、202は無線送信部1、203は無線受信部1、204は無線フレーム周期のタイミングを計測するタイマ1(第1のタイマ)である。ここで、フレーム周期とは、無線フレームを送信、または受信する時間を示している。205と206と211は切換器である。また、207は垂直偏波で無線送信する第1の垂直偏波送信アンテナ、208は水平偏波で無線送信する第1の水平偏波送信アンテナである。
端末局1(102)の内部構成を図3に示す。なお、端末局2(103)〜端末局5(106)の内部構成も端末局1(102)の内部構成(図3)と同じである。
図4の(a)は制御局(101)の第1の垂直偏波送信アンテナ(207)の指向特性を示した図である。網掛けした範囲(401)が所定値以上のゲインが得られる範囲である。図4(a)に示すように、第1の垂直偏波送信アンテナ(207)は、アンテナの前方向に対して広範囲にほぼ均一にゲインが得られている広指向性アンテナとなっている。
・必要な到達距離に対して、データレートを低くして広指向性のアンテナを使用すると、より広い範囲で無線通信が可能である。
・必要な到達距離に対して、データレートを高くして狭指向性のアンテナを使用すると、無線通信可能な範囲は狭くなる。
・従って狭指向性の受信アンテナを使用するときは、その指向性を送信側の方向に向ける必要がある。
制御局1(101)と端末局1(102)〜端末局5(106)の配置は図1に示したとおりであるが、無線通信に適した偏波種別やアンテナ指向性の方向は、これらの配置のみで決まるものではない。例えば、壁、天井、障害物等の周囲の環境(設置環境)によっても異なってくる。従って、当該設置環境での無線通信に適した偏波種別やアンテナの指向性の方向は、実際に設置された場所で測定したうえで決定する必要がある。
次に、上記トレーニング処理に用いられる各無線フレーム(トレーニングフレーム、トレーニング結果フレーム、ACKフレーム)の構成について説明する。
次に、端末局1(102)によるトレーニングフレームのスキャン受信処理(ステップS512)の詳細について、図8のフローチャートを参照しながら説明する。なお、端末局2(103)〜端末局5(106)も端末局1(102)と同様の処理を行うため、ここでは説明を省略する。
図8に示すフローチャートが実行され、制御局(101)がトレーニングフレームを送信(ステップS503)した場合の、制御局(101)と端末局1(102)における無線フレームを図9に示す。
このように、第1のアンテナ(110)と第2のアンテナ(111)のトレーニング処理が終わり、スキャン結果リストを端末局1(102)〜端末局5(106)から受信すると、制御局(101)は図11に示すリストを作成する。
各端末局は自局宛ての指示コマンドを受信すると、ストリームデータの受信時にあっては、指示コマンドで指示された受信アンテナのビーム方向で指示された偏波種別による受信を行う。このときの制御局(101)と各端末局との接続状態を図13に示す。
なお、本実施形態では、制御局が水平偏波と垂直偏波を2フレーム周期毎に切り換えてトレーニングフレームを送信し、端末局が水平偏波と垂直偏波を1フレーム周期毎に切り換えて受信待機する場合について説明した。一方、制御局が水平偏波と垂直偏波を1フレーム周期毎に切り換えて送信し、端末局が2フレーム周期毎に切り換えて受信待機するようにしてもよい。
上記第1の実施形態では、無線信号を偏波種別によって分割する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、CDMAと呼ぶ拡散符号化による符号分割多重方式によって複数の無線信号を分割するように構成してもよい。なお、CDMAとは、Code Division Multiple Accessの略である。以下、本実施形態の詳細について説明する。
拡散符号化方式による無線信号の多重化方式を用いた場合の制御局の構成を図15に、端末局の構成を図16にそれぞれ示す。
図16において、1601はCDMA端末局、1602は全体を制御する制御部4である。そして、1603はCDMA方式でデータを拡散符号化して無線信号にする無線符号化送信部3、1604はCDMA方式で拡散符号化した無線信号を逆拡散してデータに復号する無線復号化受信部1である。1605は無線フレーム周期を計測するタイマ4、1606は送信アンテナ、1607は位相制御部3、1608は受信アンテナアレーである。
なお、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置など)に適用してもよい。
Claims (10)
- 制御局と、該制御局から送信されたトレーニング信号を、指向性アンテナを用いて受信する端末局と、を備える無線通信システムであって、
前記制御局は、
N種類(Nは2以上)の多重方式を順次切り換えながら繰り返しトレーニング信号を送信する送信手段を備え、
前記端末局は、
前記制御局の切り換え周期とは異なる周期で前記N種類の多重方式を切り換えながら、前記トレーニング信号の受信を待機する受信待機手段と、
Nの2乗の周期の間、前記トレーニング信号の受信を待機するごとに、前記指向性アンテナの指向性方向を変更する変更手段と、
前記指向性アンテナのそれぞれの指向性方向において受信したトレーニング信号の受信状態を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 前記制御局は、
前記トレーニング信号を送信するフレーム周期を計測する第1のタイマを有し、
前記送信手段は、前記第1のタイマにより計測されたフレーム周期に基づいて、前記N種類の多重方式を順次切り換えながら繰り返し前記トレーニング信号を送信し、
前記端末局は、
前記トレーニング信号を受信するフレーム周期を計測する第2のタイマを有し、
前記受信待機手段は、前記第2のタイマにより計測されたフレーム周期であって、前記制御局の切り換え周期とは異なる周期で、前記N種類の多重方式を切り換えて前記トレーニング信号の受信を待機し、
前記トレーニング信号を受信したタイミングで、前記第2のタイマの計測をリセットすることを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 - 前記送信手段は、前記N種類の多重方式をNフレーム周期ごとに切り換えて送信し、
前記受信待機手段は、前記N種類の多重方式を1フレーム周期毎に切り換えて受信を待機することを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。 - 前記送信手段は、前記N種類の多重方式を1フレーム周期毎に切り換えて送信し、
前記受信待機手段は、前記N種類の多重方式をNフレーム周期ごとに切り換えて受信を待機することを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。 - 前記多重方式は、偏波多重、符号分割多重、周波数分割多重、のいずれかの方式であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の無線通信システム。
- 前記端末局は、前記検出手段による検出結果を前記制御局へ通知する通知手段を有し、
前記制御局は、複数の端末局から通知された前記検出結果に基づいて、前記制御局からの無線信号を受信する際の指向性方向、及びN種類の多重方式の中から1つの多重方式を決定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 制御局がN種類(Nは2以上)の方式を順次切り換えながら繰り返し送信するトレーニング信号を、指向性アンテナを用いて受信する端末局であって、
前記制御局の切り換え周期とは異なる周期で前記N種類の方式を切り換えながら、前記トレーニング信号の受信を待機する受信待機手段と、
Nの2乗の周期の間、前記トレーニング信号の受信を待機するごとに、前記指向性アンテナの指向性方向を変更する変更手段と、
前記指向性アンテナのそれぞれの指向性方向において受信したトレーニング信号の受信状態を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする端末局。 - 制御局がN種類(Nは2以上)の方式を順次切り換えながら繰り返し送信するトレーニング信号を、指向性アンテナを用いて受信する端末局における無線通信方法であって、
前記制御局の切り換え周期とは異なる周期で前記N種類の方式を切り換えながら、前記トレーニング信号の受信を待機する受信待機工程と、
Nの2乗の周期の間、前記トレーニング信号の受信を待機するごとに、前記指向性アンテナの指向性方向を変更する変更工程と、
前記指向性アンテナのそれぞれの指向性方向において受信したトレーニング信号の受信状態を検出する検出工程と
を備えることを特徴とする端末局における無線通信方法。 - 請求項8に記載の無線通信方法をコンピュータによって実行させるためのプログラム。
- 請求項8に記載の無線通信方法をコンピュータによって実行させるためのプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記憶媒体。
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