JP2010258715A - 無線通信用の時間割り当て方法，時間割り当てデバイス，及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は，無線通信システムのスループットを高めることができる時間割り当て方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明の時間割り当て方法は，複数の無線通信デバイスを含む無線通信システムで利用される。この時間割り当て方法では，取得ステップと，判断ステップと，割り当てステップとが実行される。取得ステップでは，通信リンクについて，２つの通信リンクの間の物理的な距離に関する情報が取得される。判断ステップでは，距離に関する情報に基づいて，２つの通信リンク間の距離が十分に離れているかどうかが判断される。そして，割り当てステップでは，距離が十分に離れている２つの通信リンクに対して，１つのタイムスロットが割り当てられる。
【選択図】図２

Description

本発明は，無線通信用の時間割り当て方法，及び時間割り当てデバイス，及び無線通信システムに関し，複数の無線通信デバイスを含む無線通信システムにおける無線通信用の時間を割り当てるための時間割り当て方法及び時間割り当てデバイス，並びに，当該時間割り当て方法が適用された無線通信システムなどに関する。

無線通信システムでは，時分割を行ってスーパーフレームと称されるセグメントにすることが行われている（非特許文献１参照。）。このスーパーフレームは，フレーム送信のスケジューリング用の時間参照に用いられる。

スーパーフレームは，図７に示す構造をもつ。スーパーフレームは，図７に示すように，ビーコン期間（ＢＰ：ｂｅａｃｏｎ ｐｅｒｉｏｄ）と，競合アクセス期間（ＣＡＰ：ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ａｃｃｅｓｓ ｐｅｒｉｏｄ）と，チャネル時間割り当て期間（ＣＴＡＰ：ｃｈａｎｎｅｌ ｔｉｍｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ）とを含んでいる。ビーコン期間（ＢＰ）では，ネットワークコントローラー（ＮＣ）によって，ビーコンを送出する期間である。競合アクセス期間（ＣＡＰ）では，ＣＳＭＡ／ＣＡ（搬送波感知多重アクセス／衝突回避：ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ／ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｖｏｉｄａｎｃｅ）型の無線通信が行われる。また，チャネル時間割り当て期間（ＣＴＡＰ）では，ＴＤＭＡ（時分割多重接続：ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）型の無線通信が行われる。

無線通信システムにおいて，無線送信機と無線受信機の対が通信リンクのセットアップを希望している場合，無線送信機は，まず，ビーコン期間において，送出されているビーコンを検知し，ＣＡＰにおいて，そのビーコンを送出したネットワークコントローラー（ＮＣ）に対してアソシエーション要求を行う。続いて，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，無線送信機からアソシエーション要求を受けると，その通信リンクに対してタイムスロットを分配する。これにより，新しい通信リンクが確立し，通信リンクは，ＣＴＡＰにおいて，割り当てられたタイムスロットを用いて無線通信を行う。

ここで，通信リンクの数が多い場合，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，各通信リンクに対して１つのタイムスロットを割り当てることが可能である。しかし，その場合，各タイムスロットの時間を短く設定する必要がある。これを回避して，十分なタイムスロットを確保するためには，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，通信リンクの数が所定数を超えた場合に，アソシエーション要求に対して否定的な応答をする必要がある。その場合，アソシエーションを要求する新たな通信リンクの数が増えるほど，無線通信システムのスループットの低下が著しくなる。

ＩＥＥＥ，「ＩＥＥＥ ８０２．１５ ＷＰＡＮ Ｔａｓｋ Ｇｒｏｕｐ ３ｃ （ＴＧ３ｃ） Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ Ｗａｖｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ＰＨＹ」，［ｏｎｌｉｎｅ］，平成２１年４月１９日，ＩＥＥＥ，（平成２１年４月１９日検索），インターネット，＜ＵＲＬ：http://www.ieee802.org/15/pub/TG3c.html＞

そこで，本発明は，無線通信システムのスループットを高めることができる時間割り当て方法及び時間割り当てデバイスを提供することを主な目的とする。また，本発明は，当該時間割り当て方法が適用された無線通信システムを提供することも目的とする。

本発明は，基本的には，無線通信用の時間割り当て方法などに関する。本発明の時間割り当て方法は，無線通信システムで利用される。特に，無線通信システムが，オムニ指向性アンテナを備えた無線通信デバイスを含む場合や，ミリ波帯を利用した無線通信を行う場合に利用することが好ましい。

上述した本発明の目的は，２つの通信リンク間の空間を有効に利用（リユース）することで達成される。そのために，本発明の時間割り当て方法では，取得ステップと，判断ステップと，割り当てステップとが実行される。取得ステップでは，通信リンクについて，２つの通信リンクの間の物理的な距離に関する情報が取得される。判断ステップでは，距離に関する情報に基づいて，２つの通信リンク間の距離が十分に離れているかどうかが判断される。そして，割り当てステップでは，距離が十分に離れている２つの通信リンクに対して，１つのタイムスロットが割り当てられる。これにより，１つのタイムスロットが割り当てられた２つの通信リンクは，１つのタイムスロットを共有することとなる。

本発明によれば，２つの通信リンク間の空間を有効に利用（再利用）することによって，具体的には，２つの通信リンクが１つのタイムスロットを共有することによって，無線通信システムのスループットを高めることができる。また，無線通信システムのスループットを高めても，２つの通信リンク間の距離が十分に離れているので，ＣＣＩなどの干渉の度合いを小さく抑えることができる。

また，本発明の他の側面では，上記取得ステップが，複数の通信リンクの干渉に関する情報を収集する収集ステップを含んでいる。また，上記判断ステップが，収集ステップで収集された情報に基づいて，複数の無線通信デバイスの中から，相互に対して最も小さい干渉をもつ２つの無線通信デバイスを決定する決定ステップを含んでいる。さらに，上記割り当てステップが，決定ステップで決定された２つの通信リンクに１つのタイムスロットが割り当てられるようにスケジューリングを行うステップを含んでいる。これにより，ＣＣＩなどの干渉を確実に最小限に抑えることができる。

さらに，本発明の好ましい側面では，無線通信システムが，時間割り当てスケジューラーを含んでいる。そして，この時間割り当てスケジューラーは，上記収集ステップにおいて，複数の無線通信デバイスの全てにプロービング信号を送信させることで，複数の無線通信デバイスの全てから，干渉に関する情報を収集するように構成されている。これにより，干渉に関する情報をより確実に収集することができる。

また，本発明のさらに好ましい側面では，上記時間割り当てスケジューラーが，収集ステップで収集された情報に基づいて，１つのタイムスロットを２つの通信リンクに対して，相互の干渉が低い状態で分配する。これにより，ＣＣＩなどの干渉をさらに確実に最小限に抑えることができる。

また，本発明の他の側面では，上記無線通信システムが，ミリ波帯を利用した無線通信システムである。ここで，ミリ波帯を利用した場合，経路損失が大きい。そのため，空間の利用を確実に図ることができる。

さらに，本発明の他の側面では，上記無線通信デバイスが指向性アンテナを含んでいる。このように，指向性を有するアンテナを備えた無線通信デバイスを含む無線通信システムにおいても，本発明によれば，無線通信のスループットを高めることができる。

また，本発明の別の側面は，時間割り当てデバイスに関する。この時間割り当てデバイスは，複数の無線通信デバイスを含む無線通信システムにおいて，無線通信用の時間を割り当てるデバイスである。そして，この時間割り当てデバイスは，複数の無線通信デバイスのうち，無線通信デバイスの対で構成される通信リンクについて，２つの通信リンクの間の物理的な距離に関する情報を取得する取得手段と，取得手段で取得した距離に関する情報に基づいて，２つの通信リンク間の距離が十分に離れているかどうかを判断する判断手段と，各通信リンクに対して，時分割多重接続（ＴＤＭＡ）のタイムスロットを割り当てる割り当て手段とを含んでいる。そして，この割り当て手段は，判断ステップにおける判断の結果，２つの通信リンクの間の距離が十分に離れている場合には，当該２つの通信リンクに対して，時分割多重接続（ＴＤＭＡ）の１つのタイムスロットを割り当てる手段を含んでいる。このような時間割り当てデバイスによれば，２つの通信リンクに対して，１つのタイムスロットが割り当てることができ，１つのタイムスロットを共有させることができる。したがって，上述した時間割り当て方法と同等の効果を奏することができる。

さらに，本発明のさらに別の側面は，複数の無線通信デバイスを含む無線通信システムに関する。この無線通信システムは，無線通信用の時間を割り当てる時間割り当てデバイスを含んでいる。この時間割り当てデバイスは，複数の無線通信デバイスのうち，無線通信デバイスの対で構成される通信リンクについて，２つの通信リンクの間の物理的な距離に関する情報を取得する取得手段と，取得手段で取得した距離に関する情報に基づいて，２つの通信リンク間の距離が十分に離れているかどうかを判断する判断手段と，各通信リンクに対して，時分割多重接続（ＴＤＭＡ）のタイムスロットを割り当てる割り当て手段とを含んでいる。そして，この割り当て手段は，判断ステップにおける判断の結果，２つの通信リンクの間の距離が十分に離れている場合には，当該２つの通信リンクに対して，時分割多重接続（ＴＤＭＡ）の１つのタイムスロットを割り当てる手段を含んでいる。このような無線通信システムによれば，２つの通信リンクに対して，１つのタイムスロットが割り当てられ，１つのタイムスロットが共有されることとなる。したがって，上述した時間割り当て方法と同等の効果を奏することができる。

本発明によれば，２つの通信リンク間の空間を有効に利用（再利用）することによって，通信リンク無線通信システムのスループットを高めることができる。また，無線通信システムのスループットを高めても，ＣＣＩなどの干渉を最小限度に抑えることができる。

図１は，本発明の無線通信システムの構成を例示する図である。 図２は，図１におけるネットワークコントローラー（ＮＣ）によって実行されるタイムスロット割り当て方法の手順を示すフローチャートである。 図３は，本発明によるスーパーフレームの構造を説明するための模式図である。 図４は，図２に示す処理にしたがって割り当てられたタイムスロットと，通信リンク１〜４との関係を説明するための図である。 図５は，本発明の別の態様において，割り当てられたタイムスロットと，通信リンク１〜４との関係を説明するための図である。 図６は，従来技術によって割り当てられたタイムスロットと，通信リンク１〜４との関係を説明するための図である。 図７は，従来のスーパーフレームの構造を説明するための模式図である。

以下，図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。しかしながら，以下説明する形態はある例であって，当業者にとって自明な範囲で適宜修正することができる。

図１は，本発明の無線通信システムの構成を例示する図である。

図１に示す無線通信システム１は，ＮＣ搭載デバイスと，複数の無線通信デバイスとを含んで構成されている。この無線通信システム１では，複数の無線通信デバイス間で，ミリ波帯（例えば６０ＧＨｚ帯）を用いた無線通信（データ通信）が行われる。データ通信は，１対の無線通信デバイスの間で，利用可能なチャネルのうちの１つのチャネルを用いて行われる。

無線通信デバイスは，他の無線通信デバイスとの間でデータの送受信が可能に構成されている。したがって，無線通信の際，一方の無線通信デバイスが，データを送信する無線送信機として機能し，他方の無線通信デバイスが，送信されたデータを受信する無線受信機として機能することとなる。なお，無線通信デバイスは，データの送信だけが可能なものであってもよいし，データの受信だけが可能なものであってもよいが，この場合には，少なくともＮＣ搭載デバイスとの間でアソシエーションを行うことができるように構成されている。

ＮＣ搭載デバイスは，ネットワークコントローラー（ＮＣ：ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）が搭載されており，無線通信デバイスと同様に，データの送受信が可能に構成されている。ネットワークコントローラー（ＮＣ）の例としては，ピコネットコーディネーター（ＰＮＣ）を挙げることができる。

ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，無線通信デバイス１に属する複数の無線通信デバイスのアクセス制御などを行う。そして，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，アクセス制御を行った後，無線通信を確立すべき無線通信デバイスの対（以下，通信リンクともいう）を決定するように構成されている。図１に示す例では，無線通信デバイスの数は８個であるため，４つの通信リンク（通信リンク１，２，３，４）が形成されることとなる。したがって，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，４つの通信リンクによって囲まれていることになる。

また，ネットワークコントローラー（ＮＣ）には，時間割り当てスケジューラー（図示せず）が設けられている。この時間割り当てスケジューラーは，ソフトウェアで形成されていてもよいし，一部がハードウェアで構成されていてもよい。時間割り当てスケジューラーは，ネットワークコントローラー（ＮＣ）で決定した通信リンクに対してタイムスロットを割り当てるためのものである。タイムスロットとは，無線通信システム１における無線通信用の時間であり，通信リンクにとっては，無線通信を確立するために必要な時間に相当する。

ところで，本態様に係る無線通信システム１では，複数のチャネルのうち，少なくとも１つのチャネルが利用可能となっている。そこで，時間割り当てスケジューラーは，利用可能な１つのチャネルを用いて無線通信可能なタイムスロットを，各通信リンクに割り当てるように構成されている。ここで，１つのチャネルに割り当て可能なタイムスロットの数は，ＣＴＡＰにおいて，無線通信に十分な時間となるように，予め設定されており，たとえば３つである。そこで，時間割り当てスケジューラーは，通信リンクの数が，利用可能なタイムスロットの数よりも多い場合には，１つのタイムスロットに対して複数の通信リンクを割り当てるように構成されている。これにより，無線通信システム１では，複数の通信リンクが１つのタイムスロットを共有して無線通信を行うことができるようになる。つまり，ＴＤＭＡ型の無線通信を行うことができるようになる。その結果，無線通信システム１のスループットを高めることができる。

ところで，時間割り当てスケジューラーが１つのタイムスロットに対して複数の通信リンクを割り当てると，複数の無線送信機が１つのチャネルを用いて同じタイミングでデータを送信していることになるる。その結果，チャネル内で干渉が生じることとなる。このような干渉は，共通チャネル干渉（ＣＣＩ：ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）と呼ばれている。このような干渉があると，無線通信システム１のパフォーマンスが著しく低下することとなる。そこで，本態様では，ＣＣＩを考慮して（具体的には，ＣＣＩを最小限に抑えるように），タイムスロットに複数の通信リンクを割り当てている。この割り当て方法について図２を用いて説明する。

図２は，図１におけるネットワークコントローラー（ＮＣ）によって実行されるタイムスロット割り当て方法の手順を示すフローチャートである。図２の処理は，スーパーフレームのＣＴＡＰにおいて実行される。したがって，図２の処理が実行される前のＣＡＰにおいては，既にアソシエーションが完了している。本態様では，図１に示す無線通信システム１において，１つのチャネルが利用可能となっており，利用可能なタイムスロットの数Ｎが３つであり，通信リンクの数Ｌが４つである場合を例として説明する。また，本態様では，各通信リンクの送信出力が，他の通信リンクの送信出力と同じである場合を例として説明する。

図２において，まず，ステップＳ１０では，ネットワークコントローラー（ＮＣ）の時間割り当てスケジューラーは，ＣＡＰにおいてアソシエーションが完了した後，プロービング信号送出期間（ＰＳＢＰ）において，モニタリングを行う。モニタリングの対象は，無線通信システム内で生じ得るあらゆる干渉の瞬間値である。このモニタリングは，周期的に行われることが好ましい。

このモニタリングを実現するために，全ての通信リンクには，スーパーフレームのＣＴＡＰ内でプロービング信号を周期的に送出させることが義務付けられている。このために，スーパーフレームのＣＴＡＰ内には，図３に示すように，プロービング信号送出期間（ＰＳＢＰ：ｐｒｏｂｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ）が設定される。このプロービング信号送出期間（ＰＳＢＰ）では，各無線通信デバイス（特には，無線送信機）は，プロービング信号を送出する。本態様では，ネットワークコントローラー（ＮＣ）もプロービング信号を受信（収集）する。これにより，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，全ての無線通信デバイスからの情報が集約されることとなる。

続いて，時間割り当てスケジューラーは，無線送信機から収集したプロービング信号に含まれている情報から，プロービング信号等の信号を送信するときの送信出力に関する情報や，無線通信システム１内に共存する他の通信リンクに対して与え得るＣＣＩの度合いに関する情報を取得する。ＣＣＩの度合いに関する情報としては，本態様では，プロービング信号を送出する無線送信機を含む通信リンクから，他の通信リンクまでの距離に関する情報が用いられる。ここで，通信リンク間の距離が長いほど，その間にある自由空間による経路損失よって，ＣＣＩなどの干渉が低減されることとなる。したがって，距離に関する情報は，ＣＣＩの度合いに関する情報の一例であるということができる。なお，上記経路損失は，ミリ波帯では顕著となる。つまり，無線通信システム１が，ミリ波帯を利用した無線通信システムである場合，通信リンク間の距離が離れているほど，ＣＣＩの度合いを低減させることが可能となる。本態様では，この性質を利用する。

ここで，距離に関する情報は，図１に示す例では，通信リンク１−通信リンク４間の距離ａ，通信リンク２−通信リンク４間の距離ｂ，及び通信リンク３−通信リンク４間の距離ｃなどに対応する。そして，距離ａ，距離ｂ，及び距離ｃの関係は，図１から分かるように，ａが最も大きく，ｃが最も小さくなっている（ａ＞ｂ＞ｃ）。すなわち，通信リンク１〜３は互いに近くにあり，通信リンク４は，通信リンク１〜３から離れており，特に通信リンク１から最も離れている。

そして，時間割り当てスケジューラーは，プロービング信号から取得した情報に基づいて，信号強度テーブルを作成する。信号強度テーブルには，各通信リンクから他の通信リンクへのＣＣＩが干渉値として記録されており，干渉値は，通信リンクのあらゆる組み合わせにわたって記録される。本態様では，通信リンクの信号強度値（送信出力に関する情報）は同じであるので，干渉値は，距離に応じて（たとえば距離に比例して）緩和されることとなる。そのため，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，利用可能な３つのタイムスロットを複数の通信リンクに割り当てるために，まず，この信号強度テーブルを参照することで，複数の通信リンクの中から，互いに対するＣＣＩの干渉値が小さい２つの通信リンク（つまり，最も近い２つの通信リンク）を決定する。

その後のステップＳ２０では，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，複数の通信リンクの中から，１つの通信リンク（例えば，通信リンク１）を選択する。ここで，選択される通信リンクは，複数の通信リンクのうち，ＣＣＩの干渉値が小さい２つの通信リンク以外の通信リンクが選択される。図１に示す例では，通信リンク１と通信リンク４が最も離れているため，通信リンク２及び通信リンク３の一方（たとえば通信リンク３）が選択される。そして，このようにして選択されたチャネルには，たとえば，利用可能な複数のタイムスロットのうち，任意のタイムスロット又は所定のタイムスロットが割り当てられる（スケジューリング）。

続くステップＳ３０では，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，通信リンクの数が利用可能なタイムスロットの数よりも多いかどうかを判断する。本態様では，通信リンクの数の方が，利用可能なタイムスロットの数よりも１つ多いので，多いと判断される。

通信リンクの数がタイムスロットの数よりも多い場合には（ステップＳ３０でＹＥＳ），ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，選択した通信リンクに対してＣＣＩが最も大きい通信リンク（他の通信リンク）を選択する（ステップＳ４０）。この場合にも，複数の通信リンクのうち，ＣＣＩの干渉値が小さい２つの通信リンク以外の通信リンクが選択される。ここで，ステップＳ２０で選択されたＣＣＩが最も大きい通信リンクは，上記信号強度テーブルを参照（評価）することで選択される。

そして，ステップＳ５０では，通信リンクが割り当てられていないタイムスロット（空きスロット）があるかどうか判断する。空きスロットがある場合には（ステップＳ５０でＹＥＳ），ステップＳ４０で選択した通信リンクに対して，ステップＳ２０で選択した通信リンクに対して割り当てたタイムスロットとは別のタイムスロットを割り当てる（ステップＳ６０）。これにより，互いに近い２つの通信リンク（つまり，互いに対する干渉が大きい２つの通信リンク）が１つのタイムスロットを共有することがなくなる。図１に示す例では，通信リンク３が選択されているとき，最も干渉値が大きい通信リンク２が選択される。このことは，図１に示されているように，通信リンク１，２，３が互いに近くにあり，通信リンク４が離れていることと一致する。

続いて，ステップＳ７０では，タイムスロットが割り当てられていない通信リンク（他の通信リンク）があるかどうか判断する。この判断の結果，タイムスロットが割り当てられていない通信リンクがある場合には（ステップＳ７０でＹＥＳ），それらの通信リンクに対してタイムスロットを割り当てるために，ステップＳ２０に戻る。なお，干渉が最も小さい２つの通信リンクのみにタイムスロットが割り当てられていない場合には，ステップＳ２０で一方の通信リンクが選択される。

一方，ステップＳ７０の判断の結果，タイムスロットを割り当てるべき通信リンクがない場合には，本処理（タイムスロット割り当て処理）を終了する。なお，ステップＳ３０の判断の結果，通信リンクの数がタイムスロットの数と同じであるか又はそれよりも少ない場合，ステップＳ７０に進む。これにより，ステップＳ２０に戻って，他の通信リンクに対してタイムスロットを割り当てることができる。この場合は，従来のＴＤＭＡ型の無線通信システムと同様に，各通信リンクに対して１つのタイムスロットが割り当てられることになる。

また，ステップＳ５０の判断の結果，空きスロットがない場合，つまり，全てのタイムスロットに対して１つの通信リンクを割り当てた場合には，ステップＳ４０で選択した通信リンクに対して，タイムスロット共有設定を行う（ステップＳ８０）。図１に示す例では，通信リンク４は，通信リンク１に割り当てたタイムスロットを共有するように設定（スケジューリング）される。その後，ステップＳ７０の処理を行い，タイムスロットを割り当てるべき通信リンクがない場合には，本処理（タイムスロット割り当て処理）を終了する。

図４には，上記タイムスロット割り当て処理にしたがって割り当てられたタイムスロットと，通信リンク１〜４との関係が示されている。図４から分かるように，第１に，タイムスロット１には，通信リンク３が割り当てられる。第２に，タイムスロット２には，通信リンク２が割り当てられる。第３に，タイムスロット３には，通信リンク１が割り当てられる。さらに，タイムスロット３には，通信リンク１に対するＣＣＩが最も小さい通信リンク４が共有するように割り当てられる。これらのような割り当ては，通信リンク１〜３が互いに近くにあり，通信リンク４が通信リンク１〜３とは離れており，かつ，通信リンク１と最も離れていることに応じて行われたものである。

以上詳細に説明したように，上述した態様によれば，第１に，２つの通信リンクがタイムスロットを共有するように割り当てた場合に，相互に対するＣＣＩの干渉値が大きくなる場合には，異なるタイムスロットが割り当てられる。第２に，利用可能なタイムスロットよりも通信リンクの数が多い場合には，２つの通信リンクがタイムスロットを共有するようにタイムスロットの割り当てが行われる。第３に，タイムスロットを共有する２つの通信リンクは，複数の通信リンクの中から，相互に対するＣＣＩの干渉値が小さくなる２つの通信リンクが選ばれる。なお，タイムスロットの共有は，３つ以上の通信リンクが行ってもよい。このように複数（２つ又は３つ以上）の通信リンクが１つのタイムスロットを共有する場合には，通信リンクによって生じるＣＣＩの総和が，予め設定された閾値を超えないように設定される。

このように，上記態様によれば，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，多数の通信リンクに対してタイムスロットを割り当てることができる。その結果，無線通信システム１のスループットが高まる。また，タイムスロットを共有する２つ（又はそれ以上）の通信リンクは，相互に対するＣＣＩの干渉値が小さいので，無線通信システム１のパフォーマンスが低下するのを抑えることができる。すなわち，本態様によれば，無線通信システム１のスループットを高めることと，ＣＣＩを低減させることの双方を実現することができる。なお，本態様によれば，複数の通信リンクにタイムスロットを共有させるために，自由空間での経路損失を利用している。このことは，空間の利用（リユース）を行っているといえる。一方，このような空間の利用（再利用）を考慮していない従来技術では，図６に示すように，タイムスロットの数（例えば３つ）を超える通信リンク（例えば通信リンク４）に対しては割り当てることができない。したがって，従来技術では，通信リンク４は，少なくとも，次のスーパーフレームが到来するのを待機する必要があり，スループットが低下する。

なお，図２の処理では，干渉が最も小さい２つの通信リンクに対して，先に，タイムスロット（非共有タイムスロット）を割り当て，その後に，干渉が最も小さい２つの通信リンクに対してタイムスロット（共有タイムスロット）を割り当てるとした。これに代わる別の態様では，タイムスロットの数と同じ数の通信リンクに対して，先に，それぞれタイムスロットを任意に割り当て，その後に，タイムスロットの数を超える通信リンクに対して，他の通信リンクと共有するように，タイムスロットを割り当てるようにしてもよい。具体例を挙げると，通信リンク１，２，３に対してタイムスロットを割り当て，通信リンク４に対しては，最も干渉の小さい通信リンク１に割り当てたタイムスロットを割り当てる（図５参照）。このような別の態様によっても上記態様と同等の効果を奏することができる。なお，この別の態様では，全ての通信リンクについて信号強度テーブルを作成することに代えて，タイムスロットの数を超える通信リンク及びそれに関連する通信リンクについてのみ，信号強度テーブルを作成してもよい。これにより，処理負荷の軽減を図ることができる。

なお，上述した態様及び別の態様に限られることはなく，最も干渉が小さい２つの通信リンクがタイムスロットを共有するようにタイムスロットを割り当てることができればよい。

なお，上記態様及び上記別の態様では，プロービング信号の信号強度は同じであるとした。しかし，プロービング信号の信号強度は異なっていてもよい。その場合，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，プロービング信号の信号強度に関する情報と，通信リンク間の距離に関する情報とから，干渉に関する情報を求める。具体的には，ネットワークコントローラー（ＮＣ）は，まず，プロービング信号の信号強度の基準値に対する割合を算出し，次に，通信リンク間の距離を，信号強度の割合に応じて変更し，この変更値を干渉に関する情報として，信号強度テーブルに記録する。このようにして干渉に関する情報が得られる理由は，信号強度及びその信号に生じている干渉は，距離に応じて緩和されるからである。

また，上記態様や上記別の態様では，経路損失を利用するものであるから，特に，通信リンクがミリ波帯を利用する無線通信システムである場合に有効である。さらに，上記態様や上記別の態様では，経路損失を利用するものであるから，特に，無線通信システムを構成する無線通信デバイスが，指向性アンテナ（たとえば，オムニ指向性アンテナ）を備える場合に有効である。そのようなアンテナでは，高い指向性を有するために，ＣＣＩの程度を見積もることが容易である。そのため，信号強度テーブルにより正確な情報を記録することができ，その結果，１つのタイムスロットを共有すべき複数の通信リンクを正確に決定することができる。また，無線通信デバイスのアンテナが指向性を有する場合であって，その無線通信デバイスが移動するような場合，通常は，タイムスロットが割り当てられることが困難となる。しかし，上記態様や上記別の態様によれば，このような無線通信デバイスを含む通信リンクに対してもタイムスロットを割り当てることができ，無線通信システムのスループットを確実に高めることができる。

なお，上記態様や上記別の態様では，最初にタイムスロットが割り当てられる通信リンクは，通信リンク３又は通信リンク１としたが，信号強度テーブルにおいて干渉値が最も小さい通信リンク（通信リンク４）であってもよい。この場合には，先に共有タイムスロットを定め，後で，非共有タイムスロットを割り当てることとなる。

また，上記態様や上記別の態様では，利用可能な３つのタイムスロット１〜３のうち，タイムスロット１から順に通信リンクを割り当てたが，他のタイムスロットから通信リンクを割り当ててもよい。この場合には，各タイムスロットに対して，割り当て用の優先順位を予め定めておくことが好ましい。

また，上記態様や上記別の態様において，モニタリングは複数回実行することが好ましい。これにより，信号強度テーブルを周期的に更新することができる。より好ましくは，干渉モニタリングテーブルを更新するたびにチャネル分配処理を行う。その結果，無線通信デバイスが移動したとしても，最新の干渉値を用いてチャネル分配処理を行うことができる。また，モニタリングは，スーパーフレームが到来するたびに実行されることが好ましいが，複数のスーパーフレームに対応する時間が経過するたびに実行されてもよい。

なお，上記態様や上記別の態様では，通信リンクの数よりもチャネルの数が少ない場合に，共有チャネル設定を行うとしたが，トラフィックが混雑していない場合には，共有チャネル設定を行わずに，トラフィックが緩和されるまで待機するようにしてもよいし，ステップＳ７０〜Ｓ８０で隣接チャネル設定を行うようにしてもよい。この場合には，ネットワークコントローラー（ＮＣ）が，トラフィックが混雑しているかどうかを判断する。

また，上記態様や上記別の態様は，主に，無線通信システム１及び無線通信方法（タイムスロット割り当て方法）に関するものであった。しかし，上記態様において説明したフィールドを含むデータのフォーマットやフレーム構造も本発明又は本発明の一部を構成することとなる。また，上述した無線通信システム１を構成する無線通信デバイスやネットワークコントローラー（ＮＣ），さらには，上述した処理の一部又は全部に対応するプログラム（アルゴリズム）や当該プログラムを記憶した情報記憶媒体も，本発明又は本発明の一部を構成するのはいうまでもない。

本発明は，無線通信を行う分野で好適に利用することができる。特に，本発明は，無線通信システムのネットワークコントローラー（ＮＣ）や無線通信デバイス（無線受信機や無線送信機）に適用することができる。無線通信システムとしては，たとえば，ミリ波帯を利用したＷＰＡＮシステム（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｐｅｒｓｏｎａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）がある。

１ 無線通信システム
ＮＣ ネットワークコントローラー

Claims (8)

1. 複数の無線通信デバイスを含む無線通信システムにおける無線通信用の時間を割り当てるための時間割り当て方法であって，
   前記複数の無線通信デバイスのうち，無線通信デバイスの対で構成される通信リンクについて，２つの通信リンクの間の物理的な距離に関する情報を取得する取得ステップと，
   前記取得ステップで取得した前記距離に関する情報に基づいて，２つの通信リンク間の距離が十分に離れているかどうかを判断する判断ステップと，
   各通信リンクに対して，時分割多重接続（ＴＤＭＡ）のタイムスロットを割り当てる割り当てステップと
   を含み，
   前記割り当てステップは，
   前記判断ステップにおける判断の結果，前記２つの通信リンクの間の距離が十分に離れている場合には，当該２つの通信リンクに対して，時分割多重接続（ＴＤＭＡ）の１つのタイムスロットを割り当てるステップを含み，
   これにより，１つのタイムスロットが割り当てられた２つの通信リンクは，１つのタイムスロットを共有する，
   時間割り当て方法。
2. 前記取得ステップは，
   前記複数の通信リンクの干渉に関する情報を収集する収集ステップを含み，
   前記判断ステップは，
   前記収集ステップで収集された情報に基づいて，前記複数の無線通信デバイスの中から，相互に対して最も小さい干渉をもつ２つの無線通信デバイスを決定する決定ステップを含み，
   前記割り当てステップは，
   前記決定ステップで決定された２つの通信リンクに前記１つのタイムスロットが割り当てられるようにスケジューリングを行うステップを含む，
   請求項１に記載の時間割り当て方法。
3. 前記無線通信システムは，時間割り当てスケジューラーを含み，
   前記収集ステップでは，
   前記時間割り当てスケジューラーが，前記複数の無線通信デバイスの全てから，プロービング信号を送信させることで，前記干渉に関する情報を収集する，
   請求項２に記載の時間割り当て方法。
4. 前記時間割り当てスケジューラーは，
   前記収集ステップで収集された情報に基づいて，前記１つのタイムスロットを前記２つの通信リンクに対して，相互の干渉が低い状態で分配する
   請求項３に記載の時間割り当て方法。
5. 前記無線通信システムは，ミリ波帯を利用した無線通信システムである，
   請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の時間割り当て方法。
6. 前記無線通信デバイスは，指向性アンテナを含む，
   請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の時間割り当て方法。
7. 複数の無線通信デバイスを含む無線通信システムにおいて，無線通信用の時間を割り当てる時間割り当てデバイスであって，
   前記複数の無線通信デバイスのうち，無線通信デバイスの対で構成される通信リンクについて，２つの通信リンクの間の物理的な距離に関する情報を取得する取得手段と，
   前記取得手段で取得した前記距離に関する情報に基づいて，２つの通信リンク間の距離が十分に離れているかどうかを判断する判断手段と，
   各通信リンクに対して，時分割多重接続（ＴＤＭＡ）のタイムスロットを割り当てる割り当て手段と
   を含み，
   前記割り当て手段は，
   前記判断ステップにおける判断の結果，前記２つの通信リンクの間の距離が十分に離れている場合には，当該２つの通信リンクに対して，時分割多重接続（ＴＤＭＡ）の１つのタイムスロットを割り当てる手段を含み，
   これにより，１つのタイムスロットが割り当てられた２つの通信リンクは，１つのタイムスロットを共有する，
   時間割り当てデバイス。
8. 複数の無線通信デバイスを含む無線通信システムであって，
   無線通信用の時間を割り当てる時間割り当てデバイスを含み，
   前記時間割り当てデバイスは，
   前記複数の無線通信デバイスのうち，無線通信デバイスの対で構成される通信リンクについて，２つの通信リンクの間の物理的な距離に関する情報を取得する取得手段と，
   前記取得手段で取得した前記距離に関する情報に基づいて，２つの通信リンク間の距離が十分に離れているかどうかを判断する判断手段と，
   各通信リンクに対して，時分割多重接続（ＴＤＭＡ）のタイムスロットを割り当てる割り当て手段と
   を含み，
   前記割り当て手段は，
   前記判断ステップにおける判断の結果，前記２つの通信リンクの間の距離が十分に離れている場合には，当該２つの通信リンクに対して，時分割多重接続（ＴＤＭＡ）の１つのタイムスロットを割り当てる手段を含み，
   前記無線通信システムでは，１つのタイムスロットが割り当てられた２つの通信リンクが１つのタイムスロットを共有する，
   無線通信システム。
   

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