JP2014086824A - 無線端末装置、無線制御装置、無線通信方法および無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 直接通信時の通信効率の向上を可能とする。
【解決手段】 無線制御装置と、複数の無線端末装置から構成される無線通信システムに使用し、第１の無線端末装置と第２の無線端末装置の間で第１の直接通信を、第３の無線端末装置と第４の無線端末装置の間で第２の直接通信を行う設定を行い、前記第１の直接通信が行われている期間に第２の直接通信を開始する制御部を備える。
【選択図】 図３
【解決手段】 無線制御装置と、複数の無線端末装置から構成される無線通信システムに使用し、第１の無線端末装置と第２の無線端末装置の間で第１の直接通信を、第３の無線端末装置と第４の無線端末装置の間で第２の直接通信を行う設定を行い、前記第１の直接通信が行われている期間に第２の直接通信を開始する制御部を備える。
【選択図】 図３
Description
本発明は、無線通信技術に関する。
無線ネットワークを構成する際のアクセス方法としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式が広く用いられ、無線ＬＡＮ規格の1つであるＩＥＥＥ８０２．１１等にも使用されている。ＣＳＭＡ／ＣＡは送信に先立ってキャリアセンスを行い、その後衝突回避のためにランダムバックオフを用いる方式で、更に隠れ端末問題を解決するためにＲＴＳ（Request To Send、送信要求とも言う）／ＣＴＳ（Clear To Send、送信許可とも言う）の交換を伴う場合があり、ＩＥＥＥ８０２．１１ではＲＴＳ／ＣＴＳ交換を含めた形で使用している（非特許文献１）。
このＩＥＥＥ８０２．１１で使用されるアクセス方式による通信の一例を、図８を用いて説明する。図８は、ＡＰ（Access Point、無線制御装置とも言う）が２つのＳＴＡ（STAtion、無線端末装置とも言う）と通信を行っており、ＳＴＡ１からＡＰへ、その直後にＳＴＡ２からＡＰへ通信が行われる場合の一例についてタイミングチャートを用いて示したものである。まずＳＴＡ１はＡＰまたはいずれかのＳＴＡの送信８０１が終了するのを待つ。送信終了後更にＤＩＦＳ（Distributed coordination function InterFrame Space）時間８０２待ち、ＲＴＳ８０３をＡＰに対して送信する。ＤＩＦＳはＤＣＦ（Distributed Coordination Function）のための待ち時間で、後述するＳＩＦＳより長い基本時間が設定され、更にランダムバックオフ時間が加えられた時間となる。このＲＴＳ８０３の送信時に、以降の所定の時間は他のＳＴＡの送信を行わせないためにＮＡＶ（Network Allocation Vector）（ＮＡＶ１・８２０）をセットする。ＮＡＶは送信禁止時間ともいい、ＣＴＳの送信とデータの送信、更にそれに対するＡＣＫ（ACKnowledge、確認応答とも言う）の送信に必要な時間がセットされ、ＮＡＶを受信した他のＳＴＡはセットされている時間の間送信を禁止される。ＡＰはＲＴＳ８０３が正常に受信できた場合、どのＳＴＡも無線リソースを使用していないものとしてＳＩＦＳ（Short InterFrame Space）時間８０４待ち、ＣＴＳ８０５をＳＴＡ１に対して送信する。ＳＩＦＳはＡＰ、ＳＴＡが次の送信を行うための最小規定時間で、ＡＣＫや、ＲＴＳ、ＣＴＳなどの重要なパケットを送信する際に、他のＳＴＡなどに割り込まれないために規定されている時間である。ＤＣＦアクセスを開始するためのＤＩＦＳ等はこのＳＩＦＳより長い時間が規定されており、重要なパケットを優先させて送信する事が可能となる。このＣＴＳ８０５の送信時に、ＡＰもＮＡＶをセットする。ＡＰがセットするＮＡＶはＲＴＳ８０３にセットされていた時間からＲＴＳ８０３の送受信に必要な時間を引いた値、つまりＲＴＳ８０３でセットされた値と実質的に同じ値がセットされる。これによりＲＴＳを受信できなかったＳＴＡについても実質的に同じＮＡＶを得る事が可能となる。続いてＣＴＳ８０５を受信したＳＴＡ１は送信権を得たものとしてＳＩＦＳ時間８０６待った後、ＤＡＴＡ１・８０７をＡＰに対して送信する。ＤＡＴＡ１・８０７を受信したＡＰは、ＳＩＦＳ時間８０８待って、ＡＣＫ１・８０９をＳＴＡ１に送信する。ＡＣＫ１を受信したＳＴＡ１はＤＡＴＡ１・８０７の送信が完了したと判断し、以降の送信を行わない。ＳＴＡ２はＮＡＶ１・８２０の時間を待つと共にＳＴＡ１とＡＰ間の通信を受信し、全ての送信が終了したタイミングからＤＩＦＳ時間８１０待ってＲＴＳ・８１１をＡＰに対して送信する。このＲＴＳ・８１１の送信時にはＣＴＳの送信とデータの送信、更にそれに対するＡＣＫの送信に必要な時間をＮＡＶ２・８２１としてセットする。ＡＰはＲＴＳ・８１１が正常に受信できた場合、どのＳＴＡも無線リソースを使用していないものとしてＳＩＦＳ時間８１２待ち、ＣＴＳ・８１３をＳＴＡ２に対して送信する。ＣＴＳ２の送信時には、先と同様にＲＴＳの受信に要した時間を引き、実質的にＮＡＶ２と同様の時間をＮＡＶとしてセットする。ＣＴＳ・８１３を受信したＳＴＡ２は送信権が得られたものとしてＳＩＦＳ時間８１４待った後にＤＡＴＡ２・８１５をＡＰに対して送信する。ＤＡＴＡ２・８１５を正常に受信したＡＰはＳＩＦＳ時間８１６待って、ＳＴＡ２に対してＡＣＫ２・８１７を送信する。ＡＣＫ２・８１７を受信したＳＴＡ２は送信が完了したものと判断し、以降の送信を行わない。この後はＤＩＦＳ時間８１８経過すると、他のＤＣＦアクセス８１９が可能となる。
以上のような手順により、ＩＥＥＥ８０２．１１ではパケットの衝突を回避し、複数のＳＴＡ間のデータ送信を可能としている。
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ではＳＴＡ同士がＡＰを経由しないで直接通信するための方法としてＤＬＳ（Direct Link Setup）が規定されており、ＳＴＡ同士が予め手続きを行う手順が示されている。
これとは別に、電波の有効利用を進めるために、複数のＳＴＡが同時に空間多重により送信を行うＭＵ−ＭＩＭＯ（Multi User-Multi Input Multi Output）技術の研究が進められている。ＩＥＥＥ８０２．１１は上記に示したＤＣＦアクセスを行うため、本来は複数のＳＴＡが同時に送信を行う事はないが、非特許文献２や特許文献１などの手法を用いて同時送信の機会を得るＭＵ−ＭＩＭＯのための提案が行われている。
IEEE Std 802.11-2012
Azadeh Ettefagh、Marc Kuhn and Armin Wittneben、"Performance of a Clueter-Based MAC Protocol in Multiuser MIMO Wireless LANs、" 2010 Internatinal ITG Workshop on Smart Antennas
非特許文献２や特許文献１の手法を用いれば複数のＳＴＡが同時に送信機会得る事が可能である。しかし、あるＳＴＡが通信を開始した後に他のＳＴＡが通信を開始する事はできず、直接通信を用いたとしても通信効率の向上には限界がある。
本発明の一観点によれば、無線制御装置と、複数の無線端末装置から構成される無線通信システムに使用し、第１の無線端末装置と第２の無線端末装置の間で第１の直接通信を、第３の無線端末装置と第４の無線端末装置の間で第２の直接通信を行う設定を行い、前記第１の直接通信が行われている期間に第２の直接通信を開始する制御部を備える事を特徴とする無線端末装置が提供される。
また、本発明の他の観点によれば、前記制御部は、更に少なくとも前記第１の直接通信と、第２の直接通信を１つのグループに含める事を特徴とする無線端末装置が提供される。
また、本発明の他の観点によれば、前記制御部は、更に前記グループに含まれる直接通信を開始する時に、前記第１の直接通信を行う無線端末装置は、前記第２の直接通信を行う無線端末装置から到来する信号を抑圧するよう受信部の設定を行い、前記第２の直接通信を行う無線端末装置は、前記第１の直接通信を行う無線端末装置から到来する信号を抑圧するよう受信部の設定を行う事を特徴とする無線端末装置が提供される。
また、本発明の他の観点によれば、前記制御部は、更に前記第１の直接通信が行われている期間の判断を、前記第１の直接通信に先立って送信されるＮＡＶで行う事を特徴とする無線端末装置が提供される。
また、本発明の他の観点によれば、無線制御装置と、複数の無線端末装置から構成される無線通信システムに使用し、第１の直接通信を行う第１の無線端末装置と第２の無線端末装置と、第２の直接通信を行う第３の無線端末装置と第４の無線端末装置を１つのグループに含める制御部を備える事を特徴とする無線制御装置が提供される。
また、本発明の他の観点によれば、無線制御装置と、複数の無線端末装置から構成される無線通信システムに使用し、第１の無線端末装置と第２の無線端末装置の間で第１の直接通信を、第３の無線端末装置と第４の無線端末装置の間で第２の直接通信を行う設定を行い、前記第１の直接通信が行われている期間に第２の直接通信を開始する事を特徴とする無線通信方法が提供される。
また、本発明の他の観点によれば、無線制御装置と、複数の無線端末装置から構成され、 第１の無線端末装置と第２の無線端末装置の間で第１の直接通信を、第３の無線端末装置と第４の無線端末装置の間で第２の直接通信を行う設定を行い、前記第１の直接通信が行われている期間に第２の直接通信を開始する事を特徴とする無線通信システムが提供される。
各ＳＴＡが個別に複数の直接通信を開始する事を可能とする事で、通信効率の向上が可能となる。
以下、本発明の実施の形態による無線通信技術について図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
本実施例の概要を図１に示す。本実施例で示す無線通信システムは、１つのＡＰ１０１と４つのＳＴＡ（ＳＴＡａ１０２、ＳＴＡｂ１０３、ＳＴＡｃ１０４、ＳＴＡｄ１０５）から構成される。
（第１の実施の形態）
本実施例の概要を図１に示す。本実施例で示す無線通信システムは、１つのＡＰ１０１と４つのＳＴＡ（ＳＴＡａ１０２、ＳＴＡｂ１０３、ＳＴＡｃ１０４、ＳＴＡｄ１０５）から構成される。
図２に動作の概要を示す。ＡＰ１０１から送信されるタイミング信号２０１によって、ＳＴＡａ１０２からＳＴＡｂ１０３への直接通信と、ＳＴＡｃ１０４からＳＴＡｄ１０５への直接通信が同時に行われるように制御する。
ＳＴＡの構成の一例を図３に示す。３０１は送信データを符号化する符号化部、３０２は符号化された送信データを蓄積するデータバッファ部、３０３は制御部３２２からの指示でデータの送信に先立って送信するプリアンブルを切り替えるプリアンブル選択部、３０４は選択されたプリアンブルまたはデータバッファ部からの出力を変調する変調部、３０５は変調部の出力をＤ／Ａ変換（デジタル／アナログ変換）するＤ／Ａ部、３０６は入力されたベースバンド信号を送信アンテナ３０７から送信するための周波数に変換し、必要な電力に増幅する送信ＲＦ部、３０７は送信ＲＦ部の出力信号を送信するための送信アンテナ部、３０８、３０９、３１０はＲＦ信号を受信するための受信アンテナ部、３１１、３１２、３１３は受信したＲＦ信号をベースバンド信号に変換する受信ＲＦ部、３１４、３１５、３１６は入力されたアナログのベースバンド信号をＡ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）するＡ／Ｄ部、３１７、３１８、３１９は受信信号に含まれているプリアンブルを利用して送信アンテナと各受信アンテナ間の伝搬路情報を推定する伝搬路推定部、３２０はデジタル信号に変換されたベースバンド信号を推定した伝搬路情報に基づいて復調する復調部、３２１は復調した信号を復号して受信データを取り出す復号部、３２２は各ブロックの入出力を監視し、各ブロックを制御する制御部である。
次にＡＰの構成の一例を図４に示す。４０１は送信データを符号化する符号化部、４０２は符号化された送信データを蓄積するデータバッファ部、４１４は制御部からの指示でデータの送信に先立って送信するプリアンブルを出力するプリアンブル出力部、４０３はプリアンブルまたはデータバッファ部からの出力を変調する変調部、４０４は変調部の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ部、４０５は入力されたベースバンド信号を送信アンテナ４０６から送信するための周波数に変換し、必要な電力に増幅する送信ＲＦ部、４０６はＲＦ信号を送信するための送信アンテナ部、４０７はＲＦ信号を受信するための受信アンテナ部、４０８は受信したＲＦ信号をベースバンド信号に変換する受信ＲＦ部、４０９はアナログのベースバンド信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ部、４１０は受信信号に含まれているプリアンブルを利用して、送信アンテナと受信アンテナ間の伝搬路情報を推定する伝搬路推定部、４１１はデジタル信号に変換されたベースバンド信号を推定した伝搬路情報に基づいて復調する復調部、４１２は復調した信号を復号して受信データを取り出す復号部、４１３は各ブロックの入出力を監視し、各ブロックを制御する制御部である。
各ＳＴＡ、ＡＰで使用する変調方式は共通の方式を用いるものとする。一例として、無線ＬＡＮ規格のＩＥＥＥ８０２．１１で使用されているＯＦＤＭ方式を使用する事が可能である。符号化方式もＩＥＥＥ８０２．１１で用いられている畳み込み符号が使用可能である。
次に各ＳＴＡが直接通信を行うための設定の手順を、図を用いて詳細に説明する。各ＳＴＡはお互いが直接通信できる事を予め知っているものとする。直接通信できるかどうかを知るための手段は様々な方法が使用できるが、一例としてＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されているＴＤＬＳ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ手順が使用可能である。
図５（ａ）にＳＴＡａ１０２とＳＴＡｂ１０３間、ならびにＳＴＡｃ１０４とＳＴＡｄ１０５間で直接通信を行うように設定する手順の概略を示す。最初にＳＴＡａ１０２がＳＴＡｂ１０３に対しＤＬＳ（Direct Link Setup：直接通信ｓｅｔｕｐ）ｓｅｔｕｐ要求パケット５０１を送信する。ＤＳＬ ｓｅｔｕｐ要求パケット５０１を受信したＳＴＡｂ１０３は、ＳＴＡａ１０２に対しＤＬＳ ｓｅｔｕｐ応答パケット５０２を送信する。ＤＬＳ ｓｅｔｕｐ応答パケット５０２を受信したＳＴＡａ１０２は、ＳＴＡｂ１０３に対してＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了バケット５０３を送信する。ＳＴＡｂ１０３がＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了バケット５０３を受信することで、ＳＴＡａ１０２とＳＴＡｂ１０３間の直接通信の設定が完了する。同様にＳＴＡｃ１０４とＳＴＡｄ１０５間の直接通信の設定を行う。ＳＴＡｃ１０４はＳＴＡｄ１０５に対しＤＬＳ ｓｅｔｕｐ要求パケット５０４を送信し、ＤＬＳ ｓｅｔｕｐ要求パケット５０４を受信したＳＴＡｄ１０５は、ＳＴＡｃ１０４に対しＤＬＳ ｓｅｔｕｐ応答パケット５０５を送信し、ＤＬＳ ｓｅｔｕｐ応答パケット５０５を受信したＳＴＡｃ１０４はＳＴＡｄ１０５に対してＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了パケット５０６を送信する。ＳＴＡｄ１０５がＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了パケット５０６を受信する事でＳＴＡｃ１０４とＳＴＡｄ１０５間の直接通信の設定を終了する。
ＡＰは２つのＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了バケット５０３、５０６の送信を検知する事で、複数の直接通信が設定された事を知り、複数の直接通信を行うＳＴＡをグループ化する。本実施例ではＳＴＡａ１０２からＳＴＡｄ１０５までの４つのＳＴＡを同一のグループとして扱う場合を説明する。ＡＰは直接通信ｓｅｔｕｐ完了パケット５０６を受信した後、ＳＴＡａ１０２からＳＴＡｄ１０５までの４つのＳＴＡを同一のグループとしてＡＰ内に登録した後、グループアナウンス・プリアンブル送信要求パケット５０７を送信する。グループアナウンス・プリアンブル要求パケット５０７はＡＰ内に新たに登録したグループとそのグループに含まれるＳＴＡとそのグループに含まれるＳＴＡのグループ内ＩＤを報知し、そのグループに含まれるＳＴＡに対してプリアンブルの送信を要求するパケットである。グループアナウンス・プリアンブル要求パケット５０７にはＳＴＡａ１０２、ＳＴＡｂ１０３、ＳＴＡｃ１０４、ＳＴＡｄ１０５のＩＤが順に含まれているものとし、プリアンブルの送信順はこの順番に従うものとする。
グループアナウンス・プリアンブル要求パケット５０７を受信したＳＴＡａ１０２からＳＴＡｄ１０５までの４つのＳＴＡは、一定時間間隔で順次プリアンブルを送信する。最初にＳＴＡａ１０２がプリアンブル５０８を送信し、次にＳＴＡｂ１０３がプリアンブル５０９、続いてＳＴＡｃ１０４がプリアンブル５１０、最後にＳＴＡｄ１０５がプリアンブル５１１を送信する。いずれかのＳＴＡがプリアンブルを送信する時は、同一グループ内でプリアンブルを送信していないＳＴＡは、それぞれのＳＴＡが備える複数の受信アンテナとプリアンブルを送信しているＳＴＡの送信アンテナ間の伝搬路情報を推定するものとする。
続いてグループ内のＳＴＡが重複して直接通信を行う手順を、図を用いて説明する。基本的な通信手順はＩＥＥＥ８０２．１１で規定されているＤＣＦに基づくものとする。以下、ＳＴＡａ１０２とＳＴＡｂ１０３が直接通信を開始した直後に、ＳＴＡｃ１０４とＳＴＡｄ１０５が直接通信を開始する手順の概要を、図５（ｂ）を利用して説明する。
最初にＳＴＡａ１０２は宛先アドレスをＳＴＡｂ１０３としたＲＴＳパケット５２１を送信する。ＲＴＳパケット５２１にはＳＴＡｂ１０３からデータの送信が完了するまでのＮＡＶ・５２３がセットされる。ＲＴＳパケット５２１を受信したＡＰ１０１はＣＴＳパケットと５２２を送信し、ＳＴＡａ１０２に対する送信許可を与える。グループ内の他のＳＴＡはこのＣＴＳパケット５２２によりグループ内のＳＴＡが直接通信を開始し、ＮＡＶ期間だけ通信が持続する事を知る事ができる。
グループ内のＳＴＡは、このＮＡＶ期間中に直接通信を行わない他のＳＴＡから到来する信号を復調しないように復調部３２０を設定する。そのために、復調部はＳＴＡが備える複数の受信アンテナ３０８から３１０から受信される信号に対し重みをかけてアンテナのビームを制御し、直接通信を行わない他のＳＴＡから到来する信号を抑圧するように設定する。この抑圧する方法は様々な方法が使用できるが、一例としてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）技術を応用して複数の受信信号に伝搬路行列の逆行列を乗じた信号の一部を利用する方法がある。一例として、ＳＴＡｄ１０５がＳＴＡｃ１０４からの信号を受信し、ＳＴＡａ１０２からとＳＴＡｂ１０３からの信号を抑圧するようにする方法を以下に説明する。
ＳＴＡａの送信アンテナ３０７とＳＴＡｄ１０５の受信アンテナ３０８間の伝搬路情報をｈ１ａ、ＳＴＡｂ１０３の送信アンテナ３０７とＳＴＡｄ１０５の受信アンテナ３０９間の伝搬路情報をｈ２ｂ、ＳＴＡｃ１０４の送信アンテナ３０７とＳＴＡｄ１０５の受信アンテナ３１０間の伝搬路情報をｈ３ｃのように表すと、伝搬路行列ｈは
となる。ＳＴＡａ１０２の送信信号をｓａ、ＳＴＡｂ１０３の送信信号をｓｂ、ＳＴＡｃ１０４の送信信号をｓｃとすると、送信信号ベクトルｓは
となり、ＳＴＡｄの受信アンテナ３０８の受信信号をｒ１、受信アンテナ３０９の受信信号をｒ２、受信アンテナ３１０の受信信号をｒ３とし、雑音が極めて少ないとすると受信信号ベクトルｒは
となる。従って送信信号ベクトルを推定するためには、伝搬路行列の逆行列ｈ−１を受信信号ベクトルに乗じれば良い。
ＳＴＡａ１０２からとＳＴＡｂ１０３からの信号を抑圧したＳＴＡｃ１０４の送信信号はｓ’の３行目であるので、ｈ−１の３行目を受信信号ベクトルに乗じれば所望の信号を得る事が出来る。
同様の方法で、グループ内のＳＴＡは、直接通信を行わない他のＳＴＡから到来する信号を復調しないように復調部３２０を設定する。これにより複数の直接通信を同時に行う事が可能となる。
この他に各種アダプティブアレイアンテナの方式を用いてアンテナの指向性（ビーム）を制御し、直接通信を行わない他のＳＴＡから到来する信号を復調しないようにする事も可能である。
以上のように動作するためのＡＰ、ＳＴＡの動作フローについて図を用いて説明する。図６はグループを構成するためのＳＴＡ、ＡＰの動作フローである。図６（ａ）に直接通信を開始するＳＴＡのフローを示す。Ｓ６０１でＤＬＳ ｓｅｔｕｐ要求を通信相手に対し送信する。Ｓ６０２で通信相手からＤＬＳ ｓｅｔｕｐ応答を受信し、Ｓ６０３でＤＬＳ ｓｅｔｕｐセットアップ完了を送信する。その後Ｓ６０４でＡＰからグループアナウンス・プリアンブル要求パケットが送信されるのを待つ。Ｓ６０５で自ＳＴＡのＩＤが含まれたグループアナウンス・プリアンブル要求パケットが受信されたか判断し、受信されていない場合はＳ６０４に戻り、受信された場合はＳ６０６に進む。Ｓ６０６ではＡＰから送信されたグループアナウンス・プリアンブル要求パケットに自ＳＴＡのＩＤが含まれてした場合は、自ＳＴＡ内にグループＩＤとグループ内ＩＤを登録する。その後、直接通信が終了する時にＤＬＳ ｔｅａｒｄｏｗｎパケットが通信相手のＳＴＡから送られてくるので、Ｓ６０７でＤＬＳ ｔｅａｒｄｏｗｎパケットの受信を待ち、受信されなかった時はＳ６０７に戻り、受信された時はＳ６０８に進む。Ｓ６０８では自ＳＴＡに登録されているグループＩＤとグループ内ＩＤを削除し、直接通信を終了する。図示していないが、自ＳＴＡから直接通信を終了する場合は、通信相手のＳＴＡに対し、ＤＬＳ ｔｅａｒｄｏｗｎパケットを送信し、自ＳＴＡに登録されているグループＩＤとグループ内ＩＤを削除すればよい。
次に直接通信の開始を受け付ける側のＳＴＡのフローを、図６（ｂ）を使用して説明する。最初にＳ６１１でＤＬＳ ｓｅｔｕｐ要求パケットの受信待ちを行い、Ｓ６１２で自ＳＴＡ宛のＤＬＳ ｓｅｔｕｐ要求パケットが受信されたかを判断し、受信されなかった時はＳ６１１に戻り、受信された時はＳ６１３に進む。Ｓ６１３では自ＳＴＡ宛にＤＬＳ ｓｅｔｕｐ要求パケットを送信してきたＳＴＡに対してＤＳＬ ｓｅｔｕｐ応答パケットを送信し、続いてＳ６１４でＤＬＳ ｓｅｔｕｐ応答パケットに対応して送信されるＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了パケットを受信する。その後、Ｓ６１５でＡＰからグループアナウンス・プリアンブル要求パケットが送信されるのを待ち、Ｓ６１６で受信したグループアナウンス・プリアンブル要求パケットに自ＳＴＡのＩＤが含まれるかどうかを判断する。含まれていなかった場合はＳ６１５に戻り、含まれていた場合はＳ６１７に進む。Ｓ６１７では自ＳＴＡ内にグループアナウンス・プリアンブル要求パケットに含まれていたグループＩＤとグループ内ＩＤを登録する。その後、直接通信が終了する時にＤＬＳ ｔｅａｒｄｏｗｎパケットが通信相手のＳＴＡから送られてくるので、Ｓ６１８でＤＬＳ ｔｅａｒｄｏｗｎパケットの受信を待ち、受信されなかった時はＳ６１８に戻り、受信された時はＳ６１９に進む。Ｓ６１９では自ＳＴＡに登録されているグループＩＤとグループ内ＩＤを削除し、直接通信を終了する。図示していないが、自ＳＴＡから直接通信を終了する場合は、通信相手のＳＴＡに対し、ＤＬＳ ｔｅａｒｄｏｗｎパケットを送信し、自ＳＴＡに登録されているグループＩＤとグループ内ＩＤを削除すればよい。
次にＡＰの処理フローを、図６（ｃ）を使用して説明する。最初にＳ６２１でＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了パケット、またはＤＬＳ ｔｅａｒｄｏｗｎパケットの受信を待つ。続いてＳ６２２でＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了バケットが受信されたか判断し、ＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了バケットが受信された場合はＳ６２３へ、受信されなかった時はＳ６２６に進む。Ｓ６２３ではＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了パケットに含まれる送信側と受信側のＩＤを調べてＤＬＳ ｓｅｔｕｐ完了バケットに含まれている直接通信の組をＡＰ内に登録し、既に登録済みの直接通信の組とグループ化可能であるか判断する。グループ化の判断基準は様々な方法が考えられるが、一例として既にグループ化しておらず、グループに含まれるＳＴＡが重複していない直接通信の組が存在する場合に、その組と新しい組をグループ化する方法が使用できる。同じグループに含む事のできる直接通信の組の数はＳＴＡの構成に依存する。本実施例ではＳＴＡが３本のアンテナを持ち、１つのＳＴＡからの信号を受信しつつ他の２つのＳＴＡからの信号を抑圧可能であるため、２組の直接通信を同じグループに含むものとする。グループ化可能な直接通信の組がある場合はＳ６２４に進み、無い場合はＳ６２１に戻る。Ｓ６２４ではグループ化可能な直接通信の組を構成するＳＴＡに対してグループＩＤの割り当てとグループ内ＩＤの割り当てを行う。グループ内ＩＤはグループ内で重複しないように割り当てられ、直接通信を行う際に使用するプリアンブルを選択する際に参照される。続いてＳ６２５で新しく割り当てられたグループのグループＩＤ、グループに含まれるＳＴＡのＩＤ、グループに含まれるＳＴＡに対して割り当てられたグループ内ＩＤを、グループアナウンス・プリアンブル要求パケットを利用して報知し、その後グループ内のＳＴＡに対してグループ内ＩＤ順にプリアンブルの送信を行わせる。その後Ｓ６２１に戻る。
Ｓ６２６ではＤＬＳ ｔｅａｒｄｏｗｎパケットが受信されたかどうかを判断し、受信されなかった時はＳ６２１に戻り、受信された時はＳ６２７に進む。Ｓ６２７ではＤＬＳ ｔｅａｒｄｏｗｎパケットに含まれていた直接通信の組を削除してグループの再割り当てを行う。本実施例ではグループには２組の直接通信の組のみ含まれるので、グループ内の１組の直接通信が終了した場合はそのグループを削除する事になる。グループの再割り当て後はＳ６２８に進み、再割り当てを行ったグループに関するグループアナウンス・プリアンブル要求パケットを報知する。グループが削除された場合は、削除されたグループのグループＩＤと削除された事を示すフラグが、グループアナウンス・プリアンブル要求パケットに含まれる。その後Ｓ６２１に戻る。
図示しないが、ＳＴＡはグループ化された後はＡＰからグループアナウンス・プリアンブル要求パケットが送信されたかどうかを監視し、自ＳＴＡが含まれるグループのグループＩＤが含まれたグループアナウンス・プリアンブル要求パケットが送信された場合は、その内容を確認し、グループが削除された場合は、その後グループに含まれていたＳＴＡが直接通信を行った時に重畳して送信しないようにする必要がある。
以上のようなフローでグループの構成を管理する。次に図７を用いて同一のグループに含まれる、ある組のＳＴＡが直接通信を行っているときに、他の組が重畳して直接通信を開始する際のＳＴＡのフローを説明する。
最初にＳ７０１で復調部３２０を設定してアンテナが無指向性または、無指向性に準じた指向性となるように設定する。次にＳ７０２で信号が受信されているかどうかを調べ、受信されなかったときはＳ７２１へ、受信された時はＳ７０３に進む。Ｓ７０３で受信した信号がＲＴＳパケットまたはＣＴＳパケットであったかどうかを調べ、ＲＴＳパケットまたはＣＴＳパケットであった場合はＳ７０４に、それ以外のパケットであった場合はＳ７１２に進む。Ｓ７０４ではＲＴＳパケットに含まれるＩＤが、自ＳＴＡが含まれるグループに含まれるＩＤであるかどうかを調べてグループ内の直接通信であるかどうか判断し、グループ内の直接通信でなかった場合はＳ７２９に、グループ内の直接通信であった場合はＳ７０５に進む。Ｓ７０５ではＲＴＳパケットまたはＣＴＳパケットパケットに含まれているＮＡＶを取得する。次にＳ７０６で受信部３２０を設定してグループ内の直接通信を行わないＳＴＡから到来する信号を復調せずに直接通信を行うＳＴＡからの信号を復調するように（アンテナの指向性を）設定する。次にＳ７０７でその時点がＳ７０５で取得したＮＡＶ内であるか調べ、ＮＡＶを超えていた場合はＳ７０１に戻り、ＮＡＶ内であった場合はＳ７０８に進む。Ｓ７０８ではＣＴＳパケットに引き続いて自ＳＴＡ宛のデータが受信されるかを調べ、自ＳＴＡ宛で無かった場合はＳ７１６に、自ＳＴＡ宛であった場合Ｓ７０９に進む。Ｓ７０９では自ＳＴＡ宛の信号の受信処理を行い、Ｓ７１０で送信信号のプリアンブルを自ＳＴＡのグループ内ＩＤに対応したものをセットし、Ｓ７１１でＡＣＫパケットを送信し、Ｓ７０１に戻る。
Ｓ７１６では自ＳＴＡ内に送信要求があるかどうか判断し、送信するデータが無い場合はＳ７０７に戻り、送信データがある場合はＳ７１７に進む。Ｓ７１７では送信データの送信先が、自ＳＴＡが登録されているグループに含まれている自ＳＴＡの直接通信相手であるかどうかを調べ、自ＳＴＡの直接通信相手でなかった場合はＳ７０１に戻り、自ＳＴＡの通信相手であった場合はＳ７１８に進む。Ｓ７１８では送信信号のプリアンブルを自ＳＴＡのグループ内ＩＤに対応したものをセットし、Ｓ７１９で送信データを送信する。その後Ｓ７２０で所定の時間内に送信先ＳＴＡからＡＣＫパケットが受信されるかどうかを判断し、受信されなかった時はＳ７１９に戻ってデータの再送を行い、ＡＣＫパケットが受信された場合はＳ７０１に戻る。
Ｓ７１２では受信したデータが自ＳＴＡ宛であるかどうか調べ、自ＳＴＡ宛で無かった場合はＳ７０１に戻り、自ＳＴＡ宛であった場合はＳ７１３に進む。Ｓ７１３では自ＳＴＡ宛のパケットの受信処理を行い、Ｓ７１４で送信信号のプリアンブルを通常通信用にセットし、Ｓ７１５でＡＣＫパケットを送信し、Ｓ７０１に戻る。
Ｓ７２１では自ＳＴＡ内に送信要求があるかどうかを調べ、送信要求が無い場合はＳ７０１に戻り、送信要求がある場合はＳ７２２に進む。Ｓ７２２ではＡＰとの間でＲＴＳ／ＣＴＳ交換を行い、Ｓ７２３で送信先が直接通信の設定を行ったＳＴＡであるかどうかを判断し、直接通信の設定を行ったＳＴＡであった場合はＳ７２４に進み、直接通信の設定を行ったＳＴＡでなかった場合はＳ７２６に進む。Ｓ７２４では受信部３２０を設定してグループ内の直接通信を行わないＳＴＡから到来する信号を復調せずに直接通信を行うＳＴＡからの信号を復調するように設定する。次にＳ７２５で送信信号のプリアンブルを自ＳＴＡのグループ内ＩＤに対応したものをセットし、Ｓ７２７に進む。Ｓ７２６では送信信号のプリアンブルを通常通信用にセットし、Ｓ７２７に進む。Ｓ７２７ではセットされたプリアンブルを用いて送信データを送信し、Ｓ７２８に進む。Ｓ７２８で所定の時間内にＡＣＫが受信されるかどうかを判断し、ＡＣＫが受信されなかった場合はＳ７２７に戻りデータの再送を行い、ＡＣＫが受信された時はＳ７０１に戻る。
Ｓ７２９ではＲＴＳパケットまたはＣＴＳパケットの宛先が自ＳＴＡであるかどうか調べ、自ＳＴＡであった場合はＳ７１３に進み、他のＳＴＡ宛であった場合はＳ７０１に戻る。
以上に示したフローを各ＳＴＡが行う事で、図６（ｂ）に示したような手順を実現する事が可能となり、各ＳＴＡが個別に複数の直接通信を開始する事が可能となる。これによって通信効率の向上が実現される。
また、上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。
また、本願発明の端末装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。
また、本実施の形態で説明した機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また前記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。機能の少なくとも一部は、集積回路などのハードウェアで実現しても良い。
本発明は、無線通信装置に利用可能である。
１０１…ＡＰ、１０２…ＳＴＡａ、１０３…ＳＴＡｂ、１０４…ＳＴＡｃ、１０５…ＳＴＡｄ、３０１…符号化部、３０２…データバッファ部、３０３…プリアンブル選択部、３０４…変調部、３０５…Ｄ／Ａ部、３０６…送信ＲＦ部、３０７…送信アンテナ部、３０８〜３１０…受信アンテナ部、３１１〜３１３…受信ＲＦ部、３１４〜３１６…Ａ／Ｄ部、３１７〜３１９…伝搬路推定部、３２０…復調部、３２１…復号部、３２２…制御部、４０１…符号化部、４０２…データバッファ部、４０３…変調部、４０４…Ｄ／Ａ部、４０５…送信ＲＦ部、４０６…送信アンテナ部、４０７…受信アンテナ部、４０８…受信ＲＦ部、４０９…Ａ／Ｄ部、４１０…伝搬路推定部、４１１…復調部、４１２…復号部、４１３…制御部、４１４…プリアンブル出力部
Claims (7)
- 無線制御装置と、複数の無線端末装置から構成される無線通信システムに使用する無線端末装置で、
第１の無線端末装置と第２の無線端末装置の間で第１の直接通信を、第３の無線端末装置と第４の無線端末装置の間で第２の直接通信を行う設定を行い、
前記第１の直接通信が行われている期間に第２の直接通信を開始する制御部を備える事を特徴とする無線端末装置。 - 前記制御部は、更に少なくとも前記第１の直接通信と、第２の直接通信を１つのグループに含める事を特徴とする請求項１の無線端末装置。
- 前記制御部は、更に前記グループに含まれる直接通信を開始する時に、前記第１の直接通信を行う無線端末装置は、前記第２の直接通信を行う無線端末装置から到来する信号を抑圧するよう受信部の設定を行い、前記第２の直接通信を行う無線端末装置は、前記第１の直接通信を行う無線端末装置から到来する信号を抑圧するよう受信部の設定を行う事を特徴とする請求項２の無線端末装置。
- 前記制御部は、更に前記第１の直接通信が行われている期間の判断を、前記第１の直接通信に先立って送信されるＮＡＶ（Network Allocation Vector）で行う事を特徴とする請求項３記載の無線端末装置。
- 無線制御装置と、複数の無線端末装置から構成される無線通信システムに使用する無線制御装置で、
第１の直接通信を行う第１の無線端末装置と第２の無線端末装置と、第２の直接通信を行う第３の無線端末装置と第４の無線端末装置を１つのグループに含める制御部を備える事を特徴とする無線制御装置。 - 無線制御装置と、複数の無線端末装置から構成される無線通信システムに使用する無線通信方法で、
第１の無線端末装置と第２の無線端末装置の間で第１の直接通信を、第３の無線端末装置と第４の無線端末装置の間で第２の直接通信を行う設定を行い、
前記第１の直接通信が行われている期間に第２の直接通信を開始する事を特徴とする無線通信方法。 - 無線制御装置と、複数の無線端末装置から構成される無線通信システムで、
第１の無線端末装置と第２の無線端末装置の間で第１の直接通信を、第３の無線端末装置と第４の無線端末装置の間で第２の直接通信を行う設定を行い、
前記第１の直接通信が行われている期間に第２の直接通信を開始する事を特徴とする無線通信システム。
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| JP2012233349A JP2014086824A (ja) | 2012-10-23 | 2012-10-23 | 無線端末装置、無線制御装置、無線通信方法および無線通信システム |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2012006159A2 (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | Intel Corporation | Directional media access techniques with spatial reuse |
-
2012
- 2012-10-23 JP JP2012233349A patent/JP2014086824A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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