JP2014195159A - 無線通信システム、送信装置、受信装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 指向性アンテナを用いた通信における放射方向及び受信方向サーチにおけるサーチ時間を短縮すること。
【解決手段】 送信指向性アンテナを有する送信装置と受信指向性アンテナを有する受信装置とが、直接波と反射波とのそれぞれによる通信パスを得るための信号の放射方向と受信方向との組み合わせをサーチして、当該放射方向と受信方向との組み合わせを用いて通信を行う無線通信システムが開示される。送信側ノードは、受信装置から通知された、直接波の受信方向に対する相対的な反射波の受信方向と直接波および反射波の経路長との情報に基づいて、反射波が1回の反射を経た1回反射波であるかを判定する。送信側ノードと受信側ノードは、反射波が1回反射波である場合、その反射波についての送信方向及び受信方向のサーチを省略する。
【選択図】 図8
【解決手段】 送信指向性アンテナを有する送信装置と受信指向性アンテナを有する受信装置とが、直接波と反射波とのそれぞれによる通信パスを得るための信号の放射方向と受信方向との組み合わせをサーチして、当該放射方向と受信方向との組み合わせを用いて通信を行う無線通信システムが開示される。送信側ノードは、受信装置から通知された、直接波の受信方向に対する相対的な反射波の受信方向と直接波および反射波の経路長との情報に基づいて、反射波が1回の反射を経た1回反射波であるかを判定する。送信側ノードと受信側ノードは、反射波が1回反射波である場合、その反射波についての送信方向及び受信方向のサーチを省略する。
【選択図】 図8
Description
本発明は指向性アンテナを用いた通信における接続確立技術に関する。
非圧縮動画データを送受信するなど、より高速なデータ通信の要求が高まっている。この要求に応えるために、広帯域通信が可能となるミリ波帯での通信が注目されてきており、IEEE802.15.3c規格やIEEE802.11ad規格のような、ミリ波による通信の標準規格が策定されている。ミリ波帯は、広い帯域幅を信号伝送に使用することが許されており、高速通信に好適である。しかしながら、ミリ波帯の電磁波は直進性が高く、障害物によって信号強度の大幅な低下が起こるシャドーイングと呼ばれる現象によって通信が遮断される場合がある。
これに対し、特許文献1では、指向性アンテナを用いて、この課題を克服する方法が提案されている。特許文献1には、直接波のみならず反射波を用いた通信パスを予めサーチしておくことで、一つの通信パスが遮断された場合には他の通信パスを用いることによって通信障害の起こりにくい通信システムが記載されている。送受信機間に障害物が存在し、直接波がシャドーイングの影響を受ける場合であっても、指向性アンテナにより反射物方向へ信号を送出し、電磁波の反射を利用して相手装置へ信号を伝送することで、通信を継続することができる。
ここで、IEEE802.11ad規格には、指向性アンテナを用いて、無線ノード間で受信時の到来角と送信時の放射角をサーチするために、図11に示すような制御パケット1100を用いることが記載されている。制御パケット1100はインパルス応答を得ることができる制御パケットプリアンブル1110、パケットヘッダ1120及び20シンボルのデータ1130から構成される。これらは、それぞれ、tC_pre(=4.291μs)、tC_hdr(=0.242μs)、及びtC_data(=4.84μs)の時間区間を有する。すなわち、制御パケット1100全体として、tCTRL(=9.379μs)の時間区間を有する。
指向性アンテナを用いた通信システムにおいて、通信パスをサーチする場合、送信側通信装置と受信側通信装置は、それぞれ所定の単位角度ごとにアンテナの指向方向を切り替えて通信パスのサーチを行う。したがって、無線ノード間で試行する、指向性アンテナの到来角と放射角のステップ数(M及びN)が多い場合、サーチ時間が増大するという課題があった。一方で、通信システムにおいて通信障害の起こりにくい通信パスをサーチするためには、十分に細かいステップで指向性を切り替えて放射方向及び受信方向サーチを行うことが重要であるという課題があった。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、指向性アンテナを用いた通信における放射方向及び受信方向サーチにおけるサーチ時間を短縮することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明による無線通信システムは、送信指向性アンテナを有する送信側ノードと受信指向性アンテナを有する受信側ノードとが、直接波と反射波とのそれぞれによる通信パスを得るための信号の放射方向と受信方向との組み合わせをサーチして、当該放射方向と受信方向との組み合わせを用いて通信を行う無線通信システムであって、前記受信側ノードは、前記送信側ノードから送信された信号を、前記受信方向を切り替えて受信することにより、前記直接波の受信方向に対する相対的な前記反射波の受信方向をサーチする受信方向サーチ手段と、前記送信側ノードから送信された信号を受信したタイミングに応じて、前記直接波または前記反射波が経た経路長を取得する取得手段と、前記反射波の前記受信方向と前記直接波および前記反射波の前記経路長との情報を前記送信側ノードへ通知する通知手段と、を有し、前記送信側ノードは、通知された前記反射波の前記受信方向と前記直接波および前記反射波の前記経路長との情報に基づいて、前記反射波が1回の反射を経た1回反射波であるかを判定する判定手段と、前記反射波が前記1回反射波でない場合に、前記放射方向を切り替えて前記受信側ノードへ信号を送信することにより、当該反射波の放射方向をサーチする放射方向サーチ手段と、を有する。
本発明によれば、指向性アンテナを用いた通信での放射方向及び受信方向サーチにおいて、サーチ時間を短縮することができる。
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素及び処理はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
図1に、本実施形態に係る無線通信システムの概略を示す。無線通信システムは、第1のノードであるマスタ100、及び第2のノードである1台以上(K台)のスレーブ110〜140を含む。なお、以下の説明では、図1に示すように、マスタ100からスレーブ110〜140へ向けてのリンクをダウンリンクと呼び、スレーブ110〜140からマスタ100へ向けてのリンクをアップリンクと呼ぶ。
以下では、主として、マスタ100とスレーブ110〜140のうちの1台とが、その放射角と到来角とをサーチする場合、すなわちK=1の場合について説明する。なお、「放射方向」は、送信側ノードが送信時に使用する指向性アンテナの送信指向方向であり、「受信方向」は、受信側ノードが受信時に使用する指向性アンテナの受信指向方向である。
図2は、無線ノードの構成例を示すブロック図である。マスタ及びスレーブは、例えば、それぞれ図2に示されるように、指向性アンテナ210及び無線信号処理・制御部220を含んで構成される。指向性アンテナ210と無線信号処理・制御部220の構成例を、それぞれ図3及び図4にブロック図により示す。
指向性アンテナ210は、例えば、図3に示すように、指向性送信アンテナ300及び指向性受信アンテナ350を含む。なお、図3では、指向性送信アンテナ300と指向性受信アンテナ350を別に有する構成を示しているが、これらのアンテナは共用されてもよく、1つの指向性送受信アンテナにより構成されてもよい。
指向性送信アンテナ300において、RF(無線周波数)信号がRF入力インターフェイス310から入力されると、この信号は分配され、移相器321〜323へ入力される。信号は、移相器321〜323によって位相シフトが加えられた後、増幅器331〜333を経て送信アンテナ341〜343から放射される。移相器入力インターフェイス320への制御信号を変更することによって、位相シフト量を変更することができ、その結果、電波の放射方向や、狭指向性または広指向性など、送信アンテナパターンを制御することができる。
指向性受信アンテナ350は、自由空間上を伝搬してきた信号が受信アンテナ361〜363で受信され、その信号は、増幅器371〜373によって増幅された後、移相器381〜383で位相シフトを加えられ、加算器385によって加算される。加算された信号は、RF信号としてRF出力インターフェイス390から出力される。指向性受信アンテナ350は、移相器入力インターフェイス380への制御信号を変更することによって、受信信号に対する位相シフト量を変更することができ、受信方向や、狭指向性または広指向性など、受信アンテナパターンを制御することができる。
なお、指向性送信アンテナ300又は指向性受信アンテナ350は、1つのアンテナエレメントだけを用いて送信又は受信を行うことにより、広指向性アンテナとして動作することもできる。
無線信号処理・制御部220は、例えば、図4に示すように、中央演算処理装置410、データパス処理部420、揮発性メモリ430及び不揮発性メモリ440を含む。これらの機能部は、内部データバス・制御インターフェイス460により相互に接続される。
中央演算処理装置410は、指向性アンテナ210を制御するための制御信号を生成する。例えば、中央演算処理装置410は不揮発性メモリ440に格納されたプログラムから動作に必要となる情報を読み出し、直接波と反射波の成す角の相関演算を行う。中央演算処理装置410は、さらに、例えば非特許文献3に示すような、送信元の通信ノードの基準時間と、送信先の通信ノードの基準時間と、その送受信の折り返しに費やす時間を用いることで通信ノード間の距離を測定する機能を有する。すなわち、中央演算処理装置は、送信先の通信ノードとの信号伝送に要する時間に応じて距離を測定する機能を有する。
データパス処理部420は、RF入出力インターフェイスを介して、指向性アンテナ210のRF入力インターフェイス310及びRF出力インターフェイス390と接続される。データパス処理部420は、デジタル信号とアナログ信号との変換、すなわちアナログ−デジタル変換(ADC)及びデジタル−アナログ変換(DAC)を行う。また、データパス処理部420は、ベースバンド帯と無線周波数との間の信号のアップコンバージョン及びダウンコンバージョンを行う。さらに、データパス処理部420は、データから無線パケットの変換、及び無線パケットからデータへの変換を行い、受信信号強度(RSSI)及びデータの誤り率などの受信信号の通信品質を取得する機能を有する。データパス処理部420は、さらに、インパルス応答を受信パケットから算出する機能を有してもよい。インパルス応答は、制御パケット1100の制御パケットプリアンブル1110を用いた相関演算などによって得ることができる。
(総当たりによる放射方向及び受信方向サーチ手法)
以下、図12及び図13を用いて、マスタ−スレーブ間において、通信可能となる放射方向及び受信方向をサーチする際に、到来角と放射角との組み合わせを総当たりでサーチする手法について説明する。なお、ここで使用されるパケットは、図11に示すような制御パケット1100であるものとする。
以下、図12及び図13を用いて、マスタ−スレーブ間において、通信可能となる放射方向及び受信方向をサーチする際に、到来角と放射角との組み合わせを総当たりでサーチする手法について説明する。なお、ここで使用されるパケットは、図11に示すような制御パケット1100であるものとする。
図12は、マスタ100が送信側ノードであると共にスレーブ110〜140が受信側ノードであるダウンリンク方向における、総当たりによる放射方向及び受信方向サーチのタイミングチャートを示す図である。マスタ100は、送信指向方向をM段階で切り替えられる(すなわち、角度ステップ数がM通りの)送信指向性アンテナを有する。一方で、スレーブ110〜140は、それぞれが、角度ステップ数がN通りの受信指向性アンテナを有するものとする。ただし、スレーブ110〜140は、装置ごとに異なる角度ステップ数の受信指向性アンテナを有していてもよい。
2つの制御パケットの間には、例えば、SIFS(Short Inter−Frame Spacing)が挿入される。なお、SIFSの長さは、例えば1μs(マイクロ秒)である。図12において、太線は広指向性アンテナを用いた送信、細線は狭指向性アンテナを用いた送信、及び破線は狭指向性アンテナを用いた受信を、それぞれ示す。
放射方向及び受信方向サーチが開始されると、まず、ディスカバリ開始制御パケット送受信の期間であるtasexの期間において、マスタ100及びスレーブ110〜140は、指向性アンテナの角度ステップ数M及びNを交換する。このとき、マスタ100は、スレーブ110〜140へ、角度ステップ数Mを1回の送信で同報通知することができ、各スレーブ110〜140からマスタ100へは、それぞれ個別に時間を確保して角度ステップ数Nを通知する。したがって、ディスカバリ開始制御パケット時間tasexは、
となる。
となる。
次に、到来角・放射角サーチ期間であるtaesの期間において、マスタ100及びスレーブ110〜140は、それぞれ放射方向と受信方向とをそれぞれ変化させながら、通信可能な通信パスを検査する。ここで、マスタと1台のスレーブの組み合わせに対してMN通りの放射方向及び到来方向の組み合わせが存在する。このため、K台のスレーブに対して、到来角・放射角サーチ時間taesは、
となる。
となる。
最後に、到来角・放射角通知期間であるtaeaの期間において、スレーブ110〜140は、それぞれが、通信することができた放射方向と受信方向(電波の到来方向)の組合せをマスタ100に通知する。K台のスレーブが1回ずつ信号を送信するため、到来角・放射角通知時間taeaは、
となる。
となる。
図13は、スレーブ110〜140が送信側ノードであり、マスタ100が受信側ノードである、アップリンク方向における、総当たりによる放射方向及び受信方向サーチのタイミングチャートを示す図である。2つの制御パケットの間には、ダウンリンク方向と同様に、SIFSが挿入される。
放射方向及び受信方向サーチが開始されると、まず、指向性アンテナ分解能の交換期間であるtarexの期間において、マスタ100とスレーブ110〜140とは、指向性アンテナの角度ステップ数M及びNを交換する。このとき、マスタ100は、スレーブ110〜140へ、角度ステップ数Mを1回の送信で同報通知することができ、各スレーブ110〜140からマスタ100へは、それぞれ個別に時間を確保して角度ステップ数Nを通知する。したがって、指向性アンテナ分解能交換時間tarexは、
となる。
となる。
次に、到来角・放射角サーチ期間であるtaesの期間において、マスタ100及びスレーブ110〜140は、それぞれ放射方向と受信方向とをそれぞれ変化させながら、通信可能な通信パスを検査する。マスタと1台のスレーブの組み合わせに対してMN通りの放射方向及び受信方向の組み合わせが存在することから、K台のスレーブに対して、到来角・放射角サーチ時間taesは、
となる。
となる。
最後に、到来角・放射角の通知期間であるtaeaの期間において、マスタ100は、通信することができた放射方向と到来方向との組合せを、広指向性アンテナを用いて、各スレーブへ一斉に通知する。このため、到来角・放射角通知時間taeaは、
となる。
となる。
(放射方向及び受信方向サーチ高速化手法)
本実施形態の方式では、まず、送信側ノードが広指向性アンテナで信号を送信し、受信側ノードが受信方向を切り替えながらその信号を受信し、受信方向として、信号の到来方向を特定する。また、受信側ノードは、例えば信号の受信タイミングと直接波の経路長とに基づいて、反射波が経た通信パスの経路長を取得する。そして、受信側ノードは送信側ノードへ受信方向と経路長との情報を通知し、送信側ノードは、その受信方向と経路長とに基づいて、その反射波が1回だけ反射する経路を経た1回反射波であるかを判定する。1回反射波を特定できると、その1回反射波については放射方向も特定できるため、それ以上の受信方向・放射方向のサーチは不要となる。したがって、直接波と1回反射波とに対応する放射方向・受信方向の組み合わせをサーチから省略することができる。また、複数回反射波の放射角及び到来角は、経路長がある値に定まる場合、1回反射波を仮定した場合の放射角及び到来角と比べて、直接波の放射角及び到来角とのなす角の絶対値が大きい場合が多い。すなわち、複数回反射波は、1回反射波を仮定した場合より、直接波との相関が低い場合が多い。したがって、1回反射波を仮定した場合より相関が低くなる放射角及び到来角をサーチするだけで、複数回反射波を探索できる場合も多いため、1回反射波を仮定した場合より相関が高い反射波のサーチを省略することもでき、サーチを高速化することができる。
本実施形態の方式では、まず、送信側ノードが広指向性アンテナで信号を送信し、受信側ノードが受信方向を切り替えながらその信号を受信し、受信方向として、信号の到来方向を特定する。また、受信側ノードは、例えば信号の受信タイミングと直接波の経路長とに基づいて、反射波が経た通信パスの経路長を取得する。そして、受信側ノードは送信側ノードへ受信方向と経路長との情報を通知し、送信側ノードは、その受信方向と経路長とに基づいて、その反射波が1回だけ反射する経路を経た1回反射波であるかを判定する。1回反射波を特定できると、その1回反射波については放射方向も特定できるため、それ以上の受信方向・放射方向のサーチは不要となる。したがって、直接波と1回反射波とに対応する放射方向・受信方向の組み合わせをサーチから省略することができる。また、複数回反射波の放射角及び到来角は、経路長がある値に定まる場合、1回反射波を仮定した場合の放射角及び到来角と比べて、直接波の放射角及び到来角とのなす角の絶対値が大きい場合が多い。すなわち、複数回反射波は、1回反射波を仮定した場合より、直接波との相関が低い場合が多い。したがって、1回反射波を仮定した場合より相関が低くなる放射角及び到来角をサーチするだけで、複数回反射波を探索できる場合も多いため、1回反射波を仮定した場合より相関が高い反射波のサーチを省略することもでき、サーチを高速化することができる。
以下、図5から図10を用いて、受信方向・放射方向の組み合わせの高速サーチ手法の具体例について説明する。なお、前述の総当たりのサーチ方式に費やす時間との比較を容易にするため、以下の説明で使用するパケットは制御パケット1100を用いるものとする。
図5は、受信側ノードにおいてパケットから測定される伝送路のインパルス応答の例を示す図である。受信側ノード(ここではスレーブ110とする)における直接波と遅延波の関係を調べるために、送信側ノード(ここではマスタ100とする)は広指向性の送信アンテナパターンでパケットを送信することが望ましい。スレーブ110は、インパルス応答を、データパス処理部420においてハードウェア演算によって算出してもよいし、中央演算処理装置410において算出してもよい。ここで、スレーブ110で受信することのできる反射波の総数をJkとする。図5において、時間軸上で最も早い極大値が現れるt0は直接波の到来時間を示し、2番目以降の極大値が現れるtjは反射波の到来時間を示す。また、ΔTjは、到来波間の到来時間差を示す。スレーブ110は、これらのΔTjを、インパルス応答の演算後に揮発性メモリ430に一時保存する。
図6は、直接波と反射波、及びそれらの放射方向と受信方向(到来方向)との関係を示す図である。マスタ100から放射された電磁波はスレーブ110において受信される。図6は、スレーブ110がk台目(1≦k≦K)の受信側ノードであるとしたときに、スレーブ110で受信される直接波600の通信パスの経路長がLk,0であることを示している。同様に、反射物611による1回の反射を経てスレーブ110において受信される1回反射波610の通信パス長はLk,1である。また、反射物621及び622による2回の反射を経てスレーブ110において受信される2回反射波620の通信パスの経路長はLk,2である。
なお、反射物651、652及び653が存在する場合、1回反射波610の場合の経路長Lk,1と同じ経路長を持つ、3回の反射を経てスレーブ110において受信される3回反射波650が存在する可能性がある。しかしながら、反射物の位置関係を調べない限り1回反射波610と3回反射波650とを区別することができないため、これらのように、1回反射波と同じ経路長及び送信方向並びに受信方向を有するものは、まとめて1回反射波として扱ってもよい。
スレーブ110は、直接波600の距離Lk,0と、さらに一時保存されたインパルス応答時間差ΔTjを用いて、各通信パスの経路長Lk,jを算出することができる。なお、直接波の距離Lk,0は、電波の往復時間等による測定又は他の測距技術により取得される。スレーブ110は、これらのLk,jを揮発性メモリ430に一時保存する。図6においては、説明を簡易にするために、3回反射波までを各1本ずつ、3本の反射波のみを記載しているが、3回を上回る反射波、又は同一反射回数の反射波が複数存在することもあるのは明らかである。
例えば図5において、直接波は時間t0にスレーブ110に到来し、同様に1回反射波610は時間t1、及び2回反射波620は時間t2に到来する。このとき、スレーブ110における直接波の受信方向と反射波jの受信方向とのなす角を到来角αk,jとする。同様に、マスタ100における直接波の放射方向と反射波jの放射方向のなす角を放射角βk,jとする。直接波600と反射波610の成す角を反時計回りに正の方向と定義すれば、図6の例では到来角αk,jは正の値であり、放射角βk,jは負の値である。スレーブ110が取得した直接波の経路長、反射波の経路長、及びその反射波の直接波の到来角に対する相対的な到来角を用いて、1回反射波を仮定する場合のマスタ100の放射角βk,jを算出できる。すなわち、直接波の経路長Lk,0、反射波jの経路長Lk,j、及び到来角αk,jから、1回反射であれば、放射角βk,jを用いて、
p×cos(βk,j)+(Lk,j−p)×cos(αk,j)=Lk,0
p×sin(βk,j)=(Lk,j−p)×sin(αk,j)
が成り立つ。したがって、この連立方程式を解くことにより、直接波の経路長、反射波の経路長、及び到来角より、当該反射波が1回反射波である場合の放射角を算出することが可能となる。
p×cos(βk,j)+(Lk,j−p)×cos(αk,j)=Lk,0
p×sin(βk,j)=(Lk,j−p)×sin(αk,j)
が成り立つ。したがって、この連立方程式を解くことにより、直接波の経路長、反射波の経路長、及び到来角より、当該反射波が1回反射波である場合の放射角を算出することが可能となる。
マスタ100は、このようにして放射角を予め計算しておき、これらの関係をルックアップテーブル(LUT)として不揮発性メモリ440に予め記憶しておいてもよい。すなわち、直接波の経路長、反射波の経路長及び到来角の情報を用いてLUTを参照することにより放射角を取得できるようにしておいてもよい。これにより、送信側ノードは、受信側ノードから直接波の経路長、反射波の経路長及び到来角の情報を受信するたびに放射角を計算する必要がなくなるため、処理量及び処理に要する時間を削減することができる。なお、LUTの容量を削減するために、反射波の経路長Lk,jを直接波の経路長Lk,0で正規化し、これらの2つの経路長の情報を1つにまとめて記憶しておいてもよい。この場合は、直接波の経路長Lk,0で正規化した反射波の経路長Lk,jを用いて、放射角βk,jを参照することとなる。
なお、マスタ100における直接波と反射波の放射波の相関値はcos(βk,j)、スレーブ110〜140における直接波と反射波の到来波の相関値はcos(αk,j)として定義することができる。従って、マスタ100またはスレーブ110〜140において到来角αk,jと放射角βk,jの情報を得ることによって直接波と反射波の相関値を算出することができる。
図7は、送信側ノード(マスタ100)及び受信側ノード(スレーブ110)が、放射方向と受信方向とをサーチする際の処理を示すシーケンスチャートである。まず、スレーブ110が距離測定コマンドを実行することにより(S710)、スレーブ基準時間と指向性受信アンテナの角度ステップ数Nをマスタ100へ送信する(S711)。マスタ100は、受信した角度ステップ数Nを揮発性メモリ430に一時保存する。そして、マスタ100は、スレーブ110の基準時間及びマスタ100の基準時間と共に、マスタ100がスレーブ110からの信号を受信してから折り返し送信するまでに費やした時間情報を送信する(S712)。スレーブ110は、S712のパケットを受信することにより、往復の伝送に要した時間から直接波の経路長を特定すると共に、伝送路のインパルス応答を測定する(S720)。
マスタ100は、到来角サーチパケット送信コマンドを実行することによって(S730)、スレーブ110に対して到来角サーチパケットを送信する(S731)。この時、マスタ100は、揮発性メモリ430に一時保存しておいた角度ステップ数Nを読み出し、S731において到来角サーチパケットをN回送信する。一方、スレーブ110は、反射波の到来角をサーチする(S740)。すなわち、スレーブ110は、受信方向を切り替えながら、到来角サーチパケットが受信できたかを判定し、受信できた方向を到来角と判定する。なお、ここで、スレーブ110は、到来角サーチパケットを受信したタイミングによって、受信した電波が直接波であるか反射波であるかを判定することができる。すなわち、S720で測定したインパルス応答により、直接波と反射波との到来時間差が分かっており、また、到来角サーチパケットは一定時間間隔で送信されるため、各受信方向における相対的な信号の受信タイミングにより、直接波か反射波かを識別できる。
スレーブ110は、S712で取得した直接波の経路長とS720で測定したインパルス応答を用いて、受信波到来時間の差から反射波の各通信パスの経路長を算出する(S750)。そして、スレーブ110は直接波と反射波の通信パスの経路長、及び反射波の到来角をマスタ100に通知する(S751)。
そして、スレーブ110は広指向性アンテナによってパケットを送信する(S752)。一方で、マスタ100は、スレーブ110から受信した直接波と反射波との経路長及び到来角を用いてLUTを参照して1回反射波である場合の放射方向を特定し、指向性アンテナの受信方向がその放射方向になるように設定してパケットを受信する(S752)。マスタ100は、その受信方向においてパケットを受信できた場合は、その反射波が1回反射波(又はそれに相当する反射波)であることを特定することができる(S760)。すなわち、例えば反射波が2回反射波であった場合は、マスタ100は、スレーブ110から受信した直接波と反射波との経路長及び到来角を用いて特定した放射方向を受信方向としても、S752のパケットを受信することができない。したがって、S752のパケットの送受信によって、反射波が1回反射波に相当するかを検査することができる。
なお、マスタ100は、複数の反射波が1回反射波であるかを1度のパケット受信で検査することができる。すなわち、各反射波の経路長が分かっているため、それに応じたタイミングで受信方向を切り替えることにより、それぞれの反射波が1回反射波であるかを検査することができる。また、各アンテナエレメントにおいて受信したデータを一時記憶しておき、移相量及び増幅量の複数の組み合わせで重みづけ加算して異なる受信方向での受信結果を生成し、その結果に応じて例えば信号が所定の電力レベル以上で受信されたかを判定してもよい。
その後、マスタ100は、1回反射波でない反射波について、放射方向サーチを実行する(S761)。なお、検出された反射波が全て1回反射波であった場合は、ここで処理を終了し、直接波と1回反射波との少なくともいずれかに対応する放射方向と受信方向との組み合わせを用いて、マスタ100−スレーブ110間の通信を実行する。
図8にマスタ100(送信側ノード)が放射方向を検査する際のフローチャートを示す。マスタ100は、スレーブ110から直接波と反射波(Jk本)の通信パスの経路長、及び反射波の到来角の情報を受信する(S810、図7のS751に相当)。マスタ100は、反射波を順に検査するための初期値として値(j=1)を代入する(S820)。マスタ100は、通信パスの経路長と到来角との関係から、不揮発性メモリ440に記憶されているLUTを用いて1回反射波の場合の放射角を取得し、反射波が1回反射波であるか判定する(S830、図7のS752及びS760に対応)。そして、反射波が1回反射波である場合(S830でYES)は、S840の処理を行い、反射波が1回反射波でない場合(S830でNO)はS850の処理を行う。
S850では、マスタ100は複数回反射であると判定された反射波の放射角をサーチする際に、1回反射波よりも直接波との相関が低い範囲(放射角が負の値である場合は放射角の小さな範囲)をスレーブ110と協調してサーチする。そして、マスタ100は、スレーブ110からの通知によって放射角が存在するかを判定し(S860)、放射角が存在する場合(S860でYES)はS840の処理を行い、存在しない場合(S860でNO)はS861の処理を行う。S861では、マスタ100は、放射角を0、すなわち直接波と同じと見なし、その値を揮発性メモリ430に保存してからS840の処理を行う。S850及びS860の処理の詳細は図9を用いて後述する。
S840では、マスタ100は全反射波の検査が終了したかを、パラメータjがある閾値Jk,0に達したかによって判定する。そして、パラメータjが閾値に達しない場合(S840でNO)は、パラメータjはカウントアップされ(S841)、別の反射波について上述の処理が実行される。パラメータjが閾値に達した場合(S840でYES)は、マスタ100は、放射方向サーチ処理を終了する。ここで反射波の本数の閾値Jk,0は、マスタ100の不揮発性メモリ440に保存されている値を用いてもよいし、マスタ100の外部から与えられてもよい。また、S840の判定において、パラメータjが検出した反射波の数(Jk)に達した場合にも処理を終了するようにしてもよい。これは、特にJk<Jk,0である場合に有効である。
図9は、マスタ100(送信側ノード)とスレーブ110(受信側ノード)との間で複数回反射波についての放射角をサーチする際の処理を示すシーケンスチャートである。まず、マスタ100は、スレーブ110に受信方向として到来角αk,jを使用させるように指示し(S910)、その到来角指示制御パケットを送信する(S911)。スレーブ110は、指示された到来角を用いて受信動作を開始する(S920)。
マスタ100は、1回反射波を仮定した場合の放射角βk,jに放射角の単位角Δβを加算した放射角(βk,j+Δβ)を放射方向として指定する(S930)。そして、マスタ100は、その放射角情報を含んだ参照信号をスレーブ110へ向けて送信する(S931)。なお、Δβは、βk,jが負の場合は負の値であり、βk,jが正の値の場合は正の値である。すなわち、マスタ100は、1回反射波を仮定した場合の放射方向より、直接波との相関が低い放射方向について放射角をサーチする。
スレーブ110は、設定した受信方向で参照信号を受信可能であるかを判定し(S940)、受信できない場合には受信動作を継続する。マスタ100は、一定期間の間にスレーブ110からの返答Ackがない場合、次の放射角を設定して(S950)、参照信号を再送信する(S951)。スレーブ110は、参照信号を受信することができた場合(S960)、Ackをマスタ100に送信し(S961)、その際に、受信することのできた放射角情報をマスタに通知する。このようにすることで、複数回反射波について、放射方向と受信方向とを特定することができる。なお、1回反射波を仮定した場合の放射方向より、直接波との相関が低い放射方向について放射角をサーチするため、サーチする放射角の範囲が限定されるため、短期間にサーチを完了することができる。
(放射方向及び受信方向サーチ高速化手法におけるサーチ時間)
続いて、図10を用いて上述のサーチに要する時間についての評価を行う。図10は、送信側ノード(マスタ100)と受信側ノード(スレーブ110)とが、放射方向サーとと受信方向サーチとを実行する際のタイミングチャートである。図10では、全てのパケットの送受信には制御パケット1100を用いるものとし、広指向性アンテナによる送信を太線により、狭指向性アンテナによる送信を細線により、狭指向性アンテナによる受信を破線により、それぞれ示すものとする。期間tstartにおいて、マスタ100は、スレーブ110に指向性アンテナの放射方向及び受信方向のディスカバリ開始制御パケットを送信する。マスタ100は、これにより、指向性アンテナの放射方向及び受信方向のサーチを開始することを通知する。このとき、tstartは、
である。
続いて、図10を用いて上述のサーチに要する時間についての評価を行う。図10は、送信側ノード(マスタ100)と受信側ノード(スレーブ110)とが、放射方向サーとと受信方向サーチとを実行する際のタイミングチャートである。図10では、全てのパケットの送受信には制御パケット1100を用いるものとし、広指向性アンテナによる送信を太線により、狭指向性アンテナによる送信を細線により、狭指向性アンテナによる受信を破線により、それぞれ示すものとする。期間tstartにおいて、マスタ100は、スレーブ110に指向性アンテナの放射方向及び受信方向のディスカバリ開始制御パケットを送信する。マスタ100は、これにより、指向性アンテナの放射方向及び受信方向のサーチを開始することを通知する。このとき、tstartは、
である。
直接波の距離測定期間であるtdwdの期間において、スレーブ110は、マスタ100との間で直接波の距離測定制御パケットを交換する。そしてフレーム間にSIFSを挟み、マスタ100からパケットが返信される(図7のS711及びS712に相当)。マスタ100はS711の受信からS712の期間中に、到来角サーチパケットの送信コマンドを実行することで、tdwdの期間中にS730の処理を実行することが可能である。従って、tdwdは、
となる。
となる。
続いて、到来角サーチ期間であるtaaeの期間において、スレーブ110はマスタ100から送信される参照信号(制御パケット)を、受信方向を切り替えながらN回受信する。到来角サーチ期間においても、フレーム間にはSIFSが挟まれる。なお、この到来角サーチ期間は、図7におけるS731及びS740に相当する。S720のインパルス応答の測定と、S740の各到来波の通信パスの経路長の測定はこの期間中に算出することができる。到来角サーチ時間taaeは、
となる。
となる。
通信パスの経路長と到来角とを通知すると共に1回反射波に相当するかを検査する期間であるtdaaの期間において、スレーブ110は、マスタ100に到来波の通信パスの経路長と到来角とを通知し、検査用パケットを送信する。マスタ100は、検査用パケットを受信し、反射波が1回反射波に相当するかを検査する。なお、この期間は図7におけるS751、S752及びS760に相当する。経路長及び到来角通知時間tdaaは、
となる。
となる。
続いて、放射角サーチ期間teacにおいて、マスタ100は、1回反射波でない反射波について、スレーブ110との間で放射角のサーチを行う。マスタ100は、スレーブ110に到来角指示制御パケット1040を送信する。なお、これは、図9のS911に相当する。次に、マスタ100は、放射角を順次変化させながら放射角参照パケット1042、1044、1046をスレーブ110に送信し、検査対象となる反射波の本数分だけ、同様の動作を繰り返す(i=I)。したがって、teacは、
と表記することができる。
と表記することができる。
したがって、ダウンリンクの到来角・放射角サーチ時間(ダウンリンクディスカバリ時間)tdldは、
となる。マスタ−スレーブ間でサーチする平均反射波数をE{J}、到来角サーチステップ数の平均をE{I}とすれば、
となる。K=1(スレーブが1台)の場合の式(4)と、式(18)とを比較すると、1+E{J}≪Mの関係が成り立つと、式(18)のtdldの方が、サーチ時間が短いと言える。さらに、K=1における式(4)と、式(17)とを比較すると、E{I}≪Nが成り立つ時にも式(17)のtdldの方が、サーチ時間が短いと言える。すなわち、サーチ対象となる反射波の本数を限定し、反射波をサーチするときの角度ステップを限定することができれば、本実施形態における到来角・放射角のサーチを高速に行うことができる。したがって、マスタ100が反射波を1回反射波でないと判定する場合に、直接波との相関が1回反射波を仮定する場合よりも小さい放射角に限定してサーチを行うことにより、E{I}の値を小さくすることができ、サーチを高速化できる。
となる。マスタ−スレーブ間でサーチする平均反射波数をE{J}、到来角サーチステップ数の平均をE{I}とすれば、
となる。K=1(スレーブが1台)の場合の式(4)と、式(18)とを比較すると、1+E{J}≪Mの関係が成り立つと、式(18)のtdldの方が、サーチ時間が短いと言える。さらに、K=1における式(4)と、式(17)とを比較すると、E{I}≪Nが成り立つ時にも式(17)のtdldの方が、サーチ時間が短いと言える。すなわち、サーチ対象となる反射波の本数を限定し、反射波をサーチするときの角度ステップを限定することができれば、本実施形態における到来角・放射角のサーチを高速に行うことができる。したがって、マスタ100が反射波を1回反射波でないと判定する場合に、直接波との相関が1回反射波を仮定する場合よりも小さい放射角に限定してサーチを行うことにより、E{I}の値を小さくすることができ、サーチを高速化できる。
続いて、アップリンク時の到来角サーチ時間について検討する。アップリンク時の到来角サーチ時間(アップリンクディスカバリ時間)tuldは、スレーブが1台(K=1)の場合には、ダウンリンクの場合との本質的な違いはないため、
となる。しかしながら、ダウンリンクと比べると、到来角と放射角との関係が入れ替わることから、tuldは、
となる。K=1における式(8)と、式(21)とを比較すると、1+E{J}≪Nの関係が成り立つと、式(21)のtuldの方が、サーチ時間が短いと言える。さらに、K=1における式(8)と、式(20)とを比較すると、E{I}≪Nが成り立つ時にも、式(20)のtuldの方が、サーチ時間が短いと言える。したがって、ダウンリンクと同様に、アップリンクでもサーチ対象となる反射波の本数を少なくし、反射波をサーチするときの角度ステップを少なくすることにより、到来角・放射角のサーチ時間を高速に行うことができる。
となる。しかしながら、ダウンリンクと比べると、到来角と放射角との関係が入れ替わることから、tuldは、
となる。K=1における式(8)と、式(21)とを比較すると、1+E{J}≪Nの関係が成り立つと、式(21)のtuldの方が、サーチ時間が短いと言える。さらに、K=1における式(8)と、式(20)とを比較すると、E{I}≪Nが成り立つ時にも、式(20)のtuldの方が、サーチ時間が短いと言える。したがって、ダウンリンクと同様に、アップリンクでもサーチ対象となる反射波の本数を少なくし、反射波をサーチするときの角度ステップを少なくすることにより、到来角・放射角のサーチ時間を高速に行うことができる。
以上、スレーブが1台の場合に、本実施形態における指向性アンテナの放射方向及び受信方向サーチを行うことにより、総当たりによる指向性アンテナの指向方向サーチと比べて、サーチに要する時間を短縮することができることを示した。
続いて、スレーブが複数台存在する場合について、サーチ時間を評価する。まず、図10を用いて、マスタ100(送信側ノード)とK台のスレーブ(受信側ノード)とが、ダウンリンクの放射方向及び受信方向サーチを実行する場合について説明する。
ダウンリンクでは、全体のサーチ時間のうち、マスタ100がK台のスレーブに対して一斉に信号を送信することができる期間は、ディスカバリ開始の通知期間tstartと到来角サーチ時間taaeである。すなわち、受信側ノードが複数存在する場合は、送信側ノードが広指向性を用いてN回到来角サーチパケットを送信するところ、これらを複数の受信側ノードが、同じ期間において、受信方向を切り替えながら受信することができる。したがって、複数の受信側ノードは、同一のタイミングで到来角の測定を行うことが可能となる。
また、K台のスレーブとマスタ100との直接波の距離測定期間(tdwdの期間)においては、マスタ100からの通知1011は、K台のスレーブに対して一斉に送信できる。したがって、tdwdは、
となる。したがって、受信側ノード(スレーブ)が複数(K台)存在する場合のダウンリンクの到来角・放射角サーチ時間tdldは、
と示すことができるる。マスタ−スレーブ間でサーチする平均反射波数をE{J}、到来角サーチステップ数の平均をE{I}とすれば、ダウンリンクの到来角・放射角サーチ時間tdldは、
を満たす。式(25)を式(4)と比べると、式(25)の値が式(4)を下回るにはE{J}≪Mの関係が成り立てばよいことが分かる。この関係を満たすために、スレーブ110〜140において反射波が一定の受信品質を満たさない時には、マスタ100は、反射波の通信パスをサーチ対象としないことにより反射波の本数を限定することができる。また、マスタ100は、到来角αk,jが一定の値を上回らない場合に、反射波の通信パスをサーチ対象としないことによって反射波の本数を限定してもよい。また、式(24)の値が式(4)を下回るには、E{I}≪Nの関係が成り立てばよいことが分かる。この関係を満たすため、1つの方法として、S820において、マスタ100における放射角のサーチを、相関値が小さい放射角βk,jから優先して開始することが有効である。さらに、マスタ100が複数回反射波を見つけることができた時には、現在の反射波の本数をJk,0に設定することにより、サーチ対象となる反射波の本数を限定することができる。また、S850において、サーチする放射角βk,jの範囲をランダムに設定してサーチを実行することが有効である。
となる。したがって、受信側ノード(スレーブ)が複数(K台)存在する場合のダウンリンクの到来角・放射角サーチ時間tdldは、
と示すことができるる。マスタ−スレーブ間でサーチする平均反射波数をE{J}、到来角サーチステップ数の平均をE{I}とすれば、ダウンリンクの到来角・放射角サーチ時間tdldは、
を満たす。式(25)を式(4)と比べると、式(25)の値が式(4)を下回るにはE{J}≪Mの関係が成り立てばよいことが分かる。この関係を満たすために、スレーブ110〜140において反射波が一定の受信品質を満たさない時には、マスタ100は、反射波の通信パスをサーチ対象としないことにより反射波の本数を限定することができる。また、マスタ100は、到来角αk,jが一定の値を上回らない場合に、反射波の通信パスをサーチ対象としないことによって反射波の本数を限定してもよい。また、式(24)の値が式(4)を下回るには、E{I}≪Nの関係が成り立てばよいことが分かる。この関係を満たすため、1つの方法として、S820において、マスタ100における放射角のサーチを、相関値が小さい放射角βk,jから優先して開始することが有効である。さらに、マスタ100が複数回反射波を見つけることができた時には、現在の反射波の本数をJk,0に設定することにより、サーチ対象となる反射波の本数を限定することができる。また、S850において、サーチする放射角βk,jの範囲をランダムに設定してサーチを実行することが有効である。
続いて、図14を用いて、マスタ100(受信側ノード)とK台のスレーブ(送信側ノード)との間で実行される、アップリンクの放射方向サーチ及び受信方向サーチに説明する。全体のサーチ時間のうち、K台のスレーブとマスタ100との直接波の距離測定において、マスタ100からの通知1410は、複数のスレーブに対して一斉に行うことができる。したがって、直接波の距離測定時間tdwdは、
となる。その他、マスタ100が一斉にパケットを送信する時間は、1430、1431及び1460のみであり、アップリンクの到来角・放射角サーチ時間tuldは、
となる。アップリンクの放射方向及び受信方向サーチを、ダウンリンクの放射方向及び受信方向サーチの後に実行する場合には、直接波の距離測定はすでに行われていることとなる。このため、この場合には、マスタ100は、事前に測定された直接波の経路長をRAM等に記憶しておき、本処理にあたって記憶された値を取得することにより、tdwdの期間を省略することができる。一方、インパルス応答の測定に必要となるスレーブからマスタ100への参照制御パケットの期間がK台分必要となることから、
となる。マスタ―スレーブ間でサーチする平均反射波数をE{J}、到来角サーチステップ数の平均をE{I}とすれば、アップリンクの到来角・放射角サーチ時間tuldは、
を満たす。式(30)を式(8)と比べると、式(30)の値が式(8)を下回るには、1+E{J}≪Nの関係が成り立てばよいことが分かる。この関係を満たすために、スレーブ110〜140において反射波が一定の受信品質を満たさない時には、マスタ100は、反射波の通信パスをサーチ対象としないことにより反射波の本数を限定することができる。また、マスタ100は、到来角αk,jが一定の値を上回らない場合に、反射波の通信パスをサーチ対象としないことによって反射波の本数を限定してもよい。また、式(29)の値が式(8)を下回るには、式(30)に加えてE{I}≪Nの関係が成り立てばよいことが分かる。この関係を満たすため1つの方法として、S820において、スレーブ110〜140における放射角のサーチを、相関値が小さい放射角βk,jから優先して開始することが有効である。さらに、スレーブ110〜140が複数回反射波を見つけることができた時には、現在の反射波の本数をJk,0に設定することにより、サーチ対象となる反射波の本数を限定することができる。また、S850において、サーチする放射角βk,jの範囲をランダムに設定してサーチを実行することが有効である。
となる。その他、マスタ100が一斉にパケットを送信する時間は、1430、1431及び1460のみであり、アップリンクの到来角・放射角サーチ時間tuldは、
となる。アップリンクの放射方向及び受信方向サーチを、ダウンリンクの放射方向及び受信方向サーチの後に実行する場合には、直接波の距離測定はすでに行われていることとなる。このため、この場合には、マスタ100は、事前に測定された直接波の経路長をRAM等に記憶しておき、本処理にあたって記憶された値を取得することにより、tdwdの期間を省略することができる。一方、インパルス応答の測定に必要となるスレーブからマスタ100への参照制御パケットの期間がK台分必要となることから、
となる。マスタ―スレーブ間でサーチする平均反射波数をE{J}、到来角サーチステップ数の平均をE{I}とすれば、アップリンクの到来角・放射角サーチ時間tuldは、
を満たす。式(30)を式(8)と比べると、式(30)の値が式(8)を下回るには、1+E{J}≪Nの関係が成り立てばよいことが分かる。この関係を満たすために、スレーブ110〜140において反射波が一定の受信品質を満たさない時には、マスタ100は、反射波の通信パスをサーチ対象としないことにより反射波の本数を限定することができる。また、マスタ100は、到来角αk,jが一定の値を上回らない場合に、反射波の通信パスをサーチ対象としないことによって反射波の本数を限定してもよい。また、式(29)の値が式(8)を下回るには、式(30)に加えてE{I}≪Nの関係が成り立てばよいことが分かる。この関係を満たすため1つの方法として、S820において、スレーブ110〜140における放射角のサーチを、相関値が小さい放射角βk,jから優先して開始することが有効である。さらに、スレーブ110〜140が複数回反射波を見つけることができた時には、現在の反射波の本数をJk,0に設定することにより、サーチ対象となる反射波の本数を限定することができる。また、S850において、サーチする放射角βk,jの範囲をランダムに設定してサーチを実行することが有効である。
以上、1台のマスタに対して複数のスレーブが存在する場合において、制御パケットをできる限り共有する条件で指向角のサーチを総当たりにする場合と本実施形態の場合とにおいて、放射方向サーチ及び受信方向サーチに要する時間を比較した。上述の通り、制御パケットの送信をできる限り少なくすること、及びサーチ対象となる反射波を限定することで、サーチ時間をより短くすることができる。
<<その他の実施形態>>
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (17)
- 送信指向性アンテナを有する送信側ノードと受信指向性アンテナを有する受信側ノードとが、直接波と反射波とのそれぞれによる通信パスを得るための信号の放射方向と受信方向との組み合わせをサーチして、当該放射方向と受信方向との組み合わせを用いて通信を行う無線通信システムであって、
前記受信側ノードは、
前記送信側ノードから送信された信号を、前記受信方向を切り替えて受信することにより、前記直接波の受信方向に対する相対的な前記反射波の受信方向をサーチする受信方向サーチ手段と、
前記送信側ノードから送信された信号を受信したタイミングに応じて、前記直接波または前記反射波が経た経路長を取得する取得手段と、
前記反射波の前記受信方向と前記直接波および前記反射波の前記経路長との情報を前記送信側ノードへ通知する通知手段と、
を有し、
前記送信側ノードは、
通知された前記反射波の前記受信方向と前記直接波および前記反射波の前記経路長との情報に基づいて、前記反射波が1回の反射を経た1回反射波であるかを判定する判定手段と、
前記反射波が前記1回反射波でない場合に、前記放射方向を切り替えて前記受信側ノードへ信号を送信することにより、当該反射波の放射方向をサーチする放射方向サーチ手段と、
を有することを特徴とする無線通信システム。 - 前記放射方向サーチ手段は、前記放射方向のサーチの前に、前記反射波の前記受信方向において信号を受信するべきことを示す指示を前記受信側ノードへ送信する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記放射方向サーチ手段は、前記直接波の受信方向と前記反射波の前記受信方向とのなす角に応じて定まる相関が、前記反射波が1回反射波であると仮定した場合の相関より小さい前記放射方向について、前記放射方向のサーチを行う、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信システム。 - 前記放射方向サーチ手段は、前記直接波の受信方向と前記反射波の前記受信方向とのなす角に応じて定まる相関が小さい前記放射方向から優先して前記放射方向のサーチを行う、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 前記放射方向サーチ手段は、前記放射方向をランダムに切り替えて前記放射方向のサーチを行う、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 前記取得手段は、前記送信側ノードから送信された信号のインパルス応答を測定し、前記直接波の経路長と前記インパルス応答とから、前記反射波の前記経路長を取得する、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 前記送信側ノードは、前記送信側ノードが前記インパルス応答を測定するための信号を送信する送信手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信システム。 - 前記取得手段は、前記送信側ノードと前記受信側ノードとの間の信号の伝送に要する時間に応じて、前記直接波の前記経路長を取得する、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 前記直接波の前記経路長を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記取得手段は、前記記憶手段に前記直接波の経路長が記憶されている場合は、前記記憶手段から当該直接波の経路長を取得する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 前記受信側ノードが複数存在する場合、当該複数の受信側ノードの前記受信方向サーチ手段は、それぞれが同じ期間において、前記受信方向を切り替えて前記送信側ノードから送信された信号を受信することにより、それぞれ直接波または反射波の受信方向をサーチする、
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 送信指向性アンテナを有する送信装置と受信指向性アンテナを有する受信装置とが、直接波と反射波とのそれぞれによる通信パスを得るための信号の放射方向と受信方向との組み合わせをサーチして、当該放射方向と受信方向との組み合わせを用いて通信を行う無線通信システムにおける送信装置であって、
前記受信装置から通知された、前記直接波の受信方向に対する相対的な前記反射波の受信方向と前記直接波および前記反射波の経路長との情報に基づいて、前記反射波が1回の反射を経た1回反射波であるかを判定する判定手段と、
前記反射波が前記1回反射波でない場合に、前記放射方向を切り替えて前記受信装置へ信号を送信することにより、当該反射波の放射方向をサーチする放射方向サーチ手段と、
を有することを特徴とする送信装置。 - 送信指向性アンテナを有する送信装置と受信指向性アンテナを有する受信装置とが、直接波と反射波とのそれぞれによる通信パスを得るための信号の放射方向と受信方向との組み合わせをサーチして、当該放射方向と受信方向との組み合わせを用いて通信を行う無線通信システムにおける受信装置であって、
前記送信装置から送信された信号を、前記受信方向を切り替えて受信することにより、前記直接波の受信方向に対する相対的な前記反射波の受信方向をサーチする受信方向サーチ手段と、
前記送信装置から送信された信号を受信したタイミングに応じて、前記直接波または前記反射波が経た経路長を取得する取得手段と、
前記反射波の前記受信方向と前記直接波および前記反射波の前記経路長との情報を前記送信装置へ通知する通知手段と、
を有し、
前記送信装置は、前記反射波の前記受信方向と前記直接波および前記反射波の前記経路長との情報に基づいて、前記反射波が1回の反射を経た1回反射波であるかを判定し、前記反射波が前記1回反射波でない場合に、前記放射方向を切り替えて前記受信側ノードへ信号を送信することにより、当該反射波の放射方向をサーチする、
ことを特徴とする受信装置。 - 送信指向性アンテナを有する送信側ノードと受信指向性アンテナを有する受信側ノードとが、直接波と反射波とのそれぞれによる通信パスを得るための信号の放射方向と受信方向との組み合わせをサーチして、当該放射方向と受信方向との組み合わせを用いて通信を行う無線通信システムにおける制御方法であって、
前記受信側ノードにおいて、
受信方向サーチ手段が、前記送信側ノードから送信された信号を、前記受信方向を切り替えて受信することにより、前記直接波の受信方向に対する相対的な前記反射波の受信方向をサーチする受信方向サーチ工程と、
取得手段が、前記送信側ノードから送信された信号を受信したタイミングに応じて、前記直接波または前記反射波が経た経路長を取得する取得工程と、
通知手段が、前記反射波の前記受信方向と前記直接波および前記反射波の前記経路長との情報を前記送信側ノードへ通知する通知工程と、
を有し、
前記送信側ノードにおいて、
判定手段が、通知された前記反射波の前記受信方向と前記直接波および前記反射波の前記経路長との情報に基づいて、前記反射波が1回の反射を経た1回反射波であるかを判定する判定工程と、
放射方向サーチ手段が、前記反射波が前記1回反射波でない場合に、前記放射方向を切り替えて前記受信側ノードへ信号を送信することにより、当該反射波の放射方向をサーチする放射方向サーチ工程と、
を有することを特徴とする制御方法。 - 送信指向性アンテナを有する送信装置と受信指向性アンテナを有する受信装置とが、直接波と反射波とのそれぞれによる通信パスを得るための信号の放射方向と受信方向との組み合わせをサーチして、当該放射方向と受信方向との組み合わせを用いて通信を行う無線通信システムにおける送信装置の制御方法であって、
判定手段が、前記受信装置から通知された、前記直接波の受信方向に対する相対的な前記反射波の受信方向と前記直接波および前記反射波の経路長との情報に基づいて、前記反射波が1回の反射を経た1回反射波であるかを判定する判定工程と、
放射方向サーチ手段が、前記反射波が前記1回反射波でない場合に、前記放射方向を切り替えて前記受信装置へ信号を送信することにより、当該反射波の放射方向をサーチする放射方向サーチ工程と、
を有することを特徴とする制御方法。 - 送信指向性アンテナを有する送信装置と受信指向性アンテナを有する受信装置とが、直接波と反射波とのそれぞれによる通信パスを得るための信号の放射方向と受信方向との組み合わせをサーチして、当該放射方向と受信方向との組み合わせを用いて通信を行う無線通信システムにおける受信装置の制御方法であって、
受信方向サーチ手段が、前記送信装置から送信された信号を、前記受信方向を切り替えて受信することにより、前記直接波の受信方向に対する相対的な前記反射波の受信方向をサーチする受信方向サーチ工程と、
取得手段が、前記送信装置から送信された信号を受信したタイミングに応じて、前記直接波または前記反射波が経た経路長を取得する取得工程と、
通知手段が、前記反射波の前記受信方向と前記直接波および前記反射波の前記経路長との情報を前記送信装置へ通知する通知工程と、
を有し、
前記送信装置は、前記反射波の前記受信方向と前記直接波および前記反射波の前記経路長との情報に基づいて、前記反射波が1回の反射を経た1回反射波であるかを判定し、前記反射波が前記1回反射波でない場合に、前記放射方向を切り替えて前記受信側ノードへ信号を送信することにより、当該反射波の放射方向をサーチする、
ことを特徴とする制御方法。 - コンピュータを請求項11に記載の送信装置が備える各手段として機能させるためのプログラム。
- コンピュータを請求項12に記載の受信装置が備える各手段として機能させるためのプログラム。
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JP2013070456A JP2014195159A (ja) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | 無線通信システム、送信装置、受信装置、制御方法、及びプログラム |
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---|---|---|---|---|
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2013
- 2013-03-28 JP JP2013070456A patent/JP2014195159A/ja active Pending
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