JP2017005579A - Millimeter wave communication system and millimeter wave communication method - Google Patents

Millimeter wave communication system and millimeter wave communication method Download PDF

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竹内　嘉彦
Yoshihiko Takeuchi
嘉彦 竹内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable millimeter wave communication to be excellently performed by easily identifying a direction of communication.SOLUTION: A millimeter wave terminal 2 includes a light-emitting part 23 emitting light at a predetermined time or with a predetermined signal pattern. A millimeter wave access point 3 includes: a camera 34 for calculating a direction of the millimeter wave terminal 2 emitting light on the basis of light-emission; and a direction calculation unit 35. The millimeter wave communication is performed for a direction calculated by the direction calculation unit 35.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ミリ波によるデータの送受信を行うミリ波通信システムおよびミリ波通信方法に関し、特に、通信方向を容易に特定して通信を良好に行うことが可能なミリ波通信システムおよびミリ波通信方法に関する。   The present invention relates to a millimeter-wave communication system and a millimeter-wave communication method for transmitting and receiving data by millimeter waves, and in particular, a millimeter-wave communication system and millimeter-wave communication capable of easily specifying a communication direction and performing communication satisfactorily. Regarding the method.

ミリ波通信は、第５世代移動通信システムにおける通信の高速化を担う重要な技術である。その特徴は、ミリ波という高い周波数において広帯域幅を確保でき、高速伝送が可能であるだけではなく、同一量の情報量を送信する場合に、広帯域である利点を利用して、空間に電波を送出する時間幅を短くすることができ、各場所での電波利用率（周波数利用率）を改善することができる点にある。   Millimeter wave communication is an important technology responsible for speeding up communication in the fifth generation mobile communication system. Its feature is that it can secure a wide bandwidth at a high frequency of millimeter wave and not only enables high-speed transmission, but also uses the advantage of wide bandwidth when transmitting the same amount of information to transmit radio waves into space. The time width for transmission can be shortened, and the radio wave utilization rate (frequency utilization rate) at each location can be improved.

さらに、ミリ波は波長が短いため、ミリ波アンテナを構成する場合、波長で規格化したアンテナ面積は広くなり、同一面積であってもシャープな指向性アンテナが可能で、特定の方向に強い電波を送信可能である。一方、周波数が高いため、電波の伝搬特性に回り込みが少なく直進的に伝搬するので、ミリ波アクセスポイント（ミリ波基地局）とミリ波端末はほぼ見通しの良い位置に設置する必要がある、あるいは、見通しが良くなるようにアンテナを動かして通信する必要がある。   Furthermore, because millimeter waves have a short wavelength, when configuring a millimeter wave antenna, the antenna area standardized by the wavelength is wide, and even if the area is the same, a sharp directional antenna is possible, and a strong radio wave in a specific direction. Can be sent. On the other hand, because the frequency is high, the propagation characteristics of the radio waves are less wraparound and propagates straight, so the millimeter wave access point (millimeter wave base station) and the millimeter wave terminal need to be installed in a position with almost good visibility, or It is necessary to move and communicate with the antenna so that the line of sight is better.

また、遮蔽物によってミリ波通信が切断されないようにする、という技術が知られている（例えば、特許文献１）。この技術は、ミリ波によりデータを受信装置に送信する複数の送信手段と、受信装置と対向する位置で、かつ、複数の送信手段の間に複数配設され、受信装置との間の遮蔽物の有無を検出する複数の検出手段と、を備える。そして、複数の検出手段により検出された遮蔽物の有無の情報に基づいて、複数の送信手段のいずれかでミリ波によりデータを受信装置に送信するものである。   In addition, a technique for preventing millimeter wave communication from being cut off by a shield is known (for example, Patent Document 1). In this technique, a plurality of transmission units that transmit data to a reception device by millimeter waves, and a plurality of transmission units that are disposed at a position facing the reception device and between the plurality of transmission units, and between the reception units. A plurality of detection means for detecting the presence or absence of And based on the information of the presence or absence of the shielding object detected by the plurality of detection means, the data is transmitted to the reception device by the millimeter wave by any of the plurality of transmission means.

特開２００５−２５２８３９号公報JP 2005-252839 A

ところで、ミリ波通信は、直進性が高く、広帯域、高速伝送の場合が多いため、所要の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ、Ｅｂ／Ｎｏ）を確保するのに通信を必要とするエリア全ての方向に大電力のミリ波送信素子を用いる場合もあるが、消費電力の面で得策ではない。そこで、大電力を要しないミリ波送信素子を用いた上で所要の信号対雑音比を確保するために、アンテナに指向性を持たせることにより、通信する方向に選択的にミリ波を送ることが有効となる。特に指向性の良いミリ波の特徴を利用する場合は特に一般的である。一方、アンテナの指向性を利用して特定の方向にミリ波を送信するためには、ミリ波のビームを意図的に振って指向性の最大点を見つける（サーチする）ものが一般的であるが、送信信号の最大点は受信側で受信して初めて決定できるものであり、受信側からビームを振る送信側への受信強度等のフィードバックを設ける構成装置が必要であり、構成、手法が複雑となる。   By the way, since millimeter wave communication has high straightness and is often in a wide band and high-speed transmission, all areas that require communication to secure a required signal-to-noise ratio (S / N, Eb / No) are required. A high-power millimeter-wave transmission element may be used in the direction, but this is not a good idea in terms of power consumption. Therefore, in order to ensure the required signal-to-noise ratio using a millimeter-wave transmission element that does not require high power, the antenna is given directivity to selectively send millimeter waves in the direction of communication. Becomes effective. This is particularly common when using millimeter wave features with good directivity. On the other hand, in order to transmit a millimeter wave in a specific direction using the directivity of the antenna, it is common to intentionally shake the millimeter wave beam to find (search) the maximum directivity. However, the maximum point of the transmission signal can be determined only after reception on the reception side, and a configuration device that provides feedback such as reception intensity from the reception side to the transmission side that shakes the beam is necessary, and the configuration and method are complicated It becomes.

そこで本発明は、ミリ波以上に指向性の良い赤外光、もしくは可視光にて通信方向を容易に特定して、ミリ波通信を良好に行うことが可能なミリ波通信システムおよびミリ波通信方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a millimeter-wave communication system and millimeter-wave communication capable of easily specifying millimeter-wave communication by easily specifying a communication direction with infrared light or visible light having better directivity than millimeter-wave. It aims to provide a method.

請求項１に記載の発明は、ミリ波通信可能な通信装置間でのミリ波通信システムであって、少なくとも一方の通信装置は、所定時、もしくは所定信号パターンで発光する発光手段を備え、少なくとも他方の通信装置は、前記発光に基づいて該発光した通信装置の方向を演算する方向演算手段を備え、該方向演算手段で演算された方向に対してミリ波通信を行う、ことを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a millimeter-wave communication system between communication devices capable of millimeter-wave communication, wherein at least one of the communication devices includes a light emitting unit that emits light at a predetermined time or in a predetermined signal pattern. The other communication device includes direction calculation means for calculating the direction of the communication device that has emitted light based on the light emission, and performs millimeter wave communication in the direction calculated by the direction calculation means. .

この発明では、例えば、一方の通信装置の発光手段が所定時、もしくは所定信号パターンで発光すると、他方の通信装置の方向演算手段によって、他方の通信装置から発光した通信装置（一方の通信装置）への方向・方位が演算される。そして、演算された方向に対して他方の通信装置から一方の通信装置にミリ波通信が行われる。所定信号パターンで発光する場合の理由は、発光の時間的なパターンを予め決定しておくことにより、他の赤外線コントローラ等からの偶発的な赤外線光による誤動作を低減する効果がある。   In the present invention, for example, when the light emitting means of one communication device emits light at a predetermined time or with a predetermined signal pattern, the communication device (one communication device) emits light from the other communication device by the direction calculating means of the other communication device. The direction and direction to are calculated. Then, millimeter wave communication is performed from the other communication device to the one communication device in the calculated direction. The reason for emitting light with the predetermined signal pattern is that the temporal pattern of light emission is determined in advance, thereby reducing the malfunction caused by accidental infrared light from other infrared controllers or the like.

請求項２に記載の発明は、ミリ波通信可能な通信装置間でのミリ波通信方法であって、一方の通信装置から所定時、もしくは所定信号パターンで発光し、前記発光に基づいて他方の通信装置から前記発光した通信装置への方向を演算し、演算した方向に対して他方の通信装置からミリ波通信を行う、ことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is a millimeter-wave communication method between communication devices capable of millimeter-wave communication, and emits light from one communication device at a predetermined time or in a predetermined signal pattern, and based on the light emission, the other The direction from the communication device to the light emitting communication device is calculated, and millimeter wave communication is performed from the other communication device in the calculated direction.

この発明では、一方の通信装置が所定時、もしくは所定信号パターンで発光すると、他方の通信装置から発光した通信装置（一方の通信装置）への方向が演算され、演算された方向に対して他方の通信装置から一方の通信装置にミリ波通信が行われる。   In this invention, when one communication device emits light at a predetermined time or with a predetermined signal pattern, the direction from the other communication device to the communication device (one communication device) that emits light is calculated, and the other direction is calculated with respect to the calculated direction. Millimeter wave communication is performed from one communication device to the other communication device.

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のミリ波通信システムおよび請求項２に記載のミリ波通信方法において、前記発光が赤外線または可視光であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the millimeter wave communication system according to claim 1 and the millimeter wave communication method according to claim 2, wherein the light emission is infrared or visible light.

請求項１、２に記載の発明によれば、通信相手の通信装置の方向を演算・特定して、その方向に対して直進性が高いミリ波通信を行うため、所要の信号対雑音比を確保してミリ波通信を良好に行うことが可能となる。しかも、通信相手の通信装置の発光に基づいて該通信装置の方向を特定するため、容易かつ迅速に通信方向を特定することが可能となる。   According to the first and second aspects of the present invention, the direction of the communication apparatus of the communication partner is calculated and specified, and millimeter wave communication with high straightness in that direction is performed. It is possible to secure millimeter-wave communication by securing it. Moreover, since the direction of the communication device is specified based on the light emission of the communication device of the communication partner, the communication direction can be specified easily and quickly.

請求項３に記載の発明によれば、発光が赤外線または可視光であるため、レンズ、撮像素子といった光学で一般的なデバイスを用いる事により、容易に発光点の方向を見いだせる。近年、非球面レンズ等の加工技術の進歩により、１８０度以上の立体角で像をとらえることができ、イメージセンサに結像される発光点の撮像点から、換算テーブル等を用いる等簡易な方法で容易に方向を演算する事が可能となる。   According to the third aspect of the present invention, since the light emission is infrared or visible light, the direction of the light emitting point can be easily found by using a general optical device such as a lens or an imaging device. With recent advances in processing technology such as aspherical lenses, it is possible to capture an image with a solid angle of 180 degrees or more, and a simple method such as using a conversion table from an imaging point of a light emitting point formed on an image sensor. It is possible to calculate the direction easily.

この発明の実施の形態１に係るミリ波通信システムを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the millimeter wave communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１のミリ波通信システムのミリ波端末を示す概略構成ブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram showing a millimeter wave terminal of the millimeter wave communication system of FIG. 1. 図１のミリ波通信システムのミリ波アクセスポイントを示す概略構成ブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram showing a millimeter wave access point of the millimeter wave communication system of FIG. 1. この発明の実施の形態２に係るミリ波通信システムを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the millimeter wave communication system which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。   The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.

（実施の形態１）
図１〜図３は、この実施の形態を示し、図１は、この実施の形態に係るミリ波通信システム１を示す概念図である。このミリ波通信システム１は、ミリ波通信可能な通信装置間における通信を適正かつ円滑に行うためのシステムである。この実施の形態では、建物１００内において、ミリ波アクセスポイント（他方の通信装置）３からミリ波端末（一方の通信装置）２に対して、映画や動画コンテンツなどの大量のデータ・情報を送信・ダウンロードする場合について、主として説明する。 (Embodiment 1)
1 to 3 show this embodiment, and FIG. 1 is a conceptual diagram showing a millimeter wave communication system 1 according to this embodiment. The millimeter wave communication system 1 is a system for performing communication between communication devices capable of millimeter wave communication appropriately and smoothly. In this embodiment, a large amount of data / information such as movies and video contents is transmitted from the millimeter wave access point (the other communication device) 3 to the millimeter wave terminal (the one communication device) 2 in the building 100.・ The case of downloading will be mainly explained.

ミリ波端末２は、ユーザが使用し移動自在でミリ波通信可能な端末であり、発光する点を除いて既製の端末と同等の構成となっている。すなわち、図２に示すように、主として、アンテナ２１と、送受信部２２と、発光部（発光手段）２３と、これらを制御などする中央演算部（ＣＰＵ）２４と、を備えている。また、ミリ波端末２は、パーソナルコンピュータやスマートフォン（多機能携帯端末）に別体的に外付けしてもよいし、パーソナルコンピュータやスマートフォンに一体的に内蔵してもよい。   The millimeter wave terminal 2 is a terminal that can be used by a user and is movable and capable of millimeter wave communication, and has the same configuration as an off-the-shelf terminal except that it emits light. That is, as shown in FIG. 2, it mainly includes an antenna 21, a transmission / reception unit 22, a light emitting unit (light emitting means) 23, and a central processing unit (CPU) 24 for controlling them. The millimeter wave terminal 2 may be externally attached to a personal computer or a smartphone (multifunctional mobile terminal), or may be integrated into the personal computer or smartphone.

アンテナ２１と送受信部２２は、ミリ波の無線電波を受信および送信するためのトランシーバであり、アンテナ２１を内蔵したＩＣパッケージでもよい。また、この発明の実施では、少なくともミリ波通信でデータを受信可能であればよく、受信器機能のみを備えてもよい。   The antenna 21 and the transmission / reception unit 22 are transceivers for receiving and transmitting millimeter-wave radio waves, and may be an IC package incorporating the antenna 21. In the embodiment of the present invention, it is sufficient that data can be received at least by millimeter wave communication, and only a receiver function may be provided.

発光部２３は、所定時、もしくは所定信号パターンで発光する発光源であり、この実施の形態では、赤外線を外部に放射する赤外線放射器で構成されている。この発光部２３は、次のような所定時、もしくは所定信号パターンで赤外線を放射する。第１に、ミリ波通信を開始する直前、具体的には、ミリ波通信によってミリ波アクセスポイント３からデータをダウンロードする前に発光する。第２に、ミリ波端末２が移動した際、すなわち、ミリ波端末２の移動を検知した際に発光する。第３に、通信異常や端末異常などの異常が発生した際に発光する。これに対して、常時定期的に、つまり所定時間間隔で常時発光するようにしてもよい。   The light-emitting unit 23 is a light-emitting source that emits light at a predetermined time or with a predetermined signal pattern. In this embodiment, the light-emitting unit 23 includes an infrared radiator that radiates infrared rays to the outside. The light emitting unit 23 emits infrared rays at the following predetermined time or in a predetermined signal pattern. First, light is emitted immediately before starting millimeter wave communication, specifically, before downloading data from the millimeter wave access point 3 by millimeter wave communication. Second, light is emitted when the millimeter wave terminal 2 moves, that is, when movement of the millimeter wave terminal 2 is detected. Third, light is emitted when an abnormality such as a communication abnormality or a terminal abnormality occurs. On the other hand, the light may be always emitted regularly, that is, at a predetermined time interval.

赤外光、もしくは可視光を用いる事により、レンズ、撮像素子といった光学で一般的なデバイスを用いる事により、容易に発光点の方向を見いだせる。近年、非球面レンズ等の加工技術の進歩により、１８０度以上の立体角で像をとらえることができ、イメージセンサに結像される発光点の撮像点から、換算テーブル等を用いる等簡易な方法で容易に方向を演算する事は可能である。また、赤外線に代わって、可視光を発光するようにしてもよい。この場合、外部から人が目視で発光を確認して、発光部２３の位置・方向を特定することが可能となる。   By using infrared light or visible light, a light emitting point direction can be easily found by using a general optical device such as a lens or an image pickup device. With recent advances in processing technology such as aspherical lenses, it is possible to capture an image with a solid angle of 180 degrees or more, and a simple method such as using a conversion table from an imaging point of a light emitting point formed on an image sensor. It is possible to calculate the direction easily. Further, visible light may be emitted instead of infrared rays. In this case, it becomes possible for a person from the outside to visually confirm the light emission and specify the position and direction of the light emitting unit 23.

さらに、アンテナ２１が指向性を有する場合、アンテナ２１の有する指向性方向に赤外線や可視光を発光する。これにより、ミリ波アクセスポイント３がより容易かつ正確にミリ波端末２の方向・方位を検知、特定することができ、後述するアンテナ３１の方向（指向性）制御をより容易かつ適正に行うことが可能となる。   Further, when the antenna 21 has directivity, infrared light or visible light is emitted in the directivity direction of the antenna 21. As a result, the millimeter wave access point 3 can more easily and accurately detect and specify the direction and direction of the millimeter wave terminal 2, and the direction (directivity) control of the antenna 31 described later can be performed more easily and appropriately. Is possible.

また、赤外線や可視光をＯＮ／ＯＦＦと言った所定信号パターンで発光させるだけでなく、より高度な信号で変調させて発光してもよい。これにより、複数のミリ波端末２から発光があった場合でも、ミリ波アクセスポイント３において混在・混信せずにより確実に各ミリ波端末２の方向を演算・特定することが可能となる。   Further, not only the infrared or visible light is emitted with a predetermined signal pattern such as ON / OFF, but the light may be modulated with a more advanced signal and emitted. As a result, even when light is emitted from a plurality of millimeter wave terminals 2, the direction of each millimeter wave terminal 2 can be calculated and specified reliably without mixing / interference at the millimeter wave access point 3.

ミリ波アクセスポイント３は、建物１００の天井１０１などに設定されたミリ波通信可能なミリ波基地局であり、ミリ波端末２の方向を演算してその方向にミリ波通信を行う点を除いて、既製のミリ波アクセスポイントと同等の構成となっている。すなわち、図３に示すように、主として、アンテナ３１と、送受信部３２と、アンテナ駆動部３３と、カメラ（方向演算手段）３４と、方向演算部（方向演算手段）３５と、これらを制御などする中央演算部（ＣＰＵ）３６と、を備えている。また、ミリ波アクセスポイント３が複数配設されている場合には、各ミリ波アクセスポイント３が制御器に接続され、複数のミリ波アクセスポイント３間で統一したアクセス制御を行う。   The millimeter-wave access point 3 is a millimeter-wave base station set on the ceiling 101 of the building 100 and capable of millimeter-wave communication, except that the direction of the millimeter-wave terminal 2 is calculated and millimeter-wave communication is performed in that direction. Thus, it has the same configuration as an off-the-shelf millimeter-wave access point. That is, as shown in FIG. 3, mainly the antenna 31, the transmission / reception unit 32, the antenna driving unit 33, the camera (direction calculation unit) 34, the direction calculation unit (direction calculation unit) 35, and control thereof. And a central processing unit (CPU) 36. Further, when a plurality of millimeter wave access points 3 are arranged, each millimeter wave access point 3 is connected to a controller, and access control unified between the plurality of millimeter wave access points 3 is performed.

アンテナ３１と送受信部３２は、ミリ波の無線電波を受信および送信するためのトランシーバであり、アンテナ３１は、アンテナ駆動部３３によってミリ波（ビーム）の送受信方向（照射方向）を変えられるようになっている。具体的には、アンテナ駆動部３３は、垂直軸回りおよび水平軸回りに回転自在な回転機構とモータとを備え、回転機構にアンテナ３１が配設されている。そして、モータが駆動して回転機構が回転することで、アンテナ３１からのビームの照射方向が変わり、建物１００内の任意の方位にミリ波を送信可能となっている。   The antenna 31 and the transmission / reception unit 32 are transceivers for receiving and transmitting millimeter-wave radio waves, and the antenna 31 can change the transmission / reception direction (irradiation direction) of the millimeter wave (beam) by the antenna driving unit 33. It has become. Specifically, the antenna drive unit 33 includes a rotation mechanism and a motor that are rotatable about a vertical axis and a horizontal axis, and the antenna 31 is disposed in the rotation mechanism. Then, when the motor is driven to rotate the rotation mechanism, the irradiation direction of the beam from the antenna 31 is changed, and millimeter waves can be transmitted in an arbitrary direction in the building 100.

ここで、アンテナ駆動部３３を用いてミリ波（ビーム）の送受信方向（照射方向）を変えるだけでなく、複数の方向の異なるミリ波素子を並べる、電子的に切り替えることにより、ミリ波方向を変える方法や、複数のミリ波素子に異なる振幅と移相のミリ波信号を各々加えることによりビーム指向性を変化させる方法（アダプティブ・ビームフォーミング技術）を用いてもよい。また、この発明の実施では、少なくともミリ波通信でデータを送信可能であればよく、送信器機能のみを備えてもよい。   Here, not only the transmission / reception direction (irradiation direction) of millimeter waves (beams) is changed using the antenna drive unit 33, but the millimeter wave directions are changed by electronically switching a plurality of millimeter wave elements having different directions. A method of changing, or a method of changing beam directivity by adding millimeter wave signals of different amplitude and phase shift to a plurality of millimeter wave elements (adaptive beamforming technology) may be used. In the embodiment of the present invention, it is sufficient that data can be transmitted by at least millimeter wave communication, and only a transmitter function may be provided.

カメラ３４と方向演算部３５は、ミリ波端末２の発光部２３の発光に基づいて、該発光したミリ波端末２の方向を演算するものである。すなわち、カメラ３４は、全方位型の赤外線監視カメラで常時起動しており、このカメラ３４で撮影された画像をイメージングする。そして、方向演算部３５において画像解析を行って発光位置を特定し、ミリ波アクセスポイント３を基準として発光したミリ波端末２の方向・方位を演算する。ここで、発光部２３から可視光を発光する場合には、カメラ３４を可視光用の監視カメラで構成してもよいし、赤外線および可視光兼用の監視カメラで構成してもよい。   The camera 34 and the direction calculation unit 35 calculate the direction of the emitted millimeter wave terminal 2 based on the light emission of the light emitting unit 23 of the millimeter wave terminal 2. That is, the camera 34 is always activated by an omnidirectional infrared monitoring camera, and images an image taken by the camera 34. Then, the direction calculation unit 35 performs image analysis to identify the light emission position, and calculates the direction and orientation of the millimeter wave terminal 2 that has emitted light with the millimeter wave access point 3 as a reference. Here, when visible light is emitted from the light emitting unit 23, the camera 34 may be configured with a monitoring camera for visible light, or may be configured with a monitoring camera for both infrared and visible light.

そして、このようにして演算した方向にアンテナ３１の方向（指向性）を制御してミリ波通信を行う。すなわち、アンテナ駆動部３３を駆動して演算した方向にアンテナ３１を向けて、ビームを照射する。その後、ミリ波端末２の発光部２３が再び発光してミリ波端末２の方向を演算した場合には、その方向にアンテナ３１を向けてビームを照射する、という処理を繰り返すものである。   Then, millimeter wave communication is performed by controlling the direction (directivity) of the antenna 31 in the direction calculated in this way. That is, the antenna drive unit 33 is driven to direct the antenna 31 in the direction calculated, and the beam is irradiated. Thereafter, when the light emitting unit 23 of the millimeter wave terminal 2 emits light again and calculates the direction of the millimeter wave terminal 2, the process of irradiating the beam with the antenna 31 directed in that direction is repeated.

次に、このような構成のミリ波通信システム１の作用および、ミリ波通信システム１によるミリ波通信方法について説明する。   Next, the operation of the millimeter wave communication system 1 having such a configuration and the millimeter wave communication method by the millimeter wave communication system 1 will be described.

平常時（非ミリ波通信時）においては、ミリ波アクセスポイント３のカメラ３４が常時起動してミリ波端末２による発光が監視され、送受信部３２は起動していない。このような状態で、ミリ波アクセスポイント３からミリ波端末２にデータのダウンロード（ミリ波通信）を開始する場合、まず、ミリ波端末２の発光部２３から赤外線を放射する。すると、その発光がカメラ３４で撮影されて方向演算部３５で画像解析が行われ、発光したミリ波端末２の方向が演算されて伝送路が確保される。   During normal operation (during non-millimeter wave communication), the camera 34 of the millimeter wave access point 3 is always activated to monitor light emission by the millimeter wave terminal 2, and the transmission / reception unit 32 is not activated. In this state, when data download (millimeter wave communication) is started from the millimeter wave access point 3 to the millimeter wave terminal 2, infrared rays are first emitted from the light emitting unit 23 of the millimeter wave terminal 2. Then, the emitted light is captured by the camera 34 and image analysis is performed by the direction calculation unit 35, the direction of the emitted millimeter wave terminal 2 is calculated, and a transmission path is secured.

次に、アンテナ駆動部３３によってこの方向にアンテナ３１の向きが制御され、送受信部３２が起動されて、アンテナ３１から該ミリ波端末２に向けてビームが照射される。その後、ミリ波端末２が移動したり通信異常が発生したりして、ミリ波端末２の発光部２３が再び発光した場合には、同様にして該ミリ波端末２の方向が演算され、その方向にアンテナ３１を向けてビームが照射されるものである。   Next, the direction of the antenna 31 is controlled in this direction by the antenna driving unit 33, the transmission / reception unit 32 is activated, and a beam is emitted from the antenna 31 toward the millimeter wave terminal 2. Thereafter, when the millimeter wave terminal 2 moves or communication abnormality occurs and the light emitting unit 23 of the millimeter wave terminal 2 emits light again, the direction of the millimeter wave terminal 2 is calculated in the same manner, The beam is irradiated with the antenna 31 directed in the direction.

以上のように、このミリ波通信システム１およびミリ波通信方法によれば、ミリ波アクセスポイント３が通信相手であるミリ波端末２の方向を演算・特定して、その方向に対して直進性が高いミリ波を送信するため、所要の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ、Ｅｂ／Ｎｏ）を確保してミリ波通信を良好に行うことが可能となる。しかも、ミリ波端末２からの発光に基づいて該ミリ波端末２の方向を特定するため、容易かつ迅速に通信方向を特定することが可能となる。   As described above, according to the millimeter-wave communication system 1 and the millimeter-wave communication method, the millimeter-wave access point 3 calculates and identifies the direction of the millimeter-wave terminal 2 with which the communication partner is communicating, and is linear in the direction. Therefore, it is possible to ensure a required signal-to-noise ratio (S / N, Eb / No) and perform millimeter wave communication satisfactorily. Moreover, since the direction of the millimeter wave terminal 2 is specified based on the light emission from the millimeter wave terminal 2, the communication direction can be specified easily and quickly.

また、平常時（非ミリ波通信時）には送受信部３２が起動されず、ミリ波端末２の方向が特定されてミリ波通信を行うときのみ送受信部３２が起動されるため、省電力化することができる。一方、ミリ波端末２から可視光を発光する場合、外部から人が目視で発光を確認して、容易かつ迅速にミリ波端末２の位置・方向を特定することが可能となる。そして、目視確認したミリ波端末２の方向にミリ波アクセスポイント３のアンテナ３１を手で動かすことで、アンテナ駆動部３３によらずに（アンテナ駆動部３３を設けなくても）簡易にアンテナ３１の向きを調整することができる。   In addition, the transmission / reception unit 32 is not activated in normal times (during non-millimeter wave communication), and the transmission / reception unit 32 is activated only when the direction of the millimeter wave terminal 2 is specified and the millimeter wave communication is performed. can do. On the other hand, in the case where visible light is emitted from the millimeter wave terminal 2, a person can visually confirm the emission from the outside, and the position and direction of the millimeter wave terminal 2 can be specified easily and quickly. Then, by manually moving the antenna 31 of the millimeter wave access point 3 in the direction of the millimeter wave terminal 2 visually confirmed, the antenna 31 can be easily used without using the antenna drive unit 33 (without providing the antenna drive unit 33). Can be adjusted.

ここで、ミリ波端末２のみが発光し、ミリ波アクセスポイント３がミリ波端末２の方向を演算してアンテナ３１を方向制御する場合について説明したが、データ通信の方向や用途などに応じて、次のようにしてもよい。すなわち、ミリ波端末２とミリ波アクセスポイント３の双方が発光して、互いに相手の方向を演算してアンテナ２１、３１を方向制御したり、ミリ波アクセスポイント３のみが発光し、ミリ波端末２がミリ波アクセスポイント３の方向を演算してアンテナ２１を方向制御したりしてもよい。   Here, the case where only the millimeter wave terminal 2 emits light and the millimeter wave access point 3 calculates the direction of the millimeter wave terminal 2 to control the direction of the antenna 31 has been described. The following may also be used. That is, both the millimeter wave terminal 2 and the millimeter wave access point 3 emit light, calculate the direction of each other and control the direction of the antennas 21 and 31, or only the millimeter wave access point 3 emits light. 2 may calculate the direction of the millimeter wave access point 3 to control the direction of the antenna 21.

（実施の形態２）
図４は、この実施の形態に係るミリ波通信システム１を示す概念図である。この実施の形態では、建物１００内の間仕切り１０２を隔てて配設された第１のミリ波端末（一方の通信装置）２１と第２のミリ波端末（一方の通信装置）２２が、ミリ波アクセスポイント（他方の通信装置）３を介してミリ波通信する点において、実施の形態１と態様・構成が異なる。ここで、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。 (Embodiment 2)
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the millimeter wave communication system 1 according to this embodiment. In this embodiment, the first millimeter wave device (one communication apparatus) 2 1 and the second millimeter wave device disposed at a partition 102 in the building 100 (one communication apparatus) 2 2, The aspect and configuration are different from those of the first embodiment in that millimeter wave communication is performed via the millimeter wave access point (the other communication device) 3. Here, about the structure equivalent to Embodiment 1, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

すなわち、間仕切り１０２で遮られているため、第１のミリ波端末２１と第２のミリ波端末２２は直接ミリ波を送受信することができない。このため、例えば、第１のミリ波端末２１から第２のミリ波端末２２にデータを送信する場合に、まず、第１のミリ波端末２１と第２のミリ波端末２２の発光部２３が発光する。次に、実施の形態１と同様にして、ミリ波アクセスポイント３が発光した各ミリ波端末２１、２２の方向を演算・特定し、まず、第１のミリ波端末２１の方向にアンテナ３１の向きを制御する。 That is, because it is blocked by the partition 102, the first millimeter wave terminal 2 1 and the second millimeter wave terminal 2 2 can not be transmitted and received directly millimeter wave. Thus, for example, from the first millimeter wave terminal 2 1 when transmitting second millimeter wave terminal 2 2 to the data, first, the first millimeter wave terminal 2 1 and the second millimeter wave terminal 2 2 The light emitting unit 23 emits light. Next, in the same manner as in the first embodiment, the direction of each millimeter wave terminal 2 1 , 2 2 emitted from the millimeter wave access point 3 is calculated and specified. First, in the direction of the first millimeter wave terminal 2 1 The direction of the antenna 31 is controlled.

続いて、ミリ波アクセスポイント３が第１のミリ波端末２１からデータを受信し、その後、第２のミリ波端末２２の方向にアンテナ３１の向きを制御する。そして、アンテナ３１から第２のミリ波端末２２に向けてデータを送信するものである。 Then, received data is millimeter-wave access point 3 from the first millimeter wave terminal 2 1, then, controls the orientation of the antenna 31 to a second millimeter-wave terminal 2 and second directions. Then, and transmits the data from the antenna 31 to a second millimeter-wave terminal 2 2.

ここで、第１のミリ波端末２１から第２のミリ波端末２２にデータを送信する、ということをミリ波アクセスポイント３が検知・判断する手法は、どのようなものであってもよい。例えば、発光するタイミングをずらし、先に発光したミリ波端末２１、２２から後に発光したミリ波端末２１、２２にデータを送信する、というルールにしてもよいし、予め、第１のミリ波端末２１または第２のミリ波端末２２からミリ波アクセスポイント３に当該送信の要求を送信してもよい。 Here, a technique for transmitting data from the first millimeter wave terminal 2 1 to the second millimeter wave terminal 2 2, the millimeter-wave access point 3 that is detected and determination, whatever Good. For example, shifting the timing of light emission, and transmits the data to the millimeter-wave terminal 2 1, 2 2 emitted after the millimeter wave terminal 2 1, 2 2 emitted previously, may be a rule that, in advance, the first a request for the transmission in the millimeter wave terminal 2 first or second millimeter wave terminal 2 2 millimeter wave access point 3 may be transmitted in.

また、１つのミリ波アクセスポイント３が両ミリ波端末２１、２２を見通せて、両ミリ波端末２１、２２に対してミリ波通信可能な場合について説明したが、見通せない場合であっても適用可能である。すなわち、複数のミリ波アクセスポイント３を通信自在に接続し、例えば、第１のミリ波アクセスポイント３で第１のミリ波端末２１からデータを受信する。そして、第１のミリ波アクセスポイント３から第２のミリ波アクセスポイント３にデータを送信し、第２のミリ波アクセスポイント３から第２のミリ波端末２２にデータを送信する。 Also, foresee a single millimeter-wave access point 3 both millimeter wave terminal 2 1, 2 2, when both the millimeter wave terminal 2 1, 2 2 has been described a millimeter wave can communicate respect, not foresee Even if it exists, it is applicable. That is, by connecting a plurality of millimeter wave access point 3 freely communicate, for example, receives the data from the first millimeter wave device 2 1 with a first millimeter-wave access point 3. Then, the first millimeter wave access point 3 sends the data to the second millimeter wave access point 3 sends the data from the second millimeter wave access point 3 to the second millimeter wave terminal 2 2.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、赤外線や可視光を発光する場合について説明したが、その他の光（例えば、紫外線）を発光してもよい。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, although the case of emitting infrared light or visible light has been described, other light (for example, ultraviolet light) may be emitted.

また、方向演算部３５で演算されたミリ波端末２の方向でミリ波通信を行う手法・手段として、上記以外の手法であってもよい。例えば、複数の所定方位・方向に対してビーム（ミリ波）を照射可能なアンテナを備え、方向演算部３５で演算された方向（または、演算された方向に最も近い方向）にビームを切り替えて照射するようにしてもよい。   In addition, as a method / means for performing millimeter wave communication in the direction of the millimeter wave terminal 2 calculated by the direction calculation unit 35, a method other than the above may be used. For example, an antenna capable of irradiating a beam (millimeter wave) in a plurality of predetermined directions and directions is provided, and the beam is switched to the direction calculated by the direction calculation unit 35 (or the direction closest to the calculated direction). You may make it irradiate.

１ ミリ波通信システム
２ ミリ波端末（一方の通信装置）
２１ アンテナ
２２ 送受信部
２３ 発光部（発光手段）
３ ミリ波アクセスポイント（他方の通信装置）
３１ アンテナ
３２ 送受信部
３３ アンテナ駆動部
３４ カメラ（方向演算手段）
３５ 方向演算部（方向演算手段）
1 Millimeter-wave communication system 2 Millimeter-wave terminal (one communication device)
21 Antenna 22 Transceiver 23 Light Emitting Unit (Light Emitting Unit)
3 Millimeter-wave access point (other communication device)
31 Antenna 32 Transmission / Reception Unit 33 Antenna Drive Unit 34 Camera (Direction Calculation Unit)
35 Direction calculation unit (direction calculation means)

Claims (3)

ミリ波通信可能な通信装置間でのミリ波通信システムであって、
少なくとも一方の通信装置は、所定時、もしくは所定信号パターンで発光する発光手段を備え、
少なくとも他方の通信装置は、前記発光に基づいて該発光した通信装置の方向を演算する方向演算手段を備え、該方向演算手段で演算された方向に対してミリ波通信を行う、
ことを特徴とするミリ波通信システム。 A millimeter wave communication system between communication devices capable of millimeter wave communication,
At least one of the communication devices includes a light emitting unit that emits light at a predetermined time or a predetermined signal pattern,
At least the other communication device includes direction calculation means for calculating the direction of the communication device that has emitted light based on the light emission, and performs millimeter wave communication with respect to the direction calculated by the direction calculation means.
A millimeter-wave communication system. ミリ波通信可能な通信装置間でのミリ波通信方法であって、
一方の通信装置から所定時、もしくは所定信号パターンで発光し、
前記発光に基づいて他方の通信装置から前記発光した通信装置への方向を演算し、演算した方向に対して他方の通信装置からミリ波通信を行う、
ことを特徴とするミリ波通信方法。 A millimeter-wave communication method between communication devices capable of millimeter-wave communication,
Emits light from one communication device at a predetermined time or with a predetermined signal pattern,
Calculate the direction from the other communication device to the emitted communication device based on the light emission, and perform millimeter wave communication from the other communication device to the calculated direction,
A millimeter-wave communication method characterized by the above. 請求項１に記載のミリ波通信システムおよび請求項２に記載のミリ波通信方法において、
前記発光が赤外線または可視光であることを特徴とする。
In the millimeter wave communication system according to claim 1 and the millimeter wave communication method according to claim 2,
The light emission is infrared or visible light.
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