JP2017118449A - 通信装置、その制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より良い条件で通信を行うためのリンク管理技術を提供する。
【解決手段】通信装置は、中継装置を介した中継リンクを用いて、または、該中継装置を介さない直接リンクを用いて、他の通信装置と通信を行う。通信装置は、該直接リンクまたは該中継リンクを用いてデータが送信されることに応じて、該直接リンクまたは該中継リンクの使用時間、送信されるデータに係るＭＡＣフレームの個数、送信されるデータの量、または送信されるデータの種別に基づいて決定される所定の条件が満たされるか否かを判定し、該所定の条件が満たされると判定された場合に、該判定の際に用いられていたリンクとは異なるリンクを用いて、該判定より後のデータの送信を行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、通信装置、その制御方法、およびプログラムに関する。

受信局にデータが到達する確率を上げるために、送信局と受信局が複数のリンクを使用する通信システムが特許文献１に記載されている。ここでは、通信システムは、送信局、受信局と複数の中継局で構成され、送信局と受信局の間に各々、異なる中継局を介する複数のリンクが存在する。そして、送信局は、あるリンクでデータを送信した後、そのリンクに存在する中継局からそのデータに対する肯定応答を受信しない場合、他のリンクを使用してデータを再送する。

国際公開第２０１２／１３１９２４号

しかし、特許文献１に記載された通信システムでは、あるリンクでデータが受信局に到達しなかった場合に、次に使用されるリンクでそのデータが到達するとは限らない。したがって、データが受信局に到達するまでに時間がかかる場合がある。さらに、データが映像データ、音声データ、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）パケット等のリアルタイム性の高いデータである場合、再送されなかったり、再送の回数が少なかったりする場合がある。この場合、データが受信局に到達しない確率が上がる。

送信局から送信されたデータが受信局に到達しなかった場合に、そのデータを小さな遅延で到達させるために、送信局と受信局間で使用されるリンクの適切な管理が必要となる。例えば、現在、送信局と受信局間で使用されているリンクの代替となる良好な品質のリンクを定常的に維持することが必要となる。

本発明は、上記課題に鑑みて為されてものであり、より良い条件で通信を行うためのリンク管理技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための一手段として、本発明の通信装置は以下の構成を有する。すなわち、通信装置であって、中継装置を介した中継リンクを用いて、または、前記中継装置を介さない直接リンクを用いて、他の通信装置と通信を行う通信手段と、前記通信手段により、前記直接リンクまたは前記中継リンクを用いてデータが送信されることに応じて、前記直接リンクまたは前記中継リンクの使用時間、送信されるデータに係るＭＡＣフレームの個数、送信されるデータの量、または送信されるデータの種別に基づいて決定される所定の条件が満たされるか否かを判定する条件判定手段と、を有し、前記通信手段は、前記所定の条件が満たされると判定された場合に、前記条件判定手段による判定の際に用いられていたリンクとは異なるリンクを用いて、前記条件判定手段による判定より後のデータの送信を行うことを特徴とする。

本発明によれば、より良い条件で通信を行うためのリンク管理技術が提供される。

第１の実施形態における通信システムの概略構成図。 （Ａ）は、送信局１００の機能構成の一例を示す図。（Ｂ）は、送信局１００のハードウェア構成の一例を示す図。 第１の実施形態における送信局１００動作フローを示す図。 第１の実施形態における受信局１０１の動作フローを示す図。 第１の実施形態における送信局１００の動作の一例を説明するための概念図。 第２の実施形態における送信局１００の動作フローを示す図。 第２の実施形態における受信局１０１の動作フローを示す図。 第２の実施形態における送信局１００の動作の一例を説明するための概念図。

以下、添付の図面を参照して、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を使用しながら説明する。図１は、第１の実施形態における通信システムの概略構成図である。本実施形態における通信システムは、送信局１００、受信局１０１および中継局１０２を含む。送信局１００、受信局１０１、および中継局１０２は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格）で規定されるＤＭＧ（Directional Multi-gigabit）リレー機能を有する通信装置であるとする。

送信局１００は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１規格でソースＲＥＤＳ（Source Relay Endpoint DMG Station ）に対して規定される動作に基づいて動作する。送信局１００は、自身が生成したデータまたは外部から入力されたデータを運搬するＭＡＣ（Media Access Control）フレームを生成し、受信局１０１に送信する。このとき、送信局１００は、中継局１０２を介さずに受信局１０１にＭＡＣフレームを送信する直接リンク（direct link）、または、中継局１０２を介して受信局１０１にＭＡＣフレームを送信する中継リンク（relay link）のいずれか一方を使用する。

受信局１０１は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格でデスティネーションＲＥＤＳ（Destination REDS）として規定される局として動作する。受信局１０１は、送信局１００からフレームを受信する。このとき、受信局１０１は、直接リンクまたは中継リンクのいずれか一方を使用する。

中継局１０２は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格でＲＤＳ（Relay DMG Station）として規定される局として動作する。中継局１０２は、送信局１００と受信局１０１が中継リンクを使用しているときに、送信局１００から受信したＭＡＣフレームを受信局１０１に転送する。

本実施形態では、これらの局は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されるＤＭＧリレー機能のリンクスイッチングタイプ（Link Switching type）のＦＤ−ＡＦモード（Full Duplex-Amplify and Forward (FD-AF) mode）で動作するものとする。ＦＤ−ＡＦモードはさらに、フレーム送信モードとして、ノーマルモード（Normal mode）と交代モード（Alternation mode）を有するが、これらの局はノーマルモードで動作するものとする。

次に、図２を参照して、送信局１００の構成を説明する。図２（Ａ）は、送信局１００の機能構成の一例を示し、図２（Ｂ）は、送信局１００のハードウェア構成の一例を示す。なお、受信局１０１および中継局１０２の構成は、送信局１００と同様である。

まず、図２（Ａ）を参照して、送信局１００の機能構成について説明する。図２（Ａ）において、上位層処理部２００は、ＭＡＣ部２０１を制御する。また、上位層処理部２００は、ＭＡＣ部２０１に他の局に送信すべきデータを入力する。さらに、上位層処理部２００は、他の局から受信したデータをＭＡＣ部２０１から取得する。

ＭＡＣ部２０１は、媒体アクセス制御層の処理を実行する。ＭＡＣ部２０１は、ＰＨＹ部２０２を制御する。また、ＭＡＣ部２０１は、上位層処理部２００から入力された他の局に送信すべきデータを運搬するＭＡＣフレームを生成し、ＰＨＹ部２０２に入力する。さらに、ＭＡＣ部２０１は、ＰＨＹ部２０２からＭＡＣフレームを取得し、受信すべきデータを抽出する。

ＰＨＹ部２０２は、物理層の処理を実行する。ＰＨＹ部２０２は、ＭＡＣ部２０１から入力されたＭＡＣフレームを運搬するＰＨＹフレームを生成し、変調して電波として空間に出力する。また、ＰＨＹ部２０２は、空間から電波を受信して復調し、ＰＨＹフレームを再生成する。その後、ＰＨＹ部２０２は、ＰＨＹフレームからＭＡＣフレームを再生成する。また、ＰＨＹ部２０２は、ＭＡＣ部２０１が指向性を制御できるアンテナを有する。

なお、送信局１００のＭＡＣ部２０１およびＰＨＹ部２０２は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格でソースＲＥＤＳに対して規定された処理に基づいた処理を実行する。また、受信局１０１、中継局１０２は各々、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるデスティネーションＲＥＤＳ、ＲＤＳとしての処理を実行する。

次に、図２（Ｂ）を参照して、送信局１００のハードウェア構成について説明する。記憶部２１１はＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリにより構成され、後述する各種動作を行うためのプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。なお、記憶部２１１として、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＤＶＤなどの記憶媒体を用いてもよい。また、記憶部２１１が複数のメモリ等を備えていてもよい。

制御部２１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサにより構成され、記憶部２１１に記憶されたプログラムを実行することにより送信局１００全体を制御する。なお、制御部２１２は、記憶部２１１に記憶されたプログラムとＯＳ（Operating System）との協働により送信局１００全体を制御するようにしてもよい。また、制御部２１２がマルチコア等の複数のプロセッサを備え、複数のプロセッサにより送信局１００全体を制御するようにしてもよい。

また、制御部２１２は、機能部２１３を制御して、撮像や印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部２１３は、送信局１００が所定の処理を実行するためのハードウェアである。例えば、送信局１００がカメラである場合、機能部２１３は撮像部であり、撮像処理を行う。また、例えば、送信局１００がプリンタである場合、機能部２１３は印刷部であり、印刷処理を行う。また、例えば、送信局１００がプロジェクタである場合、機能部２１３は投影部であり、投影処理を行う。機能部２１３が処理するデータは、記憶部２１１に記憶されているデータであってもよいし、後述する通信部２１６を介して他の装置と通信したデータであってもよい。

入力部２１４は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部２１５は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部２１５による出力とは、画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力等の少なくとも１つを含む。なお、タッチパネルのように入力部２１４と出力部２１５の両方を１つのモジュールで実現するようにしてもよい。通信部２１６は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠した無線通信の制御や、ＩＰ通信の制御を行う。また、通信部２１６はアンテナ２１７を制御して、無線通信のための無線信号の送受信を行う。送信局１００は通信部２１６を介して、画像データや文書データ、映像データ等のコンテンツを他の装置と通信する。なお、本実施形態では、アンテナ２１７は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格）で規定されるアンテナ、アンテナセクタ（antenna sector）またはＡＷＶ（Antenna Weight Vector）（以降、アンテナ構成と称する）等により構成されるものとする。また、アンテナ２１７は、ＰＨＹ部２０２に属し、後述するように、ＭＡＣ部２０１が制御可能であるとする。

図３は、本実施形態における送信局１００の動作フローを示す図である。このフローは３つの局の間で中継リンクセットアッププロシージャ（Relay Link Setup (RLS) procedure）が完了した後に、送信局１００と受信局１０１に割り当てられたサービス期間（Service Period (ＳＰ)）が開始される度に、開始される。ここで、送信局１００と受信局１０１の間に割り当てられた最初のＳＰの開始時点では、直接リンクが使用される。それ以降のＳＰの開始時点では受信局１０１へのフレーム送信が成功した最後のリンクが使用される。なお、以下の説明において、リンクチェンジインターバル（Link Change Interval）は、送信局１００と受信局１０１との間のフレーム送信のリンクが変更される時間を示す。また、データセンシングタイム（Data Sensing Time）は、リンクの変更が生じた場合の、次のリンクチェンジインターバルの時刻からの時間オフセットを示す。リンクチェンジインターバルとデータセンシングタイムは、中継リンクセットアッププロシージャにおいて、送信局１００から受信局１０１に送信されるリレートランスファーパラメータセット（Relay Transfer Parameter Set）内に示される。

ステップＳ３０１で、ＭＡＣ部２０１は、送信に関する所定の条件を満足しているか否かを判定する。すなわち、ここで、ＭＡＣ部２０１は、ステップＳ３０９での送信に応答して、所定の条件を満足しているか否かの条件判定を行う。

ここで、所定の条件とは、例えば、次の（１）から（４）のうちの少なくとも１つの条件である。
（１）送信局１００が、現在のリンクを連続して所定の時間、使用し続けていること。
（２）送信局１００が、現在のリンクで連続して所定の個数のＭＡＣフレームを送信したこと。
（３）送信局１００が、現在のリンクで連続して所定のデータ量を送信したこと。
（４）送信局１００が、現在のリンクで映像データ、音声データ、ＵＤＰパケット等のリアルタイム性の高いデータを送信したこと。
すなわち、本実施形態では、所定の条件は、中継リンクまたは直接リンクの使用時間、データを運搬するためのフレームの個数、データの量、またはデータの種別に基づいて決定される。なお、（１）から（３）に記載された所定の時間、個数、またはデータ量は送信局１００と受信局１０１に割り当てられた複数のＳＰに渡って計時または計数されてもよい。

所定の条件を満足している場合（Ｓ３０１のYes）、処理はステップＳ３０２へ進む。ステップＳ３０２で、ＭＡＣ部２０１は、リンクチェンジインターバルが開始されるのを待機する。リンクチェンジインターバルが開始されると（Ｓ３０２のYes）、処理はステップＳ３０３へ進む。ステップＳ３０３で、ＭＡＣ部２０１は、データセンシングタイムが終了するのを待機する。データセンシングタイムが終了すると（Ｓ３０３のYes）、処理はステップＳ３０４へ進む。

ステップＳ３０４で、ＭＡＣ部２０１は、現在のリンクと異なるリンクでフレームを送受信可能となるように、アンテナ構成の設定を変更する。その後、ＭＡＣ部２０１は、ＰＨＹ部２０２を介してＭＡＣフレームを送信する。その送信が完了すると、処理はステップＳ３０５へ進む。ステップＳ３０５で、ＭＡＣ部２０１は、時間が、ＳＰの終了時間になったか否かを判定する。ＳＰの終了時間になった場合（Ｓ３０５のYes）、処理は終了する。そうでない場合（Ｓ３０５のNo）、処理はステップＳ３０１に戻る。

一方、ステップＳ３０１で所定の条件を満足していない場合（Ｓ３０１のNo）、処理はステップＳ３０６へ進む。ステップＳ３０６で、ＭＡＣ部２０１は、時間が、肯定応答に相当するフレームの受信が期待される時間になったか否かを判定する。その時間になったと判定された場合（Ｓ３０６のYes）、処理はステップＳ３０５へ進む。そうでない場合（Ｓ３０６のNo）、処理はステップＳ３０８に進む。ここで、肯定応答に相当するフレームとは、ＡＣＫフレーム、ブロックＡＣＫフレーム、リレーＡＣＫ応答フレーム等のフレームである。以下、これらのフレームを、単にＡＣＫフレームと称する。

ステップＳ３０７で、ＭＡＣ部２０１は、ＡＣＫフレームを受信したか否かを判定する。すなわち、ここで、ＭＡＣ部２０１は、ＡＣＫフレームを受信したか否かの受信判定を行う。ＡＣＫフレームを受信したと判定された場合（Ｓ３０７のYes）、処理はステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８で、ＭＡＣ部２０１は、データセンシングタイムが終了する前に、ＰＨＹ部２０２を介して受信局１０１に、現在使用しているリンクでＭＡＣフレームを送信する。その送信が完了すると、処理はステップＳ３０５に進む。

一方、ステップＳ３０７でＡＣＫフレームを受信しなかったと判定された場合（Ｓ３０７のNo）、処理はステップ３０９に進む。ステップ３０９、３１０、３１１で実行される処理は、各々、ステップＳ３０２、Ｓ３０３、Ｓ３０４で実行される処理と同様であるため、説明を省略する。

なお、ステップＳ３０４、Ｓ３０８または３１１で、ＭＡＣ部２０１は、通信品質を向上させるために、最適なアンテナ構成を探索し、探索したアンテナ構成となるように、現在のアンテナ構成を変更してもよい。また、アンテナ構成の探索と変更は、ステップＳ３０４、Ｓ３０８または３１１でのフレーム送信の成否もしくはデータ誤り率、またはＡＣＫフレーム等の受信信号強度等のリンクの品質を表す評価指標に基づいて、現在使用しているＳＰではない期間に実行されてもよい。例えば、他のＳＰまたは競合アクセス期間（Contention-Based Access Period (CBAP)）に実行されてもよい。そのために、送信局１００は、受信局１０１または中継局１０２との間で、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されたビームトラッキング（Beam Tracking）またはビームフォーミング（Beam Forming）を実行してもよい。

次に、受信局１０１の動作について説明する。図４は、本実施形態における受信局１０１の動作フローを示す図である。このフローは、３つの局の間で、中継リンクセットアッププロシージャが完了した後に、送信局１００と受信局１０１に割り当てられたＳＰが開始される度に、開始される。ここで、送信局１００と受信局１０１の間に割り当てられた最初のＳＰの開始時点では、直接リンクが使用される。それ以降のＳＰの開始時点では受信局１０１へのフレーム送信が成功した最後のリンクが使用される。

ステップＳ４０１で、ＭＡＣ部２０１は、ＡＣＫフレームを送信すべき、送信局１００から受信したＭＡＣフレームについて、ＡＣＫフレームを未送信のＭＡＣフレームが存在するか否かを判定する。そのようなＭＡＣフレームが存在する場合（Ｓ４０１のYes）、処理はステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２で、ＭＡＣ部２０１は、時間が、ＡＣＫフレームを送信すべき時間になったか否かを判定する。ＡＣＫフレームを送信すべき時間になった場合（Ｓ４０２のYes）、処理はステップＳ４０３へ進む。ステップＳ４０３で、ＭＡＣ部２０１は、ＰＨＹ部２０２を介して、送信局１００に、現在使用しているリンクでＡＣＫフレームを送信する。その送信が完了すると、処理はステップＳ４０４へ進む。

一方、ステップＳ４０１で、ＡＣＫフレームが未送信のＭＡＣフレームが存在しない場合（Ｓ４０１のNo）、処理はステップＳ４０４へ進む。また、ステップＳ４０２で、時間が、ＡＣＫフレームを送信すべき時間になっていない場合（S４０２のNo）も、処理はステップＳ４０４へ進む。ステップＳ４０４で、ＭＡＣ部２０１は、データセンシングタイムが終了したか否かを判定する。データセンシングタイムが終了していない場合（Ｓ４０４のNo）、処理はステップＳ４０１へ戻る。データセンシングタイムが終了していた場合（Ｓ４０４のYes）、処理はステップＳ４０５へ進む。

ステップＳ４０５で、ＭＡＣ部２０１は、データセンシングタイムの間に送信局１００から有効なＭＡＣフレームを受信したか否かを判定する。有効なＭＡＣフレームを受信していた場合（Ｓ４０５のYes）、処理はステップＳ４０７へ進む。そうでない場合（Ｓ４０５のNo）、処理はステップＳ４０６へ進む。ステップＳ４０６で、ＭＡＣ部２０１は、現在使用しているリンクとは異なるリンクで通信を行うための制御を行う。すなわち、ＭＡＣ部２０１は、ＰＨＹ部２０２が現在使用しているリンクとは異なるリンクでフレームを送受信できるように、アンテナ構成を制御する。その後、処理はステップＳ４０７へ進む。

ステップＳ４０７、Ｓ４０８、Ｓ４０９で実行される処理は、各々、ステップＳ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０３で実行される処理と同様であるため、説明を省略する。ただし、ステップＳ４０７、Ｓ４０８でNoの場合、処理はステップ４１０へ進む。

ステップ４１０で、ＭＡＣ部２０１は、リンクチェンジインターバル期間（Link Change Interval period） が終了したか否かを判定する。リンクチェンジインターバル期間が終了していない場合（Ｓ４１０のNo）、処理はステップＳ４０７へ戻る。一方、リンクチェンジインターバル期間が終了している場合（Ｓ４１０のYes）、処理はステップ４１１へ進む。ステップ４１１で、ＭＡＣ部２０１は、ＳＰの終了時間になったか否かを判定する。ＳＰの終了時間になった場合（Ｓ４１１のYes）、処理は終了する。そうでない場合（Ｓ４１１のNo）、処理はステップＳ４０１に戻る。

図５は、本実施形態における送信局１００の動作の一例を説明するための概念図である。図示するように、時間軸において、データセンシングタイム５１０〜５１７と、リンクチェンジインターバル期間５００〜５０７が存在する。送信局１００は、直接リンクまたは中継リンクで、受信局１０１に送信すべきデータを運搬するＭＡＣフレームを送信する。直接リンク送信期間５２０、５２１、５２５、５２８は、直接リンクでのＭＡＣフレーム送信期間を示す。また、中継リンク送信期間５２３、５２４、５２６、５２７は、中継リンクでのＭＡＣフレーム送信期間を示す。

送信局１００は、送信したＭＡＣフレームに対する、受信局１０１からのＡＣＫフレームを受信することが期待される。ＡＣＫフレーム受信期間５３０〜５３６は、各々、送信局１００が受信局１０１から送信されるＡＣＫフレームの受信が期待される期間である。ここで、送信局１００は、ＡＣＫフレーム受信期間５３４ではＡＣＫフレームを受信できなかったものとする。一方、送信局１００は、それ以外のＡＣＫフレーム受信期間ではＡＣＫフレームを受信できたものとする。

ここで注目すべき点は、リンクチェンジインターバル期間５０１、５０３および５０６の終了時点で、先に述べた条件（１）が満足されることである。条件（１）は、現在のリンクを連続して所定の時間、使用し続けていること、である。なお、本例では、所定の時間は、２つのリンクチェンジインターバル期間に渡る時間とする。例えば、リンクチェンジインターバル期間５００、５０１では、直接リンクでのＭＡＣフレーム送信が連続して行われたため、条件（１）が満たされることとなる。条件（１）が満たされた後は、送信局１００は、現在使用しているリンクとは異なるリンクでＭＡＣフレームを送信する。すなわち、送信局１００は、各々リンクチェンジインターバル期間５０２、５０４および５０７内のデータセンシングタイムが終了した後、現在使用しているリンクとは異なるリンク、すなわち中継リンクでＭＡＣフレームを送信する。また、送信局１００は、どのリンクチェンジインターバル期間でも、リンクの品質を改善するために、最適なアンテナ構成を探索し、アンテナ構成の設定を更新してもよい。

また、送信局１００は、リンクチェンジインターバル期間５０４において、直接リンクでＡＣＫフレームの受信に失敗している。したがって、送信局１００は、次のデータセンシングタイム５１４が終了した後、現在と異なるリンクでＭＡＣフレームを送信することとなる（図３のステップＳ３０７のNo以降の処理に相当）。また、送信局１００は、次に直接リンクを使用するリンクチェンジインターバル期間５０７でリンクの品質を改善するために最適なアンテナ構成を探索し、アンテナ構成の設定を更新してもよい。また、アンテナ構成の探索と変更は、いずれかのリンクチェンジインターバル期間でのフレーム送信の成否もしくはデータ誤り率、またはＡＣＫフレーム等の受信信号強度等のリンクの品質を表す評価指標に基づいて、現在使用しているＳＰではない期間に実行されてもよい。

以上、説明してきたように、本実施形態によれば、直接リンクまたは中継リンクのいずれか一方のリンクを使用する通信システムにおいて、適切な条件でリンクを切り替えることが可能となる。これにより、送信局と受信局間で使用されているリンクの代替となる良好な品質のリンクを定常的に維持しておくことが可能となる。また、リアルタイム性の高いデータを受信局に到達させる確率を増大させることが可能となる。また、６０ＧＨｚ帯のミリ波を使用する無線通信システムのように、電波の直進性が強いために局の移動等の影響でリンクが切断される可能性のある通信システムにおいて、迅速に異なるリンクへ移行することが可能となる。

なお、本実施形態では、受信局、中継局が各々、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されるデスティネーションＲＥＤＳ、ＲＤＳに相当する局とした。また、受信局、中継局が各々、リンクスイッチングタイプのＦＤ−ＡＦモードのノーマルノードに相当するモードで動作する場合について説明した。しかし、本実施形態の適用環境はこれらに限定されず、本実施形態は、必要な修正を加えて他の環境にも適用可能である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について、図面を使用しながら説明する。本実施形態では送信局１００、受信局１０１および中継局１０２はＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されるＤＭＧリレー機能のリンクスイッチングタイプのＨＤ−ＤＦモード（Half Duplex-Decode and Forward (HD-DF) Mode）で動作するものとする。

図６は、本実施形態における送信局１００の動作のフロー図である。このフローは、３つの局の間で、中継リンクセットアッププロシージャが完了した後に、送信局１００と受信局１０１に割り当てられたＳＰが開始される度に、開始される。ここで、送信局１００と受信局１０１の間に割り当てられた最初のＳＰの開始時点では、直接リンクが使用される。それ以降のＳＰの開始時点では受信局１０１へのフレーム送信が成功した最後のリンクが使用される。

ステップＳ６０１で、ＭＡＣ部２０１は、所定の条件を満足しているか否かを判定する。すなわち、ここで、ＭＡＣ部２０１は、ステップＳ６１１での送信に応答して、所定の条件を満足しているか否かの条件判定を行う。

ここで、所定の条件とは、例えば、次の（１）から（４）のうちの少なくとも１つの条件である。
（１）送信局１００が、現在のリンクを連続して所定の時間、使用し続けていること。
（２）送信局１００が、現在のリンクで連続して所定の個数のＭＡＣフレームを送信したこと。
（３）送信局１００が、現在のリンクで連続して所定のデータ量を送信したこと。
（４）送信局１００が、現在のリンクで映像データ、音声データ、ＵＤＰパケット等のリアルタイム性の高いデータを送信したこと。
すなわち、本実施形態では、所定の条件は、中継リンクまたは直接リンクの使用時間、データを運搬するためのフレームの個数、データの量、またはデータの種別に基づいて決定される。なお、（１）から（３）に記載された所定の時間、個数、またはデータ量は送信局１００と受信局１０１に割り当てられた複数のＳＰに渡って計時または計数されてもよい。

所定の条件を満足している場合（Ｓ６０１のYes）、処理はステップＳ６０２に進む。ステップＳ６０２で、ＭＡＣ部２０１は、現在、使用しているリンクが直接リンクであるか否かを判定する。直接リンクである場合（Ｓ６０２のYes）、ステップＳ６０３に進む。ステップＳ６０３で、ＭＡＣ部２０１は、リンクチェンジインターバル期間が終了するのを待機する。ＭＡＣ部２０１は、このリンクチェンジインターバル期間の終了をファーストピリオド（First Period）の開始とみなす。ファーストピリオドが開始すると（Ｓ６０３のYes）、ステップＳ６０４へ進む。

ステップＳ６０４で、ＭＡＣ部２０１は、中継リンクでフレームを送受信可能となるように、アンテナ構成の設定を変更する。その後、ＭＡＣ部２０１は、ＰＨＹ部２０２を介して中継局１０２にＭＡＣフレームを送信する。このとき、ＭＡＣ部２０１は、データセンシングタイムと同一の長さの時間が終了するのを待機した後、ＭＡＣフレームの送信を開始してもよい。ステップＳ６０４での送信が完了すると、処理はステップＳ６０５へ進む。

ステップＳ６０５で、ＭＡＣ部２０１は、ＳＰの終了時間になったか否かを判定する。ＳＰの終了時間になった場合（Ｓ６０５のYes）、処理を終了する。そうでない場合（Ｓ６０５のNo）、処理はステップＳ６０１に戻る。

一方、ステップＳ６０２で現在、使用しているリンクが直接リンクでない、すなわち、中継リンクである場合（Ｓ６０２のNo）、処理はステップＳ６０６に進む。ステップＳ６０６で、ＭＡＣ部２０１は、セカンドピリオド（Second Period）が終了するのを待機する。ＭＡＣ部２０１は、このセカンドピリオドの終了をリンクチェンジインターバルの開始とみなす。セカンドピリオドが終了すると（Ｓ６０６のYes）、処理はステップＳ６０７へ進む。ステップＳ６０７で、ＭＡＣ部２０１は、直接リンクでフレームを送受信可能となるように、アンテナ構成の設定を変更する。その後、ＭＡＣ部２０１は、ＰＨＹ部２０２を介して受信局１０１にＭＡＣフレームを送信する。その送信が完了すると、処理はステップＳ６０５へ進む。

一方、ステップＳ６０１で所定の条件を満足していない場合（Ｓ６０１のNo）、処理はステップＳ６０８に進む。ステップＳ６０８で、ＭＡＣ部２０１は、時間が、ＡＣＫフレームの受信が期待される時間になったか否かを判定する。その時間になったと判定した場合（Ｓ６０８のYes）、処理はステップＳ６０９へ進む。そうでない場合（Ｓ６０８のNo）、処理はステップＳ６１０へ進む。ステップＳ６０９で、ＭＡＣ部２０１は、ＡＣＫフレームを受信したか否かを判定する。すなわち、ここで、ＭＡＣ部２０１は、ＡＣＫフレームを受信したか否かの受信判定を行う。ＡＣＫフレームを受信したと判定された場合（Ｓ６０９のYes）、処理はステップＳ６１０に進む。ステップＳ６１０で、ＭＡＣ部２０１は、現在使用しているリンクでＩＥＥＥ８０２．１１規格において規定されるようにＭＡＣフレームを送信する。その送信が完了すると、処理はステップＳ６０５へ進む。一方、ステップＳ６０９で、ＡＣＫフレームを受信しなかったと判定された場合（Ｓ６０９のNo）、ステップＳ６１１に進む。

ステップＳ６１１で、ＭＡＣ部２０１は、現在、使用しているリンクが直接リンクであるか否かを判定する。直接リンクである場合（Ｓ６１１のYes）、ステップＳ６１２に進む。そうでない場合、すなわち、中継リンクである場合（Ｓ６１１のNo）、ステップＳ６１４に進む。ステップＳ６１２で実行される処理は、ステップＳ６０３で実行される処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ６１３で、ＭＡＣ部２０１は、中継リンクでフレームを送受信可能となるように、アンテナ構成の設定を変更する。その後、ＭＡＣ部２０１は、ＰＨＹ部２０２を介して中継局１０２にＭＡＣフレームを送信する。このとき、ＭＡＣ部２０１はＩＥＥＥ８０２．１１規格に記載されるようにファーストピリオドが開始された直後にＭＡＣフレームの送信を開始する。その送信が完了すると、処理は次のステップに進む。ステップＳ６１４、６１５で実行される処理は、各々、ステップＳ６０６、６０７で実行される処理と同様であるため、説明を省略する。

なお、ステップＳ６０４、６０７、６１０、６１３または６１５で、ＭＡＣ部２０１は、リンクの品質を改善するために、最適なアンテナ構成を探索し、探索したアンテナ構成となるように、現在のアンテナ構成を変更してもよい。また、アンテナ構成の探索と変更は、ステップＳ６０４、６０７、６１０、６１３または６１５でのフレーム送信の成否もしくはデータ誤り率、またはＡＣＫフレーム等の受信信号強度等のリンクの品質を表す評価指標に基づいて、現在使用しているＳＰではない期間に実行されてもよい。例えば、他のＳＰまたはＣＢＡＰに実行されてもよい。そのために、送信局１００は。受信局１０１または中継局１０２との間で、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されたビームトラッキングまたはビームフォーミングを実行してもよい。

図７は、本実施形態における受信局１０１の動作のフロー図である。このフローは、３つの局の間で、中継リンクセットアッププロシージャが完了した後に、送信局１００と受信局１０１に割り当てられたＳＰが開始される度に、開始される。ここで、送信局１００と受信局１０１の間に割り当てられた最初のＳＰの開始時点では、直接リンクが使用される。それ以降のＳＰの開始時点では受信局１０１へのフレーム送信が成功した最後のリンクが使用される。ここで、第１の実施形態と同様の処理を実行するステップには図４と同一の符号を付してある。これらのステップについては説明を省略する。

ステップＳ７１０で、ＭＡＣ部２０１は、現在、使用しているリンクが直接リンクであるか否かを判定する。直接リンクである場合（Ｓ７１０のYes）、ステップＳ４０１に進む。そうでない場合、すなわち、中継リンクである場合（Ｓ７１０のNo）、ステップＳ７０６に進む。

ステップＳ７００で、ＭＡＣ部２０１は、セカンドピリオドが開始されるのを待機する。セカンドピリオドが開始すると（Ｓ７００のYes）、処理はステップＳ７０１へ進む。ステップＳ７０１で、ＭＡＣ部２０１は、中継局１０２から受信した、ＡＣＫフレームを送信すべきＭＡＣフレームについて、ＡＣＫフレーム未送信のＭＡＣフレームが存在するか否かを判定する。ＡＣＫフレーム未送信のＭＡＣフレームが存在する場合（Ｓ７０１のYes）、処理はステップＳ７０２に進む。ステップＳ７０２で、ＭＡＣ部２０１は、時間が、ＡＣＫフレームを送信すべき時間になったか否かを判定する。ＡＣＫフレームを送信すべき時間になった場合（Ｓ７０２のYes）、処理はステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０３で、ＭＡＣ部２０１は、ＰＨＹ部２０２を介して中継局１０２にＡＣＫフレーム等を送信する。ＡＣＫフレームの送信が完了すると、処理はステップＳ７０４へ進む。ステップＳ７０４で、ＭＡＣ部２０１は、セカンドピリオドが終了したか否かを判定する。セカンドピリオドが終了していない場合（Ｓ７０４のNo）、処理はステップＳ７０１に戻る。セカンドピリオドが終了していた場合（Ｓ７０４のYes）、処理はステップＳ７０５に進む。

ステップＳ７０５で、ＭＡＣ部２０１は、時間が、ＳＰの終了時間になったか否かを判定する。ＳＰの終了時間になった場合（Ｓ７０５のYes）、処理は終了する。そうでない場合（Ｓ７０５のNo）、処理はステップＳ７０６に進む。ステップＳ７０６で、ＭＡＣ部２０１は、直接リンクでフレームを送受信可能となるように、アンテナ構成の設定を変更する。その後、処理はステップＳ７０７へ進む。

ステップＳ７０７で、ＭＡＣ部２０１は、送信局１００から有効なＭＡＣフレームを受信したか否かを判断する。有効なＭＡＣフレームを受信した場合（Ｓ７０７のYes）、処理はステップ４０１に戻る。そうでない場合（Ｓ７０７のNo）、処理はステップＳ７０８に進む。ステップＳ７０８で、ＭＡＣ部２０１は、ファーストピリオドが終了するのを待機する。ファーストピリオドが終了すると（Ｓ７０８のYes）、処理はステップＳ７０９へ進む。ステップＳ７０９で、ＭＡＣ部２０１は、中継リンクでフレームを送受信可能となるように、アンテナの構成を変更する。その後、処理はステップＳ７０１に戻る。

図８は、本実施形態における送信局１００の動作の一例を説明するための概念図である。図示するように、時間軸において、リンクチェンジインターバル期間８００、８０１、８０４、８０７、データセンシングタイム８１０〜８１３、ファーストピリオド８０２、８０５、および、セカンドピリオド８０３、８０６が存在する。送信局１００は、送信したＭＡＣフレームに対する、受信局１０１または中継局１０２からのＡＣＫフレームを受信することが期待される。ＡＣＫフレーム受信期間８３０〜８３６は、各々、送信局１００が受信局１０１または中継局１０２から送信されるＡＣＫフレームの受信が期待される期間である。ここで、送信局１００は、ＡＣＫフレーム受信期間８３４ではＡＣＫフレームを受信できなかったものとする。一方、送信局１００は、それ以外のＡＣＫフレーム受信期間ではＡＣＫフレーム等を受信できたものとする。送信局１００は、ファーストピリオド８０２または８０５の開始時点から、データセンシングタイムと同一の長さの時間が終了するのを待機した後、ＭＡＣフレームの送信を開始してもよい。

ここで注目すべき点は、リンクチェンジインターバル８０１期間ならびにセカンドピリオド８０３および８０６の終了時点で、先に述べた条件（１）が満足されることである。条件（１）は、現在のリンクを連続して所定の時間、使用し続けていること、である。なお、本例では、所定の時間は、ファーストピリオド８０２または８０５の時間とする。例えば、ファーストピリオド８０２では、中継リンクでのＭＡＣフレーム送信が連続して行われたため、条件（１）が満たされることとなる。条件（１）が満たされた後は、送信局１００は、現在使用しているリンクとは異なるリンクでＭＡＣフレームを送信する。すなわち、送信局１００は、各々、セカンドピリオド８０３、８０６が終了した後、現在使用しているリンクとは異なるリンクでＭＡＣフレームを送信する。また、送信局は、どのリンクチェンジインターバル期間またはファーストピリオドでも、リンクの品質を改善するために、最適なアンテナ構成を探索し、アンテナ構成の設定を更新してもよい。

また、送信局１００は、リンクチェンジインターバル期間８０４において、直接リンクでＡＣＫフレームの受信に失敗している。したがって、送信局１００は、次のファーストピリオド８０５において、現在と異なるリンクでＭＡＣフレームを送信することとなる（図６のステップＳ６１０のＮｏ以降の処理に相当）。また、送信局１００は、次に直接リンクを使用するリンクチェンジインターバル期間８０７でリンクの品質を改善するために最適なアンテナセクタ等を探索し、アンテナ構成の設定を更新してもよい。
また、アンテナ構成の探索と変更は、いずれかのリンクチェンジインターバル期間またはファーストピリオドでのフレーム送信の成否もしくはデータ誤り率、またはＡＣＫフレーム等の受信信号強度等のリンクの品質を表す評価指標に基づいて、現在使用しているＳＰではない期間に実行されてもよい。

以上、説明してきたように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、直接リンクまたは中継リンクのいずれか一方のリンクを使用する通信システムにおいて、適切な条件でリンクを切り替えることが可能となる。なお、本実施形態では、受信局、中継局が各々、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されるデスティネーションＲＥＤＳ、ＲＤＳに相当する局とした。また、受信局、中継局が各々、リンクスイッチングタイプのＨＤ−ＤＦモードに相当するモードで動作する場合について説明した。しかし、本実施形態の適用環境はこれらに限定されず、本実施形態は、必要な修正を加えて他の環境にも適用可能である。

また、第１の実施形態および第２の実施形態によれば、時間、または送信局が送信するフレームの個数、データ量、もしくはフレームで運搬されるデータの種別に基づいて通信システムのリンクを切り換えることも可能である。したがって、現在、使用しているリンクの代替となる良好な品質のリンクを定常的に維持することが可能となる。さらには、リアルタイム性の高いデータを適切に送信することが可能となる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００ 送信局、 １０１ 受信局、 １０２ 中継局

Claims (10)

1. 通信装置であって、
   中継装置を介した中継リンクを用いて、または、前記中継装置を介さない直接リンクを用いて、他の通信装置と通信を行う通信手段と、
   前記通信手段により、前記直接リンクまたは前記中継リンクを用いてデータが送信されることに応じて、前記直接リンクまたは前記中継リンクの使用時間、送信されるデータに係るＭＡＣフレームの個数、送信されるデータの量、または送信されるデータの種別に基づいて決定される所定の条件が満たされるか否かを判定する条件判定手段と、を有し、
   前記通信手段は、前記所定の条件が満たされると判定された場合に、前記条件判定手段による判定の際に用いられていたリンクとは異なるリンクを用いて、前記条件判定手段による判定より後のデータの送信を行うことを特徴とする通信装置。
2. 前記通信手段により、前記直接リンクまたは前記中継リンクを用いて送信されたデータに対する応答を受信したか否かを判定する受信判定手段を更に有し、
   前記条件判定手段により前記所定の条件が満たされていないと判定され、かつ、前記受信判定手段により前記応答が受信されていると判定された場合、前記通信手段は、前記条件判定手段による判定の際に用いられたリンクを用いて前記条件判定手段による判定より後のデータの送信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記条件判定手段により前記所定の条件が満たされていないと判定され、かつ、前記受信判定手段により前記応答が受信されていないと判定された場合、前記通信手段は、前記条件判定手段による判定の際に用いられたリンクとは異なるリンクを用いて、前記条件判定手段による判定より後のデータの送信を行うことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
4. 通信手段は、前記条件判定手段による判定の際に用いられていたリンクとは異なるリンクを用いて、前記条件判定手段による判定より後のデータの送信を行う際、少なくともアンテナの設定を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記通信装置は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１規格で規定されるソースＲＥＤＳ（Source Relay Endpoint DMG Station）であり、
   前記中継装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されるＲＤＳ（Relay DMG Station）であり、
   前記他の通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されるデスティネーションＲＥＤＳであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記通信装置、前記中継装置、および前記他の通信装置がＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されるＤＭＧリレー機能のリンクスイッチングタイプ（Link Switching type）のＦＤ−ＡＦモードのノーマルモードで動作し、
   前記通信手段は、前記条件判定手段による判定の際に用いられていたリンクとは異なるリンクを用いて、前記条件判定手段による判定より後のデータの送信を行う場合に、リンクチェンジインターバルとデータセンシングタイムが終了した後に、該データの送信を行うことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 前記通信装置、前記中継装置、および前記他の通信装置がＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されるＤＭＧリレー機能のリンクスイッチングタイプ（Link Switching type）のＨＤ−ＤＦモード（Half Duplex-Decode and Forward Mode）で動作し、
   前記通信手段は、前記通信手段は、前記条件判定手段による判定の際に用いられていたリンクが前記直接リンクであり、前記中継リンクを用いて前記条件判定手段による判定より後のデータの送信を行う場合に、リンクチェンジインターバルが終了した後に、該データの送信を行うことを特徴とする請求項５または６に記載の通信装置。
8. 前記通信装置、前記中継装置、および前記他の通信装置がＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されるＤＭＧリレー機能のリンクスイッチングタイプ（Link Switching type）のＨＤ−ＤＦモード（Half Duplex-Decode and Forward Mode）で動作し、
   前記通信手段は、前記条件判定手段による判定の際に用いられていたリンクが前記中継リンクであり、前記直接リンクを用いて前記条件判定手段による判定より後のデータの送信を行う場合に、セカンドピリオドが終了した後に、該データの送信を行うことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. 通信装置の制御方法であって、
   中継装置を介した中継リンクを用いて、または、前記中継装置を介さない直接リンクを用いて、他の通信装置と通信を行う第１の通信工程と、
   前記通信工程において、前記直接リンクまたは前記中継リンクを用いてデータが送信されることに応じて、前記直接リンクまたは前記中継リンクの使用時間、送信されるデータに係るＭＡＣフレームの個数、送信されるデータの量、または送信されるデータの種別に基づいて決定される所定の条件が満たされるか否かを判定する条件判定工程と、
   前記所定の条件が満たされると判定された場合に、前記条件判定工程における判定の際に用いられていたリンクとは異なるリンクを用いて、前記条件判定工程における判定より後のデータの送信を行う第２の通信工程と、
   を有することを特徴とする通信装置の制御方法。
10. コンピュータを、請求項１から８のいずれか１項に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。

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