JP2018098709A - 無線通信装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より効率的な無線通信を可能とする。
【解決手段】複数の端末局と制御局とを含む無線通信システムにおける制御局として動作する無線通信装置は、複数の端末局に含まれる第１の端末局からの送信要求信号を受信する受信手段と、複数の端末局と制御局との間の通信状態を取得する取得手段と、通信状態に基づいて第１の端末局に対する送信許可信号の送信先となる端末局を複数の端末局から選択する選択手段と、選択手段によって選択された端末局に対して送信許可信号を送信する送信手段と、を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、無線通信技術に関するものである。

広い帯域幅が利用でき高速無線伝送が可能である６０ＧＨｚ帯を使用したミリ波無線技術が注目されている。一方で、ミリ波は大気中の減衰が大きいことから２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の通信と比べて通信距離が短いという特徴がある。そのためミリ波無線通信では、アレイアンテナを使用して特定の方向にアンテナ指向性を絞り通信距離を伸ばす方法が用いられる。

また、無線通信における一般的なメディアアクセス方式として、ＲＴＳ（Request To Send：送信要求）／ＣＴＳ（Clear To Send：送信許可）方式が知られている。この方式では、送信要求を行う端末局がＲＴＳ信号を、送信許可を行う制御局がＣＴＳ信号を、それぞれ周囲の端末局に報知することによって、隠れ端末による通信フレームの衝突を回避している。

ただし、アンテナ指向性を絞ってＲＴＳ／ＣＴＳ信号を送信する場合、周囲の端末局がＲＴＳ／ＣＴＳ信号を受信できない場合がある。その場合、例えば、複数の端末局がＲＴＳ信号を送信する場合、他の端末局のＲＴＳ／ＣＴＳ信号を受信できない端末局は、データ通信中の制御局にＲＴＳ信号を送信することになる。その結果、当該端末局のバックオフ時間や伝送遅延が増大するという問題が生じる。

そこで、特許文献１では、アンテナ指向性を切り替えながらＣＴＳ信号を複数回送信することにより全方位にＣＴＳ信号を送信する手法が開示されている。これにより、周囲の端末局は他の端末局が送信を要求していることを認識でき、自身のＲＴＳ信号の送信を抑制することが可能となる。

特表２０１３−５１１９２０号公報

しかしながら、上述の特許文献１では、アンテナ指向性が鋭く（狭く）なるにつれＣＴＳ信号の送信回数が増加することになり、より多くの通信帯域を消費することになるという問題がある。

本発明はこのような問題を鑑みてなされたものであり、より効率的な無線通信を可能とする技術を提供することを目的とする。

上述の問題点を解決するため、本発明に係る無線通信装置は以下の構成を備える。すなわち、複数の端末局と制御局とを含む無線通信システムにおける前記制御局として動作する無線通信装置は、
前記複数の端末局に含まれる第１の端末局からの送信要求信号を受信する受信手段と、
前記複数の端末局と前記制御局との間の通信状態を取得する取得手段と、
前記通信状態に基づいて、前記第１の端末局に対する送信許可信号の送信先となる端末局を前記複数の端末局から選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された端末局に対して送信許可信号を送信する送信手段と、
を有する。

本発明によれば、より効率的な無線通信を可能とする技術を提供することができる。

第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。 アンテナ指向性を説明する図である。 制御局の機能ブロック図である。 端末局の機能ブロック図である。 通信期間及び通信フレームを説明する図である。 第１実施形態におけるシステムの動作を示すシーケンス図である。 制御局におけるＲＴＳ／ＣＴＳ処理のフローチャートである。 各端末局の通信状態を示すテーブルを示す図である。 各端末局の通信状態を示す他のテーブルを示す図である。 各端末局の通信状態を示す更に他のテーブルを示す図である。 第１実施形態におけるＣＴＳ送信処理の詳細フローチャートである。 第２実施形態におけるＣＴＳ送信処理の詳細フローチャートである。 第２実施形態におけるシステムの動作を示すシーケンス図である。 第２実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。 第３実施形態におけるＣＴＳ送信処理の詳細フローチャートである。 第３実施形態におけるシステムの動作を示すシーケンス図である。 第３実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

（第１実施形態）
本発明に係る無線通信装置の第１実施形態として、無線通信システムにおける制御局を例に挙げて以下に説明する。

＜システム構成＞
図１は、第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。システムは、制御局１００、４つの端末局１０１〜１０４、スイッチ１１０、頭部装着型表示装置（ＨＭＤ：Head Mounted Display）１０５、ＰＣ１１５を含んでいる。ＨＭＤ１０５は、使用者の頭部に装着され当該使用者に映像サービスを提供する装置である。ここでは、映像処理装置であるＰＣ１１５が映像データを生成し、当該映像データを無線ネットワークを介してＨＭＤ１０５に送信し、ＨＭＤが受信した映像データを再生する形態について説明する。

端末局１０１〜１０４は、スイッチ１１０を介してＰＣ１１５と有線接続される。本システムにおいては、ＰＣ１１５は複数の端末局１０１〜１０４に同じ映像データを配信している。端末局１０１〜１０４が制御局１００に映像データを送信する冗長構成を取ることで、通信の信頼性を向上させている。各通信局（制御局１００及び端末局１０１〜１０４）はアレイアンテナを備えており、通信相手に応じて最適なアンテナ指向性を選択して無線通信を行うことができる。各端末局は映像データをＰＣ１１５から受信すると、キャリアセンスを行った後、キャリアが検出されず無線通信が空いていれば、送信要求のための送信要求信号（ＲＴＳ信号）を制御局１００に向けて送信する。

以下では、端末局１０１がＲＴＳ信号１２０を送信する形態について説明する。制御局１００は、ＲＴＳ信号１２０を受信すると、各端末局との通信状態に基づいて、端末局１０１の送信を許可するための送信許可信号（ＣＴＳ信号）の送信先となる端末局の選択を行う。なお、選択される端末局は、ＲＴＳ信号１２０を送信した端末局１０１を含む。ここでは、制御局１００は、端末局１０１、１０３、１０４を選択し、各端末局に適したアンテナ指向性でＣＴＳ信号１２５、１２６、１２７を順に送信している。

一方、端末局１０３及び端末局１０４はキャリアセンスを行い、ＣＴＳ信号１２５、１２６を受信することにより、端末局１０１が送信を要求していることを認識し、自身のＲＴＳ信号の送信を抑制する。端末局１０１は、ＣＴＳ信号１２７を受信後、映像データの送信を行う。

図２は、制御局及び各端末局において利用可能なアンテナ指向性を説明する図である。制御局及び各端末局は、パターン２００で示す無指向性、パターン２０５で示す４つの指向性（Ａ０〜Ａ３）、パターン２１０で示す８つの指向性（Ｂ０〜Ｂ７）、の中から利用する指向性を選択し各種信号を送信することが出来る。すなわち、制御局及び各端末局は、指向性を制御可能なアンテナを有している。なお、指向性はこれらに限定されず他の指向性を利用する構成としてもよい。また、制御局のみアンテナ指向性を選択可能な構成としてもよい。

一般に、送信電力が一定の場合には、指向性を絞って（狭くして）送信するほどより高いゲインが得られるため、データレートがより高くなり到達距離がより長くなる。

つまり、指向性パターン２００のように広い指向性でデータを送信する場合、データの到達方向の範囲は広がるが、ゲインが得られないため、データレートが低くなり到達距離は短くなる。

指向性パターン２０５のように指向性を絞って送信する場合、指向性パターン２００と比較してデータの到達方向の範囲は狭まるが、高いゲインが得られるため、データレートが高く到達距離を伸ばすことができる。また、指向性パターン２１０のように更に指向性を絞ることにより、指向性パターン２０５と比較してデータの到達方向の範囲は更に狭まるが、データレートをより高め、到達距離をより伸ばすことができる。

図３は、制御局１００の機能ブロック図である。無線通信部３００は、無線データの変復調を含む送受信の信号処理を行う。アンテナ部３０５は、無線通信部３００の送受信に応じて電波を送受信する。

アンテナ制御部３１０は、アンテナの送受信指向性の制御を行う。アンテナ制御部３１０は、所定の端末局との通信に最適なアンテナ指向性を探索するためのアンテナ指向性探索処理も実行する。端末局接続制御部３１５は、端末局とネットワーク情報を交換するためのプローブ（Probe）要求／応答や、端末局のネットワーク接続を行うためのアソシエーション（Association）要求／応答を処理する。

通信状態取得部３２０は、端末局のネットワーク接続状態や、端末局とのアンテナ指向性探索の実行結果を含む通信状態を取得する。「通信状態」については図８及び図９を参照して後述する。ＲＴＳ取得部３２５は、端末局から受信したＲＴＳ信号を取得する。ＲＴＳ信号には、送信要求した端末局のＭＡＣアドレス、通信期間情報などが含まれる。

端末局選択部３３０は、ＲＴＳ信号を受信したときに通信状態取得部３２０で取得した端末局の通信状態に基づいて、ＣＴＳ信号の送信先である端末局を選択する。指向性選択部３３１は、端末局選択部３３０で選択された各端末局向けのＣＴＳ信号の送信に適したアンテナ指向性を選択する。ＣＴＳ生成部３３５は、端末局選択部３３０で選択された各端末局に対するＣＴＳ信号を生成する。ＣＴＳ信号には、送信許可する端末局のＭＡＣアドレス、通信時間情報などが含まれる。データ通信部３４０は、端末局に送信を許可した後に、データ通信を行う。

図４は、端末局１０１〜１０４の機能ブロック図である。無線通信部４００は、無線データの変復調を含む送受信の信号処理を行う。アンテナ部４０５は、無線通信部４００の送受信に応じて電波を送受信する。

アンテナ制御部４１０は、アンテナの送受信指向性の制御を行う。アンテナ制御部４１０は、所定の制御局１００との通信に最適なアンテナ指向性を探索するためのアンテナ指向性探索処理も実行する。接続制御部４１５は、制御局１００とネットワーク情報を交換するためのプローブ要求／応答や、端末局のネットワーク接続を行うためのアソシエーション要求／応答を処理する。

ＲＴＳ生成部４２０は、送信を要求するために制御局１００に送信するＲＴＳ信号を生成する。ＣＴＳ取得部４２５は、制御局１００から受信したＣＴＳ信号を取得する。端末局は、ＣＴＳ信号に含まれるＭＡＣアドレスが自身のＭＡＣアドレスと異なる場合、他の端末局に対して送信許可がなされたと判断し、ＣＴＳ信号に含まれる通信期間情報で定められる期間、ＲＴＳ信号の送信を抑止する。一方、端末局は、ＣＴＳ信号に含まれるＭＡＣアドレスが自身のＭＡＣアドレスと一致する場合、自局に対して送信許可がなされたと判断し、ＣＴＳ信号に含まれる通信期間情報で定められる期間、データ通信を行う。

図５は、通信期間及び通信フレームを説明する図である。第１実施形態の無線ネットワークにおいて、通信フレームはＢＩ（Beacon Interval）と呼ばれる繰り返し周期で送信される。ＢＩ内は、以下の４つの期間から構成される。
・ビーコン（Beacon）送信期間（以下、ＢＴＩ：Beacon Transmission Interval）
・ビームフォーミングトレーニング期間（以下、Ａ−ＢＦＴ：Association Beamforming training）
・管理フレーム交換期間（以下、ＡＴＩ：Announcement Transmission Interval）
・データ送信期間（以下、ＤＴＩ：Data Transmission Interval）
ＢＴＩ５０５は、制御局１００が指向性を切り替えながら複数のビーコンフレームをネットワーク内の全ての端末局に向けて送信する期間である。端末局は複数のビーコンフレームを受信することにより、自身との通信に最適な制御局１００の送信指向性を知ることができる。ビーコンフレームには、ＢＩ中のＢＴＩ／Ａ−ＢＦＴ／ＡＴ／ＤＴＩの通信期間情報、ネットワーク識別子、サポートされるデータレート、使用されるアンテナ指向性情報といったネットワークの基本的な情報が含まれる。

Ａ−ＢＦＴ５１０は、端末局がＢＴＩで受信したビーコンフレームに対して、その受信状態を制御局１００に通知する期間である。これにより、ＢＴＩとＡ−ＢＦＴで制御局１００と端末局は互いに最適なアンテナ指向性を探索することができる。

ＡＴＩ５１５は、制御局１００が特定の端末局と管理フレームを交換することができる期間である。管理フレームには、ネットワーク情報を交換するためのプローブ要求／応答や、端末局のネットワーク接続を行うためのアソシエーション要求／応答などがあげられる。

ＤＴＩ５２０は、ＲＴＣ／ＣＴＳ信号の交換に基づいて送信を許可された端末局がデータフレームを送信する期間である。データフレームには、映像データのようなアプリケーションデータを含むことができる。

図５に示すＤＴＩ５２０においては、所定の端末局がＲＴＳ信号５２１を送信し、それ対する応答として制御局がＣＴＳ信号５２２を複数の端末局宛てに複数回送信している。ＣＴＳ信号によって送信を許可された端末局はデータフレーム５２３を送信する。データフレーム５２３の送信が終わった後も、ＤＴＩが継続している間は、ＲＴＳ／ＣＴＳ信号の交換とデータフレームの送信が継続される。

＜システムの動作＞
図６は、第１実施形態におけるシステムの動作を示すシーケンス図である。

Ｓ６００では、制御局１００は、ＢＴＩ及びＡ−ＢＦＴにおいて、各端末局に対してアンテナ指向性探索を行う。これにより、制御局１００は、各端末局との通信に適したアンテナ指向性を決定する。

Ｓ６０５では、端末局１０１は、送信を要求するため、ＲＴＳ信号を制御局１００に送信する。Ｓ６１０では、制御局１００は、各端末局の通信状態に基づいてＣＴＳ信号を送信すべき端末局を選択する。「通信状態」の具体例は図８及び図９を参照して後述する。詳細は後述するが、ここでは、端末局１０１，１０３，１０４を選択する例を示している。

その後、制御局１００は、選択された端末局それぞれに最適なアンテナ指向性を選択し、Ｓ６１５で端末局１０３へ、Ｓ６２０で端末局１０４へ、Ｓ６２５で端末局１０１へ、端末局１０１のＭＡＣアドレスを設定したＣＴＳ信号を送信する。このとき、端末局１０１にＣＴＳ信号を先に送信してしまうと、端末局１０１はデータ通信を開始してしまうことになる。そのため、端末局１０３及び端末局１０４へＣＴＳ信号を送信した後に、端末局１０１へのＣＴＳ信号の送信を行う。

端末局１０３及び端末局１０４は、キャリアセンスによりＣＴＳ信号を受信することになるが、ＣＴＳ信号に含まれるＭＡＣアドレスが自身のＭＡＣアドレスと一致しないことから、ＲＴＳ信号の送信を抑制する。一方、端末局１０１においては、ＣＴＳ信号に含まれるＭＡＣアドレスが自身のＭＡＣアドレスと一致することから、データ通信を開始する。

このようにして、制御局１００は、ＣＴＳ信号の必要な端末局に対してＣＴＳ信号を個別に送ることにより、端末局間のデータ通信の衝突を回避している。

図７は、制御局におけるＲＴＳ／ＣＴＳ処理のフローチャートである。Ｓ７００では、制御局１００は、所定の端末局からＲＴＳ信号を受信する。Ｓ７０５では、各端末局の通信状態を取得する。Ｓ７１０では、制御局１００は、取得した通信状態に基づいて、ＣＴＳ信号の送信先となる端末局を選択する。Ｓ７１５では、制御局１００は、選択した各端末局に向けてＣＴＳ信号を送信する。

図８は、各端末局の通信状態を示すテーブル８００を示す図である。テーブル８００では、通信状態として各端末局のネットワーク接続処理（アソシエーション処理）の完了有無を管理する例を示している。”○”は処理が完了していることを、”×”は処理が未完了であるであることを示している。すなわち、この例では、端末局１０１，１０３，１０４はアソシエーション処理が完了しているが、端末局１０２は完了していない。

制御局１００は端末局１０２からプローブ要求を受信している場合、端末局１０２がアソシエーション処理を完了していないとしてもネットワーク内に存在していることを認識できる。ただし、アソシエーションが完了していない端末局からＲＴＳ信号が送信されることはない。そのため、制御局１００は、テーブル８００の内容に基づいて、端末局１０２を除いた端末局（すなわち端末局１０１，１０３，１０４）にＣＴＳ信号を送信すると決定する。

図９は、各端末局の通信状態を示すテーブル９００を示す図である。テーブル９００では、通信状態として、テーブル８００に加えて、各端末局のアンテナ指向性探索処理の完了有無を更に管理している。

アンテナ指向性探索処理が完了していない端末局に対しては、制御局１００は、最適なアンテナ指向性を選択することができない。そのため、制御局１００は、テーブル９００の内容に基づいて、端末局１０３を除いた端末局（すなわち端末局１０１，１０２，１０４）にＣＴＳ信号を送信する。

図１１は、第１実施形態におけるＣＴＳ送信処理（Ｓ７１５）の詳細フローチャートである。ここでは図１のように、端末局１０１がＲＴＳ信号を送信し、制御局１００がＣＴＳ信号の送信先として端末局１０１，１０３，１０４を選択した場合を例に説明する。

Ｓ１１０５では、制御局１００は、ＲＴＳ信号の送信元である端末局へのＣＴＳ信号の送信順序が最後となるように設定する。すなわち、ここでは、端末局１０１へのＣＴＳ信号の送信順序を最後となるように設定する。これはＲＴＳ信号の送信元である端末局１０１に対してＣＴＳ信号を他の端末局より先に送信してしまうと、データ通信が開始され、他の端末局のＲＴＳ信号の送信と衝突してしまう可能性があるからである。

Ｓ１１１０では、制御局１００は、他の端末局（すなわち、端末局１０３，１０４）宛てのＣＴＳ信号の送信順序を設定する。例えば、送信順序をランダムに選択してもよい。この結果、送信順序は、端末局１０３→端末局１０４→端末局１０１のように設定される。

Ｓ１１１５では、制御局１００は、選択された全端末局へのＣＴＳ信号の送信が完了したかどうかを判別する。１回目のループではまだ全端末局にＣＴＳ信号を送信し終わっていないので、Ｓ１１２０に分岐し端末局１０３が選択される。次にＳ１１２５で端末局１０３に適したアンテナ指向性が選択され、Ｓ１１３０でＣＴＳ信号が端末局１０３に送信される。

次にＳ１１１５に戻り、２回目のループではまだ全端末局にＣＴＳ信号を送信し終わっていないので再度Ｓ１１２０に分岐し端末局１０４が選択される。次にＳ１１２５で端末局１０４に適したアンテナ指向性が選択され、Ｓ１１３０でＣＴＳ信号が端末局１０４に送信される。次にＳ１１１５に戻り、３回目のループではまだ全端末局にＣＴＳ信号を送信し終わっていないので再度Ｓ１１２０に分岐し、最後に端末局１０１が選択される。次にＳ１１２５で端末局１０１に適したアンテナ指向性が選択され、Ｓ１１３０でＣＴＳ信号が端末局１０１に送信される。次にＳ１１１５に戻り、４回目のループでは全端末局にＣＴＳ信号を送信し終わったので、ＣＴＳ信号の送信処理を完了する。

以上説明したとおり第１実施形態によれば、制御局１００は、ＲＴＳ信号を受信した場合、各端末局の通信状態に応じてＣＴＳ信号を送信すべき端末局を選択し、選択した端末局にのみ個別にＣＴＳ信号を送信する。これにより、全端末局に対してＣＴＳ信号を送信する場合と比較してＣＴＳ信号の送信回数を削減することが可能となる。すなわち、ＣＴＳ信号の送信に必要な通信帯域を削減することができ、また、端末局及び制御局の消費電力を削減することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、アンテナの指向性を考慮してＣＴＳ信号を送信することにより、更にＣＴＳ信号の送信回数を削減する例について説明する。

＜システム構成＞
図１４は、第２実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。ここでは、端末局１０１がＲＴＳ信号１４００を送信する。そして、制御局１００は、ＣＴＳ信号１４０５を端末局１０３，１０４へ広い指向性（指向性Ａ２）を用いて送信する。その後、制御局１００は、端末局１０２へＣＴＳ信号１４１０を送信し、最後に端末局１０１へＣＴＳ信号１４１５を送信する。

＜システムの動作＞
図１３は、第２実施形態におけるシステムの動作を示すシーケンス図である。

Ｓ１３００では、制御局１００は、ＢＴＩ及びＡ−ＢＦＴにおいて各端末局とのアンテナ指向性探索を行うことにより、各端末局との通信に適したアンテナ指向性を探索する。Ｓ１３０５では、端末局１０１は、送信を要求するため、ＲＴＳ信号を制御局１００に送信する。Ｓ１３１０では、制御局１００は、各端末局の通信状態を示したテーブル１０００に基づいてＣＴＳ信号を送信すべき端末局を選択する。この例では、全端末局１０１〜１０４を選択する。その後、制御局１００は、選択された端末局に最適なアンテナ指向性を選択し、Ｓ１３１５で端末局１０３及び端末局１０４へ、Ｓ１３２０で端末局１０２へ、Ｓ１３２５で端末局１０１へＣＴＳ信号を送信する。Ｓ１３３０では、端末局１０１は、データ通信を行う。

図１０は、各端末局の通信状態を示すテーブル１０００を示す図である。テーブル１０００では、通信状態として、利用可能なアンテナ指向性それぞれを利用した際の各端末局との通信品質を管理している。ここでは、パターン２０５及び２１０で示される各アンテナ指向性（Ａ０〜Ａ３、Ｂ０〜Ｂ７）に対する通信品質を示している。テーブル１０００において、”○”は所定の閾値以上の通信品質で通信可能であることを示し、”×”は通信品質が所定の閾値未満であることを示している。所定の閾値未満の通信品質である端末局からはＲＴＳ信号が届くことがないと考えられるので、当該端末局をＣＴＳ信号の送信先から除外する。

図１２は、第２実施形態におけるＣＴＳ送信処理の詳細フローチャートである。ここでは端末局１０１がＲＴＳ信号を送信し、制御局１００が、テーブル１０００に基づいてＣＴＳ信号の送信先として端末局１０１〜１０４を選択した場合を例に説明する。

Ｓ１２０５では、制御局１００は、ＲＴＳ信号の送信元である端末局へのＣＴＳ信号の送信順序が最後となるように設定する。すなわち、ここでは、端末局１０１へのＣＴＳ信号の送信順序を最後となるように設定する。

Ｓ１２１０では、制御局１００は、テーブル１０００を参照し、１つの指向性で複数の端末局が受信可能であるかどうかを判別する。その結果、優先的に指向性Ａ２を用いてＣＴＳ信号を送信することで、端末局１０３と端末局１０４が同時に当該ＣＴＳ信号を受信可能であることがわかる。そこでＳ１２１５に分岐し、「端末局１０３及び端末局１０４」宛てのＣＴＳ信号の送信順序を先頭にする。これにより、複数の端末局に対して早い段階でＲＴＳ信号の送信抑止を実現することが可能となる。

Ｓ１２２０では、制御局１００は、その他の端末局宛てのＣＴＳ信号の送信順序を設定する。ここでは、ただし、ここでは、端末局１０１への送信は最後と既に決定しているため、送信順序は、「端末局１０３及び端末局１０４」→端末局１０２→端末局１０１のように設定される。

Ｓ１２２５では、制御局１００は、選択された全端末局へのＣＴＳ信号の送信が完了したかどうかを判別する。１回目のループではまだ全端末局にＣＴＳ信号を送信していないので、Ｓ１２３０に分岐し「端末局１０３及び端末局１０４」が選択される。Ｓ１２３５では、制御局１００は、「端末局１０３及び端末局１０４」に適したアンテナ指向性Ａ２が選択する。Ｓ１２４０では、制御局１００は、アンテナ指向性Ａ２を利用してＣＴＳ信号を送信する。

次にＳ１２２５に戻り、２回目のループではまだ全端末局にＣＴＳ信号を送信し終わっていないので、再度Ｓ１２３０に分岐し端末局１０２が選択される。次にＳ１２３５で端末局１０２に適したアンテナ指向性Ｂ０が選択され、Ｓ１２４０でＣＴＳ信号が端末局１０２に送信される。

次にＳ１２２５に戻り、３回目のループではまだ全端末局にＣＴＳ信号を送信し終わっていないので、再度Ｓ１２３０に分岐し最後に端末局１０１が選択される。次にＳ１２３５で端末局１０１に適したアンテナ指向性Ｂ７が選択され、Ｓ１２４０でＣＴＳ信号が端末局１０１に送信される。次にＳ１２２５に戻り、制御局１００は、４回目のループでは全端末局にＣＴＳ信号を送信し終わったので、ＣＴＳ信号の送信処理を完了する。

尚、図１２の例では、各端末局の通信状態を判断するために図１０のテーブル１０００のみを参照したが、図８のテーブル８００や図９のテーブル９００を併せて参照するようにしてもよい。

以上説明したとおり第２実施形態によれば、アンテナの指向性を考慮してＣＴＳ信号を送信することにより、第１実施形態に比較して更にＣＴＳ信号の送信回数を削減することが可能となる。また、複数の端末局宛てのＣＴＳ信号の送信順序を先頭にすることで、複数の端末局に対して早い段階でＲＴＳ信号の送信抑止を実現することが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、ＲＴＳ／ＣＴＳ処理中に別の端末局からＲＴＳ信号が送信された場合に対処する形態について説明する。

＜システム構成＞
図１７は、第３実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。ここでは、端末局１０１がＲＴＳ信号１７００を送信し、続いて、端末局１０２がＲＴＳ信号１７０１を送信している。制御局１００は、端末局１０１のＲＴＳ信号への応答としてのＣＴＳ信号１７１１を端末局１０３へ、ＣＴＳ１７１２を端末局１０２へ、ＣＴＳ信号１７１３を端末局１０４へ、ＣＴＳ信号１７１４を端末局１０１へ順に送信する。

＜システムの動作＞
図１６は、第３実施形態におけるシステムの動作を示すシーケンス図である。

Ｓ１６００では、制御局１００は、ＢＴＩ及びＡ−ＢＦＴにおいて各端末局とのアンテナ指向性探索を行うことにより、各端末局との通信に適したアンテナ指向性を探索する。Ｓ１６０５では、端末局１０１は、送信を要求するため、ＲＴＳ信号を制御局１００に送信する。Ｓ１６１０では、制御局１００は、ＣＴＳ信号を送信すべき端末局を選択する。この例では、全ての端末局１０１〜１０４を選択する。そして、端末局１０１へのＣＴＳ信号の送信順序を最後に設定する。

Ｓ１６１５では、制御局１００は、端末局１０２が送信したＲＴＳ信号を受信し、端末局１０２へのＣＴＳ信号の送信順序を最後から２番目に設定する。その後、制御局１００は、選択された端末局に最適なアンテナ指向性を選択し、Ｓ１６２０で端末局１０３へ、Ｓ１６２５で端末局１０４へ、Ｓ１６３０で端末局１０２へ、Ｓ１６３５で端末局１０１へＣＴＳ信号を送信する。Ｓ１６４０では、端末局１０１は、データ通信を行う。

図１５は、第３実施形態におけるＣＴＳ送信処理の詳細フローチャートである。ここでは、制御局１００は、端末局１０１からＲＴＳ信号を受信し、選択した端末局へのＣＴＳ信号を送信し終わる前に、端末局１０４からＲＴＳ信号を更に受信した場合を例に説明する。特に、以下では、選択した端末局へのＣＴＳ信号を送信し始める前に、端末局１０４からＲＴＳ信号を更に受信した場合について説明する。

Ｓ１５０５では、制御局１００は、ＲＴＳ信号の送信元である端末局へのＣＴＳ信号の送信順序を最後に設定する。その結果、端末局１０１へのＣＴＳ信号の送信順序を最後にする。

Ｓ１５１０では、制御局１００は、他の端末局へのＣＴＳ信号の送信順序をランダムに選択する。この結果、例えば、送信順序は、端末局１０３→端末局１０４→端末局１０２→端末局１０１のように設定される。

Ｓ１５１５では、制御局１００は、選択された全端末局へのＣＴＳ信号の送信が完了したかどうかを判別する。１回目のループではまだ全端末局にＣＴＳ信号を送信し終わっていないので、Ｓ１５２０に分岐する。

Ｓ１５２０では、制御局１００は、他の端末局からＲＴＳ信号を受信したかどうかを判別する。ここで端末局１０４からＲＴＳ信号を受信し、Ｓ１５２５に分岐する。Ｓ１５２５では、制御局１００は、Ｓ１５２０で受信したＲＴＳ信号の送信元である端末局１０４へのＣＴＳ信号の送信順序を最後から２番目に設定する。これにより、送信順序は、端末局１０３→端末局１０２→端末局１０４→端末局１０１のように変更される。

Ｓ１５３０では、制御局１００は、端末局１０３を選択し、Ｓ１５３５では、端末局１０３に適したアンテナ指向性を選択し、Ｓ１５４０では、ＣＴＳ信号を端末局１０３に送信する。次にＳ１５１５に戻り、以降は、変更されたＣＴＳ信号の送信順序に従い、全ての端末局にＣＴＳ信号を送信し終わるまで、ＣＴＳ信号の送信を繰り返す。

以上説明したとおり第３実施形態によれば、ＲＴＳ／ＣＴＳ処理中に別の端末局からＲＴＳ信号を受信した場合に、当該別の端末局へのＣＴＳ信号の送信順序を他の端末局よりも遅くする。この制御により、ＲＴＳ信号を送信していない端末局（上述の例では、端末局１０２及び１０３）のＲＴＳ信号の送信を早い段階で抑制することが可能となる。

（その他の実施例）
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 制御局； １０１〜１０４ 端末局； １０５ ＨＭＤ； １１０ スイッチ； １１５ ＰＣ

Claims (11)

1. 複数の端末局と制御局とを含む無線通信システムにおける前記制御局として動作する無線通信装置であって、
   前記複数の端末局に含まれる第１の端末局からの送信要求信号を受信する受信手段と、
   前記複数の端末局と前記制御局との間の通信状態を取得する取得手段と、
   前記通信状態に基づいて、前記第１の端末局に対する送信許可信号の送信先となる端末局を前記複数の端末局から選択する選択手段と、
   前記選択手段によって選択された端末局に対して送信許可信号を送信する送信手段と、
   を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記選択手段によって選択された端末局は、前記第１の端末局を含み、
   前記選択手段によって複数の端末局が選択された場合、前記送信手段は、前記第１の端末局に対する送信許可信号の送信が他の選択された端末局に対する送信許可信号の送信よりも後になるように送信順序を設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 指向性を制御可能なアンテナと、
   前記複数の端末局の各々との無線通信に適した指向性を探索する探索手段と、
   を更に有し、
   前記送信手段は、前記選択手段によって選択された端末局に対して適した指向性で送信許可信号を送信する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 前記通信状態は、前記複数の端末局の各々と前記制御局との間のネットワーク接続処理が完了しているか否かを示す情報を含み、
   前記選択手段は、ネットワーク接続処理が完了している端末局を選択する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
5. 前記通信状態は、前記複数の端末局の各々と前記制御局との間の指向性の探索処理が完了しているか否かを示す情報を含み、
   前記選択手段は、指向性の探索処理が完了している端末局を選択する
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
6. 前記通信状態は、前記アンテナで利用可能な複数の指向性の各々における前記複数の端末局の各々との間の通信品質を示す情報を含み、
   前記選択手段は、所定の閾値以上の通信品質で通信可能な端末局を選択する
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
7. 前記送信手段は、前記所定の閾値以上の通信品質で複数の端末局と同時に通信可能な指向性を当該複数の端末局への送信許可信号の送信に優先的に使用する
   ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
8. 前記送信手段は、前記所定の閾値以上の通信品質で複数の端末局と同時に通信可能な指向性を使用した送信許可信号の送信を、前記所定の閾値以上の通信品質で１つの端末局と通信可能な指向性を使用した送信許可信号の送信よりも早く送信されるように送信順序を設定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
9. 前記送信手段は、前記選択手段によって選択された端末局に対する送信許可信号の送信を完了する前に前記受信手段が前記選択された端末局に含まれ前記第１の端末局とは異なる第２の端末局からの送信要求信号を受信した場合、該第２の端末局に対する送信許可信号の送信順序を、前記第１の端末局を除く前記選択された端末局に対する送信許可信号の送信よりも後になるように送信順序を設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の無線通信装置。
10. 複数の端末局と制御局とを含む無線通信システムにおける前記制御局として動作する無線通信装置の制御方法であって、
    前記複数の端末局に含まれる第１の端末局からの送信要求信号を受信する受信工程と、
    前記複数の端末局と前記制御局との間の通信状態を取得する取得工程と、
    前記通信状態に基づいて、前記第１の端末局に対する送信許可信号の送信先となる端末局を前記複数の端末局から選択する選択工程と、
    前記選択工程によって選択された端末局に対して送信許可信号を送信する送信工程と、
    を含むことを特徴とする制御方法。
11. コンピュータを、請求項１乃至９の何れか１項に記載の無線通信装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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