JP5426930B2 - 通信システム、通信方法、制御局、端末局、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、通信方法、制御局、端末局、及びプログラムに関する。

端末局間で安定したデータ通信を行なう技術が知られている。例えば、各端末局間の通信パスを複数設ける技術や、専用の中継局でない端末局を中継局として動作させる技術が知られている。また、例えば、送信データの信頼性を向上させるために、同一データを複数回送信する技術も知られている。

高い信頼性を確保した通信が要求される場合、例えば、受信バッファを大きく設定し、一定時間分のデータを蓄積できるようにする。そして、その蓄積したデータを遅延させて伝送するとともに、その遅延時間内に再送を実行してリカバリする。又は、データレートを低下させる。

しかし、例えば、リアルタイムなトラフィックストリームデータを通信する場合には、データレートが固定で低遅延かつ定遅延が要求されるため、上述した方法では高い信頼性を確保できない。

同じストリームデータを周波数多重や符号多重、又は偏波多重により多重送信し、受信側で受信状態の良いデータを選択的に受信する技術がある。この場合、通信品質を高く維持できるが、冗長な通信パスを用いて通信を行なわなければならない。また、高い通信レートを実現するために、端末局間の無線信号強度を改善する技術が知られている（特許文献１参照）。この場合、例えば、送信側では、広指向性アンテナを用いて複数の受信側にデータを送信し、受信側では、狭指向性アンテナを用いてその指向性ビームを送信側に向け、送信側からのデータを受信する。

近年、家庭内の情報機器間の通信においても無線が利用されるようになっている。このような情報機器間の通信を簡単かつ高品質に実現する方法として、例えば、時分割方式により複数の通信パスを使用して中継送信する技術が知られている。家庭内の情報機器間の通信では、映像データや音声データといったリアルタイム性が要求されるストリームデータが扱われる場合が多い。例えば、多チャンネルスピーカーを配置するホームシアターシステムや、多数のネットワークカメラを配置するマルチカメラシステム等が挙げられる。

ホームシアターシステム等においては、通信パスの状態が変化しても、ネットワーク上の全ての端末で通信品質の高いデータを受信する必要がある。そのため、このような時分割方式の場合にも、エラー発生などに起因するデータ再送を抑制し、より低遅延かつ定遅延にデータ通信を行なう必要性が高まっている。

特開２００４−３６４２８７号公報

中継データの冗長度を制御するため、複数の通信パスを有する無線通信の技術が知られている。この技術においては、複数の制御局から受信したデータを端末局が複数の通信パスを用いて冗長伝送する。これは、各通信パスにおける送信データの冗長度を最適に保ち、エラー耐性を向上させるためである。

ここで、例えば、ホームシアターシステム等においては、ブロードキャスト送信する送信側が１台であるのに対して受信側は複数台となる。全ての端末局では、データの送信元となる制御局と同期を確立し、制御局からデータを受信する。各端末局は、受信したデータを他の端末局に向けて中継送信する。そして、タイムスロット毎に、受信ビームの方向と中継送信を行なう端末局との組み合わせを切り替える。これにより、データの冗長度を確保する。

しかし、制御局からのデータの受信に失敗した場合、又は中継送信されたデータの受信に失敗した場合、端末局は、自局のタイムスロットで中継送信が行なえない。この場合、中継送信のＨＯＰ数が連鎖的に減少することが考えられる。

図１０を用いて、この状態を具体的に説明する。制御局７０５は、図１０に示す最初のフレーム７００でデータを送信する。その後、各端末局７０１〜７０４は、タイムスロット７０７〜７１０で中継送信を行なう。この結果、フレーム７００終了時点になると、各端末局７０１〜７０４は、制御局を含め５つの異なるＨＯＰからデータの取得が可能になり、信頼性の高い冗長伝送が確保される。

しかし、次フレーム７１６では、端末局７０２及び７０３は、フレーム先頭のタイムスロット７１１で制御局から送信されるデータの受信に失敗ししている。このため、端末局７０２は、次のタイムスロット７１２で送信権を持っているが、中継送信を行なえない。また、端末局７０３も、自局が送信権を持つタイムスロット７１３で中継送信を行なえない。この場合、各端末局のＨＯＰ数は、２ＨＯＰ又は３ＨＯＰとなり、通信の信頼性が著しく低下する。すなわち、データが通信されない空きスロットが増加し、冗長伝送の有効データが著しく減少する。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、データを送信する制御局と、そのデータを各端末局間で中継する複数の端末局とを有する構成において、タイムスロットを有効に活用し、信頼性の高いデータ通信を実現することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、フレーム毎にデータを送信する制御局と複数の端末局とを有し、該フレーム内のタイムスロット毎に送信権が割り当てられ、該送信権を有する端末局が制御局からのデータを中継送信する通信システムであって、前記制御局は、前記フレーム毎に前記複数の端末局にデータを送信する送信手段と、前記タイムスロット毎に送信権を有する端末局による中継送信の状態を確認する確認手段と、前記確認手段による確認の結果に応じて、前記中継送信の状態を確認したタイムスロットの間にデータを再送信する再送手段とを具備し、前記複数の端末局各々は、所定角度に指向性を有する第１の端末局側アンテナと、前記第１の端末局側アンテナよりも広い角度に指向性を有する第２の端末局側アンテナと、前記制御局からのデータを正常に受信できていない状態で自局が送信権を有するタイムスロットが開始した場合、前記制御局の方向に前記第１の端末局側アンテナの指向性を向ける制御手段と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、データを送信する制御局と、そのデータを各端末局間で中継する複数の端末局とを有する構成において、タイムスロットを有効に活用し、信頼性の高いデータ通信を実現できる。

本発明の一実施の形態に係わる通信システムの全体構成の一例を示す図。 図１に示す通信システムで用いられるフレームの構成の一例を示す図。 図１に示す制御局１０及び端末局２０の機能的な構成の一例を示す図。 図１に示す制御局１０における処理の流れの一例を示すフローチャート。 図１に示す端末局２０における処理の流れの一例を示すフローチャート。 図１に示す通信システムにおける通信処理の概要の一例を示す図。 実施形態２に係わる制御局１０における処理の流れの一例を示すフローチャート。 実施形態２に係わる端末局２０における処理の流れの一例を示すフローチャート。 実施形態２に係わる通信システムにおける通信処理の概要の一例を示す図。 従来技術の一例を示す図。

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施の形態に係わる通信システムの全体構成の一例を示す図である。

この通信システムでは、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等で構成されたネットワークを介して、制御局１０と、複数の端末局２０（端末局２０ａ〜２０ｄ）とが接続されている。なお、制御局及び各端末局は、通信が行なえればよく、必ずしも無線ＬＡＮを介して通信を行なう必要はない。

制御局１０は、フレーム毎に複数の端末局２０に向けてデータ送信する。端末局２０は、制御局１０から送られてきたデータを受信する。また、端末局２０では、自局がデータの受信に成功した場合、フレーム内のタイムスロットで当該データを他の端末局に向けて中継送信する。

ここで、中継送信は、制御局１０により予め設定されたタイムスロットの情報（以下、タイムスロット情報と呼ぶ）に基づいて行なわれる。タイムスロット情報とは、各端末局２０がどのタイムスロットで送信権を取得し、中継送信を行なうのかを規定した情報である。例えば、図１の場合、最初のタイムスロットでの送信権は、制御局１０が有し、それ以降のタイムスロットでは、端末局２０ａ、端末局２０ｃの順番で各端末局２０が送信権を有している。図１においては、端末局２０ａがデータ受信に成功し、端末局２０ｂ及び２０ｃがデータ受信に失敗している。そのため、制御局１０によるデータ送信の後、最初に送信権を得た端末局２０ａが、他の端末局に向けてデータを中継送信している。

以上が、本実施形態に係わる通信システムの全体構成の一例についての説明である。なお、上記説明した、制御局１０、端末局２０には、コンピュータが組み込まれている。コンピュータには、ＣＰＵ等の主制御手段、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段が具備される。また、コンピュータにはその他、ボタンやディスプレイ又はタッチパネル等の入出力手段、ネットワークカード等の通信手段等も具備されていてもよい。なお、これら各構成部は、バス等により接続され、主制御手段が記憶手段に記憶されたプログラムを実行することで制御される。

ここで、図２を用いて、図１に示す通信システムで用いられるフレームの構成の一例について説明する。

１フレーム５０は、複数のタイムスロットに分割される。タイムスロット５１〜５５各々においては、予め割り当てられた順番でデータ送信、又は中継送信等が行なわれる。

タイムスロット５１では、制御局１０が送信権を有する。そのため、タイムスロット５１においては、制御局１０がデータ送信を行なう。この期間、各端末局２０は、受信用ビームアンテナの指向性を制御局１０の方向に向け、制御局１０からデータを受信する。各端末局２０においては、フレーム５０が始まる前に制御局１０からタイムスロット情報を受信し、その情報に基づいて自局に割り当てられたタイムスロットを把握する。これにより、各端末局２０は、自局の送信権を把握し、中継送信を行なう。なお、図２に示す一例の場合、タイムスロットと、制御局１０及び端末局２０のいずれかとを一対一に対応付けているが、これに限られない。例えば、同一端末局に対して複数のタイムスロットを割り当ててもよい。

ここで、各端末局２０に割り当てられた中継送信タイムスロットは、キャリア検出期間５６と、データ送信期間５７とを含んで構成される。キャリア検出期間５６は、制御局１０又は端末局２０が、当該タイムスロットで送信権を持つ端末局２０による中継送信の状態（有無）を確認する期間である。送信権を持つ端末局２０は、キャリア検出期間５６にデータ送信を開始する。制御局１０又は他の端末局２０は、キャリア検出期間５６の間、キャリアセンスし、送信権を持つ端末局２０がデータを中継したか否かを確認する。データ送信期間５７は、中継データを送信する期間である。

次に、図３を用いて、図１に示す制御局１０及び端末局２０の機能的な構成の一例について説明する。

まず、図３（ａ）を用いて、制御局１０の構成について説明する。制御局１０は、ＲＦ（Radio Frequency）部９００と、ＢＢＰ（Base Band Processor）９０１と、ＭＡＣ（Medium Access Controller）９０２と、送信信号生成部９０３とを具備して構成される。ＭＡＣ部９０２は、メディアアクセス層を管理し、ＢＢＰ部９０１は、エラー訂正符号化、復号化、変復調などの通信信号処理を行なう。ＲＦ部９００は、ベースバンド帯の信号を搬送波周波数帯の信号に処理する。送信信号生成部９０３は、送信信号を生成する。

ここで、ＲＦ部９００には、送信用ビームアンテナ９０６及び受信用ビームアンテナ９０８が設けられる。送信用ビームアンテナ９０６及び受信用ビームアンテナ９０８は、例えば、電子的に指向性を変えられるフェーズドアレイ方式、又は複数の指向性アンテナの切り替え方式等を採用し、その指向性を変更することができる。また、ＲＦ部９００には、広指向性（以下、オムニパターンと呼ぶ）を有するオムニパターン用送信アンテナ９０５及びオムニパターン用受信アンテナ９０７が設けられる。

すなわち、送信用ビームアンテナ９０６及び受信用ビームアンテナ９０８は、所定角度に指向性を有する第１のアンテナとして機能する。また、オムニパターン用送信アンテナ９０５及びオムニパターン用受信アンテナ９０７は、送信用ビームアンテナ９０６及び受信用ビームアンテナ９０８よりも広い角度に指向性を有する第２のアンテナとして機能する。ＲＦ部９００には更に、アンテナの指向性を制御する指向性制御部９０９及び９１０、送信用ＲＦ回路９１１、受信用ＲＦ回路９１２が設けられる。

ＢＢＰ部９０１には、送信データの変調を行なう変調回路９１３と、受信データの復調を行なう復調回路９１４とが設けられる。

ＭＡＣ部９０２には、キャリア検出部９１５と、送信制御部９１６と、タイムスロット設定部９１７と、位置検出部９１８と、記憶部９１９とが設けられる。キャリア検出部９１５は、端末局２０の中継送信状態（キャリアセンス）を確認する。この確認は、タイムスロットの開始時点から予め定められた検出期間の間（図２に示すキャリア検出期間５６）、行なわれる。

送信制御部９１６は、データの送信を制御する。送信制御部９１６では、キャリア検出部９１５による検出結果に基づいてデータの再送制御も行なう。タイムスロット設定部９１７は、タイムスロットを設定する。位置検出部９１８は、各端末局２０からの探索要求（ＤＩＳＣＯＶＥＲＹ）等に基づいて各端末局２０の位置を検出する。位置検出部９１８では、例えば、端末局２０から探索要求を受信すると、その受信信号の強度の最も強い方向（例えば、角度）を当該端末局２０の位置として検出する。記憶部９１９は、各種設定情報等を記憶する。

次に、図３（ｂ）を用いて、端末局２０の構成について説明する。端末局２０は、ＲＦ部１０００と、ＢＢＰ部１００１と、ＭＡＣ部１００２と、受信信号処理部１００３とを具備して構成される。受信信号処理部１００３は、制御局１０から受信した受信データを処理する。ＲＦ部１０００は、上述したＲＦ部９００と同様の機能を果たし、ＢＢＰ部１００１は、上述したＢＢＰ部９０１と同様の機能を果たす。そのため、ここではその説明については省略する。例えば、送信用ビームアンテナ１００６及び受信用ビームアンテナ１００８は、所定角度に指向性を有する第１の端末局側アンテナとして機能する。また、オムニパターン用送信アンテナ１００５及びオムニパターン用受信アンテナ１００７は、送信用ビームアンテナ１００６及び受信用ビームアンテナ１００８よりも広い角度に指向性を有する第２の端末局側アンテナとして機能する。

ＭＡＣ部１００２には、キャリア検出部１０１５と、冗長制御部１０１６と、中継制御部１０１７と、位置検出部１０１８と、記憶部１０１９とが設けられる。キャリア検出部（端末局側検出部）１０１５は、端末局２０の中継送信状態を確認する。この確認は、タイムスロットの開始時点から予め定められた検出期間の間（図２に示すキャリア検出期間５６）、行なわれる。

冗長制御部１０１６は、複数パスから取得したデータの処理を行なう。中継制御部（端末局側制御部）１０１７は、中継送信の制御を行なう。中継制御部１０１７では、例えば、キャリア検出部１０１５による検出結果に基づいて次のタイムスロットでのアンテナ制御状態を決定する。位置検出部１０１８は、各端末局２０からの探索要求（ＤＩＳＣＯＶＥＲＹ）や制御局１０からのデータ送信等に基づいて各端末局２０及び制御局１０の位置を検出する。記憶部１０１９は、各種設定情報等を記憶する。

図４は、図１に示す制御局１０における処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここでは、制御局１０は、位置検出部９１８において、端末局各々の位置を既に把握しているものとして説明する。

制御局１０は、タイムスロット設定部９１７において、各端末局２０が中継送信を行なうためのタイムスロットを各端末局２０に割り当てる。そして、その情報（タイムスロット情報）を各端末局２０に送信する（Ｓ１０１）。最初のタイムスロットが開始すると、制御局１０は、オムニパターン用送信アンテナ９０５を用いて、データを送信する（Ｓ１０２）。

データ送信後、制御局１０は、中継送信タイムスロット毎に当該タイムスロットで送信権を持つ端末局２０の方向に受信用ビームアンテナ９０８の指向性を向ける（Ｓ１０３）。そして、図２に示すキャリア検出期間５６の間、受信動作を実施する。これにより、制御局１０は、中継送信状態の確認を行なう（Ｓ１０４）。この結果、中継送信が確認できれば（Ｓ１０５でＹＥＳ）、制御局１０は、次のタイムスロットが開始するまでの間、ＷＡＩＴ状態となる。

一方、中継送信が確認できなかった場合（Ｓ１０５でＮＯ）、制御局１０は、当該タイムスロットで送信権を持つ端末局２０の方向に送信用ビームアンテナ９０６の指向性を向ける（Ｓ１０６）。そして、フレーム先頭のタイムスロットで送信したデータ（すなわち、Ｓ１０２で送信したデータ）を当該端末局２０に向けて再送信する（Ｓ１０７）。以降、制御局１０は、中継送信タイムスロット毎に、同様の動作を繰り返す（Ｓ１０８でＮＯ）。全ての中継送信タイムスロットが終わると（Ｓ１０８でＹＥＳ）、この処理は終了する。

図５は、図１に示す端末局２０における処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここでは、端末局各々は、位置検出部１０１８において、制御局１０及び各端末局２０の位置を既に把握しているものとして説明する。

端末局２０は、タイムスロット情報を制御局１０から受信（取得）する（Ｓ２０１）。すなわち、端末局２０は、このタイムスロット情報を取得することで、制御局１０によりデータが送信される送信タイムスロットや、自局がデータ送信を行なう中継送信タイムスロットを把握する。

端末局２０は、最初のタイムスロット（すなわち、送信タイムスロット）においては、制御局１０の方向に受信用ビームアンテナ１００８の指向性を向ける（Ｓ２０２）。これにより、端末局２０は、制御局１０が送信するデータを受信する（Ｓ２０３）。

端末局２０は、中継送信タイムスロット毎に、自局のタイムスロットであるであるか否かを判断する。この判断は、Ｓ２０１で取得したタイムスロット情報に基づいて行なう。判断の結果、自局のタイムスロットでなければ（Ｓ２０４でＮＯ）、端末局２０は、他の端末局２０の方向に受信用ビームアンテナ１００８の指向性を向け、受信動作に移行する（Ｓ２０５）。ここで、他の端末局２０とは、当該タイムスロットで中継送信を行なう端末局（すなわち、中継局）を指す。これにより、他の端末局２０により中継送信されるデータの受信を試みる（Ｓ２０６）。その後、端末局２０は、Ｓ２１１の処理に進む。

また、Ｓ２０４の判断において、自局のタイムスロットであると判断した場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、端末局２０は、中継送信に必要となるデータを受信済みであるか否かの判断を行なう。判断の結果、データ未受信であれば（Ｓ２０７でＮＯ）、端末局２０は、制御局１０の方向に受信用ビームアンテナ１００８の指向性を向ける（Ｓ２０９）。これにより、制御局１０により再送信されるデータの受信を試みる（Ｓ２１０）。その後、端末局２０は、Ｓ２１１の処理に進む。

一方、データ受信済みであれば（Ｓ２０７でＹＥＳ）、端末局２０は、オムニパターン用送信アンテナ１００５を用いて中継データを送信する（Ｓ２０８）。以降、端末局２０は、中継送信タイムスロット毎に、同様の動作を繰り返す（Ｓ２１１でＮＯ）。全ての中継送信タイムスロットが終わると（Ｓ２１１でＹＥＳ）、この処理は終了する。

ここで、図６を用いて、図１に示す通信システムにおける通信処理の概要の一例について説明する。なお、ここでは、各タイムスロットにおいて丸印が付いている局が送信権を持っているものとする。すなわち、フレーム８００の場合、タイムスロット８０６では、制御局１０が送信権を持っており、それに続くタイムスロット８０７では、端末局２０ｂが送信権を持っている。

最初のタイムスロット８０６においては、制御局１０は、オムニパターン用送信アンテナ９０５を用いて、全端末局２０に向けてデータを送信する。この場合、端末局２０ａ及び端末局２０ｃでは、データを正常に受信しており、端末局２０ｂ及び端末局２０ｄでは、データを正常に受信できていない。

次のタイムスロット８０７において、送信権を持つのは端末局２０ｂである。しかし、端末局２０ｂは、データを正常に受信できていないため、中継送信動作に移行できない。そのため、端末局２０ｂは、制御局１０の方向に受信用ビームアンテナ１００８の指向性を向け、受信状態に移行する。

一方、制御局１０は、送信タイムスロット８０６でデータを送信した後、端末局２０ｂの方向に受信用ビームアンテナ９０８の指向性を向ける。そして、制御局１０は、キャリア検出期間中、端末局２０ｂによる中継データの送信を確認する。その結果、端末局２０ｂが中継送信動作に移行していないことを確認した場合、制御局１０は、端末局２０ｂの方向に送信用ビームアンテナ９０６の指向性を向け、最初のタイムスロット８０６で送信したデータを再送信する。この再送信では、制御局１０及び端末局２０の双方が指向性の利得の高いビームアンテナを用いて通信を行なう。そのため、通常のオムニパターン用送信アンテナを用いて送信されたデータを受信する場合に比べ、通信品質の高い通信が行なわれる。

ここで、最初のタイムスロット８０６において、制御局１０からのデータの取得に失敗した端末局２０ｄは、自局に割り当てられた中継送信タイムスロットが始まる前に、端末局２０ｃにより中継送信されたデータを受信する。これにより、端末局２０ｄは、データの取得が完了している。そのため、端末局２０ｄは、自局のタイムスロットで通常通りデータの中継送信を行なう。

次フレーム８０１の最初のタイムスロット８１１において、制御局１０は、オムニパターン用送信アンテナ９０５を用いて、全端末局２０に向けてデータを送信する。この場合、端末局２０ｃ及び２０ｄは、このデータを取得できていない。また、端末局２０ｃ及び２０ｄは、その後の中継送信タイムスロット８１２においても、データの取得に失敗している。

従って、端末局２０ｃは、その次のタイムスロット８１３で中継送信が行なえない。そのため、端末局２０ｃは、制御局１０の方向に受信用ビームアンテナ１００８の指向性を向け、受信状態に移行する。これにより、端末局２０ｃは、ビームアンテナ同士の通信により制御局１０からデータを取得する。

ここで、端末局２０ｄは、タイムスロット８１３及びタイムスロット８１４が終わっても、データを取得できていない。その後、端末局２０ｄが送信権を持つタイムスロット８１５になると、端末局２０ｄは、データ未取得のため中継送信動作に移行できない。そのため、上述した端末局２０ｃ同様に、ビームアンテナ同士の通信により制御局１０からデータを取得する。従って、フレーム内において全ての端末局に対して欠落なしにデータ送信が行なえる。

以上説明したように実施形態１によれば、データを送信する制御局と、そのデータを各端末局間で中継する複数の端末局とを有する構成において、データ未受信のため端末局が中継送信を行なえない場合であっても、このタイムスロットを有効に活用できる。

すなわち、タイムスロットを有効に活用し、ＨＯＰ数の著しい低下を防ぐため、冗長伝送の信頼性を向上させることができる（冗長度の低下を軽減できるため）。また、再送手順の適用が困難な環境下（例えば、データの有効期間が厳しいリアルタイムなトラヒックストリームデータ等を扱う環境）であっても、信頼性の高いデータ通信を実現できる。

（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。図７は、実施形態２に係わる制御局１０における処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、Ｓ３０１〜Ｓ３０５までの処理は、実施形態１を説明したＳ１０１〜Ｓ１０５までの処理と同様となるため、ここでは、Ｓ３０６以降の処理について説明する。

Ｓ３０５の処理において、制御局１０は、キャリア検出部９１５において、中継送信状態の確認を行なう。この結果、中継送信が確認できれば（Ｓ３０５でＹＥＳ）、制御局１０は、次のタイムスロットが開始されるまでの間、ＷＡＩＴ状態となる。

一方、中継送信が確認できなかった場合（Ｓ３０５でＮＯ）、制御局１０は、オムニパターン用送信アンテナ９０５を用いてデータを送信する（Ｓ３０６）。以降、制御局１０は、中継送信タイムスロット毎に、同様の動作を繰り返す（Ｓ３０７でＮＯ）。全ての中継送信タイムスロットが終わると（Ｓ３０７でＹＥＳ）、この処理は終了する。

図８は、実施形態２に係わる端末局２０における処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、Ｓ４０４において、現在のタイムスロットが、自局に割り当てられたタイムスロットであるか否かを判断し、自局のタイムスロットであった場合は、実施形態１を説明した図５と同様となるため、ここでは、その説明については省略する。

Ｓ４０４において、端末局２０は、中継制御部１０１７において、現在のタイムスロットが、自局に割り当てられたタイムスロットであるか否かを判断する。判断の結果、自局のタイムスロットでなければ（Ｓ４０４でＮＯ）、端末局２０は、他の端末局２０（すなわち、中継局）の方向に受信用ビームアンテナ１００８の指向性を向け、受信動作に移行する（Ｓ４０５）。これにより、端末局２０は、送信権を持つ他の端末局２０により中継送信されるデータの受信を試みる（Ｓ４０６）。

ここで、他の端末局２０からの中継送信が確認できれば（Ｓ４０７でＹＥＳ）、端末局２０は、当該他の端末局２０が中継送信するデータを受信した後（Ｓ４０８）、Ｓ４１５の処理に進む。一方、他の端末局２０からの中継送信が確認できなければ（Ｓ４０７でＮＯ）、端末局２０は、制御局１０の方向に受信用ビームアンテナ１００８の指向性を向け（Ｓ４０９）、制御局１０により再送信されるデータの受信を試みる（Ｓ４１０）。その後、端末局２０は、Ｓ４１５の処理に進む。以降、端末局２０は、中継送信タイムスロット毎に、同様の動作を繰り返す（Ｓ４１５でＮＯ）。全ての中継送信タイムスロットが終わると（Ｓ４１５でＹＥＳ）、この処理は終了する。

ここで、図９を用いて、実施形態２に係わる通信システムにおける通信処理の概要の一例について説明する。なお、ここでは、図６同様に、各タイムスロットにおいて丸印が付いている局が送信権を持っているものとする。

最初のタイムスロット６０６においては、制御局１０は、オムニパターン用送信アンテナ９０５を用いて、全端末局２０に向けてデータを送信する。この場合、端末局２０ａ及び端末局２０ｃでは、データを正常に受信しており、端末局２０ｂ及び端末局２０ｄでは、データを正常に受信できていない。

次のタイムスロット６０７において、送信権を持つのは端末局２０ｂである。しかし、端末局２０ｂは、データを正常に受信できていないため、中継送信動作に移行できない。そのため、端末局２０ｂは、制御局１０の方向に受信用ビームアンテナ１００８の指向性を向け、受信状態に移行する。

一方、制御局１０は、送信タイムスロット６０６でデータを送信した後、端末局２０ｂの方向に受信用ビームアンテナ９０８の指向性を向ける。そして、制御局１０は、キャリア検出期間中、端末局２０ｂによる中継データの送信を確認する。その結果、端末局２０ｂが中継送信動作に移行していないことを確認した場合、制御局１０は、オムニパターン用送信アンテナ９０５を用いてデータを再送信する。

ここで、最初のタイムスロット６０６において、制御局１０からのデータの取得に失敗した端末局２０ｄは、自局に割り当てられた中継送信タイムスロットが始まる前に、制御局１０により再送信されたデータを受信する。これにより、端末局２０ｄは、データの取得が完了している。そのため、端末局２０ｄは、自局のタイムスロットで通常通りデータの中継送信を行なう。

次フレーム６０１の最初のタイムスロット６１１において、制御局１０は、オムニパターン用送信アンテナ９０５を用いて、全端末局２０に向けてデータを送信する。この場合、端末局２０ｃ及び２０ｄは、このデータを取得できていない。また、端末局２０ｃ及び２０ｄは、その後の中継送信タイムスロット６１２においても、データの取得に失敗している。

従って、端末局２０ｃは、その次のタイムスロット６１３で中継送信が行なえない。そのため、端末局２０ｃは、制御局１０の方向に受信用ビームアンテナ１００８の指向性を向け、受信状態に移行する。これにより、端末局２０ｃは、ビームアンテナを用いて制御局１０からデータを取得する。

また、端末局２０ｄでは、タイムスロット６１３で端末局２０ｃにより中継送信が行なわれないため、そのタイムスロット６１３において、制御局１０の方向に受信用ビームアンテナ１００８の指向性を向け、受信状態に移行する。これにより、上述した端末局２０ｃ同様に、ビームアンテナを用いて制御局１０からデータを取得する。従って、フレーム内において全ての端末局に対して欠落なしにデータ送信が行なえる。

以上説明したように実施形態２によれば、中継送信が確認できない場合、端末局は、受信用ビームアンテナの指向性を制御局の方向に向ける。このとき、制御局１０では、中継送信を確認できないため、オムニパターン用送信アンテナを用いてデータの再送信を行なう。これにより、実施形態１同様に、タイムスロットを有効に活用できるため、信頼性の高いデータ通信を実現できる。

以上が本発明の代表的な実施形態の一例であるが、本発明は、上記及び図面に示す実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。

なお、上述した制御局１０、端末局２０における処理を、これら装置に内蔵されたコンピュータにインストールされたプログラムにより実施するように構成してもよい。このプログラムは、ネットワーク等の通信手段により提供することは勿論、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。

Claims (8)

1. フレーム毎にデータを送信する制御局と複数の端末局とを有し、該フレーム内のタイムスロット毎に送信権が割り当てられ、該送信権を有する端末局が制御局からのデータを中継送信する通信システムであって、
   前記制御局は、
   前記フレーム毎に前記複数の端末局にデータを送信する送信手段と、
   前記タイムスロット毎に送信権を有する端末局による中継送信の状態を確認する確認手段と、
   前記確認手段による確認の結果に応じて、前記中継送信の状態を確認したタイムスロットの間にデータを再送信する再送手段と
   を具備し、
   前記複数の端末局各々は、
   所定角度に指向性を有する第１の端末局側アンテナと、
   前記第１の端末局側アンテナよりも広い角度に指向性を有する第２の端末局側アンテナと、
   前記制御局からのデータを正常に受信できていない状態で自局が送信権を有するタイムスロットが開始した場合、前記制御局の方向に前記第１の端末局側アンテナの指向性を向ける制御手段と、
   を具備することを特徴とする通信システム。
2. 前記制御局は、
   所定角度に指向性を有する第１のアンテナと、
   前記第１のアンテナよりも広い角度に指向性を有する第２のアンテナと
   を更に具備し、
   前記送信手段は、
   前記第２のアンテナを用いて前記複数の端末局にデータを送信し、
   前記再送手段は、
   前記中継送信の状態を確認したタイムスロットで送信権を有する端末局に前記第１のアンテナを用いてデータを再送信する
   ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記送信手段及び前記再送手段は、
   前記複数の端末局にデータを送信及び再送する
   ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
4. 前記制御局は、
   所定角度に指向性を有する第１のアンテナと、
   前記第１のアンテナよりも広い角度に指向性を有する第２のアンテナと
   を更に具備し、
   前記確認手段は、
   前記タイムスロットが開始する度に所定の検出期間の間、前記送信権を有する端末局の方向に前記第１のアンテナの指向性を向け、該送信権を有する端末局による中継送信が行なわれたか否かを確認し、
   前記送信手段は、
   前記第２のアンテナを用いて前記複数の端末局にデータを送信する
   ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
5. 前記制御手段は、
   前記送信権を有する端末局により中継送信が行なわれていないタイムスロットの間、前記制御局の方向に前記第１の端末局側アンテナの指向性を向ける
   ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
6. フレーム毎にデータを送信する制御局と複数の端末局とを有し、該フレーム内のタイムスロット毎に送信権が割り当てられ、該送信権を有する端末局が制御局からのデータを中継送信する通信システムの通信方法であって、前記複数の端末局各々は、所定角度に指向性を有する第１の端末局側アンテナと、前記第１の端末局側アンテナよりも広い角度に指向性を有する第２の端末局側アンテナと、を有し、
   前記制御局は、
   前記フレーム毎に前記複数の端末局にデータを送信し、
   前記タイムスロット毎に送信権を有する端末局による中継送信の状態を確認し、
   前記確認の結果に応じて、前記中継送信の状態を確認したタイムスロットの間にデータを再送信し、
   前記複数の端末局各々は、
   前記制御局からのデータを正常に受信できていない状態で自局が送信権を有するタイムスロットが開始した場合、前記制御局の方向に前記第１の端末局側アンテナの指向性を向ける、
   ことを特徴とする通信システムの通信方法。
7. 所定角度に指向性を有する第１の端末局側アンテナと、前記第１の端末局側アンテナよりも広い角度に指向性を有する第２の端末局側アンテナとを有し、制御局から受信したデータを他の端末局に向けて中継送信する端末局であって、
   前記制御局からのデータを受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信したデータを前記第２の端末局側アンテナを用いて中継送信する中継手段と、
   前記制御局からのデータを正常に受信できていない状態で自局が送信権を有するタイムスロットが開始した場合、前記制御局の方向に前記第１の端末局側アンテナの指向性を向ける制御手段と
   を具備することを特徴とする端末局。
8. 所定角度に指向性を有する第１の端末局側アンテナと、前記第１の端末局側アンテナよりも広い角度に指向性を有する第２の端末局側アンテナとを有し、制御局から受信したデータを他の端末局に向けて中継送信する端末局に内蔵されたコンピュータを、
   前記制御局からのデータを受信する受信手段、
   前記受信手段により受信したデータを前記第２の端末局側アンテナを用いて中継送信する中継手段、
   前記制御局からのデータを正常に受信できていない状態で自局が送信権を有するタイムスロットが開始した場合、前記制御局の方向に前記第１の端末局側アンテナの指向性を向ける制御手段
   として機能させるためのプログラム。

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