JP6396661B2 - 通信装置、通信システムおよび通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、通信システムおよび通信方法に関し、特に、通信に使用するアンテナ数を所定期間毎に割り当てる通信装置、通信システムおよび通信方法に関する。

無線通信技術の一つであるＳＵ−ＭＩＭＯ（「Ｓｉｎｇｌｅ Ｕｓｅｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ」の略称）技術は、一つの送信側通信装置が複数の受信側端末と複数のアンテナを使用して時分割的に通信を行うものである（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

これに対して、近年、一つの送信側通信装置が複数の受信側端末と複数のアンテナを使用して時分割的ではなく同時に通信を行うＭＵ−ＭＩＭＯ（「Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ」の略称）技術が注目されている。

また、他の無線通信技術として、特許文献３には、隣接した基地局装置の間で干渉が起きないように基地局装置と端末との間の通信に使用する周波数チャネルの割り当てパターンを複数設定し通信を行う技術が記載されている。

さらに、特許文献４には、複数の無線通信方式に対応した携帯端末で、その場で利用可能なネットワークを自動的に検出して接続するための技術が記載されている。

さらに、特許文献５には、無線ＬＡＮ（「Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ」の略称）ネットワークで、送信データのＩＰ（「Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」の略称）ヘッダに含まれる優先度に関する情報に従い、当該データの優先度制御を行う技術が記載されている。

さらに、特許文献６には、マルチユーザ伝送において、伝送データのＭＡＣ（「Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ」の略称）フレームに受信機識別情報を格納して公知技術との互換性を備えた伝送技術が記載されている。

特表２０１３−５３９３１２号公報 特表２０１３−５１８５２６号公報 特開２０１３−０９３７０８号公報 特表２０１３−５３４３９５号公報 特開２０１１−１８８４５１号公報 特表２０１０−５３８５１４号公報

図２は、上記ＭＵ−ＭＩＭＯ技術に基づく通信について説明するためのブロック図である。

図２において、通信装置１０は３本のアンテナ（それぞれを「アンテナＡ」、「アンテナＢ」および「アンテナＣ」と称することとする）を有し、端末Ａおよび端末Ｂはそれぞれ２本のアンテナを有する。そして、最初に、端末Ａが通信装置１０との通信を開始し、その後で、端末Ｂが通信装置１０との通信を開始するとする。この場合、まず、通信装置１０は、端末Ａとの通信には端末Ａが保有する２本のアンテナと同数のアンテナ（例えば、アンテナＡおよびアンテナＢ）を使用して、端末Ａと通信を開始する。次に、端末Ｂが通信装置１０と通信を行おうとするが、通信装置１０の未使用のアンテナは１本（アンテナＣ）しかないため、通信装置１０は、アンテナＣのみを使用して端末Ｂとの通信を行うことになる。

すなわち、端末Ｂは２本のアンテナを有しているので通信装置１０の２本のアンテナとの通信が可能であるが、端末Ｂが通信装置１０と通信を開始するときには、通信装置１０の未使用のアンテナは１本しかないため、端末Ａと端末Ｂは、通信装置１０のアンテナを公平に利用できないという問題点がある。

なお、特許文献１乃至６は、ＭＵ−ＭＩＭＯ技術におけるアンテナの有効な利用方法については何ら開示していない。

本発明の目的は、上述した問題点を解決できる通信装置、通信システムおよび通信方法を提供することにある。

本発明の第１の通信装置は、
複数のアンテナと、
複数の端末がそれぞれ有するアンテナ本数と前記複数のアンテナの本数とに基づいて、前記複数の端末それぞれとの通信で用いるアンテナを所定期間毎に割り当てる割り当て手段と、
前記割り当ての結果に基づいて、前記複数の端末との通信を行う制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の第２の通信装置は、
複数のアンテナと、
複数の端末がそれぞれ有するアンテナ本数と前記複数のアンテナの本数と優先度情報とに基づいて、前記複数の端末それぞれとの通信で用いるアンテナを所定期間毎に割り当てる割り当て手段と、
前記割り当ての結果に基づいて、前記複数の端末との通信を行う制御手段とを有することを特徴とする。
さらに、本発明の第１の通信システムは、
複数の端末と、
複数のアンテナを有し、割り当て手段と制御手段とを含む通信装置とから構成され、
前記割り当て手段は、前記複数の端末がそれぞれ有するアンテナ本数と前記通信装置が有する前記複数のアンテナの本数とに基づいて、前記複数の端末それぞれとの通信で用いるアンテナを所定期間毎に割り当て、
前記制御手段は、前記割り当ての結果に基づいて、前記複数の端末との通信を行う
ことを特徴とする。
さらに、本発明の第１の通信方法は、
複数のアンテナを有する通信装置において、
複数の端末がそれぞれ有するアンテナ本数と前記通信装置が有する前記複数のアンテナの本数とに基づいて、前記複数の端末それぞれとの通信で用いるアンテナを所定期間毎に割り当て、
前記割り当ての結果に基づいて、前記複数の端末との通信を行う。

本発明には、通信装置と複数の端末との通信において、通信装置に接続した端末のいずれとも、通信装置のアンテナを等しく利用する機会を得ることができるという効果がある。

図１は、本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。 図２は、ＭＵ−ＭＩＭＯ技術に基づく通信装置１０と端末２０との通信を示すブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施形態における、通信装置１０と複数の端末２０との通信処理の動作を示すフローチャートである。 図４は、本発明の第１の実施形態における、アンテナ数算出方法１の処理の動作を示すフローチャートである。 図５は、本発明の第１の実施形態における、アンテナ数算出方法２の処理の動作を示すフローチャートである。 図６は、本発明の第１の実施形態における、アンテナ数算出方法１および２を使用したときの通信装置１０と端末２０との通信の状態を示す模式図である。 図７は、本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。

図１を参照すると、本実施形態は、通信装置１０と、複数の端末２０とから構成される。

通信装置１０は、制御手段１０１と、記憶手段１０２と、アンテナ切替制御手段１０３と、複数の送受信手段１０４と、該複数の送受信手段１０４に対応してそれぞれ設けられた複数のアンテナ１０５と、計時手段１０６とを含む。

送受信手段１０４は、複数設けられ、複数の端末２０とデータ送受信を行う。なお、本実施形態では、複数の送受信手段１０４をそれぞれ「送受信手段Ａ」、「送受信手段Ｂ」、「送受信手段Ｃ」・・・と称することとする。

アンテナ１０５は、複数の送受信手段１０４と１対１対応で複数設けられる。なお、本実施形態では、上記送受信手段Ａに対応して設けられたアンテナを「アンテナＡ」、送受信手段Ｂに対応して設けられたアンテナを「アンテナＢ」、送受信手段Ｃに対応して設けられたアンテナを「アンテナＣ」・・・と称することとする。

制御手段１０１は、複数の送受信手段１０４と各該送受信手段に対応して設けられた複数のアンテナ１０５とを介して、複数の端末２０と同時に通信を行う。

記憶手段１０２は、制御手段１０１が通信する複数の端末２０をそれぞれ識別する端末識別情報と該複数の端末が有するアンテナの数とを対応付けて保持する。

アンテナ切替制御手段１０３は、制御手段１０１が複数の端末２０と通信する際に使用するアンテナ１０５を決定する。

計時手段１０６は、所定の時間が経過する毎に所定時間経過信号を出力する。

なお、上記送受信手段１０４と上記アンテナ１０５とを介してデータを送信する伝送路をストリームと呼び、通信装置１０は複数のストリームで同時に通信できる機能を持つ。

端末２０は、１つ以上のアンテナを有するパーソナルコンピュータ、タブレット型端末またはスマートフォンなどが考えられるが、これらに限定されるものではない。なお、本実施形態では、複数の端末をそれぞれ「端末Ａ」、「端末Ｂ」・・・と称することとする。

次に、本実施形態の動作について詳細に説明する。

図３は、本実施形態における、通信装置１０と複数の端末２０との通信処理の動作を示すフローチャートである。

なお、制御手段１０１は、通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数を事前に記憶手段１０２に記憶しておくものとする。

図３を参照すると、まず、複数の端末２０は、自身を識別する端末識別情報と自身が有するアンテナの数を示す情報とが含まれる接続要求パケットを通信装置１０に送信する。

通信装置１０の複数の送受信手段１０４のうち、所定の送受信手段（例えば、上記送受信手段Ａとする）は、複数の端末２０が送信した上記接続要求パケットを受信し、制御手段１０１に渡す。制御手段１０１は、複数の端末２０からの接続要求パケットを上記所定の送受信手段１０４から受け取ると、各該パケットに含まれる端末識別情報とアンテナの数を示す情報とを対応づけて、各該パケットを受信した順番に、記憶手段１０２に記憶する（ステップＳ１００）。

次に、アンテナ切替制御手段１０３は、記憶手段１０２に記憶された複数の端末２０のアンテナの数を示す情報を取得し、それらの情報から複数の端末２０の有するアンテナ数の合計値を算出する。そして、アンテナ切替制御手段１０３は、算出した複数の端末２０のアンテナ数の合計値と、記憶手段１０２から取得した通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数とを比較する（ステップＳ１０１）。

算出した複数の端末２０のアンテナ数の合計値が、通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数以下の場合（ステップＳ１０１でＮＯの場合）、アンテナ切替制御手段１０３は、各端末２０が有するアンテナの数と同数のアンテナ１０５を、それぞれの端末２０との通信に使用するアンテナの数とする（ステップＳ１０２）。

例えば、通信装置１０が３本のアンテナを有し（すなわち、通信装置１０は３ストリームで同時に通信できる）、通信装置１０に接続する端末２０が２台（例えば、「端末Ａ」および「端末Ｂ」とする）あり、各該端末が有するアンテナの数が、端末Ａが２本、端末Ｂが１本であるとする。

このとき、端末Ａおよび端末Ｂが有するアンテナの数の合計は３本であり、通信装置１０が有するアンテナの総数と同数であるので、通信装置１０が端末Ａと通信を行うときに使用するアンテナの数は、端末Ａが有するアンテナの数と同数の２本であり、端末Ｂと通信を行うときに使用するアンテナの数は、端末Ｂが有するアンテナの数と同数の１本となる。すなわち、通信装置１０が端末Ａとの通信に使用するストリーム数は２ストリームとなり、端末Ｂとの通信に使用するストリーム数は１ストリームとなる。

次に、算出した複数の端末２０のアンテナ数の合計値が、通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数より多い場合（ステップＳ１０１でＹＥＳの場合）、アンテナ切替制御手段１０３は、記憶手段１０２に記憶された複数の端末２０のそれぞれのアンテナの数を示す情報および通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数を基に、図４に示すアンテナ数算出方法１または図５に示すアンテナ数算出方法２を用いて、各端末２０とのそれぞれの通信に使用する通信装置１０のアンテナ数を算出する（ステップＳ１０３）。

なお、アンテナ切替制御手段１０３は、毎回、アンテナ数算出方法１または２のどちらを用いて各端末２０との通信に使用する通信装置１０のアンテナ数を算出したかを記憶しておき、次回ステップＳ１０３を実行するときには、今回用いた方法ではないもう一方の方法を用いることにより、アンテナ数算出方法１と２とを交互に使用する。

次に、アンテナ切替制御手段１０３は、ステップＳ１０２またはステップＳ１０３で算出した各端末２０とのそれぞれの通信に使用するアンテナの数と同じ数だけ、通信装置１０のアンテナ１０５を該端末２０との通信に使用するアンテナとして割り当てる（ステップＳ１０４）。例えば、ステップＳ１０３で、アンテナ切替制御手段１０３が端末Ａとの通信に使用するアンテナ数を２本、端末Ｂとの通信に使用するアンテナを１本と算出した場合、アンテナＡおよびアンテナＢを端末Ａとの通信に使用するアンテナとし、アンテナＣを端末Ｂとの通信に使用するアンテナとする。

次に、制御手段１０１は、ステップＳ１０４でアンテナ切替制御手段１０３が各端末２０との通信に割り当てたアンテナ１０５および当該アンテナと１対１対応で設けられた送受信手段１０４を介して、各該端末２０と同時に通信を行う（ステップＳ１０５）。このとき、制御手段１０１は、上記複数のアンテナ１０５から同時に送出する複数の端末２０宛ての電波が互いに干渉しないように、ＭＵ−ＭＩＭＯ無線通信技術の一つであるビームフォーミング技術を用い、各アンテナ１０５から送出する電波のビーム形成を行い、各端末２０に向けて指向性を持った電波を送出する。なお、上記ビームフォーミング技術については、公知の技術のため詳細な説明は省略する。

次に、計時手段１０６が所定の時間を計時し所定時間経過信号を出力したことを制御手段１０１が検出すると（ステップＳ１０６）、ステップＳ１００以降の処理が繰り返される。

なお、ステップＳ１０６で、計時手段が所定の時間を計時し所定時間経過信号を出力したことを制御手段１０１が検知する前に、ある端末２０との通信が終了した場合、制御手段１０１は、当該端末２０の端末識別情報を基に記憶手段１０２を検索し、当該端末２０の端末識別情報と、該識別情報に対応して記憶しているアンテナの数を示す情報とを削除する。また、制御手段１０１は、ステップＳ１００で、新たな端末２０から接続要求パケットを受信した場合、該新たな端末２０の端末識別情報と該端末２０が有するアンテナの数を示す情報とを対応付けて、記憶手段１０２に削除されずに残っている端末２０の情報の後に続けて記憶する。

次に、上記ステップＳ１０３のアンテナ数算出方法１および２について図４および図５を参照して説明する。

図４は、アンテナ数算出方法１の処理の動作を示すフローチャートである。

図４を参照すると、まず、アンテナ切替制御手段１０３は、記憶手段１０２に記憶されている複数の端末２０のアンテナの数を示す情報を取得し、各端末が有するアンテナの数が少ない端末から順番に、該端末が有するアンテナの数と同数を、該端末との通信に使用する通信装置１０のアンテナの数とする。

このとき、同数のアンテナを有する端末２０が複数存在する場合、アンテナ切替制御手段１０３は、該複数の端末のうち通信装置１０に先に接続した端末から順番に（すなわち、記憶手段１０２に先に記憶された端末から順番に）、該端末が有するアンテナの数と同数を、該端末との通信に使用する通信装置１０のアンテナの数とする（ステップＳ２００）。

このようにして、各端末２０と通信するアンテナの数を順番に決定し、該決定したアンテナの数を通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数から差し引いて残ったアンテナの数が、次に割り当てるべき端末２０が有するアンテナの数以下になった場合は、アンテナ切替制御手段１０３は、残ったアンテナの数を当該端末との通信に使用するアンテナの数とする（ステップＳ２０１）。

図５は、アンテナ数算出方法２の処理の動作を示すフローチャートである。

図５を参照すると、まず、アンテナ切替制御手段１０３は、記憶手段１０２に記憶されている複数の端末２０のアンテナの数を示す情報を取得し、各端末が有するアンテナの数が多い端末から順番に、該端末が有するアンテナの数と同数を、該端末との通信に使用する通信装置１０のアンテナの数とする。

このとき、同数のアンテナを有する端末２０が複数存在する場合、アンテナ切替制御手段１０３は、該複数の端末のうち通信装置１０に後に接続した端末から順番に（すなわち、記憶手段１０２に最後に記憶された端末から順番に）、該端末が有するアンテナの数と同数を、該端末との通信に使用する通信装置１０のアンテナの数とする（ステップＳ３００）。

このようにして、各端末２０と通信するアンテナの数を順番に決定し、該決定したアンテナの数を通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数から差し引いて残ったアンテナの数が、次に割り当てるべき端末２０が有するアンテナの数以下になった場合は、アンテナ切替制御手段１０３は、残ったアンテナの数を当該端末との通信に使用するアンテナの数とする（ステップＳ３０１）。

なお、上述のアンテナ数算出方法１および２は、上記に限られるものではなく、様々な方法が考えられる。例えば、端末２０に優先度を設け、該優先度の高い順に通信装置１０の有するアンテナ１０５を割り当てるようにしてもよい。この場合、端末２０は、利用者が、実行する処理の内容や利用者種別などを基に優先度を設定し、該優先度情報を、接続要求パケットに含めて通信装置１０に送信する。送受信手段１０４を介して該接続要求パケットを受信した制御手段１０１は、当該優先度情報を、該端末を示す端末識別情報と対応付けて記憶手段１０２に記憶する。そして、アンテナ切替制御手段１０３は、該優先度情報を参照し、該優先度情報が示す優先度の高い端末から順番に、該端末が有するアンテナの数と同数を、該端末との通信に使用する通信装置１０のアンテナの数とする。

また、例えば、制御手段１０１が、通信装置１０から端末２０へ送信するデータのＩＰ（「Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」の略称）ヘッダに含まれる「ＩＰ Ｐｒｅｃｅｄｅｎｃｅ」フィールド（「０」から「７」の値が格納され、当該データすなわちＩＰパケットの優先度を表す）を参照して、該送信データの優先度を決定し、アンテナ切替制御手段１０３が、当該データの送信先の端末との通信に使用する通信装置１０のアンテナの数を、当該優先度の高い端末から順番に決定するようにしてもよい。

また、上述の割り当てアンテナ数算出方法は、１つまたは２つである必要はなく、３つ以上であってもよい。この場合、アンテナ切替制御手段１０３は、各割り当てアンテナ数算出方法の適用順番を各算出方法に対応付けて記憶しておき、ステップＳ１０３を実行するたびに該適用順番に従って各算出方法のうちの一つをサイクリックに用いることになる。

図６は、図４および図５で示されるアンテナ数算出方法１および２を使用したときの、通信装置１０と複数の端末２０（端末Ａおよび端末Ｂ）との通信の状態を示す模式図である。

図６において、通信装置１０は３本のアンテナ（それぞれを「アンテナＡ」、「アンテナＢ」および「アンテナＣ」と称することとする）を有し、端末Ａおよび端末Ｂはそれぞれ２本のアンテナを有する（すなわち、通信装置１０は３ストリームで同時に通信可能であり、端末Ａおよび端末Ｂはそれぞれ２ストリームで同時に通信可能であるとする）。そして、最初に端末Ａが通信装置１０に接続要求パケットを送信し、その後に端末Ｂが通信装置１０に接続要求パケットを送信するとする。

この場合、図４に示されるアンテナ数算出方法１を用いると、まず、端末Ａと端末Ｂとが有しているアンテナの数は２本ずつで同数なので、アンテナ切替制御手段１０３は、各端末が通信装置１０に接続した順番を基に、各端末との通信に使用する通信装置１０のアンテナ数を決める。

先に通信装置１０に接続した端末は端末Ａであり、端末Ａが有するアンテナの数は２本なので、アンテナ切替制御手段１０３は、通信装置１０のアンテナ３本のうち２本を端末Ａとの通信に使用するアンテナの数とする。そして、通信装置１０のアンテナのうち端末に割り当てられずに残っているアンテナの数は１本になり、端末Ｂが有するアンテナの数の２本よりも少ないので、アンテナ切替制御手段１０３は、その残りのアンテナの数を端末Ｂとの通信に使用するアンテナの数とする。すなわち、図６の実線の矢印で示すように、端末Ａとの通信に使用する通信装置１０のアンテナは２本（例えば、アンテナＡおよびアンテナＢ）で、通信装置１０の送信ストリーム数は２ストリームとなり、端末Ｂとの通信に使用する通信装置１０のアンテナは１本（例えば、アンテナＣ）で、通信装置１０の送信ストリーム数は１ストリームとなる。

同様に、図５に示されるアンテナ数算出方法２を用いると、端末Ａとの通信に使用する通信装置１０のアンテナは１本（例えば、アンテナＡ）で、通信装置１０の送信ストリーム数は１ストリームとなり、端末Ｂとの通信に使用する通信装置１０のアンテナは２本（例えば、アンテナＢおよびアンテナＣ）で、通信装置１０の送信ストリーム数は２ストリームとなる。すなわち、アンテナＢは、点線の矢印で示すように、端末Ｂとの通信に使用される。

以上、説明したように、本実施形態では、通信装置１０に接続される複数の端末２０が有するアンテナの数や通信装置１０への接続の順番によらず、各該端末２０に対して通信装置１０のアンテナを等しく利用する機会を提供することができるという効果がある。

その理由は、アンテナ切替制御手段１０３が、複数の異なるアンテナ数算出方法を用いて各端末２０とのそれぞれの通信に使用する通信装置１０のアンテナの数を算出し、制御手段１０１が、算出した各端末とのそれぞれの通信に使用するアンテナの数と同数のアンテナ１０５を所定の時間間隔で切り替えて各端末との通信を行うからである。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態についての以下の説明では、第１の実施形態の構成要素および動作と同一の本実施形態のそれらについてはその説明を省略する。

図７は、第２の実施形態を示すブロック図である。

図７を参照すると、本実施形態は、通信装置１０と、複数の端末２０とから構成される。

通信装置１０は、複数のアンテナ１０５と、該複数のアンテナを介して複数の端末２０と通信を行う制御手段１０７と、割り当て手段１０８とを含む。

制御手段１０７は、実施形態１における制御手段１０１の機能に加え、記憶手段１０２、送受信手段１０４および計時手段１０６が有する各機能を持つ。

割り当て手段１０８は、実施形態１におけるアンテナ切替制御手段１０３が有する機能のうち図４および図５のアンテナ数算出方法１および２で示される機能を持つ。

第２の実施形態では、割り当て手段１０８が、図４に示すアンテナ数算出方法１および図５に示すアンテナ数算出方法２を用いて制御手段１０７と複数の端末２０とのそれぞれの通信に使用する第１のアンテナ数および第２のアンテナ数を算出する。

そして、制御手段１０７が、上記第１のアンテナ数と同数のアンテナ１０５と、上記第２のアンテナ数と同数のアンテナ１０５とを所定の時間間隔で交互に使用して、複数の端末２０と通信する。

なお、複数の端末２０のアンテナ数を示す値の合計がアンテナ１０５の総数以下の場合、割り当て手段１０８の機能を制御手段１０１に持たせることでもよい。

この場合、制御手段１０７は、複数の端末２０から、各該端末が有するアンテナの数を示す値を受信し、各該端末が有するアンテナの数を示す値と同数のアンテナ１０５を使用し各該端末２０との通信を行うことを、所定の時間間隔で繰り返す。

以上、説明したように、本実施形態では、通信装置１０に接続される複数の端末２０が有するアンテナの数や通信装置１０への接続の順番によらず、各該端末２０に対して通信装置１０のアンテナを等しく利用する機会を提供することができるという効果がある。

その理由は、割り当て手段１０８が、複数の異なるアンテナ数算出方法を用いて各端末２０とのそれぞれの通信に使用する通信装置１０のアンテナの数を算出し、制御手段１０７が、算出した各端末とのそれぞれの通信に使用するアンテナの数と同数のアンテナ１０５を所定の時間間隔で切り替えて各端末との通信を行うからである。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態の構成要素および各構成要素の機能は、図７に示す第２の実施形態のそれらと同様であるとする。なお、本実施形態についての以下の説明では、第１および第２の実施形態の構成要素および動作と同一の本実施形態のそれらについてはその説明を省略する。

本実施形態においては、端末２０から通信装置１０に送信される接続要求パケットに、自身を識別する端末識別情報および自身が有するアンテナの数を示す情報に加え、自身の優先度を示す情報が含まれる。

上記の、端末自身の優先度を示す情報には、当該端末２０の有するアンテナと同数以下で、且つなるべく多くのアンテナ１０５を該端末との通信に使用するアンテナとして割り当てる「高」と、ある端末の有するアンテナの数に関わらず、アンテナ１０５を１本のみ割り当てる「低」とがあり、制御手段１０７が、当該端末２０との通信に使用するアンテナ１０５を優先的に割り当てるために参照する情報である。また、上記優先度を示す情報を持たない端末２０も通信装置１０に接続可能である。

本実施形態において、制御手段１０７は、まず、複数の端末２０からの各接続要求パケットを受信すると、各該接続要求パケットに優先度を示す情報が含まれるか否かを判別する。そして、優先度が「高」または「低」に設定された端末からの接続要求パケットがある場合、制御手段１０７は、該優先度を示す情報に対応した数のアンテナ１０５を、当該接続要求を送信した端末２０との通信に使用するアンテナとして割り当てる。

例えば、通信装置１０がアンテナ１０５を５本有し、該通信装置１０に接続される端末２０が端末Ａ、端末Ｂおよび端末Ｃの３つであり、それぞれがアンテナを２本ずつ有するものとする。ここで、端末Ａのみに優先度が設定されており、該優先度が「高」である場合、制御手段１０７は、端末Ａの有するアンテナの数と同数の（すなわち２本の）通信装置１０のアンテナ１０５を、端末Ａとの通信に使用するアンテナとして割り当てる。また、端末Ａに設定されている優先度が「低」である場合、制御手段１０７は、通信装置１０のアンテナ１０５のうち１本を、端末Ａとの通信に使用するアンテナとして割り当てる。

次に、制御手段１０７は、上記優先度を示す情報に応じてアンテナ１０５を優先的に割り当てた端末２０を除くその他の端末２０が有するアンテナの数と、通信装置１０のアンテナ１０５の総数から上記優先度を示す情報に応じて端末２０に割り当てたアンテナ１０５の数を差し引いた残りのアンテナ１０５の数とを基に、図４に示すアンテナ数算出方法１または図５に示すアンテナ数算出方法２を用いて、上記その他の端末２０とのそれぞれの通信に使用するアンテナ１０５の数を算出する。

このようにして算出した複数の端末２０との通信に使用するアンテナ１０５の数を基に、制御手段１０７は、実際に各端末２０との通信に使用するアンテナ１０５を決定し、各該アンテナ１０５から送出する電波のビーム形成を行い、各端末２０との通信を行う。

なお、制御手段１０７は、所定の時間間隔で、上記アンテナ数算出方法１および２を交互に用いて各端末２０との通信に使用する通信装置１０のアンテナ数を算出し、各端末２０との通信を行う。

なお、各端末の優先度を示す情報は、各端末から通信装置１０に送信される接続要求パケットに含まれることとしたが、接続要求パケットには含まれず、通信装置１０が、ある端末２０からの接続要求パケットを受信したときに、当該端末２０に対し、さらに優先度を示す情報の送信を要求し、当該端末２０が該要求に対応して自身の優先度を示す情報を含んだパケットを通信装置１０に送信することでも良い。

また、各端末の優先度を示す情報は、利用者が、端末識別情報と１対１対応で事前に通信装置１０の制御手段１０７に設定することでも良い。この場合、制御手段１０７は、端末２０から受信した接続要求パケットに含まれる端末識別情報を基に、当該端末に対応して設定されている優先度を示す情報を参照し、使用する。

以上、説明したように、本実施形態では、通信装置１０に接続される複数の端末２０が有するアンテナの数や通信装置１０への接続の順番によらず、利用者の所望の優先度に従って通信を行うことと、優先度の設定されていないその他の端末２０に対しては等しく通信装置１０のアンテナを利用する機会を提供することができるという効果がある。

その理由は、通信装置１０に接続される複数の端末２０の有するアンテナの数や通信装置１０への接続の順番によらず、各該端末２０に設定された優先度に応じて通信装置１０のアンテナ１０５を優先的に割り当て、優先度の設定されていないその他の端末２０に対しては、複数の異なるアンテナ数算出方法を用いて各該端末２０とのそれぞれの通信に使用する通信装置１０のアンテナ１０５の数を算出するようにしたからである。

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態の構成要素および各構成要素の機能は、図７に示す第２の実施形態のそれらと同様であるとする。なお、本実施形態についての以下の説明では、第１乃至第３の実施形態の構成要素および動作と同一の本実施形態のそれらについてはその説明を省略する。

本実施形態において、制御手段１０７は、まず、複数の端末２０からの接続要求パケットを受信すると、通信装置１０のアンテナ１０５を１本ずつ、各該端末２０との通信に使用するアンテナとして割り当てる。

次に、制御手段１０７は、各端末２０が有するアンテナの数からそれぞれ１を減じた数と、通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数から各端末２０に１本ずつ割り当てたアンテナ１０５の数を差し引いた残りのアンテナ１０５の数とを基に、図４に示すアンテナ数算出方法１または図５に示すアンテナ数算出方法２を用いてアンテナ数を算出し、こうして算出したアンテナ数に１を加えて、各端末２０とのそれぞれの通信に使用するアンテナ１０５の数とする。

制御手段１０７は、このようにして求めた各端末２０との通信に使用するアンテナ１０５の数を基に、実際に各端末２０との通信に使用するアンテナ１０５を決定し、各該アンテナ１０５から送出する電波のビーム形成を行い、各端末２０と通信を行う。

なお、制御手段１０７は、所定の時間間隔で、上記アンテナ数算出方法１および２を交互に用いて上述のように各端末２０との通信に使用する通信装置１０のアンテナ数を算出し、各端末２０との通信を行う。

例えば、通信装置１０がアンテナ１０５を４本有し、該通信装置１０に接続する端末２０が端末Ａおよび端末Ｂの２つであり、端末Ａが３本、端末Ｂが２本のアンテナを有しているとする。この場合、通信装置１０に接続される端末２０は２つであることから、制御手段１０７は、通信装置１０が有するアンテナ１０５の４本のうちの２本を、端末Ａおよび端末Ｂにそれぞれ１本ずつ割り当てる。そして、残りのアンテナ１０５の２本と、端末Ａの残存アンテナ２本および端末Ｂの残存アンテナ１本とを基に、図４に示すアンテナ数算出方法１または図５に示すアンテナ数算出方法２を用いてアンテナ数を算出し、こうして算出したアンテナ数に、最初に割り当てた１本を加えて、端末Ａおよび端末Ｂとのそれぞれの通信に使用するアンテナ１０５の数とする。

なお、通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数よりも、接続する端末２０の数の方が多い場合は、制御手段１０７は、最初に各端末２０に通信装置１０のアンテナ１０５を１本ずつ割り当てることは行わず、各端末２０が有するアンテナの数と、通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数とを基に、図４に示すアンテナ数算出方法１または図５に示すアンテナ数算出方法２を用いて各端末２０との通信に使用するアンテナ１０５の数を算出する。

以上、説明したように、本実施形態では、通信装置１０が有するアンテナ１０５の総数が接続する端末２０の数以上の場合、各端末２０が有するアンテナの数や通信装置１０への接続の順番によらず、各端末２０に対して等しく通信装置１０のアンテナを利用する機会を提供することができるという効果がある。

その理由は、通信装置１０に接続される複数の端末２０の有するアンテナの数や通信装置１０への接続の順番によらず、最初に、各端末２０との通信に使用するアンテナとして、通信装置１０のアンテナ１０５のうち１本ずつを割り当てるからである。

１０ 通信装置
２０ 端末
１０１ 制御手段
１０２ 記憶手段
１０３ アンテナ切替制御手段
１０４ 送受信手段
１０５ アンテナ
１０６ 計時手段
１０７ 制御手段
１０８ 割り当て手段

Claims (7)

1. 複数のアンテナと、
   複数の端末がそれぞれ有するアンテナ本数と前記複数のアンテナの本数とに基づいて、前記複数の端末それぞれとの通信で用いるアンテナを所定期間毎に割り当てる割り当て手段と、
   前記割り当ての結果に基づいて、前記複数の端末との通信を行う制御手段とを有し、
   前記割り当て手段は、前記所定期間毎に、前記複数の端末のうち、該端末が有するアンテナ本数の大きい端末から割り当てるか、または、小さい端末から割り当てるかのいずれかである
   ことを特徴とする通信装置。
2. 複数のアンテナと、
   複数の端末がそれぞれ有するアンテナ本数と前記複数のアンテナの本数と優先度情報とに基づいて、前記複数の端末それぞれとの通信で用いるアンテナを所定期間毎に割り当てる割り当て手段と、
   前記割り当ての結果に基づいて、前記複数の端末との通信を行う制御手段とを有し、
   前記割り当て手段は、前記所定期間毎に、前記優先度情報に基づく所定のアンテナの本数を除くアンテナの本数と前記複数の端末がそれぞれ有するアンテナ本数とに基づいて割り当てる
   ことを特徴とする通信装置。
3. 前記優先度情報とは、特定の端末が有するアンテナ本数を全て用いることを示す情報である、請求項２に記載の通信装置。
4. 前記優先度情報とは、特定の端末が有するアンテナ本数のうち１本のみを用いることを示す情報である、請求項２に記載の通信装置。
5. 前記優先度情報とは、前記複数のアンテナの本数から前記複数の端末の個数分のアンテナを少なくとも用いることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
6. 複数の端末と、
   複数のアンテナを有し、割り当て手段と制御手段とを含む通信装置とから構成され、
   前記割り当て手段は、前記複数の端末がそれぞれ有するアンテナ本数と前記通信装置が有する前記複数のアンテナの本数とに基づいて、前記複数の端末それぞれとの通信で用いるアンテナを、前記複数の端末のうち、該端末が有するアンテナ本数の大きい端末からか、または、小さい端末からのいずれかで所定期間毎に割り当て、
   前記制御手段は、前記割り当ての結果に基づいて、前記複数の端末との通信を行う
   ことを特徴とする通信システム。
7. 複数のアンテナを有する通信装置において、
   複数の端末がそれぞれ有するアンテナ本数と前記通信装置が有する前記複数のアンテナの本数とに基づいて、前記複数の端末それぞれとの通信で用いるアンテナを、前記複数の端末のうち、該端末が有するアンテナ本数の大きい端末からか、または、小さい端末からのいずれかで所定期間毎に割り当て、
   前記割り当ての結果に基づいて、前記複数の端末との通信を行う
   通信方法。

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