JP6472000B2 - 無線通信システムおよび守衛端末 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムおよび守衛端末に関する。

アンライセンスバンドを利用した無線ネットワークとして、ＩＥＥＥ８０２．１１の無線ＬＡＮ（Local Area Network）が普及している。無線ＬＡＮシステムでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance）方式により他の無線ＬＡＮシステムなどとアンライセンスバンドを共用するため、効率的な媒体予約手法などが検討されている（例えば、非特許文献１）。

家庭などにおいて、無線ＬＡＮを構築し、プライベートなネットワークとして利用されたり、店舗、ショッピングモール、スタジアムなどの商業施設において、無線ＬＡＮを構築し、顧客に開放したり、その商業施設の業務に利用されたりもしている。

また、移動体無線通信網を介してインターネットなどへのアクセスが可能な、携帯型の無線ＬＡＮのアクセスポイント（基地局）や、無線ＬＡＮのアクセスポイントとして機能するテザリング機能を有するスマートフォンなどの携帯電話端末も普及している。

棟田淳哉, 宮本伸一, 三瓶政一, 姜聞杰, "集中制御型無線LANシステムにおける高効率媒体予約手法の提案, " 信学技報, RSC2014-263, Dec. 2014.

しかしながら、無線ＬＡＮなどの無線通信システムにおいては、同一伝送空間に存在する他の無線通信システムと周波数資源を供用する場合、他の無線通信システムの存在の有無やトラヒック量によって、自無線通信システムの伝送特性は左右されてしまい、安定した通信品質が保証されないことがあるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、同一伝送空間に存在する他の無線通信システムの影響を抑え、安定した通信品質を得ることができる無線通信システムおよび守衛端末を提供することである。

（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、少なくとも一つのアクセスポイントと少なくとも一つの守衛端末を有する無線通信システムにおいて、前記守衛端末のうち、少なくとも一つの守衛端末は、前記アクセスポイントからの信号に基づいて媒体予約信号のみを送信し、前記媒体予約信号に設定されている期間データ通信を行わないことを特徴とする無線通信システムである。

（２）また、本発明の他の態様は、（１）に記載の無線通信システムであって、前記アクセスポイントからの信号は、通信媒体を予約するための信号であることを特徴とする。

（３）また、本発明の他の態様は、（１）または（２）に記載の無線通信システムであって、前記無線通信システムには少なくとも一つの端末装置が含まれ、前記アクセスポイントからの信号は、前記アクセスポイントと前記端末装置が通信に使用する周波数とは異なる周波数帯域で送信されることを特徴とする。

（４）また、本発明の他の態様は、（１）から（３）のいずれかに記載の無線通信システムであって、前記無線通信システムは複数の周波数チャネルを用いて通信が行われ、前記守衛端末は複数の周波数チャネルで媒体予約信号を送信することを特徴とする。

（５）また、本発明の他の態様は、（１）から（３）のいずれかに記載の無線通信システムであって、前記無線通信システムは複数の周波数チャネルを用いて通信が行われ、前記守衛端末は複数の周波数チャネルのうち、媒体予約信号が送信可能な周波数チャネルで媒体予約信号を送信することを特徴とする。

（６）また、本発明の他の態様は、少なくとも一つのアクセスポイントと少なくとも一つの守衛端末を有する無線通信システムで使用される守衛端末であって、前記アクセスポイントからの信号に基づいて媒体予約信号のみを送信し、前記媒体予約信号に設定されている期間データ通信を行わないことを特徴とする守衛端末である。

（７）また、本発明の他の態様は、（６）に記載の守衛端末であって、前記アクセスポイントからの信号は、通信媒体を予約するための信号であることを特徴とする。

（８）また、本発明の他の態様は、（６）または（７）に記載の守衛端末であって、前記無線通信システムには少なくとも一つの端末装置が含まれ、前記アクセスポイントからの信号は、前記アクセスポイントと前記端末装置が通信に使用する周波数とは異なる周波数帯域で送信されることを特徴とする。

（９）また、本発明の他の態様は、（６）または（７）に記載の守衛端末であって、前記無線通信システムでは複数の周波数チャネルを用いて通信が行われ、複数の周波数チャネルで媒体予約信号を送信することを特徴とする。

（１０）また、本発明の他の態様は、（６）または（７）に記載の守衛端末であって、前記無線通信システムは複数の周波数チャネルを用いて通信が行われ、複数の周波数チャネルのうち、媒体予約信号が送信可能な周波数チャネルで媒体予約信号を送信することを特徴とする。

この発明によれば、同一伝送空間に存在する他の無線通信システムの影響を抑え、安定した通信品質を得ることができる。

この発明の第１の実施形態による無線通信システム１００の構成を示す模式図である。 同実施形態におけるチャネルの利用状況の例を示す周波数分布図である。 同実施形態におけるチャネルの利用状況の他の例を示す周波数分布図である。 同実施形態におけるＣＴＳの送信タイミングの例を示すタイムチャートである。 同実施形態におけるアクセスポイント１０の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における守衛端末２０ａの構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における端末装置４０ａの構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるアクセスポイント１０のＣＴＳの送信に係る処理を説明するフローチャートである。 同実施形態における守衛端末２０ａのＣＴＳの送信に係る処理を説明するフローチャートである。 この発明の第２の実施形態による無線通信システム１００−１の構成を示す模式図である。 同実施形態における守衛端末２０ａの構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるモニタリング端末３０ａの構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における守衛端末２０ａの送信電力の制御に係る処理を説明するフローチャートである。 この発明の第３の実施形態によるアクセスポイント１０の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における守衛端末２０ａの構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における守衛端末２０ａのＣＴＳの送信に係る処理を説明するフローチャートである。 同実施形態におけるＣＴＳの送信タイミングの例を示すタイムチャートである。 同実施形態におけるＣＴＳの送信タイミングの別の例を示すタイムチャートである。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、この発明の第１の実施形態による無線通信システム１００の構成を示す模式図である。無線通信システム１００は、ある所有者が所有する空間Ｒに構築された無線ＬＡＮであり、所有者の専用チャネルを有する。無線通信システム１００は、アクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、端末装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃを含む。なお、無線通信システム１００は、アクセスポイントを少なくとも一つ含んでいればよく、複数含んでいてもよい。同様に、無線通信システム１００は、守衛端末を少なくとも一つ含んでいればよい。また、無線通信システム１００は、端末装置を含んでいなくてもよい。通信範囲Ｃ１、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５は、それぞれ、アクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの通信範囲である。

図１では、空間Ｒに対する外来者が、アクセスポイント５０（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）と端末装置（ＳＴＡ：Ｓｔａｔｉｏｎ）６０とを持ち込んでいる。アクセスポイント１０、守衛端末（Ｇ−ＳＴＡ：Ｇｕａｒｄ Ｓｔａｔｉｏｎ）２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、専用チャネルを用いて外来者のアクセスポイント５０と端末装置６０とが通信を行わないように、専用チャネルにおいて、周囲に対して送信を禁止する時間（Duration）、すなわち通信媒体を予約する時間が設定されたＣＴＳ（Clear To Send）を送信する。ここでＣＴＳは通信媒体（無線リソース）を確保（予約）するために送信する信号（媒体予約信号）のひとつである。例えば、これらのＣＴＳは、ＲＡ（Receiver Address）フィールドに自装置のＭＡＣアドレスが設定されたＣＴＳ ｔｏ ｓｅｌｆであってもよい。その場合、アクセスポイント１０は、アクセスポイント１０のＭＡＣアドレスを、ＲＡフィールドに設定したＣＴＳを送信し、守衛端末２０ａは、守衛端末２０ａのＭＡＣアドレスを、ＲＡフィールドに設定したＣＴＳを送信する。また、例えば、これらのＣＴＳは、ＲＡフィールドに予め決められたＭＡＣアドレスが設定されたＣＴＳであってもよい。予め決められたＭＡＣアドレスは、アクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅで共通であってもよいし、共通でなくてもよい。

守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、それらの通信範囲Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５が、アクセスポイント５０、端末装置６０が通信を行ったときに、アクセスポイント１０の通信範囲にある端末装置に対して、干渉を起こしてしまう位置をカバーするように配置されている。あるいは、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、それらの通信範囲Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５が、空間Ｒをできるだけカバーするように配置されている。

なお、本実施形態では各守衛端末も全方向に電波を送信するオムニアンテナを想定しているが、指向性アンテナを使用したり、プレコーダーによるビームフォーミングを使ったりすることで、所定の方向（特にＡＰの位置と反対の方向）に、電波を送信することで、効率よく、空間を占有することが可能になる。

アクセスポイント５０と端末装置６０とは、これらのＣＴＳを検出すると、送信の禁止が設定された時間をＮＡＶ（Network Allocation Vector）として設定して、ＮＡＶにおける送信を延期したり、ＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）機能により、専用チャネル以外のチャネルを選択して通信を行ったりする。

一方、端末装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、専用チャネルにおいてＣＴＳを検出しても、送信の禁止が設定された時間において、アクセスポイント１０との通信を行う。なお、端末装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、予め決められたＭＡＣアドレス（自装置以外を含む）が、ＲＡフィールドに設定されているＣＴＳのときに、送信の禁止が設定された時間においても、アクセスポイント１０との通信を行うようにしてもよいし、ＲＡフィールドに設定されているＭＡＣアドレスに関係なく、送信の禁止が設定された時間において、アクセスポイント１０との通信を行うようにしてもよい。また、ＣＣＡ（Clear Channel Assessment）レベルを変化させることで、通信を行うようにするようにしてもよい。ＣＣＡレベルとは、どれだけの送信電力の信号を受けたかによって、通信の開始を決定するための電力を変化させるものであり、例えば−８２ｄＢｍに設定された端末に対して、−３０ｄＢｍに設定された端末は、送信機会を多く得ることが可能になる。

このようにアクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅが専用チャネルにおいてＣＴＳを送信することで、これらの通信範囲Ｃ１、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５において専用チャネルにて通信を行う装置を、アクセスポイント１０と端末装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃのみにすることができる。

図２は、本実施形態におけるチャネルの利用状況の例を示す周波数分布図である。図２において、横軸は周波数である。空間Ｒにおいて利用されているチャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のうち、チャネルＣＨ４のみが専用チャネルＥＣである。残りのチャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３は共用チャネルＳＣである。すなわち、アクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、チャネルＣＨ４においてＣＴＳを送信し、アクセスポイント１０と端末装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、チャネルＣＨ４において通信を行う。一方、アクセスポイント５０と端末装置６０とは、共用チャネルＳＣであるチャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３のうちの少なくとも一つのチャネルを用いて通信を行う。

なお、各チャネルは周波数チャネル、サブチャネル、コンポーネントキャリア等と呼ばれる場合があり、それぞれの帯域のみで独立して通信システムが構築することができる。また、各チャネルの帯域幅をシステムバンドと呼ぶこともある。

図３は、本実施形態におけるチャネルの利用状況の他の例を示す周波数分布図である。図３では、チャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４の全てが専用チャネルＥＣである。図示は省略するが、他の例としては、チャネルＣＨ１、ＣＨ４など、複数のチャネルが専用チャネルＥＣであり、残りのチャネルＣＨ２、ＣＨ３が共用チャネルＳＣであってもよい。なお、専用チャネルＥＣが、複数のチャネルからなるときは、アクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、それら複数のチャネルにおいて、ＣＴＳの送信を行う。

図４は、本実施形態におけるＣＴＳの送信タイミングの例を示すタイムチャートである。図４のタイムチャートにおいて、横軸は時間である。まず、アクセスポイント１０が、送信を禁止する時間として時間Ｔが設定されたＣＴＳのフレームＣＴＳ１を送信する。守衛端末２０ａは、このフレームＣＴＳ１を検出すると、ＳＩＦＳ（Short InterFrame Space）と呼ばれる予め決められた時間ＳＩＦＳ１経過後に、送信を禁止する時間として時間Ｔが設定されたＣＴＳのフレームＣＴＳ１ａを送信する。守衛端末２０ｂは、このフレームＣＴＳ１ａを検出すると、ＳＩＦＳ（Short InterFrame Space）と呼ばれる予め決められた時間ＳＩＦＳ１ａ経過後に、送信を禁止する時間として時間Ｔが設定されたＣＴＳのフレームＣＴＳ１ｂを送信する。同様のことを、守衛端末２０ｃ、２０ｄ、２０ｅも繰り返す。

アクセスポイント１０は、ＣＴＳのフレームＣＴＳ１を送信してから、時間Ｔが経過すると、同じく送信を禁止する時間として時間Ｔが設定されたＣＴＳのフレームＣＴＳ２を送信する。すると、フレームＣＴＳ１が送信されたときと同様の動作を、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、繰り返す。以下、同様にして、アクセスポイント１０と、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、ＣＴＳのフレームの送信を繰り返す。アクセスポイント１０は、ＣＴＳのフレームの送信と送信の間、端末装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃと、専用チャネルＥＣを用いた通信を行う。

なお、アクセスポイント１０が、ＣＴＳのフレームの送信を繰り返す間隔と、ＣＴＳに設定される、送信を禁止する時間Ｔとが同じであるとして説明したが、異なっていてもよい。例えば、ＣＴＳのフレームの送信を繰り返す間隔を、ＣＴＳに設定される送信を禁止する時間Ｔよりも長くすることで、専用チャネルＥＣにおいても、専用でない共用の時間帯を設けるようにしてもよい。例えば、アクセスポイント１０は、他のネットワークの信号を検出する頻度が多いほど、ＣＴＳのフレームの送信を繰り返す間隔から送信を禁止する時間を引いた値が大きくなるように、ＣＴＳのフレームの送信を繰り返す間隔または送信を禁止する時間を設定するようにしてもよい。

また、図４において、アクセスポイント１０、もしくは各守衛端末のＣＴＳのフレームを検出したときに、ＣＴＳのフレームを送信する守衛端末は、一つとしているが複数であってもよい。例えば、アクセスポイント１０のＣＴＳのフレームを検出したときに、ＣＴＳのフレームを送信する守衛端末は、守衛端末２０ａ、守衛端末２０ｄの２つであってもよい。このようにすることで、複数の守衛端末が同じ時間にＣＴＳのフレームを送信するようになるが、これらの守衛端末の通信範囲は重なっていない方が望ましい。

図５は、アクセスポイント１０の構成を示す概略ブロック図である。アクセスポイント１０は、アンテナ部１１、無線通信部１２、制御部１３、通信部１４を含む。アンテナ部１１は、専用チャネルＥＣにおいて、無線ＬＡＮのフレームの信号の送受信を行う。なお、アンテナ部１１は、共用チャネルＳＣにおいても、無線ＬＡＮのフレームの信号の送受信を行ってもよい。無線通信部１２は、アンテナ部１１を介して送受信される無線ＬＡＮのフレームの信号の変復調を行う。また、無線通信部１２は、無線ＬＡＮのプロトコルに応じた処理を行う。制御部１３は、無線通信部１２を介して送受信する無線ＬＡＮのフレームと、通信部１４を介して送受信するイーサネット（登録商標）のフレームとの変換を行う。制御部１３は、無線通信部１２、アンテナ部１１を介して、ＣＴＳのフレームを定期的に送信する。通信部１４は、他の機器とイーサネット（登録商標）により接続され、イーサネット（登録商標）のフレームの信号の変復調を行う。

図６は、守衛端末２０ａの構成を示す概略ブロック図である。守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、同様の構成であるので、守衛端末２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの説明は省略する。守衛端末２０ａは、アンテナ部２１、無線通信部２２、制御部２３を含む。アンテナ部２１は、専用チャネルＥＣにおいて、ＣＴＳのフレームの信号の送受信を行う。無線通信部２２は、アンテナ部２１を介して送受信されるＣＴＳのフレームの信号の変復調を行う。制御部２３は、無線通信部２２を介して、所定のＣＴＳのフレームを受信すると、無線通信部２２を介してＣＴＳのフレームを送信する。

図７は、端末装置４０ａの構成を示す概略ブロック図である。端末装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、同様の構成であるので、端末装置４０ｂ、４０ｃの説明は省略する。端末装置４０ａは、アンテナ部４１、無線通信部４２、制御部４３を含む。アンテナ部４１は、専用チャネルＥＣにおいて、無線ＬＡＮのフレームの信号の送受信を行う。無線通信部４２は、アンテナ部４１を介して送受信される無線ＬＡＮのフレームの信号の変復調を行う。また、無線通信部４２は、無線ＬＡＮのプロトコルに応じた処理を行う。制御部４３は、アプリケーションの実行処理、／ＩＰなどの上位層の処理などを行い、無線通信部４２を介して無線ＬＡＮのフレームを送受信する。

図８は、アクセスポイント１０のＣＴＳの送信に係る処理を説明するフローチャートである。制御部１３は、まず、ＣＴＳのフレームの送信を、無線通信部１２に指示する。無線通信部１２は、ＣＴＳのフレームを変調して信号を生成し、アンテナ部１１を介して送信する（Ｓａ１）。次に、制御部１３は、時間Ｔだけ待機する（Ｓａ２）。次に、制御部１３は、電源オフ時など、処理を終了するときは（Ｓａ３−Ｙ）、処理を終了する。一方、処理を終了するときなく、処理を継続するときは（Ｓａ３−Ｎ）、制御部１３は、ステップＳａ１の処理に戻る。

図９は、守衛端末２０ａのＣＴＳの送信に係る処理を説明するフローチャートである。以下において、特に言及しない限り、守衛端末２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの処理も同様である。制御部２３は、まず、無線通信部２２がアンテナ部２１を介して受信し、復調した受信フレームを取得する（Ｓｂ１）。次に、制御部２３は、受信フレームが、所定のＣＴＳのフレームであるか否かを判定する（Ｓｂ２）。ここで、所定のＣＴＳのフレームとは、例えば、ＲＡフィールドに予め決められたＭＡＣアドレスが設定されているＣＴＳのフレームのことである。守衛端末２０ａの場合は、予め決められたＭＡＣアドレスは、例えば、アクセスポイント１０のＭＡＣアドレスであり、守衛端末２０ｂの場合は、予め決められたＭＡＣアドレスは、例えば、守衛端末２０ａのＭＡＣアドレスである。

ステップＳｂ２において、所定のＣＴＳのフレームでないと判定したときは（Ｓｂ２−Ｎ）、制御部２３は、ステップＳｂ１の処理に戻る。一方、ステップＳｂ２において、所定のＣＴＳのフレームであると判定したときは（Ｓｂ２−Ｙ）、制御部２３は、ＳＩＦＳだけ待機する（Ｓｂ３）。次に、制御部２３は、無線通信部２２にアンテナ部２１を介したＣＴＳのフレームの送信を指示する。制御部２３は、このＣＴＳのフレームのＲＡフィールドには、予め決められたＭＡＣアドレス、例えば、自装置のＭＡＣアドレスを設定するように指示する。無線通信部２２は、制御部２３の指示に従いＣＴＳのフレームを変調して信号を生成し、アンテナ部２１を介して送信する（Ｓｂ４）。次に、制御部２３は、電源オフ時など、処理を終了するときは（Ｓｂ５−Ｙ）、処理を終了する。一方、処理を終了するときなく、処理を継続するときは（Ｓｂ５−Ｎ）、制御部２３は、ステップＳｂ１の処理に戻る。

なお、上述の実施形態において、各装置は、専用チャネルＥＣを予約する信号として、ＣＴＳのフレームの信号に変えて、媒体予約信号の一つであるＲＴＳ（Request to Send）のフレームの信号を送信するようにしてもよい。その場合、各守衛端末２０ａ〜２０ｅは、例えば図８のステップＳｂ２において、ＣＴＳのフレームのＲＡフィールドに替えて、ＲＴＳのフレームのＴＡ（Transmitter Address）フィールドを参照するようにしてもよい。

また、各守衛端末２０ａ〜２０ｅがＣＴＳのフレームを送信するタイミングは、アクセスポイント１０が各守衛端末２０ａ〜２０ｅに指示しても良い。例えば、各守衛端末２０ａ〜２０ｅは送信するＣＴＳのフレームのＲＡフィールドに設定するＭＡＣアドレスがアクセスポイント１０より予め通知され、各守衛端末２０ａ〜２０ｅは他の守衛端末が送信するＣＴＳのフレームのＲＡフィールドに自装置のＭＡＣアドレスが設定されている場合、ＳＩＦＳだけ待機後にＣＴＳのフレームを送信するなどである。また、別の例として、各守衛端末２０ａ〜２０ｅは、ＣＴＳのフレームを送信するトリガーとしてＴＡフィールドに特定のＭＡＣアドレスが設定されている他の守衛端末のＣＴＳを検出後に、ＳＩＦＳだけ待機してＣＴＳのフレームを送信するなどである。この場合、特定のＭＡＣアドレスは、アクセスポイント１０より各守衛端末２０ａ〜２０ｅへ各々通知されていても良い。

また、上述の実施形態において、アクセスポイント１０と、端末装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃとの通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１のいずれにも準拠していない通信であってもよい。あるいは、アクセスポイント１０と、端末装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃとは、専用チャネルＥＣを予約する信号により予約されている時間帯は、ＩＥＥＥ８０２．１１のいずれにも準拠していない通信を行い、予約されていない時間帯は、ＩＥＥＥ８０２．１１のいずれかに準拠している通信を行うようにしてもよい。

このように、アクセスポイント１０が、専用チャネルＥＣを予約する信号を送信し、端末装置４０a、４０ｂ、４０ｃは、その予約された専用チャネルＥＣにおいても通信をするので、専用チャネルＥＣにおける通信を、他の装置による干渉を受けずに行うことができる。

さらに守衛端末は、複数のアクセスポイントに対して守衛端末として動作してもよい。守衛端末が複数のアクセスポイントから送信される媒体予約信号を受信し、守衛端末として動作することで、空間を効率的に使用することが可能になる。
なお、守衛端末が複数のアクセスポイントに対して守衛端末として動作するときは、アクセスポイントに対して優先度を設定することができるようにしてもよい。より重要な無線通信システムのアクセスポイントに優先度を与えることで、通信の優先度をより柔軟に設定出来るようになる。
優先度は、通信媒体を予約する時間の大きさ（例えば、優先度が高いほど大きい）を変えることで設定してもよいし、複数のアクセスポイントについて通信媒体を予約するタイミングが重なった場合に、一方のアクセスポイントに対して、優先度を与えるように設定してもよい。すなわち、複数のアクセスポイントについて通信媒体を予約するタイミングが重なったときに、優先度の高い方のアクセスポイントについて通信媒体を予約する信号を有線して送信するようにしてもよい。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。図１０は、この発明の第２の実施形態による無線通信システム１００−１の構成を示す模式図である。図１０における無線通信システム１００−１は、アクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、モニタリング端末３０a、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、端末装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃを含む。

無線通信システム１００−１は、図１における無線通信システム１００とは、モニタリング端末３０a、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅを有する点と、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの構成が異なる。以下、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅと、モニタリング端末３０a、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅとを中心に説明する。

本実施形態における守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、第１の実施形態と同様にして、ＣＴＳのフレームの信号を送信する。ただし、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、ＣＴＳのフレームの信号を送信する際の送信電力を、それぞれ、モニタリング端末３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅによる受信電力の測定結果に基づき制御する点が、第１の実施形態とは異なる。モニタリング端末３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、空間Ｒと外部との境界付近に設置される。好ましくは、空間Ｒと外部との境界であって、対応する守衛端末に最も近い境界付近に設置される。モニタリング端末３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、専用チャネルＥＣにおける受信電力を測定し、それぞれ、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅに通知する。本実施形態では、この通知に基づき送信電力を制御することで、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅが送信した信号により空間Ｒの外部において起きる干渉を、抑える。

モニタリング端末３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、それぞれ、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅと、有線により通信可能に接続されているが、アクセスポイント１０を介した無線通信、直接の無線通信など他の手段により接続されていてもよい。また、一つの守衛端末に対して、複数のモニタリング端末が接続されていてもよいし、一つのモニタリング端末が、複数の守衛端末に接続されていてもよい。

図１１は、本実施形態における守衛端末２０ａの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における守衛端末２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの構成も同様であるので、説明を省略する。守衛端末２０ａは、アンテナ部２１、無線通信部２２、制御部２３−１、通信部２４を含む。アンテナ部２１、無線通信部２２は、図６におけるアンテナ部２１、無線通信部２２と同様である。制御部２３−１は、図６における制御部２３とは、通信部２４を介して対応するモニタリング端末（守衛端末２０ａの場合は、モニタリング端末３０ａ）と通信する点と、その通信により受信電力を取得し、取得した受信電力に基づきＣＴＳのフレームの信号を送信する際の送信電力を制御する点が異なる。通信部２４は、対応するモニタリング端末３０ａと接続され、モニタリング端末３０ａから、モニタリング端末３０ａが測定した受信電力を受信する。

図１２は、モニタリング端末３０ａの構成を示す概略ブロック図である。モニタリング端末３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅの構成は、モニタリング端末３０ａと同様であるので、説明を省略する。モニタリング端末３０ａは、アンテナ部３１、電力測定部３２、通信部３３を含む。アンテナ部３１は、専用チャネルＥＣの信号を受信する。電力測定部３２は、アンテナ部３１が受信した信号の電力を測定する。なお、電力測定部３２は、所定のＣＴＳのフレームの信号の電力のみを測定するようにしてもよい。電力測定部３２は、所定のＣＴＳのフレームの信号であるか否かを、例えば、ＣＴＳのフレームのＲＡフィールドを検出し、ＲＡフィールドの値が予め決められたＭＡＣアドレス（例えば、対応する守衛端末２０ａのＭＡＣアドレス）であるか否かにより判定する。あるいは、電力測定部３２は、対応する守衛端末２０ａから指示された時間帯の信号の受信電力を測定するようにしてもよい。通信部３３は、対応する守衛端末２０ａと接続され、電力測定部３２が測定した受信電力を送信する。

図１３は、守衛端末２０ａの送信電力の制御に係る処理を説明するフローチャートである。以下において、特に言及しない限り、守衛端末２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの処理も同様である。まず、制御部２３−１は、通信部２４を介して、対応するモニタリング端末（守衛端末２０ａの場合は、モニタリング端末３０ａ）から、受信電力を取得する（Ｓｃ１）。次に、制御部２３−１は、取得した受信電力が、予め設定された最大値よりも大きいか否かを判定する（Ｓｃ２）。大きいと判定したときは（Ｓｃ２−Ｙ）、制御部２３−１は、無線通信部２２に対して設定している送信電力の設定値の大きさを削減する（Ｓｃ３）。次に、制御部２３−１は、電源オフ時など、処理を終了するときは（Ｓｃ４−Ｙ）、処理を終了する。一方、処理を終了するときなく、処理を継続するときは（Ｓｃ４−Ｎ）、制御部２３−１は、ステップＳｃ１の処理に戻る。
なお、受信電力を取得するほか、受信ＣＴＳ数をカウントし、所定の閾値を設けて、ＣＴＳのカウント数により、送信電力の増加、低減を行う処理を行ってもよい。

一方、ステップＳｃ２にて、取得した受信電力が最大値よりも大きくないと判定したときは（Ｓｃ２−Ｎ）、制御部２３−１は、取得した受信電力が、予め設定された最小値よりも小さいか否かを判定する（Ｓｃ５）。小さいと判定したときは（Ｓｃ５−Ｙ）、制御部２３−１は、無線通信部２２に対して設定している送信電力の設定値の大きさを増加させ（Ｓｃ６）、ステップＳｃ４の処理に進む。
一方、ステップＳｃ５にて、取得した受信電力が最小値よりも小さくないと判定したときは（Ｓｃ５−Ｎ）、制御部２３−１は、ステップＳｃ４の処理に進む。

なお、守衛端末２０ａに対応するモニタリング端末が複数ある場合は、ステップＳｃ１にて対応する全てのモニタリング端末が測定した受信電力を測定し、それらのうち、最も値が大きいものについて、以降の処理を行うようにする。

また、本実施形態では、モニタリング端末３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅが受信電力を測定し、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、その受信電力に基づき、送信電力を決定しているが、モニタリング端末３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅが、送信電力を決定するようにしてもよい。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、モニタリング端末３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅが測定した受信電力に基づき、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの送信電力を制御することで、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅが送信した信号による、空間Ｒの外部における干渉を、抑えることができる。

（第３の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態による無線通信システム１００の構成は、図１による無線通信システム１００と同様である。ただし、本実施形態における守衛端末２０a、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、アクセスポイント１０と、ミリ波による無線通信を行う。アクセスポイント１０は、このミリ波による無線通信を用いて、守衛端末２０a、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの各々がＣＴＳのフレームの信号を送信するタイミングを制御する。

図１４は、本実施形態におけるアクセスポイント１０の構成を示す概略ブロック図である。アクセスポイント１０は、アンテナ部１１、無線通信部１２、制御部１３−２、通信部１４、アンテナ部１５、ミリ波通信部１６を含む。アンテナ部１１、無線通信部１２、通信部１４は、図５と同様なので、説明を省略する。アンテナ部１５は、ミリ波の信号の送受信を行う。ミリ波通信部１６は、アンテナ部１５を介して送受信される信号の変復調を行う。制御部１３−２は、ミリ波通信部１６に対して、アンテナ部１５を介した守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅとの通信を指示する。この通信により、制御部１３−２は、ＣＴＳの送信タイミングを、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅに対して指示する。

図１５は、本実施形態における守衛端末２０ａの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における守衛端末２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの構成は、守衛端末２０ａと同様であるので、説明を省略する。本実施形態における守衛端末２０ａは、アンテナ部２１、無線通信部２２、制御部２３−２、アンテナ部２５、ミリ波通信部２６を含む。アンテナ部２１、無線通信部２２は、図６と同様なので、説明を省略する。アンテナ部２５は、ミリ波の信号の送受信を行う。ミリ波通信部２６は、アンテナ部２５を介して送受信される信号の変復調を行う。制御部２３−２は、ミリ波通信部２６に対して、アンテナ部２５を介したアクセスポイント１０との通信を指示する。制御部２３−２は、この通信により指示された送信タイミングに従い、ＣＴＳのフレームの送信を、無線通信部２２に対して指示する。
ここで、ミリ波は通信に使用する周波数帯を限定するものではなく、その一例であり、無線通信部１２等で使用する周波数帯と異なる周波数帯であればよい。

図１６は、本実施形態における守衛端末２０ａのＣＴＳの送信に係る処理を説明するフローチャートである。以下において、特に言及しない限り、守衛端末２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの処理も同様である。制御部２３−２は、まず、ミリ波通信部２６がアンテナ部２５を介してアクセスポイント１０から受信し、復調した受信フレームを取得する（Ｓｄ１）。次に、制御部２３−２は、取得した受信フレームが、ＣＴＳの送信を指示するものであるか否かを判定する（Ｓｄ２）。ＣＴＳの送信を指示するものでないと判定したときは（Ｓｄ２−Ｎ）、制御部２３−２は、ステップＳｄ１の処理に戻る。

一方、ステップＳｄ２にて、ＣＴＳの送信を指示するものであると判定したときは（Ｓｄ２−Ｙ）、制御部２３−２は、無線通信部２２に対して、アンテナ部２１を介したＣＴＳのフレームの信号の送信を指示する。無線通信部２２は、制御部２３-２の指示に従いＣＴＳのフレームを変調して信号を生成し、アンテナ部２１を介して送信する（Ｓｄ３）。次に、制御部２３−２は、電源オフ時など、処理を終了するときは（Ｓｄ４−Ｙ）、処理を終了する。一方、処理を終了するときなく、処理を継続するときは（Ｓｄ４−Ｎ）、制御部２３−２は、ステップＳｄ１の処理に戻る。

なお、アクセスポイント１０から守衛端末２０ａなどに対するＣＴＳの送信タイミングの指示は、図１６のように、その指示を受信したら送信するという指示であってもよいし、指示の中に、送信タイミングを示す情報が含まれていてもよい。

図１７は、本実施形態におけるＣＴＳの送信タイミングの例を示すタイムチャートである。図１７における例では、アクセスポイント１０の制御部１３−２は、自装置におけるＣＴＳのフレームＣＴＳ１の送信の後、守衛端末２０ａ、２０ｄに対して、同時のＣＴＳのフレームＣＴＳ１ａ、ＣＴＳ１ｄの送信を指示する。次に、制御部１３−２は、守衛端末２０ｂ、２０ｅに対して、同時のＣＴＳのフレームＣＴＳ１ｂ、ＣＴＳ１ｅの送信を指示する。最後に、制御部１３−２は、守衛端末２０ｃに対して、同時のＣＴＳのフレームＣＴＳ１ｃの送信を指示する。これにより、ＣＴＳのフレームＣＴＳ１ａ、ＣＴＳ１ｄは、同時に送信される。同様に、ＣＴＳのフレームＣＴＳ１ｂ、ＣＴＳ１ｅは、同時に送信される。

図１８は、本実施形態におけるＣＴＳの送信タイミングの別の例を示すタイムチャートである。図１８における例では、アクセスポイント１０の制御部１３−２は、自装置におけるＣＴＳのフレームＣＴＳ１の送信の前に、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅに対して、同時のＣＴＳのフレームＣＴＳ１ａ、ＣＴＳ１ｂ、ＣＴＳ１ｃ、ＣＴＳ１ｄ、ＣＴＳ１ｅの送信を指示する。これにより、ＣＴＳのフレームＣＴＳ１、ＣＴＳ１ａ、ＣＴＳ１ｂ、ＣＴＳ１ｃ、ＣＴＳ１ｄ、ＣＴＳ１ｅは同時に送信される。なお、このように複数の装置が、ＣＴＳのフレームを同時に送信する場合は、これらの装置が送信する信号を同じにするようにしてもよい。

なお、本実施形態において、アクセスポイント１０と、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０eとは、ミリ波通信により接続されているが、その他の無線通信や有線通信により接続されていてもよい。
また、アクセスポイント１０と、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０eとの間のミリ波通信において、ビームフォーミングを利用してもよい。

本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、モニタリング端末を備え、モニタリング端末により測定された受信電力に基づき、守衛端末の送信電力を制御してもよい。
また、ＣＴＳのフレームの送信を繰り返す間隔を、ＣＴＳに設定される送信を禁止する時間Ｔよりも長くすることで、専用チャネルＥＣにおいても、専用でない共用の時間帯を設ける場合、アクセスポイント１０は、他のネットワークの信号を検出する頻度として、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０eが検出した頻度も用いるようにしてもよい。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、アクセスポイント１０が、守衛端末２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅのＣＴＳの送信タイミングを制御することで、ＣＴＳの送信に要する時間を短縮し、オーバーヘッドを少なくすることができる。

また、図１におけるアクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、端末装置４０ａ、図１０におけるアクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、モニタリング端末３０ａ、端末装置４０ａ各々の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各装置を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

また、上述した図１におけるアクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、端末装置４０ａ、図１０におけるアクセスポイント１０、守衛端末２０ａ、モニタリング端末３０ａ、端末装置４０ａの各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず、専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。ハイブリッド、モノリシックのいずれでも良い。一部は、ハードウェアにより、一部はソフトウェアにより機能を実現させても良い。
また、半導体技術の進歩により、ＬＳＩに代替する集積回路化等の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施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変更等も含まれる。

１０…アクセスポイント
１１…アンテナ部
１２…無線通信部
１３、１３−２…制御部
１４…通信部
１５…アンテナ部
１６…ミリ波通信部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ…守衛端末
２１…アンテナ部
２２…無線通信部
２３、２３−１、２３−２…制御部
２４…通信部
２５…アンテナ部
２６…ミリ波通信部
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ…モニタリング端末
３１…アンテナ部
３２…電力測定部
３３…通信部
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ…端末装置
４１…アンテナ部
４２…無線通信部
４３…制御部
５０…アクセスポイント
６０…端末装置
１００、１００−１…無線通信システム

Claims (10)

1. 少なくとも一つのアクセスポイントと少なくとも一つの守衛端末を有する無線通信システムにおいて、
   前記守衛端末のうち、少なくとも一つの守衛端末は、前記アクセスポイントからの信号に基づいて媒体予約信号のみを送信し、前記媒体予約信号に設定されている期間データ通信を行わないことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記アクセスポイントからの信号は、通信媒体を予約するための信号であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記無線通信システムには少なくとも一つの端末装置が含まれ、
   前記アクセスポイントからの信号は、前記アクセスポイントと前記端末装置が通信に使用する周波数とは異なる周波数帯域で送信されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記無線通信システムは複数の周波数チャネルを用いて通信が行われ、
   前記守衛端末は複数の周波数チャネルで媒体予約信号を送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の無線通信システム。
5. 前記無線通信システムは複数の周波数チャネルを用いて通信が行われ、
   前記守衛端末は複数の周波数チャネルのうち、媒体予約信号が送信可能な周波数チャネルで媒体予約信号を送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の無線通信システム。
6. 少なくとも一つのアクセスポイントと少なくとも一つの守衛端末を有する無線通信システムで使用される守衛端末であって、
   前記アクセスポイントからの信号に基づいて媒体予約信号のみを送信し、前記媒体予約信号に設定されている期間データ通信を行わないことを特徴とする守衛端末。
7. 前記アクセスポイントからの信号は、通信媒体を予約するための信号であることを特徴とする請求項６に記載の守衛端末。
8. 前記無線通信システムには少なくとも一つの端末装置が含まれ、
   前記アクセスポイントからの信号は、前記アクセスポイントと前記端末装置が通信に使用する周波数とは異なる周波数帯域で送信されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の守衛端末。
9. 前記無線通信システムでは複数の周波数チャネルを用いて通信が行われ、
   複数の周波数チャネルで媒体予約信号を送信することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかの項に記載の守衛端末。
10. 前記無線通信システムは複数の周波数チャネルを用いて通信が行われ、
    複数の周波数チャネルのうち、媒体予約信号が送信可能な周波数チャネルで媒体予約信号を送信することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかの項に記載の守衛端末。

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