JP6523192B2 - 通信制御装置、通信システム及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信制御装置、通信システム及び通信制御方法に関する。

近年、高速鉄道車両等において、ミリ波を座席に対して発信するアクセスポイントを複数配置しておき、座席に座っているユーザの無線通信端末が、当該アクセスポイントを介して外部と通信できるようにすることが行われている。

複数のアクセスポイントを密に配置する場合には、それぞれのアクセスポイントから発信されるミリ波が干渉する。これに対して、干渉を解消するために様々な対策が検討されている。例えば、非特許文献１には、複数のアクセスポイントが、複数の無線通信端末のそれぞれとミリ波を用いて通信を行う場合に、干渉が発生しうる通信を時分割で行うことが開示されている。具体的には、非特許文献１では、集中制御装置（BBU：Baseband Unit）が複数のアクセスポイント（又はRRH（Remote Radio Head））を集中管理している。そして、非特許文献１では、通信が始まる前に、ビーム探索プロセスが完全に時分割化されており、集中制御装置に接続されている各アクセスポイントが情報を送信するタイミング、ACKを送信するタイミングを異ならせることにより、干渉を回避している。また、集中制御装置は、通信中にRSSIが最も高いビームを特定するためのビーム情報を常に更新することにより、アクセスポイントがどのビームで通信するかを管理している。

K. Sakaguchi, et.al, "Millimeter-wave Wireless LAN and Its Extension toward 5G Heterogeneous Networks", IEICE Trans. Comm., vol. E98-B, no. 10, pp.1932-1948, Oct. 2015

しかしながら、非特許文献１に記載の技術では、アクセスポイント等の通信装置は、干渉が発生する複数の通信のいずれかが行われていない場合であっても、一定の時間間隔でビーム情報を更新する。また、通信装置は、干渉が発生する複数の通信のいずれかが行われていない場合であっても、各通信用に割り当てられた時分割チャネルを他の通信で用いないので、利用効率が悪いという問題があった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、通信装置が効率的に通信を行うように通信装置を制御することができる通信制御装置、通信システム及び通信制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る通信制御装置は、指向性を有するビームを複数の方向に送信可能な複数の通信装置における通信を制御する通信制御装置であって、干渉が発生する前記ビームの組合せを示す組合せ情報を記憶する記憶部と、複数の通信装置のそれぞれが無線通信端末との通信に用いる前記ビームを特定する特定部と、前記組合せと、複数の通信装置のそれぞれの前記無線通信端末との通信状況とに基づいて、複数の前記通信装置における、特定された前記ビームを用いた通信のタイミングを制御する通信制御部と、を備える。

前記通信制御装置は、前記無線通信端末に送信するデータを受信する通信部をさらに備え、前記特定部は、前記データの送信先の前記無線通信端末との通信に用いる前記ビームを特定し、前記通信制御部は、複数の前記ビームが特定された場合において、複数のビームのうち少なくとも一の組合せが、干渉が発生する組合せであるとき、当該組合せに対応する複数の通信装置に、前記データを異なるタイミングで送信してもよい。

前記通信制御装置は、前記無線通信端末に送信するデータを一時的に記憶する一時記憶部をさらに備え、前記通信制御部は、特定されたビームの組合せが、干渉が発生する組合せである場合、当該組合せに対応する第１の通信装置に送信するデータを前記一時記憶部に記憶させ、所定時間待機した後に当該第１の通信装置に送信し、当該組合せに対応する第２の通信装置に送信するデータを前記一時記憶部に記憶させずに送信してもよい。
前記通信制御部は、特定されたビームの組合せが、干渉が発生しない組合せである場合、当該組合せに対応する複数の通信装置に、送信するタイミングを調整せずに前記データを送信してもよい。

前記記憶部は、前記データの種類と、当該データの優先度とを関連付けた優先度情報を記憶し、前記通信制御部は、特定されたビームの組合せが、干渉が発生する組合せである場合、当該組合せに対応する複数の通信装置に、前記データの種類に対応する前記優先度に基づいて前記データを送信してもよい。

前記記憶部は、前記ビームの識別情報と、当該ビームの優先度とを関連付けた優先度情報を記憶し、前記通信制御部は、特定されたビームの組合せが、干渉が発生する組合せである場合、当該組合せに対応する複数の通信装置に、当該通信装置が通信に用いるビームに対応する前記優先度に基づいて前記データを送信してもよい。

前記通信制御装置は、前記無線通信端末に送信するデータを受信する通信部と、受信したデータを一時的に記憶する一時記憶部と、受信したデータを、前記一時記憶部に記憶させる記憶制御部とをさらに備え、前記特定部は、前記一時記憶部に記憶されている受信されたデータの送信先の前記無線通信端末との通信に用いる前記ビームを特定してもよい。

本発明の第２の態様に係る通信システムは、指向性を有するビームを複数の方向に送信可能な複数の通信装置と、前記通信装置における通信を制御する通信制御装置とを備える通信システムであって、前記通信制御装置は、干渉が発生する前記ビームの組合せを示す組合せ情報を記憶する記憶部と、複数の通信装置のそれぞれが無線通信端末との通信に用いる前記ビームを特定する特定部と、前記組合せと、複数の通信装置のそれぞれの前記無線通信端末との通信状況とに基づいて、複数の前記通信装置における、特定された前記ビームを用いた通信のタイミングを制御する通信制御部とを有し、複数の前記通信装置のそれぞれは、前記通信制御部による制御に基づいて前記ビームを送信する送信部を有する。

本発明の第３の態様に係る通信制御方法は、指向性を有するビームを複数の方向に送信可能な複数の通信装置における通信を制御するコンピュータに実行させる、複数の通信装置のそれぞれが無線通信端末との通信に用いる前記ビームを特定するステップと、予め記憶部に記憶されている組合せ情報が示す、干渉が発生する前記ビームの組合せと、複数の通信装置のそれぞれの前記無線通信端末との通信状況とに基づいて、複数の前記通信装置における、特定された前記ビームを用いた通信のタイミングを制御するステップと、を備える。

本発明によれば、通信装置が効率的に通信を行うように通信装置を制御するという効果を奏する。

第１実施形態に係る通信システムの概要を示す図である。 第１実施形態に係る通信制御装置の構成を示す図である。 組合せ情報の一例を示す図である。 第１実施形態に係る通信システムにおける指向性ビームの送信制御に係る処理の流れを示すシーケンス図の一例である。 第１実施形態に係る通信制御装置における処理の流れを示すフローチャートの一例である。 干渉情報の一例を示す図である。 第２実施形態に係る通信制御装置の構成を示す図である。

＜第１実施形態＞
［通信システムＳの概要］
図１は、第１実施形態に係る通信システムＳの概要を示す図である。
図１に示すように、通信システムＳは、通信制御装置１と、複数の通信装置２と、複数の無線通信端末３とを備える。

複数の通信装置２は、例えば、高速鉄道車両の車内、旅客機の機内やスタジアム構内等ユーザの座席が密接に設置されている環境に設置され、指向性を有する電波を示す指向性ビームを複数の方向に送信可能な、無線通信のアクセスポイントである。通信装置２は、高速鉄道車両等における複数の座席のそれぞれに対応して、指向性ビームを送信することにより、これらの座席に着席しているユーザが所有する無線通信端末３と無線通信を行うことができる。本実施形態では、複数の通信装置２として、通信装置２Ａと通信装置２Ｂとが設けられているとともに、複数の無線通信端末３として、無線通信端末３Ａと無線通信端末３Ｂとが設けられているものとする。

ここで、指向性を有する電波は、例えばミリ波である。なお、以下の説明では、通信装置２が発信する電波がミリ波であるものとして説明を行うが、通信装置２が発信する電波の周波数は、ミリ波以外の周波数でもよい。

通信制御装置１は、複数の通信装置２における通信を制御する装置である。通信制御装置１は、例えば、光ファイバー等を用いたギガビットイーサネット（「イーサネット」は登録商標）によって、複数の通信装置２と接続されている。また、通信制御装置１は、高速鉄道に適した無線通信方式により、高速鉄道の線路側に設置された複数の中継装置（不図示）又は車内に設置された内部中継装置に無線接続される。通信制御装置１は、これらの中継装置を介して、車内に設置された内部装置、又はインターネット等の通信ネットワーク上に接続されている外部装置と通信を行う。

複数の通信装置２は、高速鉄道車両等の座席のように密な環境において指向性ビームを送信するため、これらの通信装置２から送信される指向性ビームが干渉するおそれがある。例えば、図１に示すように、無線通信端末３Ａと、無線通信端末３Ｂとが近接している場合、通信装置２Ａから無線通信端末３Ａに送信される指向性ビームＢＡと、通信装置２Ｂから無線通信端末３Ｂに送信される指向性ビームＢＢとが干渉する。

これに対して、本実施形態に係る通信制御装置１は、複数の通信装置２のそれぞれが無線通信端末３に指向性ビームを同じタイミングで送信しようとする場合に、これらの指向性ビームの組み合わせが、干渉が発生する指向性ビームの組み合わせであるとき、これらの指向性ビームの送信タイミングが異なるように複数の通信装置２を制御する。このようにすることで、通信制御装置１は、複数の指向性ビームの送信によって干渉が発生することを抑制することができる。

また、通信制御装置１は、複数の指向性ビームが同時にデータを送信しても干渉が発生しない場合、又は複数の指向性ビームのいずれかが単独でデータを送信する場合には、指向性ビームの送信タイミングを調整しない。このようにすることで、通信制御装置１は、通信装置２が効率的に通信を行うようにすることができる。
続いて、通信制御装置１の構成について説明する。

［通信制御装置１の構成］
図２は、本実施形態に係る通信制御装置１の構成を示す図である。通信制御装置１は、通信部１１と、記憶部１２と、一時記憶部１３と、制御部１４とを備える。
通信部１１は、複数の通信装置２と通信を行う。また、通信部１１は、高速鉄道に適した無線通信方式に基づいて、線路側又は車内に設置された複数の中継装置と無線通信を行う。通信部１１は、複数の中継装置の少なくともいずれかを介して、インターネット等の通信ネットワークに接続されている外部装置４又は内部装置５と通信を行う。通信部１１は、中継装置を介して、外部装置４又は内部装置５から無線通信端末３に送信するデータを受信する。

記憶部１２は、例えば、ＲＯＭ及びＲＡＭ等である。記憶部１２は、通信制御装置１を機能させるための各種プログラムを記憶する。記憶部１２は、通信制御装置１の制御部１４を、学習部１４１、特定部１４２及び通信制御部１４３として機能させる通信制御プログラムを記憶する。記憶部１２は、外部メモリ等の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み取って記憶してもよく、通信ネットワークを介して外部機器からダウンロードされたプログラムを記憶してもよい。

記憶部１２は、制御部１４によって生成される、干渉が発生する指向性ビームの組合せを示す組合せ情報を記憶する。図３は、組合せ情報の一例を示す図である。図３に示すように、組合せ情報は、２つの通信装置２のそれぞれにおいて使用される複数の指向性ビームの組合せが、干渉が発生する組合せであるか否かを示す情報である。例えば、２つの通信装置２Ａ、２Ｂのそれぞれが８つの指向性ビームを送信可能である場合、組合せ情報には、通信装置２Ａが送信する８つの指向性ビームのそれぞれに対して、通信装置２Ｂが送信する８つの指向性ビームが干渉するか否かを示す情報が格納されている。なお、本実施形態では、２つの通信装置２Ａ、２Ｂのそれぞれが８つの指向性ビームを送信可能であるものとして説明するが、通信装置２Ａ、２Ｂのそれぞれは、８つ以外の複数の指向性ビームを送信可能であってもよい。

図３に示す例では、２つの指向性ビームが干渉する場合には、これらの指向性ビームの組合せを示すセルに、これらのビームが干渉することを示す×印が示されている。例えば、通信装置２Ａが送信する指向性ビームを識別するビームＩＤが「１」、通信装置２Ａが送信する指向性ビームを識別するビームＩＤが「８」に対応するセルには、×印が示されていることが確認できる。なお、図３に示す例では、２つの指向性ビームが干渉する場合には、これらの指向性ビームの組合せを示すセルに、×印が示されているが、記憶部１２には、干渉する組み合わせであることを識別する数字や文字等の情報が記憶されるものとする。なお、本実施形態では、２つの指向性ビームが干渉するものとして説明するが、２つ以上の通信装置２が送信する２つ以上の指向性ビームが干渉するものであってもよい。

なお、通信装置２が３つ以上設置されている場合、組合せ情報は、３つ以上の通信装置２における２つの通信装置２の組合せのそれぞれに対応して記憶部１２に記憶される。例えば、高速鉄道車両に３つの通信装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃが設置される場合、記憶部１２には、通信装置２Ａ、２Ｂに対応する組合せ情報と、通信装置２Ｂ、２Ｃに対応する組合せ情報と、通信装置２Ｃ、２Ａに対応する組合せ情報とが記憶される。

一時記憶部１３は、例えばＲＡＭによって構成されており、通信制御装置１が外部装置４又は内部装置５から受信した、無線通信端末３を送信先とするデータを一時的に記憶する。本実施形態において、一時記憶部１３には、通信装置２Ａに送信するデータを一時的に記憶する第１バッファ１３Ａと、通信装置２Ｂに送信するデータを一時的に記憶する第２バッファ１３Ｂとが設けられている。

制御部１４は、例えば、ＣＰＵである。制御部１４は、記憶部１２に記憶されている各種プログラムを実行することにより、通信制御装置１に係る機能を制御する。制御部１４は、学習部１４１と、特定部１４２と、通信制御部１４３とを備える。

学習部１４１は、事前に干渉が発生する組合せの学習を行い、当該学習の結果に基づいて組合せ情報を生成する。まず、学習部１４１は、複数の通信装置２のそれぞれについて、時間同期を行う。そして、通信制御装置１のユーザ等が、指向性ビームの組合せから一の組合せを選択し、当該組合せに対応する指向性ビームが送信される位置に測定用端末（不図示）を配置する。そして、学習部１４１は、当該指向性ビームを用いてデータを送信したときの通信装置２又は測定用端末における通信状態を測定することにより、当該組合せによって干渉が発生するか否かを判定し、判定結果を組合せ情報に反映する。学習部１４１は、全ての組合せのそれぞれについて、干渉が発生するか否かを判定し、判定結果を組合せ情報に反映する。

特定部１４２と、通信制御部１４３とは、指向性ビームの送信制御を行うスケジューラとして機能する。以下に、指向性ビームの送信制御に係る処理の流れを示すシーケンス図及びフローチャートを参照しながら、特定部１４２及び通信制御部１４３の詳細について説明する。

［通信システムＳにおける指向性ビームの送信制御に係る処理］
図４は、通信システムＳにおける指向性ビームの送信制御に係る処理の流れを示すシーケンス図の一例である。
802.11adではビームフォーミング技術の実装は必須であり、ビームフォーミングには、Sector Level Sweep（SLS）とBeam Refinementの２段階がある。まず、ＳＬＳの段階において、通信装置２は、無線通信端末３とＳＳＷ（Sector Sweep）を行うことにより無線通信端末３との無線通信に用いる指向性ビームを選択し、無線通信端末３との通信接続を確立する（Ｓ１）。なお、通信装置２は、ＳＬＳの後に、リンクが切れたこと等に応じて、指向性ビームを選択するＢＲＰ（Beam Refinement Protocol）を適宜行ってもよい。

続いて、複数の通信装置２のそれぞれは、通信制御装置１に、選択した指向性ビームを識別するビームＩＤと、当該指向性ビームを用いて通信を行う通信装置２を識別する装置ＩＤと、当該指向性ビームを用いて通信を行う無線通信端末３を識別する端末ＩＤとを送信する（Ｓ２Ａ、Ｓ２Ｂ）。通信制御装置１のスケジューラ（特定部１４２）は、受信したビームＩＤと、装置ＩＤと、端末ＩＤとを関連付けて利用状況情報として記憶部１２に記憶させる。

続いて、通信制御装置１のスケジューラは、外部装置４又は内部装置５から、無線通信端末３宛てのデータを受信したことに応じて、指向性ビームの送信タイミングを制御するスケジューリング処理を行う。スケジューリング処理において、特定部１４２は、複数の通信装置２のそれぞれが無線通信端末３との通信に用いる指向性ビームを特定する。そして、通信制御部１４３は、記憶部１２に記憶されている組合せ情報が示す組合せと、複数の通信装置２のそれぞれの無線通信端末３との通信状況に基づいて、複数の通信装置２における、特定された指向性ビームを用いた通信のタイミングを制御する。スケジューリング処理の詳細については、後述する。

例えば、通信制御装置１のスケジューラは、複数の無線通信端末３のそれぞれを宛て先とするデータを同時に受信した場合に、スケジューリング処理を行った結果、複数の通信装置２と、複数の無線通信端末３との通信に用いられる指向性ビームが干渉しないと判定すると、複数の通信装置２のそれぞれにデータを直接送信する（Ｓ４Ａ、Ｓ４Ｂ）。

また、通信制御装置１のスケジューラは、スケジューリング処理を行った結果、指向性ビームが干渉すると判定すると、一の通信装置２に送信するデータを、当該通信装置２に直接送信するとともに、他の通信装置２に送信するデータを一時記憶部１３に設けられているバッファに記憶し、所定時間経過した後、当該データを他の通信装置２に送信する。図４に示す例では、通信制御装置１のスケジューラは、通信装置２Ａに送信するデータを、通信装置２Ａに直接送信し（Ｓ５Ａ）、通信装置２Ｂに送信するデータを、第２バッファ１３Ｂに所定時間記憶させた後、通信装置２Ｂに送信する（Ｓ５Ｂ）。

［通信制御装置１における処理］
続いて、通信制御装置１における処理、すなわち、スケジューリング処理の流れについて説明する。図５は、第１実施形態に係る通信制御装置１における処理の流れを示すフローチャートの一例である。

まず、通信制御装置１の通信部１１は、外部装置４又は内部装置５から無線通信端末３に送信するデータを受信する（Ｓ３１）。
続いて、特定部１４２は、データを送信するパケットを解析し、データの送信先である無線通信端末３の端末ＩＤを特定する（Ｓ３２）。

続いて、特定部１４２は、特定した無線通信端末３の端末ＩＤと、記憶部１２に記憶されている利用状況情報とを参照して、複数の通信装置２のそれぞれが、データの送信先である無線通信端末３との通信に用いる指向性ビームを識別するビームＩＤを特定する（Ｓ３３）。

続いて、通信制御部１４３は、Ｓ３３に示す処理において、複数の指向性ビームが特定されたか否かを判定する（Ｓ３４）。通信制御部１４３は、複数の指向性ビームが特定されたと判定すると、Ｓ３５に処理を移し、複数の指向性ビームが特定されず、一の指向性ビームが特定されたと判定すると、Ｓ３７に処理を移す。

Ｓ３５において、通信制御部１４３は、記憶部１２に記憶されている組合せ情報が示す組合せに基づいて、特定された複数の指向性ビームの組合せが、干渉する組合せであるか否かを判定する。ここで、通信制御部１４３は、Ｓ３４において３つ以上の指向性ビームが特定された場合、３つ以上の指向性ビームにおいて取り得る、２つの指向性ビームの組合せの全てについて、干渉する組合せであるか否かを判定する。通信制御部１４３は、干渉する組合せであると判定すると、Ｓ３６に処理を移し、干渉しない組合せであると判定すると、Ｓ３７に処理を移す。

なお、Ｓ３５において、通信制御部１４３は、記憶部１２に記憶されている組合せ情報が示す組合せに基づいて、干渉する組合せであるか否かを判定したが、これに限らない。例えば、学習部１４１が、干渉が発生する組合せの学習時に、干渉が発生する組合せのみを抽出した情報を、干渉情報として記憶部１２に記憶させるようにしてもよい。図６は、干渉情報の一例を示す図である。図６に示すように、干渉情報は、干渉が発生する組合せを識別する組合せＩＤと、当該組合せに対応する指向性ビームによって通信を行う通信装置の名称と、無線通信端末３の名称と、当該指向性ビームのビームＩＤとを関連付けて記憶する。そして、通信制御部１４３は、干渉情報を参照して、特定された指向性ビームの組合せが干渉する組合せであるか否かを判定するようにしてもよい。

Ｓ３６において、通信制御部１４３は、特定された複数の指向性ビームのうち、少なくとも一の組合せが、干渉が発生する組合せである場合、当該組合せに対応する複数の通信装置２に、データを異なるタイミングで送信する。具体的には、通信制御部１４３は、特定された指向性ビームの組合せが、干渉が発生する組合せである場合、それぞれのデータを送信するパケットを解析し、同時に通信が行われる時間を算出する。より具体的には、通信制御部１４３は、それぞれのデータについて、Ａ−ＭＰＤＵ（Aggregation MAC Protocol Data Unit）のサイズを、指向性ビームの送信速度で除算したり、過去に同じサイズのデータを送信したときのタイムスタンプと、当該データに対応するブロックＡＣＫを受信したときのタイムスタンプとの差分に基づいて、送信にかかる時間を算出したりする。そして、通信制御部１４３は、それぞれのデータの送信にかかる時間の差分を算出することにより、同時に通信が行われる時間を算出する。

そして、通信制御部１４３は、干渉が発生する組合せに対応する一の指向性ビームを送信する第１の通信装置２（例えば、通信装置２Ａ）に送信するデータを一時記憶部１３に設けられているバッファ（例えば、第１バッファ１３Ａ）に記憶させる。通信制御部１４３は、所定時間（同時に通信が行われる時間）だけ待機した後に当該バッファから当該データを取得して、第１の通信装置２に送信する。また、通信制御部１４３は、当該組合せに対応する他の指向性ビームを送信する第２の通信装置２（例えば、通信装置２Ｂ）に送信するデータを、一時記憶部１３に記憶させずに、当該第２の通信装置２に直接送信する。
複数の通信装置２は、通信制御部１４３による制御に基づいて指向性ビームを送信する送信部として機能する。複数の通信装置２は、通信制御装置１からデータを受信したことに応じて、指向性ビームを用いて、当該データを無線通信端末３に送信する。

ここで、通信制御部１４３は、特定された指向性ビームの組合せが、干渉が発生する組合せに該当するとき、所定の基準に基づいて、データの送信順を決定し、当該送信順に基づいて当該データを送信するようにしてもよい。

例えば、記憶部１２に、データの種類と、当該データの優先度とを関連付けた優先度情報を記憶させておいてもよい。そして、通信制御部１４３が、特定された指向性ビームの組合せが、干渉が発生する組合せである場合、当該組合せに対応する複数の通信装置２に、データの種類に対応する優先度に基づいて送信するようにしてもよい。例えば、動画等の遅延に対する許容度が低いデータの種類の優先度を大きく設定し、テキストデータ等の遅延に対する許容度が高いデータの種類の優先度を小さく設定しておいてもよい。このようにすることで、通信制御装置１は、遅延に対する許容度が低いデータを優先的に送信することができる。

また、記憶部１２に、指向性ビームのビームＩＤと、当該指向性ビームの優先度とを関連付けた優先度情報を記憶させておいてもよい。そして、通信制御部１４３が、特定された指向性ビームの組合せが、干渉が発生する組合せに該当するとき、当該組合せに対応する複数の通信装置２に、通信装置２が通信に用いる指向性ビームに対応する優先度に基づいて送信するようにしてもよい。例えば、ＱｏＳ（Quality of Service）や、受信信号強度（RSSI：Received Signal Strength Indication）の高い順に優先度が大きくなるように設定しておいてもよい。このようにすることで、通信制御装置１は、ＱｏＳや受信信号強度が小さい無線通信端末３との通信による通信遅延が他の通信に影響しないようにすることができる。

Ｓ３７において、通信制御部１４３は、データを送信するタイミングを調整せずにデータを送信する。具体的には、通信制御部１４３は、Ｓ３４に示す判定において、一の指向性ビームのみ特定された場合、当該指向性ビームを用いたデータの送信タイミングを調整せずに、当該データを送信する。

また、通信制御部１４３は、Ｓ３５に示す判定において、複数の組合せに含まれる一の組合せが、干渉する組合せであると判定されなかった場合、当該組合せに対応する指向性ビームを送信する複数の通信装置２に、送信するタイミングを調整せずにデータを送信する。このように、通信制御装置１は、データが一の指向性ビームによって単独で送信される場合や、複数の指向性ビームの組合せが、干渉が発生しない組合せである場合に、データの送信タイミングを調整しないので、通信装置２は、効率的に通信を行うようにすることができる。

［第１実施形態における効果］
以上説明したように、第１実施形態に係る通信システムＳにおいて、通信制御装置１は、複数の通信装置２のそれぞれが無線通信端末３との通信に用いる指向性ビームを特定し、干渉が発生する指向性ビームの組合せと、複数の通信装置２のそれぞれの無線通信端末３との通信状況とに基づいて、複数の通信装置２における、特定された指向性ビームを用いた通信のタイミングを制御する。このようにすることで、通信制御装置１は、それぞれの指向性ビームが干渉することを抑制するとともに、通信装置２が効率的に通信を行うように通信装置２を制御することができる。また、それぞれの通信装置２が効率よく通信を行うことができるので、少ない台数の通信装置２によって、多くの無線通信端末３との通信を行うことができる。

＜第２実施形態＞
［受信したデータを一時記憶するバッファを設ける］
続いて、第２実施形態に係る通信システムＳについて説明する。第２実施形態に係る通信システムＳにおいて、通信制御装置１は、受信したデータを一時記憶するバッファを備える点で第１実施形態と異なり、その他の点では同じである。以下、第１実施形態と異なる部分について説明を行う。第１実施形態と同じ部分については適宜説明を省略する。

図７は、第２実施形態に係る通信制御装置１の構成を示す図である。図７に示すように、制御部１４のスケジューラは、記憶制御部１４４をさらに備える。また、一時記憶部１３は、受信したデータを一時的に記憶する共通バッファ１３Ｃをさらに備える。共通バッファ１３Ｃは、例えば、キューであり、先に格納されたデータが先に抽出される。ここで、キューにおける格納領域を、最古のデータが格納されている格納領域から順にＢＵＦ（０）、ＢＵＦ（１）、…、ＢＵＦ（Ｎ）と呼ぶこととする。

記憶制御部１４４は、通信部１１が、外部装置４又は内部装置５から、無線通信端末３を宛先とするデータを受信すると、当該データを一時記憶部１３の共通バッファ１３Ｃに記憶させる。ここで、データの種類と、当該データの優先度とを関連付けた優先度情報を記憶部１２に記憶しておいてもよい。そして、記憶制御部１４４が、複数のデータを同時に受信した場合に、優先度情報に基づいて、これらのデータの優先度を特定し、当該優先度に基づいて、これらのデータを共通バッファ１３Ｃに記憶させる順番を決定するようにしてもよい。

特定部１４２は、共通バッファ１３Ｃに記憶されているデータの送信先の無線通信端末３との通信に用いる指向性ビームを特定する。具体的には、特定部１４２は、共通バッファ１３Ｃに記憶されているデータのうち、最古のデータの通信に用いられる指向性ビームと、当該データの次に古いデータの通信に用いられる指向性ビームとを特定する。

通信制御部１４３は、特定部１４２が特定した指向性ビームの組合せが、干渉が発生する組合せであるか否かを判定する。通信制御部１４３は、干渉が発生する組合せであると判定すると、最古のデータを共通バッファ１３Ｃから抽出し、当該データの通信に用いられる指向性ビームを送信する通信装置２に、当該データを送信する。また、通信制御部１４３は、ＢＵＦ（１）に格納されているデータを、当該データを無線通信端末３に送信する通信装置２に対応するバッファ（第１バッファ１３Ａ又は第２バッファ１３Ｂ）に記憶させる。これにより、ＢＵＦ（１）に格納されていたデータの送信が待機され、干渉が発生する組合せに対応する指向性ビームから、同時にデータが送信されることが抑制される。

また、通信制御部１４３は、干渉が発生しない組合せであると判定すると、最古のデータ及び当該データの次に古いデータを共通バッファ１３Ｃから抽出し、それぞれのデータを、通信装置２に送信する。
通信制御部１４３は、ＢＵＦ（０）及びＢＵＦ（１）に格納されているデータを抽出すると、ＢＵＦ（Ｎ）（ただし、Ｎ＞１）に格納されているデータをＢＵＦ（Ｎ−２）に格納する。

［第２実施形態における効果］
以上説明したように、第２実施形態に係る通信システムＳにおいて、通信制御装置１は、受信したデータを共通バッファ１３Ｃに一時的に記憶させ、共通バッファ１３Ｃに記憶されているデータに基づいて指向性ビームを特定する。例えば、共通バッファ１３Ｃの容量を大きくすることにより、通信制御装置１は、データを大量に受信した場合でも、これらのデータをロストさせずに処理を継続することができる。

なお、第２実施形態において、通信制御部１４３は、最古データと、その次に古いデータとの２つのデータに対応する指向性ビームの組合せが、干渉が発生する組合せであるか否かを判定したが、これに限らない。通信制御部１４３は、最古データから順番に所定数（例えば４つ）のデータに対応する指向性ビームの複数の組合せが、干渉が発生する組合せであるか否かを判定してもよい。

また、第２実施形態において、通信制御部１４３は、第１バッファ１３Ａと、第２バッファ１３Ｂと、共通バッファ１３Ｃとを備えることとしたが、これに限らない。例えば、共通バッファ１３Ｃのみを備えるようにしてもよい。この場合において、通信制御部１４３は、特定部１４２が特定した指向性ビームの組合せが、干渉が発生する組合せであると判定すると、最古のデータを共通バッファ１３Ｃから抽出し、当該データの通信に用いられる指向性ビームを送信する通信装置２に、当該データを送信してもよい。そして、通信制御部１４３は、ＢＵＦ（１）に格納されているデータを抽出しないようにしてもよい。そして、通信制御部１４３は、ＢＵＦ（２）に格納されているデータをＢＵＦ（０）に格納するとともに、ＢＵＦ（Ｎ）（ただし、Ｎ＞２）に格納されているデータをＢＵＦ（Ｎ−１）に格納するようにしてもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。例えば、上述の実施形態では、通信装置２及び無線通信端末３がそれぞれ２つ設けられていることとしたが、これに限らず、通信装置２及び無線通信端末３は、３つ以上設けられていてもよい。また、特に、装置の分散・統合の具体的な実施形態は以上に図示するものに限られず、その全部又は一部について、種々の付加等に応じて、又は、機能負荷に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

１・・・通信制御装置、１１・・・通信部、１２・・・記憶部、１３・・・一時記憶部、１４・・・制御部、１４１・・・学習部、１４２・・・特定部、１４３・・・通信制御部、１４４・・・記憶制御部、２・・・通信装置、３・・・無線通信端末、４・・・外部装置、５・・・内部装置、Ｓ・・・通信システム

Claims (7)

1. 指向性を有するビームを複数の方向に送信可能な複数の通信装置における通信を制御する通信制御装置であって、
   干渉が発生する前記ビームの組合せを示す組合せ情報を記憶する記憶部と、
   前記複数の通信装置の通信先である無線通信端末を宛先とするデータを一時的に記憶する共通一時記憶部と、
   前記データを受信すると、当該データを前記共通一時記憶部に記憶させる記憶制御部と、
   前記共通一時記憶部に記憶されているデータのうち、最も早く記憶された第１データを送信する第１の通信装置が前記無線通信端末との通信に用いる前記ビームと、当該第１データの次に記憶された第２データを送信する第２の通信装置が前記無線通信端末との通信に用いる前記ビームとを特定する特定部と、
   前記記憶部を参照して、特定された２つのビームの組合せが、干渉が発生する組合せであると判定すると、前記第１データを前記共通一時記憶部から抽出して一時的に待機させずに前記第１の通信装置に送信し、前記第２データを前記共通一時記憶部から抽出して一時的に待機させた後に前記第２の通信装置に送信することにより、特定された前記ビームを用いた通信のタイミングを制御する通信制御部と、
   を備える通信制御装置。
2. 前記通信制御部は、特定されたビームの組合せが、干渉が発生する組合せである場合、当該組合せに対応する前記第１の通信装置に送信するデータを前記共通一時記憶部から抽出し、前記第１の通信装置に対応する第１の一時記憶部に記憶させずに当該第１の通信装置に送信し、当該組合せに対応する前記第２の通信装置に送信するデータを前記共通一時記憶部から抽出し、前記第２の通信装置に対応する第２の一時記憶部に記憶させ、所定時間待機した後に前記第２の通信装置に送信する、
   請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記通信制御部は、特定されたビームの組合せが、干渉が発生しない組合せである場合、当該組合せに対応する複数の通信装置に、送信するタイミングを調整せずに前記データを送信する、
   請求項１又は２に記載の通信制御装置。
4. 前記記憶部は、前記データの種類と、当該データの優先度とを関連付けた優先度情報を記憶し、
   前記通信制御部は、特定されたビームの組合せが、干渉が発生する組合せである場合、当該組合せに対応する複数の通信装置に、前記データの種類に対応する前記優先度に基づいて前記データを送信する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の通信制御装置。
5. 前記記憶部は、前記ビームの識別情報と、当該ビームの優先度とを関連付けた優先度情報を記憶し、
   前記通信制御部は、特定されたビームの組合せが、干渉が発生する組合せである場合、当該組合せに対応する複数の通信装置に、当該通信装置が通信に用いるビームに対応する前記優先度に基づいて前記データを送信する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の通信制御装置。
6. 指向性を有するビームを複数の方向に送信可能な複数の通信装置と、前記通信装置における通信を制御する通信制御装置とを備える通信システムであって、
   前記通信制御装置は、
   干渉が発生する前記ビームの組合せを示す組合せ情報を記憶する記憶部と、
   前記複数の通信装置の通信先である無線通信端末を宛先とするデータを一時的に記憶する一時記憶部と、
   前記データを受信すると、当該データを前記一時記憶部に記憶させる記憶制御部と、
   前記一時記憶部に記憶されているデータのうち、最も早く記憶された第１データを送信する第１の通信装置が前記無線通信端末との通信に用いる前記ビームと、当該第１データの次に記憶された第２データを送信する第２の通信装置が前記無線通信端末との通信に用いる前記ビームとを特定する特定部と、
   前記記憶部を参照して、特定された２つのビームの組合せが、干渉が発生する組合せであると判定すると、前記第１データを前記一時記憶部から抽出して一時的に待機させずに前記第１の通信装置に送信し、前記第２データを前記一時記憶部から抽出して一時的に待機させた後に前記第２の通信装置に送信することにより、特定された前記ビームを用いた通信のタイミングを制御する通信制御部とを有し、
   複数の前記通信装置のそれぞれは、前記通信制御部による制御に基づいて前記ビームを送信する送信部を有する、
   通信システム。
7. 指向性を有するビームを複数の方向に送信可能な複数の通信装置における通信を制御するコンピュータに実行させる、
   前記複数の通信装置の通信先である無線通信端末を宛先とするデータを、一時記憶部に一時的に記憶させるステップと、
   前記一時記憶部に記憶されているデータのうち、最も早く記憶された第１データを送信する第１の通信装置が前記無線通信端末との通信に用いる前記ビームと、当該第１データの次に記憶された第２データを送信する第２の通信装置が前記無線通信端末との通信に用いる前記ビームとを特定するステップと、
   予め記憶部に記憶されている、干渉が発生するビームの組合せを示す組合せ情報を参照して、特定された２つのビームの組合せが、干渉が発生する組合せであると判定すると、前記第１データを前記一時記憶部から抽出して一時的に待機させずに前記第１の通信装置に送信し、前記第２データを前記一時記憶部から抽出して一時的に待機させた後に前記第２の通信装置に送信することにより、特定された前記ビームを用いた通信のタイミングを制御するステップと、
   を備える通信制御方法。
   

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