JPH1168759A - ワイヤレスｌａｎおよびシステム内送受信装置 - Google Patents
ワイヤレスｌａｎおよびシステム内送受信装置Info
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- JPH1168759A JPH1168759A JP21747297A JP21747297A JPH1168759A JP H1168759 A JPH1168759 A JP H1168759A JP 21747297 A JP21747297 A JP 21747297A JP 21747297 A JP21747297 A JP 21747297A JP H1168759 A JPH1168759 A JP H1168759A
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- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
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- H04B17/318—Received signal strength
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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- H04W76/10—Connection setup
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W84/00—Network topologies
- H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
- H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
- H04W84/06—Airborne or Satellite Networks
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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- H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
- H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 主としてミリ波帯の電磁波を使用するワイヤ
レスＬＡＮシステムにおいて、子局側で受信アンテナの
物理的位置を調整することなく、親局との間で最良の通
信状況を実現する。 【解決手段】 子局側に親局からの電波受信に際して指
向特性を動的に変化できるアンテナ手段１と、通信開始
前に親局側に制御フレームを送信する手段２と、手段１
の指向特性を変化させ、親局からの搬送波の受信電界強
度が最大となる指向特性を検索する手段３とを備え、親
局側に制御フレームの受信に対応して搬送波の送信を開
始する手段５とを備えるように構成する。
レスＬＡＮシステムにおいて、子局側で受信アンテナの
物理的位置を調整することなく、親局との間で最良の通
信状況を実現する。 【解決手段】 子局側に親局からの電波受信に際して指
向特性を動的に変化できるアンテナ手段１と、通信開始
前に親局側に制御フレームを送信する手段２と、手段１
の指向特性を変化させ、親局からの搬送波の受信電界強
度が最大となる指向特性を検索する手段３とを備え、親
局側に制御フレームの受信に対応して搬送波の送信を開
始する手段５とを備えるように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はローカルエリアネッ
トワーク（ＬＡＮ）に係り、更に詳しくは主としてミリ
波帯の電磁波を使用したワイヤレスＬＡＮシステムにお
いて、ワイヤレスＬＡＮ子局側で受信アンテナの物理的
な位置を調整することなく、親局との間で最良の通信状
況を実現するための通信品質最適化方式に関する。
トワーク（ＬＡＮ）に係り、更に詳しくは主としてミリ
波帯の電磁波を使用したワイヤレスＬＡＮシステムにお
いて、ワイヤレスＬＡＮ子局側で受信アンテナの物理的
な位置を調整することなく、親局との間で最良の通信状
況を実現するための通信品質最適化方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＡＮは益々普及し、ＬＡＮ上で
取り扱われるデータも増加している。さらに、パーソナ
ルコンピュータを始めとして、データ端末の通信機能の
充実、小型化が進み、また移動環境での使用に対する要
求が高まっており、ワイヤレスＬＡＮシステムが注目さ
れている。
取り扱われるデータも増加している。さらに、パーソナ
ルコンピュータを始めとして、データ端末の通信機能の
充実、小型化が進み、また移動環境での使用に対する要
求が高まっており、ワイヤレスＬＡＮシステムが注目さ
れている。
【０００３】これまでワイヤレスＬＡＮシステムは、Ｉ
ＳＭ帯という約１〜３ＧＨｚの電波帯域がワイヤレスＬ
ＡＮ用に使用されていた。しかし、この帯域は工業用あ
るいは電子レンジ用などに使用され、ノイズが多いこと
からスペクトラム拡散方式等を使用してノイズの影響を
抑えなくてはならず、システムが複雑になってしまうこ
とや、この電波帯域では高速伝送に必要な帯域が十分に
確保できないという欠点があった。
ＳＭ帯という約１〜３ＧＨｚの電波帯域がワイヤレスＬ
ＡＮ用に使用されていた。しかし、この帯域は工業用あ
るいは電子レンジ用などに使用され、ノイズが多いこと
からスペクトラム拡散方式等を使用してノイズの影響を
抑えなくてはならず、システムが複雑になってしまうこ
とや、この電波帯域では高速伝送に必要な帯域が十分に
確保できないという欠点があった。
【０００４】そこで、未利用帯域でもある50〜70ＧＨｚ
のミリ波帯域が、データ通信用に注目されるようにな
り、さらにこの帯域はデータ通信用に使用が認可されよ
うとしている。
のミリ波帯域が、データ通信用に注目されるようにな
り、さらにこの帯域はデータ通信用に使用が認可されよ
うとしている。
【０００５】この帯域の電磁波の特徴として、直進性が
強いこと、酸素やガラス等に比較的吸収されやすいこと
があり、たとえばオフィス環境での使用では、外部に電
磁波が漏れる可能性が少なく、セキュリティの面で有効
である。さらに未利用帯域のために、ＩＳＭ帯を使用す
る場合と異なり、スペクトラム拡散方式等を使用する必
要がなく、その分システムを簡単にでき、また高速伝送
に必要な帯域が十分に確保でき、有線ＬＡＮで 100Ｍbp
s 以上の高速化が進みつつある現在、非常に有望な帯域
である。
強いこと、酸素やガラス等に比較的吸収されやすいこと
があり、たとえばオフィス環境での使用では、外部に電
磁波が漏れる可能性が少なく、セキュリティの面で有効
である。さらに未利用帯域のために、ＩＳＭ帯を使用す
る場合と異なり、スペクトラム拡散方式等を使用する必
要がなく、その分システムを簡単にでき、また高速伝送
に必要な帯域が十分に確保でき、有線ＬＡＮで 100Ｍbp
s 以上の高速化が進みつつある現在、非常に有望な帯域
である。
【０００６】しかし、ミリ波ワイヤレスＬＡＮシステム
では、親局アンテナは通信可能範囲を広げるため通常比
較的ブロードな放射指向特性を持つが、子局アンテナ
は、ミリ波の強い直線性、酸素に吸収されやすいという
特性、子局間干渉、あるいはマルチパスの影響があるた
め、良好な通信環境を得るためには放射指向特性をブロ
ードにせずに鋭い指向性とし、正確に親局アンテナ方向
に向けておかなければならなかった。さらにこれらの影
響を避けるためのダイバシティ方式やスペクトラム拡散
方式の採用は、ミリ波帯域では実現が難しく、仮に採用
してもシステムが複雑になってしまう。
では、親局アンテナは通信可能範囲を広げるため通常比
較的ブロードな放射指向特性を持つが、子局アンテナ
は、ミリ波の強い直線性、酸素に吸収されやすいという
特性、子局間干渉、あるいはマルチパスの影響があるた
め、良好な通信環境を得るためには放射指向特性をブロ
ードにせずに鋭い指向性とし、正確に親局アンテナ方向
に向けておかなければならなかった。さらにこれらの影
響を避けるためのダイバシティ方式やスペクトラム拡散
方式の採用は、ミリ波帯域では実現が難しく、仮に採用
してもシステムが複雑になってしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ミリ波帯域の電磁波を
使用するワイヤレスＬＡＮシステムにおいては、以下の
ような問題点がある。第１の問題点は、子局のアンテナ
の位置や方向の微妙な変動によって、急激に通信状況が
悪化するということである。すなわち、前述のように、
ミリ波帯域においては親局アンテナは通信範囲を広げる
ためにブロードな放射特性を持つ必要がある。これに対
して直進性が強く、酸素に吸収されやすいという特性を
持つミリ波の帯域では、マルチパスの影響などのため
に、子局アンテナの放射特性をブロードにすることはで
きず、子局アンテナの放射指向特性を鋭くすると共に、
その方向は親局の方向を正確に向いていなければ良好な
通信状態を得ることができない。すなわち良好な通信状
況を維持するために、子局アンテナの放射パターンを極
めて鋭くし、かつその方向を親局アンテナ方向に常に正
確に向けておかなければならないという問題点があっ
た。
使用するワイヤレスＬＡＮシステムにおいては、以下の
ような問題点がある。第１の問題点は、子局のアンテナ
の位置や方向の微妙な変動によって、急激に通信状況が
悪化するということである。すなわち、前述のように、
ミリ波帯域においては親局アンテナは通信範囲を広げる
ためにブロードな放射特性を持つ必要がある。これに対
して直進性が強く、酸素に吸収されやすいという特性を
持つミリ波の帯域では、マルチパスの影響などのため
に、子局アンテナの放射特性をブロードにすることはで
きず、子局アンテナの放射指向特性を鋭くすると共に、
その方向は親局の方向を正確に向いていなければ良好な
通信状態を得ることができない。すなわち良好な通信状
況を維持するために、子局アンテナの放射パターンを極
めて鋭くし、かつその方向を親局アンテナ方向に常に正
確に向けておかなければならないという問題点があっ
た。
【０００８】第２の問題点は、マルチパスや子局間の干
渉を避ける方法としてダイバシティ方式のアンテナを用
いること、あるいはスペクトラム拡散方式を導入するこ
とが考えられるが、これらの実現はミリ波帯では難し
く、システムが複雑になってしまうということである。
渉を避ける方法としてダイバシティ方式のアンテナを用
いること、あるいはスペクトラム拡散方式を導入するこ
とが考えられるが、これらの実現はミリ波帯では難し
く、システムが複雑になってしまうということである。
【０００９】本発明の課題は、上述の問題点に鑑み、子
局アンテナとしてその指向特性を動的に変化することが
できるアクティブ・フェーズド・プレーナアレイ・アン
テナを採用し、親局側から搬送波のみの送信を受けて、
その受信電界強度が最大となるようなアンテナ指向特性
を検索することにより、ワイヤレスＬＡＮにおける通信
品質を最適化することである。
局アンテナとしてその指向特性を動的に変化することが
できるアクティブ・フェーズド・プレーナアレイ・アン
テナを採用し、親局側から搬送波のみの送信を受けて、
その受信電界強度が最大となるようなアンテナ指向特性
を検索することにより、ワイヤレスＬＡＮにおける通信
品質を最適化することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
ブロック図である。同図はバックボーンＬＡＮに接続さ
れ、配下の子局相互間の通信をサポートするワイヤレス
ＬＡＮ親局と、ワイヤレスＬＡＮ子局とから構成される
ワイヤレスＬＡＮシステムの原理構成ブロック図であ
る。なお、親局と子局とは、それぞれ相手側との通信と
しての送信と受信が可能な送受信装置である。
ブロック図である。同図はバックボーンＬＡＮに接続さ
れ、配下の子局相互間の通信をサポートするワイヤレス
ＬＡＮ親局と、ワイヤレスＬＡＮ子局とから構成される
ワイヤレスＬＡＮシステムの原理構成ブロック図であ
る。なお、親局と子局とは、それぞれ相手側との通信と
しての送信と受信が可能な送受信装置である。
【００１１】図１においてアンテナ手段１、制御フレー
ム送信手段２、およびアンテナ指向特性制御手段３は子
局４側に備えられ、また搬送波送信手段５は親局６側に
備えられる。
ム送信手段２、およびアンテナ指向特性制御手段３は子
局４側に備えられ、また搬送波送信手段５は親局６側に
備えられる。
【００１２】アンテナ手段１は、親局からの電波の受信
に際してその指向特性を動的に変化することができるも
のである。制御フレーム送信手段２は、親局または他の
子局との間での通信の開始に先立って、あるいは通信開
始後に通信状況が悪化したときに、親局側に制御フレー
ムを送信するものである。
に際してその指向特性を動的に変化することができるも
のである。制御フレーム送信手段２は、親局または他の
子局との間での通信の開始に先立って、あるいは通信開
始後に通信状況が悪化したときに、親局側に制御フレー
ムを送信するものである。
【００１３】アンテナ指向特性制御手段３はアンテナ手
段１、例えばアクティブ・フェーズド・プレーナアレイ
・アンテナの指向特性を変化させ、制御フレームに対応
して親局側から送信される搬送波の受信電界強度が最大
となるような指向特性を検索するものである。
段１、例えばアクティブ・フェーズド・プレーナアレイ
・アンテナの指向特性を変化させ、制御フレームに対応
して親局側から送信される搬送波の受信電界強度が最大
となるような指向特性を検索するものである。
【００１４】搬送波送信手段５は、子局側からの制御フ
レームの受信に対応して、搬送波の送信を開始するもの
である。通常、ＬＡＮのデータは、バースト的に、ある
時点に集中して通信される特性を持っており、一般に通
信すべきデータがない時点ではＬＡＮシステムの親局側
ではデータフレームは勿論、搬送波の送信も行っていな
い。そのため本発明においては、子局側の制御フレーム
送信手段２によって制御フレームが親局側に送信され、
親局６ではその制御フレームの受信に対応して、搬送波
送信手段５によって搬送波のみの送信を開始し、この搬
送波が送信されている間に子局４側で、アンテナ指向特
性制御手段３によってその搬送波の受信電界強度が最大
となるようにアンテナ手段１の指向特性が検索される。
レームの受信に対応して、搬送波の送信を開始するもの
である。通常、ＬＡＮのデータは、バースト的に、ある
時点に集中して通信される特性を持っており、一般に通
信すべきデータがない時点ではＬＡＮシステムの親局側
ではデータフレームは勿論、搬送波の送信も行っていな
い。そのため本発明においては、子局側の制御フレーム
送信手段２によって制御フレームが親局側に送信され、
親局６ではその制御フレームの受信に対応して、搬送波
送信手段５によって搬送波のみの送信を開始し、この搬
送波が送信されている間に子局４側で、アンテナ指向特
性制御手段３によってその搬送波の受信電界強度が最大
となるようにアンテナ手段１の指向特性が検索される。
【００１５】本発明においては、制御フレーム送信手段
２が制御フレームを送信するにあたり、アンテナ手段１
を構成するアクティブ・フェーズド・プレーナアレイ・
アンテナのアレイとしての複数の素子のうち、１つの素
子のみを使用して制御フレームを送信し、これによって
子局側のアンテナ手段１の指向特性をブロードにするこ
ともできる。またこの場合、この１つの素子のみに対す
る給電電力を増加させることによって、制御フレームの
送信電力を全ての素子を使用する場合に比べて低下させ
ることなく、制御フレームを親局側に確実に送ることが
できる。
２が制御フレームを送信するにあたり、アンテナ手段１
を構成するアクティブ・フェーズド・プレーナアレイ・
アンテナのアレイとしての複数の素子のうち、１つの素
子のみを使用して制御フレームを送信し、これによって
子局側のアンテナ手段１の指向特性をブロードにするこ
ともできる。またこの場合、この１つの素子のみに対す
る給電電力を増加させることによって、制御フレームの
送信電力を全ての素子を使用する場合に比べて低下させ
ることなく、制御フレームを親局側に確実に送ることが
できる。
【００１６】更に本発明においては、子局側から送信さ
れる搬送波の受信電界強度が最大となるような指向特性
が検索され、アンテナ手段１の指向特性がその方向に固
定された後に、親局との間の通信としてのデータフレー
ム送受信が開始されるが、その後にも必要に応じて再度
アンテナ指向特性の検索が行われる。
れる搬送波の受信電界強度が最大となるような指向特性
が検索され、アンテナ手段１の指向特性がその方向に固
定された後に、親局との間の通信としてのデータフレー
ム送受信が開始されるが、その後にも必要に応じて再度
アンテナ指向特性の検索が行われる。
【００１７】例えば親局から受信したデータフレームの
エラー、例えばフレームチェックシーケンスエラーが検
出され、検出されたエラーフレームの数があらかじめ定
められた値を越えた時には、制御フレーム送信手段２が
制御フレームを送信し、搬送波送信手段５が搬送波の送
信を開始し、アンテナ指向特性制御手段３が指向特性の
検索を行うことにより、ワイヤレスＬＡＮにおける通信
品質が再び最適化される。
エラー、例えばフレームチェックシーケンスエラーが検
出され、検出されたエラーフレームの数があらかじめ定
められた値を越えた時には、制御フレーム送信手段２が
制御フレームを送信し、搬送波送信手段５が搬送波の送
信を開始し、アンテナ指向特性制御手段３が指向特性の
検索を行うことにより、ワイヤレスＬＡＮにおける通信
品質が再び最適化される。
【００１８】以上のように、本発明によればアクティブ
・フェーズド・プレーナアレイ・アンテナを採用するこ
とによって、子局側でのアンテナの物理的な位置を調整
することなく、親局との間で最良の通信状況を実現する
ことができる。
・フェーズド・プレーナアレイ・アンテナを採用するこ
とによって、子局側でのアンテナの物理的な位置を調整
することなく、親局との間で最良の通信状況を実現する
ことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図２は本発明の通信品質最適化方
式が実現されるワイヤレスＬＡＮシステムの基本構成図
である。
式が実現されるワイヤレスＬＡＮシステムの基本構成図
である。
【００２０】図２においてワイヤレスＬＡＮシステム
は、例えば有線方式のバックボーンＬＡＮ１１に接続さ
れたワイヤレスＬＡＮ親局１２と、それぞれデータ端末
１４に接続された複数のワイヤレスＬＡＮ子局１５から
構成されている。ワイヤレスＬＡＮ親局１２のアンテナ
はブロードな放射指向特性１３を持っているのに対し
て、ワイヤレスＬＡＮ子局１５の子局アンテナ１６は鋭
い放射指向特性１７を持っている。
は、例えば有線方式のバックボーンＬＡＮ１１に接続さ
れたワイヤレスＬＡＮ親局１２と、それぞれデータ端末
１４に接続された複数のワイヤレスＬＡＮ子局１５から
構成されている。ワイヤレスＬＡＮ親局１２のアンテナ
はブロードな放射指向特性１３を持っているのに対し
て、ワイヤレスＬＡＮ子局１５の子局アンテナ１６は鋭
い放射指向特性１７を持っている。
【００２１】一般にＬＡＮシステムではデータはバース
ト的に送信されることが多いため、送信すべきデータが
ない場合には、例えばワイヤレスＬＡＮ親局１２は搬送
波の送信は行っていない。そのため本実施例において、
子局１５はその起動時、接続されているパソコンなどの
データ端末１４の起動時、あるいはデータ端末１４の通
信開始時に、通常のＬＡＮデータフレームとは異なる制
御フレームを親局１２に送信し、親局１２はそれを受信
して搬送波のみの送信を開始する。子局１５はその指向
特性を動的に変化させることができるアクティブ・フェ
ーズド・プレーナアレイ・アンテナ１５によって、親局
から送信される搬送波を最大強度で受信できる方向を検
索し、検索された方向にアンテナの放射ビームの方向、
すなわち放射指向特性を合わせることによって良質の通
信品質を確保する。
ト的に送信されることが多いため、送信すべきデータが
ない場合には、例えばワイヤレスＬＡＮ親局１２は搬送
波の送信は行っていない。そのため本実施例において、
子局１５はその起動時、接続されているパソコンなどの
データ端末１４の起動時、あるいはデータ端末１４の通
信開始時に、通常のＬＡＮデータフレームとは異なる制
御フレームを親局１２に送信し、親局１２はそれを受信
して搬送波のみの送信を開始する。子局１５はその指向
特性を動的に変化させることができるアクティブ・フェ
ーズド・プレーナアレイ・アンテナ１５によって、親局
から送信される搬送波を最大強度で受信できる方向を検
索し、検索された方向にアンテナの放射ビームの方向、
すなわち放射指向特性を合わせることによって良質の通
信品質を確保する。
【００２２】図２において、ワイヤレスＬＡＮ子局１５
の形式としてはＰＣカード型、端末内蔵型、別筐体型な
ど、各種の形式のものが使用される。また子局１５とア
ンテナ１６とは一体型のものや、アンテナ１６が子局１
５と信号線で接続されている型のものなどがあり、特に
子局１５とアンテナ１６の構成、および形状は限定され
ない。更にアンテナ１６としては、送信と受信を１つの
アンテナで行うものでも、また送受信を別々のアンテナ
で行うものでもよい。本実施例では送信アンテナと受信
アンテナが別のものとして説明する。
の形式としてはＰＣカード型、端末内蔵型、別筐体型な
ど、各種の形式のものが使用される。また子局１５とア
ンテナ１６とは一体型のものや、アンテナ１６が子局１
５と信号線で接続されている型のものなどがあり、特に
子局１５とアンテナ１６の構成、および形状は限定され
ない。更にアンテナ１６としては、送信と受信を１つの
アンテナで行うものでも、また送受信を別々のアンテナ
で行うものでもよい。本実施例では送信アンテナと受信
アンテナが別のものとして説明する。
【００２３】図３は図２の子局アンテナ１６の例として
のアクティブ・フェーズド・プレーナアレイ・アンテナ
の説明図である。同図においてアクティブ・フェーズド
・プレーナアレイ・アンテナ２１は複数のパッチ素子、
ここでは９つのパッチ素子２２から構成されている。各
パッチ素子に対応してｘ位相器２３、およびｙ位相器２
４が備えられている。ｘ位相器２３は、ｘｚ平面内での
指向特性を変化させるためにパッチ素子のｙ軸に平行な
辺への給電位相を変化させるものであり、ｙ位相器２４
はｘ軸に平行な辺への給電位相を変化させるためのもの
である。また各ｘ位相器２３に対してはｘ位相器の励振
の制御器２５、各ｙ位相器２４に対してはｙ位相器の励
振の制御器２６が接続されている。
のアクティブ・フェーズド・プレーナアレイ・アンテナ
の説明図である。同図においてアクティブ・フェーズド
・プレーナアレイ・アンテナ２１は複数のパッチ素子、
ここでは９つのパッチ素子２２から構成されている。各
パッチ素子に対応してｘ位相器２３、およびｙ位相器２
４が備えられている。ｘ位相器２３は、ｘｚ平面内での
指向特性を変化させるためにパッチ素子のｙ軸に平行な
辺への給電位相を変化させるものであり、ｙ位相器２４
はｘ軸に平行な辺への給電位相を変化させるためのもの
である。また各ｘ位相器２３に対してはｘ位相器の励振
の制御器２５、各ｙ位相器２４に対してはｙ位相器の励
振の制御器２６が接続されている。
【００２４】図３におけるアクティブ・フェーズド・プ
レーナアレイ・アンテナ２１は９つのパッチ素子によっ
てアンテナアレイが構成されているが、特に素子の数は
これには限定されない。更に素子の形は正方形のパッチ
素子としているが、正方形の４つの角のうちで１つの辺
の両端にない２つの角を切り取った形、円形、ダイポー
ル形など、いずれの形式でもよいことは当然である。
レーナアレイ・アンテナ２１は９つのパッチ素子によっ
てアンテナアレイが構成されているが、特に素子の数は
これには限定されない。更に素子の形は正方形のパッチ
素子としているが、正方形の４つの角のうちで１つの辺
の両端にない２つの角を切り取った形、円形、ダイポー
ル形など、いずれの形式でもよいことは当然である。
【００２５】図４はアクティブ・フェーズド・プレーナ
アレイ・アンテナをｙ方向から見た場合の放射指向特性
の変化の説明図である。同図において、各パッチ素子２
１に対するｘ位相器２３の制御によって、アンテナ全体
の放射指向特性の方向はｘｚ平面上で変化することが分
かる。
アレイ・アンテナをｙ方向から見た場合の放射指向特性
の変化の説明図である。同図において、各パッチ素子２
１に対するｘ位相器２３の制御によって、アンテナ全体
の放射指向特性の方向はｘｚ平面上で変化することが分
かる。
【００２６】図５は子局の構成を示すブロック図であ
る。同図において子局３１に対しては、受信アンテナ３
２と送信アンテナ３３が接続されている。子局３１は大
別して無線部３４、制御部３５、ＬＡＮ機能部３６、お
よびタイマ３７から構成されている。
る。同図において子局３１に対しては、受信アンテナ３
２と送信アンテナ３３が接続されている。子局３１は大
別して無線部３４、制御部３５、ＬＡＮ機能部３６、お
よびタイマ３７から構成されている。
【００２７】無線部３４は受信アンテナ３２および送信
アンテナ３３と接続され、変復調器、位相器、位相器制
御器、アンテナ給電回路、バーストスイッチ回路などか
ら構成されている。
アンテナ３３と接続され、変復調器、位相器、位相器制
御器、アンテナ給電回路、バーストスイッチ回路などか
ら構成されている。
【００２８】ＬＡＮ機能部３６はデータ送受信制御機
能、キャリア検出機能、ＦＣＳ（フレームチェックシー
ケンス）エラー検出機能、コリージョン検出機能、プリ
アンブル付加機能、および端末インタフェースなどから
構成されている。
能、キャリア検出機能、ＦＣＳ（フレームチェックシー
ケンス）エラー検出機能、コリージョン検出機能、プリ
アンブル付加機能、および端末インタフェースなどから
構成されている。
【００２９】制御部３５は検索機能制御部４１、アンテ
ナ指向特性制御４２、受信制御部４３、電界強度検出／
記憶部４４、制御フレーム生成部４５、給電電力制御部
４６、送信制御部４７、およびＦＣＳエラーフレーム検
出部／カウンタ４８から構成されている。
ナ指向特性制御４２、受信制御部４３、電界強度検出／
記憶部４４、制御フレーム生成部４５、給電電力制御部
４６、送信制御部４７、およびＦＣＳエラーフレーム検
出部／カウンタ４８から構成されている。
【００３０】図６は図５の検索機能制御部４１の構成、
およびその動作の説明図である。同図において、検索機
能制御部４１には検索状態記憶／指示部５１が備えられ
ており、例えば親局側から折り返された制御フレームに
対して受信制御部４３によってエラーが検出された時、
親局側から受信した搬送波の電界強度が、後述するよう
な条件を満たさないことが電界強度検出／記憶部４４に
よって検出された時、ＦＣＳエラーフレーム検出部／カ
ウンタ４８によって通常のデータフレームに対するエラ
ーが何回も検出された時、またデータ端末起動信号が入
力された時、検索開始を指示する信号を制御フレーム生
成部４５などに送ることになる。
およびその動作の説明図である。同図において、検索機
能制御部４１には検索状態記憶／指示部５１が備えられ
ており、例えば親局側から折り返された制御フレームに
対して受信制御部４３によってエラーが検出された時、
親局側から受信した搬送波の電界強度が、後述するよう
な条件を満たさないことが電界強度検出／記憶部４４に
よって検出された時、ＦＣＳエラーフレーム検出部／カ
ウンタ４８によって通常のデータフレームに対するエラ
ーが何回も検出された時、またデータ端末起動信号が入
力された時、検索開始を指示する信号を制御フレーム生
成部４５などに送ることになる。
【００３１】図７はアンテナ指向特性制御部４２の構成
と、その動作の説明図である。同図においてアンテナ指
向特性制御部４２は指向性指示部５２、および使用素子
指示部５３を備えている。
と、その動作の説明図である。同図においてアンテナ指
向特性制御部４２は指向性指示部５２、および使用素子
指示部５３を備えている。
【００３２】ここでアンテナ指向特性制御部による制御
について更に説明する。前述のようにＬＡＮ子局は、受
信アンテナとしてその放射指向特性を自由に連続的に変
化させることが可能なアクティブ・フェーズド・プレー
ナアレイ・アンテナを使用する。図４で説明したよう
に、各パッチ素子２１に対応する位相器を用いてパッチ
素子２１への給電位相を変化させることによって、ｘｚ
平面上でその放射指向特性の方向を自由に変化させるこ
とができる。同様のことはｙｚ平面内でも行うことがで
き、ｘ位相器２３、およびｙ位相器２４によってそれぞ
れ給電位相を変化させることにより、アンテナ面上の半
球面内で放射指向特性の方向を自由に変化させることが
できる。
について更に説明する。前述のようにＬＡＮ子局は、受
信アンテナとしてその放射指向特性を自由に連続的に変
化させることが可能なアクティブ・フェーズド・プレー
ナアレイ・アンテナを使用する。図４で説明したよう
に、各パッチ素子２１に対応する位相器を用いてパッチ
素子２１への給電位相を変化させることによって、ｘｚ
平面上でその放射指向特性の方向を自由に変化させるこ
とができる。同様のことはｙｚ平面内でも行うことがで
き、ｘ位相器２３、およびｙ位相器２４によってそれぞ
れ給電位相を変化させることにより、アンテナ面上の半
球面内で放射指向特性の方向を自由に変化させることが
できる。
【００３３】ここでアクティブ・フェーズド・プレーナ
アレイ・アンテナについて更に説明すると、このアンテ
ナは複数のアンテナ素子、すなわちパッチ素子が誘電体
基板上に２次元（プレーナ）に配列されたアンテナであ
り、パッチ素子１つずつに対して位相器が備えられ、こ
の位相器によってそれぞれのパッチアンテナの励振の位
相を連続的に変化させ、アンテナの物理的方向を変える
ことなく、電磁波の放射方向、つまり放射指向特性をア
クティブに変化させることができるものであり、例えば
レーダなどに使用される。またパッチ素子を多数並べる
ことにより、鋭い放射指向特性を持つアンテナを構成す
ることができる。逆に１つのパッチ素子だけでは、半値
角90°〜120 °以上のブロードな放射指向特性が得られ
る。
アレイ・アンテナについて更に説明すると、このアンテ
ナは複数のアンテナ素子、すなわちパッチ素子が誘電体
基板上に２次元（プレーナ）に配列されたアンテナであ
り、パッチ素子１つずつに対して位相器が備えられ、こ
の位相器によってそれぞれのパッチアンテナの励振の位
相を連続的に変化させ、アンテナの物理的方向を変える
ことなく、電磁波の放射方向、つまり放射指向特性をア
クティブに変化させることができるものであり、例えば
レーダなどに使用される。またパッチ素子を多数並べる
ことにより、鋭い放射指向特性を持つアンテナを構成す
ることができる。逆に１つのパッチ素子だけでは、半値
角90°〜120 °以上のブロードな放射指向特性が得られ
る。
【００３４】図８は子局アンテナの放射指向特性の検索
方法、すなわち親局方向の検索方法の説明図である。子
局受信アンテナ３２は、図３で説明したように９つのパ
ッチ素子２２が２次元状で配列され、鋭い放射指向特性
を持つものとする。その放射指向特性が親局の方向５４
を向くように検索が行われる。
方法、すなわち親局方向の検索方法の説明図である。子
局受信アンテナ３２は、図３で説明したように９つのパ
ッチ素子２２が２次元状で配列され、鋭い放射指向特性
を持つものとする。その放射指向特性が親局の方向５４
を向くように検索が行われる。
【００３５】まずｘｙ平面上で放射指向特性を移動させ
ることにより、水平面での検索によるθ角の決定５５が
なされる。その後ｚ−α面での検索によるφ角の決定５
６がなされる。これによって子局アンテナの放射指向特
性５７は親局の方向５４を向くことにる。
ることにより、水平面での検索によるθ角の決定５５が
なされる。その後ｚ−α面での検索によるφ角の決定５
６がなされる。これによって子局アンテナの放射指向特
性５７は親局の方向５４を向くことにる。
【００３６】図９はアンテナ方向検索開始に先立って親
局側に制御フレームを送る方法の説明図である。同図に
おいて、子局送信アンテナ３３を構成する複数のパッチ
素子のうちで、例えば中央のパッチ素子５８だけが使用
されて、制御フレームが親局側に送信される。この時パ
ッチ素子が１つだけ用いられることによって、その放射
指向特性５９はブロードなものとなり、制御フレーム６
０は広い方向に向かって送信され、親局がどの方向にあ
っても、親局は制御フレームを受信することが可能にな
る。
局側に制御フレームを送る方法の説明図である。同図に
おいて、子局送信アンテナ３３を構成する複数のパッチ
素子のうちで、例えば中央のパッチ素子５８だけが使用
されて、制御フレームが親局側に送信される。この時パ
ッチ素子が１つだけ用いられることによって、その放射
指向特性５９はブロードなものとなり、制御フレーム６
０は広い方向に向かって送信され、親局がどの方向にあ
っても、親局は制御フレームを受信することが可能にな
る。
【００３７】図７の指向性指示部５２は、アンテナ指向
特性の検索結果としてのθおよびφの値を保持すると共
に、無線部３４に対してその値を通知し、送信アンテナ
３３および受信アンテナ３２の放射指向特性を固定させ
る。すなわち通常のデータ通信時には、送信、受信の両
アンテナが最適なθとφの値によって決まる方向を向
く。また使用素子指示部５３は、検索機能制御部４１か
らの検索開始指示信号に対応して、無線部３４に対して
送信アンテナ３３の１つの素子だけを使用して制御フレ
ームを送る命令を送信する。
特性の検索結果としてのθおよびφの値を保持すると共
に、無線部３４に対してその値を通知し、送信アンテナ
３３および受信アンテナ３２の放射指向特性を固定させ
る。すなわち通常のデータ通信時には、送信、受信の両
アンテナが最適なθとφの値によって決まる方向を向
く。また使用素子指示部５３は、検索機能制御部４１か
らの検索開始指示信号に対応して、無線部３４に対して
送信アンテナ３３の１つの素子だけを使用して制御フレ
ームを送る命令を送信する。
【００３８】図１０は図５の受信制御部４３の構成と、
動作の説明図である。同図において、受信制御部４３は
制御フレームＦＣＳエラーチェック部６４、データスイ
ッチ部６５、およびランダムバックオフタイマ６６を備
えている。
動作の説明図である。同図において、受信制御部４３は
制御フレームＦＣＳエラーチェック部６４、データスイ
ッチ部６５、およびランダムバックオフタイマ６６を備
えている。
【００３９】制御フレームＦＣＳエラーチェック部６４
は、無線部３４からのデータの入力を受けて親局側で折
り返された制御フレームにエラーが検出された時、例え
ば他の子局から送られた通常のデータフレームとコリー
ジョンが発生したとみなして、ランダムバックオフ後に
再度検索を行うことを検索機能制御部４１に指示するも
のである。データスイッチ部６５は、無線部３４からの
データを、アンテナ方向の検索時にはデータとしての制
御フレームを電界強度検出／記憶部４４に、また通常の
データフレームの通信時にはデータをＬＡＮ機能部３６
と電界強度検出／記憶部４４との両方に出力するスイッ
チ機能を実行するものであり、ランダムバックオフタイ
マ６６はコリージョン検出後の制御フレーム再送までの
送信の待ち時間をランダムに決めるためのタイマであ
る。
は、無線部３４からのデータの入力を受けて親局側で折
り返された制御フレームにエラーが検出された時、例え
ば他の子局から送られた通常のデータフレームとコリー
ジョンが発生したとみなして、ランダムバックオフ後に
再度検索を行うことを検索機能制御部４１に指示するも
のである。データスイッチ部６５は、無線部３４からの
データを、アンテナ方向の検索時にはデータとしての制
御フレームを電界強度検出／記憶部４４に、また通常の
データフレームの通信時にはデータをＬＡＮ機能部３６
と電界強度検出／記憶部４４との両方に出力するスイッ
チ機能を実行するものであり、ランダムバックオフタイ
マ６６はコリージョン検出後の制御フレーム再送までの
送信の待ち時間をランダムに決めるためのタイマであ
る。
【００４０】図１１は電界強度検出／記憶部４４の構成
と、その動作の説明図である。同図において電界強度検
出／記憶部４４は、電界強度検出部６８と記憶部６９か
ら構成されている。
と、その動作の説明図である。同図において電界強度検
出／記憶部４４は、電界強度検出部６８と記憶部６９か
ら構成されている。
【００４１】電界強度検出部６８は、アンテナ方向の検
索時には親局から送信される搬送波の電界強度を検出
し、その時の放射指向特性の角度を記憶部６９に通知す
る。角度を変化させても検出された電界強度があらかじ
め設定されたスレッショルド以下である場合には、検索
機能制御部４１に対して検索再実行を指示する。また通
常データ通信時には、通常のデータフレームの受信電界
強度の監視を行い、その値があらかじめ設定されたスレ
ッショルド以下の時には、同様に検索機能制御部４１に
対してアンテナの指向特性の検索再実行を指示する。
索時には親局から送信される搬送波の電界強度を検出
し、その時の放射指向特性の角度を記憶部６９に通知す
る。角度を変化させても検出された電界強度があらかじ
め設定されたスレッショルド以下である場合には、検索
機能制御部４１に対して検索再実行を指示する。また通
常データ通信時には、通常のデータフレームの受信電界
強度の監視を行い、その値があらかじめ設定されたスレ
ッショルド以下の時には、同様に検索機能制御部４１に
対してアンテナの指向特性の検索再実行を指示する。
【００４２】記憶部６９は、電界強度検出部６８からの
出力を受けて検索中の最大受信強度があらかじめ定めら
れた設定最低値、すなわちスレッショルド以上であれば
角度θおよびφの値を記憶し、アンテナ指向特性制御部
４２に通知して、その角度θおよびφの方向にアンテナ
指向特性を固定させる。
出力を受けて検索中の最大受信強度があらかじめ定めら
れた設定最低値、すなわちスレッショルド以上であれば
角度θおよびφの値を記憶し、アンテナ指向特性制御部
４２に通知して、その角度θおよびφの方向にアンテナ
指向特性を固定させる。
【００４３】図１２は制御フレーム生成部４５の構成
と、その動作の説明図である。同図において制御フレー
ム記憶ＲＯＭ７１は、検索機能制御部４１からの検索開
始の指示を受けて、ＲＯＭ内に焼き付けられた制御フレ
ームを送信制御部４７に出力する。
と、その動作の説明図である。同図において制御フレー
ム記憶ＲＯＭ７１は、検索機能制御部４１からの検索開
始の指示を受けて、ＲＯＭ内に焼き付けられた制御フレ
ームを送信制御部４７に出力する。
【００４４】図１３は給電電力制御部４６の構成と、そ
の動作の説明図である。同図において電力強化指示部７
２は、検索機能制御部４１からの検索開始の指示を受け
て、制御フレームの送信のために使用されるアンテナ素
子、すなわちパッチ素子１つのみに対する給電電力を増
大させる指示を無線部３４に送り、制御フレームの送信
後は通常の給電電力に戻すような指示を与える。これは
図９で説明したように、制御フレームの送信時には放射
指向特性をブロードにする目的でパッチ素子１つのみを
用いており、アンテナからの送信電力が小さくなるた
め、そのパッチ素子に対する給電電力を増大させるため
である。
の動作の説明図である。同図において電力強化指示部７
２は、検索機能制御部４１からの検索開始の指示を受け
て、制御フレームの送信のために使用されるアンテナ素
子、すなわちパッチ素子１つのみに対する給電電力を増
大させる指示を無線部３４に送り、制御フレームの送信
後は通常の給電電力に戻すような指示を与える。これは
図９で説明したように、制御フレームの送信時には放射
指向特性をブロードにする目的でパッチ素子１つのみを
用いており、アンテナからの送信電力が小さくなるた
め、そのパッチ素子に対する給電電力を増大させるため
である。
【００４５】図１４は送信制御部４７の構成と、その動
作の説明図である。同図においてデータスイッチ部７３
は、検索機能制御部４１からの指示に応じたアンテナ指
向特性の検索時には制御フレーム生成部４５から入力さ
れた制御フレームを無線部３４に、また通常のデータ通
信時にはＬＡＮ機能部３６からの通常データフレームを
無線部３４に送るスイッチ機能を実行する。
作の説明図である。同図においてデータスイッチ部７３
は、検索機能制御部４１からの指示に応じたアンテナ指
向特性の検索時には制御フレーム生成部４５から入力さ
れた制御フレームを無線部３４に、また通常のデータ通
信時にはＬＡＮ機能部３６からの通常データフレームを
無線部３４に送るスイッチ機能を実行する。
【００４６】図１５はＦＣＳエラーフレーム検出部／カ
ウンタの構成と、その動作の説明図である。同図におい
てＦＣＳエラーカウント／記憶部７４は、ＬＡＮ機能部
３６からの入力を受けて、通常のデータ通信時にＬＡＮ
機能部３６によってエラーが検出されたデータフレーム
数をカウントし、例えば連続してエラーフレームが設定
された個数だけ受信された時、検索機能制御部４１に対
して検索開始の指示を送る。
ウンタの構成と、その動作の説明図である。同図におい
てＦＣＳエラーカウント／記憶部７４は、ＬＡＮ機能部
３６からの入力を受けて、通常のデータ通信時にＬＡＮ
機能部３６によってエラーが検出されたデータフレーム
数をカウントし、例えば連続してエラーフレームが設定
された個数だけ受信された時、検索機能制御部４１に対
して検索開始の指示を送る。
【００４７】あるいは最初にエラーフレームを受信した
時にタイマ３７に対してタイマ起動の指示を出し、その
タイムアウト以前にあらかじめ設定された個数のエラー
フレームが受信された時に検索機能制御部４１に対して
検索開始の指示を送る。なおこのような動作については
更に後述する。
時にタイマ３７に対してタイマ起動の指示を出し、その
タイムアウト以前にあらかじめ設定された個数のエラー
フレームが受信された時に検索機能制御部４１に対して
検索開始の指示を送る。なおこのような動作については
更に後述する。
【００４８】図１６はＬＡＮ親局の構成を示すブロック
図である。同図において親局８１には、受信アンテナ８
２と送信アンテナ８３が接続されている。親局８１は大
別して無線部８４、制御部８５、およびＬＡＮ機能部８
６から構成されている。
図である。同図において親局８１には、受信アンテナ８
２と送信アンテナ８３が接続されている。親局８１は大
別して無線部８４、制御部８５、およびＬＡＮ機能部８
６から構成されている。
【００４９】無線部８４は変復調器、位相器、位相器制
御器、アンテナ給電回路、バーストスイッチ回路などか
ら構成されており、制御部８５は検索機能制御部８７、
フレーム判別部８８、および給電電力制御部８９から構
成されている。更にＬＡＮ機能部８６はデータ送受信制
御機能、キャリア検出機能、コリージョン検出機能、プ
リアンブル付加機能、データ折り返し機能、およびバッ
クボーンインタフェースなどを含んでいる。
御器、アンテナ給電回路、バーストスイッチ回路などか
ら構成されており、制御部８５は検索機能制御部８７、
フレーム判別部８８、および給電電力制御部８９から構
成されている。更にＬＡＮ機能部８６はデータ送受信制
御機能、キャリア検出機能、コリージョン検出機能、プ
リアンブル付加機能、データ折り返し機能、およびバッ
クボーンインタフェースなどを含んでいる。
【００５０】図１７は図１６の検索機能制御部８７の構
成と、その動作の説明図である。同図において検索機能
制御部８７は、フレーム判別部８８から制御フレームを
受信したことが通知されると、無線部８４に対して搬送
波送信の指示を出す。またこの時省電力を計る場合に
は、搬送波の送信電力を下げるように給電電力制御部８
９に対して指示を出す。
成と、その動作の説明図である。同図において検索機能
制御部８７は、フレーム判別部８８から制御フレームを
受信したことが通知されると、無線部８４に対して搬送
波送信の指示を出す。またこの時省電力を計る場合に
は、搬送波の送信電力を下げるように給電電力制御部８
９に対して指示を出す。
【００５１】図１８はフレーム判別部８８の構成と、そ
の動作の説明図である。同図において制御フレーム判別
部９１は、無線部８４からの受信フレームの入力に対し
てそのフレームが制御フレームであるか否かを判別し、
その結果をスイッチ部９２に出力する。スイッチ部９２
は、制御フレームである場合には制御フレームを受信し
たことを検索機能制御部８７に通知し、制御フレームで
ない場合には受信したフレームをＬＡＮ機能部８６に送
る。
の動作の説明図である。同図において制御フレーム判別
部９１は、無線部８４からの受信フレームの入力に対し
てそのフレームが制御フレームであるか否かを判別し、
その結果をスイッチ部９２に出力する。スイッチ部９２
は、制御フレームである場合には制御フレームを受信し
たことを検索機能制御部８７に通知し、制御フレームで
ない場合には受信したフレームをＬＡＮ機能部８６に送
る。
【００５２】図１９は給電電力制御部８９の構成と、そ
の動作の説明図である。同図において電力調整部９３
は、搬送波を送るに際して検索機能制御部８７からの指
示に応じ給電電力を低下させて、その電力を無線部８４
に供給する。
の動作の説明図である。同図において電力調整部９３
は、搬送波を送るに際して検索機能制御部８７からの指
示に応じ給電電力を低下させて、その電力を無線部８４
に供給する。
【００５３】以上においてＬＡＮ子局およびＬＡＮ親局
の構成を中心として、その動作の概要を説明したが、以
下において本実施例における通信品質最適化方式につい
て更に詳細に説明する。
の構成を中心として、その動作の概要を説明したが、以
下において本実施例における通信品質最適化方式につい
て更に詳細に説明する。
【００５４】まずＬＡＮ子局３１側では、前述のように
例えば子局の起動時に検索機能制御部４１から制御フレ
ームの送信指示が制御フレーム生成部４５に与えられ、
通常のＬＡＮデータフレームとは異なる制御フレームが
通信制御部４７、無線部３４を介して親局側に送信され
る。この時子局の送信アンテナ３３の放射指向特性は親
局の方向を向いているとは限らないため、確実に親局に
制御フレームを受信させるために、この制御フレームを
ブロードな放射指向特性を用いて送信する必要がある。
例えば子局の起動時に検索機能制御部４１から制御フレ
ームの送信指示が制御フレーム生成部４５に与えられ、
通常のＬＡＮデータフレームとは異なる制御フレームが
通信制御部４７、無線部３４を介して親局側に送信され
る。この時子局の送信アンテナ３３の放射指向特性は親
局の方向を向いているとは限らないため、確実に親局に
制御フレームを受信させるために、この制御フレームを
ブロードな放射指向特性を用いて送信する必要がある。
【００５５】そこでアンテナ指向特性制御部４２の制御
によって、図９で説明したように１つのパッチ素子のみ
を使用して送信することにより、確実に親局側に制御フ
レームを受信させることができる。なお必ずしも図９の
ように中央のパッチ素子５８を使用する必要はない。ま
た１つの素子のみによる送信では放射電磁界強度が弱い
ために、確実に制御フレームを親局に受信させるため
に、パッチ素子５８への給電電力を給電電力制御部４６
によって通常のデータフレームの通信時より増大させて
送信を行う。
によって、図９で説明したように１つのパッチ素子のみ
を使用して送信することにより、確実に親局側に制御フ
レームを受信させることができる。なお必ずしも図９の
ように中央のパッチ素子５８を使用する必要はない。ま
た１つの素子のみによる送信では放射電磁界強度が弱い
ために、確実に制御フレームを親局に受信させるため
に、パッチ素子５８への給電電力を給電電力制御部４６
によって通常のデータフレームの通信時より増大させて
送信を行う。
【００５６】ＬＡＮ親局８１は、子局側から送信された
制御フレームを受信アンテナ８２で受信し、無線部８４
を介してフレーム判別部８８によって受信したフレーム
が制御フレームであることを確認し、検索機能制御部８
７の制御によって無線部８４は搬送波のみの送信を開始
する。この時には親局８１からその制御フレームを、例
えばバックボーンＬＡＮ側に転送するようなことは行わ
れない。
制御フレームを受信アンテナ８２で受信し、無線部８４
を介してフレーム判別部８８によって受信したフレーム
が制御フレームであることを確認し、検索機能制御部８
７の制御によって無線部８４は搬送波のみの送信を開始
する。この時には親局８１からその制御フレームを、例
えばバックボーンＬＡＮ側に転送するようなことは行わ
れない。
【００５７】また親局が搬送波を送信している間にバッ
クボーンＬＡＮ側、または別の子局からデータフレーム
が送信されても、上り、すなわち子局から親局へと、下
り、すなわち親局から子局へとでは送信の周波数が異な
り、またその電界強度は一定であり、アンテナ指向特性
検索中の子局には影響はない。すなわち、アンテナ指向
特性検索中の子局は、この時親局から送信される搬送波
を受信しているだけであり、フレームのコリージョン
（衝突）は起こらない。しかしながら後述するように子
局が制御フレームを送信した時、バックボーンＬＡＮ経
由、または他の子局が制御フレーム、または通常のデー
タフレームを同時に送信した場合にはコリージョンが発
生する。
クボーンＬＡＮ側、または別の子局からデータフレーム
が送信されても、上り、すなわち子局から親局へと、下
り、すなわち親局から子局へとでは送信の周波数が異な
り、またその電界強度は一定であり、アンテナ指向特性
検索中の子局には影響はない。すなわち、アンテナ指向
特性検索中の子局は、この時親局から送信される搬送波
を受信しているだけであり、フレームのコリージョン
（衝突）は起こらない。しかしながら後述するように子
局が制御フレームを送信した時、バックボーンＬＡＮ経
由、または他の子局が制御フレーム、または通常のデー
タフレームを同時に送信した場合にはコリージョンが発
生する。
【００５８】この時子局側から送信される制御フレーム
は、通常のデータフレームとは明確に区別される必要が
ある。図２０はこの制御フレームのフォーマットの例を
示す。同図に示すように、例えばフレームの終点アドレ
スと始点アドレスを示すビットを全て“０”とすること
により、親局側では制御フレームを通常のデータフレー
ムと明確に区別することができる。特にこの図のように
フレームの先頭部分にあるＭＡＣ（物理）アドレス部分
を使用することにより、親局側では制御フレームの区別
を瞬間的に実行することができる。また始点アドレスフ
ィールドは各データ端末でユニークなアドレスを設定す
る部分であり、始点アドレスを全て“１”とする方法で
もよい。あるいはＭＡＣアドレス部分以外を使用して、
制御フレームを通常のデータフレームと区別する方法を
取ってもよい。すなわち制御フレームのフォーマット
は、通常のデータフレームと区別がつけばどのようなも
のでもよい。
は、通常のデータフレームとは明確に区別される必要が
ある。図２０はこの制御フレームのフォーマットの例を
示す。同図に示すように、例えばフレームの終点アドレ
スと始点アドレスを示すビットを全て“０”とすること
により、親局側では制御フレームを通常のデータフレー
ムと明確に区別することができる。特にこの図のように
フレームの先頭部分にあるＭＡＣ（物理）アドレス部分
を使用することにより、親局側では制御フレームの区別
を瞬間的に実行することができる。また始点アドレスフ
ィールドは各データ端末でユニークなアドレスを設定す
る部分であり、始点アドレスを全て“１”とする方法で
もよい。あるいはＭＡＣアドレス部分以外を使用して、
制御フレームを通常のデータフレームと区別する方法を
取ってもよい。すなわち制御フレームのフォーマット
は、通常のデータフレームと区別がつけばどのようなも
のでもよい。
【００５９】更に図２０に示すように、例えばイーサネ
ットの場合には、パディング、すなわち任意の内容の８
ビット単位のビット列をＰＡＤとして制御フレームのデ
ータフィールドに埋め込み、更にフレームチェックシー
ケンスデータを埋め込んで、制御フレームの長さをイー
サネットにおける最短フレーム長として 512ビットと
し、通常のデータフレームとコリージョンを起こした場
合には、アンテナ指向特性検索中の子局、およびデータ
の送信を行った端末の双方にコリージョンが発生したこ
とを認識することができる。
ットの場合には、パディング、すなわち任意の内容の８
ビット単位のビット列をＰＡＤとして制御フレームのデ
ータフィールドに埋め込み、更にフレームチェックシー
ケンスデータを埋め込んで、制御フレームの長さをイー
サネットにおける最短フレーム長として 512ビットと
し、通常のデータフレームとコリージョンを起こした場
合には、アンテナ指向特性検索中の子局、およびデータ
の送信を行った端末の双方にコリージョンが発生したこ
とを認識することができる。
【００６０】これによって指向特性の検索を行っている
子局が存在しても、通常のデータ通信に影響が出ないよ
うにすることができ、一方検索中の子局は検索を中断、
無効として、検索機能制御部４１によって、例えばラン
ダムバッファオフ後に再度制御フレームを送信して検索
動作を行う。
子局が存在しても、通常のデータ通信に影響が出ないよ
うにすることができ、一方検索中の子局は検索を中断、
無効として、検索機能制御部４１によって、例えばラン
ダムバッファオフ後に再度制御フレームを送信して検索
動作を行う。
【００６１】子局は制御フレームの送信に続いて、受信
アンテナの指向特性を、図３，図４で説明したように位
相器によって給電電力の位相を変化させることによって
変化させながら、親局から送信される搬送波の受信電界
強度を電界強度検出／記憶部４４によって検出して、親
局方向の検索を開始する。この時親局から受信した搬送
波などは、受信制御部４３からＬＡＮ機能部３６には出
力されない。すなわち、搬送波のレベル（振幅）はデー
タのレベル（振幅）より小さく、受信制御部４３は搬送
波のレベルより大きいスレッショルドを用いてデータを
検出するため、搬送波がＬＡＮ機能部３６に出力される
ことはない。
アンテナの指向特性を、図３，図４で説明したように位
相器によって給電電力の位相を変化させることによって
変化させながら、親局から送信される搬送波の受信電界
強度を電界強度検出／記憶部４４によって検出して、親
局方向の検索を開始する。この時親局から受信した搬送
波などは、受信制御部４３からＬＡＮ機能部３６には出
力されない。すなわち、搬送波のレベル（振幅）はデー
タのレベル（振幅）より小さく、受信制御部４３は搬送
波のレベルより大きいスレッショルドを用いてデータを
検出するため、搬送波がＬＡＮ機能部３６に出力される
ことはない。
【００６２】アンテナ指向特性の検索においては、図８
で説明したようにまず最初にアンテナ平面と平行な平面
上 360度に渡って親局からの搬送波を最も強く受信でき
る角度θが検出され、更にアンテナ面に垂直な面内の 1
80度に渡る検索により、角度φが検出される。
で説明したようにまず最初にアンテナ平面と平行な平面
上 360度に渡って親局からの搬送波を最も強く受信でき
る角度θが検出され、更にアンテナ面に垂直な面内の 1
80度に渡る検索により、角度φが検出される。
【００６３】アンテナ指向特性の検索に際して、検出さ
れた電界強度の最高値と最低値とに応じて、必要な場合
には検索手順の再実行が行われる。まず親局から送信さ
れる搬送波の電界強度の最低限界値があらかじめ電界強
度検出／記憶部４４に設定され、検索中にその最低限界
値以上の電界強度が検出されなかった場合には、再度検
索手順を実行して最適な子局アンテナの放射ビームの方
向が決定される。
れた電界強度の最高値と最低値とに応じて、必要な場合
には検索手順の再実行が行われる。まず親局から送信さ
れる搬送波の電界強度の最低限界値があらかじめ電界強
度検出／記憶部４４に設定され、検索中にその最低限界
値以上の電界強度が検出されなかった場合には、再度検
索手順を実行して最適な子局アンテナの放射ビームの方
向が決定される。
【００６４】ここで受信電界強度の最低限界値とは正常
な通信に影響がでる程度の弱い受信電界強度を意味する
が、その具体的な値としては、例えばワイヤレスＬＡＮ
システムの製品化過程の試作段階においてそのような限
界値を実測により決定してシステムに設定したり、ある
いはその値がシステム自体の特性、すなわち使用されて
いる部品や送信パワーなどの特性に依存すると考えられ
るために、計算によって求めてシステムに設定したり、
あるいはエラーフレームの発生率によって決定するとい
うような方法が考えられる。
な通信に影響がでる程度の弱い受信電界強度を意味する
が、その具体的な値としては、例えばワイヤレスＬＡＮ
システムの製品化過程の試作段階においてそのような限
界値を実測により決定してシステムに設定したり、ある
いはその値がシステム自体の特性、すなわち使用されて
いる部品や送信パワーなどの特性に依存すると考えられ
るために、計算によって求めてシステムに設定したり、
あるいはエラーフレームの発生率によって決定するとい
うような方法が考えられる。
【００６５】また子局の電界強度検出／記憶部４４に、
親局から送信された搬送波の受信電界強度の最高値と最
低値の差の最小値を記憶しておき、アンテナ指向特性の
検索を行ってもその最小値以上の差を持つような状態で
搬送波が受信できない場合には、再度検索手順を最初か
ら実行し、子局アンテナの最適な指向特性の方向を決定
する。
親局から送信された搬送波の受信電界強度の最高値と最
低値の差の最小値を記憶しておき、アンテナ指向特性の
検索を行ってもその最小値以上の差を持つような状態で
搬送波が受信できない場合には、再度検索手順を最初か
ら実行し、子局アンテナの最適な指向特性の方向を決定
する。
【００６６】図２１は、そのような受信電界強度の最高
値と最低値の差の最小値があらかじめ設定された値に達
するか否かで、検索成功／失敗とみなす場合の説明図で
ある。同図(a) は、例えば図８のアンテナ平面と平行な
平面上で座標を変化させた場合に、実測された受信電界
強度の最高値と最低値の差があらかじめ設定された最小
値より大きい場合を示し、このような場合には検索成功
とみなすことにする。これに対して同図(b) は受信電界
強度の最高値と最低値の差があらかじめ設定された最小
値より小さく、検索失敗とみなされる場合を示す。
値と最低値の差の最小値があらかじめ設定された値に達
するか否かで、検索成功／失敗とみなす場合の説明図で
ある。同図(a) は、例えば図８のアンテナ平面と平行な
平面上で座標を変化させた場合に、実測された受信電界
強度の最高値と最低値の差があらかじめ設定された最小
値より大きい場合を示し、このような場合には検索成功
とみなすことにする。これに対して同図(b) は受信電界
強度の最高値と最低値の差があらかじめ設定された最小
値より小さく、検索失敗とみなされる場合を示す。
【００６７】更にこのように子局アンテナの指向特性の
検索時において親局からの搬送波の受信電界強度の最高
値と最低値とを検出する場合には、最高値と最低値の比
率、すなわち“最高値／最低値”の比率を電界強度検出
／記憶部４４に記憶しておき、検索中にその比率を越え
る検索が行えない場合には再度最初から検索手順を実行
して、最適な子局アンテナの放射ビームの方向を決定す
ることもできる。あるいは逆に比率“最低値／最高値”
を電界強度検出／記憶部４４に記憶しておき、検索中に
その比率を下回る検索が行えない場合には再度最初から
検索手順を実行することもできる。
検索時において親局からの搬送波の受信電界強度の最高
値と最低値とを検出する場合には、最高値と最低値の比
率、すなわち“最高値／最低値”の比率を電界強度検出
／記憶部４４に記憶しておき、検索中にその比率を越え
る検索が行えない場合には再度最初から検索手順を実行
して、最適な子局アンテナの放射ビームの方向を決定す
ることもできる。あるいは逆に比率“最低値／最高値”
を電界強度検出／記憶部４４に記憶しておき、検索中に
その比率を下回る検索が行えない場合には再度最初から
検索手順を実行することもできる。
【００６８】次に検索が終了して最適な子局アンテナの
指向特性の方向が固定され、通常のデータ送受信、すな
わち親局との間でのデータフレームの送受信が開始され
た後の検索の再実行について説明する。
指向特性の方向が固定され、通常のデータ送受信、すな
わち親局との間でのデータフレームの送受信が開始され
た後の検索の再実行について説明する。
【００６９】子局は電界強度検出／記憶部４４に、親局
との正常通信に支障が出始めるデータフレーム受信電界
強度をスレッショルドして記憶しておき、親局から受信
する通常のデータフレームの受信電界強度の検出を行
う。データ端末、あるいはそれに接続された子局の移動
や、アンテナの位置ずれなどのために、親局から送信さ
れたデータフレームの受信電界強度があらかじめ設定さ
れているスレッショルドを下回った時点で、前述のよう
に検索機能制御部４１から制御フレーム生成部４５に検
索開始の指示を送り、検索動作を開始して再び最適な通
信環境を確保することができる。
との正常通信に支障が出始めるデータフレーム受信電界
強度をスレッショルドして記憶しておき、親局から受信
する通常のデータフレームの受信電界強度の検出を行
う。データ端末、あるいはそれに接続された子局の移動
や、アンテナの位置ずれなどのために、親局から送信さ
れたデータフレームの受信電界強度があらかじめ設定さ
れているスレッショルドを下回った時点で、前述のよう
に検索機能制御部４１から制御フレーム生成部４５に検
索開始の指示を送り、検索動作を開始して再び最適な通
信環境を確保することができる。
【００７０】この時、例えば検索動作中に前述のように
あらかじめ記憶されている親局からの搬送波の受信電界
強度の最低値を上回る電界強度を検出できなかった場合
には、改めてもう一度検索手順を実行することができ
る。最高値と最低値の差の最小値、最高値と最低値の比
率、最低値と最高値の比率に関しても、前述と同様の処
理を実行することができる。
あらかじめ記憶されている親局からの搬送波の受信電界
強度の最低値を上回る電界強度を検出できなかった場合
には、改めてもう一度検索手順を実行することができ
る。最高値と最低値の差の最小値、最高値と最低値の比
率、最低値と最高値の比率に関しても、前述と同様の処
理を実行することができる。
【００７１】更に親局からの受信搬送波の強度について
は電界強度のみでなく、磁界の強度を基準としてもよ
く、更には赤外線ワイヤレスＬＡＮシステムでは赤外線
強度を基準とすることもできる。
は電界強度のみでなく、磁界の強度を基準としてもよ
く、更には赤外線ワイヤレスＬＡＮシステムでは赤外線
強度を基準とすることもできる。
【００７２】親局との間での通常のデータフレームの送
受信が開始された後の検索再開の他の条件としては、デ
ータフレームのエラーがある。子局には図５に示すよう
にＦＣＳエラーフレーム検出部／カウンタ４８が備えら
れている。親局から受信したフレームにエラーが検出さ
れた場合、そのフレーム数をカウントし、あらかじめ設
定されたフレーム数に達した時点で、前述と同様に検索
機能制御部４１が検索開始を指示し、再び最適な通信環
境確保のためのアンテナ指向特性の検索が行われる。こ
の時前述のように電界強度の最低値、最高値と最低値の
差の最小値、最高値と最低値の比率、および最低値と最
高値の比率に関して同様の処理を行い、条件に適合しな
い場合には検索を再度やり直すこともできる。
受信が開始された後の検索再開の他の条件としては、デ
ータフレームのエラーがある。子局には図５に示すよう
にＦＣＳエラーフレーム検出部／カウンタ４８が備えら
れている。親局から受信したフレームにエラーが検出さ
れた場合、そのフレーム数をカウントし、あらかじめ設
定されたフレーム数に達した時点で、前述と同様に検索
機能制御部４１が検索開始を指示し、再び最適な通信環
境確保のためのアンテナ指向特性の検索が行われる。こ
の時前述のように電界強度の最低値、最高値と最低値の
差の最小値、最高値と最低値の比率、および最低値と最
高値の比率に関して同様の処理を行い、条件に適合しな
い場合には検索を再度やり直すこともできる。
【００７３】このエラーフレームのカウントについて
は、親局から連続的に受信したエラーフレームの数があ
らかじめ設定された数に達した時点で、前述と同様に検
索を再度実行することもできる。また最初のエラーフレ
ームを受信した時点でタイマ３７を起動し、タイマ３７
のタイムアウトまでに受信したエラーフレームの数があ
らかじめ設定された数に達した時点で、再度アンテナ指
向特性の検索を行うこともできる。タイマ３７のタイム
アウトまでにあらかじめ設定された数のエラーフレーム
が受信されなかった場合には、タイムアウトの後にカウ
ンタをクリアし、再度エラーフレームを受信した時点で
タイマ３７の起動以降の処理を繰り返すこともできる。
は、親局から連続的に受信したエラーフレームの数があ
らかじめ設定された数に達した時点で、前述と同様に検
索を再度実行することもできる。また最初のエラーフレ
ームを受信した時点でタイマ３７を起動し、タイマ３７
のタイムアウトまでに受信したエラーフレームの数があ
らかじめ設定された数に達した時点で、再度アンテナ指
向特性の検索を行うこともできる。タイマ３７のタイム
アウトまでにあらかじめ設定された数のエラーフレーム
が受信されなかった場合には、タイムアウトの後にカウ
ンタをクリアし、再度エラーフレームを受信した時点で
タイマ３７の起動以降の処理を繰り返すこともできる。
【００７４】あるいはエラーフレームを受信した時点で
タイマ３７を起動し、連続的に受信したエラーフレーム
の数があらかじめ定められた数に達した時点で、アンテ
ナ指向特性の検索を開始することもできる。タイマ３７
が起動されて更にいくつかの連続したエラーフレームが
受信されても、あらかじめ設定された数に達する前に再
び正常フレームが受信された場合には、カウンタとタイ
マはリセットされる。またタイマ３７がタイムアウトし
た場合には、カウンタをクリアする。
タイマ３７を起動し、連続的に受信したエラーフレーム
の数があらかじめ定められた数に達した時点で、アンテ
ナ指向特性の検索を開始することもできる。タイマ３７
が起動されて更にいくつかの連続したエラーフレームが
受信されても、あらかじめ設定された数に達する前に再
び正常フレームが受信された場合には、カウンタとタイ
マはリセットされる。またタイマ３７がタイムアウトし
た場合には、カウンタをクリアする。
【００７５】このようにタイマ３７を起動する場合につ
いても、親局から送信される搬送波の受信電界強度の最
低値、最高値と最低値の差の最小値、最高値と最低値の
比率、最低値と最高値の比率に関して、前述と同様に処
理を行い、アンテナ指向特性の再々度の検索を実行する
こともできる。
いても、親局から送信される搬送波の受信電界強度の最
低値、最高値と最低値の差の最小値、最高値と最低値の
比率、最低値と最高値の比率に関して、前述と同様に処
理を行い、アンテナ指向特性の再々度の検索を実行する
こともできる。
【００７６】次に親局側の動作として、子局からの制御
フレームを受信して、それに対応して子局側に搬送波を
送信する場合、図１６の給電電力制御部８９によって通
常のデータフレームの送信時より送信電力を下げて、搬
送波の送信を行うこともできる。これによって省電力を
図ることが可能となる。
フレームを受信して、それに対応して子局側に搬送波を
送信する場合、図１６の給電電力制御部８９によって通
常のデータフレームの送信時より送信電力を下げて、搬
送波の送信を行うこともできる。これによって省電力を
図ることが可能となる。
【００７７】このように親局が通常のデータ通信時より
弱い送信電力で搬送波を送信し、子局がアンテナ指向特
性の検索を行っている間に、別の子局あるいはバックボ
ーンＬＡＮからデータフレームが送信された場合には、
子局の電界強度検出／記憶部４４は、不連続で急激な電
界強度の上昇を検出することが予想される。このような
場合には正常なアンテナ指向特性の最適方向の検索が不
可能となるため、子局は検索を中断し、それまでの検索
の結果をクリアし、データフレームの送信が終了した時
点、あるいは例えばランダムバックオフアルゴリズムに
よって決まるある時間の経過後に再度制御フレームを送
信して、親局に搬送波を送信させ、アンテナ指向特性の
検索を行うことができる。
弱い送信電力で搬送波を送信し、子局がアンテナ指向特
性の検索を行っている間に、別の子局あるいはバックボ
ーンＬＡＮからデータフレームが送信された場合には、
子局の電界強度検出／記憶部４４は、不連続で急激な電
界強度の上昇を検出することが予想される。このような
場合には正常なアンテナ指向特性の最適方向の検索が不
可能となるため、子局は検索を中断し、それまでの検索
の結果をクリアし、データフレームの送信が終了した時
点、あるいは例えばランダムバックオフアルゴリズムに
よって決まるある時間の経過後に再度制御フレームを送
信して、親局に搬送波を送信させ、アンテナ指向特性の
検索を行うことができる。
【００７８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば主としてミリ波を使用するワイヤレスＬＡＮシステ
ムにおいて、子局アンテナとしてその放射指向特性を自
由に変化させることができるアクティブ・フェーズド・
プレーナアレイ・アンテナを採用し、子局から制御フレ
ームを送信して、親局がそれに対応して搬送波の送信を
開始し、子局がアンテナ素子への給電位相を変化させ
て、親局から送信される搬送波を最大強度で受信できる
アンテナ指向特性の方向を検索し、その方向に子局アン
テナの指向特性を固定することによって、データ端末、
子局、または子局アンテナの位置を調整することなく、
最適な通信状況を確保することが可能となる。
れば主としてミリ波を使用するワイヤレスＬＡＮシステ
ムにおいて、子局アンテナとしてその放射指向特性を自
由に変化させることができるアクティブ・フェーズド・
プレーナアレイ・アンテナを採用し、子局から制御フレ
ームを送信して、親局がそれに対応して搬送波の送信を
開始し、子局がアンテナ素子への給電位相を変化させ
て、親局から送信される搬送波を最大強度で受信できる
アンテナ指向特性の方向を検索し、その方向に子局アン
テナの指向特性を固定することによって、データ端末、
子局、または子局アンテナの位置を調整することなく、
最適な通信状況を確保することが可能となる。
【００７９】更に子局側で受信したエラーフレームの
数、あるいはデータフレームの受信電界強度の強さに対
して条件を設定し、その条件が成立しなくなった時点で
再度最適なアンテナ指向特性の検索を行うことにより、
データ端末や子局の移動、あるいはアンテナの位置ずれ
による通信状況の悪化に自動的に対応でき、常に最良な
通信品質を提供することができる。
数、あるいはデータフレームの受信電界強度の強さに対
して条件を設定し、その条件が成立しなくなった時点で
再度最適なアンテナ指向特性の検索を行うことにより、
データ端末や子局の移動、あるいはアンテナの位置ずれ
による通信状況の悪化に自動的に対応でき、常に最良な
通信品質を提供することができる。
【００８０】また検索動作中における親局からの送信搬
送波の強度を通常データ通信時より下げることにより、
親局側での省電力化を図ることも可能となる。以上のこ
とから、強固で柔軟性を持ったワイヤレスＬＡＮシステ
ムを構築することができ、テーブル通信用に割り当てら
れた未利用帯域のミリ波帯を使用する高速ワイヤレスＬ
ＡＮシステムの実用化に寄与するところが大きい。
送波の強度を通常データ通信時より下げることにより、
親局側での省電力化を図ることも可能となる。以上のこ
とから、強固で柔軟性を持ったワイヤレスＬＡＮシステ
ムを構築することができ、テーブル通信用に割り当てら
れた未利用帯域のミリ波帯を使用する高速ワイヤレスＬ
ＡＮシステムの実用化に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の原理構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の通信品質最適化方式が実現されるワイ
ヤレスＬＡＮシステムの基本構成図である。
ヤレスＬＡＮシステムの基本構成図である。
【図３】子局アンテナの例としてのアクティブ・フェー
ズド・プレーナアレイ・アンテナの説明図である。
ズド・プレーナアレイ・アンテナの説明図である。
【図４】アクティブ・フェーズド・プレーナアレイ・ア
ンテナにおける放射指向特性の変化の説明図である。
ンテナにおける放射指向特性の変化の説明図である。
【図５】ワイヤレスＬＡＮ子局の構成例を示すブロック
図である。
図である。
【図６】図５の検索機能制御部の構成、およびその動作
の説明図である。
の説明図である。
【図７】アンテナ指向特性制御部の構成とその動作の説
明図である。
明図である。
【図８】子局アンテナの放射指向特性の検索方法の説明
図である。
図である。
【図９】アンテナ放射指向特性の検索開始に先立って親
局側に制御フレームを送る方法を説明する図である。
局側に制御フレームを送る方法を説明する図である。
【図１０】図５の受信制御部の構成とその動作の説明図
である。
である。
【図１１】電界強度検出／記憶部の構成とその動作の説
明図である。
明図である。
【図１２】制御フレーム生成部の構成とその動作の説明
図である。
図である。
【図１３】図５の給電電力制御部の構成とその動作の説
明図である。
明図である。
【図１４】送信制御部の構成とその動作の説明図であ
る。
る。
【図１５】ＦＣＳエラーフレーム検出部／カウンタの構
成とその動作の説明図である。
成とその動作の説明図である。
【図１６】ワイヤレスＬＡＮ親局の構成例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１７】図１６の検索機能制御部の構成とその動作の
説明図である。
説明図である。
【図１８】フレーム判別部の構成とその動作の説明図で
ある。
ある。
【図１９】図１６の給電電力制御部の構成とその動作の
説明図である。
説明図である。
【図２０】制御フレームのフォーマットの例を示す図で
ある。
ある。
【図２１】電磁界強度の最高値と最低値の差による検索
の成功／失敗の判定を説明する図である。
の成功／失敗の判定を説明する図である。
１ アンテナ手段 ２ 制御フレーム送信手段 ３ アンテナ指向特性制御手段 ５ 搬送波送信手段 １１ バックボーンＬＡＮ １２ ワイヤレスＬＡＮ親局 １４ データ端末 １５ ワイヤレスＬＡＮ子局 １６ 子局アンテナ ２１ アクティブ・フェーズド・プレーナアレイ・アン
テナ ２２ パッチ素子 ２３ ｘ位相器 ２４ ｙ位相器 ２５ ｘ位相器の励振の制御器 ２６ ｙ位相器の励振の制御器 ３１ 子局 ３４ 無線部 ３６ ＬＡＮ機能部 ４１ 検索機能制御部 ４２ アンテナ指向特性制御部 ４３ 受信制御部 ４４ 電界強度検出／記憶部 ４５ 制御フレーム生成部 ４６ 給電電力制御部 ４７ 送信制御部 ４８ ＦＣＳエラーフレーム検出部／カウンタ ８１ 親局 ８７ 検索機能制御部 ８８ フレーム判別部 ８９ 給電々力制御部
テナ ２２ パッチ素子 ２３ ｘ位相器 ２４ ｙ位相器 ２５ ｘ位相器の励振の制御器 ２６ ｙ位相器の励振の制御器 ３１ 子局 ３４ 無線部 ３６ ＬＡＮ機能部 ４１ 検索機能制御部 ４２ アンテナ指向特性制御部 ４３ 受信制御部 ４４ 電界強度検出／記憶部 ４５ 制御フレーム生成部 ４６ 給電電力制御部 ４７ 送信制御部 ４８ ＦＣＳエラーフレーム検出部／カウンタ ８１ 親局 ８７ 検索機能制御部 ８８ フレーム判別部 ８９ 給電々力制御部
Claims (22)
- 【請求項１】 配下の子局相互間の通信をサポートする
ワイヤレスＬＡＮ親局と、ワイヤレスＬＡＮ子局とから
構成されるワイヤレスＬＡＮシステムであって、 該ＬＡＮシステムの子局側に、 親局からの電波の受信に際して指向特性を動的に変化す
ることができるアンテナ手段と、 通信開始に先立って親局側に制御フレームを送信する制
御フレーム送信手段と、 前記アンテナ手段の指向特性を変化させ、該制御フレー
ムに対応して親局側から送信される搬送波の受信電界強
度が最大となるような指向特性を検索するアンテナ指向
特性制御手段とを備えると共に、 該ＬＡＮシステムの親局側に、前記制御フレームの受信
に対応して搬送波の送信を開始する搬送波送信手段を備
えることを特徴とするワイヤレスＬＡＮシステム。 - 【請求項２】 配下の子局間の通信をサポートするワイ
ヤレスＬＡＮ親局と、複数のワイヤレスＬＡＮ子局とか
ら構成されるワイヤレスＬＡＮシステムであって、 子局側に、親局側から送信される電磁波の受信電界強度
が最大となるように受信アンテナのアンテナ指向特性を
調整するアンテナ指向特性調整手段を備えると共に、 親局側に、子局側で該受信アンテナの指向特性が調整さ
れている間、少なくとも前記受信電界強度を子局側で検
出可能な強度を持つ電磁波を送信する電磁波送信手段を
備えることを特徴とするワイヤレスＬＡＮシステム。。 - 【請求項３】 ワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、 電波の受信に際して指向特性を動的に変化することがで
きるアンテナ手段と、 通信開始に先立って通信相手側に制御フレームを送信す
る制御フレーム送信手段と、 前記アンテナ手段の指向特性を変化させ、前記制御フレ
ームに対応して通信相手側から送信される搬送波の受信
電界強度が最大になるような指向特性を検索するアンテ
ナ指向特性制御手段とを備えることを特徴とするシステ
ム内送受信装置。 - 【請求項４】 前記アンテナ手段がアクティブ・フェー
ズド・プレーナアレイ・アンテナであることを特徴とす
る請求項３記載のシステム内送受信装置。 - 【請求項５】 前記制御フレーム送信手段が、前記アク
ティブ・フェーズド・プレーナアレイ・アンテナのアレ
イを構成する複数の素子のうちの１素子のみを使用して
制御フレームを送信することを特徴とする請求項４記載
のシステム内送受信装置。 - 【請求項６】 前記送受信装置において、制御フレーム
送信用の給電電力を調整する給電々力制御手段を更に備
え、 前記制御フレーム送信手段が前記アレイの１素子のみを
使用して制御フレームを送信する時、該給電電力制御手
段が給電電力を増大させることを特徴とする請求項５記
載のシステム内送受信装置。 - 【請求項７】 前記アンテナ指向特性制御手段が、前記
アクティブ・フェーズド・プレーナアレイ・アンテナの
アレイを構成する複数の素子が並べられている平面に平
行な平面と、該平行平面に垂直な平面との上で、前記ア
ンテナ手段の指向特性を示すアンテナからの電波ビーム
の放射方向を変化させて、前記受信電界強度が最大とな
るような指向特性を検索することを特徴とする請求項４
記載のシステム内送受信装置。 - 【請求項８】 前記アンテナ指向特性制御手段が、前記
指向特性の検索において、 前記搬送波の受信電界強度があらかじめ定められた最低
値に達しなかった時、該指向特性の検索を再度実行する
ことを特徴とする請求項３、または４記載のシステム内
送受信装置。 - 【請求項９】 前記アンテナ指向特性制御手段が、前記
検索において、前記搬送波の受信電界強度の最高値と最
低値との差が、該差に対してあらかじめ定められた最小
値を越えなかった時、該指向特性の検索を再度実行する
ことを特徴とする請求項３、または４記載のシステム内
送受信装置。 - 【請求項１０】 前記アンテナ指向特性制御手段が、前
記検索において、前記搬送波の受信電界強度の最高値と
最低値の比率“最高値／最低値”があらかじめ定められ
た値を越えなかった時、該指向特性の検索を再度実行す
ることを特徴とする請求項３、または４記載のシステム
内送受信装置。 - 【請求項１１】 前記アンテナ指向特性制御手段が、前
記検索において、前記搬送波の受信電界強度の最低値と
最高値の比率“最低値／最高値”あらかじめ定められた
値を下回らなかった時、該指向特性の検索を再度実行す
ることを特徴とする請求項３、または４記載のシステム
内送受信装置。 - 【請求項１２】 前記送受信装置において、自装置が送
信した制御フレームと、他の装置が送信した制御フレー
ム、またはバックボーンＬＡＮあるいは他の装置におけ
る送受信データフレームとが衝突を起こした時、それを
検出するフレーム衝突検出手段を更に備え、 該衝突検出時に前記制御フレーム送信手段が再度制御フ
レームを送信し、前記アンテナ指向特性制御手段が前記
指向特性の検索を行うことを特徴とする請求項３、また
は４記載のシステム内送受信装置。 - 【請求項１３】 前記送受信装置において、通信相手側
との通信としてのデータフレーム送受信が開始された後
に、相手側から受信したデータフレームの受信電界強度
を検出する受信電界強度検出手段を更に備え、 該検出された受信電界強度があらかじめ定められた値よ
り小さくなった時、前記制御フレーム送信手段が制御フ
レームを送信し、前記アンテナ指向特性制御手段が前記
指向特性の検索を行うことを特徴とする請求項３記載の
システム内送受信装置。 - 【請求項１４】 前記送受信装置において、通信相手側
との通信としてのデータフレーム送受信が開始された後
に、相手側から受信したデータフレームのエラーを検出
してエラーフレームの数をカウントするフレームエラー
検出／カウント手段を更に備え、 該エラーフレームの数があらかじめ定められた値を越え
た時、前記制御フレーム送信手段が制御フレームを送信
し、前記アンテナ指向特性制御手段が前記指向特性の検
索を行うことを特徴とする請求項３記載のシステム内送
受信装置。 - 【請求項１５】 前記送受信装置において、通信相手側
との通信としてのデータフレーム送受信が開始された後
に、相手側から受信したデータフレームのエラーを検出
してエラーフレームの数をカウントするフレームエラー
検出／カウント手段を更に備え、 連続的に受信したエラーフレームの数があらかじめ定め
られた値を越えた時、前記制御フレーム送信手段が制御
フレームを送信し、前記アンテナ指向特性制御手段が前
記指向特性の検索を行うことを特徴とする請求項３記載
のシステム内送受信装置。 - 【請求項１６】 前記送受信装置において、通信相手側
との通信としてのデータフレーム送受信が開始された後
に、相手側から受信したデータフレームのエラーを検出
してエラーフレームの数をカウントするフレームエラー
検出／カウント手段と、 該エラーフレームの最初の検出時に起動されるタイマ手
段とを更に備え、 エラーフレームの該検出時に起動されたタイマ手段のタ
イムアウトまでの一定時間内にあらかじめ定められた数
のエラーフレームを受信した時、前記制御フレーム送信
手段が制御フレームを送信し、前記アンテナ指向特性制
御手段が前記指向特性の検索を行うことを特徴とする請
求項３記載のシステム内送受信装置。 - 【請求項１７】 前記送受信装置において、通信相手側
との通信としてのデータフレーム送受信が開始された後
に、相手側から受信したデータフレームのエラーを検出
してエラーフレームの数をカウントするフレームエラー
検出／カウント手段と、 該エラーフレームの最初の検出時に起動されるタイマ手
段とを更に備え、 エラーフレームの該検出時に起動されたタイマ手段のタ
イムアウトまでの一定時間内に連続的に受信したエラー
フレームの数があらかじめ定められた値を越えた時、前
記制御フレーム送信手段が制御フレームを送信し、前記
アンテナ指向特性制御手段が前記指向特性の検索を行う
ことを特徴とする請求項３記載のシステム内送受信装
置。 - 【請求項１８】 前記送受信装置において、通信相手側
から受信する電波の電界強度を検出する電界強度検出手
段を更に備え、 該検出される電界強度が不連続的に変化した時、アンテ
ナ指向特性制御手段による前記検索を中止し、ある時間
の経過後に前記制御フレーム送信手段が制御フレームを
送信し、前記アンテナ指向特性制御手段が前記指向特性
の検索を行うことを特徴とする請求項３記載のシステム
内送受信装置。 - 【請求項１９】 前記搬送波送信と検索との中止後の経
過時間が、ランダムバックオフアルゴリズムに従ってラ
ンダムに設定されることを特徴とする請求項１８記載の
システム内送受信装置。 - 【請求項２０】 電波の受信に際して指向特性を動的に
変化することができるアンテナ手段を備えたワイヤレス
ＬＡＮシステム内の通信相手と通信を行う送受信装置に
おいて、 通信開始に先立って前記通信相手側から送信される制御
フレームの受信に対応して、前記通信相手が前記アンテ
ナ手段の受信電界強度が最大となるような指向特性を検
索するための搬送波の送信を開始する搬送波送信手段を
備えることを特徴とするシステム内送受信装置。 - 【請求項２１】 前記通信相手側に備えられたアンテナ
手段がアクティブ・フェーズド・プレーナアレイ・アン
テナであることを特徴とする請求項２０記載のシステム
内送受信装置。 - 【請求項２２】 前記搬送波送信手段が、前記制御フレ
ームの受信に対応して送信する搬送波の送信電力を、通
常のデータフレーム送信時よりも小さくすることを特徴
とする請求項２０記載のシステム内送受信装置。
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