JPWO2002091683A1 - 無線通信システム、制御局、通信装置、通信制御方法、無線通信方法、並びに通信制御プログラム - Google Patents
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Abstract
第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおいて、第１の無線システムの制御局は、第２の通信システムに属する通信装置の通信を上記第１の通信システムの制御信号により制御する。これにより、第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムの両システムを利用して、情報伝送の衝突を回避しつつ、伝送効率を向上することができる。
Description
技術分野
本発明は、ディジタル無線通信システムにおいて使用される無線通信システム、制御局、通信装置、通信制御方法、無線通信方法、並びに通信制御プログラムに関する。
背景技術
近年、無線ＬＡＮなどの小規模ネットワークを用いた情報伝送方法が実用化されており、大規模な基地局装置を不要とし、小規模な端末を管理するアクセスポイント（ＡＰ）を用いた接続形態が一般的に用いられている。
例えば、この小規模ネットワークは、図１９に示すように、ネットワークの中心に制御局７７が配置され、その制御局７７に通信端末７１〜７６が接続される、いわゆるスター型のネットワークを構成している。したがって、各通信端末７１〜７６がアクセスポイントとして機能する制御局７７と通信を行うように構成されている。
このようなネットワークで情報伝送を行う場合には、情報送信元である通信端末から一旦制御局７７に対して上り回線で情報伝送をして、制御局７７から情報受信先である通信端末へ下り回線で情報を伝送する。
また、アクセスポイントを用いずに、図２０に示すように、任意の通信装置８１〜８７間で相互に接続する、いわゆるアドホック・ネットワークの接続形態を持つ通信装置などが考えられている。このアドホック・ネットワークにおいては、通信装置８１〜８７がそれぞれ直接通信できる周辺の通信装置と相互に接続して通信を行う構成となっている。図２０では、通信装置８１は、通信装置８２、通信装置８６、通信装置８７と直接通信が可能であり、それ以外の通信装置８３、通信装置８４、通信装置８５とは通信ができない、隠れ端末になることを表わしている。
従来の無線ＬＡＮなどの小規模ネットワークでは、アクセスポイントを設け、そのアクセスポイントを経由してネットワーク内の通信装置間で通信を行うことにより、相互接続性を保っている。
しかしながら、情報送信元の通信端末からアクセスポイントまでは上り回線を利用し、アクセスポイントから情報受信先の通信端末までは下り回線を利用する方法が一般的に幅広く用いられており、近接した通信端末間の情報伝送も、上り回線と下り回線の双方を利用する必要があり、伝送効率が悪化するという問題がある。
また、アドホック・ネットワークにおいてはアクセスポイントを経由しないため、通信端末間の一つの伝送路を効率よく利用できるが、いわゆる隠れ端末問題によって、所望の情報送信元の通信装置からの送信情報と、所望の情報送信元装置を識別できない他の装置から送信された情報とが互いに衝突してしまう危険性があり、何らかの制御が必要となる。
このため、現在では、情報送信に先立ち伝送路を利用することを周囲に知らしめるＲＴＳ／ＣＴＳ制御と呼ばれる制御を用いることが提案されている。しかしながら、このような制御を用いると、制御が複雑になってしまう問題がある。
一方、上記小規模ネットワークとアドホック・ネットワークの両者の利点を生かして、両ネットワークを共通に利用して利用範囲を拡大することが望まれている。
例えば、特開平８−２７５２３７号では、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等の移動通信システムと、高速な無線伝送を行える無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムを組み合わせ、情報の要求は移動通信システムを使用し、情報の受信は無線ＬＡＮシステムを使用する技術が開示されているが、かかる構成においては、移動通信システムと無線ＬＡＮシステムとの間で変換装置等によって情報形式を変換する必要があるという問題がある。
また、特開平８−２７４７７６号では、通信端末が物理的に異なる複数の無線チャネルの通信インターフェースを有し、同時に異なる複数の無線チャネルで通信するとともに、各々の無線チャネルで異なるアドレスを使用する無線通信システムのアドレス管理方法が開示されているが、かかる構成においても、移動通信システムと無線ＬＡＮシステムとが物理的に接続されることが前提となる。
発明の開示
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、制御局を有する小規模無線ネットワークと制御局を有しない小規模ネットワークとの両システムを利用して、情報伝送の衝突を回避しつつ、伝送効率を向上させることができる無線通信システム、制御局、通信装置、通信制御方法、無線通信方法、並びに通信制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明にかかる無線通信システムは、第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムとからなり、第１の無線システムの制御局は、第２の通信システムに属する通信装置の通信を第１の通信システムの制御信号により制御することを特徴とする。
また、本発明にかかる制御局は、第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける第１の無線通信システムの制御局であって、第２の通信システムに属する通信装置の通信を第１の通信システムの制御信号により制御することを特徴とする。
また、本発明にかかる通信装置は、制御局によってネットワークが管理される第１の通信システムと、第１の通信システムと異なるネットワーク構成を有する第２の通信システムとに対してアクセス可能である通信装置であって、第１の通信システムを管理する制御局から報知されたネットワーク情報に基づいて、第２の通信システムのチャネル割当要求を制御局に送信するチャネル割当要求手段と、チャネル割当要求に従って制御局が割り当てた第２の通信システムのチャネル割当情報を受信する受信手段と、チャネル割当情報に基づいて第２の通信システムを介した情報送信を行う送信手段とを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる通信装置は、制御局によってネットワークが管理される第１の通信システムと、第１の通信システムと異なるネットワーク構成を有する第２の通信システムとに対してアクセス可能である通信装置であって、第１の通信システムを介して通信を行う第１の通信手段と、第２の通信システムを介して通信を行う第２の通信手段と、第１の通信システムを管理する制御局から送信されたネットワーク情報を第１の通信手段を介して受信し、当該ネットワーク情報に基づいて、第２の通信システムを介した情報送信を行わせる送信制御手段とを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる通信制御方法は、第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける第１の無線通信システムの制御局の通信制御方法であって、第２の無線通信システムに属する通信装置からのチャネル割当要求を受信するステップと、チャネル割当要求に応じて、利用可能なチャネルを検索するステップと、検索により得られた第２の無線通信システムのチャネル割当情報を第１の無線システムを介して報知するステップとを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる通信制御方法は、第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける第２の無線通信システムの制御局の通信制御方法であって、第１の無線通信システムの制御局より当該第１の無線通信システムを介して報知される第２の無線通信システムのチャネル割当情報を受信するステップと、受信したチャネル割当情報を、第２の無線通信システムを介して複数の通信装置に報知するステップとを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる無線通信方法は、制御局によりネットワークが管理される第１の無線システムと、第１の無線システムと異なるネットワーク構成を有する第２の無線システムとを利用して、、第１及び第２の無線システムにおける伝送装置間で通信を行う無線通信方法であって、制御局が、第１の通信システムを介して通信装置に対してネットワーク情報を報知するステップと、ネットワーク情報に基づいて、通信装置が第２の通信システムを介した情報送信を行うステップとを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる通信制御プログラムは、第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける第２の無線通信システムの制御局の通信制御プログラムであって、第１の無線通信システムの制御局より当該第１の無線通信システムを介して報知される第２の無線通信システムのチャネル割当情報を受信するステップと、受信したチャネル割当情報を、第２の無線通信システムを介して複数の通信装置に報知するステップとを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる無線通信プログラムは、制御局によりネットワークが管理される第１の無線システムと、第１の無線システムと異なるネットワーク構成を有する第２の無線システムとを利用して、第１及び第２の無線システムにおける伝送装置間で通信を行う無線通信プログラムであって、制御局が、第１の通信システムを介して通信装置に対してネットワーク情報を報知するステップと、ネットワーク情報に基づいて、通信装置が第２の通信システムを介した情報送信を行うステップとを具えることを特徴とする。
本発明によれば、制御局によりネットワークが管理される第１の無線システムと、複数の通信装置の間で直接通信を行う第２の通信システムとにより無線通信システムを構成することによって、第１の無線システムを用いて効果的に無線ネットワークの制御を行い、さらに第２の無線システムを用いて効率よく無線伝送を行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明においては、制御装置によりネットワークが管理される第１の通信システムと、第１の通信システムと異なるネットワーク構成を有する第２の通信システムとを利用する。
ここで、第１の通信システムと第２の通信システムとは異なった物理層を有している。具体的な例をあげると、第１の通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の物理層を用い、一方、第２の通信システムはパルスを用いた通信方式であるＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ：ウルトラワイドバンド）通信の物理層を用いるという構成となる。
また、第１の通信システムと第２の通信システムとは、使用する信号の信号波形が異なっている。具体的な例をあげると、第１の通信システムの使用する信号は、サイン波の信号であり、一方、第２の通信システムの使用する信号は、パルス波である。
また、第１の通信システムと第２の通信システムとは、使用する伝送帯域幅が異なっている。具体的な例をあげると、第１の通信システムは、１０Ｍｂｐｓの伝送帯域幅であり、一方第２の通信システムは１００Ｍｂｐｓの伝送帯域幅である。
本発明においては、第１の通信システムに存在する制御局が、そのビーコン信号（報知信号）を用いて第１の通信システムに属する通信装置を制御するのみならず、第２の通信システムに属する通信装置をも制御する。第２の通信システムに属する通信装置は、その制御情報により他の通信装置と通信を行うことになる。第２の通信システムにも別に制御局が存在しても良いが、必須ではない。
以下、本発明の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。
図１及び図２は、本発明の無線伝送方法に用いるネットワーク構成を示す図である。
図１では、制御局を有する小規模無線ネットワーク（第１の通信システム）におけるネットワークの構成例を表している。ここでは、ネットワーク内のある通信装置７を制御局として機能させ、その制御局から周辺に存在する通信装置１〜６を管理する。
図２では、制御局を有しない小規模無線ネットワーク（第２の通信システム）におけるネットワークの構成例を表している。ここでは、ネットワークを構成する全ての通信装置１〜６と、第１の無線システムの制御局としての機能を有する通信装置７とを含んでおり、各通信装置間で制御局を介さずに直接伝送を行う。
また、図１に示す第１の通信システムを利用した情報伝送についても、第２の通信システムを利用した情報伝送方法と同様に、制御局を介さずに直接通信を行う構成を採っても良いものとする。
図３は、本発明の実施の形態１に係る制御局及び通信装置としての無線伝送装置の構成を示すブロック図である。図３に示す無線伝送装置において、インターフェース部１１は、外部に接続されたＡＶ機器（図示せず）から音声情報や映像情報を交換する。これらの音声情報や映像情報は、無線送信バッファ１２に格納される。
第１の通信システム無線送受信部１３は、無線送信バッファ１２に格納された音声情報や映像情報を第１の通信システムで送信される信号に変調すると共に、第１の通信システムで伝送されてきた信号、例えば第１の通信システムの制御局から送信されてきた制御信号を復調する。
また、第２の通信システム無線送受信部１５は、無線送信バッファ１２に格納された音声情報や映像情報を第２の通信システムで送信される信号に変調すると共に、第２の通信システムで伝送されてきた信号を復調する。
なお、本実施の態様においては、第２の通信システム無線送受信部１５が送受信双方を行うものとして説明するが、送信もしくは受信の一方の機能のみはたす場合にも、本発明は成立する。
第１の通信システム無線送受信部１３は、すべての通信装置に存在するのが望ましいが、第２の通信システムに制御局が存在する場合は、その制御局のみが有すれば足りる。
また第２の通信システムに制御局が存在する場合は、当該制御局のみが、第１の通信システム無線送受信部１３及び第２の通信システム無線送受信部１５が必要となり、その他の通信装置は第２の通信システム無線送受信部１５のみがあればよい。この場合、第１の通信システムのビーコン信号を第２の通信システムの制御局が受信し、当該ビーコン信号を第２の通信システムのビーコン信号として他の通信装置に報知することになる。
第１及び第２の無線送受信部１３、１５で符号化された信号は、アンテナ１４を介して媒体に送信され、媒体からの信号は、アンテナ１４を介して受信される。アンテナは便宜上一本のみ記載したが、第１の通信システムと第２の通信システムで別のものであっても良い。
無線受信バッファ１６は、第１及び第２の通信システム無線送受信部１３、１５によって受信された情報を格納する。無線受信バッファ１６に格納された情報はインターフェース部１１を介して外部に接続されたＡＶ機器へ出力される。
通信制御部１７は、上述した一連の制御を行う。また、情報記憶部１８は、伝送に利用する通信システムの種類や、チャネル情報、あるいはこの装置の各種情報を記憶する。
ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）信号を用いた無線通信システムは、情報送信元装置で、送信する情報に所定の拡散符号系列を乗算して拡散情報を形成し、位相あるいは微妙な時間変化を拡散情報にあわせて変化させたインパルス信号を送信信号として利用し、情報受信先装置で、インパルスの位相あるいは微妙な時間変化によってインパルス信号の情報ビットを識別し、これに所定の拡散符号系列を用いて逆拡散することによって所望の情報ビットを得る。
ウルトラワイドバンド通信（ウルトラワイドバンド伝送方式）は、基本的には、非常に細かいパルス幅（例えば１ｎｓ（ナノセコンド）以下）のパルス列からなる信号を用いて、ベースバンド伝送を行うものである。また、その占有帯域幅は、占有帯域幅をその中心周波数（例えば１ＧＨｚから１０ＧＨｚ）で割った値がほぼ１となるようなＧＨｚオーダーの帯域幅であり、所謂Ｗ−ＣＤＭＡ方式やｃｄｍａ２０００方式、並びにＳＳ（Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）やＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いた無線ＬＡＮで使用される帯域幅に比べて、超広帯域なものとなっている。
また、ウルトラワイドバンド伝送方式は、その低い信号電力密度の特性により、他の無線システムに対し干渉を与えにくい特徴を有しており、既存の無線システムが利用している周波数帯域にオーバーレイ可能な技術として期待されている。さらに広帯域であることからパーソナルエリアネットワーク（Ｐｅｒｓｏｎ−ａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＡＮ）の用途で、１００Ｍｂｐｓレベルの超高速無線伝送技術として有望視されている。
本実施の形態では、第２の通信システムがウルトラワイドバンド信号を用いた無線システムである場合について説明する。なお、この場合第１の通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線システムやＩＥＥＥ８０２．１５準拠の無線システムのように、所定のフレーム構造を用いて通信を行う無線システムが考えられる。
図１７は、通信装置が情報送信元として機能する場合に、第２の通信システム送受信部１５において行われるウルトラワイドバンド信号の変調処理例を示す図である。図１７において、参照符号５１は、伝送される情報ビット、すなわち無線送信バッファ１２の出力を示す。この情報ビット５１に対して所定の拡散符号５２が乗算されると、拡散した情報５３が得られる。そして、この拡散した情報５３の０／１情報にあわせて位相が変化するインパルスが形成され、ウルトラワイドバンド送信信号５４が構築される。
図１８は、通信装置が情報受信元として機能する場合に、第２の通信システム送受信部１５において行われるウルトラワイドバンド信号の復調処理例を示す図である。図１８では、情報受信先装置における逆拡散処理について示している。図１８において、様々な成分から構成される受信信号６１がアンテナ１４より受信されたとする。
この受信信号６１に対して、第２の通信システム送受信部１５では、まず送信装置で使用された拡散符号と同じ拡散符号６２に基づいて、逆拡散信号６３を得る。すなわち、所定の情報ビット長単位で周期的に連続した拡散符号系列の０／１情報にあわせて位相が変化するインパルスが形成され、これにより逆拡散信号６３が構成される。そして、この逆拡散信号６３を順次受信信号６１に乗算することによって、合成後信号６４が構築される。さらに、積分回路などを用いて合成後信号６４から情報ビット長に至るまでの信号成分を積分する（同図、波形６５参照）ことにより、最も確からしい値として、情報の復元６６が出力される。
なお、ここでは、変調方式としてウルトラワイドバンド信号の０／１情報として位相の変化を用いるバイフェーズ変調方式を用いるものとして説明したが、例えば特表平１０−５０８７２５号に記載されている拡散信号の０／１情報に合わせてインパルスの生成タイミングを微妙にずらした信号を用いるいわゆるパルス位置変調方式を適用することもできる。
次に、上記構成を有する無線伝送装置を用いて本発明の無線伝送方法について説明する。
図４は、図１に示したネットワークの制御局である通信装置７が、図２に示したネットワークにおける伝送で利用される第２の通信システムの伝送帯域割り当てを行う際のシーケンスを示す図である。第１の通信システムは、例えば時分割のフレーム構造を用いて通信を行い、そのフレームの先頭に配置されたＮｅｔ−ｗｏｒｋ同期情報２１が、周期的に制御装置（制御局）からネットワーク全体にブロードキャストされている。このＮｅｔｗｏｒｋ同期情報２１は、各通信装置内の第１の通信システム無線送受信部１３を介して通信制御部１７に送られる。
ある通信装置が第１の通信システムを利用する場合には、言うまでもなく、第１の通信システムの制御局に利用要求２２を送信する。そして、ある通信装置が第２の通信システムを利用する場合には、その通信装置の通信制御部１７は、情報送信元装置として第１の通信システムの制御局に対して利用要求２２を送信する。
ここで、第２の通信システムの利用が可能であれば、制御局は、Ｎｅｔ−ｗｏｒｋ同期情報２３により、第２の通信システムを割り当てる通知が情報受信先装置及び情報送信元装置に対して行われる。
情報送信元装置では、Ｎｅｔｗｏｒｋ同期情報２３が第１の通信システム無線送受信部１３を介して通信制御部１７に送られる。通信制御部１７は、Ｎｅｔ−ｗｏｒｋ同期情報２３に含まれるスケジューリング情報（領域割り当て情報）に基づいて、無線送信バッファ１２から第２の通信システムに関する情報を出力させる。第２の通信システム無線送受信部１５では、送信バッファ１２に格納された情報を読み出し第２の通信システムで送信される信号に変調し、情報受信先装置に対して第２の通信システムによる伝送２４を行う。
なお、情報受信先装置から情報送信元装置へ、受領確認のフィードバック２５が必要な場合には、必要に応じて第１の通信システムを用いて、その情報を返送するような構成を採っても良い。このフィードバック信号は、情報送信元装置の第１の通信システム無線送受信部１３を介して通信制御部１７に送られる。
図５（ａ）〜（ｄ）は、第１の通信システムに、適応的に第２の通信システムによる伝送を付加したフレームフォーマットを示す図である。ここでは、所定の時間毎にフレーム周期を規定し、そのフレーム周期の中を必要に応じて時分割多重して情報伝送する場合について示す。
図５（ａ）は、第２の通信システムを利用しない場合のフレームフォーマットを示す。図中、第１の通信システムにおいては、所定の時間毎にＮｅｔｗｏｒｋ同期情報３１が制御局よりブロードキャスト送信される構成としてある。さらに、その第１の通信システムでの情報伝送３２が、所定のアクセス制御方法にしたがって行われる。また、第２の通信システムでは、伝送が行われていないため、全ての領域で予備（未使用）として扱われている。
図５（ｂ）は、第２の通信システムを利用して情報伝送が行われる場合のフレームフォーマットを示す。ここでは、各リンク毎に必要に応じて伝送領域を割り当てて伝送路を時分割多重して利用するために、図中第１のストリーム伝送３３の領域のみを割り当てた状態を表わしている。また、第２の通信システムにおいて、領域が割り当てられていない部分は、伝送が行なわれていないため、予備（未使用）として扱われている。
図５（ｃ）は、第２の通信システムを利用して情報伝送が多重化して行われる場合のフレームフォーマットを示す。ここでは、図５（ｂ）に示す第１のストリーム伝送に加えて、別のストリーム伝送のために、やはり必要なだけ第２のストリーム伝送３４の領域を割り当てた状態を表わしている。また、第２の通信システムで、領域が割り当てられていない部分は、伝送が行われていないため、予備として扱われている。
図５（ｄ）は、第２の通信システムを利用してさらに情報伝送が多重化して行われる場合のフレームフォーマットを示す。ここでは、図５（ｃ）に示す第１のストリーム伝送３３、第２のストリーム伝送３４に加えて、別のストリーム伝送のために、さらに必要なだけ第３のストリーム伝送３５の領域が割り当てられた状態を表わしている。また、第２の通信システムで、領域が割り当てられていない部分は、伝送が行なわれていないため、予備として扱われている。
図６（ａ）〜（ｄ）及び図１１（ａ）〜（ｄ）は、第２の通信システムを運用中に、ネットワークを構成する各装置において、第１の通信システムを運用する場合のフレームフォーマットを示す図である。
図６（ａ）は、第２の通信システムが３つのストリーム伝送に利用されている場合に、全ての領域で第１の通信システムの利用が可能な場合の例を示している。すなわち、第１の通信システムでは、フレームの先頭にＮｅｔｗｏｒｋ同期情報４１が送信され、残りの帯域では非同期伝送４２が行われる。第２の通信システムでは、第１の通信システムの非同期伝送期間において第１のストリーム伝送４３、第２のストリーム伝送４４、第３のストリーム伝送４５が行われる。これは、第２の通信システムを利用していない装置同士で通信を行う場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図７は、上記図６（ａ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印７０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印７０２〜７０４は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印７０２）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印７０３）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印７０４）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間において第２の通信システムを利用していない通信装置３と通信装置（制御局）７とは第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印７０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図６（ｂ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第１のストリーム伝送４３が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第１のストリーム伝送４３に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第１のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備（未使用）領域となる。これは、第２の通信システムにおける第１のストリーム伝送４３を行っている装置に通信を行う場合や、第１のストリーム伝送４３に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図８は、上記図６（ｂ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印８０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印８０２〜８０４は第２の無線システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印８０２）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印８０３）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印８０４）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置２とは第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印８０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図６（ｃ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第２のストリーム伝送４４が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第２のストリーム伝送４４に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第２のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、第２の通信システムにおける第２のストリーム伝送４４を行っている装置に通信を行う場合や、第２のストリーム伝送４４に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図９は、上記図６（ｃ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印９０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印９０２〜９０４は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置２から通信装置３への第１のストリーム伝送４３（矢印９０２）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印９０３）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印９０４）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置１とは第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印９０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図６（ｄ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第３のストリーム伝送４５が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第３のストリーム伝送４５に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第３のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、第２の通信システムにおける第３のストリーム伝送４５を行っている装置に通信を行う場合や、第３のストリーム伝送４５に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図１０は、上記図６（ｄ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印１００１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印１００２〜１００４は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印１００２）、通信装置２から通信装置３への第２のストリーム伝送４４（矢印１００３）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印１００４）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置６とは、第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印１００１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図１１（ａ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第１のストリーム伝送４３及び第２のストリーム伝送４４が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第１のストリーム伝送４３及び第２のストリーム伝送４４に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第１のストリーム伝送及び第２のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、第２の通信システムにおける第１のストリーム伝送４３及び第２のストリーム伝送４４を行っている装置に通信を行う場合や、第１のストリーム伝送及び第２のストリーム伝送４４に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図１２は、上記図１１（ａ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印１２０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印１２０３〜１２０５は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印１２０３）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印１２０４）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印１２０５）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置１とは、第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印１２０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図１１（ｂ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第１のストリーム伝送４３及び第３のストリーム伝送４５が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第１のストリーム伝送４３及び第３のストリーム伝送４５に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第１、第３のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、第２の通信システムにおける第１のストリーム伝送４３及び第３のストリーム伝送４５を行っている装置に通信を行う場合や、第１のストリーム伝送４３及び第３のストリーム伝送４５に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図１３は、上記図１１（ｂ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印１３０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印１３０３〜１３０５は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印１３０３）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印１３０４）、通信装置２から通信装置３への第３のストリーム伝送４５（矢印１３０５）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置２とは、第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印１３０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図１１（ｃ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第２のストリーム伝送４４及び第３のストリーム伝送４５が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第２のストリーム伝送４４及び第３のストリーム伝送４５に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第２、第３のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、第２の通信システムにおける第２のストリーム伝送４４及び第３のストリーム伝送４５を行っている装置に通信を行う場合や、第２のストリーム伝送４４及び第３のストリーム伝送４５に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図１４は、上記図１１（ｃ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印１４０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印１４０３〜１４０５は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印１４０３）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印１４０４）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印１４０５）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置６とは、第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印１４０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図１１（ｄ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、ストリーム伝送が行われている（時間の）領域以外でのみ第１の通信システムの利用が可能な場合の例を示している。ストリーム伝送４３〜４５に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第２、第３のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、ストリーム伝送を行っている装置に通信を行う場合や、ストリーム伝送に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図１５は、上記図１１（ｄ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印１５０１〜１５０６は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印１５０７〜１５０９は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印１５０７）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印１５０８）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印１５０９）が順に行われる。一方、、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７からブロードキャスト伝送を行うには、第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印１５０１〜１５０６）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
上述したように、第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御することにより、双方のシステムに対する干渉を防止することができる。また、第２の通信システムが利用している領域において、その通信に干渉を与える可能性がある装置からは、その領域での送信を控える制御を行うことにより、第２の通信システムと第１の通信システムの共存を図ることができる。
また、第１の通信システムが周期的に利用している領域、すなわちＮｅｔ−ｗｏｒｋ同期情報を送出する領域について、第２の通信システムにその領域を割り当てないように制御することにより、ネットワーク情報の交換を行いながら、第２の通信システムを共存させることができる。
図１６（ａ）は、第２の通信システムに影響を与える場合における第１の通信システムの利用を表した図である。ここでは、通信装置１から通信装置２へ、第２の通信システムを用いた第１のストリーム伝送が行われている状態を表している。
この場合において、通信装置３で情報送信（図中の黒矢印に相当）を行うときには、通信装置２における第１のストリーム伝送の受信が妨げられる恐れがあるので、その第１のストリーム伝送が行われている期間に、第１の通信システムを用いた情報伝送を行わない制御を行う。
図１６（ｂ）は、第２の通信システムに影響を与えない場合における第１の通信システムの利用を表した図である。ここでは、通信装置１から通信装置２へ、第２の通信システムを用いた第１のストリーム伝送が行われている状態を表している。
この場合において、通信装置５で情報送信（図中の黒矢印に相当）を行うときには、通信装置２における第１のストリーム伝送の受信が妨げられる恐れがないので、第１のストリーム伝送が行われている期間にも、第１の通信システムを用いた情報伝送を行うことができる。
図１６（ｃ）は、第２の通信システムへの影響を個別に考慮に入れた場合における第１の通信システムの利用を表した図である。ここでは、通信装置１から通信装置２へ、第２の通信システムを用いた第１のストリーム伝送が行われていて、通信装置４から通信装置５へ、第２の通信システムを用いた第２のストリーム伝送が行われている状態を表している。
この場合において、通信装置６で情報送信（図中の黒矢印に相当）を行うときには、通信装置５における第２のストリーム伝送の受信が妨げられる恐れがあるので、その第２のストリーム伝送が行われている期間に、第１の通信システムを用いた情報伝送を行わない制御を行う。また、通信装置２における第１のストリーム伝送の受信は妨げられる恐れがないので、その第１のストリーム伝送が行われている期間にも、第１の通信システムを用いた情報伝送を行うことができる。
なお、その第１のストリーム伝送への影響を考慮して、第１のストリーム伝送と第２のストリーム伝送の双方が行なわれていない第３の期間で第１の通信システムを用いた情報伝送を優先的に行い、第３の期間が不足している場合にのみ、第１のストリーム伝送が行われている領域で情報伝送を行うような構成としても良い。
図５から図１６の情報伝送の制御については、ブロードキャストされるＮｅｔｗｏｒｋ同期情報に基づいて通信制御部１７が行う。
このように、制御局により管理される第１の通信システムと、第１の通信システムと異なる第２の通信システムとにより、無線通信システムを構成し、該無線通信システムの制御を双方向伝送が可能な第１の通信システムを利用しておこない、任意の通信局の間あるいは通信局と制御局との間は、必要に応じて第２の通信システムを用いて通信を行うので、第１の通信システムを用いて効果的に無線ネットワークの制御を行い、さらに第２の通信システムを用いて効率よく無線伝送を行うことができる。
第１の通信システムを用いて第２の通信システムの制御を行うことにより、第２の通信システムで伝送される情報を多重化して伝送することが可能となる。
そして、ウルトラワイドバンド信号を用いた場合であっても、制御装置によりネットワークが管理される第１の通信システムと、第１の通信システムと異なるネットワーク構成を有する第２の通信システムとにより無線通信システムを構成し、双方向伝送が可能な第１の通信システムを第２の通信システムの制御に利用し、任意の通信装置の間あるいは通信局と制御局との間の情報伝送に、必要に応じて第２の通信システムを利用するので、第１の通信システムを用いて効果的に無線ネットワークの制御を行い、さらに第２の通信システムを用いて効率よく無線伝送を行うことができる。
また、第１の通信システムにおいて、同一空間上で従来からの無線伝送方式による信号を運用している間でも、互いに影響を少なくしながら情報伝送を行うことができる。すなわち、第１の通信システムの運用を妨げないで、第２の通信システムを稼動させることができる。
本発明の無線伝送方法及び無線伝送装置においては、第１の通信システムとして、無線ＬＡＮのようなＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線システムや、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈのようなＩＥＥＥ８０２．１５準拠の無線システムを利用することができる。これにより、既存のプロトコルを流用して、第１の通信システムの無線送受信部を制御できると共に、市販のチップを流用することができるため、システム全体を安価に構成できる。
産業上の利用の可能性
本発明の無線通信システム、制御局、通信装置、通信制御方法、無線通信方法、並びに通信制御プログラムは、例えば制御局を有する小規模無線ネットワークと制御局を有しない小規模ネットワークとを有する無線通信システムに適応される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の無線伝送方式に用いるネットワーク構成を示す略線図である。
図２は、本発明の無線伝送方式に用いるネットワーク構成を示す略線図である。
図３は、本発明の実施の形態に係る無線伝送装置の構成を示すブロック図である。
図４は、第２の無線システムの割り当てを行う際のシーケンスを示す図である。
図５は、第１の無線システムに、適応的に第２の無線システムによる伝送を付加したフレームフォーマットを示す図である。
図６は、第２の無線システムを運用中に、ネットワークを構成する各装置において、第１の無線システムを運用する場合のフレームフォーマットを示す図である。
図７は、図６（ａ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合を示す図である。
図８は、図６（ｂ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図９は、図６（ｃ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１０は、図６（ｄ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１１は、第２の無線システムを運用中に、ネットワークを構成する各装置において、第１の無線システムを運用する場合のフレームフォーマットを示す図である。
図１２は、図１１（ａ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１３は、図１１（ｂ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１４は、図１１（ｃ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１５は、図１１（ｄ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１６の（ａ）は、第２の無線システムに影響を与える場合における第１の無線システムの利用を表した図である。（ｂ）は、第２の無線システムに影響を与えない場合における第１の無線システムの利用を表した図である。（ｃ）は、第２の無線システムへの影響を個別に考慮に入れた場合における第１の無線システムの利用を表した図である。
図１７は、ウルトラワイドバンド信号の変調処理例を示す図である。
図１８は、ウルトラワイドバンド信号の復調処理例を示す図である。
図１９は、制御局がある小規模ネットワークの構成例を示す図である。
図２０は、アドホック小規模ネットワークの構成例を示す図である。
符号の説明
１１……インターフェース部、１２……無線送信バッファ、１３……第１の無線システム送受信部、１４……アンテナ、１５……第２の無線システム送受信部、１６……無線受信バッファ、１７……通信制御部、１８……情報記録部
本発明は、ディジタル無線通信システムにおいて使用される無線通信システム、制御局、通信装置、通信制御方法、無線通信方法、並びに通信制御プログラムに関する。
背景技術
近年、無線ＬＡＮなどの小規模ネットワークを用いた情報伝送方法が実用化されており、大規模な基地局装置を不要とし、小規模な端末を管理するアクセスポイント（ＡＰ）を用いた接続形態が一般的に用いられている。
例えば、この小規模ネットワークは、図１９に示すように、ネットワークの中心に制御局７７が配置され、その制御局７７に通信端末７１〜７６が接続される、いわゆるスター型のネットワークを構成している。したがって、各通信端末７１〜７６がアクセスポイントとして機能する制御局７７と通信を行うように構成されている。
このようなネットワークで情報伝送を行う場合には、情報送信元である通信端末から一旦制御局７７に対して上り回線で情報伝送をして、制御局７７から情報受信先である通信端末へ下り回線で情報を伝送する。
また、アクセスポイントを用いずに、図２０に示すように、任意の通信装置８１〜８７間で相互に接続する、いわゆるアドホック・ネットワークの接続形態を持つ通信装置などが考えられている。このアドホック・ネットワークにおいては、通信装置８１〜８７がそれぞれ直接通信できる周辺の通信装置と相互に接続して通信を行う構成となっている。図２０では、通信装置８１は、通信装置８２、通信装置８６、通信装置８７と直接通信が可能であり、それ以外の通信装置８３、通信装置８４、通信装置８５とは通信ができない、隠れ端末になることを表わしている。
従来の無線ＬＡＮなどの小規模ネットワークでは、アクセスポイントを設け、そのアクセスポイントを経由してネットワーク内の通信装置間で通信を行うことにより、相互接続性を保っている。
しかしながら、情報送信元の通信端末からアクセスポイントまでは上り回線を利用し、アクセスポイントから情報受信先の通信端末までは下り回線を利用する方法が一般的に幅広く用いられており、近接した通信端末間の情報伝送も、上り回線と下り回線の双方を利用する必要があり、伝送効率が悪化するという問題がある。
また、アドホック・ネットワークにおいてはアクセスポイントを経由しないため、通信端末間の一つの伝送路を効率よく利用できるが、いわゆる隠れ端末問題によって、所望の情報送信元の通信装置からの送信情報と、所望の情報送信元装置を識別できない他の装置から送信された情報とが互いに衝突してしまう危険性があり、何らかの制御が必要となる。
このため、現在では、情報送信に先立ち伝送路を利用することを周囲に知らしめるＲＴＳ／ＣＴＳ制御と呼ばれる制御を用いることが提案されている。しかしながら、このような制御を用いると、制御が複雑になってしまう問題がある。
一方、上記小規模ネットワークとアドホック・ネットワークの両者の利点を生かして、両ネットワークを共通に利用して利用範囲を拡大することが望まれている。
例えば、特開平８−２７５２３７号では、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等の移動通信システムと、高速な無線伝送を行える無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムを組み合わせ、情報の要求は移動通信システムを使用し、情報の受信は無線ＬＡＮシステムを使用する技術が開示されているが、かかる構成においては、移動通信システムと無線ＬＡＮシステムとの間で変換装置等によって情報形式を変換する必要があるという問題がある。
また、特開平８−２７４７７６号では、通信端末が物理的に異なる複数の無線チャネルの通信インターフェースを有し、同時に異なる複数の無線チャネルで通信するとともに、各々の無線チャネルで異なるアドレスを使用する無線通信システムのアドレス管理方法が開示されているが、かかる構成においても、移動通信システムと無線ＬＡＮシステムとが物理的に接続されることが前提となる。
発明の開示
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、制御局を有する小規模無線ネットワークと制御局を有しない小規模ネットワークとの両システムを利用して、情報伝送の衝突を回避しつつ、伝送効率を向上させることができる無線通信システム、制御局、通信装置、通信制御方法、無線通信方法、並びに通信制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明にかかる無線通信システムは、第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムとからなり、第１の無線システムの制御局は、第２の通信システムに属する通信装置の通信を第１の通信システムの制御信号により制御することを特徴とする。
また、本発明にかかる制御局は、第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける第１の無線通信システムの制御局であって、第２の通信システムに属する通信装置の通信を第１の通信システムの制御信号により制御することを特徴とする。
また、本発明にかかる通信装置は、制御局によってネットワークが管理される第１の通信システムと、第１の通信システムと異なるネットワーク構成を有する第２の通信システムとに対してアクセス可能である通信装置であって、第１の通信システムを管理する制御局から報知されたネットワーク情報に基づいて、第２の通信システムのチャネル割当要求を制御局に送信するチャネル割当要求手段と、チャネル割当要求に従って制御局が割り当てた第２の通信システムのチャネル割当情報を受信する受信手段と、チャネル割当情報に基づいて第２の通信システムを介した情報送信を行う送信手段とを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる通信装置は、制御局によってネットワークが管理される第１の通信システムと、第１の通信システムと異なるネットワーク構成を有する第２の通信システムとに対してアクセス可能である通信装置であって、第１の通信システムを介して通信を行う第１の通信手段と、第２の通信システムを介して通信を行う第２の通信手段と、第１の通信システムを管理する制御局から送信されたネットワーク情報を第１の通信手段を介して受信し、当該ネットワーク情報に基づいて、第２の通信システムを介した情報送信を行わせる送信制御手段とを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる通信制御方法は、第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける第１の無線通信システムの制御局の通信制御方法であって、第２の無線通信システムに属する通信装置からのチャネル割当要求を受信するステップと、チャネル割当要求に応じて、利用可能なチャネルを検索するステップと、検索により得られた第２の無線通信システムのチャネル割当情報を第１の無線システムを介して報知するステップとを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる通信制御方法は、第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける第２の無線通信システムの制御局の通信制御方法であって、第１の無線通信システムの制御局より当該第１の無線通信システムを介して報知される第２の無線通信システムのチャネル割当情報を受信するステップと、受信したチャネル割当情報を、第２の無線通信システムを介して複数の通信装置に報知するステップとを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる無線通信方法は、制御局によりネットワークが管理される第１の無線システムと、第１の無線システムと異なるネットワーク構成を有する第２の無線システムとを利用して、、第１及び第２の無線システムにおける伝送装置間で通信を行う無線通信方法であって、制御局が、第１の通信システムを介して通信装置に対してネットワーク情報を報知するステップと、ネットワーク情報に基づいて、通信装置が第２の通信システムを介した情報送信を行うステップとを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる通信制御プログラムは、第１の無線システムと、第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける第２の無線通信システムの制御局の通信制御プログラムであって、第１の無線通信システムの制御局より当該第１の無線通信システムを介して報知される第２の無線通信システムのチャネル割当情報を受信するステップと、受信したチャネル割当情報を、第２の無線通信システムを介して複数の通信装置に報知するステップとを具えることを特徴とする。
また、本発明にかかる無線通信プログラムは、制御局によりネットワークが管理される第１の無線システムと、第１の無線システムと異なるネットワーク構成を有する第２の無線システムとを利用して、第１及び第２の無線システムにおける伝送装置間で通信を行う無線通信プログラムであって、制御局が、第１の通信システムを介して通信装置に対してネットワーク情報を報知するステップと、ネットワーク情報に基づいて、通信装置が第２の通信システムを介した情報送信を行うステップとを具えることを特徴とする。
本発明によれば、制御局によりネットワークが管理される第１の無線システムと、複数の通信装置の間で直接通信を行う第２の通信システムとにより無線通信システムを構成することによって、第１の無線システムを用いて効果的に無線ネットワークの制御を行い、さらに第２の無線システムを用いて効率よく無線伝送を行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明においては、制御装置によりネットワークが管理される第１の通信システムと、第１の通信システムと異なるネットワーク構成を有する第２の通信システムとを利用する。
ここで、第１の通信システムと第２の通信システムとは異なった物理層を有している。具体的な例をあげると、第１の通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の物理層を用い、一方、第２の通信システムはパルスを用いた通信方式であるＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ：ウルトラワイドバンド）通信の物理層を用いるという構成となる。
また、第１の通信システムと第２の通信システムとは、使用する信号の信号波形が異なっている。具体的な例をあげると、第１の通信システムの使用する信号は、サイン波の信号であり、一方、第２の通信システムの使用する信号は、パルス波である。
また、第１の通信システムと第２の通信システムとは、使用する伝送帯域幅が異なっている。具体的な例をあげると、第１の通信システムは、１０Ｍｂｐｓの伝送帯域幅であり、一方第２の通信システムは１００Ｍｂｐｓの伝送帯域幅である。
本発明においては、第１の通信システムに存在する制御局が、そのビーコン信号（報知信号）を用いて第１の通信システムに属する通信装置を制御するのみならず、第２の通信システムに属する通信装置をも制御する。第２の通信システムに属する通信装置は、その制御情報により他の通信装置と通信を行うことになる。第２の通信システムにも別に制御局が存在しても良いが、必須ではない。
以下、本発明の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。
図１及び図２は、本発明の無線伝送方法に用いるネットワーク構成を示す図である。
図１では、制御局を有する小規模無線ネットワーク（第１の通信システム）におけるネットワークの構成例を表している。ここでは、ネットワーク内のある通信装置７を制御局として機能させ、その制御局から周辺に存在する通信装置１〜６を管理する。
図２では、制御局を有しない小規模無線ネットワーク（第２の通信システム）におけるネットワークの構成例を表している。ここでは、ネットワークを構成する全ての通信装置１〜６と、第１の無線システムの制御局としての機能を有する通信装置７とを含んでおり、各通信装置間で制御局を介さずに直接伝送を行う。
また、図１に示す第１の通信システムを利用した情報伝送についても、第２の通信システムを利用した情報伝送方法と同様に、制御局を介さずに直接通信を行う構成を採っても良いものとする。
図３は、本発明の実施の形態１に係る制御局及び通信装置としての無線伝送装置の構成を示すブロック図である。図３に示す無線伝送装置において、インターフェース部１１は、外部に接続されたＡＶ機器（図示せず）から音声情報や映像情報を交換する。これらの音声情報や映像情報は、無線送信バッファ１２に格納される。
第１の通信システム無線送受信部１３は、無線送信バッファ１２に格納された音声情報や映像情報を第１の通信システムで送信される信号に変調すると共に、第１の通信システムで伝送されてきた信号、例えば第１の通信システムの制御局から送信されてきた制御信号を復調する。
また、第２の通信システム無線送受信部１５は、無線送信バッファ１２に格納された音声情報や映像情報を第２の通信システムで送信される信号に変調すると共に、第２の通信システムで伝送されてきた信号を復調する。
なお、本実施の態様においては、第２の通信システム無線送受信部１５が送受信双方を行うものとして説明するが、送信もしくは受信の一方の機能のみはたす場合にも、本発明は成立する。
第１の通信システム無線送受信部１３は、すべての通信装置に存在するのが望ましいが、第２の通信システムに制御局が存在する場合は、その制御局のみが有すれば足りる。
また第２の通信システムに制御局が存在する場合は、当該制御局のみが、第１の通信システム無線送受信部１３及び第２の通信システム無線送受信部１５が必要となり、その他の通信装置は第２の通信システム無線送受信部１５のみがあればよい。この場合、第１の通信システムのビーコン信号を第２の通信システムの制御局が受信し、当該ビーコン信号を第２の通信システムのビーコン信号として他の通信装置に報知することになる。
第１及び第２の無線送受信部１３、１５で符号化された信号は、アンテナ１４を介して媒体に送信され、媒体からの信号は、アンテナ１４を介して受信される。アンテナは便宜上一本のみ記載したが、第１の通信システムと第２の通信システムで別のものであっても良い。
無線受信バッファ１６は、第１及び第２の通信システム無線送受信部１３、１５によって受信された情報を格納する。無線受信バッファ１６に格納された情報はインターフェース部１１を介して外部に接続されたＡＶ機器へ出力される。
通信制御部１７は、上述した一連の制御を行う。また、情報記憶部１８は、伝送に利用する通信システムの種類や、チャネル情報、あるいはこの装置の各種情報を記憶する。
ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）信号を用いた無線通信システムは、情報送信元装置で、送信する情報に所定の拡散符号系列を乗算して拡散情報を形成し、位相あるいは微妙な時間変化を拡散情報にあわせて変化させたインパルス信号を送信信号として利用し、情報受信先装置で、インパルスの位相あるいは微妙な時間変化によってインパルス信号の情報ビットを識別し、これに所定の拡散符号系列を用いて逆拡散することによって所望の情報ビットを得る。
ウルトラワイドバンド通信（ウルトラワイドバンド伝送方式）は、基本的には、非常に細かいパルス幅（例えば１ｎｓ（ナノセコンド）以下）のパルス列からなる信号を用いて、ベースバンド伝送を行うものである。また、その占有帯域幅は、占有帯域幅をその中心周波数（例えば１ＧＨｚから１０ＧＨｚ）で割った値がほぼ１となるようなＧＨｚオーダーの帯域幅であり、所謂Ｗ−ＣＤＭＡ方式やｃｄｍａ２０００方式、並びにＳＳ（Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）やＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いた無線ＬＡＮで使用される帯域幅に比べて、超広帯域なものとなっている。
また、ウルトラワイドバンド伝送方式は、その低い信号電力密度の特性により、他の無線システムに対し干渉を与えにくい特徴を有しており、既存の無線システムが利用している周波数帯域にオーバーレイ可能な技術として期待されている。さらに広帯域であることからパーソナルエリアネットワーク（Ｐｅｒｓｏｎ−ａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＡＮ）の用途で、１００Ｍｂｐｓレベルの超高速無線伝送技術として有望視されている。
本実施の形態では、第２の通信システムがウルトラワイドバンド信号を用いた無線システムである場合について説明する。なお、この場合第１の通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線システムやＩＥＥＥ８０２．１５準拠の無線システムのように、所定のフレーム構造を用いて通信を行う無線システムが考えられる。
図１７は、通信装置が情報送信元として機能する場合に、第２の通信システム送受信部１５において行われるウルトラワイドバンド信号の変調処理例を示す図である。図１７において、参照符号５１は、伝送される情報ビット、すなわち無線送信バッファ１２の出力を示す。この情報ビット５１に対して所定の拡散符号５２が乗算されると、拡散した情報５３が得られる。そして、この拡散した情報５３の０／１情報にあわせて位相が変化するインパルスが形成され、ウルトラワイドバンド送信信号５４が構築される。
図１８は、通信装置が情報受信元として機能する場合に、第２の通信システム送受信部１５において行われるウルトラワイドバンド信号の復調処理例を示す図である。図１８では、情報受信先装置における逆拡散処理について示している。図１８において、様々な成分から構成される受信信号６１がアンテナ１４より受信されたとする。
この受信信号６１に対して、第２の通信システム送受信部１５では、まず送信装置で使用された拡散符号と同じ拡散符号６２に基づいて、逆拡散信号６３を得る。すなわち、所定の情報ビット長単位で周期的に連続した拡散符号系列の０／１情報にあわせて位相が変化するインパルスが形成され、これにより逆拡散信号６３が構成される。そして、この逆拡散信号６３を順次受信信号６１に乗算することによって、合成後信号６４が構築される。さらに、積分回路などを用いて合成後信号６４から情報ビット長に至るまでの信号成分を積分する（同図、波形６５参照）ことにより、最も確からしい値として、情報の復元６６が出力される。
なお、ここでは、変調方式としてウルトラワイドバンド信号の０／１情報として位相の変化を用いるバイフェーズ変調方式を用いるものとして説明したが、例えば特表平１０−５０８７２５号に記載されている拡散信号の０／１情報に合わせてインパルスの生成タイミングを微妙にずらした信号を用いるいわゆるパルス位置変調方式を適用することもできる。
次に、上記構成を有する無線伝送装置を用いて本発明の無線伝送方法について説明する。
図４は、図１に示したネットワークの制御局である通信装置７が、図２に示したネットワークにおける伝送で利用される第２の通信システムの伝送帯域割り当てを行う際のシーケンスを示す図である。第１の通信システムは、例えば時分割のフレーム構造を用いて通信を行い、そのフレームの先頭に配置されたＮｅｔ−ｗｏｒｋ同期情報２１が、周期的に制御装置（制御局）からネットワーク全体にブロードキャストされている。このＮｅｔｗｏｒｋ同期情報２１は、各通信装置内の第１の通信システム無線送受信部１３を介して通信制御部１７に送られる。
ある通信装置が第１の通信システムを利用する場合には、言うまでもなく、第１の通信システムの制御局に利用要求２２を送信する。そして、ある通信装置が第２の通信システムを利用する場合には、その通信装置の通信制御部１７は、情報送信元装置として第１の通信システムの制御局に対して利用要求２２を送信する。
ここで、第２の通信システムの利用が可能であれば、制御局は、Ｎｅｔ−ｗｏｒｋ同期情報２３により、第２の通信システムを割り当てる通知が情報受信先装置及び情報送信元装置に対して行われる。
情報送信元装置では、Ｎｅｔｗｏｒｋ同期情報２３が第１の通信システム無線送受信部１３を介して通信制御部１７に送られる。通信制御部１７は、Ｎｅｔ−ｗｏｒｋ同期情報２３に含まれるスケジューリング情報（領域割り当て情報）に基づいて、無線送信バッファ１２から第２の通信システムに関する情報を出力させる。第２の通信システム無線送受信部１５では、送信バッファ１２に格納された情報を読み出し第２の通信システムで送信される信号に変調し、情報受信先装置に対して第２の通信システムによる伝送２４を行う。
なお、情報受信先装置から情報送信元装置へ、受領確認のフィードバック２５が必要な場合には、必要に応じて第１の通信システムを用いて、その情報を返送するような構成を採っても良い。このフィードバック信号は、情報送信元装置の第１の通信システム無線送受信部１３を介して通信制御部１７に送られる。
図５（ａ）〜（ｄ）は、第１の通信システムに、適応的に第２の通信システムによる伝送を付加したフレームフォーマットを示す図である。ここでは、所定の時間毎にフレーム周期を規定し、そのフレーム周期の中を必要に応じて時分割多重して情報伝送する場合について示す。
図５（ａ）は、第２の通信システムを利用しない場合のフレームフォーマットを示す。図中、第１の通信システムにおいては、所定の時間毎にＮｅｔｗｏｒｋ同期情報３１が制御局よりブロードキャスト送信される構成としてある。さらに、その第１の通信システムでの情報伝送３２が、所定のアクセス制御方法にしたがって行われる。また、第２の通信システムでは、伝送が行われていないため、全ての領域で予備（未使用）として扱われている。
図５（ｂ）は、第２の通信システムを利用して情報伝送が行われる場合のフレームフォーマットを示す。ここでは、各リンク毎に必要に応じて伝送領域を割り当てて伝送路を時分割多重して利用するために、図中第１のストリーム伝送３３の領域のみを割り当てた状態を表わしている。また、第２の通信システムにおいて、領域が割り当てられていない部分は、伝送が行なわれていないため、予備（未使用）として扱われている。
図５（ｃ）は、第２の通信システムを利用して情報伝送が多重化して行われる場合のフレームフォーマットを示す。ここでは、図５（ｂ）に示す第１のストリーム伝送に加えて、別のストリーム伝送のために、やはり必要なだけ第２のストリーム伝送３４の領域を割り当てた状態を表わしている。また、第２の通信システムで、領域が割り当てられていない部分は、伝送が行われていないため、予備として扱われている。
図５（ｄ）は、第２の通信システムを利用してさらに情報伝送が多重化して行われる場合のフレームフォーマットを示す。ここでは、図５（ｃ）に示す第１のストリーム伝送３３、第２のストリーム伝送３４に加えて、別のストリーム伝送のために、さらに必要なだけ第３のストリーム伝送３５の領域が割り当てられた状態を表わしている。また、第２の通信システムで、領域が割り当てられていない部分は、伝送が行なわれていないため、予備として扱われている。
図６（ａ）〜（ｄ）及び図１１（ａ）〜（ｄ）は、第２の通信システムを運用中に、ネットワークを構成する各装置において、第１の通信システムを運用する場合のフレームフォーマットを示す図である。
図６（ａ）は、第２の通信システムが３つのストリーム伝送に利用されている場合に、全ての領域で第１の通信システムの利用が可能な場合の例を示している。すなわち、第１の通信システムでは、フレームの先頭にＮｅｔｗｏｒｋ同期情報４１が送信され、残りの帯域では非同期伝送４２が行われる。第２の通信システムでは、第１の通信システムの非同期伝送期間において第１のストリーム伝送４３、第２のストリーム伝送４４、第３のストリーム伝送４５が行われる。これは、第２の通信システムを利用していない装置同士で通信を行う場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図７は、上記図６（ａ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印７０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印７０２〜７０４は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印７０２）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印７０３）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印７０４）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間において第２の通信システムを利用していない通信装置３と通信装置（制御局）７とは第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印７０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図６（ｂ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第１のストリーム伝送４３が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第１のストリーム伝送４３に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第１のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備（未使用）領域となる。これは、第２の通信システムにおける第１のストリーム伝送４３を行っている装置に通信を行う場合や、第１のストリーム伝送４３に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図８は、上記図６（ｂ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印８０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印８０２〜８０４は第２の無線システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印８０２）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印８０３）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印８０４）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置２とは第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印８０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図６（ｃ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第２のストリーム伝送４４が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第２のストリーム伝送４４に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第２のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、第２の通信システムにおける第２のストリーム伝送４４を行っている装置に通信を行う場合や、第２のストリーム伝送４４に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図９は、上記図６（ｃ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印９０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印９０２〜９０４は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置２から通信装置３への第１のストリーム伝送４３（矢印９０２）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印９０３）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印９０４）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置１とは第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印９０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図６（ｄ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第３のストリーム伝送４５が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第３のストリーム伝送４５に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第３のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、第２の通信システムにおける第３のストリーム伝送４５を行っている装置に通信を行う場合や、第３のストリーム伝送４５に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図１０は、上記図６（ｄ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印１００１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印１００２〜１００４は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印１００２）、通信装置２から通信装置３への第２のストリーム伝送４４（矢印１００３）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印１００４）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置６とは、第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印１００１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図１１（ａ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第１のストリーム伝送４３及び第２のストリーム伝送４４が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第１のストリーム伝送４３及び第２のストリーム伝送４４に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第１のストリーム伝送及び第２のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、第２の通信システムにおける第１のストリーム伝送４３及び第２のストリーム伝送４４を行っている装置に通信を行う場合や、第１のストリーム伝送及び第２のストリーム伝送４４に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図１２は、上記図１１（ａ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印１２０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印１２０３〜１２０５は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印１２０３）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印１２０４）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印１２０５）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置１とは、第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印１２０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図１１（ｂ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第１のストリーム伝送４３及び第３のストリーム伝送４５が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第１のストリーム伝送４３及び第３のストリーム伝送４５に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第１、第３のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、第２の通信システムにおける第１のストリーム伝送４３及び第３のストリーム伝送４５を行っている装置に通信を行う場合や、第１のストリーム伝送４３及び第３のストリーム伝送４５に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図１３は、上記図１１（ｂ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印１３０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印１３０３〜１３０５は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印１３０３）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印１３０４）、通信装置２から通信装置３への第３のストリーム伝送４５（矢印１３０５）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置２とは、第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印１３０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図１１（ｃ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、第２のストリーム伝送４４及び第３のストリーム伝送４５が行われている（時間の）領域以外で、第１の通信システムの利用（非同期伝送４２）が可能な場合の例を示している。第２のストリーム伝送４４及び第３のストリーム伝送４５に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第２、第３のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、第２の通信システムにおける第２のストリーム伝送４４及び第３のストリーム伝送４５を行っている装置に通信を行う場合や、第２のストリーム伝送４４及び第３のストリーム伝送４５に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図１４は、上記図１１（ｃ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印１４０１は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印１４０３〜１４０５は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印１４０３）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印１４０４）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印１４０５）が順に行われる。一方、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７と通信装置６とは、第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印１４０１）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
図１１（ｄ）は、第２の通信システムが利用されている場合に、ストリーム伝送が行われている（時間の）領域以外でのみ第１の通信システムの利用が可能な場合の例を示している。ストリーム伝送４３〜４５に対応する第１の通信システムの領域は、情報伝送を行うと第２、第３のストリーム伝送の受信が妨げられるおそれがあるので、予備領域となる。これは、ストリーム伝送を行っている装置に通信を行う場合や、ストリーム伝送に影響を与える場合などに、このようなフレーム構成で第１の通信システムを利用するものである。
図１５は、上記図１１（ｄ）に示すフレーム構成で第１の通信システムを利用する場合の一例を示す。同図において、黒矢印１５０１〜１５０６は、第１の通信システムの情報伝達を表し、白抜き矢印１５０７〜１５０９は第２の通信システムを利用した情報伝達を表している。図示の例では、第２の通信システムを利用して通信装置１から通信装置２への第１のストリーム伝送４３（矢印１５０７）、通信装置６から通信装置１への第２のストリーム伝送４４（矢印１５０８）、通信装置５から通信装置６への第３のストリーム伝送４５（矢印１５０９）が順に行われる。一方、、第１の通信システムの非同期伝送期間４２において第２の通信システムを利用していない通信装置（制御局）７からブロードキャスト伝送を行うには、第１の通信システムを利用した情報伝達（矢印１５０１〜１５０６）を行う。第１の通信システムでは他の領域は予備領域とし第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御が行われる。
上述したように、第２の通信システムで利用している領域では、第１の通信システムでの通信を行わないように制御することにより、双方のシステムに対する干渉を防止することができる。また、第２の通信システムが利用している領域において、その通信に干渉を与える可能性がある装置からは、その領域での送信を控える制御を行うことにより、第２の通信システムと第１の通信システムの共存を図ることができる。
また、第１の通信システムが周期的に利用している領域、すなわちＮｅｔ−ｗｏｒｋ同期情報を送出する領域について、第２の通信システムにその領域を割り当てないように制御することにより、ネットワーク情報の交換を行いながら、第２の通信システムを共存させることができる。
図１６（ａ）は、第２の通信システムに影響を与える場合における第１の通信システムの利用を表した図である。ここでは、通信装置１から通信装置２へ、第２の通信システムを用いた第１のストリーム伝送が行われている状態を表している。
この場合において、通信装置３で情報送信（図中の黒矢印に相当）を行うときには、通信装置２における第１のストリーム伝送の受信が妨げられる恐れがあるので、その第１のストリーム伝送が行われている期間に、第１の通信システムを用いた情報伝送を行わない制御を行う。
図１６（ｂ）は、第２の通信システムに影響を与えない場合における第１の通信システムの利用を表した図である。ここでは、通信装置１から通信装置２へ、第２の通信システムを用いた第１のストリーム伝送が行われている状態を表している。
この場合において、通信装置５で情報送信（図中の黒矢印に相当）を行うときには、通信装置２における第１のストリーム伝送の受信が妨げられる恐れがないので、第１のストリーム伝送が行われている期間にも、第１の通信システムを用いた情報伝送を行うことができる。
図１６（ｃ）は、第２の通信システムへの影響を個別に考慮に入れた場合における第１の通信システムの利用を表した図である。ここでは、通信装置１から通信装置２へ、第２の通信システムを用いた第１のストリーム伝送が行われていて、通信装置４から通信装置５へ、第２の通信システムを用いた第２のストリーム伝送が行われている状態を表している。
この場合において、通信装置６で情報送信（図中の黒矢印に相当）を行うときには、通信装置５における第２のストリーム伝送の受信が妨げられる恐れがあるので、その第２のストリーム伝送が行われている期間に、第１の通信システムを用いた情報伝送を行わない制御を行う。また、通信装置２における第１のストリーム伝送の受信は妨げられる恐れがないので、その第１のストリーム伝送が行われている期間にも、第１の通信システムを用いた情報伝送を行うことができる。
なお、その第１のストリーム伝送への影響を考慮して、第１のストリーム伝送と第２のストリーム伝送の双方が行なわれていない第３の期間で第１の通信システムを用いた情報伝送を優先的に行い、第３の期間が不足している場合にのみ、第１のストリーム伝送が行われている領域で情報伝送を行うような構成としても良い。
図５から図１６の情報伝送の制御については、ブロードキャストされるＮｅｔｗｏｒｋ同期情報に基づいて通信制御部１７が行う。
このように、制御局により管理される第１の通信システムと、第１の通信システムと異なる第２の通信システムとにより、無線通信システムを構成し、該無線通信システムの制御を双方向伝送が可能な第１の通信システムを利用しておこない、任意の通信局の間あるいは通信局と制御局との間は、必要に応じて第２の通信システムを用いて通信を行うので、第１の通信システムを用いて効果的に無線ネットワークの制御を行い、さらに第２の通信システムを用いて効率よく無線伝送を行うことができる。
第１の通信システムを用いて第２の通信システムの制御を行うことにより、第２の通信システムで伝送される情報を多重化して伝送することが可能となる。
そして、ウルトラワイドバンド信号を用いた場合であっても、制御装置によりネットワークが管理される第１の通信システムと、第１の通信システムと異なるネットワーク構成を有する第２の通信システムとにより無線通信システムを構成し、双方向伝送が可能な第１の通信システムを第２の通信システムの制御に利用し、任意の通信装置の間あるいは通信局と制御局との間の情報伝送に、必要に応じて第２の通信システムを利用するので、第１の通信システムを用いて効果的に無線ネットワークの制御を行い、さらに第２の通信システムを用いて効率よく無線伝送を行うことができる。
また、第１の通信システムにおいて、同一空間上で従来からの無線伝送方式による信号を運用している間でも、互いに影響を少なくしながら情報伝送を行うことができる。すなわち、第１の通信システムの運用を妨げないで、第２の通信システムを稼動させることができる。
本発明の無線伝送方法及び無線伝送装置においては、第１の通信システムとして、無線ＬＡＮのようなＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線システムや、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈのようなＩＥＥＥ８０２．１５準拠の無線システムを利用することができる。これにより、既存のプロトコルを流用して、第１の通信システムの無線送受信部を制御できると共に、市販のチップを流用することができるため、システム全体を安価に構成できる。
産業上の利用の可能性
本発明の無線通信システム、制御局、通信装置、通信制御方法、無線通信方法、並びに通信制御プログラムは、例えば制御局を有する小規模無線ネットワークと制御局を有しない小規模ネットワークとを有する無線通信システムに適応される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の無線伝送方式に用いるネットワーク構成を示す略線図である。
図２は、本発明の無線伝送方式に用いるネットワーク構成を示す略線図である。
図３は、本発明の実施の形態に係る無線伝送装置の構成を示すブロック図である。
図４は、第２の無線システムの割り当てを行う際のシーケンスを示す図である。
図５は、第１の無線システムに、適応的に第２の無線システムによる伝送を付加したフレームフォーマットを示す図である。
図６は、第２の無線システムを運用中に、ネットワークを構成する各装置において、第１の無線システムを運用する場合のフレームフォーマットを示す図である。
図７は、図６（ａ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合を示す図である。
図８は、図６（ｂ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図９は、図６（ｃ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１０は、図６（ｄ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１１は、第２の無線システムを運用中に、ネットワークを構成する各装置において、第１の無線システムを運用する場合のフレームフォーマットを示す図である。
図１２は、図１１（ａ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１３は、図１１（ｂ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１４は、図１１（ｃ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１５は、図１１（ｄ）に示すフレーム構成で第１の無線システムを利用する場合の一例を示す図である。
図１６の（ａ）は、第２の無線システムに影響を与える場合における第１の無線システムの利用を表した図である。（ｂ）は、第２の無線システムに影響を与えない場合における第１の無線システムの利用を表した図である。（ｃ）は、第２の無線システムへの影響を個別に考慮に入れた場合における第１の無線システムの利用を表した図である。
図１７は、ウルトラワイドバンド信号の変調処理例を示す図である。
図１８は、ウルトラワイドバンド信号の復調処理例を示す図である。
図１９は、制御局がある小規模ネットワークの構成例を示す図である。
図２０は、アドホック小規模ネットワークの構成例を示す図である。
符号の説明
１１……インターフェース部、１２……無線送信バッファ、１３……第１の無線システム送受信部、１４……アンテナ、１５……第２の無線システム送受信部、１６……無線受信バッファ、１７……通信制御部、１８……情報記録部
Claims (23)
- 第１の無線システムと、上記第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおいて、
上記第１の無線システムの制御局は、上記第２の通信システムに属する通信装置の通信を上記第１の通信システムの制御信号により制御する
ことを特徴とする無線通信システム。 - 上記制御局は、上記第２の通信システムに属する上記通信装置の通信を上記第１の通信システムの上記制御信号により制御することにより、１の上記通信装置に対する上記第１及び第２の通信システムを介した２つの通信の衝突を防止する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線通信システム。 - 上記通信装置の一部は、上記第２の通信システムに属する上記通信装置の通信を上記第２の通信システムを介して制御する第２の通信システム制御手段を具える
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線通信システム。 - 上記制御局は、上記第１の通信システムの上記制御信号を上記第２の通信システム制御手段を有する通信装置に送信し、
当該第２の通信システム制御手段を有する通信装置は、受信した上記第１の通信システムの上記制御信号を、上記第２の通信システムを介して上記複数の通信装置に送信する
ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の無線通信システム。 - 上記第１の通信システム及び上記第２の無線システムは、それぞれ異なる物理層を有する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線通信システム。 - 上記第１の通信システム及び上記第２の無線システムは、それぞれ異なる信号波形を用いる
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線通信システム。 - 上記第１の通信システム及び上記第２の無線システムは、それぞれ異なる伝送帯域幅を有する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線通信システム。 - 第１の無線システムと、上記第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける上記第１の無線通信システムの制御局において、
上記制御局は、上記第２の通信システムに属する上記通信装置の通信を上記第１の通信システムの制御信号により制御する
ことを特徴とする制御局。 - 上記制御局は、上記第２の無線システムの通信状況を把握し、上記第１の無線システムを用いた情報伝送を行うかどうかを判断する、
ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の制御局。 - 制御局によってネットワークが管理される第１の通信システムと、上記第１の通信システムと異なるネットワーク構成を有する第２の通信システムとに対してアクセス可能である通信装置であって、
上記第１の通信システムを管理する制御局から報知されたネットワーク情報に基づいて、上記第２の通信システムのチャネル割当要求を上記制御局に送信するチャネル割当要求手段と、
上記チャネル割当要求に従って上記制御局が割り当てた上記第２の通信システムのチャネル割当情報を受信する受信手段と、
上記チャネル割当情報に基づいて上記第２の通信システムを介した情報送信を行う送信手段と
を具えることを特徴とする通信装置。 - 上記第１の通信システムは、所定のフレーム構造を用いて通信を行う無線システムであり、上記第２の通信システムはウルトラワイドバンド信号を用いた無線システムである
ことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の通信装置。 - 制御局によってネットワークが管理される第１の通信システムと、上記第１の通信システムと異なるネットワーク構成を有する第２の通信システムとに対してアクセス可能である通信装置であって、
上記第１の通信システムを介して通信を行う第１の通信手段と、
上記第２の通信システムを介して通信を行う第２の通信手段と、
上記第１の通信システムを管理する制御局から送信されたネットワーク情報を上記第１の通信手段を介して受信し、当該ネットワーク情報に基づいて、上記第２の通信システムを介した情報送信を行わせる送信制御手段と
を具えることを特徴とする通信装置。 - 上記第２の通信システムの制御手段をさらに具える
ことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の通信装置。 - 第１の無線システムと、上記第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける上記第１の無線通信システムの制御局の通信制御方法において、
上記第２の無線通信システムに属する通信装置からのチャネル割当要求を受信するステップと、
上記チャネル割当要求に応じて、利用可能なチャネルを検索するステップと、
上記検索により得られた上記第２の無線通信システムのチャネル割当情報を上記第１の無線システムを介して報知するステップと
を具えることを特徴とする通信制御方法。 - 上記チャネル割当情報は、上記第１の通信システムに対して周期的に割り当てられている時間領域以外の時間領域を、上記第２の通信システムに対して割り当てる
ことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の通信制御方法。 - 上記第２の通信システムに対して割り当てられている時間領域以外の時間領域で、上記第１の通信システムを利用する
ことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の通信制御方法。 - 上記第２の通信システムを介して通信を行っている上記通信装置に対して、上記第１の通信システムを介して通信を行う場合、当該第１の通信システムを介した通信が上記第２の通信システムを介した通信に影響を与えないように通信制御を行う
ことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の通信制御方法。 - 上記第２の無線システムを、任意の方向の通信に利用する
ことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の通信制御方法。 - 上記第１の通信システムは、所定のフレーム構造を用いて通信を行う無線システムであり、上記第２の通信システムはウルトラワイドバンド信号を用いた無線システムである
ことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の通信制御方法。 - 第１の無線システムと、上記第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける上記第２の無線通信システムの制御局の通信制御方法において、
上記第１の無線通信システムの制御局より当該第１の無線通信システムを介して報知される上記第２の無線通信システムのチャネル割当情報を受信するステップと、
上記受信したチャネル割当情報を、上記第２の無線通信システムを介して複数の通信装置に報知するステップと
を具えることを特徴とする通信制御方法。 - 制御局によりネットワークが管理される第１の無線システムと、上記第１の無線システムと異なるネットワーク構成を有する第２の無線システムとを利用して、上記第１及び第２の無線システムにおける通信装置間で通信を行う無線通信方法であって、
上記制御局が、上記第１の通信システムを介して上記通信装置に対してネットワーク情報を報知するステップと、
上記ネットワーク情報に基づいて、上記通信装置が上記第２の通信システムを介した情報送信を行うステップと
を具えることを特徴とする無線通信方法。 - 第１の無線システムと、上記第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける上記第１の無線通信システムの制御局の通信制御プログラムにおいて、
上記第２の無線通信システムに属する通信装置からのチャネル割当要求を受信するステップと、
上記チャネル割当要求に応じて、利用可能なチャネルを検索するステップと、
上記検索により得られた上記第２の無線通信システムのチャネル割当情報を上記第１の無線システムを介して報知するステップと
を具えることを特徴とする通信制御プログラム。 - 第１の無線システムと、上記第１の無線システムと異なる第２の無線システムを有する無線通信システムにおける上記第２の無線通信システムの制御局の通信制御プログラムにおいて、
上記第１の無線通信システムの制御局より当該第１の無線通信システムを介して報知される上記第２の無線通信システムのチャネル割当情報を受信するステップと、
上記受信したチャネル割当情報を、上記第２の無線通信システムを介して複数の通信装置に報知するステップと
を具えることを特徴とする通信制御プログラム。
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