WO2017158657A1

WO2017158657A1 - 通信システム、サーバ装置、基地局装置および通信制御方法

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Publication number: WO2017158657A1
Application number: PCT/JP2016/001698
Authority: WO
Inventors: 壮二郎乘田; 紀之志水; 浅野　弘明
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2017-09-21
Also published as: JP2017168922A; US10764765B2; US20190059004A1; JP6081636B1

Abstract

【課題】ユーザ端末からアクセスポイントにユーザ端末の存在を直接通知することなく、適切な通信条件による通信を迅速に確立して通信時間の短縮を図る。【解決手段】ユーザ端末１と、ユーザ端末との間でユーザデータを送受信するアクセスポイント２と、ユーザ端末とアクセスポイントとの間の通信を補助するセルラー基地局３と、制御サーバ４と、を備え、ユーザ端末は、自装置の位置情報をセルラー基地局を介して制御サーバに送信するセルラー通信部１３を有し、制御サーバは、ユーザ端末の位置情報に基づいて通信制御情報を生成する制御部５２と、通信制御情報を含む通知情報をアクセスポイントに送信するネットワーク通信部５１と、を有し、アクセスポイントは、通信制御情報に基づいてユーザ端末との間の無線通信のビームを制御するビーム制御部４２を有する。

Description

通信システム、サーバ装置、基地局装置および通信制御方法

　本発明は、端末装置およびこの端末装置との間で無線通信を行う基地局装置を備えた通信システム、サーバ装置、端末装置との間で無線通信を行う基地局装置、端末装置と基地局装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御方法に関するものである。

　近年、ＷｉＧｉｇ（Wireless Gigabit、登録商標）の無線通信規格（ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ）が策定された。このＷｉＧｉｇは、無線ＬＡＮの一種で、ミリ波に属する６０ＧＨｚ帯を使用することで、数Ｇｂｐｓ程度の高速なデータ通信を行なうことができる。ところが、このＷｉＧｉｇは、ミリ波帯を使用していることから、電波到達距離が短く、障害物に弱いという特徴があり、利用が制限されるという問題を有している。

　このようなミリ波通信が有している問題を解決するため、従来、マイクロ波による第１の通信方式による無線通信部と、ミリ波による第２の通信方式による無線通信部と、を備え、第２の通信方式により高速なデータ通信を実現するとともに、無指向性で且つ飛距離問題のない第１の通信方式により制御信号（ビーコン）を送受信することで、第２の通信方式による通信を補助する技術が知られている（特許文献１参照）。

特許第５４３４１３７号公報

　さて、前記従来の技術では、ユーザ端末と基地局装置（アクセスポイント）との双方に、無指向性で且つ飛距離問題のないマイクロ波通信を行う無線通信部を設けて、このマイクロ波通信によりユーザ端末の存在を基地局装置に通知するようにしている。しかしながら、このような構成では、ユーザ端末の他に基地局装置にもマイクロ波通信の機能を設ける必要があるため、基地局装置のコストが増大するという問題があった。

　本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、端末装置から基地局装置に端末装置の存在を直接通知することなく、適切な通信条件による通信を迅速に確立して通信時間の短縮を図ることができるように構成された通信システム、サーバ装置、基地局装置および通信制御方法を提供することにある。

　本発明の通信システムは、端末装置と、この端末装置との間で無線通信を行う基地局装置とを備えた通信システムであって、前記端末装置と、前記端末装置との間で第１の通信方式により無線通信を行って前記端末装置との間でユーザデータを送受信する第１の基地局装置と、前記端末装置との間で第２の通信方式により通信を行って前記端末装置と前記第１の基地局装置との間で行われる通信を補助する第２の基地局装置と、サーバ装置と、を備え、前記端末装置は、自装置の位置情報を含む端末情報を前記第２の基地局装置を介して前記サーバ装置に送信する通信部を有し、前記サーバ装置は、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成する制御部と、前記通信制御情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信する通信部と、を有し、前記第１の基地局装置は、前記通信制御情報に基づいて前記端末装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御部を有する構成とする。

　また、本発明のサーバ装置は、端末装置との間で第１の通信方式により無線通信を行う第１の基地局装置、および前記端末装置との間で第２の通信方式により通信を行う第２の基地局装置と通信を行う通信部と、制御部と、を備え、前記通信部は、前記端末装置から前記第２の基地局装置を経由して送信される端末情報を受信し、前記制御部は、前記端末情報に含まれる前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成し、前記通信部は、前記通信制御情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信し、前記第１の基地局装置に、前記通信制御情報に基づいて、前記端末装置との間で行われる無線通信を制御させるようにした構成とする。

　また、本発明の基地局装置は、端末装置との間で無線通信を行う基地局装置であって、前記端末装置との間でデータを送受信する第１の通信部と、サーバ装置から送信される通知情報を受信する第２の通信部と、制御部と、を備え、前記第２の通信部は、前記サーバ装置において前記端末装置から取得した前記端末装置の位置情報に基づいて生成された通信制御情報を含む前記通知情報を受信し、前記制御部は、前記通信制御情報に基づいて、前記第１の通信部で行われる無線通信を制御する構成とする。

　また、本発明の通信制御方法は、端末装置と基地局装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御方法であって、前記端末装置と第１の基地局装置との間でデータを送受信する第１の通信方式とは異なる第２の通信方式により、第２の基地局装置を介して、前記端末装置の位置情報を含む端末情報を前記端末装置からサーバ装置に送信し、前記サーバ装置において、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成して、その通信制御情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信し、前記第１の基地局装置において、前記通信制御情報に基づいて前記端末装置との間で行われる無線通信を制御する構成とする。

　本発明によれば、端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成して、その通信制御情報に基づいて、端末装置と第１の基地局装置との間で行われる無線通信を制御する。これにより、端末装置から第１の基地局装置に端末装置の存在を直接通知することなく、適切な通信条件による通信を迅速に確立して通信時間の短縮を図ることができる。

第１実施形態に係る通信システムの全体構成図第１実施形態に係る通信システムにおける制御情報の送信状況を示す説明図第１実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図第１実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図第１実施形態に係るユーザ端末１で行われる処理の手順を示すフロー図第１実施形態に係るアクセスポイント２で行われる処理の手順を示すフロー図第１実施形態に係る制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図第１実施形態の変形例にかかるユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図第２実施形態に係る通信システムにおける制御情報の送信状況を示す説明図第２実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２３および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図第２実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図第２実施形態に係るアクセスポイント２で行われる処理の手順を示すフロー図第２実施形態に係る制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図第３実施形態に係る通信システムにおける制御情報の送信状況を示す説明図第３実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２３および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図第３実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図第３実施形態に係る制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図第４実施形態に係る通信システムにおける制御情報の送信状況を示す説明図第４実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図第４実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図第４実施形態に係る制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図第５実施形態に係る通信システムにおける制御情報の送信状況を示す説明図第５実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２３および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図第５実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図第５実施形態に係る制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図第６実施形態に係るユーザ端末１とアクセスポイント２との間のネゴシエーションの状況を示す説明図第６実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２３および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図第６実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図第６実施形態に係るユーザ端末１で行われる処理の手順を示すフロー図第６実施形態に係るアクセスポイント２で行われる処理の手順を示すフロー図第６実施形態に係る制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図第７実施形態に係る通信システムの全体構成図第７実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、第２のセルラー基地局および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図第７実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、第１のセルラー基地局５、第２のセルラー基地局６および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図第７実施形態に係るアクセスポイント２で行われる処理の手順を示すフロー図第７実施形態に係る第２のセルラー基地局６で行われる処理の手順を示すフロー図第７実施形態に係る制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図第７実施形態の変形例に係る通信システムの全体構成図第７実施形態の変形例に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図第７実施形態の変形例に係る第２のセルラー基地局６で行われる処理の手順を示すフロー図第７実施形態の変形例に係るアクセスポイント２で行われる処理の手順を示すフロー図第８実施形態に係る通信システムの全体構成図第９実施形態に係る通信システムの全体構成図

　前記課題を解決するためになされた第１の発明は、端末装置と、この端末装置との間で無線通信を行う基地局装置とを備えた通信システムであって、前記端末装置と、前記端末装置との間で第１の通信方式により無線通信を行って前記端末装置との間でユーザデータを送受信する第１の基地局装置と、前記端末装置との間で第２の通信方式により通信を行って前記端末装置と前記第１の基地局装置との間で行われる通信を補助する第２の基地局装置と、サーバ装置と、を備え、前記端末装置は、自装置の位置情報を含む端末情報を前記第２の基地局装置を介して前記サーバ装置に送信する通信部を有し、前記サーバ装置は、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成する制御部と、前記通信制御情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信する通信部と、を有し、前記第１の基地局装置は、前記通信制御情報に基づいて前記端末装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御部を有する構成とする。

　これによると、端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成して、その通信制御情報に基づいて、端末装置と第１の基地局装置との間で行われる無線通信を制御する。これにより、端末装置から第１の基地局装置に端末装置の存在を直接通知することなく、適切な通信条件による通信を迅速に確立して通信時間の短縮を図ることができる。

　また、第２の発明は、端末装置と、この端末装置との間で無線通信を行う基地局装置とを備えた通信システムであって、前記端末装置と、前記端末装置との間で第１の通信方式により無線通信を行って前記端末装置との間でユーザデータを送受信する第１の基地局装置と、前記端末装置との間で第２の通信方式により通信を行って前記端末装置と前記第１の基地局装置との間の通信を補助する第２の基地局装置と、サーバ装置と、を備え、前記端末装置は、自装置の位置情報を含む端末情報を前記第２の基地局装置を介して前記サーバ装置に送信する通信部を有し、前記サーバ装置は、前記端末装置の位置情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信する通信部を有し、前記第１の基地局装置は、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成する制御部と、前記通信制御情報に基づいて前記端末装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御部を有する構成とする。

　これによると、第１の発明と同様に、端末装置から第１の基地局装置に端末装置の存在を直接通知することなく、適切な通信条件による通信を迅速に確立して通信時間の短縮を図ることができる。

　また、第３の発明は、前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記第１の基地局装置から前記端末装置までの距離を取得して、前記距離が所定のしきい値以上である場合には、指向性のビームパターンで通信を行い、前記距離が前記しきい値未満である場合には、無指向性のビームパターンで通信を行うとともに、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記第１の基地局装置から見た前記端末装置が位置する方向を取得して、前記方向に基づいて、指向性のビームパターンにおけるビーム角度を設定した前記通信制御情報を生成する構成とする。

　これによると、指向性のビームパターンで通信を行う場合に最適なビーム角度を取得するためのネゴシエーションなどの通信を確立するための処理が不要になる。

　また、第４の発明は、前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記第１の基地局装置の通信エリア外に移動する前記端末装置を判定し、該当する前記端末装置を送信対象から除外するように前記通信制御情報を生成する構成とする。

　これによると、第１の基地局装置の通信エリア外に移動する端末装置に制御情報を送信しても無駄になることから、このような端末装置を制御情報の送信対象から除外することで、無駄な制御情報の送信を避けて、制御情報の送信の効率化を図ることができるため、通信時間を短縮することができる。

　また、第５の発明は、前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記第１の基地局装置の通信エリア内に移動する前記端末装置を判定し、該当する前記端末装置を送信対象に追加するように前記通信制御情報を生成する構成とする。

　これによると、第１の基地局装置の通信エリア内に移動する端末装置に制御情報を迅速に送信することができる。

　また、第６の発明は、前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記第１の基地局装置から見た前記端末装置が位置する方向を取得し、複数の前記端末装置が位置する方向が近接している場合には、その複数の端末装置に１本の指向性ビームで同時に送信可能なビーム制御条件を求めて、そのビーム制御条件を含む前記通信制御情報を生成する構成とする。

　これによると、複数の端末装置に同時に送信することができるため、通信時間を短縮することができる。

　また、第７の発明は、前記サーバ装置は、過去に前記端末装置が前記第１の基地局装置と通信を行ったときの通信制御情報と前記端末装置の位置情報とを対応づけて履歴情報として蓄積する情報格納部を備え、前記制御部は、前記履歴情報の中から、前記端末装置の現在の位置情報に対応する前記通信制御情報を取得して、その通信制御情報を今回の通信制御情報とする構成とする。

　また、第８の発明は、前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記端末装置が移動しているか否かを判定し、移動している前記端末装置の数が所定のしきい値を超える場合には、指向性ビームを回転させながら送信するように前記通信制御情報を生成する構成とする。

　これによると、複数の端末装置が移動中であっても、第１の基地局装置において端末装置との間で個別にネゴシエーションを行う必要がなくなるため、通信時間を短縮することができる。

　また、第９の発明は、前記サーバ装置は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記端末装置が移動しているか否かを判定し、移動している前記端末装置の数が所定のしきい値以下である場合には、通信条件を取得するためのネゴシエーションの開始を指示する通知情報を前記第２の基地局装置を介して前記端末装置に送信し、前記端末装置は、前記通知情報に基づいて、前記第１の基地局装置との間で前記ネゴシエーションを開始する構成とする。

　これによると、移動中の端末装置が少ない場合は、第１の基地局装置と端末装置との間で個別にネゴシエーションを開始させたとしても全体として要する時間は短く、ネゴシエーションにより最適な通信を行うことができる。

　また、第１０の発明は、端末装置との間で第１の通信方式により無線通信を行う第１の基地局装置、および前記端末装置との間で第２の通信方式により通信を行う第２の基地局装置と通信を行う通信部と、制御部と、を備え、前記通信部は、前記端末装置から前記第２の基地局装置を経由して送信される端末情報を受信し、前記制御部は、前記端末情報に含まれる前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成し、前記通信部は、前記通信制御情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信し、前記第１の基地局装置に、前記通信制御情報に基づいて、前記端末装置との間で行われる無線通信を制御させるようにした構成とする。

　また、第１１の発明は、端末装置との間で第１の通信方式により無線通信を行う第１の基地局装置、および前記端末装置との間で第２の通信方式により通信を行う第２の基地局装置と通信を行う通信部と、制御部と、を備え、前記通信部は、前記端末装置から前記第２の基地局装置を経由して送信される端末情報を受信し、前記通信部は、前記端末情報に含まれる前記端末装置の位置情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信し、前記第１の基地局装置に、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成させて、その通信制御情報に基づいて、前記端末装置との間で行われる無線通信を制御させるようにした構成とする。

　また、第１２の発明は、端末装置との間で無線通信を行う基地局装置であって、前記端末装置との間でデータを送受信する第１の通信部と、サーバ装置から送信される通知情報を受信する第２の通信部と、制御部と、を備え、前記第２の通信部は、前記サーバ装置において前記端末装置から取得した前記端末装置の位置情報に基づいて生成された通信制御情報を含む前記通知情報を受信し、前記制御部は、前記通信制御情報に基づいて、前記第１の通信部で行われる無線通信を制御する構成とする。

　また、第１３の発明は、端末装置との間で無線通信を行う基地局装置であって、前記端末装置との間でデータを送受信する第１の通信部と、サーバ装置から送信される通知情報を受信する第２の通信部と、制御部と、を備え、前記第２の通信部は、前記サーバ装置において前記端末装置から取得した前記端末装置の位置情報を含む前記通知情報を受信し、前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成して、その通信制御情報に基づいて、前記第１の通信部で行われる無線通信を制御する構成とする。

　また、第１４の発明は、端末装置と基地局装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御方法であって、前記端末装置と第１の基地局装置との間でデータを送受信する第１の通信方式とは異なる第２の通信方式により、第２の基地局装置を介して、前記端末装置の位置情報を含む端末情報を前記端末装置からサーバ装置に送信し、前記サーバ装置において、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成して、その通信制御情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信し、前記第１の基地局装置において、前記通信制御情報に基づいて前記端末装置との間で行われる無線通信を制御する構成とする。

　また、第１５の発明は、端末装置と基地局装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御方法であって、前記端末装置と第１の基地局装置との間でデータを送受信する第１の通信方式とは異なる第２の通信方式により、第２の基地局装置を介して、前記端末装置の位置情報を含む端末情報を前記端末装置からサーバ装置に送信し、前記サーバ装置から前記端末装置の位置情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信し、前記第１の基地局装置において、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成して、その通信制御情報に基づいて前記端末装置との間で行われる無線通信を制御する構成とする。

　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係る通信システムの全体構成図である。

　この通信システムは、ユーザ端末１（端末装置）１と、アクセスポイント２（第１の基地局装置）２と、セルラー基地局３（第２の基地局装置）３と、制御サーバ（サーバ装置）４と、を備えている。

　ユーザ端末１は、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末、ＰＣなどであり、ＷｉＧｉｇ（登録商標、第１の通信方式）による通信機能と、セルラー方式（第２の通信方式）による通信機能とを備えている。アクセスポイント２は、ユーザ端末１との間でＷｉＧｉｇにより通信を行い、ユーザ端末１との間でユーザデータを送受信する。セルラー基地局３は、ユーザ端末１との間でセルラー方式により通信を行い、ユーザ端末１とアクセスポイント２との間で行われる無線通信をアシスト（補助）する。制御サーバ４は、ユーザ端末１とアクセスポイント２との間で行われる無線通信を効率よく実施するための制御を行う。

　さて、ＷｉＧｉｇなどの無線ＬＡＮにおいては、隠れ端末によりパケットが衝突する、いわゆる隠れ端末問題がある。この隠れ端末問題とは、あるユーザ端末１がアクセスポイント２に対してパケットを送信するのと同時に、そのユーザ端末１の通信エリア外に存在する別のユーザ端末１がアクセスポイント２にパケットを送信することで、アクセスポイント２においてパケットの衝突が発生することである。

　本実施形態では、この隠れ端末問題をＲＴＳ／ＣＴＳを用いて回避する。このＲＴＳ／ＣＴＳでは、例えば、ユーザデータのアップロード時には、ユーザデータを送信したいユーザ端末１がアクセスポイント２にＲＴＳ（Request to Send）を送信し、その応答としてアクセスポイント２がＣＴＳ（Clear to Send）をＲＴＳの送信元であるユーザ端末１に送信することで、そのユーザ端末１に送信権を与える。このとき、周辺に存在する他のユーザ端末１でもＣＴＳを受信するが、送信権を与えられた端末が自己ではないことがＣＴＳに含まれる端末ＩＤからわかるため、その他のユーザ端末１はＣＴＳに含まれる送信禁止期間（ＮＡＶ：Network Allocation Vector）においてパケットの送信を控える。これにより、アクセスポイント２においてパケットの衝突が発生することを避けることができる。

　なお、ユーザデータのダウンロード時には、ユーザデータを送信したいアクセスポイント２がユーザ端末１にＲＴＳを送信し、その応答としてユーザ端末１がＣＴＳをＲＴＳの送信元であるアクセスポイント２に送信することで、そのアクセスポイント２に送信権を与える。

　このＲＴＳ／ＣＴＳなどの制御情報の送信は、指向性のビームパターンで送信する場合は、送信対象として設定された相手にのみ送信されるように制御できる。また、無指向性のビームパターン（オムニパターン）で送信する場合は、送信権を与える端末ＩＤのリストに端末ＩＤを追加、削除することにより、特定のユーザ端末１にのみ送信権を与えるように制御できる。

　また、ユーザ端末１とアクセスポイント２との間の通信に用いられるＷｉＧｉｇは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄで規定される無線ＬＡＮの一種で、ミリ波に属する６０ＧＨｚ帯を使用した高速の無線通信規格であり、数Ｇｂｐｓ程度の通信が可能であるが、到達距離が短く、障害物に弱い特徴がある。そこで、ＷｉＧｉｇでは、電波到達距離を伸ばすビームフォーミングを適用することが有効である。

　このビームフォーミングでは、電波を特定の方向に集中的に照射する、すなわち、指向性ビームを細くすることで、電波到達距離を伸ばす技術であり、ネゴシエーションにより、送信側および受信側、すなわち、ユーザ端末１およびアクセスポイント２の双方において最適なビーム角度を求めて、その送信側および受信側の最適なビーム角度の組み合わせで通信が行われる。

　次に、第１実施形態に係る通信システムにおける制御情報の送信状況について説明する。図２は、本通信システムにおける制御情報の送信状況を示す説明図である。なお、ここでは制御情報のうち、ＣＴＳを送信する場合を例にとって説明するが、ＲＴＳを送信する場合においても同様である。

　本実施形態では、アクセスポイント２において、アクセスポイント２からユーザ端末１までの距離に応じて、送受信ビームの指向性を制御する。すなわち、図２（Ａ）に示すように、アクセスポイント２からユーザ端末１までの距離がしきい値Ｄｔ未満である場合には、無指向性のビームパターン（オムニパターン）で制御情報（ＣＴＳ）を送信し、図２（Ｂ）に示すように、アクセスポイント２からユーザ端末１までの距離が所定のしきい値Ｄｔ以上である場合には、指向性のビームパターンで制御情報を送信する。また、指向性のビームパターンで通信を行う場合には、アクセスポイント２から見たユーザ端末１の方向を求めて、その方向に基づいてビーム角度（セクタＩＤ）を設定する。

　このように、本実施形態では、指向性のビームパターンで通信を行う場合に、ユーザ端末１およびアクセスポイント２の位置情報に基づいて、送受信ビームの指向性を制御するため、最適なビーム角度を取得するためのネゴシエーションが不要になる。

　なお、指向性のビームパターンで通信を行う場合には、通信を確実に行うために、最適なビーム角度を取得するためのビームフォーミングに関するネゴシエーションを行うようにしてもよい。

　次に、第１実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成について説明する。図３は、ユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図である。

　ユーザ端末１は、位置情報取得部１１と、無線ＬＡＮ通信部１２と、セルラー通信部１３と、制御部１４と、情報格納部１５と、を備えている。

　位置情報取得部１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの衛星測位システムにより自装置の位置情報を取得する。

　無線ＬＡＮ通信部１２では、アクセスポイント２との間で制御情報（ＲＴＳ／ＣＴＳなど）およびユーザデータを無線ＬＡＮ、特にＷｉＧｉｇ（登録商標）の無線通信方式により送受信する。この無線ＬＡＮ通信部１２は、ビームの指向性を調整することができるスマートアンテナを備えている。セルラー通信部１３では、自装置の位置情報および端末ＩＤ（端末識別情報）を含む端末情報をセルラー方式によりセルラー基地局３に送信する。なお、セルラー基地局３は、セルラー方式以外の他の通信方式（例えばＷｉＦｉなど）に対応したＷｉＦｉ基地局などであってもよい。

　情報格納部１５では、端末ＩＤや、位置情報取得部１１で取得した自装置の位置情報や、制御部１４で実行されるプログラムなどが格納される。

　制御部１４は、情報収集部２１と、ビーム制御部２２と、を備えている。この制御部はプロセッサで構成され、制御部１４の各部は、情報格納部１５に記憶されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現される。

　情報収集部２１では、端末情報として、位置情報取得部１１で取得した自装置の位置情報と、情報格納部１５に格納された端末ＩＤを収集する。ビーム制御部２２では、無線ＬＡＮ通信部１２のスマートアンテナの送受信ビームを制御する。

　アクセスポイント２は、無線ＬＡＮ通信部（第１の通信部）３１と、ネットワーク通信部（第２の通信部）３２と、制御部３３と、情報格納部３４と、を備えている。

　無線ＬＡＮ通信部３１では、ユーザ端末１との間で制御情報（ＲＴＳ／ＣＴＳなど）およびユーザデータをＷｉＧｉｇ（登録商標）の無線通信方式により送受信する。この無線ＬＡＮ通信部３１は、ビームの指向性を調整することができるスマートアンテナを備えている。

　ネットワーク通信部３２では、自装置の位置情報、通信エリアの範囲に関する通信エリア情報、およびアクセスポイントＩＤを含むアクセスポイント情報を制御サーバ４に送信する。また、ネットワーク通信部３２では、制御サーバ４から送信される通知情報を受信する。

　情報格納部３４では、アクセスポイントＩＤや、通信エリア情報や、制御部３３で実行されるプログラムなどが格納される。

　制御部３３は、情報収集部４１と、ビーム制御部（通信制御部）４２と、を備えている。この制御部３３はプロセッサで構成され、制御部３３の各部は、情報格納部３４に記憶されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現される。

　情報収集部４１では、アクセスポイント情報として、情報格納部３４に格納された自装置の位置情報を収集する。ビーム制御部４２では、ネットワーク通信部３２で受信した通知情報に含まれるビーム制御情報、すなわち、指向性および無指向性のビームパターンのいずれを用いるかに関するビームパターン判定結果と、指向性のビームパターンを用いる場合のビーム角度とに基づいて、無線ＬＡＮ通信部３１のスマートアンテナの送受信ビームを制御する。

　制御サーバ４は、ネットワーク通信部５１と、制御部５２と、情報格納部５３と、を備えている。

　ネットワーク通信部５１では、セルラー基地局３から送信される端末情報と、アクセスポイント２から送信されるアクセスポイント情報とを受信する。また、ネットワーク通信部５１では、制御部５２で生成した通知情報をアクセスポイント２に送信する。

　情報格納部５３では、ネットワーク通信部５１で受信した端末情報およびアクセスポイント情報や、制御部５２で実行されるプログラムなどが格納される。

　制御部５２は、距離取得部６１と、端末方向取得部６２と、ビームパターン判定部６３と、ビーム制御条件設定部６４と、通知情報生成部６５と、を備えている。この制御部５２はプロセッサで構成され、制御部５２の各部は、情報格納部５３に記憶されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現される。

　距離取得部６１では、ユーザ端末１およびアクセスポイント２の位置情報に基づいて、アクセスポイント２からユーザ端末１までの距離を算出する。端末方向取得部６２では、アクセスポイント２およびユーザ端末１の位置情報に基づいて、アクセスポイント２から見たユーザ端末１が位置する方向を取得する。

　ビームパターン判定部６３では、距離取得部６１で取得した距離を所定のしきい値と比較して、ビームパターンを判定する。すなわち、距離が所定のしきい値Ｄｔ以上である場合には、指向性のビームパターンを用いるものと判定し、距離がしきい値Ｄｔ未満である場合には、無指向性のビームパターン（オムニパターン）を用いるものと判定する。ビーム制御条件設定部６４では、指向性のビームパターンで通信を行う場合に、端末方向取得部６２で取得した、アクセスポイント２から見たユーザ端末１が位置する方向に基づいて、ビーム角度を設定する。

　通知情報生成部６５では、アクセスポイント２に送信する通知情報を生成する。この通知情報には、端末ＩＤと、指向性および無指向性のビームパターンのいずれを用いるかに関するビームパターン判定結果、および指向性のビームパターンを用いる場合のビーム制御条件（ビーム角度（セクタＩＤ））に関するビーム制御情報（通信制御情報）と、が含まれる。

　なお、図３では、セルラー基地局３の構成を省略しているが、セルラー基地局３は、セルラー通信部と、ネットワーク通信部と、を備えている。セルラー通信部では、ユーザ端末１から送信される端末情報を受信する。ネットワーク通信部では、セルラー通信部で受信した端末情報を制御サーバ４に送信する。

　次に、第１実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順について説明する。図４は、ユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図である。図５は、ユーザ端末１で行われる処理の手順を示すフロー図である。図６は、アクセスポイント２で行われる処理の手順を示すフロー図である。図７は、制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図である。

　まず、ユーザ端末１では、情報収集部２１において、自装置の端末情報（位置情報、端末ＩＤ）を収集する（図５のＳＴ１０１）。そして、セルラー通信部１３において、セルラー基地局３を経由して端末情報を制御サーバ４に送信する（図５のＳＴ１０２）。

　また、アクセスポイント２では、情報収集部４１において、自装置のアクセスポイント情報（位置情報、アクセスポイントＩＤ）を収集する（図６のＳＴ２０１）。そして、ネットワーク通信部３２において、アクセスポイント情報を制御サーバ４に送信する（図６のＳＴ２０２）。このとき、アクセスポイント２が保持している周辺のアクセスポイント２のリスト、あるいは周辺のアクセスポイント２の位置情報も送信する。

　なお、ユーザ端末１では、端末情報を定期的に送信するようにしてもよいが、位置情報に変化があった場合、すなわち、ユーザ端末１が移動したときに端末情報を送信するようにしてもよい。この場合、制御サーバ４では、端末情報を受信すると、位置情報を更新することで、最新の位置情報を保持することができる。一方、アクセスポイント２は移動しないため、設置時などにアクセスポイント２からアクセスポイント情報を制御サーバ４に送信すればよい。

　制御サーバ４では、ネットワーク通信部５１において、ユーザ端末１から送信される端末情報や、アクセスポイント２から送信されるアクセスポイント情報を受信すると（図７のＳＴ３０１）、その端末情報およびアクセスポイント情報を情報格納部５３に蓄積する（図７のＳＴ３０２）。

　次に、アクセスポイント２の制御部３３では、ユーザ端末１からのデータ送信要求（ＲＴＳ）、または、ネットワークからのデータ受信要求があるか否かを判定し（図６のＳＴ２０３）、データ送信要求またはデータ受信要求がある場合には（図６のＳＴ２０３でＹｅｓ）、ネットワーク通信部３２において、データ送受信要求の通知を制御サーバ４に送信する（図６のＳＴ２０４）。

　制御サーバ４では、ネットワーク通信部５１において、アクセスポイント２から送信されるデータ送受信要求の通知を受信すると（図７のＳＴ３０３でＹｅｓ）、距離取得部６１において、端末情報の位置情報およびアクセスポイント情報の位置情報に基づき、アクセスポイント２からユーザ端末１までの距離を取得する（図７のＳＴ３０４）。そして、ビームパターン判定部６３において、距離取得部６１で取得した距離を所定のしきい値と比較して、指向性のビームパターンと無指向性のビームパターン（オムニパターン）とのいずれを用いるかを決定する（図７のＳＴ３０５）。

　ここで、指向性のビームパターンで通信を行う場合には（図７のＳＴ３０６でＹｅｓ）、端末方向取得部６２において、アクセスポイント２から見たユーザ端末１が位置する方向を取得する（図７のＳＴ３０７）。そして、ビーム制御条件設定部６４において、端末方向取得部６２で取得した、アクセスポイント２から見たユーザ端末１が位置する方向に基づいて、ビーム角度（セクタＩＤ）を設定する（図７のＳＴ３０８）。

　なお、無指向性のビームパターンで通信を行う場合には（図７のＳＴ３０６でＮｏ）、端末方向取得処理（図７のＳＴ３０７）やビーム制御条件設定処理（図７のＳＴ３０８）は省略される。

　次に、通知情報生成部６５において、端末ＩＤと、指向性および無指向性のビームパターンのいずれを用いるかに関するビームパターン判定結果と、ビーム制御条件設定部６４で設定されたビーム制御条件とに関するビーム制御情報を含む通知情報を生成する（図７のＳＴ３０９）。そして、ネットワーク通信部５１において、通知情報生成部６５で生成した通知情報をアクセスポイント２に送信する（図７のＳＴ３１０）。

　アクセスポイント２では、ネットワーク通信部３２において、制御サーバ４から送信される通知情報を受信すると（図６のＳＴ２０５でＹｅｓ）、ビーム制御部４２において、通知情報に含まれるビームパターン判定結果およびビーム制御情報に基づいて、指向性および無指向性のビームパターンのいずれかに設定するとともに、指向性のビームパターンを用いる場合のビーム角度を設定するビーム制御を行いながら、無線ＬＡＮ通信部３１において、ユーザ端末１に制御情報（ＣＴＳ）を送信する（図６のＳＴ２０６）。

　以上の処理が、ユーザ端末１、アクセスポイント２、および制御サーバ４の各々において情報収集を停止するまで（ＳＴ１０３，ＳＴ２０７，ＳＴ３１１でＹｅｓ）繰り返される。

（第１実施形態の変形例）
　次に、第１実施形態の変形例について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図８は、第１実施形態の変形例にかかるユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図である。

　第１実施形態では、制御サーバ４において、距離取得、ビームパターン判定、端末方向取得、およびビーム制御条件設定の各処理を行って、これらの処理の結果であるビームパターン判定結果およびビーム角度を含む通知情報をアクセスポイント２に送信するようにしたが、この変形例では、距離取得、ビームパターン判定、端末方向取得、およびビーム制御条件設定の各処理をアクセスポイント２で行うようにしている。

　すなわち、この変形例では、第１実施形態において制御サーバ４に設けられていた距離取得部６１、端末方向取得部６２、ビームパターン判定部６３、およびビーム制御条件設定部６４が、アクセスポイント２に設けられており、制御サーバ４からユーザ端末１の位置情報を含む通知情報をアクセスポイント２に送信して、距離取得、ビームパターン判定、端末方向取得、およびビーム制御条件設定の各処理がアクセスポイント２で行われる。

　なお、この変形例では、距離取得、ビームパターン判定、端末方向取得、およびビーム制御条件設定の各処理の全てをアクセスポイント２で行うようにしたが、距離取得、ビームパターン判定、端末方向取得、およびビーム制御条件設定の各処理を制御サーバ４とアクセスポイント２で分担するようにしてもよい。

（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図９は、第２実施形態に係る通信システムにおける制御情報の送信状況を示す説明図である。なお、ここでは制御情報のうち、ＣＴＳを送信する場合を例にとって説明するが、ＲＴＳを送信する場合においても同様である。

　アクセスポイント２の通信エリア内に位置するユーザ端末１が通信エリア外に移動する場合があり、この場合、通信エリア外に移動しようとするユーザ端末１に制御情報（ＣＴＳ）を送信しても無駄である。そこで、本実施形態では、アクセスポイント２の通信エリア外に移動する可能性が高いユーザ端末１が見つかると、そのユーザ端末１を制御情報の送信対象から除外して制御情報を送信しないようにする。

　また、アクセスポイント２の通信エリア外に位置するユーザ端末１が通信エリア内に移動する場合があり、この場合、通信エリア内に移動しようとするユーザ端末１に制御情報を送信することが望ましい。そこで、本実施形態では、アクセスポイント２の通信エリア内に移動する可能性が高いユーザ端末１が見つかると、そのユーザ端末１を制御情報の送信対象に追加して制御情報を送信するようにする。

　次に、第２実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成について説明する。図１０は、ユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、第１実施形態と同様の構成については、その説明を適宜に省略する。

　ユーザ端末１の制御部１４は、端末情報収集部２１およびビーム制御部２２の他に、移動速度算出部２３と、移動方向算出部２４と、を備えている。

　移動速度算出部２３では、位置情報取得部１１で取得した自装置の現在の位置情報とその時刻、情報格納部１５に格納された過去の位置情報とその時刻とに基づいて、自装置の移動速度を算出する。移動方向算出部２４では、位置情報取得部１１で取得した自装置の現在の位置情報と、情報格納部１５に格納された過去の位置情報とに基づいて、自装置の移動方向を算出する。

　端末情報収集部２１では、端末情報として、位置情報取得部１１、移動速度算出部２３および移動方向算出部２４でそれぞれ取得した位置情報、方向情報および速度情報を収集する。

　アクセスポイント２の制御部３３では、ネットワーク通信部３２で受信した通知情報に基づいて、制御サーバ４で指定されたユーザ端末１を制御情報（ＣＴＳ）の送信対象から除外して制御情報を送信しないようにする制御と、制御サーバ４で指定されたユーザ端末１を制御情報の送信対象に追加して制御情報を送信する制御とが行われる。なお、これは指向性ビームパターンで特定の方向に向かって送信する場合であって、送信対象から除外されたユーザ端末１の方向には送信しないようにするものである。また、無指向性ビームパターン（オムニパターン）で送信する場合は、制御情報（ＣＴＳ）は同報送信されることになるが、送信権を与える端末ＩＤのリストから除外しておくことで、制御情報（ＣＴＳ）において送信の許可を与えないようにすることができる。

　制御サーバ４の制御部５２は、距離取得部６１、端末方向取得部６２、ビームパターン判定部６３、ビーム制御条件設定部６４、および通知情報生成部６５の他に、端末移動状況判定部６６を備えている。

　端末移動状況判定部６６では、アクセスポイント２の通信エリアの範囲に関する通信エリア情報と、端末情報（位置、移動速度、移動方向）とに基づいて、ユーザ端末１について、現在位置するアクセスポイント２の通信エリア外から退出する可能性が高いか否かを判定し、また、アクセスポイント２の通信エリア内に進入する可能性が高いか否かを判定する。

　通知情報生成部６５では、端末移動状況判定部６６の判定結果に基づいて、アクセスポイント２の通信エリア外に退出する可能性が高いユーザ端末１がある場合には、その端末ＩＤと、制御情報（ＣＴＳ）の送信対象から除外して制御情報を送信しないように指示する情報とを含む通知情報を生成する。また、アクセスポイント２の通信エリア内に進入する可能性が高いユーザ端末１がある場合には、その端末ＩＤと、制御情報の送信対象に追加して制御情報を送信するように指示する通知情報を生成する。

　なお、送信対象から除外／追加する代わりに、送信権を与える端末ＩＤのリストから、通信エリア外に退出する可能性が高いユーザ端末１の端末ＩＤを除外する、または通信エリア内に進入する可能性が高いユーザ端末１を追加するようにしてもよい。

　次に、第２実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順について説明する。図１１は、ユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図である。図１２は、アクセスポイント２で行われる処理の手順を示すフロー図である。図１３は、制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図である。

　なお、図１１では、ユーザ端末１が、アクセスポイント２（退出側）の通信エリア内から通信エリア外に移動し、アクセスポイント２（進入側）の通信エリア外から通信エリア内に移動する場合について説明する。また、ユーザ端末１で行われる処理の手順は第１実施形態（図５）と同様であり、そのフロー図は省略する。また、以下の説明では、第１実施形態と同様の処理については、その説明を適宜に省略する。

　制御サーバ４では、ネットワーク通信部５１において、アクセスポイント２から送信されるデータ送受信要求の通知を受信すると（図１３のＳＴ３０３でＹｅｓ）、端末移動状況判定部６６において、ユーザ端末１について、現在位置するアクセスポイント２の通信エリア外から退出する可能性が高いか否かを判定し（図１３のＳＴ３２１）、また、アクセスポイント２の通信エリア内に進入する可能性が高いか否かを判定する（図１３のＳＴ３２２）。

　ここで、アクセスポイント２のエリア外に退出する可能性が高いユーザ端末１があると（図１３のＳＴ３２１でＹｅｓ）、そのユーザ端末１を制御情報（ＣＴＳ）の送信先から除外するものとする（図１３のＳＴ３２３）。また、アクセスポイント２のエリア内に進入する可能性が高いユーザ端末１があると（図１３のＳＴ３２２でＹｅｓ）、そのユーザ端末１を制御情報（ＣＴＳ）の送信先に追加するものとする（図１３のＳＴ３２４）。

　次に、通知情報生成部６５において、端末移動状況判定部６６の判定結果に基づいて、ユーザ端末１を指定して制御情報の送信先から除外する指示、または、ユーザ端末１を指定して制御情報の送信先へ追加する指示を含む通知情報を生成する（図１３のＳＴ３０９）。そして、ネットワーク通信部５１において、通知情報生成部６５で生成した通知情報をアクセスポイント２に送信する（図１３のＳＴ３１０）。

　次に、アクセスポイント２では、制御サーバ４から送信される通知情報を受信すると（図１２のＳＴ２０５でＹｅｓ）、制御部３３において、通知情報に含まれる指示の内容が送信先の除外であるか否かの判定（図１２のＳＴ２２１）と、指示の内容が送信先の追加であるか否かの判定（図１２のＳＴ２２２）とを行う。

　ここで、指示の内容が送信先の除外である場合には（図１２のＳＴ２２１でＹｅｓ）、指定されたユーザ端末１を送信先から除外してそのユーザ端末１への制御情報（ＣＴＳ）の送信を中止する（図１２のＳＴ２２３）。また、指示の内容が送信先の追加である場合には（図１２のＳＴ２２２でＹｅｓ）、指定されたユーザ端末１を送信先に追加してそのユーザ端末１に制御情報（ＣＴＳ）を送信する（図１２のＳＴ２２４）。

　なお、図１２では、第１実施形態の図６に記載した処理（ＳＴ２０６）を省略しているが、制御情報を送信するユーザ端末１については前記の処理が行われる。また、図１３では、図７に記載した処理（ＳＴ３０４～ＳＴ３０８）を省略しているが、制御情報を送信するユーザ端末１については前記の処理が行われる。

　なお、本実施形態では、制御サーバ４において、アクセスポイント２の通信エリア情報と、端末情報（位置、速度、移動方向）とに基づいて、端末移動状況、すなわち、ユーザ端末１の通信エリアに対する退出・進入の可能性の高さを判定して、送信対象に対する除外・追加の指示を含む通知情報をアクセスポイント２に送信するようにしたが、ユーザ端末１の位置情報と、アクセスポイント２の通信エリア情報を制御サーバ４からアクセスポイント２に送信して、アクセスポイント２において、ユーザ端末１の通信エリアに対する退出・進入の可能性の高さを判定させるようにしてもよい。

（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図１４は、第３実施形態に係る通信システムにおける制御情報の送信状況を示す説明図である。なお、ここでは制御情報のうち、ＣＴＳを送信する場合を例にとって説明するが、ＲＴＳを送信する場合においても同様である。

　アクセスポイント２から見たユーザ端末１の方向が複数のユーザ端末１で近接していると、その複数のユーザ端末１に同時にまとめて制御情報（ＣＴＳ）を送信することができる。そこで、本実施形態では、アクセスポイント２から見たユーザ端末１の方向が複数のユーザ端末１で近接している場合には、その複数のユーザ端末１に１本の指向性ビームで同時に送信可能なビーム制御条件（ビーム幅、ビーム角度および送信パワー）を求めて、そのビーム制御条件に基づいてビームを制御して制御情報を送信する。

　ここで、同時に制御情報を送信するユーザ端末１は、アクセスポイント２から見たユーザ端末１の方向が近接して、１本の指向性ビームの到達範囲内に存在すればよく、ユーザ端末１同士が近接している場合の他、ユーザ端末１同士が離れている場合もある。また、１台のユーザ端末１に送信する場合と比較すると、送信対象となる複数のユーザ端末１が１本のビームの到達範囲内に含まれるように、送信パワーを抑えてビーム幅を太くする制御が行われる。

　このように、本実施形態では、１本の指向性ビームで複数のユーザ端末１に同時に制御情報を送信することができるため、通信時間を短縮することができる。

　また、本実施形態では、第１実施形態と同様に、アクセスポイント２からユーザ端末１までの距離に応じてビームパターン（指向性、無指向性）を切り換え、指向性ビームで通信を行う場合には、アクセスポイント２から見たユーザ端末１の方向に基づいて、指向性ビームの角度を設定する。これにより、ネゴシエーションが不要になり、通信時間を短縮することができる。

　なお、指向性のビームパターンで通信を行う場合には、通信をより確実に行うために、最適なビーム角度（セクタＩＤ）を取得するためのビームフォーミングに関するネゴシエーションを行うようにしてもよい。また、ユーザ端末１の位置情報を用いずに、１本の指向性ビームで複数のユーザ端末１に同時に制御情報を送信する制御を行うこともできる。すなわち、ネゴシエーションで取得したビーム角度（セクタＩＤ）が隣り合わせの複数のユーザ端末１があると、両者のビーム角度をまとめたビーム角度を設定することで、複数のユーザ端末１に１本の指向性ビームで同時に制御情報を送信することができる。

　次に、第３実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成について説明する。図１５は、ユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、第１実施形態と同様の構成については、その説明を適宜に省略する。

　アクセスポイント２のビーム制御部４２では、ネットワーク通信部３２で受信した通知情報に含まれるビーム制御情報（ビーム幅、ビーム角度および送信パワー）に基づいて、送信ビームを制御する。

　制御サーバ４の制御部５２は、距離取得部６１、端末方向取得部６２、ビームパターン判定部６３、ビーム制御条件設定部６４、および通知情報生成部６５の他に、端末方向比較部６７を備えている。

　端末方向比較部６７では、端末方向取得部６２で取得した、アクセスポイント２から見た各ユーザ端末１の方向を比較して、１本の指向性ビームの到達範囲に基づく所定の範囲内で方向が近接する複数のユーザ端末１を見つけ出す。ビーム制御条件設定部６４では、端末方向比較部６７において方向が近接するものと判定された複数のユーザ端末１に１本の指向性ビームで同時に送信可能なビーム制御情報（ビーム幅、ビーム角度および送信パワー）を取得する。

　通知情報生成部６５では、端末ＩＤと、指向性および無指向性のビームパターンのいずれを用いるかに関するビームパターン判定結果、および指向性のビームパターンを用いる場合のビーム制御条件（ビーム幅、ビーム角度および送信パワー）に関するビーム制御情報とを含む通知情報を生成する。

　次に、第３実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順について説明する。図１６は、ユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図である。図１７は、制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図である。

　なお、ユーザ端末１で行われる処理の手順は前記の実施形態（図５）と同様であり、そのフロー図は省略する。また、アクセスポイント２で行われる処理の手順も前記の実施形態（図６）と同様であり、そのフロー図は省略する。また、以下の説明では、第１実施形態と同様の処理については、その説明を適宜に省略する。

　制御サーバ４では、ネットワーク通信部５１において、アクセスポイント２から送信されるデータ送受信要求の通知を受信すると（図１７のＳＴ３０３でＹｅｓ）、距離取得部６１において、アクセスポイント２からユーザ端末１までの距離を取得する（図１７のＳＴ３０４）。そして、ビームパターン判定部６３において、距離取得部６１で取得した距離を所定のしきい値と比較して、指向性のビームパターンと無指向性のビームパターン（オムニパターン）とのいずれを用いるかを判定する（図１７のＳＴ３０５）。

　ここで、指向性のビームパターンで通信を行う場合には（図７のＳＴ３０６でＹｅｓ）、端末方向取得部６２において、アクセスポイント２から見たユーザ端末１が位置する方向を取得する（図７のＳＴ３０７）。次に、端末方向比較部６７において、端末方向取得部６２で取得した各ユーザ端末１の方向を比較して、方向が近接する複数のユーザ端末１を見つけ出す（図１７のＳＴ３３１）。

　次に、ビーム制御条件設定部６４において、端末方向比較部６７において方向が近接するものと判定された複数のユーザ端末１に１本の指向性ビームで同時に送信可能なビーム制御条件（ビーム幅、ビーム角度および送信パワー）を取得する（図１７のＳＴ３０８）。

　次に、通知情報生成部６５において、端末ＩＤと、ビームパターン判定部６３の判定結果、すなわち、指向性および無指向性のビームパターンのいずれを用いるかに関するビームパターン判定結果と、ビーム制御条件設定部６４で設定されたビーム制御条件とに関するビーム制御情報を含む通知情報を生成する（図１７のＳＴ３０９）。そして、ネットワーク通信部５１において、通知情報生成部６５で生成した通知情報をアクセスポイント２に送信する（図１７のＳＴ３１０）。

　アクセスポイント２では、ネットワーク通信部３２において、制御サーバ４から送信される通知情報を受信すると（図６のＳＴ２０５でＹｅｓ）、ビーム制御部４２において、通知情報に含まれるビームパターン判定結果およびビーム制御条件に基づいて、指向性および無指向性のビームパターンのいずれかに設定するとともに、指向性のビームパターンを用いる場合のビーム角度を設定するビーム制御を行って（図６のＳＴ２０６）、無線ＬＡＮ通信部３１において、ユーザ端末１に制御情報（ＣＴＳ）を送信する（図６のＳＴ２０７）。

　なお、本実施形態では、制御サーバ４において、端末方向比較などの処理を行って、その処理の結果であるビーム制御情報を含む通知情報をアクセスポイント２に送信するようにしたが、端末方向比較の処理をアクセスポイント２で行うようにしてもよい。

（第４実施形態）
　次に、第４実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図１８は、第４実施形態に係る通信システムにおける制御情報の送信状況を示す説明図である。なお、ここでは制御情報のうち、ＣＴＳを送信する場合を例にとって説明するが、ＲＴＳを送信する場合においても同様である。

　指向性のビームパターンで通信を行う場合、ユーザ端末１が移動すると、ユーザ端末１の移動先の位置で最適な通信を行うためのビーム制御条件を取得する必要がある。本実施形態では、過去にユーザ端末１がアクセスポイント２と通信を行ったときのビーム制御情報を含む端末情報を、制御サーバ４がユーザ端末１から収集して履歴情報として蓄積し、アクセスポイント２の通信相手となるユーザ端末１に関する適切な通信条件を、そのユーザ端末１の位置情報から履歴情報を参照して取得して、そのユーザ端末１の通信条件をアクセスポイント２に送信する。アクセスポイント２では、通信条件に基づいてＣＴＳを送信する。なお、履歴情報に、過去にユーザ端末１がアクセスポイント２と通信を行ったときの通信品質の情報も含めるようにするとよい。このようにすると、ユーザ端末１の位置情報に近接する複数の履歴情報の中から、最も通信品質の良い履歴情報を選択することができる。

　特に本実施形態では、ビーム制御情報（ビームパターン、ビーム角度（セクタＩＤ）など）を含む端末情報を履歴情報として蓄積し、前記の実施形態と同様に、遠距離の場合に指向性のビームパターンで通信を行う場合に、履歴情報を参照してユーザ端末１の位置情報から、ユーザ端末１のビーム制御条件を決定して、そのビーム制御条件に基づいてビームを制御して制御情報（ＣＴＳ）を送信する。一方、近距離の場合には、第１実施形態と同様に、無指向性のビームパターン（オムニパターン）で通信を行うが、この場合、履歴情報を参照することなく、ユーザ端末１の位置情報から求められる距離で判断すればよい。

　このように、本実施形態では、過去に他のユーザ端末１がアクセスポイント２と通信を行ったときの通信制御条件に関する履歴情報に基づいて、アクセスポイント２の通信相手となるユーザ端末１の通信制御条件を取得するため、移動先の位置での適切な通信制御条件を取得するためのネゴシエーションが不要になる。

　次に、第４実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成について説明する。図１９は、ユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図である。

　ユーザ端末１では、第１実施形態と同様に、自装置の位置情報および端末ＩＤを含む端末情報を制御サーバ４に送信するが、本実施形態では、この他に、無線ＬＡＮ通信部１２によるアクセスポイント２との間の通信時にビーム制御部２２でビーム制御を行ったときのビーム制御条件（ビームパターン、ビーム角度など）に関するビーム制御情報を端末情報として制御サーバ４に送信する。

　制御サーバ４の情報格納部５３では、ネットワーク通信部５１において受信した端末情報（端末ＩＤ、位置情報、ビーム制御情報）を履歴情報として蓄積する。すなわち、アクセスポイント２の通信エリア内の各位置で過去にユーザ端末１がアクセスポイント２と通信を行ったときのビーム制御条件がユーザ端末１の位置情報と対応づけた状態で格納される。

　制御サーバ４の制御部５２は、ビーム制御条件設定部６４と、通知情報生成部６５と、を備えている。

　ビーム制御条件設定部６４では、ユーザ端末１の現在の位置情報と、情報格納部５３に格納された履歴情報とに基づいて、ユーザ端末１の現在位置に対応するビーム制御条件を決定する。すなわち、情報格納部５３に格納された履歴情報の中から、ユーザ端末１の現在位置または所定の範囲内で近接する位置で過去に通信を行ったときのビーム制御条件を取得して、そのビーム制御条件を今回のビーム制御条件とする。なお、履歴情報に、過去にユーザ端末１がアクセスポイント２と通信を行ったときの通信品質の情報も含め、ユーザ端末１の位置情報に近接する複数の履歴情報の中から、最も通信品質の良い履歴情報を選択し、この中からビーム制御条件を取得するようにしてもよい。

　通知情報生成部６５では、ビーム制御条件設定部６４で取得したビーム制御条件に関するビーム制御情報を含む通知情報を生成する。

　次に、第４実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順について説明する。図２０は、ユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図である。図２１は、制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図である。

　なお、ユーザ端末１で行われる処理は第１実施形態（図５）と同様であり、そのフロー図は省略する。また、アクセスポイント２で行われる処理も前記の実施形態（図６）と同様であり、そのフロー図は省略する。また、以下の説明では、第１実施形態と同様の処理については、その説明を適宜に省略する。

　制御サーバ４では、ネットワーク通信部５１において、ユーザ端末１からセルラー基地局３を介して送信される端末情報（端末ＩＤ、位置情報、ビーム制御情報）を受信すると（図２１のＳＴ３０１）、その端末情報を履歴情報として情報格納部５３に蓄積する（図２１のＳＴ３０２）。

　そして、ネットワーク通信部５１において、アクセスポイント２から送信されるデータ送受信要求の通知を受信すると（図２１のＳＴ３０３でＹｅｓ）、ビーム制御条件設定部６４において、ユーザ端末１の現在の位置情報と、情報格納部５３に格納された履歴情報とに基づいて、ユーザ端末１の現在位置に対応するビーム制御条件を決定する（図２１のＳＴ３４１）。

　次に、通知情報生成部６５において、端末ＩＤと、ビーム制御条件設定部６４で取得したビーム制御情報を含む通知情報を生成する（図２１のＳＴ３０９）。そして、ネットワーク通信部５１において、通知情報生成部６５で生成した通知情報をアクセスポイント２に送信する（図２１のＳＴ３１０）。

　アクセスポイント２では、ネットワーク通信部３２において、制御サーバ４から送信される通知情報を受信すると（図６のＳＴ２０５でＹｅｓ）、ビーム制御部４２において、通知情報に含まれるビーム制御情報に基づいて、指向性および無指向性のビームパターンのいずれかに設定するとともに、指向性のビームパターンを用いる場合のビーム角度を設定するビーム制御を行って（図６のＳＴ２０６）、無線ＬＡＮ通信部３１において、ユーザ端末１に制御情報（ＣＴＳ）を送信する（図６のＳＴ２０７）。

　なお、本実施形態では、過去にユーザ端末１がアクセスポイント２と通信を行ったときのビーム制御情報を、ユーザ端末１から制御サーバ４に送信して、そのビーム制御情報を履歴情報として制御サーバ４に蓄積するようにしたが、ビーム制御情報に、最適なビーム制御条件とともに、それ以外の適切なビーム制御条件に関する情報を含めて制御サーバ４に蓄積するようにしてもよい。

　すなわち、通常、ビームフォーミングに関するネゴシエーションにより最適なビーム制御条件を取得して、その最適なビーム制御条件にしたがって通信を行うが、その最適なビーム制御条件以外の適切なビーム制御条件、例えば２番目、３番目に適切なビーム制御条件をネゴシエーションにより取得し、制御サーバ４において、複数のビーム制御条件に優先順位を付与した状態でビーム制御情報を管理するようにする。

　このようにすると、優先順位が最も上位のビーム制御条件で制御情報（ＣＴＳ）の送信が失敗した場合に、優先順位が次順位のビーム制御条件で制御情報の送信を再度行うことで、制御情報を確実に送信することができる。

（第５実施形態）
　次に、第５実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図２２は、第５実施形態に係る通信システムにおける制御情報の送信状況を示す説明図である。なお、ここでは制御情報のうち、ＣＴＳを送信する場合を例にとって説明するが、ＲＴＳを送信する場合においても同様である。

　指向性のビームパターンで通信を行う場合、ユーザ端末１が移動すると、ユーザ端末１の移動先の位置における最適なビーム制御条件を取得するために、ユーザ端末１とアクセスポイント２との間でビームフォーミングに関するネゴシエーションを行う必要がある。このとき、移動しているユーザ端末１が多数ある場合に、各ユーザ端末１と個別にネゴシエーションを行うと、時間がかかる。そこで、本実施形態では、指向性ビームを回転させながら制御情報（ＣＴＳ）を送信する。

　この指向性ビームを回転させながら制御情報を送信するビーム回転制御は、アクセスポイント２の通信エリア内に存在する移動中のユーザ端末１が多い場合に有効であり、本実施形態では、移動しているユーザ端末１の数が所定のしきい値を超える場合、ビーム回転制御を行う。

　ここで、しきい値は、予め設定された固定値としてもよいが、ユーザ端末１の総数に占める移動しているユーザ端末１の割合で規定することもできる。例えば、ビーム回転制御を行う条件を、ユーザ端末１が１台だけでも移動している場合、過半数のユーザ端末１が移動している場合、全てのユーザ端末１が移動している場合としてもよい。なお、全てのユーザ端末１が移動していない場合には、各ユーザ端末１にビームの指向性を合わせた個別送信で制御情報を送信すればよい。

　次に、第５実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成について説明する。図２３は、ユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、第１実施形態と同様の構成については、その説明を適宜に省略する。

　アクセスポイント２のビーム制御部４２では、ネットワーク通信部３２で受信した通知情報に含まれるビーム制御情報（ビーム回転制御の有無など）に基づいて、ビーム制御が行われる。ビーム制御情報においてビーム回転制御が指示された場合には、ビームを回転させながら制御情報を送信するビーム回転制御を行う。

　制御サーバ４の制御部は、端末移動状況判定部６６を備えている。この端末移動状況判定部６６では、ユーザ端末１の位置情報に基づいて、各ユーザ端末１が移動しているか否かを判定し、移動しているユーザ端末１に関する値（台数または割合）を所定のしきい値と比較して、ビームを回転させながら制御情報を送信するビーム回転制御を行うか否かを判定する。

　通知情報生成部６５では、ビーム回転制御を行うか否かに関する情報を含む通知情報を生成する。なお、ビーム回転制御を行わないユーザ端末１に関する通知情報には、第１実施形態と同様に、端末ＩＤと、指向性および無指向性のビームパターンのいずれを用いるかに関するビームパターン判定結果と、指向性のビームパターンを用いる場合のビーム制御条件とに関するビーム制御情報が含まれる。

　次に、第５実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順について説明する。図２４は、ユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図である。図２５は、制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図である。

　なお、ユーザ端末１で行われる処理は第１実施形態（図５）と同様であり、そのフロー図は省略する。また、アクセスポイント２で行われる処理も第１実施形態（図６）と同様であり、そのフロー図は省略する。また、以下の説明では、第１実施形態と同様の処理については、その説明を適宜に省略する。

　制御サーバ４では、ネットワーク通信部５１において、アクセスポイント２から送信されるデータ送受信要求の通知を受信すると（図２５のＳＴ３０３でＹｅｓ）、距離取得部６１において、アクセスポイント２からユーザ端末１までの距離を取得する（図２５のＳＴ３０４）。そして、ビームパターン判定部６３において、距離取得部６１で取得した距離を所定のしきい値と比較して、指向性のビームパターンと無指向性のビームパターン（オムニパターン）とのいずれを用いるかを決定する（図２５のＳＴ３０５）。

　ここで、指向性のビームパターンで通信を行う場合には（図２５のＳＴ３０６でＹｅｓ）、端末移動状況判定部６６において、移動しているユーザ端末１が多い、すなわち、移動しているユーザ端末１が所定のしきい値以上であるか否かを判定する（図２５のＳＴ３５１）。

　ここで、移動しているユーザ端末１が少ない場合には（図２５のＳＴ３５１でＮｏ）、端末方向取得部６２において、アクセスポイント２から見たユーザ端末１が位置する方向を取得する（図２５のＳＴ３０７）。そして、ビーム制御条件設定部６４において、端末方向取得部６２で取得した、アクセスポイント２から見たユーザ端末１が位置する方向に基づいて、ビーム角度（セクタＩＤ）を設定する（図２５のＳＴ３０８）。

　なお、無指向性のビームパターンで通信を行う場合や（図２５のＳＴ３０６でＮｏ）、移動しているユーザ端末１が多い場合には（図２５のＳＴ３５１でＹｅｓ）、端末方向取得処理（ＳＴ３０７）やビーム制御条件設定処理（図２５のＳＴ３０８）は省略される。

　次に、通知情報生成部６５において、端末ＩＤと、指向性および無指向性のビームパターンのいずれを用いるかに関するビームパターン判定結果と、ビーム回転制御の有無に関する情報と、ビーム制御条件設定部６４で設定されたビーム制御条件とに関するビーム制御情報を含む通知情報を生成する（図２５のＳＴ３０９）。そして、ネットワーク通信部５１において、通知情報生成部６５で生成した通知情報をアクセスポイント２に送信する（図２５のＳＴ３１０）。

　アクセスポイント２では、ネットワーク通信部３２において、制御サーバ４から送信される通知情報を受信すると（図６のＳＴ２０５でＹｅｓ）、ビーム制御部４２において、通知情報に含まれるビーム制御情報に基づいて、指向性および無指向性のビームパターンのいずれかに設定し、指向性のビームパターンを用いる場合で、ビーム回転制御が指示された場合には、無線ＬＡＮ通信部３１において、ビームを回転させながらユーザ端末１に制御情報（ＣＴＳ）を送信する（図６のＳＴ２０６）。

（第６実施形態）
　次に、第６実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図２６は、第６実施形態に係るユーザ端末１とアクセスポイント２との間のネゴシエーションの状況を示す説明図である。

　多数のユーザ端末１が移動している場合には、第５実施形態（図２２参照）のように、ビームを回転させながら制御情報を送信すればよいが、移動しているユーザ端末１が少ない場合には、その移動しているユーザ端末１に制御情報（ＣＴＳ）を個別に送信する方が効率的である。このとき、制御情報の送信にあたって、ユーザ端末１の移動先の位置における最適なビーム制御条件を取得するために、ユーザ端末１とアクセスポイント２との間でビームフォーミングに関するネゴシエーションを行う必要がある。

　そこで、本実施形態では、ユーザ端末１が所定数（例えば１台）しか移動していない場合に、その移動しているユーザ端末１に、ネゴシエーションの開始を指示する通知情報を、制御サーバ４からセルラー基地局３を経由してユーザ端末１に送信する。そして、ユーザ端末１からアクセスポイント２にネゴシエーション要求を送信して、ユーザ端末１とアクセスポイント２との間のネゴシエーションを行う。

　なお、本実施形態では、アクセスポイント２からユーザ端末１にネゴシエーションの要求を送信するようにしたが、ユーザ端末１からアクセスポイント２にネゴシエーションの要求を送信することも可能である。

　次に、第６実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成について説明する。図２７は、ユーザ端末１、アクセスポイント２および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、第１実施形態と同様の構成については、その説明を適宜に省略する。

　ユーザ端末１の制御部１４では、制御サーバ４からセルラー基地局３を経由して送信される通知情報をセルラー通信部１３で受信すると、通信情報に含まれるネゴシエーション開始の指示に応じて、ネゴシエーションを開始し、無線ＬＡＮ通信部１２において、ネゴシエーションの要求をアクセスポイント２に送信する。

　制御サーバ４の制御部５２は、通知情報生成部６５の他に、端末移動状況判定部６６と、ネゴシエーション開始判定部７１と、を備えている。

　端末移動状況判定部６６では、ユーザ端末１の位置情報に基づいて、アクセスポイント２の通信エリア内の各ユーザ端末１が移動しているか否かを判定する。ネゴシエーション開始判定部７１では、端末移動状況判定部６６の判定結果に基づいて、ネゴシエーションを開始するか否かを判定する。ここでは、移動しているユーザ端末１の数が所定数以下である場合に、ネゴシエーションを開始するものと判定する。

　通知情報生成部６５では、ネゴシエーションの開始を指示する通知情報を生成する。ネットワーク通信部５１では、通知情報生成部６５で生成した通知情報を、セルラー基地局を経由してユーザ端末１に送信する。

　次に、第６実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順について説明する。図２８は、ユーザ端末１、アクセスポイント２、セルラー基地局３および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図である。図２９は、ユーザ端末１で行われる処理の手順を示すフロー図である。図３０は、アクセスポイント２で行われる処理の手順を示すフロー図である。図３１は、制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図である。

　なお、以下の説明では、第１実施形態と同様の処理については、その説明を適宜に省略する。

　制御サーバ４では、ネットワーク通信部５１において、アクセスポイント２から送信されるデータ送受信要求の通知を受信すると（図３１のＳＴ３０３でＹｅｓ）、端末移動状況判定部６６において、アクセスポイント２の通信エリア内の各ユーザ端末１が移動しているか否かを判定する（図３１のＳＴ３６１）。次に、ネゴシエーション開始判定部７１において、移動しているユーザ端末１の数が所定数以下である場合に、ネゴシエーションを開始するものと判定する（図３１のＳＴ３６２）。

　次に、通知情報生成部６５において、ネゴシエーションを開始する場合には、ネゴシエーションの開始を指示する通知情報を生成する（図３１のＳＴ３６３）。そして、ネットワーク通信部５１において、通知情報生成部６５で生成した通知情報を、セルラー基地局３を経由してユーザ端末１に送信する（図３１のＳＴ３６４）。

　ユーザ端末１では、セルラー通信部１３において、制御サーバ４からセルラー基地局３を経由して送信される通知情報を受信すると（図２９のＳＴ１２１でＹｅｓ）、通知情報に含まれるネゴシエーション開始の指示に応じて、ネゴシエーション要求をアクセスポイント２に送信して、アクセスポイント２との間でネゴシエーションを開始する（図２９のＳＴ１２２）。

　アクセスポイント２では、ユーザ端末１から送信されるネゴシエーション要求を受信すると（図３０のＳＴ２３１でＹｅｓ）、ユーザ端末１との間でネゴシエーションを開始する（図３０のＳＴ２３２）。そして、ネゴシエーションが完了すると、制御情報（ＲＴＳ、ＣＴＳ）をユーザ端末１に送信する（図３０のＳＴ２３３）。このとき、ユーザ端末１からのＲＴＳを受信している場合には、ユーザ端末１にＣＴＳを送信し、ネットワークからの送信要求を受信している場合には、ユーザ端末１にＲＴＳを送信する。

　なお、第１実施形態と同様に、アクセスポイント２からユーザ端末１までの距離を取得して、その距離を所定のしきい値と比較して、距離がしきい値Ｄｔ以上である場合に、ネゴシエーションの開始を指示する通知情報を制御サーバ４からユーザ端末１に送信して、ユーザ端末１とアクセスポイント２との間でネゴシエーションを行わせるようにするとよい。一方、距離がしきい値Ｄｔ未満である場合には、無指向性のビームパターン（オムニパターン）で制御情報をユーザ端末１に送信すればよい。

（第７実施形態）
　次に、第７実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図３２は、第７実施形態に係る通信システムの全体構成図である。

　この通信システムは、第１のセルラー基地局５と、第２のセルラー基地局６とを備えている。第１のセルラー基地局５は、前記の実施形態におけるセルラー基地局３と同様である。第２のセルラー基地局６は、Ｄ２Ｄ通信の機能を有している。この第２のセルラー基地局６は、車両（バスなど）に搭載されている。ＷｉＧｉｇのアクセスポイント２も車両に搭載されている。車両にはユーザ端末１を所持したユーザが乗車し、ユーザ端末１は車両内に位置する。

　また、ユーザ端末１も、Ｄ２Ｄ通信の機能を有しており、ユーザ端末１と第２のセルラー基地局６との間で制御情報をＤ２Ｄ通信により送受信する。特に本実施形態では、ユーザ端末１からＲＴＳをＷｉＧｉｇによりアクセスポイント２に送信し、第２のセルラー基地局６からユーザ端末１にＤ２Ｄ通信によりＣＴＳを送信する。なお、第１実施形態と同様に、ユーザ端末１とアクセスポイント２との間でユーザデータをＷｉＧｉｇにより送受信する。

　ここで、Ｄ２Ｄ通信（セルラーデバイス間通信）とは、セルラー（ＬＴＥ）をベースにしたデータ通信方式であり、比較的近距離に位置する装置同士がセルラー基地局３を介さずに直接通信を行うことができるようにしたものである。このＤ２Ｄ通信では、使用するチャネルの割り当てなどに関して、第１のセルラー基地局５の支援を受けた上で、ユーザ端末１と第２のセルラー基地局６との間でのＤ２Ｄ通信が開始される。

　また、本実施形態では、第２のセルラー基地局６からユーザ端末１までの距離を算出し、その距離に基づいて、第２のセルラー基地局６から制御情報をＤ２Ｄ通信により送信する際の送信パワーを制御する。

　このように本実施形態では、第２のセルラー基地局６からＷｉＧｉｇよりも低い周波数を利用したＤ２Ｄ通信で制御情報を送信することから、より確実に制御情報を送信することができる。また、第２のセルラー基地局６から制御情報をＤ２Ｄ通信で送信する際の送信パワーを、第２のセルラー基地局６からユーザ端末１までの距離に応じて制御するため、第２のセルラー基地局６から効率的に制御情報を送信することができる。

　次に、第７実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、第２のセルラー基地局６および制御サーバ４の概略構成について説明する。図３３は、ユーザ端末１、アクセスポイント２、第２のセルラー基地局および制御サーバ４の概略構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、第１実施形態と同様の構成については、その説明を適宜に省略する。

　ユーザ端末１は、第２のセルラー基地局との間でＤ２Ｄ通信を行うＤ２Ｄ通信部（第３の通信部）１７を備えている。

　アクセスポイント２は、第２のセルラー基地局６との間で通信を行う通信部３７を備えている。

　第２のセルラー基地局６は、Ｄ２Ｄ通信部８１と、基地局間通信部８２と、通信部８３と、制御部８４と、情報格納部８５と、を備えている。

　Ｄ２Ｄ通信部８１では、ユーザ端末１との間でＤ２Ｄ通信を行う。基地局間通信部８２では、第１のセルラー基地局５との間で通信を行う。通信部８３では、アクセスポイント２との間で通信を行う。

　制御部８４は、送信パワー制御部８７を備えている。この送信パワー制御部８７では、Ｄ２Ｄ通信部８１でＤ２Ｄ通信により制御情報を送信する際の送信パワーを制御する。情報格納部８５では、制御部８４で実行されるプログラムなどが格納される。

　制御サーバ４の制御部５２は、距離取得部６８と、送信パワー設定部６９と、通知情報生成部６５と、を備えている。距離取得部６８では、ユーザ端末１および第２のセルラー基地局６の位置情報に基づいて、第２のセルラー基地局６からユーザ端末１までの距離を算出する。

　送信パワー設定部６９では、距離取得部６８で取得した距離に応じて、第２のセルラー基地局６からＤ２Ｄ通信により制御情報を送信する際の送信パワーを設定する。すなわち、第２のセルラー基地局６からユーザ端末１までの距離が短い場合には、送信パワーを低下させ、第２のセルラー基地局６からユーザ端末１までの距離が長い場合には、送信パワーを増大させる。

　通知情報生成部６５では、第２のセルラー基地局６に送信する通知情報を生成する。この通知情報には、制御情報の送信先となるユーザ端末１の端末ＩＤと、送信パワー設定部６９で取得した送信パワーに関する情報と、が含まれる。

　次に、第７実施形態に係るユーザ端末１、アクセスポイント２、第１のセルラー基地局５、第２のセルラー基地局６および制御サーバ４で行われる処理の手順について説明する。図３４は、ユーザ端末１、アクセスポイント２、第１のセルラー基地局５、第２のセルラー基地局６および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図である。図３５は、アクセスポイント２で行われる処理の手順を示すフロー図である。図３６は、第２のセルラー基地局６で行われる処理の手順を示すフロー図である。図３７は、制御サーバ４で行われる処理の手順を示すフロー図である。

　なお、ユーザ端末１で行われる処理の手順は第１実施形態（図５参照）と同様であり、そのフロー図は省略する。また、以下の説明では、第１実施形態と同様の処理については、その説明を適宜に省略する。

　アクセスポイント２では、アクセスポイント情報を第２のセルラー基地局６および第１のセルラー基地局５を経由して制御サーバ４に送信する（図３５のＳＴ２０２）。このとき、第２のセルラー基地局６では、アクセスポイント２から送信されるアクセスポイント情報の受信に応じて、そのアクセスポイント情報を第１のセルラー基地局５を経由して制御サーバ４に送信する処理が行われるが、この処理については、図３６に示す第２のセルラー基地局６のフロー図では省略している。

　次に、アクセスポイント２では、無線ＬＡＮ通信部３１において、ユーザ端末１から送信されるＲＴＳを受信すると（図３５のＳＴ２４１でＹｅｓ）、通信部３７において、データ送信要求の通知を第２のセルラー基地局６および第１のセルラー基地局５を経由して制御サーバ４に送信する（図３５のＳＴ２４２）。一方、ユーザ端末１からのＲＴＳを受信しない場合には（図３５のＳＴ２４１でＮｏ）、特に処理は行われない。

　次に、第２のセルラー基地局６では、通信部６３において、アクセスポイント２から送信されるデータ送信要求の通知を受信すると（図３６のＳＴ４０１でＹｅｓ）、そのデータ送信要求の通知を第１のセルラー基地局５を経由して制御サーバ４に送信する（図３６のＳＴ４０２）。

　次に、制御サーバ４では、ネットワーク通信部５１において、アクセスポイント２から第２のセルラー基地局６を経由して送信されるデータ送受信要求の通知を受信すると（図３７のＳＴ３０３でＹｅｓ）、距離取得部６８において、端末情報および第２のセルラー基地局６の位置情報に基づいて、第２のセルラー基地局６からユーザ端末１までの距離を取得する（図３７のＳＴ３７１）。次に、送信パワー設定部６９において、距離取得部６８で取得した距離に基づいて、第２のセルラー基地局から制御情報を送信する際の送信パワーを設定する（図３７のＳＴ３７２）。

　次に、通知情報生成部６５において、送信パワー設定部６９で設定された送信パワーに関する情報を含む通知情報を生成する（図３７のＳＴ３７３）。そして、通信部において、通知情報生成部で生成した通知情報を、第１のセルラー基地局５を経由して第２のセルラー基地局６に送信する（図３７のＳＴ３７４）。

　次に、第２のセルラー基地局６では、制御サーバ４から送信される通知情報を受信すると（図３６のＳＴ４０３でＹｅｓ）、その通知情報に含まれる送信パワーに関する情報に基づいて、Ｄ２Ｄ通信部８１における送信パワーを制御してユーザ端末１に制御情報をＤ２Ｄ通信で送信する（図３６のＳＴ４０４）。

（第７実施形態の変形例）
　次に、第７実施形態の変形例について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図３８は、第７実施形態の変形例に係る通信システムの全体構成図である。

　第７実施形態では、ユーザ端末１からＲＴＳをアクセスポイント２に送信するようにしたが、この変形例では、ユーザ端末１からＲＴＳをＤ２Ｄ通信で第２のセルラー基地局６に送信し、第２のセルラー基地局６でユーザ端末１からのＲＴＳを受信した旨の通知を第２のセルラー基地局６からアクセスポイント２に送信するようにしている。ＣＴＳをＤ２Ｄ通信で第２のセルラー基地局６から送信することは、第７実施形態と同様である。

　次に、第７実施形態の変形例にかかるユーザ端末１、アクセスポイント２、第１のセルラー基地局５、第２のセルラー基地局６および制御サーバ４で行われる処理の手順について説明する。図３９は、ユーザ端末１、アクセスポイント２、第１のセルラー基地局５、第２のセルラー基地局６および制御サーバ４で行われる処理の手順を示すシーケンス図である。図４０は、第２のセルラー基地局６で行われる処理の手順を示すフロー図である。図４１は、アクセスポイント２で行われる処理の手順を示すフロー図である。

　なお、ユーザ端末１で行われる処理の手順は第１実施形態（図５参照）と同様であり、そのフロー図は省略する。また、制御サーバ４で行われる処理の手順は第７実施形態（図３６）と同様であり、そのフロー図は省略する。また、以下の説明では、第１実施形態および第７実施形態と同様の処理については、その説明を適宜に省略する。

　第２のセルラー基地局６では、Ｄ２Ｄ通信部８１において、ユーザ端末１から送信される制御情報を受信すると（図４０のＳＴ４２１）、制御部６４において、受信した制御情報が自装置で扱うものか否かを判定し（図４０のＳＴ４２２）、制御情報が自装置で扱うものでなければ（図４０のＳＴ４２２でＮｏ）、通信部６３において、制御情報をアクセスポイント２に送信する（図４０のＳＴ４２３）。

　次に、アクセスポイント２では、通信部３７において、第２のセルラー基地局６から送信される制御情報を受信すると（図４１のＳＴ２５１でＹｅｓ）、制御部６４において、受信した制御情報を解釈し（図４１のＳＴ２５２）、制御情報がＲＴＳである場合には（図４１のＳＴ２５３でＹｅｓ）、データ送信要求の通知を第２のセルラー基地局６および第１のセルラー基地局５を経由して制御サーバ４に送信する（図４１のＳＴ２５４）。一方、制御情報がＲＴＳでない場合には（図４１のＳＴ２５３でＮｏ）、特に処理は行われない。

　以降は第７実施形態と同様である。

（第８実施形態）
　次に、第８実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図４２は、第８実施形態に係る通信システムの全体構成図である。

　この通信システムは、第７実施形態と同様に、Ｄ２Ｄ通信の機能を有する第２のセルラー基地局６を備えているが、第７実施形態とは異なり、第２のセルラー基地局６は、車両（バスなど）に搭載されたものでなく、アクセスポイント２の近傍に設置される。また、ユーザ端末１は、第７実施形態と同様に、Ｄ２Ｄ通信の機能を有しており、ユーザ端末１からＲＴＳをＷｉＧｉｇによりアクセスポイント２に送信し、第２のセルラー基地局６からユーザ端末１にＤ２Ｄ通信によりＣＴＳを送信する。

　また、第７実施形態の変形例と同様に、ユーザ端末１から第２のセルラー基地局６にＲＴＳをＤ２Ｄ通信で送信し、第２のセルラー基地局６からユーザ端末１にＣＴＳをＤ２Ｄ通信で送信するようにしてもよい。

（第９実施形態）
　次に、第９実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図４３は、第９実施形態に係る通信システムの全体構成図である。

　この通信システムは、Ｄ２Ｄ通信の機能を有するセルラー基地局７を備えている。セルラー基地局７は、アクセスポイント２の近傍に設置される。

　第７実施形態では、Ｄ２Ｄ通信の機能を有していない第１のセルラー基地局５を介して、セルラー通信により端末情報をユーザ端末１から制御サーバ４に送信するようにしたが、この第９実施形態では、Ｄ２Ｄ通信の機能を有するセルラー基地局７を介して、Ｄ２Ｄ通信により端末情報をユーザ端末１から制御サーバ４に送信する。また、ユーザ端末１は、第７実施形態と同様に、Ｄ２Ｄ通信の機能を有しており、ユーザ端末１とセルラー基地局７との間でＤ２Ｄ通信により制御情報（ＲＴＳ、ＣＴＳなど）を送受信する。

　この場合、第７実施形態と同様に、ユーザ端末１からＲＴＳをＷｉＧｉｇによりアクセスポイント２に送信して、セルラー基地局７からユーザ端末１にＣＴＳをＤ２Ｄ通信で送信するようにしてもよく、また、ユーザ端末１からセルラー基地局７にＲＴＳをＤ２Ｄ通信で送信し、セルラー基地局７からユーザ端末１にＣＴＳをＤ２Ｄ通信で送信するようにしてもよい。

　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。

　例えば、前記の実施形態では、第１の基地局装置をＷｉＧｉｇのアクセスポイントとし、第２の基地局装置をセルラー基地局としたが、この第２の基地局装置は、セルラー方式以外の無線通信方式を採用したもの、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ（ＷｉＧｉｇを除く）のアクセスポイントとしてもよい。また、この第２の基地局装置は、端末装置と無線で通信を行うものの他、端末装置と有線で通信を行うものであってもよい。また、第１の基地局装置は、ＷｉＧｉｇの他に、ミリ波などの高周波数帯を利用した無線通信方式を採用したものであってもよい。

　また、前記の実施形態では、制御情報としてＲＴＳおよびＣＴＳを送受信する場合の制御について説明したが、送受信される制御情報は、無線ＬＡＮのビーコン信号であってもよい。さらに、制御情報を送受信する場合の他、ユーザデータを送信する場合の制御に適用することもできる。

　本発明に係る通信システム、サーバ装置、基地局装置および通信制御方法は、端末装置から基地局装置に端末装置の存在を直接通知することなく、適切な通信条件による通信を迅速に確立して通信時間の短縮を図ることができる効果を有し、端末装置およびこの端末装置との間で無線通信を行う基地局装置を備えた通信システム、サーバ装置、端末装置との間で無線通信を行う基地局装置、端末装置と基地局装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御方法などとして有用である。

１　ユーザ端末（端末装置）
２　アクセスポイント（第１の基地局装置）
３　セルラー基地局（第２の基地局装置）
４　制御サーバ（サーバ装置）
１１　位置情報取得部
１２　無線ＬＡＮ通信部
１３　セルラー通信部
１４　制御部
１５　情報格納部
２１　端末情報収集部
２２　ビーム制御部
２３　移動速度算出部
２４　移動方向算出部
３１　無線ＬＡＮ通信部（第１の通信部）
３２　ネットワーク通信部（第２の通信部）
３３　制御部
３４　情報格納部
３７　通信部
４２　ビーム制御部
５１　ネットワーク通信部（通信部）
５２　制御部
５３　情報格納部
６１　距離取得部
６２　端末方向取得部
６３　ビームパターン判定部
６４　ビーム制御条件設定部
６５　通知情報生成部
６６　端末移動状況判定部
６７　端末方向比較部
６８　距離取得部
６９　送信パワー設定部
７１　ネゴシエーション開始判定部

Claims

　端末装置と、この端末装置との間で無線通信を行う基地局装置とを備えた通信システムであって、
　前記端末装置と、
　前記端末装置との間で第１の通信方式により無線通信を行って前記端末装置との間でユーザデータを送受信する第１の基地局装置と、
　前記端末装置との間で第２の通信方式により通信を行って前記端末装置と前記第１の基地局装置との間で行われる通信を補助する第２の基地局装置と、
　サーバ装置と、
を備え、
　前記端末装置は、
　自装置の位置情報を含む端末情報を前記第２の基地局装置を介して前記サーバ装置に送信する通信部を有し、
　前記サーバ装置は、
　前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成する制御部と、
　前記通信制御情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信する通信部と、を有し、
　前記第１の基地局装置は、
　前記通信制御情報に基づいて前記端末装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御部を有することを特徴とする通信システム。
　端末装置と、この端末装置との間で無線通信を行う基地局装置とを備えた通信システムであって、
　前記端末装置と、
　前記端末装置との間で第１の通信方式により無線通信を行って前記端末装置との間でユーザデータを送受信する第１の基地局装置と、
　前記端末装置との間で第２の通信方式により通信を行って前記端末装置と前記第１の基地局装置との間の通信を補助する第２の基地局装置と、
　サーバ装置と、
を備え、
　前記端末装置は、
　自装置の位置情報を含む端末情報を前記第２の基地局装置を介して前記サーバ装置に送信する通信部を有し、
　前記サーバ装置は、
　前記端末装置の位置情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信する通信部を有し、
　前記第１の基地局装置は、
　前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成する制御部と、
　前記通信制御情報に基づいて前記端末装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御部を有することを特徴とする通信システム。
　前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記第１の基地局装置から前記端末装置までの距離を取得して、前記距離が所定のしきい値以上である場合には、指向性のビームパターンで通信を行い、前記距離が前記しきい値未満である場合には、無指向性のビームパターンで通信を行うとともに、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記第１の基地局装置から見た前記端末装置が位置する方向を取得して、前記方向に基づいて、指向性のビームパターンにおけるビーム角度を設定した前記通信制御情報を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
　前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記第１の基地局装置の通信エリア外に移動する前記端末装置を判定し、該当する前記端末装置を送信対象から除外するように前記通信制御情報を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
　前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記第１の基地局装置の通信エリア内に移動する前記端末装置を判定し、該当する前記端末装置を送信対象に追加するように前記通信制御情報を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
　前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記第１の基地局装置から見た前記端末装置が位置する方向を取得し、複数の前記端末装置が位置する方向が近接している場合には、その複数の端末装置に１本の指向性ビームで同時に送信可能なビーム制御条件を求めて、そのビーム制御条件を含む前記通信制御情報を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
　前記サーバ装置は、過去に前記端末装置が前記第１の基地局装置と通信を行ったときの通信制御情報と前記端末装置の位置情報とを対応づけて履歴情報として蓄積する情報格納部を備え、
　前記制御部は、前記履歴情報の中から、前記端末装置の現在の位置情報に対応する前記通信制御情報を取得して、その通信制御情報を今回の通信制御情報とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
　前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記端末装置が移動しているか否かを判定し、移動している前記端末装置の数が所定のしきい値を超える場合には、指向性ビームを回転させながら送信するように前記通信制御情報を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
　前記サーバ装置は、前記端末装置の位置情報に基づいて、前記端末装置が移動しているか否かを判定し、移動している前記端末装置の数が所定のしきい値以下である場合には、通信条件を取得するためのネゴシエーションの開始を指示する通知情報を前記第２の基地局装置を介して前記端末装置に送信し、
　前記端末装置は、前記通知情報に基づいて、前記第１の基地局装置との間で前記ネゴシエーションを開始することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
　端末装置との間で第１の通信方式により無線通信を行う第１の基地局装置、および前記端末装置との間で第２の通信方式により通信を行う第２の基地局装置と通信を行う通信部と、
　制御部と、
を備え、
　前記通信部は、前記端末装置から前記第２の基地局装置を経由して送信される端末情報を受信し、
　前記制御部は、前記端末情報に含まれる前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成し、
　前記通信部は、前記通信制御情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信し、
　前記第１の基地局装置に、前記通信制御情報に基づいて、前記端末装置との間で行われる無線通信を制御させるようにしたことを特徴とするサーバ装置。
　端末装置との間で第１の通信方式により無線通信を行う第１の基地局装置、および前記端末装置との間で第２の通信方式により通信を行う第２の基地局装置と通信を行う通信部と、
　制御部と、
を備え、
　前記通信部は、前記端末装置から前記第２の基地局装置を経由して送信される端末情報を受信し、
　前記通信部は、前記端末情報に含まれる前記端末装置の位置情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信し、
　前記第１の基地局装置に、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成させて、その通信制御情報に基づいて、前記端末装置との間で行われる無線通信を制御させるようにしたことを特徴とするサーバ装置。
　端末装置との間で無線通信を行う基地局装置であって、
　前記端末装置との間でデータを送受信する第１の通信部と、
　サーバ装置から送信される通知情報を受信する第２の通信部と、
　制御部と、
を備え、
　前記第２の通信部は、前記サーバ装置において前記端末装置から取得した前記端末装置の位置情報に基づいて生成された通信制御情報を含む前記通知情報を受信し、
　前記制御部は、前記通信制御情報に基づいて、前記第１の通信部で行われる無線通信を制御することを特徴とする基地局装置。
　端末装置との間で無線通信を行う基地局装置であって、
　前記端末装置との間でデータを送受信する第１の通信部と、
　サーバ装置から送信される通知情報を受信する第２の通信部と、
　制御部と、
を備え、
　前記第２の通信部は、前記サーバ装置において前記端末装置から取得した前記端末装置の位置情報を含む前記通知情報を受信し、
　前記制御部は、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成して、その通信制御情報に基づいて、前記第１の通信部で行われる無線通信を制御することを特徴とする基地局装置。
　端末装置と基地局装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御方法であって、
　前記端末装置と第１の基地局装置との間でデータを送受信する第１の通信方式とは異なる第２の通信方式により、第２の基地局装置を介して、前記端末装置の位置情報を含む端末情報を前記端末装置からサーバ装置に送信し、
　前記サーバ装置において、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成して、その通信制御情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信し、
　前記第１の基地局装置において、前記通信制御情報に基づいて前記端末装置との間で行われる無線通信を制御することを特徴とする通信制御方法。
　端末装置と基地局装置との間で行われる無線通信を制御する通信制御方法であって、
　前記端末装置と第１の基地局装置との間でデータを送受信する第１の通信方式とは異なる第２の通信方式により、第２の基地局装置を介して、前記端末装置の位置情報を含む端末情報を前記端末装置からサーバ装置に送信し、
　前記サーバ装置から前記端末装置の位置情報を含む通知情報を前記第１の基地局装置に送信し、
　前記第１の基地局装置において、前記端末装置の位置情報に基づいて通信制御情報を生成して、その通信制御情報に基づいて前記端末装置との間で行われる無線通信を制御することを特徴とする通信制御方法。