(57)【要約】【課題】ミリ波による指向性通信を実現しつつ、同時に通信できる通信局数を増やしてシステム全体のスループットを向上させる。【解決手段】通信装置は、他局宛てのＲＴＳ又はＣＴＳを受信時の受信電力が最大となるビーム方向を停止設定者方向として記憶してから送信停止期間を設定する。送信停止期間内では、パケット送信先の方向が停止設定者方向から離間しているときにのみ、送信ビームをこのパケット送信先に向けてパケットの送信を実行する。隠れ端末は、不必要にパケット送信動作を停止しない一方、送信停止期間の設定を要求する意図に反することはない。【選択図】  図１０Ｂ
2010206574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の高周波数帯を使用する通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる無線通信部を備え、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したときに、前記送信停止要求パケットの送信元の位置がある停止設定者方向を記憶するとともに前記送信停止期間を設定し、
前記送信停止期間内において、前記停止設定者方向に応じてパケットの送信を制御する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
パケット送信先の方向が前記停止設定者方向から離間しているときには、前記送信停止期間内において、前記無線通信部の送信ビームを前記パケット送信先の方向に向けて、パケットの送信を実行する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
パケットを前記複数のビーム方向の各々で受信したときの受信電力を計算する電力計算部と、
前記複数のビーム方向のうち受信電力が最大となるビーム方向を決定する決定部と、
をさらに備え、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したときに、前記送信停止要求パケットの受信電力が最大となるビーム方向を停止設定者方向として記憶するとともに前記送信停止期間を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記送信停止期間内において、前記無線通信部の送信ビームを前記停止設定者方向から離間している離間方向に向けて送信開始要求パケット（ＲＴＳ：Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を送信し、
確認通知パケット（ＣＴＳ：Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を受信したことに応答して、前記無線通信部の送信ビームを前記離間方向に向けてデータ・パケットを送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
パケットを前記複数のビーム方向の各々で受信したときの受信電力を計算する電力計算部と、
前記複数のビーム方向のうち受信電力が最大となるビーム方向を決定する決定部と、
をさらに備え、
前記確認通知パケットの受信電力が最大となるビーム方向に前記無線通信部の送信ビームを向けて、データ・パケットを送信する、
ことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
所定の高周波数帯を使用する通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる無線通信部を備えた通信装置における通信方法であって、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したときに、その送信元の位置がある停止設定者方向を記憶するステップと、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したことに応答して送信停止期間を設定するステップと、
前記送信停止期間内においてパケット送信要求が発生したときには、前記停止設定者方向に応じて当該送信要求パケットの送信を制御するステップと、
を有することを特徴とする通信方法。
【請求項７】
所定の高周波数帯を使用する通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる無線通信部を備えた通信装置における通信処理をコンピューター上で実行するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムであって、前記コンピューターを、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したときに、その送信元の位置がある停止設定者方向を記憶する記憶部、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したことに応答して、前記送信停止期間を設定する送信停止期間設定部、
前記送信停止期間内においてパケット送信要求が発生したときには、前記停止設定者方向に応じて当該送信要求パケットの送信を制御する制御部、
として機能させるためのコンピューター・プログラム。
【請求項８】
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを送信する周辺通信装置と、
所定の高周波数帯を使用する通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる無線通信部を備え、前記周辺通信装置から前記送信停止要求パケットを受信したことに応答して前記送信停止期間を設定するとともに、前記送信停止期間内において前記周辺通信装置の位置がある停止設定者方向に応じてパケットの送信を制御するデータ送信側通信装置と、
前記データ送信側通信装置からの前記パケットの送信先となるデータ受信側通信装置と、
を具備することを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばミリ波を利用して無線通信を行なう通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムに係り、特に、指向性アンテナのビームを通信相手の位置する方向に向けて、ミリ波の通信距離を伸ばす通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
「ミリ波」と呼ばれる無線通信は、高周波の電磁波を利用して通信速度の高速化を実現することができる。ミリ波通信の主な用途として、短距離の無線アクセス通信や、画像伝送システム、簡易無線、自動車衝突防止レーダーなどが上げられる。また現在では、大容量・長距離伝送の実現や、無線装置の小型化、低コスト化など、利用促進に向けたミリ波通信の技術開発が行なわれている。ここで、ミリ波の波長は１０ｍｍ〜１ｍｍ、周波数で３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚに相当する。例えば、６０ＧＨｚ帯を使用する無線通信では、ＧＨｚ単位でチャネル割り当てが可能であることから、非常に高速なデータ通信を行なうことができる。
【０００３】
ミリ波は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）技術などで広く普及しているマイクロ波と比較しても、波長が短く、強い直進性があり、非常に大きな情報量を伝送することができる。その反面、ミリ波は、反射に伴う減衰が激しいため、通信を行なう無線のパスとしては、直接波や、せいぜい１回程度の反射波が主なものとなる。また、ミリ波は、伝搬損失が大きいため、遠くまで無線信号が到達しない、という性質を持つ。
【０００４】
このようなミリ波の飛距離問題を補うために、送受信機のアンテナに指向性を持たせ、その送信ビーム並びに受信ビームを通信相手の位置する方向に向けて、通信距離を伸ばす方法が考えられる。ビームの指向性は、例えば送受信機にそれぞれ複数のアンテナを設け、アンテナ毎の送信重み若しくは受信重みを変化させることで制御することができる。ミリ波では、反射波はほとんど使用されず、直接波が重要になることから、ビーム形状の指向性が適しており、指向性として鋭いビームを使うことが考えられる。そして、アンテナの最適な指向性を学習した上で、ミリ波の無線通信を行なうようにすればよい。
【０００５】
例えば、電力線通信、光通信、音波通信のうちいずれか１つによる通信を利用した第２の通信手段によって送信アンテナの指向性方向を決定するための信号を伝送して、送信アンテナの方向を決定した後、１０ＧＨｚ以上の電波を用いた第１の通信手段によって送受信機間の無線伝送をする無線伝送システムについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【０００６】
また、ミリ波帯を使用する無線ＰＡＮ（ｍｍＷＰＡＮ：ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ−ｗａｖｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃにも、アンテナの指向性を利用して通信距離を伸ばす方法が適用されている。
【０００７】
ところで、無線通信においては、通信局が互いに直接通信できない領域が存在するという隠れ端末問題が生じることが知られている。隠れ端末同士ではネゴシエーションを行なうことができないため、送信動作が衝突する可能性がある。隠れ端末問題を解決する方法論として、「仮想キャリアセンス」を挙げることができる。仮想キャリアセンスによれば、隠れ端末は、メディアが使用されている期間を予測し、当該期間は物理キャリアセンスすることなしに送信動作を停止する。具体的には、送信停止を要求するパケットのＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ヘッダー内にはメディアを予約するためのＤｕｒａｔｉｏｎ（持続時間）情報が記載されており、他局宛てのパケットを受信した周辺局は、Ｄｕｒａｔｉｏｎ情報に応じた期間はメディアが使用されているものと予想して、送信停止期間（ＮＡＶ：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ）を設定する。
【０００８】
仮想キャリアセンスを利用した信号送受信シーケンスの代表例はＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクであり、ＩＥＥＥ８０２．１１など無線ＬＡＮシステムで広く利用されている。データ送信元の通信局が送信開始要求パケットＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を送信し、データ送信先の通信局から確認通知パケットＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を受信したことに応答してデータ・パケットの送信を開始するようになっている。
【０００９】
ここで、ＲＴＳ、ＣＴＳの各制御フレームは、送受信機間でデータ伝送のための準備状況を確認するとともに、周辺の隠れ端末に対してデータ伝送の妨害を行なわせないようにする意味合いを持つ。データ送信側（ＲＴＳ送信局）にとっての隠れ端末は、他局宛てのＣＴＳを受信すると、そのパケットのＭＡＣヘッダー内に記載されているＤｕｒａｔｉｏｎ情報に基づいて、送信停止期間を設定するので、データ受信側（ＣＴＳ送信局）は、当該隠れ端末による送信パケットとの衝突を回避して、データ・パケットを確実に受信することができる。また、データ受信側（ＣＴＳ送信局）にとっての隠れ端末は、他局宛てのＲＴＳを受信して送信停止期間を設定する。
【００１０】
ミリ波帯を使用する無線ＰＡＮ規格ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃ（前述）にも、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを利用した衝突回避手順が採り入れられている。例えば、送受信ビームの指向性制御（Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）はデータ・フレームに関してのみ適用され、ＲＴＳ、ＣＴＳ、ＡＣＫといった制御フレームに関しては無指向性フレームとして伝送される。そして、通信装置は、周辺でＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを利用した信号送受信手順が実施され、自局宛てでないＲＴＳ又はＣＴＳを受信すると、送信停止期間を設定しなければならない。
【００１１】
ところが、上述したように送信ビームの指向性制御を適用しているミリ波通信装置の場合には、ＲＴＳ又はＣＴＳの到達範囲に存在するにもかかわらず、送信ビームが向けられている方向（若しくは、通信相手の位置の方向）によっては、送信停止期間内に指向性制御されたパケット（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ）を送信しても、ＲＴＳ又はＣＴＳ送信局における信号送受信手順を妨害しないこともある。
【００１２】
例えば、図１１に示す指向性通信システムにおいて、ＳＴＡ＿ＡとＳＴＡ＿Ｂ間でＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを実施した後、ＳＴＡ＿ＡがＳＴＡ＿Ｂの方向に送信ビームを向けてデータ・パケットを送信しているとする。一方、ＳＴＡ＿Ｂの周辺のＳＴＡ＿Ｃは、ＳＴＡ＿Ｄに対してパケットを送信したいとする。このとき、ＳＴＡ＿Ｃは、ＳＴＡ＿Ｄの方向に送信ビームを向けてパケットを送信するのであれば、ＳＴＡ＿Ｂのパケット受信を妨げることはない。しかしながら、ＳＴＡ＿Ｃは、ＳＴＡ＿ＢからのＣＴＳを受け取ると、送信停止期間を設定してしまうので、ＳＴＡ＿Ｄへのパケット送信動作を差し控えてしまう。
【００１３】
言い換えれば、ミリ波通信装置にとっては、自局宛てでないＲＴＳ又はＣＴＳを受信しても、指向性制御を適用する限りにおいては、パケット送信動作を停止する必要がなくなる。それにも拘らず、不必要にパケット送信動作を停止すると、システム内で同時刻に通信できる通信局数を無駄に削減してしまい、システム全体のスループットを低下させてしまうことが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３５４４８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、指向性アンテナのビームを通信相手の位置する方向に向けて、ミリ波の通信距離を伸ばすことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することにある。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、送受信ビームの指向性制御を用いてミリ波による高速データ通信を実現しつつ、同時に通信できる通信局数を増やしてシステム全体のスループットを向上させることができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することにある。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを適用して衝突を回避しながら、ミリ波による指向性の高速データ通信を実現しつつ、同時に通信できる通信局数を増やしてシステム全体のスループットを向上させることができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することにある。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、自局宛てでないＲＴＳ又はＣＴＳを受信しても、不必要にパケット送信動作を停止してしまうことなく、ミリ波による指向性通信を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
所定の高周波数帯を使用する通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる無線通信部を備え、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したときに、前記送信停止要求パケットの送信元の位置がある停止設定者方向を記憶するとともに前記送信停止期間を設定し、
前記送信停止期間内において、前記停止設定者方向に応じてパケットの送信を制御する、
ことを特徴とする通信装置である。
【００２０】
但し、本願発明で言う「送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケット」の具体例は、Ｄｕｒａｔｉｏｎ情報を含むＲＴＳ、ＣＴＳ、データ・パケットなどである。
【００２１】
また、本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信装置は、パケット送信先の方向が前記停止設定者方向から離間しているときには、前記送信停止期間内において、前記無線通信部の送信ビームを前記パケット送信先の方向に向けて、パケットの送信を実行するように構成されている。
【００２２】
また、本願の請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信装置は、パケットを前記複数のビーム方向の各々で受信したときの受信電力を計算する電力計算部と、前記複数のビーム方向のうち受信電力が最大となるビーム方向を決定する決定部をさらに備え、所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したときに、前記送信停止要求パケットの受信電力が最大となるビーム方向を停止設定者方向として記憶するとともに前記送信停止期間を設定するように構成されている。
【００２３】
また、本願の請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信装置は、前記送信停止期間内において、前記無線通信部の送信ビームを前記停止設定者方向から離間している離間方向に向けて送信開始要求パケット（ＲＴＳ）を送信するとともに、これに対する確認通知パケット（ＣＴＳ）を受信したことに応答して、前記無線通信部の送信ビームを前記離間方向に向けてデータ・パケットを送信するように構成されている。
【００２４】
また、本願の請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の通信装置は、パケットを前記複数のビーム方向の各々で受信したときの受信電力を計算する電力計算部と、前記複数のビーム方向のうち受信電力が最大となるビーム方向を決定する決定部とをさらに備え、前記確認通知パケットの受信電力が最大となるビーム方向に前記無線通信部の送信ビームを向けて、データ・パケットを送信するように構成されている。
【００２５】
また、本願の請求項６に記載の発明は、所定の高周波数帯を使用する通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる無線通信部を備えた通信装置における通信方法であって、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したときに、その送信元の位置がある停止設定者方向を記憶するステップと、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したことに応答して送信停止期間を設定するステップと、
前記送信停止期間内においてパケット送信要求が発生したときには、前記停止設定者方向に応じて当該送信要求パケットの送信を制御するステップと、
を有することを特徴とする通信方法である。
【００２６】
また、本願の請求項７に記載の発明は、所定の高周波数帯を使用する通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる無線通信部を備えた通信装置における通信処理をコンピューター上で実行するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムであって、前記コンピューターを、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したときに、その送信元の位置がある停止設定者方向を記憶する記憶部、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを受信したことに応答して、前記送信停止期間を設定する送信停止期間設定部、
前記送信停止期間内においてパケット送信要求が発生したときには、前記停止設定者方向に応じて当該送信要求パケットの送信を制御する制御部、
として機能させるためのコンピューター・プログラムである。
【００２７】
本願の請求項７に係るコンピューター・プログラムは、コンピューター上で所定の処理を実現するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムを定義したものである。換言すれば、本願の請求項７に係るコンピューター・プログラムをコンピューターにインストールすることによって、コンピューター上では協働的作用が発揮され、本願の請求項１に係る通信装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
また、本願の請求項８に記載の発明は、
所定の送信停止期間を設定することを要求する送信停止要求パケットを送信する周辺通信装置と、
所定の高周波数帯を使用する通信方式に従って指向性の無線通信を行なうことができる無線通信部を備え、前記周辺通信装置から前記送信停止要求パケットを受信したことに応答して前記送信停止期間を設定するとともに、前記送信停止期間内において前記周辺通信装置の位置がある停止設定者方向に応じてパケットの送信を制御するデータ送信側通信装置と、
前記データ送信側通信装置からの前記パケットの送信先となるデータ受信側通信装置と、
を具備することを特徴とする通信システムである。
【００２９】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、指向性アンテナのビームを通信相手の位置する方向に向けて、ミリ波の通信距離を伸ばすことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することができる。
【００３１】
また、本発明によれば、送受信ビームの指向性制御を用いてミリ波による高速データ通信を実現しつつ、同時に通信できる通信局数を増やしてシステム全体のスループットを向上させることができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを適用して衝突を回避しながら、ミリ波による指向性の高速データ通信を実現しつつ、同時に通信できる通信局数を増やしてシステム全体のスループットを向上させることができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することができる。
【００３３】
本願の請求項１、６、７、８に係る発明によれば、通信装置は、送信停止要求パケットを受信したときには、その受信電力が最大となるビーム方向を停止設定者方向として記憶するとともに送信停止期間を設定し、送信停止期間内においてパケット送信要求が発生したときには、停止設定者方向に応じて当該送信要求パケットの送信を制御することができる。したがって、通信装置は、送信停止期間内であっても、不必要にパケット送信動作を停止してしまうことなく、ミリ波による指向性通信を行なうことができる。この結果、システム全体としては、同時に通信できる通信局数が増えることになり、スループットが向上する。
【００３４】
また、本願の請求項２に記載の発明によれば、送信停止期間内にある通信装置は、パケット送信先の方向が前記停止設定者方向から離間しているときにのみ、送信ビームをこのパケット送信先に向けてパケットの送信を実行するので、不必要にパケット送信動作を停止しない一方、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを実施している周辺局の信号送受信を妨害することはないので、送信停止期間の設定を要求する意図に反することはない。
【００３５】
また、本願の請求項３に記載の発明によれば、通信装置は、送信停止要求パケットの受信電力が最大となるビーム方向を停止設定者方向として用いることにより、送信停止期間内であっても、停止設定者方向から離間している方向の通信相手に送信ビームを向けて、パケットを送信することができる。
【００３６】
また、本願の請求項４、５に記載の発明によれば、通信装置は、パケットの送信先となる通信相手の位置の方向が不明のときであっても、停止設定者方向から離間している離間方向に送信ビームを向けてＲＴＳを送信するように構成されている。したがって、ＣＴＳを成功裏に受信できたときには、離間方向にパケットの送信先が存在することを確認することができる。また、送信停止期間であっても、この離間方向に送信ビームを向けてデータ・パケットを送信することができる。
【００３７】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るミリ波無線通信システムの構成例を模式的に示した図である。
【図２】図２は、通信装置１００の構成例を示した図である。
【図３】図３は、ディジタル部１８０の内部構成の一例を示した図である。
【図４】図４は、送信ビーム処理部１８５による送信ビームの指向性制御によって通信装置１００が形成することができる送信ビーム・パターンの一例を示した図である。
【図５】図５は、最適なビーム方向の学習に用いるビーム学習用信号の信号フォーマットの一例を示した図である。
【図６】図６は、隠れ端末が送信ビームを向ける方向が停止設定者方向と異なる指向性通信システムの構成例を示した図である。
【図７】図７は、隠れ端末が送信ビームを向ける方向が停止設定者方向と同じになる指向性通信システムの構成例を示した図である。
【図８】図８は、通信装置１００のパケット受信時に実行する処理手順を示したフローチャートである。
【図９】図９は、通信装置１００のパケット送信時に実行する処理手順を示したフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、ＳＴＡ＿ＡとＳＴＡ＿ＢがＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを行なう際に、ＳＴＡ＿Ａにとっての隠れ端末ＳＴＡ＿Ｃが、図８及び図９に従って動作する場合の信号送受信シーケンスの一例を示した図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、ＳＴＡ＿ＡとＳＴＡ＿ＢがＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを行なう際に、ＳＴＡ＿Ａにとっての隠れ端末ＳＴＡ＿Ｃが、図８及び図９に従って動作する場合の信号送受信シーケンスの他の例を示した図である。
【図１１】図１１は、隠れ端末が送信ビームを向ける方向が停止設定者方向と異なる指向性通信システムの構成例を示した図である。
【図１２】図１２は、モジュール化された通信装置１００を搭載した情報機器の構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、ミリ波の通信方式として、ＶＨＴ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）規格で使用する６０ＧＨｚ帯を挙げることができるが、本発明の要旨は特定の周波数帯に限定されるものではない。
【００４０】
図１には、本発明の一実施形態に係るミリ波無線通信システムの構成例を模式的に示している。図示の無線通信システムは、通信装置１００と通信装置２００からなる。
【００４１】
通信装置１００及び２００は、ミリ波の通信方式に従って互いに無線通信することができる。ミリ波の通信方式は、直進性が強く反射時の減衰の大きいため、送信ビーム及び受信ビームを通信相手にそれぞれ向けて無線信号を送受信することがより好ましい。
【００４２】
図１に示す例では、通信装置１００は、ミリ波の通信方式に従って無線信号を送受信するための複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎを備えている。そして、各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎを介して送信される信号の重みを調整することによって、送信ビームの指向性Ｂtを制御するようになっている。図示の例では、送信ビームＢtは、通信相手となる通信装置２００の位置の方向に向けられている。
【００４３】
また、通信装置２００は、ミリ波の通信方式に従って無線信号を送受信するための複数のアンテナ２６０ａ〜２６０ｎを備えている。そして、各アンテナ２６０ａ〜２６０ｎを介して受信される信号の重みを調整することによって、受信ビームの指向性Ｂrを制御するようになっている。図示の例では、受信ビームＢrは、通信相手となる通信装置１００の位置の方向に向けられている。
【００４４】
図２には、通信装置１００の構成例を示している。図示の通信装置１００は、ブロードバンド・ルーターや無線アクセスポイントとして動作してもよい。なお、図示しないが、通信装置２００も同様の構成であってもよい。
【００４５】
通信装置１００は、記憶部１５０と、複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎと、無線通信部１７０を備えている。無線通信部１７０は、アナログ部１７２と、ＡＤ変換部１７４と、ＤＡ変換部１７６と、ディジタル部１８０と、制御部１９０で構成される。
【００４６】
複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎは、ミリ波の通信方式に従った無線通信に使用される。具体的には、アンテナ１６０ａ〜１６０ｎは、所定の重み係数を用いて重み付けされた無線信号を、ミリ波を用いてそれぞれ送信する。また、アンテナ１６０ａ〜１６０ｎは、ミリ波の無線信号を受信して、アナログ部１７２へ出力する。
【００４７】
アナログ部１７２は、典型的には、ミリ波の通信方式に従った無線信号を送受信するためのＲＦ回路に相当する。すなわち、アナログ部１７２は、アンテナ１６０ａ〜１６０ｎによりそれぞれ受信された複数の受信信号を低雑音増幅するとともにダウンコンバートし、後段のＡＤ変換部１７４へ出力する。また、アナログ部１７２は、ＤＡ変換部１７６によりそれぞれアナログ信号に変換された複数の送信信号をＲＦ帯にアップコンバートするとともに電力増幅して、各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎへ出力する。
【００４８】
ＡＤ変換部１７４は、アナログ部１７２から入力される複数のアナログ受信信号をそれぞれディジタル信号に変換し、後段のディジタル部１８０へ出力する。また、ＤＡ変換部１７６は、ディジタル部１８０から入力される複数のディジタル送信信号をそれぞれアナログ信号に変換し、アナログ部１７２へ出力する。
【００４９】
ディジタル部１８０は、典型的には、ミリ波の通信方式に従って受信信号を復調及び復号するための回路、並びに、ミリ波の通信方式に従って送信信号を符号化及び変調するための回路で構成される。
【００５０】
図３には、ディジタル部１８０の内部構成の一例を示している。図示のように、ディジタル部１８０は、同期部１８１と、受信ビーム処理部１８２と、電力計算部１８３と、決定部１８４と、復調復号部１８５と、符号化変調部１８６と、送信ビーム処理部１８７で構成される。
【００５１】
同期部１８１は、例えば、複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎにより受信された複数の受信信号について、パケットの先頭のプリアンブルに応じて受信処理の開始タイミングを同期させて受信ビーム処理部１８２へ出力する。
【００５２】
受信ビーム処理部１８２は、同期部１８１から入力される複数の受信信号について、例えば一様分布又はテイラー分布に従って重み付け処理を行なうことによって、受信ビームの指向性を制御する。そして、受信ビーム処理部１８２は、重み付けされた受信信号を電力計算部１８３及び復調復号部１８５へ出力する。
【００５３】
最適な送受信ビーム方向の学習を行なう際、電力計算部１８３は、各送受信ビーム方向で送受信された受信信号の受信電力をそれぞれ計算して、決定部１８４へ順次出力する。そして、決定部１８４は、電力計算部１８３から入力される受信電力値に基づいて、最適な送信ビーム方向又は最適な受信ビーム方向を決定する。そして、決定されたビーム方向を特定するためのパラメーター値が、制御部１９０を介して記憶部１５０に記憶される。ここで言う最適なビーム方向とは、典型的には、１つのビーム学習用信号について電力計算部１８３から入力される一連の受信電力値が最大値となるビーム方向に相当する。
【００５４】
復調復号部１８５は、受信ビーム処理部１８２により重み付けされた受信信号をミリ波の通信方式に使用される任意の変調方式及び符号化方式に従って復調及び復号し、データ信号を取得する。そして、復調復号部１８５は、取得したデータ信号を制御部１９０へ出力する。
【００５５】
符号化変調部１８６は、制御部１９０から入力されるデータ信号をミリ波の通信方式に使用される任意の符号化方式及び変調方式に従って符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、符号化変調部１８６は、生成した送信信号を送信ビーム処理部１８７へ出力する。
【００５６】
送信ビーム処理部１８７は、符号化変調部１８６から入力された送信信号から、例えば一様分布又はテイラー分布に従って重み付けされた複数の送信信号を生成し、送信ビームの指向性を制御する。送信ビーム処理部１８７により使用される重みの値は、例えば、制御部１９０から入力される指向性制御信号により指定される。送信ビーム処理部１８７により重み付けされた複数の送信信号は、ＤＡ変換部１７６へそれぞれ出力される。
【００５７】
図２に戻って、引き続き、無線通信装置１００の構成について説明する。制御部１９０は、例えばマイクロプロセッサーなどの演算装置を用いて構成され、無線通信部１７０の動作全般を制御する。また、制御部１９０は、最適な送信ビーム方向又は受信ビーム方向を特定するためのパラメーター値を記憶部１５０から取得し、当該パラメーター値に基づいて特定されるビーム方向を形成するよう各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎに重み係数を付与することを指示するための指向性制御信号をディジタル部１８０内の送信ビーム処理部１８５へ出力する。これにより、無線通信装置１００によるミリ波の通信方式に従った無線送信の際の送信ビーム又は受信ビームが通信相手の位置する方向に向くような最適なビーム・パターンが形成される。
【００５８】
図４には、送信ビーム処理部１８５による送信ビームの指向性制御によって通信装置１００が形成することができる送信ビーム・パターンの一例を示している。同図に示す例では、通信装置１００は１０個の送信ビーム・パターンＢt0〜Ｂt9を形成することができる。送信ビーム・パターンＢt0〜Ｂt9は、通信装置１００が位置する平面上で、３６度ずつ異なる方向への指向性をそれぞれ有している。
【００５９】
送信ビーム処理部１８５は、制御部１９０からの指向性制御信号に応じて、各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎに重み係数を付与することによって、かかる１０個の送信ビーム・パターンＢt0〜Ｂt9のうちいずれか１つの送信ビーム・パターンを形成して、指向性の無線信号を送信させることができる。また、通信装置１００により形成可能な受信ビーム・パターンも、図４に示した送信ビーム・Ｂt0〜Ｂt9と同様のビーム・パターンであってよい。すなわち、受信ビーム処理部１８２は、制御部１９０からの指向性制御信号に応じて、各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎに重み係数を付与することによって、かかる１０個の受信ビーム・パターンＢr0〜Ｂr9のうちいずれか１つ（若しくは２以上の組み合わせ）と一致する受信ビーム・パターンを形成して、ミリ波の通信方式に従った無線信号をアンテナ１６０ａ〜１６０ｎで受信させることができる。通信装置１００の記憶部１５０には、これら送受信ビーム・パターンＢt0〜Ｂt9、Ｂr0〜Ｂr9をそれぞれ形成するためのアンテナ１６０ａ〜１６０ｎ毎の重み係数を特定するためのパラメーター値があらかじめ記憶されている。
【００６０】
なお、通信装置１００により形成可能な送信ビーム・パターン及び受信ビーム・パターンは、図４に示した例に限定されるものではない。例えば、３次元空間上のさまざまな方向に指向性を有する送信ビーム・パターン又は受信ビーム・パターンを形成できるように複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎを構成することもできる。
【００６１】
図５には、最適なビーム方向の学習に用いるビーム学習用信号の信号フォーマットの一例を示している。但し、同図では、ヘッダー部の記載を省略している。図示のビーム学習用信号ＢＴＦ（Ｂｅａｍ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ：ビーム学習用フィールド）は、通信相手が持つ複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎからミリ波の通信方式に従って送信される。ビーム学習用信号ＢＴＦに載せる学習用信号系列は、例えばＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：２位相偏移変調）のランダム・パターンなどでよい。
【００６２】
図示のビーム学習用信号は、送信ビーム・パターンＢt0〜Ｂt9毎の学習用信号系列を時分割により多重化したものである。ビーム学習用信号ＢＴＦは、図５に示した各送信ビーム・パターンＢt0〜Ｂt9にそれぞれ対応する１０個のタイムスロットＴ０〜Ｔ９により構成される。そして、各タイムスロットＴ０〜Ｔ９では、所定の既知信号系列に対し各送信ビーム・パターンＢt0〜Ｂt9を形成するための重み係数でそれぞれ各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎが重み付けされた１０通りの学習用信号系列が順次送信される。したがって、ビーム学習用信号の送信ビームの指向性は、タイムスロットＴ０〜Ｔ９毎に、図５に示す送信ビーム・パターンＢt0〜Ｂt9のように順次変化する。
【００６３】
このビーム学習用信号ＢＴＦを受信する受信側では、ビーム学習用信号ＢＴＦのタイムスロットＴ０〜Ｔ９毎（すなわち、学習用信号系列毎）の受信信号の電力レベルを順次観測する。この結果、ビーム学習用信号ＢＴＦのいずれかのタイムスロットにおいて受信信号の電力レベルは突出した値となる。受信信号の電力レベルがピークとなるタイムスロットは、ビーム学習用信号ＢＴＦを送信する送信側との相対位置に応じて変化する。そして、受信電力レベルがピークとなるタイムスロットに該当する送信ビーム・パターンを、送信側にとっても最適な送信ビーム・パターンに決定することができる。
【００６４】
また、ビーム学習用信号ＢＴＦの受信側も、図４に示した送信ビーム・パターンＢt0〜Ｂt9と同様の、１０個の受信ビーム・パターンＢr0〜ＢR9を形成することができるとする。そして、ビーム学習用信号ＢＴＦの各タイムスロットＴ０〜Ｔ９をさらに１０個ずつの小区間ＳＴ０〜ＳＴ９にそれぞれ分け、各小区間ＳＴ０〜ＳＴ９においてそれぞれ異なる１０通りの受信ビーム・パターンＢr0〜Ｂr9で受信信号を重み付け処理する。図５に示す例では、タイムスロットＴ０の第１の小区間ＳＴ０は受信ビーム・パターンＢr0、タイムスロットＴ０の第２の小区間ＳＴ１は受信ビーム・パターンＢr1、…、タイムスロットＴ９の第１の小区間ＳＴ０は受信ビーム・パターンＢr0、…、などと関連付けられる。このような受信ビームの指向性制御処理によって、１つのビーム学習用信号ＢＴＦにおいて、１０通りの送信ビーム・パターン×１０通りの受信ビーム・パターン＝計１００通りの送受信ビーム・パターンで送受信された受信信号を得ることができる。
【００６５】
図３に示した電力計算部１８３は、上述した計１００通りの送受信ビーム・パターンで送受信された受信信号の受信電力をそれぞれ計算して、決定部１８４へ順次出力する。そして、決定部１８４は、入力される受信電力値に基づいて、最適な送信ビーム・パターン及び受信ビーム・パターンを特定するためのパラメーター値を決定する。最適なビーム・パターンとは、典型的には、１つのビーム学習用信号について電力計算部１８３から入力される一連の受信電力値が最大値となるビーム・パターンである。最適な送信ビーム・パターンを特定するためのパラメーター値とは、例えばビーム学習用信号ＢＴＦのいずれかのタイムスロット番号（Ｔ０〜Ｔ９）でよい。また、最適な受信ビーム・パターンを特定するためのパラメーター値とは、例えば図５に示した小区間番号（ＳＴ０〜ＳＴ９）でよい。決定部１８４は、このように決定したパラメーター値を制御部１９０へ出力する。また、最適な送信ビーム・パターンを特定するためのパラメーター値（Ｔ０〜Ｔ９）を、ビーム学習用信号ＢＴＦの送信側へフィードバックするようにしてもよい。但し、このフィードバック手順は本発明の要旨に直接関連しないので、本明細書では説明を省略する。
【００６６】
ミリ波を利用する無線通信システムは、複数の送受信アンテナを用い、鋭いアンテナ指向性（すなわち、ビーム形状のアンテナ指向性）を形成することで、その通信範囲を拡大することができる。しかしながら、背景技術の欄で既に述べたように、隠れ端末問題に起因する衝突を回避するために仮想キャリアセンスを利用する際、他局宛てのパケットを受信した通信装置は、この受信パケットのＭＡＣヘッダー内に記載されているＤｕｒａｔｉｏｎ情報に基づいて送信停止期間を設定する。
【００６７】
ここで、送信停止期間を設定した通信装置が送信ビームの指向性制御を適用してミリ波通信を行なう場合には、送信ビームを向ける方向によっては、ＲＴＳ又はＣＴＳの送信元で行なわれる信号送受信手順を妨害することなく、自らの通信相手に向けて指向性パケットを送信できると考えられる。
【００６８】
例えば図１１や図６に示すシステム構成では、ＳＴＡ＿Ｃは、ＳＴＡ＿ＢからＳＴＡ＿Ａ宛てのＣＴＳを受信しながらも、ＳＴＡ＿Ｂとは異なる方向の位置にあるＳＴＡ＿Ｄに送信ビームを向けてパケットを送信するのであれば、ＳＴＡ＿Ｂのパケット受信を妨げることはない。
【００６９】
図１１や図６中のＳＴＡ＿Ｃのように、実害を与えることなく指向性通信を行なうことができる通信装置にとっては、不必要な送信停止となる。この結果、システム内で同時刻に通信できる通信局数を無駄に削減してしまい、システム全体のスループットを低下させてしまうことが懸念される。
【００７０】
他方、図７に示す例では、ＳＴＡ＿Ｃは同様に送受信ビームの指向性制御を行なうが、その送受信ビームは、ＳＴＡ＿Ａが通信相手であるＳＴＡ＿Ｂに送信ビームを向けた方向（若しくは、ＳＴＡ＿Ｂが通信相手であるＳＴＡ＿Ａに受信ビームを向けた方向）と重なるため、ＳＴＡ＿Ｂは、ＣＴＳを送信して隠れ端末であるＳＴＡ＿Ｃに送信停止期間を設定させなければ、ＳＴＡ＿Ａからのデータ・フレームを受信できなくなってしまう。
【００７１】
そこで、本発明の一実施形態では、通信装置１００は、他局宛ての送信停止要求パケットを受信し隠れ端末として動作する場合には、その受信電力が最大となるビーム方向を停止設定者方向として記憶するとともに送信停止期間を設定し、送信停止期間内においてパケット送信要求が発生したときには、停止設定者方向に応じて当該送信要求パケットの送信を制御するようにしている。但し、ここで言う「送信停止要求パケット」は、Ｄｕｒａｔｉｏｎ情報など送信停止期間を設定することを要求する旨が記載された、ＲＴＳ、ＣＴＳ、データ・パケットなどである。
【００７２】
具体的には、通信装置１００は、送信停止要求パケットを受信して設定した送信停止期間内では、パケット送信先の方向が停止設定者方向から離間しているときにのみ、送信ビームをこのパケット送信先に向けてパケットの送信を実行する。したがって、隠れ端末としての通信装置１００は、不必要にパケット送信動作を停止しない一方、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを実施している周辺局の信号送受信を妨害することはないので、送信停止期間の設定を要求する意図に反することはない。
【００７３】
このようにすれば、通信装置１００自身は効率的にミリ波通信動作を行なうことができるとともに、システム全体としてみると、同時に通信できる通信局数が増えることになり、スループットが向上することが期待される。
【００７４】
図８には、通信装置１００のパケット受信時に実行する処理手順をフローチャートの形式で示している。但し、パケットは、Ｄｕｒａｔｉｏｎ情報など送信停止期間を設定することを要求する旨が記載された送信停止要求パケットであるとする。この処理手順は、例えば制御部１９０が所定の制御プログラムを実行することを通じて実現される。
【００７５】
この処理手順は、通信装置１００がパケットを受信したことに応じて起動し（ステップＳ１）、まず、受信パケットが自分宛てであるかどうかを確認する（ステップＳ２）。
【００７６】
ここで、受信パケットが自分宛てであれば（ステップＳ２のＹｅｓ）、通信装置１００は、送信停止期間を設定することなく、当該パケットに対する通常の受信処理を継続して行なう（ステップＳ３）。
【００７７】
他方、受信パケットが自分宛てでないときには（ステップＳ２のＮｏ）、通信装置１００は、当該パケットを受信している最中、電力計算部１８３で受信ビーム・パターンを例えば所定の角度毎に３６０度変化させながら受信信号の電力を計測していき、決定部１８４で受信電力が最大となる受信ビームの方向を検知する（ステップＳ４）。
【００７８】
そして、通信装置１００は、受信電力が最大となる受信ビームの方向を、送信停止要求パケットの送信元の位置がある「停止設定者方向」として記憶部１５０に記憶するとともに、Ｄｕｒａｔｉｏｎ情報に応じた期間だけ送信停止期間を設定する（ステップＳ５）。
【００７９】
また、図９には、通信装置１００のパケット送信時に実行する処理手順をフローチャートの形式で示している。この処理手順は、例えば制御部１９０が所定の制御プログラムを実行することを通じて実現される。
【００８０】
この処理手順は、例えば通信プロトコルの上位層などでパケット送信要求が発生したことに応じて起動し（ステップＳ１１）、まず、通信装置１００が送信停止期間内であるかどうかを確認する（ステップＳ１２）。
【００８１】
ここで、送信停止期間にないときには（ステップＳ１２のＮｏ）、通信装置１００は、通常のパケット送信動作を実行する（ステップＳ１９）。
【００８２】
一方、送信停止期間内であるときには（ステップＳ１２のＹｅｓ）、通信装置１００は、続いて、パケット送信先の方向が既知であるか、すなわち、最適な送信ビームの方向を既に学習済みであるかどうかを確認する（ステップＳ１３）。
【００８３】
そして、パケット送信先の方向が既知であるならば（ステップＳ１３のＹｅｓ）、送信停止期間設定時に記憶しておいた停止設定者方向から離間しているかどうかをさらに確認する（ステップＳ１４）。
【００８４】
パケット送信先の方向が停止設定者方向から離間しているときには（ステップＳ１４のＹｅｓ）、パケット送信先の方向に送信ビームを向けるように指向性制御してパケットを送信する限りは、送信停止期間の設定を要求した周辺局の信号送受信処理を妨害することはない。そこで、通信装置１００は、停止設定者方向から離間したパケット送信先の方向に送信ビームを向けて、指向性パケットを送信する（ステップＳ１５）。
【００８５】
また、パケット送信先の方向が既知であるが（ステップＳ１３のＹｅｓ）、その方向が停止設定者方向から十分には離間していないときには（ステップＳ１４のＮｏ）、そのままパケットを送信すると、送信停止期間の設定を要求した周辺局の信号送受信処理を妨害してしまうことになるので、送信停止期間が終了するまではパケット送信動作を待機する（ステップＳ１８）。
【００８６】
また、パケット送信先の方向が既知でないときには（ステップＳ１３のＮｏ）、通信装置１００は、パケット送信先の方向を確認してから、パケットの送信を制御する。
内に存在するその他の通信端末との通信を実行する。無線通信装置１００の動作については既に説明した通りである。
【００８７】
具体的には、通信装置１００は、送信ビームを停止設定者方向から十分離間している離間方向に向けてＲＴＳ（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ  ＲＴＳ）を送信する（ステップＳ１６）。十分離間している方向という基準値については、例えば、あらかじめ実験的に定めた値を用いることができる。また、離間方向は、単一の方向とは限らず、上記基準値を満たす複数の方向であってもよい。後者の場合、ステップＳ１６では、複数回にわたり各々の離間方向に向けてＲＴＳを送信するようにしてもよい。
【００８８】
パケットの送信先の位置がこの離間方向にあれば、パケットの送信側はＲＴＳ（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ  ＲＴＳ）を受信してＣＴＳを返信するが、パケットの送信側の位置がこの離間方向になければＲＴＳ（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ  ＲＴＳ）を受信できないことからＣＴＳは返信されない。したがって、通信装置１００は、ＲＴＳ（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ  ＲＴＳ）の送信先からＣＴＳを受信できたときには（ステップＳ１７のＹｅｓ）、パケット送信先の方向は停止設定者方向から十分離間していると判断することができるので、当該離間方向となるパケット送信先の方向に送信ビームを向けて、指向性パケットを送信する（ステップＳ１５）。
【００８９】
ＣＴＳを受信できないときには（ステップＳ１７のＮｏ）、パケット送信先の方向は停止設定者方向から十分には離間していないと判断されるので、送信停止期間が終了するまではパケット送信動作を待機する（ステップＳ１８）。
【００９０】
図１０Ａには、ＳＴＡ＿ＡとＳＴＡ＿ＢがＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを行なう際に、ＳＴＡ＿Ａにとっての隠れ端末ＳＴＡ＿Ｃが、図８及び図９に従って動作する場合の信号送受信シーケンスの一例を示している。但し、各通信局ＳＴＡ＿Ａ〜ＳＴＡ＿Ｄは、図２〜図４に示した通信装置１００で構成されるものとする。
【００９１】
ＳＴＡ＿Ａは、まず、ＣＳＭＡの手順によりメディアが一定期間だけクリアであることを確認し、その後、データ受信側であるＳＴＡ＿Ｂに対してＲＴＳを送信する。
【００９２】
ＳＴＡ＿Ｂは、ＳＴＡ＿Ａからの自分宛てのＲＴＳを受信すると、所定のフレーム間隔ＳＩＦＳが経過した後、ＳＴＡ＿Ａに対してＣＴＳを返信する。
【００９３】
ＳＴＡ＿Ａは、ＣＴＳを受信することによって、メディアがクリアであること確認することができる。また、ＳＴＡ＿Ｃは、ＳＴＡ＿Ｂから自分宛てでないＣＴＳを受信する際に、電力計算部１８３で複数のビーム・パターンの各々で受信したときの受信電力を計算し、続いて決定部１８４でＣＴＳ受信時の受信電力が最大となるビーム方向を決定する。そして、ＳＴＡ＿Ｂの位置がある当該方向を、停止設定者方向として記憶部１５０に記憶する。その後、ＳＴＡ＿Ｃは、ＣＴＳに記載されているＤｕｒａｔｉｏｎ情報に従って、送信停止期間を設定する。
【００９４】
ＳＴＡ＿Ａは、ＣＴＳを受信してからＳＩＦＳが経過した後に、送信ビームがＳＴＡ＿Ｂの位置に向くように指向性制御して、データ・フレーム（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ  ＤＡＴＡ）を送信する。
【００９５】
一方、ＳＴＡ＿Ｃは、上記の送信停止期間内にパケット送信要求が発生すると、パケット送信先であるＳＴＡ＿Ｄの方向が既知であるか、すなわち、送信ビームを向けるべき方向を既に学習済みであるかどうかを確認する。
【００９６】
図１０Ａに示す例では、ＳＴＡ＿Ｃは、ＳＴＡ＿Ｄに対する最適な送信ビームの方向を既に学習済みであるので、送信停止期間設定時に記憶しておいた停止設定者方向から離間しているかどうかを確認する。
【００９７】
ＳＴＡ＿Ｄに対する最適な送信ビームの方向は、ＳＴＡ＿Ｂの位置がある停止設定者方向から離間している。したがって、ＳＴＡ＿Ｃは、送信停止期間であるにも拘らず、当該最適な送信ビームの方向に送信ビームを向けて、指向性パケットを送信する。送信ビームの方向はＳＴＡ＿Ｂの方向からは離間していることから、ＳＴＡ＿Ｃの送信パケットは、ＳＴＡ＿ＡからＳＴＡ＿Ｂに送信されるデータ・パケットと衝突することはない。
【００９８】
また、図１０Ｂには、ＳＴＡ＿ＡとＳＴＡ＿ＢがＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを行なう際に、ＳＴＡ＿Ａにとっての隠れ端末ＳＴＡ＿Ｃが、図８及び図９に従って動作する場合の信号送受信シーケンスの他の例を示している。但し、各通信局ＳＴＡ＿Ａ〜ＳＴＡ＿Ｄは、図２〜図４に示した通信装置１００で構成されるものとする。
【００９９】
ＳＴＡ＿Ａは、まず、ＣＳＭＡの手順によりメディアが一定期間だけクリアであることを確認し、その後、データ受信側であるＳＴＡ＿Ｂに対してＲＴＳを送信する。
【０１００】
ＳＴＡ＿Ｂは、ＳＴＡ＿Ａからの自分宛てのＲＴＳを受信すると、所定のフレーム間隔ＳＩＦＳが経過した後、ＳＴＡ＿Ａに対してＣＴＳを返信する。
【０１０１】
ＳＴＡ＿Ａは、ＣＴＳを受信することによって、メディアがクリアであること確認することができる。また、ＳＴＡ＿Ｃは、ＳＴＡ＿Ｂから自分宛てでないＣＴＳを受信する際に、電力計算部１８３で複数のビーム・パターンの各々で受信したときの受信電力を計算し、続いて決定部１８４でＣＴＳ受信時の受信電力が最大となるビーム方向を決定する。そして、ＳＴＡ＿Ｂの位置がある当該方向を、停止設定者方向として記憶部１５０に記憶する。その後、ＳＴＡ＿Ｃは、ＣＴＳに記載されているＤｕｒａｔｉｏｎ情報に従って、送信停止期間を設定する。
【０１０２】
ＳＴＡ＿Ａは、ＣＴＳを受信してからＳＩＦＳが経過した後に、送信ビームがＳＴＡ＿Ｂの位置に向くように指向性制御して、データ・フレーム（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ  ＤＡＴＡ）を送信する。
【０１０３】
一方、ＳＴＡ＿Ｃは、上記の送信停止期間内にパケット送信要求が発生すると、パケット送信先であるＳＴＡ＿Ｄの方向が既知であるか、すなわち、送信ビームを向けるべき方向を既に学習済みであるかどうかを確認する。
【０１０４】
図１０Ｂに示す例では、ＳＴＡ＿Ｃは、ＳＴＡ＿Ｄに対する最適な送信ビームの方向を既に学習済みではない。そこで、ＳＴＡ＿Ｃは、送信ビームを停止設定者方向から十分離間している離間方向に向けて、ＳＴＡ＿Ｄ宛てのＲＴＳ（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ  ＲＴＳ）を送信する。また、ＳＴＡ＿Ｃは、当該離間方向に受信ビームを向けて、ＳＴＡ＿ＤからのＣＴＳを受信待ちするようにしてもよい。
【０１０５】
図示の例では、ＳＴＡ＿Ｃは、ＳＴＡ＿ＤからＣＴＳを受信できたので、ＳＴＡ＿Ｄの位置は停止設定者方向から十分離間している当該離間方向を向いていると判断することができる。そこで、ＳＴＡ＿Ｃは、当該離間方向となるパケット送信先の方向に送信ビームを向けて、指向性のデータ・パケット（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ  ＤＡＴＡ）を送信する。
【０１０６】
ＳＴＡ＿Ｄに対してパケットを送信する際に向けられる離間方向は、ＳＴＡ＿Ｂの位置がある停止設定者方向から離間している。したがって、ＳＴＡ＿Ｃは、送信停止期間であるにも拘らず、当該最適な送信ビームの方向に送信ビームを向けて、指向性パケットを送信する。送信ビームの方向はＳＴＡ＿Ｂの方向からは離間していることから、ＳＴＡ＿Ｃが送信する指向性のデータ・パケット（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ  ＤＡＴＡ）は、ＳＴＡ＿ＡからＳＴＡ＿Ｂに送信されるデータ・パケットと衝突することはない。そして、ＳＴＡ＿Ｃは、データ・パケットの送信を完了すると、ＳＴＡ＿Ｄから返信されるＡＣＫを受信待ちする。その際、ＳＴＡ＿Ｃは、当該離間方向に受信ビームを向けて、ＳＴＡ＿ＤからのＣＴＳを受信待ちするようにしてもよく、図示のようにＳＴＡ＿ＢからのＡＣＫに干渉されずにＳＴＡ＿ＤからのＡＣＫを受信することができる。
【０１０７】
図１０Ａ及び図１０Ｂから、ＳＴＡ＿Ｃは送信停止期間を有効に活用してミリ波通信動作を行なうことができるとともに、システム全体としてみると、同時に通信できる通信局数が増えることになり、スループットが向上するということを理解できよう。
【０１０８】
なお、アクセスポイント（ＡＰ）又は端末局（ＳＴＡ）として動作する通信装置１００は、例えば、パーソナル・コンピューター（ＰＣ）、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯情報端末、携帯音楽プレーヤー、ゲーム機などの情報機器、あるいは、テレビジョン受像機やその他の情報家電機器に搭載される無線通信モジュールであってもよい。
【０１０９】
図１２には、モジュール化された通信装置１００を搭載した情報機器の構成例を示している。
【０１１０】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１は、オペレーティング・システム（ＯＳ）が提供するプログラム実行環境下で、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２やハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１１に格納されているプログラムを実行する。例えば、後述する受信パケットの同期処理又はその一部の処理をＣＰＵ１が所定のプログラムを実行するという形態で実現することもできる。
【０１１１】
ＲＯＭ２は、ＰＯＳＴ（Ｐｏｗｅｒ  Ｏｎ  Ｓｅｌｆ  Ｔｅｓｔ）やＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）などのプログラム・コードを恒久的に格納する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３は、ＲＯＭ２やＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）１１に格納されているプログラムをＣＰＵ１が実行する際にロードしたり、実行中のプログラムの作業データを一時的に保持したりするために使用される。これらはＣＰＵ１のローカル・ピンに直結されたローカル・バス４により相互に接続されている。
【０１１２】
ローカル・バス４は、ブリッジ５を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バスなどの入出力バス６に接続されている。
【０１１３】
キーボード８と、マウスなどのポインティング・デバイス９は、ユーザにより操作される入力デバイスである。ディスプレイ１０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）又はＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）などからなり、各種情報をテキストやイメージで表示する。
【０１１４】
ＨＤＤ１１は、記録メディアとしてのハード・ディスクを内蔵したドライブ・ユニットであり、ハード・ディスクを駆動する。ハード・ディスクには、オペレーティング・システムや各種アプリケーションなどＣＰＵ１が実行するプログラムをインストールしたり、データ・ファイルなどを保存したりするために使用される。
【０１１５】
通信部１２は、無線通信装置１００をモジュール化して構成される無線通信インターフェースであり、インフラストラクチャ・モード下でアクセスポイント若しくは端末局として動作し、あるいはアドホック・モード下で動作し、通信範囲内に存在するその他の通信端末との通信を実行する。無線通信装置１００の動作については既に説明した通りである。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１１７】
本明細書では、ミリ波の通信方式は、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃで使用する６０ＧＨｚ帯とした実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨は必ずしも特定の周波数帯に限定されるものではない。また、ミリ波通信だけでなくその他の指向性通信であってもよい。
【０１１８】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【０１１９】
１…ＣＰＵ
２…ＲＯＭ
３…ＲＡＭ
４…ローカル・バス
５…ブリッジ
６…入出力バス
７…入出力インターフェース
８…キーボード
９…ポインティング・デバイス（マウス）
１０…ディスプレイ
１１…ＨＤＤ
１２…通信部
１００…通信装置
１５０…記憶部
１６０ａ〜１６０ｎ…複数のアンテナ
１７０…無線通信部
１７２…アナログ部
１７４…ＡＤ変換部
１７６…ＤＡ変換部
１８０…ディジタル部
１８１…同期部
１８２…受信ビーム処理部
１８３…電力計算部
１８４…決定部
１８５…復調復号部
１８６…符号化変調部
１８７…送信ビーム処理部
１９０…制御部
【図１】
2010206574.tif 000003
【図２】
2010206574.tif 000004
【図３】
2010206574.tif 000005
【図４】
2010206574.tif 000006
【図５】
2010206574.tif 000007
【図８】
2010206574.tif 000008
【図９】
2010206574.tif 000009
【図１２】
2010206574.tif 000010
【図６】
2010206574.tif 000011
【図７】
2010206574.tif 000012
【図１０Ａ】
2010206574.tif 000013
【図１０Ｂ】
2010206574.tif 000014
【図１１】
2010206574.tif 000015