(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局装置と、前記無線基地局装置とデータを送受信する１以上の無線端末とを備えた無線アクセスシステムにおいて、
前記無線基地局装置が、空間分割多重アクセス通信制御を用いて前記無線端末にデータを送信する一方、前記空間分割多重アクセス通信制御において分割された各指向空間に配置された無線端末にデータの送信を択一的に許可していき、
前記無線端末が、前記無線基地局装置によってデータの送信が許可されている間に、前記無線基地局装置にデータを送信することを特徴とする無線アクセスシステム。
【請求項２】
前記無線基地局装置が、前記各指向空間に配置された無線端末にデータの送信を時分割で択一的に許可していくことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。
【請求項３】
前記無線基地局装置が、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御におけるアクセス権を獲得したときに、前記無線端末にデータを送信し、
前記無線端末が、前記アクセス権を獲得したときに、前記無線基地局装置にデータを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。
【請求項４】
前記無線基地局装置が、データの送信を許可する無線端末が配置された指向空間を除く他の指向空間にキャリアを送信し続けることを特徴とする請求項３に記載の無線アクセスシステム。
【請求項５】
１以上の無線端末とデータを送受信する無線基地局装置において、
空間分割多重アクセス通信制御を用いて前記無線端末にデータを送信する一方、前記空間分割多重アクセス通信制御において分割された各指向空間にデータの送信を択一的に許可していき、データの送信を許可した指向空間に配置された無線端末によって送信されたデータを受信する無線基地局装置。
【請求項６】
無線基地局装置と、前記無線基地局装置と通信する１以上の無線端末とを備えた無線アクセスシステムを用いた無線アクセス方法において、
前記無線基地局装置が、空間分割多重アクセス通信制御を用いて前記無線端末にデータを送信する下り送信ステップと、
前記空間分割多重アクセス通信制御において分割された各指向空間に配置された無線端末にデータの送信を択一的に許可していく送信許可ステップと、を実行し、
前記無線端末が、前記送信許可ステップで前記無線基地局装置によってデータの送信が許可されている間に、前記無線基地局装置にデータを送信する上り送信ステップを実行することを特徴とする無線アクセス方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ＬＡＮ等の多重無線通信において空間分割多重アクセス（Space Division Multiple Access、ＳＤＭＡ）通信方法を使用した無線通信システムおよび無線アクセス方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、同一の周波数および同一時間帯で無線通信を行う複数の端末をアレイアンテナ等の指向性アンテナを用いて空間的に分離する通信方法である空間分割多重アクセス通信方法は、指向性の制御のために大きな電力が必要になる等の問題があるため、指向性のある無線通信の制御には基地局となる無線基地局装置に通常用意される。このため各無線端末によって送信される信号は、他の無線端末に対して干渉信号源になってしまうといった問題があった。
【０００３】
そして、この問題を解決するために、無線基地局装置でＳＤＭＡ受信機を用いて特定方向からの信号のみを取出す技術も知られている。
上記の端末間の信号の干渉を解決するために、無線基地局装置側で特定方向からの信号のみを取出す技術としては、例えば、特開２０００−９１８４４号公報に開示されたものが知られている。
【０００４】
図５に示す特開２０００−９１８４４号公報に開示された多重無線通信装置９００は、受信モジュール９０１によって信号を受信し、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）９０２によってＰＤＡ（Power Delay Amplitude）解析を行い、ＰＤＡ解析の結果に基づいてＣＰＵ９０３で不要波を検出し、演算手段９０４によって上記受信された信号とＣＰＵ９０３によって検出された不要波とに基づいて入力データを生成している。
この構成により、多重無線通信装置９００は、端末局間で生ずる干渉信号を除去する機能を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多重無線通信装置９００では、上記のような非常に複雑な処理を要し、特に、下り方向に伝送されるデータ量が上り方向に伝送されるデータ量より圧倒的に大きいインターネットへのアクセスなどの通信処理においては、コストに相応した伝送速度の向上が得られないといった問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、無線ＬＡＮ等の多重無線通信において無線基地局装置内で干渉波除去処理を必要とせずに端末間における無線信号の干渉を防止した空間分割多重アクセス通信方法を用いる無線通信システムおよび無線アクセス方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の点を考慮して、本発明の線基地局装置と、前記無線基地局装置とデータを送受信する１以上の無線端末とを備えた無線アクセスシステムにおいて、
前記無線基地局装置が、空間分割多重アクセス通信制御を用いて前記無線端末にデータを送信する一方、前記空間分割多重アクセス通信制御において分割された各指向空間に配置された無線端末にデータの送信を択一的に許可していき、前記無線端末が、前記無線基地局装置によってデータの送信が許可されている間に、前記無線基地局装置にデータを送信するように構成されている。ここで、前記各指向空間に配置された無線端末にデータの送信を時分割で択一的に許可していくようにしてもよい。
【０００８】
この構成により、下りの伝送時は空間分割多重アクセス通信方法を用いて１以上の前記無線端末のそれぞれにデータを送信し、上りの伝送時は空間分割多重アクセス通信方法を用いずに１以上の前記無線端末から時分割による送信を行うため、前記無線基地局装置内で干渉波除去処理を必要とせずに端末間における無線信号の干渉を防止した空間分割多重アクセス通信方法を用いることが可能である。
【００１３】
なお、前記無線基地局装置から前記無線端末へのデータ送信と、前記無線端末から前記無線基地局装置へのデータ送信とは、周波数分割通信によって同時送受信可能に行われるようにしてもよい。
【００１４】
この構成により、携帯電話システム等の前記無線基地局装置から前記無線端末へのデータ伝送と、前記無線端末から前記無線基地局装置へのデータ伝送とが異なる周波数を用いる通信システムにも適用でき、マルチパスフェージングにおける伝搬遅延の影響を削減できる。
【００１５】
また、前記無線基地局装置が、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance、キャリア検出多重アクセス衝突回避）通信制御におけるアクセス権を獲得したときに、前記無線端末にデータを送信し、前記無線端末が、前記アクセス権を獲得したときに、前記無線基地局装置にデータを送信するようにしてもよい。
【００１６】
この構成により、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法を用いて、無線端末がアクセス権を獲得した場合はその無線端末が上りのデータを送信し、無線基地局装置がアクセス権を獲得したときは空間分割多重アクセス通信方法を用いて１以上の無線端末のそれぞれにデータを送信するため、無線端末には、従来のＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法を用いた無線ＬＡＮ端末がそのまま使用でき、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法に定められた優先制御も使用することができる。
【００１７】
ここで、前記無線基地局装置が、データの送信を許可する無線端末が配置された指向空間を除く他の指向空間にキャリアを送信し続けるようにしてもよい。
【００１８】
この構成により、前記１の指向空間を除いた各指向空間に配置された無線端末は、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法に基づいたアクセス制御において、キャリアを検出することによってデータの送信が抑制されるため、無線基地局装置によるデータの送信制御が可能になり、さらに、前記無線基地局装置および前記無線端末において、キャリア検出時の待ち時間やパケット衝突時の待ち時間を削減することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムおよび無線アクセス方法について説明する。
本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムおよび無線アクセス方法は、下りの伝送時は空間分割多重アクセス通信方法を用いて１以上の無線端末のそれぞれにデータを送信し、上りの伝送時は空間分割多重アクセス通信方法を用いずに１以上の無線端末から時分割による送信を行うことによって各端末間で生じる送信信号の干渉を防止するものである。
【００２０】
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムの概略のブロック構成を示す。図１において、無線通信システム１００は、無線基地局装置１１０、および１以上の無線端末１３０（１３０−１、１３０−２、等）によって構成される。
【００２１】
また、無線通信システム１００は、通信制御手段１１１、および通信手段１１２を有し、通信手段１１２は、無線通信を行う対象の空間を複数に分割して得られる各指向空間１２０（１２１、１２２、等）単位に無線通信する空間分割多重アクセス通信方法による通信を行う。
また、無線端末１３０は、いずれかの指向空間１２０内に配置され、無線通信手段１３１、および記憶手段１３２を有している。
【００２２】
ここで、無線基地局装置１１０から無線端末１３０へのデータ送信と、無線端末１３０から無線基地局装置１１０へのデータ送信とは、時分割通信または周波数分割通信によって同時送受信可能に行われる。
【００２３】
通信制御手段１１１は、各指向空間１２０のうちデータを受信する１の指向空間１２０を順次選択し、選択された指向空間１２０を示す情報を通信手段１１２に出力する手段である。
【００２４】
通信手段１１２は、通信制御手段１１１によって出力された指向空間１２０を示す情報を入力とし、無線送信を許可する旨の信号である送信許可信号を生成し、生成した送信許可信号を入力された指向空間１２０を示す情報に示された指向空間１２０に向けて送信し、送信許可信号を送信した後の一定の時間内に前記指向空間１２０内に配置された前記無線端末１３０によって送信されたデータを受信し、前記無線端末１３０によって送信されたデータをネットワーク１０上の装置に送信する手段である。
【００２５】
また、通信手段１１２は、ネットワーク１０上の装置からデータを受信し、受信したデータを前記指向空間１２０に向けて送信する。
【００２６】
無線通信手段１３１は、無線基地局装置１１０によって送信されたデータまたは送信許可信号を受信し、受信したデータを無線端末１３０内部のデータを処理するための各手段に出力する手段である。
【００２７】
また、無線通信手段１３１は、無線端末１３０内部のデータを処理するための各手段によって出力されたデータを入力とし、入力されたデータを上記受信された送信許可信号に応じて、あらかじめ定められた送信時間である送信許可時間に基づいて無線基地局装置１１０に送信する。これにより、１以上の無線端末１３０から無線基地局装置１１０へ時分割によるデータ送信が行われる。
【００２８】
ここで、上記の送信許可時間を示す情報は、記憶手段１３２にあらかじめ格納されているものである。
なお、上記の送信許可時間を示す情報は、通信手段１１２によって送信されるデータに含まれるものとし、無線通信手段１３１によって記憶手段１３２に格納されるのでもよい。
【００２９】
以上説明したように、データの送信を許可する無線端末１３０を指定するために、無線基地局装置１１０は、データの送信を許可する指向空間１２０に向けて送信許可信号を送信し、上記送信許可信号を受信した無線端末１３０は、無線通信システム１００にデータを送信する。
【００３０】
ここで、無線基地局装置１１０は、データの送信を許可する指向空間１２０を除く各指向空間に向けてデータの送信を禁止する旨の信号である送信禁止信号を生成して送信し、上記送信禁止信号を受信しなかった無線端末１３０は、無線通信システム１００にデータを送信するとしてもよい。
【００３１】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る無線アクセス方法における処理の流れを示すフローチャートである。
以下の説明に先立って、無線基地局装置１１０は、以下に説明するステップＳ２０１からＳ２０７までの各処理を実行し、無線端末１３０は、以下に説明するステップＳ２１１からＳ２１３までの各処理を実行する。
【００３２】
また、図２に示すフローチャートにおいて、無線基地局装置１１０と無線端末１３０との間でデータの無線通信が行われるステップについては、破線の矢印で示した。
【００３３】
ステップＳ２０１で、通信手段１１２は、各無線端末１３０に送信するためのデータをネットワーク１０上の装置から受信する。
【００３４】
ステップＳ２０２で、通信手段１１２は、各無線端末１３０にデータを送信するか否かによって処理を分岐し、各無線端末１３０にデータを送信する場合は、処理はステップＳ２０３に進み、各無線端末１３０にデータを送信しない場合は、処理はステップＳ２０４に移る。
【００３５】
ここで、無線基地局装置１１０が、複数の処理を並列に実行できる場合は、ステップＳ２０２は除くことができる。
ステップＳ２０２を除いた場合、ステップＳ２０１とステップＳ２０３とステップＳ２０４からＳ２０７までとの３つの処理の流れは、それぞれ並列に進む。
【００３６】
ステップＳ２０３で、通信手段１１２は、ステップＳ２０１で受信したデータを空間分割多重アクセス通信方法によって各無線端末１３０が配置されたそれぞれの指向空間１２０に向けて送信し、処理はステップＳ２０１に戻る。
【００３７】
ステップＳ２０４で、通信制御手段１１１は、各指向空間１２０のうちデータを受信する１の指向空間１２０を順次選択する。
ステップＳ２０５で、通信手段１１２は、データの送信を許可する旨の信号である送信許可信号を生成し、生成した送信許可信号をステップＳ２０４で選択された１の指向空間１２０に向けて送信する。
【００３８】
ステップＳ２０６で、通信手段１１２は、ステップＳ２０５で送信した送信許可信号を受信した無線端末１３０によって送信されたデータを受信する。
ステップＳ２０７で、通信手段１１２は、ステップＳ２０６で受信されたデータをネットワーク１０上の装置へ送信し、処理はステップＳ２０１に戻る。
【００３９】
ステップＳ２１１で、無線通信手段１３１は、無線基地局装置１１０によって送信されたデータを受信する。
【００４０】
ステップＳ２１２で、無線通信手段１３１は、ステップＳ２１１で受信されたデータに送信許可信号が含まれているか否かによって処理を分岐し、受信されたデータに送信許可信号が含まれている場合は、処理はステップＳ２１３に進み、受信されたデータに送信許可信号が含まれていない場合は、処理はステップＳ２１１に戻る。
【００４１】
ステップＳ２１３で、無線通信手段１３１は、あらかじめ割り当てられた送信時間である送信許可時間内で無線基地局装置１１０へデータを送信する。
【００４２】
ここで、上記の送信許可時間を示す情報は、記憶手段１３２にあらかじめ格納されているものである。
なお、上記の送信許可時間を示す情報は、ステップＳ２０３で、通信手段１１２によって送信されるデータに含まれるものとし、無線通信手段１３１によって記憶手段１３２に格納されるのでもよい。
【００４３】
以上説明したように、データの送信を許可する無線端末１３０を指定するために、ステップＳ２０５で、無線基地局装置１１０は、データの送信を許可する指向空間１２０に向けて送信許可信号を送信し、ステップＳ２１３で、上記送信許可信号を受信した無線端末１３０は、無線通信システム１００にデータを送信する。
【００４４】
ここで、ステップＳ２０５で、無線基地局装置１１０は、データの送信を許可する指向空間１２０を除く各指向空間に向けてデータの送信を禁止する旨の信号である送信禁止信号を生成して送信し、ステップＳ２１３で、上記送信禁止信号を受信しなかった無線端末１３０は、無線通信システム１００にデータを送信するとしてもよい。
【００４５】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムおよび無線アクセス方法は、下りの伝送時は空間分割多重アクセス通信方法を用いて１以上の無線端末のそれぞれにデータを送信し、上りの伝送時は空間分割多重アクセス通信方法を用いずに１以上の無線端末から時分割による送信を行うため、無線基地局装置内で干渉波除去処理を必要とせずに端末間における無線信号の干渉を防止した空間分割多重アクセス通信方法を用いることが可能である。
【００４６】
本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムおよび無線アクセス方法は、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法を用いて、無線端末がアクセス権を獲得した場合はその無線端末が上りのデータを送信し、無線基地局装置がアクセス権を獲得したときは空間分割多重アクセス通信方法を用いて１以上の無線端末のそれぞれにデータを送信することによって各端末間で生じる送信信号の干渉を防止するものである。
【００４７】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムのブロック構成を示す図である。図３において、無線通信システム３００は、無線基地局装置３１０、および１以上の無線端末３３０（３３０−１、３３０−２、等）によって構成される。
【００４８】
また、無線通信システム３００は、通信制御手段３１１、および通信手段３１２を有し、通信手段３１２は、無線通信を行う対象の空間を複数に分割して得られる各指向空間１２０（１２１、１２２、等）単位に無線通信する空間分割多重アクセス通信方法による通信を行う。
また、無線端末３３０は、いずれかの指向空間１２０内に配置され、無線通信手段３３１、および通信制御手段３３３を有している。
【００４９】
ここで、無線基地局装置３１０から各無線端末３３０へのデータ伝送と、各無線端末３３０から無線基地局装置３１０へのデータ伝送とは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance、キャリア検出多重アクセス衝突回避) 通信制御方法に基づいたアクセス制御を行い、上記の伝送データ同士の衝突を防止する。
【００５０】
無線基地局装置３１０の通信制御手段３１１は、データの無線送信が可能であるか否かを判断し、無線送信が可能であるか否かを示す信号である送信制御信号を生成し、生成された送信制御信号を通信手段３１２に出力する手段である。
ここで、データの無線送信が可能であるか否かは、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法に基づいて判断される。
【００５１】
通信手段３１２は、通信制御手段３１１によって入力された送信制御信号を入力とし、入力された送信制御信号によってデータの無線送信が可能であると示されているときは、入力されたデータを空間分割多重アクセス通信方法によって各無線端末３３０が配置された指向空間１２０へ向けて送信する手段である。
【００５２】
なお、通信手段３１２は、１の指向空間１２０を除いた各指向空間１２０にキャリアを検出させるためのキャリアを送信し続けることにより、前記各無線端末３３０によるデータの送信を制御するのでもよい。
【００５３】
この場合、上記１の指向空間１２０を除いた各指向空間１２０に配置された無線端末３３０は、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法に基づいたアクセス制御において、キャリアを検出することによってデータの送信が抑制されるため、無線基地局装置３１０によるデータの送信制御が可能になる。
【００５４】
また、通信手段３１２は、ネットワーク１０上の装置からデータを受信し、前記ネットワーク１０上の装置から受信したデータを前記指向空間１２０に向けて送信する。
【００５５】
無線端末３３０の通信制御手段３３３は、データの無線送信が可能であるか否かを判断し、無線送信が可能であるか否かを示す信号である送信制御信号を無線通信手段３３１に出力する手段である。
ここで、データの無線送信が可能であるか否かは、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法に基づいて判断される。
【００５６】
無線通信手段３３１は、無線基地局装置３１０によって送信されたデータを受信し、受信したデータを無線端末３３０内部のデータを処理するための各手段に出力すると共に、無線端末３３０内部のデータを処理するための各手段によって出力されたデータと通信制御手段３３３によって出力された送信制御信号とを入力とし、入力された送信制御信号によってデータの無線送信が可能であると示されているときは、入力されたデータを無線基地局装置３１０に送信する手段である。
【００５７】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る無線アクセス方法における処理の流れを示すフローチャートである。
以下の説明に先立って、無線基地局装置３１０は、以下に説明するステップＳ２０１、Ｓ４０２、Ｓ２０３、Ｓ２０６、およびＳ２０７の各処理を実行し、無線端末３３０は、以下に説明するステップＳ２１１、Ｓ４１２、およびＳ２１３の各処理を実行する。
【００５８】
また、図４に示すフローチャートにおいて、無線基地局装置３１０と無線端末３３０との間でデータの無線通信が行われるステップについては、破線の矢印で示した。
【００５９】
なお、本発明の第２の実施の形態に係る無線アクセス方法における処理のうち、上記本発明の第１の実施の形態に係る無線アクセス方法における処理と同様なものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６０】
ステップＳ４０２で、無線基地局装置３１０の通信制御手段３１１は、ステップＳ２０１で受信されたデータの無線送信が可能であるか否かに応じて処理を分岐し、無線送信が可能であると判断された場合は、処理はステップＳ２０３に進み、無線送信が可能でないと判断された場合は、処理はステップＳ２０６に移る。
【００６１】
ステップＳ２０３で、通信手段３１２は、ステップＳ２０１で受信したデータを空間分割多重アクセス通信方法によって各無線端末３３０が配置されたそれぞれの指向空間１２０へ向けて送信する。
【００６２】
なお、ステップＳ２０３で、１の指向空間１２０を除いた各指向空間１２０にキャリアを検出させるためのキャリアを送信し続けることにより、前記各無線端末３３０によるデータの送信を制御するのでもよい。
【００６３】
この場合、上記１の指向空間１２０を除いた各指向空間１２０に配置された無線端末３３０は、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法に基づいたアクセス制御において、キャリアを検出することによってデータの送信が抑制されるため、無線基地局装置３１０によるデータの送信制御が可能になる。
【００６４】
ステップＳ２０６で、通信手段３１２は、無線端末３３０によって送信されたデータを受信する。
【００６５】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムおよび無線アクセス方法は、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法を用いて、無線端末がアクセス権を獲得した場合はその無線端末が上りのデータを送信し、無線基地局装置がアクセス権を獲得したときは空間分割多重アクセス通信方法を用いて１以上の無線端末のそれぞれにデータを送信するため、無線端末には、従来のＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法を用いた無線ＬＡＮ端末がそのまま使用でき、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信制御方法に定められた優先制御も使用することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、無線ＬＡＮ等の多重無線通信において無線基地局装置内で干渉波除去処理を必要とせずに端末間における無線信号の干渉を防止した空間分割多重アクセス通信方法を用いる無線通信システムおよび無線アクセス方法を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムの概略のブロック構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る無線アクセス方法における処理の流れを示すフローチャート
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムの概略のブロック構成を示す図
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る無線アクセス方法における処理の流れを示すフローチャート
【図５】従来の多重無線通信装置の概略のブロック構成を示す図
【符号の説明】
１０  ネットワーク
１００、３００  無線通信システム
１１０、３１０  無線基地局装置
１１１、３１１、３３３  通信制御手段
１１２、３１２  通信手段
１３１、３３１  無線通信手段
１３２  記憶手段
１２０、１２１、１２２  指向空間
１３０、１３０−１、１３０−２、３３０、３３０−１、３３０−２  無線端末
９００  多重無線通信装置
９０１  受信モジュール
９０２  ＤＳＰ
９０３  ＣＰＵ
９０４  演算手段
【図１】
0003926669.tif 000002
【図２】
0003926669.tif 000003
【図３】
0003926669.tif 000004
【図４】
0003926669.tif 000005
【図５】
0003926669.tif 000006