(57)【要約】【課題】従来の無線通信（マイクロ波による無線ＬＡＮなど）では電波干渉・輻輳などの影響で高速に通信できない環境においても、ミリ波無線通信のような高速無線通信機能を備えた端末を使用してマルチホップ転送することにより、通信の信頼性を担保しつつ、ミリ波無線通信の高速性を損なわない高速リアルタイム通信を実現する。【解決手段】無線ＬＡＮ通信機能とミリ波無線通信機能の両者を備えた１台の制御端末１０と複数台のマルチホップ端末２０から構成される無線通信システム１において、制御端末１０の通信経路選定手段１５は、各マルチホップ端末２０の端末情報検索手段２４が一定時間間隔で検索（スキャン）する通信信頼性情報（ＲＳＳＩ）に基づいて通信経路を選定し、各マルチホップ端末２０は、該通信経路に基づいてミリ波無線通信を開始することによりマルチホップネットワークを形成する。【選択図】図１
2017212714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミリ波無線通信手段と、無線ＬＡＮ通信手段と、自身の端末特定情報を含むビーコン情報を前記ミリ波無線通信手段により送信するビーコン情報送信手段とを備えた複数の端末により構成された無線通信システムであって、
前記複数の端末は、
ミリ波無線通信においてパーソナル基本サービスセット・コントロールポイント（ＰＣＰ）としての役割を担う１つの制御端末と、
前記制御端末と前記無線ＬＡＮ通信手段により相互に通信可能な１つ以上のマルチホップ端末からなり、
前記制御端末は、
前記１つ以上のマルチホップ端末の各々から、前記ＰＣＰ状態にある端末の端末特定情報および前記ＰＣＰ状態にある端末と該マルチホップ端末との間の通信信頼性情報を、前記無線ＬＡＮ通信手段により受信する端末情報受信手段と、
前記端末情報受信手段により受信した前記通信信頼性情報に基づいて、前記ＰＣＰ状態にある端末の次ホップとして所定の数以下の前記マルチホップ端末をＳＴＡとして選定し、該ＳＴＡとして選定された前記マルチホップ端末がその次ホップとして前記ミリ波無線通信手段により接続すべき前記マルチホップ端末を前記ＰＣＰとして選定する手順を繰り返し実行する通信経路選定手段と、
前記通信経路選定手段により前記ＳＴＡとして選定された前記マルチホップ端末および該選定された前記マルチホップ端末の次ホップの前記ＰＣＰとして選定された前記マルチホップ端末を含む通信経路情報を、前記無線ＬＡＮ通信手段により配信する通信経路配信手段と、を備え、
前記マルチホップ端末は、さらに、
自身が前記ミリ波無線通信により接続可能な他の前記ＰＣＰ状態にある端末の前記端末特定情報と前記通信信頼性情報を、前記ミリ波無線通信により常時一定の時間間隔で検索する端末情報検索手段と、
前記端末情報検索手段により検索された前記他の端末の前記端末特定情報と前記通信信頼性情報を、前記無線ＬＡＮ通信手段により前記制御端末に送信する端末情報送信手段と、
前記通信経路情報を、前記無線ＬＡＮ通信手段により受信する通信経路受信手段と、
前記通信経路受信手段が受信した前記通信経路情報に基づいて、自身の前記ミリ波無線通信における前記役割を切り替える通信役割切替手段と、を備える無線通信システム。
【請求項２】
前記通信経路選定手段は、前記通信信頼性情報のみに基づいて選定するよりも多数の前記マルチホップ端末を選定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
新規端末が前記マルチホップ端末として参加可能であり、前記新規端末は参加当初に自身が前記ミリ波無線通信手段により接続可能な前記ＰＣＰ状態にある他の端末を検索し、該他の端末の前記端末特定情報および前記通信信頼性情報を前記無線ＬＡＮ通信手段により前記制御端末に送信し、
前記制御端末は、前記通信経路選定手段により前記新規端末が接続すべき前記ＰＣＰ状態にある前記他の端末の前記端末特定情報および前記通信信頼性情報を選定し、前記無線ＬＡＮ通信手段により、前記新規端末に送信し、
前記新規端末は、前記ＳＴＡの役割を担うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
通信経路選定手段により前記新規端末が接続すべき前記ＰＣＰ状態にある前記他の端末の前記端末特定情報および前記通信信頼性情報を選定できなかった場合には、前記新規端末が前記ＰＣＰの役割を担うことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記マルチホップ端末間の前記ミリ波無線通信手段による通信に切断が発生した場合、該切断を検知した前記マルチホップ端末は前記制御端末に該切断が発生した旨を通知し、前記通信経路選定手段は、前記通信経路を新たに選定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記通信経路選定手段は、各マルチホップ端末が複数のグループのいずれか１つに属しており、３つ以上の前記マルチホップ端末が属するグループが存在する場合には、該グループ以外のグループと前記ミリ波無線通信手段により直接通信する前記マルチホップ端末が、互いに役割が異なる２台の前記マルチホップ端末のみとなるように、前記通信経路を選定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記マルチホップ端末の各々が属する前記グループをユーザが事前に指定可能であることを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
通信端末と、前記通信端末と通信を行うとともに、前記通信端末間での通信を制御する制御装置と、を備えた無線通信システムにおいて、
前記制御装置は、
ミリ波無線通信を行うミリ波無線通信部と、
無線ＬＡＮ通信を行う無線ＬＡＮ通信部と、
前記ミリ波無線通信の制御を行う制御局としての動作を担う制御局機能部と、
前記１つ以上の通信端末の各々から、前記制御局としての動作可能状態にある通信端末の端末特定情報および前記動作可能状態にある通信端末と該通信端末との間の通信信頼性情報を、前記無線ＬＡＮ通信部により受信し、前記通信信頼性情報に基づいて、前記動作可能状態にある通信端末の次の接続先として所定の数以下の前記通信端末を前記制御局により前記ミリ波無線通信が制御される被制御局として選定し、該被制御局として選定された前記通信端末が次の接続先として前記ミリ波無線通信部により接続すべき前記通信端末を前記制御局として選定するとともに、前記被制御局として選定された前記通信端末および該選定された前記通信端末の次の接続先の前記制御局として選定された前記通信端末を含む通信経路情報を、前記無線ＬＡＮ通信部により配信する制御管理部と、を備え、
前記通信端末は、ミリ波無線通信部、無線ＬＡＮ通信部、制御局機能部を備え、さらに、
前記被制御局としての動作を担う被制御局機能部と、
前記無線ＬＡＮ通信部により受信した前記通信経路情報に基づいて、自身の前記制御局または前記被制御局としての役割を切り替える通信役割切替部と、を備える無線通信システム。
【請求項９】
無線ＬＡＮ通信部およびミリ波無線通信部を有する制御装置とともに無線通信システムを構成し、前記制御装置の制御によってマルチホップ通信を行う通信端末であって、
ミリ波無線通信部、無線ＬＡＮ通信部を備え、さらに、
前記ミリ波無線通信の制御を行う制御局としての動作を担う制御局機能部と、
前記ミリ波無線通信の被制御局としての動作を担う被制御局機能部と、
前記制御装置が、前記１つ以上の通信端末の各々から、前記制御局としての動作可能状態にある通信端末の端末特定情報および前記動作可能状態にある通信端末と該通信端末との間の通信信頼性情報を、前記無線ＬＡＮ通信部により受信し、前記通信信頼性情報に基づいて、前記動作可能状態にある通信端末の次の接続先として所定の数以下の前記通信端末を前記ミリ波無線通信の被制御局として選定し、該被制御局として選定された前記通信端末が次の接続先として前記ミリ波無線通信部により接続すべき前記通信端末を前記制御局として選定する選定処理結果に基づいて前記無線ＬＡＮ通信部により配信する、前記被制御局として選定された前記通信端末および該選定された前記通信端末の次の接続先の前記制御局として選定された前記通信端末を含む通信経路情報を、前記無線ＬＡＮ通信部により受信する通信経路受信部と、
前記通信信頼性情報に基づいて、前記制御局または前記被制御局としての役割を切り替える通信役割切替部と、を備える通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムおよび通信端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高速に無線通信出来る技術としてミリ波無線通信技術が最近注目されている。近年、ＷＧＡ（Wireless Gigabit Alliance）とＷｉｆｉ  Ａｌｌｉａｎｃｅ（登録商標）の活動が統合されたことにより、ミリ波無線通信の普及が期待され、また実現性が増している。６０ＧＨｚ周波数帯を用いるミリ波無線通信は、高速大容量の通信が可能となる反面、その性質上、指向性が高く、通信距離が短いといった点で課題がある。
【０００３】
かかる問題を解決する１つの手段として、各無線通信端末間のホッピング転送が提唱されている。ホッピング転送によれば、ミリ波無線通信の通信距離を拡大すると同時に、障害物を回避するための通信方向・経路を多くの端末からの位置・方向から模索する事が可能になる。
【０００４】
無線通信端末間のホッピング転送技術として、ＭＡＮＥＴ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ａｄ  ｈｏｃ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれる無線通信のアドホックマルチホップ技術が研究されてきた。ＭＡＮＥＴは、無線ＬＡＮなどのアドホック無線通信端末を用いて、マルチホップネットワークの経路制御を行い、中継役を担う無線通信端末がコンテンツデータをホッピング処理する事で、最終宛先端末までコンテンツ伝送を行う技術である。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓでも無線ＬＡＮを使用したメッシュネットワークが規格化されている。
【０００５】
上述のとおり、ミリ波無線通信技術を使用してマルチホップネットワークを構築する事は、その無線通信技術を使用する場面、ユースケースが増加する可能性があり、マイクロ波帯域を使用して全方位に電波を放射する無線ＬＡＮとは異なる価値を提供できる可能性がある。
【０００６】
しかし、ミリ波無線通信（ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ）とマイクロ波による無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ，ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ）では通信特性が大きく異なる事や、ネットワークの基本最小セル（ＢＳＳ：Ｂａｓｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ）が異なる事から、上記のアドホックマルチホップ無線技術をミリ波無線にそのまま適用する事はできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかる状況の中、ミリ波通信が持つこれら２つの欠点をカバーする様々な方法が提唱されている。例えば、特許文献１に示されるようにマルチホップ通信を行うことにより、より広い範囲で高速なデータ通信を提供する通信システムが考えられる。
【０００８】
しかし、特許文献１の技術は複数の中継器を経由するマルチホップネットワークを想定しているが、通信がダウンリンク方向のみの通信に限定される。また、ミリ波通信を行う通信システムでは、１対１のネットワーク構成、又は１つの通信装置を中心とするスター型のネットワーク構成で通信が行われるので、特許文献１に開示された技術を用いてマルチホップ通信を行うことには困難を伴う。
【０００９】
本発明は、上述した点に鑑み案出されたものであり、無線通信端末密度が大きい、即ち無線通信情報量が非常に多い空間でも全端末が高速でリアルタイム通信をすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る無線通信システムは、ミリ波無線通信手段と、無線ＬＡＮ通信手段と、自身の端末特定情報を含むビーコン情報を前記ミリ波無線通信手段により送信するビーコン情報送信手段とを備えた複数の端末により構成された無線通信システムであって、前記複数の端末は、ミリ波無線通信においてパーソナル基本サービスセット・コントロールポイント（ＰＣＰ）としての役割を担う１つの制御端末と、前記制御端末と前記無線ＬＡＮ通信手段により相互に通信可能な１つ以上のマルチホップ端末からなり、前記制御端末は、前記１つ以上のマルチホップ端末の各々から、前記ＰＣＰ状態にある端末の端末特定情報および前記ＰＣＰ状態にある端末と該マルチホップ端末との間の通信信頼性情報を、前記無線ＬＡＮ通信手段により受信する端末情報受信手段と、前記端末情報受信手段により受信した前記通信信頼性情報に基づいて、前記ＰＣＰ状態にある端末の次ホップとして所定の数以下の前記マルチホップ端末をＳＴＡとして選定し、該ＳＴＡとして選定された前記マルチホップ端末がその次ホップとして前記ミリ波無線通信手段により接続すべき前記マルチホップ端末を前記ＰＣＰとして選定する手順を繰り返し実行する通信経路選定手段と、前記通信経路選定手段により前記ＳＴＡとして選定された前記マルチホップ端末および該選定された前記マルチホップ端末の次ホップの前記ＰＣＰとして選定された前記マルチホップ端末を含む通信経路情報を、前記無線ＬＡＮ通信手段により配信する通信経路配信手段と、を備え、前記マルチホップ端末は、さらに、自身が前記ミリ波無線通信により接続可能な他の前記ＰＣＰ状態にある端末の前記端末特定情報と前記通信信頼性情報を、前記ミリ波無線通信により常時一定の時間間隔で検索する端末情報検索手段と、前記端末情報検索手段により検索された前記他の端末の前記端末特定情報と前記通信信頼性情報を、前記無線ＬＡＮ通信手段により前記制御端末に送信する端末情報送信手段と、前記通信経路情報を、前記無線ＬＡＮ通信手段により受信する通信経路受信手段と、前記通信経路受信手段が受信した前記通信経路情報に基づいて、自身の前記ミリ波無線通信における前記役割を切り替える通信役割切替手段と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施形態よれば、無線通信端末密度が大きい、即ち無線通信情報量が非常に多い空間でも全端末が高速でリアルタイム通信をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの示すブロック構成図であり、マルチホップネットワークの初期状態の一例を示す図でもある。
【図２】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの作用を通じて動的に形成されたマルチリンクネットワークの最終状態の一例を示すブロック構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る無線通信システムによりマルチホップネットワークが動的に形成される過程の一例を段階的に示す概念図である。
【図４】マルチホップネットワークの形成過程における制御端末の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】マルチホップネットワークの形成過程におけるマルチホップ端末の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】ＳＴＡ端末に接続すべきＰＣＰ端末を選定する手順の一例の概念図である。
【図７】新規端末の既存のマルチホップネットワークへの参加の一例を示す概略図である。
【図８】新規端末が既存のマルチホップネットワークに参加する場合の制御端末およびマルチホップ端末の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】マルチホップネットワークの一部に切断が発生した状態の一例を示す概略図である。
【図１０】マルチホップネットワークの一部に切断が発生した場合の制御端末およびマルチホップ端末における動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】グループによる管理が行われる場面の一例を示す概略図である。
【図１２】グループを考慮したネットワーク形成の一例を示す概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る制御端末およびマルチホップ端末のハードウエア構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態につき、図面を参照して説明する。
【００１４】
本実施形態の説明においては、電波の指向性が強く高速無線通信が可能な無線通信方式と、全方位に電波を放射する事ができて、通信距離が比較的長く（１０ｍ〜１００ｍ）安定して無線通信可能な無線通信方式の両方を実装する無線通信端末で構成される通信ネットワークを前提とする。例えば前者はＩＥＥＥ８０２．１１ａｄで定められているミリ波無線通信が該当して、後者はＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃで定められているマイクロ波を用いた無線ＬＡＮなどが該当する。以降、特に指定が無い限りは、前者の無線通信方式をミリ波無線通信、後者の無線通信方式をマイクロ波無線通信、Ｗｉ−Ｆｉあるいは無線ＬＡＮと記すが、これに限定されるものではない。
【００１５】
まず、構成について説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１の構成を示す概略図であり、同時に、後述するマルチホップネットワークが形成される過程における初期状態を示している。
【００１７】
図１に示す通り、本実施形態に係る無線通信システム１に含まれる端末には、制御端末１０とマルチホップ端末２０の２種類がある。制御端末１０はネットワークで１台のみ存在し、一方、マルチホップ端末２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、…の総称）は１台以上存在する。
【００１８】
無線通信システム１は、ミリ波無線通信手段１１，２１と、無線ＬＡＮ通信手段１２，２２と、自身の端末特定情報を含むビーコン情報をミリ波無線通信手段１１，１２により常時周囲に送信するビーコン情報送信手段１３，２３とを備えた複数の端末１０，２０により構成されている。ここで、ビーコン情報には、自身の端末を特定するためのＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ  ＩＤ）などが含まれていてもよい。
【００１９】
制御端末１０は、ミリ波無線通信においてパーソナル基本サービスセット・コントロールポイント（ＰＣＰ；PBSS  Central  Point）としての役割を担うＰＣＰ状態に常に維持されている。ここで、ＰＣＰとはミリ波無線通信におけるコーディネータ装置であり、ＰＢＳＳ（Personal Basic Service Set）と呼ばれるネットワークセルを形成し、管理する装置のことをいう。
【００２０】
一方、マルチホップ端末２０は、ミリ波無線通信において無線ステーション（ＳＴＡ；Station）としての役割を担うＳＴＡ状態と、ＰＣＰとしての役割を担うＰＣＰ状態と、役割が未確定であるＳＴＡ／ＰＣＰ状態と、を選択的に取ることができ、ＳＴＡ／ＰＣＰ状態に初期設定されており、マルチホップ端末２０の役割は、マルチホップネットワーク形成過程の中でＳＴＡまたはＰＣＰのいずれかに決定される。マルチホップ端末２０は、制御端末１０と無線ＬＡＮ通信手段１２，２２により相互に通信可能となっている。
【００２１】
ここで、ミリ波無線通信は、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波（６０ＧＨｚ）帯を使用して通信を行い、チャネル当たり２．１６ＧＨｚの広帯域を利用することにより、高速なデータ通信を実現する。
【００２２】
また、ミリ波帯では、電波の伝播損失が大きくなるので、ミリ波無線通信では、アンテナ利得を大きくするため、電波のビーム方向を絞って電波の送受信を行うビームフォーミング技術が用いられる。そのため、ミリ波無線通信の制御端末は、制御端末の周辺にある複数のマルチホップ端末２０と同時に通信することに困難である。
【００２３】
そのため、ミリ波無線通信システムでは、無線多重方式として、従来の無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムで用いられているＣＳＭＡ／ＣＡ方式に代えて、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式の通信プロトコルが用いられる。ＰＣＰと呼ばれるコーディネータ装置が、ＰＢＳＳ（Personal Basic Service Set）と呼ばれるネットワークセル（マルチホップネットワーク）を形成し、TDMAプロトコルにおけるタイムスロット管理を行う。
【００２４】
制御端末１０は、ミリ波無線通信手段１１と、無線ＬＡＮ通信手段１２と、ビーコン情報送信手段１３と、端末情報受信手段１４と、通信経路選定手段１５と、通信経路配信手段１６とを備えている。
【００２５】
ミリ波無線通信手段１１は、ミリ波無線通信によりマルチホップ端末２０と無線通信をすることができる。
【００２６】
無線ＬＡＮ通信手段１２は、無線ＬＡＮ通信（Ｗｉ−Ｆｉ）によりマルチホップ端末２０と無線通信をすることができる。
【００２７】
ビーコン情報送信手段１３は、ミリ波無線通信手段１１により常時周囲に自身（当該ビーコン情報送信手段１３を含む制御端末１０）のビーコン情報を送信する。
【００２８】
端末情報受信手段１４は、１つ以上のマルチホップ端末２０の各々から、ＰＣＰ状態にある端末の端末特定情報（ＢＳＳＩＤ）およびＰＣＰ状態にある端末と該マルチホップ端末２０との間の通信信頼性情報（ＲＳＳＩ）を、無線ＬＡＮ通信手段１２（Ｗｉ−Ｆｉ）により受信する。
【００２９】
通信経路選定手段１５は、端末情報受信手段１４により受信した１つ以上のマルチホップ端末２０の各々の通信信頼性情報（ＲＳＳＩ）に基づいて、ＰＣＰ状態にある端末の次ホップとして所定の数以下の前記マルチホップ端末２０をＳＴＡとして選定し、該ＳＴＡとして選定されたマルチホップ端末２０がその次ホップとしてミリ波無線通信手段２１により接続すべきマルチホップ端末２０をＰＣＰとして選定する手順を繰り返し実行する。
【００３０】
通信経路配信手段１６は、通信経路選定手段１５によりＳＴＡとして選定されたマルチホップ端末２０および該選定されたマルチホップ端末２０の次ホップのＰＣＰとして選定された前記マルチホップ端末を含む通信経路情報を、無線ＬＡＮ通信手段１２（Ｗｉ−Ｆｉ）により配信する。
【００３１】
マルチホップ端末２０は、ミリ波無線通信手段２１と、無線ＬＡＮ通信手段２２と、ビーコン情報送信手段２３と、端末情報検索手段２４と、端末情報送信手段２５と、通信経路受信手段２６と、通信役割切替手段２７とを備えている。
【００３２】
ミリ波無線通信手段２１は、ミリ波無線通信により他の端末１０，２０と無線通信をすることができる。
【００３３】
無線ＬＡＮ通信手段２２は、無線ＬＡＮ通信（Ｗｉ−Ｆｉ）により他の端末１０，２０と無線通信をすることができる。
【００３４】
ビーコン情報送信手段２３は、ミリ波無線通信手段２１により常時周囲に自身（当該ビーコン情報送信手段２３を含むマルチホップ端末２０）のビーコン情報を送信する。
【００３５】
端末情報検索手段２４は、自身（当該端末情報検索手段２４を含むマルチホップ端末２０）がミリ波無線通信手段２１により接続可能なＰＣＰ状態にある他の端末の端末特定情報と通信信頼性情報を、ミリ波無線通信手段２１により常時一定の時間間隔で検索する。
【００３６】
端末情報送信手段２５は、端末情報検索手段２４により検索された他の端末の端末特定情報と通信信頼性情報を、無線ＬＡＮ通信手段２２（Ｗｉ−Ｆｉ）により制御端末１０に送信する。
【００３７】
通信経路受信手段２６は、通信経路情報を、無線ＬＡＮ通信手段２２（Ｗｉ−Ｆｉ）により受信する。
【００３８】
通信役割切替手段２７は、通信経路受信手段２６が受信した通信経路情報に基づいて、自身（当該通信役割切替手段２７を含むマルチホップ端末２０）のミリ波無線通信における役割を切り替える。
【００３９】
以上の構成により、無線通信端末密度が大きい、即ち無線通信情報量が非常に多い空間で無線通信による情報交換などを行う場合において、従来の無線通信（無線ＬＡＮなど）では電波干渉・輻輳などの影響で高速に通信できない場合においても、ミリ波無線通信のような非常に大きな指向性を持つアンテナを有する高速な無線通信端末を使用してマルチホップ転送することにより、ミリ波無線通信の高速性を損なうことなく、かつ、通信の信頼性を担保することにより、上記のような空間でも全端末が高速でリアルタイム通信をすることができる。
【００４０】
また、通信経路選定手段１５は、通信信頼性情報のみに基づいて選定するよりも多数の前記マルチホップ端末を選定するように構成されていてもよい。
【００４１】
例えば、通信信頼性情報（ＲＳＳＩ値）を第１の尺度とし、さらにこれとは別途の尺度として「１つの端末にミリ波無線通信で接続される他の端末の数」を第２の尺度として設け、該第１の尺度と第２の尺度に基づいてマルチホップ端末２０を選定することにより、結果的に通信信頼性情報（ＲＳＳＩ値）のみに基づいて選定するよりも多数のマルチホップ端末２０が選定されるように構成されてもよい。
【００４２】
この構成により、作成されるマルチホップネットワークの深さ（ホップ数）が抑えられるので、マルチホップデータ通信を行う際に全体の通信効率の向上が見込まれる。
【００４３】
また、無線通信システム１は、図７に示す通り、新規端末Ｓ／Ｐ１２がマルチホップ端末２０として参加可能であってもよい。この場合、新規端末Ｓ／Ｐ１２は、参加当初に自身がミリ波無線通信手段２１により接続可能なＰＣＰ状態にある他の端末１０，２０を検索する。
【００４４】
新規端末Ｓ／Ｐ１２は、該他の端末１０，２０の端末特定情報（ＢＳＳＩＤ）および通信信頼性情報（ＲＳＳＩ）を、無線ＬＡＮ通信手段２２により、制御端末１０に送信し、これを受信した制御端末１０は、通信経路選定手段１５により、新規端末Ｓ／Ｐ１２が接続すべきＰＣＰ状態にある他の端末の端末特定情報（ＢＳＳＩＤ）および通信信頼性情報（ＲＳＳＩ）を選定し、無線ＬＡＮ通信手段１２により、新規端末Ｓ／Ｐ１２に送信し、これを受信した新規端末Ｓ／Ｐ１２は、自身がＳＴＡの役割を担う。
【００４５】
この構成により、一度作成されたマルチホップネットワークに新規端末Ｓ／Ｐ１２を新たにＳＴＡとして参加させることできる。
【００４６】
一方、制御端末１０において、通信経路選定手段１５により、新規端末Ｓ／Ｐ１２が接続すべきＰＣＰ状態にある他の端末を発見できなかった場合には、新規端末Ｓ／Ｐ１２は、自身がＰＣＰの役割を担う。
【００４７】
この構成により、一度作成されたマルチホップネットワークに新規端末を新たにＰＣＰとして参加させることできる。
【００４８】
また、マルチホップ端末２０間のミリ波無線通信手段２１による通信に切断が発生した場合、該切断を検知したマルチホップ端末２０は制御端末１０に該切断が発生した旨を通知し、通信経路選定手段１５は、通信経路を新たに選定ように構成されていてもよい。
【００４９】
この構成により、マルチホップ端末間の通信が、例えば障害物の侵入あるいは端末を持ったユーザの移動などにより、不通になっても、ネットワークを再構築することで別の経路での通信ができるようになる。
【００５０】
また、通信経路選定手段１５は、各マルチホップ端末２０が複数のグループのいずれか１つに属しており、３つ以上のマルチホップ端末２０が属するグループが存在する場合には、該グループ以外のグループとミリ波無線通信手段２１により直接通信するマルチホップ端末２０が、互いに役割が異なる２台のマルチホップ端末２０のみとなるように、通信経路を選定するように構成されていてもよい。
【００５１】
この構成により、他のグループとの通信を減らすことで全体の通信効率の向上が見込まれる。
【００５２】
さらに、マルチホップ端末２０の各々が属するグループをユーザが事前に指定可能である構成であってもよい。
【００５３】
この構成により、ユーザの意図通りにグループを作ることができる。
【００５４】
次に、作用について説明する。
【００５５】
前述のとおり、図１に示す無線通信システム１の構成は、マルチホップネットワークの構成過程における初期状態を示している。そして、図２は、マルチホップネットワークの形成が完了した最終状態を示している。
【００５６】
図２においては、Ｗｉ−Ｆｉ通信に関しては、図１に示す初期ネットワーク構成から変更はない。制御端末１０は特定数のマルチホップ端末２０とミリ波無線通信で通信可能な状態となっている。マルチホップ端末２０は他の特定数のマルチホップ端末２０とミリ波で通信可能な状態となっている。なお、どの端末ともミリ波無線通信で通信することができないマルチホップ端末２０があっても良く、この場合は無線ＬＡＮ通信により通信を行うこととなる。
【００５７】
ただし、ミリ波無線通信におけるＳＴＡ端末は、前ホップおよび次ホップの各々において一度に一つのＰＣＰ端末としか接続できないようになっている。複数のＰＣＰ端末と接続するには、通信路を時分割して通信を行うＴＤＭＡプロトコルを通信方式として採用するミリ波無線環境においては、時間的コストがかかるため、１台のマルチホップ端末はミリ波ＳＴＡとして前ホップ１台および次ホップ１台の計２台までのＰＣＰとしか接続しないものとする。ここで２台としたのは、マルチホップネットワークを構成するために、最低接続が必要な台数だからである。
【００５８】
以下、本実施形態に係る無線通信システムの構成による作用を通じて、当該図１に示す初期状態から図２に示す最終状態に至るまでの過程を図３から図５までを参照して説明する。
【００５９】
図３は、図１に示す初期状態から図２に示す最終状態に至るまでのマルチホップネットワークが形成される過程を段階的に示す概念図である。図４は、制御端末１０の動作を示すフローチャートであり、図５は、マルチホップ端末２０の動作を示すフローチャートである。
【００６０】
（１）図３（ａ）に示すネットワーク初期状態において、マルチホップ端末２０は、役割としてはＳＴＡかＰＣＰかが未定であるが、暫定的に全てＳＴＡとして動作する。なお、ミリ波無線通信のために必須となる基本的な情報（ＳＳＩＤ、暗号鍵など）は、全端末で共通であり、制御端末１０によって事前に配布されているものとし、次に述べる（２）の動作の開始は、制御端末１０がＷｉ−Ｆｉ通信にてトリガをかけるものとする（図４ステップＳ１１、図５ステップＳ２１）。
【００６１】
（２）全てのマルチホップ端末２０は、端末情報検索手段２４によりミリ波無線通信にて接続するべきＰＣＰを探索する（図５ステップＳ２２）。なお、初期状態においては、制御端末１０のみがＰＣＰであるので、ＳＴＡはＰＣＰとして制御端末１０のみ発見することができる。マルチホップ端末２０はこの時発見したＰＣＰのＢＳＳＩＤ（端末特定情報）とＲＳＳＩ（通信信頼性情報）を記憶し、端末情報送信手段２５によって制御端末１０にＷｉ−Ｆｉ通信にてすなわち無線ＬＡＮ通信手段２２により通知する（図５ステップＳ２２）。
【００６２】
制御端末１０は、かかる通知された情報を端末情報受信手段１４により受信し、通信経路選定手段１５は、かかる通知された情報に基づいて、通信経路を選定する。具体的には、図３（ｂ）に示す通り、ＰＣＰごとにＲＳＳＩ値が大きい順にＳＴＡをＮ端末（例では３端末）選択し、そのＰＣＰに接続すべきＳＴＡとして選定する（図４ステップＳ１２）。図３（ｃ）には、かかる選択されたＳ１、Ｓ２，Ｓ４で示される３台のマルチホップ端末２０がＳＴＡとして動作することが決定されたことが示されている。
【００６３】
（３）制御端末１０は、まだ役割の決まっていないマルチホップ端末２０に対し、上記手順（２）にて決定したＳＴＡ端末とそのＳＴＡ端末が接続するＰＣＰ端末、すなわち通信経路情報を選定し、選定された通信経路情報を通信経路配信手段１６により、Ｗｉ−Ｆｉ通信にて、すなわち無線ＬＡＮ通信手段１２にて、配信する（図４ステップＳ１３）。
【００６４】
マルチホップ端末２０においては、配信された通信経路を通信経路受信手段２６により受信する（図５ステップＳ２３）。通信役割切替手段２７は、該受信した通信情報に基づき、自身がＳＴＡとして選定されていない場合は、該マルチホップ端末２０の通信役割を暫定的にＰＣＰに切り替え、該マルチホップ端末２０は、引き続き処理を続行する（図５ステップＳ２４、Ｓ２５）。
【００６５】
ここで、自身がＳＴＡとして選定されている場合は、通信役割切替手段２７は、役割をＳＴＡに決定し、該マルチホップ端末２０はそのままＳＴＡとして動作する（図５ステップＳ２８，Ｓ２９）。これにより該マルチホップ端末２０のミリ波無線通信における役割がＳＴＡに確定し、該マルチホップ端末２０のネットワーク作成は完了となる。
【００６６】
制御端末１０の通信経路選定手段１５は、ＳＴＡごとにＲＳＳＩ値（通信信頼性）が大きいＰＣＰを１台選択し、そのＳＴＡが接続すべき次ホップのＰＣＰとして選定し（図４ステップＳ１４）、マルチホップ端末２０に通信経路配信手段１６により、Ｗｉ−Ｆｉ通信にて、すなわち無線ＬＡＮ通信手段１２にて、配信する。なお、ＰＣＰが複数のＳＴＡから選択された場合は、ＲＳＳＩ値が大きい方のＳＴＡを選択する。ここで、ＳＴＡがＰＣＰを選定しないこともある。図３（ｄ）には、Ｓ１の次ホップのＰＣＴとしてＰ５が選定されていること、Ｓ２の次ホップのＰＣＴが選定されていないこと、およびＳ４の次ホップのＰＣＴとしてＰ３が選定されていることを示している。
【００６７】
（４）制御端末１０は、まだ役割の決まっていないマルチホップ端末２０に対し、上記（３）にて決定したＰＣＰ端末すなわち通信経路情報を、を通信経路配信手段１６により、Ｗｉ−Ｆｉ通信にて、すなわち無線ＬＡＮ通信手段２２により、配信する（図４ステップＳ１５）。
【００６８】
マルチホップ端末２０は、自身がＰＣＰとして選定されていない場合は、上記図５ステップＳ２４において暫定的にＰＣＰに切り替えた機能をＳＴＡに切り替えてスキャンを実施する（図５ステップＳ２２）。
【００６９】
ここで、自身がＰＣＰとして選定されている場合は役割を決定し、そのままＰＣＰとして動作する（図５ステップＳ２６，Ｓ２７）。これにより該マルチホップ端末２０のミリ波無線通信における役割がＰＣＰに確定し、該マルチホップ端末２０のネットワーク作成は完了となる。
【００７０】
以後、（２）−（４）の実行を繰り返し、全てのマルチホップ端末２０の役割が決まるまで、または、（２）−（４）を実行しても役割の確定するマルチホップ端末が無くなるまで継続する。なお、後者で終了した場合はミリ波では通信できない端末が発生する。（２）−（４）を繰り返すことにより、最終的には、図３（ｅ）に示す通り全てのマルチホップ端末２０がミリ波無線通信にて接続完了し、マルチホップネットワークの構築が完了する。なお、例外として、一部のマルチホップ端末２０に他の端末１０，２０からミリ波が届かないケースも有り、その場合は、該一部のマルチホップ端末２０はＷｉ−Ｆｉでの通信のみとなる。
【００７１】
以上の過程を経て、図１に示す初期状態から図２に示す最終状態に至り、ミリ波無線通信によるマルチホップネットワークの構築が完了する。
【００７２】
また、上記手順（３）において、制御端末１０の通信経路選定手段１５は、ＳＴＡごとにＲＳＳＩ値（通信信頼性）が大きいＰＣＰを１台選択し、そのＳＴＡが接続すべき次ホップのＰＣＰとして選定し（図４ステップＳ１４）、ＰＣＰが複数のＳＴＡから選択された場合は、ＲＳＳＩ値が大きい方のＳＴＡを選択するようになっているが、これ以外の他の方法によってＳＴＡ端末に接続すべきＰＣＰ端末を選定してもよい。
【００７３】
つまり、通信経路選定手段１５は、通信信頼性情報（ＲＳＳＩ値）のみに基づいて選定するよりも多数のマルチホップ端末２０を選定するように構成されてもよい。
【００７４】
図６は、かかる他の方法によってＳＴＡ端末に接続すべきＰＣＰ端末を選定する手順の一例の概念図を示している。ここでは、制御端末１０の通信経路選定手段１５は、ＳＴＡ端末やＰＣＰ端末ができるだけ多くの他のＰＣＰ端末やＳＴＡ端末とミリ波無線通信で接続されるように制御される。
【００７５】
図６に示す構成例において、ＰＣＰ３が接続されるべきＳＴＡを決定するにあたり、ＰＣＰ３から見たとき、ＳＴＡ１との間のＲＳＳＩ値は−５０であり、ＳＴＡ２との間のＲＳＳＩ値は−５５であり、ＳＴＡ４との間のＲＳＳＩ値は−４０である。ここで、上述のとおり、手順（３）においてはＰＣＰが複数のＳＴＡから選択された場合は、ＲＳＳＩ値が大きい方のＳＴＡを選択するようになっているので、この基準に従ってＲＳＳＩ値の大きい方を選択することとすると、この場合はＰＣＰ３はＲＳＳＩ値が最も大きいＳＴＡ４と接続されることになり、ＳＴＡ２がいずれのＰＣＰとも接続されないことになってしまうという結果を招く。
【００７６】
しかし、かかるＳＴＡ２がいずれのＰＣＰとも接続されないという結果は、「ＳＴＡ端末やＰＣＰ端末ができるだけ多くの他のＰＣＰ端末やＳＴＡ端末とミリ波無線通信で接続される」という制御に反する。よって、かかる場合は、該制御をＲＳＳＩ値の大小より優先し、ＰＣＰ３はＳＴＡ２と接続されるように制御されることになる。
【００７７】
かかる構成によれば、ホッピング数を抑えることができ、ネットワーク全体としてのホッピングにかかる時間的コストを最小限に抑えることが可能になる。
【００７８】
また、図７および図８に示すとおり、本実施形態に係る無線通信システム１は、上記手順（１）−（４）により構築されたマルチホップネットワークにおいて、新規端末がマルチホップ端末２０として参加できるように構成されていてもよい。
【００７９】
図７は、新規端末の既存のネットワークへの参加を示す概略図であり、図８は、新規端末が既存のネットワークに参加する場合の制御端末１０およびマルチホップ端末２０の動作を示すフローチャートである。
【００８０】
新規端末Ｓ／Ｐ１２がマルチホップ端末２０として既存のネットワークに参加する場合、該マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）は、先ず、ミリ波無線通信によって通信可能なＰＣＰを端末情報検索手段２４により検索し、該検索したＰＣＰの端末特定情報（ＢＳＳＩＤ）および通信信頼性情報（ＲＳＳＩ）を端末情報送信手段２５によりＷｉ−Ｆｉ通信で制御端末１０に送信する（図８ステップＳ３１）。なおこの時点では新規端末Ｓ／Ｐ１２は、暫定的にＳＴＡとして機能しているが、通信役割は未確定である（ＳＴＡ／ＰＣＰ状態）。
【００８１】
制御端末１０は、マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）より送信された（接続先候補となる１つ以上の）ＰＣＰのＢＳＳＩＤとＲＳＳＩ値を端末情報受信手段１４により受信し、通信経路選定手段１５によって該マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）が接続されるべきＰＣＰを選定し、これを通信経路配信手段１６によりＷｉ−Ｆｉ通信によりマルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）に送信する（図８ステップＳ３５）。選定にあたっては、ＳＴＡの接続数に余裕のあるＰＣＴの中でＲＳＳＩ値が最も大きなＰＣＰが選定される。
【００８２】
このとき、例えばＳＴＡの接続数に余裕のあるＰＣＴがなかったなどの理由で、マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）に接続できるＰＣＰがなかった場合には、制御端末１０は、その旨をマルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）に送信する（図８ステップＳ３５）。
【００８３】
この場合（接続できるＰＣＰがなかった場合）には、その旨が制御端末１０からマルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）に送信され、該マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）では、通信経路受信手段２６によりその旨を受信し（図８ステップＳ３２）、マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）は、通信役割切替手段２７によりＰＣＰの役割に切り替えられ、ＰＣＰとして作動する（図８ステップＳ３４）。
【００８４】
この場合（接続できるＰＣＰがなかった場合）には、さらに、制御端末１０は、該マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）がいずれＰＣＰの役割を担うことになる（図８ステップＳ３４）ことを見越し、その新たにＰＣＰとなる該マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）に接続できるＳＴＡを発見するために、全ＳＴＡに対してスキャンを依頼し、その結果を受け取り（図８ステップＳ３６）、ミリ波無線通信によってマルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）に接続できるＳＴＡを発見した場合は、その発見できたＳＴＡに対し、新たにＰＣＰとなる該マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）と接続するよう指示する（図８ステップＳ３７）。
【００８５】
一方、ステップＳ３５において接続できるＰＣＰがあった場合には、接続すべきＰＣＰが選定され、このＰＣＰの端末特定情報（ＢＳＳＩＤ）および通信信頼性情報（ＲＳＳＩ）などの接続先ＰＣＰの情報が制御端末１０からマルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）に送信され、該マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）では、通信経路受信手段２６により接続先ＰＣＰの情報を受信し（図８ステップＳ３２）、マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）は、通信役割切替手段２７によりＳＴＡの役割に切り替えられ、接続先ＰＣＰと接続される（図８ステップＳ３３）。
【００８６】
このようにして、マルチホップ端末２０（新規端末Ｓ／Ｐ１２）の通信役割がＳＴＡまたはＰＣＰに決定され、これにより新規端末Ｓ／Ｐ１２がマルチホップネットワークに参加する手順が完了する。
【００８７】
また、図９および図１０に示すとおり、本実施形態に係る無線通信システム１は、上記手順（１）−（４）により構築されたマルチホップネットワークにおいて、マルチホップネットワークの一部の端末間のミリ波無線通信が切断された場合に制御端末１０が新たな通信経路を選定するように構成されていてもよい。
【００８８】
すなわち、マルチホップ端末２０間のミリ波無線通信手段２１による通信に切断が発生した場合、該切断を検知したマルチホップ端末２０は制御端末１０に該切断が発生した旨を通知し、通信経路選定手段１５は、通信経路を新たに選定するように構成してもよい。
【００８９】
図９は、マルチホップネットワークの一部の端末間の接続が切断され、ネットワークの一部が孤立した状態を示す概略図であり、図１０は、かかる切断が発生した場合の制御端末１０およびマルチホップ端末２０における動作を示すフローチャートである。
【００９０】
なお、ここで「孤立した」という用語は、伝送可能距離が短いミリ波無線通信による通信が切断されている状態を意味し、伝送可能距離がより長いアルファ波無線通信（Ｗｉ−Ｆｉ）による通信まで切断されているという意味ではない。したがって、図９における孤立したネットワークに含まれるマルチホップ端末２０は、制御端末１０との間で無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ）による通信は確保されている。
【００９１】
ミリ波無線通信の切断が発生する場合としては、例えば、マルチホップ端末２０間に、ミリ波無線通信を阻害する人や物などが入り込んだり、マルチホップ端末２０を持ったユーザが移動した結果、マルチホップ端末２０間に障害物が介在することとなったような場合が想定できる。
【００９２】
図９は、ＰＣＰ状態にあるマルチホップ端末２０とＳＴＡ状態にあるマルチホップ端末２０の間のミリ波無線通信が切断された状態を示している。
【００９３】
前述のとおり、マルチホップ端末２０は、端末情報検索手段２４によって自身がミリ波無線通信により接続可能な他のＰＣＰ状態にある端末の端末特定情報（ＢＳＳＩＤ）と通信信頼性情報（ＲＳＳＩ）をミリ波無線通信により常時一定の時間間隔で検索している。よって、ＳＴＡ状態にあるマルチホップ端末２０は前ホップとして接続されているＰＣＰ端末の端末特定情報（ＢＳＳＩＤ）と通信信頼性情報（ＲＳＳＩ）が検索できないようになると、該ＰＣＰ端末（自身と接続されていたＰＣＰ状態にあるマルチホップ端末２０）との間のミリ波無線通信に切断が発生したことを検知することができる。
【００９４】
該ＳＴＡ状態にあるマルチホップ端末２０は、該ＰＣＰ状態にあるマルチホップ端末２０との間のミリ波無線通信に切断が発生したことを検知すると、その旨を、無線ＬＡＮ通信（Ｗｉ−Ｆｉ）によって、制御端末１０に通知する（図１０ステップＳ４１）。
【００９５】
制御端末１０は、その通知があった旨を受信し（図１０ステップＳ４２）、切断により孤立したミリ波無線通信ネットワークの全てのマルチホップ端末２０を把握することができる。
【００９６】
次に、制御端末１０は、無線ＬＡＮ通信（Ｗｉ−Ｆｉ）によって全てのマルチホップ端末２０に対して端末情報の検索（スキャン）を依頼し、制御端末１０は、全てのマルチホップ端末２０から、無線ＬＡＮ通信（Ｗｉ−Ｆｉ）によって、マルチホップ端末２０によるスキャン結果、すなわち各マルチホップ端末２０がミリ波無線通信により接続可能な他のＰＣＰ状態にある端末の端末特定情報（ＢＳＳＩＤ）と通信信頼性情報（ＲＳＳＩ）を受信する（図１０ステップＳ４３）。
【００９７】
制御端末１０は、さらに、孤立した経路を解消することができるか否か、すなわち、孤立したミリ波無線通信ネットワークに含まれるマルチホップ端末２０を孤立していないマルチホップ端末２０に接続できるか否かを計算する（図１０ステップＳ４４）。すなわち、制御端末１０の通信経路選定手段１５は、孤立したミリ波無線通信ネットワークに含まれるマルチホップ端末２０が新たに担うべき通信役割、接続先マルチホップ端末２０のＢＳＳＩＤなどを含む通信経路を選定する。
【００９８】
孤立した経路を解消することができる場合は、すなわち、上述通信経路が選定できたときは、制御端末１０は、孤立したミリ波無線通信ネットワークに含まれるマルチホップ端末２０に、担うべき通信役割、接続先マルチホップ端末２０のＢＳＳＩＤなどを含む通信経路情報を、無線ＬＡＮ通信（Ｗｉ−Ｆｉ）によって、送信する（図１０ステップＳ４５）。
【００９９】
孤立した経路を解消することができない場合は、すなわち、上述通信経路が選定できなかったときは、制御端末１０は、一からマルチホップネットワークを構築し直すために、無線ＬＡＮ通信（Ｗｉ−Ｆｉ）によって、全てのマルチホップ端末２０にその旨を通知し、あらためて前述（１）−（４）の手順により、新たにマルチホップネットワークを構築する（図１０ステップＳ４６）。
【０１００】
上述のとおり、本実施形態によれば、端末間の通信が、例えば障害物の侵入あるいは端末を持ったユーザの移動などにより、不通になっても、ネットワークを再構築することで別の経路での通信ができるようになる。
【０１０１】
また、図１１および図１２に示すとおり、本実施形態に係る無線通信システム１は、上記手順（１）−（４）により構築されたマルチホップネットワークにおいて、該マルチホップネットワークを構成する複数のマルチホップ端末２０をいくつかのグループに分け、グループごとに管理することができる構成としてもよい。
【０１０２】
図１１は、グループによる管理が行われる場面の例を示す概略図である。また、図１２は、グループを考慮したネットワーク形成の一例を示す概略図である。
【０１０３】
グループによる管理が行われる場面としては、例えば、会議や研修などで実際に使用される環境が考えられる。かかる環境においては、ある程度通信しやすい 、すなわちマルチホップ端末２０が近距離にまとまっていることが想定される。
【０１０４】
図１１に示すとおり、横長テーブル等に一直線にマルチホップ端末２０が置かれている場合、長方形や円系のテーブルにあう程度固まっている場合などが想定できる。この時、同一グループ内の端末間は人がミリ波無線通信の通信経路を塞がないため通信しやすい。一方で、グループ間の空間は人が移動する「通路」となりがちであることから、グループ間はできるだけ通信を減らすことが望ましい。人は動くため、ある瞬間では通信できていても、次の瞬間も通信できるとは限らず、通信が不安定になるからである。
【０１０５】
また、グループによる管理の発展形として、グループを元にした応用ソフトウェアなども考えることができる。
【０１０６】
グループを考慮した場合でもネットワーク形成の方法は基本的に変わらないが、一つのグループにおいて別のグループの端末との通信をおこなう端末は、通信の効率を考慮して２台までとしてもよい。別のグループからの受信用に１台、別のグループへの送信用に１台という意味である。これは、グループ間が人体などのために通信しにくいという状況を想定してのことである。
【０１０７】
このような場合、図１２に示すとおり、制御端末１０の通信経路選定手段１５は、各マルチホップ端末２０が複数のグループのいずれか１つに属しており、３つ以上のマルチホップ端末２０が属するグループが存在する場合には、該グループ以外のグループとミリ波無線通信により直接通信するマルチホップ端末２０が、互いに役割（ＳＴＡまたはＰＣＰ）が異なる２台のマルチホップ端末２０のみとなるように、通信経路を選定する構成としてもよい。
【０１０８】
この構成により、他のグループとの通信を減らすことで全体の通信効率の向上が見込まれる。
【０１０９】
また、マルチホップ端末２０の各々が属するグループをユーザが事前に指定可能である構成としてもよい。
【０１１０】
実際には、ユーザによるグループの指定方法として、ユーザが端末の所属グループを選択することなどが考えられる。
【０１１１】
図１３は、本発明の一実施形態に係る制御装置およびマルチホップ端末のハードウエア構成の例を示す図である。なお、制御装置およびマルチホップ端末は同様のハードウエア構成を有するため、図１３では通信装置１００として説明する。
【０１１２】
通信装置１００は、一般的なコンピュータの構成を含み、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＡＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ストレージ装置１０４、無線ＬＡＮ通信部１０５、ミリ波無線通信部１０６、表示入力装置１０７、およびバス１０８等を有する。
【０１１３】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３やストレージ装置１０４等に格納されたプログラムやデータをＲＡＭ１０２上に読み出し、処理を実行することで、通信装置１００の各機能を実現する演算装置である。図１の制御端末１０およびマルチホップ端末２０の各機能は、制御端末１０およびマルチホップ端末２０の各々が備えるＣＰＵ１０１によって実現される。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ＲＯＭ１０３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性のメモリである。
【０１１４】
ストレージ装置１０４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はフラッシュＲＯＭ等のストレージデバイスであり、ＯＳ（Operation System）、アプリケーションプログラム、および各種データ等を記憶する。
【０１１５】
無線ＬＡＮ通信部１０５は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ等の無線ＬＡＮ通信を行うための無線通信部であり、例えば、アンテナ、無線部、ＭＡＣ（Media Access Control）部、および無線ＬＡＮ通信の通信制御部等を含む。例えば、制御端末１０の無線ＬＡＮ通信部１０５は、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムによって実現される無線ＬＡＮ通信手段１２により、無線ＬＡＮ通信のＡＰ（アクセスポイント）として機能する。また、マルチホップ端末１０の無線ＬＡＮ通信部１０５は、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムによって実現される無線ＬＡＮ通信手段２２により、無線ＬＡＮ通信のＳＴＡ（ステーション）として機能する。
【０１１６】
ミリ波無線通信部１０６は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ等のミリ波無線通信を行うための無線通信部であり、例えば、アンテナ、無線部、ＭＡＣ部、およびミリ波無線通信の通信制御部等を含む。例えば、制御端末のミリ波無線通信部１０６は、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムによって実現されるミリ波無線通信手段２１により、ミリ波無線通信システムのＰＣＰとして機能する、また、マルチホップ端末１０のミリ波無線通信部１０６は、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムによって実現されるミリ波無線通信手段２２により、ミリ波無線通信システムのＳＴＡとして機能する。
【０１１７】
表示入力装置１０７は、表示を行う表示デバイス、入力を受け付ける入力デバイス等を含む。バス１０８は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、および各種制御信号等を伝送する。
【０１１８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【０１１９】
例えば、一実施形態に係る無線通信システム１のマルチホップネットワークを形成する部分は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに規定された周波数帯を含む、例えば、３０〜３００ＧＨｚのミリ波周波数帯で無線通信を行う通信端末をメンバとする構成であってもよい。
【０１２０】
この場合、上記通信端末は、メンバである他の通信端末を対象にミリ波通信の制御を行う制御局としての役割と、制御局の制御によってミリ波通信を行う被制御局としての役割を選択的に切替可能な構成することが望ましい。ここで、制御局は、上述した一実施形態に係る無線通信システム１のマルチホップ端末２０ａ〜２０間のミリ波通信におけるＰＣＰと同等の役割を果たし、被制御局はＳＴＡと同等の役割を果たす。
【０１２１】
要するに、本発明は、上述した制御局または被制御局として切替可能なミリ波無線通信方式の通信端末と、この通信端末と通信を行うとともに、通信端末間での通信を制御する制御装置と、を備えた無線通信システム（便宜的に符号１Ａを付す）とすることができる。
【０１２２】
無線通信システム１Ａにおいて、制御装置（便宜的に、符号１００Ａを付す）は、一実施形態に係る制御端末１０と同様、図１３に示すハードウエア構成を有する通信装置１００によって実現できる。すなわち、制御装置１００Ａは、無線ＬＡＮ通信を行う無線ＬＡＮ通信部１０５と、ミリ波無線通信を行うミリ波無線通信部１０６と、ミリ波無線通信の制御局として動作を担う制御局機能部１０６Ａと、を有する構成である。制御局機能部１０６Ａは、例えば、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行することにより、ミリ波無線通信部１０６における一機能として実現される。
【０１２３】
制御装置１００Ａは、さらに以下の各機能を実行する制御管理部１０１Ａを備える。すなわち、制御管理部１０１Ａは、通信端末１００Ｂの各々から、制御局としての動作可能状態にある通信端末１００Ｂの端末特定情報を無線ＬＡＮ通信部１０５により受信する機能を有する。合わせて、制御管理部１０１Ａは、制御局としての動作可能状態にある通信端末１００Ｂと該通信端末１００Ｂとの間の通信信頼性情報を受信する機能を有する。
【０１２４】
また、制御管理部１０１Ａは、通信信頼性情報に基づいて、上記動作可能状態にある通信端末１００Ｂの次ホップとして所定の数以下の通信端末１００Ｂをミリ波無線通信の被制御局として選定する機能を有する。合わせて、制御管理部１０１Ａは、被制御局として選定された通信端末１００Ｂがその次ホップとしてミリ波無線通信部１０６により接続すべき通信端末１００Ｂを制御局として選定する機能を有する。
【０１２５】
また、制御管理部１０１Ａは、被制御局として選定された通信端末１００Ｂおよび該選定された通信端末１００Ｂの次ホップの制御局として選定された通信端末１００Ｂを含む通信経路情報を、無線ＬＡＮ通信部１０５により配信する機能を有する。
【０１２６】
上述した各機能を有する制御管理部１０１Ａは、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行することによって主制御部（ＣＰＵ１０１）の一機能として実現される。
【０１２７】
また、通信端末１００Ｂは、制御装置１００Ａと同様、図１３に示すハードウエア構成を有する通信装置１００により実現される。すなわち、通信端末１００Ｂは、無線ＬＡＮ通信部１０５と、ミリ波無線通信部１０６と、を備える。
【０１２８】
さらに、通信端末１００Ｂは、ミリ波無線通信の制御局としての動作を担う制御局機能部１０６Ａと、ミリ波無線通信の被制御局としての動作を担う被制御局機能部１０６Ｂと、通信経路受信部１０１Ｂと、通信役割切替部１０１Ｃと、を備える。制御局機能部１０６Ａおよび被制御局機能部１０６Ｂは、例えば、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行することにより、ミリ波無線通信部１０６における各機能として実現される。
【０１２９】
通信経路受信部１０１Ｂは、制御装置１００Ａの制御管理部１０１Ａが、１つ以上の通信端末１００Ｂから収集した端末特定情報および通信信頼性情報に基づく制御局または被制御局の選定処理結果に基づいて配信する通信経路情報を自身の無線ＬＡＮ通信部１０５により受信するものである。この通信経路情報は、被制御局として選定された通信端末１００Ｂの情報および該選定された通信端末１００Ｂの次ホップの制御局として選定された通信端末１００Ｂの情報を含んでいる。
【０１３０】
通信役割切替部１０１Ｃは、制御装置１００Ａの制御管理部によって配信され、上述した通信経路受信部１０１Ｂで受信された通信経路情報に基づいて、自身のミリ波無線通信における制御局または被制御局としての役割を切り替える機能部である。
【０１３１】
通信端末１００Ｂにおいて、上述した通信経路受信部１０１Ｂおよび通信役割切替部１０１Ｃは、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行することによって主制御部（ＣＰＵ１０１）の各機能として実現される。
【０１３２】
上記構成を有する通信端末１００Ｂは、無線ＬＡＮ通信部１０５およびミリ波無線通信部１０６を有する制御装置１００Ａとともに無線通信システム１Ａを構成し、制御装置１００Ａの制御によってマルチホップ通信を行う。
【０１３３】
以上説明したとおり、本発明によれば、無線通信端末密度が大きい、即ち無線通信情報量が非常に多い空間で無線通信による情報交換などを行う場合において、従来の無線通信（無線ＬＡＮなど）では電波干渉・輻輳などの影響で高速に通信できない場合においても、ミリ波無線通信のような非常に大きな指向性を持つアンテナを有する高速な無線通信端末を使用してマルチホップ転送することにより、ミリ波無線通信の高速性を損なうことなく、かつ、通信の信頼性を担保することにより、上記のような空間でも全端末が高速でリアルタイム通信をすることができる。本発明はマイクロ波無線通信とミリ波無線通信を用いた高速無線通信システムおよび通信端末の分野において有用な発明である。
【０１３４】
なお、本発明のミリ波無線通信は、指向性を有する電波を用いて通信を行う無線通信の一例であり、本発明を実現するための同様の通信機能を有する他の通信方式においても適用可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１  無線通信システム
１０  制御端末
１１  ミリ波無線通信手段
１２  無線ＬＡＮ通信手段
１３  ビーコン情報送信手段
１４  端末情報受信手段
１５  通信経路選定手段
１６  通信経路配信手段
２０  マルチホップ端末
２１  ミリ波無線通信手段
２２  無線ＬＡＮ通信手段
２３  ビーコン情報送信手段
２４  端末情報検索手段
２５  端末情報送信手段
２６  通信経路受信手段
２７  通信役割切替手段
１００  通信装置
１００Ａ  制御装置
１００Ｂ  通信端末
１０１  ＣＰＵ
１０１Ａ  制御管理部
１０１Ｂ  通信経路受信部
１０１Ｃ  通信役割切替部
１０５  無線ＬＡＮ通信部
１０６  ミリ波無線通信部
１０６Ａ  制御局機能部
１０６Ｂ  被制御局機能部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３６】
【特許文献１】特表２０１０−５３１５５９号公報
【図１】
2017212714.tif 000003
【図２】
2017212714.tif 000004
【図３】
2017212714.tif 000005
【図４】
2017212714.tif 000006
【図５】
2017212714.tif 000007
【図６】
2017212714.tif 000008
【図７】
2017212714.tif 000009
【図８】
2017212714.tif 000010
【図９】
2017212714.tif 000011
【図１０】
2017212714.tif 000012
【図１１】
2017212714.tif 000013
【図１２】
2017212714.tif 000014
【図１３】
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