WO2010100957A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
WO2010100957A1
WO2010100957A1 PCT/JP2010/050054 JP2010050054W WO2010100957A1 WO 2010100957 A1 WO2010100957 A1 WO 2010100957A1 JP 2010050054 W JP2010050054 W JP 2010050054W WO 2010100957 A1 WO2010100957 A1 WO 2010100957A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transmission
frame
communication
stop
stop period
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/050054
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕一 森岡
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
Priority to US13/202,637 priority Critical patent/US8619751B2/en
Priority to CN2010800096396A priority patent/CN102334356A/zh
Priority to EP10748555A priority patent/EP2405687A1/en
Publication of WO2010100957A1 publication Critical patent/WO2010100957A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/08—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access]
    • H04W74/0808—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using carrier sensing, e.g. as in CSMA
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/006—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management with additional information processing, e.g. for direction or speed determination
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/002—Transmission of channel access control information
    • H04W74/004—Transmission of channel access control information in the uplink, i.e. towards network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/002—Transmission of channel access control information
    • H04W74/006—Transmission of channel access control information in the downlink, i.e. towards the terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/20—Manipulation of established connections
    • H04W76/28—Discontinuous transmission [DTX]; Discontinuous reception [DRX]

Definitions

  • the present invention relates to a communication apparatus and communication method, a computer program, and a communication system that perform wireless communication using, for example, millimeter waves, and in particular, directs a beam of a directional antenna toward a direction where a communication partner is located.
  • the present invention relates to a communication apparatus and communication method for extending a wave communication distance, a computer program, and a communication system.
  • millimeter wave can realize high speed communication using high frequency electromagnetic waves.
  • Major applications of millimeter wave communication include short-distance wireless access communication, image transmission systems, simple wireless, and automobile collision prevention radar.
  • millimeter-wave communication technology is being developed to promote use, such as realization of large-capacity and long-distance transmission, miniaturization and cost reduction of wireless devices.
  • the wavelength of the millimeter wave corresponds to 10 mm to 1 mm and the frequency corresponds to 30 GHz to 300 GHz.
  • channels can be allocated in units of GHz, so extremely high-speed data communication can be performed.
  • Millimeter wave has a short wavelength and strong straightness, and can transmit a very large amount of information even compared to microwaves that are widely used in wireless LAN (Local Area Network) technology and the like.
  • millimeter waves are strongly attenuated due to reflection, a direct wave or a reflected wave of about one time is mainly used as a wireless path for communication.
  • the millimeter wave has a property that the radio signal does not reach far because the propagation loss is large.
  • the antenna of the transmitter / receiver has directivity and the transmission beam and the reception beam are directed toward the communication partner to extend the communication distance.
  • the directivity of the beam can be controlled by, for example, providing a plurality of antennas for each transceiver and changing the transmission weight or reception weight for each antenna.
  • the reflected wave is hardly used, and the direct wave becomes important. Therefore, the directivity of the beam shape is suitable, and it is conceivable to use a sharp beam as the directivity. Then, after learning the optimum directivity of the antenna, millimeter-wave wireless communication may be performed.
  • a signal for determining the directivity direction of the transmission antenna is transmitted by the second communication means using communication by any one of power line communication, optical communication, and sound wave communication, and the direction of the transmission antenna is determined.
  • a wireless transmission system that performs wireless transmission between the transmitter and the receiver by the first communication means using radio waves of 10 GHz or more has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • a method for extending the communication distance using the antenna directivity is also applied to IEEE802.15.3c, which is a standard of a wireless PAN (mmWPAN: millimeter-wave wireless area network) that uses a millimeter wave band. ing.
  • IEEE802.15.3c is a standard of a wireless PAN (mmWPAN: millimeter-wave wireless area network) that uses a millimeter wave band. ing.
  • “Virtual carrier sense” can be cited as a methodology for solving the hidden terminal problem. According to the virtual carrier sense, the hidden terminal predicts a period during which the media is used, and stops the transmission operation without performing physical carrier sense during the period.
  • Duration (duration) information for reserving media is described in the header of a MAC (Media Access Control) frame that requests transmission stop, and the peripheral station that received the frame addressed to another station Sets a transmission stop period (NAV: Network Allocation Vector), assuming that media is being used for a period according to Duration information.
  • NAV Network Allocation Vector
  • a typical example of a signal transmission / reception sequence using virtual carrier sense is an RTS / CTS handshake, which is widely used in wireless LAN systems such as IEEE 802.11.
  • Data frame transmission in response to the data transmission source communication station transmitting a transmission start request frame RTS (Request To Send) and receiving a confirmation notification frame CTS (Clear To Send) from the data transmission destination communication station Is supposed to start.
  • RTS Request To Send
  • CTS Call To Send
  • each control frame of RTS and CTS has a meaning of confirming the preparation status for data transmission between the transmitter and the receiver and preventing the surrounding hidden terminals from interfering with the data transmission.
  • the hidden terminal for the data transmission side receives the CTS addressed to the other station, the hidden terminal sets the transmission suspension period based on the Duration information described in the MAC header.
  • the CTS transmitting station can reliably receive the data frame by avoiding the collision with the transmission frame by the hidden terminal.
  • the hidden terminal for the data receiving side receives the RTS addressed to the other station and sets the transmission stop period.
  • the collision avoidance procedure using the RTS / CTS handshake is also adopted in the wireless PAN standard IEEE802.15.3c (described above) using the millimeter wave band.
  • directivity control (Beamforming) of transmission and reception beams is applied only for data frames, and control frames such as RTS, CTS, and ACK are transmitted as omnidirectional frames.
  • the communication apparatus must set a transmission stop period.
  • the direction in which the transmission beam is directed (or even though it exists in the RTS or CTS reachable range)
  • transmission of a directivity-controlled frame (Beamformed Packet) within the transmission suspension period may not interfere with the signal transmission / reception procedure at the RTS transmission station or CTS transmission station.
  • STA_A transmits a data frame with a transmission beam directed in the direction of STA_B.
  • STA_C around STA_B wants to transmit a frame to STA_D.
  • STA_C transmits a frame by directing a transmission beam in the direction of STA_D
  • STA_B does not prevent STA_B from receiving a frame.
  • STA_C receives the CTS from STA_B, it sets a transmission stop period, and therefore refrains from performing a frame transmission operation to STA_D.
  • the millimeter wave communication apparatus receives RTS or CTS not addressed to itself, it is not necessary to stop the frame transmission operation as long as directivity control is applied. Nevertheless, if the frame transmission operation is stopped unnecessarily, the number of communication stations that can communicate at the same time in the system is unnecessarily reduced, and there is a concern that the throughput of the entire system may be reduced.
  • An object of the present invention is to provide an excellent communication device, communication method, computer program, and communication system capable of extending the communication distance of millimeter waves by directing a beam of a directional antenna in a direction where a communication partner is located. There is to do.
  • a further object of the present invention is to realize excellent communication capable of improving the throughput of the entire system by increasing the number of communication stations capable of simultaneous communication while realizing high-speed data communication by millimeter waves using directivity control of transmission and reception beams.
  • a further object of the present invention is to apply RTS / CTS handshake to avoid collisions, achieve high-speed directional data communication using millimeter waves, and increase the number of communication stations that can simultaneously communicate to increase the throughput of the entire system.
  • An object is to provide an excellent communication apparatus and communication method, computer program, and communication system that can be improved.
  • a further object of the present invention is to provide an excellent communication apparatus capable of performing directional communication using millimeter waves without unnecessarily stopping the frame transmission operation even when RTS or CTS not addressed to the own station is received. And a communication method and a computer program.
  • a wireless communication unit capable of performing directional wireless communication according to a communication method using a predetermined high frequency band, When receiving a transmission stop request frame requesting to set a predetermined transmission stop period, store the stop setter direction where the transmission source position of the transmission stop request frame is, and set the transmission stop period, In the transmission stop period, the communication apparatus controls frame transmission according to the stop setter direction.
  • transmission stop request frame for requesting setting of a transmission stop period includes RTS, CTS, data frame, etc. including Duration information.
  • the communication device is configured such that when the direction of the frame transmission destination is away from the direction of the stop setter, A frame is transmitted by directing the transmission beam of the wireless communication unit in the direction of the frame transmission destination.
  • the communication device includes: a power calculator that calculates received power when a frame is received in each of the plurality of beam directions;
  • the transmission stop request frame is further provided when a transmission stop request frame requesting to set a predetermined transmission stop period is received, further comprising a determination unit that determines a beam direction in which the reception power is maximum among a plurality of beam directions.
  • the beam direction with the maximum received power is stored as the stop setter direction and the transmission stop period is set.
  • the communication device separates the transmission beam of the wireless communication unit from the stop setter direction within the transmission stop period.
  • a transmission start request frame (RTS) is transmitted in the separation direction, and in response to receiving a confirmation notification frame (CTS) for the transmission start request frame (RTS), the transmission beam of the wireless communication unit is directed in the separation direction. It is configured to transmit a frame.
  • CTS confirmation notification frame
  • the communication apparatus includes: a power calculator that calculates received power when a frame is received in each of the plurality of beam directions; A decision unit that decides a beam direction in which the reception power is maximized among a plurality of beam directions, and directs the transmission beam of the wireless communication unit in a beam direction in which the reception power of the confirmation notification frame is maximized, • It is configured to transmit frames.
  • the invention according to claim 6 of the present application is a communication method in a communication apparatus including a wireless communication unit capable of performing directional wireless communication according to a communication method using a predetermined high frequency band, Storing a stop setter direction at which the position of the transmission source is located when receiving a transmission stop request frame requesting to set a predetermined transmission stop period; Setting a transmission stop period in response to receiving a transmission stop request frame requesting to set a predetermined transmission stop period; When a frame transmission request occurs within the transmission stop period, controlling transmission of the transmission request frame according to the stop setter direction; Is a communication method.
  • communication processing in a communication device including a wireless communication unit capable of performing directional wireless communication according to a communication method using a predetermined high frequency band is executed on a computer.
  • a computer program written in a computer readable format the computer comprising: A storage unit that stores a stop setter direction in which the position of the transmission source is located when receiving a transmission stop request frame requesting to set a predetermined transmission stop period; A transmission stop period setting unit for setting the transmission stop period in response to receiving a transmission stop request frame requesting to set a predetermined transmission stop period; When a frame transmission request occurs within the transmission suspension period, a control unit that controls transmission of the transmission request frame according to the stop setter direction; It is a computer program to function as.
  • the computer program according to claim 7 of the present application defines a computer program described in a computer-readable format so as to realize predetermined processing on a computer.
  • a cooperative operation is exhibited on the computer, and the same operational effect as the communication device according to claim 1 of the present application is obtained. Can do.
  • the invention according to claim 8 of the present application is A peripheral communication device that transmits a transmission stop request frame requesting to set a predetermined transmission stop period; and A wireless communication unit capable of performing directional wireless communication according to a communication method using a predetermined high frequency band, and setting the transmission stop period in response to receiving the transmission stop request frame from the peripheral communication device
  • a data transmission side communication device that controls transmission of a frame according to a stop setter direction where the peripheral communication device is located within the transmission stop period,
  • a data receiving communication device that is a transmission destination of the frame from the data transmitting communication device;
  • a communication system comprising:
  • system here refers to a logical collection of a plurality of devices (or functional modules that realize specific functions), and each device or functional module is in a single housing. It does not matter whether or not.
  • an excellent communication apparatus and communication method, computer program, and communication system that can extend the communication distance of millimeter waves by directing the beam of a directional antenna toward the direction of the communication partner are provided. can do.
  • a communication apparatus, a communication method, a computer program, and a communication system can be provided.
  • the RTS / CTS handshake is applied to avoid a collision, and the high-speed data communication with millimeter waves is realized, while the number of communication stations capable of simultaneous communication is increased to increase the throughput of the entire system.
  • An excellent communication apparatus and communication method, computer program, and communication system can be provided.
  • the communication apparatus when the communication apparatus receives a transmission stop request frame, stores, as a stop setter direction, a beam direction in which the reception power is maximum and transmits the frame.
  • a stop period is set and a frame transmission request is generated within the transmission stop period, transmission of the transmission request frame can be controlled according to the direction of the stop setter. Therefore, the communication apparatus can perform directional communication using millimeter waves without unnecessarily stopping the frame transmission operation even within the transmission suspension period. As a result, the overall system increases the number of communication stations that can communicate simultaneously, improving the throughput.
  • the communication apparatus within the transmission suspension period can transmit the transmission beam to this frame only when the direction of the frame transmission destination is away from the direction of the stop setter. Since frame transmission is performed toward the transmission destination, the frame transmission operation is not stopped unnecessarily, while the signal transmission / reception of the peripheral station performing the RTS / CTS handshake is not disturbed. There is no contradiction to the intention of requesting the setting.
  • the communication device uses the beam direction in which the reception power of the transmission stop request frame is maximized as the stop setter direction, so that even within the transmission stop period.
  • the frame can be transmitted by directing the transmission beam toward the communication partner in a direction away from the stop setter direction.
  • the communication device is separated from the stop setter direction even when the direction of the position of the communication partner that is the transmission destination of the frame is unknown.
  • RTS is transmitted by directing the transmission beam in the separated direction. Therefore, when the CTS is successfully received, it can be confirmed that there is a frame transmission destination in the separation direction. Further, even in the transmission stop period, the data frame can be transmitted by directing the transmission beam in the separation direction.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a millimeter wave radio communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the communication device 100.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the internal configuration of the digital unit 180.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a transmission beam pattern that can be formed by the communication apparatus 100 by directivity control of the transmission beam by the transmission beam processing unit 185.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a signal format of a beam learning signal used for learning of an optimum beam direction.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a directional communication system in which the direction in which the hidden terminal directs the transmission beam is different from the stop setter direction.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a millimeter wave radio communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the communication device
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a directional communication system in which the direction in which the hidden terminal directs the transmission beam is the same as the stop setter direction.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure executed when the communication apparatus 100 receives a frame.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing procedure executed when the communication apparatus 100 transmits a frame.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating an example of a signal transmission / reception sequence when the hidden terminal STA_C for STA_A operates according to FIGS. 8 and 9 when the STA_A and the STA_B perform the RTS / CTS handshake.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating an example of a signal transmission / reception sequence when the hidden terminal STA_C for STA_A operates according to FIGS. 8 and 9 when the STA_A and the STA_B perform the RTS / CTS handshake.
  • FIG. 10B is a diagram illustrating another example of a signal transmission / reception sequence when the hidden terminal STA_C for STA_A operates according to FIGS. 8 and 9 when the STA_A and the STA_B perform the RTS / CTS handshake.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a directional communication system in which the direction in which the hidden terminal directs the transmission beam is different from the stop setter direction.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of an information device on which the modularized communication device 100 is mounted.
  • a 60 GHz band used in the VHT (Very High Throughput) standard can be cited, but the gist of the present invention is not limited to a specific frequency band.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration example of a millimeter wave radio communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the illustrated wireless communication system includes a communication device 100 and a communication device 200.
  • the communication devices 100 and 200 can perform wireless communication with each other according to a millimeter-wave communication method. Since the millimeter-wave communication method has high straightness and large attenuation during reflection, it is more preferable to transmit and receive radio signals with the transmission beam and the reception beam directed to the communication partner.
  • the communication device 100 includes a plurality of antennas 160a to 160n for transmitting and receiving radio signals according to a millimeter-wave communication scheme.
  • the directivity B t of the transmission beam is controlled by adjusting the weight of the signal transmitted through each of the antennas 160a to 160n.
  • the transmission beam B t is directed in the direction of the position of the communication device 200 that is the communication partner.
  • the communication device 200 includes a plurality of antennas 260a to 260n for transmitting and receiving radio signals according to the millimeter wave communication method. Then, by adjusting the weights of signals received via antennas 260a ⁇ 260n, and controls the directivity B r of receive beams. In the illustrated example, the reception beam Br is directed in the direction of the position of the communication apparatus 100 that is the communication partner.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the communication device 100.
  • the illustrated communication device 100 may operate as a broadband router or a wireless access point.
  • the communication device 200 may have the same configuration.
  • the communication device 100 includes a storage unit 150, a plurality of antennas 160a to 160n, and a wireless communication unit 170.
  • the wireless communication unit 170 includes an analog unit 172, an AD conversion unit 174, a DA conversion unit 176, a digital unit 180, and a control unit 190.
  • the plurality of antennas 160a to 160n are used for wireless communication according to the millimeter wave communication method. Specifically, antennas 160a to 160n transmit radio signals weighted using a predetermined weighting factor using millimeter waves, respectively. Further, the antennas 160 a to 160 n receive millimeter wave radio signals and output them to the analog unit 172.
  • the analog unit 172 typically corresponds to an RF circuit for transmitting and receiving a radio signal in accordance with a millimeter wave communication method. That is, the analog unit 172 performs low-noise amplification and down-conversion on a plurality of received signals respectively received by the antennas 160a to 160n, and outputs them to the subsequent AD conversion unit 174. The analog unit 172 also up-converts the plurality of transmission signals converted into analog signals by the DA conversion unit 176 into the RF band, amplifies the power, and outputs the amplified signals to the antennas 160a to 160n.
  • the AD conversion unit 174 converts each of the plurality of analog reception signals input from the analog unit 172 into a digital signal, and outputs the digital signal to the subsequent digital unit 180. Further, the DA conversion unit 176 converts each of a plurality of digital transmission signals input from the digital unit 180 into analog signals and outputs the analog signals to the analog unit 172.
  • the digital unit 180 typically includes a circuit for demodulating and decoding a received signal according to a millimeter-wave communication scheme, and a circuit for encoding and modulating a transmission signal according to a millimeter-wave communication scheme. .
  • FIG. 3 shows an example of the internal configuration of the digital unit 180.
  • the digital unit 180 includes a synchronization unit 181, a reception beam processing unit 182, a power calculation unit 183, a determination unit 184, a demodulation / decoding unit 185, a coded modulation unit 186, and a transmission beam processing unit. 187.
  • the synchronization unit 181 synchronizes the reception processing start timing according to the preamble at the beginning of the frame for the plurality of reception signals received by the plurality of antennas 160a to 160n and outputs the received signal to the reception beam processing unit 182.
  • the reception beam processing unit 182 controls the directivity of the reception beam by weighting the plurality of reception signals input from the synchronization unit 181 according to, for example, a uniform distribution or a Taylor distribution. Reception beam processing section 182 then outputs the weighted reception signal to power calculation section 183 and demodulation decoding section 185.
  • the power calculation unit 183 calculates the reception power of the received signals transmitted / received in each transmission / reception beam direction, and sequentially outputs them to the determination unit 184. Then, the determination unit 184 determines an optimal transmission beam direction or an optimal reception beam direction based on the reception power value input from the power calculation unit 183. Then, a parameter value for specifying the determined beam direction is stored in the storage unit 150 via the control unit 190.
  • the optimum beam direction mentioned here typically corresponds to a beam direction in which a series of received power values input from the power calculation unit 183 for one beam learning signal is a maximum value.
  • the demodulation / decoding unit 185 demodulates and decodes the reception signal weighted by the reception beam processing unit 182 in accordance with an arbitrary modulation method and encoding method used for the millimeter wave communication method, and acquires a data signal. Then, the demodulation / decoding unit 185 outputs the acquired data signal to the control unit 190.
  • the encoding modulation unit 186 encodes and modulates the data signal input from the control unit 190 according to an arbitrary encoding method and modulation method used for the millimeter wave communication method, and generates a transmission signal. Then, the encoding modulation unit 186 outputs the generated transmission signal to the transmission beam processing unit 187.
  • the transmission beam processing unit 187 generates a plurality of transmission signals weighted according to, for example, a uniform distribution or a Taylor distribution from the transmission signal input from the encoding modulation unit 186, and controls the directivity of the transmission beam.
  • the value of the weight used by the transmission beam processing unit 187 is specified by a directivity control signal input from the control unit 190, for example.
  • the plurality of transmission signals weighted by the transmission beam processing unit 187 are output to the DA conversion unit 176, respectively.
  • the control unit 190 is configured using an arithmetic device such as a microprocessor, for example, and controls the overall operation of the wireless communication unit 170.
  • the control unit 190 obtains a parameter value for specifying an optimum transmission beam direction or reception beam direction from the storage unit 150, and forms each beam direction specified based on the parameter value so as to form each beam direction.
  • a directivity control signal for instructing to assign a weighting coefficient to 160 n is output to transmission beam processing section 185 in digital section 180.
  • an optimal beam pattern is formed such that the transmission beam or the reception beam at the time of wireless transmission according to the millimeter wave communication method by the wireless communication apparatus 100 is directed in the direction in which the communication partner is located.
  • FIG. 4 shows an example of a transmission beam pattern that can be formed by the communication apparatus 100 by directivity control of the transmission beam by the transmission beam processing unit 185.
  • the communication apparatus 100 can form ten transmission beam patterns B t0 to B t9 .
  • the transmission beam patterns B t0 to B t9 have directivities in different directions by 36 degrees on the plane where the communication apparatus 100 is located.
  • the transmission beam processing unit 185 assigns a weighting factor to each of the antennas 160a to 160n according to the directivity control signal from the control unit 190, so that any one of the ten transmission beam patterns B t0 to B t9 can be selected.
  • a single transmit beam pattern can be formed to transmit a directional radio signal.
  • the reception beam pattern that can be formed by the communication apparatus 100 may be the same beam pattern as the transmission beams B t0 to B t9 shown in FIG. That is, the reception beam processing unit 182 assigns a weighting factor to each of the antennas 160a to 160n in accordance with the directivity control signal from the control unit 190, so that the ten reception beam patterns B r0 to B r9 are obtained.
  • a reception beam pattern matching one of them (or a combination of two or more) can be formed, and radio signals according to the millimeter wave communication method can be received by the antennas 160a to 160n.
  • the storage unit 150 of the communication apparatus 100 stores in advance parameter values for specifying the weighting factors for the antennas 160a to 160n for forming these transmission / reception beam patterns B t0 to B t9 and B r0 to B r9 , respectively. Has been.
  • the transmit beam pattern and the receive beam pattern that can be formed by the communication apparatus 100 are not limited to the example shown in FIG.
  • the plurality of antennas 160a to 160n can be configured so as to form a transmission beam pattern or a reception beam pattern having directivity in various directions in a three-dimensional space.
  • FIG. 5 shows an example of the signal format of the beam learning signal used for learning the optimum beam direction. However, in the figure, the description of the header portion is omitted.
  • the illustrated beam learning signal BTF Beam Training Field: beam learning field
  • the learning signal sequence placed on the beam learning signal BTF may be, for example, a random pattern of BPSK (Binary Phase Shift Keying).
  • the beam learning signal shown in the figure is obtained by multiplexing a learning signal sequence for each of the transmission beam patterns B t0 to B t9 by time division.
  • the beam learning signal BTF is composed of ten time slots T0 to T9 respectively corresponding to the transmission beam patterns B t0 to B t9 shown in FIG.
  • 10 types of learning are performed in which each antenna 160a to 160n is weighted with a weighting factor for forming each transmission beam pattern B t0 to B t9 for a predetermined known signal sequence.
  • Signal sequences are transmitted sequentially. Accordingly, the directivity of the transmission beam of the beam learning signal sequentially changes as shown in the transmission beam patterns B t0 to B t9 shown in FIG. 5 for each time slot T0 to T9.
  • the receiving side that receives this beam learning signal BTF sequentially observes the power level of the received signal for each time slot T0 to T9 of the beam learning signal BTF (that is, for each learning signal sequence).
  • the power level of the received signal has a prominent value in any time slot of the beam learning signal BTF.
  • the time slot at which the power level of the received signal peaks changes according to the relative position with the transmitting side that transmits the beam learning signal BTF. Then, the transmission beam pattern corresponding to the time slot at which the reception power level reaches a peak can be determined as an optimal transmission beam pattern for the transmission side.
  • the receiving side of the beam learning signal BTF can form ten received beam patterns B r0 to B R9 similar to the transmitted beam patterns B t0 to B t9 shown in FIG. .
  • each of the time slots T0 to T9 of the beam learning signal BTF is further divided into 10 small sections ST0 to ST9, and 10 different received beam patterns B r0 to B r9 are used in each of the small sections ST0 to ST9.
  • the received signal is weighted.
  • the first subsection ST0 of the time slot T0 is the received beam pattern B r0
  • the second subsection ST1 of the time slot T0 is the received beam pattern B r1 ,.
  • One sub-section ST0 is associated with the received beam pattern B r0,.
  • the power calculation unit 183 shown in FIG. 3 calculates the received power of the received signals transmitted and received by the above-described 100 transmission / reception beam patterns, respectively, and sequentially outputs them to the determination unit 184. Then, the determination unit 184 determines parameter values for specifying the optimum transmission beam pattern and reception beam pattern based on the received reception power value.
  • the optimum beam pattern is typically a beam pattern in which a series of received power values input from the power calculation unit 183 with respect to one beam learning signal is a maximum value.
  • the parameter value for specifying the optimum transmission beam pattern may be any time slot number (T0 to T9) of the beam learning signal BTF, for example.
  • the parameter value for specifying the optimum reception beam pattern may be, for example, the small section number (ST0 to ST9) shown in FIG.
  • the determination unit 184 outputs the parameter value determined in this way to the control unit 190.
  • parameter values (T0 to T9) for specifying an optimum transmission beam pattern may be fed back to the transmission side of the beam learning signal BTF.
  • this feedback procedure is not directly related to the gist of the present invention, the description is omitted in this specification.
  • a wireless communication system using millimeter waves uses a plurality of transmission / reception antennas to form a sharp antenna directivity (that is, a beam-shaped antenna directivity), thereby expanding the communication range.
  • a communication device that has received a frame addressed to another station must receive the MAC of the received frame.
  • a transmission stop period is set based on Duration information described in the header.
  • the communication apparatus that has set the transmission stop period applies the directivity control of the transmission beam and performs millimeter wave communication, depending on the direction in which the transmission beam is directed, signal transmission / reception performed at the RTS or CTS transmission source It is considered that a directional frame can be transmitted to its own communication partner without interfering with the procedure.
  • the STA_C if the STA_C receives a CTS addressed to the STA_A from the STA_B, the STA_C transmits a frame by directing the transmission beam to the STA_D located in a different direction from the STA_B. STA_B frame reception is not hindered.
  • STA_C similarly controls the directivity of the transmission / reception beam, but the transmission / reception beam has a direction in which the transmission beam is directed to STA_B that STA_A is a communication partner (or STA_B is a communication partner). STA_B cannot receive a data frame from STA_A unless CSTA is transmitted and STA_C that is a hidden terminal sets a transmission stop period.
  • the communication apparatus 100 when the communication apparatus 100 receives a transmission stop request frame addressed to another station and operates as a hidden terminal, the beam direction in which the reception power is maximum is set as the stop setter direction.
  • the transmission stop period is set, and when a frame transmission request is generated within the transmission stop period, the transmission of the transmission request frame is controlled according to the direction of the stop setter.
  • the “transmission stop request frame” referred to here is an RTS, CTS, data frame, or the like in which a request to set a transmission stop period such as Duration information is described.
  • the communication device 100 transmits the transmission beam to this frame only when the direction of the frame transmission destination is away from the stop setter direction within the transmission stop period set by receiving the transmission stop request frame.
  • the frame is transmitted to the transmission destination. Therefore, the communication device 100 as the hidden terminal does not unnecessarily stop the frame transmission operation, but does not disturb the signal transmission / reception of the peripheral station performing the RTS / CTS handshake. There is no contradiction to the intention of requesting.
  • the communication device 100 itself can efficiently perform a millimeter-wave communication operation, and, when viewed as a whole system, the number of communication stations that can communicate at the same time increases, and the throughput is expected to be improved. Is done.
  • FIG. 8 shows a processing procedure executed when the communication apparatus 100 receives a frame in the form of a flowchart. However, it is assumed that the frame is a transmission stop request frame in which it is requested to set a transmission stop period such as Duration information.
  • This processing procedure is realized, for example, when the control unit 190 executes a predetermined control program.
  • This processing procedure is activated in response to the communication device 100 receiving a frame (step S1), and first confirms whether the received frame is addressed to itself (step S2).
  • step S3 if the received frame is addressed to itself (Yes in step S2), the communication apparatus 100 continues normal reception processing for the frame without setting a transmission stop period (step S3).
  • the communication apparatus 100 changes the received beam pattern by 360 degrees, for example, at predetermined angles while receiving the frame. Then, the power of the received signal is measured, and the determining unit 184 detects the direction of the received beam that maximizes the received power (step S4).
  • the communication apparatus 100 stores the direction of the reception beam that maximizes the reception power in the storage unit 150 as the “stop setter direction” where the transmission stop request frame is located, and responds to the Duration information.
  • a transmission stop period is set only for the period (step S5).
  • FIG. 9 shows a processing procedure executed when the communication apparatus 100 transmits a frame in the form of a flowchart. This processing procedure is realized, for example, when the control unit 190 executes a predetermined control program.
  • This processing procedure is activated when a frame transmission request is generated in, for example, an upper layer of the communication protocol (step S11), and first, it is confirmed whether or not the communication apparatus 100 is within the transmission suspension period (step S12). ).
  • step S19 when it is not in the transmission suspension period (No in step S12), the communication device 100 executes a normal frame transmission operation (step S19).
  • step S12 when it is within the transmission stop period (Yes in step S12), the communication apparatus 100 subsequently knows the direction of the frame transmission destination, that is, has already learned the optimum direction of the transmission beam. Whether or not is confirmed (step S13).
  • step S13 If the direction of the frame transmission destination is known (Yes in step S13), it is further confirmed whether or not it is away from the stop setter direction stored at the time of setting the transmission stop period (step S14).
  • the communication apparatus 100 transmits a directional frame by directing a transmission beam toward a frame transmission destination that is separated from the stop setting person direction (step S15).
  • step S13 If the direction of the frame transmission destination is known (Yes in step S13), but the direction is not sufficiently separated from the stop setter direction (No in step S14), the transmission is stopped when the frame is transmitted as it is. Since the signal transmission / reception processing of the peripheral station that has requested the setting of the period is disturbed, the frame transmission operation is waited until the transmission stop period ends (step S18).
  • the communication device 100 controls the transmission of the frame after confirming the direction of the frame transmission destination.
  • the communication device 100 transmits an RTS (Beamformed RTS) in a separation direction in which the transmission beam is sufficiently separated from the stop setter direction (step S16).
  • RTS Beamformed RTS
  • the reference value that is a sufficiently separated direction for example, a value experimentally determined in advance can be used.
  • the separation direction is not limited to a single direction, and may be a plurality of directions that satisfy the reference value. In the latter case, in step S16, the RTS may be transmitted toward each of the separating directions a plurality of times.
  • the frame transmission side receives RTS (Beamformed RTS) and returns CTS, but if the frame transmission side position is not in this separation direction, RTS (Beamformed) CTS is not returned because RTS) cannot be received. Therefore, when the communication apparatus 100 can receive the CTS from the RTS (Beamformed RTS) transmission destination (Yes in step S17), the communication apparatus 100 can determine that the direction of the frame transmission destination is sufficiently separated from the stop setter direction. Therefore, the directivity frame is transmitted by directing the transmission beam in the direction of the frame transmission destination that is the separation direction (step S15).
  • Step S18 When the CTS cannot be received (No in step S17), it is determined that the frame transmission destination direction is not sufficiently separated from the stop setter direction, so the frame transmission operation is waited until the transmission stop period ends. (Step S18).
  • FIG. 10A shows an example of a signal transmission / reception sequence when the hidden terminal STA_C for STA_A operates according to FIGS. 8 and 9 when the STA_A and the STA_B perform the RTS / CTS handshake.
  • each of the communication stations STA_A to STA_D includes the communication device 100 illustrated in FIGS.
  • the STA_A first confirms that the medium is clear for a certain period by the CSMA procedure, and then transmits the RTS to the STA_B on the data receiving side.
  • STA_B When STA_B receives the RTS addressed to itself from STA_A, STA_B returns a CTS to STA_A after a predetermined frame interval SIFS has elapsed.
  • STA_A can confirm that the media is clear by receiving the CTS. Further, when STA_C receives a CTS not addressed to itself from STA_B, STA_C calculates received power when received by each of the plurality of beam patterns by the power calculation unit 183, and then determines by the determination unit 184 at the time of CTS reception. The beam direction that maximizes the received power is determined. Then, the direction in which the STA_B is located is stored in the storage unit 150 as the stop setter direction. Then, STA_C sets a transmission stop period according to Duration information described in CTS.
  • STA_A transmits a data frame (Beamformed DATA) by performing directivity control so that the transmission beam is directed to the position of STA_B after SIFS has elapsed after receiving CTS.
  • Beamformed DATA a data frame
  • STA_C determines whether the direction of the STA_D that is the frame transmission destination is known, that is, whether the direction in which the transmission beam should be directed has already been learned. Check.
  • the STA_C since the STA_C has already learned the optimum direction of the transmission beam with respect to the STA_D, the STA_C confirms whether or not it is away from the stop setter direction stored at the time of setting the transmission stop period.
  • STA_C transmits a directional frame by directing the transmission beam in the direction of the optimum transmission beam in spite of the transmission suspension period. Since the direction of the transmission beam is away from the direction of STA_B, the transmission frame of STA_C does not collide with the data frame transmitted from STA_A to STA_B.
  • FIG. 10B shows another example of a signal transmission / reception sequence when the hidden terminal STA_C for STA_A operates according to FIGS. 8 and 9 when the STA_A and the STA_B perform the RTS / CTS handshake. .
  • each of the communication stations STA_A to STA_D includes the communication device 100 illustrated in FIGS.
  • the STA_A first confirms that the medium is clear for a certain period by the CSMA procedure, and then transmits the RTS to the STA_B on the data receiving side.
  • STA_B When STA_B receives the RTS addressed to itself from STA_A, STA_B returns a CTS to STA_A after a predetermined frame interval SIFS has elapsed.
  • STA_A can confirm that the media is clear by receiving the CTS. Further, when STA_C receives a CTS not addressed to itself from STA_B, STA_C calculates received power when received by each of the plurality of beam patterns by the power calculation unit 183, and then determines by the determination unit 184 at the time of CTS reception. The beam direction that maximizes the received power is determined. Then, the direction in which the STA_B is located is stored in the storage unit 150 as the stop setter direction. Then, STA_C sets a transmission stop period according to Duration information described in CTS.
  • STA_A transmits a data frame (Beamformed DATA) by performing directivity control so that the transmission beam is directed to the position of STA_B after SIFS has elapsed after receiving CTS.
  • Beamformed DATA a data frame
  • STA_C determines whether the direction of the STA_D that is the frame transmission destination is known, that is, whether the direction in which the transmission beam should be directed has already been learned. Check.
  • STA_C has not already learned the optimum direction of the transmission beam with respect to STA_D. Therefore, the STA_C transmits an RTS (Beamformed RTS) addressed to the STA_D in a direction in which the transmission beam is sufficiently separated from the stop setter direction. Further, STA_C may wait for reception of CTS from STA_D by directing the reception beam in the separation direction.
  • RTS Beamformed RTS
  • the STA_C since STA_C has received CTS from STA_D, it can be determined that the position of STA_D is facing the separation direction that is sufficiently separated from the stop setter direction. Therefore, the STA_C transmits a directional data frame (Beamformed DATA) by directing a transmission beam in the direction of the frame transmission destination which is the separation direction.
  • Beamformed DATA a directional data frame
  • the separation direction directed when transmitting a frame to STA_D is away from the stop setter direction where the STA_B is located. Therefore, STA_C transmits a directional frame by directing the transmission beam in the direction of the optimum transmission beam in spite of the transmission suspension period. Since the direction of the transmission beam is away from the direction of STA_B, the directional data frame (Beamformed DATA) transmitted by STA_C does not collide with the data frame transmitted from STA_A to STA_B. Then, when the transmission of the data frame is completed, the STA_C waits to receive an ACK returned from the STA_D.
  • Beamformed DATA Beamformed DATA
  • the STA_C may direct the reception beam in the separation direction to wait for reception of the CTS from the STA_D, and receives the ACK from the STA_D without being interfered with the ACK from the STA_B as illustrated. be able to.
  • STA_C can perform the millimeter wave communication operation by effectively using the transmission stop period, and the number of communication stations that can simultaneously communicate increases as the whole system, thereby improving the throughput. You can understand that.
  • the communication device 100 that operates as an access point (AP) or a terminal station (STA) is, for example, a personal computer (PC), a mobile phone, a personal digital assistant such as a PDA (Personal Digital Assistant), a mobile music player, a game, or the like. It may be a wireless communication module mounted on an information device such as a television or a television receiver or other information home appliance.
  • FIG. 12 shows a configuration example of an information device on which the modularized communication device 100 is mounted.
  • a CPU (Central Processing Unit) 1 executes a program stored in a ROM (Read Only Memory) 2 or a hard disk drive (HDD) 11 under a program execution environment provided by an operating system (OS).
  • OS operating system
  • the received frame synchronization process described later or a part of the process may be realized in a form in which the CPU 1 executes a predetermined program.
  • ROM 2 permanently stores program codes such as POST (Power On Self Test) and BIOS (Basic Input Output System).
  • BIOS Basic Input Output System
  • a RAM (Random Access Memory) 3 loads a program stored in the ROM 2 or HDD (Hard Disk Drive) 11 when the CPU 1 executes it, or temporarily holds work data of the program being executed. Used for. These are connected to each other by a local bus 4 directly connected to a local pin of the CPU 1.
  • the local bus 4 is connected to an input / output bus 6 such as a PCI (Peripheral Component Interconnect) bus via a bridge 5.
  • PCI Peripheral Component Interconnect
  • the keyboard 8 and the pointing device 9 are input devices operated by the user.
  • the display 10 includes an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube), and displays various types of information as text and images.
  • HDD 11 is a drive unit having a built-in hard disk as a recording medium, and drives the hard disk.
  • the hard disk is used for installing programs executed by the CPU 1 such as an operating system and various applications, and for storing data files and the like.
  • the communication unit 12 is a wireless communication interface configured by modularizing the wireless communication device 100, and operates as an access point or a terminal station in the infrastructure mode, or operates in the ad hoc mode, and is within a communication range. Communicate with other existing communication terminals. The operation of the wireless communication device 100 is as already described.
  • the millimeter-wave communication method has been described mainly with respect to an embodiment in which the 60 GHz band used in IEEE 802.15.3c is used.
  • the gist of the present invention is not necessarily limited to a specific frequency band. Absent. Further, not only millimeter wave communication but also other directional communication may be used.

Abstract

　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。　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、フレーム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、送信ビームをこのフレーム送信先に向けてフレームの送信を実行する。隠れ端末は、不必要にフレーム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。

Description

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
　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。
　「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挙げられる。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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームの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、他局宛てのフレーム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。
　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フレームＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ　Ｔｏ　Ｓｅｎｄ）を送信し、データ送信先の通信局から確認通知フレームＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ　Ｔｏ　Ｓｅｎｄ）を受信したことに応答してデータ・フレームの送信を開始するようになっている。
　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フレームとの衝突を回避して、データ・フレーム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。
　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。
　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フレーム（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ）を送信しても、ＲＴＳ送信局又は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。
　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・フレームを送信しているとする。一方、ＳＴＡ＿Ｂの周辺のＳＴＡ＿Ｃは、ＳＴＡ＿Ｄに対してフレーム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フレームを送信するのであれば、ＳＴＡ＿Ｂのフレーム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へのフレーム送信動作を差し控えてしまう。
　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、フレーム送信動作を停止する必要がなくなる。それにも拘らず、不必要にフレーム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。
特許第３５４４８９１号公報
　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。
　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。
　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。
　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、不必要にフレーム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。
　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フレームを受信したときに、前記送信停止要求フレーム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フレームの送信を制御する通信装置である。
　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フレーム」の具体例は、Ｄｕｒａｔｉｏｎ情報を含むＲＴＳ、ＣＴＳ、データ・フレームなどである。
　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、フレーム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フレーム送信先の方向に向けて、フレームの送信を実行するように構成されている。
　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、フレーム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フレームを受信したときに、前記送信停止要求フレーム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。
　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フレーム（ＲＴＳ）を送信するとともに、これに対する確認通知フレーム（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・フレームを送信するように構成されている。
　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、フレーム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、前記確認通知フレーム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・フレームを送信するように構成されている。
　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フレームを受信したときに、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フレーム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フレーム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フレームの送信を制御するステップと、
を有する通信方法である。
　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フレームを受信したときに、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フレーム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フレーム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フレーム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。
　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。
　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フレーム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フレーム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フレーム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フレームの送信先となるデータ受信側通信装置と、
を具備する通信システムである。
　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。
　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。
　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。
　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。
　本願の請求項１、６、７、８に係る発明によれば、通信装置は、送信停止要求フレーム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フレーム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フレーム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、不必要にフレーム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。
　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、フレーム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、送信ビームをこのフレーム送信先に向けてフレームの送信を実行するので、不必要にフレーム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。
　また、本願の請求項３に記載の発明によれば、通信装置は、送信停止要求フレーム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、フレームを送信することができる。
　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、フレーム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、離間方向にフレーム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・フレームを送信することができる。
　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は、通信装置１００の構成例を示した図である。 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は、通信装置１００のフレーム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は、通信装置１００のフレーム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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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、フレーム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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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、他局宛てのフレームを受信した通信装置は、この受信フレームの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。
　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フレームを送信できると考えられる。
　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フレームを送信するのであれば、ＳＴＡ＿Ｂのフレーム受信を妨げることはない。
　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。
　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。
　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フレーム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フレーム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フレームの送信を制御するようにしている。但し、ここで言う「送信停止要求フレーム」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・フレームなどである。
　具体的には、通信装置１００は、送信停止要求フレームを受信して設定した送信停止期間内では、フレーム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、送信ビームをこのフレーム送信先に向けてフレームの送信を実行する。したがって、隠れ端末としての通信装置１００は、不必要にフレーム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。
　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。
　図８には、通信装置１００のフレーム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、フレームは、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フレームであるとする。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。
　この処理手順は、通信装置１００がフレームを受信したことに応じて起動し（ステップＳ１）、まず、受信フレームが自分宛てであるかどうかを確認する（ステップＳ２）。
　ここで、受信フレーム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、当該フレームに対する通常の受信処理を継続して行なう（ステップＳ３）。
　他方、受信フレーム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、当該フレーム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）。
　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、送信停止要求フレーム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）。
　また、図９には、通信装置１００のフレーム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。
　この処理手順は、例えば通信プロトコルの上位層などでフレーム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）。
　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、通常のフレーム送信動作を実行する（ステップＳ１９）。
　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、フレーム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）。
　そして、フレーム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）。
　フレーム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）、フレーム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フレームを送信する限りは、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フレーム送信先の方向に送信ビームを向けて、指向性フレームを送信する（ステップＳ１５）。
　また、フレーム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）、そのままフレームを送信すると、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フレーム送信動作を待機する（ステップＳ１８）。
　また、フレーム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、フレーム送信先の方向を確認してから、フレームの送信を制御する。
　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。
　フレームの送信先の位置がこの離間方向にあれば、フレームの送信側はＲＴＳ（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ　ＲＴＳ）を受信してＣＴＳを返信するが、フレーム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）、フレーム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フレーム送信先の方向に送信ビームを向けて、指向性フレームを送信する（ステップＳ１５）。
　ＣＴＳを受信できないときには（ステップＳ１７のＮｏ）、フレーム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フレーム送信動作を待機する（ステップＳ１８）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　一方、ＳＴＡ＿Ｃは、上記の送信停止期間内にフレーム送信要求が発生すると、フレーム送信先である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。
　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。
　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、指向性フレームを送信する。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の送信フレームは、ＳＴＡ＿ＡからＳＴＡ＿Ｂに送信されるデータ・フレームと衝突することはない。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　一方、ＳＴＡ＿Ｃは、上記の送信停止期間内にフレーム送信要求が発生すると、フレーム送信先である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。
　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。
　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フレーム送信先の方向に送信ビームを向けて、指向性のデータ・フレーム（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ　ＤＡＴＡ）を送信する。
　ＳＴＡ＿Ｄに対してフレーム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、指向性フレームを送信する。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・フレーム（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ　ＤＡＴＡ）は、ＳＴＡ＿ＡからＳＴＡ＿Ｂに送信されるデータ・フレームと衝突することはない。そして、ＳＴＡ＿Ｃは、データ・フレーム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。
　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。
　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。
　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。
　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、後述する受信フレーム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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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
 

Claims (8)

  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フレームを受信したときに、前記送信停止要求フレーム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フレームの送信を制御する通信装置。
  2. 　フレーム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フレーム送信先の方向に向けて、フレームの送信を実行する、
    請求項１に記載の通信装置。
  3. 　フレーム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フレームを受信したときに、前記送信停止要求フレーム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、
    請求項１に記載の通信装置。
  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フレーム（ＲＴＳ：Ｒｅｑｕｅｓｔ　Ｔｏ　Ｓｅｎｄ）を送信し、
    　確認通知フレーム（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・フレームを送信する、
    請求項１に記載の通信装置。
  5. 　フレーム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、
    　前記確認通知フレーム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・フレームを送信する、
    請求項４に記載の通信装置。
  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フレームを受信したときに、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フレーム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フレーム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フレームの送信を制御するステップと、
    を有する通信方法。
  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フレームを受信したときに、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フレーム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フレーム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フレーム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。
  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フレーム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フレーム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フレーム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フレームの送信先となるデータ受信側通信装置と、
    を具備する通信システム。
     
PCT/JP2010/050054 2009-03-04 2010-01-06 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 WO2010100957A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/202,637 US8619751B2 (en) 2009-03-04 2010-01-06 Communication apparatus, communication method, computer program, and communication system
CN2010800096396A CN102334356A (zh) 2009-03-04 2010-01-06 通信装置、通信方法、计算机程序和通信系统
EP10748555A EP2405687A1 (en) 2009-03-04 2010-01-06 Communication apparatus, communication method, computer program, and communication system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-050218 2009-03-04
JP2009050218A JP2010206574A (ja) 2009-03-04 2009-03-04 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010100957A1 true WO2010100957A1 (ja) 2010-09-10

Family

ID=42709522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/050054 WO2010100957A1 (ja) 2009-03-04 2010-01-06 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

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8619751B2 (ja)
EP (1) EP2405687A1 (ja)
JP (1) JP2010206574A (ja)
CN (1) CN102334356A (ja)
WO (1) WO2010100957A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130011993A (ko) * 2011-07-21 2013-01-30 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 정보를 송수신하는 방법 및 장치

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4770939B2 (ja) 2009-02-13 2011-09-14 ソニー株式会社 通信装置、通信制御方法、及び通信システム
KR20130037997A (ko) * 2011-10-07 2013-04-17 한국전자통신연구원 지향성 통신을 이용하는 무선통신 시스템 및 무선통신방법
WO2014137172A1 (ko) * 2013-03-07 2014-09-12 엘지전자 주식회사 무선랜 시스템에서 스테이션의 신호 수신 방법 및 장치
US9357534B2 (en) 2013-08-09 2016-05-31 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for location aided high frequency operations
WO2015085550A1 (zh) * 2013-12-12 2015-06-18 华为技术有限公司 一种用户设备的同步方法及用户设备
EP2911435B1 (en) * 2014-02-24 2020-02-12 Alcatel Lucent Apparatuses, methods and computer programs for determining information related to a path direction and for a transceiver of a communication device
US9769594B2 (en) * 2015-01-30 2017-09-19 Cassia Networks Inc. Methods, devices and systems for increasing wireless communication range
CN106688283B (zh) 2015-03-20 2020-08-07 株式会社东芝 无线通信用集成电路以及无线通信方法
JP6313519B2 (ja) * 2015-03-20 2018-04-18 株式会社東芝 無線通信装置
JP2017152830A (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 Kddi株式会社 無線通信システム、送信装置、受信装置、及び通信方法
JP2017152983A (ja) 2016-02-25 2017-08-31 ソニー株式会社 情報処理装置、通信システム、情報処理方法およびプログラム
KR102201764B1 (ko) 2016-07-13 2021-01-12 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 다중 빔을 이용한 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치
CN106549696B (zh) * 2016-11-03 2020-10-30 天津大学 一种指向性水声网络功率控制方法
TWI687118B (zh) * 2017-08-03 2020-03-01 聯發科技股份有限公司 通道存取方法
US10382983B2 (en) * 2017-12-12 2019-08-13 Sony Corporation Directional beacon transmission and reception activity indication
US10925092B2 (en) * 2018-03-01 2021-02-16 Apple Inc. Request to send (RTS)/clear to send (CTS) using a self-contained slot

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005086524A (ja) * 2003-09-09 2005-03-31 Advanced Telecommunication Research Institute International アドホックネットワークにおける通信方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3544891B2 (ja) 1999-04-16 2004-07-21 シャープ株式会社 無線伝送システム、及びアンテナの指向性方向の決定方法
US7075902B2 (en) * 2002-02-11 2006-07-11 Hrl Laboratories, Llc Apparatus, method, and computer program product for wireless networking using directional signaling
US7321580B1 (en) * 2002-10-18 2008-01-22 Bbn Technologies Corp. Directional carrier sense medium access for wireless nodes
JP2006050519A (ja) * 2003-10-24 2006-02-16 Sony Corp 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム
DE602005018392D1 (de) * 2005-02-09 2010-01-28 Mitsubishi Electric Corp Funkgerät und störungsvermeidungsverfahren durch sendeleistungsregelung
US20060209772A1 (en) * 2005-03-15 2006-09-21 University Of Florida Research Foundation, Inc. Coordinated directional medium access control in a wireless network

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005086524A (ja) * 2003-09-09 2005-03-31 Advanced Telecommunication Research Institute International アドホックネットワークにおける通信方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R. R. CHOUDHURY ET AL.: "Using Directional Antennas for Medium Access Control in Ad Hoc Networks", INTERNATIONAL CONFERENCE ON MOBILE COMPUTING AND NETWORKING, PROCEEDINGS OF THE 8TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE ON MOBILE COMPUTING AND NETWORKING, 2002, pages 59 - 70, XP001171456, DOI: doi:10.1145/570645.570653 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130011993A (ko) * 2011-07-21 2013-01-30 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 정보를 송수신하는 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP2405687A1 (en) 2012-01-11
US20110305236A1 (en) 2011-12-15
CN102334356A (zh) 2012-01-25
JP2010206574A (ja) 2010-09-16
US8619751B2 (en) 2013-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010100957A1 (ja) 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
US8971817B2 (en) Communication apparatus and communication method, computer program, and communication system
WO2010100956A1 (ja) 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
WO2010101003A1 (ja) 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
JP5278035B2 (ja) 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
US9692459B2 (en) Using multiple frequency bands with beamforming assistance in a wireless network
EP2832015B1 (en) Systems for communicating using multiple frequency bands in a wireless network
US9999051B2 (en) Wireless communication apparatus, wireless communication method, computer program, and wireless communication system
EP2654218B1 (en) Communication device, communication control method and communication system
WO2011037713A2 (en) Configurable contention-based period in mmwave wireless systems
EP2547007B1 (en) Communication apparatus, communication control method, and communication system
Bazan et al. Enhanced MAC for Millimeter Wave Communication

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080009639.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10748555

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13202637

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010748555

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE