JP2000151642A - 無線伝送方法及び無線伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線により複数の局でネットワークシステム
を構成する場合に、それぞれの局の間の通信状態が常時
良好になるようにする。 【解決手段】 制御局と複数の端末局で構成される無線
通信ネットワークの内の少なくとも１つの端末局は、指
向性を持った複数のアンテナを備え、無線通信ネットワ
ーク内での無線伝送を、フレーム周期を規定して、その
フレーム周期内に管理情報伝送区間ａ１，ａ２，ａ３‥
‥と情報伝送区間ｃ１，ｃ２，ｃ３‥‥を設け、制御局
から管理情報伝送区間に送信される管理情報を、複数の
アンテナを備えた端末局で、制御局から伝送される信号
を最も良く受信できるアンテナ（指向性Ｄｉｒ．４）を
選択して受信すると共に、情報伝送区間では、そのとき
に伝送される情報の送信元からの信号を最も良く受信で
きるアンテナ（指向性Ｄｉｒ．１〜Ｄｉｒ．６のいずれ
か）を選択して受信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば無線信号に
より各種情報を伝送して、複数の機器間でローカルエリ
アネットワーク（ＬＡＮ）を構成する場合に適用して好
適な無線伝送方法と、この伝送方法を適用した無線伝送
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、家庭内，オフィス内などの比較的
狭い範囲内において、各種映像機器やパーソナルコンピ
ュータ装置とその周辺装置などの複数の機器間で、それ
らの機器が扱うデータを伝送できるようにローカルエリ
アネットワークを組む場合、各機器間を何らかの信号線
で直接接続させる代わりに、各機器に無線信号の送受信
装置（無線伝送装置）を接続して、無線伝送でデータ伝
送できるようにすることがある。

【０００３】無線伝送でローカルエリアネットワークを
構成させることで、各機器間を直接信号線などで接続す
る必要がなく、システム構成を簡単にすることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、無線でネッ
トワークを構成する場合には、ネットワーク内の各機器
間の無線伝送がエラーなく確実に行えるようにする必要
がある。ここで、ネットワークが２台の伝送装置（無線
局）だけで構成されて、両局の位置が固定された位置で
ある場合には、この２台の間での無線伝送が良好に行え
るように、それぞれの局が備える送受信用のアンテナな
どを設置すれば良いが、ネットワーク内の無線局の数が
多数である場合には、それぞれの局で無線通信を行う相
手が複数存在することになり、単純な設定では全ての局
との通信は困難である場合がある。

【０００５】この問題を解決するためには、例えば各無
線局が、指向性のあるアンテナを複数備えたダイバーシ
ティ受信を行う構成とし、無線通信を行う際に、最も良
好に受信できるアンテナを選択する処理を行うことが考
えられるが、上述したローカルエリアネットワークを無
線ネットワークで組む場合には、ネットワーク内の各局
間での接続を確保するために必要な通信プロトコルが複
雑であり、また常時無線接続の有無を確認するために煩
雑な制御を行う必要があり、本来の情報伝送以外の用途
での無線伝送トラフィックが増大する傾向にあり、電波
の到来方向が短時間の間に複数の方向となることがあ
り、単純に良好な受信系を選択する従来のダイバーシテ
ィ受信処理では対処できない問題がある。

【０００６】即ち、通常のダイバーシティ受信では、良
好に受信できる指向性アンテナを判断するために、ある
程度の時間、信号の受信状態を監視して、その受信状態
が最も良好な系を判断する処理が必要であり、そのよう
な時間のかかる処理を、上述した無線ローカルエリアネ
ットワークに適用するのは困難である。

【０００７】本発明の目的は、無線により複数の局でネ
ットワークシステムを構成する場合に、それぞれの局の
間の通信状態が常時良好になるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の無線伝送方法
は、制御局と複数の端末局で構成される無線通信ネット
ワークの内の少なくとも１つの端末局は、指向性を持っ
た複数のアンテナを備え、無線通信ネットワーク内での
無線伝送を、フレーム周期を規定して、そのフレーム周
期内に管理情報伝送区間と情報伝送区間を設け、制御局
から管理情報伝送区間に送信される管理情報を、複数の
アンテナを備えた端末局で、制御局から伝送される信号
を最も良く受信できるアンテナを選択して受信すると共
に、情報伝送区間では、そのときに伝送される情報の送
信元からの信号を最も良く受信できるアンテナを選択し
て受信するようにしたものである。

【０００９】この無線伝送方法によると、指向性を持っ
た複数のアンテナを備えた端末局では、制御局からの管
理情報を受信するときには、制御局からの信号を受信す
るのに適したアンテナが選択され、他の端末局又は制御
局からの情報信号を受信するときには、その局からの信
号を受信するのに適したアンテナが選択される。

【００１０】また本発明の無線伝送装置は、ネットワー
ク内の制御局による制御に基づいて、ネットワーク内の
他の局と無線通信を行う無線伝送装置において、送信処
理又は受信処理を行う伝送処理手段と、伝送処理手段に
選択的に接続される指向性を持った複数のアンテナと、
ネットワーク内の各局毎に最適なアンテナの情報を記憶
する記憶手段と、伝送処理手段で受信された信号からフ
レーム周期を判断して、そのフレーム周期内に設定され
た管理情報伝送区間と情報伝送区間を区別し、管理情報
伝送区間と判断したタイミングでは、制御局から伝送さ
れる信号を最も良く受信できるアンテナを選択する制御
を行うと共に、情報伝送区間では、そのときに伝送され
る情報の送信元からの信号を最も良く受信できるアンテ
ナを選択する制御を行う制御手段とを備えたものであ
る。

【００１１】この無線伝送装置によると、管理情報伝送
区間と情報伝送区間とで、それぞれ最適なアンテナが選
択されて受信又は送信が行われるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
添付図面を参照して説明する。

【００１３】本例においては、例えば家庭内や比較的小
規模なオフィス内などで映像データ，音声データやコン
ピュータ用データなどの送受信を行うシステムとして構
成されたネットワークシステムに適用したもので、まず
図１を参照して本例のシステム構成を説明する。ここで
は、８台の無線伝送装置１〜７，１０でネットワークを
構成させた例としてある。

【００１４】各無線伝送装置１〜７，１０は、送信及び
受信を行うアンテナ装置１ａ〜７ａ，１０ａが接続して
ある。本例の各無線伝送装置１〜７，１０が備える各ア
ンテナ装置１ａ〜７ａ，１０ａは、複数の指向性アンテ
ナを組み合わせたアンテナ装置又は無指向性のアンテナ
装置として構成してある。このアンテナ装置の詳細につ
いては後述する。各無線伝送装置１〜７，１０には、映
像信号再生装置，モニタ装置，コンピュータ装置，プリ
ンタ装置などの各種処理装置（図示せず）が個別に接続
してあり、これらの処理装置間でデータ伝送が必要な場
合に、接続された無線伝送装置を経由してデータ伝送が
行われる。

【００１５】８台の無線伝送装置１〜７，１０は通信局
であるノードとして機能し、各装置の識別番号である識
別ＩＤが予め個別に付与してある。即ち、伝送装置１０
は、識別ＩＤとして♯０が付与してあり、伝送装置１か
ら伝送装置７には、♯１から♯７までの識別ＩＤが順に
付与してある。

【００１６】この場合、ネットワークシステム内の任意
の１台の無線伝送装置を、中央制御局として機能するル
ートノードとして設定し、この制御局からのポーリング
制御で、各ノード間の無線通信が実行されるシステム構
成としてある。この制御局は、基本的にはシステム内の
他の全ての通信局と直接的に無線通信ができる位置に配
置された無線伝送装置を使用するのが理想である。ここ
ではネットワークシステム内のほぼ中央に配置された識
別ＩＤ♯０の無線伝送装置１０を、中央制御局としてあ
り、この中央のルートノードから周辺の他の端末局が制
御されるいわゆるスター型接続構成としてある。

【００１７】図２は、本例における各端末局及び制御局
の配置状態での、各局間の通信状態を示す物理的なトポ
ロジーマップを示す図であり、実線で接続して示す局間
で、直接的に通信ができる状態となっている。ここで
は、基本的に各通信局１〜７は、ネットワーク内の最も
離れた位置にある局とは、直接的に通信ができない状態
となっている。具体的には、例えば識別ＩＤ♯１の端末
局１は、識別ＩＤ♯０，♯２，♯３，♯６，♯７の局と
直接的に無線通信ができ、端末局１から最も離れた位置
に配置された識別ＩＤ♯４，♯５の局とは直接的には無
線通信が行えない。ほぼ中央に配置してある識別ＩＤ♯
０の制御局１０については、全ての端末局１〜７と直接
的に通信ができる。なお、直接的に通信ができない局間
で通信を行う場合には、例えば他の局で伝送データを中
継して伝送処理を行う。

【００１８】各端末局及び制御局を構成する無線伝送装
置１〜７，１０の構成例を図３に示すと、ここでは各無
線伝送装置１〜７，１０は基本的に共通の構成（中央制
御局として機能させるための制御構成のみが他の局と異
なる）とされる。各無線伝送装置１〜７，１０として使
用される無線伝送装置１００は、通信制御を行うコント
ローラである伝送制御管理部１０１と、この伝送制御管
理部１０１に接続されたメモリである接続情報記憶部１
０２とを備える。接続情報記憶部１０２は、通信制御用
のプログラムや、ネットワークの接続状況や、他局との
通信に最適なアンテナ情報などを記憶する。

【００１９】無線伝送装置１００が備えるアンテナ装置
としては、ここでは６個の指向性アンテナ１１１，１１
２，１１３，１１４，１１５，１１６で構成され、この
６個のアンテナ１１１〜１１６の指向性をそれぞれ別の
方向に設定してある。即ち、例えば６個のアンテナ１１
１〜１１６の指向性範囲をＤｉｒ．１〜Ｄｉｒ．６とし
たとき、例えば図４に示すように、各指向性範囲Ｄｉ
ｒ．１〜Ｄｉｒ．６を６０°ずつずれた方向として、無
線伝送装置１００の周囲の全ての方向に指向性があるよ
うに設定する。

【００２０】６個の指向性アンテナ１１１〜１１６は、
送信と受信の双方を行うアンテナとしてあり、高周波伝
送処理部１０３に接続してある。高周波伝送処理部１０
３は、供給される送信データに所定の送信処理を行っ
て、無線送信を行う送信信号とし、その送信信号を６個
の指向性アンテナ１１１〜１１６の内の少なくとも１つ
のアンテナに供給して、所定の周波数で無線送信する。
また、６個の指向性アンテナ１１１〜１１６の内の１つ
のアンテナを使用して受信した所定の周波数の信号を、
高周波伝送処理部１０３で中間周波信号とする受信処理
を行う。高周波伝送処理部１０３に接続されるアンテナ
１１１〜１１６の切換えは、伝送制御管理部１０１の制
御に基づいて実行される。なお、本例の場合には、この
６個のアンテナ１１１〜１１６の内のいずれか１つのア
ンテナが、定常状態で選択されるアンテナとして決めて
ある。この定常状態で選択されるアンテナについては、
６個のアンテナ１１１〜１１６とは別に用意されたアン
テナ（例えば無指向性のアンテナ）としても良い。

【００２１】本例の高周波伝送処理部１０３での処理で
送信及び受信が行われる伝送方式としては、例えばＯＦ
ＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex ：直
交周波数分割多重）方式と称されるマルチキャリア信号
による伝送方式を適用し、送信及び受信に使用する周波
数としては、例えば非常に高い周波数帯（例えば５ＧＨ
ｚ帯）が使用される。また本例の場合には、送信出力に
ついては、比較的弱い出力が設定され、例えば屋内で使
用する場合、数ｍから数十ｍ程度までの比較的短い距離
の無線伝送ができる程度の出力としてある。

【００２２】そして、高周波伝送処理部１０３で送信す
る信号の符号化及び高周波伝送処理部１０３で受信した
信号の復号化を行う符号化／復号化処理部１０４を備え
る。符号化／復号化処理部１０４で復号化された受信デ
ータを、インターフェース部１０５を介して、この伝送
装置１００に接続された機器１９０に供給すると共に、
機器１９０から供給されるデータを、インターフェース
部１０５を介して、符号化／復号化処理部１０４に供給
する。インターフェース部１０５は、接続された機器１
９０とのインターフェース処理を行う回路で、例えばＩ
ＥＥＥ１３９４インターフェース方式に準拠した方式
で、伝送装置１００と機器１９０との間のデータ転送が
行われる。

【００２３】高周波伝送処理部１０３での送信処理及び
受信処理と、符号化／復号化処理部１０４での符号化処
理及び復号化処理と、インターフェース部１０５でのイ
ンターフェース処理は、伝送制御管理部１０１での制御
に基づいて実行される。

【００２４】なお、高周波伝送処理部１０３で受信して
符号化／復号化処理部１０４で復号化された受信データ
が、中央制御局などの他局から送信される制御データで
ある場合には、その制御データを伝送制御管理部１０１
に供給し、伝送制御管理部１０１が制御データの内容を
判断する。また、伝送制御管理部１０１が中央制御局な
どの他局に対して制御データを送信する場合には、その
制御データを符号化／復号化処理部１０４に供給して、
高周波伝送処理部１０３で送信処理させる。他局との間
で伝送を行う制御データとしては、例えば中央制御局か
ら送信されるフレーム同期信号や、各局に対して送信制
御を行うポーリング情報と、そのポーリング情報に応答
する各通信局からの応答信号などがある。

【００２５】このように構成される無線伝送装置１００
を、図２に示す各無線伝送装置１〜７，１０として配置
して無線ネットワークシステムを構成するのであるが、
各無線伝送装置１〜７，１０は上述したように６個の指
向性アンテナ１１１〜１１６を備えて、それぞれの指向
性アンテナで、受信する範囲を変えてある。例えば、図
５に示すように、識別ＩＤ♯７の無線伝送装置７は、ア
ンテナ１１３で受信される指向性範囲Ｄｉｒ．３の中
に、識別ＩＤ♯１，♯２の伝送装置１，２が存在し、ア
ンテナ１１４で受信される指向性範囲Ｄｉｒ．４の中
に、識別ＩＤ♯０の伝送装置１０が存在し、アンテナ１
１５で受信される指向性範囲Ｄｉｒ．５の中に、識別Ｉ
Ｄ♯５，♯６の伝送装置５，６が存在する。無線伝送装
置７から見た場合には、識別ＩＤ♯３，♯４の伝送装置
３，４は、どのアンテナ１１１〜１１６で受信される範
囲にも属さない位置である（即ち伝送装置７は伝送装置
３，４との間では直接的には無線伝送ができない）。ま
た、ここでは無線伝送装置７が備える他の３個の指向性
アンテナ１１１，１１２，１１６は、このネットワーク
内での通信には使用できない状態になっている。

【００２６】他の無線伝送装置１〜６，１０が備える６
個のアンテナで受信される範囲についても、同様に設定
される。但し、本例のネットワークシステムが備える全
ての無線伝送装置１〜７，１０が、このように複数の指
向性アンテナを備えた構成である必要はない。即ち、例
えば中央制御局としての無線伝送装置１０は、無指向性
のアンテナを１個だけ設けた構成とし、端末局としての
無線伝送装置１〜７は、それぞれが６個の指向性アンテ
ナを設けた構成としても良い。また、中央制御局として
の無線伝送装置１０だけが複数の指向性アンテナを備え
た構成としても良い。或いは、任意の１台の端末局とし
ての無線伝送装置だけが複数の指向性アンテナを備えた
構成としても良い。

【００２７】次に、本例のネットワークシステム内で無
線伝送が行われる状態を説明する。本例においては、ネ
ットワーク内のほぼ中央に配置された中央制御局（識別
ＩＤ♯０の伝送装置１０）の制御により、各端末局（又
は中央制御局）からの無線送信が実行される。図６は、
本例のネットワークシステム内で各局（無線伝送装置１
〜７，１０）間で伝送される信号のフレーム構成を示し
たもので、本例においてはフレーム周期を規定してデー
タの伝送を行う構成としてある。即ち、図６に示すよう
に、所定の期間で１フレーム期間を規定し、その１フレ
ーム期間の先頭部分の所定区間を管理情報伝送領域と
し、その管理情報伝送領域内に、管理情報同報区間と局
同期送受区間とが設定してある。また、各フレームの管
理情報伝送領域に続いた区間を、メディア情報伝送領域
としてあり、このメディア情報伝送領域で実際に各局間
で伝送したいデータ（ペイロードデータ）である各種デ
ータが伝送される。

【００２８】メディア情報伝送領域でのデータ伝送は、
各通信局の分散制御によるランダムアクセス方式、ある
いは、中央制御局のアクセス制御に基づいて実行され
る。この中央制御局によるアクセス制御としては、例え
ば中央制御局からのポーリング制御により実行される。
このポーリング制御処理は、中央制御局から各端末局を
ポーリング応答要求信号で順に呼び出して、１台の端末
局毎に順次伝送が実行されるものである。

【００２９】そして、ポーリング応答要求信号で指定さ
れた識別ＩＤの通信局では、送信するデータがあると
き、そのポーリング応答要求信号を受信すると、直ちに
データの送信処理を行う。

【００３０】なお、メディア情報伝送領域でのデータ伝
送として、このようなポーリングによる伝送ではなく、
１フレームのメディア情報伝送領域を予め複数のスロッ
トに分割して、その分割された各スロットを、中央制御
局の制御で送信要求がある端末局に割当てて、無線送信
を実行させても良い。

【００３１】このときの送信処理としては、例えばアシ
ンクロナス（非同期）転送モードによるデータ転送と、
アイソクロナス（同期）転送モードによるデータ転送と
を、伝送されるデータの種類により使い分けることが考
えられる。このアシンクロナス転送モードとアイソクロ
ナス転送モードは、例えば制御データなどの比較的短い
データの伝送にアシンクロナス転送モードが使用され、
映像データ，音声データなどのリアルタイム転送を必要
とする大容量データの伝送にアイソクロナス転送モード
が使用される。このような転送モードが用意された伝送
制御方式としては、例えばＩＥＥＥ１３９４規格として
規定された方式が適用できる。アシクロナス転送モード
として、例えば、ポーリング制御による伝送方法を用い
てアイソクロナス転送モードとして、例えば、スロット
分割による割り当て伝送を行なうと好適である。

【００３２】各フレームの管理情報伝送領域内の管理情
報同報区間では、中央制御局１０からシステムに共通の
管理情報の送信を行うようにしてある。この管理情報と
しては、例えばネットワークシステム内でフレーム同期
をとるのに必要な同期データや、ネットワークシステム
に固有の識別番号データや、ネットワーク内のトポロジ
ーマップのデータなどがあり、これらの管理情報をネッ
トワーク内の各局に同報送信する。

【００３３】そして、管理情報同報区間に続いた局同期
送受区間は、等間隔で所定数のスロットが設定してあ
り、この１フレームの局同期送受区間の各スロットが、
このネットワークシステム内の各局に割当てある。例え
ば、１つのネットワークシステムを構成する最大の局数
が１６であるとすると、１フレームの局同期送受区間は
１６スロットで構成される。このスロット割当てとして
は、例えば先頭のスロットから順に識別ＩＤ♯０の制御
局用スロット，識別ＩＤ♯１の端末局用スロット，識別
ＩＤ♯２の端末局用スロット，‥‥識別ＩＤ♯１５の端
末局用スロットとしてある。各スロットでは、そのスロ
ットに割当てられた局から局同期信号を送信する構成と
してある。ここでは８台の通信局でネットワークシステ
ムを構成してあるので、８個のスロット（ここでは先頭
から８スロット）が使用され、残りのスロットは使用さ
れない（即ちデータが伝送されない）。

【００３４】この局同期送受区間の各スロットで送信さ
れる局同期信号については、ネットワークシステム内の
各通信局で受信処理される。次に、この局同期送受区間
での局同期信号の送信処理と受信処理を、図７を参照し
て説明する。上述したように、１フレーム内の局同期送
受区間には１６スロットが用意されているが、ここでは
第０スロットから第７スロットまでの８個のスロットで
の状態だけを示してあり、第８スロット以降は使用され
ないので省略してある。第０スロットから第７スロット
までの８個のスロットは、１スロットずつ個別に通信局
１０，１〜７に割当てられている。

【００３５】図７のＡ〜Ｈは、８台の局での局同期送受
区間での通信状態を示したもので、図７のＡは中央制御
局１０での状態を示し、図７のＢからＨまでは、端末局
１から端末局７までの状態を順に示す。図７において、
斜線を付して示す範囲では、その通信局の送信手段であ
る高周波伝送処理部１０３で送信処理Ｔｘが行われて、
アンテナから無線送信されている状態を示し、その他の
パルス状に立ち上がった区間では、他の局から送信され
た信号が、その局の受信手段である高周波伝送処理部１
０３で適正に受信処理された状態を示し、パルス状に立
ち上がってない区間では、正しく受信できない状態（即
ち受信を試みて正しくデータをデコードできない状態）
を示す。なお、図７の例では、説明を簡単にするため
に、指向性アンテナの選択状態については考慮してな
い。即ち、本例の各局を構成する無線伝送装置として
は、図３〜図５で説明したように、複数の指向性アンテ
ナを備えた装置である場合があるが、図７の受信状態で
は最も良好に受信できるアンテナが選択されている（或
いは無指向性アンテナが使用されている）ものと想定し
てある。

【００３６】まず中央制御局である識別ＩＤ♯０の通信
局１０では、図７のＡに示すように、第０スロットの区
間で、局同期信号の送信処理Ｔｘが行われ、その他のス
ロット（第１スロット以降の区間）では、受信処理が行
われる。ここで、中央制御局は全ての端末局と直接的に
無線通信できる位置にあるので、第１スロット〜第７ス
ロットの全てで、それらのスロットに割当てられた端末
局１〜７から送信された局同期信号を受信して、正しく
データをデコードできる。

【００３７】識別ＩＤ♯１〜♯７の通信局１〜７では、
図７のＢ〜Ｈに示すように、各端末局に割当てられたス
ロット位置で局同期信号を送信し、その他のスロット位
置では受信処理を行う。即ち識別ＩＤ♯１の端末局１で
は、図７のＢに示すように、第１スロットでノード同期
信号の送信処理Ｔｘを行い、他のスロットで受信処理を
行う。このとき、識別ＩＤ♯１の端末局１に隣接する位
置の局は、識別ＩＤ♯０，♯２，♯３，♯６，♯７の局
１０，２，３，６，７であり、端末局１では、図７のＢ
に示すように、これらの局から第０スロット，第２スロ
ット，，第６スロット，第７スロットに送信されるノー
ド同期信号だけを正しく受信処理できる。

【００３８】識別ＩＤ♯２の端末局２では、図７のＣに
示すように、第２スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘ
を行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、端
末局２に隣接する位置の局は、識別ＩＤ♯０，♯１，♯
３，♯４，♯７の局１０，１，３，４，７であり、端末
局２では、図７のＣに示すように、これらの局から第０
スロット，第１スロット，第３スロット，第４スロッ
ト，第７スロットに送信される局同期信号だけを正しく
受信処理できる。

【００３９】識別ＩＤ♯３の端末局３では、図７のＤに
示すように、第３スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘ
を行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、通
信局３に隣接する位置の局は、識別ＩＤ♯０，♯１，♯
２，♯４，♯５の局１０，１，２，４，５であり、端末
局３では、図７のＤに示すように、これらの局から第０
スロット，第１スロット，第２スロット，第４スロッ
ト，第５スロットに送信される局同期信号だけを正しく
受信処理できる。

【００４０】識別ＩＤ♯４の端末局４では、図７のＥに
示すように、第４スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘ
を行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、端
末局４に隣接する位置の局は、識別ＩＤ♯０，♯２，♯
３，♯５，♯６の局１０，２，３，５，６であり、端末
局４では、図７のＥに示すように、これらの局から第０
スロット，第２スロット，第３スロット，第５スロッ
ト，第６スロットに送信される局同期信号だけを正しく
受信処理できる。

【００４１】識別ＩＤ♯５の端末局５では、図７のＦに
示すように、第５スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘ
を行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、端
末局５に隣接する位置の局は、識別ＩＤ♯０，♯３，♯
４，♯６，♯７の局１０，３，４，６，７であり、端末
局５では、図７のＦに示すように、これらの局から第０
スロット，第３スロット，第４スロット，第６スロッ
ト，第７スロットに送信される局同期信号だけを正しく
受信処理できる。

【００４２】識別ＩＤ♯６の端末局６では、図７のＧに
示すように、第６スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘ
を行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、端
末局６に隣接する位置の局は、識別ＩＤ♯０，♯１，♯
４，♯５，♯７の局１０，１，４，５，７であり、端末
局６では、図７のＧに示すように、これらの局から第０
スロット，第１スロット，第４スロット，第５スロッ
ト，第７スロットに送信される局同期信号だけを正しく
受信処理できる。

【００４３】識別ＩＤ♯７の端末局７では、図７のＨに
示すように、第７スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘ
を行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、端
末局７に隣接する位置の局は、識別ＩＤ♯０，♯１，♯
２，♯５，♯６の局１０，１，２，５，６であり、端末
局７では、図７のＨに示すように、これらの局から第０
スロット，第１スロット，第２スロット，第５スロッ
ト，第６スロットに送信される局同期信号だけを正しく
受信処理できる。

【００４４】このように各フレームの局同期送受区間で
の伝送処理を行うことで、それぞれの端末局及び中央制
御局で、その局と直接的に無線通信ができる局の判断が
できる。ここで、本例においては、各局を構成する無線
伝送装置として、複数（６本）の指向性アンテナ１１１
〜１１６を備えた伝送装置が用意され、この複数の指向
性アンテナを備えた無線伝送装置の場合には、送信又は
受信に使用するアンテナを切換えるようにしてある。

【００４５】以下、この複数の指向性アンテナを備えた
無線伝送装置でのアンテナ切換処理について説明する。
図８のタイミング図は、本例のアンテナ切換状態の例を
示したもので、この例では識別ＩＤ♯７の端末局７が６
本の指向性アンテナ１１１〜１１６を備えた無線伝送装
置である場合（各アンテナの指向性範囲は図５に示す状
態）に、その端末局７でのアンテナ切換状態を示したも
のである。ここでは第１フレームから第７フレームまで
の７フレーム期間の状態を示してある。

【００４６】図８に従って説明すると、まず第１フレー
ムの管理情報同報区間ａ１では、中央制御局１０から送
信される信号を良好に受信できる指向性範囲Ｄｉｒ．４
のアンテナ１１４を選択して、受信処理を行う。そし
て、第１フレームの局同期送受区間ｂ１では、指向性範
囲Ｄｉｒ．１のアンテナ１１１を選択して、局同期信号
の送信処理及び受信処理を行う。さらに、第１フレーム
のメディア情報伝送領域ｃ１では、そのときの状態に基
づいて、最適なアンテナを選択する。具体的には、中央
制御局からの管理情報やポーリング信号などにより、送
信元の局が判っている場合には、その局からの信号を最
も良く受信できると思われるアンテナを選択する。ま
た、送信元の局が判らない場合や、アンテナ選択に関す
る情報が未登録の場合には、予め決められた定常状態で
選択されるアンテナ（例えば中央制御局からの信号を最
も良く受信できるアンテナ）を選択する。

【００４７】次の第２フレームの管理情報同報区間ａ２
では、中央制御局１０から送信される信号を良好に受信
できる指向性範囲Ｄｉｒ．４のアンテナ１１４を選択し
て、受信処理を行う。そして、第２フレームの局同期送
受区間ｂ２では、指向性範囲Ｄｉｒ．２のアンテナ１１
２を選択して、局同期信号の送信処理及び受信処理を行
う。さらに、第２フレームのメディア情報伝送領域ｃ２
では、そのときの状態に基づいて、最適なアンテナを選
択する。

【００４８】以下、第３フレーム，第４フレーム，第５
フレーム，第６フレームでは、それぞれの管理情報同報
区間ａ３，ａ４，ａ５，ａ６では、中央制御局１０から
送信される信号を良好に受信できる指向性範囲Ｄｉｒ．
４のアンテナ１１４を選択し、それぞれの局同期送受区
間ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６では、１フレームずつ使用す
るアンテナを指向性範囲Ｄｉｒ．３のアンテナ１１３，
指向性範囲Ｄｉｒ．４のアンテナ１１４，指向性範囲Ｄ
ｉｒ．５のアンテナ１１５，指向性範囲Ｄｉｒ．６のア
ンテナ１１６と順に変化させて、局同期信号の送信処理
及び受信処理を行う。さらに、各フレームのメディア情
報伝送領域ｃ３，ｃ４，ｃ５，ｃ６では、そのときの状
態に基づいて、最適なアンテナを選択する。なお、通信
を開始始めたときなどで、各フレームの管理情報同報区
間で、中央制御局からの信号を受信するのに適したアン
テナが判らない場合には、予め決められた定常状態で選
択されるアンテナを選択する。

【００４９】そして、次の第７フレーム以降では、第１
フレーム〜第６フレームの状態が繰り返される。即ち、
例えば第７フレームの局同期送受区間ｂ７では、指向性
範囲Ｄｉｒ．１のアンテナ１１１を選択して、局同期信
号の送信処理及び受信処理を行う。但し、ある程度この
フレーム周期の処理を繰り返して、アンテナ選択に関す
る情報が得られた場合には、局同期送受区間でのアンテ
ナ切換を止めて、局同期送受区間で定常情報のアンテナ
を選択させても良い。或いは、得られたアンテナ選択に
関する情報に基づいて、局同期送受区間内の１スロット
毎に、それぞれのスロットに割当てられた局と最適に通
信ができるアンテナに切換えるようにしても良い。

【００５０】図８に示したように各フレームの局同期送
受区間で使用するアンテナを順に変化させた場合の、局
同期信号の伝送状態を、図９に示す。この図９に示す状
態は、図８に示した識別ＩＤ♯７の端末局７での第１フ
レーム〜第６フレームの局同期送受区間での伝送状態の
例としてある。図９において、斜線を付して示す範囲で
は、その通信局の送信手段である高周波伝送処理部１０
３で送信処理Ｔｘが行われて、アンテナから無線送信さ
れている状態を示し、その他のパルス状に立ち上がった
区間（実線で示すパルスの区間）では、他の局から送信
された信号が、その局の受信手段である高周波伝送処理
部１０３で適正に受信処理された状態を示し、パルス状
に立ち上がってない区間と、破線で示すレベルの低いパ
ルスの区間では、正しく受信できない状態（即ち受信を
試みて正しくデータをデコードできない状態）を示す。
但し、破線で示すレベルの低いパルスの区間では、ある
程度のレベルで局同期信号が受信出来ていることを示
す。また、ここでは他の局からの送信は適切なアンテナ
が選択されているものとする（或いは送信は無指向性ア
ンテナが使用されている）。

【００５１】図９のＡは、第１フレームの局同期送受区
間を示し、このときには指向性範囲Ｄｉｒ．１のアンテ
ナ１１１が選択されて、全く局同期信号を受信できない
状態である。図９のＢは、第２フレームの局同期送受区
間を示し、このときには指向性範囲Ｄｉｒ．２のアンテ
ナ１１２が選択されて、第１フレームの場合と同様に全
く局同期信号を受信できない状態である。図９のＣは、
第３フレームの局同期送受区間を示し、このときには指
向性範囲Ｄｉｒ．３のアンテナ１１３が選択されてい
る。このアンテナ１１３の指向性範囲Ｄｉｒ．３には、
図５に示すように、識別ＩＤ♯１，♯２の局１，２が存
在するので、この局１，２からの局同期信号を第１スロ
ット，第２スロットに適正に受信できる。

【００５２】図９のＤは、第４フレームの局同期送受区
間を示し、このときには指向性範囲Ｄｉｒ．４のアンテ
ナ１１４が選択されている。このアンテナ１１４の指向
性範囲Ｄｉｒ．４には、図５に示すように、識別ＩＤ♯
０の中央制御局１０が存在するので、この局１０からの
局同期信号を第０スロットに適正に受信できる。図９の
Ｅは、第５フレームの局同期送受区間を示し、このとき
には指向性範囲Ｄｉｒ．５のアンテナ１１５が選択され
ている。このアンテナ１１５の指向性範囲Ｄｉｒ．５に
は、図５に示すように、識別ＩＤ♯５，♯６の局５，６
が存在するので、この局５，６からの局同期信号を第５
スロット，第６スロットに適正に受信できる。図９のＦ
は、第６フレームの局同期送受区間を示し、このときに
は指向性範囲Ｄｉｒ．６のアンテナ１１６が選択され
て、全く局同期信号を受信できない状態である。

【００５３】このように各フレームの局同期送受区間で
使用するアンテナを順に変化させることで、複数のアン
テナを備えた無線伝送装置１００の伝送制御管理部１０
１では、各フレームの局同期送受区間での受信状態か
ら、ネットワーク内のどの局と直接的に通信ができるか
判ると共に、その直接的に通信ができる局とどのアンテ
ナを使用して無線通信を行えば良いかが判る。そして、
そのその判断した各局毎のアンテナ選択情報を、接続情
報記憶部１０２に記憶させて、各フレームのメディア情
報伝送領域で送信及び受信を行う際に、そのアンテナを
選択する制御を行うことで、良好にネットワーク内での
無線通信が行える。

【００５４】図１０及び図１１のフローチャートは、こ
の複数のアンテナを備えた無線伝送装置１００の伝送制
御管理部１０１でのアンテナ選択に関した処理を示した
フローチャートである。まず、図１０のフローチャート
を参照して、最適なアンテナ情報を得る処理を説明する
と、フレーム周期に連動したアンテナ切換えを行い（ス
テップＳ１１）、局同期信号の受信処理を行う（ステッ
プＳ１２）。ステップＳ１１でのアンテナ切換えとして
は、例えば初期値として、アンテナ１１１を選択させ、
以後１フレームずつ選択するアンテナを切換えさせる。

【００５５】そして、受信した局同期信号に含まれる情
報を獲得する処理を行うと共に（ステップＳ１３）、接
続情報記憶部１０２に既に記憶されている他局との通信
に最適なアンテナ情報を得る（ステップＳ１４）。ここ
で、ステップＳ１３で得た情報の受信状態と、接続情報
記憶部１０２に既に記憶されているアンテナ情報とを比
較し、記憶部１０２に記憶されている最適アンテナ情報
で受信した局同期信号の受信状態よりも、ステップＳ１
３で得られた局同期信号の受信状態の方が良好であるか
否か判断する（ステップＳ１５）。

【００５６】この判断で、ステップＳ１３で得られた局
同期信号の受信状態の方が良好であると判断した場合に
は、接続情報記憶部１０２の該当する局に関するアンテ
ナ情報を更新させる（ステップＳ１６）。そして、ステ
ップＳ１６での更新が行われた後、又はステップＳ１５
で記憶部１０２の更新が必要ないと判断した場合には、
ネットワーク内の全ての局のアンテナ情報を確認したか
否か判断し（ステップＳ１７）、確認してない局がある
場合にはステップＳ１３に戻る。ステップＳ１７で全て
の局のアンテナ情報を確認したと判断した場合には、こ
こでは使用するアンテナを定常状態のアンテナに戻す制
御を行う（ステップＳ１８）。

【００５７】次に、このようにして記憶されたアンテナ
情報を使用して、無線通信を行う処理を、図１１のフロ
ーチャートを参照して説明する。まず、メディア情報伝
送領域にて、情報を伝送する要求があるか否か判断する
（ステップＳ２１）。ここで、伝送要求がある場合に
は、接続情報記憶部１０２に記憶されたアンテナ情報を
読出し（ステップＳ２２）、伝送制御管理部１０１は、
相手先に最適なインターフェース情報を獲得する（ステ
ップＳ２３）。ここで、該当する相手の局の最適なアン
テナに関する情報があるか否か判断し（ステップＳ２
４）、最適なアンテナ情報があった場合には、伝送制御
管理部１０１はその最適なアンテナ情報で示されるアン
テナに切換えさせる（ステップＳ２５）。また、ステッ
プＳ２４でその局の最適アンテナ情報がない場合には、
定常状態のアンテナとして設定されたアンテナに切換え
させる（ステップＳ２６）。

【００５８】このステップＳ２５又はＳ２６でのアンテ
ナ選択が行われた状態で、情報伝送（即ち情報の受信処
理又は送信処理）が行われる（ステップＳ２７）。そし
て、情報伝送が終了すると、定常状態のアンテナに戻す
処理を行う（ステップＳ２８）。このステップＳ２８で
の定常状態のアンテナに戻す処理を行わずに、次のアン
テナ利用処理に移っても良い。

【００５９】このようにアンテナ選択処理を行うこと
で、複数の指向性アンテナを備えた無線伝送装置として
の局では、各フレームの局同期送受区間での受信状態に
基づいて、最適なアンテナ情報を得て、メディア情報伝
送領域で実際に情報が伝送されるときに、そのアンテナ
情報に基づいたアンテナを選択させることで、伝送路品
質が劣悪な条件下でも、情報伝送を行うことができる。

【００６０】特に本例のように、伝送管理に使用される
情報の伝送区間を用いて、最適なアンテナ情報を得るこ
とで、各局では効率よく最適アンテナ情報を得ることが
できる。

【００６１】なお、上述した実施の形態では、送信と受
信の双方で最適なアンテナに切換えるようにしたが、送
信又は受信のいずれか一方の処理（例えば受信）を行う
ときだけアンテナ選択処理を行い、他方の処理（例えば
送信）を行うときには、定常状態のアンテナ（例えば無
指向性アンテナ）を使用するようにしても良い。

【００６２】また、上述した実施の形態では、１台の通
信局に６個の指向性アンテナを設けた例としたが、複数
個であれば、異なる数の指向性アンテナを設置しても良
い。また、上述した例では、無線伝送装置が備える指向
性アンテナを均等な角度で設置した例としたが、均等で
ない配置としても良い。例えば、ネットワーク内の他の
通信局が存在する位置の方向にだけ指向性を向けた配置
としても良い。

【００６３】

【発明の効果】請求項１に記載した無線伝送方法による
と、指向性を持った複数のアンテナを備えた端末局で
は、制御局からの管理情報を受信するときには、制御局
からの信号を受信するのに適したアンテナが選択され、
他の端末局又は制御局からの情報信号を受信するときに
は、その局からの信号を受信するのに適したアンテナが
選択され、指向性アンテナを適切に使用した良好な無線
伝送ができる。

【００６４】請求項２に記載した無線伝送方法による
と、請求項１に記載の発明において、フレーム周期内に
複数のスロットで構成される局同期情報伝送区間を設
け、その設定した各スロットを無線通信ネットワーク内
の各局に割当てて、その割当てられた局から該当するス
ロットで信号を送信し、各スロットでの受信状態に基づ
いて、指向性を持った複数のアンテナを備えた端末局で
の、情報伝送区間でのアンテナ選択を行うことで、局同
期情報伝送区間での受信状態に基づいて、情報伝送区間
で指向性アンテナを常時正しく選択できるようになる。

【００６５】請求項３に記載した無線伝送方法による
と、請求項２に記載の発明において、指向性を持った複
数のアンテナを備えた端末局で、局同期情報伝送区間に
選択するアンテナを、フレーム周期で変化させること
で、局同期情報伝送区間を使用した最適なアンテナに関
する情報が、良好に得られるようになる。

【００６６】請求項４に記載した無線伝送装置による
と、管理情報伝送区間と情報伝送区間とで、それぞれ最
適なアンテナが選択されて受信又は送信が行われるよう
になり、指向性アンテナを適切に使用した良好な無線伝
送ができる。

【００６７】請求項５に記載した無線伝送装置による
と、請求項４に記載した発明において、伝送処理手段
は、フレーム周期内の局同期情報伝送区間に設定された
複数のスロットの内の自局に割当てられたスロットで所
定の信号を送信処理すると共に、自局以外の局に割当て
られたスロットで受信処理し、制御手段は、自局以外の
局に割当てられたスロットでの受信状態に基づいて、情
報伝送区間でのアンテナ選択を行うことで、フレーム周
期内の局同期情報伝送区間で得られた情報に基づいて、
情報伝送区間では、常時最適なアンテナ選択が行えるよ
うになる。

【００６８】請求項６に記載した無線伝送装置による
と、請求項５に記載した発明において、制御手段は、局
同期情報伝送区間に選択するアンテナを、フレーム周期
で変化させる制御を行うことで、局同期情報伝送区間を
使用した最適なアンテナに関する情報が、良好に得られ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による通信システム例を
示す構成図である。

【図２】本発明の一実施の形態による物理的なトポロジ
ーマップの例を示す説明図である。

【図３】本発明の一実施の形態による伝送装置の構成の
例を示すブロック図である。

【図４】本発明の一実施の形態による伝送装置に設置さ
れたアンテナの指向性の例を示す説明図である。

【図５】本発明の一実施の形態による指向性アンテナに
よる受信範囲例を示す説明図である。

【図６】本発明の一実施の形態によるフレーム構成例を
示す説明図である。

【図７】本発明の一実施の形態による局同期送受区間で
の送信／受信動作例を示すタイミング図である。

【図８】本発明の一実施の形態によるアンテナ切換え処
理例を示すタイミング図である。

【図９】本発明の一実施の形態によりフレーム毎にアン
テナ切換えを行った場合の局同期送受区間での送信／受
信状態の例を示す説明図である。

【図１０】本発明の一実施の形態による最適アンテナ選
択シーケンスの例を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の一実施の形態による最適アンテナ利
用シーケンスの例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１〜７…無線伝送装置（端末局としての通信局）、１０
…無線伝送装置（中央制御局としての通信局）、１００
…無線伝送装置、１０１…伝送制御管理部、１０２…接
続情報記憶部、１０３…高周波伝送処理部、１０４…符
号化／復号化処理部、１０５…インターフェース部、１
１１〜１１６…指向性アンテナ、１９０…接続される機
器、Ｄｉｒ．１〜Ｄｉｒ．６…指向性アンテナ１１１〜
１１６の指向性範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 臼居 隆志 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 黒田 慎一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5K033 AA05 CC01 CC04 DA01 DA15 DA19 DB09 DB16 EA06 5K059 CC03 CC04 DD07 DD16 DD27 EE02 5K067 AA23 BB21 CC24 DD11 EE02 EE10 EE22 EE25 EE71 GG03 KK02 KK03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御局と複数の端末局で構成される無線
   通信ネットワーク内での無線伝送方法であって、 少なくとも１つの端末局は、指向性を持った複数のアン
   テナを備え、 無線通信ネットワーク内での無線伝送を、フレーム周期
   を規定して、そのフレーム周期内に管理情報伝送区間と
   情報伝送区間を設け、 上記制御局から上記管理情報伝送区間に送信される管理
   情報を、上記複数のアンテナを備えた端末局で、上記制
   御局から伝送される信号を最も良く受信できるアンテナ
   を選択して受信すると共に、 上記情報伝送区間では、そのときに伝送される情報の送
   信元からの信号を最も良く受信できるアンテナを選択し
   て受信する無線伝送方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の無線伝送方法において、 上記フレーム周期内に複数のスロットで構成される局同
   期情報伝送区間を設け、その設定した各スロットを無線
   通信ネットワーク内の各局に割当てて、その割当てられ
   た局から該当するスロットで信号を送信し、 各スロットでの受信状態に基づいて、指向性を持った複
   数のアンテナを備えた端末局での、情報伝送区間でのア
   ンテナ選択を行う無線伝送方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の無線伝送方法において、 指向性を持った複数のアンテナを備えた端末局で、上記
   局同期情報伝送区間に選択するアンテナを、フレーム周
   期で変化させる無線伝送方法。
4. 【請求項４】 ネットワーク内の制御局による制御に基
   づいて、ネットワーク内の他の局と無線通信を行う無線
   伝送装置において、 送信処理又は受信処理を行う伝送処理手段と、 上記伝送処理手段に選択的に接続される指向性を持った
   複数のアンテナと、 上記ネットワーク内の各局毎に最適なアンテナの情報を
   記憶する記憶手段と、 上記伝送処理手段で受信された信号からフレーム周期を
   判断して、そのフレーム周期内に設定された管理情報伝
   送区間と情報伝送区間を区別し、上記管理情報伝送区間
   と判断したタイミングでは、上記制御局から伝送される
   信号を最も良く受信できるアンテナを選択する制御を行
   うと共に、上記情報伝送区間では、そのときに伝送され
   る情報の送信元からの信号を最も良く受信できるアンテ
   ナを選択する制御を行う制御手段とを備えた無線伝送装
   置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の無線伝送装置において、 上記伝送処理手段は、上記フレーム周期内の局同期情報
   伝送区間に設定された複数のスロットの内の自局に割当
   てられたスロットで所定の信号を送信処理すると共に、
   自局以外の局に割当てられたスロットで受信処理し、 上記制御手段は、自局以外の局に割当てられたスロット
   での受信状態に基づいて、上記情報伝送区間でのアンテ
   ナ選択を行う無線伝送装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の無線伝送装置において、 上記制御手段は、上記局同期情報伝送区間に選択するア
   ンテナを、フレーム周期で変化させる制御を行う無線伝
   送装置。