JP4862931B2

JP4862931B2 - 無線通信装置

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Publication number: JP4862931B2
Application number: JP2009206128A
Authority: JP
Inventors: 潔福井; 康貴川本
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2010035179A

Description

本発明は、送信要求信号（ＲＴＳ）および受信準備完了信号（ＣＴＳ）を送受することにより、隠れ端末問題を回避することができる第１の無線通信システムと同一周波数帯で通信する第２の無線通信システムにおいて、第１の無線通信システムからの干渉を回避するための制御回路を持つ無線通信装置に関するものである。

２．４ＧＨｚ帯の周波数帯は、無免許で無線通信することが許されている帯域で、現在様々な通信方式が標準化、実用化されている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどがある。中でも無線ＬＡＮは、非常に普及している通信方式の一つであり、通信距離も比較的長く、通信速度も高速である。

また、近年検討されている様々な無線通信システムの中には、省電力な通信方式を必要とするものがある。省電力通信を行う方式の１例として、特許文献１の従来技術として記載されている無線通信システムがある。この無線通信システムは、１つの主局（文献１では基地局と記述）が複数の従属局（文献１では移動局と記述）と通信するシステムである。このシステムでは、主局が定期的にビーコン信号を送信し、従属局はビーコン信号受信後の一定期間を通信可能期間とし、その期間に主局と通信する。従属局は、ビーコン信号に同期して、通信可能期間のみ通信回路が動作するように、間欠動作させることにより消費電力を抑えることができる。

２．４ＧＨｚ帯の無線通信方式においても、特許文献１の従来技術として記載されているような、定期的に送信されるビーコン信号に同期して通信回路を間欠動作させる方法を用いた省電力無線通信方式の標準策定が進められている。また、この標準方式は、省電力な通信方式とするため、通信距離も無線ＬＡＮと比べ、短距離に抑えられている。

このように、２．４ＧＨｚ帯では複数の異なる無線通信方式が利用できる。このため、異なる無線通信方式を用いた複数の無線通信システムが同じ場所で利用された場合に、通信システム間の干渉によりそれぞれの通信システムの通信品質が劣化してしまうという問題がある。

この問題を解決するために、特許文献２に記載の無線通信システムでは、異なる通信システムからの干渉電力を測定し、干渉波を受信している間自端末からの送信を禁止することにより、他通信システムからの被干渉および他通信システムヘの与干渉を回避している。

特開平９−１６２７９８号公報特開２００１−２３７７２０号公報

しかしながら、特許文献２の干渉回避方法では、他通信システムが信号（自通信システムからみた干渉波）を送信している間、自通信システムの送信を禁止しなければならい。つまり、自通信システムの送信を禁止する期間が、他通信システムの送信タイミングによって決められることになる。このため、ビーコン信号に同期して通信回路を間欠動作させる方式を用いているシステムにおいて、主局がビーコン送信する時刻に他システムからの干渉信号を受信している場合、ビーコンを正しいタイミングで送信することができなくなる。

他通信システム側で特許文献２の干渉回避方法を実行し、自通信システムが送信するビーコン信号を検出して、その間の送信を禁止するようにすることにより、自通信システムヘの与干渉を回避することも可能であるが、自通信システムの通信距離が他通信システムの通信距離より短い場合、自通信システムの信号は、他通信システム内の自通信システムに干渉を与える端末の一部にしか届かないため、完全に他通信システムからの与干渉を回避することはできない。

本発明に係る無線通信装置は、上記課題を解決するためになされたものであり、データ信号を送信する前に、送信局が送信要求信号を送信し、当該送信要求信号を受信した受信局が受信準備完了信号を返送する第１の無線通信方式と、同一の周波数帯でデータ信号の送受信を行う第２の無線通信方式で通信する無線通信装置において、上記第１の無線通信方式の送信要求信号を送信するＲＴＳ送信手段と、上記送信要求信号に重畳するデュレーション時間を設定するデュレーション設定手段とを備えて、上記第２の無線通信方式で通信する前に、上記第１の無線通信方式の送信要求信号に上記デュレーション設定手段で設定した上記デュレーション時間を重畳して送信し、上記第２の無線通信方式で送信要求信号送信の動作／停止を指示する信号を受信することにより送信要求信号を送信するための動作を制御するＲＴＳ送信指定信号処理手段と、自通信装置と他の無線通信装置との間の距離を測定する手段と、測定した距離に応じて受信準備完了信号を送信する無線通信装置を選定する手段と、選定した無線通信装置に応じて、受信準備完了信号送信の動作／停止を指示する信号を送信する手段とを備えたことを特徴とする。

さらに、本発明に係る無線通信装置は、データ信号を送信する前に、送信局が送信要求信号を送信し、当該送信要求信号を受信した受信局が受信準備完了信号を返送する第１の無線通信方式と、同一の周波数帯でデータ信号の送受信を行う第２の無線通信方式で通信する無線通信装置において、上記第１の無線通信方式の信号を送受信する無線通信手段と、上記第１の無線通信方式で受信した信号の自通信装置宛の送信要求信号から必要な情報を抽出するＲＴＳ信号処理手段と、当該ＲＴＳ信号処理手段で抽出した情報を用いて返送する受信準備完了信号を生成し第１の無線通信方式で送信するＣＴＳ生成手段と、自通信装置と他の無線通信装置との間の距離を測定する手段と、測定した距離に応じて送信要求信号を送信する無線通信装置を選定する手段と、選定した無線通信装置に応じて送信要求信号送信の動作／停止を指示する信号を送信する手段とを備えたことを特徴とする。

自通信装置と他の無線通信装置との間の距離の測定により、できるだけ距離が離れた２つの局を特定してそれらの局からＲＴＳ信号およびＣＴＳ信号を送信するようにしているため、ＲＴＳ信号もしくはＣＴＳ信号を受信し、無線ＬＡＮ信号の送信を禁止することのできる範囲が広くなり、無線ＬＡＮシステムからの被干渉をより効率的に抑えることができる。

本発明の第1の実施形態に係る無線通信装置を示す構成図である。受信局で干渉が生じる態様を示す説明図である。ＲＴＳおよびＣＴＳのフレームフォーマットを示す構成図である。第２の実施形態に係る通信システムを示す模式図である。第２の実施形態に係る通信システムのＲＴＳ送信局の構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る通信システムのＣＴＳ送信局の構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る通信システムのＲＴＳ/ＣＴＳ送信管理局の構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係る通信システムのＲＴＳ送信局の構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係る通信システムのＣＴＳ送信局の構成を示すブロック図である。第４の実施形態に係る無線ＬＡＮ干渉制御装置の構成を示すブロック図である。

以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

本発明は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の、複数の通信端末間で送受信が重なって干渉を起こす可能性のある通信システムに適用できるものである。本実施形態では、干渉の対象となる通信システムとして無線ＬＡＮを例に説明する。

本実施形態の説明をする前に、まず、本発明が利用する無線ＬＡＮの仕組みについて説明する。

本実施形態の無線ＬＡＮでは、アクセス方式として、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式を用いている。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、データ信号を送信する前に希望送信周波数の信号レベルを観測し、他の局が送信していなければデータ信号の送信を行うことができる。他の局が送信中の場合は、所定の手順により送信処理をやり直す。この手順に従うことにより、複数の局が同時に送信したデータ信号が受信局で干渉し、受信誤りとなることを防いでいる。

しかしながら、ＣＳＭＡ／ＣＡを用いても、図２（ａ）に示すように、受信局で干渉が生じる場合がある。図２（ａ）では、通信局が、Ａ、Ｓ、Ｄ、Ｂの順に並んでおり、Ｓ局がＤ局にデータを送信する場合を示している。また、通信距離は隣接局間の間隔としている。Ｓ局が送信した信号は、Ａ局およびＤ局に到達し、Ｄ局は、Ｓ局からのデータ信号を受信することができる。一方、Ａ局は、Ｓ局がデータ信号を送信中であることを認識し、自端末からの送信を禁止する。ところが、Ｂ局は、Ｓ局が送信したデータ信号を受信できないため、Ｓ局がデータ信号を送信中であることを認識できない。ここで、Ｓ局がＤ局ヘデータ信号を送信している間に、Ｂ局がデータ信号の送信を開始すると、Ｄ局でＳ局からの信号とＢ局からの信号が干渉し、データ信号を正しく受信することができなくなる。Ｂ局の状態にある端末のことを隠れ端末と呼び、ここで説明した問題を隠れ端末問題と呼ぶ。

そこで無線ＬＡＮでは、データ信号を送信する前に、送信要求信号（ＲＴＳ）および受信準備完了信号（ＣＴＳ）と呼ばれる信号を送信局および受信局間でやり取りすることにより、上記隠れ端末問題を解決している。ＲＴＳ／ＣＴＳのやり取りにより上記隠れ端末問題が解決できる様子を図２（ｂ）で説明する。図２（ｂ）は、図２（ａ）と同様に、通信局がＡ、Ｓ、Ｄ、Ｂの順に並んでおり、Ｓ局がＤ局にデータを送信する場合を示している。Ｓ局はＤ局ヘデータ信号を送信する前に、ＲＴＳ信号を送信する。

このＲＴＳは、図３（ａ）に示すように、フレーム制御、デュレーション、受信局アドレス、送信局アドレスおよびフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）からなるフレームフォーマットを持ち、ＲＴＳ信号送信後に送信するデータ信号の宛先局（Ｄ局）とデータ信号を送信するのに必要な時間を示す情報を含んでいる。

宛先局であるＤ局は、Ｓ局からのＲＴＳ信号を受信すると、Ｓ局にＣＴＳ信号を返信する。このＣＴＳ信号は、図３（ｂ）に示すように、送信局アドレスを除いてＲＴＳ信号と同じフレームフォーマットを持ち、ＲＴＳ信号に含まれていたデータ信号を送信するのに必要な時間を示す情報と同じ情報を含んでいる。Ｓ局からのＲＴＳ信号を受信した局であってＤ局以外の局（Ａ局）およびＤ局からのＣＴＳ信号を受信した局であってＳ局以外の局（Ｂ局）は、その後送信されるデータ信号の送信が完了するまでの時間だけ、自局からの信号送信を禁止する。なお、データ信号の送信が完了するまでの時間は、ＲＴＳ信号もしくはＣＴＳ信号に含まれている情報から計算することができる。

以上のように、ＲＴＳ／ＣＴＳをやり取りする仕組みにより、無線ＬＡＮでは、システム内の通信局間で干渉することなく、通信することを可能にしている。

[第1の実施形態]
本実施形態では、上述のような無線ＬＡＮにおける隠れ端末問題を回避するために使用されているＣＴＳ信号を用いて、無線ＬＡＮシステムからの被干渉を回避できるようにしている。

図１に本実施形態における無線通信装置の構成図を示す。この無線通信装置は、通信回路１０１、通信制御回路１０２および対無線ＬＡＮ干渉制御回路１０３から構成されている。なお、主に対無線ＬＡＮ干渉制御回路１０３で、送信要求信号を受信した受信局が受信準備完了信号を返送する第１の無線通信方式を構成する。また、通信回路１０１および通信制御回路１０２で、第１の無線通信方式と同一の周波数帯でデータ信号の送受信を行う第２の無線通信方式を構成する。

通信回路１０１は、他の通信装置との間でデータの送受信を行うための回路である。この通信回路１０１は、自通信システムの通信方式に従い通信装置にアクセスし、伝送信号を送受信する機能を持つ。

通信制御回路１０２は、通信回路１０１によるデータの送受信を制御するための回路である。この通信制御回路１０２は、送信データを作成し通信回路１０１に送信を要求する機能と、通信回路１０１で受信した受信データの処理を行う機能を持つ。さらに、通信回路１０１で信号を送信もしくは受信する可能性のある通信期間を対無線ＬＡＮ干渉制御回路１０３に通知する機能を持つ。この通信期間は、方式に応じて決定する。例えば、自通信システムが使用する方式として、主局が送信するビーコン信号に同期して通信回路１０１を間欠動作させる方式を用いている場合は、通信回路１０１を動作させる時間を通信期間とすることができる。また、単に自通信システムで信号を送信する期間を通信期間としても良いし、他局からのデータ信号を受信する時間を自局の通信内容から予測して通信期間としても良い。

対無線ＬＡＮ干渉制御回路１０３は、無線ＬＡＮシステムからの被干渉を回避するための回路である。この対無線ＬＡＮ干渉制御回路１０３は、ＣＴＳを送信することで無線ＬＡＮシステムからの被干渉を回避する。対無線ＬＡＮ干渉制御回路１０３は具体的には、タイミング制御回路１１１、デュレーション設定回路１１２、アドレス設定回路１１３、ＣＴＳフレーム生成回路１１４、無線ＬＡＮ送信回路１１５から構成される。

タイミング制御回路１１１は、通信期間の長さや送信タイミングを制御するための回路である。このタイミング制御回路１１１は、通信制御回路１０２から通知される通信回路１０１の通信期間に従い、デュレーション設定回路１１２に次の通信期間の長さを通知し、ＣＴＳフレーム生成回路１１４にＣＴＳフレーム送信タイミングを通知する。具体的には、ＣＳＭＡ／ＣＡに要する可能性のある時間とＣＴＳ信号の送信に要する時間と自端末が送信したいデータ量の送信時間とを合わせた時間を、次の通信期間の長さとして通知する。また、この通信時間の長さを考慮して、送信開始時間を早めた期間をＣＴＳ送信タイミングとして通知する。

デュレーション設定回路１１２は、タイミング制御回路１１１および無線ＬＡＮ送信回路１１５から通知される通信期間の長さおよび補正情報に基づいてデュレーションを設定するための回路である。即ち、このデュレーション設定回路１１２は、タイミング制御回路１１１から通知される上記通信期間の長さおよび無線ＬＡＮ送信回路１１５から通知される補正情報に従って、ＣＴＳフレームのデュレーションフィールドの値を決定し、その値をＣＴＳフレーム生成回路１１４に通知する。具体的には、無線ＬＡＮ送信回路１１５においてチャンネルアクセスが可能になるまでに要した時間を上記通信期間の長さから引いた時間を、上記ＣＴＳフレームのデュレーションフィールドの値として決定し、ＣＴＳフレーム生成回路１１４に通知する。

アドレス設定回路１１３は、ＣＴＳフレームのアドレスフィールドを決定し、ＣＴＳフレーム生成回路１１４に通知するための回路である。このアドレス設定回路１１３によるアドレスフィールドの設定としては、たとえば、自局のアドレスを固定的に設定することができる。

ＣＴＳフレーム生成回路１１４は、タイミング制御回路１１１から通知されたＣＴＳ送信タイミングに従い、ＣＴＳフレーム信号の送信を無線ＬＡＮ送信回路１１５に要求する機能と、デュレーション設定回路１１２およびアドレス設定回路１１３から通知された設定値をそれぞれのフィールドに設定したＣＴＳフレームを生成し、無線ＬＡＮ送信回路１１５に渡す機能を持つ。

無線ＬＡＮ送信回路１１５は、ＣＴＳフレーム生成回路１１４からＣＴＳフレーム信号の送信要求が通知されると、ＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従いチャネルアクセスを試み、チャネルアクセスが可能になった時点で、ＣＳＭＡ／ＣＡ手順のためにチャネルアクセスまでに要した時間をデュレーション設定回路１１２に通知すると共に、ＣＴＳフレーム生成回路１１４からＣＴＳフレームを受け取り、そのＣＴＳを送信する機能を持つ。

[動作]
次に、上記構成の本実施形態に係る無線通信装置の動作を説明する。

本実施形態の無線通信装置は、自通信システムの無線通信装置として、以下のように動作する。

通信回路１０１は、自通信システムの通信方式に従い、通信装置へのアクセスを制御しており、受信信号を検出すると通信制御回路１０２に受信データを渡す。通信制御回路１０２は、通信回路１０１から渡された受信データを処理し、必要に応じて送信データを生成し通信回路１０１に送信データの送信を要求する。通信回路１０１は、通信制御回路１０２からデータの送信を要求されると、自通信システムの通信方式に従い、データ信号を送信する。

この第２の無線通信方式による送受信動作と並行して、無線ＬＡＮシステムとの干渉を回避するために、第１の無線通信方式による以下の動作を行う。

通信制御回路１０２は、自通信システムの通信方式に従い通信回路１０１が送信もしくは受信する可能性がある通信期間（上述した通信回路１０１を動作させる時間等）を求め、対無線ＬＡＮ干渉制御回路１０３のタイミング制御回路１１１に通知する。

タイミング制御回路１１１は、上記通信期間の通知を受けると、ＣＴＳ送信前に行うＣＳＭＡ／ＣＡに要する可能性のある時間とＣＴＳ信号の送信に要する時間を考慮して、送信開始時間を早めた期間を求め、この期間の長さをデュレーション設定回路１１２に通知し、この期間の開始時刻をＣＴＳ送信タイミングとしてＣＴＳフレーム生成部１１４に通知する。

ＣＴＳフレーム生成部１１４は、ＣＴＳフレーム送信タイミングになると、無線ＬＡＮ送信回路１１５にＣＴＳフレームの送信を要求する。無線ＬＡＮ送信回路１１５は、ＣＴＳフレーム送信要求を受けると、ＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従いチャネルアクセスを試み、チャネルアクセスが可能になった時点で、それまでに要した時間をデュレーション設定回路１１２に通知する。

デュレーション設定回路１１２は、上記通知と同時に、タイミング生成回路１１１から通知された上記期間の長さから、無線ＬＡＮ通信回路１１５から通知された上記時間を引いた値をＣＴＳのデュレーションフィールドに設定する値としてＣＴＳフレーム生成回路１１４に通知する。また、アドレス設定回路１１３は、常に自アドレスをＣＴＳフレームのアドレスフィールドの値として、ＣＴＳフレーム生成回路１１４に通知している。無線ＬＡＮ送信回路１１５は、デュレーションフィールドおよびアドレスフィールドの値が上記の値に設定されたＣＴＳフレームをＣＴＳフレーム生成回路１１４から受け取り、ＣＴＳを送信する。

本実施形態の無線通信装置から無線ＬＡＮの通信範囲内にある無線ＬＡＮ通信装置は、このＣＴＳ信号を受信することにより、そのＣＴＳ信号のデュレーションフィールドで示されている期間だけ、信号の送信を禁止するよう動作する。この期間経過後に、自通信装置が通信期間となり、通信回路１０１による信号の送受信が行われる。

[効果]
以上のように、本発明の第１の実施形態の通信装置では、通信期間の前にＣＴＳ信号を送信することにより、自通信装置と無線ＬＡＮの通信範囲内にある無線ＬＡＮ通信装置が、自通信装置の通信期間に信号の送信を禁止するように動作するため、自通信装置は無線ＬＡＮ通信装置からの干渉を被ることなく、通信することができる。

[第２の実施形態]
本実施形態では、無線ＬＡＮにおける隠れ端末問題を回避するために使用されているＲＴＳ／ＣＴＳ信号を用いて、無線ＬＡＮシステムからの被干渉を回避できるようにしている。

図４に本発明の第２の実施形態における通信システムの形態を示す。図４に示すように、本実施形態の通信システムは、自通信システムとしての送受信機能に加え、ＲＴＳを送信する機能を持つＲＴＳ送信局、ＣＴＳを送信する機能を持つＣＴＳ送信局、ＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局を指定する管理局、およびその他の自通信システムの機能のみを持つ局で構成している。

図５に本実施形態におけるＲＴＳ送信局の構成図を示す。図中のＲＴＳ送信局は、通信回路２０１、通信制御回路２０２、対無線ＬＡＮ干渉制御回路２０３、ＲＴＳ送信局指定信号処理回路２０４、位置情報検出回路２０５および位置情報データ信号生成回路２０６から構成されている。

通信回路２０１は、第１の実施形態の通信装置の通信回路１０１と同じである。

通信制御回路２０２は、第１の実施形態の通信装置の通信制御回路１０２の機能に加え、受信データのうち、ＲＴＳ送信局指定信号、ＲＴＳ送信局指定解除信号およびＣＴＳ送信局指定信号をＲＴＳ送信局指定信号処理回路２０４に渡す機能と、位置情報データ信号生成回路２０６から受け取った信号を通信回路２０１に渡し送信させる機能とを持つ。

対無線ＬＡＮ干渉制御回路２０３は、タイミング制御回路２１１、デュレーション設定回路２１２、アドレス設定回路２１３、ＲＴＳフレーム生成回路２１４および無線ＬＡＮ送信回路２１５から構成されている。このうち、デュレーション設定回路２１２、無線ＬＡＮ送信回路２１５は、第１の実施形態の通信装置のデュレーション設定回路１１２、無線ＬＡＮ送信回路１１５と同じである。

タイミング制御回路２１１は、第１の実施形態の通信装置のタイミング制御回路１１１とほとんど同じであり、ＲＴＳ送信局指定信号処理回路２０４からの指示により動作／停止する点のみが異なる。

アドレス設定回路２１３は、送信局アドレスに自アドレスを、受信局アドレスにＣＴＳ送信局に指定された通信局のアドレスを設定するように、ＲＴＳフレーム生成回路２１４に通知する。

ＲＴＳフレーム生成回路２１４は、タイミング制御回路２１１から通知された送信タイミングに従い、ＲＴＳフレーム信号の送信を無線ＬＡＮ送信回路２１５に要求する機能と、デュレーション設定回路１１２およびアドレス設定回路２１３から通知された設定値をそれぞれのフィールドに設定したＲＴＳフレームを生成し、無線ＬＡＮ送信回路２１５に渡す機能を持つ。

ＲＴＳ送信局指定信号処理回路２０４は、タイミング制御回路２１１の動作／停止を指示する機能を持つ。具体的には、通信制御回路２０２からＲＴＳ送信局指定信号を受け取ると、タイミング制御回路２１１に動作を指示し、ＲＴＳ送信局指定解除信号を受け取ると、タイミング制御回路２１１に停止を指示する。また、通信制御回路２０２からＣＴＳ送信局指定信号を受け取ると、指定されているＣＴＳ送信局のアドレスをアドレス設定回路２１３に通知する。

位置情報検出回路２０５は、通信装置の位置を検出する機能をもち、検出した位置情報を位置情報データ信号生成回路２０６に通知する。

位置情報データ信号生成回路２０６は、位置情報検出回路２０５から通知された位置情報を管理局に通知するためのデータ信号を生成し、通信制御回路２０２に渡す。

図６に本実施形態におけるＣＴＳ送信局の構成図を示す。図中のＣＴＳ送信局は、通信回路３０１、通信制御回路３０２、対無線ＬＡＮ干渉制御回路３０３、ＣＴＳ送信局指定信号処理回路３０４、位置情報検出回路３０５および位置情報データ信号生成回路３０６から構成される。

このうち、位置情報検出回路３０５および位置情報データ信号生成回路３０６は、上記ＲＴＳ送信局の位置情報検出回路２０５および位置情報データ信号生成回路２０６と同じである。

通信制御回路３０２は、第１の実施形態の通信装置の通信制御回路１０２の機能に加え、受信データのうち、ＣＴＳ送信局指定信号およびＣＴＳ送信局指定解除信号をＣＴＳ送信局指定信号処理回路３０４に渡す機能と、位置情報データ信号生成回路３０６から受け取った信号を通信回路３０１に渡し送信させる機能とを持つ。

対無線ＬＡＮ干渉制御回路３０３は、無線ＬＡＮ通信回路３１１、ＲＴＳ信号処理回路３１２およびＣＴＳフレーム生成回路３１３から構成される。

無線ＬＡＮ通信回路３１１は、無線ＬＡＮ信号を送受信する機能をもち、受信した信号をＲＴＳ信号処理回路３１２に渡すと共に、ＣＴＳフレーム生成回路３１３から要求されたＣＴＳフレームを送信する。

ＲＴＳ信号処理回路３１２は、無線ＬＡＮ通信回路３１１から受け取った受信信号がＲＴＳ信号である場合に動作し、ＲＴＳ信号からデュレーションフィールドの値と受信局アドレスの値を抽出し、ＣＴＳフレーム生成回路３１３に通知する機能を持つ。

ＣＴＳフレーム生成回路３１３は、ＲＴＳ信号処理回路３１２から通知された値に従いＣＴＳフレームを生成し、生成したＣＴＳフレームの送信を無線ＬＡＮ通信回路３１１に要求する。

ＣＴＳ送信局指定信号処理回路３０４は、無線ＬＡＮ通信回路３１１の動作／停止を指示する機能を持つ。通信制御回路３０２からＣＴＳ送信局指定信号を受け取ると、無線ＬＡＮ通信回路３１１に動作を指示し、ＣＴＳ送信局指定解除信号を受け取ると、無線ＬＡＮ通信回路３１１に停止を指示する。

図７に本実施形態における管理局の構成図を示す。図中の管理局は、通信回路４０１、通信制御回路４０２、位置情報データ信号処理回路４０３、位置情報記憶回路４０４、ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局選定回路４０５およびＲＴＳ／ＣＴＳ送信局指定信号生成回路４０６から構成される。

通信回路４０１は、第１の実施形態の通信装置の通信回路１０１と同じである。

通信制御回路４０２は、第１の実施形態の通信装置の通信制御回路１０２の機能に加え、受信データのうち、位置情報データ信号を位置情報データ信号処理回路４０３に渡す機能と、ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局指定信号生成回路４０６から受け取った信号を通信回路４０１に渡し送信させる機能とを持つ。

位置情報データ信号処理回路４０３は、通信制御回路４０２から位置情報データ信号を受け取ると、その位置情報を送信した通信端末の位置を位置情報記憶回路４０４に登録する。

位置情報記憶回路４０４は、位置情報データ信号処理回路４０３から通知される通信端末の位置情報を記憶するための記憶装置である。

ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局選定回路４０５は、位置情報記憶回路４０４に記録されている通信装置の位置情報を基に、ＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局を選定する機能を持つ。このＲＴＳ／ＣＴＳ送信局選定回路４０５は、ＲＴＳ送信局とＣＴＳ送信局との距離が長くなるようにＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局を選定する。

ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局指定信号生成回路４０６は、ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局選定回路４０５が選定するＲＴＳ送信局もしくはＣＴＳ送信局に変更があった場合、変更前のＲＴＳ送信局もしくはＣＴＳ送信局に対するＲＴＳもしくはＣＴＳ送信局指定解除信号および変更後のＲＴＳ送信局もしくはＣＴＳ送信局に対するＲＴＳもしくはＣＴＳ送信局指定信号を生成し、通信制御回路４０２に渡す。

[動作]
次に、上記構成の通信装置の動作を説明する。

本実施形態の通信装置における自通信システムの通信装置としての動作は、上記第１の実施形態と同様である。

この送受信動作と並行して、無線ＬＡＮシステムとの干渉を回避するために以下の動作を行う。

管理局は、システム内の他の通信局から受信した位置情報信号を通信制御回路４０２が位置情報データ信号処理回路４０３に渡し、この位置情報データ信号処理回路４０３で処理して、システム内の通信局の位置情報を位置情報記憶回路４０４に記録する。

次いで、ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局選定回路４０５は、位置情報記憶回路４０４に記録した位置情報に基づいて、ＲＴＳ送信局とＣＴＳ送信局の距離が長くなるように、ＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局を選定する。ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局指定信号生成回路４０６は、ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局選定回路４０５で選定したＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局に従ってＲＴＳ送信局指定信号およびＣＴＳ送信局指定信号を生成し、通信制御回路４０２および通信回路４０１を介して、ＲＴＳ送信局指定信号は選定したＲＴＳ送信局に、ＣＴＳ送信局指定信号は選定したＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局に、それぞれ送信する。

管理局は、新たに通信局の位置情報を受信すると、位置情報記憶回路４０４に記録している情報を更新し、ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局選定回路４０５で局間の距離がより長くなるＲＴＳ送信局とＣＴＳ送信局の組がないかを調べる。存在する場合には、ＲＴＳ送信局および／またはＣＴＳ送信局を変更し、ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局指定信号生成回路４０６で信号を生成し、次に示すようにして、対応する通信局に送信する。ＲＴＳ送信局を変更する場合、変更前のＲＴＳ送信局に対しＲＴＳ送信局指定解除信号を送信し、変更後のＲＴＳ送信局に対しＲＴＳ送信局指定信号を送信する。ＣＴＳ送信局を変更する場合、変更前のＣＴＳ送信局に対しＣＴＳ送信局指定解除信号を送信し、変更後のＣＴＳ送信局およびＲＴＳ送信局に対しＣＴＳ送信局指定信号を送信する。

管理局からＲＴＳ送信局指定信号を受信したＲＴＳ送信局では、その信号をＲＴＳ送信局指定信号処理回路２０４で受け取ると、ＲＴＳ送信局指定信号処理回路２０４がタイミング制御回路２１１を動作させる。また、管理局からＲＴＳ送信局指定解除信号を受信すると、タイミング制御回路２１１の動作を停止させる。

ＲＴＳ送信局指定信号を受信したＲＴＳ送信局のタイミング制御回路２１１は、通信制御回路２０２から通信期間の通知を受けると、ＣＴＳ送信前に行うＣＳＭＡ／ＣＡに要する可能性のある時間とＣＴＳ信号の送信に要する時間を考慮して、送信開始時間を早めた期間を求め、この期間の長さをデュレーション設定回路２１２に通知し、この期間の開始時刻をＲＴＳ送信タイミングとしてＲＴＳフレーム生成部２１４に通知する。

ＲＴＳフレーム生成部２１４は、ＲＴＳフレーム送信タイミングになると、無線ＬＡＮ送信回路２１５にＲＴＳフレームの送信を要求する。無線ＬＡＮ送信回路２１５は、ＲＴＳフレーム送信要求を受けると、ＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従いチャネルアクセスを試み、チャネルアクセスが可能になった時点で、それまでに要した時間をデュレーション設定回路２１２に通知する。

デュレーション設定回路２１２は、上記通知と同時に、タイミング生成回路２１１から通知された期間の長さから、無線ＬＡＮ通信回路２１５から通知された時間を引いた時間をＲＴＳのデュレーションフィールドに設定する値としてＲＴＳ信号生成回路２１４に通知する。また、アドレス設定回路２１３は、送信局アドレスとしてのアドレスと、受信局アドレスとしての、ＣＴＳ送信局に指定されている通信局のアドレスとを、ＲＴＳのアドレスフィールドの値としてＲＴＳ信号生成回路２１４に通知している。ＲＴＳ信号生成回路２１４は、これらの値を基にＲＴＳ信号を生成して無線ＬＡＮ通信回路２１５に渡す。

無線ＬＡＮ通信回路２１５は、デュレーションフィールドおよびアドレスフィールドの値が上記の値に設定されたＲＴＳフレームをＲＴＳフレーム生成回路２１４から受け取り、ＲＴＳを送信する。

管理局からＣＴＳ送信局指定信号を受信したＣＴＳ送信局は、ＣＴＳ送信局指定信号処理回路３０４の指定に基づいて無線ＬＡＮ通信回路３１１を動作させる。また、管理局からＣＴＳ送信局指定解除信号を受信すると、無線ＬＡＮ通信回路３１１の動作を停止させる。

ＣＴＳ送信局指定信号を受信し無線ＬＡＮ送信回路３１１を動作させているＣＴＳ送信局は、無線ＬＡＮ通信回路３１１でＲＴＳ信号を受信すると、ＲＴＳ信号処理回路３１２でＲＴＳ信号からデュレーションフィールドの値と受信局アドレスの値を抽出する。ＣＴＳフレーム生成回路３１３でそれらの値を設定したＣＴＳフレームを生成し、無線ＬＡＮ通信回路３１１から送信する。

上記ＲＴＳ送信局もしくはＣＴＳ送信局から無線ＬＡＮの通信範囲内にある無線ＬＡＮ通信装置は、このＲＴＳ送信局もしくはＣＴＳ送信局からのＲＴＳ信号またはＣＴＳ信号を受信することにより、デュレーションフィールドで示されている期間、信号の送信を禁止するように動作する。この期間は、干渉の原因になる信号が送信されることがなくなる。これにより、自通信システムでは無線ＬＡＮからの干渉を被ることなく通信することができる。

[効果]
本発明の第２の実施形態の通信システムでは、通信期間の前にＲＴＳ信号およびＣＴＳ信号を送信することにより、少なくともＲＴＳ信号およびＣＴＳ信号のどちらか１つを受信した無線ＬＡＮ通信装置が、自通信システムの通信期間に信号の送信を禁止するように動作するため、自通信装置は無線ＬＡＮ通信装置からの干渉を被ることなく通信することができる。

特に、できるだけ距離が離れた２つの局からＲＴＳ信号およびＣＴＳ信号を送信するようにしているため、ＲＴＳ信号もしくはＣＴＳ信号を受信し、無線ＬＡＮ信号の送信を禁止することのできる範囲が、第１の実施形態の通信装置と比べて広くなり、無線ＬＡＮシステムからの被干渉をより効率的に抑えることができる。

[第３の実施形態]
本実施形態の通信システムは、第２の実施形態の通信システムにおいて、管理局が行っていたＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局の選定を、ＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局で自律的に行えるようにしたものである。

図８に本発明の第３の実施形態に係るＲＴＳ送信局の構成図を示す。図中のＲＴＳ送信局は、通信回路５０１、通信制御回路５０２、対無線ＬＡＮ干渉制御回路５０３、ＲＴＳ送信局指定信号処理回路５０４、通信局間距離測定回路５０５、ＣＴＳ送信局選定回路５０６およびＣＴＳ送信局指定信号生成回路５０７から構成される。

通信回路５０１は、第１の実施形態の通信装置の通信回路１０１と同じである。

通信制御回路５０２は、第１の実施形態の通信装置の通信制御回路１０２の機能に加え、受信データのうち、ＲＴＳ送信局指定信号およびＲＴＳ送信局指定解除信号をＲＴＳ送信局指定信号処理回路５０４に渡す機能と、ＣＴＳ送信局指定信号生成回路５０７から受け取った信号を通信回路５０１に渡し送信させる機能とを持つ。

対無線ＬＡＮ干渉制御回路５０３、ＲＴＳ送信局指定信号処理回路５０４は、第２の実施形態のＲＴＳ送信局の対無線ＬＡＮ干渉制御回路２０３、ＲＴＳ送信局指定信号処理回路２０４と同じである。

通信局間距離測定回路５０５は、自局と任意の通信局の距離を測定する機能を持つ。この通信局間距離測定回路５０５は、測定した通信局との距離をＣＴＳ送信局選定回路５０６に通知する。距離の測定は、例えば測定対象の通信局が送信した信号の受信電力の減衰量から推定することができる。距離と減衰量とはほぼ半比例の関係にあるためである。

ＣＴＳ送信局選定回路５０６は、通信局間距離測定回路５０５で測定した距離を基にＣＴＳ送信局を選定する。ＣＴＳ送信局には自局からできるだけ離れた通信局を選定する。つまり、現在指定されているＣＴＳ送信局と自局との距離を、新しく測定した通信局との距離と比較し、現在よりも距離が遠い通信局を見つけるとＣＴＳ送信局を変更して、ＣＴＳ送信局指定信号生成回路５０７に通知する。

ＣＴＳ送信局指定信号生成回路５０７は、ＣＴＳ送信局選定回路５０６が選定するＣＴＳ送信局に変更があった場合、変更前のＣＴＳ送信局に対するＣＴＳ送信局指定解除信号および変更後のＣＴＳ送信局に対するＣＴＳ送信局指定信号を生成し、通信制御回路５０２に渡す。

図９に本発明の第３の実施形態におけるＣＴＳ送信局の構成図を示す。図中のＣＴＳ送信局は、通信回路６０１、通信制御回路６０２、対無線ＬＡＮ干渉制御回路６０３、ＣＴＳ送信局指定信号処理回路６０４、通信局間距離測定回路６０５、ＲＴＳ送信局選定回路６０６およびＲＴＳ送信局指定信号生成回路６０７から構成される。

通信回路６０１は、第１の実施形態の通信装置の通信回路１０１と同じである。

通信制御回路６０２は、第１の実施形態の通信装置の通信制御回路１０２の機能に加え、受信データのうち、ＣＴＳ送信局指定信号およびＣＴＳ送信局指定解除信号をＣＴＳ送信局指定信号処理回路６０４に渡す機能と、ＲＴＳ送信局指定信号生成回路６０７から受け取った信号を通信回路６０１に渡し送信させる機能とを持つ。

対無線ＬＡＮ干渉制御回路６０３、ＣＴＳ送信局指定信号処理回路６０４は、第２の実施形態のＣＴＳ送信局の対無線ＬＡＮ干渉制御回路３０３、ＣＴＳ送信局指定信号処理回路３０４と同じである。

通信局問距離測定回路６０５は、ＲＴＳ送信局の通信局間距離測定回路５０５と同じである。

ＲＴＳ送信局選定回路６０６は、通信局間距離測定回路６０５で測定した距離を基にＲＴＳ送信局を選定する回路である。ＲＴＳ送信局には自局からできるだけ離れた通信局を選定する。つまり、現在指定されているＲＴＳ送信局よりも距離が遠い通信局を見つけるとＲＴＳ送信局を変更する。

ＲＴＳ送信局指定信号生成回路６０７は、ＲＴＳ送信局選定回路６０６が選定するＲＴＳ送信局に変更があった場合、変更前のＲＴＳ送信局に対するＲＴＳ送信局指定解除信号および変更後のＲＴＳ送信局に対するＲＴＳ送信局指定信号を生成し、通信制御回路６０２に渡す。

[動作]
次に、本実施形態の動作を説明する。なお、本実施形態のＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局を選定する動作以外は、第２の実施形態の動作と同じであるため、以下では、ＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局を選定する動作のみを説明する。

本実施形態の通信システムでは、ＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局を指定する管理局が存在しない。このため、デフォルトのＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局を予め指定しておく。

ＲＴＳ送信局は、新たな通信局を認識すると、通信局間距離測定回路５０５で自通信局との距離を測定し、ＣＴＳ送信局選定回路５０６に通知する。ＣＴＳ送信局選定回路５０６は通知された距離が現在のＣＴＳ送信局との距離より長い場合、ＣＴＳ送信局を変更する。ＣＴＳ送信局が変更されると、ＣＴＳ送信局指定信号生成回路５０７は、変更前のＣＴＳ送信局に対するＣＴＳ送信局指定解除信号および変更後のＣＴＳ送信局に対するＣＴＳ送信局指定信号を生成し、通信制御回路５０２を介して送信する。

ＣＴＳ送信局は、新たな通信局を認識すると、通信局問距離測定回路６０５で自通信局との距離を測定し、ＲＴＳ送信局選定回路６０６に通知する。ＲＴＳ送信局選定回路６０６は通知された距離が現在のＲＴＳ送信局との距離より長い場合、ＲＴＳ送信局を変更する。ＲＴＳ送信局が変更されると、ＲＴＳ送信局指定信号生成回路６０７は、変更前のＲＴＳ送信局に対するＲＴＳ送信局指定解除信号および変更後のＲＴＳ送信局に対するＲＴＳ送信局指定信号を生成し、通信制御回路６０２および通信回路６０１を介して送信する。

以上のようにして、管理局なしで、ＲＴＳ送信局とＣＴＳ送信局の距離が長くなるように、ＲＴＳ送信局およびＣＴＳ送信局が選定される。

[効果]
以上のように、本実施形態の通信システムでは、通信システム内に管理局を置かなくても、上記第２に実施形態と同様の効果を得ることができる。

[第４の実施形態]
本実施形態の対無線ＬＡＮ干渉制御装置は、主局が定期的に送信するビーコン信号に同期して通信回路を間欠動作させることができる通信システムの通信領域内に設置し、動作させることにより、無線ＬＡＮシステムからの被干渉を抑制することができる通信タイミング調整装置である。

図１０に本発明の第４の実施形態における対無線ＬＡＮ干渉制御装置の構成図を示す。図中の対無線ＬＡＮ干渉制御装置は、受信回路７０１、通信期間判定回路７０２および対無線ＬＡＮ干渉制御回路７０３から構成される。

対無線ＬＡＮ干渉制御回路７０３は、第１の実施形態の通信装置の対無線ＬＡＮ干渉制御回路１０３とほぼ同じである。

受信回路７０１は、自通信システムの通信方式に従い、通信装置にアクセスし、伝送信号を受信する機能を持つ。

通信期間判定回路７０２は、自通信システムで通信する可能性のある通信期間を判定し、対無線ＬＡＮ干渉制御回路７０３に通知する。

[動作]
次に、本実施形態の対無線ＬＡＮ干渉制御装置の動作を説明する。本実施形態の対無線ＬＡＮ干渉制御回路７０３の動作は、第１の実施形態の対無線ＬＡＮ干渉制御回路１０３の動作とほぼ同じであるため、以下では、対無線ＬＡＮ干渉制御回路７０３に通知する通信期間を決定する動作のみ説明する。

通信期間判定回路７０２において、受信回路７０１で受信するビーコン信号との同期を確立し、通信回路の動作期間を検出する。検出した動作期間を自通信システムの通信期間と判定し、対無線ＬＡＮ干渉制御回路７０３に通知する。対無線ＬＡＮ干渉制御回路７０３は、第１の実施形態の通信装置の対無線ＬＡＮ干渉制御回路１０３と同様の動作により、無線ＬＡＮシステムからの被干渉を回避する。

[効果]
上記対無線ＬＡＮ干渉制御装置では、既存の通信装置で構成されている通信システムの通信領域内に設置することにより、既存の通信装置を改良することなく、通信タイミングの調停を行って無線ＬＡＮ通信システムからの被干渉を回避することができる。

[変形例]
第１の実施形態の通信装置および第４の実施形態の対無線ＬＡＮ干渉制御装置１０３，７０３では、ＣＴＳ信号を送信することにより、無線ＬＡＮ通信装置の送信を禁止させているが、ＣＴＳ信号の変わりにＲＴＳ信号を送信するようにしても良い。

また、第２の実施形態および第３の実施形態において、ＲＴＳ送信局、ＣＴＳ送信局および管理局の通信回路および通信制御回路を第４の実施形態の受信回路および通信期間判定回路に置き換えた構成としても良い。

第4の実施形態では、デュレーション設定回路７１２は無線ＬＡＮ送信回路７１５からの信号を取り込まずにデュレーション時間を設定するようにしたが、第1の実施形態と同様に、無線ＬＡＮ送信回路７１５からの信号を取り込んで補正するようにしてもよいことは言うまでもない。

これらの場合も、上記各実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

本発明は、ＲＴＳ信号およびＣＴＳ信号を送受する第１の無線通信システムと、この第１の無線通信システムと同一周波数帯で通信する第２の無線通信システを備え、前記第１の無線通信システムからの干渉を回避する制御回路を持つ無線通信装置に適用することができる。

１０１：通信回路、１０２：通信制御回路、１０３：対無線ＬＡＮ干渉制御回路、１１１：タイミング制御回路、１１２：デュレーション設定回路、１１３：アドレス設定回路、１１４：ＣＴＳフレーム生成回路、１１５：無線ＬＡＮ送信回路、２０１：通信回路、２０２：通信制御回路、２０３：対無線ＬＡＮ干渉制御回路、２０４：ＲＴＳ送信局指定信号処理回路、２０５：位置情報検出回路、２０６：位置情報データ信号生成回路、２１１：タイミング制御回路、２１２：デュレーション設定回路、２１３：アドレス設定回路、２１４：ＲＴＳフレーム生成回路、２１５：無線ＬＡＮ送信回路、３０１：通信回路、３０２：通信制御回路、３０３：対無線ＬＡＮ干渉制御回路、３０４：ＣＴＳ送信局指定信号処理回路、３０５：位置情報検出回路、３０６：位置情報データ信号生成回路、３１１：無線ＬＡＮ通信回路、３１２：ＲＴＳ信号処理回路、３１３：ＣＴＳフレーム生成回路、４０１：通信回路、４０２：通信制御回路、４０３：位置情報データ信号処理回路、４０４：位置情報記憶回路、４０５：ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局選定回路、４０６：ＲＴＳ／ＣＴＳ送信局指定信号生成回路、５０１：通信回路、５０２：通信制御回路、５０３：対無線ＬＡＮ干渉制御回路、５０４：ＲＴＳ送信局指定信号処理回路、５０５：通信局間距離測定回路、５０６：ＣＴＳ送信局選定回路、５０７：ＣＴＳ送信局指定信号生成回路、６０１：通信回路、６０２：通信制御回路、６０３：対無線ＬＡＮ干渉制御回路、６０４：ＣＴＳ送信局指定信号処理回路、６０５：通信局間距離測定回路、６０６：ＲＴＳ送信局選定回路、６０７：ＲＴＳ送信局指定信号生成回路、７０１：受信回路、７０２：通信期間判定回路、７０３：対無線ＬＡＮ干渉制御回路。

Claims

データ信号を送信する前に、送信局が送信要求信号を送信し、当該送信要求信号を受信した受信局が受信準備完了信号を返送する第１の無線通信方式と、同一の周波数帯でデータ信号の送受信を行う第２の無線通信方式で通信する無線通信装置において、
上記第１の無線通信方式の送信要求信号を送信するＲＴＳ送信手段と、上記送信要求信号に重畳するデュレーション時間を設定するデュレーション設定手段とを備えて、上記第２の無線通信方式で通信する前に、上記第１の無線通信方式の送信要求信号に上記デュレーション設定手段で設定した上記デュレーション時間を重畳して送信し、
上記第２の無線通信方式で送信要求信号送信の動作／停止を指示する信号を受信することにより送信要求信号を送信するための動作を制御するＲＴＳ送信指定信号処理手段と、
自通信装置と他の無線通信装置との間の距離を測定する手段と、
測定した距離に応じて受信準備完了信号を送信する無線通信装置を選定する手段と、
選定した無線通信装置に応じて、受信準備完了信号送信の動作／停止を指示する信号を送信する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
データ信号を送信する前に、送信局が送信要求信号を送信し、当該送信要求信号を受信した受信局が受信準備完了信号を返送する第１の無線通信方式と、同一の周波数帯でデータ信号の送受信を行う第２の無線通信方式で通信する無線通信装置において、
上記第１の無線通信方式の信号を送受信する無線通信手段と、
上記第１の無線通信方式で受信した信号の自通信装置宛の送信要求信号から必要な情報を抽出するＲＴＳ信号処理手段と、
当該ＲＴＳ信号処理手段で抽出した情報を用いて返送する受信準備完了信号を生成し第１の無線通信方式で送信するＣＴＳ生成手段と、
自通信装置と他の無線通信装置との間の距離を測定する手段と、
測定した距離に応じて送信要求信号を送信する無線通信装置を選定する手段と、
選定した無線通信装置に応じて送信要求信号送信の動作／停止を指示する信号を送信する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
請求項２に記載の無線通信装置であって、
上記第２の無線通信方式で受信準備完了信号返送の動作／停止を指示する信号を受信することにより受信準備完了信号を返送するための動作を制御するＣＴＳ送信指定信号処理手段を備えたことを特徴とする無線通信装置。