KR101141916B1

KR101141916B1 - 무선 제어 방법

Info

Publication number: KR101141916B1
Application number: KR1020097017493A
Authority: KR
Inventors: 겐이찌 마루하시; 나오유끼 오리하시
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2012-05-03
Also published as: US20100026575A1; JP4924616B2; KR20090113865A; US8248303B2; EP2107699A1; JPWO2008090836A1; EP2107699A4; WO2008090836A1

Abstract

통신 품질에 기초하여 설정되는 빔 방향에서 무선 통신을 행할 때의 무선 제어 방법으로서, 적어도 빔 방향과 해당 빔 방향에서의 통신 품질로 이루어진 데이터 열을 취득하는 스텝과, 상기 데이터 열에 따라서, 가장 양호한 통신 품질이 얻어지는 빔 방향으로부터 무선 통신을 행하는 빔 방향을 설정하기 위한 우선 순위를 차례로 부여하는 스텝을 갖고, 우선 순위를 부여하는 스텝에서는, 이미 우선 순위가 부여된 빔 방향에 인접하는 빔 방향, 또는 인접하는 빔 방향을 포함하는 근방의 빔 방향에는 우선 순위를 부여하지 않는다.

무선 통신, 빔 방향, 통신 품질, 데이터 열, 우선 순위

Description

무선 제어 방법{RADIO CONTROL METHOD}

본 발명은 통신 품질에 기초하여 설정되는 빔 방향에서 무선 통신을 행할 때의 무선 제어 방법에 관한 것이다.

최근, 30㎓ 내지 300㎓의 광대역 밀리파(wideband millimeter waves)를 이용한 무선 통신 장치의 이용이 확산되고 있다. 밀리파를 이용한 무선 통신 기술은, 특히 고정밀 화상의 무선 전송이나 기가바이트(GB)급의 고속 무선 데이터 통신에 응용가능하다. 예를 들어 문헌 K. Maruhashi 외에 의한, 「60-㎓-band LTCC Module Technology for Wireless Gigabit Transceiver Applications」, IEEE International Workshop on Radio-Frequency Integration Technology, Digest, pp.131-134, Dec, 2005.나, 문헌 K. Ohata 외에 의한, 「1.25Gbps Wireless Gigabit Ethernet Link at 60㎓-Band」, IEEE MTT-S International Microwave Symposium, Digest, pp.373-376, June 2003.에 기재되어 있다.

그러나, 고주파 밀리파에는 직진성이 강한 성질이 있어, 실내에서의 무선 전송을 상정했을 경우에는 문제가 있을 수 있다. 또한 밀리파는, 인체 등에 의한 신호 감쇠가 현저하다는 단점을 갖는다. 이 때문에, 실내에서 송신기와 수신기 사이에 사람이 있을 경우, 수평 외 통신(over-the-horizonetal communication)이 되어 전송 곤란, 즉, 쉐도잉(shadowing)이 야기될 수 있다. 이 쉐도잉 문제는 무선파(radio wave)의 주파수가 높아져 전파의 직진성이 강해짐으로 인해, 전파(propagation) 환경이 바뀌게 된 결과에 기인한 것이며, 밀리파대(30㎓ 주파수 이상)에 한정되지 않는다. 전파 환경의 상술한 변화가 발생하는 주파수를 명시할 수는 없지만, 대략 10㎓ 전후라고 한다. 또한, 국제전기통신연합의 권고("Propagation data and prediction methods for the planning of indoor radio communication systems and radio local area networks in the frequency range 900㎒ to 100㎓," ITU-R, P.1238-3, 2003년 4월)에 따르면, 전파 시의 거리에 대한 무선파의 감쇠량을 나타내는 전력 손실 계수(power loss coefficients)는, 실내에서는 O.9㎓ 내지 5.2㎓의 주파수에 대해 28~32인 것에 대하여, 60㎓의 주파수에 대해서는 22로 되고 있다. 자유 공간 손실의 경우, 계수는 20이기 때문에, 예를 들어 60㎓와 같은 높은 주파수에서는 전파에 미치는 산란이나 회절 등의 영향이 적을 것으로 생각된다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 예를 들어, 도 1에 나타낸 바와 같이, 수신 장치(122)에 복수의 수신부(123, 124)를 설치함으로써 송신 장치(121)와 수신부(123, 124) 사이에 복수의 전송로를 설치하고, 전송로 중 한쪽의 전송로가 차폐된 경우에, 다른 한쪽의 전송로에서 전송을 계속하는 시스템이 일본 공개특허2006-245986호 공보에 기재되어 있다.

또한, 다른 해결 방법으로서, 반사체를 벽이나 천장에 설치하고, 몇 개의 전송로를 확보하는 것도 고안되어, 일본국 공개특허2000-165959호 공보에 기재되어 있다.

일본 공개특허2006-245986호 공보에 기재된 방법은, 송신 장치의 근방이 차폐된 경우나, 복수 설치된 수신부를 모두 차폐시킨 경우에는 대응할 수 없다. 또한, 일본 공개특허2000-165959호 공보에 기재된 방법에서는, 송신기와 수신기의 배치를 고려하여 반사체를 설치할 필요가 있는 등 사용자에 대하여 각별한 배려를 필요 했다.

그런데, 최근 밀리파의 전파 특성이 조사되어, 의도적으로 반사체를 설치하지 않아도 반사파를 이용할 수 있는 가능성이 발견되었다.

도 2는 광각(wide angle) 안테나를 이용한 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 나타낸 바와 같은 광각 안테나를 이용한 시스템의 실내에서의 지연 프로파일의 예를 나타내는 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같은 광각 안테나를 이용한 시스템에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 최초로 도래하는 주파(principle wave)의 수신 전력이 가장 크다. 그 후, 제2파, 제3파 등의 지연파가 도래하지만, 수신 전력으로서는 작다. 이들 제2파나 제3파는 천장이나 벽으로부터의 반사파이다. 이 상황은, 예를 들어 LAN(Local Area Network)에서 사용되는 2.4㎓대와 같은 직진성이 약한 무선파의 전파 환경과는 현저하게 상이하다. 2.4㎓의 주파수에서는 회절의 효과와 다중 반사에 의해 무선파의 도래 방향을 명확하게 분리하는 것이 곤란하다. 한편, 직진성이 강한 밀리파에서는 전파의 도래 방향이 비교적 명확하지만, 지연파의 수는 한정되어, 그 수신 레벨은 작다.

따라서, 직접파가 차폐된 경우에, 반사파를 이용하여 전송을 계속시키기 위해서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 지향성 이득이 높은 협빔(narrow beam)을 반사시키는 방향을 향하여 수신 레벨을 확보해야만 한다. 단, 무선파의 차폐나, 송신기와 수신기의 상대 위치 등에 대한 사용자의 각별한 배려를 불필요로 하기 위해서는, 협빔을 동적으로 제어하는 빔 포밍(beam forming)의 기술이 필수로 된다.

빔 포밍에서는, 어레이 안테나를 구성할 필요가 있다. 파장이 짧은 밀리파에서는(예를 들어, 주파수 60㎓에서는 5㎜), 어레이 안테나를 작은 영역에서 실현할 수 있고, 이것에 사용하는 이상기 어레이나 발진기 어레이가 개발되어 있다. 예를 들어 문헌 J. F. Buckwalter 외에 의한, 「An Injected Subharmonic Coupled-Oscillator Scheme for a 60-㎓ Phased-Array Transmitter」, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.12, pp.4271-4280, Dec. 2006.이나, 문헌 S. Alausi 외에 의한, 「60㎓ Phased Array in CMOS」, IEEE 2006 Custom Integrated Circuits Conference, Digest, pp.393-396, San Jose, Sept. 2006.에 기재되어 있다.

실내에서의 밀리파 시스템에 있어서, 직접파가 차폐된 경우에 반사파에 의해 무선 전송을 계속할 경우에는, 이하의 문제가 생긴다.

사용중인 파(직접파 또는 반사파)를 전환시킬 때, 데이터 전송 차단의 시간을 짧게 하는 것이 바람직하다. 이는, 리얼타임성이 요구되는 비압축 화상 데이터 전송에서는 특히 강하게 요구된다. 한편, 반사파를 이용할 경우에는, 수신 강도를 높이기 위해 안테나 빔 폭을 좁게 하여 안테나의 지향성 이득을 높게 할 필요가 있 다.

그런데, 안테나 빔 폭이 좁으면 좁을수록 탐색하는 방향(스텝)이 증가하여, 빔 방향을 탐색하고 설정하기 위한 시간이 소요되어 데이터 전송 차단의 시간이 길어지게 된다. 따라서, 이와 같은 경우에도 데이터 전송 차단의 시간을 짧게 할 수 있는 빔 방향의 설정 방법이 강하게 요망되고 있다. 또한, 데이터를 버퍼링할 수 있는 장치일지라도, 데이터 전송 차단의 시간이 길어지면, 매우 큰 메모리가 필요하게 되어 비실용적이다.

본 발명은 빔 포밍을 통하여 무선 통신을 행할 경우에, 빔 방향의 탐색이나 설정에 소요되는 시간을 단축하여, 데이터 전송 차단이 생기는 시간을 짧게 할 수 있는 무선 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

통신 품질에 기초하여 설정되는 빔 방향에서 무선 통신을 행할 때의 무선 제어 방법은, 적어도 빔 방향과 그 빔 방향에서의 통신 품질로 이루어진 데이터 열을 취득하는 스텝과, 상기 데이터 열에 따라, 가장 양호한 통신 품질이 얻어지는 빔 방향으로부터 상기 무선 통신을 행하는 빔 방향을 설정하기 위한 우선 순위를 차례로 부여하는 스텝을 포함하고, 상기 우선 순위를 부여하는 스텝에서는, 이미 우선 순위가 부여된 빔 방향에 인접하는 빔 방향, 또는 상기 인접하는 빔 방향이 존재하는 근방의 빔 방향에는 우선 순위를 부여하지 않거나, 또는 그 우선 순위를 낮춘다.

또한, 통신 품질에 기초하여 설정되는 빔 방향에서 무선 통신을 행할 때의 무선 제어 방법은, 적어도 빔 방향과 그 빔 방향에서의 통신 품질로 이루어진 데이터 열을 취득하는 스텝과, 상기 데이터 열에 따라, 가장 양호한 통신 품질이 얻어지는 제1 빔 방향에 상기 무선 통신을 행하는 빔 방향을 설정하기 위한 우선 순위를 가장 높게 하여 부여하는 스텝과, 상기 빔 방향에 대하여, 제1 빔 방향에 대한 각도가 작아질수록 낮게 설정되는 가중치 계수와 상기 통신 품질로부터 구해지는 가중치 부여 통신 품질에 기초하여 우선 순위를 부여하는 스텝을 포함한다.

또한, 송신기와 수신기 중 적어도 한쪽이, 통신 품질에 기초하여 설정되는 빔 방향에서 무선 통신을 행할 때의 무선 제어 방법은, 적어도 복수의 빔 방향을 규정하는 정보와, 각각의 빔 방향의 각도를 규정하는 정보를 송신기로부터 수신기, 또는 수신기로부터 송신기에 송신하는 것을 포함한다.

상술한 무선 제어 방법은, 빔 포밍을 이용하여 무선 통신을 행할 경우에, 통신 품질이 양호한 빔 방향을 단시간에 탐색 및 설정하는 것을 가능하게 한다.

도 1은 밀리파를 이용한 실외 시스템의 예를 나타내는 도면.

도 2는 광각(wide angle) 안테나를 이용한 시스템의 구성을 나타내는 도면.

도 3은 도 2에 나타낸 바와 같은 광각 안테나를 이용한 시스템의 실내에서의 지연 프로파일의 예를 나타내는 도면.

도 4는 협각(narrow angle) 빔을 이용한 시스템 구성을 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 무선 제어 방법의 제1 실시형태에서의 처리를 설명하기 위한 플로차트.

도 6은 도 5에 나타낸 처리에서 취득된 데이터 열을 테이블로서 나타내는 도면.

도 7a는 도 5에 나타낸 처리에서 이미 우선 순위가 부여되어 있는 빔 방향에 인접하는 빔 방향에 우선 순위를 부여하지 않는 이유를 설명하기 위한 도면.

도 7b는 도 5에 나타낸 처리에서 이미 우선 순위가 부여되어 있는 빔 방향에 인접하는 빔 방향에 우선 순위를 부여하지 않는 이유를 설명하기 위한 도면.

도 7c는 도 5에 나타낸 처리에서 이미 우선 순위가 부여되어 있는 빔 방향에 인접하는 빔 방향에 우선 순위를 부여하지 않는 이유를 설명하기 위한 도면.

도 7d는 도 5에 나타낸 처리에서 이미 우선 순위가 부여되어 있는 빔 방향에 인접하는 빔 방향에 우선 순위를 부여하지 않는 이유를 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 무선 제어 방법에서의 빔 포밍에 따른 상태도.

도 9는 본 발명의 무선 제어 방법에서의 빔 포밍에 따른 상태도.

도 10은 본 발명의 통신 제어 방법의 제2 실시형태에서 설정되는 데이터 열을 테이블로서 나타내는 도면.

도 11은 본 발명의 무선 제어 방법의 제3 실시형태에서의 처리를 설명하기 위한 플로차트.

도 12는 도 11에 나타낸 처리에서 취득된 데이터 열을 테이블로서 나타내는 도면.

도 13은 본 발명의 통신 제어 방법의 제4 실시형태에서 설정되는 데이터 열을 테이블로서 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

(제1 실시형태)

도 5는 본 발명의 무선 제어 방법의 제1 실시형태에서의 처리를 설명하기 위한 플로차트이며, 무선 통신을 행하기 위한 빔 방향을 설정하고, 그 빔 방향에서의 통신 품질의 조사를 행하기 위한 스텝을 나타낸다.

본 제1 실시형태에서의 무선 제어 방법에서는, 스텝(401)에서 처리를 개시하면, 우선, 스텝(402)에서 빔 방향이 설정된다. 이어서 스텝(403)에서, 설정된 빔 방향에서의 통신 품질 정보를 취득한다. 그리고, 스텝(404)에서, 이 스텝(402 및 403)의 처리를 빔 제어를 행하는 모든 방향에서 통신 품질을 취득할 수 있을 때까지 반복한다.

그리고, 스텝(405)에서, 그 결과를 빔 방향과 그 빔 방향에서의 통신 품질로 이루어진 데이터 열로서 기록한다.

도 6은 도 5에 나타낸 처리에서 취득된 데이터 열을 테이블로서 나타내는 도면이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 빔 방향을 특정하기 위한 빔 방향 ID 번호로서 빔 방향 ID#과, 그 빔 방향에서의 통신 품질로 이루어진 데이터 열이 취득되어 기록된다. 또한, 그 이외에, 빔 방향 ID#의 각각에, 인접하는 빔 방향 ID 번호(ID#)가 대응되어 있다.

스텝(406)에서, 도 6에 나타낸 바와 같은 데이터 열에 따라, 무선 통신을 행 하는 빔 방향을 설정하기 위한 우선 순위를 빔 방향에 부여해 간다. 이 때, 통신 품질이 가장 양호한 것을 우선 순위 1번으로 하고(도 6에서는 빔 방향 ID#=1), 다음으로 통신 품질이 양호한 것부터 우선 순위를 부여한다. 그러나 이미 우선 순위가 부여되어 있는 빔 방향에 인접하는 빔 방향에는 우선 순위를 부여하지 않거나, 또는 빔 방향에 인접하지 않는 빔 방향에 대하여 그 우선 순위를 낮춘다. 도 6에서는 ID#=2의 빔 방향의 통신 품질은 두 번째로 양호하지만, 첫 번째로 통신 품질이 양호한 ID#=1에 인접하는 빔 방향으로서 ID#=2가 있기 때문에, ID#=2의 빔 방향에는 우선 순위를 부여하지 않는다. 그 결과, 우선 순위 1번은 ID#=1, 2번은 ID#=4로 된다(ID#=4~14의 통신 품질 스코어는 4보다 작은 것으로 한다). 또한, 마찬가지로 필요에 따라 이후의 순위 매김을 행할 수 있다. 그리고, 우선 순위가 설정된 후에, 스텝(407)에서 통상의 통신 처리를 개시한다.

이하에, 이미 우선 순위가 부여된 빔 방향에 인접하는 빔 방향 lD에 우선 순위를 부여하지 않거나, 또는 빔 방향에 인접하지 않는 빔 방향에 대하여 그 우선 순위를 낮추는 이유에 대하여 설명한다.

도 7a 내지 도 7d는 도 5에 나타낸 처리에서 이미 우선 순위가 부여되어 있는 빔 방향에 인접하는 빔 방향에 우선 순위를 부여하지 않는 이유를 설명하기 위한 도면이다.

도 7a는, 송신 안테나(111)와 수신 안테나(112) 사이에 장해물이 없을 경우, 송신 안테나(111)로부터 수신 안테나(112)에 직접파에 의해 통신이 행해지고 있는 상황을 나타낸다. 송신 안테나(111)의 빔 패턴(113)은 수신 안테나(112)를 향하고 있다. 도 7b는 도 7a에 나타낸 것에 비하여 조금 각도가 상이한, 도 7a에 나타낸 빔 방향에 인접한 빔 방향의 빔 패턴을 나타내고 있다. 이 경우에도, 도 7a에 나타낸 것과 비교하면 도 7b에서의 수신 레벨이 다소 낮아지지만, 통신 자체에는 지장이 없다.

그러나, 도 7c에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 전송로에 인체(114)가 존재할 경우는, 송신 안테나(111)로부터의 빔 패턴이 수신 안테나(112)를 향하고 있거나, 수신 안테나(112)로의 방향에 대하여 조금 각도가 상이하여도 통신이 불가능해진다. 또한, 도 7d에 나타낸 바와 같이, 직접파(A)가 장해물(예를 들어, 인체)에 의해 차단된 경우, 직접파(A)의 빔 방향에 인접한 빔 방향에 있어서 반사체(115)에서 반사된 반사파(B)에 의한 전송로가 있다고 해도 통신이 불가능해질 확률이 높다. 이는 공간적으로 가까운 경로를 통해 전송이 이루어지고 직접파에 의한 전송로와 반사파에 의한 전송로가 동시에 차폐되기 때문이다.

한편, 예를 들어 천장(116) 등에서 반사된 반사파(C)의 빔 방향에 형성된 전송로는 직접파(A)의 빔 방향에서 형성된 전송로에 대하여 공간적으로 떨어져 있기 때문에, 두 전송로가 동시에 차폐될 확률이 낮아진다. 또한, 이 동작의 과정에서는, 송신기 및 수신기가 둘 다 (준)정지 상태에서 차폐물(이 경우에는 인체)이 존재하는 곳 부근만의 전송 상태가 국소적으로 변화되는 것이 상정되고 있다. 환언하면, 차폐되지 않은 전송로는 이전의 상태가 유지되는 것을 의미하고 있다. 이것은 직진성이 강하며, 전파의 도래 방향이 명확하게 분리되기 쉬운 밀리파대의 전파에서 특히 유효하다.

다음으로, 상기한 바와 같이 하여 부여된 우선 순위에 따라 설정되는 빔 방향의 빔 포밍에 대해서 설명한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 무선 제어 방법에서의 빔 포밍에 따른 상태도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 정상(normal)적으로는 통신 상태(S901)가 유지되지만, 소정 간격으로 상술한 처리를 행하거나, 소정의 트리거가 인가된 경우에는 상술한 처리를 다시 행함으로써 통신 품질이 충족되고(S902), 도 6에 나타낸 데이터 열 및 그것에 의거한 빔 방향의 우선 순위를 갱신한다. 또한, 통신 품질의 감시(S903)도 행해지고 있어, 통신 품질이 양호할 경우는 통신 상태가 유지되지만, 통신 품질이 악화되었다고 판정된 경우에는, 다음 우선 순위가 부여되어 있는 빔 방향을 설정하고(S904), 통신 상태(S901)로 복귀한다.

또한, 도 9에 나타낸 빔 포밍 상태는, 도 8에 나타낸 상태와는, 다음 우선 순위가 부여되어 있는 빔 방향의 설정(S1004)을 행한 후, 통신 품질의 판정(S1003)을 거치고 나서 통신 상태(S1001)로 복귀한다는 점만이 상이하다. 이 때문에, 통신 상태(S1001)로 복귀하기 전에, 통신 품질이 양호한지의 확인(S1003)이 이루어질 수 있다. 즉, 우선 순위에 따라, 빔 방향을 탐색하는 프로세스로 되어 있다.

또한, 통신 품질의 감시(S903 또는 S1003) 결과, 통신 품질의 급속한 악화가 나타난 경우, 통신 품질이 더 악화되기 전에, 다음 우선 순위가 부여되어 있는 빔 방향을 설정하는 것으로 할 수도 있다. 또한, 통신 품질의 감시(S903 또는 S1003)에서는, 통신이 감지되고 있는, 현재 통신이 행해지고 있는 빔 방향뿐만 아니라, 우선 순위가 높은 빔 방향의 통신 품질도 감시하고, 필요에 따라 통신 품질의 정보를 조사(S902 또는 S1002)하여, 데이터 열을 갱신하기 위한 트리거로 할 수도 있다. 이 경우에는, 감시하는 빔 방향이 한정되어 있기 때문에, 통신 품질 감시에 소요되는 시간의 대폭적인 증대는 피할 수 있다.

본 실시형태의 무선 제어 방법에 의하면, 장해물에 의한 차폐 등이 일어나 통신 품질이 악화된 경우에, 밀리파(또는 직진성이 높아지는 대략 10㎓ 이상의 마이크로파)의 전파 환경을 고려하여 다음 빔 방향을 미리 결정하여 둠으로써, 빔 방향의 설정에 따른 시간을 짧게 하여 데이터 전송 차단의 시간을 단축하는 것이 가능해진다.

이하에, 이 무선 제어 방법이 실내의 밀리파(또는 직진성이 높아지는 대략 10㎓ 이상의 마이크로파)에서 유효한 이유에 대해서 설명한다.

통신에 이용할 수 있는 전송로는 한정되어 있고, 직접파와, 벽이나 창, 기타 방해물 등으로부터 반사된 반사파로 형성된다. 따라서, 각 전송로의 방사해야 할 각도, 또는 수신해야 할 각도는 반사 또는 수신될 각각의 파에 따라 크게 상이하다. 그러나, 예를 들어 2.4㎓의 마이크로파대와 같은 직진성이 낮은 무선파를 상정한 경우에는, 다중 산란이나 회절의 효과에 의해, 통상은 지향성이 있는 안테나는 이용하지 않을 수도 있다. 간섭을 제거하기 위해, 지향성이 있는 적응 안테나의 개발 예도 있지만, 그 경우에도 회절의 효과를 기대할 수 있기 때문에, 직접파의 각도, 또는 그것에 가까운 각도에서 양호한 통신 품질이 확보되기 쉽다.

이상에 의해, 본 발명의 무선 제어 방법은 지향성을 가진 안테나를 이용하 고, 또한 무선파의 직진성이 강해지는 밀리파(또는 대략 10㎓ 이상의 마이크로파)를 이용하는 무선 시스템에서만 효과를 발휘할 수 있는 것이다.

또한, 본 실시형태에서는, 이미 우선 순위가 부여된 빔 방향에 인접하는 빔 방향에 우선 순위를 부여하고 있지 않지만, 빔 방향이 세밀해진 경우 등에서는, 이미 우선 순위가 부여된 빔 방향에 인접하는 빔 방향을 포함하는 근방의 빔 방향에 우선 순위를 부여하지 않는 구성으로 할 수도 있다.

(제2 실시형태)

도 10은 본 발명의 통신 제어 방법의 제2 실시형태에서 설정되는 데이터 열의 테이블을 나타내는 도면이다.

제2 실시형태의 방법은 제1 실시형태에 나타낸 것에 대하여, 도 6을 이용하여 설명한 우선 순위 매김만이 상이하고, 도 5를 이용하여 설명한 빔 방향과 그 빔 방향에서의 통신 품질의 조사를 행하기 위한 스텝이나, 도 8 및 도 9에 나타낸 빔 포밍에 따른 무선 통신 장치의 상태도는 그대로 적용할 수 있다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 제2 실시형태에서는 우선 순위가 가장 높은 빔 방향(도 10에서는 빔 방향 ID#=1)에 대한 빔의 각도가 고려되어, 그 각도가 작을 경우에는 가중치 부여의 레벨이 낮게 규정되고 있다. 즉, 이 예에서는, ID#=4는 ID#=2에 비하여 통신 품질은 양호하지 않지만, 우선 순위가 가장 높은 빔 방향에 대한 ID#=2 보다 각도가 더 크기 때문에 가중치 계수가 크게 설정되어 있다. 따라서, 그 가중치 계수와 통신 품질로부터 구해지는 가중치 부여 통신 품질이 양호해져 우선 순위가 높아진다. 또한, 가중치 부여의 방법이나 함수는 다양하게 허용될 수 있기 때문에 빔 방향 설정의 자유도가 증대된다. 따라서, 제1 실시형태와 동일하게, 적어도 인접하는 빔의 우선 순위를 낮추는 것이 본 실시형태의 요건이며, 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻는 것이 가능해진다.

(제3 실시형태)

도 11은 본 발명의 무선 제어 방법의 제3 실시형태에서의 처리를 설명하기 위한 플로차트이다.

제3 실시형태에서는, 스텝(701)에서 처리를 개시하면, 우선, 스텝(702)에서의 빔 설정에 있어서, 광각 빔을 설정한다. 다음으로, 스텝(703)에서, 광각 빔에 의한 빔 방향을 설정하고, 스텝(704)에서, 그 빔 방향에서의 통신 품질을 취득한다. 그리고, 스텝(705)에서, 이 스텝(703, 704)의 처리는 빔 제어를 행하는 모든 방향에서 통신 품질이 취득될 때까지 반복된다.

다음으로, 스텝(706)에서 협각 빔의 방향을 설정하지만, 광각 빔에 있어서 통신 품질이 가장 양호한 범위에 대응하는 방향만으로 한정한다. 스텝(707)에서 이렇게 제한된 방향에서 협각 빔의 빔 방향의 설정을 행하고, 스텝(708)에서, 설정된 빔 방향에서의 통신 품질 정보를 취득한다. 후속하여, 스텝(709)에서, 이 스텝(707, 708)의 처리는 빔 제어를 행하는 모든 방향에서 통신 품질이 취득될 때까지 반복한다.

그리고, 스텝(710)에서, 그 결과를 빔 방향과 그 빔 방향에서의 통신 품질로 이루어진 데이터 열로서 기록한다.

도 12는 도 11에 나타낸 처리에서 취득된 데이터 열을 테이블로서 나타내는 도면이다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 빔 방향(광각 빔과 협각 빔을 대응시킨 ID 번호를 부여)과, 그 빔 방향에서의 통신 품질로 이루어진 데이터 열이 취득되어 기록된다.

도 12에 나타낸 바와 같은 데이터 열에 따라, 스텝(711)에서, 무선 통신을 행하는 데 필요한 빔 방향을 설정하기 위한 우선 순위를 빔 방향에 부여하여 가고, 스텝(712)에서 처리를 종료한다.

본 실시형태에서는, 협각 빔의 방향은, 광각 빔에서 통신 품질이 양호한 방향만을 탐색하므로, 협각 빔 제어를 행하는 모든 방향을 탐색할 필요가 없다. 그 때문에, 탐색에 따른 시간을 대폭으로 삭감할 수 있다. 예를 들어, 광각 빔에서의 탐색을 8로, 협각 빔에서의 탐색을 (1개의 광각 빔에 대응하는 범위마다) 16으로 상정한 경우, 모두를 협각 빔에서 탐색하면 128(=8×16)이다. 그러나, 본 실시형태에서는, 협각 빔에서 수행되는 탐색의 수가 24(8+16)와 5분의 1의 탐색에 그치게 된다. 또한, 도 12에 나타낸 바와 같이, 광각 빔에서 소정의 수신 레벨(또는 통신 품질)이 얻어지지 않을 경우에는, 대응하는 협각 빔에서의 빔 방향 탐색을 행하지 않고 끝낼 수 있어, 탐색 시간을 더 단축할 수 있다.

또한, 여기서 이용한 광각 빔이란, 커버리지가 협각 빔보다도 넓다는 의미이며, 그 결과로서 탐색 시간을 단축할 수 있다. 또한, 적어도 송신 측과 수신 측 중의 적어도 어느 한쪽이 광각 빔에서의 탐색, 및 협각 빔에서의 탐색을 행함으로써, 어느 경우에도 본 발명의 효과가 잘 발휘될 것이다. 또한, 광각 빔과 협각 빔 을 형성하는 수단으로서는, 어댑티브 어레이(adaptive array) 안테나에 의해 실현하는 방법 이외에, 복수의 안테나를 이용하여 실현하는 방법, 섹터 안테나를 이용하여 실현하는 방법 등이 있지만, 본 발명에서는 이에 한정하지 않는다.

본 실시형태에서는, 제1 및 제2 실시형태와 동일하게, 다음 빔 방향을 미리 결정하여 둠으로써, 데이터 전송 차단의 시간을 단축하는 것이 가능해져, 우선 순위를 부여하기 위한 빔 방향 탐색에 따른 시간을 단축하는 것이 가능해진다.

또한, 상술한 3개의 실시형태에서 나타낸 처리는 송신기나 수신기 내의 안테나 빔 제어 매커니즘에 의해 행해지게 된다. 그리고, 송신기 내의 안테나 빔 제어 메커니즘은 송신기의 빔 방향을 설정하고, 또한 수신기 내의 안테나 빔 제어 메커니즘에서는 수신기의 빔 방향을 설정하게 되지만, 이러한 안테나 빔 제어 메커니즘은 송수신 양쪽의 빔 방향의 설정 방법에 이용할 수도 있다. 송수신의 빔 방향으로 구성되는 데이터 열에 대응하는 통신 품질을 관련시키고, 이것을 송신기와 수신기 중의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 기록한다. 이 경우, 빔 방향의 수는 송신 빔과 수신 빔의 곱으로 계산되기 때문에, 본 발명의 효과가 보다 커진다.

또한, 상술한 3개의 실시형태에서는 통신 품질이라는 어구(term)를 사용했지만, 예를 들어 수신 레벨, 신호 대 잡음비(SNR), 비트 에러 비율(BER), 패키지 에러 비율(PER), 프레임 에러 비율(FER) 등 통신 품질을 대표하는 것이면 되고, 그 중의 1개 또는 그것들을 복수개 조합하여 이용할 수도 있다. 통신 품질의 평가에는, 프리앰블(preamble) 중의 특정 데이터 열을 이용할 수도 있다.

(제4 실시형태)

상술한 제1 내지 제3 실시형태에서는, 빔 방향을 설정하는 기능을 가진 송신기, 또는 수신기 측에 우선 순위를 부여하고 있었다. 본 제4 실시형태에서는, 빔 방향을 설정하는 기능을 가진 송신기에 대하여 수신기 측으로부터 지시를 보내는 경우, 또는 빔 방향을 설정하는 기능을 가진 수신기에 대하여 송신기 측으로부터 지시를 보내는 경우, 또는 송신기 및 수신기 양쪽이 빔 방향을 설정하는 기능을 갖고 있어, 양쪽의 빔 방향, 빔 각도 및 통신 품질에 따라, 빔 방향을 제어하는 경우를 상정한다. 그 경우, 빔 방향, 빔 각도 및 통신 품질 정보를 송신기로부터 수신기, 또는 수신기로부터 송신기에 송부하는 스텝이 추가된다.

이 경우, 처리 순서는 도 5에 나타낸 것, 데이터 열은 도 6에 나타낸 것을 각각 이용하거나, 도 10 또는 도 11에 나타낸 것을 각각 이용할 수 있지만, 데이터 열에서는 인접하는 빔 방향이 빔 각도를 규정하는 것으로 되어 있다.

또한, 송신기 및 수신기 양쪽이 빔 방향을 설정하는 기능을 갖고 있을 경우는, 송신기 또는 수신기 한쪽으로부터 다른쪽으로 대응 빔 방향, 빔 각도를 규정하는 정보를 보낼 필요가 있고, 빔 방향에 우선 순위를 부여하기 위해, 예를 들어 도 13에 나타낸 데이터 열을 이용할 수 있다.

또한, 본 제4 실시형태에서는 명시적으로 빔 방향이나 빔 각도를 규정하고 있지만, 빔 방향은 번호가 아니라, 임의의 제어 수단으로 대용하는 것도 가능하다. 빔 각도는 절대값이 아니라, 특정 빔 방향으로부터의 상대값으로 대용될 수도 있다. 더 나아가서는, 명시적이지 않지만, 빔 방향 및 빔 각도를 규정하는 함수를 이용할 수도 있는 등, 빔 방향이나 빔 각도의 표현 방법을 한정하지는 않는다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 밀리파를 이용하는 통신 시스템에서, 단순히 빔 방향과 통신 품질 정보 뿐만 아니라, 그 빔 각도 정보를 채택함으로써, 빔 방향의 설정을 신속하게 행하는 것이 가능해진다.

이상 실시예를 참조하여 본원 발명을 설명했지만, 본원 발명이 상기 실시예에 한정되지는 않는다. 본원 발명의 구성이나 상세에는, 본원 발명의 스코프 내에서 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경을 할 수 있다.

본 발명은 일본 특허 출원 제2007-012449호(2007년 1월 23일 출원)에 기초한 우선권을 주장하는 것으로서, 그 개시가 본원에 참조로서 포함되어 있다.

Claims

삭제
통신 품질에 기초하여 설정되는 빔 방향에서 무선 통신을 행할 때의 무선 제어 방법으로서,

적어도 빔 방향과 그 빔 방향에서의 통신 품질 정보로 이루어진 데이터 열을 취득하는 스텝과,

상기 데이터 열에 따라서, 가장 양호한 통신 품질이 얻어지는 제1 빔 방향에 상기 무선 통신을 행하는 제1 빔 방향을 설정하기 위한 우선 순위를 가장 높게 하여 부여하는 스텝과,

상기 제1 빔 방향 이외의 제2 또는 그 후순위 빔 방향에 대하여, 상기 통신 품질에 따라 제2 또는 그 후순위를 부여하는 스텝과,

상기 데이터 열에 따라서, 가장 양호한 통신 품질이 얻어지는 제1 빔 방향에서 상기 무선 통신을 행하는 상기 제1 빔 방향을 설정하기 위한 제1 우선 순위를 차례로 부여하는 스텝

을 포함하고,

우선 순위를 부여하는 상기 스텝에서는, 제1 우선 순위 및 제2 우선 순위가 이미 부여된 제1 빔 방향 및 제2 빔 방향에 인접하는 제3 빔 방향, 또는 상기 제1 빔 방향 또는 상기 제2 빔 방향에 대해 미리 정해진 각도 내로 인접한 제4 빔 방향에는, 우선 순위를 부여하지 않거나, 그 우선 순위를 낮추는 무선 제어 방법.
통신 품질에 기초하여 설정되는 빔 방향에서 무선 통신을 행할 때의 무선 제어 방법으로서,

적어도 빔 방향과 그 빔 방향에서의 통신 품질 정보로 이루어진 데이터 열을 취득하는 스텝과,

상기 데이터 열에 따라서, 가장 양호한 통신 품질이 얻어지는 제1 빔 방향에 상기 무선 통신을 행하는 제1 빔 방향을 설정하기 위한 우선 순위를 가장 높게 하여 부여하는 스텝과,

상기 제1 빔 방향 이외의 제2 또는 그 후순위 빔 방향에 대하여, 상기 통신 품질에 따라 제2 또는 그 후순위를 부여하는 스텝과,

상기 제2 또는 그 후순위 빔 방향에 대하여, 상기 제1 빔 방향에 대한 각도가 작아질수록 낮게 설정되는 가중치 계수와 상기 통신 품질로부터 구해지는 가중치 부여 통신 품질에 따라 상기 제2 또는 그 후순위를 부여하는 스텝

을 포함하는 무선 제어 방법.
통신 품질에 기초하여 설정되는 빔 방향에서 무선 통신을 행할 때의 무선 제어 방법으로서,

적어도 빔 방향과 그 빔 방향에서의 통신 품질 정보로 이루어진 데이터 열을 취득하는 스텝과,

상기 데이터 열에 따라서, 가장 양호한 통신 품질이 얻어지는 제1 빔 방향에 상기 무선 통신을 행하는 제1 빔 방향을 설정하기 위한 우선 순위를 가장 높게 하여 부여하는 스텝과,

상기 제1 빔 방향 이외의 제2 또는 그 후순위 빔 방향에 대하여, 상기 통신 품질에 따라 제2 또는 그 후순위를 부여하는 스텝과,

광각 빔(wide angle beam)을 이용하여 그 광각 빔 방향에서의 통신 품질을 취득하는 스텝

을 포함하고,

상기 통신 품질이 가장 양호한 광각 빔 방향이 존재하는 방향으로, 협각 빔(narrow angle beam)을 이용하여, 적어도 빔 방향과 빔 방향에서의 통신 품질 정보로 이루어진 데이터 열을 순차적으로 취득하는 무선 제어 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 우선 순위에 따라 상기 제1 빔 방향을 설정하는 스텝과,

설정된 상기 제1 빔 방향에서 무선 통신을 행하는 스텝

을 포함하는 무선 제어 방법.
제5항에 있어서,

상기 무선 통신을 행하고 있는 상기 제1 빔 방향에서의 통신 품질을 감시하는 스텝과,

상기 통신 품질이 변화된 경우, 상기 제1 빔 방향을 다음 우선 순위가 부여된 제2 빔 방향으로 변경하여 상기 무선 통신을 계속하는 스텝

을 포함하는 무선 제어 방법.
제6항에 있어서,

통신 품질을 감시하는 스텝 중에 상기 무선 통신을 행하고 있는 상기 제1 빔 방향에서의 통신 품질 다음으로 우선 순위가 높은 제2 빔 방향에서의 통신 품질을 감시하는 무선 제어 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

우선 순위가 이미 부여된 각각의 빔 방향에서의 통신 품질 정보로 이루어진 데이터 열을 취득하는 스텝을 반복적으로 행하여, 우선 순위들을 갱신하는 무선 제어 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무선 통신은, 주파수가 10㎓ 이상인 무선파(radio wave)를 이용하는 무선 제어 방법.
통신 품질에 기초하여 설정되는 빔 방향에서 무선 통신을 행할 때의 무선 제어 방법으로서,

적어도 빔 방향과 그 빔 방향에서의 통신 품질 정보로 이루어진 데이터 열을 취득하는 스텝과,

상기 데이터 열에 따라서, 가장 양호한 통신 품질이 얻어지는 제1 빔 방향에 상기 무선 통신을 행하는 제1 빔 방향을 설정하기 위한 우선 순위를 가장 높게 하여 부여하는 스텝과,

상기 제1 빔 방향 이외의 제2 또는 그 후순위 빔 방향에 대하여, 상기 통신 품질에 따라 제2 또는 그 후순위를 부여하는 스텝

을 포함하며,

송신기 또는 수신기 중 적어도 한쪽이 통신 품질에 기초하여 설정되는 빔 방향에서 행하는 무선 통신은, 적어도 복수의 빔 방향을 규정하는 정보와, 각각의 빔 방향의 각도를 규정하는 정보를 송신기로부터 수신기, 또는 수신기로부터 송신기에 송신하는, 무선 제어 방법.
제10항에 있어서,

빔 방향을 규정하는 정보, 빔 방향의 각도를 규정하는 정보, 및 상기 데이터 열에 따라서, 가장 양호한 통신 품질이 얻어지는 상기 제1 빔 방향으로부터 상기 무선 통신을 행하는 제2 빔 방향을 설정하기 위한 제2 우선 순위를 차례로 부여하는 스텝

을 포함하는 무선 제어 방법.
제11항에 있어서,

우선 순위를 부여하는 상기 스텝은, 제1 우선 순위 및 제2 우선 순위가 이미 부여된 제1 빔 방향 및 제2 빔 방향에 인접하는 제3 빔 방향, 또는 상기 제1 빔 방향 또는 상기 제2 빔 방향에 대해 미리 정해진 각도 내로 인접한 제4 빔 방향에는, 우선 순위를 부여하지 않거나, 그 우선 순위를 낮추는 무선 제어 방법.