JP5366876B2 - 無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮなどの３以上の無線装置により構成される無線ネットワークの無線通信方法に関する。

従来から、無線通信を使用してＬＡＮ（Local Area Network）を構成する通信技術（以下、無線ＬＡＮという）が知られている。図６は、無線ＬＡＮの代表的な構成を示すブロック図である（例えば、非特許文献１、２参照）。また、図７は、図６に示す端末装置間での直接通信を確立する際の通信手順を示すシーケンス図である。図６において、符号１１は、無線ＬＡＮによるネットワークの基地局機能を有する無線装置である。符号２１、２２は、無線装置１１と無線通信を行う端末装置である。無線装置１１は通常アクセスポイント（以下、ＡＰという）と呼ばれ、端末装置２１、２２はステーション（以下、ＳＴＡという）と呼ばれる。端末装置２１と端末装置２２は無線装置１１を介して通信を行うが、無線装置１１を介して制御情報をやりとりすることによって、無線装置１１を介することなく、端末装置２１と端末装置２２との間で直接通信を行うことができる。

ここで、図７を参照して、端末装置２１、２２間での直接通信を開始する際の通信手順を説明する。まず、直接通信を開始しようとする端末装置２１は基地局機能を持つ無線装置１１に対して、端末装置２２と直接通信を行いたい旨の接続要求信号を送信する（ステップＳ３１）。この接続要求信号を受信した無線装置１１は接続要求信号を端末装置２２に送信する（ステップＳ３２）。接続要求信号を受信した端末装置２２は、直接通信の可否および諾否の情報を含む応答信号を無線装置１１へ送信する（ステップＳ３３）。無線通信装置１１は、この応答信号を端末装置２１へ送信する（ステップＳ３４）。この応答信号の内容が直接通信が可能であり、端末装置２２が直接通信を許可するというものであれば端末装置２１と端末装置２２の間で直接通信を開始する（ステップＳ３５）。このような通信手順によって、端末装置２１と端末装置２２の間で直接通信が可能となる。

IEEE Standard for Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements， IEEE Std. 802.11-2007. 守倉正博、久保田周治監修、「８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、改訂三版、インプレスＲ＆Ｄ

ところで、図６に示す従来の無線ＬＡＮによるネットワークでは、無線装置１１および各端末装置２１、２２が２．４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯の電波を用いて通信を行うものであり、接続要求信号と応答信号の送受信ならびに直接通信に同じ周波数帯の電波を用いている。２．４ＧＨｚ帯を利用する代表的な無線ＬＡＮ規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇであり、５４Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度を提供することができる。また、５ＧＨｚ帯を利用する代表的な無線ＬＡＮ規格はＩＥＥＥ８０２．１１ａであり、これも５４Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度を提供することができる。

さらに、近年ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格が制定され、これは２．４ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯を用いて最大６００Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度を提供するものである。ＩＥＥＥ８０２．１１ｇおよびＩＥＥＥ８０２．１１ａの規格はいずれも２．４ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯の単一の周波数帯を利用する規格である。これらの異なる周波数帯の電波を切り替えて使う装置も実現されているが、提供される伝送レートは５４Ｍｂｉｔ／ｓと同等である。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格でも２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の伝送レートに規格上の差はない。すなわち、従来規格の無線ＬＡＮでは周波数帯を切り替えても高速通信を実現することはできない。一方、高速通信需要の高まりに伴って、１Ｇｂｉｔ／ｓ以上の伝送レートが実現可能なミリ波帯を用いるさらに高速な無線ＬＡＮ規格の策定が進められている。

しかしながら、電波は、周波数が高くなるほど、空間伝搬に伴う損失が大きくなる。例えば、周波数６０ＧＨｚなどのミリ波帯の電波は、周波数が高いために空間伝搬に伴う損失が大きい。さらにはミリ波帯の電波は、法律による規制およびミリ波を取り扱う高周波部品の性能限界から無線ＬＡＮに適用できるような大きさおよび消費電力の装置では大きな送信電力による通信ができない。

このため、図６に示す従来の無線ＬＡＮによるネットワークにミリ波帯の電波を用いて高速化を図ろうとする場合には、無線装置１１の通信可能エリアが小さくなり、例え端末装置２１、２２同士が近くに存在し、ミリ波による直接通信が可能な距離にあったとしても、端末装置２１、２２のうち少なくとも一方が無線装置１１と通信できない場合には直接通信を開始することができないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ミリ波帯などの高速通信が可能であるが通信可能エリアが狭くなってしまう周波数帯の電波を使って無線ＬＡＮ等の無線ネットワークを構成する際に、ＳＴＡである端末装置のいずれかがＡＰである無線装置とミリ波などの高速通信が可能な周波数帯の電波による通信ができない場合においても、端末装置同士のミリ波帯などの高速通信が可能な周波数帯の電波による直接通信を行うことができる無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明は、第１の無線通信手段を備える無線装置と、前記第１の無線通信手段と、前記第１の無線通信手段よりも搬送波の周波数が高い第２の無線通信手段とを備え、前記無線装置との間で無線通信が可能な複数の端末装置とから構成される無線ネットワークにおいて、前記複数の端末装置間において直接通信を開始する際、前記の第１の無線通信手段を用いて前記無線装置を介して、前記複数の端末装置が直接通信を開始するのに必要な情報を交換した後に前記の第２の無線通信手段を用いて、前記複数の端末装置間において直接通信を行うことを特徴とする。

本発明は、第１の無線通信手段を備える無線装置と、前記第１の無線通信手段と、前記第１の無線通信手段よりも通信に使用する帯域幅が広い第２の無線通信手段とを備え、前記無線装置との間で無線通信が可能な複数の端末装置とから構成される無線ネットワークにおいて、前記複数の端末装置間において直接通信を開始する際、前記の第１の無線通信手段を用いて前記無線装置を介して、前記複数の端末装置が直接通信を開始するのに必要な情報を交換した後に前記の第２の無線通信手段を用いて、前記複数の端末装置間において直接通信を行うことを特徴とする。

本発明は、第１の無線通信手段を備える無線装置と、前記第１の無線通信手段と、前記第１の無線通信手段よりも伝送レートが高い第２の無線通信手段とを備え、前記無線装置との間で無線通信が可能な複数の端末装置とから構成される無線ネットワークにおいて、前記複数の端末装置間において直接通信を開始する際、前記の第１の無線通信手段を用いて前記無線装置を介して、前記複数の端末装置が直接通信を開始するのに必要な情報を交換した後に前記の第２の無線通信手段を用いて、前記複数の端末装置間において直接通信を行うことを特徴とする。

本発明は、第１の無線通信手段を備える無線装置と、前記第１の無線通信手段と、前記第１の無線通信手段よりも通信距離が短い第２の無線通信手段とを備え、前記無線装置との間で無線通信が可能な複数の端末装置とから構成される無線ネットワークにおいて、前記複数の端末装置間において直接通信を開始する際、前記の第１の無線通信手段を用いて前記無線装置を介して、前記複数の端末装置が直接通信を開始するのに必要な情報を交換した後に前記の第２の無線通信手段を用いて、前記複数の端末装置間において直接通信を行うことを特徴とする。

本発明は、前記直接通信を開始するのに必要な情報には、直接通信を開始しようとする第１の端末装置から、直接通信の相手となる第２の端末装置に対して直接通信を求める接続要求信号が含まれることを特徴とする。

本発明は、前記第１の端末装置から送信された前記接続要求信号を受信した前記無線装置は、前記第２の端末装置に対して前記接続要求信号を送信するとともに、前記無線装置が持つ前記第１の端末装置または前記第２の端末装置に関する情報を前記第１の端末装置または第２の端末装置の少なくとも一方に通知することを特徴とする。

本発明は、前記端末装置に関する情報は、前記第１の端末装置または前記第２の端末装置の周波数オフセットに関する情報であることを特徴とする。

本発明は、前記端末装置に関する情報は、前記第１の端末装置と前記第２の端末装置の位置情報であることを特徴とする。

本発明は、前記端末装置に関する情報は、前記第１の端末装置と前記第２の端末装置の相対的な距離情報であることを特徴とする。

本発明は、前記端末装置に関する情報は、前記第１の端末装置と前記第２の端末装置の前記無線装置から見た角度情報であることを特徴とする。

本発明は、前記直接通信を開始するのに必要な情報には、前記接続要求信号を受信した前記第２の端末装置から、前記第１の端末装置に対する直接通信の諾否を通知する応答信号が含まれることを特徴とする。

本発明は、前記接続要求信号の中に、直接通信に使用する前記第２の無線通信手段に関する情報を含むことを特徴とする。

本発明は、前記応答信号の中に、直接通信に使用する前記第２の無線通信手段に関する情報を含むことを特徴とする。

本発明は、前記直接通信に使用する前記第２の無線通信手段に関する情報として、使用する周波数帯、使用するチャネル、使用する帯域幅、または使用するチャネル数のいずれかを含むことを特徴とする。

本発明によれば、２つの端末装置が第２の無線通信手段によって通信可能な位置に配置されており、無線装置と２つの端末装置それぞれが第１の無線通信手段によって通信可能な位置に配置されている場合、無線装置と、２つの端末装置の少なくとも一方が第２の無線通信手段で通信できない配置であったとしても、２つの端末装置は第２の無線通信手段による直接通信を開始することができるという効果が得られる。

本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 図１に示す端末装置間において直接通信を確立する通信手順を示すシーケンス図である。 図１に示す端末装置間において直接通信を確立する通信手順を示すシーケンス図である。 図１に示す端末装置間において直接通信を確立する通信手順を示すシーケンス図である。 図１に示す端末装置間において直接通信を確立する通信手順を示すシーケンス図である。 従来技術の無線ＬＡＮによるネットワークの構成を示すブロック図である。 図６に示す端末装置間において直接通信を確立する通信手順を示すシーケンス図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態による無線通信方法を説明する。図１は同実施形態の無線通信装置の構成を示すブロック図である。この図において、符号１１は、基地局機能を持つ無線装置である。符号２１、２２は、無線装置１１と無線通信を行うと共に互いに直接通信を行う端末装置である。無線装置１１と端末装置２１は、無線通信により情報通信を行う。また、無線装置１１と端末装置２２も無線通信によって情報通信を行う。また、２台の端末装置２１、２２は無線通信により直接通信を行う。ここで、端末装置２１、２２のそれぞれと無線装置１１との間においては、通常の無線ＬＡＮで使用する２．４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯の電波を用いて無線通信を行う。

また、２台の端末装置２１、２２間においては、世界の主要各国で広い周波数帯域が無線局免許なしで使用することができる６０ＧＨｚ帯ミリ波の電波を用いて無線通信を行う。端末装置２１は、２．４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯の電波を用いて無線通信を行う第１の無線通信手段２１１と、６０ＧＨｚ帯ミリ波の電波を用いて無線通信を行う第２の無線通信手段の２１２を備えている。端末装置２２は、２．４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯の電波を用いて無線通信を行う第１の無線通信手段２２１と、６０ＧＨｚ帯ミリ波の電波を用いて無線通信を行う第２の無線通信手段の２２２を備えている。

６０ＧＨｚ帯の電波は数ＧＨｚにわたる非常に広い周波数幅を利用することができるため、数Ｇｂｉｔ／ｓ以上の無線通信を実現することができる。しかしながら、周波数が高いために空間での伝搬損失が大きく、また、法律による規制やミリ波高周波部品の性能限界から大きな送信電力で電波を発射することができず、その結果長い距離の通信を行うことが難しい。したがって、高速に情報通信を行いたい端末装置２１、２２が近接して配置されている場合には、この６０ＧＨｚ帯ミリ波を使って直接に通信することが望ましい。

ここで、図２を参照して、図１に示す端末装置２１、２２間での直接通信を開始する際の通信手順を説明する。図２は、第１の実施形態における通信手順を示すシーケンス図である。ここでは、端末装置２１の第２の無線通信手段２１２が端末装置２２の第２の無線通信手段２２２との間で直接通信を開始しようとしているとする。まず、端末装置２１の第１の無線通信手段２１１は基地局機能を持つ無線装置１１に対して、端末装置２２と直接通信を行いたい旨の接続要求信号を送信する（ステップＳ３１１）。

この接続要求信号を受信した無線装置１１は接続要求信号を端末装置２２に送信する（ステップＳ３２１）。接続要求信号を受信した端末装置２２の第１の無線通信手段２２１は、直接通信の可否および諾否の情報を含む応答信号を無線装置１１へ送信する（ステップＳ３３１）。無線装置１１は、この応答信号を端末装置２１へ送信する（ステップＳ３４１）。この応答信号の内容が直接通信が可能であり、端末装置２２が直接通信を許可するというものであれば端末装置２１の第２の無線通信手段２１２と端末装置２２の第２の無線通信手段２２２との間で直接通信を開始する（ステップＳ３５１）。

このように、端末装置２１と端末装置２２が第２の無線通信手段２１２、２２２によって通信可能な位置に配置されており、基地局機能を持つ無線装置１１と端末装置２１、２２が第１の無線通信手段２１１、２２１によって通信可能な位置に配置されている場合、無線装置１１と、端末装置２１、端末装置２２の少なくとも一方が第２の無線通信手段で通信できない配置にあったとしても、端末装置２１、２２は第２の無線通信手段２１２、２２２による直接通信を開始することができる。

図１に示す例においては、第１の無線通信手段２１１、２２１として２．４ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯の電波を用いることとし、第２の無線通信手段２１２、２２２として６０ＧＨｚ帯の電波を用いることとしたが、第２の無線通信手段２１２、２２２に比して第１の無線通信手段２１１、２２１の方が通信距離が長くなるような組み合わせであればその他の周波数帯の組み合わせでも同様に直接通信を行うことが可能である。また、端末装置の数を２台として説明したが、３台以上の端末装置の場合でも同様に直接通信を行うことが可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、図３を参照して、第２の実施形態による無線通信方法を説明する。第２の実施形態における装置構成は、図１に示す第１の実施形態における装置構成と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。図３は、第２の実施形態における通信手順を示すシーケンス図である。

まず、直接通信を開始しようとする端末装置２１の第１の無線通信手段２１１が端末装置２２と直接通信を行いたい旨の接続要求信号を無線装置１１に対して送信する（ステップＳ１）。この接続要求信号を受信した無線装置１１は端末装置２２に対して、端末装置２１からの接続要求信号を送信する（ステップＳ２）。そして、無線装置１１は、端末装置２１と端末装置２２のそれぞれに対して、無線装置１１が持つ端末装置２１と端末装置２２の周波数オフセット情報を送信する（ステップＳ３、Ｓ４）。

この周波数オフセット情報を受信した端末装置２１および端末装置２２は、直接通信の開始にあたり、受信した周波数オフセット情報を利用して、自らの周波数調整機構を制御する。そして、端末装置２２の第１の無線通信手段２２１は、直接通信の可否および諾否の情報を含む応答信号を無線装置１１へ送信する（ステップＳ５）。無線装置１１は、この応答信号を端末装置２１へ送信する（ステップＳ６）。この応答信号の内容が直接通信が可能であり、端末装置２２が直接通信を許可するというものであれば端末装置２１の第２の無線通信手段２１２と端末装置２２の第２の無線通信手段２２２との間で直接通信を開始する（ステップＳ７）。

無線通信では、搬送波を情報信号で変調して送信し、受信側ではこれを復調することによって搬送波から情報を取り出すため、送信側と受信側で変調および復調に用いる周波数が等しいことが望まれる。そして、これらの周波数は水晶発振器の発振周波数をもとに作られる。この時、水晶発振器の微小な周波数ずれに起因して、変調および復調に用いる周波数がずれる場合があり、受信側では受信信号をもとにしてそのずれを補正する必要がある。この無線通信方法では、第２の無線通信手段２１２、２２２による直接通信に先立って、それぞれの端末装置の持つ周波数ずれを予め知ることができるので、周波数調整のためのトレーニングを必要とせず、短時間で直接通信を確立することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、図４を参照して、第３の実施形態による無線通信方法を説明する。第３の実施形態における装置構成は、図１に示す第１の実施形態における装置構成と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。図４は、第３の実施形態における通信手順を示すシーケンス図である。

まず、直接通信を開始しようとする端末装置２１の第１の無線通信手段２１１が端末装置２２と直接通信を行いたい旨の接続要求信号を無線装置１１に対して送信する（ステップＳ１１）。この接続要求信号を受信した無線装置１１は端末装置２２に対して、端末装置２１からの接続要求信号を送信する（ステップＳ１２）。そして、無線装置１１は、端末装置２１と端末装置２２のそれぞれに対して、無線装置１１が持つ端末装置２１と端末装置２２の位置に関する情報を送信する（ステップＳ１３、Ｓ１４）。

この位置に関する情報を受信した端末装置２１および端末装置２２は、直接通信の開始にあたり、受信した位置に関する情報を利用して、電波発射方向や送信電力を制御する。そして、端末装置２２の第１の無線通信手段２２１は、直接通信の可否および諾否の情報を含む応答信号を無線装置１１へ送信する（ステップＳ５）。無線装置１１は、この応答信号を端末装置２１へ送信する（ステップＳ６）。この応答信号の内容が直接通信が可能であり、端末装置２２が直接通信を許可するというものであれば端末装置２１の第２の無線通信手段２１２と端末装置２２の第２の無線通信手段２２２との間で直接通信を開始する（ステップＳ１７）。

位置に関する情報としては、直接通信を開始しようとしている端末装置２１、２２が近接しているか否かという情報、端末装置２１、２２が基地局機能を有する無線装置１１からどの程度の距離にあるかという情報、端末装置２１、２２それぞれが無線装置１１から見てどの方向にあるかという情報などである。２つの端末装置２１、２２同士が近接しているか否かという情報については、無線装置１１が受信した端末装置２１、２２からの受信信号の相関を測定し、ある閾値以上の相関がある場合に２つの端末装置２１、２２は近接して配置されていると判断する。あるいは、無線装置１１がアレイアンテナないしはセクタアンテナなどのビームの方向を可変にできるアンテナを具備している場合、端末装置２１および２２が同じビームで通信可能である場合に、近接して配置されていると判断する。この時、端末装置２１および２２からの受信電波の強度もあわせて考慮して判断することもできる。

また、２つの端末装置２１、２２が無線装置１１からどの程度の距離にあるかという情報は、無線装置１１が受信した端末装置２１、２２からの受信信号の強度等を測定し、判断する。さらに、２つの端末装置２１、２２が無線装置１１から見てどの方向にあるかという情報は、無線装置１１が具備するアレイアンテナないしはセクタアンテナによる受信信号によって到来方向を推定することによって判断する。

このように、２つの端末装置２１、２２同士はそれぞれの位置関係を直接通信に先立って把握することができ、どの方向に指向性のビームを向けるべきかを直接通信に先立って決定することができる。

＜第４の実施形態＞
次に、図５を参照して、第４の実施形態による無線通信方法を説明する。第４の実施形態における装置構成は、図１に示す第１の実施形態における装置構成と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。図５は、第４の実施形態における通信手順を示すシーケンス図である。

まず、直接通信を開始しようとする端末装置２１の第１の無線通信手段２１１が端末装置２２と直接通信を行いたい旨の接続要求信号を無線装置１１に送信する（ステップＳ２１）。この接続要求信号を受信した無線装置１１は端末装置２２に対して、受信した接続要求信号を送信する（ステップＳ２２）。このとき、接続要求信号には、端末装置２１が第２の無線通信手段によって通信を行う能力を持つことを示す情報を含んでいるとともに、端末装置２１が第２の無線通信手段２１２によって直接通信を行いたいことを示す情報を含んでいる。

次に、接続要求信号を受け取った端末装置２２の第１の無線通信手段２２１は直接通信の可否および諾否を示す応答信号を無線装置１１に送信する（ステップＳ２３）。この応答信号を受信した無線装置１１は端末装置２１に対して、受信した応答信号を送信する（ステップＳ２４）。このとき、応答信号には、端末装置２２が第２の無線通信手段２２２によって通信を行う能力を持つことを示す情報を含んでいるとともに、端末装置２２が第２の無線通信手段２２２による通信を許可することを示す情報を含んでいる。続いて、端末装置２２から送られた応答信号の内容が第２の通信手段２１２、２２２による直接通信が可能であり、直接通信を許可する場合に、端末装置２１の第２の無線通信手段２１２と端末装置２２の第２の無線通信手段２２２は、直接通信を開始する（ステップＳ２５）。

なお、第２の無線通信手段２１２、２２２において、例えば６０ＧＨｚ帯と７０ＧＨｚ帯というように複数の周波数帯が利用可能なときに、どの周波数帯を用いて通信するかを取り決める必要がある。このような要求に対して、接続要求信号内ないしは応答信号内に使用する周波数帯を示す情報が含まれていてもよい。

また、第２の無線通信手段２１２、２２２において使用可能なチャネルが複数あり、例えば、６０ＧＨｚ帯に４つのチャネルが利用可能である場合、どのチャネルを用いて通信するかを取り決める必要がある。このような要求に対して、接続要求信号内ないしは応答信号内に使用するチャネルに関する情報が含まれていてもよい。

また、複数のチャネルを束ねて通信できる場合、いくつのチャネルを束ねるのか、あるいは、どれだけの帯域幅を使用して通信するのか、あるいは、とびとびのチャネルを同時に使用できる場合にはどのチャネルとどのチャネルを使用するのかということを取り決める必要がある。このような要求に対して、接続要求信号内ないしは応答信号内に使用する帯域幅あるいは使用するチャネルの数、あるいは、使用するチャネルの番号に関する情報が含まれていてもよい。

このように、端末装置２１と端末装置２２が第２の無線通信手段２１２、２２２によって通信可能な位置に配置されており、基地局機能を持つ無線装置１１と端末装置２１、２２が第１の無線通信手段２１１、２２１によって通信可能な位置に配置されている場合、無線装置１１と、端末装置２１、端末装置２２の少なくとも一方が第２の無線通信手段で通信できない配置にあったとしても、端末装置２１、２２は第２の無線通信手段２１２、２２２による直接通信を開始することができる。

以上説明したように、本発明による無線通信方法を用いることにより、ミリ波帯などの高速通信が可能であるが通信可能エリアが狭くなってしまう周波数帯の電波を使用して無線ＬＡＮ等の無線ネットワークを構成する際に、端末装置２１、２２のいずれかが基地局機能を有する無線装置１１とミリ波などの高速通信が可能な周波数帯の電波による通信ができない場合においても、端末装置２１、２２同士のミリ波帯などの高速通信が可能な周波数帯の電波による直接通信を開始することができる。

なお、前述した説明においては、無線装置１１として基地局装置（ＡＰ）を用いた説明を行ったが、端末装置２１と端末装置２２が第１の無線通信手段２１１、２２１によって送受信する接続要求信号および応答信号を中継して送受信できる装置であれば、無線装置１１が基地局装置である必要はない。

また、第１の無線通信手段２１１、２２１は周波数２．４ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯の電波、第２の無線通信手段２１２、２２２は周波数６０ＧＨｚまたは７０ＧＨｚのミリ波を例として、説明を行ったが、第１の無線通信手段２１１、２２１は第２の無線通信手段２１２、２２２より通信距離が長くなる組み合わせであれば、その他の周波数帯の組み合わせや、変調方式の組み合わせに対しても同じ課題が存在し、本発明の技術を適用することにより解決することが可能となる。このような組み合わせとして、第２の無線通信手段が第１の無線通信手段に対し、搬送波の周波数が高い、あるいは、通信に使用する帯域幅が広い、あるいは、伝送レートが高いものが適用可能であり、これらの無線通信手段の組み合わせに対しても、本発明を適用し、同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明による無線通信方法は、端末装置同士の直接通信は搬送波周波数の高い第２の無線通信手段により行うが、直接通信開始の制御情報のやりとりについては第２の無線通信手段に比べて搬送波周波数の低い第１の無線通信手段を用いて行うとした。従来技術では、端末同士が直接通信を開始しようとする場合に使用する周波数帯は、端末装置同士の直接通信に使用する周波数帯と同じであり、無線装置と端末装置が通信できない場合には端末装置同士の直接通信を開始することができなかった。このことは、高速通信を実現しようとして高い周波数帯を用いる場合に顕著になる。本発明は、直接通信に用いる周波数帯と直接通信の開始の通信に用いる周波数帯が異なっているため、このような問題を解決することができる。

また、周波数の低い第１の無線通信手段は、通常無線ＬＡＮで使用されている２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の電波を使うことができるので、周波数の高い第２の無線通信手段としてミリ波を用いた場合でも、ミリ波に比べて長い通信距離が確保できるとともに、電波の回り込みもミリ波に比べて大きいため、第２の無線通信手段によって端末装置と基地局装置である無線装置が通信できない場合でも、第１の無線通信手段を用いて通信できる可能性が高くなる。

本発明のように構成することによって、端末装置同士は搬送波周波数が高く、このため伝送レートは高いが通信距離の短い第２の無線通信手段によって直接通信が可能であるが、端末装置のいずれかが該第２の無線通信手段では第１の無線装置と通信できない状況において、直接通信を開始できる可能性を高めることができる。すなわち、直接通信を開始しようとする端末装置は、搬送波周波数が低く、このため伝送レートは低いが通信距離が長い第１の無線通信手段によって、基地局装置である無線装置に直接通信の開始要求信号を送信し、この信号を受信した無線装置は同じ第１の無線通信手段によって直接通信の相手方である端末装置に直接通信開始の要求信号を送信する。第１の無線通信手段は第２の無線通信手段に比べて一般的に通信距離が長いため、第２の無線通信手段では通信できない距離に配置されている端末装置と第１の無線装置の間で通信を行うことが可能になる。

なお、図１における第１の無線通信手段２１１、２２１及び第２の無線通信手段２１２、２２２の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより直接通信を行うための接続処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

無線ＬＡＮなどの３以上の無線装置により構成される無線ネットワークにおいて、２つの無線装置が直接通信を行うことが不可欠な用途に適用できる。

１１・・・無線装置、２１・・・端末装置、２１１・・・第１の無線通信手段、２１２・・・第２の無線通信手段、２２・・・端末装置、２２１・・・第１の無線通信手段、２２２・・・第２の無線通信手段

Claims (12)

1. 第１の無線通信手段を備える無線装置と、
   前記第１の無線通信手段と、前記第１の無線通信手段よりも通信に使用する周波数が高く、かつ前記第１の無線通信手段よりも搬送波の周波数が高い第２の無線通信手段とを備え、前記無線装置との間で無線通信が可能な複数の端末装置と
   から構成される無線ネットワークにおいて、
   前記複数の端末装置間において直接通信を開始する際、前記の第１の無線通信手段を用いて前記無線装置を介して、前記複数の端末装置が直接通信を開始するのに必要な情報を交換した後に前記の第２の無線通信手段を用いて、前記複数の端末装置間において直接通信を行い、
   前記直接通信を開始するのに必要な情報には、直接通信を開始しようとする第１の端末装置から、直接通信の相手となる第２の端末装置に対して直接通信を求める接続要求信号が含まれ、
   前記第１の端末装置から送信された前記接続要求信号を受信した前記無線装置は、前記第２の端末装置に対して前記接続要求信号を送信するとともに、前記無線装置が持つ前記第１の端末装置または前記第２の端末装置に関する情報であり、前記直接通信を行う際に使用される通信パラメータの制御に利用される情報を前記第１の端末装置または前記第２の端末装置の少なくとも一方に通知する
   ことを特徴とする無線通信方法。
2. 第１の無線通信手段を備える無線装置と、
   前記第１の無線通信手段と、前記第１の無線通信手段よりも通信に使用する周波数が高く、かつ前記第１の無線通信手段よりも通信に使用する帯域幅が広い第２の無線通信手段とを備え、前記無線装置との間で無線通信が可能な複数の端末装置と
   から構成される無線ネットワークにおいて、
   前記複数の端末装置間において直接通信を開始する際、前記の第１の無線通信手段を用いて前記無線装置を介して、前記複数の端末装置が直接通信を開始するのに必要な情報を交換した後に前記の第２の無線通信手段を用いて、前記複数の端末装置間において直接通信を行い、
   前記直接通信を開始するのに必要な情報には、直接通信を開始しようとする第１の端末装置から、直接通信の相手となる第２の端末装置に対して直接通信を求める接続要求信号が含まれ、
   前記第１の端末装置から送信された前記接続要求信号を受信した前記無線装置は、前記第２の端末装置に対して前記接続要求信号を送信するとともに、前記無線装置が持つ前記第１の端末装置または前記第２の端末装置に関する情報であり、前記直接通信を行う際に使用される通信パラメータの制御に利用される情報を前記第１の端末装置または前記第２の端末装置の少なくとも一方に通知する
   ことを特徴とする無線通信方法。
3. 第１の無線通信手段を備える無線装置と、
   前記第１の無線通信手段と、前記第１の無線通信手段よりも通信に使用する周波数が高く、かつ前記第１の無線通信手段よりも伝送レートが高い第２の無線通信手段とを備え、前記無線装置との間で無線通信が可能な複数の端末装置と
   から構成される無線ネットワークにおいて、
   前記複数の端末装置間において直接通信を開始する際、前記の第１の無線通信手段を用いて前記無線装置を介して、前記複数の端末装置が直接通信を開始するのに必要な情報を交換した後に前記の第２の無線通信手段を用いて、前記複数の端末装置間において直接通信を行い、
   前記直接通信を開始するのに必要な情報には、直接通信を開始しようとする第１の端末装置から、直接通信の相手となる第２の端末装置に対して直接通信を求める接続要求信号が含まれ、
   前記第１の端末装置から送信された前記接続要求信号を受信した前記無線装置は、前記第２の端末装置に対して前記接続要求信号を送信するとともに、前記無線装置が持つ前記第１の端末装置または前記第２の端末装置に関する情報であり、前記直接通信を行う際に使用される通信パラメータの制御に利用される情報を前記第１の端末装置または前記第２の端末装置の少なくとも一方に通知する
   ことを特徴とする無線通信方法。
4. 第１の無線通信手段を備える無線装置と、
   前記第１の無線通信手段と、前記第１の無線通信手段よりも通信に使用する周波数が高く、かつ前記第１の無線通信手段よりも通信距離が短い第２の無線通信手段とを備え、前記無線装置との間で無線通信が可能な複数の端末装置と
   から構成される無線ネットワークにおいて、
   前記複数の端末装置間において直接通信を開始する際、前記の第１の無線通信手段を用いて前記無線装置を介して、前記複数の端末装置が直接通信を開始するのに必要な情報を交換した後に前記の第２の無線通信手段を用いて、前記複数の端末装置間において直接通信を行い、
   前記直接通信を開始するのに必要な情報には、直接通信を開始しようとする第１の端末装置から、直接通信の相手となる第２の端末装置に対して直接通信を求める接続要求信号が含まれ、
   前記第１の端末装置から送信された前記接続要求信号を受信した前記無線装置は、前記第２の端末装置に対して前記接続要求信号を送信するとともに、前記無線装置が持つ前記第１の端末装置または前記第２の端末装置に関する情報であり、前記直接通信を行う際に使用される通信パラメータの制御に利用される情報を前記第１の端末装置または前記第２の端末装置の少なくとも一方に通知する
   ことを特徴とする無線通信方法。
5. 前記端末装置に関する情報は、前記第１の端末装置または前記第２の端末装置の周波数オフセットに関する情報である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信方法。
6. 前記端末装置に関する情報は、前記第１の端末装置と前記第２の端末装置の位置情報である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信方法。
7. 前記端末装置に関する情報は、前記第１の端末装置と前記第２の端末装置の相対的な距離情報である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信方法。
8. 前記端末装置に関する情報は、前記第１の端末装置と前記第２の端末装置の前記無線装置から見た角度情報である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信方法。
9. 前記直接通信を開始するのに必要な情報には、
   前記接続要求信号を受信した前記第２の端末装置から、前記第１の端末装置に対する直接通信の諾否を通知する応答信号が含まれる
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信方法。
10. 前記接続要求信号の中に、直接通信に使用する前記第２の無線通信手段に関する情報を含む
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信方法。
11. 前記応答信号の中に、直接通信に使用する前記第２の無線通信手段に関する情報を含む
    ことを特徴とする請求項９記載の無線通信方法。
12. 前記直接通信に使用する前記第２の無線通信手段に関する情報として、使用する周波数帯、使用するチャネル、使用する帯域幅、または使用するチャネル数のいずれかを含む
    ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の無線通信方法。

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