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技術 中継装置、送信装置、制御方法、及びプログラム

出願人 キヤノン株式会社
発明者 高田智行
出願日 2018年4月10日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-075615
公開日 2019年10月24日 (9ヶ月経過) 公開番号 2019-186756
状態 未査定
技術分野 無線中継システム 移動無線通信システム
主要キーワード 送信指示データ 送信抑止 中継フレーム イーサネット規格 中継モード 中継リンク 有線フレーム メッシュ型
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重要な関連分野

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図面 (8)

課題

直接リンク中継リンクとの間での通信リンク切り替えを適切に実行すること。

解決手段

送信装置受信装置との間の通信中継する中継装置は、送信装置から受信装置へデータが送信される通信リンクが中継装置を介さない直接リンクから中継装置を介する中継リンクへ切り替えられる際に受信装置へ無線フレームを送信すべきタイミングに関する指示を、送信装置から受信したことに応じて、その指示に従って無線フレームを受信装置へ送信するように制御を行う。

概要

背景

無線通信において、受信した無線信号中継して伝送する技術が知られている。中継には、受信信号に対して復調等のベースバンド処理を行った後の信号を送信する再生中継と、そのようなベースバンド処理を行わずに受信信号を増幅した信号を送信する非再生中継とが存在する。特許文献1には、再生中継回路と非再生中継回路とを有する中継装置において、再生中継回路が故障した場合に非再生中継回路を使用する手法が記載されている。

概要

直接リンク中継リンクとの間での通信リンク切り替えを適切に実行すること。送信装置受信装置との間の通信を中継する中継装置は、送信装置から受信装置へデータが送信される通信リンクが中継装置を介さない直接リンクから中継装置を介する中継リンクへ切り替えられる際に受信装置へ無線フレームを送信すべきタイミングに関する指示を、送信装置から受信したことに応じて、その指示に従って無線フレームを受信装置へ送信するように制御を行う。

目的

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、直接リンクと中継リンクとの間での通信リンクの切り替えを適切に実行する技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

送信装置受信装置との間の通信中継する中継装置であって、前記送信装置との間で通信を行う第1の通信手段と、前記受信装置との間で無線で通信を行う第2の通信手段と、前記送信装置から前記受信装置へデータが送信される通信リンクが前記中継装置を介さない直接リンクから前記中継装置を介する中継リンク切り替えられる際に前記受信装置へ無線フレームを送信すべきタイミングに関する指示を、前記送信装置から受信したことに応じて、当該指示に従って無線フレームを送信するように前記第2の通信手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする中継装置。

請求項2

前記タイミングに関する指示は、前記受信装置が前記通信リンクの切り替えを判定するための所定の期間より後に無線フレームを送信すべきことを示す、ことを特徴とする請求項1に記載の中継装置。

請求項3

前記制御手段は、前記通信リンクが直接リンクから中継リンクへ切り替えられた後の前記所定の期間において無線フレームを送信するように前記第2の通信手段を制御する、ことを特徴とする請求項2に記載の中継装置。

請求項4

前記制御手段は、前記通信リンクが直接リンクから中継リンクへ切り替えられた後の前記所定の期間において、前記送信装置から中継すべきデータを受信しなかった場合に、中継すべきデータを含まない無線フレームを送信するように前記第2の通信手段を制御する、ことを特徴とする請求項3に記載の中継装置。

請求項5

前記制御手段は、前記中継すべきデータを含まない無線フレームの送信を抑止する指示を前記送信装置から受信したことに応じて、前記所定の期間における前記中継すべきデータを含まない無線フレームの送信を停止するように前記第2の通信手段を制御する、ことを特徴とする請求項4に記載の中継装置。

請求項6

前記中継すべきデータを含まない無線フレームは、送信元アドレスとして、前記送信装置のアドレスを含むように構成される、ことを特徴とする請求項4又は5に記載の中継装置。

請求項7

前記所定の期間は、IEEE802.11ad規格におけるデータセンシングタイムである、ことを特徴とする請求項2から6のいずれか1項に記載の中継装置。

請求項8

前記第1の通信手段は、有線通信を行う通信手段である、ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の中継装置。

請求項9

前記第2の通信手段は、前記受信装置との関係において、IEEE802.11ad規格におけるFullDuplex−AmplifyandForward(FDAF)中継のノーマルモードで信号の中継を行うRelayDirectionalMultiGigabitStation(RDS)として動作する、ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の中継装置。

請求項10

中継装置による中継を伴う中継リンクと前記中継装置による中継を伴わない直接リンクとのいずれかを用いて受信装置へデータを送信する送信装置であって、前記中継装置との間で通信を行う第1の通信手段と、前記受信装置との間で無線で通信を行う第2の通信手段と、前記受信装置へデータを送信する通信リンクを前記直接リンクから前記中継リンクへ切り替える際に無線フレームを送信すべきタイミングに関する指示を、前記中継装置へ送信するように前記第1の通信手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする送信装置。

請求項11

前記タイミングに関する指示は、前記受信装置が前記通信リンクの切り替えを判定するための所定の期間より後に無線フレームを送信すべきことを示す、ことを特徴とする請求項10に記載の送信装置。

請求項12

前記所定の期間は、IEEE802.11ad規格におけるデータセンシングタイムである、ことを特徴とする請求項11に記載の送信装置。

請求項13

前記制御手段は、前記通信リンクを前記中継リンクから前記直接リンクへ切り替える際に中継すべきデータを含まない無線フレームの送信を抑止する指示を前記中継装置へ送信するように前記第1の通信手段を制御する、ことを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の送信装置。

請求項14

前記第1の通信手段は、有線通信を行う通信手段である、ことを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載の送信装置。

請求項15

前記制御手段は、前記中継装置を、前記受信装置との関係において、IEEE802.11ad規格におけるFullDuplex−AmplifyandForward(FD−AF)中継のノーマルモードで信号の中継を行うRelayDirectionalMultiGigabitStation(RDS)として動作させるための制御を行い、前記送信装置は、前記受信装置との関係において、IEEE802.11ad規格におけるFD−AF中継のノーマルモードで信号を送信するRelayEndpointDirectionalMultiGigabitStation(REDS)として動作する、ことを特徴とする請求項10から14のいずれか1項に記載の送信装置。

請求項16

送信装置との間で通信を行う第1の通信手段と受信装置との間で無線で通信を行う第2の通信手段とを有し、前記送信装置と前記受信装置との間の通信を中継する中継装置の制御方法であって、制御手段が、前記送信装置から前記受信装置へデータが送信される通信リンクが前記中継装置を介さない直接リンクから前記中継装置を介する中継リンクへ切り替えられる際に前記受信装置へ無線フレームを送信すべきタイミングに関する指示を、前記送信装置から受信したことに応じて、当該指示に従って無線フレームを送信するように前記第2の通信手段を制御する制御工程を有することを特徴とする制御方法。

請求項17

中継装置との間で通信を行う第1の通信手段と受信装置との間で無線で通信を行う第2の通信手段とを有し、前記中継装置による中継を伴う中継リンクと前記中継装置による中継を伴わない直接リンクとのいずれかを用いて前記受信装置へデータを送信する送信装置の制御方法であって、制御手段が、前記受信装置へデータを送信する通信リンクを前記直接リンクから前記中継リンクへ切り替える際に無線フレームを送信すべきタイミングに関する指示を、前記中継装置へ送信するように前記第1の通信手段を制御する制御工程を有することを特徴とする制御方法。

請求項18

コンピュータを請求項1から9のいずれか1項に記載の中継装置または請求項10から15のいずれか1項に記載の送信装置における前記制御手段として機能させるためのプログラム

技術分野

0001

本発明は、中継通信技術に関する。

背景技術

0002

無線通信において、受信した無線信号中継して伝送する技術が知られている。中継には、受信信号に対して復調等のベースバンド処理を行った後の信号を送信する再生中継と、そのようなベースバンド処理を行わずに受信信号を増幅した信号を送信する非再生中継とが存在する。特許文献1には、再生中継回路と非再生中継回路とを有する中継装置において、再生中継回路が故障した場合に非再生中継回路を使用する手法が記載されている。

先行技術

0003

特開2007−318314号公報

発明が解決しようとする課題

0004

中継装置を用いた無線通信システムでは、送信装置受信装置へデータを直接送信する直接リンクと、送信装置が中継装置を介して受信装置へデータを送信する中継リンクとの間で、使用する通信リンク切り替えることが想定される。また、中継装置が、有線接続を介して受信した信号を中継することもありうる。送信装置と中継装置との間が無線接続される場合と有線接続される場合とでは、送信装置と中継装置との間の信号伝送にかかる要件等が異なりうる。このため、送信装置と中継装置との間が有線接続されうる場合を考慮して、直接リンクと中継リンクとの間での通信リンクの切り替えを適切に実行するための処理が必要である。

0005

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、直接リンクと中継リンクとの間での通信リンクの切り替えを適切に実行する技術を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一態様による中継装置は、送信装置と受信装置との間の通信を中継する中継装置であって、前記送信装置との間で通信を行う第1の通信手段と、前記受信装置との間で無線で通信を行う第2の通信手段と、前記送信装置から前記受信装置へデータが送信される通信リンクが前記中継装置を介さない直接リンクから前記中継装置を介する中継リンクへ切り替えられる際に前記受信装置へ無線フレームを送信すべきタイミングに関する指示を、前記送信装置から受信したことに応じて、当該指示に従って無線フレームを送信するように前記第2の通信手段を制御する制御手段と、を有する。

発明の効果

0007

本発明によれば、直接リンクと中継リンクとの間での通信リンクの切り替えを適切に実行することができる。

図面の簡単な説明

0008

通信システムの構成例を示す図である。
装置の構成例を示すブロック図である。
送信装置が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。
送信装置が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。
中継装置が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。
中継装置が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。
受信装置が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。

実施例

0009

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で説明する技術用語は一例であり、同様の通信機能を有する他の規格や、他の装置構成等を用いる等の、以下の実施形態に対する様々な変更や変形が行われうる。

0010

(通信システムの構成)
図1に、本実施形態にかかる通信システムの構成例を示す。本通信システムは、送信装置101、中継装置102、及び受信装置103を含んで構成される。なお、この通信システムは、例えばツリー型スター型メッシュ型等の様々なトポロジにおける無線ネットワークの一部を示したものである。すなわち、図1の通信システムに示される装置以外に多数の装置が存在してもよく、図1の構成は、マルチホップ通信における送信装置101と受信装置103との間の区間を切り出した構成であってもよい。本通信システムにおいて、送信装置101は、中継装置102にデータが含まれたフレームを送信し、中継装置102はそのフレームを受信装置103に向けて送信する。なお、送信装置101及び受信装置103は、便宜上の用語であり、これらの装置は、送信と受信との両方を行うことも可能な通信装置でありうる。また、中継装置102は、一例において中継専用の通信装置でありうるが、自装置内で生成されたデータ等の中継データ以外のデータを送信し、中継対象外のデータを受信することが可能な一般的な通信装置であってもよい。

0011

本実施形態では、送信装置101と中継装置102は、これらの装置間での無線通信回線及び有線通信回線確立可能に構成される。また、送信装置101と受信装置103との間、及び中継装置102と受信装置103との間は、無線通信回線が確立可能である。有線通信回線は、例えば、イーサネット登録商標)規格に従って確立され、無線通信回線は、例えば、IEEE802.11ad規格に従って確立されうる。

0012

一例において、送信装置101は、受信装置103との関係において、IEEE802.11ad規格のFDAF中継のノーマルモードで信号を送信するソースREDSとして動作する。なお、FD−AFは、Full Duplex−Amplify and Forwardの頭字語であり、REDSは、Relay EndpointDMG(Directional Multi Gigabit) Stationの頭字語である。FD−AD中継のノーマルモードでは、現在のリンク利用可能でなくなるまで、送信側と受信側との間の直接リンクまたは中継リンクのいずれかを介して通信が行われる。なお、送信装置101は、中継装置102との関係において、無線通信によって受信装置103宛のデータを中継装置102に送信する標準モードと、有線通信によってそのデータを中継装置102に送信する有線中継モードとのいずれかで動作する。

0013

中継装置102は、受信装置103との関係において、IEEE802.11ad規格のFD−AF中継のノーマルモードで信号の中継を行うRDS(RelayDMG Station)として動作する。なお、中継装置102は、送信装置101との関係においては、無線通信によって受信装置103宛のデータを受信する標準モードと、有線通信によってそのデータを受信する有線中継モードとのいずれかで動作する。送信装置101及び中継装置102において、標準モードでの無線通信はIEEE802.11ad規格に従って実行され、有線中継モードでの有線通信はイーサネット規格に従って実行されうる。

0014

受信装置103は、IEEE802.11ad規格のFD−AF中継のノーマルモードで動作するデスティネーションREDSである。

0015

ミリ波等の直進性の強い電波を使用する無線ネットワークでは、受信装置103は、所定期間、送信装置101にアンテナを向けてフレームの受信を試行し、フレームを受信できなかった場合に、中継装置102にアンテナを向けてフレームの受信を試行しうる。なお、受信装置103は、同様にして、中継装置102からのフレームを受信できなかった場合に、アンテナの向きを中継装置102から送信装置101に切り換えうる。送信装置101は、障害物等による電波の遮蔽が生じたこと等によって受信装置103にデータを直接送信可能でなくなっても、中継装置102を用いることで、受信装置103との間の通信が切断されないようにすることができる。

0016

また、送信装置101は、受信装置103にデータを直接送信可能な場合であっても、受信装置103に対して中継装置102を介してフレームを送信することもできる。例えば、送信装置101は、上述の所定時間において通信フレームを送信しないことにより、送信装置101と受信装置103との間で直接確立される直接リンクから、中継装置102を介した中継リンクに、データを伝送するリンクを切り替えることができる。この場合、受信装置103は、直接リンクにおいて所定期間内に通信フレームを受信できなくなるため、送信装置101に向けていたアンテナの向きを中継装置102の方向へ切り替えることとなる。そして、送信装置101は、受信装置103ではなく、中継装置102の方向にアンテナを向けて通信フレームを送信するようにする。これにより、送信装置101と受信装置103との間の通信経路が、直接リンクから中継リンクへ切り替えられる。なお、中継リンクから直接リンクへ切り替える際も同様に行うことができる。すなわち、中継リンクにおいて通信中に中継装置102が通信フレームを送信しないことで、受信装置103がアンテナの向きを送信装置101の方向に向けるため、通信経路を中継リンクから直接リンクへ切り替えることができる。

0017

また、送信装置101と中継装置102とが有線ネットワークで接続される場合、送信装置101は、中継装置102に対して、無線フレームの代わりに有線フレームを送信する。そして、中継装置102は、その有線フレームを無線フレームに変換して受信装置103に送信する。これにより、送信装置101と中継装置102との間の伝送路において信号に付加される雑音を低減することができる。

0018

一方で、中継装置102は、受信装置103がIEEE802.11ad規格に準拠した通信を行うことができるように動作する必要がある。すなわち、中継装置102は、送信装置101と中継装置102との間の通信が有線通信である場合であっても、その通信が無線通信である場合と同様の動作をできるようにすることが重要である。このため、送信装置101は、例えば、有線通信によって受信した有線フレームを適切なタイミングで無線フレームとして送信するように中継装置102を制御する。この適切なタイミングは、例えば、直接リンクから中継リンクへの通信リンクの切り替えを行う際に、その通信リンクの切り替え前のタイミングでのデータセンシングタイムの後でありうる。すなわち、中継装置102は、受信装置103がデータセンシングタイム中に送信装置101からの無線フレームを受信しないことを確実にすることによって、直接リンクから中継リンクへの通信リンクの切り替えを確実に行わせる。そして、中継装置102は、受信装置103が中継リンクから無線フレームを受信できるタイミングであるデータセンシングタイム後に、無線フレームを送信するようにする。また、有線通信回線は、伝送遅延が無線通信回線より大きくなる場合がある。一方、中継装置102は、中継リンクで受信装置103へ無線フレームを送信している間には、データセンシングタイム中に送信元が送信装置101である無線フレームを送信していなければならない。このため、中継装置102は、データセンシングタイムでの無線フレームの送信に送信装置101からの通信フレームの到達が間に合わない場合であっても、ダミーデータを含んだ無線フレームを送信するようにする。これにより、例えばデータセンシングタイム中に中継装置102が無線フレームを送信できないことによって、受信装置103が不必要に中継リンクから直接リンクへの切り替えを行ってしまうことを防ぐ。

0019

以下では、上述のような各装置の構成と処理の流れの例について詳細に説明する。

0020

(装置の構成)
図2は、送信装置101、中継装置102、及び受信装置103の構成例を示すブロック図である。各装置は、一例において、制御部201、記憶部202、入力部203、出力部204、有線インタフェース205、及び無線インタフェース206を有し、これらのブロックは、例えば内部バスによって相互接続される。なお、これは一例であり、構成の変更または変形、省略、追加が行われてもよい。例えば、受信装置103は、有線インタフェース205を有しなくてもよい。

0021

制御部201は、他のブロックを含む装置全体を制御する。制御部201は、例えば1つ以上の中央処理装置(CPU)やマイクロプロセッサ(MPU)、特定用途向け集積回路ASIC)等のプロセッサや、フィールドプログラマブルゲートアレイFPGA)等のゲートアレイ回路によって実現されうる。記憶部202は、制御部201によって実行されるプログラムや、装置の動作に必要な設定値またはデータ等を一時的または恒久的に記憶する揮発性または不揮発性記憶装置である。記憶部202は、例えば読み出し専用メモリ(ROM)やランダムアクセスメモリ(RAM)、ハードディスクドライブ(HDD)等の任意の記憶装置である。入力部203は、スイッチ、マウスキーボードカメラ等の入力装置を介したユーザの操作入力受け付けインタフェースである。出力部204は、ディスプレイプリンタ等の出力装置に対して情報を出力するためのインタフェースである。有線インタフェース205は、制御部201と協働して、イーサネット等による有線通信のための媒体アクセス制御層物理層の処理等を実行する第1の通信部である。有線インタフェース205は、例えばネットワークインタフェースカードである。無線インタフェース206は、制御部201と協働して、IEEE802.11ad規格等による無線通信のための媒体アクセス制御層や物理層の処理等を実行する第2の通信部である。無線インタフェース206は、例えばIEEE802.11ad規格に準拠した無線モジュールである。

0022

(送信装置の処理の流れ)
続いて、送信装置101が実行する処理の流れの例について、図3及び図4を用いて説明する。図3は、送信装置101におけるインタフェースの設定処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、送信装置101の制御部201が、送信装置101の記憶部202に記憶されているプログラムを実行することにより実行される。また、本処理は、送信装置101の電源投入されてリセット解除された後等の、初期設定処理の1つとして実行される。

0023

処理が開始されると、送信装置101は、有線中継モードで動作すべきか否かを判定する(S301)。このとき、送信装置101では、制御部201において、記憶部202、入力部203、有線インタフェース205等からデータが取得され、それに基づいてS301の判定が行われる。この判定に用いられるデータは、製造時に記憶部202に記憶されたデータでもよいし、入力部203に接続された入力装置を用いたユーザ操作によって指定された値を示すデータ等であってもよい。また、この判定では、有線インタフェース205に有線接続用のケーブルが接続されているか否かを示すデータや、有線ネットワークに中継装置102が接続されているか否かを示すデータ等が用いられてもよい。すなわち、送信装置101と中継装置102とが、有線ネットワークを介して通信できる状態であるか否かに基づいて、この判定が行われてもよい。例えば、制御部201は、有線インタフェース205にケーブルが接続されている場合と有線ネットワークに中継装置102が接続されている場合との少なくともいずれかを示すデータが入力された場合に、有線中継モードで動作すると判定しうる。

0024

送信装置101は、有線中継モードで動作すると判定した場合(S301でYES)、有線中継モードで動作するように、有線インタフェース205と無線インタフェース206の設定を行う(S302)。送信装置101は、例えば、有線通信を行うように有線インタフェース205を設定し、また、IEEE802.11ad規格における標準モードでは動作しないように、無線インタフェース206を設定する。このとき、送信装置101は、データセンシングタイムの値を有線中継モード用に設定する。一方、送信装置101は、有線中継モードで動作しないと判定した場合(S301でNO)、無線インタフェース206を標準モードで動作するように設定する(S303)。また、送信装置101は、データセンシングタイムの値を標準モード用に設定する。

0025

データセンシングタイムは、送信装置101がリンクを切り替える際に使用される期間の1つである。送信装置101または中継装置102は、切り替え後のリンクで受信装置103に無線フレームを送信する役割となった場合、データセンシングタイムの後に無線フレームを送信する。すなわち、リンクの切り替えが行われる際には、データセンシングタイム中に無線フレームは送信されない。一方、リンクの切り替えが行われない場合には、データセンシングタイム中に無線フレームが送信される。受信装置103は、この期間においてデータの受信に成功しないことによって、現在のリンクから別のリンクへ、通信に用いるリンクの切り替えを行う。

0026

なお、有線中継モードで動作する場合のデータセンシングタイムの第1の値は、標準モードで動作する場合のデータセンシングタイムの第2の値と同じであってもよいし、例えば第1の値の方が第2の値より大きいなど、異なっていてもよい。一例において、第1の値を第2の値より大きくすることで、受信装置103が、遅延の大きい有線回線を介して送信データが中継される場合であっても、中継装置102からの信号を受信できる確率が高まる。これにより、中継リンクが維持されるべき場合にもかかわらず直接リンクへの切り替えが生じるなどの不必要なリンクの切り替えが生じるのを防ぐことができる。これらの値は、例えば、装置の製造時にあらかじめ記憶部202に登録された値や、入力部203を介して入力装置から入力された値でありうる。これらの値は、図3の処理の後に実行されるRLS(Relay Link Setup)プロシージャにおいて、受信装置103に送信され、送信装置101と受信装置103との間で共有される。

0027

続いて、図4を用いて、送信装置101が受信装置103宛データを送信する処理の流れについて説明する。この処理は、各装置間でのRLSプロシージャと、送信装置101と受信装置103との間の通信のためのSP(Service Period)の割り当てが完了した後に、受信装置103宛のデータの準備が完了している間に実行される。なお、図4の処理は、中継モードとして、有線中継モードが設定されている場合に実行される処理であり、標準モードが選択された場合については従来の方法で中継が行われうる。このため、受信装置103宛データが準備できている限り、図4の処理の終了後に、新たに図4の処理が再開されうる。ここで、受信装置103宛のデータは、送信装置101の記憶部202に記憶される。このデータは、入力部203や有線インタフェース205等を介して外部装置から入力されたデータであってもよいし、制御部201が生成したデータであってもよい。

0028

本処理では、送信装置101は、現在使用されているリンクが直接リンクであるか中継リンクであるかを判定する(S401)。なお、一例において、現在使用されているリンクを示すデータは記憶部202に記憶され、制御部201がこのデータを読み込むことによって、S401の判定が行われうる。送信装置101は、現在使用されているリンクが直接リンクであると判定した場合(S401でYES)は処理をS402に進め、現在使用されているリンクが中継リンクであると判定した場合(S401でNO)は処理をS407に進める。なお、RLSプロシージャ完了後の初期状態において、例えば、使用されるリンクとして直接リンクが設定される。

0029

S402では、送信装置101は、割り当てられたSPが到来するまで待機し、現在の時刻がSP内となった場合(S402でYES)に処理をS403に進める。S403では、送信装置101は、記憶部202に記憶された受信装置103宛のデータを取得し、そのデータを含む無線フレームを生成する。このとき、無線フレームのRA(Receiver Address)フィールドには、受信装置103の無線インタフェース206のMACアドレスが設定される。また、この無線フレームのTA(Transmitter Address)フィールドには、送信装置101自身の無線インタフェース206のMACアドレスが設定される。送信装置101は、制御部201が無線インタフェース206を制御して、受信装置103に対してアンテナを向けた状態でこの無線フレームを送信する。その後、送信装置101は、S403で送信した無線フレームに対するACKフレームまたはBA(BlockACK)フレームを、無線インタフェース206を介して受信装置103から受信したか否かを判定する(S404)。送信装置101は、ACKフレームまたはBAフレームを受信したと判定した場合(S404でYES)には図4の処理を終了する。一方、送信装置101は、これらのACKフレームの受信に(例えば所定期間内に)成功しなかった場合には、使用するリンクを直接リンクから中継リンクに切り替える(S405)。そして、送信装置101は、中継装置102が無線フレームをデータセンシングタイムより後に送信することを指示する送信指示データを生成し、有線インタフェース205を介してその送信指示データを中継装置102へ送信する(S406)。その後、送信装置101は処理をS401に戻す。

0030

送信装置101は、現在使用されているリンクが直接リンクでない場合(S401でNO)、受信装置103宛のデータを含む有線フレームを生成する。そして、送信装置101は、有線インタフェース205を介して、中継装置102へこの有線フレームを送信する(S407)。この有線フレームの宛先MACアドレスフィールドには、中継装置102の有線インタフェース205のMACアドレスが設定される。また、送信元MACアドレスフィールドには、送信装置101自身の有線インタフェース205のMACアドレスが設定される。その後、送信装置101は、中継装置102が受信装置103からACKフレームまたはBAフレームを受信したことを通知するACK受信通知を、有線インタフェース205を介して受信したか否かを判定する(S408)。送信装置101は、このACK受信通知を受信した場合(S408でYES)、図4の処理を終了する。一方、送信装置101は、ACK受信通知を受信しなかった場合(S408でNO)、使用するリンクを中継リンクから直接リンクに切り替える(S409)。なお、中継リンクの使用中は、中継装置102が、無線フレームを送信しないでいると、受信装置103が中継装置102から無線フレームを受信できないことに応じて直接リンクに切り替えを試行してしまいうる。これは、中継装置102が、送信装置101から送信データを受信できていない場合であっても同様である。このため、中継装置102は、中継リンクの使用中に送信データが届いていない場合には、実体的なデータを含まずにダミーデータが含まれた無線フレームを送信する。これに対して、S409で直接リンクへの切り替えが実行された場合、この後にダミーデータを含んだ無線フレームが送信され続けると、受信装置103が直接リンクへの切り替えが必要であることを認識できない場合がある。このため、送信装置101は、S409で直接リンクへの切り替えを実行した場合に、ダミーデータを含んだ無線フレームの送信の停止を指示する送信抑止指示データを生成して、中継装置102へ送信する(S410)。そして、送信装置101は、設定されたデータセンシングタイムが終了するのを待機して(S411)、処理をS401に戻し、SP内で受信装置103に無線フレームを直接送信する(S402でYES、S403)。

0031

(中継装置の処理の流れ)
次に、中継装置102が実行する処理の流れについて、図5及び図6を用いて説明する。図5及び図6の処理は、中継装置102の制御部201が、中継装置102の記憶部202に記憶されているプログラムを実行することにより実行される。まず、図5を用いて、中継装置102が受信装置103に送信する無線フレームの生成処理の例について説明する。この処理は、受信装置103宛のデータが準備できている間に、実行される。すなわち、受信装置103宛のデータが準備できている限り、図5の処理が繰り返し実行される。ここで、受信装置103宛のデータは、例えば、送信装置101を含む外部装置から、入力部203や有線インタフェース205等を介して入力され、記憶部202に記憶されうる。また、このデータは、制御部201によって生成されたデータであってもよい。すなわち、中継装置102は、中継対象のデータのみならず、自装置において発生させたデータや、自装置に記憶してある中継対象外のデータをも、他の装置へと送信する能力を有しうる。

0032

本処理において、中継装置102は、受信装置103宛のデータが、送信装置101から受信されたか否かを判定する(S501)。中継装置102は、受信装置103宛のデータが送信装置101から受信されたと判定すると(S501でYES)、その受信装置103宛のデータを含んだ第1の無線フレームを生成する(S502)。このとき、この第1の無線フレームでは、RAフィールドに受信装置103の無線インタフェース206のMACアドレスが設定され、TAフィールドには送信装置101の無線インタフェース206のMACアドレスが設定される。なお、中継装置102は、標準モードで動作中は、送信装置101から受信された無線フレームの信号を単に増幅してSPにおいて送出するだけであってもよい。すなわち、中継装置102は、送信装置101から無線フレームを受信して、信号の増幅及び遅延処理を実行してヘッダの追加等を行わず送出する単純なリピータとして動作してもよい。また、中継装置102は、受信した無線フレームの信号を増幅し、新たに生成したアドレス部分等のヘッダ部分をその増幅された無線フレームに付加して送信するようにしてもよい。さらに、中継装置102は、再生中継を行うようにしてもよい。なお、送信装置101のMACアドレスは、例えば、送信装置101を含む外部装置から入力部203や有線インタフェース205等を介して入力され、記憶部202に記憶されうる。一方、中継装置102は、受信装置103宛のデータが送信装置101から受信されたものでないと判定すると(S501でNO)、その受信装置103宛のデータを含んだ第2の無線フレームを生成する(S503)。このとき、この第2の無線フレームでは、RAフィールドに受信装置103の無線インタフェース206のMACアドレスが設定され、TAフィールドには中継装置102自身の無線インタフェース206のMACアドレスが設定される。

0033

図6は、中継装置102が受信装置103宛のデータを送信する処理の流れの例を示すフローチャートである。この処理は、無線ネットワークにおいて、各装置間でのRLSプロシージャと、送信装置101と受信装置103との間の通信のためのSPの割り当てが完了した後に実行される。

0034

まず、中継装置102は、送信処理の終了を指示するデータが、例えば記憶部202に記憶されているか否かを判定する(S601)。なお、送信処理の終了を指示するデータは、外部装置から入力部203や有線インタフェース205または無線インタフェース206等を介して入力されうる。中継装置102は、この送信処理の終了を指示するデータがあった場合(S601でYES)、図6の処理を終了する。

0035

一方、中継装置102は、送信処理の終了指示がない場合(S601でNO)、割り当てられたSPが到来したか否かを判定する(S602)。中継装置102は、割り当てられたSPが到来していない間(S602でNO)に、S502で生成した無線フレームが記憶部202に記憶されているか否かを判定する(S614)。中継装置102は、そのような無線フレームが記憶されている場合(S614でYES)、S502で生成した無線フレームを、無線インタフェース206のアンテナの向きを受信装置103に向けて送信する(S615)。中継装置102は、S502で生成した無線フレームの送信(S615)の後、又は、S502で生成した無線フレームが記憶部202に記憶されていない場合(S614でNO)に、処理をS601に戻す。一方、中継装置102は、割り当てられたSPの間に(S602でYES)、未実行の送信指示データがあるか否かを判定する(S603)。この送信指示データは、上述の通り、直接リンクから中継リンクへと、送信装置101から受信装置103への通信経路が切り替えられたことに応じて、中継装置102が無線フレームをデータセンシングタイムより後に送信することを指示するデータである。このデータは、有線インタフェース205により受信され、記憶部202に記憶されうる。なお、中継装置102は、未実行の送信指示データがあると判定した場合(S603でYES)に、上述のダミーデータを含む無線フレームの送信の停止を指示する送信抑止指示データがある場合には、この送信抑止指示を無効にする。これにより、仮に中継対象データが取得されていなくても、ダミーデータを含んだ無線フレームが送信されることとなるため、受信装置103が、中継リンクへの切り替えを行うことができるようになる。なお、送信抑止指示データは、有線インタフェース205や無線インタフェース206により受信され、記憶部202に記憶されうる。そして、中継装置102は、例えば送信指示データを受信した場合に、その送信抑止指示データを記憶部202から削除しうる。中継装置102は、データセンシングタイムが終了するのを待機する(S604)。そして、中継装置102は、データセンシングタイムの終了後(S604でYES)に、S501で生成した無線フレームを、無線インタフェース206のアンテナの向きを受信装置103に向けて送信する(S605)。そして、中継装置102は、S605で送信した無線フレームに対するACKフレームまたはBAフレームを受信したか否かを判定する(S606)。中継装置102は、これらのACKフレームを受信すると(S606でYES)、送信装置101に対して、ACK受信通知を送信する(S607)。S607の後もしくはこれらのACKフレームが受信されなかった場合(S606でNO)、または未実行の送信指示データがないと判定した場合(S603でNO)、中継装置102は、現在も有効な送信抑止指示があるか否かを判定する(S608)。例えば、送信指示データの受信後に送信抑止指示データを削除後、新たに送信抑止指示データを送信装置101から受信した場合に、有効な送信抑止指示があると判定する。中継装置102は、有効な送信抑止指示があると判定した場合(S608でYES)、処理をS601に戻す。中継装置102は、有効な送信抑止指示がある場合、送信終了指示がない限りは、SP内での信号の送信を行わず、ダミーデータを含んだ無線フレームを送信することもなくなる。

0036

一方、中継装置102は、有効な送信抑止指示がないと判定した場合(S608でNO)、その時点において到来している又はこれから到来するデータセンシングタイムにおいて、S501で生成した無線フレームを送信できるか否かを判定する(S609)。例えば、データセンシングタイムが開始されるタイミングで、S501の無線フレームの生成が完了しているか否かが判定される。そして、中継装置102は、データセンシングタイムにおいて無線フレームを送信できると判定した場合(S609でYES)、S501で生成した無線フレームを、無線インタフェース206のアンテナの向きを受信装置103に向けて送信する(S610)。そして、中継装置102は、S610で送信した無線フレームに対するACKフレームまたはBAフレームを受信したか否かを判定する(S611)。中継装置102は、これらのACKフレームを受信したと判定した場合(S611でYES)、送信装置101に向けてACK受信通知を送信し(S612)、ACKフレームを受信しなかった場合には(S611でNO)、ACK受信通知を送信しない。その後、中継装置102は、処理をS601に戻す。中継装置102は、データセンシングタイムにおいて無線フレームを送信できないと判定した場合(S609でNO)には、ダミーデータを含んだ無線フレームを生成して送信する(S613)。このとき、無線フレームのRAフィールドには受信装置103の無線インタフェース206のMACアドレスが設定され、TAフィールドには送信装置101の無線インタフェース206のMACアドレスが設定される。S613の処理の後に、中継装置102は、処理をS601に戻す。

0037

このように、本実施形態では、送信装置101と受信装置103との間の通信リンクが直接リンクから中継リンクへ切り替えられる際に、中継装置102がデータセンシングタイム後に無線フレームを送信するような制御が行われる。これによれば、中継装置102が送信した送信装置101からのデータを含んだ無線フレームが、受信装置103によってデータセンシングタイム中に意図せずに受信されることで、通信リンクの切り替えが行われなくなることを防ぐことができる。また、受信装置103が通信リンクを切り替えた後に無線フレームを送信することによって、送信装置101からのデータを、中継装置102を介して確実に受信装置103へ届けることが可能となる。また、その切り替えの後で中継リンクが用いられている間、中継装置102が、データセンシングタイム中に、TAが送信装置101のアドレスに設定された何らかの無線フレームを送信するようにする。これにより、例えば送信装置101と中継装置102との間の通信リンクにおける伝搬遅延などに起因して、受信装置103が、不必要に中継リンクから直接リンクへ使用する通信リンクを切り替えてしまうことを防ぐことができる。

0038

(受信装置の処理の流れ)
続いて、図7を用いて、受信装置103が実行する処理の流れについて説明する。本処理は、送信装置101の制御部201が、送信装置101の記憶部202に記憶されているプログラムを実行することにより実行される。また、本処理は、無線ネットワークにおいて、各装置間でのRLSプロシージャと、送信装置101と受信装置103との間のトラフィックに対するSPの配置が完了した後に実行される。

0039

まず、受信装置103は、受信処理を終了する指示するデータがあるか否かを判定する(S701)。このデータは、一例において、送信装置101を含む外部装置から入力部203、無線インタフェース206等を介して入力されたデータであり、記憶部202に記憶される。そして、制御部201が、記憶部202にこのデータが格納されているか否かを判定することにより、S701の判定が実行される。受信装置103は、受信終了指示があった場合(S701でYES)、処理を終了する。一方、受信装置103は、受信終了指示がなかった場合(S701でNO)、送信装置101との間の通信のための現在の通信リンクが直接リンクであるか中継リンクであるかを判定する(S702)。なお、現在のリンクの情報は、一例において記憶部202に記憶され、制御部201が記憶部202を参照することによりこの判定が行われる。受信装置103は、現在のリンクが直接リンクであると判定した場合(S702でYES)、送信装置101にアンテナを向ける制御を行う(S703)。一方、受信装置103は、現在のリンクが中継リンクである(直接リンクでない)と判定した場合(S702でNO)、中継装置102にアンテナを向ける制御を行う(S704)。なお、S703及びS704の処理は、制御部201が、無線インタフェース206を制御することによって行われる。また、RLSプロシージャ完了後の初期状態では直接リンクが使用される。

0040

その後、受信装置103は、現在時刻がSP内であるか否かを判定する(S705)。受信装置103は、現在時刻がSP内であると判定した場合(S705でYES)、続いて、現在時刻がデータセンシングタイム内であるか否かを判定する(S706)。受信装置103は、現在時刻がデータセンシングタイム内であると判定した場合(S706でYES)、送信装置101からの無線フレームを受信したか否かを判定する(S707)。なお、送信装置101からの無線フレームは、送信装置101がS403で送信した無線フレームと、中継装置102がS605、S610、又はS613で送信した無線フレームとのいずれかである。そして、受信装置103は、この無線フレームを受信していないと判定した場合(S707でNO)、処理をS706に戻す。一方、受信装置103は、この無線フレームを受信したと判定した場合(S707でYES)は、受信した無線フレームに対するACKフレームまたはBAフレームを送信し(S708)、処理をS706に戻す。

0041

受信装置103は、S706において現在時刻がデータセンシングタイム内でないと判定した場合(S706でNO)、送信装置101からの無線フレームを直前のデータセンシングタイム内に受信していたか否かを判定する(S709)。受信装置103は、直前のデータセンシングタイム内に送信装置101からの無線フレームを受信していたと判定すると(S709でYES)、送信装置101からの無線フレームを受信したか否かを判定する(S710)。ここでの送信装置101からの無線フレームも、送信装置101がS403で送信した無線フレームと、中継装置102がS605、S610、又はS613で送信した無線フレームとのいずれかである。そして、受信装置103は、無線フレームを受信したと判定すると(S710でYES)、その無線フレームに対するACKフレームまたはBAフレームを送信し(S711)、その後、処理をS705に戻す。一方、受信装置103は、無線フレームを受信していないと判定すると(S710でNO)、ACKフレーム等を送信せずに、処理をS705に戻す。なお、受信装置103は、直前のデータセンシングタイム内に送信装置101からの無線フレームを受信していなかったと判定すると(S709でNO)、現在のリンクを他方のリンクに切り替え(S712)、処理をS701に戻す。

0042

受信装置103は、SP以外の期間において、無線フレームの受信が想定される装置にアンテナを向ける、又は、その指向性を擬似オムニパターンにする等の、アンテナの設定を行う(S713)。そして、受信装置103は、例えば中継装置102がS615で送信した無線フレーム又はその他の無線フレームを受信したか否かを判定する(S714)。そして、受信装置103は、この無線フレームを受信した場合(S714でYES)には、ACKフレーム又はBAフレームを送信し(S715)、処理をS701に戻す。一方、受信装置103は、この無線フレームを受信しなかった場合(S714でNO)は、ACKフレーム又はBAフレームを送信することなく、処理をS701に戻す。

0043

上述のように、本実施形態では、送信装置101が、直接リンクから有線通信を介した中継リンクを用いた通信へと切り替える際に、データセンシングタイムの後にデータを送信するように、中継装置102に指示を送信する。これによれば、中継装置102は、送信装置101から受信した有線フレームを直ちに無線フレームに変換して送信するのではなく、データセンシングタイムの後に無線フレームを送信するようになる。したがって、受信装置103が、データセンシングタイムにおいて直接リンクでの無線フレームの受信ができなかったことに応じて、アンテナの向きを中継装置102へ向けた後に、中継装置102が無線フレームを送信することとなる。これにより、中継装置102が標準モードで動作していなくても、IEEE802.11ad規格に準拠した受信装置103が無線フレームを受信することができるようになる。さらに、通信リンクの切り替え時に中継装置102がデータセンシングタイム中に無線フレームを送信した場合に、意図せずに受信装置103がこの無線フレームの受信に成功すると、通信リンクの切り替えが発生しなくなってしまう。一方で、本実施形態によれば、通信リンクの切り替え時に中継装置102がデータセンシングタイム中に無線フレームを送信しないため、この事象が生じるのを防ぐことが可能となる。また、中継装置102は、通信リンクの切り替えの後に中継リンクが用いられているにも関わらず、データセンシングタイムに受信装置宛データを含む無線フレームを送信できない場合、実質的にデータを含まない(ダミーデータを含む)無線フレームを送信する。これにより、有線回線による遅延等に起因して中継リンクが不必要に直接リンクへ切り替えられてしまうことを防ぐことができる。

0044

また、有線中継モードで動作する場合の第1のデータセンシングタイムの長さは、標準モードで動作する場合の第2のデータセンシングタイムの長さと異なっていてもよく、例えば第1のデータセンシングタイムが第2のセンシングタイムより長く設定されうる。これによれば、送信装置101からの受信装置103宛データを含む有線フレームの到達に時間がかかる場合や有線フレームの内容を含む無線フレームの生成に時間がかかる場合であっても、実質的なデータを含んだ無線フレームを送信できる確率が高くなる。これにより、ダミーデータが含まれた無線フレームが送信される機会が減少するため、無線リソース利用効率劣化を抑制することができる。

0045

なお、上述の実施形態では、主として送信装置101と中継装置102との間の通信が有線通信である場合について説明したが、これに限られない。例えば、送信装置101と中継装置102との間の通信が無線通信であってもよい。一例において、IEEE802.11ad規格によらない中継伝送が行われる場合に、送信装置101が中継装置102の動作を制御する構成として、上述の処理が実行されてもよい。すなわち、送信装置101が、中継装置102による中継フレームの送信を制御し、中継装置102がその制御に従って中継フレームを送信するような任意のシステムにおいて、上述の手法を適用することができる。

0046

<<その他の実施形態>>
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。

0047

101:送信装置、102:中継装置、201:制御部、205:有線インタフェース、206:無線インタフェース

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