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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023099957
(43)【公開日】2023-07-14
(54)【発明の名称】無線通信方法、無線通信装置および無線通信システム
(51)【国際特許分類】
H04W 16/14 20090101AFI20230707BHJP
H04W 4/80 20180101ALI20230707BHJP
H04W 74/08 20090101ALI20230707BHJP
H04W 84/12 20090101ALI20230707BHJP
H04B 5/02 20060101ALI20230707BHJP
【ＦＩ】
H04W16/14
H04W4/80
H04W74/08
H04W84/12
H04B5/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022000257
(22)【出願日】2022-01-04
(71)【出願人】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(74)【代理人】
【識別番号】110003199
【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】村上 友規
(72)【発明者】
【氏名】大槻 信也
(72)【発明者】
【氏名】猿渡 俊介
【テーマコード（参考）】
5K012
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K012AB03
5K012AB19
5K012AC01
5K012AC08
5K012AC10
5K067AA03
5K067AA43
5K067KK03
(57)【要約】
【課題】この開示は、バックスキャッタ（BS）通信の利用に好適な無線通信方法に関し、無線LANの信号とBS信号との衝突を避けつつ、無線LANの通信とBS通信とを併存させることを目的とする。
【解決手段】無線LANのアクセスポイントとしての機能を有する無線装置１０が、無線LANで規定されているプリアンブル信号５０とBS信号５２とを含むBS用信号１２を送信する。BS装置１６は、BS用信号１２から駆動電力を取得して変調信号１４を送信する。変調信号１４を受信した無線装置１０は、当該変調信号１４を処理してBS通信を成立させる。CSMA/CAの手法でデータ送信を制限する機能を有する無線端末１８は、前記プリアンブル信号５０に反応してデータ送信を制限する。
【選択図】図５
【解決手段】無線LANのアクセスポイントとしての機能を有する無線装置１０が、無線LANで規定されているプリアンブル信号５０とBS信号５２とを含むBS用信号１２を送信する。BS装置１６は、BS用信号１２から駆動電力を取得して変調信号１４を送信する。変調信号１４を受信した無線装置１０は、当該変調信号１４を処理してBS通信を成立させる。CSMA/CAの手法でデータ送信を制限する機能を有する無線端末１８は、前記プリアンブル信号５０に反応してデータ送信を制限する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線LANのアクセスポイントとしての機能を有する無線装置が、無線LANで規定されているプリアンブル信号とBS信号とを含むBS用信号を送信するステップと、
BS装置が、前記BS用信号から駆動電力を取得して生成した変調信号を送信するステップと、
前記変調信号を受信した無線装置が、当該変調信号を処理するステップと、
CSMA/CAの手法でデータ送信を制限する機能を有する無線端末が、前記プリアンブル信号に反応してデータ送信を制限するステップと、
を含む無線通信方法。
BS装置が、前記BS用信号から駆動電力を取得して生成した変調信号を送信するステップと、
前記変調信号を受信した無線装置が、当該変調信号を処理するステップと、
CSMA/CAの手法でデータ送信を制限する機能を有する無線端末が、前記プリアンブル信号に反応してデータ送信を制限するステップと、
を含む無線通信方法。
【請求項2】
前記BS用信号を送信する無線装置と、前記変調信号を受信する無線装置とが異なる位置に設置される別個の装置である請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項3】
前記BS用信号は、宛て先のBS装置に対応する識別信号を含み、
前記BS装置が、前記識別信号に基づいて、受信したBS用信号が自身に宛てられたものであるか否かを判断するステップと、
前記BS装置が、受信したBS用信号が自身に宛てられたものではないと判断した場合に、当該BS用信号を無視するステップと、
前記BS装置が、受信したBS用信号が自身に宛てられたものであると判断した場合に、前記変調信号を生成するステップと、
を更に含む請求項１または２に記載の無線通信方法。
前記BS装置が、前記識別信号に基づいて、受信したBS用信号が自身に宛てられたものであるか否かを判断するステップと、
前記BS装置が、受信したBS用信号が自身に宛てられたものではないと判断した場合に、当該BS用信号を無視するステップと、
前記BS装置が、受信したBS用信号が自身に宛てられたものであると判断した場合に、前記変調信号を生成するステップと、
を更に含む請求項１または２に記載の無線通信方法。
【請求項4】
前記BS用信号は、前記識別信号の後に規定のインターバルを挟んで前記BS信号を含む請求項３に記載の無線通信方法。
【請求項5】
前記無線装置が前記BS用信号を送信してから、前記無線装置が前記変調信号を受信するまでの時間差を算出するステップと、
前記時間差に基づいて、前記無線装置と、前記変調信号を送信したBS装置との距離を推定するステップと、
前記変調信号と、推定された前記距離とを関連付けるステップと、
を更に含む請求項１乃至４の何れか１項に記載の無線通信方法。
前記時間差に基づいて、前記無線装置と、前記変調信号を送信したBS装置との距離を推定するステップと、
前記変調信号と、推定された前記距離とを関連付けるステップと、
を更に含む請求項１乃至４の何れか１項に記載の無線通信方法。
【請求項6】
前記変調信号を受信する無線装置は、複数のアンテナを備え、
当該無線装置が、前記複数のアンテナの夫々で受信される前記変調信号の位相差に基づいて、当該変調信号の到来方向を推定するステップと、
前記変調信号と、推定された前記到来方向とを関連付けるステップと、
を更に含む請求項１乃至５の何れか１項に記載の無線通信方法。
当該無線装置が、前記複数のアンテナの夫々で受信される前記変調信号の位相差に基づいて、当該変調信号の到来方向を推定するステップと、
前記変調信号と、推定された前記到来方向とを関連付けるステップと、
を更に含む請求項１乃至５の何れか１項に記載の無線通信方法。
【請求項7】
無線LANのアクセスポイントとしての機能を有する無線装置であって、
無線LANの通信に用いる無線信号、およびBS通信に用いるBS用信号並びに変調信号を送受信する無線通信部と、
前記無線通信部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、無線LANが規定するプリアンブル信号とBS通信のためのBS信号とを含むBS用信号を、前記無線通信部に送信させるように構成されている無線通信装置。
無線LANの通信に用いる無線信号、およびBS通信に用いるBS用信号並びに変調信号を送受信する無線通信部と、
前記無線通信部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、無線LANが規定するプリアンブル信号とBS通信のためのBS信号とを含むBS用信号を、前記無線通信部に送信させるように構成されている無線通信装置。
【請求項8】
無線LANのアクセスポイントとして機能すると共に、BS用信号を送信する機能を有するように構成された無線装置と、
前記BS用信号から駆動電力を取得して生成した変調信号を送信するBS装置と、
前記変調信号を受信して処理する無線装置と、
CSMA/CAの手法でデータ送信を制限する機能を有する無線端末と、を備え、
前記無線装置は、前記BS用信号に、BS通信のためのBS信号に加えて無線LANで規定されているプリアンブル信号を含めるように構成されている無線通信システム。
前記BS用信号から駆動電力を取得して生成した変調信号を送信するBS装置と、
前記変調信号を受信して処理する無線装置と、
CSMA/CAの手法でデータ送信を制限する機能を有する無線端末と、を備え、
前記無線装置は、前記BS用信号に、BS通信のためのBS信号に加えて無線LANで規定されているプリアンブル信号を含めるように構成されている無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この開示は、無線通信方法、無線通信装置および無線通信システムに係り、特に、バックスキャッタ通信の利用に好適な無線通信方法、無線通信装置および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
下記非特許文献１には、バックスキャッタ（Back Scatter: 以下、「BS」とする）通信の技術と、無線LAN（Local Area Network）の技術とを組み合わせる技術が開示されている。BS通信は、レーダ技術を応用して、電源を用いることなくモノとモノとの間でのデータ通信を可能とする技術である。
【0003】
BS通信では、質問を発する無線装置と、質問を受けるBSタグとが用いられる。BSタグは、無線装置から発せられる無線信号（以下、「BS信号」とする）から駆動電力を取得して、BS信号を反射するオン状態と、BS信号を反射しないオフ状態とを切り替える。オン状態とオフ状態は、反射波が質問に対する回答となるように切り替えられる。以下、この反射波を「変調信号」と称す。
【0004】
変調信号には、例えば、BSタグの識別子を埋め込むことができる。或いは、BSタグにセンサを搭載して、そのセンサの検出値を変調信号に埋め込むこともできる。質問を発した無線装置は、BSタグからの変調信号を受信して、その質問に対する回答を得ることができる。
【0005】
下記非特許文献１には、BSタグが発する変調信号を、WiFi（登録商標）での通信が可能な無線端末に受信させる技術が開示されている。この技術によれば、BS通信をインターネットに繋げることが可能となる。BSタグは、無給電で作動させることができるため、様々な場所に容易に組み込むことができる。このため、BS通信と無線LANとの組み合わせによれば、消費電力の小さなIoT（Internet of Things）の可能性を大きく広げることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】"Wi-Fi backscatter: Internet connectivity for RF-powered devices", Bryce Kellogg, Aaron Parks, Shyamnath Gollakota, Joshua R. Smith, and David Wetherall, University of Washington, Proceedings of the 2014 ACM Conference on SIGCOMM. 2014, Page 607-618.https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/2619239.2626319
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、無線LANの分野では、複数の無線機器が同時にデータを送信することによる信号の衝突を避けるために、CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）の手法が用いられることがある。CSMA/CAの手法では、無線機器の夫々が、共用の無線チャネルを継続的に監視し、一定時間以上継続してそのチャネルが空いていることを確認して信号を送信する。
【0008】
一方で、BS通信で用いられる従来のBS信号は、無線LANの規則に準拠するものではない。このため、BS通信と無線LANによる通信とが重なる環境下では、無線LANの無線機器によりBS信号が認識されない事態が生じ得る。そして、この場合、BS信号が送信されているにも関わらず、無線LANの無線機器が、チャネルの空きを誤認してデータを送信してしまい、無線LANの信号とBS信号とが衝突する事態が生じ得る。
【0009】
本開示は、上記の課題に着目してなされたものであり、無線LANの信号とBS信号との衝突を避けつつ、無線LANの通信とBS通信とを併存させるための無線通信方法を提供することを第一の目的とする。
また、本開示は、無線LANの信号とBS信号との衝突を避けつつ、無線LANの通信とBS通信とを併存させるための無線通信装置を提供することを第二の目的とする。
更に、本開示は、無線LANの信号とBS信号との衝突を避けつつ、無線LANの通信とBS通信とを併存させるための無線通信システムを提供することを第三の目的とする。
また、本開示は、無線LANの信号とBS信号との衝突を避けつつ、無線LANの通信とBS通信とを併存させるための無線通信装置を提供することを第二の目的とする。
更に、本開示は、無線LANの信号とBS信号との衝突を避けつつ、無線LANの通信とBS通信とを併存させるための無線通信システムを提供することを第三の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示の第１の態様は、上記の目的を達成するため、無線通信方法であって、
無線LANのアクセスポイントとしての機能を有する無線装置が、無線LANで規定されているプリアンブル信号とBS信号とを含むBS用信号を送信するステップと、
BS装置が、前記BS用信号から駆動電力を取得して生成した変調信号を送信するステップと、
前記変調信号を受信した無線装置が、当該変調信号を処理するステップと、
CSMA/CAの手法でデータ送信を制限する機能を有する無線端末が、前記プリアンブル信号に反応してデータ送信を制限するステップと、
を含むことが望ましい。
無線LANのアクセスポイントとしての機能を有する無線装置が、無線LANで規定されているプリアンブル信号とBS信号とを含むBS用信号を送信するステップと、
BS装置が、前記BS用信号から駆動電力を取得して生成した変調信号を送信するステップと、
前記変調信号を受信した無線装置が、当該変調信号を処理するステップと、
CSMA/CAの手法でデータ送信を制限する機能を有する無線端末が、前記プリアンブル信号に反応してデータ送信を制限するステップと、
を含むことが望ましい。
【0011】
また、本開示の第２の態様は、無線LANのアクセスポイントとしての機能を有する無線装置であって、
無線LANの通信に用いる無線信号、およびBS通信に用いるBS用信号並びに変調信号を送受信する無線通信部と、
前記無線通信部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、無線LANが規定するプリアンブル信号とBS通信のためのBS信号とを含むBS用信号を、前記無線通信部に送信させるように構成されていることが望ましい。
無線LANの通信に用いる無線信号、およびBS通信に用いるBS用信号並びに変調信号を送受信する無線通信部と、
前記無線通信部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、無線LANが規定するプリアンブル信号とBS通信のためのBS信号とを含むBS用信号を、前記無線通信部に送信させるように構成されていることが望ましい。
【0012】
また、本開示の第３の態様は、無線通信システムであって、
無線LANのアクセスポイントとして機能すると共に、BS用信号を送信する機能を有するように構成された無線装置と、
前記BS用信号から駆動電力を取得して生成した変調信号を送信するBS装置と、
前記変調信号を受信して処理する無線装置と、
CSMA/CAの手法でデータ送信を制限する機能を有する無線端末と、を備え、
前記無線装置は、前記BS用信号に、BS通信のためのBS信号に加えて無線LANで規定されているプリアンブル信号を含めるように構成されていることが望ましい。
無線LANのアクセスポイントとして機能すると共に、BS用信号を送信する機能を有するように構成された無線装置と、
前記BS用信号から駆動電力を取得して生成した変調信号を送信するBS装置と、
前記変調信号を受信して処理する無線装置と、
CSMA/CAの手法でデータ送信を制限する機能を有する無線端末と、を備え、
前記無線装置は、前記BS用信号に、BS通信のためのBS信号に加えて無線LANで規定されているプリアンブル信号を含めるように構成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【0013】
本開示によれば、無線LANの信号とBS信号との衝突を避けつつ、無線LANの通信とBS通信とを併存させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本開示の実施の形態１の無線通信システムの構成を説明するための図である。
【図5】本開示の実施の形態１の無線通信システムの構成と特徴を説明するための図である。
【図6】本開示の実施の形態１の無線通信システムにおいて実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図7】本開示の実施の形態１の無線通信システムの変形例の構成を説明するための図である。
【図8】本開示の実施の形態２の無線通信システムの構成と特徴を説明するための図である。
【図9】本開示の実施の形態２においてBS装置で実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図10】本開示の実施の形態３の無線通信システムの構成と特徴を説明するための図である。
【図11】本開示の実施の形態４において無線装置で実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図12】本開示の実施の形態５の無線通信システムの構成と特徴を説明するための図である。
【図13】本開示の実施の形態５において無線装置で実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本開示の実施の形態１の無線通信システムの構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態の無線通信システムは、無線装置１０を備えている。無線装置１０は、無線LANのアクセスポイント（AP）としての機能を有しており、図示しない有線の経路を介して上位の通信機器と接続されている。APとしての機能には、CSMA/CAの手法で、チャネルの空きが一定時間以上確認できた場合に無線信号を送信する機能が含まれている。
［実施の形態１の構成］
図１は、本開示の実施の形態１の無線通信システムの構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態の無線通信システムは、無線装置１０を備えている。無線装置１０は、無線LANのアクセスポイント（AP）としての機能を有しており、図示しない有線の経路を介して上位の通信機器と接続されている。APとしての機能には、CSMA/CAの手法で、チャネルの空きが一定時間以上確認できた場合に無線信号を送信する機能が含まれている。
【0016】
無線装置１０は、また、無線LANの周波数を用いるBS通信のための信号を処理する機能を有している。より具体的には、BS通信のためのBS用信号１２を送信する機能と、BS通信のための変調信号１４を受信する機能とを有している。BS用信号１２は、BS装置１６に到達する他、無線装置１０の周辺に存在する無線端末１８にも到達する。
【0017】
BS装置１６は、例えば、IoTのシステムに組み込まれる各種装置に装着可能なタグ形状を有することができる。BS装置１６は、BS用信号１２から駆動電力を取得して、その信号を反射するオン状態と、その信号を反射しないオフ状態とを切り替える。BS装置１６は、オン状態とオフ状態とを切り替えてBS用信号１２を適宜反射することにより、BS通信で伝えるべき情報を埋め込んだ変調信号１４を生成する。
【0018】
無線端末１８は、無線LANの機能により無線装置１０と通信する機能を有している。例えば、スマートフォン、タブレット端末が無線端末１８に該当する。無線端末１８は、APと同様に、CSMA/CAの手法でチャネルを空きが確認できた場合にデータ送信を開始する機能を有している。
【0019】
図２は、無線装置１０の構成の一例を説明するためのブロック図である。無線装置１０は、制御部２０を備えている。制御部２０は、演算処理ユニットとメモリを備えている。制御部２０の機能は、メモリに格納されているプログラムに沿った処理を演算処理ユニットが実行することで実現される。
【0020】
無線装置１０は、無線通信部２２を備えている。無線通信部２２は、無線LANの規則に従って無線信号を送信および受信する機能を有している。この機能には、上述したCSMA/CAの機能が含まれている。また、無線通信部２２は、上記のBS用信号１２を送信する機能と、上記の変調信号１４を受信する機能を有している。
【0021】
無線装置１０は、また、有線通信部２６を備えている。有線通信部２６は、無線装置１０を、上位の通信機器に接続する機能を有している。無線装置１０は、有線通信部２６を介して、インターネット等の外部ネットワークに接続されている。
【0022】
無線装置１０では、制御部２０の指令に応じて無線通信部２２が適切な処理を行うことにより、BS装置１６との通信、並びに無線端末１８との通信が確立される。そして、無線装置１０では、制御部２０の指令に応じて有線通信部２６が適切な処理を行うことにより、BS装置１６および無線端末１８の夫々と、上位のネットワークとの間での情報通信が確立される。
【0023】
図３は、BS装置１６の構成の一例を説明するためのブロック図である。図３に示すように、BS装置１６は、制御部３０を備えている。制御部３０には、センサ３２とRFスイッチ３４とが接続されている。また、RFスイッチ３４には、BS用信号１２を受信するためのアンテナ３６が接続されている。
【0024】
制御部３０には、アンテナ３６が受信したBS用信号から駆動電力を取得する電源回路が含まれている。BS装置１６は、その電源回路が取得する電力により作動する。このため、BS装置１６は、バッテリを搭載することなく、かつ、外部からの電力供給を行うことなく、持続的に作動させることができる。
【0025】
制御部３０は、アンテナ３６がBS用信号１２を受信すると、規定の規則に従ってRFスイッチ３４を駆動する。RFスイッチ３４は、制御部３０の指令に応じて、BS用信号１２を反射するオン状態とBS用信号１２を反射しないオフ状態を適宜切り替える。これにより、BS用信号１２は、二値化された変調信号１４に変調される。そして、変調信号１４は、アンテナ３６から反射波として放射される。
【0026】
制御部３０には、識別子が割り当てられていてもよい。この場合、制御部３０は、その識別子が変調信号１４に埋め込まれるようにRFスイッチ３４を駆動してもよい。また、制御部３０は、センサ３２から検出値を取得して、その検出値が変調信号１４に埋め込まれるようにRFスイッチを駆動してもよい。これらの動作によれば、変調信号１４に、BS装置１６に割り当てられた識別子と、センサ３２の検出値を埋め込むことができる。
【0027】
図４は、無線端末１８の構成の一例を説明するためのブロック図である。図４に示すように、無線端末１８は、制御部４０を備えている。制御部４０は、演算処理ユニットとメモリを備えている。制御部４０の機能は、メモリに格納されているプログラムに沿った処理を演算処理ユニットが実行することで実現される。
【0028】
無線端末１８は、無線通信部４２を備えている。無線通信部４２は、無線LANの規則に従って無線信号を送信および受信する機能を有している。この機能には、上述したCSMA/CAの機能が含まれている。
【0029】
［実施の形態１の特徴］
図５は、本実施形態の無線通信システムの特徴を説明するための図である。より具体的には、図５は、無線装置１０から発せられるBS用信号１２に、プリアンブル信号５０とBS信号５２が含まれる様子を示している。つまり、本実施形態において、無線装置１０は、レーダなどで用いられる信号で構成されるBS信号５２に、無線LANで規定されているプリアンブル信号５０を加えたBS用信号１２を送信する。尚、BS信号５２は、例えば、CW（Continuous Wave）信号の他、時間と共に周波数が増加または減少するチャープ信号、或いは、時間の経過と共に周波数が直線的に上昇するFMCW信号などで構成することができる。
図５は、本実施形態の無線通信システムの特徴を説明するための図である。より具体的には、図５は、無線装置１０から発せられるBS用信号１２に、プリアンブル信号５０とBS信号５２が含まれる様子を示している。つまり、本実施形態において、無線装置１０は、レーダなどで用いられる信号で構成されるBS信号５２に、無線LANで規定されているプリアンブル信号５０を加えたBS用信号１２を送信する。尚、BS信号５２は、例えば、CW（Continuous Wave）信号の他、時間と共に周波数が増加または減少するチャープ信号、或いは、時間の経過と共に周波数が直線的に上昇するFMCW信号などで構成することができる。
【0030】
無線装置１０は、CSMA/CAの手法でチャネルの空きを確認する機能を備えている。このため、無線装置１０は、無線端末１８が無線信号を送信していない時期を選んでBS用信号１２を送信することができる。また、BS用信号１２にプリアンブル信号５０が含まれているため、無線端末１８は、BS用信号１２が送信されていれば、CSMA/CAの手法でその存在を認識することができる。このため、BS用信号１２と衝突するタイミングで無線端末１８から無線信号が送出されることはない。従って、本実施形態の無線通信システムによれば、信号の衝突を避けつつ、無線LANの通信とBS通信とを併存させることができる。
【0031】
［実施の形態１における処理の流れ］
図６は、上記の機能を実現するべく、本実施形態において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。図６に示す例では、先ず、無線装置１０からBS用信号１２が送信される（ステップ１００）。上記の通り、BS用信号１２は、CSMA/CAの手法に従って無線LANの信号と衝突しないタイミングで送信される。
図６は、上記の機能を実現するべく、本実施形態において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。図６に示す例では、先ず、無線装置１０からBS用信号１２が送信される（ステップ１００）。上記の通り、BS用信号１２は、CSMA/CAの手法に従って無線LANの信号と衝突しないタイミングで送信される。
【0032】
上記ステップ１００において送信されたBS用信号１２は、BS装置１６に到達する。BS装置１６は、BS用信号１２に含まるBS信号５２を受信し（ステップ２００）、自身の識別子等を埋め込んだ変調信号１４を生成する（ステップ２０２）。
【0033】
BS装置１６において生成された変調信号１４は、無線装置１０において受信される（ステップ１０２）。これにより、無線装置１０とBS装置１６との間でのBS通信が実現される。無線装置１０は、BS装置１６から取得した情報をインターネット等を介して他の機器に提供することができる。
【0034】
上記ステップ１００で送出されたBS用信号１２は、無線端末１８にも到達する。無線端末１８は、BS用信号１２に含まれるプリアンブル信号５０を受信し（ステップ３００）、CSMA/CAの機能により、他の機器が無線信号を送信していることを認識する。
【0035】
この場合、無線端末１８では、送信制限の処理が実行されて（ステップ３０２）、無線信号の送信が禁止される。これにより、BS用信号１２と衝突するタイミングで無線端末１８から無線信号が送信されるのを回避することができる。このため、本実施形態の無線通信システムによれば、信号の衝突を生じさせることなく、無線LANの通信とBS通信とを併存させることができる。
【0036】
［実施の形態１の変形例］
図７は、本実施形態の無線通信システムの変形例の構成を説明するための図である。図７に示す無線通信システムは、図１に示す構成に加えて無線装置１０－２を備えている。無線装置１０－２は、BS装置１６で生成された変調信号１４を受信して処理する機能を有している。
図７は、本実施形態の無線通信システムの変形例の構成を説明するための図である。図７に示す無線通信システムは、図１に示す構成に加えて無線装置１０－２を備えている。無線装置１０－２は、BS装置１６で生成された変調信号１４を受信して処理する機能を有している。
【0037】
つまり、上述した実施の形態１では、APとしての機能を有する無線装置１０が、BS用信号１２を送信する機能と、変調信号１４を受信して処理する機能を共に備えている。しかしながら、BS装置１６の設置位置等によっては、変調信号１４の受信は、無線装置１０の設置位置とは異なる位置で実施することが望ましい場合がある。このような場合には、BS用信号１２を送信する機能と、変調信号１４を受信する機能とを、図７に示すように別個の無線装置１０，１０－２に担わせることとしてもよい。
【0038】
その場合、無線装置１０は、変調信号１４を受信する機能を有していてもよく、或いは、その機能を有していないくてもよい。また、無線装置１０－２は、無線装置１０と同様に有線の経路を介して上位のネットワークと接続されていてもよい。或いは、無線装置１０－２は、変調信号１４を中継して無線装置１０に提供するものであってもよい。
【0039】
更に、上述した実施の形態１では、無線通信システムが、BS装置１６および無線端末１８を、夫々一台ずつ含む構成を例示しているが、BS装置１６および無線端末１８の数は、何れも一台に制限されるものではない。同様に、図７に示す変形例において、変調信号１４を受信する無線装置１０－２も一台に限定されるものではない。BS装置１６、無線端末１８、および無線装置１０－２は、何れも複数台存在していてもよい。
【0040】
尚、上記の変形は、以下に説明する他の実施形態の無線通信システムについても同様に施すことが可能である。
【0041】
実施の形態２．
［実施の形態２の構成と特徴］
次に、図８および図９を参照して本開示の実施の形態２について説明する。図８は、本開示の実施の形態２の無線通信システムの構成と特徴を説明するための図である。図８に示すシステムは、無線装置１０が無線装置１０－３に、またBS装置１６がBS装置１６―２に、夫々置き換えられている点を除いて、実施の形態１のシステムと同様である。尚、図８において、図１に示す要素と同一の要素については、共通する符号を付してその説明を省略または簡略する。
［実施の形態２の構成と特徴］
次に、図８および図９を参照して本開示の実施の形態２について説明する。図８は、本開示の実施の形態２の無線通信システムの構成と特徴を説明するための図である。図８に示すシステムは、無線装置１０が無線装置１０－３に、またBS装置１６がBS装置１６―２に、夫々置き換えられている点を除いて、実施の形態１のシステムと同様である。尚、図８において、図１に示す要素と同一の要素については、共通する符号を付してその説明を省略または簡略する。
【0042】
図８は、より具体的には、無線装置１０－３が、識別信号５４を含むBS用信号１２－２を送信している様子を示している。つまり、本実施形態において、無線装置１０－３は、プリアンブル信号５０、識別信号５４およびBS信号５２を、その順で含むBS用信号１２－２を送信する。
【0043】
本実施形態の無線通信システムには、実施の形態１の場合と同様、BS装置１６－２が複数台含まれることがある。このような環境下では、無線装置１０－３は、複数のBS装置１６－２のうち、一台または一部の装置にだけ質問を発したい事態が生じ得る。識別信号５４は、その質問の宛て先を指定するための信号である。
【0044】
BS装置１６－２は、BS用信号１２－２を受信した際に、識別信号５４に基づいて、その信号が自身に宛てられたものであるか否かを判断する。そして、BS用信号１２－２が自身に宛てられたものであれば、その信号に反応して変調信号１４を生成する。他方、BS用信号１２－２が自身に宛てられたものでなければ、その信号を無視する。
【0045】
［実施の形態２における処理の流れ］
図９は、上記の機能を実現するために、本実施形態においてBS装置１６－２が実施する処理の流れを説明するためのフローチャートである。尚、図９において、上記図６に示すステップと処理が共通するステップについては、共通する符号を付してその説明を省略または簡略する。
図９は、上記の機能を実現するために、本実施形態においてBS装置１６－２が実施する処理の流れを説明するためのフローチャートである。尚、図９において、上記図６に示すステップと処理が共通するステップについては、共通する符号を付してその説明を省略または簡略する。
【0046】
図９に示すように、本実施形態のBS装置１６－２は、ステップ２００においてBS用信号１２－２を受信すると、その信号が自身に宛てられたものであるか否かを判断する（ステップ２１０）。この判断は、BS用信号１２－２に含まれる識別信号５４が、自身の識別子と対応しているか否かに基づいて行われる。
【0047】
その結果、受信したBS用信号１２－２が自身に宛てられたものであると認識できた場合は、ステップ２０２の処理により変調信号１４が生成される。一方、その信号が自身に宛てられたものではないと判断された場合は、ステップ２０２の処理がスキップされる。
【0048】
以上説明した通り、本実施形態では、BS用信号１２－２に識別信号５４を追加することにより、BS通信の変調動作を制御することが可能になる。そして、宛て先として指定されていないBS装置１６－２での信号処理をスキップさせることが可能となる。このため、本実施形態によれば、無線通信システムの全体において、省電力化を実現することができる。
【0049】
また、本実施形態においても、BS用信号１２－２には、実施の形態１の場合と同様に無線LANで規定されているプリアンブル信号５０が含まれている。このため、本実施形態によっても、実施の形態１の場合と同様に、無線LANの信号とBS用信号１２－２との衝突を適切に回避することができる。
【0050】
実施の形態３．
次に、図１０を参照して、本開示の実施の形態３について説明する。図１０は、本開示の実施の形態３の無線通信システムの構成と特徴を説明するための図である。図１０に示すシステムは、無線装置１０－３が無線装置１０－４に置き換えられている点を除いて、実施の形態２のシステムと同様である。尚、図１０において、図８に示す要素と同一の要素については、共通する符号を付してその説明を省略または簡略する。
次に、図１０を参照して、本開示の実施の形態３について説明する。図１０は、本開示の実施の形態３の無線通信システムの構成と特徴を説明するための図である。図１０に示すシステムは、無線装置１０－３が無線装置１０－４に置き換えられている点を除いて、実施の形態２のシステムと同様である。尚、図１０において、図８に示す要素と同一の要素については、共通する符号を付してその説明を省略または簡略する。
【0051】
図１０は、より具体的には、無線装置１０－４が、識別信号５４を送信した後、T秒間のインターバル５６を空けてBS信号５２を送信している様子を示している。つまり、本実施形態において、無線装置１０－４は、プリアンブル信号５０と、識別信号５４と、インターバル５６と、BS信号５２とをその順で含むBS用信号１２－３を送信する。
【0052】
BS装置１６－２は、BS用信号１２－３を受信すると、識別信号５４に基づいて、その信号が自身に宛てられたものであるか否かを判断する。そして、自身を指定する識別信号５４が認められた場合は変調信号１４の生成を開始する。識別信号５４とBS信号５２との間にインターバル５６が存在していない場合、BS装置１６－２は、識別信号５４の受信中に、BS用信号１２－３が自身に宛てられたものであるか否かを判断する必要がある。
【0053】
これに対して、インターバル５６が存在していれば、そのインターバル５６が終わるまでに上記判断を終えれば良いことになる。この場合、インターバル５６が存在しない場合に比してBS装置１６－２に求める応答性を低く抑えることができる。このため、本実施形態によれば、実施の形態２の場合に比して、BS装置１６－２の簡素化、低コスト化、低消費電力化等を実現することができる。
【0054】
実施の形態４．
［実施の形態４の構成と特徴］
次に、図５と共に図１１を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施形態の無線通信システムは、実施の形態１の場合と同様に、図５に示す構成により実現することができる。但し、本実施形態において、無線装置１０は、図６に示すルーチンに代えて図１１に示すルーチンを実行する。
［実施の形態４の構成と特徴］
次に、図５と共に図１１を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施形態の無線通信システムは、実施の形態１の場合と同様に、図５に示す構成により実現することができる。但し、本実施形態において、無線装置１０は、図６に示すルーチンに代えて図１１に示すルーチンを実行する。
【0055】
図１１は、本実施形態において無線装置１０が実行する処理の流れを説明するためのフローチャートである。尚、図１１において、図６に示すステップと同様のステップについては、共通する符号を付してその説明を省略または簡略する。
【0056】
図１１に示すように、本実施形態においても、無線装置１０は、ステップ１００およびステップ１０２の処理を実行する。つまり、無線装置１０は、BS用信号１２を送信して、変調信号１４を受信する。BS用信号１２には、実施の形態１の場合と同様にプリアンブル信号５０とBS信号５２とが含まれる。このため、本実施形態のシステムによっても、実施の形態１の場合と同様に、無線LANの信号とBS用信号１２との衝突は適切に回避することができる。
【0057】
本実施形態において、無線装置１０は、上記ステップ１０２の処理を終えると、次に、BS用信号１２を送信してから変調信号１４を受信するまでの時間差を算出する（ステップ１１０）。この時間差は、BS用信号１２の伝搬時間と、BS装置１６の応答時間と、変調信号１４の伝搬時間の合計値である。BS装置１６の応答時間は既知であるから、その時間差が判ると信号の伝搬時間を知ることができる。そして、信号の伝搬時間は、無線装置１０とBS装置１６の距離に対応する。このため、無線装置１０は、上記の時間差から、無線装置１０からBS装置１６までの距離を計算することができる。
【0058】
BS装置１６は、無線装置１０からの距離が異なる位置に複数配置されることがある。この場合、BS用信号１２を送信した後、無線装置１０には、複数のBS装置１６の夫々が発した変調信号１４が順次到来する。上記ステップ１１０では、この場合、順次到来する変調信号１４の夫々について、上記の時間差を算出する。
【0059】
時間差の算出を終えると、次に、その時間差に基づいて無線装置１０とBS装置１６との距離が推定される（ステップ１１２）。無線装置１０が、複数の変調信号１４を受信している場合は、夫々の時間差に基づいて、変調信号１４の夫々に対応する距離が推定される。
【0060】
上記の処理によれば、無線装置１０は、受信した変調信号１４の夫々を、それらを発したBS装置１６までの距離と組み合わせることができる。そして、その組み合わせが把握できると、BS装置１６の夫々に識別子を割り当てることなく、受信した変調信号１４がどのBS装置１６から発せられたものであるかを認識することができる。このため、本実施形態の無線通信システムによれば、BS通信を利用して、実施の形態１の場合に比してより精密なデータ収集を、より簡便に実現することができる。
【0061】
［実施の形態４の変形例］
ところで、上述した実施の形態４では、BS装置１６が、無線装置１０からの距離が異なる位置に複数配置される場合について説明している。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではなく、BS装置１６は一つだけであってもよい。
ところで、上述した実施の形態４では、BS装置１６が、無線装置１０からの距離が異なる位置に複数配置される場合について説明している。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではなく、BS装置１６は一つだけであってもよい。
【0062】
また、上述した実施の形態４では、時間差に基づいて距離を推定する技術を、実施の形態１のシステムに組み合わせることとしているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、距離を推定する技術は、識別信号５４を用いる実施の形態２のシステムと組み合わせてもよい。この場合、複数のBS装置１６－２の夫々に個別に変調信号１４を返信させることができ、複数の変調信号１４が衝突するのを避けることができる。また、個々のBS装置１６－２の設置位置が既知でなくても、その設置位置までの距離を知ることができるため、データ収集の精度を高めることができる。
【0063】
実施の形態５．
［実施の形態５の構成と特徴］
次に、図１２および図１３を参照して本開示の実施の形態５について説明する。図１２は、本開示の実施の形態５の無線通信システムの構成と特徴を説明するための図である。図１２に示すシステムは、無線装置１０が無線装置１０－５に置き換えられている点を除いて、実施の形態１のシステムと同様である。尚、図１２において、図１に示す要素と同一の要素については、共通する符号を付してその説明を省略または簡略する。
［実施の形態５の構成と特徴］
次に、図１２および図１３を参照して本開示の実施の形態５について説明する。図１２は、本開示の実施の形態５の無線通信システムの構成と特徴を説明するための図である。図１２に示すシステムは、無線装置１０が無線装置１０－５に置き換えられている点を除いて、実施の形態１のシステムと同様である。尚、図１２において、図１に示す要素と同一の要素については、共通する符号を付してその説明を省略または簡略する。
【0064】
図１２に示すように、本実施形態における無線装置１０－５は、複数のアンテナ２４－１～２４－ｎを備えている。また、無線装置１０－５は、複数のアンテナ２４－１～２４－ｎで変調信号１４を受信し、夫々の受信波の位相を解析することで、変調信号１４の到来方向を推定する機能を有している。
【0065】
図１３は、無線装置１０－５が実行する処理の流れを説明するためのフローチャートである。尚、図１３において、図６に示すステップと同様のステップについては、共通する符号を付してその説明を省略または簡略する。
【0066】
図１３に示すように、本実施形態においても、無線装置１０は、ステップ１００およびステップ１０２の処理を実行する。つまり、無線装置１０は、BS用信号１２を送信して、変調信号１４を受信する。BS用信号１２には、実施の形態１の場合と同様にプリアンブル信号５０とBS信号５２とが含まれる。このため、本実施形態のシステムによっても、実施の形態１の場合と同様に、無線LANの信号とBS用信号１２との衝突は適切に回避することができる。
【0067】
本実施形態において、無線装置１０は、上記ステップ１０２の処理を終えると、次に、受信した変調信号１４の到来方向を推定する（ステップ１２０）。到来方向は、複数のアンテナ２４－１～２４－ｎの夫々が受信する信号の位相差に基づいて推定する。変調信号１４、その信号を発したBS装置１６の方向から到来する。このため、本ステップ１２０で推定される到来方向は、BS装置１６の設置方向として認識することができる。
【0068】
BS装置１６は、無線装置１０の周囲に複数配置されることがある。この場合、BS用信号１２を送信した後、無線装置１０には、複数のBS装置１６の夫々が発した変調信号１４が順次到来することがある。上記ステップ１２０では、この場合、順次到来する変調信号１４の夫々について、上記の到来方向を推定する。
【0069】
上記の処理によれば、無線装置１０は、受信した変調信号１４の夫々を、それらを発したBS装置１６の設置方向と組み合わせることができる。そして、その組み合わせが把握できると、BS装置１６の夫々に識別子を割り当てることなく、受信した変調信号１４がどのBS装置１６から発せられたものであるかを認識することができる。このため、本実施形態の無線通信システムによれば、BS通信を利用して、実施の形態１の場合に比してより精密なデータ収集を、より簡便に実現することができる。
【0070】
［実施の形態５の変形例］
ところで、上述した実施の形態５では、BS装置１６が、無線装置１０の周囲に複数配置される場合について説明している。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではなく、BS装置１６は一つだけであってもよい。
ところで、上述した実施の形態５では、BS装置１６が、無線装置１０の周囲に複数配置される場合について説明している。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではなく、BS装置１６は一つだけであってもよい。
【0071】
また、上述した実施の形態５では、無線装置１０－５が、BS装置１６の設置位置に関して、変調信号１４の到来方向だけを推定することとしている。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、実施の形態４の処理を実施の形態５に組み合わせて、無線装置１０－５に、BS装置１６の設置位置に関して、方向と距離の双方を推定させることとしてもよい。
【0072】
また、上述した実施の形態５では、到来方向を推定する技術を、実施の形態１のシステムに組み合わせることとしているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、到来方向を推定する技術は、識別信号５４を用いる実施の形態２のシステムと組み合わせてもよい。この場合、複数のBS装置１６－２の夫々に個別に変調信号１４を返信させることができ、複数の変調信号１４が衝突するのを避けることができる。また、個々のBS装置１６－２の設置位置が既知でなくても、その設置方向を知ることができるため、データ収集の精度を高めることができる。
【符号の説明】
【0073】
１０、１０－２、１０－３、１０－４、１０－５ 無線装置
１２、１２－２、１２－３ BS用信号
１４ 変調信号
１６、１６－２ BS装置
１８ 無線端末
２０、３０、４０ 制御部
２４、２４－１～２４ アンテナ
５０ プリアンブル信号
５２ BS信号
５４ 識別信号
５６ インターバル
１２、１２－２、１２－３ BS用信号
１４ 変調信号
１６、１６－２ BS装置
１８ 無線端末
２０、３０、４０ 制御部
２４、２４－１～２４ アンテナ
５０ プリアンブル信号
５２ BS信号
５４ 識別信号
５６ インターバル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】