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特開2024-21919基地局装置、無線通信システム、制御装置、及び無線通信方法
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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】P2024021919
(43)【公開日】2024-02-16
(54)【発明の名称】基地局装置、無線通信システム、制御装置、及び無線通信方法
(51)【国際特許分類】
   H04W 76/10 20180101AFI20240208BHJP
   H04W 76/20 20180101ALI20240208BHJP
   H04W 88/08 20090101ALI20240208BHJP
   H04W 16/28 20090101ALI20240208BHJP
【FI】
H04W76/10
H04W76/20
H04W88/08
H04W16/28 130
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022125122
(22)【出願日】2022-08-04
(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】504132272
【氏名又は名称】国立大学法人京都大学
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100124844
【弁理士】
【氏名又は名称】石原 隆治
(72)【発明者】
【氏名】中平 俊朗
(72)【発明者】
【氏名】村山 大輔
(72)【発明者】
【氏名】守山 貴庸
(72)【発明者】
【氏名】村田 英一
(72)【発明者】
【氏名】太郎丸 北斗
【テーマコード(参考)】
5K067
【Fターム(参考)】
5K067AA13
5K067EE02
5K067EE10
5K067EE22
5K067EE25
(57)【要約】
【課題】複数の端末装置を連携して通信を行う端末連携通信において、端末連携通信に対応していない端末装置が混在した場合の通信効率の低下を抑制する。
【解決手段】基地局装置は、複数の無線部を有する基地局装置であって、前記複数の無線部のうちの一部を、複数の端末装置が連携して通信する端末連携通信に対応する端末装置を優先的に収容する第1の無線部に設定するように構成された設定部と、前記端末連携通信に対応する端末装置を、前記第1の無線部に接続させるように構成された接続制御部と、を有する。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の無線部を有する基地局装置であって、
前記複数の無線部のうちの一部を、複数の端末装置が連携して通信する端末連携通信に対応する端末装置を優先的に収容する第1の無線部に設定するように構成された設定部と、
前記端末連携通信に対応する端末装置を、前記第1の無線部に接続させるように構成された接続制御部と、
を有する、基地局装置。
【請求項2】
前記接続制御部は、
前記第1の無線部に接続している端末装置が、前記端末連携通信に対応していない場合、当該端末装置を、前記複数の無線部のうち、前記第1の無線部とは異なる第2の無線部に接続させ、
前記第2の無線部に接続している端末装置が、前記端末連携通信に対応している場合、当該端末装置を、前記第1の無線部に接続させる、
請求項1に記載の基地局装置。
【請求項3】
前記接続制御部は、
前記第1の無線部に接続を要求する端末装置が、前記端末連携通信に対応している場合、当該端末装置による前記第1の無線部への接続を許可し、
前記第1の無線部に接続を要求する端末装置が、前記端末連携通信に対応していない場合、当該端末装置による前記第1の無線部への接続を拒否する、
請求項1に記載の基地局装置。
【請求項4】
複数の基地局装置と、前記基地局装置を制御する制御装置とを含む無線通信システムであって、
前記複数の基地局装置のうちの一部を、複数の端末装置が連携して通信する端末連携通信に対応する端末装置を優先的に収容する第1の基地局装置に設定するように構成された設定部と、
前記端末連携通信に対応する端末装置を、前記第1の基地局装置に接続させるように構成された接続制御部と、
を有する、無線通信システム。
【請求項5】
前記接続制御部は、
前記第1の基地局装置に接続している端末装置が、前記端末連携通信に対応していない場合、当該端末装置を、前記複数の基地局装置のうち、前記第1の基地局装置とは異なる第2の基地局装置に接続させ、
前記第2の基地局装置に接続している端末装置が、前記端末連携通信に対応している場合、当該端末装置を、前記第1の基地局装置に接続させる、
請求項4に記載の無線通信システム。
【請求項6】
前記接続制御部は、
前記第1の基地局装置に接続を要求する端末装置が、前記端末連携通信に対応している場合、当該端末装置による前記第1の基地局装置への接続を許可し、
前記第1の基地局装置に接続を要求する端末装置が、前記端末連携通信に対応していない場合、当該端末装置による前記第1の基地局装置への接続を拒否する、
請求項4に記載の無線通信システム。
【請求項7】
複数の基地局装置を制御する制御装置であって、
前記複数の基地局装置のうちの一部を、複数の端末装置が連携して通信する端末連携通信に対応する端末装置を優先的に収容する第1の基地局装置に設定するように構成された設定部と、
前記端末連携通信に対応する端末装置を、前記第1の基地局装置に接続させるように構成された接続制御部と、
を有する、制御装置。
【請求項8】
複数の基地局装置と、前記基地局装置を制御する制御装置とを含む無線通信システムが、
前記複数の基地局装置のうちの一部を、複数の端末装置が連携して通信する端末連携通信に対応する端末装置を優先的に収容する第1の基地局装置に設定する処理と、
前記端末連携通信に対応する端末装置を、前記第1の基地局装置に接続させる処理と、
を実行する、無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基地局装置、無線通信システム、制御装置、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
無線通信システムにおける大容量化技術のために現在広く用いられている技術として複数アンテナを用いて同一の無線チャネルで空間分割多重を行うMIMO(Multiple Input Multiple Output)があり、様々な無線システムにおいて採用されている。
【0003】
また、複数の端末装置が基地局装置からの受信信号を共有して復調を行うことにより、等価的にアンテナ数を増大させる端末連携MIMO通信において、多数の端末装置から連携する端末装置群を選択する手法が検討されている(例えば、非特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】笠井他、"端末連携MIMO受信におけるレプリカ信頼度を用いた端末選択の一検討"、信学総大、電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)、ページROMBUNNO.B-5-89、2020年3月3日.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来の端末連携MIMO通信(以下、端末連携通信と呼ぶ)では、全ての端末装置が端末連携通信に対応しているものとして技術検討が行われている。しかし、実際の利用シーンでは、端末連携通信に対応した端末装置と、端末連携通信に対応していない端末装置が混在する場合がある。この場合、従来の技術では、連携可能な端末装置の数が低下し、端末連携通信の通信効率が低下してしまう場合がある。
【0006】
本発明の実施形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数の端末装置を連携して通信を行う端末連携通信において、端末連携通信に対応していない端末装置が混在した場合の通信効率の低下を抑制する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するため、本発明の実施形態に係る基地局装置は、複数の無線部を有する基地局装置であって、前記複数の無線部のうちの一部を、複数の端末装置が連携して通信する端末連携通信に対応する端末装置を優先的に収容する第1の無線部に設定するように構成された設定部と、前記端末連携通信に対応する端末装置を、前記第1の無線部に接続させるように構成された接続制御部と、を有する。
【発明の効果】
【0008】
本発明の実施形態によれば、複数の端末装置を連携して通信を行う端末連携通信において、端末連携通信に対応していない端末装置が混在した場合の通信効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本実施形態に係る無線通信システムのシステム構成の例を示す図(1)である。
図2】本実施形態に係る無線通信システムのシステム構成の例を示す図(2)である。
図3】実施例1に係る無線通信システムの機能構成の例を示す図である。
図4】実施例1に係る基地局装置の処理の一例を示すフローチャートである。
図5】実施例1に係る基地局装置の処理の別の一例を示すフローチャートである。
図6】実施例2に係る無線通信システムの機能構成の例を示す図である。
図7】実施例2に係る無線通信システムの処理の一例を示すフローチャートである。
図8】実施例2に係る無線通信システムの処理の別の一例を示すフローチャートである。
図9】本実施形態に係る中継通信用無線リンクの確立処理の例を示すフローチャートである。
図10】本実施形態に係る端末連携通信のデータ送信処理の例を示すフローチャートである。
図11】本実施形態に係るコンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態(本実施形態)を説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
【0011】
<システム構成>
(第1のシステム構成)
図1は、本実施形態に係る無線通信システムのシステム構成の例を示す図(1)である。この図は、本実施形態に係る無線通信システムの第1のシステム構成の例を示している。第1のシステム構成では、無線通信システム1は、複数の無線部11-1、11-2を有する基地局装置10と、複数の端末装置20-1~20-8とを含む。
【0012】
なお、以下の説明において、複数の端末装置20-1~20-8のうち、任意の端末装置を示す場合、「端末装置20」を用いる。また、以下の説明において、無線部11-1、11-2のうち、任意の無線部を示す場合、「無線部11」を用いる。図1に示した端末装置の数20は一例であり、端末装置20の数は、2つ以上の他の数であってよい。また、図1に示した無線部11の数は一例であり、基地局装置10が備える無線部の数11は、2つ以上の他の数であってよい。
【0013】
複数の端末装置20-1~20-8のうち、端末装置20-1~20-4は、基地局装置10からの受信信号を共有して復調を行うことにより、等価的にアンテナ数を増大させる端末連携MIMO通信に対応しているものとする。
【0014】
例えば、複数の端末装置20-1~20-4は、基地局装置10から受信した無線信号を、通信の宛先の端末装置20に中継伝送するための中継通信用の無線リンクを確立する。また、基地局装置10は、通信の宛先の端末装置(例えば、端末装置20-1)にデータを送信する場合、宛先の端末装置20-1用のデータと、他の端末装置20-2~20-4宛の制御情報とを含む端末連携MIMO通信用の無線信号を送信する。他の端末装置20-2~20-4は、基地局装置10から受信した無線信号に含まれる自装置宛の制御情報に従って、受信した無線信号を、中継通信用の無線リンクで宛先の端末装置20-1に中継する。これにより、宛先の端末装置20-1は、基地局装置10から受信した無線信号と、他の端末装置20-2~20-4から受信した無線信号を用いて、等価的にアンテナ数を増大させる端末連携MIMO通信でデータを受信することができる。
【0015】
一方、端末装置20-5~20-8は、端末連携MIMO通信に対応していないものとする。基地局装置10は、端末連携MIMO通信に対応していない端末装置20-5~20-8と、例えば、MU(Multi User)-MIMO通信を行う。なお、端末連携MIMO通信に対応していない端末装置20-5~20-8には、端末連携MIMO通信の機能を有しているが、例えば、バッテリ残量の低下等により、端末連携MIMO通信の機能を無効にしている端末装置20等が含まれる。
【0016】
従来の技術では、このように、1つの基地局装置10に、端末連携MIMO通信(以下、端末連携通信と呼ぶ)に対応している端末装置20と、端末連携通信に対応していない端末装置20とが混在している場合、端末連携通信の通信効率が低下していた。
【0017】
そこで、本実施形態では、基地局装置10は、複数の無線部11-1、11-2を有している。また、基地局装置10は、複数の無線部11-1、11-2のうちの一部(例えば、無線部11-1)を、端末連携通信に対応している端末装置20を優先的に収容する無線部(以下、第1の無線部と呼ぶ)に設定する。さらに、基地局装置10は、図1に示すように、端末連携通信に対応している端末装置20-1~20-4を、第1の無線部に設定した無線部11-1に接続させる。
【0018】
一方、基地局装置10は、端末連携通信に対応していない端末装置20-5~20-8を、第1の無線部とは異なる他の無線部(以下、第2の無線部と呼ぶ)である無線部11-2に接続させる。これにより、基地局装置10は、無線部11-1を用いて、端末連携通信に対応した端末装置20-1~20-4とのみ、端末連携通信を行うので、端末連携通信の通信効率の低下を抑制することができる。
【0019】
なお、基地局装置10は、端末連携通信に対応する端末装置20を優先的に収容する第1の無線部と、それ以外の第2の無線部とを有していればよく、第1の無線部の数、及び第2の無線部の数は他の数であってもよい。
【0020】
(第2のシステム構成)
図2は、本実施形態に係る無線通信システムのシステム構成の例を示す図(2)である。この図は、本実施形態に係る無線通信システムの第2のシステム構成の例を示している。第2のシステム構成では、無線通信システム1は、複数の基地局装置10-1、10-2と、複数の基地局装置10-1、10-2を制御する制御装置200と、複数の端末装置20-1~20-8とを含む。なお、複数の端末装置20-1~20-8は、図1で説明した複数の端末装置20-1~20-8と同様に、端末連携通信に対応して端末装置20-1~20-4と、端末連携通信に対応していない端末装置20-5~20-8とを含む。なお、以下の説明において、複数の基地局装置10-1、10-2のうち、任意の基地局装置を示す場合、「基地局装置10」を用いる。
【0021】
図2の例では、制御装置200は、基地局装置10-1、10-2と通信可能に接続されている。また、制御装置200は、複数の基地局装置10-1、10-2のうちの一部(例えば、基地局装置10-1)を、端末連携通信に対応している端末装置20を優先的に収容する基地局装置(以下、第1の基地局装置と呼ぶ)に設定する。さらに、制御装置200は、図2に示すように、端末連携通信に対応している端末装置20-1~20-4を、第1の基地局に設定した基地局装置10-1に接続させる。
【0022】
一方、制御装置200は、端末連携通信に対応していない端末装置20-5~20-8を、第1の基地局装置とは異なる他の基地局装置(以下、第2の基地局装置と呼ぶ)である基地局装置10-2に接続させる。これにより、制御装置200は、基地局装置10-1を用いて、端末連携通信に対応した端末装置20-1~20-4とのみ、端末連携通信を行うので、端末連携通信の通信効率の低下を抑制することができる。
【0023】
なお、無線通信システム1は、端末連携通信に対応する端末装置20を優先的に収容する第1の基地局装置と、それ以外の第2の基地局装置とを有していればよく、第1の基地局装置の数、及び第2の基地局装置の数は他の数であってもよい。
【0024】
[実施例1]
実施例1では、無線通信システム1が、図1に示すような、第1のシステム構成を有している場合の例について説明する。
【0025】
<機能構成>
図3は、実施例1に係る無線通信システムの機能構成の例を示す図である。
【0026】
(基地局装置の機能構成)
基地局装置10は、例えば、複数の無線部11-1、11-2、設定部301、接続制御部302、及び無線信号処理部303等を有する。
【0027】
無線部11は、例えば、複数のアンテナ221を用いて、MIMO通信用の無線信号を送受信する無線通信装置であり、例えば、複数のアンテナ221、高周波回路、ベースバンド回路、及び通信制御用のプロセッサ等を含む。無線部11-1と、無線部11-2は、例えば、異なる識別情報を有する。
【0028】
設定部301は、例えば、基地局装置10が備えるコンピュータが実行するプログラム等によって実現され、複数の無線部11のうちの一部を、端末連携通信に対応する端末装置20を優先的に収容する第1の無線部に設定する設定処理を実行する。例えば、基地局装置10が2つの無線部11-1、11-2を有している場合、設定部301は、2つの無線部11-1、11-2のうちの一方を第1の無線部に設定する。ここでは、説明用の一例として、設定部301が、無線部11-1を第1の無線部に設定するものとして、以下の説明を行う。この場合、無線部11-2が、第2の無線部となる。
【0029】
接続制御部302は、例えば、基地局装置10が備えるコンピュータが実行するプログラム等によって実現される。接続制御部302は、例えば、複数の端末装置20-1~20-8のうち、端末連携通信に対応する端末装置20-1~20-4を、第1の無線部である無線部11-1に接続させるように制御する接続制御処理を実行する。
【0030】
一例として、接続制御部302は、基地局装置10が備える無線部11-1、11-2の各々に対して、接続中の端末装置20が端末連携通信に対応しているか否かと、無線部11が端末連携通信に対応しているか否かを判定する。また、接続制御部302は、2つの判定結果が一致しない場合、判定結果が一致しない端末装置20を、端末装置20が端末連携通信機能に対応するか否かに応じた無線部11に、無線接続先を切り替える。
【0031】
例えば、端末連携通信機能を有する無線部11-1に、端末連携通信機能を有していない端末装置20-5が接続している場合、接続制御部302は、端末装置20-5の接続先を、無線部11-2に切り替える。また、端末連携通信機能を有していない無線部11-2に、端末連携通信機能を有する端末装置20-1が接続している場合、接続制御部302は、端末装置20-1の接続先を、無線部11-1に切り替える。
【0032】
別の一例として、接続制御部302は、無線部11が、端末装置20からの接続要求を受け付けたときに、要求元の端末装置20が端末連携通信に対応しているか否かと、無線部11が端末連携通信に対応しているか否かを判定する。また、接続制御部302は、2つの判定結果が一致しない場合、要求元の端末装置20による要求先の無線部11への接続を拒否する。一方、接続制御部302は、2つ判定結果が一致する場合、要求元の端末装置20による要求先の無線部11への接続を許可する。
【0033】
無線信号処理部204は、例えば、基地局装置10が備えるコンピュータが実行するプログラム等によって実現され、無線部11-1、11-2が、端末装置20に送信するMIMO通信の無線信号を生成する。また、無線信号処理部204は、無線部11-1、11-2が、端末装置20から受信する無線信号から制御情報、又はデータ等を抽出する。なお、基地局装置10は、無線部11ごとに異なる無線信号処理部204を有していてもよい。
【0034】
(端末装置の機能構成1)
端末連携機能を有する端末装置20-1~20-4は、例えば、無線部211、無線信号処理部212、及び端末間連携部213等を有する。
【0035】
無線部211は、例えば、複数のアンテナ222を用いて、基地局装置10と同じ無線通信規格に対応するMIMO通信用の無線信号を送受信する無線通信装置である。
【0036】
無線信号処理部212は、例えば、端末装置20が備えるコンピュータが実行するプログラム等によって実現される。無線信号処理部212は、例えば、無線部211が、基地局装置10から受信した自装置宛の無線信号と、端末間連携部213が他の端末装置20から受信した無線信号とを用いて、MIMO信号を復調、及び復号してデータを受信する。また、無線信号処理部212は、端末装置20が基地局装置10に送信する無線信号を生成する。
【0037】
端末間連携部213は、例えば、端末装置20が備えるコンピュータが実行するプログラム等によって実現され、基地局装置10から受信した端末連携通信の無線信号を、宛先の端末装置20に中継する中継通信用の無線リンクを、無線部211を用いて確立する。また、端末間連携部213は、基地局装置10から受信した無線信号に含まれる制御情報に従って、受信した無線信号を宛先の端末装置20へ中継する中継通信を制御する。例えば、端末装置20-1の端末間連携部213は、制御情報を参照して、無線部211が受信した無線信号が他の端末装置20-2宛ての無線信号である場合、他の端末装置20-2に無線信号を中継通信用の無線リンクで中継(転送)する。また、端末装置20-1の端末間連携部213は、他の端末装置20-2から、端末装置20-1宛に中継された無線信号を受信する。
【0038】
好ましくは、端末間連携部213は、無線部211が、基地局装置10からの無線信号を受信する周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを用いて、無線通信により中継通信を行う。なお、無線部211が基地局装置10から無線信号を受信する無線通信方式と、無線部211が中継通信を行う無線通信方式は、同じ無線通信方式であってもよいし、異なる無線通信方式であってもよい。
【0039】
(端末装置の機能構成2)
端末連携機能を有していない端末装置20-5~20-8は、例えば、無線部211、及び無線信号処理部212等を有する。
【0040】
無線部211は、例えば、複数のアンテナ222を用いて、基地局装置10と同じ無線通信規格に対応するMIMO通信用の無線信号を送受信する無線通信装置である。
【0041】
無線信号処理部212は、例えば、端末装置20が備えるコンピュータが実行するプログラム等によって実現され、無線部211が、基地局装置10から受信した自装置宛の無線信号を復調、及び復号してデータを受信する。また、無線信号処理部212は、端末装置20が基地局装置10に送信する無線信号を生成する。
【0042】
<処理の流れ>
続いて、実施例1に係る無線通信方法の処理の流れについて説明する。
【0043】
(基地局装置の処理1)
図4は、実施例1に係る基地局装置の処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図3で説明した基地局装置10が、第1の無線部(例えば、無線部11-1)に、端末連携通信機能を有する端末装置20-1~20-4を優先的に収容する処理の一例を示している。
【0044】
ステップS401において、基地局装置10の設定部301は、基地局装置10が備える複数の無線部11-1、11-2のうちの一部を、端末連携通信用の第1の無線部に設定する。例えば、設定部301は、複数の無線部11-1、11-2のうち、無線部11-1を、端末連携通信に対応する端末装置20を優先的に収容する第1の無線部に設定する。
【0045】
ステップS402において、基地局装置10の接続制御部302は、基地局装置10が備える無線部11-1、11-2の各々に対して、ステップS403~S406の処理を実行する。
【0046】
ステップS403において、接続制御部302は、無線部11に接続中の端末装置20の各々が、端末連携通信に対応しているか否かを確認する。
【0047】
ステップS404において、接続制御部302は、無線部11が端末連携通信に対応しているが否かを確認する。
【0048】
ステップS405において、接続制御部302は、ステップS403の確認結果と、ステップS404の確認結果が一致しない端末装置があるか否かを判断する。確認結果が一致しない端末装置20がある場合、接続制御部302は、ステップS406の処理を実行する。一方、確認結果が一致しない端末装置20がない場合、接続制御部302は、ステップS406の処理をスキップする(実行しない)。
【0049】
ステップS406において、接続制御部302は、確認結果が一致しない端末装置20の接続先を切り替える。
【0050】
図4の処理により、接続制御部302は、第1の無線部である無線部11-1に、端末連携通信に対応していない端末装置20が接続している場合、当該端末装置20を第2の無線部である無線部11-2に接続させる。また、接続制御部302は、第2の無線部である無線部11-2に、端末連携通信に対応している端末装置20が接続している場合、当該端末装置20を第1の無線部である無線部11-1に接続させる。
【0051】
基地局装置10は、図4の処理、又は図4のステップS402~S406の処理を、繰り返し実行することにより、第1の無線部に、端末連携通信に対応する端末装置20を優先的に収容する。
【0052】
(基地局装置の処理2)
図5は、実施例1に係る基地局装置の処理の別の一例を示すフローチャートである。この処理は、図3で説明した基地局装置10が、第1の無線部(例えば、無線部11-1)に、端末連携通信機能を有する端末装置20-1~20-4を優先的に収容する処理の別の一例を示している。なお、ここでは、図4で説明した処理と同様の処理に対する詳細な説明は省略する。
【0053】
ステップS501において、基地局装置10の設定部301は、基地局装置10が備える複数の無線部11-1、11-2のうちの一部を、端末連携通信用の第1の無線部に設定する。
【0054】
ステップS502において、基地局装置10の接続制御部302は、無線部11-1、11-2が、端末装置20から接続要求を受信すると、処理をステップS503に移行させる。
【0055】
ステップS503に移行すると、接続制御部302は、接続要求の要求元の端末装置20が、端末連携通信に対応しているか否かを確認する。
【0056】
ステップS504において、接続制御部302は、接続要求を受信した無線部11が、端末連携通信に対応している否かを確認する。
【0057】
ステップS505において、接続制御部302は、ステップS503の確認結果と、ステップS504の確認結果が一致するか否かを判断する。確認結果が一致する場合、接続制御部302は、処理をステップS506に移行させる。一方、確認結果が一致しない場合、接続制御部302は、処理をステップS507に移行させる。
【0058】
ステップS506に移行すると、接続制御部302は、要求元の端末装置20の接続を許可する。一方、ステップS507に移行すると、接続制御部302は、要求元の端末装置20の接続を拒否する。
【0059】
図5の処理により、接続制御部302は、第1の無線部である無線部11-1に、端末連携通信に対応している端末装置20が接続を要求した場合、当該端末装置20による無線部11-1への無線接続を許可する。一方、接続制御部302は、第1の無線部である無線部11-1に、端末連携通信に対応していない端末装置20が接続を要求した場合、当該端末装置20による無線部11-1への無線接続を拒否する。
【0060】
また、接続制御部302は、第2の無線部である無線部11-2に、端末連携通信に対応している端末装置20が接続を要求した場合、当該端末装置20による無線部11-2への無線接続を拒否する。一方、接続制御部302は、第2の無線部である無線部11-2に、端末連携通信に対応していない端末装置20が接続を要求した場合、当該端末装置20による無線部11-2への無線接続を許可する。
【0061】
基地局装置10は、無線部11-1、又は無線部11-2が、端末装置20から接続要求を受信する度に、ステップS503~S507の処理を実行することにより、第1の無線部に、端末連携通信に対応する端末装置20を優先的に収容する。
【0062】
[実施例2]
実施例2では、無線通信システム1が、図2に示すような、第2のシステム構成を有している場合の例について説明する。
【0063】
<機能構成>
図6は、実施例2に係る無線通信システムの機能構成の例を示す図である。なお、図6において、基地局装置10-2は、基地局装置10-1と同様の機能構成を有しているものとする。
【0064】
(制御装置の機能構成)
制御装置200は、例えば、通信部601、設定部301、及び接続制御部302等を有する。
【0065】
通信部601は、例えば、有線、又は無線の通信ネットワークNを介して、基地局装置10-1、10-2と通信するための通信装置である。
【0066】
設定部301は、例えば、制御装置200が備えるコンピュータが実行するプログラム等によって実現され、複数の基地局装置10のうちの一部を、端末連携通信に対応する端末装置20を優先的に収容する第1の基地局装置に設定する設定処理を実行する。例えば、無線通信システム1が2つの基地局装置10-1、20-2を有している場合、設定部301は、2つの基地局装置10-1、10-2のうちの一方を第1の基地局装置に設定する。ここでは、説明用の一例として、設定部301が、基地局装置10-1を第1の基地局装置に設定するものとして、以下の説明を行う。この場合、基地局装置10-2は、第2の基地局装置となる。
【0067】
接続制御部302は、例えば、制御装置200が備えるコンピュータが実行するプログラム等によって実現される。接続制御部302は、例えば、複数の端末装置20-1~20-8のうち、端末連携通信に対応する端末装置20-1~20-4を、第1の基地局装置である基地局装置10-1に接続させるように制御する接続制御処理を実行する。
【0068】
一例として、接続制御部302は、無線通信システム1に含まれる基地局装置10-1、10-2の各々に対して、接続中の端末装置20が端末連携通信に対応しているか否かと、基地局装置10が端末連携通信に対応しているか否かを判定する。また、接続制御部302は、2つの判定結果が一致しない場合、判定結果が一致しない端末装置20を、端末装置20が端末連携通信機能に対応するか否かに応じた基地局装置10に、無線接続先を切り替える。
【0069】
例えば、端末連携通信機能を有する基地局装置10-1に、端末連携通信機能を有していない端末装置20-5が接続している場合、接続制御部302は、端末装置20-5の接続先を、基地局装置10-2に切り替える。また、端末連携通信機能を有していない基地局装置10-2に、端末連携通信機能を有する端末装置20-1が接続している場合、接続制御部302は、端末装置20-1の接続先を、基地局装置10-1に切り替える。
【0070】
別の一例として、接続制御部302は、基地局装置10、端末装置20からの接続要求を受け付けたときに、要求元の端末装置20が端末連携通信に対応しているか否かと、基地局装置10が端末連携通信に対応しているか否かを判定する。また、接続制御部302は、2つの判定結果が一致しない場合、要求元の端末装置20による要求先の基地局装置10への接続を拒否する。一方、接続制御部302は、2つ判定結果が一致する場合、要求元の端末装置20による要求先の基地局装置10への接続を許可する。
【0071】
(基地局装置の機能構成)
基地局装置10は、例えば、無線部11、通信部611、通信制御部612、及び無線信号処理部303等を有する。
【0072】
無線部11は、例えば、複数のアンテナ221を用いて、MIMO通信用の無線信号を送受信する無線通信装置であり、例えば、複数のアンテナ221、高周波回路、ベースバンド回路、及び通信制御用のプロセッサ等を含む。
【0073】
通信部611は、例えば、有線、又は無線の通信ネットワークNを介して、制御装置200と通信するための通信装置である。
【0074】
通信制御部612は、例えば、基地局装置10が備えるコンピュータが実行するプログラム等によって実現され、無線部11による端末装置20との無線通信を制御する。例えば、通信制御部612は、制御装置200からの制御に従って、基地局装置10に接続している端末装置20の接続先を、他の基地局装置10に切り替える処理(ハンドオーバ等)を制御する。また、通信制御部612は、基地局装置10に接続を要求する端末装置20の情報、又は基地局装置10に接続している端末装置20の情報等を、制御装置200に送信する。
【0075】
無線信号処理部204は、例えば、基地局装置10が備えるコンピュータが実行するプログラム等によって実現され、無線部11が、端末装置20に送信するMIMO通信の無線信号を生成する。また、無線信号処理部204は、無線部11が、端末装置20から受信する無線信号から制御情報、又はデータ等を抽出する。
【0076】
(端末装置の機能構成)
端末装置20-1~20-4、及び端末装置20-5~20-8の機能構成は、実施例1と同様なので、ここでは説明を省略する。
【0077】
(変形例)
なお、図6に示した、実施例2に係る無線通信システム1の機能構成は一例であり、様々な変形、又は応用が可能である。例えば、設定部301、及び接続制御部302は、複数の基地局装置10-1、10-2のうち、いずれかの基地局装置(例えば、基地局装置10-1)有していてもよい。この場合、例えば、基地局装置10-1が、図6の基地局装置10-1と、制御装置200の処理を実行する。
【0078】
また、制御装置200は、通信部601と、設定部301のみを有し、各基地局装置10が、接続制御部302を有していてもよい。この場合、各基地局装置10が備える接続制御部302が協働して、図6の接続制御部302の機能を実行する。
【0079】
<処理の流れ>
続いて、実施例2に係る無線通信方法の処理の流れについて説明する。
【0080】
(無線通信システムの処理1)
図7は、実施例2に係る無線通信システムの処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図6で説明した無線通信システム1が、第1の基地局装置(例えば、基地局装置10-1)に、端末連携通信機能を有する端末装置20-1~20-4を優先的に収容する処理の一例を示している。
【0081】
ステップS701において、制御装置200の設定部301は、無線通信システム1が備える複数の基地局装置10のうちの一部を、端末連携通信用の第1の基地局装置に設定する。例えば、設定部301は、複数の基地局装置10-1、10-2のうち、基地局装置10-1を、端末連携通信に対応する端末装置20を優先的に収容する第1の基地局装置に設定する。
【0082】
ステップS702において、制御装置200の接続制御部302は、無線通信システム1が備える基地局装置10-1、10-2の各々に対して、ステップS703~S706の処理を実行する。
【0083】
ステップS703において、接続制御部302は、基地局装置10に接続中の端末装置20の各々が、端末連携通信に対応しているか否かを確認する。
【0084】
ステップS704において、接続制御部302は、基地局装置10が端末連携通信に対応しているが否かを確認する。
【0085】
ステップS705において、接続制御部302は、ステップS703の確認結果と、ステップS704の確認結果が一致しない端末装置があるか否かを判断する。確認結果が一致しない端末装置20がある場合、接続制御部302は、ステップS706の処理を実行する。一方、確認結果が一致しない端末装置20がない場合、接続制御部302は、ステップS706の処理をスキップする(実行しない)。
【0086】
ステップS706において、接続制御部302は、確認結果が一致しない端末装置20の接続先を切り替える。
【0087】
図7の処理により、接続制御部302は、第1の基地局装置である基地局装置10-1に、端末連携通信に対応していない端末装置20が接続している場合、当該端末装置20を第2の基地局装置である基地局装置10-2に接続させる。また、接続制御部302は、第2の基地局装置である基地局装置10-2に、端末連携通信に対応している端末装置20が接続している場合、当該端末装置20を第1の基地局装置である基地局装置10-1に接続させる。
【0088】
無線通信システム1は、図7の処理、又は図7のステップS702~S706の処理を、繰り返し実行することにより、第1の基地局装置に、端末連携通信に対応する端末装置20を優先的に収容する。
【0089】
(無線通信システムの処理2)
図8は、実施例2に係る無線通信システムの処理の別の一例を示すフローチャートである。この処理は、図6で説明した無線通信システム1が、第1の基地局装置(例えば、基地局装置10-1)に、端末連携通信機能を有する端末装置20-1~20-4を優先的に収容する処理の別の一例を示している。なお、ここでは、図7で説明した処理と同様の処理に対する詳細な説明は省略する。
【0090】
ステップS801において、制御装置200の設定部301は、無線通信システム1が備える複数の基地局装置10-1、10-2のうちの一部を、端末連携通信用の第1の基地局装置に設定する。
【0091】
ステップS802において、制御装置200の接続制御部302は、基地局装置10-1、又は基地局装置10-2が、端末装置20から接続要求を受信すると、処理をステップS803に移行させる。
【0092】
ステップS803に移行すると、接続制御部302は、接続要求の要求元の端末装置20が、端末連携通信に対応しているか否かを確認する。
【0093】
ステップS804において、接続制御部302は、接続要求を受信した基地局装置10が、端末連携通信に対応している否かを確認する。
【0094】
ステップS805において、接続制御部302は、ステップS803の確認結果と、ステップS804の確認結果が一致するか否かを判断する。確認結果が一致する場合、接続制御部302は、処理をステップS806に移行させる。一方、確認結果が一致しない場合、接続制御部302は、処理をステップS807に移行させる。
【0095】
ステップS806に移行すると、接続制御部302は、要求元の端末装置20の接続を許可する。一方、ステップS807に移行すると、接続制御部302は、要求元の端末装置20の接続を拒否する。
【0096】
図8の処理により、接続制御部302は、例えば、第1の基地局装置である基地局装置10-1に、端末連携通信に対応している端末装置20が接続を要求した場合、当該端末装置20による基地局装置10-1への無線接続を許可する。一方、接続制御部302は、第1の基地局装置である基地局装置10-1に、端末連携通信に対応していない端末装置20が接続を要求した場合、当該端末装置20による基地局装置10-1への無線接続を拒否する。
【0097】
また、接続制御部302は、例えば、第2の基地局装置である基地局装置10-2に、端末連携通信に対応している端末装置20が接続を要求した場合、当該端末装置20による基地局装置10-2への無線接続を拒否する。一方、接続制御部302は、第2の基地局である基地局装置10-2に、端末連携通信に対応していない端末装置20が接続を要求した場合、当該端末装置20による基地局装置10-2への無線接続を許可する。
【0098】
無線通信システム1は、基地局装置10-1、又は基地局装置10-2が、端末装置20から接続要求を受信する度に、ステップS803~S807の処理を実行することにより、第1の基地局装置に、端末連携通信に対応する端末装置20を優先的に収容する。
【0099】
<端末連携通信の例>
続いて、本実施形態に係る端末連携通信に関する処理の一例について説明する。
【0100】
(中継通信用の無線リンクの確立処理)
図9は、本実施形態に係る中継通信用の無線リンクの確立処理の例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、図2に示すような無線通信システム1において、端末連携通信に対応する基地局装置10-1と、端末連携通信に対応する端末装置20-1~20-4が実行する、中継通信用の無線リンクの確立処理の一例を示している。
【0101】
ステップS901において、基地局装置10-1の通信制御部612は、通信の宛先の端末装置20に対して、中継通信用の無線リンクの確立を指示する制御情報を送信する。
【0102】
ステップS902において、宛先の端末装置20の端末間連携部213は、基地局装置10からの指示に従って、所定のブロードキャスト信号を送信する。なお、この所定のブロードキャスト信号は、例えば、ブロードキャスト信号を受信した他の端末装置20に対して、ブロードキャスト信号を送信した端末装置20への接続要求の送信を要求する、予め定められた信号であるものとする。
【0103】
ステップS903において、宛先の端末装置20の端末間連携部213は、ブロードキャスト信号を送信した時点から、所定の時間を経過したか否かを判断し、所定の時間を経過していない場合、処理をステップS904に移行させる。一方、所定の時間を経過している場合、端末間連携部213は、処理をステップS906に移行させる。なお、所定の時間は、所定のブロードキャスト信号を受信した他の端末装置が送信する接続要求の受け付けに必要な時間が、予め設定されているものとする。
【0104】
ステップS904に移行すると、宛先の端末装置20の端末間連携部213は、他の端末装置20から接続要求を受信したか否かを判断し、他の端末装置20から接続要求を受信した場合、ステップS905の処理を実行する。一方、他の端末装置20から接続要求を受信していない場合、端末間連携部213は、処理をステップS903に戻す。
【0105】
ステップS905に移行すると、宛先の端末装置20の端末間連携部213は、接続要求を送信した要求元の他の端末装置20に接続許可を送信して、要求元の他の端末装置20と中継通信用の無線リンクを確立し、処理をステップS903に戻す。
【0106】
ステップS903~S905の処理により、宛先の端末装置20の端末間連携部213は、宛先の端末装置20の周辺にある他の端末装置20と、中継通信用の無線リンクを確立する。
【0107】
ステップS903からS906に移行すると、宛先の端末装置20の端末間連携部213は、中継通信用の無線リンクの確立結果を、基地局装置10に送信する。好ましくは、無線通信システム1は、図9に示した処理を、例えば、所定の時間を経過するごとに再実行して、中継通信用の無線リンクを更新する。
【0108】
(データの送信処理)
図10は、本実施形態に係る端末連携通信のデータ送信処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、図2に示すような無線通信システム1において、端末連携通信に対応する基地局装置10-1と、端末連携通信に対応する端末装置20-1~20-4とが実行する、データ送信処理の一例を示している。なお、図10の処理の開始時点において、無線通信システム1は、図9の処理を実行済であるものとする。
【0109】
ステップS1001において、基地局装置10-1の無線部11は、通信の宛先の端末装置20に送信するデータと、宛先の端末装置20と連携する連携端末への制御信号とを含む端末連携通信の無線信号を送信する。ここで、連携端末は、例えば、図9の処理で、宛先の端末装置20と中継通信用の無線リンクを確立した他の端末装置20であるものとする。
【0110】
ステップS1002において、連携端末は、基地局装置10-1から受信した無線信号に含まれる制御情報に従って、基地局装置10-1から受信した無線信号を、中継通信用の無線リンクで宛先の端末装置20へ中継する。例えば、連携端末が受信した無線信号には、自装置宛の制御情報が含まれている。この場合、連携端末は、例えば、自装置宛の制御情報で指示された宛先の端末装置20に、指示された周波数チャネルと中継通信の送信順序で、受信した無線信号を送信する。
【0111】
ステップS1003において、宛先の端末装置20は、基地局装置10から受信した自装置宛の無線信号と、連携端末から受信した自装置宛の無線信号とを用いて、データをMIMO受信する。これにより、宛先の端末装置20は、宛先の端末装置20が備えるアンテナ数より、MIMO伝送の容量を拡大する端末連携通信(端末連携MIMO通信)を行うことができる。
【0112】
以上、本実施形態に係る無線通信システム1、及び無線通信方法について説明したが、本発明に係る無線通信システム1、及び無線通信方法は、様々な変形、及び応用が可能である。
【0113】
例えば、無線通信システム1は、高速で移動する端末装置20等、端末連携機能の適用可能時間が短く、端末連携MIMO通信の効果が低いと想定される端末装置20を、端末連携MIMO通信の機能を有していない端末装置20として扱ってもよい。
【0114】
また、上記の各実施例では、無線通信システム1は、単純に端末連携通信に対応しているか否かによって端末装置20の収容先を制御していた。ただし、これに限られず、無線通信システム1は、収容先を制御する前後の端末装置20の無線通信品質を考慮して、利得が期待できる場合に、端末装置20の収容先を制御してもよい。
【0115】
また、ここまで単一の無線通信方式、及び無線システムを想定して説明したが、例えば、基地局装置-端末装置間と端末装置-端末装置間で異なる複数の無線通信方式を組み合わせて利用してもよい。
【0116】
<ハードウェア構成例>
図11は、本実施形態に係るコンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。基地局装置10、端末装置20、及び制御装置200は、例えば、図11に示すようなコンピュータ1100のハードウェア構成を備えている。図11の例では、コンピュータ1100は、プロセッサ1101、メモリ1102、ストレージデバイス1103、通信装置1104、入力装置1105、出力装置1106、及びバスB等を有する。
【0117】
プロセッサ1101は、例えば、記憶媒体に記憶した所定のプログラムを実行することにより、様々な機能を実現するCPU(Central Processing Unit)等の演算装置である。メモリ1102は、コンピュータ1100が読み取り可能な記録媒体であり、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を含む。ストレージデバイス1103は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、各種の光ディスク、及び光磁気ディスク等を含み得る。
【0118】
通信装置1104は、無線、又は有線のネットワークを介して他の装置と通信を行うための1つ以上のハードウェア(送受信デバイス)を含む。例えば、通信装置1104には、無線部11-1、無線部11-2、無線部211、無線部11、通信部601、又は通信部611等が含まれる。
【0119】
入力装置1105は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサ等)である。出力装置1106は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカ、LEDランプ等)である。なお、入力装置1105と出力装置1106とは、一体となった構成(例えば、タッチパネルディスプレイ等の入出力装置)であっても良い。
【0120】
バスBは、上記の各構成要素に共通に接続され、例えば、アドレス信号、データ信号、及び各種の制御信号等を伝送する。なお、プロセッサ1101は、CPUに限られず、例えば、DSP(Digital Signal Processor)、PLD(Programmable Logic Device)、又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等であっても良い。
【0121】
(補足)
なお、本実施形態における基地局装置10、制御装置200、及び端末装置20は専用装置による実現に限らず、汎用コンピュータで実現するようにしても良い。その場合、こ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、実行することによって実現しても良い。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。
【0122】
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様々な記憶装置を含む。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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。
【0123】
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良く、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であっても良く、PLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されるものであっても良い。
【0124】
<実施形態の効果>
本実施形態によれば、複数の端末装置20を連携して通信を行う端末連携通信において、端末連携通信に対応していない端末装置20が混在した場合の通信効率の低下を抑制することができる。
【0125】
<実施形態のまとめ>
本明細書には、少なくとも下記各項の無線通信方法、及び無線通信システムが開示されている。
(第1項)
複数の無線部を有する基地局装置であって、
前記複数の無線部のうちの一部を、複数の端末装置が連携して通信する端末連携通信に対応する端末装置を優先的に収容する第1の無線部に設定するように構成された設定部と、
前記端末連携通信に対応する端末装置を、前記第1の無線部に接続させるように構成された接続制御部と、
を有する、基地局装置。
(第2項)
前記接続制御部は、
前記第1の無線部に接続している端末装置が、前記端末連携通信に対応していない場合、当該端末装置を、前記複数の無線部のうち、前記第1の無線部とは異なる第2の無線部に接続させ、
前記第2の無線部に接続している端末装置が、前記端末連携通信に対応している場合、当該端末装置を、前記第1の無線部に接続させる、
第1項に記載の基地局装置。
(第3項)
前記接続制御部は、
前記第1の無線部に接続を要求する端末装置が、前記端末連携通信に対応している場合、当該端末装置による前記第1の無線部への接続を許可し、
前記第1の無線部に接続を要求する端末装置が、前記端末連携通信に対応していない場合、当該端末装置による前記第1の無線部への接続を拒否する、
第1項に記載の基地局装置。
(第4項)
複数の基地局装置と、前記基地局装置を制御する制御装置とを含む無線通信システムであって、
前記複数の基地局装置のうちの一部を、複数の端末装置が連携して通信する端末連携通信に対応する端末装置を優先的に収容する第1の基地局装置に設定するように構成された設定部と、
前記端末連携通信に対応する端末装置を、前記第1の基地局装置に接続させるように構成された接続制御部と、
を有する、無線通信システム。
(第5項)
前記接続制御部は、
前記第1の基地局装置に接続している端末装置が、前記端末連携通信に対応していない場合、当該端末装置を、前記複数の基地局装置のうち、前記第1の基地局装置とは異なる第2の基地局装置に接続させ、
前記第2の基地局装置に接続している端末装置が、前記端末連携通信に対応している場合、当該端末装置を、前記第1の基地局装置に接続させる、
第4項に記載の無線通信システム。
(第6項)
前記接続制御部は、
前記第1の基地局装置に接続を要求する端末装置が、前記端末連携通信に対応している場合、当該端末装置による前記第1の基地局装置への接続を許可し、
前記第1の基地局装置に接続を要求する端末装置が、前記端末連携通信に対応していない場合、当該端末装置による前記第1の基地局装置への接続を拒否する、
第4項に記載の無線通信システム。
(第7項)
複数の基地局装置を制御する制御装置であって、
前記複数の基地局装置のうちの一部を、複数の端末装置が連携して通信する端末連携通信に対応する端末装置を優先的に収容する第1の基地局装置に設定するように構成された設定部と、
前記端末連携通信に対応する端末装置を、前記第1の基地局装置に接続させるように構成された接続制御部と、
を有する、制御装置。
(第8項)
複数の基地局装置と、前記基地局装置を制御する制御装置とを含む無線通信システムが、
前記複数の基地局装置のうちの一部を、複数の端末装置が連携して通信する端末連携通信に対応する端末装置を優先的に収容する第1の基地局装置に設定する処理と、
前記端末連携通信に対応する端末装置を、前記第1の基地局装置に接続させる処理と、
を実行する、無線通信方法。
【0126】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【0127】
1 無線通信システム
10、10-1、10-2 基地局装置
11、11-1、11-2 無線部
20、20-1~20-8 端末装置
20-1~20-4 端末連携通信に対応する端末装置
200 制御装置
301 設定部
302 接続制御部
1100 コンピュータ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11