特許 7160458 無線親機、無線親機の制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-17

(45)【発行日】2022-10-25

(54)【発明の名称】無線親機、無線親機の制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 72/12 20090101AFI20221018BHJP

   H04W 72/04 20090101ALI20221018BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20221018BHJP

   H04W 84/12 20090101ALI20221018BHJP

【ＦＩ】

H04W72/12

H04W72/04 133

H04W16/28 130

H04W84/12

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021192844

(22)【出願日】2021-11-29

【審査請求日】2021-11-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】長嶋 繁松

【審査官】松野 吉宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２０１４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４２８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０４６５０２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザの入力情報に基づいて、自機に接続される複数の無線子機との通信方式にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式を優先的に選択する設定をするＯＦＤＭＡ優先設定部と、
前記ＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定がなされている場合、自機に接続される前記複数の無線子機のうち通信対象の無線子機の台数を検出する接続子機検出部と、
前記通信対象の無線子機の台数が所定の台数より多い場合、前記通信対象の無線子機とそれぞれ送受信するデータ量を前記通信対象の無線子機間で平均化して、前記通信対象の無線子機とＯＦＤＭＡ通信する制御を実行するＯＦＤＭＡ制御部と、を備える、
無線親機。

【請求項2】

ＮＴＰ（Network Time Protocol）を用いて前記通信対象の無線子機と時刻を同期し、前記通信対象の無線子機に送信するデータの送信時刻差を前記通信対象の無線子機間で低減する送信データ時刻制御部と、
ＮＴＰを用いて前記通信対象の無線子機と時刻を同期し、前記通信対象の無線子機から受信するデータの受信時刻差を前記通信対象の無線子機間で低減する受信データ時刻制御部と、をさらに備える、
請求項１に記載の無線親機。

【請求項3】

前記所定の台数は、
前記無線親機がＭＵ－ＭＩＭＯ（Multi-User MIMO）方式で同時に通信できる無線子機の数である、
請求項１又は２に記載の無線親機。

【請求項4】

自機に搭載されたＧＵＩ（Graphical User Interface）からのユーザの入力情報に基づいて、自機に接続される前記複数の無線子機との通信方式にＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定をする、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線親機。

【請求項5】

前記接続子機検出部は、
自機に接続される前記複数の無線子機のうち、
ＯＦＤＭＡ通信をサポートし、
自機との通信に使用する周波数と自機との通信に使用するチャネルと自機との通信に使用する暗号化方式とが一致するものを前記通信対象の無線子機とする、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線親機。

【請求項6】

前記ＯＦＤＭＡ制御部は、
前記ＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定がなされていない場合、自機に接続される前記複数の無線子機とＭＵ－ＭＩＭＯ方式を用いて通信する制御を行う、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線親機。

【請求項7】

前記ＯＦＤＭＡ制御部は、
前記ＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定がなされていない場合、自機に接続される前記複数の無線子機とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いて通信する制御を行う、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線親機。

【請求項8】

前記ＯＦＤＭＡ制御部は、

前記通信対象の無線子機の台数が所定の台数以下の場合、自機に接続される前記複数の無線子機とＭＵ－ＭＩＭＯ方式を用いて通信する制御を行う、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線親機。

【請求項9】

ユーザの入力情報に基づいて、自機に接続される複数の無線子機との通信方式にＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定をし、
前記ＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定がなされている場合、自機に接続される前記複数の無線子機のうち通信対象の無線子機の台数を検出し、
前記通信対象の無線子機の台数が所定の台数より多い場合、前記通信対象の無線子機とそれぞれ送受信するデータ量を前記通信対象の無線子機間で平均化して、前記通信対象の無線子機とＯＦＤＭＡ通信する制御を実行する、
無線親機の制御方法。

【請求項10】

ユーザの入力情報に基づいて、自機に接続される複数の無線子機との通信方式にＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定をする処理と、
前記ＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定がなされている場合、自機に接続される前記複数の無線子機のうち通信対象の無線子機の台数を検出する処理と、
前記通信対象の無線子機の台数が所定の台数より多い場合、前記通信対象の無線子機とそれぞれ送受信するデータ量を前記通信対象の無線子機間で平均化して、前記通信対象の無線子機とＯＦＤＭＡ通信する制御を実行する処理と、を無線親機に実行させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線親機、無線親機の制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

無線親機と当該無線親機に接続される無線子機の通信には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調方式やＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式（例えば特許文献１を参照）が用いられる。

【0003】

例えば学校での授業や対戦ゲームなど、同じ無線親機に接続する無線子機が所定の数以上存在する。その場合、ＯＦＤＭ変調方式を用いた通信では、ＯＦＤＭＡ方式を用いた場合と比較して、無線親機と無線子機との通信完了時間が長くなると同時に、無線子機同士の無線親機への送信信号の衝突による無線子機のデータの再送による遅延が発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６９４９１５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に係る背景技術では、無線親機に無線子機が所定の台数以上接続する場合でも、ＯＦＤＭ変調方式やＯＦＤＭＡ方式などの通信方式を選択することができない。そのため、無線子機との通信完了時間の低減や遅延発生の抑制ができないという課題があった。

【0006】

本開示は、そのような課題を鑑みることによって、無線子機との通信完了時間の低減や遅延発生の抑制ができる無線親機、無線親機の制御方法及びプログラム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】

【0007】

本開示の無線親機は、
ユーザの入力情報に基づいて、自機に接続される複数の無線子機との通信方式にＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定をするＯＦＤＭＡ優先設定部と、
前記ＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定がなされている場合、自機に接続される前記複数の無線子機のうち通信対象の無線子機の台数を検出する接続子機検出部と、
前記通信対象の無線子機の台数が所定の台数より多い場合、前記通信対象の無線子機とそれぞれ送受信するデータ量を前記通信対象の無線子機間で平均化して、前記通信対象の無線子機とＯＦＤＭＡ通信する制御を実行するＯＦＤＭＡ制御部と、を備える。

【0008】

本開示の無線親機の制御方法は、
ユーザの入力情報に基づいて、自機に接続される複数の無線子機との通信方式にＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定をし、
前記ＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定がなされている場合、自機に接続される前記複数の無線子機のうち通信対象の無線子機の台数を検出し、
前記通信対象の無線子機の台数が所定の台数より多い場合、前記通信対象の無線子機とそれぞれ送受信するデータ量を前記通信対象の無線子機間で平均化して、前記通信対象の無線子機とＯＦＤＭＡ通信する制御を実行する。

【0009】

本開示のプログラムは、
ユーザの入力情報に基づいて、自機に接続される複数の無線子機との通信方式にＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定をする処理と、
前記ＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定がなされている場合、自機に接続される前記複数の無線子機のうち通信対象の無線子機の台数を検出する処理と、
前記通信対象の無線子機の台数が所定の台数より多い場合、前記通信対象の無線子機とそれぞれ送受信するデータ量を前記通信対象の無線子機間で平均化して、前記通信対象の無線子機とＯＦＤＭＡ通信する制御を実行する処理と、を無線親機に実行させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によって、無線子機との通信完了時間の低減や遅延発生の抑制ができる無線親機、無線親機の制御方法及びプログラムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態に係る無線親機を示すブロック図である。

【図2】第２の実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。

【図3】第２の実施形態に係る無線親機の構成を示すブロック図である。

【図4】第２の実施形態に係る通信システムの概略的な動作を示すシーケンス図である。

【図5】第２の実施形態に係る無線親機の動作を示すフローチャートである。

【図6】第２の実施形態に係る無線親機におけるＯＦＤＭＡ方式でのグループ化対象の無線子機への送受信データの割り付け方法を示す図である。

【図7】第２の実施形態に係る無線親機におけるＯＦＤＭＡ方式での無線子機とのデータ通信手順を示す図である。

【図8】比較例に係る無線親機におけるＯＦＤＭ変調方式での無線子機への送受信データの割り付け方法を示す図である。

【図9】比較例に係る無線親機におけるＯＦＤＭ変調方式での無線子機とのデータ通信手順を示す図である。

【図10】比較例に係る無線親機におけるＯＦＤＭ変調方式での無線子機とのデータ通信手順において信号の衝突が発生した場合の一例を示す図である。

【図11】第３の実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。

【図12】第３の実施形態に係る無線親機の構成を示すブロック図である。

【図13】本実施形態に係るコンピュータのハードウェア構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下では、本発明を適用した具体的な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。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。

【0013】

（第１の実施形態）
まず、図１を用いて、第１の実施形態に係る無線親機１Ａの構成を説明する。
無線親機１Ａは、ＯＦＤＭＡ優先設定部１３、接続子機検出部１２６及びＯＦＤＭＡ制御部１４を備える。

【0014】

ＯＦＤＭＡ優先設定部１３は、ユーザの入力情報に基づいて、自機に接続される複数の無線子機との通信方式にＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定をする。
接続子機検出部１２６は、ＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定がなされている場合、自機に接続される複数の無線子機のうち通信対象の無線子機の台数を検出する。
ＯＦＤＭＡ制御部１４は、通信対象の無線子機の台数が所定の台数より多い場合、通信対象の無線子機とそれぞれ送受信するデータ量を通信対象の無線子機間で平均化して、通信対象の無線子機とＯＦＤＭＡ通信する制御を実行する。

【0015】

上述の説明より、第１の実施形態に係る無線親機１Ａは、無線親機１Ａに無線子機が所定の台数以上接続する場合、ＯＦＤＭＡ方式の通信方式を選択することができる。そのため、無線親機１Ａは、無線子機との通信完了時間の低減や遅延発生の抑制ができる。

【0016】

（第２の実施形態）
まず、図２を用いて、第２の実施形態に係る通信システム２００の構成を説明する。
通信システム２００は、無線親機１、無線子機２（無線子機２１～無線子機２Ｎ）及びホームゲートウェイ３を備える。

【0017】

無線親機１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの規格をサポートした無線ＬＡＮ（Wireless Local Area Network）機器である。なお、無線親機１の規格は、本実施形態ではＩＥＥＥ８０２．１１ａｘであるが、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘに限られず、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｃであってもよい。

【0018】

無線親機１は、無線電波の到達範囲内に無線子機２（無線子機２１～無線子機２Ｎ）とそれぞれ無線接続されるインフラストラクチャモードの無線ネットワークＮを構成し、接続される各無線子機２と通信する。無線親機１は、無線子機２との通信方式として、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式をサポートしている。また、無線親機１は、無線子機２との通信方式として、ＭＵ－ＭＩＭＯ（マルチユーザーＭＩＭＯ）方式とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調方式との少なくとも１つをサポートしている。

【0019】

無線子機２（無線子機２１～無線子機２Ｎ）は、例えばＰＣ（Personal Computer）などの固定端末やスマートフォンやタブレットなどの移動端末であり、それぞれ無線親機１と通信する。
ホームゲートウェイ３は、無線親機１とインターネット４との接続を中継する。

【0020】

続いて、図３を用いて、第２の実施形態に係る無線親機１の構成を説明する。無線親機１は、ＷＡＮインターフェイス１１、無線終端部１２、ＯＦＤＭＡ優先設定部１３、ＯＦＤＭＡ制御部１４を備える。
ＷＡＮインターフェイス１１は、インターネット４に接続されるＷＡＮインターフェイスを終端する機能を有する。

【0021】

無線終端部１２は、ＷＡＮインターフェイス１１を経由して、ホームゲートウェイ３等の上位装置からのデータを受信する。また、無線終端部１２は、無線子機２に接続される無線インターフェイスを終端する機能を有する。

【0022】

具体的には、無線終端部１２は、送信データ平均部１２１、受信データ平均部１２２、無線制御部１２３、無線送信部１２４、無線受信部１２５及び接続子機検出部１２６を備える。

【0023】

送信データ平均部１２１は、ＯＦＤＭＡ方式で無線子機２と通信する場合、無線子機２に送信する送信データ量を通信対象の無線子機２間で平均化する。受信データ平均部１２２は、ＯＦＤＭＡ方式で無線子機２と通信する場合、無線子機２から受信する受信データの無線子機２間の平均化を戻す。

【0024】

無線制御部１２３は、無線子機２に送信する送信データの無線変調方式を制御する。また、無線制御部１２３は、無線子機２から受信された受信データの無線変調方式を制御する。

【0025】

無線送信部１２４は、無線制御部１２３によって変調された送信データを無線子機２に送信する。無線受信部１２５は、無線子機２からデータを受信し、無線制御部１２３に受信された受信データを供給する。

【0026】

接続子機検出部１２６は、後述するＯＦＤＭＡ優先選択設定が有効である場合、無線親機１に接続される無線子機２のうち通信対象となる無線子機２をグループ化する。具体的には、接続子機検出部１２６は、無線親機１と接続される無線子機２の各種情報から、ＯＦＤＭＡ通信をサポートするか否かの情報、無線親機１との通信に使用する周波数の情報、無線親機１との通信に使用するチャネルの情報及び無線親機１との通信に使用する暗号化方式の情報（グループ接続情報）を取得する。そして、接続子機検出部１２６は、ＯＦＤＭＡ通信をサポートし、無線親機１との通信に使用する周波数と無線親機１との通信に使用するチャネルと無線親機１との通信に使用する暗号化方式とが一致するものをグループ化する。

【0027】

そして、接続子機検出部１２６は、グループ化対象の無線子機２の台数を検出する。接続子機検出部１２６は、検出されたグループ化対象の無線子機２の台数をグループ接続情報に含め、ＯＦＤＭＡ制御部１４に供給する。

【0028】

ＯＦＤＭＡ優先設定部１３は、ユーザの入力情報に基づいて、無線親機１に接続される無線子機２との通信方式にＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定（以下、ＯＦＤＭＡ優先選択設定）をする機能を有する。ＯＦＤＭＡ優先選択設定は、ユーザのＧＵＩ（Graphical User Interface）における操作に従って有効化または無効化される。ＧＵＩは、無線親機１に搭載されていることが望ましいが、無線親機１に限られず、例えば無線親機１と接続する外部機器に搭載されていてもよい。

【0029】

ＯＦＤＭＡ制御部１４は、ＯＦＤＭＡ優先選択設定が有効である場合、接続子機検出部１２６から取得した無線子機２のグループ接続情報に基づいて、次の判定を実施する。ＯＦＤＭＡ制御部１４は、グループ化対象の無線子機２の台数が所定の台数より多いか否かを判定する。所定の台数とは、例えば、無線親機１がＭＵ－ＭＩＭＯ方式で同時に通信できる無線子機２の台数である。

【0030】

そして、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、グループ化対象の無線子機２の台数が所定の台数より多いと判定した場合、グループ化対象の無線子機２へのサブキャリア周波数の割り付けやトリガフレーム等のスケジューラを制御する。ここで、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、グループ化対象の無線子機２に対して一定間隔のサブキャリア周波数を割り付ける。そして、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、グループ化対象の無線子機２とそれぞれ送受信するデータ量をグループ化対象の無線子機２間で平均化させて、グループ化対象の無線子機２とＯＦＤＭＡ通信する制御を実行する。

【0031】

一方、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、ＯＦＤＭＡ優先選択設定が無効である場合、ＭＵ－ＭＩＭＯ方式又はＯＦＤＭ変調方式によって接続される無線子機２と通信する。また、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、グループ化対象の無線子機２の台数が所定の台数以下と判定した場合、ＭＵ－ＭＩＭＯ方式又はＯＦＤＭ変調方式によって接続される無線子機２と通信する。

【0032】

続いて、図４を用いて、第２の実施形態に係る無線親機１における無線子機２との通信の概略的な動作を説明する。

【0033】

まず、無線子機２は、接続可能な無線親機１のビーコン情報をスキャンニングし、使用チャネルやＳＳＩＤ、暗号化方式等の相互確認をとる（ステップＳ１０１）。次に、無線子機２は、認証（ステップＳ１０２）、及びアソシエーション（ステップＳ１０３）を経て無線接続を無線親機１と確立する。

【0034】

次に、無線親機１は、無線子機２への下りデータ通信を行う。詳細には、無線親機１は、無線子機２に下りＤａｔａを送信し、無線子機２から応答（ＡＣＫ）受信することによって、無線子機２とデータ通信を行う。また、無線子機２は、無線親機１への上りデータ通信を行う。詳細には、無線子機２は、無線親機１に上りＤａｔａを送信し、無線親機１から応答（ＡＣＫ）受信することによって、無線親機１とデータ通信を行う。そうすることによって、無線親機１は、無線子機２とデータ送受信を実施する（ステップＳ１０４）。

【0035】

続いて、図５を用いて、第２の実施形態に係る無線親機１における無線子機２との通信の具体的な動作を説明する。
まず、無線親機１は、無線子機２（無線子機２１～無線子機２Ｎ）との接続をそれぞれ確立する（ステップＳ２０１）。無線親機１が無線子機２と接続を確立する方法は、図４のステップＳ１０１～ステップＳ１０３に示される。この際、無線親機１は、接続を確立した無線子機２から、無線子機２ごとの子機情報を取得する。子機情報には、無線子機２のＩＥＥＥ８０２．１１ａｘのサポートの有無の情報（サポート情報）やＯＦＤＭＡ方式及びＭＵ－ＭＩＭＯ方式のサポート情報が含まれる。子機情報には、無線子機２のＯＦＤＭ変調方式のサポート情報が含まれていてもよい。また、子機情報には、無線子機２の無線親機１との通信に使用する周波数の情報、チャネルの情報及び暗号化方式の情報が含まれる。

【0036】

次に、無線親機１のＯＦＤＭＡ制御部１４は、無線親機１におけるＯＦＤＭＡ優先選択設定が有効であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、ＯＦＤＭＡ優先設定部１３は、ユーザの入力情報に基づいて、無線親機１に接続される無線子機２との通信方式にＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択するＯＦＤＭＡ優先選択設定をする。ＯＦＤＭＡ優先選択設定は、ユーザのＧＵＩにおける操作に従って有効化または無効化される。

【0037】

次に、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、無線親機１におけるＯＦＤＭＡ優先選択設定が無効であると判定した場合（ステップＳ２０２のＮＯ）、ＯＦＤＭ変調方式又はＭＵ－ＭＩＭＯ方式で接続される無線子機２とそれぞれ通信する（ステップＳ２０９）。ＯＦＤＭＡ制御部１４がＯＦＤＭ変調方式とＭＵ－ＭＩＭＯ方式とのいずれの通信方式を選択するかは、接続される無線子機２のケイパビリティと無線親機１の設計ポリシーに従って予め決められる。例えば、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、接続される無線子機２が通信方式をサポートしているか否かに従ってＯＦＤＭ変調方式又はＭＵ－ＭＩＭＯ方式を選択する。また、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、子機が両通信方式をサポートしている場合、接続される無線子機２との通信に用いられるパケット長などの通信状況や接続される無線子機２の数等のパラメータに従ってＯＦＤＭ変調方式又はＭＵ－ＭＩＭＯ方式を選択する。

【0038】

一方、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、ＯＦＤＭＡ優先選択設定が有効であると判定した場合（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、接続される無線子機２が所定の台数以上、ＯＦＤＭＡ通信をサポートしているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

【0039】

ＯＦＤＭＡ制御部１４は、接続される無線子機２が所定の台数以上、ＯＦＤＭＡ通信をサポートしていないと判定した場合（ステップＳ２０３のＮＯ）、ＯＦＤＭ変調方式又はＭＵ－ＭＩＭＯ方式で各無線子機２と通信する（ステップＳ２０９）。

【0040】

一方、ＯＦＤＭＡ制御部１４が接続される無線子機２が所定の台数以上、ＯＦＤＭＡ通信をサポートしていると判定した場合（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、接続子機検出部１２６は、接続される各無線子機２の子機情報からグループ接続情報を検出する（ステップＳ２０４）。グループ接続情報には、ＯＦＤＭＡ通信をサポートするか否かの情報が含まれる。また、グループ接続情報には、無線親機１との通信に使用する周波数の情報、チャネルの情報及び暗号化方式の情報が含まれる。

【0041】

ステップＳ２０４の処理の後、接続子機検出部１２６は、接続される無線子機２において、グループ接続情報に基づいてグループ化可能な無線子機２があるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

【0042】

接続子機検出部１２６がグループ化可能な無線子機２がないと判定した場合（ステップＳ２０５のＮＯ）、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、ＯＦＤＭ変調方式又はＭＵ－ＭＩＭＯ方式で接続される無線子機２とそれぞれ通信する（ステップＳ２０９）。

【0043】

一方、接続子機検出部１２６は、グループ化可能な無線子機２があると判定した場合（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、無線子機２をグループ化する。接続子機検出部１２６は、グループ接続情報を用いて、ＯＦＤＭＡ通信をサポートし、無線親機１との通信に使用する周波数、チャネル及び暗号化方式が一致する無線子機２をグループ化する。そして、接続子機検出部１２６は、グループ化に関する情報をＯＦＤＭＡ制御部１４に供給する。

【0044】

次に、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、グループ化対象の無線子機２の台数（グループ対象子機数）が無線親機１のＭＵ－ＭＩＭＯ方式のサポート台数（ＭＵ－ＭＩＭＯサポート数）よりも多いか否かを判定する（ステップＳ２０６）。無線親機１のＭＵ－ＭＩＭＯ方式のサポート台数とは、ＭＵ－ＭＩＭＯ方式で同時に通信できる無線子機２の台数である。そうすることによって、無線親機１は、ＭＵ－ＭＩＭＯ方式で無線子機２と通信するよりもＯＦＤＭＡ方式で通信した方が、通信完了時間が少ない通信ができると判断する。

【0045】

なお、本実施形態では、グループ対象子機数と比較する数をＭＵ－ＭＩＭＯサポート数としたが、グループ対象子機数と比較する数を任意の数に設定してもよい。そうすることによって、無線親機１は、ＯＦＤＭ変調方式で無線子機２と通信するよりもＯＦＤＭＡ方式で通信した方が、通信完了時間が少なく、遅延の発生を抑制できる通信ができると判断する。

【0046】

次に、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、グループ対象子機数がＭＵ－ＭＩＭＯサポート数以下場合（ステップＳ２０６のＮＯ）、ＯＦＤＭ変調方式又はＭＵ－ＭＩＭＯ方式で接続される各無線子機２とそれぞれ通信する（ステップＳ２０９）。

【0047】

一方、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、グループ対象子機数がＭＵ－ＭＩＭＯサポート数よりも多い場合（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、以下の図６に示すようにグループ化対象の無線子機２に対する所定のサブキャリア周波数の割り付けを行う。また、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、スケジューラにおいて、グループ化対象の無線子機２に対するデータの送受信の時間管理を制御する（ステップＳ２０７）。

【0048】

図６は、第２の実施形態に係る無線親機１におけるＯＦＤＭＡ方式でのグループ化対象の無線子機２への送受信データの割り付け方法を示す。本図に示すように、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、チャネル幅の周波数帯域を一定間隔のサブキャリア周波数（ｆ１～ｆＭ）に分割する。そして、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、サブキャリア周波数のそれぞれをグループ化対象の無線子機２（無線子機２１～無線子機２Ｎ）に割り付ける。そうすることによって、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、サブキャリア周波数が割り付けられた各無線子機２に送受信するデータを平均化し、各無線子機２と同時通信することが可能となる。

【0049】

次に、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、サブキャリア周波数が割り付けられた各無線子機２とＯＦＤＭＡ方式によって通信する（ステップＳ２０８）。具体的には、ＯＦＤＭＡ制御部１４は、グループ化対象の無線子機２とそれぞれ送受信するデータ量をグループ化対象の無線子機２間で平均化させて、グループ化対象の無線子機２とＯＦＤＭＡ通信する制御を実行する。

【0050】

例えば、無線親機１は、図７に示すような通信手順でグループ化対象の無線子機２と通信する。図７は、第２の実施形態に係る無線親機１におけるＯＦＤＭＡ方式での無線子機２とのデータ通信手順を示す。本図に示すように、無線親機１が無線子機２（２１～２Ｎ）へ一斉に下りデータを送信する場合、複数の無線子機２は、データの受信完了後、確認応答のＡＣＫ信号を無線親機１に返信する。反対に、複数の無線子機２が無線親機１へ上りデータを送信する場合、無線親機１は全ての無線子機２にトリガフレーム（ＴＲＧ Ｆｒａｍｅ）を送信する。そして、各無線子機２は、トリガフレームに従って各無線子機２に割り付けられたサブキャリア周波数を使用して無線親機１に対し同時にデータを送信する。その後、無線親機１は、データの受信完了後、確認応答のＡＣＫ信号を各無線子機２に返信する。

【0051】

上述したように、第２の実施形態に係る無線親機１は、接続される接続される無線子機２が所定の台数より多い場合、接続される無線子機２とＯＦＤＭＡ方式で通信する方が、ＭＵ－ＭＩＭＯ方式又はＯＦＤＭ変調方式で通信するよりも効果的な通信を行うことができる。以下で詳細に説明する。

【0052】

無線親機１がＭＵ－ＭＩＭＯ方式で同時に通信できる無線子機２の台数は、無線親機１のアンテナの数に依存している。そのため、無線親機１のチャネル幅に対してサポートする無線子機２が多く、短いパケットを使用して遅延が少ないデータ通信をする場合、無線親機１は、ＭＵ－ＭＩＭＯ方式よりＯＦＤＭＡ方式を用いることで通信完了時間が短く無線子機２と通信できる。

【0053】

また、無線親機１は、所定の台数より多い無線子機２と接続する場合、接続される無線子機２とＯＦＤＭＡ方式で通信する方が、ＯＦＤＭ変調方式で通信するよりも通信完了時間を短縮し、信号の衝突による遅延を抑制することができる。

【0054】

具体的には、無線親機１がＯＦＤＭ変調方式で無線子機２と通信する場合と無線親機１がＯＦＤＭＡ方式で無線子機２と通信する場合とを比較する。
まず、無線親機１がＯＦＤＭ変調方式を用いて無線子機２と通信する比較例を説明する。比較例に係る通信システムの構成は、図２に示す通信システム２００の構成と同様である。

【0055】

図８は、比較例に係る無線親機１におけるＯＦＤＭ変調方式での無線子機２（無線子機２１～無線子機２Ｎ）への送受信データの割り付け方法を示す。本図に示すように、無線親機１のチャネル幅の全周波数帯域は１つの無線子機２で使用される。無線親機１は、接続する無線子機２が複数存在する場合、時間（ｔ）毎に時間差で各無線子機２とそれぞれ通信する。

【0056】

図９は、比較例に係る無線親機１におけるＯＦＤＭ変調方式での無線子機２とのデータ通信手順を示す。本図に示すように、無線親機１が無線子機２１に下りデータを送信する場合、無線子機２１は、データの受信完了後、確認応答のＡＣＫ信号を無線親機１に返信する。一方、無線子機２１が無線親機１へ上りデータを送信する場合、無線子機２１は、受信完了後に確認応答のＡＣＫ信号を無線親機１に返信する。この際、無線親機１と無線子機２１との相互のデータ通信時間はＴ１必要となる。同様に、無線親機１が無線子機２２との相互のデータ通信を実施する場合、通信時間はＴ２時間かかる。したがって、同一の無線親機１と複数の無線子機２（２１～２Ｎ）間でデータ通信を実施した場合、最初の無線子機２１から最後の無線子機２Ｎとの相互のデータ通信完了までには時間（Ｔ１＋Ｔ２＋・・・＋ＴＮ）が必要となる。

【0057】

図１０は、比較例に係る無線親機１におけるＯＦＤＭ変調方式での無線子機２とのデータ通信手順において信号の衝突が発生した場合の一例を示す。本図に示すように、無線子機２１と無線子機２２とが上りデータを同時刻に無線親機１に送信した場合、信号の衝突により無線親機１が無線子機２１及び無線子機２２から受信したデータを認識できない。そのため、無線子機２１は上りデータの再送が必要となり、無線親機１が無線子機２１との相互のデータ通信完了までの時間（Ｔ１）に信号の衝突による再送時間を加えた時間（Ｔ１＋α）が必要となる。

【0058】

一方で、図７に示すように、第２の実施形態に係る無線親機１は、ＯＦＤＭＡ方式で無線子機２（２１～２Ｎ）と通信する場合、同時通信が可能なことより、少なくともＴ１時間で相互のデータ通信を完了する。しかしながら、比較例に係る無線親機１は、ＯＦＤＭＡ方式での複数の無線子機２（２１～２Ｎ）と通信する場合、相互のデータ通信完了まで少なくともＴ１＋Ｔ２＋・・・＋ＴＮ時間を要する。したがって、無線親機１は、所定の台数より多い無線子機２と接続する場合、複数の無線子機２とＯＦＤＭＡ方式で通信する方が、ＯＦＤＭ変調方式で通信するよりも通信完了時間を短縮し、信号の衝突による遅延を抑制することができる。

【0059】

したがって、無線親機１は、所定の台数より多い無線子機２と接続する場合、ＯＦＤＭ変調方式ではなくＯＦＤＭＡ方式を用いることで、無線子機２との通信完了時間を短くできる同時に、無線子機２同士の無線親機１への送信信号の衝突による無線子機２のデータの再送による遅延発生も抑制できる。つまり、第２の実施形態に係る無線親機１が複数の無線子機２と接続する場合、ＯＦＤＭ変調方式よりＯＦＤＭＡ方式を用いることで無線親機１は効果的に無線子機２と通信できる。

【0060】

（第３の実施形態）
図１１を用いて、第３の実施形態に係る通信システム３００の構成を説明する。通信システム３００は、第２の実施形態に係る通信システム２００と同様に、無線親機１、無線子機２（無線子機２１～無線子機２Ｎ）及びホームゲートウェイ３を備える。

【0061】

無線親機１は、インフラストラクチャモードで通信する無線ネットワークＮを無線子機２と構成する。本実施形態では、無線親機１は、ＮＴＰ（Network Time Protocol）を使用して、無線ネットワークＮにおいて接続される無線子機２との時刻同期を行う。無線親機１は、データ通信内のタイムスタンプ情報に基づいて、各無線子機２との時刻差を管理し、当該時刻差を低減する。

【0062】

続いて、図１２を用いて、第３の実施形態に係る無線親機１の構成を説明する。
第３の実施形態に係る無線親機１は、第２の実施形態に係る無線親機１の構成に加え、送信データ時刻制御部１５及び受信データ時刻制御部１６を備えている。それに伴い、無線親機１は、ＯＦＤＭＡ優先選択機能に各無線子機２間の時間差を低減する機能を備えている。

【0063】

送信データ時刻制御部１５は、ＮＴＰを用いて通信対象の無線子機２と時刻を同期し、通信対象の無線子機２に送信するデータの送信時刻差を通信対象の無線子機２間で低減する制御を行う。例えば、送信データ時刻制御部１５は、ＯＦＤＭＡ方式で無線子機２と通信する場合、上述したグループ化対象の無線子機２に送信するデータの送信時刻差をグループ化対象の無線子機２間で低減する制御を行う。

【0064】

また、受信データ時刻制御部１６は、ＮＴＰを用いて通信対象の無線子機２と時刻を同期し、通信対象の無線子機２から受信するデータの受信時刻差を通信対象の無線子機２間で低減する制御を行う。例えば、受信データ時刻制御部１６は、ＯＦＤＭＡ方式で無線子機２と通信する場合、上述したグループ化対象の無線子機２から受信するデータの受信時刻差をグループ化対象の無線子機２間で低減する制御を行う。

【0065】

上述したように、第３の実施形態に係る通信システム３００では、第２の実施形態に係る通信システム２００で説明したＯＦＤＭＡ優先選択機能に加え、データ通信内のタイムスタンプ情報に基づいて通信する各無線子機２との当該時刻差を低減することができる。

【0066】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【0067】

＜ハードウェア構成＞
続いて、図１３を用いて、第１、第２、第３の実施形態に係る無線親機１のコンピュータ１０００のハードウェア構成例を説明する。図１３においてコンピュータ１０００は、プロセッサ１００１と、メモリ１００２とを有している。プロセッサ１００１は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU（Micro Processing Unit）、又はCPU（Central Processing Unit）であってもよい。プロセッサ１００１は、複数のプロセッサを含んでもよい。メモリ１００２は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１００２は、プロセッサ１００１から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１００１は、図示されていないI/Oインターフェイスを介してメモリ１００２にアクセスしてもよい。

【0068】

また、上述の実施形態における各構成は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成され、１つのハードウェア又はソフトウェアから構成してもよいし、複数のハードウェア又はソフトウェアから構成してもよい。上述の実施形態における各構成の機能（処理）を、コンピュータにより実現してもよい。例えば、メモリ１００２に実施形態における方法を行うためのプログラムを格納し、各機能を、メモリ１００２に格納されたプログラムをプロセッサ１００１で実行することにより実現してもよい。

【0069】

これらのプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory（RAM）、read-only memory（ROM）、フラッシュメモリ、solid-state drive（SSD）又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

【符号の説明】

【0070】

１、１Ａ 無線親機
１Ａ 無線親機
２（２１～２N） 無線子機
３ ホームゲートウェイ
４ インターネット
１１ ＷＡＮインターフェイス
１２ 無線終端部
１３ ＯＦＤＭＡ優先設定部
１４ ＯＦＤＭＡ制御部
１５ 送信データ時刻制御部
１６ 受信データ時刻制御部
２１ 無線子機
２２ 無線子機
１２１ 送信データ平均部
１２２ 受信データ平均部
１２３ 無線制御部
１２４ 無線送信部
１２５ 無線受信部
１２６ 接続子機検出部
２００ 通信システム
３００ 通信システム
１０００ コンピュータ
１００１ プロセッサ
１００２ メモリ

【要約】

【課題】無線子機との通信完了時間の低減や遅延発生の抑制ができる無線親機、無線親機の制御方法及びプログラムを提供すること。
【解決手段】本開示の無線親機１Ａは、ＯＦＤＭＡ優先設定部１３、接続子機検出部１２６及びＯＦＤＭＡ制御部１４を備える。ＯＦＤＭＡ優先設定部１３は、ユーザの入力情報に基づいて、自機に接続される複数の無線子機との通信方式にＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定をする。接続子機検出部１２６は、ＯＦＤＭＡ方式を優先的に選択する設定がなされている場合、自機に接続される複数の無線子機のうち通信対象の無線子機の台数を検出する。ＯＦＤＭＡ制御部１４は、通信対象の無線子機の台数が所定の台数より多い場合、通信対象の無線子機とそれぞれ送受信するデータ量を通信対象の無線子機間で平均化して、通信対象の無線子機とＯＦＤＭＡ通信する制御を実行する。
【選択図】図１

【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】