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WO2020129790A1 - 無線通信システム、アクセスポイント装置、無線局装置及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、アクセスポイント装置、無線局装置及び無線通信方法 Download PDF

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Publication number
WO2020129790A1
WO2020129790A1 PCT/JP2019/048620 JP2019048620W WO2020129790A1 WO 2020129790 A1 WO2020129790 A1 WO 2020129790A1 JP 2019048620 W JP2019048620 W JP 2019048620W WO 2020129790 A1 WO2020129790 A1 WO 2020129790A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
time
start time
wireless station
access point
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/048620
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
瑞紀 菅
暢朗 大槻
耕大 伊藤
直樹 北
Original Assignee
日本電信電話株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電信電話株式会社 filed Critical 日本電信電話株式会社
Priority to US17/414,593 priority Critical patent/US12052679B2/en
Publication of WO2020129790A1 publication Critical patent/WO2020129790A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/004—Synchronisation arrangements compensating for timing error of reception due to propagation delay
    • H04W56/0045—Synchronisation arrangements compensating for timing error of reception due to propagation delay compensating for timing error by altering transmission time
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/12—Wireless traffic scheduling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, an access point device, a wireless station device, and a wireless communication method.
  • the utilization of the millimeter wave band is drawing attention in order to meet the increasing demand for wireless communication.
  • the millimeter wave band can use a wider band than the microwave band.
  • the propagation loss in free space increases with frequency. Therefore, the millimeter-wave band communication has a problem that the transmission distance becomes short and the communication can be performed only in a limited area.
  • the signal processing unit of the AP (access point) and the antenna unit are separated by using RoF (radio on fiber), and the antenna unit is arranged as an overhanging station to reduce the apparent coverage area.
  • An extension method has been proposed.
  • M M is an integer of 2 or more
  • overhang stations #1 to #M respectively.
  • P2MP point to multipoint
  • N STAs (N is an integer of 1 or more) are also referred to as STAs #1 to #N.
  • Non-Patent Document 1 a collision avoidance technique in a system using RoF is examined.
  • Non-Patent Document 1 only shows the evaluation when one antenna unit is connected to one signal processing unit.
  • the transmission prohibition period (NAV) timing is shifted for each STA.
  • the NAV period of another STA ends before the communication ends, which may cause a signal collision.
  • TDM time division multiplexing
  • the TDM method communication is performed based on a predetermined time interval called a time slot. TDM communication is performed without time synchronization between the AP and each STA.
  • the AP transmits a beacon (Beacon) to all connected STAs.
  • Each STA receives the beacon with a delay from the transmission time at the AP by a delay time corresponding to the transmission distance from the AP to the own station.
  • each STA Upon receiving the beacon, each STA returns a transmission request.
  • the AP After receiving the transmission requests from all the STAs, the AP transmits a slot allocation notification indicating the time slot allocated to each STA to each STA.
  • STA#1 is assigned a Slot1 time slot
  • STA#N is assigned a SlotN time slot.
  • Each STA transmits data according to the notified allocation.
  • the time slot for data transmission starts after a certain period of time after receiving the slot allocation notification. Therefore, the data transmission from each STA is started after a delay time corresponding to the transmission distance from each STA to the AP. Further, the AP receives the data transmitted from the STA, but this data arrives with a delay according to the transmission distance. That is, the timing at which the AP receives the data from the STA is delayed from the start of data transmission by the delay time of each STA. Therefore, until the AP completes the reception of the data, there is a double delay corresponding to the delay time of each STA. In the TDM system, GT (guard time) is generally used in order to avoid data interference due to delay.
  • the time that is more than twice the delay that occurs for the STA farthest from the AP (the delay time that occurs when making a round trip between the farthest STA and AP) Must be set as GT. Since the GT is a non-communication period, a long GT causes a decrease in transmission efficiency.
  • the TDM method is also applied to the existing PON system (for example, see Non-Patent Document 2).
  • an OLT optical line terminal
  • RTT frame round-trip time
  • ONUs optical network units
  • the OLT instructs each ONU the transmission start time and the transmission amount based on the measured RTT so that the signals of each ONU do not collide.
  • the AP when applying the TDM method to the RoF system, a long GT is required to avoid interference due to transmission delay, and the transmission efficiency decreases.
  • the AP when the RTT is considered in the same manner as in the PON system, the AP sequentially measures the RTT for each STA, and therefore the RTT measurement time becomes an overhead, and the STA increases as the number of STAs increases. Transmission efficiency decreases.
  • an object of the present invention is to provide a TDM wireless communication system, an access point device, a wireless station device, and a wireless communication method that can improve transmission efficiency.
  • One aspect of the present invention is a wireless communication system including an access point device and a plurality of wireless station devices wirelessly communicating with the access point device, wherein the access point device acquires time information from an external device.
  • a first time acquisition unit that synchronizes time with the wireless station device, a transmission start time acquisition unit that acquires a transmission start time of the first signal based on the synchronized time, and the transmission start time
  • a first signal transmitting unit that transmits the first signal to the wireless station device, a second signal receiving unit that receives a second signal from the wireless station device according to the first signal, and the first signal
  • a process of acquiring the delay time calculated from the second signal by the difference between the notified transmission start time and the reception start time of the first signal in the wireless station device, and the first signal in the wireless station device A delay time acquisition process for acquiring a reception start time from the second signal and performing any one of a process of calculating a delay time based on a difference between the transmission start time and the reception start time, and a time for each
  • the wireless communication device includes a scheduling unit that determines the timing of permitting transmission by division based on the delay time of the wireless station device, and a notification unit that notifies the wireless station device of the timing determined by the scheduling unit,
  • the station device acquires time information from an external device, and a second time acquisition unit that synchronizes time between the access point devices, and a first signal reception unit that receives the first signal from the access point device.
  • a reception start time acquisition unit that acquires the reception start time of the first signal, the second signal that sets the reception start time, or, A second signal transmitting unit configured to transmit the second signal in which the delay time calculated based on a difference between the transmission start time and the reception start time acquired from the first signal to the access point device; and the access point A wireless communication system, comprising: a control unit that controls to start transmitting a signal to the access point device at the timing notified from the device.
  • One aspect of the present invention is the above-described wireless communication system, wherein the control unit starts transmission of a signal to the access point device at a timing earlier than the notified timing by the delay time in the wireless station device. Control to do so.
  • One aspect of the present invention is the above-described wireless communication system, wherein the scheduling unit assigns a time slot that permits transmission by time division to each of the wireless station devices, and assigns the time slot of the wireless station device.
  • the timing that is earlier than the delay time in the wireless station device from the start is set as the timing for permitting the wireless station device to transmit.
  • One aspect of the present invention is the access point device in a wireless communication system having an access point device and a plurality of wireless station devices wirelessly communicating with the access point device, wherein time information is obtained from an external device, A time acquisition unit that synchronizes time with the wireless station device, a transmission start time acquisition unit that acquires a transmission start time of the first signal based on the synchronized time, and the transmission start time at the transmission start time.
  • a first signal transmitting unit for transmitting one signal to the wireless station device, a second signal receiving unit for receiving a second signal from the wireless station device according to the first signal, and the first signal notifying A process of acquiring a delay time calculated from a difference between a transmission start time and a reception start time of the first signal in the wireless station device from the second signal, and a reception start time of the first signal in the wireless station device From the second signal, a delay time acquisition process for performing any one of a process of calculating a delay time based on a difference between the transmission start time and the reception start time, and transmission by time division to each of the wireless station devices.
  • an access point apparatus comprising: a scheduling unit that determines the timing of permitting the wireless station apparatus based on the delay time of the wireless station apparatus; and a notification section that notifies the wireless station apparatus of the timing determined by the scheduling unit. ..
  • One aspect of the present invention is the wireless station device in a wireless communication system having an access point device and a plurality of wireless station devices wirelessly communicating with the access point device, wherein time information is acquired from an external device, A time acquisition unit that synchronizes time between the access point devices, a first signal reception unit that receives a first signal from the access point device, and the time information acquired by the time acquisition unit based on the time information.
  • a reception start time acquisition unit that acquires a reception start time of a first signal; a process of transmitting a second signal in which the reception start time is set to the access point device; A process of acquiring a transmission start time of one signal and transmitting a second signal to the access point device, the second signal having a delay time calculated by the difference between the acquired transmission start time and the reception start time; Based on the delay time calculated from the difference between the transmission start time and the reception start time notified by the second signal from the two-signal transmission unit and the access point device, or the delay time notified by the second signal And a control unit that receives the notification of the timing at which the time-division transmission is permitted and that controls the transmission of the signal to the access point apparatus at the notified timing. is there.
  • One aspect of the present invention is a wireless communication method in a wireless communication system that includes an access point device and a plurality of wireless station devices that wirelessly communicate with the access point device, wherein the access point device receives a time from an external device. Acquiring information, a first time information acquisition step of synchronizing time with the wireless station device, a transmission start time acquisition step of acquiring a transmission start time of the first signal based on the synchronized time, At the transmission start time, a first signal transmitting step of transmitting the first signal to the wireless station device, and a second signal receiving step of receiving a second signal from the wireless station device according to the first signal, In the wireless station device, a process of acquiring a delay time calculated from the difference between the transmission start time notified by the first signal and the reception start time of the first signal in the wireless station device, from the second signal, A delay time acquisition step of acquiring a reception start time of the first signal from the second signal, and performing any one of a process of calculating a delay time based on a difference between
  • a signal reception step a reception start time acquisition step of acquiring a reception start time of the first signal based on the time information acquired in the second time acquisition step, and the second signal in which the reception start time is set.
  • a second signal transmitting step of transmitting the second signal, which sets the delay time calculated by the difference between the transmission start time and the reception start time acquired from the first signal, to the access point device,
  • the present invention makes it possible to improve transmission efficiency.
  • FIG. 1 is a diagram showing an optical wireless communication system 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the optical wireless communication system 1 includes APs (access points) 3 and N STAs (wireless stations) 5 (N is an integer of 1 or more) 5.
  • N is an integer of 1 or more
  • the STA 5 of the index i is described as STA#i.
  • the optical wireless communication system 1 acquires time from the outside for time synchronization, and controls communication based on the acquired time.
  • the AP 3 that constitutes the optical wireless communication system 1 and all the STAs 5 that connect to the AP 3 acquire information on time (hereinafter, referred to as “absolute time”) from the outside, and use the acquired absolute time to calculate the time. Synchronize and control the communication timing based on the absolute time. This makes it possible to reduce the GT associated with the extension of the transmission distance. By reducing the GT, the transmission efficiency of the RoF system to which the TDM method is applied can be improved.
  • AP3 is equipped with an accommodating station 31 separated by applying RoF (radio on fiber), and M (M is an integer of 1 or more) overhang station 32.
  • the M overhang stations 32 are described as overhang stations 32-1 to 32-M, respectively.
  • the accommodating station 31 and the overhanging station 32 are one-to-many, and are connected using the optical fibers 34, 35-1 to 35-M and the splitter 36.
  • the accommodating station 31 is connected to the optical fiber 34, and the overhanging station 32-m (m is an integer of 1 or more and M or less, and so on) is connected to the optical fiber 35-m.
  • the splitter 36 distributes the optical signal transmitted through the optical fiber 34 to the optical fibers 35-1 to 35-M. Further, the splitter 36 time-division-multiplexes the optical signals transmitted through the optical fibers 35-1 to 35-M and outputs the optical signals to the optical fiber 34.
  • the accommodation station 31 includes a processing unit 311 and an E/O (electrical/optical) and O/E (optical/electrical) converting unit 312.
  • the processing unit 311 performs signal transmission/reception processing, and assigns a time slot that permits communication to each STA 5.
  • the E/O and O/E conversion unit 312 converts the transmission signal output by the processing unit 311 from an electric signal into an optical signal and outputs the optical signal to the optical fiber 34.
  • the E/O and O/E conversion unit 312 receives the optical signal transmitted by the extension stations 32-1 to 32-M from the optical fiber 34, converts the received optical signal into an electric signal, and processes the processing unit 311. Output to.
  • the overhang station 32 includes an O/E and E/O conversion unit 321, an antenna unit 322, and an antenna element 323.
  • the O/E and E/O conversion unit 321, the antenna unit 322, and the antenna element 323 included in the overhang station 32-m are respectively the O/E and E/O conversion unit 321-m, the antenna unit 322-m, and the antenna element 323. Also described as -m.
  • the O/E and E/O conversion unit 321-m receives the optical signal transmitted by the accommodation station 31 from the optical fiber 35-m, converts the received optical signal into an electric signal, and outputs the electric signal to the antenna unit 322-m. To do.
  • the O/E and E/O converter 321-m converts the electric signal received from the antenna unit 322-m into an optical signal and outputs the optical signal to the optical fiber 35-m.
  • the antenna unit 322-m radiates the electric signal output by the O/E and E/O conversion unit 321 from the antenna element 323-m as a radio signal. Further, the antenna unit 322-m outputs the radio signal received by the antenna element 323-m to the O/E and E/O conversion unit 321-m as an electric signal.
  • the processing unit 311 includes a time acquisition unit 401, a signal processing unit 402, and a scheduling unit 403.
  • the time acquisition unit 401 acquires time information indicating an absolute time from outside.
  • the time acquisition unit 401 acquires time information from, for example, a Global Positioning System (GPS) or TOD (time of day).
  • GPS Global Positioning System
  • TOD time of day
  • the time acquisition unit 401 may acquire time information from any system that can acquire other times.
  • the AP3 and the STA5 may each be provided with a highly accurate clock such as an atomic clock, and the time information may be acquired therefrom.
  • the signal processing unit 402 generates a transmission signal to the STA 5 and outputs it to the E/O and O/E conversion unit 312. Further, the signal processing unit 402 inputs a reception signal from the E/O and O/E conversion unit 312 and performs reception processing.
  • the signal processing unit 402 generates a beacon in which the frame start time t 0 acquired based on the absolute time is set, and outputs the beacon to the E/O and O/E conversion unit 312 at the frame start time t 0 . Further, the signal processing unit 402 receives the transmission request transmitted by each of the STAs 5#1 to #N according to the beacon, and outputs the delay times ⁇ t 1 to ⁇ t N acquired from each of the received transmission requests to the scheduling unit 403. ..
  • the delay time ⁇ t i (i is an integer of 1 or more and N or less) is the time from the frame start time t 0 to the reception start time of the beacon frame in STA#i.
  • the signal processing unit 402 generates slot allocation for notifying the slot start times t′ 1 to t′ N of the STAs 5#1 to #N, and outputs the slot allocation to the E/O and O/E conversion unit 312.
  • the signal processing unit 402 receives the signals from the STAs 5#1 to #N according to the slot start times t′ 1 to t′ N.
  • the scheduling unit 403 allocates slots to the STAs 5#1 to #N based on the delay times ⁇ t 1 to ⁇ t N of the STAs 5#1 to #N acquired by the signal processing unit 402.
  • the scheduling unit 403 outputs the slot start times t′ 1 to t′ N of the slots assigned to the STAs 5#1 to #N to the signal processing unit 402.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the STA 5.
  • the STA 5 includes a time acquisition unit 51, a signal processing unit 52, a delay calculation unit 53, and a communication start time control unit 54.
  • the description of the antenna element included in the STA 5 is omitted.
  • STA5 is STA#i (i is an integer of 1 or more and N or less) will be described as an example.
  • the time acquisition unit 51 externally acquires time information indicating absolute time.
  • the acquisition source of the time information is preferably the same as the time acquisition unit 401 of AP3. Thereby, the time acquisition unit 51 performs time synchronization with the AP3.
  • the signal processing unit 52 performs reception processing on the radio signal received by the antenna element.
  • the signal processing unit 52 also generates a transmission signal and wirelessly transmits it from the antenna element.
  • the signal processing unit 52 receives the beacon from the AP 3
  • the signal processing unit 52 outputs the frame start time t 0 set in the beacon to the delay calculation unit 53.
  • the signal processing unit 52 transmits a transmission request in which the delay time ⁇ t i calculated by the delay calculation unit 53 is set to the AP 3.
  • the signal processing unit 52 receives the slot allocation from the AP 3 in response to the transmission request, and outputs the slot start time t′ i of its own station set in the slot allocation to the communication start time control unit 54.
  • the signal processing unit 52 transmits the data signal at the communication start time T i under the control of the communication start time control unit 54.
  • the delay calculation unit 53 calculates the delay time based on the difference between the frame start time t 0 set in the beacon and the reception start time t i of the beacon frame in the own station obtained from the time information received by the time acquisition unit 51. Calculate ⁇ t i .
  • the communication start time control unit 54 determines the communication start time T i of its own station by using the slot start time t′ i of its own station set in the slot allocation.
  • the communication start time control unit 54 controls the signal processing unit 52 so as to transmit the data at the determined communication start time T i .
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of the optical wireless communication system 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the AP 3 transmits a beacon to all STAs #1 to #N.
  • the signal processing unit 402 of the AP 3 acquires the frame start time t 0 of the beacon frame (a combination of header and data) based on the absolute time acquired by the time acquisition unit 401.
  • the AP 3 generates a beacon to which the frame start time t 0 is added and outputs it at the frame start time t 0 .
  • the E/O and O/E conversion unit 312 converts the beacon input from the signal processing unit 402 into an optical signal and outputs the optical signal to the extension stations 32-1 to 32-M.
  • the overhang stations 32-1 to 32-M wirelessly transmit the beacon received by the optical signal to all the STAs #1 to #N.
  • the time acquisition unit 51 acquires the beacon reception start time t i .
  • the signal processing unit 52 outputs the frame start time t 0 set in the beacon to the delay calculation unit 53.
  • the delay calculation unit 53 calculates the delay time ⁇ t i based on the following formula (1) using the frame start time t 0 and the reception start time t i .
  • the signal processing unit 52 of each STA#i adds the delay time ⁇ t i calculated by the delay calculation unit 53 to the transmission request and notifies the AP 3 of this.
  • the extension stations 32-1 to 32-M of the AP3 convert the transmission request received from each of the STAs #1 to #N into an optical signal and output it to the accommodation station 31.
  • the E/O and O/E conversion unit 312 of the accommodation station 31 outputs a transmission request converted from an optical signal to an electric signal to the processing unit 311.
  • the signal processing unit 402 of the processing unit 311 outputs the delay time ⁇ t i acquired from the transmission request of each STA# i to the scheduling unit 403.
  • a GT is provided between the time slots.
  • the scheduling unit 403 can efficiently allocate the time slots by allocating the later time slots to the STA5 having the longer delay time.
  • the scheduling unit 403 notifies the signal processing unit 402 of the slot start time t′ i based on the absolute time of the time slot assigned to each STA#i.
  • the signal processing unit 402 generates a slot assignment in which the slot start time t′ i assigned to each STA# i is set.
  • the E/O and O/E conversion unit 312 converts the slot allocation generated by the signal processing unit 402 into an optical signal and outputs the optical signal to the extension stations 32-1 to 32-M.
  • the overhang stations 32-1 to 32-M wirelessly transmit the slot allocation received by the optical signal to all the STAs #1 to #N.
  • the signal processing unit 52 of each STA #i (i is an integer of 1 or more and N or less) sets the slot start time t′ i of the own station set in the slot assignment to the communication start time control unit 54.
  • Communication start time controller 54 uses the notified slot start time t 'i, determines the communication start time T i based on the following equation (2).
  • the communication start time control unit 54 controls the signal processing unit 52 to perform data transmission according to the calculated communication start time T i .
  • the signal processing unit 52 wirelessly transmits the data signal to the AP 3 at the communication start time T i .
  • STA#1 transmits the data signal Data#1 at the communication start time T 1 of Slot1
  • STA#N transmits the data signal Data#N at the communication start time T N of SlotN.
  • the data signal Data # 1 'received at a timing delay Delta] t 1 has elapsed from 1, the data signal Data # N slot start time of slotn t' slot start time t of the slot 1 a delay time from the N Delta] t N Is received at the timing when has passed.
  • AP3 receives the signal from each STA#i with a delay of ⁇ t i depending on the transmission distance between AP3 and STA#i. Therefore, the timing at which AP3 completes the reception of the data signal from each STA#i is a time delayed by ⁇ t i from the end of the time slot assigned to STA#i. Assuming that STA5, which is the farthest from AP3, is STA#N, the assumed maximum delay time is ⁇ t N. Therefore, optical wireless communication system 1 can be reduced from Delta] t N ⁇ 2 was necessary prior to GT to Delta] t N, it is possible to improve the transmission efficiency.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing another example of the processing procedure of the optical wireless communication system 1.
  • each STA 5 may start data transmission before the slot start time of the assigned time slot in consideration of the transmission delay at the time of data transmission. That is, the start timing of the data transmission section in each STA5 is advanced by the transmission delay of the STA5.
  • the communication start time control unit 54 of each STA#i uses the delay time ⁇ t i calculated by the delay calculation unit 53 and the slot start time t′ i notified from the AP 3 to obtain the following equation (3). ), the communication start time T i is calculated.
  • a GT shorter than that in FIG. 4 may be provided between the time slots. As shown in FIG. 5, the time slot of each STA 5 overlaps with another STA 5 in time, but by performing data transmission in order from the STA 5 with the shortest delay time, interference in the optical fiber 34 is avoided. be able to.
  • the required GT is reduced and the transmission efficiency is improved by extending the transmission distance using RoF.
  • each STA#i calculates the delay time ⁇ t i .
  • the AP 3 calculates the delay time ⁇ t i of each STA#i. Below, it demonstrates centering on the difference with 1st Embodiment.
  • the AP 3 of this embodiment includes a processing unit 311a shown in FIG. 6 instead of the processing unit 311.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the processing unit 311a according to the present embodiment. In the figure, the same parts as those of the processing unit 311 according to the first embodiment shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the processing unit 311a shown in the figure is different from the processing unit 311 in FIG. 2 in that it includes a signal processing unit 402a in place of the signal processing unit 402, and further includes a delay calculation unit 411.
  • the signal processing unit 402a outputs the reception start times t 1 to t N acquired from the transmission requests of the STA#1 to STA# N to the delay calculation unit 411.
  • the delay calculation unit 411 calculates the delay time ⁇ t i of each STA# i by the formula (1).
  • the delay calculation unit 411 notifies the scheduling unit 403 of the calculated delay times ⁇ t 1 to ⁇ t N of the STA#1 to STA#N.
  • the optical wireless communication system of the present embodiment has an STA 5a having the configuration shown in FIG. 7, instead of the STA 5 shown in FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the STA 5a according to this embodiment.
  • the STA 5a shown in the figure is different from the STA 5 according to the first embodiment shown in FIG. 3 in that a signal processing unit 52a is provided instead of the signal processing unit 52, and a delay calculation unit 53 is not provided.
  • the signal processing unit 52a transmits a transmission request to set the reception start time t i of a frame of the beacon AP3.
  • the AP 3 transmits a beacon to all STAs #1 to #N as in the first embodiment.
  • the time acquisition unit 401 acquires the frame start time t 0 of the beacon, but the signal processing unit 402a does not have to set the frame start time t 0 in the beacon.
  • the time acquisition unit 51 acquires the beacon reception start time t i .
  • the signal processing unit 52a notifies the AP 3 of the transmission request in which the reception start time t i is set.
  • the signal processing unit 402a of the AP 3 outputs the reception start time t i acquired from the transmission request of each STA# i to the delay calculation unit 411.
  • Delay calculation unit 411, the delay time t i of each STA # i, by using the reception start time t i and frame start time t 0, is calculated by the equation (1).
  • Scheduling unit 403 based on the delay time Delta] t i of each STA # i, and allocates (schedules) of time slots to each STA # i.
  • the scheduling unit 403 can efficiently allocate the time slots by allocating the later time slots to the STA5 having the longer delay time.
  • the AP 3 wirelessly transmits a slot assignment in which the slot start time t′ i of the time slot assigned to each STA #i is set to all the STAs #1 to #N.
  • Each STA #i determines the communication start time T i based on the equation (2) using the slot start time t′ i of its own station set in the slot allocation.
  • the STAs #1 to #N perform data transmission to the AP 3 according to the obtained communication start time T i .
  • the AP 3 receives the data signal from each STA#i at the timing when the delay time ⁇ t i has elapsed from the slot start time t′ i of the time slot i assigned to the STA#i.
  • optical wireless communication system 1 can be reduced from Delta] t N ⁇ 2 was necessary prior to GT to Delta] t N, it is possible to improve the transmission efficiency.
  • the data transmission may be started before the slot start time of the assigned time slot in consideration of the transmission delay during the data transmission. That is, the communication start time T i of each STA # i, by a timing earlier by the amount of the transmission delay (delay time Delta] t i) than the slot start time t 'i reported from the AP3, AP3 is without delay It appears to receive data signals #1-#N. Therefore, GT for compensating the transmission delay becomes unnecessary, and further improvement in transmission efficiency can be achieved. As shown in FIG. 5, the time slot of each STA 5a overlaps with another STA 5a in time, but by performing data transmission in order from the STA 5a having the shortest delay time, it is possible to avoid interference in the optical fiber 34. it can.
  • each STA#i calculates the communication start time T i .
  • the AP 3 calculates the communication start time T i of each STA#i.
  • the difference from the first embodiment will be mainly described, but this difference may be applied to the second embodiment.
  • the AP 3 of this embodiment includes a processing unit 311b shown in FIG. 8 instead of the processing unit 311.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the processing unit 311b according to this embodiment. In the figure, the same parts as those of the processing unit 311 according to the first embodiment shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. 2 is different from the processing unit 311 in FIG. 2 in that it includes a signal processing unit 402b in place of the signal processing unit 402, and further includes a communication start time calculation unit 421.
  • the signal processing unit 402b transmits to the STA#1 to STA#N the slot allocation in which the communication start times T 1 to TN of the STA#1 to STA#N calculated by the communication start time calculating unit 421 are set.
  • the communication start time calculation unit 421 uses the slot start time t′ i of each STA#i (i is an integer of 1 or more and N or less) determined by the scheduling unit 403 according to Expression (2) or Expression (3), and to calculate the communication start time T i of each STA # i.
  • the optical wireless communication system of the present embodiment has an STA 5b having the configuration shown in FIG. 9 instead of the STA 5 shown in FIG.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the STA 5b according to this embodiment.
  • the same parts as those of the STA 5 according to the first embodiment shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the STA 5b shown in the figure is different from the STA 5 according to the first embodiment shown in FIG. 3 in that a signal processing unit 52b and a communication start time control unit 54b are provided instead of the signal processing unit 52 and the communication start time control unit 54. It is a point.
  • the signal processing unit 52b outputs the communication start time T i of its own station set in the slot allocation to the communication start time control unit 54b.
  • the communication start time control unit 54b controls the signal processing unit 52b so as to transmit the data at the communication start time T i .
  • each STA #1 to #N does not need to notify the AP3 of the delay time.
  • the AP 3 since the AP 3 has the function of the delay calculation unit and the communication start time calculation function of the communication start time control unit, the configuration of each STA can be simplified.
  • the AP calculates the delay time using the reception time of the response transmitted from the STA after waiting for a predetermined time from the reception of the beacon. Below, it demonstrates centering around the difference with 2nd Embodiment.
  • the AP3 transmits a beacon to all STAs #1 to #N.
  • the STAs #1 to #N wait for a predetermined fixed time from the reception of the beacon and then transmit a response to the AP3.
  • the delay calculation unit 411 of the AP3 calculates the delay time ⁇ t i based on the frame start time t 0 and the time when the response from STA#i is received.
  • the AP 3 includes the delay calculation unit instead of the STAs #1 to #N. Further, STA#i does not need to notify AP3 of the reception start time t i .
  • the delay time ⁇ t i is calculated in advance.
  • the AP 3 or STA #i of the above-described embodiment may use the calculated delay time ⁇ t i fixedly.
  • the present embodiment can be applied not only to the millimeter wave RoF but also to a RoF system using a radio frequency other than the millimeter wave.
  • the AP and all STAs connected to the AP acquire the absolute time from the outside, synchronize the time using the absolute time, and acquire the absolute time.
  • the communication timing is controlled based on. Communication can be performed without being affected by transmission delay by communication timing control using absolute time, and GT associated with extension of transmission distance can be reduced as compared with the case where communication timing control is not performed. Thereby, the transmission efficiency can be improved.
  • the processing units 311, 311a, 311b, and STAs 5, 5a, 5b of the AP3 include a CPU (Central Processing Unit), a memory, an auxiliary storage device, and the like connected by a bus, and are described above by executing a program. You may implement
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the wireless communication system includes an access point device and a plurality of wireless station devices that wirelessly communicate with the access point device.
  • the wireless communication system is the optical wireless communication system 1
  • the access point device is AP3
  • the wireless station devices are STA5, 5a, and 5b.
  • the access point device includes a first time acquisition unit, a transmission start time acquisition unit, a first signal transmission unit, a second signal reception unit, a delay time acquisition process, a scheduling unit, and a notification unit.
  • the first time acquisition unit acquires time information from an external device and synchronizes the time with the wireless station device.
  • the first time acquisition unit is, for example, the time acquisition unit 401.
  • the transmission start time acquisition unit acquires the transmission start time of the first signal based on the synchronized time.
  • the transmission start time acquisition unit is, for example, the time acquisition unit 401.
  • the first signal transmission unit transmits the first signal to the wireless station device at the transmission start time.
  • the second signal receiving unit receives the second signal from the wireless station device according to the first signal.
  • the first signal transmission unit and the second signal reception unit are, for example, the signal processing unit 402 and the overhang station 32.
  • the delay time acquisition process acquires, from the second signal, the delay time calculated from the difference between the transmission start time notified by the first signal and the reception start time of the first signal in the wireless station device. Alternatively, the delay time acquisition process acquires the reception start time of the first signal in the wireless station device from the second signal, and calculates the delay time from the difference between the transmission start time and the reception start time.
  • the delay time acquisition process is performed by, for example, the signal processing unit 402 and the delay calculation unit 411.
  • the scheduling unit determines the timing at which each wireless station device is permitted to perform time-division transmission, based on the delay time of each wireless station device.
  • the notification unit notifies the wireless station device of the timing determined by the scheduling unit.
  • the notification unit is, for example, the signal processing unit 402 and the extension station 32.
  • the wireless station device includes a second time acquisition unit, a first signal reception unit, a reception start time acquisition unit, a second signal transmission unit, and a control unit.
  • the second time acquisition unit acquires time information from an external device and synchronizes the time between the access point devices.
  • the second time acquisition unit is, for example, the time acquisition unit 51.
  • the first signal receiving unit receives the first signal from the access point device.
  • the first signal receiving unit is, for example, the signal processing unit 52.
  • the reception start time acquisition unit acquires the reception start time of the first signal based on the time information acquired by the second time acquisition unit.
  • the reception start time acquisition unit is, for example, the time acquisition unit 51.
  • the second signal transmission unit transmits the second signal in which the reception start time is set to the access point device.
  • the second signal transmission unit transmits to the access point device a second signal in which a delay time calculated from the difference between the transmission start time and the reception start time acquired from the first signal is set.
  • the second signal transmission unit is, for example, the signal processing unit 52a, or the delay calculation unit 53 and the signal processing unit 52.
  • the control unit controls to start transmitting a signal to the access point device at the timing notified by the access point device.
  • the control unit is, for example, the communication start time control unit 54 or 54b.
  • control unit of the wireless station device may perform control so as to start transmitting a signal to the access point device at a timing that is earlier than the notified timing by the delay time of the own device.
  • scheduling unit of the access point assigns a time slot that permits transmission by time division to each wireless station device, and sets a timing that is earlier than the start of the time slot assigned to the wireless station device by a delay time in the wireless station device.
  • the timing may be a timing at which the wireless station device is permitted to transmit.
  • Optical wireless communication system 3... AP, 5, 5a, 5b... STA, 31... Accommodation station, 32-1 to 32-M... Overhang station, 34, 35-1 to 35-M... Optical fiber, 36... Splitter, 311, 311a... Processing unit, 51... Time acquisition unit, 52, 52a, 52b... Signal processing unit, 53... Delay calculation unit, 54, 54b... Communication start time control unit, 311, 311a, 311b... Processing unit, 312... E/O and O/E conversion unit, 321-1 to 321-M... O/E and E/O conversion unit, 322-1 to 322-M... Antenna unit, 401... Time acquisition unit, 402, 402a , 402b... Signal processing unit, 403... Scheduling unit, 411... Delay computing unit, 421... Communication start time computing unit

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Abstract

ＡＰ３とＳＴＡ５は、外部の装置から時刻情報を取得し、時刻の同期をとる。ＡＰ３は、第一信号に、当該第一信号の送信開始時刻を設定してＳＴＡ５に送信する。 ＳＴＡ５は、第一信号から取得した送信開始時刻と、自局における第一信号の受信開始時刻との差により算出した遅延時間を設定した第二信号をＡＰ３に送信する。ＡＰ３は、各ＳＴＡ５の第二信号から遅延時間を取得し、取得した遅延時間に基づいて、ＳＴＡ５それぞれに時分割による送信を許可するタイミングを決定し、ＳＴＡ５に通知する。各ＳＴＡ５は、ＡＰ３から通知されたタイミングに、ＡＰ３への信号の送信を開始するよう制御する。

Description

無線通信システム、アクセスポイント装置、無線局装置及び無線通信方法
　本発明は、無線通信システム、アクセスポイント装置、無線局装置及び無線通信方法に関する。
　近年、無線通信の需要の増加に応えるため、ミリ波帯の活用が注目されている。ミリ波帯は、マイクロ波帯に比べ広い帯域を利用可能である。しかしながら、自由空間における伝搬損失は周波数に比例して増大する。そのため、ミリ波帯通信は伝送距離が短くなり、限られたエリアでしか通信を行うことができないという問題がある。
　この問題を解決する手法として、ＲｏＦ（radio on fiber）を用いてＡＰ（access point）の信号処理部とアンテナ部を分離し、アンテナ部を張出局として配置することにより、見かけ上のカバーエリアを拡張する手法が提案されている。この手法では、図１０に示すように、一つの信号処理部に複数のアンテナ部を接続し、複数の張出局を設置することにより、さらなるカバーエリアの拡張も可能となる。同図では、Ｍ台（Ｍは２以上の整数）の張出局をそれぞれ、張出局＃１～＃Ｍと記載している。また、信号処理部とアンテナ部を分離することにより、張出局の構成の簡易化及び省電力化が可能となる。さらには、複数の張出局の制御を一つの信号処理部に集約する（Ｐ２ＭＰ；point to multi point）ことにより、コスト面でのメリットが期待できる。
　一つの信号処理部に複数のアンテナ部を接続する手法として、ＰＯＮ（passive optical network）技術との組合せが検討されている。ＰＯＮを用いたＲｏＦを実現するためには、複数のアンテナ部を複数のＳＴＡ（station；無線局）と干渉（衝突）なく通信させる必要がある。Ｎ台（Ｎは１以上の整数）のＳＴＡを、ＳＴＡ＃１～＃Ｎとも記載する。
　ＲｏＦを用いたシステムでは、通常の無線システムと比較して伝送距離が長くなるため、長距離伝送によって発生する伝搬遅延を考慮した衝突回避技術が必要となる。例えば、非特許文献１参照では、ＲｏＦを用いたシステムにおける衝突回避技術について検討されている。しかしながら、非特許文献１では、一つの信号処理部に一つのアンテナ部を接続する場合の評価のみが示されている。ＲｏＦとＰＯＮを組み合わせることにより一つの信号処理部に複数のアンテナ部を接続している場合、ＳＴＡ同士が離れて位置するときには、ＳＴＡごとに送信禁止期間（ＮＡＶ；network allocation vector）のタイミングがずれることがある。このずれのため、通信が終了する前に、他のＳＴＡのＮＡＶ期間が終了してしまい、信号の衝突が発生する可能性がある。
　そこで、ＴＤＭ（time division multiplexing）方式に着目する。ＴＤＭ方式を適用することで、構成の簡易化などの利点を保ちつつ、干渉の課題を解消することができる。図１１に示すように、ＴＤＭ方式では、タイムスロットと呼ばれる所定の時間間隔を基準に通信が行われる。ＡＰと各ＳＴＡ間では時刻同期を行わずにＴＤＭ通信を行う。まず、ＡＰは、接続されている全てのＳＴＡに対してビーコン（Beacon）を送信する。各ＳＴＡは、ＡＰにおける送信時刻より、ＡＰから自局までの伝送距離に応じた遅延時間分だけ遅れてビーコンを受信する。各ＳＴＡは、ビーコンを受信すると、それぞれ送信要求を返す。
ＡＰは、全ＳＴＡからの送信要求を受信した後に、各ＳＴＡに、それらＳＴＡへ割り当てたタイムスロットを示すスロット割り当て通知を送信する。同図では、ＳＴＡ＃１には、Ｓｌｏｔ１のタイムスロットが割り当てられ、ＳＴＡ＃Ｎには、ＳｌｏｔＮのタイムスロットが割り当てられている。各ＳＴＡは、通知された割り当てに従ってデータ送信を行う。
　データ送信のタイムスロットは、スロット割り当て通知を受信してから一定時間後に開始される。そのため、各ＳＴＡからのデータ送信は、各ＳＴＡからＡＰまでの伝送距離に応じた遅延時間分だけ遅れて開始される。また、ＡＰは、ＳＴＡから送信されたデータを受信するが、このデータは伝送距離に応じて遅れて到着する。つまり、ＡＰがＳＴＡからのデータを受信するタイミングは、データ送信の開始から各ＳＴＡの遅延時間分だけ遅れる。したがって、ＡＰがデータの受信を完了するまでに、各ＳＴＡの遅延時間分の２倍の遅延が生じる。ＴＤＭ方式では、一般的に遅延によるデータの干渉を回避するためにＧＴ（guard time）が用いられる。ＧＴは、想定される遅延を補償できるよう設定されるため、この場合、ＡＰから最も遠いＳＴＡについて発生する遅延の２倍以上の時間（最も遠いＳＴＡとＡＰを往復する際に発生する遅延時間）をＧＴとして設定する必要がある。ＧＴは無通信期間であるため、ＧＴが長くなると伝送効率の低下を引き起こす。
　ＴＤＭ方式は既存のＰＯＮシステムにも適用されている（例えば、非特許文献２参照）。ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ（optical line terminal）が、接続されている全てのＯＮＵ（optical network unit）との間のフレーム往復時間（ＲＴＴ；round trip time）を測定する。ＯＬＴは、各ＯＮＵの信号が衝突しないように、測定したＲＴＴに基づいて、各ＯＮＵに送信開始時刻と送信量を指示する。
岡元佑正，三軒谷勇貴，守倉正博，山本高至，布房夫，杉山隆利，「RoFを適用した無線LANシステムのAPによるスループット特性改善法」，一般社団法人　電子情報通信学会，信学技報，vol. 112，no. 443，RCS2012-300，p. 97-102，2013年2月 IEEE Standards 802.3ah，2004年9月
　上述したように、ＲｏＦシステムにＴＤＭ方式を適用する場合には、伝送遅延による干渉を回避するために長いＧＴが必要になり、伝送効率が低下する。また、ＲｏＦシステムにおいて、ＰＯＮシステムと同様にＲＴＴを考慮した割り当てを行う場合、ＡＰは、各ＳＴＡに対して順番にＲＴＴを測定するために、ＲＴＴ測定時間がオーバーヘッドとなり、ＳＴＡ数の増加に伴い伝送効率が低下する。
　上記事情に鑑み、本発明は、伝送効率を向上することができるＴＤＭ方式の無線通信システム、アクセスポイント装置、無線局装置及び無線通信方法を提供することを目的としている。
　本発明の一態様は、アクセスポイント装置と、前記アクセスポイント装置と無線通信する複数の無線局装置とを有する無線通信システムであって、前記アクセスポイント装置は、外部の装置から時刻情報を取得し、前記無線局装置との間で時刻の同期をとる第一時刻取得部と、同期された時刻に基づいて第一信号の送信開始時刻を取得する送信開始時刻取得部と、前記送信開始時刻に、前記第一信号を前記無線局装置に送信する第一信号送信部と、前記第一信号に応じて前記無線局装置から第二信号を受信する第二信号受信部と、前記第一信号により通知した前記送信開始時刻と前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻との差分により算出された遅延時間を前記第二信号から取得する処理と、前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻を前記第二信号から取得し、前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差分により遅延時間を算出する処理とのいずれかを行う遅延時間取得処理と、前記無線局装置それぞれに時分割による送信を許可するタイミングを、前記無線局装置の前記遅延時間に基づいて決定するスケジューリング部と、前記スケジューリング部が決定した前記タイミングを前記無線局装置に通知する通知部とを備え、前記無線局装置は、外部の装置から時刻情報を取得し、前記アクセスポイント装置の間で時刻の同期をとる第二時刻取得部と、前記アクセスポイント装置から前記第一信号を受信する第一信号受信部と、前記第二時刻取得部が取得した前記時刻情報に基づいて、前記第一信号の受信開始時刻を取得する受信開始時刻取得部と、前記受信開始時刻を設定した前記第二信号、又は、前記第一信号から取得した前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差により算出した前記遅延時間を設定した前記第二信号を前記アクセスポイント装置に送信する第二信号送信部と、前記アクセスポイント装置から通知された前記タイミングに前記アクセスポイント装置への信号の送信を開始するよう制御する制御部とを備える、無線通信システムである。
　本発明の一態様は、上述の無線通信システムであって、前記制御部は、通知された前記タイミングから前記無線局装置における前記遅延時間だけ早いタイミングで前記アクセスポイント装置への信号の送信を開始するよう制御する。
　本発明の一態様は、上述の無線通信システムであって、前記スケジューリング部は、前記無線局装置それぞれに時分割による送信を許可するタイムスロットを割り当て、前記無線局装置に割り当てた前記タイムスロットの開始から当該無線局装置における前記遅延時間だけ早いタイミングを、当該無線局装置に送信を許可するタイミングとする。
　本発明の一態様は、アクセスポイント装置と、前記アクセスポイント装置と無線通信する複数の無線局装置とを有する無線通信システムにおける前記アクセスポイント装置であって、外部の装置から時刻情報を取得し、前記無線局装置との間で時刻の同期をとる時刻取得部と、同期された時刻に基づいて第一信号の送信開始時刻を取得する送信開始時刻取得部と、前記送信開始時刻に、前記第一信号を前記無線局装置に送信する第一信号送信部と、前記第一信号に応じて前記無線局装置から第二信号を受信する第二信号受信部と、前記第一信号により通知した前記送信開始時刻と前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻との差分により算出された遅延時間を前記第二信号から取得する処理と、前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻を前記第二信号から取得し、前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差分により遅延時間を算出する処理とのいずれかを行う遅延時間取得処理と、前記無線局装置それぞれに時分割による送信を許可するタイミングを、前記無線局装置の前記遅延時間に基づいて決定するスケジューリング部と、前記スケジューリング部が決定した前記タイミングを前記無線局装置に通知する通知部と、を備えるアクセスポイント装置である。
　本発明の一態様は、アクセスポイント装置と、前記アクセスポイント装置と無線通信する複数の無線局装置とを有する無線通信システムにおける前記無線局装置であって、外部の装置から時刻情報を取得し、前記アクセスポイント装置の間で時刻の同期をとる時刻取得部と、前記アクセスポイント装置から第一信号を受信する第一信号受信部と、前記時刻取得部が取得した前記時刻情報に基づいて、前記第一信号の受信開始時刻を取得する受信開始時刻取得部と、前記受信開始時刻を設定した第二信号を前記アクセスポイント装置に送信する処理と、前記第一信号から前記アクセスポイント装置における前記第一信号の送信開始時刻を取得し、取得した前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差により算出した遅延時間を設定した第二信号を前記アクセスポイント装置に送信する処理とのいずれか行う第二信号送信部と、前記アクセスポイント装置から、前記送信開始時刻と前記第二信号により通知した前記受信開始時刻との差分により算出される遅延時間又は前記第二信号により通知した前記遅延時間に基づいて決定された、時分割による送信が許可されたタイミングの通知を受け、通知された前記タイミングに前記アクセスポイント装置への信号の送信を開始するよう制御する制御部と、を備える無線局装置である。
　本発明の一態様は、アクセスポイント装置と、前記アクセスポイント装置と無線通信する複数の無線局装置とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記アクセスポイント装置が、外部の装置から時刻情報を取得し、前記無線局装置との間で時刻の同期をとる第一時刻情報取得ステップと、同期された時刻に基づいて第一信号の送信開始時刻を取得する送信開始時刻取得ステップと、前記送信開始時刻に、前記第一信号を前記無線局装置に送信する第一信号送信ステップと、前記第一信号に応じて前記無線局装置から第二信号を受信する第二信号受信ステップと、前記第一信号により通知した前記送信開始時刻と前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻との差分により算出された遅延時間を前記第二信号から取得する処理と、前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻を前記第二信号から取得し、前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差分により遅延時間を算出する処理とのいずれかを行う遅延時間取得ステップと、前記無線局装置それぞれに時分割による送信を許可するタイミングを、前記無線局装置の前記遅延時間に基づいて決定するスケジューリングステップと、前記スケジューリングステップにおいて決定した前記タイミングを前記無線局装置に通知する通知ステップと、前記無線局装置が、外部の装置から時刻情報を取得し、前記アクセスポイント装置の間で時刻の同期をとる第二時刻取得ステップと、前記アクセスポイント装置から前記第一信号を受信する第一信号受信ステップと、前記第二時刻取得ステップにおいて取得した前記時刻情報に基づいて、前記第一信号の受信開始時刻を取得する受信開始時刻取得ステップと、前記受信開始時刻を設定した前記第二信号、又は、前記第一信号から取得した前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差により算出した前記遅延時間を設定した前記第二信号を前記アクセスポイント装置に送信する第二信号送信ステップと、前記アクセスポイント装置から通知された前記タイミングに前記アクセスポイント装置への信号の送信を開始するよう制御する制御ステップと、を有する無線通信方法である。
　本発明により、伝送効率を向上することが可能となる。
本発明の第１の実施形態による光無線通信システムの構成例を示す図である。 同実施形態による処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 同実施形態によるＳＴＡの詳細な構成を示すブロック図である。 同実施形態によるＲｏＦシステム通信手順を示す図である。 同実施形態によるＲｏＦシステム通信手順を示す図である。 第２の実施形態による処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 同実施形態によるＳＴＡの詳細な構成を示すブロック図である。 第３の実施形態による処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 同実施形態によるＳＴＡの詳細な構成を示すブロック図である。 従来のＲｏＦシステムの構成例を示す図である。 従来のＲｏＦシステムの通信手順を示す図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
［第１の実施形態］
　図１は、本発明の第１の実施形態による光無線通信システム１を示す図である。光無線通信システム１は、ＡＰ（アクセスポイント）３と、Ｎ台（Ｎは１以上の整数）のＳＴＡ（無線局）５とを備える。Ｎ台のＳＴＡ５それぞれのインデックスをｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）とすると、インデックスｉのＳＴＡ５をＳＴＡ＃ｉと記載する。光無線通信システム１は、時刻同期のために外部から時刻を取得し、取得した時刻に基づいて通信制御を行う。すなわち、光無線通信システム１を構成するＡＰ３と、ＡＰ３に接続する全てのＳＴＡ５とは、外部から時刻（以下、「絶対時刻」と記載）の情報を取得し、取得した絶対時刻を用いて時刻同期し、絶対時刻に基づいて通信タイミングの制御を行う。これにより、伝送距離の長延化に伴うＧＴを削減することができる。ＧＴを削減することにより、ＴＤＭ方式を適用したＲｏＦシステムの伝送効率の改善が可能となる。
　ＡＰ３は、ＲｏＦ（radio on fiber）を適用して分離した収容局３１と、Ｍ台（Ｍは１以上の整数）の張出局３２とを備える。Ｍ台の張出局３２をそれぞれ、張出局３２－１～３２－Ｍと記載する。収容局３１と、張出局３２との間は１対多で、光ファイバ３４、３５－１～３５－Ｍ及びスプリッタ３６を用いて接続される。収容局３１は、光ファイバ３４に接続され、張出局３２－ｍ（ｍは１以上Ｍ以下の整数、以下同様）は、光ファイバ３５－ｍと接続される。スプリッタ３６は、光ファイバ３４を伝送した光信号を光ファイバ３５－１～３５－Ｍに分配する。また、スプリッタ３６は、光ファイバ３５－１～３５－Ｍを伝送した光信号を時分割多重して光ファイバ３４に出力する。
　収容局３１は、処理部３１１と、Ｅ／Ｏ（電気／光）及びＯ／Ｅ（光／電気）変換部３１２とを備える。処理部３１１は、信号の送受信処理と、各ＳＴＡ５へ通信を許可するタイムスロットの割り当てを行う。Ｅ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部３１２は、処理部３１１が出力した送信信号を、電気信号から光信号に変換して光ファイバ３４に出力する。また、Ｅ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部３１２は、張出局３２－１～３２－Ｍが送信した光信号を光ファイバ３４から受信し、受信した光信号を電気信号に変換して処理部３１１に出力する。
　張出局３２は、Ｏ／Ｅ及びＥ／Ｏ変換部３２１と、アンテナ部３２２と、アンテナ素子３２３とを備える。張出局３２－ｍが備えるＯ／Ｅ及びＥ／Ｏ変換部３２１、アンテナ部３２２、アンテナ素子３２３をそれぞれ、Ｏ／Ｅ及びＥ／Ｏ変換部３２１－ｍ、アンテナ部３２２－ｍ、アンテナ素子３２３－ｍとも記載する。Ｏ／Ｅ及びＥ／Ｏ変換部３２１－ｍは、収容局３１が送信した光信号を光ファイバ３５－ｍから受信し、受信した光信号を電気信号に変換してアンテナ部３２２－ｍに出力する。また、Ｏ／Ｅ及びＥ／Ｏ変換部３２１－ｍは、アンテナ部３２２－ｍから受信した電気信号を光信号に変換して光ファイバ３５－ｍに出力する。アンテナ部３２２－ｍは、Ｏ／Ｅ及びＥ／Ｏ変換部３２１が出力した電気信号を無線信号によりアンテナ素子３２３－ｍから放射する。また、アンテナ部３２２－ｍは、アンテナ素子３２３－ｍが受信した無線信号を電気信号によりＯ／Ｅ及びＥ／Ｏ変換部３２１－ｍに出力する。
　図２は、ＡＰ３の処理部３１１の詳細な構成を示すブロック図である。処理部３１１は、時刻取得部４０１と、信号処理部４０２と、スケジューリング部４０３とを備える。
　時刻取得部４０１は、外部から絶対時刻を示す時刻情報を取得する。時刻取得部４０１は、例えば、全地球測位システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）又はＴＯＤ（time of day）から時刻情報を取得する。なお、時刻取得部４０１は、その他の時刻を取得できる任意のシステムから時刻情報を取得してもよい。もしくは、ＡＰ３およびＳＴＡ５にそれぞれ原子時計のような高精度な時計を備え、そこから時刻情報を取得してもよい。
　信号処理部４０２は、ＳＴＡ５への送信信号を生成し、Ｅ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部３１２に出力する。また、信号処理部４０２は、Ｅ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部３１２から受信信号を入力し、受信処理を行う。信号処理部４０２は、絶対時刻に基づいて取得したフレーム開始時刻ｔ０を設定したビーコンを生成し、フレーム開始時刻ｔ０にＥ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部３１２に出力する。また、信号処理部４０２は、ビーコンに応じて各ＳＴＡ５＃１～＃Ｎが送信した送信要求を受信し、受信した送信要求それぞれから取得した遅延時間Δｔ１～ΔｔＮをスケジューリング部４０３に出力する。遅延時間Δｔｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）は、フレーム開始時刻ｔ０から、ＳＴＡ＃ｉにおけるビーコンのフレームの受信開始時刻までの時間である。また、信号処理部４０２は、ＳＴＡ５＃１～＃Ｎそれぞれのスロット開始時刻ｔ’１～ｔ’Ｎを通知するスロット割り当てを生成し、Ｅ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部３１２に出力する。信号処理部４０２は、スロット開始時刻ｔ’１～ｔ’Ｎに従ってＳＴＡ５＃１～＃Ｎからの信号を受信する。
　スケジューリング部４０３は、信号処理部４０２が取得した各ＳＴＡ５＃１～＃Ｎの遅延時間Δｔ１～ΔｔＮに基づいて、各ＳＴＡ５＃１～＃Ｎにスロットを割り当てる。スケジューリング部４０３は、各ＳＴＡ５＃１～＃Ｎに割り当てたスロットのスロット開始時刻ｔ’１～ｔ’Ｎを信号処理部４０２に出力する。
　図３は、ＳＴＡ５の構成を示すブロック図である。ＳＴＡ５は、時刻取得部５１と、信号処理部５２と、遅延演算部５３と、通信開始時刻制御部５４とを備える。同図では、ＳＴＡ５が備えるアンテナ素子の記載を省略している。ここでは、ＳＴＡ５が、ＳＴＡ＃ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）である場合を例に説明する。
　時刻取得部５１は、外部から絶対時刻を示す時刻情報を取得する。時刻情報の取得元は、ＡＰ３の時刻取得部４０１と同じであることが望ましい。これにより、時刻取得部５１は、ＡＰ３との時刻同期を行う。
　信号処理部５２は、アンテナ素子が受信した無線信号に対して受信処理を行う。また、信号処理部５２は、送信信号を生成し、アンテナ素子から無線により送信する。信号処理部５２は、ＡＰ３からビーコンを受信した場合、ビーコンに設定されているフレーム開始時刻ｔ０を遅延演算部５３に出力する。信号処理部５２は、ビーコンの受信に応じて、遅延演算部５３が演算した遅延時刻Δｔｉを設定した送信要求をＡＰ３に送信する。信号処理部５２は、送信要求に応じてＡＰ３からスロット割り当てを受信し、スロット割り当てに設定されている自局のスロット開始時刻ｔ’ｉを通信開始時刻制御部５４に出力する。
信号処理部５２は、通信開始時刻制御部５４の制御に従って、通信開始時刻Ｔｉにデータ信号を送信する。
　遅延演算部５３は、ビーコンに設定されているフレーム開始時刻ｔ０と、時刻取得部５１が受信した時刻情報から得られる自局におけるビーコンのフレームの受信開始時刻ｔｉとの差分により、遅延時間Δｔｉを算出する。通信開始時刻制御部５４は、スロット割り当てに設定されている自局のスロット開始時刻ｔ’ｉを用いて、自局の通信開始時刻Ｔｉを決定する。通信開始時刻制御部５４は、決定した通信開始時刻Ｔｉにデータを送信するように、信号処理部５２を制御する。
　続いて、光無線通信システム１の処理の流れを説明する。
　図４は、本発明の一実施形態による光無線通信システム１の処理手順の一例を示すシーケンス図である。まず、ＡＰ３は、全ＳＴＡ＃１～＃Ｎにビーコンを送信する。具体的には、ＡＰ３の信号処理部４０２は、時刻取得部４０１が取得した絶対時刻に基づいてビーコンのフレーム（headerとdataを合わせたもの）のフレーム開始時刻ｔ０を取得する。ＡＰ３は、フレーム開始時刻ｔ０を付加したビーコンを生成し、フレーム開始時刻ｔ０に出力する。Ｅ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部３１２は、信号処理部４０２から入力したビーコンを光信号に変換し、張出局３２－１～３２－Ｍに出力する。張出局３２－１～３２－Ｍは、光信号により受信したビーコンを、無線により全ＳＴＡ＃１～＃Ｎに送信する。
　各ＳＴＡ＃ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）の信号処理部５２がビーコンを受信すると同時に、時刻取得部５１は、ビーコンの受信開始時刻ｔｉを取得する。信号処理部５２は、ビーコンに設定されているフレーム開始時刻ｔ０を遅延演算部５３に出力する。遅延演算部５３は、フレーム開始時刻ｔ０と、受信開始時刻ｔｉとを用いて、以下の式（１）に基づき遅延時間Δｔｉを算出する。
Δｔｉ＝ｔｉ－ｔ０　　　…（１）
　各ＳＴＡ＃ｉの信号処理部５２は、遅延演算部５３が算出した遅延時間Δｔｉを送信要求に付加してＡＰ３に通知する。
　ＡＰ３の張出局３２－１～３２－Ｍは、各ＳＴＡ＃１～＃Ｎから受信した送信要求を光信号に変換して収容局３１に出力する。収容局３１のＥ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部３１２は、光信号から電気信号に変換した送信要求を処理部３１１に出力する。処理部３１１の信号処理部４０２は、各ＳＴＡ＃ｉの送信要求から取得した遅延時間Δｔｉをスケジューリング部４０３に出力する。スケジューリング部４０３は、各ＳＴＡ＃ｉの遅延時間Δｔｉに基づき、各ＳＴＡ＃ｉへのタイムスロットの割り当て（スケジューリング）を行う。タイムスロット間には、ＧＴが設けられる。ここで、スケジューリング部４０３は、遅延時間が長いＳＴＡ５ほど後ろのタイムスロットを割り当てることで、効率的にタイムスロットを割り当てることができる。
　スケジューリング部４０３は、各ＳＴＡ＃ｉに割り当てたタイムスロットの絶対時刻によるスロット開始時刻ｔ’ｉを信号処理部４０２に通知する。信号処理部４０２は、各ＳＴＡ＃ｉに割り当てたスロット開始時刻ｔ’ｉを設定したスロット割り当てを生成する。
Ｅ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部３１２は、信号処理部４０２が生成したスロット割り当てを光信号に変換し、張出局３２－１～３２－Ｍに出力する。張出局３２－１～３２－Ｍは、光信号により受信したスロット割り当てを、無線により全ＳＴＡ＃１～＃Ｎに送信する。
　各ＳＴＡ＃ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）の信号処理部５２は、スロット割り当てを受信すると、スロット割り当てに設定されている自局のスロット開始時刻ｔ’ｉを通信開始時刻制御部５４に出力する。通信開始時刻制御部５４は、通知されたスロット開始時刻ｔ’ｉを用いて、以下の式（２）に基づき通信開始時刻Ｔｉを決定する。
Ｔｉ＝ｔ’ｉ　　　…（２）
　通信開始時刻制御部５４は、求めた通信開始時刻Ｔｉに従ってデータ送信を行うよう信号処理部５２を制御する。信号処理部５２は、通信開始時刻Ｔｉにデータ信号を無線によりＡＰ３に送信する。図４では、ＳＴＡ＃１が、Ｓｌｏｔ１の通信開始時刻Ｔ１にデータ信号Ｄａｔａ＃１を送信し、ＳＴＡ＃Ｎが、ＳｌｏｔＮの通信開始時刻ＴＮにデータ信号Ｄａｔａ＃Ｎを送信している。
　ＡＰ３は、データ信号Ｄａｔａ＃１をスロット１のスロット開始時刻ｔ’１から遅延時間Δｔ１が経過したタイミングで受信し、データ信号Ｄａｔａ＃ＮをＳｌｏｔＮのスロット開始時刻ｔ’Ｎから遅延時間ΔｔＮが経過したタイミングで受信する。
　上述したように、ＡＰ３は、各ＳＴＡ＃ｉからの信号を、ＡＰ３とＳＴＡ＃ｉとの間の伝送距離に応じて遅延時間Δｔｉだけ遅れて受信する。従って、ＡＰ３が各ＳＴＡ＃ｉからのデータ信号の受信を完了するタイミングは、ＳＴＡ＃ｉに割り当てたタイムスロットの終了からΔｔｉだけ遅れた時刻である。最もＡＰ３からの距離が遠いＳＴＡ５をＳＴＡ＃Ｎとすると、想定される最大の遅延時間はΔｔＮとなる。したがって、光無線通信システム１は、ＧＴを従来必要であったΔｔＮ×２からΔｔＮに削減することができ、伝送効率を改善することができる。
　図５は、光無線通信システム１の処理手順の他の例を示すシーケンス図である。図５に示すように、各ＳＴＡ５は、データ送信時の伝送遅延を考慮して、割り当てられたタイムスロットのスロット開始時刻になる前からデータ送信を開始してもよい。すなわち、各ＳＴＡ５におけるデータ送信区間の開始タイミングを、そのＳＴＡ５の伝送遅延分だけ早める。この場合、各ＳＴＡ＃ｉの通信開始時刻制御部５４は、遅延演算部５３が算出した遅延時間Δｔｉと、ＡＰ３から通知されたスロット開始時刻ｔ’ｉとを用いて、以下の式（３）に基づき、通信開始時刻Ｔｉを求める。
Ｔｉ＝ｔ’ｉ－Δｔｉ　　　…（３）
　各ＳＴＡ＃ｉの通信開始時刻Ｔｉを、スロット開始時刻ｔ’ｉよりも伝送遅延の分（遅延時間Δｔｉ）だけ早めたタイミングとすることで、ＡＰ３は遅延なくデータ信号＃１～＃Ｎを受信するように見える。そのため、伝送遅延を補償するためのＧＴが不要となり、さらなる伝送効率の改善を達成することができる。なお、タイムスロット間に図４よりも短いＧＴを設けてもよい。図５に示すように、各ＳＴＡ５のタイムスロットが他のＳＴＡ５と時間的に重なっているが、遅延時間の短いＳＴＡ５から順番にデータ送信を行うことで、光ファイバ３４内での干渉を回避することができる。
　以上説明した実施形態によれば、ＲｏＦを用いた伝送距離の長延化により必要となるＧＴを削減し、伝送効率を改善する。
［第２の実施形態］
　第１の実施形態においては、各ＳＴＡ＃ｉが遅延時間Δｔｉを算出していた。本実施形態では、ＡＰ３が、各ＳＴＡ＃ｉの遅延時間Δｔｉを算出する。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。
　本実施形態のＡＰ３は、処理部３１１に代えて、図６に示す処理部３１１ａを備える。
図６は、本実施形態による処理部３１１ａの構成を示す図である。同図において、図２に示す第１の実施形態による処理部３１１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示す処理部３１１ａが、図２の処理部３１１と異なる点は、信号処理部４０２に代えて信号処理部４０２ａを備える点と、遅延演算部４１１をさらに備える点である。
　信号処理部４０２ａは、ＳＴＡ＃１～ＳＴＡ＃Ｎそれぞれの送信要求から取得した受信開始時刻ｔ１～ｔＮを遅延演算部４１１に出力する。遅延演算部４１１は、各ＳＴＡ＃ｉの遅延時間Δｔｉを、式（１）により算出する。遅延演算部４１１は、算出したＳＴＡ＃１～ＳＴＡ＃Ｎそれぞれの遅延時間Δｔ１～ΔｔＮをスケジューリング部４０３に通知する。
　また、本実施形態の光無線通信システムは、図３に示すＳＴＡ５に代えて、図７に示す構成のＳＴＡ５ａを有する。図７は、本実施形態によるＳＴＡ５ａの構成を示すブロック図である。同図において、図３に示す第１の実施形態によるＳＴＡ５と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示すＳＴＡ５ａが、図３に示す第１の実施形態によるＳＴＡ５と異なる点は、信号処理部５２に代えて信号処理部５２ａを備える点と、遅延演算部５３を備えない点である。信号処理部５２ａは、ビーコンのフレームの受信開始時刻ｔｉを設定した送信要求をＡＰ３に送信する。
　図４、図６及び図７を用いて、本実施形態の光無線通信システムの処理手順を説明する。
　まずＡＰ３は、第１の実施形態と同様に、全ＳＴＡ＃１～＃Ｎに対してビーコンを送信する。このとき、時刻取得部４０１は、ビーコンのフレーム開始時刻ｔ０を取得するが、信号処理部４０２ａは、ビーコンにフレーム開始時刻ｔ０を設定しなくてもよい。
　各ＳＴＡ＃ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）の信号処理部５２ａがビーコンを受信すると同時に、時刻取得部５１は、ビーコンの受信開始時刻ｔｉを取得する。信号処理部５２ａは、受信開始時刻ｔｉを設定した送信要求をＡＰ３に通知する。ＡＰ３の信号処理部４０２ａは、各ＳＴＡ＃ｉの送信要求から取得した受信開始時刻ｔｉを遅延演算部４１１に出力する。遅延演算部４１１は、各ＳＴＡ＃ｉの遅延時間ｔｉを、フレーム開始時刻ｔ０と受信開始時刻ｔｉとを用いて、式（１）により算出する。スケジューリング部４０３は、各ＳＴＡ＃ｉの遅延時間Δｔｉに基づき、各ＳＴＡ＃ｉへのタイムスロットの割り当て（スケジューリング）を行う。スケジューリング部４０３は、遅延時間が長いＳＴＡ５ほど後ろのタイムスロットを割り当てることで、効率的にタイムスロットを割り当てることができる。
　以降の処理は第１の実施形態と同様である。すなわち、ＡＰ３は、各ＳＴＡ＃ｉに割り当てたタイムスロットのスロット開始時刻ｔ’ｉを設定したスロット割り当てを無線により全ＳＴＡ＃１～＃Ｎに送信する。各ＳＴＡ＃ｉは、スロット割り当てに設定されている自局のスロット開始時刻ｔ’ｉを用いて、式（２）に基づき通信開始時刻Ｔｉを決定する。ＳＴＡ＃１～＃Ｎは、求めた通信開始時刻Ｔｉに従ってＡＰ３にデータ送信を行う。ＡＰ３は、各ＳＴＡ＃ｉからのデータ信号を、ＳＴＡ＃ｉに割り当てたタイムスロットｉのスロット開始時刻ｔ’ｉから遅延時間Δｔｉが経過したタイミングで受信する。最もＡＰ３からの距離が遠いＳＴＡ５ａをＳＴＡ＃Ｎとすると、想定される最大の遅延時間はΔｔＮとなる。したがって、光無線通信システム１は、ＧＴを従来必要であったΔｔＮ×２からΔｔＮに削減することができ、伝送効率を改善することができる。
　また、図５に示すようにデータ送信時の伝送遅延を考慮して、割り当てられたタイムスロットのスロット開始時刻になる前からデータ送信を開始してもよい。すなわち、各ＳＴＡ＃ｉの通信開始時刻Ｔｉを、ＡＰ３から通知されたスロット開始時刻ｔ’ｉよりも伝送遅延の分（遅延時間Δｔｉ）だけ早めたタイミングとすることで、ＡＰ３は遅延なくデータ信号＃１～＃Ｎを受信するように見える。そのため、伝送遅延を補償するためのＧＴが不要となり、さらなる伝送効率の改善を達成することができる。図５に示すように、各ＳＴＡ５ａのタイムスロットが他のＳＴＡ５ａと時間的に重なるが、遅延時間の短いＳＴＡ５ａから順番にデータ送信を行うことで、光ファイバ３４内での干渉を回避することができる。
［第３の実施形態］
　第１及び第２の実施形態においては、各ＳＴＡ＃ｉが通信開始時刻Ｔｉを算出していた。本実施形態では、ＡＰ３が、各ＳＴＡ＃ｉの通信開始時刻Ｔｉを算出する。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明するが、第２の実施形態にこの差分を適用してもよい。
　本実施形態のＡＰ３は、処理部３１１に代えて、図８に示す処理部３１１ｂを備える。
図８は、本実施形態による処理部３１１ｂの構成を示す図である。同図において、図２に示す第１の実施形態による処理部３１１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示す処理部３１１ｂが、図２の処理部３１１と異なる点は、信号処理部４０２に代えて信号処理部４０２ｂを備える点と、通信開始時刻演算部４２１をさらに備える点である。信号処理部４０２ｂは、通信開始時刻演算部４２１が算出したＳＴＡ＃１～ＳＴＡ＃Ｎそれぞれの通信開始時刻Ｔ１～ＴＮを設定したスロット割り当てをＳＴＡ＃１～ＳＴＡ＃Ｎに送信する。通信開始時刻演算部４２１は、スケジューリング部４０３が決定した各ＳＴＡ＃ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）のスロット開始時刻ｔ’ｉを用いて、式（２）又は式（３）により、各ＳＴＡ＃ｉの通信開始時刻Ｔｉを算出する。
　本実施形態の光無線通信システムは、図３に示すＳＴＡ５に代えて、図９に示す構成のＳＴＡ５ｂを有する。図９は、本実施形態によるＳＴＡ５ｂの構成を示すブロック図である。同図において、図３に示す第１の実施形態によるＳＴＡ５と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示すＳＴＡ５ｂが、図３に示す第１の実施形態によるＳＴＡ５と異なる点は、信号処理部５２及び通信開始時刻制御部５４に代えて信号処理部５２ｂ及び通信開始時刻制御部５４ｂを備える点である。信号処理部５２ｂは、スロット割り当てに設定されている自局の通信開始時刻Ｔｉを通信開始時刻制御部５４ｂに出力する。通信開始時刻制御部５４ｂは、通信開始時刻Ｔｉにデータを送信するように、信号処理部５２ｂを制御する。
　本実施形態を第２の実施形態に適用する場合、各ＳＴＡ＃１～＃Ｎは、遅延時間をＡＰ３に通知する必要はない。この場合、ＡＰ３が、遅延演算部の機能と、通信開始時刻制御部における通信開始時刻演算機能を備えるため、各ＳＴＡの構成を簡易にすることができる。
［第４の実施形態］
　本実施形態では、ＡＰが、ビーコンの受信から所定時間待機した後にＳＴＡから送信される応答の受信時刻を用いて、遅延時間を算出する。以下では、第２の実施形態との差分と中心に説明する。
　ＡＰ３は、全てのＳＴＡ＃１～＃Ｎへビーコンを送信する。ＳＴＡ＃１～＃Ｎは、ビーコンの受信から予め決められた固定時間だけ待機した後に応答をＡＰ３に送信する。ＡＰ３の遅延演算部４１１は、フレーム開始時刻ｔ０と、ＳＴＡ＃ｉからの応答を受信した時刻とに基づいて遅延時間Δｔｉを算出する。このように、本実施形態では、ＳＴＡ＃１～＃Ｎに代えてＡＰ３が遅延演算部を備える。また、ＳＴＡ＃ｉは受信開始時刻ｔｉをＡＰ３に通知する必要はない。
［第５の実施形態］
　ＳＴＡ＃ｉが固定設置されている場合、事前に遅延時間Δｔｉを算出しておく。上述した実施形態のＡＰ３又はＳＴＡ＃ｉは、算出しておいた遅延時間Δｔｉを固定的に使用してもよい。
［第６の実施形態］
　本実施形態は、ミリ波ＲｏＦだけでなく、ミリ波以外の無線周波数を用いたＲｏＦシステムにおいても適用することができる。
　以上説明した実施形態によれば、ＴＤＭ方式を適用したＲｏＦシステムにおいて、ＡＰと、当該ＡＰに接続する全てのＳＴＡとが外部から絶対時刻を取得し、絶対時刻を用いて時刻同期し、絶対時刻に基づいて通信タイミングの制御を行う。絶対時刻を用いた通信タイミング制御により伝送遅延に影響されずに通信を行うことができ、通信タイミング制御を行わない場合と比較して、伝送距離の長延化に伴うＧＴを削減することができる。これにより、伝送効率を改善することができる。
　なお、ＡＰ３の処理部３１１、３１１ａ、３１１ｂ、及び、ＳＴＡ５、５ａ、５ｂは、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行することによって上述した実施形態の機能を実現してもよい。なお、ＡＰ３の処理部３１１、３１１ａ、３１１ｂ、及び、ＳＴＡ５、５ａ、５ｂの各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や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てもよい。
　以上説明した実施形態によれば、無線通信システムは、アクセスポイント装置と、アクセスポイント装置と無線通信する複数の無線局装置とを有する。例えば、無線通信システムは、光無線通信システム１であり、アクセスポイント装置は、ＡＰ３であり、無線局装置は、ＳＴＡ５、５ａ、５ｂである。
　アクセスポイント装置は、第一時刻取得部と、送信開始時刻取得部と、第一信号送信部と、第二信号受信部と、遅延時間取得処理と、スケジューリング部と、通知部とを備える。第一時刻取得部は、外部の装置から時刻情報を取得し、無線局装置との間で時刻の同期をとる。第一時刻取得部は、例えば、時刻取得部４０１である。送信開始時刻取得部は、同期された時刻に基づいて第一信号の送信開始時刻を取得する。送信開始時刻取得部は、例えば、時刻取得部４０１である。第一信号送信部は、送信開始時刻に、第一信号を無線局装置に送信する。第二信号受信部は、第一信号に応じて無線局装置から第二信号を受信する。第一信号送信部及び第二信号受信部は、例えば、信号処理部４０２、張出局３２である。遅延時間取得処理は、第一信号により通知した送信開始時刻と無線局装置における第一信号の受信開始時刻との差分により算出された遅延時間を第二信号から取得する。あるいは、遅延時間取得処理は、無線局装置における第一信号の受信開始時刻を第二信号から取得し、送信開始時刻と受信開始時刻との差分により遅延時間を算出する。遅延時間取得処理は、例えば、信号処理部４０２、遅延演算部４１１である。スケジューリング部は、無線局装置それぞれに時分割による送信を許可するタイミングを、各無線局装置の遅延時間に基づいて決定する。通知部は、スケジューリング部が決定したタイミングを無線局装置に通知する。通知部は、例えば、信号処理部４０２、張出局３２である。
　無線局装置は、第二時刻取得部と、第一信号受信部と、受信開始時刻取得部と、第二信号送信部と、制御部とを備える。第二時刻取得部は、外部の装置から時刻情報を取得し、前記アクセスポイント装置の間で時刻の同期をとる。第二時刻取得部は、例えば、時刻取得部５１である。第一信号受信部は、アクセスポイント装置から第一信号を受信する。第一信号受信部は、例えば、信号処理部５２である。受信開始時刻取得部は、第二時刻取得部が取得した時刻情報に基づいて、第一信号の受信開始時刻を取得する。受信開始時刻取得部は、例えば、時刻取得部５１である。第二信号送信部は、受信開始時刻を設定した第二信号をアクセスポイント装置に送信する。あるいは、第二信号送信部は、第一信号から取得した送信開始時刻と受信開始時刻との差により算出した遅延時間を設定した第二信号をアクセスポイント装置に送信する。第二信号送信部は、例えば、信号処理部５２ａ、あるいは、遅延演算部５３及び信号処理部５２である。制御部は、アクセスポイント装置から通知されたタイミングにアクセスポイント装置への信号の送信を開始するよう制御する。制御部は、例えば、通信開始時刻制御部５４、５４ｂである。
　なお、無線局装置の制御部は、通知されたタイミングから自装置における遅延時間だけ早いタイミングで、アクセスポイント装置への信号の送信を開始するよう制御してもよい。また、アクセスポイントのスケジューリング部は、無線局装置それぞれに時分割による送信を許可するタイムスロットを割り当て、無線局装置に割り当てたタイムスロットの開始から当該無線局装置における遅延時間だけ早いタイミングを、当該無線局装置に送信を許可するタイミングとしてもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　時分割多重で無線通信を行うシステムに適用可能である。
１…光無線通信システム，　３…ＡＰ，　５、５ａ、５ｂ…ＳＴＡ，　３１…収容局，　３２－１～３２－Ｍ…張出局，　３４、３５－１～３５－Ｍ…光ファイバ，　３６…スプリッタ，　３１１、３１１ａ…処理部，　５１…時刻取得部，　５２、５２ａ、５２ｂ…信号処理部，　５３…遅延演算部，　５４、５４ｂ…通信開始時刻制御部，　３１１、３１１ａ、３１１ｂ…処理部，　３１２…Ｅ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部，　３２１－１～３２１－Ｍ…Ｏ／Ｅ及びＥ／Ｏ変換部，　３２２－１～３２２－Ｍ…アンテナ部，　４０１…時刻取得部，　４０２、４０２ａ、４０２ｂ…信号処理部，　４０３…スケジューリング部，　４１１…遅延演算部，　４２１…通信開始時刻演算部

Claims (6)

  1. 　アクセスポイント装置と、前記アクセスポイント装置と無線通信する複数の無線局装置とを有する無線通信システムであって、
    　前記アクセスポイント装置は、
    　外部の装置から時刻情報を取得し、前記無線局装置との間で時刻の同期をとる第一時刻取得部と、
    　同期された時刻に基づいて第一信号の送信開始時刻を取得する送信開始時刻取得部と、
    　前記送信開始時刻に、前記第一信号を前記無線局装置に送信する第一信号送信部と、
    　前記第一信号に応じて前記無線局装置から第二信号を受信する第二信号受信部と、
    　前記第一信号により通知した前記送信開始時刻と前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻との差分により算出された遅延時間を前記第二信号から取得する処理と、前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻を前記第二信号から取得し、前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差分により遅延時間を算出する処理とのいずれかを行う遅延時間取得処理と、
    　前記無線局装置それぞれに時分割による送信を許可するタイミングを、前記無線局装置の前記遅延時間に基づいて決定するスケジューリング部と、
    　前記スケジューリング部が決定した前記タイミングを前記無線局装置に通知する通知部とを備え、
    　前記無線局装置は、
    　外部の装置から時刻情報を取得し、前記アクセスポイント装置の間で時刻の同期をとる第二時刻取得部と、
    　前記アクセスポイント装置から前記第一信号を受信する第一信号受信部と、
    　前記第二時刻取得部が取得した前記時刻情報に基づいて、前記第一信号の受信開始時刻を取得する受信開始時刻取得部と、
    　前記受信開始時刻を設定した前記第二信号、又は、前記第一信号から取得した前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差により算出した前記遅延時間を設定した前記第二信号を前記アクセスポイント装置に送信する第二信号送信部と、
    　前記アクセスポイント装置から通知された前記タイミングに前記アクセスポイント装置への信号の送信を開始するよう制御する制御部とを備える、
    　無線通信システム。
  2. 　前記制御部は、通知された前記タイミングから前記無線局装置における前記遅延時間だけ早いタイミングで前記アクセスポイント装置への信号の送信を開始するよう制御する、
    　請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記スケジューリング部は、前記無線局装置それぞれに時分割による送信を許可するタイムスロットを割り当て、前記無線局装置に割り当てた前記タイムスロットの開始から当該無線局装置における前記遅延時間だけ早いタイミングを、当該無線局装置に送信を許可するタイミングとする、
    　請求項１に記載の無線通信システム。
  4. 　アクセスポイント装置と、前記アクセスポイント装置と無線通信する複数の無線局装置とを有する無線通信システムにおける前記アクセスポイント装置であって、
    　外部の装置から時刻情報を取得し、前記無線局装置との間で時刻の同期をとる時刻取得部と、
    　同期された時刻に基づいて第一信号の送信開始時刻を取得する送信開始時刻取得部と、
    　前記送信開始時刻に、前記第一信号を前記無線局装置に送信する第一信号送信部と、
    　前記第一信号に応じて前記無線局装置から第二信号を受信する第二信号受信部と、
    　前記第一信号により通知した前記送信開始時刻と前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻との差分により算出された遅延時間を前記第二信号から取得する処理と、前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻を前記第二信号から取得し、前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差分により遅延時間を算出する処理とのいずれかを行う遅延時間取得処理と、
    　前記無線局装置それぞれに時分割による送信を許可するタイミングを、前記無線局装置の前記遅延時間に基づいて決定するスケジューリング部と、
    　前記スケジューリング部が決定した前記タイミングを前記無線局装置に通知する通知部と、
    　を備えるアクセスポイント装置。
  5. 　アクセスポイント装置と、前記アクセスポイント装置と無線通信する複数の無線局装置とを有する無線通信システムにおける前記無線局装置であって、
    　外部の装置から時刻情報を取得し、前記アクセスポイント装置の間で時刻の同期をとる時刻取得部と、
    　前記アクセスポイント装置から第一信号を受信する第一信号受信部と、
    　前記時刻取得部が取得した前記時刻情報に基づいて、前記第一信号の受信開始時刻を取得する受信開始時刻取得部と、
    　前記受信開始時刻を設定した第二信号を前記アクセスポイント装置に送信する処理と、前記第一信号から前記アクセスポイント装置における前記第一信号の送信開始時刻を取得し、取得した前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差により算出した遅延時間を設定した第二信号を前記アクセスポイント装置に送信する処理とのいずれか行う第二信号送信部と、
    　前記アクセスポイント装置から、前記送信開始時刻と前記第二信号により通知した前記受信開始時刻との差分により算出される遅延時間又は前記第二信号により通知した前記遅延時間に基づいて決定された、時分割による送信が許可されたタイミングの通知を受け、通知された前記タイミングに前記アクセスポイント装置への信号の送信を開始するよう制御する制御部と、
    　を備える無線局装置。
  6. 　アクセスポイント装置と、前記アクセスポイント装置と無線通信する複数の無線局装置とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    　前記アクセスポイント装置が、
    　外部の装置から時刻情報を取得し、前記無線局装置との間で時刻の同期をとる第一時刻情報取得ステップと、
    　同期された時刻に基づいて第一信号の送信開始時刻を取得する送信開始時刻取得ステップと、
    　前記送信開始時刻に、前記第一信号を前記無線局装置に送信する第一信号送信ステップと、
    　前記第一信号に応じて前記無線局装置から第二信号を受信する第二信号受信ステップと、
    　前記第一信号により通知した前記送信開始時刻と前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻との差分により算出された遅延時間を前記第二信号から取得する処理と、前記無線局装置における前記第一信号の受信開始時刻を前記第二信号から取得し、前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差分により遅延時間を算出する処理とのいずれかを行う遅延時間取得ステップと、
    　前記無線局装置それぞれに時分割による送信を許可するタイミングを、前記無線局装置の前記遅延時間に基づいて決定するスケジューリングステップと、
    　前記スケジューリングステップにおいて決定した前記タイミングを前記無線局装置に通知する通知ステップと、
    　前記無線局装置が、
    　外部の装置から時刻情報を取得し、前記アクセスポイント装置の間で時刻の同期をとる第二時刻取得ステップと、
    　前記アクセスポイント装置から前記第一信号を受信する第一信号受信ステップと、
    　前記第二時刻取得ステップにおいて取得した前記時刻情報に基づいて、前記第一信号の受信開始時刻を取得する受信開始時刻取得ステップと、
    　前記受信開始時刻を設定した前記第二信号、又は、前記第一信号から取得した前記送信開始時刻と前記受信開始時刻との差により算出した前記遅延時間を設定した前記第二信号を前記アクセスポイント装置に送信する第二信号送信ステップと、
    　前記アクセスポイント装置から通知された前記タイミングに前記アクセスポイント装置への信号の送信を開始するよう制御する制御ステップと、
    　を有する無線通信方法。
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