本發(fā)明涉及毫米波通信控制方法及毫米波通信控制裝置。

背景技術(shù)：

近年來，對(duì)于業(yè)務(wù)量需要的急劇增長(zhǎng)，為了確保1GHz以上的帶寬，在研究使用毫米波頻段進(jìn)行通信的小型基站裝置的導(dǎo)入。例如，在假想在使用微波頻段進(jìn)行通信的基站裝置的通信區(qū)域內(nèi)設(shè)置了多個(gè)小型基站裝置的通信系統(tǒng)(有時(shí)也被稱為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò))。

這樣的小型基站裝置，由于使用毫米波頻段，所以傳播損耗變大。因此，難以延長(zhǎng)電波的到達(dá)距離。

作為這樣的傳播損耗的改善、進(jìn)而有助于通信速度的高速化及小區(qū)區(qū)域(通信區(qū)域)的擴(kuò)大的一個(gè)方法，有基站裝置使用多個(gè)天線元件(天線陣列)，進(jìn)行指向性控制(波束成形)的方法。進(jìn)行指向性控制的方法，通過將基站裝置發(fā)送的電波朝向終端(有時(shí)也被稱為“終端裝置”或“STA(Station)”)存在的方向(指向性)，相比無指向性的發(fā)送，能夠使電波到達(dá)至遠(yuǎn)距離的地點(diǎn)。因此，進(jìn)行指向性控制的方法，能夠擴(kuò)大基站裝置覆蓋的小區(qū)區(qū)域。此外，終端能夠改善SINR(Signal to Interference-plus-Noise power Ratio；信號(hào)對(duì)干擾加噪聲功率比)。由于可進(jìn)行頻率利用效率高的、調(diào)制方式及編碼率的應(yīng)用，所以可進(jìn)行較高的傳輸速度的通信(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：IEEE 802.11ad-2012 Standard for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between systems-Local and Metropolitan networks-Specific requirements-Part 11：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications Amendment 3：Enhancements for Very High Throughput in the 60 GHz Band

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

可是，在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，使其他系統(tǒng)的終端二次利用在多個(gè)小型基站裝置中構(gòu)成的毫米波網(wǎng)絡(luò)的無線資源也是有效的。例如，在與微波網(wǎng)絡(luò)和毫米波網(wǎng)絡(luò)的兩方對(duì)應(yīng)的終端利用微波網(wǎng)絡(luò)的情況下，使該終端二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的無線資源。但是，以往，在使屬于其他網(wǎng)絡(luò)的終端二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的無線資源的情況下，在初始連接被確立為止花費(fèi)了時(shí)間。

本發(fā)明的非限定性的實(shí)施例提供能夠縮短毫米波網(wǎng)絡(luò)的二次利用時(shí)的初始連接被確立為止的時(shí)間的毫米波通信控制方法及毫米波通信控制裝置。

本發(fā)明的一方式的毫米波通信控制方法，其是在構(gòu)成微波網(wǎng)絡(luò)和具有在所述微波網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)置的一個(gè)以上的毫米波接入點(diǎn)的毫米波網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)中的毫米波通信控制方法，包括以下步驟：在控制所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的毫米波通信控制裝置中，從屬于所述微波網(wǎng)絡(luò)的微波通信控制裝置接收包含屬于所述微波網(wǎng)絡(luò)的第1終端產(chǎn)生的所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用請(qǐng)求的第1信號(hào)，在所述第1信號(hào)中包含所述第1終端的位置信息，基于所述第1終端的位置信息，設(shè)定所述一個(gè)以上的毫米波接入點(diǎn)的一個(gè)以上的無線資源之中的、對(duì)所述第1終端分配的無線資源、以及對(duì)所述第1終端的波束范圍，將所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的許可利用、以及用于連接到與所述分配的無線資源對(duì)應(yīng)的第1毫米波接入點(diǎn)的第1連接信息發(fā)送到所述微波通信控制裝置，所述第1連接信息與屬于所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的第2終端用于連接到所述第1毫米波接入點(diǎn)的第2連接信息不同。

再有，這些概括性的并且具體的方式，可以通過系統(tǒng)、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序、或記錄介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)，也可以通過系統(tǒng)、裝置、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序及記錄介質(zhì)裝置的任意的組合來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的一方式，能夠縮短毫米波網(wǎng)絡(luò)的二次利用時(shí)的初始連接被確立為止的時(shí)間。

從說明書和附圖中將清楚本發(fā)明的一方式中的更多的優(yōu)點(diǎn)和效果。這些優(yōu)點(diǎn)和/或效果可以由幾個(gè)實(shí)施方式和說明書及附圖所記載的特征來分別提供，不需要為了獲得一個(gè)或一個(gè)以上的特征而提供全部特征。

附圖說明

圖1表示以往的毫米波網(wǎng)絡(luò)的無線資源的二次利用中的各裝置的動(dòng)作。

圖2表示本發(fā)明的實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

圖3表示本發(fā)明的實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的各裝置的動(dòng)作。

圖4A表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的處理(S201)中使用的通信框架的結(jié)構(gòu)例。

圖4B表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的處理(S204)中使用的通信框架的結(jié)構(gòu)例子。

圖4C表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的處理(S208)中使用的通信框架的結(jié)構(gòu)例子。

圖4D表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的處理(S209)中使用的通信框架的結(jié)構(gòu)例子。

圖4E表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的處理(S214)中使用的通信框架的結(jié)構(gòu)例子。

圖4F表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的處理(S216)中使用的通信框架的結(jié)構(gòu)例子。

圖4G表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的處理(S217)中使用的通信框架的結(jié)構(gòu)例子。

具體實(shí)施方式

[完成本發(fā)明的一方式的經(jīng)過]

以往，在初始連接確立前的階段，可進(jìn)行指向性控制的基站裝置沒有能夠判斷終端存在的方向的信息。因此，基站裝置難以在終端存在的方向上向指向性發(fā)送信號(hào)。

因此，提出了基站裝置將小區(qū)區(qū)域根據(jù)指向性的寬度細(xì)致地分割，對(duì)分割后的范圍分別依次地切換指向性，并且發(fā)送信號(hào)的方法。該方法通過依次的操作來覆蓋整個(gè)小區(qū)區(qū)域，通過指向性控制，可以擴(kuò)大小區(qū)區(qū)域能夠覆蓋的范圍。通過高密度地配置可進(jìn)行指向性控制的小型基站裝置，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠使小區(qū)區(qū)域連續(xù)，擴(kuò)寬小區(qū)區(qū)域能夠覆蓋的范圍。

但是，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)需要高密度地配置很多的小型基站裝置。而且，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)被要求相應(yīng)處理如何高效地將終端連接到小型基站裝置。對(duì)于這些要求，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)二次利用已經(jīng)作為獨(dú)立經(jīng)營(yíng)LAN設(shè)定的多個(gè)小型基站裝置的線路是有效的。

圖1是表示在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，可連接到微波網(wǎng)絡(luò)及毫米波網(wǎng)絡(luò)的雙方的多頻帶終端(多頻帶STA)二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)(例如，已設(shè)的獨(dú)立經(jīng)營(yíng)LAN)的小型基站裝置(以下，有時(shí)也稱為“毫米波AP(Access Point；接入點(diǎn))”)情況中的連接處理的時(shí)序圖。

這里，在小型基站裝置的二次利用之時(shí)，對(duì)多頻帶終端的用戶預(yù)先通知在二次利用時(shí)的連接上必要的被固定地分配的連接信息(無線LAN的SSID(Service Set Identifier；服務(wù)集標(biāo)識(shí)符)或密碼等)。用戶使用連接信息，將多頻帶終端連接到小型基站裝置。

圖1中，在步驟(以下，表示為“S”)11中，毫米波AP改變波束方向，并且以信標(biāo)周期(例如，100msec)發(fā)送信標(biāo)。信標(biāo)包含毫米波AP的SSID。

在S12中，多頻帶終端搜索來自毫米波AP的信標(biāo)。多頻帶終端在進(jìn)入毫米波通信系統(tǒng)的小區(qū)區(qū)域內(nèi)，本終端的波束方向(指向性)朝向信標(biāo)的發(fā)送方向的情況下，接收信標(biāo)。

在S13中，多頻帶終端判定是否可利用與接收到的信標(biāo)對(duì)應(yīng)的毫米波AP。具體地說，在S12中接收到的信標(biāo)與預(yù)先通知的SSID(連接信息)一致的情況下，多頻帶終端判定為可利用毫米波AP。在多頻帶終端檢測(cè)出可利用的毫米波AP的情況下，在S14中，多頻帶終端將毫米波連接請(qǐng)求(包含SSID)向毫米波AP發(fā)送。在毫米波AP許可來自多頻帶終端的毫米波連接請(qǐng)求的情況下，在S15中，毫米波AP將毫米波連接許可向多頻帶終端發(fā)送。

在S16中，毫米波AP進(jìn)行對(duì)各波束方向發(fā)送訓(xùn)練分組的、波束訓(xùn)練。訓(xùn)練分組包含與波束方向?qū)?yīng)的波束ID。在S17中，多頻帶終端在接收到訓(xùn)練分組后，將接收到的訓(xùn)練分組中包含的波束ID通知毫米波AP。在S18中，毫米波AP基于在S17中從多頻帶終端接收到的波束ID，設(shè)定對(duì)多頻帶終端的初始波束(波束范圍)。

在初始波束的設(shè)定完成后，在S19中，毫米波AP及多頻帶終端開始使用了毫米波頻段的數(shù)據(jù)通信(毫米波數(shù)據(jù)通信)。再有，在數(shù)據(jù)通信中，毫米波AP根據(jù)需要，對(duì)于多頻帶終端，也可以再次進(jìn)行波束的指向性控制。

在S20中，多頻帶終端在數(shù)據(jù)通信結(jié)束后，將毫米波連接的切斷請(qǐng)求發(fā)送到毫米波AP。在S21中，毫米波AP切斷多頻帶終端和毫米波AP之間的毫米波連接。

以上，說明了多頻帶終端二次利用毫米波AP的情況下的動(dòng)作。

這樣，為了毫米波AP的二次利用，用戶(多頻帶終端)檢測(cè)可二次利用的毫米波AP。毫米波AP根據(jù)用戶的連接請(qǐng)求，將毫米波頻段的無線資源分配給多頻帶終端。即，根據(jù)用戶的情況進(jìn)行對(duì)毫米波AP的連接請(qǐng)求，所以毫米波AP(獨(dú)立經(jīng)營(yíng)LAN)難以掌握連接到毫米波AP的終端數(shù)或終端的狀態(tài)。

因此，在未使用的毫米波頻段(信道)有很多的情況下，各毫米波AP中分配的毫米波頻段(信道(channel))作為空閑的無線資源通過二次利用而被有效利用。但是，在未使用的毫米波頻段(信道)較少的情況下，毫米波頻段因二次利用而受到壓迫。這樣，在二次利用毫米波頻段的情況下，毫米波AP難以進(jìn)行對(duì)多頻帶終端分配的(借出)無線資源的控制。

此外，在S20中為了使數(shù)據(jù)通信結(jié)束，多頻帶終端基本上向毫米波AP發(fā)送毫米波切斷請(qǐng)求。但是，也有不發(fā)送毫米波切斷請(qǐng)求，而多頻帶終端從毫米波通信的小區(qū)區(qū)域離開的情況。該情況下，毫米波AP難以釋放在與脫離的多頻帶終端的連接上使用的無線資源(管理資源)。因此，無線資源的利用效率下降。

此外，對(duì)多頻帶終端預(yù)先通知多頻帶終端用于連接到毫米波AP的連接信息。因此，連接信息是固定的。因此，在連接信息被第三者(正常用戶以外的用戶)知道后，即使是第三者，也可連接到毫米波AP。因此，在毫米波網(wǎng)絡(luò)(獨(dú)立經(jīng)營(yíng)LAN)及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的雙方中，需要安全的通信(連接)。

此外，直至確立多頻帶終端和毫米波AP之間的初始連接為止的時(shí)間，期望進(jìn)一步縮短。

本發(fā)明的一方式的目的在于，在使屬于其他網(wǎng)絡(luò)的終端二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的無線資源的情況下，將無線資源安全并且高效率地分配給該終端，以及縮短直至確立二次利用時(shí)的初始連接為止的時(shí)間。

以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的一實(shí)施方式。

<通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)>

首先，參照?qǐng)D2說明本實(shí)施方式的通信系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)。

圖2所示的通信系統(tǒng)10包括：毫米波控制單元(毫米波通信控制裝置)101；多個(gè)毫米波接入點(diǎn)(毫米波AP)102、103；毫米波網(wǎng)關(guān)(毫米波GW)104；連接它們的LAN(獨(dú)立經(jīng)營(yíng)LAN)100；毫米波終端(毫米波STA)105；多頻帶終端(多頻帶STA(第1終端))107；微波控制單元(微波通信控制裝置)109；微波基站裝置110；以及微波網(wǎng)關(guān)(微波GW)111。

<毫米波網(wǎng)絡(luò)的說明>

LAN100連接毫米波控制單元101、多個(gè)毫米波AP102、103以及毫米波GW104。此外，LAN100還連接到未圖示的其他節(jié)點(diǎn)。LAN100可有線連接，也可以無線連接，例如能夠使用基于Ethernet(注冊(cè)商標(biāo))、Wi-Fi(注冊(cè)商標(biāo))、USB(注冊(cè)商標(biāo))或光纖通信等連接。

毫米波GW104連接LAN100和因特網(wǎng)等的IP(Intemet Protocol；因特網(wǎng)協(xié)議)網(wǎng)113。毫米波GW104具備中繼從LAN100內(nèi)的節(jié)點(diǎn)向外部的通信或從外部向LAN100內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的通信的路由器、NAT(Network Address Translation；網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)、NAPT(Network Address Port Translation；網(wǎng)絡(luò)地址端口轉(zhuǎn)換)等的功能。而且，毫米波GW104具備用于處理VLAN(Virtual LAN)、VPN(Virtual Private Network；虛擬專用網(wǎng)絡(luò))等的虛擬網(wǎng)絡(luò)的功能。

毫米波AP102、103使用例如60GHz頻帶等的毫米波頻段，與包括毫米波無線單元的終端進(jìn)行通信。毫米波AP102、103在進(jìn)行無線通信時(shí)進(jìn)行指向性控制。此外，毫米波AP102、103也可以包括多個(gè)毫米波無線單元。

例如，圖2所示的毫米波AP102包括3個(gè)獨(dú)立的毫米波無線單元1021、1022、1023。毫米波無線單元1021通過指向性控制而形成比較窄的毫米波通信區(qū)域(小區(qū)區(qū)域)106(例如，角度范圍：數(shù)十度，距離：數(shù)米左右)。同樣地，毫米波無線單元1023通過指向性控制形成比較窄的毫米波通信區(qū)域108。再有，毫米波無線單元1022也同樣地形成比較窄的毫米波通信區(qū)域(未圖示)。

此外，在毫米波AP103中，也與毫米波AP102同樣，多個(gè)毫米波無線單元分別形成比較窄的毫米波通信區(qū)域(未圖示)。各毫米波通信區(qū)域106、108是比較窄的范圍。因此，在毫米波網(wǎng)絡(luò)中，通過配置多個(gè)毫米波AP，毫米波的通信區(qū)域被擴(kuò)大。

毫米波終端105包括毫米波無線單元1051，與毫米波AP進(jìn)行無線通信。例如，在圖2中，毫米波終端105在毫米波通信區(qū)域106內(nèi)存在。因此，毫米波終端105的毫米波無線單元1051及毫米波AP102的毫米波無線單元1021彼此進(jìn)行指向性控制，進(jìn)行高速通信。

毫米波控制單元101進(jìn)行多個(gè)毫米波AP102、103的控制。毫米波控制單元101進(jìn)行例如將在各毫米波AP102、103具有的多個(gè)毫米波通信區(qū)域內(nèi)存在的終端的初始連接程序及認(rèn)證、毫米波通信區(qū)域的移動(dòng)管理、毫米波通信區(qū)域的形狀、信道分配、收容終端數(shù)或通信量分配給各毫米波AP102、103的負(fù)載分散等的控制。

毫米波控制單元101包括通信單元1011及設(shè)定單元1012。通信單元1011包括接收單元及發(fā)送單元。通信單元1011從微波控制單元109接收屬于微波網(wǎng)絡(luò)的終端(在圖2中，為多頻帶終端107)產(chǎn)生的毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用請(qǐng)求。利用請(qǐng)求包含多頻帶終端107的終端位置信息。設(shè)定單元1012基于終端位置信息，設(shè)定多個(gè)毫米波AP的多個(gè)無線資源之中的、對(duì)多頻帶終端107分配的無線資源、以及對(duì)多頻帶終端107的波束范圍。

然后，通信單元1011將用于連接到與分配給多頻帶終端107的無線資源對(duì)應(yīng)的毫米波AP(第1毫米波AP(在圖2中為毫米波AP102))的第1連接信息(借出信息)發(fā)送到微波控制單元109。再有，第1連接信息(借出信息)與屬于毫米波網(wǎng)絡(luò)的毫米波終端105用于連接到與所述分配的無線資源對(duì)應(yīng)的毫米波AP(第1毫米波AP(毫米波AP102))的第2連接信息不同。

<微波NW的說明>

微波基站裝置110使用例如2.4GHz頻帶或5GHz頻帶等的微波頻段，與包括微波無線單元的終端進(jìn)行通信。作為微波通信，例如，可列舉利用Wi-Fi、LTE(3GPP Long Term Evolution)、Bluetooth(注冊(cè)商標(biāo))、或Zigbee(注冊(cè)商標(biāo))等的通信。微波的傳播距離較長(zhǎng)，所以微波通信區(qū)域112(角度范圍為360度，距離為數(shù)十米～數(shù)公里)相對(duì)于毫米波通信區(qū)域比較寬。

微波網(wǎng)絡(luò)例如包含一個(gè)以上的微波基站裝置(在圖2中為微波基站裝置110)。通過控制微波基站裝置110，微波控制單元109將微波的通信區(qū)域擴(kuò)大。微波控制單元109進(jìn)行例如將在微波通信區(qū)域內(nèi)包含的一個(gè)以上的終端的初始連接程序、認(rèn)證、以及位置信息獲取、微波通信區(qū)域的移動(dòng)管理、信道分配、發(fā)送功率控制、收容終端數(shù)或通信量分配給各微波基站裝置及各小型基站裝置(毫米波AP)的負(fù)載分散等的控制。再有，在使屬于微波網(wǎng)絡(luò)的終端(多頻帶終端107)二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的情況下，微波控制單元109進(jìn)行在毫米波控制單元101和微波控制單元109之間用于二次利用的初始連接程序等的控制。

微波GW111具備路由器、NAT、NAPT等的功能。此外，微波GW111還具備用于處理VLAN、VPN等的虛擬網(wǎng)絡(luò)的功能。

再有，路由器將微波控制單元109、微波基站裝置110以及未圖示的其他節(jié)點(diǎn)所連接的微波網(wǎng)絡(luò)(核心網(wǎng))、以及外部的IP網(wǎng)113連接，具有中繼從核心網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)向外部的通信或從外部向核心網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的通信的功能。

<多頻帶終端的說明>

多頻帶終端107包括毫米波無線單元1071和微波無線單元1072。多頻帶終端107能夠分別獨(dú)立地進(jìn)行與毫米波AP的毫米波無線單元的無線通信、以及與微波基站裝置的無線通信。例如，多頻帶終端107在微波通信區(qū)域112內(nèi)與微波基站裝置110進(jìn)行無線通信。此外，在檢測(cè)出通過移動(dòng)進(jìn)入到毫米波通信區(qū)域108的情況下，多頻帶終端107與毫米波AP102能夠無線通信。

<裝置的動(dòng)作>

接著，說明上述通信系統(tǒng)10的各裝置的動(dòng)作。

在以下的說明中，多頻帶終端107是屬于微波網(wǎng)絡(luò)(核心網(wǎng))的節(jié)點(diǎn)。微波控制單元109進(jìn)行多頻帶終端107的認(rèn)證及管理。

此外，在本實(shí)施方式中，在設(shè)置及運(yùn)營(yíng)毫米波網(wǎng)絡(luò)(LAN100)的運(yùn)營(yíng)商和設(shè)置及運(yùn)營(yíng)微波網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商之間，預(yù)先商定在規(guī)定的優(yōu)先級(jí)及范圍內(nèi)二次利用毫米波無線資源。毫米波無線資源，例如包含通信帶寬、無線信道、通信區(qū)域、毫米波無線單元、扇區(qū)、波束、通信時(shí)間等。二次利用是屬于毫米波網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)以外的節(jié)點(diǎn)的毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用。再有，二次利用也可以基于被利用的毫米波無線資源作為收費(fèi)處理的對(duì)象。

圖3表示多頻帶終端107二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的無線資源與毫米波AP102連接，進(jìn)行與微波網(wǎng)絡(luò)的通信的時(shí)序的一例子。圖4A～圖4G表示用于圖3所示的處理的幀的結(jié)構(gòu)例子。

再有，在圖3中，虛線箭頭表示微波通信。點(diǎn)劃線箭頭表示毫米波通信。此外，微波控制單元109和毫米波控制單元101之間的實(shí)線箭頭表示通過了微波網(wǎng)絡(luò)、微波GW111、IP網(wǎng)113、毫米波GW104、LAN100的通信。此外，毫米波控制單元101和毫米波AP102之間的實(shí)線箭頭表示通過了LAN100的通信。

順序地說明各處理的步驟(以下表示為“S”)。

在S201中，多頻帶終端107及微波控制單元109在微波通信區(qū)域112內(nèi)進(jìn)行了初始連接、認(rèn)證后，進(jìn)行微波數(shù)據(jù)通信。圖4A表示用于S201中的微波數(shù)據(jù)通信的幀的一例子。圖4A所示的幀包含含有目的地及控制信息的“信頭”、“終端ID”(終端ID也可以包含在信頭中)、“有效載荷”、用于糾錯(cuò)等的“尾部”。此外，圖4A所示的有效載荷，在多頻帶終端107和微波控制單元109之間被用預(yù)先共享的密鑰A加密。由此，多頻帶終端107和微波控制單元109之間的通信是安全的。

再有，圖4A所示的幀的信頭及尾部也包含在其他的幀(圖4B～圖4G)中。在以下的圖4B～圖4G的說明中，省略信頭及尾部的說明。

在S202中，微波控制單元109基于S201的處理內(nèi)容，獲取多頻帶終端107的位置信息。例如，微波控制單元109基于接收功率、GPS信息或陀螺儀信息等，獲取表示多頻帶終端107連接到哪個(gè)微波基站裝置、或多頻帶終端107位于微波通信區(qū)域內(nèi)的哪個(gè)位置等的信息，作為多頻帶終端107的位置信息。

在S203中，微波控制單元109基于在S202中獲取的多頻帶終端107的位置信息，判定在多頻帶終端107存在的位置附近是否有能夠二次利用的毫米波網(wǎng)絡(luò)。再有，微波通信區(qū)域和能夠二次利用的毫米波通信區(qū)域之間的位置關(guān)系，例如預(yù)先注冊(cè)在數(shù)據(jù)庫等中。

例如，微波控制單元109首先判定多頻帶終端107的位置、通信量或移動(dòng)速度是否適合于毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用。然后，在判定為多頻帶終端107不適合于毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用的情況下，微波控制單元109反復(fù)進(jìn)行S201～S203的處理，使微波通信持續(xù)。另一方面，在判定為多頻帶終端107適合于毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用的情況下，微波控制單元109轉(zhuǎn)移到S204的處理。

在S204中，微波控制單元109對(duì)于毫米波控制單元101進(jìn)行毫米波利用請(qǐng)求，以使頻帶終端107連接到毫米波網(wǎng)絡(luò)。圖4B表示S204中的用于毫米波利用請(qǐng)求的幀的一例子。圖4B所示的幀包含表示“利用請(qǐng)求”的數(shù)據(jù)、二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的終端的“終端ID”(多頻帶終端107的ID。例如也可以使用毫米波無線單元1071的MAC地址等)、表示二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的終端的位置信息的“終端位置信息”。

包含利用請(qǐng)求、終端ID及終端位置信息的數(shù)據(jù)，在微波控制單元109和毫米波控制單元101之間用預(yù)先共享的密鑰B加密。由此，微波控制單元109和毫米波控制單元101之間的通信是安全的。

在S204中，毫米波控制單元101從微波控制單元109接收多頻帶終端107的毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用請(qǐng)求(第1信號(hào))。在S205中，毫米波控制單元101基于在S204中從微波控制單元109接受的數(shù)據(jù)，判定在毫米波網(wǎng)絡(luò)(LAN100)內(nèi)的多個(gè)毫米波AP的多個(gè)無線資源之中是否有對(duì)多頻帶終端107分配的無線資源(可二次利用的空閑的無線資源)。例如，毫米波控制單元101通過對(duì)各毫米波AP查詢?cè)赟204中接受的終端位置信息所示的終端位置上形成毫米波通信區(qū)域的無線資源(毫米波無線單元、扇區(qū)、波束或通信頻帶等)是否空閑(屬于LAN100的毫米波終端有沒有占有毫米波AP的無線資源)等，判定有無空閑的無線資源。

在圖2所示的例子中，毫米波AP102的毫米波無線單元1023空閑。因此，毫米波控制單元101基于多頻帶終端107的位置信息，判定為能夠?qū)⒑撩撞o線單元1023形成的毫米波通信區(qū)域108的無線資源分配給多頻帶終端107。

因此，毫米波控制單元101將毫米波通信區(qū)域108的無線資源設(shè)定作為對(duì)多頻帶終端107分配的無線資源(以下，有時(shí)也稱為“借出資源”)。再有，在對(duì)于多頻帶終端107判定為無可二次利用的無線資源的情況下，毫米波控制單元101使用相當(dāng)于后述的S208中的幀，將毫米波不許可利用通知返回到微波控制單元109。

在S206中，毫米波控制單元101基于S205中的判定結(jié)果，生成用于連接到與分配給多頻帶終端107的無線資源(可二次利用的無線資源)對(duì)應(yīng)的毫米波AP(第1毫米波AP)102的第1連接信息(以下，有時(shí)也稱為“借出信息”)。第1連接信息包含表示多頻帶終端107利用(連接)的毫米波AP的ID的“借出SSID”、用于毫米波AP102和多頻帶終端107之間的毫米波通信的密鑰即“借出密鑰”、以及用于構(gòu)筑多頻帶終端107用于通過毫米波網(wǎng)絡(luò)連接到微波網(wǎng)絡(luò)的虛擬網(wǎng)絡(luò)的“VLAN標(biāo)記(借出VLAN標(biāo)記ID)”。

再有，多頻帶終端107用于連接到毫米波AP102的第1連接信息(借出信息)與屬于毫米波網(wǎng)絡(luò)的毫米波終端用于連接到毫米波AP102的第2連接信息(SSID、密鑰)不同。即，借出SSID作為與毫米波AP102的ID即SSID不同的虛擬SSID而生成。此外，與毫米波AP102的MAC地址不同，還生成虛擬MAC地址。此外，借出密鑰是與在毫米波網(wǎng)絡(luò)中使用的密鑰不同的密鑰。此外，借出VLAN標(biāo)記ID用于將來自多頻帶終端107的數(shù)據(jù)與屬于LAN100的節(jié)點(diǎn)(毫米波終端)的數(shù)據(jù)分離。

即，是對(duì)二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的終端(多頻帶終端107)專用地臨時(shí)(時(shí)限的)設(shè)定用于二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的第1連接信息、并且與在LAN100內(nèi)使用的第2連接信息是獨(dú)立的參數(shù)。此外，在該第1連接信息中，也可以設(shè)定二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的終端的毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用的有效期限。這樣一來，能夠防止多頻帶終端107使用一次發(fā)行的第1連接信息連續(xù)二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)。其結(jié)果，能夠防止LAN100的無線資源被連續(xù)壓迫。

此外，借出信息的各參數(shù)的值，也可以在每次發(fā)行時(shí)被設(shè)定不同的值。

在S207中，毫米波控制單元101將在S206中毫米波控制單元101生成的第1連接信息通知毫米波AP102。

在S208中，毫米波控制單元101將在S206中毫米波控制單元101生成的第1連接信息和毫米波許可利用，通知微波控制單元109。圖4C表示在S208中使用的幀的一例子。圖4C所示的幀包含表示“許可利用”的數(shù)據(jù)、對(duì)于多頻帶終端107用于連接到許可二次利用的毫米波AP102的第1連接信息(借出SSID、借出密鑰、借出VLAN標(biāo)記ID)。此外，圖4C的表示許可利用的數(shù)據(jù)也可以包含第1連接信息的有效期限和用于連接的頻率信道號(hào)。表示許可利用的數(shù)據(jù)及第1連接信息用密鑰B加密。由此，毫米波控制單元101和微波控制單元109之間的通信是安全的。再有，也可以省略發(fā)送許可利用及第1連接信息之中的、許可利用。

在S209中，微波控制單元109將S208中微波控制單元109接收到的毫米波許可利用及第1連接信息通過微波基站裝置110通知多頻帶終端107。圖4D表示S209中使用的幀的一例子。圖4D所示的幀中包含的數(shù)據(jù)的內(nèi)容，與S208中使用的幀(參照?qǐng)D4C)是同樣。但是，圖4D所示的幀中包含的數(shù)據(jù)用密鑰A加密。由此，微波基站裝置110和多頻帶終端107之間的通信是安全的。

在S210中，毫米波AP102基于S207中毫米波AP102接收到的第1連接信息，設(shè)定對(duì)多頻帶終端107分配的無線資源(借出資源)。

在S211中，毫米波控制單元101基于S204中毫米波控制單元101接受的終端位置信息所示的多頻帶終端107的位置信息，確定毫米波AP102的初始波束范圍。

這里，以往(例如，參照?qǐng)D1)的基站裝置在初始連接確立前的階段中，不具有用于判斷終端存在的方向的信息。因此，以往的基站裝置難以在終端存在的方向上向指向性(波束)發(fā)送信號(hào)。其結(jié)果，以往的基站裝置要進(jìn)行使用了訓(xùn)練分組的波束訓(xùn)練(圖1所示的S16)。相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，在多頻帶終端107的毫米波網(wǎng)絡(luò)的二次利用時(shí)的初始連接處理中，對(duì)于毫米波控制單元101，預(yù)先通知多頻帶終端107的位置信息(圖3的S204)。因此，毫米波控制單元101基于多頻帶終端107的位置信息，能夠縮小初始掃描的范圍(初始波束范圍)。即，毫米波控制單元101控制毫米波AP102即可，使得多頻帶終端107存在的方向包含在初始波束范圍中。因此，本實(shí)施方式能夠迅速地進(jìn)行多頻帶終端107的毫米波電波的搜索，能夠縮短在毫米波電波的搜索上需要的時(shí)間(即，初始連接的確立上需要的時(shí)間)。

在S212中，毫米波控制單元101將S211中毫米波控制單元101確定的初始波束范圍通知毫米波AP102。在S213中，毫米波AP102基于S212中毫米波AP102接收到的初始波束范圍，設(shè)定用于搜索并連接多頻帶終端107的初始波束(初始指向性)，等待來自多頻帶終端107的連接請(qǐng)求。

在S214中，多頻帶終端107基于S209中多頻帶終端107接收到的第1連接信息，對(duì)于毫米波AP102進(jìn)行毫米波連接請(qǐng)求。圖4E表示S214中使用的幀的一例子。圖4E所示的幀包含表示連接目的地即毫米波AP102的ID的借出SSID、表示多頻帶終端107的ID的終端ID(借出SSID及終端ID也可以被包含在信頭中)、以及表示連接請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。

在S215中，毫米波AP102對(duì)于S214中毫米波AP102接收到的毫米波連接請(qǐng)求，將毫米波連接許可通知多頻帶終端107，確立毫米波通信的連接。由此，多頻帶終端107在毫米波AP102和多頻帶終端107之間開始毫米波通信。

在S216中，多頻帶終端107與毫米波AP102進(jìn)行毫米波數(shù)據(jù)通信。圖4F表示S216中使用的幀的一例子。圖4F所示的幀包含虛擬網(wǎng)絡(luò)的借出VLAN標(biāo)記ID、以及有效載荷。借出VLAN標(biāo)記ID及有效載荷用借出密鑰加密。

再有，在圖4F中，有效載荷是多頻帶終端107和微波控制單元109之間被交換的數(shù)據(jù)。因此，有效載荷也可以用多頻帶終端107和微波控制單元109之間共享的密鑰A加密。在該情況下，不需要后述的S217中的有效載荷的加密。

在S217中，毫米波AP102通過毫米波控制單元101，與微波控制單元109進(jìn)行VLAN通信。圖4G表示S217中使用的幀的一例子。圖4G所示的幀中包含的有效載荷用毫米波控制單元101和微波控制單元109之間共享的密鑰B加密。再有，在S216的處理中有效載荷部分用密鑰A加密的情況下，S217中有效載荷部分也可以不用密鑰B加密。

基于借出VLAN標(biāo)記ID的虛擬網(wǎng)絡(luò)，被構(gòu)筑在LAN100、IP網(wǎng)113上。因此，進(jìn)行二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)和屬于LAN100的節(jié)點(diǎn)(毫米波終端)的數(shù)據(jù)分離的通信。

在S218中，毫米波控制單元101基于借出資源的有效期限(連接時(shí)間)，進(jìn)行借出資源的過期判定。在借出資源的有效期限到期的情況下，在S219中，毫米波控制單元101對(duì)于毫米波AP102通知借出SSID及借出密鑰的無效。

在S220中，毫米波AP102進(jìn)行將與連接到S219中過期的借出SSID的多頻帶終端107之間的毫米波連接切斷的處理。由此，毫米波AP102及多頻帶終端107能夠正常地切斷毫米波AP102和二次利用毫米波AP102的無線資源的多頻帶終端107之間的連接。例如，在二次利用毫米波AP102的多頻帶終端107從毫米波AP102的毫米波區(qū)域離開，并且借出資源的有效期限到期的情況下，毫米波AP102能夠切換使用借出信息(第1連接信息)連接到毫米波AP102的多頻帶終端107和毫米波AP102之間的毫米波通信。因此，能夠防止多頻帶終端107使用一次發(fā)布的第1連接信息連續(xù)二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)。因此，毫米波AP102能夠避免LAN100的無線資源被連續(xù)壓迫。

以上，說明了通信系統(tǒng)10的各裝置的動(dòng)作。

這樣一來，在本實(shí)施方式中，毫米波控制單元101在屬于毫米波網(wǎng)絡(luò)(LAN100)的毫米波終端105間的公平性的限制條件之下，為了有效利用空閑的無線資源而實(shí)施無線資源的控制。

具體地說，在被請(qǐng)求毫米波網(wǎng)絡(luò)的二次利用的情況下，毫米波控制單元101將可二次利用的空閑資源設(shè)定作為借出資源，并通知給微波控制單元109。這樣一來，通信系統(tǒng)10能夠高效率地二次利用在為了擴(kuò)寬毫米波通信區(qū)域而被高密度地設(shè)置的多個(gè)毫米波AP之中的、屬于毫米波網(wǎng)絡(luò)(LAN100)的節(jié)點(diǎn)(終端)不使用的無線資源(空閑資源)。即，在被請(qǐng)求毫米波網(wǎng)絡(luò)的二次利用的情況下，毫米波控制單元101能夠根據(jù)毫米波網(wǎng)絡(luò)的無線資源的使用狀況，進(jìn)行對(duì)多頻帶終端107分配的(借出)無線資源的控制。

此外，在使多頻帶終端107二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的無線資源的情況下，毫米波控制單元101發(fā)行與屬于毫米波網(wǎng)絡(luò)的毫米波終端用的第2連接信息(SSID/密鑰)不同的第1連接信息(借出SSID、借出密鑰、借出VLAN標(biāo)記ID)。即，在二次利用中，毫米波控制單元101通過發(fā)行臨時(shí)地可使用的借出信息，限定二次利用者，并且可進(jìn)行安全的通信。例如，即使是借出信息被第三者知道的情況，在毫米波網(wǎng)絡(luò)每次被二次利用時(shí)，借出信息的各參數(shù)的值不同，所以能夠防止正常用戶以外的用戶(第三者)連接到毫米波AP。

此外，毫米波控制單元101通過對(duì)于借出資源設(shè)定有效期限，能夠防止無線資源(管理資源)未被釋放造成的無線資源的利用效率的下降。

此外，在與二次利用有關(guān)的初始連接的確立時(shí)，毫米波控制單元101使用多頻帶終端107的位置信息，確定毫米波AP102的初始波束范圍。由此，能夠縮短初始波束范圍的確定所需要的時(shí)間，即，直至確立初始連接為止的時(shí)間。

如以上，在使屬于其他網(wǎng)絡(luò)的終端二次利用毫米波網(wǎng)絡(luò)的無線資源的情況下，本實(shí)施方式能夠安全并且高效率地分配無線資源。此外，本實(shí)施方式能夠縮短至確立二次利用時(shí)的初始連接為止的時(shí)間。因此，在通信系統(tǒng)10中，即使高密度地配置覆蓋范圍較小、指向性較高的毫米波通信區(qū)域，本實(shí)施方式也能夠提高利用效率，能夠增大系統(tǒng)容量。

再有，在圖3中，在S209中多頻帶終端107接受的毫米波許可利用通知中包含借出資源的有效期限(連接時(shí)間)的情況下，與S218中的毫米波控制單元101同樣，多頻帶終端107也可以進(jìn)行借出資源的過期判定。這樣一來，例如，在S220中，即使在多頻帶終端107沒有接受來自毫米波AP102的毫米波通信切斷指示的情況下，多頻帶終端107也能夠檢測(cè)借出資源的過期，所以能夠防止無線資源未被釋放造成的無線資源的利用效率的下降。

以上，一邊參照附圖一邊說明了各種實(shí)施方式，但不言而喻，本發(fā)明不限定于這樣的例子。只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，在權(quán)利要求書所記載的范疇內(nèi)，顯然可設(shè)想各種變更例或修正例，并認(rèn)可它們當(dāng)然屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。此外，在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍中，也可以將上述實(shí)施方式中的各構(gòu)成要素任意地組合。

在上述各實(shí)施方式中，通過用硬件構(gòu)成的例子說明了本發(fā)明，但也可以在與硬件的協(xié)同中通過軟件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

此外，用于上述實(shí)施方式的說明中的各功能塊通常被作為集成電路即LSI來實(shí)現(xiàn)。集成電路控制在上述實(shí)施方式的說明中使用的各功能塊，也可以包括輸入和輸出。這些功能塊既可以被單獨(dú)地集成為單芯片，也可以包含一部分或全部地被集成為單芯片。雖然這里稱為L(zhǎng)SI，但根據(jù)集成程度，可以被稱為IC、系統(tǒng)LSI、超大LSI(Super LSI)、或特大LSI(Ultra LSI)。

此外，集成電路化的方法不限于LSI，也可使用專用電路或通用處理器來實(shí)現(xiàn)。也可以使用可在LSI制造后編程的FPGA(Field Programmable GateArray：現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)，或者使用可重構(gòu)LSI內(nèi)部的電路單元的連接、設(shè)定的可重構(gòu)處理器(Reconfigurable Processor)。

再者，隨著半導(dǎo)體的技術(shù)進(jìn)步或隨之派生的其它技術(shù)，如果出現(xiàn)能夠替代LSI的集成電路化的技術(shù)，當(dāng)然可利用該技術(shù)進(jìn)行功能塊的集成化。還存在著適用生物技術(shù)等的可能性。

<本發(fā)明的總結(jié)>

本發(fā)明的毫米波通信控制方法，其是在構(gòu)成微波網(wǎng)絡(luò)和具有在所述微波網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)置的一個(gè)以上的毫米波接入點(diǎn)的毫米波網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)中的毫米波通信控制方法，包括以下步驟：在控制所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的毫米波通信控制裝置中，從屬于所述微波網(wǎng)絡(luò)的微波通信控制裝置接收包含屬于所述微波網(wǎng)絡(luò)的第1終端產(chǎn)生的所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用請(qǐng)求的第1信號(hào)，在所述第1信號(hào)中包含所述第1終端的位置信息，基于所述第1終端的位置信息，設(shè)定所述一個(gè)以上的毫米波接入點(diǎn)的一個(gè)以上的無線資源之中的、對(duì)所述第1終端分配的無線資源、以及對(duì)所述第1終端的波束范圍，將所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的許可利用、以及用于連接到與所述分配的無線資源對(duì)應(yīng)的第1毫米波接入點(diǎn)的第1連接信息發(fā)送到所述微波通信控制裝置，所述第1連接信息與屬于所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的第2終端用于連接到所述第1毫米波接入點(diǎn)的第2連接信息不同。

在本發(fā)明的毫米波通信控制方法中，所述第1連接信息包含所述第1終端產(chǎn)生的所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用的有效期限，在所述有效期限到期的情況下，在所述毫米波通信控制裝置中，對(duì)于所述第1毫米波接入點(diǎn)通知所述第1連接信息無效。

在本發(fā)明的毫米波通信控制方法中，所述第1連接信息包含表示所述第1毫米波接入點(diǎn)的SSID、在所述第1終端和所述第1毫米波接入點(diǎn)之間的用于毫米波通信的密鑰、以及表示所述第1終端通過所述毫米波網(wǎng)絡(luò)用于連接到所述微波網(wǎng)絡(luò)的虛擬網(wǎng)絡(luò)的ID之中的一個(gè)以上。

本發(fā)明的毫米波通信控制裝置，其是在構(gòu)成微波網(wǎng)絡(luò)和具有在所述微波網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)置的一個(gè)以上的毫米波接入點(diǎn)的毫米波網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)中的、屬于所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的毫米波通信控制裝置，包括：接收單元，從屬于所述微波網(wǎng)絡(luò)的微波通信控制裝置接收包含屬于所述微波網(wǎng)絡(luò)的第1終端產(chǎn)生的所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的利用請(qǐng)求的第1信號(hào)，在所述第1信號(hào)中包含所述第1終端的位置信息；設(shè)定單元，基于所述第1終端的位置信息，設(shè)定所述一個(gè)以上的毫米波接入點(diǎn)的一個(gè)以上的無線資源之中的、對(duì)所述第1終端分配的無線資源、以及對(duì)所述第1終端的波束范圍；以及發(fā)送單元，將所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的許可利用、以及用于連接到與所述分配的無線資源對(duì)應(yīng)的第1毫米波接入點(diǎn)的第1連接信息之中的一個(gè)以上的信息發(fā)送到所述微波通信控制裝置，所述第1連接信息與屬于所述毫米波網(wǎng)絡(luò)的第2終端用于連接到所述第1毫米波接入點(diǎn)的第2連接信息不同。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明適合用于移動(dòng)通信系統(tǒng)。

標(biāo)號(hào)說明

10 通信系統(tǒng)

100 LAN

101 毫米波控制單元

1011 通信單元

1012 設(shè)定單元

102、103 毫米波接入點(diǎn)

1021、1022、1023、1051、1071 毫米波無線單元

104 毫米波網(wǎng)關(guān)

105 毫米波終端

106、108 毫米波通信區(qū)域

107 多頻帶終端

1072 微波無線單元

109 微波控制單元

110 微波基站裝置

111 微波網(wǎng)關(guān)

112 微波通信區(qū)域

113 TP網(wǎng)